JP4682018B2

JP4682018B2 - 関節支持装具

Info

Publication number: JP4682018B2
Application number: JP2005317320A
Authority: JP
Inventors: 保佐喜眞
Original assignee: 保佐喜眞
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP2007117645A

Description

本発明は、膝、肘、指、足首、手首等の関節部分に使用する関節支持装具に関する。

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おいて、特に上部アームと下部アームとの軸支部分をギア構造とすることで、上部アームと下部アームを連動させてスムーズな動きができることを既に提案している（特許文献１）。
また、実際の関節は、卵形の球状関節となっており、その支点は、膝の屈曲とともに弧を描くように移動する。すなわち、膝の中央部から弧を描くように下方にずれる。従って１軸で膝関節の動きを模擬することは難しく、多軸継手の方がより膝関節に近い動きができる。特許文献１においては、この角度のずれによる圧迫感をなくし、屈伸がスムーズとなるように、上部アームの軸支部分と下部アームの軸支部分との間を所定間隔開けることを提案している。
特許第２９０３５０９号（段落番号（００５２）、図６）

しかし、上部アームと下部アームとの軸支部分をギア構造とし、更に上部アームの軸支部分と下部アームの軸支部分との間に所定間隔設ける場合には、ギア径が大きくなってしまい、外観上の見栄えが悪くなるとともに、装具が重くなり、更には装着時の違和感を供なってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、装着時の違和感を取り除き、身体へのフィット感を高め、装着ずれを起こすことのない関節支持装具を提供することを目的とする。
特に、本発明は、一方のアームの軸支部分と他方のアームの軸支部分との間に所定間隔設けるとともに、一方のアームと他方のアームとの連動を行える関節支持装具を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の関節支持装具は、関節の両側にそれぞれ配置される支持板と、これらの前記支持板の一端側に回動支点となる軸が設けられるそれぞれの第１のアームと、これらの前記支持板の他端側に回動支点となる軸が設けられるそれぞれの第２のアームと、これらの前記支持板を連結する連結部材とを備え、前記連結部材は、装着時には膝の後方側に位置するように、それぞれの前記支持板を一定間隔で支持した関節支持装具であって、前記第１のアームの前記回動支点には歯車が形成された第１の駆動伝達部を設け、前記第２のアームの前記回動支点には歯車が形成された第２の駆動伝達部を設け、前記第１の駆動伝達部と前記第２の駆動伝達部との間には歯車が形成された第３の駆動伝達部を設け、前記第３の駆動伝達部の前記歯車と前記第１の駆動伝達部の前記歯車とを噛み合わせ、前記第３の駆動伝達部の前記歯車と前記第２の駆動伝達部の前記歯車とを噛み合わせることで、前記第１のアームと前記第２のアームとを連動させ、前記第３の駆動伝達部を、偶数個の歯車により構成したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の関節支持装具において、前記支持板を所定幅の円弧部からなる略扇状の板材により構成し、前記第１のアームの前記回動支点となる前記軸と、前記第２のアームの前記回動支点となる前記軸と、前記第３の駆動伝達部を構成する前記歯車の前記軸とを、前記支持板の前記円弧部と同じ円弧状に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、第１のアームの軸支部分と第２のアームの軸支部分との間に所定距離を持たせることで膝関節の動きを模擬でき、更に一方のアームと他方のアームとの連動を行うことで特に靱帯損傷者の異常な屈伸動作を矯正することができる。

本発明の第１の実施の形態による関節支持装具は、第１のアームの回動支点には歯車が形成された第１の駆動伝達部を設け、第２のアームの回動支点には歯車が形成された第２の駆動伝達部を設け、第１の駆動伝達部と第２の駆動伝達部との間には歯車が形成された第３の駆動伝達部を設け、第３の駆動伝達部の歯車と第１の駆動伝達部の歯車とを噛み合わせ、第３の駆動伝達部の歯車と第２の駆動伝達部の歯車とを噛み合わせることで、第１のアームと第２のアームとを連動させ、第３の駆動伝達部を、偶数個の歯車により構成したものである。本実施の形態によれば、第３の駆動伝達部を第１の駆動伝達部と第２の駆動伝達部との間に設けることで、支持板を大きく構成することなく、第１のアームの軸支部分と第２のアームの軸支部分との間に所定距離を持たせることができるとともに、一方のアームと他方のアームとの連動を行うことができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による関節支持装具において、支持板を所定幅の円弧部からなる略扇状の板材により構成し、アームの回動支点となる軸と、第２のアームの回動支点となる軸と、第３の駆動伝達部を構成する歯車の軸とを、支持板の円弧部と同じ円弧状に配置したものである。本実施の形態によれば、支持板を円弧状又は扇状に形成できるため、膝関節の構造に合わせることができ、フィット感を高めることができる。

以下、本発明の関節支持装具について図面を用いて説明する。
図１は本実施例１による関節支持装具を装着して膝を伸展させた状態を示す側面図、図２は同装具を装着して膝を屈曲させた状態を示す側面図、図３は同装具を装着して膝を伸展させた状態を示す正面図、図４は同装具の要部側面図である。
まず、図１から図３を用いて全体構成を説明する。
本実施例による関節支持装具は、関節の両側にそれぞれ配置される支持板１と、これらの支持板１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１０と、これらの支持板１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２０と、一対の支持板を連結する連結部材３０とを備えている。第１のアーム１０は、一端側に回動支点１１を有し、他端側に第１のバンド４１を取り付けるピン１２を有している。また、第２のアーム２０は、一端側に回動支点２１を有し、他端側に第２のバンド４２を取り付けるピン２２を有している。第１のアーム１０の回動支点１１は支持板１の一端側に、第２のアーム２０の回動支点２１は支持板１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と関節との間に巻き付けられるように配置されている。また、第４のバンド４４は、第２のバンド４２と関節との間に巻き付けられるように配置されている。
そして、第３のバンド４３は、第１のアーム１０に接続部５０によって取り付けられている。この接続部５０は、板ばねなどのばね材で構成され、第１のアーム１０の内面と身体との間で弾性変形を行うように設けられている。接続部５０の上端は第１のアーム１０の内面にピン５１で連結され、接続部５０の下端は第３のバンド４３にピン５２で連結されている。
また、第４のバンド４４は、第２のアーム２０に接続部６０によって取り付けられている。この接続部６０は、板ばねなどのばね材で構成され、第２のアーム２０の内面と身体との間で弾性変形を行うように設けられている。接続部６０の下端は第２のアーム２０の内面にピン６１で連結され、接続部６０の上端は第４のバンド４４にピン６２で連結されている。

次に、図４を用いて支持板１の構成を説明する。
支持板１は、所定幅の円弧部とこの円弧部と連接する接合部とからなる略扇状の形状をした２枚の板材により構成されている。支持板１の円弧部には、第１のアーム１０の回動支点１１の軸と、第２のアーム２０の回動支点２１の軸と、２つの歯車２、３の軸を軸支する軸受けを形成している。そして、支持板１は、２枚の板材を重ね合わせることで、回動支点１１、２１の軸と、２つの歯車２、３の軸を回動自在に保持する。第１のアーム１０の回動支点１１側端部には歯車が形成されて第１の駆動伝達部１３を構成している。第２のアーム２０の回動支点２１側端部には歯車が形成されて第２の駆動伝達部２３を構成している。２つの歯車２、３は、第１の駆動伝達部１３と第２の駆動伝達部２３との間に配置されて第３の駆動伝達部を構成している。本実施例では、第３の駆動伝達部を２つの歯車２、３により構成したが、４つやそれ以上の偶数個の歯車により構成してもよい。このように第３の駆動伝達部を複数の歯車で構成することで、径の小さな歯車を用いることができ、支持板１の円弧部の幅を狭く構成することができる。
第１の駆動伝達部１３にはストッパー４Ａを、第２の駆動伝達部２３にはストッパー４Ｂを、それぞれ形成している。なお、２つの歯車２、３についても、ストッパー４Ａ、４Ｂに対応するストッパーを設けることが好ましい。これらのストッパー４Ａ、４Ｂは、第１のアーム１０と第２のアーム２０との連結部材３０側の最大開き角度が１１０から１３０度の範囲となるように形成されている。
支持板１の接合部には、連結部材３０の端部が連結されている。連結部材３０は、膝の両サイドの支持板１を一定間隔で支持するために設けられており、帯状又は棒状の剛性を有するアルミ合金やチタン合金などの軽量金属部材で作られている。このように１本の連結部材３０とすることで軽量化を図れるとともに、支持板１で固定しているため、剛性が高く、安定している。また、装着時には、膝の後方側に位置するため、椅子に腰掛ける時や床にひざまずいて正座する時に邪魔にならず、また、不自然に前方に一部が突出することがないために周囲の人から見えにくい。なお、本実施例では、連結部材３０を膝関節の後方に取り付けたが、前方に取り付けてもよい。

また、ストッパー４Ａ、４Ｂによって、第１のアーム１０と第２のアーム２０との最大開き角度を規制しているので、必要以上に膝関節が開くことがないため、リハビリ訓練において、反張膝の発生を防止することができる。
また、第１のアーム１０と第２のアーム２０とは、膝屈曲時には大腿部および下腿部にそれぞれ追随して回動できるので、膝装具を取り外さずに、椅子にすわったり、ひざまずくことができる。
また、第１のバンド４１で大腿部の全周で固定し、第２のバンド４２で下腿部の全周で固定し、更に第３のバンド４３と第４のバンド４４とは、それぞれ弾性変形可能な接続部５０、６０によって関節の上下の位置で固定するため、歩行や屈伸動作による装着ずれがほとんどなく、長時間の装着による位置ずれが少ないため、装着感に優れている。
なお、本実施例においては、膝関節用の支持装具として説明したが、膝関節に限らず、他の関節部分を支持するための関節支持装具としても使用することができる。

次に、図５、図６を用いて実施例２、3による駆動伝達部を説明する。なお、実施例１と同一機能を有する部材には同一符号を付して説明を省略する。
図５に示す実施例では、第１の駆動伝達部１３を構成する歯車の軸と、第２の駆動伝達部２３を構成する歯車の軸と、第３の駆動伝達部を構成する２つの歯車２、３の軸を、円弧状に配置したものである。本実施の形態によれば、支持板を円弧状又は扇状に形成できるため、膝関節の構造に合わせることができ、フィット感を高めることができる。

図６に示す実施例では、第３の駆動伝達部を構成する２つの歯車２、３の軸を結ぶ仮想線を、第１の駆動伝達部１３を構成する歯車の軸と第２の駆動伝達部２３を構成する歯車の軸とを結ぶ仮想線と異ならせたものである。本実施の形態によれば、歯車２、３の径が小さくなりすぎることによるギアの噛み合わせの不安定さをなくすことができるとともに、歯車２、３の径を変えることなく歯車２、３の配置によって第１のアームの軸支部分と第２のアームの軸支部分との距離を変更することができる。

本発明の関節支持装具は、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適用することができる。

本発明の一実施例による関節支持装具を装着して膝を伸展させた状態を示す側面図同装具を装着して膝を屈曲させた状態を示す側面図同装具を装着して膝を伸展させた状態を示す正面図同装具の要部側面図本発明の実施例２による関節支持装具の要部側面図本発明の実施例３による関節支持装具の要部側面図

１支持板
２歯車（第３の駆動伝達部）
３歯車（第３の駆動伝達部）
１０第１のアーム
１３第１の駆動伝達部
２０第２のアーム
２３第２の駆動伝達部
３０連結部材
４１第１のバンド
４２第２のバンド
４３第３のバンド
４４第４のバンド
５０接続部
６０接続部

Claims

関節の両側にそれぞれ配置される支持板と、これらの前記支持板の一端側に回動支点となる軸が設けられるそれぞれの第１のアームと、これらの前記支持板の他端側に回動支点となる軸が設けられるそれぞれの第２のアームと、これらの前記支持板を連結する連結部材とを備え、前記連結部材は、装着時には膝の後方側に位置するように、それぞれの前記支持板を一定間隔で支持した関節支持装具であって、前記第１のアームの前記回動支点には歯車が形成された第１の駆動伝達部を設け、前記第２のアームの前記回動支点には歯車が形成された第２の駆動伝達部を設け、前記第１の駆動伝達部と前記第２の駆動伝達部との間には歯車が形成された第３の駆動伝達部を設け、前記第３の駆動伝達部の前記歯車と前記第１の駆動伝達部の前記歯車とを噛み合わせ、前記第３の駆動伝達部の前記歯車と前記第２の駆動伝達部の前記歯車とを噛み合わせることで、前記第１のアームと前記第２のアームとを連動させ、前記第３の駆動伝達部を、偶数個の歯車により構成したことを特徴とする関節支持装具。
前記支持板を所定幅の円弧部からなる略扇状の板材により構成し、前記第１のアームの前記回動支点となる前記軸と、前記第２のアームの前記回動支点となる前記軸と、前記第３の駆動伝達部を構成する前記歯車の前記軸とを、前記支持板の前記円弧部と同じ円弧状に配置したことを特徴とする請求項１に記載の関節支持装具。