(57)【要約】【課題】エアシリンダーを用いて伸展動作と屈曲動作を得ることができる筋力補助装置を提供すること。【解決手段】本発明の筋力補助装置は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを連結するバネ関節３０とを備え、使用者の肘、膝、又は手首の動作を支援し、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０を伸展及び屈曲させるエアシリンダー４０を有し、エアシリンダー４０を構成するシリンダー本体４１の一端を、第１の装着具１０に回動自在に設け、エアシリンダー４０を構成するシリンダーロッド４２の端部を、第２の装着具２０に回動自在に設けることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具と、
前記関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具と、
前記第１の装着具と前記第２の装着具とを連結する弾性関節又は多軸関節とを備え、
使用者の肘、膝、又は手首の動作を支援する筋力補助装置であって、
前記第１の装着具に対して前記第２の装着具を伸展及び屈曲させるエアシリンダーを有し、前記エアシリンダーを構成するシリンダー本体の一端を、前記第１の装着具に回動自在に設け、
前記エアシリンダーを構成するシリンダーロッドの端部を、前記第２の装着具に回動自在に設けることを特徴とする筋力補助装置。
【請求項２】
前記シリンダーロッドの前記端部を、固定具を介して前記第２の装着具に設け、前記シリンダーロッドの前記端部と前記固定具、又は前記固定具と前記第２の装着具とを、前記シリンダーロッドの軸方向に対して垂直な方向に変位可能に設けることを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
【請求項３】
前記エアシリンダーを、前記第１の装着具の一方の側部に設ける一方側エアシリンダーと、前記第１の装着具の他方の側部に設ける他方側エアシリンダーとより構成することを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
【請求項４】
前記第１の装着具が、一方側第１の装着具と他方側第１の装着具とに分離し、前記第２の装着具が、一方側第２の装着具と他方側第２の装着具とに分離し、前記一方側エアシリンダーを前記一方側第１の装着具及び前記一方側第２の装着具に、前記他方側エアシリンダーを前記他方側第１の装着具及び前記他方側第２の装着具に設けることを特徴とする請求項３に記載の筋力補助装置。
【請求項５】
前記第１の装着具が上腕に、前記第２の装着具が前腕に配置され、前記エアシリンダーを前記バネ関節の屈曲側に配置することを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の肘、膝、又は手首の動作を支援する筋力補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気体・液体・固体の物質またはそれらの混合体を注入すると、長手方向は拘束され径方向に膨らむことを特徴とするチューブを持ち、そのチューブの外部に長手方向および径方向に伸縮する円筒型スリーブを配置し、両端を拘束し、片端に注入口を設け、チューブにポリエステル系・ポリアミド系・ポリエチレン系・ポリイミド系・ポリスチレン系・ポリカーボネート系のいずれか／もしくは混合されたフィルムまたは繊維を用いた動力装置が既に提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１０５２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この種の動力装置では、収縮方向に対してしか駆動力を発生しないため、屈曲動作と伸展動作とを行わせるためには、最低２つの装置が必要となってしまう。
一方、1軸関節による駆動では、動作によって装着部のズレが発生してしまうため、これを解消する手段として、多軸関節や弾性関節を用いることが考えられる。
しかし、装着具の連結として多軸関節や弾性関節を用いる場合には、モータなどの回動駆動部によって直接回転力を発生させ、関節を中心とした回動動作をさせるには、連結部の軸が一意的に定まらないため、モータの配置、作用点を適切に設けることができない。
また、仮に適切な配置を行えたとしても、関節の周辺に配置する機構が大掛かりとなり、装着感が悪化するといった問題が生じる。
【０００４】
そこで本発明は、エアシリンダーを用いて伸展動作と屈曲動作を得ることができる筋力補助装置を提供することを目的とする。
また本発明は、装着者の体型の相違や装着ずれによって生じるシリンダーロッドの軸方向以外の方向に加わる負荷を緩和することができる筋力補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明の筋力補助装置は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具と、前記関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具と、前記第１の装着具と前記第２の装着具とを連結する弾性関節又は多軸関節とを備え、使用者の肘、膝、又は手首の動作を支援する筋力補助装置であって、前記第１の装着具に対して前記第２の装着具を伸展及び屈曲させるエアシリンダーを有し、前記エアシリンダーを構成するシリンダー本体の一端を、前記第１の装着具に回動自在に設け、前記エアシリンダーを構成するシリンダーロッドの端部を、前記第２の装着具に回動自在に設けることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記シリンダーロッドの前記端部を、固定具を介して前記第２の装着具に設け、前記シリンダーロッドの前記端部と前記固定具、又は前記固定具と前記第２の装着具とを、前記シリンダーロッドの軸方向に対して垂直な方向に変位可能に設けることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記エアシリンダーを、前記第１の装着具の一方の側部に設ける一方側エアシリンダーと、前記第１の装着具の他方の側部に設ける他方側エアシリンダーとより構成することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の筋力補助装置において、前記第１の装着具が、一方側第１の装着具と他方側第１の装着具とに分離し、前記第２の装着具が、一方側第２の装着具と他方側第２の装着具とに分離し、前記一方側エアシリンダーを前記一方側第１の装着具及び前記一方側第２の装着具に、前記他方側エアシリンダーを前記他方側第１の装着具及び前記他方側第２の装着具に設けることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記第１の装着具が上腕に、前記第２の装着具が前腕に配置され、前記エアシリンダーを前記バネ関節の屈曲側に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、エアシリンダーを用いて伸展動作と屈曲動作を得ることができる。また、本発明によれば、装着者の体型の相違や装着ずれによって生じるシリンダーロッドの軸方向以外の方向に加わる負荷を緩和することができ、エアシリンダーの破損を防止することができる。また、本発明によれば、装着具の両側部にエアシリンダーを設けて動作させることで、安定した動作を確保することができる。また、本発明によれば、装着具の両側部にエアシリンダーを設けて動作させることで、安定した動作を確保することができる。また、本発明によれば、肘の屈曲動作によるエアシリンダーの関節への圧迫を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態による筋力補助装置は、第１の装着具と第２の装着具を弾性関節又は多軸関節で連結し、第１の装着具に対して第２の装着具を伸展及び屈曲させるエアシリンダーを有し、エアシリンダーを構成するシリンダー本体の一端を、第１の装着具に回動自在に設け、エアシリンダーを構成するシリンダーロッドの端部を、第２の装着具に回動自在に設けるものである。本実施の形態によれば、エアシリンダーを用いて伸展動作と屈曲動作を得ることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、シリンダーロッドの端部を、固定具を介して第２の装着具に設け、シリンダーロッドの端部と固定具、又は固定具と第２の装着具とを、シリンダーロッドの軸方向に対して垂直な方向に変位可能に設けるものである。本実施の形態によれば、装着者の体型の相違や装着ずれによって生じるシリンダーロッドの軸方向以外の方向に加わる負荷を緩和することができ、エアシリンダーの破損を防止することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、エアシリンダーを、第１の装着具の一方の側部に設ける一方側エアシリンダーと、第１の装着具の他方の側部に設ける他方側エアシリンダーとより構成するものである。本実施の形態によれば、装着具の両側部にエアシリンダーを設けて動作させるため、安定した動作を確保することができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による筋力補助装置において、第１の装着具が、一方側第１の装着具と他方側第１の装着具とに分離し、第２の装着具が、一方側第２の装着具と他方側第２の装着具とに分離し、一方側エアシリンダーを一方側第１の装着具及び一方側第２の装着具に、他方側エアシリンダーを他方側第１の装着具及び他方側第２の装着具に設けるものである。本実施の形態によれば、装着具を一方側と他方側に分離することができるため、使用者への装着を容易に行うことができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、第１の装着具が上腕に、第２の装着具が前腕に配置され、エアシリンダーをバネ関節の屈曲側に配置するものである。本実施の形態によれば、肘の屈曲動作によるエアシリンダーの関節への圧迫を防止することができる。
【実施例】
【０００８】
以下に、本発明の筋力補助装置の一実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例における筋力補助装置の伸展状態を示す要部側面図、図２は同筋力補助装置の屈曲状態を示す要部側面図、図３は同筋力補助装置の伸展状態を示す斜視図である。
本実施例による筋力補助装置は、図１及び図２に示すように、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを連結するバネ関節３０とを備えている。なお、本実施例では、弾性関節としてバネ関節３０を示すが、バネ以外の弾性体による変形を関節として用いることもできる。また、バネ関節３０のような弾性関節以外にも、２軸以上の回転軸を備えた多軸関節を用いることもできる。
本実施例では、肘に設ける場合を示しており、第１の装着具１０は上腕に配置され、第２の装着具２０は前腕に配置される。肘以外には、膝、又は手首の動作を支援する筋力補助装置にも適用できる。
本実施例による筋力補助装置は、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０を伸展及び屈曲させるエアシリンダー４０を備えている。エアシリンダー４０は、シリンダー本体４１とシリンダーロッド４２とによって構成され、シリンダーロッド４２がシリンダー本体４１に対して突出動作及び引き込み動作をする。
【０００９】
シリンダー本体４１は、その一端４１Ａを、第１の装着具１０の一端側に回動自在に設けている。シリンダーロッド４２の端部４２Ａは、第２の装着具２０の一端側に回動自在に設けている。なお、シリンダーロッド４２の他端４２Ａは、固定具４３を介して第２の装着具２０に設けている。
そして、固定具４３と第２の装着具２０とは、シリンダーロッド４２の軸方向に対しては拘束し、シリンダーロッド４２の軸方向に対して垂直な方向には変位可能に設けている。シリンダーロッド４２の他端４２Ａと固定具４３とを、シリンダーロッド４２の軸方向に対しては拘束し、シリンダーロッド４２の軸方向に対して垂直な方向には変位可能に設けてもよい。
本実施例のように、シリンダーロッド４２の他端４２Ａと固定具４３、又は固定具４３と第２の装着具２０とを、シリンダーロッド４２の軸方向に対して垂直な方向に変位可能に設けることで、装着者の体型の相違や装着ずれによって生じるシリンダーロッド４２の軸方向以外の方向に加わる負荷を緩和することができ、エアシリンダー４０の破損を防止することができる。
バネ関節３０は、第１の装着具１０の他端と第２の装着具２０の一端を連結し、エアシリンダー４０をバネ関節３０の屈曲側に配置している。このように、エアシリンダー４０をバネ関節３０の屈曲側に配置することで、肘の屈曲動作によるエアシリンダー４０の関節への圧迫を防止することができる。
【００１０】
次に図３を用いて説明する。
第１の装着具１０は、上腕の内側に配置される一方側第１の装着具１０Ａと、上腕の外側に配置される他方側第１の装着具１０Ｂとで構成している。一方側第１の装着具１０Ａと他方側第１の装着具１０Ｂとを上腕の下側の第１の装着連結部１０Ｃで連結し、第１の装着具１０の上方だけを開放することで、第１の装着具１０を下方から上腕に装着することができる。また、一方側第１の装着具１０Ａと他方側第１の装着具１０Ｂとを分離することで、一方側第１の装着具１０Ａと他方側第１の装着具１０Ｂとをそれぞれ上腕の内側と外側から挟み込むようにして上腕に装着することができる。
第２の装着具２０についても第１の装着具１０と同様に、一方側第２の装着具２０Ａと他方側第２の装着具２０Ｂとで構成する。そして、一方側第２の装着具２０Ａと他方側第２の装着具２０Ｂとを前腕の下側の第２の装着連結部２０Ｃで連結する。また、第１の装着具１０と同様に、一方側第２の装着具２０Ａと他方側第２の装着具２０Ｂとに分離してもよい。
エアシリンダー４０は、一方側第１の装着具１０Ａ及び一方側第２の装着具２０Ａに設ける一方側エアシリンダー４０Ａと、他方側第１の装着具１０Ｂ及び他方側第２の装着具２０Ｂに設ける他方側エアシリンダー４０Ｂとで構成する。このようにエアシリンダー４０を、一方側エアシリンダー４０Ａと他方側エアシリンダー４０Ｂとによって構成することで、装着具の両側部に一対のエアシリンダー４０を設けて動作させるため、安定した動作を確保することができる。
また、第１の装着具１０を、一方側第１の装着具１０Ａと他方側第１の装着具１０Ｂとに分離し、第２の装着具２０を、一方側第２の装着具２０Ａと他方側第２の装着具２０Ｂとに分離し、一方側エアシリンダー４０Ａを一方側第１の装着具１０Ａ及び一方側第２の装着具２０Ａに、他方側エアシリンダー４０Ｂを他方側第１の装着具１０Ｂ及び他方側第２の装着具２０Ｂに設けることで、装着具を一方側と他方側に分離することができるため、使用者への装着を容易に行うことができる。
本実施例による筋力補助装置は、エアシリンダー４０がシリンダーロッド４２を突出させた状態では、図１に示すように、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０を伸展させ、エアシリンダー４０がシリンダーロッド４２を引き込んだ状態では、図２に示すように、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０を屈曲させる。
【００１１】
以上のように本発明は、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０を伸展及び屈曲させるエアシリンダー４０を有し、シリンダー本体４１の一端４１Ａを、第１の装着具１０に回動自在に設け、シリンダーロッド４２の端部４２Ａを、第２の装着具２０に回動自在に設けることで、エアシリンダー４０を用いて伸展動作と屈曲動作を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明は、肘、膝、又は手首などの関節での動作を支援する筋力補助装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例における筋力補助装置の伸展状態を示す要部側面図
【図２】同筋力補助装置の屈曲状態を示す要部側面図
【図３】同筋力補助装置の伸展状態を示す斜視図
【符号の説明】
【００１４】
１０  第１の装着具
２０  第２の装着具
３０  バネ関節
４０  エアシリンダー
４１  シリンダー本体
４２  シリンダーロッド
４３  固定具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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