(57)【要約】【課題】下肢装具において、足関節の背屈動作時の抵抗を一層低減するとともに、Ｃ形ばねの耐久性を高めること。【解決手段】下肢装具が、装着者の足首に取り付ける脚装着部と、装着者の足と共に脚装着部に対して移動可能に脚装着部に連結された足装着部１０と、脚装着部と足装着部とを連結するＣ形ばね２０と、Ｃ形ばねの内部に配置され足装着部に取り付けられた弾性体１６とを具備し、Ｃ形ばねは、その一端部において、装着者の外果の近傍に配置される足装着部に設けられた回転軸１８を中心として回転可能に足装着部に連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の足首に取り付ける脚装着部と、
装着者の足と共に前記脚装着部に対して移動可能に前記脚装着部に連結された足装着部と、
前記脚装着部と前記足装着部とを連結するＣ形ばねと、
前記Ｃ形ばねの内部に配置され前記足装着部に取り付けられた弾性体とを具備し、
前記Ｃ形ばねは、その一端部において、装着者の外果の近傍に配置される前記足装着部に設けられた回転軸を中心として回転可能に前記足装着部に連結されていることを特徴とした下肢装具。
【請求項２】
前記Ｃ形ばねが円弧状に湾曲する板ばねであり、前記弾性体が前記Ｃ形ばねの内径に概ね等しい外径の外周面を有した円筒状の本体を備えている請求項１に記載の下肢装具。
【請求項３】
前記Ｃ形ばねは、前記足装着部に連結されている端部とは反対側の端部で前記脚装着部に固定されている請求項１に記載の下肢装具。
【請求項４】
前記弾性体は平坦面より成る着座面を有し、前記脚装着部は該着座面に当接可能に設けられた当接面を有しており、該当接面は、装着者の足関節が背屈方向に動作するとき前記着座面から離反し、装着者の足関節が底屈方向に動作するとき前記着座面に当接するように形成されている請求項１に記載の下肢装具。
【請求項５】
前記足装着部は、装着者の履く靴に取り付けるベース部を有している請求項１に記載の下肢装具。
【請求項６】
前記弾性体は、前記ベース部に対して平行に配置されるフランジ部を有しており、前記Ｃ形ばねは、該フランジ部と前記ベース部との間に配置される請求項５に記載の下肢装具。
【請求項７】
前記足装着部を装着者の履く靴に取り付けたとき、前記Ｃ形ばねが装着者の下腿部に平行な平面内に配置されるように、前記ベース部を装着者の履く靴の側面に取り付け可能とする固定部材を更に具備する請求項５に記載の下肢装具。
【請求項８】
前記足装着部を装着者の履く靴に取り付けたとき、前記Ｃ形ばねが装着者の足の長軸に対して内転方向に配向されるように、前記ベース部を装着者の履く靴の側面に取り付け可能とする固定部材を更に具備する請求項５に記載の下肢装具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下肢機能障害者の歩行時の足部の背底屈動作を補助する下肢装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、高齢社会の深化に伴い、ロコモティブシンドロームや、サルコペニアによって筋量低下に伴う筋力低下や、歩行、運動機能の低下した高齢者が増加している。こうした高齢者は、転倒の危険や、それに伴う骨折の危険があり、そうした危険を防止するために、高齢者の歩行を工学的にサポートする必要がある。特に、歩行動作の遊脚期における、つま先−地面間のクリアランスを適正に確保することが、つまずきや転倒を防止する上で重要である。特許文献１には、そうした歩行を補助する下肢装具の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０５０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の下肢装具は、小型化と、足部の底屈制動時に下肢装具に作用する上向きの反力を低減することに成功しているが、なお一層の改良が必要である。特に、特許文献１の下肢装具では、足関節の背屈動作時の抵抗を一層低減するとともに、Ｃ形ばねの耐久性を高めることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、装着者の足首に取り付ける脚装着部と、装着者の足と共に前記脚装着部に対して移動可能に前記脚装着部に連結された足装着部と、前記脚装着部と前記足装着部とを連結するＣ形ばねと、前記Ｃ形ばねの内部に配置され前記足装着部に取り付けられた弾性体とを具備し、前記Ｃ形ばねは、その一端部において、装着者の外果の近傍に配置される前記足装着部に設けられた回転軸を中心として回転可能に前記足装着部に連結されている下肢装具が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、装着者の足関節が背屈動作するとき、Ｃ形バネは、その一端において足装着部に対して回転し、Ｃ形ばねは弾性体から離反する。これにより、Ｃ形ばねの変形または歪は特許文献１に記載されているような従来技術よりも小さく、従って、背屈動作に対する抵抗は小さく、大きな背屈動作が可能となる。また、Ｃ形ばねの変形または歪が小さいことから、Ｃ形ばねの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本願発明の好ましい実施形態による足装着部の斜視図である。
【図２】図１の足装着部の正面図である。
【図３】装着者に装着した状態で示す本発明の好ましい実施形態による下肢装具の略示斜視図である。
【図４】図１の足装着部の斜視図であり、弾性体の着脱方法を説明するための図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による下肢装具の作用を説明するための略図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態による下肢装具の作用を説明するための図５と同様の略図である。
【図７】装着者の靴と共に示す略示側面図であり、装着者の靴の側面への足装着部の取付方法を説明するための図である。
【図８】装着者の靴と共に示す装着者の後ろ側から見た略示正面図であり、装着者の靴の側面への足装着部の取付方法を説明するための図である。
【図９】装着者の靴と共に示す上方から見た略示平面図であり、装着者の靴の側面への足装着部の取付方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１〜３を参照すると、下肢装具は、装着者の足に装着され該足と共に装着者の足首に対して相対的に回転する足装着部１０と、装着者の足首に固定される脚装着部と、足装着部１０と脚装着部とを連結するＣ形ばね２０とを具備している。
【０００９】
脚装着部は、装着者の足首６０に装着するカフ５０（図３）、足装着部１０に連結されるカバー１４、および、カフ５０とカバー１４とを連結するフレーム５２（図３）とを含む。カバー１４は概ね円板の部材であり、その外側の側面の中心部から突出する円形の突出部１４ａと、該突出部１４ａとは反対側の側面から突出したボス部２４とを有している。ボス部２４は、概ね直方体形状の部材より成り、その１つの平坦な側面が後述する弾性体１６の着座面１６ａに当接する当接面２４ａとなっている。フレーム５２は、突出部１４ａを受容する開口部５６ａを有した下端部分５６と、カフ５０に固定された上端部分５４と、下端部分５６と上端部分５４とを結合する中間部分５８とを有している。
【００１０】
足装着部１０は、装着者が履く靴１００（図３）に固定される円板状のベース部１２、該ベース部１２に着脱可能に取り付けられる弾性体１６、および、Ｃ形ばね２０の一端（回転端）２０ａを取り付ける回転ピン１８を有している。ベース部１２は、弾性体１６を取り付けるための係止部２８を有している。係止部２８は、ベース部１２において、装着者の靴１００とは反対側の側面から膨出しており、後述する弾性体１６の係合部３０を受容する固定溝２８ａを有している。回転ピン１８はベース部１２から垂直に突出している。
【００１１】
Ｃ形ばね２０の回転端２０ａは、回転ピン１８を中心として回転可能に該回転ピン１８に取り付けられる。Ｃ形ばね２０の他端（固定端）２０ｂはカバー１４のボス部２４に固定される。本実施形態では、Ｃ形ばね２０の固定端２０ｂには、カバー１４のボス部２４に係合する一対のフィンガー２２が設けられている。Ｃ形ばね２０によって、カバー１４とベース部１２とが連結されると、Ｃ形ばね２０は、図１、２に示すように、弾性体１６の外周面に沿って配置される。
【００１２】
弾性体１６は、Ｃ形ばね２０と接触する外周面を有した概ね円筒状の本体と、該本体の一端に設けられベース部１２の固定溝２８ａに係合する係合部３０と、前記本体において係合部３０とは反対側の端部に設けられた円板状のフランジ部２６とを有している。弾性体１６は、また、ボス部２４の当接面２４ａが当接可能に形成された平坦な着座面１６ａを有している。
【００１３】
ここで、図４を参照すると、ベース部１２の固定溝２８ａは、弾性体１６の係合部３０固定溝２８ａに配置して、弾性体１６を矢印Ａで示すようにベース部１２に対して平行にスライドさせることによって、係合部３０が固定溝２８ａに対してアリ溝式に係合、離脱するように形成されている。
【００１４】
弾性体１６をベース部１２に取り付けたとき、フランジ部２６はベース部１２に対して所定の距離をおいて略平行に配置される。フランジ部２６は、ベース部１２に対面する側面とフランジ部２６の外周面との間に形成されたテーパ面２６ａを有している。テーパ面２６ａは、Ｃ形ばね２０が弾性体１６の外周面から離反した後に、該Ｃ形ばね２０が弾性体１６の外周面に正しく復帰することを補助する。
【００１５】
弾性体１６は、軽量で加工性の高い弾性素材から概ね円筒状に形成することができる。弾性体１６の材料としては、例えば三次元プリンタで使用可能なエラストマ、ＮＣ切削加工可能なエラストマ、ゴム等を挙げることができる。弾性体１６を三次元プリンタで形成する場合、最外壁がヒルベルト曲線を有し、内部がハニカム構造を有する円形エラストマであることが好ましく、これにより、弾性体１６が軽量かつ高強度になるため、下肢装具の軽量化を達成しつつ耐久性を向上させることができる。ハニカム構造の充填密度を調整することにより、装着者の前脛骨筋の筋力や症状に応じて底屈制動トルクを調整することが可能である。
【００１６】
以下、図３、５、６を参照して、本実施形態の作用を説明する。
足装着部１０は、図３に示すように、装着者の履いている靴１００の外側の側面において、装着者の外果の近傍に固定される。足装着部１０は、ベース部１２を靴１００の側面に接着剤を用いて固定することができる。あるいは、ベース部１２を靴１００の側面に埋設してもよい。
【００１７】
脚装着部のカフ５０を装着者の足首６０に固定した後、図５において矢印Ｂで示すように装着者の足関節が背屈動作するとき、Ｃ形バネ２０は回転端２０ａにおいて回転ピン１８を中心として回転し、カバー１４のボス部２４の側面が矢印Ｃで示すように弾性体１６の着座面１６ａから離反する。これにより、Ｃ形ばね２０の変形または歪は特許文献１に記載されているような従来技術よりも小さく、従って、背屈動作に対する抵抗は小さく、大きな背屈動作が可能となる。また、Ｃ形ばね２０の変形または歪が小さいことから、Ｃ形ばね２０の耐久性が向上する。
【００１８】
背屈動作の後、図６において、矢印Ｄで示すように装着者の足関節が底屈動作すると、Ｃ形ばね２０は、回転ピン１８を中心として回転して、弾性体１６の本体の外周面に密着する。このとき、弾性体１６のテーパ面２６ａを有したフランジ部２６が、弾性体１６から離反しているＣ形ばね２０が、弾性体１６に対して正しく復帰することを補助する。Ｃ形ばね２０が弾性体１６の本体の外周面に密着した後、更に底屈動作すると、カバー１４のボス部２４の当接面２４ａが、矢印Ｅで示すように弾性体１６の着座面１６ａに当接する。これによって、着座面１６ａが当接面２４ａによって押圧される。これにより、本実施形態によれば、底屈方向の回転に対する抵抗トルクが特許文献１に記載されているような従来技術よりも増大する。
【００１９】
こうして、本実施形態の下肢装具によれば、背屈方向には抵抗が小さく、底屈方向には抵抗が大きくなる。従って、装着者の歩行するとき、装着者の足が地面または床面から離反している遊脚期において、装着者のつま先が垂れ下がることが防止され、つま先−地面間のクリアランスを適正に確保することが可能となる。更に、本実施形態によれば、更に、ボス部２４の当接面２４ａが弾性体１６の平坦な着座面１６ａに当接することによって、足関節が必要以上に底屈してしまうことが防止される。
【００２０】
上述したように、足装着部１０は装着者の靴１００の外側の側面に取り付けられる。そのとき、回転ピン１８が装着者の外果の近傍に配置されるようにする。より好ましくは、足装着部１０は、図７に示すように、回転ピン１８が装着者の外果の頂点Ｐから距離Ｚを以て下方に、かつ、外果の頂点Ｐよりも距離Ｘを以て前方に配置されるように、靴１００の側面に固定される。
【００２１】
また、図８に示すように、ベース部１２が装着者の下腿部とおおむね平行となるように、或いは、ベース部１２つまりＣ形ばね２０が鉛直面Ｖ内に配置されるように、足装着部１０は、装着者の履く靴の側面に固定される。その際、ベース部１２を装着者の靴１００の側面に直接固定してもよいが、ベース部１２と靴１００の側面との間に取付部材７０を介在させるようにしてもよい。
【００２２】
更に、図９に示すように、ベース部１２つまりＣ形ばね２０が装着者の足の長軸Ｌに対して角度αを以て内側に配向されるように、足装着部１０は、装着者の履く靴の側面に固定される。その際、ベース部１２を装着者の靴１００の側面に直接固定してもよいが、ベース部１２と靴１００の側面との間に取付部材８０を介在させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１０    足装着部
１２    ベース部
１４    カバー
１４ａ    突出部
１６    弾性体
１６ａ    着座面
１８    回転ピン
２０    Ｃ形バネ
２０ａ    回転端
２０ａ    一端（回転端）
２０ｂ    固定端
２０ｂ    他端（固定端）
２２    フィンガー
２４    ボス部
２４ａ    当接面
２６    フランジ部
２６ａ    テーパ面
２８    係止部
２８ａ    固定溝
３０    係合部
５０    カフ
５２    フレーム
５４    上端部分
５６    下端部分
５６ａ    開口部
５８    中間部分
６０    足首
７０    取付部材
８０    取付部材
１００    靴
【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】
2019208728.tif 000009
【図８】
2019208728.tif 000010
【図９】
2019208728.tif 000011