(57)【要約】  動作補助装着フレーム１８Ａは、装着者１２の腰に装着される腰締結部材３０と、腰締結部材３０の右側部から下方に設けられた右脚補助部５４と、腰締結部材３０の左側部から下方に設けられた左脚補助部５５とを有する。腰締結部材３０の背面側には、装着者１２の腰背面側との隙間をなくして密着するフィッティング部３１が取り付けられている。フィッティング部３１は、装着者１２の腰の背面側を覆うように湾曲した形状に形成された樹脂製の袋状部材からなる。フィッティング部３１は、内部圧力が大気圧である状態で、装着者１２に装着されるまで変形可能な流動状態であり、装着者１２に装着された後に内部圧力を減圧されて装着者１２の腰背面側に当接する部分の体形に応じた形状に変化する。
2009081710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の意思に応じた駆動力を発生させる駆動部と、
該駆動部による駆動力を前記装着者に伝達するためのフレーム部材と、
該フレーム部材を前記装着者の所定箇所に締結する締結部材と、
該締結部材と前記装着者との間に介在し、前記装着者の所定箇所に当接するフィッティング部と、
を有する装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記装着者に装着されるまで変形可能な流動状態であり、前記装着者に装着された後に前記装着者に当接する部分の体形に応じた形状に変化するように構成されたことを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、内部に気体の給排に応じて硬さが変化する充填材が充填されており、前記装着者に装着された状態で気体を排出されると前記装着者に当接する部分の体形に応じた形状に充填材が固化され、気体が供給されると前記充填材が流動状態に戻されることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、
前記装着者の当接部分に応じた形状の袋状部材と、
該袋状部材の内部に充填された多数の粒状部材と、からなり、
前記袋状部材は、前記装着者に当接した状態で負圧を導入されると共に、前記多数の粒状部材を固化状態に変化させることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装着式動作補助装置であって、
前記袋状部材は、前記粒状部材が充填される複数の充填室を有することを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室は、それぞれ異なる種類の粒状部材が充填されることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項６】
請求項４に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室は、それぞれ異なる充填率で粒状部材が充填されることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項７】
請求項４に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室は、予めそれぞれ当接する前記装着者の当接部分の体形に応じた形状に形成されてなることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項８】
請求項４に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室のそれぞれに設けられ、前記複数の充填室の圧力を個別に調整する圧力調整部を有することを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装着式動作補助装置であって、
前記圧力調整部は、
前記複数の充填室のそれぞれの圧力を個別に検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段によって検出された圧力値に基づき、前記複数の室の圧力を予め設定された目標値に調整するように加圧または減圧する圧力導入手段と、
を備えたことを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記締結部材から分離可能に設けられたことを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記装着者が着るインナーウエアに取り付けられており、装着時に前記締結部材に締結されることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記装着者の複数箇所に当接するように複数個設けられ、
前記複数のフィッティング部は、それぞれが負圧導入経路により相互に連通され、該負圧導入経路を介して気体を吸引することで一括して負圧状態に切替える圧力調整部を有することを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部と前記装着者との間には、伸縮性及び高摩擦性を有するサポート部材を介在させることを特徴とする装着式動作補助装置。
【請求項１４】
装着者の腰に装着され、前記装着者の腰背面側に締結される第１締結部材と、
該第１締結部材の内面に取付けられ、前記装着者の腰背面側に当接する第１フィッティング部と、
該第１締結部材の右側部から下方に設けられた右脚補助部と、
前記第１締結部材の左側部から下方に設けられた左脚補助部と、を有しており、
前記右脚補助部及び左脚補助部は、
前記第１締結部材を支持するように下方に延在するブラケットと、
該ブラケットより前記装着者の大腿部と平行に延在する第１フレームと、
該第１フレームに設けられ、前記装着者の大腿部の外周に締結される第２締結部材と、
該第２締結部材の内面に取付けられ、前記装着者の大腿部の外周に当接する第２フィッティング部と、
前記第１フレームより前記装着者の脛部と平行に下方に延在する第２フレームと、
該第２フレームに設けられ、前記装着者の脛部の外周に締結される第３締結部材と、
該第３締結部材の内面に取付けられ、前記装着者の脛部の外周に当接する第３フィッティング部と、
前記第２フレームの下端に設けられ、前記装着者の脚の裏が載置される第３フレームと、
前記ブラケットの下端と前記第１フレームの上端との間に介在する第１関節と、
該第１関節を駆動する第１駆動部と、
前記第１フレームの下端と前記第２フレームの上端との間に介在する第２関節と、
該第２関節を駆動する第２駆動部と、
を有し、
前記第１乃至第３フィッティング部は、前記装着者に装着されるまで変形可能な流動状態であり、前記装着者に装着された後に前記装着者に当接する部分の体形に応じた形状に変化することを特徴とする装着式動作補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は装着式動作補助装置に係り、特に装着者の動作を補助する駆動力を装着者に伝達するよう構成された装着式動作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、関節の病気により腕や足が動作しにくかったり、あるいは筋力の低下により関節が動作しにくい場合、動作補助具を腕や足に装着して関節の動作を補助する装着式動作補助装置が開発されつつある（特許文献１参照）。【０００３】
装着式動作補助装置は、装着者の意思に基づいて発生する生体電位を検出し、検出された生体電位信号からモータ（駆動部）を制御する制御信号が制御部によって生成される構成であるので、モータの駆動力を自分の筋力と同じように腕や足に伝達することが可能になる。【０００４】
ところで、装着式動作補助装置は、装着者に装着される際に駆動部による駆動力を装着者に伝達するためのフレーム部材と装着者の所定箇所（例えば、腰、大腿部等）とを締結部材によって締結させている。締結部材としては、例えば、伸縮可能な弾性を有するベルトを巻き付けて装着者の所定箇所とフレーム部材とを一体化するように締結することで、駆動部の駆動力がフレーム部材及び締結部材を介して装着者に伝達される。【０００５】
装着式動作補助装置では、駆動部の駆動力がフレーム部材及び締結部材を介して装着者に伝達される際にベルト状の締結部材が装着者の体に密着した状態に締結されていることが望ましい。【０００６】
そして、装着式動作補助装置の締結部材は、通常、装着者の腰や大腿部や脛部等の外周に巻き付けるようにして皮膚の表面に食い込ませるように締め付けるように取り付けられる。【０００７】
さらに、従来のものは、締結部材の締め付けによる苦痛を和らげるため、ベルト状に形成された締結部材にフエルトやスポンジ等の弾性を有する緩衝部材を装着の所定箇所に当接させるように構成されている。
【特許文献１】特開２００５−９５５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の装着式動作補助装置では、装着者が歩行動作などの動作を行なう際に筋肉が膨張または収縮し、あるいは装着者の皮膚や皮下脂肪が締結部材の押圧力によって凹んだ状態に変化するため、次第に締結部材による締結が弱まってしまい、締結部材による締め付け力を何度も調整し直さなければならないという問題があった。【０００９】
また、従来は、ベルト状に形成された締結部材にフエルトやスポンジ等の弾性を有する緩衝部材を装着の所定箇所に当接させるように構成されているが、緩衝部材が次第に摩耗したり変形したりするため、使用回数が増えるにつれて締結部材と装着者とのフィッティング（密着性）が次第に低下するという問題が生じるおそれがあった。【００１０】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した装着式動作補助装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、装着者の意思に応じた駆動力を発生させる駆動部と、
該駆動部による駆動力を前記装着者に伝達するためのフレーム部材と、
該フレーム部材を前記装着者の所定箇所に締結する締結部材と、
該締結部材と前記装着者との間に介在し、前記装着者の所定箇所に当接するフィッティング部と、
を有する装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記装着者に装着されるまで変形可能な流動状態であり、前記装着者に装着された後に前記装着者に当接する部分の体形に応じた形状に変化するように構成されることにより、上記課題を解決するものである。
（２）本発明は、（１）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、内部に気体の給排に応じて硬さが変化する充填材が充填されており、前記装着者に装着された状態で気体を排出されると前記装着者に当接する部分の体形に応じた形状に充填材が固化され、気体が供給されると前記充填材が流動状態に戻されることにより、上記課題を解決するものである。
（３）本発明は、（１）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、
前記装着者の当接部分に応じた形状の袋状部材と、
該袋状部材の内部に充填された多数の粒状部材と、からなり、
前記袋状部材は、前記装着者に当接した状態で負圧を導入されると共に、前記多数の粒状部材を固化状態に変化させることにより、上記課題を解決するものである。
（４）本発明は、（３）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記袋状部材は、前記粒状部材が充填される複数の充填室を有することにより、上記課題を解決するものである。
（５）本発明は、（４）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室は、それぞれ異なる種類の粒状部材が充填されることにより、上記課題を解決するものである。
（６）本発明は、（４）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室は、それぞれ異なる充填率で粒状部材が充填されることにより、上記課題を解決するものである。
（７）本発明は、（４）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室は、予めそれぞれ当接する前記装着者の当接部分の体形に応じた形状に形成されてなることにより、上記課題を解決するものである。
（８）本発明は、（４）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記複数の充填室のそれぞれに設けられ、前記複数の充填室の圧力を個別に調整する圧力調整部を有することにより、上記課題を解決するものである。
（９）本発明は、（８）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記圧力調整部は、
前記複数の充填室のそれぞれの圧力を個別に検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段によって検出された圧力値に基づき、前記複数の室の圧力を予め設定された目標値に調整するように加圧または減圧する圧力導入手段と、
を備えたことにより、上記課題を解決するものである。
（１０）本発明は、（１）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記締結部材から分離可能に設けられたことにより、上記課題を解決するものである。
（１１）本発明は、（１０）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記装着者が着るインナーウエアに取り付けられており、装着時に前記締結部材に締結されることにより、上記課題を解決するものである。
（１２）本発明は、（３）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部は、前記装着者の複数箇所に当接するように複数個設けられ、
前記複数のフィッティング部は、それぞれが負圧導入経路により相互に連通され、該負圧導入経路を介して気体を吸引することで一括して負圧状態に切替える圧力調整部を有することにより、上記課題を解決するものである。
（１３）本発明は、（１）に記載の装着式動作補助装置であって、
前記フィッティング部と前記装着者との間には、伸縮性及び高摩擦性を有するサポート部材を介在させることにより、上記課題を解決するものである。
（１４）本発明は、装着者の腰に装着され、前記装着者の腰背面側に締結される第１締結部材と、
該第１締結部材の内面に取付けられ、前記装着者の腰背面側に当接する第１フィッティング部と、
該第１締結部材の右側部から下方に設けられた右脚補助部と、
前記第１締結部材の左側部から下方に設けられた左脚補助部と、を有しており、
前記右脚補助部及び左脚補助部は、
前記第１締結部材を支持するように下方に延在するブラケットと、
該ブラケットより前記装着者の大腿部と平行に延在する第１フレームと、
該第１フレームに設けられ、前記装着者の大腿部の外周に締結される第２締結部材と、
該第２締結部材の内面に取付けられ、前記装着者の大腿部の外周に当接する第２フィッティング部と、
前記第１フレームより前記装着者の脛部と平行に下方に延在する第２フレームと、
該第２フレームに設けられ、前記装着者の脛部の外周に締結される第３締結部材と、
該第３締結部材の内面に取付けられ、前記装着者の脛部の外周に当接する第３フィッティング部と、
前記第２フレームの下端に設けられ、前記装着者の脚の裏が載置される第３フレームと、
前記ブラケットの下端と前記第１フレームの上端との間に介在する第１関節と、
該第１関節を駆動する第１駆動部と、
前記第１フレームの下端と前記第２フレームの上端との間に介在する第２関節と、
該第２関節を駆動する第２駆動部と、
を有し、
前記第１乃至第３フィッティング部は、前記装着者に装着されるまで変形可能な流動状態であり、前記装着者に装着された後に前記装着者に当接する部分の体形に応じた形状に変化することにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィッティング部が装着者に装着されるまで変形可能な流動状態であり、装着者に装着された後に装着者に当接する部分の体形に応じた形状に変化するため、締結部材と装着者との間を密着した状態に保持することができ、例えば、装着者の体形が変化した場合、あるいは異なる装着者に装着する場合でも、フィッティング部を装着者の体形に応じた形状に変形させることで装着者に対するフィッティング部の調整作業を不要にできるという効果が得られる。【００１３】
さらに、フィッティング部が装着者に装着された状態で装着者に当接する部分の体形に応じた形状に固化されることにより、装着者に対してガタツキの無い状態で駆動部による駆動力を動作補助力として装着者に伝達することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による装着式動作補助装置の一実施例が装着者に装着された状態を前側からみた斜視図である。
【図２】本発明による装着式動作補助装置の一実施例が装着者に装着された状態を後側からみた斜視図である。
【図３】動作補助装着フレーム１８Ａの装着前の状態を示す斜視図である。
【図４】腰締結部材３０の装着状態を示す横断面図である。
【図５】補強部１００の内周面にフィッティング部３１が固着された状態を示す斜視図である。
【図６Ａ】弁部１５０の閉止状態を拡大して示す縦断面図である。
【図６Ｂ】弁部１５０の圧力調整状態を拡大して示す縦断面図である。
【図７】フィッティング部３１の内部圧力を減圧する際の方法を示す図である。
【図８】フィッティング部３１の内部の状態の変化を示す図である。
【図９】フィッティング部３１の変形例を示す斜視図である。
【図１０】実施例２の動作補助装着フレーム１８Ｂを示す斜視図である。
【図１１】実施例２の装着状態を示す横断面図である。
【図１２】補強部１００の内周面に実施例２のフィッティング部３１が固着された状態を示す斜視図である。
【図１３】実施例２のフィッティング部３１の内部圧力を減圧する際の方法を示す図である。
【図１４】実施例２の変形例を示す斜視図である。
【図１５】装着時にフィッティング部３００，３１０，３２０を減圧する方法を示す図である。
【図１６】実施例３の動作補助装着フレームを示す斜視図である。
【図１７】圧力調整部４００の概略構成を模式的に示す図である。
【図１８】動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着される際に実行される制御処理のフローチャートである。
【図１９Ａ】動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着された状態のときに実行される制御処理１のフローチャートである。
【図１９Ｂ】動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着された状態のときに実行される制御処理２のフローチャートである。
【図２０】圧力調整部の変形例を示す図である。
【図２１】実施例４の動作補助装着フレームを示す斜視図である。
【図２２】分離されたフィッティングユニット７００を示す斜視図である。
【図２３】動作補助装着フレーム１８Ｄにフィッティングユニット７００を係合させた状態を示す横断面図である。
【図２４】実施例１の他の変形例を示す横断面図である。
【図２５】実施例２の他の変形例を示す横断面図である。
【図２６】実施例４の変形例を示す斜視図である。
【図２７】実施例４の変形例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  装着式動作補助装置
１２  装着者
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ  動作補助装着フレーム
２０，２２，２４，２６  駆動モータ
３０  腰締結部材（第１締結部材）
３１，７９，８１，３００，３１０，３２０，７４０，７５０，７６０  フィッティング部
３６  制御ユニット
５５  左脚補助部
５４  右脚補助部
５８  第１フレーム
６０  第２フレーム
６２  第３フレーム
６４  第１関節
６６  第２関節
６８  第３関節
７８  腿締結部材（第２締結部材）
８０  脛締結部材（第３締結部材）
１００  補強部
１２０，１３０  ベルト
１４０  バックル
１４２  係止用金具
１５０  弁部
１６０  ニードル部
１７０  負圧発生手段
１８０，３０２，３１２，３２２  袋状部材
１８２  粒状部材
１８４  当接部
２００，３０６，３１６，３２６  充填室
２０２，３０４，３１４，３２４  隔壁
２０４，３０８  連通管
３６０  圧力導入管
３６１〜３６３  分岐管
４００，６００  圧力調整部
４１０  面圧検出センサ
４２０  バックル結合検出スイッチ
４３０  制御装置
４３１  メモリ
４４０  小型モータ
４５０  減速ギヤ
４６０  ピストン・シリンダ機構
４７０  シリンダ
４８０  ピストン
４９０  ピストンロッド
６１０  真空タンク
６２０  負圧用電磁弁
６４０  大気用電磁弁
７００  フィッティングユニット
７１０  係合部
７２０  凹部
７３０  インナーウエア
８００  サポート部材
８１０  スパッツ部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明による装着式動作補助装置の一実施例が装着者に装着された状態を前側からみた斜視図である。図２は本発明による装着式動作補助装置の一実施例が装着者に装着された状態を後側からみた斜視図である。【００１８】
図１及び図２に示されるように、装着式動作補助装置（以下「動作補助装置」と称する）１０は、例えば、骨格筋の筋力低下により歩行が不自由な下肢運動機能障害者、あるいは、歩行運動のリハビリを行う患者などのように自力歩行が困難な人の歩行動作を補助（アシスト）する装置である。また、動作補助装置１０は、脳からの信号により筋力を発生させる際に生じる生体信号（表面筋電位）を検出し、生体信号に基づいてアクチュエータからの駆動力を付与するように作動する。【００１９】
動作補助装置１０を装着した装着者１２は、自らの意思で歩行動作を行う際に発生した生体信号に応じた駆動トルクがアシスト力として動作補助装置１０から付与され、例えば、通常歩行で必要とされる筋力の半分の力で歩行することが可能になる。従って、装着者１２は、自身の筋力とアクチュエータ（本実施例では、電動式の駆動モータを用いる）からの駆動トルクとの合力によって全体重を支えながら歩行することができる。【００２０】
動作補助装置１０は、装着者１２の歩行動作に伴う重心の移動に応じて付与されるアシスト力（モータトルク）が装着者１２の意思を反映するように制御している。そのため、動作補助装置１０のアクチュエータは、装着者１２の意思に反するような負荷を与え無いように制御されており、装着者１２の動作を妨げないように制御される。【００２１】
また、動作補助装置１０は、歩行動作以外にも、例えば、装着者１２が椅子に座った状態から立ち上がる際の動作、あるいは立った状態から椅子に腰掛ける際の動作も補助することができる。さらには、装着者１２が階段を上がったり、階段を下りる場合にもパワーアシストすることができる。特に筋力が弱っている場合には、階段の上り動作や、椅子から立ち上がる動作を行うことが難しいが、動作補助装置１０を装着した装着者１２は、自らの意思に応じて駆動トルクを付与されて筋力の低下を気にせずに動作することが可能になる。【００２２】
ここで、動作補助装置１０の構成の一例について説明する。動作補助装置１０は、図１及び図２に示されるように、装着者１２に装着される動作補助装着フレーム１８Ａに駆動部を設けたものである。駆動部としては、装着者１２の右側股関節に位置する右腿駆動モータ２０と、装着者１２の左側股関節に位置する左腿駆動モータ２２と、装着者１２の右膝関節に位置する右膝駆動モータ２４と、装着者１２の左膝関節に位置する左膝駆動モータ２６とを有する。これらの駆動モータ２０，２２，２４，２６は、制御装置からの制御信号により駆動トルクを制御されるＤＣモータまたはＡＣモータなどの電動モータからなる。また、各駆動モータ２０，２２，２４，２６は、モータ回転を所定の減速比で減速する減速機構（駆動部に内蔵）を有しており、小型ではあるが十分な駆動力を付与することができる。また、駆動モータとしては、設置スペースが小さく済むように薄型化された超音波モータを用いても良いのは勿論である。【００２３】
また、装着者１２の腰の周囲に装着される腰締結部材（第１締結部材）３０には、駆動モータ２０，２２，２４，２６を駆動させるための電源として機能するバッテリ３２，３４が取り付けられている。バッテリ３２、３４は、充電式バッテリであり、装着者１２の歩行動作を妨げないように左右に分散配置されている。【００２４】
また、装着者１２の背面側となる腰締結部材３０の後側には、制御ユニット３６が取り付けられている。【００２５】
そして、動作補助装置１０は、装着者１２の右腿の動きに伴う生体電位を検出する生体信号検出センサ３８ａ，３８ｂと、装着者１２の左腿の動きに伴う生体電位を検出する生体信号検出センサ４０ａ，４０ｂと、右膝の動きに伴う生体電位を検出する生体信号検出センサ４２ａ，４２ｂと、左膝の動きに伴う生体電位を検出する生体信号検出センサ４４ａ，４４ｂとを有する。【００２６】
これらの各生体信号検出センサ３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂは、筋電位信号や神経伝達信号などの生体電位信号を皮膚を介して検出する生体信号検出手段であり、微弱電位を検出するための電極（図示せず）を有する。尚、本実施例では、各生体信号検出センサ３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂは、電極の周囲を覆う粘着シールにより装着者１２の皮膚表面に貼着するように取り付けられる。【００２７】
人体においては、脳からの指令によって骨格筋を形成する筋肉の表面にシナプス伝達物質のアセチルコリンが放出される結果、筋線維膜のイオン透過性が変化して活動電位が発生する。そして、活動電位によって筋線維の収縮が発生し、筋力を発生させる。そのため、骨格筋の電位を検出することにより、歩行動作の際に生じる筋力を推測することが可能になり、推測された筋力に基づく仮想トルクから歩行動作に必要なアシスト力を求めることが可能になる。【００２８】
従って、動作補助装置１０では、これらの生体信号検出センサ３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂによって検出された生体信号に基づいて４個の駆動モータ２０，２２，２４，２６に供給する駆動電流を求め、駆動電流で駆動モータ２０，２２，２４，２６を駆動することで、アシスト力が付与されて装着者１２の歩行動作を補助するように構成されている。【００２９】
また、歩行動作による重心移動をスムーズに行うため、脚の裏にかかる荷重を検出する必要がある。そのため、装着者１２の左右脚の裏には、床反力センサ５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂ（図１及び図２中、破線で示す）が設けられている。【００３０】
また、床反力センサ５０ａは、右脚前側の荷重に対する反力を検出し、床反力センサ５０ｂは、右脚後側の荷重に対する反力を検出する。床反力センサ５２ａは、左脚前側の荷重に対する反力を検出し、床反力センサ５２ｂは、左脚後側の荷重に対する反力を検出する。各床反力センサ５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂは、例えば、印加された荷重に応じた電圧を出力する圧電素子などからなり、体重移動に伴う荷重変化、及び装着者１２の脚と地面との接地の有無を夫々検出することができる。【００３１】
図３は動作補助装着フレーム１８Ａの装着前の状態を示す斜視図である。図３に示されるように、動作補助装着フレーム１８Ａは、装着者１２の腰に装着される腰締結部材３０と、腰締結部材３０の右側部から下方に設けられた右脚補助部５４と、腰締結部材３０の左側部から下方に設けられた左脚補助部５５とを有する。腰締結部材３０の背面側には、装着者１２の腰背面側との隙間をなくして密着するフィッティング部３１が取り付けられている。【００３２】
右脚補助部５４と左脚補助部５５とは、左右対称に配置されており、腰締結部材３０に固定されたブラケット５６と、ブラケット５６より下方に延在し装着者１２の腿外側に沿うように形成された第１フレーム５８と、第１フレーム５８より下方に延在し装着者１２の脛外側に沿うように形成された第２フレーム６０と、装着者１２の脚の裏（靴を履く場合には、靴底）が載置される第３フレーム６２とを有する。【００３３】
ブラケット５６の下端と第１フレーム５８の上端との間には、軸受構造とされた第１関節６４が介在しており、ブラケット５６と第１フレーム５８とを回動可能に連結している。第１関節６４は、装着者１２の股関節と一致する高さ位置に設けられており、ブラケット５６が第１関節６４の支持側に締結され、第１フレーム５８が第１関節６４の回動側に締結されている。また、第１関節６４には、駆動モータ２０，２２が内蔵されており、第１関節６４と駆動モータ２０，２２とは外観上一体化されている。【００３４】
また、第１フレーム５８の下端と第２フレーム６０の上端との間には、軸受構造とされた第２関節６６が介在しており、第１フレーム５８と第３フレーム６２とを回動可能に連結している。第２関節６６は、膝関節と一致する高さ位置に設けられており、第１フレーム５８が第２関節６６の支持側に締結され、第２フレーム６０が第２関節６６の回動側に締結されている。また、第２関節６６には、駆動モータ２４，２６が内蔵されており、第２関節６６と駆動モータ２４，２６とは外観上一体化されている。【００３５】
また、第２フレーム６０の下端と第３フレーム６２の上端との間には、軸受構造とされた第３関節６８が介在しており、第２フレーム６０と第３フレーム６２とを回動可能に連結している。そして、第３フレーム６２の内側には、装着者１２の足を装着する靴８４が固定されている。【００３６】
従って、第１フレーム５８及び第２フレーム６０は、腰締結部材３０に固定されたブラケット５６に対して第１関節６４及び第２関節６６を回動支点とする歩行動作を行えるように取り付けられている。すなわち、第１フレーム５８及び第２フレーム６０は、装着者１２の脚と同じ動作を行えるように構成されている。また、第３関節６８は、装着者１２の足首の側方に位置するように設けられている。そのため、靴８４は、第３関節６８の回動動作により歩行動作に応じて装着者１２の足首と同じように床面（または地面）に対する角度が変化する。【００３７】
また、第１関節６４及び第２関節６６は、駆動モータ２０，２２，２４，２６の回転軸が、ギヤを介して被駆動側となる第１フレーム５８、第２フレーム６０に駆動トルクを伝達するように構成されている。【００３８】
さらに、駆動モータ２０，２２，２４，２６は、関節角度を検出する角度センサを有する。角度センサは、例えば、第１関節６４及び第２関節６６の関節角度に比例したパルス数をカウントするロータリエンコーダなどからなり、関節角度に応じたパルス数に対応した電気信号をセンサ出力として出力する。【００３９】
第１関節６４の角度センサは、装着者１２の股関節の関節角度に相当するブラケット５６と第１フレーム５８との間の回動角度を検出する。また、第２関節６６の角度センサは、装着者１２の膝関節の関節角度に相当する第１フレーム５８の下端と第２フレーム６０との間の回動角度を検出する。【００４０】
また、第１フレーム５８の長手方向の中間位置には、装着者１２の腿に締結されるベルト状の腿締結部材（第２締結部材）７８が取り付けられている。腿締結部材７８の内面側には、装着者１２の腿との隙間をなくして密着するフィッティング部７９が取り付けられている。【００４１】
また、第２フレーム６０の長手方向の中間位置には、装着者１２の膝下の脛に締結されるベルト状の脛締結部材（第３締結部材）８０が取り付けられている。脛締結部材８０の内面側には、装着者１２の脛との隙間をなくして密着するフィッティング部８１が取り付けられている。【００４２】
従って、駆動モータ２０，２２，２４，２６で発生された駆動トルクは、ギヤを介して第１フレーム５８、第２フレーム６０に伝達され、さらに腿締結部材７８、脛締結部材８０を介して装着者１２の脚にアシスト力として伝達される。【００４３】
また、第２フレーム６０の下端には、第３関節６８を介して靴８４が回動可能に連結されている。尚、第１フレーム５８及び第２フレーム６０は、装着者１２の脚の長さに応じた長さに調整されている。【００４４】
各フレーム５８，６０，６２は、夫々ジュラルミン等の軽量化された金属材の周囲を弾性を有する樹脂材で覆うように構成されており、腰締結部材３０に取り付けられたバッテリ３２，３４、制御ユニット３６等の動作補助装着フレーム１８Ａの重量を支えることができる。すなわち、動作補助装置１０は、動作補助装着フレーム１８Ａなどの重量が装着者１２に作用しないように構成されており、装着者１２に余計な荷重を与えないように取り付けられる。【００４５】
腰締結部材３０は、ヒンジ１１０を介して連結されたベルト１２０，１３０と、一方のベルト１２０の端部に取り付けられたバックル１４０と、他方のベルト１３０の端部に取り付けられた係止用金具１４２とを有する（図４を参照）。【００４６】
腰締結部材３０を装着者１２に装着する際は、補強部１００に腰の背面側を当接させた状態でバックル１４０の挿入口に係止用金具１４２を挿入して係止させる。そして、ベルト１２０，１３０の長さを装着者１２のお腹の出っ張り具合に応じた長さに調整する。これにより、腰締結部材３０は、装着者１２の腰回りの外周にほぼ密着した状態となる。尚、バックル１４０は、自動車のシートベルトと同様な構成になっており、係止解除部を操作することにより係止用金具１４２の係止を解除することができるように構成されている。【００４７】
ここで、腰締結部材３０及び腿締結部材７８、脛締結部材８０の内側に設けられたフィッティング部３１，７９，８１について説明する。尚、各フィッティング部３１，７９，８１は、夫々同一構成であるので、以下の説明ではフィッティング部３１の構成について説明する。【００４８】
図４は腰締結部材３０の装着状態を示す横断面図である。図４に示されるように、腰締結部材３０は、装着者１２の腰の背面側を覆うように上方からみてＣ字状に形成された補強部１００と、補強部１００の内側に沿って設けられたフィッティング部３１とを有する。補強部１００は、剛性を有する樹脂材、または金属材、または金属材の表面を樹脂材で覆うように構成された強度の高い材料により形成されている。また、フィッティング部３１は、内部に例えば、多数の粒状部材（充填材）１８２が充填されている。多数の粒状部材１８２は、空気の給排によって調整される圧力（負圧）によって各粒状部材１８２間の摩擦が増大して流動状態から固化状態に変化する。【００４９】
また、腰締結部材３０を装着者１２に装着する際は、フィッティング部３１の内部に充填された多数の粒状部材１８２が流動状態にあり、表面が柔らかい状態になっている。そのため、腰締結部材３０は、フィッティング部３１の内部に充填された多数の粒状部材１８２が固化状態に変化するまで、装着者１２に無理な締め付け力が作用せず、比較的容易に装着することができる。【００５０】
また、上記粒状部材１８２以外の充填材としては、例えば、袋状部材の内部にスプレーにより充填した後に、固化する発泡ウレタン（硬質ウレタンフォーム）などがある。上記発泡ウレタン（充填材）は、流動状態のままフィッティング部３１に充填することができ、且つフィッティング部３１内の気体と共に揮発性物質を排出することにより固化する性質を有する物質である。従って、フィッティング部３１が装着者１２の当接部分の体形に応じた形状のときにフィッティング部３１内の気体を排出することでフィッティング部３１の内部に充填された発泡ウレタンが装着者１２の当接部分の体形に応じた形状のまま固化される。これにより、フィッティング部３１は、装着者１２の体形に拘わらず、補強部１００と装着者１２との間を隙間無く結合することが可能になる。【００５１】
尚、以下の説明では、フィッティング部３１の内部に多数の粒状部材１８２が充填された場合について説明する。【００５２】
図５は補強部１００の内周面にフィッティング部３１が固着された状態を示す斜視図である。図５に示されるように、フィッティング部３１は、帯状に形成された補強部１００の高さとほぼ同じ高さを有し、装着者１２の腰の背面側を覆うように湾曲した形状に形成された樹脂製の袋状部材であり、袋状部材の内部には多数の粒状部材１８２（図４参照）が充填されている。【００５３】
フィッティング部３１の上端には、空気の吸気、排気を行なうための弁部１５０が設けられている。弁部１５０は、通常閉弁されて空気の流通を閉止しており、フィッティング圧力を調整する際に開弁される。【００５４】
また、フィッティング部３１は、装着者１２に装着されるまで減圧されず多数の粒状部材１８２が流動状態であり、装着者１２に装着された後に弁部１５０からの排気で減圧されると共に、装着者１２の腰背面側に当接する部分の体形に応じた形状に多数の粒状部材１８２が固化される。【００５５】
図６Ａは弁部１５０の閉止状態を拡大して示す縦断面図である。図６Ａに示されるように、弁部（負圧保持手段）１５０は、ウレタン樹脂などの弾性を有する樹脂材により成形されており、内部と外部とを連通する筒状部１５２と、筒状部１５２の外側開口１５２ａを外側から閉止する外側閉止部１５４と、筒状部１５２の内側開口１５２ｂを内側から閉止する内側閉止部１５６とを有する。通常、弁部１５０は、外側閉止部１５４が筒状部１５２の外側開口１５２ａに嵌合されて閉止されている。また、内側閉止部１５６は、一端が袋状部材の内壁に結合され他端側が変位可能に形成された所謂リーフバルブであり、内部圧力により筒状部１５２の内側開口１５２ｂを閉止している。【００５６】
図６Ｂは弁部１５０の圧力調整状態を拡大して示す縦断面図である。図６Ｂに示されるように、弁部１５０の外側閉止部１５４を筒状部１５２から離脱させた後、ニードル部１６０を筒状部１５２に挿入する。弁部１５０の内側閉止部１５６は、筒状部１５２に挿入されたニードル部１６０の先端に押圧されて内側に変位して開弁状態になる。そのため、ニードル部１６０の上端から負圧が導入されると、フィッティング部３１の内部圧力を減圧することが可能になる。【００５７】
このように、フィッティング部３１は、ニードル部１６０が弁部１５０の筒状部１５２に挿入されることでフィッティング部３１の内部圧力を調整することが可能になり、負圧導入と共に多数の粒状部材１８２が装着者の体形に応じた形状に変形しながら固化状態に変化する。負圧導入後は、ニードル部１６０を筒状部１５２から引き抜いた後、弁部１５０の外側閉止部１５４を筒状部１５２に嵌合させて閉弁状態に切替える。これで、フィッティング部３１は、弁部１５０の閉弁により装着者の体形に応じた固化状態を保持する。【００５８】
尚、弁部１５０の閉弁状態を強化するため、例えば、弁部１５０の筒状部１５２を側方から押圧して内部通路を閉止させるような閉止用クリップなどを取り付けても良い。【００５９】
図７はフィッティング部３１の内部圧力を減圧する際の方法を示す図である。図７に示されるように、フィッティング部３１を構成する袋状部材１８０の内部には、装着者１２に装着されるまで変形可能な流動状態であり、装着者１２に装着された後に装着者に当接する部分の体形に応じた形状に変化する充填材が充填されている。本実施例の充填材としては、微小（例えば、直径が１ｍｍ〜２ｍｍ程度）な球体からなる粒状部材１８２が多数（本実施例では、例えば、１万個〜１０万個程度）充填されてなる。尚、粒状部材１８２は、球体に限らず、６面体あるいはそれ以上の多面体でも良いし、あるいは表面に微小な凹凸を設けて、減圧時の粒間摩擦を増大させるようにしても良い。【００６０】
さらに、粒状部材１８２は、直径の異なる大きさのものを複数混ぜることにより、減圧時の硬さを調整することも可能である。また、袋状部材１８０の容積に対する粒状部材１８２の充填率の異なるフィッティング部３１を予め用意することにより、例えば、装着者１２の体形に応じて腰締結部材３０を変えずに調整することが可能になる。例えば、装着者１２のウエストが規定値以上の場合には、袋状部材１８０の容積に対する粒状部材１８２の充填率を２０％減量したフィッティング部３１を使用しても良い。また、逆に装着者１２のウエストが規定値以下の場合には、袋状部材１８０の容積に対する粒状部材１８２の充填率を２０％増量したフィッティング部３１を使用するようにしても良い。【００６１】
袋状部材１８０内の気体を排出する際は、フィッティング部３１の弁部１５０にニードル部１６０を挿入し、且つニードル部１６０の他端に負圧を導入する負圧発生手段１７０を接続する。負圧発生手段１７０は、気体を吸引するように構成されており、例えば、真空ポンプや真空状態に保持されたボンベ、あるいは簡易的に行える注射器のような気密構造とされたシリンダとシリンダ内を摺動するピストンロッドとを有する手動式の吸引装置を用いて良い。【００６２】
図８はフィッティング部３１の内部の状態の変化を示す図である。図８に示されるように、フィッティング部３１の袋状部材１８０の内部は、減圧前の状態（Ａ）のとき、大気圧であるので、袋状部材１８０に多数充填された粒状部材１８２が自由に移動することができる。そのため、フィッティング部３１は、多数の粒状部材１８２が流動状態であるので、表面が柔らかい状態になっている。【００６３】
そして、装着時に負圧発生手段１７０によりフィッティング部３１の袋状部材１８０の内部を大気圧以下に減圧することで、フィッティング部３１の袋状部材１８０の外形状が装着者１２の当接部分の体形に応じた形状（減圧後の状態（Ｂ））に変形する。これにより、フィッティング部３１の内部に充填された多数の粒状部材１８２は、互いに接触し、各粒間の摩擦増大によって固化された状態に変化する。そのため、フィッティング部３１は、表面が装着者１２の体形に応じた形状のまま多数の粒状部材１８２同士が接触した固化状態に変化する。よって、フィッティング部３１は、装着者１２の腰の背面側及び左右両側に密着した形状に固化されることにより、動作補助装着フレーム１８Ａからの駆動力をロス無く装着者１２に伝達することが可能になる。【００６４】
また、圧力調整が終了したときは、ニードル部１６０を筒状部１５２から引き抜くことにより、内側閉止部１５６が筒状部１５２の内側開口１５２ｂを内側から閉止する閉弁状態に復帰する。これにより、フィッティング部３１は、内部圧力を大気圧以下に調整された圧力に保持することができる。また、外側閉止部１５４を筒状部１５２の外側開口１５２ａに嵌合させて筒状部１５２の外側開口１５２を閉止することで、フィッティング部３１の内部に導入された負圧が大気圧に戻ることを防止する。【００６５】
上記圧力調整後、弁部１５０の外側閉止部１５４を筒状部１５２の外側開口１５２ａから離脱させることにより外気（大気圧）がフィッティング部３１の内部に導入される。これにより、フィッティング部３１は、袋状部材１８０の内部に充填された多数の粒状部材１８２間の摩擦が減少して流動状態となる。そのため、フィッティング部３１は、多数の粒状部材１８２が袋状部材１８０の内部を自由に移動することができるので、表面が柔らかい状態に復帰する。【００６６】
さらに、袋状部材１８０の内部には、予め液状の接着剤を噴霧することで粒状部材１８２の表面に接着層を形成することにより、減圧と共に、多数の粒状部材１８２同士を接着することが可能になる。従って、装着時に袋状部材１８０の内部を減圧することで多数の粒状部材１８２同士が接触状態のまま接着されてフィッティング部３１の形状を装着者１２の当接部分の体形に応じた形状に成形することができる。そのため、例えば、袋状部材１８０が破損して内部に空気が流入した場合でも、フィッティング部３１の形状は装着者１２の当接部分の体形に応じた形状を維持することが可能になる。【００６７】
図９はフィッティング部３１の変形例を示す斜視図である。図９に示されるように、変形例のフィッティング部３１は、補強部１００の内周に沿うように上方からみてＣ字状に形成されると共に、装着者１２の背中に当接する当接部１８４を後ろ側に湾曲させるように形成される。これにより、装着者１２は、動作補助装着フレーム１８Ａが装着された状態でも背中を後方に反らす際にフィッティング部３１の上端縁部が背中に食い込むことがない。そのため、装着者１２は、動作補助装着フレーム１８Ａが装着された状態でも、上半身の動作が妨げられず、動作しやすくなる。
【実施例２】
【００６８】
図１０は実施例２の動作補助装着フレーム１８Ｂを示す斜視図である。図１１は実施例２の装着状態を示す横断面図である。図１２は補強部１００の内周面に実施例２のフィッティング部３１が固着された状態を示す斜視図である。図１３は実施例２のフィッティング部３１の内部圧力を減圧する際の方法を示す図である。
尚、図１０乃至図１３において、前述した実施例１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。また、各フィッティング部３１，７９，８１は、夫々同一構成であるので、以下の説明ではフィッティング部３１の構成について説明する。【００６９】
図１０及び図１１に示されるように、動作補助装着フレーム１８Ｂにおいて、フィッティング部３１の袋状部材１８０は、複数の充填室２００を有する。複数の充填室２００は、夫々上下方向に延在形成された隔壁２０２によって仕切られている。また、隔壁２０２の上部には、隣接する充填室２００間を連通する連通管２０４が設けられている。【００７０】
各充填室２００には、前述した多数の粒状部材１８２が充填されている。粒状部材１８２は、上下方向に延在形成された隔壁２０２によって仕切られているため、粒状部材１８２は、隔壁２０２によって隣接された他の充填室２００に移動することができない。そのため、非装着時に袋状部材１８０の内部が大気圧に戻されても、粒状部材１８２が偏った部分に集中することがなく、複数の充填室２００に充填された粒状部材１８２の充填率を平均化した状態を維持することができる。【００７１】
各充填室２００においては、直径の異なる大きさの粒状部材１８２を複数種混ぜることにより、各充填室２００毎に減圧時の硬さを調整することが可能である。また、袋状部材１８０の容積に対する粒状部材１８２の充填率を各充填室２００毎に異ならせることで各部位での硬さを変えることも可能である。例えば、装着者１２の腰の背面側に当接する部分を固くして装着者１２の腰の左右の脇側に当接する部分を柔らかくすることも可能である。【００７２】
図１２及び図１３に示されるように、弁部１５０は、１箇所のみである。そのため、当該弁部１５０に負圧発生手段１７０を接続することで、装着時に複数の充填室２００の圧力を一括して減圧することができる。また、脱着時には、弁部１５０を開弁させることで複数の充填室２００の圧力を一括して大気圧に復帰させることもできる。【００７３】
図１４は実施例２の変形例を示す斜視図である。図１４に示されるように、腰締結部材３０の補強部１００には、複数（本実施例では、３個）のフィッティング部３００，３１０，３２０が固着されている。【００７４】
第１フィッティング部３００は、おおよそ装着者１２の腰の背面側の体形に応じた曲面３０１を有する形状に成形された袋状部材３０２を有する。また、袋状部材３０２の内部は、上下方向に延在形成された隔壁３０４によって複数（本実施例では３つ）の充填室３０６に仕切られている。各充填室３０６には、多数の粒状部材１８２が充填されている。また、隔壁３０４の上部には、隣接する充填室２００間を連通する連通管３０８が設けられている。【００７５】
また、第２、第３フィッティング部３１０，３２０は、おおよそ装着者１２の腰の左右両側の体形に応じた曲面３１１，３２１を有する形状に成形された袋状部材３１２，３２２を有する。また、袋状部材３１２，３２２の内部は、上下方向に延在形成された隔壁３１４，３２４によって複数（本実施例では２つ）の充填室３１６，３２６に仕切られている。各充填室３１６，３２６には、それぞれには多数の粒状部材１８２が充填されている。また、隔壁３１４，３２４の上部には、隣接する充填室２００間を連通する連通管３１８，３２８が設けられている。【００７６】
このように、フィッティング部３００，３１０，３２０は、夫々袋状部材３０２，３１２，３２２が装着者１２の当接部分の体形に応じた曲面３０１，３１１，３２１を有する形状に成形されているので、装着時の減圧による変形量が小さくて済む。これにより、フィッティング部３００，３１０，３２０においては、空気の吸引量も減少し、減圧による固化時間を短縮することが可能になる。【００７７】
さらに、フィッティング部３００，３１０，３２０の間には、スポンジ等の弾性体３４０が取り付けられている。弾性体３４０も装着者１２の当接部分に対応する曲面形状に形成されている。しかしながら、弾性体３４０は、フィッティング部３００，３１０，３２０間の谷間を埋めるスペーサであり、装着者１２に対するフィッティング圧力には影響しない。【００７８】
各充填室３０６，３１６，３２６には、前述した多数の粒状部材１８２が充填されている。各充填室３０６，３１６，３２６は、上下方向に延在形成された隔壁３０４，３１４，３２４によって仕切られているため、粒状部材１８２は、隔壁３０４，３１４，３２４によって隣接された他の充填室３０６，３１６，３２６に移動することができない。そのため、非装着時に袋状部材１８０の内部が大気圧に戻されても、粒状部材１８２が偏った部分に集中することがなく、複数の充填室３０６，３１６，３２６に充填された粒状部材１８２の充填率を平均化した状態を維持することができる。【００７９】
図１５は装着時にフィッティング部３００，３１０，３２０を減圧する方法を示す図である。図１５に示されるように、フィッティング部３００，３１０，３２０の弁部１５０に真空発生手段１７０に連通された圧力導入管３６０の分岐管３６１〜３６３を接続する。【００８０】
分岐管３６１〜３６３には、弁装置３７１〜３７３が配設されている。弁装置３７１〜３７３は、通常閉弁状態を保持するノーマルクローズ方式の弁装置であり、例えば、操作部を押圧することにより開弁状態に切り替わる。また、負圧発生手段１７０により生成された負圧が弁装置３７１〜３７３を介してフィッティング部３００，３１０，３２０に導入されると、フィッティング部３００，３１０，３２０は内部圧力が個別に減圧される。そのため、負圧発生手段１７０を用いてフィッティング部３００，３１０，３２０の各圧力を個別に調整して装着者１２の当接部分に対するフィッティング圧力を適宜調整することが可能になる。
【実施例３】
【００８１】
図１６は実施例３の動作補助装着フレームを示す斜視図である。図１６において、前述した実施例１、２と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。また、各フィッティング部３１，７９，８１は、夫々同一構成であるので、以下の説明ではフィッティング部３１の構成について説明する。【００８２】
図１６に示されるように、実施例３の動作補助装着フレーム１８Ｃには、各充填室２００の圧力を自動的に調整する圧力調整部４００が搭載されている。各充填室２００の当接面には、フィッティング圧力を検出するための面圧検出センサ（圧力検出手段）４１０が固着されている。面圧検出センサ４１０としては、例えば、歪みゲージあるいは圧電素子などの検出手段が用いられる。【００８３】
また、腰締結部材３０のバックル１４０には、係止用金具１４２が挿入されて係止状態にあることを検出するバックル結合検出スイッチ４２０が設けられている。バックル結合検出スイッチ４２０としては、係止用金具１４２がバックル１４０に挿入されることでオンに切り替わるマイクロスイッチが用いられる。あるいはバックル結合検出スイッチ４２０としては、係止用金具１４２に設けられた電気的接点がバックル１４０の挿入部に設けられた電気的接点に接触することで検出信号を出力するように構成されたスイッチを用いても良い。【００８４】
図１７は圧力調整部４００の概略構成を模式的に示す図である。図１７に示されるように、圧力調整部４００は、上記面圧検出センサ４１０及びバックル結合検出スイッチ４２０からの検出信号を読み取って圧力制御の演算処を行なう制御装置４３０と、制御装置４３０からの制御信号により駆動制御される小型モータ４４０とを有する。また、圧力調整部４００は、小型モータ４４０の回転駆動力が減速ギヤ４５０を介して伝達される圧力導入手段としてのピストン・シリンダ機構４６０と、各充填室２００の任意の目標圧力を入力する目標圧力入力手段５００とを有する。また、制御装置４３０は、バッテリ４３２からの電源供給により圧力調整制御を行なう。【００８５】
制御装置４３０のメモリ４３１には、バックル結合検出スイッチ４２０から出力された検出信号に基づいて動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着されたことを判定する装着判定手段としての制御プログラムが格納されている。さらに、制御装置４３０のメモリ４３１には、面圧検出センサ４１０から出力された検出信号に基づいてフィッティング部３１の各充填室２００と装着者１２の当接部分との面圧（フィッティング圧力）を規定圧力に調整する圧力調整手段としての制御プログラムが格納されている。【００８６】
また、ピストン・シリンダ機構４６０は、圧力導入管３６０の他端に接続されたシリンダ４７０と、シリンダ４７０を往復動可能に挿入されたピストン４８０と、ピストン４８０と一体に設けられたピストンロッド４９０とを有する。ピストンロッド４９０の外周には、雄ネジ４９２が形成されており、雄ネジ４９２はシリンダ４７０を貫通するネジ孔４７２に螺合している。【００８７】
小型モータ４４０の回転駆動力が減速ギヤ４５０を介してピストンロッド４９０に伝達されると、ピストン４８０が軸方向に移動してシリンダ４７０内の容積を増減させる。また、ピストン４８の外周は、シール部材４８２によって気密にシールされているので、ピストン４８０の移動方向により圧力導入管３６０の一端が接続された充填室２００の空気を給排して充填室２００の圧力を微調整することが可能となる。【００８８】
圧力調整部４００は、複数の充填室２００の各弁部１５０に圧力導入管３６０を一つずつ接続され、複数の充填室２００の夫々に対応して設けられ、各充填室２００を個別に圧力調整することが可能である。また、複数の充填室２００の各弁部１５０に圧力導入管３６０を並列接続することで、複数の充填室２００の圧力を一括して調整することも可能である。【００８９】
ここで、制御装置４３０が実行する圧力調整の制御処理について図１８、図１９Ａ、図１９Ｂを参照して説明する。図１８は動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着される際に実行される制御処理のフローチャートである。図１９Ａは動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着された状態のときに実行される制御処理１のフローチャートである。図１９Ｂは動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着された状態のときに実行される制御処理２のフローチャートである。【００９０】
制御装置４３０は、図１８に示すＳ１１において、バックル結合検出スイッチ４２０がオンになったか否かをチェックする。装着者１２に動作補助装着フレーム１８Ｃが装着され、係止用金具１４２がバックル１４０に挿入されて係止されると、バックル結合検出スイッチ４２０がオンになり、検出信号が出力される。Ｓ１１において、バックル結合検出スイッチ４２０がオンになると（ＹＥＳの場合）、動作補助装着フレーム１８Ｃの装着作業が完了したものと判断し、Ｓ１２に進む。【００９１】
Ｓ１２では、小型モータ４４０を負圧発生方向（減圧方向）に回転駆動させてピストン４８０を移動させてシリンダ４７０内の容積を増大させて充填室２００内の空気を吸引してフィッティング部３１の各充填室２００に負圧を導入する。これにより、各充填室２００の空気が吸引されるため、各充填室２００に充填された各粒状部材１８２間の摩擦が増大されて固化した状態に変化する。【００９２】
続いて、Ｓ１３に進み、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力を読み込む。そして、Ｓ１４では、検出されたフィッティング圧力（検出圧力）と予め設定された目標圧力（設定値）とを比較し、フィッティング圧力（検出圧力）が目標圧力（設定値）に達したか否かをチェックする。【００９３】
Ｓ１４において、フィッティング圧力（検出圧力）が目標圧力（設定値）に達していないときは（ＮＯの場合）、Ｓ１５に進み、負圧導入開始してから所定時間（例えば、５秒〜１０秒）が経過したか否かをチェックする。Ｓ１５において、所定時間が経過していないときは（ＮＯの場合）、上記Ｓ１２に戻り、Ｓ１２以降の処理を行なう。【００９４】
また、Ｓ１４において、フィッティング圧力（検出圧力）が目標圧力（設定値）に達したときは（ＹＥＳの場合）、Ｓ１６に進み、負圧の導入を停止し、Ｓ１７でフィッティング部３１のフィッティングが完了したことを報知する。これにより、フィッティング部３１の当接面は、装着者１２の体形に応じた形状で固化され、補強部１００と装着者１２との間でのずれやがたつきを無くした状態になる。【００９５】
また、上記Ｓ１５において、所定時間が経過してもフィッティング圧力（検出圧力）が目標圧力（設定値）に達しないときは（ＮＯの場合）、Ｓ１８に進み、警報を発して異常（例えば、フィッティング部３１の破損による空気漏れ等）が発生したことを知らせる。続いて、Ｓ１９に進み、負圧導入を停止させる。【００９６】
また、動作補助装着フレーム１８Ｃが装着者１２に装着された装着中は、制御装置４３０により図１９Ａに示す圧力調整処理が所定時間間隔（例えば、５分〜１０分毎）で行なわれる。図１９Ａに示すＳ２１において、バックル結合検出スイッチ４２０がオンであることを確認し、Ｓ２２に進む。Ｓ２２では、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力を読み込む。そして、Ｓ２３では、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力（検出圧力）が上限目標圧力（設定値Ａ）より大きいか否かをチェックする。【００９７】
Ｓ２３において、フィッティング圧力（検出圧力）が上限目標圧力（設定値Ａ）より大きい場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２４に進み、小型モータ４４０を空気供給方向（加圧方向）に回転駆動させてピストン４８０を移動させてシリンダ４７０内の容積を減少させてフィッティング部３１の各充填室２００に空気を供給する。これにより、各充填室２００の圧力が上昇して各粒状部材１８２間の摩擦が緩和された流動状態に変化する。【００９８】
続いて、Ｓ２５に進み、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力（検出圧力）が一定か否かをチェックする。Ｓ２５において、フィッティング圧力（検出圧力）が変化した場合（ＮＯの場合）、フィッティング部３１からの空気漏れがないもの（正常）と判断し、上記Ｓ２２に戻り、再度、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力を読み込み、Ｓ２３のフィッティング圧力の判定処理を繰り返す。また、Ｓ２４でフィッティング部３１の各充填室２００に空気を供給しているのに、上記Ｓ２５において、フィッティング圧力（検出圧力）が一定のとき（ＹＥＳの場合）は、フィッティング部３１からの空気漏れが生じたもの（異常）と判断し、Ｓ２９に進み、警報を発する。そして、Ｓ３０では、フィッティング部３１に対する圧力制御を中止する。【００９９】
また、上記Ｓ２３において、フィッティング圧力（検出圧力）が上限目標圧力（設定値Ａ）より小さい場合（ＮＯの場合）、Ｓ２６に進み、フィッティング圧力（検出圧力）が下限目標圧力（設定値Ｂ）より小さいか否かをチェックする。Ｓ２６において、フィッティング圧力（検出圧力）が下限目標圧力（設定値Ｂ）より小さい場合（ＹＥＳの場合）、Ｓ２７に進み、小型モータ４４０を負圧発生方向（減圧方向）に回転駆動させてピストン４８０を移動させてシリンダ４７０内の容積を増大させて充填室２００内の空気を吸引してフィッティング部３１の各充填室２００に負圧を導入する。【０１００】
これにより、各充填室２００の空気が吸引されるため、各充填室２００に充填された各粒状部材１８２間の摩擦が増大されて固化した状態に変化する。続いて、Ｓ２８に進み、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力（検出圧力）が下限圧力（設定値Ｃ＜Ｂ）より小さいか否かをチェックする。Ｓ２８において、フィッティング圧力（検出圧力）が下限圧力（設定値Ｃ）より大きい場合（ＮＯの場合）は、Ｓ２５に進み、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力（検出圧力）が一定か否かをチェックする。各充填室２００に負圧を導入した後のＳ２５において、フィッティング圧力（検出圧力）が変化したとき（ＮＯの場合）はフィッティング部３１からの空気漏れがないもの（正常）と判断し、Ｓ２２以降の処理を繰り返す。また、Ｓ２５において、フィッティング圧力（検出圧力）が一定のとき（ＹＥＳの場合）は、フィッティング部３１からの空気漏れが生じたもの（異常）と判断し、Ｓ２９に進み、警報を発する。そして、Ｓ３０では、フィッティング部３１に対する圧力制御を中止する。【０１０１】
また、Ｓ２８において、フィッティング圧力（検出圧力）が下限異常圧力（設定値Ｃ）より小さい場合（ＹＥＳの場合）は、充填室２００において、何らかの異常（例えば、粒状部材１８２の移動がスムーズに行なわれず、充填室２００の形状が歪形状となって装着者１２の体形にフィットしていない等）が発生している可能性が高いので、Ｓ２４に進み、充填室２００に空気を導入する。これにより、充填室２００は膨らんだ流動状態に戻り、再度フィッティング動作（充填室２００の空気導入、負圧導入）を繰り返すことができる。上記フィッティング動作を繰り返すことにより、装着者１２が体を動作させたり、姿勢を変えるができるので、粒状部材１８２の移動がスムーズに行なわれ充填室２００の形状を装着者１２の体形に合った形状に調整することが可能になる。続いて、Ｓ２５に進み、フィッティング圧力（検出圧力）が変化した場合（ＮＯの場合）、フィッティング部３１からの空気漏れがないもの（正常）と判断し、上記Ｓ２２に戻り、Ｓ２２以降の処理を繰り返す。【０１０２】
そして、Ｓ２６において、フィッティング圧力（検出圧力）が下限目標圧力（設定値Ｂ）より大きい場合（ＮＯの場合）、目標圧力範囲（設定値ＡとＢの間）に調整されたため、充填室２００の圧力調整を行なわずにＳ２１に戻り、Ｓ２１以降の処理を繰り返す。このように、フィッティング圧力調整後もＳ２１以降の処理を行なうことで、常時フィッティング圧力を監視することが可能になる。【０１０３】
また、上記Ｓ３０で、フィッティング部３１に対する圧力制御を中止した場合、空気漏れ箇所から空気が充填室２００に流入しており、充填室２００の圧力を調整することができないので、フィッティング部３１の破損箇所を修理する必要がある。【０１０４】
また、上記Ｓ２１において、バックル結合検出スイッチ４２０がオフである場合（ＮＯの場合）、動作補助装着フレーム１８Ｃのバックル１４０から係止用金具１４２が外されているため、圧力調整部４００による圧力調整を行なわず、フィッティング部３１に空気を供給してフィッティング部３１を使用前の状態（流動状態）に復帰させる（Ｓ３１）。続いて、上記Ｓ２９，Ｓ３０の処理を行なう。【０１０５】
このように、圧力調整部４００によりフィッティング部３１の圧力を常に目標圧力に調整することが可能であるので、動作補助装着フレーム１８Ｃと装着者１２との間の駆動力の伝達をロスなく行える。【０１０６】
また、圧力調整部４００によるフィッティング部３１の圧力調整は、動作補助装着フレーム１８Ｃのバックル１４０に係止用金具１４２が係止された状態で行なわれるため、非装着状態で圧力制御を行なうことがなく、フィッティング部３１及び圧力調整部４００の負担を軽減することができる。【０１０７】
次に制御装置４３０が実行する制御処理の変形例について図１９Ｂを参照して説明する。尚、図１９Ｂでは、前述した図１９Ａの処理と同じ処理については同じ処理番号を付してその説明を省略する。【０１０８】
図１９Ｂに示されるように、Ｓ２６において、フィッティング圧力（検出圧力）が下限目標圧力（設定値Ｂ）より大きい場合（ＮＯの場合）、目標圧力範囲（設定値ＡとＢの間）に調整されたため、Ｓ３２に進み、フィッティング圧力調整回数ｎに１を加算する。続いて、Ｓ３３に進み、フィッティング圧力調整回数ｎが予め設定された回数（例えば、３回）に達したか否かをチェックする。
Ｓ３３において、フィッティング圧力調整回数ｎが予め設定された回数（例えば、３回）に達しない場合（ＮＯの場合）は、上記Ｓ２４に戻り、充填室２００に空気を導入する。これにより、充填室２００は膨らんだ状態に戻り、再度フィッティング動作（充填室２００の空気導入、負圧導入）を繰り返すことができる。上記フィッティング動作を繰り返すことにより、装着者１２が体を動作させたり、姿勢を変えることができるので、粒状部材１８２の移動がスムーズに行なわれ充填室２００の形状を装着者１２の体形に合った形状に調整することが可能になる。続いて、Ｓ２５に進み、フィッティング圧力（検出圧力）が変化した場合（ＮＯの場合）、フィッティング部３１からの空気漏れがないもの（正常）と判断し、上記Ｓ２２に戻り、Ｓ２２以降の処理を繰り返す。【０１０９】
また、Ｓ３３において、フィッティング圧力調整回数ｎが予め設定された回数（例えば、３回）に達した場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ２１に戻る。また、フィッティング圧力調整後もＳ２１以降の処理を行なうことで、常時フィッティング圧力を監視することが可能になる。【０１１０】
尚、本変形例では、圧力調整回数を３回としたが、圧力調整回数は、装着者１２の動きに合わせて３回以上を設定することも可能である。【０１１１】
図２０は圧力調整部の変形例を示す図である。図２０に示されるように、圧力調整部６００は、内部が真空とされた真空タンク６１０と、真空タンク６１０に接続された圧力導入管３６０を開または閉とする負圧用電磁弁６２０と、圧力導入管３６０より分岐した分岐管６３０を開または閉とする大気用電磁弁６４０と、圧力導入管３６０の流量を微小流量に抑制する絞り６５０とを有する。真空タンク６１０と負圧用電磁弁６２０とにより圧力導入手段を構成している。【０１１２】
圧力調整部６００の制御装置４３０は、前述した圧力調整部４００の場合と同様に、面圧検出センサ４１０によって検出されたフィッティング圧力（検出圧力）に基づいて負圧用電磁弁６２０または大気用電磁弁６４０を開または閉に切替える。尚、負圧用電磁弁６２０及び大気用電磁弁６４０の内部流路は、微小流量となるように絞られている。そのため、負圧用電磁弁６２０及び大気用電磁弁６４０が開弁しても急激にフィッティング部３１の圧力が変化しないように流路面積がセッティングされている。【０１１３】
上記圧力調整部６００では、負圧用電磁弁６２０及び大気用電磁弁６４０を開閉させるだけなので、バッテリ４３２の電力消費を節約することができるが、圧力調整回数に応じて真空タンク６１０を定期的に交換することになる。
【実施例４】
【０１１４】
図２１は実施例４の動作補助装着フレームを示す斜視図である。図２２は分離されたフィッティングユニット７００を示す斜視図である。図２１において、前述した実施例１、２、３と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。また、各フィッティング部３１，７９，８１は、夫々同一構成であるので、以下の説明ではフィッティング部３１の構成について説明する。【０１１５】
図２１、図２２に示されるように、実施例４の動作補助装着フレーム１８Ｄは、フィッティングユニット７００が腰締結部材３０の補強部１００から分離可能に設けられている。補強部１００の内周面には、フィッティングユニット７００を保持するための係合部７１０が突出している。係合部７１０の突出位置は、後述するフィッティングユニット７００の凹部７２０に対応する位置に設けられている。【０１１６】
フィッティングユニット７００は、装着者１２が下着の上に装着するインナーウエア７３０の外側表面に一体的に設けられている。フィッティングユニット７００は、インナーウエア７３０の背面側に縫合された第１フィッティング部７４０とインナーウエア７３０の左右両側に縫合された第２フィッティング部７５０、第３フィッティング部７６０を有する。【０１１７】
第１フィッティング部７４０は、装着者１２の腰の背面側に位置するように成形された袋状部材からなり、袋状部材の内部には、粒状部材１８２が充填されている。【０１１８】
また、第２、第３フィッティング部７５０，７６０は、装着者１２の腰の左右両側に位置するように成形された袋状部材からなり、袋状部材の内部には、粒状部材１８２が充填されている。【０１１９】
図２３は動作補助装着フレーム１８Ｄにフィッティングユニット７００を係合させた状態を示す横断面図である。図２３に示されるように、インナーウエア７３０を装着した装着者１２は、動作補助装着フレーム１８Ｄを装着する際にフィッティングユニット７００の凹部７２０を補強部１００の係合部７１０と位置合わせを行なった後、係止用金具１４２をバックル１４０に挿入させて係止させる。続いて、各フィッティング部７４０、７５０，７６０に負圧を導入する操作を行なって各フィッティング部７４０、７５０，７６０を固化させる。これで、フィッティングユニット７００は、装着者１２の腰の背面側及び左右両側に密着した形状に固化され、動作補助装着フレーム１８Ｄからの駆動力をロス無く装着者１２に伝達することが可能になる。【０１２０】
また、各フィッティング部７４０、７５０，７６０に空気（大気圧）を導入することにより、動作補助装着フレーム１８Ｄの補強部１００とフィッティングユニット７００との係合状態が解除されて装着者１２から動作補助装着フレーム１８Ｄを外すことが可能になる。【０１２１】
このように、フィッティングユニット７００は、動作補助装着フレーム１８Ｄから分離可能であるので、例えば、リハビリテーションなどの施設で複数の患者が１台の動作補助装着フレーム１８Ｄを共用する場合、各人がフィッティングユニット７００を有するインナーウエア７３０を用意すれば、各人の体形による差違に拘わらず、動作補助装着フレーム１８Ｄを使用したリハビリテーションを実施することが可能になる。【０１２２】
尚、インナーウエア７３０の形態としては、図２２に示すようなスパッツ型のものに限らず、例えば、装着者１２のウエスト回りに密着する腹巻き型のもの、あるいは肩からウエスト部分まで覆うようなベスト型のものでも良い。【０１２３】
ここで、図２４乃至図２７を参照して上記実施例の他の変形例について説明する。【０１２４】
図２４は実施例１の他の変形例を示す横断面図である。図２４に示されるように、装着者１２の腰回りには、サポート部材８００が装着されている。サポート部材８００は、装着者１２の腰回りに装着されることにより、外側に広げられると共に、内側の装着者１２に対して締付け力を発生させる伸縮性及び高摩擦性を有する繊維素材により織られている。また、サポート部材８００は、表面が多数の凹凸を有してゴム材のように摩擦係数が高くなっており、装着者１２及びフィッティング部３１との間で滑り止めとしても作用する。すなわち、サポート部材８００は、内周面が装着者１２の腰回り密着すると共に、外周面がフィッティング部３１の表面に密着する。【０１２５】
フィッティング部３１の内部に充填された各粒状部材１８２は、前述した圧力調整によりフィッティング部３１の内部が減圧されると共に、固化状態に変化してサポート部材８００を介した装着者１２の体形に応じた形状になる。従って、フィッティング部３１は、各粒状部材１８２が固化状態に変化することにより、サポート部材８００の外周面の形状に合った形状に変化して密着状態を保持する。【０１２６】
さらに、伸縮性及び表面に高摩擦性を有するサポート部材８００により、装着者１２が歩行動作を行なう際にフィッティング部３１が滑りにくくなり、モータ駆動力発生時の装着者１２とフィッティング部３１との間のがたつきが防止される。【０１２７】
尚、上記サポート部材８００は、前述した腿締結部材７８のフィッティング部７９が装着される腿、及び脛締結部材８０のフィッティング部８１が装着される脛にも装着可能なサイズが用意されており、装着者１２の意思によって適宜装着される。【０１２８】
図２５は実施例２の他の変形例を示す横断面図である。図２５に示されるように、フィッティング部３１には、複数の充填室２００が設けられており、複数の充填室２００の表面がサポート部材８００の外周面に密着する。本変形例では、フィッティング部３１に多数の粒状部材１８２が充填された複数の充填室２００が設けられている。各充填室２００の表面と装着者１２との間には、伸縮性及び表面に高摩擦性を有するサポート部材８００が介在する。そのため、前述した圧力調整により各充填室２００の表面が個別に変形した際の形状に関わらず、装着者１２とフィッティング部３１との間は滑りにくくなり、モータ駆動力発生時の装着者１２とフィッティング部３１との間のがたつきが防止される。【０１２９】
また、固化状態に変化した各充填室２００の表面形状によって装着者１２との接触面積が小さくなった場合でも、サポート部材８００によって各充填室２００の表面と装着者１２との密着性が確保される。【０１３０】
図２６は実施例４の変形例を示す斜視図である。図２７は実施例４の変形例を示す横断面図である。図２６に示されるように、インナーウエア７３０は、フィッティング部７４０、７５０、７６０が取り付けられたサポート部材８００と、サポート部材８００よりも軟らかく薄い素材によって形成されたスパッツ部８１０とを一体的に縫合してなる。サポート部材８００は、装着者１２のウエスト部分に密着し、スパッツ部８１０はサポート部材８００より下方のヒップ部分及び下肢部分に密着する。【０１３１】
従って、サポート部材８００は、インナーウエア７３０のウエスト部分を構成しており、装着者１２がインナーウエア７３０を装着すると共に、装着者１２の腰回りに密着する。【０１３２】
図２７に示されるように、サポート部材８００の外周面には、フィッティング部７４０、７５０、７６０が一体的に設けられているので、前述した実施例４の場合と同様に、インナーウエア７３０を装着した装着者１２は、各フィッティング部７４０、７５０、７６０間の凹部７２０に補強部１００の係合部７１０が嵌合するように位置合わせを行なって、動作補助装着フレーム１８Ｄを装着する。そして、腰締結部材３０の係止用金具１４２をバックル１４０に挿入させて係止させる。【０１３３】
続いて、前述した圧力調整により各フィッティング部７４０、７５０，７６０に負圧を導入すると、各フィッティング部７４０、７５０，７６０は、内部に充填された多数の粒状部材１８２が流動状態から固化状態に変化し、サポート部材８００を介して装着者１２の体形に応じた形状に成形される。【０１３４】
このように、装着者１２は、インナーウエア７３０を着ることにより、サポート部材８００及び各フィッティング部７４０、７５０，７６０を装着することができるので、動作補助装着フレーム１８Ｄを装着する前の準備作業が容易になる。【０１３５】
本国際出願は、２００７年１２月２１日に出願した日本国特許出願２００７−３３０６２８号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２００７−３３０６２８号の全内容を本国際出願に援用する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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