(57)【要約】【課題】物体との接触時に脚部を容易に開き、かつ、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことが可能な移乗支援装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかる移乗支援装置１は、保持具４に被介護者を保持して被介護者の移乗を支援する。移乗支援装置１は、フレーム２から前方に突出し、開閉自在な右脚部８及び左脚部９と、右脚部８と左脚部９を開いた状態から閉じた状態に戻す復帰力を発生させる復帰力発生部１１を備える。復帰力発生部１１の復帰力は、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化が所定値未満である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する第１の復帰力と、間隔が所定値以上である場合に、間隔の変化の増大につれて前記第１の復帰力よりも大きな増加率で増加する第２の復帰力を有する。【選択図】図１
2015139568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部にアームを支持した本体部と、前記アームに設けられた保持具と、を有し、前記保持具に被介護者を保持して前記被介護者の移乗を支援する移乗支援装置であって、
前記本体部から前方に突出し、開閉自在な第１の脚部及び第２の脚部と、
前記第１の脚部と前記第２の脚部を開いた状態から閉じた状態に戻す復帰力を発生させる復帰力発生手段と、を備え、
前記復帰力発生手段の復帰力は、
前記第１の脚部の先端部と前記第２の脚部の先端部との間隔の変化が所定値未満である場合に、前記間隔の変化の増大につれて増加する第１の復帰力と、
前記間隔が前記所定値以上である場合に、前記間隔の変化の増大につれて前記第１の復帰力よりも大きな増加率で増加する第２の復帰力と、を有する、
移乗支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移乗支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被介護者を、車椅子、ベッド、トイレ等の間で移乗させるための移乗支援装置が提案されている。このような移乗支援装置は、一般的に移乗支援装置のフレームにアームが支持されており、アームに設けられた保持具に被介護者を保持して被介護者の移乗を支援する。
【０００３】
例えば特許文献１では、２本の脚部と復帰機構とを備えた移乗支援装置が開示されている。この２本の脚部は、移乗支援装置の本体部に設けられた回転軸にそれぞれ連結されていると共に、この回転軸を中心に左右方向に回転自在となっている。また、復帰機構は、コイルバネ等の弾性体を有しており、復帰機構の一方の端部が第１の脚部に、他方の端部が第２の脚部に連結されている。この移乗支援装置において、２本の脚部の先端部に障害物（例えば便器）が接触すると、２本の脚部は軸を中心にそれぞれ左右方向に回転する。即ち、２本の脚部は閉脚状態から開脚状態に移行する。また、復帰機構は、開脚状態から閉脚状態に移行するための復帰力を脚部に発生させている。そのため、２本の脚部は、障害物に接触しない状態になると、復帰力により閉脚状態になる。
【０００４】
以上から、特許文献１にかかる移乗支援装置は、脚部の先端部が障害物に突き当たって進めなくなることを防ぐことができる。また、２本の脚部は通常閉脚状態にあるため、脚部が常に開脚状態にある移乗支援装置に比べ、装置を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１３−１９８９６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の移乗支援装置では、２本の脚部が障害物に接触して脚を開き始めるとき、復帰機構は２本の脚部を閉脚状態にするための復帰力を脚部に発生させている。２本の脚部は障害物に接触しているため、２本の脚部は復帰力と等しい大きさの抗力を障害物から受ける。例えば、復帰機構に強い復帰力を生じさせるバネを使用すると、抗力が大きくなってしまうため、移乗支援装置を障害物に近づけるために必要な力（操作力）が大きくなってしまうことが考えられる。また、復帰機構に弱い復帰力を生じさせるバネを使用すると、復帰機構は２本の脚部を開脚状態から閉脚状態に早く戻すことができなくなってしまうことが考えられる。移乗支援装置において脚部と地面との間に摩擦力が働くため、復帰機構が２本の脚部を開脚状態から閉脚状態に戻すときには、一定以上の大きさの復帰力が必要となるためである。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、物体との接触時に脚部が容易に開き、かつ、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことが可能な移乗支援装置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】
【０００８】
本発明にかかる移乗支援装置は、前部にアームを支持した本体部と、アームに設けられた保持具と、を有し、保持具に被介護者を保持して被介護者の移乗を支援する移乗支援装置である。移乗支援装置は、本体部から前方に突出し、開閉自在な第１の脚部及び第２の脚部と、第１の脚部と第２の脚部を開いた状態から閉じた状態に戻す復帰力を発生させる復帰力発生手段と、を備える。復帰力発生手段の復帰力は、第１の脚部の先端部と第２の脚部の先端部との間隔の変化が所定値未満である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する第１の復帰力と、間隔が所定値以上である場合に、間隔の変化の増大につれて第１の復帰力よりも大きな増加率で増加する第２の復帰力と、を有する。
【０００９】
復帰力発生手段は、第１の脚部の先端部と第２の脚部の先端部との間隔の変化が所定値未満である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する第１の復帰力を発生させる。そのため、物体の接触時に第１の脚部と第２の脚部とが開き始めた状態では、復帰力発生手段は第１の復帰力を発生させる。この第１の復帰力は第２の復帰力に比較して増加率が小さい力であるため、移乗支援装置は、物体との接触時に脚部を容易に開くことができる。また、復帰力発生手段は、間隔の変化が所定値以上である場合に、間隔の変化の増大につれて第１の復帰力よりも大きな増加率で増加する第２の復帰力を発生させる。そのため、第１の脚部と第２の脚部とが十分に開いた状態では、復帰力発生手段は第２の復帰力を発生させる。この第２の復帰力は第１の復帰力に比較して増加率が大きいため、物体が脚部から離れた場合に、一定以上の大きさの復帰力で脚部を閉じた状態に復帰させることができる。従って、移乗支援装置は、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、物体との接触時に脚部が容易に開き、かつ、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことが可能な移乗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】実施の形態１にかかる移乗支援装置の上方斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる移乗支援装置の下面の平面図である。
【図３】実施の形態１にかかる復帰力発生部の平面図である。
【図４】実施の形態１において、右脚部及び左脚部が閉脚状態から開脚状態になるときの復帰力発生部の変化を示す平面図である。
【図５】実施の形態１において、変形後期における移乗支援装置の下面を示した平面図である。
【図６】実施の形態１において、復帰力発生部におけるバネの縮み度合と、バネの復元力との関係を示したグラフである。
【図７】実施の形態２にかかる復帰力発生部を示した平面図である。
【図８】実施の形態２において、右脚部が閉脚状態から所定の角度まで回転した状態における復帰力発生部を示した平面図である。
【図９】実施の形態２において、右脚部の回転角度と、復帰力発生部におけるバネリンクの復元力との関係を示したグラフである。
【図１０】実施の形態３にかかる復帰力発生部を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[実施の形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態１にかかる移乗支援装置１の上方斜視図である。なお、図１では、被介護者が乗り込む方向を「前方」とし、その反対方向を「後方」としている。
【００１４】
移乗支援装置１は、フレーム２とアーム３と保持具４とカバー５と駆動輪６とステップ部７と右脚部８と左脚部９を備える。
【００１５】
フレーム２は移乗支援装置１の本体部をなし、フレーム２には、上側の前部にアーム３が固定されている。またフレーム２の下側では、後部において駆動輪６が配置されると共に、前部においてステップ部７と右脚部８と左脚部９が連結されている。
【００１６】
フレーム２には、図示しないバッテリ、モータ、アクチュエータ、電子制御ユニット等が内蔵されている。モータは、バッテリから電源供給を受けて、電子制御ユニットにより制御されると共に、駆動輪６を駆動する。電子制御ユニットは、図示しない操作部からの入力信号、所定の制御プログラム等に従い、バッテリ、モータ、アクチュエータ等に制御信号を出力する。
【００１７】
アーム３の先端には、保持具４が固定されている。保持具４は、正面サポート部４ａと右側面サポート部４ｂと左側面サポート部４ｃを有する。正面サポート部４ａは、アーム３の正面側に設けられている。そして、正面サポート部４ａの右側面側には右側面サポート部４ｂが設けられ、左側面側には左側面サポート部４ｃが設けられている。被介護者が移乗支援装置１に移乗した際には、正面サポート部４ａが被介護者の胴体正面をサポートすると共に、右側面サポート部４ｂが被介護者の胴体の右側をサポートし、左側面サポート部４ｃが被介護者の胴体の左側をサポートする。このようにして、保持具４は、被介護者の胴部を安定して保持することができる。移乗支援装置１は、保持具４に被介護者を保持することにより、被介護者の移乗を支援する。
【００１８】
フレーム２の後部及びアーム３の後部にはカバー５が設けられており、カバー５によってフレーム２及びアーム３が保護される。
【００１９】
フレーム２の下面後部における左右両端の近傍には、駆動輪６（主動輪）が、それぞれ回転可能に配置されている。なお、駆動輪６は、図示されないモータの駆動軸に連結されている。左右の駆動輪６は、独立に制御されることが好ましい。
【００２０】
フレーム２の下前部にはステップ部７が連結されており、ステップ部７には被介護者の足が載置される。ステップ部７は板状の部材であり、ステップ部７の右端部、左端部及び後端部は上方に起立し、前端部は起立していない。なお、ステップ部７は、被介護者の足が載置されるのに十分な広さを有することが好ましい。
【００２１】
フレーム２の前部であってステップ部７の下方には、右脚部８及び左脚部９が設けられている。右脚部８は、本体を構成する部材の右脚本体部８ａと従動輪８ｂを有する。左脚部９は、本体を構成する部材の左脚本体部９ａと従動輪９ｂを有する。右脚本体部８ａ及び左脚本体部９ａは、フレーム２の前部から前方に向かって突出する。右脚本体部８ａの先端部（前端部）の下面には回転可能に従動輪８ｂが設けられ、左脚本体部９ａの先端部の下面にも回転可能に従動輪９ｂが設けられている。従動輪８ｂ及び従動輪９ｂは駆動力を有しておらず、例えば移乗支援装置１の動きに伴って回転する自在キャスターである。
【００２２】
図２は、移乗支援装置１の下面の平面図である。さらにいえば、図２は、移乗支援装置１を下方から見た場合の移乗支援装置１の平面図である。以下、図２を用いて、右脚部８及び左脚部９の構成についてさらに説明する。
【００２３】
右脚部８の先端部には従動輪８ｂが設けられ、後端部近傍には回転軸８ｃが設けられている。そして、回転軸８ｃによって、右脚部８とフレーム２の右前部とが連結されている。左脚部９においても、先端部には従動輪９ｂが設けられ、後端部近傍には回転軸９ｃが設けられている。そして、回転軸９ｃによって、左脚部９とフレーム２の左前部が連結されている。右脚部８は回転軸８ｃを中心に右側面に回転し、左脚部９は回転軸９ｃを中心に左側面に回転することができる。
【００２４】
なお、図２において、右脚部８及び左脚部９はフレーム２の前部から進行方向に（前方に）突出し、右脚部８及び左脚部９は略平行の位置関係にある。この右脚部８及び左脚部９の状態を、以降では閉脚状態と定義する。この状態から、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部に障害物が接触しつつ移乗支援装置１が前方に動くことによって、右脚部８が右側面に回転し、左脚部９が左側面に回転する。この右脚部８及び左脚部９の状態を、以降では開脚状態と定義する。
【００２５】
なお、障害物は楕円形を想定しており、例えば便器がそのような形状の障害物として挙げられる。移乗支援装置１の進行方向は、楕円の長軸方向である。
【００２６】
右脚部８と左脚部９の間には、クランクであるリンク機構１０が設けられている。具体的には、リンク機構１０の一端が右脚部８の後部左側（回転軸８ｃ近傍）に回転可能に連結され、他端が左脚部９の後端部の右側に回転可能に連結されている。リンク機構１０は、右クランク１０ａとクランク軸１０ｂと左クランク１０ｃから構成されている。右クランク１０ａの一端には右脚部８の後部が回転可能に連結され、他端にはクランク軸１０ｂの一端が連結されている。クランク軸１０ｂの他端には左クランク１０ｃの一端が連結され、左クランク１０ｃの他端には左脚部９の後端部が回転可能に連結されている。そして、右クランク１０ａとクランク軸１０ｂは屈曲して連結され、クランク軸１０ｂと左クランク１０ｃも屈曲して連結されている。右脚部８又は左脚部９のいずれかが物体に接触して右又は左の側面側に回転する場合、リンク機構１０が他方の脚部に回転の力を伝達させることにより、他方の脚部は、逆の側面側に回転する。このため、右脚部８及び左脚部９は開脚状態になる。
【００２７】
さらに、フレーム２には、復帰力発生部１１が設けられている。復帰力発生部１１の一端には右脚部８の後端部が連結され、復帰力発生部１１の他端にはフレーム２の中央部が連結されている。この復帰力発生部１１は、右脚部８と左脚部９が開脚状態である場合に、閉脚状態に戻す復帰力を発生させる。右脚部８と左脚部９が開脚状態である場合には、復帰力発生部１１の一端が左側に動くことにより、復帰力発生部１１が圧縮される。この圧縮により、復帰力発生部１１は復帰力を発生させる。
【００２８】
図３は、復帰力発生部１１の平面図である。復帰力発生部１１は、直列に接続されたバネ機構１２及びバネ機構１３を有する。バネ機構１２において、バネ機構１３に接続されていない方の端部には右脚部８の後端が連結されている。バネ機構１３において、バネ機構１２に接続されていない方の端部にはフレーム２が固定されて連結されている。右脚部８及び左脚部９が開脚状態になり、右脚部８の後端部が閉脚状態の位置から左側に動くことによって、復帰力発生部１１が全体として縮む。つまり、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔が増加するに伴い、復帰力発生部１１におけるバネの縮みが大きくなる。
【００２９】
バネ機構１２は、スリーブ１２Ａとバネ１２Ｂを有する。スリーブ１２Ａは、外筒１２ａと内筒１２ｂから構成されており、内筒１２ｂの開口端１２ｃが外筒１２ａの開口部から挿入されている。開口端１２ｃを外筒１２ａの奥深くまで挿入することにより、スリーブ１２Ａが縮む。ストッパー１２ｄは外筒１２ａの底板であり、スリーブ１２Ａが縮んで開口端１２ｃがストッパー１２ｄに接触すると、スリーブ１２Ａはこれ以上縮まなくなる。外筒１２ａのストッパー１２ｄには右脚部８が連結されており、内筒１２ｂの底部は後述のストッパー１３ｄである。
【００３０】
さらに、バネ機構１２では、外筒１２ａの内面にバネ１２Ｂの一端が連結され、内筒１２ｂの内面にバネ１２Ｂの他端が連結される。つまり、バネ１２Ｂの長さはスリーブ１２Ａの長さと同じである。バネ１２Ｂは、一定のバネ係数ｋ１を有する（線形の特性を有する）圧縮バネである。バネ１２Ｂは、スリーブ１２Ａが縮むことによって連動して縮み、元の長さに戻ろうとする復元力を生ずる。この復元力が、右脚部８と左脚部９の開脚状態を閉脚状態に戻す復帰力となる。開口端１２ｃがストッパー１２ｄに接触すると、スリーブ１２Ａはこれ以上縮まなくなるため、バネ１２Ｂもこれ以上縮まない長さになる。このとき、ストッパー１２ｄは、バネ１２Ｂをこれ以上縮ませないストッパーとして機能する。
【００３１】
バネ機構１３は、スリーブ１３Ａとバネ１３Ｂを有する。スリーブ１３Ａは、外筒１３ａと内筒１３ｂから構成されており、内筒１３ｂの開口端１３ｃが外筒１３ａの開口部から挿入されている。開口端１３ｃを外筒１３ａの奥深くまで挿入することにより、スリーブ１３Ａが縮む。ストッパー１３ｄは外筒１３ａの底板であり、スリーブ１３Ａが縮むことにより開口端１３ｃがストッパー１３ｄに接触すると、スリーブ１３Ａはこれ以上縮まなくなる。内筒１３ｂの底面には、フレーム２の中央部が連結されている。
【００３２】
さらに、バネ機構１３では、外筒１３ａの内面にバネ１３Ｂの一端が連結され、内筒１３ｂの内面にバネ１３Ｂの他端が連結される。つまり、バネ１３Ｂの長さはスリーブ１３Ａの長さと同じである。バネ１３Ｂは、ｋ１に比較して大きい一定のバネ係数ｋ２を有する圧縮バネである。バネ１３Ｂの動作についての説明は、バネ機構１２と同様であるため省略する。なお、バネ１２Ｂ及びバネ１３Ｂが縮むことが可能な長さは略同じである。
【００３３】
図４は、右脚部８及び左脚部９が閉脚状態から開脚状態になるときの復帰力発生部１１の変化を示す平面図である。初期状態（ａ）においては、右脚部８及び左脚部９は閉脚状態であり、右脚部８の後端部は動いていないため、復帰力発生部１１は縮んでいない。従って、復帰力は発生しない。
【００３４】
復帰力発生部１１の変形前期（ｂ）は、右脚部８及び左脚部９が開脚し始めることにより、復帰力発生部１１が少し縮んだ状態を示している。このとき、バネ係数が小さいバネ１２Ｂとバネ係数が大きいバネ１３Ｂの２種類のバネの両方が縮むため、復帰力発生部１１は、バネ１２Ｂとバネ１３Ｂを合成したバネ係数のバネとみなせる。この合成バネ係数Ｋは、
Ｋ＝ｋ１×ｋ２／（ｋ１＋ｋ２）・・・（式１）
である。ここで、バネ係数ｋ１がｋ２よりも小さいため、バネ機構１２はバネ機構１３よりも大きく縮む。
【００３５】
復帰力発生部１１の変形後期（ｃ）は、右脚部８及び左脚部９が変形前期（ｂ）よりも大きく開脚することにより、復帰力発生部１１が大きく縮んだ状態を示している。このとき、開口端１２ｃがストッパー１２ｄに接触した状態になるため、バネ機構１２はこれ以上縮まなくなる。なお、バネ機構１３はバネ機構１２よりも縮み具合が小さく、開口端１３ｃがストッパー１３ｄに接触していないので、バネ機構１３はさらに縮むことができる。この状態において、右脚部８及び左脚部９をさらに開こうとすると、バネ機構１３だけが縮むため、復帰力発生部１１はバネ係数ｋ２のバネとみなすことができる。このように、復帰力発生部１１は、変形前期（ｂ）と変形後期（ｃ）において２段階の変形を行う。
【００３６】
図５は、変形後期（ｃ）における復帰力発生部１１の下面を示した平面図である。右脚部８及び左脚部９は大きく開脚した状態であり、右脚部８の先端部の側面と左脚部９の先端部の側面に障害物が接触している。右脚部８の先端部及び左脚部９の先端部は、障害物のエリアの形状にならうようにして動く。
【００３７】
復帰力発生部１１の変形末期（ｄ）は、右脚部８及び左脚部９が変形後期（ｃ）よりも大きく開脚することにより、復帰力発生部１１がより大きく縮んだ状態を示している。このとき、開口端１３ｃがストッパー１３ｄに接触した状態になるため、バネ機構１３はこれ以上縮むことができなくなる。そのため、右脚部８及び左脚部９は、これ以上大きく開脚することができない。
【００３８】
なお、右脚部８及び左脚部９が障害物から離れ、復帰力発生部１１の状態が初期状態（ａ）に戻る場合には、復帰力発生部１１の形状は、図４に示した状態を逆に辿って戻る。
【００３９】
図６は、復帰力発生部１１におけるバネの縮み度合と、バネの復元力の関係を示したグラフである。グラフの横軸はバネの縮み度合を示し、縦軸はバネの復元力を示している。実線のグラフは、復帰力発生部１１全体のバネ特性を示している。上述の通り、復帰力発生部１１の変形前期における復帰力発生部１１の全体のバネ係数はＫであり、復帰力発生部１１の変形後期における復帰力発生部１１の全体のバネ係数はｋ２である。
【００４０】
変形前期では、バネの復元力はバネの縮み度合に比例して増加するものの、合成バネ係数Ｋが小さい（即ち増加率が小さい）ため復元力が小さく増加する。このときの復元力を第１の復元力とする。しかし、バネの縮みがある所定の長さＬｔｈ以上になると、バネ機構１２が縮まなくなりバネ機構１３のみが縮むようになる。これが変形後期の状態であり、合成バネ係数Ｋが大きい（即ち増加率が大きい）ため、復元力が第１の復元力に比べて大きく増加する。このときの復元力を第２の復元力とする。
【００４１】
以上のバネの縮みと復元力との関係により、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔と、復帰力との関係が説明できる。以下、閉脚状態からバネがＬｔｈ縮んだときの右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化を所定値ｌｔｈとする。このとき、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化がｌｔｈ未満である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する復帰力（第１の復帰力）は、第１の復元力である。そして、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化がｌｔｈ以上である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する復帰力（第２の復帰力）は、第２の復元力である。このとき、第２の復帰力は第１の復帰力に比較すると、間隔の変化の増大につれて増加する増加率が大きい。
【００４２】
図６における破線のグラフは、バネ定数が一定の１種類のバネで復帰力発生部１１を構成したときのバネ特性（図６では通常のバネ特性）を示している。この場合、復帰力発生部１１の復元力は、常にバネの縮みに比例して増大する。復帰力発生部１１におけるバネの強さを強くして、強い復帰力を発生させるようにすると、移乗支援装置１が障害物から受ける抗力も大きくなる。この抗力は、脚部の先端部と障害物との接線に垂直な方向に生じる。開脚状態の前期において各脚部の先端部の前部が障害物に接触するときには、進行方向と反対方向の抗力の成分が大きいため、操作力を大きくする必要が生じる。つまり、脚部の変形開始までに必要以上の労力がかかってしまうことが考えられる。
【００４３】
逆に、バネの強さを弱くして弱い復帰力を発生させるようにすると、復帰力発生部１１は２本の脚部を開脚状態から閉脚状態に戻る時間が必要以上にかかってしまうことが考えられる。脚部と地面との間に摩擦力が働き、かつ、２本の脚部を開脚状態から閉脚状態に戻すまでの距離が大きくなるため、復帰力は一定以上の大きさが必要になるからである。そのため、移乗支援装置において、物体との接触時に脚部が容易に開き、かつ、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことができなかった。
【００４４】
これに対し、実施の形態１にかかる復帰力発生部１１は、２つの異なるバネ係数のバネ１２Ｂ及びバネ１３Ｂと共に、バネのストッパー１２ｄ及びストッパー１３ｄを備えることにより、２段階でバネを変形させることができる。右脚部８と左脚部９が開脚を開始するときには、弱い力である第１の復帰力が発生しているため、変形開始時の操作力を低減できる。また、一定以上の角度で右脚部８と左脚部９が開脚した場合には第２の復帰力が発生しているため、障害物がなくなったときに、２本の脚部を容易に元の位置に戻すことができる。つまり、移乗支援装置１は、２本の脚部の開閉状態に応じて復帰力を変化させることにより、物体との接触時に脚部が容易に開き、かつ、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことができる。また、開脚状態の後期において各先端部が障害物に接触するときには、各脚部の先端部の側面が障害物に接触するため、進行方向と反対方向の抗力の成分が小さくなる。そのため、復帰力を大きくしても、操作力を大きくする必要がなくなる。
【００４５】
[実施の形態２]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２にかかる移乗支援装置１４は、実施の形態１にかかる移乗支援装置１と比べて、復帰力発生部の構成のみが異なっている。なお、移乗支援装置１４における他の構成要素の説明は実施の形態１と同じであるため記載を省略する。
【００４６】
図７は、実施の形態２にかかる復帰力発生部１５を示した平面図である。復帰力発生部１５は、回転軸１６とリンク部１７とバネ部１８とを備える。復帰力発生部１５の一端（回転軸１６）には右脚部８の後部が連結されており、他端（後述の回転軸１８ｂ）にはフレーム２が連結されている。なお、図７において、復帰力発生部１５は復帰力を発生させていない。つまり、図７は閉脚状態における復帰力発生部１５の構成を示している。
【００４７】
回転軸１６は固定されており、図２における回転軸８ｃに対応している。回転軸１６には右脚部８とリンク部１７とが連結されている。なお、回転軸１６の右側にリンク部１７とバネ部１８が設けられるため、リンク部１７とバネ部１８を設けるスペースを確保するために、移乗支援装置の中央近傍に回転軸１６が設けられるのがより好ましい。
【００４８】
リンク部１７は、リンク１７ａと回転軸１７ｂとリンク１７ｃと回転軸１７ｄとリンク１７ｅと回転軸１７ｆを有する。リンク１７ａの一端には回転軸１６が連結されていると共に、他端には回転軸１７ｂが連結されている。なお、右脚部８とリンク１７ａとの連結の角度は直角である。ここで、右脚部８及びリンク１７ａのそれぞれの回転力は回転軸１６を介して伝達される。具体的には、右脚部８が左回りに回転すると、回転軸１６を介して力が伝達されることにより、リンク１７ａが同方向に回転する。また、リンク１７ａが右回りに回転すると、回転軸１６を介して力が伝達されることにより、回転軸１６が同方向に回転する。
【００４９】
回転軸１７ｂにはリンク１７ａ及びリンク１７ｃが連結され、リンク１７ａ及びリンク１７ｃの動きに応じて回転軸１７ｂの位置が動く。リンク１７ｃの一端には回転軸１７ｂが連結され、他端には回転軸１７ｄが連結されている。回転軸１７ｄにはリンク１７ｃ及びリンク１７ｅが連結され、リンク１７ｃ及びリンク１７ｅの動きに応じて回転軸１７ｄの位置が動く。リンク１７ｅの一端には回転軸１７ｄが連結され、他端には回転軸１７ｆが連結されている。回転軸１７ｆにはリンク１７ｅ及びバネ本体部１８ａが連結されており、リンク１７ｅ及びバネ本体部１８ａの動きに応じて回転軸１７ｆの位置が動く。
【００５０】
リンク１７ａとリンク１７ｃとリンク１７ｅは、線状の伸縮しないリンクである。回転軸１７ｂと回転軸１７ｄと回転軸１７ｆは、それぞれ連結された各リンクにおける関節の役割をする。
【００５１】
また、リンク１７ｃとリンク１７ｅは、くの字形に屈折して連結されている。換言すれば、リンク１７ｃの長さとリンク１７ｅの長さの合計の長さは、回転軸１７ｂと回転軸１７ｆとの間の距離よりも短い。回転軸１７ｄの位置は、回転軸１７ｂ及び回転軸１７ｆと比べると後方である。また、回転軸１７ｆの位置は、リンク１７ａの延長線上にある。
【００５２】
バネ部１８は、バネ本体部１８ａと回転軸１８ｂを有する。バネ本体部１８ａは一定のバネ係数を有する引っ張りバネであり、その一端には回転軸１７ｆが連結され、他端には位置が固定された回転軸１８ｂが連結されている。バネ本体部１８ａは、回転軸１７ｆの位置の変化（リンク１７ｅの位置の変化）に応じて、元の長さに戻ろうとする復元力を一定のバネ係数で発生させる。この復元力が、復帰力発生部１５が右脚部８及び左脚部９を開脚状態から閉脚状態に戻す復帰力となる。なお、バネ本体部１８ａ及び回転軸１８ｂの位置は、リンク１７ａの延長線上にある。つまり、バネ本体部１８ａはリンク１７ａと略平行の関係にある。
【００５３】
次に、右脚部８及び左脚部９が閉脚状態から開脚状態になった場合における復帰力発生部１５の動作について説明する。図７の初期状態から、右脚部８及び左脚部９を開脚すると、右脚部８は回転軸１６を中心に左回りに回転する。このとき、リンク１７ａが右脚部８の回転に応じて左回りに回転するため、回転軸１７ｂが左後方に移動する。これにより、リンク１７ｃは回転軸１７ｄを中心にして右回りに回転する。この回転は、リンク１７ｅとリンク１７ｃとが直線を形成するまで行われる。また、リンク１７ｃの動きに応じてリンク１７ｅが左後方に引っ張られるため、バネ本体部１８ａも左後方に引っ張られる。バネ本体部１８ａが引っ張られることにより、バネ本体部１８ａの復元力が生じる。
【００５４】
図８は、右脚部８が閉脚状態から所定の角度まで回転した状態における復帰力発生部１５を示した平面図である。図８において、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａは直線を形成している。この状態までは、閉脚状態からバネ本体部１８ａが伸びた長さが微小であるため、右脚部８の回転角度に応じた復元力の増加率は小さい。この状態は、復帰力発生部１５の変形前期の状態である。
【００５５】
図８に示した状態から、右脚部８及び左脚部９をさらに開脚すると、右脚部８は回転軸１６を中心にさらに左回りに回転する。このとき、リンク１７ａが右脚部８の回転に応じて回転軸１６を中心に左回りに回転するため、回転軸１７ｂがさらに左後方に移動する。ここで、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａは既に直線の形状であるため、回転軸１７ｂの位置の移動に応じて、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａが一体となって左後方に引っ張られる。この状態では、回転角度に応じてバネ本体部１８ａが伸びる長さが前期段階よりも大きいため、右脚部８の回転角度に応じた復元力の増加率は大きい。この状態は、復帰力発生部１５の変形後期の状態である。
【００５６】
なお、回転軸１７ｂと回転軸１７ｆとを結ぶ直線と回転軸１６との距離（モーメントアーム）は、右脚部８の回転角度が大きくなるに従って非線形に増加する。そのため、後期段階における復元力の増加は一定ではなく非線形であり、回転角度が大きくなるほど復元力の増加率は高くなる。
【００５７】
右脚部８及び左脚部９が障害物から離れることにより、復帰力発生部１５の状態が初期状態に戻る場合には、復帰力発生部１５は、以上に説明した状態を逆に辿って戻る。
【００５８】
図９は、右脚部８の回転角度と、復帰力発生部１５のバネ本体部１８ａの復元力との関係を示したグラフである。グラフの横軸は右脚部８の回転角度（図９では脚部の回転角度）を示し、縦軸はバネの復元力を示している。
【００５９】
上述の通り、脚部回転の前期においては、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａは、屈折した状態から直線状になるように動き、バネ本体部１８ａ自体の長さの変化は微小である。そのため、復元力は小さく増加する。このときの復元力を第１の復元力とする。しかし、脚部の回転角度がある所定の角度θｔｈ以上になると、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａが直線状になり、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａは、一体となって引っ張られる動きをする。バネ本体部１８ａが引っ張られて長くなるため、復元力は第１の復元力に比べて大きく増加する。この脚部回転の後期における復元力を第２の復元力とする。
【００６０】
以上の脚部の回転角度と復元力との関係により、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔と復帰力との関係が説明できる。以下、閉脚状態から脚部がθｔｈだけ回転したときの右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化を所定値ｌｔｈとする。このとき、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化がｌｔｈ未満である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する復帰力（第１の復帰力）は第１の復元力である。そして、右脚部８の先端部と左脚部９の先端部との間隔の変化がｌｔｈ以上である場合に、間隔の変化の増大につれて増加する復帰力（第２の復帰力）は第２の復元力である。このとき、第２の復帰力は第１の復帰力に比較すると、間隔の変化の増大につれて増加する増加率が大きい。
【００６１】
このように、実施の形態２にかかる復帰力発生部１５も、実施の形態１にかかる復帰力発生部１１と同様に２段階の変形を行うことにより、２種類の復帰力を発生させることができる。これにより生じる効果は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００６２】
[実施の形態３]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３にかかる移乗支援装置１９は、実施の形態１にかかる移乗支援装置１と比べて、復帰力発生部の構成のみが異なっている。なお、移乗支援装置１９における他の構成要素の説明は実施の形態１と同じであるため記載を省略する。
【００６３】
図１０は、実施の形態３にかかる復帰力発生部２０を示した平面図である。この復帰力発生部２０は、図７に記載した復帰力発生部１５と比較して、ストッパー２１とストッパー２２がさらに備えられている。復帰力発生部１５の回転軸１６〜バネ部１８の説明については、実施の形態２で説明した通りである。なお、図１０は、リンク１７ｃとリンク１７ｅが直線の形状から元の屈折した形状に戻ろうとするとき（右脚部８及び左脚部９が開脚状態から閉脚状態に移行しているとき）の復帰力発生部１５の様子を示している。
【００６４】
ストッパー２１は、回転軸１６と回転軸１８ｂを結ぶ直線上に固定されて設けられている部材であって、初期状態においてリンク１７ｅの前部と接触している。ストッパー２１は、右脚部８及び左脚部９が開脚状態から閉脚状態に移行するときに、回転軸１６と回転軸１８ｂとを結ぶ直線上までリンク１７ｅが移動することを規制する目的で設けられている。つまり、ストッパー２１は、リンク１７ｃ及びリンク１７ｅを屈折した形状に戻す役割をする。なお、ストッパー２１はリンク１７ｅと摺動するため、ローラのような構成を有することが好ましい。また、ストッパー２１は、リンクの長さに応じて、回転軸１６と回転軸１８ｂとを結ぶ直線上より後方に設けられていてもよい。
【００６５】
ストッパー２２は、初期状態において、バネ本体部１８ａの前部と接触して設けられている。ストッパー２２は、バネ本体部１８ａを、回転軸１６と回転軸１８ｂとを結ぶ直線上から前方に動くことを規制している。これにより、バネ本体部１８ａが前方に動くことが規制できるため、回転軸１７ｆが前方に動くことによってリンク１７ｃ及びリンク１７ｅが直線の形状になってしまうことを規制できる。なお、ストッパー２２は、バネ本体部１８ａの動きを確実に規制するため、細長い部材で構成されることが好ましい。その場合、ストッパー２２は、バネ本体部１８ａと略平行の位置関係に設けられる。
【００６６】
実施の形態３にかかる復帰力発生部２０も、実施の形態１にかかる復帰力発生部１１と同様に２段階の変形を行うことにより、２種類の復帰力を発生させることができる。これにより生じる効果は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。また、実施の形態３にかかる復帰力発生部２０は、右脚部８及び左脚部９が開脚状態から閉脚状態に移行するときに、その形状を確実に戻すことができる。そのため、復帰力発生部２０は、右脚部８及び左脚部９の開閉を複数回行っても、確実に、物体との接触時に脚部が容易に開き、かつ、開いた脚部を早く閉じた状態に戻すことができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１において、復帰力発生部１１は、バネ機構を２段ではなく３段以上備えてもよい。バネ係数の異なるバネを復帰力発生部１１に３種類以上設けることにより、発生する復帰力をより細かく調整することができる。また、バネ機構１２とバネ機構１３の左右の位置関係は逆であってもよい。外筒１２ａと内筒１２ｂの左右の位置関係や、外筒１３ａ及び内筒１３ｂの左右の位置関係についても同様である。
【００６８】
実施の形態１において、通常時のバネ１２Ｂの長さ、バネ１３Ｂの長さ、バネ１２Ｂのバネ係数及びバネ１３Ｂのバネ係数、スリーブ１２Ａが最も縮んだ際の長さ、スリーブ１３Ａが最も縮んだ際の長さ等のパラメータは、任意に設定することができる。このようにして、復帰力発生部１１におけるバネ特性を変化させることができる。また、復帰力発生部１１に使用するバネは、圧縮バネではなく、引っ張りバネを用いてもよい。この場合、スリーブ１２Ａ及びスリーブ１３Ａは、バネが一定の長さ以上伸びないように構成される。
【００６９】
実施の形態２の復帰力発生部１５において、リンク部１７のリンク構成を変更することにより、バネ本体部１８ａに引っ張りバネではなく圧縮バネを用いてもよい。
【００７０】
また、実施の形態２において、右脚部８と左脚部９の開脚に伴い、リンク１７ｃ及びリンク１７ｅがくの字形の屈折した形状から直線の形状になると、２つの脚部が閉脚状態になってもリンク１７ｃ及びリンク１７ｅが直線の形状のまま戻らないことが考えられる。リンク１７ｃ及びリンク１７ｅをくの字形の状態に確実に戻すためには、リンク１７ｃ又はリンク１７ｅのいずれかにストッパーを設けることが好ましい。例えば、リンク１７ｃに対し、くの字形に戻らせるストッパー（回転軸１７ｂを回転軸１７ｄよりも前方に移動させるストッパー）を設けることが考えられる。これにより、２つの脚部を開脚状態から閉脚状態に戻したときに、復帰力発生部１５の各構成要素の位置関係を図７の状態に確実に戻すことができる。
【００７１】
実施の形態３において、復帰力発生部２０のリンク機構の位置を確実に初期状態に戻すため、ストッパー２１及びストッパー２２を設けることを説明した。しかし、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａが一直線になった状態から位置が復帰できる機構であれば、ストッパー２１及びストッパー２２ではない他の機構が復帰力発生部２０に設けられていてもよい。例えば、回転軸１７ｄ及び回転軸１７ｇにトーションバネを入れることが考えられる。このトーションバネにより、リンク１７ｃとリンク１７ｅとバネ本体部１８ａを初期状態の位置に戻しやすくなる。
【００７２】
復帰力発生部１１と復帰力発生部１５と復帰力発生部２０に使用するバネは線形のものに限らず、非線形特性を有するバネでもよい。また、バネの代わりに他の弾性体を用いてもよい。さらに、復帰力発生部１１と復帰力発生部１５と復帰力発生部２０は、右脚部８ではなく左脚部９の後端部に設けられてもよい。移乗支援装置１と移乗支援装置１４と移乗支援装置１９においては、リンク機構１０は必須の要素ではなく、設けられなくてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１、１４、１９  移乗支援装置
２  フレーム
３  アーム
４  保持具
４ａ  正面サポート部
４ｂ  右側面サポート部
４ｃ  左側面サポート部
５  カバー
６  駆動輪
７  ステップ部
８  右脚部
８ａ  右脚本体部
８ｂ  従動輪
８ｃ  回転軸
９  左脚部
９ａ  左脚本体部
９ｂ  従動輪
９ｃ  回転軸
１０  リンク機構
１１、１５、２０  復帰力発生部
１２、１３  バネ機構
１２Ａ、１３Ａ  スリーブ
１２ａ、１３ａ  外筒
１２ｂ、１３ｂ  内筒
１２ｃ、１３ｃ  開口端
１２ｄ、１３ｄ  ストッパー
１２Ｂ、１３Ｂ  バネ
１６  回転軸
１７  リンク部
１７ａ、１７ｃ、１７ｅ  リンク
１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ  回転軸
１８  バネ部
１８ａ  バネ本体部
１８ｂ  回転軸
２１、２２  ストッパー
【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】
2015139568.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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