(57)【要約】【課題】底屈や背屈が制限されることなく、自然に近い状態での歩行が長期間に渡って行えるだけでなく、個人別や体調などによって回転負荷を調節することができる人体補装具を提供する点にある。【解決手段】一方の人体保護部材１に対して他方の人体保護部材２を回転自在に構成した人体補装具において、回転自在に構成した人体保護部材２の一方の回転方向に対する回転負荷を他方の回転方向に対する回転負荷よりも大きく設定するための回転負荷設定手段８を設け、回転負荷設定手段８により設定される回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を設けたことを特徴とする。【選択図】  図４
2004174007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向で隣接する複数の人体保護部材のうちの一方の人体保護部材に対して他方の人体保護部材を回転自在に構成した人体補装具において、前記回転自在に構成した人体保護部材の一方の回転方向に対する回転負荷を他方の回転方向に対する回転負荷よりも大きく設定するための回転負荷設定手段を設け、前記回転負荷設定手段により設定される回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を設けたことを特徴とする人体補装具。
【請求項２】
前記変更手段が、前記一方の人体保護部材の回転に対して回転負荷となる摩擦力を付与するための摩擦部材と、この摩擦部材を前記一方の人体保護部材と他方の人体保護部材との間に形成の空間内に押し込むための押圧部材とを備え、前記空間を前記摩擦部材の押し込み方向奥側ほど狭くなるように構成してなる請求項１記載の人体補装具。
【請求項３】
前記人体保護部材が、足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板とからなり、これらの隣接側端部同士を前記回転負荷設定手段を介して連結して、下肢装具を構成してなる請求項１記載の人体補装具。
【請求項４】
前記脚保護板と足底板とからなる人体保護部材を用いて歩行を行う場合に、前記足底板を着地させるときに加わる負荷により該足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させ、前記足底板を持ち上げるときに該足底板及び前記脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持するように前記回転負荷の大きさを設定してなる請求項３記載の人体補装具。
【請求項５】
前記脚保護板をふくらはぎを保護する下腿後面カフからなり、前記足底板の後面の踵骨部及び前記下腿後面カフの下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成したことを特徴とする請求項３又は４記載の人体補装具。
【請求項６】
前記下腿後面カフの回転中心を人体生理学的足関節軸の上下高さ位置とほぼ同一高さに設定したことを特徴とする請求項５記載の人体補装具。
【請求項７】
前記下腿後面カフの上下中間部に開口を形成してなる請求項５又は６記載の人体補装具。
【請求項８】
前記下腿後面カフの左右の前端同士又は足底板の左右の上端同士に渡って人体を該下腿後面カフ又は足底板に固定するための固定部材を設けてなる請求項５記載の人体補装具。
【請求項９】
前記回転負荷設定手段が前記回転自在に構成した人体保護部材の回転軸部に設けたワンウェイベアリングでなる請求項１記載の人体補装具。
【請求項１０】
前記足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板とを回転自在に構成した人体補装具を用いて歩行を行う場合に、前記足底板を着地させるときに加わる負荷により該足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させ、前記足底板を持ち上げるときに該足底板及び前記脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持するように前記脚保護板に固定される回転軸部にワンウェイベアリングを設け、前記ワンウェイベアリングとこれの外側に回転自在に保持され、かつ、前記足底板に固定される回転部材との間に空間を形成し、前記空間内に入り込んで前記ワンウェイベアリングに摩擦抵抗を付与するための摩擦部材を設け、前記空間内への前記摩擦部材の入り込み量が多くなればなるほど摩擦抵抗が大きくなるように該空間を奥側ほど狭く形成してなる人体補装具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に内反尖足に対する矯正用人体補装具として有効で、上下方向で隣接する人体保護部材のうちの一方の人体保護部材に対して他方の人体保護部材をそれらの隣接方向と垂直な方向の軸芯周りで回転可能に構成した人体補装具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内反尖足（内反足）とは、足が内側に曲がることにより、足の裏が内のほうに向くと共に、足首をコントロールできず足の指先側（以下、足先という）が下方に垂下しているため、歩行時に足先を地面に引っ掛けて躓きやすい歩行機能の障害のことをいう。
そして、上記のように歩行時に躓かないようにするためには、足先を上方に矯正することで足先が下方に垂下しないようにすることが一般的であり、それを行うための人体補装具としては、従来から各種のものが提案されている。尚、図５に示すように、垂直方向と平行な姿勢の脚に対して直交する水平方向と平行に足が位置している状態（実線で示す）を通常の状態とし、この状態から踝（図示せず）を中心に足を仮想線（２点鎖線）で示すように上方に持ち上げる場合を背屈といい、前記通常の状態から下方に下げる場合を底屈という。
従来の人体補装具では、例えば上下方向で隣接する上側の人体保護部材に対して下方の人体保護部材を回転自在に構成し、前記通常の状態から背屈側に所定角度（例えば４５度）の間でのみ下方の人体保護部材を回転自在に設定して、通常状態から底屈することがないようにしながらも、背屈が行えるようにしたものである。
【０００３】
従来の人体補装具を用いて水平地を歩行する場合には、健康側の脚を一歩踏み出して人体保護部材側の足を持ち上げる直前に脚が前方に少し傾斜した状態になるため（図６（ｂ）参照）、背屈側に回転している下側の人体保護部材が足が持ち上がると同時に足の重みで前記通常の状態に戻ることになり、足先が下方に垂下している場合に比べると躓くことを少なくすることができる。しかし、下り傾斜地を歩行する場合には、脚側（上側）の人体保護部材に対して足側（下側）の人体保護部材を底屈側に回転させる必要があるが、前記構成では底屈が行えず、前傾姿勢での不安定な歩行となり、自然に近い状態での歩行が困難になる不都合がある。又、上り傾斜地を歩行する際に足を着地させることにより、足を載置支持している下側の人体保護部材を背屈させることができるものの、背屈状態の足を持ち上げる場合に、足の重みで下側の人体保護部材が水平姿勢に戻ってしまい、足先を傾斜地に接触させて躓いてしまうことがあった。尚、下り傾斜地において底屈が行える回転角度を有する構成に変更することによって、下り傾斜地を歩行することができるのであるが、下り傾斜地から水平地や上り傾斜地にその構成では歩行することができないことから、非常に扱いにくいものであった。
【０００４】
そこで、底屈や背屈が制限されることなく、自然に近い状態での歩行が行える人体補装具を本願発明者が既に提案している。これは、足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板とを回転自在に連結し、回転自在に構成した足底板の一方の回転方向に対する回転負荷を他方の回転方向に対する回転負荷よりも大きく設定するための回転負荷設定手段を設けて、人体補装具を構成し、この人体補装具を用いて歩行する場合に、底板を着地させるときに加わる負荷により足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させ、足底板を持ち上げるときには足底板及び脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持することができるように構成されたものである。
【０００５】
【特許文献１】
国際公開第０２／３９９３４号パンフレット
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の人体補装具では、足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させてからその姿勢に維持させる力が人体補装具に加わる個人の足の重量の違いなどにより異なるため、回転自在に構成した足底板の一方の回転方向に対する回転負荷、つまり足底板をそれの底面が地面と平行となる姿勢に維持させる回転負荷を個人別に一々設定しなければならないだけでなく、一旦回転負荷を設定してしまうと、体調などによりその回転負荷を変更したい場合に変更することができず、非常に取扱難いものであった。
また、回転負荷を摩擦部材などにより設定する場合には、人体補装具の使用に伴って摩擦部材が摩耗するため、人によっては早期に回転負荷が所定の負荷から大きく低下してしまい、使用し難くなることもあり、改善の余地があった。
【０００７】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、底屈や背屈が制限されることなく、自然に近い状態での歩行が長期間に渡って行えるだけでなく、個人別や体調などによって回転負荷を調節することができる人体補装具を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の人体補装具は、前述の課題解決のために、上下方向で隣接する複数の人体保護部材のうちの一方の人体保護部材に対して他方の人体保護部材を回転自在に構成した人体補装具において、前記回転自在に構成した人体保護部材の一方の回転方向に対する回転負荷を他方の回転方向に対する回転負荷よりも大きく設定するための回転負荷設定手段を設け、前記回転負荷設定手段により設定される回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を設けたことを特徴としている。
従って、回転負荷設定手段にて底屈側への回転負荷を背屈側への回転負荷よりも大きく設定することによって、着地させた足を持ち上げるときにその持ち上げる直前の足の角度に人体補装具にて保持させた状態にすることができる。又、足を着地させることにより体重の一部が加わる負荷が人体保護部材を回転させる回転力に変換されるため、回転負荷が大きく設定されていても、人体保護部材をスムーズに回転させることができる。しかも、回転負荷設定手段により設定される回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を設けてあるので、個人別又は体調あるいは使用に伴い回転負荷が低下した場合などにより回転負荷の大きさを変更して所望の回転負荷に調節することができる。
【０００９】
前記変更手段が、前記一方の人体保護部材の回転に対して回転負荷となる摩擦力を付与するための摩擦部材と、この摩擦部材を前記一方の人体保護部材と他方の人体保護部材との間に形成の空間内に押し込むための押圧部材とを備え、前記空間を前記摩擦部材の押し込み方向奥側ほど狭くなるように構成している。
回転する側の人体保護部材の回転負荷を大きくしたい場合には、摩擦部材を押圧部材にて押し込み方向奥側へ押し込み操作することになる。尚、回転する側の人体保護部材の回転負荷を小さくしたい場合には、摩擦部材に対する押圧部材の押圧力が小さくなる側に押圧部材を操作するのである。
【００１０】
前記人体保護部材が、足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板とからなり、これらの隣接側端部同士を前記回転負荷設定手段を介して連結して、下肢装具を構成している。
【００１１】
前記脚保護板と足底板とからなる人体保護部材を用いて歩行を行う場合に、前記足底板を着地させるときに加わる負荷により前記足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させ、足底板を持ち上げるときに該足底板及び前記脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持するように前記回転負荷の大きさを設定することが好ましい。
上記のように回転負荷を設定することによって、足を持ち上げる場合に足先を傾斜地に接触させて躓くことを回避することができるだけでなく、足底板を着地させる場合には、着地させるときに加わる負荷（体重の一部）によりスムーズに足底板を回転させることができる。
【００１２】
前記脚保護板をふくらはぎを保護する下腿後面カフからなり、前記足底板の後面の踵骨部及び前記下腿後面カフの下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成している。
強度面において問題にならない足底板の後面の踵骨部及び前記下腿後面カフの下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成することによって、軽量にすることができるだけでなく、靴を履き易くすることができる。又、足底板及び下腿後面カフの可撓性の調節をも行うことができる。
【００１３】
前記下腿後面カフの回転中心を人体生理学的足関節軸の上下高さ位置とほぼ同一高さに設定することによって、人体の足関節軸と下腿後面カフの回転中心や足底板の回転中心とを略同一にすることができるから、人体の足関節軸が動き易くなる。
【００１４】
前記下腿後面カフの上下中間部に開口を形成することによって、更に軽量化を図ることができると共に可撓性の向上を図ることができる。
【００１５】
前記下腿後面カフの左右の前端同士又は足底板の左右の上端同士に渡って人体を該下腿後面カフ又は足底板に固定するための固定部材を設けることによって、歩行中に人体補装具が外れることを回避することができる。
【００１６】
前記回転負荷設定手段が前記回転自在に構成した人体保護部材の回転軸部に設けたワンウェイベアリングで構成することによって、一方側（例えば背屈側）への回転負荷を可能な限り無くすことができ、他方側（例えば底屈側）への回転負荷を足底板へ載せている足の重量で足底板が回転することがない程度の大きさに設定することが可能になる。
【００１７】
前記足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板とを回転自在に構成した人体補装具を用いて歩行を行う場合に、前記足底板を着地させるときに加わる負荷により該足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させ、前記足底板を持ち上げるときに該足底板及び前記脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持するように前記脚保護板に固定される回転軸部にワンウェイベアリングを設け、前記ワンウェイベアリングとこれの外側に回転自在に保持され、かつ、前記足底板に固定される回転部材との間に空間を形成し、前記空間内に入り込んで前記ワンウェイベアリングに摩擦抵抗を付与するための摩擦部材を設け、前記空間内への前記摩擦部材の入り込み量が多くなればなるほど摩擦抵抗が大きくなるように該空間を奥側ほど狭く形成して、人体補装具を構成することによって、前述のように一方側（例えば背屈側）への回転負荷を可能な限り無くすことができ、他方側（例えば底屈側）への回転負荷を足底板へ載せている足の重量で足底板が回転することがない程度の大きさに設定することができるから、底屈や背屈が制限されることなく、より一層自然に近い状態での歩行を行うことができる。しかも、空間内への摩擦部材の入り込み量を変更するだけで、足底板の回転を阻止するための摩擦抵抗を容易に増減させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、本発明の人体補装具を示している。この人体補装具は、すねの後面のふくらはぎを保護する平面視ほぼ円弧状に湾曲形成され（後側へ湾曲突出され）た下腿後面カフ（脚保護板）１と、足（足首より下の部分）を載置支持するために水平面を備えた載置部２Ａとこの載置部２Ａの左右両側から立ち上がった左右一対の立上げ部２Ｂ，２Ｂとを備えた正面視ほぼＵ字状の足底板２の２つの人体保護部材を主要構成部材とし、これら上下方向で隣合う下腿後面カフ１と足底板２とを水平軸芯Ｘ周りで回転自在に連結している。図に示す２本のベルト３，４により膝から下の部分の下肢を人体補装具に固定できるようにしている。前記固定部材であるベルト３，４は、いずれも締め付け位置を無段階に調節することができるように一対の面ファスナーを備えたものからなっているが、面ファスナーのないゴム製のベルトや紐等から構成してもよいし、下腿後面カフ１及び足底板２自体に下肢を保持する保持力がある場合にはベルトなどは無くてもよい。前記下腿後面カフ１の横一側の前端に前記一方のベルト３の一端が固定され、かつ、該下腿後面カフ１の横他側の前端に該ベルト３の他端（先端）を通すための孔１Ｋが形成されている。前記ベルト３の先端に２つに折った二つ折り部３Ａを備えさせてあり、この二つ折り部３Ａを掴んでベルト３を容易に外すことができるようにしている。尚、図に示す５は、前記ベルト３の後面に着脱自在に取り付けられると共に足の脛を受け止める軟質性パットであるが、無くてもよい。又、前記足底板２の横一側の前側上部に前記もう一方のベルト４の一端が固定され、かつ、該足底板２の他一側の前側上部に該もう一方のベルト４の他端（先端）を通すための孔２Ｋが形成されている。本発明の人体補装具は、下腿後面カフ１と足底板２とからなる短下肢装具を示しているが、下腿後面カフ１の上端に大腿前面カフの下端を水平軸芯周りで回転自在に連結した長下肢装具（図示せず）であってもよいし、大腿前面カフと下腿後面カフとからなる膝装具（図示せず）としてもよく、人体補装具の形状及び具体構成は自由に変更できる。前記足底板２の底面（下面）に滑り止め用のシート部材を貼り付けて実施することもできる。
【００１９】
前記下腿後面カフ１及び足底板２は、可撓性を有するようにポリエチレン等の各種合成樹脂やこれら各種の合成樹脂に合成ゴムや金属等の他物を一部混入して構成することによって、軽量化を図ることができながらも、長時間使用の疲労による変形や変質等がなく、しかも歩行中に体から受ける捻じれ荷重を良好に吸収することができるとともに、荷重が作用していないときには元の形に復元することができる利点があるが、合成樹脂以外の材料で構成することもできる。
【００２０】
図２に示すように、前記下腿後面カフ１の下端部後面のアキレス腱部１Ａ及び足底板２の後面の踵骨部２Ｃを開放型に構成することにより、人体補装具全体の軽量化を図ることができるとともに、靴を履き易くすることができ、更には下腿後面カフ１及び足底板２の可撓性の調節をも行うことができる。図では、靴を省略している。図に示す１Ｂ，１Ｂは、前記下腿後面カフ２の後側部分に上下方向に沿って形成した左右一対の開口部であり、人体補装具全体の軽量化をより図ることができるようにしているが、開口部の個数及び大きさは自由に変更することができるし、又、場合によっては開口部を形成しないで実施することもできる。
【００２１】
前記下腿後面カフ１の下端の左右両側と足底板２の上端の左右両側とを回転自在に支持する支持構造について説明する。尚、左右いずれの支持構造も同一であるため、一方のみ説明する。
図３及び図４に示すように、前記下腿後面カフ１の下端の左右両側に円形の開口１Ｃを形成し、その開口１Ｃに外側からフランジ６Ａを挿入方向ほぼ中央位置に備えた金属製（合成樹脂等剛性のあるものであればどのような材料であってもよい）の内方側円筒部材６を挿入して該フランジ６Ａと下腿後面カフ１とを複数のビスＢ１により固定している。又、前記足底板２の上端に円形の開口２Ｄを形成し、その開口２Ｄに内側から一端側が開放され、かつ、その開放端にフランジ７Ａを備えると共に他端側が閉じられた有底円筒状で金属製（合成樹脂等剛性のあるものであればどのような材料であってもよい）の外方側部材７を挿入して該フランジ７Ａと足底板２とを外側から複数のビスＢ２により固定している。そして、前記外方側部材７の外側に位置する底板部の中心に内方側に突出形成された円形の回転軸部７Ｃに回転負荷設定手段としての環状のワンウェイベアリング８を外嵌し、このワンウェイベアリング８の外面と外方側部材７の円筒部内面との空間（隙間）に内方側円筒部材６のフランジ６Ａを挟んで外側に位置する外側の円筒部を挿入した状態で該外方側部材７の円筒部内面に形成のねじ部７Ｎに該内方側円筒部材６の円筒部外面に形成のねじ部６Ｎをねじ込んで両者部材６，７を一体化し、前記ワンウェイベアリング８の外面に一体回転するように外嵌される金属製の円筒状部材９とこれの外側に一体回転するように外嵌されるプラスチック製の円筒部材１０とを前記内方側円筒部材６の内部に配置し、前記円筒部材１０の外面１０Ａと内方側円筒部材６の円筒部内面６Ｂとの間に形成される空間Ｓ（図では第２空間Ｓ２）内に、前記一方の人体保護部材１が取り付けられた内方側円筒部材６の回転に対して回転負荷となる摩擦力を付与するためのシリコーン（摩擦力を確実に付与できるものであれば合成樹脂やゴムなど、どのような材料であってもよい）からなる円筒状で断面形状が矩形状（図では長方形であるが正方形でもよいし、あるいは三角形や台形など、どのような形状のものでもよい）の摩擦部材１１を配置して、後述のように足底板２を底屈させる底屈側方向Ａ２（図５参照）に対する回転負荷を足底板２を持ち上げるときに足底板２及び下腿後面カフ１を持ち上げる直前の状態に維持できる程度の大きさに設定することができるように空間Ｓ２の大きさ及び摩擦部材１１の大きさを設定している。尚、前記２つの部材６，７をねじ込んで一体化した後、それらを下腿後面カフ１及び足底板２にそれぞれビスＢ１及びＢ２によりねじ込み固定することによって、組み付けを容易迅速に行うことができる。
【００２２】
前記空間Ｓは、円筒部材１０の外面１０Ａと内方側円筒部材６の円筒部内面６Ｂとの間隔の大きさが内外方向（回転軸芯方向）で同一となる第１空間Ｓ１と、この第１空間Ｓ１の回転軸芯方向外方側端部から摩擦部材１１の回転軸芯方向外方側ほど狭くなる第２空間Ｓ２とからなり、前記摩擦部材１１を前記第２空間Ｓ２側へ押し込むための金属製（摩擦部材１１を押圧操作できるものであれば合成樹脂やゴムなど、どのようなものでもよい）の押圧部材１２の外面に形成のねじ部１２Ａを前記内方側円筒部材６のフランジ６Ａを挟んで回転軸芯方向内方側に位置する内側の円筒部内面に形成のねじ部６ｎに螺合させることにより、該押圧部材１２を備えさせ、押圧部材１２を回転操作することにより摩擦部材１１を前記空間Ｓ内で移動させることにより、ワンウェイベアリング８への摩擦力を増減させることができ、一方の人体保護部材２の回転負荷の大きさを変更することができるようにしている。従って、前記摩擦部材１１と、押圧部材１２と、第２空間Ｓ２とから、前記回転負荷設定手段であるワンウェイベアリング８により設定される人体保護部材２の回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を構成している。ここでは、内方側円筒部材６の外側の円筒部の内面のうち、回転軸芯方向内端からほぼ中央までをほぼ水平面に形成し、回転軸芯方向ほぼ中央から外端までを外端側ほど内方側円筒部材６の径方向内方に位置する傾斜面に形成しているが、例えば円筒部材１０の外面のうち、回転軸芯方向ほぼ中央から外端までの外面を外端側ほど円筒部材１０の径方向外方に位置するテーパ面に形成することもできる。図に示す１３は、前記回転軸部７Ｃに外嵌されたワンウェイベアリング８や円筒状部材９，１０が回転軸芯方向内方側へ大きく移動することを阻止するための円盤状のストッパー部材であり、前記回転軸部７Ｃに前記回転軸芯Ｘとは異なる回転軸芯Ｙ上にビス１４により固定して、人体保護部材の回転によりビス１４が緩むことがないようにしている。又、図に示す１５は、前記摩擦部材１１と押圧部材１２との間に大きな摩擦力が発生しないように両者間に配置したリング部材であり、又、１６は、自重などで一方の人体保護部材１が他方の人体保護部材２に対して不測に回転することがないように前記押圧部材１２に周方向に形成の複数個の貫通孔１２Ａのうちの特定の貫通孔１２Ａに係止する突出部１６Ａを備えた係止部材であり、基端部がビスＢ３により人体保護部材２に固定されている。
【００２３】
従って、前記ワンウェイベアリング８を設けることによって、一方の回転方向、つまり前記足底板２を背屈させる背屈側方向Ａ１（図５参照）に対する回転負荷を０又は０に近い状態にすることができ、かつ、他方の回転方向、つまり前記足底板２を底屈させる底屈側方向Ａ２（図５参照）に対する回転負荷を足底板２を持ち上げるときに足底板２及び下腿後面カフ１を持ち上げる直前の状態に維持できる程度の大きさに設定することができるようにしている。そして、使用に伴い摩擦部材１１が摩耗してしまい、回転負荷が初期設定したときの回転負荷よりも小さくなってきたとき、つまり足底板２を持ち上げるときに足底板２及び下腿後面カフ１を持ち上げる直前の状態に維持できないときや体調や人の好みなどによって回転負荷を調節したい場合には、前記押圧部材１２を回転操作することによって、第１空間Ｓ１側（奥側）へ摩擦部材１１を入り込ませて、体調や人の好みによって摩擦抵抗を大きくしたり、使用により初期設定時に比べて小さくなってきた回転負荷を元の回転負荷に戻すことができる。尚、前記のようにスムーズな歩行を行う上において回転負荷を足底板２を持ち上げるときに足底板２及び下腿後面カフ１を持ち上げる直前の状態に維持できる程度の大きさに設定することが最適であるが、足底板２を持ち上げるときに足底板２及び下腿後面カフ１を持ち上げる直前の状態に維持でき、かつ、足底板２を着地させるときに脚から加わる負荷により足底板２をそれの底面が接地面（地面）と平行になる又は沿った姿勢になるように回転させることができる大きさに回転負荷を設定してもよく、回転負荷はどのような大きさに設定してもよい。又、ここでは、回転負荷設定手段として、ワンウェイベアリング８を用いているが、一方向の回転負荷が他方向の回転負荷よりも大きくすることができる各種のベアリング又は摩擦機構等を用いて実施することもできる。
【００２４】
前記下腿後面カフ１の回転中心Ｘを、図１に示すように、人体生理学的足関節軸（距腿関節軸ともいう）の上下高さ位置Ｈと同一高さに設定するとともに、図１で示す垂直線と交わる位置、つまり前後方向略中央位置に設定している。このように下腿後面カフ１の回転中心Ｘを図のように設定することが最適であるが、多少ずれた位置に設定してもよい。
【００２５】
前記人体補装具を装着して歩行を行う場合の人体保護部材２の回転許容範囲を、図５に示している。この場合、足関節０度の状態、足Ｂと脚Ａとがほぼ９０度となる状態（実線で示している）から足底板２が、底屈側に約２０度（Ｃ１の角度範囲）で、背屈側に４５度（Ｄ１の角度範囲）回転することができるようにしているが、この回転許容範囲は、自由に変更することができる。そして、この回転許容範囲は、前記外方側部材７と内方側円筒部材６とをねじ込んで一体化するときのねじ込み深さによって変更することができるようになっているが、ストッパー機構などを用いることによって、人体補装具を製作した後のいつでも回転許容範囲を変更することができるようにしてもよい。
【００２６】
前記のように構成された人体補装具を患部側に装着して歩行する場合を説明する。まず、地面が水平な平坦路を歩行する場合には、図６（ａ）に示すように健康側の左足と人体補装具が装着された右足が側面視において揃った状態から、健康側の左足を一歩踏み出すと、図６（ｂ）に示すように、補装具側の右足の脚Ａが垂直から１５度（図６（ｂ）のＥ１の角度）傾いた姿勢になる。このとき、背屈側への回転負荷が０又は０に近い状態であるから、下腿後面カフ１がスムーズに脚Ａの角度になるように回転することができる。続いて、補装具側の右足を一歩踏み出すために地面から持ち上げると、図６（ｃ）に示すように、持ち上げる直前の状態の姿勢（前記右足の脚Ａが垂直姿勢から前方に１５度傾いた姿勢）を保持したまま右足を移動させることができ、右足の足先が前方に下がって地面に足先が引っ掛かることがない。そして、前記地面から持ち上げた右足を地面に着地させると、その着地させたときに足から加わる荷重により足底板２が底屈側に１５度（図６（ｄ）のＥ２の角度）回転し、足底板２をそれの底面が地面と平行となるように姿勢変更するのである。
【００２７】
次に、登り坂（上り傾斜地）を歩行する場合を説明すれば、図７（ａ）に示すように、健康側の左足と人体補装具が装着された右足が側面視において揃った状態、詳しくはいずれの足に対しても脚が垂直姿勢から前方に１５度（図７（ａ）のＦ１の角度）傾斜した傾斜姿勢から、健康側の左足を一歩踏み出すと、図７（ｂ）に示すように、補装具側の右足の脚Ａが前記前傾姿勢からさらに１５度傾いて３０度（図７（ｂ）のＦ２の角度）傾いた前傾姿勢になる。このとき、背屈側への回転負荷が０又は０に近い状態であるから、下腿後面カフ１がスムーズに脚Ａの角度に合致するように回転することができる。続いて、補装具側の右足を一歩踏み出すために地面から持ち上げると、図７（ｃ）に示すように、持ち上げる直前の状態の姿勢（前記右足の脚Ａが前方に３０度傾いた姿勢）を保持したまま右足を移動させることができ、右足の足先が前方に下がって地面に足先が引っ掛かることがない。そして、前記地面から持ち上げた右足を地面に着地させると、その着地させたときに足から加わる荷重により足底板２が底屈側に３０度（図７（ｄ）のＦ３の角度）回転し、足底板２をそれの底面が地面と平行となるように姿勢変更するのである。
【００２８】
最後に、下り坂を歩行する場合を説明すれば、図８（ａ）に示すように、健康側の左足と人体補装具が装着された右足が側面視において揃った状態、詳しくはいずれの足に対しても脚が垂直姿勢から後方に１５度（図８（ａ）のＧ１の角度）傾斜した傾斜姿勢から、健康側の左足を一歩踏み出すと、図８（ｂ）に示すように、補装具側の右足の脚Ａが前記後傾姿勢から前方に傾斜して、地面に対して垂直姿勢になる。このとき、背屈側への回転負荷が０又は０に近い状態であるから、下腿後面カフ１がスムーズに脚Ａの角度に合致するように回転することができる。続いて、補装具側の右足を一歩踏み出すために地面から持ち上げると、図８（ｃ）に示すように、持ち上げる直前の状態の姿勢（前記右足の脚Ａが地面に対して垂直になる姿勢）を保持したまま左足を移動させることができ、右足の足先が前方に下がって地面に足先が引っ掛かることがない。そして、前記地面から持ち上げた右足を地面に着地させると、その着地させたときに足から加わる荷重により足底板２が底屈側に３０度（図８（ｄ）のＧ２の角度）回転し、足底板２をそれの底面が地面と平行となるように姿勢変更するのである。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、回転負荷設定手段にて底屈側への回転負荷を背屈側への回転負荷よりも大きく設定することによって、着地させた足を持ち上げるときにその持ち上げる直前の足の角度に人体補装具にて保持させた状態にすることができるから、足を持ち上げると同時に足先が下方を向いて地面に足先を引っ掛けてしまうことがないだけでなく、背屈側へは軽快かつスムーズに回転させることができる。又、足を着地させることにより体重の一部が加わる負荷が人体保護部材を回転させる回転力に変換されるため、回転負荷が大きく設定されていても、人体保護部材をスムーズに回転させて従来不可能とされていた底屈を行うことができる。従って、水平地は勿論のこと、（上り及び下り）傾斜地の他、水平地から傾斜地への歩行又は傾斜地から水平地への歩行等どのような場所（変化する路面の状況）においても、底屈や背屈をスムーズに行いながら、自然に近い状態での歩行が行える人体補装具を提供することができる。しかも、回転負荷設定手段により設定される回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を設けてあるので、個人別又は体調あるいは使用に伴い回転負荷が低下した場合などにより回転負荷の大きさを変更して所望の回転負荷に調節することができ、従来のように多種類の人体補装具を製造することが不要になり、コスト面において有利になるだけでなく、長期間に渡って良好かつ便利に使用することができる耐久面及び使用面のいずれにおいても有利な人体補装具とすることができる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、一方の人体保護部材の回転に対して回転負荷となる摩擦力を付与するための摩擦部材と、この摩擦部材を前記一方の人体保護部材と他方の人体保護部材との間に形成の空間内に押し込むための押圧部材とを備え、空間を前記摩擦部材の押し込み方向奥側ほど狭くなるようにして変更手段を構成することによって、複雑なブレーキ機構を設けるものに比べて部品点数の削減化による組み立て作業面やコスト面において有利になる。
【００３１】
請求項４の発明によれば、足底板を着地させるときに加わる負荷により足底板をそれの底面が地面と平行となるように回転させ、足底板を持ち上げるときに足底板及び前記脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持するように回転負荷の大きさを設定することによって、足を持ち上げる場合に足先を傾斜地に接触させて躓くことを回避することができるだけでなく、足底板を着地させる場合には、着地させるときに加わる負荷（体重の一部）によりスムーズに足底板を回転させることができ、より一層扱い易い人体補装具に構成することができる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、強度面において問題にならない足底板の後面の踵骨部及び前記下腿後面カフの下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成することによって、軽量にすることができるだけでなく、靴を履き易くすることができる。又、足底板及び下腿後面カフの可撓性の調節をも行うことができ、患者に対応した人体補装具に構成することができる。
【００３３】
請求項６の発明によれば、下腿後面カフの回転中心を人体生理学的足関節軸の上下高さ位置とほぼ同一高さに設定することによって、人体の足関節軸と下腿後面カフの回転中心や足底板の回転中心とを略同一にすることができるから、人体の足関節軸が動き易くなり、より一層扱い易い人体補装具を構成することができる。
【００３４】
請求項７の発明によれば、下腿後面カフの上下中間部に開口を形成することによって、更に軽量化を図ることができると共に可撓性の向上を図ることができ、どのような患者にも最適な人体補装具を構成することができる。
【００３５】
請求項８の発明によれば、下腿後面カフの左右の前端同士又は足底板の左右の上端同士に渡って人体を該下腿後面カフ又は足底板に固定するための固定部材を設けることによって、歩行中に人体補装具が外れることを回避することができ、歩行を良好に行うことができる利点がある。
【００３６】
請求項９の発明によれば、回転負荷設定手段が回転自在に構成した人体保護部材の回転軸部に設けたワンウェイベアリングで構成することによって、一方側（例えば背屈側）への回転負荷を可能な限り無くすことができ、他方側（例えば底屈側）への回転負荷を足底板へ載せている足の重量で足底板が回転することがない程度の大きさに設定することができ、より一層自然な（スムーズな）歩行を行うことができる。
【００３７】
請求項１０によれば、一方側（例えば背屈側）への回転負荷を可能な限り無くすことができ、他方側（例えば底屈側）への回転負荷を足底板へ載せている足の重量で足底板が回転することがない程度の大きさに設定することができるから、底屈や背屈が制限されることなく、より一層自然に近い状態での歩行を行うことができる人体補装具を提供することができる。また、請求項１と同様に回転負荷設定手段により設定される回転負荷の大きさを変更可能な変更手段を設けてあるので、個人別又は体調あるいは使用に伴い回転負荷が低下した場合などにより回転負荷の大きさを変更して所望の回転負荷に調節することができ、従来のように多種類の人体補装具を製造することが不要になるだけでなく、長期間に渡って良好かつ便利に使用することができる耐久面及び使用面のいずれにおいても有利な人体補装具とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】人体補装具の側面図である。
【図２】人体補装具の正面図である。
【図３】下腿後面カフと足底板とを回転自在に支持するための各種構成部品を示す分解斜視図である。
【図４】下腿後面カフと足底板とを回転自在に支持するための支持構造を示す要部の断面図である。
【図５】人体補装具の回転許容範囲を示す説明図である。
【図６】本発明の人体補装具にて平坦路を歩行する場合を示し、（ａ）は、両足を揃えた状態を示し、（ｂ）は左足を一歩踏み出した状態を示し、（ｃ）は右足を踏み出して着地する直前の状態を示し、（ｄ）は踏み出した右足が着地した状態を示している。
【図７】本発明の人体補装具にて登り坂を歩行する場合を示し、（ａ）は、両足を揃えた状態を示し、（ｂ）は左足を一歩踏み出した状態を示し、（ｃ）は右足を踏み出して着地する直前の状態を示し、（ｄ）は踏み出した右足が着地した状態を示している。
【図８】本発明の人体補装具にて下り坂を歩行する場合を示し、（ａ）は、両足を揃えた状態を示し、（ｂ）は左足を一歩踏み出した状態を示し、（ｃ）は右足を踏み出して着地する直前の状態を示し、（ｄ）は踏み出した右足が着地した状態を示している。
【符号の説明】
１  下腿後面カフ（脚保護板、人体保護部材）
１Ａ  張り出し部
１Ｂ  アキレス腱部            １Ｃ  開口部
１Ｋ  開口
２  足底板（人体保護部材）
２Ａ  載置部                ２Ｂ  立上げ部
２Ｃ  踵骨部                ２Ｄ  開口
２Ｋ  開口                  ３，４  ベルト
５  軟質性パット            ６  内方側円筒部材
６Ａ  フランジ              ６Ｂ  円筒部内面
６ｎ  ねじ部
７  外方側部材              ７Ａ  フランジ
７Ｂ  凹部                  ７Ｃ  回転軸部
７Ｄ  突出部                ７Ｎ  ねじ部
８  ワンウェイベアリング（回転負荷設定手段）
９，１０  円筒状部材        １１  摩擦部材
１２  押圧部材              １２Ａ  貫通孔
１３  ストッパー部材
１４  ビス                  １５  リング部材
１６  係止部材              １６Ａ  突出部
Ａ  脚                        Ｂ  足
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  ビス        Ａ１  背屈側方向
Ａ２  底屈側方向
Ｃ１，Ｄ１  角度範囲          Ｅ１，Ｅ２  角度
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  角度        Ｇ１，Ｇ２  角度
Ｈ  位置                      Ｓ  空間
Ｓ１  第１空間                Ｓ２  第２空間
Ｘ  水平軸芯（回転中心）      Ｙ  回転軸芯
【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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【図８】
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