(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の側方に配置される結合部カバーと、
前記結合部カバーの一端側に回動自在に設けられる第１のアームと、
前記結合部カバーの他端側に回動自在に設けられる第２のアームとを備え、
前記第１のアームまたは前記第２のアームの回動を規制する関節支持部材の屈曲ロック機構であって、
前記第１のアームと前記第２のアームとの間に、前記結合部カバーに回動自在に取り付けたカム板を配置し、
前記カム板によって、前記第１のアームまたは前記第２のアームの前記結合部カバーに対する回動を規制し、
前記カム板を回動することで、前記規制を解除し、
前記結合部カバーに第１の長孔を設け、前記カム板に第２の長孔を設け、前記第１の長孔と前記第２の長孔との方向を異ならせ、前記第１の長孔内を摺動するとともに前記第２の長孔内を摺動する操作ピンを設け、前記操作ピンの移動によって前記カム板が前記結合部カバーに対して回動し、
前記操作ピンを前記第１の長孔の一点から他点に移動することにより前記カム板の角度を変更し、前記第１のアームまたは前記第２のアームの一辺と前記カム板の一辺とを接触・離反させることでロック状態と開放状態とを操作し、
前記第１のアームを上アーム、前記第２のアームを下アームとし、前記結合部カバーの後方側にのみ前記上アーム及び前記下アームが回動する構成において、
前記カム板の回動支点を、
前記上アームの回動支点からの距離と前記下アームの回動支点からの距離とが等しい仮想線（Ｘ軸）よりも前記上アーム側であって、
前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの前方側に配置し、
前記第１の長孔及び前記第２の長孔を、
前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの後方側に配置したことを特徴とする関節支持部材の屈曲ロック機構。
【請求項２】
関節の側方に配置される結合部カバーと、
前記結合部カバーの一端側に回動自在に設けられる第１のアームと、
前記結合部カバーの他端側に回動自在に設けられる第２のアームとを備え、
前記第１のアームまたは前記第２のアームの回動を規制する関節支持部材の屈曲ロック機構であって、
前記第１のアームと前記第２のアームとの間に、前記結合部カバーに回動自在に取り付けたカム板を配置し、
前記カム板によって、前記第１のアームまたは前記第２のアームの前記結合部カバーに対する回動を規制し、
前記カム板を回動することで、前記規制を解除し、
前記結合部カバーに第１の長孔を設け、前記カム板との回動支点を有するとともに前記第１の長孔内を摺動する操作ピンを有する部材を設け、前記操作ピンが前記第１の長孔内を移動することによって前記カム板が前記結合部カバーに対して回動し、
前記第１のアームを上アーム、前記第２のアームを下アームとし、前記結合部カバーの後方側にのみ前記上アーム及び前記下アームが回動する構成において、
前記カム板の回動支点を、
前記上アームの回動支点からの距離と前記下アームの回動支点からの距離とが等しい仮想線（Ｘ軸）よりも前記上アーム側であって、
前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの後方側に配置し、
前記部材と前記カム板との前記回動支点を、
前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの前方側に配置したことを特徴とする関節支持部材の屈曲ロック機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の関節支持部材の屈曲ロック機構を備えたことを特徴とする関節支持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節装具の装着時に椅子がけや、正座などの姿勢をとったとき、装具の装着ズレを生じないで、膝の生理関節に適合する上下アームの回転軸間距離を設定でき、装着歩行時に発生する膝折れ事故を防止するための関節支持部材の屈曲ロック機構及び間接支持具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の単軸構造の関節支持部材の屈曲用ロック機構は、図１０、図１１に示すように、関節支持部材の上アーム５１と下アーム５２の結合部全体を筒状体５３で覆い被せる方式で、結合部の構造が単純でストレートな形状の場合に有効な方法である。
また多軸（二軸）ギア構造の関節支持部材の屈曲ロック機構は、図１２、図１３に示すように歯止め部材４３を上アーム４１と下アーム４２の両ギヤ間に装着してギアの動きを制止するものである。
しかし、この方式は歯止め部材４３の装着に手間が掛かり、障害者が自ら自由に装着、取外しするにはドライバーなどの工具の携帯を必要とし、又歯止め部材を取外した場合の保管上の問題もあり、日常生活上取扱い困難なものである。
日本人の生活習慣に適合し、装着したまま正座しても装着ずれを生じない、アームの固定軸間隔が広い多軸ギア構造の関節支持部材においては、連結部の構造が複雑なうえに上下アームの軸間隔が広く異形となるので、単軸構造の関節支持部材の場合のように簡単な筒状体をスライド操作で扱えるロック機構を実現できていない。
特許文献１のロック機構は、アームの突起部と係合する楔を調節ねじの出し入れによって操作し、アームの屈曲及び伸展角度の制御を行うものである。
特許文献２のロック機構は、関節上部端と関節下部端に互いに噛合するギアを設け、ギアの回転を伝達するリンク駒体の折衝面に緩衝受部材を当てることにより関節上、下部の屈曲角を制御する方式である。
特許文献３に関しては屈曲のロック機構と関係のない内容である。
特許文献４のロック機構は、中間リンクのストッパー位置を調節することで、大腿部材、前方リンク、後方リンク、下方リンクで構成する限定連鎖のたち曲げ角度を調節しようとするものである。
このように特許文献１から４に記載された発明は、本発明とは目的用途が異なるだけでなく、原理も機構も異なる。
【特許文献１】
特開平０１−１１９２４８（成形外科用ヒンジ）
【特許文献２】
特開平０１−１２４４５２（骨格義足における膝関節）
【特許文献３】
特開平０７−４３６（整形用義肢及び矯正具の関節）
【特許文献４】
特開２０００−１３９９７４（多節リンクの膝関節を備える義足）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
関節支持部材には単軸構造型のものと多軸構造型のものが実用されていて、いずれのタイプにおいても伸展制御のためのロック機構と歩行時の屈曲制御するロック機構を備えたものが実用されている。単軸構造の装具における屈曲ロック機構は、装具の上部アームと下部アームの連結屈折部全体を覆う、アーム外縁にほぼ密着した筒状体で装具の連結部の屈折動作を封じる構造のものである。２軸ギヤ構造の装具において伸展制御に関しては簡単な回転抑止構造で実現されており問題はないが、屈曲制御に関してはギヤの歯止め部材を装着する方式が採用されていて部材の装着、取り外しにドライバーなど工具を必要とするため手間が掛かり、障害者が自ら自由に装着、取外しするのは困難なものであった。又、多軸構造の関節支持部材の特徴は、上下アームの回転軸間隔が生理関節の動きをカバーできる大きさまで広げられ、装具を装着した状態で膝を曲げても装具の装着ずれを生じにくいことであり、椅子がけや正座をしても装具の装着ずれを生じないので日本人の生活様式により適合でき治癒効果もあがる。多軸構造型においてはギア径に比例して上下アームの軸間距離が決まるため、生理関節に合う上下アームの軸間距離を取るためには幅広になったり、連結部外形がストレートでなく異形となるため単軸型の場合のように筒状体を被せてロックすることが難しかった。
【０００４】
関節支持部材において上アームと下アームの回転軸（結合点）間隔が、膝屈曲時に生理関節の動きをカバーできる寸法に構成でき、装具の装着ずれを生じず、歩行時には伸展制御のロック機能を備え、障害者が膝曲げ姿勢を取りたいときには、装具に体重を掛けない状態で、操作ピンの移動によりロック状態から開放状態に容易に操作できる、安全で構造簡素な関節支持部材の屈曲ロック・開放機構を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の本発明の関節支持部材の屈曲ロック機構は、関節の側方に配置される結合部カバーと前記結合部カバーの一端側に回動自在に設けられる第１のアームと、前記結合部カバーの他端側に回動自在に設けられる第２のアームとを備え、前記第１のアームまたは前記第２のアームの回動を規制する関節支持部材の屈曲ロック機構であって、前記第１のアームと前記第２のアームとの間に、前記結合部カバーに回動自在に取り付けたカム板を配置し、前記カム板によって、前記第１のアームまたは前記第２のアームの前記結合部カバーに対する回動を規制し、前記カム板を回動することで、前記規制を解除し、前記結合部カバーに第１の長孔を設け、前記カム板に第２の長孔を設け、前記第１の長孔と前記第２の長孔との方向を異ならせ、前記第１の長孔内を摺動するとともに前記第２の長孔内を摺動する操作ピンを設け、前記操作ピンの移動によって前記カム板が前記結合部カバーに対して回動し、前記操作ピンを前記第１の長孔の一点から他点に移動することにより前記カム板の角度を変更し、前記第１のアームまたは前記第２のアームの一辺と前記カム板の一辺とを接触・離反させることでロック状態と開放状態とを操作し、前記第１のアームを上アーム、前記第２のアームを下アームとし、前記結合部カバーの後方側にのみ前記上アーム及び前記下アームが回動する構成において、前記カム板の回動支点を、前記上アームの回動支点からの距離と前記下アームの回動支点からの距離とが等しい仮想線（Ｘ軸）よりも前記上アーム側であって、前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの前方側に配置し、前記第１の長孔及び前記第２の長孔を、前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの後方側に配置したことを特徴とする。
第２の本発明の関節支持部材の屈曲ロック機構は、関節の側方に配置される結合部カバーと、前記結合部カバーの一端側に回動自在に設けられる第１のアームと、前記結合部カバーの他端側に回動自在に設けられる第２のアームとを備え、前記第１のアームまたは前記第２のアームの回動を規制する関節支持部材の屈曲ロック機構であって、前記第１のアームと前記第２のアームとの間に、前記結合部カバーに回動自在に取り付けたカム板を配置し、前記カム板によって、前記第１のアームまたは前記第２のアームの前記結合部カバーに対する回動を規制し、前記カム板を回動することで、前記規制を解除し、前記結合部カバーに第１の長孔を設け、前記カム板との回動支点を有するとともに前記第１の長孔内を摺動する操作ピンを有する部材を設け、前記操作ピンが前記第１の長孔内を移動することによって前記カム板が前記結合部カバーに対して回動し、前記結合部カバーに第１の長孔を設け、前記カム板との回動支点を有するとともに前記第１の長孔内を摺動する操作ピンを有する部材を設け、前記操作ピンが前記第１の長孔内を移動することによって前記カム板が前記結合部カバーに対して回動し、前記第１のアームを上アーム、前記第２のアームを下アームとし、前記結合部カバーの後方側にのみ前記上アーム及び前記下アームが回動する構成において、前記カム板の回動支点を、前記上アームの回動支点からの距離と前記下アームの回動支点からの距離とが等しい仮想線（Ｘ軸）よりも前記上アーム側であって、前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの後方側に配置し、前記部材と前記カム板との前記回動支点を、前記上アームの回動支点と前記下アームの回動支点とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも前記結合カバーの前方側に配置したことを特徴とする。
第３の本発明は、第１又は第２に記載の関節支持部材の屈曲ロック機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
従来から単軸構造のものに実用されている、ロック用の筒型部材３３を被せる方式は、２軸ギア方式や、上アーム３１下アーム３２と連結部カバー３４の結合点の間隔が長くアームの巾が広い場合には連結部カバーが大型になり、異形と成るために採用が困難であるが、本発明の関節支持部材のロック機構は、上下アームの結合により構成される関節支持部材が単軸構造、多軸構造にかかわらず、いかなる構造の関節支持部材にも適用できる。
また、多軸（２軸）ギア式に採用されているギアの歯止め方式の場合は、部品点数も少なくコストはかからないが、ロック・開放時又はその逆の取扱いにドライバーなどの工具を常に携帯する必要が有り、歯止部材を外した場合は紛失防止の保管などに問題があり障害者が日常生活の中で扱うことが難しかった。
本発明のロック機構を採用することで、第１の長孔２１のロック点１４又は１６にある操作ピン６又は７を、装具に体重が掛からない状態で開放点１５又は１７に移すだけの簡単操作でロック・開放の切換え制御が可能で、障害者に負担をかけることなく安全なロック・開放切換操作できる関節支持部材を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  第１手段の上アームロック状態説明図
【図２】  第１手段の上アーム開放状態説明図
【図３】  第２手段の上アームロック状態説明図
【図４】  第２手段の上アーム開放状態説明図
【図５】  第１手段の上アーム外力作用説明図
【図６】  第２手段の上アーム外力作用説明図
【図７】  第１手段のロックピン外れ防止対策図
【図８】  本発明の好ましい実施例ロック状態説明図
【図９】  本発明の好ましい実施例開放状態説明図
【図１０】  従来型単軸構造のロック状態説明図
【図１１】  従来型単軸構造の開放状態説明図
【図１２】  従来型２軸（ギア）式のロック状態説明図
【図１３】  従来型２軸（ギア）式の開放状態説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は主に関節支持部材の上アーム２について述べているが、発明の内容からして、同じ内容を横座標に対して上下対称に構成すれば関節支持部材の下アーム８用に、また、矢状面に対して左右対称に構成すれば、内外アーム用にも同様に適用できる。
図１、図２に本発明の第１手段である上アーム用屈曲ロック・開放機構の説明用透視図を示すが図の繁雑さを避けるため下アーム用ロック機構は省略している。
関節支持部材の結合部カバー１と回転自在に上アーム２及び下アーム８を結合する結合点１１と９を結ぶ線分の中間点を通る水平方向を横軸（以下「Ｘ軸」という。）とし、上アーム２及び下アーム８と結合部カバー１の結合点１１と９を通る垂直線を縦軸（以下「Ｙ軸」という。）として説明する。
本発明の第１の実施の形態は、関節の側方に配置される結合部カバー１と、結合部カバー１の一端側に回動自在に設けられる第１のアーム２と、結合部カバー１の他端側に回動自在に設けられる第２のアーム８とを備え、第１のアーム２または第２のアーム８の回動を規制する関節支持部材の屈曲ロック機構であって、第１のアーム２と第２のアーム８との間に、結合部カバー１に回動自在に取り付けたカム板３を配置し、カム板３によって、第１のアーム２または第２のアーム８の結合部カバー１に対する回動を規制し、カム板３を回動することで、規制を解除するものである。
本実施の形態は、関節支持部材の結合部カバー１に、回転自在に上アーム２とカム板３又は第１部材４を固定し、第１の長孔２１を設け、この長孔２１に操作ピン６（第１手段の場合）又は７（第２手段の場合）を挿通し、装具に外力が掛からないときに、この操作ピン６又は７を第１の長孔２１の一端（ロック点）から他の一端（開放点）に移動させることでカム板３又は第１部材４の姿勢角を変えて、上アーム２とカム板３又は第１部材４の一辺が接触して形成しているロック状態を開放する。
但し、ロック点、開放点をそれぞれ第１の長孔２１の一端に限定するものでなく、長孔が長くて長孔の中間点であっても操作ピン６又は７が結合部カバー１に嵌り込み固定する方法等を採用すれば可能である。
操作ピン６のロック方法の一例としては第１の長孔２１のロック点での巾を広くしてその他のガイド部では狭くし、ガイド部を移動するときは操作ピンの細い部分を使い、ロック点ではピンの太い部分が嵌り込むようにして実現できる。
また、本実施の形態は、結合部カバー１に第１の長孔２１を設け、カム板３に第２の長孔２２を設け、第１の長孔２１と第２の長孔２２との方向を異ならせ、第１の長孔２１内を摺動するとともに第２の長孔２２内を摺動する操作ピン６を設け、操作ピン６の移動によってカム板３が結合部カバー１に対して回動する。
また、本実施の形態は、操作ピン６を第１の長孔２１の一点から他点に移動することによりカム板３の角度を変更し、第１のアーム２または第２のアーム８の一辺とカム板３の一辺とを接触・離反させることでロック状態と開放状態とを操作する。
本実施の形態として、図１、図２に基づいて説明すると、結合部カバー１と回転自在に一点を固定した（固定点１２）カム板３に、ロック時、第１の長孔２１の長軸と一定の角をなす長軸を有する第２の長孔２２を設け、第１と第２の長孔に操作ピン６を挿通して、第１の長孔２１の一端（ロック点）１４から他の一端（開放点）１５に移動することでカム板３の姿勢角度を変えて、上アーム２とカム板３の接線２３を離反させてロック状態から開放状態に又はその逆にカム板３を制御する。
第１の長孔２１に沿って操作ピン６を移動することで第２の長孔２２が第１の長孔２１に対して持つ角度と長さに対応した分だけカム板３が、結合部カバー１との固定点１２を中心として回転し、ロック状態にある上アーム２とカム板３の接線２３を離反開放する。
また、本実施の形態は、第１のアーム２を上アーム、第２のアーム８を下アームとし、結合部カバー１の後方側にのみ上アーム２及び下アーム８が回動する構成において、カム板３の回動支点１２を、上アーム２の回動支点１１からの距離と下アーム８の回動支点９からの距離とが等しい仮想線（Ｘ軸）よりも上アーム２側であって、上アーム２の回動支点１１と下アーム８の回動支点９とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも結合カバー１の前方側に配置し、第１の長孔２１及び第２の長孔２２を、上アーム２の回動支点１１と下アーム８の回動支点９とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも結合カバー１の後方側に配置したものである。
本発明の第２の実施の形態は、関節の側方に配置される結合部カバー１と、結合部カバー１の一端側に回動自在に設けられる第１のアーム２と、結合部カバー１の他端側に回動自在に設けられる第２のアーム８とを備え、第１のアーム２または第２のアーム８の回動を規制する関節支持部材の屈曲ロック機構であって、第１のアーム２と第２のアーム８との間に、結合部カバー１に回動自在に取り付けたカム板３を配置し、カム板３によって、第１のアーム２または第２のアーム８の結合部カバー１に対する回動を規制し、カム板３を回動することで、規制を解除するものである。
本実施の形態は、関節支持部材の結合部カバー１に、回転自在に上アーム２とカム板３又は第１部材４を固定し、第１の長孔２１を設け、この長孔２１に操作ピン６（第１手段の場合）又は７（第２手段の場合）を挿通し、装具に外力が掛からないときに、この操作ピン６又は７を第１の長孔２１の一端（ロック点）から他の一端（開放点）に移動させることでカム板３又は第１部材４の姿勢角を変えて、上アーム２とカム板３又は第１部材４の一辺が接触して形成しているロック状態を開放する。
但し、ロック点、開放点をそれぞれ第１の長孔２１の一端に限定するものでなく、長孔が長くて長孔の中間点であっても操作ピン６又は７が結合部カバー１に嵌り込み固定する方法等を採用すれば可能である。
操作ピン６のロック方法の一例としては第１の長孔２１のロック点での巾を広くしてその他のガイド部では狭くし、ガイド部を移動するときは操作ピンの細い部分を使い、ロック点ではピンの太い部分が嵌り込むようにして実現できる。
また、本実施の形態は、結合部カバー１に第１の長孔２１を設け、カム板４との回動支点１８を有するとともに第１の長孔２１内を摺動する操作ピン７を有する部材５を設け、操作ピン７が第１の長孔２１内を移動することによってカム板４が結合部カバー１に対して回動するものである。
本実施の形態として図３、図４に基づいて説明すると、結合部カバー１に回転自在に固定した第１部材（カム板）４に回転自在に連結した第２部材５の連結点１８以外の一点に操作ピン７を取り付けて、この操作ピン７を第１の長孔２１に挿通し第１の長孔２１の一端から他の一端に移動することで、第２部材５を介して第１部材４の固定点１３を回転中心として第１部材４の姿勢角を制御し、ロック状態にある上アーム２と第１部材４の接線２４を離反させ、ロック状態から開放状態に、又はその逆に制御できる関節支持部材の上アーム用屈曲ロック機構を述べている。
また、本実施の形態は、第１のアーム２を上アーム、第２のアーム８を下アームとし、結合部カバー１の後方側にのみ上アーム２及び下アーム８が回動する構成において、カム板４の回動支点１３を、上アーム２の回動支点１１からの距離と下アーム８の回動支点９からの距離とが等しい仮想線（Ｘ軸）よりも上アーム２側であって、上アーム２の回動支点１１と下アーム８の回動支点９とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも結合カバー１の後方側に配置し、部材５とカム板４との回動支点１８を、上アーム２の回動支点１１と下アーム８の回動支点９とを結ぶ仮想線（Ｙ軸）よりも結合カバー１の前方側に配置したものである。
本実施の形態は、図６に示すように関節支持部材に掛かる外力としてＹ軸方向外力Ｆ１、上アーム２と結合部カバー１の結合点１１を回転中心とした上アーム２に掛かる装具の前方向モーメントＦ２又は後方向モーメントＦ３として作用することを想定したときに、上アーム２から第１部材４との接線２４を介して第１部材４に作用する力は第１部材４の固定点１３を回転中心とした反時計まわりのモーメントとして働き、第２部材５を介して操作ピン７に掛かる外力Ｆ５の方向がＸ軸の左方向となり、第１の長孔２１の左端が安定なロック点１６となる条件を規定した実施の形態４に記載の関節支持部材の上アーム用屈曲ロック機構を述べている。
操作ピン７を第１の長孔２１の左端１６から右端１７に移動する際、上アーム２がロックされた状態で第１の長孔２１の巾より細い操作ピン７は第１部材４と第２部材５の連結点１８を回転中心とした円弧を描くので、操作ピン７は操作ピン７と第１の長孔２１の下側の壁との間の隙間を利用して第１部材４と第２部材５の連結点１８から最遠点を通過して第１の長孔２１の右端の開放点１７へ容易に移動できる。
また本実施の形態は、既に説明した上アーム２用又は外側用ロック機構をＹ軸対称に構成し、または内又は外側装具用として矢状面に対して左右対称に構成した関節支持部材用ロック機構として利用できる。
また本実施の形態は、既に説明した関節支持部材の屈曲ロック機構を備えた関節支持具として利用できる。
また本実施の形態は、既に説明した関節支持部材の屈曲ロック機構をＸ軸対称に構成したロック機構とし、第１の長孔２１の長軸をＸ軸上に配設して、上アーム２及び下アーム８用ロック機構に共通の長孔２１を設けロック・開放を制御する操作ピン６又は７も上下アーム用ロック機構に共用とする構成を特定する。
また本実施の形態は、図８に示すように、上アーム用カム板３３及び下アーム用カム板３４と結合部カバー１の共通の固定点３１又は第２手段においては第１部材４と結合部カバー１の固定点１３を共通にしてＸ軸上に設定したロック機構を装備した関節支持部材として有効である。
また本実施の形態は、上アーム２と下アーム８を結合部カバー１に取り付ける時の結合点１１と９の間隔が人の生理関節に適合するように２〜８ｃｍに設計したことを特徴とする実施の形態７から９に記載の関節支持部材を特定する。
上アーム２と下アーム８の結合点間隔が２ｃｍと短い場合は子供や脚部が細い患者向けであり、８ｃｍと広い場合は脚部が太っている患者向けである。
【実施例１】
【００９】
以下実施例について述べるが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
図１、図２に示す本発明の第１手段による関節支持部材の上アーム用屈曲ロック機構の実施例について説明する。
結合部カバー１と上アーム２とは、結合点１１によって回転自在に連結されている。また、結合部カバー１と下アーム８とは、結合点９によって回転自在に連結されている。結合点１１結合点を通る仮想線をＹ軸とし、結合点１１と結合点９の中間点を通り、Ｙ軸に対して垂直な仮想線をＸ軸として、以下に各部材の位置関係と関節支持部材の構成を説明する。
カム板３は、上アーム２と下アーム８の間に配置されている。また、カム板３は、結合カバー１に結合点１２によって回転自在に連結されている。
結合点１２は、結合点１１とＸ軸との間に位置している。また、結合点１２は、Ｙ軸より前側の位置（図ではＹ軸の左側の位置）に配置されている。
【００１０】
図１に示すように、ロック状態では、上アーム２の回転は、カム板３の片２３で動作が規制される。片２３の後側端部２３ＡのＸ座標は、ロック点１４のＸ座標より前側の位置となり、片２３の前側端部２３ＢのＸ座標は、結合点１２のＸ座標より後側になるように構成する。
前記条件を満たすことで、図５に示すように、上アーム２に外力、前方向モーメントＦ２、後方向モーメントＦ３が作用しても、片２３を介してカム板３に作用する力は、結合点１２を回転中心とした時計回りのモーメントとして働き、第１の長孔２１の右端ロック点１４で操作ピン６に働く外力Ｆ４がＸ軸の右方向（後側）となり、第１の長孔２１の右端の壁に支えられて安定なロック点となる。
結合部カバー１には、Ｘ軸と重なる長軸を有する第１の長孔２１を設けている。ロック時には、第１の長孔２１の右端１４において一端を同じくする第２の長孔２２がカム板３に設けている。この第２の長孔２２の長軸は、Ｘ軸の右方向と鋭角に交差する。
【００１１】
ロック解除は、外力Ｆ１、前方向モーメントＦ２、後方向モーメントＦ３を外して無負荷状態にして行う。ロック解除動作は、操作ピン６を図２に示すように第１の長孔２１の右端１４から第１の長孔２１の左端１５に移動することで行う。操作ピン６の移動によって、第２の長孔２２の角度と長さに応じて結合点１２を中心にカム板３が回転し、カム板３の片２３を上アーム２から離反させる。
ロック時、操作ピン６に作用する右方向の外力Ｆ４より大きい左方向の外力が働いたとき、ロック状態から開放状態に移行する危険性を回避するために、ロック点１４において、操作ピン６の径を変えて操作ピンが嵌り込む構成にして振動や運動によって随意に移動しないようにして、操作ピン６の嵌まり込みをはずして移動という簡単操作により関節支持部材のロック・開放操作が可能となる。
【００１２】
本発明の第１手段は、一点を回転自在に前記結合部カバー１に固定したカム板３に第１の長孔２１と長軸が一定の角度をなす長孔（以下「第２の長孔」と言う。）２２を設け、両長孔に操作ピン６を捜通して第１の長孔２１に沿って操作ピン６を移動することでカム板３の姿勢角を制御する。
第２手段は上アーム２の動きを直接制御するカム板（以下「第１部材」と言う。）４と回転自在に連結した部材（以下「第２部材」と言う。）５の連結点１８以外の一点に操作ピン７を固定し、第１部材（カム板）４と第２部材５で構成するリンク機構により操作ピン７を第１の長孔２１に沿って移動することで第１部材４の姿勢角を制御する。
この制御機構は、多軸継手を含め関節支持部材のどのタイプにも採用可能で、係止部材の取り付け、取り外し等の作業を要せずに、操作ピンの移動という簡単操作により安全に屈曲ロック機構を少ない部品で安価に実現できる。
【実施例２】
【００１３】
図３、図４に示す本発明の第２手段による関節支持部材の上アーム用屈曲ロック機構の実施例について説明する。
結合部カバー１に回転自在に結合した第１部材（カム板）４と回転自在に結合した第２部材５とからなるリンク機構を用いて、第１部材（カム板）４の姿勢角を制御し、上アーム２の屈曲ロック・開放を制御する。
結合部カバー１と上アーム２及び下アーム８を回転自在に結合した結合点１１及び９を通る垂直線をＹ軸とし、上アーム２及び下アーム８と結合部カバー１の結合点１１及び９を結ぶ線分の中間点を通る水平線をＸ軸として各部材の位置関係と関節支持部材の構成を説明する。
第１部材（カム板）４と結合部カバー１の固定点１３を、結合部カバー１と上アーム２の結合点１１より下で、Ｘ軸より上になるように、さらにＹ軸より右に配設する。
ロック時に第１部材４と上アーム２の接線２４の右端の横座標が、第１部材４の固定点から接線２４の延長上に立てた垂線との交点より左にあると、第１部材が解放時に支障なく回転でき、また関節支持部材に掛かる外力が無負荷状態になったとき、操作ピン７を簡単に開放点１７に移動することが可能となる。第２部材５を介して第１部材４の姿勢角を反時計回りに回転させ、上アーム２と第１部材４の接線２４を離反させることで、屈曲ロック状態から開放状態に、又はその逆に制御でき、誰でも容易に取扱いできる上アーム屈曲ロック機構を実現可能とする。
【００１４】
本実施例において、関節支持部材に掛かるＹ軸方向の外力Ｆ１、上アーム２と結合部カバー１の結合点１１を回転中心とした上アーム２に掛かる装具の前方向モーメントＦ２、又は後方向モーメントＦ３として作用すると想定したとき、第１部材４と結合部カバー１の固定点１３がＹ軸より右側にあり、第１部材４と第２部材５の連結点１８がＹ軸より左にあり、第１の長孔２１の左端であるロック点１６のＸ座標が第１部材４と第２部材５の連結点１８のＸ座標より左にあり、第１の長孔のロック点１６に操作ピン７を固定すれば、外力Ｆ１、前方向モーメントＦ２、後方向モーメントＦ３によって上アーム２と第１部材４の接線２４を介して第１部材４に作用する力は、第１部材４の固定点１３を回転中心とした反時計回りのモーメントとして働き、第２部材５を介して操作ピン７に掛かる外力Ｆ５の方向がＸ軸の左方向となり、第１の長孔２１の左端の壁に支えられて安定なロック点１６となる請求項４に記載の関節支持部材の上アーム用屈曲ロック機構となる。
【実施例３】
【００１５】
第１手段を採用したもっとも構造簡単で、本発明の好ましい実施例について、図８、図９に基づいて説明する。
結合部カバー１のＸ軸上に第１の長孔２１の長軸を重ねて配設し、上アーム２及び下アーム８のロック・開放を制御するカム板３３及び３４と結合部カバー１の共通の固定点３１をＸ軸上に設定する。
ロック時、上アーム２及び下アーム８の固定点１１及び９、カム板３３及び３４の共通の固定点３１、上アームとカム板の接線３７、３８及びロック点１４の座標関係に関して実施例１で述べた全ての条件を満たしている。
【実施例４】
【００１６】
第１の手段を採用してＸ軸対称及び矢状面に対して左右対称に構成した関節支持部材で、上アーム２及び下アーム８と連結部カバーの結合点１１と９の間隔を人の生理関節に適合する２〜８cmに設定することにより、装具を装着したまま椅子がけや正座をしても装着ズレしないので、日常生活において大変便利であり、関節障害の治癒効果も上がる。
【符号の説明】
【００１７】
１    結合部カバー
２    上アーム
３    第１手段のカム板
４    第２手段の第１部材（カム板）
５    第２手段の第２部材
６    第１手段の操作ピン
７    第２手段の操作ピン
８    下アーム
９    結合部カバーと下アームの結合点
１０  内外関節支持部材を連結する連結棒
１１  連結部カバーと上アームの結合点
１２  第１手段の結合部カバーとカム板の固定点
１３  第２手段の結合部カバーと第１部材の固定点
１４  第１手段におけるロック点
１５  第１手段における開放点
１６  第２手段におけるロック点
１７  第２手段における開放点
１８  第２手段における第１部材と第２部材の連結点
１９  第１手段において操作ピン外れ対策したときのロック点
２１  第１の長孔
２２  第２の長孔
２３  第１手段のロック時上アームとカム板の接線
２４  第２手段のロック時上アームと第１部材の接線
２５  ロック時操作ピンのはずれ防止対策をした第２の長孔
３１  最も好ましい実施例における上下カム板の共通の固定点
３２  第１の長孔に斜交するカム板３３に設けた第２の長孔
３３  上アーム用のカム板
３４  下アーム用のカム板
３５  カム板３３、３４を操作する共通の操作ピン
３６  第１の長孔に斜交するカム板３４に設けた第２の長孔
３７  上アーム２とカム板３３の接線
３８  下アーム８とカム板３４の接線
Ｘ    横軸
Ｙ    縦軸
Ｐ    外力作用点
Ｆ１  関節支持部材に掛かる垂直方向の外力
Ｆ２  関節支持部材に掛かる前方向モーメント
Ｆ３  関節支持部材に掛かる後方向モーメント
Ｆ４  第１手段においてロック時操作ピンに掛かる外力
Ｆ５  第２手段においてロック時操作ピンに掛かる外力
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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