(57)【要約】【課題】  一部の関節を残して切断された指を尖端の屈伸機能を備えた状態で再建するための義指屈伸機構を提供する。【解決手段】  断端部ソケット２０の先端部に、回動軸３０、３２周りの回動可能に尖指部リンク１６が取り付けられ、その掌内側２８ａと掌部ソケット２４の掌背側２４ａとの間には、第２回動軸３２よりも掌内側を通って屈曲牽引ワイヤー３４が張られると共に、尖指部リンク１６の掌背側２８ｂと掌部ソケット２４の掌内側２４ｂとの間には、第２回動軸３２よりも掌背側を通って伸展牽引ワイヤー３６が張られていることから、断端部ソケット２０がＭＰ関節１２周りに掌内側に回動させられると、屈曲牽引ワイヤー３４の張力は高められ、伸展牽引ワイヤー３６の張力は低下させられるので、尖指部リンク１６は滑らかに掌内側に回動し屈曲させられる。【選択図】図１
2015146998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰ関節またはＰＩＰ関節を残して切断された指に装着することにより、尖端側の残存関節を利用して作動させられる義指屈伸機構であって、
指残存部に嵌め付けられる断端部ソケットと、
前記尖端側の残存関節よりも元側の手掌部に嵌め付けられる元側ソケットと、
前記断端部ソケットの先端部に前記ＭＰ関節の回動軸と平行に設けられた義指回動軸において、その軸心周りの回動可能に取り付けられた尖指部リンクと、
前記元側ソケットの掌背側と前記尖指部リンクとの間に前記義指回動軸よりも掌内側を通って所定の張力で結ばれる屈曲牽引線、および、前記元側ソケットの掌内側と前記尖指部リンクとの間に前記義指回動軸よりも掌背側を通って所定の張力で結ばれる伸展牽引線の少なくとも一方と
を、含むことを特徴とする指部残存機能を利用した義指屈伸機構。
【請求項２】
前記元側ソケットは、前記ＭＰ関節よりも元側の掌部に嵌め付けられる掌部ソケットであり、
前記尖指部リンクは、前記断端部ソケットの先端部に前記ＰＩＰ関節に対応する位置に前記ＭＰ関節の回動軸と平行に設けられた第１回動軸において、その軸心回りの回動可能に取り付けられた第１リンクと、その第１リンクの先端部にＤＩＰ関節に対応する位置に前記ＭＰ関節の回動軸と平行に設けられた第２回動軸において、その軸心回りの回動可能に取り付けられた第２リンクとからなり、前記屈曲牽引線は前記第１回動軸および前記第２回動軸よりも掌内側を通ってその第２リンクに、前記伸展牽引線は前記第１回動軸および前記第２回動軸の掌背側を通ってその第２リンクにそれぞれ所定の張力で結ばれるものである請求項１の指部残存機能を利用した義指屈伸機構。
【請求項３】
前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線をそれぞれの長さ方向の前後に移動可能な状態で前記第１リンクから離れないように拘束する牽引線拘束部材を含むものである請求項２の指部残存機能を利用した義指屈伸機構。
【請求項４】
前記牽引線拘束部材は、前記第１リンクに前記第１回動軸および前記第２回動軸と平行に設けられた柱状または筒状体であり、前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線の各々は、前記第１回動軸と前記牽引線拘束部材との間およびその牽引線拘束部材と前記第２回動軸との間を通って前記第１リンクの掌内側と掌背側との間を往復するものである請求項３の指部残存機能を利用した義指屈伸機構。
【請求項５】
前記元側ソケットおよび前記尖指部リンクは、内部に前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線が通る貫通孔をそれぞれ備えたものである請求項１または請求項２の義指屈伸機構。
【請求項６】
前記元側ソケットおよび前記尖指部リンクは、粉体造形により製造されたものである請求項５の義指屈伸機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一部の関節を残して切断された指を再建するための義指に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、事故や疾病などによって上肢の一部が失われた場合に、義手を装着してこれを補うことが行われている。義手は、外観の復元のみを目的とした装飾用義手、特定の作業に特化させた作業用義手、ハーネスなどを介して身体の他の部分を利用して任意動作を可能とした能動義手などに分類される。これらのうち装飾用義手は何らの動作を行い得ないもので、機能的な復元を望む場合には作業用義手や能動義手が用いられる。
【０００３】
上記の作業用義手は、専門的な仕事や野外、工場などの重労働に対応できるように、耐久性を重視すると共に、直接強い力を伝達するために、関節継手等の部品を極力排除した単純な構成が望ましい。また、体重を支えるだけでなく、物を動かないように押さえ、あるいは、物体の運搬に耐える強度を保証するために、数十ｋｇの手先負荷に耐えることが望まれる。また、棒状の長尺物などを取り扱うことを可能とするために、手根関節部の回内外にも対応すると共に対象物の断面形状及び直径に合わせて付属品を取り換えできることも望まれる。
【０００４】
上記のような仕様を満足させるため、作業用義手は、断端部ソケット、ハーネス、カフ、手先具より構成される。断端部ソケットは、上肢の断端部を広い面積でカバーする形状を有し、断端部に密着することによって、面圧を低減するとともに、装着時の安定性を確保する部品である。また、ハーネスは、義手を身体に固定、または、懸垂するために用いられるベルト状の部品であり、落下防止を目的として、肩義手、上腕義手、肘義手、前腕義手に利用される。また、カフは、前腕義手において、腕部に装着するバンドであり、ソケットと断端部とを密着させ、手先具に大きな負荷がかかった時に、義手の落下を防ぐことを目的とする部品である。また、手先具は、作業の内容に応じた特殊な形状を有するもので、主にステンレス鋼などの金属から成る。手先具の例としては、鍬や鎌などの柄を固定するための金具、物を抑えるために手先を平面にした金具、または、曲鉤と呼ばれるＣ型金具、双嘴鈎と呼ばれる拇指対立三指軽屈曲把持の形状を有する金具が挙げられる。なお、これらの手先具は可動部分が設けられていても能動的に操作できる機構は備えておらず、その可動部分を他方の手を用いて操作するようになっている。
【０００５】
また、前記の能動義手は、装着した作業用義手の手先具の可動部を自ら動かすことができるように構成された機械装置であり、例えば双嘴鈎などを肩の関節の姿勢などの体の動き（例えば、肩の前後運動や肩甲骨の開閉運動）、あるいは電気や空気圧などの力を手先具に連結されたワイヤーなどに伝達して開閉可能にしたものである。
【０００６】
上記の能動義手は、前記作業用義手の構成部品を基本とするが、例えば、肘よりも上位の切断の場合には、肘関節の屈曲伸展の機能を実現するために、上腕基部、肘関節、前腕基部が必要になる。上腕基部および前腕基部は、関節と関節とを接続する部品である。関節部品は、カーボンクロスまたはグラスクロスで包含され、これが上腕部または前腕部の型に合わせて接着固定されることにより、腕の外形と関節部品とが一体成型され、強度が確保されている。
【０００７】
また、関節継手は、対応する関節に応じて、肩継手・肘継手・手継手などがある。肘継手はラチェット機構によって任意の角度で関節角を固定可能としたもので、ラチェットの開閉は、例えば肩の上下運動を蛇管ワイヤーにより伝達して行われる。また、手継手は手先具の回内外の姿勢調整を可能とするもので、摺動抵抗が強めに調整される。なお、このような能動義手では、手先具の上に装飾用グローブを被せて外見を復元することも行われる。
【０００８】
上肢切断において、最も多いのは、指または掌の切断や欠損である。この手掌部の切断や欠損においては、関節の運動機能や感覚の機能が残されている場合が多く、様々な機能再建の可能性がある。手指の残存機能を活用する試みは、手の外科学会やマイクロサージャリ―学会を中心に多数の事例が報告されているが、近年の外科的治療の進歩は目覚ましく、特に、鋭利な刃物等による切断事例では切断片を接合する回復術で高い生着率を得られるまでに至っている。その一方で、磨滅損傷などの重篤な切断状態の場合には、未だ再建の道は遠い状況にある。義肢装具による機能回復はこのような場合に有効な選択肢となるべきであるが、能動義手の技術は立ち遅れているため種々の症例に殆ど対応できていないのが現状である。そのため、柄を太くしたり残存部に引っ掛かるように成形したスプーンや、ピンセット型の箸等の自助具が、一部の福祉工房などでオーダーメイド製作されて用いられているが、できることが単一の機能に限定されてしまうことや、不自然な外観となる等の点で機能面や外観面で十分とは言えず、また、機能の割に高価であるため普及していない。
【０００９】
これに対して、指切断の症例に適用可能な可動式義指が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。この可動式義指は、指の付け根の関節である中手指節関節（ｍｅｔａｃａｒｐｏｐｈａｌａｎｇｅａｌ ｊｏｉｎｔ；以下「ＭＰ関節」という）より遠位の指切断に対して、ＭＰ関節の屈曲に連動して近位指節間関節（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｉｎｔｅｒｐｈａｌａｎｇｅａｌ ｊｏｉｎｔ；以下「ＰＩＰ関節」という）および遠位指節間関節（ｄｉｓｔａｌ ｉｎｔｅｒｐｈａｌａｎｇｅａｌ ｊｏｉｎｔ；以下「ＤＩＰ関節」という）を屈曲させる機構を組み込んだものである。この可動式義指では、ＭＰ関節の屈曲運動を、偏心リンク機構を用いてＰＩＰ関節およびＤＩＰ関節に伝達することにより、指先の回転運動を発生させている。これは、米国 ＤｉｄｒｉｃｋＭｅｄｉｃａｌ社からＸ−Ｆｉｎｇｅｒという名称で製品化されている。
【００１０】
また、圧力弾性的にまたは曲げ弾性的に力伝達手段を介して結合されている駆動装置によって義指が少なくとも１つの回動軸を中心として可動とされた義手が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。この義指は、駆動装置に剛性的に連結されていたことから自然な動きが得られなかった従来構造に対して、力を受けた義指が弾性的にたわむことで自然な動きを実現したものである。また、一層自然な義指の動きを実現するために、本体と義指とを第１の回動軸周りの回動可能に連結する第１の駆動装置に加えて、義指の少なくとも一部分を第２の回動軸を中心として第１の回動軸に対し相対的に回動可能にする第２の駆動装置が義指に備えられた義手が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。また、同様な目的で、本体に取り付けられた複数の義指が駆動装置によって、本体の方へおよび互いに向かって可動であり、且つ、少なくとも２本の義指が、本体に対する異なった調整角度範囲を動くようにされた義手が提案されている（例えば、特許文献４を参照。）。これら特許文献２〜４に記載された義手は駆動装置を備えており、例えば、遠隔操作あるいは筋電信号により動かされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００７−５０２６５０号公報
【特許文献２】特表２００９−５１９７９５号公報
【特許文献３】特表２００９−５１９７９６号公報
【特許文献４】特表２００９−５１９７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、日常生活や業務遂行の上で、指が関与する手掌部の機能として、摘み機能や握り機能などが挙げられる。これらの機能を実現するためには、指のＭＰ関節、ＰＩＰ関節、ＤＩＰ関節をそれぞれ能動的に且つ適宜連動して動かすことができるように構成することが必要となる。もっとも、例えば日常生活における物体把持では、各関節は必ずしも全て連動するわけではない。例えば、示指（第二指）と中指（第三指）については、尖指つまみが圧倒的に多いので、ＰＩＰ関節、ＤＩＰ関節は伸展の姿勢で固定した方が、尖指つまみが安定するため、関節連動機構は必要がない。これに対して、環指（第四指）と小指（第五指）については、握り込みの動作が多いため、関節連動機構がある方が、物体の安定把持を行いやすく好ましい。
【００１３】
したがって、手掌部での切断に対しては、再建しようとする指の種類や重視する使用目的等に応じて、各関節の可動性、能動的な動作の可否、あるいは各関節相互の連動性を実現することが求められる。前記各特許文献に記載されている義肢は、このような要求に応えて、各関節を可動且つ連動するように構成したものである。
【００１４】
しかしながら、前記特許文献１に記載された可動式義指は、個々の指に偏心リンク機構を備えることで関節を動かすものであるため、比較的重くなる問題がある。また、機構的にも複雑になり、しかも、小寸法の部品に高強度が求められることから、製造費用が高額になる問題もあった。
【００１５】
また、前記特許文献２〜４に記載されている義手は、駆動装置を備えていて、遠隔操作あるいは筋電信号を利用するように構成されているため、重く且つ大掛かりになる。また、何れの方法で駆動されても手本来の自然な動きを得ることは困難であった。また、この義手は、駆動装置を掌部に備えることから、指切断の症例に対しては適用が困難である。そのため、指切断の症例に適用可能で、各関節が連動して可動するように構成された簡便且つ軽量の義指が求められていた。
【００１６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、一部の関節を残して切断された指を尖端の屈伸機能を備えた状態で再建するための義指屈伸機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、ＭＰ関節またはＰＩＰ関節を残して切断された指に装着することにより、尖端側の残存関節を利用して作動させられる義指屈伸機構であって、（ａ）指残存部に嵌め付けられる断端部ソケットと、（ｂ）前記尖端側の残存関節よりも元側の手掌部に嵌め付けられる元側ソケットと、（ｃ）前記断端部ソケットの先端部に前記ＭＰ関節の回動軸と平行に設けられた義指回動軸において、その軸心周りの回動可能に取り付けられた尖指部リンクと、（ｄ）前記元側ソケットの掌背側と前記尖指部リンクとの間に前記義指回動軸よりも掌内側を通って所定の張力で結ばれる屈曲牽引線、および、前記元側ソケットの掌内側と前記尖指部リンクとの間に前記義指回動軸よりも掌背側を通って所定の張力で結ばれる伸展牽引線の少なくとも一方とを、含むことにある。
【発明の効果】
【００１８】
このようにすれば、断端部ソケットの先端部に、ＭＰ関節の回動軸と平行な義指回動軸周りの回動可能に尖指部リンクが取り付けられ、その尖指部リンクと手掌部の適宜の位置に嵌め付けられた元側ソケットとの間には、その尖指部リンクと元側ソケットの掌背側とを義指回動軸よりも掌内側を通って結ぶ屈曲牽引線、および、尖指部リンクと元側ソケットの掌内側とを義指回動軸よりも掌背側を通って結ぶ伸展牽引線の少なくとも一方が所定の張力で設けられていることから、前者の屈曲牽引線が設けられている場合においては、断端部ソケットがＭＰ関節周りに掌内側に回動させられると、元側ソケットと断端部ソケットとの掌背側における間隔が広げられる。そのため、元側ソケットの掌背側に接続された屈曲牽引線の張力が高められるので、その屈曲牽引線が義指回動軸よりも掌内側を通って接続された尖指部リンクには掌内側に引っ張り力が作用する。この結果、断端部ソケットの掌内側への回動に伴って、尖指部リンクは滑らかに掌内側に回動し、断端部ソケットに対して掌内側に屈曲させられることになる。一方、後者の伸展牽引線が設けられている場合においては、このように屈曲した状態から反対に断端部ソケットが掌背側に回動させられると、元側ソケットと断端部ソケットとの掌内側における間隔が広げられる。そのため、元側ソケットの掌内側に接続された伸展牽引線の張力が高められるので、その伸展牽引線が義指回動軸よりも掌背側を通って接続された尖指部リンクには掌背側に引張力が作用する。この結果、断端部ソケットの掌背側への回動に伴って、尖指部リンクが滑らかに掌背側に回動し、断端部ソケットに対して掌背側に伸展させられることになる。
【００１９】
したがって、本発明の屈伸機構を備えた義指を、切断された指の残存部に装着すると、屈曲牽引線が設けられている場合においては、その残存関節を屈曲させると、その残存関節の屈曲動作に伴って尖指部リンクが滑らかに屈曲動作し、また、伸展牽引線が設けられている場合においては、残存関節を伸展させると、その残存関節の伸展動作に伴って尖指部リンクが滑らかに伸展動作する。以上により、一部の関節を残して切断された指を尖端の屈伸機能を備えた状態で再建するための義指が得られる。このように屈曲および伸展が行われることから、屈曲牽引線および伸展牽引線の何れか一方のみが備えられている場合においては、その一方のみに対応する機能が得られるが、双方が備えられている場合には、断端部の屈伸動作に伴って義指の屈伸動作が共に得られることになる。
【００２０】
なお、屈曲牽引線および伸展牽引線の双方が備えられる場合において、それらのうち断端部の屈伸に伴って張力が高められるものの他方は、反対に張力が低下させられることとなるので、双方が備えられていても、張力が作用している一方による屈伸動作を他方が妨げることはない。また、屈曲牽引線および伸展牽引線の一方のみが設けられる場合においては、欠けている側にバネやゴムなどの弾性体を設けて引張力が作用するようにしてもよい。このようにすれば、断端部の屈伸何れかを、その弾性体の引張力に抗して動作させる必要が生ずるが、屈伸の何れにおいても義指を能動的に動作させ得る。
【００２１】
ここで、好適には、（ｂ’）前記元側ソケットは、前記ＭＰ関節よりも元側の掌部に嵌め付けられる掌部ソケットであり、（ｃ’）前記尖指部リンクは、前記断端部ソケットの先端部に前記ＰＩＰ関節に対応する位置に前記ＭＰ関節の回動軸と平行に設けられた第１回動軸において、その軸心回りの回動可能に取り付けられた第１リンクと、その第１リンクの先端部にＤＩＰ関節に対応する位置に前記ＭＰ関節の回動軸と平行に設けられた第２回動軸において、その軸心回りの回動可能に取り付けられた第２リンクとからなり、前記屈曲牽引線は前記第１回動軸および前記第２回動軸よりも掌内側を通ってその第２リンクに、前記伸展牽引線は前記第１回動軸および前記第２回動軸よりも掌背側を通ってその第２リンクにそれぞれ所定の張力で結ばれたものである。このようにすれば、尖指部リンクが第２回動軸において相対回動可能な第１リンクおよび第２リンクより成り、屈曲牽引線は第１回動軸および第２回動軸よりも掌内側を通って、伸展牽引線は第１回動軸および第２回動軸よりも掌背側を通ってその第２リンクにそれぞれ結ばれていることから、掌部ソケット（すなわち元側ソケット）に対して断端部ソケットを掌内側に回動させ、あるいは、その状態から掌背側に回動させると、その回動に伴って第１リンクおよび第２リンクが掌内側に滑らかに屈曲させられ、あるいは掌背側に滑らかに伸展させられる。したがって、尖指部リンクが２関節に構成された場合にも滑らかな屈伸動作が実現されるので、本発明は、ＤＩＰ関節のみが失われた場合に限られず、ＰＩＰ関節およびＤＩＰ関節の２関節が失われた場合にも、好適に適用される。
【００２２】
また、好適には、前記義指屈伸機構は、前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線をそれぞれの長さ方向の前後に移動可能な状態で前記第１リンクから離れないように拘束する牽引線拘束部材を含むものである。このようにすれば、尖指部リンクが２関節に構成される場合にも、屈曲牽引線および伸展牽引線のうち断端部ソケットの回動に伴って張力が低下させられた一方が第１リンクから離れないので、屈伸動作の復帰時に屈曲牽引線および伸展牽引線が引っ掛かって戻りにくくなることが抑制される。
【００２３】
また、好適には、前記牽引線拘束部材は、前記第１リンクに前記第１回動軸および前記第２回動軸と平行に設けられた柱状または筒状体であり、前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線の各々は、前記第１回動軸と前記牽引線拘束部材との間およびその牽引線拘束部材と前記第２回動軸との間を通って前記第１リンクの掌内側と掌背側との間を往復するものである。牽引線拘束部材は、屈曲牽引線および伸展牽引線を拘束できるものであれば、適宜の構造のものを用い得るが、このような柱状または筒状のものが簡便で好ましい。
【００２４】
また、好適には、前記元側ソケットおよび前記尖指部リンクは、内部に前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線が通る貫通孔をそれぞれ備えたものである。このようにすれば、屈曲牽引線および伸展牽引線は、断端部ソケットの回動に伴ってその張力が低下させられても、そのまま貫通孔内に保持されるので、屈伸動作の復帰時にそれらが引っ掛かって戻りにくくなることが抑制される。すなわち、この態様では、上記貫通孔を備えた元側ソケットおよび尖指部リンクが牽引線拘束部材を兼ねている。
【００２５】
また、好適には、前記元側ソケットおよび前記尖指部リンクは、粉体造形により製造されたものである。３Ｄプリンタ等を用いた粉体造形によれば、外形を形成すると同時に容易に貫通孔を形成することができる利点がある。
【００２６】
また、好適には、前記尖指部リンクは全体が柔軟性を有する材料で構成される。このようにすれば、義指を用いて摘み動作等を行った場合に物体表面から尖指部リンクに加えられた力によって、その尖指部リンクが全体的に変形することにより、その力が断端部ソケットが嵌め付けられた指残存部に伝達される。したがって、指残存部の触覚によって摘み動作により物体に加えられた力や、その物体表面の硬さなどを感知することができる。
【００２７】
また、本発明は、少なくともＭＰ関節が残存する場合に、その屈伸動作を利用して指尖端の屈伸動作を行わせるものであるが、ＭＰ関節まで失われている場合にも電動義手に適用すれば、その再建されたＭＰ関節の屈伸動作を指尖端まで伝達して滑らかな屈伸動作を実現できる利点がある。
【００２８】
また、好適には、前記屈曲牽引線および前記伸展牽引線は、それぞれ複数本で構成される。これら屈曲牽引線および伸展牽引線は、それぞれ１本が備えられていれば失われた関節以遠の尖指部リンクの屈伸動作を行わせ得るが、複数本を備えるものとすれば、一層大きな力を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例の義指の構成を説明する断面図である。
【図２】図１の義指の全体を示す平面図である。
【図３】図１の義指を手に装着した状態で示す図である。
【図４】図１の義指の摘み動作を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施例の義指の構成を説明する側面図である。
【図６】図５の義指の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化あるいは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００３１】
図１は、本発明の一実施例の義指１０を断面にて示す図であり、図２は、これを平面視にて示す図である。義指１０は、一本の指がＭＰ関節１２を残して欠損した手に適用されるもので、その指の欠損部分に対応する尖指部リンク１６と、指の断端部１８に嵌め着けるための断端部ソケット２０と、手の掌部２２に嵌め着けるための掌部ソケット２４とを備えている。
【００３２】
前記断端部ソケット２０は、例えば熱可塑性或いは熱硬化性樹脂等から成るもので、積層構造または一体成形され、指の断端部１８が密着した状態で嵌め入れられるように略筒状を成している。図１に示すように、この断端部ソケット２０は、その全体が欠損した指のＭＰ関節１２よりも先端側に位置する寸法に構成されている。断端部ソケット２０の内周側には、断端部１８を保護するためのクッション材などが適宜設けられている。
【００３３】
また、前記尖指部リンク１６は、断端部ソケット２０と同様な金属あるいは樹脂などから成るもので、指の断端部１８に続く部分を模した第１リンク２６と、その先に続く指先端部を模した第２リンク２８とを備えている。第１リンク２６は、筒状乃至は周方向の一部（例えば指の腹側）が開放された略筒状を成し、ＰＩＰ関節に対応する第１回動軸３０周りの回動可能に前記断端部ソケット２０の先端部に取り付けられている。また、第２リンク２８は、筒状乃至は中実に構成されており、ＤＩＰ関節に対応する第２回動軸３２周りの回動可能にその第１リンク２６の先端部に取り付けられている。そのため、義指１０の尖指部リンク１６は、断端部ソケット２０に対して、その第１リンク２６および第２リンク２８がそれぞれ独立して回動可能な連結状態となっている。
【００３４】
本実施例においては、上記の第１回動軸３０および第２回動軸３２が義指回動軸に対応し、これらは何れも軸心方向がＭＰ関節１２と略平行になるように設けられている。
【００３５】
また、前記掌部ソケット２４は、断端部ソケット２０と同様な金属あるいは樹脂などから成るもので、図示しないバンドなどの締め付け具を用いて手の掌部２２に確実に固定されるようになっている。本実施例においては、この掌部ソケット２４が元側ソケットに対応する。
【００３６】
また、前記の第１リンク２６および上記の掌部ソケット２４との間には、両端部がそれらにそれぞれ固定された一対の屈曲牽引ワイヤー３４，伸展牽引ワイヤー３６が設けられている。これらワイヤー３４，３６は、後述するような動作が繰り返されても伸びや切れが生じ難いものを用いる。例えば、伸縮性が１〜２％程度で耐摩耗性が高い特性を有し釣り糸に用いられるＰＥライン（すなわち、超高分子量ポリエチレンからなるより糸）等を用いる。
【００３７】
屈曲牽引ワイヤー３４は、掌部ソケット２４の掌背側２４ａと第２リンク２８の掌内側２８ａとの間を結ぶものである。第１リンク２６の第１回動軸３０および第２回動軸３２との間には、それらと平行にワイヤー拘束ピン３８が設けられている。掌部ソケット２４の掌背側２４ａに取り付けられた屈曲牽引ワイヤー３４は、第１回動軸３０と断端部１８との間を通って掌内側に回り、第１回動軸３０とワイヤー拘束ピン３８との間を通って掌背側に回り、更に、ワイヤー拘束ピン３８と第２回動軸３２との間を通って掌内側に回り、第２リンク２８の掌内側２８ａに接続されている。すなわち、屈曲牽引ワイヤー３４は、第１回動軸３０および第２回動軸３２よりも掌内側を通って設けられている。
【００３８】
また、掌部ソケット２４の掌内側２４ｂに取り付けられた伸展牽引ワイヤー３６は、第１回動軸３０と断端部１８との間を通って掌背側に回り、第１回動軸３０とワイヤー拘束ピン３８との間を通って掌内側に回り、更に、ワイヤー拘束ピン３８と第２回動軸３２との間を通って掌背側に回り、第２リンク２８の掌背側２８ｂに接続されている。すなわち、伸展牽引ワイヤー３６は、第１回動軸３０および第２回動軸３２よりも掌背側を通って設けられている。
【００３９】
また、前記屈曲牽引ワイヤー３４は、前記第２リンク２８の第２回動軸３２よりも掌内側の位置に固定されており、前記伸展牽引ワイヤー３６は、前記第２リンク２８の第２回動軸３２よりも掌背側の位置に固定されている。
【００４０】
なお、図１においては、理解が容易なように屈曲牽引ワイヤー３４および伸展牽引ワイヤー３６を緩めた状態で描いているが、これら２本の牽引ワイヤー３４，３６は、何れもＭＰ関節１２の動きを妨げない程度の張力を以て緩み無く張られているもので、第１回動軸３０、第２回動軸３２、ワイヤー拘束ピン３８に押しつけられた状態にある。これら牽引ワイヤー３４，３６は、図２に示すように、例えば指の幅方向中央部を通るように設けられている。
【００４１】
なお、図示は省略するが、義指１０には、必要に応じて装飾用の外装材が設けられて、その構成部材を覆い隠し、他者に対する違和感を軽減させると共に、可動部分を保護する。
【００４２】
このように構成された義指１０は、図３に示すように手４０に装着して用いられる。図３は、右手示指がＭＰ関節１２を残して欠損した場合を示しており、その断端部１８に断端部ソケット２０が嵌め着けられると共に、掌部２２に掌部ソケット２４が嵌め着けられることで、義指１０が手４０に装着されている。
【００４３】
上記の装着状態において、図４に示すように示指のＭＰ関節１２を屈曲させると、そのＭＰ関節１２の位置では、掌背側が伸び、反対に掌内側が縮むので、掌部ソケット２４と断端部ソケット２０との掌背側における間隔が広げられると共に掌内側における間隔が縮められる。そのため、そのＭＰ関節１２の位置で掌背側に位置する屈曲牽引ワイヤー３４には引っ張り力が作用し、反対に、掌内側に位置する伸展牽引ワイヤー３６に作用する張力は低下する（すなわち緩む）。
【００４４】
このとき、屈曲牽引ワイヤー３４は、第１回動軸３０および第２回動軸３２よりも掌内側に位置するように、第１回動軸３０、ワイヤー拘束ピン３８、第２回動軸３２の間を通って第２回動軸３２よりも第２リンク２８の掌内側２８ａに接続されていることから、その第２リンク２８には掌内側への引っ張り力が作用することになる。一方、伸展牽引ワイヤー３６は、第１第１回動軸３０、ワイヤー拘束ピン３８、第２回動軸３２の間を通って第２回動軸３２よりも第２リンク２８の掌背側２８ｂに接続されていることから、その第２リンク２８の掌背側への引っ張り力は低下する。この結果、第２リンク２８は、このようにして生じた張力の差に従って、すなわち、ＭＰ関節１２の屈曲量に応じて、掌内側に屈曲することになる。
【００４５】
また、上記の屈曲牽引ワイヤー３４に作用する引っ張り力は、第１回動軸３０とワイヤー拘束ピン３８との間においても、掌部ソケット２４の掌背側２４ａと第２リンク２８との距離が縮められるように、第１回動軸３０に対してワイヤー拘束ピン３８を掌内側に回動させる方向に作用する。この結果、前記第１リンク２６も、ＭＰ関節１２の屈曲量に応じて、第１回動軸３０周りに掌内側に回動させられることになる。このようにして、ＭＰ関節１２の屈曲動作により、ＰＩＰ関節に対応する第１回動軸３０およびＤＩＰ関節に対応する第２回動軸３２がその屈曲量に応じて滑らかに屈曲動作させられる。
【００４６】
上記の屈曲状態から、反対にＭＰ関節１２を伸展動作させると、第１回動軸３０および第２回動軸３２よりも掌内側を通る屈曲牽引ワイヤー３４が緩み、第１回動軸３０および第２回動軸３２よりも掌背側を通る伸展牽引ワイヤー３６が引っ張られることとなる。そのため、ＭＰ関節１２の伸展動作に同期して、第１回動軸３０および第２回動軸３２が滑らかに伸展動作させられる。本実施例によれば、このようにして、欠損した指に残存するＭＰ関節１２を屈伸させるだけで、尖指部の自然な屈伸動作が得られる。
【００４７】
なお、屈曲牽引ワイヤー３４，伸展牽引ワイヤー３６は、それぞれ複数本で構成することもできる。ワイヤー本数を増すことにより、ＭＰ関節１２を屈伸させるために必要な力が増すが、指の屈伸動作の際に尖指部リンク１６に伝達される力を高めることができる。
【００４８】
要するに、本実施例によれば、断端部ソケット２０の先端部に、ＭＰ関節１２の回動軸と平行な第１回動軸３０および第２回動軸周りの回動可能に尖指部リンク１６が取り付けられ、その尖指部リンク１６の掌内側２８ａと掌部ソケット２４の掌背側２４ａとの間には、第２回動軸３２よりも掌内側を通って屈曲牽引ワイヤー３４が張られると共に、尖指部リンク１６の掌背側２８ｂと掌部ソケット２４の掌内側２４ｂとの間には、第２回動軸３２よりも掌背側を通って伸展牽引ワイヤー３６が張られていることから、断端部ソケット２０がＭＰ関節１２周りに掌内側に回動させられると、掌部ソケット２４と断端部ソケット２０との掌背側における間隔が広げられると共に掌内側における間隔が縮められる。
【００４９】
そのため、掌部ソケット２４の掌背側に接続された屈曲牽引ワイヤー３４の張力は高められると共に、掌内側に接続された伸展牽引ワイヤー３６の張力は低下させられるので、第１回動軸３０よりも掌内側を通って屈曲牽引ワイヤー３４が、第１回動軸３０よりも掌背側を通って伸展牽引ワイヤー３６が、それぞれ接続された尖指部リンク１６の第２リンク２８には掌内側に引っ張り力が作用する。この結果、断端部ソケット２０の掌内側への回動に伴って、尖指部リンク１６は滑らかに掌内側に回動し、断端部ソケット２０に対して掌内側に屈曲させられることになる。この状態から反対に断端部ソケット２０が掌背側に回動させられると、掌内側への回動の場合と反対の働きにより、尖指部リンク１６に掌背側への引っ張り力が作用し、断端部ソケット２０の掌背側への回動に伴って、尖指部リンク１６が滑らかに掌背側に回動し、断端部ソケット２０に対して掌背側に伸展させられることになる。
【００５０】
したがって、本実施例の屈伸機構を備えた義指１０を、切断された指の断端部１８に装着して、その残存関節（ＭＰ関節１２）を屈曲させると、その屈曲動作に伴って尖指部リンク１６が滑らかに屈曲動作し、この状態から反対に残存ＭＰ関節１２を伸展させると、その伸展動作に伴って尖指部リンク１６が滑らかに伸展動作する。以上により、一部の関節を残して切断された指を尖端の屈伸機能を備えた状態で再建するための義指１０が得られる。
【００５１】
図５、図６は、本発明の他の実施例の義指４０の構成を説明するためのそれぞれ側面図、平面図である。義指４０は、指の欠損部分に対応する尖指部リンク４２と、指の断端部１８に嵌め着けるための断端部ソケット４４とを備えている。この義指４０にも、手の掌部２２（図１、図３参照）に嵌め着けるための掌部ソケットが備えられているが、前記義指１０と同様に構成されるものであるので、省略する。
【００５２】
上記断端部ソケット４４は、例えば熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂等から成るもので、例えば、３Ｄプリンタ等を用いて粉体造形により形成されており、それぞれ一対の屈曲牽引ワイヤー４６，４６および伸展牽引ワイヤー４８，４８がそれぞれ通される貫通孔５０，５０，５２，５２と、尖指部リンク４２と係合させられるための半円柱状の突起５４とを備えている。この突起５４の外周面は断端部１８のＭＰ関節１２に沿った方向に伸びるように設けられている。
【００５３】
上記の貫通孔５０，５２は、何れも断端部ソケット４４の中央部に設けられた切欠き部で中間部が断たれ、断端部１８側の開口と、尖指部リンク４２側の開口とは、突起５４を挟んで互いに反対側になるように形成されている。すなわち、これら貫通孔５０，５２は、それぞれ一対の屈曲牽引ワイヤー４６，４６と伸展牽引ワイヤー４８，４８とが、突起５４よりも断端部１８側の位置で交差して掌背側と掌内側の位置関係が変わるように、両側面近傍に形成されている。また、突起５４には、その頂部から断端部１８側に向かって貫通する一対の糸通孔５６，５６が設けられている。これら糸通孔５６，５６は、突起５４の頂部に向かうに従って図５における上下方向（すなわち、掌背側から掌内側に向かう方向）に次第に広がるように形成されている。なお、図５、図６においては、断端部ソケット４４が断端部１８の端面に突き合わされるように設けられているが、義指１０と同様に断端部１８が密着した状態で嵌め入れられるように略筒状に構成されてもよい。
【００５４】
また、前記尖指部リンク４２は、義指１０と同様に、熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂等から成るもので、同様に３Ｄプリンタ等を用いた粉体造形により形成されており、指の断端部１８に続く部分を模した第１リンク５８と、その先に続く指先端部を模した第２リンク６０とを備えている。これら第１リンク５８および第２リンク６０は、何れも指の対応する部分の形状を模した外形を備えて略柱状を成し、その中央部には、掌背側から掌内側に貫通するバネ収容孔６２，６４がそれぞれ備えられている。
【００５５】
上記の第１リンク５８には、断端部ソケット４４側に前記突起５４に嵌め合わされる半円筒面形状の凹所６６が備えられると共に、第２リンク６０側に前記突起５４と同様な半円柱状の突起６８が備えられている。また、第１リンク５８には、前記バネ収容孔６２内から凹所６６に貫通する一対の糸通孔７０，７０が、前記糸通孔５６，５６の延長線上に位置するように設けられると共に、そのバネ収容孔６２から突起６８の頂部に貫通する糸通孔７２が設けられている。この糸通孔７２は、前記糸通孔５６と同様に、先端部に向かうに従って広がるように形成されている。また、バネ収容孔６２よりも掌内側には、前記屈曲牽引ワイヤー４６が通される貫通孔７４，７４が、掌背側には、前記伸展牽引ワイヤー４８が通される貫通孔７６，７６が何れも両側面近傍に形成されている。これら貫通孔７４，７６は、それぞれ前記断端部ソケット４４の貫通孔５０，５２の延長線上に設けられている。
【００５６】
また、前記の第２リンク６０には、第１リンク５８側に前記突起６８に嵌め合わされる半円筒面形状の凹所７８が備えられている。また、第２リンク６０には、前記バネ収容孔６４内から凹所７８に貫通する糸通孔８０が、前記糸通孔７２の延長線上に位置するように設けられると共に、そのバネ収容孔６４から先端面に貫通する一対の糸通孔８２，８２が設けられている。また、第２リンク６０には、前記屈曲牽引ワイヤー４６が通される貫通孔８４，８４が、第１リンク５８側の端面で凹所７８よりも掌内側の位置に開口し、先端面でその凹所７８よりも掌背側の位置に開口するように、掌内側から掌背側に斜め方向に設けられると共に、前記伸展牽引ワイヤー４８が通される貫通孔８６，８６が、第１リンク５８側の端面で凹所７８よりも掌背側の位置に開口し、先端面でその凹所７８よりも掌内側の位置に開口するように、掌背側から掌内側に斜め方向に設けられている。すなわち、これら貫通孔８４，８６は、凹所７８よりも先端側の位置で交差するように形成されている。なお、屈曲牽引ワイヤー４６および伸展牽引ワイヤー４８は、それぞれ端部が第２リンク６０の先端部に固定されている。
【００５７】
また、前記第１リンク５８に設けられたバネ収容孔６２内には、引っ張りコイルばね８８が納められている。引っ張りコイルばね８８の一端には、前記糸通孔５６，７０に通された糸９０が掛けられている。また、その他端には、前記糸通孔７２，８０，８２に通された糸９２が掛けられている。糸９０，９２は、それらの相互間隔が、引っ張りコイルばね８８の無負荷時の長さ寸法よりも長くなるように設けられている。そのため、それら糸９０，９２には引っ張りコイルばね８８によって張力が作用している。このように引っ張りコイルばね８８および糸９０，９２が設けられることにより、第１リンク５８は断端部ソケット４４に押しつけられた状態にあり、第２リンク６０はその第１リンク５８に押しつけられた状態にある。それらの間には表面が半円筒形状の突起５４，６８、凹所６６，７８が形成されていることから、このように相互に押しつけられた状態で、それら断端部ソケット４４，第１リンク５８，第２リンク６０は、回動軸９４，９６周りに相対回動させられ得る。これら回動軸９４，９６がそれぞれＰＩＰ関節、ＤＩＰ関節に対応する。また、上記説明から明らかなように、屈曲牽引ワイヤー４６は回動軸９４，９６よりも掌内側を通って設けられ、伸展牽引ワイヤー４８は回動軸９４，９６よりも掌背側を通って設けられている。
【００５８】
なお、ばね収容孔６４は、引っ張りコイルばね８８と同様なばねを納めることができるように用意されているものであるが、そこにはばねは納められておらず、糸９２が通されているだけである。引っ張りコイルばね８８は、上記のように糸９０，９２に張力を作用させる目的で備えられており、ばね収容孔６２，６４の何れかに備えられていれば足りる。また、断端部ソケット４４，第１リンク５８、第２リンク６０の連結部は上述したように半円筒形状の表面を備えて、引っ張りコイルばね８８から作用する引っ張り力によって相互に押しつけられただけの状態にあるため、図５の紙面に垂直な方向の相対移動や、図６の紙面に垂直な軸心周りの相対回動が若干ではあるが許容されている。そのため、外力が加えられることによってこれらの動きが生じ得るが、その外力が除かれると、糸９０，９２に作用している張力に従い、図示の位置関係に自動的に復帰するようになっている。
【００５９】
また、断端部ソケット４４、第１リンク５８、第２リンク６０は、何れも相互の接続部分の掌内側の端面が傾斜面に形成されている。そのため、断端部ソケット４４および第１リンク５８、第１リンク５８および第２リンク６０は、これらの傾斜面で許容される範囲だけ、突起５４，凹所６６あるいは突起６８，凹所７８で互いに摺動しつつ互いに回動させられることになる。
【００６０】
このように構成された義指４０においても、前記義指１０と同様に、断端部１８のＭＰ関節１２を屈伸させると、屈曲時には、屈曲牽引ワイヤー４６の張力が高められると共に、伸展牽引ワイヤー４８が緩められるので、第１リンク５８および第２リンク６０が、断端部１８の屈曲量に応じて屈曲させられる。また、その屈曲状態からの伸展時には、伸展牽引ワイヤー４８の張力が高められると共に、屈曲牽引ワイヤー４６が緩められるので、第１リンク５８および第２リンク６０が、断端部１８の伸展量に応じて伸展させられる。すなわち、断端部１８の動きに伴って、第１リンク５８が断端部ソケット４４に対して、および第２リンク６０が第１リンク５８に対して、それぞれ回動させられるので、義指４０先端までの屈伸動作が得られる。
【００６１】
なお、上記義指４０は、屈曲牽引ワイヤー４６および伸展牽引ワイヤー４８の双方を備えていたが、必要とされる動きに応じて、何れか一方だけを設けることも可能である。例えば、屈曲牽引ワイヤー４６のみを備える場合には、断端部１８の屈曲動作に伴って義指４０先端までの屈曲動作が得られるが、その状態から断端部１８を伸展動作させても、義指４０の伸展動作は得られない。したがって、伸展動作は他動的に行うことになるが、屈曲動作のみが必要であれば、このような構成でも差し支えないのである。また、伸展牽引ワイヤー４８を設けることに代えて、断端部ソケット４４と第１リンク５８との間の掌背側と、第１リンク５８と第２リンク６０との間の掌背側のそれぞれに引っ張りコイルばね等で引っ張り力を作用させるように構成すれば、その引っ張りコイルばねの引っ張り力に抗して断端部１８の屈曲動作を行うことが必要となるが、屈曲方向の力を除くと引っ張りコイルばねの引っ張り力に従って義指４０が伸展動作させられる。すなわち、このようにしても能動的な動きを得ることが可能となる。
【００６２】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０  義指、１２  ＭＰ関節、１６  尖指部リンク、１８  断端部、２０  断端部ソケット、２２  掌部、２４  掌部ソケット、２６  第１リンク、２８  第２リンク、３０  第１回動軸、３２  第２回動軸、３４  屈曲牽引ワイヤー、３６  伸展牽引ワイヤー、３８  ワイヤー拘束ピン、４０  義指、４２  尖指部リンク、４４  断端部ソケット、４６  屈曲牽引ワイヤー、４８  伸展牽引ワイヤー、５０，５２  貫通孔、５４  突起、５６  糸通孔、５８  第１リンク、６０  第２リンク、６２，６４  バネ収容孔、６６  凹所、６８  突起、７０  糸通孔、７２  糸通孔、７４  貫通孔、７６  貫通孔、７８  凹所、８０  糸通孔、８２  糸通孔、８４  貫通孔、８６  貫通孔、８８  引っ張りコイルばね、９０  糸、９２  糸、９４，９６  回動軸
【図１】
2015146998.tif 000003
【図２】
2015146998.tif 000004
【図３】
2015146998.tif 000005
【図４】
2015146998.tif 000006
【図５】
2015146998.tif 000007
【図６】
2015146998.tif 000008