(57)【要約】【課題】指に負担をかけずに、指の屈曲動作を補助する。【解決手段】各アウターチューブ４６、５０に通された各インナーワイヤ４８、５２を用いて、指先（遠位指節間関節１１８及び近位指節間関節１１６）に配置された各ガイドレール１２、１８をスライド移動させて、各関節１１８、１１６の屈曲動作を補助する。これにより、各ガイドレール１２、１８や各スライドレール１４、２０などの部材から離して、サーボモータ等の駆動部を配置できる。したがって、各指部や指関節以外の腕部などに、駆動部を配置することができるため、指にかかる重量が軽減され、指に負担をかけずに済む。【選択図】図２
2007313093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の第１指関節上に配置される円弧状の第１ガイド部材と、
前記第１指関節の先端側にある第１指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第１ガイド部材へ設けられた円弧状の第１移動部材と、
前記第１移動部材の先端部に連結され、前記第１指部上に配置される第１リンク部材と、
先端が前記第１移動部材の基端部に取り付けられた第１アウターチューブと、
前記第１アウターチューブに通され、先端が前記第１ガイド部材の先端部に取り付けられた第１インナーワイヤと、
前記第１インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第１移動部材を前記第１指部側へスライド移動させて、前記第１リンク部材に前記第１指部を押圧させる第１駆動部と、
を備えたことを特徴とする指駆動システム。
【請求項２】
人間の第２指関節上に配置される円弧状の第２ガイド部材と、
前記第２指関節の先端側にある第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第２ガイド部材へ設けられた円弧状の第２移動部材と、
前記第１ガイド部材の基端部及び前記第２移動部材の先端部に連結され、前記第２指部上に配置される第２リンク部材と、
先端が前記第２移動部材の基端部に取り付けられた第２アウターチューブと、
前記第２アウターチューブに通され、先端が前記第２ガイド部材の先端部に取り付けられた第２インナーワイヤと、
前記第２インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第２移動部材を前記第２指部側へスライド移動させて、前記第２リンク部材に前記第２指部を押圧させる第２駆動部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の指駆動システム。
【請求項３】
人間の第３指関節上に配置される円弧状の第３ガイド部材と、
前記第３指関節の先端側にある第３指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第３ガイド部材へ設けられた円弧状の第３移動部材と、
前記第２ガイド部材の基端部及び第３移動部材の先端部に連結され、前記第３指部上に配置される第３リンク部材と、
前記第３ガイド部材の基端部を支持し、手の甲に配置される基体と、
前記第３移動部材を前記第３指部側へスライド移動させて、前記第３リンク部材に前記第３指部を押圧させると共に、スライド移動した前記第３移動部材を引っ張り上げる第３駆動部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の指駆動システム。
【請求項４】
手の甲に配置される基体と、
基端部が前記基体に連結された円弧状の第３ガイド部材と、
前記第２指関節の基端側にある関節を屈曲させた際の前記第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第３ガイド部材へ設けられた円弧状の第３移動部材と、
前記第３移動部材の先端部と前記第２リンク部材とを連結するユニバーサルジョイント部と、
前記第３移動部材を前記第２指部側へスライド移動させて、前記第２リンク部材に前記第２指部を押圧させると共に、スライド移動した前記第３移動部材を引っ張り上げる第３駆動部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の指駆動システム。
【請求項５】
前記基体に設けられ、先端部が前記第３移動部材の基端部に取り付けられ、前記各指部で構成される指に沿ってスライド移動可能なスライダーと、
アウターチューブに通され、前記スライダーの基端部に取り付けられた第３インナーワイヤと、
アウターチューブに通され、前記スライダーの基端部に取り付けられた第４インナーワイヤと、
を備え、
前記第３駆動部は、前記第３インナーワイヤを引っ張ることにより、前記スライダーを前記指の先端側へスライド移動させて、前記第３移動部材をスライド移動させ、
前記第４インナーワイヤを引っ張ることにより、前記スライダーを前記指の基端側へスライド移動させて、スライド移動した前記第３移動部材を引っ張り上げることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の指駆動システム。
【請求項６】
先端が前記第３移動部材の基端部に取り付けられる第３アウターチューブと、
前記第３アウターチューブに通され、先端が前記第３ガイド部材の先端部に取り付けられた第３インナーワイヤと、
先端が前記第３ガイド部材の基端部に取り付けられる第４アウターチューブと、
前記第３アウターチューブに通され、先端が前記第３移動部材の基端部に取り付けられた第４インナーワイヤと、
を備え、
前記第３駆動部は、前記第３インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第３移動部材をスライド移動させ、
前記第４インナーワイヤを引っ張ることにより、スライド移動した前記第３移動部を引っ張り上げることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の指駆動システム。
【請求項７】
前記第１〜第３駆動部は、
前記第１〜第３インナーワイヤが一端部に連結され、前記第４インナーワイヤが他端部に連結され、単一の駆動モータで正転して前記第１〜第３インナーワイヤを引っ張り、前記駆動モータで逆転して前記第４インナーワイヤを引っ張る回転体を備えて構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の指駆動システム。
【請求項８】
人間の第１指関節上に配置される円弧状の第１ガイド部材と、
前記第１指関節の先端側にある第１指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第１ガイド部材へ設けられた円弧状の第１移動部材と、
前記第１移動部材の先端部に連結され、前記第１指部上に配置される第１リンク部材と、
先端が前記第１移動部材の基端部に取り付けられた第１アウターチューブと、
第２指関節上に配置される円弧状の第２ガイド部材と、
前記第２指関節の先端側にある第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第２ガイド部材へ設けられた円弧状の第２移動部材と、
前記第１ガイド部材の基端部及び前記第２移動部材の先端部に連結され、前記第２指部上に配置される第２リンク部材と、
先端が前記第２移動部材の基端部に取り付けられた第２アウターチューブと、
前記第１アウターチューブ及び前記第２アウターチューブに通され、前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材の一方の先端部に先端が取り付けられ、前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材の他方の先端部に設けられた巻掛け部に中間部が巻き掛けられたインナーワイヤと、
前記インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第１移動部材を前記第１指部側へスライド移動させて、前記第１リンク部材に前記第１指部を押圧させると共に、前記第２移動部材を前記第２指部側へスライド移動させて、前記第２リンク部材に前記第２指部を押圧させる駆動部と、
を備えたことを特徴とする指駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間の指の動作を補助する指駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の指の動作を補助する指駆動システムとしては、非特許文献１に開示される指駆動システムが公知である。
【０００３】
この指駆動システムでは、グローブの手の甲の部分に、基体（basis）が設けられている。この基体には、人差し指に向かって延びる円弧状のガイド（steel belt guide）が取り付けられている。このガイドには、ガイドに沿ってスライド移動可能な円弧状のリンク（circular arc link）が設けられている。リンクの一端部は、グローブの人差し指の根元の部分に取り付けられ、リンクの他端部には、板ばね（steel belt）が取り付けられている。板ばねは、基体に設けたプーリに巻き掛けられている。
【０００４】
このプーリを、モータで正転、逆転させることにより、板ばねは押し引きされる。板ばねが押し出されることにより、ガイドの先端からリンクが伸び出て、グローブを介して人差し指を押圧し、手の甲と人差し指との間にある中手指節関節の屈曲動作を補助する。板ばねが引っ張れることにより、延出されたリンクが戻り、グローブを介して人差し指を引き上げて、中手指節関節の伸展動作を補助する。
【０００５】
また、非特許文献１の指駆動システムでは、これと同様の機構が、中指及び親指に設けられており、中指及び親指の中手指節関節の屈曲伸展動作も補助されるようになっている。
【非特許文献１】Ｙａｍａｄａ Ｙｏｊｉ，Ｍｏｒｉｚｏｎｏ Ｔｅｔｓｕｙａ，Ｓａｔｏ Ｓｈｕｊｉ，Ｓｈｉｍｏｈｉｒａ Ｔａｋａｈｉｒｏ,Ｕｍｅｔａｎｉ Ｙｏｊｉ:“Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ Ａ Ｓｋｉｌｍａｔｅ Ｆｉｎｇｅｒ ｆｏｒ ＥＶＡ Ｇｌｏｖｅｓ”;ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２００１ ＩＥＥＥ， ｐｐ．１４０６‐１４１２， Ｍａｙ， ２００１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１の構成では、基体、ガイド及びモータが一体的に設けられているため、この機構を指先の指関節に配置して、指先の指関節の屈曲伸展動作の補助しようとすると、指先への重量が増加し、指に負担をかけてしまう。また、非特許文献１では、無重力状態での作業において、指動作の補助をすることを想定しているものであり、装置の重量については、考慮されていない。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、指に負担をかけずに、指の動作の補助ができる指駆動システム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】
本発明の請求項１に係る指駆動システムは、人間の第１指関節上に配置される円弧状の第１ガイド部材と、前記第１指関節の先端側にある第１指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第１ガイド部材へ設けられた円弧状の第１移動部材と、前記第１移動部材の先端部に連結され、前記第１指部上に配置される第１リンク部材と、先端が前記第１移動部材の基端部に取り付けられた第１アウターチューブと、前記第１アウターチューブに通され、先端が前記第１ガイド部材の先端部に取り付けられた第１インナーワイヤと、前記第１インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第１移動部材を前記第１指部側へスライド移動させて、前記第１リンク部材に前記第１指部を押圧させる第１駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第１駆動部を駆動させて、第１インナーワイヤを引っ張ることにより、第１移動部材を第１指部の屈曲軌道に沿って第１指部側へスライド移動させる。第１移動部材がスライド移動すると、第１移動部材に連結された第１リンク部材も第１指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動して、第１リンク部材が第１指部を押圧する。これにより、第１指関節における第１指部の屈曲動作が補助される。
【００１０】
ここで、請求項１では、第１アウターチューブに通された第１インナーワイヤを用いて、第１移動部材をスライド移動させる。このため、第１ガイド部材、第１移動部材及び第１リンク部材から離して第１駆動部を配置できる。したがって、各指部や指関節以外、例えば、腕部などに第１駆動部を配置することができる。これにより、指にかかる重量が軽減され、指に負担をかけずに済む。
【００１１】
また、第１移動部材が第１指部の屈曲軌道に沿って移動するので、第１移動部材に連結された第１リンク部材が、第１指部の屈曲方向に第１指部を押圧することになる。このため、第１指部に対して垂直方向に力が加わるので、指に負担をかけず、安定した屈曲動作が可能となる。
【００１２】
本発明の請求項２に係る指駆動システムは、請求項１の構成において、人間の第２指関節上に配置される円弧状の第２ガイド部材と、前記第２指関節の先端側にある第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第２ガイド部材へ設けられた円弧状の第２移動部材と、前記第１ガイド部材の基端部及び前記第２移動部材の先端部に連結され、前記第２指部上に配置される第２リンク部材と、先端が前記第２移動部材の基端部に取り付けられた第２アウターチューブと、前記第２アウターチューブに通され、先端が前記第２ガイド部材の先端部に取り付けられた第２インナーワイヤと、前記第２インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第２移動部材を前記第２指部側へスライド移動させて、前記第２リンク部材に前記第２指部を押圧させる第２駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、第２駆動部を駆動させて、第２インナーワイヤを引っ張ることにより、第２移動部材を第２指部の屈曲軌道に沿って第２指部側へスライド移動させる。第２移動部材がスライド移動すると、第２移動部材に連結された第２リンク部材も第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動して、第２リンク部材が第２指部を押圧する。これにより、第２指関節における第２指部の屈曲動作が補助される。
【００１４】
ここで、請求項２では、請求項１と同様に、第２アウターチューブに通された第２インナーワイヤを用いて、第２移動部材をスライド移動させる。このため、第２ガイド部材、第２移動部材及び第２リンク部材から離して第２駆動部を配置できる。したがって、各指部や指関節以外、例えば、腕部などに第２駆動部を配置することができる。これにより、指にかかる重量が軽減され、指に負担をかけずに済む。
【００１５】
また、第２移動部材が第２指部の屈曲軌道に沿って移動するので、第２移動部材に連結された第２リンク部材が、第２指部の屈曲方向に第２指部を押圧することになる。このため、第２指部に対して垂直方向に力が加わるので、指に負担をかけず、安定した屈曲動作が可能となる。
【００１６】
本発明の請求項３に係る指駆動システムは、請求項２の構成において、人間の第３指関節上に配置される円弧状の第３ガイド部材と、前記第３指関節の先端側にある第３指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第３ガイド部材へ設けられた円弧状の第３移動部材と、前記第２ガイド部材の基端部及び第３移動部材の先端部に連結され、前記第３指部上に配置される第３リンク部材と、前記第３ガイド部材の基端部を支持し、手の甲に配置される基体と、前記第３移動部材を前記第３指部側へスライド移動させて、前記第３リンク部材に前記第３指部を押圧させると共に、スライド移動した前記第３移動部材を引っ張り上げる第３駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第３駆動部を駆動させて、第３移動部材を第３指部の屈曲軌道に沿って第３指部側へスライド移動させる。第３移動部材がスライド移動すると、第３移動部材に連結された第３リンク部材も第３指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動して、第３リンク部材が第３指部を押圧する。これにより、第３指関節における第３指部の屈曲動作が補助される。
【００１８】
また、第３駆動部は、スライド移動した第３移動部材を引っ張り上げる。これにより、第３指部を含む指全体の伸展動作が補助される。
【００１９】
ここで、請求項３では、請求項２と同様に、第３移動部材が第３指部の屈曲軌道に沿って移動するので、第３移動部材に連結された第３リンク部材が、第３指部の屈曲方向に第３指部を押圧することになる。このため、第３指部に対して垂直方向に力が加わるので、指に負担をかけず、安定した屈曲動作が可能となる。
【００２０】
本発明の請求項４に係る指駆動システムは、請求項２の構成において、手の甲に配置される基体と、基端部が前記基体に連結された円弧状の第３ガイド部材と、前記第２指関節の基端側にある関節を屈曲させた際の前記第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第３ガイド部材へ設けられた円弧状の第３移動部材と、前記第３移動部材の先端部と前記第２リンク部材とを連結するユニバーサルジョイント部と、前記第３移動部材を前記第２指部側へスライド移動させて、前記第２リンク部材に前記第２指部を押圧させると共に、スライド移動した前記第３移動部材を引っ張り上げる第３駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、第３駆動部を駆動させて、第２指関節の基端側にある関節を屈曲させた際の第２指部の屈曲軌道に沿って、第３移動部材を第２指部側へスライド移動させる。第３移動部材がスライド移動すると、第３移動部材に連結された第３リンク部材も第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動して、第３リンク部材が第２指部を押圧する。これにより、第２指部の屈曲動作が補助される。
【００２２】
また、第３駆動部は、スライド移動した第３移動部材を引っ張り上げる。これにより、第２指部を含む指全体の伸展動作が補助される。
【００２３】
ここで、請求項４では、第３移動部材の先端部と第２リンク部材は、ユニバーサルジョイント部で連結されているので、第２リンク部材は、第３移動部材に対する移動の自由度が増す。このため、例えば、指の移動範囲の大きい親指に指駆動システムを配置した場合でも、その移動範囲に対応できる。
【００２４】
本発明の請求項５に係る指駆動システムは、請求項３又は請求項４の構成において、前記基体に設けられ、先端部が前記第３移動部材の基端部に取り付けられ、前記各指部で構成される指に沿ってスライド移動可能なスライダーと、アウターチューブに通され、前記スライダーの基端部に取り付けられた第３インナーワイヤと、アウターチューブに通され、前記スライダーの基端部に取り付けられた第４インナーワイヤと、を備え、前記第３駆動部は、前記第３インナーワイヤを引っ張ることにより、前記スライダーを前記指の先端側へスライド移動させて、前記第３移動部材をスライド移動させ、前記第４インナーワイヤを引っ張ることにより、前記スライダーを前記指の基端側へスライド移動させて、スライド移動した前記第３移動部材を引っ張り上げることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項６に係る指駆動システムは、請求項３又は請求項４の構成において、先端が前記第３移動部材の基端部に取り付けられる第３アウターチューブと、前記第３アウターチューブに通され、先端が前記第３ガイド部材の先端部に取り付けられた第３インナーワイヤと、先端が前記第３ガイド部材の基端部に取り付けられる第４アウターチューブと、前記第３アウターチューブに通され、先端が前記第３移動部材の基端部に取り付けられた第４インナーワイヤと、を備え、前記第３駆動部は、前記第３インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第３移動部材をスライド移動させ、前記第４インナーワイヤを引っ張ることにより、スライド移動した前記第３移動部を引っ張り上げることを特徴とする。
【００２６】
第３駆動部で第３移動部材をスライド移動させる構成としては、本発明の請求項５のように、スライダーを用いてもよいし、請求項６のように、インナーワイヤを用いてもよい。
【００２７】
本発明の請求項７に係る指駆動システムは、請求項５又は請求項６の構成において、前記第１〜第３駆動部は、前記第１〜第３インナーワイヤが一端部に連結され、前記第４インナーワイヤが他端部に連結され、単一の駆動モータで正転して前記第１〜第３インナーワイヤを引っ張り、前記駆動モータで逆転して前記第４インナーワイヤを引っ張る回転体を備えて構成されていることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、一端部に第１〜第３インナーワイヤが連結され、他端部に第４インナーワイヤが連結された回転体を、単一の駆動モータで正転して第１〜第３インナーワイヤを引っ張り、駆動モータで逆転して第４インナーワイヤを引っ張る。
【００２９】
このように、単一の駆動モータで回転体を正転逆転するだけなので、簡易な構成で各インナーワイヤを引っ張ることができる。また、第１〜第３駆動部が、共通化されるので、機構が簡易となり、指駆動システムの重量も軽くなる。
【００３０】
本発明の請求項８に係る指駆動システムは、請求項１〜７のいずれか１項の構成において、人間の第１指関節上に配置される円弧状の第１ガイド部材と、前記第１指関節の先端側にある第１指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第１ガイド部材へ設けられた円弧状の第１移動部材と、前記第１移動部材の先端部に連結され、前記第１指部上に配置される第１リンク部材と、先端が前記第１移動部材の基端部に取り付けられた第１アウターチューブと、第２指関節上に配置される円弧状の第２ガイド部材と、前記第２指関節の先端側にある第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動可能に前記第２ガイド部材へ設けられた円弧状の第２移動部材と、前記第１ガイド部材の基端部及び前記第２移動部材の先端部に連結され、前記第２指部上に配置される第２リンク部材と、先端が前記第２移動部材の基端部に取り付けられた第２アウターチューブと、前記第１アウターチューブ及び前記第２アウターチューブに通され、前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材の一方の先端部に先端が取り付けられ、前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材の他方の先端部に設けられた巻掛け部に中間部が巻き掛けられたインナーワイヤと、前記インナーワイヤを引っ張ることにより、前記第１移動部材を前記第１指部側へスライド移動させて、前記第１リンク部材に前記第１指部を押圧させると共に、前記第２移動部材を前記第２指部側へスライド移動させて、前記第２リンク部材に前記第２指部を押圧させる駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、駆動部を駆動させて、インナーワイヤを引っ張ることにより、第１移動部材を第１指部の屈曲軌道に沿って第１指部側へスライド移動させる。第１移動部材がスライド移動すると、第１移動部材に連結された第１リンク部材も第１指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動して、第１リンク部材が第１指部を押圧する。これにより、第１指関節における第１指部の屈曲動作が補助される。
【００３２】
また、駆動部を駆動させて、インナーワイヤを引っ張ることにより、第２移動部材を第２指部の屈曲軌道に沿って第２指部側へスライド移動させる。第２移動部材がスライド移動すると、第２移動部材に連結された第２リンク部材も第２指部の屈曲軌道に沿ってスライド移動して、第２リンク部材が第２指部を押圧する。これにより、第２指関節における第２指部の屈曲動作が補助される。
【００３３】
ここで、本発明の請求項８の構成では、インナーワイヤが、第１ガイド部材及び第２ガイド部材の一方の先端部に先端が取り付けられ、第１ガイド部材及び第２ガイド部材の他方の先端部に設けられた巻掛け部に中間部が巻き掛けられている。
【００３４】
このように、一続きのインナーワイヤにより、各リンク部材をスライド移動させるので、各指部で対象物を把持する際に、対象物に先に当接した指部上にあるリンク部材の移動が規制されると、インナーワイヤの引っ張り力は、後から当接する指部上にあるリンク部材を移動させるように作用する。これにより、各指部は、対象物に倣うように屈曲するので、自然に対象物を把持することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、上記構成としたので、指に負担をかけずに、指の屈曲動作の補助ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明の指駆動システムに係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００３７】
本実施形態に係る指駆動システム１０は、人間の指の屈曲伸展動作を補助するためのものであり、指の上面（爪のある側の面）、手の甲及び前腕に配置される（図２参照）。
【００３８】
指駆動システム１０が配置される手１００は、図１に示すように、手根部を形作る手根骨１０１と、手のひらを形作る中手骨１０２と、指を形作る指骨１０４と、を備えている。指骨１０４は、親指において、２つの指節骨、すなわち、基節骨１０８、末節骨１１２で構成され、人差し指・中指・薬指・小指において、３つの指節骨、すなわち、基節骨１０８、中節骨１１０、末節骨１１２で構成されている。
【００３９】
人差し指・中指・薬指・小指においては、中手骨１０２と基節骨１０８とを屈曲伸展可能に連結する連結部としての中手指節関節（請求項３の第３指関節に相当）１１４と、基節骨１０８と中節骨１１０とを屈曲伸展可能に連結する連結部としての近位指節間関節（請求項２の第２指関節に相当）１１６と、中節骨１１０と末節骨１１２とを屈曲伸展可能に連結する連結部としての遠位指節間関節（請求項１の第１指関節に相当）１１８と、を備えている。
【００４０】
一方、親指においては、手根骨１０１と中手骨１０２とを屈曲伸展可能に連結する連結部としての手根中手関節（請求項４に記載の第２指関節の基端側にある関節に相当）１０３と、中手骨１０２と基節骨１０８とを屈曲伸展可能に連結する連結部としての中手指節関節（請求項２の第２指関節に相当）１１４と、基節骨１０８と末節骨１１２とを屈曲伸展可能に連結する連結部としての指節間関節（請求項１の第１指関節に相当）１２０とを備える構成となっている。
【００４１】
なお、本明細書では、人差し指・中指・薬指・小指において、基節骨１０８に形作られる部位を基端指部（請求項３の第３指部に相当）１２２、中節骨１１０に形作られる部位を中間指部（請求項２の第２指部に相当）１２４、末節骨１１２に形作られる部位を先端指部（請求項１の第１指部に相当）１２６として説明する。また、本明細書では、親指において、中手骨１０２に形作られる部位を基端指部１３２、基節骨１０８に形作られる部位を中間指部（請求項２の第２指部に相当）１３４、末節骨１１２に形作られる部位を先端指部（請求項１の第１指部に相当）１３６として説明する。
【００４２】
また、本明細書では、指駆動システム１０が配置される手１００の手首側を基端とし、指先側を先端として説明する。すなわち、指駆動システム１０における基端部とは、手首側に配置される端部をいい、先端部とは、指先側に配置される端部をいう。
【００４３】
＜人差し指・中指・薬指・小指における指駆動システム１０の機構＞
本実施形態に係る指駆動システム１０は、図２及び図３に示すように、人差し指・中指・薬指・小指の遠位指節間関節１１８上のそれぞれに配置される円弧状の先端ガイドレール（請求項１の第１移動部材に相当）１２及び円弧状の先端スライドレール（請求項１の第１ガイド部材に相当）１４を備えている。
【００４４】
先端ガイドレール１２の側部には、図４（Ｂ）に示すように、先端ガイドレール１２の円弧形状に沿ってレール溝１２Ａが形成されている。先端スライドレール１４は、スライド移動可能に先端ガイドレール１２のレール溝１２Ａの内部に配置されている。これにより、先端ガイドレール１２は、先端スライドレール１４に対して、相対的にスライド移動するようになっている。
【００４５】
先端ガイドレール１２のレール溝１２Ａの開口部には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、板状の蓋部１２Ｂが取り付けられている。これにより、先端ガイドレール１２は、スライド移動する際に、先端スライドレール１４から離れず、所定の軌道を描くようになっている。
【００４６】
また、蓋部１２Ｂには、レール溝１２Ａに沿って開口する窓部１２Ｃが形成されている。先端スライドレール１４の先端部には、窓部１２Ｃから突出する突起部１４Ａが設けられている。先端ガイドレール１２が、先端スライドレール１４に対してスライド移動すると、先端スライドレール１４の突起部１４Ａが窓部１２Ｃの縁の一端及び他端に当接し、先端ガイドレール１２の移動範囲が規制される。
【００４７】
先端スライドレール１４の円弧中心は、先端ガイドレール１２の円弧中心と一致するように形成されている。また、遠位指節間関節１１８を屈曲及び伸展させた際、すなわち、先端指部１２６を中間指部１２４に対して回転させた際の回転中心と、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４の円弧中心と、が一致するように、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４は、遠位指節間関節１１８上に配置されている。
【００４８】
これにより、先端ガイドレール１２は、先端指部１２６の屈曲軌道、すなわち、遠位指節間関節１１８を屈曲させた際の先端指部１２６の軌道に沿って、先端スライドレール１４上を先端指部１２６側へスライド移動するようになっている。また、先端ガイドレール１２が先端指部１２６側へスライド移動した際は、先端ガイドレール１２は、先端スライドレール１４の先端部から、先端指部１２６に対して垂直に伸び出るようになっている。
【００４９】
遠位指節間関節１１８を屈曲及び伸展させた場合における先端指部１２６の軌道を解析すると、先端指部１２６の軌道は、円軌道に近似する楕円軌道であることがわかる。従って、その軌道にあわせて、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４を円又は楕円の円弧状に形成することが望ましい。
【００５０】
先端ガイドレール１２の先端部には、板状の先端リンク部材（請求項１の第１リンク部材に相当）１６が連結されている。この先端リンク部材１６の基端部が、先端ガイドレール１２に固定され、先端リンク部材１６は、先端ガイドレール１２に支持されている。また、先端リンク部材１６は、先端指部１２６に応じた長さに形成されており、先端指部１２６上に配置される。
【００５１】
これにより、先端リンク部材１６は、先端ガイドレール１２が先端指部１２６の屈曲軌道に沿ってスライド移動すると、先端ガイドレール１２と一体に移動し、先端指部１２６を上から押圧するようになっている。
【００５２】
また、本実施形態に係る指駆動システム１０は、図２及び図３に示すように、人差し指・中指・薬指・小指の近位指節間関節１１６上のそれぞれに配置される円弧状の中間ガイドレール（請求項２の第２移動部材に相当）１８及び円弧状の中間スライドレール（請求項２の第２ガイド部材に相当）２０を備えている。
【００５３】
中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０は、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４と同様の構成をしており（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、中間ガイドレール１８は、中間スライドレール２０に対して、相対的にスライド移動するようになっている。
【００５４】
また、中間ガイドレール１８が、中間スライドレール２０に対してスライド移動すると、中間スライドレール２０の突起部２０Ａが窓部１８Ｃの縁の一端及び他端に当接し、中間ガイドレール１８の移動範囲が規制される。
【００５５】
中間スライドレール２０の円弧中心は、中間ガイドレール１８の円弧中心と一致するように形成されている。また、近位指節間関節１１６を屈曲及び伸展させた際、すなわち、中間指部１２４を基端指部１２２に対して回転させた際の回転中心と、中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０の円弧中心と、が一致するように、中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０は、近位指節間関節１１６上に配置されている。
【００５６】
これにより、中間ガイドレール１８は、中間指部１２４の屈曲軌道、すなわち、近位指節間関節１１６を屈曲させた際の中間指部１２４の軌道に沿って、中間スライドレール２０上を中間指部１２４側へスライド移動するようになっている。また、中間ガイドレール１８が中間指部１２４側へスライド移動した際は、中間ガイドレール１８は、中間スライドレール２０の先端部から、中間指部１２４に対して垂直に伸び出るようになっている。
【００５７】
近位指節間関節１１６を屈曲及び伸展させた場合における中間指部１２４の軌道を解析すると、中間指部１２４の軌道は、円軌道に近似する楕円軌道であることがわかる。従って、その軌道にあわせて、中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０を円又は楕円の円弧状に形成することが望ましい。また、中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０の径は、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４の径よりも大きくされている。
【００５８】
先端スライドレール１４と中間ガイドレール１８との間には、先端スライドレール１４の基端部及び中間ガイドレール１８の先端部に連結される板状の中間リンク部材（請求項２の第２リンク部材に相当）２２が設けられている。先端スライドレール１４は、中間リンク部材２２の先端部に固定されており、中間リンク部材２２が先端スライドレール１４を支持している。
【００５９】
また、中間リンク部材２２の基端部が、中間ガイドレール１８に固定され、中間リンク部材２２は、中間ガイドレール１８に支持されている。また、中間リンク部材２２は、中間指部１２４に応じた長さに形成されており、中間指部１２４上に配置される。
【００６０】
これにより、中間リンク部材２２は、中間ガイドレール１８が中間指部１２４の屈曲軌道に沿ってスライド移動すると、中間ガイドレール１８と一体に移動し、中間指部１２４を上から押圧するようになっている。
【００６１】
また、本実施形態に係る指駆動システム１０は、図２及び図３に示すように、人差し指・中指・薬指・小指の中手指節関節１１４上のそれぞれに配置される円弧状の基端ガイドレール（請求項３の第３ガイド部材に相当）２４及び円弧状の基端スライドレール（請求項３の第３移動部材に相当）２６を備えている。
【００６２】
基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６は、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４と同様の構成をしており（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、基端スライドレール２６は、基端ガイドレール２４に対して、相対的にスライド移動するようになっている。
【００６３】
また、基端スライドレール２６が、基端ガイドレール２４に対してスライド移動すると、基端スライドレール２６の基端部に形成された突起部２６Ａが、窓部２４Ｃの縁の一端及び他端に当接し、基端スライドレール２６の移動範囲が規制される。
【００６４】
基端スライドレール２６の円弧中心は、基端ガイドレール２４の円弧中心と一致するように形成されている。また、中手指節関節１１４を屈曲及び伸展させた際、すなわち、基端指部１２２を中手骨１０２に対して回転させた際の回転中心と、基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６の円弧中心と、が一致するように、基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６は、中手指節関節１１４上に配置されている。
【００６５】
これにより、基端スライドレール２６は、基端指部１２２の屈曲軌道、すなわち、中手指節関節１１４を屈曲させた際の基端指部１２２の軌道に沿って、基端ガイドレール２４上を基端指部１２２側へスライド移動するようになっている。また、基端スライドレール２６が基端指部１２２側へスライド移動した際は、基端スライドレール２６は、基端ガイドレール２４の先端部から、基端指部１２２に対して垂直に伸び出るようになっている。
【００６６】
中手指節関節１１４を屈曲及び伸展させた場合における基端指部１２２の軌道を解析すると、基端指部１２２の軌道は、円軌道に近似する楕円軌道であることがわかる。従って、その軌道にあわせて、基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６を円又は楕円の円弧状に形成することが望ましい。また、基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６の径は、中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０の径よりも大きくされている。
【００６７】
中間スライドレール２０と基端スライドレール２６との間には、中間スライドレール２０の基端部及び基端スライドレール２６の先端部に連結される板状の基端リンク部材（請求項３の第３リンク部材に相当）２８が設けられている。中間スライドレール２０は、基端リンク部材２８の先端部に固定されており、基端リンク部材２８が中間スライドレール２０を支持している。
【００６８】
また、基端リンク部材２８の基端部が、基端スライドレール２６に固定され、基端リンク部材２８は、基端スライドレール２６に支持されている。また、基端リンク部材２８は、基端指部１２２に応じた長さに形成されており、基端指部１２２上に配置される。
【００６９】
これにより、基端リンク部材２８は、基端スライドレール２６が基端指部１２２の屈曲軌道に沿ってスライド移動すると、基端スライドレール２６と一体に移動し、基端指部１２２を上から押圧するようになっている。
【００７０】
手の甲（詳細には、中手骨１０２の部位）には、基端ガイドレール２４の基端部に連結された基体３０が配置されている。基端ガイドレール２４は、基体３０の先端部に固定されており、基体３０が基端ガイドレール２４を支持している。
【００７１】
基体３０には、図２及び図３に示すように、各指に沿ってスライド移動する直動スライダー３２が設けられている。直動スライダー３２の先端部は、基端スライドレール２６の突起部２６Ａに取り付けられている。直動スライダー３２の基端部は、スライダー本体３２Ａにスライド可能に支持されている。
【００７２】
スライダー本体３２Ａの先端部には、スライダー用アウターチューブ３４が取り付けられ、スライダー本体３２Ａの基端部には、スライダー用アウターチューブ３８が取り付けられている。
【００７３】
スライダー用アウターチューブ３４には、スライダー用インナーワイヤ（請求項５の第３インナーワイヤに相当）３６が通され、スライダー用インナーワイヤ３６の先端は、直動スライダー３２の基端部に取り付けられている。スライダー用アウターチューブ３８には、スライダー用インナーワイヤ（請求項５の第４インナーワイヤ）４０が通され、スライダー用インナーワイヤ４０の先端は、直動スライダー３２の基端部に取り付けられている。
【００７４】
スライダー用インナーワイヤ３６の基端は、サーボモータ４２（請求項１〜３の第１〜第３駆動部に相当）の回転体４２Ａの一端部に取り付けられている。スライダー用インナーワイヤ４０の基端は、サーボモータ４２の回転体４２Ａの他端部に取り付けられている。
【００７５】
また、先端ガイドレール１２には、先端ガイドレール１２の基端部に先端が取り付けられる先端アウターチューブ（請求項１の第１アウターチューブに相当）４６が設けられている。この先端アウターチューブ４６には、先端インナーワイヤ（請求項１の第１インナーワイヤに相当）４８が通され、先端インナーワイヤ４８の先端は、先端スライドレール１４の先端部にある突起部１４Ａに取り付けられている。先端インナーワイヤ４８の基端は、サーボモータ４２の回転体４２Ａの一端部に取り付けられている。
【００７６】
また、中間ガイドレール１８には、中間ガイドレール１８の基端部に先端が取り付けられる中間アウターチューブ（請求項２の第２アウターチューブに相当）５０が設けられている。この中間アウターチューブ５０には、中間インナーワイヤ（請求項２の第２インナーワイヤに相当）５２が通され、中間インナーワイヤ５２の先端は、中間スライドレール２０の先端部にある突起部２０Ａに取り付けられている。中間インナーワイヤ５２の基端は、サーボモータ４２の回転体４２Ａの一端部に取り付けられている。
【００７７】
サーボモータ４２は、前腕部に配置される基台４４に設けられており、その回転体４２Ａが、両方向（図３においてＡ方向及びＢ方向）に回転可能とされている。また、回転体４２Ａの回転角度は、サーボモータ４２に入力されるパルスのパルス幅によって決定されるため、回転体４２Ａの位置調整がしやすく、また、高いトルクが出せるようになっている。
【００７８】
サーボモータ４２の回転体４２ＡがＡ方向に回転することにより、先端インナーワイヤ４８、中間インナーワイヤ５２及びスライダー用インナーワイヤ３６が引っ張られる。
【００７９】
先端インナーワイヤ４８が引っ張られると、先端アウターチューブ４６の先端が取り付けられた先端ガイドレール１２は、先端インナーワイヤ４８の先端が取り付けられた先端スライドレール１４の先端側へ押される。これにより、先端ガイドレール１２は、先端指部１２６の屈曲軌道に沿って、先端指部１２６側へ、先端スライドレール１４をスライド移動するようになっている（図５参照）。
【００８０】
また、中間インナーワイヤ５２が引っ張られると、中間アウターチューブ５０の先端が取り付けられた中間ガイドレール１８は、中間インナーワイヤ５２の先端が取り付けられた中間スライドレール２０の先端側へ押される。これにより、中間ガイドレール１８は、中間指部１２４の屈曲軌道に沿って、中間指部１２４側へ、中間スライドレール２０をスライド移動するようになっている（図５参照）。
【００８１】
また、スライダー用インナーワイヤ３６が引っ張られると、直動スライダー３２が先端側へスライド移動し、直動スライダー３２の先端が取り付けられた基端スライドレール２６が基端ガイドレール２４の先端側へ押し出される。これにより、基端スライドレール２６は、基端指部１２２の屈曲軌道に沿って、基端指部１２２側へ、基端ガイドレール２４をスライド移動するようになっている（図５参照）。
【００８２】
一方、サーボモータ４２の回転体４２ＡがＢ方向に回転することにより、スライダー用インナーワイヤ４０が引っ張られる。
【００８３】
スライダー用インナーワイヤ４０が引っ張られると、直動スライダー３２が基端側へスライド移動し、先端側へスライド移動した基端スライドレール２６が基端側へ引き上げられる。これにより、中手指節関節１１４が伸展すると共に、指の全体が伸展するようになっている（図２参照）。
【００８４】
なお、本実施形態に係る指駆動システム１０は、図６に示すように、グローブ２００の上面に配置され、先端リンク部材１６、中間リンク部材２２、基端リンク部材２８及び基体３０がグローブ２００上に取り付けられている。このグローブ２００を手１００にはめた際に、各リンク部材１６、２２、２８が、各指部１２６、１２４、１２２上に配置されると共に、各ガイドレール１２、１８、２４及び各スライドレール１４、２０、２６が、各指関節１１８、１１６、１１４上に配置されるように、グローブ２００への取り付け位置が調整されている。
【００８５】
次に、上記実施形態について作用を説明する。
【００８６】
本実施形態では、サーボモータ４２を駆動させて、サーボモータ４２の回転体４２ＡをＡ方向に回転させると、先端インナーワイヤ４８、中間インナーワイヤ５２及びスライダー用インナーワイヤ３６が引っ張られる。
【００８７】
先端インナーワイヤ４８及び中間インナーワイヤ５２が引っ張られると、先端ガイドレール１２及び中間ガイドレール１８は、先端指部１２６及び中間指部１２４の屈曲軌道に沿って、先端指部１２６及び中間指部１２４の先端側へそれぞれスライド移動する。
【００８８】
これにより、先端リンク部材１６及び中間リンク部材２２が、先端指部１２６及び中間指部１２４をそれぞれ押圧し、遠位指節間関節１１８及び近位指節間関節１１６の屈曲動作を補助することができる（図５参照）。
【００８９】
また、スライダー用インナーワイヤ３６が引っ張られると、直動スライダー３２が先端側へスライド移動して、基端スライドレール２６が、基端指部１２２の屈曲軌道に沿って、基端指部１２２側へスライド移動する。これにより、基端リンク部材２８が、基端指部１２２を押圧し、中手指節関節１１４の屈曲動作を補助することができる（図５参照）。
【００９０】
また、本実施形態では、サーボモータ４２を駆動させて、サーボモータ４２の回転体４２ＡをＢ方向に回転させると、スライダー用インナーワイヤ４０が引っ張られる。
【００９１】
スライダー用インナーワイヤ４０が引っ張られると、直動スライダー３２が基端側へスライド移動し、先端側へスライド移動した基端スライドレール２６が基端側へ引き上げられる。これにより、中手指節関節１１４が伸展すると共に、指の全体が伸展するようになっている（図２参照）。
【００９２】
このように、本実施形態では、各アウターチューブ４６、５０に通された各インナーワイヤ４８、５２を用いて、指先（遠位指節間関節１１８及び近位指節間関節１１６）に配置された各ガイドレール１２、１８をスライド移動させる。このため、各ガイドレール１２、１８や各スライドレール１４、２０などの部材から離して、サーボモータ４２を配置できる。したがって、各指部や指関節以外の腕部などにサーボモータ４２を配置することができるため、指にかかる重量が軽減され、指に負担をかけずに済む。
【００９３】
このように、各インナーワイヤ４８、５０を用いることにより、先端ガイドレール１２及び中間ガイドレール１８とサーボモータ４２との間にある部材や指部に干渉することなく、先端ガイドレール１２及び中間ガイドレール１８に動力を伝達することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、先端ガイドレール１２、中間ガイドレール１８及び基端スライドレール２６が、先端指部１２６、中間指部１２４及び基端指部１２２のそれぞれの屈曲軌道に沿って移動する。このため、先端ガイドレール１２、中間ガイドレール１８及び基端スライドレール２６に連結された先端リンク部材１６、中間リンク部材２２及び基端リンク部材２８のそれぞれが、先端指部１２６、中間指部１２４及び基端指部１２２の屈曲方向に先端指部１２６、中間指部１２４及び基端指部１２２を押圧することになる。このため、先端指部１２６、中間指部１２４及び基端指部１２２に対して垂直方向に力が加わるので、指に負担をかけず、安定した屈曲動作が可能となる。
【００９５】
また、本実施形態では、単一のサーボモータ４２で回転体を正転逆転して、引っ張るインナーワイヤを変えて、指の屈曲伸展を補助するので、機構が簡易となり、装置の重量も軽くなる。
【００９６】
なお、上記の実施形態では、中手指節関節１１４・近位指節間関節１１６・遠位指節間関節１１８のそれぞれに、屈曲を補助する機構が配置されていたが、いずれか１つ又は２つの関節に屈曲を補助する機構を配置する構成であってもよい。
【００９７】
＜直動スライダーに替えて直接インナーワイヤで基端ガイドレールを作動させる変形例＞
上記実施形態では、直動スライダー３２によって、基端スライドレール２６をスライド移動させていたが、インナーワイヤを基端スライドレール２６に取り付け、そのインナーワイヤで基端スライドレール２６を直接引っ張って、基端スライドレール２６をスライド移動させる構成であってもよい。
【００９８】
この構成における指駆動システム１０では、基端ガイドレール２４の両側面に窓部２４Ｃが形成され、窓部２４Ｃのそれぞれから突出する突起部２６Ａが基端スライドレール２６の両側面に設けられている。
【００９９】
図７及び図８に示すように、基端ガイドレール２４には、先端が基端ガイドレール２４の先端部に取り付けられた基端アウターチューブ（請求項６の第３アウターチューブに相当）４７が設けられている。この基端アウターチューブ４７には、基端インナーワイヤ（請求項６の第３インナーワイヤに相当）４９が通され、基端インナーワイヤ４９の先端は、基端スライドレール２６の基端部にある突起部２６Ａに取り付けられている。基端インナーワイヤ４５の基端は、サーボモータ４２の回転体４２Ａの一端部に取り付けられている。
【０１００】
また、基端ガイドレール２４には、先端が基端ガイドレール２４の基端部に取り付けられる基端アウターチューブ（請求項６の第４アウターチューブに相当）４３が設けられている。この基端アウターチューブ４３には、基端インナーワイヤ（請求項６の第４インナーワイヤに相当）４５が通され、基端インナーワイヤ４５の先端は、基端スライドレール２６の基端部にある突起部２６Ａに取り付けられている。基端インナーワイヤ４５の基端は、サーボモータ４２の回転体４２Ａの他端部に取り付けられている。
【０１０１】
これにより、サーボモータ４２の回転体４２ＡがＡ方向に回転することにより、基端インナーワイヤ４９が引っ張られる。基端インナーワイヤ４９が引っ張られると、基端インナーワイヤ４９の先端が取り付けられた基端スライドレール２６は、基端アウターチューブ４７の先端が取り付けられた基端ガイドレール２４の先端側へ押し出される。これにより、基端ガイドレール２４は、基端指部１２２の屈曲軌道に沿って、基端指部１２２側へ、基端スライドレール２６をスライド移動するようになっている（図９参照）。
【０１０２】
一方、サーボモータ４２の回転体４２ＡがＢ方向に回転することにより、基端インナーワイヤ４５が引っ張られる。基端インナーワイヤ４５が引っ張られると、基端インナーワイヤ４５の先端が取り付けられた基端スライドレール２６は、基端アウターチューブ４７の先端が取り付けられた基端ガイドレール２４の基端側へ引き上げられる。これにより、中手指節関節１１４が伸展すると共に、指の全体が伸展するようになっている（図８参照）。
【０１０３】
上記のように、直動スライダー３２を用いる構成では、スライド移動する際に生じる摩擦抵抗により、基端スライドレール２６に作用する力が損なわれる場合があるが、インナーワイヤで直接、基端スライドレール２６を作動させる構成では、摩擦抵抗が少なく、大きな力を基端スライドレール２６に作用させられる。
【０１０４】
＜一続きのインナーワイヤで構成した変形例＞
また、上記の実施形態では、各スライドレール１４、２０、２６のそれぞれにインナーワイヤ４８、５２、４９を取り付け、各インナーワイヤ４８、５２、４９を引っ張ることにより、先端ガイドレール１２、中間ガイドレール１８及び基端スライドレール２６をスライド移動させていたが、一続きのインナーワイヤを用いる構成であってもよい。
【０１０５】
この構成における指駆動システム１０は、先端が先端ガイドレール１２の基端部に取り付けられる先端アウターチューブ４６を備えている。また、先端ガイドレール１２と中間ガイドレール１８との間には、中間アウターチューブ５３が設けられている。この中間アウターチューブ５３の先端は、先端ガイドレール１２の基端部に取り付けられ、基端は、中間ガイドレール１８の基端部に取り付けられている。
【０１０６】
先端アウターチューブ４６には、インナーワイヤ５５が通されており、インナーワイヤ５５は、先端スライドレール１４の突起部１４Ａの外周に形成された溝１５に巻き掛けられ、突起部１４Ａの外周を滑るようになっている。
【０１０７】
なお、突起部１４Ａにプーリを設け、インナーワイヤ５５をプーリに巻き掛ける構成であってもよい。巻き掛けられたインナーワイヤ５５は、中間アウターチューブ５３の先端から通され、中間スライドレール２０の突起部２０Ａに取り付けられている。インナーワイヤ５５の基端は、サーボモータ４２の回転体４２Ａの一端部に取り付けられている。
【０１０８】
サーボモータ４２の回転体４２ＡがＡ方向に回転することにより、インナーワイヤ５５の基端が引っ張られる。インナーワイヤ５５の基端が引っ張られると、インナーワイヤ５５が突起部１４Ａを滑り、インナーワイヤ５５の先端が、中間スライドレール２０を引っ張る。中間スライドレール２０が引っ張られると、中間アウターチューブ５３の基端が取り付けられた中間ガイドレール１８は、インナーワイヤ５５の先端が取り付けられた中間スライドレール２０の先端側へ押される。
【０１０９】
これにより、中間ガイドレール１８及び中間リンク部材２２は、中間指部１２４の屈曲軌道に沿って、中間指部１２４側へスライド移動し、中間指部１２４を押圧する。これにより、近位指節間関節１１６の屈曲動作が補助され、対象物の把持が容易となる。このとき、把持する対象物に中間指部１２４が当接し、中間リンク部材２２の移動が規制されると、インナーワイヤ５５が突起部１４Ａを滑らなくなり、インナーワイヤ５５の引っ張り力は、突起部１４Ａに作用する（図１１（Ａ）参照）。これにより、先端アウターチューブ４６の先端が取り付けられた先端ガイドレール１２は、先端スライドレール１４の先端側へ押される。これにより、先端ガイドレール１２及び先端リンク部材１６は、先端指部１２６の屈曲軌道に沿って、先端指部１２６側へスライド移動し、先端指部１２６を押圧する。これにより、遠位指節間関節１１８の屈曲動作が補助され、対象物の把持が容易となる（図１１（Ｂ）参照）。
【０１１０】
このように、一続きのインナーワイヤ５５により、各リンク部材１６、２２をスライド移動させるので、各指部１２４、１２６で対象物を把持する際に、対象物に先に当接した指部１２４、１２６上にあるリンク部材１６、２２の一方の移動が規制されると、インナーワイヤ５５の引っ張り力は、後から当接する指部１２４、１２６上にあるガイド部材１６、２２の他方を移動させるように作用する。これにより、各指部１２４、１２６は、対象物に倣うように屈曲するので、自然に対象物を把持することができる。
【０１１１】
なお、上記の例では、近位指節間関節１１６及び遠位指節間関節１１８を屈曲させるためのインナーワイヤを一続きのインナーワイヤで構成したが、近位指節間関節１１６、遠位指節間関節１１８及び中手指節関節１１４のすべてを屈曲されるためのインナーワイヤを一続きに形成してもよく、近位指節間関節１１６、遠位指節間関節１１８及び中手指節関節１１４の少なくとも２つを屈曲させるためのインナーワイヤが、一続きに形成されていればよい。
【０１１２】
＜親指における指駆動システム１０の機構＞
本実施形態に係る指駆動システム１０では、図１２及び図１３に示すように、親指の指節間関節１２０上に配置される円弧状の先端ガイドレール（請求項１の第１移動部材に相当）６２及び円弧状の先端スライドレール（請求項１の第１ガイド部材に相当）６４を備えている。
【０１１３】
先端ガイドレール６２及び先端スライドレール６４は、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４と同様の構成をしており（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、先端ガイドレール６２は、先端スライドレール６４に対して、相対的にスライド移動するようになっている。
【０１１４】
また、先端ガイドレール６２が、先端スライドレール６４に対してスライド移動すると、先端スライドレール６４の突起部６４Ａが、先端ガイドレール６２の蓋部６２Ｂに形成された窓部６２Ｃの縁の一端及び他端に当接し、先端ガイドレール６２の移動範囲が規制されるようになっている。
【０１１５】
また、先端スライドレール６４の円弧中心は、先端ガイドレール６２の円弧中心と一致するように形成されている。また、指節間関節１２０を屈曲及び伸展させた際、すなわち、先端指部１３６を中間指部１３４に対して回転させた際の回転中心と、先端ガイドレール６２及び先端スライドレール６４の円弧中心と、が一致するように、先端ガイドレール６２及び先端スライドレール６４は、指節間関節１２０上に配置されている。
【０１１６】
これにより、先端ガイドレール６２は、先端指部１３６の屈曲軌道、すなわち、指節間関節１２０を屈曲させた際の先端指部１３６の軌道に沿って、先端スライドレール６４上を先端指部１３６側へスライド移動するようになっている。また、先端ガイドレール６２が先端指部１３６側へスライド移動した際は、先端ガイドレール６２は、先端スライドレール６４の先端部から、先端指部１３６に対して垂直に伸び出るようになっている。
【０１１７】
指節間関節１２０を屈曲及び伸展させた場合における先端指部１３６の軌道を解析すると、先端指部１３６の軌道は、円軌道に近似する楕円軌道であることがわかる。従って、その軌道にあわせて、先端ガイドレール６２及び先端スライドレール６４を円又は楕円の円弧状に形成することが望ましい。
【０１１８】
先端ガイドレール６２の先端部には、板状の先端リンク部材（請求項１の第１リンク部材に相当）６６が連結されている。この先端リンク部材６６の基端部が、先端ガイドレール６２に固定され、先端リンク部材６６は、先端ガイドレール６２に支持されている。また、先端リンク部材６６は、先端指部１３６に応じた長さに形成されており、先端指部１３６上に配置される。
【０１１９】
これにより、先端リンク部材６６は、先端ガイドレール６２が先端指部１３６の屈曲軌道に沿ってスライド移動すると、先端ガイドレール６２と一体に移動し、先端指部１７６を上から押圧するようになっている。
【０１２０】
また、本実施形態に係る指駆動システム１０は、図１２及び図１３に示すように、親指の中手指節関節１１４上に配置される円弧状の中間ガイドレール（請求項２の第２移動部材に相当）６８及び円弧状の中間スライドレール（請求項２の第２ガイド部材に相当）７０を備えている。
【０１２１】
中間ガイドレール６８及び中間スライドレール２０は、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４と同様の構成をしており（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、中間ガイドレール６８は、中間スライドレール７０に対して、相対的にスライド移動するようになっている。
【０１２２】
中間ガイドレール６８が、中間スライドレール７０に対してスライド移動すると、中間スライドレール７０の突起部７０Ａが窓部６８Ｃの縁の一端及び他端に当接し、中間ガイドレール６８の移動範囲が規制される。
【０１２３】
中間スライドレール７０の円弧中心は、中間ガイドレール６８の円弧中心と一致するように形成されている。また、中手指節関節１１４を屈曲及び伸展させた際、すなわち、中間指部１３４を基端指部１３２に対して回転させた際の回転中心と、中間ガイドレール６８及び中間スライドレール７０の円弧中心と、が一致するように、中間ガイドレール６８及び中間スライドレール７０は、中手指節関節１１４上に配置されている。
【０１２４】
これにより、中間ガイドレール６８は、中間指部１３４の屈曲軌道、すなわち、中手指節関節１１４を屈曲させた際の中間指部１３４の軌道に沿って、中間スライドレール７０上を中間指部１３４側へスライド移動するようになっている。また、中間ガイドレール６８が中間指部１３４側へスライド移動した際は、中間ガイドレール６８は、中間スライドレール７０の先端部から、中間指部１３４に対して垂直に伸び出るようになっている。
【０１２５】
中手指節関節１１４を屈曲及び伸展させた場合における中間指部１３４の軌道を解析すると、中間指部１３４の軌道は、円軌道に近似する楕円軌道であることがわかる。従って、その軌道にあわせて、中間ガイドレール６８及び中間スライドレール７０を円又は楕円の円弧状に形成することが望ましい。また、中間ガイドレール６８及び中間スライドレール７０の径は、先端ガイドレール６２及び先端スライドレール６４の径よりも大きくされている。
【０１２６】
先端スライドレール６４と中間ガイドレール６８との間には、先端スライドレール６４の基端部及び中間ガイドレール６８の先端部に連結される板状の中間リンク部材（請求項２の第２リンク部材に相当）７２が設けられている。先端スライドレール６４は、中間リンク部材７２の先端部に固定されており、中間リンク部材７２が先端スライドレール６４を支持している。
【０１２７】
また、中間リンク部材７２の基端部が、中間ガイドレール６８に固定され、中間リンク部材７２は、中間ガイドレール６８に支持されている。また、中間リンク部材７２は、中間指部１３４に応じた長さに形成されており、中間指部１３４上に配置される。
【０１２８】
これにより、中間リンク部材７２は、中間ガイドレール６８が中間指部１３４の屈曲軌道に沿ってスライド移動すると、中間ガイドレール６８と一体に移動し、中間指部１７４を上から押圧するようになっている。
【０１２９】
中間スライドレール７０の基端部には、板状の基端リンク部材７８が連結されている。中間スライドレール７０は、基端リンク部材７８の先端部に固定されており、基端リンク部材７８が中間スライドレール７０を支持している。また、基端リンク部材７８は、基端指部１３２に応じた長さに形成されており、基端指部１３２上に配置される。
【０１３０】
また、本実施形態に係る指駆動システム１０は、図１２及び図１３に示すように、手の甲と中間指部１３４との間に配置される円弧状の基端ガイドレール（請求項４の第３移動部材に相当）２４及び円弧状の基端スライドレール（請求項４の第３ガイド部材に相当）２６を備えている。
【０１３１】
基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６は、先端ガイドレール１２及び先端スライドレール１４と同様の構成をしており（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、基端ガイドレール７４は、基端スライドレール７６に対して、相対的にスライド移動するようになっている。なお、基端ガイドレール２４及び基端スライドレール２６の径は、中間ガイドレール１８及び中間スライドレール２０の径よりも大きくされている。
【０１３２】
また、基端ガイドレール７４が、基端スライドレール７６に対してスライド移動すると、基端スライドレール７６の突起部７６Ａが窓部７４Ｃの縁の一端及び他端に当接し、基端ガイドレール７４の移動範囲が規制される。
【０１３３】
基端スライドレール７６の円弧中心は、基端ガイドレール７４の円弧中心と一致するように形成されている。また、手根中手関節１０３を屈曲及び伸展させた際に、手の甲に対して回転する中間指部１３４の回転中心と、基端ガイドレール７４及び基端スライドレール７６の円弧中心と、が一致するように、基端ガイドレール７４及び基端スライドレール７６は、手の甲と中間指部１３４との間に配置されている。
【０１３４】
これにより、基端ガイドレール７４は、手根中手関節１０３を屈曲させた際の中間指部１３４の屈曲軌道に沿って、基端スライドレール７６上を中間指部１３４側へスライド移動するようになっている。また、基端ガイドレール７４が中間指部１３４側へスライド移動した際は、基端ガイドレール７４は、基端スライドレール７６の先端部から伸び出るようになっている。
【０１３５】
手の甲には、基端スライドレール７６の基端部に連結された基体８０が配置されている。基端スライドレール７６は、基体８０の先端部に固定されており、基体８０が基端スライドレール７６を支持している。
【０１３６】
基端ガイドレール７４の先端部と中間リンク部材７２とを連結するユニバーサルジョイント部８９が設けられている。ユニバーサルジョイント部８９は、少なくとも、中間リンク部材７２（中間指部１３４）の長手方向を軸方向Ｃとする軸周りに回転可能であると共に、その長手方向に直交する方向を軸方向Ｄとする軸周りに回転可能に構成されている。これにより、中間リンク部材７２は、基端ガイドレール７４に対して、交差する２軸（軸方向Ｃ、軸方向Ｄ）の軸周りに回転するようになっている。
【０１３７】
ユニバーサルジョイント部８９としては、両軸端を二股にし、十字形のピンで結合したフック形軸継手（カルダン形軸継手）や、球関節による玉形自在継手などを用いてもよい。
【０１３８】
また、先端ガイドレール６２には、先端ガイドレール６２の基端部に先端が取り付けられる先端アウターチューブ９６が設けられている。この先端アウターチューブ９６には、先端インナーワイヤ９８が通され、先端インナーワイヤ９８の先端は、先端スライドレール６４の先端部にある突起部６４Ａに取り付けられている。
【０１３９】
また、中間ガイドレール６８には、中間ガイドレール６８の基端部に先端が取り付けられる中間アウターチューブ９７が設けられている。この中間アウターチューブ９７には、中間インナーワイヤ９９が通され、中間インナーワイヤ９９の先端は、中間スライドレール７０の先端部にある突起部７０Ａに取り付けられている。
【０１４０】
また、基端ガイドレール７４には、基端ガイドレール７４の基端部に先端が取り付けられる基端アウターチューブ８７が設けられている。この基端アウターチューブ８７には、基端インナーワイヤ８５が通され、基端インナーワイヤ８５の先端は、基端スライドレール７６の先端部にある突起部７６Ａに取り付けられている。
【０１４１】
また、基端ガイドレール７４には、基端ガイドレール７４の先端部に先端が取り付けられる基端アウターチューブ８１が設けられている。この基端アウターチューブ８１には、基端インナーワイヤ８３が通され、基端インナーワイヤ８３の先端は、基端スライドレール７６の先端部にある突起部７６Ａに取り付けられている。
【０１４２】
人差し指・中指・薬指・小指における指駆動システム１０の機構の場合と同様に、サーボモータ４２などにより、先端インナーワイヤ９８の基端、中間インナーワイヤ９９の基端及び基端インナーワイヤ８５の基端を引っ張ると、各アウターチューブ９６、９７、８７の先端が取り付けられた各ガイドレール６２、６８、７４は、各インナーワイヤ９８、９９、８５の先端が取り付けられた各スライドレール６４、７０、７６の先端側へ押される。これにより、各ガイドレール６２、６８、７４は、各指部１２６、１２４、１２２の屈曲軌道に沿って、各指部１２６、１２４、１２２の先端側へスライド移動する。これにより、各リンク部材６６、７２、７８が各指部１２６、１２４、１２２を押圧し、各関節１２０、１１４、１０３の屈曲動作を補助することができる。
【０１４３】
また、サーボモータ４２などにより、基端インナーワイヤ８３の基端を引っ張ると、基端アウターチューブ８１の先端が取り付けられた基端ガイドレール７４は、基端インナーワイヤ８３の先端が取り付けられた基端スライドレール７６の基端側へ引き上げられる。これにより、手根中手関節１０３が伸展すると共に、指の全体が伸展するようになっている。
【０１４４】
親指における指駆動システム１０の機構によれば、人差し指等における指駆動システム１０の機構の作用効果を奏すると共に、基端ガイドレール７４の先端部と中間リンク部材７２は、ユニバーサルジョイント部８９で連結されているので、中間リンク部材７２は、基端ガイドレール７４に対する移動の自由度が増す。このため、指の移動範囲の大きい親指に指駆動システムを配置した場合でも、その移動範囲に対応できる。
【０１４５】
本発明は、本実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る指駆動システムが配置される手の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、人差し指・中指・薬指・小指に配置される機構を示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、人差し指・中指・薬指・小指に配置される機構を示す斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は、本実施形態に係る指駆動システムのガイドレール及びスライドレールの構成を示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、本実施形態に係る指駆動システムのガイドレール及びスライドレールの構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る指駆動システムの人差し指・中指・薬指・小指に配置される機構において、指の屈曲動作を補助した際の作動図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る指駆動システムをグローブ上に配置した様子を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、直動スライダーに替えて直接インナーワイヤで基端ガイドレールを作動させる変形例を示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、直動スライダーに替えて直接インナーワイヤで基端ガイドレールを作動させる変形例を示す側面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、直動スライダーに替えて直接インナーワイヤで基端ガイドレールを作動させる変形例の作動図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、一続きのインナーワイヤで構成した変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、一続きのインナーワイヤで構成した変形例の作動図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、親指に配置される機構を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る指駆動システムにおいて、親指に配置される機構を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０   指駆動システム
１２   先端ガイドレール（第１移動部材）
１４   先端スライドレール（第１ガイド部材）
１６   先端リンク部材（第１リンク部材）
１８   中間ガイドレール（第２移動部材）
２０   中間スライドレール（第２ガイド部材）
２２   中間リンク部材（第２リンク部材）
２４   基端ガイドレール（請求項３の第３ガイド部材）
２６   基端スライドレール（請求項３の第３移動部材）
２８   基端リンク部材（第３リンク部材）
３０   基体
３２   直動スライダー（スライダー）
３６   スライダー用インナーワイヤ（請求項５の第３インナーワイヤ）
４０   スライダー用インナーワイヤ（請求項５の第４インナーワイヤ）
４２   サーボモータ（第１駆動部、第２駆動部、第３駆動部）
４２Ａ 回転体
４３   基端アウターチューブ（第４アウターチューブ）
４５   基端インナーワイヤ（請求項６の第４インナーワイヤ）
４６   先端アウターチューブ（第１アウターチューブ）
４７   基端アウターチューブ（第３アウターチューブ）
４８   先端インナーワイヤ（第１インナーワイヤ）
４９   基端インナーワイヤ（請求項６の第３インナーワイヤ）
５０   中間アウターチューブ（第２アウターチューブ）
５２   中間インナーワイヤ（第２インナーワイヤ）
６２   先端ガイドレール（第１移動部材）
６４   先端スライドレール（第１ガイド部材）
６６   先端リンク部材（第１リンク部材）
６８   中間ガイドレール（第２移動部材）
７０   中間スライドレール（第２ガイド部材）
７２   中間リンク部材（第２リンク部材）
７４   基端ガイドレール（請求項４の第３移動部材）
７６   基端スライドレール（請求項４の第３ガイド部材）
８０   基体
８９   ユニバーサルジョイント部
９６   先端アウターチューブ（第１アウターチューブ）
９７   中間アウターチューブ（第２アウターチューブ）
９８   先端インナーワイヤ（第１インナーワイヤ）
９９   中間インナーワイヤ（第２インナーワイヤ）
【図１】
2007313093.tif 000003
【図２】
2007313093.tif 000004
【図３】
2007313093.tif 000005
【図４】
2007313093.tif 000006
【図５】
2007313093.tif 000007
【図６】
2007313093.tif 000008
【図７】
2007313093.tif 000009
【図８】
2007313093.tif 000010
【図９】
2007313093.tif 000011
【図１０】
2007313093.tif 000012
【図１１】
2007313093.tif 000013
【図１２】
2007313093.tif 000014
【図１３】
2007313093.tif 000015