JP6284879B2 - 運動補助装置 - Google Patents
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Description
前記膝関節機構は、前記補助対象者の脚の膝の内側及び外側の両側に各々配置される2つの膝関節機構から成り、
前記大腿部フレームは、前記補助対象者の脚の大腿部の上部の外側又は該補助対象者の腰部の片側に配置される基部から二股状に延在し、該基部を前記膝の外側の関節機構と内側の関節機構とにそれぞれ連結する第1要素フレーム及び第2要素フレームと、前記第1要素フレーム又は前記基部と前記第2要素フレームとの間に架け渡された身体支持部材とを有し、
前記第1要素フレームは、前記基部から前記大腿部の外側側面に沿って該大腿部の長手方向に延在して、前記膝の外側の関節機構に至るように構成され、
前記第2要素フレームは、前記基部から前記大腿部の前面側を通って前記膝の内側の関節機構に至り、且つ、該大腿部の正面側から見たとき、前記基部から前記膝の内側の関節機構に向かう方向で前記大腿部に対して斜行するように構成され、
前記身体支持部材は、前記第1要素フレームの前記基部よりも下側の部分、又は前記基部と、前記第2要素フレームの前記基部よりも下側の部分との間で、前記大腿部の背面に沿って延在して該背面に接するように構成されていることを特徴とする(第1発明)。
ただし、
前記第X要素フレーム:前記膝の外側に配置される膝関節機構については、第1要素フレーム、前記膝の内側に配置される膝関節機構については、第2要素フレーム。
D1>Da ……(1a)
D1+Db>D2+Da ……(1b)
Da<Db ……(1c)
なお、第1リンク21及び第2リンク22は、大腿部フレーム2及び下腿部フレーム3の間の屈伸動作時に相互に干渉することが無いように、左右方向(図4の紙面に垂直な方向)での位置をずらして配置されている。
本発明の実施形態は、前記実際形態で説明したものに限らず、種々様々な態様を採用し得る。以下に、いくつかの変形態様を説明する。
Claims (15)
- 大腿部フレーム及び下腿部フレームと、該大腿部フレーム及び下腿部フレームを屈伸自在に連結する膝関節機構と、該膝関節機構に付与する動力である関節動力を発生する関節動力発生装置とを備え、前記大腿部フレーム及び下腿部フレームが、それぞれ補助対象者の脚の大腿部、下腿部と一体に動くように該補助対象者に装着される運動補助装置であって、
前記膝関節機構は、前記補助対象者の脚の膝の内側及び外側の両側に各々配置される2つの膝関節機構から成り、
前記大腿部フレームは、前記補助対象者の脚の大腿部の上部の外側又は該補助対象者の腰部の片側に配置される基部から二股状に延在し、該基部を前記膝の外側の関節機構と内側の関節機構とにそれぞれ連結する第1要素フレーム及び第2要素フレームと、前記第1要素フレーム又は前記基部と前記第2要素フレームとの間に架け渡された身体支持部材とを有し、
前記第1要素フレームは、前記基部から前記大腿部の外側側面に沿って該大腿部の長手方向に延在して、前記膝の外側の関節機構に至るように構成され、
前記第2要素フレームは、前記基部から前記大腿部の前面側を通って前記膝の内側の関節機構に至り、且つ、該大腿部の正面側から見たとき、前記基部から前記膝の内側の関節機構に向かう方向で前記大腿部に対して斜行するように構成され、
前記身体支持部材は、前記第1要素フレームの前記基部よりも下側の部分、又は前記基部と、前記第2要素フレームの前記基部よりも下側の部分との間で、前記大腿部の背面に沿って延在して該背面に接するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1記載の運動補助装置において、
前記第2要素フレームは、前記大腿部の前面側の曲面に沿って斜行するように湾曲形状に形成されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1又は2記載の運動補助装置において、
当該運動補助装置を装着した前記補助対象者が直立姿勢で起立した状態での前記大腿部フレームの基部が、前記補助対象者の脚の内側の付け根の高さ以上の高さに位置するように、該大腿部フレームの第1要素フレーム及び第2要素フレームの上下方向の長さが設定されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
当該運動補助装置を装着した前記補助対象者が直立姿勢で起立した状態での前記大腿部フレームの上端が、前記補助対象者の腰骨よりも低い高さに位置するように、該大腿部フレームの上下方向の長さが設定されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記大腿部フレームの基部は、前記補助対象者の腰部の片側に配置される部分であり、前記身体支持部材は、前記基部から前記第2要素フレームの下端部に向かう方向で前記大腿部に対して斜行するように、前記基部と前記第2要素フレームの下端部との間に架け渡されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記下腿部フレームは、前記補助対象者の脚の膝の外側と内側とで前記膝関節機構にそれぞれ連結される2つの部分a1,a2と、該部分a1,a2に連なって前記下腿部の脛骨粗面に対面するように配置される部分bとを有するように形成されており、該部分bに、前記下腿部の脛骨粗面に接する緩衝部材が装着されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記補助対象者の脚の足部を載せるように該足部の底側に配置される部分を有する板状の足部フレームと、該足部フレームを前記下腿部フレームの下端部に連結する足首関節機構とをさらに備えており、
前記下腿部フレームは、前記下腿部の前面側で該下腿部の長手方向に延在するように構成され、
前記足首関節機構は、前記下腿部フレームに対して前記足部フレームをロール方向に相対回転させる関節軸を前記補助対象者の足部の甲の上側に有すると共に、前記下腿部フレームに対して前記足部フレームをピッチ方向に相対回転させる関節軸を前記補助対象者の脚の踝の両側に有するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項7記載の運動補助装置において、
前記下腿部フレームに対する前記足部フレームのヨー方向の相対回転は、前記下腿部フレームの捩れによって実現されるように構成されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項7又は8記載の運動補助装置において、
前記足首関節機構は、前記補助対象者の足平部の甲の上側から該補助対象者の踝の両側に二股状に延在するように配置される連結部材を含み、該連結部材の両端部の間の中間部が、ロール軸方向の関節軸を介して前記下腿部フレームの下端部に連結され、該連結部材の両端部がそれぞれピッチ軸方向の関節軸を介して前記足部フレームに連結されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項7〜9のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記足首関節機構のピッチ軸方向の関節軸は、前記足部フレームを水平面上に配置した状態で、前記補助対象者の踝の両側のうちの内側よりも外側の方が高くなるように該水平面に対して傾く方向の関節軸であることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項7〜10のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記足部フレームの、前記補助対象者の足平部の底面に配置される部分は、中敷き形状又は該中敷き形状の一部を切り出した形状に形成されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1〜11いずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記補助対象者の膝の外側及び内側にそれぞれ配置される各膝関節機構は、前記大腿部フレームと前記下腿部フレームとのそれぞれに対してピッチ方向に相対回転し得るように、前記大腿部フレームの第1要素フレーム及び第2要素フレームの一方である第X要素フレームの下端部と、前記下腿部フレームのうちの前記膝の外側及び内側にそれぞれ配置される部分a1,a2の一方の部分axとにそれぞれピッチ軸方向の関節軸C1a,C1bを介して連結された第1リンクと、前記大腿部フレームと前記下腿部フレームとのそれぞれに対してピッチ方向に相対回転し得るように、前記大腿部フレームの前記第X要素フレームの下端部と前記下腿部フレームの前記部分axとにそれぞれピッチ軸方向の関節軸C2a,C2bを介して連結された第2リンクとを備えており、
ただし、
前記第X要素フレーム:前記膝の外側に配置される膝関節機構については、第1要素フレーム、前記膝の内側に配置される膝関節機構については、第2要素フレーム。
前記部分ax:前記膝の外側に配置される膝関節機構については、該膝の外側に配置される部分a1、前記膝の内側に配置される膝関節機構については、該膝の内側に配置される部分a2。
さらに、前記関節軸C1a,C1b,C2a,C2bは、次の条件(1),(2)を満たすように配置されていることを特徴とする運動補助装置。
条件(1)関節軸C1bは関節軸C2bよりも前側に位置する。
条件(2)関節軸C1aと関節軸C1bとの間の間隔をD1、関節軸C2aと関節軸C2bとの間の間隔をD2、関節軸C1aと関節軸C2aとの間の間隔をDa、関節軸C1bと関節軸C2bとの間の間隔をDbと表記したとき、D1>Da、且つ、D1+Db>D2+Daである。 - 請求項1〜12いずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記関節動力発生装置は、前記補助対象者の膝の両側の膝関節機構のうちの少なくとも一方の膝関節機構に、張力が付与される可撓性長尺部材を介して前記関節動力を付与するように構成されており、前記可撓性長尺部材は、前記大腿部フレームの第1要素フレーム及び第2要素フレームのうち、前記関節動力を付与する膝関節機構に連結された要素フレームに沿って延在するように配設されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項12記載の運動補助装置において、
前記補助対象者の膝の両側の膝関節機構のうちの少なくとも一方の膝関節機構の第1リンクの前記関節軸C1a側の部分の外周部に連結され、張力が付与された状態で該第1リンクが前記大腿部フレームと下腿部フレームとの間の屈折に伴い前記関節軸C1aの周りの相対回転することに応じて走行する可撓性長尺部材が、前記第1要素フレーム及び第2要素フレームのうち、該第1リンクを有する膝関節機構に連結された要素フレームに沿って配設されており、
前記関節動力発生装置は、前記可撓性長尺部材が連結された前記第1リンクを有する膝関節機構に、該可撓性長尺部材を介して前記関節動力を付与するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載の運動補助装置において、
前記関節動力発生装置は、前記補助対象者の膝の両側の膝関節機構のうちの少なくとも一方の膝関節機構に付与する前記関節動力としての弾性力を伸縮に応じて発生する弾性部材を含み、該弾性部材が、前記大腿部フレームの第1要素フレーム及び第2要素フレームのうち、該弾性部材の弾性力を付与する膝関節機構に連結された要素フレームに沿って伸縮するように該要素フレームの内部に収容されていることを特徴とする運動補助装置。
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