(57)【要約】【課題】汎用性が高く、構造が簡単で、安価な前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具およびこの手先具が装着された前腕義手を提供する。【解決手段】前腕義手１の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体１０周縁把持用の手先具１００であって、該手先具１００には前記延長方向と直交する方向から前記棒状体１０が進入されて、収容される、略Ｃ字状の内縁を形成したフック１０２が備えられており、前記内縁の前記前腕切断端側の第１円弧１１０の曲率ＲＡ１が、前記前腕切断端側と対向する側の第２円弧１２０の曲率ＲＡ２よりも大きく、前記第２円弧１２０の曲率ＲＡ２が前記棒状体の直径と同じまたは大きい、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具であって、
該手先具には前記延長方向と直交する方向から前記棒状体が進入されて、収容される、略Ｃ字状の内縁を形成したフックが備えられており、
前記内縁の前記前腕切断端側の第１円弧の曲率が、前記前腕切断端側と対向する側の第２円弧の曲率よりも大きく、
前記第２円弧の曲率が前記棒状体の直径と同じまたは大きい、ことを特徴とする手先具。
【請求項２】
前記第１円弧の中心が、前記第２円弧の中心に対して前記前腕切断端側にオフセットしている、ことを特徴とする請求項１に記載の手先具。
【請求項３】
前記第１円弧と前記第２円弧が半円である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の手先具。
【請求項４】
前記棒状体が体操用の鉄棒であること、を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の手先具。
【請求項５】
前記フックの前記棒状体を挿入する開口には可動式の開閉扉が備えられている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の手先具。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の手先具を備えた前腕義手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状体の周縁を把持する手先具に関するものであり、詳しくは前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具およびこの手先具が装着された前腕義手に係る。
【背景技術】
【０００２】
上肢を欠損した障がい者の前腕切断端面に装着して物を把持する義手は、把持の操作を実現させるべく、モータ等を駆動させて操作する電動義手（特許文献１参照）や、障がい者の可能な動きを利用して操作する非電動義手がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０６１３３号公報
【特許文献２】特開２０１６−６７６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、国連の「障害者の権利に関する条約」の締結に向けた国内法制度の整備の一環として、全ての国民が、障害の有無によって分け隔てられることなく、相互に人格と個性を尊重し合いながら共生する社会の実現に向け、障害を理由とする差別の解消を推進することを目的として、平成２５年６月、「障害を理由とする差別の解消の推進に関する法律」（いわゆる「障害者差別解消法」）が制定され、平成２８年４月１日から施行されている。
【０００５】
しかしながら、日本において無償で給付される小児用の義手は原則１本であり、この１本は、左右の上肢の外観を揃えるための装飾用、もしくは、作業を行うための能動フック手先具が一般的であった。したがって、スポーツやレクリエーションに使うための義手は障がい者が自費で購入する必要があった。そして、アスリート用のスポーツ義手は、スポーツに合わせるとともに、欠損の状況に応じてオーダーメイドで製作されることが多く、種類・サイズが限定され、高価であるという課題があった。
【０００６】
特許文献１，２に記載された義手も、アスリート用のスポーツ義手と同様に、複雑な構造となることから、種類・サイズが限定され、高価であるという課題があった。そのため、上肢を欠損した障がい者、特に児童・幼児が特殊な用途となる義手を準備して体育の授業に参加できる機会が失われる場合があった。
【０００７】
本発明は、前記背景におけるこれらの実情に鑑みてなされたものであり、汎用性が高く、構造が簡単で、安価な前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具およびこの手先具が装着された前腕義手を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る手先具は、前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用であって、この手先具には延長方向と直交する方向から棒状体が進入されて、収容される、略Ｃ字状の内縁を形成したフックが備えられており、内縁の前腕切断端側の第１円弧の曲率が、前腕切断端側と対向する側の第２円弧の曲率よりも大きく、第２円弧の曲率が棒状体の直径と同じまたは大きいことを特徴としている。
【０００９】
この態様によれば、鉄棒等の棒状体の上に前腕切断者の上体があるときには、第１円弧と棒状体周縁との接触によって体重が支持される。一方、前腕切断者が鉄棒等の棒状体にぶら下がっているときには、棒状体の直径と同じまたは大きい、略Ｃ字状フックの曲率の小さな第２円弧と棒状体との接触によって体重が支持される。
【００１０】
鉄棒の上に上体がある場合は、腕で体重を支えるため、上腕をできるだけ地面に対して垂直にする必要がある。そこで、第２円弧と比べて大きな曲率を有する第１円弧と棒状体周縁との接触によって体重を支持することで、鉄棒を中心に回転する際に、バランスをとりつつ上腕を垂直もしくは垂直に近い状態を維持することができ、上腕への負担を軽減することができる。
【００１１】
一方、鉄棒にぶら下がった状態では、鉄棒を中心に回転する際に、鉄棒に対する上腕の位置・角度は、上腕への負担に大きく影響はしない。むしろ、鉄棒を軸として回転するようにした方が、スムースな回転を実現するとともに負担も少なくなる。そこで、棒状体の直径と同じまたは大きい、略Ｃ字状フックの曲率の小さな第２円弧と棒状体との接触によって体重が支持される構成としている。
【００１２】
このように、本発明は、簡易な構成とすることができるため、汎用性が高く、構造が簡単で、安価な手先具とすることができる。
【００１３】
前記構成において、第１円弧の中心が、第２円弧の中心に対して前腕切断端側にオフセットするように構成しても良い。
【００１４】
第１円弧の中心を、第２円弧の中心に対して継手側にオフセットさせることで、鉄棒を軸として回転する上腕の動きに合わせた第１円弧と第２円弧との位置関係を容易に実現でき、手先具装着者の負担を軽減することができる。
【００１５】
前記構成において、第１円弧と第２円弧が半円となるように構成しても良い。鉄棒を中心に回転するとき、身体の重心が鉄棒の上もしくは下の状態となる。身体が上もしくは下の位置において静止した状態で、半円の中央にて第１円弧もしくは第２円弧が鉄棒の周縁と接触させることで、回転の際の円弧内での棒状体の可動域を最大にすることができ、手先具装着者の負担を軽減することができる。
【００１６】
前記構成において、棒状体を体操用の鉄棒とすることができる。本発明の構成は、従来技術と比べて、種類・サイズが限定されず、簡単かつ安価な、鉄棒用手先具となり、上肢を欠損した障がい者、特に児童・幼児が体育の授業に参加できる機会を提供することができる。
【００１７】
前記構成において、フックの棒状体を挿入する開口には可動式の開閉扉を備えるように構成しても良い。可動式の開閉扉を備えることで、鉄棒を中心に回転する際に落下することを防止することができ、安全性を高めることができる。
【００１８】
前記構成の手先具を備えた前腕義手とすることができる。一般的な義手のソケット、継手にアタッチメント（例えばねじ込み式やワンタッチの差し込み式）を備えるだけで、本発明に係る手先具を装着できることから、義手全体に相互に関連付けられた複雑な構成を必要としない。従って、汎用性に富む構成となるため、手先具を共用することが可能となり、使用者のコスト的な負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、汎用性が高く、構造が簡単で、安価な前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具およびこの手先具が装着された前腕義手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る前腕義手の全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る手先具の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る開閉扉を備えた手先具の斜視図である。
【図４】鉄棒の逆上がりの状況を表す側面写真である。
【図５】鉄棒の逆上がりにおいて、手首の状況を表す説明図である。
【図６】鉄棒の逆上がりにおいて、手関節と荷重のかかる方向と大きさを示す説明図である。
【図７】鉄棒の逆上がりにおいて、鉄棒を軸とした回転運動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具およびこの手先具が装着された前腕義手に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
【００２２】
本発明に係る手先具の一態様は、前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用であって、この手先具には延長方向と直交する方向から棒状体が進入されて、収容される、略Ｃ字状の内縁を形成したフックが備えられており、内縁の前腕切断端側の第１円弧の曲率が、前腕切断端側と対向する側の第２円弧の曲率よりも大きく、第２円弧の曲率が棒状体の直径と同じまたは大きいことを特徴としているものであれば、その具体的態様はいかなるものであっても構わない。
【００２３】
以下の説明では、本発明に係る手先具の一態様を体操で使われる鉄棒を対象としているが、例えば、公園の遊具であるウンテイ、ジャングルジムはもとより、横方向に延びた棒状体を把持する状況に対して適用することができる。さらには、発展的にウェアラブルロボットや上肢装具の把持機構に応用することも可能である。
【００２４】
はじめに図１〜３を参照して、前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具およびこの手先具が装着された前腕義手の全体構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る前腕義手の全体斜視図であり、図２は本発明の実施形態に係る手先具の側面図であり、図３は本発明の実施形態に係る開閉扉を備えた手先具の斜視図である。
【００２５】
図１を参照すると、義手１の使用者である前腕切断者の前腕１２の前腕切断端面１３に義手１の一部を構成するソケット１１が被されている。義手１には、一般的に外観的な面の復元を目的とする装飾用義手と、いろいろな作業に使用することを目的とする作業用義手があるが、本実施形態では後者の作業用義手に近いスポーツ義手を対象としている。
【００２６】
義手１の部位としては、肘関節から断端末までを包みこみ装着時の義手を安定させるソケット１１、このソケット１１に装着される手先具１００、図示していないが義手を身体に固定するあるいは懸垂するために用いられるバンドであるハーネス、上腕部に装着するバンドで、義手の懸垂と作業時の義手の安定性を目的とする上腕カフがある。
【００２７】
本実施形態の義手１では、前腕切断端１３の延長方向（先方）へ、手先具１００をソケット１１に取り付けられれば良く、ハーネス、上腕カフについては、使用態様や使用状況に応じた強度やソケットと体表面との締結力に対する要求等に合わせて適宜選択することができる。
【００２８】
手先具１００のソケット１１への取付は、図２に示すように手先具１００のソケット１１取付側に義手取付部１４０を設け、例えばこの義手取付部１４０に取付ネジ１４１が備えられ、図示していないがソケット１１側に形成された雌ネジに取付ネジ１４１を螺入させて固定することができる。なお、これは一例であって、ワンタッチ式の結合機構等（ワンタッチソケットカプラーなど）を適用しても良い。
【００２９】
次に図２も併せて参照して、手先具１００の形状の一例を説明する。手先具１００は前述したようにソケット１１に装着される。この手先具１００には、略Ｃ字状の内縁を有する枠体１０２（フック）が備えられている。枠体１０２には、前腕切断端１３の延長方向と直交する方向から鉄棒等の棒状体１０を進入させる開口部１３０と、進入した棒状体１０を収容する収容部１０１とが形成されており、側面視で略Ｃ字状となっている。
【００３０】
収容部１０１の内縁は、それぞれ曲率が異なる二つの円弧となっており、内縁の前腕切断端１３側の第１円弧１１０の曲率ＲＡ１が、前腕切断端１３側と対向する側の第２円弧１２０の曲率ＲＡ２よりも大きいものとなっている。また、第２円弧１２０の曲率ＲＡ２が前記棒状体の直径と同じまたは大きいものとなっている。この曲率が異なる理由については、後述する作用の説明で述べる。
【００３１】
第１円弧１１０と第２円弧１２０は、例えば、半円とすることができる。使用者が、棒状体１０（鉄棒）を中心に回転するとき、身体の重心が棒状体１０（鉄棒）の上もしくは下の状態となる。身体が上もしくは下の位置において静止した状態で、半円の中央にて第１円弧１１０もしくは第２円弧１２０が棒状体１０（鉄棒）の周縁と接触させることで、回転の際の円弧内での棒状体が接触する可動域を最大にすることができ、手先具装着者の負担を軽減するとともに回転運動をスムースにすることができる。
【００３２】
また、第１円弧１１０と第２円弧１２０とが繋がる部分については、特に滑らかに結ぶ必要はない。第１円弧１１０と第２円弧１２０を半円とすることで、棒状体１０を、第１円弧１１０から第２円弧１２０へ、もしくは第２円弧１２０から第１円弧１１０への移行の際に、常に円弧と棒状体１０の周縁との接触を維持しやすくなるため、スムースな移行を実現できるからである。
【００３３】
第１円弧１１０の曲率ＲＡ１の中心ＣＡ１は、第２円弧１２０の曲率ＲＡ２の中心ＣＡ２に対して前腕切断端１３側にオフセットＯＳさせており、このオフセットＯＳによって棒状体１０が進入する開口部１３０の幅を調整することができる。
【００３４】
枠体１０２（フック）は、強度要求に応じて、適宜材料および厚みを設定することができる。材料としては、金属、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等を適用することができる。図では一体のものとして表しているが、例えば、外側には構造強度を優先した材料を用い、内側には棒状体１０との接触によって生ずる摩擦・摩耗を減じる材料を用いる二重構造としても良い。さらには、内縁の部材を交換可能な構造とすることもできる。
【００３５】
次に、図３を参照して、開閉扉１５０について説明する。可動式の開閉扉１５０を備えることで、鉄棒を中心に回転する際に落下することを防止することができ、安全性を高めることができるからである。
【００３６】
開閉扉１５０は、手先具１００の第１円弧１１０の開口部１３０側の端面に、端面に平行して回動可能な回転扉１５１を取り付けることで構成される。詳細には、回転扉１５１は、手先具１００の第１円弧１１０の開口部１３０側の端面に雌ネジが穿孔された開閉扉取付孔１０５に、ブッシュ１５２を介して、止めネジ１５３によって装着される。回転扉１５１は、ブッシュ１５２を介することで回動自在となる。
【００３７】
棒状体１０が開口部１３０に進入するときには、回転扉１５１を開口部１３０が開くように傾け、棒状体１０が収容部１０１に収容されたときには、回転扉１５１を回転させて開口部１３０を閉じるようにする。ここで、回転扉１５１の装着において、ブッシュ１５２に一端が固定され、他端を回転扉１５１に取り付けたねじりバネを備える構成としても良い。こうすることで、通常は開口部１３０を閉鎖した状態にして、棒状体１０を収容部１０１に収容する際に回転扉１５１を付勢して回転させて棒状体１０を収容することができる。この構成は、鉄棒を中心に回転する際に落下することを防止することができる。
【００３８】
なお、回転扉１５１を用いる開閉扉１５０は、一例であり、収容部１０１方向の前もしくは後に傾けることで、棒状体１０を収容、離脱させる開閉扉とすることもできる。
【００３９】
次に図４〜７を参照して、前腕義手の前腕切断端延長方向に着脱自在に装着される棒状体周縁把持用の手先具の作用について説明する。図４は鉄棒の逆上がりの状況を表す側面写真であり、図５は鉄棒の逆上がりにおいて、手首の状況を表す説明図であり、図６は鉄棒の逆上がりにおいて、手関節と荷重のかかる方向と大きさを示す説明図であり、図７は鉄棒の逆上がりにおいて、鉄棒を軸とした回転運動を示す説明図である。
【００４０】
以下の説明では、鉄棒運動の逆上がりを例として本発明の一実施形態に係る手先具の作用を説明する。図４を参照すると、逆上がりは、地面に足をつけた状態から始め、体を後方（矢印方向）に回転させながら棒上に上がるものである。
【００４１】
図５を参照すると、最初の地面に足をつけた状態では図５（Ａ）のように手２０の手指側が棒状体１０の上部にあり、棒状体１０にぶら下がるような状態となっている。図４に示す棒上に上がったときには図５（Ｂ）のように手２０の掌（てのひら）が棒状体１０の上部に接触して、掌で身体を支持する。
【００４２】
さらに、図６（Ａ）〜（Ｇ）を参照すると、回転しているときの、荷重を支える手２０の場所とそのときの荷重の大きさ・方向が示されている。図５（Ａ）および図６（Ａ）〜（Ｆ）に示す角度ではほぼ１８０度の範囲では、棒状体１０を把持した手２０の手指によって荷重を支持している。このときの荷重は、棒状体１０を軸とした回転による遠心力および使用者の自重となる。手２０の手指は棒状体１０の周縁を把持した状態で滑るように回転する。
【００４３】
一方、図５（Ｂ）および図６（Ｇ）に示す場合は、図４に示すように腕でバランスをとりつつ、手２０の掌で身体を支えている。このときのバランスをとる手段としては、棒状体１０上の周縁方向に手２０の掌を微妙に前後させている。
【００４４】
このように逆上がりをしているときの手２０の棒状体１０を把持する状態は、大きく二つの形態に分けられる。すなわち、図５（Ａ）および図６（Ａ）〜（Ｆ）に示す状態のときは、手２０の手指をできるだけ棒状体１０の周の曲率に近い状態で把持する方が好ましい。一方、図５（Ｂ）および図６（Ｇ）に示す状態のときは、掌を前後できるように棒状体１０の周の曲率よりも大きい方がバランスをとるのに有利となる。
【００４５】
以上を踏まえて、本発明の一実施形態に係る手先具を使って逆上がりを行ったときの、棒状体（鉄棒）を軸とした回転運動と荷重支持状態を表した図７を参照する。ここで、図６（Ａ）〜（Ｆ）が図７（Ａ）〜（Ｄ）に対応しており、図６（Ｂ）が図７（Ｅ）〜（Ｇ）に対応している。
【００４６】
図７を参照すると、図６（Ａ）〜（Ｆ）に示す状態のときは、手２０の手指をできるだけ棒状体１０の周の曲率に近い曲率となる第２円弧１２０が棒状体１０の周縁に接触して荷重を支持する。こうすることでスムースな回転運動を実現させる。そして、図６（Ｇ）に示す状態のときは、棒状体１０の周の曲率よりも大きい第１円弧１１０が棒状体１０の周縁に接触して荷重を支持する。こうすることで、掌を前後するような動きを実現でき、微妙なバランスをとることに貢献する。
【００４７】
以上説明したように、本発明は、簡単な構造となることから、種類・サイズが限定されることはなく、また安価に製造することができる。さらに、標準的な手先具として、学校等の教育施設やスポーツ施設に常備して、特別な仕様を要せずに、義手のソケットに取り付けることができる。このように、本発明は、上肢を欠損した障がい者、特に児童・幼児が体育の授業に参加できる機会を広く提供することができる。
【００４８】
また、以上の説明では義手の手先具としての実施形態を説明したが、ウェアラブルロボットや上肢装具の機構・構造体としても応用することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・義手
１０・・・棒状体
１１・・・ソケット
１２・・・前腕
１３・・・前腕切断端面
２０・・・手
１００・・・手先具
１０１・・・収容部
１０２・・・枠体
１０５・・・開閉扉取付孔
１１０・・・第１円弧
１２０・・・第２円弧
１３０・・・開口部
１４０・・・義手取付部
１４１・・・取付ネジ
１５０・・・開閉扉
１５１・・・回転扉
１５２・・・ブッシュ
１５３・・・止めネジ
【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６】
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【図７】
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