JP6475725B2

JP6475725B2 - 膝関節用装具

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Publication number: JP6475725B2
Application number: JP2016535554A
Authority: JP
Inventors: 保佐喜眞; 秀男松本
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Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2019-02-27
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Description

本発明は、膝関節に装着して歩行補助を行える膝関節用装具に関する。

膝関節用装具は、副木の原理を応用して、障害部である膝関節を副木に固定し、膝の変形を矯正し加えて障害部位を保護するものであると考えられてきた。膝装具のカフは患者の障害レベルに応じて、カフ数を調整して適用するのが一般的である。従来の複数カフ構造の装具は、１本カフ装具の支持力・矯正力の強化と障害部位の保護を狙いとしたもので、膝関節の動揺を抑制する目的で第１カフは勿論その他のカフと装具アームの結合は固定されている。したがって患者は障害のある脚を頑丈な箱状の装具に入れて３点支持原理に基づいて固定し、膝の変形を矯正して膝痛を減痛することになる。しかし装具の骨組みが強固のために歩行動作（膝の屈伸運動）に伴う装着ズレだけでなく、装具から受ける束縛感が装着違和感を強くする原因になって長時間装着の妨げになっていた。
装着ズレ防止としては、特許文献１にも見られるように、大腿骨内側上顆の上部の窪んだ部分に懸垂パッドを当て懸垂ベルトで抑え、さらに下腿の脹脛上部にアシストベルトを巻きつけて止める方法がある。特許文献１は、連結部材を有する装具に懸垂装置（懸垂アームと懸垂パッド及び懸垂ベルト）を採用している。
特許文献１で採用する方法は、装具ズレ防止に関しては従来の複数カフ構造の膝関節用装具においても有効に機能する。
また、特許文献１では、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。

特開２０１１−１６７３６９号公報

しかし、特許文献１では、内側支持機構及び外側支持機構を大腿骨内側上顆の上方に配置することで、第１のバンドを押し上げる力が発生するが、内側支持機構及び外側支持機構を膝関節に配置すると第１のバンドを押し上げる力が発生しない。
従って、装着位置によっては第１のバンドを押し上げる力が発生せず、仮に装具ズレが生じることで第１のバンドを押し上げる力が弱まってしまうことがある。
また、特許文献１における内側支持機構及び外側支持機構では、大きな荷重に耐えるためには強固な材料を用いる必要があり、構造的に強度を高めることが難しい。

そこで本発明は、シンプルな構造で、動きに遊びやがたつきが無く、伸展寸法の変更が容易で、強度が高く、伸展時に膝関節を上下に引き離す力を安定して作用させることができる膝関節用装具を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の膝関節用装具は、膝関節の内側に配置される内側支持機構と、前記膝関節の外側に配置される外側支持機構と、前記内側支持機構の上端側に回動自在に設けた内側上アームと、前記内側支持機構の下端側に回動自在に設けた内側下アームと、前記外側支持機構の上端側に回動自在に設けた外側上アームと、前記外側支持機構の下端側に回動自在に設けた外側下アームと、を備えた膝関節用装具であって、前記内側支持機構及び前記外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成し、前記内側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記内側上アームと前記内側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、前記内側上アームの下端部の第１内側上アーム位置、前記内側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２内側上アーム位置、前記内側下アームの上端部の第１内側下アーム位置、及び前記内側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２内側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、前記外側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記外側上アームと前記外側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、前記外側上アームの下端部の第１外側上アーム位置、前記外側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置、前記外側下アームの上端部の第１外側下アーム位置、及び前記外側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、前記第１内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側上アームジョイントとし、前記第２内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側上アームジョイントとし、前記第１内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側下アームジョイントとし、前記第２内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側下アームジョイントとし、前記第１内側上アームジョイントに一端を接続し、前記第２内側下アームジョイントに他端を接続する第１内側リンク材と、前記第１内側下アームジョイントに一端を接続し、前記第２内側上アームジョイントに他端を接続する第２内側リンク材と、を設け、前記内側上アーム、前記内側下アーム、前記第１内側リンク材、及び前記第２内側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、前記第１外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側上アームジョイントとし、前記第２外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側上アームジョイントとし、前記第１外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側下アームジョイントとし、前記第２外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側下アームジョイントとし、前記第１外側上アームジョイントに一端を接続し、前記第２外側下アームジョイントに他端を接続する第１外側リンク材と、前記第１外側下アームジョイントに一端を接続し、前記第２外側上アームジョイントに他端を接続する第２外側リンク材と、を設け、前記外側上アーム、前記外側下アーム、前記第１外側リンク材、及び前記第２外側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、前記第１内側上アームジョイントと前記第２内側下アームジョイントとを結ぶ内側第１仮想線と、前記第１内側下アームジョイントと前記第２内側上アームジョイントとを結ぶ内側第２仮想線との内側仮想交点、及び前記第１外側上アームジョイントと前記第２外側下アームジョイントとを結ぶ外側第１仮想線と、前記第１外側下アームジョイントと前記第２外側上アームジョイントとを結ぶ外側第２仮想線との外側仮想交点を、前記膝関節を配置する位置とし、前記膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側上アームジョイント及び前記第２外側上アームジョイントは上方に移動し、前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側下アームジョイント及び前記第２外側下アームジョイントは下方に移動することを特徴とする。
請求項２記載の本発明の膝関節用装具は、膝関節の内側に配置される内側支持機構と、前記膝関節の外側に配置される外側支持機構と、前記内側支持機構の上端側に回動自在に設けた内側上アームと、前記内側支持機構の下端側に回動自在に設けた内側下アームと、前記外側支持機構の上端側に回動自在に設けた外側上アームと、前記外側支持機構の下端側に回動自在に設けた外側下アームと、を備えた膝関節用装具であって、前記内側支持機構及び前記外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成し、前記内側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記内側上アームと前記内側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、前記内側上アームの下端部の第１内側上アーム位置、前記内側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２内側上アーム位置、前記内側下アームの上端部の第１内側下アーム位置、及び前記内側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２内側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、前記外側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記外側上アームと前記外側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、前記外側上アームの下端部の第１外側上アーム位置、前記外側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置、前記外側下アームの上端部の第１外側下アーム位置、及び前記外側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、前記第１内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側上アームジョイントとし、前記第２内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側上アームジョイントとし、前記第１内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側下アームジョイントとし、前記第２内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側下アームジョイントとし、前記第２内側上アームジョイントに一端を接続する第１内側リンク材と、前記第２内側下アームジョイントに一端を接続する第２内側リンク材と、を設け、前記第１内側上アームジョイントと前記第１内側下アームジョイントとを同じ位置として第１内側アームジョイントを構成し、前記第１内側リンク材の他端と前記第２内側リンク材の他端とを内側リンクジョイントで接続し、前記内側上アーム、前記内側下アーム、前記第１内側リンク材、及び前記第２内側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、前記第１外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側上アームジョイントとし、前記第２外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側上アームジョイントとし、前記第１外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側下アームジョイントとし、前記第２外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側下アームジョイントとし、前記第２外側上アームジョイントに一端を接続する第１外側リンク材と、前記第２外側下アームジョイントに一端を接続する第２外側リンク材と、を設け、前記第１外側上アームジョイントと前記第１外側下アームジョイントとを同じ位置として第１外側アームジョイントを構成し、前記第１外側リンク材の他端と前記第２外側リンク材の他端とを外側リンクジョイントで接続し、前記外側上アーム、前記外側下アーム、前記第１外側リンク材、及び前記第２外側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、前記第１内側アームジョイントと前記内側リンクジョイントとを結ぶ内側第１仮想線と、前記第２内側上アームジョイントと前記第２内側下アームジョイントとを結ぶ内側第２仮想線との内側仮想交点、及び前記第１外側アームジョイントと前記外側リンクジョイントとを結ぶ外側第１仮想線と、前記第２外側上アームジョイントと前記第２外側下アームジョイントとを結ぶ外側第２仮想線との外側仮想交点、を、前記膝関節を配置する位置とし、前記膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側上アームジョイント及び前記第２外側上アームジョイントは上方に移動し、前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側下アームジョイント及び前記第２外側下アームジョイントは下方に移動することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の膝関節用装具において、脹脛の最大膨れ部より上方の前記脹脛に配置される第１カフと、脛骨側に配置される第１カフバンドと前記内側上アームの内側に上端部を接続した内側懸垂アームと、前記外側上アームの内側に上端部を接続した外側懸垂アームと、前記内側懸垂アームの下端部及び前記外側懸垂アームの下端部に取付けた懸垂ベルトとを有し、前記第１カフ及び前記第１カフバンドを、前記内側下アームと前記外側下アームとに設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の膝関節用装具において、前記第１カフ及び前記第１カフバンドを、前記内側下アームと前記外側下アームとに回動自在に設けたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項３又は請求項４に記載の膝関節用装具において、前記内側上アームの上端部と前記外側上アームの上端部に取付ける大腿バンドを、後大腿部に配置される第２カフと、前大腿部に配置される第２カフバンドとで構成し、前記第２カフ及び前記第２カフバンドを、前記内側上アームと前記外側上アームとに回動自在に設けたことを特徴とする。
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膝関節用装具において、前記リンク材に、伸展角度又は屈曲角度を規制する角度規制部材を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、内側支持機構及び外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成することで、シンプルな構造で、動きに遊びやがたつきが無く、伸展寸法の変更が容易で、強度が高く、伸展時に膝関節を上下に引き離す力を安定して作用させることができる。

本発明の実施例１による膝関節用装具の伸展状態での正面図同装置を少し屈曲させた状態での後方側面から見た斜視図同装置の屈曲状態での後方側面から見た斜視図実施例１による内側支持機構を示す側面図実施例２による膝関節用装具の伸展状態での正面図同装置を少し屈曲させた状態での後方側面から見た斜視図同装置の屈曲状態での後方側面から見た斜視図実施例２による内側支持機構を示す側面図

本発明の第１の実施の形態による膝関節用装具は、内側支持機構及び外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成し、内側支持機構を構成するリンク機構は、内側上アームと内側下アームとが２つのリンク材を構成し、内側上アームの下端部の第１内側上アーム位置、内側上アームの下端部から所定距離離れた第２内側上アーム位置、内側下アームの上端部の第１内側下アーム位置、及び内側下アームの上端部から所定距離離れた第２内側下アーム位置にそれぞれ４つのジョイントを設け、外側支持機構を構成するリンク機構は、外側上アームと外側下アームとが２つのリンク材を構成し、外側上アームの下端部の第１外側上アーム位置、外側上アームの下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置、外側下アームの上端部の第１外側下アーム位置、及び外側下アームの上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置にそれぞれ４つのジョイントを設け、第１内側上アームジョイントに一端を接続し、第２内側下アームジョイントに他端を接続する第１内側リンク材と、第１内側下アームジョイントに一端を接続し、第２内側上アームジョイントに他端を接続する第２内側リンク材とを設け、内側上アーム、内側下アーム、第１内側リンク材、及び第２内側リンク材がそれぞれ４つのリンク材を構成し、第１外側上アームジョイントに一端を接続し、第２外側下アームジョイントに他端を接続する第１外側リンク材と、第１外側下アームジョイントに一端を接続し、第２外側上アームジョイントに他端を接続する第２外側リンク材とを設け、外側上アーム、外側下アーム、第１外側リンク材、及び第２外側リンク材がそれぞれ４つのリンク材を構成し、第１内側上アームジョイントと第２内側下アームジョイントとを結ぶ内側第１仮想線と、第１内側下アームジョイントと第２内側上アームジョイントとを結ぶ内側第２仮想線との内側仮想交点、及び第１外側上アームジョイントと第２外側下アームジョイントとを結ぶ外側第１仮想線と、第１外側下アームジョイントと第２外側上アームジョイントとを結ぶ外側第２仮想線との外側仮想交点を、膝関節を配置する位置とし、膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、内側仮想交点及び外側仮想交点に対して第２内側上アームジョイント及び第２外側上アームジョイントは上方に移動し、内側仮想交点及び外側仮想交点に対して第２内側下アームジョイント及び第２外側下アームジョイントは下方に移動するものである。本実施の形態によれば、伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用するため、膝関節への荷重負担を軽減でき、膝関節の痛みを和らげて歩行を促すことができる。また、膝関節の伸展状態から屈曲状態までの４つのジョイントの仮想交点位置の平行移動量を小さくできるため、膝関節を屈曲させた状態でのリンク機構の膝関節からの出っ張りを小さくでき、また異なる平面内に複数のリンク材が配置されるため、支持機構の強度を高めることができる。

本発明の第２の実施の形態による膝関節用装具は、内側支持機構及び外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成し、内側支持機構を構成するリンク機構は、内側上アームと内側下アームとが２つのリンク材を構成し、内側上アームの下端部の第１内側上アーム位置、内側上アームの下端部から所定距離離れた第２内側上アーム位置、内側下アームの上端部の第１内側下アーム位置、及び内側下アームの上端部から所定距離離れた第２内側下アーム位置にそれぞれ４つのジョイントを設け、外側支持機構を構成するリンク機構は、外側上アームと外側下アームとが２つのリンク材を構成し、外側上アームの下端部の第１外側上アーム位置、外側上アームの下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置、外側下アームの上端部の第１外側下アーム位置、及び外側下アームの上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置にそれぞれ４つのジョイントを設け、第２内側上アームジョイントに一端を接続する第１内側リンク材と、第２内側下アームジョイントに一端を接続する第２内側リンク材とを設け、第１内側上アームジョイントと第１内側下アームジョイントとを同じ位置として第１内側アームジョイントを構成し、第１内側リンク材の他端と第２内側リンク材の他端とを内側リンクジョイントで接続し、内側上アーム、内側下アーム、第１内側リンク材、及び第２内側リンク材がそれぞれ４つのリンク材を構成し、第２外側上アームジョイントに一端を接続する第１外側リンク材と、第２外側下アームジョイントに一端を接続する第２外側リンク材とを設け、第１外側上アームジョイントと第１外側下アームジョイントとを同じ位置として第１外側アームジョイントを構成し、第１外側リンク材の他端と第２外側リンク材の他端とを外側リンクジョイントで接続し、外側上アーム、外側下アーム、第１外側リンク材、及び第２外側リンク材がそれぞれ４つのリンク材を構成し、第１内側アームジョイントと内側リンクジョイントとを結ぶ内側第１仮想線と、第２内側上アームジョイントと第２内側下アームジョイントとを結ぶ内側第２仮想線との内側仮想交点、及び第１外側アームジョイントと外側リンクジョイントとを結ぶ外側第１仮想線と、第２外側上アームジョイントと第２外側下アームジョイントとを結ぶ外側第２仮想線との外側仮想交点、を、膝関節を配置する位置とし、膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、内側仮想交点及び外側仮想交点に対して第２内側上アームジョイント及び第２外側上アームジョイントは上方に移動し、内側仮想交点及び外側仮想交点に対して第２内側下アームジョイント及び第２外側下アームジョイントは下方に移動するものである。本実施の形態によれば、４つのジョイントの仮想交点を膝関節に配置することで、膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、仮想交点に対して第２内側上アーム位置及び第２外側上アーム位置は上方に移動し、仮想交点に対して第２内側下アーム位置及び第２外側下アーム位置は下方に移動するため、伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用する。また、第１内側リンク材と第１内側下アームとを同一平面内で平行に配置し、第２内側リンク材と第１内側上アームとを同一平面内で平行に配置し、一方で第１外側リンク材と第１外側下アームとを同一平面内で平行に配置し、第２外側リンク材と第１外側上アームとを同一平面内で平行に配置することができるため、支持機構の強度を高めることができる。

本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による膝関節用装具において、脹脛の最大膨れ部より上方の脹脛に配置される第１カフと、脛骨側に配置される第１カフバンドと、内側上アームの内側に上端部を接続した内側懸垂アームと、外側上アームの内側に上端部を接続した外側懸垂アームと、内側懸垂アームの下端部及び外側懸垂アームの下端部に取付けた懸垂ベルトとを有し、第１カフ及び第１カフバンドを、内側下アームと外側下アームとに設けたものである。本実施の形態によれば、第１カフと第１カフバンドによって下方への装着ズレを防止でき、懸垂ベルトによって上方への装着ズレを防止できる。そして、上方及び下方への装着ズレが防止できるため、伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用する。

本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による膝関節用装具において、第１カフ及び第１カフバンドを、内側下アームと外側下アームとに回動自在に設けたものである。本実施の形態によれば、歩行動作など膝の屈伸運動などにより生じる脹脛の伸縮を吸収でき、装着ズレを生じることなく装着違和感・束縛感なく長時間装着が可能である。

本発明の第５の実施の形態は、第３又は第４の実施の形態による膝関節用装具において、内側上アームの上端部と外側上アームの上端部に取付ける大腿バンドを、後大腿部に配置される第２カフと、前大腿部に配置される第２カフバンドとで構成し、第２カフ及び第２カフバンドを、内側上アームと外側上アームとに回動自在に設けたものである。本実施の形態によれば、装具の支持力・矯正力を増強し、装着ズレがなく、長時間装着が可能で健常者同様の日常生活が可能で、装具の寸法サイズによる系列の簡略化ができ、外見的被視認性の改善に繋がる。

本発明の第６の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態による膝関節用装具において、リンク材に、伸展角度又は屈曲角度を規制する角度規制部材を設けたものである。本実施の形態によれば、角度規制部材を膝関節から離れた位置に設けることができるため、大きな負荷に耐えることができる。

以下、本発明の一実施例による膝関節用装具について図面を用いて説明する。
図１は実施例１による膝関節用装具の伸展状態での正面図、図２は同装置を少し屈曲させた状態での後方側面から見た斜視図、図３は同装置の屈曲状態での後方側面から見た斜視図である。
実施例１による膝関節用装具は、膝関節の外側に配置される外側支持機構１ａと、膝関節の内側に配置される内側支持機構１ｂと、外側支持機構１ａの上端側に回動自在に設けた外側上アーム１０ａと、外側支持機構１ａの下端側に回動自在に設けた外側下アーム２０ａと、内側支持機構１ｂの上端側に回動自在に設けた内側上アーム１０ｂと、内側支持機構１ｂの下端側に回動自在に設けた内側下アーム２０ｂとを備えている。

大腿部に巻き付ける大腿バンド４１は、内側上アーム１０ｂの上端部及び外側上アーム１０ａの上端部に取り付けられている。また、下腿部に巻き付ける下腿バンド４２は、内側下アーム２０ｂの下端部及び外側下アーム２０ａの下端部に取り付けられている。
外側上アーム１０ａは、上端部に大腿バンド４１を取り付けるピン１２ａを有し、内側上アーム１０ｂは、上端部に大腿バンド４１を取り付けるピン１２ｂを有している。また、外側下アーム２０ａは、下端部に下腿バンド４２を取り付けるピン２２ａを有し、内側下アーム２０ｂは、下端部に下腿バンド４２を取り付けるピン２２ｂを有している。
大腿バンド４１は、ピン１２ａによって外側上アーム１０ａに対して回動可能に設けられ、ピン１２ｂによって内側上アーム１０ｂに対して回動可能に設けられている。また、下腿バンド４２は、ピン２２ａによって外側下アーム２０ａに対して回動可能に設けられ、ピン２２ｂによって内側下アーム２０ｂに対して回動可能に設けられている。

懸垂ベルト４３は、大腿バンド４１と膝関節との間に巻き付けられるように配置される。外側懸垂アーム６０ａの上端部は、ピン６１ａにより外側上アーム１０ａの内側に取り付けられる。内側懸垂アーム６０ｂの上端部は、ピン６１ｂにより内側上アーム１０ｂの内側に取り付けられる。外側懸垂アーム６０ａの下端部及び内側懸垂アーム６０ｂの下端部には、懸垂ベルト４３が取り付けられる。外側懸垂アーム６０ａ及び内側懸垂アーム６０ｂは、板ばねなどのばね材で構成され、外側上アーム１０ａと身体との間、及び内側上アーム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。

脹脛の最大膨れ部より上方の脹脛に配置される第１カフ４４は、内側下アーム２０ｂと外側下アーム２０ａとに設けている。また、脛骨側に配置される第１カフバンド４５は、内側下アーム２０ｂと外側下アーム２０ａとに設けている。
外側下アーム２０ａは、ピン２２ａよりも上方に第１カフ４４及び第１カフバンド４５を取り付けるピン２３ａを有し、内側下アーム２０ｂは、ピン２２ｂよりも上方に第１カフ４４及び第１カフバンド４５を取り付けるピン２３ｂを有している。
第１カフ４４及び第１カフバンド４５は、ピン２３ａによって外側下アーム２０ａに対して回動自在に設けられ、ピン２３ｂによって内側下アーム２０ｂに対して回動自在に設けられている。

第１カフ４４は、所定幅の金属又は樹脂からなり、容易に変形しない剛性を有する。第１カフ４４の身体側には、第１カフバンド４５と同幅で第１カフ４４よりも幅の広い第１カフ当て４４ａを設けることが好ましい。特に、第１カフ４４は腓腹筋の上部に配置されるように外側下アーム２０ａ及び内側下アーム２０ｂの長さやピン２３ａ、２３ｂの位置が設定されていることが好ましい。
なお、第１カフ４４及び第１カフバンド４５はピン２３ａ、２３ｂによって外側下アーム２０ａ及び内側下アーム２０ｂに対して回動自在に設けられているため、脹脛の最大膨れ部に対する位置調整が可能である。
また、第１カフバンド４５によって締め付けると、脛骨と脹脛との間で締め付けられ、脹脛の側部同士は第１カフ４４の剛性によって間隔が保持されるために腓骨神経を締め付けることがなく、長期装着が可能となる。

実施例１による膝関節用装具は、第１カフ４４及び第１カフバンド４５を、内側下アーム２０ｂと外側下アーム２０ａとに設けたことで、懸垂ベルト４３とともに、装着ズレの防止効果が大で、第１カフ４４に幅の広い第１カフ当て４４ａを設けることができ、この第１カフ当て４４ａ及び第１カフバンド４５によって柔らかく脹脛部をホールドするので装着違和感を軽減して長時間装着が可能である。
また、実施例１による膝関節用装具は、第１カフ４４及び第１カフバンド４５を、内側下アーム２０ｂと外側下アーム２０ａとに回動自在に設けているので、歩行動作など膝の屈伸運動などにより生じる脹脛の伸縮を吸収でき、装着ズレを生じることなく装着違和感・束縛感なく長時間装着が可能である。

実施例１における大腿バンド４１は、後大腿部に配置される第２カフ４６と、前大腿部に配置される第２カフバンド４７とで構成している。第２カフ４６及び第２カフバンド４７は、内側上アーム１０ｂと外側上アーム１０ａとの上端部に設けられている。第２カフ４６及び第２カフバンド４７は、ピン１２ａによって外側上アーム１０ａに対して回動自在に設けられ、ピン１２ｂによって内側上アーム１０ｂに対して回動自在に設けられている。
第２カフ４６は、所定幅の金属又は樹脂からなり、容易に変形しない剛性を有する。第２カフ４６の身体側には、第２カフバンド４７と同幅で第２カフ４６よりも幅の広い第２カフ当て４６ａを設けることが好ましい。
なお、第２カフ４６及び第２カフバンド４７はピン１２ａ、１２ｂによって外側上アーム１０ａ及び内側上アーム１０ｂに対して回動自在に設けられているため、大腿部に対する位置調整が可能である。

実施例１による膝関節用装具は、第２カフ４６及び第２カフバンド４７を、内側上アーム１０ｂと外側上アーム１０ａとに回動自在に設けているので、装具の支持力・矯正力を増強し、装着ズレがなく、長時間装着が可能で健常者同様の日常生活が可能である。

図４は実施例１による内側支持機構を示す側面図であり、図４（ａ）は屈曲状態での側面図、図４（ｂ）は同内側支持機構を少し伸展させた状態での側面図、図４（ｃ）は同内側支持機構の伸展状態での側面図である。
外側支持機構１ａは、４つのリンク材１０ａ、２０ａ、７１ａ、７２ａと４つのジョイント７３ａ、７４ａ、７５ａ、７６ａからなるリンク機構で構成している。

外側支持機構１ａを構成するリンク機構において、外側上アーム１０ａと外側下アーム２０ａとが２つのリンク材を構成する。
第１外側上アームジョイント７３ａは、外側上アーム１０ａの下端部である第１外側上アーム位置に設けている。第２外側上アームジョイント７４ａは、外側上アーム１０ａの下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置に設けている。第１外側下アームジョイント７５ａは、外側下アーム２０ａの上端部の第１外側下アーム位置に設けている。第２外側下アームジョイント７６ａは、外側下アーム２０ａの上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置に設けている。
第１外側リンク材７１ａは、第１外側上アームジョイント７３ａに一端を接続し、第２外側下アームジョイント７６ａに他端を接続している。第２外側リンク材７２ａは、第１外側下アームジョイント７５ａに一端を接続し、第２外側上アームジョイント７４ａに他端を接続している。

外側支持機構１ａは、図４（ｃ）に示す伸展状態において、第２外側上アームジョイント７４ａと第１外側上アームジョイント７３ａとの間隔、第１外側上アームジョイント７３ａと第１外側リンク材７１ａとの間隔、及び第１外側リンク材７１ａと第２外側下アームジョイント７６ａとの間隔が等しくなるように構成することで、４つのリンク材１０ａ、２０ａ、７１ａ、７２ａに作用する力が均等になり、強度を高めることができる。

外側支持機構１ａは、外側上アーム１０ａ、外側下アーム２０ａ、第１外側リンク材７１ａ、及び第２外側リンク材７２ａでリンク材を構成している。
実施例１による膝関節用装具では、第１外側リンク材７１ａには突出部７７ａを設け、外側下アーム２０ａにはストッパー７８ａを設けている。突出部７７ａは、第２外側下アームジョイント７６ａの位置から更に第１外側リンク材７１ａを延出させている。ストッパー７８ａは、伸展状態で突出部７７ａに当接する。
突出部７７ａとストッパー７８ａとで構成される角度規制部材は、伸展角度を規制する。
なお、屈曲角度を規制する角度規制部材としては、例えば外側上アーム１０ａに、第１外側リンク材７１ａが当接するストッパー７９ａを設けることができる。
このように、実施例１による膝関節用装具では、リンク材１０ａ、２０ａ、７１ａ、７２ａに、伸展角度又は屈曲角度を規制する角度規制部材を容易に設けることができ、角度規制部材を膝関節から離れた位置に設けることができるため、大きな負荷に耐えることができる。

なお、本実施例では、角度規制部材を突出部７７ａとストッパー７８ａとで構成したが、第１外側リンク材７１ａと第２外側リンク材７２ａとに長孔を形成し、第１外側リンク材７１ａの長孔と第２外側リンク材７２ａの長孔とにロック用のネジ付ピンを挿入することでも、伸展角度又は屈曲角度を任意に設定することができる。

実施例１による膝関節用装具によれば、４つのジョイント７３ａ、７４ａ、７５ａ、７６ａの仮想交点Ｘを膝関節に配置することで、膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、仮想交点Ｘに対して第２外側上アーム位置にある第２外側上アームジョイント７４ａは上方に移動し、仮想交点Ｘに対して第２外側下アーム位置にある第２外側下アームジョイント７６ａは下方に移動するため、伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用する。
伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用するため、膝関節への荷重負担を軽減でき、膝関節の痛みを和らげて歩行を促すことができる。
また実施例１による膝関節用装具によれば、膝関節の伸展状態から屈曲状態までの４つのジョイント７３ａ、７４ａ、７５ａ、７６ａの仮想交点Ｘの位置の平行移動量Ｌを小さくできるため、膝関節を屈曲させた状態での外側支持機構（リンク機構）１ａの膝関節からの出っ張りを小さくでき、また異なる平面内に複数のリンク材が配置されるため外側支持機構１ａの強度を高めることができる。

なお、内側支持機構１ｂは、外側支持機構１ａと同様であるため詳細な説明を省略するが、図１から図３に示すように、内側支持機構１ｂは、内側上アーム１０ｂ、内側下アーム２０ｂ、第１内側リンク材７１ｂ、及び第２内側リンク材７２ｂからなる４つのリンク材と、第１内側上アームジョイント７３ｂ、第２内側上アームジョイント７４ｂ、第１内側下アームジョイント７５ｂ、及び第２内側下アームジョイント７６ｂからなる４つのジョイントとでリンク機構で構成している。

図５は実施例２による膝関節用装具の伸展状態での正面図、図６は同装置を少し屈曲させた状態での後方側面から見た斜視図、図７は同装置の屈曲状態での後方側面から見た斜視図である。
実施例２による膝関節用装具は、外側支持機構１ａと内側支持機構１ｂの構成が異なる以外には同一であるため、実施例１と同一符号を付して説明を省略する。

図８は実施例２による内側支持機構を示す側面図であり、図８（ａ）は伸展状態での側面図、図８（ｂ）は同内側支持機構を少し屈曲させた状態での側面図、図８（ｃ）は同内側支持機構の屈曲状態での側面図である。
外側支持機構１ａは、４つのリンク材１０ａ、２０ａ、７１ａ、７２ａと４つのジョイント７４ａ、７６ａ、８１ａ、８２ａからなるリンク機構で構成している。

外側支持機構１ａを構成するリンク機構において、外側上アーム１０ａと外側下アーム２０ａとが２つのリンク材を構成する。
第１外側上アームジョイント７３ａは、外側上アーム１０ａの下端部である第１外側上アーム位置に設けている。第２外側上アームジョイント７４ａは、外側上アーム１０ａの下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置に設けている。第１外側下アームジョイント７５ａは、外側下アーム２０ａの上端部の第１外側下アーム位置に設けている。第２外側下アームジョイント７６ａは、外側下アーム２０ａの上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置に設けている。
ただし、実施例２による外側支持機構１ａでは、第１外側上アームジョイント７３ａと第１外側下アームジョイント７５ａとを同じ位置として第１外側アームジョイント８１ａを構成している。
第１外側リンク材７１ａは、第２外側上アームジョイント７４ａに一端を接続している。第２外側リンク材７２ａは、第２外側下アームジョイント７６ａに一端を接続している。
第１外側リンク材７１ａの他端と第２外側リンク材７２ａの他端とは、外側リンクジョイント８２ａで接続している。

外側支持機構１ａは、外側上アーム１０ａ、外側下アーム２０ａ、第１外側リンク材７１ａ、及び第２外側リンク材７２ａでリンク材を構成している。
実施例２による膝関節用装具では、例えば、外側下アーム２０ａに、伸展状態で第２外側リンク材７２ａに当接する角度規制部材８３ａを設けることで伸展角度を規制することができる。また、例えば外側上アーム１０ａに、屈曲状態で第２外側リンク材７２ａに当接する角度規制部材８４ａを設けることで屈曲角度を規制することができる。
このように、実施例２による膝関節用装具では、リンク材１０ａ、２０ａ、７１ａ、７２ａに、伸展角度又は屈曲角度を規制する角度規制部材８３ａ、８４ａを容易に設けることができ、角度規制部材８３ａ、８４ａを膝関節から離れた位置に設けることができるため、大きな負荷に耐えることができる。

実施例２による膝関節用装具によれば、４つのジョイント７４ａ、７６ａ、８１ａ、８２ａの仮想交点Ｘを膝関節に配置することで、膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、仮想交点Ｘに対して第２外側上アーム位置にある第２外側上アームジョイント７４ａは上方に移動し、仮想交点Ｘに対して第２外側下アーム位置にある第２外側下アームジョイント７６ａは下方に移動するため、伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用する。
伸展時に膝関節を上下に引き離す力が作用するため、膝関節への荷重負担を軽減でき、膝関節の痛みを和らげて歩行を促すことができる。
また実施例２による膝関節用装具によれば、第１外側リンク材７１ａと第１外側下アーム７２ａとを同一平面内で平行に配置し、第２外側リンク材７２ａと第１外側上アーム１０ａとを同一平面内で平行に配置することができるため、外側支持機構１ａの強度を高めることができる。

なお、内側支持機構１ｂは、外側支持機構１ａと同様であるため詳細な説明を省略するが、図５から図７に示すように、内側支持機構１ｂは、内側上アーム１０ｂ、内側下アーム２０ｂ、第１内側リンク材７１ｂ、及び第２内側リンク材７２ｂからなる４つのリンク材と、第１内側下アームジョイント７５ｂ、第２内側下アームジョイント７６ｂ、第１内側アームジョイント８１ｂ、及び内側リンクジョイント８２ｂからなる４つのジョイントとでリンク機構で構成している。

以上のように、本実施例による膝関節用装具によれば、関節部を引き離すことで半月板損傷に起因する激痛を和らげ、靱帯損傷の場合には歩行動作などの運動時に関節部の免荷と損傷靱帯をガードすることで関節傷害の短期回復を可能とすることができる。

本発明は、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。

１ａ外側支持機構
１ｂ内側支持機構
１０ａ外側上アーム（リンク材）
１０ｂ内側上アーム（リンク材）
２０ａ外側下アーム（リンク材）
２０ｂ内側下アーム（リンク材）
４１大腿バンド
４２下腿バンド
４３懸垂ベルト
４４第１カフ
４５第１カフバンド
４６第２カフ
４７第２カフバンド
７１ａ第１外側リンク材
７１ｂ第１内側リンク材
７２ａ第２外側リンク材
７２ｂ第２内側リンク材
７３ａ第１外側上アームジョイント
７３ｂ第１内側上アームジョイント
７４ａ第２外側上アームジョイント
７４ｂ第２内側上アームジョイント
７５ａ第１外側下アームジョイント
７５ｂ第１内側下アームジョイント
７６ａ第２外側下アームジョイント
７６ｂ第２内側下アームジョイント
７７ａ突出部
７８ａストッパー
７９ａストッパー
８１ａ第１外側アームジョイント
８１ｂ第１内側アームジョイント
８２ａ外側リンクジョイント
８２ｂ内側リンクジョイント
Ｘ仮想交点（内側仮想交点、外側仮想交点）

Claims

膝関節の内側に配置される内側支持機構と、
前記膝関節の外側に配置される外側支持機構と、
前記内側支持機構の上端側に回動自在に設けた内側上アームと、
前記内側支持機構の下端側に回動自在に設けた内側下アームと、
前記外側支持機構の上端側に回動自在に設けた外側上アームと、
前記外側支持機構の下端側に回動自在に設けた外側下アームと、
を備えた膝関節用装具であって、
前記内側支持機構及び前記外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成し、
前記内側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記内側上アームと前記内側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、
前記内側上アームの下端部の第１内側上アーム位置、前記内側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２内側上アーム位置、前記内側下アームの上端部の第１内側下アーム位置、及び前記内側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２内側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、
前記外側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記外側上アームと前記外側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、
前記外側上アームの下端部の第１外側上アーム位置、前記外側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置、前記外側下アームの上端部の第１外側下アーム位置、及び前記外側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、
前記第１内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側上アームジョイントとし、
前記第２内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側上アームジョイントとし、
前記第１内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側下アームジョイントとし、
前記第２内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側下アームジョイントとし、
前記第１内側上アームジョイントに一端を接続し、前記第２内側下アームジョイントに他端を接続する第１内側リンク材と、
前記第１内側下アームジョイントに一端を接続し、前記第２内側上アームジョイントに他端を接続する第２内側リンク材と、
を設け、
前記内側上アーム、前記内側下アーム、前記第１内側リンク材、及び前記第２内側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、
前記第１外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側上アームジョイントとし、
前記第２外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側上アームジョイントとし、
前記第１外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側下アームジョイントとし、
前記第２外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側下アームジョイントとし、
前記第１外側上アームジョイントに一端を接続し、前記第２外側下アームジョイントに他端を接続する第１外側リンク材と、
前記第１外側下アームジョイントに一端を接続し、前記第２外側上アームジョイントに他端を接続する第２外側リンク材と、
を設け、
前記外側上アーム、前記外側下アーム、前記第１外側リンク材、及び前記第２外側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、
前記第１内側上アームジョイントと前記第２内側下アームジョイントとを結ぶ内側第１仮想線と、前記第１内側下アームジョイントと前記第２内側上アームジョイントとを結ぶ内側第２仮想線との内側仮想交点、
及び
前記第１外側上アームジョイントと前記第２外側下アームジョイントとを結ぶ外側第１仮想線と、前記第１外側下アームジョイントと前記第２外側上アームジョイントとを結ぶ外側第２仮想線との外側仮想交点
を、前記膝関節を配置する位置とし、
前記膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、
前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側上アームジョイント及び前記第２外側上アームジョイントは上方に移動し、
前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側下アームジョイント及び前記第２外側下アームジョイントは下方に移動する
ことを特徴とする膝関節用装具。
膝関節の内側に配置される内側支持機構と、
前記膝関節の外側に配置される外側支持機構と、
前記内側支持機構の上端側に回動自在に設けた内側上アームと、
前記内側支持機構の下端側に回動自在に設けた内側下アームと、
前記外側支持機構の上端側に回動自在に設けた外側上アームと、
前記外側支持機構の下端側に回動自在に設けた外側下アームと、
を備えた膝関節用装具であって、
前記内側支持機構及び前記外側支持機構を、それぞれ４つのリンク材と４つのジョイントからなるリンク機構で構成し、
前記内側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記内側上アームと前記内側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、
前記内側上アームの下端部の第１内側上アーム位置、前記内側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２内側上アーム位置、前記内側下アームの上端部の第１内側下アーム位置、及び前記内側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２内側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、
前記外側支持機構を構成する前記リンク機構は、前記外側上アームと前記外側下アームとが２つの前記リンク材を構成し、
前記外側上アームの下端部の第１外側上アーム位置、前記外側上アームの前記下端部から所定距離離れた第２外側上アーム位置、前記外側下アームの上端部の第１外側下アーム位置、及び前記外側下アームの前記上端部から所定距離離れた第２外側下アーム位置にそれぞれ４つの前記ジョイントを設け、
前記第１内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側上アームジョイントとし、
前記第２内側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側上アームジョイントとし、
前記第１内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１内側下アームジョイントとし、
前記第２内側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２内側下アームジョイントとし、
前記第２内側上アームジョイントに一端を接続する第１内側リンク材と、
前記第２内側下アームジョイントに一端を接続する第２内側リンク材と、
を設け、
前記第１内側上アームジョイントと前記第１内側下アームジョイントとを同じ位置として第１内側アームジョイントを構成し、
前記第１内側リンク材の他端と前記第２内側リンク材の他端とを内側リンクジョイントで接続し、
前記内側上アーム、前記内側下アーム、前記第１内側リンク材、及び前記第２内側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、
前記第１外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側上アームジョイントとし、
前記第２外側上アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側上アームジョイントとし、
前記第１外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第１外側下アームジョイントとし、
前記第２外側下アーム位置に設けた前記ジョイントを第２外側下アームジョイントとし、
前記第２外側上アームジョイントに一端を接続する第１外側リンク材と、
前記第２外側下アームジョイントに一端を接続する第２外側リンク材と、
を設け、
前記第１外側上アームジョイントと前記第１外側下アームジョイントとを同じ位置として第１外側アームジョイントを構成し、
前記第１外側リンク材の他端と前記第２外側リンク材の他端とを外側リンクジョイントで接続し、
前記外側上アーム、前記外側下アーム、前記第１外側リンク材、及び前記第２外側リンク材がそれぞれ４つの前記リンク材を構成し、
前記第１内側アームジョイントと前記内側リンクジョイントとを結ぶ内側第１仮想線と、前記第２内側上アームジョイントと前記第２内側下アームジョイントとを結ぶ内側第２仮想線との内側仮想交点、
及び
前記第１外側アームジョイントと前記外側リンクジョイントとを結ぶ外側第１仮想線と、前記第２外側上アームジョイントと前記第２外側下アームジョイントとを結ぶ外側第２仮想線との外側仮想交点、
を、前記膝関節を配置する位置とし、
前記膝関節の屈曲状態から伸展状態への動作に伴って、
前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側上アームジョイント及び前記第２外側上アームジョイントは上方に移動し、
前記内側仮想交点及び前記外側仮想交点に対して前記第２内側下アームジョイント及び前記第２外側下アームジョイントは下方に移動する
ことを特徴とする膝関節用装具。
脹脛の最大膨れ部より上方の前記脹脛に配置される第１カフと、
脛骨側に配置される第１カフバンドと
前記内側上アームの内側に上端部を接続した内側懸垂アームと、
前記外側上アームの内側に上端部を接続した外側懸垂アームと、
前記内側懸垂アームの下端部及び前記外側懸垂アームの下端部に取付けた懸垂ベルトと
を有し、
前記第１カフ及び前記第１カフバンドを、前記内側下アームと前記外側下アームとに設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の膝関節用装具。
前記第１カフ及び前記第１カフバンドを、前記内側下アームと前記外側下アームとに回動自在に設けたことを特徴とする請求項３に記載の膝関節用装具。
前記内側上アームの上端部と前記外側上アームの上端部に取付ける大腿バンドを、後大腿部に配置される第２カフと、前大腿部に配置される第２カフバンドとで構成し、前記第２カフ及び前記第２カフバンドを、前記内側上アームと前記外側上アームとに回動自在に設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の膝関節用装具。
前記リンク材に、伸展角度又は屈曲角度を規制する角度規制部材を設け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膝関節用装具。