JP5543225B2 - 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, Patent Documents 1 to 4). This type of walking assist device corresponds to the substantially C-shaped waist frame that is attached to the user's waist and extends from the user's waist back to the left and right waist sides, and the left and right waist sides of the waist frame. It includes a left and right power generation device attached to the portion, and a thigh orthosis that transmits power generated by the power generation device to the thigh as an assist force (walking assist force) for thigh movement.
上記のような歩行補助装置には、使用者の股関節側方に配置される動力発生装置が下肢の外旋運動および内旋運動(股関節を中心とした前額面に沿った回動運動)を阻害しないように、矢状軸回りの回転軸を有するヒンジ部を介して腰部フレームに動力発生装置が吊り下げられた形で支持されたものがある。このような歩行補助装置では、動力発生装置の駆動制御および電力供給を行う電装部を腰部フレームに設けた場合に、電装部と動力発生装置を電気的に接続するケーブルを、ヒンジ部を跨ぐように配設する必要がある。この場合、ケーブルはヒンジ部の回転中心となる軸部を迂回して配設されるため、ヒンジ部の回動に応じて、ケーブルに引張力や圧縮力が加わる。そのため、ケーブルの長寿命化を図ることが難しいという問題がある。また、ケーブルに規制されて、ヒンジ部の回動可能範囲が制限されるという問題がある。 In the walking assist device as described above, the power generation device placed on the side of the user's hip joint obstructs the external rotation and internal rotation of the lower limb (rotation along the frontal face centered on the hip joint). In some cases, the power generation device is supported in a suspended form on the waist frame via a hinge portion having a rotation axis around the sagittal axis. In such a walking assist device, when an electrical component that performs drive control of the power generation device and power supply is provided on the waist frame, a cable that electrically connects the electrical component and the power generation device is straddled across the hinge portion. It is necessary to arrange in. In this case, since the cable is disposed around the shaft portion serving as the rotation center of the hinge portion, a tensile force or a compressive force is applied to the cable according to the rotation of the hinge portion. Therefore, there is a problem that it is difficult to extend the life of the cable. Further, there is a problem that the pivotable range of the hinge portion is restricted by the cable.
本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、歩行補助装置において、腰部フレームと動力発生装置とを連結するヒンジ部を跨いで配設されるケーブルに加わる負荷を低減するとともに、ケーブルがヒンジ部の回動を阻害しないようにすることを目的とする。 The present invention was made in view of the above problems, and in the walking assist device, while reducing the load applied to the cable disposed across the hinge portion connecting the waist frame and the power generation device, An object is to prevent the cable from obstructing the rotation of the hinge portion.
上記課題を解決するために、本発明の第1の発明は、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前端部分(22B、22C)が延出して略C字状をなすとともに内部空間(22D)を備えた中空構造の腰部フレーム(22)と、電源(92)を備え、前記腰部フレームの腰背部に対応する部分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矢状軸回りに回動可能なヒンジ部(101、102)を介して取り付けられた動力発生装置(26、28)とを有し、前記ヒンジ部は、前記腰部フレームの前記前端部分の下部に設けられた一対の腰部フレーム側ブラケット(105、106)と、前記動力発生装置の上部に設けられ、前記一対の腰部フレーム側ブラケットの間に配置されると共に互いに間隔をおいた一対の動力発生装置側ブラケット(107、108)と、隣り合う前記腰部フレーム側ブラケットと前記動力発生装置側ブラケットとを回動可能に連結し、かつ互いに同軸に軸線方向に離間するように配置された一対のシャフト(109、110)と、前記一対のシャフト間に形成され、前記腰部フレームの前記内部空間に連続する空隙(130)とを備え、前記電装部と前記動力発生装置とを電気的に接続するケーブル(95、96)が、前記電装部から前記腰部フレームの前記内部空間を通過した後、前記空隙を通過して前記動力発生装置に到り、前記空隙において前記一対のシャフトの軸線上を通過することを特徴とする。また、前記シャフトは、前記動力発生装置側ブラケットに相対回転不能に結合され、前記腰部フレーム側ブラケットは、前記シャフトに回転可能に支持されるとよい。また、前記動力発生装置側ブラケットは、前記シャフトを回転不能かつ所定の挿入長さに受容する貫通孔(115、116)を有し、前記シャフトは、前記腰部フレーム側ブラケット側から前記貫通孔に挿入され、先端部が前記貫通孔から突出し、その先端部にCリング(128)が嵌着されることによって、前記貫通孔からの抜け止めがなされるとよい。
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention of the present invention is a walking assist device (10) for applying the power of the power generating device (26, 28) to the user's lower limbs as a walking assisting force. A waist structure frame (22) having a hollow structure (22D) which is attached to a person's waist and has a substantially C-shape with front end portions (22B, 22C) extending from the back to the left and right waist sides. ), A power source (92), and an electrical component (91) provided in a portion corresponding to the waist back portion of the waist frame , and a portion corresponding to the left and right waist sides of the waist frame around the sagittal axis A power generating device (26, 28) attached via a rotatable hinge portion (101, 102), and the hinge portion is a pair of lower end portions of the front end portion of the waist frame. Lumbar frame side bracket (105, 10 And), the provided above the power generating device, a pair of power generating device side brackets spaced from each other while being disposed between the pair of waist frame side bracket (107, 108), said adjacent waist A pair of shafts (109, 110) that are rotatably connected to the frame side bracket and the power generation device side bracket and are coaxially spaced apart from each other in the axial direction, and formed between the pair of shafts And a cable (95, 96) that includes a gap (130) continuous with the internal space of the waist frame, and electrically connects the electrical component and the power generation device, from the electrical component to the waist frame. wherein after passing through the internal space, Ri arrival to the power generator through the air gap, this passing the axis of the pair of shafts in the space of The features. The shaft may be coupled to the power generating device side bracket so as not to be relatively rotatable, and the waist frame side bracket may be rotatably supported by the shaft. The power generating device side bracket has through holes (115, 116) that cannot rotate the shaft and receive a predetermined insertion length, and the shaft extends from the waist frame side bracket side to the through hole. It is preferable that the inserted tip end protrudes from the through hole, and a C ring (128) is fitted to the tip end portion to prevent the through hole from coming off.
この構成によれば、ケーブルはヒンジ部の回転中心上または回転中心近傍を通過して配置されるため、ヒンジ部が回動する際にケーブルに加わる負荷(引張、圧縮および屈曲等)が低減される。また、ヒンジ部が回動する際に、ケーブルが引っ張れたり、圧縮されたりすることが低減されることから、ケーブルがヒンジ部の回動を阻害することが防止される。 According to this configuration, since the cable is disposed on or near the rotation center of the hinge portion, the load (tension, compression, bending, etc.) applied to the cable when the hinge portion rotates is reduced. The Further, since the cable is reduced from being pulled or compressed when the hinge portion is rotated, the cable is prevented from obstructing the rotation of the hinge portion.
第2の発明は、第1の発明において、前記一対のシャフトは、使用者についての矢状軸と平行になるように前記腰部フレームに支持され、前記シャフトの1つの一端は、前記腰部フレームの前端部分の端面に露呈し、前記腰部フレームの前記端面は、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スイッチ(97、98)の操作入力部材(99、100)によって覆われていることを特徴とする。 In a second aspect based on the first aspect, the pair of shafts are supported by the waist frame so as to be parallel to the sagittal axis of the user, and one end of the shaft is connected to the waist frame. It is exposed to the end face of the front end portion, and the end face of the waist frame is an operation input member (99, 100) of a switch (97, 98) for a user to operate the power supply from the electrical component to the power generation device. ).
この構成によれば、シャフトの端部が隠蔽され、意匠性が向上する。また、スイッチの操作入力部材がシャフトの端面を隠蔽する部材として併用されるため、部品点数を削減することができる。 According to this structure, the edge part of a shaft is concealed and the designability improves. Further, since the switch operation input member is used together as a member for concealing the end face of the shaft, the number of parts can be reduced.
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記空隙を覆うカバー部材(132〜135)が、前記要部フレームおよび前記動力発生装置の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。 According to a third invention, in the first or second invention, a cover member (132 to 135) covering the gap is provided on at least one of the main part frame and the power generation device. .
この構成によれば、ヒンジ部においてケーブルが外部に露呈しないため、ケーブルが他の物体を巻き込むことが防止されるとともに、意匠性が向上する。 According to this configuration, since the cable is not exposed to the outside at the hinge portion, the cable is prevented from being caught by another object, and the design is improved.
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記ヒンジ部は、前記腰部フレームに対する前記動力発生装置の回動角度を規制するメカニカルストッパ(141〜143)を備えることを特徴とする。 According to a third invention, in the first or second invention, the hinge portion includes a mechanical stopper (141 to 143) that regulates a rotation angle of the power generation device with respect to the waist frame.
この構成によれば、ヒンジ部の過剰な回動が防止され、ケーブルに加わる負荷が低減される。 According to this configuration, excessive rotation of the hinge portion is prevented, and a load applied to the cable is reduced.
以上の構成によれば、歩行補助装置において、腰部フレームと動力発生装置とを接続するべくヒンジ部を跨いで配設されるケーブルに加わる負荷が低減されるとともに、ケーブルがヒンジ部の回動を阻害することが防止される。 According to the above configuration, in the walking assist device, the load applied to the cable disposed across the hinge portion so as to connect the waist frame and the power generation device is reduced, and the cable rotates the hinge portion. Inhibiting is prevented.
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3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 shown in FIGS. 1 to 3, 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(図示しない)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、電動モータと、電動モータの出力部材の回動角度を検出する角度センサ等(図示省略)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5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。
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 shaft 110 is inserted into the through
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、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200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。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26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、操作スイッチ97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に出力する。操作スイッチ97から電装ユニット91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26への電力の供給がオンまたはオフされる。
When the
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-
<歩行補助装置の作用効果>
本実施形態に係る歩行補助装置10のヒンジ部102では、ケーブル96が空隙130に配設され、ヒンジ部102の回転中心上を通過可能となっているため、ヒンジ部102が回動する際に、ケーブル96に加わる引張力または圧縮力が低減される。また、ケーブル96がヒンジ部102の回動を阻害しない。空隙130は、前後モータ側ブラケット107、108、モータ側カバー132、133、メインフレーム側カバー134、135によって外部から隠蔽されているため、ケーブル96は外部に露呈することがない。そのため、ヒンジ部102の意匠性が向上し、さらにヒンジ部102およびケーブル96の間に他の物体を巻き込むことが防止される。また、シャフト109の前端が操作スイッチ98の操作入力部材100に隠蔽され、意匠性が高められている。
<Effects of walking assist device>
In the
また、ヒンジ部102は、第1〜第3凸部141〜143により構成されるメカニカルストッパによって回動範囲が制限されているため、ケーブル96の過度な屈曲が防止されている。以上の効果によって、ケーブル96に加わる負荷が低減され、ケーブル96の長寿命化が図れる。
Moreover, since the rotation range of the
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、モータ側ブラケットおよびメインフレーム側ブラケットをそれぞれ3つ以上設け、それらの間に少なくとも1つ以上の空隙を形成するようにしてもよい。また、一対のシャフト109、110を連結するとともに、両シャフトの連結部に貫通孔を形成し、当該貫通孔を空隙としてもよい。
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, three or more motor side brackets and three or more main frame side brackets may be provided, and at least one gap may be formed between them. Moreover, while connecting a pair of
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 (6)
使用者の腰部に装着され、腰背部から左右の腰側部へと前端部分が延出して略C字状をなすとともに内部空間を備えた中空構造の腰部フレームと、
電源を備え、前記腰部フレームの腰背部に対応する部分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矢状軸回りに回動可能なヒンジ部を介して取り付けられた動力発生装置と
を有し、
前記ヒンジ部は、前記腰部フレームの前記前端部分の下部に設けられた一対の腰部フレーム側ブラケットと、前記動力発生装置の上部に設けられ、前記一対の腰部フレーム側ブラケットの間に配置されると共に互いに間隔をおいた一対の動力発生装置側ブラケットと、隣り合う前記腰部フレーム側ブラケットと前記動力発生装置側ブラケットとを回動可能に連結し、かつ互いに同軸に軸線方向に離間するように配置された一対のシャフトと、前記一対のシャフト間に形成され、前記腰部フレームの前記内部空間に連続する空隙とを備え、
前記電装部と前記動力発生装置とを電気的に接続するケーブルが、前記電装部から前記腰部フレームの前記内部空間を通過した後、前記空隙を通過して前記動力発生装置に到り、前記空隙において前記一対のシャフトの軸線上を通過す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 waist frame having a hollow structure that is attached to the user's waist and has a substantially C-shaped front end portion extending from the waist back to the left and right waist sides, and having an internal space;
An electrical component provided in a portion corresponding to the waist and back of the waist frame;
A power generation device attached to a portion corresponding to the left and right waist side portions of the waist frame via a hinge portion rotatable around a sagittal axis ;
The hinge portion is provided between a pair of waist frame side brackets provided at a lower portion of the front end portion of the waist frame and an upper portion of the power generator, and is disposed between the pair of waist frame side brackets. A pair of power generator side brackets spaced apart from each other, the waist frame side brackets adjacent to each other, and the power generator side brackets are rotatably connected and arranged so as to be coaxially separated from each other in the axial direction. A pair of shafts, and a gap formed between the pair of shafts and continuous with the internal space of the waist frame,
Cable for electrically connecting the power generating device and the electrical part, after passing through the internal space of the lumbar frame from the electrical part, Ri arrives through the gap into the power generating device, the air gap A walking assist device that passes on the axis of the pair of shafts .
前記腰部フレーム側ブラケットは、前記シャフトに回転可能に支持されることを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。The walking assist device according to claim 1, wherein the waist frame side bracket is rotatably supported by the shaft.
前記シャフトは、前記腰部フレーム側ブラケット側から前記貫通孔に挿入され、先端部が前記貫通孔から突出し、その先端部にCリングが嵌着されることによって、前記貫通孔からの抜け止めがなされることを特徴とする請求項2に記載の歩行補助装置。The shaft is inserted into the through-hole from the side of the waist frame side bracket, a tip portion projects from the through-hole, and a C-ring is fitted to the tip portion to prevent the shaft from coming off. The walking assistance device according to claim 2, wherein
前記腰部フレームの前記端面は、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スイッチの操作入力部材によって覆われていることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1つの項に記載の歩行補助装置。 One end of the previous SL shaft exposed to the end face of the front end portion of said waist frame,
It said end face of said waist frame is characterized in that the user of the power supply to the power generating device from the electrical portion is covered by the switch of the operation input member for operating, according to claim 1 to claim The walking assist device according to any one of items 3 to 3 .
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