JP5021574B2

JP5021574B2 - 歩行補助装置

Info

Publication number: JP5021574B2
Application number: JP2008160862A
Authority: JP
Inventors: 圭島田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-06-19
Also published as: JP2010000204A

Description

本発明は、歩行補助装置に関し、特に、使用者の左右の股関節部に対応する位置に動力発生手段を配置される型式の歩行補助装置に関する。

障害や加齢により筋力が低下した人のために、あるいは作業者の作業負荷低減のために、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置として、使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される電動モータ等による動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有するものが知られている。

腰部装具に取り付けられる動力発生手段は、股関節部の動き、特に、股を広げるような股関節の内外転の動き、つまり前額面に沿った矢状軸周りの下肢部の運動を阻害しないよう、使用者の前後方向に延在する中心軸線（矢状軸と同方向の軸線)を有するヒンジによって腰部装具に対しヒンジ軸線周りに回動可能に取り付けられている（例えば、特許文献１）。
特許第３９５５３０４号公報

上述の歩行補助装置は、股関節の内外転の自由度を確保すること、股関節に違和感を与えないことについて、以下に云う幾つかの不具合を有する。
（１)動力発生手段が矢状軸方向（使用者の前後方向)のヒンジ軸線周りにだけ回動可能であるため、大きい外転を阻害する。
（２)動力発生手段の矢状軸方向の配置を変更できない。このため、使用者の体格によっては、動力発生手段の回転軸（出力軸）と股関節軸との位置が合わず、歩行補助動作において股関節に違和感を与える。また、力の伝達効率が悪化する。
（３)股関節の内外転の動きを阻害しないよう、腰部装具のＣ形の剛体フレームを短くして背廻りの剛体フレームの左右先端が股関節部に当たらないように設計し、その上で、動力発生手段の回転軸の位置を股関節軸の位置に合わせようとすると、剛体フレームの左右先端部に設けられるヒンジ部より前側に動力発生手段に配置しなくてはならず、ヒンジ部より真下に延びたブラケットの前部に、動力発生手段の後部を連結するＬ形ブラケット構造になる。

この場合には、ブラケットが動力発生手段の後部に連結されているため、そこに垂直軸線が生じ、動力発生手段が垂直軸周りに変位し易くなる。この変位は、歩行補助動作において、股関節に違和感を与えることになる。

本発明が解決しようとする課題は、使用者の左右の股関節部に対応する位置に動力発生手段を配置される型式の歩行補助装置において、股関節の内外転の自由度を確保すること、股関節に違和感を与えないようすることである。

本発明による歩行補助装置は、使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有し、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置であって、前記腰部装具の前記動力発生手段の取付部に設けられ、使用者の前後方向に延在する中心軸線を有するヒンジ軸と、前記動力発生手段に取り付けられ、前記ヒンジ軸の中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向に移動可能に係合したヒンジ連結部材と、前記ヒンジ連結部材の前記軸線方向の移動位置を変更可能に固定設定する固定手段と有する。

この発明による歩行補助装置によれば、動力発生手段が腰部装具に対して矢状軸方向（使用者の前後方向)のヒンジ軸線周りに回動可能で、しかも、動力発生手段の配置位置をヒンジ軸の軸線方向、つまり矢状軸方向に変更することができる。これにより、使用者の体格等に応じて動力発生手段の回転軸と股関節軸との位置を合わることができ、歩行補助動作において股関節に違和感を与えることがなく、力の伝達効率も向上する。

本発明による歩行補助装置は、好ましくは、前記固定手段は、前記ヒンジ連結部材に一体に設けられたストッパ突片と、前記腰部装具の前記ヒンジ軸の取付部分に設けられて前記ヒンジ軸の軸線方向に所定間隔をおいて形成された複数個の凹部とを有し、前記動力発生手段が前記ヒンジ軸に対して下方に吊り下げられた回動角度範囲にある場合には、前記ストッパ突片が前記凹部に入り込んで前記ヒンジ連結部材の軸線方向移動を禁止し、前記動力発生手段が前記ヒンジ軸に対して水平な回動角度姿勢にある場合には、前記ストッパ突片が前記凹部より抜け出して前記ヒンジ連結部材の軸線方向移動を許可する。

本発明による歩行補助装置は、好ましくは、前記ヒンジ連結部材と前記動力発生手段は、前記ヒンジ連結部材より斜め下前方に延出して前記動力発生手段の上部側に固定連結されたアングルブラケットによって連結され、前記動力発生手段が前記ヒンジ連結部材の斜め下前方に位置している。

本発明による歩行補助装置は、使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有し、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置であって、前記腰部装具の前記動力発生手段の取付部に設けられ、使用者の前後方向に延在する中心軸線を有するヒンジ軸と、前記動力発生手段に取り付けられ、前記ヒンジ軸の中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向に移動可能に係合したヒンジ連結部材と、前記ヒンジ連結部材の前記軸線方向の移動位置を変更可能に固定設定する固定手段とを有し、前記動力伝達アームは、前記動力発生手段を連結される上部材と、前記大腿部装具を取り付けられる下部材とにより構成され、前記上部材と前記下部材とが使用者の前後方向に延在するヒンジ軸線を有するヒンジによって互いに連結されている。

この発明による歩行補助装置によれば、動力発生手段が腰部装具に対して矢状軸方向のヒンジ軸線周りに回動可能で、しかも、動力伝達アームも途中で矢状軸方向のヒンジ軸線周りに屈曲可能になっている。これにより、大きい外転を、動力発生手段、動力伝達アームによって阻害されることなく行える。

本発明による歩行補助装置は、使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有し、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置であって、前記腰部装具の前記動力発生手段の取付部に設けられ、使用者の前後方向に延在する中心軸線を有するヒンジ軸と、前記動力発生手段に取り付けられ、前記ヒンジ軸の中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向に移動可能に係合したヒンジ連結部材と、前記ヒンジ連結部材の前記軸線方向の移動位置を変更可能に固定設定する固定手段とを有し、前記ヒンジ連結部材と前記動力発生手段は、前記ヒンジ連結部材より斜め下前方に延出して前記動力発生手段の上部側に固定連結されたアングルブラケットによって連結され、前記動力発生手段が前記ヒンジ連結部材の斜め下前方に位置している。

この発明による歩行補助装置によれば、アングルブラケットは、ヒンジ連結部材より斜め下前方に延出し、動力発生手段の上部に固定連結されているので、そこに垂直軸線が生じることがない。これにより、股関節の内外転の動きを阻害しないよう、腰部装具のＣ形の剛体フレームを短くして背廻りの剛体フレームの左右先端が股関節部に当たらない設計にした上で、動力発生手段の回転軸の位置を股関節軸の位置に合わせる配置にしても、ヒンジ部と動力発生手段とがＬ形ブラケット構造になることがない。このことにより、動力発生手段が垂直軸周りに容易に変位することがなく、歩行補助動作において股関節に違和感を与えることがない。

本発明による歩行補助装置によれば、構造的に、股関節の内外転の自由度を確保し、股関節に違和感を与えない。

以下に、本発明による歩行補助装置の一つの実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。

本実施形態の歩行補助装置は、全体を符号１０により示されている。歩行補助装置１０は、図１、図２に示されているように、使用者の腰部に装着される腰部装具２０と、腰部装具２０に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段である電動モータ５０Ｌ、５０Ｒと、上端６１Ｌ、６１Ｒを各々電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの出力部材（出力回転軸)５１Ｌ、５１Ｒに連結された動力伝達アーム６０Ｌ、６０Ｒと、動力伝達アーム６０Ｌ、６０Ｒの下端６２Ｌ、６２Ｒに取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具７０Ｌ、７０Ｒと有する。

腰部装具２０は、大別して、バックフレーム２１と、腰背部パッド２２と、左右の腹部ベルト２４Ｌ、２４Ｒと、左右の補助ベルト２６Ｌ、２６Ｒと、左右のサイドベルト２７Ｌ、２７Ｒとにより構成されている。

バックフレーム２１は、剛体製、例えば金属で、使用者の腰背部を余裕をもって取り囲む形状を形成されている。

腰背部パッド２２は、軟質プラスチックスにより構成され、バックフレーム２１の内側に取り付けられている。詳細には、腰背部パッド２２は、固定ピン２８によって左右方向中央部をバックフレーム２１の左右方向中央部に固定連結され、左右両端がバックフレーム２１より前方に離れた自由端になっている。

バックフレーム２１の左右両側部分には、各々、板ばね、樹脂板等、弾性を有する材料により構成された弾性板１９Ｌ、１９Ｒが固定されている。弾性板１９Ｌ、１９Ｒは、腰背部パッド２２の左右両側部分とバックフレーム２１の左右両側部分との間の間隙に配置され、腰背部パッド２２の自由端側をバックフレーム２１に対して前方へ弾力的に付勢している。

左右の腹部ベルト２４Ｌ、２４Ｒは、織物、皮革、ビニル等、可撓性を有する材料により構成されており、一端を各々腰背部パッド２２の左右両端に固定連結され、他端をワンタッチ式のベルトバックル２３によって開放可能に互いに締結されるベルト構造になっている。

左右の補助ベルト２６Ｌ、２６Ｒは、織物、皮革、ビニル等、可撓性を有する材料により構成されており、一端を腰背部パッド２２の背面側の左右中間部に固定連結され、他端を左右の腹部ベルト２４Ｌ、２４Ｒの中間部にピン２５によって枢動可能に連結されている。補助ベルト２６Ｌ、２６Ｒは、長さ調整バックル２９Ａを取り付けられ、ベルト長さを調整できるようになっている。

左右のサイドベルト２７Ｌ、２７Ｒも、織物、皮革、ビニル等、可撓性を有する材料により構成されており、一端を左右の腹部ベルト２４Ｌ、２４Ｒの中間部（ピン２５より腰背部パッド２２との連結側)に固定接続され、他端をバックフレーム２１の左右両端に固定接続されている。サイドベルト２７Ｌ、２７Ｒのバックフレーム２１に対する固定は、バックフレーム２１の左右両端に各々形成されたスリット２１Ａにサイドベルト２７Ｌ、２７Ｒを通し、その折り返し部２７Ｂを面ファスナー２７Ａによってサイドベルト２７Ｌ、２７Ｒの一端側に剥離可能に貼り付けることにより行われている。この左右のサイドベルト２７Ｌ、２７Ｒは、面ファスナー２７Ａによる折り返し部２７Ｂの貼り付け位置の調整によりベルト長さ調整可能になっている。

なお、腰部装具２０は、腹部ベルト２２に代えて肩掛けベルト２３を用いて首掛け式にすることもできる。

動力伝達アーム６０Ｌ、６０Ｒは、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの出力を大腿部用装具７０Ｌ、７０Ｒに伝達するものであり、当該動力伝達アーム６０Ｌ、６０Ｒの下端部は、上下逆転Ｙ字形の二股形状になってばねを有し、その二股先端に各々に使用者の大腿部を前後から挟むパッドによる大腿部用装具７０Ｌ、７０Ｒが取り付けられている。

動力伝達アーム６０Ｌ、６０Ｒの下端部に対する大腿部用装具７０Ｌ、７０Ｒの取り付けは、着脱可能なねじ式になっていて、取付位置を上下左右に調整できるようになっている。

次に、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの腰部装具２０に対する取付構造について、図３〜図５を参照して説明する。

腰部フレーム２１の左右両端部２１Ｌ、２１Ｒにはヒンジ軸支持部材３０Ｌ、３０Ｒがねじ３２によって固定されている。ヒンジ軸支持部材３０Ｌ、３０Ｒは、横転コの字形をしていて二つの脚片３３、３４間に掛け渡されたヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒを支持している。ヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒは、動力伝達アーム６０Ｌ、６０Ｒのヒンジ６５Ｌ、６５Ｒのヒンジ軸線Ａと平行で、使用者の前後水平方向、つまり矢状軸方向に延在する中心軸線Ｂを有する。

ヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒには、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒが、当該ヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒの中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向（前後水平方向)に移動可能に取り付けられている。

ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒにはアングルブラケット３７Ｌ、３７Ｒの一端部がボルト３８によって固定連結されている。アングルブラケット３７Ｌ、３７Ｒは、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒとの連結部より斜め下前方へ延出し、他端部にてボルト３９によって電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの上部側に一体形成された取付舌片５２Ｌ、５２Ｒに固定連結されている。これにより、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒは、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒの斜め下前方に位置している。

取付舌片５２Ｌ、５２Ｒは、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの中心に対して斜め上方に、水平線に対して３０〜６０度の角度範囲の方向性をもって設けられている。本実施形態では、４５度の方向性をもって設けられている。

ヒンジ軸支持部材３０Ｌ、３０Ｒの二つの脚片３３、３４間の存在する上梁部４０にはヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒの軸線方向に所定間隔をおいて下向く開口の複数個の凹部４１が櫛歯状に形成されている。ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒには凹部４１に選択的に係合してヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒの軸線方向の移動位置を固定設定するストッパ突片４２が一体的に設けられている。

ストッパ突片４２は、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒがヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒに対して下方に吊り下げられた回動角度範囲にある場合には、凹部４１の一つに入り込んでヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒの軸線方向移動を禁止し、これに対し、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒがヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒに対して水平な回動角度姿勢にある場合には、凹部４１より抜け出してヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒの軸線方向移動を自由に許す。

上述の構成による歩行補助装置１０によれば、図２、図４に示されているように、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒをヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒに対して水平な回動角度姿勢にすることにより、ストッパ突片４２を凹部４１との係合より離脱させ、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒがヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒの軸線方向に移動可能な状態することにより、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの配置位置を、使用者の前後水平方向、つまり矢状軸方向に動かして変更することができる。

配置位置の変更が完了すれば、電動モータ５０Ｌ、５０をヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒより吊り下げ状態に戻す。これにより、ストッパ突片４２が凹部４１の一つに入り込み、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒの軸線方向移動が禁止され、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの矢状軸方向の配置位置が固定される。

これにより、使用者の体格等に応じて電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの回転軸、つまり出力部材５１Ｌ、５１Ｒの中心位置を、使用者の股関節軸の位置に合わることができる。この配置位置調整により、歩行補助動作において股関節に違和感を与えることがなく、力の伝達効率も向上する。

その上で、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒが、ヒンジ軸３５Ｌ、３５Ｒ、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３６Ｒによって、腰部装具２０に対して矢状軸方向（使用者の前後方向)のヒンジ軸線周り（矢状軸周り)に回動可能であることにより、図６に示されているような使用者の大きい外転を阻害することがない。また、図７に示されているような使用者の腰のひねりを阻害することもない。このように、本実施形態の歩行補助装置１０は、使用者の股関節の内外転の自由度を確保し、内外転時に股関節に違和感を与えることがない。

上述の電動モータ５０Ｌ、５０Ｒ配置位置調整は、ヒンジ機構に組み込まれた凹部４１とストッパ突片４２だけの簡単機構で、多くの専用部品を要することなく行われ、しかも、固定、解除も、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒを通常の吊り下げ状態にすること、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒを水平姿勢に持ち上げるだけで、簡便に、工具を用いることなく行うことができる。

アングルブラケット３７Ｌ、３７Ｒは、ヒンジ連結部材３６Ｌ、３８Ｒより斜め下前方に延出し、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの上部側の取付舌片５２Ｌ、５２Ｒに固定連結されるので、そこに垂直軸線が生じることがない。

したがって、股関節の内外転の動きを阻害しないよう、腰部装具２０のＣ形の腰部フレーム２１を短くして背廻りの腰部フレーム２１の左右先端２１Ｌ、２１Ｒが使用者の股関節部に当たらない設計にした上で、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの出力部材５１Ｌ、５１Ｒの中心位置を使用者の股関節軸の位置に合わせる配置にしても、ヒンジ部と電動モータ５０Ｌ、５０ＲとがＬ形ブラケット構造になることがない。

このことにより、電動モータ５０Ｌ、５０Ｒが垂直軸周りに容易に変位することがなく、歩行補助動作において股関節に違和感を与えることがない。

本発明による歩行補助装置の一つの実施形態を示す斜視図である。本実施形態による歩行補助装置の正面図である。本実施形態による歩行補助装置の要部の斜視図である。本実施形態による歩行補助装置の要部の位置調整時の斜視図である。本実施形態による歩行補助装置の要部の正面図である。歩行補助装置を装着した使用者の一つの運動状態を示す図である。歩行補助装置を装着した使用者の他の運動状態を示す図である。

符号の説明

１０歩行補助装置
２０腰部装具
２１、腰部フレーム
３５Ｌ、３５Ｒヒンジ軸
３６Ｌ、３６Ｒヒンジ連結部材
３７Ｌ、３７Ｒアングルブラケット
４１凹部
４２ストッパ突片
５０Ｌ、５０Ｒ電動モータ
６０Ｌ、６０Ｒ動力伝達アーム
６３Ｌ、６３Ｒ上部材
６４Ｌ、６４Ｒ下部材
７０Ｌ、７０Ｒ大腿部装具

Claims

使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有し、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置であって、
前記腰部装具の前記動力発生手段の取付部に設けられ、使用者の前後方向に延在する中心軸線を有するヒンジ軸と、
前記動力発生手段に取り付けられ、前記ヒンジ軸の中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向に移動可能に係合したヒンジ連結部材と、
前記ヒンジ連結部材の前記軸線方向の移動位置を変更可能に固定設定する固定手段と、
有する歩行補助装置。
前記固定手段は、前記ヒンジ連結部材に一体に設けられたストッパ突片と、前記腰部装具の前記ヒンジ軸の取付部分に設けられて前記ヒンジ軸の軸線方向に所定間隔をおいて形成された複数個の凹部とを有し、
前記動力発生手段が前記ヒンジ軸に対して下方に吊り下げられた回動角度範囲にある場合には、前記ストッパ突片が前記凹部に入り込んで前記ヒンジ連結部材の軸線方向移動を禁止し、前記動力発生手段が前記ヒンジ軸に対して水平な回動角度姿勢にある場合には、前記ストッパ突片が前記凹部より抜け出して前記ヒンジ連結部材の軸線方向移動を許可する請求項１に記載の歩行補助装置。
前記ヒンジ連結部材と前記動力発生手段は、前記ヒンジ連結部材より斜め下前方に延出して前記動力発生手段の上部側に固定連結されたアングルブラケットによって連結され、前記動力発生手段が前記ヒンジ連結部材の斜め下前方に位置している請求項１また２に記載の歩行補助装置。
使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有し、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置であって、
前記腰部装具の前記動力発生手段の取付部に設けられ、使用者の前後方向に延在する中心軸線を有するヒンジ軸と、
前記動力発生手段に取り付けられ、前記ヒンジ軸の中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向に移動可能に係合したヒンジ連結部材と、
前記ヒンジ連結部材の前記軸線方向の移動位置を変更可能に固定設定する固定手段とを有し、
前記動力伝達アームは、前記動力発生手段を連結される上部材と、前記大腿部装具を取り付けられる下部材とにより構成され、前記上部材と前記下部材とが使用者の前後方向に延在するヒンジ軸線を有するヒンジによって互い屈曲可能に連結されている歩行補助装置。
使用者の腰部に装着される腰部装具と、前記腰部装具に取り付けられて使用者の左右の股関節部に対応する位置に配置される動力発生手段と、上端を前記動力発生手段の出力部材に連結された動力伝達アームと、前記動力伝達アームの下端に取り付けられ使用者の大腿部に装着される大腿部装具と有し、大腿部の運動に補助力を与える歩行補助装置であって、
前記腰部装具の前記動力発生手段の取付部に設けられ、使用者の前後方向に延在する中心軸線を有するヒンジ軸と、
前記動力発生手段に取り付けられ、前記ヒンジ軸の中心軸線周りに回動可能に且つ軸線方向に移動可能に係合したヒンジ連結部材と、
前記ヒンジ連結部材の前記軸線方向の移動位置を変更可能に固定設定する固定手段とを有し、前記ヒンジ連結部材と前記動力発生手段は、前記ヒンジ連結部材より斜め下前方に延出して前記動力発生手段の上部側に固定連結されたアングルブラケットによって連結され、前記動力発生手段が前記ヒンジ連結部材の斜め下前方に位置している歩行補助装置。