特注の矯正具、インソール及び他の履物のインサートを製造する方法及び装置

本願は、2014年9月12日付け提出の米国特許出願No.14/485,552の優先権を主張するものであり、この内容は全体として本明細書に組み込まれる。 本開示は、一般に、履物のための装具、インソール及び他のインサート、より詳細には、履物用のカスタムインソール、インソール及び他のインサートを作製するための方法及び装置に関する。

履物のための矯正具、インソール及び他のインサートは、形態が大きく異なり、望ましくは比較的薄い厚さを有し、足の踵骨領域(ヒール部)から中足骨頭領域の後ろ(すなわち、足の「ボール」上の領域)まで延び、個人の足の足底面に適合する実質的に剛性の部材からなるか、この剛性の部材を含んでいる。一般に、実質的に剛性の部材の目的(ときには、矯正具、機能的な矯正具又はヒールキャップと呼ばれる)は、歩行中及び走行中に体を移動させる歩行サイクルの間に、中足関節及び距骨下関節を位置決めして、中足関節及び距骨下関節の動きや他の動きを制御することである。上述の矯正具又はヒールキャップの一般的な意図された機能及び歩行サイクルの詳細だけでなく、本発明の態様に関連する他の情報は、米国特許第5,394,626号(発明の名称:Orthotic and Method of the Sameに記載されており、特注の矯正具及びインソールを製造する例示的な方法は、米国特許第3,995,002;4,597,196;4,718,179;4,803,747;4,962,593;5,184,409及び5,394,626号に記載されており、これらの全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本明細書に示され説明されている、特注の矯正具、インソール及び他の履物インサートを製造するための方法及び装置は、特注の矯正具、インソール及び他の履物インサートを特に効率的かつ信頼できる方法で製造するのに適した方法及び装置を提供する。結果として得られる特注の矯正具及びインソールは、歩行サイクル全体にわたって足を支持するために良く適合している。

個人の足の足底面に合わせてカスタマイズされた矯正具、インソール又は他の履物インサートの製造を補助するための装置の少なくとも1つの実施形態は、携帯ハウジングと、携帯ハウジングに結合され、矯正具又は履物インサートのヒールキャップを選択的に加熱して矯正具又はヒールキャップの柔軟性を向上させるヒータユニットとを含むものとしてまとめられる。さらに、装置は、個人の足の足底面に矯正具又はヒールキャップを適合させる前に、個人の足の位置及び向きを決めるのを補助するために、携帯ハウジングに連結された少なくとも1つのアライメント装置を含むことができる。さらに、この装置は、携帯ハウジングに連結された真空システムを備えていてもよく、真空システムは、矯正具又はヒールキャップを設置する前に、個人の足の周囲に選択的に真空をかけて、矯正具又はヒールキャップを個人の足の足底面に適合させる制御装置を含む。

アライメント装置は、個人の脚の先端のための受け台と、支持装置と、レーザ装置及び対応するコントローラとを含む。受け台は、装置の足受け領域に向かったり、足受け領域から離れたりして調節可能である。支持装置は、個人の脚の先端を受け台によって支持しながら、個人の足の中足骨頭を選択的に配置して固定するために、足受け領域内で調節可能に配置される。レーザ装置及び対応するコントローラは、足受け領域内で個人の足の位置及び向きを決めることを補助するために、個人の足及び個人の脚の先端において、1つ以上の可視アライメントインジケータを選択的に生成するために配置されている。

カスタマイズされたインソールアセンブリを製造する方法の少なくとも1つの実施形態は、以下の方法を含むことによってまとめられる。携帯インソールカスタマイズユニットを用いて、ヒールキャップの柔軟性を高めるために硬質のヒールキャップを加熱する。柔軟状態のヒールキャップを全長が柔軟なインソールに取り付けて、ストックインソールアセンブリを形成する。ヒールキャップを柔軟状態に残しながら、個人の足の足底面に対してストックインソールアセンブリを位置決めする。携帯インソールカスタマイズユニットの1つ以上のアライメント装置の補助を受けて、個人の足及び個人の脚の先端を所望の位置及び向きで固定する。ヒールキャップを配置する前に、携帯インソールカスタマイズユニットの真空システムを用いて、個人の脚の足底面に適合するようにストックインソールアセンブリを形成し、カスタマイズされたストックインソールアセンブリを形成する。

携帯インソールカスタマイズユニットの1つ以上のアライメント装置の補助によって、個人の足及び個人の脚の先端を所望の位置及び向きで固定することは、受け台によって個人の脚の先端を支持しながら、携帯インソールカスタマイズユニットの足受け領域を用いて、使用者の足を近傍にガイドする。受け台は、携帯インソールカスタマイズユニットのハウジングに移動可能に連結されており、足受け領域に近づいたり離れたりして前後に移動する。携帯インソールカスタマイズユニットのハウジングに移動可能に連結された支持装置を調節して、個人の足の中足骨頭、好ましくは、個人の足の第5中足骨頭領域を配置して固定する。そして/又は、携帯インソールカスタマイズユニットによって生成された可視アライメントインジケータが、個人の足又は個人の脚の先端における1つ以上の目標位置と一致するように、携帯インソールカスタマイズユニットに対して個人の足又は個人の脚の先端の位置及び向きを調節する。

カスタマイズされた矯正具を製造する方法の少なくとも1つの実施形態は、以下の方法を含むものとしてまとめられる。携帯矯正具カスタマイズユニットを用いて、硬質の矯正具を加熱して矯正具の柔軟性を向上させる。柔軟状態が残った矯正具を用いて、個人の足の足底面に矯正具を位置決めする。携帯矯正具カスタマイズユニットの1つ以上のアライメント装置を用いて、個人の足及び個人の脚の先端を所望の位置及び向きで固定する。矯正具を設置する前に、携帯矯正具カスタマイズユニットの真空システムを用いて、個人の足の足底面に適合するように矯正具を形成して、カスタマイズされた矯正具を形成する。

携帯矯正具カスタマイズユニットの1つ以上のアライメント装置の補助によって、個人の足及び個人の脚の先端を所望の位置及び向きで固定することは、受け台によって個人の脚の先端を支持しながら、携帯矯正具カスタマイズユニットの足受け領域を用いて、個人の脚を近傍にガイドすることを含む。受け台は、携帯矯正具カスタマイズユニットのハウジングに移動可能に連結されており、足受け領域に近づいたり離れたりして前後に移動する。携帯矯正具カスタマイズユニットのハウジングに移動可能に連結された支持装置を調節して、個人の足の中足骨頭、好ましくは、個人の足の第5中足骨頭領域を配置して固定する。そして/又は、携帯矯正具カスタマイズユニットによって生成された可視アライメントインジケータが個人の足又は個人の脚の先端における1つ以上の目標位置と一致するように、携帯矯正具カスタマイズユニットに対して個人の足又は個人の脚の先端の位置又は向きを調節する。

図1は、一つの実施形態において、特注の矯正具、インソール及び他の履物インサートを製造する装置の等角正面図である。

図2は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、個人の足に対するインソールのヒールキャップの初期のフィッティングを示す。

図3は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、図1の装置のヒータユニット内にヒールキャップを配置することにより、ヒールキャップを加熱してこの曲げ性を向上させることを示す。

図4は、曲げ可能なヒールキャップと、インソールの他の部分とを組み合わせて、インソールアセンブリを形成することを示す。

図5は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、インソールアセンブリを個人の足の足底面に固定することを示す。

図6は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、個人の足及びインソールアセンブリをフレキシブルバックに収容することを示す。

図7は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、個人の足の足底面にヒールキャップを合わせる前に、図1の装置の補助によって、個人の足及びインソールアセンブリの位置及び向きを決めることを示す。

図8は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、個人の足の足底面にヒールキャップを合わせる前に、図1の装置の補助によって、個人の足及びインソールアセンブリの位置及び向きを決めることを示す。

図9は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、最終的なインソールアセンブリの等角底面部を示す。

図10は、一つの実施形態において、図1の一例の装置を用いて、特注のインソールを製造する手順を示すとともに、最終的なインソールアセンブリの等角上面図を示す。

以下の説明では、様々に開示された実施形態を理解できるように、特定の詳細について説明する。しかし、当業者にとっては、これらの特定の詳細のうちの1つ以上が無くても、実施形態を実施することが理解できるであろう。他の例では、実施形態の記載が不必要に分かりにくくなることを避けるために、特注の矯正具、インソール又は他の履物インサートに関連する、公知の装置、構造及び技術や、これらを製造する方法は、詳細に開示又は記載していない。

文脈がそうでないことを要求しない限り、明細書及び特許請求の範囲を通して、「含む」という用語及びその変形は、「含んでいる」などの包括的な意味で解釈されるべきであり、これに限定されない。

本明細書において、「一つの実施形態」又は「実施形態」は、実施形態とともに説明される特定の機能、構造又は特徴が、少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書において、様々な箇所で使用される用語「一つの実施形態」又は「実施形態」は、同一の実施形態に言及しているすべてである必要は無い。さらに、特定の機能、構造又は特徴は、一つ以上の実施形態において、適切に組み合わせることができる。

本明細書及び添付した請求項で使用されているように、明示の記載が無い限り、単数形で表されたり、複数形で表されたりする。また、用語「又は」は、明示の記載が無い限り、一般的には、「及び/又は」を含む意味で用いられる。

図1は、一例の実施形態において、特注の矯正具、インソール及び他の履物インサートを製造する装置100を示す。図2〜図10は、一例の実施形態において、装置100の補助によって、履物のクッションインソールを形成する手順を示す。

図1において、装置100は、特に、ヒータユニット120(例えば、オーブン)を収容する携帯ハウジング110を有する。ヒータユニット120は、使用時に、矯正具、ヒールキャップ200又は他の実質的に硬質の履物インサート部材を選択的に加熱して、これらの曲げ性を向上させるために設けられている。ヒータユニット120は、携帯ハウジング110によって規定された内部空間112において、覆われているか、実質的に覆われている。また、携帯ハウジング110は、1つ以上の通気口113(例えば、ルーバー、スクリーン、複数の開口など)を有しており、使用時に、ヒータユニット120によって生成された温められた空気を内部空間112内から外部に排気する。通気口113は、携帯ハウジング110と一体的に形成することができ、携帯ハウジング110の少なくとも上部に設けることができる。

さらに、携帯ハウジング110は、ヒータユニット120の少なくとも一部に選択的にアクセスするためのドア114を有する。例えば、装置100の一例の実施形態は、ヒンジ116によってハウジングの側面115に回転可能に連結されたドア114を有することができる。ドア114は、図1に示すように、ドア114が実質的に装置100の側面115と平行となる閉じ位置(不図示)と、ドアが装置100の側面115と略直交する開き位置との間で移動する。開き位置において、ドア114は、作業面として機能するか、そうでなければ作業面を提供する。システムのユーザ又は作業者は、特注の矯正具、インソール又は他の履物インサートを製造するプロセスを補助するための様々な器具を作業面上に置く。ドア114は、例えば、マグネットのプッシュボタンのラッチ機構といったラッチ機構117によって閉じ状態が保持される。したがって、ユーザは、必要なときには、ヒータユニット120に即座にアクセスすることができたり、装置100を使用しないときには、ヒータユニット120を覆う又は実質的に覆うことができたりする。

ヒータユニット120は、開口部122を備えたオーブンを有しており、特注のヒールキャップ200又は他の実質的に硬い履物インサートを支持したり、特注のヒールキャップ200又は他の実質的に硬い履物インサートを加熱環境123内で加熱して、個人の足の足底面に沿って形成するために曲げ性を増加させたりする。この目的のために、さらに、ヒータユニット120は、ヒータユニット120の動作を選択的に制御するために、1つ以上の制御部124(例えば、制御ボタン、ノブ、スライダ、タッチスクリーン、スイッチ、インジケータなど)と、ディスプレイ126とを含む。例えば、制御部124は、ヒータユニット120の電源を入れたり、電源を切ったりするための電源スイッチを含むことができる。インジケータのライト又は複数のライトは、例えば、ヒータユニット120に設けられた加熱環境123が閾値又は所望の温度に到達したとき、ユーザに情報を伝えるために設けることができる。1つ以上のボタンは、タイマを設定するために設けられたり、そうでなければ、加熱環境123において、矯正具、ヒールキャップ200又は他の実質的に硬質の履物インサートを、この柔軟性を、柔軟であるが粘着性又は使用不能ではない点まで増加させるのに十分な時間だけ、露出させることを補助するために設けられたりする。ディスプレイ126は、例えば、加熱環境123の温度を示す温度及び/又は、所望の曲げ性に到達するまでの残り時間を表示することができる。ヒータユニット120(及び装置の他の電気要素)は、電力ケーブル125から電力を受けることができる。電力ケーブル125は、装置100から延びており、装置100を主電源といた電源に接続する。

いくつかの例では、ヒータユニット120は、さらに、へら又は他の工具といった器具128を保管するための保管穴部127を含む。保管穴部127は、矯正具、ヒールキャップ200又は他の実質的に硬い履物インサートが加熱環境123内で加熱される開口部122内に挿入されながら、これを支持するために設けられている。器具128は、略平坦な支持プラットフォーム129及びハンドル130を含み、これらは、矯正具、ヒールキャップ200又は他の実施的に硬い履物インサートが所望の柔軟性を有するようになったとき、器具128を操作し、加熱環境123内から、器具128と、矯正具、ヒールキャップ200又は他の実質的に硬い履物インサートを取り出す。

装置100の例示的な実施形態によれば、携帯ハウジング110から延びて携帯ハウジング110を支持する地面と係合する車輪132A〜Cを配置することができる。例えば、図7に示すように、一組の前輪132A,132Bを携帯ハウジング110の前端から下方に延びるように設け、後輪132Cを携帯ハウジング110の後端から下方に延びるように設けることができる。車輪132A〜Cには、ボールキャスタを含む異なるタイプの車輪を含むことができる。車輪132A〜Cは、装置100の例示的な実施形態に示されるような三角形の構成であってもよく、特注矯正具、インソール又は他の履物インサートと適合される個人に対して、装置の角度方向を調節するための左右の微調節を可能にするように配置及び構成されてもよい。ハンドル134は、携帯ハウジング110に結合されており、携帯ハウジング110の後端をハンドル134によって地面上で案内するとともに、車輪132A〜Cの補助によって、個人に対する携帯ハウジング110の角度調節をさらに補助することができる。ハンドル134は、携帯ハウジング110の上端又は後端から、ずれていてもよい。ハンドル134は、携帯ハウジング110内で一体的に形成されていたり、それに連結されていたりしてもよい。又はハンドル134は、装置100をある場所から別の場所へ持ち運び、持ち上げ、又は運搬するための便利な装置を提供してもよい。

引き続き図1を参照すると、装置100は、さらに、携帯ハウジング110に結合された複数のアライメント装置を含み、これらは、矯正具、ヒールキャップ又は他の実質的に剛性の履物インサートを個人の足の足底面に適合させる前に、個人の足の位置及び向きを決めることを補助する。

例えば、例示的な装置100は、個人の脚LLの下端又は先端を支持するために設けられた受け台142を含む。受け台142は、装置100の足受け領域140に近づいたり離れたりするように調節可能に移動可能である。より詳細には、受け台142は、携帯ハウジング110の支持プラットフォーム部146に設けられた一対の調節通路144に沿って調節可能に移動可能であり、支持プラットフォーム部146は、携帯ハウジング110の前面111及び足受け領域140に略直交して外側に延びている。このようにして、特注の矯正具、インソール又は他の履物インサートを装着する個人の先端又は下方の脚LLは、矯正具、ヒールキャップ200又は他の履物インサートを個人の足Fに適合させる間、受け台142において支持される。また、受け台142が下方の脚LLを連続的に支持しながら、個人の足Fの位置及び向きが操作されるか調節され、このような個人の足の操作又は調節の間、受け台142は調節通路144に沿って移動する。

別の例として、例示的な装置100は、さらに、反対側において、足受け領域140に隣接する一対の足支持装置150A,150Bを含む。各支持装置150A,150Bは、選択的に配置可能であり、個人の脚LLの下端又は先端が受け台142で支持されながら、個人の足Fの両側から個人の足Fの中足骨頭部を配置して固定する。図8に最もよく示されているように、支持装置150A,150Bのそれぞれは、矯正具、ヒールキャップ又は他の履物インサートが個人の足Fの足底面と適合するとき、矯正具、ヒールキャップ200又は他の履物インサートと干渉又は接触することなく、個人の足の中足骨頭部を配置して固定するような形状に形成されている。支持装置150A,150Bのそれぞれは、装置100の足受け領域140によって規定された基準面と略平行な方向において、前後に調節可能に移動可能であるとともに、基準面に対して略直交する軸152A,152Bの回りで回転可能に調節可能であり、異なるサイズの足を収容するために支持装置150A,150Bを調節できる。テンションロック154A,154B又は他の締結装置を設けて、各支持装置150A,150Bを所望の垂直位置及び所望の角度方向に選択的にロックすることができる。好ましくは、各支持装置150A,150Bは、右足のための特注の矯正具、インソール又は他の履物インサートを製造する間、例えば、個人の右足を支持するために設けられた右側支持装置150Bにおいて、図8のラベル付きのターゲット156で表されるように、個人の足の第5中足骨頭領域の下にのみ、個人の足Fを配置して固定するような形状に形成されている。図8から理解できるように、他の左側支持装置150Aは、右足のための矯正具、インソール又は他の履物インサートの製造プロセスを妨げないように、足受け領域140の外に回転可能とすることができる。

さらに別の例として、例示的な装置100は、さらに、レーザ装置160及び、対応するコントローラ162(例えば、押しボタン)を有する。コントローラ162は、個人の足F及び個人の脚LLの下端又は先端における目標位置157,158において、1つ以上の可視アライメントインジケータ164(すなわち、レーザビーム、ライン又はスポット)を選択的に生成するように配置されており、足受け領域140内における個人の足の位置や向きを決めるときに補助する。レーザ装置160は、対応するコントローラ162によって作動及び非作動となり、電力ケーブル125を介して主電源からの電力を受けたり、例えば、個人のバッテリ電源といった個人のオンボード電源から電力を受けたりする。

装置100は、さらに、真空システム166を含んでおり、真空システム166は、携帯ハウジング110に連結されており、制御装置167(例えば、足ペダル168)を含む。制御装置167は、矯正具、ヒールキャップ200又は他の履物インサートを配置する前に、矯正具、ヒールキャップ200又は他の履物インサートを個人の足の足底面に合わせるために、個人の足の周囲を選択的に真空にする。制御装置167は、電気ケーブル169を介して真空システム166に通信可能に接続された足ペダル168を備えており、ユーザは、携帯ハウジング110の外部又は携帯ハウジング110から離れた場所から真空システム166を作動させることができる。他の例では、制御装置167は、携帯用トグル又は他のコントローラを備えてもよい。真空システム166は、さらに、個人の足Fの周りの空間を排気するために、真空ポンプ又は真空ユニット171(図8)によって生成された吸引力を与えるための吸引チューブ170を含むことができる。付属品172は、吸引チューブ170の吸気端176を個人の下肢LL又は足首にフィットさせることと、個人の足Fの周囲に密閉環境を生成することを補助するために、吸引チューブ170の吸気端176の近くに配置してもよい。

いくつかの実施形態によれば、例示的な装置100の携帯ハウジング110は、さらに、足受け領域140の下に位置決めされる格納容器118を含むことができる。格納容器118は、真空システム166(例えば、吸引チューブ170及び制御装置167)又は装置100の他の構成における1つ以上の動作可能な部分を格納するための格納空間119を規定している。いくつかの例では、格納容器118は、ユーザが格納容器118をハウジング110から延ばして、そこから内容物を受け取ることを可能にするために、ハウジング110に移動可能に連結されてもよい。他の例では、格納容器118は、ハウジング110にしっかりと固定されてもよく、又はハウジング110の下部において一体的に形成されてもよい。

図1の例示的な装置100の様々な特徴及び構成要素を説明したので、図2〜図10を参照しながら、例示的な装置100又はその変形を使用して、特注の矯正具、インソール及び他の履物インサートを製造する方法を説明する。特に、全長の柔軟なインソール202に連結された硬いヒールキャップ200を含む特注インソールを製造する方法について説明するが、本方法の多くの態様は、単一の材料構造からなる3/4の長さの矯正具を含む、幅広い様々な履物インサートに適用できることが分かる。

一般的に、この方法は、一対の特注矯正具又はインソールを作成する個人が、起立した椅子又はベンチに座ることによって開始することができる。次に、図2に示すように、剛性のヒールキャップ200を個体の足Fの足底面に対して配置して、ヒールキャップ200の適切な初期のサイズをチェックすることができる。ヒールキャップ200の前端は、個人の足Fの中足骨頭のすぐ後ろに到達すべきである。

次に、図3に示すように、剛性のヒールキャップ200を器具128の上に置き、装置100のヒータユニット120の開口部122内に挿入することができる。図3では、ヒールキャップ200の後端部又はヒール部が、最初に開口部122内に配置されるものとして示されているが、ヒータユニット120による加熱環境123が均一ではないとき、まず、ヒールキャップ120の前端を開口部122内に配置して、ヒールキャップ120の中足部及び前足部が適切に加熱されることを確保することが好ましい。いずれにせよ、図3に示す加熱工程では、望ましくはヒールキャップ200全体を適度に高い温度(例えば、約150°Fから約300°F)に加熱して、ヒールキャップ200を形成する材料を十分に変形又はへこむようにし、(後述するように)個人の足Fに対して変形してこれに合うように、個人の足Fの足底面に対する所望の輪郭に合致させて永久的に固定する。加熱工程は、例えば、炭素繊維要素を含むポリマーブレンドのような、いくつかの材料の種類について約3分かかることがある。しかし、当業者には理解されるように、滞留時間は、ヒールキャップ200の材料、ヒールキャップ200の厚さ、及び/又は、例えば、ヒールキャップ200が受ける加熱環境123の温度といった他の要因に応じて変更することができる。

ヒールキャップ200が十分に加熱された後、図4に示すように、ヒールキャップ200の上面が、全長が可撓性のインソール202の下面に係合するように、全長が可撓性のインソール202にヒールキャップ200を押し付けてもよい。下側に突出するアライメント部260は、全長が可撓性のインソール202に設けることができるとともに、ヒールキャップ200において対応する開口部262に嵌合する形状及びサイズを有することができ、ヒールキャップ200を全長が可撓性のインソール202に適切に配列させることを補助する。ヒールキャップ200の上面には、加熱時に軟化する適当な接着剤が設けられていてもよく、その結果、全長が可撓性のインソール202が冷却時にヒールキャップ200に結合される。

次に、ヒールキャップ200及び全長が可撓性のインソール202を個人の足の足底面に形成するために、装置100を使用した足の位置決め及び真空形成技術を利用できる。図5に示すように、吸引チューブ170は、例えば、取り付け具172及び弾性バンド174を使用することによって、個人の下肢LL又は足首に取り付けることができる。チューブ170の吸気端176は、図5に示されるように、個人の中足の上面に配置されてもよい。個人の足Fの周りに、バンド又はストラップ178又は他の固定装置を設けて、足部Fの足底面に対して、組み立てられたヒールキャップ200及び全長が可撓性のインソール202を保持することができる。

図6に示すように、可撓性バッグ180は、足Fの周りであって、下肢LL又は足首の周りに上方に配置することができる。図7に示すように、下肢LL又は足首の周りにあるバッグ180の上部は、周辺バンド又はストラップ182によって足首に押し付けられてもよい。バッグ180の上部は、個人の下肢LL又は足首に固定される前に、巻かれたり折り畳まれたりして、個人の足の周りに略密閉された環境を形成することを補助する。

組み立てられたヒールキャップ200及び全長が可撓性のインソール202を個人の足の足底面に適合させる前に、オペレータは、足Fの後部に対して足Fの前部を適切な位置及び向きにした所望の位置において、個人の足Fの位置及び向きを決めることを補助できる。これは、一般に、足Fが中立位置にあり、後で詳細に説明するように、中足関節がこのロックされた位置又はほぼロックされた位置となるように、足の前部が位置決めされた状態において、装置100の補助によって行われる。

図7及び図8を参照すると、携帯ハウジング110に連結されたアライメント装置は、顎下関節が「中立」位置にあり、中足関節がロックされた状態で、骨構造を安定して保持されるように、足Fを位置決めして乗せる役割を果たす。これは、効果的な矯正具、インソール又は他の履物インサートを構築するために必要となる位置及び向きに足Fを適切に配置するために重要である。機能的な人間の足の骨構造は、ヒールの打撃(ヒールが地面又は他の表面と最初に接触するとき)から始まる一連の段階を経て移行し、ショックを吸収して下面に適合するために、骨構造は、最初に幾分緩んでおり、ある程度崩れて広がる。次に、前方への体の移動によって体重が足の前方にかかったとき、骨構造は比較的硬い構成に移行する。特に、足の足底面が負担する重心は、第5中足骨頭の領域(一般に、小指の基部の下の領域)で重心が移動するときに、中足関節が「ロック」された状態で、足の裏側が同時に外転するにつれて、前方及び側方にいくらかの経路をたどる。中足関節は、歩行サイクルの残りの間、ロックされたままであるため、足は、つま先が離れる間に力を地面に効率的に伝達するための実質的に剛性の「レバー」を形成する。再び、歩行サイクル及び中足関節のロック及びアンロックについて、より完全な説明は、ここで参照として組み込まれる米国特許第5,960,566において確認できる。

携帯ハウジング110に連結されたアライメント装置は、前の段落で説明したように、剛性レバーとしての足の特性を利用して、特注の矯正具、インソール又は他の履物インサートを足底面に対して形成するための所望の位置及び向きに足を配置させる。これは、足の軟組織又は骨構造を歪ませることなく達成することができる。

図1において最もよく分かるように、受け台142は、好ましくは、後足及び脚LLの下部の先端において心出し作用を有するように幾分U字形又はV字形であり、足受け領域140(又は足底面の一般的な平面)からある程度離れている。受け台142は、下肢LLの1/3の先端のヒール領域/底部の上部付近に位置する領域において、足にしっかりと係合してもよい。ここで、U字型又はV字型の領域のサイズ及び角度は、個人に不快感を与えることなく、足の上記領域を保持するように構成されている。受け台142は、一般に、ハウジング110の中心線に沿って配置されているため、右足又は左足のいずれかに使用することができる。

引き続き図7及び図8を参照すると分かるように、調節可能な足支持装置150A,150Bは、ハウジング110の中心線に向かって内側に配置されてもよく、好ましくは、足Fの足底面に対して、背部に向かう力を与えることができる硬質材料で形成される。足支持装置150A,150Bは、好ましくは、足Fにおける第5中足骨頭の真下の領域のみに選択的に係合するようなサイズ及び形状である。

足支持装置150A,150Bは、足の異なる長さと幅を収容できるように移動可能に調節できる。より具体的には、足支持装置150A,150Bは、足支持装置150A,150Bのそれぞれの先端部が、異なるサイズを有する足の第5中足骨頭領域の近くに位置するように、縦方向(上下方向)に選択的に調節できるとともに、角度を回転させることができる。右側の支持装置150Bは右足用であり、左側の支持装置150Aは左足用である。

上述したように、受け台142の位置は、異なるサイズの足及び脚を収容できるように調節可能である。より詳細には、受け台142は、足支持装置150A,150Bに近づいたり、足支持装置150A,150Bから離れたりして選択的に摺動することができ、小さい/短い又は大きな/背の高い後足領域、及び/又は、下肢LLの1/3の先端のサイズの相違を有する足を収容する。

レーザ装置160は、図7及び図8の破線で示すように、可視アライメントインジケータ164(すなわち、レーザビーム、ライン又はスポット)を、ハウジング110の中心線の略沿うとともに、受け台140の中心に沿って、目標位置157,158に照射するために、足受け領域140上に設けられる。可視アライメントインジケータ164(すなわち、レーザビーム、ライン又はスポット)は、全体として、装置100の中心面に対して可視の基準線を提供する。

上述したように、アライメント装置は、歩行サイクルの対応点において第5中足骨頭が受ける重力の反作用力を本質的に似ている第5中足骨頭の背側(上向き)の負荷とともに骨構造を整列させて、中足関節がロック位置にある状態で足Fの骨構造の向きを決める。

引き続き、図7及び図8を参照しながら、足Fの位置決め及びロックを達成するための例示的なステップをより詳細に説明する。最初のステップとして、装置100は、着座した患者に近づけられ、その結果、レーザ装置160及び受け台142によって確立される中心線は、一般に、特注の矯正具、インソール又は他の履物インソールと適合される足Fの側において個人の臀部に向かい臀部と略一直線に並ぶ(例えば、右足に適合される場合、臀部の右側部分と略一直線に並ぶ)。次いで、膝をわずかに曲げ(上げ)て、足首を背屈してヒールを前方に押し付けて、個人の下肢LLを受け台142に配置する。これにより、ヒールの足底面は、足受け領域140及び足支持装置150A,150Bによって規定される平面に近接する位置に配置される。そうする際に、受け台142は、足の重量の大部分を取り除くと同時に、足受け領域140に対して下肢LLの足と1/3の先端を中心に集める。ユーザ又はオペレータは、適切な足支持装置150A,150Bを調節することにより、図8に最も良く示されているように、側面前足、特に骨構造の第5中足頭の下に位置決めされる。その後、患者は、前足を下げるように足関節を曲げる。そうすることで、第5中足頭の下の領域における前足の足底面が、適切な足支持装置150A,150Bの先端部分と接触して、第5中足骨頭が足底面の方向へのさらなる動きに抗して保持される。前足を屈曲させることは、足Fを最初に受け台142にセットした「ヒール前進」状態から足を保持することから、個人に足を弛緩させることを必要とするだけである。これにより、前足が完全に弛緩されて下げられたとき、第5中足骨頭には、自然歩行サイクルの対応する段階の間に重力によって生成された第5中足骨頭の負荷に似た上方(背側に向けられた)力が与えられる。抵抗に対して第5中足骨頭に負荷を与えるのに十分な背側の力は、弛緩状態にある下肢の筋肉によって及ぼされ、アキレス腱を介して作用し、足首関節を支点とするときの張力によってのみ生成される。これにより、足Fの歪み又は正しい形状からのずれを生じさせるような方法で、患者に対して筋肉及び靱帯を使用して意図的に前足を押し下げることなく、また、第5中足骨が、組織の歪み及び/又は患者の不快感を引き起こす過度の重量を受けることなく、中足関節がロックされた構成をとる。

足受け領域140の中心軸に対して足Fを中心に集め、中足関節をロックしたまま、距骨下関節を中立状態に置くために、次に、下肢LLを調節して、レーザ装置160によって照射されるアライメントインジケータ164(すなわち、レーザビーム、ライン又はスポット)とともに、第2中足骨頭(第2のつま先の基部に近い領域、図8の符号157)を位置決めする。上述したように、アライメントインジケータ164は、受け台142の中心に位置合わせされる。次に、患者の膝を下げ、足首関節を同時に90°に曲げると、患者が着座している椅子又は他の支持体から離れる方向に装置100100を押すことができる。これに応答して、装置100は、支持されている床又は他の支持面上で個人から離れる方向に転がることができる。装置100が患者から離れるにつれて、装置100は、患者の中心線に向かって円弧状に回転することが許容される。したがって、ほとんどの下肢に存在する自然な内方偏位(身体の中心線に向かう角度)に適応する。装置100の先端及び中間における組み合わされた動きの効果は、足Fの第2中足骨頭を下肢LLの1/3の先端とほぼ整列させて、アライメントインジケータ164(すなわち、レーザビーム、ライン又はスポット)によって視覚的に確認されるアライメントを、第2中足骨頭の上部を越えて下肢LLの先端部の上に停止させた状態で距骨下関節を中立状態に置くことである。アライメントの小さな修正又は「微調節」が必要な程度に、ハウジング110の尾端部を個人に対して単に調節することによって、容易に実行され、第2中足骨頭及び下肢LLの下三分の一を、レーザ装置160によって生成されたアライメントインジケータ164(すなわち、レーザビーム、ライン又はスポット)と一直線に並べる。

回転動作及び転回動作を可能にするために、キャスター又は車輪の様々な構成をハウジング110で使用することができる。さらに、場合によっては、装置100から離れて回転し、逆に装置に対して転回する椅子又は他の支持体に個人を着座させることができる。

第5中足骨頭が載る足支持装置150A,150Bは、上述したように位置決めされてロックされ、装置100の足受け領域140に近接した位置において、足Fの横断面を効果的に構成する。図示された実施形態において、受け台142は、足支持装置150A,150Bの平面と直交する後足及び下肢LLの1/3の先端を保持するため、足支持装置150A,150Bは、ハウジング110の前面111に対して実質的に0°の外側/内側の回転において足Fの横断面を効果的に構成する。しかしながら、個人の足は大きく変化し、足によって示される反転の程度(例えば、6°反転、8°反転等)に依存して、前足の内側の態様は、中足関節がロックされて距骨下関節が中立位置にあるとき、場合によっては0°の横断面より上又は0°の横断面より下に位置する。したがって、支持装置150A,150Bが側方前足の下方にのみ、好ましくは足を横切る全部ではなく第5の中足骨頭の下方にのみ存在する本発明の実施形態の別の重要な利点は、足の内側の態様が、特定の足の性質が示すように、0°の横断面を超えて上方又は下方に自由に持ち上がることである。これは、足の全体の幅がプレート、他の連続的な支持体又は表面に押し付けられている装置の場合には不可能である。

このようにして足Fを整列させて保持すると、インソールの組立要素(すなわち、ヒールキャップ100及び全長が可撓性のインソール202)を足底面に適合させるために、足Fの足底面全体の位置及び向きが適切に決められる。したがって、真空システム166が(例えば、フットスイッチ168を介して)作動することにより、吸引チューブ170のチューブ入口176を介して空気を引き出してバッグ180を排気し、組立要素(すなわち、ヒールキャップ200及び全長が可撓性のインソール202)を適切な圧力で個人の足Fの足底面に対して押し付ける。

加熱時のヒールキャップ200は、十分に柔軟であるか曲げられているため、大気圧(バッグ180内の真空にした結果として生じる)の力は、ヒールキャップ200を成形するのに十分であり、ヒールキャップ200が個人の足Fの足底面に適切に合致することが理解できる。したがって、装置100が個人の足の位置及び向きを適切に決めることを補助することにより、ヒールキャップ200ひいては全長が可撓性のインソール202は、個人の足Fの足底面に密接に対応する形状をとる。ここで、足Fは、上述したように適切な位置にある。

短期間内にヒールキャップ200は室温まで冷却され、ヒールキャップ200は上述の真空形成プロセス中に仮定した適切な形状に硬化する。いくつかの実施形態では、ヒールキャップ200及び隣接する全長が可撓性のインソール202を冷却するのを補助するために、ファン又は他の冷却装置を装置100に連結するか、装置100に設けてもよい。冷却すると、ヒールキャップ200は、全長が可撓性のインソール202に完全に結合され、例えば図9及び図10に示されるインソールアセンブリ204のような、完成した特注インソール204を形成する。

他の足のためにカスタマイズされたインソールは、上記と実質的に同じ方法で製造することができる。上記の説明から明らかなように、本発明の実施形態の顕著な効果の1つは、個人の足の個々の特性に適合するようにカスタマイズされて完成された一対の矯正具、インソール又は他の履物インサートを比較的迅速及び容易に製造することができ、装置100又はその変形例によって提供される精度及び再現性を向上できる。

再び、得られたカスタムインソールは、図9及び図10に示されたものと同じ又は類似の形状を有することができる。図9及び図10は、対称的に形成された一対のインソールアセンブリのうちの右側のインソールアセンブリ204を例示的に示す。インソールアセンブリ204は、全長が可撓性のインソール202と、これに結合された硬質のヒールキャップ200とを含む。

場合によっては、全長が可撓性のインソール202は、弾性的に圧縮可能なフォーム材を含むことができる。弾性的に圧縮可能なフォーム材は、例えば、その中に形成された空気ポケットのサイズを最小にする照射プロセスによって形成することができ、化学的に架橋されたフォームで形成されたインソールに対して、得られる全長が可撓性のインソール202の重量を減少させることができる。これにより、特に軽量であるが、十分な弾力性を有し、十分なクッション性及び耐久性を提供する全長が可撓性のインソール202が得られる。いくつかの例では、全長が可撓性のインソール202は、圧縮性フォーム材の複数の層を含むことができ、各層は、例えば異なるデュロメータなどの異なる特性を含む。

いくつかの実施形態によれば、硬質のヒールキャップ200は、炭素繊維強化ポリマー材を含むことができる。炭素繊維強化ポリマー材は、例えば、ヒールキャップ200の構造的な剛性を高めるために、炭素繊維を質量又は体積で10%まで又はそれを超えるポリマーブレンドから構成することができる。これにより、特に軽量であるが、個人の足を生体力学的に適切に支持するのに十分な剛性を有するヒールキャップ200が得られる。そのような場合、加熱環境123内でのヒールキャップ200の滞留時間は、例えば、炭素繊維要素を用いずに形成されたヒールキャップ200の滞留時間よりも長くなり得る。

図9及び図10に示されるインソールアセンブリ204の例示的な実施形態を引き続き参照すると、得られる全長が可撓性のインソール202は、個人の足の足底面に適合する上側輪郭面222と、上側輪郭面222と対向する下側輪郭面224とを有する。上側輪郭面222及び下側輪郭面224は、互いにずれており、略均一な厚さを規定する。また、全長が可撓性のインソール202は、使用者の足のヒールに係合して支持するヒール部226と、使用者の足の前足を支持する前足部228と、それらの間に位置する中足部227とを含む。

硬質のヒールキャップ200は、上側輪郭面242と、上側輪郭面242に対向する下側輪郭面244とを含む。下側輪郭面244は、上側輪郭面242と略同じ輪郭を有しており、そこからオフセットされて、薄いシェル構造を規定する。いくつかの実施形態では、上側輪郭面242及び下側輪郭面244の間で規定される薄いシェル構造の厚さは、厳密に均一であり得る。他の例では、上側輪郭面242及び下側輪郭面244の間で規定される薄いシェル構造は、ヒールキャップ200の全体にわたって厚さが変化してもよい。例えば、ヒールキャップ200の厚さは、この先端245に向かってテーパになっていてもよい。また、ヒールキャップ200は、ヒールキャップ200の先端の側面のようなある領域ではより厚くてもよく、そのエッジから離れるにつれてテーパとなる外反ウェッジのような部分249を設けてもよい。

再び、ヒールキャップ200は、例えば、接着剤を介して、全長が可撓性のインソール202に接着され、ヒールキャップ200の上側輪郭面242は、全長が可撓性のインソール202において、少なくともヒール部226の下方にあり、そこへの支持を行う下側輪郭面224と接触する。ヒールキャップ200の上側輪郭面242は、真空成形プロセスの結果が組立構成で互いに密接に入れ子になるため、全長が可撓性のインソール202のヒール部226の下側輪郭面224と略同じ輪郭である輪郭を有する。まとめると、全長が可撓性のインソール202及びヒールキャップ200は、個人の足の足底面に係合して、インソールアセンブリ204の使用中にヒール及び足のアーチ領域を生体力学的に適切に支持するためのカスタム形状の輪郭支持構造を提供する。

図9及び図10に示される例示的なインソールアセンブリ204から理解されるように、ヒールキャップ200は、インソールアセンブリ204のヒール又は後端247から、その先端のつま先に向かって延びてもよく、先端245を含んでもよい。先端245は、中足骨頭又は使用者の足のボールが、全長が可撓性のインソール202に接触すると予想される後方の領域で終わる。したがって、剛性のヒールキャップ200は、ユーザの足を中足骨趾骨関節の周りで自然な態様で撓みかつ伸びながら、主に後足及び中足を支持する。ヒールキャップ200の先端245は、特に剛性を有し、大きな撓みに対して耐性を有する。さらに、ヒールキャップ200の先端245は、ヒールキャップ200の残り部分と同様の曲げ剛性を有するように構成されてもよく、その結果、ヒールキャップ200は、この全長にわたって曲げ力に対する均一な耐性を有する。これは、インソール用の補強キャップとは対照的である。このインソール用の補強キャップは、例えば、反対側の端部よりも数オーダー又は数桁大きい曲げ剛性を有するヒール部のように、より非対称な特性を有する。これは、例えば、補強キャップの後端に支配的に位置する支柱又は他の剛性の特徴の結果となる。好都合なことに、バランスのとれた剛性又は剛性プロファイルを有するヒールキャップ200は、使用中に使用者の足の足底面の全体にわたって「バランス感触」をもたらすことができる。これはまた、足底筋膜の緊張を軽減し、回外に対する足の抵抗力を低下させるのに役立つはずである。さらに、ヒールキャップ200の先端245の形状及び剛性は、歩行サイクル中に足の親指を背屈しやすくすることによって、ウィンドラス機構の機能を改善するのを助けることができる。

引き続き図9及び図10を参照すると、ヒールキャップ200は、さらに、ヒールキャップ200の下側輪郭面244から突出して、使用時にインソールアセンブリ204が挿入される靴又は他の履物のミッドソールに係合する複数の係合特徴部248を含むことができる。係合特徴部248は、ミッドソールに対するインソールアセンブリ204の動きに抵抗し、ヒールキャップ200の少なくとも後部又は後端247に対して構造的一体性を強化するように構成することができる。一例として、ヒールキャップ200は、ヒールキャップ200の下側輪郭面244から突出して、ミッドソールに係合するか又は「噛む」一連の細長い突起で形成され、ヒールキャップ200の後端247を強固にする係合特徴部248を含むことができる。いくつかの例では、細長い突起又は他の係合特徴部248は、ヒールキャップ200の少なくとも後端247において構造的一体性を強化するために交差してもよい。細長い突起又は他の係合特徴部248は、交差して、例えば図9に示す略ダイヤモンド型の領域250のように、ヒールキャップ200の下側輪郭面244の分離領域250を形成することができる。細長い突起又は他の係合特徴部248は、ヒールキャップ200の後端247から前端245に向かって略斜めに延びており、ヒールキャップ200の対向する端245,247の間の中間位置で終端することができる。いくつかの例では、細長い突起又は他の係合特徴部248は、この一端から他端に向かってテーパになっていてもよい。細長い突起又は他の係合特徴部248は、弧状又は曲線状、直線状又はこれらの組み合わせであってもよく、連続、互い違い又は不連続であってもよい。有利には、細長い突起又は他の係合特徴部248は、ホストシューズ又は他の履物のミッドソールに埋め込むことができ、それらの間の前後方向及び横方向の相対運動に対して抵抗となる。

引き続き図9及び図10を参照すると、ヒールキャップ200は、さらに、ヒートシールド229を含む、全長が可撓性のインソール202の前足部228の領域及び/又は中足部227の領域を含んでもよい。また、全長が可撓性のインソール202は、その上側から突出する少なくとも1つの隆起したつま先部238を含むことができる。

図9及び図10のインソールアセンブリ204の例示的な実施形態によれば、ヒールキャップ200の全体は、全長が可撓性のインソール202の下側輪郭面224から、全長が可撓性のインソール202の略均一な厚さTだけずれた基準境界内に配置されていてもよい。他の実施形態では、複数の係合特徴部248を除いたヒールキャップ200の全体が、全長が可撓性のインソール202の下側輪郭面224から、全長が可撓性のインソール202の略均一な厚さだけずれた基準境界内に配置されていてもよい。さらに別の実施形態では、ヒールキャップ200の全体(複数の係合特徴部248を含む)は、全長が可撓性のインソール202の下側輪郭面224から、全長が可撓性のインソール202の厚さTの半分だけずれた基準境界内に配置されていてもよい。したがって、ヒールキャップ200の形状は、係合特徴部248を備えていても備えていなくても、特に滑らかで薄型のインソールアセンブリ204を得るために、これらの間の接触領域において、全長が可撓性のインソール202の形状に近接及び/又は一致していればよいことは明らかである。

図9及び図10に示すインソールアセンブリ204の例示的な実施形態を含むいくつかの実施形態によれば、一連の交差する突起又は他の係合特徴部248以外に、ヒールキャップ200は、後端247又はヒール領域、例えば、支柱又は他のヒール支持部又は補強特徴部において、他の突起が省略されていてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、ヒールキャップ200の上側輪郭面242の後側ヒール部は、使用者のヒールを受けるのを補助するために丸くて凹状であってもよい。ヒールキャップ200の後端247において、下側輪郭面244の対応するヒール部は、下側輪郭面244の対応するヒール部の全体が同様に丸く凹むように、上側輪郭面242と同様にすることができる。やはり、ある場合には、ヒールキャップ200の形状は、特に滑らかで薄型のインソールアセンブリ204を得るために、これらの間の接触領域において、全長が可撓性のインソール202の形状に近接及び/又は一致することが理解できる。

図9及び図10のインソールアセンブリ204の例示的な実施形態によれば、全長が可撓性のインソール202の少なくとも前足部228は、その周辺部232に沿って延びる面取りされた端領域230を有する。面取りされた端領域230は、全長が可撓性のインソール202の上側輪郭面222において、前足部228の外縁234から内側に離れるにつれて、インソールベースの厚さが増加するように、一点に向かってテーパとなっており、全長が可撓性のインソール202の厚さが略均一になる。有利なことに、面取りされた端領域230は、インソールアセンブリ204がスキーブーツを含むより多様な履物に適合することを可能にするのを補助する。さらに、面取りされた端領域230によって、インソールアセンブリ204の周囲の領域が得られる。この領域については、比較的狭くて、そうでなければ非変形のインソールアセンブリ204と近接しない形状を有する様々な靴又は他の履物内にフィットするように、インソールアセンブリ204を変形させることを補助するために、トリムするのが比較的容易である。

再び、方法は、特に、硬質のヒールキャップ200及び全長が可撓性のインソール202(図9及び図10に示すインソールアセンブリ204など)を含むカスタムインソールを製造することに関して記載されているが、多くの本方法の態様は、剛性材料の一体構造からなる3/4の長さの矯正具を含む広範囲の履物用インサートに適用することができる。

さらに、本明細書で言及され、及び/又は出願データシートに列挙されている米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許文献のすべてについては、全体が参照としてここに組み込まれる。実施形態の態様は、必要に応じて、さらなる実施形態を提供するために様々な特許、出願及び刊行物の態様、特徴及び概念を使用するように変更することができる。

これらの変更及び他の変更は、上記の詳細な説明に照らした実施形態に対して行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、特許請求の範囲を明細書及び特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、特許請求の範囲から与えられる均等物の全範囲とともに可能なすべての実施形態を含むと解釈されるべきである。