脚装具
【課題】下腿装具と足装具の位置関係を調整することのできる脚装具を提供する。
【解決手段】脚装具１００は、下腿装具１６、足装具１００、及び足首ジョイント１７を備える。下腿装具１６はユーザの下腿に固定される。足装具１００はユーザの足に固定される。足首ジョイント１７は足装具をユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能に下腿装具に連結する。足装具１００は、荷重センサ３１を備えた足底ユニット４０と位置調整機構４２を有している。位置調整機構４２は、足首ジョイント１７に対する足底ユニット４０の取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整することができる。
【解決手段】脚装具１００は、下腿装具１６、足装具１００、及び足首ジョイント１７を備える。下腿装具１６はユーザの下腿に固定される。足装具１００はユーザの足に固定される。足首ジョイント１７は足装具をユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能に下腿装具に連結する。足装具１００は、荷重センサ３１を備えた足底ユニット４０と位置調整機構４２を有している。位置調整機構４２は、足首ジョイント１７に対する足底ユニット４０の取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脚装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
脚の関節を自由に動かせない人のための脚装具が知られている。典型的な脚装具は、下腿装具と足装具と足首ジョイントを備える。下腿装具は、ユーザの脚の下腿に固定される。足装具は、ユーザの足に固定される。足首ジョイントは、足装具をユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能に下腿装具の下端に連結する。脚装具の一例が例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
本明細書における「脚装具」は、脚の関節にトルクを加えるアクチュエータを備えており、ユーザの歩行動作を補助する歩行補助装置も含む。歩行補助装置の一例は例えば特許文献２に開示されている。そのような歩行補助装置（脚装具）は、ユーザと接地面との間の荷重を検知する荷重センサを備えている。脚装具は、荷重センサの出力やユーザの関節角に応じてアクチュエータを制御する。なお、モータを備えない脚装具も荷重センサを備えていることがある。そのような脚装具の荷重センサは、例えば歩行などユーザの動作を計測するために用いられる。
【０００４】
本明細書で用いる用語を説明しておく。ピッチ軸は、ユーザの体側方向に伸びる軸を意味する。ヨー軸は、ユーザが直立姿勢をとったときに鉛直方向に伸びる軸を意味する。なお、「ピッチ軸」や「ヨー軸」は、ユーザに固定された座標系を基準として定義される。下腿のヨー軸は下腿の長手方向に伸びる中心線に相当する。足のヨー軸は、足裏面と略直交し、足首関節の回転軸を通る直線に相当する。本明細書で用いる「ピッチ軸」や「ヨー軸」は、ロボット工学で一般的に用いられる用語と同じ意味で用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０７２１６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
歩行時にユーザの足は足首関節のピッチ軸の回りに揺動するため、下腿装具と足装具は、足首のピッチ軸と同軸に配置される足首ジョイントによって連結される。従来、下腿装具と足装具は、ユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能であれば十分であると考えられていた。ところが、脚装具を様々なユーザが試してみると、足装具の揺動がユーザに違和感を与えることがあることが判明した。下腿装具と足装具でユーザの脚が拘束されるため、足首ジョイント周りの足装具の揺動とユーザの足の揺動にずれが生じることが違和感の一因であることが判明した。本明細書が開示する新規な技術は、上記課題に鑑みて創作された。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する技術は、下腿装具と足装具が足首ジョイントによって連結された脚装具に具現化することができる。この脚装具は、足装具が荷重センサを備えた足底ユニットと、足首ジョイントに対する足底ユニットの取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整可能な位置調整機構を有していることを特徴とする。位置調整機構は、足底ユニットのヨー軸周りの角度だけでなく、ヨー軸に交差する面内のピッチ軸方向の位置を調整可能である。そのような位置調整機構を備えることによって、ユーザに与える違和感を低減することができる。
【０００８】
位置調整機構の一実施形態は、第１プレートと第２プレートを有している。第１プレートは、足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており、その両端部が足首ジョイントに連結される。第２プレートは、第１プレートに固定されるとともに足底ユニットに固定される。第２プレートはさらに、第１プレートに対するピッチ軸方向の取り付け位置が調整可能であるとともに、足底ユニットに対する足ヨー軸周りの取り付け位置が調整可能であるように構成されている。第１プレートと第２プレートの間で足のピッチ軸方向の位置が調整でき、第２プレートと足底ユニットの間でヨー軸周りの角度が調整できる。
【０００９】
上記の脚装具において、足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有しているとよい。そのような構成によって上ソールプレートの上から加わる荷重全体を効果的に計測することができる。なお、上ソールプレートと下ソールプレート間でそれらの縁には、例えばスポンジなどの軟質性素材が配置されていることも好適である。
【００１０】
上記の脚装具はさらに、第２プレートが上ソールプレートに固定されていることが好ましい。そのような構成は、上ソールプレートの上から直接伝わるユーザの荷重だけでなく、下腿装具と足装具と第１プレートと第２プレートを介して伝わる荷重成分も含めて計測することができる。
【００１１】
位置調整機構の一実施形態では、第２プレートが、下腿の長手方向軸線を中心とする円弧状の第１長孔を有しており、第１長孔を通して足底ユニットにボルト締めされている。そのような構成は、角度調整において踵を中心して足底ユニットをヨー軸周りに回転させることができる。また、他の実施形態では、第１プレートが、足底ユニットのピッチ軸方向に伸びる第２長孔を有しており、第２プレートが第２長孔を通して第１プレートにボルト締めされている。
【００１２】
本明細書が開示する技術の他の実施形態では、位置調整機構が、メインフレームとクランプフレームを備えている。メインフレームは、足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており両端部が足首ジョイントに連結される。クランプフレームは、メインフレームとの間で足底ユニットの一部をクランプする。そのような位置調整機構を有する脚装具では、クランプフレームを緩めることによって、メインフレームに対して足底ユニットの位置を自由に動かすことができる。
【００１３】
上記他の実施形態の脚装具では、足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有していることが好ましい。そしてさらに、上ソールプレートがメインフレームとクランプフレームの間でクランプされていることが好ましい。そのような構造を有することによって荷重センサが、メインフレームを介して伝わる荷重成分も含めたユーザの全荷重を検知することができる。
【００１４】
上記の脚装具はさらに、靴が足底ユニットの上面に面ファスナで取り付けられていることが好ましい。面ファスナを採用することによって、靴を容易に交換することができる。
【００１５】
本明細書が開示する技術のさらに他の実施形態の脚装具は、他の構造のメインフレームを備えている。メインフレームは、支持プレートとリブを有する。支持プレートは、上面と下面に面ファスナを備えているとともに、足底ユニットの長手方向に伸びている。リブは、メインプレートから足底ユニットのピッチ軸方向に伸びており両端部が足首ジョイントに連結される。足底ユニットは、支持プレート下面の面ファスナによってメインフレームの下側に取り付けられる。そして、支持プレート上面の面ファスナによって靴がメインフレームの上側に取り付けられる。２つの面ファスナを採用する上記の脚装具は、靴と足底ユニットそれぞれの位置調整が容易である。
【００１６】
上記の脚装具では、支持プレートの先端が足底ユニット内のつま先側荷重センサよりも前方にまで伸びているとともに、支持プレートの後端が踵側荷重センサよりも後方にまで伸びていることが好ましい。そのような構造では、荷重センサを支持プレートが押し下げるので、荷重を正確に計測することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本明細書が開示する一つの新規な技術によれば、下腿装具と足装具の位置関係を調整することのできる脚装具を提供することができる。さらに本明細書が開示する他の技術は、下腿装具と足装具の位置関係を調整することができるとともに、その調整が荷重センサに与える影響を抑制した脚装具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】脚装具全体の模式的斜視図である。
【図２】第１実施例の足装具の模式的斜視図である。
【図３】第１実施例の足装具の分解図である。
【図４】他の形状の第１プレートの斜視図である。
【図５】第２実施例の足装具の分解図である。
【図６】第２実施例の足装具の平面図である。
【図７】第３実施例の足装具の分解図である。
【実施例１】
【００１９】
図面を参照して第１実施例の脚装具を説明する。図１に、ユーザＨが装着した脚装具１０の模式的斜視図を示す。この脚装具１０は、ユーザＨの膝関節にトルクを与えて歩行動作を補助することができる。脚装具１０は、上腿装具１２、下腿装具１６、足装具１００、膝ジョイント１３、及び、足首ジョイント１７を備える。
【００２０】
図面に示す座標系について説明する。図面に示すＸＹＺ座標系においてＸ軸がロール軸に相当し、Ｙ軸がピッチ軸に相当し、Ｚ軸がヨー軸に相当する。ロール軸は、足底ユニット４０の長手方向に伸びており、ピッチ軸は足底ユニット４０の横方向に伸びており、ヨー軸は足底ユニット４０の足裏面に略直交する。
【００２１】
上腿装具１２は、ユーザＨの上腿に固定される。なお、上腿装具１２にはコントローラ１１が取り付けられている。下腿装具１６は、ユーザＨの下腿に固定される。下腿装具１６は、ユーザＨの下腿のピッチ軸方向両側に位置するリンク１５ａ、１５ｂと、左右のリンクを連結するとともに下腿装具１６を下腿に固定するための連結バー１４を有している。
【００２２】
下腿装具１６は、膝ジョイント１３によって上腿装具１２に対して揺動可能に連結されている。膝ジョイント１３は、ユーザの膝の外側に位置するモータ付ジョイント１３ａと、ユーザの膝の内側に位置するサブジョイント１３ｂで構成されている。モータ付ジョイント１３ａとサブジョイント１３ｂはユーザの膝関節のピッチ軸と同軸に位置する。ジョイント１３ａのモータを駆動することによって、ユーザの膝関節にトルクを加え、歩行動作を補助する。
【００２３】
足装具は、ユーザＨの足に固定される。足装具１００は、足首ジョイント１７によって下腿装具１６に対して揺動可能に連結されている。より詳しくは、足装具１００は、足首ジョイント１７から伸びているステー１８に連結されており、足首ジョイント１７の回転によって下腿装具１６に対して揺動する。足首ジョイント１７は、ユーザの足首の外側に位置するモータ付ジョイント１７ａと、ユーザの足首の内側に位置するサブジョイント１７ｂで構成されている。モータ付ジョイント１７ａとサブジョイント１７ｂはユーザの足首のピッチ軸と同軸に位置する。ジョイント１３ａのモータを駆動することによって、ユーザの足首関節にトルクを加え、歩行動作を補助する。
【００２４】
脚装具１０は、モータ付ジョイント１３ａによって下腿装具１６をピッチ軸周りに揺動させることができ、モータ付ジョイント１７ａによって足装具１００をピッチ軸周りに揺動させることができる。モータはコントローラ１１によって制御される。コントローラ１１は、膝ジョイント１３、足首ジョイント１７に取り付けられたエンコーダ（不図示）と足装具１００に取り付けられた荷重センサの検出に基づいて、ユーザＨの歩行動作を補助するように各モータを駆動する。荷重センサについては後述する。歩行補助のための制御についての説明は省略する。
【００２５】
脚装具１０では、下腿装具１６がユーザＨの下腿に固定され、足装具１００がユーザＨの足に固定される。ユーザの足の揺動方向と足装具１００の揺動方向がずれていると脚装具１０はユーザに違和感を与えてしまう。脚装具１０の足装具１００は、足首ジョイント１７に対する取り付け位置を容易に調整できる位置調整機構を有している。足装具１００の取り付け位置を調整することによって、ユーザに与える違和感を抑制することができる。
【００２６】
足装具１００の構造を詳しく説明する。図２は、足装具１００の模式的斜視図であり、図３は足装具１００の分解図である。足装具１００は、ユーザの足に固定する足底ユニット４０と、足首ジョイント１７と足底ユニット４０を連結する位置調整機構４２を備えている。位置調整機構４２は、足首ジョイント１７に対する足底ユニット４０の取り付け位置を調整することができる。より詳しくは、位置調整機構４２は、足のヨー軸に交差する面内で足底ユニットの取り付け位置を調整することができる。
【００２７】
位置調整機構４２は、第１プレート２５と第２プレート２４を有する。位置調整機構４２は、足底ユニット４０の前後方向の略中央に設けられた空間Ｓを通じて足底ユニット４０をピッチ軸方向に貫通している。
【００２８】
第１プレート２５の両端には端部孔２５ａが設けられている。端部孔２５ａにステー１８（図１参照）が固定される。別言すると、第１プレート２５の両端が足首ジョイント１７から伸びているステー１８に連結される。さらに詳しく説明すると、下腿装具１６は、下腿のピッチ軸方向の両側に配置されたリンク１５ａ、１５ｂを有しており、足装具１００の第１プレート２５の両端が、足首ジョイント１７を介してそれぞれリンク１５ａ、１５ｂに連結されている。
【００２９】
第１プレート２５には、足底ユニットのピッチ軸方向に伸びる第２長孔２５ｂが設けられている。第２プレート２４の端部には孔２４ｂが設けられている。第１プレート２５の第２長孔２５ｂと第２プレートの孔２４ｂをボルト２６が通じており、そのボルト２６によって第１プレート２５と第２プレート２４が締結される。
【００３０】
足底ユニット４０は、ラバープレート２１、クランププレート２２、上ソールプレート２３、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、及びソール２７を有する。上ソールプレート２３と下ソールプレート３３は例えばＣＦＲＰなどの硬質素材で形成されている。上ソールプレート２３と下ソールプレート３３の間に、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃが配置されている。荷重センサ３１ａと３１ｂはつま先側に配置されており、荷重センサ３１ｃは踵側に配置されている。ラバー枠３２は、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃを囲むように配置されている。ラバー枠３２は非常に柔らかい。そのため、ユーザの足が足底ユニット４０の上に載ると、ラバー枠３２が縮み、上ソールプレート２３の下面が３個の荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃに当接する。即ち、足装具１００を装着したユーザの荷重（自重）が上ソールプレート２３全体を押し下げ、これによってユーザの荷重が荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃによって計測される。
【００３１】
第２プレート２４には、円弧状の第１長孔２４ｂが設けられている。第１長孔２４ｂの円弧は、ユーザ下腿の長手方向軸線Ｌをその中心に有する。第２プレート２４の第１長孔２４ｂをボルト２８が通じており、そのボルト２８によって第２プレート２４が上ソールプレート２３に締結される。より詳しくは、ボルト２８は、上ソールプレート２３の上側に配置されるクランププレート２２に締結される。ボルト２８とクランププレート２２によって、上ソールプレート２３と第２プレート２４が一緒にクランプされて相互に固定される。
【００３２】
第１長孔２４ｂの円弧は、下腿の長手方向軸線Ｌをその中心に有している。そのため、ボルト２８を緩めると、足底ユニット４０は、ユーザ下腿の長手方向軸線Ｌの周りに回転する。また、第１プレート２５と第２プレート２４を締結しているボルト２６を緩めると、足底ユニット４０をピッチ軸方向に移動させることができる。即ち、この足装具１００の位置調整機構４２は、足首ジョイント１７に対する足底ユニット４０の取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整することができる。
【００３３】
また、位置調整機構４２は、上ソールプレート２３に固定されている。そのため、ユーザの荷重（自重）のうち、下腿装具１６と足首ジョイント１７を介して足装具１００に伝わる荷重成分も上ソールプレート２３を押し下げる。即ち、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃは、下腿装具１６を通じて足装具１００に伝わる荷重成分を含めた全荷重を検出することができる。
【００３４】
第１実施例の位置調整機構４２は、第１プレート２５と第２プレート２４で構成されている。位置調整機構４２は、これら２個のプレートに代えて、図４に示す１枚の複合プレート１２５によって構成することも好ましい。図２に示す第１プレート２５と第２プレート２４に代えて複合プレート１２５を採用すると、足装具１００に組み込まれた複合プレート１２５は、足底ユニット４０をピッチ軸方向に貫通しており、両端部が足首ジョイント１７に連結されるとともに足底ユニット４０に連結される。複合プレート１２５は、下腿の長手方向軸線Ｌを中心とする円弧状の第１長孔１２５ｂを有しており、第１長孔１２５ｂを通して足底ユニット４０にボルト締めされる。複合プレート１２５はまた、足底ユニット４０のピッチ軸方向に伸びる第２長孔１２５ａを有している。この第２長孔１２５ａを通して足首ジョイント１７から伸びるステー１８がボルト締めされる。第１長孔１２５ｂによって足底ユニット４０のヨー軸周りの角度を調整することができ、第２長孔１２５ａによって足底ユニット４０のピッチ軸方向の位置を調整することができる。
【００３５】
なお、図１〜図３では図示を省略しているが、ラバープレート２１の上面に、第２実施例で説明する靴５１が面ファスナにて固定される。靴５１を介して足底ユニット４０がユーザの足に固定される。
【実施例２】
【００３６】
図５と図６を参照して第２実施例の足装具２００を説明する。図５は、第２実施例の足装具２００の分解図である。図６は、足装具２００の平面図である。足装具２００は、足装具１００の代わりに第１実施例の下腿装具１６に取り付けられる。
【００３７】
足装具２００の位置調整機構１４２は、メインフレーム５６とクランプフレーム５４を有する。メインフレーム５６は、足底ユニット１４０をピッチ軸横方向に貫通しており両端部が足首ジョイント１７に連結される。クランプフレーム５４は、メインフレーム５６との間で足底ユニット１４０の一部をクランプする。
【００３８】
足底ユニット１４０は、靴５１、ラバープレート５２、上ソールプレート５５、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、及びソール２７を有する。上ソールプレート５５は、金属製である。下ソールプレート３３は例えばＣＦＲＰなどの硬質素材で作られている。ソール２７は硬質ラバーで作られている。上ソールプレート５５と下ソールプレート３３の間に、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃが配置されている。荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃ、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、及びソール２７の構造は第１実施例の足底ユニット４０と同じであるので説明は省略する。
【００３９】
メインフレーム５６の両端に孔５６ａが設けられており、この孔を通じて足首ジョイント１７から伸びるステー１８が固定される。メインフレーム５６には他の孔５６ｂが設けられており、この孔にボルト５３が締結される。メインフレーム５６とクランプフレーム５４の間に上ソールプレート５５が挟み込まれ、それらをボルト５３が締結する。別言すると、足底ユニット１４０は、踵側とつま先側の夫々に位置する３個の荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃを上下から挟み込む上ソールプレート５５と下ソールプレート３３を有しており、上ソールプレート５５がメインフレーム５６とクランプフレーム５４の間でクランプされている。
【００４０】
ボルト５３を緩めることによって、図６の矢印Ａと矢印Ｂが示すように、足底ユニット１４０は、足のヨー軸に直交する面内で回転と移動が可能となる。即ち、メインフレーム５６とクランプフレーム５４が、足首ジョイント１７に対する足底ユニット１４０の位置を調整するための位置調整機構１４２を構成する。この足装具２００は、ボルト５３を緩めることによって足底ユニット１４０のヨー軸交差面内での角度と位置を同時に調整することができる。即ち、この足装具２００は、位置調整が非常にし易い。
【００４１】
ラバープレート５２は、上ソールプレート５５の上面に面ファスナによって取り付けられる。ラバープレート５２の上面に靴５１が面ファスナによって取り付けられる。
【実施例３】
【００４２】
次に、第３実施例の足装具３００を説明する。図７に、足装具３００の模式的分解斜視図を示す。足装具３００は、足装具１００の代わりに第１実施例の下腿装具１６に取り付けられる。足装具３００の足底ユニット２４０は、靴５１、ラバープレート５２、上ソールプレート２３、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、ソール２７、及び、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有する。上ソールプレート２３、下ソールプレート３３、ラバー枠３２、ソール２７、及び、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃについては第１実施例の足底ユニット４０と同様であるので説明は省略する。
【００４３】
足装具３００はまた、メインフレーム２４２を備える。このメインフレーム２４２は足装具３００の位置調整機構に相当する。足底ユニット２４０は、メインフレーム２４２によって足首ジョイント１７に連結される。メインフレーム２４２は、足底ユニットの長手方向（前後方向）に伸びる支持プレート２５５と、リブ２５６を有する。支持プレート２５５の上面と下面には面ファスナが設けられている。リブ２５６は、支持プレート２５５から足底ユニットのピッチ軸方向に伸びている。リブ２５６は、足底ユニット２４０からそのピッチ軸方向両側に突出しており、その端部に孔２５６ａが設けられている。孔２５６ａを介して、足首ジョイント１７から伸びるステー１８（図１参照）にメインフレーム２４２が連結される。
【００４４】
上ソールプレート２３（足底ユニット１４０）は、支持プレート２５５の下面の面ファスナによってメインフレーム２４２の下面に固定される。支持プレート２５５の上面の面ファスナによって、メインフレーム２４２の上側にラバープレート５２が固定される。ラバープレート５２にさらに上面に、面ファスナによって靴５１が固定される。
【００４５】
支持プレート２５５の先端は、つま先側の荷重センサ３１ａ、３１ｂよりもつま先側にまで伸びている。また支持プレート２５５の後端は、踵側荷重センサ３１ｃよりも後方にまで伸びている。支持プレート２５５は金属製であり、ユーザの荷重を受けてもほとんど変形しない。ユーザの荷重は支持プレート２５５を介して荷重センサに伝えられるので、上記の足装具３００は荷重を正確に計測することができる。
【００４６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０：脚装具
１１：コントローラ
１２：上腿装具
１３：膝ジョイント
１４：連結バー
１６：下腿装具
１７：足首ジョイント
２１：ラバープレート
２２：クランププレート
２３、５５：上ソールプレート
２４：第２プレート
２５：第１プレート
２７：ソール
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ：荷重センサ
３２：ラバー枠
３３：下ソールプレート
４０、１４０、２４０：足底ユニット
４２、１４２：位置調整機構
５１：靴
５２：ラバープレート
５４：クランプフレーム
５６：メインフレーム
１００、２００、３００：足装具
２４２：メインフレーム（位置調整機構）
２５５：支持プレート
２５６：リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脚装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
脚の関節を自由に動かせない人のための脚装具が知られている。典型的な脚装具は、下腿装具と足装具と足首ジョイントを備える。下腿装具は、ユーザの脚の下腿に固定される。足装具は、ユーザの足に固定される。足首ジョイントは、足装具をユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能に下腿装具の下端に連結する。脚装具の一例が例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
本明細書における「脚装具」は、脚の関節にトルクを加えるアクチュエータを備えており、ユーザの歩行動作を補助する歩行補助装置も含む。歩行補助装置の一例は例えば特許文献２に開示されている。そのような歩行補助装置（脚装具）は、ユーザと接地面との間の荷重を検知する荷重センサを備えている。脚装具は、荷重センサの出力やユーザの関節角に応じてアクチュエータを制御する。なお、モータを備えない脚装具も荷重センサを備えていることがある。そのような脚装具の荷重センサは、例えば歩行などユーザの動作を計測するために用いられる。
【０００４】
本明細書で用いる用語を説明しておく。ピッチ軸は、ユーザの体側方向に伸びる軸を意味する。ヨー軸は、ユーザが直立姿勢をとったときに鉛直方向に伸びる軸を意味する。なお、「ピッチ軸」や「ヨー軸」は、ユーザに固定された座標系を基準として定義される。下腿のヨー軸は下腿の長手方向に伸びる中心線に相当する。足のヨー軸は、足裏面と略直交し、足首関節の回転軸を通る直線に相当する。本明細書で用いる「ピッチ軸」や「ヨー軸」は、ロボット工学で一般的に用いられる用語と同じ意味で用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０７２１６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
歩行時にユーザの足は足首関節のピッチ軸の回りに揺動するため、下腿装具と足装具は、足首のピッチ軸と同軸に配置される足首ジョイントによって連結される。従来、下腿装具と足装具は、ユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能であれば十分であると考えられていた。ところが、脚装具を様々なユーザが試してみると、足装具の揺動がユーザに違和感を与えることがあることが判明した。下腿装具と足装具でユーザの脚が拘束されるため、足首ジョイント周りの足装具の揺動とユーザの足の揺動にずれが生じることが違和感の一因であることが判明した。本明細書が開示する新規な技術は、上記課題に鑑みて創作された。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する技術は、下腿装具と足装具が足首ジョイントによって連結された脚装具に具現化することができる。この脚装具は、足装具が荷重センサを備えた足底ユニットと、足首ジョイントに対する足底ユニットの取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整可能な位置調整機構を有していることを特徴とする。位置調整機構は、足底ユニットのヨー軸周りの角度だけでなく、ヨー軸に交差する面内のピッチ軸方向の位置を調整可能である。そのような位置調整機構を備えることによって、ユーザに与える違和感を低減することができる。
【０００８】
位置調整機構の一実施形態は、第１プレートと第２プレートを有している。第１プレートは、足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており、その両端部が足首ジョイントに連結される。第２プレートは、第１プレートに固定されるとともに足底ユニットに固定される。第２プレートはさらに、第１プレートに対するピッチ軸方向の取り付け位置が調整可能であるとともに、足底ユニットに対する足ヨー軸周りの取り付け位置が調整可能であるように構成されている。第１プレートと第２プレートの間で足のピッチ軸方向の位置が調整でき、第２プレートと足底ユニットの間でヨー軸周りの角度が調整できる。
【０００９】
上記の脚装具において、足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有しているとよい。そのような構成によって上ソールプレートの上から加わる荷重全体を効果的に計測することができる。なお、上ソールプレートと下ソールプレート間でそれらの縁には、例えばスポンジなどの軟質性素材が配置されていることも好適である。
【００１０】
上記の脚装具はさらに、第２プレートが上ソールプレートに固定されていることが好ましい。そのような構成は、上ソールプレートの上から直接伝わるユーザの荷重だけでなく、下腿装具と足装具と第１プレートと第２プレートを介して伝わる荷重成分も含めて計測することができる。
【００１１】
位置調整機構の一実施形態では、第２プレートが、下腿の長手方向軸線を中心とする円弧状の第１長孔を有しており、第１長孔を通して足底ユニットにボルト締めされている。そのような構成は、角度調整において踵を中心して足底ユニットをヨー軸周りに回転させることができる。また、他の実施形態では、第１プレートが、足底ユニットのピッチ軸方向に伸びる第２長孔を有しており、第２プレートが第２長孔を通して第１プレートにボルト締めされている。
【００１２】
本明細書が開示する技術の他の実施形態では、位置調整機構が、メインフレームとクランプフレームを備えている。メインフレームは、足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており両端部が足首ジョイントに連結される。クランプフレームは、メインフレームとの間で足底ユニットの一部をクランプする。そのような位置調整機構を有する脚装具では、クランプフレームを緩めることによって、メインフレームに対して足底ユニットの位置を自由に動かすことができる。
【００１３】
上記他の実施形態の脚装具では、足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有していることが好ましい。そしてさらに、上ソールプレートがメインフレームとクランプフレームの間でクランプされていることが好ましい。そのような構造を有することによって荷重センサが、メインフレームを介して伝わる荷重成分も含めたユーザの全荷重を検知することができる。
【００１４】
上記の脚装具はさらに、靴が足底ユニットの上面に面ファスナで取り付けられていることが好ましい。面ファスナを採用することによって、靴を容易に交換することができる。
【００１５】
本明細書が開示する技術のさらに他の実施形態の脚装具は、他の構造のメインフレームを備えている。メインフレームは、支持プレートとリブを有する。支持プレートは、上面と下面に面ファスナを備えているとともに、足底ユニットの長手方向に伸びている。リブは、メインプレートから足底ユニットのピッチ軸方向に伸びており両端部が足首ジョイントに連結される。足底ユニットは、支持プレート下面の面ファスナによってメインフレームの下側に取り付けられる。そして、支持プレート上面の面ファスナによって靴がメインフレームの上側に取り付けられる。２つの面ファスナを採用する上記の脚装具は、靴と足底ユニットそれぞれの位置調整が容易である。
【００１６】
上記の脚装具では、支持プレートの先端が足底ユニット内のつま先側荷重センサよりも前方にまで伸びているとともに、支持プレートの後端が踵側荷重センサよりも後方にまで伸びていることが好ましい。そのような構造では、荷重センサを支持プレートが押し下げるので、荷重を正確に計測することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本明細書が開示する一つの新規な技術によれば、下腿装具と足装具の位置関係を調整することのできる脚装具を提供することができる。さらに本明細書が開示する他の技術は、下腿装具と足装具の位置関係を調整することができるとともに、その調整が荷重センサに与える影響を抑制した脚装具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】脚装具全体の模式的斜視図である。
【図２】第１実施例の足装具の模式的斜視図である。
【図３】第１実施例の足装具の分解図である。
【図４】他の形状の第１プレートの斜視図である。
【図５】第２実施例の足装具の分解図である。
【図６】第２実施例の足装具の平面図である。
【図７】第３実施例の足装具の分解図である。
【実施例１】
【００１９】
図面を参照して第１実施例の脚装具を説明する。図１に、ユーザＨが装着した脚装具１０の模式的斜視図を示す。この脚装具１０は、ユーザＨの膝関節にトルクを与えて歩行動作を補助することができる。脚装具１０は、上腿装具１２、下腿装具１６、足装具１００、膝ジョイント１３、及び、足首ジョイント１７を備える。
【００２０】
図面に示す座標系について説明する。図面に示すＸＹＺ座標系においてＸ軸がロール軸に相当し、Ｙ軸がピッチ軸に相当し、Ｚ軸がヨー軸に相当する。ロール軸は、足底ユニット４０の長手方向に伸びており、ピッチ軸は足底ユニット４０の横方向に伸びており、ヨー軸は足底ユニット４０の足裏面に略直交する。
【００２１】
上腿装具１２は、ユーザＨの上腿に固定される。なお、上腿装具１２にはコントローラ１１が取り付けられている。下腿装具１６は、ユーザＨの下腿に固定される。下腿装具１６は、ユーザＨの下腿のピッチ軸方向両側に位置するリンク１５ａ、１５ｂと、左右のリンクを連結するとともに下腿装具１６を下腿に固定するための連結バー１４を有している。
【００２２】
下腿装具１６は、膝ジョイント１３によって上腿装具１２に対して揺動可能に連結されている。膝ジョイント１３は、ユーザの膝の外側に位置するモータ付ジョイント１３ａと、ユーザの膝の内側に位置するサブジョイント１３ｂで構成されている。モータ付ジョイント１３ａとサブジョイント１３ｂはユーザの膝関節のピッチ軸と同軸に位置する。ジョイント１３ａのモータを駆動することによって、ユーザの膝関節にトルクを加え、歩行動作を補助する。
【００２３】
足装具は、ユーザＨの足に固定される。足装具１００は、足首ジョイント１７によって下腿装具１６に対して揺動可能に連結されている。より詳しくは、足装具１００は、足首ジョイント１７から伸びているステー１８に連結されており、足首ジョイント１７の回転によって下腿装具１６に対して揺動する。足首ジョイント１７は、ユーザの足首の外側に位置するモータ付ジョイント１７ａと、ユーザの足首の内側に位置するサブジョイント１７ｂで構成されている。モータ付ジョイント１７ａとサブジョイント１７ｂはユーザの足首のピッチ軸と同軸に位置する。ジョイント１３ａのモータを駆動することによって、ユーザの足首関節にトルクを加え、歩行動作を補助する。
【００２４】
脚装具１０は、モータ付ジョイント１３ａによって下腿装具１６をピッチ軸周りに揺動させることができ、モータ付ジョイント１７ａによって足装具１００をピッチ軸周りに揺動させることができる。モータはコントローラ１１によって制御される。コントローラ１１は、膝ジョイント１３、足首ジョイント１７に取り付けられたエンコーダ（不図示）と足装具１００に取り付けられた荷重センサの検出に基づいて、ユーザＨの歩行動作を補助するように各モータを駆動する。荷重センサについては後述する。歩行補助のための制御についての説明は省略する。
【００２５】
脚装具１０では、下腿装具１６がユーザＨの下腿に固定され、足装具１００がユーザＨの足に固定される。ユーザの足の揺動方向と足装具１００の揺動方向がずれていると脚装具１０はユーザに違和感を与えてしまう。脚装具１０の足装具１００は、足首ジョイント１７に対する取り付け位置を容易に調整できる位置調整機構を有している。足装具１００の取り付け位置を調整することによって、ユーザに与える違和感を抑制することができる。
【００２６】
足装具１００の構造を詳しく説明する。図２は、足装具１００の模式的斜視図であり、図３は足装具１００の分解図である。足装具１００は、ユーザの足に固定する足底ユニット４０と、足首ジョイント１７と足底ユニット４０を連結する位置調整機構４２を備えている。位置調整機構４２は、足首ジョイント１７に対する足底ユニット４０の取り付け位置を調整することができる。より詳しくは、位置調整機構４２は、足のヨー軸に交差する面内で足底ユニットの取り付け位置を調整することができる。
【００２７】
位置調整機構４２は、第１プレート２５と第２プレート２４を有する。位置調整機構４２は、足底ユニット４０の前後方向の略中央に設けられた空間Ｓを通じて足底ユニット４０をピッチ軸方向に貫通している。
【００２８】
第１プレート２５の両端には端部孔２５ａが設けられている。端部孔２５ａにステー１８（図１参照）が固定される。別言すると、第１プレート２５の両端が足首ジョイント１７から伸びているステー１８に連結される。さらに詳しく説明すると、下腿装具１６は、下腿のピッチ軸方向の両側に配置されたリンク１５ａ、１５ｂを有しており、足装具１００の第１プレート２５の両端が、足首ジョイント１７を介してそれぞれリンク１５ａ、１５ｂに連結されている。
【００２９】
第１プレート２５には、足底ユニットのピッチ軸方向に伸びる第２長孔２５ｂが設けられている。第２プレート２４の端部には孔２４ｂが設けられている。第１プレート２５の第２長孔２５ｂと第２プレートの孔２４ｂをボルト２６が通じており、そのボルト２６によって第１プレート２５と第２プレート２４が締結される。
【００３０】
足底ユニット４０は、ラバープレート２１、クランププレート２２、上ソールプレート２３、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、及びソール２７を有する。上ソールプレート２３と下ソールプレート３３は例えばＣＦＲＰなどの硬質素材で形成されている。上ソールプレート２３と下ソールプレート３３の間に、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃが配置されている。荷重センサ３１ａと３１ｂはつま先側に配置されており、荷重センサ３１ｃは踵側に配置されている。ラバー枠３２は、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃを囲むように配置されている。ラバー枠３２は非常に柔らかい。そのため、ユーザの足が足底ユニット４０の上に載ると、ラバー枠３２が縮み、上ソールプレート２３の下面が３個の荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃに当接する。即ち、足装具１００を装着したユーザの荷重（自重）が上ソールプレート２３全体を押し下げ、これによってユーザの荷重が荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃによって計測される。
【００３１】
第２プレート２４には、円弧状の第１長孔２４ｂが設けられている。第１長孔２４ｂの円弧は、ユーザ下腿の長手方向軸線Ｌをその中心に有する。第２プレート２４の第１長孔２４ｂをボルト２８が通じており、そのボルト２８によって第２プレート２４が上ソールプレート２３に締結される。より詳しくは、ボルト２８は、上ソールプレート２３の上側に配置されるクランププレート２２に締結される。ボルト２８とクランププレート２２によって、上ソールプレート２３と第２プレート２４が一緒にクランプされて相互に固定される。
【００３２】
第１長孔２４ｂの円弧は、下腿の長手方向軸線Ｌをその中心に有している。そのため、ボルト２８を緩めると、足底ユニット４０は、ユーザ下腿の長手方向軸線Ｌの周りに回転する。また、第１プレート２５と第２プレート２４を締結しているボルト２６を緩めると、足底ユニット４０をピッチ軸方向に移動させることができる。即ち、この足装具１００の位置調整機構４２は、足首ジョイント１７に対する足底ユニット４０の取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整することができる。
【００３３】
また、位置調整機構４２は、上ソールプレート２３に固定されている。そのため、ユーザの荷重（自重）のうち、下腿装具１６と足首ジョイント１７を介して足装具１００に伝わる荷重成分も上ソールプレート２３を押し下げる。即ち、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃは、下腿装具１６を通じて足装具１００に伝わる荷重成分を含めた全荷重を検出することができる。
【００３４】
第１実施例の位置調整機構４２は、第１プレート２５と第２プレート２４で構成されている。位置調整機構４２は、これら２個のプレートに代えて、図４に示す１枚の複合プレート１２５によって構成することも好ましい。図２に示す第１プレート２５と第２プレート２４に代えて複合プレート１２５を採用すると、足装具１００に組み込まれた複合プレート１２５は、足底ユニット４０をピッチ軸方向に貫通しており、両端部が足首ジョイント１７に連結されるとともに足底ユニット４０に連結される。複合プレート１２５は、下腿の長手方向軸線Ｌを中心とする円弧状の第１長孔１２５ｂを有しており、第１長孔１２５ｂを通して足底ユニット４０にボルト締めされる。複合プレート１２５はまた、足底ユニット４０のピッチ軸方向に伸びる第２長孔１２５ａを有している。この第２長孔１２５ａを通して足首ジョイント１７から伸びるステー１８がボルト締めされる。第１長孔１２５ｂによって足底ユニット４０のヨー軸周りの角度を調整することができ、第２長孔１２５ａによって足底ユニット４０のピッチ軸方向の位置を調整することができる。
【００３５】
なお、図１〜図３では図示を省略しているが、ラバープレート２１の上面に、第２実施例で説明する靴５１が面ファスナにて固定される。靴５１を介して足底ユニット４０がユーザの足に固定される。
【実施例２】
【００３６】
図５と図６を参照して第２実施例の足装具２００を説明する。図５は、第２実施例の足装具２００の分解図である。図６は、足装具２００の平面図である。足装具２００は、足装具１００の代わりに第１実施例の下腿装具１６に取り付けられる。
【００３７】
足装具２００の位置調整機構１４２は、メインフレーム５６とクランプフレーム５４を有する。メインフレーム５６は、足底ユニット１４０をピッチ軸横方向に貫通しており両端部が足首ジョイント１７に連結される。クランプフレーム５４は、メインフレーム５６との間で足底ユニット１４０の一部をクランプする。
【００３８】
足底ユニット１４０は、靴５１、ラバープレート５２、上ソールプレート５５、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、及びソール２７を有する。上ソールプレート５５は、金属製である。下ソールプレート３３は例えばＣＦＲＰなどの硬質素材で作られている。ソール２７は硬質ラバーで作られている。上ソールプレート５５と下ソールプレート３３の間に、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃが配置されている。荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃ、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、及びソール２７の構造は第１実施例の足底ユニット４０と同じであるので説明は省略する。
【００３９】
メインフレーム５６の両端に孔５６ａが設けられており、この孔を通じて足首ジョイント１７から伸びるステー１８が固定される。メインフレーム５６には他の孔５６ｂが設けられており、この孔にボルト５３が締結される。メインフレーム５６とクランプフレーム５４の間に上ソールプレート５５が挟み込まれ、それらをボルト５３が締結する。別言すると、足底ユニット１４０は、踵側とつま先側の夫々に位置する３個の荷重センサ３１ａ、３１ｂ、及び３１ｃを上下から挟み込む上ソールプレート５５と下ソールプレート３３を有しており、上ソールプレート５５がメインフレーム５６とクランプフレーム５４の間でクランプされている。
【００４０】
ボルト５３を緩めることによって、図６の矢印Ａと矢印Ｂが示すように、足底ユニット１４０は、足のヨー軸に直交する面内で回転と移動が可能となる。即ち、メインフレーム５６とクランプフレーム５４が、足首ジョイント１７に対する足底ユニット１４０の位置を調整するための位置調整機構１４２を構成する。この足装具２００は、ボルト５３を緩めることによって足底ユニット１４０のヨー軸交差面内での角度と位置を同時に調整することができる。即ち、この足装具２００は、位置調整が非常にし易い。
【００４１】
ラバープレート５２は、上ソールプレート５５の上面に面ファスナによって取り付けられる。ラバープレート５２の上面に靴５１が面ファスナによって取り付けられる。
【実施例３】
【００４２】
次に、第３実施例の足装具３００を説明する。図７に、足装具３００の模式的分解斜視図を示す。足装具３００は、足装具１００の代わりに第１実施例の下腿装具１６に取り付けられる。足装具３００の足底ユニット２４０は、靴５１、ラバープレート５２、上ソールプレート２３、ラバー枠３２、下ソールプレート３３、ソール２７、及び、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有する。上ソールプレート２３、下ソールプレート３３、ラバー枠３２、ソール２７、及び、荷重センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃについては第１実施例の足底ユニット４０と同様であるので説明は省略する。
【００４３】
足装具３００はまた、メインフレーム２４２を備える。このメインフレーム２４２は足装具３００の位置調整機構に相当する。足底ユニット２４０は、メインフレーム２４２によって足首ジョイント１７に連結される。メインフレーム２４２は、足底ユニットの長手方向（前後方向）に伸びる支持プレート２５５と、リブ２５６を有する。支持プレート２５５の上面と下面には面ファスナが設けられている。リブ２５６は、支持プレート２５５から足底ユニットのピッチ軸方向に伸びている。リブ２５６は、足底ユニット２４０からそのピッチ軸方向両側に突出しており、その端部に孔２５６ａが設けられている。孔２５６ａを介して、足首ジョイント１７から伸びるステー１８（図１参照）にメインフレーム２４２が連結される。
【００４４】
上ソールプレート２３（足底ユニット１４０）は、支持プレート２５５の下面の面ファスナによってメインフレーム２４２の下面に固定される。支持プレート２５５の上面の面ファスナによって、メインフレーム２４２の上側にラバープレート５２が固定される。ラバープレート５２にさらに上面に、面ファスナによって靴５１が固定される。
【００４５】
支持プレート２５５の先端は、つま先側の荷重センサ３１ａ、３１ｂよりもつま先側にまで伸びている。また支持プレート２５５の後端は、踵側荷重センサ３１ｃよりも後方にまで伸びている。支持プレート２５５は金属製であり、ユーザの荷重を受けてもほとんど変形しない。ユーザの荷重は支持プレート２５５を介して荷重センサに伝えられるので、上記の足装具３００は荷重を正確に計測することができる。
【００４６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０：脚装具
１１：コントローラ
１２：上腿装具
１３：膝ジョイント
１４：連結バー
１６：下腿装具
１７：足首ジョイント
２１：ラバープレート
２２：クランププレート
２３、５５：上ソールプレート
２４：第２プレート
２５：第１プレート
２７：ソール
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ：荷重センサ
３２：ラバー枠
３３：下ソールプレート
４０、１４０、２４０：足底ユニット
４２、１４２：位置調整機構
５１：靴
５２：ラバープレート
５４：クランプフレーム
５６：メインフレーム
１００、２００、３００：足装具
２４２：メインフレーム（位置調整機構）
２５５：支持プレート
２５６：リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの下腿に固定される下腿装具と、
ユーザの足に固定される足装具と、
足装具をユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能に下腿装具に連結する足首ジョイントと、を備えており、
足装具が、荷重センサを備えた足底ユニットと、足首ジョイントに対する足底ユニットの取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整可能な位置調整機構を有していることを特徴とする脚装具。
【請求項２】
前記位置調整機構は、
足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており両端部が足首ジョイントに連結される第１プレートと、
第１プレートに固定されるとともに足底ユニットに固定される第２プレートであり、第１プレートに対するピッチ軸方向の取り付け位置が調整可能であるとともに、足底ユニットに対する足のヨー軸周りの取り付け位置が調整可能な第２プレートと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の脚装具。
【請求項３】
足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有していることを特徴とする請求項２に記載の脚装具。
【請求項４】
第２プレートが、上ソールプレートに固定されていることを特徴とする請求項３に記載の脚装具。
【請求項５】
第２プレートが、下腿の長手方向軸線を中心とする円弧状の第１長孔を有しており、第１長孔を通して足底ユニットにボルト締めされていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の脚装具。
【請求項６】
第１プレートが、足底ユニットのピッチ軸方向に伸びる第２長孔を有しており、第２プレートが第２長孔を通して第１プレートにボルト締めされていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の脚装具。
【請求項７】
前記位置調整機構が、
足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており両端部が足首ジョイントに連結されるメインフレームと、
メインフレームとの間で足底ユニットの一部をクランプするクランプフレームとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の脚装具。
【請求項８】
足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有しており、上ソールプレートがメインフレームとクランプフレームの間でクランプされていることを特徴とする請求項７に記載の脚装具。
【請求項９】
足底ユニットの上面に靴が面ファスナで取り付けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の脚装具。
【請求項１０】
前記位置調整機構が、
上面と下面に面ファスナを備えており足底ユニットの長手方向に伸びている支持プレートを有しているとともに、支持プレートから足底ユニットのピッチ軸方向に伸びており両端部が足首ジョイントに連結されるリブを有しているメインフレームを備えており、
足底ユニットが支持プレート下面の面ファスナによってメインフレームの下側に取り付けられており、
靴が支持プレート上面の面ファスナによってメインフレームの上側に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の脚装具。
【請求項１１】
支持プレートの先端が足底ユニット内のつま先側荷重センサよりも前方にまで伸びているとともに、支持プレートの後端が踵側荷重センサよりも後方にまで伸びていることを特徴とする請求項１０に記載の脚装具。
【請求項１】
ユーザの下腿に固定される下腿装具と、
ユーザの足に固定される足装具と、
足装具をユーザの足首のピッチ軸回りに揺動可能に下腿装具に連結する足首ジョイントと、を備えており、
足装具が、荷重センサを備えた足底ユニットと、足首ジョイントに対する足底ユニットの取り付け位置を足のヨー軸に交差する面内で調整可能な位置調整機構を有していることを特徴とする脚装具。
【請求項２】
前記位置調整機構は、
足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており両端部が足首ジョイントに連結される第１プレートと、
第１プレートに固定されるとともに足底ユニットに固定される第２プレートであり、第１プレートに対するピッチ軸方向の取り付け位置が調整可能であるとともに、足底ユニットに対する足のヨー軸周りの取り付け位置が調整可能な第２プレートと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の脚装具。
【請求項３】
足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有していることを特徴とする請求項２に記載の脚装具。
【請求項４】
第２プレートが、上ソールプレートに固定されていることを特徴とする請求項３に記載の脚装具。
【請求項５】
第２プレートが、下腿の長手方向軸線を中心とする円弧状の第１長孔を有しており、第１長孔を通して足底ユニットにボルト締めされていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の脚装具。
【請求項６】
第１プレートが、足底ユニットのピッチ軸方向に伸びる第２長孔を有しており、第２プレートが第２長孔を通して第１プレートにボルト締めされていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の脚装具。
【請求項７】
前記位置調整機構が、
足底ユニットをピッチ軸方向に貫通しており両端部が足首ジョイントに連結されるメインフレームと、
メインフレームとの間で足底ユニットの一部をクランプするクランプフレームとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の脚装具。
【請求項８】
足底ユニットが、踵側とつま先側の夫々に配置された少なくとも２個の荷重センサを上下から挟み込む上ソールプレートと下ソールプレートを有しており、上ソールプレートがメインフレームとクランプフレームの間でクランプされていることを特徴とする請求項７に記載の脚装具。
【請求項９】
足底ユニットの上面に靴が面ファスナで取り付けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の脚装具。
【請求項１０】
前記位置調整機構が、
上面と下面に面ファスナを備えており足底ユニットの長手方向に伸びている支持プレートを有しているとともに、支持プレートから足底ユニットのピッチ軸方向に伸びており両端部が足首ジョイントに連結されるリブを有しているメインフレームを備えており、
足底ユニットが支持プレート下面の面ファスナによってメインフレームの下側に取り付けられており、
靴が支持プレート上面の面ファスナによってメインフレームの上側に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の脚装具。
【請求項１１】
支持プレートの先端が足底ユニット内のつま先側荷重センサよりも前方にまで伸びているとともに、支持プレートの後端が踵側荷重センサよりも後方にまで伸びていることを特徴とする請求項１０に記載の脚装具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１０１７６（Ｐ２０１１−１１０１７６Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６８２９４（Ｐ２００９−２６８２９４）
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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