(57)【要約】【課題】荷重伝達部１と、接地部２と、荷重伝達部と接地部との間に設けられる脚リンク３とを備える歩行補助装置において、一般的に市販されている靴５を使用できるようにする。【解決手段】接地部２は、靴５を載せる踏み板部材２１で構成される。踏み板部材２１に、脚リンク３に対する連結部材２２と、靴５の前後を位置ずれしないように押える前部と後部の押え部材２３，２４が取付けられる。前部押え部材２３は、靴５の前甲部を押さえるように構成され、後部押え部２４は、靴５の後甲部を押えるように構成される。また、踏み板部材２１に利用者の踏力を検出する圧力センサを取付ける場合は、圧力センサより前方に前部押え部材２３を位置させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重伝達部と、接地部と、荷重伝達部と接地部との間に設けられる脚リンクとを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して脚リンクで支えるようにした歩行補助装置において、
接地部は、靴を載せる踏み板部材で構成され、踏み板部材に、脚リンクに対する連結部材と、靴の前後を位置ずれしないように押える前部と後部の押え部材とが取付けられていることを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
前記前部押え部材は、靴の前甲部を押えるように構成され、前記後部押え部材は、靴の後甲部を押えるように構成されることを特徴とする請求項１記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記踏み板部材に、利用者の踏力を検出する圧力センサが取付けられ、前記前部押え部材の少なくとも靴を上方から押える部分は、圧力センサより前方に位置することを特徴とする請求項１又は２記載の歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の脚に作用する荷重を軽減して歩行を補助する歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の歩行補助装置として、荷重伝達部と、接地部と、荷重伝達部と接地部との間に設けられる脚リンクとを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して脚リンクで支えることにより、利用者の脚に作用する荷重を軽減して歩行を補助するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来例のものにおいて、接地部は、脚リンクに対する連結部材を取付けた専用の靴で構成されている。そのため、一般的な市販靴を使用することができず、歩行補助装置を使用する度に靴を履き替える必要があり、使い勝手は必ずしも良くない。
【特許文献１】特開２００７−２０９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、一般的な市販靴を使用できるようにした歩行補助装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、荷重伝達部と、接地部と、荷重伝達部と接地部との間に設けられる脚リンクとを備え、利用者の体重の少なくとも一部を荷重伝達部を介して脚リンクで支えるようにした歩行補助装置において、接地部は、靴を載せる踏み板部材で構成され、踏み板部材に、脚リンクに対する連結部材と、靴の前後を位置ずれしないように押える前部と後部の押え部材とが取付けられていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、踏み板部材に載せた靴をその前後において前部と後部の押え部材により押えることにより、踏み板部材が靴と一体化される。そして、靴が踏み板部材とこれに取付けた連結部材とを介して脚リンクに連結されることになる。従って、連結部材を取付けた専用の靴を使用せずに、一般的な市販靴を使用して、歩行補助を行なうことができ、使い勝手が良くなる。
【０００７】
ここで、前部と後部の押え部材は、靴のソールの前後の張り出し部を押えるように構成しても良いが、ソールの前後に張り出し部を有しない靴もある。これに対し、前部押え部材が靴の前甲部を押えるように構成され、後部押え部材が靴の後甲部を押えるように構成されていれば、様々な靴に対処でき、有利である。
【０００８】
また、踏み板部材に、利用者の踏力を検出する圧力センサを取付ける場合、前部押え部材の少なくとも靴を上方から押える部分は、圧力センサより前方に位置することが望ましい。これによれば、前部押え部材による押え力が圧力センサに作用せず、誤差が小さくなり、踏力の検出精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態の歩行補助装置について説明する。歩行補助装置は、図１及び図２に示す如く、利用者Ｐが跨ぐようにして着座する荷重伝達部たる着座部材１と、左右一対の接地部２，２と、着座部材１と左右の接地部２，２との間に設けられる左右一対の脚リンク３，３とを備えている。
【００１０】
各脚リンク３は、着座部材１に上端の第１関節部３１を介して前後方向に揺動自在に連結される第１リンク部材３２と、第１リンク部材３２の下端に回転式の第２関節部３３を介して連結される第２リンク部材３４とで構成される屈伸自在なリンクで構成される。第２リンク部材３４の下端には、３軸構造の第３関節部３５を介して接地部２が連結されている。
【００１１】
また、第１リンク部材３２には第２関節部３３用の駆動源４が搭載されている。そして、駆動源４による第２関節部３３の回転駆動で各脚リンク３を伸び方向、即ち、着座部材１を押し上げる方向に動作させ、利用者の体重の少なくとも一部を支持する支持力(以下、体重免荷アシスト力という)を発生させるようにしている。各脚リンク３で発生された体重免荷アシスト力は着座部材１を介して利用者Ｐの体幹に伝達され、利用者Ｐの脚に作用する荷重が軽減される。
【００１２】
駆動源４は、第１リンク部材３２の上端部外側面に取付けた減速機４ａ付きの電動モータで構成されている。そして、減速機４ａの出力部材たる駆動プーリ４ｂと、第２リンク部材３４に第２関節部３３の関節軸３３ａと同心に固定した従動プーリ３４ａとをワイヤ、チェーン、ベルト等の巻掛け伝動部材４ｃを介して連結している。これによれば、駆動源４から出力される動力が巻掛け伝動部材４ｃを介して第２リンク部材３４に伝達され、第２リンク部材３４が第１リンク部材３２に対し関節軸３３ａを中心にして揺動して、脚リンク３が屈伸される。尚、第１リンク部材３２には、巻掛け伝動部材４ｃを覆うカバー３２ａが取付けられている。
【００１３】
着座部材１は、利用者Ｐが着座するサドル状のシート部１ａと、シート部１ａを支持する下面の支持フレーム１ｂと、シート部１ａの後側で立上る支持フレーム１ｂの後端の立上り部に取り付けた腰当て部１ｃとで構成されている。また、腰当て部１ｃには、利用者Ｐが把持可能なアーチ状の把持部１ｄが設けられている。
【００１４】
各脚リンク３の上端の第１関節部３１は、着座部材１の下側に設けられた円弧状のガイドレール３１ａを備えている。そして、このガイドレール３１ａに、各脚リンク３を第１リンク部材３２の上端部に固定されるスライダー３１ｂに軸着した複数のローラ３１ｃを介して移動自在に係合させている。かくして、各脚リンク３はガイドレール３１ａの曲率中心を中心にして前後方向に揺動することになり、各脚リンク３の前後方向の揺動支点はガイドレール３１ａの曲率中心になる。
【００１５】
また、ガイドレール３１ａは、着座部材１の支持フレーム１ｂの後端の立上り部に前後方向に長手の支軸３１ｄを介して軸支されている。従って、ガイドレール３１ａは、着座部材１に横方向に揺動自在に連結される。これにより、各脚リンク３の横方向への揺動が許容されて、利用者Ｐの脚を外転できるようになる。尚、ガイドレール３１ａの曲率中心及び支軸３１ｄの軸線はシート部１ａより上方に位置する。そのため、利用者Ｐの体重移動で着座部材１が上下左右に大きく傾動することを防止できる。
【００１６】
各接地部２は、利用者Ｐの左右の各足平に装着する靴５を載せる踏み板部材２１で構成されている。踏み板部材２１には、脚リンク３の下端に第３関節部３５を介して連結される連結部材２２が取付けられている。また、踏み板部材２１には、靴５の前後を位置ずれしないように押える前部押え部材２３と後部押え部材２４とが取付けられている。
【００１７】
これによれば、踏み板部材２１に載せた靴５をその前後において前部と後部の押え部材２３，２４により押えることにより、踏み板部材２１が靴５と一体化される。そして、靴５が踏み板部材２１とこれに取付けた連結部材２２とを介して脚リンク３に連結されることになる。従って、連結部材を取付けた専用の靴を使用せずに、一般に市販されている靴５を使用できる。そのため、歩行補助装置を使用する度に靴５を履き替えずに済み、使い勝手が良くなる。
【００１８】
ここで、靴５のソールの前後の張り出し部を押えるように前部と後部の押え部材２３，２４を構成することも可能であるが、これではソールの前後に張り出し部を有しない靴に対処できなくなる。そこで、本実施形態では、図３に示す如く、前部押え部材２３が靴５の前甲部を押えるように構成され、後部押え部材２４が靴５の後甲部を押えるように構成されている。これよれば、様々な靴に対処でき、有利である。
【００１９】
尚、前部押え部材２３は、面ファスナ付きの左右一対のバンド２３ａ，２３ａで構成されている。そして、靴５の後甲部を後部押え部材２４に押し当てた状態で、前部押え部材２３の左右のバンド２３ａ，２３ａを靴５の前甲部上で結束し、前甲部を押え付けるようにしている。
【００２０】
また、後部押え部材２４は、上方に向かって内側に傾斜しており、靴５の後甲部に面接触する。これにより、靴５の後部が浮き上がることを確実に防止できる。また、後部押え部材２４を硬質材で形成する場合、後部押え部材２４の後甲部に接触する面にゴム等の摩擦材を貼り付ければ、靴５の後部が浮き上がることをより確実に防止できる。尚、後部押え部材２４をゴム等の軟質材で本実施形態と同様の形状に形成することも可能である。また、後部押え部材２４を面ファスナ付きの左右一対のバンドで構成し、両バンドを靴５の後甲部に押し付けつけるようにして結束しても良い。
【００２１】
また、踏み板部材２１には、利用者の踏力を検出するため、足平のＭＰ関節下に位置する前側２個と足平の踵下に位置する後側１個の計３個の圧力センサ６が取付けられている。更に、第３関節部３５には２軸の力センサ７が組み込まれている。これら圧力センサ６及び力センサ７の検出信号は着座部材１の支持フレーム１ｂに収納したコントローラ８に入力される。コントローラ８は、圧力センサ６及び力センサ７からの信号に基づき、駆動源４を制御して脚リンク３の第２関節部３３を駆動し、上記体重免荷アシスト力を発生させる歩行アシスト制御を実行する。
【００２２】
ここで、体重免荷アシスト力は、矢状面（前後方向に沿う鉛直な投影面）において、第１関節部３１における脚リンク３の前後方向の揺動支点と、第３関節部３５における脚リンク３の前後方向の揺動支点とを結ぶ線(以下、基準線という)上に作用する。そこで、歩行アシスト制御では、基準線上に作用する実際の体重免荷アシスト力(正確には体重免荷アシスト力と着座部材１及び各脚リンク４の重量による力との合力)を力センサ７で検出される２軸方向の力の検出値に基づいて算出する。また、各接地部２の圧力センサ６の検出力に基づいて、利用者Ｐの左右両脚の合計踏力に対する各脚の踏力の割合を算出する。次に、予め設定される体重免荷アシスト力の設定値に各脚の踏力割合を乗算した値を各脚リンク３で発生すべき体重免荷アシスト力の制御目標値として算出する。そして、力センサ７の検出値に基づいて算出される実際の体重免荷アシスト力が制御目標値になるように駆動源４を制御する。
【００２３】
この場合、前部押え部材２３による押え力が圧力センサ６に作用すると、踏力の検出精度が悪くなる。そこで、本実施形態では、図４に示す如く、前側の圧力センサ６より前方に前部押え部材２３を位置させている。これによれば、前部押え部材２３による押え力が圧力センサ６に作用せず、誤差が小さくなって、踏力の検出精度が向上する。尚、前部押え部材２３の靴５を上方から押える部分が圧力センサ６より前方に位置する限り、前部押え部材２３の付け根部分は圧力センサ６より後方に位置しても良い。即ち、前部押え部材２３の付け根部分が圧力センサ６より後方に位置しても、圧力センサ６に上方からの押え力は作用せず、踏力の検出精度に悪影響は及ばない。尚、前部押え部材２３の靴５を上方から押える部分とは、靴５に接すると共に下向きの方向成分を持つ力を靴５に印加可能な部分をいう。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、脚リンク３が中間に回転式の第２関節部３３を有する屈伸自在なリンクで構成されているが、直動式の第２関節部を有する伸縮自在なリンクで脚リンクを構成しても良い。また、荷重伝達部を利用者の腰回りに装着するハーネスで構成することも可能である。更に、片方の脚が骨折等で不自由な利用者の歩行を補助するため、上記実施形態の左右の脚リンクリンク３，３のうち利用者の不自由な脚側の脚リンクのみを残して他方の脚リンクを省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態の歩行補助装置の側面図。
【図２】実施形態の歩行補助装置の正面図。
【図３】実施形態の歩行補助装置に設けられる接地部の斜視図。
【図４】実施形態の歩行補助装置に設けられる接地部の平面図。
【符号の説明】
【００２６】
１…着座部材（荷重伝達部）、２…接地部、２１…踏み板部材、２２…連結部材、２３…前部押え部、２４…後部押え部、３…脚リンク、５…靴、６…圧力センサ。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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