(57)【要約】【課題】  骨盤固定機構及びこれを含む運動補助装置を提供すること。【解決手段】  骨盤固定機構は、駆動モジュール装着部を備え、ユーザの腰の側面及び後面を取り囲む後方固定モジュールと、ユーザの腰の前面を取り囲むソフトレイヤ及びハードレイヤを備える前面固定モジュールを含み、前記ハードレイヤは、前記後方固定モジュールと連結されてユーザの腰を中心に閉ループを形成する。【選択図】      図３
2017042904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モジュールが装着されるための駆動モジュール装着部を備え、ユーザの腰の側面及び後面を取り囲む後方固定モジュールと、
ユーザの腰の前面を取り囲むソフトレイヤ及びハードレイヤを備える前面固定モジュールと、
を含み、
前記ハードレイヤは、前記後方固定モジュールと連結されてユーザの腰を中心に閉ループを形成する、骨盤固定機構。
【請求項２】
前記ハードレイヤは、ユーザの腰を基準にして上下方向には剛性があり、前後方向には柔軟に形成される、
請求項１に記載の骨盤固定機構。
【請求項３】
前記後方固定モジュールは、
ユーザの背中を保持するための背保持部と、
前記駆動モジュール装着部と、を備え、
前記背保持部の両端及び前記ハードレイヤの両端をそれぞれ連結する一対の剛性フレーム、を含む、
請求項１又は２に記載の骨盤固定機構。
【請求項４】
前記ソフトレイヤは、それぞれの一側は前記後方固定モジュールに固定され、それぞれの他側は互いに脱着可能な第１ソフトバンド及び第２ソフトバンドを含む、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項５】
前記ハードレイヤは、
前記ソフトレイヤの中央に配置する固定プレートと、
前記固定プレートに結合又は分離可能な一方向柔軟プレートと、
を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項６】
前記一方向柔軟プレートは、ユーザが直立した状態を基準にして、地面から垂直方向には剛性があり、地面から水平方向には柔軟である、
請求項５に記載の骨盤固定機構。
【請求項７】
前記一方向柔軟プレートは、
一端は前記後方固定モジュールに連結され、かつ、他端は前記ソフトレイヤに沿って長く延びる柔軟プレートボディと、
前記柔軟プレートボディの長手方向に沿って垂直方向に長く形成された柔軟プレートリブと、
を含む、請求項５又は６に記載の骨盤固定機構。
【請求項８】
前記ハードレイヤは、
前記固定プレートに設けられ、前記一方向柔軟プレートの締結長さを調整するための長さ調整部をさらに含み、
前記柔軟プレートは、前記柔軟プレートボディの長手方向に沿って離隔して配置される複数の柔軟プレートリブを含み、
前記長さ調整部は、前記複数の柔軟プレートリブのうち少なくとも１つ以上の柔軟プレートリブに結合可能な係止部を含み、
前記係止部が結合される位置に応じて、前記柔軟プレートの締結長さが調整される、
請求項７に記載の骨盤固定機構。
【請求項９】
前記固定プレートの前面に配置されるバッテリをさらに含み、
前記固定プレートは、
前記バッテリが載置するための載置空間と、
前記載置空間の一側に設けられ、前記バッテリをスナップ締結方式に脱着可能なバッテリ脱着部と、
を含む、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項１０】
前記前面固定モジュールはバッテリを脱着可能な固定プレートをさらに含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項１１】
前記固定プレートは、ユーザの前面中央に位置するように形成される、
請求項５乃至１０のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項１２】
前記ハードレイヤは、前記ソフトレイヤの内部に挿入される一方向柔軟プレート、を含む、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項１３】
前記一方向柔軟プレートが前記ソフトレイヤの長手方向にスライド移動可能なように前記一方向柔軟プレートを保持する柔軟プレート保持部をさらに含み、
前記柔軟プレート保持部は、
前記ソフトレイヤの長手方向に沿って形成され、前記一方向柔軟プレートが挿入されるファブリックトンネルと、
前記ファブリックトンネルの長手方向に離隔して配置される複数の補強材と、
を含む、請求項１２に記載の骨盤固定機構。
【請求項１４】
前記ソフトレイヤは、
ユーザの前面に密着するための内皮と、
前記内皮を取り囲み、前記内皮に比べて伸縮性の小さい素材で形成された外皮と、
前記外皮上に設けられバッテリが締結される得るバッテリ締結部と、
を含む、請求項１３に記載の骨盤固定機構。
【請求項１５】
前記外皮には、前記一方向柔軟プレートが挿入される第１挿入ホールが形成され、
前記第１挿入ホールは、前記ファブリックトンネルの入口部に連結される、
請求項１４に記載の骨盤固定機構。
【請求項１６】
前記外皮には、前記ファブリックトンネルの出口部に連結される第２挿入ホールがさらに形成され、
前記第２挿入ホールによって、前記一方向柔軟プレート及び後方固定モジュールを連結する追加締結部をさらに含む、
請求項１５に記載の骨盤固定機構。
【請求項１７】
前記後方固定モジュール及び前面固定モジュールの間に連結される腸骨稜パッドをさらに含み、
前記腸骨稜パッドは、
ユーザの腸骨稜に密着するためのパッドボディと、
前記駆動モジュール装着部にヒンジ結合される第１連結部と、
前記前面固定モジュールに脱着可能な第２連結部と、
を含む、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の骨盤固定機構。
【請求項１８】
ユーザの運動を補助するための動力を生成する駆動モジュールと、
前記駆動モジュールに連結され、ユーザの一部を保持するための保持モジュールと、
前記駆動モジュールが装着されるための駆動モジュール装着部を備えた後方固定モジュールと、前記後方固定モジュールの両端に連結されて剛性が互いに異なるソフトレイヤ及びハードレイヤを備えた前面固定モジュールとを含む骨盤固定機構と、
を含み、
前記ハードレイヤは、前記後方固定モジュールと連結されてユーザの腰を中心に閉ループを形成する、運動補助装置。
【請求項１９】
前記前面固定モジュールに備えられるバッテリ、をさらに含む、
請求項１８に記載の運動補助装置。
【請求項２０】
前記ハードレイヤは、ユーザが直立した状態を基準にして、地面から垂直方向に剛性があり、地面から水平方向に柔軟である一方向柔軟プレートを含む、
請求項１８又は１９に記載の運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨盤固定機構及びこれを含む運動補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高齢化社会の深刻化に伴って関節に問題が発生し、これに対する苦みと不便を訴える人が増加している。これにより、関節の不便な老人や患者の歩行を円滑にする運動補助装置に対する関心が高まっている。また、防衛用などの目的で人体の筋力を強化させるための運動補助装置が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、骨盤固定機構及びこれを含む運動補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態によると、骨盤固定機構は、駆動モジュールが装着されるための駆動モジュール装着部を備え、ユーザの腰の側面及び後面を取り囲む後方固定モジュールと、ユーザの腰の前面を取り囲むソフトレイヤ及びハードレイヤを備える前面固定モジュールとを含み、前記ハードレイヤは、前記後方固定モジュールと連結してユーザの腰を中心に閉ループを形成することができる。
【０００５】
前記ハードレイヤは、ユーザの腰を基準にして上下方向には剛性があり、前後方向には柔軟に形成されてもよい。
【０００６】
前記後方固定モジュールは、ユーザの背中を保持するための背保持部と、前記駆動モジュール装着部とを備え、前記背保持部の両端及び前記ハードレイヤの両端をそれぞれ連結する一対の剛性フレームを含んでもよい。
【０００７】
前記ソフトレイヤは、それぞれの一側（ｏｎｅ  ｓｉｄｅ）は前記後方固定モジュールに固定され、それぞれの他側（ｔｈｅ  ｏｔｈｅｒ  ｓｉｄｅ）は互いに脱着可能な第１ソフトバンド及び第２ソフトバンドを含んでもよい。
【０００８】
前記ハードレイヤは、前記ソフトレイヤの中央に配置する固定プレートと、前記固定プレートに結合又は分離可能な一方向柔軟プレートを含んでもよい。
【０００９】
前記一方向柔軟プレートは、ユーザが直立した状態を基準にして、地面から垂直方向に剛性があり、地面から水平方向に柔軟に形成されてもよい。
【００１０】
前記一方向柔軟プレートは、一端（ｏｎｅ  ｅｎｄ）は前記後方固定モジュールに連結し、他端（ｔｈｅ  ｏｔｈｅｒ  ｅｎｄ）は前記ソフトレイヤに沿って長く延びる柔軟プレートボディと、前記柔軟プレートボディの長手方向に沿って垂直方向に長く形成された柔軟プレートリブとを含んでもよい。
【００１１】
前記ハードレイヤは、前記固定プレートに設けられ、前記一方向柔軟プレートの締結長さを調整するための長さ調整部をさらに含んでもよい。
【００１２】
前記柔軟プレートは、前記柔軟プレートボディの長手方向に沿って離隔して配置される複数の柔軟プレートリブを含み、前記長さ調整部は、前記複数の柔軟プレートリブのうち少なくとも１つ以上の柔軟プレートリブに結合可能な係止部を含み、前記系止部が結合される位置に応じて、前記柔軟プレートの締結長さが調整されてもよい。
【００１３】
前記骨盤固定機構は、前記固定プレートの前面に配置され、前記駆動モジュールに動力を伝達するバッテリをさらに含んでもよい。
【００１４】
前記固定プレートは、前記バッテリが載置するための載置空間と、前記載置空間の一側に設けられ、前記バッテリをスナップ締結方式により脱着可能なバッテリ脱着部を含んでもよい。
【００１５】
前記前面固定モジュールは、バッテリを脱着可能な固定プレートをさらに含んでもよい。
【００１６】
前記固定プレートは、ユーザの前面中央に位置するように形成されてもよい。
【００１７】
前記ハードレイヤは、前記ソフトレイヤの内部に挿入される一方向柔軟プレートを含んでもよい。
【００１８】
前記骨盤固定機構は、前記一方向柔軟プレートが前記ソフトレイヤの長手方向にスライド移動可能なように前記一方向柔軟プレートを保持する柔軟プレート保持部をさらに含んでもよい。
【００１９】
前記柔軟プレート保持部は、前記ソフトレイヤの長手方向に沿って形成され、前記一方向柔軟プレートが挿入されるファブリックトンネルと、前記ファブリックトンネルの長手方向に離隔して配置される複数の補強材を含んでもよい。
【００２０】
前記ソフトレイヤは、ユーザの前面に密着するための内皮と、前記内皮を取り囲み、前記内皮に比べて伸縮性の小さい素材で形成された外皮と、前記外皮上に設けられバッテリが締結されるバッテリ締結部とを含んでもよい。
【００２１】
前記外皮には、前記一方向柔軟プレートが挿入され得る第１挿入ホールが形成され、前記第１挿入ホールは、前記ファブリックトンネルの入口部に連結されてもよい。
【００２２】
前記外皮には、前記ファブリックトンネルの出口部に連結される第２挿入ホールがさらに形成され、前記骨盤固定機構は、前記第２挿入ホールによって前記一方向柔軟プレート及び後方固定モジュールを連結する追加締結部をさらに含んでもよい。
【００２３】
前記骨盤固定機構は、前記後方固定モジュール及び前面固定モジュールの間に連結される腸骨稜パッドをさらに含んでもよい。
【００２４】
前記腸骨稜パッドは、ユーザの腸骨稜に密着するためのパッドボディと、前記駆動モジュール装着部にヒンジ結合される第１連結部と、前記前面固定モジュールに脱着可能な第２連結部とを含んでもよい。
【００２５】
一実施形態によると、運動補助装置は、ユーザの運動を補助するための動力を生成する駆動モジュールと、前記駆動モジュールに連結され、ユーザの一部を保持するための保持モジュールと、及び前記駆動モジュールが装着されるための駆動モジュール装着部を備えた後方固定モジュールと、前記後方固定モジュールの両端に連結して剛性が互いに異なるソフトレイヤ及びハードレイヤを備えた前面固定モジュールとを含む骨盤固定機構を含み、前記ハードレイヤは、前記後方固定モジュールと連結してユーザの腰を中心に閉ループを形成してもよい。
【００２６】
前記ハードレイヤは、ユーザが直立した状態を基準にして、地面から垂直方向に剛性があり、地面から水平方向に柔軟である一方向柔軟プレートを含んでもよい。
【発明の効果】
【００２７】
実施形態によると、駆動モジュールによって発生するトルクによって、骨盤固定機構がよじれる問題を防止することによってユーザの着用感を向上させることができ運動補助装置のユーザにより高い補助力を提供する。
【００２８】
また、一方向柔軟プレートを利用すると、トルクによって固定機構がよじれる問題を防止しながらも、ユーザの体形に応じて一方向柔軟プレートが一方向に変形されるものであって、ユーザの着用感を向上させることができる。
【００２９】
また、バッテリをユーザの前面に位置させる場合、従来の運動補助装置よりユーザの新陳代謝コスト（ｍｅｔａｂｏｌｉｃ  ｃｏｓｔ）を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態に係る運動補助装置の正面図である。
【図２】一実施形態に係る運動補助装置の側面図である。
【図３】一実施形態に係る骨盤固定機構の斜視図である。
【図４】一実施形態に係る骨盤固定機構からバッテリが分離した状態を示す図である。
【図５】一実施形態に係る骨盤固定機構から前面固定モジュールが固定解除された状態を示す図である。
【図６】一実施形態に係る骨盤固定機構でハードレイヤを省略した状態を示す図である。
【図７】一実施形態に係る骨盤固定機構の構成図である。
【図８】一実施形態に係る骨盤固定機構の変形例である。
【図９】他の実施形態に係る骨盤固定機構の斜視図である。
【図１０】他の実施形態に係る骨盤固定機構を他の角度で観測した斜視図である。
【図１１】他の実施形態に係る骨盤固定機構から前面固定モジュールが固定解除された状態を示す図である。
【図１２】他の実施形態に係る骨盤固定機構の構成図である。
【図１３】他の実施形態に係る骨盤固定機構の前面固定モジュールのうち一部を分解した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施形態を例示的な図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同じ構成要素についてたとえ他の図面上に表示されるとしても、可能な限り同じ符号を付する。また、実施形態の説明において、関連の公知構成又は機能に対する具体的な説明が実施形態に対する理解を妨げるものと判断される場合はその詳細な説明は省略する。
【００３２】
また、実施形態の構成要素を説明することにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いることがある。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであって、その用語によって当該の構成要素の本質や順序などが限定されることはない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「連結」されていると記載されている場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結又は連結され得るが、各構成要素の間に更なる構成要素が「連結」、「結合」又は「連結」され得るものと理解すべきである。
【００３３】
図１は、一実施形態に係る運動補助装置の正面図であり、図２は、一実施形態に係る運動補助装置の側面図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、運動補助装置１は、ユーザに着用されてユーザの運動を補助する。
【００３５】
ユーザは、人、動物又はロボットなどであってもよく、これに制限されることはない。また、図１は、運動補助装置１が、ユーザの太ももの運動を補助する場合について図示しているが、運動補助装置１は、ユーザの手、上膊、下膊など上体の他の部分や、足、ふくらはぎなどの下半身の他の部位を補助することも可能である。言い換えれば、運動補助装置１は、ユーザの一部の運動を補助することができる。
【００３６】
以下、運動補助装置１が、人の太ももの運動を補助する場合について例示的に説明する。
【００３７】
運動補助装置１は、骨盤固定機構１０、駆動モジュール３、保持モジュール５、駆動モジュール３を制御する制御部、及び駆動モジュール３に電源を供給するバッテリを含む。
【００３８】
骨盤固定機構１０は、ユーザの腰の一側に固定され、ユーザに接触する部分に対応する湾曲面を含む形状である。骨盤固定機構１０は、ユーザの腰の側面及び後面を取り囲む後方固定モジュール１１０と、ユーザの腰の前面を取り囲む前面固定モジュール１２０を含む。
【００３９】
駆動モジュール３は、保持モジュール５に伝えられる動力を提供する。駆動モジュール３は、バッテリから電圧又は電流が提供されて動力を生成するアクチュエータ３ｂ、股関節に対応する位置に配置してアクチュエータ３ｂで生成された動力を保持モジュール５に伝達するためのジョイントアセンブリ３ａを含む。
【００４０】
例えば、アクチュエータ３ｂは、ジョイントアセンブリ３ａの側面方向に、言い換えれば、アクチュエータ３ｂの回転軸がジョイントアセンブリ３ａの回転軸から離隔するように配置される。この場合、アクチュエータ３ｂ及びジョイントアセンブリ３ａが回転軸を共有する場合よりも、ユーザから突出する高さを減らし得る。一方、図面とは異なって、アクチュエータ３ｂは、ジョイントアセンブリ３ａからもっと離隔して配置されてもよい。例えば、アクチュエータ３ｂは後方固定モジュール１１０の一側に配置されてもよい。この場合、アクチュエータ３ｂからジョイントアセンブリ３ａに動力を伝達する動力伝達モジュールがさらに備えられる。動力伝達モジュールは、ギヤなどの回転体であるか、ワイヤー、ケーブル、ストリング、ゴムバンド、ばね、ベルト、又はチェーンなどの長手方向部材であってもよい。
【００４１】
保持モジュール５は、ユーザの下肢（ｌｏｗｅｒ  ｌｉｍｂ）、例えば、太ももを保持し、下肢の運動を補助する。駆動モジュール３の回転力によって回転される保持モジュール５は、連結部材５ａ、力伝達フレーム５ｂ、作用部材５ｃ、及び保持部材５ｄを含む。
【００４２】
連結部材５ａは、例えば、ジョイントアセンブリ３ａとヒンジ結合されてもよい。連結部材５ａのヒンジ軸は、ジョイントアセンブリ３ａの回転軸と交差する方向に、例えば、直交する方向に配置されてもよい。この場合、保持モジュール５は、骨盤固定機構１０に対して２自由度（ｄｅｇｒｅｅ−ｏｆ−ｆｒｅｅｄｏｍ）運動を行うことができる。
【００４３】
力伝達フレーム５ｂは、ユーザの一部に力を伝達する。力伝達フレーム５ｂの一端部は連結部材５ａと連結して回動し、他端部は作用部材５ｃに連結し、ユーザの一部に力を伝達する。例えば、力伝達フレーム５ｂは、ユーザの太ももを押すこと及び引くことができる。力伝達フレーム５ｂは、ユーザの太ももの長手方向に沿って延長又は折り曲げられ、ユーザの太もも周縁の一部を取り囲む。力伝達フレーム５ｂの一端部はユーザの太ももの側面に位置し、他端部はユーザの太もも前面に位置する。言い換えれば、力伝達フレーム５ｂの一端部の側面と他端部の側面は互いに直交する。
【００４４】
力伝達フレーム５ｂは、連結部材５ａに対して移動可能に連結されている。力伝達フレーム５ｂ及び連結部材５ａの相対的な運動によって、ジョイントアセンブリ３ａから作用部材５ｃまでの全長は可変にされ得る。この場合、保持モジュール５は、骨盤固定機構１０に対して３自由度運動を行うことができる。
【００４５】
作用部材５ｃは、力伝達フレーム５ｂの他端部に連結し、ユーザの一部に力を作用することができる。例えば、作用部材５ｃは、ユーザの太ももの前面又は周縁方向に沿って配置され、ユーザの太ももを押すこと及び引くことができる。作用部材５ｃは、力伝達フレーム５ｂの他端部を中心に両側に延びるユーザの太ももの外面に対応する湾曲面を含む。
【００４６】
保持部材５ｄは、作用部材５ｃの一側に連結され得る。例えば、保持部材５ｄは、ユーザの太もも周縁を取り囲むように配置し、ユーザの太ももが力伝達フレーム５ｂから離脱することを防止する。
【００４７】
一方、駆動モジュール及び／又は保持モジュールがさらに提供されてもよい。例えば、保持モジュール５は膝まで延び、保持モジュール５のうち膝関節に対応する位置に追加ジョイントアセンブリがモジュールに備えられてもよい。また、追加ジョイントアセンブリに追加保持モジュールが連結され、追加保持モジュールは、ユーザのふくらはぎを保持することによりふくらはぎの運動を補助することができる。ここで、追加ジョイントアセンブリを駆動するためのアクチュエータは、追加ジョイントアセンブリの一側に配置してもよく、追加ジョイントアセンブリから離隔し、例えば、後方固定モジュール１１０に配置してもよい。
【００４８】
図３は、一実施形態に係る骨盤固定機構の斜視図である。
【００４９】
図３を参照すると、一実施形態に係る骨盤固定機構１０は、ユーザの腰の側面及び後面を取り囲む後方固定モジュール１１０、ユーザの腰の前面を取り囲む前面固定モジュール１２０、バッテリ１６０、後方固定モジュール１１０及び前面固定モジュール１２０の間に連結される腸骨稜パッド１７０とを含む。
【００５０】
後方固定モジュール１１０は、ユーザの背中を保持するための背保持部１１２と、背保持部１１２に連結して背保持部１１２から両側にユーザの側面及び後面に沿って延びる剛性フレーム１１４、１１５を含む。
【００５１】
背保持部１１２は、例えば、柔らかい材質で形成され、ユーザの背中周辺に密着することによって着用感を向上させ得る。
【００５２】
剛性フレーム１１４、１１５は背中保持部１１２に固定され、剛性がある材質で形成される。剛性フレーム１１４、１１５は、例えば、棒状の長手方向部材を含む。長手方向部材は、例えば、中空のチューブ形状であってもよい。上記のような構造を利用すると、骨盤固定機構１０の重さを減少させながら、骨盤固定機構１０が十分な剛性を有することができる。剛性フレーム１１４、１１５は、駆動モジュール装着部１１４２及びヒンジ部１１４４を含む。
【００５３】
駆動モジュール装着部１１４２には、運動補助装置１の駆動モジュール３が装着される。駆動モジュール装着部１１４２は、例えば、ユーザの股関節位置に該当する部分に設けられてもよい。例えば、駆動モジュール装着部１１４２は、棒状の長手方向部材によって取り囲まれた空間に配置されてもよい。
【００５４】
ヒンジ部１１４４は、剛性フレーム１１４及び前面固定モジュール１２０を回転可能に固定させることができる。ヒンジ部１１４４の一方は剛性フレーム１１４、１１５上に固定され、他方は前面固定モジュール１２０に回転可能に連結されてもよい。
【００５５】
ヒンジ部１１４４の回転軸は、駆動モジュール３の回転軸に対して直交する方向に配置されてもよい。また、ヒンジ部１１４４の回転軸の延長線は、駆動モジュール３の回転軸の延長線と互いに接しないように、ヒンジ部１１４４の回転軸から離隔して配置してもよい。上記のような配置によると、駆動モジュール３の移動と、ヒンジ部１１４４及び前面固定モジュール１２０の間の相対的な移動が互いに分離されるようにしてもよい。言い換えれば、駆動モジュール３が動作に連動し、前面固定モジュール１２０がヒンジ部１１４４に対して回動されることを防止する。
【００５６】
ヒンジ部１１４４の回転軸は、骨盤固定機構１０を着用したユーザが直立状態を基準にして、地面に対して垂直方向（図３を基準にして上下方向）であってもよい。上記のような配置によると、ユーザの体形に応じて前面固定モジュール１２０の少なくとも一部の形状が適切に変形されることを助ける。具体的に、腹が太っているユーザが骨盤固定機構１０を着用するとき、前面固定モジュール１２０が前方に突出することでユーザの着用感を向上させ得る。
【００５７】
前面固定モジュール１２０は、ハードレイヤ１３０、ユーザの腰の前面に密着するソフトレイヤ１４０、ハードレイヤ１３０、及びソフトレイヤ１４０を締結するレイヤ締結部１５０を含む。
【００５８】
ソフトレイヤ１４０の両端は後方固定モジュール１１０に連結され、中央部はハードレイヤ１３０に連結される。ソフトレイヤ１４０は、ユーザの着用性を向上させるため脱着可能に提供される。ソフトレイヤ１４０は、ユーザの体形に応じて適切な密着力を有し、長さの調整を可能にする。ソフトレイヤ１４０は、互いに脱着可能な第１ソフトバンド１４１及び第２ソフトバンド１４２を含む。
【００５９】
ハードレイヤ１３０は、ユーザの腰を基準にして、上下方向には剛性があるように形成され、前後方向には柔軟に形成されてもよい。ハードレイヤ１３０は、後方固定モジュール１１０と共にユーザの腰を中心に閉ループを形成する。上記のような構造によると、駆動モジュール３によって発生するトルクによって、後方固定モジュール１１０のねじれ問題を防止することができる。具体的に、ユーザの歩行動作時に運動補助装置１の両側にそれぞれ設けられる駆動モジュールは互いに反対方向に回転し、後方固定モジュール１１０の両端はそれぞれ上側及び下側に交互に動揺し、結果的には、後方固定モジュール１１０がねじれる場合がある。しかし、上記のような閉ループ構造によると、後方固定モジュール１１０の両端に伝えられるトルクがハードレイヤ１３０の中央部で互いに相殺され、その結果、後方固定モジュール１１０がねじれる問題を防止してユーザの着用感を向上させることができる。
【００６０】
ハードレイヤ１３０の両端は後方固定モジュール１１０に連結され、ハードレイヤ１３０の一部はソフトレイヤ１４０に連結されてもよい。ハードレイヤ１３０をソフトレイヤ１４０と連結することによって、後方固定モジュール１１０のねじれを減少させ得る。例えば、ハードレイヤ１３０の中央部は、ソフトレイヤ１４０と連結されてもよい。駆動モジュール３の回転軸に垂直方向を基準にしてハードレイヤ１３０の中央部は残り部分よりも駆動モジュール３の回転軸から最も遠ざかるように配置してもよい。言い換えれば、駆動モジュール３によって生成されるトルクのモーメントアームの長さはハードレイヤ１３０の中央部で最大となる。いずれか１つの物体に作用するトルクによって他の１つの物体に作用する力は、両物体間のモーメントアームの長さに反比例する。したがって、ハードレイヤ１３０のうち駆動モジュール３の回転軸からモーメントアームの長さが最も遠い中央部をソフトレイヤ１４０に連結させると、駆動モジュール３によって生成され、ソフトレイヤ１４０によりユーザの体に作用する不要な力を最小にすることができる。
【００６１】
ハードレイヤ１３０は、一方向柔軟プレート１３１、１３２、前面固定プレート１３５、長さ調整部１３６、１３７を含む。
【００６２】
一方向柔軟プレート１３１、１３２は、ユーザの腰の周縁方向、言い換えれば、ユーザの腰の中心を基準にして外側に放射される方向に柔軟性を有し、他の方向には柔軟性を有しない。言い換えれば、一方向柔軟プレート１３１、１３２は、ユーザが直立状態を基準にして、地面から垂直方向には剛性があり、地面から水平方向には柔軟であってもよい。上記のような構造によると、ユーザの体形に応じて一方向柔軟プレート１３１、１３２が変形されることにより、ユーザの着用感を向上させる。また、他の方向には変形されないことにより、駆動モジュール３の動作に応じて骨盤固定機構１０のねじれ問題を防止する。
【００６３】
第１一方向柔軟プレート１３１の一側は第１剛性フレーム１１４に連結し、他側は前面固定プレート１３５に連結してもよい。前面固定プレート１３５には、第１一方向柔軟プレート１３１の締結長さを調整する第１長さ調整部１３６が備えられる。上記のような構造によると、ユーザの体形に応じて第１一方向柔軟プレート１３１の締結長さを調整することによって、骨盤固定機構１０の汎用性を向上させることができる。
【００６４】
同様に、第２一方向柔軟プレート１３２の一側は第２剛性フレーム１１５に連結し、他側は前面固定プレート１３５に連結してもよい。前面固定プレート１３５には、第２一方向柔軟プレート１３２の締結長さを調整する第２長さ調整部１３７が備えられる。上記のように前面固定プレート１３５の両側にそれぞれの長さ調整部１３６、１３７が備えられれば、骨盤固定機構１０の重さの中心が片側に偏向することを防止するため、ユーザの着用感を向上させ得る。
【００６５】
レイヤ締結部１５０は、ソフトレイヤ１４０及びハードレイヤ１３０を締結してもよい。レイヤ締結部１５０は、ハードレイヤ１３０の中央部の内側面及びソフトレイヤ１４０の中央部の外側面の間に位置してもよい。レイヤ締結部１５０は、例えば、面ファスナ構造を用いて、ソフトレイヤ１４０及びハードレイヤ１３０を脱着可能にする。
【００６６】
バッテリ１６０は、駆動モジュール３を駆動させるための電源を供給することができる。バッテリ１６０は、例えば、前面固定モジュール１２０の中央に位置する。バッテリ１６０は、一般的に重さが大きいため、骨盤固定機構１０の重心に大きい影響を与える。実際の筋肉モデル（Ｇｅｙｅｒ  Ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒ  Ｍｏｄｅｌ）を用いてシミュレーションを行った結果、バッテリ１６０を前面固定モジュール１２０に位置する場合に、バッテリ１６０を後方固定モジュール１１０に位置する場合よりもユーザの新陳代謝コスト（ｍｅｔａｂｏｌｉｃ  ｃｏｓｔ）が約１〜１．２％ほど低減されたことが確認された。
【００６７】
また、実際の人を対象にテストした結果も下記の表１のように、シミュレーション結果と一致することが確認された。
【００６８】
【表１】
2017042904.tif 000003
上記のような新陳代謝コストの減少効果は、全体運動補助装置１の重さが大体１ｋｇ程度軽量化される時の効果と類似する。
【００６９】
実際に、バッテリ１６０が後方固定モジュール１１０に位置する場合と比較して、合計１０人の試験者を対象にアンケート調査を行った結果、実施形態のようにバッテリ１６０が前方に位置する場合が着用感及び重量感の両方で優れることが確認された。
【００７０】
バッテリ及びバッテリと連結される電気部品は、断線などの安定性問題で剛性がある材質に配置する必要がある。実施形態の場合、ユーザの前面にハードレイヤ１３０を配置することで、バッテリ１６０及びバッテリ１６０と連結される電気部品をハードレイヤ１３０に配置できるようになり、その結果、バッテリ１６０をユーザの前方に配置すると同時に安定性を図ることができる。
【００７１】
腸骨稜パッド１７０は、腸骨稜に密着して骨盤固定機構１０の安定性を向上させる。腸骨稜パッド１７０の一側は後方固定モジュール１１０の側面に連結し、他側は前面固定モジュール１２０に連結し、腸骨稜パッド１７０の中央部は腸骨稜に密着する。腸骨稜は、股関節の周辺に位置する骨であって、骨盤の他の部分に比べて腸骨稜部分の皮膚層が薄いため適切な手段になる。腸骨稜パッド１７０によると、前面固定モジュール１２０の剛性を極めて向上させることができる。
【００７２】
例えば、腸骨稜パッド１７０の一側は駆動モジュール装着部１１４２に連結し、他側はソフトレイヤ１４０に連結してもよい。上記のような構造によると、腸骨稜パッド１７０が駆動モジュール３のトルクを直接伝達される駆動モジュール装着部１１４２を腸骨稜に密着させることで、駆動モジュール３が骨盤固定機構１０の安定性に及ぼす影響を減少させることができる。
【００７３】
図４は、一実施形態に係る骨盤固定機構からバッテリが分離した状態を示す図である。図４は、一方向柔軟プレート１３１、前面固定プレート１３５、及びバッテリ１６０の結合構造について具体的に示したものである。
【００７４】
図４を参照すると、一方向柔軟プレート１３１は、柔軟プレートボディ１３１ａ、柔軟プレートリブ１３１ｂ、及び柔軟プレート溝１３１ｃを含む。
【００７５】
柔軟プレートボディ１３１ａの一端は後方固定モジュール１１０に連結し、他端はソフトレイヤ１４０に沿って長く延びる。柔軟プレートボディ１３１ａは、厚さが薄くて剛性がある材質の板状として提供されてもよい。柔軟プレートボディ１３１ａの幅方向は、駆動モジュール３の回転軸と直交する。上記のような形状によると、駆動モジュール３によって発生するトルクの方向に一方向柔軟プレート１３１が曲がることを防止しながらも、一方向柔軟プレート１３１がユーザの腹の周縁方向に曲がることができる。
【００７６】
柔軟プレートリブ１３１ｂは、柔軟プレートボディ１３１ａの幅方向に長く形成し、柔軟プレートボディ１３１ａの長手方向に沿って垂直方向に突出するように形成されてもよい。柔軟プレートリブ１３１ｂは、駆動モジュール３によって発生するトルクの方向に一方向柔軟プレート１３１が曲がらないようにして一方向柔軟プレート１３１の剛性を補強できる。
【００７７】
柔軟プレート溝１３１ｃは、柔軟プレートボディ１３１ａの幅方向に長く陥没形成されてもよい。柔軟プレート溝１３１ｃは、一方向柔軟プレート１３１がユーザの腹の周縁方向に滑らかに曲がるように、一方向柔軟プレート１３１の柔軟性を増加させる。
【００７８】
一方、柔軟プレート溝１３１ｃは、隣接する２つの柔軟プレートリブ１３１ｂの間の空間として理解されてもよい。反対に、柔軟プレートリブ１３１ｂが隣接する２つの柔軟プレート溝１３１ｃの間の突出部として理解されてもよい。
【００７９】
一方、長さ調整部１３６は、例えば、複数の柔軟プレートリブ１３１ｂ及び／又は複数の柔軟プレート溝１３１ｃのうち少なくとも１つ以上に結合可能な系止部を含む。この場合、前記系止部が結合される位置に応じて、一方向柔軟プレート１３１の締結長さが調整される。言い換えれば、柔軟プレートリブ１３１ｂ又は柔軟プレート溝１３１ｃは、長さの調整手段として用いてもよい。
【００８０】
前面固定プレート１３５は、ユーザの前面中央に位置するよう形成されてもよい。前面固定プレート１３５は、固定プレートボディ１３５ａ、バッテリ１６０が載置されるバッテリ載置空間１３５ｂ、バッテリ１６０を固定又は分離させるためのバッテリ脱着部１３５ｃを含む。
【００８１】
固定プレートボディ１３５ａは、ソフトレイヤ１４０の中央前方に配置する。固定プレートボディ１３５ａ及びソフトレイヤ１４０は、面ファスナ構造などにより脱着され得る。固定プレートボディ１３５ａには、長さ調整部１３６が備えられてもよい。長さ調整部１３６によると、固定プレートボディ１３５ａ及び一方向柔軟プレート１３１の締結長さが調整される。バッテリ載置空間１３５ｂは、固定プレートボディ１３５ａの前面の空間と理解されてもよい。
【００８２】
バッテリ脱着部１３５ｃは固定プレートボディ１３５ａに設けられ、バッテリ１６０がバッテリ載置空間１３５ｂに載置した状態でバッテリ１６０を固定させる。例えば、バッテリ脱着部１３５ｃは弾性体を含み、スナップ締結方式によりバッテリ１６０を簡単に脱着させることができる。
【００８３】
図５は、一実施形態に係る骨盤固定機構から前面固定モジュールが固定解除された状態を示す図である。
【００８４】
図５を参照すると、ユーザは、第１一方向柔軟プレート１３１及び／又は第２一方向柔軟プレート１３２を前面固定プレート１３５から分離することによって、ハードレイヤ１３０を分離する。また、ユーザは、第１ソフトバンド１４１及び第２ソフトバンド１４２を互いに分離することによって、ソフトレイヤ１４０を分離する。上記のような２段階の分離過程により、ユーザは容易に骨盤固定機構１０を外すことができる。反対に、図５に示すような状態で、ユーザはソフトレイヤ１４０を結合し、ハードレイヤ１３０を結合させる方法で手軽に骨盤固定機構１０を着用することができる。
【００８５】
図６は、一実施形態に係る骨盤固定機構でハードレイヤを省略した状態を示す図である。
【００８６】
図６を参照すると、腸骨稜パッド１７０は、腸骨稜に密着するためのパッドボディ１７０ａ、駆動モジュール装着部１１４２に連結される第１連結部１７０ｂ、ソフトレイヤ１４０に脱着可能な第２連結部１７０ｃを含む。例えば、第１連結部１７０ｂはヒンジ構造を有し、第２連結部１７０ｃは面ファスナ構造（ｈｏｏｋ  ａｎｄ  ｌｏｏｐ  ｆａｓｔｅｎｅｒ）を有する。上記のような構造によって、ユーザの体形に応じて適切に腸骨稜パッド１７０の角度及び付着位置を調整することができる。
【００８７】
図７は、一実施形態に係る骨盤固定機構の構成図であり、図８は、一実施形態に係る骨盤固定機構の変形例である。
【００８８】
図７及び図８を参照すると、ソフトレイヤ１４０の両端部は後方固定モジュール１１０に固定される。例えば、図７に示すように、骨盤固定機構１０のソフトレイヤ１４０の両端部は、第１剛性フレーム１１４及び第２剛性フレーム１１５にそれぞれ連結されてもよい。他の例として、ソフトレイヤ１４０の両端部は、２つの駆動モジュール装着部にそれぞれ連結されてもよい。また、図８に示すように、骨盤固定機構２０のソフトレイヤ２４０の両端部は背中保持部１１２に直接連結されてもよい。図７及び図８は、ソフトレイヤ１４０の連結位置を例示的に示すものに過ぎないことを明らかにする。
【００８９】
図９は、他の実施形態に係る骨盤固定機構の斜視図であり、図１０は、他の実施形態に係る骨盤固定機構を他の角度で観測した斜視図である。
【００９０】
図１１は、他の実施形態に係る骨盤固定機構から前面固定モジュールが固定解除された状態を示す図であり、図１２は、他の実施形態に係る骨盤固定機構の構成図であり、図１３は、他の実施形態に係る骨盤固定機構の前面固定モジュールのうち一部を分解した分解斜視図である。
【００９１】
図９〜図１３を参照すると、他の実施形態に係る骨盤固定機構３０は、後方固定モジュール１１０、ハードレイヤ３３０、ソフトレイヤ３４０、及びレイヤ締結部３５０を含む前面固定モジュール、バッテリ３９０、腸骨稜パッド１７０、１８０を含む。
【００９２】
後方固定モジュール１１０は、背保持部１１２、第１剛性フレーム１１４、及び第２剛性フレーム１１５を含む。
【００９３】
ハードレイヤ３３０の少なくとも一部は、ソフトレイヤ３４０に挿入される。この場合、ユーザは図１１に示すように、ソフトレイヤ３４０を分離又は結合する過程だけで骨盤固定機構３０を脱着することができる。
【００９４】
ハードレイヤ３３０は、第１一方向柔軟プレート３３１及び第２一方向柔軟プレート３３２を含む。
【００９５】
ソフトレイヤ３４０は、第１ソフトバンド３４１及び第２ソフトバンド３４２を含む。第１ソフトバンド３４１には第１一方向柔軟プレート３３１が挿入され、第２ソフトバンド３４２には第２一方向柔軟プレート３３２が挿入されてもよい。第１ソフトバンド３４１及び第２ソフトバンド３４２の間にはバンド締結部３５２が備えられる。例えば、バンド締結部３５２は、面ファスナ構造などによって、第１ソフトバンド３４１及び第２ソフトバンド３４２が互いに脱着されるようにしてもよい。上記のような構造によると、結果的にハードレイヤ３３０は、後方固定モジュール１１０と共にユーザの腰を中心に閉ループを形成することができる。
【００９６】
第１ソフトバンド３４１は、ユーザの前面に密着する内皮３４１ａ、内皮３４１ａを取り囲む外皮３４１ｂ、外皮３４１ｂ上に配置されるバッテリ締結部３４１ｃを含む。
【００９７】
内皮３４１ａは、例えば、柔らかい素材で形成され、密着性を向上させ得る。外皮３４１ｂは、内皮３４１ａよりも伸縮性の小さい素材で形成されてもよい。外皮３４１ｂは、例えば、伸縮性がほぼない素材で形成され、バッテリ３９０及びバッテリ３９０と連結される電気的な部品の安定性を向上させる。
【００９８】
内皮３４１ａ及び外皮３４１ｂの間には、第１一方向柔軟プレート３３１が挿入される挿入空間が形成されてもよい。外皮３４１ｂには、第１一方向柔軟プレート３３１が挿入される挿入ホール３４１ｂａが形成されてもよい。第１一方向柔軟プレート３３１の少なくとも一部は、挿入ホール３４１ｂａによって挿入されて前記挿入空間に位置してもよい。２つの挿入ホール３４１ｂａのうち第１挿入ホールは、ファブリックトンネル３５４ａの入口部に連結され、第２挿入ホールは、ファブリックトンネル３５４ａの出口部に連結されてもよい。第１一方向柔軟プレート３３１は、第１挿入ホールによってファブリックトンネル３５４ａに挿入され、第２挿入ホールによって追加締結部３５８に連結されてもよい。
【００９９】
バッテリ締結部３４１ｃには、バッテリ３９０が脱着され得る。言い換えれば、バッテリ３９０は、バッテリ締結部３４１ｃによって、骨盤固定機構３０の前方に付着できる。バッテリ締結部３４１ｃは、面ファスナ構造であってもよく、これに制限されることはないことを明らかにする。
【０１００】
第２ソフトバンド３４２は、第１ソフトバンド３４１と類似の構造を有してもよく、これに対する具体的な説明は省略する。
【０１０１】
レイヤ締結部３５０は、第１ソフトバンド３４１及び第２ソフトバンド３４２を締結するためのバンド締結部３５２、第１一方向柔軟プレート３３１を第１ソフトバンド３４１の内部に保持するための第１柔軟プレート保持部３５４、第２一方向柔軟プレート３３２を第２ソフトバンド３４２の内部に保持するための第２柔軟プレート保持部３５６、第１一方向柔軟プレート３３１を後方固定モジュール１１０に締結するための追加締結部３５８を含む。
【０１０２】
第１柔軟プレート保持部３５４は、内皮３４１ａ及び外皮３４１ｂの間に挿入された第１一方向柔軟プレート３３１を保持する。第１柔軟プレート保持部３５２は、ファブリックトンネル３５４ａ及び補強材３５４ｂを含む。
【０１０３】
ファブリックトンネル３５４ａとして、第１一方向柔軟プレート３３１が挿入されてもよい。ファブリックトンネル３５４ａは、例えば、伸縮性のない素材から形成されてもよい。ファブリックトンネル３５４ａは、内皮３４１ａよりも伸縮性の小さい素材から形成されてもよい。ファブリックトンネル３５４ａは、内皮３４１ａ及び外皮３４１ｂの間の空間に位置し、第１ソフトバンド３４１の長手方向に沿って長く形成されてもよい。上記のような構造によると、第１一方向柔軟プレート３３１は、ファブリックトンネル３５４ａの長手方向に沿ってスライドし、ユーザの腹の周縁方向には曲がるが、ファブリックトンネル３５４ａの長手方向に対して垂直方向には曲がったり移動することができなくなる。
【０１０４】
一方、図示するものとは異なって、ファブリックトンネル３５４ａは、別途の素材で形成されるものではなく、内皮３４１ａ及び外皮３４１ｂの間に形成される空間と理解される。また、内皮３４１ａ、外皮３４１ｂ及びファブリックトンネル３５４ａは同一の素材で一体形成されてもよい。
【０１０５】
補強材３５４ｂは、ファブリックトンネル３５４ａの保持力を向上させることができる。補強材３５４ｂは、例えば、プラスチック素材など、ファブリックトンネル３５４ａより剛性がある素材で形成されてもよい。補強材３５４ｂは、ファブリックトンネル３５４ａの長手方向に複数が離隔して配置されてもよい。
【０１０６】
第２柔軟プレート保持部３５６は、第１柔軟プレート保持部３５４と類似の構造を有し、これに対する具体的な説明は省略する。
【０１０７】
追加締結部３５８は、第１一方向柔軟プレート３３１及び第２剛性フレーム１１５を連結する。追加締結部３５８は、相互脱着される１対のバックルと前記バックルに連結して長さ調整が可能なベルトを含む。
【０１０８】
上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
【０１０９】
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【符号の説明】
【０１１０】
３      駆動モジュール
５      保持モジュール
１０    骨盤固定機構
１１０  後方固定モジュール
１２０  前面固定モジュール
１３０  ハードレイヤ
１４０  ソフトレイヤ
１５０  レイヤ締結部
１６０  バッテリ
１７０  腸骨稜パッド
【図１】
2017042904.tif 000004
【図２】
2017042904.tif 000005
【図３】
2017042904.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017042904.tif 000010
【図８】
2017042904.tif 000011
【図９】
2017042904.tif 000012
【図１０】
2017042904.tif 000013
【図１１】
2017042904.tif 000014
【図１２】
2017042904.tif 000015
【図１３】
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