(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の手の指の閉動作を補助するアシスト装置であって、
前記閉動作に追従させる人の手の指によって開閉される箸と、
前記箸が手の指の閉動作につれて閉動作をする際に、手の指から前記箸に加えられる力が不十分又は手の指から前記箸に加えられる力が開動作方向の力となったとしても前記箸が開動作をしないように前記箸を閉動作方向にクラッチするワンウエイクラッチ部と、
前記ワンウエイクラッチ部のクラッチ動作を解除するクラッチ解放部と、
を有し、
前記ワンウエイクラッチ部は、前記箸の先を閉じるために手の指により加えられる力を受けることでクラッチを作用させるためのレバーを備え、
前記クラッチ解放部は、前記力を加えた手の指を前記レバーから離すことでクラッチ動作が解除されるように構成される、アシスト装置。
【請求項２】
前記クラッチ解放部は、手の指の閉動作による力に反する方向に付勢されるレバーに加えられる手の指の力が解放されることでクラッチ動作が解除される請求項１に記載のアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願にかかる発明は、高齢者や機能障害者等の手指の力が弱まった人が、瞬間的には発揮できる物をつまむ際の把持力を、ワンウエイクラッチ部及び追従体の機能により維持し、かつその把持状態を解放部によって解放するアシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、手指の力が弱まった人について、把持力を付与・増強・維持させる各種アシスト装置・アシスト箸が提案されている。たとえば下記の非特許文献１や特許文献１及び２が挙げられる。
【０００３】
【非特許文献１】ロボット研究開発拠点都市プロジェクトチームアトム製「パワーアシストハンド」
【特許文献１】特許公開平９−１１２１８７
【特許文献２】特許公開平１０−１０８７７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１にかかる発明は、手指の運動機能を完全に失っている人も対象となっており、手全体を使っての掴む動作を補助するアシスト装置である。
【０００５】
しかし、外部からアクチュエータによって使用者のアシストを行うため、大がかりな装置とならざるを得ず、安全装置の付加が必要不可欠であるとともに、使用者には訓練が必要である。また、装置が複雑・大がかりなため、安価ではない。
【０００６】
特許文献１の発明は、箸の動作軌道が安定するようにガイドを設け、握りやすいグリップの効果とともに、使用者の食事を補助するための食事用自助用具である。特許文献２の発明は、一対の箸を所定の角度に拡開付勢して保持することにより、不慣れな使用者であっても円滑に操作することができるとするものである。
【０００７】
しかし、特許文献１及び２にかかる発明は、２本の箸をばねによって連結して開閉動作を補助するものであるため、ばねの反力で、手指の力が弱い人にとっては、把持状態を長時間保持できないという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本願の発明者は、手指の力が弱まった人でも、瞬間的には発揮できるつまむ力に着目し、自身の力で物をつまむことさえできれば、ワンウエイクラッチ部及び追従体の機能により、力をかけずにその把持状態を維持し、クラッチ解放部により解放することが可能なアシスト装置を提案する。
【０００９】
また、追従体を箸とし、使用者が箸を用いて物をつまんだ状態をワンウエイクラッチ部及び箸の機能によって維持すると同時に、つまんだ物を解放したい場合には、クラッチ解放部の機能で物を解放する仕組みを有する箸を提案する。
【００１０】
上記課題を解決するために、本出願にかかる発明において、以下のアシスト装置を提供する。具体的には、第一の発明としては、人の手の閉動作を補助するアシスト装置であって、前記閉動作に追従させる少なくとも一対の追従体と、前記追従体が手の閉動作につれて閉動作をする際に、手から前記追従体に加えられる力が不十分又は手から前記追従体に加えられる力が開動作方向の力となったとしても前記追従体が開動作をしないように前記少なくとも一対の追従体を閉動作方向にクラッチするワンウエイクラッチ部と、前記ワンウエイクラッチ部のクラッチ動作を解除するクラッチ解放部と、を有するアシスト装置を提供する。
【００１１】
第二の発明としては、前記追従体が、人の手の指の甲側に配置されるべき指押さえ体である第一の発明に記載のアシスト装置を提供する。
【００１２】
第三の発明としては、前記追従体が、人の手の指によって開閉される箸である第一の発明に記載のアシスト装置を提供する。
【００１３】
第四の発明としては、前記人の手に代えて人の腕とし前記閉動作が腕の折り曲げである第一の発明に記載のアシスト装置を提供する。
【００１４】
第五の発明としては、前記人の手に代えて人の足とし前記閉動作が膝の折り曲げである第一の発明に記載のアシスト装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本出願にかかる発明により、使用者が瞬間的には発揮できる物をつまむ際の把持力を、ワンウエイクラッチ部及び追従体の機能により維持し、かつその把持状態を解放部によって解放することが可能なアシスト装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アシスト方法の原理を具現化したアシスト装置の写真
【図２】閉動作をする手の概念図
【図３】開動作方向に力が作用している手の概念図
【図４】指先でつまんだ物を把持している状態におけるアシスト方法の概念図
【図５】アシスト方法の原理を応用した箸の全体図
【図６】アシスト方法の原理を応用した箸が物をつまんでいる状態の概念図
【図７】ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用によって箸先を閉じた状態で固定する場合の概念図
【図８】クラッチ解放部を操作する場合の概念図
【符号の説明】
【００１７】
０１００  ０４０４                      追従体
０１０１  ０５０２  ０７００  ０８００  ワンウエイクラッチ部
０１０２  ０５０３  ０８０３            クラッチ解放部
０５００                                上位箸
０５０１                                下位箸
０５０４  ０７０２  ０８０２            レバー
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本出願にかかる発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。以下の説明は、実施例１は請求項１に、実施例２は請求項２に、実施例３は請求項３に、実施例４は請求項４に、実施例５は請求項５にそれぞれ対応する。なお、本出願にかかる発明はこれら実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施しうる。
【実施例１】
【００１９】
<概要>
本出願にかかる発明は、追従体にワンウエイクラッチ部を備えて、手の閉動作に対してはクラッチによる力の規制をせず追従体を手の動きに追従させるが、開動作方向の力に対してはクラッチによって規制し、手が閉じた状態を固定する。また、この追従体にクラッチ解放部を備えてワンウエイクラッチ部と接続し、クラッチ解放部を操作して手の開動作方向の力の規制状態を解放する機能を備えたものとする。
<構成>
【００２０】
（全般）
第一の発明の構成要件を説明する。第一の発明のアシスト装置は、追従体と、ワンウエイクラッチ部と、クラッチ解放部とを有する。
【００２１】
図１は、追従体０１００と、ワンウエイクラッチ部０１０１と、クラッチ解放部０１０２とを備えたアシスト方法の原理を具現化したアシスト装置の写真である。
【００２２】
（追従体）
「追従体」とは、人の手の閉動作に追従させる、少なくとも一対の補助部材であって、ワンウエイクラッチ部と接続させることにより、手の閉動作に対してはクラッチがかからず手の動きに追従するが、開動作方向の力に対してはクラッチがかかって規制されるため手が閉じた状態を固定する部材である。手の開動作方向の力を規制する必要があることから、指の動きを規制するに足りるだけの硬さが必要であるが、このような性質を有するものであれば素材及び形状はなんでも良い。例えば、プラスチック、金属、木材が考えられる。追従体は、クラッチ解放部に接続し、クラッチ解放部が操作されてクラッチが解放された場合には、開動作方向への力の規制を解除する。
【００２３】
図２は閉動作をしている手の概念図である。閉動作とは、例えば親指と人差し指とが近づく動作である。
【００２４】
図３は、開動作方向に力が作用している状態を示す概念図である。開動作方向とは、例えば親指と人差し指とが離れる方向である。
【００２５】
追従体が閉動作に追従するとは、人の手に接着して配置されている追従体が、人の手の閉動作に従って閉動作をすることである。
【００２６】
人の手の閉動作に追従させるため、追従体は例えば手袋のように手全体を包み込む形状のもの、あるいは追従体の一部にひも状の輪を作り、その輪に指を通して手指と追従体とを固定する方法が考えられる。
【００２７】
追従体の部材表面を、細かい凹凸状、波状のものにすることにより、追従体の摩擦力が高まるため、より把持状態維持に適したアシスト装置とすることも可能である。
【００２８】
（ワンウエイクラッチ部）
ワンウエイクラッチ部は、一方向にのみ力を伝達する機構を有するクラッチである。本出願にかかる発明では、閉動作方向にクラッチする設計とした。「閉動作方向にクラッチする」とは、手の閉動作に対してはクラッチによる力の規制をしないが、開動作方向の力に対してはクラッチをかけて規制するものをいう。このワンウエイクラッチ部を追従体に接続させることにより、追従体が人の手の閉動作にのみ追従し、開動作に対してはクラッチによる規制作用で追従しない設計とする。その結果、閉動作によって指先を閉じることができれば、ワンウエイクラッチ部及び追従体の機能により、その後は力をかけなくても指先が閉じた状態を維持することができる。さらに、ワンウエイクラッチ部は、クラッチ解放部に接続され、クラッチ解放部が操作されると、開動作方向の力に対する規制を解除する仕組みとする。
【００２９】
ワンウエイクラッチ部の構造としては、カム式、スプラグ式のいずれをとってもよい。カム式は、例えば、内輪の外側にカム面を持ったポケットが設けられ、ポケット内部にはローラーが配置されている。そして内輪のカム面と外輪の内側に接触する構造となっており、内輪に対して外輪が一方向に回転する場合にのみカム面とローラーの接触面圧が高くなり、内輪へと動力を伝達する。これと反対方向に回転する場合には、カム面とローラーとが接触面圧が高くならず、空回りして、動力を伝達しない。これに対して、スプラグ式の場合には、外輪と内輪との間に、形状がいびつなスプラグが配置され、このスプラグの形状から、一方向にのみ外輪の回転を内輪に伝達し、反対方向には空回りして動力を伝達しない。
【００３０】
本出願にかかる発明では、例えば、カム式のワンウエイクラッチを採用した場合、閉動作時には、カム面とローラーの接触面圧が高まらず、内輪と外輪とが空回りした状態になるため、クラッチがかからず閉動作を規制しない。これに対して、開動作時には、カム面とローラーの接触面圧が高まり、外輪の動きを内輪に伝達するため、クラッチがかかり、開動作を規制する。
【００３１】
図４は、指先でつまんだ物を把持している状態におけるアシスト方法の概念図である。人が物をつまむとき、まず、摩擦力により物を捉え、さらに指に力をかけることにより、指の腹が物の形に合わせて弾性変形した状態となる。そしてこの状態では、指と物との反力及び摩擦力により、物を押す力をある程度緩めても物をつまんだ状態を保持することができる。物０４００を把持した際に指の腹が弾性変形した状態０４０１となり、その状態を保持することができれば、ある程度把持力を弱めても指の腹による弾性変形が残るため、反力及び摩擦力により、物を把持し続けることができる。図中のＢ０４０２は物をつまみあるいはその状態を保持する閉動作を表し、Ａ０４０３は、開動作方向の力を表している。
【００３２】
指先で物をつまんだ際のワンウエイクラッチ部の機能について説明する。まず、使用者が、物をつまむため、閉動作をする場合（図２）、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用は働かず、物をつまむことができる。これに対して、使用者が開動作をする場合には（図３）、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用により、開動作を規制する。したがって、使用者がいったん物をつまむことができれば、その後手指に力をかけずとも、指と物との反力及び摩擦力により、物をつまんだ状態が維持される。
【００３３】
（クラッチ解放部）
ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用がかかり、開動作方向の力が規制され、閉動作の力が維持されている状態（図２）において、ワンウエイクラッチ部に接続するクラッチ解放部０１０２により、クラッチの機能による固定状態を解放し、物を解放することが可能となる。クラッチ解放部は、クラッチ機能を解除して指先の閉状態を解除するものであればどのようなものであってもよい。図１では、エアシリンダーを用いて空気圧によってクラッチを解放する例である。
<効果>
ワンウエイクラッチ部及び追従体による開動作方向の力の規制作用により、いったん使用者自身の力で物をつまむことができれば、その後は力をかけずに把持状態を維持することができる。また、クラッチ解放部の機能により追従体に生じている開動作方向の力の規制が解除されるため、つまんだ物を解放することが可能となる。
【実施例２】
【００３４】
第二の発明では、一対の追従体を手の指の甲側に配置し０４０４、ワンウエイクラッチ部による閉状態を、外側から保持する構成とした。
【実施例３】
【００３５】
<概要>
第三の発明では、第一の発明に記載の原理を、箸の開閉動作に適用し、一対の追従体を箸とし、この箸にワンウエイクラッチ部とクラッチ解放部とを連結した。この第三の発明にかかる箸は、使用者が物をつまむ際にはクラッチがかからず手の動きにあわせて箸先が自由に閉じる構造になっている。一方、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用により箸先が広がる方向の力は規制されるため、力を入れることなく箸先が閉じた状態で固定される。箸及びワンウエイクラッチ部に接続するクラッチ解放部を操作すると、クラッチによる固定が解除されて箸先が開き、箸先で物をつまんでいる物を解放する。
【００３６】
<構成>
【００３７】
（全般）
【００３８】
第三の発明にかかる箸は、追従体である箸と、ワンウエイクラッチ部と、クラッチ解放部とからなる。図５は第三の発明にかかる箸の全体図である。追従体である上位箸０５００と下位箸０５０１とを連結する連結部にワンウエイクラッチ部０５０２及びクラッチによる固定を解除するクラッチ解放部０５０３とを備え、ワンウエイクラッチ部及びクラッチ解放部を作動させるレバー０５０４とを有する。
【００３９】
追従体たる箸は、ワンウエイクラッチ部に接続し、使用者が箸先を閉じる動作である閉動作の場合には、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用が働かず、手の動きに追従して閉じる動作をする。箸先を閉じる動作とは、上位箸及び下位箸の先端が近づく方向の動作である。これに対して、使用者が箸先を開く動作である開動作の場合には、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用が働き、手の動きに追従せず箸先が広がらない。箸先を開く動作とは、上位箸及び下位箸の先端が離れる方向の動作である。
【００４０】
図６は、第三の発明にかかる箸が物をつまんでいる状態の概念図である。箸の通常の使用と同様に箸を握り、物をつまむ際、ワンウエイクラッチ部に接続するレバー０６０１を人差し指０６０２で押すことにより、箸の開動作はワンウエイクラッチ部のクラッチ作用により規制されるため、箸先が閉じて物を把持した状態が固定され、箸先を閉じる力をかけ続けなくても、箸及び物０６０３の反力及び摩擦力により物を把持し続けることが可能となる。
【００４１】
（ワンウエイクラッチ部）
ワンウエイクラッチ部は、上位箸及び下位箸を連結する部分に配置し、箸の閉動作にはクラッチがかからず自由に動く。これに対して、箸の開動作にはクラッチがかかり、開動作方向への力を規制するため、箸先が開かず、箸先が最も接近した状態で固定される。
【００４２】
図７は、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用によって箸先を閉じた状態で固定する場合の概念図である。ワンウエイクラッチ部０７００によるクラッチ作用は、人差し指０７０１でレバー０７０２を押す。上位箸を操作する際に、ちょうど人差し指の腹があたる部分にレバーを配置し、箸先の閉動作と同時に人差し指がレバーを押せる構造となっている。レバーを押しながら箸先を閉じることにより、閉動作にはクラッチの規制がかからず、箸の開動作時にのみクラッチが作動し、箸先が閉じた状態を固定する。
【００４３】
（クラッチ解放部）
クラッチ解放部は、ワンウエイクラッチ部と接続し、クラッチの作用によって固定されている箸先が閉じた状態を解除する。クラッチ解放部の操作は、押しているレバーを離すことにより行う。
【００４４】
図８は、クラッチ解放部を操作する場合の概念図である。ワンウエイクラッチ部０８００よる固定を解放するには、人差し指０８０１でレバー０８０２を離すことにより行う。レバーを離すことにより、レバー下部に備えたクラッチ解放部０８０３が作動し、クラッチの機能による固定状態を解放する。このクラッチ解放部は、クラッチの作用によって固定されている把持状態を、解放できるものであれば何でもよい。具体的には例えば、ばねが考えられる。
【００４５】
（箸の部材）
箸の表面を、ざらざらに加工することにより、箸の摩擦力が高まるため、把持状態維持に優れた箸とすることも可能である。また、箸の部材を、飴玉をつまんでいても落ちない程度の弾性を備えたものとすることにより、把持状態維持に優れた箸とすることも可能である。このような弾性を備えた素材としては、例えばプラスチックや硬めのゴムといったものが考えられ、箸の先端のみ硬めのゴムを配置する構成としてもよい。
【００４６】
（レバーの部材）
レバー部分は箸を閉じる動作をする際に力をかける部分であるから、その素材は手になじみ、痛みを生じない素材が好ましい。そこで、レバーの表面をやわらかな素材で覆うことにより、より手になじみ易く使用感の良い箸とすることも可能である。この素材としては、例えばシリコンなどが考えられる。
【００４７】
<効果>
【００４８】
箸先で物を摘んでいる状態を維持するに足る手指の力が弱まっていても、第三の発明にかかる箸の使用者は、いったん箸先で物をつまむことができれば、その状態をワンウエイクラッチ部及び箸の機能により、力をかけることなく維持することができる。また、クラッチ解放部を作動させることにより、つまんだ物を力をかけることなく解放することができる。したがって、つまむ際の瞬間的な力だけを用いて箸を使用して食事をすることが可能になる。
【実施例４】
【００４９】
第一の発明に記載の原理を人の手に代えて人の腕に適用したアシスト装置である。すなわち、追従体たるサポート部材を肘上及び肘下部分に装着し、肘関節にワンウエイクラッチ部を配置してサポート部材と連結して、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用により、腕が折り曲げられた状態を維持し、ワンウエイクラッチ部及び追従体に連結されているクラッチ解放部を操作することにより、腕の開動作方向の力の規制を解除して折り曲げた状態を解放するアシスト装置である。
【実施例５】
【００５０】
第一の発明に記載の原理を人の手に代えて人の足に適用したアシスト装置である。すなわち、追従体たるサポート部材を膝上及び膝下部分に装着し、膝関節にワンウエイクラッチ部を配置してサポート部材と連結して、ワンウエイクラッチ部のクラッチ作用により、膝が折り曲げられた状態を維持し、ワンウエイクラッチ部及び追従体に連結されているクラッチ解放部を操作することにより、足の開動作方向の力の規制を解除して折り曲げた状態を解放するアシスト装置である。
【図２】
0005991782.tif 000002
【図３】
0005991782.tif 000003
【図６】
0005991782.tif 000004
【図７】
0005991782.tif 000005
【図８】
0005991782.tif 000006
【図１】
0005991782.tif 000007
【図４】
0005991782.tif 000008
【図５】
0005991782.tif 000009