(57)【要約】  長手方向（Ｌ）及び横方向（Ｔ）を有するとともに、基部スプリングブレード（２）、ガラス繊維を備える複合材料から成る足首部スプリングブレード（３）、及び踵部スプリングブレード（４）を備える義足装置（１）が開示されており、この義足装置では、基部スプリングブレード（２）及び足首部スプリングブレード（３）は、義足装置（１）の前足領域（５）において接続され、基部スプリングブレード（２）及び踵部スプリングブレード（４）は、義足装置の踵領域（７）において接続され、足首部スプリングブレード（３）及び踵部スプリングブレード（４）は、義足装置の足首領域（９）において接続されている。
2017529975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向（Ｌ）及び横方向（Ｔ）を有するとともに、基部スプリングブレード（２）、足首部スプリングブレード（３）、及び踵部スプリングブレード（４）を有する義足装置（１）であって、
前記基部スプリングブレード（２）と、前記足首部スプリングブレード（３）と、は前記義足装置（１）の前足領域において接続され、前記基部スプリングブレード（２）と、前記踵部スプリングブレード（４）と、は前記義足装置の踵領域（７）において接続され、前記足首部スプリングブレード（３）と、前記踵部スプリングブレード（４）と、は前記義足装置の足首領域（９）において接続され、前記足首部スプリングブレード（３）はガラス繊維を備える複合材料から成る、前記義足装置において、
前記足首部スプリングブレード（３）は、前記義足装置の前記長手方向（Ｌ）に、前方部分（３５）、中間部分（３６）、及び後方部分（３７）を備え、前記前方部分は第１の厚さ（ｔｆ）を有し、前記中間部分は第２の厚さ（ｔｍ）を有し、前記後方部分は第３の厚さ（ｔｒ）を有し、前記第１の厚さ（ｔｆ）は前記第２の厚さ（ｔｍ）よりも小さく、かつ前記第３の厚さ(ｔｒ)より小さく、前記第２の厚さ（ｔｍ）は前記第３の厚さ（ｔｒ）よりも小さく、
前記足首部スプリングブレード（３）は、前記足首部スプリングブレード（３）の第１の側縁（３１）から第２の側縁（３２）まで前記足首部スプリングブレード（３）を横切って延びる分割線（４４、４６）に沿って、前記前方部分（３５）、前記中間部分、及び前記後方部分（３７）に分割されており、
前記足首部スプリングブレード（３）の前記部分（３５、３６、３７）間の厚さにおける変化が、前記分割線（４４、４６）において、好ましくは前記足首部スプリングブレード（３）の０〜３ミリメートルの前記長手方向（Ｌ）における延長を有する前記分割線それぞれにおける領域内で、突然生じることを特徴とする義足装置。
【請求項２】
前記第１の厚さ（ｔｆ）は２〜６ｍｍ、好ましくは３〜５．５ｍｍであり、前記第２の厚さ（ｔｍ）は３〜９ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍであり、前記第３の厚さ（ｔｒ）は５〜１０ｍｍ、好ましくは６〜９ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の義足装置。
【請求項３】
前記分割線（４４、４６）は、前記義足装置（１）の前記長手方向（Ｌ）に垂直な前記横方向（Ｔ）に延びることを特徴とする請求項１又は２に記載の義足装置。
【請求項４】
前記踵部スプリングブレード（４）は、ガラス繊維を備える複合材料から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の義足装置。
【請求項５】
前記基部スプリングブレード（２）は、炭素繊維を備える複合材料から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の義足装置。
【請求項６】
前記足首部スプリングブレード（３）の前記前方部分（３５）は、拡幅されたつま先部分（４８）を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の義足装具。
【請求項７】
前記足首部スプリングブレード（３）の前記拡幅されたつま先部分（４８）の最大幅は、前記義足装置の前記前足領域（５）における前記基部スプリングブレード（２）の最大幅よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の義足装置。
【請求項８】
前記足首部スプリングブレード（３）の前記中間部分（３６）は、前記義足装置（１）の前記横方向に所定の幅を有し、前記足首部スプリングブレード（３）の前記中間部分（３）の前記幅は、前記足首部スプリングブレード（３）の前記後方部分（３７）から前記足首部スプリングブレード（３）の前記前方部分（３５）への方向において減少することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記足首部スプリングブレード（３）及び前記踵部スプリングブレード（４）は、前記足首領域（９）における、前記足首部スプリングブレード（３）と、前記踵部スプリングブレード（４）と、の間に配置されたスペーサ要素（１０）によって接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記足首部スプリングブレード（３）は、ガラス繊維ウェブ材料と、バインダー材料と、の積層された層（３８、４１、４２）を備える積層体を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロテーゼフット装置。
【請求項１１】
前記足首部スプリングブレード（３）は、
‐前記ガラス繊維ウェブ材料から成る１〜５個の底層（３８）であって、前記足首部スプリングブレード（３）の全長に延びる、１〜５個の底層（３８）；
‐前記ガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の中間層（４１）であって、前記足首部スプリングブレード（３）の前記中間部分（３６）及び前記後方部分（３７）上のみに延びる、１〜５個の中間層（４１）；及び
‐前記ガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の最上層（４２）であって、前記足首部スプリングブレード（３）の前記後方部分（３７）の上のみに延びる、１〜５個の最上層（４２）
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記義足装置（１）は接続装置（１５）を備え、該接続装置（１５）は、前記義足装置（１）の足首領域（９）内で足首部スプリングブレード（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の義足装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ほぼ三角形の構成を有し、基部スプリングブレード、足首部スプリングブレード、及び踵部スプリングブレードを備える義足装置に関し、基部スプリングブレードと足首部スプリングブレードとは前足領域において接続されており、基部スプリングブレードと踵部スプリングブレードとは踵領域において接続されており、足首部スプリングブレードと踵部スプリングブレードとは足首領域において接続されている。本開示はまた、義足装置に使用するための足首部スプリングブレード用のブランクを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
義足は義脚の重要な部分である。義足は、動的に屈曲可能であるとともに、使用者が歩く、走る、又は立つときに、筋肉の活動によって義足の動きを調和させるように変化する負荷を適用させつつ、エネルギーを安定して蓄え、解放することができなければならない。義足は、製造するのに比較的安価であり、さらに、様々なサイズの使用者にフィットするように簡単に作ることができ、高機能かつ耐久性を有することが望ましい。近年、義足の分野において著しい進歩が達成されている。しかし、入手可能な義足の多くは機械的に複雑であり、多くの可動部品を使用する。そのような装置は、良好かつ信頼性の高い性能特性を提供することができるが、それらのコスト及び複雑さはそれらの使用及び可用性、特に大量の適用及び、そのような装置を支持し維持するための洗練された技術インフラストラクチャを持たないユーザーコミュニティにおける使用及び可用性を制限する。
【０００３】
このために、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５に記載されているような、１つ以上のスプリングブレードを備える義足装置を作成することが提案されてきた。これら装置は、より機械的に複雑な装置の欠点を幾らか克服しているが、依然として義足装置の機械的強度及び柔軟性に関連する問題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，８６５，６１２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２５８，０３９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０９９，５７２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，６６９，７３７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，９７２，０４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本明細書に開示されるように、さらに改善され、かつ単純化された義足を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、請求項１に記載の義足装置によって達成することができる。
【０００７】
ここに開示される義足装置は、長手方向及び横方向を有し、基部スプリングブレード、足首部スプリングブレード及び踵部スプリングブレードを備え、基部スプリングブレードと足首部スプリングブレードとは、義足の前足領域において接続され、基部スプリングブレードと踵部スプリングブレードとは、義足の踵領域において接続され、足首部スプリングブレードと踵部スプリングブレードとは、義足の足首領域において接続される。義足装置の足首部スプリングブレードは、ガラス繊維を備える複合材料から成る。
【０００８】
側面から見た場合、ここに開示される義足は、スプリングブレードが三角形の側部を形成し、接続領域が第１の下方の角、第２の下方の角及び第３の上方の角を形成した状態で、変形した三角形を有することができる。内側の空間又は空洞は、スプリングブレードの接続されていない部分間に画定される。
【０００９】
義足用のスプリングブレードは、通常、積層された、樹脂バインダーを含浸させた炭素繊維ウェブを備える、複合材から製造される。ガラス繊維を備える複合材料を代わりに使用することによって、義足の足首部スプリングブレードを従来の炭素繊維のスプリングブレードよりも強く、より弾性的にすることができることがわかった。ガラス繊維は、織布又は不織布の形で提供することができる。ウェブは一般に特定の繊維の方向性を有する。ウェブが、またそれによって繊維が、複合材料中でどのように配置されるかを制御することによって、繊維の方向性をスプリングブレードの弾性特性を制御するために使用することができる。
【００１０】
ここに開示されるような複合材料中のガラス繊維量は、複合材料の総体積の少なくとも５０％とすることができ、好ましくは複合材料の総体積の少なくとも６０％、例えば複合材料の総体積の６０〜９０％とすることができる。
【００１１】
ここに開示され、ガラス繊維を備える足首部スプリングブレードは、同じ厚さの炭素繊維のスプリングブレードより、破損する前により大きく曲げる又は屈曲することができる。荷重の変化に応じて動的に屈曲し捻れる能力は、足首部スプリングブレードにおいて特に重要であり、足首部スプリングブレードは、義足の使用中の負荷の最も大きな変化を蒙るスプリングブレードである。特許文献３に開示されているような構造のような従来の足首部スプリングブレードでは、複数のスプリングブレード及び他の構成要素が変形可能性と強度との必要とされる組み合わせを得るために使用されてきた。動的変形、強度、及び耐久性に関係する満足のいく特性は、ガラス繊維を含む単一のスプリングブレードで得られることが見いだされ、これは、高度に機能的で軽量の義足装置を、最低限のコンポーネント及びプロセスステップで比較的安価に製造することができるということを意味する。
【００１２】
良好な動的変形特性は、足首部スプリングブレードにおいて特に重要であり、破断することなく屈曲し及び捻じれる高い能力はまた、踵部スプリングブレード又は基部スプリングブレードにおいても望ましい特性である場合がある。
【００１３】
炭素繊維複合材の代わりにガラス繊維複合材から義足のためのスプリングブレードを作製するさらなる利点は、複合材中のバインダー成分に適切な顔料を添加することによって、ガラス繊維複合材を任意の望ましい色にすることができる、ということである。また、１つ以上の着色された、又は印刷されたガラス繊維ウェブ又は装飾ウェブを繊維複合材に使用することもできる。
【００１４】
足首部スプリングブレードは、義足装置の長手方向に前方部分、中間部分、及び後方部分を備えることができる。前方部分は第１の厚さを有し、中間部分は第２の厚さを有し、後方部分は第３の厚さを有し、第１の厚さは第２の厚さ及び第３の厚さより小さく、第２の厚さは第３の厚さより小さい。
【００１５】
足首部スプリングブレードの厚さが前方部分から後方部分に向かう方向において減少するという要件を考慮して、足首部スプリングブレードの第１の厚さは２〜６ｍｍ、好ましくは３〜５．５ｍｍ、例えば４〜４．８ｍｍであり、第２の厚さは３〜９ｍｍ、好ましくは４〜８ｍｍ、例えば５〜６ｍｍであり、第３の厚さは５〜１０ｍｍ、好ましくは６〜９ｍｍ、例えば６〜７ｍｍであり、ここで「ｍｍ」は「ミリメートル」として読まれるべきである。
【００１６】
足首部スプリングブレードは、足首部スプリングブレードの第１の側縁から第２の側縁まで足首部スプリングブレードを横切って延びる分割線に沿って前方部分、中間部分、及び後方部分に分割することができる。セクション間の厚さの変化は連続的に行われる。しかし、足首部スプリングブレードの厚さの変更は、分割線の一方又は両方において別々のステップで、好ましくは足首部スプリングブレードの０〜３ミリメートルの長手方向における延長を有する分割線それぞれの範囲内で、行われるのが好ましい場合がある。
【００１７】
分割線は、足首部スプリングブレードを横切って斜めに又は横方向に延在する直線のような、任意の適切な線形状又は線形状の組み合わせを有することができるか、又は前方に湾曲した、後方に湾曲した、又は前方又は後方に方向づけられたＶ字形状などを有することができる。しかし、分割線が、足首部スプリングブレードの長手方向に垂直な足首部スプリングブレードの横方向に延びることが好ましい場合がある。横方向に延びる分割線は、機械方向ＭＤに延在し機械方向に交差する方向ＣＤにおいてＭＤに平行に延びる３つの帯状領域に分割される連続的な複合ウェブとして、足首部スプリングブレードを製造することができるので、足首部スプリングブレードの製造を単純化することができる。この種のウェブは、必要とされる厚さ勾配を有する複数の同一の足首部スプリングブレードをそれから切り取ることができる出発材料として使用することができる。
【００１８】
ここで述べるような厚さ勾配は、使用者が歩く、走る、又は義足装置の上に立つ際に、変化する荷重に適応し、応じる最適な能力を足首部スプリングブレードに提供する。義足装置において、足首部スプリングブレードの薄い前方部分は、義足装置の前足領域において基部スプリングブレードに接続されている。この接続は、スプリングブレード間に適用された接着剤、機械的固定要素、又は溶着のような好適な接続手段によって行うことができ、接着剤による接続が一般的には好ましい。接続領域内では、義足装置の有効動的変形特性は、基部スプリングブレード、足首部スプリングブレード、及び接続手段の組み合わせられた特性に依存する。前足領域が、例えば使用者が歩行し、義足装置の前足領域に荷重をかけるときに義足装置がどちらかの側にいくらか傾けられるのを可能にするように、十分な柔軟性を有することが一般に望ましい。前足領域における柔軟性と弾力性は、足首部スプリングブレードを基部スプリングブレードに接続するための弾性的に変形可能な接着剤を選択することによって、ある程度改善することができる。しかし、前足領域は２つのスプリングブレードの積層体であるので、この領域において結果的に得られる剛性は、積層されたスプリングブレードの複合した剛性に依存し、理想的に望まれるよりも高い場合がある。足首部スプリングブレードの前方部分を他の２つの部分より薄くすることによって、足首部スプリングブレードと、基部スプリングブレードと、の間の良好な機能的接続を得るために十分な領域を依然として提供しつつ、前足領域の剛性を低下させることができる。
【００１９】
足首部スプリングブレードの中間部分は、自然な足の中足部分に対応する部分である。この部分は、動的な変形、すなわち、荷重の移動に応じた、捻じれと曲げとの最も高い能力を有するべきである。
【００２０】
足首部スプリングブレードの後方部分は踵部スプリングブレードに接続され、義足装置を義脚又は肢切断者の断端に接続するための接続装置用の取り付け装置の一部をも形成することができる。従って、足首部スプリングブレードが、高い捩じり及び屈曲に対する抵抗を有する取り付け部位と、接続装置を固定するための強固な基盤と、を提供する比較的厚い後方部分を有することは、有益である場合がある。
【００２１】
ここに記載するように、義足のためのブレードスプリングにガラス繊維複合材料を使用することは、足首部スプリングブレードにおいて特に有益であり得る。しかし、踵部スプリングブレードを、ガラス繊維を備える複合材料から作り、それによって高強度かつ良好な屈曲及び曲げ特性を有する踵部スプリングブレードを得ることもまた考えられる。
【００２２】
基部スプリングブレードは、炭素繊維を備える複合材料から、又はガラス繊維を備える複合材料から作ることができる。基部スプリングブレードの機能は、他のスプリングブレードに力を伝達し、他のスプリングブレード間で力を分配させることである。基部スプリングブレードには、足首部スプリングブレードに発生するのと同じ大きさの捻じれ及び曲げ力が作用することはない。したがって、基部スプリングに対しては、従来のカーボンファイバースプリングブレードが、十分な強度と柔軟性を提供することができる。
【００２３】
足首部スプリングブレードは、足首部スプリングブレードの長手方向に変化する側縁間の幅を有することができる。足首部スプリングブレードの前方部分は、拡幅されたつま先部分を備えることができる。
【００２４】
足首部スプリングブレードの拡幅されたつま先部分は、義足の前足領域における基部スプリングブレードの対応する最大幅よりも小さい最大幅を有することが好ましい場合がある。言い換えると、足首部スプリングブレードのつま先部分は、足首部スプリングブレードの側縁の外側で基部スプリングブレードが横方向に延びるように、基部スプリングブレードの前部分より狭くすることができる。したがって、この種の構成では、義足装置の前足領域の側部部分は、足首部スプリングブレードではなく基部スプリングブレードのみを備える。このように構成された前足領域は、前足領域の中央部分よりも比較的高い柔軟性を有する側縁分を有し、足首部スプリングブレードと基部スプリングブレードとが同じ幅を有する前足領域よりも柔軟である。
【００２５】
足首部スプリングブレードの中間部分は、足首部スプリングブレードの後方部分から足首部スプリングブレードの前方部分に向かう方向に減少する足首部スプリングブレードの横方向の幅を有することができる。そのような先細になる幅プロファイルを有する中間部分を有する足首部スプリングブレードは、後部よりも前部において屈曲及び捻じれに対する抵抗が低い。
【００２６】
足首部スプリングブレード及び踵部スプリングブレードは、足首領域における足首部スプリングブレードと踵部スプリングブレードとの間に配置されたスペーサ要素によって接続することができる。スペーサ要素は、ガラス繊維複合材又は炭素繊維複合材のような繊維複合材料から、ポリマー材料から、又は任意の他の好適な材料から作ることができる。
【００２７】
前足領域及び任意に義足装置の中足領域の横方向の柔軟性を高めるために、スリットを足首部スプリングブレードに配置することができ、このスリットは足首部スプリングブレードの前端縁から  前方部分を通じて、任意に足首部スプリングブレードの中間部分の中へと長手方向に延びることができる。スリットは、足首部スプリングブレードの中間部分の全長を通じて、及び／又は基部スプリングブレードの前足領域を通じて延在することができる。
【００２８】
足首部スプリングブレードは、ガラス繊維ウェブ材料とバインダー材料とからなる積層された層を備える積層体を備えることができる。ガラス繊維ウェブ材料は横糸材料とすることができ、バインダー材料はエポキシ樹脂バインダーのような樹脂性バインダー材料とすることができる。積層されたガラス繊維ウェブは、バインダー材料によって含浸されるか、又はバインダー材料に埋め込まれてもよく、又はバインダー材料は、ガラス繊維ウェブ材料の積層された層間にコーティング又は層として適用されて、ガラス繊維ウェブ材料及びバインダー材料を備える固めた複合材料を形成することができる。ここで述べるように、複合スプリングブレード材料は、顔料、印刷された／着色されたウェブ又はフィルム、装飾物などのさらなる構成要素を備えることができる。
【００２９】
積層された複合足首部スプリングブレードは、
‐ガラス繊維ウェブ材料から成る１〜５個の底層であって、足首部スプリングブレードの全長に延びる、１〜５個の底層；
‐ガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の中間層であって、足首部スプリングブレードの中間部分及び後方部分の上のみに延びる、１〜５個の中間層；及び
‐ガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の最上層であって、足首部スプリングブレードの後方部分の上のみに延びる、１〜５個の最上層
を備えることができる。
【００３０】
ここに開示されるような義足装置は接続装置をさらに備え、この接続装置は義足装置の足首領域内の足首部スプリングブレードに取り付けられる。接続装置は、義足装置を義脚及び／又は肢切断者の断端に連結するために使用されるように構成され、金属、プラスチック又はいずれかの他の好適な材料又は複合材料から作ることができる。
【００３１】
ここに開示されるような足首部スプリングブレードを製造する方法は、
ａ）ガラス繊維複合ウェブを
‐細長いガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の底層を積み重ねて、ガラス繊維複合材料からなる底部ウェブ部分を形成するステップであって、底部ウェブ部分は、ガラス繊維複合ウェブの長手方向に平行に延びる第１及び第２の側縁と、ガラス繊維複合ウェブの横方向における底部ウェブ部分の側縁間の第１の幅と、を有する、ガラス繊維複合材料からなる底部ウェブ部分を形成するステップ；
‐底部ウェブ部分の上に、細長いガラス繊維ウェブ材料から成る１〜５個の中間層を積み重ねて、ガラス繊維複合材料からなる中間ウェブ部分を形成するステップであって、中間ウェブ部分は、長手方向に平行に延びる第１及び第２の側縁を有し、中間ウェブ部分の第１の側縁が底部ウェブ部分の第１の側縁と一致するようにされ、中間ウェブ部分は中間ウェブ側縁間における横方向に第２の幅を有し、この第２の幅は第１の幅よりも小さい、ガラス繊維複合材料からなる中間ウェブ部分を形成するステップ；
‐中間ウェブ部分の上に、細長いガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の最上層を積み重ねて、ガラス繊維複合材料から成る上部ウェブ部分を形成するステップであって、上部ウェブ部分は、長手方向に平行に延びる第１及び第２の側縁を有し、上部ウェブ部分の第１の側縁が底部ウェブ部分及び中間ウェブ部分の第１の側縁と一致するようにされ、中間ウェブ部分は、上部ウェブ側縁間における横方向に第３の幅を有し、この第３の幅は第１の幅及び第２の幅よりも小さい、ガラス繊維複合材料から成る上部ウェブ部分を形成するステップ；
‐積層されたガラス繊維ウェブ材料を硬化性バインダーで含浸させるステップ；及び、
‐バインダーを硬化させるステップ；  
によって形成するステップと、
ｂ）足首部スプリングブレードのブランクの長手方向が、ガラス繊維複合ウェブの横方向と一致する状態で、ガラス繊維複合ウェブから、足首部スプリングブレードのブランクを切り出すステップと、
を備えることができる。
【００３２】
上述したような方法は、異なる厚さの部分を有する複数の足首部スプリングブレードの効率的かつ確実な製造を可能にする。この方法は、ここに記載されたような、さらなる材料層、顔料などの添加のようなさらなるステップを備えることができる。スプリングブレードのブランクは、艶出し、表面仕上げ剤又はコーティングの適用、印刷、スリットの切り取り、鋭い縁と角とを丸めること、結合装置を取り付けるための穴を作ることによって、さらに加工することができる。
【００３３】
上述の方法に従って製造された足首部スプリングブレードは、足首部スプリングブレードを義足装置の前足領域において基部スプリングブレードに接続し、踵部スプリングブレードを義足装置の踵領域において基部スプリングブレードに接続し、足首部スプリングブレードと踵部スプリングブレードとを義足装置の足首領域において接続することによって、ここに開示されるような義足装置を製造するために使用することができる。義足装置には、義足装置を義脚又は肢切断者の断端に接続するための接続装置をさらに設けることができる。接続装置は、義足装置の足首領域内の足首部スプリングブレードに取り付けられる。
【００３４】
本発明は、添付の図面に示された図を参照して以下により詳細に説明される。図面は概略図であり、必ずしも縮尺通りに描かれていないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る義足装置の斜視図である。
【図２】図１の義足装置の上面図である。
【図３】図２の義足装置の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図１の義足装置の分解斜視図である。
【図５ａ】本発明に係る義足装置における使用のための足首部スプリングブレードの側面図である。
【図５ｂ】本発明に係る義足装置における使用のための足首部スプリングブレードの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１〜図４は、基部スプリングブレード２、足首部スプリングブレード３及び踵部スプリングブレード４を備える義足装置１を示す。基部スプリングブレード２と足首部スプリングブレード３とは、図３に示すように、足首部スプリングブレード３と踵部スプリングブレード４との間に適用された第１の接着剤６によって義足装置１の前足領域５において接続される。基部スプリングブレード２と踵部スプリングブレード４とは、基部スプリングブレード２と踵部スプリングブレード４との間に適用された第２の接着剤８によって義足装置１の踵領域７において同様に接続される。第１及び第２の接着剤は、同じ種類のものでも、異なる特性を有する接着剤でもよい。例示の方法によって、前足領域５における接着剤は、踵領域７における接着剤より弾性的及び／又は柔軟であり、それによって、前足領域５における、より柔軟な接続と、踵領域７における、より堅固な接続を提供する。任意に、第１の接着剤６及び／又は第２の接着剤８は、ねじ及びリベット並びに溶接のような機械的接続手段を含むいずれかの他の好適なタイプの接続手段と置き換えることができる。このような構造では、スプリングブレード間に弾性ポリマー層のような弾性的に変形可能な部材を配置することが望ましい場合がある。足首部スプリングブレード３と踵部スプリングブレード４とは、義足装置１の足首領域９において互いに接続されている。足首部スプリングブレード３と踵部スプリングブレード４との間の接続は、足首領域９において足首部スプリングブレード３と踵部スプリングブレード４との間に配置されたスペーサ要素１０を含む間接的接続である。スペーサ要素１０が図４に、足首領域９内の足首部スプリングブレード３及び踵部スプリングブレード４と略同じ形状を有するとともに、義足装置１の長手方向Ｌの主成分を有する長さｌｓを有するとして示されており、この長さｌｓは足首領域９の長さに対応している。したがって、スペーサ要素１０は、足首部スプリングブレード３及び踵部スプリングブレード４の両方よりかなり短い。
【００３７】
一対の取り付け開口部１１、１２、１３が、足首領域９、１１、１２、１３内の足首部スプリングブレード３、スペーサ要素１０及び踵部スプリングブレード４のそれぞれを貫通して配置されている。図４に示すように、取り付け開口部１１、１２、１３は、義足装置１の長手方向Ｌにおいて中心に配置されている。義足装置１が組み立てられる際には、図１に示すように、取り付け開口部１１、１２、１３は互いに位置合わせされ、ねじボルト１４がそれぞれの取り付け開口部１１、１２、１３を通じて挿入され、義足装置１を義脚及び／又は肢切断者の断端に接続するための接続装置１５中に固定される。接続装置の設計は本発明にとって重要ではなく、接続装置を義足装置の踵領域に、図面に示す２つのねじボルト以外の手段によって接続することができることが理解される。したがって、接続装置は、溶接、糊付け、又は任意の好適なタイプの機械的固定要素などの任意の好適な手段又は手段の組み合わせによって義足装置に任意に固定することができる。同様に、足首部スプリングブレード３と踵部スプリングブレード４との間の接続は、図に示す接続以外の接着接続、溶着接続又は他のタイプの機械的接続、並びに異なる接続手段の組み合わせとすることができる。スペーサ要素１０は省略することができるか、又は踵部領域９の足首部スプリングブレード３と踵部スプリングブレード４との間に適用される接着剤によって置き換えることができる。
【００３８】
足首部スプリングブレード３は、義足装置１の長手方向Ｌに凹状の湾曲形状を有し、義足装置１の、長手方向Ｌに垂直な横方向Ｔに略平面形状を有する。足首部スプリングブレード３は、前足端部３３と後方端部３４との間に長手方向Ｌに延びる２つの側縁３１、３２を有する、略細長形状を有する。
【００３９】
足首部スプリングブレードは、ガラス繊維を備える複合材料から成る。図３に示すように、足首部スプリングブレードは、ガラス繊維ウェブ材料とバインダー材料との積層された層を備える積層体から成る。足首部スプリングブレード３は、義足装置１の長手方向Ｌに、前方部分３５、中間部分３６、及び後方部分３７を備える。義足装置に取り付ける前の平坦な構成、及びの足首部スプリングブレード３の断面図及び義足装置１に取り付けた際に現れる屈曲構成における、足首部スプリングブレード３の断面図を示す図５ａ及び図５ｂに示されているように、前方部分３５は第１の厚さｔｆを有し、中間部分３６は第２の厚さｔｍを有し、後方部分３７は第３の厚さｔｒを有し、関係式：
ｔｆ＜ｔｍ＜ｔｒ
に従って、第１の厚さｔｆは第２の厚さｔｍ及び第３の厚さｔｒより薄く、第２の厚さｔｍは第３の厚さｔｒよりも薄い。
【００４０】
図５ａ及び図５ｂに図示するように、足首部スプリングブレード３は、ガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の底層３８を備える。底層３８は、足首部スプリングブレード３の全長に延び、足首部スプリングブレード３の長手方向延在部を画定する。また、最下層は足首部スプリングブレード３の内面３８をも形成し、その内面３８は、前足領域５における基部スプリングブレード２及び踵領域７における踵部スプリングブレード４に面している。足首部スプリングブレード３の内面４０は、足首部スプリングブレード３の外面３９の反対側にあり、この外面は基部スプリングブレード３及び踵部スプリングブレード４から離れる方に面している。足首部スプリングブレード３の底層３８の合計厚さは、足首部スプリングブレード３の前方部分３５の第１の厚さｔｆに対応する。
【００４１】
足首部スプリングブレード３はさらに、ガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の中間層４１及びガラス繊維ウェブ材料からなる１〜５個の最上層４２をさらに備え、中間層４１は、足首部スプリングブレードの中間部分３６及び後方部分３７の上のみに延び、最上層４２は、足首部スプリングブレードの後方部分の上にのみ延びている。足首部スプリングブレード３の底層３８と中間層４１との合計厚さは、足首部スプリングブレード３の中間部分３６の第２の厚さｔｍに対応し、足首部スプリングブレード３の底層３８、中間層４１、及び最上層４２の合計厚さは、足首部スプリングブレード３の後方部分３７の第３の厚さｔｒに対応する。
【００４２】
ここに開示されるような足首部スプリングブレードの異なる部分間の長さの比率は、前側部分が足首部スプリングブレードの全長の約２５％であり、中間部分の長さが足首部スプリングブレードの全長の約５０％であり、後方部分の長さが足首部スプリングブレードの全長の約２５％であるようにすることができる。しかし、前側部分の長さは、足首部スプリングブレードの全長の１５％〜３０％であってもよく、中間部分の長さは、足首部スプリングブレードの全長の４０％〜７０％であってもよく、後方部分の長さは、足首部スプリングブレードの全長の１５％〜３５％であってもよい。後方部分は前側部分よりも多少長くてもよい。異なる部分間の比率は、意図される使用者のサイズと重さ、及び／又はここに記載されているような意図される使用状況に応じて異なる場合がある。
【００４３】
例示のみの方法によって、大人用の義足装置では、２１５ミリメートルの全長を有し、前側部分が５０ミリメートル、中間部分が１０５ミリメートル、そして後方部分が６０ミリメートルとすることができる。より長い又はより短い足首部スプリングブレードについては、個々の部分に対する測定値はもちろん相違する。
【００４４】
ガラス繊維ウェブ材料は緯糸材料とすることができ、バインダー材料はエポキシ樹脂バインダーのような樹脂系バインダー材料とすることができる。積層されたガラス繊維ウェブは、バインダー材料によって含浸するか、又はバインダー材料に埋め込むことができ、又はバインダー材料をコーティングとして、又はガラス繊維ウェブ材料の積層された層間の層として適用することができ、それによって、ガラス繊維ウェブ材料及びバインダー材料を備える固めた複合材料を形成する。ここに述べるように、複合スプリングブレード材料は、顔料、印刷された／着色されたウェブ又はフィルム、装飾物などのさらなる構成要素を備えることができ、外側被覆フィルム又はウェブで、繊維複合材料の一方の又は両方の外表面をコーティングするか、又は積層することができる。
【００４５】
上述の異なる部分間の厚さの関係が常に適用されるべきであることを考慮すると、第１の厚さ、即ち足首部スプリングブレード３の前方部分の厚さは、２〜６ｍｍ、好ましくは３〜５．５ｍｍであり、第２の厚さ、すなわち中間部分の厚さは３〜９ｍｍ  好ましくは４〜８ｍｍであり、第３の厚さは、５〜１０ｍｍ、好ましくは６〜９ｍｍである。
【００４６】
足首部スプリングブレードは、足首部スプリングブレード３の一方の側縁３１から他方の側縁３２まで足首部スプリングブレード３を横切って延びる分割線４４、４６に沿って、前方部分３５、中間部分３６及び後方部分３７に分割される。足首部スプリングブレード３の部分３５、３６、３７の間の厚さにおける変化は、分割線４４、４６において、好ましくは足首部スプリングブレード３の０〜３ミリメートルの長手方向の延在部を有する各分割線における領域内で、突然生じるように示されている。突然の厚さの変化は、図５ａ及び図５ｂに示されているように、互いの上に異なる長さのガラス繊維ウェブ３８、４１、４２を積み重ねることによって得ることができる。厚さにおける変化は、足首部スプリングブレード３の外面４０上の階段状の表面プロフィールとして見ることができる。分割線４４、４６は、ここに記載されているような、Ｖ字形状、Ｕ字形状などの、図に示された直線的な横断線以外の形状を取ることができ、直線的かつ明らかな横断方向分割線は、機能上の理由及び製造上の理由の両方のために、他のタイプの分割線又は分割領域よりも好ましい場合がある。理論に縛られることを望むことなく、足首部スプリングブレード３の異なる部分３５、３６、３７間の明らかな境界は、異なる部分３５、３６、３７の異なる機能間の差別化を助長する場合がある。したがって、足首部スプリングブレード３の前方部分３５の主な機能は、前足領域５の剛性に最小限の寄与を行いつつ、前足領域５内で足首部スプリングブレード３を基部スプリングブレード２に接続するための接続面を提供することである。中間部３６は、自然な足の中足領域で生じる動きと同様に、変化する荷重に応じて弾力的に捻じれ、曲がることによって動的に変形する高い能力を有しなければならない。後方セクション３７は、接続装置１５のための堅固かつ安定した固定場所を提供しなければならない。
【００４７】
足首部スプリングブレード３は、例えば図２にハンマーヘッド形状を有して示されており、これは、足首部スプリングブレード３の前方部分３５における拡幅されたつま先部分４８と、より狭い前方に向かって先細となる中間部分３６と、を有することを意味する。拡幅されたつま先部分４８は、足首部スプリングブレード３を基部スプリングブレード４に接続するための拡大された接続面を提供し、先細の中間部分３６は、義足装置１の中足部分における必要な捩じり及び曲げ特性を提供する。
【００４８】
図２に最もよく示されているように、足首部スプリングブレード３の拡幅されたつま先部分４８の最大幅は、義足装置の前足領域における基部スプリングブレード２の最大幅よりも小さい。このように、基部スプリングブレード２の側部５０、５１は、前足領域５における足首部スプリングブレード３の外側に横方向に延びている。これは、前足領域５が、足首部スプリングブレード３及び構造用接着剤６もまた存在する前足領域５の部分におけるよりも、基部スプリングブレード２の側部５０、５１によってのみ形成された領域内でより柔軟であることを意味する。このように構成された前足領域５は、足首部スプリングブレードと基部スプリングブレードとが同じ幅を有する前足領域よりも剛性が低く、横方向の柔軟性が高い。
【００４９】
上述したように、足首部スプリングブレード３の中間部分３６は、足首部スプリングブレード３の横断方向Ｔにおける幅が、足首部スプリングブレード３の後方部分３７から足首部スプリングブレード３の前方部分３５への方向に減少する、ということを意味する先細の形状を有する。この種の幅プロファイルを有する中間部分３６を有する足首部スプリングブレードは、後部よりも前部で屈曲及び捻じれに対する抵抗が低い。
【００５０】
足首部スプリングブレードの先細形状並びに、前足領域における拡幅されたつま先部分及び足首部スプリングブレードと基部スプリングブレードとの異なる幅は、本発明には任意的であることが理解される。したがって、足首部スプリングブレードは、その長手方向全長に沿って同じ幅を有することができる。さらに、拡幅されたつま先部分は、基部スプリングブレードと同じ最大幅を有することができ、及び／又は要求に応じて真直ぐな又は先細の中間部分と組み合わせることができる。
【００５１】
足首部スプリングブレードの横方向の形状、並びに異なる厚さの部分、拡幅されたつま先部分などのような特徴の使用は、特定の使用者の要求に応じて本発明の範囲内で変化させることができることが理解される。義足装置は、特定の個人及び／又は特定の使用状況に合うように設計することができる。例示の方法によって、より重い使用者は、全体的に厚い足首部スプリングブレードを必要とする場合があり、高度な活動目的のためを意図された義足装置は、より剛性で安定した義足装置が好ましい場合がある日常の使用を意図された義足装置よりも高い柔軟性及び屈曲性を可能にするように設計することができる。
【００５２】
図には、義足装置１が、足首部スプリングブレード３内に配置され、足首部スプリングブレード３の前端縁３３から前方部分３５を通じて足首部スプリングブレードの中間部分３６の中へわずかな距離だけ長手方向Ｌに延びるスリット５５を有して示されている。スリット５５は、本発明の任意の特徴であり、必要に応じて省略することができる。このスリット５５は、義足装置１の前足部領域５における横方向の柔軟性を増加させ、また、中間部分３６中へ延びる場合には、義足装置１の中足部分における耐捻じれ性を減少させる。必要に応じて、スリットは、足首部スプリングブレード３の中間部分３６の全体を通じて、及び／又は基部スプリングブレード２の前足領域５を通じて延びることができる。
【００５３】
ここに示すように、踵部スプリングブレードは、炭素繊維を備える複合材料から、又は、要求に応じてガラス繊維を備える複合材料から作ることができる。
【００５４】
同様に、基部スプリングブレード２は、炭素繊維を備える複合材料から、又は要求に応じてガラス繊維を備える複合材料から形成することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１              義足装置
２              基部スプリングブレード
３              足首部スプリングブレード
４              踵部スプリングブレード
５              前足領域
７              踵領域
９              足首領域
１０            スペーサ要素
１５            接続装置
３１            第１の側縁
３２            第２の側縁
３５            前方部分
３６            中間部分
３７            後方部分
４４、４６      分割線
４８            つま先部分
３８            底層
４１            中間層
４２            最上層
Ｌ              長手方向
Ｔ              横方向
ｔｆ                    第１の厚さ
ｔｍ                    第２の厚さ
ｔｒ                    第３の厚さ
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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