(57)【要約】【課題】被訓練者の腕の機能に関係なく被訓練者を安全に保持するとともに、脚力の弱った被訓練者の歩行訓練を可能とする歩行訓練装置を提供する。【解決手段】歩行訓練装置１は、被訓練者の身体を保持する身体保持手段と、身体保持手段を連結する吊具５１と、調節可能な引上力を吊具５１に及ぼし、被訓練者の質量を見かけ上減少させる引上力発生装置０と、吊具５１の下降限界を設定する下限設定装置２３０とを備える。被訓練者の質量を見かけ上減少させるので、全体重を支えるだけの脚力を有していない被訓練者に対しても、機能回復段階に応じた負荷をかけて歩行訓練を行うことが可能である。また適当な高さのところに下降限界を設定すれば、被訓練者が転倒しかかったときでも、大きな圧迫負荷を与えることなく被訓練者を支えることができる。【選択図】      図２
2004248701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成要素を備えた歩行訓練装置：
（イ）被訓練者の身体を保持する身体保持手段
（ロ）前記身体保持手段を吊支する吊具
（ハ）調節可能な引上力を前記吊具に及ぼし、被訓練者の質量を見かけ上減少させる引上力発生装置
（ニ）前記吊具の下降限界を設定する下限設定装置。
【請求項２】
前記吊具が前記下降限界で停止するとき、その停止を緩衝する緩衝手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練装置。
【請求項３】
前記吊具の移動高さの上限位置は訓練状況に応じて更新されるものとし、この上限位置から設定距離だけ低い高さを前記下降限界とする制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の歩行訓練装置。
【請求項４】
前記吊具の速度又は加速度が規定値以上となったときにこの吊具を停止させる制動装置を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の歩行訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は傷病者の歩行訓練を行う歩行訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歩行機能が失われたり、低下した傷病者に対しては、理学療法士の指導の下、歩行訓練が必要となる（本明細書においては歩行訓練を受ける傷病者を「被訓練者」と呼称し、理学療法士など、訓練担当のスタッフを「トレーナー」と呼称する）。歩行訓練を行うための装置、あるいは歩行訓練に使用できる装置はこれまでにも種々提案され、また実用化されている。特許文献１にそのような装置の例を見ることができる。
【０００３】
特許文献１に記載された装置では、室上方に設置されるレールに巻き取り式リールを支持させ、このリールから引き出されるベルトを被訓練者の装衣に連結して、被訓練者の転倒を防止しつつ歩行訓練を行えるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−１０２６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された装置は、片腕又は両腕の機能が損なわれた傷病者にも適用可能である。しかしながら被訓練者の質量を軽減するものではないため、脚に十分な筋力を備えた被訓練者でないと使用することができない。
【０００６】
また特許文献１記載の装置では、被訓練者が転倒しかかるとベルトがロックされ、転倒が防止されるようになっている。しかしながらそのロックの仕組みは自動車のシートベルトと同じである。すなわち、ベルトが急激に移動しないとロックがかからない。従ってベルトがゆっくりと引き出された場合にはロックがかからない。転倒を避けようと被訓練者が足を踏み出すなどして転倒の速度が緩やかであった場合には、ベルトはずるずると伸び出し、被訓練者は結局床に倒れてしまうことになる。あるいは、意図的にそろそろと腰を下ろした場合には、被訓練者は床に座り込むことも可能である。これでは歩行訓練の意味がないし、座ったのは良いが立ち上がれない、ということにもなりかねない。
【０００７】
本発明は上記のような従来装置の問題点を解決するためになされたものであり、被訓練者の腕の機能に関係なく被訓練者を安全に保持するとともに、被訓練者の質量を見かけ上減少させて、脚力の弱った被訓練者の歩行訓練を可能とする歩行訓練装置を提供することを目的とする。また、被訓練者が転倒しかけたとき、ダメージの少ない形で転倒を防止することができ、歩行訓練中に転倒するかも知れないという恐怖感を被訓練者に抱かせない歩行訓練装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の歩行訓練装置は次の構成を備える。
【０００９】
（１）被訓練者の身体を保持する身体保持手段と、前記身体保持手段を吊支する吊具と、調節可能な引上力を前記吊具に及ぼし、被訓練者の質量を見かけ上減少させる引上力発生装置と、前記吊具の下降限界を設定する下限設定装置とを備えるものとした。
【００１０】
この構成によれば、被訓練者の身体を身体保持手段で保持し、この身体保持手段を吊具で吊支するから、被訓練者の腕の機能如何に関わらず被訓練者を安全に支え、歩行訓練を行わせることができる。また吊具には引上力を及ぼして被訓練者の質量を見かけ上減少させることができるから、全体重を支えるだけの脚力を有していない被訓練者に対しても歩行訓練を行うことができる。引上力は調節可能であるから、機能回復段階に応じた負荷を被訓練者の脚部にかけることができる。
【００１１】
また、下限設定装置により吊具の下降限界を設定できるから、適当な高さのところに下降限界を設定すれば、被訓練者が転倒しかけたときでも、倒れ込みの程度がひどくならないうちに転倒をストップさせることができる。これにより、被訓練者を転倒から救ったのは良いが、その際被訓練者に大きな圧迫負荷が加わり、被訓練者が肉体的あるいは精神的にダメージを受けるという事態を回避することができる。
【００１２】
吊具の下降限界を設定した場合、被訓練者はこれを利用して訓練中に休憩することができる。すなわち、脚を曲げて腰を下ろして行けば途中で吊具が止まり、被訓練者はブランコに腰掛けるような形で身体保持手段に体を預けることができる。椅子に座ってしまうと、再度自力で立ち上がることが難しい場合があるが、この休憩の仕方であれば、基本的には立った姿勢が維持されるため、立ち上がりが困難になるといった懸念はない。休憩するのに他人の助けは不要なので、トレーナーの手を煩わすことなく、被訓練者自らの判断で休憩を繰り返しつつ訓練を続けることができる。
【００１３】
吊具の下降限界を低く設定すれば、ベッドや椅子に腰掛けた姿勢から立ち上がる、立ち上がり訓練を行うことができる。立ち上がりに失敗しても、吊具が下降限界で止まるので、被訓練者が床に尻餅をつくようなことはない。この場合も身体保持手段に体を預ければそれが休憩姿勢になるので、被訓練者は一気に立ち上がれなくても、休憩しながら立ち上がることができる。
【００１４】
（２）上記のような歩行訓練装置において、前記吊具が前記下降限界で停止するとき、その停止を緩衝する緩衝手段を備えるものとした。
【００１５】
この構成によれば、吊具が下降限界で停止するときの圧迫負荷が緩和され、被訓練者に与えるダメージをさらに軽減できる。
【００１６】
（３）上記のような歩行訓練装置において、前記吊具の移動高さの上限位置は訓練状況に応じて更新されるものとし、この上限位置から設定距離だけ低い高さを前記下降限界とする制御を行うこととした。
【００１７】
この構成によれば、被訓練者が歩行する時の吊具の移動高さの上限位置から設定距離だけ低い高さを下降限界とするから、歩行中自然に生じる身体の上下動を許容しつつ、被訓練者がバランスを崩して通常の上下動範囲からはみ出そうとするときには吊具の下降を止めることができる。これにより、被訓練者に大きな圧迫負荷がかかることを防止しながら被訓練者の安全を確保することができる。
【００１８】
しかも前記上限位置は訓練状況に応じて更新されるから、当初は背中や脚が十分伸びていなくて吊具の移動高さの上限位置が低かったのが、歩行訓練中に姿勢が改善された場合など、吊具の移動高さの上限位置が上方にシフトする。これにより、転倒しかけた場合、加速度がつかないうちに安全に被訓練者を支えるという機能が維持される。
【００１９】
（４）上記のような歩行訓練装置において、前記吊具の速度又は加速度が規定値以上となったときにこの吊具を停止させる制動装置を備えるものとした。
【００２０】
この構成によれば、吊具の下降限界を低く設定して、吊具の上下ストロークを大きくした場合、何らかの原因で吊具が急激に動いたときには吊具の動きを止めることができる。例えばベッドや椅子から立ち上がる訓練を行うため吊具の下降限界を低く設定した場合、立ち上がりに失敗して尻餅をついたり、転倒したりしそうになったときには、その状態になる前に被訓練者を支えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜７に基づき説明する。
【００２２】
図１は歩行訓練装置１の外観斜視図である。歩行訓練装置１はフレーム２を備える。フレーム２は、四方に柱３を置き、この柱３の上端部同士を梁４で連結したものであり、室内に直方体形状の空間を区画する。ほぼこの空間が歩行訓練空間となる（被訓練者の身体がフレーム２の外にはみ出すこともある）。
【００２３】
隣り合う２本の柱３の間に２本の梁５が上下に間隔を置いて掛け渡される。この梁５が、垂直な柱状本体１０を倒れないように支える。柱状本体１０の上端部からはアーム１２が水平に突き出す。アーム１２は柱状本体１０の一側面にヒンジ部１１を介して連結され、ヒンジ部１１を旋回中心として水平面内で旋回可能である。対向する２本の梁４の間に掛け渡されたレール６がアーム１２の旋回端に近い方の部分を吊り下げ支持する。アーム１２の運動は回転、レール６の案内方向は直線なので、二次元的に移動可能なユニバーサルスライダ（図示せず）で両者を連結してその差を吸収する。
【００２４】
図２は歩行訓練装置１の機構の概略を示す模型的垂直断面図である。アーム１２の内部には、アーム１２の長手方向に沿って直線的にスライドするスライダ５０が設けられている。スライダ５０は吊具５１を懸垂支持（以下「吊支」の言葉を用いる）する。吊具５１は被訓練者の身体に装着した身体保持手段（図示せず）の吊り紐を掛けるフック５２を備える。
【００２５】
吊具５１は滑車ハウジング５３を介して吊支される。吊具５１は横棒５１ａの正面から見て中心部を上下に貫通するスイベル軸（図示せず）により滑車ハウジング５３に連結され、滑車ハウジング５３の向きと無関係に水平面内で回転可能である。
【００２６】
滑車ハウジング５３は動滑車５４を内蔵し、動滑車５４に巻き掛けられる紐状部材５５によりスライダ５０から吊り下げられる。紐状部材５５の一方の端はスライダ５０に装着されたガイドプーリ５６を経由してアーム１２の旋回端側に延び出し、アーム１２の端に装着されたガイドプーリ５７に巻き掛けられたうえで１８０゜折り返される。折り返された紐状部材５５の端には止め具５８が固定されており、この止め具５８を紐状部材端固定部５９に係合させることにより、紐状部材５５の一端はアーム１２に固定される。紐状部材固定部５９は複数個設けられており、どの紐状部材固定部５９に止め具５８を係合させるかにより、紐状部材５５の端の位置を変えることができる。紐状部材５５の端の位置が変われば、滑車ハウジング５３の上下動範囲、すなわち吊具５１の上下動範囲が上下方向にシフトする。
【００２７】
紐状部材５５の他端は、スライダ５０に装着されたガイドプーリ６３と、ヒンジ部１１に設けられたガイドプーリ６４を介して柱状本体１０に導入される。柱状本体１０に導入された紐状部材５５は柱状本体１０の内部に設けられたガイドプーリ６５に巻き掛けられて垂れ下がる。垂れ下がった端には復元用錘６６が取り付けられる。復元用錘６６の質量は吊具５１と滑車ハウジング５３（動滑車５４を含む）との合計質量の１／２よりも大きい。
【００２８】
柱状本体１０の内部には吊具５１に引上力を与える引上力発生装置７０が設けられる。引上力の源泉となるのは錘７１とモータ１１１である。まず、錘７１により引上力を発生させる仕組について説明する。
【００２９】
柱状本体１０の内部はエレベータシャフトとなっており、ここにエレベータ８０が配置されている。エレベータ８０は板状の垂直部分の両側から水平なブラケット８１、８２が突き出した形状であり、図示しない垂直ガイド部材に沿って昇降する。
【００３０】
柱状本体１０の内部には上下にタイミングプーリ８３、８４が設けられ、このタイミングプーリ８３、８４に巻き掛けられたタイミングベルト８５がエレベータ８０に上昇力を伝える。タイミングベルト８５の一方のベルト部分はエレベータ８０の垂直部分に固定され、これと平行する他方のベルト部分はブラケット８１に設けられた透孔を非接触で通り抜ける。なおタイミングベルト８５の張力を調節するため、タイミングプーリ８３は上下に位置調節可能となっている。
【００３１】
ブラケット８１にはもう１個の透孔が設けられており、こちらは紐状部材５５が通り抜ける。透孔の直径は復元用錘６６の直径より小さく、エレベータ８０はブラケット８１により復元用錘６６を引っ掛けて紐状部材５５を引き下ろすことができる。
【００３２】
錘７１はエレベータ８０のブラケット８２に載置される。錘７１は複数個の錘ブロック７２の集合からなる。各錘ブロック７２は扁平形状であり、必要個数を垂直方向に積み上げて使用する。使用しない錘ブロック７２はピン７５により上方に留めておく。
【００３３】
柱状本体１０の正面下部には張出ハウジング１５が設けられる。張出ハウジング１５は制御部９０及び電源部９１を内蔵し、上面には操作／表示部９２が設けられている。制御部９０に接続するコントローラ９３のケーブル９４も張出ハウジング１５から導出される。
【００３４】
張出ハウジング１５は柱状本体１０と協同して駆動装置１００を収容する。駆動装置１００は被訓練者２１０の質量を見かけ上減少させるアシストモードと、被訓練者２１０を完全に吊り上げるリフトモードとに切り換えられるものであり、エレベータ８０を持ち上げる時とリフトモード時に、エレベータ８０にモータ１１１の駆動力を伝える。
【００３５】
モータ１１１は直流モータであり、減速装置を介して原動歯車１２３を駆動する。原動歯車１２３はタイミングプーリ８４に連結されたエレベータ駆動歯車１２７に、中間の歯車機構を介して回転を伝える。
【００３６】
引上力発生装置７０には、吊具５１の下降限界を設定する下限設定装置２３０が組み合わせられる。以下、その構造を図３〜６に基づき説明する。
【００３７】
図３は下限設定装置２３０の垂直断面図である。下限設定装置２３０の構成の中心となるのは水平なシャフト２３１である。シャフト２３１は柱状本体１０の内部のシャーシ９８に回転自在に支持される。シャフト２３１にはタイミングプーリ８４とエレベータ駆動歯車１２７がそれぞれキー結合により回転不能に取り付けられている。
【００３８】
シャフト２３１は回転体２３２とスリーブ２３３を支持する。回転体２３２はシャフト２３１に対し回転自在であり、その一部は半径方向に突き出すアーム部２３２ａとなっている。スリーブ２３３はキー結合によりシャフト２３１に対し回転不能に取り付けられている。
【００３９】
回転体２３２とスリーブ２３３をねじりコイルばね２３４が連結する。ねじりコイルばね２３４の一方の端２３４ａは回転体２３２に差し込まれ、他方の端２３４ｂはスリーブ２３３に差し込まれている。このため、回転体２３２とスリーブ２３３は回転方向に連結されるとともに、双方の間に力がかかったときには相対回転が生じることになる。ねじりコイルばね２３４は、回転体２３２にストッパを係合させてシャフト２３１の回転を止める際の緩衝手段として機能する。
【００４０】
図４は下限設定装置２３０を図３と直角の方向から見た部分正面図である。回転体２３２に対し、１対のストッパ２３５、２３６が設けられる。ストッパ２３５、２３６は互いに同型であり、共に回転体２３２のアーム部２３２ａに係合するように、向かい合わせに配置される。ストッパ２３５、２３６は図示しない構造部材から突き出した水平な支軸２３７、２３８に支持され、垂直面内で回転する。ストッパ２３５、２３６は、姿勢が水平になると回転体２３２のアーム部２３２ａに係合し、首を垂れた姿勢になるとアーム部２３２ａに係合しなくなる。この係合／非係合を原動手段によって切り換える。この実施形態では、ソレノイド２３９、２４０が原動手段を構成する。
【００４１】
ソレノイド２３９、２４０は図示しない構造部材に固定されており、それぞれ水平方向に動くプランジャ２４１、２４２を備えている。ストッパ２３５、２３６の上面には断面Ｌ字形の連結板２４３、２４４が固定され、この連結板２４３、２４４の垂直な板部分の端に設けた長穴２４５、２４６にプランジャ２４１、２４２の先端がピンで結合する。
【００４２】
図４のようにソレノイド２３９、２４０が共にプランジャ２４１、２４２を突き出した状態では、ストッパ２３５、２３６は共に首を垂れた姿勢をとっており、回転体２３２のアーム部２３２ａには係合しない。従って回転体２３２は自由に回転する。
【００４３】
図５のようにソレノイド２３９がプランジャ２４１を引き、ストッパ２３５を水平に起こすと、回転体２３２の時計方向回転が止まる。これはエレベータ８０が上昇しないということ、すなわち吊具５１がそれ以上下降しないということを意味する。
【００４４】
図６のようにソレノイド２４０がプランジャ２４２を引き、ストッパ２３６を水平に起こすと、回転体２３２の反時計方向回転が止まる。これはエレベータ８０が下降しないということ、すなわち吊具５１がエレベータ８０によって上昇させられることがないということを意味する。ただし復元用錘６６によって吊具５１が上昇することは妨げられない。
【００４５】
図５の状態で、回転体２３２が反時計方向に回転したときは、アーム部２３２ａがストッパ２３５に背中の方から当たってストッパ２３５を押しのけ、回転は止まらない。また図６の状態で、回転体２３２が時計方向に回転したときは、アーム部２３２ａがストッパ２３６に背中の方から当たってストッパ２３６を押しのけ、回転は止まらない。
【００４６】
シャフト２３１の一端にはロータリーエンコーダ２３７が連結される。このロータリーエンコーダ２３７でシャフト２３１の回転を計測することにより、エレベータ８０の高さ、ひいては吊具５１の高さを知ることができる。またパルスカウントの増減レートを計測し、シャフト２３１の回転速度、すなわち吊具５１の上下動の速度又は加速度を知ることができる。
【００４７】
下限設定装置２３０により、吊具５１の下降限界を設定する。加えて下限設定装置２３０は、吊具５１の速度又は加速度が規定値以上となったときに吊具５１を停止させる制動装置としての機能も果たす。
【００４８】
次に、歩行訓練装置１の使用方法を図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４９】
トレーナーは、最初、コントローラ９３を操作して駆動装置１００によりエレベータ８０を最上昇位置まで引き上げ、エレベータ８０に保持された錘ブロック７２を、上方に保持された錘ブロック７２の下にあてがい、すべての錘ブロック７２を合体させる。それから、所定の引上力を吊具５１に与えるのに必要な枚数のみエレベータ８０に載置することとし、それより上の錘ブロック７２はピン７５により切り離して上方に残留させる。
【００５０】
被訓練者の脚部に与えるべき負荷を考慮して吊具５１に及ぼす引上力を設定した後、トレーナーは吊具５１を下ろす。エレベータ８０は上昇位置にあり、吊具５１は復元用錘６６により不使用時の定位置、すなわち上昇限界まで引き上げられた状態なので、トレーナーは吊具５１を手で引き下ろすことができる。こうしておいて、被訓練者に装着した身体保持手段の吊り紐を吊具５１のフック５２に掛ける。その後吊具５１から手を離せば、吊具５１は復元用錘６６による復元力で上昇し、身体保持手段の吊り紐はぴんと張る。
【００５１】
このように歩行訓練の準備を整えた後、トレーナーは操作／表示部９２から吊具５１の下降量を入力する。図７のフローチャートのステップＳ３４１の動作である。この下降量は、吊具５１の移動高さの上限位置（被訓練者に引上力を及ぼしている吊具５１が、歩行訓練中に達する最高位置）から、吊具５１の下降が止まる位置までの距離である。吊具５１の下降が止まる位置は、ストッパが２３５が回転体２３２に係合する位置である。シャフト２３１の１回転は吊具５１においては約５ｃｍの上下に相当する。従って、吊具５１の下降が止まる位置は約５ｃｍ刻みで設定することができる。トレーナーは、被訓練者が普通に歩行するときの吊具５１の上下量を推測し、その上下量より少し大きめの距離を下降量として設定する。
【００５２】
ここで歩行訓練を開始する（ステップＳ３４２）。トレーナーは被訓練者を無理が生じないように立たせる。この時の吊具５１の高さはエレベータ８０の上昇限界を基準としてロータリーエンコーダ２４７のパルスカウントより求められ、操作部９０はその値を初期値として記憶する（ステップＳ３４３）。
【００５３】
歩行訓練はアシストモードで行われる。アシストモードでは原動歯車１２３とエレベータ駆動歯車１２７の間の連結が断たれ、錘７１によって与えられる所定の引上力のみが吊具５１を介して被訓練者に伝わる。引上力により被訓練者の質量は見かけ上減少し、脚部の負担が少なくなる。被訓練者はトレーナーの指示に従い、スライダ５０のスライド可能範囲とアーム１２の旋回可能範囲とにより区画される扇形の領域を歩き回る。
【００５４】
被訓練者の身体は歩行に伴い上下する。吊具５１はこれに追随して上下する。エレベータ８０も同じく上下する。被訓練者の身体がどのように上下しようと、設定された引上力は常に被訓練者に作用している。
【００５５】
制御部９０は定期的にロータリーエンコーダ２４７のパルスカウントチェックし、吊具５１の高さの現在値を読み込む（ステップＳ３４４）。その現在値とステップＳ３４３で記憶した初期値とを比較する（ステップＳ３４５）。現在値の方が初期値より高いかどうかの結果を求め（ステップＳ３４６）、現在値の方が高ければステップ３４７に進む。ステップＳ３４７では現在値を新たに初期値として記憶する。すなわち吊具５１の移動高さの上限位置を更新する。それからステップＳ３４８に進む。現在値が初期値と同じか、あるいは初期値より低ければ、ステップＳ３４６から直ちにステップＳ３４８に進む。
【００５６】
ステップＳ３４８では吊具５１の高さの初期値からステップＳ３４１で設定した下降量を差し引いた値と、吊具５１の高さの現在値とを比較する。ステップＳ３４９で、どちらの値が高いかを求め、現在値の方が高ければステップＳ３５０に進む。初期値から下降量を差し引いた値の方が高ければステップＳ３５１に進む。
【００５７】
初期値から下降量を差し引いた値より現在値の方が高いということは、吊具５１が設定した下降量分下がっていない、すなわち被訓練者は通常の歩行時に生じる身体の上下動の範囲内で吊具５１を上下させつつ歩行しているということである。これは正常な状態なので、ステップＳ３５０ではストッパ２３５は解除状態、すなわち回転体２３２に係合しない状態を保つ。
【００５８】
初期値から下降量を差し引いた値よりも現在値が下がったということは、吊具５１が設定した下降量以上に下がった、すなわち被訓練者の身体状況が通常歩行から逸脱したということである。被訓練者がバランスを崩して転倒しかけた可能性があるので、この時はステップＳ３５１でストッパ２３５を投入する。すなわち、ソレノイド２３９がプランジャ２４１を引いてストッパ２３５を水平に起こす（図５参照）。
【００５９】
水平に起きたストッパ２３５の先端に回転体２３２のアーム部２３２ａが当たると、回転体２３２はそれ以上時計方向に回転しなくなる。すなわちエレベータ８０の上昇に制動がかかり、吊具５１は下降を停止する。この時、ねじりコイルばね２３４が緩衝手段として機能し、吊具５１はソフトに停止する。そのため、通常歩行時の身体上下動の範囲からそれほど離れていない位置に吊具５１の下降限界が設定されていることと相まって、被訓練者は大きな圧迫負荷を受けない。
【００６０】
被訓練者が歩くのに疲れ、腰を下ろしたときにも、吊具５１の高さの初期値から下降量を差し引いた値より現在値が下がったことを検知してストッパ２３５が投入される。これにより被訓練者は、丁度ブランコに腰掛けたときのように空中で支えられ、脚を投げ出して休むことができる。
【００６１】
被訓練者が身体に変調をきたし、自分の脚で立っていられなくなったときは、トレーナーはコントローラ９３を操作してアシストモードをリフトモードに切り換える。そして駆動装置１００により吊具５１を強い力で引き上げ、被訓練者の身体を吊り上げる。被訓練者の足先が床から離れれば、被訓練者の身体を小さな力で水平に移動させることができる。従って被訓練者を車椅子やストレッチャーに容易に移し替えることができる。
【００６２】
歩行訓練終了後、トレーナーは吊具５１を下ろし、吊り紐の緊張を緩めて身体保持手段を吊具５１から外す。それから被訓練者を車椅子に座らせて退去させる。歩行機能の回復状況によっては、自力歩行で退去させる。
【００６３】
これまでの説明では、被訓練者が普通に歩行するときの吊具５１の上下量を推測し、その上下量より少し大きめの距離を下降量として設定するものとしていた。下降量をもっと大きく設定すれば、被訓練者がベッドや椅子に腰掛けた姿勢から立ち上がる、立ち上がり訓練も行うことができる。
【００６４】
この場合、立ち上がりに失敗しても、吊具５１が下降限界で止まるので、被訓練者が床に尻餅をつくようなことはない。この場合も身体保持手段に体を預ければそれが休憩姿勢になるので、被訓練者は一気に立ち上がれなくても、休憩しながら立ち上がることができる。
【００６５】
ただし、立ち上がり訓練のため下降量を大きく設定した場合、被訓練者が尻餅をつきかけたり、転倒しかけたりしたとき、床にかなり近づかないと吊具５１が停止しない。被訓練者が立ち上がりを目前にして体を支えきれなくなった場合など、吊具５１が停止するまでの落下距離が大きくなり、被訓練者に大きな圧迫負荷を与える。
【００６６】
この問題に対処するため、制御部９０はロータリーエンコーダ２４７のパルスカウントを通じて吊具５１の高さを監視しているのみならず、パルスカウントの増減レートをチェックして吊具５１の動きの速さも監視している。吊具５１の速度又は加速度が規定値以上となった場合、すなわち通常歩行による上下動でなく、転倒による吊具５１の急下降であると判断されるに至った場合は、図５のようにストッパ２３５を投入し、エレベータ８０の上昇を停止させて、吊具５１の下降を止める。すなわち、下限設定装置２３０を吊具５１の速度が規定値以上になったときの制動装置として用いる。吊具５１の下降限界を高い位置に設定した場合には及ばないものの、被訓練者の受ける圧迫負荷は緩和される。ねじりコイルばね２３４はここでも圧迫負荷のさらなる緩和に貢献する。
【００６７】
下限設定装置２３０は吊具５１の上昇に対しても制動装置として機能する。例えば、吊具５１を低い位置まで下げておいて身体保持手段を外した場合など、吊具５１から手を離すと吊具５１はどんどん加速しながら上昇する。吊具５１が規定値以上の速度又は加速度に達したときは、制御部９０が図６のようにストッパ２３６を投入し、エレベータ８０の下降を停止させる。これにより吊具５１の上昇に制動がかかり、吊具５１の跳ね上がりが防止される。この時もねじりコイルばね２３４が緩衝の役割を果たし、歩行訓練装置１は大きな衝撃を受けない。
【００６８】
吊具５１の速度又は加速度が規定値以上に達したことを検知する仕組としては、遠心クラッチのような遠心力検知手段を用いることもできる。遠心クラッチを用いる場合は、軸の回転速度が所定値に達したところでクラッチがつながり、ダンパーを介して制動力が働くようにしておけばよい。
【００６９】
以上本発明の実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な変更を加えて実施することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の歩行訓練装置は、被訓練者の身体を身体保持手段で保持し、この身体保持手段を吊具で吊支するから、被訓練者の腕の機能如何に関わらず被訓練者を安全に支え、歩行訓練を行わせることができる。また吊具には引上力を及ぼして被訓練者の質量を見かけ上減少させることができるから、全体重を支えるだけの脚力を有していない被訓練者に対しても歩行訓練を行うことができる。引上力は調節可能であるから、機能回復段階に応じた負荷を被訓練者の脚部にかけることができる。
【００７１】
また、下限設定装置により吊具の下降限界を設定できるから、適当な高さのところに下降限界を設定すれば、被訓練者がゆるやかに転倒しかかったときでも、床まで倒れるに至ることなく、倒れ込みの程度がひどくならないうちに転倒をストップさせることができる。吊具の下降限界を設定した場合、被訓練者はこれを利用して訓練中に休憩することもできる。吊具の下降限界を低く設定すれば、ベッドや椅子に腰掛けた姿勢から立ち上がる、立ち上がり訓練を行うことができる。
【００７２】
また、吊具の速度又は加速度が規定値以上となったときにこの吊具を停止させる制動装置を備えるものとしたから、吊具の下降限界を低く設定して、吊具の上下ストロークを大きくした場合、何らかの原因で吊具が急激に動いたときには吊具の動きを止めることができる。さらに、下降限界より下がることはないので、足に力の入る範囲での歩行訓練となり、下降限界より低くなって転倒しやすい体勢に陥ることを防ぎ、転倒の恐怖感を被訓練者に抱かせないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る歩行訓練装置の外観斜視図
【図２】歩行訓練装置の機構の概略を示す模型的垂直断面図
【図３】下限設定装置の垂直断面図
【図４】下限設定装置を図３と直角の方向から見た部分正面図
【図５】図４と異なる動作状態における下限設定装置の部分正面図
【図６】図４、５と異なる動作状態における下限設定装置の部分正面図
【図７】下限設定動作のフローチャート
【符号の説明】
１    歩行訓練装置
２    フレーム
１０  柱状本体
１１  ヒンジ部
１２  アーム
５０  スライダ
５１  吊具
５４  動滑車
５５  紐状部材
７０  引上力発生装置
７１  錘
８０  エレベータ
１００  駆動装置
１１１  モータ
２３０  下限設定装置
２３１  シャフト
２３２  回転体
２３３  スリーブ
２３４  ねじりコイルばね
２３５、２３６  ストッパ
２３９、２４０  ソレノイド
【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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