(57)【要約】【課題】多少の凹凸があっても杖自体を安定化させることができ、杖の歩行時における安定性を向上させることができるリンク機構体を提供すること。【解決手段】各リンクの端部を連結して４つの頂点が形成されており、主軸に連結される四角形部分、各リンクの端部を連結して５つの頂点が形成されており、１つの頂点が内方に向けて折れ曲がるように構成された内方屈曲頂点となされており、四角形部分に連結されている五角形部分とを具備し、四角形部分の１つのリンクは五角形部分のリンクを兼ねた共有リンクであるリンク機構を有し、五角形部分における内方屈曲頂点側と、五角形部分における内方屈曲頂点には隣設せず且つ共有リンクに属しない頂点側とが弾性部材を介して連結されており、四角形部分における共有リンクではないリンクにおける１頂点が主軸に伸縮しない部材を介して回動自在に連結されているリンク機構体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、主軸に連結されたリンク機構とからなるリンク機構体であって、
上記リンク機構は、
４つのリンクからなり、各リンクの端部を連結して４つの頂点が形成され、上記主軸に連結される四角形部分、及び
５つのリンクからなり、各リンクの端部を連結して５つの頂点が形成され、該頂点のうちの１つの頂点が内方に向けて折れ曲がるように構成された内方屈曲頂点となされており、上記四角形部分に連結されている五角形部分
とを具備し、
上記四角形部分の１つのリンクは五角形部分のリンクを兼ねた共有リンクであり、
上記五角形部分における上記内方屈曲頂点側と、上記五角形部分における上記内方屈曲頂点には隣設せず且つ上記共有リンクに属しない頂点側とが、弾性部材を介して連結されており、
上記四角形部分における上記共有リンクではないリンクにおける１頂点側が上記主軸に伸縮しない部材を介して回動自在に連結されている
リンク機構体。
【請求項２】
上記四角形部分における上記共有リンクには属さず且つ上記１頂点ではない他の頂点側が弾性部材を介して上記主軸又は他のリンク機構に連結されている請求項１記載のリンク機構体。
【請求項３】
上記四角形部分における上記共有リンクには属さず且つ上記１頂点ではない他の頂点側がリンク部材を介して上記他のリンク機構に連結されている請求項１記載のリンク機構体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のリンク機構体を具備する杖であって、
上記主軸に、それぞれ同じ高さ位置において３つの上記リンク機構が連結されており、
各リンク機構は、それぞれ異なる方向に且つ隣り合うリンク機構間の角度が同じになるように設けられている杖。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行安定性に優れ、使用者に安心感を与えることができる杖を構成可能なリンク機構体およびそれを用いた杖に関する。
【背景技術】
【０００２】
リンク機構に関しては種々提案されており、その応用例も各種提案されている。
応用例としては杖がある。その例としては、例えば特許文献１には、杖・ポール・柄等を手放しても倒れない様にし、未使用時そのスタンド（脚体４及び、脚ロッド）を極小サイズに折畳可能とするために、歩行補助杖等に外付固着し開脚すると立体トラス体を形成し、脚体付根部を変形四辺式リンク機構とし、その屈折ジョイント部をスナップヒンジ（三点式リターンばね性）式とした、自立式の脚開閉式ポールスタンドが提案されている。
また、特許文献２には、路面の凹凸等の障害物を確実にかつ正確に感知でき、しかも軽く扱えるようにした盲人用杖として、路面に転接するキャスタを杖本体の下端に取付けてなる盲人用杖において、少なくとも３つのキャスタがその隣接するキャスタを相互に結ぶ直線が三角形をなすように配置するとともに連結部材によって相互に連結し、連結部材の上記三角形内に位置する部位には杖本体の下端を前後方向に揺動自在に支持するように構成された杖が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５１７２２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９７１９９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、特許文献１及び２において提案されているリンク機構では、未だ地表面の凹凸に十分に対応できるものではなく、杖とした場合にも使用者に如何なる凹凸形状の地面でも安定して体を支えることができるという安心感を与えるものではなかった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、杖の設置面の構成部材として利用した場合に多少の凹凸があっても杖自体を安定化させることができ、杖の歩行時における安定性を向上させることができるリンク機構体及びそれを用いた杖を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解消するため鋭意検討した結果、四角形部分と五角形部分とを組み合わせたリンク機構であれば、上記目的を達成し得ることを知見した。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、下記発明を提供するものである。
１．主軸と、主軸に連結されたリンク機構とからなるリンク機構体であって、
上記リンク機構は、
４つのリンクからなり、各リンクの端部を連結して４つの頂点が形成され、上記主軸に連結される四角形部分、及び
５つのリンクからなり、各リンクの端部を連結して５つの頂点が形成され、該頂点のうちの１つの頂点が内方に向けて折れ曲がるように構成された内方屈曲頂点となされており、上記四角形部分に連結されている五角形部分
とを具備し、
上記四角形部分の１つのリンクは五角形部分のリンクを兼ねた共有リンクであり、
上記五角形部分における上記内方屈曲頂点側と、上記五角形部分における上記内方屈曲頂点には隣設せず且つ上記共有リンクに属しない頂点側とが、弾性部材を介して連結されており、
上記四角形部分における上記共有リンクではないリンクにおける１頂点が上記主軸に伸縮しない部材を介して回動自在に連結されている
リンク機構体。
２．上記四角形部分における上記共有リンクには属さず且つ上記１頂点ではない他の頂点側が弾性部材を介して上記主軸に連結されたサブリンク又は他のリンク機構に連結されている１記載のリンク機構体。
３．上記四角形部分における上記共有リンクには属さず且つ上記１頂点ではない他の頂点側がリンク部材を介して上記他のリンク機構に連結されている１記載のリンク機構体。
４．１〜３のいずれかに記載のリンク機構体を具備する杖であって、
上記主軸に、それぞれ同じ高さ位置において３つの上記リンク機構が連結されており、
各リンク機構は、それぞれ異なる方向に且つ隣り合うリンク機構間の角度が同じになるように設けられている杖。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るリンク機構体によれば、設置面に多少の凹凸があってもこの凹凸に対応して安定して自立することができ、杖に用いた場合の歩行安定性が向上するものである。
本発明の杖によれば、上記の本発明のリンク機構体を有するので、杖の設置面に多少の凹凸があっても杖自体を安定化させることができ、歩行時の安定性に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の杖の全体像を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すリンク機構体の斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すリンク機構の概要を示す概略図であり、図２の矢視Ａ相当図である。
【図４】図４は、図２に示すリンク機構の概要を示す概略図であり、図２の矢視Ｂ相当図である。
【図５】図５は、図１に示すリンク機構体の動作状態（平地への接地）を示す使用態様図である。
【図６】図６は、図１に示すリンク機構体の動作状態（持ち上げる態様）を示す使用態様図である。
【図７】図７は、図１に示すリンク機構体を下方から見た状態（矢視した状態）における弾性部材の連結状態を模式的に示す平面図である。
【図８】図８は、他の実施形態のリンク機構体を下方から見た状態における弾性部材の連結状態を模式的に示す平面図（図７相当図）である。
【符号の説明】
【０００９】
１００  杖、１０１  主軸、１０３  リンク機構設置部、１１０  リンク機構体、１  リンク機構、２  四角形部分、２１  主軸側リンク，２２  上方リンク，２３  下方リンク，２４  共有リンク、 ２６  接地部材、４  五角形部分、４１  外角形成リンク、４２  第１屈曲リンク、４３  第２屈曲リンク、４４  先端リンク、４５  補助辺、５３  内方屈曲頂点
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のリンク機構体及び杖について詳述する。
本実施形態の杖１００は、図１に示すように、リンク機構体１１０を具備する杖である。リンク機構体１１０は、主軸１０１と、主軸における同じ高さ位置において連結された３つのリンク機構１とからなる。３つのリンク機構１は、それぞれ異なる方向に向くように、それぞれ１２０°間隔で設けられている。
以下、まず本発明のリンク機構体について説明する。
【００１１】
＜リンク機構体＞
本実施形態のリンク機構体１１０を構成するリンク機構１は、図２〜４に示すように、４つのリンク２１，２２，２３，２４からなり、各リンクの端部を連結して４つの頂点３１，３２，３３，３４が形成されて、本体としての杖１００に連結される四角形部分２、及び５つのリンク２４，４１，４２，４３，４４からなり、各リンクの端部を連結して５つの頂点５１，５２，５３，３３，３４が形成されており、頂点のうちの１つの頂点が内方に向けて折れ曲がるように構成された内方屈曲頂点５３となされており、四角形部分に連結されている五角形部分４とを具備する。
なお、本明細書において「頂点」とは２つのリンクの交差する点を意味し、２つのリンクが一つの部材を折り曲げるようにして形成されている場合にはその折り曲げ部分を意味する。
【００１２】
（四角形部分）
四角形部分２は、本体としての杖１００の下部においてリンク機構設置部１０３に連結される主軸側リンク２１と、主軸側リンク２１に回転自在に連結され、主軸側リンク２１と同様にリンク機構設置部１０３に連結される上方リンク２２、主軸側リンク２１の下方端部において主軸側リンク２１に連結される下方リンク２３と、上方及び下方リンク２２，２３に回転可能に連結され、主軸側リンク２１に対向する共有リンク２４とから構成されており、各リンクはそれぞれの端部（頂点）において他のリンクと回動自在に連結されている（なお、下方リンク２３はその一端部、すなわち  頂点３４の位置する端部において第１屈曲リンク４２と所定の角度をもって一体化されており、この一端部においては共有リンク２４と回転自在に連結されており、また、共有リンク２４はその一端部、すなわち頂点３３の位置する端部において外角形成リンク４１と所定の角度をもって一体化されており、この一端部においては上方リンク２２と回転自在に連結されている）。ここで各リンクの連結は公知の回転自在に２つの部材を連結する手段、例えば薄型のビスなどを用いて連結され、本実施形態においては金属製のワッシャーｗを介在させてビス（図が複雑になるので図示せず）により連結されている。また、特に図２及び４に示すように、本実施形態においては杖の接地面形成時の安定性を考慮して、上方リンク２２は１本とし、この上方リンク２２に連結される主軸側リンク２１は上方リンク２２の左右両側に２つ設けられている。また、上方リンク２２に連結される共有リンク２４は上方リンク２２の二股に分かれた端部の間に１本設けられている。また、下方リンク２３は主軸側リンク２１の左右両側に設けられており、両下方リンク２３の下方に半円状の接地部材２６が設けられている。
すなわち、本実施形態における四角形部分２は、回転対偶を２つ持つ主軸側リンク２１と、回転対偶を２つ持ち、そのうち１つは主軸側リンク２１につながる上方リンク２２と、回転対偶を３つ持ち、そのうち１つは主軸側リンク２１とつながり、もう１つは共有リンク２４とつながり、更に第１屈曲リンク４２を介して第２屈曲リンク４３とつながる下方リンク２３と、回転対偶を３つ持ち、そのうち１つは上方リンク２２とつながり、もう１つは下方リンク２３とつながり、更に外角形成リンク４１を介して先端リンク４４とつながる共有リンクとを具備している。
各リンク軸の長さ関係は以下の通りである。
上方リンク（本実施形態においては４５ｍｍ）≧下方リンク（本実施形態においては４５ｍｍ）≧主軸側リンク（本実施形態においては１５ｍｍ）≧共有リンク（本実施形態においては１５ｍｍ）
【００１３】
（五角形部分）
五角形部分４は、共有リンク２４と、共有リンク２４と一体である外角形成リンク４１及び下方リンク２３と一体である第１屈曲リンク４２と、第１屈曲リンク４２に回転自在に連結され、内方屈曲頂点５３を形成する第２屈曲リンク４３と、外角形成リンク４１及び第２屈曲リンク４３と回動自在に連結された先端リンク４４とからなる。
内方屈曲頂点５３は第１屈曲リンク４２の頂点３４と第２屈曲リンク４３の頂点５２に隣設されており、五角形部分４は、共有リンク２４と内方屈曲頂点５３を含む第１及び第２屈曲リンク４２，４３と外角形成リンク４１及び先端リンク４４とからなる。
また、内方屈曲頂点５３は、その動作において外角形成リンク４１に当たらないように設けられている。具体的には、本実施形態においては杖の接地面形成時の安定性を考慮して、外角形成リンク４１は１本とし、この外角形成リンク４１を挟持するように先端リンク４４が２つ設けられている。また、この外形形成リンク４１と一体となっている共有リンク２４に連結される第１屈曲リンク４２の頂点５３は外角形成リンク４１の左右両側に２つ設けられている。この頂点５３を形成する第１屈曲リンク４２は下方リンク２３と一体であり、外角形成リンク４１の左右両側に２つ設けられている。この第１屈曲リンク４２と連結されて頂点５３を形成する第２屈曲リンク４３はＹ字状であり、頂点５３側では２つ、先端リンク４４側では１つとなっている。そして先端リンク４４は第２屈曲リンク４３を挟持するように設けられ、頂点５２を形成している。また、動作時の内方屈曲頂点５３の位置を考慮して、図４に示すように、外角形成リンク４１から内方屈曲頂点５３が遠くに位置するように外角形成リンク４１及びこれと一体である共有リンク２４、上方リンク２２、第１屈曲リンク４２の順に外角形成リンク４１から見て外側に位置するように重ねられている。四角形部分２及び五角形部分４のいずれについても内方屈曲頂点５３以外の頂点が動作する上で各頂点を形成しているリンク以外のリンクに重なることはないので、外角形成リンク４１と共有リンク２４と第１屈曲リンク４２との重ね方以外の各リンクの重ね方（連結態様）は任意である。
すなわち、本実施形態における五角形部分４は、回転対偶を２つ持つ外角形成リンク４１（なお、外角形成リンク４１は、上述のように本実施形態において共有リンク２４と一体化されているので、外角形成リンク４１と共有リンク２４とが一体化されたリンク部材としては回転待遇を３つ有している）と、回転対偶を２つ持ち、そのうち１つは外角形成リンク４１につながる先端リンク４４と、回転対偶を２つ持ち、そのうち１つは第２屈曲リンク４３とつながり、他の１つは共有リンク２４とつながり、下方リンク２３と一体である第１屈曲リンク４２とを具備している。
また、五角形部分においては、内方屈曲頂点５３側、及び外角形成リンク４１と先端リンク４４との連結点である頂点５１（五角形部分における内方屈曲頂点５３には隣設せず且つ共有リンク２４に属しない頂点）側が弾性部材としてのコイルバネ７１で連結されている。
なお、本明細書において「頂点側」とは、頂点そのものを含む他、頂点に付勢力を作用させることが可能な位置を含む概念である。本実施形態においては「頂点５１側」は、頂点５１の近傍において、先端リンク４４を延長して頂点５１と連結されて設けられた弾性部材設置部５１ａを意味し、コイルバネ７１はその一端を弾性部材設置部５１ａに取り付けて設けられている。
各リンク軸の長さ関係は以下の通りである。
外角形成リンク（本実施形態においては４０ｍｍ）＞第２屈曲リンク（本実施形態においては３０ｍｍ）＞先端リンク（本実施形態においては２０ｍｍ）＞共有リンク（本実施形態においては１５ｍｍ）≧第１屈曲リンク（本実施形態においては１５ｍｍ）
【００１４】
（主軸）
主軸１０１は、図１に示すように、本実施形態においては棒状体１０２と、その下部において、リンク機構を連結するためのリンク機構設置部１０３とを有してなる。リンク機構設置部１０３は平面形状が正３角形状であり、各側面にはそれぞれ凸部１０３ａを設けている。凸部１０３ａには、その両側にリンク軸２１を取り付けるための、中央にボルトやワッシャー等の締結部材を挿入可能な開口が形成された凸板１０３ｂが設けられている。また、主軸１０１において棒状体１０２はリンク機構設置部１０３に連結されている。リンク機構設置部１０３の内部の下部中央には各弾性部材７３を連結するためのサブリンク１０５（図２及び図７参照、図５においてはサブリンクを省略して示す）がリンク機構設置部１０３に連結されて設けられている（連結されている部分の詳細は図示せず）。サブリンク１０５は球面軸受け（図示せず）を介して連結されていてもよい。サブリンクの１形態については後述する。
主軸１０１とリンク機構１とは、凸板１０３ｂで挟持されるように主軸側リンク２１及び上方リンク２２を設置して締結部材（上述の通り、特に図示せず）により各リンクを回動自在に固定することで連結されている。また、頂点３２とリンク機構設置部１０３の内部の下部に設置されたサブリンク１０５とは弾性部材７３を介して連結されている。これにより各リンク機構体１１０が主軸１０１に弾性部材を介して連結される。なお、このサブリンクを介さずに直接リンク機構設置部に弾性部材を連結してもよい。また、弾性部材７３の代わりに上述の各リンクと同様の材料からなる剛体リンクで連動するように連結してもよい。
（補助辺）
図２に示すように、先端リンク４４には、先端リンク４４及び外形成形リンク４１の左右両側を覆うように補助辺４５が設けられている。このため図２以下各図において先端リンク４４及び頂点５１及び頂点５２は想像線として点線で示してある。補助辺４５は、先端リンク軸４４に対して９０°の角度を設けた上面と楕円形状に湾曲形成された下部４６とからなり、下部４６は好ましくはゴムなどの緩衝部材により形成されている。
【００１５】
＜製造・材料＞
本実施形態のリンク機構体１１０は、各部材を樹脂材料や金属材料など公知の材料を用いて形成することができる。また、それぞれの部材を所定形状に射出成型等により成形した後、金属製のビスなどにより各部材を回動自在に締結することで得ることができる。また、杖１００も同様に成形することが可能である。また、杖の主軸の構成材料なども任意である。
＜使用法・効果＞
本実施形態のリンク機構体１１０及び杖１００の作用効果について、図５及び６を参照して説明する。
本実施形態のリンク機構体１１０を備えた杖１００は、各リンク機構体１１０がそれぞれ高低差に追随して独立に動作し、本体である杖の角度に変化なく垂直状態を保つことが可能であるため、安定して杖を使用し、歩行することが可能である。
具体的には、図５に示すように、杖を押し下げて、主軸１０１の下端の位置とリンク機構１の先端側の位置とがほぼ差がない状態となる場合には、主軸側リンク２１の下方頂点３２は垂直方向下方且つやや主軸から遠く位置し、上方リンク２２と下方リンク２３とが共有リンク２４側に向かうに従い徐々に下方に向かうように傾けられ、それに応じて内方屈曲頂点５３が共有リンク２４と先端リンク４４との中間に位置するように第１屈曲リンク４２及び第２屈曲リンク４３が折り曲げられている。これにより補助辺４５がほぼ水平状態となり、下部４６の全面が接地することとなる。この際、弾性部材７１の作用により頂点５３と頂点５１との距離を近づける方向に付勢すると共に、弾性部材７３により頂点３２も主軸１０１側に付勢されているので、杖を下方に押す力に反発する力が働き、結果杖の安定性が向上し、また、たえず補助辺４５の下部４６が接地面に接しやすくなっている。
一方、図６に示すように杖を引き上げようとして、主軸１０１の下端の位置よりもリンク機構１の先端側の方が低い位置にある場合には、主軸側リンク２１はその下方の頂点３２垂直方向に近い角度で下方向を向いたままで、上方リンク２２と下方リンク２３とが共有リンク２４側に向かうに従い下方に向かうように傾けられ、主軸側リンク２１の上方の頂点３１が最上位点を形成するように先端リンク４４側が下方に位置される。その結果補助辺４５の下部４６の先端側が地面に接することとなる。この際、頂点３２が、弾性部材７３により主軸１０１側に付勢されているので、図６に示すように、主軸が上方に引き上げられるのに追従して、リンク機構体１１０を主軸に沿った形状にして杖のハンドリング性を向上させる。また、この場合でも各リンク機構体は主軸に対して所定の角度をもって主軸の中心から外方に向いて傾いているので、再度杖を接地させる際には補助辺の下部４６が接地しやすい状態となっている。この点については、弾性部材７１の作用により、より顕著なものとなっている。すなわち、弾性部材７１により、頂点５３と頂点５１との距離があまり離れすぎることがなく、その結果、頂点５２を地面に近い位置に保持でき、下部４６が接地面に良好に設地しやすくなっている。
図５及び６に示すように、本実施形態のリンク機構体を有する杖は、リンク機構がその先端の位置や主軸の位置に応じて動くため、従来の杖であれば杖自体が傾かざるを得なかった高低差のある地面に対しても杖の角度を変更せずに安定して接地することが可能である。このため、特にお年寄りや、病気のリハビリ中の方のための歩行支援器具として有用である。
また、本実施形態のリンク機構体は、上述のように構成され、上記のように作用するものであるため、本体の固定された場合に本体を安定して動作させることが可能となるものである。このため、上述の杖以外に、種々移動装置の脚部や什器の接地補助具等として有用である。すなわち、上記本体として上記の杖の他に、什器、撮影用や計測用のロボット等の移動装置等が挙げられる。
【００１６】
（第２の実施形態）
ついで本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の説明においては上述した実施形態と異なる点を主として説明する。そのため、特に説明しない点については適宜上述した実施形態における説明が妥当する。
上述の図１に示す実施形態においては、図７に示すように、頂点３２に設けられた弾性部材７３−２がリンク機構他のリンク機構設置部１０３の底面に設けられたサブリンク１０５に連結されている。このサブリンク１０５は一つの部材であり、３つのリンク機構体の３つの弾性部材７３−２すべてを連結可能に形成されている。このためこの形態においてはサブリンク１０５を介して３つのリンク機構体の３つの弾性部材が連結された形態となっている。このような構成としてあることで図中の矢印方向に示す付勢力が働き、上述作用効果が得られる。
そして第２の実施形態においては、図８に示すように、頂点３２に設けられた弾性部材７３−３が他のリンク機構の頂点３２に連結されている。即ち、各リンク機構同士が弾性部材７３−３を介して連結されている。
このような構成としてもそれぞれ図中の矢印方向に示す付勢力が働き、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
なお、本発明のリンク機構及び杖は上述の実施形態には何ら制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【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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