(57)【要約】      （修正有）【課題】運動補助装置用の新しい駆動モジュールを提供する。【解決手段】運動補助装置１０は、固定部材２０、駆動モジュール９０、制御部３０、動力伝達部材４０、６０、複数の支持モジュールを含み、駆動モジュールは、単一駆動源の動力を複数の第１及び第２支持モジュール５０、７０にそれぞれ伝達する。駆動モジュールは固定部材の一側に提供され得、例えば、固定部材の後側に、上側に提供されてもよく、第１及び第２支持モジュールと離隔して配置され得、固定部材を基準にして第１及び第２支持モジュールの反対側に配置され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体に固定される固定部材と、
前記固定部材の一側に設けられ、駆動源と、前記駆動源から動力が伝達されて動作する第１減速機及び第２減速機を含む駆動モジュールと、
前記対象体の第１部分及び第２部分の回転動作をそれぞれ補助するための第１ジョイント部材及び第２ジョイント部材と、
前記第１減速機の出力端及び第１ジョイント部材の回転方向が互いに反対になるように、前記第１減速機の出力端及び第１ジョイント部材を連結する第１動力伝達部材と、
前記第２減速機の出力端及び第２ジョイント部材の回転方向が互いに一致するように、前記第２減速機の出力端及び第２ジョイント部材を連結する第２動力伝達部材と、
を含む運動補助装置。
【請求項２】
前記第１動力伝達部材及び第２動力伝達部材は、互いに非対称的に連結される、請求項１に記載の運動補助装置。
【請求項３】
前記第１動力伝達部材は、前記駆動モジュール及び第１ジョイント部材の間で交差するように連結され、
前記第２動力伝達部材は、前記駆動モジュール及び第２ジョイント部材の間で交差しないように連結される、請求項１又は請求項２に記載の運動補助装置。
【請求項４】
前記第１減速機は、第１遊星歯車、第１キャリア、第１リングギア、及び前記第１減速機の出力端に該当する第１プーリーを含み、
前記第２減速機は、第２遊星歯車、第２キャリア、第２リングギア、及び前記第２減速機の出力端に該当する第２プーリーを含む、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の運動補助装置。
【請求項５】
前記一対の遊星歯車及び一対のリングギアのうち、一対のギアは互いに１つの剛体運動を行い、
他の一対のギアのそれぞれは、前記一対のプーリーのそれぞれと１つの剛体運動を行う、請求項４に記載の運動補助装置。
【請求項６】
前記駆動モジュールは、
対象体の一側に設けられ、動力を伝達する駆動源と、
前記駆動源に連結されて回転する入力側回転体と、をさらに含み、
前記第１減速機及び前記第２減速機は、前記入力側回転体から動力が伝達されて動作する、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の運動補助装置。
【請求項７】
前記入力側回転体から前記第１減速機の出力端までの減速比と、前記入力側回転体から前記第２減速機の出力端までの減速比は互いに異なる、請求項６に記載の運動補助装置。
【請求項８】
前記第１減速機は、第１遊星歯車、第１キャリア、第１リングギア、及び第１プーリーを含み、
前記第２減速機は、第２遊星歯車、第２キャリア、第２リングギア、及び第２プーリーを含む、請求項６又は請求項７に記載の運動補助装置。
【請求項９】
前記第１遊星歯車及び前記第２遊星歯車に対応する前記第１リングギア及び前記第２リングギアの対のうち一方の対は、互いに１つの剛体運動を行い、
前記第１遊星歯車及び前記第２遊星歯車に対応する前記第１リングギア及び前記第２リングギアの対のうち他方の対のそれぞれは、前記第１プーリー及び第２プーリーのそれぞれと１つの剛体運動を行う、請求項８に記載の運動補助装置。
【請求項１０】
前記運動補助装置は、
前記対象体の一部分を支持するための第１支持モジュールと、
前記対象体の他の部分を支持するための第２支持モジュールと、をさらに含み、
前記駆動モジュールは、前記固定部材を基準として前記第１支持モジュール及び前記第２支持モジュールの反対側に配置される、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の説明は、駆動モジュール、駆動モジュールを含む運動補助装置、及び運動補助装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高齢化社会の深刻化に伴って関節に問題が発生し、これに対する痛みと不自由を訴える人が増加している。これにより、関節の不自由な老人や患者の歩行を円滑にする運動補助装置に対する関心が高まっている。また、軍事用などの目的で人体の筋力を強化させるための運動補助装置が開発されている。
【０００３】
例えば、運動補助装置は、ユーザの胴体に装着される胴体フレーム、胴体フレームの下側に結合してユーザの骨盤を取り囲む骨盤フレームと、ユーザの大腿部及びふくらはぎ、足部位に装着される大腿部フレーム、ふくらはぎフレーム、足フレームから構成される。骨盤フレームと大腿部フレームは股関節部によって回転可能に連結され、フレームとふくらはぎフレームは膝関節部により回転可能に連結され、ふくらはぎフレームと足フレームは足首関節部によって回転可能に連結される。
【０００４】
このような運動補助装置は、ユーザの足の筋力を補助できるように各関節部を駆動させる駆動モータや油圧システムなどが備えられた能動型関節構造を備えてもよい。例えば、両側の股関節部にそれぞれ駆動力を伝達するための２つのモータを備えてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施形態は、運動補助装置用の新しい駆動モジュール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】
一実施形態によると、駆動モジュールは、対象体の一側に設けられ、動力を伝達する駆動源と、前記駆動源に連結して回転する入力側回転体と、前記入力側回転体から動力が伝達され、動作する第１減速機及び第２減速機と、を含み、前記入力側回転体から前記第１減速機の出力端までの減速比と、前記入力側回転体から第２減速機の出力端までの減速比は互いに異なる。
【０００７】
前記第１減速機及び第２減速機のうち少なくとも１つの減速機は、前記入力側回転体の外周面に連結され、前記入力側回転体から動力が伝達されて自転又は公転可能な遊星歯車と、前記遊星歯車の自転軸と連結され、前記遊星歯車が前記入力側回転体に対して公転するとき回転するキャリアと、前記遊星歯車と連結される内周面を備え、前記遊星歯車と相互作用するリングギアと、前記減速機の出力端として、前記入力側回転体の動力を前記駆動モジュールに連結された他の部材に伝達するための動力伝達部材が巻かれるプーリーとを含んでもよい。
【０００８】
前記第１減速機及び第２減速機は、前記遊星歯車、キャリア、リングギア及びプーリーをそれぞれ含み、前記第１減速機の遊星歯車及び前記第２減速機の遊星歯車は、１つの剛体運動を行うように固定されてもよい。
【０００９】
前記プーリー及びリングギアは、１つの剛体運動を行うように固定されてもよい。
【００１０】
前記プーリーは、前記リングギアの外周面に一体に形成されてもよい。
【００１１】
前記キャリアは、前記遊星歯車の自転軸以外に他の部品によって拘束されず、前記リングギアは、前記遊星歯車及びプーリー以外に他の部品によって拘束されないように配置してもよい。
【００１２】
前記第１減速機及び第２減速機は、前記遊星歯車、キャリア、リングギア、及びプーリーをそれぞれ含み、前記第１減速機のリングギア及び前記第２減速機のリングギアは、１つの剛体運動を行うように固定されてもよい。
【００１３】
前記プーリー及びキャリアは、１つの剛体運動を行うように固定されてもよい。
【００１４】
前記第１減速機は、第１遊星歯車、第１キャリア、第１リングギア、及び第１プーリーを含み、前記第２減速機は、第２遊星歯車、第２キャリア、第２リングギア、及び第２プーリーを含んでもよい。
【００１５】
前記一対の遊星歯車及び一対のリングギアのうち、一対のギアは互いに１つの剛体運動を行い、他の一対のギアのそれぞれは、前記一対のプーリーのそれぞれと１つの剛体運動を行うように固定されてもよい。
【００１６】
一実施形態によると、運動補助装置は、対象体に固定される固定部材と、前記固定部材の一側に設けられ、駆動源、前記駆動源から動力が伝達されて動作する第１減速機、及び第２減速機を含む駆動モジュールと、前記対象体の第１部分及び第２部分の回転動作をそれぞれ補助するための第１ジョイント部材及び第２ジョイント部材と、前記第１減速機の出力端及び第１ジョイント部材の回転方向が互いに反対となるよう、前記第１減速機の出力端及び第１ジョイント部材を連結する第１動力伝達部材と、前記第２減速機の出力端及び第２ジョイント部材の回転方向が互いに一致するよう、前記第２減速機の出力端及び第２ジョイント部材を連結する第２動力伝達部材とを含む。
【００１７】
前記第１動力伝達部材及び第２動力伝達部材は、互いに非対称的に連結されてもよい。
【００１８】
前記第１動力伝達部材は、前記駆動モジュール及び第１ジョイント部材の間で交差するように連結され、前記第２動力伝達部材は、前記駆動モジュール及び第２ジョイント部材の間で交差しないように連結されてもよい。
【００１９】
前記第１減速機は、第１遊星歯車、第１キャリア、第１リングギア、及び前記第１減速機の出力端に該当する第１プーリーを含み、前記第２減速機は、第２遊星歯車、第２キャリア、第２リングギア、及び前記第２減速機の出力端に該当する第２プーリーを含んでもよい。
【００２０】
前記一対の遊星歯車及び一対のリングギアのうち、一対のギアは互いに１つの剛体運動を行い、他の一対のギアのそれぞれは、前記一対のプーリーのそれぞれと１つの剛体運動を行うように固定されてもよい。
【００２１】
他の実施形態によると、運動補助装置は、上述の駆動モジュールと、一側に前記駆動モジュールが設けられ、対象体に固定される固定部材と、前記対象体の第１部分及び第２部分の回転動作をそれぞれ補助するための第１ジョイント部材及び第２ジョイント部材と、前記第１減速機及び第１ジョイント部材に連結して動力を伝達する第１動力伝達部材と、前記第２減速機及び第２ジョイント部材に連結して動力を伝達する第２動力伝達部材とを含む。
【００２２】
前記第１動力伝達部材は、前記第１減速機の出力端及び第１ジョイント部材の回転方向が互いに反対となるよう連結され、前記第２動力伝達部材は、前記第２減速機の出力端及び第２ジョイント部材の回転方向が互いに一致するように連結されてもよい。
【００２３】
前記運動補助装置は、前記第１ジョイント部材に連結され、前記対象体の第１部分を支持する第１支持モジュールと、前記第２ジョイント部材に連結され、前記対象体の第２部分を支持する第２支持モジュールとをさらに含んでもよい。
【００２４】
前記駆動源がオンされるとき、前記第１支持モジュール及び第２支持モジュールは互いに異なる角速度で回転し、前記第１支持モジュール及び第２支持モジュールが互いに広がったり狭まる方向に移動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る運動補助装置の正面図である。
【図２】実施形態に係る運動補助装置の左側面図である。
【図３】実施形態に係る運動補助装置の右側面図である。
【図４】実施形態に係る駆動モジュールのブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。
【図６】第１実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。
【図７Ａ】第１実施形態に係る第１支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図７Ｂ】第１実施形態に係る第１支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図８Ａ】第１実施形態に係る第２支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図８Ｂ】第１実施形態に係る第２支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図９】第１実施形態の変形例に係るリングギア及びストッパに対する図である。
【図１０】第１実施形態の他の変形例に係るリングギア及びストッパに対する図である。
【図１１】第２実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。
【図１３Ａ】第２実施形態に係る第１支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図１３Ｂ】第２実施形態に係る第１支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図１４Ａ】第２実施形態に係る第２支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図１４Ｂ】第２実施形態に係る第２支持モジュールが前進する動作を示す図である。
【図１５】第３実施形態に係る駆動モジュールの背面斜視図である。
【図１６】第３実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。
【図１７】第３実施形態の変形例に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。
【図１８】第３実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。
【図１９】第３実施形態の変形例に係る運動補助装置のブロック図である。
【図２０Ａ】第３実施形態に係る駆動モジュールで、キャリアが固定された状態を仮定して示す動作図である。
【図２０Ｂ】第３実施形態に係る駆動モジュールで、キャリアが固定された状態を仮定して示す動作図である。
【図２１Ａ】第３実施形態に係る駆動源の動力が印加された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２１Ｂ】第３実施形態に係る駆動源の動力が印加された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２２Ａ】第３実施形態に係る駆動源の動力が遮断された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２２Ｂ】第３実施形態に係る駆動源の動力が遮断された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２３】第４実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。
【図２４】第４実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。
【図２５Ａ】第４実施形態に係る駆動モジュールで、リングギアが固定された状態を仮定して示す動作図である。
【図２５Ｂ】第４実施形態に係る駆動モジュールで、リングギアが固定された状態を仮定して示す動作図である。
【図２６Ａ】第４実施形態に係る駆動源の動力が印加された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２６Ｂ】第４実施形態に係る駆動源の動力が印加された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２７Ａ】第４実施形態に係る駆動源の動力が遮断された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【図２７Ｂ】第４実施形態に係る駆動源の動力が遮断された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態を例示的な図面を参照して詳細に説明する。各道面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同一の構成要素に対して、たとえ他の図面上に表示されても可能な限り同一の符号を有することに留意しなければならない。また、実施形態の説明において、関連する公知構成又は機能に対する具体的な説明が実施形態に対する理解を曖昧にすると判断される場合はその詳細な説明は省略する。
【００２７】
また、実施形態の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いる場合がある。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該の構成要素の本質や順序又は順序などは限定されることはない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」していると記載される場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されたり接続されることができるものの、各構成要素の間に更なる構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」され得ると理解されなければならない。
【００２８】
以下、説明する実施形態に係る運動補助装置は、１つの駆動源を用いて複数の支持モジュールを同時に駆動させ得る。実施形態に係る運動補助装置は、１つの駆動源を用いて複数の支持モジュールの相対的な位置差が発生するようにする。
【００２９】
例えば、１つの駆動源及び複数の支持モジュールの間に伝えられる動力をそれぞれ選択的に連結又は遮断する手段を用いて、複数の支持モジュールの相対的な位置を相異させてもよい。
【００３０】
他の例として、１つの駆動源及び複数の支持モジュールの間に伝えられる動力の減速比を相異させることで、複数の支持モジュールの相対的な位置を相異させるようにしてもよい。
【００３１】
簡略に、図１〜図３は、実施形態に共通する運動補助装置の実施形態に対する図である。図３〜図１４Ａ及び図１４Ｂは、１つの駆動源及び複数の支持モジュールの間に伝えられる動力をそれぞれ選択的に連結又は遮断する手段を含む実施形態に対する図である。図１５〜図２７は、１つの駆動源及び複数の支持モジュールの間に伝えられる動力の減速比がそれぞれ他の実施形態に対する図である。以下の図面を参照してそれぞれの実施形態について説明する。
【００３２】
図１は実施形態に係る運動補助装置の正面図であり、図２は実施形態に係る運動補助装置の左側面図であり、図３は実施形態に係る運動補助装置の右側面図である。
【００３３】
図１〜図３を参照すると、実施形態に係る運動補助装置１０は、対象体に着用して対象体の運動を補助する。
【００３４】
対象体は人、動物又はロボットなどであってもよく、これに制限されることはない。また、図１は、運動補助装置１０が対象体の太ももの運動を補助する場合について示しているが、運動補助装置１０は、対象体の手、上膊、下膊などの上体の他の部分や、足、ふくらはぎなどの下半身の他の部位を補助することも可能である。言い換えれば、運動補助装置１０は、対象体の一部分の運動を補助し得る。
【００３５】
以下、運動補助装置１０が、人の太ももの運動を補助する場合について例示的に説明する。
【００３６】
運動補助装置１０は、固定部材２０、駆動モジュール９０、制御部３０、動力伝達部材４０、６０、複数の支持モジュール５０、７０を含む。
【００３７】
固定部材２０は対象体に固定される。固定部材２０は、対象体の外面の少なくとも一部に接触してもよい。固定部材２０は、対象体の外面に沿って取り囲まれる形状であってもよい。固定部材２０は、対象体の接触の部分に対応する形状に湾曲形成されてもよい。言い換えれば、固定部材２０は、対象体に接触する湾曲面を含んでもよい。例えば、固定部材２０は、対象体の腰の一側に固定されてもよい。
【００３８】
駆動モジュール９０は、単一駆動源の動力を複数の第１及び第２支持モジュール５０、７０にそれぞれ伝達する。駆動モジュール９０は固定部材２０の一側に提供され得る。例えば、駆動モジュール９０は、図１に示すように、固定部材２０の後側に提供されてもよい。駆動モジュール９０は、固定部材２０の上側に提供されてもよい。駆動モジュール９０は、第１及び第２支持モジュール５０、７０と離隔して配置され得る。駆動モジュール９０は、固定部材２０を基準にして第１及び第２支持モジュール５０、７０の反対側に配置され得る。上記した構造によると、関節部位に配置される製品の体積は減少され得る。ただし、実施形態で駆動モジュール９０の位置が制限されることはない。駆動モジュール９０に対する具体的な説明は後述する。
【００３９】
制御部３０は駆動モジュール９０を制御し、駆動モジュール９０が複数の支持モジュール５０、７０に動力を伝達するようにする。制御部３０は、固定部材２０の一側に提供され得る。例えば、図１に示すように、制御部３０は固定部材２０の後側に提供されてもよい。制御部３０は、固定部材２０の上側に提供されてもよい。ただし、実施形態で制御部３０の位置が制限されることはない。
【００４０】
第１及び第２動力伝達部材４０、６０は、駆動モジュール９０と第１及び第２支持モジュール５０、７０との間に配置される。第１及び第２動力伝達部材４０、６０は、駆動モジュール９０から第１及び第２支持モジュール５０、７０に動力を伝達する。第１及び第２動力伝達部材４０、６０は押したり引っ張る力によって動力を伝達したり、摩擦力、張力、又は弾性力などを用いて動力を伝達してもよい。例えば、第１及び第２動力伝達部材４０、６０は、ワイヤー、ケーブル、ストリング、ゴムバンド、ばね、ベルト、または、チェーンなどを含んでもよい。
【００４１】
例えば、第１及び第２動力伝達部材４０、６０の動力入力端は駆動モジュール９０に連結され、第１及び第２動力伝達部材４０、６０の動力出力端は第１及び第２支持モジュール５０、７０に連結されるジョイントアセンブリ４２、６２に連結され得る。
【００４２】
ジョイントアセンブリ４２、６２は、第１及び第２動力伝達部材４０、６０と第１及び第２支持モジュール５０、７０との間に動力を伝達する。ジョイントアセンブリ４２、６２は、第１動力伝達部材４０及び第１支持モジュール５０に連結される第１ジョイントアセンブリ４２と、第２動力伝達部材６０及び第２支持モジュール７０に連結される第２ジョイントアセンブリ６２を含む。
【００４３】
第１ジョイントアセンブリ４２は、第１ジョイント部材４４及び、第１連結部材４６を含む。
【００４４】
第１ジョイント部材４４は、第１動力伝達部材４０から伝達された動力によって回転する。第１ジョイント部材４４は、対象体の股関節の一側に配置され得る。この場合、第１ジョイント部材４４は「股関節補助部材」と称してもよい。
【００４５】
第１連結部材４６は、第１ジョイント部材４４及び第１支持モジュール５０を連結する。第１連結部材４６の一側は第１ジョイント部材４４と連結し、第１連結部材４６の他側は第１支持モジュール５０と連結する。
【００４６】
第１連結部材４６は、第１ジョイント部材４４の回転力によって回転する。第１連結部材４６は、第１ジョイント部材４４と別途の締結部材によって締結されたり、一体に形成されてもよい。
【００４７】
第１連結部材４６の他側は、第１支持モジュール５０とヒンジ結合する。言い換えれば、第１連結部材４６の他側及び第１支持モジュール５０は、ヒンジ結合構造に連結される。そして、ヒンジ結合構造のヒンジ軸は、第１ジョイント部材４４の回転軸と交差する。例えば、ヒンジ軸及び回転軸は直交してもよい。第１支持モジュール５０は、ヒンジ軸及び回転軸によって固定部材２０に対して２自由度（ｄｅｇｒｅｅ−ｏｆ−ｆｒｅｅｄｏｍ）運動を行い得る。
【００４８】
第２ジョイントアセンブリ６２は、第１ジョイントアセンブリ４２と同様に、第２ジョイント部材６４及び、第２連結部材６６を含む。第２ジョイント部材６４及び第２連結部材６６に対する具体的な説明は省略する。
【００４９】
第１及び第２動力伝達部材４０、６０は、駆動モジュール９０から第１支持モジュール５０に動力を伝達する第１動力伝達部材４０と、駆動モジュール９０から第２支持モジュール７０に動力を伝達する第２動力伝達部材６０とを含む。
【００５０】
第１動力伝達部材４０及び第２動力伝達部材６０は、互いに非対称的に連結されてもよい。
【００５１】
例えば、第１動力伝達部材４０は、駆動モジュール９０及び第１支持モジュール５０の間で互いに交差するように連結され得る。そして、第２動力伝達部材６０は、駆動モジュール９０及び第２支持モジュール７０の間で互いに交差しないように連結され得る。言い換えれば、図２に示すように、第１動力伝達部材４０は「Ｘ状」に交差するよう連結され、図３に示すように、第２動力伝達部材６０は、「１１状」に互いに交差しないよう連結され得る。
【００５２】
具体的には、図２に示すように、第１動力伝達部材４０のうち第１部分は、駆動モジュール９０の上側及び第１支持モジュール５０の後方に連結されてもよい。そして、第１動力伝達部材４０のうち第２部分は、駆動モジュール９０の下側及び第１支持モジュール５０の前方に連結されてもよい。この場合、第１動力伝達部材４０の第１部分及び第２部分は互いに交差するように連結されるものと見なす。
【００５３】
また、図３に示すように、第２動力伝達部材６０のうち第１部分は、駆動モジュール９０の上側及び第２支持モジュール７０の前方に連結されてもよい。そして、第２動力伝達部材６０のうち第２部分は、駆動モジュール９０の下側及び第２支持モジュール７０の後方に連結されてもよい。この場合、第２動力伝達部材６０の第１部分及び第２部分は、互いに交差しないように連結されるものと見なす。第１部分及び第２部分は互いに平行するように連結されてもよい。
【００５４】
他の表現で、第１動力伝達部材４０は、第１動力伝達部材４０に連結された２つの回転部材の回転方向が互いに反対となるよう連結される。そして、第２動力伝達部材６０は、第２動力伝達部材６０に連結された２つの回転部材の回転方向が互いに同一に連結される。
【００５５】
一方、第１動力伝達部材４０及び第２動力伝達部材６０の配置が必ず上記したように制限されることはない。第１及び第２動力伝達部材４０、６０は、全て交差するように連結したり、全て交差しないように連結してもよい。
【００５６】
第１及び第２動力伝達部材４０、６０の一側には、第１及び第２動力伝達部材４０、６０の少なくとも一部を取り囲むシールド４８、６８が備えられる。シールド４８、６８は、固定部材２０の両側に配置され得る。第１及び第２動力伝達部材４０、６０はシールド４８、６８を貫通し、第１及び第２支持モジュール５０、７０と連結される。シールド４８、６８により、第１及び第２動力伝達部材４０、６０の一部が外部に露出することを防止できる。シールド４８、６８により、ユーザがシールド４８、６８上に衣服を着用した状態で、第１及び第２動力伝達部材４０、６０が衣服に干渉されることなく動作できる。シールド４８、６８には、衣服の腰裾を据え置きするための据え置き溝を形成してもよい。
【００５７】
第１及び第２動力伝達部材４０、６０の外部にはチューブが備えられてもよい。チューブは、第１及び第２動力伝達部材４０、６０をガイドする。チューブは、駆動モジュール９０及び第１及び第２支持モジュール５０、７０の間に配置されてもよい。チューブにより、ユーザがチューブ上に衣服を着用した状態で、第１及び第２動力伝達部材４０、６０が衣服に干渉されることなく動作することができる。チューブは、ゴム、シリコンなどの柔軟な材質であるか、プラスチック、スチールなどの丈夫な材質であり得る。チューブにより、第１及び第２動力伝達部材４０、６０が直接対象体に接触することを防止し、着用感を向上させ得る。
【００５８】
第１及び第２支持モジュール５０、７０は、対象体の一部を支持する。第１及び第２支持モジュール５０、７０は、対象体の一部の運動を補助する。第１及び第２支持モジュール５０、７０は、第１及び第２動力伝達部材４０、６０から伝達された動力を用いて回転する。第１及び第２支持モジュール５０、７０の回転力は対象体の一部に伝えられ、対象体の一部の運動を補助し得る。
【００５９】
第１及び第２支持モジュール５０、７０は、対象体の一部分を支持するための第１支持モジュール５０と、対象体の他の部分を支持するための第２支持モジュール７０を含む。
【００６０】
例えば、第１支持モジュール５０は対象体の右の足を支持し、第２支持モジュール７０は対象体の左の足を支持する。
【００６１】
第１支持モジュール５０は、第１支持フレーム５２、第１加圧部材５４、第１支持部材５６を含む。
【００６２】
第１支持フレーム５２は、第１ジョイントアセンブリ４２と連結して回動され得る。
【００６３】
第１加圧部材５４は、第１支持フレーム５２の一側に連結され得る。例えば、第１加圧部材５４は対象体の右の足の一側に配置され、対象体の右側の太ももを押したり引いたりし得る。例えば、第１加圧部材５４は、対象体の右側の太ももの前面に配置されてもよい。
【００６４】
第１支持部材５６は、第１加圧部材５４の一側に連結され得る。例えば、第１支持部材５６は、対象体の右側の太ももの少なくとも一部の周縁を取り囲むように配置され、対象体の右側の太ももが支持フレーム５２から離脱することを防止する。第１支持部材５６は、対象体の右側の太ももを基準にして第１加圧部材５４の反対側に配置されてもよい。
【００６５】
第２支持モジュール７０は、第１支持モジュール５０と同様に、第２支持フレーム７２、第２加圧部材７４、第２支持部材７６を含む。第２支持フレーム７２、第２加圧部材７４、及び第２支持部材７６に対する具体的な説明は省略する。
【００６６】
一方、第１及び第２動力伝達部材４０、６０は、駆動モジュール９０及び支持部材５４、７４と直接連結してもよい。言い換えれば、ジョイント部材４２、６２、支持フレーム５２、７２などは省略されてもよい。第１及び第２動力伝達部材４０、６０が支持部材５４、７４を直接押したり、引っ張る方法で支持部材５４、７４を移動させることも可能である。
【００６７】
図４は、実施形態に係る駆動モジュールのブロック図である。
【００６８】
図４を参照すると、実施形態に係る駆動モジュール９０は、駆動源９２０、入力側回転体９３０と、入力側回転体９３０から動力が伝達されて第１及び第２支持モジュール５０、７０に動力を伝達する２つの減速機９４０、９６０を含む。
【００６９】
減速機９４０、９６０として、一般的に１つの入力端、２つの出力端を有する３−ポートシステム（３−ｐｏｒｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を用いてもよい。具体的に、減速機９４０、９６０は、第１及び第２連結回転体９４２、９６２と、第１及び第２リング部材９４６、９６６と、第１及び第２プーリー９４８、９６８とを含み、第１及び第２プーリー９４８、９６８は、第１及び第２連結回転体９４２、９６２又は第１及び第２リング部材９４６、９６６に連結されて第１及び第２モジュール５０、６０に動力を伝達する。
【００７０】
減速機９４０、９６０は３−ポートシステムであれば充分であり、実施形態でその種類が制限されることはない。例えば、減速機９４０、９６０が歯車構造で動力を伝達する場合、入力側回転体９３０、第１及び第２連結回転体９４２、９６２並びに第１及び第２リング部材９４６、９６６は、それぞれ「太陽歯車」、「遊星歯車」及び「リングギア」であり得る。他の例として、減速機９４０、９６０が転がり摩擦によって動力を伝達する場合、入力側回転体９３０、第１及び第２連結回転体９４２、９６２並びに第１及び第２リング部材９４６、９６６は、それぞれ「第１プーリー」、「第２プーリー」及び「第３プーリー」であり得る。
他の例として、減速機９４０、９６０がハーモニックドライブ（登録商標）構造によって動力を伝達する場合、入力側回転体９３０、第１及び第２連結回転体９４２、９６２及び第１及び第２リング部材９４６、９６６は、それぞれ「ウェーブジェネレータ」、「フレクスプライン」、及び「サーキュラスプライン」であり得る。
【００７１】
以下、減速機９４０、９６０が歯車の構造で動力を伝達する場合について例示的に説明するが、実施形態が必ず下記の内容に制限されないことを明らかにする。
【００７２】
図５は、第１実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。図５を参照すると、第１実施形態に係る駆動モジュール１００は、ケース１１２、１１４、駆動源１２０、太陽歯車１３０、第１減速機１４０、第１ストッパ１５０、第２減速機１６０、第２ストッパ１７０、ストッパ軸１８０を含む。
【００７３】
ケース１１２、１１４は、駆動モジュール１００の外形を形成する第１ケース１１２及び第２ケース１１４を含む。第１及び第２ケース１１２、１１４により、駆動モジュール１００の内部部品が直接対象体に接触することを防止し、着用感を向上させることができる。
【００７４】
駆動源１２０は、例えば、電圧又は電流が提供されて動力を発生するモータであるか、油圧によって動作するポンプなどの駆動源であり得る。ただし、これは例示に過ぎず、実施形態で駆動源の種類が制限されることはない。
【００７５】
駆動源１２０は、駆動源１２０から動力が伝達される駆動ギア１２２、駆動ギア１２２と連結して回転速力を減速させる減速ギア１２４、太陽歯車１３０に動力を伝達する太陽歯車軸１２６を含む。
【００７６】
太陽歯車１３０は太陽歯車軸１２６に連結され、第１減速機１４０及び第２減速機１６０に同時に動力を伝達する。太陽歯車１３０の回転軸は、第１減速機１４０の回転軸及び第２減速機１６０の回転中心と一致する。
【００７７】
一方、図５には太陽歯車１３０が１つである場合を示すが、これとは相異して太陽歯車１３０が複数提供され、複数の太陽歯車１３０がそれぞれ第１減速機１４０及び第２減速機１６０に動力を伝達してもよい。この場合、複数の太陽歯車１３０は、１つの剛体運動を行うように提供されてもよい。
【００７８】
第１減速機１４０は、第１遊星歯車１４２、第１キャリア１４４、第１リングギア１４６、第１プーリー１４８を含む。
【００７９】
第１遊星歯車１４２は、太陽歯車１３０及び第１リングギア１４６に連結される。第１遊星歯車１４２は、太陽歯車１３０及び第１リングギア１４６に噛み合う。第１遊星歯車１４２は、太陽歯車１３０の外周面に連結される。第１遊星歯車１４２は、第１リングギア１４６の内周面に連結される。第１遊星歯車１４２は、太陽歯車１３０又は第１リングギア１４６と相互作用する。第１遊星歯車１４２は、太陽歯車１３０又は第１リングギア１４６の回転力が伝達されて回転し得る。
【００８０】
第１遊星歯車１４２は、少なくとも１つ以上配置されてもよい。第１遊星歯車１４２が複数である場合、第１遊星歯車１４２は、太陽歯車１３０の回転軸を中心に同じ角度で配置されてもよい。
【００８１】
第１キャリア１４４は、第１遊星歯車１４２の自転軸と連結される。第１キャリア１４４は、複数の第１遊星歯車１４２の自転軸と連結される。第１キャリア１４４は、第１遊星歯車１４２の自転軸及び太陽歯車１３０の回転軸と連結される。
【００８２】
上記した構造によると、第１キャリア１４４は、第１遊星歯車１４２が太陽歯車１３０に対して公転するとき、回転する。反対に第１キャリア１４４は、第１遊星歯車１４２が太陽歯車１３０に対して公転しないとき、回転しない。
【００８３】
第１リングギア１４６は、第１遊星歯車１４２に連結される。第１リングギア１４６は、第１遊星歯車１４２に噛み合う。第１リングギア１４６は、第１遊星歯車１４２の回転力が伝達されて回転する。第１リングギア１４６は、第１遊星歯車１４２に連結される内部面と、第１ストッパ１５０に接触する外部面を含む。例えば、内部面及び／又は外部面は歯を含んでもよい。
【００８４】
第１プーリー１４８は、第１動力伝達部材４０に動力を伝達する。第１プーリー１４８の外面には、第１動力伝達部材４０が巻かれる。
【００８５】
第１プーリー１４８は、第１キャリア１４４の回転力が伝達されて回転する。第１プーリー１４８の回転速さ及び回転方向は、第１キャリア１４４の回転速さ及び回転方向と同一である。言い換えれば、第１プーリー１４８及び第１キャリア１４４は１つの剛体運動を行う。例えば、第１プーリー１４８は、第１キャリア１４４と別途の締結部材に締結されたり、一体に形成されてもよい。
【００８６】
第１ストッパ１５０は、第１リングギア１４６を選択的に回転するようにする。第１ストッパ１５０は、第１リングギア１４６を選択的に拘束する。例えば、第１ストッパ１５０は、第１リングギア１４６の外部面に形成された歯に対応する（歯と噛み合う）形状の歯を含んでもよい。
【００８７】
第１ストッパ１５０が第１リングギア１４６に結合された状態を「拘束状態」といい、第１ストッパ１５０が第１リングギア１４６から分離した状態を「解除状態」という。
【００８８】
第１ストッパ１５０は、ストッパ軸１８０を中心に回転する。第１ストッパ１５０の回転角度に応じて、第１ストッパ１５０は、第１リングギア１４６を選択的に回転するようにし得る。
【００８９】
第２減速機１６０は、第１減速機１４０と同様に、第２遊星歯車１６２、第２キャリア１６４、第２リングギア１６６、第２プーリー１６８を含む。第２遊星歯車１６２、第２キャリア１６４、第２リングギア１６６、第２プーリー１６８に対する具体的な説明は省略する。例えば、第２減速機１６０は、第１減速機１４０と対称的に配置され得る。
【００９０】
第２ストッパ１７０は、第１ストッパ１５０と同様に、第２リングギア１６６が選択的に回転するようにし得る。第２ストッパ１７０に対する具体的な説明は省略する。
【００９１】
ストッパ軸１８０は、第１ストッパ１５０及び／又は第２ストッパ１７０の回転中心軸の機能を有する。ストッパ軸１８０は、第１ケース１１２又は第２ケース１１４に固定されてもよい。
【００９２】
一方、駆動ギア１２２、減速ギア１２４、太陽歯車１３０、遊星歯車１４２、１６２、リングギア１４６、１６６などは歯車であると示したが、必ず上記のように制限されることはない。ギアは、転がり摩擦によって動力を伝達できる回転体を含むものと理解されてもよい。
【００９３】
図６は、第１実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。図６を参照すると、第１実施形態に係る運動補助装置１１は次の通りに作動する。
【００９４】
制御部３０は、駆動源１２０をオンさせ、太陽歯車１３０に動力を伝達する。また、制御部３０は、第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０を動作させ、第１リングギア１４６及び第２リングギア１６６にそれぞれ選択的に結合されるようにし得る。
【００９５】
まず、第１ストッパ１５０の動作によって第１支持モジュール５０が選択的に回転する。
【００９６】
具体的に説明する前に、第１支持モジュール５０を動作させるためには、第１支持モジュール５０に加えられる負荷よりも大きい力が作用しなければならない。負荷は、第１動力伝達部材４０及び第１プーリー１４８を経て第１キャリア１４４に伝えられる。したがって、第１キャリア１４４には一定レベル以上の負荷が存在する。以下を前提に説明する。
【００９７】
第１に、第１ストッパ１５０が、第１リングギア１４６に結合されると、第１リングギア１４６は停止する。そして、太陽歯車１３０から伝えられる動力が十分に大きくなれば、第１遊星歯車１４２は、第１キャリア１４４に加えられる負荷を克服して太陽歯車１３０に対して公転する。そして、第１遊星歯車１４２の公転により第１キャリア１４４及び第１プーリー１４８は回転する。第１プーリー１４８が回転すると、第１動力伝達部材４０によって動力が伝えられ、第１支持モジュール５０が回転する。
【００９８】
第２に、第１ストッパ１５０が第１リングギア１４６から分離すると、第１リングギア１４６は回転できる状態となる。言い換えれば、第１リングギア１４６は無負荷状態（ｉｄｌｉｎｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）になるものと理解される。この場合、太陽歯車１３０から伝えられる動力は、第１遊星歯車１４２を経て無負荷状態の第１リングギア１４６に伝えられ、第１リングギア１４６が回転する。この場合、第１キャリア１４４、第１プーリー１４８、第１動力伝達部材４０、及び第１支持モジュール５０は動作できないことがある。
【００９９】
言い換えれば、第１ストッパ１５０の動作によって第１支持モジュール５０が選択的に回転する。
【０１００】
同様に、第２ストッパ１７０の動作によって第２支持モジュール７０が選択的に回転する。これに対する具体的な説明は省略する。
【０１０１】
第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０を交互に各第１リングギア１４６及び第２リングギア１６６に結合させることで、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０が交互に回転する。言い換えれば、第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０を交互に各第１リングギア１４６及び第２リングギア１６６に結合させることで、対象体の歩行動作を補助することができる。
【０１０２】
図７Ａ及び図７Ｂは、第１実施形態に係る第１支持モジュールが前進する動作を示す図である。具体的には、図７Ａは、図１の正面で観察した第１減速機の動作図であり、図７Ｂは、図１の右側で観察した第１支持モジュールの動作図である。
【０１０３】
図８Ａ及び図８Ｂは、第１実施形態に係る第２支持モジュールが前進する動作を示す図である。具体的には、図８Ａは、図１の正面で観察した第２減速機の動作図であり、図８Ｂ、図１の左側で観察した第２支持モジュールの動作図である。
【０１０４】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂに示された点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３及びＰ４は図面の理解を助けるために表記したものであり、これに対する説明は省略する。
【０１０５】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂは、全て、第１及び第２ストッパ１５０、１７０が第１及び第２リングギア１４６、１６６に結合された状態を示すものである。言い換えれば、第１及び第２リングギア１４６、１６６が停止した状態を示すものである。
【０１０６】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、太陽歯車１３０が一方向に回転するとき第１及び第２支持モジュール５０、７０の全てが前方に移動する。
【０１０７】
具体的には、図１の正面を基準にして太陽歯車１３０が反時計回りに回転するとき、第１遊星歯車１４２及び第２遊星歯車１６２は全て時計回りに回転し、第１キャリア１４４及び第２キャリア１６４は全て反時計回りに回転し、第１プーリー１４８及び第２プーリー１６８は全て反時計回りに回転する。
【０１０８】
この場合、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第１プーリー１４８及び第１ジョイント部材４４の間に交差するように連結された第１動力伝達部材４０は、第１ジョイント部材４４が第１プーリー１４８と反対方向に回転するようにする。第１ジョイント部材４４は、対象体の右の足に配置される。具体的には、図７Ａに示す第１ジョイント部材４４の面が、対象体の右の足の右側面に向かうように配置される。この場合、第１ジョイント部材４４は、第１支持モジュール５０を前進する方向に回転させる。
【０１０９】
また、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第２プーリー１６８及び第２ジョイント部材６４の間に交差しないように連結された第２動力伝達部材６０は、第２ジョイント部材６４が第２プーリー１６８のような方向に回転するようにする。第２ジョイント部材６４は、対象体の左の足に配置される。具体的には、図８Ａに示す第２ジョイント部材６４の面が、対象体の左の足の左側面に向かうように配置される。この場合、第２ジョイント部材６４は、第２支持モジュール７０を前方に回転させる。
【０１１０】
同様に、太陽歯車１３０が他方向に回転すると、第１及び第２支持モジュール５０、７０の全てが後方に移動する。例えば、図１の正面を基準にして太陽歯車１３０が時計回りに回転すると、第１及び第２支持モジュール５０、７０の全てが後方に移動する。これに対する具体的な説明は省略する。
【０１１１】
上記のような構成によると、対象体の状態に応じて第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０を多様に動作させ得る。
【０１１２】
第１に、第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０は全て拘束状態である。この場合、太陽歯車１３０が一方向に回転すると、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０は前方に移動し、太陽歯車１３０が他方向に回転すると、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０は後方に移動する。
【０１１３】
第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０を全て前方に移動させることによって、対象体が座る動作を補助する。反対に、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０を全て後方に移動させることによって対象体が立ち上がる動作を補助する。
【０１１４】
第２に、第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０は交互に動作される。具体的に、太陽歯車１３０を一方向に回転させた状態で第１ストッパ１５０を第１リングギア１４６に結合させ、第２ストッパ１７０を第２リングギア１６６から分離することで、第１支持モジュール５０が前方に移動する。同様に、第１ストッパ１５０を第１リングギア１４６から分離し、第２ストッパ１７０を第２リングギア１６６に結合することで、第２支持モジュール７０が前方に移動する。
【０１１５】
第１動力伝達部材５０及び第２動力伝達部材７０の非対称的な連結構造によると、太陽歯車１３０の回転方向を変更しなくても歩行動作を補助することができる。
【０１１６】
第３に、第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０は全て解除状態である。駆動源１２０がオフ状態の場合、第１ストッパ１５０及び第２ストッパ１７０を全て解除状態にし得る。この場合、対象体が駆動源１２０によってかかる負荷の影響を受けることなく自由に動作することができる。
【０１１７】
前述した３つの動作状態に対して説明すると下記の表１の通りである。
【０１１８】
【表１】
2019193811.tif 000003
以下、前記実施形態に含まれた構成要素及び共通の機能を含む構成要素に対して同一の名称を用いて説明する。反対となる記載がない限り、前記実施形態に対する説明は以下の実施形態にも適用されてもよい。以下、具体的な説明は省略する。
【０１１９】
図９は、第１実施形態の変形例に係るリングギア及びストッパに対する図である。図９を参照すると、第１実施形態の変形例に係るリングギア５４６は、第１複合リングギア５４６ａ及び第２複合リングギア５４６ｂを含む。第１複合リングギア５４６ａ及び第２複合リングギア５４６ｂは、同一の回転方向及び回転速さを有する。第１複合リングギア５４６ａ及び第２複合リングギア５４６ｂは別途の締結部材によって締結されたり、一体に形成されてもよい。
【０１２０】
第１複合リングギア５４６ａ及び第２複合リングギア５４６ｂは互いに異なる形状である。例えば、リングギア５４６の回転方向を基準にして、第１複合リングギア５４６ａの歯のうち一方向の傾斜は他方向の傾斜よりも急であってもよい。そして、第２複合リングギア５４６ｂの歯のうち一方向の傾斜は他方向の傾斜よりも緩やかであってもよい。
【０１２１】
ストッパ５５０は、第１複合ストッパ５５２及び第２複合ストッパ５５４を含む。第１複合ストッパ５５２及び第２複合ストッパ５５４は、第１複合リングギア５４６ａ及び第２複合リングギア５４６ｂにそれぞれ対応する形状の歯を含む。
【０１２２】
上記のような構造によると、ストッパ５５０がリングギア５４６を拘束する力を増大させ得る。
【０１２３】
図１０は、第１実施形態の他の変形例に係るリングギア及びストッパに対する図である。図１０を参照すると、第１実施形態の他の変形例に係るリングギア６４６は、ストッパ６５０の摩擦力によって拘束される。
【０１２４】
例えば、ストッパ６５０は、両矢印で示した前後方向に移動してリングギア６４６を選択的に拘束させ得る。
【０１２５】
ストッパ６５０は、ストッパ胴体部６５８及びブレーキパッド６５６を含み得る。ブレーキパッド６５６はゴムなどの弾性物質を含み得る。
【０１２６】
図１１は、第２実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。第１実施形態と重複する説明は省略する。図１１を参照すると、第２実施形態に係る駆動モジュール２００は、第１ケース２１２、第２ケース２１４、駆動源２２０、第１減速機２４０、第１ストッパ２５０、第２減速機２６０、第２ストッパ２７０、ストッパ軸２８０を含む。
【０１２７】
駆動源２２０は、駆動ギア２２２、減速ギア２２４、太陽歯車軸２２６を含む。
【０１２８】
第１減速機２４０は、第１遊星歯車２４２、第１キャリア２４４、第１リングギア２４６、第１プーリー２４８を含む。
【０１２９】
第１キャリア２４４は、第１ストッパ２５０に接触する外部面を含む。例えば、外部面は歯を含む。
【０１３０】
第１プーリー２４８は、第１リングギア２４６の回転力が伝達されて回転する。第１プーリー２４８の回転速さ及び回転方向は、第１リングギア２４６の回転速さ及び回転方向と同一である。言い換えれば、第１プーリー２４８及び第１リングギア２４６は、１つの剛体運動を行う。例えば、第１プーリー２４８は、第１リングギア２４６と別途の締結部材に締結されたり、一体に形成されてもよい。
【０１３１】
第１ストッパ２５０は、第１キャリア２４４を選択的に回転させる。第１ストッパ２５０は、第１キャリア２４４を選択的に拘束する。例えば、第１ストッパ２５０は、第１キャリア２４４の外部面に形成された歯に対応する（歯と噛み合う）形状の歯を含んでもよい。
【０１３２】
第１ストッパ２５０が第１キャリア２４４に結合された状態を「拘束状態」といい、第１ストッパ２５０が第１キャリア２４４から分離した状態を「解除状態」という。
【０１３３】
第１ストッパ２５０は、ストッパ軸２８０を中心に回転する。第１ストッパ２５０の回転角度に応じて、第１ストッパ２５０は第１キャリア２４４を選択的に回転させる。
【０１３４】
第２減速機２６０は、第１減速機２４０と同様に、第２遊星歯車２６２、第２キャリア２６４、第２リングギア２６６、第２プーリー２６８を含む。第２遊星歯車２６２、第２キャリア２６４、第２リングギア２６６、第２プーリー２６８に対する具体的な説明は省略する。例えば、第２減速機２６０は、第１減速機２４０と対称的に配置されてもよい。
【０１３５】
第２ストッパ２７０は、第１ストッパ２５０と同様に、第２キャリア２６４を選択的に回転させる。第２ストッパ２７０に対する具体的な説明は省略する。
【０１３６】
一方、駆動ギア２２２、減速ギア２２４、太陽歯車２３０、遊星歯車２４２、２６２、キャリア２４４、２６４、リングギア２４６、２６６などは歯車であると示しているが、必ずこれに制限されることはない。例えば、ギアは、転がり摩擦によって動力を伝達できる回転体を含むものとして理解してもよい。
【０１３７】
図１２は、第２実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。図１２を参照すると、第２実施形態に係る運動補助装置１２は次のように作動する。
【０１３８】
制御部３０は、駆動源２２０をオンさせ、太陽歯車２３０に動力を伝達する。また、制御部３０は、第１ストッパ２５０及び第２ストッパ２７０を動作させ、第１キャリア２４４及び第２キャリア２６４にそれぞれ選択的に結合されるようにする。
【０１３９】
まず、第１ストッパ２５０の動作により第１支持モジュール５０が選択的に回転する。
【０１４０】
具体的に説明する前に、第１支持モジュール５０を動作させるためには、第１支持モジュール５０に加えられる負荷よりも大きい力が作用しなければならない。負荷は、第１動力伝達部材４０及び第１プーリー２４８を経て第１リングギア２４６に伝えられる。したがって、第１リングギア２４６には一定のレベル以上の負荷が存在する。以下、これを前提に説明する。
【０１４１】
第１に、第１ストッパ２５０が第１キャリア２４４に結合すると、第１キャリア２４４は停止する。そして、太陽歯車２３０から伝えられる動力が十分に大きければ、第１遊星歯車２４２は、第１リングギア２４６に加えられる負荷を克服して自転する。そして、第１遊星歯車２４２の自転によって、第１リングギア２４６及び第１プーリー２４８は回転する。第１プーリー２４８が回転すると、第１動力伝達部材４０によって動力が伝えられ、第１支持モジュール５０が回転する。
【０１４２】
第２に、第１ストッパ２５０が第１キャリア２４４から分離すると、第１キャリア２４４は回転できる状態になる。言い換えれば、第１キャリア２４４は、無負荷状態になるものと理解してもよい。この場合、太陽歯車２３０から伝えられる動力は、第１遊星歯車２４２を経て無負荷状態の第１キャリア２４４に伝えられ、第１キャリア２４４が回転する。この場合、第１リングギア２４６、第１プーリー２４８、第１動力伝達部材４０、及び第１支持モジュール５０は動作しないことがある。
【０１４３】
言い換えれば、第１ストッパ１５０の動作により第１支持モジュール５０が選択的に回転する。
【０１４４】
同様に、第２ストッパ１７０の動作により第２支持モジュール７０が選択的に回転する。これに対する具体的な説明は省略する。
【０１４５】
第１ストッパ２５０及び第２ストッパ２７０を交互に第１キャリア２４４及び第２キャリア２６４にそれぞれ結合させることによって、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０が交互に回転する。言い換えれば、第１ストッパ２５０及び第２ストッパ２７０を交互に各第１キャリア２４４及び第２キャリア２６４に結合させることで、対象体の歩行動作を補助することができる。
【０１４６】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、第２実施形態に係る第１支持モジュールが前進する動作を示す図である。具体的には、図１３Ａは、図１の正面で観察した第１減速機の動作図であり、図１３Ｂは、図１の右側で観察した第１支持モジュールの動作図である。
【０１４７】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、第２実施形態に係る第２支持モジュールが前進する動作を示す図である。具体的には、図１４Ａは、図１の正面で観察した第２減速機の動作図であり、図１４Ｂは、図１の左側で観察した第２支持モジュールの動作図である。
【０１４８】
図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４Ａ、図１４Ｂは全て第１及び第２ストッパ２５０、２７０が第１及び第２キャリア２４４、２６４に結合した状態を示すものである。言い換えれば、第１及び第２キャリア２４４、２６４が停止した状態を示す。
【０１４９】
図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４Ａ、図１４Ｂを参照すると、太陽歯車２３０が一方向に回転するとき第１及び第２支持モジュール５０、７０の全てが前方に移動する。
【０１５０】
具体的には、図１の正面を基準にして太陽歯車２３０が時計回りに回転するとき、第１遊星歯車２４２及び第２遊星歯車２６２は全て反時計回りに回転し、第１リングギア２４６及び第２リングギア２６６は全て反時計回りに回転し、第１プーリー２４８及び第２プーリー２６８は全て反時計回りに回転する。
【０１５１】
この場合、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、第１プーリー２４８及び第１ジョイント部材４４の間に交差するように連結された第１動力伝達部材４０は、第１ジョイント部材４４が第１プーリー２４８と反対方向に回転するようにする。第１ジョイント部材４４は、対象体の右の足に配置される。具体的には、図１３Ａに示す第１ジョイント部材４４の面が、対象体の右の足の右側面に向かうように配置される。この場合、第１ジョイント部材４４は、第１支持モジュール５０を前進する方向に回転させる。
【０１５２】
また、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、第２プーリー２６８及び第２ジョイント部材６４の間に交差しないように連結された第２動力伝達部材６０は、第２ジョイント部材６４が第２プーリー２６８のような方向に回転するようにする。第２ジョイント部材６４は、対象体の左の足に配置される。具体的には、図１４Ａに示す第２ジョイント部材６４の面が、対象体の左の足の左側面に向かうように配置される。この場合、第２ジョイント部材６４は、第２支持モジュール７０を前方に回転させる。
【０１５３】
同様に、太陽歯車２３０が他方向に回転すると、第１及び第２支持モジュール５０、７０の全てが後方に移動する。例えば、図１の正面を基準にして太陽歯車２３０が反時計回りに回転すると、第１及び第２支持モジュール５０、７０の全てが後方に移動する。これに対する具体的な説明は省略する。
【０１５４】
前述した構成によると、対象体の状態に応じて、第１ストッパ２５０及び第２ストッパ２７０を多様に動作させてもよい。第１実施形態と同様に大きく３つの動作状態に分類され、これについて説明すると下記の表２の通りである。これに対する具体的な説明は省略する。
【０１５５】
【表２】
2019193811.tif 000004
一方、第１実施形態及び第２実施形態で、第１減速機及び第２減速機の動作は互いに独立的であることが把握される。したがって、第１減速機及び第２減速機のうち１つの減速機は第１実施形態のように構成し、他の１つの減速機は、第２実施形態のように構成してもよい。そして、第１動力伝達部材及び第２動力伝達部材は対称的に配置されてもよい。
【０１５６】
例えば、図５及び図７を参照すると、第１減速機は第１実施形態のように構成するが、第１動力伝達部材を交差しないように配置してもよい。そして、図１１及び図１４を参照すると、第２減速機は第２実施形態のように構成し、第２動力伝達部材を交差しないように配置してもよい。この場合、第１ストッパ及び第２ストッパが拘束状態の場合であり、太陽歯車が時計回りに回転するとき第１支持モジュール及び第２支持モジュールの全てが前方に移動する可能性があることが容易に把握される。上記のような構成によると、対象体の状態に応じて、第１ストッパ及び第２ストッパを多様に動作させ得る。第１実施形態及び第２実施形態と同様に、大きく３つの動作状態に分類してもよく、これに対する具体的な説明は省略する。
【０１５７】
図１〜図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、太陽歯車、第１遊星歯車、第１リングギア、第１キャリア、第２遊星歯車、第２リングギア及び第２キャリアをそれぞれ「第１回転体」、「第２回転体」、「第３回転体」」、「第４回転体」、「第５回転体」、「第６回転体」、及び「第７回転体」と称する。
【０１５８】
第２回転体は第１回転体とかみ合って回転し、第３回転体は第２回転体とかみ合って回転する。そして、第４回転体は第２回転体の自転軸と連結し、第２回転体が第１回転体に対して公転するとき回転するものと理解される。
【０１５９】
第５回転体は第１回転体とかみ合って回転し、第６回転体は第５回転体とかみ合って回転する。そして、第７回転体は第６回転体の自転軸と連結し、第６回転体が第１回転体に対して公転するとき回転するものと理解される。
【０１６０】
第１実施形態及び第２実施形態の場合、第１ストッパが第３回転体又は第４回転体のうち１つの回転体に選択的に結合し、第２ストッパが第６回転体又は第７回転体のうち１つの回転体に選択的に結合するものと理解される。
【０１６１】
図１５は第３実施形態に係る駆動モジュールの背面斜視図であり、図１６は第３実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。
【０１６２】
図１５及び図１６を参照すると、第３実施形態に係る駆動モジュール３００は、ケース３１２、３１４、駆動源３２０、太陽歯車３３０、第１減速機３４０、第２減速機３６０を含む。
【０１６３】
太陽歯車３３０は駆動源３２０から動力が伝達され、第１減速機３４０及び第２減速機３６０に動力を伝達する。例えば、太陽歯車３３０は第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２に同時にかみ合い、第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２をそれぞれ同時に回転させる。したがって、第１遊星歯車３４２を入力端とする第１減速機３４０は、太陽歯車３３０から動力が伝達されるものと理解される。同様に、第２遊星歯車３６２を入力端とする第２減速機３６０は、太陽歯車３３０から動力が伝達されるものと理解される。
【０１６４】
一方、図１６には、太陽歯車３３０が１つであると示したが、これとは相異して、太陽歯車３３０が複数提供され、複数の太陽歯車３３０がそれぞれ第１減速機３４０及び第２減速機３６０に動力を伝達してもよい。この場合、複数の太陽歯車３３０は、１つの剛体運動を行うように提供され得る。第１減速機３４０は、第１遊星歯車３４２、第１キャリア３４４、第１リングギア３４６、第１プーリー３４８を含み得る。
【０１６５】
第１プーリー３４８は、第１リングギア３４６の回転力が伝達されて回転する。第１プーリー３４８の回転速さ及び回転方向は、第１リングギア３４６の回転速さ及び回転方向と同一である。言い換えれば、第１プーリー３４８及び第１リングギア３４６は、１つの剛体運動を行う。
【０１６６】
例えば、第１プーリー３４８は、第１リングギア３４６と別途の締結部材に締結されたり、一体に形成されてもよい。具体的な例として、第１リングギア３４６の外周面に第１プーリー３４８を一体に形成してもよい。言い換えれば、第１リングギア３４６の外周面に溝を形成し、溝には第１動力伝達部材４０が巻かれてもよい。
【０１６７】
第２減速機３６０は第１減速機３４０と同様に、第２遊星歯車３６２、第２キャリア３６４、第２リングギア３６６、第２プーリー３６８を含む。第２遊星歯車３６２、第２キャリア３６４、第２リングギア３６６、第２プーリー３６８に対する具体的な説明は省略する。
【０１６８】
第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２は、同一の回転軸に連結される。言い換えれば、太陽歯車３３０に対する第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２の公転速度は同一である。言い換えれば、第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２は、１つの剛体運動を行う。第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２は別途の締結部材によって締結されたり、一体に形成されてもよい。
【０１６９】
第１キャリア３４４及び第２キャリア３６４は、同一の軸に連結される。第１キャリア３４４及び第２キャリア３６４の回転方向及び回転速力は同一である。
【０１７０】
一方、第１キャリア３４４及び第２キャリア３６４の動作及び機能は互いに同一であるため、第１キャリア３４４及び第２キャリア３６４のうち１つのキャリアは省略されてもよい。また、第１キャリア３４４及び第２キャリア３６４は一体に形成されてもよい。
【０１７１】
太陽歯車３３０から第１減速機３４０の出力端までの減速比を「第１減速比（Ｎ１）」といい、太陽歯車３３０から第２減速機３６０の出力端までの減速比を「第２減速比（Ｎ２）」という。
【０１７２】
第３実施形態で、第１減速比（Ｎ１）は、太陽歯車３３０から第１リングギア３４６までの減速比に定義されてもよい。そして、第２減速比（Ｎ２）は、太陽歯車３３０から第２リングギア３６６までの減速比に定義されてもよい。
【０１７３】
第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）は互いに異なってもよい。第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差によって、第１減速機３４０及び第２減速機３６０は相対的な運動を行ってもよい。
【０１７４】
例えば、太陽歯車３３０が複数提供されるとき、第１減速機３４０及び第２減速機３６０にそれぞれ連結される複数の太陽歯車３３０の歯の数を相異させ、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）を互いに相異させてもよい。
【０１７５】
他の例として、第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２の歯の数を相異させたり、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６の歯の数を相異させ、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）を互いに相異させてもよい。
【０１７６】
図１６は、太陽歯車３３０は１つに提供され、第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２の歯の数は同一であり、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６の歯の数が互いに異なる場合について例示的に示している。例えば、第１リングギア３４６のノコギリの歯の個数は、第２リングギア３６６の歯の個数よりも小さくてもよい。言い換えれば、第１減速比（Ｎ１）は、第２減速比（Ｎ２）より小さくてもよい。以下を前提に説明するが、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）を相異させる他の構成も可能である。
【０１７７】
一方、太陽歯車３３０、第１及び第２遊星歯車３４２、３６２、第１及び第２リングギア３４６、３６６などは歯車であると示すが、必ずこれに制限されることはない。例えば、ギアは、転がり摩擦によって動力を伝達できる回転体であってもよい。
【０１７８】
図１７は、第３実施形態の変形例を示すものである。図１７を参照すると、第１遊星歯車３４２’及び第２遊星歯車３６２’は一体に形成される。この場合、太陽歯車３３０’は、２つの遊星歯車３４２’、３６２’のうち１つの遊星歯車にのみ連結される。例えば、太陽歯車３３０’は第２遊星歯車３６２’に連結されてもよい。この場合、第１遊星歯車３４２’及び第２遊星歯車３６２’の歯の数は互いに異なってもよい。
【０１７９】
太陽歯車３３０’は駆動源３２０から動力が伝達され、第１減速機３４０及び第２減速機３６０に動力を伝達する。具体的に、太陽歯車３３０’は、第２遊星歯車３６２’に動力を伝達する。したがって、第２遊星歯車３６２’を入力端とする第２減速機３６０は太陽歯車３３０’から動力が伝達されるものと理解される。一方、第２遊星歯車３６２’が回転すると、第２遊星歯車３６２’と一体に提供される第１遊星歯車３４２’が回転する。したがって、第１遊星歯車３４２’を入力端とする第１減速機３４０は太陽歯車３３０’から動力が伝達されるものと理解される。
【０１８０】
図１８は、第３実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。図１８を参照すると、第３実施形態に係る運動補助装置１３は次のように作動する。
【０１８１】
制御部３０は、駆動源３２０をオンさせ、太陽歯車３３０に動力を伝達する。太陽歯車３３０に伝えられた動力は、第１遊星歯車３４２及び第２遊星歯車３６２に同時に伝えられる。
【０１８２】
第１遊星歯車３４２は、第１キャリア３４４及び／又は第１リングギア３４６に動力を伝達する。第２遊星歯車３６２は、第２キャリア３６４及び／又は第２リングギア３６６に動力を伝達する。
【０１８３】
第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差に応じて、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６は相対的な運動を行い、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度を調整する。
【０１８４】
制御部３０は、太陽歯車３３０の回転方向を交互に変更させ得る。この場合、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度は交互に増加又は減少することがある。上記のような構造によると、対象体の歩行運動を補助し得る。
【０１８５】
一方、第３実施形態の場合、一般的な遊星歯車構造とは異なって、駆動モジュール３００は、第１及び第２キャリア３４４、３６４及び第１及び第２リングギア３４６、３６６が全て第１及び第２ケース３１２、３１４に対して固定されていない状態で動作し得る。言い換えれば、第１及び第２キャリア３４４、３６４は、第１及び第２遊星歯車３４２、３６２の自転軸以外に他の部品によって拘束されないこともある。そして、第１及び第２リングギア３４６、３６６は、第１及び第２遊星歯車３４２、３６２及び第１及び第２プーリー３４８、３６８以外に他の部品によって拘束されないこともある。もちろん、キャリア又はリングギアを自由に回転させるベアリングなどを備えてもよい。
【０１８６】
したがって、太陽歯車３３０の回転角度に応じて、第１及び第２キャリア３４４、３６４及び第１及び第２リングギア３４６、３６６の絶対的な位置が決定されることはない。第１及び第２キャリア３４４、３６４及び第１及び第２リングギア３４６、３６６の絶対的な位置は、太陽歯車３３０から伝えられるトルク及び外部から伝えられる負荷に応じて変わる。例えば、着用者が歩行中である場合、各足の位置に応じて基準位置が決定される。
【０１８７】
第３実施形態は、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度を調整し、対象体の歩行動作を補助する。第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の絶対的な位置は考慮対象ではない。したがって、これを具体的に決定できないものであっても、通常の技術者が第３実施形態の実施においていずれの問題もない。
【０１８８】
整理すると、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６の相対的な運動によって、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度が調整される。そして、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の絶対的な位置は、太陽歯車３３０及び外部から伝えられる負荷によって変わり得る。
【０１８９】
図１９は、第３実施形態の変形例に係る運動補助装置のブロック図である。図１９を参照すると、第３実施形態の変形例に係る運動補助装置１３’は次のように作動する。
【０１９０】
太陽歯車３３０’に伝えられた動力は第１遊星歯車３４２’及び第２遊星歯車３６２’のいずれか１つの遊星歯車に伝えられる。例えば、太陽歯車３３０’に伝えられた動力は第２遊星歯車３６２’に伝えられる。第２遊星歯車３６２’が回転すると、第２遊星歯車３６２’と一体に形成する第１遊星歯車３４２’が回転する。
【０１９１】
第１遊星歯車３４２’は、第１キャリア３４４及び／又は第１リングギア３４６に動力を伝達する。第２遊星歯車３６２’は、第２キャリア３６４及び／又は第２リングギア３６６に動力を伝達する。
【０１９２】
第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差により、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６は相対的な運動を行い、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度を調整する。
【０１９３】
制御部３０は、太陽歯車３３０’の回転方向を交互に変更させ得る。この場合、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度は交互に増加又は減少する。上記のような構造によると、対象体の歩行運動を補助することができる。
【０１９４】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、第３実施形態に係る駆動モジュールで、キャリアが固定された状態を仮定して示す動作図である。具体的には、図２０Ａは、第１減速機及び第２減速機の動作図であり、図２０Ｂは、第１支持モジュール及び第２支持モジュールの動作図である。
【０１９５】
第３実施形態で第１及び第２キャリア３４４、３６４は固定されない場合もあるが、理解の便宜のために第１及び第２キャリア３４４、３６４が固定された状態について説明する。
【０１９６】
図２０Ａに示すように、太陽歯車３３０が時計回りに回転するとき、第１及び第２遊星歯車３４２、３６２は反時計回りに回転する。そして、第１及び第２リングギア３４６、３６６は反時計回りに回転する。
【０１９７】
第１リングギア３４６の歯の数が第２リングギア３４６の歯の数よりも小さい場合、第１減速比（Ｎ１）は第２減速比（Ｎ２）より小さいため、第１リングギア３４６が第２リングギア３６６よりも早い角速度で回転する。言い換えれば、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６の角速度の差が発生し得る。結論的に、第１プーリー３４８及び第２プーリー３６８の角速度の差が発生し得る。
【０１９８】
したがって、図２０Ｂに示すように、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度は広がり得る。そして、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の全てが前方に向かって移動し得る。
【０１９９】
反対に、太陽歯車３３０が反時計回りに回転すると、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の全てが後方に向かって移動する。
【０２００】
一方、図２０Ｂのような状態で、対象体は直立歩行のために上半身を起し上げる負荷を減速機３４０、３６０に作用させてもよい。以下、図２１Ａ及び図２１１Ｂを参照して説明する。
【０２０１】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、第３実施形態に係る駆動源の動力が印加された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。具体的には、図２１Ａは、第１減速機及び第２減速機の動作図であり、図２１Ｂは、第１支持モジュール及び第２支持モジュールの動作図である。
【０２０２】
図２１Ａに示すように、駆動源３２０の動力が印加された状態で、対象体が上半身を起し上げる負荷を減速機３４０、３６０に作用させると、キャリア３４４、３６４は回転する。
【０２０３】
対象体が直立歩行をする場合を仮定すると、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６の回転方向が反対となるよう、キャリア３４４、３６４が回転する。したがって、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６にそれぞれ結合される第１プーリー３４８及び第２プーリー３６８は互いに反対方向に回転する。
【０２０４】
したがって、太陽歯車３３０が時計回りに回転するとき、図２１Ｂに示すように、第１支持モジュール５０は前方に向かって移動し、第２支持モジュール７０は後方に向かって移動する。
【０２０５】
反対に、太陽歯車３３０が反時計回りに回転すると、第１支持モジュール５０は後方に向かって移動し、第２支持モジュール７０が前方に向かって移動する。
【０２０６】
制御部３０（図１８参照）は、太陽歯車３３０の回転方向を交互に変更させることで、対象体の歩行運動を補助することができる。
【０２０７】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、第３実施形態に係る駆動源の動力が遮断された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。具体的に、図２２Ａは、第１減速機及び第２減速機の動作図であり、図２２Ｂは、第１支持モジュール及び第２支持モジュールの動作図である。
【０２０８】
図２２Ａに示すように、駆動源３２０の動力が遮断（ＯＦＦ）された状態で、対象体は上半身を曲げる負荷を減速機３４０、３６０に作用させてもよい。この場合、第１及び第２支持モジュール５０、７０は、プーリー３４８、３６８に同じ方向の負荷を伝達することができる。
【０２０９】
この場合、リングギア３４６、３６６、遊星歯車３４２、３６２、キャリア３４４、３６４及び太陽歯車３３０は１つの剛体運動を行う。言い換えれば、リングギア３４６、３６６の回転速度と、遊星歯車３４２、３６２の自転の速度及び公転速度と、キャリア３４４、３６４の回転速度と、太陽歯車３３０の回転速度とが全て同一であってもよい。
【０２１０】
したがって、図２２Ｂに示すように、対象体は駆動源３２０による負荷を受けることなく、自在に座る動作を行うことができる。
【０２１１】
反対に、駆動源３２０の動力が遮断された状態で、対象体は上半身を起し上げる負荷を減速機３４０、３６０に作用させてもよく、この場合、対象体は駆動源３２０による負荷を受けることなく、自由に立ち上がる動作を行うことができる。
【０２１２】
一方、駆動源３２０が停止した（保持された）状態で、対象体は上半身を曲げる負荷を減速機３４０、３６０に作用させてもよい。この場合、太陽歯車３３０は固定された状態であるため、第１リングギア３４６及び第２リングギア３６６はそれぞれ太陽歯車３３０に対して互いに異なる角速度で回動される。したがって、図２０Ｂに示すように２つの支持モジュール５０、７０は互いに広がりながら同じ方向に移動する。上のような過程を用いて対象体は座る動作が可能になる。
【０２１３】
この場合、それぞれのプーリー３４８、３６８及びジョイントアセンブリ４２、６２の間の第３減速比（Ｎ３）及び第４減速比（Ｎ４）の比率を、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の比率の逆数となるようにすることで、対象体の座る動作のうち２つの第１及び第２支持モジュール５０、７０が互いに広がらないようにし得る。
【０２１４】
他の方法で、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差を小さくすることによって、対象体が座る動作のうち２つの第１及び第２支持モジュール５０、７０が互いに広がる角度を減し得る。第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差が小さい場合にも、高いＲＰＭ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）値を有する駆動源３２０を利用すると、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０は歩行動作に求められる十分な角速度を確保することができる。
【０２１５】
前述した３つの動作状態について説明すると下記の表３の通りである。
【０２１６】
【表３】
2019193811.tif 000005
図２３は、第４実施形態に係る駆動モジュールの正面分解斜視図である。第３実施形態と重複する説明は省略する。図２３を参照すると、第４実施形態に係る駆動モジュール４００は、ケース４１２、４１４、駆動源４２０、太陽歯車４３０、第１減速機４４０、第２減速機４６０を含んでもよい。
【０２１７】
太陽歯車４３０は、駆動源４２０から動力が伝達され、第１減速機４４０及び第２減速機４６０に動力を伝達する。例えば、太陽歯車４３０は第１遊星歯車４４２及び第２遊星歯車４６２に同時にかみ合い、第１遊星歯車４４２及び第２遊星歯車４６２をそれぞれ同時に回転させる。したがって、第１遊星歯車４４２を入力端とする第１減速機４４０は太陽歯車４３０から動力が伝達されるものと理解され得る。同様に、第２遊星歯車４６２を入力端とする第２減速機４６０は、太陽歯車４３０から動力が伝達されるものと理解され得る。
【０２１８】
第１減速機４４０は、第１遊星歯車４４２、第１キャリア４４４、第１リングギア４４６、第１プーリー４４８を含む。
【０２１９】
第１プーリー４４８は、第１キャリア４４４の回転力が伝達されて回転する。第１プーリー４４８の回転速さ及び回転方向は、第１キャリア４４４の回転速さ及び回転方向と同一である。言い換えれば、第１プーリー４４８及び第１キャリア４４４は１つの剛体運動を行う。
【０２２０】
例えば、第１プーリー４４８は、第１キャリア４４４と別途の締結部材に締結されたり、一体に形成されてもよい。具体的な例として、第１キャリア４４４の外周面に第１プーリー４４８を一体に形成してもよい。言い換えれば、第１キャリア４４４の外周面に溝を形成し、溝には第１動力伝達部材４０が巻かれてもよい。このような構造によると部品の数を減少させ、製造費用及び時間を節約することができる。
【０２２１】
第２減速機４６０は第１減速機４４０と同様に、第２遊星歯車４６２、第２キャリア４６４、第２リングギア４６６、第２プーリー４６８を含む。第２遊星歯車４６２、第２キャリア４６４、第２リングギア４６６、第２プーリー４６８に対する具体的な説明は省略する。
【０２２２】
第１リングギア４４６及び第２リングギア４６６の回転速度は同一である。第１リングギア４４６及び第２リングギア４６６は別途の締結部材によって締結されたり、一体に形成されてもよい。
【０２２３】
第４実施形態で、第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４は別途の部材で提供されてもよい。
【０２２４】
太陽歯車４３０から第１減速機４４０の出力端までの減速比を「第１減速比（Ｎ１）」といい、太陽歯車４３０から第２減速機４６０の出力端までの減速比を「第２減速比（Ｎ２）」という。
【０２２５】
第４実施形態で、第１減速比（Ｎ１）は、太陽歯車４３０から第１キャリア４４４までの減速比に定義されてもよい。そして第２減速比（Ｎ２）は、太陽歯車４３０から第２キャリア４６４までの減速比に定義されてもよい。
【０２２６】
第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）は互いに異なってもよい。第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差によって、第１減速機４４０及び第２減速機４６０は相対的な運動を行ってもよい。これに対する具体的な説明は省略する。
【０２２７】
図２３は、太陽歯車４３０は１つに提供され、第１遊星歯車４４２及び第２遊星歯車４６２の歯の数は同一であり、第１リングギア４４６及び第２リングギア４６６のギア比が互いに異なる場合について例示的に示している。例えば、第１リングギア４４６の歯の数は、第２リングギア４６６の歯の数よりも小さくてもよい。言い換えれば、第１減速比（Ｎ１）は、第２減速比（Ｎ２）よりも小さくてもよい。以下を前提に説明するが、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）を相異させる他の構成も可能である。
【０２２８】
一方、太陽歯車４３０、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２、第１及び第２リングギア４４６、４６６などは歯車として示されているが、必ずこれに制限されることはない。例えば、ギアは、転がり摩擦によって動力を伝達できる回転体であってもよい。
【０２２９】
図２４は、第４実施形態に係る運動補助装置のブロック図である。図２４を参照すると、第４実施形態に係る運動補助装置１４は次のように作動する。
【０２３０】
制御部３０は、駆動源４２０をオンさせ、太陽歯車４３０に動力を伝達する。太陽歯車４３０に伝えられた動力は、第１遊星歯車４４２及び第２遊星歯車４６２に同時に伝えられる。
【０２３１】
第１遊星歯車４４２は、第１キャリア４４４及び／又は第１リングギア４４６に動力を伝達する。第２遊星歯車４６２は、第２キャリア４６４及び／又は第２リングギア４６６に動力を伝達する。
【０２３２】
第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差により第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４は相対的な運動を行い、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度を調整し得る。
【０２３３】
制御部３０は、太陽歯車４３０の回転方向を交互に変更させ得る。この場合、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度は交互に増加又は減少し得る。上記のような構造によると、対象体の歩行運動を補助することができる。
【０２３４】
一方、第４実施形態の場合、一般的な遊星歯車構造とは異なって、駆動モジュール４００は、第１及び第２キャリア４４４、４６４並びに第１及び第２リングギア４４６、４６６が全てケース４１２、４１４に対して固定されない状態で動作してもよい。言い換えれば、第１及び第２キャリア４４４、４６４は、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２の自転軸並びに第１及び第２プーリー４４８、４６８以外に他の部品によって拘束されなくてもよい。そして、第１及び第２リングギア４４６、４６６は、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２以外に他の部品によって拘束されなくてもよい。もちろん、キャリア又はリングギアを自由に回転させるベアリングなどが備えられてもよい。
【０２３５】
整理すると、第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４の相対的な運動によって、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度が調整され得る。そして、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の絶対的な位置は、太陽歯車４３０及び外部から伝えられる負荷によって変わり得る。
【０２３６】
図２５Ａ及び図２５Ｂは、第４実施形態に係る駆動モジュールで、リングギアが固定された状態を仮定して示す動作図である。具体的には、図２５Ａは第１減速機及び第２減速機の動作図であり、図２５Ｂは、第１支持モジュール及び第２支持モジュールの動作図である。
【０２３７】
第４実施形態で第１及び第２リングギア４４６、４６６は固定されなくてもよいが、理解の便宜のために第１及び第２リングギア４４６、４６６が固定された状態について説明することにする。
【０２３８】
図２５Ａに示すように、太陽歯車４３０が反時計回りに回転するとき、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２は時計回りに自転し得る。この場合、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２は、太陽歯車４３０に対して反時計回りに空転してもよい。したがって、第１及び第２キャリア４４４、４６４は反時計回りに回転してもよい。
【０２３９】
第１リングギア４４６の歯の数が、第２リングギア４６６の歯の数よりも小さい場合、第１減速比（Ｎ１）は、第２減速比（Ｎ２）よりも小さいため、第１キャリア４４４が第２キャリア４６４より早い角速度で回転する。言い換えれば、第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４の角速度の差が発生する。結論的に、第１プーリー４４８及び第２プーリー４６８の角速度の差が発生することがる。
【０２４０】
したがって、図２５Ｂに示すように、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の間の角度は広がる。そして、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の全てが前方に向かって移動し得る。
【０２４１】
反対に、太陽歯車４３０が時計回りに回転すると、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０の全てが後方に向かって移動し得る。
【０２４２】
一方、図２５Ｂのような状態で、対象体は直立歩行のために上半身を起し上げる負荷を第１及び第２減速機４４０、４６０に作用させてもよい。以下、図２６を参照して説明する。
【０２４３】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、第４実施形態に係る駆動源の動力が印加された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。具体的には、図２６Ａは第１減速機及び第２減速機の動作図であり、図２６Ｂは第１支持モジュール及び第２支持モジュールの動作図である。
【０２４４】
図２６Ａに示すように、駆動源４２０の動力が印加された状態で、対象体が上半身を起し上げる負荷を第１及び第２減速機４４０、４６０に作用させると、第１及び第２リングギア４４６、４６６は回転し得る。
【０２４５】
対象体が直立歩行する場合を仮定すると、第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４の回転方向が反対となるよう、第１及び第２リングギア４４６、４６６が回転する。したがって、第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４にそれぞれ結合される第１プーリー４４８及び第２プーリー４６８は互いに反対方向に回転する。
【０２４６】
したがって、太陽歯車４３０が反時計回りに回転するとき、図２４Ｂに示すように、第１支持モジュール５０は前方に向かって移動し、第２支持モジュール７０は後方に向かって移動する。
【０２４７】
反対に、太陽歯車４３０が時計回りに回転すると、第１支持モジュール５０は後方に向かって移動し、第２支持モジュール７０が前方に向かって移動する。
【０２４８】
制御部３０（図２４参照）は、太陽歯車４３０の回転方向を交番に変更させることで、対象体の歩行運動を補助することができる。
【０２４９】
図２７Ａ及び図２７Ｂは、第４実施形態に係る駆動源の動力が遮断された状態で、駆動モジュール及び支持モジュールの動作を示す図である。具体的には、図２７Ａは第１減速機及び第２減速機の動作図であり、図２７Ｂは第１支持モジュール及び第２支持モジュールの動作図である。
【０２５０】
図２７Ａに示すように、駆動源４２０の動力が遮断された状態で、対象体は上半身を曲げる負荷を第１及び第２減速機４４０、４６０に作用させてもよい。この場合、第１及び第２支持モジュール５０、７０は、第１及び第２プーリー４４８、４６８に同一方向の負荷を伝達し得る。
【０２５１】
この場合、第１及び第２キャリア４４４、４６４、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２、第１及び第２リングギア４４６、４６６及び太陽歯車４３０は１つの剛体運動を行う。言い換えれば、第１及び第２キャリア４４４、４６４の回転速度と、第１及び第２遊星歯車４４２、４６２の自転の速度及び公転速度と、第１及び第２リングギア４４６、４６６の回転速度と、太陽歯車４３０の回転速度とが全て同一である。
【０２５２】
したがって、図２７Ｂに示すように、対象体は駆動源４２０による負荷を受けることなく、自在に座る動作が可能となる。
【０２５３】
反対に、駆動源４２０の動力が遮断された状態で、対象体は上半身を起し上げる負荷を第１及び第２減速機４４０、４６０に作用させてもよく、この場合、対象体は駆動源４２０による負荷を受けることなく自在に立ち上がる動作が可能となる。
【０２５４】
一方、駆動源４２０が停止した（保持された）状態で、対象体は上半身を曲げる負荷を第１及び第２減速機４４０、４６０に作用させてもよい。この場合、太陽歯車４３０は固定された状態であるため、第１キャリア４４４及び第２キャリア４６４はそれぞれ太陽歯車４３０に対して互いに異なる角速度で回動される。したがって、図２５Ｂに示すように２つの第１及び第２支持モジュール５０、７０は互いに広がりながら同じ方向に移動する。上記のような過程によって対象体は座る動作が可能となる。
【０２５５】
この場合、それぞれの第１及び第２プーリー４４８、４６８及びジョイントアセンブリ４２、６２の間の第３減速比（Ｎ３）及び第４減速比（Ｎ４）の比率を、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の比率の逆数にすることによって、対象体の座る動作のうち２つの第１及び第２支持モジュール５０、７０が互いに広がらないようにする。
【０２５６】
他の方法で、第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差を小さくすることによって、対象体が座る動作のうち２つの第１及び第２支持モジュール５０、７０が互いに広がる角度を減らし得る。第１減速比（Ｎ１）及び第２減速比（Ｎ２）の差が小さい場合にも、高いＲＰＭ値を有する駆動源４２０を利用すると、第１支持モジュール５０及び第２支持モジュール７０は歩行動作に求められる十分な角速度を確保することができる。
【０２５７】
先に説明した３つの動作状態に対して整理すれば下記の表４の通りである。
【０２５８】
【表４】
2019193811.tif 000006
【０２５９】
上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
【０２６０】
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【符号の説明】
【０２６１】
１０：運動補助装置
２０：固定部材
３０：制御部
４０、６０：動力伝達部材
５０、７０：支持モジュール
９２０、１２０、２２０、３２０、４２０：駆動源
９３０：入力側回転体
９４０、１４０、２４０、３４０、４４０、：第１減速機
９６０、１６０、２６０、３６０、４６０：第２減速機
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019193811.tif 000019
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
2019193811.tif 000025
【図１６】
2019193811.tif 000026
【図１７】
2019193811.tif 000027
【図１８】
2019193811.tif 000028
【図１９】
2019193811.tif 000029
【図２０Ａ】
2019193811.tif 000030
【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
2019193811.tif 000032
【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
2019193811.tif 000034
【図２２Ｂ】
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【図２３】
2019193811.tif 000036
【図２４】
2019193811.tif 000037
【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
2019193811.tif 000039
【図２６Ａ】
2019193811.tif 000040
【図２６Ｂ】
2019193811.tif 000041
【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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