(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤー部材が接続されたフィルムと、該フィルムを挟み込むための動力ローラー及び圧迫ローラーとを備え、
上記フィルムを動かす際に、圧迫ローラーによって当該フィルムを動力ローラーに押し付けて動力を伝達するための伝達機構を有し、
フィルムのうち圧迫ローラーに当接する面側が帯電しており、これと逆極性をもって帯電した圧迫ローラーとの間に静電的な引力が作用することにより、動力ローラーからフィルムへの動力伝達が行われない状態では当該フィルムが圧迫ローラーに吸着されるように構成されている
ことを特徴とするワイヤー駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載したワイヤー駆動装置において、
フィルムの搬送方向に対して直交する面での当該フィルムの断面形状が弧状に湾曲されており、その凸面側が圧迫ローラーに当接されるように構成されている
ことを特徴とするワイヤー駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載したワイヤー駆動装置において、
搬送方向に沿うフィルムの端部のうち、ワイヤー部材が接続された方と反対側の端部が巻取機構に接続されている
ことを特徴とするワイヤー駆動装置。
【請求項４】
対象者に装着して使用する複数の装具と、該装具を構成する被覆部材のうち、対をなす被覆部材に亘って架け渡された複数対のワイヤー部材と、該ワイヤー部材を駆動する駆動手段とを備え、ワイヤー部材を介して駆動手段の力を装具に伝達することで対象者に力触覚を提示する力触覚提示装置において、
上記駆動手段が、ワイヤー部材が接続されたフィルムと、該フィルムを挟み込むための動力ローラー及び圧迫ローラーと、フィルムを動かす際に圧迫ローラーによって当該フィルムを動力ローラーに押し付けて動力を伝達するための伝達機構とを有し、
フィルムのうち圧迫ローラーに当接する面側が帯電しており、これと逆極性をもって帯電した圧迫ローラーとの間に静電的な引力が作用することにより、動力ローラーからフィルムへの動力伝達が行われない状態では当該フィルムが圧迫ローラーに吸着されるように構成されている
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【請求項５】
請求項４に記載した力触覚提示装置において、
フィルムの搬送方向に対して直交する面での当該フィルムの断面形状が弧状に湾曲されており、その凸面側が圧迫ローラーに当接されるように構成されている
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【請求項６】
請求項４に記載した力触覚提示装置において、
搬送方向に沿うフィルムの端部のうち、ワイヤー部材が接続された方と反対側の端部が巻取機構に接続されている
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【請求項７】
請求項４に記載した力触覚提示装置において、
手や指の背面に装着される複数の被覆部材と、
上記被覆部材のうちの隣り合う部材同士を連結するとともに、手指の屈曲位又は伸展位の方向に力を付勢するための弾性部材と、
上記被覆部材にそれぞれ付設された複数対のワイヤー部材とを有し、
手指の屈曲又は伸展時には、駆動手段が、複数対のワイヤー部材を上記弾性部材による付勢力に抗して引っ張る
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【請求項８】
請求項７に記載した力触覚提示装置において、
弾性部材が渦巻バネを用いて構成され、隣り合う被覆部材同士がそれらの側面において一対の渦巻バネで連結されている
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【請求項９】
請求項７に記載した力触覚提示装置において、
弾性部材がコイルバネを用いて構成され、隣り合う被覆部材同士がそれらの背面においてコイルバネで連結されている
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【請求項１０】
請求項７に記載した力触覚提示装置において、
可撓性を有する管状部材にワイヤー線材を通すことによってワイヤー部材が構成されている
ことを特徴とする力触覚提示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤー部材の駆動装置及びワイヤー部材を使って装具を駆動するタイプの力触覚提示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
仮想現実（バーチャルリアリティ）、遠隔現実（テレリアリティ）等の分野では、視覚情報や聴覚情報に加えて対象者に力覚や触覚を提示するための力触覚提示装置が使用され、この種の装置には、例えば、シャフトアームを使った機構の場合、複数のシャフトアームに対して指や手を設置・固定して、当該シャフトアームの変位を位置検出器（ポテンシオメータ等）によって検出することで人体の各部位の動きを認識したり、あるいはシャフトアームからの反力を利用して力覚を対象者に与えることができるようにしたものが挙げられる。また、力覚提示用のデータグローブ等では、アクチュエータや小型エアシリンダ等によって駆動される骨格構造（人体の内骨格とは別の部材として外部から人体に付設されるという意味で「外骨格」と称される。）を指や手等に付設し、外骨格からの反力によって力覚が得られるようにした装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置にあっては、駆動部をコンパクトに作成することができないため、装置の重量が重くなったり、あるいは駆動源の配置場所を確保するのが難しくなる等の問題がある。
【０００４】
例えば、駆動部によって発生する力を、ワイヤー部材を介して装具に伝達するタイプの力触覚提示装置への適用においては、駆動部の重量化は対象者の体力的な消耗や、動作の鈍化等の原因となり、また、駆動源の配置場所を適切に選定しないと装具間の干渉を惹き起こす原因となってしまう等の不都合が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、ワイヤー部材の駆動装置の小型化及び省スペース化を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した課題を解決するために、ワイヤー部材が接続されたフィルムと、該フィルムを挟み込むための動力ローラー及び圧迫ローラーとを備え、フィルムを動かす際に、圧迫ローラーによって当該フィルムを動力ローラーに押し付けて動力を伝達するための伝達機構を有し、フィルムのうち圧迫ローラーに当接する面側が帯電しており、これと逆極性をもって帯電した圧迫ローラーとの間に静電的な引力が作用することにより、動力ローラーからフィルムへの動力伝達が行われない状態では当該フィルムが圧迫ローラーに吸着されるように構成されているものである。
【０００７】
従って、本発明によれば、ワイヤー部材が接続されたフィルムを動力ローラー及び圧迫ローラーにより搬送することでワイヤー部材の駆動機構を簡単化し、装置全体をコンパクトに作成することができる。また、フィルム及び圧迫ローラーの帯電による静電的引力の作用を利用して、動力ローラーからフィルムへの偶発的な動力伝達を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るワイヤー駆動装置は、フィルムを使ってワイヤー部材を駆動するための装置であり、その基本構成を示すと図１のようになる。
【０００９】
ワイヤー駆動装置１は、ワイヤー部材２が接続されたフィルム３を有しており、このフィルムを挟み込むための動力ローラー４及び圧迫ローラー５を備えている。
【００１０】
帯状をしたフィルム３の材質については、弾性に富む金属（巻尺に使用されるスチール等。）や耐摩耗性の合成樹脂等が使用され、該フィルム３の搬送方向においてワイヤー部材２の牽引に必要な強度を有することが前提となる。また、フィルム３の形状については、フィルムの搬送方向に対して直交する面での当該フィルムの断面形状を長方形状にした形態と、当該断面形状を弧状に湾曲させて、その凸面側が圧迫ローラー５に当接されるようにした形態が挙げられ、後者の場合には動力の非伝達時にフィルム３と動力ローラー４との偶発的な接触頻度を低減するのに有効である（その詳細については後述する。）。
【００１１】
動力ローラー（あるいは駆動ローラー）４は、モータ等の駆動源を含む駆動機構６によって正逆回転され、圧迫ローラー５との間にフィルム３を挟み込んだ状態でフィルムを摺動させるために設けられている。
【００１２】
また、圧迫ローラー（あるいは圧着ローラー）５には圧着機構７が付設されており、フィルム３への動力伝達時に圧着機構７により圧迫ローラー５が動力ローラー４側に移動されてフィルム３が両ローラーの間に挟み込まれるようになっている。即ち、圧着機構７は、フィルム３を動かす際に、圧迫ローラー５によって当該フィルムを動力ローラー４に押し付けて動力を伝達するための伝達機構として機能する（その際、圧迫ローラー５は固定ローラーとして回転しなくても良いし、動力ローラー４の従動ローラーとして回転しても良い。）。
【００１３】
よって、圧迫ローラー５が所定の圧着力をもってフィルム３に当接していない場合（非接触時や圧着力の不足時を含む。）には、ただ動力ローラー４が空転するだけであり、フィルム３への動力伝達は行われることがない。
【００１４】
但し、フィルム３が偶発的に動力ローラー４に接触した場合に力が伝わってしまい、フィルムが予期せぬ動きをする虞があり、このような不都合を避けるには、フィルムへの動力伝達を行わない時には、静電引力を利用してフィルムを圧迫ローラー５に吸着する方法か又は静電斥力を利用してフィルムが動力ローラーから離れるようにする方法を用いれば良い。
【００１５】
つまり、図２に示すように、フィルム３のうち圧迫ローラー５に当接する面３ａの側を負（又は正）に帯電させ、これと逆極性に帯電させた圧迫ローラー５との間に静電的な引力が働くようにし、動力ローラー４からフィルム３への動力伝達が行われない状態においてフィルム３が圧迫ローラー５に吸着されるように構成する。
【００１６】
例えば、図３に示す帯電機構８では、圧迫ローラー５に対する（導電性）従動ローラー９が導電性の弾性支持部材１０（図にはバネの記号で示す。）によって弾接されており、この部材１０が接地されている。また、一端に布１１が付設された当接部材１２が弾性支持部材１３（図にはバネの記号で示す。）による付勢力（バネの弾性力）によって圧迫ローラー５に布１１が接触されるようになっている。そして、圧迫ローラー５の表面にはエボナイト樹脂等がコーティングされているので、帯電時には、圧迫ローラー５に対する従動ローラー９の接触を図示しない機構により解除し（圧迫ローラー５に従動ローラー９が接触しないようにする。）、圧迫ローラー５に布１１を当てた状態で当該ローラーを回転することで表面が帯電する。フィルムについては圧迫ローラー５の電荷と反対の極性をもって事前に帯電させておけば良く、これによりフィルムが圧迫ローラー５に吸着される。尚、圧迫ローラー５の帯電を解除するには、図示しない機構により、当接部材１２の布１１が圧迫ローラー５に当接しないようにして、従動ローラー９を圧迫ローラー５に接触させて、溜った電荷をグランド（ＧＮＤ）に落せば良い。
【００１７】
この他、動力ローラー４を帯電させるとともにこの電荷と同極性の電荷をもってフィルムを帯電させることで動力ローラーとフィルムとの間に働く静電力によりフィルムを動力ローラーから遠ざける方法もあるが、この場合には、動力ローラーの駆動源に対する電気絶縁等への影響について考慮する必要がある。
【００１８】
また、搬送方向に沿うフィルム３の端部のうち、ワイヤー部材２が接続された方と反対側の端部には、図１に矢印Ｆで示す方向への付勢力を与えておくと、圧着機構７を解除した場合にフィルム３の状態を初期状態に戻すことができるが、フィルムの長さがある程度長くなる場合には、端部を巻取機構１４に接続して、フィルムのうち巻き取った部分を収容できるように構成すれば良い（例えば、スチール製巻尺のように、バネ部材を用いてフィルムを収容部内のリールに巻き取る方向への付勢力を与えた構成等。）。
【００１９】
しかして、ワイヤー駆動装置１によれば、ワイヤー部材２が接続されたフィルム３をローラー対（動力ローラー４及び圧迫ローラー５）により駆動することでワイヤー部材２を駆動することができるので、駆動機構６に対してローラー対の配置場所を自由に選ぶことができる。
【００２０】
尚、ワイヤー駆動装置１については、例えば、人間や動物の骨格や関節構造を模倣したロボットアーム、マニピュレータにおいて関節駆動をワイヤー部材で行うためにワイヤー駆動機構を備えた装置等等への適用が挙げられるが、以下では力触覚提示装置について説明する。
【００２１】
この装置では、対象者に装着して使用する複数の装具と、装具を構成する被覆部材のうち、対をなす被覆部材に亘って架け渡された複数対のワイヤー部材と、該ワイヤー部材を駆動する駆動手段とを備えており、ワイヤー部材を介して駆動手段の力を装具に伝達することで対象者に力触覚を提示することができる。
【００２２】
そして、駆動手段に上記した装置１が使用され、ワイヤー部材が接続されたフィルムを、動力ローラー及び圧迫ローラーで挟み込んだ状態で搬送するために、フィルムを動かす際に圧迫ローラーによって当該フィルムを動力ローラーに押し付けて動力を伝達するための伝達機構を有している。
【００２３】
図４乃至図９は、前腕（右手）の回内・回外動作の提示例を示したものであり、前腕の肘部付近に第１の被覆部材（肘部サポーター）Ｓ２が装着され、手首の尺骨及び橈骨の突起部分には第２の被覆部材（手首サポーター）Ｓ１が装着されている。
【００２４】
そして、一対のワイヤー部材ＷＡ、ＷＢが、第１の被覆部材から第２の被覆部材に亘って架け渡されている。尚、ここで「ワイヤー部材」には、紐状部材あるいはこれを管に通したもの等が含まれ、例えば、可撓性を有する管状部材にワイヤー線材を通した構造が皮膚への損傷を防止する点から好ましいが、この他に、やや幅のある帯状部材等も含まれる。
【００２５】
図４乃至図９において、図４及び図５は前腕の回外状態を、図６及び図７は前腕の立位状態を、図８及び図９は前腕の回内状態をそれぞれ示しており、これらの図では、一対のワイヤー部材について、理解の容易さを考慮してそれぞれ別図として図示しているが、これらのワイヤー部材は、肘部サポーターと手首サポーターとに亘って前腕上を引き廻されている。
【００２６】
図４及び図５に示す回外状態では、手の掌面や前腕の内面が示されており、図４に示すように、ワイヤー部材ＷＡについては、その端部が手首サポーターの背面側において橈骨側突起に対応した位置付近に設けられた取付部Ｍ（破線で示す。）に固定されており、ここから前腕の背面を通って引き廻された後に、肘寄りのところで前腕の側面（尺骨側）に位置している。そして、ワイヤー部材ＷＡの他端部は、肘部サポーターに付設された図示しない駆動機構（後述する）に接続されており、該駆動機構に設けられた検出手段によってワイヤー部材ＷＡの長さが検出されるように構成されている。
【００２７】
尚、図には、２点鎖線で示す線上の位置（丸印で囲んで示す３箇所）で前腕及びワイヤー部材を切断したと仮定した場合の、前腕に対するワイヤー部材の位置を概略的に示しており、これについては、図５乃至図９でも同様である。また、これらの図では、理解を容易にするためにワイヤー部材の断面形状を実際より誇張して示している。
【００２８】
図５は回外状態におけるワイヤー部材ＷＢの配置を示しており、その端部が手首サポーターの背面側において尺骨側突起に対応した位置寄りのところに設けられた取付部Ｎ（破線で示す。）に固定されており、ここから少し前腕の背面側（橈骨側の表面）を通って引き廻された後に、前腕の表側に出てからほぼ直線的に延びている。そして、肘寄りのところで前腕の側面（尺骨側）に位置している。尚、ワイヤー部材ＷＢの他端部は、肘部サポーターに付設された図示しない駆動機構（後述する）に接続されており（ワイヤー部材ＷＢの駆動機構とは独立している。）、該駆動機構に設けられた検出手段によってワイヤー部材ＷＢの長さが検出されるように構成されている。
【００２９】
尚、これらのワイヤー部材の端部を、手首サポーターの取付部Ｍ、Ｎに固定する方法としては、例えば、ワイヤー部材の端部寄りの部分をプーリ等の部材に巻き付けた上で端部が外れないようにしてこれを手首サポーターに埋め込んだり、ネジ止め等で固定する方法が挙げられるが、その詳細については後述する。
【００３０】
図６は、立位状態におけるワイヤー部材ＷＡの配置を拇指側から示しており、該ワイヤー部材は、破線で示すように取付部Ｍから尺骨側の表面上を引き廻された後に、肘寄りの位置で前腕の側面に位置している。
【００３１】
図７は、立位状態におけるワイヤー部材ＷＢの配置を拇指側から示しており、該ワイヤー部材は、実線で示すように取付部Ｎから腕の橈骨側の表面上を引き廻された後に、肘寄りの位置で前腕の側面に位置している。
【００３２】
従って、図６及び図７に示す立位状態から図４及び図５に示す回外状態へと前腕を動かす場合には、ワイヤー部材ＷＡを引張り、ワイヤー部材ＷＢを緩めれば良い。
【００３３】
図８は回内状態におけるワイヤー部材ＷＡの配置を手の甲側から示しており、該ワイヤー部材は、取付部Ｍから尺骨側の表面上を引き廻された後に、中程から図の裏側を廻って、肘寄りの位置で前腕の側面（橈骨側）に位置している。
【００３４】
図９は回内状態におけるワイヤー部材ＷＢの配置を手の甲側から示しており、該ワイヤー部材は、取付部Ｎから橈骨側の表面上を引き廻された後に、肘寄りの位置で前腕の側面（橈骨側）に位置している。
【００３５】
従って、図６及び図７に示す立位状態から図８及び図９に示す回内状態へと前腕を動かす場合には、ワイヤー部材ＷＢを引張り、ワイヤー部材ＷＡを緩めれば良い。）。
【００３６】
図１０は肘部サポーターにおけるワイヤー部材の駆動機構部の配置例を回外状態について概略的に示したものであり、駆動機構部ＤＡがワイヤー部材ＷＡの駆動制御に関与し、駆動機構部ＤＢがワイヤー部材ＷＢの駆動制御に関与している（図では肘部サポーターに外付けされているが、実際には当該サポーター内に埋設された状態とされている。）。
【００３７】
図示するように、２つのワイヤー部材ＷＡ、ＷＢが、駆動機構部ＤＡ、ＤＢにそれぞれ接続される手前の位置で互いに交差する角度「θ」については、９０度又はこれに極力近いことが重要であり、この角度が小さ過ぎると前腕の動きに支障が出たり、あるいはワイヤー部材の駆動時における皮膚への圧迫等が問題となる。
【００３８】
また、肘部サポーターにおける駆動機構部の取付位置については、他の部材（例えば、後述する指部を駆動するための駆動ベースサポーター等）に干渉しない場所を選択することが望ましいため、場合によっては、図１０に示すような配置が採れないことがあるが、そのような場合にはプーリ等の中継部材を用いることにより、ある程度対処できる。
【００３９】
例えば、図１１に示すように、肘部サポーターの側面部に駆動機構部ＤＡ、ＤＢを取り付ける場合において、一方のワイヤー部材ＷＢに対してプーリＰＬを設け、これによって引き廻しの方向をほぼ９０度変更した上で当該ワイヤー部材を駆動機構部に接続すれば良い。つまり、この場合には、ワイヤー部材ＷＢがプーリＰＬに巻回される際の巻き始め位置での接線方向に該ワイヤー部材を仮想的に延ばしたと想定した延長線と、ワイヤー部材ＷＡとの間になす角度が９０度又はこれに近い値となるように設定される。
【００４０】
また、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、肘部サポーターの底部（肘受け部分）Ｓ２Ｂに駆動機構部ＤＡ、ＤＢを取り付ける場合には、例えば、一方のワイヤー部材ＷＢに対してプーリＰＬｂを設け、これによって引き廻しの方向を変更した上で当該ワイヤー部材を駆動機構部ＤＢに接続するとともに、ワイヤー部材ＷＡについては、２つのプーリＰＬａ１、ＰＬａ２を設け、初段のプーリＰＬａ１で引き廻し方向をほぼ９０度変更した後、次段のプーリＰＬａ２によってさらに引き廻し方向を変更してから当該ワイヤー部材を駆動機構部ＤＡに接続すれば良い。
【００４１】
以上のように、前腕の肘部付近に第１の被覆部材を装着するとともに、手首の尺骨及び橈骨の突起部分に第２の被覆部材を装着し、第１の被覆部材から第２の被覆部材に亘って一対のワイヤー部材を架け渡してこれらのワイヤー部材の一方を引っ張り他方を緩めることで前腕の回内又は回外動作の力覚提示が可能である。
【００４２】
ワイヤー部材の駆動装置については、動作への影響を考慮して小型・軽量化に適したものが望ましく、例えば、そのような構成例１５を図１３乃至図２５に示す。
【００４３】
本例では、図１３乃至図１８に示すように、フィルム１６がガイド部１７と１８との間及びガイド部１９と２０との間を通るように配置されており、該フィルム１６の一部を圧着ローラー２１及び駆動ローラー２２で挟持して搬送する構成となっている。
【００４４】
搬送方向におけるフィルム１６の一端にはワイヤー部材が接続されるが、フィルムへのワイヤー端部の固定方法としては図１３及び図１４に示す方法が挙げられる。
【００４５】
図１３に示すように、ワイヤー２３は小径のフランジ付プーリ（あるいは糸巻）２４巻着され、該プーリ２４は円板状をした２つのフランジ部２５、２５を、これらの間に位置された小径の軸部２６で連結した構造を有している。つまり、ワイヤー２３の端部は、プーリ２４に数回に亘って巻き付けられた後で、その先端部２３ａと、ワイヤー２３のうちプーリ２４への巻着部の手前側の部分２３ｂとが固定用の止め金具２７を用いて加締止めされている。
【００４６】
そして、図１４に示すように、フィルム１６の端部寄りの位置に鍵孔状の係合孔２８を形成して、この孔にプーリ２４を係合させる。つまり、該プーリ２４のフランジ部２５を係合孔２８の円孔部２９に通した後でワイヤー２３を引けば、小径の軸部２６を係合孔２８のスリット部分３０に係合させることができ、この状態で図に破線の四角形枠３１で示すように、止め金具２７とプーリ２４及びこれを取り付けたフィルム端部を合成樹脂で被覆して固めてしまえば良い。
【００４７】
図１５、図１７に示すように、フィルム１６の一部１６ａはガイド部１７と１８との間を挿通されて支持されており、また、フィルム１６の他の部分１６ｂについてはガイド部１９と２０との間を挿通されて支持されているが、これらのガイド部の中程に位置するフィルム部分１６ｃが圧着ローラー２１と駆動ローラー２２により挟持される。
【００４８】
即ち、駆動ローラー２２については、ガイド部１８、２０の側において動力モータ３２による回転力が減速機（ギヤボックス）３３を介してローラーの駆動力として伝達される構成となっている。
【００４９】
また、ガイド部１７、１９の側に設けられた圧着ローラー２１については、後述するモータにより駆動されるスライド部材によって当該ローラーを駆動ローラー２２側に移動させる圧着機構３４が設けられている。
【００５０】
図１５、図１６に示すように、ガイド部１７及び１８や、１９及び２０をそれらの側面において連結する部材３５、３６には、該支持板３７、３８が各別に固定されており、該支持板３７、３８及びガイド部１７、１９に固定されたガイドに沿ってそれぞれ案内されるローラー支持部３９、４０により、圧着ローラー２１の軸（５１、５２）がそれぞれ支持されている。つまり、一方のローラー支持部３９はその両脇に設けられたガイド４１、４２に沿って移動可能な状態で支持され、他方のローラー支持部４０はその両脇に設けられたガイド４３、４４に沿って移動可能な状態で支持されている。尚、ローラー支持部３９、４０の移動方向は、フィルム１６の搬送方向に直交する方向であって、圧着ローラー２１を駆動ローラー２２側に近づけたり、駆動ローラー２２から遠ざける方向とされている。また、ローラー支持部３９、４０の端部（フィルム１６から遠い方の端部）にはテーパー面４５、４６がそれぞれ形成されている。同様にガイド４１、４２の端部にもテーパー面４７、４８がそれぞれ形成され、ガイド４３、４４の端部にテーパー面４９、５０がそれぞれ形成されている。
【００５１】
支持板３７、３８には圧着ローラー２１の軸５１、５２を通すための長孔５３、５４（図１５、図１６にはその一方だけを示す。）が形成されており、軸５１、５２にそれぞれ弾接されるバネ部材（圧縮コイルバネ等）５５、５６が配置されている。これらのバネ部材は圧着ローラー２１を駆動ローラー２２から離す向きへの付勢力を圧着ローラー２１に対して常時与える目的で付設される。
【００５２】
ガイド部１９に付設された駆動部５７にはモータ５８が設けられており、該モータの回転力が減速機（ギヤボックス）５９を介して駆動ギヤ６０への回転力として伝達される。そして、駆動ギヤ６０により直線的に移動されるスライダー６１が設けられており、該スライダーに伴って上記ローラー支持部３９、４０が移動される。
【００５３】
図１７、図１９に示すように、スライダー６１の一方の面には、駆動ギヤ６０に対して噛合する歯部６２が形成されており、その両脇に傾斜面６３、６４が形成されている。これらの傾斜面については、上記ローラー支持部３９、４０やガイド４１、４２及び４３、４４の各テーパー面（４７乃至５０）の傾斜に対応した角度（傾斜角度）をもっている。また、スライダー６１の支持については、支持板３７と３８に跨るようにしてこれらに固定された押え片６５（図１５乃至１７を参照。）と、ローラー支持部３９、４０との間にスライダー６１が挟まれた状態で駆動ギヤ６０による移動が可能な構成となっている。
【００５４】
図２０はスライダーの移動とこれに伴うローラー支持部の位置変化について概略的に示したものであり、（Ａ）図に示すように、駆動ギヤ６０によりスライダー６１が矢印Ｓの方向（フィルムの搬送方向に対して平行な方向）に移動されると、傾斜面６３、６４とローラー支持部３９、４０のテーパー面４５、４６との当接により、ローラー支持部３９、４０が上記バネ部材（５５、５６）による付勢力に抗して矢印Ｂの方向（駆動ローラー側）に押されていき、（Ｂ）図に示す状態となる。この状態でさらにスライダー６１を移動させるとローラー支持部３９、４０が矢印Ｂの方向へとさらに押されて行くので、フィルム１６の駆動ローラー２２への圧着力が強まり、（Ｃ）図の状態において圧着力が最大値となる。尚、ガイド４１乃至４４のテーパー面（４７乃至５０）はスライダー６１の傾斜面６３、６４との当接を考慮して付けられており、この面がないとスライダーの移動に支障を来す。また、圧着機構３４はローラー対（２１、２２）によりフィルム１６を挟持する力を可変制御する機構でもあり、駆動ローラー２２が回転しないように保持力を加えるとともにフィルム１６を圧着ローラー２１との間に挟み込んだ状態で、当該フィルムに接続されたワイヤー部材を引っ張ったときに受ける抵抗をスライダーの位置に応じて変えることができる。
【００５５】
しかして、本装置を使用する場合には、動力モータ３２から減速機３３を介して駆動ローラー２２を回転させるとともに、モータ５８から減速機５９を介して駆動ギヤ６０を回転させてスライダー６１を移動させることによりローラー支持部３９、４０の移動とともに圧着ローラー２１をフィルム１６に圧着させる。これによりフィルム１６が圧着ローラー２１と駆動ローラー２２に挟まれて動力が伝達され、フィルム１６が搬送される結果としてワイヤーの牽引等が行われる。
【００５６】
フィルム１６の搬送については、駆動ローラー２２を常時回転させておき、圧着ローラー２１によるフィルムへの圧着時に駆動力をフィルムに伝達する方法と、フィルムの駆動と圧着ローラー２１のフィルムへの圧着とを同期させ、圧着と同時に駆動ローラー２２を回転させる方法とがあり、ワイヤーの駆動を頻繁に行うには前者の方法が時間遅れが少ないという点好ましく、また、省電力化等の観点からは後者の方法が好ましい。尚、フィルムの搬送を行わない場合には、フィルム１６に対する圧着ローラー２１の当接を解除するためにモータ５８を停止させるか又は回転方向を逆転させれば良く、バネ部材の付勢力によりローラー支持部３９、４０が非圧着方向（駆動ローラー２２から離れる方向）へと移動される。また、図示は省略するが、フィルム端のうちワイヤーとの接続端とは反対側の端部には付勢力を与える機構又はフィルムの巻取機構等が設けられることは前述の通りである。
【００５７】
図１５乃至図２０の例では、フィルム１６の横断面形状（搬送方向に対して直交する面で切断したときの断面形状）が長方形状をしているが、これに限らず、図２１に示すフィルム６６のように、横断面形状が円弧状に湾曲した形状をした例が挙げられる。つまり、この場合には、フィルム面の一方が凸面６７とされ、その反対面が凹面６８とされているが、凸面６７の側を圧着ローラー２１に当接させる。これにより、駆動ローラー２２とフィルム６６との接触面積を減らすことができるので、フィルム６６に対する動力伝達を行わない場合において、フィルム６６が駆動ローラー２２に接触して偶発的に移動させるといった誤動作を防ぐことができる。
【００５８】
また、フィルムの非搬送時において、静電力を利用して圧着ローラーにフィルムを引き寄せるために、図３に示したような帯電機構を設ける場合には、機構部品（ガイドローラーや当接部材等）を圧着ローラーに対して付設するに際して、これらがスライダーの移動に支障を来すことがないように注意する必要がある。例えば、図２２に示すように、圧着ローラー２１に対して設けられるガイドローラー６９や、布７０を貼った当接部材７１、これらの弾性支持部材７２、７２を、ローラー支持部３９や４０の側面に付設して支持のための突条部７４、７５をそれぞれ形成する等の構成が挙げられる。
【００５９】
そして、図１５、図１７に示すように、平板状のガイド部１７、１８や１９、２０については、ガイド部１７と１８とが対向され、ガイド部１９と２０とが対向された状態とされ、かつ、圧着ローラー２１の軸と駆動ローラー２２の軸を通る線分を含んでフィルム１６の搬送方向に直交する平面に関してガイド部１７、１８と１９、２０とが対称的な配置とされており、フィルム１６が一直線上に沿って移動される構成となっているが、これに限らず、図２３に概略的に示すように、フィルム１６のうちガイド部７６と７７との間に挿通されたフィルム部分１６ａと、ガイド部７８と７９との間に挿通されたフィルム部分１６ｂとが、角度「θ」の角度をもって搬送されるように、両ガイド部の中間的な位置に圧着ローラー８０及び駆動ローラー８１を配置させる構成を用いることができる。これは、他の部材との位置関係においてフィルムを一直線に沿って移動することができない場合（例えば、フィルムの搬送経路上に障害物が存在する場合等。）において有効である。
【００６０】
また、図示した例では、１つの駆動ローラーに対して１つの圧着ローラーを設けたが、これに限らず、図２４に示すように、１つの駆動ローラー８２に対して２個以上の複数の圧着ローラーを設けてこれらと駆動ローラー８２との間でフィルム８３を挟持することで、圧着ローラーの小径化による装置の小型・薄型化が可能である。つまり、２個の圧着ローラー８４、８５のうちの一方８４についてはそのローラー支持部８６をスライダー８７により圧着制御し、他方の圧着ローラー８５についてはそのローラー支持部８８をスライダー８９により圧着制御する。
【００６１】
この他、１つの駆動機構によって複数のフィルムを駆動する構成を採用しても良く、その際には、図２５に示すように、図１５乃至図１８の機構１５を横一列に並設し（図には３つの機構９０、９１、９２を結合した例を示す。）、各機構によってそれぞれのフィルム９３、９４、９５を各別に駆動するにあたって、動力モータや駆動ローラーを共用することで構成の簡単化を図ることが好ましい。つまり、図示の構成では、動力モータ９６、９７による回転力がそれぞれの減速機９８、９９を介して駆動ローラー１００に伝達されて当該ローラーが駆動される。尚、各フィルムを挟んで駆動ローラー１００とは反対側にそれぞれのフィルムを挟持するための圧着ローラー及びその圧着機構（図示せず。）が設けられているので、各フィルムの駆動を個別に制御することができる。つまり、各圧着ローラーにより、これに対応するフィルムを駆動ローラーに圧着させた状態で当該フィルムを駆動することができる。また、複数又は多数のフィルムを駆動していて、これらのフィルムに接続された各ワイヤー部材にかかる負荷が増加した場合には、これに応じて動力モータの出力を増加させ、また、１つ又は少数のフィルムの駆動時には、動力モータの出力を減らすように仕事量を調整する。
【００６２】
ワイヤー部材の位置検出についてはフィルムの位置検出に置き換えて行うことができ、動力モータの回転状態の検出にはエンコーダ等が用いられる。そして、ワイヤーの張力を検出する張力検出手段については、張力の変化を抵抗値により検出できる歪みゲージや、ロボットハンド等の力制御に使用される各種の力センサー等が挙げられる。
【００６３】
次に、ワイヤー部材を用いた手指の力覚提示について説明する。
【００６４】
上記した回内・内外動作では１対のワイヤー部材の長さが互いに相反した関係をもって伸縮又は駆動されることを説明したが、これは筋のもつ役割をワイヤーの駆動によって代用していることと等価な関係にある（つまり、各ワイヤー部材が屈筋と伸筋に対応している。）。
【００６５】
人体の筋については、１自由度の関節に対して最低２本の筋を協調動作させることによって屈曲や伸展を行っていることは周知の通りであり、例えば、指部における筋配置を図２６に概略的に示す（「○」印は関節を示している。）。
【００６６】
指の背面には指伸筋が配置され、掌面側には深指屈筋と浅指屈筋が配置されている。
【００６７】
筋の代わりにワイヤー部材を使って関節の屈曲動作や伸展動作を行うためには、屈筋に相当するワイヤー（又はワイヤー群）と伸筋に相当するワイヤー（又はワイヤー群）を用意して、それらのうちの一方のワイヤーを緊張させたときに他方のワイヤーを弛緩させる制御を行えば良い。
【００６８】
但し、手指のように自由度の多い関節構造においてワイヤー群とその駆動系を屈筋及び伸筋毎に用意すると、構成が複雑化し、多くの駆動源が必要になるので、装備の小型・軽量化にとって好ましくない。
【００６９】
そこで、このような関節に対応する場所には、各種の弾性部材（後述する渦巻バネや、コイルバネ等。）を付設することで駆動部や動力部の削減及び省スペース化、軽量化を図ることが好ましい。即ち、手や指の背面に装着される装具については、これを複数の被覆部材から構成し、被覆部材にそれぞれ複数対のワイヤー部材を付設するとともに、被覆部材のうちの隣り合う部材同士を弾性部材によって連結して、手指の屈曲位又は伸展位の方向に力を付勢する構成を採用すると、ワイヤー部材の数を減らすことができる。
【００７０】
その際、下記に示す２形態が挙げられる。
【００７１】
（Ｉ）バネ部材の初期状態として関節の屈曲位を基準とし、この状態からワイヤー駆動により伸展位となる方向に装具の状態を変化させていく形態
（ＩＩ）バネ部材の初期状態として関節の伸展位を基準とし、この状態からワイヤー駆動により屈曲位となる方向に装具の状態を変化させていく形態。
【００７２】
つまり、形態（Ｉ）では、バネ部材によって常に屈曲位となる方向への付勢力が常に作用しているので、装具の装着時にはワイヤーを駆動して装具を伸展位の状態にした上で対象者に装着する。
【００７３】
また、形態（ＩＩ）では、バネ部材によって常に伸展位となる方向への付勢力が常に作用しているので、装具の装着時にはワイヤーを駆動する必要がない分、対象者への装具の装着は容易になるが、装具の状態を屈曲位の状態へと変化させるための機構や制御が形態（Ｉ）に比べて難しくなる。
【００７４】
図２７は力触覚装置１０１の基本構成を示したものであり、対象者に装着して使用する複数の装具については、装具を構成する被覆部材のうち、対をなす被覆部材１０２、１０２、例えば、上記したように手首サポーターと肘部サポーターに亘って複数対のワイヤー部材１０３、１０３が架け渡されている。
【００７５】
そして、これらのワイヤー部材を駆動する駆動手段については、各ワイヤー部材をそれぞれ駆動するための駆動機構１０４、１０４と、そのサーボ制御や後述するクラッチ機構の制御を行うワイヤー駆動部１０５とを有する構成とされ、中枢制御部１０６からの制御信号を受けてワイヤー部材の駆動制御を行う。
【００７６】
中枢制御部１０６は力触覚提示処理部１０７からの指令を受け取ってその内容を解釈し、これに従って各ワイヤー部材を制御するための信号を生成するものであり、また、対象の動作認識を行う場合や力覚提示制御中において、各ワイヤー部材の長さを検出するためのワイヤー長検出手段や、各ワイヤー部材の張力を検出するためワイヤー張力検出手段（これらは駆動機構１０４内に設けられている）によって必要な情報を取得する。
【００７７】
力触覚提示処理部１０７は対象に付与する力触覚について指示内容を決める部分であり、例えば、ゲーム機器の場合には、コンピュータ・グラフィックスを駆使して視覚提示される仮想空間内で展開される物語に合わせて力触覚の提示信号を所定の記録媒体から読み出し、提示のタイミングを制御する。また、医療用機器として利用する場合には、治療や診断時において対象者に付与する力触覚の指示内容を手動又は半自動で選択して決定するための制御を行う。
【００７８】
尚、この力触覚提示処理部１０７や中枢制御部１０６はコンピュータ等の計算手段を使って構成されるが、ワイヤー駆動部１０５をソフトウェアサーボで実現する場合にその一部又は全部をコンピュータ上でのプログラム制御に委ねることができる。
【００７９】
図では、前腕の肘部付近に装着される第１の被覆部材として肘部サポーターを示し、手首の尺骨及び橈骨の突起部分に装着される第２の被覆部材として手首サポーターを示しており、これらの両部材に亘って一対のワイヤー部材１０３、１０３が架け渡されている。そして、中枢制御部１０６からワイヤー駆動部１０５に送出される制御信号により、一方のワイヤー部材を引っ張り、かつ他方のワイヤー部材を緩めることで、前腕の回内又は回外動作に係る力覚を提示することができる。また、各ワイヤー部材に一定の張力をかけた状態でワイヤー長の検出を行うことにより回内・回外の状態を把握することができる。
【００８０】
手指の駆動については、上記したように、手や指の背面に複数の被覆部材を装着して、これらの被覆部材のうちの隣り合う部材同士を弾性部材で連結することによって、手指の屈曲位又は伸展位の方向に力を付勢し、被覆部材にそれぞれ付設された複数対のワイヤー部材を駆動して、手指の屈曲又は伸展を行う時には、駆動手段により、複数対のワイヤー部材を、弾性部材による付勢力に抗して引っ張るように制御を行う。尚、弾性部材として渦巻バネ、コイルバネ等を用いた具体的な構造については、後で詳述する。
【００８１】
また、ワイヤー部材の端部を駆動機構に接続するに際して、両者の結合を強固にし過ぎると、対象に無理な力が働いたときに問題が起きる虞があるので、ワイヤー部材の端部を、電磁クラッチ機構を介して駆動手段に結合し、ワイヤーの張力が閾値を超えた場合に、ワイヤー部材と駆動手段との結合が解除されるように安全対策を講じることが望ましい。例えば、後述するように、ワイヤー部材に対して固定された永久磁石又は磁性体と、駆動手段のうちワイヤー部材との結合部分に設けられた電磁石とによって、電磁クラッチ機構を構成することができる。
【００８２】
尚、本発明は、上肢に限らず下肢や他の部位に関する力覚提示にも同様に適用できることは勿論である。
【００８３】
【実施例】
図２８乃至図８２は、本発明を映像や音声情報の提示とともに力触覚提示を行う装置に適用した例を示すものである。
【００８４】
尚、力触覚提示の前提となる世界は２つあり、その１つは「仮想現実」の世界、もう１つは「仮想イリュージョン」の世界である。
【００８５】
図２８は両者の相違点を比較して説明するための概念図であり、「仮想現実」の世界では、人が現実に体験している現象を、映像や音声、力触覚の提示等を駆使することで仮想的に模倣し、当該現象によって人が受ける効果を同じ感覚でもって現出させることが目的となる。例えば、図示するように、「人が現実世界で本を手にとって読み始める。」という状況を考えた場合に、人は本からの視覚情報の他、本の重量感や本に触ったときの質感を感じとることができる。仮想現実の世界では、この状況と等価な環境を現出させるために、例えば、実体のない仮想の本ＶＢを映像情報として対象者に供与するために対象者に視覚表示装置ＶＤ（ヘッドマウントディスプレイ等。）を装着してもらうことによって視覚情報を提供するとともに、力触覚提示装置を用いて本にかかる重力によって引き起こされる力覚や、本の表紙や紙面から受ける触覚の情報を提供する。つまり、この世界での仮想的体験は常に現実世界での体験と比較したり、対比することができる性質のものである。
【００８６】
これに対して仮想イリュージョンの世界では、人が現実世界において実際に体験することが不可能な現象を、映像や音声、力触覚提示等を駆使することによって未体験の感覚として提示する。例えば、図示するように、「人が仮想世界で本を手にとって読み始める。」という動作を行うと、「本が砕けてその中から出た来た雪だるまが本の内容を人に語りかける。」といった非現実的な状況を仮想的かつ視覚的に現出させたり、力触覚提示装置を用いて雪だるまの重量から受ける腕の力覚や、手触り等の触覚情報、温度情報を提供することができる。つまり、この世界での体験は現実世界において起こり得ないものであり、現実世界の体験と比較されることがない。
【００８７】
力触覚の提示にあたっては、このような２つの世界を充分に考慮した上で力触覚提示装置の構成及びその制御を行う必要がある。
【００８８】
図２９は装置全体のハードウェア構成例を示したものであり、対象者に装着して使用する装具類１０８と、その制御を司る中央制御部１０９、そして、これらの間に介在されて検出情報や出力情報の伝達を中継する入出力インターフェイス部１１０を具備している。
【００８９】
先ず、装具類１０８には、例えば、下記に示すものが含まれる。
【００９０】
（ｉ）頭部に装着できる視覚表示及び音声出力装置（ヘッドマウントディスプレイ等）
（ｉｉ）両手に装着される力触覚提示及びモーションキャプチャー用の装具
（ｉｉｉ）胸部や腰に装着される装具。
【００９１】
尚、本例では左右の手、前腕、上腕に対する触覚や力覚の提示や動作認識のための装具を使用しているが、脚等にも専用の装具を装着して力触覚の提示及び対偶の動作認識を行っても良いことは勿論である。また、装具全体を一体的に形成してこれを統括的に制御するよりは、各装具について各別に制御できる構成を採用すると、例えば、下記に示す利点が得られる。
【００９２】
・装具をニーズに応じて変更したり、装具の追加が容易である
・配線の削減や配線変更に対して柔軟に対処できる。
【００９３】
上記（ｉ）の視覚表示及び音声出力装置１１１は、中央制御部１０９から入出力インターフェイス部１１０を通して送られて来る映像情報を対象者の眼前に映し出すものであり、中央制御部１０９から入出力インターフェイス部１１０を通して送られて来る音声情報（音楽や声等。）を出力する音声出力手段（ヘッドホンやスピーカー等）が内蔵されている。これによって映像と音声の情報を装置に対して同時的に受け渡すことができる。尚、本装置には磁気センサあるいはポヒマス・センサ（polhe-mus  sensor）等が付設されており、対象者の頭部の位置や姿勢（傾き等）に関する検出情報を得ることができるようになっており、該検出情報は入出力インターフェイス部１１０を通して中央制御部１０９に送出される。
【００９４】
上記（ｉｉ）の装具は手や腕に対する力触覚の提示及びこれらの動作認識のための機能を有しており、ワイヤーを使用した方法を採用している。尚、本装具と入出力インターフェイス部１１０との間でやりとりされる情報は多岐に渡るので、装具の機構説明の後に詳述する。
【００９５】
上記（ｉｉｉ）の装具は胸椎や腰椎等に対する装具であり、これにはジャイロセンサが付設されている。つまり、ジャイロセンサは当該装具の位置や姿勢（傾き等）に関する検出情報を得るものであり、該検出情報は入出力インターフェイス部１１０を通して中央制御部１０９に送出される。
【００９６】
このように、装具類１０８は、複数の部分によって構成されるが、以下では、（ｉｉ）の装具について説明する。
【００９７】
図３０乃至図３２は装具の構成例を概略的に示したものであり、装具１１２は、手及び手首に装着される装具部分１１２Ｈ（以下、「手部サポーター」という。）と、前腕の肘寄りの部分に装着される装具部分１１２Ａ（以下、「前腕部サポーター」という。）と、肘部での結合のために必要とされる装具部分１１２Ｂ（以下、「肘部結合用サポーター」という。）と、上腕部に装着される装具部分１１２Ｕ（以下、「上腕部サポーター」という。）とからなっている。
【００９８】
これらのサポーターの装着にあたっては、例えば、図３０に示すように、手を水平方向に伸ばして掌を上向きにした状態において、手部サポーター１１２Ｈを手の甲側、つまり、下側から装着し、前腕部サポーター１１２Ａについても同様に前腕の下側から装着する。そして、肘部結合用サポーター１１２Ｂ及び上腕部サポーター１１２Ｕについては上方から肘部や上腕部に装着する。尚、肘部結合用サポーター１１２Ｂは前腕部サポーター１１２Ａに結合される（図の２点鎖線を参照。）。また、上腕部サポーター１１２Ｕは上腕に巻き付けて使用できる形状を有している。例えば、１対のリング状部分１１２Ｕｒと１１２Ｕｒとが連結部１１２Ｕｃ、１１２Ｕｃ（図にはその一方だけを示す。）によって結合されており、各リング状部分については帯状部材を上腕に巻き付けた上で、その端部同士（上腕三頭筋に対応する部分であり、その割り位置を図に破線の円で示す。）を面状ファスナー等を用いて結合することでリング状部分１１２Ｕｒが環状となって上腕に巻着された状態になる。
【００９９】
尚、装着の容易性を考慮した場合には、各サポーターを手や腕に対して同じ方向から装着できるようにすることが好ましい。例えば、図３１に示すように、肘部結合用サポーター１１２Ｂを前腕部サポーター１１２Ａに結合した状態（両サポーターをボタン止めによって結合する等。）にして肘部の下側から装着できるようにするとともに、上腕部サポーター１１２Ｕについては、各リング状部分１１２Ｕｒを構成する帯状部材を上腕に巻き付けた上で、その端部同士（上腕二頭筋に対応する部分であり、その割り位置を図に破線の円で示す。）を面状ファスナー等で結合して上腕に巻着できるようにする。これによって、全サポーターを予め組み立てて結合させた状態にしておいてから、これを同じ方向（図の下方から上方に向かう方向）から手及び腕に容易に装着することができるようになる。また、肘部結合用サポーター１１２Ｂを前腕部サポーター１１２Ａに結合した状態では肘部結合用サポーター１１２Ｂの形状如何によって装着し難くなる場合があるので、そのときには肘部結合用サポーター１１２Ｂの中央部において腕の長さ方向に延びるスリットや切れ目等を形成すると良い。
【０１００】
図３２は全サポーターの上肢への装着を完了した状態を示している。
【０１０１】
次に、各サポーターの構成について順を追って説明する。
【０１０２】
図３３乃至図３５は左手用の手部サポーターの構成例について説明するための図である。
【０１０３】
図３３は手部サポーター１１２Ｈの斜視図、図３４は平面図、図３５は側面図をそれぞれ概略的に示しており、これらの図において人間の手や腕に相当する部分は二点鎖線で示している。
【０１０４】
手部サポーター１１２Ｈは、下記に示す部分を有する構成とされている。
【０１０５】
・第１乃至第５指に対して背面側からそれぞれ装着されるサポーター１１２ＨＡ（以下、「手指サポーター」という。）
・手の甲に装着されるサポーター１１２ＨＢ（以下、「甲面サポーター」という。）
・手首に巻き付けるためのサポーター１１２ＨＣ（以下、「手首サポーター」という。）
・ワイヤーの駆動部（図３３では図示を省略しているが、この構成については後述する。）を搭載するためにヒレ状に設けられたサポーター１１２ＨＤ（以下、「駆動ベースサポーター」という。）。
【０１０６】
尚、これらのサポーターに使用する材料については、例えば、スプリント材（熱可塑性プラスチック）等が挙げられるが、できるだけ薄くて軽い材料が好ましい。
【０１０７】
各手指サポーター１１２ＨＡは、基本的には医療用指サックの形状を模して形成されており、伸展位の指背面を全体的に覆うことができるように、各指の骨に対応した被覆部を、バネ部材を使って指の側面で連結した構成を有する。つまり、第２乃至第５指については、各指の基節骨、中節骨、末節骨のそれぞれに対応した被覆部１１２ＨＡ１、１１２ＨＡ２、１１２ＨＡ３がそれぞれ各別に設けられており、拇指については末節骨と基節骨とにそれぞれ対応した被覆部１１２ＨＡ１、１１２ＨＡ２が各別に設けられている。そして、これらの被覆部は面状ファスナー等を使って指に固定される。
【０１０８】
図３３乃至図３５において多重円で示す部材は、隣り合う被覆部を指の側面において連結するための渦巻バネを表している。尚、自由度の多い指において関節に対応する場所には各種のバネ部材を付設した構造を採用すると、動力部の削減や省スペース化、軽量化を図るのに効果的である。つまり、人体の関節は単純な軸運動ではなく曲面同士の結合により瞬間中心（瞬間的な軸の中心となる位置）が変動しているので、この影響を除去するためには関節に対応する位置に適切なバネを使用する必要がある。
【０１０９】
図３６は渦巻バネ１１３の形状例を示したものであり、渦の中心部１１３ａを起点として外側にいくに従って次第に半径を増して最終的には互いに反対側に突出して延びる２つの端部１１３ｂ、１１３ｂが形成されており、これらの端部が端部が隣り合う被覆部にそれぞれ固定されることで両被覆部に渦巻バネが架け渡されることになる。尚、この渦巻バネの材質としては、ＳＷＰＢ（ピアノ線の棒）等が挙げられる。
【０１１０】
渦巻バネ１１３は、各指の関節に対応する指の両側面の位置に配置されるようになっており、例えば、第２指乃至第５指の場合には、ＤＩＰ関節（遠位指節間関節）やＰＩＰ関節（近位指節間関節）に対応する指側面にそれぞれ渦巻バネが配置された構成になる。
【０１１１】
尚、渦巻バネについては、図３７の大円内に拡大して示すように、２連にした構造や、３角形の各頂点位置に渦巻バネをそれぞれ配置して連結して３連の構造等を用いることができ、これらによって各渦巻バネの巻き径が小さくても指の長手方向に沿ってバネが充分にたわむようになり、また、線材同士の接触に起因する曲げ角度の制限を緩和することができる。図に示す例では、指の末節に対して背面から付設された被覆部１１２ＨＡ１と、中節に対して背面から付設された被覆部１１２ＨＡ２との間に、２連構造の渦巻バネ１１３、１１３が指の側面において架け渡されており、該被覆部１１２ＨＡ２と、基節に対して付設された被覆部１１２ＨＡ３との間には、３連構造の渦巻バネ１１３、１１３、１１３が指の側面において架け渡されている。
【０１１２】
このような渦巻バネの採用は、サポーターの位置ずれ等に起因する動作時の違和感を軽減するのに有効である。尚、渦巻バネにおいて線材同士の接触が生じないようにするためには渦巻の形状を円形状でなく扇状にする等、干渉が起きないようにするための工夫を要する。
【０１１３】
また、各渦巻バネの反力に関するバラツキを低減するためには、反力を微調整するための機構を設けることが望ましい。
【０１１４】
図３８乃至図４０はバネ強度の調節機構について引張バネを使った構成例を示したものである。
【０１１５】
図３８に示すように、調節機構１１４は、指の末節に対する被覆部１１２ＨＡ１と中節に対する被覆部１１２ＨＡ２とに跨る状態で両部材に取り付けられている。
【０１１６】
図３９は、巻き上げタイプの機構例１１４Ａを示するものである。尚、同図の（Ａ）、（Ｂ）に示す図は、異なる状態での平面図をそれぞれ示し、（Ｃ）に示す図が（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（Ｄ）に示す図が（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図を示している。
【０１１７】
図示するように、２つの部材１１５、１１６との間で２本の引張バネ（あるいは引張コイルバネ）１１７、１１７が張設された状態となっている。尚、一方の部材１１５が被覆部１１２ＨＡ１に固定され、他方の部材１１６が被覆部１１２ＨＡ２に固定される。
【０１１８】
部材１１６を構成する筐体１１６ａの内部には、２本の引張バネ１１７、１１７が部分的に挿通される案内用の通路１１８、１１８が形成されており、各引張バネ１１７の一端部がワイヤー１１９、１１９の一端にそれぞれ接続されており、各ワイヤーの他端部１１９ａが巻き上げ軸１２０（円柱軸）に巻着された状態で固定されている。そして、各引張バネ１１７の他端部は上記の部材１１５に固定されており、当該部材と巻き上げ軸１２０との間で引張バネ１１７の長さが調節できる構成となっている（図に示す「ΔＬ」を参照。）。
【０１１９】
巻き上げ軸１２０は、その両端部が筐体１１６ａの側面に形成された支持孔１２１、１２１にそれぞれ挿通されることで回転可能な状態で支持されており、（Ａ）図、（Ｂ）図に示すように、その中程の部分には巻き上げ軸１２０の回転中心軸と同軸であってこれより大径とされた２つの円板部１２２、１２２が一体的に形成されている。そして、円板部１２２、１２２の間には、両円板部１２２よりは小径の歯状部１２３が形成されており、上記通路１１８、１１８の間に位置するように形成された凹部１２４内には、ストッパー１２５と、該ストッパー１２５の爪部（先端部）１２５ａを歯状部１２３の歯の間に当接させて押しつけるための付勢力を得る圧縮コイルバネ１２６が収容されている。尚、ストッパー１２５の爪部１２５ａと歯状部１２３とは、両者の係合関係においてラチェット機構を構成しており、円板部１２２、１２２を（Ｄ）図の時計回り方向に回転させて引張バネ１１７を伸張させること（バネの巻き上げ動作）はできても、その逆、つまり、円板部１２２、１２２を（Ｄ）図の反時計回り方向に回転させて引張バネ１１７を緩めることはできない構造になっている（尚、ストッパー１２５の爪部１２５ａの解除機構については説明を省略する。）。
【０１２０】
しかして、本構成では、円板部１２２、１２２を操作してこれを回転させることによって引張バネ１１７、１１７の長さを調整することができるので、渦巻バネ１１３と調節機構１１４Ａとを組み合わせることで反力の微調整を行ってそのバラツキを小さくすることができる。
【０１２１】
図４０はスライドタイプの機構例１１４Ｂを示しており、（Ａ）に示す図は平面図、（Ｂ）に示す図は、（Ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示している。
【０１２２】
被覆部１１２ＨＡ２に固定される部材１１６Ｂの筐体１１６Ｂａ内には、スライダー１２７が摺動可能な状態で収容されており、各引張バネ１１７の一端部がこのスライダー１２７に固定されている。即ち、各引張バネ１１７のうち、部材１１５に固定された端部とは反対側の部分が、筐体１１６Ｂａに形成された２つの挿通孔１２８、１２８を通してそれぞれ筐体１１６Ｂａ内に導入された上でスライダー１２７に固定されている。
【０１２３】
スライダー１２７には、これを引張バネ１１７の長手方向に沿って移動させる際に操作するための操作部１２７ａが形成されるとともに、その位置を保持するために（Ｂ）図の上方を向いて突設した三角爪１２７ｂが形成されており、該三角爪１２７ｂは、図示するように、筐体１１６Ｂａの上面部において横に突き出した突起部１２９、１２９（図には簡単化のため２対だけを示す。）に係合される。つまり、当該突起部１２９、１２９に対する三角爪１２７ｂの係合位置によってスライダー１２７の位置が決まることになる。尚、（Ｂ）図に示すように、三角爪１２７ｂのやや下方の位置にはスリット１２７ｃが形成されており、突起部１２９、１２９に対する三角爪１２７ｂの係合を解除する際に、三角爪１２７ｂの形成部分が容易に歪むように配慮されている。
【０１２４】
しかして、本構成では、スライダー１２７を操作して、その三角爪１２７ｂと突起部１２９との間の係合時の位置関係を規定することにより当該スライダー１２７の位置決めを行うことで、スライダー１２７と部材１１５との間に張設された引張バネ１１７、１１７の長さを調整することができる。これにより、渦巻バネ１１３とこの調節機構１１４Ｂとを組み合わせることで反力の微調整を行い、そのバラツキを小さくすることができる。
【０１２５】
図４１は、渦巻バネ１１３のバネ強度を調節するための調節機構１３０を渦巻バネの付け根に設けるようにした構成例を示したものである。
【０１２６】
この場合には、渦巻バネ１１３の一端部１１３ｂがスライド機構１３１を構成するスライダー１３２に固定されており、該スライダー１３２の位置を規定することでバネ強度の調節が可能である。
【０１２７】
即ち、収容部１３３内に摺動可能な状態で受け入れられたスライダー１３２において、スリット１３２ａが形成された部分の断面形状が略コ字状をなしており、その一方の先端部に係止爪１３２ｂが形成されている。そして、該係合爪１３２ｂは収容部１３３に形成された複数の係止孔１３３ａ、１３３ａ、・・・のうちのどれかに係合されるようになっており、この状態で別の係止孔１３３ｂに固定ピン１３４を通してスライダー１３２を螺止め等で固定することで当該スライダー１３２の移動を阻止して、その位置規定を指の長さ方向において行うことができる。尚、渦巻バネ１１３の他方の端部１１３ｂについてはこれを被覆部に直接固定しても良いし、又は調節機構１３０と同様の調節機構を介して被覆部に固定しても良い。
【０１２８】
図４２は指の大きさ（幅）に合わせた被覆部の調整機構の一例を概略的に示したものであり、（Ａ）図が小さい指への付設状態、（Ｂ）図が大きい指への付設状態をそれぞれ示している。
【０１２９】
この例では被覆部１１２ＨＡが３つの部分１１２ＨＡ＿α、１１２ＨＡ＿β、１１２ＨＡ＿γから構成されており、これらが蝶番バネ等で形成された回動軸１３５、１３５によって連結されている。尚、３つの部分のうち両端に位置する部分の末端には上記調節機構１３０、１３０が回動軸１３５、１３５を介してそれぞれ結合されている。
【０１３０】
上記した例では、関節に対応する指の側面に渦巻バネを配置する構成としたが、渦巻バネの代わりに、被覆部の背面に蝶番式コイルバネを用いた構成を採用しても良く、その構成例を図４３に示す。
【０１３１】
各被覆部の背面において、１１２ＨＡ１と１１２ＨＡ２との間、１１２ＨＡ２と１１２ＨＡ３との間にはこれらの部材を連結するための背面バネ１３６、１３６が取り付けられており、該背面バネ１３６は横断面形状が四角形状（正方形や長方形等）をなしたコイルバネの部分１３６ａ、１３６ａと当該部分を連結する蝶番部１３６ｂとから構成されている。
【０１３２】
これらの背面バネ１３６は、図４３（Ｂ）に示すように、その初期状態において屈曲位となるように設置され、後述するワイヤー部材（被覆部の背面に沿って配置される。）の引張力により、図４３（Ａ）に示すように、伸展位となるよう動作させることができる。その際、コイルバネの干渉によって指の屈曲、伸展に支障を来さないので、動作がぎこちなくなることはない。尚、バネの初期状態として指の伸展位の状態（つまり、（Ａ）図の状態）としても構わないが、その場合にはワイヤー部材の引き廻しを掌面側にする必要がある。
【０１３３】
図４４や図４５に示すように、各指の指サポーター１１２ＨＡには、２本のワイヤー部材１３７、１３７（シリコーンチューブにタングステン製ワイヤーを通したもの。）がそれぞれれ設けられており、これらは各被覆部の背面において指の長さ方向に沿って延び、甲面サポーター１１２ＨＢ、手首サポーター１１２ＨＣを経て駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上にまで及んでいる（これらのワイヤーの伸張は駆動ベースサポーター１１２ＨＤに取り付られた図示しない駆動機構部により制御されるが、その詳細は後述する。）。
【０１３４】
各指の付け根の部分にそれぞれ装着される被覆部材の間には、Ｖ字状バネを配置してそのバネ掛け部を隣り合う被覆部材にそれぞれ固定した構成が用いられ、例えば、図４６に示すように、第２指乃至第５指の各指サポーターの間においてＭＰ関節（中手指節関節）の近辺にＶ字状バネ１３８、１３８、１３８が付設されている。つまり、これらのＶ字状バネは第２指と第３指との間、第３指と第４指との間、第４指と第５指との間において、基節に対する被覆部の側面にそれぞれ取り付けられており、当該バネの初期状態は手指部の外転位であって手の甲を平にした状態を基準としている。これは外転位を初期状態として内転動作を行うため及び手部の対立動作を行うため、そして、各指サポーターを連結することによる強度向上のためであるが、Ｖ字状バネに内転、外転の機能を付与しない場合にはバネの内転位を初期状態とすれば良い。また、後述する対立動作のための機構を採用する場合にはＶ字状バネを不要にすることもできる。
【０１３５】
図４７はＶ字状バネ１３８の形状例を示したものであり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が（Ａ）において矢印Ｂ方向から見た図である。
【０１３６】
Ｖ字状バネ１３８は、その断面形状が円形状をしたコイル部１３９と、該コイル部から突設された２本のバネ掛け部から構成されており、バネ掛け部については、コイル部１３９から延長された直線部１４０、１４０が側方からみてハ字状に延びている。つまり、その端部１４０ａ、１４０ａがバネ掛け片としてコ字状に屈曲された形状になっており、これらが被覆部に取り付けられる。
【０１３７】
手の甲の背面に装着される被覆部材としての甲面サポーター１１２ＨＢについては、これを複数の構成部材から構成し、各構成部材を蝶番部材で連結されており、かつ、連結された部材同士の間隔を自在に変化させるためのスライド機構を蝶番部材に対してそれぞれ設けた構造が望ましく、例えば、図４８に示すように、第３指と第４指との間を通って紙面に垂直に延びる平面によって２つに分断された被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａを有しており、両被覆部は、同図に１点鎖線で示す軸「Ｒ−Ｒ」（これが対立動作の中心軸となる。）の回りに回動可能な状態で連結されている。
【０１３８】
尚、図示する例では、被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａを連結する部材が、３つの蝶番バネ１４１、１４１、１４１と、これらの各蝶番バネを軸Ｒ−Ｒに直交する方向にスライド可能な状態で支持するための支持機構１４２、１４２、１４２を備えている。つまり、被覆部同士を単に蝶番バネ１４１で接合しただけの構造において、外転位の状態では、掌面を平らにした状態（掌面をほぼ平面状にした状態であり、以下、この状態を「平坦位」という。）でしか被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａを手の表面に密着させることができず、手をつぼめて湾曲させた状態（掌面を凹面状に湾曲させた状態であり、以下、この状態を「湾曲位」という。）において、手の甲の表面に被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａを充分に密着させることが難しいからである。
【０１３９】
図４９は蝶番バネ１４１の形状例を示すものであり、（Ａ）に示す図はコイル部１４１ａの軸方向から見た側面図、（Ｂ）は矢印Ｂ方向から見た図、（Ｃ）は矢印Ｃ方向から見た図である。
【０１４０】
コイル部１４１ａの両端部からそれぞれ突出してコ字状に屈曲された一対の屈曲片１４１ｂ、１４１ｂは、（Ａ）の図に示す状態では、角度「φ」をなしている。尚、蝶番バネ１４１の自然状態（無負荷状態）では、この角度φが１８０度より稍小さい値とされ、よって、コイル部１４１ａの軸方向から見た蝶番バネ１４１の状態がヘ字状になっている（これは平坦位における手の甲の背面が全くの平坦面でないことに依る。）。
【０１４１】
図５０は蝶番バネ１４１の支持機構１４２の一例についてその要部のみを示したものであり、（Ａ）はバネの収容状態を示し、（Ｂ）はコイル部１４１ａの軸方向から見た状態の変化を示している。
【０１４２】
収容部（あるいはハウジング）１４３、１４３は、蝶番バネの屈曲片１４１ｂ、１４１ｂをそれぞれ収容するものであり（図には、一方の屈曲片１４１ｂとのその収容部１４３だけを示す。）、開口１４４、１４４が形成されている。つまり、コイル部１４１ａの一端部から出た屈曲片１４１ｂの一部分が一方の開口１４４を通して収容部１４３内に受け入れられた状態になっており、開口１４４と１４４との間には、屈曲片１４１ｂの抜け止め用にストッパー突部１４５が形成されている。そして、蝶番バネ１４１は、（Ｂ）図に示すように、屈曲片１４１ｂが収容部１４３内に殆んど収まった状態と、屈曲片１４１ｂの大半部が収容部１４３から出た状態との間に亘って摺動が可能である（図の「Δｘ」を参照。）。
【０１４３】
尚、図５０では便宜上、一方の屈曲片１４１ｂについてのみ図示しているが、他方の屈曲片１４１ｂについても同様にして収容部１４３内において摺動可能な状態で受け入れられている。
【０１４４】
また、蝶番バネ１４１の摺動時において、その移動方向をより確実に規定するためには、蝶番バネを案内するためのガイド手段（ガイド溝等）を収容部１４３内に設け、これに対応した被ガイド部を蝶番バネの屈曲部に形成する等の構成を用いることが好ましいが、図５０には基本的な構成だけを示し、それ以上の詳細な機構等の説明は割愛する。
【０１４５】
上記した軸Ｒ−Ｒについて、ゴム等の弾性部材で形成した１つの円柱軸１４６により被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａを連結する場合には、図５１に示すように、円柱軸１４６の側面に対して支持機構１４２、１４２、・・・を付設すれば良い（図では円柱軸１４６の両端寄り部分及び中央部に嵌合された部材を各支持機構１４２によってそれぞれスライド可能な状態で支持している。）。
【０１４６】
また、図４８や図５１に示す構成では、甲面サポーター１１２ＨＢを２つの部分に分断したが、これに限らず、第２指と第３指との間、第４指と第５指との間についても同様に被覆部を分断して、これらを回動可能であってかつ回動軸に直交する方向にスライド可能な状態とすることが望ましい。
【０１４７】
甲面サポーター１１２ＨＢを構成する被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａと各指サポーター１１２ＨＡとの連結構造については、例えば、各被覆部の背面に図５０で示したスライド機構１４２を付設することにより、蝶番バネ１４１で被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａと指サポーターの被覆部１１２ＨＡ３とを連結する方法が挙げられるが、図４８や図５１に示すように、手の甲の背面に装着される被覆部材には、指毎に内転・外転のための動作機構（あるいは回動機構）１４７、１４７、・・・をそれぞれ付設するとともに（図にはそれらのうちの２つだけの部分だけを示す。）、当該機構を構成する回動部材の先端部に渦巻バネ（１１３、１１３、１１３）を付設してこれを指サポーター（１１２ＨＡ３）に連結することが好ましい。
【０１４８】
各動作機構１４７は、各指に対して設けられる一対のワイヤー部材を各別に駆動する際の軸運動によって内転・外転方向への動作を可能にするために指毎に付設されるものであり、内転・外転に係る向きの違いを除いていずれも同様の構成を有しているので、以下では、その一つだけを取り出して説明する。
【０１４９】
図５２において、動作機構１４７を構成する回動部材１４７ａは被覆部１１２ＨＢａに形成された収容部１４８内にその大半部が受け入れられた状態とされ、図に示す点「ＲＣ」を回動中心として、矢印「Ｒ」の方向に回動し得る構成となっている。尚、回動部材１４７ａのうち点ＲＣとは反対側の端部には渦巻バネ（１１３、１１３、１１３）が固定されているが、その構成については後で詳述する。
【０１５０】
収容部１４８内の空間については、回動部材１４７ａのうち回動中心点ＲＣの付近では回動部材１４７ａとの隙間が少なくなっているが、回動中心点ＲＣから遠ざかるにつれて次第に隙間が大きくなっていき、図示する例では、収容部１４８の開口付近に板バネ１４９が付設されている。この板バネ１４９は、その一端部が収容部１４８の側壁に回動可能な状態で取り付けられており、回動部材１４７ａに対して一定方向（図の時計回り方向）への付勢力を与えるものである。
【０１５１】
つまり、その初期状態においては、（Ａ）図に示すように、板バネ１４９の付勢力によって、当該板バネ１４９とは反対側に位置する収容部１４８の側壁に回動部材１４７ａが押しつけられた状態となっているが、外転時には、（Ｂ）図に示すように、回動部材１４７ａが板バネ１４９の力に抗する方向に回動していき、最終的には回動部材１４７ａがそれ以上回動できない状態となる（内転時にはこれとは逆に（Ｂ）の状態から（Ａ）の状態へと変化する。）。
【０１５２】
尚、図５３の動作機構１４７Ａに示す例では、板バネ１４９の代わりに２つの磁石（永久磁石又は電磁石）１５０、１５１が使用され、その一方の磁石１５０が収容部１４８の開口付近の内壁に固定され、他方の磁石１５１がこれに対向した回動部材１４７ａの側面に固定されている。よって、本構成では、初期状態においては、磁石１５０と１５１との間に働く斥力により回動部材１４７ａが収容部１４８の側壁（図の上方に位置する側壁）に押しつけられた状態となっているが、外転時には回動部材１４７ａが磁石同士の反発力に抗して図の反時計回りに回動していくことになる。
【０１５３】
また、図５２に示した例では、回動部材１４７ａと収容部１４８との隙間が回動中心ＲＣ近辺で狭くなっているが、これに限らず、図５４の動作機構１４７Ｂに示すように、回動中心ＲＣを収容部１４８Ｂの開口近辺に設定するとともに、当該回動中心ＲＣから遠ざかって収容部１４８Ｂの奥に入るにつれて回動部材１４７ａとの隙間が次第に大きくなるようにし、回動部材１４７ａの端部と収容部１４３の側壁との間に板バネ１５２を配置した構成を用いても構わない。
【０１５４】
要するに、第２指及び第３指については第１指に近付く方向に回動部材１４７ａが回動できるようにし、また、第４指及び第５指については第３指から遠ざかる方向に回動部材１４７ａが回動できるように、各収容部内に回動部材の可動範囲をそれぞれ確保すれば良い。
【０１５５】
回動部材１４７ａのうち、収容部１４８から突出した端部には、渦巻バネを使った連結部が設けられており、指サポーターに固定される。
【０１５６】
図５５はその構成例の要部を部分的に示したものであり、図３６に示した渦巻バネを３つ用意し、これらを横一列に並べた上でそれぞれの中心部を軸部材１５３で結合し（例えば、図の大円内に拡大して示すように２つの半円柱状部材１５３ａ、１５３ａで各渦巻バネの中心部を挟み込んだ上で、半円柱状部材１５３ａの両端部に円環状部材１５４、１５４を装着（環装）する等。）、各渦巻バネ１１３の一端部を回動部材１４７ａに固定し、他端部を上記した指サポーターの被覆部１１２ＨＡ３に固定する。尚、複数の渦巻バネを並設する理由は、内転・外転運動時におけるバネのたわみを減少させるためであり、軸部材１５３を付設することによってさらにたわみを少なくすることができる。
【０１５７】
これらの渦巻バネの初期状態としてはＭＰ関節の屈曲位を基準としているが、ＭＰ関節の屈曲・伸展をスムーズに行うためには、スライド式の反力調整機構を付設することが好ましい。
【０１５８】
図５６はスライド式反力調整機構の構成例１５５を示すものであり、（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図を示している。尚、一対のスライド機構１５５ａ、１５５ｂのうちの一方１５５ａが指サポーター側の被覆部に取り付けられ、他方１５５ｂが甲面サポーター１１２ＨＢ側の被覆部に取り付けられる。
【０１５９】
各渦巻バネ１１３はスライド機構１５５ａと１５５ｂとの間に挟まれた状態で、その両端部が各スライド機構のスライド部材１５６ａ、１５６ｂにそれぞれ固定されている。つまり、スライド機構１５５ａを構成するスライド部材１５６ａの一端部には各渦巻バネ１１３の端部が固定され、他端部が収容部材１５７ａ内に受け入れられた状態で２つのコイルバネ１５８ａ、１５８ａが固定されている。
【０１６０】
これらのコイルバネ１５８ａ、１５８ａは、互いに平行な位置関係をもって収容部材１５７ａ内に配置されており、各コイルバネのうち、スライド部材１５６ａに固定された方とは反対側の端部が操作部材１５９ａに固定されており、該操作部材１５９ａの位置を規定することによってスライド方向におけるコイルバネの反力を調整することができるように構成されている。尚、操作部材１５９ａに形成された係合部１６０ａは、収容部材１５７ａに形成された図示しない複数のストッパ溝の一つに係合されることで操作部材１５９ａのスライド方向における位置決めがなされる。また、収容部材１５７ａに形成されて渦巻バネの付近まで張り出した部分１６１はＭＰ関節に対応した突起部（これがないとワイヤー部材が皮膚に接触する虞がある。）である。
【０１６１】
他方のスライド機構１５５ｂについても上記スライド機構１５５ａと同様の構成を有しており、スライド部材１５６ｂの一端部に各渦巻バネ１１３の端部が固定され、他端部が収容部材１５７ｂ内に受け入れられた状態で２つのコイルバネ１５８ｂ、１５８ｂが固定されている。つまり、互いに平行な位置関係をもって収容部材１５７ｂ内に配置されたコイルバネ１５８ｂ、１５８ｂのうち、スライド部材１５６ｂに固定された方とは反対側の端部に操作部材１５９ｂが固定されており、該操作部材１５９ａに形成された係合部１６０ｂを、収容部材１５７ｂに形成された図示しない複数のストッパ溝の一つに係合させることで操作部材１５９ｂのスライド方向における位置決めを行い、これによってスライド方向におけるコイルバネの反力を調整することができる構成となっている。
【０１６２】
尚、渦巻バネ自身の調整機構については、例えば、前記した機構１１４（図３９、図４０参照。）を用いることができ、図示するように、その収容部（１１６、１１６Ｂ）が一方のスライド部材１５６ｂの上に固定されるとともに、部材（１１５）が渦巻バネ１１３の中心よりややスライド部材１５６ｂ側にずれた位置に取り付けられており、当該部材がワイヤー１６２を介して他方のスライド部材１５６ａ上に固定用部材１６３を介して取り付けられている。この調整機構の設置場所としては、渦巻バネ１１３を結合している軸部材１５３より背面側に選定することが、当該機構と指との接触の問題を回避するために好ましい。
【０１６３】
このように、コイルバネ（１５８ａ、１５８ｂ）のスライド方向における反力の調整と、渦巻バネ（１１３）の回転方向における反力の調整とを独立して行えるように構成すると、ＭＰ関節の動作をさらに滑らかにすることができる点で有効である。
【０１６４】
尚、図５６に示す機構において渦巻バネ１１３を使用せずに、一対のスライド部材１５６ａと１５６ｂとを蝶番や回動機構等で連結した場合には、この機構を全ての指関節について被覆部の背面に配置することができ、この場合には図４３で示した背面バネ１３６を使った機構の別の実施例となっていることが分かる。
【０１６５】
拇指のＣＭ関節における対立動作については、図５７や図５８に示すように、甲面サポーター１１２ＨＢに対して回動機構１６４を付設する。つまり、この回動機構１６４は、前記した外転・内転の動作機構（図５２乃至図５４を参照。）を応用したものであり、当該機構を構成する回動部材１６４ａは、蝶番バネを用いた回動軸１６５を介して甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａの側面に連結されている。尚、蝶番バネについては、手をつぼめて湾曲させたときの状態を初期状態とする（図５８の破線参照。）。
【０１６６】
回動部材１６４ａは、図に点「ＲＣ」で示す回動中心の回りに所定の角度範囲をもって回動できるように支持されており、本例では、２つの磁石１６６、１６７を使って回動部材１４７ａに図の時計回り方向への付勢力を付与している。つまり、回動軸１６５寄りに位置に付設された磁石１６６と、これに対応した回動部材１６４ａの側面位置に付設された磁石１６７との間に作用する斥力により生じる反発力が回動部材１６４ａを回動軸１６５から遠ざけるように働く。尚、これらの磁石の代替として板バネ等を使用しても良いことは勿論である（図５２、図５４を参照。）。
【０１６７】
回動部材１６４ａの端部と、拇指の基節の被覆部との間には、図４９、図５０に示したスライドバネ、あるいは図５５に示した渦巻バネ等を使った機構が配置されるが、バネの初期状態はこの場合も屈曲位とする。
【０１６８】
尚、甲面サポーター１１２ＨＢでは、ＭＰ関節の屈曲・伸展動作や、対立動作に関する機構が必要となるが、各機構の動作に関与するワイヤーの配置や駆動制御については、後述するワイヤーの駆動部との関連において併せて詳述する。
【０１６９】
次に、手首サポーター１１２ＨＣについて説明する。
【０１７０】
手首サポーター１１２ＨＣは時計ハンドのように手首に巻き付けてから面状ファスナー等を用いて固定されるが、ワイヤー駆動時における局部的な圧迫を手首に与えないように注意すべきである。
【０１７１】
そのためには、手首サポーター１１２ＨＣのうち手首と接触する面に緩衝部材を設置するか、あるいは、図５９の（Ａ）図に示すように手首に緩衝部材１６８を巻き付けてから、（Ｂ）図のように手首サポーター１１２ＨＣを装着することが望ましい。つまり、緩衝部材１６８は、ワイヤー駆動に伴う表皮の巻き込みを防止する役割を果たす。尚、図では手首サポーター１１２ＨＣにおいて２つのヒンジ部分１６９、１６９が形成されており、巻き込み防止用の緩衝部材１７０、１７１が中間部材としてサポーターと緩衝部材１６８との間に介挿された構成となっている。
【０１７２】
駆動ベースサポーター１１２ＨＤについても、その一部（又は手首サポーターと一体の場合には当該手首サポーター）を手首１７０に巻き付けてから面状ファスナー等を用いて固定されるが、本サポーターではワイヤーの駆動機構を搭載するために平坦状をした領域がある程度必要となり、また、駆動機構が回内・回外時において前腕部サポーター１１２Ａと接触しないようにすべきである。尚、手首サポーター１１２ＨＣと駆動ベースサポーター１１２ＨＤとを別個に設けた構成と、両者を一体的に作成した構成とが挙げられるが、装着の容易さの観点からは後者の方が好ましい。
【０１７３】
駆動機構としては、例えば、下記に示す構成が挙げられるが、小型化・薄型化に適した構成が好ましい。
【０１７４】
・ワイヤーが接続されたフィルムをスライドさせる機構
・電磁クラッチ手段とスライド式駆動部を用いた機構。
【０１７５】
フィルムをスライドさせる機構例について前記した通りであり、モータによって回転駆動される駆動ローラーと、所定の圧着力を付勢するための圧着ローラーを設け、両ローラーの間にフィルムを挟み込んで該フィルムをスライドさせることでワイヤーを駆動する。
【０１７６】
図６０はワイヤーをモータ部に直接的には接続せずに、両者の間に電磁クラッチ機構を介在させた構成例１７４を示すものである。本機構は、ワイヤー部材にかかる張力が閾値を超えた場合にワイヤー部材とその駆動手段との連結を解除することで、対象にそれ以上の大きな力がかからないように制御するために必要とされる。
【０１７７】
シリコーンチューブ等の可撓性に富む管状部材１７５内に通されたワイヤー１７３の末端には永久磁石１７６（あるいは鉄等の磁性体）が固定されており、該永久磁石１７６のうち、ワイヤー１７３とは反対側の位置に接触検知用センサ１７７が付設されている。また、この永久磁石１７６と対をなす電磁石１７９が設けられており、これにはセンサ１７７に対向した接触検知用センサ１７８が付設されている。そして、該電磁石１７９は張力センサ１８０を介してスライド式駆動部１８１の出力軸に結合されたワイヤー部１８１ａに固定されている。尚、スライド式駆動部１８１にはリニアモータ等が使用され、その内部には出力軸やワイヤー部１８１ａの位置を検出するための検出手段（エンコーダ等）が設けられている。また、永久磁石１７６や電磁石１７９、張力センサ１８０、ワイヤー部１８１ａは管状部材１７５内に配置されている。
【０１７８】
本構成では、永久磁石１７６と電磁石１７９が電磁クラッチ機構を構成しており、電磁石１７９の励磁によって該電磁石１７９と永久磁石１７６との間に引力が発生するために両者が吸引された状態となり、これが接触検知用センサ１７７、１７８によって検出される。そして、この状態でスライド式駆動部１８１によりワイヤー部１８１ａを駆動すると、図の右方（スライド式駆動部１８１に近づく方向）に作用する力が張力センサ１８０、さらには電磁石１７９及び永久磁石１７６を介してワイヤー１７３の末端に働く（張力センサ１８０はこの時のワイヤーの張力を検出する。）。その後、ワイヤー１７３への駆動力を増加させていくと、ある範囲まではワイヤーの張力が次第に増して行くことになるが、当該張力がある閾値（電磁石１７９と永久磁石１７６との吸引力によって決まる値）を越えると、電磁石１７９と永久磁石１７６とが離れてしまう（この分離状態は接触検知用センサ１７７、１７８によって検出される。）ので、それ以上の力がワイヤーにかからないように制限される。つまり、ワイヤーに過度の力が作用して当該ワイヤーが引っ張られた場合には、ワイヤーの先に接続された部材（サポーター）に対して許容範囲外の好ましくない力がかかってしまう虞があるが、上記構成では電磁石１７９と永久磁石１７６との分離が、ワイヤーに必要以上の力がかからないように保証してくれる。尚、張力センサ１８０によって検出されたワイヤーの張力が予め決めておいた基準値以上となった場合に、電磁石１７９の励磁状態を変更して磁極を反転させることで、該電磁石１７９と永久磁石１７６とが反発するように制御して両者を積極的に分離する方法を採用しても良い。
【０１７９】
図６１は電磁クラッチ機構の別例１８２について、ワイヤー端との連結部分だけを部分的に取り出して概略的に示したものであり、（Ａ）図が要部の断面図、（Ｂ）図が駆動側の部材を示し、（Ｃ）図がワイヤー取付側の部材を示しており、（Ｄ）図はこれらの部材を摺動自在な状態で支持している側壁部をそれぞれ示している。
【０１８０】
収容部１８３内には、２つの部材１８４、１８５がスライド可能な状態で支持されており、その一方の部材１８５がワイヤー１７３との連結部材であって、これにワイヤー１７３の端部が収容部１８３の孔１８３ａを挿通された後で固定され、また、他方の部材１８４は、連結部材１８５と係合された状態において当該部材を所定の方向にスライドさせるためのスライド部材として機能する。つまり、磁性体で形成された連結部材１８５は、（Ａ）図に示すように、横から見た形状がほぼＬ字状をしており、また、（Ｃ）図に示すように、その両側面にそれぞれ突設された２つの軸端部１８５ａ、１８５ａが、収容部１８３の側壁に形成されたガイド長孔１８３ｃ、１８３ｃ（図にはその一方だけを示す）に挿通されている。つまり、連結部材１８５は、ガイド長孔１８３ｃ、１８３ｃに沿ってスライド自在な状態であって、かつ軸端部１８５ａ、１８５ａの回りに回動可能な状態で収容部１８３の側壁に支持されている。
【０１８１】
また、スライド部材１８４の先端部にはほぼ直方体状をした電磁石１８６が付設されており、当該先端部の両側面にそれぞれ形成された突部１８４ａ、１８４ａ（（Ｂ）図を参照。）は、収容部１８３の側壁において上記ガイド長孔１８３ｃ、１８３ｃと平行して延びるように形成されたガイド長孔１８３ｂ、１８３ｂ（図にはその一方だけを示す。）に挿通されている。尚、スライド部材１８４は図示しない駆動機構（例えば、上記のフィルム駆動機構やリニアモータを使ったスライド式の駆動機構等）により、ガイド長孔１８３ｂ、１８３ｂに案内されて直線的に移動される。
【０１８２】
本機構１８２では、連結部材１８５を強磁性材料で形成するか、または、連結部材１８５のうち、スライド部材１８４の電磁石１８６に対応した位置に永久磁石を付設することによって、電磁クラッチ機構を構成する。即ち、図６１（Ａ）に２点鎖線で示すように、連結部材１８５と、スライド部材１８４の端部との係合が外れた状態から、スライド部材１８４の電磁石１８６を励磁すると、両者が係合した状態になるので、スライド部材１８４を同図に矢印Ｓで示す方向に動かすと、これによってスライド部材１８４の端部が連結部材１８５に係合されるので連結部材１８５及びワイヤー１７３が引っ張られることになる。そして、ワイヤー１７３の張力が大きくなり、連結部材１８５に対する電磁石１８６の吸着力を超えた場合には、両者の係合が解除される。よって、電磁石１８６の励磁時に必要なエネルギーは電磁石１８６と連結部材１８５との係合に必要な程度で済み、このときの吸引力によってワイヤー１７３にかかる張力の許容上限値を決定できる。
【０１８３】
尚、連結部材１８５とスライド部材１８４の端部とが係合状態にあるか否かの検出には、例えば、検知用端子を両部材に付設して両端子の接触又は非接触の状態検出として行う方法や、フォトカプラー等の光検出手段によって両部材の接触や近接状態の如何を検出する方法（例えば、連結部材１８５側に光センサやフォトカプラー等を付設し、スライド部材１８４には光を遮断する遮光部を形成しておき、当該遮光部によって光センサの光が遮られた場合に連結部材１８５とスライド部材１８４とが係合していると判断し、光が遮られない場合に両部材が係合していないと判断する。）等、部材間の相対的な位置検出法には各種の形態が挙げられる。
【０１８４】
尚、この他、ワイヤーの駆動源と駆動機構を分離する方法がある。例えば、駆動源については大容量のものを使って複数のワイヤーの間で共用して、これを、例えば、腰椎への装具に付設して人が背負えるように構成するとともに、電磁クラッチやＥＲ流体（電気粘性流体）等を使った軽量な駆動機構だけを駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上に設置すれば良い。また、駆動源としてはモータに限らず、空圧源を用いてシリンダ部を駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上に設置する等、各種の形態を採用できることは勿論である。
【０１８５】
次に、駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上に配置された駆動機構によって制御される各ワイヤーの配置について説明する。
【０１８６】
尚、ワイヤーは動力を伝達する媒介手段として人体の筋の働きを模写したものであるが、その材質については、タングステンワイヤーや、装具を縫合するための糸の表面に耐摩耗性のポリマーを塗布したもの等が挙げられる。また、ワイヤーが皮膚に直接接触した場合における皮膚の損傷を防止するために、ワイヤーをシリコーンチューブ等の管状部材の中に挿通した状態で使用する（管状部材をサポーター内に埋設した状態で配線する等。）ことが安全上の観点から好ましい。例えば、シリコーンチューブの場合には、これにワイヤーを通した場合の初期状態においてその形状が管状を保っているが、ワイヤーが引っ張られたときにシリコーンチューブが収縮するので、皮膚表面を傷つける危険性がない。
【０１８７】
先ず、手指サポーター１１２ＨＡに付設されたワイヤーについては、図４４に示すように、各指の末節の被覆部を起点として、各被覆部の背面にそれぞれ取り付けられた２本ずつのワイヤー１３７、１３７が、甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａ、さらには手首サポーター１１２ＨＣを経由して駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上の図示しないワイヤー駆動機構に接続されている。
【０１８８】
図６２及び図６３は第２乃至第５指の指サポーターにワイヤー部材を付設した状態を例示したものであり、各被覆部の背面に沿ってワイヤー対１３７、１３７がそれぞれ取り付けられている。
【０１８９】
尚、隣り合う被覆部の間や、被覆部のエッジ部等に位置するワイヤー部分について応力が集中し易い場合には、図６４に示すように被覆部の所定箇所に小型の支持部材１８７、１８７、・・・（玉軸受や滑車等。）を付設して、これらにワイヤー部材１３７を通して配線することが耐久性の向上にとって好ましい。また、その際には、糸や合成繊維等で形成したワイヤーを使用することで支持部材１８７の内径を小さくすることが望ましい。
【０１９０】
手指サポーター１１２ＨＡにおける第２指乃至第５指の動作について、図６２、図６３に示した各ワイヤーの働きは下記に示す通りである。
【０１９１】
・屈曲位から伸展位への移行時には、各指の背面に配置されたワイヤー対を上記駆動機構によって同時に引っ張る
・伸展位から屈曲位への移行時には、各指の背面に配置されたワイヤー対を上記駆動機構によって同時に緩める
・内転から外転への移行時には、第３指と第４指との間を通る対立動作の中心軸に関して、これより遠い方のワイヤー部材（第２指、第３指については第１指に近い方のワイヤー部材１３７Ａ、また、第４指と第５指については第１指から遠い方のワイヤー部材１３７Ｂ）を同時に引っ張り、他方のワイヤーについては同時に緩める
・外転から内転への移行時には、上記と逆になる。即ち、第３指と第４指との間を通る対立動作の基準軸に関して、これに近い方のワイヤーを同時に引っ張り、他方のワイヤーを同時に緩める。
【０１９２】
拇指の動作については、図５７に示すようにワイヤー部材が配置されており、指の被覆部の背面に沿って付設された２本のワイヤー部材１３７、１３７（図にはその一方だけを示す。）が、上記した回動機構１６４を構成する部材、さらに手首サポーター１１２ＨＣを経由して駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上のワイヤー駆動機構に接続される。また、回動機構１６４を構成する回動部材１６４ａに端を発する２本のワイヤー部材１３７Ｃ、１３７Ｃが、甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａ及び手首サポーター１１２ＨＣを経由して駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上のワイヤー駆動機構に接続される。
【０１９３】
よって、手指サポーター１１２ＨＡにおける拇指の動作についての各ワイヤーの働きは下記に示す通りである。
【０１９４】
・屈曲位から伸展位への移行時には、拇指の背面に配置されたワイヤー対（１３７、１３７）を同時に引っ張る
・伸展位から屈曲位への移行時には、拇指の背面に配置されたワイヤー対（１３７、１３７）を同時に緩める
・湾曲位から平坦位への移行時には、甲面サポーターを経由するワイヤー対（１３７Ｃ、１３７Ｃ）を同時に引っ張る
・平坦位から湾曲位への移行時には、甲面サポーターを経由するワイヤー対（１３７Ｃ、１３７Ｃ）を同時に緩める。
【０１９５】
対立動作とともに内転・外転動作を実現するためには、図６５に示すように、第２乃至第５指の掌面側（ＭＰ関節の前面側）に２本のワイヤーを配置する。尚、（Ａ）図は初期状態（外転・平坦位）を示し、（Ｂ）図はＶ字状バネ１３８の反力に抗した内転・湾曲位の状態をそれぞれ示している。
【０１９６】
図６５に示すように、第２乃至第５指の基節部を覆う被覆部１１２ＨＡ３、１１２ＨＡ３、・・・については、指の掌面を覆う部材１８８、１８８、・・・がそれぞれ設けられ、これら部材に跨るように各ワイヤー部材１３７Ｄ１、１３７Ｄ２を付設する。例えば、一方のワイヤー部材１３７Ｄ１については、第５指を起点として、第４指、第３指、第２指を経由した上で、図６６に示すように、甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａ′の背面に沿って引き廻された後、被覆部１１２ＨＢａの内面（皮膚側の面）を通ってから該被覆部の背面から抜け出て手首サポーター１１２ＨＣを経由して駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上のワイヤー駆動機構（図示せず。）に接続される。また、他方のワイヤー１３７Ｄ２については、図６５に示すように、第２指を起点として、第３指、第４指、第５指を経由した上で、図６６に示すように、甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａの背面に沿って引き廻された後、被覆部１１２ＨＢａ′の内面（皮膚側の面）を通ってから該被覆部の背面から抜け出て手首サポーター１１２ＨＣを経由して駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上のワイヤー駆動機構（図示せず。）に接続される。尚、２本のワイヤーが甲面サポーター１１２ＨＢにおいて部分的にその内面側で交差した配置となっている理由は、甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａ′を駆動して対立動作を補助するためである。また、各ワイヤーが第２乃至第５指の掌面側で跨るように配置するにあたっては、掌面からみた場合に、これらがなるべくＶ字状バネ１３８のコイル部１３９の中心付近を通るようにすることが好ましい。
【０１９７】
対立動作におけるワイヤーの働きは下記に示す通りである。
【０１９８】
・平坦位から湾曲位への移行時には、ワイヤー１３７Ｄ１、１３７Ｄ２を同時に引っ張る
・湾曲位から平坦位への移行時には、ワイヤー１３７Ｄ１、１３７Ｄ２を同時に緩める。
【０１９９】
手関節の動作については、図６７にワイヤー配置を示す。尚、（Ａ）図は背面からみた図、（Ｂ）図は橈骨側からみた図、（Ｃ）図は掌面からみた図である。
【０２００】
図６７（Ａ）に示すように、甲面サポーター１１２ＨＢの被覆部１１２ＨＢａ、１１２ＨＢａ′の背面において、これらの周縁寄りの位置を起点とするワイヤー部材１３７Ｅ１、１３７Ｅ１′は手首サポーター１１２ＨＣの背面を経由した後、駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上の図示しないワイヤー駆動機構にそれぞれ接続されている。尚、ワイヤー部材１３７Ｅ１の端部が被覆部１１２ＨＢａに固定され、ワイヤー部材１３７Ｅ１′の端部が被覆部１１２ＨＢａ′に固定されている。
【０２０１】
また、図６７（Ｃ）に示すように、甲面サポーター１１２ＨＢにおけるＭＰ関節寄りであって周縁部の内側の場所（拇指と第２指との間及び第５指の脇）を起点するワイヤー１３７Ｅ２（拇指と甲面サポーターとの間を通って引き廻される。）、１３７Ｅ２′は手首サポーター１１２ＨＣの掌面側をそれぞれ経由した後、駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上の図示しないワイヤー駆動機構にそれぞれ接続されている。そして、第３指及び第４指の基節部の掌面側に取り付けられる被覆部１１２ＨＡ３、１１２ＨＡ３をそれぞれ起点として掌面上で交差した配置のワイヤー部材１３７Ｅ３、１３７Ｅ３′については、手首サポーター１１２ＨＣの掌面側を経由した後、駆動ベースサポーター１１２ＨＤ上の図示しないワイヤー駆動機構にそれぞれ接続されている。尚、一方のワイヤー部材１３７Ｅ３はその端部が第４指の被覆部に固定され、掌面上を拇指に対して次第に近付くように引き廻されており、また、他方のワイヤー１３７Ｅ３′は、その端部が第３指の被覆部に固定され、掌面上を拇指に対して次第に遠ざかるように引き廻されている。
【０２０２】
手関節の動作における各ワイヤー部材の役割は下記の通りである。
【０２０３】
・背屈から掌屈への移行時には、甲面サポーターの掌面側に配置された２本のワイヤー部材１３７Ｅ２、１３７Ｅ２′を同時に引っ張る（又は、第３指及び第４指に対する２本のワイヤー部材１３７Ｅ３、１３７Ｅ３′を同時に引っ張る）とともに、甲面サポーターの背面側に配置された２本のワイヤー部材１３７Ｅ１、１３７Ｅ１′を同時に緩める。
【０２０４】
・掌屈から背屈への移行時には、甲面サポーターの背面側に配置された２本のワイヤー部材１３７Ｅ１、１３７Ｅ１′を同時に引っ張るとともに、甲面サポーターの掌面側に配置された２本のワイヤー部材１３７Ｅ２、１３７Ｅ２′を同時に緩める（又は、第３指及び第４指に対する２本のワイヤー１３７Ｅ３、１３７Ｅ３′を同時に緩める）。
【０２０５】
・尺屈から橈屈への移行時には、甲面サポーターの背面側に配置されたワイヤー部材１３７Ｅ１′と、掌面側のワイヤー部材１３７Ｅ２、１３７Ｅ３を同時に引っ張るとともに、甲面サポーターの背面側に配置されたワイヤー部材１３７Ｅ１と、掌面側のワイヤー部材１３７Ｅ２′、１３７Ｅ３′を同時に緩める。
【０２０６】
・橈屈から尺屈への移行時には、甲面サポーターの背面側に配置されたワイヤー１３７Ｅ１と、掌面側のワイヤー部材１３７Ｅ２′、１３７Ｅ３′を同時に引っ張るとともに、甲面サポーターの背面側に配置されたワイヤー部材１３７Ｅ１′と、掌面側のワイヤー部材１３７Ｅ２、１３７Ｅ３を同時に緩める。
【０２０７】
尚、手関節のワイヤー駆動のための駆動機構やその駆動源（モータ等）の取付位置としては、駆動ベースサポーター１１２ＨＤにおいて尺側手根屈筋と橈側手根屈筋の始点位置に相当する場所が理想的であるが、この要請を厳密にし過ぎると、駆動源についての配置の自由度がなくなってしまう虞があるので、駆動ベースサポーター上における駆動機構等の配置については注意が必要である。
【０２０８】
また、手指サポーター１１２ＨＡや甲面サポーター１１２ＨＢについて、指の屈曲位を初期状態としてバネ部材の付勢力を設定している場合には、サポーターの装着時にワイヤー部材を引っ張ることで伸展位の状態とする必要があるが、その際、手首サポーター１１２ＨＣに状態保持のための機構を付設することが好ましい。即ち、装具の着脱を容易にするためには、着脱時において対偶の状態を一時的に保持・固定するための保持機構を設けると良い。
【０２０９】
図６８及び図６９はそのような機構例を示したものである。
【０２１０】
手首サポーター１１２ＨＣの背面に付設されたスライダー機構１８９は、スライド部材１９０とその収容部１９１を有しており、甲面サポーター１１２ＨＢのうちスライダー機構１８９に対向した場所には、スライド部材１９０の端部形状に対応した形状をした凹部１９２が形成されている。
【０２１１】
よって、手部サポーター１１２Ｈの装着にあたっては、先ず、図６８に示すように、スライド部材１９０を引き出して、これを凹部１９２内に収容した状態とすることで、手首が固定されて曲がらないように規制される。その後、図６９に示すように、指の駆動ワイヤー群を引っ張ることにより各サポーターを伸展位の状態にしてから装具に手を装着すると作業がし易くなる。尚、サポーターの使用時には、スライド部材１９０を収容部１９１内に戻しておけば、以後の動作に支障を来すことはない。
【０２１２】
次に前腕部サポーター１１２Ａについて説明する。
【０２１３】
本サポーターは肘部近辺を被覆する役割をもち、回内・回外動作時に手指サポーター１１２ＨＡ及び駆動ベースサポーター１１２ＨＤの基底部となる。そして、これは前腕の背面側から面状ファスナー等を使って取り付けられ、前腕の回内・回外動作に係るワイヤーの配置及びその駆動機構の取付にとって必要なものである。尚、回内・回外動作による尺骨の回動に対して干渉しないように装着時には肘部からほぼ３分の１程度の範囲内に本サポーターが配置されるようにする。また、サポーターのうち肘関節寄りの側面には２つの突起部が互いに反対方向を向いて突設されているが、これらには後述するように肘関節動作のワイヤーが取り付けられるようになっている。
【０２１４】
図７０は回内状態におけるワイヤー配置について背面側から示したものであり、２本のワイヤー部材１９３、１９３′は、それらの一端が手首サポーター１１２ＨＣに固定されて、他端が前腕部サポーター１１２Ａに付設されたワイヤー駆動機構１９４に接続されている。尚、ワイヤー部材１９３が前記したワイヤー部材ＷＡに相当し、ワイヤー部材１９３′が前記したワイヤー部材ＷＢに相当しており、それらの役割は既述の通りである。
【０２１５】
図７１は前腕の動作を示しており、（Ａ）が回内状態、（Ｂ）が立位状態、（Ｃ）が回外状態をそれぞれ示している。
【０２１６】
一対のワイヤー部材１９３、１９３′については、一方のワイヤー部材を緊張させて引っ張る際に、他方のワイヤー部材を弛緩させることで関節の回内・回外動作が行われ、その動きは下記の通りである。
【０２１７】
・回内から回外への移行時には、ワイヤー部材１９３を引っ張り、ワイヤー部材１９３′を緩める。
【０２１８】
・回外から回内への移行時には、上記とは逆にワイヤー部材１９３′を引っ張り、ワイヤー部材１９３を緩める。
【０２１９】
尚、図７２に示すようなＣ字状のガイド部材１９５を前腕部サポーター１１２Ａの側面に付設するとともに、当該部材１９５と前腕部サポーター１１２Ａの間に形成される間隙に駆動ベースサポーター１１２ＨＤの後端部を挟み込んだ状態で、回内・回外動作の確認ができるように構成しても良い。つまり、この場合には、回内・回外動作時に駆動ベースサポーター１１２ＨＤがガイド部材１９５の湾曲面（内面）に案内されて前腕の長さ方向の軸回りに回動することになる。
【０２２０】
図７３は肘部結合用サポーター１１２Ｂの構成例を示すものである。
【０２２１】
このサポータは、前腕部サポーター１１２Ａと上腕部サポーター１１２Ｕとに亘って設けられているワイヤーの着脱を可能にするために、前腕部サポーター１１２Ａに対して肘部において結合するために設けられている。つまり、（Ａ）図に示すように、装着状態では、肘部結合用サポーター１１２Ｂはほぼ三日月形状をしており、前腕部サポーター１１２Ａの肘寄りの部分を被覆している。尚、前腕部サポーター１１２Ａへの取り付け方法に関しては、（Ｂ）図に示すように、肘部結合用サポーター１１２Ｂと前腕部サポーター１１２Ａに金属製ボタン等の点状ファスナー１９６、１９６、・・・を付設して容易に着脱できるようにする。また、上腕部サポーター１１２Ｕの装着に手間取ることがないように、肘部結合用サポーター１１２Ｂの中央部には、腕の長さ方向に沿うスリット１９７（図に１点鎖線で示す。）を予め形成しておくことが望ましい。
【０２２２】
図７４は上腕部サポーター１１２Ｕの構成例を概略的に示すものであり、上腕二頭筋と上腕三頭筋の領域に対する被覆が予定される部分をカットした形状となっている。これは、前腕の屈曲・伸展動作時に上腕二頭筋や上腕三頭筋の形状変化が顕著に認められるため、これらの筋肉によるサポーターとの干渉を極力回避する必要があることに依る。尚、上腕二頭筋の中央には正中神経が配置されており、当該神経への過度の圧迫は、第１乃至第４指の背面感覚領域や第１指、第２指の運動領域について麻痺を誘発する危険があるため、上腕二頭筋を皮膚表面から被覆しない構成は、正中神経への圧迫を防止するという目的にも適っている。
【０２２３】
上腕のうち前腕寄りの位置に巻着されたリング状部分（基本的立位姿勢において下側の支持部）１１２Ｕｒ１と、肩関節寄りの位置に巻着されたリング状部分（基本的立位姿勢において上側の支持部）１１２Ｕｒ２とを連結する連結部１１２Ｕｃ、１１２Ｕｃは、上腕側面において長手方向に延びており、この部分は肘関節の屈曲動作時に湾曲し、上腕二頭筋の形状変化に対応してリング状部分１１２Ｕｒ１、１１２Ｕｒ２を上腕二頭筋の収縮方向へと変位させる。
【０２２４】
また、上腕二頭筋の経路がリング状部分１１２Ｕｒ１、１１２Ｕｒ２と交差する場所については当該部分を皮膚表面からやや浮かした状態としている。これは屈曲動作時に起こる筋変形による圧迫を回避するためである。
【０２２５】
尚、これらリング状部分については、面状ファスナーを使って上腕部に巻き付けているだけであるため、着脱は容易である。
【０２２６】
肘関節における屈曲・伸展動作をワイヤー駆動によって実現するためには、上腕二頭筋と上腕三頭筋を模倣したワイヤー配置が必要である。
【０２２７】
即ち、図示するように、前腕部サポーター１１２Ａの側面に突設された突起部１９８、１９８をそれぞれ起点とする２本ずつ、合計４本のワイヤー部材が付設されており、そのうちのワイヤー部材１９９ａ、１９９ａが突起部１９８、１９８の付け根の上部から上腕の側面にかけてそれぞれ引き廻された後、連結部１１２Ｕｃ、１１２Ｕｃにそれぞれ付設されたワイヤー部材の駆動機構２００ａ、２００ａに接続されている。また、ワイヤー部材１９９ｂ、１９９ｂは、突起部１９８、１９８の先端の下側部分から上腕の側面にかけてそれぞれ引き廻された後、やはり連結部１１２Ｕｃ、１１２Ｕｃにそれぞれ付設されたワイヤーの駆動機構２００ｂ、２００ｂに接続されている。尚、ワイヤーの駆動機構を連結部１１２Ｕｃ、１１２Ｕｃに付設しない場合には、例えば、肩関節や胸椎等に付設するサポーターに取り付ける等、各種の実施形態が挙げられる。
【０２２８】
肘関節の動作においては、一対のワイヤー部材のうち、一方のワイヤー部材を緊張させて引っ張る際に、他方のワイヤー部材を弛緩させることで関節の屈曲又は伸展動作が制御され、各ワイヤー部材の動きは下記のとおりである。
【０２２９】
・伸展から屈曲への移行時には、ワイヤー部材１９９ａ、１９９ａを引っ張るとともに、ワイヤー１９９ｂ、１９９ｂを緩める。
【０２３０】
・屈曲から伸展への移行時には、ワイヤー部材１９９ｂ、１９９ｂを引っ張るとともに、ワイヤー部材１９９ａ、１９９ａを緩める。
【０２３１】
しかして、各サポーターとワイヤーの配置等が明らかになったところで、図２９に戻って力覚提示に必要な制御要素をまとめてみると、下記のようになる。
【０２３２】
Ａ）検出のための要素
・ワイヤー長あるいは位置検出用のセンサ
・ワイヤーの張力検出用のセンサ
Ｂ）駆動制御のための要素
・ワイヤーの駆動源及び駆動機構
・電磁クラッチ等、安全のための保護機構
・対偶の状態保持のための機構。
【０２３３】
先ず、Ａ）に示す検出手段のうち、ワイヤー長あるいは位置検出用のセンサについては、例えば、ワイヤー部材の駆動機構内に設けられた位置検出用センサが挙げられる。
【０２３４】
また、ワイヤーの張力検出用のセンサについては、例えば、図６０に示す駆動機構における張力センサ１８０が挙げられる。
【０２３５】
尚、これらのセンサによって取得される検出情報は入出力インターフェイス部１１０を介して中央制御部１０９に送出される。
【０２３６】
次に、Ｂ）におけるワイヤーの駆動源及び駆動機構については、中央制御部１０９から入出力インターフェイス部１１０を介して送られて来る制御信号によって各ワイヤーの駆動制御が行われる。
【０２３７】
また、電磁クラッチを使った保護機構については、ワイヤーに過度の力が加わる前にワイヤーと駆動機構（又は駆動源）とを切り離すものであり、例えば、図６０、図６１のように永久磁石と電磁石を組み合わせた構成が挙げられる。
【０２３８】
対偶の状態保持のための機構は装具の着脱時に必要とされ、例えば、図６８、図６９に示したようにスライダー機構１８９を使って対偶の姿勢を一時的に保持するものである。尚、本機構を手動で操作する方法もあるが、中央制御部１０９から入出力インターフェイス部１１０を介して送られて来る制御信号によってスライダー機構１８９の駆動源を制御することが好ましい。
【０２３９】
尚、力覚に加えて触覚や温覚（あるいは熱覚）を提示する場合には、手指サポーター１１２ＨＡに触覚提示機構と発熱・吸熱装置を付設する。
【０２４０】
図７５は指先にクリック感を提示するための構成例を示すものである。
【０２４１】
指先の背面部を覆う被覆部１１２ＨＡ１の先端には、回動軸２０１を介して触覚提示板２０２が設けられており、駆動手段２０３によって触覚提示板２０２が回動軸２０１の回りに駆動される構成となっている。つまり、同図に矢印Ｒで示すように、触覚提示板２０２は指先の掌面側に回り込むようにして指先部分に接触され、そのときの押圧力（触覚に係る強弱）又は接触の有無が駆動手段２０３によって規定される。尚、この駆動手段２０３については、被覆部の背面に取り付けられたモータ及び減速機等の動力伝達機構や電磁式プランジャー等により触覚提示板２０２を回動させる構成、あるいは、触覚提示板２０２を指側に付勢するための付勢手段をその回動軸に付設するとともに被覆部の背面を通ってから触覚提示板２０２に固定されたワイヤー等の力伝達部材を、遠隔位置（駆動ベースサポーター上等）に設けられた機構によって駆動する構成等が挙げられるが、要は触覚提示板を指先の掌面側に接触させるための機構であればその如何は問わない。また、触覚提示板によって指先に加わる押圧力の程度を検出するためには、触覚提示板の状態を検出するセンサ、あるいは触覚提示板のうち指との接触場所に圧力センサを配置する等、各種の方法が挙げられる。
【０２４２】
そして、指先に温覚を提示するには、例えば、ペルチェ素子等を使った発熱／吸熱装置２０４を、触覚提示板２０２のうち指との接触場所に配置するとともに、その場所での温度を検出する温度検出用のセンサを設け、当該センサで得られた検出値が指令値となるように発熱／吸熱装置２０４についてフィードバック制御を行えば良い。
【０２４３】
図７６は指先に素材の感触を提示するための構成例を示すものである。
【０２４４】
本例では触覚提示板２０５のうち、その回動軸２０１に近い場所に駆動ローラー２０６を設けるとともに、回動軸２０１から遠い方の端部には従動ローラー２０７を設け（駆動ローラーと従動ローラーとの位置関係は逆でも良い。）、両ローラーに亘って無端の帯状部材２０８（例えば、絹、麻、木綿、毛糸、化学繊維等で形成した布）が張架されている。つまり、駆動ローラー２０６の回転によって、同図に矢印Ｋに示す方向（又はその逆方向）に帯状部材２０８が搬送駆動される構成となっている。その際には、駆動ローラー２０６又は従動ローラー２０７の回転検出用のセンサ等を付設して、帯状部材２０８の送り速度が速くなり過ぎないように監視すること（帯状部材と指との過度の摩擦熱が発生しないようにすること）が好ましい。
【０２４５】
また、帯状部材２０８の駆動時において、当該帯状部材２０８に接触することで摩擦熱を発生させるための摩擦熱発生用部材２０９（ゴム材料等の摩擦係数の高い材料で形成されている。）は、例えば、触覚提示板２０５の回動軸２０１に付設されており、帯状部材２０８のうち駆動ローラー２０６の近辺に接触される。つまり、ローラー２０６、２０７による帯状部材２０８の駆動機構と、摩擦熱発生用部材２０９とによって発熱装置が構成されている。尚、駆動ローラー２０６が回転している間、摩擦熱発生用部材２０９が帯状部材２０８に対して常に接触されていると摩擦熱が常に発生することになるので、熱の提示が不要なときには摩擦熱発生用部材２０９の帯状部材２０８への接触を解除するための機構を設けることが好ましい（本機構は摩擦熱発生用部材２０９と帯状部材２０８との接触状態を加減して発熱量を制御する場合にも使用できる。）。
【０２４６】
しかして、上記の構成では、触覚提示板２０５を回動させ、帯状部材２０８を指の掌面に接触させた状態にすることで指に素材の感触を提示できることは勿論、この状態で駆動ローラー２０６を回転させて帯状部材２０８の送り制御を行うことにより、指先に対して物体の移動を伴う触覚を提示することができる。さらには、摩擦熱発生用部材２０９を帯状部材２０８に接触させたときに発生される摩擦熱を帯状部材２０８から指先に伝達することで温覚を提示できる。
【０２４７】
以上に説明した触覚や温覚の提示に必要な制御要素をまとめると、下記のようになる。
【０２４８】
Ｃ）検出のための要素
・触覚提示に必要なセンサ（圧力センサやローラーの回転検出用センサ等）
・温覚提示に必要な熱や温度検出用のセンサ
Ｄ）駆動制御のための要素
・指先へのクリック感の提示機構
・指先への素材感の提示機構
・発熱／吸熱装置。
【０２４９】
先ず、上記Ｃ）の触覚提示に必要なセンサについては、例えば、前記した触覚提示板２０２が指先に予定した押圧力でもって接触されるように制御したり、あるいは、帯状部材２０８の送り速度を制御するために使用される。そして、熱や温度検出用のセンサは、温覚提示を行う場合の温度制御に使用されることは勿論、過度の熱提示が行われないようにするためにも必要である。尚、これらのセンサによって得られる検出信号は全て入出力インターフェイス部１１０（図２９参照。）を介して中央制御部１０９に送られる。
【０２５０】
上記Ｄ）の提示機構については、触覚提示板２０２、２０５の駆動機構や帯状部材２０８の送り機構が挙げられ、また、発熱／吸熱装置については、前記したように触覚提示板２０２に温熱・冷却素子（２０４）を付設した構成や、帯状部材２０８との接触により摩擦熱を発生させる機構が挙げられるが、これらに対する制御信号は中央制御部１０９から入出力インターフェイス部１１０を介してそれぞれの機構に対して送出される。
【０２５１】
尚、上記した装具類１０８と入出力インターフェイス部１１０との間の情報伝達については、これを有線式通信で行っても無線通信で行っても構わないが、対象者の動作や移動の自由度を制限しないという観点からは無線通信の方が好ましい（例えば、ＩＥＥＥ１９３４の規格に準拠した赤外線又は無線を使った入出力インターフェイス等。）。
【０２５２】
次に中央制御部１０９の構成について説明する。
【０２５３】
図７７は中央制御部１０９において視覚・聴覚情報に関する情報処理部分の構成例を主として示したものであり、映像・音声合成部２１０と統括制御部２１１を備えている。
【０２５４】
映像・音声合成部２１０は、統括制御部２１１により仮想空間について規定される規則に従ってポリゴンデータ等の形状データやテクスチャーデータに基づいて映像（ステレオ映像等。）信号や音声信号を生成して、これらをヘッドマウントディスプレイ等の視覚表示及び音声出力装置に出力したり、あるいはテクスチャーデータに含まれる重量、力覚や触覚、温覚等の情報を統合して後述する位置及び力覚制御部に提供する役割をもっている。尚、重量、力覚や触覚、温覚等の情報を、材質の質感等を表現するテクスチャーデータに包含させる理由は、その方がデータ量を削減できるからである。
【０２５５】
前記したように力触覚提示では仮想現実と仮想イリュージョンとを区別する必要があり、そのために、本例では仮想現実データベース部２１０ａと仮想イリュージョンデータベース部２１０ｂとを独立して設けている。
【０２５６】
仮想現実データベース部２１０ａを構成する構築されたデータベースは下記の通りである（括弧内は符号を示す）。
【０２５７】
ａ）環境データベース（２１０ａ＿１）
ｂ）人体データベース（２１０ａ＿２）
ｃ）衣服データベース（２１０ａ＿３）
ｄ）道具データベース（２１０ａ＿４）。
【０２５８】
先ず、環境データベース２１０ａ＿１は、仮想現実世界を体験する被験者（の疑似映像）が、仮想現実空間において存在するための環境を提供するデータ群であり、例えば、無限平面や部屋等の映像データである。但し、被験者が触ったり、動かす等して仮想的に影響を及ぼすことのできる物体（仮想物体）、例えば、襖、椅子、窓、武器等のデータは道具データベース２１０ａ＿４に含まれるので、壁や天井、景色等のように動かせないものが環境データベースのデータとなる。
【０２５９】
人体データベース２１０ａ＿２は仮想世界を体験する被験者自身、あるいは登場人物（仮想人物）の映像や音声データを含むデータベースである。
【０２６０】
衣服データベース２１０ａ＿３は被験者の着衣や登場人物の衣類を構成するためのデータベースであり、例えば、甲冑やドレス等の構成データが含まれる。
【０２６１】
道具データベース２１０ａ＿４は、被験者が力学的作用を及ぼして動かすことのできる物体（仮想物体）を構成するためのデータベースであり、例えば、コップや椅子等の構成データが含まれる。
【０２６２】
仮想イリュージョンデータベース部２１０ｂについては、人間が実際に体験できない現象を仮想的に作成して構成するためのデータベースが使用され、例えば、触ると融けて軟らかくなる壁や、握手すると融け出す人間、火や水でできた甲冑、触ると砕け散って雪だるまが出て話出す本等、幻想の世界を仮想的に生成するための一切のデータが含まれる。尚、このデータベースについても、上記した仮想現実データベースの場合と同様に、ａ）乃至ｄ）のデータベースに対応するデータベースによって構成されるが、各データベースの区分けについて、仮想現実データベースの場合ほどの厳密さは要求されない。例えば、仮想現実データベースの場合には、環境データベースと道具データベースとの区別に関して、被験者が触って動かせるか否かが判断の基準となっているが、仮想イリュージョンデータベースの場合には、被験者が触らなくても動かせる仮想物体があり得るので、これを道具データベースに包含させても問題はないし、壁が衣服に変化する場合にはこれを衣服データベースに包含させても良いからである。
【０２６３】
これらのデータベースはいずれも映像情報に基づく視覚的な提示に利用するためのものであり、これらはポリゴン（データ）生成部２１０ｃにより参照される。このポリゴン生成部２１０ｃは上記した各種のデータベースに基づいて各種のポリゴンデータを生成するために必要とされ、各データベースにそれぞれ対応した生成部（環境データベース２１０ａ＿１に対する環境ポリゴン生成部２１０ｃ＿１、人体データベース２１０ａ＿２に対する人体ポリゴン生成部２１０ｃ＿２、衣服データベース２１０ａ＿３に対する衣服ポリゴン生成部２１０ｃ＿３、道具データベース２１０ａ＿４に対する道具ポリゴン生成部２１０ｃ＿４）が設けられている。尚、人体ポリゴン生成部２１０ｃ＿２では、後述する現状モーション生成部からのデータに基づいて被験者のポリゴンデータを生成する。
【０２６４】
また、仮想イリュージョンデータベース部２１０ｂについても仮想現実データベースの場合と同様にポリゴン（データ）生成部２１０ｄが設けられている。
【０２６５】
仮想ポリゴン合成部２１０ｅは、上記したポリゴン生成部２１０ｃ、２１０ｄによって生成されたデータを合成して出力する部分であり、画像合成された情報（ステレオ映像等）は視覚表示及び音声出力装置１１１（ヘッドマウントディスプレイ等）の（ステレオ）映像出力装置２１２に送出される。
【０２６６】
情報統合部（２１０ｆ乃至２１０ｈ）は、各ポリゴン生成部から得たテクスチャーデータから重力、力覚、触覚、温覚のデータを取り出してまとめた上で、各データ群を後述する位置及び力覚制御部に送出する。つまり、重力についての情報は重力情報統合部２１０ｆで抽出された後に後述の重力認識部に送られ、力覚についての情報は力覚情報統合部２１０ｇで抽出された後に後述の力覚認識部に送られる。また、触覚と温覚についての情報は触覚及び熱情報統合部２１０ｈにおいて抽出された後に、両者が後述の触覚認識部及び熱認識部に送られる。
【０２６７】
干渉比較部２１０ｉは、各ポリゴン生成部によって得られた全てのデータに基づいて、例えば、被験者と仮想物体との間に干渉が起きているか否かを判別するために設けられており、干渉がある場合、即ち、仮想物体との接触や仮想物体から受ける力覚や温覚の提示を要する可能性があると判断した場合に、下記に示す割り込み（ＩＮＴ）を発生させる。
【０２６８】
・位置又は力覚制御に対するＩＮＴ（例えば、値「０」のとき「位置制御」を示し、値「１」のとき「力覚制御」を示す。）
・触覚制御に対するＩＮＴ（例えば、値「０」のとき「制御なし」を示し、値「１」のとき「制御あり」を示す。）
・温覚制御に対するＩＮＴ（例えば、値「０」のとき「制御なし」を示し、値「１」のとき「制御あり」を示す。）。
【０２６９】
尚、これらによる制御内容については後述する。
【０２７０】
映像・音声合成処理部２１０への入力情報は、前記した磁気センサやジャイロセンサによって得られる検出情報であり、磁気センサ（図の「ＭＧＳ」）の検出情報は音声信号処理部２１０ｊや仮想ポリゴン合成部２１０ｅに送出され、ジャイロセンサ（図の「ＪＹＳ」）の検出情報はポリゴン生成部２１０ｃに送出される。
【０２７１】
音声信号処理部２１０ｊは仮想現実世界や仮想イリュージョンの世界における音源のデータベースに基づいて音声情報を生成し、これを視覚表示及び音声出力装置１１１の音声出力部２１３に送出する。尚、この音声信号処理部２１０ｊは、仮想現実と仮想イリュージョンとの間で共用できる。
【０２７２】
統括制御部２１１は、仮想現実又は仮想イリュージョンの世界を視覚表示・音声出力装置１１１や力触覚・温覚提示用の装具を通して現出させるか否かの選択や、前記保護機構（危険回避の機構）の作動後における復旧の判断を行ったり、仮想現実や仮想イリュージョンの世界での閉じた規則を司っている中枢部分である。尚、この統括制御部２１１は、装具の着脱性を向上させるため、対偶の状態を一時的に保持するのに使用する対偶保持機構２１４の制御も行っている（図６８、図６９のスライダー機構１８９において、装具を着る時や脱ぐときに、スライド部材１９０を移動させる。）。
【０２７３】
次に、位置や力覚、触覚及び温覚の制御について説明する。
【０２７４】
図７８は中央制御部１０９を構成する位置及び力覚制御部２１５と、触覚及び温覚制御部２１６の構成例を示したものである。
【０２７５】
位置及び力覚制御部２１５は下記に示す構成要素を備えている（括弧内は符号を示す。）。
【０２７６】
・位置認識部（２１５ａ）
初期のキャリブレーション（後述する）によって取得したデータ等をもとにして各ワイヤー長から関節の角度を求める処理を行う。そのために、ワイヤー長を検出するセンサ（図の「ＷＬＳ」）から検出情報を受け取り、認識結果についてはこれを後段の実重力認識部に送出する。
【０２７７】
・実重力認識部（２１５ｂ）
上記重力情報統合部２１０ｆから得られる被験者の重量データに、装具の総重量を示すデータを加算するとともに、位置認識部２１５ａによって得られた情報に対して実際の重量データを付加する。つまり、これによって装具を纏った被験者の重量が決定される。
【０２７８】
・仮想重力認識部（２１５ｃ）
上記重力情報統合部２１０ｆからの仮想物体に重量を付与し、実重力認識部２１５ｂで得たデータに対して仮想重量データが付加される。例えば、被験者が仮想物体である本を手にもった場合には、本に付与された仮想重量（仮想物体に対して想定した重量）を加味する必要がある。
【０２７９】
・力覚認識部（２１５ｄ）
張力センサ（図の「ＴＴＳ」）からの情報を取得したり、力覚情報統合部２１０ｇからの仮想物体による力覚の情報及び仮想重力認識部２１５ｃからの仮想重量とに基づいてどの程度の力覚を被験者が受けるかを算定する。例えば、被験者が仮想物体を手にもっている状況を想定した場合には、当該仮想物体が現実の物体であったとしたときに手や腕が受けるであろう力を計算により認識する。但し、上記した干渉比較部２１０ｉからの位置又は力覚制御に対する割り込み（ＩＮＴ）が発生して、その時の値が「０」のときには動作しない。
【０２８０】
・現状モーション生成部（２１５ｅ）
後述の予測モーション生成部とともにモーション生成部を構成する部分であり、上記実重力認識部２１５ｂからのデータ及び人体データベース２１０ａ＿２のワイヤーフレームデータに基づいて、被験者の現時点におけるモーションをワイヤーフレームデータとして取得し、これを人体ポリゴン生成部２１０ｃ＿２や後述の危険回避制御部に送出する。但し、上記した干渉比較部２１０ｉからの位置又は力覚制御に対する割り込み（ＩＮＴ）が発生して、その時の値が「１」のときには動作しない。
【０２８１】
・予測モーション生成部（２１５ｆ）
力覚認識からのデータ及び人体データベース２１０ａ＿２のワイヤーフレームデータに基づいて、被験者について予測されるモーションをワイヤーフレームデータとして取得し、これを後述のワイヤー長制御部に送出する。但し、上記した干渉比較部２１０ｉからの位置又は力覚制御に対する割り込み（ＩＮＴ）が発生して、その時の値が「０」のときには動作しない。
【０２８２】
・危険回避制御部（２１５ｇ）
現状モーション生成部２１５ｅによって得られるワイヤーフレームに基づいて人体によって危険な体位を取ろうとする時や、関節の許容角度を逸脱するような体位が予測される場合に、ワイヤーとその駆動源とを切り離して防止するものである。例えば、永久磁石と電磁石を使った電磁クラッチ機構２１７において両者を分離することで、ワイヤーの駆動を禁止する。
【０２８３】
図７９は電磁クラッチ機構を用いたときの制御動作の一例を示したフローチャート図である。
【０２８４】
先ず、ステップＳ１において接触検知用センサからの検出信号を取得した後、次ステップＳ２において、電磁クラッチ機構が結合状態にあるか否かを判断する。例えば、図６０に示す例では、ワイヤー１７３に固定された永久磁石１７６と、スライド式駆動部１８１のワイヤー部１８１ａに対して固定された電磁石１７９とが結合しているか否かを、接触検知用センサ１７７、１７８からの検出信号に基づいて判断し、両者の結合によってワイヤー１７３をスライド式駆動部１８１で引っ張ることができる状態である場合には、ステップＳ４に進むが、そうでないときはステップＳ３に進んでスライド式駆動部１８１を制御してワイヤー部１８１ａがワイヤー１７３に近付くように移動させた後、ステップＳ１に戻る。
【０２８５】
ステップＳ４において張力センサ（ＴＴＳ）からの検出信号を取得した後、次ステップＳ５ではワイヤーの牽引力が危険な状態にあるか否かが問われ、これが安全圏内にある場合には、ステップＳ４に戻るが、そうでない場合には次ステップＳ６に進み、電磁クラッチ機構が非結合状態となる（例えば、永久磁石と電磁石とが分離する。）。
【０２８６】
尚、ステップＳ７における機構的な割り込みの発生時、例えば、ワイヤーへの牽引力が急上昇して危険状態が発生し、これに対して緊急に対処する必要がある場合には、次ステップＳ８に進んで、ワイヤーの牽引力が永久磁石の吸着力を越えたときにステップＳ６に進む。また、ワイヤーの牽引力が永久磁石の吸着力以下の場合にはステップＳ４に進む。
【０２８７】
・ワイヤー長制御部（２１５ｂ）
予測モーション生成部２１５ｆからのデータに基づいて各ワイヤーの長さを制御するものであり、ワイヤー駆動部２１８に対して制御信号を送出する。尚、上記した干渉比較部２１０ｉからの位置又は力覚制御に対する割り込み（ＩＮＴ）が発生して、その時の値が「０」のときには、ワイヤーの張力が一定となるように、現状モーション生成部２１５ｅによる体位を基準として、予測モーション生成部２１５ｆからの体位へと移行するようにワイヤー長を制御する。また、値が「１」のときには、現状モーション生成部２１５ｅによる体位を保持したままで、予測モーション生成部２１５ｆから得られる力覚だけを提示するようにワイヤー長を制御する。
【０２８８】
触覚及び温覚制御部２１６は、下記に示す構成要素を備えている（括弧内に符号を示す。）。
【０２８９】
・熱認識部（２１６ａ）
被験者の指先の温度情報を、熱又は温度検出用のセンサ（図の「ＴＨＳ」）により取得して監視するものである。尚、当該情報が許容範囲から逸脱している場合、例えば、上限温度を越えて危険な温度に達している場合には、発熱・吸熱装置２１９への電力供給を停止するか、又は制御を反転させる（発熱から吸熱への移行あるいはその逆の移行）ための信号を発生させ、後述の熱制御部に送出する。
【０２９０】
・触覚認識部（２１６ｂ）
圧力センサ（図の「ＰＳＳ」）によって指先の圧力の状態を検出したり、あるいはローラー（図７６の２０６、２０７を参照。）の回転数を回転検出センサ（図の「ＲＬＳ」）によって検出して監視するものである。尚、検出した圧力が許容範囲内から逸脱したと判断したとき、あるいはローラーの回転数が速すぎると判断した場合には、その旨を後述の触覚制御部に送出して、過度の圧力等が指に加わらないように防止する。
【０２９１】
・熱パターン生成部（２１６ｃ）
後述の触覚パターン生成部とともにパターン生成部を構成しており、上記モーション生成部や触覚及び熱情報統合部２１０ｈからの情報、そして熱認識部２１６ａからの情報に基づいて指先に提示したい温度感覚の提示パターンを生成する。尚、上記した位置及び力覚に対する割り込み（ＩＮＴ）が発生して、その時の値が「１」とされ、かつ、温覚制御に対する割り込み発生時の値が「１」のときにのみ動作する。
【０２９２】
・触覚パターン生成部（２１６ｄ）
上記モーション生成部や触覚及び熱情報統合部２１０ｈからの情報、そして触覚認識部２１６ｂからの情報に基づいて指先に提示したい触覚の提示パターンを生成する。尚、上記した位置及び力覚に対する割り込み（ＩＮＴ）が発生して、その時の値が「１」とされ、かつ、触覚制御に対する割り込み発生時の値が「１」のときにのみ動作する。
【０２９３】
・熱制御部（２１６ｅ）
熱パターン生成部２１６ｃからの指令を受けて発熱・吸熱装置（ペルチェ素子等。）２１９に制御信号を送出する部分である。
【０２９４】
・触覚制御部（２１６ｆ）
触覚パターン生成部２１６ｄからの指令を受けて触覚提示板（２０２、２０５）の駆動機構２２０やローラー駆動部２２１に対して制御信号を送出して制御を行う部分である。
【０２９５】
尚、触覚制御については、指の圧力を加えるタイミングを予め設定しておき、当該タイミングになったときに仮想映像による入力装置（キーボードやマウス、ジョグダイヤル、トラックボール等）を視覚表示装置上に表示して、仮想の入力装置への打鍵や釦操作によってコマンドによる指示やデータ入力等を行うことができる。
【０２９６】
次に、装具に関する初期設定時に行うキャリブレーション処理について図８０乃至図８２に従って説明する。
【０２９７】
図８０は、関節可動域（関節が動作する範囲）やワイヤー長の時間的変化や、位置制御速度の最大値を取得するための処理例を示すフローチャート図である。
【０２９８】
先ず、ステップＳ１では、対象者に装具を装着してから、各ワイヤーの張力が一定の状態となるようにワイヤー駆動部２１８を制御した上で、次ステップＳ２では、被験者（対象者）に対して動作の模倣を促すために音声情報（視覚表示及び音声出力装置１１１内の音声出力装置２１３を通した音声ガイド）を伝える。
【０２９９】
被験者に模倣してもらう動作については、例えば、下記に示す例が挙げられる。
【０３００】
・手を前に出して拳をつくった状態での、肘伸展、回内、第２乃至第５指のＤＩＰ、ＰＩＰ、ＭＰ屈曲、第１指のＩＰ、ＭＰ屈曲
・手で鉄アレイを把持して、これを上げてからの回外、肘屈曲、指屈曲時の手首の掌屈
・手を前に出して掌面を平らにした状態における、対立の平坦位、第２乃至５指のＭＰ外転、第１指のＣＭ橈屈外転
・手首を下に曲げた状態からの指伸展時の手首の掌屈
・手首を上に曲げた状態からの手首の背屈
・手刀状態での、第２乃至第５指のＤＩＰ、ＰＩＰ、ＭＰ伸展とＭＰ内転
・親指を小指の付け根につけた状態での、対立の湾曲位、第１指のＣＭ尺屈内転。
【０３０１】
次ステップＳ３では、模倣すべき動作を映像情報として被験者に提供するために当該情報を視覚表示及び音声出力装置１１１に送出する。そして、この装置に映し出された手や腕の動作（模範動作）を示す映像と、被験者の手や腕を撮影して得られる映像とがほぼ重なるように被験者に動作を模倣してもらう。尚、模範動作の映像と、被験者の映像を合成して視覚表示及び音声出力装置１１１の映像出力装置２１２上に映し出すには、例えば、ヘッドマウントディスプレイ等の視覚表示及び音声出力装置１１１に撮像手段（ＣＣＤ型やＭＯＳ型のエリアイメージセンサ等の固体撮像素子等。）を付設して撮影した被験者の映像信号を入出力インターフェイス部１１０を介して中央制御部１０９に一旦取り込んだ後、画像座標系での位置補正及び模範動作を示す映像との画像合成処理を施してから出力信号を視覚表示及び音声出力装置１１１に送出すれば良い。
【０３０２】
次ステップＳ４において、各ワイヤー長の検出を行い、長さ変動が予め決められた基準範囲内であるか否かを位置認識部２１５ａで判断する。そして、変動が基準値以上の場合にはステップＳ３に戻って動作の模倣を再実行してもらうが、そうでない場合には次ステップＳ５に進む。
【０３０３】
ステップＳ５では、予め決めておいた一定の時間間隔（サンプリング周期）に従って計時を行うとともに、時間経過に伴う各ワイヤー長の変位量（動作開始時におけるワイヤー長を基準としてサンプリング時刻毎に検出したワイヤーの長さ変位）を示すデータを取得した後で、ステップＳ６に進む。
【０３０４】
例えば、図８１のグラフ図に示すように、横軸に時間「ｔ」をとり、縦軸には、あるワイヤー長「Ｌ」をとって、グラフ曲線ｇｙ（若者の場合）とグラフ曲線ｇｏ（高齢者の場合）を概略的に示したものである。尚、図中の「ｔ０」は動作開始時点を示しており、「ΔＴｓ」はサンプリング（時間）間隔を示している。また、「Ｌ０」は被験者の動作直前のワイヤー長、「Ｌ１」は被験者の動作終了時のワイヤー長をそれぞれ示している。つまり、ワイヤー長の変位量は「ΔＬ＝Ｌ−Ｌ０」で表され、その最大値（関節可動域）が「ΔＬmax＝Ｌ１−Ｌ０」である。
【０３０５】
図から分かるように、若者の場合には動作開始直後からΔＬが直ぐに立ち上がってＬ＝Ｌ１に漸近して飽和する様子が認められ、高齢者の場合には動作開始直後からΔＬがゆっくりと立ち上がって最終的にはＬ＝Ｌ１に飽和する様子が認められる。
【０３０６】
よって、ある時刻ｔ（＝ｔ０＋ｎ・ΔＴｓ、ｎは自然数。）におけるワイヤー長Ｌからその変位量ΔＬ（関節角度や回内・回外角度等に対応する。）を求めることができるので、このデータを時間情報とともに記憶手段に格納しておくことにより被験者の動作をワイヤー長の時間変化として取得することができる（この処理が図８０のステップＳ６である。）。尚、その際、被験者の人体構造モデル（人体に関する力学的構造を示す数値モデルであり、例えば、特願平１０−２６６号（特開平１１−１９２２１４号）を参照。）を予めデータベース化したものを利用できる場合には、当該モデルから得られる各関節の可動範囲や動作時間等を上記の検出データと比較・対照をすることによって、例えば、被験者の筋肉等に無理な力がかかっているか否か等を判断することができる。
【０３０７】
続くステップＳ７（図８０参照。）では全ての動作についてステップＳ６でのデータ取得が終了したか否かを判断し、終了時にはステップＳ８に進むが、未終了時にはステップＳ２に戻る。
【０３０８】
ステップＳ８では各ワイヤーの位置制御（あるいはワイヤー長の制御）における最大速度（Ｖmax）を算出する。
【０３０９】
つまり、図８１に示したグラフ曲線における勾配（あるいは傾き）を計算したとき、その中での最大値がＶmaxであり、これはワイヤー長の制御においてＶmaxを超える速度でワイヤーが引っ張られるのを禁止するために必要である。尚、「Ｖmax＝ｍａｘ（ΔＬi／ΔＴｓ）である。但し、「ΔＬi」は、整数変数を「ｉ」としたとき、時刻ｔ＝ｔ０＋ｉ・ΔＴｓでのワイヤー長Ｌ（ｉ）と、時刻ｔ＝ｔ０＋（ｉ＋１）・ΔＴｓでのワイヤー長Ｌ（ｉ＋１）との差、「Ｌ（ｉ＋１）−Ｌ（ｉ）」であり、また、ｍａｘ（Ｘ）は変数Ｘの変域内での最大値を示す関数である。
【０３１０】
このように、対象の動作変化に伴うワイヤー長の時間的変化を示すｔ（時間）−Ｌ（ワイヤー長又は位置変位）特性を取得するとともに、当該変化における勾配を算出することでワイヤー部材の駆動制御について許容される制御速度の最大値又はこれに安全率を加味した上限値を求めることができる。
【０３１１】
図８２は、力触覚提示量の最大値や、力覚提示速度の最大値を取得するための処理例を示すフローチャート図である。
【０３１２】
先ず、ステップＳ１では、装具の装着後において、ワイヤー駆動部２１８の制御によりワイヤー部材の長さが一定となるように、ワイヤー長を一定値に保った状態とし、また、指先への触覚提示については上記触覚提示板（図７５、図７６参照。）を指に接触させて、この状態を保持した後、次ステップＳ２に進む。
【０３１３】
ステップＳ２や次ステップＳ３については、図８０のステップＳ２やＳ３と同様であり、被験者に対して音声ガイドによる動作説明を行い、視覚表示及び音声出力装置１１１に映し出される動作を模倣してもらう。
【０３１４】
続くステップＳ４では各ワイヤーの張力を張力センサで検出して、その変動率が予め決められた基準値以下であるか否かを力覚認識部２１５ｄが判断し、そうであれば次ステップＳ５に進むが、そうでなければステップＳ３に戻って動作を再実行してもらう。
【０３１５】
ステップＳ５では、予め決めておいた一定の時間間隔（サンプリング周期）に従って計時を行うとともに、時間経過に伴う各ワイヤーの張力変化（動作開始時における張力値を基準としてサンプリング時刻毎に検出したワイヤー張力の変化量）を示すデータを取得及し、かつ、各時刻で指にかかる圧力値を圧力センサで検出した後、ステップＳ６に進む。つまり、横軸を時間軸とし、縦軸をワイヤーの張力又は指への圧力としたグラフ図において、図８１での説明と同様の手順でサンプリング時刻毎の検出データを得て、これを時間情報とともに記憶手段に格納しておくことにより、被験者の動作に基づくワイヤー張力の変化（手や腕の動作に対応して被験者に付与される力覚の度合を示す。）及び指への圧力変化（指の動作に対応して被験者に付与される触覚の度合を示す。）を取得することができる。
【０３１６】
ステップＳ７では全ての動作についてのデータ取得が終了したか否かを判断し、終了時にはステップＳ８に進むが、未終了時にはステップＳ２に戻る。
【０３１７】
ステップＳ８では各ワイヤーの張力制御における最大速度及び触覚提示制御における最大印加圧（最大提示圧）を算出する。つまり、前者の最大速度については、対象の動作変化に伴うワイヤー張力の時間的変化を示すｔ（時間）−ＴＳ（ワイヤー張力）特性を取得するとともに、当該変化における勾配を算出することで対象について許容される力覚提示速度の最大値又はこれに安全率を加味した上限値を求めることができ、この値を超える張力に対応した力覚が被験者に提示されるのを禁止するために必要である。また、後者の最大印加圧は、検出された圧力値の最大値であり、これの値を超える圧力が指にかからないように規制するために必要である。
【０３１８】
以上に説明した力触覚提示装置の適用例としては、下記に示す分野が挙げられる。
【０３１９】
・仮想現実を利用した各種のシミュレーターや、テレリアリティ分野における遠隔操作時の力触覚提示装置
・仮想イリュージョンを利用したゲーム機器
・医療分野における対偶の駆動補助や動力補助のための装置
・人体の関節自由度をそのままに模倣したマニピュレータやロボットアーム等。
【０３２０】
最後の例については、人体の手や腕の関節構造を模写して作成した骨格構造物に対して、上記した装具やワイヤーを取り付けるとともに、ワイヤーの駆動機構や駆動源等を骨格構造物に内蔵した構成のマニピュレータやハンドを作成することができる。そして、これらのマニピュレータに付設したのと全く同等の装具やワイヤー等を被験者の手腕に装着すれば、マニピュレータで物に触ったり持ち上げたりしたときの力触覚を、被験者の手や腕にそのまま写して提示することができるようになる。
【０３２１】
しかして、本実施例に係る力触覚提示装置によれば、下記に示す利点を得ることができる。
【０３２２】
・人体の関節だけを使用しているので、関節構造や軸構造をもった外骨格機構部を人体に付設する必要がない。よって、機構部の軽量化や薄型化に適しており、装着が容易であって、かつ動き易い。
【０３２３】
・人体の筋配置を模倣したワイヤーの駆動制御を実現し、当該ワイヤーの駆動部を効率的に装具に配置することで省スペース化が可能である。また、ワイヤー及びその駆動機構と、バネ部材を使った機構とを組み合わせることで動力源やワイヤー駆動機構を削減できる。
【０３２４】
・基本的には手部の背面にサポーターを付設するだけで済むので、温度や触覚の提示機構を掌面に設ける際に支障を来さない。
【０３２５】
・サポーターによる圧迫やワイヤーによる損傷等に対して安全対策を講じている。
【０３２６】
・キーや釦等を触った瞬間の感触のように、硬いものに触れたときの触覚提示が可能である。
【０３２７】
・指先で素材を触った感触や、該素材が１方向に流れて行くかの如き触覚提示が可能である。
【０３２８】
・指先に温覚を提示できる。
【０３２９】
・力覚提示用のワイヤー部材を動作認識のための検出手段として使用することでモーションキャプチャーの機能を実現できる。
【０３３０】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、ワイヤー部材が接続されたフィルムを動力ローラー及び圧迫ローラーにより搬送することでワイヤー部材の駆動機構を簡単化し、装置全体をコンパクトに作成することができる。また、フィルム及び圧迫ローラーの帯電による静電的引力の作用を利用して、動力ローラーからフィルムへの偶発的な動力伝達を防止することができる。
【０３３１】
請求項２や請求項５に係る発明によれば、フィルムの形状に工夫を凝らすことで偶発的に動力ローラーに接触することによる不意の動作の発生頻度を低減することができる。
【０３３３】
請求項３や請求項６に係る発明によれば、圧迫ローラー及び動力ローラーが接触するフィルム部分以外を巻取機構によって巻き取ることで、フィルム収容のためのスペース（体積）を少なくできる。
【０３３４】
請求項４に係る発明によれば、対象に重量の嵩む機構部品を装着することなくワイヤー部材の駆動制御だけで力触覚を提示することができるとともに、ワイヤー駆動部の小型化や省スペース化を図ることができるので、装置の軽量化に適しており、動作の悪化や体力の消耗等への影響が少ない。また、フィルム及び圧迫ローラーの帯電による静電的引力の作用を利用して、動力ローラーからフィルムへの偶発的な動力伝達を防止することができる。
【０３３５】
請求項７に係る発明によれば、手指の屈曲位又は伸展位の方向への付勢力を得るための弾性部材を用いることで、被覆部材に対して付設するワイヤー部材の数を低減することができるので、機構を簡素化できる。
【０３３６】
請求項８に係る発明によれば、弾性部材として渦巻バネを用いて被覆部材をその側面で連結することによって、関節部の瞬間的な中心移動や被覆部材のずれ等に起因する動作時の違和感を軽減することができる。
【０３３７】
請求項９に係る発明によれば、弾性部材としてコイルバネを用いてこれを被覆部材の背面に取り付けることによって屈曲動作時におけるバネの干渉を防止することができる。
【０３３８】
請求項１０に係る発明によれば、可撓性を有する管状部材にワイヤー線材を通した構成を用いることによってワイヤー駆動時における対象への損傷を防止することができ、かつワイヤー部材の強度を増強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤー駆動装置の基本構成を示す図である。
【図２】圧迫ローラーへのフィルムの吸着法についての説明図である。
【図３】帯電機構の説明図である。
【図４】図５乃至図９とともに、一対のワイヤー部材を使った認識方法について説明するための図であり、本図は前腕の回外状態における一方のワイヤー部材ＷＡの配置を示す。
【図５】回外状態における他方のワイヤー部材ＷＢの配置を示す図である。
【図６】図７とともに前腕の立位状態におけるワイヤー部材の配置を示す図であり、本図は一方のワイヤー部材ＷＡの配置を示す。
【図７】立位状態における他方のワイヤー部材ＷＢの配置を示す図である。
【図８】図９とともに前腕の回内状態におけるワイヤー部材の配置を示す図であり、本図は一方のワイヤー部材ＷＡの配置を示す。
【図９】回内状態における他方のワイヤー部材ＷＢの配置を示す図である。
【図１０】肘部サポーターにおけるワイヤー部材の駆動機構部の配置例を示す図である。
【図１１】プーリーを経由してワイヤー部材を駆動機構部に接続するように構成した例を示す図である。
【図１２】肘部サポーターの底部にワイヤー部材の駆動機構部を配置した例を示す図である。
【図１３】図１４とともに、フィルムへのワイヤー端部の固定方法について示すものであり、本図はワイヤー端の処理を示す。
【図１４】フィルムに形成された係合孔及び当該係合孔へのワイヤー端部の取付・固定について説明するための図である。
【図１５】図１６乃至１８とともにワイヤー駆動装置の構成例を示すものであり、本図は一部を取り外して示す斜視図である。
【図１６】側面図である。
【図１７】構成の要部を示す断面図である。
【図１８】押え板とスライダーを取り外した状態の平面図である。
【図１９】スライダーの斜視図である。
【図２０】圧着機構の動作についての説明図である。
【図２１】フィルムの形状例を示す図である。
【図２２】帯電機構の構成部材の配置例を示す図である。
【図２３】フィルムの搬送経路の角度設定についての説明図である。
【図２４】複数の圧着ローラーを設けて駆動ローラーとの間でフィルムを挟持する構成例を示す図である。
【図２５】１つの駆動機構を用いて複数のフィルムを駆動する構成例を示す図である。
【図２６】指部における筋配置を概略的に示す側面図である。
【図２７】力触覚呈示装置の基本構成例を示す図である。
【図２８】図２９乃至図８２とともに、本発明の実施の一例を示すものであり、本図は仮想現実と仮想イリュージョンの概念に関する説明図である。
【図２９】装置構成の概要を示す図である。
【図３０】図３１及び図３２とともに対象者への装具の装着について説明するための図であり、本図は手指サポーターや前腕部サポーターの人体への装着方向に対して、上腕部サポーターの人体への装着方向が反対方向になっている例を示す。
【図３１】各サポーターの人体への装着方向が統一されている例を示す図である。
【図３２】各サポーターを人体に装着した状態を示す図である。
【図３３】手部サポーターの全体を概略的に示す図である。
【図３４】甲側からみた手部サポーターを概略的に示す図である。
【図３５】側面からみた手部サポーターを概略的に示す図である。
【図３６】渦巻バネの形状例を示す図である。
【図３７】多連構造の渦巻バネ群と、その使用例を示す図である。
【図３８】バネ強度の調節機構を被覆部に付設した状態を示す指部の側面図である。
【図３９】バネ強度の調節機構について構成例を示す図である。
【図４０】バネ強度の調節機構について別例を示す図である。
【図４１】調節機構を渦巻バネの付け根に設けた構成例を示す図である。
【図４２】指の大きさに合わせた被覆部の調整機構例を概略的に示す図である。
【図４３】被覆部の背面に蝶番式コイルバネを用いた構成例を示す図である。
【図４４】手部サポーターにおけるワイヤー配置について甲側からみた図である。
【図４５】手部サポーターにおけるワイヤー配置について拇指側からみた図である。
【図４６】ＭＰ関節付近の被覆部に設けられたＶ字状バネの配置を示す図である。
【図４７】Ｖ字状バネの形状例を示す図である。
【図４８】甲面サポーターの構成例を示す図である。
【図４９】蝶番バネの形状例を示す図である。
【図５０】蝶番バネの支持機構の要部を示す図である。
【図５１】甲面サポーターの別例を示す図である。
【図５２】内転・外転のための動作機構の一例を示す図である。
【図５３】内転・外転のための動作機構に磁石を使った例を示す図である。
【図５４】内転・外転のための動作機構の別例を示す図である。
【図５５】３つの渦巻バネを並設した連結構造の要部を示す図である。
【図５６】スライド式反力調整機構の構成例を示す図である。
【図５７】図５８とともに拇指のＣＭ関節における対立動作機構について説明するための図であり、本図は甲側からみた図である。
【図５８】拇指の動作軸に直交する方向からみた図である。
【図５９】手首サポーターの装着についての説明図である。
【図６０】ワイヤー駆動機構の一例を示す図である。
【図６１】電磁クラッチ機構例を示す図である。
【図６２】図６３とともに手部サポーターを示す図であり、本図は甲側からみた図である。
【図６３】ワイヤー部材だけを抽出してそれらの配置を示した図である。
【図６４】手指サポーターにおけるワイヤーの支持例を示す図である。
【図６５】指部について初期状態（外転・平坦位）と、内転・湾曲位の状態をそれぞれ示した図である。
【図６６】甲面サポーターにおけるワイヤー部材の配置を示す図である。
【図６７】手関節の動作に関するワイヤー部材の配置について説明するための図である。
【図６８】図６９とともに、手首サポーターの状態保持機構の一例を示す図であり、本図は指関節の屈曲状態を示す。
【図６９】指関節の伸展状態を示す図である。
【図７０】回内・回外動作にかかるワイヤー部材の配置を示す図である。
【図７１】回外、立位、回内状態を示す説明図である。
【図７２】Ｃ字状のガイド部材を前腕部サポーターの側面に付設した構成例を示す図である。
【図７３】肘部結合用サポーターの構成例を示す図である。
【図７４】前腕部サポーターと上腕部サポーターの構成例を示す図である。
【図７５】触覚呈示機構の一例を示す図である。
【図７６】触覚呈示機構の別例を示す図である。
【図７７】視覚・聴覚情報に関する情報処理部分の構成例を示す図である。
【図７８】位置及び力覚制御部と、触覚及び温覚制御部の構成例を示す図である。
【図７９】電磁クラッチ機構を用いた制御動作の一例を示したフローチャート図である。
【図８０】関節可動域やワイヤー長の時間的変化、位置制御速度の最大値を取得するための処理例を示すフローチャート図である。
【図８１】ワイヤー長さの時間的変化を示すグラフ図である。
【図８２】力触覚提示量の最大値や力覚提示速度の最大値を取得するための処理例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…ワイヤー駆動装置、２…ワイヤー部材、３…フィルム、４…動力ローラー、５…圧迫ローラー、１４…巻取機構、１０１…力触覚提示装置、１０２…被覆部材、１０４、１０５…駆動手段、１０８、１１２…装具、１１３…渦巻バネ、１３６…コイルバネ
【図１】
0004389135.tif 000002
【図２】
0004389135.tif 000003
【図３】
0004389135.tif 000004
【図４】
0004389135.tif 000005
【図５】
0004389135.tif 000006
【図６】
0004389135.tif 000007
【図７】
0004389135.tif 000008
【図８】
0004389135.tif 000009
【図９】
0004389135.tif 000010
【図１０】
0004389135.tif 000011
【図１１】
0004389135.tif 000012
【図１２】
0004389135.tif 000013
【図１３】
0004389135.tif 000014
【図１４】
0004389135.tif 000015
【図１５】
0004389135.tif 000016
【図１６】
0004389135.tif 000017
【図１７】
0004389135.tif 000018
【図１８】
0004389135.tif 000019
【図１９】
0004389135.tif 000020
【図２０】
0004389135.tif 000021
【図２１】
0004389135.tif 000022
【図２２】
0004389135.tif 000023
【図２３】
0004389135.tif 000024
【図２４】
0004389135.tif 000025
【図２５】
0004389135.tif 000026
【図２６】
0004389135.tif 000027
【図２７】
0004389135.tif 000028
【図２８】
0004389135.tif 000029
【図２９】
0004389135.tif 000030
【図３０】
0004389135.tif 000031
【図３１】
0004389135.tif 000032
【図３２】
0004389135.tif 000033
【図３３】
0004389135.tif 000034
【図３４】
0004389135.tif 000035
【図３５】
0004389135.tif 000036
【図３６】
0004389135.tif 000037
【図３７】
0004389135.tif 000038
【図３８】
0004389135.tif 000039
【図３９】
0004389135.tif 000040
【図４０】
0004389135.tif 000041
【図４１】
0004389135.tif 000042
【図４２】
0004389135.tif 000043
【図４３】
0004389135.tif 000044
【図４４】
0004389135.tif 000045
【図４５】
0004389135.tif 000046
【図４６】
0004389135.tif 000047
【図４７】
0004389135.tif 000048
【図４８】
0004389135.tif 000049
【図４９】
0004389135.tif 000050
【図５０】
0004389135.tif 000051
【図５１】
0004389135.tif 000052
【図５２】
0004389135.tif 000053
【図５３】
0004389135.tif 000054
【図５４】
0004389135.tif 000055
【図５５】
0004389135.tif 000056
【図５６】
0004389135.tif 000057
【図５７】
0004389135.tif 000058
【図５８】
0004389135.tif 000059
【図５９】
0004389135.tif 000060
【図６０】
0004389135.tif 000061
【図６１】
0004389135.tif 000062
【図６２】
0004389135.tif 000063
【図６３】
0004389135.tif 000064
【図６４】
0004389135.tif 000065
【図６５】
0004389135.tif 000066
【図６６】
0004389135.tif 000067
【図６７】
0004389135.tif 000068
【図６８】
0004389135.tif 000069
【図６９】
0004389135.tif 000070
【図７０】
0004389135.tif 000071
【図７１】
0004389135.tif 000072
【図７２】
0004389135.tif 000073
【図７３】
0004389135.tif 000074
【図７４】
0004389135.tif 000075
【図７５】
0004389135.tif 000076
【図７６】
0004389135.tif 000077
【図７７】
0004389135.tif 000078
【図７８】
0004389135.tif 000079
【図７９】
0004389135.tif 000080
【図８０】
0004389135.tif 000081
【図８１】
0004389135.tif 000082
【図８２】
0004389135.tif 000083