(57)【要約】【課題】  長時間の直立姿勢の維持が困難な人を支援するために、複雑な機構を要することなく簡易な構造であって従来のものに比べて軽く、下肢への装着が容易である下肢補助具を提供する。【解決手段】  装着者の身体に着脱自在に装着される第１装着部１１と、前記第１装着部１１と連結し、前記第１装着部１１から伝達された荷重を受ける荷重受部１３と、前記第１装着部１１と前記荷重受部１３との間に設けられ、前記第１装着部１１と前記荷重受部１３とが伸展する方向に弾性力を発生させる弾性機構１４と、前記弾性機構１４の弾性力を調整する弾性調整機構１５と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の身体に着脱自在に装着される第１装着部と、
前記第１装着部と連結し、前記第１装着部から伝達された荷重を受ける荷重受部と、
前記第１装着部と前記荷重受部との間に設けられ、前記第１装着部と前記荷重受部とが伸展する方向に弾性力を発生させる弾性機構と、
前記弾性機構の弾性力を調整する弾性調整機構と、を備えた下肢補助具。
【請求項２】
前記第１装着部と前記荷重受部との間に第２装着部を備え、前記第１装着部と前記第２装着部が膝関節部分を挟んでその両側に配置され、前記荷重受部が足の平を載せる位置に配置される請求項１に記載の下肢補助具。
【請求項３】
前記弾性機構は、一端が弾性解除機構を介して前記第１装着部に連結され、他端が前記弾性調整機構を介して前記荷重受部に連結される請求項１に記載の下肢補助具。
【請求項４】
前記弾性調整機構は、前記荷重受部と前記第２装着部との間に掛け渡される長辺部材を有し、この長辺部材の長手方向に沿って前記弾性機構の他端が選択的に取付けられる複数の取付部が設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の下肢補助具。
【請求項５】
前記弾性解除機構は、前記第１装着部と前記荷重受部との間に生じる伸展力を保持する係合手段を備える請求項３に記載の下肢補助具。
【請求項６】
前記第１装着部に保持される前記弾性解除機構と、前記第２装着部に保持される前記弾性機構とが回動可能に連結される請求項２に記載の下肢補助具。
【請求項７】
前記第１装着部が大腿部に装着され。前記第２装着部が膝関節部分のすぐ下の脛部に装着される請求項２に記載の下肢補助具。
【請求項８】
前記荷重受部が前記足の平を載せる足平フレームと、この足平フレームに前記足の平を固定する足平ベルトとを有する請求項１又は２に記載の下肢補助具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下肢に掛かる荷重を軽減するための下肢補助具に係り、特に直立姿勢を支援するのに適した下肢補助具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高齢に伴う下肢の衰えや怪我、病気などによる膝関節の損傷などによって、歩行や長時間の直立姿勢の維持が困難な人を支援するための下肢補助具が知られている（例えば、特許文献１，２）。これらの下肢補助具は、主に歩行時において下肢に掛かる荷重を軽減するためのものであり、股間接や膝関節などの動きに対応して屈伸するリンク部材を備え、歩行する際に股間接や膝関節などに掛かる荷重を歩行の妨げにならないように軽減することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９６３３号公報
【特許文献２】特開２００７−３０７２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の下肢補助具にあっては、主に歩行時における支援を目的としているために複数のリンク部材とこのリンク部材を屈伸させる機構を備えており、装置が複雑になると共に大型化して重くなり、高齢者やリハビリには利用しにくいといった問題があった。特に、長時間の直立姿勢の維持が困難な人を支援するための下肢補助具としては不向きであった。
【０００５】
そこで本発明は、長時間の直立姿勢の維持が困難な人を支援するために、複雑の機構を要することなく簡易な構造であって従来のものに比べて軽く、下肢への装着が容易である下肢補助具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の下肢補助具は、装着者の身体に着脱自在に装着される第１装着部と、前記第１装着部と連結し、前記第１装着部から伝達された荷重を受ける荷重受部と、前記第１装着部と前記荷重受部との間に設けられ、前記第１装着部と前記荷重受部とが伸展する方向に弾性力を発生させる弾性機構と、前記弾性機構の弾性力を調整する弾性調整機構と、を備える。
【０００７】
また、本発明の下肢補助具は、前記第１装着部と前記荷重受部との間に第２装着部を備えてもよい。この場合、前記第１装着部と前記第２装着部が膝関節部分を挟んでその両側に配置され、前記荷重受部が足の平を載せる位置に配置される。
【０００８】
また、本発明の下肢補助具では、前記弾性調整機構が前記荷重受部と前記第２装着部との間に掛け渡される長辺部材を有し、この長辺部材の長手方向に沿って前記弾性機構が選択的に取付けられる複数の取付部が設けられていてもよい。
【０００９】
さらに、本発明の下肢補助具では、前記第１装着部と前記荷重受部との間に生じる伸展力を保持する係合手段が設けられた弾性解除機構を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の下肢補助具によれば、第１装着部と、荷重受部と、第１装着部と荷重受部との間に設けられる弾性機構と、弾性機構によって第１装着部と荷重受部との間に生じる伸展力を調整する弾性調整機構とを備えているので、大腿部及び膝関節部分などに掛かる荷重を軽減できると共に、伸展力を簡易に調整することができる。また、従来のようなリンク部材を用いた複雑な機構を要しないので、装置全体が簡易な構造であって軽く、下肢への装着も容易であるので、長時間の直立姿勢の維持が困難な人を支援するのに最適な補助具である。
【００１１】
また、本発明の下肢補助具によれば、膝関節部分の上部の大腿部に第１装着部を装着し、膝関節部分のすぐ下の脛部に第２装着部を装着することができるので、下肢にしっかりと補助具が装着されて、伸展力を確実に伝えることができる。
【００１２】
また、本発明の下肢補助具によれば、前記弾性調整機構が荷重受部と第２装着部との間に掛け渡される長辺部材を有し、この長辺部材の長手方向に沿って弾性機構が選択的に取付けられる複数の取付部が設けられているので、弾性機構と長辺部材の取付部との位置を変更するだけで、伸展力を容易に調整することができる。
【００１３】
さらに、本発明の下肢補助具によれば、第１装着部と荷重受部との間に生じる伸展力を保持する係合手段が設けられた弾性解除機構を備えているので、この係合手段を解除することで前記伸展力が解除されることになり、装着する際の取り扱いが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の下肢補助具を下肢に装着した状態を示す斜視図、（ｂ）は弾性機構を解除した状態を示す斜視図である。
【図２】下肢補助具の側面図である。
【図３】下肢補助具の背面図である。
【図４】弾性機構の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る下肢補助具の実施形態を詳細に説明する。図１乃至図４において、本発明の一実施形態に係る下肢補助具１０は、大腿部１に装着される第１装着部１１と、膝関節部分２を挟んですぐ下の脛部３に装着される第２装着部１２と、足の平４を載せる位置に配置される荷重受部１３と、前記第１装着部１１と荷重受部１３との間に設けられる弾性機構１４と、前記弾性機構１４によって第１装着部１１と荷重受部１３との間に生じる伸展力を調整する弾性調整機構１５とを備える。また、前記弾性機構１４は弾性解除機構１６を介して第１装着部１１に連結されている。
【００１６】
下肢補助具１０は、図１に示されるように、前記弾性機構１４、弾性調整機構１５及び弾性解除機構１６が下肢の外側面に配置されるように装着される。
【００１７】
前記第１装着部１１は、装着する人の下肢の大腿部１の形状に合わせて大腿部１を包むように形成される大腿部フレーム１７と、大腿部フレーム１７に一体形成された上下のループ１８に保持される一対の大腿部ベルト１９とを備えている。また、大腿部フレーム１７は、図３に示したように、大腿部１の後側が開放されており、開放された端部同士の間に締付具２０が設けられている。この締付具２０は、予め利用者の大腿部１の太さに応じて開放幅を調整するためのものである。大腿部ベルト１９は布などの柔らかい素材で作られており、大腿部１にしっかりと巻かれて装着される。装着手段としては、ベルトの両端に設けた面ファスナなどを利用するのが簡便である。
【００１８】
前記第２装着部１２は、膝関節部分２のすぐ下の脛部３に巻かれて装着される脛部ベルト２１と、この脛部ベルト２１を保持すると共に締付け具合を調整するバックル２２とを備えている。脛部ベルト２１は、前記大腿部ベルト１９と同様、布などの柔らかい素材で作られており、脛部３にしっかりと巻かれる。バックル２２は脛部３の外側面に配置される。このようにして、前記膝関節部分２を挟んでその両側に前記第１装着部１１と前記第２装着部１２とが装着される。
【００１９】
前記荷重受部１３は、足の平４を載せる足平フレーム２３と、この足平フレーム２３に載せた足の平４を固定する足平固定ベルト２４とを有する。足平フレーム２３は、撓みにくい素材によって足の平４の形状に合わせて平板状に形成される。また、足の大きい人も載せられるように、少し大きめに形成されるのが望ましい。また、足平固定ベルト２４は、足の甲５に回して足の平４を固定できるように、足平フレーム２３の両側辺に掛け渡されている。
【００２０】
前記弾性機構１４は、図１及び図４に示したように、シリンダチューブ２５と、シリンダチューブ２５に収納される圧縮スプリング２６と、圧縮スプリング２６に取付けられるシリンダロッド２７とを有し、シリンダロッド２７がシリンダチューブ２５の下端から突出している。シリンダチューブ２５は前記バックル２２に固定された筒状のガイド部材３１に保持される。ガイド部材３１にはシリンダチューブ２５がスライド可能に貫通するガイド孔３１ａが設けられている。一方、シリンダロッド２７の下端には下端取付部２７ａが設けられ、この下端取付部２７ａが前記弾性調整機構１５に固定されている。
【００２１】
前記弾性調整機構１５は、前記第２装着部１２と荷重受部１３との間に掛け渡される細板状の長辺部材２８を有し、この長辺部材２８が脛部３に沿って長く延びている。長辺部材２８は、上端が前記バックル２２に固定され、下端がブラケット２９を介して足平フレーム２３に固定されている。また、長辺部材２８にはその長手方向に沿って複数の取付孔３０が設けられ、このうちの一つの取付孔３０に前記ロッド２７の下端取付部２７ａが選択的に取付けられる。取付孔３０に対する下端取付部２７ａの取付位置を変えることによって圧縮スプリング２６の弾性力を調整することができる。
【００２２】
前記弾性解除機構１６は、前記シリンダチューブ２５の上端に設けられる上端取付部２５ａに回動可能に連結される上部ロッド３２と、上部ロッド３２を押し込んだ時に第１装着部１１と荷重受部１３との間に生じる伸展力を保持する係合手段３３とを備える。係合手段３３は、大腿部フレーム１７の外側面に一体形成された縦長のベース部３４と、ベース部３４の前面側に配置されたサブフレーム３５とを有する。サブフレーム３５は縦長の板材からなり、垂直に配置されると共に上下２箇所でベース部３４に固定されている。また、係合手段３３は、サブフレーム３５の下部において前面に突出する係合部材３６と、この係合部材３６に設けられた係合孔３７の周縁部と係合して上部ロッド３２をロックする係合突起３８とを有する。
【００２３】
図１（ｂ）に示したように、前記係合部材３６は、四角形の平面形状を有する直方体からなり、その中央には上下に貫通する係合孔３７が設けられている。この係合孔３７は、中心の円形孔３７ａと、前記係合突起３８を挿通させるため、前記円形孔３７ａの対向する二か所に設けられる切欠孔３７ｂとで形成されている。円形孔３７ａは上部ロッド３２の断面形状に対応しており、切欠孔３７ｂは係合突起３８の形状に対応している。なお、前記係合突起３８は、上部ロッド３２の軸上の対向する位置に一対設けられている。
【００２４】
この係合手段３３は、図１（ａ）に示したように、前記係合突起３８が、係合部材３６の下側において、係合孔３７の一対の切欠孔３７ｂの位置と一致する位置以外の方向に位置する場合に、係合孔３７の周辺と係合する。さらに前記係合突起３８が、係合部材３６の下側において、係合孔３７の一対の切欠孔３７ｂの位置と直交する方向に位置すれば、後述するハンドル３９が上肢側面から最もはみ出さない位置となるため、好適である。その結果、この状態では弾性機構１４の圧縮スプリング２６のバネ圧が作用して第１装着部１１と荷重受部１３との間に生じる伸展力が保持されることになる。
【００２５】
一方、上部ロッド３２を９０°外側に回転させて、前記係合突起３８が係合孔３７の一対の切欠孔３７ｂの位置と平行に位置する場合に、図１（ｂ）に示したように、係合突起３８は切欠孔３７ｂを通り抜けることができる。そのため、圧縮スプリング２６のバネ圧でシリンダチューブ２５及び上部ロッド３２を押上げ、係合突起３８が係合部材３６の上面側に飛び出すことで、第１装着部１１と荷重受部１３との間に生じていた伸展力が解除されることになる。このようにして、弾性解除機構１６の係合手段３３は伸展力を保持すると共に、係合手段３３を解除することで伸展力を解除することができる。なお、上部ロッド３２の上端には上部ロッド３２を回転操作するためのハンドル３９が設けられている。なお、上部ロッド３２の回転に伴ってシリンダチューブ２５も一緒に回転する。
【００２６】
上部ロッド３２、係合手段３３、ハンドル３９等で構成される前記弾性解除機構１６の操作部分と、伸展力を発生させる弾性機構１４とは、下肢補助具１０を装着者が直立姿勢で装着している方向で見て、操作部分が上部に、弾性機構１４が下部に配置されている。これにより、弾性機構１４の重量は荷重受部１３が受けることとなり、弾性機構１４が自らの重量を受ける必要がなくなる。つまり、弾性機構１４を上部に、操作部分を下部に配置した場合より、弾性機構１４で発生させる伸展力が小さいため、弾性機構１４を小型化することができる。
【００２７】
次に、上記構成からなる下肢補助具１０の使用方法について説明する。先ず、図１（ｂ）に示したように、前記弾性解除機構１６の係合手段３３を解除して伸展力を解除しておく。次いで、装着者は立ち姿勢で下肢補助具１０の第１装着部１１に足を通し、荷重受部１３の足平フレーム２３の上に足の平４を載せる。この状態で第１装着部１１を大腿部１に装着し、第２装着部１２を膝関節部分２のすぐ下の脛部３に装着する。大腿部１に大腿部ベルト１９をしっかり巻き付けて固定し、脛部３に脛部ベルト２１をしっかり巻き付けて固定する。なお、足の平４は足平固定ベルト２４でしっかりと固定しておく。
【００２８】
このようにして、第１装着部１１及び第２装着部１２を下肢に装着したのち、ハンドル３９を押し下げ、上部ロッド３２に設けられた係合突起３８を係合孔３７に挿入する。そして、係合突起３８が係合部材３６の下面側まで挿通したら、ハンドル３９を手前に９０°回転させ、係合突起３８を係合孔３７の周縁に係合させる。ハンドル３９を押し下げることで上部ロッド３２及び上部ロッド３２に連結されたシリンダチューブ２５が押し込まれ、圧縮スプリング２６のバネ圧が作用して、第１装着部１１と荷重受部１３との間に伸展力が生じることになる。また、図１（ａ）に示したように、弾性解除機構１６の係合手段３３では係合部材３６と係合突起３８との係合状態が続くことで、第１装着部１１と荷重受部１３との間に伸展力が保持されることになる。
【００２９】
このように、第１装着部１１と荷重受部１３との間に生じる伸展力が大腿部１を持ち上げる補助力として作用し、大腿部１及び膝関節部分２に掛かる荷重が軽減されて下肢への負担を抑えられる。また、大腿部１及び膝関節部分２に掛かる荷重の大きさを伸展力によって調整することができる。この場合、伸展力は、シリンダロッド２７の下端取付部２７ａと長辺部材２８の取付孔３０との取付位置を変えることによって、容易にその大きさを調整することができる。例えば、高齢に伴う下肢の衰えや怪我や病気などで損傷した膝関節部分２のリハビリに下肢補助具１０を利用するような場合、リハビリの進行に応じて膝関節部分２への負荷を変えることが望まれる。リハビリの初期では膝関節部分２の負担を小さくするために、伸展力を大きくし、リハビリが進むにつれて伸展力を次第に小さくすることで膝関節部分２に掛かる荷重を次第に大きくしながら、下肢の筋力を回復するリハビリが行われることがある。このような場合、伸展力は、シリンダロッド２７の下端取付部２７ａと弾性調整機構１５の長辺部材２８に設けられた複数の取付孔３０との取付位置を変えることによって、その大きさを容易に調節することができる。複数の取付孔３０のうち上方に向かって取付位置を選択することで伸展力が次第に大きくなり、下方に向かって取付位置を選択することで伸展力が次第に小さくなる。
【００３０】
シリンダチューブ２５の上端取付部２５ａが上部ロッド３２の下端と回動可能に連結されているので、伸展力を保持した状態で膝を曲げることができる。そのため、リハビリの途中でイスに腰を掛けて休憩することもできる。
【００３１】
伸展力を調整する別の実施形態として、バネ定数の異なる何種類かの圧縮スプリング２６を準備し、発生させたい伸展力に応じてシリンダチューブ２５に収納される圧縮スプリング２６を交換する方法がある。弾性調整機構１５の長辺部材２８に設けられた複数の取付孔３０だけでは、限られた長さ及び限られた位置にしか調整できないが、バネ定数が異なる圧縮スプリングを組み合わせることで、装着者の下肢の長さ、または掛けたい負荷に柔軟に対応することができる。
【００３２】
また、大腿部１に装着される第１装着部１１の大腿部１と接する内側の全周面に、塩化ビニル樹脂とポリエステル樹脂、または塩化ビニル樹脂とアクリルを組み合わせた樹脂系のシート、もしくはゴム系のシート等の弾力性があり、かつ表面の摩擦係数が大きい材質のシート（図示しない）を備えることが望ましい。このシートにより、大腿部１に大腿部ベルト１９を巻き付けて固定する際、大腿部１と第１装着部１１との間にずれが生じにくくなり、第１装着部１１と荷重受部１３との間に生じた伸展力が失われずに大腿部１に作用する事ができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  大腿部
２  膝関節部分
３  脛部
４  足の平
５  足の甲
１０  下肢補助具
１１  第１装着部
１２  第２装着部
１３  荷重受部
１４  弾性機構
１５  弾性調整機構
１６  弾性解除機構
１７  大腿部フレーム
１８  ループ
１９  大腿部ベルト
２０  締付具
２１  脛部ベルト
２２  バックル
２３  足平フレーム
２４  足平固定ベルト
２５  シリンダチューブ
２５ａ  シリンダチューブの上端取付部
２６  圧縮スプリング
２７  シリンダロッド
２７ａシリンダロッドの下端取付部
２８  長辺部材
２９  ブラケット
３０  取付孔
３１  ガイド部材
３１ａ  ガイド孔
３２  上部ロッド
３３  係合手段
３４  ベース部
３５  サブフレーム
３６  係合部材
３７  係合孔
３７ａ  円形孔
３７ｂ  切欠孔
３８  係合突起
３９  ハンドル
【図１】
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【図２】
2018130143.tif 000004
【図３】
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【図４】
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