JP2004329753A - 持続的他動運動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1及び第2のフレーム体2,3は、エアチューブ6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、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。第1のフレーム体2に対して第2のフレーム体3を回動させるアクチュエータとして、チューブ形エアアクチュエータ8を用いた。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・伸長し、駆動力を発生する。
【選択図】 図1
Description
【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)
- 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のフレーム体の少なくともいずれか一方は、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ることを特徴とする持続的他動運動装置。 - 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。
- 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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JP2006340852A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Natl Rehabilitation Center For The Disabled | 着用形関節駆動装置 |
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