(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本のアームで人体を保持して他動運動させることにより、運動療法を行う運動療法装置の安全装置であって、装置本体と、前記装置本体に回転可能に保持された第一の本体固定部と、前記第一の本体固定部に固定された第一のベルト固定部と、前記第一のベルト固定部に一端を固定されたベルトと、前記ベルトの他端を固定する第二のベルト固定部と、前記装置本体に回転可能に保持され、前記第二のベルト固定部を固定する第二の本体固定部とを有し、さらに、前記第二の本体固定部と前記第二のベルト固定部とを着脱可能とするとともに、その着脱状態を検出する手段を有し、前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部との距離に応じて前記ベルトの長さを調整するベルト調整手段を有することを特徴とする運動療法装置の安全装置。
【請求項２】
前記第一のベルト固定部は、前記ベルトが予め設定された値以上の速度で引き出された際に前記ベルト調整手段からのベルトの繰り出しを停止させる速度監視手段を有することを特徴とする請求項１記載の運動療法装置の安全装置。
【請求項３】
前記第一の本体固定部および前記第二の本体固定部のうちの少なくとも一方を、患者の体または衣服に固定したことを特徴とする請求項１または２記載の運動療法装置の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運動療法装置の安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リハビリテーションの分野において、アームで人の下肢を保持して他動運動させ、運動療法を行う運動療法装置が使用されている。下肢の運動療法装置においては、リハビリテーションの効果を上げるため、患者の下肢の長さに適合した動作を行うことと、アームが暴走した際に患者に危害を加えないことが重要である。
【０００３】
例えば実用新案登録第３０４８５４０号公報記載のリハビリ用機器においては、患者の足が踏み板に固定されており、万が一リハビリ用機器の駆動装置が暴走して急激な動作を行った場合、患者の股や膝の関節や腰椎を痛める可能性がある。
【０００４】
アームが暴走した際に患者に危害が加わらないようにする代表的な手段としては、ソフトウェアによって駆動装置の角度や速度から、下肢保持部の軌道や移動速度などの作動状況を計算し、正しい動作を行っているかどうかを監視することでアームの暴走を防いでいた。
【０００５】
以下、図５によってソフトウェアによる従来の暴走防止手段を説明する。２本のアームで人の下肢を保持して他動運動させ運動療法を行う、図５の運動療法装置の場合、アーム３０とアーム３１の関節角と関節角速度の情報を演算装置３８に送り、下肢の膝３２の角度と角速度を計算する。その下肢の膝３２の角度と角速度を暴走判断部３７に送り、逆関節動作になっていると判断された場合には駆動装置非常停止命令を出すことにより、駆動装置３３を停止させる。
【０００６】
同等の手段として、アーム３０とアーム３１の関節角情報を演算装置３８に送り、大腿保持部３４と下腿保持部３５の距離Ｌとその変化率を計算する。その距離Ｌと変化率の値を暴走判断部３７に送り、患者が足を伸ばした状態で大腿保持部３４と下腿保持部３５を足に取り付けた時の大腿保持部３４と下腿保持部３５の図示しない距離Ｌ０よりも大きくなったと判断された場合、または大腿保持部３４と下腿保持部３５の間の距離Ｌが急激に変化し、異常状態になったと判断された場合には駆動装置３３を停止させる方法も用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の手段においては、ＣＰＵやプログラムが暴走したり、誤って違う患者用のパラメータで運動療法を実行する等、ソフトウェアが原因で駆動装置が異常な動作をした場合、ソフトウェアによる暴走防止手段が機能せず、駆動装置の暴走や異常な動作によって、患者に危害を加える危険性があった。この問題に対しては、駆動装置の暴走や異常動作を、ソフトウェアを仲介せずに検出し、駆動装置を停止させる方法が有効である。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、ソフトウェアによらず駆動装置の暴走を感知できる運動療法装置の安全装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１記載の運動療法装置の安全装置は、少なくとも１本のアームで人体を保持して他動運動させることにより、運動療法を行う運動療法装置の安全装置であって、装置本体と、前記装置本体に回転可能に保持された第一の本体固定部と、前記第一の本体固定部に固定された第一のベルト固定部と、前記第一のベルト固定部に一端を固定されたベルトと、前記ベルトの他端を固定する第二のベルト固定部と、前記装置本体に回転可能に保持され、前記第二のベルト固定部を固定する第二の本体固定部とを有し、さらに、前記第二の本体固定部と前記第二のベルト固定部とを着脱可能とするとともに、その着脱状態を検出する手段を有し、前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部との距離に応じて前記ベルトの長さを調整するベルト調整手段を有するようにするものである。
【００１０】
請求項１記載の運動療法装置の安全装置によれば、前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部の間を物体が通過しようとした場合、あるいは前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合に前記第二のベルト固定部が前記第二の本体固定部から外れる。前記第二のベルト固定部と前記第二の本体固定部の着脱状態は検出可能であるため、前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部の間を物体が通過しようとしたか、前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなったことが検出される。その検出結果に基づき、運動療法装置の駆動装置を停止させることができる。
【００１１】
請求項２記載の運動療法装置の安全装置は、請求項１記載の運動療法装置の安全装置において、前記第一のベルト固定部に、前記ベルトが予め設定された値以上の速度で引き出された際に前記ベルト調整手段からのベルトの繰り出しを停止させる速度監視手段を付け加えたものである。
【００１２】
請求項２記載の運動療法装置の安全装置によれば、請求項１記載の運動療法装置の安全装置の機能に加え、前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部の間の距離が予め設定された値の速度以上で広がった際に前記ベルト調整手段からのベルトの繰り出しが停止することにより、それ以上前記第一の本体固定部と前記第二の本体固定部の間の距離が広がると、前記第二のベルト固定部が前記第二の本体固定部から外れ、検出される。その検出結果に基づき、運動療法装置の駆動装置を停止させることができる。
【００１３】
請求項３記載の運動療法装置の安全装置は、請求項１または２記載の運動療法装置の安全装置において、前記第一の本体固定部および前記第二の本体固定部のうちの少なくとも一方を、患者の体または衣服に固定するものである。
【００１４】
請求項３記載の運動療法装置の安全装置によれば、本体固定部が患者の体または衣服に固定されているため、本体固定部の患者の体に対する位置が一定となるので、患者が常に同じ状態で請求項１または２記載の運動療法装置の安全装置を使用することができる。また、運動療法装置での患者の入れ替えを効率良く行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る運動療法装置の安全装置を実施例により説明する。
【００１６】
（実施例１）
この発明の第１の実施の形態の安全装置について図１、図２に基づいて説明する。本実施例は、請求項１記載の内容に相当する。
【００１７】
図１は請求項１記載の運動療法装置の安全装置の構成図である。図１において、装置本体１７上で、例えば図５に示した下腿保持部３５と大腿保持部３４のように、お互いの相対的な位置と姿勢が変化する場所で、かつ運動療法装置が暴走した際にお互いの距離が一定の距離以上になる場所に第一の本体固定部１と第二の本体固定部５を回転可能に保持させる。第一の本体固定部１にベルト巻き取り機構（ベルト調整手段）を持つ第一のベルト固定部２を固定する。第一のベルト固定部２にベルト３の一端を固定する。ベルト３の他端は第二のベルト固定部４に固定する。第二の本体固定部５と第二のベルト固定部４とを着脱可能とするとともに、その着脱状態を検出する手段を設ける。前記のベルト巻き取り機構（ベルト調整手段）は、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５との距離に応じてベルト３の長さを調整する。
【００１８】
図２は請求項１記載の運動療法装置の安全装置を具体化したものである。図２において下腿保持部３５は、図１における装置本体１７に相当する。図２においてピン１２は図１における第二のベルト固定部４に相当する。図２において大腿保持部３４は図１における装置本体１７に相当する。図２において安全装置本体１１は第二の本体固定部５と一体とし、図２における安全装置本体１１と第二の本体固定部５の二つを合わせて、図１の第二の本体固定部５に相当する。
【００１９】
１０はマイクロスイッチであり、安全装置本体１１に固定されている。ピン１２は、これを安全装置本体１１に抜き差しすることでマイクロスイッチ１０のON/OFFを切り替えることができる。なお本発明では、マイクロスイッチとピンの組合わせに限らず、光センサと遮光器の組合わせなどでもよい。ピン１２にはベルト３の他端が固定されている。ベルト３の一端はベルト巻き取り機構を持つ第一のベルト固定部２に固定されており、このベルト巻き取り機構によって第一のベルト固定部２はベルト３を巻き取ることができ、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５との距離に応じてベルト３の長さを調整することができる。
【００２０】
第一の本体固定部１と第二の本体固定部５には図示しない面ファスナーが貼り付けられており、例えば下腿保持部３５と大腿保持部３４に固定、離脱させることができる。なお、本発明においては、面ファスナーでの固定、離脱に限らず、磁石や粘着テープなどを用いて固定、離脱させるようにしてもよい。また、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５は下腿保持部３５と大腿保持部３４に対して受動回転対偶であり、自由に回転することができる。ピン１２を安全装置本体１１に差し込み、ベルト３を第一のベルト固定部２から最大引き出し長さまで引き出し、面ファスナーにより第一の本体固定部１と第二の本体固定部５をそれぞれ下腿保持部３５および大腿保持部３４に固定する。なお実施例では、ベルト３を最大引き出し長まで引き出してから固定する方法としたが、これに限らず、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５を運動療法装置と一体とし、ピンやスライダ、面ファスナーなどを用いて最大引き出し長を調整する機構を持たせてもよい。
【００２１】
この実施例の安全装置の動作は、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなると、ピン１２が安全装置本体１１から抜け、マイクロスイッチ１０がＯＦＦになる。マイクロスイッチ１０は図示しない非常停止回路に接続されており、マイクロスイッチ１０がＯＦＦになった時運動療法装置は非常停止するものである。
【００２２】
このように、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとした場合および第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合にピン１２が安全装置本体１１から外れる。ピン１２と安全装置本体１１の着脱状態は検出可能であるため、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとしたか、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなったことが検出される。
【００２３】
この実施例によれば、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとした場合およびソフトウェアの暴走が原因で第一の本体固定部１と第二の本体固定部５間の距離がベルト３の最大引き出し長よりも大きくなった場合にピン１２が安全装置本体１１から抜けることにより、作動状況が正しくないことが検出され、運動療法装置を停止させ、患者に危害が加わることを防ぐことができる。また、正常動作時には第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の回転対偶機構および第一のベルト固定部２のベルト巻き取り機構により、ベルト３がたるまないので、運動療法装置や患者に干渉することがない。
【００２４】
ここで、本実施例では図１において、装置本体１７に回転可能に保持された第一の本体固定部１と、第一の本体固定部１に固定された第一のベルト固定部２と、第二のベルト固定部４と、装置本体１７に回転保持され、第二のベルト固定部４を固定する第二の本体固定部５とから構成したが、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５を装置本体１７に固定し、第一のベルト固定部２と第二のベルト固定部４を、それぞれ第一の本体固定部１と第二の本体固定部５に回転可能に保持する構成としてもよいし、第一の本体固定部１と前記第一のベルト固定部２、前記第二のベルト固定部４と前記第二の本体固定部５のうちの少なくとも一方を一体としてもよい。
【００２５】
（実施例２）
この発明の第２の実施の形態の安全装置について、図３を用いて説明する。本実施例は、請求項２記載の内容に相当する。図１、図２を用いて説明した実施例１との相違点は、第一のベルト固定部２を、ベルトが予め設定された値以上の速度で引き出された際に、ベルト巻き取り機構からのベルトの繰り出しを停止させる速度監視手段を持つ第一のベルト固定部に置き換えた点である。
【００２６】
図３は請求項２記載の安全装置を具体化したものである。
【００２７】
図３において下腿保持部３５は、図１における装置本体１７に相当する。図３においてピン１２は図１における第二のベルト固定部４に相当する。図３において大腿保持部３４は図１における装置本体１７に相当する。図３において安全装置本体１１は第二の本体固定部５と一体とし、図１における安全装置本体１１と第二の本体固定部５の二つを合わせて、図１の第二の本体固定部５に相当する。
【００２８】
１０はマイクロスイッチであり、安全装置本体１１に固定されている。ピン１２は、これを安全装置本体１１に抜き差しすることでマイクロスイッチ１０のON/OFFを切り替えることができる。なお本発明では、マイクロスイッチとピンの組合わせに限らず、光センサと遮光器の組合わせなどでもよい。ピン１２にはベルト３の他端が固定されている。ベルト３の一端はベルト巻き取り機構と、ベルトが予め設定された値以上の速度で引き出された際に、ベルトの巻かれている軸が回転する遠心力で、軸からピン４２が飛び出し、ベルトケース内側の爪４３に引っかかることにより、巻き取り機構からのベルトの繰り出しを停止させる速度監視手段とを持つ第一のベルト固定部２に固定されている。第一のベルト固定部２は、ベルト巻き取り機構を有することでベルト３を巻き取ることができ、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５との距離に応じてベルト３の長さを調整することができる。
【００２９】
第一の本体固定部１と第二の本体固定部５には図示しない面ファスナーが貼り付けられており、例えば下腿保持部３５と大腿保持部３４に固定、離脱させることができる。なお、本発明においては、面ファスナーでの固定、離脱に限らず、磁石や粘着テープなどを用いて固定、離脱させるようにしてもよい。また、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５は下腿保持部３５と大腿保持部３４に対して受動回転対偶であり、自由に回転することができる。ピン１２を安全装置本体１１に差し込み、ベルト３を第一のベルト固定部２から最大引き出し長さまで引き出し、面ファスナーにより第一の本体固定部１と第二の本体固定部５をそれぞれ下腿保持部３５および大腿保持部３４に固定する。なお実施例では、ベルト３を最大引き出し長まで引き出してから固定する方法としたが、これに限らず、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５を運動療法装置と一体とし、ピンやスライダ、面ファスナーなどを用いて最大引き出し長を調整する機構を持たせてもよい。
【００３０】
この実施例の安全装置の動作は、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとした場合、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合およびベルト３が予め設定されたしきい値以上の速度で引き出された場合に、ピン１２が安全装置本体１１から抜け、マイクロスイッチ１０がＯＦＦになる。マイクロスイッチ１０は図示しない非常停止回路に接続されており、マイクロスイッチ１０がＯＦＦになった時運動療法装置は非常停止するものである。
【００３１】
このように、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとした場合、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合およびベルト３が予め設定された値以上の速度で引き出された場合にピン１２が安全装置本体１１から外れる。ピン１２と安全装置本体１１の着脱状態は検出可能であるため、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとしたか、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなったか、ベルト３が予め設定された値以上の速度で引き出されたことが検出される。
【００３２】
この実施例によれば、ソフトウェアの暴走が原因で第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間を物体が通過しようとした場合、第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合およびベルト３が予め設定されたしきい値以上の速度で引き出された場合に、ピン１２が安全装置本体１１から抜けることにより、作動状況が正しくないことが検出され、運動療法装置を停止させ、患者に危害が加わることを防ぐことができる。また、正常動作時には第一の本体固定部１と第二の本体固定部５の回転対偶機構および第一のベルト固定部２のベルト巻き取り機構により、ベルト３がたるまないので、運動療法装置や患者に干渉することがない。
【００３３】
（実施例３）
この発明の第３の実施の形態の安全装置について、図４に基づいて説明する。本実施例は、請求項３記載の内容に相当する。図１、図２を用いて説明した実施例１、図３を用いて説明した実施例２との相違点は、第一および第二の本体固定部のうちの少なくとも一方を患者の体または衣服２６に固定するように置き換えた点である。
【００３４】
図４は、請求項３記載の安全装置を具体化したものである。第一の本体固定部１を、患者の衣服２６に縫い込んで固定している。この実施例の安全装置によれば、患者は第一の本体固定部１を衣服２６に固定したまま、運動療法装置への乗り降りや歩行を行うことができ、患者が運動療法装置に乗る度に第一の本体固定部１の固定位置を調整する手間を省くことができる。また、患者の入れ替えにかかる時間を短縮することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の運動療法装置の安全装置によれば、ソフトウェアの暴走が原因で運動療法装置が暴走した場合にも、運動療法装置を停止させ、患者に危害が加わることを防ぐことができる。
【００３６】
請求項１記載の運動療法装置の安全装置によれば、第一の本体固定部と第二の本体固定部の間を物体が通過しようとしたか、運動療法装置が暴走して第一の本体固定部と第二の本体固定部の間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合に、患者に危害が加わることを防ぐことができる。
【００３７】
請求項２記載の運動療法装置の安全装置によれば、第一の本体固定部と第二の本体固定部の間を物体が通過しようとしたか、運動療法装置が暴走して第一の本体固定部と第二の本体固定部間の距離がベルトの最大引き出し長よりも大きくなった場合および、ベルトが予め設定された値以上の速度で引き出された場合に患者に危害が加わることを防ぐことができる。
【００３８】
請求項３記載の運動療法装置の安全装置によれば、第一の本体固定部および第二の本体固定部のうちの少なくとも一方を、患者の体または衣服に固定したままにすることで、患者が運動療法装置に乗る度に各本体固定部の固定位置を調整する手間を省くことができる。また、患者の入れ替えにかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１（請求項１）の安全装置の構成図。
【図２】本発明の実施例１（請求項１）の安全装置の具体的構成図。
【図３】本発明の実施例２（請求項２）の安全装置の具体的構成図。
【図４】本発明の実施例３（請求項３）の安全装置の具体的構成図。
【図５】下肢を他動的に動かす運動療法を行う従来の運動療法装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１  第一の本体固定部      ２  第一のベルト固定部
３  ベルト                ４  第二のベルト固定部
５  第二の本体固定部
１０  マイクロスイッチ    １１  安全装置本体
１２  ピン                １３  ベルト固定部
１７  装置本体
３０  アーム              ３１  アーム
３２  膝                  ３３  駆動装置
３４  大腿保持部          ３５  下腿保持部
３７  暴走判断部          ３８  演算装置
４２  ピン                ４３  爪
【図１】
0004120920.tif 000002
【図２】
0004120920.tif 000003
【図３】
0004120920.tif 000004
【図４】
0004120920.tif 000005
【図５】
0004120920.tif 000006