JP6484971B2

JP6484971B2 - 介助支援装置

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Publication number: JP6484971B2
Application number: JP2014189996A
Authority: JP
Inventors: 太田　浩充; 浩充太田; 新野　康生; 康生新野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: JP2016059598A

Description

本発明は、被介助者の立ち上がりや移乗を支援する介助支援装置に関するものである。

特許文献１には、被介助者の立ち上がりや移乗を支援する介助支援装置として、複数のリンクにより構成され、各リンクの回転角度を制御することで、介助に必要な形態に変化する介助支援装置が開示されている。

特開２０１０−１４８５６７号公報

特許文献１に記載の従来の装置では、各リンクを回転させるためにリンク毎に駆動用のモータを備えている。一方、介護支援装置は介護に必要な多種の形態に対応するために、多くのリンク数から構成することが求められる場合がある。この場合、モータの数が多くなり、重量、スペース、コストが大きくなるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、１つの駆動装置（モータ）により複数のリンクを回転させることが可能なため、重量、スペース、コストを小さくできる介助支援装置を提供する。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、本体と、前記本体に保持されたリンク機構を備え、前記リンク機構の形態を変えることで、被介助者の立ち上がり、移乗に適する形態に変化し、前記被介助者の立ち上がり、移乗を支援する介助支援装置において、前記リンク機構は、一端が前記本体に対して第1軸のまわりに回転可能に支持される第1リンクと、前記第1リンクを回転させる駆動装置と、前記第1軸と同心で前記本体に固定した第１回転力伝達車と、前記第1リンクの長手方向の中間で第２軸まわりに回転可能な第２回転力伝達車と、前記第１回転力伝達車と前記第２回転力伝達車の間の回転力を伝達する第１回転力伝達手段と、一端が前記第２回転力伝達車に連結された第２リンクと、前記第1リンクの他端と前記第２リンクの他端のそれぞれに備えた車輪とを備え、前記第1リンクを回転させることで前記リンク機構の形態を変化させ、前記車輪により自らを移動可能に支えることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記第２回転力伝達車の回転中心からそれぞれの前記車輪までの距離を同距離とし、前記第１回転力伝達車に対する前記第２回転力伝達車の回転数が２倍で、前記第１リンクに対する前記第１回転力伝達車の回転方向と前記第１リンクに対する前記第２回転力伝達車の回転方向が同じであることである。

請求項３に係る発明の特徴は、本体と、前記本体に保持されたリンク機構を備え、前記リンク機構の形態を変えることで、被介助者の立ち上がり、移乗に適する形態に変化し、前記被介助者の立ち上がり、移乗を支援する介助支援装置において、前記第1リンクを回転させる駆動装置と、前記第1軸と同心で前記本体に固定した第１回転力伝達車と、前記第1リンクに対して第２軸まわりに回転可能な第２回転力伝達車と、前記第１回転力伝達車と前記第２回転力伝達車の間の回転力を伝達する第１回転力伝達手段と、一端が前記第２回転力伝達車に連結された第２リンクと、前記第２軸と同心で前記第1リンクに固定した第３回転力伝達車と、前記第２リンクの長手方向の中間で第３軸まわりに回転可能な第４回転力伝達車と、前記第３回転力伝達車と前記第４回転力伝達車の間の回転を伝達する第２回転力伝達手段と、一端が前記第４回転力伝達車に連結された第３リンクとを備え、前記第1リンクを回転させることで前記リンク機構の形態を変化させることである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項３に係る発明において、前記第２リンクの他端と前記第３リンクの他端の、少なくとも一方に車輪を備え、この車輪により自らを支えることである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項３または請求項４に係る発明において、前記第３回転力伝達車の回転中心からそれぞれの前記車輪までの距離を同距離とし、前記第１回転力伝達車に対する前記第２回転力伝達車の回転数が２倍で、前記第１リンクに対する前記第１回転力伝達車の回転方向と前記第１リンクに対する前記第２回転力伝達車の回転方向が同じであり、前記第３回転力伝達車に対する前記第４回転力伝達車の回転数が同等で、前記第２リンクに対する前記第３回転力伝達車の回転方向と前記第２リンクに対する前記第４回転力伝達車の回転方向が同じであることである。

請求項１に係る発明によれば、第1リンクを駆動装置により第1軸のまわりに回転させることで、第１回転力伝達手段により第１回転力伝達車と連結された第２回転力伝達車が、第1リンクに対して第２軸まわりで回転する。そのため、第２回転力伝達車に一端が連結された第２リンクは第1リンクに対して回転する。すなわち、１つの駆動装置により、第1リンクを第1軸のまわりに回転させ、第２リンクを第２軸のまわりに回転させることができる。
結果として、１つの駆動装置により２つのリンクを回転させて形態を変化させるため、重量、スペース、コストの小さい介助支援装置を実現できる。

さらに請求項１に係る発明によれば、第１リンクと第２リンクの他端に備えた車輪を接地させることで、本体の移動が容易な介助支援装置を実現できる。
請求項２に係る発明によれば、第１リンクと第２リンクは逆方向に回転し、第２リンクの回転角度は第１リンクの回転角度の２倍となる。この結果、本体の接地面に対する角度が常に一定となる介助支援装置を実現できる。

請求項３に係る発明によれば、第1リンクに対して第２リンクが第２軸のまわりに回転することで、第２回転力伝達手段により第３回転力伝達車と連結された第４回転力伝達車が、第２リンクに対して第３軸まわりに回転する。そのため、第４回転力伝達車に一端が連結された第３リンクは第２リンクに対して回転する。すなわち、１つの駆動装置により、第1リンクを第1軸のまわりに回転させ、第２リンクを第２軸のまわりに回転させ、第３リンクを第３軸のまわりに回転させることができる。
結果として、１つの駆動装置により３つのリンクを回転させて形態を変化させるため、重量、スペース、コストの小さい介助支援装置を実現できる。

請求項４に係る発明によれば、第２リンクと第３リンクの他端に備えた車輪を接地させることで、本体の移動が容易な介助支援装置を実現できる。

請求項５に係る発明によれば、第１リンクと第２リンクは逆方向に回転し、第２リンクの回転角度は第１リンクの回転角度の２倍となり、第２リンクと第３リンクは逆方向に回転し、第３リンクの回転角度は第２リンクの回転角度と同等となる。この結果、本体の接地面に対する角度が常に一定となる介助支援装置を実現できる。

本発明によれば、１つの駆動装置により複数のリンクを回転させることが可能なため、重量、スペース、コストを小さくできる介助支援装置を実現できる。

第１実施形態の全体構成を示す概略図である。図１のＡ矢視図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。介助支援装置を被介助者が座位で使用する状態の図である。介助支援装置を被介助者が立位で使用する状態の図である。第２実施形態の側面図である。図６のＤ−Ｄ断面図である。第２実施形態の作動説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態の介助支援装置について説明する。
図１に示すように、介助支援装置１は、本体２の右側面に右リンク機構として、下端に第１車輪５Ｒを具備する第１リンク３Ｒと、第１リンク３Ｒの中間部に係合し下端に第２車輪６Ｒを具備する第２リンク４Ｒを備えている。また、本体２の左側面に左リンク機構として、下端に第１車輪５Ｌを具備する第１リンク３Ｌと、第１リンク３Ｌの中間部に係合し下端に第２車輪６Ｌを具備する第２リンク４Ｌを備えている。第２車輪６Ｒ、６Ｌはキャスターまたは操舵輪とすることが好適である。
本体２の上部にはハンドル８を備えている。

図３に示す右リンク機構の断面図において、第１リンク３Ｒは、本体２に対して軸受け１６Ｒを介して回転自在に保持され、歯車１１Ｒ、１２Ｒを介して駆動源であるモータ１０Ｒにより本体２に対して第１軸Ｊ１の回りに回転する。第１回転力伝達車である歯付プーリ１３Ｒは、一端が本体２に固定され、軸受け１７Ｒにより第１軸Ｊ１と同軸上に保持されている。

第２回転力伝達車である歯付プーリ１５Ｒは、第１リンク３Ｒの長手方向における中間部で、軸受け１８Ｒを介して第２軸Ｊ２の回りに回転自在に支持されている。歯付プーリ１３Ｒと歯付プーリ１５Ｒは、第１回転力伝達手段である歯付ベルト１４Ｒにより連結され連動して回転する。歯付プーリ１５Ｒの一端に第２リンク４Ｒが結合されており、第２リンク４Ｒは第１リンク３Ｒに対して第２軸Ｊ２の回りに回転する。ここで、歯付プーリ１３Ｒの歯数は歯付プーリ１５Ｒの歯数の２倍に設定されている。

図２に示す右リンク機構の側面図において、実線で示す低い形態の介助支援装置１の接地面Ｆに垂直な線ｍと第１リンク３Ｒの回転中心である第１軸Ｊ１と第１車輪５Ｒの回転中心を結ぶ直線の成す角度をα_１とし、第２リンク４Ｒの回転中心である第２軸Ｊ２と第１車輪５Ｒの回転中心を結ぶ直線と、第２軸Ｊ２と第２車輪６Ｒの回転中心を結ぶ直線の成す角度をβ_１とする。このときの、第１車輪５Ｒと第２車輪６Ｒの間隔はＬ_１である。

この状態から、モータ１０Ｒにより第１リンク３Ｒを左回りに回転させて、線ｍと第１リンク３Ｒの回転中心である第１軸Ｊ１と第１車輪５Ｒの回転中心を結ぶ直線の成す角度をα_２とする。こうすると、歯付プーリ１３Ｒは本体２に固定されているので、歯付プーリ１３Ｒは第１リンク３Ｒに対して相対的にα_１−α_２だけ右回りに回転する。このため、歯付プーリ１３Ｒに歯付ベルト１４Ｒにより連結された歯付プーリ１５Ｒも、第１リンク３Ｒに対して右回転する。歯付プーリ１３Ｒの歯数は歯付プーリ１５Ｒの歯数の２倍に設定されているので、歯付プーリ１５Ｒの回転角度は歯付プーリ１３Ｒの回転角度の２倍となり、第２軸Ｊ２と第１車輪５Ｒの回転中心を結ぶ直線と、第２軸Ｊ２と第２車輪６Ｒの回転中心を結ぶ直線の成す角度はβ_２となる。こうすると、２点鎖線で示すように形態が変化し、第１車輪５Ｒと第２車輪６Ｒの間隔はＬ_２となり、本体２の接地面Ｆからの距離は大きくなる。リンクの回転角度の関係はβ_１−β_２＝２・（α_１−α_２）なので、本体２の接地面Ｆに対する角度は常に一定となる。

被介助者の移乗または立ち上がりに介助支援装置１を用いる場合は、以下のように操作する。図４に示すように本体２が低い形態で、座位の姿勢の被介助者がハンドル８を把持し、必要であれば上体を本体２に覆いかぶさる姿勢をとる。
図示されていない操作部材を被介助者が操作して、第１リンク３Ｒを左回転させることで連動して第２リンク４Ｒが右回転し、図５に示すように本体２を所望の高さに上昇させて、被介助者が中腰または立位の姿勢となったら回転を停止する。この動作の初期には、介助支援装置１には被介助者を引起すために前方に引く大きな力が作用するが、第１車輪５Ｒと第２車輪６Ｒの間隔が広いため安定している。
被介助者が介助支援装置１を移動・旋回させて所望の位置へ移動する。この時は、第１車輪５Ｒと第２車輪６Ｒの間隔が狭いため旋回時の抵抗となる力のモーメントが小さくなり、容易に旋回できる。また、第２車輪６Ｒが操舵輪であるときは介助支援装置１の旋回半径を小さくできる。
被介助者が操作部材を操作して、第１リンク３Ｒを右回転させ同時に第２リンク４Ｒを左回転させて、本体２を所望の高さに下降させて、所望の位置で被介助者が座位の姿勢となったら回転を停止する。

［第２実施形態］
第２実施形態は、第1実施形態のリンク機構において第1リンクを分割してリンクを１つ追加することで、リンクの形態変化の自由度を高めたリンク機構としたものである。リンク機構以外は同じであるので、以下に、リンク機構について右リンク機構の実施事例に基づき説明する。

図６に示すように、介助支援装置２００は、本体２０２の右側面に右リンク機構として、第１リンク２０３Ｒと、第１リンク２０３Ｒの下端に係合する第２リンク２０４Ｒと、第２リンク２０４Ｒの中間部に係合する第３リンク２２１Ｒを備えている。第２リンク２０４Ｒの下端に第１車輪２０５Ｒを備え、第３リンク２２１Ｒの下端に第２車輪２０６Ｒを備えている。第２車輪２０６Ｒはキャスターまたは操舵輪とすることが好適である。
本体２０２の上部にはハンドル２０８を備えている。

図７に示す右リンク機構の断面図において、第１リンク２０３Ｒの一端は、本体２０２に対して軸受け２１６Ｒを介して回転自在に保持され、歯車２１１Ｒ、２１２Ｒを介してモータ２１０Ｒにより本体２０２に対して第１軸Ｊ２０１の回りに回転する。第１回転力伝達車である歯付プーリ２１３Ｒは、一端が本体２０２に固定され、軸受け２１７Ｒにより第１軸Ｊ２０１と同軸上に保持されている。

第２回転力伝達車である歯付プーリ２１５Ｒは、第１リンク２０３Ｒの他端部で、軸受け２１８Ｒを介して第２軸Ｊ２０２の回りに回転自在に支持されている。歯付プーリ２１３Ｒと歯付プーリ２１５Ｒは、第１回転力伝達手段である歯付ベルト２１４Ｒにより連結され連動して回転する。歯付プーリ２１５Ｒの一端に第２リンク２０４Ｒが結合されており、第２リンク２０４Ｒは第１リンク２０３Ｒに対して第２軸Ｊ２０２の回りに回転する。ここで、歯付プーリ２１３Ｒの歯数は歯付プーリ２１５Ｒの歯数の２倍に設定されている。

第３リンク２２１Ｒの一端は、第２リンク２０４Ｒに対して軸受け２２６Ｒを介して第３軸Ｊ２０３の回りに回転自在に保持される。第３回転力伝達車である歯付プーリ２２３Ｒは、第２軸Ｊ２０２に同心となるように第１リンク２０３Ｒの他端部に固定されている。第４回転力伝達車である歯付プーリ２２５Ｒは、第３軸Ｊ２０３に同心となるように第３リンク２２１Ｒの一端に固定されている。歯付プーリ２２３Ｒと歯付プーリ２２５Ｒは、第２回転力伝達手段である歯付ベルト２２４Ｒにより連結され連動して回転する。ここで、歯付プーリ２２３Ｒの歯数は歯付プーリ２２５Ｒの歯数と同じに設定されている。

図６に示す右リンク機構の側面図において、接地面Ｆに垂直な線ｍと、第１リンク２０３Ｒの回転中心である第１軸Ｊ２０１と第２軸Ｊ２０２を結ぶ直線の成す角度をαとする。第３軸Ｊ３と第１車輪２０５Ｒの回転中心を結ぶ直線と、第３軸Ｊ２０３と第２車輪２０６Ｒの回転中心を結ぶ直線の成す角度をβとする。第１軸Ｊ２０１と第２軸Ｊ２０２を結ぶ直線と、第２軸Ｊ２０２と第３軸Ｊ２０３を結ぶ直線の成す角度をγとする。

図８に示す右リンク機構の側面図において、介助支援装置２００の実線で示す低い形態における、角度αをα_１とし、角度βをβ_１とし、角度γをγ_１とする。このときの、第１車輪２０５Ｒと第２車輪２０６Ｒの間隔はＬ_１であり、第１軸Ｊ２０１の接地面Ｆからの高さはＨ_１である。

この状態から、モータ１０Ｒにより第１リンク２０３Ｒを右回りに回転させて、角度α_１をα_２とする。こうすると、歯付プーリ２１３Ｒは本体２０２に固定されているので、歯付プーリ２１３Ｒは第１リンク２０３Ｒに対して相対的にα_１−α_２だけ左回りに回転する。このため、歯付プーリ２１３Ｒに歯付ベルト２１４Ｒにより連結された歯付プーリ２１５Ｒも、第１リンク２０３Ｒに対して左回転し、歯付プーリ２１５Ｒに固定された第２リンク２０４Ｒも第１リンク２０３Ｒに対して左回転する。この結果、角度γ_１はγ_２となり、歯付プーリ２１３Ｒの歯数は歯付プーリ２１５Ｒの歯数の２倍に設定されているので、γ_２−γ_１＝２（α_１−α_２）となる。

また、第２リンク２０４Ｒが第１リンク２０３Ｒに対して左回転するので、歯付プーリ２２３Ｒは第１リンク２０３Ｒに固定されているので、歯付プーリ２２３Ｒは第２リンク２０４Ｒに対して相対的にγ_２−γ_１だけ右回りに回転する。このため、歯付プーリ２２３Ｒに歯付ベルト２２４Ｒにより連結された歯付プーリ２２５Ｒも、第２リンク２０４Ｒに対して右回転し、歯付プーリ２２５Ｒに固定された第３リンク２２１Ｒも第２リンク２０４Ｒに対して右回転する。この結果、角度β_１はβ_２となり、歯付プーリ２２３Ｒの歯数は歯付プーリ２２５Ｒの歯数と同じに設定されているので、β_１−β_２＝γ_２−γ_１＝２（α_１−α_２）となる。
こうすると、２点鎖線で示すように形態が変化し、第１車輪５Ｒと第２車輪６Ｒの間隔はＬ_２となり、第１軸Ｊ２０１の接地面Ｆからの高さはＨ_２となる。リンクの回転角度の関係はβ_１−β_２＝２・（α_１−α_２）なので、本体２０２の接地面Ｆに対する角度は常に一定となる。

被介助者の移乗または立ち上がりに介助支援装置２００を用いる方法は、第1実施形態の介助支援装置１と同様の方法である。

介助支援装置２００は、第１リンク２０３Ｒと第２リンク２０４Ｒが逆方向に回転して作動するので、本体２０２の垂直方向の移動距離に対して水平方向の移動距離が小さく、占有面積の小さな介助支援装置を実現できる。

本実施形態では、回転力伝達車として歯付プーリを用い、回転力伝達手段として歯付ベルトを用いた例で説明したが、摩擦ベルトとプーリ、歯車連結機構など、回転力を伝達可能な機構であれば、いかなる機構を用いてもよい。
また、第１回転力伝達車と第２回転力伝達車の歯数比を２倍としたが、２倍以外の比としてもよい。この場合、第１実施形態と第２実施形態においては、本体の接地面に対する角度は変化する。
第１実施形態と第２実施形態においては、右リンク機構と左リンク機構の駆動を１つのモータで行ってもよい。また、第１車輪５Ｒ、５Ｌ、２０５Ｒと第２車輪６Ｒ、６Ｌ、２０６Ｒのいずれかにブレーキ機能を付加してもよい。
第１実施形態と第２実施形態において、立ち上がりのみに使用する場合は、第１車輪５Ｒ、５Ｌ、２０５Ｒを廃して、第２車輪側のみを接地面に対して移動させるようにしてもよい、こうすると、作動時に介助支援装置が停止しているので安定性が増す。

１、１００、２００：介助支援装置２、１０２、２０２：本体３Ｒ、３Ｌ、２０３Ｒ：第１リンク４Ｒ、４Ｌ、２０４Ｒ：第２リンク５Ｒ、５Ｌ、２０５Ｒ：第１車輪６Ｒ、６Ｌ、２０６Ｒ：第２車輪８：ハンドル１０Ｒ：モータ１１Ｒ、１２Ｒ：歯車１３Ｒ、１５Ｒ、２１３Ｒ、２１５Ｒ、２２３Ｒ、２２５Ｒ：歯付プーリ１４Ｒ、２２４Ｒ：歯付ベルト１６Ｒ、１７Ｒ、１８Ｒ：軸受け

Claims

本体と、前記本体に保持されたリンク機構を備え、前記リンク機構の形態を変えることで、被介助者の立ち上がり、移乗に適する形態に変化し、前記被介助者の立ち上がり、移乗を支援する介助支援装置において、
前記リンク機構は、一端が前記本体に対して第1軸のまわりに回転可能に支持される第1リンクと、
前記第1リンクを回転させる駆動装置と、
前記第1軸と同心で前記本体に固定した第１回転力伝達車と、
前記第1リンクの長手方向の中間で第２軸まわりに回転可能な第２回転力伝達車と、
前記第１回転力伝達車と前記第２回転力伝達車の間の回転力を伝達する第１回転力伝達手段と、
一端が前記第２回転力伝達車に連結された第２リンクと、
前記第1リンクの他端と前記第２リンクの他端のそれぞれに備えた車輪とを備え、
前記第1リンクを回転させることで前記リンク機構の形態を変化させ、前記車輪により自らを移動可能に支える介助支援装置。
前記第２回転力伝達車の回転中心からそれぞれの前記車輪までの距離を同距離とし、前記第１回転力伝達車に対する前記第２回転力伝達車の回転数が２倍で、前記第１リンクに対する前記第１回転力伝達車の回転方向と前記第１リンクに対する前記第２回転力伝達車の回転方向が同じである請求項１に記載の介助支援装置。
本体と、前記本体に保持されたリンク機構を備え、前記リンク機構の形態を変えることで、被介助者の立ち上がり、移乗に適する形態に変化し、前記被介助者の立ち上がり、移乗を支援する介助支援装置において、
前記リンク機構は、一端が前記本体に対して第1軸のまわりに回転可能に支持される第1リンクと、
前記第1リンクを回転させる駆動装置と、
前記第1軸と同心で前記本体に固定した第１回転力伝達車と、
前記第1リンクに対して第２軸まわりに回転可能な第２回転力伝達車と、
前記第１回転力伝達車と前記第２回転力伝達車の間の回転力を伝達する第１回転力伝達手段と、
一端が前記第２回転力伝達車に連結された第２リンクと、
前記第２軸と同心で前記第1リンクに固定した第３回転力伝達車と、
前記第２リンクの長手方向の中間で第３軸まわりに回転可能な第４回転力伝達車と、
前記第３回転力伝達車と前記第４回転力伝達車の間の回転を伝達する第２回転力伝達手段と、
一端が前記第４回転力伝達車に連結された第３リンクとを備え、
前記第1リンクを回転させることで前記リンク機構の形態を変化させる介助支援装置。
前記第２リンクの他端と前記第３リンクの他端の、少なくとも一方に車輪を備え、この車輪により自らを支える請求項３に記載の介助支援装置。
前記第３回転力伝達車の回転中心からそれぞれの前記車輪までの距離を同距離とし、前記第１回転力伝達車に対する前記第２回転力伝達車の回転数が２倍で、前記第１リンクに対する前記第１回転力伝達車の回転方向と前記第１リンクに対する前記第２回転力伝達車の回転方向が同じであり、前記第３回転力伝達車に対する前記第４回転力伝達車の回転数が同等で、前記第２リンクに対する前記第３回転力伝達車の回転方向と前記第２リンクに対する前記第４回転力伝達車の回転方向が同じである請求項３または請求項４に記載の介助支援装置。