JP2001029408A

JP2001029408A - 下肢駆動装置

Info

Publication number: JP2001029408A
Application number: JP11205350A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sadakane; 健一貞包; Mitsuhiro Matsuzaki; 光洋松崎; Yasuyuki Sakaguchi; 安幸坂口; Masashi Kondo; 正志近藤
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】患者の大腿の動作に大腿装着部が十分に追随
できるとともに、収納時に大腿装着部がベッド等と干渉
しない下肢駆動装置を提供する。【解決手段】大腿装着部（１１５）がスライド機構
（６）の中立の位置から変位した時は、大腿装着部を前
記中立の位置に戻す方向に付勢する第１のばね機構（６
３）を備える。スライド機構（６）をフリージョイント
（５）の回転軸（５１）回りに下腿側に回転するように
付勢する第２のばね機構（５２）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，肢体の機能を回復
するために用いられるリハビリテーション支援装置やト
レーニング装置等の肢体駆動装置のうち、特に下肢を駆
動するための下肢駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】筋力の低下した肢体の機能を回復するた
めに用いられる従来のリハビリテーション支援装置やト
レーニング装置には、関節を中心にして外部から機械的
に肢体を駆動したり、関節の動きに負荷をかけたりする
装置があり、さまざまな機構が提案されている。本願の
出願人は先に、特願平１０−１６２６４６号においてつ
ぎのような下肢駆動装置を提案した。図５は特願平１０
−１６２６４６号で提案した下肢駆動装置１００の側面
図である。図において、１１０は大腿用運動機構部、１
２０は下腿用運動機構部であり、ともに同じ基台に据え
付けられてそれぞれ大腿と下腿を駆動する。大腿用運動
機構部１１０は、患者１１６の大腿部に装着する大腿装
着部１１５と、基台に設けられ基台に内蔵したモータに
よって駆動される第１駆動軸１１１、連動駆動軸１１
２、フリージョイント１１３、直動のフリージョイント
すなわちスライド機構１１４から構成されている。大腿
用運動機構部１１０を使用する時は、第１駆動軸１１
１、連動駆動軸１１２、フリージョイント１１３が股関
節１１７に対して概ね平行四辺形となるように配置され
る。連動駆動軸１１２は第１駆動軸１１１のモータによ
って駆動され、第１駆動軸と連動駆動軸１１２の間のリ
ンク部材内の機構を経由してトルクが伝達されており、
第１駆動軸に連動して同じ角度だけ逆向きに動くように
なっている。このような構成をしているため、股関節１
１７または第１駆動軸１１１の回転角度に関わらず、ま
た多少の位置ずれが残っているのも関わらず大腿部に目
的とする負荷を印加することができる。

【０００３】下腿用運動機構部１２０は、患者１１６の
下腿部に装着する下腿装着部１２５と、基台に設けられ
基台に内蔵したモータによって駆動される第２駆動軸１
２１、第３駆動軸１２２、フリージョイント１２３、フ
リー回転部１２４から構成されている。第３駆動軸１２
２は基台に内蔵されたモータによって駆動され、第２駆
動軸１２１と第３駆動軸１２２の間に内蔵された機構に
よってトルクが伝えられ、第２駆動軸１２１の動きとは
独立して回転駆動することができる。フリー回転部１２
４はフリージョイント１２３と下腿装着部１２５の間に
設けられた回転機構であり、下腿装着部１２５に載せて
固定した下腿の長手方向の軸とフリージョイント１２３
の回転軸の両方に垂直な軸回りに自在に回転できるよう
になっている。下腿用運動駆動部１２０は、第２駆動軸
１２１と第３駆動軸１２２のふたつの独立な駆動軸を持
っているため、紙面に平行な平面内で可動範囲内の任意
の位置で下腿に負荷をかけることが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところ従来例の下肢駆
動装置１００では、大腿装着部１１５はスライド機構１
１４によって自由にスライドするが、スライドした位置
から元に戻す機構を欠くので、患者１１６の大腿の動き
に十分な追随ができなかった。そのため、患者１１６の
大腿が大腿装着部１１５から抜けやすいという問題があ
った。また、大腿装着部１１５がフリージョイント１１
３回りに自由に回転するので、下肢駆動装置１１０から
患者１１６をを離した時に、大腿装着部１１５の姿勢が
一定しなかった。そのため、下肢駆動装置１００をベッ
ドに組み込んで、非使用時に折り畳んでベッドの下に格
納する構成をとると、大腿装着部１１５の姿勢によって
は、ベッドと干渉してスムーズに折り畳めない場合が生
じるという問題もあった。本発明は、こうした従来の技
術が持つ問題点を解消するためになされたものであり、
患者の大腿の動作に大腿装着部が十分に追随できるとと
もに、収納時に大腿装着部がベッド等と干渉しない下肢
駆動装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は大腿に力を加えて股関節を回転させる大腿
用運動機構部を備えた下肢駆動装置において、前記大腿
用運動機構部はモータで駆動されるアームと、前記アー
ムの先端に取り付けられた回転自在のフリージョイント
と、前記フリージョイントに連結されたスライド機構
と、前記スライド機構に固定されて大腿を固定する大腿
装着部と、前記大腿装着部が前記スライド機構の中立の
位置から変位した時は、前記大腿装着部を前記中立の位
置に戻す方向に付勢する第１のばね機構を備えるもので
ある。また、前記第１のばね機構は、前記大腿装着部が
前記スライド機構の中立の位置から上体側に変位した時
は、前記大腿装着部を前記中立の位置に戻す方向に付勢
し、前記大腿装着部が前記スライド機構の中立の位置か
ら下腿側に変位した時は、いずれの方向にも付勢しない
ものとするものである。また前記スライド機構を前記フ
リージョイントの回転軸回りに前記下腿側に回転するよ
うに付勢する第２のばね機構を備えるものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す下
肢駆動装置の側面図である。従来例と共通する部分につ
いては、同一の記号を付し、説明は省略する。図におい
て、１は下肢駆動装置であり、下肢駆動装置１はベッド
２に固定され、非使用時には折り畳まれてベッド２の内
部に格納される。３は図示しない基台に内蔵されたモー
タで駆動される第１駆動軸１１１で回転駆動される大腿
第１アームであり、４は大腿第１アームの先端に取り付
けられ、連動駆動軸１１２まわりに自由に回転す大腿第
２アームである。大腿第１アーム３と大腿第２アームで
連結リンクを構成している。大腿装着部１１５はフリー
ジョイント５とスライド機構６を介して大腿第２アーム
４の先端に取り付けら、フリージョイント５回りの回転
自由度Ｒとスライド機構６に沿った移動自由度Ｓを有す
る。

【０００７】図２はフリージョイント５の機構を説明す
る側面図である。フリージョイント５は回動軸５１とね
じりコイルばね５２を備えている。回動軸５１は図の紙
面に垂直な方向に取付けられ、大腿第２アーム４とスラ
イド機構６を回転自在に結合している。ねじりコイルば
ね５２は回動軸５１に同軸に取付けられ。スライド機構
６が時計回りつまり下腿側に回転して大腿第２アーム４
と平行になるように付勢している。図３はこのねじりコ
イルばね５２を備えたフリージョイント５の効果を説明
する図であり、（ａ）はねじりコイルばね５２を備えて
いる場合の図であり、（ｂ）はねじりコイルばね５２を
備えていない場合の図である。ねじりコイルばね５２が
あると、その働きでスライド機構６および大腿装着部１
１５は下腿側に回転して大腿第２アーム４に平行な姿勢
を保っているので、下肢駆動装置１をベッド２の内部に
折り畳む時にベッド２との干渉が発生しない。ねじりコ
イルばね５２がないと、スライド機構６および大腿装着
部１１５は自重によって傾くので、ベッド２との干渉が
発生する。

【０００８】図４はスライド機構６の詳細を説明する側
面図であり、（ａ）は大腿装着部１１５が下腿側に変位
した状態を示し、（ｂ）は中立の位置にある状態、
（ｃ）は上体側に変位した状態をそれぞれ示す。スライ
ド機構６は固定部６１と可動部６２と定荷重ばね６３か
らなる。固定部６１はフリージョイント５を介して大腿
第２アーム４と結合する部分であり、可動部６２は固定
部６１にスライド自在に取り付けられる。定荷重ばね６
３は巻き尺状のバネ装置であり、巻き取り軸からばねの
一端を引き出すと常にほぼ一定の力が発生する公知の装
置である。定荷重ばね６３は、その巻き取り軸が可動部
６２のスライド方向と平行にスライドするように、固定
部６１に設けた定荷重ばねレール６１１に支持され、そ
の一端を固定部６２の継手６２１に取り付けている。定
荷重ばねレール６１１は中立の位置から下腿方向に設け
られている。したがって図４（ａ）のように可動部６２
が下腿方向に変位する時は、定荷重ばね６３の巻き取り
軸は可動部６２と一緒にスライドして定荷重ばねレール
のＡ端まで移動する。したがって、この時は定荷重ばね
６３は巻き取り軸から引き出されないので、可動部６２
を中立位置に戻す力は生じない。一方、図４（ｃ）のよ
うに可動部６２が上体方向に変位する時は、巻き取り軸
は中立の位置から上体側にはスライドしないから、定荷
重ばね６３は巻き取り軸から引き出され、可動部６２を
中立位置に戻す力が生じる。

【０００９】実施例では、可動部６１が上体側にスライ
ドした時にだけ、中立位置に引き戻すばね機構を説明し
たが、可動部６１が下腿側、上体側のいずれの方向に変
位しても、可動部６１を中立位置に引き戻すばね機構を
備えてもよい。

【００１０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
ライド機構で支持された大腿装着部が中立の位置から変
位した時に、大腿装着部を中立の位置に引き戻すばね機
構を備えたので、下肢駆動装置の運転中に患者の大腿が
大腿装着部から抜けにくくなり、連続した十分な治療が
できると言う効果がある。また、大腿装着部がリンク部
材と平行になるように付勢するばね機構を設けたので、
下肢駆動装置を折り畳んでベッドの下に格納する際に、
大腿装着部とベッドが干渉することがないという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の下肢駆動装置を示す側面図である

【図２】本発明のフリージョイントの詳細を示す側面図
である。

【図３】本発明のフリージョイントの効果を示す説明図
であり、（ａ）はねじりコイルばねを備えた場合を示
し、（ｂ）はねじりコイルばねを備えない場合を示す。

【図４】本発明のスライド機構の詳細を示す説明図であ
り、（ａ）は大腿装着部が下腿側に変位した状態を示
し、（ｂ）は大腿装着部が中立位置にある状態を示し、
（ｃ）は大腿装着部が上体側に変位した状態を示す。

【図５】従来例の下肢駆動装置を示す側面図である。

【符号の説明】１下肢駆動装置２ベッド３大腿第１アーム４大腿第２アーム５フリージョイント６スライド機構５１回動軸５２ねじりコイルばね６１固定部６２可動部６３定荷重ばね１００下肢駆動装置１１０大腿用運動機構部１１１、１２１、１２２駆動軸１１２連動駆動軸１１３、１２３フリージョイント１１４スライド機構１１５大腿装着部１１６患者１１７股関節１１８膝関節１２０下腿用運動機構部１２４フリー回転部１２５下腿装着部６１１定荷重ばねレール６２１継手

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤正志福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号株式会社安川電機内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大腿に力を加えて股関節を回転させる大腿
用運動機構部を備えた下肢駆動装置において、前記大腿用運動機構部はモータで駆動されるアームと、
前記アームの先端に取り付けられた回転自在のフリージ
ョイントと、前記フリージョイントに連結されたスライ
ド機構と、前記スライド機構に固定されて大腿を固定す
る大腿装着部と、前記大腿装着部が前記スライド機構の
中立の位置から変位した時は、前記大腿装着部を前記中
立の位置に戻す方向に付勢する第１のばね機構を備えた
ことを特徴とする下肢駆動装置。
【請求項２】前記第１のばね機構は、前記大腿装着部
が前記スライド機構の中立の位置から上体側に変位した
時は、前記大腿装着部を前記中立の位置に戻す方向に付
勢し、前記大腿装着部が前記スライド機構の中立の位置
から下腿側に変位した時は、いずれの方向にも付勢しな
いことを特徴とする請求項１に記載の下肢駆動装置。
【請求項３】前記スライド機構を前記フリージョイント
の回転軸回りに前記下腿側に回転するように付勢する第
２のばね機構を備えたことを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の下肢駆動装置。