(57)【要約】【課題】装着者の膝関節または足関節にかかる負担を低減できる動作支援装具を提供する。【解決手段】装着者の胴体、大腿部、下腿部および足部にそれぞれが対応して配置され、かつ、装着者の各関節が屈曲および伸展する方向に回転自在に互いに接続されている胴体部材１０、上脚部材２０、下脚部材３０および足部材４０と、胴体部材１０に設けられ、上脚部材２０を胴体部材１０に対して回転させるアクチュエータ１４と、装着者が立脚状態であるか遊脚状態であるかを検出する検出部８１と、検出部８１の検出結果に応じてアクチュエータ１４の動作を制御する動力制御部８３と、上脚部材１０、下脚部材２０および足部材３０のうちの連続して接続されている２つの部材の間に設けられ、装着者の膝関節が屈曲するまたは足関節が伸展する第１の回転方向に、２つの部材の一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させる粘性減衰機構５０と、を備える。【選択図】図１
2018012148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の胴体、大腿部、下腿部および足部にそれぞれが対応して配置され、かつ、前記装着者の前記胴体、前記大腿部、前記下腿部および前記足部の各関節が屈曲および伸展する方向に回転自在に互いに接続されている胴体部材、上脚部材、下脚部材および足部材と、
前記胴体部材に設けられ、前記上脚部材を前記胴体部材に対して回転させるアクチュエータと、
前記装着者が立脚状態であるか遊脚状態であるかを検出する第１検出部と、
前記第１検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの動作を制御する動力制御部と、
前記上脚部材、前記下脚部材および前記足部材のうちの連続して接続されている２つの部材の間に設けられ、前記装着者の膝関節が屈曲するまたは足関節が伸展する第１の回転方向に、前記２つの部材の一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させる粘性減衰機構と、を備える
動作支援装具。
【請求項２】
前記粘性減衰機構における、前記一方の部材が前記他方の部材に対して前記第１の回転方向に回転するときに作用する第１の減衰力に係る第１の粘性減衰係数は、前記一方の部材が前記他方の部材に対して前記第１の回転方向とは反対向きの第２の回転方向に回転するときに作用する第２の減衰力に係る第２の粘性減衰係数よりも大きい
請求項１に記載の動作支援装具。
【請求項３】
前記粘性減衰機構は、ショックアブソーバである
請求項２に記載の動作支援装具。
【請求項４】
前記粘性減衰機構は、
前記一方の部材及び前記他方の部材の回転を制動する制動機構と、
前記一方の部材が前記他方の部材に対して前記第１の回転方向に回転しているときの回転速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部が検出した前記回転速度に応じて、前記制動機構の作用の程度を制御することで、粘性減衰の作用を前記一方の部材及び前記他方の部材の接続部分に仮想的に与える粘性制御部と、を有する
請求項２に記載の動作支援装具。
【請求項５】
前記制動機構は、機械式ブレーキである
請求項４に記載の動作支援装具。
【請求項６】
さらに、
前記装着者の膝関節または足関節に対して前記第１の回転方向の力がかかりやすい状態であるか否かを検出する第２検出部を備え、
前記粘性減衰機構は、前記第１の粘性減衰係数が所定の値よりも大きい第１状態と、前記第１の粘性減衰係数が前記所定の値以下の第２状態とに切り替える切り替え部を有し、
前記切り替え部は、前記装着者の膝関節または足関節に対して前記第１の回転方向の力がかかりやすい状態を前記第２検出部が検出している場合、前記第１状態となり、前記装着者の膝関節または足関節に対して前記第１の回転方向の力がかかりやすい状態を前記第２検出部が検出していない場合、前記第２状態となる
請求項２から５のいずれか１項に記載の動作支援装具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作支援装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、装着者の歩行を支援（アシスト）する動作支援装具が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、動作支援装具において、脚部をロック状態とすることで、装着者が動作支援装具を装着した状態で装着者の立ち姿勢を保持する作業姿勢保持装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１０７５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、装着者は、上記従来の動作支援装具を装着した状態で歩行する場合、膝関節や足関節に負担がかかっても、膝関節が屈曲しすぎないように、または、足関節が伸展しすぎないように支える必要があった。つまり、上記従来の技術では、装着者の膝関節または足関節に負担がかかっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、装着者の膝関節または足関節にかかる負担を低減できる動作支援装具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る動作支援装具は、装着者の胴体、大腿部、下腿部および足部にそれぞれが対応して配置され、かつ、前記装着者の前記胴体、前記大腿部、前記下腿部および前記足部の各関節が屈曲および伸展する方向に回転自在に互いに接続されている胴体部材、上脚部材、下脚部材および足部材と、前記胴体部材に設けられ、前記上脚部材を前記胴体部材に対して回転させるアクチュエータと、前記装着者が立脚状態であるか遊脚状態であるかを検出する第１検出部と、前記第１検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの動作を制御する動力制御部と、前記上脚部材、前記下脚部材および前記足部材のうちの連続して接続されている２つの部材の間に設けられ、前記装着者の膝関節が屈曲するまたは足関節が伸展する第１の回転方向に、前記２つの部材の一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させる粘性減衰機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の動作支援装具は、装着者の膝関節または足関節にかかる負担を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る動作支援装具を前方から見た斜視図である。
【図２】動作支援装具の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】動作支援装具の動力制御部による下肢への動力制御を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】動作支援装具の動力制御部による上肢への動力制御を示すフローチャートである。
【図４】装着者が歩いているときの立脚状態における粘性減衰機構の作用を説明するための図である。
【図５】装着者が歩いているときの遊脚状態における粘性減衰機構の作用を説明するための図である。
【図６】変形例１に係る動作支援装具を前方から見た斜視図である。
【図７Ａ】非規制状態におけるソール部の断面図である。
【図７Ｂ】屈曲規制状態におけるソール部の断面図である。
【図８】変形例２に係る動作支援装具の機能構成を示すブロック図である。
【図９】変形例２に係る動作支援装具の切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１０】変形例３に係る粘性減衰機構の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】変形例３に係る粘性減衰機構の動作を示すフローチャートである。
【図１２】膝関節が屈曲する方向および伸展する方向と、足関節が屈曲する方向および伸展する方向とを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記動作支援装具の実現のため、本発明の一態様に係る動作支援装具は、装着者の胴体、大腿部、下腿部および足部にそれぞれが対応して配置され、かつ、前記装着者の前記胴体、前記大腿部、前記下腿部および前記足部の各関節が屈曲および伸展する方向に回転自在に互いに接続されている胴体部材、上脚部材、下脚部材および足部材と、前記胴体部材に設けられ、前記上脚部材を前記胴体部材に対して回転させるアクチュエータと、前記装着者が立脚状態であるか遊脚状態であるかを検出する第１検出部と、前記第１検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの動作を制御する動力制御部と、前記上脚部材、前記下脚部材および前記足部材のうちの連続して接続されている２つの部材の間に設けられ、前記装着者の膝関節が屈曲するまたは足関節が伸展する第１の回転方向に、前記２つの部材の一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させる粘性減衰機構と、を備える。
【００１１】
これによれば、上脚部材、下脚部材および足部材のうちの連続して接続されている２つの部材の間で、第１の回転方向に力が作用した場合に、粘性減衰機構は、当該力を減衰させることができる。このため、例えば、重い荷物を持って歩く場合や、下り坂を歩く場合などのように、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態である場合に、粘性減衰機構が配置されている２つの部材に対応する装着者の膝関節または足関節にかかる負担を低減できる。
【００１２】
また、前記粘性減衰機構における、前記一方の部材が前記他方の部材に対して前記第１の回転方向に回転するときに作用する第１の減衰力に係る第１の粘性減衰係数は、前記一方の部材が前記他方の部材に対して前記第１の回転方向とは反対向きの第２の回転方向に回転するときに作用する第２の減衰力に係る第２の粘性減衰係数よりも大きくてもよい。
【００１３】
これによれば、２つの部材を互いに第２の回転方向に回転させる場合は、第１の回転方向に回転させる場合よりも減衰力が小さいため、膝関節が屈曲した状態から伸展させること、または、足関節が伸展した状態から屈曲させることを装着者は容易にできる。
【００１４】
また、前記粘性減衰機構は、ショックアブソーバであってもよい。
【００１５】
これによれば、例えば、第２の回転方向の回転時にかかる減衰力を極力小さくできる。また、粘性減衰機構が作用するタイミングを容易に変更することができる。
【００１６】
また、前記粘性減衰機構は、前記一方の部材及び前記他方の部材の回転を制動する制動機構と、前記一方の部材が前記他方の部材に対して前記第１の回転方向に回転しているときの回転速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部が検出した前記回転速度に応じて、前記制動機構の作用の程度を制御することで、粘性減衰の作用を前記一方の部材及び前記他方の部材の接続部分に仮想的に与える粘性制御部と、を有してもよい。
【００１７】
また、前記制動機構は、機械式ブレーキであってもよい。
【００１８】
また、さらに、前記装着者の膝関節または足関節に対して前記第１の回転方向の力がかかりやすい状態であるか否かを検出する第２検出部を備え、前記粘性減衰機構は、前記第１の粘性減衰係数が所定の値よりも大きい第１状態と、前記第１の粘性減衰係数が前記所定の値以下の第２状態とに切り替える切り替え部を有し、前記切り替え部は、前記装着者の膝関節または足関節に対して前記第１の回転方向の力がかかりやすい状態を前記第２検出部が検出している場合、前記第１状態となり、前記装着者の膝関節または足関節に対して前記第１の回転方向の力がかかりやすい状態を前記第２検出部が検出していない場合、前記第２状態となってもよい。
【００１９】
これによれば、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態であることを検出している場合に、粘性減衰機構を作用させるため、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態であるときに、膝関節または足関節にかかる負担を低減できる。
【００２０】
以下、本発明の一態様に係る動作支援装具１００について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２１】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２２】
（実施の形態）
図１〜図５を用いて、動作支援装具について説明する。
【００２３】
［１−１．構成］
本実施の形態では、装着者に動作支援装具が装着された状態において、装着者の左右方向をＸ軸方向とし、装着者の前後方向をＹ軸方向とし、装着者の上下方向をＺ軸方向とする。また、装着者の左側をＸ軸方向プラス側とし、装着者の右側をＸ軸方向マイナス側とする。また、装着者の前側をＹ軸方向プラス側とし、装着者の後ろ側をＹ軸方向マイナス側とする。また。装着者の上側をＺ軸方向プラス側とし、装着者の下側をＺ軸方向マイナス側とする。なお、各図において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれを示す矢印が示す方向を、それぞれの方向におけるプラス側とし、矢印とは反対側の方向を、それぞれの方向におけるマイナス側とする。
【００２４】
図１は、実施の形態に係る動作支援装具を前方から見た斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、動作支援装具１００は、胴体部材１０と、上脚部材２０と、下脚部材３０と、足部材４０と、粘性減衰機構５０と、アクチュエータ１４とを備える。また、動作支援装具１００は、さらに、背中部材６１と、肩部材６２と、アクチュエータ６３と、荷台６４と、肩ベルト６５と、上腕部材７０とを備えていてもよい。
【００２６】
胴体部材１０は、装着者の胴体の側方に配置され、胴体に装着される部材である。胴体部材１０は、２つの本体部１１と、本体部１１の間に固定される長尺板状の腰部１２と、装着者の腰の左右方向の両外側に、それぞれ２つの本体部１１が位置するように装着者の腰を腰部１２の所定の位置に固定するための腰ベルト１３とを有する。本体部１１には、動力制御部８３を実現するためのコンピュータと、コンピュータおよびアクチュエータ１４を動作させる電力を供給するバッテリが設けられていてもよい。本体部１１および腰部１２は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。腰ベルト１３は、ナイロン、シリコーンなどの樹脂、金属、革（人工皮革を含む）などにより構成される。
【００２７】
なお、上脚部材２０、下脚部材３０、足部材４０、粘性減衰機構５０およびアクチュエータ１４は、２つの本体部１１のそれぞれに１つずつ設けられる（つまり、１つの動作支援装具１００に対して２つずつ設けられる）が、それぞれの形状が左右対称で異なる以外は、同様の構成であるので、以下では、片側の構成について主に説明する。
【００２８】
アクチュエータ１４は、胴体部材１０に設けられ、上脚部材２０を胴体部材１０に対して回転させる。アクチュエータ１４は、例えば、モータである。
【００２９】
上脚部材２０は、装着者の大腿部の側方に配置される、長尺板状の部材である。上脚部材２０は、具体的にはバンド２１により大腿部のＸ軸方向外側の位置に、大腿部に対して略平行に装着される。上脚部材２０は、Ｚ軸方向プラス側の端部が胴体部材１０の本体部１１に対して回転自在に接続され、Ｚ軸方向マイナス側の端部が下脚部材３０に対して回転自在に接続されている。具体的には、上脚部材２０は、Ｚ軸方向プラス側の端部が胴体部材１０に対して、Ｘ軸方向に沿った方向に延びる回転軸を軸として回転自在に接続されている。つまり、上脚部材２０は、装着者の股関節に対応する位置で、本体部１１に対して回転自在に接続されている。また、上脚部材２０は、Ｚ軸方向マイナス側の端部が下脚部材３０に対してＸ軸方向に沿った方向に延びる回転軸を軸として回転自在に接続されている。つまり、上脚部材２０は、装着者の膝関節に対応する位置で、下脚部材３０に対して回転自在に接続されている。上脚部材２０は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００３０】
下脚部材３０は、装着者の下腿部の側方に配置される、長尺板状の部材である。下脚部材３０は、具体的には、装着者の下腿部の前側を支持する支持部３１により、下腿部のＸ軸方向外側の位置に、下腿部に対して略平行に配置される。下脚部材３０は、Ｚ軸方向プラス側の端部が上脚部材２０に対して、Ｘ軸方向に沿った方向に延びる回転軸３２を軸として回転自在に接続されている。下脚部材３０は、Ｚ軸方向マイナス側の端部が足部材４０に対して、Ｘ軸方向に沿った方向に延びる回転軸３３を軸として回転自在に接続されている。つまり、下脚部材３０は、装着者の足関節に対応する位置で、足部材４０に対して回転自在に接続されている。また、下脚部材３０は、上端からＹ軸方向マイナス側に突出する突出部３４を有する。下脚部材３０は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００３１】
足部材４０は、装着者の足部の側方および下方に配置される部材である。足部材４０は、装着者の足が載置されるソール部４１と、ソール部４１から上方に突出している柱状部４２と、柱状部４２に固定され装着者の踵の後側を支持する踵支持部４３と、ソール部４１の前側の部分に配置され、装着者のつま先を覆うカバー部４４とを有する。足部材４０は、ソール部４１、踵支持部４３、およびカバー部４４により装着者の足部に装着される。柱状部４２は、上端が下脚部材３０の下端と回転自在に接続されている。足部材４０は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００３２】
なお、胴体部材１０、上脚部材２０および足部材４０の各部材を、装着者の対応する各部位に装着するための構成は、胴体部材１０、上脚部材２０および足部材４０を、それぞれ装着者の胴体、大腿部および足部に装着できれば上記に限るものではなく、従来用いられる公知の技術を用いて構成することができる。
【００３３】
このように、胴体部材１０、上脚部材２０、下脚部材３０および足部材４０は、それぞれ、装着者の胴体、大腿部、下脚部および足部に対応して配置される。少なくとも、胴体部材１０、上脚部材２０および足部材４０は、装着者の胴体、大腿部および足部に装着される。また、下脚部材３０は、装着者の下腿部に装着される構成ではないとしたが、装着者の下腿部に装着される構成としてもよい。
【００３４】
粘性減衰機構５０は、上脚部材２０および下脚部材３０の間に設けられ、上脚部材２０および下脚部材３０が装着者に装着されている状態で、装着者の膝関節が屈曲する第１の回転方向に、上脚部材２０および下脚部材３０の一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させる。粘性減衰機構５０は、例えば、ショックアブソーバであり、オイル式のダンパである。粘性減衰機構５０は、全長が収縮する方向に作用する第１の減衰力に係る第１の粘性減衰係数が、全長が伸長する方向に作用する第２の減衰力に係る第２の粘性減衰係数よりも大きい構成の一方向式のオイルダンパである。つまり、粘性減衰機構５０が収縮する場合に内部のオイルが通過する第１流路と、粘性減衰機構５０が伸長する場合に内部のオイルが通過する流路断面積が第１流路よりも大きい第２流路とを有する。つまり、粘性減衰機構５０は、全長が変位するときの速度が同じであれば、全長が縮む場合に反発する力が全長が延びる場合に反発する力よりも大きく作用する。なお、粘性減衰機構５０として採用されるダンパは、伸縮式のダンパを例示しているが、回転式のダンパを採用してもよい。
【００３５】
粘性減衰機構５０は、上端部５１が上脚部材２０に設けられた穴部２２に回転自在に接続され、下端部５２が下脚部材３０の突出部３４に設けられた穴部３５に回転自在に接続されている。つまり、粘性減衰機構５０は、上脚部材２０および下脚部材３０が第１の回転方向に回転する場合、穴部２２および穴部３５の位置が互いに近づくため、その全長が縮む。一方で、粘性減衰機構５０は、上脚部材２０および下脚部材３０が第１の回転方向とは反対向きの第２の回転方向に回転する場合、穴部２２および穴部３５の位置が互いに遠ざかるため、その全長が延びる。つまり、粘性減衰機構５０では、上脚部材２０が下脚部材３０に対して第１の回転方向に回転するときに作用する第１の減衰力に係る第１の粘性減衰係数は、上脚部材２０が下脚部材３０に対して第２の回転方向に回転するときに作用する第２の減衰力に係る第２の粘性減衰係数よりも大きいといえる。
【００３６】
背中部材６１は、装着者の背中に配置される部材である。背中部材６１は、胴体部材１０の腰部１２の上部に固定され、Ｚ軸方向プラス側に延びる長尺板状部材である。背中部材６１は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００３７】
肩部材６２は、背中部材６１の上部のＸ軸方向の両側からＸ軸方向に沿って外側に突出している部材であり、装着者の両肩の位置に配置される２つの部材である。肩部材６２は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００３８】
荷台６４は、背中部材６１に設けられ、Ｚ軸方向に垂直な板状部材であり、荷物を載せることが可能な棚状の部材である。荷台６４には、荷物を荷台６４に固定するためのバンドが設けられていてもよい。なお、荷台６４は、必ずしも背中部材６１に設けられていなくてもよい。
【００３９】
肩ベルト６５は、背中部材６１に接続され、装着者の肩に装着される部材である。肩ベルト６５は、背中部材６１のＸ軸方向プラス側の部位、および、Ｘ軸方向マイナス側の部位のそれぞれに設けられる。つまり、肩ベルト６５は、装着者の両肩に対応した位置に設けられる。肩ベルト６５は、ナイロン、シリコーンなどの樹脂、金属、革（人工皮革を含む）などにより構成される。
【００４０】
なお、上腕部材７０およびアクチュエータ６３は、２つの肩部材６２のそれぞれに１つずつ設けられる（つまり、１つの動作支援装具１００に対して２つずつ設けられる）が、それぞれの形状が左右対称で異なる以外は、同様の構成であるので、以下では、片側の構成について主に説明する。
【００４１】
アクチュエータ６３は、肩部材６２に設けられ、上腕部材７０を肩部材６２に対して回転させる。アクチュエータ６３は、例えば、モータである。
【００４２】
上腕部材７０は、装着者の上腕部に装着される、棒状の部材である。上腕部材７０は、具体的には、装着者の上腕部を支持する支持部７１により、上腕部の後側（Ｙ軸方向マイナス側）の位置に、上腕部に対して略平行に装着される。支持部７１には、図示しないが、支持部７１と共に装着者の上腕部を囲うバンドが設けられていてもよい。
【００４３】
上腕部材７０は、Ｚ軸方向プラス側の端部が肩部材６２に対して回転自在に接続されている。具体的には、上腕部材７０は、Ｚ軸方向プラス側の端部が肩部材６２に対して、Ｘ軸方向に沿った方向に延びる回転軸を軸として回転自在に接続されている。つまり、上腕部材７０は、装着者の肩関節に対応する位置で、肩部材６２に対して回転自在に接続されている。上腕部材７０は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００４４】
次に、動作支援装具の機能的な構成について説明する。
【００４５】
図２は、動作支援装具の機能的な構成を示すブロック図である。
【００４６】
図２に示すように、動作支援装具１００は、機能的には、検出部８１と、検出部８２と、動力制御部８３と、アクチュエータ１４と、アクチュエータ６３とを備える。
【００４７】
検出部８１は、装着者が立脚状態であるか遊脚状態であるかを検出する。具体的には、検出部８１は、足部材４０の裏側に設けられる圧力センサおよびコンピュータにより実現されてもよい。つまり、圧力センサが所定の圧力を超える圧力を検出している場合、コンピュータは、装着者が立脚状態であると検出する。また、圧力センサが所定の圧力以下の圧力を検出している場合、コンピュータは、装着者が遊脚状態であると検出する。
【００４８】
なお、検出部８１は、アクチュエータ１４の回転角度を読み取るエンコーダおよびコンピュータにより実現されてもよい。つまり、装着者の立脚状態におけるアクチュエータ１４の回転方向およびアクチュエータ１４の回転角度と、装着者の遊脚状態におけるアクチュエータ１４の回転方向およびアクチュエータ１４の回転角度と、をそれぞれ予め対応づけておくことで、装着者の立脚状態および遊脚状態を検出してもよい。この場合、装着者に動作支援装具１００を装着させた状態で、キャリブレーションすることにより、立脚状態および遊脚状態のそれぞれにおける、アクチュエータ１４の回転方向およびアクチュエータ１４の回転角度を対応づけて記憶させてもよい。
【００４９】
検出部８２は、装着者の上腕部が前方に向かう方向（順回転方向）に上腕部材７０が回転しているか、上腕部が後方に向かう方向（逆回転方向）に上腕部材７０が回転しているかを検出する。検出部８２は、例えば、アクチュエータ６３の回転角度を読み取るエンコーダおよびコンピュータにより実現される。
【００５０】
動力制御部８３は、検出部８１の検出結果に応じてアクチュエータ１４の動作を制御する。具体的には、動力制御部８３は、立脚状態において、上脚部材２０の下端が前方から後方に向かって旋回する方向（順回転方向）にアクチュエータ１４を回転させ、遊脚状態において、上脚部材２０の下端が後方から前方に向かって旋回する方向（逆回転方向）にアクチュエータを回転させる。これにより、動力制御部８３は、装着者の歩行を支援する。つまり、動力制御部８３は、装着者の歩行を支援できればどのようにアクチュエータ１４を回転させてもよく、上記の説明の動作に限るものではない。
【００５１】
また、動力制御部８３は、検出部８２の検出結果に応じてアクチュエータ６３の動作を制御してもよい。具体的には、動力制御部８３は、装着者の上腕部が前方に向かう方向（順回転方向）に上腕部材７０が回転していれば、当該回転方向を助長させる方向（つまり順回転方向）にアクチュエータ６３を回転させる。また、動力制御部８３は、上腕部が後方に向かう方向（逆回転方向）に上腕部材７０が回転していれば、当該回転方向を助長させる方向（つまり逆回転方向）にアクチュエータ６３を回転させる。これにより、動力制御部８３は、装着者の上腕部の動作を支援してもよい。
【００５２】
［１−２．動作］
次に、動作支援装具の動力制御部による動力制御について説明する。
【００５３】
図３Ａは、動作支援装具の動力制御部による下肢への動力制御を示すフローチャートである。
【００５４】
動作支援装具１００の動力制御部８３は、検出部８１が立脚状態を検出したか、遊脚状態を検出したかを判定する（Ｓ１１）。
【００５５】
動力制御部８３は、検出部８１が立脚状態を検出していれば（Ｓ１１でＹｅｓ）、アクチュエータ１４を順回転方向に回転させる（Ｓ１２）。
【００５６】
一方で、動力制御部８３は、検出部８２が遊脚状態を検出していれば（Ｓ１１でＮｏ）、アクチュエータ１４を逆回転方向に回転させる（Ｓ１３）。
【００５７】
図３Ｂは、動作支援装具の動力制御部による上肢への動力制御を示すフローチャートである。
【００５８】
動作支援装具１００の動力制御部８３は、検出部８２が装着者の上腕部が前方に向かう方向（順回転方向）に上腕部材７０が回転していることを検出しているか、上腕部が後方に向かう方向（逆回転方向）に上腕部材７０が回転していることを検出しているかを判定する（Ｓ２１）。
【００５９】
動力制御部８３は、装着者の上腕部が前方に向かう方向（順回転方向）に上腕部材７０が回転していることを検出部８２が検出していれば（Ｓ２１でＹｅｓ）、アクチュエータ６３を順回転方向に回転させる（Ｓ２２）。
【００６０】
一方で、動力制御部８３は、装着者の上腕部が後方に向かう方向（逆回転方向）に上腕部材７０が回転していることを検出部８２が検出していれば（Ｓ２１でＮｏ）、アクチュエータ６３を逆回転方向に回転させる（Ｓ２３）。
【００６１】
［１−３．使用例］
動作支援装具１００は、粘性減衰機構５０を備える構成であるため、装着者が歩いているときに、膝関節に加わる負担を低減できる構成である。次に、装着者が歩いているときの粘性減衰機構５０の作用について図４および図５を用いて説明する。
【００６２】
図４は、装着者が歩いているときの立脚状態における粘性減衰機構の作用を説明するための図である。図５は、装着者が歩いているときの遊脚状態における粘性減衰機構の作用を説明するための図である。なお、図４および図５では、右脚側の構成について図示しているが、左脚側も同様に説明できるため、詳細な説明を省略する。また、図４および図５では、動作支援装具１００の装着者の上半身に装着される部位（背中部材６１、肩部材６２、アクチュエータ６３、荷台６４、肩ベルト６５および上腕部材７０）の一部を省略して図示している。
【００６３】
図４の（ａ）〜（ｅ）は、遊脚状態から立脚状態に移行する直前のタイミングから、立脚状態から遊脚状態に移行する直前のタイミングまでの装着者の姿勢および動作支援装具１００の姿勢を複数のタイミングで時系列に示した図である。
【００６４】
図４の（ａ）および（ｂ）に示すタイミングで、装着者は、遊脚状態から立脚状態となる。このとき、検出部８１は立脚状態を検出するため、動力制御部８３は、図４の（ｂ）の白抜き矢印で示すように、順回転方向にアクチュエータ１４を回転させる。装着者の右脚が立脚状態となると、次のタイミングで、図４の（ｃ）に示すように、反対側の左脚が遊脚状態となる。このため、装着者の両脚のうち右脚だけに装着者の自重が加わることになる。また、装着者は、重い荷物を持って歩いているため、立脚状態の右脚の下脚部には、前傾しやすい。このため、装着者の右脚の膝関節には、屈曲する方向に力が作用する。このため、上脚部材２０は、下脚部材３０に対して第１の回転方向に回転する。
【００６５】
ここで、図４の（ｆ）は、図４の（ａ）における粘性減衰機構５０の拡大図であり、図４の（ｇ）は、図４の（ｃ）における粘性減衰機構５０の拡大図である。図４の（ｆ）および（ｇ）に示すように、粘性減衰機構５０は、遊脚状態から立脚状態に移行することで、長さＬ１から長さＬ２に収縮している。このため、装着者の右脚の膝関節が屈曲する方向に働く力を粘性減衰機構５０が収縮するときに伸長する方向の第１の減衰力を、上脚部材２０および下脚部材３０に加えることができる。
【００６６】
図５の（ａ）〜（ｅ）は、立脚状態から遊脚状態に移行する直前のタイミングから、遊脚状態から立脚状態に移行する直前のタイミングまでの装着者の姿勢および動作支援装具１００の姿勢を複数のタイミングで時系列に示した図である。
【００６７】
図５の（ａ）および（ｂ）に示すタイミングで、装着者は、立脚状態から遊脚状態となる。このとき、検出部８１は遊脚状態を検出するため、動力制御部８３は、図５の（ｂ）の白抜き矢印で示すように、逆回転方向にアクチュエータ１４を回転させる。遊脚状態では、装着者の膝関節は、屈曲した状態から伸長した状態に変化する。つまり、上脚部材２０は、下脚部材３０に対して第２の回転方向に回転する。
【００６８】
ここで、図５の（ｆ）は、図５の（ｃ）における粘性減衰機構５０の拡大図であり、図５の（ｇ）は、図５の（ｄ）における粘性減衰機構５０の拡大図である。図５の（ｆ）および（ｇ）に示すように、粘性減衰機構５０は、遊脚状態の中期から後期にかけて、長さＬ３から長さＬ４に伸長している。粘性減衰機構５０は、伸長する場合には、収縮する場合によりも小さい減衰力しか作用しないため、装着者は、膝を伸展させる動作を行うことで容易に上脚部材２０を下脚部材３０に対して第２の回転方向に回転させることができる。
【００６９】
［１−４．効果など］
本実施の形態に係る動作支援装具１００は、装着者の胴体、大腿部、下腿部および足部にそれぞれ装着され、かつ、装着者の胴体、大腿部、下腿部および足部の各関節が屈曲および伸展する方向に回転自在に互いに接続されている胴体部材１０、上脚部材２０、下脚部材３０および足部材４０と、アクチュエータ１４と、検出部８１と、動力制御部８３と、粘性減衰機構５０とを備える。アクチュエータ１４は、胴体部材１０に設けられ、上脚部材２０を胴体部材１０に対して回転させる。検出部８１は、装着者が立脚状態であるか遊脚状態であるかを検出する。動力制御部８３は、検出部８１の検出結果に応じてアクチュエータ１４の動作を制御する。粘性減衰機構５０は、上脚部材２０および下脚部材３０の間に設けられ、上脚部材２０および下脚部材３０が装着者に装着されている状態で、装着者の膝関節が屈曲する第１の回転方向に、上脚部材２０および下脚部材３０の一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させる。
【００７０】
つまり、上脚部材２０および下脚部材３０の間で、第１の回転方向に力が作用した場合に、粘性減衰機構５０は、当該力を減衰させることができる。このため、例えば、重い荷物を持って歩く場合や、下り坂を歩く場合などのように、装着者の膝関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態である場合に、粘性減衰機構５０が配置されている上脚部材２０および下脚部材３０の間に対応する装着者の膝関節にかかる負担を低減できる。
【００７１】
また、粘性減衰機構５０における、上脚部材２０および下脚部材３０の一方の部材が他方の部材に対して第１の回転方向に回転するときに作用する第１の減衰力に係る第１の粘性減衰係数は、一方の部材が他方の部材に対して第１の回転方向とは反対向きの第２の回転方向に回転するときに作用する第２の減衰力に係る第２の粘性減衰係数よりも大きい。
【００７２】
つまり、上脚部材２０および下脚部材３０を互いに第２の回転方向に回転させる場合は、第１の回転方向に回転させる場合よりも減衰力が小さいため、装着者の膝関節が屈曲した状態から伸展させることを装着者は容易にできる。
【００７３】
なお、装着者の歩行時では、膝関節を伸展した状態から屈曲させる方向（つまり第１の回転方向）の回転は、立脚時に起こり、自重がかかる方向と同じになる。このため、装着者は、膝関節に対して第１の回転方向に力を加えなくても、膝関節の屈曲を、自重を利用することにより容易に行うことができる。この場合、むしろ、装着者は、自重による力を支えるために、膝関節に対して第１の回転方向とは反対方向に力を加える必要がある。このように、装着者は、例えば、重い荷物を持って歩く場合や、下り坂を歩く場合などのように、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態である場合に、粘性減衰機構５０は、当該力を減衰する第１の減衰力を与えるように作用する。このため、装着者は、立脚時に自重による力を支えるために膝関節に加える力を小さくすることができる。よって、装着者の膝関節にかかる負担を効果的に低減できる。
【００７４】
一方で、膝関節が屈曲した状態から伸展させる方向（つまり第２の回転方向）の回転は、装着者の歩行時において、遊脚時に起こり、装着者が膝関節に力を加えることで行う必要がある。この場合、粘性減衰機構５０において第２の回転方向の回転に要する力に作用する第２の減衰力は、第１の減衰力よりも小さいため、装着者は、容易に膝関節を伸展させるまたは足関節を屈曲させることができる。
【００７５】
［１−５．変形例］
［１−５−１．変形例１］
実施の形態１に係る動作支援装具１００は、粘性減衰機構５０が上脚部材２０と下脚部材３０との間に設けられる構成としたが、これに限らない。例えば、図６に示すように、下脚部材３０Ａと足部材４０Ａとの間に粘性減衰機構５０Ａを設けた構成の動作支援装具１００Ａを採用してもよい。図６は、変形例１に係る動作支援装具を前方から見た斜視図である。
【００７６】
この場合、上脚部材２０Ａは、穴部２２を有していない構成である点で、上脚部材２０とは異なる。
【００７７】
また、下脚部材３０Ａは、突出部３４および穴部３５を有しておらず、かつ、粘性減衰機構５０Ａの上端部５１Ａが回転自在に接続される穴部３５Ａを有する構成である点で、下脚部材３０とは異なる。
【００７８】
また、足部材４０Ａは、上端においてＹ軸方向プラス側に突出している突出部４５Ａと突出部４５Ａに粘性減衰機構の下端部５２Ａが回転自在に接続される穴部４６Ａとを有する柱状部４２Ａの構成が、足部材４０とは異なる。
【００７９】
なお、その他の構成は、実施の形態１に係る動作支援装具１００と同様であるので、説明を省略する。
【００８０】
このように、実施の形態１に係る動作支援装具１００において粘性減衰機構５０を上脚部材２０および下脚部材３０の間に設けていた代わりに、粘性減衰機構５０Ａを下脚部材３０Ａおよび足部材４０Ａの間に設けることで、粘性減衰機構５０Ａに足関節が伸展する第１の回転方向に、下脚部材３０Ａおよび足部材４０Ａの一方の部材が他方の部材に対して回転することを減衰させている。
【００８１】
つまり、下脚部材３０Ａおよび足部材４０Ａの間で、第１の回転方向に力が作用した場合に、粘性減衰機構５０Ａは、当該力を減衰させることができる。このため、例えば、重い荷物を持って歩く場合や、下り坂を歩く場合などのように、装着者の足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態である場合に、粘性減衰機構５０Ａが配置されている２つの部材に対応する装着者の膝関節または足関節にかかる負担を低減できる。
【００８２】
［１−５−２．変形例２］
変形例１に係る動作支援装具１００Ａでは、図７Ａおよび図７Ｂに示すようにソール部４１において、装着者のつま先のＭＰ関節に対応する位置で屈曲する構成としてもよい。この場合、ソール部４１は、屈曲が規制されていない非規制状態と、屈曲が規制されている屈曲規制状態とを切り替えられる構造としてもよい。
【００８３】
図７Ａは、非規制状態におけるソール部の断面図である。図７Ｂは、屈曲規制状態におけるソール部の断面図である。
【００８４】
図７Ａに示すように、ソール部４１は、カバー部４１ａと、踵部４１ｂと、つま先部４１ｃと、規制部４１ｄとにより構成される。
【００８５】
カバー部４１ａは、ソール部４１の外表面を構成しており、踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃの表面を覆う部材である。カバー部４１ａは、例えば、踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃの表面に接着されて固定されている。カバー部４１ａは、可撓性を有する材料で構成されており、例えば、ゴムなどの樹脂により構成されている。
【００８６】
踵部４１ｂは、ソール部４１のＹ軸方向マイナス側の部分を構成し、中空の板状部材である。踵部４１ｂは、具体的には、ソール部４１のＭＰ関節に対応する位置よりもＹ軸方向マイナス（踵）側の部材である。踵部４１ｂの内方には、規制部４１ｄがＹ軸方向にスライドするための空間が設けられている。踵部４１ｂは、例えば、金属、樹脂等により構成されており、カバー部４１ａよりも剛性が大きい構成である。
【００８７】
つま先部４１ｃは、ソール部４１のＹ軸方向プラス側の部分を構成し、中空の板状部材である。つま先部４１ｃは、具体的には、ソール部４１のＭＰ関節に対応する位置よりもＹ軸方向プラス（つま先）側の部材である。つま先部４１ｃの内方には、規制部４１ｄがＹ軸方向にスライドするための空間が設けられている。
【００８８】
なお、踵部４１ｂの空間はＹ軸方向プラス側が開放されており、かつ、つま先部４１ｃの空間は、Ｙ軸方向マイナス側が開放されている。つまり、踵部４１ｂは、Ｙ軸方向プラス側に開口部を有し、つま先部４１ｃは、Ｙ軸方向マイナス側に開口部を有する。つまり、踵部４１ｂの開口部と、つま先部４１ｃの開口部とは互いに対向している。つま先部４１ｃは、例えば、金属、樹脂等により構成されており、カバー部４１ａよりも剛性が大きい構成である。
【００８９】
規制部４１ｄは、踵部４１ｂの空間、および、つま先部４１ｃの空間をＹ軸方向にスライドする板状部材である。規制部４１ｄは、踵部４１ｂの空間のみに配置される非規制状態と、踵部４１ｂの空間およびつま先部４１ｃの空間にまたがって配置される屈曲規制状態とを切り替え可能な部材である。規制部４１ｄは、踵部４１ｂの空間およびつま先部４１ｃの空間にまたがって配置されることで、踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃがその間の部分において屈曲することを規制する。規制部４１ｄは、例えば、金属、樹脂等により構成されており、カバー部４１ａよりも剛性が大きい構成である。なお、規制部４１ｄは、Ｙ軸方向に延びる棒状部材であってもよい。
【００９０】
規制部４１ｄは、図７Ａの（ａ）に示すように、踵部４１ｂの空間に配置されている状態（非規制状態）では、踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃは、カバー部４１ａにより互いに固定されているだけである。このため、図７Ａの（ｂ）に示すように、ソール部４１の踵部４１ｂを持ち上げた状態では、踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃの間は、屈曲する。
【００９１】
規制部４１ｄは、図７Ｂの（ａ）に示すように、踵部４１ｂの空間およびつま先部４１ｃの空間にまたがって配置されている状態（屈曲規制状態）では、ソール部４１が踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃの間で屈曲することを規制する。このため、図７Ｂの（ｂ）に示すように、ソール部４１の踵部４１ｂを持ち上げると、つま先部４１ｃの前端を支点として、ソール部４１の全体が持ち上がる。
【００９２】
変形例１に係る動作支援装具１００Ａにおいて、粘性減衰機構５０Ａが効率よく作用するようにさせるためには、ソール部４１を屈曲規制状態とすることが好ましい。これにより、例えば、装着者が重い荷物を持って歩く場合や、下り坂を歩く場合などのように、装着者の足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態である場合に、ソール部４１が踵部４１ｂおよびつま先部４１ｃにより屈曲することを規制できる。このため、足部材４０Ａが回転軸３３を軸として下脚部材３０Ａに対して第１の回転方向に回転する際に、ソール部４１のうちで踵部４１ｂだけでなくつま先部４１ｃでも荷重を支えることができる。よって、装着者の足関節に係る負担を低減できる。
【００９３】
［１−５−３．変形例３］
図８は、変形例３に係る動作支援装具の機能構成を示すブロック図である。
【００９４】
図８に示すように、変形例３に係る動作支援装具１００Ｂでは、実施の形態１に係る動作支援装具１００の機能構成に、さらに、検出部９０および粘性減衰機構５０Ｂを備える。粘性減衰機構５０Ｂは、実施の形態１の動作支援装具１００に適用する場合、粘性減衰機構５０の代わりに設けられることになる。
【００９５】
なお、変形例３の動作支援装具１００Ｂは、実施の形態１の動作支援装具１００だけでなく、実施の形態１の変形例１の動作支援装具１００Ａにも適用できる。この場合、粘性減衰機構５０Ｂは、実施の形態１の変形例１の動作支援装具１００Ａに適用する場合、粘性減衰機構５０Ａの代わりに設けられることになる。
【００９６】
検出部９０は、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態であるか否かを検出する。
【００９７】
検出部９０は、具体的には、装着者が下り坂を歩いていることを検出してもよい。つまり、検出部９０は、装着者が下り坂を歩いていることを検出することで、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態であることを検出し、装着者が下り坂を歩いていないことを検出することで、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態でないことを検出する。検出部９０は、例えば、足部材４０のソール部４１の重力に対する傾斜角を検出する加速度センサ、ジャイロセンサなどのセンサと、コンピュータとにより実現されてもよい。つまり、加速度センサ、ジャイロセンサなどのセンサが、ソール部４１の前側の部分が後側の部分よりも下に傾いていることを検出している場合、コンピュータは、装着者が下り坂を歩いていることを検出する。
【００９８】
なお、検出部９０は、胴体部材１０、上脚部材２０、下脚部材３０および足部材４０が接続されている接続部分の回転角度を読み取るエンコーダと、コンピュータとにより実現されてもよい。つまり、エンコーダの値をコンピュータが演算することにより、コンピュータが、左右両方の足部材４０のうち、前方に配置されている足部材４０の位置が、後方に配置されている足部材４０の位置よりも低い位置にある結果となった場合に、装着者が下り坂を歩いていること検出する。
【００９９】
この場合、検出部９０は、同様に、平地を歩いていることを検出してもよいし、上り坂を歩いていることを検出してもよい。
【０１００】
なお、下り坂には、下り階段も含まれる。また、上り坂には、上り階段も含まれる。
【０１０１】
また、検出部９０は、装着者が荷物を持って歩いていることを検出してもよい。つまり、検出部９０は、装着者が荷物を持って歩いていることを検出することで、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態であることを検出し、装着者が荷物を持って歩いていないことを検出することで、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態でないことを検出する。
【０１０２】
検出部９０は、例えば、荷台６４に設けられ、荷台６４に載せられた荷物の重量を検出する圧力センサと、コンピュータとにより実現されてもよい。この場合、検出部９０は、荷台６４に載せられた荷物の重量が所定の重量以上であることを検出してもよい。所定の重量は、工場出荷時に設定された値であってもよいし、装着者に設定された値であってもよい。また、所定の重量は、０ｋｇであってもよい。
【０１０３】
粘性減衰機構５０Ｂは、第１の粘性減衰係数が所定の値よりも大きい第１状態と、第１の粘性減衰係数が所定の値以下の第２状態とに切り替える切り替え部５３を有する。粘性減衰機構５０Ｂは、一方向式のオイルダンパである場合、第１状態において、粘性減衰機構５０Ｂが収縮する場合に内部のオイルが通過する第１流路と、粘性減衰機構５０Ｂが伸長する場合に内部のオイルが通過する流路断面積が第１流路よりも大きい第２流路とを有する。切り替え部５３は、第１状態から第２状態に切り替えられることで、第１流路における流路断面積を第２流路の流路断面積と同等の流路断面積に変化させる機構である。例えば、第１流路として、第１の大きさの第１貫通孔と、第１の大きさよりも大きい第２の大きさの第２貫通孔とが設けられた板状部材を第１流路の位置にスライドさせることで、第１流路の流路断面積を変更することができる。
【０１０４】
切り替え部５３は、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態を検出部９０が検出している場合、第１状態となり、装着者の膝関節または足関節に対して第１の回転方向の力がかかりやすい状態を検出部９０が検出していない場合、第２状態となる。切り替え部５３は、例えば、図示しないコンピュータにより検出部９０の結果に応じて図示しないアクチュエータが動作されて、第１状態および第２状態の一方から他方へ切り替えられる。なお、切り替え部５３は、手動で第１状態および第２状態の一方から他方へ切り替えるための機構（スイッチレバー）であってもよい。
【０１０５】
図９は、変形例３に係る動作支援装具の切り替え動作を示すフローチャートである。
【０１０６】
動作支援装具１００Ｂの動力制御部８３は、装着者が下り坂を歩いていることを第２検出部９０が検出しているか否かを判定する（Ｓ３１）。
【０１０７】
動力制御部８３は、装着者が下り坂を歩いていることを第２検出部９０が検出している場合（Ｓ３１でＹｅｓ）、図３Ａで説明した下肢への動力制御を停止する（Ｓ３２）。つまり、この場合、アクチュエータ１４による装着者への歩行のアシストを停止する。
【０１０８】
切り替え部５３は、第１状態であるか第２状態であるかを判定し（Ｓ３３）、第２状態である場合（Ｓ３３で「第２状態」）、第１状態に切り替わる。なお、切り替え部５３は、既に第１状態である場合（Ｓ３３で「第１状態」）、第１状態を維持し、切り替え動作を終了する。
【０１０９】
動力制御部８３は、装着者が下り坂を歩いていることを第２検出部９０が検出していない場合（Ｓ３１でＮｏ）、図３Ａで説明した下肢への動力制御を開始する（Ｓ３５）。つまり、この場合、アクチュエータ１４による装着者への歩行のアシストを開始する。
【０１１０】
切り替え部５３は、第１状態であるか第２状態であるかを判定し（Ｓ３６）、第１状態である場合（Ｓ３６で「第１状態」）、第２状態に切り替わる。なお、切り替え部５３は、既に第２状態である場合（Ｓ３６で「第２状態」）、第２状態を維持し、切り替え動作を終了する。
【０１１１】
変形例３に係る動作支援装具１００Ｂによれば、装着者が下り坂を歩いていることを検出している場合に、粘性減衰機構５０Ｂが作用するように第１状態に切り替えるため、装着者が下り坂を歩いているときに、膝関節にかかる負担を低減できる。
【０１１２】
［１−５−４．変形例４］
図１０は、変形例４に係る粘性減衰機構の機能構成を示すブロック図である。
【０１１３】
図１０に示すように、変形例４に係る粘性減衰機構５０Ｃは、制動機構５６Ｃと、速度検出部５４Ｃと、粘性制御部５５Ｃとを有する。なお、粘性減衰機構５０Ｃは、実施の形態１の動作支援装具１００に適用する場合、粘性減衰機構５０の代わりに設けられることになり、実施の形態１の変形例１の動作支援装具１００Ａに適用する場合、粘性減衰機構５０Ａの代わりに設けられることになる。
【０１１４】
制動機構５６Ｃは、上脚部材２０および下脚部材３０の回転を制動する。制動機構５６Ｃは、機械式ブレーキであり、例えば、ディスクブレーキや電磁ブレーキなどにより構成される。
【０１１５】
速度検出部５４Ｃは、上脚部材２０が下脚部材３０に対して第１の回転方向に回転しているときの回転速度を検出する。速度検出部５４Ｃは、例えば、加速度センサ、角速度センサ、エンコーダなどにより構成される。
【０１１６】
粘性制御部５５Ｃは、速度検出部５４Ｃが検出した回転速度に応じて、制動機構５６Ｃの作用の程度を制御することで、粘性減衰の作用を上脚部材２０および下脚部材３０の接続部分に仮想的に与える。粘性制御部５５Ｃは、上脚部材２０が下脚部材３０に対して第２の回転方向に回転している場合には、制動機構５６Ｃの作用を０としてもよい。粘性制御部５５Ｃは、コンピュータなどにより構成される。
【０１１７】
図１１は、変形例４に係る粘性減衰機構の動作を示すフローチャートである。
【０１１８】
図１１に示すように、粘性減衰機構５０Ｃの速度検出部５４Ｃは、上脚部材２０が下脚部材３０に対して第１の回転方向に回転しているときの回転速度を検出する（Ｓ４１）。
【０１１９】
粘性制御部５５Ｃは、速度検出部５４Ｃが検出した回転速度に応じた制動力を算出する（Ｓ４２）。
【０１２０】
粘性制御部５５Ｃは、制動機構５６Ｃの作用の程度を制御することで、粘性減衰の作用を上脚部材２０および下脚部材３０の接続部分に仮想的に与える（Ｓ４３）。
【０１２１】
変形例４の粘性減衰機構５０Ｃのように、粘性減衰機構５０、５０Ａを実現するダンパの代わりに、機械式ブレーキなどの制動機構を利用してもよい。このように、粘性減衰機構５０Ｃを、制動機構を利用した構成とすることで、第２の回転方向の回転時にかかる制動機構５６Ｃの作用を０にすることができ、減衰力を極力小さくすることができる。よって、装着者への膝関節に係る負担を効果的に低減できる。
【０１２２】
なお、変形例４に係る粘性減衰機構５０Ｃは、変形例１の粘性減衰機構５０Ａに適用してもよいし、変形例２の粘性減衰機構５０Ｂに適用してもよい。変形例２の粘性減衰機構５０Ｂに適用する場合には、粘性減衰機構５０Ｃが作用するタイミングを容易に変更することができ、第１状態および第２状態の切り替えの応答速度を速くすることができる。つまり、粘性減衰機構５０Ｃを変形例２の粘性減衰機構５０Ｂに適用した場合、粘性減衰機構５０Ｃは、第１状態で、制動機構５６Ｃを作用させ、第２状態で、制動機構５６Ｃを作用させずに０となる。
【０１２３】
［１−５−５．変形例５］
上記実施の形態では、上脚部材２０と下脚部材３０とは、Ｘ軸方向に沿った方向に延びる回転軸３２を軸として回転自在に接続されているとしたが、これに限らずに、２軸以上の自由度で回転自在に接続されていてもよい。同様に、下脚部材３０と足部材４０とは、Ｘ軸方向に沿った方向に延びる回転軸３２を軸として回転自在に接続されているとしたが、これに限らずに、２軸以上の自由度で回転自在に接続されていてもよい。
【０１２４】
［１−５−６．変形例６］
上記実施の形態に係る動作支援装具１００、１００Ａでは、装着者の上半身に装着される部位（背中部材６１、肩部材６２、アクチュエータ６３、荷台６４、肩ベルト６５および上腕部材７０）を備える構成であるが、必ずしもなくてもよい。つまり、動作支援装具１００、１００Ａのうち、装着者の上半身に装着される部位を除く部位のみで構成される動作支援装具を採用してもよい。
【０１２５】
［１−６．補足］
本実施の形態およびその変形例１〜６では、膝関節が屈曲する方向および伸展する方向と、足関節が屈曲する方向および伸展する方向とを図１２に示すように定義する。
【０１２６】
図１２は、膝関節が屈曲する方向および伸展する方向と、足関節が屈曲する方向および伸展する方向とを説明するための図である。
【０１２７】
図１２の（ａ）に示すように、大腿部と下腿部とが膝関節において為す角度が小さくなる方向を膝関節が屈曲する方向（第１の回転方向）とし、大腿部と下腿部とが膝関節において為す角度が大きくなる方向を膝関節が伸展する方向とする。
【０１２８】
図１２の（ｂ）に示すように、下腿部と足部とが足関節において為す角度が大きくなる方向を足関節が屈曲する方向とし、下腿部と足部とが足関節において為す角度が小さくなる方向を足関節が伸展する方向（第１の回転方向）とする。
【０１２９】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る動作支援装具について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、装着者の膝関節または足関節にかかる負担を低減できる動作支援装具などとして有用である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０    胴体部材
１１    本体部
１２    腰部
１３    腰ベルト
１４    アクチュエータ
２０、２０Ａ    上脚部材
２１    バンド
２２    穴部
３０、３０Ａ    下脚部材
３１    支持部
３２    回転軸
３３    回転軸
３４    突出部
３５、３５Ａ  穴部
４０、４０Ａ    足部材
４１    ソール部
４１ａ    カバー部
４１ｂ    踵部
４１ｃ    つま先部
４１ｄ    規制部
４２、４２Ａ    柱状部
４３    踵支持部
４４    カバー部
４５Ａ    突出部
４６Ａ    穴部
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ    粘性減衰機構
５１、５１Ａ    上端部
５２、５２Ａ    下端部
５３    切り替え部
５４Ｃ    速度検出部
５５Ｃ    粘性制御部
５６Ｃ    制動機構
６１    背中部材
６２    肩部材
６３    アクチュエータ
６４    荷台
６５    肩ベルト
７０    上腕部材
７１    支持部
８１    検出部
８２    検出部
８３    動力制御部
９０    検出部
１００、１００Ａ    動作支援装具
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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