膝装具
【課題】本発明は、歩行中に膝関節に加わる体重を簡単な構成で軽減する膝装具を提供する。
【解決手段】膝装具１は、上部支持体１１と上部ステイ１２と第１のベルト１３と下部支持体１４と下部ステイ１５と第２のベルト１６と弾性体１７と緩衝材１８とを備える。弾性体１７は、膝関節Ｍ１の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部１７ａを有し、上部ステイ１２の下端および下部ステイ１５の上端を連結する。緩衝材１８は、膝関節Ｍ１の前方寄りに配置され、上部ステイ１２および下部ステイ１５が直線状に並ぶ状態で弾性体１７の端部１７ｂの間に挟まれる。
【解決手段】膝装具１は、上部支持体１１と上部ステイ１２と第１のベルト１３と下部支持体１４と下部ステイ１５と第２のベルト１６と弾性体１７と緩衝材１８とを備える。弾性体１７は、膝関節Ｍ１の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部１７ａを有し、上部ステイ１２の下端および下部ステイ１５の上端を連結する。緩衝材１８は、膝関節Ｍ１の前方寄りに配置され、上部ステイ１２および下部ステイ１５が直線状に並ぶ状態で弾性体１７の端部１７ｂの間に挟まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、歩行など膝の曲げ伸ばしにおける膝関節痛を緩和するための膝関節用の膝装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
膝関節は、年齢を重ねると、大腿骨の内側顆及び外側顆と、脛骨の内側顆及び外側顆、並びにこれらの間の半月が磨耗し、膝の曲げ伸ばしの際に膝関節痛が生じることがある。このような場合、痛い方の膝をかばいながら歩くなどにより、骨格に変形をきたすことにもなりかねない。また痛みを和らげるために体重を偏らせることによって全身のバランスが崩れ、その他の関節にも負担がかかる。
【０００３】
膝関節の痛みを緩和するために、膝に掛かる体重の負担を軽減するように工夫された膝用の関節保護具（特許文献１）、膝痛防止ベルト（特許文献２）、簡易膝関節免荷具（特許文献３）等、様々なものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載された間接保護具の場合、膝関節を伸展させる方向に上部金具と下部金具が伸ばされると、付勢スプリングが上部金具と下部金具を引き離すように作用する。これによって、上部金具が取り付けられた大腿部と下部金具が取り付けられた下腿部とを引き離し、関節部分が擦れて痛むのを防止しようとしている。
【０００５】
特許文献２に記載された膝痛防止ベルトの場合、大腿部と下腿部とにそれぞれ取り付けられるコルセットの間に棒状のばねを装着し、コルセットの両端に引っ張ったゴムテープを掛け渡している。
【０００６】
特許文献３に記載された簡易膝関節免荷具の場合、大腿部と下腿部に巻かれる帯を膝関節の内側および外側にパイプ状の弾性体で連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３−３８５１１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１３８８０２号公報
【特許文献３】特開２００１−３１４４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、膝関節において、屈曲及び伸展させるときの回動中心となる軸は、１か所に定まらず、前後、上下に移動するのみならず、回旋もする。したがって、大腿部と下腿部を一つの軸を中心として回動するヒンジで連結するような構造の補助具では、膝関節の動きと合わないため、快適な位置にあわせることが難しく歩きづらいとともに、大腿部と下腿部に固定した補助具がずれたりすることもある。そのため、膝関節に掛かる体重を軽減する機能が十分に発揮されない。
【０００９】
膝関節の動きを補助するために、特許文献１に記載された関節保護具や特許文献２に記載された膝痛防止ベルトではコイルスプリングや棒状のバネが採用され、特許文献３に記載された簡易膝関節免荷具ではパイプ状の弾性体が採用されている。しかし、歩行運動において膝関節に係る体重を軽減できる程度に剛性を有したバネあるいは弾性体は、膝関節の屈伸動作の妨げとなり、非力な高齢者にとってはわずらわしいだけである。
【００１０】
また、複雑なリンク機構を用いて膝関節の動きをできるだけ再現しようとする装具も存在する。しかし、この種の装具は、膝関節の靭帯を損傷した場合などのように、膝を屈伸させるときの本来の関節の動きからずれないように拘束することを目的としており、各個人に合わせた特別注文であることが多く、高価なものになってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、歩行中に膝関節に加わる体重を簡単な構造で軽減する膝装具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る膝装具は、上部支持体と上部ステイと第１のベルトと下部支持体と下部ステイと第２のベルトと弾性体と緩衝材とを備える。上部支持体は、大腿部に添えられる。上部ステイは、上部支持体に固定され、膝関節の側部に向かって延びている。第１のベルトは、上部支持体を大腿部に保持する。下部支持体は、下腿部に添えられる。下部ステイは、下部支持体に固定され、膝関節の側部に向かって延びている。第２のベルトは、下部支持体を下腿部に保持する。弾性体は、膝関節の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部を有し、上部ステイの下端および下部ステイの上端を連結する。緩衝材は、膝関節の前方寄りに配置され、上部ステイおよび下部ステイが直線状に並ぶ状態で弾性体の間に挟まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る膝装具によれば、上部支持体が装着された大腿部と下部支持体が装着された下腿部との相対距離が上部ステイと下部ステイと弾性体とによって保持され、かつ、膝関節がほぼ真っ直ぐに伸ばされた状態で緩衝材が弾性体の間に挟まれることで、膝関節に加わる利用者の体重を軽減することができる。緩衝材は、膝関節が曲げられている間は、上部ステイ側または下部ステイ側の弾性体に取り付いており、利用者が膝関節を曲げる動作を妨げることはない。弾性体は、膝関節の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部を有しており、上部ステイおよび下部ステイを連結する。この弾性体は、膝関節の曲げ伸ばしの動作の妨げにならない程度に十分な柔軟性を有しており、したがって、膝関節の複雑な動きにも柔軟に追随し得る。
【００１４】
また、上部ステイおよび下部ステイが直線状に並ぶ方向に緩衝材の寸法を調整できる発明に係る膝装具、または、弾性体の湾曲部から緩衝材までの距離を変える調整機構をさらに備える発明に係る膝装具によれば、利用者の体形および膝関節の動作に合わせて好ましい状態にセッティングすることが容易である。
【００１５】
さらに、上部支持体、上部ステイ、下部支持体、下部ステイ、弾性体を膝関節の内側部および外側部の両側に配置し、緩衝材は、少なくとも内側部の弾性体に取り付けるか、内側部および外側部の両側の弾性体に取り付ける発明に係る膝装具によれば、膝関節の横方向の負荷を緩和することができる。特に、膝関節の内側顆が磨耗しやすいので、緩衝材を少なくとも内側部の弾性体に取り付けることで、膝関節に生じる痛みの大半を解消することができる。したがって、内側部の緩衝材を外側部の緩衝材よりも寸法を大きくしたり硬くしたりすることは、膝関節の痛みを解消する効果を促進する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の膝装具として右脚用のものを示す斜視図。
【図２】図１に示した膝装具の内側用および外側用を左右に並べて示す平面図。
【図３】図１に示した膝装具を着用した右脚を内側から示す側面図。
【図４】図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う膝装具の断面図。
【図５】本発明に係る第２の実施形態の膝装具の調整機構の周辺を示す断面図。
【図６】図５に示した調整機構の分解斜視図。
【図７】本発明に係る第３の実施形態の膝装具として右脚用のものを示す側面図。
【図８】本発明に係る第４の実施形態の膝装具として右脚用のものを示す側面図。
【図９】図８に示した膝装具を正面から見たときの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る第１の実施形態の膝装具１について、図１から図４を参照して説明する。なお、説明の便宜上、膝装具１が利用者に着用された状態で、空間における方向について利用者を基準に、「右」、「左」、「前」、「後」、「上」、「下」、「内側」、「外側」をそれぞれ定義する。図１に示す膝装具１は、右脚Ｍの膝関節Ｍ１を中心に、大腿部Ｍ２から下腿部Ｍ３にかけて装着される。左脚に装着される左脚用の膝装具は、図１に示す右脚Ｍ用の膝装具１と左右対称に作られる。この膝装具１は、上部支持体１１と、上部ステイ１２と、第１のベルト１３と、下部支持体１４と、下部ステイ１５と、第２のベルト１６と、弾性体１７と、緩衝材１８とを備える。
【００１８】
上部支持体１１は、大腿部Ｍ２の内側および外側にそれぞれ１つずつ添えられる。内側および外側の上部支持体１１は、大腿部Ｍ２の外形に沿う曲面にそれぞれ形成されている。この上部支持体１１は、熱可塑性の樹脂で形成され、ヒータなどで加熱することで簡単に利用者の大腿部Ｍ２にフィットさせることができる。上部支持体１１は、大腿部Ｍ２に接する内面に低反発素材などのスポンジ１１１が貼り付けられている。
【００１９】
なお、上部支持体１１およびその内面に貼り付けられるスポンジ１１１は、肌に直接触れる、あるいは、衣類の上から、長時間に亘って装着されることを考慮して、通気性、抗菌性に優れた材質のものを採用するだけでなく、アレルギーなどに配慮された材質を選択することが好ましい。通気性を良くするために、強度を低下させない範囲で上部支持体１１に多数の孔を設けてもよい。
【００２０】
上部ステイ１２は、各図に示すように、上部支持体１１に２本ずつ取り付けられ、膝関節Ｍ１の側部に向かって上部支持体１１の下縁よりも下方に延びている。上部ステイ１２は、軽量な金属、例えばアルミニウム合金やチタニウム合金で作られる以外に、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などで作られていてもよい。
【００２１】
第１のベルト１３は、上部支持体１１の縁に形成された上下２段のスロット１１２にそれぞれ通され、上部支持体１１を大腿部Ｍ２に保持する。第１のベルト１３は、伸縮性の有る素材で造られ、長さを調節できるように端部１３ａや中間部１３ｂに取り付けられる面ファスナ１３１によって固定される。例えば、図２に示すように膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂが脚Ｍの後側でつながった状態となるように第１のベルト１３を通し、図１に示すように脚Ｍの前側で端部１３ａを重ね合わせて留めている。
【００２２】
また、図４に示すように、膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを脚Ｍの前側と後側とにおいて、別々に、第１のベルト１３で繋ぎ合わせてもよい。前側と後側とで第１のベルト１３を分けていると、脚Ｍに膝装具１を装着する場合に、前側の第１のベルト１３の締り具合と、後側の第１のベルト１３の締り具合を微調整しやすく、また、一度設定したのちは、後側の第１のベルト１３を外すことなく前側の第１のベルト１３を操作するだけで、膝装具１の装着と取り外しを容易に行なえる。
【００２３】
第１のベルト１３を上部支持体１１に留める、あるいは第１のベルト１３どうしを留めるための面ファスナ１３１の代わりに、ホックやスナップ、ボタン、バックル、クイックファスナなど、またはこれらを併用してもよい。さらにベルトの代わりに紐を掛け渡してもよい。
【００２４】
下部支持体１４は、下腿部Ｍ３の内側および外側にそれぞれ１つずつ添えられる。内側および外側の下部支持体１４は、下腿部Ｍ３の外形に沿う曲面にそれぞれ形成されている。下部支持体１４は、上部支持体１１と同様に、熱可塑性の樹脂で形成され、ヒータなどで加熱することで簡単に利用者の下腿部Ｍ３にフィットさせることができる。この下部支持体１４は、下腿部Ｍ３に接する内面に低反発素材などのスポンジ１４１が貼り付けられている。下部支持体１４およびその内面に貼り付けられるスポンジ１４１は、上部支持体１１と同様に、肌に直接触れる、あるいは、衣類の上から、長時間に亘って装着されることを考慮して、通気性、抗菌性に優れた材質のものを採用するとともに、アレルギーなどに配慮された材質を選択することが好ましい。また、通気性を良くするために、強度を低下させない範囲で下部支持体１４に多数の孔を設けてもよい。
【００２５】
下部ステイ１５は、各図に示すように２本ずつ下部支持体１４に取り付けられ、膝関節Ｍ１の側部に向かって下部支持体１４の上縁よりも上方に延びている。下部ステイ１５は、上部ステイ１２と同様に、軽量な材料によって作られている。なお、上部支持体１１と上部ステイ１２、下部支持体１４と下部ステイ１５は、それぞれＦＲＰによって一体成形されていてもよい。
【００２６】
第２のベルト１６は、下部支持体１４の縁に形成された上下２段のスロット１４２にそれぞれ通され、下部支持体１４を下腿部Ｍ３に保持する。第１のベルト１３と同様に、第２のベルト１６も伸縮性の有る素材で造られ、端部１６ａや中間部１６ｂに取り付けられる面ファスナ１６１によって固定される。第２のベルト１６もまた、図２に示すように膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂが脚Ｍの後側でつながった状態となるように通され、図１に示すように脚Ｍの前側で端部１６ａを重ね合わせて留められる。そして、図４に示した第１のベルト１３と同様に、膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを脚Ｍの前側と後側とで別々に繋ぐように、第２のベルト１６を設けてもよい。第２のベルト１６を２つに分けていることによって、脚Ｍに膝装具１を装着する場合に、微調整がしやすくまた、装着と取り外しの際の操作性が向上する。
【００２７】
弾性体１７は、図１および図３に示すように膝関節Ｍ１の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部１７ａを有しており、上部ステイ１２の下端および下部ステイ１５の上端を互いに連結する。具体的には、弾性体１７は、図２および図３に示すように膝関節Ｍ１の後方側で折り返されたＵ字形に形成され、前方に向かって開いた状態である。弾性体１７は、金属製のバネ材を採用してもよいし、繰り返し曲げに優れた樹脂製の材料を採用してもよい。この弾性体１７は、膝関節Ｍ１の曲げ伸ばしの妨げにならない程度に十分な柔軟性を有しており、したがって、面内方向の曲げ以外に、面外方向の曲げや捩れなど、膝関節Ｍ１を屈伸させるときの複雑な動きにも柔軟に追随して変形する。
【００２８】
緩衝材１８は、膝関節Ｍ１の側部の前方寄りに配置されている。本実施形態では、Ｕ字形に折り曲げられた弾性体１７の間で、湾曲部１７ａから離れた下部支持体１４側の端部１７ｂに固定されている。この緩衝材１８は、図３に示すように、上部ステイ１２および下部ステイ１５が直線状に並ぶ状態、すなわち膝装具１が脚Ｍに装着されて膝関節Ｍ１が伸ばされた状態で弾性体１７の端部１７ｂ間に挟まれる。
【００２９】
そして、緩衝材１８の取付位置は、膝関節Ｍ１を伸ばしたときに上部支持体１１と下部支持体１４とが離間するように、すなわち、大腿部Ｍ２と下腿部Ｍ３とを離間させるように作用する位置に設定される。大腿部Ｍ２と下腿部Ｍ３が実際に離間しなくても、脚Ｍを伸ばしたときに膝関節Ｍ１に加わる荷重を少しでも軽減するように作用すればよい。
【００３０】
この緩衝材１８は、弾力性を有した合成ゴムやウレタンなどの材料で作られ、弾性体１７の端部１７ｂによって挟まれた場合に、弾性体１７の端部１７ｂがそれ以上接近しない程度の十分な硬さを有している。緩衝材１８の大きさや硬さなどは、利用者の体重や膝関節Ｍ１の状態に合わせて最適なものが選択される。
【００３１】
以上のように構成された膝装具１は、図１に示すように、上部支持体１１と上部ステイ１２と下部支持体１４と下部ステイ１５と弾性体１７と緩衝材１８とで構成される内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂが、膝関節Ｍ１に対して内側部および外側部の両側に装着され、上部支持体１１どうしは第１のベルト１３で大腿部Ｍ２に、下部支持体１４どうしは第２のベルト１６で下腿部Ｍ３に、それぞれ固定される。
【００３２】
図３に示すように脚Ｍを真っ直ぐに伸ばして立った姿勢になった場合、利用者の体重は、上部支持体１１および上部ステイ１２から弾性体１７および緩衝材１８を介して下部ステイ１５および下部支持体１４へと膝装具１によって分散されるので、膝関節Ｍ１に加わる荷重を軽減することができる。
【００３３】
膝関節Ｍ１における大腿骨および脛骨の内側顆および外側顆や半月などの磨耗は、外側顆側よりも内側顆側のほうが顕著に生じる傾向が分かっている。内側顆に負荷が掛かり続けることによって変形を伴うようになると、内反膝と呼ばれる、いわゆる「Ｏ脚」になってしまい、膝関節Ｍ１の可動域が狭まり、歩行も困難になる。したがって、内側顆側に加わる関節面の圧力を軽減することで、内反膝になることを予防することが重要である。
【００３４】
そこで、本実施形態の膝装具１は、少なくとも膝関節Ｍ１の内側に緩衝材１８を配置する。また、外側顆に加わる荷重よりも内側顆に加わる荷重を積極的に軽減するために、上部ステイ１２及び下部ステイ１５が直線状に並ぶ方向、すなわち弾性体１７の端部１７ｂによって挟まれる方向に、内側部に配置される緩衝材１８の寸法は、外側部に配置される緩衝材１８の寸法よりも大きくする。膝関節Ｍ１を真っ直ぐに伸展させた場合、内側部に配置された緩衝材１８によって上部支持体１１と下部支持体１４を離間させる方向に反力を受ける。その結果、内側用ユニット１Ａにより多くの体重が伝達し、つまり、内側顆にかかる負担が軽減されることとなる。
【００３５】
膝関節Ｍ１の内側部に配置される緩衝材１８の寸法を外側部に配置される緩衝材１８よりも大きくする代わりに、内側部の緩衝材１８を外側部の緩衝材１８よりも硬くしてもよい。内側部の緩衝材１８のほうが硬いことによって、体重が緩衝材１８に加わったときの緩衝材１８の扁平量が小さくなるので、内側部の緩衝材１８の寸法を大きくしたときと同様の効果を得られる。
【００３６】
本発明に係る第２の実施形態の膝装具１について、図５および図６を参照して説明する。各図中において第１の実施形態の膝装具１と同じ機能を有する構成は、第１の実施形態の膝装具１の構成と同じ符号を付し、その説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。また、第２の実施形態において説明されない膝装具１の全体の構成は、第１の実施形態の膝装具１と同じであるので、対応する記載および図面を参酌することとする。
【００３７】
第２の実施形態の膝装具１は、図５に示すように、上部ステイ１２と弾性体１７、弾性体１７と下部ステイ１５のそれぞれ接合部分の構造、並びに、弾性体１７の端部１７ｂに配置される緩衝材１８の位置を微調整するための調整機構１９を有している点が、第１の実施形態の膝装具１と異なる。
【００３８】
膝装具１の弾性体１７の周辺部分を図５に示す。上部ステイ１２の下端は、弾性体１７の端部１７ｂに外挿する上部鞘１２１に溶接固定されている。溶接する代わりに上部鞘１２１に連結片を取り付け、この連結片に上部ステイ１２の下端をボルトやピンなどで連結してもよい。上部鞘１２１は、弾性体１７の端部１７ｂに対して止めネジ１２２によって固定される。
【００３９】
下部ステイ１５の上端は、上部ステイ１２の下端と同様に、弾性体１７の端部１７ｂに外挿する下部鞘１５１に溶接固定されている。溶接する代わりに下部鞘１５１に連結片を取り付け、この連結辺に下部ステイ１５の上端をボルトやピンなどで連結してもよい。下部鞘１５１は、弾性体１７の端部１７ｂに対して止めネジ１５２によって固定される。
【００４０】
第２の実施形態の膝装具１は、上部鞘１２１および下部鞘１５１を弾性体１７の端部１７ｂに対して端部１７ｂの延びる方向にスライドさせることで、弾性体１７の湾曲部１７ａに対して上部ステイ１２の下端および下部ステイ１５の上端の相対位置を変化させることができる。大腿部Ｍ２や下腿部Ｍ３の太さや膝関節Ｍ１との相対位置に応じて上部鞘１２１および下部鞘１５１を弾性体１７に対して移動させることで、膝装具１の見かけ上の回動中心位置を調整する。
【００４１】
調整機構１９は、図５および図６に示すように、ブラケット１９１とアンカープレート１９２と中間固定ボルト１９３とロックナット１９４とを備える。ブラケット１９１は、図６に示すように下部鞘１５１の上部に隙間を空けてビスで取り付けられており、弾性体１７の端部１７ｂの延びる方向、すなわち前後方向に沿うスロット１９１ａを有している。アンカープレート１９２は、下部鞘１５１の上面とブラケット１９１との間に挿入される。中間固定ボルト１９３は、ブラケット１９１のスロット１９１ａよりも大きい直径のディスク部１９３ａと、そこから上下に延びるネジ部１９３ｂを有している。ディスク部１９３ａから下方に延びるネジ部１９３ｂは、ブラケット１９１のスロット１９１ａを通してアンカープレート１９２ネジ穴と締結される。
【００４２】
中間固定ボルト１９３のディスク部１９３ａから上方へ延びるネジ部１９３ｂは、緩衝材１８の底部に埋設されたナットと螺合する。ロックナット１９４は、緩衝材１８とディスク部１９３ａとの間に螺合されている。ディスク部１９３ａから緩衝材１８までの距離は、ネジ部１９３ｂと螺合する量で調整し、その位置を維持するためにロックナット１９４によって固定する。
【００４３】
上記の構成の調整機構１９を備える膝装具１において、スロット１９１ａの長さの範囲内において、中間固定ボルト１９３とアンカープレート１９２との締結位置を変えることで、調整機構１９は、弾性体１７の湾曲部１７ａから緩衝材１８までの距離を調整する。また、中間固定ボルト１９３のネジ部１９３ｂに対する螺合量を変えることで、調整機構１９は、緩衝材１８の高さ、すなわち上部鞘１２１が緩衝材１８に当接する位置を調整する。
【００４４】
このように、調整機構１９を備える膝装具１は、上部ステイ１２および下部ステイ１５が直線状に並ぶ方向、すなわち緩衝材１８を弾性体１７の端部１７ｂで挟む寸法、および、弾性体１７の端部１７ｂの延びる方向、すなわち弾性体１７の湾曲部１７ａから緩衝材１８までの距離のそれぞれについて、緩衝材１８の位置を微調整することができる。
【００４５】
したがって、膝装具１の上部支持体１１および下部支持体１４を脚Ｍに固定した後で、緩衝材１８の位置を調整することができる。また、上部ステイ１２および下部ステイ１５に対して弾性体１７が上部鞘１２１および下部鞘１５１を介して連結されているので、弾性体１７の湾曲部１７ａの位置も調整できる。
【００４６】
膝装具１は、利用者が自ら脚Ｍに装着したり外したりするのであるから、位置や角度のずれは必ず生じ、毎回同じように装着できるとは限らない。この膝装具１は、弾性体１７の湾曲部１７ａおよび緩衝材１８の位置をそれぞれ微調整できる。したがって、脚Ｍに装着した膝装具１の位置が多少ずれていても、膝装具１を装着した後で湾曲部１７ａや緩衝材１８の位置を微調整することで、膝関節Ｍ１に対して理想的な状態に簡単にあわせることができる。
【００４７】
本発明に係る第３の実施形態の膝装具１について、図７を参照して説明する。図７において第１の実施形態の膝装具１と同じ機能を有する構成には第１の実施形態の膝装具１の構成と同じ符号を付し、その説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。第３の実施形態の膝装具１において、内側用ユニット１Ａと外側用ユニット１Ｂとは、脚Ｍを中心に左右対称に配置されている点を除いて同じ構成である。
【００４８】
図７に示す膝装具１は、右脚Ｍの大腿部Ｍ２から踵部Ｍ４までの範囲に装着されている。左脚に装着される左脚用の膝装具は、図７に示す右脚Ｍ用の膝装具１と左右対称に作られる。図７は、右脚Ｍに装着された膝装具１の内側用ユニット１Ａを示している。膝装具１は、上部支持体１１と、上部ステイ１２と、第１のベルト１３と、下部ステイ１５と、弾性体１７と、緩衝材１８と、底部支持体２０とを備える。この膝装具１は、下部支持体１４と第２のベルト１６を有していない代わりに、底部支持体２０を備えている。
【００４９】
底部支持体２０は、踵部Ｍ４に添えられるカップ２０１と、カップ２０１の下を回って脚Ｍの踝部Ｍ５を超える高さまで延びた受部材２０２とを備えている。内側に延びた受部材２０２の連結部２０２Ａは、内側用ユニット１Ａの下部ステイ１５の下端に回動可能に連結され、外側に延びた受部材２０２の連結部２０２Ｂは、外側用ユニット１Ｂの下部ステイ１５の下端に回動可能に連結されている。この底部支持体２０によって、内側用ユニット１Ａと外側用ユニット１Ｂとが接続される。
【００５０】
第３の実施形態の膝装具１は、底部支持体２０を備えるので、大腿部Ｍ２に掛かる利用者の体重の少なくとも一部を上部支持体１１、上部ステイ１２、弾性体１７、緩衝材１８、下部ステイ１５、底部支持体２０を介して、地面へ伝える。つまり、その分だけ膝関節Ｍ１に加わる荷重が軽減される。そして、膝関節Ｍ１が真っ直ぐに伸ばされた場合、第１の実施形態と同様に緩衝材１８が弾性体１７の端部１７ｂに挟まれた状態になることで、利用者の体重が直線上に並んだ上部ステイ１２から下部ステイ１５を介して底部支持体２０に伝わる。
【００５１】
この膝装具１は、図７に示すように構成する部品点数が少なく簡素であるため、底部支持体２０のカップ２０１が入る大きさの靴を履くこともできるし、膝装具１を装着した上からズボンＰをはくこともできる。なお、脚Ｍを曲げ伸ばしする際に下部ステイ１５が下腿部Ｍ３に対して安定しないようであれば、第１の実施形態のように下部支持体１４と第２のベルト１６を取り付けて下腿部Ｍ３に固定すればよい。
【００５２】
本発明に係る第４の実施形態の膝装具１について、図８および図９を参照して説明する。図８および図９において第１および第３の実施形態の膝装具１と同じ機能を有する構成には第１および第３の実施形態の膝装具１の構成と同じ符号を付し、その説明は、第１および第３の実施形態の対応する記載を参酌することとする。
【００５３】
第４の実施形態の膝装具１は、上部支持体１１と、上部ステイ１２と、第１のベルト１３と、下部支持体１４と、下部ステイ１５と、第２のベルト１６と、弾性体１７と、緩衝材１８と、底部支持体２０と、中間回動ヒンジ２１とを備えている。
【００５４】
上部支持体１１は、弾性体１７からの距離を調整できるように上部ステイ１２に対して取り付けられている。この実施形態では、図８に示すように上部ステイ１２に長孔１２５を形成し、図９に示すようにこの長孔１２５に通されるスタッドボルト１１５を上部支持体１１に配置している。長孔を上部支持体１１に設け、内側から長孔に通されたボルトを上部ステイ１２に固定してもよい。
【００５５】
下部支持体１４は、上部支持体１１と同様に弾性体１７からの距離を調整できるように下部ステイ１５に対して取り付けられている。また下部ステイ１５は、弾性体１７から底部支持体２０までの間の距離を調整できるように途中で連結されている。この実施形態では、図８に示すように下部ステイ１５に長孔１５５を形成し、この長孔１５５に通されるスタッドボルト１４５を下部支持体１４に配置している。
【００５６】
また、図９に示すように、第４の実施形態の膝装具１は、下部ステイ１５が下腿部Ｍ３の外形に沿うのではなく、弾性体１７から踝部Ｍ５の位置までほぼ真っ直ぐに、内側用ユニット１Ａの下部ステイ１５と外側用ユニット１Ｂの下部ステイ１５とが平行に配置されるように形成される。これに伴い、下部支持体１４は、脚Ｍの外径に合わせて形成された把持部１４ａから下部ステイ１５に届くように膨出させた取付座１４ｂを有している。この実施形態において、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂのそれぞれ下部支持体１４は、膝関節Ｍ１の裏側を回るように配置される第３のベルト１６Ａで連結されている。この第３のベルト１６Ａは、脚Ｍを伸ばしたときに、膝装具１がずれないようにするために取り付けられる。
【００５７】
さらに、第４の実施形態の膝装具１は、図８および図９に示すように、下部ステイ１５と弾性体１７との間に中間回動ヒンジ２１を有している。中間回動ヒンジ２１は、弾性体１７から下方に延びるプレート２１１と、このプレート２１１に取り付けられたボス２１２と、下部ステイ１５の上端に設けられてボス２１２に嵌合する軸受２１３とを備える。この中間回動ヒンジ２１は、弾性体１７の変形を伴わずに上部ステイ１２と下部ステイ１５との相対的な回動動作を可能にする。また、中間回動ヒンジ２１は、膝関節Ｍ１が真っ直ぐに伸ばされたときにそれ以上回らないように、図８に示すようにプレート２１１と軸受２１３の間に回動を規制する係止部２１４が設けられている。
【００５８】
第４の実施形態の膝装具１において底部支持体２０は、図８および図９に示すように、カップ２０１と受部材２０２とが一体に形成されている。そして、連結部２０２Ａ，２０２Ｂは、それぞれ下部ステイ１５の下端に連結されるために踝部Ｍ５から離れた位置に張り出している。底部支持体２０が一体に形成されることによって底部支持体２０の剛性が高まるので、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂのそれぞれから伝わる荷重に対して底部支持体２０が捻れるのを防止できる。そして底部支持体２０が十分な剛性を有していることによって、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂの中間回動ヒンジ２１の位置が相対的にずれ難いので、中間回動ヒンジ２１の動作も円滑な状態に維持される。
【００５９】
以上のように構成された第４の実施形態の膝装具１は、下部ステイ１５が真っ直ぐに延びているので、大腿部Ｍ２に掛かる利用者の体重が内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを介して底部支持体２０にダイレクトに伝わりやすい。また、第４の実施形態の膝装具１は、中間回動ヒンジ２１を備えているので、弾性体１７のばね剛性にに抗って脚Ｍを曲げる必要がなくなり、利用者の筋力的な負担が軽減される。
【００６０】
第４の実施形態の膝装具１は、脚Ｍがほぼまっすぐに伸ばされると、中間回動ヒンジ２１がそれ以上回動するのが係止部２１４によって規制され、膝関節Ｍ１を中心とする上部支持体１１と下部支持体１４の相対的な回動が弾性体１７によって引き継がれる。そして、上部支持体１１と下部支持体１４がほぼ真っ直ぐに並ぶと、緩衝材１８が弾性体１７の端部１７ｂに挟まれる。その結果、大腿部Ｍ２に掛かる体重は、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを介して底部支持体２０へ掛かる。また、第１の実施形態と同様に緩衝材１８が取り付けられていることによって、上部支持体１１と下部支持体１４の相対距離が引き離される。したがって、この膝装具１は、膝関節Ｍ１に圧縮荷重が加わるのを軽減することができる。
【００６１】
第１から第４の実施形態のいずれの膝装具１であっても、構造が簡素であり、装着した状態でもあまりかさばらない。したがって、膝装具１を脚Ｍに装着した上からズボンＰをはくことも可能である。また、この膝装具１は、膝関節Ｍ１の「ずれ」や「ゆるみ」に対する保持力も兼ね備える。したがって、膝関節Ｍ１の靭帯を痛めている場合にもこの膝装具１を装着することによって、膝関節Ｍ１のずれを防止することができる。
【００６２】
上述の各実施形態において示した膝装具１を構成する各部材は、上述したものに限定されない。新たな材料が開発される中で、各部材の機能を満たすものであれば、採用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１…膝装具、１Ａ…内側ユニット、１Ｂ…外側ユニット、１１…上部支持体、１２…上部ステイ、１３…第１のベルト、１４…下部支持体、１５…下部ステイ、１６…第２のベルト、１７…弾性体、１７ａ…湾局部、１７ｂ…端部、１８…緩衝材、１９…調整機構、２０…底部支持体、２１…中間回動ヒンジ、Ｍ…（右）脚、Ｍ１…膝関節、Ｍ２…大腿部、Ｍ３…下腿部、Ｍ４…踵部、Ｍ５…踝部。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、歩行など膝の曲げ伸ばしにおける膝関節痛を緩和するための膝関節用の膝装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
膝関節は、年齢を重ねると、大腿骨の内側顆及び外側顆と、脛骨の内側顆及び外側顆、並びにこれらの間の半月が磨耗し、膝の曲げ伸ばしの際に膝関節痛が生じることがある。このような場合、痛い方の膝をかばいながら歩くなどにより、骨格に変形をきたすことにもなりかねない。また痛みを和らげるために体重を偏らせることによって全身のバランスが崩れ、その他の関節にも負担がかかる。
【０００３】
膝関節の痛みを緩和するために、膝に掛かる体重の負担を軽減するように工夫された膝用の関節保護具（特許文献１）、膝痛防止ベルト（特許文献２）、簡易膝関節免荷具（特許文献３）等、様々なものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載された間接保護具の場合、膝関節を伸展させる方向に上部金具と下部金具が伸ばされると、付勢スプリングが上部金具と下部金具を引き離すように作用する。これによって、上部金具が取り付けられた大腿部と下部金具が取り付けられた下腿部とを引き離し、関節部分が擦れて痛むのを防止しようとしている。
【０００５】
特許文献２に記載された膝痛防止ベルトの場合、大腿部と下腿部とにそれぞれ取り付けられるコルセットの間に棒状のばねを装着し、コルセットの両端に引っ張ったゴムテープを掛け渡している。
【０００６】
特許文献３に記載された簡易膝関節免荷具の場合、大腿部と下腿部に巻かれる帯を膝関節の内側および外側にパイプ状の弾性体で連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３−３８５１１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１３８８０２号公報
【特許文献３】特開２００１−３１４４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、膝関節において、屈曲及び伸展させるときの回動中心となる軸は、１か所に定まらず、前後、上下に移動するのみならず、回旋もする。したがって、大腿部と下腿部を一つの軸を中心として回動するヒンジで連結するような構造の補助具では、膝関節の動きと合わないため、快適な位置にあわせることが難しく歩きづらいとともに、大腿部と下腿部に固定した補助具がずれたりすることもある。そのため、膝関節に掛かる体重を軽減する機能が十分に発揮されない。
【０００９】
膝関節の動きを補助するために、特許文献１に記載された関節保護具や特許文献２に記載された膝痛防止ベルトではコイルスプリングや棒状のバネが採用され、特許文献３に記載された簡易膝関節免荷具ではパイプ状の弾性体が採用されている。しかし、歩行運動において膝関節に係る体重を軽減できる程度に剛性を有したバネあるいは弾性体は、膝関節の屈伸動作の妨げとなり、非力な高齢者にとってはわずらわしいだけである。
【００１０】
また、複雑なリンク機構を用いて膝関節の動きをできるだけ再現しようとする装具も存在する。しかし、この種の装具は、膝関節の靭帯を損傷した場合などのように、膝を屈伸させるときの本来の関節の動きからずれないように拘束することを目的としており、各個人に合わせた特別注文であることが多く、高価なものになってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、歩行中に膝関節に加わる体重を簡単な構造で軽減する膝装具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る膝装具は、上部支持体と上部ステイと第１のベルトと下部支持体と下部ステイと第２のベルトと弾性体と緩衝材とを備える。上部支持体は、大腿部に添えられる。上部ステイは、上部支持体に固定され、膝関節の側部に向かって延びている。第１のベルトは、上部支持体を大腿部に保持する。下部支持体は、下腿部に添えられる。下部ステイは、下部支持体に固定され、膝関節の側部に向かって延びている。第２のベルトは、下部支持体を下腿部に保持する。弾性体は、膝関節の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部を有し、上部ステイの下端および下部ステイの上端を連結する。緩衝材は、膝関節の前方寄りに配置され、上部ステイおよび下部ステイが直線状に並ぶ状態で弾性体の間に挟まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る膝装具によれば、上部支持体が装着された大腿部と下部支持体が装着された下腿部との相対距離が上部ステイと下部ステイと弾性体とによって保持され、かつ、膝関節がほぼ真っ直ぐに伸ばされた状態で緩衝材が弾性体の間に挟まれることで、膝関節に加わる利用者の体重を軽減することができる。緩衝材は、膝関節が曲げられている間は、上部ステイ側または下部ステイ側の弾性体に取り付いており、利用者が膝関節を曲げる動作を妨げることはない。弾性体は、膝関節の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部を有しており、上部ステイおよび下部ステイを連結する。この弾性体は、膝関節の曲げ伸ばしの動作の妨げにならない程度に十分な柔軟性を有しており、したがって、膝関節の複雑な動きにも柔軟に追随し得る。
【００１４】
また、上部ステイおよび下部ステイが直線状に並ぶ方向に緩衝材の寸法を調整できる発明に係る膝装具、または、弾性体の湾曲部から緩衝材までの距離を変える調整機構をさらに備える発明に係る膝装具によれば、利用者の体形および膝関節の動作に合わせて好ましい状態にセッティングすることが容易である。
【００１５】
さらに、上部支持体、上部ステイ、下部支持体、下部ステイ、弾性体を膝関節の内側部および外側部の両側に配置し、緩衝材は、少なくとも内側部の弾性体に取り付けるか、内側部および外側部の両側の弾性体に取り付ける発明に係る膝装具によれば、膝関節の横方向の負荷を緩和することができる。特に、膝関節の内側顆が磨耗しやすいので、緩衝材を少なくとも内側部の弾性体に取り付けることで、膝関節に生じる痛みの大半を解消することができる。したがって、内側部の緩衝材を外側部の緩衝材よりも寸法を大きくしたり硬くしたりすることは、膝関節の痛みを解消する効果を促進する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の膝装具として右脚用のものを示す斜視図。
【図２】図１に示した膝装具の内側用および外側用を左右に並べて示す平面図。
【図３】図１に示した膝装具を着用した右脚を内側から示す側面図。
【図４】図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う膝装具の断面図。
【図５】本発明に係る第２の実施形態の膝装具の調整機構の周辺を示す断面図。
【図６】図５に示した調整機構の分解斜視図。
【図７】本発明に係る第３の実施形態の膝装具として右脚用のものを示す側面図。
【図８】本発明に係る第４の実施形態の膝装具として右脚用のものを示す側面図。
【図９】図８に示した膝装具を正面から見たときの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る第１の実施形態の膝装具１について、図１から図４を参照して説明する。なお、説明の便宜上、膝装具１が利用者に着用された状態で、空間における方向について利用者を基準に、「右」、「左」、「前」、「後」、「上」、「下」、「内側」、「外側」をそれぞれ定義する。図１に示す膝装具１は、右脚Ｍの膝関節Ｍ１を中心に、大腿部Ｍ２から下腿部Ｍ３にかけて装着される。左脚に装着される左脚用の膝装具は、図１に示す右脚Ｍ用の膝装具１と左右対称に作られる。この膝装具１は、上部支持体１１と、上部ステイ１２と、第１のベルト１３と、下部支持体１４と、下部ステイ１５と、第２のベルト１６と、弾性体１７と、緩衝材１８とを備える。
【００１８】
上部支持体１１は、大腿部Ｍ２の内側および外側にそれぞれ１つずつ添えられる。内側および外側の上部支持体１１は、大腿部Ｍ２の外形に沿う曲面にそれぞれ形成されている。この上部支持体１１は、熱可塑性の樹脂で形成され、ヒータなどで加熱することで簡単に利用者の大腿部Ｍ２にフィットさせることができる。上部支持体１１は、大腿部Ｍ２に接する内面に低反発素材などのスポンジ１１１が貼り付けられている。
【００１９】
なお、上部支持体１１およびその内面に貼り付けられるスポンジ１１１は、肌に直接触れる、あるいは、衣類の上から、長時間に亘って装着されることを考慮して、通気性、抗菌性に優れた材質のものを採用するだけでなく、アレルギーなどに配慮された材質を選択することが好ましい。通気性を良くするために、強度を低下させない範囲で上部支持体１１に多数の孔を設けてもよい。
【００２０】
上部ステイ１２は、各図に示すように、上部支持体１１に２本ずつ取り付けられ、膝関節Ｍ１の側部に向かって上部支持体１１の下縁よりも下方に延びている。上部ステイ１２は、軽量な金属、例えばアルミニウム合金やチタニウム合金で作られる以外に、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などで作られていてもよい。
【００２１】
第１のベルト１３は、上部支持体１１の縁に形成された上下２段のスロット１１２にそれぞれ通され、上部支持体１１を大腿部Ｍ２に保持する。第１のベルト１３は、伸縮性の有る素材で造られ、長さを調節できるように端部１３ａや中間部１３ｂに取り付けられる面ファスナ１３１によって固定される。例えば、図２に示すように膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂが脚Ｍの後側でつながった状態となるように第１のベルト１３を通し、図１に示すように脚Ｍの前側で端部１３ａを重ね合わせて留めている。
【００２２】
また、図４に示すように、膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを脚Ｍの前側と後側とにおいて、別々に、第１のベルト１３で繋ぎ合わせてもよい。前側と後側とで第１のベルト１３を分けていると、脚Ｍに膝装具１を装着する場合に、前側の第１のベルト１３の締り具合と、後側の第１のベルト１３の締り具合を微調整しやすく、また、一度設定したのちは、後側の第１のベルト１３を外すことなく前側の第１のベルト１３を操作するだけで、膝装具１の装着と取り外しを容易に行なえる。
【００２３】
第１のベルト１３を上部支持体１１に留める、あるいは第１のベルト１３どうしを留めるための面ファスナ１３１の代わりに、ホックやスナップ、ボタン、バックル、クイックファスナなど、またはこれらを併用してもよい。さらにベルトの代わりに紐を掛け渡してもよい。
【００２４】
下部支持体１４は、下腿部Ｍ３の内側および外側にそれぞれ１つずつ添えられる。内側および外側の下部支持体１４は、下腿部Ｍ３の外形に沿う曲面にそれぞれ形成されている。下部支持体１４は、上部支持体１１と同様に、熱可塑性の樹脂で形成され、ヒータなどで加熱することで簡単に利用者の下腿部Ｍ３にフィットさせることができる。この下部支持体１４は、下腿部Ｍ３に接する内面に低反発素材などのスポンジ１４１が貼り付けられている。下部支持体１４およびその内面に貼り付けられるスポンジ１４１は、上部支持体１１と同様に、肌に直接触れる、あるいは、衣類の上から、長時間に亘って装着されることを考慮して、通気性、抗菌性に優れた材質のものを採用するとともに、アレルギーなどに配慮された材質を選択することが好ましい。また、通気性を良くするために、強度を低下させない範囲で下部支持体１４に多数の孔を設けてもよい。
【００２５】
下部ステイ１５は、各図に示すように２本ずつ下部支持体１４に取り付けられ、膝関節Ｍ１の側部に向かって下部支持体１４の上縁よりも上方に延びている。下部ステイ１５は、上部ステイ１２と同様に、軽量な材料によって作られている。なお、上部支持体１１と上部ステイ１２、下部支持体１４と下部ステイ１５は、それぞれＦＲＰによって一体成形されていてもよい。
【００２６】
第２のベルト１６は、下部支持体１４の縁に形成された上下２段のスロット１４２にそれぞれ通され、下部支持体１４を下腿部Ｍ３に保持する。第１のベルト１３と同様に、第２のベルト１６も伸縮性の有る素材で造られ、端部１６ａや中間部１６ｂに取り付けられる面ファスナ１６１によって固定される。第２のベルト１６もまた、図２に示すように膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂが脚Ｍの後側でつながった状態となるように通され、図１に示すように脚Ｍの前側で端部１６ａを重ね合わせて留められる。そして、図４に示した第１のベルト１３と同様に、膝装具１の内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを脚Ｍの前側と後側とで別々に繋ぐように、第２のベルト１６を設けてもよい。第２のベルト１６を２つに分けていることによって、脚Ｍに膝装具１を装着する場合に、微調整がしやすくまた、装着と取り外しの際の操作性が向上する。
【００２７】
弾性体１７は、図１および図３に示すように膝関節Ｍ１の側部に配置され、後方で折り返された湾曲部１７ａを有しており、上部ステイ１２の下端および下部ステイ１５の上端を互いに連結する。具体的には、弾性体１７は、図２および図３に示すように膝関節Ｍ１の後方側で折り返されたＵ字形に形成され、前方に向かって開いた状態である。弾性体１７は、金属製のバネ材を採用してもよいし、繰り返し曲げに優れた樹脂製の材料を採用してもよい。この弾性体１７は、膝関節Ｍ１の曲げ伸ばしの妨げにならない程度に十分な柔軟性を有しており、したがって、面内方向の曲げ以外に、面外方向の曲げや捩れなど、膝関節Ｍ１を屈伸させるときの複雑な動きにも柔軟に追随して変形する。
【００２８】
緩衝材１８は、膝関節Ｍ１の側部の前方寄りに配置されている。本実施形態では、Ｕ字形に折り曲げられた弾性体１７の間で、湾曲部１７ａから離れた下部支持体１４側の端部１７ｂに固定されている。この緩衝材１８は、図３に示すように、上部ステイ１２および下部ステイ１５が直線状に並ぶ状態、すなわち膝装具１が脚Ｍに装着されて膝関節Ｍ１が伸ばされた状態で弾性体１７の端部１７ｂ間に挟まれる。
【００２９】
そして、緩衝材１８の取付位置は、膝関節Ｍ１を伸ばしたときに上部支持体１１と下部支持体１４とが離間するように、すなわち、大腿部Ｍ２と下腿部Ｍ３とを離間させるように作用する位置に設定される。大腿部Ｍ２と下腿部Ｍ３が実際に離間しなくても、脚Ｍを伸ばしたときに膝関節Ｍ１に加わる荷重を少しでも軽減するように作用すればよい。
【００３０】
この緩衝材１８は、弾力性を有した合成ゴムやウレタンなどの材料で作られ、弾性体１７の端部１７ｂによって挟まれた場合に、弾性体１７の端部１７ｂがそれ以上接近しない程度の十分な硬さを有している。緩衝材１８の大きさや硬さなどは、利用者の体重や膝関節Ｍ１の状態に合わせて最適なものが選択される。
【００３１】
以上のように構成された膝装具１は、図１に示すように、上部支持体１１と上部ステイ１２と下部支持体１４と下部ステイ１５と弾性体１７と緩衝材１８とで構成される内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂが、膝関節Ｍ１に対して内側部および外側部の両側に装着され、上部支持体１１どうしは第１のベルト１３で大腿部Ｍ２に、下部支持体１４どうしは第２のベルト１６で下腿部Ｍ３に、それぞれ固定される。
【００３２】
図３に示すように脚Ｍを真っ直ぐに伸ばして立った姿勢になった場合、利用者の体重は、上部支持体１１および上部ステイ１２から弾性体１７および緩衝材１８を介して下部ステイ１５および下部支持体１４へと膝装具１によって分散されるので、膝関節Ｍ１に加わる荷重を軽減することができる。
【００３３】
膝関節Ｍ１における大腿骨および脛骨の内側顆および外側顆や半月などの磨耗は、外側顆側よりも内側顆側のほうが顕著に生じる傾向が分かっている。内側顆に負荷が掛かり続けることによって変形を伴うようになると、内反膝と呼ばれる、いわゆる「Ｏ脚」になってしまい、膝関節Ｍ１の可動域が狭まり、歩行も困難になる。したがって、内側顆側に加わる関節面の圧力を軽減することで、内反膝になることを予防することが重要である。
【００３４】
そこで、本実施形態の膝装具１は、少なくとも膝関節Ｍ１の内側に緩衝材１８を配置する。また、外側顆に加わる荷重よりも内側顆に加わる荷重を積極的に軽減するために、上部ステイ１２及び下部ステイ１５が直線状に並ぶ方向、すなわち弾性体１７の端部１７ｂによって挟まれる方向に、内側部に配置される緩衝材１８の寸法は、外側部に配置される緩衝材１８の寸法よりも大きくする。膝関節Ｍ１を真っ直ぐに伸展させた場合、内側部に配置された緩衝材１８によって上部支持体１１と下部支持体１４を離間させる方向に反力を受ける。その結果、内側用ユニット１Ａにより多くの体重が伝達し、つまり、内側顆にかかる負担が軽減されることとなる。
【００３５】
膝関節Ｍ１の内側部に配置される緩衝材１８の寸法を外側部に配置される緩衝材１８よりも大きくする代わりに、内側部の緩衝材１８を外側部の緩衝材１８よりも硬くしてもよい。内側部の緩衝材１８のほうが硬いことによって、体重が緩衝材１８に加わったときの緩衝材１８の扁平量が小さくなるので、内側部の緩衝材１８の寸法を大きくしたときと同様の効果を得られる。
【００３６】
本発明に係る第２の実施形態の膝装具１について、図５および図６を参照して説明する。各図中において第１の実施形態の膝装具１と同じ機能を有する構成は、第１の実施形態の膝装具１の構成と同じ符号を付し、その説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。また、第２の実施形態において説明されない膝装具１の全体の構成は、第１の実施形態の膝装具１と同じであるので、対応する記載および図面を参酌することとする。
【００３７】
第２の実施形態の膝装具１は、図５に示すように、上部ステイ１２と弾性体１７、弾性体１７と下部ステイ１５のそれぞれ接合部分の構造、並びに、弾性体１７の端部１７ｂに配置される緩衝材１８の位置を微調整するための調整機構１９を有している点が、第１の実施形態の膝装具１と異なる。
【００３８】
膝装具１の弾性体１７の周辺部分を図５に示す。上部ステイ１２の下端は、弾性体１７の端部１７ｂに外挿する上部鞘１２１に溶接固定されている。溶接する代わりに上部鞘１２１に連結片を取り付け、この連結片に上部ステイ１２の下端をボルトやピンなどで連結してもよい。上部鞘１２１は、弾性体１７の端部１７ｂに対して止めネジ１２２によって固定される。
【００３９】
下部ステイ１５の上端は、上部ステイ１２の下端と同様に、弾性体１７の端部１７ｂに外挿する下部鞘１５１に溶接固定されている。溶接する代わりに下部鞘１５１に連結片を取り付け、この連結辺に下部ステイ１５の上端をボルトやピンなどで連結してもよい。下部鞘１５１は、弾性体１７の端部１７ｂに対して止めネジ１５２によって固定される。
【００４０】
第２の実施形態の膝装具１は、上部鞘１２１および下部鞘１５１を弾性体１７の端部１７ｂに対して端部１７ｂの延びる方向にスライドさせることで、弾性体１７の湾曲部１７ａに対して上部ステイ１２の下端および下部ステイ１５の上端の相対位置を変化させることができる。大腿部Ｍ２や下腿部Ｍ３の太さや膝関節Ｍ１との相対位置に応じて上部鞘１２１および下部鞘１５１を弾性体１７に対して移動させることで、膝装具１の見かけ上の回動中心位置を調整する。
【００４１】
調整機構１９は、図５および図６に示すように、ブラケット１９１とアンカープレート１９２と中間固定ボルト１９３とロックナット１９４とを備える。ブラケット１９１は、図６に示すように下部鞘１５１の上部に隙間を空けてビスで取り付けられており、弾性体１７の端部１７ｂの延びる方向、すなわち前後方向に沿うスロット１９１ａを有している。アンカープレート１９２は、下部鞘１５１の上面とブラケット１９１との間に挿入される。中間固定ボルト１９３は、ブラケット１９１のスロット１９１ａよりも大きい直径のディスク部１９３ａと、そこから上下に延びるネジ部１９３ｂを有している。ディスク部１９３ａから下方に延びるネジ部１９３ｂは、ブラケット１９１のスロット１９１ａを通してアンカープレート１９２ネジ穴と締結される。
【００４２】
中間固定ボルト１９３のディスク部１９３ａから上方へ延びるネジ部１９３ｂは、緩衝材１８の底部に埋設されたナットと螺合する。ロックナット１９４は、緩衝材１８とディスク部１９３ａとの間に螺合されている。ディスク部１９３ａから緩衝材１８までの距離は、ネジ部１９３ｂと螺合する量で調整し、その位置を維持するためにロックナット１９４によって固定する。
【００４３】
上記の構成の調整機構１９を備える膝装具１において、スロット１９１ａの長さの範囲内において、中間固定ボルト１９３とアンカープレート１９２との締結位置を変えることで、調整機構１９は、弾性体１７の湾曲部１７ａから緩衝材１８までの距離を調整する。また、中間固定ボルト１９３のネジ部１９３ｂに対する螺合量を変えることで、調整機構１９は、緩衝材１８の高さ、すなわち上部鞘１２１が緩衝材１８に当接する位置を調整する。
【００４４】
このように、調整機構１９を備える膝装具１は、上部ステイ１２および下部ステイ１５が直線状に並ぶ方向、すなわち緩衝材１８を弾性体１７の端部１７ｂで挟む寸法、および、弾性体１７の端部１７ｂの延びる方向、すなわち弾性体１７の湾曲部１７ａから緩衝材１８までの距離のそれぞれについて、緩衝材１８の位置を微調整することができる。
【００４５】
したがって、膝装具１の上部支持体１１および下部支持体１４を脚Ｍに固定した後で、緩衝材１８の位置を調整することができる。また、上部ステイ１２および下部ステイ１５に対して弾性体１７が上部鞘１２１および下部鞘１５１を介して連結されているので、弾性体１７の湾曲部１７ａの位置も調整できる。
【００４６】
膝装具１は、利用者が自ら脚Ｍに装着したり外したりするのであるから、位置や角度のずれは必ず生じ、毎回同じように装着できるとは限らない。この膝装具１は、弾性体１７の湾曲部１７ａおよび緩衝材１８の位置をそれぞれ微調整できる。したがって、脚Ｍに装着した膝装具１の位置が多少ずれていても、膝装具１を装着した後で湾曲部１７ａや緩衝材１８の位置を微調整することで、膝関節Ｍ１に対して理想的な状態に簡単にあわせることができる。
【００４７】
本発明に係る第３の実施形態の膝装具１について、図７を参照して説明する。図７において第１の実施形態の膝装具１と同じ機能を有する構成には第１の実施形態の膝装具１の構成と同じ符号を付し、その説明は、第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。第３の実施形態の膝装具１において、内側用ユニット１Ａと外側用ユニット１Ｂとは、脚Ｍを中心に左右対称に配置されている点を除いて同じ構成である。
【００４８】
図７に示す膝装具１は、右脚Ｍの大腿部Ｍ２から踵部Ｍ４までの範囲に装着されている。左脚に装着される左脚用の膝装具は、図７に示す右脚Ｍ用の膝装具１と左右対称に作られる。図７は、右脚Ｍに装着された膝装具１の内側用ユニット１Ａを示している。膝装具１は、上部支持体１１と、上部ステイ１２と、第１のベルト１３と、下部ステイ１５と、弾性体１７と、緩衝材１８と、底部支持体２０とを備える。この膝装具１は、下部支持体１４と第２のベルト１６を有していない代わりに、底部支持体２０を備えている。
【００４９】
底部支持体２０は、踵部Ｍ４に添えられるカップ２０１と、カップ２０１の下を回って脚Ｍの踝部Ｍ５を超える高さまで延びた受部材２０２とを備えている。内側に延びた受部材２０２の連結部２０２Ａは、内側用ユニット１Ａの下部ステイ１５の下端に回動可能に連結され、外側に延びた受部材２０２の連結部２０２Ｂは、外側用ユニット１Ｂの下部ステイ１５の下端に回動可能に連結されている。この底部支持体２０によって、内側用ユニット１Ａと外側用ユニット１Ｂとが接続される。
【００５０】
第３の実施形態の膝装具１は、底部支持体２０を備えるので、大腿部Ｍ２に掛かる利用者の体重の少なくとも一部を上部支持体１１、上部ステイ１２、弾性体１７、緩衝材１８、下部ステイ１５、底部支持体２０を介して、地面へ伝える。つまり、その分だけ膝関節Ｍ１に加わる荷重が軽減される。そして、膝関節Ｍ１が真っ直ぐに伸ばされた場合、第１の実施形態と同様に緩衝材１８が弾性体１７の端部１７ｂに挟まれた状態になることで、利用者の体重が直線上に並んだ上部ステイ１２から下部ステイ１５を介して底部支持体２０に伝わる。
【００５１】
この膝装具１は、図７に示すように構成する部品点数が少なく簡素であるため、底部支持体２０のカップ２０１が入る大きさの靴を履くこともできるし、膝装具１を装着した上からズボンＰをはくこともできる。なお、脚Ｍを曲げ伸ばしする際に下部ステイ１５が下腿部Ｍ３に対して安定しないようであれば、第１の実施形態のように下部支持体１４と第２のベルト１６を取り付けて下腿部Ｍ３に固定すればよい。
【００５２】
本発明に係る第４の実施形態の膝装具１について、図８および図９を参照して説明する。図８および図９において第１および第３の実施形態の膝装具１と同じ機能を有する構成には第１および第３の実施形態の膝装具１の構成と同じ符号を付し、その説明は、第１および第３の実施形態の対応する記載を参酌することとする。
【００５３】
第４の実施形態の膝装具１は、上部支持体１１と、上部ステイ１２と、第１のベルト１３と、下部支持体１４と、下部ステイ１５と、第２のベルト１６と、弾性体１７と、緩衝材１８と、底部支持体２０と、中間回動ヒンジ２１とを備えている。
【００５４】
上部支持体１１は、弾性体１７からの距離を調整できるように上部ステイ１２に対して取り付けられている。この実施形態では、図８に示すように上部ステイ１２に長孔１２５を形成し、図９に示すようにこの長孔１２５に通されるスタッドボルト１１５を上部支持体１１に配置している。長孔を上部支持体１１に設け、内側から長孔に通されたボルトを上部ステイ１２に固定してもよい。
【００５５】
下部支持体１４は、上部支持体１１と同様に弾性体１７からの距離を調整できるように下部ステイ１５に対して取り付けられている。また下部ステイ１５は、弾性体１７から底部支持体２０までの間の距離を調整できるように途中で連結されている。この実施形態では、図８に示すように下部ステイ１５に長孔１５５を形成し、この長孔１５５に通されるスタッドボルト１４５を下部支持体１４に配置している。
【００５６】
また、図９に示すように、第４の実施形態の膝装具１は、下部ステイ１５が下腿部Ｍ３の外形に沿うのではなく、弾性体１７から踝部Ｍ５の位置までほぼ真っ直ぐに、内側用ユニット１Ａの下部ステイ１５と外側用ユニット１Ｂの下部ステイ１５とが平行に配置されるように形成される。これに伴い、下部支持体１４は、脚Ｍの外径に合わせて形成された把持部１４ａから下部ステイ１５に届くように膨出させた取付座１４ｂを有している。この実施形態において、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂのそれぞれ下部支持体１４は、膝関節Ｍ１の裏側を回るように配置される第３のベルト１６Ａで連結されている。この第３のベルト１６Ａは、脚Ｍを伸ばしたときに、膝装具１がずれないようにするために取り付けられる。
【００５７】
さらに、第４の実施形態の膝装具１は、図８および図９に示すように、下部ステイ１５と弾性体１７との間に中間回動ヒンジ２１を有している。中間回動ヒンジ２１は、弾性体１７から下方に延びるプレート２１１と、このプレート２１１に取り付けられたボス２１２と、下部ステイ１５の上端に設けられてボス２１２に嵌合する軸受２１３とを備える。この中間回動ヒンジ２１は、弾性体１７の変形を伴わずに上部ステイ１２と下部ステイ１５との相対的な回動動作を可能にする。また、中間回動ヒンジ２１は、膝関節Ｍ１が真っ直ぐに伸ばされたときにそれ以上回らないように、図８に示すようにプレート２１１と軸受２１３の間に回動を規制する係止部２１４が設けられている。
【００５８】
第４の実施形態の膝装具１において底部支持体２０は、図８および図９に示すように、カップ２０１と受部材２０２とが一体に形成されている。そして、連結部２０２Ａ，２０２Ｂは、それぞれ下部ステイ１５の下端に連結されるために踝部Ｍ５から離れた位置に張り出している。底部支持体２０が一体に形成されることによって底部支持体２０の剛性が高まるので、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂのそれぞれから伝わる荷重に対して底部支持体２０が捻れるのを防止できる。そして底部支持体２０が十分な剛性を有していることによって、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂの中間回動ヒンジ２１の位置が相対的にずれ難いので、中間回動ヒンジ２１の動作も円滑な状態に維持される。
【００５９】
以上のように構成された第４の実施形態の膝装具１は、下部ステイ１５が真っ直ぐに延びているので、大腿部Ｍ２に掛かる利用者の体重が内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを介して底部支持体２０にダイレクトに伝わりやすい。また、第４の実施形態の膝装具１は、中間回動ヒンジ２１を備えているので、弾性体１７のばね剛性にに抗って脚Ｍを曲げる必要がなくなり、利用者の筋力的な負担が軽減される。
【００６０】
第４の実施形態の膝装具１は、脚Ｍがほぼまっすぐに伸ばされると、中間回動ヒンジ２１がそれ以上回動するのが係止部２１４によって規制され、膝関節Ｍ１を中心とする上部支持体１１と下部支持体１４の相対的な回動が弾性体１７によって引き継がれる。そして、上部支持体１１と下部支持体１４がほぼ真っ直ぐに並ぶと、緩衝材１８が弾性体１７の端部１７ｂに挟まれる。その結果、大腿部Ｍ２に掛かる体重は、内側用ユニット１Ａおよび外側用ユニット１Ｂを介して底部支持体２０へ掛かる。また、第１の実施形態と同様に緩衝材１８が取り付けられていることによって、上部支持体１１と下部支持体１４の相対距離が引き離される。したがって、この膝装具１は、膝関節Ｍ１に圧縮荷重が加わるのを軽減することができる。
【００６１】
第１から第４の実施形態のいずれの膝装具１であっても、構造が簡素であり、装着した状態でもあまりかさばらない。したがって、膝装具１を脚Ｍに装着した上からズボンＰをはくことも可能である。また、この膝装具１は、膝関節Ｍ１の「ずれ」や「ゆるみ」に対する保持力も兼ね備える。したがって、膝関節Ｍ１の靭帯を痛めている場合にもこの膝装具１を装着することによって、膝関節Ｍ１のずれを防止することができる。
【００６２】
上述の各実施形態において示した膝装具１を構成する各部材は、上述したものに限定されない。新たな材料が開発される中で、各部材の機能を満たすものであれば、採用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１…膝装具、１Ａ…内側ユニット、１Ｂ…外側ユニット、１１…上部支持体、１２…上部ステイ、１３…第１のベルト、１４…下部支持体、１５…下部ステイ、１６…第２のベルト、１７…弾性体、１７ａ…湾局部、１７ｂ…端部、１８…緩衝材、１９…調整機構、２０…底部支持体、２１…中間回動ヒンジ、Ｍ…（右）脚、Ｍ１…膝関節、Ｍ２…大腿部、Ｍ３…下腿部、Ｍ４…踵部、Ｍ５…踝部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿部に添えられる上部支持体と、
前記上部支持体に固定され膝関節の側部に向かって延びた上部ステイと、
前記上部支持体を大腿部に保持する第１のベルトと、
下腿部に添えられる下部支持体と、
前記下部支持体に固定され前記膝関節の側部に向かって延びた下部ステイと、
前記下部支持体を下腿部に保持する第２のベルトと、
前記膝関節の側部に配置され後方で折り返された湾曲部を有し前記上部ステイの下端および前記下部ステイの上端を連結する弾性体と、
前記膝関節の前方寄りに配置されて前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ状態で前記弾性体の端部の間に挟まれる緩衝材と
を備えることを特徴とする膝装具。
【請求項２】
前記緩衝材は、前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ方向に寸法を調整可能である
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項３】
前記弾性体の前記湾曲部から前記緩衝材までの距離を変える調整機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項４】
前記上部支持体と前記上部ステイと前記下部支持体と前記下部ステイと前記弾性体とは、前記膝関節に対して内側部および外側部の両側に配置され、
前記緩衝材は、前記膝関節の少なくとも内側部に配置される前記弾性体に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項５】
前記上部支持体と前記上部ステイと前記下部支持体と前記下部ステイと前記弾性体と前記緩衝材は、前記膝関節の内側部および外側部の両側に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項６】
前記膝関節の内側部に配置される前記緩衝材は、前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ方向に、前記膝関節の外側部に配置される前記緩衝材よりも寸法が大きい
ことを特徴とする請求項５に記載された膝装具。
【請求項７】
前記膝関節の内側部に配置される前記緩衝材は、前記膝関節の外側部に配置される前記緩衝材よりも硬い
ことを特徴とする請求項５に記載された膝装具。
【請求項８】
大腿部に添えられる上部支持体と、
前記上部支持体に固定され膝関節の側部に向かって延びた上部ステイと、
前記上部支持体を大腿部に保持する第１のベルトと、
下腿部の側部に沿って配置され前記膝関節の側部から踝部まで延びた下部ステイと、
前記膝関節の側部に配置され後方で折り返された湾曲部を有し前記上部ステイの下端および前記下部ステイの上端を連結する弾性体と、
前記膝関節の前方寄りに配置されて前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ状態で前記弾性体の端部の間に挟まれる緩衝材と、
前記下部ステイの下端に連結されて踵部の下に回される底部支持体と
を備えることを特徴とする膝装具。
【請求項９】
前記下腿部に添えられ手前記下部ステイが固定される下部支持体と、
前記下部支持体を前記下腿部に保持する第２のベルトと
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載された膝装具。
【請求項１０】
前記下部ステイと前記弾性体との間に配置され、前記弾性体の変形を伴わずに前記上部ステイと前記下部ステイとの相対的な回動動作を可能にする中間回動ヒンジ
をさらに備えることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された膝装具。
【請求項１】
大腿部に添えられる上部支持体と、
前記上部支持体に固定され膝関節の側部に向かって延びた上部ステイと、
前記上部支持体を大腿部に保持する第１のベルトと、
下腿部に添えられる下部支持体と、
前記下部支持体に固定され前記膝関節の側部に向かって延びた下部ステイと、
前記下部支持体を下腿部に保持する第２のベルトと、
前記膝関節の側部に配置され後方で折り返された湾曲部を有し前記上部ステイの下端および前記下部ステイの上端を連結する弾性体と、
前記膝関節の前方寄りに配置されて前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ状態で前記弾性体の端部の間に挟まれる緩衝材と
を備えることを特徴とする膝装具。
【請求項２】
前記緩衝材は、前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ方向に寸法を調整可能である
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項３】
前記弾性体の前記湾曲部から前記緩衝材までの距離を変える調整機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項４】
前記上部支持体と前記上部ステイと前記下部支持体と前記下部ステイと前記弾性体とは、前記膝関節に対して内側部および外側部の両側に配置され、
前記緩衝材は、前記膝関節の少なくとも内側部に配置される前記弾性体に装着される
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項５】
前記上部支持体と前記上部ステイと前記下部支持体と前記下部ステイと前記弾性体と前記緩衝材は、前記膝関節の内側部および外側部の両側に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載された膝装具。
【請求項６】
前記膝関節の内側部に配置される前記緩衝材は、前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ方向に、前記膝関節の外側部に配置される前記緩衝材よりも寸法が大きい
ことを特徴とする請求項５に記載された膝装具。
【請求項７】
前記膝関節の内側部に配置される前記緩衝材は、前記膝関節の外側部に配置される前記緩衝材よりも硬い
ことを特徴とする請求項５に記載された膝装具。
【請求項８】
大腿部に添えられる上部支持体と、
前記上部支持体に固定され膝関節の側部に向かって延びた上部ステイと、
前記上部支持体を大腿部に保持する第１のベルトと、
下腿部の側部に沿って配置され前記膝関節の側部から踝部まで延びた下部ステイと、
前記膝関節の側部に配置され後方で折り返された湾曲部を有し前記上部ステイの下端および前記下部ステイの上端を連結する弾性体と、
前記膝関節の前方寄りに配置されて前記上部ステイおよび前記下部ステイが直線状に並ぶ状態で前記弾性体の端部の間に挟まれる緩衝材と、
前記下部ステイの下端に連結されて踵部の下に回される底部支持体と
を備えることを特徴とする膝装具。
【請求項９】
前記下腿部に添えられ手前記下部ステイが固定される下部支持体と、
前記下部支持体を前記下腿部に保持する第２のベルトと
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載された膝装具。
【請求項１０】
前記下部ステイと前記弾性体との間に配置され、前記弾性体の変形を伴わずに前記上部ステイと前記下部ステイとの相対的な回動動作を可能にする中間回動ヒンジ
をさらに備えることを特徴とする請求項８または請求項９に記載された膝装具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７８５２６（Ｐ２０１３−７８５２６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１１１２（Ｐ２０１１−２２１１１２）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（５９２２２８５６１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（５９２２２８５６１）
【Ｆターム（参考）】
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