(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レッグカール機あるいはレッグエクステンション機として利用可能な膝用体操機械、もしくは膝ガイドとして利用可能な膝用補助具に用いる回転半径調節可能な連接式ジョイントであって、
少なくとも２つの回転プレート（１、２）を並べて配置するか、あるいは、前記２つの回転プレート（１、２）のうち一方の回転プレート（２）に代えた一対の第一及び第ニのセミプレート（６、７）と他方の前記回転プレート（１）とを並べて配置して、
前記他方の回転プレート（１）に対面する前記一方の回転プレート（２）の対向回転面に、あるいは前記他方の回転プレート（１）に対面する前記一対のセミプレートの対向回転面に、第１の穴（２．２、９）を設け、
前記第１の穴（２．２、９）は、前記一方の回転プレート（２）あるいは前記一対のセミプレートと、前記他方の回転プレート（１）とが互いに相対する面に直角の方向に開けられており、
前記一方の回転プレート（２）の前記対向回転面に、あるいは前記一対のセミプレートの前記対向回転面に円弧形状の第２の穴（２．３、１０）を設け、
前記第２の穴（２．３、１０）は前記直角の方向で開けられており、
２つの前記回転プレート（１、２）の少なくともいずれかには前記直角の方向に向けて２つのピン（１．２、１．３）が係合しており、
前記第１ピン（１．２）が前記回転プレート（１、２）の回転中心に設けてあり且つ前記第１の穴（２．２、９）に挿入されており、前記回転プレート（１、２）の前記回転中心から離れた位置に前記第２ピン（１．３）が設けてあり且つ前記第２の穴（２．３、１０）に挿入されている回転半径調節可能な連接式ジョイントにおいて：
（壱）前記２つの回転プレート（１、２）を並べて配置する構成を第一の構成として、
前記第一及び第ニのセミプレート（６、７）を一組とした前記一対の第一及び第ニのセミプレート（６、７）と、前記他方の回転プレート（１）と、その他の別の回転プレート（３、８）と、他の別の一対の第三及び第四のセミプレート（４、５）とを並べて配置する構成を第二の構成として；
（弐）前記第一の構成あるいは前記第二の構成のいずれの連接式ジョイントにおいても、
前記一方の回転プレート（２）と、前記一対の第一及び第二のセミプレート（６、７）とには、前記他方の回転プレート（１）に対して可動可能な第一アーム（２．１、６．１）をこの連接式ジョイントに設けてあり、
そして、前記他方の回転プレート（１）には、前記膝用の体操機械に固定可能であって且つ前記一方の回転プレート（２）又は前記一対の第一及び第二のセミプレート（６、７）に対して可動可能な第二アーム（１．１）をこの連接式ジョイントに設けてあり；
（参）前記第１の穴（２．２、９）は、前記第一の構成の場合に前記一方の回転プレート（２）に設けてあり、そして、前記第二の構成の場合に前記第一のセミプレート（６）に設けてあり；
（四）前記第一の構成あるいは前記第二の構成のいずれの連接式ジョイントにおいても、
前記第１の穴（２．２、９）は前記第一アーム（２．１、６．１）の伸延方向（ａ）に沿って前記回転中心から前記縦長形状に開口しており；
（五）前記円弧形状の第２の穴（２．３、１０）は、前記第一の構成の場合に前記回転プレート（２）に設けてあり、前記第二の構成の場合に前記第一及び第二のセミプレート（６、７）にまたがって開けられており；
（六）前記第一の構成あるいは前記第二の構成のいずれの連接式ジョイントにおいても、
前記円弧形状に伸びた第２の穴（２．３、１０）が前記回転中心から見て扇状に広がりその開き角の一方の角度を成す半円縁の中心を第一半円中心として、その開き角の他方の角度を成す半円縁の中心を第二半円中心として、
前記回転中心と、前記第一半円中心との距離が「ｌ」であり、
前記回転中心から見て、前記第一半円中心の方向（ｂ）が前記伸延方向（ａ）と直角であって、
前記回転中心から見て、前記第一半円中心の方向（ｂ）と前記第二半円中心の方向とが１３５度の内角を形成しており、
前記方向（ｂ）を基準として、前記開き角の１５度あるいは４５度までの角度範囲では、前記円弧形状を成す第２の穴（２．３、１０）の穴幅のセンター位置に定める円弧状のセンターラインと前記回転中心との距離が「ｌ」である一定半径の第一円弧部分をなして、
前記１３５度のうち残りの９０度あるいは１２０度までの角度範囲では前記円弧形状を成す第２の穴（２．３、１０）の前記穴幅センター位置に定める円弧状のセンターラインと前記回転中心との距離が徐徐に短くなる第二円弧部分をなしており；
（七）前記縦長形状の第１の穴（２．２、９）の前記回転中心を近位端部とすると、前記縦長形状の第１の穴（２．２、９）の遠位端部と、前記第二半円中心との距離が前記距離「ｌ」に等しく；
（八）前記第一の構成の場合には、前記第一及び第二円弧部分が前記一方の回転プレート（２）に設けてあり；
（九）前記第二の構成の場合には、前記第一円弧部分（１０．１）が前記第一のセミプレート（６）にあり且つ前記第二円弧部分（１０．２）が前記第二のセミプレート（７）に設けてあり、前記第一円弧部分と前記第二円弧部分の接点であって且つ前記第一円弧部分（１０．１）の前記一定半径との交点に支点部（１１）を備えており；
（拾）前記第一及び第二の構成のいずれの連接式ジョイントの構成の場合にも、
前記第１及び第２ピン（１．２、１．３）は前記距離「ｌ」で離れており、前記第１ピン（１．２）が、前記回転プレート（２）あるいは前記セミプレート（６、７）の回転中心軸として作用して且つ使用者の膝の回転中心を成す膝軸（ｃ）に位置しており；
前記（壱）〜（拾）の構造を成している連接式ジョイントであって、さらに、
（甲）膝用体操機械あるいは膝用補助具に使用する場合であって、前記第一及び第二の構成のいずれの連接式ジョイントの構成の場合にも、前記他方の回転プレート（１）と、一方の回転プレート（２）あるいは前記第一及び第二のセミプレート（６、７）とが相対的に回転自在であり；
（乙）レッグカール機およびレッグエクステンション機の膝用体操機械として利用する場合であって、負荷荷重を前記第一アーム（６．１）に取付けて前記第二の構成の連接式ジョイントを利用する場合には、前記他方の回転プレート（１）をこの膝用体操機械に取り付けて、前記他方の回転プレート（１）に対して一方の回転プレート（２、３）あるいは前記第一〜第四のセミプレート（４、５、６、７）が旋廻して；
（丙）レッグカール機およびレッグエクステンション機の膝用体操機械として利用する場合であって、負荷荷重を前記第二の構成の連接式ジョイントに取付けてこの連接式ジョイントを利用する場合には、前記一方の回転プレート（２、３）及び前記第一〜第四のセミプレート（４、５、６、７）に対して前記他方の回転プレート（１）が旋廻して；
前記（壱）〜（拾）の構造に前記（甲）（乙）（丙）のいずれか一つの構造を加えたことを特徴とする連接式ジョイント。
【請求項２】
さらに、２つの前記回転プレート（１、２）について、前記膝用体操機械に前記他方の回転プレート（１）を取り付け、前記一方の回転プレート（２）が使用者の前記膝軸（ｃ）を中心にして前記他方の回転プレート（１）と相対的に自由に回転して、前記一方の回転プレート（２）が、前記負荷荷重の取り付けられたアーム（２．１）を有する請求の範囲第１項に記載の連接式ジョイント。
【請求項３】
さらに、２つの前記回転プレート（１、２）について、前記第１ピン（１．２）に前記負荷荷重を取り付けた場合において、
前記一方の回転プレート（２）を前記膝用体操機械に取り付けて、前記負荷荷重が、前記膝軸（ｃ）と同じ位置にある前記第１ピン（１．２）を介して前記第二アーム（１．１）に負荷荷重として伝え、
前記第１ピン（１．２）が一端にネジ部とフェザーキー（３０）との形状を有し、
前記第２ピン（１．３）が前記他方の回転プレート（１）に取り付けられ、
前記他方の回転プレート（１）が前記フェザーキー（３０）の縦長形状より長い縦長の穴（２．２）を有し、
前記第１ピン（１．２）の前記フェザーキー（３０）を前記他方の回転プレート（１）の前記縦長の穴（２．２）にはめ込んで前記ネジ部を用いて係止めさせて、
前記第１ピン（１．２）を前記他方の回転プレート（１）の回転軸として作用させると共に、前記一方の回転プレート（２）の中心穴（３１）に備える請求の範囲第１項に記載の連接式ジョイント。
【請求項４】
２つの前記ピン（１．２、１．３）を取り付けた一つの回転プレートが、前記膝用体操機械に固定されるか又は前記膝用体操機械に固定された回転プレートに対して回転自在である請求の範囲第１乃至３項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項５】
２つの回転プレート（１、２）のいずれか一方の回転プレートに前記第１の穴（２．２）と前記第２ピン（１．３）を設け、
他方の回転プレートに前記第２の穴（２．３）と前記第１ピン（１．２）を備えた請求の範囲第１乃至４項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項６】
第１及び第２ピン（１．２、１．３）が、それぞれ第１及び第２の穴（２．２、２．３）の端部に直接配置された１個以上の弾性要素に結合されている請求の範囲第１乃至５項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項７】
前記第ニの構成において、
前記回転中心を通り且つ前記伸延方向（ａ）と直角の直交軸（ｆ）と、前記第一及び第二のセミプレート（６、７）の外周円と交差する２つの交点のうち、前記第一半円中心の方向（ｂ）とは反対側にある交点と、前記支点部（１１）とを結ぶ切断線（ｅ）に概ね沿って、前記第一及び第二のセミプレートと第三及び第四のセミプレートを切断して；
前記第一〜第四のセミプレートのうち前記第一と第三のセミプレートを対向して配置し、且つ前記第二と第四のセミプレートを対向して配置して；
前記第一と第三のセミプレートとから成る第一組合わせと、前記第二と第四のセミプレートとから成る第二組合わせとが前記切断線（ｅ）で切断分離しており；
前記第一組合せと前記第二組合せとの間の前記切断部は、前記切断線（ｅ）に対して、数度の角度で前記反対側にある交点に向かって広がっており；
前記第一組合せと前記第二組合せとは互いに前記支点部（１１）を支点にして回動可能であり、且つその間の距離はネジ（１８）によりマイクロメータの調整が可能であり；
前記他方の回転プレート（１）に対して、第二組合せと前記別の回転プレート（３）とを一体に回転可能にするネジを穴（３．２、５．１、６．２）に挿入してあり；
前記支点部（１１）にある穴（３．１）とその穴に入れるピン（４．１）にて、前記別の回転プレート（３）と前記第三のセミプレート（４）とを一体にして、前記第四のセミプレート（５）に対して回動可能とし；
穴（４．５、７．１）とその穴に入れるネジにて前記第一のセミプレート（７）と前記第三のセミプレート（４）とを一体にして、前記第二のセミプレート（６）に対して回転可能とし；
前記第一のセミプレート（７）にある前記第二円弧部分（１０．２）は、前記支点部（１１）を支点にして前記第一円弧部分（１０．１）に対して回動して前記ネジ（１８）で前記第一及び第二円弧部分（１０．１、１０．２）の相対位置を調整する請求の範囲第１項に記載の連接式ジョイント。
【請求項８】
前記第２の穴（２．３，１０）を、互いに対向する前記回転プレート（１、２）及び前記第一及び第二のセミプレート（６、７）の互いの対向面側に溝状に開けて形成する請求の範囲第１又は７項に記載の連接式ジョイント。
【請求項９】
レッグエクステンション機あるいはレッグカール機として使用する膝用体操機械の前記負荷荷重を前記第一アームに加えた前記第ニの構成において、
前記第二アーム（１．１）を介して前記他方の回転プレート（１）を前記膝用体操機械に取り付けて；
前記別の回転プレート（８）と前記他方の回転プレート（１）とが、さらに別の回転プレート（３）と第一〜第四のセミプレート（４、５、６、７）を間に挟んだ状態で、使用者の前記膝軸（ｃ）を中心位置として配置してあり；
前記他方の回転プレート（１）は中心穴（１．５）と前記距離「ｌ」だけ離れた位置に別の穴（１．４）を有しており、前記第１ピン（１．２）が前記中心穴（１．５）と前記第ニのセミプレート（６）の前記第１の穴（９）に挿入されて、前記第２ピン（１．３）が前記別の穴（１．４）と前記第一及び第二のセミプレート（６、７）に設けた円弧状の第２の穴（１０）に挿入する請求の範囲第１、２、７、８項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項１０】
前記膝用体操機械の前記負荷荷重をこの連接式ジョイントに加えた前記第ニの構成において、
前記さらに別の回転プレート（３）と第一及び第四のセミプレート（５、６）とが前記膝用体操機械に取り付けられ；
前記第１ピン（１．２）が前記さらに別の回転プレート（３）と前記第一及び第四のセミプレート（５、６）との中心の軸であって且つ前記他方の回転プレート（１）と前記第１ピン（１．２）が回転可能であり；
前記第一及び第四のセミプレート（５、６）が前記さらに別の回転プレート（３）に固定されて、前記第二及び第三のセミプレート（４、７）が前記ピン（４．１）の支点部（１１）で回動可能であり；
前記第ニアーム（１．１）を設け且つ縦長状の前記第１の穴（９）を設けた前記他方の回転プレート（１）が、この連接式ジョイントに備えられ、前記第１ピン（１．２）に備えたフェザーキー（３０）が前記第１の穴（９）にはめ込まれ；
前記フェザーキー（３０）が、この連接式ジョイントのカバーとして作用するプレート（８）に接するまで前記第１の穴に挿入されて；
前記さらに別の回転プレート（３）と第一及び第四のセミプレート（５、６）とが、穴（３１）部で前記第１ピン（１．２）を挿入しており；
前記他方の回転プレート（１）に取り付けられた前記第２ピン（１．３）が前記第２の穴（１０）に挿入される請求の範囲第１、３、７、８項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項１１】
前記第１の穴（９）の形成部において、その形成部の中にバネ（１２）とバネロック（１３、１４）とブシュ（１５）があり、前記バネ（１２）は前記バネロック（１３、１４）の間に配置して、前記バネロック（１３）は前記ブシュ（１５）から離れた位置にあって且つ縦長状の前記第１の穴（９）の中で遠位端にあり、前記バネロック（１４）は前記ブシュ（１５）の近くに配置されて；
前記ブシュ（１５）はその中に前記第１ピン（１．２）を挿入して且つ前記第１ピン（１．２）に対して回転可能であり更に前記第１の穴（９）の中で摺動可能であり；
前記バネロック（１４）はペグ（１６）で押圧可能であり、第一アーム（６．１）の一面に前記ブシュ（１５）に近い位置のくぼみ（１７．１）と、遠い位置のくぼみ（１７．２）と、それらのくぼみを前記第１の穴（９）に繋げる別のくぼみ（１７）を設けており；
前記複数のくぼみ（１７．１、１７．２）の中で最も前記ブシュ（１５）に近いくぼみ（１７．１）に前記ペグ（１６）を挿入して、前記ペグ（１６）で一つの前記バネロック（１３）を押圧することで前記ブシュ（１５）を前記第１の穴（９）の中で前記遠位端とは反対の近位端に押圧可能であり；
前記複数のくぼみ（１７．１、１７．２）の中で最も前記ブシュ（１５）に遠いくぼみ（１７．２）に前記ペグ（１６）を挿入して、前記ペグ（１６）での前記バネロック（１３）の押圧を開放することで前記ブシュ（１５）を前記第１の穴（９）の中で移動可能とする請求の範囲第１、７、８、９、１０項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項１２】
前記負荷荷重をこの連接式ジョイントに取り付けて前記膝用体操機械で用いる連接式ジョイントであって、前記第ニアーム（１．１）の幅よりも大きい直径の軸と、前記第ニアーム（１．１）のこの連接式ジョイントに近接する部分を前記他方の回転プレート（１）とする前記第ニアーム（１．１）と、ねじ部とねじ頭部を有するピン（１．２）とを備え、
前記軸の端部に前記第ニアーム（１．１）を挿入させるガイドを形成して、前記第ニアーム（１．１）の一部を前記ガイドに挿入してあり、前記軸の端面にうめ込み用のねじ穴を形成して、前記ねじ穴と前記ねじ部とで、前記ピン（１．２）を前記軸に締結して、前記ねじ頭部が前記軸から前記第ニアーム（１．１）の離脱を防止して、前記第１の穴（２．２）に前記ねじ部の前記ねじ穴に挿入しない部分を配置して、前記第ニアーム（１．１）の前記近接する部分に配置した前記第２ピン（１．３）を、前記一方の回転プレート（２）の円弧状の第２の穴（２．３）に挿入する請求の範囲第１又は３項に記載の連接式ジョイント。
【請求項１３】
この連接式ジョイントから伸延するアーム（１．１、６．１）には、そのアーム（１．１、６．１）の縦長方向に沿った縦長の開口部（１９）がこの連接式ジョイントに近い位置にあり、前記開口部（１９）はこのアーム（１．１、６．１）の縦長方向の中心線に対して対称形状であり、前記開口部（１９）の穴に、ねじ（２０）でベルト（２１）を取り付けてあり、前記ベルトの位置は前記縦長方向に移動可能であって、前記ベルトで使用者の膝を固定する請求の範囲第１項に記載の連接式ジョイント。
【請求項１４】
この連接式ジョイントから伸延するアーム（１．１、６．１）には、そのアーム（１．１、６．１）の縦長方向に沿った縦長の開口部（２２）が、この連接式ジョイントから離れた遠い位置のそのアーム（１．１、６．１）上の遠端近傍部にあり、フェザーキー（２３）が前記遠端近傍部にある開口部（２２）の穴に沿って移動可能であり、このフェザーキー（２３）が、ブレード（２５）あるいは９０度に折り曲げた板あるいはまた互いに直角の２つの板のいずれかで成るフットレストと、ピン（２４）を備えており、このピン（２４）で前記フットレストの一部をそのアーム（１．１、６．１）に取り付けて、前記フットレストの他の一部で使用者の足を固定する請求の範囲第１又は１３項に記載の連接式ジョイント。
【請求項１５】
前記膝用体操機械あるいは前記膝用補助具に取り付ける連接式ジョイントにおいて、前記回転プレート（１）の円弧形の外周縁にあるいは外周縁の近傍に角度スケール（１．６）を設け、前記角度スケール（１．６）は、前記円弧形状の第２の穴に挿入するピンがある前記回転プレート（１）の回転平面の象限に対して、前記回転プレート（１）の回転中心を点対称にした別の象限に前記角度スケールの表示を設けてあり、そして、この連接式ジョイントから伸延した一つのアーム（１．１、６．１）には、この連接式ジョイントから離れた遠い位置の遠端近傍部に開口部（２２）があり、その開口部（２２）の縦長縁に沿ってミリメートルのリニアスケール（２７）を設け、そしてさらに、前記角度スケールのゼロ基準は、そのアームの伸延方向の仮想線を延ばして前記回転プレート（１）の回転中心を通過する仮想線上に設定してある請求の範囲第１、２、３、７、９、１０項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【請求項１６】
前記膝用体操機械に取り付けられた前記別の回転プレート（３）と前記第一及び第四のセミプレート（５、６）とが、一体化された一部品である請求の範囲第１、７、９、１０項のいずれか一つに記載の連接式ジョイント。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ひざ補助具ならびにひざの筋肉を強化するために使用される機械またはひざの筋肉を以前の健全な状態に回復するためのリハビリテーションに使用される機械に不可欠な部品であるため、医療およびスポーツの分野に有益に用いることができる。
ひざとは下肢中間の関節である。ひざを伸ばす動き、すなわち脚を大腿部から伸ばす動きは、ひざよりも数センチメートル下にある脛骨の前粗面に停止された大腿四頭筋によって達成される。ひざを曲げる動き、すなわち脚を大腿部から曲げる動きは、図１に示す大腿部の後筋によって達成される。曲げ／伸ばし動は常に前後のレベルで実行される。
ひざと接触する関節面は、図２に示すように、大腿顆（大腿部の遠位部、すなわち遠い側の部分）および脛骨板（脛骨の近位部、すなわち近い側の部分）である。大腿顆は、どちらかといえば狭いが、変化する曲げ半径を有する丸い面からなる。実際には、それらの輪郭はらせんに非常に似ている。脛骨板、すなわち脛骨の関節窩は、大腿顆よりもはるかに広い曲げ半径を有している。
したがって、ひざ関節の機械的構造は複雑であり、起こる動きのタイプは、ひざが開く角度に直接関連する。伸ばされる脚が０°角で出発点にあると考えてみる。曲げの最初の２０〜２５°（すなわち、通常の歩行の角度）では、関節の機械的構造は、二つの関節面の間での純然な回転を伴う。大腿顆の各点が脛骨板の対応する点と接触する。曲げが続くと、その後の約１１０〜１１５°で、滑りと回転とが合わさった動き（大腿部に対する脛骨の）が起こる。具体的には、回転および滑り動が起こる。脚が曲がるにつれ、滑り動が徐々に増進し、純然な滑り動が起こるとき、最終的には回転に勝る。大腿顆は、脛骨板に対して回転することなく滑る。これらの滑り動の間、ひざ靭帯が膝蓋骨を抑え、ひざの前後の安定性を確保して、関節面どうしが接したままとどまるヒンジ動の実行を可能にする。
したがって、ひざの曲げ／伸ばしの機械的構造では、固定された回転中心は存在しない。脚を曲げるとき（伸ばした位置から出発）、最初の２０°では、回転の中心は脛骨の関節面から６０mm離れたところに位置する。しかし、曲げ動が続くと、回転の地点が移動すると同時にその半径が狭くなり、最後には、脛骨から約１２mmの最小距離に達する（図２に見てとれる）。
半径におけるこの差は、大腿顆の中心に位置する点（曲げ／伸ばしの最初の２０〜２５°で試験によって識別した）と、そとくるぶしに位置するもう一つの点との距離における差に変換される。実際に、この距離を測定することにより、実験は、１３５°（位置Ａ）から０°（位置Ｂ）まで伸ばすとき、図３に見てとれるように、その距離が１５mmから４０mmに増す（距離ＲB−ＲA）ことを明らかにする。差の規模は、対象のひざの構造に依存する。
物理療法またはリハビリテーションの問題に関して、ひざの動きを支援し、追従する必要があるとき、普通は、ベルトのシステム（スリング）によって大腿部および脚に拘束され、関節の動きを案内する特定の機械装置に頼る。
これらの装置は、ひざ補助具、受動的体操に使用される機械ならびにレッグカール機およびレッグエクステンション機として知られる特定の筋肉のためのウェイトリフティング機で使用される。
このように肢部に拘束されるこれらの機械装置は、一般には固定された回転中心を有し、したがって、滑りと回転とを合わせた動きを提供し、回転の中心を変えることができない連接式ジョイントに対してヒンジ留めされて、それにより、異常な張力を生じさせる。異常な張力は、脚によって理論的に達成される軌道（らせん弧）とは異なる連接式ジョイントの機械装置の軌道（円弧）によって生じる。実際には、前記のように、脚は、曲がるとき、その半径を減らす（上述のＲＢ−ＲＡ）。これが、機械装置を脚に対して擦らせて摩擦を生じさせ、この摩擦がスリングのベルトに伝達され、圧縮力を生じさせる。
脚を伸ばすと、機械装置は脚を円形の経路に沿って抑える傾向を示し、一方、脚はその回転半径を減らし、したがって、ひざから引き離される傾向を示す。そして、移動速度およびひざのスリングの距離に比例するこれらの圧縮力および引張り力は、それぞれ、膝蓋骨および関節の軟骨（圧縮力）ならびにひざ靭帯（引張り力）に対して解放される。
現在スポーツで使用されている最も進んだ態様のひざ補助具は、ひざで通常に起こる回転動と滑り動との間の妥協を実際には模倣しようとしない複雑な連接式ジョイントを特徴として有している。二つの回転中心を有するひざ補助具はむしろ一般的であるが、０°〜３０°の範囲の位置および９０°〜１３５°の範囲の位置では、ひざの機械的生理機能に適合しない。実際には、最初の弧（０°〜３０°）では、一つの回転中心も特定されず、第二の弧（９０°〜１３５）では、滑り動は、排他的になる点までは増大しない。したがって、これらの角度では、ひざ補助具は、引張り力および圧縮力を関節に伝達し、これらの力が異常な張力として靭帯に対して解放される。
この問題を解決するための試みが、第０３６１４０５号の下で公開された欧州特許出願第８９１１７７８１．８号、ＷＯ９２／１５２６４号の下で公開された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９２／０１９２９号およびＷＯ８４／０３４３３号の下で公開された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ８４／００３３６号に記載されている。
欧州特許出願第８９１１７７８１．８号に記載されたひざジョイントは、ひざの屈曲が、脛骨顆に対する大腿顆の前への動きと、それに続く、前述の骨の顆の間での純然な回転からなるという反対の生理的概念に基づく。このジョイントは３枚のプレートを特徴として有し、そのうち外側の２枚が同軸の穴を有し、内側の１枚が２本の溝を有し、これらの溝の中に、外側プレート中に設けられた前述の穴を貫通する１対のピンが収められ、案内される。溝の一方は小さく、縦方向かつジョイントの垂直軸を横切る方向に延び、他方の溝は大きく、一端が頂部に向かって幅広くなる弓形である。第二のスリットは、ジョイントの軸に対して縦に延びている。
第一の、すなわち直線状の溝は、脛骨に対する大腿骨の最初の前方への動きを再現する機能を有し、第二の溝は、その後の回転動を案内する目的に役立つ。
円形スリットの上端は、ちょうどピンがこの溝の中のピンによって実行される行程の途中にあるとき、直線状の溝に収められたピンの中心を通過する中央のプレートのアームの縦軸の延長に配置される。ピンそのものが、円形の溝から最も遠い端部である前記溝の端にあるとき、アーチ形の溝を構成する弓形の中心は、直線状の溝に収められたピンの中心にある。
脚を曲げるとき、最初の２５°で、円形の溝に収められたピンが、直線状の溝の中のピンをその出発位置（円形の溝に近い方）からその最終位置（直線状の溝の、円形の溝から最も遠くに位置する端）に動かす。
ピンの中心間の距離は円形の溝の曲げ半径に等しいため、直線状の溝に収められたピンによって実行される動きの最初の部分では、円形の溝に収められたピンは、円形の溝の上部を構成する幅広い部分の内外で小さな垂直方向のＹ字形の動きを実行する。曲げ運動のこの最初の段階では、２枚の外側プレートが内側プレートに対して前方に滑る（２枚のプレートを引き離す段階）。
続いて、直線状のスリット中の行程端位置にあるピンが支点として作用し、円形のスリットに収められたピンを動かすとき、２枚の外側プレートが内側プレートに対して回転する。この第二段階で、プレートは再び引き合わされる（純然なころがり段階）。
国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９２／０１９２９号に記載されたジョイントは、前述の欧州特許出願第８９１１７７８１．８号の改良を特徴とする。先の場合と同様、最初、出発位置で脚を伸ばした状態から、曲げ動の約２５〜３５°の角度α１の間、直線状の溝に収められたピンの水平方向の並進が起こる。その結果、脛骨は大腿骨に対して後方に滑らされる。このジョイントでもまた、曲げ動の第一段階で、直線状の溝に収められたピンが円形の溝を通過するとき、円形の溝に収められたピンは、円形の溝の上端でＹの量だけ上下に動く。
この動きの第一段階の後に、曲げ動の１２０〜１３５°に及ぶ角度α２の第二段階が続く。この第二段階は、本質的に単一中心の動きを特徴とする。行程の端で直線状のスリットに配置されるピンが支点として働き、円形の溝に収められたピンを円形の溝の中で並進させる。
欧州特許出願第８９１１７７８１．８号に比較すると、このジョイントの改良は、所与の患者の症状がそれを推奨しようならばいつでも、溝の形状および／または位置を修正することを試みることにある。
したがって、曲げ動の３５°を超える円形の溝の屈曲はより平坦になり、直線状の溝は円形の溝から遠位（すなわち、遠い側の）端に向かってわずかに延びる。曲げ動の第一段階（０°〜２５°、角度α１）では、直線状の溝に収められたピンは遠位に移動し、その結果、この第一段階で脛骨は大腿骨の後に滑らされる。続いて、曲げ動の２５°〜３５°（角度α２）で、後者のピンは静止し、それにより、円形溝の中のピンが回転するとき支点を構成する。
最後に、曲げ動の９０°〜約１３５°（角度α３）で、他方のピンが円形の溝の平坦化部分の中を下に動くとき、直線状の溝の中のピンは、円形の溝により近づけられ、それにより、脛骨が大腿骨の前で動く多中心動を起こす。
前記特許の発明者とで論争するまでもなく、ひざの生理的動きに関するこの発明者の概念的仮説を参照すると、この発明者の特許はこれらの問題に取り組もうとしているが、当を得てはいないといわざるを得ない。この発明者が発明したジョイントの基本モデルは、直線状の溝に収められたピンの、その全長における初期動と、同時に、他方のピンの上下動（Ｙ）とに基づく。実際には、その基本モデルで、このジョイントは、２個の中心、すなわち、中央軸が垂直方向に延びる、回転を実行する一方の中心と、中央軸が水平方向に延びる他方の中心とを有する。プレート間の動きの第一段階は、円形の溝に収められたピンを中心に起こる（この段階で、プレートは、動くために、引張りに付され、互いに引き離される）。
他方、曲げ動の第二の段階（２５°〜１３５°）は、他方のピンをその支点とする、円形の溝に収められたピンの回転を特徴とする。この段階で、ピンは、直線状の溝に収められたピンの上にすばやく移動し、それを中心にしてジョイントがその軌道の第二の部分を展開する。
この機械的原理をひざに当てはめることにより、ひざが一連の引張りで機能することを仮定するかもしれない。これは事実から程遠い。理由は、膝蓋骨の間で起こる動きは隙間をまったく有さず、大部分は回転動であり、その回転動に対して滑り動が漸進的に打ち勝つからである。
さらには、最初、動くために、円形の溝がプレートをして上述の引張りに耐えさせる（すなわち、プレートを互いに離れさせる）。したがって、プレートによって実行される動きは連続的ではない。したがって、患者個人ごとの曲線の個人化は絶対的に不確かである。
国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ８４／００３３６号に記載されたひざ補助ジョイントは、５枚のプレートからなる。脚下部の支持要素に接続された外側の２枚のプレートは、それぞれが穴および直線状の溝を有する。２枚の中間プレートもまた、それぞれ、外側プレートの穴および溝とは反対側の位置に穴および直線状の溝を有する。
脚上部の支持要素に接続される中央プレートは、中央の穴と、プレートそのものを完全に通過し、所与の患者のひざの屈曲点の横断する道筋を模倣する屈曲した溝とを有する。
プレートは、互いに対して固定され、それぞれが互いを中心に、また中央軸を中心に枢転することができる。この軸は、外側プレートの直線状の溝ならびに中間および中央プレートの中央の穴を通過する。
ピンが、２枚の外側プレートの（周縁）穴、中間プレートの直線状の溝および中央プレートの屈曲した溝を通過する。
中央軸およびピンが、屈曲した溝の中のピンの制限された動きが脚下部の支持要素の動きを脚上部の支持要素の動きに対して制限するような方法で、プレートを互いに対して固定する。したがって、患者の脚下部の曲げ伸ばしは制限される。
屈曲した溝は、ばねとして作用するいくつかの可撓性のピストンを収めている。これらは動くことができ、ピンの動き、ひいては曲げ動の幅を制限するため、溝の端部に固着されている。これらの可撓性ピストンは、２個のねじ付きボルトによって固定され、これらボルトの隣に、ピストンそのものに対して縦に動くインジケータがある。インジケータの機能は、曲げ伸ばし動に許される動きの角度を０°〜１４０°で表示することである。中央プレートが静止すると仮定するならば、このジョイントでは、中間プレートが中央プレートに対して回転し、移動する。外側プレートは中間プレートとともに回転するが、中間および外側プレートの直線状の溝の方向の軸に沿って中間プレートの脇に動く。このシステムでは、外側プレートが中央プレートに対して動く（回転し、滑る）。
中央の軸と、外側プレートの周縁穴を通過するピンとはまた、曲げ動におけるジョイントの角度と、所与の患者のひざの屈曲点の横切る道筋を模倣する、中央プレートに位置する屈曲した溝とにしたがって距離を変化させる。
しかし、ひざの中心の従来の識別はない。この中心は、中心軸と並ばなければならない。さらに、動きに対して課される極端な制限に言及すること以外、屈曲した溝を個人化する可能性は記載されていない。
他方、受動的体操に現在使用されている機械では、ヒンジは固定中心を中心に回転し、曲げ／伸ばし動を生理的軌道に伴わせることができない。したがって、異常な引張り力および圧縮力が発生し、靭帯に対して解放される。
ウェイトリフティング機は、筋肉群を自発的な方法で強化するために使用される。前述したように、現在ひざの筋肉に使用される機械は、レッグカール機およびレッグエクステンション機である。前者はひざの屈筋を選択的に強化し、後者は伸筋に重点を置く。
レッグエクステンション機は、割と背の高い椅子に非常に似ている。その上に座ると、足は地面に触れず、大腿部はストラップまたは他の拘束具によってシートに拘束される。可動負荷アームＬ（図６）がシートの中央（図４を参照）またはシートの脇（図５を参照）に位置し、脚の縦軸に沿って垂直方向に延び、システム全体の支点を構成する固定中心（Ｃ）を中心に回転する。その回転軸（ｃ）は、大腿顆（ひざの中心であると考えられる）を通過する水平軸と一致しなければならない。
Ｍ字形の水平ロッドがこの可動アームＬの遠位（遠い側）部に取り付けられ、脚の遠位部がこのロッドに対して圧力を加える。アームＬを軸「ｃ」を中心に回転させる大腿部からの脚の伸展は、機械が有するウェイトＰによる抵抗を受ける。このウェイトＰは、伝達システム（ロープおよびプーリ）によって可動負荷アームＬそのものに接続することもできるし（図３に見てとれる）、回転機構に接続することもできる（図５）。後者の場合、駆動軸Ｎ（前述の「ｃ」軸と一致する回転軸を有する）が可動アームＬを連接式ジョイントに接続する。
大腿部が機械のシートに拘束され、脚の下部が動くことができる状態で脚の下部を伸ばすと、機械的せん断応力および曲げ応力が加わる。
脚の下部の曲げ／伸ばし動が起こると、負荷荷重（ウェイトＰ）および負荷そのものが持ち上げられる速度に比例する多数の反発（リバウンド）現象が起こる。
特に十字靭帯の手術を受けたばかりの患者においてこれらの応力を加えることを避けるため、脚の下部はまた、可能な限り可動負荷アームＬと一体化されるよう、いくつかの地点を何らかのスリングによって拘束されるべきである（図７を参照）。ウェイトリフティング機のフレームにヒンジ留めされているアームが反発現象を中央の回転ピンに解放し、それにより、十字靭帯に負担をかけないようにする。
現在市販されている機械の主な欠点は、ひざが、前述したように、一つの回転中心をも持たず、したがって、動くとき、円形の経路に沿って移動することができず、それどころか、中心に向かうらせん動を達成しなければならないため、脚スリング（図７）を固定中心を中心に回転させることができないという事実にある。したがって、肢部が機械の可動アームＬに固定されるならば、それは回転動を脚に加え、脚が曲がるとき（脚がその軌道の半径を徐々に減らすとき）には脚を強く引っ張り、逆に、脚が伸びるときには脚を圧縮し、それにより、十字靭帯、膝蓋骨および関節軟骨に解放される異常な張力を生じさせる。
この特定の分野では、脚に加わる引張り応力を減らすことができるいくつかの装置が存在することが公知である。米国特許第５，０２０，７９７号明細書に記載されている装置は、脚に抵抗力を加えることにより、ひざにけがを負った脚を訓練することを目的とする。この抵抗に抗しながら脚を所与の方向に伸ばすことができ、同時に、上述のひざに近い別の方向における亜脱臼を防ぐことができる。
この装置は、訓練機に接続された可動アームに接続された固着装置と、それぞれが支点を有し、前述の装置に接続された２本の軸と、第一の軸を中心とする枢転動を起こすために固着装置に接続されたスリングと、第二の軸およびレバー機構を中心にして枢転するために固着装置に接続されたもう１個のスリングとを含む。
後者は、第一のスリングに接続された上アームと、第二のスリングに接続された下アームと、枢転するために使用される前述のアームの隣接する端部に隣接するレバーカップリングとを特徴として有する。
第一のスリングは、レバーの上アームの突出部分に接続されている。まず、前述の第一の骨の一端の隣で、この第一の端部が前述の関節に近いため、一つの方向に支持力を加えなければならない。第二のスリングはレバーの下アームの突出部に接続されている。これは、第二の抵抗力が前述の第一の骨のもう一つの端部に近いもう一つの方向に加えられるところである。
この装置は、脚の下部の隣に適用される手段によって亜脱臼を避ける目的に役立つ。これは、ひざを支点として有する脚の引張りにはまったく無関係である。
実際に、この特許は、出発位置が「不適切」である場合にしか、すなわち、ひざの中心が機械の中心に対して後退している（ただし過度ではない）場合にしか「適切」にはならないことがわかる伸ばし動において脛骨が「適切に」前進することを可能にする。ひざの中心が不用意に配置され（実際、それを識別する方法の記載はない）、したがって、機械の中心に並ぶ、または前進するならば、上述のシステムは脛骨の前進をもたらし、前十字靭帯に対して応力を加える。
存在することが知られるもう一つの装置が、第２．５５０．７０８号の下で公開されたフランス国実用新案第８３１３４７４号に記載されている。この装置は、四頭筋を訓練するとき、ひざ関節における圧迫を軽減することを可能にする。この装置は、ジョイントで枢転するウェイトを与えられたアームと、ジョイントそのものを通過する水平軸と、抵抗アームとを有する。
特殊なスリングが患者を椅子の上で静止させて、一つのひざの関節が固着されるようにする。抵抗アームの通常のロッドは、患者の足をシューそのものに固定する固着ストリップを有する特殊な固着シューに交換されている。固着シューは、軸を中心に回転することができる３アームレバーの一部を構成するアームの自由端に接続された心棒に固定されている。
３本のアームの１本は、足の引張りまたは回転動を角度目盛りの上で表示するインジケータからなる。前記目盛りはスリーブによって強固に担持され、このスリーブは、ねじによって抵抗アームに対して随意の位置に動かすことができる。弾性部品がピンに取り付けられ、このピンは逆に前記スリーブに強固に固定されている。
患者が四頭筋を訓練し、脚を伸ばし、足を上に回転させると、固定化シューが左上に引かれる。これが、患者の足に引張り応力を加える。この引張りまたは回転動が弾性部品の圧縮をもたらす。シューの上昇動に依存する圧縮の幅は、上述のインジケータの角度目盛りに示される。
したがって、脚の下部の縦方向に引張りが発生する。したがって、ひざの関節における圧力が減少し、訓練するとき、ひざに痛みを感じない。患者が脚を伸ばすか、ひざ関節を中心に脚の下部を動かすとき、引張りは自動的に生じる。この引張りの幅および差は、弾性部品の特徴およびひざ関節を中心に回転する患者の脚の下部の固着要素と一致する地点の軌道と、同じジョイントの軸を中心に回転する固定化シューと一致する地点の軌道との間の距離（すなわち、抵抗アームの回転軸の位置と、ひざ関節の位置との距離）に依存する。
この訓練装置の抵抗アームの回転軸をひざ関節の前方かつ上方に配置することにより、ひざが完全に曲がる（９０°）位置と、完全に伸びる（０°）位置との間で移動において、事前に確立された位置（角度）で最大引張りが達成されるような方法で引張り曲線を変化させることが可能である。
２個の軸を互いに対して所与の位置で偏心的に配置することにより、引張り力を関節における圧力とともに徐々に増大させることができる。
この装置は、患者の足に適用されるレバー機構を使用することにより、ひざを動かすことに関する問題を解決する試みを構成する。これは当然、装置の抵抗アームの回転軸とひざの関節の回転軸との間の整合が不可欠であることを仮定するが、ひざそのもにに作用を加えるのではなく、関節に対する引張り応力を増すことを試みる。
この最後の特許は、曲げ伸ばしの間に大腿部に対する脚の引張りをもたらす。これは、痛みを伴いながら収縮するおそれのある四頭筋によって生じる凝集応力を相殺するために起こる。この張力の変調は、ひざの中心を機械の中心と一致させて配置することによって起こる。したがって、ひざの中心を正確に識別するためのシステムが求められる。
すると、問題は、ひざが動くとき、他の機械的応力がその動きを妨げることを許さずに、ひざに追従することからなる。この場合、再び、各対象者が自らの曲げ伸ばし軌道を有するとしても、軌道の個人化は得られない。
上記すべてに対する結論として、審査される特許のそれぞれは、ひざの曲げ伸ばしの機械的構造に見られる所与の典型的な問題に対する解決方法を見いだそうとしたものといえる。
このように、発明者の誰も、これらすべての現象を結び付け、共通の分母を特定することができる考察を行うことによってこの問題に対処してはいない。この共通の分母は、まず人体測定基準点の特定、次に測定装置とのその配列を想定しなければならない、関節を評価する効率的な方法の定義に見いだすことができる。この点は、正しい評価にとってだけでなく、ひざに接続される装置そのもの（ひざ補助具、受動的体操機械、ウェイトリフティング機）を正しく配列させるためにも不可欠であるため、この点を常に見つけなければならない。
さらには、効率的な方法の定義は、曲げ伸ばしにおいてひざがたどる軌道、すなわち、脛骨および大腿骨の関節面の線が確実に追従しなければならない軌道ならびに回転動と滑り動とが合さった連続の正しい特定を可能にする。
上記考察は、平均的なひざに関して当てはまる。しかし、十字靭帯の長さ、それらの比率およびそれらの停止点（関節面を特徴づける特徴）は、個人個人で相当に異なる。これは、ひざが起こすらせん動が人によって異なることを意味する。したがって、所与のひざの実際の関節輪郭を調べるためには、Ｘ線撮影を実施するか、個人のひざとくるぶしとの距離を測定することが必要である。
発明の開示
本発明の目的は、ひざの関節面によって達成される動き、すなわち純然な回転、滑り回転および純然な滑りを可能な限り自然かつ忠実に再現することができる軌道に沿って脚の曲げ／伸ばし動を案内することができる可動アームＬを与えられた連接式ジョイントを利用者に提供することである。
もう一つの目的は、各対象者の人体測定的特徴に適合させることができるよう容易に修正することができる装置を創造することである。
これらの目的および他の目的は、ウェイトリフティング機（レッグエクステンションおよびレッグカール）、下肢の受動的体操のための機械およびひざ補助具（ひざガイド）に設置される、可変性かつ制御可能な回転半径を有する連接式ジョイントからなる本発明によって実際に達成される。
その最も簡単な態様で、この連接式ジョイントは、好ましくは丸いプレートの形である２個の機械部品ＡおよびＢからなる。
これら２枚のプレートＡおよびＢは、いずれも固定構造に固定されていないとき、互いに対して自由に動くことができる。あるいはまた、プレートＡを固着具によって固定構造に固着することもできるし（プレートＢはそれに対して回転する）、プレートＢを固定構造に固定することもできる（この場合、プレートＡがそれ自体に対して回転する）。
プレートＡおよびＢの両方が固定を解除されるとき、連接式ジョイントは、大腿部と脚とが同時に動くひざ補助具および受動的体操機械に使用することができる。一方、プレートのいずれか一方が固定されるとき、連接式ジョイントは、大腿部が機械のシートに拘束され、曲げ/伸ばし動を脚のみによって実行することができるレッグエクステンション機およびレッグカール機に推奨される。
プレートＡまたはＢのいずれを機械に固定するかの選択は、可動負荷アームに取り付けることもできるし、連接式ジョイントのピンそのものに直接取り付けることもできる負荷荷重（ウェイトＰ）に使用される伝達装置のタイプによって下される。したがって、二つのケース、すなわち、２枚のプレートを有し、負荷荷重が可動アームＬに加えられる連接式ジョイントまたは負荷荷重がジョイントのピンそのものに加えられる連接式ジョイントが生じることができる。
負荷荷重が機械の可動負荷アームに直接取り付けられるならば、プレートＡは、固着具、たとえばバーにより、レッグエクステンション機およびレッグカール機に固定される。すると、プレートＢは、対象者が着座したときの大腿顆の軸と一致しなければならない膝軸「ｃ」を基準に、プレートＡに対して回転することができる。
プレートＢは、プレートの回転面に対して直角にある２個の開口を有する。第一の開口は、中心に位置し、長手方向に延びる。これは、長方形であり、短い方の辺が丸みを帯びていることが好ましい。この開口は、理想穴を延ばすことによって形成され、プレートＢが有する可動負荷アームＬの対称軸を構成する。
周縁に位置する第二の開口の端部は、丸みを帯びていることが好ましい。この第二の開口の一方の端部の中心は、前述の理想穴の中心から距離「ｌ」だけ離れたところに位置する点に位置し、半径「ｂ」上に、半径「ａ」に対して直角に、かつ同じ面に位置している。第二の開口の他端の中心は、半径「ｂ」に対して１３０〜１４０°で位置している。
第二の開口は特有の形状を有していた。まず前述の半径「ｂ」に対して最初の１５〜４５°では、中心が理想中央穴の中心と一致し、半径が「ｌ」に等しい円周であり、続いて、残りの８５〜１２５°では、理想穴の中心に向かって戻るらせんである。このらせんの縦軸を形成する点のつながりは、長さ「ｌ」の区分の一端の点のつながりから導出される。長さ「ｌ」の区分の他端は、第一の開口の縦軸に沿って動く。
あるいはまた、上述した周縁開口はまた、空洞がプレートＡの回転面に面する同様な形を有する溝からなることもできる。
後者は、縦軸がプレートＡおよびＢの回転面に対して直角にある２個のピンを有する。これらのピンは、「ｌ」に等しい距離で位置している。第一のピンは、プレートＡの中心部分に位置し、プレートＢの中央の開口に収納されている。第二のピンは、プレートＢの周縁開口そのものの中に配置されている。
これらのピンは貫通ピンであり、遠位（すなわち遠い側の）端に、２枚のプレートが離れることを防ぐ拘束具を有する。第二の開口（周緑開口）を溝に換えるならば、第二のピンは貫通ではなく、その遠位端に拘束具を有しない。
実際には、ピンを与えられたプレートは、ウェイトリフティング機に固定されるプレート（Ａ）でもよいし、前者に対して回転することができるプレート（Ｂ）でもよい。さらには、互い違いになるならば、各プレートＡ、Ｂが１個の開口および１個のピンを与えられることも可能である。すなわち、一方のプレートが、開口と、他方のプレートの開口に収まるピンとを有する。負荷荷重がジョイントのピンそのものに取り付けられる２枚のプレートを有する連接式ジョイントでは、プレートＢが機械に固着され、負荷荷重（ウェイトＰ）そのものが、縦軸がひざの膝軸「ｃ」の延長上に位置する駆動軸により、可動アームＬに伝達される。この軸は、プレートＡ（およびその延長部を構成する可動アームＬ）の支点および推進軸として働く。可動アームＬの近位（すなわち近い側の）端を構成するプレートＡは、中央穴の代わりに、前述の中央の長方形開口を有する。
負荷荷重がジョイントのピンそのものに取り付けられる２枚のプレートを有する連接式ジョイントの場合、中央ピンが推進軸の一端を構成する。推進軸は、その他端に、プレートＡの中央の長方形開口に収められるフェザーキーを与えられている。ピン／軸がプレートＡから滑り出すことを防ぐため、後者は、（フェザーキーに隣接して）ボルトまたは他のストッパがねじ留めされるねじ付き区域を有する。この場合にはプレートＡにある中央開口は、２枚のプレートを有し、負荷荷重が可動アームＬに加えられる連接式ジョイント中のプレートＢについて記した説明に比べ、その設計は変更がないままである。主要な配置スポットである理想「中央」穴がある。しかし、この開口の長さは、フェザーキーのサイズにしたがって垂直方向に増大する。その対称点（横軸と縦軸とが合うところ）は理想穴と一致しなければならない。
プレートＢは、中心が前述の理想穴の中心と一致しなければならない穴によって貫通されている。理想穴には、中央ピン／推進軸が収められ、その中で自由に回転することができる。
軸の動きはプレートＢ（固着バーによって機械に固着されている）に影響しない。むしろ、動きは、プレートＡの中央開口に挿入されたフェザーキーによってプレートＡそのものに伝達される。プレートＡは逆に、プレートＡに固着され、プレートＢの周縁開口に収められた第二のピンの存在により、プレートＢ上の第二の開口の前述した動きを追従するよう強制される。
「理想的な」ひざに適してはいるが、このようにして製造される連接式ジョイントは、各個人の人体測定的特徴に調節することはできない。その結果、各ひざは、それ自体のプレートを適当な周縁開口とともに要する。
連接式ジョイントをより融通性にするためには、プレートＢを、好ましくは円板または円板の一部の形を有する、重なり合う５枚のプレートＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇに交換する。
このマルチプレート連接式ジョイントの場合でもまた、プレートＡは、ひざ補助具および／または受動的体操に使用される機械の場合と同様、プレートＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの群から独立して動くことができる。
マルチプレート連接式ジョイントをレッグエクステンション機およびレッグカール機に適用するときでさえ、機械が有する負荷荷重（ウェイトＰ）の伝達のタイプにしたがって二つの態様が可能である。したがって、以下の二つのケース、すなわち、負荷荷重が可動アームＬに加わるマルチプレート連接式ジョイントまたは負荷がジョイントのピンに加わるマルチプレート連接式ジョイントが可能である。負荷荷重（ウェイトＰ）が可動負荷アームに直接加えられるウェイトリフティング機に使用されるマルチプレート連接式ジョイントでは、プレートＡは、固着具、たとえばバーにより、レッグエクステンション機およびレッグカール機に拘束される。逆に、もう１枚のプレートＨが逆に、プレートＡに固着され、カバーとして作用する。残りの５枚のプレートまたはセミプレートＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは互いに接続され、プレートＡ、Ｈの間で、膝軸「ｃ」を基準にして自由に回転することができる。この中心軸は、対象者が着座しているときの大腿顆を横切る膝軸と一致しなければならない。
重なり合う対に配置された他の４枚のセミプレートＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、プレートＡから少し遠くに離れた（プレートＨに近い）プレートＣに固着される。
これら４枚のセミプレートＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇは特有の配置を有している。プレートＡに近いプレートＦは、前述の中央の長方形開口を有する。セミプレートＣ、Ｅ、Ｆの１個は可動アームを与えられている。プレートＡに近い方の２枚のセミプレートＦおよびＧが並ぶと、これらは前述の周縁開口を有し、半径「ｄ」がこの開口を二つの部分、すなわち、円弧を含む一方の部分と、らせん弧を含む他方の部分とに分割する。理想回転点は、半径「ｄ」上に、理想中央穴から距離「ｌ」のところに位置する。
前述のプレートＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、この回転点から、半径「ｆ」と外縁との交差点まで延びる軸「ｅ」に沿って切断されている。したがって、半径「ｆ」は、半径「ｂ」に直径方向に対向する位置にある。
これらのプレートＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、重なり合う対（Ｃ、ＤおよびＦ）に配置されている。これらの見おろす縁は、軸「ｅ」に沿って正確に切断されてはおらが、むしろ（前述の理想回転点が出発点であると考えると）、可動アームの方向または反対の方向に軸「ｅ」を数度逸脱する。したがって、セミプレートの二つの群（Ｄ、ＧとＥ、Ｆ）の間に軸「ｅ」と半径「ｆ」との交差点と一致して距離が生じる。これが、セミプレートの一方の対（Ｄ、Ｇ）が、前述の理想回転点を回転支点として、他方の対（Ｅ、Ｆ）に対して回転することを可能にする。ねじにより、二つのセミプレート対の間の距離をマイクロメートル単位まで調節することが可能である。
換言するならば、前述の理想回転点に位置するピンのみによってセミプレートＣに固着されたセミプレートＤは、プレートＣに永久的に固着されたセミプレートＥに対して回転することができる。セミプレートＧがセミプレートＤに固着され、セミプレートＦがセミプレートＥに固着されているため、セミプレートＧは、セミプレートＦに対して回転することができる。セミプレートＧが周縁開口のらせん部を有するならば、らせん部の位置は、上述の理想回転点を中心とする回転により、周縁開口そのものの同心部分に対して変化することができる。
プレートＡは２個の穴を有し、一方は中央に位置し、他方は、中央穴に対して「ｌ」に等しい距離だけ離れた周縁に位置している。中央穴には、セミプレートＦの中央開口に収められたピンが挿入される。このピンは単に、プレートＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが動くときの支点として働く。ピンが第二の穴に配置され、プレートＦ、Ｇによって形成される周縁開口に収められる。
プレートＦ、Ｇに接続されたマイクロメートルねじを調節することにより、これらのプレート間の距離（ならびに周縁開口のらせん側の位置）を変化させて、プレートＡに対するプレートＦ、Ｇの回転（プレートＡが有するピンによる）が、対象者の脚の曲げ/伸ばしに可能な限り一致することができるようにすることが可能である。
負荷荷重（ウェイトＰ）がジョイントのピンに直接適用される機械にマルチプレート連接式ジョイントが使用されるならば、前記プレートＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、それらの位置が変化しようとも、同じ機能を維持する。プレートＣ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、固着具、たとえばバーによって機械に固着されるが、プレートＡおよび第一のピンは自由に動くことができる。プレートＣに接続されているプレートＤ、Ｇはまた、機械にも固着されるが、理想回転点に位置するピンのおかげで、プレートＣ、Ｅ、Ｆに対して部分的に回転することができる。
負荷荷重がジョイントのピンに取り付けられる２プレート連接式ジョイントに関して前記したように、プレートＡは、可動アームＬの近位（近い側の）部分を構成し、前にはプレートＦが有していた前述の中央の長方形の開口を与えられている。さらには、プレートＡの開口に収められたフェザーキーおよび別のプレートＨがねじ留めされるねじ付き区域を有する前記中央ピン／推進軸、すなわちシステム全体のカバーとして働くボルトがある。
プレートＣ、Ｅ、Ｆは、中央ピン／推進軸が収められ、自由に動くことができる前述の理想穴の中心と中心が一致しなければならない穴によって貫通される。
推進軸の動きは、固着バーによって機械に固着されたプレートＣ、Ｅ、Ｆに影響しない。むしろ、動きは、プレートＡの中央開口に挿入されたフェザーキーによってプレートＡそのものに伝達される。プレートＡは逆に、プレートＡに固着され、周縁開口に収められた第二のピンの存在により、プレートＦ、Ｇ上の周縁開口の前記動きを追従するよう強制される。
プレートの数およびそれらを機械に対して可動アームの近位部分で拘束するのに使用される固着システムにかかわらず、開口が設けられ、この開口の中に、機械的フックが挿入されて、それを開口そのものに沿って延ばすことができるようにする。この機械的システムにおいて、むこうずねに使用されるスリングは、およそひざよりも下で固着される。
さらには、可動アームは、遠位に位置するもう１個の開口を有し、その開口の中にフェザーキーが収められて、可動アームそのものの軸「ａ」の間で自由に延びることができる。フットレストがこのフェザーキーに取り付けられる。ピンがフェザーキーを可動アームに固定することができる。
上述のフットレストは、一端を９０°に曲げられたブレードまたはプレートからなるか、９０°で結合された２枚のブレードまたはプレートによって構成される。フットレストの垂直部分が可動アームに結合され、その水平部分が、足が実際に載り、小さなベルトによって定位置に固定される場所である。
負荷荷重が連接式ジョイントのピンに加えられるウェイトリフティング機では、２プレートシステムが用いられるのか、マルチプレートシステムが用いられるのかにかかわらず、中央ピン／推進軸がプレートＡよりも幅広いとき、連接式ジョイントを修正することができる。
この場合、ガイドを、プレートＡが配置されるところで、中心ピン／推進軸に対して切削する。プレートＡの理想中央穴が、ねじ付き穴を有する中心ピン／推進軸の中心と一致する。
ヘッド、本体およびねじを有し、ねじ部が中心ピン／推進軸のねじ付き穴に係合する３部分ねじが、プレートＡを、そのねじなし区分が中央開口から出る状態でガイドの中に維持する。ねじのヘッドが２個の機械部品の分離を防ぐ。
脚が動きを、プレートＡに固着されたアームＬに伝達するとき、中央ピン／推進軸のガイドに挿入されたプレートＡの近位部が、この動きを、プレートＡの側面と中心ピン／推進軸ガイドの内面との接触を介して、中心ピン／推進軸そのものに伝達する。
プレートＢの周縁開口に収められるプレートＡを有する第二のピンが、プレートＡおよびそれに接続されたアームＬを、異なる半径の軌道に沿って、アームＬのスリング中の脚の一つに対して並行に延ばす。
脚が大腿部から曲げ／伸ばしする軌道の間の半径の差が、ガイドの中のプレートＡを並進させる。逆に、中央開口に挿入されているねじ／ピンは、この並進を妨げない。
マルチプレート連接式ジョイントをウェイトリフティング機に使用する際、角度目盛りをプレート上の適当な場所に描くべきである。可動アームが、装置を機械に結合するバーの延長であるとき、０位置は可動アームの縦軸に対応する。目盛りは、周縁開口が展開する方向とは反対の方向に展開する。
可動アーム中の遠位開口に対して並行に、外縁または脚が固着されている縁とは反対側の辺に、立証等分ミリメートル目盛りが位置し、この理想ゼロが理想中央穴である。
度目盛りの代わりに、一方は等分目盛りの代わりに配置され、他方は角度目盛りの代わりに配置される２個のエンコーダを用いて動きを同時に測定してもよい。
中央および周縁の開口に挿入される上述のピンは、前述の開口の中でのそれらの縦方向の動きを容易にするため、楕円形であることができる。これらにはまた、ローラベアリングを設けてもよい。
プレートＢに代わる可動プレートの数は、周縁開口のらせん部を、それぞれがそれ自体の回転中心を有するいくつかの区域に分割するため、さらに多くてもよい。したがって、前述のらせん開口の位置をさらに正確に調節することが可能である。
プレートＣ、Ｅ、Ｆは１枚の片からなることができる。
本特許出願の目的である装置は、伝統的な回転装置を除くことにより、現存する機械および将来の機械に使用することができる。
これはまた、伝統的な機構と組み合わせて付属部品として使用して、それにより、機械をより機能的にすることもできる。最後に、装置はまた、他のタイプの機械（またはシート）に付属部品として使用して、それにより、それらの機械にレッグエクステンション機およびレッグカール機と同じ機能を与えることもできる。後者の場合には、固着バーが、この目的を達成することが公知であるような部品によって機械（またはシート）に対して固定される。
ウェイトリフティング機における本発明の使用は、動きの間に起こる異常な生理的応力（せん断、曲げ、反発、引張りおよび圧縮）が有害な張力を靭帯に対して解放することを防ぐことができるよう、大腿部に対する脚の伸筋および／または屈筋の強化または再訓練を可能にする。ひざ補助具（ひざガイド）におけるその使用は、同様に、ひざにけがを負ったことのある人またはスポーツ選手が歩く、運動する、またはリハビリテーション訓練を実行するとき、同じタイプの異常な生理的応力がひざの靭帯、膝蓋骨、関節軟骨に対して解放されることを回避させる。
実際、この連接式ジョイントは、上述の特許に記載された発明が特徴とする問題の解決方法を提供する。周縁開口の下寄り点に対して同じ軸上のプレートの中心から出発し、負荷アームの対称軸に沿って進む中心開口の位置と、ピンどうしの間の一定の距離１、ひいてはピンが動いているときの２個の開口の間の一定の距離と、プレートまたはセミプレートの対象者の大腿顆を通過する軸（ｃ）を中心とする回転とからなるその革新的特徴は、このジョイントが、ひざの回転中心ならびに回転動および滑り動の増進の差に起こるつながりを可能な限り忠実に再現することを可能にする。したがって、脚および脚に接続されたアームＬは、完全に一致する軌道上にとどまり、それにより、曲げ／伸ばし動の各段階で、脚とアームＬとの各接触点の間で完全な一致が得られる。これが、機械装置と肢部との間のいかなる滑りをも回避させ、それにより、前述の異常な張力を回避させる。
図面の簡単な説明
本発明のその他の特徴および利点は、同封の図面中に指示的に例示されているいくつかの特定的かつ好ましい、ただし排他的ではない連接式ジョイントの形態の説明により、さらに明白になることだろう。なお図面中、
−図１は、大腿部の筋肉の位置および屈伸動を例示している。
−図２は、ひざの関節表面を示す。
−図３は、脚の伸長の間に発生する大腿関節顆とくるぶしの間の距離の変動を例示する。
−図４は、ウェイトが可動アーム上に置かれている、レッグエクステンション機と呼ばれる現在存在するタイプのウェイトリフティング機を示している。
−図５は、ウェイトが連接式ジョイント上に置かれている、レッグエクステンション機を示している。
−図６は、レッグエクステンション機上の可動アームの運動を例示している。
−図７は、レッグエクステンション機内の吊り揚げられた脚の上に置かれた拘束具を示す。
−図８は、２つのプレートのみを含む当該特許出願の目的である連接式ジョイントの斜視図を例示している。
−図９は、この連接式ジョイント内にあるこれらのプレートのうち第一のものの正面図を示す。
−図１０は、同じプレートの側面図を例示する。
−図１１は、この連接式ジョイント内にあるこれらのプレートのうち第２のものの正面図を示す。
−図１２は、第二のプレートの側面図を例示する。
−図１３は、マルチプレートを伴う連接式ジョイントの分解図を示す。
−図１４は、連接式ジョイントおよび可動アームの正面図を例示する。
−図１５は、同じ連接式ジョイントとそのそれぞれの可動アームの側面図を示す。
−図１６は、連接式ジョイントの側面図を例示し、その構造理論を明確にしている。
−図１７は、ウェイトリフティング機に接続されている連接式ジョイントの部分の斜視図を例示する。
−図１８は、連接式ジョイントの可動部分の第一のプレートを例示している。
−図１９は、連接式ジョイントの可動部分の第一のセミプレートを示す。
−図２０は、連接式ジョイントの可動部分の第二のセミプレートを例示する。
−図２１は、図１９に示されているものと重なり合う連接式ジョイントの可動部分の第三のセミプレートを示す。
−図２２は、図２０に示されたものと重なり合う連接式ジョイントの可動部分の第四のセミプレートを示す。
−図２３、２４および２５は、脚が伸びた位置、９０°曲がった位置および１３５°曲がった位置にあるときの、連接式ジョイントのプレートの３つの異なる配置を示す。
−図２６は、ウェイトが可動アーム上に置かれているレッグエクステンション機に適用された連接式ジョイントを示す。
−図２７は、ウェイトが連接式ジョイントのピンの上に置かれているレッグエクステンション機に適用された連接式ジョイントを示す。
−図２８は、図２７に例示された連接式ジョイントの分解図を示す。
−図２９は、本特許出願の目的である連接式ジョイントを含むひざ補助具の図を例示する。
発明を実施するための形態
より精確に言うと、可動アームＬに拘束された負荷荷重（Ｐ）を伴うレッグエクステンション・ウェイトリフティング機に適用される第１の簡略化された形態においては、連接式ジョイントは２枚のプレート１および２で形成されている；プレート１は、バー１．１を用いてウェイトリフティング機に固着され、一方プレート２は、対象者が着座したときにその大腿関節顆を通過する水平軸を基準にしてプレート１上を回転することができる。さらに遠位の端部にあってウェイトに連結されている水平ロッドを含むアーム２．１が、プレート２に固着されている。
プレート２は、２枚のプレートの回転表面に対し直角にあけられた２つの開口２．２および２．３を有する。第一の開口２．２は、矩形の形状をもち、短辺は丸味がついている。この開口は、プレート２の中心にある理想穴２．４を、可動アーム２．１の長手方向対称軸を構成する「ａ」として定義された半径に沿って外側に向かって延長させることによって作られる。
第二の開口２．３の端部は、円の形状にされる。この第二の開口２．３の１つの端部の中心は、上述の穴２．４の中心から距離「ｌ」のところにあって、しかも同じ平面上で前述の穴２．４の中心を通る半径「ａ」に対し直角な半径「ｂ」上に存在する１つの点に位置づけされる。もう１つの端部の中心は、上述の直角を成す半径「ｂ」を基準にして１３５°のところにある。第二の開口２．３は特定の形状をもつ：すなわち、最初は、前述の直角を成す半径「ｂ」を基準にして最初の２０°（角度α）については、中心が理想穴２．４の中心と一致し半径が「ｌ」に等しい円周である；それ以降、残りの１１５°（角度βについては、理想的穴２．４の中心に向かって戻るらせんである。このらせんの長手方向軸を形成する点のつながりは、長さ「ｌ」の区間の一方の端部の点つながりから誘導され、この長さ「ｌ」のもう一方の端部は（理想穴２．４から半径「ａ」に沿って半径方向外側に向かって）第一の開口２．２の長手方向軸に沿って移動する。
プレート１は、プレート１と２の回転表面に対し直角を成す長手方向軸をもつ２本のピン１．２および１．３を有する。これらのピンの間の距離は「ｌ」に等しい。ピン１．２および１．３はクロススルーピンであり、プレート１および２が分離するのを防ぐストッパプレート１．４および１．５を遠位に有する。
対象者は、現在市販されている機械と同じように作られたレッグエクステンション・ウェイトリフティング機の上に、脚を曲げた状態で着座する。大腿部はベルトまたはその他の拘束具により座席に固着される。対象者は脚の下部を伸ばし始め、それにより可動負荷アーム２．１を強制的に上昇させる。
こうしてプレート２が強制的に移動させられる。開口２．２および２．３が特有な形状をしているため、可動負荷アーム２．１の位置に応じて異なる動きが発生する。実際、第一の伸長段階（最初の１１５°；角度β）では、開口２．３が、プレート２の中心に向かって戻るらせんのような形状になっておりピン１．２と１．３の間の距離がなおも「ｌ」であることから、プレート２は強制的に２倍の動き、つまり回転と上方への滑動に耐えさせられることになる。可動負荷アーム（２．１）は、プレート２に固着されていることから、プレート２の動きに追従し、したがって上方に並進運動すると同時に回転する。この動きは、可動アーム２．１がひざの生理的らせん軌道のような軌道を描くにつれてこのアームに固着された脚の動きに完全に追従する。伸長の各点において、脚部と可動アーム２．１の間の各接点は完全に対応し、それによりひざ内部の異常な緊張が避けられる。
その後（伸長の残りの１５〜２０°つまり角度αついて）、開口２．３は、ピン１．２の中心または穴２．４の中心と一致する中心をもつ円周であることから、プレート２は単純にプレート１上へと回転することになる。
戻り運動においては、同じ動作が逆向きに発生する。つまり脚部が曲がると、まずプレート１上でのプレート２の回転があり、それに続いて底面に向かっての並進運動を伴う回転があり、最後に、底面に向かっての並進運動のみがある。
連接式ジョイントを個人専用とし、プレート２に変更を加える必要なく各々の対象者に適したものにするためには、マルチプレート型連接式ジョイントを使用する必要がある。
実際、可動アームＬに拘束された負荷荷重（Ｐ）を伴うレッグエクステンション・ウェイトリフティング機に応用された第二の形態においては、プレート２は、円板または円板の一部分のような形で作られ重なり合う５枚のプレート３、４、５、６、７に置換えられている。これらのプレートまたはセミプレートは互いに接続され、座ったときの対象者の大腿関節顆を通る膝軸「ｃ」を基準にして、プレート１および最後のプレート８（これはカバーのように作用する）上へと自由に回転する。
重なり合う対の中のセミプレート４、５、６、７は、全部のプレートのうちプレート１から最も遠いプレート３に固着されている。プレート３は、セミプレート４の回転点と対応するねじ穴３．１を有し、この穴の中にピン４．１がねじ込まれて、セミプレート３を基準にしたセミプレート４の回転を可能にしている。その上、２つのねじ穴３．２が半アーム３．３に向かってプレート３上に設けられ、これらが適切なねじを用いてセミプレート５とセミプレート６をプレート３に固定している。
セミプレート４、５、６、７は、特殊な方法で形作られている。最後の２枚を検分すると、セミプレート６が前述の開口２．２と類似した開口９を有することがわかる。この開口９は、セミプレート６が有する可動アーム６．１の長手方向対称軸を構成する「ａ」と定義づけされた半径に沿って外側に向かってセミプレート６を形成するセミディスクの中心にある理想穴９．１を延長させることによっても得られる。この可動アーム６．１は負荷荷重（ウェイト）に接続されている。２枚のセミプレート６および７が並んでいる場合、これらには、前述の開口２．３に類似した第２の開口１０がある。
開口１０内では、この開口１０を２つの部分、つまりセミプレート６の円弧を含む部分１０．１とセミプレート７のらせんを含む部分１０．２に分割する半径「ｄ」がきわめて重要な役割を果たす。半径「ｄ」は、半径「ｂ」を基準にして２０°（同じプレート上で）だけ傾斜している。理想穴７．１から距離「ｌ」のところに半径「ｄ」上の点１１が位置づけられている。
セミプレート４、５、６、７は、点１１から（セミプレート４、５、６、７の）外縁部と半径「ｆ」の交差点まで延びる軸「ｅ」に沿って切断される；半径「ｆ」は、半径「ｂ」に対し直径方向反対側の位置にある。
さまざまな構成要素の詳細に戻ると、セミプレート５は、前述のとおり、プレート３のセミアーム３．３の近接部分で固着されていることがわかるだろう。これには２つの穴５．１が備わり、この中に穴３．２と同じ数の、同じ軸間距離をもつねじが通る。セミプレート４と面する側面には、円周の半分よりわずかに小さく点１１に中心をもつ凹み５．２が備わっている。
セミプレート４は、セミプレート５に隣接してプレート３上に固着される。セミプレート５を見おろす側面から、半円周４．２（その中心は点１１にある）が突出し、この半円周の直径は、セミプレート５の凹み５．２よりも小さく、したがってこの凹みの中に半円周を挿入して点１１を中心とした機械的部材間の回転を可能にするようになっている。ピン４．１は、セミプレート４の回転の中心である点１１と対応して置かれた（セミプレート７を見おろす側面上にでさら穴が備わった）半円周４．２の中心にある穴４．３の内側に挿入される。この回転ピン４．１は、プレート３の穴３．１の中にねじ込まれる。これは、頭部（半円周４．２の凹み４．４の中に挿入されている）、本体（平滑で穴４．３を占有する）およびねじ山（穴３．１の中に係合することになる）という３つの部分で構成されている。
セミプレート４は、セミプレート７をセミプレート４自体に固着するねじを挿入することのできる、中心に位置設定されたねじ穴４．５も有している。
セミプレート６は、穴６．２、５．１および３．２を横断するねじを用いてセミプレート５およびプレート３に固着されている。セミプレート６の中心には、開口９が上に開放し、一方、可動アーム６．１から点１１の方向で遠い方の（遠位）端部では、開口１０の部分１０．１が上へ開放している；この開口は、穴９．１から距離「ｌ」のところで半径「ｂ」に端を発し、半径「ｄ」と交差するまで１つの円弧に沿って一定の半径で発達している。
ピン１．２は、開口９の中に挿入される；このピンは、理想穴９．１と対応した形で固定され得る。開口９により形成された溝路の中に、ばね１２が挿入される；このばねは、（長さ方向に穴が横断している）遠位ばねロック１３および近位ばねロック１４により保持されている。近位ばねロックは、中にピン１．２が収容されているブッシュ１５に作用する。その内径はピン１．２の外径に対応し、外径は開口９のサイズに対応する。ブッシュ１５の機械的仕上げにより、それがピン１．２上で自由に回転でき、かつ開口９内へ自由に滑動できるようにならなくてはならない。近位ばねロック１４は、２つの固定された位置をもつ凹み内で可動アーム６．１内に収容されているペグ１６により押すことができる；ペグ１６の一方の端部が近位の固定位置１７．１の中に挿入された場合、ペグ１６自体により（遠位ばねロック１３を横断した後）もう一方の端部から押されたブッシュ１５は、強制的に理想穴９．１上に置かれることになる；一方、ペグ１６が遠位固定位置１７．２内に挿入された場合、ブッシュ１５は開口９の中を自由に移動する。セミプレート７は、穴４．５と係合することになるさら穴７．１を横断するねじを用いてセミプレート４上に固着される。
開口１０の区分１０．２は、セミプレート７上に切り開かれる。この区分は、開口１０自体が完全に展開するまで、半径「ｄ」から延びている。
セミプレート５および６は、セミプレート４および７を見おろす縁部を有しているが、この縁部は軸「ｅ」に正確に沿って切断されず、むしろ点１１を縁部の出発点とみなして、可動アーム６．１の方向に軸「ｅ」から数度だけ発散している。セミプレート４および７も、セミプレート５および６を見おろす縁部を有するが、この縁部は、正確に軸「ｅ」に沿って切断されておらず、後者のプレートとは異なり、ここでも点１１を縁部の出発点と考えて、むしろ可動アーム６．１から反対方向に軸「ｅ」から数度だけ発散している。
セミプレート４および７の縁部およびセミプレート５および６の縁部は同じ中心を有するものの反対方向に開いた側面を有することから、軸「ｅ」が外縁部と交差する一定の距離が形成され、これによりセミプレート４および７はセミプレート５および６上で回転できるようになる。なお点１１がこの回転運動の中心である。
翼６．３および７．２が、外縁部の近くでセミプレート６および７上に固着されている。翼６．３には、ねじ切りされた横断貫通穴６．４が備わっており、翼７．２は、ねじ切りされていない横断貫通穴（同じ軸間距離をもつ）を有する。後者の穴の中にねじ１８が挿入される；ねじ１８には、穴６．４の中に係合されるべきボルト１８．１が備わっている。したがって、このねじ１８に作用することにより、プレート６および７間の距離（ひいてはプレート４と５の間の距離も）調整することが可能になる。この距離はマイクロメートル単位で調整することが可能である。
ねじ穴１．４（プレート１上にある）を横断するピン１．３が開口１０の中に挿入される。これは３つのセクターつまり、手でプレート１上に固定することをさらに容易にするきざみ付き縁部を伴うハンドホイール、穴１．４の中にねじ込まれるねじ切りされたセクターおよび開口１０の内部を滑動しハンドホイールを有する側とは反対側から突出しているねじ切りされていないシリンダ区分で構成されている。
さらに、プレート１は同様に、プレート１、３、４、５、６、７の回転表面に対し直角に長手方向軸を伴って中央に位置設定され、かつピン１．２が中に挿入される穴１．４を基準にして「ｌ」に等しい距離のところにある第２の穴１．５も有している。このピン１．２は、横断貫通しており、その遠位端部はブッシュ１５の中に収容され、それにより開口９を横断する。ピン１．２も３つの部分、すなわち、きざみ付き縁部を伴うハンドホイール、穴１．５の内部にねじ込まれるねじ切りされたセクター、および開口９の内部を滑動するねじ切りされていないシリンダ区分から構成される。
可動アーム６．１により近い区分の中には、矩形をした（しかも軸「ａ」の方向に沿う）開口１９があり、その中に、ねじを用いてベルトを移動可能に取り付ける手段（２０）が挿入され、これによりこのシステムが開口１９に沿って長手方向に移動できるようにしている。
ほぼひざの下で、その遠位部分のまわりに結びつけられるべきねじを用いてベルトを移動可能に取り付ける手段（２０）上に、小さい半剛性ベルト２１が固着される。ねじを用いてベルトを移動可能に取り付ける手段（２０）は移動させることができるため、本発明のユーザーの身体測定の寸法にしたがってこの拘束具が締めつけるべき正確な位置を識別することが可能となる。
可動アーム６．１も軸「ａ」の方向に沿い同じく矩形の形をした（丸味のついた側面を伴う可能性もある）、遠位に位置設定されたもう１つの開口２２も有している。
開口２２の内部にはフェザーキー２３が収容される：このフェザーキーは外部的に開口２２よりも広く、可動アーム６．１よりも厚い；ただし、これは可動アーム６．１の軸「ａ」に沿って自由に滑動できる。フットレストはねじを用いてフェザーキー２３に固着される。ピン２４が可動アーム６．１にフェザーキー２３を固着する。
上述のフットレストは、互いに９０度を成して固着された２枚のブレード２５から成る。垂直ブレードは、フェザーキー２３内に係合するねじを用いて可動アーム６．１への連結を可能にする。水平ブレードは、足の裏の大きい部分と接触した形で足が載るようにする。
この場所に載った足は、小さなベルト２６によりブレード２５に固着され、これにより、それが最初に置かれていた位置に屈伸動全体を通して維持できるようになっている。
プレート１の周囲には、角度目盛１．６が描かれている。０位置は、可動アーム６．１がバー１．１の延長部分を構成している位置における半径「ａ」に対応させて位置設定される；目盛は、ピン１．３が位置設定されている方向に比べ反対の方向に展開している。開口２２に対して平行に確認用線形ミリメートル目盛がある。０基準点は、フェザーキー２３の外縁部上に描かれている。
このミリメートル目盛２７の０は、理想穴９．１の上に位置設定され、したがってこの目盛は単に例えば３０センチメートルといった一定のレベルよりも高い値のみを示す。理想穴９．１の中心とミリメートル目盛２７の基底マークの間の距離は、半径「Ｒ」と呼ばれる。上述のプレート８はカバーとして作用し、それは３つのねじ２８を用いてプレート１に接続される。これらのねじ２８は、プレート１および８が互いに過度に接近するのを妨げる特定のスペーサバー２９の内部に挿入される。これら２枚のプレートはセミプレート３、４、５、６、７にしっかりと固着され（ねじ２８を用いて）、これらがプレート１からひき離されないようにしている。セミプレート３、４、５、６、７は、接触表面のために自己潤滑物質を使用することにより、プレート１．８上に滑動できるようになっている。
前述のとおり、ひざの交叉じん帯の長さおよびそれらの挿入点は、ひざの関節表面を成形し、したがって人によって異なる個々の身体測定上の特性である。これらの特性を分析し連接式ジョイントを個人専用とするためには、機能判定が一般的なアプローチである。
正しい判定を実施するためには、なによりもまず、ひざが機械上の精確な位置に置かれることが必要不可欠である。すなわち、最初の１５〜２０°の屈伸がそのまわりで行なわれるひざを横断する軸（膝軸「ｃ」）は、理想穴９．１の中心を横断する装置の膝軸「ｃ」に完壁に対応する。
自動調心とよばれる、ひざと機械の両方の中心のこの心合せは、その他のあらゆる段階の前に行なわれなくてはならず、そして同じ対象者が機械に身を置き同じ作業条件に戻る必要がある毎に再度行なわれなくてはならない。
対象者は、脚がレッグエクステンション機上に置かれた状態で着座する。大腿部ベルトと脚の遠位部分上のベルト２１、２６が締められる。ねじを用いてベルトを移動可能に取り付ける手段（２０）およびピン２４が解放され、このシステムは開口１９内へ自由に滑動できフェザーキー２３は、開口２２内へ滑動できるようになる。
プレート１からピン１．３をとり除き（ブッシュ１５を理想穴９．１上に固定する近位固定位置１７．１内にあるペグ１６を用いて）ピン１．２を中心位置に固定した後、固定された中心のまわりを回転するアームとして可動アーム６．１が用いられる（その中心は、理想穴９．１であり、これは装置の軸「ｃ」と同軸である）。
対象者は、脚を一杯に伸ばした状態で、角度目盛１．６で読取ることのできる約３０°の小さな屈伸動を何回か行なう。脚を一杯に伸ばした状態で対象者が座っているときに、半径Ｒの測定値が、脚がわずかに曲がっていたときの測定値と異なっている場合には、ひざは心出しされておらず、その膝軸「ｃ」は装置の膝軸「ｃ」と一致しないことになる。例えば、半径Ｒの測定値が増大する場合、ひざは、理想穴９．１の中心を横断する膝軸「ｃ」を基準として前方の位置にくることになる。測定値が減少する場合、ひざは膝軸「ｃ」の後ろまたは下にくることになる。
ひざの膝軸「ｃ」と装置の膝軸「ｃ」の完全な一致が見られたならば、脛骨が大腿骨上を滑りながら転動するにつれてのその関節経路を追跡することが可能である。一杯に伸ばした位置から始めて、特に最後の９０°の動きにおける、すなわち脚が４５°〜１３５°の間で曲がるにつれての数回の読取りが行なわれる。
読み取るべき値は、（度数目盛１．６上で読取られるべき）曲げ角度と（線形ミリメートル目盛２７で読みとられるべき）半径Ｒの対応する変動である。
このような対になった読取りを一定の回数行なった後、最大曲げ時点で読みとられた点を補間する曲線を数学的に計算し、このようにして検査対象の対象者に最も適した開口１０．２を識別することが可能である。
その後の曲線１０．２の個人化は、セミプレート６および７の翼６．３および７．２にヒンジ留めされるミリメートルねじ１８上で行なわれる。このねじ１８を調整することにより、プレート６．７（および４、５）間の距離を調整することができ、その結果として、開口１０．１を基準とした開口１０．２の位置も同様に調整されることになる。ピン４．１は開口１０．２の回転の支点である。
検査対象者の特性に適合するように開口１０．２が調整された時点で、遠位固定位置１７．２にペグ１６が設置され、これによりブッシュ１５を解放する。その後、ピン１．３がプレート１の穴１．４の中にねじ込まれ、フェザーキー２３が、足の基準スポットと対応させて開口２２の中に（ピン２４により）固定され、ねじを用いてベルトを移動可能に取り付ける手段（２０）が開口１９の中に固定され、これにより、脚の遠位部分を可動アーム６．１に最終的に固着する。
この段階で、開口１０．２を個人専用とした状態で、対象者は正規の屈伸動を行なうことができる。マルチプレート型連接式ジョイントの動きは、２プレート型連接式ジョイントのものと類似したものとなる。対象者は、曲げた位置から出発して大腿部からの脚の伸長を行ない、これにより可動アーム６．１を強制点に上昇させる。
こうしてプレート３、４、５、６、７は強制的に移動させられることになる。開口９および１０の形状が特殊であることから、可動負荷アーム６．１の位置に応じて異なる動きが発生する。実際、伸長の第１段階（最初の１１５°つまり角度β）においては、開口は、プレート６の中心に向かって戻るらせんのような形状をもち、２本のピンの間の距離がなおも「ｌ」であることから、プレート３、４、５、６、７は強制的に上向きに並進運動させられ、それと同時にプレート１．８上に回転する。セミプレート６に固着されたアーム６．１は、論理的にはこれらの動きに追従する。
その後（伸長の残りの１５〜２０°つまり角度αについて）、開口１０．１は、穴９．１の中心と一致する中心をもつ円周であることから、プレート３、４、５、６、７は単純にプレート１．８上へ回転することになり、このとき支点は理想穴９．１である。
一方、以下の記述は、マルチプレートを伴う連接式ジョイントの形状および、回転装置上の機械の負荷荷重に関するものである。
この場合、中央ピン１．２が、ひざの膝軸「ｃ」の延長部分上に置かれた長手方向軸をもつ軸の端部を構成する。プレート３、４、５、６および７は、それらの位置が変更されるにせよ、同じ機能（以前のマルチプレート形態と比べて）を維持する。プレート３、５、６が機械に固着されている；プレート４、７は、ピン４．１およびねじ横断穴４．５および７．１を用いてプレート３に固着されると同時に、機械にも固着された状態にとどまっているが、理想の回転点上に上述のピン４．１が位置設定されているため、プレート３、５、６上に部分的に回転することができる。
プレート１は、以前のマルチプレート態様の可動アーム６．１に置き換わる可動アーム１．１の近位部分を構成する；これは、以前はプレート６に備わっていた中央矩形開口９を有する。プレート１/アーム１．１は、プレート３、４、５、６および７上に自由に回転する。
前述のとおり、ここでは、中央ピン１．２が、推進軸の片端を構成し、この軸はもう一方の端部に、プレート１の中央矩形開口９内に収容されるフェザーキー３０を有している。ピン１．２/軸がプレート３、４、５、６、７からすべり出さないようにするため、後者には、フェザーキー３０の近くにねじ切りされた部域が備わっており、この上にプレート８がねじ込まれ、これによりシステム全体のためのカバーとして作用する。
中央開口９は、理想穴９．１を主要な位置設定スポットとして、プレート６に関して最初のケースで行なわれた記述に比べ、技術的変更が加わらない状態にとどまる。ただし、この開口の長さは、その対称点（横方向軸と長手方向軸が出会うところ）が理想穴と一致しなければならないフェザーキー３０のサイズに応じて、垂直方向に増大させられる。
プレート３、５、６には、中央ピン１．２/推進軸が収容され自由に回転できるようになっている理想穴９．１の中心と一致する中心をもつ横断貫通穴３１が横断している。
ピン１．２/推進軸の動作は、機械に固着されるプレート３、５、６に影響を及ぼさない。むしろこれは、開口９の中にあるフェザーキー３０を用いてプレート１にこの動作を伝達する。一方、フェザーキー３０は、プレート１に締めつけられ周辺開口１０の中に収容された第２のピン１．３の存在により強制的に行なわせられるプレート６．７上の第２の開口により促された動作に従うことになる。
このように実現された本発明は、すべてが本発明の概念に属するいくつかの修正および変更の対象となる。さらに、すべての詳細部分が、その他の技術的等価物で置換可能なものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、大腿部の筋肉の位置および屈伸動を例示している。
図２は、ひざの関節表面を示す。
図３は、脚の伸長の間に発生する大腿関節顆とくるぶしの間の距離の変動を例示する。
図４は、ウェイトが可動アーム上に置かれている、レッグエクステンション機と呼ばれる現在存在するタイプのウェイトリフティング機を示している。
図５は、ウェイトが連接式ジョイント上に置かれている、レッグエクステンション機を示している。
図６は、レッグエクステンション機上の可動アームの運動を例示している。
図７は、レッグエクステンション機内の吊り揚げられた脚の上に置かれた拘束具を示す。
図８は、２つのプレートのみを含む当該特許出願の目的である連接式ジョイントの斜視図を例示している。
図９は、この連接式ジョイント内にあるこれらのプレートのうち第一のものの正面図を示す。
図１０は、同じプレートの側面図を例示する。
図１１は、この連接式ジョイント内にあるこれらのプレートのうち第２のものの正面図を示す。
図１２は、第二のプレートの側面図を例示する。
図１３は、マルチプレートを伴う連接式ジョイントの分解図を示す。
図１４は、連接式ジョイントおよび可動アームの正面図を例示する。
図１５は、同じ連接式ジョイントとそのそれぞれの可動アームの側面図を示す。
図１６は、連接式ジョイントの側面図を例示し、その構造理論を明確にしている。
図１７は、ウェイトリフティング機に接続されている連接式ジョイントの部分の斜視図を例示する。
図１８は、連接式ジョイントの可動部分の第一のプレートを例示している。
図１９は、連接式ジョイントの可動部分の第一のセミプレートを示す。
図２０は、連接式ジョイントの可動部分の第二のセミプレートを例示する。
図２１は、図１９に示されているものと重なり合う連接式ジョイントの可動部分の第三のセミプレートを示す。
図２２は、図２０に示されたものと重なり合う連接式ジョイントの可動部分の第四のセミプレートを示す。
図２３、２４および２５は、脚が伸びた位置、９０°曲がった位置および１３５°曲がった位置にあるときの、連接式ジョイントのプレートの３つの異なる配置を示す。
図２６は、ウェイトが可動アーム上に置かれているレッグエクステンション機に適用された連接式ジョイントを示す。
図２７は、ウェイトが連接式ジョイントのピンの上に置かれているレッグエクステンション機に適用された連接式ジョイントを示す。
図２８は、図２７に例示された連接式ジョイントの分解図を示す。
図２９は、本特許出願の目的である連接式ジョイントを含むひざ補助具の図を例示する。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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