リハビリ用膝装具
【課題】全体としての剛性が高いものでありながら、膝関節の幅に適合できる調節が可能な膝装具を提供すること。
【解決手段】大腿部に装着する大腿部取り付け部材と、下腿部に装着する下腿取り付け部材と、前記大腿部取り付け部材と下腿取り付け部材とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材とから成る膝装具。前記可動部材が、夫々幅調節機によって膝の幅方向に移動調節される。
【解決手段】大腿部に装着する大腿部取り付け部材と、下腿部に装着する下腿取り付け部材と、前記大腿部取り付け部材と下腿取り付け部材とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材とから成る膝装具。前記可動部材が、夫々幅調節機によって膝の幅方向に移動調節される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の膝関節の保護を目的とした膝装具で、特にリハビリ（訓練用）に好適のリハビリ用膝装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
膝、その他の部位の装具として、種々の形態のものが提案されているが、その使用目的から見て、例えば、膝を例題としてみると、次のように大別できる。
▲１▼ 保持、安静目的（治療用）
▲２▼ 矯正目的（生活用）
▲３▼ リハビリ目的（訓練用）
【０００３】
上記保持、安静目的とは、膝関節の脱臼、膝近辺の骨折、膝部位の手術直後など、組織や筋の再生を待つために医師の指定した姿勢で膝乃至膝近辺を固定することを言う。脱臼、骨折すればその部位が腫れ、回復に応じた装具のサイズ調整はその都度必要であるが、その部位を固定することが目的であるところから、こうした装具は、その患部を動かすための機能を備えるものではない。
【０００４】
上記矯正目的とは、変形性膝関節症などの膝の変形で歩行時に痛みが生じる場合に、痛みの少ない姿勢に誘導、維持することで疼痛を緩和することを言う。また、筋力低下などで自力歩行が出来難いとき、歩行に必要な筋力を補足する場合を言う。従って、膝の屈曲を許容する機能は備えているものである。
こうした矯正目的の場合には、患部の腫れを伴わないので、装具は、患部のサイズに一旦合致させれば、その後のフォローは少ないのが普通である。
【０００５】
上記リハビリ目的とは、膝の手術後や受傷後の低下した筋力回復や、神経網の促通をなすことを言う。例えば、ＡＣＬ（前十字靭帯）の損傷の場合、手術後、数日から１週間程度で膝装具をつけてリハビリを開始するため、術後の腫れの度合いに応じた膝装具の適合調整が求められる。
この場合も、膝の屈曲を許容する機能は備えなければならない。
加えて、ＡＣＬ損傷用装具を装着することにより、脛骨の不安定性（膝が抜ける感覚）による不安を緩和、装着することにより安心感が生まれ、リハビリへの参加を促す効果があることが知られている。
【０００６】
また、膝関節の障害として、その他の靱帯損傷、関節炎、半月板損傷など、種々の原因があり、これらの治癒乃至保護を行うための補助具として、種々の膝装具が開発され、提案されている。
【０００７】
リハビリを行う膝装具は、十分な強度を有する必要性もあり、これまでの膝装具として、柔らかい布などで構成されたものは、膝、大腿部及び下腿部に対する適合性、特に布の伸縮性により屈伸などの機能に優れているが、剛性に乏しいことで膝関節のリハビリには不向きであり、それ故、膝装具の要所に金属製の部材を用いることが行われている。
【０００８】
こうした従来技術として、膝の屈曲を可能にする装具としては、例えば、次の文献が挙げられる。
【特許文献１】特開２００９−５２４７
また、膝の変形に対処する膝装具として、例えば、次の文献が挙げられる。
【特許文献２】特開平９−１３５８５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、特に、上述したリハビリを目的とした膝装具を対象としている。
中でも、リハビリを目的とした膝装具は、膝患部の腫れに対するサイズ適合性と、腫れが暫時引いて行くことによる度々のサイズ変更（特に前から見た膝幅方向の変更）を行い得るものでありながら、リハビリを行うために、膝装具そのものに運動機能（可動機能）を備える必要がある。
【００１０】
上述した従来技術の金属製の部材を膝装具の要所に用いる技術は、それまでの布製などの柔らかい素材の膝装具に比べて膝装具の剛性を向上させることができた点において優れたものである が、次の問題点があった。
【００１１】
上述した膝装具（膝の屈曲を許容する回動機能付き）は、通常大腿部と下腿部に装着することになるのであるが、大腿部及び下腿部は、人によって周囲の寸法が異なるために、長さ調節ができるように、通常、ベルト等の柔らかな素材で、長さ調節自在の構成とされている。
こうした大腿部と下腿部への装着に伴う身体的特徴への適合性は、ベベルト等の長さ調節で容易に行い得ると共に患者のサイズに一旦合わせることができれば済むことなので、大きな問題ではない。
【００１２】
しかし、要所に、例えば、大腿部と下腿部の要部及びこれらを繋ぐ上下に伸びるフレーム等を金属製とした場合、全体としての剛性は改善できるが、個々の体型にフレームを厳密に沿わせることが難しくなる。
フレームが体に沿わないと装具が本来の装着位置からずれて、落ちるため、所望の効果が得られない。そのため、スポンジ材で構成された等の充填物で隙間を埋めるか、フレームを後加工で曲げることになる。仮に、フレームを後加工で曲げたとしても、フレーム自体は伸長しないため、膝生理軸とフレームの回転軸との相対位置が一致しない場合には、ベルト等の長さを調節して周径が非常に大きくなる大腿部に合わせると、フレームの（上下端側部）大腿近位部および下腿遠位部が（外側）内側および外側に向けて反り返る事態を招き、結果としてフレームの膝関節側端部の回動がスムースに行かなくなる虞が生じる。
【００１３】
こうした事態は、前記フレームの取り付け位置について、周径が異なる大腿部に対応させることを配慮していないことが原因である。
特に、膝関節の場合、ＡＣＬ（前十字靭帯）損傷など、膝を手術することで治療を行う場合が多々あり、この際、手術後に膝及びその周辺部位が腫れて、膝装具の装着に際して幅を調節する必要が生じるが、大腿部及び下腿部の周径に合わせた調節はベルト等で容易に行い得るものの、膝関節の内外側部に位置するフレームの幅（前から見た膝の幅）は、腫れ及び腫れの引きを考慮すべきものであるが、これまで、暫時変動する膝部位（患部）の膝径に適合させる調節手段は講じられてこなかった。
【００１４】
本発明は、かかる問題点に鑑み、全体としての剛性が高いものでありながら、膝関節の幅に適合できる調節を容易に行い得るリハビリ用膝装具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】
【００１５】
本発明にかかる膝装具は、上記目的を達成するために、大腿部に装着する大腿部取り付け部材（１）と、下腿部に装着する下腿取り付け部材（２）と、前記大腿部取り付け部材（１）と下腿取り付け部材（２）とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材（３，４）とから成るリハビリ用膝装具であって、
前記大腿部取り付け部材（１）の大腿前面側部が剛性部材（１Ａ）で構成され、該剛性部材（１Ａ）に取り付けられる大腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（１Ｂ）で構成され、
前記下腿取り付け部材（２）の下腿前面側部が剛性部材（２Ａ）で構成され、該剛性部材（２Ａ）に取り付けられる下腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（２Ｂ）で構成され、
前記可動部材（３，４）は、膝の内側と外側とで上下方向に伸び、剛性材により構成された上側フレーム（３Ａ，４Ａ）と下側フレーム（３Ｂ，４Ｂ）を備え、且つ、該フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）は、回動軸（５，５，６，６）によって回動可能に設けられており、
前記上フレーム（３Ａ，４Ａ）の大腿内側部および大腿外側部（３ｃ，４ｃ）と前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）及び前記下フレーム（３Ｂ，４Ｂ）の下腿内側部および下腿外側部（３ｄ，４ｄ）と前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）とを、夫々、膝の前面側に配置された幅調節機構（７，８）を介して連結し、膝の幅に適合できるように構成されている、
という解決手段を講じたものである。
【００１６】
本発明において、前記剛性部材とは、アルミ合金、マグネシウム合金、スチールなどの金属素材、硬質プラスチック、ＦＲＰ、ＣＦＲＰなど、剛性の高い素材から構成されたものを言う。
また、前記ベルト部材とは、織布、不織布、合成樹脂製などの素材を基にしたもので、その素材は限定されるものではなく、また、長さ調節の止め手段についても、公知の手段は全て含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の膝装具によれば、膝装具の主要部を剛性部材とすることで、リハビリ用膝装具として十分な強度を発揮できると共に幅調節機構を備えることで、剛性部材を用いるものでありながら手術等で肥大する膝の幅に応じて、また、暫時腫れが引くことによる幅変動に応じて、容易に幅調節が行い得る効果を奏するに至ったものである。
本発明にかかるその他の利点については、以下の実施例の説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための好適形態】
【００１８】
本発明の実施に際しては、前記幅調節機構（７，８）は、前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）については、その中央部から下方に向けて、前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）については、その中央部から上方に向けて、正面視が全体としてＴ字形を呈するように一体的に突出、形成された取り付け部（１６，１７）に設けられているのが好ましい。
【００１９】
このように、前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）を、正面視が全体としてＴ字形を呈するように構成することで、正面視で、間隔を持った上下二段の構造体として、強度を高めることができながら、同時に、極力上側フレーム（３Ａ，４Ａ）と下側フレーム（３Ｂ，４Ｂ）の長さを短くして強度を保持できる状態で、幅調節が可能となった。
【００２０】
また、前記上下フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）には、部分歯車（９，９，１０，１０）が形成されており、両部分歯車（９，９，１０，１０）は、膝の屈曲伸展を調節できる所定の位置で噛み合っており、且つ、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分が、前記両部分歯車（９，９，１０，１０）が相互に噛み合った状態において、所定の間隙（Ｌ１）を有するように構成され、当該間隙には、夫々、回動規制部材（３０）が設けられていることが好ましい。
【００２１】
このように、前記両部分歯車（９，９，１０，１０）の噛み合いによって、膝関節の屈曲に合わせた回動がスムースに行い得ると同時に膝の前方への屈曲角度を、その規制部材（３０）によって予め設定することができて、靱帯損傷等の回復に応じたトレーニングを安全に行い易いのである。
【００２２】
更に、前記回動規制部材（３０）が、夫々上下端に段部（３０ａ，３０ｂ）を備え、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分に対して選択的に接当し、膝関節の回動角度を調節できるように構成されていることが好ましい。
【００２３】
前記回動規制部材（３０）に、夫々段部（３０ａ，３０ｂ）を備える構造とすることで、一つの部材で、二つの屈曲角度規制を選択的に行い得る利点がある。
【００２４】
更に、前記各幅調節機構（７，８）は、スライド操作で操作できるラチェット機構（１２）により幅調節、固定可能に構成されていることが好ましい。
【００２５】
このようなラチェット機構（１２）の導入によって、幅調節の操作が極めて容易に行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる膝装具を装着した状態の斜視図。
【図２】本発明にかかる膝装具を装着した状態の正面図。
【図３】本発明にかかる膝装具を装着した状態の内側から見た側面図。
【図４】本発明にかかる膝装具を装着した状態の外側から見た側面図。
【図５】本発明にかかる膝装具を装着した状態の要部の拡大正面図。
【図６】本発明にかかる膝装具の図５におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【図７】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す側面図。
【図８】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図９】本発明にかかる膝装具の図８におけるＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１０】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す側面図。
【図１１】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図１２】本発明にかかる膝装具の図１１におけるＣ−Ｃ矢視断面図。
【図１３】本発明にかかる膝装具の可動部材で、回動及び回動規制構造を示す側面図。
【図１４】本発明にかかる膝装具の可動部材で、回動及び回動規制構造を示す側面図。
【図１５】本発明にかかる膝装具の回動規制部材の拡大側面図。
【図１６】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図１７】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図１８】本発明にかかる膝装具の図１７におけるＤ−Ｄ矢視断面図。
【図１９】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図２０】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図２１】本発明にかかる膝装具の図２０におけるＥ−Ｅ矢視断面図。
【図２２】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図２３】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図２４】本発明にかかる膝装具の図２３におけるＦ−Ｆ矢視断面図。
【図２５】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図２６】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図２７】本発明にかかる膝装具の図２６におけるＧ−Ｇ矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる膝装具について、図面を参照して以下詳述する。
図１乃至図１２に示すように、この膝装具は、人体の大腿部（ここでは便宜上、右足の大腿部とする）に装着する大腿部取り付け部材１と、下腿部に装着する下腿取り付け部材２と、前記大腿部取り付け部材１と下腿取り付け部材２とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材３，４とから成る。
【００２１】
前記大腿部取り付け部材１の大腿前面側部が剛性部材１Ａで構成され、該剛性部材１Ａに取り付けられる大腿前面側部が長さ調節可能なベルト部材１Ｂで構成されている。
そして、同様に、前記下腿取り付け部材２の下腿前面側部が剛性部材２Ａで構成され、該剛性部材２Ａに取り付けられる下腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材２Ｂで構成されている。
【００２２】
前記剛性部材１Ａ，２Ａは、この実施例では、アルミ合金（Ａ２０１７）を用いており、その主要部は、大腿部及び下腿部にフィットできるように、平面視で半円乃至円弧状の形状に構成されている。
また、前記剛性部材１Ａは、その中央部から下方に向けて、前記剛性部材２Ａは、その中央部から下方に向けて、後述する幅調節機構７，８を備えるための、正面視が全体としてＴ字形を呈する取り付け部１６，１７が一体的に突出、形成されている。
【００２３】
また、前記ベルト部材１Ｂ，２Ｂは、夫々、前記剛性部材１Ａ，２Ａにリベット止された金具保持部材１８，１９と、この金具保持部材１８，１９の金具１８ａ，１９ａに巻回されたベルト部材２０，２１とからなり、このベルト部材２０，２１は、ここでは、面ファスナーで構成されており、これによって、長さを自在に調節でき、且つ、調節された位置を固定できる構成とされている。
【００２４】
前記可動部材３，４は、膝の内側と外側とで上下方向に伸び、剛性材により平板状に構成された上側フレーム３Ａ，４Ａと下側フレーム３Ｂ，４Ｂを備え、且つ、該フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの膝関節側端部３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂは、回動軸５，５，６，６によって回動可能に設けられている。
【００２５】
これらのフレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂも、ここでは、同様にアルミ合金で構成され、各々は、図示するように、正面視では逆Ｌ字状を呈し、側面視では、後方から前方に向けて湾曲する形状とされている。
そして、前記上フレーム３Ａ，４Ａの大腿側端部３ｃ，４ｃと前記大腿部取り付け部材１の剛性部材１Ａ及び前記下フレーム３Ｂ，４Ｂの下腿側端部３ｄ，４ｄと前記下腿取り付け部材２の剛性部材２Ａとを、夫々幅調節機構７，８を介して連結し、膝の幅に適合できるように構成されている。
【００２６】
図１３乃至図１５は、上述の膝装具の可動部材３、４で、回動及び回動規制構造及び回動規制部材を示し、前記上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの膝関節側端部３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂには、部分歯車９，９，１０，１０、ここでは、３枚の歯が形成されており、両部分歯車９，９，１０，１０は、膝の屈曲伸展を調節できる所定の位置で噛み合っている。
【００２６】
これらの部分歯車９，９，１０，１０の反対側には、回動を止めるストッパー部２２，２２，２３，２３が形成され、これらのストッパー部２２，２２，２３，２３は、対向面に所定の間隔が設けられ、ここに、回動規制部材３０が設けられる（可動部材３、４のケーシングにより位置固定される）。即ち、前記両部分歯車９，９，１０，１０が相互に噛み合った状態において、所定の間隙Ｌ１（ここでは、一側方のみ図示するので、Ｌ１のみとする）を有するように構成され、当該間隙Ｌ１には、回動規制部材３０が設けられている。
【００２６】
前記回動規制部材３０が、夫々上下端部に、段部３０ａ，３０ｂを備え（一段目３０ａは、部材の端部面が構成し、その端部面に続く二段目３０ｂは階段状段部である）、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分のストッパー部２２，２２，２３，２３に対して選択的に接当し、膝関節の回動角度を調節できるように構成されている。
前記段部３０ａ，３０ｂの選択による屈曲角度の差異は、約０度から約１０度とされている。しかし、この段部は、必要に応じて、段部を無くしたり、３段とすることも可能である。
前記２段目３０ｂの選択は、治療の進行により伸展が許される状態の時に行われる。
このようにして、所定の回動範囲を超えて回動が進行しないように構成され、膝が所定角度の屈曲状態から、下腿部が更に前方に動くように曲がる（膝がより真っ直ぐに伸びる方向）ことがないようにしている（膝関節は本来、そのように機能するが、膝の異常、例えば靱帯損傷の治療中などで、完治していない場合に不測に曲がる虞もあるため）。
【００２７】
このため、上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの部分歯車９，９，１０，１０は、膝の前後方向の後ろ側に位置され、ストッパー部２２，２２，２３，２３は、膝の前後方向の前側に位置されることになる。
これらの上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂは、図示されている通り、三次元方向の湾曲形状を持つものである。
【００２８】
前記可動部材３，４は、膝の側部に接当する接当部材３ｅ，４ｅを備えている。これらの可動部材３，４の接当部材３ｅ，４ｅは、略長円形状に構成され、膝接当位置にはパッドが設けられており、外側位置には、長円形状を呈するカバー体２４，２５が設けられ、前記上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの部分歯車９，９，１０，１０及びストッパー部２２，２２，２３，２３は、そのカバー体２４，２５により被覆された状態とされている。そして、前記回動軸５，５，６，６は、このカバー体２４，２５で軸受けされている。
【００２９】
前記各幅調節機構７，８は、この実施例では、図７乃至図１２に示すように、ラチェット機構１２（ガンギ爪を供えたラチェット機構ではない変形タイプなので、略式の呼称とする）により幅調節可能に構成されている。
図７乃至図９は、最も幅を狭く調節した状態を示し、図１０乃至図１２は、中間幅を得る状態を示す。
【００３０】
このラチェット機構１２は、次のように構成されている。ここでは、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成されると共に該間隙の一側内面に複数の係合突起７ｂが形成され、そして、内外側の上フレーム３Ａ，４Ｂの大腿部側端部３ｃ，４ｃが、その受け部材７ａの弾性変形を利用して、前記係合突起７ｂを押しのけて挿入され、所定位置で係合するように構成され、その係合位置は、前記受け部材７ａ、を間隙の方向に貫通する止めネジ７ｃ（通常のラチェットにおけるガンギ爪に代え）によって固定できる構成とされている。尚、図７乃至図１２では、便宜上、一方の上フレーム３Ａのみを図示して調節作用を行う状態を示している。
【００３１】
この実施例では、大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７を備えている。これらは、図１乃至図４において、仮想線を用いて示している。勿論、仮想線で示すように、このような大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７は、必要に応じて取り外した状態で使用してもよい。
【００３２】
前記大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７は、夫々、大腿部と下腿部に巻回されるもので、大腿部取り付け部材１及び下腿部取り付け部材２よりも膝関節側に位置されており、その一部が、前記上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの上下方向略中間位置でピン止されている。これらの大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７は、先に説明したベルト部材２０，２１と実質的に同じ構成で、同様の方式で長さ調節を行い得るものである。
【００３３】
ここで、本発明の膝装具の強度に関し、上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂフレームが柔らかい素材で構成された場合と比べ、どのくらい有利なのかについて述べる。
理解を容易にするために、簡易モデルに置き換えて検証する。
作用について、次の概念図を用いる。
【００３４】
【００３５】
上記の左図は、バネ定数ｋ１を持つフレームが２本並び、その間はバネ定数ｋ２を持つ素材で連結されている状況を表している。
今、上図左の状態から、上図右のように力Ｆによって１方向に荷重が
からの伸び）が発生する。全体のバネ定数をＫ，全体の変位量をＸとすると、次の関係式が成り立つ。
Ｆ＝ＫＸ
Ｘ＝Δｘ１＋２Δｘ２ （１）
【００３６】
ここで、ｋ１，ｋ２のうち、力Ｆと同一方向に作用する成分をｋ１ｘ，ｋ２ｘと定義する。ただし、上の状況では力Ｆと直交する方向（ｙ方向）にも分力が作用するが考えない。
したがって（１）式は、次式に書き換えられる。
【００３７】
ここで、
Ｆ＝ｆ２＝２ｆ１ （３）
であるから、（２），（３）式より、
【００３８】
故に、力Ｆの方向に対する装具全体の剛性Ｋは次のように解釈できる。
（Ａ）ｋ２ｘの剛性が十分高い、すなわちｋ２ｘ→∞のとき、（４ａ）式よりＫ＝２ｋ１ｘとなり、剛性ｋ１のフレーム２本分の剛性が得られる。これは、金属フレームタイプでは、構造的にフレーム単体より強固な剛性が得られることを示唆している。
（Ｂ）ｋ２ｘの剛性がｋ１ｘに比べ十分小さいとき、すなわち、ｋ１ｘ＞＞ｋ２ｘのとき、（４ｂ）式より、Ｋ＝０．５ｋ２ｘとなり、ｋ２ｘの半分の剛性しか得られない。これは、軟性サポータータイプでは、金属支柱があったとしても、装具全体の剛性は生地の剛性に依存することを示唆する。
このように、フレームが柔らかい素材で構成された場合と比べ、本発明の剛性の高い素材（金属フレーム）の場合、高い剛性が得られることが分かる。
【００３９】
（作用）
この膝装具を足に装着するに、大腿部側と下腿部側とに対して、上述のベルト部材２０，２１の面ファスナーを操作して、足に適合する長さ調節を行って、装着を行う。
この際、しかる後に、装着者の膝の幅（腫れ）に応じて、前記幅調節機構７（便宜上、大腿部側を対象として説明する）の止めネジ７ｃを操作し、例えば、前記上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃを受け部材７ａから引き抜き、幅を広げる。
【００４０】
そして、適正な幅が得られたら、前記止めネジ７ｃを回動させて位置を固定することになる。
同様の操作は、下腿部側においても行われる。
これによって、前記可動部材３，４である上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂが全体として左右方向に変位することになり、膝の幅に対応させて移動させても、全体として移動するものであるから、可動部材３，４の本来の可動に影響を及ぼす事態や、フレームの捩れ状態を生じる虞がなく、常にスムースな回動（膝の屈伸）状態を得ることができる。
【００４１】
（変形例１）
前記幅調節機構の変形例について説明する。
図１６乃至図１８に示すように、ここでは、前記各幅調節機構７，８は、ネジ止機構１３により幅調節可能に構成されている。
即ち、このネジ止機構１３は、次のように構成されている。ここでも、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成される点は、先の実施例と同じであるが、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入され、その嵌合位置は、前記受け部材７ａ及び上フレーム３Ａを間隙の方向に貫通する止めネジ７ｄによって固定できる構成とされている。
【００４２】
この為、ここでは、受け部材７ａに、幅方向に所定の間隔でネジ孔が複数個形成されており、同様に、上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃにも、これに対応する複数の貫通孔（凹部でもよい）が形成されており、両者の相対移動によって、所定の位置合わせで長さを調節して、止めネジ７ｄで固定することになる。
【００４３】
（変形例２）
更に、図１９乃至図２１に示すように、ここでは、前記各幅調節機構７，８は、摩擦機構１４により幅調節可能に構成されている。
即ち、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成され、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入される点は先の実施例と同じであるが、その嵌合位置は、前記受け部材７ａの内面及び上フレーム３Ａの表面に摩擦係数の大きい摩擦材７ｅを備えることで、嵌め合い時の摩擦力によって、所定位置が保持される構成とされている。
【００４４】
（変形例３）
更に、図２２乃至図２４に示すように、前記各幅調節機構７，８は、摩擦機構１４により幅調節可能に構成されている点において、先の変形例２と同じであるが、ここでは、次の構造が異なる。
即ち、同様に、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向の一方から挿入可能な間隙が形成され、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入される点は先の変形例と同じであるが、受け部材７ａの一側が内側の大腿部側端部３ｄと一体構成とされている点が異なる。
尚、上記嵌合位置に、前記受け部材７ａの内面及び上フレーム３Ａの表面に摩擦係数の大きい摩擦材７ｅを備えることで、嵌め合い時の摩擦力によって、所定位置が保持される構成とされている点は同じである。
【００４５】
（変形例４）
図２５乃至図２７に示すように、ここでは、前記各幅調節機構７，８は、ウォームギア機構１５により幅調節可能に構成されている。
即ち、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成され、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入される点は先の実施例と同じであるが、ここでは、上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃにラック７ｆが形成されており、受け部材７ａの側には、ウォームギア７ｇが膝の幅方向に沿う軸心の周りに回転自在に軸支されている。
【００４６】
このウォームギア７ｇの一部は、前記受け部材７ａの開口部７ｈから操作可能とされており、このウォームギア７ｇを回転操作することで、上フレーム３Ａを受け部材７ａから抜き差しし、以って、幅調節を行い得るのである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかる膝装具は、全体としての剛性が大きいにもかかわらず、幅調節が可能であるため、手術後の腫れのある膝の治療、リハビリに好適なもので、その応用範囲は広い。
【符号の説明】
【００４２】
１：大腿部取り付け部材
１Ａ：剛性部材（大腿部取り付け部材側）
１Ｂ：ベルト部材（大腿部取り付け部材側）
２：下腿取り付け部材
２Ａ：剛性部材（下腿部取り付け部材側）
２Ｂ：ベルト部材（下腿部取り付け部材側）
３：可動部材（外側）
３Ａ：上側フレーム（外側）
３Ｂ：下側フレーム（外側）
３ａ：膝関節側端部（外側、上側フレーム）
３ｂ：膝関節側端部（外側、下側フレーム）
３ｃ：大腿側端部（外側、上側フレーム）
３ｄ：大腿側端部（内側、上側フレーム）
３ｅ：接当部材（外側可動部材）
４：可動部材（内側）
４Ａ：上側フレーム（内側）
４Ｂ：下側フレーム（内側）
４ａ：膝関節側端部（内側、上側フレーム）
４ｂ：膝関節側端部（内側、下側フレーム）
４ｃ：下腿部側端部（外側、下側フレーム）
４ｄ：下腿部側端部（内側、下側フレーム）
４ｅ：接当部材（内側可動部材）
５：回動軸（内外側、上側フレーム）
６：回動軸（内外側、下側フレーム）
７：幅調節機構（上側フレーム）
８：幅調節機構（下側フレーム）
９：部分歯車（外側、上側フレーム）
１０：（内側、下側フレーム）
１２：ラチェット機構
１３：ネジ止機構
１４：摩擦機構
１５：ウォームギア機構
３０：回動規制部材
３０ａ：段部
３０ｂ：段部（２段目）
Ｌ１：間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の膝関節の保護を目的とした膝装具で、特にリハビリ（訓練用）に好適のリハビリ用膝装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
膝、その他の部位の装具として、種々の形態のものが提案されているが、その使用目的から見て、例えば、膝を例題としてみると、次のように大別できる。
▲１▼ 保持、安静目的（治療用）
▲２▼ 矯正目的（生活用）
▲３▼ リハビリ目的（訓練用）
【０００３】
上記保持、安静目的とは、膝関節の脱臼、膝近辺の骨折、膝部位の手術直後など、組織や筋の再生を待つために医師の指定した姿勢で膝乃至膝近辺を固定することを言う。脱臼、骨折すればその部位が腫れ、回復に応じた装具のサイズ調整はその都度必要であるが、その部位を固定することが目的であるところから、こうした装具は、その患部を動かすための機能を備えるものではない。
【０００４】
上記矯正目的とは、変形性膝関節症などの膝の変形で歩行時に痛みが生じる場合に、痛みの少ない姿勢に誘導、維持することで疼痛を緩和することを言う。また、筋力低下などで自力歩行が出来難いとき、歩行に必要な筋力を補足する場合を言う。従って、膝の屈曲を許容する機能は備えているものである。
こうした矯正目的の場合には、患部の腫れを伴わないので、装具は、患部のサイズに一旦合致させれば、その後のフォローは少ないのが普通である。
【０００５】
上記リハビリ目的とは、膝の手術後や受傷後の低下した筋力回復や、神経網の促通をなすことを言う。例えば、ＡＣＬ（前十字靭帯）の損傷の場合、手術後、数日から１週間程度で膝装具をつけてリハビリを開始するため、術後の腫れの度合いに応じた膝装具の適合調整が求められる。
この場合も、膝の屈曲を許容する機能は備えなければならない。
加えて、ＡＣＬ損傷用装具を装着することにより、脛骨の不安定性（膝が抜ける感覚）による不安を緩和、装着することにより安心感が生まれ、リハビリへの参加を促す効果があることが知られている。
【０００６】
また、膝関節の障害として、その他の靱帯損傷、関節炎、半月板損傷など、種々の原因があり、これらの治癒乃至保護を行うための補助具として、種々の膝装具が開発され、提案されている。
【０００７】
リハビリを行う膝装具は、十分な強度を有する必要性もあり、これまでの膝装具として、柔らかい布などで構成されたものは、膝、大腿部及び下腿部に対する適合性、特に布の伸縮性により屈伸などの機能に優れているが、剛性に乏しいことで膝関節のリハビリには不向きであり、それ故、膝装具の要所に金属製の部材を用いることが行われている。
【０００８】
こうした従来技術として、膝の屈曲を可能にする装具としては、例えば、次の文献が挙げられる。
【特許文献１】特開２００９−５２４７
また、膝の変形に対処する膝装具として、例えば、次の文献が挙げられる。
【特許文献２】特開平９−１３５８５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、特に、上述したリハビリを目的とした膝装具を対象としている。
中でも、リハビリを目的とした膝装具は、膝患部の腫れに対するサイズ適合性と、腫れが暫時引いて行くことによる度々のサイズ変更（特に前から見た膝幅方向の変更）を行い得るものでありながら、リハビリを行うために、膝装具そのものに運動機能（可動機能）を備える必要がある。
【００１０】
上述した従来技術の金属製の部材を膝装具の要所に用いる技術は、それまでの布製などの柔らかい素材の膝装具に比べて膝装具の剛性を向上させることができた点において優れたものである が、次の問題点があった。
【００１１】
上述した膝装具（膝の屈曲を許容する回動機能付き）は、通常大腿部と下腿部に装着することになるのであるが、大腿部及び下腿部は、人によって周囲の寸法が異なるために、長さ調節ができるように、通常、ベルト等の柔らかな素材で、長さ調節自在の構成とされている。
こうした大腿部と下腿部への装着に伴う身体的特徴への適合性は、ベベルト等の長さ調節で容易に行い得ると共に患者のサイズに一旦合わせることができれば済むことなので、大きな問題ではない。
【００１２】
しかし、要所に、例えば、大腿部と下腿部の要部及びこれらを繋ぐ上下に伸びるフレーム等を金属製とした場合、全体としての剛性は改善できるが、個々の体型にフレームを厳密に沿わせることが難しくなる。
フレームが体に沿わないと装具が本来の装着位置からずれて、落ちるため、所望の効果が得られない。そのため、スポンジ材で構成された等の充填物で隙間を埋めるか、フレームを後加工で曲げることになる。仮に、フレームを後加工で曲げたとしても、フレーム自体は伸長しないため、膝生理軸とフレームの回転軸との相対位置が一致しない場合には、ベルト等の長さを調節して周径が非常に大きくなる大腿部に合わせると、フレームの（上下端側部）大腿近位部および下腿遠位部が（外側）内側および外側に向けて反り返る事態を招き、結果としてフレームの膝関節側端部の回動がスムースに行かなくなる虞が生じる。
【００１３】
こうした事態は、前記フレームの取り付け位置について、周径が異なる大腿部に対応させることを配慮していないことが原因である。
特に、膝関節の場合、ＡＣＬ（前十字靭帯）損傷など、膝を手術することで治療を行う場合が多々あり、この際、手術後に膝及びその周辺部位が腫れて、膝装具の装着に際して幅を調節する必要が生じるが、大腿部及び下腿部の周径に合わせた調節はベルト等で容易に行い得るものの、膝関節の内外側部に位置するフレームの幅（前から見た膝の幅）は、腫れ及び腫れの引きを考慮すべきものであるが、これまで、暫時変動する膝部位（患部）の膝径に適合させる調節手段は講じられてこなかった。
【００１４】
本発明は、かかる問題点に鑑み、全体としての剛性が高いものでありながら、膝関節の幅に適合できる調節を容易に行い得るリハビリ用膝装具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】
【００１５】
本発明にかかる膝装具は、上記目的を達成するために、大腿部に装着する大腿部取り付け部材（１）と、下腿部に装着する下腿取り付け部材（２）と、前記大腿部取り付け部材（１）と下腿取り付け部材（２）とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材（３，４）とから成るリハビリ用膝装具であって、
前記大腿部取り付け部材（１）の大腿前面側部が剛性部材（１Ａ）で構成され、該剛性部材（１Ａ）に取り付けられる大腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（１Ｂ）で構成され、
前記下腿取り付け部材（２）の下腿前面側部が剛性部材（２Ａ）で構成され、該剛性部材（２Ａ）に取り付けられる下腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（２Ｂ）で構成され、
前記可動部材（３，４）は、膝の内側と外側とで上下方向に伸び、剛性材により構成された上側フレーム（３Ａ，４Ａ）と下側フレーム（３Ｂ，４Ｂ）を備え、且つ、該フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）は、回動軸（５，５，６，６）によって回動可能に設けられており、
前記上フレーム（３Ａ，４Ａ）の大腿内側部および大腿外側部（３ｃ，４ｃ）と前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）及び前記下フレーム（３Ｂ，４Ｂ）の下腿内側部および下腿外側部（３ｄ，４ｄ）と前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）とを、夫々、膝の前面側に配置された幅調節機構（７，８）を介して連結し、膝の幅に適合できるように構成されている、
という解決手段を講じたものである。
【００１６】
本発明において、前記剛性部材とは、アルミ合金、マグネシウム合金、スチールなどの金属素材、硬質プラスチック、ＦＲＰ、ＣＦＲＰなど、剛性の高い素材から構成されたものを言う。
また、前記ベルト部材とは、織布、不織布、合成樹脂製などの素材を基にしたもので、その素材は限定されるものではなく、また、長さ調節の止め手段についても、公知の手段は全て含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の膝装具によれば、膝装具の主要部を剛性部材とすることで、リハビリ用膝装具として十分な強度を発揮できると共に幅調節機構を備えることで、剛性部材を用いるものでありながら手術等で肥大する膝の幅に応じて、また、暫時腫れが引くことによる幅変動に応じて、容易に幅調節が行い得る効果を奏するに至ったものである。
本発明にかかるその他の利点については、以下の実施例の説明から明らかとなろう。
【発明を実施するための好適形態】
【００１８】
本発明の実施に際しては、前記幅調節機構（７，８）は、前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）については、その中央部から下方に向けて、前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）については、その中央部から上方に向けて、正面視が全体としてＴ字形を呈するように一体的に突出、形成された取り付け部（１６，１７）に設けられているのが好ましい。
【００１９】
このように、前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）を、正面視が全体としてＴ字形を呈するように構成することで、正面視で、間隔を持った上下二段の構造体として、強度を高めることができながら、同時に、極力上側フレーム（３Ａ，４Ａ）と下側フレーム（３Ｂ，４Ｂ）の長さを短くして強度を保持できる状態で、幅調節が可能となった。
【００２０】
また、前記上下フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）には、部分歯車（９，９，１０，１０）が形成されており、両部分歯車（９，９，１０，１０）は、膝の屈曲伸展を調節できる所定の位置で噛み合っており、且つ、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分が、前記両部分歯車（９，９，１０，１０）が相互に噛み合った状態において、所定の間隙（Ｌ１）を有するように構成され、当該間隙には、夫々、回動規制部材（３０）が設けられていることが好ましい。
【００２１】
このように、前記両部分歯車（９，９，１０，１０）の噛み合いによって、膝関節の屈曲に合わせた回動がスムースに行い得ると同時に膝の前方への屈曲角度を、その規制部材（３０）によって予め設定することができて、靱帯損傷等の回復に応じたトレーニングを安全に行い易いのである。
【００２２】
更に、前記回動規制部材（３０）が、夫々上下端に段部（３０ａ，３０ｂ）を備え、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分に対して選択的に接当し、膝関節の回動角度を調節できるように構成されていることが好ましい。
【００２３】
前記回動規制部材（３０）に、夫々段部（３０ａ，３０ｂ）を備える構造とすることで、一つの部材で、二つの屈曲角度規制を選択的に行い得る利点がある。
【００２４】
更に、前記各幅調節機構（７，８）は、スライド操作で操作できるラチェット機構（１２）により幅調節、固定可能に構成されていることが好ましい。
【００２５】
このようなラチェット機構（１２）の導入によって、幅調節の操作が極めて容易に行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる膝装具を装着した状態の斜視図。
【図２】本発明にかかる膝装具を装着した状態の正面図。
【図３】本発明にかかる膝装具を装着した状態の内側から見た側面図。
【図４】本発明にかかる膝装具を装着した状態の外側から見た側面図。
【図５】本発明にかかる膝装具を装着した状態の要部の拡大正面図。
【図６】本発明にかかる膝装具の図５におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【図７】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す側面図。
【図８】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図９】本発明にかかる膝装具の図８におけるＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１０】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す側面図。
【図１１】本発明にかかる膝装具の幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図１２】本発明にかかる膝装具の図１１におけるＣ−Ｃ矢視断面図。
【図１３】本発明にかかる膝装具の可動部材で、回動及び回動規制構造を示す側面図。
【図１４】本発明にかかる膝装具の可動部材で、回動及び回動規制構造を示す側面図。
【図１５】本発明にかかる膝装具の回動規制部材の拡大側面図。
【図１６】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図１７】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図１８】本発明にかかる膝装具の図１７におけるＤ−Ｄ矢視断面図。
【図１９】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図２０】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図２１】本発明にかかる膝装具の図２０におけるＥ−Ｅ矢視断面図。
【図２２】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図２３】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図２４】本発明にかかる膝装具の図２３におけるＦ−Ｆ矢視断面図。
【図２５】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の要部を示す側面図。
【図２６】本発明にかかる膝装具の別形態を示す幅調節機構の一使用状態における要部を示す正面図。
【図２７】本発明にかかる膝装具の図２６におけるＧ−Ｇ矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる膝装具について、図面を参照して以下詳述する。
図１乃至図１２に示すように、この膝装具は、人体の大腿部（ここでは便宜上、右足の大腿部とする）に装着する大腿部取り付け部材１と、下腿部に装着する下腿取り付け部材２と、前記大腿部取り付け部材１と下腿取り付け部材２とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材３，４とから成る。
【００２１】
前記大腿部取り付け部材１の大腿前面側部が剛性部材１Ａで構成され、該剛性部材１Ａに取り付けられる大腿前面側部が長さ調節可能なベルト部材１Ｂで構成されている。
そして、同様に、前記下腿取り付け部材２の下腿前面側部が剛性部材２Ａで構成され、該剛性部材２Ａに取り付けられる下腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材２Ｂで構成されている。
【００２２】
前記剛性部材１Ａ，２Ａは、この実施例では、アルミ合金（Ａ２０１７）を用いており、その主要部は、大腿部及び下腿部にフィットできるように、平面視で半円乃至円弧状の形状に構成されている。
また、前記剛性部材１Ａは、その中央部から下方に向けて、前記剛性部材２Ａは、その中央部から下方に向けて、後述する幅調節機構７，８を備えるための、正面視が全体としてＴ字形を呈する取り付け部１６，１７が一体的に突出、形成されている。
【００２３】
また、前記ベルト部材１Ｂ，２Ｂは、夫々、前記剛性部材１Ａ，２Ａにリベット止された金具保持部材１８，１９と、この金具保持部材１８，１９の金具１８ａ，１９ａに巻回されたベルト部材２０，２１とからなり、このベルト部材２０，２１は、ここでは、面ファスナーで構成されており、これによって、長さを自在に調節でき、且つ、調節された位置を固定できる構成とされている。
【００２４】
前記可動部材３，４は、膝の内側と外側とで上下方向に伸び、剛性材により平板状に構成された上側フレーム３Ａ，４Ａと下側フレーム３Ｂ，４Ｂを備え、且つ、該フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの膝関節側端部３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂは、回動軸５，５，６，６によって回動可能に設けられている。
【００２５】
これらのフレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂも、ここでは、同様にアルミ合金で構成され、各々は、図示するように、正面視では逆Ｌ字状を呈し、側面視では、後方から前方に向けて湾曲する形状とされている。
そして、前記上フレーム３Ａ，４Ａの大腿側端部３ｃ，４ｃと前記大腿部取り付け部材１の剛性部材１Ａ及び前記下フレーム３Ｂ，４Ｂの下腿側端部３ｄ，４ｄと前記下腿取り付け部材２の剛性部材２Ａとを、夫々幅調節機構７，８を介して連結し、膝の幅に適合できるように構成されている。
【００２６】
図１３乃至図１５は、上述の膝装具の可動部材３、４で、回動及び回動規制構造及び回動規制部材を示し、前記上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの膝関節側端部３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂには、部分歯車９，９，１０，１０、ここでは、３枚の歯が形成されており、両部分歯車９，９，１０，１０は、膝の屈曲伸展を調節できる所定の位置で噛み合っている。
【００２６】
これらの部分歯車９，９，１０，１０の反対側には、回動を止めるストッパー部２２，２２，２３，２３が形成され、これらのストッパー部２２，２２，２３，２３は、対向面に所定の間隔が設けられ、ここに、回動規制部材３０が設けられる（可動部材３、４のケーシングにより位置固定される）。即ち、前記両部分歯車９，９，１０，１０が相互に噛み合った状態において、所定の間隙Ｌ１（ここでは、一側方のみ図示するので、Ｌ１のみとする）を有するように構成され、当該間隙Ｌ１には、回動規制部材３０が設けられている。
【００２６】
前記回動規制部材３０が、夫々上下端部に、段部３０ａ，３０ｂを備え（一段目３０ａは、部材の端部面が構成し、その端部面に続く二段目３０ｂは階段状段部である）、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分のストッパー部２２，２２，２３，２３に対して選択的に接当し、膝関節の回動角度を調節できるように構成されている。
前記段部３０ａ，３０ｂの選択による屈曲角度の差異は、約０度から約１０度とされている。しかし、この段部は、必要に応じて、段部を無くしたり、３段とすることも可能である。
前記２段目３０ｂの選択は、治療の進行により伸展が許される状態の時に行われる。
このようにして、所定の回動範囲を超えて回動が進行しないように構成され、膝が所定角度の屈曲状態から、下腿部が更に前方に動くように曲がる（膝がより真っ直ぐに伸びる方向）ことがないようにしている（膝関節は本来、そのように機能するが、膝の異常、例えば靱帯損傷の治療中などで、完治していない場合に不測に曲がる虞もあるため）。
【００２７】
このため、上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの部分歯車９，９，１０，１０は、膝の前後方向の後ろ側に位置され、ストッパー部２２，２２，２３，２３は、膝の前後方向の前側に位置されることになる。
これらの上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂは、図示されている通り、三次元方向の湾曲形状を持つものである。
【００２８】
前記可動部材３，４は、膝の側部に接当する接当部材３ｅ，４ｅを備えている。これらの可動部材３，４の接当部材３ｅ，４ｅは、略長円形状に構成され、膝接当位置にはパッドが設けられており、外側位置には、長円形状を呈するカバー体２４，２５が設けられ、前記上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの部分歯車９，９，１０，１０及びストッパー部２２，２２，２３，２３は、そのカバー体２４，２５により被覆された状態とされている。そして、前記回動軸５，５，６，６は、このカバー体２４，２５で軸受けされている。
【００２９】
前記各幅調節機構７，８は、この実施例では、図７乃至図１２に示すように、ラチェット機構１２（ガンギ爪を供えたラチェット機構ではない変形タイプなので、略式の呼称とする）により幅調節可能に構成されている。
図７乃至図９は、最も幅を狭く調節した状態を示し、図１０乃至図１２は、中間幅を得る状態を示す。
【００３０】
このラチェット機構１２は、次のように構成されている。ここでは、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成されると共に該間隙の一側内面に複数の係合突起７ｂが形成され、そして、内外側の上フレーム３Ａ，４Ｂの大腿部側端部３ｃ，４ｃが、その受け部材７ａの弾性変形を利用して、前記係合突起７ｂを押しのけて挿入され、所定位置で係合するように構成され、その係合位置は、前記受け部材７ａ、を間隙の方向に貫通する止めネジ７ｃ（通常のラチェットにおけるガンギ爪に代え）によって固定できる構成とされている。尚、図７乃至図１２では、便宜上、一方の上フレーム３Ａのみを図示して調節作用を行う状態を示している。
【００３１】
この実施例では、大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７を備えている。これらは、図１乃至図４において、仮想線を用いて示している。勿論、仮想線で示すように、このような大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７は、必要に応じて取り外した状態で使用してもよい。
【００３２】
前記大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７は、夫々、大腿部と下腿部に巻回されるもので、大腿部取り付け部材１及び下腿部取り付け部材２よりも膝関節側に位置されており、その一部が、前記上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂの上下方向略中間位置でピン止されている。これらの大腿部側補助ベルト２６及び下腿部側補助ベルト２７は、先に説明したベルト部材２０，２１と実質的に同じ構成で、同様の方式で長さ調節を行い得るものである。
【００３３】
ここで、本発明の膝装具の強度に関し、上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂフレームが柔らかい素材で構成された場合と比べ、どのくらい有利なのかについて述べる。
理解を容易にするために、簡易モデルに置き換えて検証する。
作用について、次の概念図を用いる。
【００３４】
【００３５】
上記の左図は、バネ定数ｋ１を持つフレームが２本並び、その間はバネ定数ｋ２を持つ素材で連結されている状況を表している。
今、上図左の状態から、上図右のように力Ｆによって１方向に荷重が
からの伸び）が発生する。全体のバネ定数をＫ，全体の変位量をＸとすると、次の関係式が成り立つ。
Ｆ＝ＫＸ
Ｘ＝Δｘ１＋２Δｘ２ （１）
【００３６】
ここで、ｋ１，ｋ２のうち、力Ｆと同一方向に作用する成分をｋ１ｘ，ｋ２ｘと定義する。ただし、上の状況では力Ｆと直交する方向（ｙ方向）にも分力が作用するが考えない。
したがって（１）式は、次式に書き換えられる。
【００３７】
ここで、
Ｆ＝ｆ２＝２ｆ１ （３）
であるから、（２），（３）式より、
【００３８】
故に、力Ｆの方向に対する装具全体の剛性Ｋは次のように解釈できる。
（Ａ）ｋ２ｘの剛性が十分高い、すなわちｋ２ｘ→∞のとき、（４ａ）式よりＫ＝２ｋ１ｘとなり、剛性ｋ１のフレーム２本分の剛性が得られる。これは、金属フレームタイプでは、構造的にフレーム単体より強固な剛性が得られることを示唆している。
（Ｂ）ｋ２ｘの剛性がｋ１ｘに比べ十分小さいとき、すなわち、ｋ１ｘ＞＞ｋ２ｘのとき、（４ｂ）式より、Ｋ＝０．５ｋ２ｘとなり、ｋ２ｘの半分の剛性しか得られない。これは、軟性サポータータイプでは、金属支柱があったとしても、装具全体の剛性は生地の剛性に依存することを示唆する。
このように、フレームが柔らかい素材で構成された場合と比べ、本発明の剛性の高い素材（金属フレーム）の場合、高い剛性が得られることが分かる。
【００３９】
（作用）
この膝装具を足に装着するに、大腿部側と下腿部側とに対して、上述のベルト部材２０，２１の面ファスナーを操作して、足に適合する長さ調節を行って、装着を行う。
この際、しかる後に、装着者の膝の幅（腫れ）に応じて、前記幅調節機構７（便宜上、大腿部側を対象として説明する）の止めネジ７ｃを操作し、例えば、前記上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃを受け部材７ａから引き抜き、幅を広げる。
【００４０】
そして、適正な幅が得られたら、前記止めネジ７ｃを回動させて位置を固定することになる。
同様の操作は、下腿部側においても行われる。
これによって、前記可動部材３，４である上下フレーム３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂが全体として左右方向に変位することになり、膝の幅に対応させて移動させても、全体として移動するものであるから、可動部材３，４の本来の可動に影響を及ぼす事態や、フレームの捩れ状態を生じる虞がなく、常にスムースな回動（膝の屈伸）状態を得ることができる。
【００４１】
（変形例１）
前記幅調節機構の変形例について説明する。
図１６乃至図１８に示すように、ここでは、前記各幅調節機構７，８は、ネジ止機構１３により幅調節可能に構成されている。
即ち、このネジ止機構１３は、次のように構成されている。ここでも、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成される点は、先の実施例と同じであるが、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入され、その嵌合位置は、前記受け部材７ａ及び上フレーム３Ａを間隙の方向に貫通する止めネジ７ｄによって固定できる構成とされている。
【００４２】
この為、ここでは、受け部材７ａに、幅方向に所定の間隔でネジ孔が複数個形成されており、同様に、上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃにも、これに対応する複数の貫通孔（凹部でもよい）が形成されており、両者の相対移動によって、所定の位置合わせで長さを調節して、止めネジ７ｄで固定することになる。
【００４３】
（変形例２）
更に、図１９乃至図２１に示すように、ここでは、前記各幅調節機構７，８は、摩擦機構１４により幅調節可能に構成されている。
即ち、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成され、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入される点は先の実施例と同じであるが、その嵌合位置は、前記受け部材７ａの内面及び上フレーム３Ａの表面に摩擦係数の大きい摩擦材７ｅを備えることで、嵌め合い時の摩擦力によって、所定位置が保持される構成とされている。
【００４４】
（変形例３）
更に、図２２乃至図２４に示すように、前記各幅調節機構７，８は、摩擦機構１４により幅調節可能に構成されている点において、先の変形例２と同じであるが、ここでは、次の構造が異なる。
即ち、同様に、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向の一方から挿入可能な間隙が形成され、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入される点は先の変形例と同じであるが、受け部材７ａの一側が内側の大腿部側端部３ｄと一体構成とされている点が異なる。
尚、上記嵌合位置に、前記受け部材７ａの内面及び上フレーム３Ａの表面に摩擦係数の大きい摩擦材７ｅを備えることで、嵌め合い時の摩擦力によって、所定位置が保持される構成とされている点は同じである。
【００４５】
（変形例４）
図２５乃至図２７に示すように、ここでは、前記各幅調節機構７，８は、ウォームギア機構１５により幅調節可能に構成されている。
即ち、前記大腿部取り付け部材１の側を例として説明すると、その剛性部材１Ａに設けられた幅調節機構７の受け部材７ａには、左右方向から挿入可能な間隙が形成され、外側の上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃが、その受け部材７ａに挿入される点は先の実施例と同じであるが、ここでは、上フレーム３Ａの大腿部側端部３ｃにラック７ｆが形成されており、受け部材７ａの側には、ウォームギア７ｇが膝の幅方向に沿う軸心の周りに回転自在に軸支されている。
【００４６】
このウォームギア７ｇの一部は、前記受け部材７ａの開口部７ｈから操作可能とされており、このウォームギア７ｇを回転操作することで、上フレーム３Ａを受け部材７ａから抜き差しし、以って、幅調節を行い得るのである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかる膝装具は、全体としての剛性が大きいにもかかわらず、幅調節が可能であるため、手術後の腫れのある膝の治療、リハビリに好適なもので、その応用範囲は広い。
【符号の説明】
【００４２】
１：大腿部取り付け部材
１Ａ：剛性部材（大腿部取り付け部材側）
１Ｂ：ベルト部材（大腿部取り付け部材側）
２：下腿取り付け部材
２Ａ：剛性部材（下腿部取り付け部材側）
２Ｂ：ベルト部材（下腿部取り付け部材側）
３：可動部材（外側）
３Ａ：上側フレーム（外側）
３Ｂ：下側フレーム（外側）
３ａ：膝関節側端部（外側、上側フレーム）
３ｂ：膝関節側端部（外側、下側フレーム）
３ｃ：大腿側端部（外側、上側フレーム）
３ｄ：大腿側端部（内側、上側フレーム）
３ｅ：接当部材（外側可動部材）
４：可動部材（内側）
４Ａ：上側フレーム（内側）
４Ｂ：下側フレーム（内側）
４ａ：膝関節側端部（内側、上側フレーム）
４ｂ：膝関節側端部（内側、下側フレーム）
４ｃ：下腿部側端部（外側、下側フレーム）
４ｄ：下腿部側端部（内側、下側フレーム）
４ｅ：接当部材（内側可動部材）
５：回動軸（内外側、上側フレーム）
６：回動軸（内外側、下側フレーム）
７：幅調節機構（上側フレーム）
８：幅調節機構（下側フレーム）
９：部分歯車（外側、上側フレーム）
１０：（内側、下側フレーム）
１２：ラチェット機構
１３：ネジ止機構
１４：摩擦機構
１５：ウォームギア機構
３０：回動規制部材
３０ａ：段部
３０ｂ：段部（２段目）
Ｌ１：間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿部に装着する大腿部取り付け部材（１）と、下腿部に装着する下腿取り付け部材（２）と、前記大腿部取り付け部材（１）と下腿取り付け部材（２）とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材（３，４）とから成るリハビリ用膝装具であって、
前記大腿部取り付け部材（１）の大腿前面側部が剛性部材（１Ａ）で構成され、該剛性部材（１Ａ）に取り付けられる大腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（１Ｂ）で構成され、
前記下腿取り付け部材（２）の下腿前面側部が剛性部材（２Ａ）で構成され、該剛性部材（２Ａ）に取り付けられる下腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（２Ｂ）で構成され、
前記可動部材（３，４）は、膝の内側と外側とで上下方向に伸び、剛性材により構成された上側フレーム（３Ａ，４Ａ）と下側フレーム（３Ｂ，４Ｂ）を備え、且つ、当該フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）は、回動軸（５，５，６，６）によって回動可能に設けられており、
前記上フレーム（３Ａ，４Ａ）の大腿内側部および大腿外側部（３ｃ，４ｃ）と前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）及び前記下フレーム（３Ｂ，４Ｂ）の下腿内側部および下腿外側部（３ｄ，４ｄ）と前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）とを、夫々、膝の前面側に配置された幅調節機構（７，８）を介して連結し、膝の幅に適合できるように構成されている、
ことを特徴とするリハビリ用膝装具。
【請求項２】
前記幅調節機構（７，８）は、前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）については、その中央部から下方に向けて、前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）については、その中央部から上方に向けて、正面視が全体としてＴ字形を呈するように一体的に突出、形成された取り付け部（１６，１７）に設けられている請求項１に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項３】
前記上下フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）には、部分歯車（９，９，１０，１０）が形成されており、両部分歯車（９，９，１０，１０）は、膝の屈曲伸展を調節できる所定の位置で噛み合っており、且つ、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分が、前記両部分歯車（９，９，１０，１０）が相互に噛み合った状態において、所定の間隙（Ｌ１）を有するように構成され、当該間隙には、夫々、回動規制部材（３０）が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項４】
前記回動規制部材（３０）が、夫々上下端に段部（３０ａ，３０ｂ）を備え、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分に対して選択的に接当し、膝関節の回動角度を調節できるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項５】
前記各幅調節機構（７，８）は、スライド操作で操作できるラチェット機構（１２）により幅調節、固定可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項１】
大腿部に装着する大腿部取り付け部材（１）と、下腿部に装着する下腿取り付け部材（２）と、前記大腿部取り付け部材（１）と下腿取り付け部材（２）とを、膝の内側と外側とで連結する一対の可動部材（３，４）とから成るリハビリ用膝装具であって、
前記大腿部取り付け部材（１）の大腿前面側部が剛性部材（１Ａ）で構成され、該剛性部材（１Ａ）に取り付けられる大腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（１Ｂ）で構成され、
前記下腿取り付け部材（２）の下腿前面側部が剛性部材（２Ａ）で構成され、該剛性部材（２Ａ）に取り付けられる下腿後面側部が長さ調節可能なベルト部材（２Ｂ）で構成され、
前記可動部材（３，４）は、膝の内側と外側とで上下方向に伸び、剛性材により構成された上側フレーム（３Ａ，４Ａ）と下側フレーム（３Ｂ，４Ｂ）を備え、且つ、当該フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）は、回動軸（５，５，６，６）によって回動可能に設けられており、
前記上フレーム（３Ａ，４Ａ）の大腿内側部および大腿外側部（３ｃ，４ｃ）と前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）及び前記下フレーム（３Ｂ，４Ｂ）の下腿内側部および下腿外側部（３ｄ，４ｄ）と前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）とを、夫々、膝の前面側に配置された幅調節機構（７，８）を介して連結し、膝の幅に適合できるように構成されている、
ことを特徴とするリハビリ用膝装具。
【請求項２】
前記幅調節機構（７，８）は、前記大腿部取り付け部材（１）の剛性部材（１Ａ）については、その中央部から下方に向けて、前記下腿取り付け部材（２）の剛性部材（２Ａ）については、その中央部から上方に向けて、正面視が全体としてＴ字形を呈するように一体的に突出、形成された取り付け部（１６，１７）に設けられている請求項１に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項３】
前記上下フレーム（３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ）の各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）には、部分歯車（９，９，１０，１０）が形成されており、両部分歯車（９，９，１０，１０）は、膝の屈曲伸展を調節できる所定の位置で噛み合っており、且つ、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分が、前記両部分歯車（９，９，１０，１０）が相互に噛み合った状態において、所定の間隙（Ｌ１）を有するように構成され、当該間隙には、夫々、回動規制部材（３０）が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項４】
前記回動規制部材（３０）が、夫々上下端に段部（３０ａ，３０ｂ）を備え、前記各膝関節側端部（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）の前側部分に対して選択的に接当し、膝関節の回動角度を調節できるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のリハビリ用膝装具。
【請求項５】
前記各幅調節機構（７，８）は、スライド操作で操作できるラチェット機構（１２）により幅調節、固定可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のリハビリ用膝装具。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−１８３２７７（Ｐ２０１２−１８３２７７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４９４３（Ｐ２０１１−６４９４３）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（５０９２７８２１０）サカモト有限会社 (6)
【出願人】（３９８０５５４３９）株式会社洛北義肢 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（５０９２７８２１０）サカモト有限会社 (6)
【出願人】（３９８０５５４３９）株式会社洛北義肢 (10)
【Ｆターム（参考）】
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