競技用義肢
【課題】空気抵抗や渦損を少なくして早く走ることができる競技用義肢を提供すること。
【解決手段】断端部が挿入されるソケット２とソケット２から下方に延びる下腿部３aと足部３ｂとを構成する前方に湾曲した板バネ３を有し、板バネ３の前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材４a、４bを備えることを特徴とする競技用義肢。
【解決手段】断端部が挿入されるソケット２とソケット２から下方に延びる下腿部３aと足部３ｂとを構成する前方に湾曲した板バネ３を有し、板バネ３の前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材４a、４bを備えることを特徴とする競技用義肢。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、義肢に関し、特に板バネを用いた競技用義肢に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の競技用義肢１０は、図１２に示すように、断端部が挿入固定されるソケット２０と、ソケット２０から直接或いは膝継手を介して下方に延在する下腿部３０aと足部３０bを構成する板バネ３０とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。板バネ３０は、側方視で弓形をしており、前方が凹となるように湾曲している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１１−２９１１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
競技用義肢の進歩はめざましく、義肢を装着した障害者が健常者と遜色ない早さで走ることができるようになった。それは、最近の競技用義肢の板バネ３０がカーボン繊維強化プラスチックでできているためである。ファイバ繊維強化プラスチック製の板バネ３０は、強度と反発力が大きく、早く走ることができる。
【０００５】
しかし、板バネ３０がファイバ繊維強化プラスチックでできていても、人間の体重（７０ｋｇ前後）を支える必要があり、板バネ３０の幅ｗを６０ｍｍ程度にしなければならなかった。
【０００６】
発明者は、幅ｗが６０ｍｍもあると、少しでも早く走りたい競技用義肢としては、板バネ３０の空気抵抗が無視できないと考えた。また、板バネ３０の側面エッジ近傍に発生する渦損も無視できないと考えた。
【０００７】
そこで、本発明は、空気抵抗や渦損を少なくして早く走ることができる競技用義肢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】
【０００８】
課題を解決するためになされた本発明に係る競技用義肢は、断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有し、前記板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えるので、早く走ることができる。
【００１０】
課題を解決するためになされた本発明に係る競技用義肢は、断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有し、前記板バネの側面に該側面の近傍で発生する渦を抑制する渦抑制部材を備えることを特徴とする。
【００１１】
板バネの側面に該側面の近傍で発生する渦を抑制する渦抑制部材を備えるので、早く走ることができる。
【００１２】
上記の競技用義肢において、前記空気抵抗抑制部材は、長尺で長手方向と直交する切断面の形状が中高（なかだか）の断面形状をしているとよい。
【００１３】
空気抵抗を有効に下げることができる。
【００１４】
また、前記空気抵抗抑制部材は、軟性樹脂で作られているとよい。
【００１５】
板バネの変形は抑制されず、反対側の義肢や下肢或いは他人の義肢や下肢を傷つけることが抑制される。また、走行音が低減される。
【００１６】
また、前記渦抑制部材も軟性樹脂で作られているとよい。
【発明の効果】
【００１７】
板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えるので、早く走ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の競技用義肢の斜視図である。
【図２】実施形態１の競技用義肢の後方視図である。
【図３】図１のA1−A1線断面図である。
【図４】図１のA2−A2線断面図である。
【図５】図２のA3−A3線断面図である。
【図６】図２のA4−A4線断面図である。
【図７】実施形態２の競技用義肢の斜視図である。
【図８】図７のA5−A5線断面図である。
【図９】実施形態３の競技用義肢の正面図である。
【図１０】図９のA6−A6線断面図である。
【図１１】渦抑制部材の変形態様を示す図９のA6−A6線断面図である。
【図１２】従来の競技用義肢の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態の競技用義肢１は、図１に示すように、断端部が挿入されるソケット２とソケット２から下方に延びる下腿部３aと足部３bを構成する前方に湾曲した板バネ３とを有する。
【００２１】
なお、本実施形態の競技用義肢１は、膝下で切断した障害者用であるが、膝上で切断した障害者用の場合は、ソケット２と板バネ３との間に膝継手が装着される。
【００２２】
板バネ３は、例えば、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）でできている。
【００２３】
板バネ３の前面（前方側の面）には、下腿部３aの途中から足部３bにかけて、第１空気抵抗抑制部材４aが、例えば両面接着テープで接着されている。
【００２４】
また、板バネ３の下腿部３aの後面（後方側の面）には、図１、図２に示すように、第２空気抵抗抑制部材４bが接着されている。
【００２５】
第１空気抵抗抑制部材４aは、例えば発泡ウレタン製で、図１、図３、図４に示すように、板バネ３の長手方向に沿って長く、長手方向と直交する切断面の形状が中高で山形の断面をしている。また、下腿部３a側から足部３bにかけて山の高さｈがｈ1＜ｈ2と漸増している。
【００２６】
同様に、第２空気抵抗抑制部材４bも発泡ウレタン製で、図１、図５、図６に示すように、板バネ３の長手方向に沿って長く、長手方向と直交する切断面の形状が中高で山形の断面をしている。また、下腿部３aの上方から下方にかけて山の高さｈがｈ3＜ｈ4と漸増している。
【００２７】
なお、第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bを発泡ポリエチレンで作った方が軽量化できるので好ましい。
【００２８】
また、足部３bの下面には、滑り止め用のゴムシート５が取り付けられている。
【００２９】
本実施形態の競技用義肢１を装着して前方に走行すると、図３〜図６に示すように、空気は前方から矢印方向に流れる。下腿部３a及び足部３bには、図３、図４に示すように、前方に突き出す山形の断面の第１空気抵抗抑制部材４aが装着されているので、空気流AF0は、山形断面の斜面に沿って空気流れAF1のように後方に流れていく。したがって、空気抵抗が抑制される。
【００３０】
また、下腿部３aには、図５、図６に示すように、後方に突き出す山形の断面の第２空気抵抗抑制部材４bが装着されているので、下腿部３aの側方を通過した空気流AF0は、山形断面の斜面に沿って空気流れAF2のように後方に流れていく。したがって、後方への渦の発生が抑制され空気抵抗が抑制される。
【００３１】
従来の競技用義肢を装着して走行すると、接地して蹴り出すとき板バネが振動してキーンという高音を発生するという問題があった。本実施形態の競技用義肢１を装着して走行しても、第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bが装着されているためコツコツという低音しか発生しない。また、低音のため、消音時間が短い。
【００３２】
また、第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bが発泡ウレタンでできているので、板バネ３の変形が抑制されることがない。反対側の義肢や下肢或いは他人の義肢や下肢を傷つけることが抑制される。
【００３３】
さらに、従来の競技用義肢を装着する際、板バネが折れるのではないかと不安になることがあった。本実施形態の競技用義肢１は、板バネ３に第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bが装着されているので、板バネ３はボリュームがあり、安定感、安心感が増す。
【００３４】
（実施形態２）
本実施形態の競技用義肢１Aは、図７、図８に示すように、実施形態１の競技用義肢１における第１空気抵抗抑制部材４aと第２空気抵抗抑制部材４bとを一体化して下腿部３aに装着した以外は、実施形態１と同じである。同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
図８からわかるように、空気抵抗抑制部材４は第１空気抵抗抑制部材４aと第２空気抵抗抑制部材４bとが一体化され、中央に下腿部３aが挿入される矩形穴を有する筒状形状をしている。したがって、本実施形態の競技用義肢１Aの組立は、空気抵抗抑制部材４の矩形穴に、板バネ３を挿入するだけでよく、容易に組み立てられる。
【００３６】
図８の点線Ｌで示す中心線で左右に分割して、分割した空気抵抗抑制部材４で板バネ３の下腿部３aの左右を挟むように組み立ててもよい。
【００３７】
本実施形態の競技用義肢１Aは、図８に示すように、空気抵抗抑制部材４が前方と後方に突き出す山形の断面をもつので、空気流AF0は、空気抵抗抑制部材４の外壁を沿う層流AF3となって後方に流れる。その結果、空気抵抗が一層抑制される。
【００３８】
（実施形態３）
本実施形態の競技用義肢１Bは、図９、図１０に示すように、実施形態１の競技用義肢１における第２空気抵抗抑制部材４bの代わりに、板バネ３の下腿部３aの側面に渦抑制部材６を取り付けた以外は、実施形態１と同じである。同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
渦抑制部材６は発泡ウレタン製で、図１０に示すように、勾玉状の断面形状をしており、下腿部３aの前面側から後面側に回り込んでいる。したがって、下腿部３aの側面近傍に発生する渦（点線で示す流れAF5）が抑制され、渦損を受けることなく空気流れAF4のように流れていく。
【００４０】
本実施形態渦抑制部材６は、勾玉状の断面形状をしていたが、図１１に示すように発泡ウレタンチューブを半割して下腿部３aの側面部をくわえ込むようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１、１A、１B・・・競技用義肢
２・・・・・・・・ソケット
３・・・・・・・・板バネ
３a・・・・・・ 下腿部
３b・・・・・・ 足部
４・・・・・・・・空気抵抗抑制部材
４a、４a1・・・ 第１空気抵抗抑制部材
４b、４b1・・・ 第２空気抵抗抑制部材
６・・・・・・・・渦抑制部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、義肢に関し、特に板バネを用いた競技用義肢に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の競技用義肢１０は、図１２に示すように、断端部が挿入固定されるソケット２０と、ソケット２０から直接或いは膝継手を介して下方に延在する下腿部３０aと足部３０bを構成する板バネ３０とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。板バネ３０は、側方視で弓形をしており、前方が凹となるように湾曲している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１１−２９１１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
競技用義肢の進歩はめざましく、義肢を装着した障害者が健常者と遜色ない早さで走ることができるようになった。それは、最近の競技用義肢の板バネ３０がカーボン繊維強化プラスチックでできているためである。ファイバ繊維強化プラスチック製の板バネ３０は、強度と反発力が大きく、早く走ることができる。
【０００５】
しかし、板バネ３０がファイバ繊維強化プラスチックでできていても、人間の体重（７０ｋｇ前後）を支える必要があり、板バネ３０の幅ｗを６０ｍｍ程度にしなければならなかった。
【０００６】
発明者は、幅ｗが６０ｍｍもあると、少しでも早く走りたい競技用義肢としては、板バネ３０の空気抵抗が無視できないと考えた。また、板バネ３０の側面エッジ近傍に発生する渦損も無視できないと考えた。
【０００７】
そこで、本発明は、空気抵抗や渦損を少なくして早く走ることができる競技用義肢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】
【０００８】
課題を解決するためになされた本発明に係る競技用義肢は、断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有し、前記板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えるので、早く走ることができる。
【００１０】
課題を解決するためになされた本発明に係る競技用義肢は、断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有し、前記板バネの側面に該側面の近傍で発生する渦を抑制する渦抑制部材を備えることを特徴とする。
【００１１】
板バネの側面に該側面の近傍で発生する渦を抑制する渦抑制部材を備えるので、早く走ることができる。
【００１２】
上記の競技用義肢において、前記空気抵抗抑制部材は、長尺で長手方向と直交する切断面の形状が中高（なかだか）の断面形状をしているとよい。
【００１３】
空気抵抗を有効に下げることができる。
【００１４】
また、前記空気抵抗抑制部材は、軟性樹脂で作られているとよい。
【００１５】
板バネの変形は抑制されず、反対側の義肢や下肢或いは他人の義肢や下肢を傷つけることが抑制される。また、走行音が低減される。
【００１６】
また、前記渦抑制部材も軟性樹脂で作られているとよい。
【発明の効果】
【００１７】
板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えるので、早く走ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の競技用義肢の斜視図である。
【図２】実施形態１の競技用義肢の後方視図である。
【図３】図１のA1−A1線断面図である。
【図４】図１のA2−A2線断面図である。
【図５】図２のA3−A3線断面図である。
【図６】図２のA4−A4線断面図である。
【図７】実施形態２の競技用義肢の斜視図である。
【図８】図７のA5−A5線断面図である。
【図９】実施形態３の競技用義肢の正面図である。
【図１０】図９のA6−A6線断面図である。
【図１１】渦抑制部材の変形態様を示す図９のA6−A6線断面図である。
【図１２】従来の競技用義肢の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態の競技用義肢１は、図１に示すように、断端部が挿入されるソケット２とソケット２から下方に延びる下腿部３aと足部３bを構成する前方に湾曲した板バネ３とを有する。
【００２１】
なお、本実施形態の競技用義肢１は、膝下で切断した障害者用であるが、膝上で切断した障害者用の場合は、ソケット２と板バネ３との間に膝継手が装着される。
【００２２】
板バネ３は、例えば、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）でできている。
【００２３】
板バネ３の前面（前方側の面）には、下腿部３aの途中から足部３bにかけて、第１空気抵抗抑制部材４aが、例えば両面接着テープで接着されている。
【００２４】
また、板バネ３の下腿部３aの後面（後方側の面）には、図１、図２に示すように、第２空気抵抗抑制部材４bが接着されている。
【００２５】
第１空気抵抗抑制部材４aは、例えば発泡ウレタン製で、図１、図３、図４に示すように、板バネ３の長手方向に沿って長く、長手方向と直交する切断面の形状が中高で山形の断面をしている。また、下腿部３a側から足部３bにかけて山の高さｈがｈ1＜ｈ2と漸増している。
【００２６】
同様に、第２空気抵抗抑制部材４bも発泡ウレタン製で、図１、図５、図６に示すように、板バネ３の長手方向に沿って長く、長手方向と直交する切断面の形状が中高で山形の断面をしている。また、下腿部３aの上方から下方にかけて山の高さｈがｈ3＜ｈ4と漸増している。
【００２７】
なお、第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bを発泡ポリエチレンで作った方が軽量化できるので好ましい。
【００２８】
また、足部３bの下面には、滑り止め用のゴムシート５が取り付けられている。
【００２９】
本実施形態の競技用義肢１を装着して前方に走行すると、図３〜図６に示すように、空気は前方から矢印方向に流れる。下腿部３a及び足部３bには、図３、図４に示すように、前方に突き出す山形の断面の第１空気抵抗抑制部材４aが装着されているので、空気流AF0は、山形断面の斜面に沿って空気流れAF1のように後方に流れていく。したがって、空気抵抗が抑制される。
【００３０】
また、下腿部３aには、図５、図６に示すように、後方に突き出す山形の断面の第２空気抵抗抑制部材４bが装着されているので、下腿部３aの側方を通過した空気流AF0は、山形断面の斜面に沿って空気流れAF2のように後方に流れていく。したがって、後方への渦の発生が抑制され空気抵抗が抑制される。
【００３１】
従来の競技用義肢を装着して走行すると、接地して蹴り出すとき板バネが振動してキーンという高音を発生するという問題があった。本実施形態の競技用義肢１を装着して走行しても、第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bが装着されているためコツコツという低音しか発生しない。また、低音のため、消音時間が短い。
【００３２】
また、第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bが発泡ウレタンでできているので、板バネ３の変形が抑制されることがない。反対側の義肢や下肢或いは他人の義肢や下肢を傷つけることが抑制される。
【００３３】
さらに、従来の競技用義肢を装着する際、板バネが折れるのではないかと不安になることがあった。本実施形態の競技用義肢１は、板バネ３に第１空気抵抗抑制部材４a、第２空気抵抗抑制部材４bが装着されているので、板バネ３はボリュームがあり、安定感、安心感が増す。
【００３４】
（実施形態２）
本実施形態の競技用義肢１Aは、図７、図８に示すように、実施形態１の競技用義肢１における第１空気抵抗抑制部材４aと第２空気抵抗抑制部材４bとを一体化して下腿部３aに装着した以外は、実施形態１と同じである。同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
図８からわかるように、空気抵抗抑制部材４は第１空気抵抗抑制部材４aと第２空気抵抗抑制部材４bとが一体化され、中央に下腿部３aが挿入される矩形穴を有する筒状形状をしている。したがって、本実施形態の競技用義肢１Aの組立は、空気抵抗抑制部材４の矩形穴に、板バネ３を挿入するだけでよく、容易に組み立てられる。
【００３６】
図８の点線Ｌで示す中心線で左右に分割して、分割した空気抵抗抑制部材４で板バネ３の下腿部３aの左右を挟むように組み立ててもよい。
【００３７】
本実施形態の競技用義肢１Aは、図８に示すように、空気抵抗抑制部材４が前方と後方に突き出す山形の断面をもつので、空気流AF0は、空気抵抗抑制部材４の外壁を沿う層流AF3となって後方に流れる。その結果、空気抵抗が一層抑制される。
【００３８】
（実施形態３）
本実施形態の競技用義肢１Bは、図９、図１０に示すように、実施形態１の競技用義肢１における第２空気抵抗抑制部材４bの代わりに、板バネ３の下腿部３aの側面に渦抑制部材６を取り付けた以外は、実施形態１と同じである。同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
渦抑制部材６は発泡ウレタン製で、図１０に示すように、勾玉状の断面形状をしており、下腿部３aの前面側から後面側に回り込んでいる。したがって、下腿部３aの側面近傍に発生する渦（点線で示す流れAF5）が抑制され、渦損を受けることなく空気流れAF4のように流れていく。
【００４０】
本実施形態渦抑制部材６は、勾玉状の断面形状をしていたが、図１１に示すように発泡ウレタンチューブを半割して下腿部３aの側面部をくわえ込むようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１、１A、１B・・・競技用義肢
２・・・・・・・・ソケット
３・・・・・・・・板バネ
３a・・・・・・ 下腿部
３b・・・・・・ 足部
４・・・・・・・・空気抵抗抑制部材
４a、４a1・・・ 第１空気抵抗抑制部材
４b、４b1・・・ 第２空気抵抗抑制部材
６・・・・・・・・渦抑制部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有する競技用義肢であって、
前記板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えることを特徴とする競技用義肢。
【請求項２】
断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有する競技用義肢であって、
前記板バネの側面に該側面の近傍で発生する渦を抑制する渦抑制部材を備えることを特徴とする競技用義肢。
【請求項３】
前記空気抵抗抑制部材は、長尺で長手方向と直交する切断面の形状が中高の断面形状をしている請求項１に記載の競技用義肢。
【請求項４】
前記空気抵抗抑制部材は、軟性樹脂で作られている請求項１または３に記載の競技用義肢。
【請求項５】
前記渦抑制部材は、軟性樹脂で作られている請求項２に記載の競技用義肢。
【請求項１】
断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有する競技用義肢であって、
前記板バネの前面及び或いは後面に空気抵抗を抑制する空気抵抗抑制部材を備えることを特徴とする競技用義肢。
【請求項２】
断端部が挿入されるソケットと前記ソケットから或いは膝継手を介して下方に延びる下腿部と足部を構成する前方に湾曲した板バネとを有する競技用義肢であって、
前記板バネの側面に該側面の近傍で発生する渦を抑制する渦抑制部材を備えることを特徴とする競技用義肢。
【請求項３】
前記空気抵抗抑制部材は、長尺で長手方向と直交する切断面の形状が中高の断面形状をしている請求項１に記載の競技用義肢。
【請求項４】
前記空気抵抗抑制部材は、軟性樹脂で作られている請求項１または３に記載の競技用義肢。
【請求項５】
前記渦抑制部材は、軟性樹脂で作られている請求項２に記載の競技用義肢。
【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２０１１−１８２８８１（Ｐ２０１１−１８２８８１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９７２７（Ｐ２０１０−４９７２７）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（３９０００５７５１）株式会社今仙技術研究所 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（３９０００５７５１）株式会社今仙技術研究所 (6)
【Ｆターム（参考）】
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