(57)【要約】【課題】軽くて安価な歩行補助具を提供する。【解決手段】歩行補助具１０は、下肢に取付けられる支持部材２０と、この支持部材２０に移動自在に収納される検知部材５０と、この検知部材５０を軸方向に付勢する弾性部材５１とを備える。支持部材２０は、膝に対応する関節部３２を有し、この関節部３２に、ロック・アンロック機構６０を備えている。このロック・アンロック機構６０は、検知部材５０で機械的に操作され、検知部材５０が支持部材２０から下へ突出しているときには膝を回転可能にし、検知部材５０が支持部材２０に没したときには膝を回転不能にする。【効果】ロック・アンロック機構は、検知部材で機械的にロック状態又はアンロック状態とされるため、電気的なセンサが不要である。モータ及びバッテリ又は油圧機構が不要であるため、軽くて、安価な歩行補助具が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下肢に沿って延ばされ足を載せるステップを備える支持部材と、この支持部材の下端から下端が出没自在となるように前記支持部材に軸方向移動可能に設けられる検知部材と、この検知部材が前記支持部材の下端から突出するように前記検知部材を付勢する弾性部材とを備えている歩行補助具であって、
前記支持部材は、大腿部に沿う上部部材と、下腿部に沿うと共に前記ステップを備える下部部材と、前記上部部材と前記下部部材とを膝近傍で回転可能に連結する関節部とを備え、
前記関節部に、前記検知部材で機械的に操作され、前記検知部材が前記支持部材から出ているときには回転可能にし、前記検知部材が前記支持部材に没したときには回転不能にするロック・アンロック機構を備えていることを特徴とする歩行補助具。
【請求項２】
請求項１記載の歩行補助具であって、
圧縮エネルギーを貯え前記検知部材を起点に前記支持部材を上方へ付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする歩行補助具。
【請求項３】
請求項２記載の歩行補助具であって、
前記検知部材は、相対的に前記ロック・アンロック機構を作動させてから、前記付勢部材に負荷をかけることを特徴とする歩行補助具。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載の歩行補助具であって、
前記ロック・アンロック機構は、前記検知部材に設けられ駆動側テーパ面を有する楔部材と、この楔部材の前記駆動側テーパ面に摺接する従動側テーパ面を一方の面に有し、他方の面に噛合い部を有する可動部材と、前記噛合い部に噛合う噛合い受け部を有し、前記上部部材に固定される固定部材と、この固定部材から離れる方向へ前記可動部材を戻すリターン部材とからなることを特徴とする歩行補助具。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の歩行補助具と同構造で患者の左足に装着される左足歩行補助具と、
請求項１〜４の何れか１項記載の歩行補助具と同構造で患者の右足に装着される右足歩行補助具と、
前記左足歩行補助具の上部と前記右足歩行補助具の上部とを連結する連結部材とからなることを特徴とする両足歩行補助装置。
【請求項６】
請求項５記載の両足歩行補助装置であって、
前記連結部材に患者が跨乗するサドルが取付けられていることを特徴とする両足歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下肢の筋力が衰えて歩行が困難な患者の下肢に装着し、患者の自立歩行や歩行訓練を可能にする歩行補助具及び両足歩行補助装置に関する。なお、患者は、病院や医院で治療を受けている者の他、病院や医院で治療を受けることなく日常生活を送っているが一方又は両方の下肢の筋力が低下している者を含む。よって、本発明の歩行補助具及び両足歩行補助装置は、狭義の患者に限定されることなく、広範囲に採用される。
【背景技術】
【０００２】
下肢の筋力が衰えると、立とうとしても、膝が崩れて立てないことがある。このような現象を以下、「膝折れ」と記載する。膝折れが発生すると、歩行が実質的に不可能となる。
そこで、下肢の筋力が衰えて歩行が困難な患者の為に、各種の歩行補助具が提案されてきた（例えば、特許文献１（図６、図７））。
【０００３】
特許文献１で開示される歩行介助装置によれば、天井から吊した吊りベルトで、患者の身体が支えられ、下肢への負担が軽減される。見かけ上、体重が軽減され、このことにより患者の歩行が容易になる。以下、下肢への体重負荷が軽減されることを、「体重免荷」と記載する。
【０００４】
特許文献１によれば、吊りベルトは天井に付設されたレールの範囲で移動可能であり、下肢の筋力が衰えた患者であっても歩行や歩行訓練が可能になる。
しかし、歩行エリアが室内に限られ、且つレールの範囲に限られるため自由度が少ない。屋外での使用が可能な歩行介助装置が望まれる。
【０００５】
屋外での使用が可能な歩行補助装置が、知られている（例えば、特許文献２（図１）及び特許文献３（図１、図６）参照）。
【０００６】
特許文献２に開示される歩行補助装置は、体重免荷装置として伸縮する機構部と、この機構部をセンサ情報に基づいてフィードバック制御する制御部と、補助脚伸縮制御装置を備え、足つきに時に全体重を支持する。
体重免荷のための吊りベルトやレールを用いないため、筋力が衰えた患者であっても屋外での歩行が可能になる。
【０００７】
特許文献２の詳細な説明には明示されていないが、一般に制御部は電子制御を実施し、機構部はモータなどを備える。この場合、補助脚伸縮制御装置には、バッテリが不可欠になる。
バッテリ及び機構部は重いため、歩行補助装置の軽量化が難しくなる。その上、制御部や機構部が高価であるため、歩行補助装置は高価なものとなる。
歩行補助装置の普及を促すためには、軽くて安価な歩行補助装置を提供する必要がある。
【０００８】
また、特許文献２の歩行補助装置は、補助脚が伸縮しない様に機構部に制動がかけられているときには、患者は体重支持部を介して歩行補助装置に体重の大部分を預け、自らの脚力を休めておくことができる（特許文献２段落００１８）。
自立歩行には役立つが、歩行訓練での筋力強化には役立たない。自立歩行と併せて筋力強化が図れる歩行補助装置が望まれる。
【０００９】
特許文献３に開示される下肢装具は、膝折れ防止装置として、センサと膝継手作動装置とを備えている。この下肢装置を装着することで、膝折れが防止され、筋力が衰えた患者であっても屋外での歩行や歩行訓練が可能になる。
【００１０】
膝継手作動装置は、油圧機構を内蔵し、センサの信号に基づいて流路を開閉する。センサの信号を油圧機構へ伝達する作動線や電気信号線が不可欠であり、下肢装具は構造が複雑になる。
【００１１】
加えて、油圧シリンダや油圧回路は重いため下肢装置の軽量化が難しくなる。その上、油圧シリンダや油圧回路は高価であり、下肢装置は複雑で高価なものとなる。
歩行補助装置の普及を促すためには、軽くて安価な下肢装具を提供する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１１３９８６号公報
【特許文献２】特開２０１２−８１１４２号公報
【特許文献３】特開２０１５−１９８７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、軽くて安価な歩行補助具を提供することで、歩行補助具及び両足歩行補助装置の普及を促すことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、下肢に沿って延ばされ足を載せるステップを備える支持部材と、この支持部材の下端から下端が出没自在となるように前記支持部材に軸方向移動可能に設けられる検知部材と、この検知部材が前記支持部材の下端から突出するように前記検知部材を付勢する弾性部材とを備えている歩行補助具であって、
前記支持部材は、大腿部に沿う上部部材と、下腿部に沿うと共に前記ステップを備える下部部材と、前記上部部材と前記下部部材とを膝近傍で回転可能に連結する関節部とを備え、
前記関節部に、前記検知部材で機械的に操作され、前記検知部材が前記支持部材から出ているときには回転可能にし、前記検知部材が前記支持部材に没したときには回転不能にするロック・アンロック機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の歩行補助具であって、
圧縮エネルギーを貯え前記検知部材を起点に前記支持部材を上方へ付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の歩行補助具であって、
前記検知部材は、相対的に前記ロック・アンロック機構を作動させてから、前記付勢部材に負荷をかけることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項記載の歩行補助具であって、
前記ロック・アンロック機構は、前記検知部材に設けられ駆動側テーパ面を有する楔部材と、この楔部材の前記駆動側テーパ面に摺接する従動側テーパ面を一方の面に有し、他方の面に噛合い部を有する可動部材と、前記噛合い部に噛合う噛合い受け部を有し、前記上部部材に固定される固定部材と、この固定部材から離れる方向へ前記可動部材を戻すリターン部材とからなることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項記載の歩行補助具と同構造で患者の左足に装着される左足歩行補助具と、
請求項１〜４の何れか１項記載の歩行補助具と同構造で患者の右足に装着される右足歩行補助具と、
前記左足歩行補助具の上部と前記右足歩行補助具の上部とを連結する連結部材とからなることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の両足歩行補助装置であって、
前記連結部材に患者が跨乗するサドルが取付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、膝がくの字に曲がること、膝が伸びることなどの運動を、「回転」と記載する。この回転には、膝の屈伸、下肢を前後に振ること、膝が身体の右又は左に振れることの全てが含まれる。
【００２１】
請求項１に係る発明では、歩行補助具は、支持部材と、検知部材と、弾性部材とで構成され、支持部材は、上部部材と下部部材と関節部で構成され、関節部にロック・アンロック機構を備えている。ロック・アンロック機構は、検知部材で機械的にロック状態又はアンロック状態とされる。
【００２２】
ロック状態にすることで、膝折れが防止される。ロック・アンロック機構は、検知部材で機械的にロック状態又はアンロック状態とされるため、電気的なセンサが不要である。モータ及びバッテリ又は油圧機構が不要であるため、軽くて、安価な歩行補助具が提供される。
【００２３】
ロック・アンロック機構の作用は次の通りである。
下肢に体重がかかり下部部材が歩行面に接しているときには、検知部材が支持部材に没してロック・アンロック機構がロック状態になるため、関節部が回転不能状態となる。膝が固定されるため、下肢の筋力が衰えていても、患者は起立状態の保持が可能となる。
下部部材が歩行面から一定距離離れ下肢にかからない状態になると、検知部材の下端が支持部材から突出し、ロック・アンロック機構がアンロック状態となる。アンロック状態では膝の回転が可能となる。
以上の２つの動作を患者の歩行意志で交互に行うことで、自動的にロック・アンロック機構が作動するので下肢の筋力が衰えた患者であっても、自立歩行や歩行訓練が可能となる。
下肢に装着するため、室内のみならず屋外での自立歩行が可能となる。
【００２４】
加えて、請求項１は、膝折れ防止を主目的とするため、従来の技術で述べた特許文献２のように、歩行補助具で患者の体重の大部分を支持させるものではない。そのため、請求項１によれば、自立歩行を行いつつ、筋力の強化が図れる。さらに、重要なことは、歩幅、歩行速度などの全てが患者の意志により決定されるため、筋力の強化も自分の意志で計画し遂行される。
【００２５】
請求項２に係る発明では、検知部材を起点に支持部材を上方へ付勢する付勢部材が設けられている。
起立時に付勢部材により支持部材を介して下肢に、付勢部材の設定荷重分の上向き力を付与することができ、体重が免荷され、膝への負担を軽減することができる。この負担軽減により、自立歩行や歩行訓練を促すことができる。
【００２６】
検知部材と支持部材が、膝折れ防止と体重免荷とを兼ねるため、部品の削減及び重量の低減が図れる。
付勢部材は、交換することで設定荷重を変更することができる。すなわち、患者の個々の下肢筋力の条件に合致した歩行補助具が提供されると共に患者の筋力強化の進捗に応じて調整することができる歩行補助具が提供される。
【００２７】
請求項３に係る発明では、検知部材は、相対的にロック・アンロック機構を作動させてから、付勢部材に負荷をかける。
検知部材を移動させることでロック・アンロック機構を先に作動させる。すなわち、ロック・アンロック機構のロック作動前には、体重がかからないので、患者の下肢への負荷がかからないため膝折れが生じない。
【００２８】
請求項４に係る発明では、楔部材で、可動部材を強い力で固定部材へ移動させることができる。ロック・アンロック機構において、アンロック状態から下肢に体重がかかるロック状態への動作を確実にすることができる。
【００２９】
請求項５に係る発明により、左右両方の下肢の筋力が低下した患者に好適な両足歩行補助装置が提供される。
【００３０】
請求項６に係る発明では、連結部材に患者が跨乗するサドルが取付けられている。
患者は、サドルを介して臀部で付勢部材の反力（上向き力）を受けるので、下肢に直接全体重の負荷がかからず、歩行が容易に行えると共に疲労を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る歩行補助具の側面図である。
【図２】正面から見た歩行補助具の分解図である。
【図３】楔部材の作用を説明する図である。
【図４】ロック・アンロック機構の作用を説明する図である。
【図５】歩行補助具の作用を説明する図である。
【図６】歩行補助具による歩行過程を説明する図である。
【図７】歩行補助具の変更例を説明する分解図である。
【図８】体重免荷作用を発揮する付勢部材の作用図である。
【図９】本発明に係る両足歩行補助装置の正面図である。
【図１０】ロック・アンロック機構の変更例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００３３】
図１に示すように、歩行補助具１０は、大腿部１１と下腿部１２とからなる下肢１３に、ベルト１４などを介して装着される。歩行補助具１０の主要素である支持部材２０は、大腿部１１に沿う上部部材２１と、下腿部１２に沿うと共に下端にステップ３１を備える下部部材３０と、上部部材２１と下部部材３０とを膝１６近傍で回転可能に連結する関節部３２とを備えている。ベルト１４は、バンド、布ひもであってもよい。
【００３４】
このような歩行補助具１０は、下肢１３の内側（身体中心側）又は外側に装着される。図１では便宜上、外側に装着した。
【００３５】
歩行補助具１０の構成の一例を、図２に基づいて説明する。
図２（ａ）に示すように、歩行補助具１０は、検知部材５０と、この検知部材５０を収納しつつ上方へ延びる支持部材２０と、この支持部材２０と検知部材５０とに掛け渡たされる弾性部材５１と、検知部材５０の上方に配置されるロック・アンロック機構６０とを備える。
【００３６】
検知部材５０は、この例ではチャンネル形状としたが、パイプや棒であってもよい。チャンネルは、一対のフランジ５２と、一対のフランジ５２の一端同士を繋ぐウェブ５３とからなる。そして、検知部材５０は、下端に底板５４が渡され、上端に天板５５が渡されている。
ウェブ５３の一部を切欠き、９０°折り曲げて上部ばね受け５６を形成した。また、フランジ５２に上下に延びる複数個の長穴５７を設けた。
【００３７】
下部部材３０は、チャンネル形状の下部部材本体３３と、この下部部材本体３３に被せるチャンネル形状のカバー３４を主要素とする。下部部材３０は、角パイプや丸パイプであってもよい。下部部材本体３３を構成するチャンネルは、一対のフランジ３５と、一対のフランジ３５の一端同士を繋ぐウェブ３６とからなる。そして、下端に、折り曲げ形成してなるステップ３１を備える。
ウェブ３６の一部を切欠き、９０°折り曲げて下部ばね受け３７を形成した。また、フランジ３５に複数個（長穴５７と同数）のピン穴３８及び複数個の雌ねじ部３９を設けた。
【００３８】
下部ばね受け３７と上部ばね受け５６に、弾性部材５１を掛け渡す。弾性部材５１は、引張りばねが好適であるが、ゴムひもでもよく、また、下部ばね受け３７と上部ばね受け５６の配置を変更することにより、圧縮ばね、トーションばねの採用が可能となる。よって、弾性部材５１は任意の部材が使用可能である。
【００３９】
下部部材本体３３に、検知部材５０を収納し、ピン４１を、ピン穴３８、長穴５７、反対側のフランジ５２に設けた長穴５７、反対側のフランジ３５に設けたピン穴３８の順で通す。これで、検知部材５０は、長穴５７の範囲内において、軸方向に相対移動可能に下部部材本体３３に収納される。ピン４１の先端にサークリップ４２を取付けることで、ピン４１の抜け止めを図る。サークリップ４２は、ナットや割ピンであってもよい。
【００４０】
カバー３４は、フランジ３４ａに、切欠き３４ｂとビス穴３４ｃを備え、ウェブ３４ｄの上端にＬ字断面の延長部３４ｅを備えている。
カバー３４を下部部材本体３３に被せた後、ビス４３を、ビス穴３４ｃに通す。次にビス４３の先端を雌ねじ部３９にねじ込む。これで、カバー３４は、下部部材本体３３に取り外し可能に取付られる。
この際、切欠き３４ｂ内にピン４１の端部及びサークリップ４２が収まるようにする。結果、カバー３４はピン４１及びサークリップ４２に干渉することなく、下部部材本体３３に被せることができる。
【００４１】
下部部材３０は、角パイプや丸パイプでもよいが、本実施例のように、下部部材本体３３とカバー３４とで構成した場合には、先ず、下部部材本体３３に検知部材５０を収納し、ピン４１を取付け、弾性部材５１を取付ける。その後に、カバー３４を下部部材３０に被せる。角パイプや丸パイプに比較して、検知部材５０の収納や弾性部材５１の取付けが格段に容易になる。
【００４２】
上部部材２１は、下部部材本体３３の外側面に添えられる上部第１部材２２と、カバー３４の延長部３４ｅの内側面に添えられる上部第２部材２３と、これらの上部同士を締結する締結部材４４とからなる。締結部材４４はビスやボルトが好適である。
【００４３】
なお、上部部材２１は、上部第２部材２３を厚くして、上部第２部材２３のみで構成してもよい。上部第１部材２２が省ける。
ただし、本実施例のように、上部第１部材２２と上部第２部材２３とで構成すると、上部第１部材２２の下部と上部第２部材２３の下部との間隔を確保することができ、曲げ剛性を高めることができる。
【００４４】
関節部３２に配置されるロック・アンロック機構６０の好適な構造を説明する。
ロック・アンロック機構６０は、検知部材５０に設けられ駆動側テーパ面６１を有し先尖り形状の楔部材６２と、この楔部材６２の駆動側テーパ面６１に摺接する従動側テーパ面６３を一方の面に有し他方の面に噛合い部６４を有する可動部材６５と、噛合い部６４に噛合う噛合い受け部６６を有し上部部材２１（上部第２部材２３）に固定される固定部材６７と、この固定部材６７から離れる方向へ可動部材６５を戻すリターン部材６８とからなる。
【００４５】
噛合い部６４及び噛合い受け部６６には、例えば放射状の歯が形成されている。放射状の歯はセレーション（鋸歯）であってもよい。よって、噛合い部６４及び噛合い受け部６６はいかなる角度においても噛合いが行われる。
リターン部材６８は、圧縮ばねが好適であるが、ゴムブロックや弾性プラスチックブロックであってもよい。
【００４６】
このようなロック・アンロック機構６０は、下部部材本体３３の上部と、カバー３４の延長部３４ｅとに水平に渡すシャフト７１により、関節部３２に配置される。
シャフト７１は、上部第１部材２２、下部部材本体３３、楔部材６２、可動部材６５、リターン部材６８、固定部材６７、上部第２部材２３、カバー３４の延長部３４ｅの順に貫通しており、袋ナット７２で締結が図られる。袋ナット７２は、六角ナット、スナップリング、割ピンであってもよい。
【００４７】
すなわち、関節部３２においては、シャフト７１を中心に、下部部材３０に対して相対的に上部部材２１が回転する。ただし、関節部３２は、ロック・アンロック機構６０で回転可能と回転不能の一方が決定される。
【００４８】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ矢視図であり、楔部材６２は、上が開いているＵ字溝７３を有し、このＵ字溝７３にシャフト７１が貫通している。Ｕ字溝７３であるため、シャフト７１に対して楔部材６２が昇降可能である。または、楔部材６２を基準にすると、シャフト７１が昇降可能である。
このような楔部材６２は、連結ロッド７４を介して、検知部材５０の天板５５に固定される。なお、連結ロッド７４を省いて、楔部材６２を検知部材５０の天板５５に直接固定することは差し支えない。
【００４９】
可動部材６５は、図２（ｂ）に示すように矩形を呈し、下部部材本体３３のフランジ３５の内面に摺動可能に接する。よって、可動部材６５はシャフト７１の軸回りに回転する心配がない。
【００５０】
楔部材６２と、シャフト７１との相対位置関係を、図３に基づいて説明する。シャフト７１は、下部部材本体３３と一体であるため、下部部材本体３３（下部部材３０）の上下動作は、シャフト７１の上下位置で説明する。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、検知部材５０の底板５４は、歩行面１５に当たっている。歩行面１５は室内の床や屋外の路面を含む歩行可能な面である。
ステップ３１に一定以上の下向き力Ｐ１が加わると、弾性部材５１が延び、ステップ３１が歩行面１５に当たる。このときには、シャフト７１は楔部材６２のＵ字溝７３に深く入っている。
【００５２】
ステップ３１に付与している力Ｐ１を、解放する又は減ずると、弾性部材５１の引張り作用（引き上げ作用）で、検知部材５０に対して下部部材本体３３が上昇する。
図３（ｂ）に示すように、ステップ３１が歩行面１５から距離ａだけ上昇すると、下部部材本体３３と共にシャフト７１がａだけ上昇する。楔部材６２は上下移動しないため、シャフト７１がＵ字溝７３内をａだけ上昇する。
【００５３】
歩行面１５に当たっている検知部材５０に対して、下部部材本体３３が昇降する場合、検知部材５０側の長穴５７に、下部部材本体３３側のピン４１が嵌っており、ピン４１が長穴５７で案内される。そのため、下部部材本体３３は、前後左右に振れることなく昇降する。
【００５４】
次に、ロック・アンロック機構６０の作用を、図４に基づいて説明する。
図４（ａ）は図３（ａ）に対応し、図４（ｂ）は図３（ｂ）に対応する。
図４（ａ）に示すように、楔部材６２のＵ字溝７３にシャフト７１が深く入っており、シャフト７１と共に昇降する可動部材６５は、固定部材６７に噛合い状態になる。すなわち、楔部材６２の駆動側テーパ面６１で、可動部材６５の従動側テーパ面６３が固定部材６７側へ押され、噛合い部６４が噛合い受け部６６に噛合う。
【００５５】
図２（ｂ）で説明したように、可動部材６５は下部部材本体３３のフランジ３５内面と摺動可能に接して、シャフト７１の軸回りには回転しない構造になっている。図５（ａ）では非回転の可動部材６５に固定部材６７が噛合っているため、下部部材３０に対して、シャフト７１を中心にして上部部材２１が回転することはない。この状態をロック状態という。ロック状態では上部部材２１に対しても下部部材３０が回転することはない。
【００５６】
図３（ｂ）に示すように、弾性部材５１の引き作用により、下部部材本体３３及びシャフト７１が上昇する。結果、図４（ｂ）に示すように、楔部材６２に対して、シャフト７１、下部部材３０、上部部材２１、可動部材６５及び固定部材６７が、一緒にａだけ上昇する。このとき、楔部材６２の駆動側テーパ面６１に沿って従動側テーパ面６３が滑りながら可動部材６５は上昇する。楔部材６２は先が細くなっている。可動部材６５は、固定部材６７から離れるように、リターン部材６８で付勢されている。
結果、噛合い受け部６６から噛合い部６４が十分に離れ、非噛合い状態になる。
【００５７】
すると、固定部材６７と可動部材６５は共に相対的に回転可能となり、シャフト７１を中心に、下部部材３０に対して上部部材２１が相対的に回転可能となり、上部部材２１に対して下部部材３０が回転可能となる。この状態をアンロック状態という。
【００５８】
次に、図１で説明した下肢１３の動作を説明する。
図１に示す歩行補助具１０は、ステップ３１が歩行面１５に当たっているため、図３（ａ）及び図４（ａ）で説明したように、関節部３２がロック状態にあり、下部部材３０に対して上部部材２１が回転しない。回転しないので膝折れが防止され、下肢１３の筋力が弱くても、起立が可能となる。
【００５９】
下肢が持ち上げられると、図５（ａ）に示すように、検知部材５０は歩行面１５に当たったままで、ステップ３１を含む下部部材３０、関節部３２及び上部部材２１が一緒に上昇する。このときに、関節部３２に配置したロック・アンロック機構がロック状態からアンロック状態に切り替わる。アンロック状態では膝１６の回転運動が可能となる。結果、図５（ｂ）に示すように、膝１６は、屈伸等の回転運動をさせることができ、下肢１３を前後に振ることができる。図５（ａ）から図５（ｂ）を経て図１に戻る。
以上を繰り返すことで、連続歩行が可能となる。連続歩行を図６で説明する。
【００６０】
図６で、上段は患者の下肢の状態を示し、中段はロック・アンロック機構がロック状態、アンロック状態の何れにあるかを示し、下段は膝の状態を示す。
例えば、「起立」状態では、ロック・アンロック機構が「ロック」状態にあるため、膝は拘束される。拘束されることで膝折れが防止されると共に膝への負担がなくなる。結果、下肢の筋力が弱った患者であっても、起立が可能となる。
【００６１】
下肢を上昇させると、ロック状態がアンロック状態に変わり、膝の拘束が解かれてフリーとなり、膝の回転が可能となり、下肢を前後左右に移動させることができる。
上段における起立の時間は患者が意志で決定できる。膝回転の時間も患者の意志で決定できる。よって、患者は、体調、下肢の筋力、疲労などに応じて自分の意志で自立歩行や歩行訓練を行うことができる。
【００６２】
図２で説明したように、本発明に係る歩行補助具１０は、モータやバッテリや制御盤を備えていない。重量物であるモータやバッテリを備えていないため、歩行補助具１０は、軽量化が図れると共に高価なサーボモータや制御盤を備えていないため、歩行補助具１０は、製造コストの低減化を図ることができる。
【００６３】
また、従来の歩行補助具には、弱った筋力をサーボモータで補助（アシスト）する構成のものが見られる。パワーアシストにより、歩行は楽になる。しかし、これでは筋力を鍛えることはできない。
この点、本発明の歩行補助具１０は、サーボモータなどのパワーアシスト機能を備えていない。患者が、図１（起立）→図５（ａ）（足上げ）→図５（ｂ）（膝回転）→図５（ａ）（足下げ）→図１（起立）の一連の動作を実施すると、健常者の歩行と同様の歩行訓練が行え、筋力強化が可能となる。
【００６４】
よって、本発明は、軽くて安価で、且つ筋力強化に適した歩行補助具１０を提供するものであり、結果、歩行補助具１０の普及促進が図れる。
【００６５】
次に、歩行補助具１０の変更例を、図７及び図８に基づいて説明する。
図７に示す歩行補助具１０は、図２に示す歩行補助具１０に、付勢部材７６が追加されたことを構造的な特徴とする。共通な構成要素には図２と同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図２では、検知部材５０側の天板５５に、連結ロッド７４を固定したが、変更例では、図７（ａ）に示すように、検知部材５０の天板５５に、連結ロッド７４を上下移動可能に取付け、この連結ロッド７４を囲うようにして、付勢部材７６を取付けた。
図７（ａ）のｂ部拡大図である図７（ｂ）に示すように、付勢部材７６は、天板５５と楔部材６２との間に配置され、天板５５を起点に楔部材６２を上方へ付勢する役割を果たす。
【００６７】
付勢部材７６は、実施例では検知部材５０側の天板５５と楔部材６２との間に配置されているが、検知部材５０を構成するチャンネルを上下に分割してその間に付勢部材７６を介在させることもできる。よって、付勢部材７６は、圧縮エネルギーを貯える部材で且つ検知部材５０を起点に支持部材２０を上方へ付勢する部材であればよく、それの配置位置は適宜変更可能である。
【００６８】
図３（ａ）、（ｂ）で説明したように、検知部材５０は歩行面１５に当たっており、下部部材本体３３が上下し、同時にシャフト７１が上下する。
【００６９】
図３（ｂ）では、シャフト７１が上がっている。このときの形態を図８（ａ）に示す。すなわち、図８（ａ）では、付勢部材７６は十分に伸びており、楔部材６２のＵ字溝７３の開口近傍にシャフト７１が位置している。このときには、図８（ｂ）に示すように、ロック・アンロック機構６０は、アンロック状態にある。
【００７０】
図３（ｂ）において、ステップ３１に体重等の下向き力を加えると、弾性部材５１に抗して下部部材本体３３及びシャフト７１が下がり始める。すると、図８（ｃ）に示すように、シャフト７１がＵ字溝７３の底に到達する。この時点では、楔部材６２の上下位置は変更が無く、付勢部材７６の長さも変わらない。このときには、図８（ｄ）に示すように、ロック・アンロック機構６０は、ロック状態に切り替わる。付勢部材７６の長さが変わらないため、ロック・アンロック機構６０の切り替えは容易になる。
【００７１】
さらに、シャフト７１が下がると、一緒に楔部材６２が下がり始め、付勢部材７６が圧縮され、結果、付勢部材７６に圧縮エネルギーが貯えられる。圧縮エネルギーが貯えられたことにより、図８（ｅ）では、付勢部材７６の反力により、楔部材６２を介してシャフト７１に上向き力が加わる。上向き力は例えば１０ｋｇである。この力は付勢部材７６が圧縮ばねである場合、ばね係数を変更することで、反力を変えることができる。なお、付勢部材７６は圧縮ばねの他、ゴムブロック、弾性樹脂ブロック、トーションばね、引張りばねであってもよい。
【００７２】
図７（ａ）に示す検知部材５０の底板５４が歩行面に当たり、下部部材本体３３のステップ３１が歩行面に当たると、図８（ｅ）の状態になり、下部部材３０に例えば１０ｋｇの上向き力が付与される。
【００７３】
仮に、患者の左下肢に歩行補助具１０が装着されている場合は、起立時に左下肢に上向き力が付与され、体重が免荷される。
左下肢の体重が免荷されると、筋力が衰えている左下肢への負担が軽減され、歩行がより容易になる。右下肢に歩行補助具１０を装着される場合は、右下肢の体重が免荷される。
【００７４】
従来の技術で述べた特許文献２では、歩行補助装置は、体重免荷装置として伸縮する機構部と、この機構部をセンサ情報に基づいてフィードバック制御する制御部と、補助脚伸縮制御装置を備え、足つきに時にほぼ全体重を支持する。
ほぼ全体重が支持されているため、下肢への負担が殆どなくなり、歩行が促される。反面、下肢への負担が殆どないため、下肢の筋肉に負荷が殆どかからず、筋力強化の効果は期待できない。
【００７５】
この点、図７で説明した歩行補助具１０は、起立時での膝折れを防止しつつ、体重の一部（例えば１０ｋｇ）を免荷するものである。
仮に、患者の体重を６０ｋｇとし、右下肢は筋力が健常で左下肢の筋力が低下している場合を想定する。左下肢に図７に示す歩行補助具１０を装着する。この歩行補助具１０で１０ｋｇ免荷されるため、左下肢には、６０−１０＝５０ｋｇの計算により、５０ｋｇ程度の負荷が加わる。この負荷により、左下肢の筋力強化が図られる。
【００７６】
付勢部材７６は、容易に交換することができる。
ある患者において、訓練開始時に著しく筋力が低下しているときには、１５ｋｇ免荷の付勢部材７６を採用し、訓練により筋力が強化されたら１０ｋｇ免荷の付勢部材７６に交換し、さらに筋力が強化されたら５ｋｇ免荷の付勢部材７６に交換することができる。
すなわち、膝折れ防止を図りつつ、体重の一部を免荷する本発明は、ほぼ全体重を免荷する従来の技術では得られない筋力強化が図れる。
【００７７】
図８（ａ）〜図８（ｅ）の作動について、さらに検討する。
図８（ａ）及び図８（ｂ）では、ロック・アンロック機構６０は、アンロック状態にある。これが、図８（ｃ）及び（ｄ）になると、ロック・アンロック機構６０は、ロック状態になる。この間、付勢部材７６は長さが変わらないため、患者の下肢に負荷がかかっていない。すなわち、支持部材２０の一要素であるシャフト７１が、ロック・アンロック機構６０をアンロック状態からロック状態に変化するように作動させる。
この作動を、検知部材５０側から見ると、検知部材５０側の楔部材６２が、相対的にロック・アンロック機構６０をアンロック状態からロック状態に変化するように作動させる。
【００７８】
また、図８（ｃ）→図８（ｅ）では、ロック状態が維持されつつ、付勢部材７６に負荷がかけられ付勢部材７６は圧縮された分だけ弾性エネルギーを貯える。
つまり、この実施例では、ロック・アンロック機構６０の作動と、付勢部材７６を圧縮することとが、順番に実施される。
すなわち、検知部材５０は、相対的にロック・アンロック機構６０を作動させてから、付勢部材７６に負荷をかける。
ロック・アンロック機構６０の作動時には、付勢部材７６の反力が発生しないため、患者の下肢への負荷がかからないこととなり、好ましい。
【００７９】
次に、両足歩行補助装置８０の構造を図９に基づいて説明する。
図９（ａ）に示すように、両足歩行補助装置８０は、患者の左下肢１３Ｌ（Ｌは左を示す添え字である。以下同様）に装着される左足歩行補助具１０Ｌと、右下肢１３Ｒ（Ｒは右を示す添え字である。以下同様）に装着される右足歩行補助具１０Ｒと、左足歩行補助具１０Ｌの上部と右足歩行補助具１０Ｒの上部とを連結する連結部材８１と、この連結部材８１に固定又は上下移動可能に取付けられるサドル８２とからなる。
左足歩行補助具１０Ｌは、図７で説明した歩行補助具１０である。右足歩行補助具１０Ｒも同様である。
【００８０】
サドル８２は、レバー８３を操作することで、高さ位置の調整ができるようにすることが望ましい。
【００８１】
図９（ｂ）は図９（ａ）のｂ部拡大図であり、上部第１部材２２を、上部半体２２ａと下部半体２２ｂとに区分し、上部半体２２ａと下部半体２２ｂとをヒンジ８４で繋ぐことが推奨される。
図９（ｃ）に示すように、上部半体２２ａに対して下部半体２２ｂとは外側へ変位可能であるが、内側へは変位不可となるようにする。これにより、図９（ａ）において、左足歩行補助具１０Ｌと右足歩行補助具１０Ｒの接触を回避することができると共に患者の下肢１３の回転を好ましい方向へ制御することができる。
【００８２】
両足歩行補助装置８０であれば、左右両方の下肢の筋力が低下した患者に好適である。
左足歩行補助具１０Ｌ及び右足歩行補助具１０Ｒに、図７で説明した歩行補助具１０を適用すると、図９（ａ）に示すサドル８２を介して臀部１７で付勢部材の反力（上向き力）を受ける。結果、下肢１３Ｌ、１３Ｒに直接負荷がかからず、歩行が容易に行えると共に疲労を軽減できる。
【００８３】
ただし、サドル８２を省いて、両足歩行補助装置８０の軽量化及び低コスト化を図ることは差し支えない。
【００８４】
次に、ロック・アンロック機構６０の変更例を図１０に基づいて説明する。
図１０（ａ）に示すように、ロック・アンロック機構６０は、上部部材２１に固定され外周面に噛合い受け部６６を有する固定部材６７と、上端に噛合い部６４を有するロッド８６とで構成してもよい。ロッド８６は検知部材５０に固定される。
図１０（ｂ）に示すように、噛合い受け部６６はギヤが好適であり、ロッド８６側の噛合い部６４は矢形状部材が好適である。噛合い部６４が噛合い受け部６６に噛合うことで、ロック状態にすることができる。
【００８５】
図１０（ｄ）に示すように噛合い部６４から噛合い受け部６６が離れた場合には、アンロック状態となり、図１０（ｃ）において、下部部材３０に対して、上部部材２１が回転可能となる。
【００８６】
なお、外周面に設ける噛合い受け部６６をローレットとし、噛合い部６４をゴムブロックとしてもよい。ローレットは金属面に施す細かな凹凸模様である。ゴムは摩擦係数が高い（大きい）ため、ゴムブロックをローレットに押しつけることで、ロック状態が得られる。
【００８７】
よって、ロック・アンロック機構６０の構造、構成は任意である。ただし、図４に示すように楔部材６２を採用すると、小さな上下方向の力で大きな水平力が発生し噛合い部６４を大きな力で噛合い受け部６６に噛合わせることができる。
【００８８】
尚、本発明の歩行補助具１０や両足歩行補助装置８０は、アルミニウム合金等の軽合金、強度の高い炭素鋼やチタン合金、錆にくいステンレス鋼、軽い炭素繊維や樹脂（プラスチック）の何れか、又は組み合わせで構成され、構成要素の材質は格別に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の歩行補助具は片方の下肢の筋力が低下している患者の自立歩行・歩行訓練に好適であり、両足歩行補助装置は両方の下肢の筋力が低下している患者の自立歩行・歩行訓練に好適である。
【符号の説明】
【００９０】
１０…歩行補助具、１０Ｌ…左足歩行補助具、１０Ｒ…右足歩行補助具、１１…大腿部、１２…下腿部、１３…下肢、１３Ｌ…左下肢、１３Ｒ…右下肢、２０…支持部材、２１…上部部材、３０…下部部材、３１…ステップ、３２…関節部、５０…検知部材、５１…弾性部材、６０…ロック・アンロック機構、６１…駆動側テーパ面、６２…楔部材、６３…従動側テーパ面、６４…噛合い部、６５…可動部材、６６…噛合い受け部、６７…固定部材、６８…リターン部材、７６…付勢部材、８０…両足歩行補助装置、８１…連結部材、８２…サドル。
【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】
2018187246.tif 000009
【図８】
2018187246.tif 000010
【図９】
2018187246.tif 000011
【図１０】
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