JP6439264B2

JP6439264B2 - 歩行補助装置

Info

Publication number: JP6439264B2
Application number: JP2014060200A
Authority: JP
Inventors: 晴介山▲崎▼; 祥則藤掛
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: JP2015181661A

Description

本発明は、特に足首部の位置調整に利用される歩行補助装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２０１２−１６５９６６号公報がある。典型的な歩行補助装置は、脚に装着できるように構成されている。このような歩行支援装置は、利用者の大腿部に固定される大腿リンクと、大腿リンクに取り付けられたコントロールユニットと、利用者の下腿に沿って装着される下腿リンクと、利用者の足に装着される足リンクと、を備える。下腿リンクは、膝ジョイントを介して大腿リンクに揺動可能に連結されている。そして、下腿リンクは、コントロールユニット内に設けられたモータによって揺動することで、歩行動作を補助する。この公報に記載された歩行補助装置は、足リンクと下腿リンクがピッチ軸とロール軸との２軸を中心に回転可能な連結部が利用されている。

特開２０１２−１６５９６６号公報

歩行補助装置と利用者の足関節軸が合わないまま歩行訓練を実施すると、足首の底背屈動作により踵のこすれ等が発生しやすい。しかしながら、歩行訓練中に装着する歩行補助装置では、利用者一人一人に合うように足首の関節の位置調整を簡単にできない場合がある。これは、利用者ごとに足首の関節軸を合わせるために、上下方向の高さ位置と前後方向の位置との両方を合わせる必要があるが、両方を調整するためには、通常は個別的に調整する機構を設ける必要がある。そうすると、この調整機構は大型化することになることから、足首部に調整機構を搭載できない場合があるためである。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、利用者の身体にあわせて、足首関節の位置調整を容易に行えるようにした歩行補助装置を提供することを目的とする。

本発明に係る歩行補助装置は、上面に足を載せる足載置部と、前記足載置部に連結し、前記足の側方に配置される足リンク部と、下腿に沿って配置される下腿リンク部と、を備え、前記足リンク部と前記下腿リンク部は、並行に延在する凹凸部の嵌合により連結されると共に、ネジによって調整自在に締結されている。
これにより、一方の凹凸部と他方の凹凸部とを上下に相対的にずらして嵌合させることによる位置の調整と、凹部と凸部の嵌合を相対的に平行に滑らせることによる位置の調整とによって、上下方向と前後方向の位置を調整することができる。

足首関節の位置調整を容易に実行できる。

本発明に係る歩行補助装置の一実施形態を示す斜視図である。歩行補助装置の要部を拡大した斜視図である。一方の円盤の正面図である。他方の円盤の正面図である。歩行補助装置を用いた歩行状態を示す図である。一方の円盤と他方の円盤の嵌合状態を示す側面図である。第１の円盤と第２の円盤の連結位置を前後及び上下に変更した状態を示した図である。

以下、図面を参照して本発明に係る歩行補助装置の実施の形態について説明する。

図１及び図２に示すように、歩行補助装置１は、膝本体部１０と、利用者が足を載せる足載置部１１と、足載置部１１に下端が固定され利用者の足首の両側方に配置される足リンク部１２と、上端が膝本体部１０に固定され、利用者の下腿に沿って配置される下腿リンク部１３と、足リンク部１２の上端と下腿リンク部１３の下端とを連結する連結部Ｐと、を備える。

膝本体部１０は、利用者の膝上に装着される締結バンド１０ｄを有する大腿リンク部１０ａと、利用者の膝下に当接される下半月部１０ｂと、下半月部１０ｂに回動力を与える駆動部１０ｃを有する。この駆動部１０ｃは、モータやアクチュエータであり、発生した動力により下腿リンク部１３を動作させ、利用者の歩行動作を補助する。

足載置部１１は、利用者が足を載せる板形状を有する。典型的には、足載置部１１の上下面は、利用者の足裏の形状に近い形状になっている。足載置部１１の左右の両側部は、足リンク部１２の下端に連結されている。

足リンク部１２の下端は、足載置部１１の後側に配置されている。また、足リンク部１２の上端側には連結部Ｐが配置され、足リンク部１２の上端近傍が、利用者の足首の側方に配置される。

下腿リンク部１３は、利用者の下腿の両側部に沿って配置される。下腿リンク部１３の上端は、下半月部１０ｂに固定されている。下腿リンク部１３の下端側に連結部Ｐが配置されている。また、下腿リンク部１３は、伸長部１３ａを有する。伸長部１３ａには、複数のネジ穴が上下に複数個設けられている。伸長部１３ａは、利用者の膝から足首までの長さに応じて、ネジ止めを行うためのネジ穴を変更することにより、下腿リンク部１３の長さ調整を行っている。なお、図１では、利用者の左側の下腿に沿うように設けられた下腿リンク部１３の下端側にのみ伸長部１３ａが図示されているが、利用者の右側の下腿に沿うように設けられた下腿リンク部１３も同様に、伸長部が設けられている。

連結部Ｐは、一方の面が凹凸に形成された一対の円盤１４ａ，１５ａを有する。連結部Ｐは、足リンク部１２の上端側に配置された第１の円盤１４ａと、下腿リンク部１３の下端に配置された第２の円盤１５ａとを備えている。

図３に示すように、円盤１４ａは平行に延在する凹凸部１４ｂと、円盤１４ａを貫通する長穴１４ｃを有する。第１の円盤１４ａは、足リンク部１２の上端側において、前後方向に平行に延在する凹凸部１４ｂが、左右の外側を向いた状態で配置されている。第１の円盤１４ａは、金属製のセレーションディスクである。凹凸部１４ｂは、上下方向で凹凸が等間隔に配置されている。例えば凹凸部１４ｂにおいて、凹凸のピッチ間隔は１０ｍｍである。長穴１４ｃが、上下方向に延びることで、長穴１４ｃを貫通するネジを、上下方向にスライドさせることが可能である。なお、第１の円盤１４ａには、第１の円盤１４ａを貫通するネジ穴を、長穴１４ｃの他に別途設けていても良い。

第２の円盤１５ａは、金属製のセレーションディスクである。図４に示すように、第２の円盤１５ａは、一方の面に凹凸部１５ｂと雌ネジ穴１５ｃを有する。第２の円盤１５ａは、下腿リンク部１３の下端側において、前後方向に延在する凹凸部１５ｂが、左右の内側を向いた状態で配置されている。連結部Ｐにおいて、この凹凸部１５ｂは、第１の円盤１４ａの凹凸部１４ｂと嵌合する。ここで凹凸部１５ｂが、凹凸部１４ｂの上下方向の位置を変えて嵌め合わされることで、床から足関節までの長さが調整される。また、第２の円盤１５ａには、複数の雌ネジ穴１５ｃが前後方向に等間隔で設けられている。雌ネジ穴１５ｃは、第２の円盤１５ａの上下においても複数の箇所に設けられている。複数の雌ネジ穴１５ｃのピッチ間隔Ｒは、例えば５ｍｍである。第２の円盤１５ａの雌ネジ穴１５ｃに対し、足リンク側連結部１４の長穴１４ｃを位置合わせし、長穴１４ｃを貫通するネジを雌ネジ穴１５ｃに螺着させることによって、第１の円盤１４ａと第２の円盤１５ａとがネジ止めされる。すなわち、第２の円盤１５ａと第１の円盤１４ａは、それぞれ前後方向に延びた凹凸部１４ｂと凹凸部１５ｂを嵌め合わせることで上下の相対位置が決定され、雌ネジ穴１５ｃ及び長穴１４ｃを用いてネジ止めすることにより、前後の位置が決定される。なお、第２の円盤１５ａは、第１の円盤１４ａよりも径が小さく、凹凸の個数は少ないが、凹凸部１４ｂと凹凸部１５ｂのピッチ間隔は同一である。

ここで図５に示すように、人が歩行を行う際には、踵が地面に接地した状態となるヒールコンタクト時と、踵が持ち上がってから反対側の足が床に着くまでのフォアフットロッカー時に、膝下に取り付けられた下半月部１０ｂに前方向の荷重が加わるとともに、足首の部分にモーメント荷重が加わる。ここで、利用者が歩行補助装置１を装着している場合、歩行補助装置１にかかる荷重は、足首の部分ではモーメント荷重が支配的となる。また、歩行補助装置１には、自重により下方向に荷重が加わる。

ここで図６（ａ）に示すように、第１の円盤１４ａの凹凸部１４ｂの凸部Ｓ１と第２の円盤１５ａの凹凸部１５ｂの凸部Ｓ２の先端は丸味を帯びている。これにより、図６（ａ）の矢印で示すようなモーメント荷重によって起こる応力集中を防ぐことができる。なお、図６（ｂ）は凸部Ｓ１，Ｓ２が丸味を帯びない場合の比較例であり、凸部Ｓ１，Ｓ２の先端が丸味を帯びない場合、矢印で示すようなモーメント荷重がかかると、凸部Ｓ１，Ｓ２の角部に応力が集中しやすくなる。

図７に示すように、第１の円盤１４ａと第２の円盤１５ａとの連結状態を変更することにより、足関節位置の調整を行うことができる。図７の中央に示された状態は第２の円盤１５ａの略中央に第１の円盤１４ａが位置し、この状態を基準として、以下説明する。

ネジをゆるめて、第２の円盤１５ａを上方向にずらし、第１の円盤１４ａの凹凸部１４ｂと第２の円盤１５ａの凹凸部１５ｂとを嵌め合わせる。これにより、足首の関節位置を上方向にずらすことができる。その後、ネジを所定の雌ネジ穴１５ｃに螺合させる。

同様に、ネジをゆるめて第２の円盤１５ａを下方向にずらし、第１の円盤１４ａの凹凸部１４ｂと第２の円盤１５ａの凹凸部１５ｂとを嵌め合わせる。これにより、足首の関節位置を下方向にずらすことができる。その後、ネジを所定の雌ネジ穴１５ｃに螺合させる。

ネジをゆるめ、その後、第２の円盤１５ａに設けられた複数の雌ネジ穴１５ｃのうち、前方向に設けられた雌ネジ穴１５ｃに対し、長穴１４ｃを貫通させたネジを螺着させる。これにより、足首の関節位置を前方向にずらすことができる。

同様に、ネジをゆるめ、その後、第２の円盤１５ａに設けられた複数の雌ネジ穴１５ｃのうち、後ろ方向に設けられた雌ネジ穴１５ｃに対して、長穴１４ｃを貫通させたネジを螺着させる。これにより、足首の関節位置を後ろ方向にずらすことができる。

ここで、第１の円盤１４ａでは上下方向に延在する長穴１４ｃが設けられていることにより、凹凸部１４ｂ，１５ｂの嵌め合いを行う前に、使用する雌ネジ穴１５ｃを決定することができる。また、第１の円盤１４ａには上下に延びた長穴１４ｃが設けられているため、足首の関節位置を上下方向に変更することができる。

これにより、利用者にあわせて、簡単に足首関節軸の調整を行うことができる。また、上下方向の荷重は、前後方向に設けられた凹凸部１４ｂ，１５ｃの嵌合により支えることができる。そのため歩行補助装置１にかかる上下方向の力を、連結部Ｐの締結部材すなわちネジだけに荷重を集中させずに済むため、歩行補助装置１の故障を防止できる。これにより歩行補助装置１は、モーメント荷重と上下方向の荷重を受けることができ、軽量かつコンパクトな構造となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、円盤１４ａの凹凸部１４ｂ及び第２の円盤１５ａの凹凸部１５ｂは、それぞれ前後方向に平行に延在しているように記載したが、これに限られず、円盤１４ａの凹凸部１４ｂ及び第２の円盤１５ａの凹凸部１５ｂを、それぞれ上下方向に平行に延在させる状態としてもよい。この場合、凹凸部１４ｂと凹凸部１５ｂの嵌め合わせる位置の変更により足首の関節位置を前後方向に調節することができ、相対的に平行に滑らせることにより足首の関節位置を上下方向に調節することができる。
さらに、凹凸部１４ｂ及び凹凸部１５ｂは、前後方向及び上下方向に限られず、前後方向に対して所定の鋭角に配置しても良い。

また、足リンク側連結部１４と下腿リンク側連結部１５には円盤が設けられるものとして説明したが、円盤の形状である必要はなく、他の形状であっても良い。また、第２の円盤１５ａの向きを前後方向や左右方向に変更する構造を有しても良い。

また、連結部Ｐについて、第１の円盤１４ａが内側、第２の円盤１５ａが外側に配置されるように記載したが、内側と外側が反対であっても良い。

また、第１の円盤１４ａに上下に延びる長穴１４ｃが設けられ、第２の円盤１５ａに複数の雌ネジ穴１５ｃが設けられているものとして説明したが、第２の円盤１５ａに長穴を設け、第１の円盤１４ａに複数の雌ネジ穴を設ける構造としても良い。

第２の円盤１５ａは、第１の円盤１４ａよりも径が小さく、凹凸部１５ｂの個数は少ないものとして説明したが、第１の円盤１４ａの径が第２の円盤１５ａより大きくても良い。

１歩行補助装置
１０膝本体部
１０ａ大腿リンク部
１０ｂ下半月部
１０ｃ駆動部
１０ｄ締結バンド
１１足載置部
１２足リンク部
１３下腿リンク部
１３ａ伸長部
１４ａ円盤
１４ｂ凹凸部
１４ｃ長穴
１５ａ円盤
１５ｂ凹凸部
１５ｃ雌ネジ穴

Claims

上面に足を載せる足載置部と、
前記足載置部に連結し、前記足の側方に配置される足リンク部と、
下腿に沿って配置される下腿リンク部と、を備え、
前記足リンク部と前記下腿リンク部は、平行に延在する凹凸部の嵌合により連結されると共に、ネジによって調整自在に締結されており、
前記足リンク部と前記下腿リンク部とで一対となる凹凸部において、一方の凹凸部と他方の凹凸部とを上下に相対的にずらして嵌合させることによる位置の調整と、凹部と凸部の嵌合を相対的に平行に滑らせることによる位置の調整とによって、上下方向と前後方向の位置を調整可能に構成されている、
歩行補助装置。