JP2018192160A - 歩行支援機 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の体重を免荷しつつ、健常者同様の歩行動作を支援する歩行機を提供すること。
【解決手段】歩行支援機１０は、使用者が着座するためのサドル２０と、サドルを支持するサドルフレーム３０と、サドルフレームの他端部で回動自在に支持されるメインホイール４０と、メインホイールの横への傾倒を防止するためにサドルフレームに連結して支持するように構成されたサポートフレーム部５０とを備える。サドル２０は、サドルフレーム３０を介して、メインホイール４０の回動軸に対し垂直方向に連結される。サポートフレーム部５０は、中央のメインホイール４０に対し前後左右四隅の位置にキャスタ８０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用者の歩行を支援するための歩行支援機に関する。

近年、超高齢化社会の訪れとその深刻化に伴い、高齢者に対する支援が必要不可欠となっている。高齢者が寝たきりや要介護状態に陥る３大要因の一つとして運動器の衰えがある。また、高齢者における転倒・転落を原因とする死亡者数は交通事故による死亡者数よりも多いという統計もある。これらの事故を未然に防止するためには日々の運動が不可欠となり、歩行を支援する技術が必要となる。

歩行を支援する技術として、様々な技術が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。特許文献１に開示の装置は、立体状の昇降機能を有するフレームとフレーム下部に設けられた移動機構（前輪、中間輪、後輪）を有し、使用者がフレーム上部に覆い被さるように荷重を預け移動するようになっている。特許文献２に開示の技術では、下部に４つの車輪を設けたフレームに、リンク機構で昇降自在に設けられた座部が設けられ、車椅子と歩行支援機を両立させている。

特開平９−２９９４２０号公報 特開２００４−８４６４号公報

ところで、高齢者等の外出を支援する機器として、シルバーカーや電動車椅子などがあり、上述のように各種の技術が提案されている。しかし、電動車椅子のように動力を持った移動支援機器では、移動範囲が広がる利点はあるが、自身の筋肉を利用した移動でないため、運動器の機能維持・向上の観点では、必ずしも全ての場合に勧められるわけではない。また、コストの観点でも気軽に利用できない。一方、杖などのような安価な歩行支援具もあるが、肉体にかかる負荷を低減する効果は低いとうい課題がある。特許文献１の技術は、基本的にはシルバーカー（手押し車）と同様の構造であって、着座する部分（下から支える部分）がなく、使用者がフレーム上部に覆い被さるように荷重を預け移動する構成であるため、歩行姿勢が不自然になってしまい、また、移動の自由度が低く又使用者の上肢側の負担が大きいとういう課題がある。特許文献２の技術は、車椅子の機能を前提としているため、構造が複雑になり、そのような機能を必要としない人に取っては無駄が多く、また、機動性に欠け、気軽に利用できないとい課題があった。

本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、運動器に衰えや障害がある使用者であっても、健常者同様の歩行姿勢や歩行動作が可能となる等の歩行支援技術を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、使用者の歩行を支援するための歩行支援機であって、使用者が着座するためのサドルと、前記サドルを、その一端部で支持するサドルフレームと、前記サドルフレームの他端部で回動自在に支持されるメインホイールと、前記メインホイールの横への傾倒を防止するために前記サドルフレームに連結して支持するように構成されたサポートフレーム部とを備え、前記サドルが前記メインホイールの回動軸の上方位置となるように、前記サドル及び前記メインホイールが前記サドルフレームを介して垂直方向に連結されている歩行支援機である。

上記構成の歩行支援機は、前記メインホイールがユニサイクルホイールであり、前記サポートフレーム部が前記メインホイールに対し前後左右四隅の位置にキャスタを備えていることが好ましい。

上記構成の歩行支援機は、使用者が前向きで移乗可能とするために、前記サポートフレーム部の後方が開放しているものでもよい。また、上記構成の歩行支援機は、使用者が後向きで移乗可能とするために、前記サポートフレーム部の前方が開放しているものでもよい。

上記構成の歩行支援機は、使用者が前記サドルに着座した状態で該使用者の体重を免荷しつつ、該使用者が二足で歩行面上を漕ぐ動作をすることで移動が可能とされていることが好ましい。

本発明に係る歩行支援機によれば、サドルに着座している使用者の体荷重の殆どを、サドルフレームを介して、メインホイールの回動軸に掛けることができる。したがって、使用者の体重を免荷しつつ、自然な二足歩行動作を支援することができる。

本発明の第一実施形態による前向き移乗タイプの歩行支援機の側面図である。 図１の歩行支援機の斜視図である。 図１の歩行支援機による二足歩行動作を説明するための図である。 本発明の第二実施形態による後向き移乗タイプの歩行支援機の側面図である。 図４の歩行支援機の斜視図である。 図４の歩行支援機による二足歩行動作を説明するための図である。

以下、本発明に係る歩行支援機の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態による、前向き移乗タイプの歩行支援機１０の側面図である。また、図２は、その歩行支援機１０の斜視図である。歩行支援機１０は、使用者Ｕが着座するためのサドル２０と、サドル２０の下部を支持するサドルフレーム３０と、サドルフレーム３０の他端部で回動自在に支持されるメインホイール４０と、メインホイール４０の横への傾倒又は転倒を防止するため外方に張り出されたサポートフレーム部５０とを備えている。サポートフレーム部５０を含めた歩行支援機１０の全体の大きさは、例えば、高さ約１００ｃｍ×約幅８０ｃｍ×長さ約１００ｃｍである。

サドルフレーム３０は、その一端部がサドル２０に接合するポスト３１と、ポスト３１の下部から二股に延びるフォーク３２とが、管材により一体に形成されたフレーム部材である。サドルフレーム３０のフォーク３２先端部に、メインホイール４０の回動軸（ハブ）が軸支されている。サドルフレーム３０の素材としては、例えば、アルミニウム合金若しくはスチールなどの金属又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの樹脂を用いることができる。

メインホイール４０は、歩行面に外周が接した状態で回動することにより、歩行面上を円滑に移動することができる要素である。また、メインホイール４０は、その場での旋回を容易かつ円滑にするということに鑑みて、ユニサイクルホイール（一輪車）であることが好ましい。

この歩行支援機１０においては、サドル２０がメインホイール４０の回動軸の上方位置となるように、サドル２０及びメインホイール４０がサドルフレーム３０を介して垂直方向に連結されている。また、サドル２０は、その高さが例えば５０ｃｍ〜８０ｃｍの範囲で調整可能にポスト３１の上部に取り付けられている。このような構成により、サドル２０に着座している使用者の体荷重の殆どを、サドルフレーム３０を介して、メインホイール４０の回動軸に掛けることができ、使用者の体重免荷を可能にしている。

また、メインホイール４０は、ユニサイクルホイールであることから、サドル２０に着座して跨る使用者Ｕの足がメインホイール４０に干渉しない。また、メインホイール４０と歩行面とが１点で接するため、そこを中心に旋回を円滑に行うことができる。したがって、メインホイール４０と使用者Ｕの足との干渉の観点及び所望の旋回性を確保できる構成であれば、メインホイール４０は、ユニサイクルホイールに限定されない。

サポートフレーム部５０は、メインホイール４０の横への傾倒ひいては転倒を防止するために、サドルフレーム３０に連結してそれを支持するように構成されている。サポートフレーム部５０は、複数の管材を要素とする略立方体状の枠体として形成される。サポートフレーム部５０を構成する管材の素材としては、例えば、アルミニウム合金若しくはスチールなどの金属又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などを用いることができる。また、サポートフレーム部５０は、メインホイール４０を中央にその前後左右四隅の位置に４個のキャスタ８０を備えている。キャスタ８０は、その小さな転がり摩擦抵抗により回動自在であり、また各車軸が垂直軸まわりに旋回して進行方向を向くように操舵される。

サポートフレーム部５０の構造を更に詳細に説明する。サポートフレーム部５０は、上から見て左右対称略Ｕ字状を呈しており、前向き移乗タイプの歩行支援機１０の場合には、使用者が歩行支援機１０の後方から移乗可能とするために、サポートフレーム部５０の後方が開放している。

サポートフレーム部５０は、前フレーム５１、後フレーム５２、上連結フレーム５３、上サイドフレーム５４、下フレーム５５及びステイフレーム５６、５７を備えている。

前フレーム５１は、左右に所定距離離間した２本の垂直方向の管部材からなる前フレーム縦部５１１、５１１と、前フレーム縦部５１１、５１１を横方向に連結する管部材からなる前フレーム横連結部５１３ａ、５１３ｂとを有している。

左右それぞれの前フレーム縦部５１１は、上部で略後方に向け（より詳細には、後方やや内側に向けた方向）かつ水平まで屈曲した前フレーム上水平部５１２を備える。前フレーム縦部５１１の下端部分にはキャスタ８０が取り付けられる。なお、前側のキャスタ８０は、ストッパ機能を有していることが好ましい。

前フレーム上水平部５１２の後方端部は、所定の連結構造（例えばジョイント部材）で上連結フレーム５３の端部及び上サイドフレーム５４の端部に取り付けられる。すなわち、左右の前フレーム５１、５１は、上連結フレーム５３により、使用者Ｕの両腕が届く程度の幅だけ離間して連結されている。なお、ジョイント部材で分離可能とすることで、歩行支援機１０の分解や収納が容易になり、また、部品の修理等が容易になる。

前フレーム横連結部５１３ａ、５１３ｂは、上連結フレーム５３と同じかそれよりも若干長く形成された管部材からなり、上下方向略中央及び下方位置で、左右の前フレーム縦部５１１、５１１を溶接等により連結している。また、前フレーム横連結部５１３ａ及びサドルフレーム３０は、水平方向の２本の管部材からなるステイフレーム５６、５７により、相互に連結されている。

後フレーム５２は、前フレーム５１と同様、左右に所定距離離間した２本の管部材から構成される。具体的には、左右それぞれの後フレーム５２は、後フレーム傾斜部５２１と、後フレーム傾斜部５２１の上部で水平に屈曲し所定長前方に延びる後フレーム上水平部５２２と、後フレーム傾斜部５２１の下部で垂直に屈曲し下方に延びる後フレーム下縦部５２３とを有している。後フレーム上水平部５２２及び上サイドフレーム５４の上には、後述する肘掛け９０が取り付けられる。

後フレーム下縦部５２３の下端部には、キャスタ８０が設けられている。なお、後側のキャスタ８０は、ストッパ機能を必ずしも有していなくてもよい。

下フレーム５５は、左右に所定距離離間して水平に設けられた２本の管部材から構成される。それぞれのフレームは、前後方向に延びる下フレームサイド部５５１と、下フレームサイド部５５１の前方部分で内側斜め方向に屈曲する下フレーム前屈曲部５５２と、下フレームサイド部５５１の後方部分で内側斜め方向に屈曲する下フレーム後屈曲部５５３とを有している。

下フレーム前屈曲部５５２の前端部分は、所定の連結機構（例えばジョイント部材）で前フレーム縦部５１１の下端付近（ここでは、キャスタ８０の取付位置より若干上側の位置）に接合している。下フレーム後屈曲部５５３の後端部分は、所定の連結機構（例えばジョイント部材）で後フレーム下縦部５２３の下端付近（ここでは、キャスタ８０の取付位置より若干上側の位置）に接合している。

また、サポートフレーム部５０の上部には、肘掛け９０が設けられている。肘掛け９０は、肘掛け本体９１と操作ノブ９２とを備える。肘掛け本体９１は、使用者Ｕの腕等（上肢）を置く部位であり、長方形で角がラウンドしているテーブル形状を呈している。肘掛け本体９１の下面には、上述したように、後フレーム上水平部５２２及び上サイドフレーム５４がネジ等によって固定される。ここでは、肘掛け本体９１を上から見たときに、後フレーム上水平部５２２及び上サイドフレーム５４は隠れている。

操作ノブ９２は、使用者Ｕが握る部位である。使用者Ｕは、操作ノブ９２を握ることで、歩行支援機１０への安定した搭乗感を得ることができる。また、進行、停止、旋回等の操作を容易かつ確実に行うことができる。操作ノブ９２は、肘掛け本体９１に設けた固定穴９３に固定される。操作ノブ９２の固定位置を調整可能とするため、固定穴９３を多数の位置に設ける等の構造を採用してもよい。これにより、操作ノブ９２の位置を、使用者Ｕの身体の大きさに最適化できる。

このような構成の歩行支援機１０を利用する場合、使用者Ｕは、サポートフレーム部５０の後方の開放部分から前方向に向かって移乗することができる。サポートフレーム部５０の内部に進入した使用者Ｕは、中央のメインホイール４０を跨いでサドル２０に着座することができる。

サドル２０に着座した使用者Ｕは、図３に示すように、歩行面Ｓ（床面、地面）を足で漕ぐ動作で、前後方向に移動することができる。すなわち、「前に出した足に体重をかけ、後ろ足で地面を蹴って前に降り出す動作」である二足歩行の動作を行うことができる。また、使用者Ｕは、自分の足を使って、メインホイール４０を中心にその場で旋回（向きを変える）ことができる。したがって、足などの運動器に衰えや障害がある使用者Ｕであっても、健常者同様の歩行姿勢や歩行動作を支援することができ、運動器の機能向上を効果的に実現できる。また、着座により体重免荷も同時に機能しているため、使用者Ｕは長時間使用しても疲れが少なくてすみ、一層の機能向上が期待できる。

また、サドル２０の高さが調整可能である場合、使用者Ｕのそのときの歩行能力によって調整可能となり、体重免荷の程度を調整することができる。その結果、例えば、リハビリ時の負荷を調整することができる。

（第二実施形態）
図４は、本発明の第二実施形態による、後向き移乗タイプの歩行支援機１１の側面図である。また、図５は、その歩行支援機１１の斜視図である。歩行支援機１１は、使用者Ｕが着座するためのサドル２０と、サドル２０の下部を支持するサドルフレーム３０と、サドルフレーム３０の他端部で回動自在に支持されるメインホイール４０と、メインホイール４０の横への傾倒又は転倒を防止するため外方に張り出されたサポートフレーム部６０とを備えている。

例えば欧米においては、「椅子に座る」習慣が根付いており、そのような習慣や文化を持つ使用者にとっては、後向きでの移乗動作がむしろ自然の場合がある。そこで、第二実施形態による歩行支援機１１は、使用者が歩行支援機１１に前方から後向きで移乗可能とするために、サポートフレーム部６０の前方が開放している構造を採用している。

なお、第二実施形態による歩行支援機１１のサドル２０、サドルフレーム３０及びメインホイール４０その他の構造は、第一実施形態による歩行支援機１０のそれぞれと同様である。そのため、図４〜６において、第一実施形態と共通又は対応する構成要素には同一の符号が付され、これらの構造の詳細は、第一実施形態における説明が参照される。

以下、後向き移乗タイプの歩行支援機１１におけるサポートフレーム部６０の構造を更に詳細に説明する。サポートフレーム部６０は、上から見て左右対称略Ｕ字状を呈しており、使用者が歩行支援機１１の前方から移乗可能とするために、サポートフレーム部６０の前方が開放している。サポートフレーム部６０は、複数の管材を要素とする略立方体状の枠体として形成され、メインホイール４０を中央にその前後左右四隅の位置に４個のキャスタ８０を備えている。キャスタ８０は、その小さな転がり摩擦抵抗により回動自在であり、また各車軸が垂直軸まわりに旋回して進行方向を向くように操舵される。

サポートフレーム部６０は、前フレーム６１、後フレーム６２、上連結フレーム６３、上サイドフレーム６４、下フレーム６５及びステイフレーム６６、６７を備えている。上サイドフレーム６４の上には、肘掛け９０が取り付けられている。

前フレーム６１は、左右に所定距離離間した２本の管部材から構成される。具体的には、前フレーム傾斜部６１１と、前フレーム傾斜部６１１の上部で水平に屈曲し所定長後方に延びる前フレーム上水平部６１２と、前フレーム傾斜部６１１の下部で垂直に屈曲し下方に延びる前フレーム下縦部６１３とを有している。前フレーム下縦部６１３の下端部には、キャスタ８０が設けられている。なお、前側のキャスタ８０は、ストッパ機能を有していることが好ましい。

後フレーム６２は、前フレーム６１と同様の距離だけ左右に離間した２本の垂直方向の管部材からなる後フレーム縦部６２１、６２１と、後フレーム縦部６２１、６２１を横方向に連結する管部材からなる後フレーム横連結部６２３ａ、６２３ｂとを有している。

左右それぞれの後フレーム縦部６２１は、上部で略前方に向け（より詳細には、前方やや内側に向けた方向）かつ水平まで屈曲した後フレーム上水平部６２２を備える。後フレーム縦部６２１の下端部分にはキャスタ８０が取り付けられる。

後フレーム上水平部６２２の前方端部は、所定の連結構造（例えばジョイント部材）で上連結フレーム６３の端部及び上サイドフレーム６４の端部に取り付けられる。すなわち、左右の後フレーム６２、６２は、上連結フレーム６３により、使用者Ｕの両腕が届く程度の幅だけ離間して連結されている。なお、ジョイント部材で分離可能とすることで、歩行支援機１１の分解や収納が容易になり、また、部品の修理等が容易になる。

後フレーム横連結部６２３ａ、６２３ｂは、上連結フレーム６３と同じかそれよりも若干長く形成された管部材からなり、上下方向略中央及び下方位置で、左右の後フレーム縦部６２１、６２１を溶接等により連結している。また、後フレーム横連結部６２３ａ及びサドルフレーム３０は、水平方向の２本の管部材からなるステイフレーム６６、６７により、相互に連結されている。

下フレーム６５は、左右に所定距離離間して水平に設けられた２本の管部材から構成される。それぞれのフレームは、前後方向に延びる下フレームサイド部６５１と、下フレームサイド部６５１の前方部分で内側斜め方向に屈曲する下フレーム前屈曲部６５２と、下フレームサイド部６５１の後方部分で内側斜め方向に屈曲する下フレーム後屈曲部６５３とを有している。

下フレーム前屈曲部６５２の前端部分は、所定の接合機構（例えばジョイント部材）で前フレーム下縦部６１３の下端付近（ここでは、キャスタ８０の取付位置より若干上側の位置）に接合している。下フレーム後屈曲部６５３の後端部分は、所定の接合機構（例えばジョイント部材）で後フレーム縦部６２１の下端付近（ここでは、キャスタ８０の取付位置より若干上側の位置）に接合している。

このような構成の歩行支援機１１を利用する場合、使用者Ｕは、サポートフレーム部６０の前方の開放部分から後向きで移乗することができる。図６に示すように、サドル２０に着座した使用者Ｕは、歩行面Ｓ（床面、地面）を足で漕ぐ動作で、前後方向に移動することができる。また、使用者Ｕは、自分の足を使って、メインホイール４０を中心にその場で旋回（向きを変える）ことができる。したがって、足などの運動器に衰えや障害がある使用者Ｕであっても、健常者同様の歩行姿勢や歩行動作を支援することができ、運動器の機能向上を効果的に実現できる。

以上、実施形態として説明した歩行支援機１０、１１は、従来よりも簡素な構成でありながら、機動性が高く、使用者が気軽に利用できる等のメリットがある。また、図１の前向き移乗タイプの歩行支援機１０と、図４の後向き移乗タイプの歩行支援機１１とは、構造上、サドル２０の向きを反転し、操作ノブ９２の取付位置を変更した関係にあるともいえる。すなわち、サドル２０がポスト３１に回動可能に取り付けられ、かつ、操作ノブ９２の取付位置を固定穴９３の位置で変更可能とすることで、前向き移乗タイプと後向き移乗タイプの両タイプに適応した歩行支援機を提供することができる。

１０、１１ 歩行支援機
２０ サドル
３０ サドルフレーム
３１ ポスト
３２ フォーク
４０ メインホイール
５０ サポートフレーム部
５１ 前フレーム
５２ 後フレーム
５３ 上連結フレーム
５４ 上サイドフレーム
５５ 下フレーム
５６、５７ ステイフレーム
６０ サポートフレーム部
６１ 前フレーム
６２ 後フレーム
６３ 上連結フレーム
６４ 上サイドフレーム
６５ 下フレーム
６６、６７ ステイフレーム
８０ キャスタ
９０ 肘掛け
９１ 肘掛け本体
９２ 操作ノブ
９３ 固定穴
Ｓ 歩行面
Ｕ 使用者

Claims (5)

1. 使用者の歩行を支援するための歩行支援機であって、
   使用者が着座するためのサドルと、
   前記サドルを、その一端部で支持するサドルフレームと、
   前記サドルフレームの他端部で回動自在に支持されるメインホイールと、
   前記メインホイールの横への傾倒を防止するために前記サドルフレームに連結して支持するように構成されたサポートフレーム部とを備え、
   前記サドルが前記メインホイールの回動軸の上方位置となるように、前記サドル及び前記メインホイールが前記サドルフレームを介して垂直方向に連結されている歩行支援機。
2. 前記メインホイールがユニサイクルホイールであり、前記サポートフレーム部が前記メインホイールに対し前後左右四隅の位置にキャスタを備えている、請求項１に記載の歩行支援機。
3. 使用者が前向きで移乗可能とするために、前記サポートフレーム部の後方が開放している、請求項１又は２に記載の歩行支援機。
4. 使用者が後向きで移乗可能とするために、前記サポートフレーム部の前方が開放している、請求項１又は２に記載の歩行支援機。
5. 使用者が前記サドルに着座した状態で該使用者の体重を免荷しつつ、該使用者が二足で歩行面上を漕ぐ動作をすることで移動が可能とされている、請求項１〜４の何れか１項に記載の歩行支援機。
   

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