JP5456635B2 - Walking assist device - Google Patents
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Description
本発明は、動力発生装置の動力を使用者の下肢に歩行補助力として付与する歩行補助装置に関する。 The present invention relates to a walking assistance device that applies power of a power generation device to a lower limb of a user as a walking assistance force.
下肢部の筋力低下者のための歩行補助や歩行リハビリテーション等のために、使用者(着用者)の下肢部、特に大腿部に動力発生装置の動力を歩行補助力(歩行アシスト力)として付与する歩行補助装置が公知となっている(例えば、特許文献1〜4)。この種の歩行補助装置は、使用者の腰部に装着されて使用者の腰背部から左右の腰側部に延在する略C字形の腰部フレームと、腰部フレームの左右の腰側部に対応する部分に取り付けられた左右の動力発生装置と、動力発生装置が発生する動力を大腿部運動の補助力(歩行補助力)として大腿部に伝達する大腿部装具とを含む。
Power of the power generator is applied to the lower limbs of the user (wearer), especially the thigh as walking assistance (walking assistance) for walking assistance and walking rehabilitation for those with weak muscles in the lower limbs A walking assist device is known (for example,
歩行補助装置の使用者は、下肢部だけでなく上半身部の筋力も低下している場合があるため、電源から動力発生装置への通電をオン・オフする電源スイッチ等の動力発生装置の操作スイッチは、操作しやすいことが望まれる。また、使用者だけでなく、使用者を補助する介助者にとっても、操作スイッチは操作しやすいことが好ましい。 The user of the walking assist device may have lower muscle strength in the upper body as well as the lower limbs, so the operation switch of the power generation device such as the power switch that turns on / off the power supply from the power source to the power generation device Is desired to be easy to operate. Further, it is preferable that the operation switch is easy to operate not only for the user but also for an assistant who assists the user.
本発明は、以上の背景を鑑みてなされたものであって、使用者や介助者が操作しやすい歩行補助装置を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the above background, Comprising: It aims at providing the walking assistance apparatus which a user and a caregiver are easy to operate.
上記課題を解決するために、本発明は、動力発生装置(26、28)の動力を使用者の下肢に歩行補助力として付与する歩行補助装置(10)であって、使用者の腰部に装着され、腰背部から左右の腰側部へと延出して2つの前端部分(22B、22C)を形成する略C字状の腰部フレーム(22)と、電源(92)を備え、前記腰部フレームに設けられた電装部(91)と、前記腰部フレームの左右の腰側部に対応する部分に設けられた動力発生装置(26、28)とを有し、前記腰部フレームは、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給を使用者が操作するための操作スイッチ(97、98)を備え、前記操作スイッチの操作入力部材(99、100)は前記腰部フレームの前記前端部分に露呈し、前記操作入力部材は、前記腰部フレームの前記前端部分の端面に対向するように配置された下部(155)と、前記下部の上側に連続するとともに、前記腰部フレームの上面に沿って背部側へと延出した上部(156)とを有し、前記下部と前記上部との連続部において左右方向に延在する軸回りの回転軸(158)をもって前記腰部フレームに回動可能に設けられ、前記上部が前記腰部フレームの上面側へ近接する方向に回動されたときに、前記操作スイッチのスイッチ状態を変化させることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a walking assistance device (10) for applying the power of the power generation device (26, 28) to the user's lower limbs as a walking assistance force, which is attached to the user's waist. A substantially C-shaped waist frame (22) extending from the waist back to the left and right waist sides to form two front end portions (22B, 22C), and a power source (92), An electrical component (91) provided, and a power generation device (26, 28) provided in a portion corresponding to the left and right waist sides of the waist frame, the waist frame from the electrical component to the An operation switch (97, 98) for a user to operate power supply to the power generation device is provided, and an operation input member (99, 100) of the operation switch is exposed to the front end portion of the waist frame , The operation input member is the waist A lower portion (155) disposed to face an end surface of the front end portion of the lem; an upper portion (156) continuous to the upper side of the lower portion and extending to the back side along the upper surface of the waist frame; And a rotation axis (158) about an axis extending in the left-right direction at a continuous portion between the lower portion and the upper portion, and is provided rotatably on the waist frame, and the upper portion is directed to the upper surface side of the waist frame. The switch state of the operation switch is changed when the switch is rotated in the approaching direction.
この構成によれば、操作スイッチの操作入力部材が腰部フレームの前端に露呈して配置され、使用者に装着した状態で使用者の腰側部に配置されるため、使用者が操作入力部材を視認しやすくなる。また、使用者の手と操作入力部材との距離が近いことから、使用者は手を操作入力部材へと容易に移動させることができる。また、操作入力部材が腰部フレームの前端に設けられていることから、使用者は操作入力部材を視認しなくても、手を腰部フレームに這わせて操作入力部材の位置を容易に探りあてることができる。 According to this configuration, the operation input member of the operation switch is exposed and arranged on the front end of the waist frame, and is disposed on the user's waist side while being worn by the user. Easy to see. Further, since the distance between the user's hand and the operation input member is short, the user can easily move the hand to the operation input member. In addition, since the operation input member is provided at the front end of the waist frame, the user can easily locate the operation input member by placing his / her hand on the waist frame without looking at the operation input member. Can do.
この構成によれば、使用者はスイッチの操作を容易に行うことができる。使用者は、腰部フレームの前端に手をおいて操作入力部材の位置を確認した後、操作入力部材の上部を下方へと押し込むことによって、スイッチ操作を行うことができる。また、操作入力部材の下部が前端の端面側に押し込まれてもスイッチ操作は行われないため、使用者の正面側から腰部フレームの前端に物体が衝突しても意図しないスイッチ操作は行われない。 According to this configuration, the user can easily operate the switch. The user can perform a switch operation by pushing the upper part of the operation input member downward after placing the hand on the front end of the waist frame and confirming the position of the operation input member. In addition, since the switch operation is not performed even if the lower part of the operation input member is pushed into the end face side of the front end, an unintended switch operation is not performed even if an object collides with the front end of the waist frame from the front side of the user. .
本発明の他の側面は、第1または第2の発明において、前記操作入力部は、外部から視認可能な表示部(152、153)を備え、前記表示部は、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給状態、前記電装部の動作状態、前記動力発生装置の動作状態の少なくとも1つに基づいて表示状態を変化させることを特徴とする。表示状態の変化には、発光色の変化や、点滅発光等の発光間隔の変化、発光強度の変化等が含まれる。 According to another aspect of the present invention, in the first or second invention, the operation input unit includes a display unit (152, 153) visible from the outside, and the display unit generates the power from the electrical unit. The display state is changed based on at least one of a power supply state to the device, an operation state of the electrical component, and an operation state of the power generation device. The change in display state includes a change in emission color, a change in emission interval such as blinking emission, a change in emission intensity, and the like.
この構成によれば、使用者および介助者は、表示部の表示状態に基づいて歩行補助装置の状態を把握することができ、歩行補助装置の操作性を向上させることができる。 According to this configuration, the user and the assistant can grasp the state of the walking assist device based on the display state of the display unit, and can improve the operability of the walking assist device.
本発明の他の側面は、第1〜第3のいずれかの発明において、前記電装部は、前記腰部フレームの使用者の背部に対応する部分に設けられるとともに、後面が外部に露呈し、前記電装部の後面には、主電源スイッチが設けられ、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給を可能とするために、前記主電源スイッチと前記操作スイッチとの操作を要求することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the electrical component is provided in a portion corresponding to a back of a user of the waist frame, and a rear surface is exposed to the outside. A main power switch is provided on the rear surface of the electrical component, and the operation of the main power switch and the operation switch is required to enable power supply from the electrical component to the power generation device. And
この構成によれば、歩行補助装置が意図せず駆動することが防止される。 According to this configuration, the walking assist device is prevented from being unintentionally driven.
本発明の他の側面は、前記操作スイッチは、前記腰部フレームの2つの前記前端部分のそれぞれに設けられ、前記主電源スイッチがオンになることによって前記電装部が起動された待機状態となり、前記待機状態において、前記操作スイッチのうちで2つの前記前端部分のいずれかに設けられたものが操作されることによって、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給がなされる作動可能状態となり、前記作動可能状態において、前記操作スイッチのうちで2つの前記前端部分のいずれかに設けられたものが操作されることによって、前記待機状態に戻ることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the operation switch is provided in each of the two front end portions of the waist frame, and when the main power switch is turned on, the electric component is in a standby state, In the standby state, by operating one of the operation switches provided at one of the two front end portions, an operation is possible in which power is supplied from the electrical component to the power generation device, In the operable state, when one of the two operation switches provided at one of the front end portions is operated, the standby state is restored.
この構成によれば、腰部フレームの左右の前端のいずれかのスイッチを操作するだけで待機状態と作動状態とを切り換えることができ、歩行補助装置の操作性を向上させることができる。この効果は、例えば、介助者が歩行補助装置を着用した使用者の右側または左側から使用者を支持する場合や、使用者が右手または左手の一方を自由に動かすことができない場合等に有用である。 According to this configuration, it is possible to switch between the standby state and the operating state only by operating one of the switches on the left and right front ends of the waist frame, and the operability of the walking assist device can be improved. This effect is useful, for example, when the assistant supports the user from the right or left side of the user wearing the walking assistance device, or when the user cannot freely move one of the right or left hand. is there.
以上の構成によれば、使用者や介助者が操作しやすい歩行補助装置を提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a walking assistance device that is easy for a user or an assistant to operate.
以下、図面を参照して、本発明を歩行補助装置に適用した一実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、歩行補助装置の方向を各図に示す方向に基づいて説明する。歩行補助装置は、略左右対称な構造を有しており、使用者に装着された状態で、その前後方向が使用者の矢状軸に一致し、その左右方向が使用者の前額軸に一致する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a walking assistance device will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the direction of the walking assist device will be described based on the directions shown in the drawings. The walking assist device has a substantially bilaterally symmetric structure, and when attached to the user, the front-rear direction coincides with the user's sagittal axis, and the left-right direction corresponds to the user's forehead axis. Match.
<歩行補助装置の全体構成>
図1〜図4に示すように、歩行補助装置10は腰部装具20を有する。腰部装具20は、平面視で略C字形状をなすとともに、内部空間22Dを備えた中空構造のメインフレーム(腰部フレーム)22を備えている。メインフレーム22は、使用者の腰部に装着された状態で、腰背部より左右の腰側部側かつ前方へ延出し、左前端部分22Bおよび右前端部分22Cを構成している。メインフレーム22は、プラスチックの成形品で、例えば、ポリアミド樹脂やガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等の高剛性(機械的強度)を有する材料により構成されている。
<Overall configuration of walking assist device>
As illustrated in FIGS. 1 to 4, the
図3に示すように、メインフレーム22の使用者の腰背部に対応する中間部分22Aには、前後方向に貫通する収容孔25が形成されており、当該収容孔内には、電装ユニット91が収容される。収容孔25の周縁部には、収容孔25の内方へと突出する舌片29が突設されており、電装ユニット91は図示しないゴムブッシュを介して舌片29にボルト締結されている。電装ユニット91は、内部にCPUやメモリ等から構成されたマイクロコンピュータを含む制御装置(ECU200)を備えている。電装ユニット91の前面には、略直方体状のバッテリ92を収容するためのバッテリ取付孔93が形成されている。
As shown in FIG. 3, a
メインフレーム22の中間部分22Aであって、収容孔25の下方には、背部当て板24がヒンジを介して回動自在に取り付けられている。背部当て板24は、その先端を上方へと延在させることによって、電装ユニット91の前方側を隠蔽することができる(図1の状態)とともに、背部当て板24の先端を前方側へと回動させることによって、バッテリ92を前方側に露出させ、電装ユニット91からの着脱を可能にする(図3の状態)。背部当て板24は、プラスチック製であり、通気性と柔軟性を得るために、上下方向に延在するスリット24Aを左右方向に所定間隔をおいて多数形成されている。
A
左右の前端部分22B、22Cの下側には、ヒンジ部101、102を介して動力発生装置である電動モータユニット26および右側電動モータユニット28が取り付けられている。各電動モータユニット26、28は、電動モータ205、206と、電動モータ205、206の出力部材の回動角度を検出する角度センサ207、208等(図9参照)をケーシング111内に内蔵している(図5参照)。
Below the left and right
図3に示すように、電動モータユニット26、28は、メインフレーム22の内部空間22Dに配設されたケーブル95、96によって電装ユニット91に電気的に接続され、電装ユニット91から電力の供給を受けるとともに、駆動制御されている。ケーブル95、96は、一端が収容孔25の左右側部に露出するとともに、内部空間22Dに沿って中間部分22Aから左前端部分22Bあるいは右前端部分22Cへと延びている。ケーブル95、96の収容孔25に露出する一端には、電装ユニット91と着脱自在に接続可能なコネクタ(図示しない)が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
左右の前端部分22B、22Cには、操作スイッチ97、98が設けられており、前端部分22B、22Cの前端面および前端面に連続する上面には、操作スイッチ97、98の操作入力部材99、100が外部に露呈する形で設けられている。操作スイッチ97、98は、電装ユニット91から左右の電動モータユニット26、28への電力供給のオン・オフを操作するためのスイッチであって、図示しないケーブルによって電装ユニット91と接続されている。図4に示すように、電装ユニット91の後面には、主電源スイッチ94が設けられている。主電源スイッチ94がオン状態で、左操作スイッチ97または右操作スイッチ98がオン状態になる、すなわち操作されると、電装ユニット91から左右両方の電動モータユニット26、28に電力が供給されるとともに、左右の電動モータユニット26、28が電装ユニット91によって駆動制御される。主電源スイッチ94がオフ状態の場合には、左操作スイッチ97または右操作スイッチ98を操作しても左右の電動モータユニット26、28に電力は供給されない。主電源スイッチ94がオンされた状態を待機状態といい、待機状態において左操作スイッチ97または右操作スイッチ98が操作され、電動モータユニット26、28に電力が供給されるとともに、左右の電動モータユニット26、28の電動モータ205、206が電装ユニット91によって駆動制御可能になった状態を作動可能状態という。
The left and right
メインフレーム22の内側には使用者の腹部に巻き付けられる腹部ベルト30が設けられている。腹部ベルト30は、本実施形態では、左側ベルト36と、右側ベルト38と、前側ベルト40と、左横腹部ベルト44と、右横腹部ベルト46とにより構成されている。これらのベルト36、38、40、44、46は、織布や皮革等の可撓性材料から構成されている。
An
左側ベルト36は、両端がメインフレーム22の中間部分22Aの左側部分の上下部位に止め金(図示省略)によって連結され、長手方向における中間部分が折り返されてこの折り返し端が前方へ延出している。左側ベルト36は、長手方向における中間部分にベルト長さを調節するバックル(図示省略)を有している。右側ベルト38は、左右対称に配置されていることを除けば、左側ベルト36と同様の構成を有している。
Both ends of the
左側ベルト36の中間部分には、左側ベルト36のベルト幅と同等の横幅を有するフック形状部51Aと、ベルト通し開口51Bとを備えたフック部材51が、ベルト通し開口51Bに左側ベルト36が通された形態で取り付けられている。同様に、右側ベルト38の折り返し先端部には、右側ベルト38のベルト幅と同等の横幅を有するフック形状部52Aと、ベルト通し開口52Bとを備えたフック部材52が、ベルト通し開口52Bに右側ベルト38が通された形態で取り付けられている。フック部材51、52は、プラスチック材料や金属材料等から形成されている
A
前側ベルト40の両端部には、係合部材56、58が取り付けられている。係合部材56、58は、フック形状部51A、52Aに係脱可能に係合する矩形開口部56A、58Aと、ベルト長さ調節バックル部56B、58Bとを備え、ベルト長さ調節バックル部56B、58Bには前側ベルト40の各端部が取り付けられている。
Engaging
前側ベルト40は、係合部材56、58の矩形開口部56A、58Aがフック部材51、52のフック形状部51A、52Aに離脱可能に引っ掛けられることにより、それぞれの両端が左側ベルト36と右側ベルト38に係脱可能に連結される。
The
左側ベルト36、右側ベルト38、前側ベルト40は、メインフレーム22の中間部分22Aと協働して使用者の腹部を取り囲む閉ループをなし、これにより、メインフレーム22は使用者の腰部に装着可能となっている。閉ループの大きさは、左右のベルト36、38に取り付けられたバックル(図示しない)およびベルト長さ調節バックル部56B、58Bによって調整可能になっている。
The
左横腹部ベルト44は、左側ベルト36の内側にあって、一端がメインフレーム22の中間部分22Aの左側部分に止め金(図示省略)によって左側ベルト36と共に取り付けられている。同様に、右横腹部ベルト46は、右側ベルト38の内側にあって、一端がメインフレーム22の中間部分22Aの右側部分に止め金(図示省略)によって右側ベルト38と共に取り付けられている。
The left lateral
左横腹部ベルト44および右横腹部ベルト46は、左側ベルト36および右側ベルト38より幅広であり、一部がメッシュ生地で構成されて通気性が高められている。左横腹部ベルト44および右横腹部ベルト46の外縁部には、弾性変形可能なプラスチックスワイヤ44B、46Bが縫い込まれている。プラスチックスワイヤ44B、46Bは、使用者の横腹部に対するフィット性を損ねることなく左右の横腹部ベルト44、46に適度な剛性を付与し、左右の横腹部ベルト44、46を使用者の横腹部の形状に倣った湾曲形状に保つ。
The left lateral
メインフレーム22の左右の前端部分22B、22Cの内側部分には、止め金(図示省略)によって左側スタビライザ部材53および右側スタビライザ部材54の一端部が連結されている。各スタビライザ部材53、54は、止め金による連結部を中心としてメインフレーム22に対して略上下方向に回動可能になっている。
One end portions of the
左側スタビライザ部材53、右側スタビライザ部材54は、止め金によるメインフレーム22との連結部より前方に延出しており、その先端部53A、54Aに左側ベルト36、右側ベルト38が通るベルト通し貫通孔53B、54Bが形成されている。貫通孔53Bには左側ベルト36の折り返し端近傍部が、貫通孔54Bには右側ベルト38の折り返し端近傍部が通されている。
The
各スタビライザ部材53、54の先端部53A、54Aは、その内側に配置された横腹部ベルト44、46の先端部近傍に、スポンジ等からなるクッション部材55、57を介して連結されている。
The
以上のようにして、左側スタビライザ部材53は、左横腹部ベルト44の先端部および左側ベルト36の折り返し端近傍部、つまり、腹部ベルト30の左側の中間部分と、メインフレーム22の左側の前端部分22Bとを接続する。同様に、右側スタビライザ部材54は、腹部ベルト30の右側の中間部分と、メインフレーム22の右側の前端部分22Bとを接続する。
As described above, the
各スタビライザ部材53、54は、加硫ゴム等のエラストマ材により板状に形成されている。各スタビライザ部材53、54は、ゴム硬さや厚さ、断面形状等の選定により、少なくとも自立でき、メインフレーム22の左右の前端部分22B、22Cと腹部ベルト30の中間部分とを接続する方向(前後方向)と、上下方向には比較的高い剛性(耐曲げ強度)を示し、左右方向(板厚方向)には比較的低い剛性(耐曲げ強度)を示す。つまり、各スタビライザ部材53、54は、上下方向に比して左右方向に弾性変形し易い。スタビライザ部材53、54は、板厚および板状形状(断面形状)、材質等を適宜調整することによって、仕様に適合した最適値に設定することができる。
Each
各スタビライザ部材53、54は、腹部ベルト30が使用者の腹部に締め付けられることにより、各々、左右方向の内側に弾性変形し、各々の先端部53A、54Aが使用者の左右の上前腸骨棘の上部に位置する。
The
電動モータユニット26、28には、電動モータの出力部材とトルク伝達関係で連結されるスイングアーム(大腿部フレーム)60、62の基端部60A、62Aが着脱可能に連結されている。
The
スイングアーム60、62は、アルミニウム等の軽金属や、ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等の高剛性を有する材料により構成され、使用者の股関節部の外側から使用者の大腿部前側へと太腿に沿って延びるように捩られた形状をし、大腿部前側に位置する先端部60B、62Bを有する。
The
スイングアーム60、62の先端部60B、62Bには、連結部64、66によって大腿前部当て板68、70が、首振り可能に取り付けられている。大腿前部当て板68、70は、プラスチック製で、大腿前部の形状に合った湾曲形状をしており、通気性と柔軟性を高めるために、上下方向に延在する多数のスリット68A、70Aを形成されている。
Thigh
大腿前部当て板68、70には、フック形状部71、72が一体成形されている。また、大腿前部当て板68、70には、大腿部ベルト73、74の一端部が連結されている。大腿部ベルト73、74の先端部には、フック形状部71、72に係脱可能に係合する矩形開口部75A、76Aと、ベルト長さ調節バックル部75B、76Bとを含む係合部材75、76が取り付けられている。換言すると、大腿部ベルト73、74の先端部は、ベルト長さ調節バックル部75B、76Bにベルト長さ調節可能に取り付けられている。
Hook-shaped
大腿部ベルト73、74は、係合部材75、76の矩形開口部75A、76Aをフック形状部71、72に離脱可能に引っ掛けることにより、先端部を大腿前部当て板68、70に係脱可能に連結される。
The
大腿部ベルト73、74は、長手方向の中間部より上方に二股状に分岐した補助ベルト部84、86を一体に有する。補助ベルト部84、86の先端は、止め金88、90によってスイングアーム60、62の中間部分に枢動可能に連結されている。
The
補助ベルト部84、86を含む大腿部ベルト73、74は、織布や皮革等の可撓性を有する材料により構成されてよく、本実施形態では、通気性をよくするためにメッシュ生地により構成されている。大腿部ベルト73、74は、その外縁部に弾性変形可能なプラスチックスワイヤ73A、74Aが縫い込まれ、大腿前部当て板68、70に連結されていない状態においても大腿部を取り囲む形状を保持する。
The
以上のようにして、歩行補助装置10は、メインフレーム22が腹部ベルト30によって使用者の腰部に装着され、スイングアーム60、62の先端部60B、62Bが大腿部ベルト73、74および大腿前部当て板68、70によって使用者の左右の大腿部に装着される。この状態で、使用者が歩行すると、歩行による大腿部の前後の振り運動によって各スイングアーム60、62が基端部60A、62Aを中心として前後に回動する。
As described above, in the walking assist
このスイングアーム60、62の回動が電動モータユニット26、28の角度センサ207、208によって検出されることにより、使用者の歩行に応じて電動モータユニット26、28の電動モータが駆動され、左右のスイングアーム60、62が使用者の歩行に応じて回動駆動される。これにより、電動モータが発生する動力が使用者の下肢に歩行補助力として付与される。
The rotation of the
<ヒンジ部の構成>
ヒンジ部101、102の構造は、互いに対称形をなすため、図5〜図7を参照して右前端部分22Cに構成されるヒンジ部102のみについて説明する。ヒンジ部102は、メインフレーム22の右前端部分22Cの下部に形成された一対のメインフレーム側ブラケット(腰部フレーム側ブラケット)105、106と、右側電動モータユニット28のケーシング111の上部に形成された一対のモータ側ブラケット(動力発生装置側ブラケット)107、108と、メインフレーム側ブラケット105、106とモータ側ブラケット107、108とを回動可能に連結する2つのシャフト109、110とから構成されている。
<Configuration of hinge part>
Since the structures of the
2つのメインフレーム側ブラケット105、106は、前後方向に所定の間隔を置いて互いに対向するように設けられている。前後のメインフレーム側ブラケット105、106には、前後方向に貫通する貫通孔113、114が形成されている。各貫通孔113、114は、互いに同軸かつ同径、軸線が前後方向に延在するように形成されている。
The two main
2つのモータ側ブラケット107、108は、前後方向に所定の間隔を置いて互いに対向するように設けられており、前側に配置された前側モータ側ブラケット107の前面が、前側メインフレーム側ブラケット105の後面に摺接し、かつ後側に配置された後側モータ側ブラケット108の後面が、後側メインフレーム側ブラケット106の前面に摺接するようになっている。前後モータ側ブラケット107、108には、前後方向に貫通する貫通孔115、116が形成されている。各貫通孔115、116は、貫通孔113、114と同軸となるように形成されている。貫通孔115は、孔内の後側に孔内へと突出する段部117を備えている。貫通孔116は、孔内の前側に孔内へと突出する段部118を備えている。
The two motor-
シャフト109は、小径部121と、円柱状の小径部121と段部122を介して軸線方向に同軸に連続する円柱状の大径部123とを有している。大径部123の小径部121側と相反する側の端部には、周方向に沿って延設された環状凹部124が形成されている。また、大径部123の周方向における一部分には、大径部123の小径部121と相反する側の端部から中間部まで延びる切欠部125が形成され、切欠部125の端部には段部126が形成されている。シャフト110は、シャフト109と同一の形状を有するため、同一の構成に対して同一の符号を付し、説明を省略する。
The
シャフト109は、貫通孔113の前側より挿入され、貫通孔115を通過する。シャフト109は、段部126が貫通孔115の段部117に当接し、挿入が規制されるまで貫通孔115に挿入され、貫通孔115を通過した環状凹部124に貫通孔115よりも大径の外径を有するCリング128が嵌着されることによって貫通孔113および貫通孔115からの抜け止めがなされる。このとき、シャフト109の切欠部125は、貫通孔115の段部117に係合し、シャフト109とモータ側ブラケット107とは相対回転不能に結合される。また、大径部123の外径よりも小径の内径を有する軸受129が貫通孔113に圧入され、大径部123の抜去方向への移動が規制される。軸受129は、小径部121を回転可能に支持する。このようにして、シャフト109は、貫通孔115に対して相対回転不能に取り付けられる一方、軸受129に回動自在に支持される。
The
シャフト110は、シャフト109と同様にして、貫通孔114および貫通孔116に挿入され、抜け止めがなされる。また、シャフト110の後端を隠蔽するべく、後側メインフレーム側ブラケット106の後端部にはエンドキャップ119が取り付けられる。エンドキャップ119は、後側メインフレーム側ブラケット106と連続する表面を形成し、意匠性を向上させる。以上のようにして、右側電動モータユニット28は、ヒンジ部102を介してメインフレーム22に前後方向に延在する回転軸(矢状軸)回りに回動可能に支持される。
The
シャフト109の後端とシャフト110の前端との間には空隙130が形成されている。空隙130は、メインフレーム22の内部空間22Dと連続している。図6に示すように、前側モータ側ブラケット107と後側モータ側ブラケット108との間には、空隙130の左右側を囲むように、板状のモータ側カバー132、133が掛け渡されている。また、図3、4、5に示すように、前側メインフレーム側ブラケット105と後側メインフレーム側ブラケット106との間には、前後モータ側ブラケット107、108およびモータ側カバー132、133の左右側を囲むように、板状のメインフレーム側カバー134、135が掛け渡されている。これらのモータ側カバー132、133およびメインフレーム側カバー134、135によって、右側電動モータユニット28がメインフレーム22に対して回動しても空隙130が外部に露呈しないようになっている。
A
図7に示すように、前後モータ側ブラケット107、108のそれぞれの上端部には、第1凸部141と第2凸部142とがヒンジ部102の回転中心回りに所定の距離をおいて形成されている。メインフレーム22の第1凸部141と第2凸部142との間の部分には、第3凸部143が形成されている。第1凸部141または第2凸部142が、第3凸部143と突き当たることによって、右側電動モータユニット28のメインフレーム22に対する回動範囲が規制される。すなわち、第1〜第3凸部141〜143は、メカニカルストッパを構成している。図8に示すように、メカニカルストッパによって、右側電動モータユニット28は、メインフレーム22に対して、上下方向に延在する初期位置から内方へと20°回動(内旋)した位置(図中の2点鎖線で示す位置)と、初期位置から外方へと30°回動(外旋)した位置(図中の実践で示す位置)との間で回動可能となっている。この回動範囲は、日常生活時における人間の股関節の回動を妨げない範囲で最小となるように設定されており、他の実施形態では任意の回動範囲を設定してもよい。
As shown in FIG. 7, the first
図5に示すように、ケーブル96は、空隙130を通過して、右側電動モータユニット28に到達している。また、図6に示すように、ケーブル96は、シャフト109、110の軸線上、すなわちヒンジ部102の回転中心上を通過している。これにより、ヒンジ部102が回動する際のケーブル96の引っ張りや、圧縮が低減される。また、上述したように、ヒンジ部102の回動範囲は、日常生活時における人間の股関節の回動を妨げない範囲で最小となるように制限されていることから、ケーブル96に加わる付加が低減される。
As shown in FIG. 5, the
<操作スイッチの構成>
左右の操作スイッチ97、98は構成が同様であるため、右操作スイッチ98の構成についてのみ以下に説明する。図3および4に示すように、右操作スイッチ98は、使用者が操作するための操作入力部材100(99)と、スイッチ基板151と、操作入力部材100の外面に設けられた透光部152と、スイッチ基板151に設けられた2色LED153とを備えている。スイッチ基板151は、メインフレーム22の内面に突設されたリブに固定され、内部空間22D内に配置されている。2色LED153は、赤色または緑色に発光可能であり、透光部152を通して操作入力部材100の外部から視認可能となっている。すなわち、透光部152と2色LED153とは表示部を構成する。2色LED153は、スイッチ基板151によって発光色および発光強度、発光間隔等の発光状態が制御されている。
<Operation switch configuration>
Since the left and right operation switches 97 and 98 have the same configuration, only the configuration of the
操作入力部材100は、右前端部分22Cの前端面(前側メインフレーム側ブラケット105の前面)を覆うように配置される下部155と、下部155の上端から上方かつ後方側へとの延出する上部156とを備えている。操作入力部材100は、下部155と上部156との連結部分(境界)付近において、メインフレーム22の内面に左右方向に沿って突設されたシャフト158に回動自在に枢支されている。換言すると、操作入力部材100は、右前端部分22Cの前端面をなす前側メインフレーム側ブラケット105よりも上方に位置する部分でメインフレーム22に左右方向に延びる回転軸をもって枢支されている。
The
メインフレーム22の内壁と操作入力部材100の上部156との間には捩りコイルばね159が介装され、操作入力部材100は、下部155が前側メインフレーム側ブラケット105の前面に当接する回転方向に付勢されている。操作入力部材100の外面は、下部155が前側メインフレーム側ブラケット105の前面に当接した状態で、メインフレーム22の外面と滑らかに連続する意匠面を形成するように、成形されている。
A
上部156がメインフレーム22の上面側に近接する方向の回転方向190に、操作入力部材100が捩りコイルばね159の付勢力に抗して回動すると、スイッチ基板151に設けられたスイッチボタン161が操作入力部材100によって押圧される。
When the
図9に、電装ユニット91の電気回路を模式的に示す。電装ユニット91は、ECU200と、左電動モータ205を駆動するための左インバータ201と、右電動モータ206を駆動するための右インバータ202と、バッテリ92の電位をECU200に適した電圧に変換するDC/DCコンバータ203とを備えている。主電源スイッチ94をオンすることによってECU200および左右のインバータ201、202にバッテリ92から電力が供給されるようになっている。右操作スイッチ98のスイッチボタン161が押圧されると、スイッチ基板151は信号を電装ユニット91に出力し、右電動モータユニット28のスイッチ状態を変化させる。本実施形態では、主電源スイッチ94が押圧されてオンとなっている場合に限り、右操作スイッチ98はスイッチボタン161が押圧された際に信号を電装ユニット91のECU200に出力する。右操作スイッチ98から電装ユニット91のECU200に信号が出力されることによって、電装ユニット91から右電動モータユニット28への電力の供給がオンまたはオフされ、待機状態と作動可能状態との間で切り換えられる。
FIG. 9 schematically shows an electric circuit of the
なお、右操作スイッチ98の操作によって右電動モータユニット28のみを待機状態と作動可能状態との間で切り換えるだけでなく、左電動モータユニット26も待機状態と作動可能状態との間で切り換えるようにしてもよい。また、左操作スイッチ97の操作によって、左右の電動モータユニット26,28を同時に待機状態と作動可能状態との間で切り換えるようにしてもよい。すなわち、左右の操作スイッチ97,98のいずれかを操作するだけで、左右両方の電動モータユニット26,28を同時に待機状態と作動可能状態との間で切り換えるようにしてもよい。このようにすると、歩行補助装置10を着用した使用者および使用者を介助する介助者は、左右一方の操作スイッチ97,98によって、歩行補助装置10を操作することができ操作性が向上する。
Note that not only the right
2色LED153は、電装ユニット91から右電動モータユニット26への電力供給がオンとなっている状態で緑色に発光し、電力供給がオフとなっている状態で消光状態となる。これによって、歩行補助装置10の使用者や介助者は、歩行補助装置10の作動状態、すなわち左右の電動モータユニット26、28に電力が供給され、電動モータユニット26、28が歩行補助力(トルク)を発生可能な状態になっているか否かを視認することができる。
The two-
また、2色LED153は、スイッチ基板151を介して電装ユニット91と接続されており、電装ユニット91が電装ユニット91または電動モータユニット26、28が異常状態にあると判定した際に、赤色に発光する。これにより、歩行補助装置10の使用者や介助者は、歩行補助装置10に異常が発生していることを視覚的に認識することができる。
The two-
<歩行補助装置の作用効果>
以上のように構成した歩行補助装置10は、電動モータユニット26、28への電力供給(通電)を操作する操作スイッチ97、98を使用者の腰側部に配置されるメインフレーム22の左右前端部分22B、22Cに設けたため、使用者は自身の手を操作スイッチ97、98へと到達させ易い。特に、操作スイッチ97、98がメインフレーム22の左右前端部分22B、22Cに配置されているため、使用者は視認せずとも手の触覚をたよりに操作スイッチ97、98を容易に探りあてることができる。
<Effects of walking assist device>
The walking
また、操作スイッチ97、98は、左右前端部分22B、22Cに設けられているが、左右前端部分22B、22Cが突出する方向(前後方向)と平行な入力荷重に対してスイッチ状態を変化させない。そのため、例えば歩行補助装置10を装着した使用者が転倒や前方衝突等した際に、操作スイッチ97、98が意図せずスイッチ操作されることが防止される。
The operation switches 97 and 98 are provided at the left and right
また、使用者および解除者は、2色LED153の発光状態によって歩行補助装置10の状態を容易かつ確実に把握することができるため、歩行補助装置10を安全に使用することができる。
In addition, since the user and the canceller can easily and reliably grasp the state of the walking assist
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、2色LED153は、公知の様々なLEDや発光体(電球)等で代替が可能であり、発光色だけでなく、発光間隔(点灯等)や発光強度を変化させることによって、歩行補助装置の様々な状態を表示することができる。また、ブザー等の音声発生装置を歩行補助装置に設け、スイッチ操作が行われた際に音声を発生するようにしてもよい。これによれば、使用者等は、2色LEDの発光による視覚的な認識と、音声による聴覚的な認識とによって、歩行補助装置の状態をより確実に認識できるようになる。また、操作スイッチの意図しないスイッチ操作を確実に防止するために、操作入力部材への操作入力が長期間(例えば、1秒)継続した際にのみ、スイッチ状態を変化させるようにしてもよい。また、操作スイッチは、電動モータユニットへの電力供給のオン・オフ操作を行うだけでなく、例えば電動モータユニットの作動モードの変更を行う際の入力手段として使用されてもよい。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, the two-
10…歩行補助装置、20…腰部装具、22…メインフレーム(腰部フレーム)、22A…中間部分、22B…左前端部分、22C…右前端部分、22D…内部空間、26,28…電動モータユニット(動力発生装置)、91…電装ユニット、92…バッテリ、94…主電源スイッチ、95,96…ケーブル、97,98…操作スイッチ、99,100…操作入力部材、101,102…ヒンジ部、105,106…メインフレーム側ブラケット、107,108…モータ側ブラケット、109,110…シャフト、111…ケーシング、113…貫通孔、114…貫通孔、115…貫通孔、116…貫通孔、130…空隙、132,133…モータ側カバー、134,135…メインフレーム側カバー、141〜143…第1〜第3凸部(メカニカルストッパ)、151…スイッチ基板、152…透光部、153…2色LED、155…下部、156…上部、158…シャフト、161…スイッチボタン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
使用者の腰部に装着され、腰背部から左右の腰側部へと延出して2つの前端部分を形成する略C字状の腰部フレームと、
電源を備え、前記腰部フレームに設けられた電装部と、
前記腰部フレームの左右の腰側部に対応する部分に設けられた動力発生装置と
を有し、
前記腰部フレームは、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給を使用者が操作するための操作スイッチを備え、前記操作スイッチの操作入力部材は前記腰部フレームの前記前端部分に露呈し、
前記操作入力部材は、前記腰部フレームの前記前端部分の端面に対向するように配置された下部と、前記下部の上側に連続するとともに、前記腰部フレームの上面に沿って背部側へと延出した上部とを有し、前記下部と前記上部との連続部において左右方向に延在する軸回りの回転軸をもって前記腰部フレームに回動可能に設けられ、前記上部が前記腰部フレームの上面側へ近接する方向に回動されたときに、前記操作スイッチのスイッチ状態を変化させることを特徴とする歩行補助装置。 A walking assist device that applies the power of the power generation device to the user's lower limbs as a walking assist force,
A substantially C-shaped waist frame that is attached to the user's waist and extends from the waist back to the left and right waist sides to form two front end portions;
An electrical equipment provided with a power supply, provided on the waist frame;
A power generation device provided at a portion corresponding to the left and right waist sides of the waist frame;
The waist frame includes an operation switch for a user to operate the power supply from the electrical component to the power generation device, and an operation input member of the operation switch is exposed to the front end portion of the waist frame ,
The operation input member is continuous with the lower portion arranged to face the end face of the front end portion of the waist frame and the upper side of the lower portion, and extends to the back side along the upper surface of the waist frame. An upper portion, and a rotation portion about a shaft extending in the left-right direction at a continuous portion between the lower portion and the upper portion is provided to be rotatable on the waist frame, and the upper portion is close to the upper surface side of the waist frame A walking assist device that changes a switch state of the operation switch when it is rotated in a direction to move .
前記表示部は、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給状態、前記電装部の動作状態、前記動力発生装置の動作状態の少なくとも1つに基づいて表示状態を変化させることを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 The operation input member is provided with a display portion visible from the outside,
The display unit changes a display state based on at least one of a power supply state from the electrical component unit to the power generation device, an operation state of the electrical component unit, and an operation state of the power generation device. The walking assist device according to claim 1 .
前記電装部の後面には、主電源スイッチが設けられ、
前記電装部から前記動力発生装置への電力供給を可能とするために、前記主電源スイッチと前記操作スイッチとの操作を要求す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。 The electrical component is provided in a portion corresponding to the back of the user of the waist frame, and the rear surface is exposed to the outside.
A main power switch is provided on the rear surface of the electrical component,
The walking assist according to claim 1 or 2 , wherein an operation of the main power switch and the operation switch is requested to enable power supply from the electrical component to the power generation device. apparatus.
前記主電源スイッチがオンになることによって前記電装部が起動された待機状態となり、
前記待機状態において、前記操作スイッチのうちで2つの前記前端部分のいずれかに設けられたものが操作されることによって、前記電装部から前記動力発生装置への電力供給がなされる作動可能状態となり、
前記作動可能状態において、前記操作スイッチのうちで2つの前記前端部分のいずれかに設けられたものが操作されることによって、前記待機状態に戻ることを特徴とする請求項3に記載の歩行補助装置。 The operation switch is provided on each of the two front end portions of the waist frame,
When the main power switch is turned on, the electrical unit is in a standby state activated,
In the standby state, by operating one of the operation switches provided at one of the two front end portions, an operation is enabled in which power is supplied from the electrical component to the power generation device. ,
4. The walking assist according to claim 3 , wherein, in the operable state, the standby switch returns to the standby state by operating one of the operation switches provided at one of the two front end portions. 5. apparatus.
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