(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
介護者の左右の下腿にそれぞれ装着されるとともに足部が装着された２つの下腿装着部、およびそれぞれの前記下腿装着部に膝側ジョイント部により回動自在に連結され介護者の左右の大腿に装着される２つの大腿装着部を有する脚装着部と、
それぞれの前記大腿装着部に大腿付け根ジョイント部により回動自在に連結された腰側部材に腰側ジョイント部により回動自在に連結されるとともに、介護者の胴の部分に装着される胴装着部と、
前記胴装着部に支持部材を介して肩側ジョイント部により回動自在に連結され、介護者の左右の上腕にそれぞれ装着される２つの上腕装着部、およびそれぞれの上腕装着部に肘側ジョイント部により回動自在に連結される前腕装着部を有する腕装着部と、
前記脚装着部に揺動自在に連結される複数の板材、および前記板材相互間に配置され内部に供給される空気により膨張収縮する袋体を有し、前記下腿装着部と前記大腿装着部の相互間の回動力を補助する脚力アシスト用の空気圧アクチュエータと、
前記胴装着部に揺動自在に連結される複数の板材、および前記板材相互間に配置され内部に供給される空気により膨張収縮する袋体を有し、前記脚装着部と前記胴装着部の相互間の回動力を補助する背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータと、
前記腕装着部に揺動自在に連結される複数の板材、および前記板材相互間に配置され内部に供給される空気により膨張収縮する袋体を有し、前記上腕装着部と前記前腕装着部の相互間の回動力を補助する腕力アシスト用の空気圧アクチュエータとを有することを特徴とする介護用筋力補助装置。
【請求項２】
請求項１記載の介護用筋力補助装置において、前記脚力アシスト用の空気圧アクチュエータは、隣り合う板材が相互に連結端部で揺動自在となるとともに全体的にジグザグ状となって連結された複数の板材からなる板材組立体と、それぞれの前記板材相互間に配置され、前記連結端部に対応する部分に折り曲げ端部を有する複数の２つ折りの袋体とを有することを特徴とする介護用筋力補助装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の介護用筋力補助装置において、前記背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータは、連結端部で相互に揺動自在となるとともに全体的に放射状となって連結された複数の板材からなる板材組立体と、それぞれの前記板材相互間に配置され、前記連結端部に対応する部分に折り曲げ端部を有する複数の２つ折りの袋体とを有することを特徴とする介護用筋力補助装置。
【請求項４】
請求項１，２または３のいずれか１項に記載の介護用筋力補助装置において、前記腕力アシスト用の空気圧アクチュエータは、隣り合う板材が相互に連結端部で揺動自在となるとともに全体的にジグザグ状となって連結された複数の板材からなる板材組立体と、それぞれの前記板材相互間に配置され、前記連結端部に対応する部分に折り曲げ端部を有する複数の２つ折りの袋体とを有することを特徴とする介護用筋力補助装置。
【請求項５】
請求項２，３または４のいずれか１項に記載の介護用筋力補助装置において、それぞれの前記板材の連結端部をリング状の連結部材によって連結することを特徴とする介護用筋力補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は寝たきりの患者などの被介護者を介護する際に介護者が装着して介護者に筋力を補助するようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
寝たきりの患者をはじめとして日常生活に必要な基本動作ができない被介護者を抱き起こしたり、抱き下ろしたり、あるいは移動させる場合には、介護者に加わる肉体的負担は過大なものとなっている。このような介護者の肉体的負担を軽減するには、自立型ロボットに任せることも考えられるが、現在では危険性があるだけでなく、被介護者に不快感や警戒感を与えることになるので、看護婦や家族あるい介護人などのように、被介護者に優しく接することができる人々による介護が好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、介護者により患者などの介護を行うには、前述したように、介護者に加わる肉体的負担は過大なものとなるので、介護者がスーツなどの衣服をまとうようにして筋力補助装置を装着するだけで、背筋力、腕力および屈伸力などの筋力をアシストすることができれば、介護者の肉体的負担を軽減することができる。
【０００４】
このような筋力補助装置、つまりパワーアシスト装置ないしパワードスーツを得るには、患者など介護される被介護人を介護人が直接腕の中に互いに身体を密着させながら抱きあげたり、抱き下ろしたりして感性を損なわないアシスト装置ないしスーツとする必要がある。また、人体の滑らかな動作を損なうことなく、柔らかに被介護者に力を添えることができるアクチュエータが必要となり、介護者の手、足および腰の微妙な動きに応じてアクチュエータの作動を制御することができるようにすることが必要である。介護者が違和感なく装着することができるようにするには、アクチュエータは小型かつ軽量であって、所要な出力を得ることができるとともに、使用に際して安全性が高いものでなければならない。
【０００５】
本発明の目的は、介護用筋力補助装置を軽量かつ小型の空気圧アクチュエータにより作動し得るようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の介護用筋力補助装置は、介護者の左右の下腿にそれぞれ装着されるとともに足部が装着された２つの下腿装着部、およびそれぞれの前記下腿装着部に膝側ジョイント部により回動自在に連結され介護者の左右の大腿に装着される２つの大腿装着部を有する脚装着部と、それぞれの前記大腿装着部に大腿付け根ジョイント部により回動自在に連結された腰側部材に腰側ジョイント部により回動自在に連結されるとともに、介護者の胴の部分に装着される胴装着部と、前記胴装着部に支持部材を介して肩側ジョイント部により回動自在に連結され、介護者の左右の上腕にそれぞれ装着される２つの上腕装着部、およびそれぞれの上腕装着部に肘側ジョイント部により回動自在に連結される前腕装着部を有する腕装着部と、前記脚装着部に揺動自在に連結される複数の板材、および前記板材相互間に配置され内部に供給される空気により膨張収縮する袋体を有し、前記下腿装着部と前記大腿装着部の相互間の回動力を補助する脚力アシスト用の空気圧アクチュエータと、前記胴装着部に揺動自在に連結される複数の板材、および前記板材相互間に配置され内部に供給される空気により膨張収縮する袋体を有し、前記脚装着部と前記胴装着部の相互間の回動力を補助する背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータと、前記腕装着部に揺動自在に連結される複数の板材、および前記板材相互間に配置され内部に供給される空気により膨張収縮する袋体を有し、前記上腕装着部と前記前腕装着部の相互間の回動力を補助する腕力アシスト用の空気圧アクチュエータとを有することを特徴とする。本発明にあっては、介護人の身体前面にはアクチュエータなどの構造物が配置されていないので、被介護人に対する抱き上げ動作を被介護人に違和感を与えることなく、円滑に行うことができる。また、下腿装着部には足部が設けられているので、スーツ式の筋力補助装置全体の重量が足部により支えられ、介護人には筋力補助装置の荷重が加わることがない。
【０００７】
本発明の介護用筋力補助装置において、前記脚力アシスト用の空気圧アクチュエータは、隣り合う板材が相互に連結端部で揺動自在となるとともに全体的にジグザグ状となって連結された複数の板材からなる板材組立体と、それぞれの前記板材相互間に配置され、前記連結端部に対応する部分に折り曲げ端部を有する複数の２つ折りの袋体とを有している。また、前記背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータは、連結端部で相互に揺動自在となるとともに全体的に放射状となって連結された複数の板材からなる板材組立体と、それぞれの前記板材相互間に配置され、前記連結端部に対応する部分に折り曲げ端部を有する複数の２つ折りの袋体とを有している。さらに、前記腕力アシスト用の空気圧アクチュエータは、隣り合う板材が相互に連結端部で揺動自在となるとともに全体的にジグザグ状となって連結された複数の板材からなる板材組立体と、それぞれの前記板材相互間に配置され、前記連結端部に対応する部分に折り曲げ端部を有する複数の２つ折りの袋体とを有している。また、それぞれの板材の連結端部はリング部材によって連結されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施の形態である介護用筋力補助装置の装置本体を示す正面図であり、図２は図１の側面図である。
【００１０】
装置本体９は介護者の左右の脚に対応してこれらに装着される脚装着部１０と、介護者の胴に対応してこれに装着される胴装着部２０と、介護者の左右の腕に対応してこれらに装着される腕装着部３０とを有している。これらの脚装着部１０、胴装着部２０および腕装着部３０は、バンドなどの部材により図２において二点鎖線で示す介護者の各部位に締め付けられるようになっている。
【００１１】
脚装着部１０は介護者の膝から下の部分の脚部つまり下腿部に装着される左右の下腿装着部１１を有し、これらの下端部には足側ジョイント部１２により足部１３が回動自在に装着されている。下腿装着部１１の上端部には膝側ジョイント部１４により大腿装着部１５が回動自在に連結されており、この大腿装着部１５は介護者の膝から上の部分の脚部つまり大腿部に装着されるようになっている。
【００１２】
脚装着部１０には、図２に示すように、腰側部材１６が大腿付け根ジョイント部１７により回動自在に装着されており、介護者が直立姿勢で足のみを振り上げた場合などのように、大腿を腰に対して回動させた場合に、大腿付け根ジョイント部１７を中心として、脚装着部１０と腰側部材１６とが相対的に回動することになる。
【００１３】
腰側部材１６は腰側ジョイント部２１により胴装着部２０に対して回動自在に連結され、この胴装着部２０は介護者の胴の部分に装着されるようになっており、この腰側ジョイント部２１は腰のみの回転支点、つまり足を動かさずに上体つまり背骨のみを屈めた場合における回転支点となっている。このように、胴装着部２０は腰側部材１６を介して、２つのジョイント部１７，２１により脚装着部１０に連結されている。
【００１４】
胴装着部２０の上端部には左右に突出する支持部材２２が固定され、それぞれの支持部材２２には介護者の上腕に装着される上腕装着部３１が肩側ジョイント部２３により回動自在に取り付けられている。それぞれの上腕装着部３１の先端部には、介護者の前腕に装着される前腕装着部３２がそれぞれ肘側ジョイント部３３により回動自在に連結されている。
【００１５】
介護者が直立した時には、本補助装置の自重が介護者に負担とならないように本補助装置は自立するようになっている。介護者が作業している時、すなわち直立していない時には本補助装置の自重がアクチュエータによる補助力により負担されて、同様に介護者の負担とはならない。
【００１６】
図２に示すように、それぞれの下腿装着部１１と、それぞれの大腿装着部１５との間には、下腿装着部１１と大腿装着部１５との相互間の回動力を補助する脚力アシスト用の空気圧アクチュエータ４１が設けられている。大腿装着部１５の上端は前面側に突出し、その先端部分に、図２に示すように、大腿付け根ジョイント部１７が設けられ、腰側部材１６が大腿付け根部１７に回動自在に連結されている。
【００１７】
腰側部材１６に固定されるとともに、腰側ジョイント部２１により胴装着部２０に対して回動自在となった駆動部材２４の背面側の突出端には上方向に延びる駆動部材２５が回動自在に連結されている。この駆動部材２５の先端と胴装着部２０の上端部に回動自在に取り付けられた連結部材２６の先端とが相互に回動自在に連結されている。それぞれの駆動部材２４，２５と連結部材２６は、図１に示すように、２本ずつ設けられており、それぞれの駆動部材２４，２５の間には、脚装着部１０と胴装着部２０との相互間の回動力を補助する背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータ４２が設けられている。
【００１８】
それぞれの上腕装着部３１と、それぞれの前腕装着部３２との間には、これらの間に回動力を補助する腕力アシスト用の空気圧アクチュエータ４３が設けられている。それぞれの空気圧アクチュエータ４１〜４３の基本構造は同様であり、アクチュエータ要素により形成されている。
【００１９】
図３はアクチュエータ要素４４を示す斜視図であり、このアクチュエータ要素４４はそれぞれアルミニウム合金などの軽合金からなる２つの四辺形の板材４５を有し、これらの板材４５はそれぞれの一端部側の連結端部でリング状の連結金具４６により連結されて相互に揺動自在となっており、リング状の連結金具４６に対して板材４５がずれることにより板材４５の揺動中心の位置に自由度が設定されている。
【００２０】
板材４５の間には、血圧測定用のカフと同様にゴムやプラスチックなどの弾性変形自在の材料からなる袋体４７が、板材４５の連結端部に対応する部分に折り曲げ端部が位置するようにして２つ折りとなって配置されており、この袋体４７は内部に供給される空気によって膨張収縮する。このように、袋体４７は２つ折りとなっているので、膨張収縮に際しては、袋体４７の両端の自由端の部分が折り曲げ端部を中心として相互に接近離反するようになり、袋体４７は連結端部を中心として揺動運動することになる。
【００２１】
図４は脚力アシスト用の空気圧アクチュエータ４１を拡大して示す図であり、図３に示されたアクチュエータ要素４４を複数個組み合わせることによって形成されている。この場合には、１０枚の板材４５ａ〜４５ｊをジグザグ状に連結金具４６により連結して板材組立体４８ａが形成されている。つまり、空気圧アクチュエータ４１の両端部に位置する板材４５ａ，４５ｊを除き、他の板材は隣り合う板材に対して両端部において連結金具４６により相互に揺動自在に連結されている。
【００２２】
隣り合う２枚の板材の連結端部は相互に紐材、ワイヤ、あるいは帯材などからなる弾性変形自在の規制部材４９により、連結端部が離れる距離が規制されている。規制部材４９は連結金具４６に取り付けるようにしても良く、板材の端部に取り付けるようにしても良い。また、図２に示すように、空気圧アクチュエータ４１の揺動中心側の連結金具４６はワイヤ、紐材あるいは帯材などからなる牽引部材５０により膝側ジョイント部１５に止め付けられている。
【００２３】
このようにして、ジグザグ状に連結された板材４５ａ〜４５ｊの板材相互の間には、それぞれ袋体４７が配置されており、この空気圧アクチュエータ４１は合計９個の袋体４７を有している。それぞれの袋体４７の折り曲げ端部が板材の連結端部側に位置しているので、相互に隣り合う袋体４７は逆向きとなっている。それぞれの袋体４７内に空気を供給すると、空気圧アクチュエータ４１は袋体４７の自由端が５つとなった方が４つとなった方よりも大きく変形することになるので、全体的に膝側ジョイント部１４を中心として下腿装着部１１と大腿装着部１５との相互間に回動力を加えることになる。
【００２４】
図５は背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータ４２を拡大して示す図であり、この場合には３枚の板材４５ａ〜４５ｃをそれぞれの一端部で連結金具４６により連結することによって、板材が放射状となって連結された板材組立体４８ｂが形成されている。そして、それぞれの板材の間には、袋体４７が２つ折りとなって配置されており、腰側ジョイント部２１を中心として脚装着部１０と胴装着部２０との相互間に回動力を加えることになる。なお、この場合には、規制部材４９や牽引部材５０が設けられていないが、それを設けるようにしても良い。
【００２５】
図６は腕力アシスト用の空気圧アクチュエータ４３を拡大して示す図であり、この空気圧アクチュエータ４３は６枚の板材４５ａ〜４５ｆによって板材組立体４８ｃが形成されており、板材および袋体の数が相違することを除き、空気圧アクチュエータ４１と同様であり、板材はジグザグ状となって連結され、合計５つの袋体４７が設けられている。この空気圧アクチュエータ４３によって、上腕装着部３１と前腕装着部３２との相互間に回動力が加えられる。
【００２６】
それぞれの空気圧アクチュエータ４１〜４３にあっては、袋体４７や板材４５のサイズに応じてこれらの数を任意の数に設定することができ、板材組立体の構造も、ジグザグ状と放射状との双方が混在された構造としても良い。また、脚力アシスト用の空気圧アクチュエータ４１と腕力アシスト用の空気圧アクチュエータ４３についても、背筋および腹筋アトスト用の空気圧アクチュエータ４２と同様に、その両端部に駆動部材を介してアクチュエータの駆動力を伝達するようにしても良い。
【００２７】
それぞれの袋体４７には図示しないコンプレッサからの圧縮空気が調圧バルブを介して供給されるようになっている。たとえば、脚力アシスト用の空気圧アクチュエータ４１は、被介護者を抱き上げたり抱き下ろしたりする際の膝の屈伸運動を介護者の歩行運動を可能にしつつ補助するようにしており、筋肉センサが介護者の膝上にある膝関節を駆動する筋肉の真上に設けられている。筋肉センサは膝の屈伸運動を電圧信号に変換し、介護者が膝を伸ばそうとする膝関節を駆動する筋肉が硬くなって筋肉センサの出力信号が上昇し、空気圧アクチュエータ４１に空気が供給されて介護者の膝の伸長をアシストする。一方、介護者が膝を曲げようと力を抜くと、筋肉が柔らかくなり筋肉センサの出力信号は低下し、空気圧アクチュエータ４１内の空気が排出されて収縮することになる。
【００２８】
背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータ４２は、被介護者を抱き起こす際における腰の屈伸の動きに追従してこれを補助するようにしており、介護者の背中腰上部の腰関節を駆動する筋肉の真上に設けられた筋肉センサからの信号に基づいて作動が制御される。また、腕力アシスト用の空圧アクチュエータ４３は、被介護者を抱き上げたり抱き起こしたりする際における腕の上下動を補助するようにしており、介護者の上腕部の肘関節を駆動する筋肉の真上に設けられた筋肉センサからの信号に基づいて作動が制御される。
【００２９】
前述のように、それぞれの空気圧アクチュエータ４１〜４３は、カフと同様の袋体を有しており、この袋体を２枚の板材の間に２つ折りとなって配置してなるアクチュエータ要素４４を複数対設けることによりそれぞれの空気圧アクチュエータ４１〜４３は形成されており、軽量化することが可能となる。しかも、空気圧により膨張収縮する袋体を使用することにより、介護者および被介護者に対して安全性を確保することができるとともに、袋体を複数個設けることにより、１つ１つの袋体の膨張量を少なくしつつ、所要の出力を得ることが可能となる。
【００３０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３１】
たとえば、装置本体の構造としては、介護者の膝に対応してジョイント部により回動自在となった大腿装着部と下腿装着部とを有し、介護者の腰に対応してジョイント部により腰側部材を介して回動自在となった大腿装着部と胴装着部とを有し、介護者の腕に対応してジョイント部により回動自在となった上腕装着部と前腕装着部とを有するものであれば、図示する構造に限られない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ジョイント部により相互に回動自在となった２つの部材に駆動力を補助つまりアシストする空気圧アクチュエータを複数の袋体と板材とにより形成したので、袋体を膨張収縮することによって、小型で所望の出力を得ることができる。しかも、空気圧を利用したので、介護者および被介護者に対する安全性を確保することができる。さらに、空気圧アクチュエータなどの構造物が介護人の身体の前面に位置することなく、介護人は被介護人に身体を密着させて介護動作を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である介護用筋力補助装置の装置本体を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】空気圧アクチュエータを構成する一対のアクチュエータ要素を示す斜視図である。
【図４】脚力アシスト用の空気圧アクチュエータを示す断面図である。
【図５】背筋および腹筋アシスト用の空気圧アクチュエータを示す断面図である。
【図６】腕力アシスト用の空気圧アクチュエータを示す断面図である。
【符号の説明】
９      装置本体
１０      脚装着部
１１      下腿装着部
１２      足側ジョイント部
１３      足部
１４      膝側ジョイント部
１５      大腿装着部
１６      腰側部材
１７      大腿付け根ジョイント部
２０      胴装着部
２１      腰側ジョイント部
２２      支持部材
２３      肩側ジョイント部
２４，２５    駆動部材
２６      連結部材
３０      腕装着部
３１      上腕装着部
３２      前腕装着部
３３      肘側ジョイント部
４１〜４３    空気圧アクチュエータ
４４      アクチュエータ要素
４５      板材
４６      連結金具
４７      袋体
４８ａ〜４８ｃ    板材組立体
４９      規制部材
５０      牽引部材
【図１】
0003771056.tif 000002
【図２】
0003771056.tif 000003
【図３】
0003771056.tif 000004
【図４】
0003771056.tif 000005
【図５】
0003771056.tif 000006
【図６】
0003771056.tif 000007