特許 6110207 膝継手及び義足

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6110207

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】膝継手及び義足

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/64 20060101AFI20170327BHJP

   A61F 2/60 20060101ALI20170327BHJP

   A61F 2/68 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   A61F2/64

   A61F2/60

   A61F2/68

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-101118(P2013-101118)

(22)【出願日】2013年5月13日

(65)【公開番号】特開2014-221093(P2014-221093A)

(43)【公開日】2014年11月27日

【審査請求日】2016年5月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000198271

【氏名又は名称】株式会社ソミック石川

(74)【代理人】

【識別番号】110000589

【氏名又は名称】特許業務法人センダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】月城 慶一

(72)【発明者】

【氏名】安齋 宏樹

【審査官】 川島 徹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１６７１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２１９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３１１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４６２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１０３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０６３４７２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｆ ２／６４

Ａ６１Ｆ ２／６０

Ａ６１Ｆ ２／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大腿部に装着されるソケットと人工下腿部とを接合する膝継手であって、前記ソケットに固定されるハウジングと、前記人工下腿部に結合される回転軸と、前記ハウジングの内部に形成される油室と、該油室に充填されるオイルと、前記油室に配置され、前記油室を第１の室と第２の室とに区画し、前記回転軸の回転に伴って回動するベーンと、第１の室と第２の室とを隔てる隔壁と、該隔壁の内部に設けられ、第１の室に連通する油路と、該油路から分岐する第１の油路及び第２の油路と、第１の油路と第２の油路の分岐点に設けられる切替バルブとを備え、第１の油路は、トルクを発生させるための第１の手段を有して構成され、第２の油路は、第１の手段によって発生するトルクの特性とは異なる特性を示すトルクを発生させるための第２の手段を有して構成され、前記切替バルブは、両端に弁座を有する弁室と、該弁室内で自重により移動可能な弁体とを有し、前記弁室の傾斜方向が変化することによって、第１の室に連通する油路から前記弁室に流入したオイルの流れ先を第１の油路と第２の油路に選択的に切り替えることを特徴とする膝継手。

【請求項2】

前記弁体が鋼球から成り、該弁体の移動速度を加速するために、前記弁室に隣接するように前記隔壁の内部に設けられる空気室と、該空気室内で自重により移動可能な磁石とを備えることを特徴とする請求項１に記載の膝継手。

【請求項3】

前記隔壁の内部に設けられ、オイルの流量を実質的に制限しない径を有する第３の油路と、第３の油路に設けられ、第１の室からオイルが流出したときは弁を閉じ、第２の室からオイルが流出したときは弁を開くように動作する第１の逆止弁とを備えることを特徴とする請求項１に記載の膝継手。

【請求項4】

オイルが第１の油路及び第２の油路から前記弁室に流入することを防ぐための第２の逆止弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の膝継手。

【請求項5】

第１の手段によって発生するトルクが第２の手段によって発生するトルクよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の膝継手。

【請求項6】

第１の手段が流量調整バルブであることを特徴とする請求項５に記載の膝継手。

【請求項7】

大腿部に装着されるソケットと、人工下腿部と、前記ソケットと前記人工下腿部とを接合する膝継手とを備え、前記膝継手が請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の膝継手であることを特徴とする義足。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膝継手及び義足に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特開平５−２１２０７０号公報には、義足による歩行を円滑にするために、線形油圧ダンパを用いた膝継手が開示されている。しかしながら、この膝継手は、線形油圧ダンパを動作させるために、回転運動を直線運動に変換するリンク機構を必要とし、構造が複雑である。また、線形油圧ダンパを電子制御する構成であるため、センサや制御回路などが必要とされ、製造コストが高くつくという問題がある。また、電子制御された線形油圧ダンパを動作させるために電源が必要とされるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−２１２０７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、歩行動作に応じてトルク特性を自動的に変化させることができ、かつトルク特性を変化させるために、電気部品や電子部品を必要としない膝継手及び義足を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明は、以下の膝継手及び義足を提供する。
１．大腿部に装着されるソケットと人工下腿部とを接合する膝継手であって、前記ソケットに固定されるハウジングと、前記人工下腿部に結合される回転軸と、前記ハウジングの内部に形成される油室と、該油室に充填されるオイルと、前記油室に配置され、前記油室を第１の室と第２の室とに区画し、前記回転軸の回転に伴って回動するベーンと、第１の室と第２の室とを隔てる隔壁と、該隔壁の内部に設けられ、第１の室に連通する油路と、該油路から分岐する第１の油路及び第２の油路と、第１の油路と第２の油路の分岐点に設けられる切替バルブとを備え、第１の油路は、トルクを発生させるための第１の手段を有して構成され、第２の油路は、第１の手段によって発生するトルクの特性とは異なる特性を示すトルクを発生させるための第２の手段を有して構成され、前記切替バルブは、両端に弁座を有する弁室と、該弁室内で自重により移動可能な弁体とを有し、前記弁室の傾斜方向が変化することによって、第１の室に連通する油路から前記弁室に流入したオイルの流れ先を第１の油路と第２の油路に選択的に切り替えることを特徴とする膝継手。
２．前記弁体が鋼球から成り、該弁体の移動速度を加速するために、前記弁室に隣接するように前記隔壁の内部に設けられる空気室と、該空気室内で自重により移動可能な磁石とを備えることを特徴とする前記１に記載の膝継手。
３．前記隔壁の内部に設けられ、オイルの流量を実質的に制限しない径を有する第３の油路と、第３の油路に設けられ、第１の室からオイルが流出したときは弁を閉じ、第２の室からオイルが流出したときは弁を開くように動作する第１の逆止弁とを備えることを特徴とする前記１に記載の膝継手。
４．オイルが第１の油路及び第２の油路から前記弁室に流入することを防ぐための第２の逆止弁を備えることを特徴とする前記１に記載の膝継手。
５．第１の手段によって発生するトルクが第２の手段によって発生するトルクよりも大きいことを特徴とする前記１に記載の膝継手。
６．第１の手段が流量調整バルブであることを特徴とする前記５に記載の膝継手。
７．大腿部に装着されるソケットと、人工下腿部と、前記ソケットと前記人工下腿部とを接合する膝継手とを備え、前記膝継手が前記１から前記６のいずれか１に記載の膝継手であることを特徴とする義足。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、歩行動作に応じてトルク特性を自動的に変化させることができ、かつトルク特性を変化させるために、電気部品や電子部品を必要としない膝継手及び義足を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施例１に係る膝継手を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施例１に係る膝継手の内部構造を示す断面図である。

【図3】図３は、実施例１に係る膝継手に内蔵された油圧回路の回路図である。

【図4】図４は、第１の手段として採用し得る流量調整バルブの一例を示す断面図である。

【図5】図５は、流量調整バルブの動作を説明するための図である。

【図6】図６は、第１の手段として採用し得る自動調整バルブの一例を示す断面図である。

【図7】図７は、自動調整バルブの動作を説明するための図である。

【図8】図８は、第１の手段がオリフィスであり、第２の手段もオリフィスである場合の両者のトルク特性の一例を示すグラフである。

【図9】図９は、第１の手段が流量調整バルブであり、第２の手段がオリフィスである場合の両者のトルク特性の一例を示すグラフである。

【図10】図１０は、第１の手段が自動調整バルブであり、第２の手段がオリフィスである場合の両者のトルク特性の一例を示すグラフである。

【図11】図１１は、第１の手段が流量調整バルブであり、第２の手段も流量調整バルブである場合の両者のトルク特性の一例を示すグラフである。

【図12】図１２は、第１の手段が流量調整バルブであり、第２の手段が自動調整バルブである場合の両者のトルク特性の一例を示すグラフである。

【図13】図１３は、第１の手段が自動調整バルブであり、第２の手段も自動調整バルブである場合の両者のトルク特性の一例を示すグラフである。

【図14】図１４は、切替バルブの構造を示す図である。

【図15】図１５は、実施例１に係る膝継手を具備する義足を示す斜視図である。

【図16】図１６は、実施例１に係る膝継手を具備する義足を示す断面図である。

【図17】図１７は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図18】図１８は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図19】図１９は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図20】図２０は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図21】図２１は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図22】図２２は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図23】図２３は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図24】図２４は、切替バルブの動作を説明するための図である。

【図25】図２５は、切替バルブの動作を説明するための図である。

【図26】図２６は、第１の油路へのオイルの流れが遮断された状態を示す油圧回路図である。

【図27】図２７は、切替バルブの動作を説明するための図である。

【図28】図２８は、切替バルブの動作を説明するための図である。

【図29】図２９は、切替バルブの動作を説明するための図である。

【図30】図３０は、実施例１に係る膝継手の動作を説明するための図である。

【図31】図３１は、切替バルブの動作を説明するための図である。

【図32】図３２は、第１の油路へのオイルの流れが遮断された状態を示す油圧回路図である。

【図33】図３３は、切替バルブを構成する弁体の移動速度を加速させるための手段を示す図である。（実施例２）

【図34】図３４は、磁石及び弁体が弁室の傾斜方向の変化に従って移動した状態を示す図である。

【図35】図３５は、実施例３に係る膝継手に内蔵された油圧回路の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明するが、本発明の技術的範囲は以下の説明の内容に限定されるものではない。

【実施例1】

【0009】

図１は、本実施例に係る膝継手を示す斜視図であり、図２は、本実施例に係る膝継手の内部構造を示す断面図である。この膝継手１００は、ハウジング１０１と、回転軸１０５と、ハウジング１０１の内部に形成される油室１０２と、油室１０２に配置され、油室１０２を第１の室１０３と第２の室１０４とに区画するベーン１０６と、第１の室１０３と第２の室１０４とを隔てる隔壁１０７とを備えている。油室１０２（第１の室１０３及び第２の室１０４）にはオイルが充填されている。この膝継手１００は、ベーン１０６が回転軸１０５の回転に伴って回動するように構成されている。

【0010】

この膝継手１００は、油圧回路を内蔵している。図３は、本実施例に係る膝継手に内蔵された油圧回路の回路図である。この油圧回路は、第１の室１０３と、第２の室１０４と、ベーン１０６と、第１の室１０３に連通する油路１０８と、油路１０８から分岐する第１の油路１０９及び第２の油路１１０と、第１の油路１０９と第２の油路１１０の分岐点に設けられる切替バルブ１１１と、第１の油路１０９、第２の油路１１０及び第２の室１０４に連通する油路１１２と、第１の室１０３及び第２の室１０４に連通する第３の油路１１３と、第３の油路１１３に設けられる第１の逆止弁１１４とを有して構成されている。油圧回路を構成する上記の要素は、第１の室１０３、第２の室１０４及びベーン１０６を除いて、すべて隔壁１０７の内部に設けられている。

【0011】

第１の油路１０９は、トルクを発生させるための第１の手段を有している。第１の手段としては、例えば、第１の油路１０９の一部又は全部をオリフィス（オイルの流量を制限し得る小孔）とする構成を採用することができる。また、オリフィスに代えて、流量調整バルブ又は自動調整バルブを採用しても良い。ここにいう「自動調整バルブ」は、負荷の変化に対応してオイルの流量を自動的に調整し得るバルブである。

【0012】

図４は、第１の手段として採用し得る流量調整バルブの一例を示す断面図である。この流量調整バルブは、弁室２００と、弁室２００に配置される弁体２０１とを有して構成されている。弁体２０１の先端部分は、テーパー状に形成されている。弁体２０１の後端部分には、弁室２００に形成された雌ねじ２０２と結合する雄ねじ２０３が形成されている。この流量調整バルブは、弁体２０１の先端部と弁座２０４との間隙でオイルの流量を絞ることができる。弁体２０１は、図５に示したように、弁体２０１を一方向（ねじを締める方向）に回転させることによって、弁座２０４に向かって移動する。このとき、弁体２０１の先端部と弁座２０４との間隙は縮小される。一方、弁体２０１を逆方向（ねじを緩める方向）に回転させたときには、弁体２０１は、弁座２０４から離れる方向へ移動する。このとき、弁体２０１の先端部と弁座２０４との間隙は拡大される。従って、この流量調整バルブは、弁体２０１を上記のように操作することによって、オイルの流量を調整することができる。図４及び図５において、矢印はオイルの流れ方向を示している。

【0013】

図６は、第１の手段として採用し得る自動調整バルブの一例を示す断面図である。この自動調整バルブは、弁室３００と、弁室３００に配置される弁体３０１と、弁体３０１の移動を抑制するばね３０２とを有して構成されている。この自動調整バルブは、弁体３０１の外周面と油路１０９の内周面との間隙でオイルの流量を絞ることができる。弁体３０１の移動は、ばね３０２の弾性力によって抑制されるので、弁体３０１を油路１０９に向かって移動させる力（オイルの圧力）が大きくなるほど弁体３０１の外周面と油路１０９の内周面との間隙の長さＬが長くなる（図７参照）。そして、この間隙の長さＬが長くなるほどオイルは流れ難くなる。従って、この自動調整バルブによれば、負荷の増減にかかわらず回転軸１０５の角速度を一定に維持することができる。図６及び図７において、矢印はオイルの流れ方向を示している。

【0014】

第２の油路１１０は、第１の手段によって発生するトルクの特性とは異なる特性を示すトルクを発生させるための第２の手段を有している。第２の手段としては、例えば、第２の油路１１０の一部又は全部をオリフィス（オイルの流量を制限し得る小孔）とする構成を採用することができる。また、オリフィスに代えて、上記した流量調整バルブ又は自動調整バルブを採用しても良い。

【0015】

第１の手段がオリフィスであり、第２の手段もオリフィスである場合は、第２の手段の径を第１の手段の径と異ならせることによって、第２の手段は、第１の手段によって発生するトルクの特性とは異なる特性を示すトルクを発生させることができる。第２の手段が流量調整バルブである場合は、第２の手段が第１の手段によって発生するトルクの特性とは異なる特性を示すトルクを発生させるように弁体の位置が適宜設定される。第１の手段が自動調整バルブであり、第２の手段も自動調整バルブである場合は、第２の手段のばねとして、第１の手段のばねの弾性力よりも大きい又は小さい弾性力を有するばねを用いることによって、第２の手段は、第１の手段によって発生するトルクの特性とは異なる特性を示すトルクを発生させることができる。

【0016】

図８は、第１の手段がオリフィスであり、第２の手段もオリフィスである場合の両者のトルク特性の一例を示している。第１の手段の径は、第２の手段の径よりも小さい。図９は、第１の手段が流量調整バルブであり、第２の手段がオリフィスである場合の両者のトルク特性の一例を示している。第１の手段は、第２の手段によって発生するトルクよりも大きいトルクを発生させるように、弁体の位置が設定されている。図１０は、第１の手段が自動調整バルブであり、第２の手段がオリフィスである場合の両者のトルク特性の一例を示している。図１１は、第１の手段が流量調整バルブであり、第２の手段も流量調整バルブである場合の両者のトルク特性の一例を示している。第１の手段は、第２の手段によって発生するトルクよりも大きいトルクを発生させるように、弁体の位置が設定されている。図１２は、第１の手段が流量調整バルブであり、第２の手段が自動調整バルブである場合の両者のトルク特性の一例を示している。図１３は、第１の手段が自動調整バルブであり、第２の手段も自動調整バルブである場合の両者のトルク特性の一例を示している。第１の手段は、第２の手段のばねのばね定数よりも小さいばね定数を有するばねを用いている。

【0017】

図１４は、切替バルブ１１１の構造を示す図である。切替バルブ１１１は、両端に弁座（第１の弁座１１７及び第２の弁座１１８）を有する弁室１１５と、弁室１１５の内部で自重により移動可能な弁体１１６とを有して構成されている。弁室１１５は、細長い空間であり、その中はオイルで満たされている。油路１０８は、弁室１１５の長さ方向中央部分に連通している。第１の弁座１１７は、第１の油路１０９と連通し、第２の弁座１１８は、第２の油路１１０と連通している。弁体１１６は、弁室１１５の内部で自重により移動しやすいように球体であることが好ましい。

【0018】

本実施例に係る膝継手１００は、図１５及び図１６に示したように、ハウジング１０１がソケット４００に固定され、回転軸１０５が人工下腿部５００に結合されて使用される。義足を構成するソケット４００は、使用者の大腿部に装着される。ソケット４００は、ハウジング１０１を固定するためのジョイント４０１を備えている。義足を構成する人工下腿部５００は、使用者の下腿部として機能するように人工的に製作されたものである。人工下腿部５００は、回転軸１０５に結合するアーム５０１を備えている。ハウジング１０１は、人工下腿部５００が前方へ折れ曲がることを防止するために、アーム５０１に当接するストッパー１１９を備えている（図１及び図１５参照）。

【0019】

膝継手１００は、ハウジング１０１がソケット４００に固定されるため、歩行時の大腿部の動きに伴って変位する。具体的には、例えば、図１７に示したように、大腿部６０１（義足が装着される大腿部）が直立姿勢のときの膝継手１００の状態を初期状態とした場合、図１９に示したように、大腿部６０２（義足が装着されない大腿部）が骨盤７００より前方へ移動し、大腿部６０１が骨盤７００より後方へ相対的に移動することによって、膝継手１００は、初期状態から時計回り方向に変位する。一方、図２３に示したように、大腿部６０１が骨盤７００より前方へ移動したときは、膝継手１００は、初期状態から反時計回り方向に変位する。

【0020】

切替バルブ１１１の弁室１１５は、膝継手１００が初期状態のときに、弁室１１５の長さ方向が回転軸１０５の中心を通る仮想線Ａ（図１７参照）と平行となるように配置されている。図１４は、膝継手１００が初期状態のときの切替バルブ１１１の姿勢を示している。図１８は、膝継手１００が初期状態のときの油圧回路図である。弁室１１５は、膝継手１００が図１９に示したように時計回り方向に変位したときには、図２４に示したように、時計回り方向に傾斜する。切替バルブ１１１の弁体１１６は、弁室１１５が時計回り方向に傾斜することによって、第１の弁座１１７に向かって移動を開始する。

【0021】

次に、図２０に示したように、大腿部６０１の前方への移動が開始されると、人工下腿部５００の屈曲動作が発生する。このとき、ベーン１０６は、人工下腿部５００の屈曲動作に伴って時計回り方向に回転し、第１の室１０３のオイルが油路１０８に流入する。それによって、第２の室１０４までのオイルの流れが発生する。弁体１１６は、弁室１１５に流れ込むオイルの圧力によって第１の弁座１１７に押し当てられる（図２５参照）。これにより、第１の油路１０９へのオイルの流れが遮断され、弁室１１５から排出されるオイルは第２の油路１１０へ流入する。第２の油路１１０はトルクを発生させるための第２の手段を備えているので、オイルが第２の油路１１０を通過するときに発生するオイルの抵抗力がベーン１０６に作用してトルクが発生する。このトルクによって、人工下腿部５００が跳ね上がるように屈曲することを防ぐことができる。第２の油路１１０を通過したオイルは、油路１１２を介して第２の室１０４に流入する。図２６は、第１の油路１０９へのオイルの流れが遮断された状態を示す油圧回路図である。

【0022】

次に、図２１に示したように、大腿部６０１が骨盤７００より若干前方へ移動したときは、膝継手１００が反時計回り方向に変位し、弁室１１５が、図２７に示したように、反時計回り方向に傾斜する。しかしながら、人工下腿部５００の屈曲動作が継続しているため、弁体１１６は、オイルの圧力によって第１の弁座１１７に押し当てられた状態のまま維持される。従って、第２の手段によって発生するトルクが人工下腿部５００に作用し続ける。このため、人工下腿部５００の屈曲動作が継続している間は、人工下腿部５００の屈曲角度が安定して維持される。

【0023】

次に、図２２に示したように、大腿部６０１が骨盤７００より更に前方へ移動し、人工下腿部５００の伸展動作が開始されたときは、ベーン１０６が人工下腿部５００の伸展動作に伴って反時計回り方向に回転し、第２の室１０４のオイルが第３の油路１１３に流入する。第３の油路１１３に流入したオイルは、第３の油路１１３に設けられた第１の逆止弁１１４を開放する。ここで、第１の逆止弁１１４は、第１の室１０３からオイルが流出したときは弁を閉じ、第２の室１０４からオイルが流出したときは弁を開くように動作する。第３の油路１１３は、オイルの流量を実質的に制限しない径を有しているので、ベーン１０６が反時計回り方向に回転したときに発生するトルクは、ベーン１０６が時計回り方向に回転したときに発生するトルクと比べて格段に小さいものとなる。従って、人工下腿部５００の伸展動作が円滑に行われる。このとき切替バルブ１１１は、弁室１１５が反時計回り方向に傾斜しているため、弁体１１６が第１の弁座１１７から離れて、第２の弁座１１８に向かって移動する（図２８参照）。

【0024】

そして、図２３に示したように、大腿部６０１が骨盤７００より更に前方へ移動したときは、ハウジング１０１に設けられたストッパー１１９が人工下腿部５００に設けられたアーム５０１に当接して人工下腿部５００の伸展動作が終了する。このとき切替バルブ１１１の弁体１１６は、第２の弁座１１８付近に位置している（図２９参照）。

【0025】

一方、図３０に示したように、大腿部６０１が骨盤７００より前方に移動したときに、躓いたり、身体のバランスを崩したりして、人工下腿部５００が急激に折れ曲がる、所謂「膝折れ」という現象が発生することがある。この「膝折れ」による転倒を防ぐには、人工下腿部５００の急激な屈曲を抑制し得る大きなトルクを発生させる必要がある。本実施例に係る膝継手１００によれば、大腿部６０１が骨盤７００より前方に移動したときは、膝継手１００が反時計回り方向に変位し、それに伴い切替バルブ１１１の弁室１１５が反時計回り方向に傾斜する。切替バルブ１１１の弁体１１６は、弁室１１５が反時計回り方向に傾斜することによって、第２の弁座１１８に向かって移動する。また、ベーン１０６は、人工下腿部５００の屈曲動作に伴って時計回り方向に回転し、第１の室１０３のオイルが油路１０８に流入する。それによって、第２の室１０４までのオイルの流れが発生する。弁体１１６は、弁室１１５に流れ込むオイルの圧力によって第２の弁座１１８に押し当てられる（図３１参照）。これにより、第２の油路１１０へのオイルの流れが遮断され、弁室１１５から排出されるオイルは第１の油路１０９へ流入する。第１の油路１０９はトルクを発生させるための第１の手段を備えているので、オイルが第１の油路１０９を通過するときに発生するオイルの抵抗力がベーン１０６に作用してトルクが発生する。このトルクによって、人工下腿部５００が急激に折れ曲がることを防ぐことができる。第１の油路１０９を通過したオイルは、油路１１２を介して第２の室１０４に流入する。ここで、第１の手段によって発生するトルクの特性は、第２の手段によって発生するトルクの特性と異なる（図８乃至図１３参照）。「膝折れ」が発生するときは、使用者の自重に等しい負荷が膝継手１００に加えられるため、第１の手段によって発生するトルクは、第２の手段によって発生するトルクよりも大きいことが好ましい。また、このときに膝継手１００に加えられる負荷は、使用者の体重によって異なるため、使用者の体重に合わせてトルクを調整できるように、第１の手段として流量調整バルブを採用することが好ましい。図３２は、第２の油路１１０へのオイルの流れが遮断された状態を示す油圧回路図である。

【実施例2】

【0026】

本実施例に係る膝継手は、切替バルブ１１１を構成する弁体１１６の移動速度を加速させるための手段を有する点で、実施例１に係る膝継手と異なる。図３３は、切替バルブ１１１を構成する弁体１１６の移動速度を加速させるための手段を示す図である。この手段は、切替バルブ１１１を構成する弁室１１５に隣接する空気室１２０と、空気室１２０の内部で自重により移動可能な磁石１２１とを有して構成されている。空気室１２０は、細長い空間であり、その中は空気で満たされている。空気室１２０の長さ方向は、弁室１１５の長さ方向と平行である。弁体１１６は鋼球である。磁石１２１は空気室１２０の内部で自重により移動しやすいように球状のものが用いられている。

【0027】

弁体１１６が自重で移動する場合、弁体１１６は、オイルの抵抗を受けながら移動するので、素早く移動することが困難である。このため、弁室１１５の傾斜方向が急速に繰り返し変化した場合には、それに対応して弁体１１６が移動できず、オイルの流れを第１の油路１０９と第２の油路１１０に選択的に切り替えられない事態が発生するおそれがある。対照的に、空気の抵抗はオイルの抵抗よりも格段に小さいので、空気室１２０に配置された磁石１２１は素早く移動することができる。本実施例に係る膝継手は、弁室１１５の傾斜方向が変化すると、磁石１２１の磁力で弁体１１６が牽引されて弁体１１６の移動速度が加速される。従って、本実施例に係る膝継手によれば、弁室１１５の傾斜方向が急速に繰り返し変化した場合でも、それに対応して弁体１１６が的確に移動し、オイルの流れを第１の油路１０９と第２の油路１１０に選択的に切り替えることができる。図３４は、磁石１２１及び弁体１１６が弁室１１５の傾斜方向の変化に従って移動した状態を示す図である。

【実施例3】

【0028】

本実施例に係る膝継手は、オイルが第１の油路１０９及び第２の油路１１０から切替バルブ１１１を構成する弁室１１５に流入することを防ぐための第２の逆止弁１２２を備える点で、実施例１に係る膝継手と異なる。図３５は、本実施例に係る膝継手に内蔵された油圧回路の回路図である。この油圧回路は、第２の室１０４に連通する油路１１２に第２の逆止弁１２２が設けられている。第２の逆止弁１２２は、第２の室１０４からオイルが流出したときは弁を閉じ、第１の室１０３からオイルが流出したときは弁を開くように動作する。

【0029】

図３に示したように、油路１１２に逆止弁が設けられていない構成では、ベーン１０６が第２の室１０４のオイルを押したときに、オイルが第１の油路１０９及び第２の油路１１０から切替バルブ１１１を構成する弁室１１５に流入することになる。その結果、例えば、弁室１１５が時計周り方向に傾斜しているにもかかわらず、弁体１１６が第２の弁座１１８の近くに位置してしまうことがある。この状態で、ベーン１０６が第１の室１０３のオイルを押した場合、弁室１１５が時計周り方向に傾斜していても、弁室１１５に流入したオイルの圧力で弁体１１６が第１の弁座１１７に向かって移動できない事態が発生するおそれがある。対照的に、本実施例では、第２の室１０４に連通する油路１１２に第２の逆止弁１２２が設けられているため、オイルが第１の油路１０９及び第２の油路１１０から弁室１１５に流入することを防ぐことができる。従って、例えば、弁室１１５が時計周り方向に傾斜しているときに、弁体１１６が第２の弁座１１８の近くに位置してしまうことがない。本実施例によれば、弁室１１５が時計周り方向に傾斜しているときは、弁体１１６が第１の弁座１１７の近くに位置しているので、この状態で、ベーン１０６が第１の室１０３のオイルの押した場合、弁室１１５の傾斜方向に従って弁体１１６が第１の弁座１１７に当接し、第１の油路１０９へのオイルの流れを確実に遮断することができる。

【符号の説明】

【0030】

１００ 膝継手
１０１ ハウジング
１０２ 油室
１０３ 第１の室
１０４ 第２の室
１０５ 回転軸
１０６ ベーン
１０７ 隔壁
１０８ 油路
１０９ 第１の油路
１１０ 第２の油路
１１１ 切替バルブ
１１２ 油路
１１３ 第３の油路
１１４ 第１の逆止弁
１１５ 弁室
１１６ 弁体
１１７ 第１の弁座
１１８ 第２の弁座
１１９ ストッパー
１２０ 空気室
１２１ 磁石
１２２ 第２の逆止弁
２００ 弁室
２０１ 弁体
２０２ 雌ねじ
２０３ 雄ねじ
２０４ 弁座
３００ 弁室
３０１ 弁体
３０２ ばね
４００ ソケット
４０１ ジョイント
５００ 人工下腿部
５０１ アーム
６０１ 義足が装着される大腿部
６０２ 義足が装着されない大腿部
７００ 骨盤

【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28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】