(57)【要約】【課題】使用の利便性が高い上肢リハビリ支援装置を提供する。【解決手段】  ベースユニットとサポートユニット２と上腕ユニット３と前腕ユニット４と、を備え、サポートユニット２は、ベースユニットに対し上下の第１の軸線を中心に回転可能に構成され、上腕ユニット３は、連結シャフトと、水平の第２の軸線を中心に回転可能のメインアーム３１と、連結シャフトをメインアーム３１に対して水平の第３の軸線を中心として回転させるリンケージ手段３２と、を有し、前腕ユニット４は、上腕ユニット３に対して回転可能、且つ、連結シャフトと共に回転する前腕セット１０と、回転可能に前腕セット１０に接続されている手受入座３０と、手受入座３０に接続される前腕受入座５０と、手受入座３０を水平の第４の軸線を中心として回転させる第４の駆動手段と、を有する。【選択図】  図２
2019187719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースユニットと、サポートユニットと、上腕ユニットと、前腕ユニットと、を備えた上肢リハビリ支援装置であって、
前記ベースユニットは、ベース部及び該ベース部に配置されている第１の駆動手段を有しており、
前記サポートユニットは、回転可能に前記ベース部に接続される支持部及び前記ベース部の上方において前記支持部に接続され、且つ、第２の駆動手段と第３の駆動手段を有する係合座を有し、前記第１の駆動手段により駆動されて前記ベース部に対して、鉛直方向に近い上下方向に沿って延伸する第１の軸線を中心として回転するように構成されており、
前記上腕ユニットは、
連結シャフトと、
両端に、前記第２の駆動手段により駆動され、前記第１の軸線と略直交して水平方向に近い第２の軸線を中心として回転可能に前記係合座に接続されている接続端と、前記接続端の反対側において前記連結シャフトに連結されている連結端とをそれぞれ有するメインアームと、
前記係合座と前記連結端の間に位置するように前記メインアームの隣に配置されると共に、前記第３の駆動手段により駆動されて前記連結シャフトを前記メインアームの前記連結端に対して前記第２の軸線と略平行して水平方向に近い第３の軸線を中心として回転させるリンケージ手段と、を有するように構成されており、
前記前腕ユニットは、
前記連結シャフトに固定されて該連結シャフトと共に回転する前腕セットと、
使用者の手を受け入れられるように構成されていると共に、回転可能に前記前腕セットに接続されている手受入座と、
使用者の前腕を受け入れられるように構成されていると共に、前記手受入座に接続されると共に前記前腕セットに配置されている前腕受入座と、を有し、前記リンケージ手段により駆動されて前記上腕ユニットに対して回転するように構成されており、
前記前腕セットは、前記手受入座を前記第１の軸線及び前記第２の軸線のいずれとも略直交して水平方向に近い第４の軸線を中心として回転させる第４の駆動手段を更に有していることを特徴とする上肢リハビリ支援装置。
【請求項２】
前記ベースユニットは、操作により前記第１の駆動手段と前記サポートユニットと前記上腕ユニットと前記前腕ユニットとを前記ベース部に対して上下移動させることができる操作手段を更に有していることを特徴とする請求項１に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項３】
前記リンケージ手段は、
前記第２の軸線を中心として回転可能に前記係合座に接続されている接続板と、
一端が回転可能に前記接続板に接続されている第１のリンクと、
前記第１のリンクの前記接続板に接続されている前記一端の反対側にある他端に、一端が回転可能に接続されている第２のリンクと、
前記第２のリンクの前記第１のリンクに接続されている前記一端の反対側にある他端に、一端が回転可能に接続されていると共に、該一端が前記第２のリンクと前記メインアームの前記連結端との間に配置され、該一端の反対側にある他端が前記連結シャフトと共に回転するように該連結シャフトに接続されている第３のリンクと、
一端が回転可能に前記第１のリンク及び前記第２のリンクに接続され、該一端の反対側にある他端が前記メインアームの前記連結端に回転可能に接続されている第４のリンクとを有しており、
前記連結シャフトは前記第３の軸線に沿って延伸するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項４】
前記前腕ユニットの前記前腕セットは、 
前記連結シャフトに固定されている主体部と、
前記第４の軸線と略平行する第５の軸線を中心として前記主体部に対して回転可能に前記主体部に接続される前側部と、
前記前側部の前記主体部に対する角度を固定するための少なくとも１つのロック部と、
を有していることを特徴とする請求項３に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項５】
前記前腕セットの前記前側部の前記主体部に対して回転できる範囲は１８０度であることを特徴とする請求項４に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項６】
前記前腕セットの前記前側部は、
前記第３の軸線と略平行する方向に沿って延伸する第１の板と、
前記第５の軸線と略平行する方向に沿って延伸し、且つ、一端が前記第１の板の一端に接続されている第２の板と、
前記第２の板の前記第１の板に接続されている前記一端の反対側にある他端に配置されているコネクタと、を有しており、
前記前腕セットは更に、
前記第２の板と前記手受入座との間に接続されていると共に、
前記コネクタに対して前記第３の軸線と略平行し且つ水平方向に近い第６の軸線を中心として回転できる結合シートと、
前記第２の板と前記コネクタとの間に接続されていると共に、前記結合シートが前記第２の板に対して回転する際、前記結合シートを元の位置に戻す付勢力を提供するように配置構成されている弾性手段と、
を有していることを特徴とする請求項４に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項７】
前記前腕セットの前記第２の板には、該第２の板の長さ方向に沿って延伸する摺動溝が形成され、そして該摺動溝には前記弾性手段に接続されているスライダーが該摺動溝に沿って移動可能に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項８】
前記前腕ユニットの前記結合シートは、
シート本体と、
回転可能に前記シート本体に取り付けられる複数の外ローラと、
回転可能に前記シート本体に取り付けられると共に、それぞれ１つの前記外ローラに対応して該対応の外ローラと間を開けて配置されている複数の内ローラと、を有する上、
各前記外ローラと各前記内ローラとの間に、アーク状レールが形成されており、
更に、前記手受入座は、各前記内ローラを囲みながら、各前記外ローラにより囲まれるように、前記アーク状レールに配置されると共に、前記第４の駆動手段により前記第４の軸線を中心として回転できるアーク状フレームと、
手で握り易い形状に形成され、且つ、前記アーク状フレームに接続されるハンドグリップと、を有していることを特徴とする請求項６に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項９】
前記第４の駆動手段は、
前記結合シートに取り付けられているモータと、
前記モータにより回転駆動される滑車と、
前記外ローラの一側に配置されている２つの遊び車と、
前記アーク状フレームに取り付けられると共に、前記滑車と各前記遊び車を包囲するように取り付けられて前記手受入座を前記第４の軸線を中心として回転させるように配置構成されているタイミングベルトと、
を有している
ことを特徴とする請求項８に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項１０】
前記手受入座は、前記第６の軸線を中心として回転可能に配置構成されていることを特徴とする請求項８に記載の上肢リハビリ支援装置。
【請求項１１】
前記サポートユニットの前記支持部は、
前記係合座の一側に配置されていると共に、互いに離間して配置されている第１の係合穴と第２の係合穴とが開けられている係合板と、
前記第１の係合穴と前記第２の係合穴とのいずれか１つに挿し込んで前記係合座の前記支持部に対する相対位置を決定できるよう、可動的に前記係合座に取り付けられている固定手段と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の上肢リハビリ支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上肢リハビリ支援装置に関し、特に、使用の利便性が高い上肢リハビリ支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の上肢リハビリ支援装置の一例が示されている。該従来の上肢リハビリ支援装置は、壁と、該壁から水平に延伸する柱手段と、該柱手段が延伸する先端に配置されている第１のモータと、該第１のモータにより回転駆動されて鉛直の第１の軸線を中心として前記柱手段に対して水平ロッドと、該水平ロッドに取り付けられて且つ鉛直に延伸するヒンジ手段と、該ヒンジ手段の底部に取り付けられている第２のモータと、第２のモータにより駆動されて前記第１の軸線と直交する第２の軸線を中心として前記ヒンジ手段に対して回転する支持手段と、該支持手段の長さ方向に沿って移動可能に取り付けられている摺動手段と、該摺動手段に取り付けられているＣ字形フレームと、該Ｃ字形フレームを回転駆動する第３のモータと、該Ｃ字形フレームに回転可能に接続されている前腕配置手段と、該前腕配置手段を回転駆動する第４のモータと、を備えている。
【０００３】
この従来の上肢リハビリ支援装置は、使用者の前腕を保持しながらその前後、上下、左右の方向での動きをサポートするリハビリテーション効果を提供できる一方、該上肢リハビリ支援装置の前記柱手段と水平ロッドとヒンジ手段とは使用者の肩甲骨、上腕骨の上方に配置されているため、使用者の腕の可動範囲が制限される欠点がある。
【０００４】
更に、該上肢リハビリ支援装置を使用する前は、使用者の体型に合わせて調整する必要がある点においても不便である。
【０００５】
特許文献２にはもう一つの従来の上肢リハビリ支援装置が開示されている。この従来の上肢リハビリ支援装置はバックパックのように着用可能で４方向での動きをサポートできるが、腕の長さが異なる使用者に対応して調整することができない欠点と、構成が複雑で右腕に対応するタイプと左腕に対応するタイプに分けられていて調整により両方通用にすることが不可能の欠点もある。
【０００６】
更に、特許文献３にはもう一つの従来の上肢リハビリ支援装置が開示されている。この従来の上肢リハビリ支援装置は、固定座と、該固定座に接続されている水平ロッドと、該水平ロッドの固定座に対する回転を駆動する第１のモータと、水平ロッドに接続されている鉛直ロッドと、該鉛直ロッドの水平ロッドに対する上下揺動を駆動する第２のモータと、該鉛直ロッドに接続されている内接続ロッドと、回転可能に該内接続ロッドに接続されている外接続ロッドとを備えている。従来の上肢リハビリ支援装置は３方向での動きをサポートできるが、該上肢リハビリ支援装置の回転中心と使用者の肩関節との距離が長いため全体のサイズが大きい欠点と、外接続ロッドの先端に取り付けられているハンドグリップが２方向での自由に動かすことができるため使用者の手と腕の位置を確定できない欠点とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第９０１７２７１号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１３／１８６７０５号
【特許文献３】国際公開第２０１５／０４８６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明は、体型の異なる使用者に対して細かい調整を必要としない、使用の利便性が高い上肢リハビリ支援装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本発明は、ベースユニットと、サポートユニットと、上腕ユニットと、前腕ユニットと、を備えた上肢リハビリ支援装置であって、
前記ベースユニットは、ベース部及び該ベース部に配置されている第１の駆動手段を有しており、
前記サポートユニットは、回転可能に前記ベース部に接続される支持部及び前記ベース部の上方において前記支持部に接続され、且つ、第２の駆動手段と第３の駆動手段を有する係合座を有し、前記第１の駆動手段により駆動されて前記ベース部に対して、鉛直方向に近い上下方向に沿って延伸する第１の軸線を中心として回転するように構成されており、
前記上腕ユニットは、
連結シャフトと、
両端に、前記第２の駆動手段により駆動され、前記第１の軸線と略直交して水平方向に近い第２の軸線を中心として回転可能に前記係合座に接続されている接続端と、前記接続端の反対側において前記連結シャフトに連結されている連結端とをそれぞれ有するメインアームと、
前記係合座と前記連結端の間に位置するように前記メインアームの隣に配置されると共に、前記第３の駆動手段により駆動されて前記連結シャフトを前記メインアームの前記連結端に対して前記第２の軸線と略平行して水平方向に近い第３の軸線中心として回転させるリンケージ手段と、を有するように構成されており、
前記前腕ユニットは、
前記連結シャフトに固定されて該連結シャフトと共に回転する前腕セットと、
使用者の手を受け入れられるように構成されていると共に、回転可能に前記前腕セットに接続されている手受入座と、
使用者の前腕を受け入れられるように構成されていると共に、前記手受入座に接続されると共に前記前腕セットに配置されている前腕受入座と、を有し、前記リンケージ手段により駆動されて前記上腕ユニットに対して回転するように構成されており、
前記前腕セットは、前記手受入座を前記第１の軸線及び前記第２の軸線のいずれとも略直交して水平方向に近い第４の軸線を中心として回転させる第４の駆動手段を更に有していることを特徴とする上肢リハビリ支援装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成により、本発明の上肢リハビリ支援装置は、体型の異なる使用者に対して細かい調整を必要としない、使用の利便性が高い上肢リハビリ支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の上肢リハビリ支援装置の一実施例の全体的な外部構成が示されている斜視図である。
【図２】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の一部構成が示されている斜視図である。
【図３】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の一部構成が示されている分解斜視図である。
【図４】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の一部構成が示されている分解斜視図である。
【図５】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の一部構成が示されている側面図である。
【図６】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の一部構成が示されている上面図である。
【図７】図６におけるVII‐VII線に沿った断面図である。
【図８】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の使用状態が示される説明図である。
【図９】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の使用状態が示される説明図である。
【図１０】上記本発明の上肢リハビリ支援装置の使用状態の模式図及び該上肢リハビリ支援装置の使用者上腕と前腕が成す角度を算出する計算式が示される説明図である。
【図１１】上記本発明の上肢リハビリ支援装置が使用者の右腕に対応する状態が示される説明図である。
【図１２】上記本発明の上肢リハビリ支援装置が使用者の左腕に対応する状態が示される説明図である。
【図１３】上記本発明の上肢リハビリ支援装置のハンドグリップの変化例が示される斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各図面を参照して本発明の上肢リハビリ支援装置の好ましい実施形態について詳しく説明する。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、本発明の上肢リハビリ支援装置は、ベースユニット１と、サポートユニット２と、上腕ユニット３と、前腕ユニット４とを備えている。
【００１４】
ベースユニット１は、ベース部１０１と、ベース部１０１の底部に取り付けられている複数のキャスター１０２と、ベース部１０１に配置されている第１の駆動手段１０３と、第１の駆動手段１０３とサポートユニット２と上腕ユニット３と前腕ユニット４とをベース部１０１に対して上下移動させる操作手段１０４とを有している。
【００１５】
この実施形態において、第１の駆動手段１０３としてはモータを使用し、そして操作手段１０４として液圧（油圧）シリンダーが使用されている。
【００１６】
サポートユニット２は第１の駆動手段１０３により鉛直方向に近い上下方向に沿って延伸する第１の軸線（Ｌ１）を中心としてベース部１０１に対して回転するように構成されている。そして該サポートユニット２は、支持部２０１と、支持部２０１の上端に接続されていると共に、ベース部１０１の一側に配置されている係合座２０２とを有している。
【００１７】
支持部２０１は、ベース部１０１から略上方へ延伸し且つ湾曲するように、回転可能にベース部１０１に接続されている。そして、該支持部２０１は、係合板２０６と固定手段２０７とを有している。係合板２０６は係合座２０２の隣に配置されていると共に、互いに間を開けるように配置された第１の係合穴２０６Ａと第２の係合穴２０６Ｂとが形成されている。固定手段２０７は、第１の係合穴２０６Ａと第２の係合穴２０６Ｂとのいずれか１つに選択的に挿し込んで係合座２０２の支持部２０１に対する相対位置を決定できるよう、可動的に係合座２０２に取り付けられている。
【００１８】
係合座２０２は、第２の駆動手段２０３と、第２の駆動手段２０３の隣に配置されている第３の駆動手段２０４と、第１の駆動シャフト２０５と、第２の駆動シャフト２０５Ａとを有している。この実施形態において、第２の駆動手段２０３と第３の駆動手段２０４ と、それぞれ第１の駆動シャフト２０５と、第２の駆動シャフト２０５Ａとを回転駆動するサーボモータである。
【００１９】
更に、図３、図５に示されているように、上腕ユニット３は連結シャフト３１３と、メインアーム３１と、リンケージ手段３２とを有している。メインアーム３１は両端に接続端３１１と連結端３１２とをそれぞれ有している。接続端３１１は回転可能に係合座２０２に接続されていると共に、第２の駆動手段２０３により回転駆動されて第１の駆動シャフト２０５と共に第１の軸線（Ｌ１）と直交する第２の軸線（Ｌ２）を中心として回転するように配置構成されている。連結端３１２は接続端３１１の反対側に配置されていると共に、連結シャフト３１３に接続されている。
【００２０】
リンケージ手段３２はメインアーム３１の隣に配置されていると共に、係合座２０２の第２の駆動シャフト２０５Ａと、メインアーム３１の連結端３１２との間に接続され、且つ、第３の駆動手段２０４により駆動されて連結シャフト３１３をメインアーム３１の連結端３１２に対して、第２の軸線（Ｌ２）と平行する第３の軸線（Ｌ３）を中心として回転させるように配置構成されている。
【００２１】
このリンケージ手段３２は接続板３２１と、第１のリンク３２２と、第２のリンク３２３と、第３のリンク３２４と、第４のリンク３２５とを有するように構成されている。接続板３２１は係合座２０２の第２の駆動シャフト２０５Ａに接続されているとともに、第３の駆動手段２０４により第２の軸線（Ｌ２）を中心として回転駆動される。第１のリンク３２２は、一端が回転可能に接続板３２１に接続されている。
【００２２】
第２のリンク３２３は、一端が第１のリンク３２２の前記接続板３２１に接続されている一端の反対側である他端に回転可能に接続されている。第３のリンク３２４は、第２のリンク３２３の第１のリンク３２２に接続されている前記一端の反対側にある他端に、一端が回転可能に接続されていると共に、該一端が第２のリンク３２３とメインアーム３１の連結端３１２との間に配置され、該一端の反対側にある他端が連結シャフト３１３と共に回転するように該連結シャフト３１３に接続されている。
【００２３】
第４のリンク３２５は、一端が回転可能に第１のリンク３２２及び第２のリンク３２３に接続され、該一端の反対側にある他端がメインアーム３１の連結端３１２に回転可能に接続されている。また、連結シャフト３１３ は第３の軸線（Ｌ３）に沿って延伸するように配置されている。
【００２４】
図３、図４、及び図６に示されるように、前腕ユニット４はリンケージ手段３２により駆動されて上腕ユニット３に対して回転するものであり、そして該前腕ユニット４は、前腕セット１０と、結合シート２０と、手受入座３０と、前腕受入座５０と、弾性手段６０とを有している。
【００２５】
前腕セット１０は、連結シャフト３１３と共に回転するように該連結シャフト３１３に固定されている。該前腕セット１０は、結合シート２０内に配置されて手受入座３０を第１の軸線（Ｌ１）及び第２の軸線（Ｌ２）のいずれとも直交して水平方向に近い第４の軸線（Ｌ４）を中心として回転させる第４の駆動手段４０を有している。
【００２６】
更に、この前腕セット１０は、連結シャフト３１３に固定されている主体部１１と、第４の軸線（Ｌ４）と平行する第５の軸線（Ｌ５）を中心として主体部１１に対して回転可能に主体部１１に接続される前側部１２と、前側部１２の主体部１１に対する角度を固定するための２つのロック部１３、１３Ａと、を有している。
【００２７】
この実施形態において、前腕セット１０の前側部１２の主体部１１に対して回転できる範囲は１８０度であり、そして２つのロック部１３、１３Ａのうち、１つのロック部１３は鋲であり、もう一つのロック部１３Ａはねじである。なお、ロック部としては複数設置する必要はなく、１つだけの鋲またはねじをロック部として設置することも可能である。
【００２８】
前腕セット１０の前側部１２は、第３の軸線（Ｌ３）と平行する方向に沿って延伸する第１の板１２１と、第５の軸線（Ｌ５）と平行する方向に沿って延伸し、且つ、一端が第１の板１２１の一端に接続されている第２の板１２２と、第２の板１２２の第１の板１２１に接続されている前記一端の反対側にある他端に配置されているコネクタ１２３と、を有している。
【００２９】
また、前腕セット１０の第２の板１２２には、該第２の板１２２の長さ方向に沿って延伸する摺動溝１２４が形成され、そして該摺動溝１２４には弾性手段６０に接続されているスライダー１２５が該摺動溝１２４に沿って移動可能に配置されている。
【００３０】
更に、図７に示されているように、前腕セット１０が有する結合シート２０は、第２の板１２２と手受入座３０との間に接続されていると共に、コネクタ１２３に対して第３の軸線（Ｌ３）と略平行し且つ水平方向に近い第６の軸線（Ｌ６）を中心として回転できるように構成されている。弾性手段６０は、第２の板１２２とコネクタ１２３との間に接続されていると共に、結合シート２０が第２の板１２２に対して回転する際、結合シート２０を元の位置に戻す付勢力を提供するように配置構成されている。
【００３１】
この実施形態において、結合シート２０は、シート本体２１と、回転可能にシート本体２１に取り付けられる複数の外ローラ２２と、回転可能にシート本体２１に取り付けられると共に、それぞれ１つの外ローラ２２に対応して該対応する外ローラ２２と間を開けて配置されている複数の内ローラ２３と、を有する上、各外ローラ２２と各内ローラ２３との間に、アーク状レール２４が形成されている。
【００３２】
そして手受入座３０は、回転可能に前腕セット１０に接続されている。該手受入座３０は、各内ローラ２３を囲みながら、各外ローラ２２により囲まれるように、該アーク状レール２４に配置されると共に、第４の駆動手段４０により第４の軸線（Ｌ４）を中心として回転できるアーク状フレーム３０１と、手で握り易い形状に形成され、且つ、アーク状フレーム２４に接続されるハンドグリップ３０２と、を有している。
【００３３】
更に、アーク状フレーム３０１は、使用者の手を受け入れる収容空間３０３を囲む内表面３０４と、該内表面３０４の反対側にあって且つ凸面である外表面３０５とを有している。
【００３４】
この実施形態において、ハンドグリップ３０２はロッド状であり、その両端がアーク状フレーム３０１の両端にそれぞれ接続されている。
【００３５】
図６及び図７に示されているように、手受入座３０は、ハンドグリップ３０２が回転する中心に、第６の軸線（Ｌ６）が通過するように配置構成されている。
【００３６】
第４の駆動手段４０は、結合シート２０に取り付けられているモータ４１と、モータ４１により回転駆動される滑車４２と、外ローラ２２の一側に配置されている２つの遊び車４３と、アーク状フレーム３０１に取り付けられると共に、滑車４２と各遊び車４３を包囲するように取り付けられて手受入座３０を第４の軸線（Ｌ４）を中心として回転させるように配置構成されているタイミングベルト４４と、を有している。
【００３７】
前腕受入座５０は、手受入座３０及び結合シート２０に接続されていると共に、前腕セット１０の隣でアーク状フレーム３０１の収容空間３０３に対応して使用者の前腕を受け入れることができるように配置されている。前腕受入座５０には互いに離間するように配置されている複数の保持ベルト５１を有しており、該複数の保持ベルト５１を用いて使用者の前腕を適切な位置に保持することができる。
【００３８】
弾性手段６０は、一端が第２の板１２２のスライダー１２５に接続され、該一端の反対側にある他端がコネクタ１２３に接続されている。これにより結合シート２０が第２の板１２２に対して回転する際、結合シート２０を元の位置に戻す付勢力を提供するように配置構成されている。弾性手段６０としてはスプリングを用いて構成することができるが、例えばポリウレタンなどを用いて構成することも可能である。
【００３９】
以上は本発明の上肢リハビリ支援装置の構成について説明したが、以下はその使用方法について説明する。
【００４０】
本発明の上肢リハビリ支援装置は、理学療法士の指導の下に使用者の腕のリハビリテーションをサポートするものであり、図１及び図１１に、使用者が右腕で本発明の上肢リハビリ支援装置を使用する様子が示されている。図示のように、理学療法士は使用者を適切の位置に配置された椅子に座らせて、該上肢リハビリ支援装置の位置を使用者に対応するよう調整して該使用者の生理的パラメーターを該上肢リハビリ支援装置に入力して初期設定を完了する。
【００４１】
それから、図示のように、この際、操作手段１０４を用いて係合座２０２を使用者の肩関節に対応する高さに配置し、そして使用者の右前腕を、右手でハンドグリップ３０２を握られる位置で保持ベルト５１で前腕受入座５０に保持させる。
【００４２】
その後、理学療法士は制御手段（図示せず）を用いて該上肢リハビリ支援装置を制御して使用者の腕のリハビリテーションを行う。
【００４３】
本発明の上肢リハビリ支援装置は、制御手段に予め記録される様々な動きを実行し、使用者の腕を動かしてそのリハビリテーションをサポートするが、以下に説明される動きは基本的なものであり、本発明の上肢リハビリ支援装置が実行できる動きは以下に説明される動きに限定されるものではない。
【００４４】
まず、図１、図２、図５には、該上肢リハビリ支援装置が作動しない通常状態での各部の位置が示されており、図示のように、上腕ユニット３は実質的に第１の軸線（Ｌ１）と平行し、そして前腕ユニット４は実質的に上腕ユニット３と直交して水平に配置されている。
【００４５】
本発明の上肢リハビリ支援装置の第１の動きは、図１及び図６に示されているように、第１の駆動手段１０３が上腕ユニット３を使用者の内側及び外側に揺動させる。特に、第１の駆動手段１０３の駆動によりサポートユニット２と上腕ユニット３と前腕ユニット４とが連動して上下方向にある第１の軸線（Ｌ１）を中心として回転運動を行う。
【００４６】
本発明の上肢リハビリ支援装置の第２の動きは、図５及び図９に示されているように、第２の駆動手段２０３が上腕ユニット３を使用者の前後方向または上下方向で往復動させる。この際、第２の駆動手段２０３が第１の駆動シャフト２０５を駆動することにより、メインアーム３１の連結端３１２は第２の軸線（Ｌ２）を中心として回転する。これにより、使用者の肩関節を回転軸としてその上腕を揺動させることができる。
【００４７】
本発明の上肢リハビリ支援装置の第３の動きは、第３の駆動手段２０４が前腕ユニット４を上下に移動させる。第３の駆動手段２０４が第２の駆動シャフト２０５Ａを駆動することにより、リンケージ手段３２の接続板３２１は連動して第２の軸線（Ｌ２）を中心として回転し、これにより第１のリンク３２２、第２のリンク３２３、第３のリンク３２４、第４のリンク５が連動してメインアーム３１の連結端３１２に対して移動し、第３のリンク３２４で連結シャフト３１３を駆動して第３の軸線（Ｌ３）を中心として回転させ、これにより前腕ユニット４は上腕ユニット３に対して回転するようになり、使用者の肘関節を回転軸としてその前腕を上下に揺動させることができる。
【００４８】
本発明の上肢リハビリ支援装置の第４の動きは、第４の駆動手段４０で前腕ユニット４を回転させる。図７に示されているように、第４の駆動手段４０が起動されると、モータ４１が滑車４２を回転駆動してタイミングベルト４４を動かすことにより、手受入座３０はタイミングベルト４４に駆動されて第４の軸線（Ｌ４）を中心として回転し、これにより、使用者の前腕を上腕に対して動かすことができる。
【００４９】
本発明の上肢リハビリ支援装置の第５の動きは、図６及び図７に示されているように、結合シート２０と手受入座３０と前腕受入座５０とを１つのシステムとして、第６の軸線（Ｌ６）を中心に前腕セット１０に対して回転すると、使用者の手首を揺動させることができる。そして弾性手段６０及び手受入座３０のハンドグリップ３０２が第６の軸線（Ｌ６）を中心として回転する人間工学的配置により、使用者は不快感を感じることなく手首の関節を動かすことができる。
【００５０】
更に、図１１に示されているように、固定手段２０７が第１の係合穴２０６Ａに挿し込まれる状態では、係合座２０２は使用者の右腕のリハビリテーションに対応する位置に配置され、そして図１２に示されているように、固定手段２０７が第２の係合穴２０６Ｂに挿し込まれる状態では、係合座２０２は使用者の左腕のリハビリテーションに対応する位置に配置されるようになる。
【００５１】
即ち、固定手段２０７を第１の係合穴２０６Ａと第２の係合穴２０６Ｂのどれかに挿し込むように調整すると、簡単且つ迅速に本発明の上肢リハビリ支援装置が対応する腕を切り替えることが可能である。
【００５２】
また、本発明の上肢リハビリ支援装置が対応する腕を切り替える際、前腕セット１０における前側部１２は主体部１１に対して回転するが、前側部１２が主体部１１に対して適切な位置に移動した後、ロック部１３、１３Ａを用いて前側部１２の主体部１１に対する相対位置を固定することができる。
【００５３】
また、手受入座３０のハンドグリップ３０２としては、取り外して装着するものを変更することができる。即ち、使用者の症状や都合に応じて、使用するハンドグリップ３０２のタイプを変更することが可能である。図１３に示されているハンドグリップ３０２Ａはその一例であり、図示のように、該ハンドグリップ３０２Ａは断面がＵ字形になっていて使用者の掌を受け入れやすい形状になっている掌受け入れ部３０６と、使用者の掌を掌受け入れ部３０６に締め付ける２本の固定ベルト３０７とを有しており、使用者が自力でハンドグリップを握る力がない場合には、このタイプのハンドグリップ３０２Ａは特に有用である。
【００５４】
以上をまとめると、本発明の上肢リハビリ支援装置は、ベースユニット１と、サポートユニット２と、上腕ユニット３と前腕ユニット４と、を有し、３次元での可動範囲を提供することができる。
【００５５】
また、図１０において、Ｈ０が使用者Ｈの上腕の長さを表し、Ｈ１が該使用者Ｈの前腕の長さを表し、Ｒ０が他の使用者Ｒの上腕の長さを表し、Ｒ１が該使用者Ｒの前腕の長さを表している。そして使用者Ｈが本発明の上肢リハビリ支援装置を使用する際における第１の駆動シャフト２０５とハンドグリップ３０２との距離をＨ２、使用者Ｒが本発明の上肢リハビリ支援装置を使用する際における第１の駆動シャフト２０５とハンドグリップ３０２との距離をＲ２とし、Ｈ２とＲ２が同じであっても（本発明の上肢リハビリ支援装置に使用者の体型に応じて調整を施さなくても）、使用者Ｈの上腕と前腕が成す角度θＨ２と、使用者Ｒの上腕と前腕が成す角度θＲ２との間に少しの差異が生じるだけなので、本発明の上肢リハビリ支援装置は使用者の体型に応じて細かい調整を施す必要がないことが証明されている。
【００５６】
更に、本発明の上肢リハビリ支援装置は、使用者の腕の可動範囲を制限することはなく、そして該上肢リハビリ支援装置は対応する腕を簡単且つ迅速に切り替えられる利点がある。
【００５７】
以上の説明は、本発明の実施例に過ぎず、これを以って特許請求の範囲を限定するものではない。また、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に簡単な付加や変化を加えたに過ぎないものについても、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
上記構成により、本発明は上肢リハビリ支援装置は、体型の異なる使用者に対して細かい調整を必要としない、使用の利便性が向上される上肢リハビリ支援装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１          ベースユニット
１０        前腕セット
１０１      ベース部
１０２      キャスター
１０３      第１の駆動手段
１０４      操作手段
１１        主体部
１２        前側部
１２１      第１の板
１２２      第２の板
１２３      コネクタ
１２４      摺動溝
１２５      スライダー
１３        ロック部
１３Ａ      ロック部
２          サポートユニット
２０        結合シート
２０１      支持部
２０２      係合座
２０３      第２の駆動手段
２０４      第３の駆動手段
２０５      第１の駆動シャフト
２０５Ａ    第２の駆動シャフト
２０６      係合板
２０６Ａ    第１の係合穴
２０６Ｂ    第２の係合穴
２０７      固定手段
２１        シート本体
２２        外ローラ
２３        内ローラ
２４        アーク状レール
３          上腕ユニット
３０        手受入座
３０１      アーク状フレーム
３０２      ハンドグリップ
３０３      収容空間
３０４      内表面
３０５      外表面
３１        メインアーム
３１１      接続端
３１２      連結端
３１３      連結シャフト
３２        リンケージ手段
３２１      接続板
３２２      第１のリンク
３２３      第２のリンク
３２４      第３のリンク
３２５      第４のリンク
４          前腕ユニット
４０        第４の駆動手段
４１        モータ
４２        滑車
４３        遊び車
４４        タイミングベルト
５０        前腕受入座
６０        弾性手段
Ｌ１        第１の軸線
Ｌ２        第２の軸線
Ｌ３        第３の軸線
Ｌ４        第４の軸線
Ｌ５        第５の軸線
Ｌ６        第６の軸線
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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