(57)【要約】【課題】使用者の残肢形状に完全に一致するようにソケット形状を調整でき、かつ、使用者の残肢形状の変化に合わせて、ソケット形状の再調整を自ら短時間で容易かつ安全に行うことができる固定装置および義肢装具を提供する。【解決手段】固定装置１００は、粉体１１を内部に収容し、内部から外部に前記粉体１１を通過させずに気体を通過させる気体流通口を備え、気密性および弾力性を有する袋体１と、陰圧の付加と、前記陰圧の解除が可能なポンプ４と、前記気体流通口と前記ポンプ４とに接続されたチューブ２と、前記チューブ２に設けられ、気体の通過を遮断可能なバルブ３と、を備える。【選択図】図１
2019058326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を内部に収容し、内部から外部に前記粉体を通過させずに気体を通過させる気体流通口を備え、気密性および弾力性を有する袋体と、
陰圧の付加と、前記陰圧の解除が可能なポンプと、
前記気体流通口と前記ポンプとに接続されたチューブと、
前記チューブに設けられ、気体の通過を遮断可能なバルブと、を備える、
固定装置。
【請求項２】
前記粉体は、前記袋体の内部において、前記粉体を通過させずに気体を通過させる複数のセルに分割されて収容されている、
請求項１に記載の固定装置。
【請求項３】
前記セルは、いずれも前記袋体の義肢接触面およびソケット接触面に面している、
請求項２に記載の固定装置。
【請求項４】
前記粉体は、直径が１０μｍから３ｍｍの粒状体である、
請求項１に記載の固定装置。
【請求項５】
前記粉体は、直径が５０μｍから２０００μｍの粒状体である、
請求項１に記載の固定装置。
【請求項６】
前記粉体は、コーヒー粉、プラスチック、木のいずれか又は組み合わせで構成されている、
請求項１に記載の固定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の固定装置と、
前記固定装置の前記袋体が、開口部の内周面に沿って配置され、人体の一部を挿入可能なソケットと、
接地面を有する足部と、
前記足部と前記ソケットとを接続するパイプと、を備える義肢装具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定装置および当該固定装置を搭載した義肢装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の義肢装具では、義肢装具に設けられたソケット等で残肢を締め付けることで、義肢装具と残肢とが連結され、固定される。残肢のソケット装着部分に大きな力が加えられるため、残肢のソケット装着部分に皮膚・皮下組織・筋肉の障害が生じることがある。
【０００３】
義肢装具のソケット形状と使用者の残肢形状とにわずかでも不一致が生じると、動作時に両者が衝突し、残肢のソケット装着部分に生体組織の損傷、さらには潰瘍や感染が発生し、使用者を苦しめ、生命にかかわる事態も生じうる。
【０００４】
ソケット形状と使用者の残肢形状とに不一致が生じないように、義肢装具のソケットは、使用者の残肢を型取りし、その型を用いてプラスチック等の樹脂で造形されることが多い。しかしながら、使用者の残肢形状は日々変化するため、使用者の残肢形状に完全に一致する義肢装具のソケットを作成することは困難である。
【０００５】
特に、スポーツ選手がスポーツ競技用の義肢装具を装着する場合、スポーツ選手の残肢形状は栄養状態やトレーニング状態により日々変化し、しかも朝と夜とでも残肢形状は大きく変化する。このため、スポーツ競技用の義肢装具においては、残肢形状に完全に一致する義肢装具のソケットを作成することは極めて困難である。
【０００６】
ソケット形状と使用者の残肢形状とに不一致が生じた場合、例えば、義肢装具士が残肢の形状変化に合わせてソケットの形状を再調整する必要がある。また、ゲル構造体や布などをソケットと残肢との間に生じた隙間に挟み込み、形状の不一致の解消を図る場合もある。いずれにしても、ソケット形状と使用者の残肢形状との不一致を解消することは難しく、また、手間や時間がかかる。
【０００７】
特許文献１には、残肢とソケットとの適合具合を調整可能な義肢が記載されている。ソケットに可動部分が設けられており、可動部分を移動させることで、ソケット内の残肢を受けるための空間の容積を調整することができる。使用者の残肢形状が変化しても、その変化に合わせて、ソケットの形状を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１２−５２５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の義肢は、可動部分のみにより形状を調整しているため、調整できる形状範囲に制限があり、使用者の残肢形状に完全に一致するようにソケット形状を調整できるものではない。また、ソケット形状の再調整に手間がかかる点には変わりなく、短時間で自らが容易にできるものではなかった。
【００１０】
上記事情を踏まえ、本発明は、使用者の残肢形状に完全に一致するようにソケット形状を調整でき、かつ、使用者の残肢形状の変化に合わせて、ソケット形状の再調整を自ら短時間で容易かつ安全に行うことができる固定装置および当該固定装置を搭載した義肢装具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の固定装置は、粉体を内部に収容し、内部から外部に前記粉体を通過させずに気体を通過させる気体流通口を備え、気密性および弾力性を有する袋体と、陰圧の付加と、前記陰圧の解除が可能なポンプと、前記気体流通口と前記ポンプとに接続されたチューブと、前記チューブに設けられ、気体の通過を遮断可能なバルブと、を備える。
【００１２】
本発明の義肢装具は、上記の固定装置と、前記固定装置の前記袋体が、開口部の内周面に沿って配置され、人体の一部を挿入可能なソケットと、接地面を有する足部と、前記足部と前記ソケットとを接続するパイプと、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の固定装置および当該固定装置を搭載した義肢装具によれば、使用者の残肢形状に完全に一致するようにソケット形状を調整でき、かつ、使用者の残肢形状の変化に合わせて、ソケット形状の再調整を自ら短時間で容易かつ安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る固定装置および固定装置を搭載した義肢装具の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同固定装置の斜視図である。
【図３】同義肢装具のソケットの開口部の平面図である。
【図４】同固定装置の袋体の内部のセルの構造を示す図である。
【図５】同義肢装具の変形例のソケットの開口部の平面図である。
【図６】実施例で用いた測定装置の平面図である。
【図７】実施例の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る固定装置１００および固定装置１００を搭載した義肢装具２００について、図１から図７を参照して説明する。なお、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜調整されている。
図１は、固定装置１００および固定装置１００を搭載した義肢装具２００の全体構成を示す斜視図である。図２は、固定装置１００の全体構成を示す斜視図である。
【００１６】
固定装置１００は、図１および図２に示すように、袋体１と、チューブ２と、バルブ３と、ポンプ４と、を備える。固定装置１００は、使用者の残肢と義肢装具２００のソケット５とを連結して固定する装置である。
【００１７】
義肢装具２００は、図１に示すように、固定装置１００を内部に配置したソケット５と、パイプ６と、足部７と、を備える。義肢装具２００は、下肢を欠損した使用者が残肢をソケット５に装着して使用する、いわゆる下腿義足である。
【００１８】
袋体１は、気密性と弾性を有する素材、例えばゴムやポリウレタン等、で袋状に形成されており、内部に粉体１１を収容している。また、袋体１の内部空間は、図１に示すように、外部空間に対して密閉されており、袋体１に設けられた気体流通口１４のみにおいて外部空間に連通している。
【００１９】
袋体１は、図２に示すように、弾性変形していない状態では平板のような形状となっており、その状態において板厚方向Ｄに直交する面の一方の面が残肢と接触する残肢接触面（義肢接触面）１ａとなる。残肢接触面１ａの反対側の面は、ソケット５と接触するソケット接触面１ｂである。以降の説明において、板厚方向Ｄと直交する長手方向を第一方向Ｌ、板厚方向Ｄと第一方向Ｌとに直交する短手方向を第二方向Ｗと称する。
【００２０】
袋体１の素材は、汗などの水分が内部の粉体１１に浸透することを防ぐために、防水性を有していることが好ましい。
【００２１】
粉体１１は、コーヒー粉、プラスチック、木などの粒状体で構成されている。複数の種類の粒状体を組み合わせてもよい。粒状体の直径は１０μｍから３ｍｍであり、好ましくは直径は５０〜２０００μｍである。
【００２２】
粉体１１は、粉体１１の密度がある閾値密度まで高められることで、いわゆるジャミング転移現象により流動性を失い、一体として固体的な振る舞いを示す。粉体１１は、上記の粒状体に限定されず、ジャミング転移現象が発生可能な公知の物質から適宜選択して構成してもよい。
【００２３】
袋体１の内部は、図１および図２に示すように、隔壁などの仕切り１２で区切られた１から２０個程度のセル１３（小区画）に分離されている（セル構造もしくはコンパートメント構造）。本実施形態の袋体１は、図２に示すように、８個のセルに分離されている。セル１３とセル１３との仕切り１２は、粉体１１を通過させずに気体を通過させる。
【００２４】
仕切り１２は、図２に示すように、第二方向Ｗに沿って形成されており、袋体１の内部は仕切り１２によって第一方向Ｌに均等に分離されている。すなわち、いずれのセル１３も残肢接触面１ａに面するように、各セル１３が配置されており、残肢接触面１ａに面する部分の面積は、いずれのセル１３もほぼ等しくなっている。
【００２５】
気体流通口１４は、開口１５とフィルター１６とを有する。
開口１５は、図１および図２に示すように、チューブ２と接続されており、チューブ２の内部空間と袋体１の内部空間を接続する。
フィルター１６は、図２に示すように、開口１５の全面を覆うように設けられており、粉体１１を通過させずに気体を通過させる。フィルター１６は、粉体１１が開口１５から外部に流出することを防ぐ。
【００２６】
チューブ２は、図１および図２に示すように、一方の端部が開口１５、他方の端部がポンプ４に接続されている。チューブ２を経由して、袋体１の内部に気体が流入し、また、袋体１の内部から気体が流出する。
【００２７】
バルブ３は、図１に示すように、チューブ２の中間付近に設けられており、スイッチやレバー等で構成されている。バルブ３を操作することで、チューブ２内の気体の通過と遮断を制御することができる。
【００２８】
ポンプ４は、チューブ２を介して袋体１の内部の気体を吸引し、袋体１の内部に陰圧を付加できる。また、気体の吸引を解除して、袋体１の内部の陰圧の解除を行うこともできる。ポンプ４は、市販の注射器等のシリンジのような手動機器でもよく、電池駆動の自動機器であってもよい。ポンプ４は、袋体１の内部の容積にもよるが、１０〜２０ＫＰａ程度の陰圧を袋体１の内部に発生させることができる機能を有していれば十分である。
【００２９】
ソケット５は、残肢と義肢装具２００と連結するための器具であり、図１に示すように、残肢を挿入するための開口部５ａおよび内部空間５ｓを有している。ソケット５は、使用者が残肢をソケット５に挿入した際に、ソケット５と残肢との間に、袋体１を挿入可能な隙間が生じるような形状に形成されている。
【００３０】
図３はソケット５の開口部５ａの平面図である。
固定装置１００の袋体１は、図３に示すように、ソケット５の開口部５ａの内周面に沿って配置される。ここで、袋体１の第一方向Ｌは、開口部５ａの内周方向に一致している。袋体１のソケット接触面１ｂがソケット５の内周面に接触するように配置され、袋体１の残肢接触面１ａは開口部５ａの中心の方向を向いている。
【００３１】
ここで、固定装置１００の袋体１は、ソケット５の開口部５ａの内周面に、接着等により接合されていなくてもよい。ソケット５に残肢を挿入すると同時に袋体１を、ソケット５の開口部５ａの内周面に配置してもよい。また、ソケット５に残肢を挿入した後、ソケット５と残肢との間に生じた隙間に、袋体１を挿入して配置してもよい。
【００３２】
袋体１の第一方向Ｌの長さは、開口部５ａの内周の長さとほぼ同じ、もしくは、それよりも小さい。袋体１の第二方向Ｗの長さは、ソケット５の内部空間５ｓの深さとほほ同じ、もしくは、それよりも小さい。ソケット５の形状によっては、第一方向Ｌの長さより、第二方向Ｗの長さの方が長い場合もある。
【００３３】
パイプ６は、ソケット５と足部７とを接続する剛性の高い長尺部材である。足部７は、接地面を有する足の形をした部材で、床からの反力をパイプ６に伝える機能を有する。パイプ６および足部７は、公知の義肢装具のパイプおよび足部から適宜選択して使用することができる。
【００３４】
次に、固定装置１００および義肢装具２００の動作について説明する。
はじめに、使用者は、袋体１の内圧が大気圧程度になるように、バルブ３を解放しておく。次に、使用者は、図３に示すように、ソケット５の開口部５ａに残肢Ｆをしっかりと挿入する。必要があれば、使用者はカフバンド等を用いて、膝上部からソケット５を懸垂する。
【００３５】
ソケット５と残肢Ｆとの間に配置された袋体１は、内圧が大気圧程度に保たれており、ジャミング転移現象が発生しておらず、粉体１１は流体として振る舞う。そのため、使用者が残肢Ｆを挿入した際、粉体１１は、ソケット５と残肢Ｆの隙間をぴったりと埋めるように移動する。
【００３６】
次に、使用者は、ポンプ４を動作させて袋体１の内部に陰圧を付加する。気密性と弾性を有する袋体１の内容積が実質的には変化がない程度であるが、わずかに小さくなり、粉体１１の密度が、ジャミング転移現象が発生する密度に高まるまで、袋体１の内部に陰圧を付加する。陰圧を付与する作業に要する時間は、数秒程度である。
【００３７】
袋体１の内部に陰圧を付加すると、袋体１の内容積はわずかに小さくなるため、ソケット５と残肢Ｆとの間に隙間が生じる場合がある。こういった場合に備えて、義肢装具２００は隙間を調整可能な締め増し機構をさらに有することが好ましい。締め増し機構には、例えば、面ファスナー、ベルト、結束バンド等のラッチ機構、ワイヤーラッチ機構（Ｂｏａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のＢｏａ  Ｃｌｏｓｕｒｅ  Ｓｙｓｔｅｍ等のダイヤル式機構）が好適に使用できる。隙間が生じた際に、使用者は締め増し機構を用いてソケット５を締め増し、生じた隙間をなくすことができる。
【００３８】
次に、使用者は、バルブ３を閉じてチューブ２の気体を遮断し、袋体１の内部の陰圧を維持する。粉体１１はジャミング転移現象により、流動性を失い、一体として固体的な振る舞いを示す。袋体１は、ソケット５と残肢Ｆとの隙間をぴったりと埋める形状で固まる。すなわち、ソケット５と袋体１とで形成される内部空間は、使用者の残肢形状に完全に一致する。
【００３９】
図４は、袋体１の内部のセル１３の構造を示す図である。図４（ａ）は、セル１３の数が８個の袋体１を示す図であり、図４（ｂ）は、セル１３の数が１個の袋体１を示す図である。
図４（ａ）に示すように、袋体１の内部に複数のセル１３を構築することにより、粉体１１の偏りを防止でき、袋体１全体のジャミング転移状態を安定維持することができる。
一方、図４（ｂ）に示すように、袋体１の内部のセル１３が一個である場合、袋体１の内部で粉体１１が不規則に分布した場合、粉体１１が不足してジャミング転移による固体化の効果が発揮できない箇所が発生する可能性がある。この場合、袋体１は袋体１全体に対して一様な固定効果を発揮できない。
【００４０】
使用者が義肢装具２００を長時間使用していると、残肢Ｆの形状や粉体１１の形状の変化により、ソケット５と袋体１とで形成される内部空間が、使用者の残肢形状に一致しなくなる場合がある。
この場合、使用者は、バルブ３を解放して、ジャミング転移現象の発生を停止させる。その結果、粉体１１は再び流体として振る舞う。使用者は、残肢Ｆを動かすなどして、粉体１１がソケット５と残肢Ｆとの隙間をぴったりと埋めるように移動させる。次に、使用者は、ポンプ４を動作させて袋体１の内部に陰圧を付加して、粉体１１をジャミング転移現象により再び固体化させる。ソケット５と袋体１とで形成される内部空間は、使用者の残肢形状に完全に一致する。短時間で容易に再調整を行うことができる。
【００４１】
義肢装具２００の装着中においても、使用者はバルブ３の開閉操作とポンプ４の操作により容易に粉体１１のジャミング転移状態を可逆的に変化させることができるので、使用者の義肢の形状変化にあわせて装具形状を短時間で容易に最調整することができる。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、袋体１の内部に複数のセル１３が構築されており、粉体１１がセル１３ごとに分離されている。そのため、使用者が義肢装具２００を長時間装着した場合であっても、粉体１１がセル１３を跨いで大きく移動することを防ぐという効果も有している。
【００４３】
袋体１の内部に複数のセル１３を構築する場合、ひとつのセル１３が破損等して、そのセル１３内の粉体１１のジャミング転移現象が崩壊しても、他のセル内の粉体１１がジャミング転移現象を維持していれば、固定装置１００は支持機能を維持できるため、義肢装具２００と残肢Ｆとの連結を一定程度維持することができる。
【００４４】
また、粉体１１は、コーヒー粉、プラスチック、木などの粒状体で構成されているため、仮に袋体１やセル１３が破損して、粉体１１が流出した場合であっても、人体には害がなく安全である。
【００４５】
（実施形態の効果）
本実施形態の固定装置１００および固定装置１００を搭載した義肢装具２００によれば、ポンプ４を動作させて袋体１の内部に陰圧を付加するのみで、容易に使用者の残肢形状に完全に一致するようにソケット形状を調整できる。使用者の残肢形状の変化に合わせて、ソケット形状の調整を自ら容易に実施できる。義肢装具２００と残肢Ｆとの形状のミスマッチを、義肢装具士によらずとも使用者個人が容易に解決できる。
【００４６】
本実施形態の固定装置１００および固定装置１００を搭載した義肢装具２００によれば、粉体１１のジャミング転移の解除は陰圧を維持するためのバルブ３を解放するのみであり、再度ポンプ４により陰圧を与えれば、粉体１１のジャミング転移が再構築されて、ソケット５と袋体１とで形成される内部空間は、使用者の残肢形状に完全に一致する。使用者が義肢装具２００を長時間使用している際に、ソケット５と残肢Ｆとの間に隙間が生じた場合であっても、ソケット形状の再調整を短時間で容易に行うことができる。
【００４７】
本実施形態の固定装置１００および固定装置１００を搭載した義肢装具２００によれば、袋体１の内部に複数のセル１３を構築することにより、粉体１１の偏りを防止でき、袋体１全体のジャミング転移状態を安定維持することができる。また、複数のセル１３に分離した粉体１１のジャミング転移により、義肢装具２００による残肢Ｆの固定の精度向上と把持力向上の効果も有する。
【００４８】
（変形例）
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、固定装置１００は下腿義足である義肢装具２００に使用していたが、固定装置の使用態様はこれに限定されない。固定装置は、大腿義足、股義足、膝義足などの他の義足でもソケットと人体とを連結して固定する用途に使用することができる。また、義手・義指においても、ソケットと人体とを連結して固定する用途に使用することができる。
また、固定装置は、下肢装具と下肢とを固定したり、上肢装具と上肢とを固定したりする用途にも使用することができる。すなわち、ソケットがない装具であっても、人体の一部に固定する必要がある装具に使用することができる。さらに、固定装置は、コルセットを体幹に装着および固定したり、パワースーツを四肢や体幹に装着および固定したりする用途にも使用することができる。歩行支援用や重量物運搬用のパワースーツの場合、腰部や骨盤部に装着および固定する用途に特に好適に使用できる。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、一個の固定装置１００の袋体１がソケット５の内周面に配置されていたが、固定装置の使用態様はこれに限定されない。複数の固定装置を用いて、複数の袋体をソケット５の内周面に配置してもよい。それぞれの袋体の内圧を調整して、配置された場所ごとに最適なジャミング転移体（粉体）の硬さを実現することができる。
【００５１】
図５は、固定装置１００の変形例である固定装置１００Ｂのソケット５Ｂの開口部５Ｂａの平面図である。６個の固定装置１００Ｂを用い、６個の袋体１Ｂをソケット５Ｂの内周面にそって均等に配置している。袋体１Ｂの内部のセルの個数は１個である。６個の袋体１Ｂに、１個のポンプを接続して、６個の袋体１Ｂが一個のポンプを共有してもよい。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、固定装置１００には、一個の袋体１に対して、気体流通口１４とチューブ２とバルブ３とポンプ４が一個ずつ設けられていたが、固定装置の構成態様はこれに限定されない。一個の袋体１に対して、気体流通口１４とチューブ２とバルブ３とポンプ４の組が複数設けられていてもよい。複数のポンプ４により素早く袋体１の内部に陰圧を付加することができる。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、袋体１は弾性変形していない状態では平板のような形状であったが、袋体の形状はこれに限定されない。袋体は、円筒状の細長い形状であってもよく、ソケット５の開口部５ａの内周面に螺旋状に配置されていてもよい。より柔軟な袋体の配置を実現できる。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、袋体１の内部のセル１３は、第一方向Ｌに均等に分離されていたが、セルの形状はこれに限定されない。セルは第一方向Ｌに均等ではなく不規則な間隔で分離されていてもよい。また、仕切りが、第一方向Ｌに沿って形成されており、袋体の内部は仕切りによって第二方向Ｗに分離されていてもよい。ここで、いずれのセルも残肢接触面１ａおよびソケット接触面１ｂの両方に面するように配置されていることが、残肢Ｆの固定の精度向上と把持力向上の観点から好ましい。
【００５５】
例えば、上記実施形態では、ポンプ４はチューブ２に常時取り付けられていたが、ポンプの形態はこれに限定されない。ポンプは、バルブやチューブに着脱可能に構成されていてもよい。袋体１の内部に陰圧を加えるときのみ、バルブやチューブにポンプを装着してバルブを開き、袋体１の内部に陰圧を加えた後にバルブを閉じ、ポンプを取り外してもよい。このように構成すれば、袋体１の内部に陰圧を加えるとき以外は固定装置からポンプを取り外すことができ、ポンプが使用者の運動動作を妨げない。
【００５６】
例えば、上記実施形態では、陰圧の付与や解除は、使用者が固定装置１００の固定や再調整を実施するときのみに行っていたが、固定装置の使用態様はこれに限定されない。固定装置のポンプとして小型電動ポンプを常時装着し、使用者の動作に連動した陰圧の付与や解除を力学的な観点に基づいて行ってもよい。例えば、使用者の力が固定装置１００に対して大きく作用する際に、小型電動ポンプが陰圧をさらに付与する。逆に固定装置１００に対して作用する力が小さくなる際は、小型電動ポンプが陰圧を徐々に解除するような使用態様があげられる。固定装置が必要な際に特に強い固定効果を発揮することができる。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、陰圧の付与は、ポンプ４を用いて行っていたが、陰圧の付与の態様はこれに限定されない。上述の締め増し機構を、ポンプ４の代わりとして、もしくは、ポンプ４の補助として、陰圧の付与に用いてもよい。例えば、使用者は、バルブ３を開き、締め増し機構により、固定装置１００とソケット５と残肢Ｆとを締め付ける。使用者は、その状態でバルブ３を閉じる。この操作により、ポンプを使わずとも、袋体１の内部に陰圧を加えることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。肢とソケットのモデルを用いて、固定装置１００の保持機能の測定を行った。
【００５９】
図６は、実施例で用いた測定装置の平面図である。測定装置は、図６に示すように、中空六角柱構造体Ｈ（肢のモデル）の周りに、中心軸Ａがほぼ同じとなるように中空円柱体Ｃ（ソケット５のモデル）が配置されており、両者の隙間に固定装置１００の袋体が三個配置されている。三個ある袋体１それぞれに加わる力が均等になるよう、図６に示すように、中空六角柱構造体Ｈの断面における六角形の頂点の隣り合う二頂点が一個の袋体１に接するように、三個の袋体１が配置されている。
【００６０】
バルブ３は市販の三方活栓を用いている。また、ポンプ４は市販の注射器を用いている。
【００６１】
中空六角柱構造体Ｈの中空内部には、中空六角柱構造体Ｈを中心軸Ａから傾かせるトルクを加える負荷装置が設置されている。中空六角柱構造体Ｈが中心軸Ａから傾いた角度を「傾き角度」と称す。中空六角柱構造体Ｈがしっかりと固定されていれば、傾き角度は小さくなる。
【００６２】
中空円柱体Ｃの外周には、ホースクランプが設けられており、ホースクランプを用いて中空円柱体Ｃを中心軸Ａに向かう方向に締め付けて、中空円柱体Ｃの内周を縮めることができる。
【００６３】
粉体１１はコーヒー粉を使用しており、袋体１はニトリル手袋の素材を用いて形成されている。測定前には、バルブ３を解放し、大気開放して測定ゲージ圧（内圧）が０．００ｋＰａになるまで待つ。この状態を袋体１の初期状態とする。袋内圧が０．００ｋＰａである状態で、袋体１は中空六角柱構造体Ｈの外周に接触している。初期状態において、中空六角柱構造体Ｈの内径は１５８ｍｍである。
【００６４】
次に、袋体１の内圧が−０．３ｋＰａになるまでホースクランプで締める。このとき、中空六角柱構造体Ｈの内径は１５５ｍｍである。このとき、中空六角柱構造体Ｈと中空円柱体Ｃとは、従来の義肢装具の保持機能に相当する締め付け状態となっている。
【００６５】
次に、注射器により、袋体１の内部に陰圧を加え、バルブ３を閉じる。粉体１１にジャミング転移現象が発生し、一体として固体的な振る舞いをする。その結果、中空円柱体Ｃと袋体１とによる中空六角柱構造体Ｈの保持力は高まる。
【００６６】
図７は、袋体１に加えた陰圧ごとによる測定した「傾き角度」の測定結果を示すグラフである。内圧−５ｋＰａにおいて、傾き角度が減少しており、ジャミング転移成立による保持力の向上が観測された。内圧が−１０ｋＰａのとき、従来の義肢装具の保持機能（傾き角度が０．４ｒａｄ）の２倍の保持機能（傾き角度が０．２ｒａｄ）が観測された。一方、内圧を−１０ｋＰａよりさらに大きくした場合、傾き角度の減少効果の向上は観測されなくなった。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る固定装置は、あらゆる種類の義肢装具や義手道具に使用することができる。さらに、ロボット装具と人体との安定接合にも使用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００，１００Ｂ  固定装置
２００    義肢装具
１，１Ｂ  袋体
１ａ      残肢接触面
１ｂ      ソケット接触面
１１      粉体
１３      セル
１４      気体流通口
１５      開口
１６      フィルター
２        チューブ
３        バルブ
４        ポンプ
５        ソケット
５ａ      開口部
５ｓ      内部空間
６        パイプ
７        足部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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