(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアガイド機構及びボールジョイントを組み合わせたリニアガイド装置の可動ブロックに作用する回転モーメントを低減してリニアガイド装置の破損を抑制可能な動作補助装置の制御装置及び動作補助装置を提供する。【解決手段】リニアガイド装置は、両側部にガイド溝を有するガイドレール３９と、ガイド溝内に転送自在に配置された複数の転送ボール４３，４４と、複数の転送ボールを介してガイドレール上を往復運動自在に組み付けられた可動ブロック４５と、を備え、可動ブロックは略球状の外形を有するボールジョイントのボール部を含み、ガイドレールの少なくとも一部がボール部の略球状の外形の内部に位置する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側部にガイド溝を有するガイドレールと、
前記ガイド溝内に転送自在に配置された複数の転送ボールと、
前記複数の転送ボールを介して前記ガイドレール上を往復運動自在に組み付けられた可動ブロックと、を備え、
前記可動ブロックは略球状の外形を有するボールジョイントのボール部を含み、前記ガイドレールの少なくとも一部が前記ボール部の前記略球状の外形の内部に位置する、リニアガイド装置。
【請求項２】
前記ボール部の前記略球状の外形の中心の位置が前記ガイドレールの上面の位置よりも下方に位置する、請求項１に記載のリニアガイド装置。
【請求項３】
前記ボールジョイントは、
前記ボール部に組み付けられるソケット部と、
前記ソケット部に接続され、前記ガイドレールの延在方向に交差し、かつ、前記ガイドレールの高さ方向に交差する方向に延びるアーム部と、を含み、
前記ソケット部と前記アーム部との接続部分の少なくとも一部が前記ガイドレールの上面の位置よりも下方に位置する、請求項２に記載のリニアガイド装置。
【請求項４】
前記ソケット部は、前記ガイドレールの延在方向の両側に前記ガイドレールの高さ方向に後退した凹み部を有する、請求項３に記載のリニアガイド装置。
【請求項５】
前記ボールジョイントは、
内周面に前記ボール部を保持する環状の軸受部と、
前記軸受部に接続され、前記ガイドレールの延在方向に交差し、かつ、前記ガイドレールの高さ方向に交差する方向に延びるロッド部と、を含む、請求項１に記載のリニアガイド装置。
【請求項６】
ユーザの所定の関節の回転軸上に配置される関節部と、前記関節部を中心に回動自在に支持されたアーム部材と、前記アーム部材の回転トルクを生成するアクチュエータと、前記アーム部材を前記ユーザの人体の所定の部位に取り付けるための装着部材と、前記アーム部材及び前記装着部材を所定の方向に沿ってスライド可能に連結するリニアガイド装置と、を備えた動作補助装置において、
前記リニアガイド装置は、
前記装着部材に固定され両側部にガイド溝を有するガイドレールと、
前記ガイド溝内に転送自在に配置された複数の転送ボールと、
前記アーム部材に固定され前記転送ボールを介して前記ガイドレール上を往復運動自在に組み付けられた可動ブロックと、を備え、
前記可動ブロックは略球状の外形を有するボールジョイントのボール部を含み、前記ガイドレールの少なくとも一部が前記ボール部の前記略球状の外形の内部に位置する、動作補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガイドレールに沿って可動ブロックをリニアにスライドさせるリニアガイド装置及び動作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の装置において、ガイドレールに複数の転送ボールを介して可動ブロックを組み付け、可動ブロックをガイドレールに沿って往復運動自在に構成したリニアガイド装置が利用されている。このようなリニアガイド装置として、可動ブロックが取り付けられる移動体に対して併進と回転の自由度をともに持たせるために、リニアガイド機構とボールジョイントとを組み合わせた装置がある。ガイドレールに組み付けられた可動ブロック上にボールジョイントが設けられると、高さ方向にスペースが必要になる。
【０００３】
これに対して特許文献１には、ガイドレールを挟むようにして配置された一対の可動ブロックを含み、一対の可動ブロックを移動体に固定することにより移動体をガイドレールに沿って往復運動させるリニアガイド装置が開示されている。特許文献１に記載されたリニアガイド装置によれば、ガイドレールの上面側から可動ブロックが省略される分、仮にボールジョイントを設けた場合であっても高さ方向に要するスペースが低減されると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／０２８１４３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、特許文献１に記載のリニアガイド装置を含む従来のリニアガイド装置では、ボールジョイントが可動ブロック上に設けられると、ボール部と可動ブロックとの距離が大きく離れることが考えられる。この場合、ボールジョイントからガイドレールに対して垂直方向（高さ方向）以外の成分を含む力が作用したときに、可動ブロックに対して回転モーメントが発生する。このため、可動ブロックに作用する回転モーメントが許容範囲を超えると、可動ブロックがガイドレールから外れる等の破損を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リニアガイド機構及びボールジョイントを組み合わせたリニアガイド装置の可動ブロックに作用する回転モーメントを低減してリニアガイド装置の破損を抑制可能な、新規かつ改良された動作補助装置の制御装置及び動作補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、両側部にガイド溝を有するガイドレールと、ガイド溝内に転送自在に配置された複数の転送ボールと、複数の転送ボールを介してガイドレール上を往復運動自在に組み付けられた可動ブロックと、を備え、可動ブロックは略球状の外形を有するボールジョイントのボール部を含み、ガイドレールの少なくとも一部がボール部の略球状の外形の内部に位置する、リニアガイド装置が提供される。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ユーザの所定の関節の回転軸上に配置される関節部と、関節部を中心に回動自在に支持されたアーム部材と、アーム部材の回転トルクを生成するアクチュエータと、アーム部材をユーザの人体の所定の部位に取り付けるための装着部材と、アーム部材及び装着部材を所定の方向に沿ってスライド可能に連結するリニアガイド装置と、を備えた動作補助装置において、リニアガイド装置は、装着部材に固定され両側部にガイド溝を有するガイドレールと、ガイド溝内に転送自在に配置された複数の転送ボールと、アーム部材に固定され転送ボールを介してガイドレール上を往復運動自在に組み付けられた可動ブロックと、を備え、可動ブロックは略球状の外形を有するボールジョイントのボール部を含み、ガイドレールの少なくとも一部がボール部の略球状の外形の内部に位置する、動作補助装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、リニアガイド機構及びボールジョイントを組み合わせたリニアガイド装置の可動ブロックに作用する回転モーメントを低減してリニアガイド装置の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリニアガイド装置を適用した動作補助装置の構成例を示す正面図である。
【図２】同実施形態に係るリニアガイド装置を適用した動作補助装置の構成例を示す側面図である。
【図３】同実施形態に係るリニアガイド装置を示す説明図である。
【図４】同実施形態に係るリニアガイド装置の構成例を示す説明図である。
【図５】同実施形態に係るリニアガイド装置の構成例を示す断面図である。
【図６】参考例に係るリニアガイド装置のボールジョイントの可動範囲を示す説明図である。
【図７】同実施形態に係るリニアガイド装置のボールジョイントの可動範囲を示す説明図である。
【図８】同実施形態の変形例に係るリニアガイド装置の構成例を示す説明図である。
【図９】同実施形態の変形例に係るリニアガイド装置のボールジョイントの可動範囲を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
＜１．動作補助装置の構成例＞
まず、図１〜図２を参照して、本実施形態に係る動作補助装置１の構成例について説明する。図１は、動作補助装置１の構成例を示す正面図であり、図２は、動作補助装置１の構成例を示す側面図である。
【００１３】
本実施形態に係る動作補助装置１は、人体の股関節の左右の側方に配置された第１の関節部（能動関節部）３０を有し、左右の下肢の前後運動の補助力を付与することで歩行動作又は階段昇降動作等を補助する装置として構成されている。動作補助装置１は、いわゆる外骨格ロボットとも呼ばれる。動作補助装置１は、装着具１０と、アクチュエータ２０と、制御ユニット２２とを備える。本実施形態に係る動作補助装置１において、装着具１０は、腰部フレーム３１と、腰部固定ベルト１３と、アーム部３３と、基材４１と、大腿部固定ベルト３７と、リニアガイド装置１００とを備える。
【００１４】
装着具１０のうち、腰部フレーム３１及びアーム部３３は、例えばアルミニウム等の軽金属又は樹脂材料により形成され、所定程度の剛性を有する。したがって、腰部フレーム３１及びアーム部３３は、変形しにくくなっている。一方、腰部固定ベルト１３及び大腿部固定ベルト３７は、ユーザＨの体格によって締め付け具合が変えられるように、織物、編物又は可撓性樹脂等により形成されて変形可能になっている。
【００１５】
腰部フレーム３１は、ユーザＨの人体の腰部に配置され、腰部固定ベルト１３により固定される。腰部固定ベルト１３は、例えばバックル又は面ファスナー等の図示しない連結具を有し、連結具を連結することにより腰部固定ベルト１３が巻き付けられて腰部フレーム３１が腰部に固定される。腰部フレーム３１の下方側は、腰部の側方に位置する部位へと延びている。
【００１６】
腰部フレーム３１のうち、人体の側部に位置する部分には第１の関節部３０及び第２の関節部９０を介してアーム部３３が接続されている。このうち第１の関節部３０は、アクチュエータ２０により回転駆動される能動関節である。第１の関節部３０は、ユーザＨの人体の股関節の側方に位置するように配置され、人体の股関節の曲げ伸ばし動作に対応して腰部フレーム３１と第２の関節部９０を含むアーム部材３３とを相対回転可能に連結する。つまり、第１の関節部３０は、腰部フレーム３１及びアーム部材３３を人体の前後方向に沿って相対的に回動可能にする。
【００１７】
第２の関節部９０は、ユーザＨの動作に合わせて回転する受動関節である。第２の関節部９０は、人体の股関節の内転動作及び外転動作に対応して腰部フレーム３１及びアーム部材３３を相対回転可能に連結する。つまり、第２の関節部９０は、腰部フレーム３１及びアーム部材３３を人体の側方へと相対的に回動可能にする。なお、第２の関節部９０は省略されていてもよいが、動作補助装置１が第１の関節部３０と併せて第２の関節部９０を有することにより、人体の股関節の動きに対応して動作する動作補助装置１の自由度が高められる。
【００１８】
アーム部３３は、第１の関節部３０からユーザＨの大腿部に沿って下方に延びる。アーム部３３の下方側には、リニアガイド装置１００を介して基材４１が接続されている。リニアガイド装置１００は、アーム部３３と基材４１とを人体の大腿部の長さ方向へ相対的にスライド自在に連結する。基材４１は、大腿部の前面側に配置され、大腿部固定ベルト３７により固定される。基材４１は、樹脂やアルミニウム等により構成されて所定の剛性を有し、リニアガイド装置１００を安定的に支持する機能を有する。大腿部固定ベルト１５は、バックル又は面ファスナー等の図示しない連結具を有し、連結具を連結することにより大腿部固定ベルト１５が巻き付けられて基材４１が大腿部に固定される。
【００１９】
また、動作補助装置１は、筋電位信号等のユーザの生体信号を検出する図示しない生体信号センサを備える。生体信号センサは、人体の大腿部の皮膚に直接装着される接触式のセンサであってもよく、あるいは、衣服等を介して大腿部の表面に設置される非接触式のセンサであってもよい。生体信号センサは、動作補助装置１が補助する筋力に対応する運動単位（筋肉）の位置に合わせて設置される。本実施形態に係る動作補助装置１は、ユーザＨの左右の下肢の前後運動を補助する装置であり、生体信号センサの表面電極（検出電極）は、例えばユーザＨの左右の大腿四頭筋の筋電位を検出可能な位置に配置される。
【００２０】
腰部フレーム３１の背中側にはケース５が備えられる。ケース５内にはアクチュエータ２０及び制御ユニット２２が収容されている。またケース５内には図示しないバッテリユニットが収容されている。制御ユニット２２は、生体信号センサにより検出される筋電位信号等の生体信号の情報を取得して演算処理を行い、アクチュエータ２０に供給する電流を制御する。制御ユニット２２は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）又はＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等のプロセッサ及び記憶素子等の電子部品を備えて構成され、生体信号センサ及びアクチュエータ２０に対して電気的に接続される。制御ユニット２２と、生体信号センサ又はアクチュエータ２０とは、無線の通信手段によって接続されてもよい。
【００２１】
本実施形態に係る動作補助装置１において、アクチュエータ２０は、第１の関節部３０から離れた位置に設けられている。アクチュエータ２０としては、例えばステッピングモータ又はブラシレスモータからなるロータリモータが用いられる。アクチュエータ２０は、アクチュエータ２０が出力する回転を減速する減速機を有していてもよい。アクチュエータ２０は、回転式のロータリモータに限られず、リニアモータと回転機構とを組み合わせたアクチュエータであってもよい。アクチュエータ２０が出力する回転トルクは、プーリ及び可撓性ケーブル等を含む動力伝達機構を介して第１の関節部３０に伝達されて、第１の関節部３０の回動駆動が制御される。これにより、第１の関節部３０を中心にアーム部３３が回動し、アーム部３３が固定されたユーザＨの大腿部の前後方向の動きが補助される。アクチュエータ２０は、第１の関節部３０内に設けられていてもよい。
【００２２】
かかる動作補助装置１では、ユーザＨの動作意思に伴って生成される筋電位信号等の生体信号の情報が生体信号センサにより検出され、制御ユニット２２が当該生体信号の情報に基づき第１の関節部３０あるいはアクチュエータ２０の要求トルクを算出する。また、制御ユニット２２は、算出した要求トルクに基づいてアクチュエータ２０の制御量（例えば供給電流）を決定し、アクチュエータ２０の駆動を制御する。これにより、アクチュエータ２０が回転駆動し、アーム部３３が回転することによって、ユーザＨの下肢の前後動作に対する補助力が生成される。
【００２３】
＜２．リニアガイド装置の構成例＞
次に、図３〜図５を参照して、リニアガイド装置１００の構成の一例を説明する。図３は、アーム部３３と基材４１とをスライド自在に連結するリニアガイド装置１００の斜視図である。図４は、リニアガイド装置１００をガイドレール３９の延在方向に沿って見た図であって、図３中の矢印Ｘ方向にリニアガイド装置１００を見た図に相当する。図５は、リニアガイド装置１００の断面図であって、ガイドレール３９の延在方向に直交する断面を示している。
【００２４】
なお、ガイドレール３９の延在方向とはガイドレール３９の長手方向であって可動ブロック４５のスライド方向に相当する。また、本明細書において、基材４１上に固定されたガイドレール３９の基材４１側を下側、基材４１側とは反対側を上側といい、その上下の方向を高さ方向ともいう。また、ガイドレール３９の延在方向及び高さ方向にそれぞれ直交する方向を幅方向ともいう。
【００２５】
リニアガイド装置１００は、ガイドレール３９と、複数の転送ボール４３，４４と、可動ブロック４５と、ボールジョイント４０とを備える。ガイドレール３９は、幅方向の両側部にガイド溝３９ａ，３９ｂを有する。一方のガイド溝３９ａには複数の転送ボール４３が転送自在に配置されて、他方のガイド溝３９ｂには複数の転送ボール４４が転送自在に配置されている。可動ブロック４５は、複数の転送ボール４３，４４を介してガイドレール３９上を往復運動自在に組み付けられている。ガイド溝３９ａ，３９ｂのガイドレール３９の延在方向に直交する断面形状は、溝底部を頂部とする三角形状に形成され、転送ボール４３，４４はガイド溝３９ａ，３９ｂに対して２点で接触するようになっている。ガイド溝３９ａ，３９ｂの断面形状は三角形に限られるものではなく、例えばアーチ状であってもよく、矩形状であってもよい。
【００２６】
可動ブロック４５は全体として略球状の外形を有し、下方を向く面にガイドレール３９がスライド自在に配置されるスライド溝４５ｃを有する。可動ブロック４５は、スライド溝４５ｃのうちガイドレール３９のガイド溝３９ａに対向する内面にボール転送面４５ａを有し、ガイドレール３９のガイド溝３９ｂに対向する内面にボール転送面４５ｂを有する。ボール転送面４５ａ，４５ｂのガイドレール３９の延在方向に直交する断面形状は、アーチ状に形成され、転送ボール４３，４４はボール転送面４５ａ，４５ｂに対して２点で接触するようになっている。
【００２７】
複数の転送ボール４３は、ガイドレール３９のガイド溝３９ａと可動ブロック４５のボール転送面４５ａとの間を転送する。また、複数の転送ボール４４は、ガイドレール３９のガイド溝３９ｂと可動ブロック４５のボール転送面４５ｂとの間を転送する。可動ブロック４５は、ボール転送面４５ａ，４５ｂを転送し終えた転送ボール４３，４４を循環させるための循環路４８ａ，４８ｂが形成されている。転送ボール４３，４４が循環路４８ａ，４８ｂを介して無限循環することで可動ブロック４５はガイドレール３９に沿って連続的に移動可能になっている。
【００２８】
本実施形態に係るリニアガイド装置１００において、可動ブロック４５は略球状の外形を有する。この略球状の外形の可動ブロック４５は、ボールジョイント４０のボール部４６としての機能を有する。なお、可動ブロック４５がボールジョイント４０のボール部４６を含むことには、可動ブロック４５の全体がボール部４６として機能する場合も含まれる。このボール部４６としての可動ブロック４５にはソケット部４７が組付けられる。ソケット部４７は、アーム部３３の下端側に設けられている。例えばソケット部４７は、アーム部３３に設けられた開口３４内に嵌め込まれて接合されることで固定されていてもよい。本実施形態に係る動作補助装置１においては、アーム部３３の下端はユーザＨの大腿部の長さ方向に対して交差する方向に延びている。つまりアーム部３３の下端はガイドレール３９の幅方向側からガイドレール３９上に延びてリニアガイド装置１００に連結されている。
【００２９】
ソケット部４７は、例えば円柱状の外形を有し、略球状の外形の可動ブロック４５の上方から組み付けられる。ソケット部４７は、下方側に開口する略円柱状のボール挿入部４７ａを有する。ボール挿入部４７ａの開口側の端部の直径は可動ブロック４５のボール部４６の直径よりもやや小さくなっている。したがって、可動ブロック４５がソケット部４７のボール挿入部４７ａ内に圧入されることにより、ソケット部４７が可動ブロック４５に組み付けられる。
【００３０】
また、円柱状の外形のソケット部４７のうち、ガイドレール３９の延在方向の両側に位置する部分には、ガイドレール３９の高さ方向に後退した凹み部４７ｂが設けられている。ソケット部４７をガイドレール３９の延在方向に沿って見たときに、凹み部４７ｂは、ガイドレール３９及び可動ブロック４５のスライド溝４５ｃを覆うように形成されており、ソケット部４７が回動した場合にソケット部４７とガイドレール３９とが接触しないようになっている。これにより、ソケット部４７とガイドレール３９との接触によりソケット部４７の可動範囲が制限されないようになっている。
【００３１】
可動ブロック４５がボール挿入部４７ａ内に圧入された状態で、可動ブロック４５はボール挿入部４７ａの外周の壁面に線接触するとともに、ボール挿入部４７ａの底面（図の上面）に点接触する。これにより、ソケット部４７は、可動ブロック４５を中心に回動自在になっている。つまり、アーム部３３は、ガイドレール３９に沿って往復運動が自在になるとともに、基材４１に対して回動自在になる。なお、ソケット部４７の外形は円柱状に限られるものではなく他の形状であってもよい。ただし、ソケット部４７の外形が円柱状であることにより、ソケット部４７が回動する方向にかかわらずソケット部４７の下端が基材４１に接触するまでの回動範囲が均等になり、可動範囲が制限されにくくなる。
【００３２】
リニアガイド装置１００のガイドレール３９の一部は、ボールジョイント４０のボール部４６としての可動ブロック４５における略球状の外形の内部に位置している。このため、ボールジョイント４０にかかる負荷の作用点が、可動ブロック４５及びガイドレール３９に近い位置となっている。特に、本実施形態に係るリニアガイド装置１００では、可動ブロック４５における略球状の外形の中心Ｃの位置が、ガイドレール３９の上面の位置よりも下方に位置し、ボールジョイント４０にかかる負荷の作用点が、可動ブロック４５及びガイドレール３９により近接している。
【００３３】
＜３．リニアガイド装置の作用＞
次に、本実施形態に係るリニアガイド装置１００の作用について説明する。
【００３４】
図６は、参考例に係るリニアガイド装置１３０のガイドレール１３９の幅方向の断面図であって、ボールジョイント１４０から可動ブロック１４５に対してガイドレール１３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した状態を示す説明図である。
参考例に係るリニアガイド装置１３０は、ボールジョイント１４０を組み合わせたリニアガイド装置１３０であり、複数の転送ボール１４３，１４４を介してガイドレール１３９に組み付けられた可動ブロック１４５の上面に、略球状の外形のボール部１４６を含むジョイント部材１４２が固定されている。ボール部１４６にはソケット部１４７が上方から組み付けられ、ソケット部１４７はボール部１４６を中心に回動可能になっている。
【００３５】
参考例に係るリニアガイド装置１３０において、ボール部１４６の略球状の外形の中心Ｃ’の位置がガイドレール３９の上面の位置よりも上方に位置し、ガイドレール３９はボール部１４６の略球状の外形の外側に位置している。このため、ボールジョイント１４０にかかる負荷の作用点が、本実施形態に係るリニアガイド装置１００に比べて、可動ブロック１４５及びガイドレール１３９から離れた位置となっている。したがって、ボールジョイント１４０から可動ブロック１４５及びガイドレール１３９に対してガイドレール１３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した場合には、可動ブロック１４５及びガイドレール１３９の幅方向の一方側に対して作用する力が他方側に対して作用する力よりも大きくなる。これにより、矢印Ｍで示した可動ブロック１４５に発生する回転モーメントが大きくなって、可動ブロック１４５がガイドレール１３９から外れたり、基材１４１が変形したりする等、リニアガイド装置１３０が破損するおそれがあった。
【００３６】
これに対して、図７は、本実施形態に係るリニアガイド装置１００において、ボールジョイント４０から可動ブロック４５に対してガイドレール３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した状態を示す説明図である。
【００３７】
本実施形態に係るリニアガイド装置１００において、ガイドレール３９の一部は、ボール部４６としての可動ブロック４５の略球状の外形の内部に位置し、ボールジョイント４０にかかる負荷の作用点が、可動ブロック４５及びガイドレール３９に近い位置となっている。このため、ボールジョイント４０から可動ブロック４５及びガイドレール３９に対してガイドレール３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した場合に、可動ブロック４５及びガイドレール３９の幅方向の全体に対して同方向の力が作用しやすくなる。これにより、可動ブロック４５に発生する回転モーメントが低減され、可動ブロック４５がガイドレール３９から外れたり、基材４１が変形したりする等、リニアガイド装置１００が破損することを抑制することができる。また、本実施形態に係るリニアガイド装置１００は、リニアガイド機構の可動ブロック４５がボール部４６を含む構成となっているために、ガイドレール３９の高さ方向に要するスペースを低減することができる。
【００３８】
例えば上述した動作補助装置１において、アーム部３３と基材４１とを連結するリニアガイド装置１００のガイドレール３９は、ユーザＨの大腿部の前面に配置され、ガイドレール３９の高さ方向がユーザＨの前後方向に略一致するようになっている。このため、腰部フレーム３１とアーム部３３とを回動自在に連結する第１の関節部３０がユーザＨの股関節の側方に正確に位置している場合には、アーム部３３の回転トルクがリニアガイド装置１００に対してガイドレール３９の高さ方向に沿って作用する。
【００３９】
ただし、第１の関節部３０を、ユーザＨに装着されて利用されている間にユーザＨの股関節の側方に正確に保持させることは現実的には困難である。例えば、ユーザＨの動作に伴って人体の股関節と膝関節との間の距離が変化するため、第１の関節部３０の位置とユーザＨの股関節の位置とを常に一致させておくことは容易ではない。第１の関節部３０の位置がユーザＨの股関節の側方からずれた状態でアーム部３３を回動させた場合には、アーム部材３３のリニアガイド装置１００に対してガイドレール３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用することとなる。本実施形態に係るリニアガイド装置１００は、このような場合において、リニアガイド装置１００の破損を抑制することができる。また、大腿部の前面に位置するリニアガイド装置１００のガイドレール３９の高さ方向に要するスペースを低減することができる。
【００４０】
なお、図７及び図６においては、ボールジョイント４０からガイドレール３９に対してガイドレール３９側に向かう方向（矢印Ｆの方向）の負荷がかかる例を示しているが、ガイドレール３９から離れる方向の負荷がかかる場合においても、上記の説明と同様の作用によりリニアガイド装置１００の破損を抑制することができる。また、ガイドレール３９の高さ方向に要するスペースを低減することができる。
【００４１】
＜４．変形例＞
本実施形態に係る動作補助装置１に備えられたリニアガイド装置１００は、種々の変形が可能である。以下、変形例に係るリニアガイド装置１１０について説明する。
【００４２】
図８は、変形例に係るリニアガイド装置１１０をガイドレール３９の延在方向に沿って見た図であり、上述した図３に対応する図である。変形例に係るリニアガイド装置１１０は、ボールジョイント４０のボール部１１６としての可動ブロック１１５に組み付けられる部材が上記実施形態に係るリニアガイド装置１００とは異なっている。転送ボール４３，４４を介して可動ブロック１１５がガイドレール３９に組み付けられる構成は、上記実施形態に係るリニアガイド装置１００と同一である。また、可動ブロック１１５の基本的な構成は上記実施形態に係るリニアガイド装置１００と同一である。
【００４３】
変形例に係るリニアガイド装置１１０において、可動ブロック１１５は略球状の外形を有する。この略球状の外形の可動ブロック１１５は、ボールジョイント４０のボール部１１６としての機能を有する。このボール部１１６としての可動ブロック１１５には、内周面でボール部１１６としての可動ブロック１１５を保持する環状の軸受部１１７が組付けられる。軸受部１１７は、例えばアーム部３３の下端側の先端に接続されたロッド部１１３に設けられている。例えばロッド部１１３は、ユーザＨの大腿部の長さ方向に対して交差する方向に延びている。つまりロッド部１１３は、ガイドレール３９の延在方向に交差し、かつ、ガイドレール３９の厚さ方向に交差する方向に延びている。
【００４４】
軸受部１１７の内周面は、例えば略球状の外形の可動ブロック１１５の外周面に対応する円弧状に形成されている。このため、環状の軸受部１１７の開口のエッジの直径は可動ブロック１１５のボール部１１６の直径よりもやや小さくなっている。したがって、可動ブロック１１５が軸受部１１７の開口内に圧入されることにより、軸受部１１７が可動ブロック１１５に組み付けられる。可動ブロック１１５が軸受部１１７の開口内に圧入された状態で、可動ブロック１１５は軸受部１１７の内周面に面接触し、軸受部１１７は可動ブロック１１５を中心に回動自在になっている。つまり、アーム部３３は、ガイドレール３９に沿って往復運動が自在になるとともに、基材４１に対して回動自在になる。
【００４５】
変形例に係るリニアガイド装置１１０のガイドレール３９の一部は、ボールジョイント４０のボール部１１６としての可動ブロック１１５における略球状の外形の内部に位置している。このため、ボールジョイント４０にかかる負荷の作用点が、可動ブロック１１５及びガイドレール３９に近い位置となっている。変形例に係るリニアガイド装置１１０では、可動ブロック１１５における略球状の外形の中心Ｃ１の位置が、ガイドレール３９の上面の位置よりも上方に位置している。ただし、ガイドレール３９の一部が可動ブロック１１５の略球状の外形の内部に位置するために、ボールジョイント４０から可動ブロック１１５及びガイドレール３９に対してガイドレール３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した場合に、可動ブロック１１５及びガイドレール３９の幅方向の全体に対して同方向の力が作用しやすくなる。
【００４６】
図９は、変形例に係るリニアガイド装置１１０において、ボールジョイント４０から可動ブロック１１５に対してガイドレール３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した状態を示す説明図である。変形例に係るリニアガイド装置１１０においても、ボールジョイント４０にかかる負荷の作用点が、図６に示した参考例に係るリニアガイド装置１４０と比較して、可動ブロック１１５及びガイドレール３９に近い位置となっている。このため、ボールジョイント４０から可動ブロック１１５及びガイドレール３９に対してガイドレール３９の高さ方向以外の成分を含む力が作用した場合に、可動ブロック１１５及びガイドレール３９の幅方向の全体に対して同方向の力が作用しやすくなる。これにより、可動ブロック１１５に発生する回転モーメントが低減され、可動ブロック１１５がガイドレール３９から外れたり、基材４１が変形したりする等、リニアガイド装置１１０が破損することを抑制することができる。また、ガイドレール３９の高さ方向に要するスペースを低減することができる。
【００４７】
なお、図９においては、ボールジョイント４０からガイドレール３９に対してガイドレール３９側に向かう方向（矢印Ｆの方向）の負荷がかかる例を示しているが、ガイドレール３９から離れる方向の負荷がかかる場合においても、上記の説明と同様の作用によりリニアガイド装置１１０の破損を抑制することができる。また、ガイドレール３９の高さ方向に要するスペースを低減することができる。
【００４８】
＜５．効果＞
以上説明したとおり、本実施形態に係るリニアガイド装置は、可動ブロックが略球状の外形を有するボールジョイントのボール部を含み、ガイドレールの少なくとも一部がボール部の略球状の外形の内部に位置している。これにより、ボールジョイントにかかる負荷の作用点を、可動ブロック及びガイドレールに近づけることができる。このため、ボールジョイントから可動ブロック及びガイドレールに対してガイドレールの高さ方向以外の成分を含む力が作用した場合であっても、可動ブロックに対して生じる回転モーメントを抑制することができる。したがって、本実施形態に係るリニアガイド装置は、この回転モーメントによるリニアガイド装置の破損を低減することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るリニアガイド装置において、ボール部の略球状の外形の中心の位置がガイドレールの上面の位置よりも下方に位置することにより、ボールジョイントにかかる負荷の作用点を、可動ブロック及びガイドレールにより近づけることができる。したがって、ボールジョイントから可動ブロック及びガイドレールに対してガイドレールの高さ方向以外の成分を含む力が作用した場合に、可動ブロックに対して生じる回転モーメントをより抑制することができる。
【００５０】
また、本実施形態に係る動作補助装置は、このようなリニアガイド装置を備えるために、腰部フレームとアーム部材とを回動自在に連結する第１の関節部の位置がユーザＨの股関節の側方からずれた状態でアーム部を回動させた場合であっても、リニアガイド装置の破損を抑制することができる。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、動作補助装置が、ユーザの両脚の前後運動を補助する装置として構成されていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば動作補助装置は、ユーザの片脚の前後運動を補助する装置であってもよい。この場合、第１の腰部関節部、第２の腰部関節部、膝部関節部、腰部フレーム、大腿部アーム部材、下腿部アーム部材、基材及び下腿部装着部は、左右のいずれか一方にのみ設けられる。また、動作補助装置は、例えばユーザの両腕の動作を補助する装置であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・動作補助装置、２０・・・アクチュエータ、３０・・・第１の関節部、３１・・・腰部フレーム、３３・・・アーム部材、３９・・・ガイドレール、３９ａ，３９ｂ・・・ガイド溝、４０・・・ボールジョイント、４１・・・基材、４３，４４・・・転送ボール、４５・・・可動ブロック、４６・・・ボール部、４７・・・ソケット部、４７ａ・・・ボール挿入部、４７ｂ・・・凹み部、１００・・・リニアガイド装置
【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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【図８】
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【図９】
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