歩行補助装置
【課題】左右の足に装着したそれぞれの装具の支持板同士が両膝関節の内側であたってしまうことの無い歩行補助装置を提供すること。
【解決手段】大腿骨内側上顆１０２の上方に配置した内側支持板１ｂと、大腿骨外側上顆１０１の上方に配置した外側支持板１ａと、内側支持板１ｂと外側支持板１ａとを後膝部側で連結する連結部材３０と、内側支持板１ｂの上端側に回動自在に設けた第１の内側アーム１０ｂと、下端側に回動自在に設けた第２の内側アーム２０ｂと、外側支持板１ａの上端側に回動自在に設けた第１の外側アーム１０ａと、下端側に回動自在に設けた第２の外側アーム２０ａと、第１の内側アーム１０ｂの端部及び第１の外側アーム１０ａの端部に取り付けて大腿部１０９に巻き付ける第１のバンド４１と、第２の内側アーム２０ｂの端部及び第２の外側アーム２０ａの端部に取り付けて下腿部１１０に巻き付ける第２のバンド４２とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】大腿骨内側上顆１０２の上方に配置した内側支持板１ｂと、大腿骨外側上顆１０１の上方に配置した外側支持板１ａと、内側支持板１ｂと外側支持板１ａとを後膝部側で連結する連結部材３０と、内側支持板１ｂの上端側に回動自在に設けた第１の内側アーム１０ｂと、下端側に回動自在に設けた第２の内側アーム２０ｂと、外側支持板１ａの上端側に回動自在に設けた第１の外側アーム１０ａと、下端側に回動自在に設けた第２の外側アーム２０ａと、第１の内側アーム１０ｂの端部及び第１の外側アーム１０ａの端部に取り付けて大腿部１０９に巻き付ける第１のバンド４１と、第２の内側アーム２０ｂの端部及び第２の外側アーム２０ａの端部に取り付けて下腿部１１０に巻き付ける第２のバンド４２とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膝関節に装着して使用する歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、装着しやすく、装着したままでも正座することができる関節支持装具について既に提案している。
特許文献１では、膝の内側及び外側の両サイド部に、下肢に沿って各々膝関節支持部材を設け、この膝関節支持部材を膝の上部の大腿部前面と、膝関節の後方部と、膝の下部の下腿部前面との３箇所で下肢に支持固定される装着手段が設けられている関節支持装具において、各膝関節支持部材は、大腿部側に伸びる上部アームと、下腿部側に伸びる下部アームとから構成され、これらの上部及び下部アームは膝関節の位置で支軸によって回転自在に連結され、かつ、膝の伸展状態で止まり、反対側に屈曲しないように、ストッパーが設けられ、一方の上部および下部アームの支持板と、他方の上部および下部アームの支持板とを膝関節部分を囲むように連結支持する連結部材を設けたことを特徴とする関節支持装具を提案している。
また、特許文献１で提案した支持板について、伸展状態でのストップ機能を向上させる構成を特許文献２及び特許文献３で提案している。
また、特許文献１で提案した支持板について、上部アームと下部アームとを連動させることでスムーズな動きを実現する構成を特許文献４として提案している。
また、膝装着具のフィット感を高め、装着ずれを起こさないためのバンドの取付の構成を特許文献５として提案している。
また、本発明者が既に発明している関節支持装具の参考例を図９から図１２に示す。
図９は本参考例による関節支持装具の一方から見た斜視図、図１０は同関節支持装具の他方から見た斜視図、図１１は同関節支持装具の伸展させた状態を示す側面図、図１２は同関節支持装具を屈曲させた状態を示す側面図である。
本参考例による関節支持装具は、膝関節の両側にそれぞれ配置される支持板１ａ、１ｂと、これらの支持板１ａ、１ｂの一端側に回動自在に設けられるそれぞれの第１のアーム１０ａ、１０ｂと、これらの支持板１ａ、１ｂの他端側に回動自在に設けられるそれぞれの第２のアーム２０ａ、２０ｂと、一対の支持板１ａ、１ｂを連結する連結部材３０を備えている。
ここで、支持板１ａは膝関節の外側に配置され、支持板１ｂは膝関節の内側に配置される。そして、第１のアーム１０ａは支持板１ａの一端側に、第２のアーム２０ａは支持板１ａの他端側に、第１のアーム１０ｂは支持板１ｂの一端側に、第２のアーム２０ｂは支持板１ｂの他端側にそれぞれ配置される。
第１のアーム１０ａ、１０ｂは、一端側に回動支点１１ａ、１１ｂを有し、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２ａ、１２ｂを有している。また、第２のアーム２０ａ、２０ｂは、一端側に回動支点２１ａ、２１ｂを有し、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２ａ、２２ｂを有している。第１のアーム１０ａ、１０ｂの回動支点１１ａ、１１ｂは支持板１ａ、１ｂの一端側に、第２のアーム２０ａ、２０ｂの回動支点２１ａ、２１ｂは支持板１ａ、１ｂの他端側にそれぞれ設けられている。第１のバンド４１は、関節よりも上方の大腿部において巻き付ける。また、第２のバンド４２は、関節よりも下方の下腿部において巻き付ける。
第３のバンド４３は、第１のバンド４１と膝関節との間に巻き付けられるように配置される。第３のバンド４３は、膝関節の内側に配置される内側パット５０ｂを保持している。そして、この内側パット５０ｂには弾性接続部６０ｂが設けられている。弾性接続部６０ｂは、一端がピン１２ｂによって第１のアーム１０ｂに接続され、他端が内側パット５０ｂに接続されている。弾性接続部６０ｂは、板ばねなどのばね材で構成され、第１のアーム１０ｂと身体との間で弾性変形を行うように設けられている。
また、第３のバンド４３は、膝関節の外側の位置で接続部６０ａを介して第１のバンド４１に接続されている。支持板１ａの内側には外側パット５０ａが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９０３５０９号公報
【特許文献２】特開２０００−３１２６９４号公報
【特許文献３】特開２００２−１１０２８号公報
【特許文献４】特開２００７−１１７６４５号公報
【特許文献５】特開２００７−１１７６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本参考例による関節支持装具を含め、従来の装具では、膝関節と装具関節（支持板１ａ、１ｂ）との位置を一致させることがスムーズな動きを実現する上で必要と考えていたため、支持板１ａ、１ｂを膝関節の両側に配置して使用している。
従って、特にＸ脚の傾向のある使用者が装具を装着すると、左右の足に装着したそれぞれの装具の支持板１ｂ同士が両膝関節の内側であたってしまうという問題があった。
また、両膝関節からの突出を少なくするために、支持板１ａ、１ｂを小型化するあまり、外部負荷に対する強度が弱くなって変形してしまうという問題があった。
一方、図１２に示すように、装具を屈曲させた状態では、第１のアーム１０ａと連結部材３０との隙間、及び第２のアーム２０ａと連結部材３０との隙間が狭くなり、この隙間に指を挟んでしまうという問題も想定される。
【０００５】
そこで、本発明は、左右の足に装着したそれぞれの装具の支持板同士が両膝関節の内側であたってしまうことの無い歩行補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明の歩行補助装置は、大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板と、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板と、前記内側支持板と前記外側支持板とを後膝部側で連結する連結部材と、前記内側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の内側アームと、前記内側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の内側アームと、前記外側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の外側アームと、前記外側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の外側アームと、前記第１の内側アームの端部及び前記第１の外側アームの端部に取り付けられて大腿部に巻き付ける第１のバンドと、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に取り付けられて下腿部に巻き付ける第２のバンドとを備えたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の歩行補助装置において、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部を前記第２のバンドに対して所定角度回動自在に取り付けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の歩行補助装置において、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に、前記第２の内側アームの一部及び前記第２の外側アームの一部を覆う被覆部材を設け、前記被覆部材と前記第２のバンドとを開口部を除いて縫合し、前記開口部によって前記第２の内側アーム及び前記第２の外側アームの回動範囲を規制したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第１の内側アームよりも前記第２の内側アームが長く、前記第１の外側アームよりも前記第２の外側アームが長いことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第２のバンドが腓腹筋の上部に配置されることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間を１０ｍｍ以上とし、前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度を０度以上としたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第１の内側アームと前記内側支持板との回動支点が、前記回動支点から前記第１の内側アームの後膝部側端部までの寸法をＲ１、前記回動支点から前記第１の内側アームの前膝部側端部までの寸法をＲ２、前記回動支点から前記第１の内側アームの最大伸展時の作用部までの寸法をＲ３としたときに、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前記第１の内側アームにおける前記前膝部側端部から前記作用部までの縁部をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歩行補助装置によれば、特にＸ脚の傾向のある使用者が装着しても、左右の足に装着したそれぞれの内側支持板同士が両膝関節の内側であたることがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例による歩行補助装置の一方から見た斜視図
【図２】同装置の他方から見た斜視図
【図３】同装置の伸展させた状態を示す側面図
【図４】同装置を屈曲させた状態を示す側面図
【図５】同装置を装着した状態を示す側面図
【図６】同装置を装着した状態を示す正面図
【図７】同装置を装着して膝を屈曲させた状態と伸展した状態を示す説明図
【図８】同装置に用いる外側支持板、第１の外側アーム、及び第２の外側アームを示す平面図
【図９】参考例による関節支持装具の一方から見た斜視図
【図１０】同関節支持装具の他方から見た斜視図
【図１１】同関節支持装具の伸展させた状態を示す側面図
【図１２】同関節支持装具を屈曲させた状態を示す側面図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による歩行補助装置は、大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板と、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板と、内側支持板と外側支持板とを後膝部側で連結する連結部材と、内側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の内側アームと、内側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の内側アームと、外側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の外側アームと、外側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の外側アームと、第１の内側アームの端部及び第１の外側アームの端部に取り付けられて大腿部に巻き付ける第１のバンドと、第２の内側アームの端部及び第２の外側アームの端部に取り付けられて下腿部に巻き付ける第２のバンドとを備えたものである。本実施の形態によれば、内側支持板が半腱様筋に対応する位置に、外側支持板が大腿二頭筋に対応する位置に配置されることになり、内側支持板が膝関節より上方の位置となるため、特にＸ脚の傾向のある使用者が装着しても、左右の足に装着したそれぞれの内側支持板同士が両膝関節の内側であたることがない。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による歩行補助装置において、第２の内側アームの端部及び第２の外側アームの端部を第２のバンドに対して所定角度回動自在に取り付けたものである。本実施の形態によれば、屈曲状態と伸展状態との間で生じる膝関節とのずれを緩和することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第2の実施の形態による歩行補助装置において、第２の内側アームの端部及び第２の外側アームの端部に、第２の内側アームの一部及び第２の外側アームの一部を覆う被覆部材を設け、被覆部材と第２のバンドとを開口部を除いて縫合し、開口部によって第２の内側アーム及び第２の外側アームの回動範囲を規制したものである。本実施の形態によれば、被覆部材の開口部によって回動範囲を規制できるため、特に外方への突出を少なくしてスムーズな動きを実現できる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による歩行補助装置において、第１の内側アームよりも第２の内側アームが長く、第１の外側アームよりも第２の外側アームが長いものである。本実施の形態によれば、内側支持板及び外側支持板を適切な位置に配置することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による歩行補助装置において、第２のバンドが腓腹筋の上部に配置されるものである。本実施の形態によれば、第２のバンドの下方へのずれを無くすことができるため、屈曲状態で装着した場合には伸展状態において第１のバンドを上方に押し上げる力が加わることになり、第１のバンドを押し上げる力によって第１のバンドの下方へのずれ落ちを防止できるとともに膝関節への荷重負荷を少なくすることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態による歩行補助装置において、第１の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小隙間、及び第２の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小隙間を１０ｍｍ以上とし、第１の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小角度、及び第２の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小角度を０度以上としたものである。本実施の形態によれば、第１の内側アームと連結部材との隙間、及び第２の内側アームと連結部材との隙間に指を挟むことを防止でき安全性を高めることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１から第６の実施の形態による歩行補助装置において、第１の内側アームと内側支持板との回動支点が、回動支点から第１の内側アームの後膝部側端部までの寸法をＲ１、回動支点から第１の内側アームの前膝部側端部までの寸法をＲ２、回動支点から第１の内側アームの最大伸展時の作用部までの寸法をＲ３としたときに、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、第１の内側アームにおける前膝部側端部から作用部までの縁部をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成したものである。本実施の形態によれば、第１の内側アームに作用する伸展時の力に対して十分な強度を保つことができる。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の一実施例による歩行補助装置について図面を用いて説明する。
図１は本実施例による歩行補助装置の一方から見た斜視図、図２は同装置の他方から見た斜視図、図３は同装置の伸展させた状態を示す側面図、図４は同装置を屈曲させた状態を示す側面図である。
本実施例による歩行補助装置は、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板１ａと、大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板１ｂと、外側支持板１ａと内側支持板１ｂとを後膝部側で連結する連結部材３０とを備えている。
外側支持板１ａには上端側回動支点１１ａと下端側回動支点２１ａが設けられ、上端側回動支点１１ａには第１の外側アーム１０ａの一端が回動自在に設けられ、下端側回動支点２１ａには第２の外側アーム２０ａの一端が回動自在に設けられている。
また、内側支持板１ｂには上端側回動支点１１ｂと下端側回動支点２１ｂが設けられ、上端側回動支点１１ｂには第１の内側アーム１０ｂの一端が回動自在に設けられ、下端側回動支点２１ｂには第２の内側アーム２０ｂの一端が回動自在に設けられている。
【００１１】
第２の外側アーム２０ａは第１の外側アーム１０ａよりも長く、第２の内側アーム２０ｂは第１の内側アーム１０ｂよりも長く構成している。
装着者の体型や脚部の長さによって若干異なるが、例えば第１の外側アーム１０ａの上端側回動支点１１ａからピン１２ａまでの寸法を８３ｍｍとしたときに第２の外側アーム２０ａの下端側回動支点２１ａからピン２２ａまでの寸法を１４０ｍｍとし、第１の内側アーム１０ｂの上端側回動支点１１ｂからピン１２ｂまでの寸法を８３ｍｍとしたときに第２の内側アーム２０ｂの下端側回動支点１１ｂからピン２２ｂまでの寸法を１５５ｍｍとした場合に良好な効果を得られている。実験の結果によれば、第１の外側アーム１０ａの上端側回動支点１１ａからピン１２ａまでの寸法は、第１の内側アーム１０ｂの上端側回動支点１１ｂからピン１２ｂまでの寸法の１．０５倍から０．９５倍までの範囲の長さとし、第２の外側アーム２０ａの下端側回動支点２１ａからピン２２ａまでの寸法は、第２の内側アーム２０ｂの下端側回動支点１１ｂからピン２２ｂまでの寸法の１．０５倍から０．８５倍までの範囲の長さとし、第２の外側アーム２０ａの下端側回動支点２１ａからピン２２ａまでの寸法は、第１の外側アーム１０ａの上端側回動支点１１ａからピン１２ａまでの寸法の１．５倍から２倍の長さ、第２の内側アーム２０ｂの下端側回動支点１１ｂからピン２２ｂまでの寸法は、第１の内側アーム１０ｂの上端側回動支点１１ｂからピン１２ｂまでの寸法の１．５倍から２倍の長さとすることが好ましい。
【００１２】
大腿部に巻き付ける第１のバンド４１は、第１の内側アーム１０ｂの端部及び第１の外側アーム１０ａの端部に取り付けられている。また、下腿部に巻き付ける第２のバンド４２は、第２の内側アーム２０ｂの端部及び第２の外側アーム２０ａの端部に取り付けられている。特に、第２のバンド４２は腓腹筋の上部に配置されるように第１の外側アーム１０ａと第２の外側アーム２０ａ、第１の内側アーム１０ｂと第２の内側アーム２０ｂとの長さが設定されていることが好ましい。
第１の外側アーム１０ａは、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２ａを有し、第１の内側アーム１０ｂは、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２ｂを有している。また、第２の外側アーム２０ａは、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２ａを有し、第２の内側アーム２０ｂは、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２ｂを有している。
第２の外側アーム２０ａの端部はピン２２ａによって回動可能に設けられ、第２の内側アーム２０ｂの端部はピン２２ｂによって回動可能に設けられている。
また、第２の外側アーム２０ａの端部には、第２の外側アーム２０ａの他端側の一部を覆う被覆部材７０ａを、第２の内側アーム２０ｂの端部には、第２の内側アーム２０ｂの他端側の一部を覆う被覆部材７０ｂを設けている。被覆部材７０ａ、７０ｂと第２のバンド４２とは開口部７１ａ、７１ｂを除いて縫合され、開口部７１ａ、７１ｂによって第２の外側アーム２０ａ及び第２の内側アーム２０ｂの回動範囲を規制している。従って、外側アーム２０ａ及び第２の内側アーム２０ｂは、開口部７１ａ、７１ｂによって所定角度回動自在に動作することができる。
【００１３】
第３のバンド４３は、第１のバンド４１と膝関節との間に巻き付けられるように配置される。第３のバンド４３は、膝関節の内側に配置される内側パット５０ｂを保持している。そして、この内側パット５０ｂには弾性接続部６０ｂが設けられている。弾性接続部６０ｂは、一端がピン１２ｂによって第１の内側アーム１０ｂに接続され、他端が内側パット５０ｂに接続されている。弾性接続部６０ｂは、板ばねなどのばね材で構成され、第１のアーム１０ｂと身体との間で弾性変形を行うように設けられている。
また、第３のバンド４３は、膝関節の外側の位置で接続部６０ａを介して第１の外側アーム１０ａに接続されている。外側支持板１ａの内側には外側パット５０ａが設けられている。
【００１４】
図４では、本実施例による歩行補助装置の最大屈曲時の状態を示している。
図示のように、最大屈曲時において、第１の外側アーム１０ａと連結部材３０との最小隙間ｗ１、第２の外側アーム２０ａと連結部材３０との最小隙間ｗ２は、いずれも１０ｍｍ以上とする。また、第１の外側アーム１０ａと連結部材３０との最小角度α１、及び第２の外側アーム２０ａと連結部材３０との最小角度α２は０度以上とする。図では第１の外側アーム１０ａと第２の外側アーム２０ａとを示しているが、第１の内側アーム１０ｂと第２の内側アーム２０ｂについても同様である。実験の結果によれば、最小隙間ｗ１及び最小隙間ｗ２は、いずれも１３ｍｍとし、最小角度α１及び最小角度α２はいずれも１０度とすることがより好ましい結果を得た。
【００１５】
次に図５及び図６を用いて本実施例による歩行補助装置の装着位置について説明する。
図５は本実施例による歩行補助装置を装着した状態を示す側面図、図６は同装置を装着した状態を示す正面図である。
外側支持板１ａは大腿骨外側上顆１０１の上方に配置され、内側支持板１ｂは大腿骨内側上顆１０２の上方に配置される。従って、外側パット５０ａは大腿二頭筋１０３の下部に位置し、内側パット５０ｂは半腱様筋１０４の下部に位置する。内側パット５０ｂは弾性接続部６０ｂによって第１の内側アーム１０ｂに懸架されており、第３のバンド４３は接続部６０ａによって第１の外側アーム１０ａに接続されているため、第３のバンド４３による締め付けによって内側パット５０ｂは半腱様筋１０４に密着する。また第３のバンド４３による締め付けによって第１の外側アーム１０ａには大腿骨１０５の方向に力が加わるため、外側支持板１ａにも大腿骨１０５の方向に力が加わり、外側パット５０ａは大腿二頭筋１０３に密着する。このように内側パット５０ｂは半腱様筋１０４の位置に、外側パット５０ａは大腿二頭筋１０３の位置に配置されるために押圧による密着性が高く、内側パット５０ｂは大腿骨内側上顆１０２によってずれ落ちを防止でき、外側パット５０ａは大腿骨外側上顆１０１によってずれ落ちを防止できる。
【００１６】
また、第２のバンド４２は腓腹筋１０６の上部、すなわち腓骨筋１０６の最も大きな位置よりも上方に配置することで、第２のバンド４２のずれ落ちも防止できる。
下肢の姿位によって異なるが、極度な内反膝の場合を除き、内側支持板１ｂの位置に対して、第２の内側アーム２０ｂのピン２２ｂは頸骨１０７の方向に寸法ｗ３だけ近くなる。このとき、第２の内側アーム２０ｂは、内側支持板１ｂに対して回動するとともにピン２２ｂに対しても所定範囲で回動しなければならないため、第２の内側アーム２０ｂの中間部で傾斜面２０ｘを構成する必要があるが、この傾斜面２０ｘを大腿骨内側顆１０８から頸骨１０７上部に沿わせることで、特に内側支持板１ｂ及び第２の内側アーム２０ｂを、大腿部１０９から下腿部１１０に沿った状態に配置することができる。
従って、膝蓋骨１１１の両側部には、第２の外側アーム２０ａと第２の内側アーム２０ｂが位置することになる。
【００１７】
次に図７を用いて本実施例による歩行補助装置の動作時の作用について説明する。
図７は本実施例による歩行補助装置を装着して膝を屈曲させた状態と伸展した状態を示す説明図である。
図において、ポイント１１２は膝関節の回転軸を表している。実際には膝関節の動きは回転中心を持たないがここでは便宜上ポイント１１２を中心として回動するものとして説明する。
第２の外側アーム２０ａのピン２２ａが下方へずれることが無いとした場合には、屈曲時における第１の外側アーム１０ａのピン１１ａは、ポイント１１２から第１の距離ｒ１の位置となり、伸展時における第１の外側アーム１０ａのピン１１ａは、ポイント１１２から第２の距離ｒ２の位置となる。
従って、屈曲させた状態で本実施例による歩行補助装置を装着した場合には、伸展状態では第２の距離ｒ２と第１の距離ｒ１との差だけ、ピン１１ａには上方に押し上げられる力が働くことになる。従って、ピン１１ａの押し上げ力によって大腿部１０９を上方に押し上げるため、膝関節への荷重負荷を少なくすることができる。また、第１のバンド４１の下方へのずれ落ちを防止できる。
【００１８】
次に図８を用いて本実施例による第１のアームと第２のアームについて説明する。なお、図８では、第１の外側アームと第２の外側アームについて説明するが、第１の内側アームと第２の内側アームについても同様である。
図８は本実施例による歩行補助装置に用いる外側支持板、第１の外側アーム、及び第２の外側アームを示す平面図である。
外側支持板１ａは、同一形状に成型された２枚の支持板片１ａｘ、１ａｙと、この２枚の支持板片１ａｘ、１ａｙの間に設けられる連結片１ａｚとから構成され、連結片１ａｚによって第１の外側アーム１０ａと第２の外側アーム２０ａとの動作範囲が規制されている。
第１の外側アーム１０ａは、上端側回動支点１１ａで最大幅、ピン１２ａで最小幅となる板で構成され、第２の外側アーム２０ａは、下端側回動支点２１ａで最大幅、ピン２２ａで最小幅となる板で構成されている。
ここで、第１の外側アーム１０ａは、上端側回動支点１１ａから第１の外側アーム１０ａの後膝部側端部ｘ１までの寸法をＲ１、上端側回動支点１１ａから第１の外側アーム１０ａの前膝部側端部ｙ１までの寸法をＲ２、上端側回動支点１１ａから第１の外側アーム１０ａの最大伸展時の作用部ｚ１までの寸法をＲ３としたときに、上端側回動支点１１ａが、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前膝部側端部ｙ１から作用部ｚ１までの縁部ｍ１をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成している。
また、第２の外側アーム２０ａについても、下端側回動支点２１ａから第２の外側アーム２０ａの後膝部側端部ｘ２までの寸法をＲ１、下端側回動支点２１ａから第１の外側アーム２０ａの前膝部側端部ｙ２までの寸法をＲ２、下端側回動支点２１ａから第１の外側アーム２０ａの最大伸展時の作用部ｚ２までの寸法をＲ３としたときに、下端側回動支点２１ａが、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前膝部側端部ｙ２から作用部ｚ２までの縁部ｍ２をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成している。
【００１９】
このように、前膝部側端部ｙ１、ｙ２までの寸法Ｒ２を、後膝部側端部ｘ１、ｘ２までの寸法Ｒ１よりも大きくし、また作用部ｚ１、ｚ２までの寸法Ｒ３を、前膝部側端部ｙ１、ｙ２までの寸法Ｒ２よりも大きくし、更に、前膝部側端部ｙ１、ｙ２から作用部ｚ１、ｚ２までの縁部ｍ１、ｍ２をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成することで、第１の外側アーム１０ａ及び第２の外側アーム２０ａは伸展時の力（矢印の方向）に対して十分な強度を保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の歩行補助装置は、半身麻痺のリハビリやポリオなどの反張膝用、Ｏ脚、Ｘ脚や関節リュウマチなどの変形性関節用、靱帯損傷や半月板損傷などのスポーツ用としてだけでなく膝に負担のかかる作業者にも広く用いることができる。
【符号の説明】
【００２１】
外側支持板 １ａ
内側支持板 １ｂ
第１の外側アーム １０ａ
第１の内側アーム １０ｂ
上端側回動支点１１ａ、１１ｂ
ピン １２ａ、１２ｂ
第２の外側アーム ２０ａ
第２の内側アーム ２０ｂ
下端側回動支点２１ａ、２１ｂ
ピン ２２ａ、２２ｂ
連結部材 ３０
第１のバンド ４１
第２のバンド ４２
第３のバンド ４３
外側パット ５０ａ
内側パット ５０ｂ
接続部 ６０ａ
弾性接続部 ６０ｂ
被覆部材 ７０ａ、７０ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膝関節に装着して使用する歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、装着しやすく、装着したままでも正座することができる関節支持装具について既に提案している。
特許文献１では、膝の内側及び外側の両サイド部に、下肢に沿って各々膝関節支持部材を設け、この膝関節支持部材を膝の上部の大腿部前面と、膝関節の後方部と、膝の下部の下腿部前面との３箇所で下肢に支持固定される装着手段が設けられている関節支持装具において、各膝関節支持部材は、大腿部側に伸びる上部アームと、下腿部側に伸びる下部アームとから構成され、これらの上部及び下部アームは膝関節の位置で支軸によって回転自在に連結され、かつ、膝の伸展状態で止まり、反対側に屈曲しないように、ストッパーが設けられ、一方の上部および下部アームの支持板と、他方の上部および下部アームの支持板とを膝関節部分を囲むように連結支持する連結部材を設けたことを特徴とする関節支持装具を提案している。
また、特許文献１で提案した支持板について、伸展状態でのストップ機能を向上させる構成を特許文献２及び特許文献３で提案している。
また、特許文献１で提案した支持板について、上部アームと下部アームとを連動させることでスムーズな動きを実現する構成を特許文献４として提案している。
また、膝装着具のフィット感を高め、装着ずれを起こさないためのバンドの取付の構成を特許文献５として提案している。
また、本発明者が既に発明している関節支持装具の参考例を図９から図１２に示す。
図９は本参考例による関節支持装具の一方から見た斜視図、図１０は同関節支持装具の他方から見た斜視図、図１１は同関節支持装具の伸展させた状態を示す側面図、図１２は同関節支持装具を屈曲させた状態を示す側面図である。
本参考例による関節支持装具は、膝関節の両側にそれぞれ配置される支持板１ａ、１ｂと、これらの支持板１ａ、１ｂの一端側に回動自在に設けられるそれぞれの第１のアーム１０ａ、１０ｂと、これらの支持板１ａ、１ｂの他端側に回動自在に設けられるそれぞれの第２のアーム２０ａ、２０ｂと、一対の支持板１ａ、１ｂを連結する連結部材３０を備えている。
ここで、支持板１ａは膝関節の外側に配置され、支持板１ｂは膝関節の内側に配置される。そして、第１のアーム１０ａは支持板１ａの一端側に、第２のアーム２０ａは支持板１ａの他端側に、第１のアーム１０ｂは支持板１ｂの一端側に、第２のアーム２０ｂは支持板１ｂの他端側にそれぞれ配置される。
第１のアーム１０ａ、１０ｂは、一端側に回動支点１１ａ、１１ｂを有し、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２ａ、１２ｂを有している。また、第２のアーム２０ａ、２０ｂは、一端側に回動支点２１ａ、２１ｂを有し、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２ａ、２２ｂを有している。第１のアーム１０ａ、１０ｂの回動支点１１ａ、１１ｂは支持板１ａ、１ｂの一端側に、第２のアーム２０ａ、２０ｂの回動支点２１ａ、２１ｂは支持板１ａ、１ｂの他端側にそれぞれ設けられている。第１のバンド４１は、関節よりも上方の大腿部において巻き付ける。また、第２のバンド４２は、関節よりも下方の下腿部において巻き付ける。
第３のバンド４３は、第１のバンド４１と膝関節との間に巻き付けられるように配置される。第３のバンド４３は、膝関節の内側に配置される内側パット５０ｂを保持している。そして、この内側パット５０ｂには弾性接続部６０ｂが設けられている。弾性接続部６０ｂは、一端がピン１２ｂによって第１のアーム１０ｂに接続され、他端が内側パット５０ｂに接続されている。弾性接続部６０ｂは、板ばねなどのばね材で構成され、第１のアーム１０ｂと身体との間で弾性変形を行うように設けられている。
また、第３のバンド４３は、膝関節の外側の位置で接続部６０ａを介して第１のバンド４１に接続されている。支持板１ａの内側には外側パット５０ａが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９０３５０９号公報
【特許文献２】特開２０００−３１２６９４号公報
【特許文献３】特開２００２−１１０２８号公報
【特許文献４】特開２００７−１１７６４５号公報
【特許文献５】特開２００７−１１７６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本参考例による関節支持装具を含め、従来の装具では、膝関節と装具関節（支持板１ａ、１ｂ）との位置を一致させることがスムーズな動きを実現する上で必要と考えていたため、支持板１ａ、１ｂを膝関節の両側に配置して使用している。
従って、特にＸ脚の傾向のある使用者が装具を装着すると、左右の足に装着したそれぞれの装具の支持板１ｂ同士が両膝関節の内側であたってしまうという問題があった。
また、両膝関節からの突出を少なくするために、支持板１ａ、１ｂを小型化するあまり、外部負荷に対する強度が弱くなって変形してしまうという問題があった。
一方、図１２に示すように、装具を屈曲させた状態では、第１のアーム１０ａと連結部材３０との隙間、及び第２のアーム２０ａと連結部材３０との隙間が狭くなり、この隙間に指を挟んでしまうという問題も想定される。
【０００５】
そこで、本発明は、左右の足に装着したそれぞれの装具の支持板同士が両膝関節の内側であたってしまうことの無い歩行補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明の歩行補助装置は、大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板と、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板と、前記内側支持板と前記外側支持板とを後膝部側で連結する連結部材と、前記内側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の内側アームと、前記内側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の内側アームと、前記外側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の外側アームと、前記外側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の外側アームと、前記第１の内側アームの端部及び前記第１の外側アームの端部に取り付けられて大腿部に巻き付ける第１のバンドと、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に取り付けられて下腿部に巻き付ける第２のバンドとを備えたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の歩行補助装置において、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部を前記第２のバンドに対して所定角度回動自在に取り付けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の歩行補助装置において、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に、前記第２の内側アームの一部及び前記第２の外側アームの一部を覆う被覆部材を設け、前記被覆部材と前記第２のバンドとを開口部を除いて縫合し、前記開口部によって前記第２の内側アーム及び前記第２の外側アームの回動範囲を規制したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第１の内側アームよりも前記第２の内側アームが長く、前記第１の外側アームよりも前記第２の外側アームが長いことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第２のバンドが腓腹筋の上部に配置されることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間を１０ｍｍ以上とし、前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度を０度以上としたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の歩行補助装置において、前記第１の内側アームと前記内側支持板との回動支点が、前記回動支点から前記第１の内側アームの後膝部側端部までの寸法をＲ１、前記回動支点から前記第１の内側アームの前膝部側端部までの寸法をＲ２、前記回動支点から前記第１の内側アームの最大伸展時の作用部までの寸法をＲ３としたときに、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前記第１の内側アームにおける前記前膝部側端部から前記作用部までの縁部をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歩行補助装置によれば、特にＸ脚の傾向のある使用者が装着しても、左右の足に装着したそれぞれの内側支持板同士が両膝関節の内側であたることがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例による歩行補助装置の一方から見た斜視図
【図２】同装置の他方から見た斜視図
【図３】同装置の伸展させた状態を示す側面図
【図４】同装置を屈曲させた状態を示す側面図
【図５】同装置を装着した状態を示す側面図
【図６】同装置を装着した状態を示す正面図
【図７】同装置を装着して膝を屈曲させた状態と伸展した状態を示す説明図
【図８】同装置に用いる外側支持板、第１の外側アーム、及び第２の外側アームを示す平面図
【図９】参考例による関節支持装具の一方から見た斜視図
【図１０】同関節支持装具の他方から見た斜視図
【図１１】同関節支持装具の伸展させた状態を示す側面図
【図１２】同関節支持装具を屈曲させた状態を示す側面図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による歩行補助装置は、大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板と、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板と、内側支持板と外側支持板とを後膝部側で連結する連結部材と、内側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の内側アームと、内側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の内側アームと、外側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の外側アームと、外側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の外側アームと、第１の内側アームの端部及び第１の外側アームの端部に取り付けられて大腿部に巻き付ける第１のバンドと、第２の内側アームの端部及び第２の外側アームの端部に取り付けられて下腿部に巻き付ける第２のバンドとを備えたものである。本実施の形態によれば、内側支持板が半腱様筋に対応する位置に、外側支持板が大腿二頭筋に対応する位置に配置されることになり、内側支持板が膝関節より上方の位置となるため、特にＸ脚の傾向のある使用者が装着しても、左右の足に装着したそれぞれの内側支持板同士が両膝関節の内側であたることがない。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による歩行補助装置において、第２の内側アームの端部及び第２の外側アームの端部を第２のバンドに対して所定角度回動自在に取り付けたものである。本実施の形態によれば、屈曲状態と伸展状態との間で生じる膝関節とのずれを緩和することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第2の実施の形態による歩行補助装置において、第２の内側アームの端部及び第２の外側アームの端部に、第２の内側アームの一部及び第２の外側アームの一部を覆う被覆部材を設け、被覆部材と第２のバンドとを開口部を除いて縫合し、開口部によって第２の内側アーム及び第２の外側アームの回動範囲を規制したものである。本実施の形態によれば、被覆部材の開口部によって回動範囲を規制できるため、特に外方への突出を少なくしてスムーズな動きを実現できる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による歩行補助装置において、第１の内側アームよりも第２の内側アームが長く、第１の外側アームよりも第２の外側アームが長いものである。本実施の形態によれば、内側支持板及び外側支持板を適切な位置に配置することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による歩行補助装置において、第２のバンドが腓腹筋の上部に配置されるものである。本実施の形態によれば、第２のバンドの下方へのずれを無くすことができるため、屈曲状態で装着した場合には伸展状態において第１のバンドを上方に押し上げる力が加わることになり、第１のバンドを押し上げる力によって第１のバンドの下方へのずれ落ちを防止できるとともに膝関節への荷重負荷を少なくすることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態による歩行補助装置において、第１の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小隙間、及び第２の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小隙間を１０ｍｍ以上とし、第１の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小角度、及び第２の内側アームと連結部材との最大屈曲時における最小角度を０度以上としたものである。本実施の形態によれば、第１の内側アームと連結部材との隙間、及び第２の内側アームと連結部材との隙間に指を挟むことを防止でき安全性を高めることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１から第６の実施の形態による歩行補助装置において、第１の内側アームと内側支持板との回動支点が、回動支点から第１の内側アームの後膝部側端部までの寸法をＲ１、回動支点から第１の内側アームの前膝部側端部までの寸法をＲ２、回動支点から第１の内側アームの最大伸展時の作用部までの寸法をＲ３としたときに、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、第１の内側アームにおける前膝部側端部から作用部までの縁部をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成したものである。本実施の形態によれば、第１の内側アームに作用する伸展時の力に対して十分な強度を保つことができる。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の一実施例による歩行補助装置について図面を用いて説明する。
図１は本実施例による歩行補助装置の一方から見た斜視図、図２は同装置の他方から見た斜視図、図３は同装置の伸展させた状態を示す側面図、図４は同装置を屈曲させた状態を示す側面図である。
本実施例による歩行補助装置は、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板１ａと、大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板１ｂと、外側支持板１ａと内側支持板１ｂとを後膝部側で連結する連結部材３０とを備えている。
外側支持板１ａには上端側回動支点１１ａと下端側回動支点２１ａが設けられ、上端側回動支点１１ａには第１の外側アーム１０ａの一端が回動自在に設けられ、下端側回動支点２１ａには第２の外側アーム２０ａの一端が回動自在に設けられている。
また、内側支持板１ｂには上端側回動支点１１ｂと下端側回動支点２１ｂが設けられ、上端側回動支点１１ｂには第１の内側アーム１０ｂの一端が回動自在に設けられ、下端側回動支点２１ｂには第２の内側アーム２０ｂの一端が回動自在に設けられている。
【００１１】
第２の外側アーム２０ａは第１の外側アーム１０ａよりも長く、第２の内側アーム２０ｂは第１の内側アーム１０ｂよりも長く構成している。
装着者の体型や脚部の長さによって若干異なるが、例えば第１の外側アーム１０ａの上端側回動支点１１ａからピン１２ａまでの寸法を８３ｍｍとしたときに第２の外側アーム２０ａの下端側回動支点２１ａからピン２２ａまでの寸法を１４０ｍｍとし、第１の内側アーム１０ｂの上端側回動支点１１ｂからピン１２ｂまでの寸法を８３ｍｍとしたときに第２の内側アーム２０ｂの下端側回動支点１１ｂからピン２２ｂまでの寸法を１５５ｍｍとした場合に良好な効果を得られている。実験の結果によれば、第１の外側アーム１０ａの上端側回動支点１１ａからピン１２ａまでの寸法は、第１の内側アーム１０ｂの上端側回動支点１１ｂからピン１２ｂまでの寸法の１．０５倍から０．９５倍までの範囲の長さとし、第２の外側アーム２０ａの下端側回動支点２１ａからピン２２ａまでの寸法は、第２の内側アーム２０ｂの下端側回動支点１１ｂからピン２２ｂまでの寸法の１．０５倍から０．８５倍までの範囲の長さとし、第２の外側アーム２０ａの下端側回動支点２１ａからピン２２ａまでの寸法は、第１の外側アーム１０ａの上端側回動支点１１ａからピン１２ａまでの寸法の１．５倍から２倍の長さ、第２の内側アーム２０ｂの下端側回動支点１１ｂからピン２２ｂまでの寸法は、第１の内側アーム１０ｂの上端側回動支点１１ｂからピン１２ｂまでの寸法の１．５倍から２倍の長さとすることが好ましい。
【００１２】
大腿部に巻き付ける第１のバンド４１は、第１の内側アーム１０ｂの端部及び第１の外側アーム１０ａの端部に取り付けられている。また、下腿部に巻き付ける第２のバンド４２は、第２の内側アーム２０ｂの端部及び第２の外側アーム２０ａの端部に取り付けられている。特に、第２のバンド４２は腓腹筋の上部に配置されるように第１の外側アーム１０ａと第２の外側アーム２０ａ、第１の内側アーム１０ｂと第２の内側アーム２０ｂとの長さが設定されていることが好ましい。
第１の外側アーム１０ａは、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２ａを有し、第１の内側アーム１０ｂは、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２ｂを有している。また、第２の外側アーム２０ａは、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２ａを有し、第２の内側アーム２０ｂは、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２ｂを有している。
第２の外側アーム２０ａの端部はピン２２ａによって回動可能に設けられ、第２の内側アーム２０ｂの端部はピン２２ｂによって回動可能に設けられている。
また、第２の外側アーム２０ａの端部には、第２の外側アーム２０ａの他端側の一部を覆う被覆部材７０ａを、第２の内側アーム２０ｂの端部には、第２の内側アーム２０ｂの他端側の一部を覆う被覆部材７０ｂを設けている。被覆部材７０ａ、７０ｂと第２のバンド４２とは開口部７１ａ、７１ｂを除いて縫合され、開口部７１ａ、７１ｂによって第２の外側アーム２０ａ及び第２の内側アーム２０ｂの回動範囲を規制している。従って、外側アーム２０ａ及び第２の内側アーム２０ｂは、開口部７１ａ、７１ｂによって所定角度回動自在に動作することができる。
【００１３】
第３のバンド４３は、第１のバンド４１と膝関節との間に巻き付けられるように配置される。第３のバンド４３は、膝関節の内側に配置される内側パット５０ｂを保持している。そして、この内側パット５０ｂには弾性接続部６０ｂが設けられている。弾性接続部６０ｂは、一端がピン１２ｂによって第１の内側アーム１０ｂに接続され、他端が内側パット５０ｂに接続されている。弾性接続部６０ｂは、板ばねなどのばね材で構成され、第１のアーム１０ｂと身体との間で弾性変形を行うように設けられている。
また、第３のバンド４３は、膝関節の外側の位置で接続部６０ａを介して第１の外側アーム１０ａに接続されている。外側支持板１ａの内側には外側パット５０ａが設けられている。
【００１４】
図４では、本実施例による歩行補助装置の最大屈曲時の状態を示している。
図示のように、最大屈曲時において、第１の外側アーム１０ａと連結部材３０との最小隙間ｗ１、第２の外側アーム２０ａと連結部材３０との最小隙間ｗ２は、いずれも１０ｍｍ以上とする。また、第１の外側アーム１０ａと連結部材３０との最小角度α１、及び第２の外側アーム２０ａと連結部材３０との最小角度α２は０度以上とする。図では第１の外側アーム１０ａと第２の外側アーム２０ａとを示しているが、第１の内側アーム１０ｂと第２の内側アーム２０ｂについても同様である。実験の結果によれば、最小隙間ｗ１及び最小隙間ｗ２は、いずれも１３ｍｍとし、最小角度α１及び最小角度α２はいずれも１０度とすることがより好ましい結果を得た。
【００１５】
次に図５及び図６を用いて本実施例による歩行補助装置の装着位置について説明する。
図５は本実施例による歩行補助装置を装着した状態を示す側面図、図６は同装置を装着した状態を示す正面図である。
外側支持板１ａは大腿骨外側上顆１０１の上方に配置され、内側支持板１ｂは大腿骨内側上顆１０２の上方に配置される。従って、外側パット５０ａは大腿二頭筋１０３の下部に位置し、内側パット５０ｂは半腱様筋１０４の下部に位置する。内側パット５０ｂは弾性接続部６０ｂによって第１の内側アーム１０ｂに懸架されており、第３のバンド４３は接続部６０ａによって第１の外側アーム１０ａに接続されているため、第３のバンド４３による締め付けによって内側パット５０ｂは半腱様筋１０４に密着する。また第３のバンド４３による締め付けによって第１の外側アーム１０ａには大腿骨１０５の方向に力が加わるため、外側支持板１ａにも大腿骨１０５の方向に力が加わり、外側パット５０ａは大腿二頭筋１０３に密着する。このように内側パット５０ｂは半腱様筋１０４の位置に、外側パット５０ａは大腿二頭筋１０３の位置に配置されるために押圧による密着性が高く、内側パット５０ｂは大腿骨内側上顆１０２によってずれ落ちを防止でき、外側パット５０ａは大腿骨外側上顆１０１によってずれ落ちを防止できる。
【００１６】
また、第２のバンド４２は腓腹筋１０６の上部、すなわち腓骨筋１０６の最も大きな位置よりも上方に配置することで、第２のバンド４２のずれ落ちも防止できる。
下肢の姿位によって異なるが、極度な内反膝の場合を除き、内側支持板１ｂの位置に対して、第２の内側アーム２０ｂのピン２２ｂは頸骨１０７の方向に寸法ｗ３だけ近くなる。このとき、第２の内側アーム２０ｂは、内側支持板１ｂに対して回動するとともにピン２２ｂに対しても所定範囲で回動しなければならないため、第２の内側アーム２０ｂの中間部で傾斜面２０ｘを構成する必要があるが、この傾斜面２０ｘを大腿骨内側顆１０８から頸骨１０７上部に沿わせることで、特に内側支持板１ｂ及び第２の内側アーム２０ｂを、大腿部１０９から下腿部１１０に沿った状態に配置することができる。
従って、膝蓋骨１１１の両側部には、第２の外側アーム２０ａと第２の内側アーム２０ｂが位置することになる。
【００１７】
次に図７を用いて本実施例による歩行補助装置の動作時の作用について説明する。
図７は本実施例による歩行補助装置を装着して膝を屈曲させた状態と伸展した状態を示す説明図である。
図において、ポイント１１２は膝関節の回転軸を表している。実際には膝関節の動きは回転中心を持たないがここでは便宜上ポイント１１２を中心として回動するものとして説明する。
第２の外側アーム２０ａのピン２２ａが下方へずれることが無いとした場合には、屈曲時における第１の外側アーム１０ａのピン１１ａは、ポイント１１２から第１の距離ｒ１の位置となり、伸展時における第１の外側アーム１０ａのピン１１ａは、ポイント１１２から第２の距離ｒ２の位置となる。
従って、屈曲させた状態で本実施例による歩行補助装置を装着した場合には、伸展状態では第２の距離ｒ２と第１の距離ｒ１との差だけ、ピン１１ａには上方に押し上げられる力が働くことになる。従って、ピン１１ａの押し上げ力によって大腿部１０９を上方に押し上げるため、膝関節への荷重負荷を少なくすることができる。また、第１のバンド４１の下方へのずれ落ちを防止できる。
【００１８】
次に図８を用いて本実施例による第１のアームと第２のアームについて説明する。なお、図８では、第１の外側アームと第２の外側アームについて説明するが、第１の内側アームと第２の内側アームについても同様である。
図８は本実施例による歩行補助装置に用いる外側支持板、第１の外側アーム、及び第２の外側アームを示す平面図である。
外側支持板１ａは、同一形状に成型された２枚の支持板片１ａｘ、１ａｙと、この２枚の支持板片１ａｘ、１ａｙの間に設けられる連結片１ａｚとから構成され、連結片１ａｚによって第１の外側アーム１０ａと第２の外側アーム２０ａとの動作範囲が規制されている。
第１の外側アーム１０ａは、上端側回動支点１１ａで最大幅、ピン１２ａで最小幅となる板で構成され、第２の外側アーム２０ａは、下端側回動支点２１ａで最大幅、ピン２２ａで最小幅となる板で構成されている。
ここで、第１の外側アーム１０ａは、上端側回動支点１１ａから第１の外側アーム１０ａの後膝部側端部ｘ１までの寸法をＲ１、上端側回動支点１１ａから第１の外側アーム１０ａの前膝部側端部ｙ１までの寸法をＲ２、上端側回動支点１１ａから第１の外側アーム１０ａの最大伸展時の作用部ｚ１までの寸法をＲ３としたときに、上端側回動支点１１ａが、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前膝部側端部ｙ１から作用部ｚ１までの縁部ｍ１をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成している。
また、第２の外側アーム２０ａについても、下端側回動支点２１ａから第２の外側アーム２０ａの後膝部側端部ｘ２までの寸法をＲ１、下端側回動支点２１ａから第１の外側アーム２０ａの前膝部側端部ｙ２までの寸法をＲ２、下端側回動支点２１ａから第１の外側アーム２０ａの最大伸展時の作用部ｚ２までの寸法をＲ３としたときに、下端側回動支点２１ａが、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前膝部側端部ｙ２から作用部ｚ２までの縁部ｍ２をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成している。
【００１９】
このように、前膝部側端部ｙ１、ｙ２までの寸法Ｒ２を、後膝部側端部ｘ１、ｘ２までの寸法Ｒ１よりも大きくし、また作用部ｚ１、ｚ２までの寸法Ｒ３を、前膝部側端部ｙ１、ｙ２までの寸法Ｒ２よりも大きくし、更に、前膝部側端部ｙ１、ｙ２から作用部ｚ１、ｚ２までの縁部ｍ１、ｍ２をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成することで、第１の外側アーム１０ａ及び第２の外側アーム２０ａは伸展時の力（矢印の方向）に対して十分な強度を保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の歩行補助装置は、半身麻痺のリハビリやポリオなどの反張膝用、Ｏ脚、Ｘ脚や関節リュウマチなどの変形性関節用、靱帯損傷や半月板損傷などのスポーツ用としてだけでなく膝に負担のかかる作業者にも広く用いることができる。
【符号の説明】
【００２１】
外側支持板 １ａ
内側支持板 １ｂ
第１の外側アーム １０ａ
第１の内側アーム １０ｂ
上端側回動支点１１ａ、１１ｂ
ピン １２ａ、１２ｂ
第２の外側アーム ２０ａ
第２の内側アーム ２０ｂ
下端側回動支点２１ａ、２１ｂ
ピン ２２ａ、２２ｂ
連結部材 ３０
第１のバンド ４１
第２のバンド ４２
第３のバンド ４３
外側パット ５０ａ
内側パット ５０ｂ
接続部 ６０ａ
弾性接続部 ６０ｂ
被覆部材 ７０ａ、７０ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板と、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板と、前記内側支持板と前記外側支持板とを後膝部側で連結する連結部材と、前記内側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の内側アームと、前記内側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の内側アームと、前記外側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の外側アームと、前記外側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の外側アームと、前記第１の内側アームの端部及び前記第１の外側アームの端部に取り付けられて大腿部に巻き付ける第１のバンドと、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に取り付けられて下腿部に巻き付ける第２のバンドとを備えたことを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部を前記第２のバンドに対して所定角度回動自在に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に、前記第２の内側アームの一部及び前記第２の外側アームの一部を覆う被覆部材を設け、前記被覆部材と前記第２のバンドとを開口部を除いて縫合し、前記開口部によって前記第２の内側アーム及び前記第２の外側アームの回動範囲を規制したことを特徴とする請求項２に記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記第１の内側アームよりも前記第２の内側アームが長く、前記第１の外側アームよりも前記第２の外側アームが長いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記第２のバンドが腓腹筋の上部に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項６】
前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間を１０ｍｍ以上とし、前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度を０度以上としたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項７】
前記第１の内側アームと前記内側支持板との回動支点が、前記回動支点から前記第１の内側アームの後膝部側端部までの寸法をＲ１、前記回動支点から前記第１の内側アームの前膝部側端部までの寸法をＲ２、前記回動支点から前記第１の内側アームの最大伸展時の作用部までの寸法をＲ３としたときに、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前記第１の内側アームにおける前記前膝部側端部から前記作用部までの縁部をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項１】
大腿骨内側上顆の上方に配置される内側支持板と、大腿骨外側上顆の上方に配置される外側支持板と、前記内側支持板と前記外側支持板とを後膝部側で連結する連結部材と、前記内側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の内側アームと、前記内側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の内側アームと、前記外側支持板の上端側に回動自在に設けられる第１の外側アームと、前記外側支持板の下端側に回動自在に設けられる第２の外側アームと、前記第１の内側アームの端部及び前記第１の外側アームの端部に取り付けられて大腿部に巻き付ける第１のバンドと、前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に取り付けられて下腿部に巻き付ける第２のバンドとを備えたことを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部を前記第２のバンドに対して所定角度回動自在に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記第２の内側アームの端部及び前記第２の外側アームの端部に、前記第２の内側アームの一部及び前記第２の外側アームの一部を覆う被覆部材を設け、前記被覆部材と前記第２のバンドとを開口部を除いて縫合し、前記開口部によって前記第２の内側アーム及び前記第２の外側アームの回動範囲を規制したことを特徴とする請求項２に記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記第１の内側アームよりも前記第２の内側アームが長く、前記第１の外側アームよりも前記第２の外側アームが長いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記第２のバンドが腓腹筋の上部に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項６】
前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小隙間を１０ｍｍ以上とし、前記第１の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度、及び前記第２の内側アームと前記連結部材との最大屈曲時における最小角度を０度以上としたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の歩行補助装置。
【請求項７】
前記第１の内側アームと前記内側支持板との回動支点が、前記回動支点から前記第１の内側アームの後膝部側端部までの寸法をＲ１、前記回動支点から前記第１の内側アームの前膝部側端部までの寸法をＲ２、前記回動支点から前記第１の内側アームの最大伸展時の作用部までの寸法をＲ３としたときに、Ｒ２はＲ１よりも大きく、Ｒ３はＲ２よりも大きくなる位置に設けられ、前記第１の内側アームにおける前記前膝部側端部から前記作用部までの縁部をＲ２からＲ３の寸法になるように順次寸法が大きくなる円弧形状で構成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の歩行補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１６７３６９（Ｐ２０１１−１６７３６９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３４４０８（Ｐ２０１０−３４４０８）
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（５９８０８１６７６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（５９８０８１６７６）
【Ｆターム（参考）】
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