JP4711034B2 - 機能回復訓練装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人の運動機能の回復のための機能回復訓練装置に係り、特に、脊髄損傷などにより下肢が完全に麻痺したり、あるいは高齢のために歩行が困難な人などのための機能回復訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の車社会における自動車事故や日常生活、余暇あるいは通勤通学時などの際に大きな事故に遭遇し、例えば下肢が完全に麻痺状態となって日常生活を行うことが困難になってしまう人があり、あるいはまた老化や高齢の為に歩行できなくなる人も多く、このような人々（以下「患者等」と言う）をそのまま看過することなく可能な限り日常生活の上で少しでもその機能を回復させて社会復帰をサポートする医療的試みが行われている。
【０００３】
従来、このような肢体あるいは下肢が完全に麻痺したり、不自由な人々については、自力で松葉杖等をついて歩行するに至ることなく一生をベッドの上で終える人々が多かった。これに対して、近時このような下肢の不自由な人についても積極的に社会参加のための援助を行ない、例えばパラリンピックなどの競技性の運動を公的にバックアップしていく世界的な傾向もある。このような下肢の不自由状態の人のリハビリテーションにおいて、例えばトレッドミルのような床面が低速で前方から後方側に移動する装置を用い、その床面上に患者等を介護者が３人ないし４人程度で上肢や胴部などを支持させた状態で歩く訓練を行わせるような試みがされている。このような中で、従来困難とされていた下肢完全麻痺状態の患者等について他動的あるいは強制的に下肢について歩行運動を強制的に行わ
せる事により運動機能や反射機能などの神経をある程度再生させることができ、また、治療効果も具体的にあることが予測されている。また、老齢化あるいは高齢化した人々に対しても歩行訓練などにより精神的な刺激を与え、さらに歩行動作そのものが生理的にもあるいは血液の循環を促す点においても極めて良好な影響を人体に与えることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の完全麻痺の下肢を有する人々や高齢者等を含む患者等の歩行訓練に際しては数人の介護者が自身の体を支持することが困難な患者等の上肢や胴体をそれぞれが分担して支持させた状態でトレッドミルなどの上に患者等を吊り下ろした状態で運動介助を行わねばならず極めて大きな労力を必要とすると共に、介助の為の人的資源が大きく費やされるうえ、患者等自身においても介助者の介助を通じて行われるそのような機能回復訓練を快く受け入れて積極的には行わないような人が多いものであった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、完全麻痺状態や高齢者などの歩行がまったく困難な患者等の下肢を強制的に歩行運動させ、早期の社会復帰のためのリハビリテーション効果を促進させ得ると共に、患者等も積極的にリハビリテ−ション運動を行いたくなるように自力的な動かし方で下肢を強制的に歩行運動させることのできる機能回復訓練装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、下肢の運動機能障害を有する人のための機能回復訓練装置であり、枠体１２と、枠体に取り付けられた座席部１４と、座席部の下方位置に設けられ患者等が座席部に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダルであって、先鋭部（２３）と袋部２５を有するループ状軌跡２００を移動するペダル１６と、側面視前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とするループ状の軌跡を移動するようにペダルを駆動させる駆動機構部１８であって、駆動軸３０と、駆動軸の両側において同駆動軸の長手離隔位置で駆動軸と直角方向であって互いに左右逆方向となるように軸回り半径方向に延びた駆動アーム３２と、それぞれの駆動アーム３２の一部に枢支（３６，３４）連結され端部を自由端とする２個の操作アーム２２ａ、２２ｂと、を含む駆動機構部１８と、操作アームの自由端側と枢支連結された１個のペダル支持体であり、各ペダル支持体と２個の操作アーム２２ａ、２２ｂの自由端側が互いに離隔する位置において枢支されたペダル支持体２０と、を含み、さらに駆動機構部１８は、各操作アーム２２ａ、２２ｂの他端側に連結されてこれらの操作アーム２２ａ、２２ｂの他端側を同時に円運動させる回転駆動部２８を含み、回転駆動部２８は、駆動軸３０に一端が連結固定され駆動軸から半径方向に伸びた所要のアーム長さの上記駆動アーム３２を含み、駆動アーム３２には、第１の操作アーム２２ａの他端部を第１枢着部３６において枢着させるとともに、駆動軸３０と第１枢着部３６との駆動アーム長さにおける中間位置で、かつ第２の操作アーム２２ｂの中間長さ位置である第２枢着部３４において、該駆動アームが第２操作アーム２２ｂと交差状で枢着されていることを特徴とする機能回復訓練装置１０から構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施の形態について説明する。図１ないし図８は、本発明の実施形態に係る機能回復訓練装置１０を説明しており、図１ないし図３において、この機能回復訓練装置１０は、枠体１２と枠体１２に取り付けられた座席部１４と座席部１４の下方位置に設けられて患者等が座席部１４に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダル１６とこのペダル１６を駆動させる駆動機構部１８とを備えている。
【０００８】
枠体１２は、この機能回復訓練装置１０全体を支持するフレームあるいはケースなどの構造体からなり、この実施形態において、例えば金属パイプ材からなる離隔して平行に立ち上げ形成された後部縦フレーム９４と、後部縦フレーム９４の下端から横方向にそれぞれ連設された底部フレーム９６と、後部縦フレーム９４の上部寄り位置から前方側に延長され前端側がＲ状に曲げられて垂下延長されて底部フレーム９６側に先端を組付け固定された２個の側部フレーム９５と、これらの中間に渡設されて両側で連結させた複数の幅フレーム９７と、を含み、その内側に駆動機構部１８を収容しうる程度の大きさで形成された中空変形箱型フレーム構造体である。側部フレーム９５の前方側延長部分は、座席部１４の両側高さ位置近傍に配置されており、患者等が座席部１４に着座した状態でこれら両側の側部フレーム９５を手で把持して上半身を支持し得るようになっている。
【０００９】
枠体１２は基本的には患者等を座席部１４に載置させて両側の下肢を自然に下ろしてその足部をペダル１６に載置させた状態でそのペダルを駆動して強制的に人の歩行運動を行わせるような動きを行なわせるにあたり、それらの座席部１４、ペダル１６、駆動機構部１８の支持を行うものである。この実施形態において、枠体１２の四隅位置にはそれぞれ大、小の車輪４４が転動自在に取り付けられており、必要に応じてハンドル４２を介護者が把持した状態でペダル１６の歩行駆動時に同時に枠体１２全体を前方に押してやったり、あるいはモータに連動させて患者等に歩行時の歩行移動の感覚を現実的に感じさせるようにしても良いものである。
【００１０】
図１ないし図３において、この枠体１２の中空内部において、底部フレーム９６に前後に離隔した位置で２個の前、後支持板４６が立設固定されている。これらの支持板４６に支持されて座席部支持フレーム５２が起立状態から前下がり位置に揺動可能に枢着支持されている（図４参照）。すなわち、前後の支持板４６にそれぞれ下端側を枢着されて前、後縦支持杆４８が平行に立ち上がり設けられ、さらに、これらの両縦支持杆４８のそれぞれの上端側に枢支連結されて支持杆５０が設けられている。このような座席部支持フレーム５２が上向きコの字状に立設されている。
【００１１】
横支持杆５０には補強用の三角フレーム５４がその一辺を該横支持杆５０に共用させて１つの角部分を垂下させる状態で固定されている。そして、この三角フレーム５４の垂下端に座席部固定杆５６の下端が固定され、一端側を上方に立ち上げて設けられている。この座席部固定杆５６の上部に座席部１４のサドル体５８が固定されている。
【００１２】
このサドル体５８はバネ６０によりその後部が弾性的に支持されてクッション性を有するようになっている。また、座席部支持フレーム５２の横支持杆５０には背もたれ支持杆６２を介して背もたれ６４が固定され、これによってサドル体５８上に乗架した患者等の背中を受けさせるようになっている。
【００１３】
この実施形態において、枠体１２の後部中間幅フレーム１００と座席部支持フレーム５２の後縦支持杆４８とに渡って回転ハンドル６６付の長ボルト部材６８が架設されて後縦支持杆４８の中間位置で螺合しており、回転ハンドル６６を回転させることによって図４に示すように座席部支持フレーム５２をコ字直立状に立てた状態から鎖線示のように前下がり状に座席部１４を移動させ、任意の移動位置で該座席部支持フレーム５２を前下がり状に固定保持させるようになっている。
【００１４】
この移動調整機構４０によって座席部１４全体を前下がり状に移動させ前下がりの低位置に移動保持させた状態で例えば患者等をサドル体５８に乗架させ再び回転ハンドル６６を逆方向に回転させることによって座席部支持フレーム５２を直立状に復帰移動させ、この状態で患者等の足部を載着させたペダル１６に対して所定の歩行運動に対応する動きを行わせるものである。なお、実施形態では長ボルト部材６８の回転は手動による回転ハンドルの回転操作で行なうようにしているが、モータ等に連動させてモータ駆動で回転させるようにして座席部の直立位置あるいは前下がり位置への移動調整を行なわせるようにしてもよい。
【００１５】
また、前後支持板４６と座席部支持フレーム５２との枢着部４７、４７は、同座席部支持フレーム５２が前後方向に対して左右に例えば５ｃｍ程度の揺動範囲で揺動し得るようにルーズな状態で前後支持板４６に対して枢着されており、この座席部支持フレームの揺動支持機構により、人が座席部に乗架して装置を駆動させて疑似歩行運動を行なわせる際に、踏み込み側に加重が負荷されたときにはその踏み込み側に人の胴体が傾動し得るようにでき、人の歩行運動により近い状態で装置を駆動させて機能回復の訓練の実効を行なわせるようにしている。
【００１６】
本発明において、１つの特徴的なことは、図１３（ｂ）にも示すように、患者等の足部を載置させて受けさせたペダル１６を側面視前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動させるように駆動させる駆動機構部１８（図１、図２、図５参照）を備えたことであり、該駆動機構部１８はペダル１６を支持固定させるペダル支持体２０と、このペダル支持体２０をループ状に移動させる機構部２４と、機構部２４に連携して機構部２４を駆動させる操作駆動部２６と、を備えている。
【００１７】
この駆動機構部１８は座席部１４のサドル体５８に患者等が乗架した状態でその左右両側にそれぞれ配置させて、患者等の両方の足を歩行動作させるようにしてもよいし例えば片方のみの足の完全麻痺状態の患者等のために片方のみにペダル１６並びに駆動機構部１８を設けて歩行運動をさせるようにしても良い。
【００１８】
この実施形態では、該駆動機構部１８はサドル体５８の両側にそれぞれ設けられて両足による歩行運動を行わせるようにしているが、説明を簡略化するために、以下、片側のみの駆動機構部１８について説明する。
【００１９】
図１、図３において、座席部支持フレーム５２の下端近傍には枠体１２の底部フレーム９６に回転自在に支持された中間軸１０４に固定されて中間スプロケット１０６が設けられ、この中間スプロケット１０６は同じく底部フレーム９６に設置された駆動モータ８８の回転軸１０２とチェーン７０連結されてモータの駆動力を受けて回転するようになっている。一方、図５に示すように枠体１２の底部フレーム９６であって、座席部１４の略直下方部分には該底部フレーム９６から上方に立ち上がる軸受支持杆７４が固定されており、この軸受支持杆７４に支持されて駆動軸３０が横方向を長手とするように回転自在に軸支されている。この駆動軸３０には駆動スプロケット１０８の軸孔が嵌合固定されている。そして、中間軸１０４と駆動スプロケット１０８には他のチェーン７２が調帯されており、これによって駆動モータ８８の回転駆動力が駆動スプロケット１０８を介して駆動軸３０を回転駆動させる。モータ駆動力の駆動スプロケットへの伝達機構は、この実施形態の構成に限定されることなく、単にモータの回転軸にチェーンを含むベルト、ギヤその他の任意の伝達機構により、より簡易に駆動させるようにしたものであってもよい。
【００２０】
ペダル支持体２０をループ状に移動させる機構部２４（図５参照）は、ペダル支持体２０の離隔した所要の位置において、該ペダル支持体２０に一端を枢着させた剛体からなる複数の操作アーム２２を備えており、この操作アームの動きに伴って剛体であるペダル支持体の向きや平面状の位置を移動させながらペダル支持体をループ状に移動させる。
【００２１】
図５、図６において、機構部２４を操作駆動させる操作駆動部２６はこの実施形態において、回転駆動部２８からなり、該回転駆動部２８は複数の操作アーム２２（２２ａ、２２ｂ）の他端側（ペダル支持体２０との枢着部となる端部に対する他の端部側）を同時に円運動させるようになっている。この回転駆動部２８は駆動軸３０から直角方向に伸びた駆動アーム３２（３２ａ、３２ｂ）を含む。図５において、該駆動アーム３２は駆動軸３０の軸端から直角方向に固定された第１駆動アーム３２ａと同じ方向に延長されて連結固定された第２駆動アーム３２ｂとからなる。実施形態において、第１駆動アーム３２ａと第２駆動アーム３２ｂは駆動軸３０を中心として半径方向に直線状に連結固定されており、両者は駆動軸回りに一体的に回転する。実施形態において、駆動軸３０から直角状に連結された第１駆動アーム３２ａの先端と第２駆動アーム３２ｂの基端とがそれぞれ連結ピン８０の両端に片持ちクランク状に連結固定されている。
【００２２】
これによって、駆動軸３０の回転時には第１駆動アーム３２ａの先端すなわち連結ピン８０部分は、第２駆動アーム３２ｂの先端よりも小さな半径で円運動を行ない、よって、該第１駆動アーム３２ａの先端すなわち連結ピン８０部分の回転による円軌跡は、第２駆動アーム３２ｂの回転円軌跡の内側においてより小さな円軌跡となる。
【００２３】
図において、第２駆動アーム３２ｂの先端部は枢支ピン８２を介して第１の操作アーム２２ａの下端部に枢支連結されている。そして、第１操作アーム２２ａの一端側となる上端部は縦長四角形状の板で形成されたペダル支持体２０の内側即ち図６上背面側に枢支連結されている。一方、第１、第２駆動アーム３２ａ、３２ｂを連結する連結ピン８０は短筒状の筒体８４の軸穴に貫挿して受けられて回転自在に軸支されている。そして、この筒体８４は第２操作アーム２２ｂの中間長さ位置で固定されている。
【００２４】
この実施形態において、第２操作アーム２２ｂは第１操作アーム２２ａよりも長く設定されており、該第２操作アーム２２ｂの上端側である一端側は第１操作アーム２２ａと同様にペダル支持体２０の裏面側において枢支ピン８２を介して枢支連結されている。
【００２５】
図において、第２操作アーム２２ｂは全体としては直線状に構成され、中間に筒体８４を介在させてアーム本体から下方に延長された延長部１１２を備えており、この延長部１１２の下端と枠体１２の底部フレーム９６側に固定されたコ字型ブラケット７６とに架設された状態で、それぞれに両端を枢着されたリンクアーム３８が枢支連結されている。したがって、駆動軸３０の回転駆動によって第２駆動アーム３２ｂの先端側である第１枢着部３６と、第１駆動アーム３２ａの先端側の連結ピン８０位置における第２枢着部３４と、が同時に回転駆動され、特に第２操作アーム２２ｂはそのアーム長さの中間位置を掴まれて枢支された状態でその中間部を回転駆動されるようになっている。
【００２６】
このように駆動軸３０から半径方向に向けた駆動アーム３２の先端側と中間位置とがそれぞれ第１、第２の操作アーム２２ａ、２２ｂの下端側あるいは中間側で枢支状態で係合しながら円運動を行う事によりそれぞれの第１、第２操作アームの一端側、即ち、上端側であるペダル支持体２０の枢着部分をして横方向並びに縦方向移動を同時に行わせるような運動を与える。
【００２７】
この実施形態において、第１、第２の操作アーム２２ａ、２２ｂの上端側は回転駆動部２８側からペダル支持体２０側に対してそれぞれの離隔間隔がしだいに拡大するようにペダル支持体に対して設けられており、これによって、それらの操作アームの基部側の枢支状態での円運動によって人の歩行運動に近い動きを含むきわめて複雑な動きをペダル支持体に与えることになる。
【００２８】
ペダル支持体２０は、ペダル１６を吊支状に支持固定する剛体からなり、例えば本実施形態のようにその２点を操作アーム２２ａ、２２ｂに枢着支持され、該操作アームの移動あるいは運動に伴ってその上下端の例えば平面的な移動位置あるいは該ペダル支持体全体の仮想平面上の位置を変化させることによりペダル１６に対して疑似歩行運動を行なわせるものであり、実施形態では、両操作アーム２２に浮動状に支持されて自在に動き得るようになっている。実施形態において、該ペダル支持体２０は、長矩形形状の板体からなり、操作アーム２２等との組付がし易く、かつ、移動状態の設計上の確認等が簡易に行なえる。実施形態に限定されず、その形状、構造は任意に設定してもよい。
【００２９】
例えば、本実施形態において、図９に示すように第２駆動アーム３２ｂの先端からペダル支持体２０との下枢着位置（第１操作アーム２２ａの上端枢着位置）までの距離と、第２操作アーム２２ｂの連結ピン８０即ち筒体８４の枢着位置からペダル支持体２０の上枢着位置（第２操作アーム２２ｂの上端枢着位置）までのアームの長さはほぼ等しく設定され、これらのペダル支持体２０の第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂのそれぞれの上端枢着位置の中間位置（図９表面側）に一端側を固定し、直線状に斜め前方側に下降した状態でペダルアーム８６が先端側を垂下させており、この先端側に靴底形状で受け皿体状に靴底輪郭から縁部を囲周状に立ち上がり形成させたペダル１６が水平方向に固定されている。実施形態において、ペダルアーム８６の下端は所要角度で曲げられてペダル受け杆が横方向に固定され、このペダル受け杆に支持されて靴底形状のペダル１６が固定されているが、図示しないが必要に応じてペダル受け杆を長手方向に伸縮調整できるようにしてもよいし、また、ペダル受け杆の長手方向を軸とする軸回りに回動し得るような機構を施してもよい。
【００３０】
第２操作アーム２２ｂの筒体８４から下方に延びた延長部１１２と、これに枢支連結されるリンクアーム３８と、はペダル支持体２０を支持すると同時に、この第２操作アーム２２ｂの下端延長部１１２の長さあるいはこの下端延長部とリンクアーム３８との枢着位置、すなわち延長部１１２の長さ等を種々変化させて設定することによってペダル支持体の移動軌跡を変化させる事が出来る。
【００３１】
また同時に、第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂのそれぞれの長さや駆動軸３０から半径方向に伸びる駆動アーム３２と第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂとの枢着位置を変化させたり、第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂ自体のそれぞれの長さを変化させることによってもペダル支持体の動きを種々変化させる事が出来る。
【００３２】
さらに、ペダル支持体２０への第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂの枢着位置そのものを例えばその離隔間隙をより離したりあるいは近接方向に移動させたりすることによってもこのペダル支持体の動きに変化を与えることができる。
【００３３】
前述したように、本発明の１つの特徴事項は側面視前進方向Ｆを先鋭端２３として後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動するようにペダル１６を駆動させる点にあり、この実施形態において、上述したようにペダル支持体２０に対して前下がり状に垂下させてペダルアーム８６の下端の水平部とこれに水平状に固定した靴底体からなるペダル１６を設けている。これによって、回転駆動部２８を駆動することにより、図９ないし図１２に示されるようなペダル１６の移動を生じさせこれによって、図１３に示すような先端側を先鋭端とした軌跡を移動するようにペダル１６が駆動される。
【００３４】
この実施形態において、第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂの下端側に枢支連結された第１、第２枢着部（３６、３４）を回転駆動させて円運動を行わせることによって駆動機構部１８の操作駆動を行なわせ、これによって、ペダル支持体２０を連続的に横方向並びに縦方向、即ち、同一平面状においてＸ方向とＹ方向を同時に移動させるようにしており、これによって該ペダル支持体２０が閉ループを描くような駆動を行わせ、この結果、該ペダル支持体２０に固定されたペダル１６がほぼ人の自然な歩行動作時に行う足部の移動と同様の複雑な運動を行わせる事が出来る。
【００３５】
第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂはそれぞれが縦方向と横方向の移動をペダル支持体２０の枢着部位に行わせるようになっており、また、ペダル支持体２０は剛体であるからペダル支持体の向き即ち、ペダル支持体に対して回転動作を加えながら移動させる。
【００３６】
前述したように、ペダル１６は座席部１４の下方両側位置に２個設けられて両足をペダルに配置させて受けさせた状態で歩行運動を行わせるようになっており、人の自然な二足歩行に対応させて、この実施形態では駆動機構部１８を介して相互のペダル１６が涙状の軌跡２００の移動距離の最遠隔位置に常時位置するように配置されて駆動されるようになっている。即ち、図２、図３、図５に示すように、駆動軸３０の他端側にもそれぞれ同駆動軸３０から半径方向に伸びた所要のアーム長さの駆動アーム３２とこれに連携する第１、第２の左操作アーム２２ａ、２２ｂが枢支連結されてその一端側を左ペダル支持体２０にそれぞれ枢着されており、これによって、右側のペダル支持体及びペダルのループ状移動ならびに涙状軌跡移動と同じ移動を行うようになっているが、特に左側の機構に関しては左側駆動アーム３２は駆動軸３０から右駆動アームに対して１８０度位相を異ならせて延長して固定されている。
【００３７】
これによって、２足歩行状態の人の自然な歩行運動と同様の歩行動作を駆動力を介して生じさせる事が出来るようになっている。尚、図中９０は駆動モータ８８に駆動電力を供給するバッテリ、９２はモータの起動、停止動作などを行なわせる操作レバーを有する操作ボックスである。なお図示しないがこのモータ８８の駆動力をチェーンやベルト等の動力伝達装置を介して同時に転動体４４を回転駆動させるようにして歩行動作と同時に装置全体が前進しうるようにさせても良い。
【００３８】
次に本実施形態の作用について説明するが、理解を容易化するために例えば右側のペダル１６あるいは駆動機構部１８を中心にして説明を行う。まず、例えば図４に示すように座席部１４を移動調整機構４０を介して前下がり状に移動下降させ、この状態で下肢が麻痺状態等の患者等をサドル体５８上に乗架させ、その状態で同移動調整機構４０の回転ハンドル６６を操作して座席支持フレーム５２を直立状態にさせ、患者等の両足を両側のペダル１６の靴底体上に載せた状態に保持する。この状態から駆動モータ８８の操作レバーを操作すると駆動モータ８８を介して駆動スプロケット１０８が回転し、駆動軸３０を回転させると操作駆動部２６の回転駆動部２８が駆動しこれに連携する第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂの下端側を枢着状態で移動させる。
【００３９】
例えば図１、図６に示すように、ペダル１６がサドル体５８の真下位置にあって靴底体が地面に対して水平方向に配置された状態で駆動スプロケット１０８を矢示方向に駆動させると、駆動軸３０が同じ方向に回動し、第１、第２駆動アーム３２ａ、３２ｂを含む駆動アーム３２が図９に示すように駆動軸３０を中心として９０度時計回り方向に回動すると図１０実線示位置に変位する。このとき、ペダル支持体２０の下枢着部が上枢着部よりも大きく移動し、この結果ペダル１６は図１３のＲの範囲をほぼ水平状に横方向、即ち、真後ろ方向に移動する。
【００４０】
さらにこの状態から駆動アーム３２を時計回り方向に９０度回転させると図１１実線示（図１０の鎖線示）のように左方向への最大移動位置から駆動アームが上向き状態に変化するので、第２操作アーム２２ｂの先端のペダル支持体２０との枢着部分がペダル支持体２０を上方に持ち上げる作用を行い、これに追随しながら円弧を描くように第１操作アーム２２ａの枢着部である下枢着部も円弧状に持ち上げられて随伴する。
【００４１】
このとき、図１３（ａ）のように、例えばペダル支持体２０の重心位置Ｇを仮に取ったときに、この重心位置が起点であるＩ位置からＪ位置に至り、さらにＫ位置に移動している。図１１の駆動アーム３２の上向き位置からさらに時計回りに９０度回動されると、図１２の実線示（図１１の鎖線示）のようにペダル支持体２０は図１０実線示位置から右下がり方向に円弧状に下降移動するとともに、この際ペダル１６が涙状軌跡の袋部２５からその先鋭端２３方向に向けて移動する。
【００４２】
そして、さらに駆動アーム３２が右向き位置から図１２の鎖線示下向き位置に時計方向周りに回動すると、ペダル支持体２０は前傾姿勢から再び元の図６に示すようにその長手方向を鉛直状に配置した状態に復帰し、このときペダルアーム８６の下端に設けられたペダル１６は急速に前下がり状に下降し、涙状の先鋭端２３側に移動して図６の原点位置に復帰する。
【００４３】
このように、ペダル支持体２０がＩ位置の原点位置からＪ位置に移動するときにペダル１６は涙状軌跡のＲの移動範囲を移動し、さらにペダル支持体２０がＪからＫへ移動の際はペダル１６はＳ範囲を移動し、同様にペダル支持体がＫからＬのときはペダルはＴ範囲、ペダル支持体がＬからＩのときはペダルはＵ範囲を移動することになる。このようにしてペダル支持体２０のループ状移動を伴いつつペダル１６は前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動されこれによって人の自然な足の歩行時の運びを忠実に再現させる事が可能となる。
【００４４】
この実施形態では、前述したように、左右の駆動アーム３２は駆動軸３０から互いにほぼ１８０度位相をずらして延長して固定されており、たとえば図７に示すように、右側のペダル１６がサドル体５８の真下にある位置で左側のペダル１６は涙状の軌跡の移動距離全体に対してほぼ最も離れた位置に常時位置するようになっている。したがって、２足での歩行時の自然な足の運び方を強制的に動かすことを実現させている。
【００４５】
本実施形態において、ペダル支持体２０は長四角の板状体から構成しているが、例えばその形状はこれに限定されることなく正方形、円形、その他の任意形状の多角形あるいは板部材でなくともブロック体、その他任意の形状あるいは構造物としても良い。また、この実施形態では、枠体１２を金属パイプフレームあるいは剛体状のフレームから構成して組付けているが例えば箱形状としたりドーム形状とするなど任意の形状あるいは構造としても良い。さらに材質も軽量化など行うために適宜の箇所に合成樹脂などを用いても良い。
【００４６】
以上説明したように、本発明の機能回復訓練装置１０によれば、枠体１２と枠体１２に取り付けられた座席部１４と座席部１４の下方位置に設けられ患者等が座席部１４に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダル１６とこのペダル１６を前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動するように駆動させる駆動機構部１８とから構成し、ペダル支持体２０を複数の操作アーム２２に枢着させて浮動状に支持した状態で該ペダル支持体２０に取り付けたペダル１６の移動軌跡を歩行動作時の足の運びに一致させるようにしており、ペダル支持体２０と複数の操作アーム２２により円滑な歩行動作を実現させる事が可能となる。
【００４７】
本発明の機能回復訓練装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行なってもよい。例えば、枠体１２の側部フレーム等に倒伏起立自在のハンドルフレームを設け、起立状態で座席部に乗り込み、訓練開始時には患者等の前方側にハンドルフレームを倒伏させた状態でこれを握って訓練を行なうようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の機能回復訓練装置によれば、枠体と、枠体に取り付けられた座席部と、座席部の下方位置に設けられ患者等が座席部に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダルと、側面視前進方向を先鋭端とし後部側を袋部とする涙状の軌跡を移動するようにペダルを駆動させる駆動機構部とを備えた事により、完全麻痺状態の下肢の患者等の機能回復訓練を他動的且つ強制的に自動運転で自然な歩行動作に一致させて強制的に行わせることができ、介護者の労力ならびにその介護人員を完全に不要とさせるのみならず、患者等は自らのスイッチ操作などで本装置を用いて回復訓練を行うことが出来るので社会復帰等に向けたリハビリテーションを積極的且つ自発的に行わせてその回復効果を促進させることが可能である。
【００４９】
また、駆動機構部は、ペダルを支持固定させたペダル支持体と、ペダル支持体にそれぞれ一端を枢着されペダル支持体の横方向移動と縦方向移動を同時に行わせて該ペダル支持体のループ移動を行なわせる複数の操作アームを含む機構部と、操作アームを操作駆動させる操作駆動部と、を備えているので、操作アームを介してペダル支持体の向きや回転を含む平面状の自在な動きを実現させることが具体的に可能である。
【００５０】
また、操作アームは２本であり、操作駆動部は、操作アームの他端側に連結されてこれらの操作アームの他端側を同時に円運動させる回転駆動部からなるので操作駆動部が回転運動によって実現できるのでモータ等の回転力をそのまま利用して操作アーム並びにペダル支持体を介したペダルの円滑な擬似歩行運動を行わせることが可能である。
【００５１】
また、操作アームは回転駆動部側からペダル支持体側に対して両者の間隔が拡大するようにペダル支持体に対して配置されているので操作アームによるペダル支持体の回転並びにそれぞれの操作アームの立て及び横方向への同時移動を介してペダルを円滑に涙状軌跡移動を行わせるようにさせることができる。
【００５２】
また、回転駆動部は、駆動軸に連結され駆動軸から半径方向に伸びた所要のアーム長さの駆動アームを含み、駆動アームには、それぞれ第１の操作アームの他端部を第１枢着部において枢着させるとともに駆動軸と第１枢着部との中間位置である第２枢着部において第２の操作アームの中間長さ位置で該第２操作アームと交差状で枢着され、さらに、該第２操作アームの他端部と枠体側にそれぞれ枢着されたリンクアームと、を備えた事により操作アームの下部基端側の回転駆動動作を介するぺダル支持体のループ状移動を具体的に実現させることが可能である。
【００５３】
また、ペダルは座席部の下方両側位置に２個設けられ、駆動機構部を介して相互のペダルが涙状の軌跡の移動距離の最遠隔位置に常時位置するように配置されて駆動されることにより、両足を完全麻痺状態とした患者等が両足をペダルに載置させた状態で２足歩行の擬似運動を忠実に再現して訓練を行わせることができる。
【００５４】
また、回転駆動部は、両側のペダルに連係してこれらを同時に駆動させるように共通の駆動軸を有し、駆動アームが該駆動軸から互いに略１８０度位相をずらして延長し固定された事により、両足による２足歩行の運動を簡単な機構で且つ少ない部品点数で実現させる事ができ装置の製造コストを低廉に維持させることが出来る。
【００５５】
さらに、座席部が前下がり状に移動かつ復帰可能に移動調整する移動調整機構が設けられていることにより、下肢を完全に麻痺の状態の患者等のサドル体等への乗架移動あるいは下降して装置から離脱するさいの乗り降りを簡単に行えるようにして装置の使用状の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る機能回復訓練装置の左側面図である。
【図２】 同じく実施形態の機能回復訓練装置の正面図である。
【図３】 同じく実施形態の機能回復訓練装置の全体斜視図である。
【図４】 座席部の前下がり移動調整機構の要部側面説明図である。
【図５】 図２の回転駆動部の要部を示す要部拡大説明図である。
【図６】 右側のペダルおよび駆動機構部を主に示す要部拡大構成説明図である。
【図７】 左右のペダルならびに駆動機構部を同時に示した要部拡大構成説明図である。
【図８】 ペダル支持体と回転駆動部並びに操作アームの枢支連結関係などを詳述に示した拡大断面説明図である。
【図９】 ペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１０】 同じくペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１１】 同じくペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１２】 同じくペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１３】 （ａ）ペダル支持体のループ状移動軌跡を概略に示すペダル支持体の軌跡説明図である。
（ｂ）ペダルの涙状軌跡移動状態を示す作用説明図である。
【符号の説明】
１０ 機能回復訓練装置
１２ 枠体
１４ 座席部
１６ ペダル
１８ 駆動機構部
２０ ペダル支持体
２２ 操作アーム
２３ 先鋭端
２４ 機構部
２５ 袋部
２６ 操作駆動部
２８ 回転駆動部
３０ 駆動軸
３２ 駆動アーム
３４ 第２枢着部
３６ 第１枢着部
３８ リンクアーム
４０ 移動調整機構
２００ ループ状の軌跡

Claims (1)

1. 下肢の運動機能障害を有する人のための機能回復訓練装置であり、
   枠体と、
   枠体に取り付けられた座席部と、
   座席部の下方位置に設けられ患者等が座席部に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダルであって、先鋭部と袋部を有するループ状軌跡を移動するペダルと、
   側面視前進方向を先鋭端とし後部側を袋部とするループ状の軌跡を移動するようにペダルを駆動させる駆動機構部であって、
   駆動軸と、
   駆動軸の両側において同駆動軸の長手離隔位置で駆動軸と直角方向であって互いに左右逆方向となるように軸回り半径方向に延びた駆動アームと、
   それぞれの駆動アームの一部に枢支連結され端部を自由端とする２個の操作アームと、を含む駆動機構部と、
   操作アームの自由端側と枢支連結された１個のペダル支持体であり、各ペダル支持体と２個の操作アームの自由端側が互いに離隔する位置において枢支されたペダル支持体と、を含み、
   さらに駆動機構部は、各操作アームの他端側に連結されてこれらの操作アームの他端側を同時に円運動させる回転駆動部を含み、
   回転駆動部は、駆動軸に一端が連結固定され駆動軸から半径方向に伸びた所要のアーム長さの上記駆動アームを含み、
   駆動アームには、第１の操作アームの他端部を第１枢着部において枢着させるとともに、
   駆動軸と第１枢着部との駆動アーム長さにおける中間位置で、かつ第２の操作アームの中間長さ位置である第２枢着部において、該駆動アームが第２操作アームと交差状で枢着されていることを特徴とする機能回復訓練装置。

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