(57)【要約】【課題】第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくすることができるリハビリ装置を提供すること。【解決手段】本発明のリハビリ装置は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０に一端３１を第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋３０とを備え、人工筋３０として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用い、使用者の肘、膝、又は手首の動作を支援し、人工筋３０の一端３１を第１の装着具１０に対して変位可能な構成とし、人工筋３０の一端３１を変位させることで、人工筋３０の一端３１を変位させない場合よりも、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０の曲げ角度を大きくしたことを特徴とする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の一方の骨に対して他方の骨にねじりを与えるリハビリ装置であって、
第１部材と第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、
長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とするリハビリ装置。
【請求項２】
関節を跨いで配置される第１の装着具と、前記関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具とを備え、一方の前記骨に対して他方の前記骨にねじりを与えるリハビリ装置であって、
前記第１の装着具を、前記関節の他方の前記骨に配置する第１部材と、前記関節の一方の前記骨に配置する第２部材で構成し、
前記第１部材と前記第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、
長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とするリハビリ装置。
【請求項３】
前腕に沿って装着される第１の装着具と、手首関節と手に装着される第２の装着具と備え、
前記第１の装着具を、第１部材と第２部材とから構成し、
前記第１部材を前記第２の装着具の前記手首関節側の外周に配し、
前記第１部材と前記第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、
長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とするリハビリ装置。
【請求項４】
手首関節を跨いで装着する第１の装着具と、手に装着する第２の装着具と備え、
前記第１の装着具を、前腕の骨に沿って装着される第２部材と前記手に沿って装着される第１部材から構成し、
前記第１部材を前記第２の装着具の外周に配し、
前記第１部材と前記第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、
長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とするリハビリ装置。
【請求項５】
前記第２部材の長手方向に摺動可能なスライド部材を設け、前記駆動部の前記他端と前記第２部材とを前記スライド部材を介して連結したことを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項６】
前記弾性体としてコイルバネを用いたことを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項７】
一対の前記駆動部を、前記第１の装着具の長手方向の軸線に対して対称に配置したことを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項８】
前記駆動部の軸線と前記第１の装着具の長手方向の軸線とが、常に傾斜した状態になるように、前記駆動部を前記第１の装着具に取り付けていることを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項９】
２対の前記駆動部を、互いに逆方向に回動するように配置したことを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項１０】
前記駆動部と前記第２部材とをスライド機構によって連結したことを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項１１】
前記駆動部として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いたことを特徴とする請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項１２】
前記第２の装着具を、前記第１部材に固定したことを特徴とする請求項２から請求項４に記載のリハビリ装置。
【請求項１３】
前記第１部材の長手方向に摺動可能なスライド部材を設け、前記第２の装着具と前記第１部材とを前記スライド部材を介して連結したことを特徴とする請求項１１に記載のリハビリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の骨に対して他方の骨にねじりを与えるリハビリ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手首を屈曲／伸展させ、又は前腕を回動させる装着具は、関節を跨ぐように、上腕や前腕に装着される（特許文献１）。
【特許文献１】国際公開第２００７／０４３３０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１によれば、弾性体によって連結された装具の前腕や上腕部に、関節を跨いで人工筋肉を取り付けているが、それ以上の具体的な仕様については開示されていない。 また、弾性体が関節部に配置されているが、実際の回動は橈骨、尺骨のねじれによって実現される。このため、前腕の手首部を固定し、手首部に対して掌部を動作させても、回動は実現しない。
【０００４】
本発明は、回内や回外と言われる関節や前腕のねじりを矯正することができるリハビリ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明のリハビリ装置は、関節の一方の骨に対して他方の骨にねじりを与えるリハビリ装置であって、第１部材と第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明のリハビリ装置は、関節を跨いで配置される第１の装着具と、前記関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具とを備え、一方の前記骨に対して他方の前記骨にねじりを与えるリハビリ装置であって、前記第１の装着具を、前記関節の他方の前記骨に配置する第１部材と、前記関節の一方の前記骨に配置する第２部材で構成し、前記第１部材と前記第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明のリハビリ装置は、前腕に沿って装着される第１の装着具と、手首関節と手に装着される第２の装着具と備え、前記第１の装着具を、第１部材と第２部材から構成し、前記第１部材を前記第２の装着具の前記手首関節側の外周に配し、前記第１部材と前記第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明のリハビリ装置は、手首関節を跨いで装着する第１の装着具と、手に装着する第２の装着具と備え、前記第１の装着具を、前腕の骨に沿って装着される第２部材と前記手に沿って装着される第１部材とから構成し、前記第１部材を前記第２の装着具の外周に配し、前記第１部材と前記第２部材とを長手方向に併設し、前記第１部材が前記第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を前記第１部材に、他端を前記第２部材に連結したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、前記第２部材の長手方向に摺動可能なスライド部材を設け、前記駆動部の前記他端と前記第２部材とを前記スライド部材を介して連結したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、前記弾性体としてコイルバネを用いたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、一対の前記駆動部を、前記第１の装着具の長手方向の軸線に対して対称に配置したことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、前記駆動部の軸線と前記第１の装着具の長手方向の軸線とが、常に傾斜した状態になるように、前記駆動部を前記第１の装着具に取り付けていることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、２対の前記駆動部を、互いに逆方向に回動するように配置したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、前記駆動部と前記第２部材とをスライド機構によって連結したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、前記駆動部として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項２から請求項４に記載のリハビリ装置において、前記第２の装着具を、前記第１部材に固定したことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１１に記載のリハビリ装置において、前記第１部材の長手方向に摺動可能なスライド部材を設け、前記第２の装着具と前記第１部材とを前記スライド部材を介して連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回内や回外と言われる関節のねじりを矯正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態によるリハビリ装置は、第１部材と第２部材とを長手方向に併設し、第１部材が第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を第１部材に、他端を第２部材に連結したものである。本実施の形態によれば、回内や回外と言われる関節や前腕のねじりを矯正することができる。
本発明の第２の実施の形態によるリハビリ装置は、第１の装着具を、関節の他方の骨に配置する第１部材と、関節の一方の骨に配置する第２部材で構成し、第１部材と第２部材とを長手方向に併設し、第１部材が第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を第１部材に、他端を第２部材に連結したものである。本実施の形態によれば、回内や回外と言われる関節や前腕のねじりを矯正することができる。
本発明の第３の実施の形態によるリハビリ装置は、前腕に沿って装着される第１の装着具と、手首関節と手に装着される第２の装着具と備え、第１の装着具を、第１部材と第２部材とから構成し、第１部材を第２の装着具の手首関節側の外周に配し、第１部材と第２部材とを長手方向に併設し、第１部材が第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を第１部材に、他端を第２部材に連結したものである。本実施の形態によれば、回内や回外と言われる前腕のねじりを矯正することができる。
本発明の第４の実施の形態によるリハビリ装置は、手首関節を跨いで装着する第１の装着具と、手に装着する第２の装着具と備え、第１の装着具を、前腕の骨に沿って装着される第２部材と手に沿って装着される第１部材から構成し、第１部材を第２の装着具の外周に配し、第１部材と第２部材とを長手方向に併設し、第１部材が第２部材に対して所定角度回動可能に弾性体で連結し、長手方向に長さを変化させる駆動部の一端を第１部材に、他端を第２部材に連結したものである。本実施の形態によれば、回内や回外と言われる前腕のねじりを矯正することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるリハビリ装置において、第２部材の長手方向に摺動可能なスライド部材を設け、駆動部の他端と第２部材とをスライド部材を介して連結したものである。本実施の形態によれば、ねじりを矯正するときに、第１部材が第２部材側に押しつけられることを防止することができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるリハビリ装置において、弾性体としてコイルバネを用いたものである。本実施の形態によれば、コイルバネを用いることで所定角度のねじりに対して適切な弾性力を付与することができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるリハビリ装置において、一対の駆動部を、第１の装着具の長手方向の軸線に対して対称に配置したものである。本実施の形態によれば、一対の駆動部を対称に配置することで関節や前腕に対して同じ方向のトルクを付与することができる。
本発明の第８の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるリハビリ装置において、駆動部の軸線と第１の装着具の長手方向の軸線とが、常に傾斜した状態になるように、駆動部を第１の装着具に取り付けているものである。本実施の形態によれば、駆動状態の駆動部を骨に対して傾斜状態とすることで適切な角度を維持することができる。
本発明の第９の実施の形態は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、２対の駆動部を、互いに逆方向に回動するように配置したものである。本実施の形態によれば、回内・回外の両方向に回動することができる。
本発明の第１０の実施の形態は、請求項１から請求項４に記載のリハビリ装置において、駆動部と第２部材とをスライド機構によって連結したものである。本実施の形態によれば、連結部をスライド機構としたことで駆動部の逃がしを生じ回内・回外の動作を妨げないようにすることができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるリハビリ装置において、駆動部として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いたものである。本実施の形態によれば、人工筋の動作を有効に利用することができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第２から第４の実施の形態によるリハビリ装置において、第２の装着具を、第１部材に固定したものである。本実施の形態によれば、関節を跨いで装着具を装着することでより確実にねじりを与えることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１１の実施の形態によるリハビリ装置において、第１部材の長手方向に摺動可能なスライド部材を設け、第２の装着具と第１部材とをスライド部材を介して連結したものである。本実施の形態によれば、ねじりによって生じる第１部材と第２部材との間隔の変化をスライド部材によって吸収することができる。
【実施例】
【０００８】
以下に、本発明のリハビリ装置の一実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例におけるリハビリ装置を正常者が装着した状態を示す上面構成図、図２は回内患者が同リハビリ装置を装着した状態を示す上面構成図、図３は回内を矯正した状態を示す上面構成図である。
本実施例は、手首に設けるリハビリ装置であり、前腕側を一方、手側を他方として以下説明する。
本実施例によるリハビリ装置は、関節を跨いで配置される第１の装着具１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具２０とを備えている。
第１の装着具１０は、関節の他方の骨に配置する第１部材１１と、関節の一方の骨に配置する第２部材１２で構成し、第１部材１１と第２部材１２とを長手方向に併設する。また、第１部材１１と第２部材１２とは、所定角度だけ回動可能なように弾性体１３で連結している。ここで弾性体１３は、コイルバネを用いることが好ましい。
駆動部３０は、例えば、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋が適しており、長手方向に長さを変化させるアクチュエータである。駆動部３０の一端３１は第１部材１１に、他端３２は第２部材１２に、それぞれ回動自在に連結している。ここで、駆動部３０の他端３２と第２部材１２とは、スライド部材４０を介して連結している。本実施例では、駆動部３０の他端３２の軸が第２部材１２の長手方向に設けられた長孔を摺動可能とすることでスライド部材４０が構成されている。
第２の装着具２０は、第１部材１１にスライド部材５０を介して連結固定されている。このスライド部材５０によって、第１部材１１は、第２の装着具２０の長手方向に摺動可能に移動できるとともに、回動方向は規制される。スライド部材５０は、第２の装着具２０に設けたピン２１と、第１部材１１に設けた長孔５１によって構成されている。
本実施例のように、手首関節に設けるリハビリ装置は、第１の装着具１０を手首関節を跨いで手と前腕に配置し、第２の装着具２０を掌側又は手の甲側の一方もしくは両方に 配置し、中手骨から手根骨部を保持するように構成されている。第２の装着具２０は、手首関節を跨いで前腕にまで伸ばして配置する構成とすることもできる。
また、本実施例は、手首関節以外の例えば肩関節などにも同様の配置で使用することができる。
【０００９】
以下本実施例によるリハビリ装置の動作について説明する。
図２に示すように、患者の自発的な回内によって第２の装着具２０はねじれを生じ、第１部材１１も第２の装着具２０とともにねじれる。このねじれによって、第１部材１１と第２部材１２との間は狭まるが、スライド部材５０によって第２の装着具２０は第１部材から離間する方向に移動することで、使用者に負担が加わることはない。一方、駆動部３０の一端３１が周方向に移動することで、駆動部３０には引っ張り力が加わるが、駆動部３０の他端３２がスライド部材４０によって移動することで装具に負荷が加わることを防止している。
回内を戻すためには、図２に示す状態において、駆動部３０を縮める方向に駆動することで図３に示す状態に動作させる。
駆動部３０を駆動すると、駆動部３０の他端３２はスライド部材４０を移動し、スライド部材４０の手首関節側の終端に至る。他端３２がスライド部材４０の手首関節側の終端で保持されることにより一端３１が変位するための駆動力が発生する。 一端３１の他端３２側への力は弾性体１３に加わり、駆動部３０の一端３１は、回内を戻す方向に移動する。なお、一対の駆動部３０を、第１の装着具１０の長手方向の軸線に対して対称に配置することにより、駆動部３０の駆動力が回外方向の有効なトルクに変換される。
図３は、このようにして回内を矯正した状態を示している。駆動部３０の動作により、第１部材１１と第２部材１２との隙間や、第２の装着具２０と第１部材１１との位置関係も図１に示す状態に戻すことができる。
ここで、図１から図３に示すように、駆動部３０の軸線と第１の装着具１０の長手方向の軸線とは、常に傾斜した状態になるように、駆動部３０を第１の装着具１０に取り付けている。このように駆動部３０を傾斜させて取り付けることで、回動が甘くなることを防止している。
なお、回内が生じていない場合には、図１に示す状態にあり、この状態で駆動部３０を収縮する方向に駆動しても図３に示す状態となるだけで、装具に対してねじれを生じさせることはない。
【００１０】
次に、本発明のリハビリ装置の他の実施例について説明する。
図４は本発明の第２の実施例におけるリハビリ装置を正常者が装着した状態を示す上面構成図、図５は回内患者が同リハビリ装置を装着した状態を示す上面構成図、図６は回内を矯正した状態を示す上面構成図である。
本実施例によるリハビリ装置は、前腕の骨に沿って配置される第１の装着具１０と、手首関節を跨いで配置される第２の装着具２０とを備えている。また、第２の装着具２０は掌側又は手の甲側の一方もしくは両方に配置する。第１の装着具１０と第２の装着具２０の配置場所が異なる以外は第１の実施例と装置構成は同じである。
本実施例のように、前腕に設ける場合には、第１の装着具１０を前腕に配置し、第２部材１２で前腕を固定し、第２の装着具２０を前腕と中手骨から手根骨部に配置することにより手首関節を固定する。これにより、前腕の橈骨、尺骨による回内のリハビリが可能である。
【００１１】
次に、本発明のリハビリ装置の更に他の実施例について説明する。
図７は本発明の第３の実施例におけるリハビリ装置を正常者が装着した状態を示す上面構成図、図８は回内患者が同リハビリ装置を装着した状態を示す上面構成図、図９は回内を矯正した状態を示す上面構成図である。
本実施例によるリハビリ装置は、第２の実施例の構成に、駆動部３０と対称に、もう１対の駆動部６０を配置したものである。駆動部６０は、駆動部３０とは回動方向が逆となるように設けている。
駆動部６０は、駆動部３０と同様に、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋であり、長手方向に長さを変化させるアクチュエータである。駆動部６０の一端６１は第１部材１１に、他端６２は第２部材１２に、それぞれ回動自在に連結している。ここで、駆動部６０の他端６２と第２部材１２とは、スライド部材４０を介して連結している。駆動部６０の他端６２の軸が第２部材１２の長手方向に設けられた長孔を摺動可能とすることでスライド部材４０が構成されている。
本実施例のように、駆動部３０と駆動部６０とを駆動時の回動方向が逆になるように配置することで、回内・回外の両方の向きに回動を発生することができる。この構成により、回内・回外の両方向の運動に対応することが可能であり、繰り返しのリハビリをすることができる。また、駆動部として２対の人工筋を配置しているので、左右で駆動する駆動部を逆にすることで、左右兼用の装置として使用可能である。
【００１２】
本実施例では、第２の実施例の構成に、駆動部３０とは回動方向が逆となるように駆動部６０を設けたが、第１の実施例の構成に駆動部６０を設けてもよい。
また、本実施例では、駆動部３０として片方向に駆動力を発生させるアクチュエータを用いて説明したが、伸縮の両方向に駆動力を発生する駆動部（たとえば、エアシリンダ）を適用することにより、回内・回外の両方向の回動を発生することも可能である。
更に、第１及び第２の実施例では、一対の駆動部３０として２本の人工筋を配置したものを用いたが、３つ以上の駆動部３０を使用することも可能であり、その場合には第１の装着具１０の周りに均等に配置する。また、それぞれの駆動部３０は、最大の駆動状態でも駆動部３０の軸線と第１の装着具１０の長手方向の軸線とが、傾斜角を持つように配置している。 これにより、回動方向の外力に対して、回動が甘くなることを防ぐ効果がある。
また、駆動部３０の他端３２と第１の装着具１０の第２部材１２との連結部は、長手方向にスライド部材４０を備えている。これにより、駆動部３０が非動作時に使用者が回内・回外動作を行っても、その動作の妨げとなることを防いでいる。駆動部３０が動作時には、スライド部材４０の手首関節側に近い終端で駆動力を発生させる。
本実施例では、回内を矯正する制御方法について説明したが、初期の配置を図２、図５に示すような回内状態に設定することで、強制的に回外動作を起こす制御方法や、回内動作を行う構成とともに、回外動作を行う構成を付加することで回内／回外の両動作の制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、肘、膝、又は手首などの関節や前腕でのねじり動作を支援するリハビリ装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例におけるリハビリ装置を正常者が装着した状態を示す上面構成図
【図２】回内患者が同リハビリ装置を装着した状態を示す上面構成図
【図３】回内を矯正した状態を示す上面構成図
【図４】本発明の他の実施例におけるリハビリ装置を正常者が装着した状態を示す上面構成図
【図５】回内患者が同リハビリ装置を装着した状態を示す上面構成図
【図６】回内を矯正した状態を示す上面構成図
【図７】本発明の更に他の実施例におけるリハビリ装置を正常者が装着した状態を示す上面構成図
【図８】回内患者が同リハビリ装置を装着した状態を示す上面構成図
【図９】回内を矯正した状態を示す上面構成図
【符号の説明】
【００１５】
１０  第１の装着具
１１  第１部材
１２  第２部材
１３  弾性体
２０  第２の装着具
２１  ピン
３０、６０  駆動部
４０、５０  スライド部材
５１  長孔
【図１】
2010131106.tif 000003
【図２】
2010131106.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010131106.tif 000006
【図５】
2010131106.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010131106.tif 000009
【図８】
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【図９】
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