(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節により接続された２つの部位が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、
一方の部位に固定される部材と、
前記部材と一体的に設けられた接続部を介して前記部材と接続し、且つ、他方の部位に固定された固定端を有するアクチュエータと、を備え、
前記接続部は、前記屈曲状態において前記２つの部位のなす角の対角内に位置し、
前記アクチュエータは、前記固定端と前記接続部との間の距離を短縮可能であり、
前記接続部は、前記アクチュエータを介してのみ前記固定端に接続している、動作アシスト装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、ゴム、ワイヤのいずれかを含む、請求項１記載の動作アシスト装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、ワイヤを含み、
前記２つの部位の伸展状態又は屈曲状態への変動における前記ワイヤの長さを調整可能な長さ調整機構を、更に備える、請求項１又は２に記載の動作アシスト装置。
【請求項４】
前記長さ調整機構は、前記ワイヤに緊張力を付与するテンショナーを含む、請求項３に記載の動作アシスト装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、
前記ワイヤは滑車機構に架け渡されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
【請求項６】
前記２つの部位が伸展状態から屈曲状態へと変動する際の前記固定端と前記接続部との間の単位時間当りの延長距離を調整する延長距離調整手段が設けられている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
【請求項７】
前記他方の部位は、第１の部位と、第２の部位と、前記第１の部位及び前記第２の部位とを接続する関節とを備え、
前記アクチュエータの前記固定端を、前記第１の部位又は前記第２の部位に固定した、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
【請求項８】
前記動作アシスト装置は、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
【請求項９】
前記部材と前記アクチュエータとの前記接続部を前記膝関節の側部に配置した、請求項８に記載の動作アシスト装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、
前記距離変動手段を前記大腿部側に配置した、請求項８又は９に記載の動作アシスト装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、
前記距離変動手段を前記大腿部側及び前記下腿部側に配置した、請求項８又は９に記載の動作アシスト装置。
【請求項１２】
前記部材と固定され、前記一方の部位に取り付けられる一方の装具と、
前記アクチュエータの前記固定端を固定され、前記他方の部位に取り付けられる他方の装具と、を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
【請求項１３】
膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、
前記大腿部に固定される部材と、
前記部材に固定された距離変動手段と、
前記大腿部と前記下腿部とのなす角の対角内に位置し、前記部材と一体的に設けられたワイヤガイドと、
前記下腿部に固定されるとともに、前記ワイヤガイドを介して前記距離変動手段に架け渡されるワイヤと、を備え、
前記ワイヤを介してのみ前記大腿部及び前記下腿部が接続している、動作アシスト装置。
【請求項１４】
前記部材と固定され、前記大腿部に取り付けられる大腿装具と、
前記ワイヤを固定され、前記下腿部に取り付けられる下腿装具と、を備える、請求項１３に記載の動作アシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、動作アシスト装置に関し、特に屈曲状態から伸展状態に至る動作をアシストする動作アシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  特許文献１に示すように、人の脚部にアシスト装置を装着し、脚部の屈伸動作をアシストする装置が提案されている。当該アシスト装置は、人の脚部の大腿部及び下腿部に対応してそれぞれ固定された各リンク片を脚部の膝関節と対応する位置にて回転機構を介して接続し、当該回転機構をモータ等の駆動源によって回転させることにより、脚部を半ば強制的に屈伸動作させるものである。当該アシスト装置によれば、モータ等の駆動力が回転自在なリンクとして構成された各リンク片を介して脚部に伝達されるため、例えば屈曲状態にある脚部を伸展状態とするためのアシスト力を得ることができる。【０００３】  しかしながら、上記アシスト装置にあっては、各リンク片が剛体として形成され、大腿部及び下腿部を一体的に拘束する構成であるため、脚部を肩幅方向に開く動作や、脚部を捻転させる動作等、脚部として本来備わる動作が制限され、動作の自由度が低い。  また、脚部が屈伸動作する際における膝関節の描く軌跡は一定ではなく、個人差、或いは体の体勢によっても異なるものである。しかし、上記アシスト装置にあっては、回転機構の描く軌跡が一定であり、更にその位置が膝関節と常に対応関係にあるため、屈伸動作時における膝関節及び回転機構双方の描く軌跡のズレによって円滑な動作が阻害され、ひいてはアシスト装置として要求されるべき違和感のない装着性を阻害する要因となる。
【発明の開示】
【０００４】  本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、脚部の伸展動作時におけるアシスト力を担保しつつ、動作の自由度及び装着性を向上可能なアシスト装置を提供する。
【０００５】  上記課題を解決するための構成として、関節により接続された２つの部位が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、一方の部位に固定される部材と、部材と一体的に設けられた接続部を介して部材と接続し且つ他方の部位に固定された固定端を有するアクチュエータと、を備え、接続部は、屈曲状態において２つの部位のなす角の対角内に位置し、アクチュエータは、固定端と接続部との間の距離を短縮可能である構成とした。  本構成によれば、アクチュエータを収縮させることにより、部材とアクチュエータとの接続部（接続点）を力点として２つの部位が伸展状態になる方向に部材にモーメントが作用するため、アクチュエータの固定端と部材の接続部との間の距離を変化させることで、屈曲状態から伸展するときのアシスト力を得ることができる。さらに、２つの部位と動作アシスト装置は、それぞれの運動における相対関係が固定されていないので、アシスト時の拘束感を低減できる。
【０００６】  上記課題を解決するための他の構成として、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、前記大腿部に固定される部材と、前記部材に固定された距離変動手段と、前記大腿部と前記下腿部とのなす角の対角内に位置し、前記部材と一体的に設けられたワイヤガイドと、前記下腿部に固定されるとともに、前記ワイヤガイドを介して前記距離変動手段に架け渡されたワイヤと、を備える構成とした。  本構成によれば、距離変動手段を短縮させることにより、部材とワイヤとの接続部となるワイヤガイドを力点として２つの部位が伸展状態になる方向に部材にモーメントが作用するため、ワイヤの固定端とワイヤガイドとの間の距離を変化させることで、屈曲状態から伸展するときのアシスト力を得ることができる。さらに、２つの部位と動作アシスト装置は、それぞれの運動における相対関係が固定されていないので、アシスト時の拘束感を低減できる。  距離変動手段として、全長を可変な部材、言い換えると両端間の距離を可変な部材を用いることができる。距離変動手段の具体例として、伸縮体を例示することができる。
【０００７】  また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、ゴム、ワイヤのいずれかを含む構成とした。  本構成によれば、アクチュエータとして非剛体の部材を用いることにより、２つの部位間における拘束をより低減させることができ、関節におけるねじり運動を行う際にも有効である。
【０００８】  また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、ワイヤを含み、動作アシスト装置が、２つの部位の伸展状態又は屈曲状態への変動におけるワイヤの長さを調整可能な長さ調整機構を備える構成とした。  本構成によれば、伸展や屈曲する際のワイヤのたるみを防止できる。
【０００９】  また、望ましい他の構成として、長さ調整機構は、ワイヤに緊張力を付与するテンショナーを含む構成とした。  本構成によれば、ワイヤに常にテンションをかけることができるので、ワイヤのたるみを防止できる。
【００１０】  また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、ワイヤは滑車機構に架け渡される構成とした。  距離変動手段として、全長を可変な部材、言い換えると両端間の距離を可変な部材を用いることができる。距離変動手段の具体例として、伸縮体を例示することができる。  別の構成として、アクチュエータは、全長を可変に構成された距離変動手段と、距離変動手段に接続したワイヤと、を有し、距離変動手段と接続部との間や距離変動手段と固定端との間に滑車機構が設けられ、ワイヤが滑車機構に架け渡されている構成としてもよい。  これらの構成によれば、距離変動手段の変化量に対してアクチュエータ全体の伸縮量を大きくできる。  なお、滑車機構として、ワイヤの移動量を、距離変動手段の全長変動量から変換する機構、より具体的には、ワイヤの移動量を、距離変動手段の全長変動量よりも増大（例えば二倍）又は減少（例えば半減）させる機構を採用することができる。滑車機構の具体例として、接続部を構成する滑車（プーリー）、固定端を構成する滑車（プーリー）、装具に支持された又は装具の一部分をなす滑車（プーリー）、部材に支持された又は部材の一部分をなす滑車（プーリー）、距離変動手段に支持された又は距離変動手段の一部分をなす滑車（プーリー）を例示することができる。
【００１１】  また、望ましい他の構成として、２つの部位が伸展状態から屈曲状態へと変動する際の固定端と接続部との間の単位時間当りの延長距離を調整する延長距離調整手段が設けられる構成とした。  延長距離調整手段として、距離変動手段（伸縮体）の全長変化速度を調整する手段や、距離変動手段（伸縮体）の全長変化速度を規制する手段を採用することができる。  本構成によれば、伸展状態から屈曲状態へのしゃがむ動作を補助することができる。
【００１２】  また、望ましい他の構成として、他方の部位は、第１の部位と、第２の部位と、前記第１の部位及び前記第２の部位とを接続する関節とを備え、前記アクチュエータの固定端を、前記第１の部位又は前記第２の部位に固定した。  ここで、一方の部位を大腿部とし、他方の部位の第１の部位を下腿部とし、他方の部位の第２の部位を足部とすることができる。  本構成によれば、より効率良くアシストすることができる。  本構成において、アクチュエータの固定端は、屈曲状態において第１の部位（例えば下腿部の軸線方向ｐ２）及び第２の部位（例えば足部の軸線方向ｐ４）のなす角の対角内に位置することが好ましい。この場合、第１の部位及び第２部位を屈曲状態から伸展させるためのアシスト力を得ることもできる。
【００１３】  また、望ましい他の構成として、動作アシスト装置は、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする構成とした。  本構成によれば、人の動作において負荷の大きいしゃがんだ状態から立ち上がるときの立ち上がり動作を補助できる。
【００１４】  また、望ましい他の構成として、部材とアクチュエータとの接続部を膝関節の側部に配置する構成とした。  本構成によれば、関節の伸展運動の妨げにならない。
【００１５】  また、望ましい他の構成として、距離変動手段を大腿部側に配置する構成とした。  本構成によれば、慣性力が低減されるので、動作アシスト装置を装着した状態での歩行をしやすくできる。
【００１６】  また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、前記大腿部側に位置する距離変動手段と、前記下腿部側に位置し前記距離変動手段と接続したワイヤと、を有する構成とした。  本構成によれば、慣性力が低減されるので、動作アシスト装置を装着した状態での歩行をしやすくできる。
【００１７】  また、望ましい他の構成として、距離変動手段を大腿部側及び下腿部側に配置する構成とした。  本構成によれば、アシスト力をさらに強くすることができる。
【００１８】  また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、前記大腿部側に位置する第１の距離変動手段と、前記下腿部側に位置する第２の距離変動手段と、二つの距離変動手段を連結するワイヤと、を有する構成とした。  本構成によれば、アシスト力をさらに強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る動作アシスト装置の構成図である。
【図２Ａ】動作アシスト装置の装着状態を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの動作アシスト装置の装着状態を屈曲状態で示す図である。
【図３Ａ】アクチュエータの構成図である。
【図３Ｂ】アクチュエータの構成図である。
【図４Ａ】人工筋肉の構成図である。
【図４Ｂ】人工筋肉の構成図である。
【図５Ａ】立上り動作を示す模式図である。
【図５Ｂ】立上り動作を示す模式図である。
【図５Ｃ】立上り動作を示す模式図である。
【図５Ｄ】立上り動作を示す模式図である。
【図５Ｅ】立上り動作を示す模式図である。
【図５Ｆ】立上り動作を示す模式図である。
【図６Ａ】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図６Ｂ】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図６Ｃ】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図７Ａ】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図７Ｂ】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図８】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図９】動作アシスト装置の他の実施形態の図である。
【図１０Ａ】長さ調整機構の構成図である。
【図１０Ｂ】長さ調整機構の構成図である。
【図１０Ｃ】長さ調整機構の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  図１，図２Ａ，図２Ｂに示す動作アシスト装置１は、例えば、人が荷物を持ち上げるときの立ち上り動作を補助する装具である。以下の実施形態では、動作アシスト装置１を人体の脚部に適用した例を示すが、動作アシスト装置１は、肘関節を中心とする腕部や腰椎を中心とする腰部等、屈曲した状態と伸展した状態とを取り得る部位であればいかなる部位にも適用可能である。また、動作アシスト装置１の適用は人体に限られず、関節を介して接続され、屈曲状態と伸展状態とを取り得る２つの部位を備えていれば他の機械的構造等にも適用できる。
【００２１】  各図に示すように、動作アシスト装置１は、膝関節を介して接続される２つの部位の一方の部位としての大腿部に取り付けられる大腿装具２と、他方の部位としての下腿部に取り付けられる下腿装具４と、大腿装具２及び下腿装具４に駆動力を付与するアクチュエータ５とを備える。即ち、動作アシスト装置１は、大腿部における大腿骨と下腿部における下腿骨とを一対の節（リンク）とし、これらの節を回転可能に連結する膝関節を１つのリンク機構と見なし、膝の曲げ伸ばし、特に屈曲状態から伸展状態へと動作するときの脚部の動作をアシスト（補助）する。
【００２２】  大腿装具２及び下腿装具４は、それぞれ、アクチュエータ５を取り付けるための機構取付部材２Ａ；４Ａと、これら機構取付部材２Ａ；４Ａを大腿部、下腿部に固定する固定ベルト２Ｂ；４Ｂと、を備える。なお、機構取付部材２Ａ；４Ａの裏面には、図外のクッション材等が設けられ、人体との緩衝が図られる。機構取付部材２Ａ；４Ａは、例えば、可撓性を有する硬質の樹脂で構成される。固定ベルト２Ｂ；４Ｂには、例えば、非伸縮性の帯からなり、端部に固定手段として機能する面ファスナーが適用される。
【００２３】  機構取付部材２Ａは、例えば、大腿部の外周に沿った湾曲を有して形成され、固定ベルト２Ｂにより、大腿部に対して固定される。例えば、機構取付部材２Ａは、大腿部の前部から外側側部を経て後部へと巻付くように装着されるものとして説明する。  機構取付部材２Ａは、後述のアクチュエータ５の一端側を固定可能とする大腿側固定部１１と、突出部１３とを備える。
【００２４】  突出部１３は、例えば、機構取付部材２Ａに固定された棒状部材１７の一部として形成され、大腿装具２を大腿部に装着してしゃがんだ姿勢（膝関節の屈曲時）において、膝関節よりも前方に所定長さ突き出すように延長する。棒状部材１７は、大腿部における外骨格をなすように、大腿部の外側側部に沿って機構取付部材２Ａと一体的に固定される。図２Ｂに示すように、棒状部材１７は先端１７Ａが膝関節よりも前方に突き出るとともに大腿部の全体にわたる長さを有する。棒状部材１７の素材には、アシスト動作において撓み変形が少ないものであれば良く、人体に装着することを考慮すれば、軽量、かつ、アシスト動作時の力に負けない剛性を有するアルミ等の軽量な非鉄金属や、繊維補強された樹脂などのパイプ等を適用できる。つまり、棒状部材１７は、アシスト動作時の力に抗する剛体として見なせる剛性を有するものであれば良い。
【００２５】  突出部１３の先端（棒状部材１７の先端１７Ａ）側には、後述のアクチュエータ５の一部を構成するワイヤ８をガイドするワイヤガイド（接続部）１５が設けられる。すなわち、ワイヤガイド（接続部）１５は、突出部１３（棒状部材１７）と一体的に設けられ、言い換えると突出部１３（棒状部材１７）と一定の相対位置に維持される。図２Ｂに示すように、ワイヤガイド（接続部）１５の回転軸部にはワイヤ８の端部を固定するワイヤ固定部１５Ａが設けられる。図２Ｂに示すように、ワイヤガイド１５は、しゃがんだ姿勢（膝関節の屈曲時）における大腿部（大腿骨）の延長線ｐ１と下腿部（下腿脛骨）の延長線ｐ２とのなす角φの対角φ´内に位置するように設定される。換言すれば、棒状部材１７の長さは、ワイヤガイド１５が膝関節により接続された大腿部及び下腿部の２つの部位のなす角の対角内に位置するように設定される。
【００２６】  ワイヤガイド１５としては、滑車やピン或いは溝等、後述の伸縮体９により牽引されるワイヤ８の移動方向を規定するとともに移動を阻害しない部材であれば良く、当該ワイヤガイド１５によってワイヤ８の延長方向が転換される。なお、図１〜図５Ｆに示された例では、ワイヤガイド（接続部）１５として滑車を用いた例を示している。この場合、滑車の回転軸が、膝関節における回転軸Ｃと平行となるように棒状部材１７に設けられる。
【００２７】  機構取付部材４Ａは、下腿部の側部に沿って装着可能に形成され、固定ベルト４Ｂにより足首側に固定される。機構取付部材４Ａには、アクチュエータ５の他端側を固定可能な下腿側固定部１６が設けられる。下腿側固定部１６には、アクチュエータ５を構成するワイヤ８の端部５ｅ、言い換えると図示された例におけるアクチュエータ５の固定端５ｅが、固定される。下腿側固定部１６は、例えば、板状部材１２により構成され、機構取付部材４Ａにねじ止めされることにより、ワイヤ８の端部（アクチュエータ５の固定端）５ｅを機構取付部材４Ａとの間で固定する。
【００２８】  アクチュエータ５は、一方の部位（大腿部）と一体的に設けられた接続部を介して棒状部材１７（突出部１３）と接続し、且つ、他方の部位（下腿部）に固定された固定端５ｅを有している。アクチュエータ５は、固定端５ｅと接続部との間の距離を短縮可能であり、短縮することで二つの部位の動作をアシストするアシスト力を出力する。図１〜図５Ｆに示された例において、接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。アクチュエータ５のワイヤ８は、ワイヤガイド１５に架け渡され、これにより、ワイヤガイド（接続部）１５を介して棒状部材１７（突出部１３）と接続している。図１〜図５Ｆに示された例において、固定端５ｅは、伸縮体９に接続する側とは逆側となるワイヤ８の端部によって構成されている。
【００２９】  図１〜図５Ｆに示されたアクチュエータ５は、概略、伸縮体９とワイヤ８とを含んで構成され、伸縮体９は、アクチュエータ５の全長を変動させる距離変動手段として機能する。伸縮体９は、その全長を変動させることができる。言い換えると、伸縮体９は、その両端間の長さを変動させることができる。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、伸縮体９は、流体の供給により軸方向に伸縮する複数（本実施形態では２つ）の軸方向繊維強化型人工筋肉（以下、単に人工筋肉という）１８；１８で構成される。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、人工筋肉１８は、例えば天然のラテックスゴムからなる円筒体１９にカーボン繊維シート２２を内挿した構成である。カーボン繊維シート２２は、複数のカーボン繊維２１が円筒体１９の軸方向に沿って配向されており、円筒体１９の軸方向への伸長を拘束する。円筒体１９の両端は、端子部材２３Ａ；２３Ｂにより閉塞される。これにより、円筒体１９の内周側には気室２６が形成される。一方の端子部材２３Ａには、後述のチューブ４５が接続され、気室２６に連通する空気取入口２５が設けられる。円筒体１９の外周には、複数のリング２４が軸方向に均等な間隔で設けられる。上記構成からなる人工筋肉１８の気室２６内に流体の一例としての空気を供給した場合、円筒体１９は、リング２４に区画された複数の瘤を有するように半径方向に膨張するとともに、カーボン繊維シート２２の拘束力によって軸方向に収縮する。また、気室２６内の空気を排気することによって、自然長に復帰（伸長）する。このような構成の人工筋肉１８を用いることにより伸縮体９を軽量化することができると共に、立上り動作に応じたアシスト力の変化を得ることができる。人工筋肉１８には、収縮ストロークに対する出力特性（牽引力）が、収縮初期に大きく、収縮末期向けて徐々に小さくなるという特性を有している。この特性は、人の立上り動作において動作初期には大きな力が必要とされ、立上り動作の進行にともない必要とされる力が徐々に小さくなるという人の特性に対応しており、アシスト力を得るための動力源として好ましい。なお、人工筋肉１８としては、上述のものに限定されず、他のマッキベン型の人工筋肉等であっても良い。
【００３０】  図３Ａ及び図３Ｂに示すように、伸縮体９は、一対の人工筋肉１８；１８の伸縮軸が互いに平行となるように並列配置されてなる。人工筋肉１８；１８の各端部は、それぞれ上側連結材３０及び下側連結材３１により連結されて一体に構成される。上側連結材３０は、例えば、金属製の平板部材からなり、人工筋肉１８；１８の端子部材２３Ａがボルト等の固定手段により固定されることにより、人工筋肉１８；１８同士が一定間隔で位置決めされる。また、上側連結材３０には、大腿装具２と接続されるＬ字状の接続部３２が設けられる。接続部３２は、一方が上側連結材３０に固定されるとともに、他方が貫通孔３３を介して大腿装具２と接続される。
【００３１】  下側連結材３１は、例えば、金属製のアングル部材からなり、人工筋肉１８；１８の端子部材２３Ｂがボルト等の固定手段により固定されることにより、人工筋肉１８；１８同士が一定間隔で位置決めされる。また、下側連結材３１の中心部には、ワイヤ８の他端側（他端側部分）が接続されるワイヤガイド１４が設けられる。ワイヤガイド１４は、滑車やピン或いは溝等、後述の伸縮体９により牽引されるワイヤ８の移動方向を規制するとともに移動を阻害しない部材であれば良く、当該ワイヤガイド１４によってワイヤ８の延長方向が転換される。すなわち、ワイヤ８は、ワイヤガイド１４に架け渡されることで、ワイヤガイド１４を介して伸縮体（距離変動手段）９と接続している。なお、図示の例では、ワイヤガイド１４として滑車を用いた例を示している。この場合、滑車の回転軸が、下側連結材３１に直交するように設けると良い。
【００３２】  上記構成からなる伸縮体９は、上側連結材３０の接続部３２に形成された貫通孔３３（図３Ａ参照）を介して大腿装具２に設けられた大腿側固定部１１にねじ止めされ（図２Ａ及び図２Ｂ参照）、大腿装具２に対して回転自在に取り付けられる。なお、本実施形態では、大腿側固定部１１は、棒状部材１７に設けられる。大腿側固定部１１への伸縮体９の取り付けは、ねじ止めに限らず、ピンの挿通等によって回転自在としても良い。
【００３３】  次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照してワイヤ８の経路について説明する。上述のとおり、ワイヤ８は、大腿装具２に接続された伸縮体９、ワイヤガイド１５を経由して延長する。より詳細には、下腿装具４側を起点として見た場合、ワイヤ８は、アクチュエータ５の固定端５ｅをなす一端が下腿装具４の下腿側固定部１６に固定され、棒状部材１７の先端１７Ａに設けられたワイヤガイド１５を経由して伸縮体９のワイヤガイド１４に架け渡されて延長方向が転換し、ワイヤガイド１５に向けて延長する。すなわち、ワイヤ８は、ワイヤガイド１４に架け渡されることで、ワイヤガイド１４を介して伸縮体（距離変動手段）９と接続している。ワイヤガイド１５に達するワイヤ８の他端は、ワイヤガイド１５に設けられたワイヤ固定部１５Ａに固定される。  このような経路を有するワイヤ８としては、金属製に限らず有機繊維を撚り合わせた化繊のものであっても良い。また、ワイヤ８は張力が付加されたときに伸長性の少ない素材のものが好ましい。また、耐久性を考慮した場合、金属製や非金属性の無機繊維のもが好ましく、重量の観点からは、有機繊維を撚り合わせた化繊のものが好ましい。
【００３４】  ワイヤ８の長さは、例えば、膝関節の屈曲状態が最大のときに、遊びがない長さに調整される。屈曲状態が最大である場合とは、図２Ｂに示すように、大腿部の延長線ｐ１と下腿部の延長線ｐ２との交差角度（関節角度）φが最小となるときの角度を意味し、例えば膝を最大限折り曲げたときの大腿骨と下腿（脛）骨との関節角度をいう。即ち、関節角度φは、例えば、下腿部に対する大腿部の傾斜角度でもある。
【００３５】  上記伸縮体９は、駆動装置４０により制御される。駆動装置４０は、伸縮体９を構成する人工筋肉１８に圧縮空気を供給する空気供給手段４１と、圧縮空気の圧力を制御する制御弁４２と、空気供給手段４１から人工筋肉１８に供給する圧縮空気を制御するコントロールユニット４３とを備える。空気供給手段４１は、例えば、エアコンプレッサやエアタンクにより構成される。
【００３６】  制御弁４２は、人工筋肉１８に供給する空気の流量を調整する。制御弁４２には、例えば、比例電磁弁が適用される。比例電磁弁は、コントロールユニット４３から出力される信号に基づいて、空気供給手段４１に蓄圧された圧縮空気を人工筋肉１８に供給するときの空気の流量を調整する。比例電磁弁は、信号の入力が無いときには人工筋肉１８への空気の供給を遮断するノーマルクローズ型である。制御弁４２は、空気供給手段４１とチューブ４４により接続され、人工筋肉１８とチューブ４５により接続される。チューブ４４及びチューブ４５は、耐圧性かつ可撓性を有するものが好ましい。
【００３７】  また、例えば、制御弁４２と人工筋肉１８とを接続するチューブ４５の途中には、分岐管４６が設けられ、人工筋肉１８に供給された空気を排気する排気弁４７が設けられる。排気弁４７は、コントロールユニット４３から出力される信号に基づいて、排気弁４７を開閉することにより、人工筋肉１８の気室２６に供給された空気を排気する。
【００３８】  コントロールユニット４３は、演算手段としてのＣＰＵ、アシスト力を制御するためのプログラム及びパラメータを記憶するＲＯＭ、及び、動作検出センサ５０及び荷重検出センサ５１からの入力値や演算結果を一時的に記憶するＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段を含むマイクロコンピュータと、外部と接続できるＩ／Ｏを備える。コントロールユニット４３は、動作検出センサ５０及び荷重検出センサ５１から出力される出力値に応じて、制御弁４２や排気弁４７に出力する信号を制御する。コントロールユニット４３は、例えば、記憶手段に、荷重値と気室２６に供給する空気の圧力との対応関係を紐付けしたデータや、圧力算定式等を、予め記憶させておき、各センサ５０，５１により検出された荷重値や動作値に基づいて、制御弁４２や排気弁４７に出力する信号を制御する。
【００３９】  動作検出センサ５０は、人体の動作を検出するためのセンサであって、人がしゃがんだ状態から立ち上がる動作（立上り動作）を検出する。例えば、ワイヤ８の張力の変化や加速度センサ等を用いることができる。荷重検出センサ５１は、立上り動作におけるアシスト力を設定するためのセンサであって、例えば、足裏に係る荷重値を検出する。荷重検出センサ５１は、例えば、圧力センサ等を用いることができる。
【００４０】  動作検出センサ５０により検出された動作の検出値、及び荷重検出センサ５１により検出された荷重値は、それぞれコントロールユニット４３に出力される。コントロールユニット４３では、入力された検出値及び荷重値に基づいて人工筋肉１８に供給する空気の流量、つまり圧力を演算処理する。
【００４１】  動作アシスト装置１の人体への装着方法について説明する。なお、以下の説明では、伸縮体９が伸長した状態から収縮した時のアクチュエータ５の全長の変化が屈曲状態から伸展状態への動作を許容するものとして説明する。  まず、大腿装具２、下腿装具４を脚の各部に装着する。次に、膝の折り曲げ状態が最大となるように、しゃがんだ姿勢で下腿部側の下腿側固定部１６においてワイヤ８の張り調整を行う。本実施形態では、人工筋肉１８に可撓性を有する部材により構成された人工筋肉１８を適用しているため、遊びがゼロとなるようにワイヤ８の張り調整を行うことにより、アクチュエータ５によるアシスト力を遅滞なく得ることができる。
【００４２】  図５Ａ〜図５Ｆは、動作アシスト装置１によるアシスト状態を示す図である。なお、図５Ａ〜図５Ｃは、人の姿勢も含めて動作アシスト装置１を示す模式図である。図５Ｄ〜図５Ｄは、アクチュエータ５の動作状態を示す模式図である。図５Ｄは、図５Ａと同一の状態であり、図５Ｅは、図５Ｂと同一の状態であり、図５Ｆは、図５Ｃと同一の状態である。以下、動作アシスト装置１の動作について説明する。
【００４３】  図５Ａ及び図Ｄに示すように、例えば床に置かれた荷物を持ち上げようとしてしゃがみ、手に荷物を持つと、足裏に配置された荷重検出センサ５１により、荷物の重量と人の体重との合計値が荷重値としてコントロールユニット４３に出力される。次に、荷物を手に持った状態から、人の意思によりしゃがんだ状態から立ち上がろうとする動作を動作検出センサ５０が検出することにより、信号がコントロールユニット４３に出力される。コントロールユニット４３は、入力された荷重値を立上がり動作マップに照らし合わせ、所定のアシスト力が得られるように制御弁４２に出力する信号を決定する。この場合、制御弁４２にのみ信号を出力し、排気弁４７は閉じたままとする。
【００４４】  図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｅ及び図５Ｆに示すように、制御弁４２の動作による空気の供給により、人工筋肉１８が軸方向に収縮し、ワイヤ８を牽引する。ワイヤ８が牽引されると、ワイヤ８の張力がワイヤガイド（接続部）１５に作用する。つまり、ワイヤガイド（接続部）１５は、人工筋肉１８の収縮による力の作用点であり、換言すれば、力の接続点として機能する。そして、ワイヤ８の牽引にともなって力の接続点であるワイヤガイド（接続部）１５を支点とする回転モーメントＦ（図５Ｅ中矢印）が大腿装具２に生じることで、脚部における屈曲状態から伸展状態へと動作立ち上がるのに十分なアシスト力を得ることができる。
【００４５】  即ち、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、しゃがんだ状態において、伸縮体９が収縮してワイヤ８に牽引力することにより、ワイヤガイド（接続部）１５が下腿側固定部１６（アクチュエータ５の固定端５ｅ）に向けて牽引されるため、棒状部材１７の他端側には、下腿側固定部１６とワイヤガイド１５とを結ぶ延長上に並ぶ方向に回転モーメントＦ（図５Ｅ参照）が作用する。これにより、大腿部には、膝関節の回転軸Ｃを中心とする回転力が作用し、伸展状態へのアシスト力が作用する。
【００４６】  そして、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｅ及び図５Ｆに示すように、伸展状態に至る過程において、ワイヤガイド（接続部）１５の位置、即ち、力の接続点が、大腿部の延長線ｐ１と下腿部の延長線ｐ２とのなす角φの対角φ´内に維持されることにより、棒状部材１７が取り付けられた大腿部には、立ち上がりに必要なアシスト力が継続的に得られることになる。
【００４７】  特に、大腿部と下腿部とが接続される膝関節では、屈曲状態から伸展状態へと動作する過程において回転軸Ｃの位置が移動するため、膝関節の回転軸Ｃとワイヤガイド（接続部）１５の位置が重ならないように、ワイヤガイド１５の位置を大腿部の延長線ｐ１と下腿部の延長線ｐ２とのなす角φの対角φ´内に維持されるように設定しておくことにより、アシスト動作時の違和感をなくすことができる。  即ち、伸縮体９を収縮させることにより、棒状部材１７とアクチュエータ５との接続点（ワイヤガイド１５）を力点として、下腿部及び大腿部の２つの部位がそれぞれ伸展状態になる方向に棒状部材１７にモーメントがかかる。そして、下腿装具４に固定されたワイヤ８の一端（アクチュエータ５の固定端５ｅ）と、棒状部材１７のワイヤガイド１５（接続部）間の距離を変化させることができ、大腿部及び下腿部の２つの部位と、大腿装具２及び下腿装具４の相対関係が固定されていないため拘束感を低減できる。
【００４８】  また、本例に係る動作アシスト装置１にあっては、比較的重量のある伸縮体９が大腿部側に設けられているため、重量物が人体における重心位置に近く、装着時の重量感を小さくできる。つまり、動作アシスト装置１の非動作時における歩行等の他の動作時の違和感を小さくすることができる。
【００４９】  また、アクチュエータ５の一部に、ワイヤ８等の可撓性を有する非伸縮性の部材を用いることにより、大腿部及び下腿部の２つの部位間の拘束をより低減させることができる。  また、ワイヤ８が可撓性を有しているため、膝を任意の広さで開いた状態で立ち上がるようなねじり運動をともなう動作についても好適にアシストできる。
【００５０】  なお、上記実施形態では、屈曲状態から伸展状態への動作のアシストについて説明したが、伸展状態から屈曲状態への動作のアシストをすることもできる。  例えば、伸展状態から屈曲状態に動作する場合に、伸展状態において、人工筋肉１８を軸方向に最も収縮させておき、コントロールユニット４３が、排気弁４７から空気を排出する速度を制御することにより、立ち上がった状態からしゃがむときのしゃがむ動作をアシストすることができる。即ち、コントロールユニット４３に排気弁４７から空気を排出する速度を制御させる、コントロールユニット４３をアクチュエータ５の全体の長さを延伸する際の単位時間当りの延長距離を調整するための延長距離調整手段として機能させることができる。
【００５１】  また、本例に係る動作アシスト装置１では、伸縮体９のワイヤガイド１４に滑車を適用することにより、ワイヤガイド１４が滑車機構として作用し、伸縮体９の収縮量の２倍の牽引量でワイヤ８が牽引されるため、膝関節などの屈曲から伸展までの関節角度の変化が大きい部位であってもストローク量の小さいアクチュエータを採用することができる。  なお、本例においては、ワイヤ８の固定端を膝関節部側、即ち、大腿装具２上に設定したが、ワイヤ８の経路を反転させ得る位置であればこれに限られるものではなく、例えば各装具とは別の部位を固定端として設定しても良い。
【００５２】  以下、図６Ａ〜図６Ｃを参照して、動作アシスト装置１の他の実施形態について説明する。図６Ａは、伸縮体９の位置を大腿側から下腿側に変更した例を示す。本例において伸縮体９は、下腿装具４と接続されており、ワイヤ８の一端が伸縮体９に設けられたワイヤガイド１４の回転中心軸に形成されたワイヤ固定部１４Ａに固定されるとともに、他端が大腿装具２のワイヤガイド１５を経由して、ワイヤガイド１４に向けて延長し、該ワイヤガイド１４を経由して大腿装具２のワイヤガイド１５に設けられたワイヤ固定部１５Ａに固定されている。
【００５３】  図６Ａに示された例において、一方の部位（大腿部）と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。すなわち、ワイヤガイド１５は、一方の部位（大腿部）に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、アクチュエータ５は、ワイヤガイド（接続部）１５を介して、一方の部位（大腿部）に固定された棒状部材１７（突出部１３）と接続している。アクチュエータ５の固定端５ｅは、下腿側固定部１６において他方の部位（下腿部）に固定されている。アクチュエータ５は、他方の部位（下腿部）側に位置する伸縮体（距離変動手段）９と、一方の部位（大腿部）側に位置し伸縮体９と接続したワイヤ８と、を有している。ワイヤ８がワイヤガイド１５に架け渡されることで、アクチュエータ５が接続部１５に接続している。また、アクチュエータ５の固定端５ｅは、伸縮体９と接続し且つ下腿装具４に固定される接続部３２（図３Ａ参照）によって構成される。この接続部３２は、貫通孔３３を貫通するボルト等の締結具によって下腿装具４の機構取付部材４Ａに固定される。
【００５４】  図６Ｂは、伸縮体９を大腿部及び下腿部それぞれに設けた例を示す。すなわち、アクチュエータ５は、大腿部側に位置する第１の距離変動手段９Ｂと、下腿部側に位置する第２の距離変動手段９Ａと、二つの距離変動手段を連結するワイヤ８と、を有している。本例において第２の距離変動手段をなす伸縮体９Ａは下腿装具４、第１の距離変動手段をなす伸縮体９Ｂは大腿装具２と接続されており、ワイヤ８の一端部側が伸縮体９Ａに設けられたワイヤ固定部１４Ａに固定されるとともに、他端部側が大腿装具２のワイヤガイド１５を経由し、伸縮体９Ｂに設けられたワイヤ固定部１４Ｂと接続されている。このように、２つの部位側のそれぞれに伸縮体９Ａ；９Ｂを設けることにより、アシスト力を大きくできる。
【００５５】  図６Ｂに示された例において、一方の部位（大腿部）と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。すなわち、ワイヤガイド１５は、一方の部位（大腿部）に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ８がワイヤガイド１５に架け渡されることで、アクチュエータ５が接続部１５に接続している。アクチュエータ５の固定端５ｅは、下腿側固定部１６において他方の部位（下腿部）に固定されている。図６Ａに示された例と同様に、図６Ｂに示された例におけるアクチュエータ５の固定端５ｅは、伸縮体９と接続し且つ下腿装具４に固定される接続部３２（図３Ａ参照）によって構成される。
【００５６】  図６Ｃは、棒状部材１７の位置を大腿装具２から下腿装具４に変更した例を示す。本例において、本例において伸縮体９は、大腿装具２と接続されており、ワイヤ８の一端が伸縮体９に設けられたワイヤガイド１４の回転中心軸に形成されたワイヤ固定部１４Ａに固定されるとともに、他端部側が下腿装具４から延長する棒状部材１７のワイヤガイド１５を経由して、伸縮体９のワイヤガイド１４に向けて延長するとともに該ワイヤガイド１４を経由して大腿装具２のワイヤガイド１５に設けられたワイヤ固定部１５Ａに固定されている。
【００５７】  図６Ｃに示された例において、一方の部位（下腿部）と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。すなわち、ワイヤガイド１５は、一方の部位（下腿部）に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、アクチュエータ５は、ワイヤガイド（接続部）１５を介して、一方の部位（下腿部）に固定された棒状部材１７（突出部１３）と接続している。アクチュエータ５の固定端５ｅは、大腿側固定部１１において他方の部位（大腿部）に固定されている。アクチュエータ５は、他方の部位（大腿部）側に位置する伸縮体（距離変動手段）９と、一方の部位（下腿部）側に位置し伸縮体９と接続したワイヤ８と、を有している。ワイヤ８がワイヤガイド１５に架け渡されることで、アクチュエータ５が接続部１５に接続している。また、アクチュエータ５の固定端５ｅは、伸縮体９と接続し且つ大腿装具２に固定される接続部３２（図３Ａ参照）によって構成される。この接続部３２は、貫通孔３３を貫通するボルト等の締結具によって大腿装具２の機構取付部材２Ａに固定される。
【００５８】  また、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、動作アシスト装置１の他の実施形態について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、下腿装具４の位置を足部に変更した例を示す。即ち、下腿装具４を踵装具３として構成した例である。本例に係る動作アシスト装置１は、大腿部に取り付けられる大腿装具２と、踵に取り付けられる踵装具３と、大腿装具２及び踵装具３に駆動力を付与するアクチュエータ５とを備える。図７Ｂに示す大腿装具２及びアクチュエータ５については、図２に示したものと同一構成であるので説明を省略する。また、図７Ａに示す大腿装具２は、図２に示したものと同一構成であるので説明を省略する。図７Ａに示すアクチュエータ５は、ワイヤ８の伸縮体９側の端部が、伸縮体９に設けられるワイヤガイドで折り返すことなく、伸縮体９にそのまま固定されている点を除き、図２に示したものと同一構成となっている。
【００５９】  図７Ａ及び図７Ｂに示された例において、一方の部位（大腿部）と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示された例において、ワイヤガイド１５は、一方の部位（大腿部）に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ８がワイヤガイド１５に架け渡されることで、アクチュエータ５が接続部１５に接続している。アクチュエータ５の固定端５ｅは、伸縮体９に接続する側とは逆側となるワイヤ８の端部によって構成されている。
【００６０】  踵装具３は、機構取付部材３Ａと、大腿部側から延長するワイヤ８の一端を取り付けるワイヤ固定部３５とを備える。機構取付部材３Ａは、例えば、足部の踵を包むように形成され、固定ベルト３Ｂにより踵に固定される。機構取付部材３Ａには、アクチュエータ５の他端側であるワイヤ８の一端（アクチュエータ５の固定端５ｅ）を固定可能なワイヤ固定部３５が設けられる。ワイヤ固定部３５は、例えば、円孔やねじ穴等、ワイヤ８の折り返しによる接続や、止めねじ等の固定手段による接続が可能に構成される。即ち、ワイヤ８は、膝関節により大腿部と接続される他方の部位を構成する第１の部位としての下腿部に足首関節により接続された第２の部位としての足部に固定される。  ワイヤ固定部３５は、しゃがんだ姿勢（膝関節の屈曲時）における下腿部の延長線ｐ２と足部の延長線ｐ３とのなす角θの対角θ´内に位置するように機構取付部材３Ａに設けられる。
【００６１】  そして伸縮体９を収縮させることにより、ワイヤガイド１５とワイヤ固定部３５とが近接することにより、大腿部には棒状部材１７を介してワイヤガイド１５を中心とする伸展方向の回転モーメント（図７Ｂ中矢印Ｆ１）が作用し、下腿部には足首関節の回転軸Ｄを中心とする伸展方向の回転モーメント（図７Ｂ中矢印Ｆ２）が作用するため、伸展動作を効率良くアシストすることができる。
【００６２】  図８は、図７Ａ及び７Ｂに示した例において伸縮体９をワイヤガイド１５とワイヤ固定部３５との間に配置した例である。本例において伸縮体９は、ワイヤ８Ａの一端部が踵装具３のワイヤ固定部３５に固定され、他端部が伸縮体９の貫通孔３３にねじ止め等により固定される。また、ワイヤ８Ｂの一端部がワイヤガイド１５のワイヤ固定部１５Ａに固定され、他端部がワイヤガイド１４に設けられたワイヤ固定部１４Ａに固定される。このように構成しても、大腿部及び下腿部に伸展方向の回転モーメントを作用させることができる。
【００６３】  図８に示された例において、一方の部位（大腿部）と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。すなわち、図８に示された例において、ワイヤガイド１５は、一方の部位（大腿部）に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ８がワイヤガイド１５のワイヤ固定部１５Ａに固定されることで、アクチュエータ５が接続部１５に接続している。アクチュエータ５の固定端５ｅは、伸縮体９に接続する側とは逆側となるワイヤ８Ｂの端部、すなわち固定部３５において踵装具３の機構取付部材３Ａに固定されたワイヤ８Ｂの端部によって構成されている。
【００６４】  また、図示しないが、伸縮体９の一端側を足部に接続し、他端側に大腿装具２からワイヤガイド１５を経由して延長するワイヤ８の端部を接続するようにしても良い。この例では、アクチュエータ５の固定端５ｅが、足部に固定される伸縮体９の一端によって構成される。
【００６５】  また、図９を参照して、動作アシスト装置１の他の実施形態について説明する。図９は、伸縮体９の位置を背中に変更した例を示す。本例に係る動作アシスト装置１は、大腿部に取り付けられる大腿装具２に取り付けられた棒状部材１７が膝関節と腰関節の両方から突出し、両端にワイヤガイド１５；３７を備える。ワイヤガイド３７は、大腿部の延長線ｐ１と胴部の延長線ｐ４とのなす角ηの対角η’内に位置するように棒状部材１７に設けられる。伸縮体９は、一端側が図外の背面装具に接続され他端側にワイヤ８の一端が固定される。一端が伸縮体９に固定されたワイヤ８は腰側に位置するワイヤガイド３７を経由してワイヤガイド１５に向けて延長し、さらにワイヤガイド１５を経由して他端側がワイヤ固定部３５に固定される。
【００６６】  そして伸縮体９を収縮させることにより、棒状部材１７のワイヤガイド３７を上方に持ち上げるとともに、ワイヤガイド１５を下向きに回転させることにより、下腿部に足首関節の回転軸Ｄ周りの伸展方向への回転モーメントが作用し、大腿部に膝関節の回転軸Ｃ周りの伸展方向への回転モーメントが作用し、胴部に腰関節の回転軸Ｅ周りの伸展方向への回転モーメントが作用するため、伸展動作をより効率良くアシストすることができる。
【００６７】  図９に示された例では、図７Ａ〜図８に示された例と同様に、一方の部位（大腿部）と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド１５によって構成されている。すなわち、図９に示された例において、ワイヤガイド１５は、一方の部位（大腿部）に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ８がワイヤガイド１５に架け渡されることで、アクチュエータ５が接続部１５に接続している。アクチュエータ５の固定端５ｅは、伸縮体９に接続する側とは逆側となるワイヤ８の端部、すなわち固定部３５において踵装具３の機構取付部材３Ａに固定されたワイヤ８の端部によって構成されている。
【００６８】  上述のように、アシスト装置１のアクチュエータ５を伸縮体９とワイヤ８とで構成した場合に、伸展状態に達したのちに、伸縮体９を構成する人工筋肉１８の緊張を解放するように伸縮体９を伸長するとワイヤ８に余剰が生じることになり、例えば、ワイヤガイド１５やワイヤガイド１４からワイヤ８が外れる虞がある。そこで、アシスト装置１にワイヤ８の余剰を調整を可能とする長さ調整機構６０を設けると良い。
【００６９】  図１０Ａ〜図１０Ｃは、長さ調整機構６０の一実施形態を示す概略図である。長さ調整機構６０は、テンショナー６２と、テンショナー固定機構７０とを備える。  テンショナ―６２は、ボディ６４に設けられたガイド穴６４Ａに、スライド部材６６のガイド軸６６Ａを挿入することでスライド部材６６をボディ６４に対してスライド自在に組み付けられている。そして、このスライド部材６６のガイド軸６６Ａをボディ６４の内部に設けられた図外のスプリングによりボディ６４からスライド部材６６が突出するように付勢される。
【００７０】  テンショナー固定機構７０は、例えば、制動部材７２と、制動力発生装置８０とを備える。制動部材７２は、キャップ部７６と、制動板７８とを備える。キャップ部７６は、スライド部材６６のヘッド部６６Ｂの外周に沿って被覆可能に形成されている。制動板７８は、キャップ部７６をヘッド部６６Ｂに装着したときに、スライド部材６６の移動方向に沿いボディ７４の一側面と平行に延長する平板からなる。
【００７１】  制動力発生装置８０は、取付板８２と、制動力発生部８４と、摩擦材８６とを備える。取付板８２は、テンショナー６２のボディ６４の一側面に固定される板状部材であって、制動板７８の延長方向に沿って延長する延長部８２Ａを備える。制動力発生部８４は、延長部８２Ａの両面それぞれから制動板７８を挟むように、制動板７８の表面に向けて延長する。制動力発生部８４は、基端８４Ａ側にワイヤ８８が取り付けられ、ワイヤ８８を引くことにより、先端８４Ｂが制動板７８に向けて移動するように構成される。制動力発生部８４の先端８４Ｂ側には摩擦材８６が取り付けられる。  したがって、制動力発生部８４は、ワイヤ８８を引くことにより、摩擦材８６が制動板７８を挟み込んで固定することができる。
【００７２】  長さ調整機構６０は、複数のワイヤガイド９０を備える。具体的には、図１０Ａに示すように、ワイヤガイド９０は、テンショナー６２のボディ６４に２か所、スライド部材６６のヘッド部６６Ｂに２か所及び取付板８２に２か所設けられる。テンショナー６２のボディ６４及び取付板８２に設けられたワイヤガイド９０は、スライド部材６６の移動方向と直交方向に一列に配置される。ヘッド部６６Ｂに設けられたワイヤガイド９０は、 テンショナー６２のボディ６４及び取付板８２に設けられたワイヤガイド９０に対して千鳥状となるように配置される。そして、取付板８２に設けられたワイヤ固定部８２Ｂにワイヤ８の一端側を固定し、取付板８２のワイヤガイド９０からヘッド部６６Ｂのワイヤガイド９０を経由してボディ６４のワイヤガイド９０に掛け、ボディ６４のワイヤガイド９０からヘッド部６６Ｂのワイヤガイド９０を経由して取付板８２のワイヤガイド９０に掛けた後に、他端側がワイヤガイド１５に向けて延長する。ワイヤガイド９０は、例えばプーリーにより構成される。
【００７３】  以下、長さ調整機構６０の動作について説明する。  図１０Ｃに示すように、例えば、ワイヤ８に張力が作用すると、ヘッド部６６Ｂに設けられたワイヤガイド９０がボディ６４側に引かれることにより、スライド部材６６がボディ６４内に押し込まれる。そして、ワイヤ８の張力が除荷されることにより、図１０Ａに示すように、スプリングの付勢力によりスライド部材６６がボディ６４から突出する。これにより、余剰のワイヤ８を巻き取ることにより、ワイヤ８に緊張力を付与することができる。  そのため、より大きなアシストトルクを得ることができる。  また、スライド部材６６の移動を規制したい場合には、ワイヤ８８を引いてスライド部材６６に取り付けられた制動部材７２の制動板７８を摩擦材８６；８６で挟むことによりスライド部材６６の移動を制御することができる。
【００７４】  長さ調整機構６０は、例えば、下腿装具４や踵装具３に取り付け、例えば、膝関節が完全な伸展状態にあるときに、テンショナー６２のスライド部材６６が最も突出した状態となるようにワイヤ８の長さを調節すると良い。
【００７５】  このように長さ調整機構６０を設けることにより、伸縮体９のワイヤガイド１５にプーリーを用いてワイヤ８の牽引量を倍化する必要をなくすことができる。即ち、プーリーによりワイヤ８の牽引量を倍加することにより、アシスト力が半減してしまうが、プーリーを廃止することで、伸縮体９の収縮力をアシスト力に作用させることができる。
【００７６】  また、長さ調整機構６０は、テンショナー６２のスライド部材６６の移動を規制するテンショナー固定機構７０を備えているため、アシスト力の発揮のために伸縮体９を収縮させたときに、テンショナー固定機構７０を動作させることにより、テンショナー６２のスライド部材６６がボディ６４に押し込まれてワイヤ８の牽引ストロークの吸収を防ぐことができる。即ち、アシスト力を発生する際には、スライド部材６６を固定することにより、ワイヤ８に付与された張力の吸収を抑制することができる。即ち、長さ調整機構６０により、伸展状態又は屈曲状態のワイヤ８のたるみを防止することができる。
【００７７】  なお、本実施形態では、伸縮体９を２つの人工筋肉１８；１８により構成したが、必要とされるアシスト力に応じて１つ、若しくは３つ以上を並列に設けても良い。  また、伸縮体９を人工筋肉１８により構成するとして説明したが、駆動源として空気を用いる場合には、エアシリンダ等であっても良い。  また、伸縮体９の駆動源として電力を用いる場合には、伸縮体９をボールねじ機構やリニアモータを組み合わせて、ワイヤ８を牽引するようにしても良く、ワイヤ８を直接巻き取り機により巻き取るようにしても良い。  また、上記実施形態では、アクチュエータ５を伸縮体９及びワイヤ８で構成するものとして説明したが、接続部（例えばワイヤガイド１５）をアクチュエータ５の固定端５ｅ（例えば下腿側固定部１６に固定されたワイヤの端部）に向けて牽引可能であればゴムであっても良い。つまり、ワイヤ８を牽引し得る伸縮動作可能なアクチュエータであればその種別は問わない。  また、上記実施形態では、ワイヤガイド１５及び棒状部材１７を脚部における側部に設けるものとして説明したが、ワイヤガイド１５が、屈曲状態における大腿部や下腿部等の２つの部位のなす角の対角内に位置すれば、関節の側部に限らず前方などワイヤガイド１５及び棒状部材１７の位置は問わない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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