JP5643922B2 - 装着型動作支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、屈曲動作する関節を挟む身体部位に装着され、前記関節の屈曲動作を支援する装着型動作支援装置に関するものである。

身体に障害のある人(使用者)の動作を支援する装置として、身体の障害部位に装着する各種の装着型動作支援装置が提案されている。この装着型動作支援装置は、例えば上肢における肘部を挟んだ上腕部および前腕部に装着して肘関節を中心とした前腕部の動作を支援する装置や、下肢における膝部を挟んだ大腿部および下腿部に装着して膝関節を中心とした下腿部の動作を支援する装置等である。

前記装着型動作支援装置は、使用者の関節を挟んだ近位身体部位(関節より体幹に近い身体部位)に装着される第１サポート部材と、前記関節の遠位身体部位(関節より体幹から遠い身体部位)に装着される第２サポート部材とを備える。前記第２サポート部材は、前記第１サポート部材に対して前記関節の屈曲動作を許容するよう姿勢変位可能に連結され、第１サポート部材に対して第２サポート部材を回転させるモータ等を含む作動手段を該第１サポート部材に装備している。

また、上肢用の装着型動作支援装置は、第２サポート部材の手首部や前腕部に対応する部位に、肘関節を中心とした該前腕部の動きを検知して検知信号を出力する検知手段が配設されている。また、下肢用の装着型動作支援装置は、第２サポート部材の足首部や下腿部に対応する部位に、膝関節を中心とした該下腿部の動きを検知して検知信号を出力する検知手段が配設されている。このような装着型動作支援装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００７-２９１１３号公報

従来の装着型動作支援装置は、作動手段が設けられている前記第１サポート部材を、面ファスナやベルトを介して使用者の近位身体部位に対して締め付けることで保持している。ここで、上腕部や大腿部である近位身体部位は、骨格が筋肉や脂肪等で覆われていて動作時に筋肉の形状が変化するから、該近位身体部位に対する第１サポート部材の姿勢が安定せず、遠位身体部位を屈曲動作した際等に第１サポート部材および第２サポート部材が上肢または下肢の長手方向や周方向(左・右回り方向)へずれ易い。また、衣服の上から装着型動作支援装置を装着した場合には、該装着型動作支援装置の保持安定性がより一層損なわれるため、前述したずれが生じ易くなる。このように装着型動作支援装置の装着位置が上肢または下肢の長手方向や周方向にずれると、第１サポート部材と第２サポート部材とを連結する回転軸位置が肘関節または膝関節の軸位置に一致しなくなり、遠位身体部位の動作を適切に支援し得なくなる問題を内在していた。

従って本発明では、身体の屈曲動作時に該身体に対するずれ動きを最小限に抑えるようにした装着型動作支援装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、
関節を挟む近位身体部位に装着される第１サポート部材と、前記関節の遠位身体部位に装着されると共に前記第１サポート部材に連結され、前記関節の屈曲動作に合わせて姿勢変位可能な第２サポート部材と、前記第１サポート部材に対して前記第２サポート部材を姿勢変位させる作動手段とを備え、前記作動手段が前記第２サポート部材を前記第１サポート部材に対して姿勢変位させることで、前記関節の屈曲動作を補助する装着型動作支援装置であって、
前記第２サポート部材における前記遠位身体部位に装着される装着部は、前記遠位身体部位における前記関節から該関節と反対側の関節骨格部位までを包み込む形状に形成されて、該装着部における前記関節骨格部位側の開口端側を遠位身体部位に保持するよう構成したことを特徴とする。
従って、請求項１に係る発明によれば、装着部が、遠位身体部位における関節から該関節と反対側の関節骨格部位までを包み込む形状に形成され、該関節骨格部位側の開口端側を遠位身体部位に保持するようになっているので、装着部が遠位身体部位に適切に装着される。すなわち、遠位身体部位の前記関節骨格部位は、当該遠位身体部位において骨格を覆う筋肉や脂肪等が少なく最も細い部位であるから、遠位身体部位に対して装着部を適切に装着することができ、これにより該遠位身体部位に対する第２サポート部材のずれが防止され、よって身体に対する装着型動作支援装置のずれを防止できる。従って、第１サポート部材と第２サポート部材とを連結する回転軸位置が関節の軸位置に一致した状態に保持され、遠位身体部位の動作を適切に支援することができる。また、関節の屈曲動作時に装着型動作支援装置の機械的動作と身体の動作との間にずれが生じたとしても、第１サポート部材が筋肉や皮下脂肪のある近位身体部位に対して移動することで当該ずれを吸収することができる。

前記装着部は、前記関節側が前記第１サポート部材に連結され、
前記装着部は、柔軟性および形状復元性を有する素材から構成され、前記第１サポート部材に連結されて遠位身体部位の体幹と反対側を覆う支持装着部分と、前記支持装着部分に対して遠位身体部位の上側を通って連続的に設けられて該遠位身体部位の体幹側を覆う保持装着部分とを有し、
前記保持装着部分は、前記関節側から関節骨格部位に向かうにつれて遠位身体部位との接触面積が増大するように形成されたことを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、装着部が、関節側が第１サポート部材に連結され、遠位身体部位を覆う支持装着部分および保持装着部分を有し、かつ保持装着部分が関節側から関節骨格部位に向かうにつれて遠位身体部位との接触面積が増大するように形成され、該装着部は、全体的には関節側から関節骨格部位側に近づくにつれて捻れた形状に形成されている。従って装着部は、遠位身体部位の捻り動作に対応して適切に追従しながら変形する。特に装着部は、関節骨格部位側の変形量が大きくなっているので、遠位身体部位の関節骨格部位の左右への捻り動作に追従した捻れ変形が可能であり、遠位身体部位に対する装着型動作支援装置のずれを防止し得る。しかも、遠位身体部位の捻り動作を止めて遠位身体部位に加えた力を緩めると、捻れるように変形した装着部が元の形状に復帰する復元力により、該遠位身体部位を捻る前の姿勢に戻す動作支援を行ない得る。

請求項２に記載の発明は、
前記装着部は、前記遠位身体部位側に滑り止め手段が設けられていることを要旨とする。
従って、請求項３に係る発明によれば、遠位身体部位の動作時に該遠位身体部位に対して装着部が滑り難いので、遠位身体部位の動作に追従して装着部が変形する。また、装着部が弾性変形した状態で遠位身体部位の動作を止めた場合には、元の形状に復帰する装着部に遠位身体部位が追従するようになり、装着部の復元力を利用した遠位身体部位の動作支援を適切に行ない得る。

請求項３に記載の発明は、
前記装着部の遠位身体部位側に、該遠位身体部位に接触するスペーサを備えていることを要旨とする。
従って、請求項４に係る発明によれば、遠位身体部位と装着部との間に隙間が形成されないので、該遠位身体部位に対して該装着部をずれ難くし得る。また、スペーサを設けたことで、第１サポート部材に対する第２サポート部材の回転方向と、関節を中心とした近位身体部位に対する遠位身体部位の屈曲方向との差異を吸収することができる。

本発明に係る装着型動作支援装置によれば、身体の屈曲動作時に該身体に対するずれ動きを最小限に抑えることができ、使用者の動作支援を適切に行なうことができる。

本発明の実施例に係る装着型動作支援装置を、右腕に装着した状態で示す概略斜視図である。 図１に示した実施例の装着型動作支援装置の平面図である。 図１に示した実施例の装着型動作支援装置の側面図である。 実施例の装着型動作支援装置において、第１サポート部材に対して第２サポート部材を動作させる作動機構を示す平断面図である。 実施例の装着型動作支援装置において、第１サポート部材と第２サポート部材とを連結する構成を示す斜視図である。 第２サポート部材に配設されて前腕部に装着される前腕装着部の正面図である。

次に、本発明に係る装着型動作支援装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。実施例では、使用者(被補助者)の右腕Ａにおける肘関節Ａ３を挟む上腕部Ａ１および前腕部Ａ２に装着して、該肘関節Ａ３の屈曲動作による右腕Ａの屈伸動作を補助する装着型動作支援装置を例示して説明する。なお、実施例でいう装着型動作支援装置の各方向については、身体前方へ水平に伸ばして手のひらを使用者から見て左側に向けた右腕Ａに該装着型動作支援装置を装着した状態において、該右腕Ａの長手方向を前後方向(手首側を前側、肩側を後側)とし、右腕Ａの胸部を指向する内側を左側、右腕Ａの胸部と反対を指向する外側を右側、垂直方向を上下方向と指称する。すなわち図１は、実施例の装着型動作支援装置ＳＵを、後方斜め右上方から見たものである。

図１は、実施例に係る装着型動作支援装置ＳＵの全体構成を概略的に示す斜視図、図２および図３は、実施例の係る装着型動作支援装置ＳＵの全体構成を概略的に示す平面図および左側面図である。実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、右腕Ａにおいて肘関節Ａ３より近位身体部位である上腕部Ａ１に装着される第１サポート部材１０と、該第１サポート部材１０に回転変位可能に連結されて、肘関節Ａ３より遠位身体部位である前腕部Ａ２に装着される第２サポート部材１２と、第１サポート部材１０に対して第２サポート部材１２を回転変位させる作動機構Ｍとを備えている。また第２サポート部材１２は、前腕部Ａ２の動きを検知する検知手段１４を備えている。

第１サポート部材１０は、図１〜図３に示すように、作動機構Ｍが配設される本体部２０と、この本体部２０に着脱可能に設けられて上腕部Ａ１に装着される上腕装着部２１とを備えている。本体部２０は、装着型動作支援装置ＳＵを右腕Ａに装着した際に上腕部Ａ１の右部に位置して、該上腕部Ａ１の長手方向(前後方向)に延在する。本体部２０は、上腕部Ａ１に近接するベース部材２２と、このベース部材２２に右側外方から組み付けられたカバー部材２３とを備えている。そして本体部２０は、ベース部材２２とカバー部材２３とを組み付けることで、作動機構Ｍの各構成部材を収容する収容設置部２４が内部に画成される。

ベース部材２２の前部には、図２〜図５に示すように、左右方向に離間して前方へ平行に延出する２つの支持部２５,２６が設けられている。右側に位置する第１支持部２５には円形の第１支持孔２７が形成されており、第２サポート部材１２の後述する支持体部４０を第１サポート部材１０に支持する回転支持部材６０が、該第１支持孔２７に回転可能に配設されている。左側に位置する第２支持部２６には、第１支持孔２７と左右方向で同一軸線上に位置する円形の第２支持孔２８が形成されており、第２サポート部材１２の後述する前腕装着部(装着部)４５を第１サポート部材１０に支持する締結支持部材６５が、該第２支持孔２８に回転可能に配設されている。

上腕装着部２１は、図１〜図３に示すように、前記本体部２０のベース部材２２に左外方から着脱可能に取り付けられ、上腕部Ａ１の体幹と反対側の右部に沿う取付部３１と、取付部３１の前後略中間から後側部分に一体的に設けられ、上腕部Ａ１の右方から上下に抱持した状態で該上腕部Ａ１に着脱可能に装着される上装着部３２および下装着部３３とを有する。上腕装着部２１は、後方から見た端面形状が「逆Ｃ字形」をなし、上装着部３２および下装着部３３は体幹側が上下に分離した湾曲状に形成されている。このような形状の上腕装着部２１は、例えばエチレン−酢酸ビニル(ＥＶＡ)、シリコーンゴムまたはウレタンゴム等を材質として柔軟性および形状復元性を有し、外力が付与されると容易に変形し、外力の付与が解除されると復元力により図３に示す形状に弾性復帰すると共に、外力が付与されない状態では図３に示す形状に保持される。従って上腕装着部２１は、上装着部３２および下装着部３３が上下に近接・離間するよう変形が可能であり、上腕部Ａ１に対する容易な着脱が可能となっている。

前記上腕装着部２１の取付部３１は、前記ベース部材２２に螺合されるビスが挿通・係止する取付孔(図示せず)が設けられている。従って上腕装着部２１は、取付孔を介してベース部材２２に締結したビスにより本体部２０に取り付けられ、該ビスを外すことで該本体部２０から取外すことが可能となっている。上腕装着部２１は、前記取付孔の配設位置を共通として、取付部３１および上下の装着部３２,３３のサイズおよび形状が異なる複数のものが準備され、使用者の体格に適合した上腕装着部２１が採用される。なお、上腕装着部２１の上腕部Ａ１側となる内側面は、滑り止め手段として、例えば多数個の小凸部または小凹部を形成したり、網目状や格子状のローレット模様を形成する等の所謂ノンスリップ加工が施されており、衣服の袖に対して滑り難くなっている。従って、右腕Ａの屈曲動作により上腕装着部２１に対して衣服の袖がずれ難く、該袖に突っ張りや弛みが発生することを防止し得る。

上腕装着部２１には、図３に示すように、面ファスナ形態の脱落防止ベルト３４が、下装着部３３に一端を固定した状態に取り付けられていると共に、該脱落防止ベルト３４の他端側が分離可能に掛止される係着部３５が、上装着部３２に取り付けられている。従って上腕装着部２１は、上腕部Ａ１に装着した状態で脱落防止ベルト３４を係着部３５に係着させることで、上装着部３２および下装着部３３が適度に締め付けられた状態で該上腕部Ａ１に脱落不能に装着される。

また上腕装着部２１には、図３に示すように、上腕部Ａ１側となる内側面に第１スペーサ３６が着脱可能に装着されている。この第１スペーサ３６は、上腕部Ａ１と上腕装着部２１の内側面との間に隙間ができないようにすると共に、前記回転支持部材６０および締結支持部材６５を中心とした第１サポート部材１０に対する第２サポート部材１２の回転方向と、肘関節Ａ３を中心とした上腕部Ａ１に対する前腕部Ａ２の屈曲方向との差異を吸収するためのものである。第１スペーサ３６は、弾性変形し難い硬質発泡ウレタンや発泡ウレタンゴム等を材質とし、使用者の上腕部Ａ１の形状に合わせて外形形状およびサイズが設定されると共に上腕装着部２１に対する装着位置が調整され、上腕部Ａ１側の外面全体が該上腕部Ａ１に均一に当接するようになっている。そして、第１スペーサ３６の上腕部Ａ１に接触する外面は、必要に応じて上腕装着部２１と同様のノンスリップ加工が施されている。また第１スペーサ３６は、前記ビスおよびビス孔を被覆した状態で上腕装着部２１の内側に、ホックや面ファスナ等を利用して装着される。なお、上腕装着部２１の第１スペーサ３６を装着した部分は、該第１スペーサ３６により変形が規制されている。

前記第２サポート部材１２は、図１〜図３に示すように、第１サポート部材１０に対して回転可能に支持された支持体部４０と、該第１サポート部材１０に対して回転可能に支持された前腕装着部(装着部)４５とを備えている。支持体部４０は、第１サポート部材１０の本体部２０の前方に位置する右壁部から、左上方および左下方へ湾曲して左側(体幹側)が開放した形状に形成されている。すなわち支持体部４０は、第２サポート部材１２の回転方向において、前記前腕装着部４５を挟んで対向する第１支持壁部４１および第２支持壁部４２を備え、これら第１支持壁部４１および第２支持壁部４２が、外方から前腕装着部４５に対面するように形成されている。この支持体部４０は、例えば硬質の合成樹脂等を材質とする。そして、支持体部４０の右壁部には、後方へ延出した板状の第１連結部材４３が配設され、この第１連結部材４３は第１サポート部材１０に回転可能に連結されるようになっている。なお、図４および図５に示すように、第１連結部材４３の後端近傍には、矩形穴部４４が形成されている。

前腕装着部４５は、図１〜図３および図６に示すように、体幹側である左側が前後方向に沿って分離し、前腕部Ａ２の略半周部分を包み込む形状に形成されて、該前腕部Ａ２に右方から着脱可能に装着される。そして前腕装着部４５は、第１サポート部材１０の本体部２０前方に位置する右側後部に、後方へ延出した板状の第２連結部材４７を備えている。この第２連結部材４７は、第１サポート部材１０に回転可能に連結されるようになっており、図４および図５に示すように、該第２連結部材４７の後端には円形穴部４８が形成されている。

前腕装着部４５は、前腕部Ａ２における肘関節Ａ３の前側から手首関節Ａ４に至る長さに形成され、肘関節Ａ３から手首関節Ａ４に近づくにつれて、前腕部Ａ２の下側(裏側)から右側(体幹と反対側)を通って左側(体幹側)に至る捻れた形状に形成され、前腕部Ａ２における肘関節Ａ３の前側部位から手首関節Ａ４に隣接する関節骨格部位Ａ７までを包み込むようにして該前腕部Ａ２に装着される。前腕装着部４５の後側(肘関節Ａ３側)は、前腕部Ａ２の下側から右側を通って該前腕部Ａ２の上側までを包み込むようになっており、後方から見た端面形状が「逆Ｃ字形」をなしている。一方、前腕装着部４５の前側(手首関節Ａ４側)は、前腕部Ａ２の右側から上側を通って該前腕部Ａ２の左側までを包み込む形状となっており、前方から見た端面形状が「逆Ｕ字形」をなしている(図６参照)。すなわち前腕装着部４５は、後部の開口端側に対して前部の開口端側が左側へ９０度ほど捻れた形状となっており、前記第２連結部材４７に連結されて、主に前腕部Ａ２の右側(体幹と反対側)を覆う支持装着部分５０と、支持装着部分５０に対して前腕部Ａ２の上側を通って連続的に設けられて、主に該前腕部Ａ２の左側(体幹側)を覆う保持装着部分４９とを有する。そして保持装着部分４９は、肘関節Ａ３側から関節骨格部位Ａ７に向かうにつれて前腕部Ａ２の左側への延出量が徐々に大きくなっており、肘関節Ａ３側から関節骨格部位Ａ７に向かうにつれて該前腕部Ａ２との接触面積が増大するように形成されている(図２、図３参照)。また前腕装着部４５は、前腕部Ａ２の形状に合わせて、肘関節Ａ３に隣接する後部が太く、前方にいくにつれて徐々に細くなり、手首関節Ａ４に隣接する前部が最も細くなっている。

前腕装着部４５の手首関節Ａ４に臨む前部の開口端側は、前腕部Ａ２の該手首関節Ａ４に近い関節骨格部位Ａ７の略全周を包み込んで該関節骨格部位Ａ７に保持される保持部５１として機能する部分である。この保持部５１は、後述する固定ベルト５４により関節骨格部位Ａ７に保持され、右腕Ａに対する当該装着型動作支援装置ＳＵの装着時の基準となる「装着基準部位」となっている。ここで前記「関節骨格部位Ａ７」は、図１および図２に示すように、手首関節Ａ４の親指側に接続する橈骨における遠位端の橈骨茎状突起Ａ５および手首関節Ａ４の小指側に接続する尺骨における遠位端の尺骨茎状突起Ａ６の該手首関節Ａ４と反対側で、前腕部Ａ２において骨格を覆う筋肉や脂肪等が少なく最も細い部位である。すなわち関節骨格部位Ａ７は、前記肘関節Ａ３による前腕部Ａ２の屈曲動作時および捻り動作時や、手首関節Ａ４による手先の屈曲動作時に、太さや形状が変化しない部位である。

前記保持部５１には、手首関節Ａ４に臨む前端部に、前記橈骨茎状突起Ａ５の周囲に沿う湾曲形状に形成された第１凹部５２と、前記尺骨茎状突起Ａ６の周囲に沿う湾曲形状に形成された第２凹部５３とが形成されている。従って前腕装着部４５は、図１および図２に示すように、第１凹部５２を橈骨茎状突起Ａ５に臨ませると共に第２凹部５３を尺骨茎状突起Ａ６に臨ませた状態で前腕部Ａ２に装着して、保持部５１を形成する前記支持装着部分５０と保持装着部分４９とを、後述する固定ベルト５４により前腕部Ａ２の最も細い関節骨格部位Ａ７に密着させることで、該前腕部Ａ２に対してずれが規制された状態で保持されるようになっている。

前述のように捻れた形状に形成された前腕装着部４５は、前記上腕装着部２１と同様に、エチレン−酢酸ビニル(ＥＶＡ)、シリコーンゴムまたはウレタンゴム等を材質として柔軟性および形状復元性を有し、外力が付与されると容易に変形し、外力の付与が解除されると復元力により図３および図６に示す形状に弾性復帰すると共に、外力が付与されない状態では図３および図６に示す形状に保持される。従って装着部４５は、前述したように、前記支持装着部分５０の端縁と保持装着部分４９の端縁とが分離しているので、該支持装着部分５０および保持装着部分４９が互いに近接・離間するよう変形が可能であり、前腕部Ａ２に対して容易に着脱し得る。そして前腕装着部４５は、前述した如く捻れた形状に形成されていることで、図６に示すように、手首関節Ａ４に臨む前部を左方向(図６の実線表示した矢印方向)へ捻ると、保持装着部分４９が内側方向へ巻き込んで保持部５１が縮径的に変形し、捻ることを解除すると復元力により元の形状に弾性復帰する。また前腕装着部４５は、手首関節Ａ４に臨む前部を右方向へ捻っても保持部５１が変形し、捻ることを解除すると復元力により元の形状に弾性復帰する。

前腕装着部４５は、前記第２連結部材４７に螺合されるビスが挿通・係止する取付孔(図示せず)が設けられている。従って前腕装着部４５は、取付孔を介して第２連結部材４７に締結したビスにより該第２連結部材４７に取り付けられ、該ビスを外すことで第２連結部材４７から取外すことが可能となっている。前腕装着部４５は、前記取付孔の配設位置を共通としてサイズおよび形状が異なる複数のものが準備され、使用者の体格に適合した前腕装着部４５が採用される。なお、前腕装着部４５の前腕部Ａ２側となる内側面は、前記上腕装着部２１と同様に、滑り止め手段として、多数個の小凸部または小凹部を形成したり、網目状や格子状のローレット模様を形成する等の所謂ノンスリップ加工が施されており、衣服に対して滑り難くなっている。従って、右腕Ａの屈曲動作により前腕装着部４５に対して衣服の袖がずれ難く、該袖に突っ張りや弛みが発生することを防止し得る。

前腕装着部４５には、図３に示すように、面ファスナ形態の固定ベルト５４が、支持装着部分５０における前部側に一端を固定した状態に取り付けられると共に、該固定ベルト５４の他端側が分離可能に掛止される係着部５５が保持装着部分４９の前部側に取り付けられており、該固定ベルト５４を係着部５５に掛止させることで保持部５１を前記関節骨格部位Ａ７に保持させ得る。また、面ファスナ形態の脱落防止ベルト５６が、支持装着部分５０における後部側に一端を固定した状態に取り付けられると共に、該脱落防止ベルト５６の他端側が分離可能に掛止される係着部５７が保持装着部分４９の後部側に各々取り付けられており、該脱落防止ベルト５６を係着部５７に掛止させることで前腕装着部４５の後側を前腕部Ａ２の最も太い部位に保持させ得る。従って前腕装着部４５は、前腕部Ａ２に装着した状態で、固定ベルト５４を係着部５５に掛止させると共に脱落防止ベルト５６を係着部５７に掛止させることで、支持装着部分５０および保持装着部分４９が前腕部Ａ２の最も細い関節骨格部位Ａ７および最も太い部位の両方を包み込んだ状態で前腕部Ａ２に装着される。特に、固定ベルト５４を係着部５５に掛止させることで、前記保持部５１が関節骨格部位Ａ７の略全周を包み込むようになり、前腕装着部４５は前腕部Ａ２に対して前後方向および周方向(左右回り方向)へのずれが好適に防止される。

更に前腕装着部４５には、図３に示すように、前腕部Ａ２側となる内側面に第２スペーサ５８が着脱可能に設けられている。この第２スペーサ５８は、前腕部Ａ２と前腕装着部４５の内側面との間に隙間ができないようにすると共に、前記回転支持部材６０および締結支持部材６５を中心とした第１サポート部材１０に対する第２サポート部材１２の回転方向と、肘関節Ａ３を中心とした上腕部Ａ１に対する前腕部Ａ２の屈曲方向との差異を吸収するためのものである。第２スペーサ５８は、前記第１スペーサ３６と同様に、弾性変形し難い硬質発泡ウレタンや発泡ウレタンゴム等を材質とし、使用者の前腕部Ａ２の形状に合わせて外形形状およびサイズが設定されると共に前腕装着部４５に対する装着位置が調整され、前腕部Ａ２側の外面全体が該前腕部Ａ２に均一に当接するようになっている。そして、第２スペーサ５８の前腕部Ａ２に接触する外面は、必要に応じて前腕装着部４５と同様にノンスリップ加工が施されている。また第２スペーサ５８は、前記ビスおよびビス孔を被覆した状態で前腕装着部４５の内側に、ホックや面ファスナ等を利用して装着される。なお、前腕装着部４５の第２スペーサ５８を装着した部分は、該第２スペーサ５８により変形が規制されている。

前記前腕装着部４５は、図３に示すように、第２サポート部材１２の回転方向において、前記支持体部４０の第１支持壁部４１との間に、前記検知手段１４を構成する後述の第１検知部８０を配設し得る空間を画成すると共に、該支持体部４０の第２支持壁部４２との間に、該検知手段１４を構成する後述の第２検知部８１を配設し得る空間を画成した状態に配設されている。従って前腕装着部４５は、第２サポート部材１２の回転方向で、第１支持壁部４１と第２支持壁部４２の間において支持体部４０に対して相対移動が可能な可動範囲を確保した状態に配設され、第１支持壁部４１への近接移動および第２支持壁部４２への近接移動が許容されるようになっている。

前記第１サポート部材１０と第２サポート部材１２とは、図４および図５に示すように、該第１サポート部材１０に配設した前記回転支持部材６０および締結支持部材６５を利用して、互いに回転可能な状態で連結される。すなわち、支持体部４０に設けた第１連結部材４３が、第１支持部２５に回転可能に係止した回転支持部材６０に連結されると共に、前腕装着部４５に設けた第２連結部材４７が、第２支持部２６に係止した締結支持部材６５に回転可能に支持される。回転支持部材６０は、後述するように、作動機構Ｍにより正逆回転するようになっており、該作動機構Ｍにより回転支持部材６０が回転することで、第１サポート部材１０に対して第２サポート部材１２が回転変位するようになる。

回転支持部材６０は、図４および図５に示すように、第１サポート部材１０におけるベース部材２２の第１支持部２５に収容設置部２４側(右側)から当接する円形状のフランジ部６１と、このフランジ部６１より小径で前記第１支持孔２７に嵌合する円形嵌合部６２と、この円形嵌合部６２の端面から矩形状に突出した矩形係止部６３と、この矩形係止部６３の端面に形成されたビス孔６４とを備えている。矩形係止部６３は、前記第１連結部材４３に設けた矩形穴部４４と嵌合するようになっており、第１連結部材４３は、第１サポート部材１０に対して、回転支持部材６０と一体的に回転するようになっている。

締結支持部材６５は、図４および図５に示すように、第２サポート部材１２における第２連結部材４７に左側から当接する円形状のフランジ部６６と、このフランジ部６６より小径の円形嵌合部６７と、この円形嵌合部６７の端面に右方へ突出するよう設けたビス６８とを備えている。円形嵌合部６７は、第２連結部材４７の厚みおよび第２支持部２６の厚みを合わせた幅に形成されており、該第２連結部材４７に設けた円形穴部４８と、該第２支持部２６に設けた第２支持孔２８とに夫々嵌合する(図４)。またビス６８は、回転支持部材６０に設けた前記ビス孔６４に螺合するようになっている。従って第２連結部材４７は、円形穴部４８と円形嵌合部６７との嵌合により、第１サポート部材１０に対して独立して回転可能に支持される。なお、図４および図５における符号６９は、自己潤滑性樹脂を材質とするリング状のスリーブである。

作動機構Ｍは、図２〜図４に示すように、ギアボックス７１を備えた作動手段としてのサーボモータ７０と、該サーボモータ７０の出力軸７２に固定されたベベルギアタイプの第１ギア７３と、前記回転支持部材６０に回転不能に固定されて前記第１ギア７３に噛合するベベルギアタイプの第２ギア７４とを備えている。サーボモータ７０は、図示しない制御手段により作動制御され、ケースが細長で軽量かつコンパクトに構成され、ベース部材２２に設けたモータ固定部(図示省略)に対して出力軸７２が前方へ延出する向きで装着される。そしてサーボモータ７０は、ベース部材２２および該ベース部材２２に組み付けたカバー部材２３に挟持されて、収容設置部２４内にがたつきなく適切に保持され、出力軸７２に固定された第１ギア７３と回転支持部材６０に固定された第２ギア７４とが適切に噛合する。なお、回転支持部材６０の前記円形フランジ部６１に、右側方へ延出するシャフト７５が設けられ、このシャフト７５を介してロータリーエンコーダ７６が連結されている。

従って、サーボモータ７０の正逆作動により出力軸７２が正逆回転すると、第１ギア７３および第２ギア７４を介して回転支持部材６０がベース部材２２に対して正逆回転し、これにより第２サポート部材１２が第１サポート部材１０に対して姿勢変位する。そして、回転支持部材６０と第２サポート部材１２の支持体部４０とが一体的に回転するよう構成されているので、該回転支持部材６０の回転角度をロータリーエンコーダ７６で検知することで、第１サポート部材１０に対する第２サポート部材１２の動作状態が適切に把握される。なお、ロータリーエンコーダ７６の検知信号は、図示しない制御手段へ出力される。

前記検知手段１４は、図１〜図３に示すように、第２サポート部材１２における支持体部４０の前腕装着部４５と対向する面に設けられ、該支持体部４０に対する前腕装着部４５の変位を検知する。この検知手段１４は、支持体部４０の第１支持壁部４１から前腕装着部４５側に突設した台座部４１Ａに、該前腕装着部４５に対向して設けた第１検知部８０と、該支持体部４０の第２支持壁部４２から前腕装着部４５側に突設した台座部４２Ａに、該前腕装着部４５に対向して設けた第２検知部８１とを備えている。第１検知部８０および第２検知部８１は、基本的に同じ構成であり、圧力センサ８２と、該圧力センサ８２および前腕装着部４５の夫々に弾力的に当接して弾性変形が可能な当接支持部材８３とを備えている。第１検知部８０および第２検知部８１の各当接支持部材８３は、細長の薄いバネ鋼から形成された弾性変形が可能な板バネであり、長手方向の略中間部位で折曲げられており、対応の圧力センサ８２を押圧する押圧部８３Ａと、長手方向の他端部に設けられて前腕装着部４５の外面に当接する作動部８３Ｂとを備える。そして、各圧力センサ８２に対応して配設された２つの各当接支持部材１３８は、支持体部４０に対して前腕装着部４５が第２サポート部材１２の回転方向へ相対的に移動するに際して圧力センサ８２を押圧し、該前腕装着部４５の動きを該圧力センサ８２に伝達する。

前述のように構成された実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、前腕装着部４５に外力が付与されない場合に、検知手段１４の各当接支持部材８３が均衡を保った状態となる。そして各当接支持部材８３は、均衡を保った状態において、前腕装着部４５と支持体部４０の第１支持壁部４１との間隔と、該前腕装着部４５と該支持体部４０の第２支持壁部４２との間隔とが同一となるように前腕装着部４５を位置させる。そして、実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、支持体部４０の第１支持壁部４１への前腕装着部４５の近接移動時または第２支持壁部４２に対する該前腕装着部４５の近接移動時に、近接移動した側の当接支持部材８３が弾性変形して対応する各圧力センサ８２を押圧し、該圧力センサ８２が検知する押圧力に応じて作動機構Ｍのサーボモータ７０を作動制御する。

例えば、支持体部４０に対して前腕装着部４５が上方へ移動すると、第１検知部８０における当接支持部材８３の弾性変形量が大きくなって、該第１検知部８０の圧力センサ８２に対する押圧力が増加する一方、第２検知部８１における当接支持部材８３の弾性変形量が小さくなって、該第２検知部８１の圧力センサ８２に対する押圧力が減少する。すなわち、第１検知部８０の圧力センサ８２に対する押圧力が増加して、第２検知部８１の圧力センサ８２に対する押圧力が減少した場合には、前記サーボモータ７０を作動制御して第２サポート部材１２を上方へ回転変位させて、前腕部Ａ２を上方へ曲げようとする使用者の動作支援を行なうようになっている。なお、実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、前腕装着部４５の保持部５１が装着基準部位として前記前腕部Ａ２の関節骨格部位Ａ７に保持されて、前腕部Ａ２に対する第２サポート部材１２のずれ動きが規制されているため、前腕部Ａ２の上方移動時において当該装着型動作支援装置ＳＵの機械的動作と右腕Ａの動作との間にずれが生じたとしても、前記第１サポート部材１０が筋肉や皮下脂肪のある上腕部Ａ１に対して適宜移動することで該ずれを吸収することができる。

また、支持体部４０に対して前腕装着部４５が下方へ移動すると、第２検知部８１における当接支持部材８３の弾性変形量が大きくなって、該第２検知部８１の圧力センサ８２に対する押圧力が増加する一方、第１検知部８０における当接支持部材８３の弾性変形量が小さくなって、該第１検知部８０の圧力センサ８２に対する押圧力が減少する。すなわち、第２検知部８１の圧力センサ８２に対する押圧力が増加して、第１検知部８０の圧力センサ８２に対する押圧力が減少した場合には、前記サーボモータ７０を作動制御して第２サポート部材１２を下方へ回転変位させて、前腕部Ａ２を下方へ曲げようとする使用者の動作支援を行なうようになっている。なお、実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、前述した如く、前腕部Ａ２に対する第２サポート部材１２のずれ動きが規制されているため、前腕部Ａ２の下方移動時において当該装着型動作支援装置ＳＵの機械的動作と右腕Ａの動作との間にずれが生じたとしても、前記第１サポート部材１０が上腕部Ａ１に対して適宜移動することで該ずれを吸収することができる。

前述のように構成された実施例の装着型動作支援装置ＳＵによれば、次のような作用効果を奏する。
（１）実施例の装着型動作支援装置ＳＵでは、前腕装着部４５の前部の開口端側に、装着基準部位である保持部５１を設け、前腕部Ａ２の最も細い部位である関節骨格部位Ａ７を前記保持部５１で包み込み、固定ベルト５４により該保持部５４を関節骨格部位Ａ７に密着させた状態で保持するようにした。これにより、実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、前腕部Ａ２の最も細い部位である関節骨格部位Ａ７に保持される保持部５１を、前腕装着部４５の右腕Ａに対する装着基準部位としたことで、右腕Ａの屈曲動作および捻り動作において第２サポート部材１２が前腕部Ａ２に対して前後方向や周方向(左右回り方向)へずれ難い。すなわち、右腕Ａの屈曲動作および捻り動作において、装着型動作支援装置ＳＵが右腕Ａに対して前方へずれることが規制される。また、固定ベルト５４により、関節骨格部位Ａ７を包み込んだ保持部５１が関節骨格部位Ａ７から離れるように変形しないので、装着型動作支援装置ＳＵが右腕Ａに対して後方へずれることも規制される。更に、右腕Ａの左方向または右方向の捻り動作時にも、保持部５１が前腕骨格部位Ａ７に保持されて前腕装着部４５が前腕部Ａ２にずれることなく装着されるので、装着型動作支援装置ＳＵが右腕Ａに対して周方向へずれることも規制される。
（２）実施例の装着型動作支援装置ＳＵは、前腕部Ａ２に対する第２サポート部材１２のずれを規制しているため、前腕部Ａ２の屈曲動作時や捻り動作時において当該装着型動作支援装置ＳＵの機械的動作と右腕Ａの動作との間にずれが生じたとしても、第１サポート部材１０が筋肉や皮下脂肪が多い上腕部Ａ１に対して適宜移動することで当該ずれを吸収することができる。これにより、右腕Ａの上腕部Ａ１、前腕部Ａ２および肘関節Ａ３に負荷が掛かることを防止し得る。
（３）前腕装着部４５は、第１サポート部材１０に後側が固定されると共に捻れた形状に形成されて、前腕部Ａ２を包み込むように装着されるので、前腕部Ａ２を左方向または右方向の捻る動作に際して前腕装着部４５が捻れるように変形して、装着型動作支援装置ＳＵの該右腕Ａに対する左右方向へのずれを規制し得る。しかも、前腕部Ａ２の捻り動作を止めて右腕Ａに加えた力を緩めると、捻れるように変形した前腕装着部４５が元の形状に復帰しようとする復元力により、該前腕部Ａ２を捻る前の姿勢に戻す動作支援を行ない得る。
（４）上腕装着部２１は、上腕部Ａ１に臨む内側面にノンスリップ加工を施したので右腕Ａの動作時に上腕部Ａ１に対して滑り難い。また前腕装着部４５は、前腕部Ａ２に臨む内側面にノンスリップ加工を施したので、右腕Ａの動作時に前腕部Ａ２に対して滑り難く、前腕部Ａ２の動作に追従して変形する。特に前腕装着部４５は、前腕部Ａ２の左右の捻り動作に際しても該前腕部Ａ２の周方向へ滑り難いので、前腕部Ａ２の捻り動作に追従して捻り変形すると共に、前腕装着部４５が変形した状態で前腕部Ａ２の動作を止めた場合には、元の形状に弾性復帰する該前腕装着部４５に前腕部Ａ２が追従するようになり、前腕装着部４５の復元力を利用した前腕部Ａ２の動作支援を適切に行ない得る。
（５）上腕装着部２１の上腕部Ａ１側となる内側に第１スペーサ３６を設けたので、上腕装着部２１と上腕部Ａ１との間に隙間が形成されず、上腕部Ａ１に対して上腕装着部２１がフィットするから、上腕部Ａ１に対する上腕装着部２１のずれ動きを防止し得る。同様に、前腕装着部４５の前腕部Ａ２側となる内側に第２スペーサ５８を設けたので、前腕装着部４５と前腕部Ａ２との間に隙間が形成されず、前腕部Ａ２に対して前腕装着部４５がフィットするから、前腕部Ａ２に対する前腕装着部４５のずれ動きを防止し得る。また、第１スペーサ３６および第２スペーサ５８を設けたことで、回転支持部材６０および締結支持部材６５を中心とした第１サポート部材１０に対する第２サポート部材１２の回転方向と、肘関節Ａ３を中心とした上腕部Ａ１に対する前腕部Ａ２の屈曲方向との差異を吸収することができる。特に、動作支援を必要とする使用者は、上腕部Ａ１または前腕部Ａ２が局部的に細くなっていることもあるので、このような使用者に対して前記第１スペーサ３６および第２スペーサ５８を装着することにより、上腕部Ａ１に対する上腕装着部２１の調整および前腕部Ａ２に対する前腕装着部４５の調整が容易になる利点がある。
（６）第２サポート部材１２に設けた検知手段１４における第１検知部８０および第２検知部８１が、常に圧力センサ８２および前腕装着部４５に弾力的に当接する当接支持部材８３を夫々備えているので、前腕装着部４５の微小な動きを各圧力センサ８２,８２でダイレクトに検知することができるから、該圧力センサ８２,８２による検知精度が向上する。そして、各圧力センサ８２,８２の検知信号に応じてサーボモータ７０が適切に作動制御されるので、右腕Ａの動作支援を適切に行なうことができる。
（７）第２サポート部材１２を姿勢変位させるサーボモータ７０、第１ギア７３および第２ギア７４からなる作動機構Ｍや、回転支持部材６０およびロータリーエンコーダ７６等が、第１サポート部材１０の本体部２０に設けた収容設置部２４内に配設されるので、装着型動作支援装置ＳＵの小型化および軽量化が図られる。従って、装着感の向上が図られて、子供や老人であっても容易に使用することができる。また、作動機構Ｍ等が第１サポート部材１０および第２サポート部材１２の外側に露出しないので、これらの可動部分に指先や衣服の裾部等が挟み込まれる不都合の発生も好適に防止し得る。
（８）第２サポート部材１２が第１サポート部材１０に対して着脱可能なので、同一形状の第１連結部材４３および第２連結部材４７を備え、支持体部４０および前腕装着部４５の形状・サイズが異なる複数の第２サポート部材１２を準備すれば、第１サポート部材１０に対して形状・サイズが異なる第２サポート部材１２を選択的に装着し得る。従って、使用者の体格変化に対応し得ると共に、肘関節Ａ３を挟む上腕部Ａ１と前腕部Ａ２以外の身体部位に装着して、当該身体部位の動作補助を行なうことも可能である。
（９）第１サポート部材１０は、上腕装着部２１が本体部２０に対して着脱可能なので、本体部２０を共通に使用して、形状・サイズが異なる複数の上腕装着部２１を準備すれば、該上腕装着部２１の形状・サイズが異なる複数の第１サポート部材１０を構成し得る。同様に、第２サポート部材１２は、支持体部４０と前腕装着部４５とが分離していると共に、該前腕装着部４５が第１サポート部材１０に対して着脱可能なので、支持体部４０を共通に使用して、形状・サイズが異なる複数の前腕装着部４５を準備すれば、該前腕装着部４５の形状・サイズが異なる複数の第２サポート部材１２を構成し得る。従って、上腕装着部２１および前腕装着部４５の選択により、使用者の体格の変化に対応し得る。

(変更例)
実施例では、右腕Ａの肘関節Ａ３を挟む上腕部Ａ１および前腕部Ａ２に装着される装着型動作支援装置ＳＵを例示したが、本願の装着型動作支援装置ＳＵは、様々に変更して実施可能である。
（１）実施例では、前腕装着部４５の前部に設けた保持部５１に、橈骨茎状突起Ａ５に沿う第１凹部５２および尺骨茎状突起Ａ６に沿う第２凹部５３を設けたが、第１凹部５２または第２凹部５３の何れか一方だけを設けるようにしてもよい。また、保持部５１の前端部を、橈骨茎状突起Ａ５および尺骨茎状突起Ａ６より手首関節Ａ４側へ延出しない形状とすれば、第１凹部５２および第２凹部５３を形成しなくてもよい。
（２）前腕装着部４５の捻れ方向は、前記実施例と逆方向に捻れた形状であってもよい。すなわち、肘関節Ａ３から前方へ離れるにつれて、前腕部Ａ２の下側(裏側)から左側(体幹側)を通って右側(体幹と反対側)に至るよう捻れた形状として、該前腕部Ａ２を包み込むようにしてもよい。
（３）上腕装着部２１および前腕装着部４５の内側面に設けた滑り防止手段は、実施例で例示したノンスリップ加工に限定されず、例えばウレタンシート、ゴムシート、織布、編布、ネット等の滑り難い素材から形成された別部材であってもよい。
（４）上腕装着部２１に設けた脱落防止ベルト３４、前腕装着部４５に設けた固定ベルト５４および脱落防止ベルト５６は、面ファスナ形態に限定されず、長さ方向へ伸張変形が可能なゴムベルトや、掛止具を備えたベルト等であってもよい。
（５）実施例では、サーボモータ７０と回転支持部材６０の連係機構として、ベベルギアからなる第１ギア７３および第２ギア７４を示したが、この連係機構は、例えばウォームギアおよびホイルギアからなるギア機構や、プーリーおよびタイミングベルトからなるベルト機構等としてもよい。
（６）作動機構Ｍの作動手段は、サーボモータに限定されず、アクチュエーターモータ等を使用することも可能である。
（７）実施例では、検知手段としての圧力センサ８２を支持体部４０に配設した態様を例示したが、該圧力センサ８２は、前腕装着部４５の外面において該支持体部４０に対向する部分に設けてもよい。
（８）第２サポート部材１２を左右方向へ旋回させる第２の作動機構を設けて、第２サポート部材１２を、上下方向のみならず、左右方向や、右上・左下方向および左上・右下方向にも姿勢変位させ得るようにしてもよい。
（９）当接支持部材８３の配設数は、圧力センサ８２の配設数に合わせて３個以上であってもよい。
（１０）実施例では、上肢用として右腕Ａに装着される装着型動作支援装置を例示したが、第１サポート部材１０および第１装着部２１、第２サポート部材１２および第２装着部４５等の形状およびサイズ等を変更することで、左腕用や、下肢の左脚用または右脚用として実施することも可能である。

１０ 第１サポート部材，１２ 第２サポート部材，４５ 前腕装着部(装着部)
４９ 保持装着部分，５０ 支持装着部分，５８ スペーサ，７０ 作動機構(作動手段)
Ａ１ 上腕部(近位身体部位)，Ａ２ 前腕部(遠位身体部位)，Ａ３ 肘関節(関節)
Ａ７ 関節骨格部位

Claims (3)

1. 関節(A3)を挟む近位身体部位(A1)に装着される第１サポート部材(10)と、前記関節(A3)の遠位身体部位(A2)に装着されると共に前記第１サポート部材(10)に連結され、前記関節(A3)の屈曲動作に合わせて姿勢変位可能な第２サポート部材(12)と、前記第１サポート部材(10)に対して前記第２サポート部材(12)を姿勢変位させる作動手段(70)とを備え、前記作動手段(70)が前記第２サポート部材(12)を前記第１サポート部材(10)に対して姿勢変位させることで、前記関節(A3)の屈曲動作を補助する装着型動作支援装置であって、
   前記第２サポート部材(12)における前記遠位身体部位(A2)に装着される装着部(45)は、前記遠位身体部位(A2)における前記関節(A3)から該関節(A3)と反対側の関節骨格部位(A7)までを包み込む形状に形成されて、該装着部(45)における前記関節骨格部位(A7)側の開口端側を遠位身体部位(A2)に保持するよう構成し、
   前記装着部(45)は、前記関節(A3)側が前記第１サポート部材(10)に連結され、
   前記装着部(45)は、柔軟性および形状復元性を有する素材から構成され、前記第１サポート部材(10)に連結されて遠位身体部位(A2)の体幹と反対側を覆う支持装着部分(50)と、前記支持装着部分(50)に対して遠位身体部位(A2)の上側を通って連続的に設けられて該遠位身体部位(A2)の体幹側を覆う保持装着部分(49)とを有し、
   前記保持装着部分(49)は、前記関節(A3)側から関節骨格部位(A7)に向かうにつれて遠位身体部位(A2)との接触面積が増大するように形成されたことを特徴とする装着型動作支援装置。
2. 前記装着部(45)は、前記遠位身体部位(A2)側に滑り止め手段が設けられている請求項１に記載の装着型動作支援装置。
3. 前記装着部(45)の遠位身体部位(A2)側に、該遠位身体部位(A2)に接触するスペーサ(58)を備えている請求項１また２に記載の装着型動作支援装置。

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