筋力補助装置及びその動作方法
【課題】第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくすることができる筋力補助装置を提供する。
【解決手段】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に一端３１を、第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋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に一端5１を設ける補助人工筋５０を備え、補助人工筋５０の他端５２を、スイングアーム４０を介して人工筋３０の一端３１と接続し、補助人工筋５０によって、人工筋３０の一端３１を第１の装着具１０に対して変位可能な構成としたことを特徴とする。
【解決手段】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に一端３１を、第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋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に一端5１を設ける補助人工筋５０を備え、補助人工筋５０の他端５２を、スイングアーム４０を介して人工筋３０の一端３１と接続し、補助人工筋５０によって、人工筋３０の一端３１を第１の装着具１０に対して変位可能な構成としたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用い、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ことを特徴とする動力装置が既に提案されている（特許文献１、特許文献２）。
また、この種の動力装置を利用した動作支援装置も提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０５２６３号公報
【特許文献２】特開昭５２−４０３７８号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／０４３３０８号
【特許文献４】特開２００７−１６７４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記各文献で利用されているような、例えばマッキベン型の空気圧アクチュエータを用いた場合には以下のような課題を生じる。
マッキベン型の空気圧アクチュエータは、一般的には、収縮率に優れたものにあっても人体の筋肉の収縮率には及ばない。
従って、マッキベン型の空気圧アクチュエータのような人工筋肉を利用する場合には、人体の筋肉と同じ位置に配置したのでは、同等以上の曲げ角度を得ることはできない。
以下に、この種の人工筋肉を肘の曲げに利用する場合について図６から図８を用いて説明する。
図６は比較例１を示す構成図、図７は比較例２を示す構成図、図８は比較例３を示す構成図である。
図６から図８において、筋力補助装置は、上腕に配置される第１の装着具１０と、前腕に配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０に一端を第２の装着具２０に他端を設ける人工筋３０とを備えている。
第１の装着具１０と第２の装着具２０との初期角度を１０度、設置状態での人工筋３０の収縮率を２２％とした。
なお、関節の回動軸１を通り第１の装着具１０の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸１を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点（回動軸１）に対して、第２の装着具２０の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向として以下に説明する。
図６に示す比較例１では、人工筋３０の一端３１Ａは第１の装着具１０の関節側端部の上端に、人工筋３０の他端３２は第２の装着具２０の反関節側端部の上端に設けている。
図６に示すように、人工筋３０の一端３１Ａを関節の回動軸１から所定の距離を持たせることで、人工筋３０の収縮に伴って、第２の装着具２０の第１の装着具１０に対する曲げに必要な駆動力を発生させることができるが、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０の曲げ角度が小さくなる。本例の場合には、Ｘ軸線に対して６３度の曲げ角度となり、曲げに必要な駆動力は８７Ｎであった。
図７に示す比較例２では、人工筋３０の一端３１Ｂは、図６に示す人工筋３０の一端３１Ａよりも、Ｙ軸線に近づけており、人工筋３０の他端３２は比較例１と同じ位置に設けている。
図７に示すように、人工筋３０の一端３１Ｂを関節の回動軸１に近づけることで、比較例１に比べて曲げ角度を大きくすることができるが、第２の装着具２０の第１の装着具１０に対する必要最大曲げに必要な駆動力は大きくなる。本例の場合には、Ｘ軸線に対して７１度の曲げ角度となり、曲げに必要な駆動力は９０Ｎであった。
図８に示す比較例３では、人工筋３０の一端３１Ｃは、図７に示す人工筋３０の一端３１Ｂよりも、Ｘ軸線に近づけており、人工筋３０の他端３２は他の比較例と同じ位置に設けている。
図８に示すように、人工筋３０の一端３１Ｃを関節の回動軸１に更に近づけることで、比較例２に比べて曲げ角度を大きくすることができるが、第２の装着具２０の第１の装着具１０に対する必要最大曲げに必要な駆動力は更に大きくなる。本例の場合には、Ｘ軸線に対して１００度の曲げ角度となり、曲げに必要な駆動力は２１９Ｎであった。
以上のように、曲げ角度を大きくするような人工筋３０の取り付け位置では、曲げに必要な力が増大してしまい、曲げに必要な駆動力が人工筋３０の駆動力よりも大きくなると曲がらなくなってしまう。
また、人工筋３０の一端３１Ｃが関節の回動軸１に近づきすぎると、人工筋３０の駆動力が曲げのために機能せず、第２の装着具２０を関節の回動軸１に近づける力となってしまう。
ところで、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結した場合には、人工筋３０の一端３１を回転軸に近づけても曲げに必要な駆動力を確実に発生させることができる。
しかし、この場合には、装着時において、関節の回動軸１と、第１の装着具１０と第２の装着具２０との回転軸とがずれている場合や、装着後の曲げ動作の結果として、関節の回動軸１と、第１の装着具１０と第２の装着具２０との回転軸とがずれてしまった場合には、使用者に過度の負荷がかかるなどの問題が生じる。
また、人の関節は完全な一軸動作ではないために、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結した場合には、曲げ動作において関節の回動軸１と、第１の装着具１０と第２の装着具２０との回転軸とが完全に一致することはあり得ない。
従って、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結することは好ましくなく、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結しない場合には、人工筋３０の一端３１を関節の回動軸１に近づけることができなくなり、十分な曲げ角度を確保できないという問題を生じる。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きく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】
【０００６】
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の装着具に一端を、前記第２の装着具に他端を設ける人工筋とを備え、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の装着具に一端を設ける補助人工筋を備え、前記補助人工筋の他端を、スイングアームを介して前記人工筋の前記一端と接続し、前記補助人工筋によって、前記人工筋の前記一端を前記第１の装着具に対して変位可能な構成としたことを特徴とする。
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、前記人工筋の前記一端を変位させることで、前記人工筋の前記一端を変位させない場合よりも、前記第１の装着具に対する前記第２の装着具の曲げ角度を大きくしたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の筋力補助装置において、前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の筋力補助装置において、前記第１の装着具に前記スイングアームを設け、前記スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、前記スイングアームの関節側端部を変位端とし、前記人工筋の前記一端を前記スイングアームの前記変位端に設けたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の筋力補助装置において、前記補助人工筋の前記他端を、前記スイングアームの前記変位端に設けたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の筋力補助装置において、前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項５に記載の筋力補助装置において、前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置し、前記スイングアームの前記変位端は前記Ｙ軸線のプラス位置と前記Ｙ軸線のマイナス位置とを変位することを特徴とする。
請求項８記載の本発明の筋力補助装置の動作方法は、請求項１に記載の筋力補助装置の動作方法であって、前記人工筋を収縮させる第１の動力源と、前記補助人工筋を収縮させる第２の動力源とを備え、屈曲動作時には、前記第１の動力源の作動開始を前記第２の動力源の作動開始よりも早く行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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構成図
【図２】同筋力補助装置の屈曲途中の状態を示す構成図
【図３】同筋力補助装置の屈曲状態を示す構成図
【図４】図１相当の同筋力補助装置の要部斜視図
【図５】図３相当の同筋力補助装置の要部斜視図
【図６】比較例１を示す構成図
【図７】比較例２を示す構成図
【図８】比較例３を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による筋力補助装置は、第１の装着具に一端を設ける補助人工筋を備え、補助人工筋の他端を、スイングアームを介して人工筋の一端と接続し、補助人工筋によって、人工筋の一端を第１の装着具に対して変位可能な構成としたものである。本実施の形態によれば、補助人工筋によって、人工筋の曲げ角度を大きくすることができる。
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、人工筋の一端を変位させることで、人工筋の一端を変位させない場合よりも、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくしたものである。本実施の形態によれば、人工筋の一端を変位させることで、曲げに必要な駆動力を大きくすることなく曲げ角度を大きくすることができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による筋力補助装置において、人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたものである。本実施の形態によれば、長手方向に伸縮することができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による筋力補助装置において、第１の装着具にスイングアームを設け、スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、スイングアームの関節側端部を変位端とし、人工筋の一端をスイングアームの変位端に設けたものである。本実施の形態によれば、スイングアームの変位端に人工筋の一端を設けることで、人工筋の一端の位置を変位させることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による筋力補助装置において、補助人工筋の他端を、スイングアームの変位端に設けたものである。本実施の形態によれば、補助人工筋によって、人工筋の曲げ角度を大きくすることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による筋力補助装置において、関節の回動軸を通り第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点に対して、第２の装着具の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向とした場合に、スイングアームの回動支点をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋の一端をＹ軸線のマイナス位置に配置するものである。本実施の形態によれば、スイングアームの可動範囲を大きくすることができるとともに、補助人工筋によってスイングアームをスムーズに移動させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第５の実施の形態による筋力補助装置において、関節の回動軸を通り第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点に対して、第２の装着具の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向とした場合に、スイングアームの回動支点をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋の一端をＹ軸線のマイナス位置に配置し、スイングアームの変位端はＹ軸線のプラス位置とＹ軸線のマイナス位置とを変位するものである。本実施の形態によれば、スイングアームの可動範囲を大きくすることができるとともに、補助人工筋によってスイングアームをスムーズに移動させることができる。
本発明の第８の実施の形態による筋力補助装置の動作方法は、第１の実施の形態における筋力補助装置の動作方法であって、人工筋を収縮させる第１の動力源と、補助人工筋を収縮させる第２の動力源とを備え、屈曲動作時には、第１の動力源の作動開始を第２の動力源の作動開始よりも早く行うものである。本実施の形態によれば、人工筋の動作を開始した後に人工筋の一端を変位させることでスムーズな動作を行わせることができる。
【実施例】
【００１０】
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構成図、図２は同筋力補助装置の屈曲途中の状態を示す構成図、図３は同筋力補助装置の屈曲状態を示す構成図、図４は図１相当の同筋力補助装置の要部斜視図、図５は図３相当の同筋力補助装置の要部斜視図である。
本実施例による筋力補助装置は、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に一端３１を第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋３０とを備えている。
本実施例のように、肘に設ける場合には、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。
人工筋３０は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって、少なくとも長手方向に伸縮するアクチュエータである。
第１の装着具１０には、スイングアーム４０を設けている。このスイングアーム４０の反関節側端部が回動支点４１となり、スイングアーム４０の関節側端部が変位端４２となる。そして、人工筋３０の一端３１は、スイングアーム４０の変位端４２に設けている。
第１の装着具１０には、補助人工筋５０を設けている。この補助人工筋５０は、その一端５１を第１の装着具１０の反関節側端部に設け、他端５２をスイングアーム４０の変位端４２に設けている。
第１の装着具１０には、ガイドプレート６０を設けている。このガイドプレート６０にはガイド穴６１を備え、スイングアーム４０の変位端４２をガイド穴６１に沿って変位させている。
【００１１】
なお、関節の回動軸１を通り第１の装着具１０の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸１を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点（回動軸１）に対して、第２の装着具２０の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向として以下に説明する。なお、回動軸１は、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０が最も伸展した状態での関節の位置を示している。この回動軸１は、図２及び図３では、点線で示す円内で変位する。
スイングアーム４０の回動支点４１をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋５０の一端５１をＹ軸線のマイナス位置に配置している。また、ガイド穴６１の一端６１ＡはＹ軸線のプラス位置に、ガイド穴６１の他端６１ＢはＹ軸線のマイナス位置に配置している。
第１の装着具１０と第２の装着具２０とはバネ関節７０で連結している。このバネ関節７０には、コイルバネを用い、引っ張りバネとして用いる。バネ関節７０は、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０が最も伸展した状態において、コイルバネの軸線７１がＹ軸線のマイナス位置となるように配置している。
加えて、コイルバネによるバネ関節７０の回転軸のずれが、関節の回動軸１のずれと等しくなるようにコイルバネの長さを調節している。
また、図示はしないが、人工筋３０を収縮させる第１の動力源と、補助人工筋５０を収縮させる第２の動力源とを備えている。人工筋３０及び補助人工筋５０は、それぞれ腕の両側方に対として設けることが好ましい。
また、図４及び図５に示すように、肘側に伸展用人工筋８０を備えている。伸展用人工筋８０は、図４に示す状態で最も収縮した状態を示しており、図５に示す状態で最も伸展した状態を示している。
【００１２】
以下本実施例による筋力補助装置の動作について説明する。
図１に示すように、同装置の伸展状態では、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０は、第２の装着具２０の反関節側端部が、Ｙ軸線のプラス方向に約１０度の初期角度を持って構成されている。
この状態では、人工筋３０及び補助人工筋５０は、長手方向に最も伸展した状態となっている。また、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の一端６１Ａに配置されている。
図１の状態では、バネ関節７０の長手方向の中心線７０ｙはＹ軸線上に、長手方向の上部巻線の中心７０ｘはＹ軸線の略マイナス位置に配置している。
【００１３】
図１の状態において、第１の駆動源によって人工筋３０だけを作動させた状態を図２に示している。
第２の駆動源の作動を行わせていないため、補助人工筋５０は、長手方向に最も伸展した状態を維持しており、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の一端６１Ａに配置された状態を示している。
第１の駆動源によって人工筋３０を作動させることで、人工筋３０は長手方向に収縮し、人工筋３０の収縮によって第２の装着具２０は第１の装着具１０に対して屈曲する。
図１の状態では、コイルバネの軸線７１はＹ軸線のマイナス位置に配置され、バネ関節７０の長手方向の中心線７０ｙはＹ軸線上に、長手方向の上部巻線の中心７０ｘはＹ軸線の略マイナス位置に配置している。
【００１４】
図２の状態において、第２の駆動源によって補助人工筋５０を作動させた状態を図３に示している。
第２の駆動源によって補助人工筋５０を作動させることで、補助人工筋５０は長手方向に収縮し、補助人工筋５０の収縮によって、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の他端６１Ｂに移動する。
スイングアーム４０の変位端４２がガイド穴６１の他端６１Ｂに移動することで、人工筋３０の一端３１も、ガイド穴６１の他端６１Ｂに移動し、第２の装着具２０は第１の装着具１０に対して更に屈曲する。
なお、上記実施例の動作説明では、人工筋３０の動作を終了させてから、補助人工筋５０を動作させる場合を説明したが、屈曲動作時には、第１の動力源の作動開始を第２の動力源の作動開始よりも早く行えばよく、人工筋３０の動作が終了しない前に、補助人工筋５０の動作を開始してもよい。
【００１５】
以上のように本発明は、人工筋３０の一端３１を第１の装着具１０に対して変位可能な構成とし、人工筋３０の一端３１を変位させることで、人工筋３０の一端３１を変位させない場合よりも、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０の曲げ角度を大きくしたものである。本発明によれば、人工筋３０の一端３１を変位させることで、駆動力を大きくすることなく曲げ角度を大きくすることができる。
また本発明は、第１の装着具１０にスイングアーム４０を設け、スイングアーム４０の反関節側端部を回動支点４１とし、スイングアーム４０の関節側端部を変位端４２とし、人工筋３０の一端３１をスイングアーム４０の変位端４２に設けたことで、人工筋３０の一端３１の位置を変位させることができる。
また本発明は、第１の装着具１０に一端５１、をスイングアーム４０の変位端４２に他端５２を設ける補助人工筋５０を備えたことで、補助人工筋５０によってスイングアーム４０を変位させ、人工筋３０の曲げ角度を大きくすることができる。
また本発明は、第１の装着具１０にガイドプレート６０を設け、ガイドプレート６０にはガイド穴６１を備え、スイングアーム４０の変位端４２をガイド穴６１に沿って変位させることで、安定した変位を行うことができる。
また本発明は、スイングアーム４０の回動支点４２をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋５０の一端５１をＹ軸線のマイナス位置に配置することで、スイングアーム４０の可動範囲を大きくすることができるとともに、補助人工筋５０によってスイングアーム４０をスムーズに移動させることができる。
また本発明は、ガイド穴６１の一端６１ＡをＹ軸線のプラス位置に、ガイド穴６１の他端６１ＢをＹ軸線のマイナス位置に配置することで、スイングアーム４０の可動範囲を大きくすることができる。
また本発明は、第１の装着具１０と第２の装着具２０とをバネ関節７０で連結し、バネ関節７０としてコイルバネを用いたことで、筋力補助装置と関節とのずれがある場合でも、スムーズな動作を確保することができる。
また本発明は、屈曲動作時には、人工筋３０の動作を開始した後に人工筋３０の一端３１を変位させることでスムーズな動作を行わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
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。
【符号の説明】
【００１７】
１０ 第１の装着具
２０ 第２の装着具
３０ 人工筋
３１ 一端
３２ 他端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用い、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ことを特徴とする動力装置が既に提案されている（特許文献１、特許文献２）。
また、この種の動力装置を利用した動作支援装置も提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０５２６３号公報
【特許文献２】特開昭５２−４０３７８号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／０４３３０８号
【特許文献４】特開２００７−１６７４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記各文献で利用されているような、例えばマッキベン型の空気圧アクチュエータを用いた場合には以下のような課題を生じる。
マッキベン型の空気圧アクチュエータは、一般的には、収縮率に優れたものにあっても人体の筋肉の収縮率には及ばない。
従って、マッキベン型の空気圧アクチュエータのような人工筋肉を利用する場合には、人体の筋肉と同じ位置に配置したのでは、同等以上の曲げ角度を得ることはできない。
以下に、この種の人工筋肉を肘の曲げに利用する場合について図６から図８を用いて説明する。
図６は比較例１を示す構成図、図７は比較例２を示す構成図、図８は比較例３を示す構成図である。
図６から図８において、筋力補助装置は、上腕に配置される第１の装着具１０と、前腕に配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０に一端を第２の装着具２０に他端を設ける人工筋３０とを備えている。
第１の装着具１０と第２の装着具２０との初期角度を１０度、設置状態での人工筋３０の収縮率を２２％とした。
なお、関節の回動軸１を通り第１の装着具１０の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸１を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点（回動軸１）に対して、第２の装着具２０の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向として以下に説明する。
図６に示す比較例１では、人工筋３０の一端３１Ａは第１の装着具１０の関節側端部の上端に、人工筋３０の他端３２は第２の装着具２０の反関節側端部の上端に設けている。
図６に示すように、人工筋３０の一端３１Ａを関節の回動軸１から所定の距離を持たせることで、人工筋３０の収縮に伴って、第２の装着具２０の第１の装着具１０に対する曲げに必要な駆動力を発生させることができるが、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０の曲げ角度が小さくなる。本例の場合には、Ｘ軸線に対して６３度の曲げ角度となり、曲げに必要な駆動力は８７Ｎであった。
図７に示す比較例２では、人工筋３０の一端３１Ｂは、図６に示す人工筋３０の一端３１Ａよりも、Ｙ軸線に近づけており、人工筋３０の他端３２は比較例１と同じ位置に設けている。
図７に示すように、人工筋３０の一端３１Ｂを関節の回動軸１に近づけることで、比較例１に比べて曲げ角度を大きくすることができるが、第２の装着具２０の第１の装着具１０に対する必要最大曲げに必要な駆動力は大きくなる。本例の場合には、Ｘ軸線に対して７１度の曲げ角度となり、曲げに必要な駆動力は９０Ｎであった。
図８に示す比較例３では、人工筋３０の一端３１Ｃは、図７に示す人工筋３０の一端３１Ｂよりも、Ｘ軸線に近づけており、人工筋３０の他端３２は他の比較例と同じ位置に設けている。
図８に示すように、人工筋３０の一端３１Ｃを関節の回動軸１に更に近づけることで、比較例２に比べて曲げ角度を大きくすることができるが、第２の装着具２０の第１の装着具１０に対する必要最大曲げに必要な駆動力は更に大きくなる。本例の場合には、Ｘ軸線に対して１００度の曲げ角度となり、曲げに必要な駆動力は２１９Ｎであった。
以上のように、曲げ角度を大きくするような人工筋３０の取り付け位置では、曲げに必要な力が増大してしまい、曲げに必要な駆動力が人工筋３０の駆動力よりも大きくなると曲がらなくなってしまう。
また、人工筋３０の一端３１Ｃが関節の回動軸１に近づきすぎると、人工筋３０の駆動力が曲げのために機能せず、第２の装着具２０を関節の回動軸１に近づける力となってしまう。
ところで、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結した場合には、人工筋３０の一端３１を回転軸に近づけても曲げに必要な駆動力を確実に発生させることができる。
しかし、この場合には、装着時において、関節の回動軸１と、第１の装着具１０と第２の装着具２０との回転軸とがずれている場合や、装着後の曲げ動作の結果として、関節の回動軸１と、第１の装着具１０と第２の装着具２０との回転軸とがずれてしまった場合には、使用者に過度の負荷がかかるなどの問題が生じる。
また、人の関節は完全な一軸動作ではないために、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結した場合には、曲げ動作において関節の回動軸１と、第１の装着具１０と第２の装着具２０との回転軸とが完全に一致することはあり得ない。
従って、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結することは好ましくなく、第１の装着具１０と第２の装着具２０とを一軸の回転軸で連結しない場合には、人工筋３０の一端３１を関節の回動軸１に近づけることができなくなり、十分な曲げ角度を確保できないという問題を生じる。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きく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】
【０００６】
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の装着具に一端を、前記第２の装着具に他端を設ける人工筋とを備え、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の装着具に一端を設ける補助人工筋を備え、前記補助人工筋の他端を、スイングアームを介して前記人工筋の前記一端と接続し、前記補助人工筋によって、前記人工筋の前記一端を前記第１の装着具に対して変位可能な構成としたことを特徴とする。
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、前記人工筋の前記一端を変位させることで、前記人工筋の前記一端を変位させない場合よりも、前記第１の装着具に対する前記第２の装着具の曲げ角度を大きくしたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の筋力補助装置において、前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の筋力補助装置において、前記第１の装着具に前記スイングアームを設け、前記スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、前記スイングアームの関節側端部を変位端とし、前記人工筋の前記一端を前記スイングアームの前記変位端に設けたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の筋力補助装置において、前記補助人工筋の前記他端を、前記スイングアームの前記変位端に設けたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の筋力補助装置において、前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項５に記載の筋力補助装置において、前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置し、前記スイングアームの前記変位端は前記Ｙ軸線のプラス位置と前記Ｙ軸線のマイナス位置とを変位することを特徴とする。
請求項８記載の本発明の筋力補助装置の動作方法は、請求項１に記載の筋力補助装置の動作方法であって、前記人工筋を収縮させる第１の動力源と、前記補助人工筋を収縮させる第２の動力源とを備え、屈曲動作時には、前記第１の動力源の作動開始を前記第２の動力源の作動開始よりも早く行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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構成図
【図２】同筋力補助装置の屈曲途中の状態を示す構成図
【図３】同筋力補助装置の屈曲状態を示す構成図
【図４】図１相当の同筋力補助装置の要部斜視図
【図５】図３相当の同筋力補助装置の要部斜視図
【図６】比較例１を示す構成図
【図７】比較例２を示す構成図
【図８】比較例３を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による筋力補助装置は、第１の装着具に一端を設ける補助人工筋を備え、補助人工筋の他端を、スイングアームを介して人工筋の一端と接続し、補助人工筋によって、人工筋の一端を第１の装着具に対して変位可能な構成としたものである。本実施の形態によれば、補助人工筋によって、人工筋の曲げ角度を大きくすることができる。
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、人工筋の一端を変位させることで、人工筋の一端を変位させない場合よりも、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくしたものである。本実施の形態によれば、人工筋の一端を変位させることで、曲げに必要な駆動力を大きくすることなく曲げ角度を大きくすることができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による筋力補助装置において、人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたものである。本実施の形態によれば、長手方向に伸縮することができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による筋力補助装置において、第１の装着具にスイングアームを設け、スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、スイングアームの関節側端部を変位端とし、人工筋の一端をスイングアームの変位端に設けたものである。本実施の形態によれば、スイングアームの変位端に人工筋の一端を設けることで、人工筋の一端の位置を変位させることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による筋力補助装置において、補助人工筋の他端を、スイングアームの変位端に設けたものである。本実施の形態によれば、補助人工筋によって、人工筋の曲げ角度を大きくすることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による筋力補助装置において、関節の回動軸を通り第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点に対して、第２の装着具の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向とした場合に、スイングアームの回動支点をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋の一端をＹ軸線のマイナス位置に配置するものである。本実施の形態によれば、スイングアームの可動範囲を大きくすることができるとともに、補助人工筋によってスイングアームをスムーズに移動させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第５の実施の形態による筋力補助装置において、関節の回動軸を通り第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点に対して、第２の装着具の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向とした場合に、スイングアームの回動支点をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋の一端をＹ軸線のマイナス位置に配置し、スイングアームの変位端はＹ軸線のプラス位置とＹ軸線のマイナス位置とを変位するものである。本実施の形態によれば、スイングアームの可動範囲を大きくすることができるとともに、補助人工筋によってスイングアームをスムーズに移動させることができる。
本発明の第８の実施の形態による筋力補助装置の動作方法は、第１の実施の形態における筋力補助装置の動作方法であって、人工筋を収縮させる第１の動力源と、補助人工筋を収縮させる第２の動力源とを備え、屈曲動作時には、第１の動力源の作動開始を第２の動力源の作動開始よりも早く行うものである。本実施の形態によれば、人工筋の動作を開始した後に人工筋の一端を変位させることでスムーズな動作を行わせることができる。
【実施例】
【００１０】
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構成図、図２は同筋力補助装置の屈曲途中の状態を示す構成図、図３は同筋力補助装置の屈曲状態を示す構成図、図４は図１相当の同筋力補助装置の要部斜視図、図５は図３相当の同筋力補助装置の要部斜視図である。
本実施例による筋力補助装置は、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に一端３１を第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋３０とを備えている。
本実施例のように、肘に設ける場合には、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。
人工筋３０は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって、少なくとも長手方向に伸縮するアクチュエータである。
第１の装着具１０には、スイングアーム４０を設けている。このスイングアーム４０の反関節側端部が回動支点４１となり、スイングアーム４０の関節側端部が変位端４２となる。そして、人工筋３０の一端３１は、スイングアーム４０の変位端４２に設けている。
第１の装着具１０には、補助人工筋５０を設けている。この補助人工筋５０は、その一端５１を第１の装着具１０の反関節側端部に設け、他端５２をスイングアーム４０の変位端４２に設けている。
第１の装着具１０には、ガイドプレート６０を設けている。このガイドプレート６０にはガイド穴６１を備え、スイングアーム４０の変位端４２をガイド穴６１に沿って変位させている。
【００１１】
なお、関節の回動軸１を通り第１の装着具１０の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸１を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点（回動軸１）に対して、第２の装着具２０の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向として以下に説明する。なお、回動軸１は、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０が最も伸展した状態での関節の位置を示している。この回動軸１は、図２及び図３では、点線で示す円内で変位する。
スイングアーム４０の回動支点４１をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋５０の一端５１をＹ軸線のマイナス位置に配置している。また、ガイド穴６１の一端６１ＡはＹ軸線のプラス位置に、ガイド穴６１の他端６１ＢはＹ軸線のマイナス位置に配置している。
第１の装着具１０と第２の装着具２０とはバネ関節７０で連結している。このバネ関節７０には、コイルバネを用い、引っ張りバネとして用いる。バネ関節７０は、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０が最も伸展した状態において、コイルバネの軸線７１がＹ軸線のマイナス位置となるように配置している。
加えて、コイルバネによるバネ関節７０の回転軸のずれが、関節の回動軸１のずれと等しくなるようにコイルバネの長さを調節している。
また、図示はしないが、人工筋３０を収縮させる第１の動力源と、補助人工筋５０を収縮させる第２の動力源とを備えている。人工筋３０及び補助人工筋５０は、それぞれ腕の両側方に対として設けることが好ましい。
また、図４及び図５に示すように、肘側に伸展用人工筋８０を備えている。伸展用人工筋８０は、図４に示す状態で最も収縮した状態を示しており、図５に示す状態で最も伸展した状態を示している。
【００１２】
以下本実施例による筋力補助装置の動作について説明する。
図１に示すように、同装置の伸展状態では、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０は、第２の装着具２０の反関節側端部が、Ｙ軸線のプラス方向に約１０度の初期角度を持って構成されている。
この状態では、人工筋３０及び補助人工筋５０は、長手方向に最も伸展した状態となっている。また、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の一端６１Ａに配置されている。
図１の状態では、バネ関節７０の長手方向の中心線７０ｙはＹ軸線上に、長手方向の上部巻線の中心７０ｘはＹ軸線の略マイナス位置に配置している。
【００１３】
図１の状態において、第１の駆動源によって人工筋３０だけを作動させた状態を図２に示している。
第２の駆動源の作動を行わせていないため、補助人工筋５０は、長手方向に最も伸展した状態を維持しており、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の一端６１Ａに配置された状態を示している。
第１の駆動源によって人工筋３０を作動させることで、人工筋３０は長手方向に収縮し、人工筋３０の収縮によって第２の装着具２０は第１の装着具１０に対して屈曲する。
図１の状態では、コイルバネの軸線７１はＹ軸線のマイナス位置に配置され、バネ関節７０の長手方向の中心線７０ｙはＹ軸線上に、長手方向の上部巻線の中心７０ｘはＹ軸線の略マイナス位置に配置している。
【００１４】
図２の状態において、第２の駆動源によって補助人工筋５０を作動させた状態を図３に示している。
第２の駆動源によって補助人工筋５０を作動させることで、補助人工筋５０は長手方向に収縮し、補助人工筋５０の収縮によって、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の他端６１Ｂに移動する。
スイングアーム４０の変位端４２がガイド穴６１の他端６１Ｂに移動することで、人工筋３０の一端３１も、ガイド穴６１の他端６１Ｂに移動し、第２の装着具２０は第１の装着具１０に対して更に屈曲する。
なお、上記実施例の動作説明では、人工筋３０の動作を終了させてから、補助人工筋５０を動作させる場合を説明したが、屈曲動作時には、第１の動力源の作動開始を第２の動力源の作動開始よりも早く行えばよく、人工筋３０の動作が終了しない前に、補助人工筋５０の動作を開始してもよい。
【００１５】
以上のように本発明は、人工筋３０の一端３１を第１の装着具１０に対して変位可能な構成とし、人工筋３０の一端３１を変位させることで、人工筋３０の一端３１を変位させない場合よりも、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０の曲げ角度を大きくしたものである。本発明によれば、人工筋３０の一端３１を変位させることで、駆動力を大きくすることなく曲げ角度を大きくすることができる。
また本発明は、第１の装着具１０にスイングアーム４０を設け、スイングアーム４０の反関節側端部を回動支点４１とし、スイングアーム４０の関節側端部を変位端４２とし、人工筋３０の一端３１をスイングアーム４０の変位端４２に設けたことで、人工筋３０の一端３１の位置を変位させることができる。
また本発明は、第１の装着具１０に一端５１、をスイングアーム４０の変位端４２に他端５２を設ける補助人工筋５０を備えたことで、補助人工筋５０によってスイングアーム４０を変位させ、人工筋３０の曲げ角度を大きくすることができる。
また本発明は、第１の装着具１０にガイドプレート６０を設け、ガイドプレート６０にはガイド穴６１を備え、スイングアーム４０の変位端４２をガイド穴６１に沿って変位させることで、安定した変位を行うことができる。
また本発明は、スイングアーム４０の回動支点４２をＹ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋５０の一端５１をＹ軸線のマイナス位置に配置することで、スイングアーム４０の可動範囲を大きくすることができるとともに、補助人工筋５０によってスイングアーム４０をスムーズに移動させることができる。
また本発明は、ガイド穴６１の一端６１ＡをＹ軸線のプラス位置に、ガイド穴６１の他端６１ＢをＹ軸線のマイナス位置に配置することで、スイングアーム４０の可動範囲を大きくすることができる。
また本発明は、第１の装着具１０と第２の装着具２０とをバネ関節７０で連結し、バネ関節７０としてコイルバネを用いたことで、筋力補助装置と関節とのずれがある場合でも、スムーズな動作を確保することができる。
また本発明は、屈曲動作時には、人工筋３０の動作を開始した後に人工筋３０の一端３１を変位させることでスムーズな動作を行わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
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。
【符号の説明】
【００１７】
１０ 第１の装着具
２０ 第２の装着具
３０ 人工筋
３１ 一端
３２ 他端
【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の装着具に一端を、前記第２の装着具に他端を設ける人工筋とを備え、
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の装着具に一端を設ける補助人工筋を備え、
前記補助人工筋の他端を、スイングアームを介して前記人工筋の前記一端と接続し、
前記補助人工筋によって、前記人工筋の前記一端を前記第１の装着具に対して変位可能な構成とした筋力補助装置。
【請求項２】
前記人工筋の前記一端を変位させることで、前記人工筋の前記一端を変位させない場合よりも、前記第１の装着具に対する前記第２の装着具の曲げ角度を大きくした請求項１に記載の筋力補助装置。
【請求項３】
前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いた請求項１又は請求項２に記載の筋力補助装置。
【請求項４】
前記第１の装着具に前記スイングアームを設け、
前記スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、前記スイングアームの関節側端部を変位端とし、
前記人工筋の前記一端を前記スイングアームの前記変位端に設けた請求項１から請求項３のいずれかに記載の筋力補助装置。
【請求項５】
前記補助人工筋の前記他端を、前記スイングアームの前記変位端に設けた請求項４に記載の筋力補助装置。
【請求項６】
前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置した請求項５に記載の筋力補助装置。
【請求項７】
前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置し、前記スイングアームの前記変位端は前記Ｙ軸線のプラス位置と前記Ｙ軸線のマイナス位置とを変位する請求項５に記載の筋力補助装置。
【請求項８】
請求項１に記載の筋力補助装置の動作方法であって、前記人工筋を収縮させる第１の動力源と、前記補助人工筋を収縮させる第２の動力源とを備え、屈曲動作時には、前記第１の動力源の作動開始を前記第２の動力源の作動開始よりも早く行う筋力補助装置の動作方法。
【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の装着具に一端を、前記第２の装着具に他端を設ける人工筋とを備え、
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の装着具に一端を設ける補助人工筋を備え、
前記補助人工筋の他端を、スイングアームを介して前記人工筋の前記一端と接続し、
前記補助人工筋によって、前記人工筋の前記一端を前記第１の装着具に対して変位可能な構成とした筋力補助装置。
【請求項２】
前記人工筋の前記一端を変位させることで、前記人工筋の前記一端を変位させない場合よりも、前記第１の装着具に対する前記第２の装着具の曲げ角度を大きくした請求項１に記載の筋力補助装置。
【請求項３】
前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いた請求項１又は請求項２に記載の筋力補助装置。
【請求項４】
前記第１の装着具に前記スイングアームを設け、
前記スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、前記スイングアームの関節側端部を変位端とし、
前記人工筋の前記一端を前記スイングアームの前記変位端に設けた請求項１から請求項３のいずれかに記載の筋力補助装置。
【請求項５】
前記補助人工筋の前記他端を、前記スイングアームの前記変位端に設けた請求項４に記載の筋力補助装置。
【請求項６】
前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置した請求項５に記載の筋力補助装置。
【請求項７】
前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記スイングアームの前記回動支点を前記Ｙ軸線のプラス位置に配置し、前記補助人工筋の一端を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置し、前記スイングアームの前記変位端は前記Ｙ軸線のプラス位置と前記Ｙ軸線のマイナス位置とを変位する請求項５に記載の筋力補助装置。
【請求項８】
請求項１に記載の筋力補助装置の動作方法であって、前記人工筋を収縮させる第１の動力源と、前記補助人工筋を収縮させる第２の動力源とを備え、屈曲動作時には、前記第１の動力源の作動開始を前記第２の動力源の作動開始よりも早く行う筋力補助装置の動作方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７８６３７（Ｐ２０１３−７８６３７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８５７４０（Ｐ２０１２−２８５７４０）
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００７−３４０６７２（Ｐ２００７−３４０６７２）の分割
【原出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００７−３４０６７２（Ｐ２００７−３４０６７２）の分割
【原出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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