歩行補助装置
【課題】着脱が容易で装着時の違和感が少ない歩行補助装置を提供する。
【解決手段】本願の歩行補助装置Ｓは、ユーザの腰部３に装着される腰部装着具１１と、前記腰部装着具１１とボールジョイント部１５を介して回動可能に連結され、前記ユーザの大腿部５に沿って装着される大腿部装着具１２と、前記大腿部装着具１２に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記ユーザの下腿部７に沿って装着される下腿部装着具１３と、を備えた歩行補助装置Ｓであって、前記腰部装着具１１は、前記ユーザの腰部３の少なくとも左右両側を覆う左右一対の腰部装着体５０ａ、５０ｂと、前記腰部装着体５０ａ、５０ｂの左右両側から鉛直下方に延びる腰部用プレート２１と、を備え、前記歩行補助装置Ｓは、ユーザの体格に応じて前記腰部用プレート２１を股関節の側方に配置するために、左右の前記腰部装着体５０ａ、５０ｂをそれぞれ前後方向に移動する移動手段５１、５２、５３を更に備えている。
【解決手段】本願の歩行補助装置Ｓは、ユーザの腰部３に装着される腰部装着具１１と、前記腰部装着具１１とボールジョイント部１５を介して回動可能に連結され、前記ユーザの大腿部５に沿って装着される大腿部装着具１２と、前記大腿部装着具１２に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記ユーザの下腿部７に沿って装着される下腿部装着具１３と、を備えた歩行補助装置Ｓであって、前記腰部装着具１１は、前記ユーザの腰部３の少なくとも左右両側を覆う左右一対の腰部装着体５０ａ、５０ｂと、前記腰部装着体５０ａ、５０ｂの左右両側から鉛直下方に延びる腰部用プレート２１と、を備え、前記歩行補助装置Ｓは、ユーザの体格に応じて前記腰部用プレート２１を股関節の側方に配置するために、左右の前記腰部装着体５０ａ、５０ｂをそれぞれ前後方向に移動する移動手段５１、５２、５３を更に備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はユーザの歩行を補助する歩行補助装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの歩行を補助する歩行補助装置は従来から存在する（例えば、特許文献１参照）。一例として、この種の歩行補助装置は、特許文献１に示すように、ユーザの下腿部を股関節及び膝関節アクチュエータで股関節及び膝関節回りに前後方向に揺動させて歩行を補助する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０９２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような歩行補助装置は、用途として、重い荷物を運ぶ際の歩行を補助するものや筋力の衰えた老人や傷病者等のリハビリ患者に用いられるものがある。
【０００５】
特に、後者を用途として用いる歩行補助装置は、単に筋力等の補強による使用者の負担軽減というよりも、適切な歩行動作をユーザに行わせることが必要となる。
【０００６】
このような歩行補助装置では、夫々の使用者の歩行形態に合わせて動作させないと違和感が生じ、適切な歩行動作をさせることが困難である。
【０００７】
ここで、特に重要な点は、ユーザによって筋力のつきかたや骨格の形態は異なり、歩行動作においては、股関節は、屈曲及び伸展運動の他に、内転及び外転運動、内旋及び外旋運動する点を考慮する必要があるものの、一般的な歩行補助装置は、屈曲及び伸展のみを考慮したものが多いため、歩行補助装置を使用したときに不自然な動作となり使用者は違和感を覚える。
【０００８】
また、一般的な歩行補助装置は、大型で着脱するのに非常に手間がかかるという問題がある。
【０００９】
そこで、このような課題の一例を解消するために、本発明は、着脱が容易で装着時の違和感が少ない歩行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】
【００１０】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の歩行補助装置は、ユーザの腰部に装着される腰部装着具（１１）と、前記腰部装着具とボールジョイント部（１５）を介して回動可能に連結され、前記ユーザの大腿部に沿って装着される大腿部装着具（１２）と、前記大腿部装着具に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記ユーザの下腿部に沿って装着される下腿部装着具（１３）と、を備えた歩行補助装置（Ｓ）であって、前記腰部装着具は、前記ユーザの腰部の少なくとも左右両側を覆う左右一対の腰部装着体（５０ａ、５０ｂ）と、前記腰部装着体の左右両側から鉛直下方に延びる腰部用プレート（２１）と、を備え、前記歩行補助装置は、ユーザの体格に応じて前記腰部用プレートを股関節の側方に配置するために、左右の前記腰部装着体をそれぞれ前後方向に移動する移動手段（５１、５２、５３）を更に備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の歩行補助装置は、請求項１に記載の歩行補助装置において、前記腰部用プレートは、前記ボールジョイント部をユーザの股関節の側方に配置するために伸縮可能であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の歩行補助装置は、請求項１、又は請求項２に記載の歩行補助装置において、前記左右の腰部装着体には、ユーザの左右両肩に掛け回す伸縮可能な肩掛けベルトが着脱可能に取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の歩行補助装置は、請求項１乃至請求項３に記載の歩行補助装置において、前記ボールジョイント部は、球体（１６）と、その球体を受ける受体（１７）と、を備え、前記球体と受体とは磁力により着脱可能に取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
歩行補助装置の着脱が容易にできる。また、歩行補助装置を装着して歩行したときの違和感が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】歩行補助装置の装着状態を示す図であり、図１（ａ）は使用者が起立した状態の歩行補助装置の装着図、図１（ｂ）は使用者が屈曲動作を行った状態の歩行補助装置の動作状態を示す図である。
【図２】歩行補助装置の構成図であり、図２（ａ）は歩行補助装置の平面図、図２（ｂ）は歩行補助装置の内部を示す断面図である。
【図３】腰部装着具の外観構成図である。
【図４】ボールジョイント部周辺の構成図である。
【図５】大腿部用プレートの長さ調整機構を示すカムレバー部分の拡大断面図を示し、図５（ａ）はカムレバー本体を倒した状態を示す構成図、図５（ｂ）はカムレバー本体を起立させた状態を示す構成図である。
【図６】股関節の回転角度を検出する回転角度検出装置の構成図である。
【図７】外側から視認した筐体の外観である。
【図８】歩行補助装置の分離機構を説明するための図であり、図８（ａ）はボールジョイント部が一体化した状態を示す図、図８（ｂ）はボールジョイント部が分離した状態を示す図である。
【図９】歩行動作時のボールジョイント部周辺の動作概要図であり、図９（ａ）は屈曲動作時の動作概要図、図９（ｂ）は伸展動作時の動作概要図である。
【図１０】他の歩行動作時のボールジョイント部周辺の動作概要図であり、図１０（ａ）は外転動作時の動作概要図、図１０（ｂ）は内転動作時の動作概要図である。
【図１１】他の歩行動作時のボールジョイント部周辺の動作概要図であり、図１１（ａ）は外旋動作時の動作概要図、図１１（ｂ）は内旋動作時の動作概要図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための一形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態において、図９に示す「屈曲動作」とは、膝関節を曲げる動作をいい、「伸展動作」とは、膝関節が伸びる動作をいい、特に図９（ｂ）に示す伸展動作は、歩行するときに地面を蹴った際の動作を表している。
【００１７】
また、図１０に示す「内転・外転動作」とは、体の軸に近づく又は遠ざかるように内方又は外方に向かう関節動作をいい、図１１に示す「内旋・外旋動作」とは、体の一部を、その長軸を軸として内側又は外側に回す動作をいう。即ち後述する、「大腿部の内転動作」とは、大腿部が体の中心に近づくように内方に向かう動作をいい、「大腿部の外転動作」とは、大腿部が体の中心から遠ざかるように外方に向かう動作をいう。また、「大腿部の内旋動作」とは、大腿部の前面を内側に回す動作をいい、「大腿部の外旋動作」とは、大腿部の前面を外側に回す動作をいう。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態の歩行補助装置Ｓは、使用者の左右両足（図１上では片足（右足）のみ表示）にそれぞれ装着される一対の歩行補助ユニット１０を備える。当該歩行補助ユニット１０は、使用者の腰部３に装着される腰部装着具１１と、使用者の股関節の両側部外側において、前記腰部装着具１１とボールジョイント部１５を介して揺動自在に取り付けられ、使用者の左右の大腿部５の外側面に沿うように装着される左右の大腿部装着具１２と、左右の大腿部装着具１２の下端に前後方向に揺動自在に枢支され、使用者の左右の下腿部７の外側面に沿うように装着される左右の下腿部装着具１３と、を備えている。
【００１９】
この歩行補助装置Ｓは、図２に示す駆動部Ｍの駆動により大腿部装着具１２に対して下腿部装着具１３を前後方向に揺動させることで、股関節及び膝関節周りを揺動させ、さらには、図１（ａ）に示す伸展動作と、図１（ｂ）に示す屈曲動作とを左右の歩行補助ユニット１０の位相をずらして交互に行うことで、使用者に両足を適切に動作させつつ歩行補助を行うものである。
【００２０】
図２及び図３に示すように、腰部装着具１１は、使用者の腰部３の左右両側を覆い断面が略半円形状に形成された左右一対の腰部装着体５０と、この腰部装着体５０の左右両側に固定して取り付けられ、それぞれが大腿部５の外側面に沿うように固定して設けられる腰部用プレート２１と、を備えている。
【００２１】
左右の腰部装着体５０ａ、５０ｂは、それぞれ前後に横ベルト５１、５２が取り付けられており、一方の腰部装着体５０ａの前後に設けられる横ベルト５１ａ、５２ａには、他方の腰部装着体５０ｂの前後に設けられる横ベルト５１ｂ、５２ｂをそれぞれ挿通し互いのベルトを連結するための挿通部５３が設けられている。そして、この挿通部５３に他方の腰部装着体５０ｂの前後に設けられる横ベルト５１ｂ、５２ｂをそれぞれ挿通して締め付けることにより使用者の体格に応じて腰部装着体５０を腰部３に装着可能となっている。
【００２２】
なお、腰部装着体５０は、腰部用プレート２１が使用者の左右両側に位置決めされるように、前後に設けられる横ベルト５１、５２の長さが調整されて使用者の腰部３へと取り付けられる。
【００２３】
なお、横ベルト５１、５２及び挿通部５３は、左右の腰部装着体５０ａ、５０ｂのそれぞれを前後方向へ移動する移動手段として機能する。
【００２４】
また、腰部装着体５０には、左右の腰部装着体５０ａ、５０ｂの前方から後方へとほぼ平行に配置され、それぞれが使用者の背部においてクロスするようにして配置される肩掛けベルト５５が設けられる。この肩掛けベルト５５は、例えば、その一端部が前方部で折り返されて留め具５６で係止されるようになっており、この留め具５６により肩掛けベルト５５の長さを調整することが可能である。この肩掛けベルト５５により、腰部装着体５０を吊り下げ、より正確、且つ確実に使用者の腰部３へと装着することが可能となる。
【００２５】
腰部用プレート２１は、ボールジョイント部１５を介して、大腿部装着具１２と連結される。図２及び図４に示すように、このボールジョイント部１５は、球体１６と、その球体１６を表面上で受ける円柱状の受体１７と、を備えている。この受体１７の一端面上には、球体１６の動作に応じて、表面上で摺動可能に受けるために、球体１６の外縁形状に形成された窪み部１７ａ（図８参照）が形成されている。
【００２６】
この腰部用プレート２１は、図２乃至図４に示すように、腰部装着体５０の左右両側に大腿部５の外側に沿うようにして取り付けられる板状の基体フレーム２３と、その基体フレーム２３に対して鉛直方向に摺動自在に取り付けられた板状の補助フレーム２４と、を備えており、使用者の体格に応じて適切に腰部用プレート２１の長さＳ１を調整可能である（図２（ｂ）参照）。この腰部用プレート２１の長さＳ１は、ユーザの股関節側方（図３の股関節の軸Ｌ上）にボールジョイント部１５の球体１６の中心が位置するように使用者の体格に応じて調整される。
【００２７】
また、補助フレーム２４は、下端部２４ａが前記ユーザの大腿部側方から外側に向かって曲折して平坦に形成されおりその全体は略Ｌ字状に形成されている。平坦に形成されたこの下端部２４ａには、窪み部１７ａを上側として上方に突出するように受体１７が固定して取り付けられる。
【００２８】
一方、大腿部装着具１２は、図１及び図２に示すように、大腿部５の外側面に沿うように設けられる大腿部用プレート３１を備えており、この大腿部用プレート３１は略環状に形成されたベルト９によって大腿部５の左右両側部に固定される。
【００２９】
この大腿部用プレート３１は、板状の基体フレーム３３と、この基体フレーム３３の上端部内側に上下に摺動自在に取り付けられた板状の上部延長フレーム３４と、を備えており、使用者の体格に応じて適切に大腿部用プレート３１の長さＳ２を調整することができる。この大腿部用プレート３１の長さＳ２は、図２及び図５に示すように、カムレバーＲを用いて行われる。
【００３０】
大腿部用プレート３１の長さ調整機構として機能するカムレバーＲは、図５に示すように、偏心カム７１を有するカムレバー本体７２と、当該偏心カム７１に回転軸７３を介して取り付けられる揺動軸７４と、この揺動軸７４に固定される内側押さえブロック７６と、内側押さえブロック７６と偏心カム７１との間を移動可能に配置される外側押さえブロック７７と、を備えている。
【００３１】
揺動軸７４は、図２（ａ）に示すように、上部延長フレーム３４に形成された上下方向に延びる長孔３４ａと、基体フレーム３３に形成された孔部３３ａを貫通するようにして配置される。
【００３２】
内側押さえブロック７６は、基体フレーム３３に形成された孔部３３ａ及び上部延長フレーム３４の長孔３４ａの周囲に形成された凹部３４ｂに嵌合して設けられており、上記揺動軸７４の先端部７４ａと螺合して取り付けられる。また、外側押さえブロック７７は、上部延長フレーム３４の外面に設けられている。
【００３３】
カムレバー本体７２は、板状に形成されたレバー本体部７２ａと、その先端に一体的に設けられたカム部７２ｂと、を有する。カム部７２ｂは、周縁が円形状に形成され、その中心がずれて形成された偏心カム７１であって、その略中心部には、回転軸７３が挿入される孔部７１ａが形成されている。
【００３４】
揺動軸７４は、回転軸７３の両端部に取り付けられており、偏心カム７１の回転によって左右方向に揺動する。
【００３５】
このように構成されたカムレバーＲは、図５（ａ）に示すように当該レバー本体部７２ａを倒すと、当該揺動軸７４が左側（外側）へと引っ張られて、偏心カム７１の周縁が外側押さえブロック７７の周面に当接してその動きを規制し、外側押さえブロック７７と内側押さえブロック７６により上部延長フレーム３４と基体フレーム３３が挟持され、当該上部延長フレーム３４と基体フレーム３３とが固定される。一方で、図５（ｂ）に示すように当該レバー本体部７２ａを起立させると、偏心カム７１が外側押さえブロック７７から離れ、外側押さえブロック７７と内側押さえブロック７６による上部延長フレーム３４と基体フレーム３３の挟持力が弱くなり、基体フレーム３３に対して上部延長フレーム３４を摺動して上下方向に移動可能となり、大腿部用プレート３１の長さＳ２が調整可能となる。
【００３６】
このような長さ調整機構によれば、レバー本体部７２ａの傾倒動作によりワンタッチで長さ調整を行うことができるので便利である。
【００３７】
図２、図４、及び図６に示すように、上部延長フレーム３４は、その上部に、前記上部延長フレーム３４を内側側面として用いた筐体３５を有している。この筐体３５の略中央部には、使用者の大腿部側に向かって配置される円柱状の軸３６を介して前記ボールジョイント部１５の球体１６が取り付けられる。軸３６と球体１６は固定して取り付けられ、当該軸１６は筐体３５に回転自在に取り付けられる。
【００３８】
また、この筐体３５の内部には、前記軸３６を回転軸（球体１６の中心を回転軸の中心）として回転自在な回転体３７と、この回転体３７に取り付けられ、当該回転体３７から使用者の大腿部側に向かって突出する円柱状の突出体３８と、前記回転体３７に固定して取り付けられる歯車３９ａ、及びその歯車３９ａと噛み合う従動歯車３９ｂで構成される動力伝達系としての一対の歯車列３９と、従動歯車３９ｂに取り付けられるポテンショメータ４０と、を備えて構成された歩行動作時における股関節の回転角度を検出する回転角検出装置が設けられている。
【００３９】
なお、一対の歯車列３９としたのは、従動歯車３９ｂによって歯車３９ａ、３９ｂ間のギヤ比率をポテンショメータの検出範囲に応じて変更するためである。
【００４０】
また、本実施形態のように動力伝達系は、必ずしも一対の歯車列３９とする必要性はなく、ポテンショメータ４０の性能等により適宜その数等を変更できる。また、機械的に動作する回転角度を電気量として変換できる機器であればポテンショメータ４０に限られるものではなく、公知の技術を適用することができる。
【００４１】
また、図４に示すように、筐体３５の一側面として構成される上部延長フレーム３４には、球体１６の中心部を中心とした円弧状の溝３５ａが貫通して形成されている。当該溝３５ａは、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が前後方向に回転動作したときに突出体３８が変位する軌跡に沿って形成されており、この溝３５ａによって当該突出体３８の回動範囲は規制される。具体的には、使用者の屈曲、伸展動作を規制するもので、例えば、この規制範囲は、屈曲による股関節回りの回動範囲が１２５°、伸展による股関節回りの回動範囲が−３５°である。なお、この規制範囲は一例であって適宜変更される。
【００４２】
また、突出体３８は、所定の間隔を有して２つ設けられており、この２つの突出体３８は、前記受体１７を挟むようにして当該受体１７の前後方向にそれぞれ配置される。
【００４３】
そして、このように構成された本実施形態の歩行補助装置Ｓによれば、駆動部Ｍの駆動により、使用者の伸展、屈曲動作のために大腿部プレート３１が腰部用プレート２１に対して回転運動を行うと、この大腿部プレート３１の回転にしたがって突出体３８の変位により回転体３７が回転し、その回転力が動力伝達系を介してポテンショメータ４０に入力され、ポテンショメータ４０によって、ユーザの股関節における屈曲又は伸展角度が検出される。ポテンショメータ４０は、球体１６を支持する軸３６の回転角度を検出し、当該軸３６は股関節の軸上に配置されるように装着されているので、屈曲、伸展動作における使用者の股関節回りの回転角度を正確に計測することができる。
【００４４】
また、図７に示すように、筐体３５の外側表面には、例えば、突出体３８の移動軌跡に沿って内部と貫通する溝６０（本願の視認手段）が形成されており、当該突出体３８が外側から視認可能になっている。使用者個々の起立姿勢は異なり、使用者が起立（直立）した状態において、必ずしも腰部用プレート２１に対する大腿部プレート３１が直線状にはならない。そこで、個々の使用者の姿勢によって起立状態における基準が異なるため、この溝６０にはオフセット用の目盛り６１が表示される。この表示によって、ポテンショメータ４０の基準値を変更可能となり、基準値を変更することで、使用者の姿勢によって変化する起立状態の基準値を容易に変更できるので、股関節回りの回転角度を正確に検出することが可能である。
【００４５】
なお、本実施形態では筐体３５の外側表面に突出体３８を視認可能な溝６０を形成しているが、特に溝６０に限られるものではなく、突出体３８が移動する範囲を透明な部材で構成するなどの形態としても構わない。
【００４６】
また、図８に示すように、ボールジョイント部１５を構成する球体１６と受体１７とは、磁力によって吸着される。本実施形態では、受体１７を磁石として、球体１６を磁力によって吸着可能なメッキとして形成されている。また、球体１６が下方から受体１７により支持されており、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が動作する際には、受体１７上で球体１６が摺動し受体１７の中心軸は球体１６の中心に常に向くように動作する結果、歩行動作によって球体１６が受体１７から脱落することなく支持される。
【００４７】
このように本実施形態の歩行補助ユニット１０は、ボールジョイント部１５において、腰部装着具１１と、大腿部装着具１２と下腿部装着具１３とが一体化された腰下ユニット部と、に分離可能となっている。よって、歩行補助装置Ｓの装着では、腰部装着具１１を腰部に装着した後、腰下ユニット部を装着することができるので、スムーズに着脱することができる。また、腰部装着具１１と腰下ユニット部は、ボールジョイント部１５の球体１６を受体１７上に載置するだけでよいため、腰部装着具１１と腰下ユニット部の着脱が誰でも簡単に行える。
【００４８】
また、本実施形態の歩行補助装置Ｓは、股関節側方部において、ボールジョイント部１５により揺動自在に連結することにより、使用者の膝関節の伸展及び屈曲動作、大腿部の内転及び外転動作、内旋及び外旋動作に応じて揺動自在であり、ユーザは違和感なく歩行補助装置Ｓを装着可能である。また、特に歩行者の個々の股関節周辺の動きに応じて大腿部プレート１２があらゆる方向に自由に揺動するため使用者は違和感なく歩行補助装置Ｓを使用して歩行訓練を行うことが可能である。
【００４９】
図２に示すように、大腿部装着具１２の下方には下腿部装着具１３が配置される。下腿部装着具１３は、下腿部プレートを備え、大腿部プレート３１と連結部７０によって回転可能に連結される。
【００５０】
この連結部７０は、特に詳細に説明しないが、駆動部Ｍが歯車群を介して下腿部プレートと連結され、駆動部Ｍの動力を下腿部プレートに伝達し、大腿部プレート３１に対して下腿部プレートを前後方向に揺動自在に動作できればどのような形態であっても構わない。なお、駆動部とは、例えば一般的に電動機と称されるモータが適用される。
【００５１】
また、下腿部プレートは、下腿部用フレーム４３と、この下腿部用フレーム４３の下端部内側に上下に摺動自在に取り付けられた下部延長フレーム４４と、を備えており、使用者の体格に応じて適切に下腿部プレートの長さＳ３を調整することができる。
【００５２】
なお、下腿部プレートの長さ調整機構は、上述した大腿部用プレート３１の長さ調整機構として機能するカムレバーＲの構成と同じ構成部材を備える。なお、上部延長フレーム３４は、下腿部用フレーム４３に相当し、基体フレーム３３は、下部延長フレーム４４に相当する。
【００５３】
次に、歩行補助装置Ｓの使用者への装着方法を説明する。
【００５４】
本実施形態の歩行補助装置Ｓは、ボールジョイント部１５で腰部装着具１１と、大腿部装着具１２と下腿部装着具１３とが一体化された腰下ユニット部とが分離可能となっており、使用者の腰部３に腰部装着具１１を装着した後、大腿部５及び下腿部７に腰下ユニット部を装着して使用される。
【００５５】
まず、腰部装着具１１は、腰部用プレート２１が使用者の大腿部５の外側面に沿うように配置されるように、腰部装着体５０の前後に取り付けられる横ベルト５１、５２の長さが調整されて腰部装着体５０が腰部３に装着される。
【００５６】
次に、ボールジョイント部１５の球体１６の位置が股関節の側方へと配置されるように基体フレーム２３に対して補助フレーム２４を摺動させ腰部用プレート２１の長さＳ１を調整する。
【００５７】
次に、受体１７上に球体１６を配置して、腰部装着具１１と腰下ユニット部とを連結し、ベルト９等により大腿部プレート３１及び下腿部プレートを固定し、歩行補助装置の装着を終了する。なお、使用者の体格に応じて、大腿部プレート３１及び下腿部プレートの長さは適宜調整される。
【００５８】
このように構成された歩行補助装置Ｓは、腰部装着具１１を腰部に装着した後、腰下ユニット部を装着することができるので、スムーズに歩行補助装置Ｓを着脱することができる。また、腰部装着具１１と腰下ユニット部は、ボールジョイント部１５の球体１６を受体１７上に載置するだけでよいため、腰部装着具１１と腰下ユニット部の着脱が使用者自身でも簡単に行える。
【００５９】
次に、本実施形態の歩行補助装置の作用を説明する。
【００６０】
使用者が歩行補助装置Ｓを装着した状態で、駆動部Ｍが作動すると左右の大腿部装着具１２に対して左右の下腿部装着具１３が所定の周期で交互に前後方向に揺動し、使用者の歩行動作にともなって腰部装着具１１に対して大腿部装着具１２が前後方向に揺動することで、使用者の歩行が補助される。
【００６１】
さて、使用者の歩行動作において、図９（ａ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が反時計回りに回動する屈曲動作や、図９（ｂ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が時計回りに回動する伸展動作を行うと、この腰部用プレート２１に対する大腿部プレート３１の回動角度がポテンショメータ４０によって検出される。この回動角度の回転軸は、股関節の側方に位置するため、本実施形態の歩行補助装置Ｓでは、股関節の回動角度をリニアに検出できる。この回動角度は、大腿部プレート３１の回動にともなって受体１７を挟むようにして配置される突出体３８の変位によって、回転体３７が回転し、その回転が動力伝達系を介してポテンショメータ４０へと伝達されることで、使用者の歩行動作による屈曲、伸展角度を正確に検出可能となっている。
【００６２】
また、本実施形態の歩行補助装置Ｓは、ボールジョイント部１５において、球体１６が受体１７の上端面上を摺動するように構成されており、従来のボールジョイント部１５よりも球体１６に対する受体１７の動作の自由度が大きくなっている。
【００６３】
また、使用者の足部はその骨格や筋肉等により個々異なっており、例えば、歩行動作において、図１０（ａ）に示すように、腰部用プレートに対して大腿部プレートの下端部が使用者の内側へと変位する外転動作をともなったり、図１０（ｂ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１の下端部が使用者の外側へと変位する内転動作をともなう。また、例えば、歩行動作において、図１１（ａ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレートの前方部が使用者の内側へと変位する内旋動作をともなったり、図１１（ｂ）に示すように、腰部用プレートに対して大腿部プレートの前方が使用者の外側へと変位する外旋動作をともなう。
【００６４】
本実施形態の歩行補助装置Ｓは、ボールジョイント部１５によって、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１がほぼあらゆる方向に揺動自在に動作するため、上述した外転・内転動作、外旋・内旋動作に対応して腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が自由に動作するようになっている。よって、使用者は違和感なく歩行補助装置Ｓを使用して歩行訓練を行うことが可能である。
【００６５】
なお、内転、外転動作、内転、外旋動作においては、その動作範囲に応じて部材同士が干渉しないための空間を有している必要があるため、特に球体１６を支持する軸３６の長さ（筐体３５と球体１６との距離）が適宜設計される。
【００６６】
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では特に説明をしなかったが、大腿部プレート及び下腿部プレートの長さ調整機構については、例えば、上記実施形態に示すように偏心カムを用いたレバーが用いられるが、２つのフレーム同士を摺動させて固定と解放とを行える機構であればどのような機構であっても構わない。
【符号の説明】
【００６７】
Ｓ 歩行補助装置
１１ 腰部装着具
１２ 大腿部装着具
１３ 下腿部装着具
１５ ボールジョイント部
１６ 球体
１７ 受体
２１ 腰部用プレート
５０ 腰部装着体
５１、５２ 横ベルト
５３ 挿通部
【技術分野】
【０００１】
本発明はユーザの歩行を補助する歩行補助装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの歩行を補助する歩行補助装置は従来から存在する（例えば、特許文献１参照）。一例として、この種の歩行補助装置は、特許文献１に示すように、ユーザの下腿部を股関節及び膝関節アクチュエータで股関節及び膝関節回りに前後方向に揺動させて歩行を補助する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０９２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような歩行補助装置は、用途として、重い荷物を運ぶ際の歩行を補助するものや筋力の衰えた老人や傷病者等のリハビリ患者に用いられるものがある。
【０００５】
特に、後者を用途として用いる歩行補助装置は、単に筋力等の補強による使用者の負担軽減というよりも、適切な歩行動作をユーザに行わせることが必要となる。
【０００６】
このような歩行補助装置では、夫々の使用者の歩行形態に合わせて動作させないと違和感が生じ、適切な歩行動作をさせることが困難である。
【０００７】
ここで、特に重要な点は、ユーザによって筋力のつきかたや骨格の形態は異なり、歩行動作においては、股関節は、屈曲及び伸展運動の他に、内転及び外転運動、内旋及び外旋運動する点を考慮する必要があるものの、一般的な歩行補助装置は、屈曲及び伸展のみを考慮したものが多いため、歩行補助装置を使用したときに不自然な動作となり使用者は違和感を覚える。
【０００８】
また、一般的な歩行補助装置は、大型で着脱するのに非常に手間がかかるという問題がある。
【０００９】
そこで、このような課題の一例を解消するために、本発明は、着脱が容易で装着時の違和感が少ない歩行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】
【００１０】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の歩行補助装置は、ユーザの腰部に装着される腰部装着具（１１）と、前記腰部装着具とボールジョイント部（１５）を介して回動可能に連結され、前記ユーザの大腿部に沿って装着される大腿部装着具（１２）と、前記大腿部装着具に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記ユーザの下腿部に沿って装着される下腿部装着具（１３）と、を備えた歩行補助装置（Ｓ）であって、前記腰部装着具は、前記ユーザの腰部の少なくとも左右両側を覆う左右一対の腰部装着体（５０ａ、５０ｂ）と、前記腰部装着体の左右両側から鉛直下方に延びる腰部用プレート（２１）と、を備え、前記歩行補助装置は、ユーザの体格に応じて前記腰部用プレートを股関節の側方に配置するために、左右の前記腰部装着体をそれぞれ前後方向に移動する移動手段（５１、５２、５３）を更に備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の歩行補助装置は、請求項１に記載の歩行補助装置において、前記腰部用プレートは、前記ボールジョイント部をユーザの股関節の側方に配置するために伸縮可能であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の歩行補助装置は、請求項１、又は請求項２に記載の歩行補助装置において、前記左右の腰部装着体には、ユーザの左右両肩に掛け回す伸縮可能な肩掛けベルトが着脱可能に取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の歩行補助装置は、請求項１乃至請求項３に記載の歩行補助装置において、前記ボールジョイント部は、球体（１６）と、その球体を受ける受体（１７）と、を備え、前記球体と受体とは磁力により着脱可能に取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
歩行補助装置の着脱が容易にできる。また、歩行補助装置を装着して歩行したときの違和感が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】歩行補助装置の装着状態を示す図であり、図１（ａ）は使用者が起立した状態の歩行補助装置の装着図、図１（ｂ）は使用者が屈曲動作を行った状態の歩行補助装置の動作状態を示す図である。
【図２】歩行補助装置の構成図であり、図２（ａ）は歩行補助装置の平面図、図２（ｂ）は歩行補助装置の内部を示す断面図である。
【図３】腰部装着具の外観構成図である。
【図４】ボールジョイント部周辺の構成図である。
【図５】大腿部用プレートの長さ調整機構を示すカムレバー部分の拡大断面図を示し、図５（ａ）はカムレバー本体を倒した状態を示す構成図、図５（ｂ）はカムレバー本体を起立させた状態を示す構成図である。
【図６】股関節の回転角度を検出する回転角度検出装置の構成図である。
【図７】外側から視認した筐体の外観である。
【図８】歩行補助装置の分離機構を説明するための図であり、図８（ａ）はボールジョイント部が一体化した状態を示す図、図８（ｂ）はボールジョイント部が分離した状態を示す図である。
【図９】歩行動作時のボールジョイント部周辺の動作概要図であり、図９（ａ）は屈曲動作時の動作概要図、図９（ｂ）は伸展動作時の動作概要図である。
【図１０】他の歩行動作時のボールジョイント部周辺の動作概要図であり、図１０（ａ）は外転動作時の動作概要図、図１０（ｂ）は内転動作時の動作概要図である。
【図１１】他の歩行動作時のボールジョイント部周辺の動作概要図であり、図１１（ａ）は外旋動作時の動作概要図、図１１（ｂ）は内旋動作時の動作概要図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための一形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態において、図９に示す「屈曲動作」とは、膝関節を曲げる動作をいい、「伸展動作」とは、膝関節が伸びる動作をいい、特に図９（ｂ）に示す伸展動作は、歩行するときに地面を蹴った際の動作を表している。
【００１７】
また、図１０に示す「内転・外転動作」とは、体の軸に近づく又は遠ざかるように内方又は外方に向かう関節動作をいい、図１１に示す「内旋・外旋動作」とは、体の一部を、その長軸を軸として内側又は外側に回す動作をいう。即ち後述する、「大腿部の内転動作」とは、大腿部が体の中心に近づくように内方に向かう動作をいい、「大腿部の外転動作」とは、大腿部が体の中心から遠ざかるように外方に向かう動作をいう。また、「大腿部の内旋動作」とは、大腿部の前面を内側に回す動作をいい、「大腿部の外旋動作」とは、大腿部の前面を外側に回す動作をいう。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態の歩行補助装置Ｓは、使用者の左右両足（図１上では片足（右足）のみ表示）にそれぞれ装着される一対の歩行補助ユニット１０を備える。当該歩行補助ユニット１０は、使用者の腰部３に装着される腰部装着具１１と、使用者の股関節の両側部外側において、前記腰部装着具１１とボールジョイント部１５を介して揺動自在に取り付けられ、使用者の左右の大腿部５の外側面に沿うように装着される左右の大腿部装着具１２と、左右の大腿部装着具１２の下端に前後方向に揺動自在に枢支され、使用者の左右の下腿部７の外側面に沿うように装着される左右の下腿部装着具１３と、を備えている。
【００１９】
この歩行補助装置Ｓは、図２に示す駆動部Ｍの駆動により大腿部装着具１２に対して下腿部装着具１３を前後方向に揺動させることで、股関節及び膝関節周りを揺動させ、さらには、図１（ａ）に示す伸展動作と、図１（ｂ）に示す屈曲動作とを左右の歩行補助ユニット１０の位相をずらして交互に行うことで、使用者に両足を適切に動作させつつ歩行補助を行うものである。
【００２０】
図２及び図３に示すように、腰部装着具１１は、使用者の腰部３の左右両側を覆い断面が略半円形状に形成された左右一対の腰部装着体５０と、この腰部装着体５０の左右両側に固定して取り付けられ、それぞれが大腿部５の外側面に沿うように固定して設けられる腰部用プレート２１と、を備えている。
【００２１】
左右の腰部装着体５０ａ、５０ｂは、それぞれ前後に横ベルト５１、５２が取り付けられており、一方の腰部装着体５０ａの前後に設けられる横ベルト５１ａ、５２ａには、他方の腰部装着体５０ｂの前後に設けられる横ベルト５１ｂ、５２ｂをそれぞれ挿通し互いのベルトを連結するための挿通部５３が設けられている。そして、この挿通部５３に他方の腰部装着体５０ｂの前後に設けられる横ベルト５１ｂ、５２ｂをそれぞれ挿通して締め付けることにより使用者の体格に応じて腰部装着体５０を腰部３に装着可能となっている。
【００２２】
なお、腰部装着体５０は、腰部用プレート２１が使用者の左右両側に位置決めされるように、前後に設けられる横ベルト５１、５２の長さが調整されて使用者の腰部３へと取り付けられる。
【００２３】
なお、横ベルト５１、５２及び挿通部５３は、左右の腰部装着体５０ａ、５０ｂのそれぞれを前後方向へ移動する移動手段として機能する。
【００２４】
また、腰部装着体５０には、左右の腰部装着体５０ａ、５０ｂの前方から後方へとほぼ平行に配置され、それぞれが使用者の背部においてクロスするようにして配置される肩掛けベルト５５が設けられる。この肩掛けベルト５５は、例えば、その一端部が前方部で折り返されて留め具５６で係止されるようになっており、この留め具５６により肩掛けベルト５５の長さを調整することが可能である。この肩掛けベルト５５により、腰部装着体５０を吊り下げ、より正確、且つ確実に使用者の腰部３へと装着することが可能となる。
【００２５】
腰部用プレート２１は、ボールジョイント部１５を介して、大腿部装着具１２と連結される。図２及び図４に示すように、このボールジョイント部１５は、球体１６と、その球体１６を表面上で受ける円柱状の受体１７と、を備えている。この受体１７の一端面上には、球体１６の動作に応じて、表面上で摺動可能に受けるために、球体１６の外縁形状に形成された窪み部１７ａ（図８参照）が形成されている。
【００２６】
この腰部用プレート２１は、図２乃至図４に示すように、腰部装着体５０の左右両側に大腿部５の外側に沿うようにして取り付けられる板状の基体フレーム２３と、その基体フレーム２３に対して鉛直方向に摺動自在に取り付けられた板状の補助フレーム２４と、を備えており、使用者の体格に応じて適切に腰部用プレート２１の長さＳ１を調整可能である（図２（ｂ）参照）。この腰部用プレート２１の長さＳ１は、ユーザの股関節側方（図３の股関節の軸Ｌ上）にボールジョイント部１５の球体１６の中心が位置するように使用者の体格に応じて調整される。
【００２７】
また、補助フレーム２４は、下端部２４ａが前記ユーザの大腿部側方から外側に向かって曲折して平坦に形成されおりその全体は略Ｌ字状に形成されている。平坦に形成されたこの下端部２４ａには、窪み部１７ａを上側として上方に突出するように受体１７が固定して取り付けられる。
【００２８】
一方、大腿部装着具１２は、図１及び図２に示すように、大腿部５の外側面に沿うように設けられる大腿部用プレート３１を備えており、この大腿部用プレート３１は略環状に形成されたベルト９によって大腿部５の左右両側部に固定される。
【００２９】
この大腿部用プレート３１は、板状の基体フレーム３３と、この基体フレーム３３の上端部内側に上下に摺動自在に取り付けられた板状の上部延長フレーム３４と、を備えており、使用者の体格に応じて適切に大腿部用プレート３１の長さＳ２を調整することができる。この大腿部用プレート３１の長さＳ２は、図２及び図５に示すように、カムレバーＲを用いて行われる。
【００３０】
大腿部用プレート３１の長さ調整機構として機能するカムレバーＲは、図５に示すように、偏心カム７１を有するカムレバー本体７２と、当該偏心カム７１に回転軸７３を介して取り付けられる揺動軸７４と、この揺動軸７４に固定される内側押さえブロック７６と、内側押さえブロック７６と偏心カム７１との間を移動可能に配置される外側押さえブロック７７と、を備えている。
【００３１】
揺動軸７４は、図２（ａ）に示すように、上部延長フレーム３４に形成された上下方向に延びる長孔３４ａと、基体フレーム３３に形成された孔部３３ａを貫通するようにして配置される。
【００３２】
内側押さえブロック７６は、基体フレーム３３に形成された孔部３３ａ及び上部延長フレーム３４の長孔３４ａの周囲に形成された凹部３４ｂに嵌合して設けられており、上記揺動軸７４の先端部７４ａと螺合して取り付けられる。また、外側押さえブロック７７は、上部延長フレーム３４の外面に設けられている。
【００３３】
カムレバー本体７２は、板状に形成されたレバー本体部７２ａと、その先端に一体的に設けられたカム部７２ｂと、を有する。カム部７２ｂは、周縁が円形状に形成され、その中心がずれて形成された偏心カム７１であって、その略中心部には、回転軸７３が挿入される孔部７１ａが形成されている。
【００３４】
揺動軸７４は、回転軸７３の両端部に取り付けられており、偏心カム７１の回転によって左右方向に揺動する。
【００３５】
このように構成されたカムレバーＲは、図５（ａ）に示すように当該レバー本体部７２ａを倒すと、当該揺動軸７４が左側（外側）へと引っ張られて、偏心カム７１の周縁が外側押さえブロック７７の周面に当接してその動きを規制し、外側押さえブロック７７と内側押さえブロック７６により上部延長フレーム３４と基体フレーム３３が挟持され、当該上部延長フレーム３４と基体フレーム３３とが固定される。一方で、図５（ｂ）に示すように当該レバー本体部７２ａを起立させると、偏心カム７１が外側押さえブロック７７から離れ、外側押さえブロック７７と内側押さえブロック７６による上部延長フレーム３４と基体フレーム３３の挟持力が弱くなり、基体フレーム３３に対して上部延長フレーム３４を摺動して上下方向に移動可能となり、大腿部用プレート３１の長さＳ２が調整可能となる。
【００３６】
このような長さ調整機構によれば、レバー本体部７２ａの傾倒動作によりワンタッチで長さ調整を行うことができるので便利である。
【００３７】
図２、図４、及び図６に示すように、上部延長フレーム３４は、その上部に、前記上部延長フレーム３４を内側側面として用いた筐体３５を有している。この筐体３５の略中央部には、使用者の大腿部側に向かって配置される円柱状の軸３６を介して前記ボールジョイント部１５の球体１６が取り付けられる。軸３６と球体１６は固定して取り付けられ、当該軸１６は筐体３５に回転自在に取り付けられる。
【００３８】
また、この筐体３５の内部には、前記軸３６を回転軸（球体１６の中心を回転軸の中心）として回転自在な回転体３７と、この回転体３７に取り付けられ、当該回転体３７から使用者の大腿部側に向かって突出する円柱状の突出体３８と、前記回転体３７に固定して取り付けられる歯車３９ａ、及びその歯車３９ａと噛み合う従動歯車３９ｂで構成される動力伝達系としての一対の歯車列３９と、従動歯車３９ｂに取り付けられるポテンショメータ４０と、を備えて構成された歩行動作時における股関節の回転角度を検出する回転角検出装置が設けられている。
【００３９】
なお、一対の歯車列３９としたのは、従動歯車３９ｂによって歯車３９ａ、３９ｂ間のギヤ比率をポテンショメータの検出範囲に応じて変更するためである。
【００４０】
また、本実施形態のように動力伝達系は、必ずしも一対の歯車列３９とする必要性はなく、ポテンショメータ４０の性能等により適宜その数等を変更できる。また、機械的に動作する回転角度を電気量として変換できる機器であればポテンショメータ４０に限られるものではなく、公知の技術を適用することができる。
【００４１】
また、図４に示すように、筐体３５の一側面として構成される上部延長フレーム３４には、球体１６の中心部を中心とした円弧状の溝３５ａが貫通して形成されている。当該溝３５ａは、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が前後方向に回転動作したときに突出体３８が変位する軌跡に沿って形成されており、この溝３５ａによって当該突出体３８の回動範囲は規制される。具体的には、使用者の屈曲、伸展動作を規制するもので、例えば、この規制範囲は、屈曲による股関節回りの回動範囲が１２５°、伸展による股関節回りの回動範囲が−３５°である。なお、この規制範囲は一例であって適宜変更される。
【００４２】
また、突出体３８は、所定の間隔を有して２つ設けられており、この２つの突出体３８は、前記受体１７を挟むようにして当該受体１７の前後方向にそれぞれ配置される。
【００４３】
そして、このように構成された本実施形態の歩行補助装置Ｓによれば、駆動部Ｍの駆動により、使用者の伸展、屈曲動作のために大腿部プレート３１が腰部用プレート２１に対して回転運動を行うと、この大腿部プレート３１の回転にしたがって突出体３８の変位により回転体３７が回転し、その回転力が動力伝達系を介してポテンショメータ４０に入力され、ポテンショメータ４０によって、ユーザの股関節における屈曲又は伸展角度が検出される。ポテンショメータ４０は、球体１６を支持する軸３６の回転角度を検出し、当該軸３６は股関節の軸上に配置されるように装着されているので、屈曲、伸展動作における使用者の股関節回りの回転角度を正確に計測することができる。
【００４４】
また、図７に示すように、筐体３５の外側表面には、例えば、突出体３８の移動軌跡に沿って内部と貫通する溝６０（本願の視認手段）が形成されており、当該突出体３８が外側から視認可能になっている。使用者個々の起立姿勢は異なり、使用者が起立（直立）した状態において、必ずしも腰部用プレート２１に対する大腿部プレート３１が直線状にはならない。そこで、個々の使用者の姿勢によって起立状態における基準が異なるため、この溝６０にはオフセット用の目盛り６１が表示される。この表示によって、ポテンショメータ４０の基準値を変更可能となり、基準値を変更することで、使用者の姿勢によって変化する起立状態の基準値を容易に変更できるので、股関節回りの回転角度を正確に検出することが可能である。
【００４５】
なお、本実施形態では筐体３５の外側表面に突出体３８を視認可能な溝６０を形成しているが、特に溝６０に限られるものではなく、突出体３８が移動する範囲を透明な部材で構成するなどの形態としても構わない。
【００４６】
また、図８に示すように、ボールジョイント部１５を構成する球体１６と受体１７とは、磁力によって吸着される。本実施形態では、受体１７を磁石として、球体１６を磁力によって吸着可能なメッキとして形成されている。また、球体１６が下方から受体１７により支持されており、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が動作する際には、受体１７上で球体１６が摺動し受体１７の中心軸は球体１６の中心に常に向くように動作する結果、歩行動作によって球体１６が受体１７から脱落することなく支持される。
【００４７】
このように本実施形態の歩行補助ユニット１０は、ボールジョイント部１５において、腰部装着具１１と、大腿部装着具１２と下腿部装着具１３とが一体化された腰下ユニット部と、に分離可能となっている。よって、歩行補助装置Ｓの装着では、腰部装着具１１を腰部に装着した後、腰下ユニット部を装着することができるので、スムーズに着脱することができる。また、腰部装着具１１と腰下ユニット部は、ボールジョイント部１５の球体１６を受体１７上に載置するだけでよいため、腰部装着具１１と腰下ユニット部の着脱が誰でも簡単に行える。
【００４８】
また、本実施形態の歩行補助装置Ｓは、股関節側方部において、ボールジョイント部１５により揺動自在に連結することにより、使用者の膝関節の伸展及び屈曲動作、大腿部の内転及び外転動作、内旋及び外旋動作に応じて揺動自在であり、ユーザは違和感なく歩行補助装置Ｓを装着可能である。また、特に歩行者の個々の股関節周辺の動きに応じて大腿部プレート１２があらゆる方向に自由に揺動するため使用者は違和感なく歩行補助装置Ｓを使用して歩行訓練を行うことが可能である。
【００４９】
図２に示すように、大腿部装着具１２の下方には下腿部装着具１３が配置される。下腿部装着具１３は、下腿部プレートを備え、大腿部プレート３１と連結部７０によって回転可能に連結される。
【００５０】
この連結部７０は、特に詳細に説明しないが、駆動部Ｍが歯車群を介して下腿部プレートと連結され、駆動部Ｍの動力を下腿部プレートに伝達し、大腿部プレート３１に対して下腿部プレートを前後方向に揺動自在に動作できればどのような形態であっても構わない。なお、駆動部とは、例えば一般的に電動機と称されるモータが適用される。
【００５１】
また、下腿部プレートは、下腿部用フレーム４３と、この下腿部用フレーム４３の下端部内側に上下に摺動自在に取り付けられた下部延長フレーム４４と、を備えており、使用者の体格に応じて適切に下腿部プレートの長さＳ３を調整することができる。
【００５２】
なお、下腿部プレートの長さ調整機構は、上述した大腿部用プレート３１の長さ調整機構として機能するカムレバーＲの構成と同じ構成部材を備える。なお、上部延長フレーム３４は、下腿部用フレーム４３に相当し、基体フレーム３３は、下部延長フレーム４４に相当する。
【００５３】
次に、歩行補助装置Ｓの使用者への装着方法を説明する。
【００５４】
本実施形態の歩行補助装置Ｓは、ボールジョイント部１５で腰部装着具１１と、大腿部装着具１２と下腿部装着具１３とが一体化された腰下ユニット部とが分離可能となっており、使用者の腰部３に腰部装着具１１を装着した後、大腿部５及び下腿部７に腰下ユニット部を装着して使用される。
【００５５】
まず、腰部装着具１１は、腰部用プレート２１が使用者の大腿部５の外側面に沿うように配置されるように、腰部装着体５０の前後に取り付けられる横ベルト５１、５２の長さが調整されて腰部装着体５０が腰部３に装着される。
【００５６】
次に、ボールジョイント部１５の球体１６の位置が股関節の側方へと配置されるように基体フレーム２３に対して補助フレーム２４を摺動させ腰部用プレート２１の長さＳ１を調整する。
【００５７】
次に、受体１７上に球体１６を配置して、腰部装着具１１と腰下ユニット部とを連結し、ベルト９等により大腿部プレート３１及び下腿部プレートを固定し、歩行補助装置の装着を終了する。なお、使用者の体格に応じて、大腿部プレート３１及び下腿部プレートの長さは適宜調整される。
【００５８】
このように構成された歩行補助装置Ｓは、腰部装着具１１を腰部に装着した後、腰下ユニット部を装着することができるので、スムーズに歩行補助装置Ｓを着脱することができる。また、腰部装着具１１と腰下ユニット部は、ボールジョイント部１５の球体１６を受体１７上に載置するだけでよいため、腰部装着具１１と腰下ユニット部の着脱が使用者自身でも簡単に行える。
【００５９】
次に、本実施形態の歩行補助装置の作用を説明する。
【００６０】
使用者が歩行補助装置Ｓを装着した状態で、駆動部Ｍが作動すると左右の大腿部装着具１２に対して左右の下腿部装着具１３が所定の周期で交互に前後方向に揺動し、使用者の歩行動作にともなって腰部装着具１１に対して大腿部装着具１２が前後方向に揺動することで、使用者の歩行が補助される。
【００６１】
さて、使用者の歩行動作において、図９（ａ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が反時計回りに回動する屈曲動作や、図９（ｂ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が時計回りに回動する伸展動作を行うと、この腰部用プレート２１に対する大腿部プレート３１の回動角度がポテンショメータ４０によって検出される。この回動角度の回転軸は、股関節の側方に位置するため、本実施形態の歩行補助装置Ｓでは、股関節の回動角度をリニアに検出できる。この回動角度は、大腿部プレート３１の回動にともなって受体１７を挟むようにして配置される突出体３８の変位によって、回転体３７が回転し、その回転が動力伝達系を介してポテンショメータ４０へと伝達されることで、使用者の歩行動作による屈曲、伸展角度を正確に検出可能となっている。
【００６２】
また、本実施形態の歩行補助装置Ｓは、ボールジョイント部１５において、球体１６が受体１７の上端面上を摺動するように構成されており、従来のボールジョイント部１５よりも球体１６に対する受体１７の動作の自由度が大きくなっている。
【００６３】
また、使用者の足部はその骨格や筋肉等により個々異なっており、例えば、歩行動作において、図１０（ａ）に示すように、腰部用プレートに対して大腿部プレートの下端部が使用者の内側へと変位する外転動作をともなったり、図１０（ｂ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１の下端部が使用者の外側へと変位する内転動作をともなう。また、例えば、歩行動作において、図１１（ａ）に示すように、腰部用プレート２１に対して大腿部プレートの前方部が使用者の内側へと変位する内旋動作をともなったり、図１１（ｂ）に示すように、腰部用プレートに対して大腿部プレートの前方が使用者の外側へと変位する外旋動作をともなう。
【００６４】
本実施形態の歩行補助装置Ｓは、ボールジョイント部１５によって、腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１がほぼあらゆる方向に揺動自在に動作するため、上述した外転・内転動作、外旋・内旋動作に対応して腰部用プレート２１に対して大腿部プレート３１が自由に動作するようになっている。よって、使用者は違和感なく歩行補助装置Ｓを使用して歩行訓練を行うことが可能である。
【００６５】
なお、内転、外転動作、内転、外旋動作においては、その動作範囲に応じて部材同士が干渉しないための空間を有している必要があるため、特に球体１６を支持する軸３６の長さ（筐体３５と球体１６との距離）が適宜設計される。
【００６６】
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では特に説明をしなかったが、大腿部プレート及び下腿部プレートの長さ調整機構については、例えば、上記実施形態に示すように偏心カムを用いたレバーが用いられるが、２つのフレーム同士を摺動させて固定と解放とを行える機構であればどのような機構であっても構わない。
【符号の説明】
【００６７】
Ｓ 歩行補助装置
１１ 腰部装着具
１２ 大腿部装着具
１３ 下腿部装着具
１５ ボールジョイント部
１６ 球体
１７ 受体
２１ 腰部用プレート
５０ 腰部装着体
５１、５２ 横ベルト
５３ 挿通部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの腰部に装着される腰部装着具と、
前記腰部装着具とボールジョイント部を介して回動可能に連結され、前記ユーザの大腿部に沿って装着される大腿部装着具と、
前記大腿部装着具に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記ユーザの下腿部に沿って装着される下腿部装着具と、を備えた歩行補助装置であって、
前記腰部装着具は、
前記ユーザの腰部の少なくとも左右両側を覆う左右一対の腰部装着体と、
前記腰部装着体の左右両側から鉛直下方に延びる腰部用プレートと、を備え、
前記歩行補助装置は、
ユーザの体格に応じて前記腰部用プレートを股関節の側方に配置するために、左右の前記腰部装着体をそれぞれ前後方向に移動する移動手段を更に備えていることを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
前記腰部用プレートは、前記ボールジョイント部をユーザの股関節の側方に配置するために伸縮可能であることを特徴とする請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記左右の腰部装着体には、ユーザの左右両肩に掛け回す伸縮可能な肩掛けベルトが着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記ボールジョイント部は、
球体と、その球体を受ける受体と、を備え、
前記球体と受体とは磁力により着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の歩行補助装置。
【請求項１】
ユーザの腰部に装着される腰部装着具と、
前記腰部装着具とボールジョイント部を介して回動可能に連結され、前記ユーザの大腿部に沿って装着される大腿部装着具と、
前記大腿部装着具に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記ユーザの下腿部に沿って装着される下腿部装着具と、を備えた歩行補助装置であって、
前記腰部装着具は、
前記ユーザの腰部の少なくとも左右両側を覆う左右一対の腰部装着体と、
前記腰部装着体の左右両側から鉛直下方に延びる腰部用プレートと、を備え、
前記歩行補助装置は、
ユーザの体格に応じて前記腰部用プレートを股関節の側方に配置するために、左右の前記腰部装着体をそれぞれ前後方向に移動する移動手段を更に備えていることを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
前記腰部用プレートは、前記ボールジョイント部をユーザの股関節の側方に配置するために伸縮可能であることを特徴とする請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記左右の腰部装着体には、ユーザの左右両肩に掛け回す伸縮可能な肩掛けベルトが着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記ボールジョイント部は、
球体と、その球体を受ける受体と、を備え、
前記球体と受体とは磁力により着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の歩行補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６５８２２（Ｐ２０１２−１６５８２２Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７５３２（Ｐ２０１１−２７５３２）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（３０２０４２６８９）サンコールエンジニアリング株式会社 (10)
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（３０２０４２６８９）サンコールエンジニアリング株式会社 (10)
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