(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に接地部材が連結された１つ以上の脚リンクと、脚リンクの上端に連結される荷重伝達部とを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して脚リンクで支えるようにした歩行補助装置において、
前記荷重伝達部は、利用者が跨ぐようにして着座する着座部材で構成され、前記脚リンクの上端を前記着座部材に連結する連結部が設けられ、この連結部は、前記着座部材に利用者が着座した状態で利用者の左右の大腿骨頭間の横方向幅内に位置するように配置され、
前記脚リンクは少なくとも左右一対に設けられ、左右の各脚リンクの下端に連結される前記接地部材は利用者の左右の各足平に装着されるように構成され、前記連結部は左右の各脚リンクの前後方向及び横方向の揺動を許容する自由度を持つように構成され、
前記各脚リンクの下端に、前記接地部材が関節部を介して連結され、該関節部は前記接地部材の横幅中央より横方向内方に位置していることを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
下端に接地部材が連結された１つ以上の脚リンクと、脚リンクの上端に連結される荷重伝達部とを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して脚リンクで支えるようにした歩行補助装置において、
前記荷重伝達部は、利用者が跨ぐようにして着座する着座部材で構成され、この着座部材の下面に、前記脚リンクの上端を連結する連結部が設けられ、
前記脚リンクは少なくとも左右一対に設けられ、左右の各脚リンクの下端に連結される前記接地部材は利用者の左右の各足平に装着されるように構成され、前記連結部は左右の各脚リンクの前後方向及び横方向の揺動を許容する自由度を持つように構成され、
前記各脚リンクの下端に、前記接地部材が関節部を介して連結され、該関節部は前記接地部材の横幅中央より横方向内方に位置していることを特徴とする歩行補助装置。
【請求項３】
前記連結部は、前記左右の脚リンクの一方の脚リンクの横方向の揺動支点と他方の脚リンクの横方向の揺動支点とが前後方向の同一軸線上に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記脚リンクは、前記接地部材と前記着座部材との間の距離を変化させるように動く中間の関節部を持ち、この関節部を駆動する駆動源を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記駆動源は、前記脚リンクの前記連結部の近傍部分に配置されることを特徴とする請求項４記載の歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の脚に作用する荷重を軽減して歩行を補助する歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の歩行補助装置として、利用者の左右の各足平に装着される接地部材を下端に連結した左右一対の脚リンクと、両脚リンクの上端に連結される荷重伝達部とを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して両脚リンクで支え、利用者の脚に作用する荷重を軽減して、利用者の歩行を補助するものが知られている(例えば、特許文献１参照)。このもので荷重伝達部は、利用者の腰回りに装着される腰支持ベルトで構成され、腰支持ベルトの横方向両側に人の股関節に相当する第１関節部を介して左右の脚リンクを連結している。尚、各脚リンクは、上下方向中間に人の膝関節に相当する第２関節部を有する屈伸自在なリンクで構成されている。そして、第２関節部用の動力源を設け、動力源による第２関節部の回転駆動で利用者の体重の一部を支えるアシスト力を発生させている。
【０００３】
上記従来例のものでは、アシスト力を利用者の胴体に確実に伝達するために、腰支持ベルトを腰回りにきつく装着する必要があって、利用者が束縛感を受けやすく、更に、利用者の腰の両側に左右の脚リンクの第１関節部が張り出すため、歩行時の腕振りに際し第１関節部や第１関節部に連結される脚リンクの上部に手が当りやすく、使い勝手が悪くなる。
【０００４】
また、従来、利用者の回りを後側から横方向両側に亘って囲うフレームに、下端の車輪を有する４本の脚リンクを垂設すると共に、利用者が跨ぐようにして着座するサドル状の着座部材をフレームに取り付け、利用者により着座部材に加えられる力を検出して、この力が所定の目標値になるように車輪を駆動する歩行補助装置も知られている(例えば、特許文献２参照)。
【０００５】
このものでは、利用者の束縛感を軽減できるものの、装置が大型になって狭い場所では使用できず、また、歩行時の腕振りに際しフレームに手が当りやすく、使い勝手は良好にならない。
【特許文献１】特開２００３−２２０１０２号公報(０１４３〜０１４９、図１)
【特許文献２】特許第３１５６３６７号公報(００２３〜００２８、図８)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、利用者の束縛感を軽減すると共に歩行時の自由な腕振りを可能にした、小型で使い勝手の良い歩行補助装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下端に接地部材が連結された１つ以上の脚リンクと、脚リンクの上端に連結される荷重伝達部とを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して脚リンクで支えるようにした歩行補助装置に関し、上記課題を解決するために、第１の態様では、前記荷重伝達部は、利用者が跨ぐようにして着座する着座部材で構成され、前記脚リンクの上端を前記着座部材に連結する連結部が設けられ、この連結部は、前記着座部材に利用者が着座した状態で利用者の左右の大腿骨頭間の横方向幅内に位置するように配置されていることを特徴とし、また、第２の態様では、前記荷重伝達部は、利用者が跨ぐようにして着座する着座部材で構成され、この着座部材の下面に、前記脚リンクの上端を連結する連結部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、脚リンクによる支持力を着座部材を介して利用者の股下から胴体に確実に伝達することができる。更に、利用者は着座部材を跨ぐようにしてこれに着座するだけで済み、利用者の束縛感が軽減される。そして、本発明の第１の態様によれば、脚リンクによる支持力が利用者の左右の大腿骨頭間において着座部材に作用することになるため、着座部材の安定性が確保される。また、本発明の第２の態様によれば、着座部材の下面に連結部が設けられるため、連結部及びこれに連結される脚リンクの上部は利用者の股下に位置することになり、歩行時の腕振りに際し連結部や脚リンクの上部に手が当たることはなく、自由な腕振りが可能になる。更に、利用者を囲うフレームを備える従来例のものと異なり装置が小型になって、狭い場所でも使用でき、上記した束縛感の軽減及び腕振りの自由さの確保と相俟って、使い勝手が著しく向上する。
【０００９】
尚、複数の車輪を有する小型の台車状の接地部材に立設される自立可能な単一の脚リンクを着座部材の下面の連結部に連結し、利用者の歩行に合わせて車輪を駆動するようにしても良い。然し、利用者の歩行を確実に補助するには、少なくとも左右一対の脚リンクを設け、左右の各脚リンクの下端に連結される接地部材が利用者の左右の各足平に装着されるようにし、歩行時に左右の脚リンクが利用者の左右の脚の前後方向の動きに追従して前後方向に揺動可能となるようにする。この場合、上記連結部が左右の各脚リンクの前後方向の揺動のみを許容するように構成されていると、利用者の左右の各脚を外転できなくなる。そこで、連結部が左右の各脚リンクの前後方向及び横方向の揺動を許容する自由度を持つように構成されることにより、利用者の各脚を外転させることが可能になり、脚の動きの自由度が増す。
【００１０】
然し、このように左右の各脚リンクの横方向の揺動を許容すると、以下の不具合を生ずる。即ち、片脚支持状態では、遊脚(足平が床面から離れている脚)側の脚リンクの重量により着座部材に支持脚(足平が床面に接地している脚)側の脚リンクの横方向の揺動支点を中心にした横転モーメントが作用し、着座部材がローリングする。かかる不具合を解消するため、着座部材の下面の連結部は、左右の脚リンクの一方の脚リンクの横方向の揺動支点と他方の脚リンクの横方向の揺動支点とが前後方向の同一軸線上に位置するように構成されていることが望ましい。これによれば、片脚支持状態において、遊脚側脚リンクの重量が着座部材に作用しても、この重量の作用箇所である遊脚側脚リンクの横方向の揺動支点は支持脚側脚リンクの横方向の揺動支点と同一軸線上に位置するから、着座部材に支持脚側脚リンクの横方向の揺動支点を中心にした横転モーメントは作用しない。従って、片脚支持状態での着座部材のローリングを防止できる。
【００１１】
ここで、各脚リンクの下端に、利用者の各足平の装着される接地部材が関節部を介して連結されている場合、各脚リンクによる支持力の作用線はこの関節部と上記連結部とを結ぶ線に合致する。そして、関節部と連結部との間の横方向距離が長くなると、支持力の横方向成分が大きくなり、接地部材及び着座部材に作用する横力が増加して、接地部材や着座部材が不安定になる。この場合、関節部を接地部材の横幅中央より横方向内方に位置させれば、関節部と連結部との間の横方向距離が短くなり、接地部材及び着座部材に作用する横力が小さくなって、安定性が確保される。
【００１２】
ところで、脚リンクを、接地部材と着座部材との間の距離を変化させるように動く中間の関節部を持つものに構成すれば、利用者の各脚の膝関節の屈伸による足平と股部との間の距離変化に追従できる。この場合、脚リンクの中間の関節部を伸び方向(接地部材と着座部材との間の距離を長くする方向)に付勢する付勢手段を設けて、利用者の体重を支持する力を発生させることも可能であるが、好ましくは、脚リンクの中間の関節部を駆動する駆動源を設けるべきである。これによれば、駆動源の制御により利用者の足平に作用する荷重に応じた支持力を発生させて、歩行を適切に補助できる。
【００１３】
また、このように駆動源を設ける場合、駆動源が脚リンクの中間の関節部に取付けられていると、着座部材の下面の連結部回りの脚リンクの慣性モーメントが大きくなり、歩行時に利用者の脚が脚リンクの慣性モーメントを受けて重く感じる。これに対し、駆動源を脚リンクの上記連結部の近傍部分に配置すれば、連結部回りの脚リンクの慣性モーメントを小さくすることができ、有利である。
【００１４】
また、着座部材は、前後方向中間に後部と前部に比し横幅を狭めたくびれ部を有し、前部が上方に湾曲していることが望ましい。この場合、利用者は左右の脚をくびれ部の横方向両側に位置させて着座部材に着座するが、これによれば、幅広の後部と前部とにより利用者に対する着座部材の前後方向の位置ずれを抑制でき、且つ、前部が上方に湾曲しているため、歩行時に前方に振り出される脚が前部に当りにくくなり、歩行時の脚の動きの自由度が確保される。更に、着座部材の幅広の後部において利用者に対し坐骨接触により体重免荷アシスト力を確実に伝達することができる。
【００１５】
また、着座部材の前部を、横方向中間部が切欠かれた二股形状に形成しておけば、股間部等が着座部材の前部に当らず、座り心地が良くなる。更に、前部の横方向両側部が横方向に撓み易くなるため、前方に振り出される脚が前部に当接しても、この当接力を前部の撓みで吸収し、脚の当接で着座部材がヨーイングすることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態の歩行補助装置について説明する。歩行補助装置は、図１乃至図３に示す如く、利用者Ｐが跨ぐようにして着座する荷重伝達部たる着座部材１と、着座部材１の下側に配置される左右一対の脚リンク２Ｌ，２Ｒとを備えている。
【００１７】
各脚リンク２Ｌ，２Ｒは、着座部材１の下面に設けた連結部たる第１関節部３に連結される第１リンク部４と、第１リンク部４の下端に回転式の第２関節部５を介して連結される第２リンク部６とを備える屈伸自在なリンクで構成される。また、第２リンク部６の下端には、第３関節部７を介して、利用者の左右の各足平に装着される接地部材８が連結されている。各脚リンク２Ｌ，２Ｒには、更に、第２関節部５用の駆動源９が搭載されており、駆動源９による第２関節部５の回転駆動で各脚リンク２Ｌ，２Ｒに接地部材８と着座部材１との間の距離を長くする伸び方向の力を加え、利用者の体重の少なくとも一部を支持する支持力(以下、体重免荷アシスト力という)を発生させる。各脚リンク２Ｌ，２Ｒで発生された体重免荷アシスト力は着座部材１を介して利用者Ｐの胴体に伝達され、利用者Ｐの脚に作用する荷重が軽減される。
【００１８】
また、第１関節部３は、着座部材１に利用者が着座した状態で利用者の左右の大腿骨頭間の横方向幅内に位置するように配置されている。そのため、体重免荷アシスト力は利用者の左右の大腿骨頭間において着座部材１に作用することになり、体重免荷アシスト力が確実に利用者の胴体に伝達され、且つ、着座部材１の安定性が確保される。尚、図示しないが、駆動源９用の電源及びコントローラは利用者が背負うバックパックに収納される。
【００１９】
本実施形態の歩行補助装置は、利用者Ｐが足平に接地部材８を装着して着座部材１に着座するだけで使用することができ、殆ど束縛感を受けない。また、脚リンク２Ｌ，２Ｒの第１関節部３及び第１リンク部４は利用者Ｐの股下に位置するため、歩行時の腕振りに際し手が第１関節部３や第１リンク部４に当たることがなく、自由な腕振りが可能になる。更に、装置が小型になって、狭い場所でも使用でき、束縛感の軽減及び腕振りの自由さの確保と相俟って、使い勝手が著しく向上する。
【００２０】
各脚リンク２Ｌ，２Ｒ用の各第１関節部３は、図４、図５に明示する如く、前後方向に長手の円弧状の案内軌道３２と、案内軌道３２を支持する支持板３３とから成る関節部材３１で構成されている。尚、本実施形態では、案内軌道３２を円弧状のレールで構成しているが、支持板３３に形成する円弧状の溝で案内軌道３２を構成することも可能である。各脚リンク２Ｌ，２Ｒの第１リンク部４の上端部には、案内軌道３２を上下から挟む上下各一対のローラ４１ａを有するスライダ４１が取付けられており、案内軌道３２にスライダ４１がローラ４１を介して移動自在に係合する。かくして、各脚リンク２Ｌ，２Ｒは案内軌道３２の曲率中心を中心にして前後方向に揺動することになり、各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動支点は案内軌道３２の曲率中心になる。
【００２１】
図２に示す如く、案内軌道３２の曲率中心、即ち、各第１関節部３における各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動支点３ａは着座部材１の上方に位置する。ここで、利用者Ｐが上半身を前傾する等して着座部材１に対する利用者Ｐの上半身の体重の作用点が各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動支点３ａの前方にずれると、着座部材１が前下がりに傾斜する。そして、着座部材１がこのまま傾斜し続けると、着座部材１が利用者Ｐに対し後方にずれてしまう。然し、本実施形態では、着座部材１の前下がりの傾斜に伴い体重作用点は揺動支点３ａの下側で後方に変位し、該支点３ａと体重作用点との間の前後方向距離が減少して、着座部材１に作用する回転モーメントも減少する。そして、体重作用点が揺動支点３ａの真下の位置まで変位したところで、着座部材１に作用する回転モーメントが零になり、この状態で着座部材１が安定する。このようにして着座部材１が自動的に安定状態に収束するため、着座部材１が利用者Ｐの股下で前後方向にずれることを抑制できる。
【００２２】
また、各脚リンク２Ｌ，２Ｒの上端部であるスライダ４１は、各脚リンク２Ｌ，２Ｒの第２関節部５と各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動支点３ａ(案内軌道３２の曲率中心)とを結ぶ線Ｌ１よりも後方に位置する案内軌道３２の部分に係合している。これにより、利用者Ｐの各脚の前方への振り出しに追従する各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前方への揺動ストロークを案内軌道３２の長さを左程長くせずに確保できる。尚、案内軌道３２の前後の各端部には、第１リンク部４の離脱防止のためのストッパ３２ａが取付けられている。
【００２３】
また、左右の各脚リンク２Ｌ，２Ｒ用の各第１関節部３を構成する上記各関節部材３１は、着座部材１の下面の横方向中央に取付けられる前後一対の支持ブロック３４，３４に夫々支持させた前後方向の支軸３５，３５に、支持板３３の前後の上端部に取り付けたヒンジ部材３６，３６において横方向に揺動自在に軸支される。従って、各第１関節部３は、各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動を許容する自由度に加えて各脚リンク２Ｌ，２Ｒの横方向への揺動を許容する自由度を持つことになり、利用者Ｐの脚を外転できるようになる。
【００２４】
また、左側の脚リンク２Ｌ用の関節部材３１と右側の脚リンク２Ｒ用の関節部材３１とは共通の支軸３５で軸支されている。即ち、左側の脚リンク２Ｌの横方向の揺動支点と右側の脚リンク２Ｒの横方向の揺動支点とが前後方向の同一軸線上に位置する。尚、図８に示す第２実施形態のように、左側の脚リンク２Ｌ用の関節部材３１と右側の脚リンク２Ｒ用の関節部材３１とを横方向に並設した各別の支軸３５Ｌ，３５Ｒで軸支することも可能であるが、これでは以下の不具合を生ずる。
【００２５】
即ち、片脚支持状態では、遊脚(足平が床面から離れている脚)側の脚リンクの重量(後述するように脚リンクにこれを屈曲させる方向の力を加えて遊脚の持ち上げを補助するアシスト力を発生させる場合にはこのアシスト力)が、当該脚リンクの横方向の揺動支点を介して着座部材１に作用する。そして、第２実施形態の如く左側の脚リンク２Ｌの横方向の揺動支点(支軸３５Ｌ)と右側の脚リンク２Ｒの横方向の揺動支点(支軸３５Ｒ)とが離れていると、片脚支持状態では、着座部材１に、遊脚側の脚リンクの重量により、支持脚(足平が床面に接地している脚)側の脚リンクの横方向の揺動支点を中心にした横転モーメントが作用し、着座部材１がローリングする。
【００２６】
これに対し、本実施形態では、片脚支持状態において、遊脚側脚リンクの重量の作用箇所である遊脚側脚リンクの横方向の揺動支点が支持脚側の横方向の揺動支点と同一軸線(支軸３５)上に位置するから、着座部材１に支持脚側脚リンクの横方向の揺動支点を中心にした横転モーメントは作用しない。従って、片脚支持状態での着座部材１のローリングを防止できる。尚、遊脚側の脚リンクの重量は支持脚側の脚リンクを介して床面に伝達され、着座部材１には、遊脚側の脚リンクの重量は作用しない。
【００２７】
また、第１関節部３における各脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動支点３ａと第３関節部７とを結ぶ線を基準線Ｌ２(図２参照)として、各脚リンク２Ｌ，２Ｒは、利用者Ｐの直立状態においても、第２関節部５が基準線Ｌ２の前方に張り出す屈曲状態になるような長さに形成されている。そして、駆動源９の制御で着座部材１の高さを利用者Ｐに合わせて自動的に調節できるようにしている。そのため、個人毎に専用の装置を製作したり、脚リンクの長さを調節する必要がなく、汎用性があってコストダウンを図ることができる。
【００２８】
ここで、利用者Ｐの直立状態において、基準線Ｌ２はほぼ鉛直になり、第２関節部５を含めて脚リンク２Ｌ，２Ｒの殆どの部分が第３関節部７より前方に位置してしまう。従って、駆動源９を第２関節部５と同軸上に配置した場合には、利用者Ｐの直立状態において、駆動源９を含む各脚リンク２Ｌ，２Ｒの重量により、各脚リンク２Ｌ，２Ｒに第３関節部７を中心にした前傾方向の大きな揺動モーメントが発生する。そして、この揺動モーメントで着座部材１に前方への押し力が作用し、着座部材１が利用者Ｐに対し前方にずれたり、利用者Ｐに前方へのぐらつき感を与えてしまう。更に、利用者Ｐの脚を前方に振り出す際に、脚リンク２Ｌ，２Ｒに第１関節部３における前後方向の揺動支点３ａを中心にした後方への揺動モーメントが発生し、脚の前方への振り出しに対する抵抗感を与えてしまう。また、駆動源９を第２関節部５と同軸上に配置すると、第１関節部３回りの脚リンク２Ｌ，２Ｒの慣性モーメントが大きくなり、歩行時に利用者Ｐの脚が脚リンク２Ｌ，２Ｒの慣性モーメントを受けて重く感じる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、各脚リンク２Ｌ，２Ｒの第１関節部３の近傍部分、即ち、第１リンク部４の上端のスライダ４１に、基準線Ｌ２に対し第２関節部５とは前後方向反対側である後方に張り出す板部材から成る張出し部４２を取付け、この張出し部４２に駆動源９を搭載している。これによれば、利用者Ｐの直立時に、駆動源９を除く各脚リンク２Ｌ，２Ｒの重量によって各脚リンク２Ｌ，２Ｒに発生する第３関節部７を中心にした前傾方向の揺動モーメントが、駆動源９の重量により発生する逆向きの揺動モーメントにより減殺される。即ち、駆動源９がカウンタウェイトとして機能して、駆動源９を含む脚リンク２Ｌ，２Ｒ全体の揺動モーメントは小さくなる。その結果、着座部材１に作用する前方への押し力も小さくなり、安定性を確保できる。
【００３０】
更に、利用者Ｐの脚を前方に振り出す際には、駆動源９の重量により前後方向の揺動支点３ａを中心にした前方への揺動モーメントが発生し、このモーメントで脚の前方への振り出しがアシストされる。従って、第２関節部５が基準線Ｌ２の前方に張出すように脚リンク２Ｌ，２Ｒが屈曲している場合に問題になる脚の前方への振り出しに対する抵抗感を解消できる。また、重量物たる駆動源９と揺動支点３ａとの間の距離が短くなり、そのため、第１関節部３回りの脚リンク２Ｌ，２Ｒの慣性モーメントが小さくなる。従って、歩行時に利用者Ｐの脚が脚リンク２Ｌ，２Ｒの慣性モーメントを受けて重く感じることを防止できる。
【００３１】
駆動源９により発生する駆動力は駆動力伝達手段９１を介して第２関節部５に伝達される。駆動力伝達手段９１としては、第２リンク部６の第２関節部５から離れた部分に第１リンク部４と平行に連結されるリンクを用いた平行リンク機構や、油圧シリンダを用いた油圧伝達機構も使用できるが、本実施形態では、軽量化とコストダウンとを図るため、第２関節部５と駆動源９とを結ぶワイヤ９１ａを用いたワイヤ式伝達機構で駆動力伝達手段９１を構成している。駆動源９からは２本のワイヤ９１ａが導出されており、駆動源９から一方のワイヤ９１ａが繰り出されるとき他方のワイヤ９１ａが駆動源９に引き込まれる。尚、駆動源９は、電動モータと該モータにより駆動されるワイヤ９１ａ用の駆動プーリとで構成される。両ワイヤ９１ａ，９１ａは、第１リンク部４の第２関節部５の近傍部分に形成したフランジ４３と駆動源９との間に配設した２本のガイドチューブ９１ｂ，９１ｂに挿通されている。また、第２リンク部６に第２関節部５の軸５１と同軸上のプーリ５２を固定し、このプーリ５２に２本のワイヤ９１ａ，９１ａを互いに逆方向から巻きつけ、各ワイヤ９１ａの端末をプーリ５２に固定している。かくして、駆動源９によるワイヤ９１ａ，９１ａの繰り出しと引き込みとにより、プーリ５２が回転され、この回転で第２リンク部６が第１リンク部４に対し第２関節部５の軸５１を中心にして揺動し、脚リンク２Ｌ，２Ｒが屈伸される。尚、図示しないが、プーリ５２の側面に円弧状の溝を形成すると共に、第１リンク部４にこの溝に係合する突起部を形成し、第１リンク部４に対する第２リンク部６の揺動ストロークを所定範囲に規制している。
【００３２】
第３関節部７は、図６に示す如く、第２リンク部６の下端に、２軸の力センサ１０を介して連結されるヨーク７１と、ヨーク７１の下端部に横設した軸７２に回転自在に且つ軸方向に傾動自在に連結した可動子７３とから成るフリージョイントで構成される。ここで、上記した体重免荷アシスト力は、横方向から見て、第１関節部３における脚リンク２Ｌ，２Ｒの前後方向の揺動支点３ａと第３関節部７とを結ぶ上記基準線Ｌ２上に作用する。そして、基準線Ｌ２上に作用する実際の体重免荷アシスト力(正確には体重免荷アシスト力と着座部材１及び各脚リンク２Ｌ，２Ｒの重量による力との合力)を力センサ１０で検出される２軸方向の力の検出値に基づいて算出している。
【００３３】
接地部材８は、靴８１と、靴８１に組み込まれた図６に示す高剛性の鐙状連結リング８２とを備えている。連結リング８２の上面にはカラー８３が立設され、このカラー８３に第３関節部７の可動子７３の下端が連結されている。また、図２に示すように、連結リング８２の下辺部には靴８１の中敷となる弾性板８４が載っており、弾性板８４の下面に、利用者の足平の中趾節関節(ＭＰ関節)部分と踵部分とに作用する荷重を検出する前後一対の圧力センサ８５，８５が取付けられている。そして、各接地部材８の両圧力センサ８５，８５の検出値に基づいて、利用者の両足平に作用する全荷重に対する各足平の作用荷重の割合を算出し、予め設定される体重免荷アシスト力の設定値に各足平の荷重割合を乗算した値を各脚リンクで発生すべき体重免荷アシスト力の制御目標値とし、上記力センサ１０の検出値に基づいて算出される実際の体重免荷アシスト力が制御目標値になるように駆動源９を制御している。尚、片脚支持状態では、支持脚側の脚リンクのみで設定値の体重免荷アシスト力を発生させる。この場合、遊脚側の脚リンクの駆動源の駆動を停止して、第２関節部５を自由回転状態にしても良いが、遊脚側の脚リンクに駆動源により屈曲方向の力を加え、遊脚の足平の持ち上げをアシストすることも可能である。
【００３４】
ところで、体重免荷アシスト力は、前方から見て、第１関節部３の横方向の揺動支点たる支軸３５と第３関節部７とを結ぶ線上に作用する。そのため、支軸３５と第３関節部７との間の横方向距離が長くなると、体重免荷アシスト力の横方向成分が大きくなり、接地部材８及び着座部材１に作用する横力が増加して、接地部材８や着座部材１が不安定になる。そこで、本実施形態では、図３に示す如く、第３関節部７が接地部材８の横幅中央より横方向内方に位置するように、連結リング８２の上面のカラー８３を横方向内側にずらして配置している。これによれば、支軸３５と第３関節部７との間の横方向距離が短くなり、接地部材８及び着座部材１に作用する横力が小さくなって、接地部材８と着座部材１の安定性が確保される。
【００３５】
以上の如く着座部材１の安定化のための種々の工夫を施しているが、本実施形態では、着座部材１そのものにも工夫を施している。以下、これについて詳述する。着座部材１は、図７(ａ)に示す如く、前後方向中間に後部１ａと前部１ｂに比し横幅を狭めたくびれ部１ｃを有する形状に形成されている。また、前部１ｂは、上方に湾曲し(図２参照)、且つ、横方向中間部が切欠かれた二股形状に形成されている。利用者は左右の脚をくびれ部１ｃの横方向両側に位置させて着座部材１に着座する。これによれば、幅広の後部１ａと前部１ｂとにより利用者に対する着座部材１の前後方向の位置ずれを抑制でき、且つ、前部１ｂが上方に湾曲しているため、歩行時に前方に振り出される脚が前部１ｂに当りにくくなり、歩行時の脚の動きの自由度が確保される。更に、前部１ｂを二股形状に形成することで、前部１ｂが横方向に撓み易くなる。そのため、前方に振り出される脚が前部１ｂに当接しても、この当接力を前部１ｂの撓みで吸収し、脚の当接で着座部材１がヨーイングすることを抑制できる。また、利用者の股間部等が前部１ｂに当たらなくなり、座り心地が良くなる。後部１ａは、利用者の左右の坐骨を受けるのに十分な横幅を持っている。そのため、利用者に対し坐骨接触により体重免荷アシスト力を確実に伝達することができる。
【００３６】
尚、着座部材１は、カーボンファイバー等で形成される芯材１０１と、芯材１０１の上面に取付けたクッション材１０２と、これら芯材１０１とクッション材１０２とを覆うカバー１０３とで構成されている。芯材１０１には、図７(ｂ)に示す如く、生体組織の圧迫を避けるために、前後方向にのびる横方向中央の窪み１０４が形成されており、窪み１０４の両側にクッション材１０２を取付けている。また、芯材１０１の周縁部の肉厚を薄くし、側方からの脚の当接力を柔軟に吸収できるようにしている。
【００３７】
ところで、上記第１実施形態では、左右の各脚リンク２Ｌ，２Ｒの中間に回転式の第２関節部５を設けているが、図９に示す第３実施形態の如く、左右の各脚リンク２Ｌ，２Ｒの中間に直動式の第２関節部５´を設けても良い。この第２関節部５´には、図示しないが、電動モータから成る駆動源と送りねじ機構とが組み込まれており、駆動源の作動により送りねじ機構を介して各脚リンク２Ｌ，２Ｒの第２リンク部６が直線的に動き、これにより接地部材８と着座部材１との間の距離が変化する。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、複数の車輪を有する小型の台車状の接地部材に立設される自立可能な単一の脚リンクを着座部材の下面の連結部に連結し、利用者の歩行に合わせて車輪を駆動するようにしても良い。また、片方の脚が骨折等で不自由な利用者の歩行を補助するため、上記実施形態の左右の脚リンク２Ｌ，２Ｒのうち利用者の不自由な脚側の脚リンクのみを残して他方の脚リンクを省略することも可能である。また、脚リンク２Ｌ，２Ｒの中間の第２関節部５，５´用の駆動源を脚リンク２Ｌ，２Ｒに搭載せずに、着座部材１の後方に取付けるブラケットに搭載しても良い。更に、第２関節部５，５´を伸び方向(接地部材８と着座部材１との間の距離を長くする方向)に付勢する付勢手段を設け、駆動源を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態の歩行補助装置の斜視図。
【図２】第１実施形態の歩行補助装置の側面図。
【図３】第１実施形態の歩行補助装置の正面図。
【図４】第１実施形態の歩行補助装置の第１関節部の部分の斜視図。
【図５】第１実施形態の歩行補助装置の第１関節部の部分の側面図。
【図６】第１実施形態の歩行補助装置の脚リンクの下端部分の斜視図。
【図７】(ａ)第１実施形態の歩行補助装置の着座部材の斜視図、(ｂ)着座部材の芯材の斜視図。
【図８】第２実施形態の第１関節部分の斜視図。
【図９】第３実施形態の歩行補助装置の斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１…着座部材、２Ｌ，２Ｒ…脚リンク、３…第１関節部(着座部材の下面の連結部)、３７…ストッパ部材、５…第２関節部(脚リンクの中間の関節部)、７…第３関節部(脚リンクの下端の関節部)、８…接地部材、９…駆動源。
【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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