JP4292252B2 - 持続的他動運動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば腕や脚等の関節を持続的に運動させることにより拘縮を予防するＣＰＭ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍｏｔｉｏｎ）装置、即ち持続的他動運動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の持続的他動運動装置は、例えば患者の脚等を支持する屈伸支持装置を電動モータの駆動力により駆動し、脚の関節を持続的に運動させることにより、関節の拘縮を予防するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５１２９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の持続的他動運動装置では、電動モータの駆動力により屈伸支持装置を駆動しているため、装置全体が大形化してしまい、かつ高価なものとなっていた。また、装置が大形化するため、複数の関節を同時に動かすような構成とするのが難しかった。さらに、装置が大形で重いため、設置室から装置を移動させることが難しく、患者が設置室まで移動する必要があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、全体の小形軽量化を図ることができる持続的他動運動装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る持続的他動運動装置は、第１及び第２のフレーム体が、それらの幅方向に並べられた複数のエアチューブを有しており、エアチューブの内部に流体が供給されることにより所定の剛性を持つ状態となり、流体を排出した状態ではフレキシブルになっており、エアチューブの配置層数は、第１及び第２のフレーム体の幅方向の中央よりも幅方向の両端部で多くなっており、アクチュエータは、第１及び第２のフレーム体の幅方向の両側に配置されているものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１では、肘の屈曲・伸展運動を行わせるための装置について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による持続的他動運動装置を示す平面図、図２は図１の要部を示す斜視図、図３は図１の持続的他動運動装置の動作状態を示す斜視図である。
【０００８】
図において、使用者の腕が載置されるフレーム装置１は、第１のフレーム体２、第１のフレーム体２に対して相対的に回動可能（屈曲可能）な第２のフレーム体３、及び第１のフレーム体２と第２のフレーム体３との間に配置されている関節部４とを有している。第１及び第２のフレーム体２，３は、布製の外装材５と、外装材５内に配置された複数のエアチューブ６とを有している。
【０００９】
各エアチューブ６は、ゴム又はビニール等の可撓性材料により構成され、互いに平行に配列されている。また、フレーム装置１の厚さ方向へのエアチューブ６の配置層数は、フレーム装置１の幅方向の中央よりも幅方向の両端部で多くなっている。即ち、フレーム装置１の幅方向の両端部では、エアチューブ６が２層ずつ配置されており、他の箇所ではエアチューブ６は１層ずつ配置されている。全てのエアチューブ６は接続管（図示せず）により互いに接続されており、共通の供給口から空気を供給・排出できるようになっている。
【００１０】
関節部４は、布製の外装材５と、外装材５内に埋設されたクッション部材７とを有している。クッション部材７は、例えばスポンジ等から構成されている。使用時には、使用者の上腕が第１のフレーム体２に当てられ、使用者の前腕が第２のフレーム体３に当てられ、使用者の肘が関節部４に当てられる。
【００１１】
第１及び第２のフレーム体２，３は、エアチューブ６内に所定の圧力で空気が供給されることにより所定の剛性を持つ状態となり、エアチューブ６から空気を排出した状態ではフレキシブルである。所定の剛性とは、駆動対象となる人体部分の荷重、ここでは腕の荷重を十分に支持し、その荷重により変形しない程度の剛性（強度）である。
【００１２】
第１のフレーム体２と第２のフレーム体３との間には、第１のフレーム体２に対して第２のフレーム体３を相対的に回動させるための駆動力を発生する流体圧式アクチュエータ（空気圧式アクチュエータ）としての一対のチューブ形エアアクチュエータ８が設けられている。具体的には、チューブ形エアアクチュエータ８は、第１及び第２のフレーム体２，３の幅方向の両側に配置されている。
【００１３】
チューブ形エアアクチュエータ８は、空気の供給・排出により、その長さが縮小・伸長するものであり、縮小時に駆動力（引張力）を発生する。チューブ形エアアクチュエータ８の一端部は第１のフレーム体２に固定され、チューブ形エアアクチュエータ８の他端部は第２のフレーム体３に固定されている。
【００１４】
エアチューブ６及びチューブ形エアアクチュエータ８には、可搬タイプの制御ボックス９がケーブル１０を介して接続されている。制御ボックス９には、空気供給部、圧力制御器、出力選択器及び制御コンピュータ等が内蔵されている。
【００１５】
空気供給部からエアチューブ６及びチューブ形エアアクチュエータ８に供給される空気の圧力や供給・排出のタイミングは、制御コンピュータにより制御される。制御コンピュータには、１つ又は複数の動作プログラムが記憶されている。
【００１６】
図４は図１のチューブ形エアアクチュエータ８を示す側面図、図５は図４のチューブ形エアアクチュエータ８の膨張状態を示す側面図である。なお、図４及び図５では、内部構造を示すために、メッシュスリーブの一部を破断して示している。
【００１７】
図において、膨張収縮体としてのインナチューブ１２の長さ方向の一端部には、インナチューブ１２内に対して流体である空気を供給・排出するための給排管１５が接続されている。インナチューブ１２の長さ方向の他端部には、ブッシュ（図示せず）が挿入されて気密に閉じられている。インナチューブ１２は、例えばブチルゴム等の弾性体により構成されている。
【００１８】
インナチューブ１２の外周は、網状の被覆体であるメッシュスリーブ１３により覆われている。メッシュスリーブ１３は、例えば伸縮性を持たない高張力繊維等の線材により構成されている。メッシュスリーブ１３の長さ方向の両端部は、締め付け具１４ａ，１４ｂにより締め付けられており、これによりインナチューブ１２の両端部に対して固定されている。
【００１９】
インナチューブ１２は、内部に空気が供給されることにより膨張する。このとき、メッシュスリーブ１３を構成する線材は伸縮性を持たないため、インナチューブ１２の膨張はアクチュエータ全体の長さの縮小に変換される。即ち、チューブ形エアアクチュエータ８は、空気が供給されると、径が拡大されつつ長さが縮小される。この長さの縮小により、チューブ形エアアクチュエータ８は駆動力（引張力）を発生する。
【００２０】
次に、動作について説明する。使用者は、例えば図６に示すようにベッド２０上に寝ながら、上腕及び前腕をフレーム装置１上に載せる。非動作状態、即ち全てのエアチューブ６から空気を排出した状態においては、フレーム装置１は平面状である。この状態から、全てのエアチューブ６に空気を供給することにより、第１及び第２のフレーム体２，３が所定の剛性になるとともに、エアチューブ６の層数の違いにより第１及び第２のフレーム体２，３は腕を包み込むように変形する。
【００２１】
このようにして、フレーム装置１が腕に密着した状態となったら、チューブ形エアアクチュエータ８に対して空気を供給・排出することにより、第２のフレーム体３を第１のフレーム体２に対して回動させる。このような第２のフレーム体３の往復動作により、肘の屈曲・伸展運動を行わせることができる。また、一対のチューブ形エアアクチュエータ８のいずれか一方に対して選択的に空気を供給・排出することにより、前腕の回内・回外運動などの捻りを伴った運動も行わせることができる。
【００２２】
このような持続的他動運動装置によれば、内部に空気が供給されることにより所定の剛性を持つ状態となり、空気を排出した状態ではフレキシブルな第１及び第２のフレーム体２，３を用いたので、全体の小形軽量化を図ることができる。特に、使用していないときには、フレーム体２，３を折り畳むこともでき、持ち運びが容易であるとともに、収納や運搬のスペースを縮小化することができる。また、人体への着脱も容易である。
【００２３】
また、駆動源としてチューブ形エアアクチュエータ８を使用したので、全体をさらに小形軽量化することができる。従って、持続的他動運動装置を使用場所へ容易に運ぶこともでき、例えば使用者がベッドに寝たままの姿勢でも使用することができる。
【００２４】
さらに、第１及び第２のフレーム体２，３内には、複数本のエアチューブ６を互いに平行に配列したので、使用していないときに、よりコンパクトに折り畳むことができる。
さらにまた、第１及び第２のフレーム体２，３は、空気を供給することにより腕を包み込むように変形するので、人体への密着性を向上させ、人体の一部をより確実に駆動することができる。また、人体に対する位置ずれを抑えることができる。
【００２５】
実施の形態２．
次に、図７はこの発明の実施の形態２による持続的他動運動装置の使用状態を示す側面図である。図において、フレーム装置２１は、腰を載せる腰用シート２２と、腰用シート２２に回動可能（屈曲可能）に接続された第１のフレーム体２３と、第１のフレーム体２３に回動可能（屈曲可能）に接続された第２のフレーム体２４と、第２のフレーム体２４に回動可能（屈曲可能）に接続され、足を載せる足用シート２５とを有している。
【００２６】
第１及び第２のフレーム体２３，２４の基本的な構成は、実施の形態１における第１及び第２のフレーム体２，３と同様である。但し、支持部位が異なるため、それに応じてサイズや使用時の剛性は実施の形態１と異なっている。第１及び第２のフレーム体２３，２４間には、第１のフレーム体２３に対して第２のフレーム体２４を相対的に回動（屈曲）させるための駆動力を発生するチューブ形エアアクチュエータ８が設けられている。チューブ形エアアクチュエータ８の基本的な構成も実施の形態１と同様である。
【００２７】
このような持続的他動運動装置によれば、小形軽量化された構成により、膝の屈曲・伸展運動を行わせることができる。
【００２８】
なお、第１及び第２のフレーム体の表面を構成する外装材の材料は、フレキシブルな材料であればよく、布に限らずビニール等であってもよい。
また、チューブ形エアアクチュエータは、例えばフレーム体の外装材で構成した筒内に配置することもできる。
さらに、実施の形態１、２では、第１及び第２のフレーム体２，３にエアチューブ６を設けたが、用途によってはいずれか一方のみでもよい。
さらにまた、実施の形態１、２では第１及び第２のフレーム体２，３にエアチューブ６を設けたが、空気を入れる部分の形状はチューブ状に限定されず、例えばエアマット状のものでもよい。この場合、必ずしも外装材を設けなくてもよい。
また、実施の形態１、２では、１つの関節部のみ駆動する持続的他動運動装置を示したが、フレーム体やアクチュエータの数や配置を変更することにより複数の関節を同時に駆動するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態１、２では、流体として空気を用いたが、例えば油等の他の流体を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の持続的他動運動装置は、第１及び第２のフレーム体の少なくともいずれか一方が、内部に流体が供給されることにより所定の剛性を持つ状態となり、流体を排出した状態ではフレキシブルになっているので、全体の小形軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による持続的他動運動装置を示す平面図である。
【図２】 図１の要部を示す斜視図である。
【図３】 図１の持続的他動運動装置の動作状態を示す斜視図である。
【図４】 図１のチューブ形エアアクチュエータを示す側面図である。
【図５】 図４のチューブ形エアアクチュエータの膨張状態を示す側面図である。
【図６】 図１の持続的他動運動装置の使用状態を示す側面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による持続的他動運動装置の使用状態を示す側面図である。
【符号の説明】
２，２３ 第１のフレーム体、３，２４ 第２のフレーム体、８ チューブ形エアアクチュエータ（流体圧式アクチュエータ）、１２ インナチューブ（膨張収縮体）、１３ メッシュスリーブ（被覆体）。

Claims (3)

1. 第１のフレーム体と、上記第１のフレーム体に対して回動可能な第２のフレーム体と、上記第１のフレーム体に対して上記第２のフレーム体を相対的に回動させるアクチュエータとを備え、上記第１のフレーム体に対して上記第２のフレーム体を回動させることにより人体の一部に運動を行わせる持続的他動運動装置であって、
   上記第１及び第２のフレーム体は、それらの幅方向に並べられた複数のエアチューブを有しており、上記エアチューブの内部に流体が供給されることにより所定の剛性を持つ状態となり、上記流体を排出した状態ではフレキシブルであり、
   上記エアチューブの配置層数は、上記第１及び第２のフレーム体の幅方向の中央よりも幅方向の両端部で多くなっており、
   上記アクチュエータは、上記第１及び第２のフレーム体の幅方向の両側に配置されていることを特徴とする持続的他動運動装置。
2. 上記アクチュエータは、流体が供給・排出されることにより膨張・収縮する膨張収縮体と、上記膨張収縮体の外周を覆う網状の被覆体とを有し、上記膨張収縮体が膨張することにより長さが縮小されて駆動力を発生する流体圧式アクチュエータであることを特徴とする請求項１記載の持続的他動運動装置。
3. 上記第１及び第２のフレーム体の少なくともいずれか一方は、上記流体を排出した状態では平面状であり、上記流体を供給することにより上記人体の一部を包み込むように変形することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の持続的他動運動装置。

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