JP2011161210A - Stick with auxiliary support leg - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、身体の障害、高齢などのための杖やステッキ或いは松葉杖等(以下杖と称する。)を歩行補助具とし用いる際、杖先(石突)の接地時に繰り返し発生し身体へ伝わる衝撃を緩和するため、石突きの下方向に石突に先行して接地する弾性体を設け、更にその弾性体が杖の補助支持脚(以下補助脚と呼ぶ。)とし作用する歩行杖に関する。 In the present invention, when a walking stick, walking stick, crutch, or the like (hereinafter referred to as a walking stick) for a physical disorder, the elderly, or the like is used as a walking aid, the impact that is repeatedly generated and transmitted to the body when the walking stick (stone bump) is grounded. In order to relieve, the present invention relates to a walking cane that is provided with an elastic body that comes in contact with the stone bump in the downward direction, and that the elastic body acts as an auxiliary support leg (hereinafter referred to as an auxiliary leg) of the cane.
従来、杖を突く度に発生する「衝撃」の緩和装置や、杖を使い易くするための各種装置が数多く特許文献に公開されている。例えば、杖軸に軸方向の可動部を設けコイルスプリングを用いた装置(文献1)、また、弾性を有する樹脂またはゴムを用いた装置やコイル・スプリングと他の弾性体を組み合わせた装置等(文献2、3)がある。更に、衝撃吸収空間を有し接地面が大きく湾曲した弾性緩衝体を杖先端部に取り付けた装置(文献4)、杖軸に弾性体を設け杖軸を可撓さすことができる装置(文献5)、杖の先端にクッションを持つ3本足とした装置(文献6)等がある。
杖使用時、杖先石突に発生し身体に伝わる「衝撃」をより効果的に緩和する事。また、杖に対し身体を預け易すく体に負担の少ない使い易い杖とする事、すなわち、杖使用者の身体状況と杖の使い方により異なるが、一般的には、身体の前方に杖を突いた状態からスムーズに体重を杖に預けられることである。この為には、石突を支点とし発生する不安定な杖のぐらつきを少なくし、体重を支えながら杖のぐらつき調整のため必要とする多大な手の負担を軽減することが必要となる。さらに、杖は軽量、簡素、痩身なることを必要とする。 When using a cane, the "impact" generated at the tip of the cane and transmitted to the body is more effectively mitigated. In addition, it is easy to leave the body against the cane, and to make it easy to use with a low burden on the body, that is, depending on the physical condition of the cane user and how to use the cane, in general, stick the cane in front of the body. It is to be able to leave the weight on the cane smoothly from the state where it was. For this purpose, it is necessary to reduce the unstable wobble of the cane that occurs with the stone protrusion as a fulcrum, and to reduce the great hand burden required for adjusting the wobble of the cane while supporting the weight. In addition, the cane needs to be lightweight, simple and slim.
特許文献1−3の例では、杖軸に弾性体を単体、または複数組み合わせ取り付け軸方向に伸縮可能とし、石突の接地時杖に生ずる衝撃と体重を預ける時身体に掛かる負担を緩和しようとするものである。しかし、現実は石突の先端に発生する杖軸芯方向の衝撃力は、弾性体を経由し同じ軸芯線端で杖を保持する手を直撃する。ゴム等の弾性体を衝撃吸収体とし利用する場合、小さい杖に仕込むのに適切な大きさで耐久性と伸縮量を持つ実用的な材料は見出し難い。特にコイルスプリングを用いる場合、その特性(バネ定数と伸縮量)から杖としての条件に適合し難く(使用者により異なる荷重、また変化する荷重への柔軟性)、外力発生または消滅時、杖部材間の衝撃による異音も発生しやすい。 In the example of Patent Documents 1-3, an elastic body can be expanded or contracted in the direction of the mounting shaft alone or in a combination of a plurality of elastic bodies on the cane shaft so as to alleviate the burden on the body when depositing the impact and weight generated on the cane when touching the stone bump. Is. However, in reality, the impact force in the direction of the cane axis generated at the tip of the stone bump hits the hand holding the cane directly at the end of the same axis through the elastic body. When an elastic body such as rubber is used as a shock absorber, it is difficult to find a practical material having a size suitable for charging a small cane and having durability and expansion / contraction amount. In particular, when using a coil spring, it is difficult to adapt to the conditions of the cane due to its characteristics (spring constant and expansion / contraction amount) (the load varies depending on the user, and the flexibility to change the load). Abnormal noise due to the impact between them is also likely to occur.
特許文献4は、石突部の接地面弾性体が、軸心より後方に偏心し湾曲して広がり、弾性体上部の内側には衝撃緩衝の為の空間を有する。しかし、傾斜する石突の接地面構造のため杖に体重は預け難く、かつ保持する手には多大な負担がかかる構造を有し、高齢者や身体に障害を持つ歩行者には適さない。 In
特許文献5は、弾性体を用いて杖軸に可撓性を持たせたものであるが、衝撃の緩和性、繰り返し発生する曲げと圧縮力にたいする弾性体の耐久性と可撓性、身体を預ける際杖の軸心が折れ曲がることによる杖の不安定さ等の問題がある。 In
特許文献6は、杖先端支点を3点(多脚杖)とし、各支点にコイルスプリングを装着し衝撃を軽減するものである。この多脚型杖は、杖の安定性のため衝撃の吸収力は小さく、垂直自立性は強くなり安定するが、反面杖の自由度が減少し杖先の専有面積が大きく、重量も増すなど歩行者の身体状況や使用場所により使い分けを要する。またその他公開されている複雑な装置で構成される杖は、軽量でスリムさを必要とする杖としての用途には適さない。 In
以上の様に従来の各種衝撃緩和装置を有する杖は、単なる衝撃緩和装置の適切さだけでなくこの種の杖に固有の扱いにくさがある。すなわち、歩行中杖に身体を預ける場合、一般的には前方に突き出し杖をついた状態で身体を前に進め、杖に体重を預けてゆく。この過程では、通常石突、握り手(保持する手先)肩のラインは屈折しており、身体を杖に預けるためには、増加する体重により圧縮され変化する杖長さ、石突を中心に自由に揺らぐ杖軸芯、移動する体重等を手首・肘・肩を使って調整しながら体重を杖に預ける複雑な身体の対応が繰り返し必要で、歩行者にはこれが大きな負担となっている。 As described above, a cane having various conventional impact mitigation devices is not only suitable for an impact mitigation device but also difficult to handle. That is, when depositing a body on a walking stick during walking, the body is generally moved forward with the stick sticking out and the weight is deposited on the walking stick. In this process, the line of the shoulder and the grip hand (holding hand) shoulder is refracted in this process, and in order to leave the body on the cane, the cane length, which is compressed and changed by the increasing body weight, can be freely centered. It is necessary to repeatedly deal with the complex body that keeps the weight on the cane while adjusting the swinging cane axis, moving weight etc. using the wrist, elbow and shoulder, which is a heavy burden for pedestrians.
本発明による杖は、杖先に発生する衝撃をより効果的に緩和さすため、石突の下部前方、後方、または左右方向に石突に先行して接地する弾性(可撓性)を有する補助脚を設ける。石突に対するこの補助脚の位置は、杖使用者の身体状況(歩行状況)により定める。 The cane according to the present invention has an auxiliary leg having elasticity (flexibility) for grounding in front of the stone bump in front of the stone bump, in the rear, or in the left-right direction in order to more effectively reduce the impact generated at the tip of the cane. Provide. The position of the auxiliary leg with respect to the stone bump is determined by the physical condition (walking condition) of the cane user.
この様な構造を持つ杖を用いると、杖つき時には、先ず補助脚が石突に先行して接地し、同時に杖使用者はこの補助脚の接地を感知する。この補助脚の先行接地は、杖軸芯線より偏心した位置で弾性(可撓性)を有する補助脚の先端部で行われ、発生する衝撃を軽減する。次に杖荷重の変化等により補助脚先端部の変形(撓み)が増大すると、自ずと石突の接地がはじまる。この時点では先行する補助脚の弾性の効果で、杖を突く速度は当初より大きく減速している。もともと石突に発生し手首に伝播する衝撃力の大きさは、石突の接地時速度に大きく依存するため、石突の接地時の速度の減速により、その衝撃の強さは極度に減少する。
この一連の作用で、石突は殆ど衝撃力を伴はず接地してゆき、杖に加わる荷重を補助脚と共有しあうようになる。また補助脚は先行接地する、いわば杖先の触手としての機能をも持つので、杖使用者は先行発生する反力や歪み(撓み)を感知し、自ずと杖をつく力の強さの加減や杖を付く速度にブレーキをかけるようになり、従来石突部からいわば突然発生した衝撃力を意図的に少なくし、結果とし石突の接地の衝撃をさらに軽減できるようになる。以上のような補助脚の効果で杖軸に設けられていた従来型衝撃緩衝用装置は不要となり、体重を預ける際の杖軸の変形は無くなり杖が安定し、軸はソリッドでシンプルな軸とすることができる。When a cane having such a structure is used, when the cane is attached, the auxiliary leg first comes in contact with the stone bump, and at the same time, the user of the cane senses the grounding of the auxiliary leg. The preceding grounding of the auxiliary leg is performed at the tip of the auxiliary leg having elasticity (flexibility) at a position eccentric from the cane axis, thereby reducing the generated impact. Next, when the deformation (deflection) of the tip end of the auxiliary leg increases due to a change in the cane load or the like, the grounding of the stone bump starts by itself. At this time, due to the effect of the elasticity of the preceding auxiliary leg, the speed at which the cane is struck is greatly reduced from the beginning. Originally, the magnitude of the impact force generated at the stone bump and propagating to the wrist greatly depends on the speed at the time of the stone bump contact with the ground, and therefore the strength of the impact is extremely reduced by the deceleration of the speed at the time of the stone bump contact.
With this series of actions, the stone bumps will almost come with an impact force and will come to the ground, sharing the load applied to the cane with the auxiliary legs. In addition, the auxiliary leg also has a function as a tentacle of the tip of the cane, so that the user of the cane senses the reaction force and distortion (deflection) that occurs in advance, and can adjust the strength of the force to stick the cane. A brake is applied to the speed at which the cane is attached, so that the impact force suddenly generated from the conventional stone protrusion is intentionally reduced, and as a result, the impact of the ground contact of the stone protrusion can be further reduced. Due to the effects of the auxiliary legs as described above, the conventional shock absorbing device provided on the cane shaft is unnecessary, the cane shaft is not deformed when leaving weight, the cane is stable, and the shaft is solid and simple. can do.
次に、石突の接地後は、補助脚が石突下方の何れの位置でも補助脚として作用するが、以下補助脚を石突下部の前方向に設置した場合を例に取り説明する。
石突接地後は、杖をほぼ垂直にしながら体重を預けゆく。この際、杖は補助脚と石突の2点で支持され、杖を立て垂直にしてゆく変化に対しても補助脚は其の変化に対応する歪(撓み)と反力を生じる。この補助脚からの反力と補助脚の柔軟な支点効果で、ふらつく杖の調整が容易になり、結果とし杖に体重を預け易く、従来の不安定な杖で発生していた手から肩への大きな負担を軽減出来るようになる。Next, after the stone bump touches down, the auxiliary leg acts as an auxiliary leg at any position below the stone bump. Hereinafter, the case where the auxiliary leg is installed in the forward direction below the stone bump will be described as an example.
After touching the ground, leave your weight while keeping the cane almost vertical. At this time, the cane is supported at two points, that is, the auxiliary leg and the bump, and the auxiliary leg generates distortion (deflection) and reaction force corresponding to the change in which the cane is raised and made vertical. This reaction force from the auxiliary leg and the flexible fulcrum effect of the auxiliary leg make it easy to adjust the staggered cane, resulting in easy weight transfer to the cane, from the hand to the shoulder that was generated with the conventional unstable cane It will be possible to reduce the big burden of.
さらに歩行を進めるための動作とし杖を持ち上げる際には、杖は下方向への手の力が消滅すると、直ちに補助脚の先端部が接地面を蹴るようにして杖を押し上げる働きをする。この効果で歩行者は、殆んど杖の重量を感じないで、歩行のため杖を前方に送り出すことが出来る。 Further, when the cane is lifted for the purpose of advancing walking, when the downward force of the hand disappears, the cane immediately pushes up the cane so that the tip of the auxiliary leg kicks the grounding surface. With this effect, the pedestrian can send the cane forward for walking without feeling the weight of the cane.
補助脚と石突は、歩行の際の足先と踵の関係に類似し、補助脚(足先)は、石突(踵)への急激な衝撃や荷重を分散・軽減する働きと、杖をふらつきを防止し安定して身体を支え、補助脚(足先)から石突(踵)への体重の移動をスムーズにし、石突(踵)を持ち上げる作用も有し、歩行時に発生する身体への負担を軽減する。尚、補助脚接地後の補助脚の作用は、その位置(石突下方の前後左右)によってやや異なるが、共通して石突の補助脚とし作用し杖の使い易さに貢献する。 Auxiliary legs and feet are similar to the relationship between the toes and heels when walking, and the auxiliary legs (toes) are used to disperse / reduce sudden impacts and loads on the feet (heels) and stagger the cane. To support the body in a stable manner, smooth the movement of weight from the auxiliary leg (toes) to the heel (heel), and also to lift the heel (heel), and the burden on the body that occurs during walking Reduce. The action of the auxiliary leg after grounding the auxiliary leg is slightly different depending on the position (front and rear, left and right under the stone bump), but it acts as an auxiliary leg of the stone bump and contributes to the ease of use of the cane.
発明の実施の形態を、補助脚を石突の前方下方向とした場合を例にとり図1〜図7に基づいて説明する。 The embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 by taking as an example the case where the auxiliary leg is set to the front downward direction of the stone bump.
図1は本発明を適用した杖の例で、杖軸を自由な状態で垂直にした時の、一部断面を含む杖全体の側面図で、図2はその杖先端部を拡大したものである。杖軸2は木材、軽量の金属(アルミニウム系合金)、カーボンファイバ等で作られ、その両端には各々握り手3と杖軸端に嵌合し取り付けられた従来のゴムなどの弾性を有する石突4を有し、軸中間部には、本図では図示してない使用者の身長に合わせるための杖長さ調整装置を必要に応じて設ける。石突4の前方には、下方斜め前に傾斜して突き出した梁状の可撓性の補助脚5がねじ7により杖軸2に固定されている。この補助脚5は、バネ鋼(単体または重ね合わせの帯や丸棒)、カーボンファイバ、またはこれらの組み合わせ等の弾性体で作られその先端部には、非金属のパット6を取り付けるが、補助脚5の材料や先端部の構造によってこの部材は省略できる。補助脚5の位置調整用のスペーサ8は、ねじ9により杖軸2に取り付けられ、石突4先端と補助脚先端部6aの距離Lを調整する。 FIG. 1 is an example of a cane to which the present invention is applied. FIG. 2 is a side view of the entire cane including a partial cross-section when the cane shaft is set in a free state, and FIG. 2 is an enlarged view of the tip of the cane. is there. The
図3は、杖の外観正面図で(図1のA矢視)、図4はその杖先端部を拡大したものである。補助脚5はボルト7により杖軸2へ取り付けられる。その補助脚5の取り付け穴5aは、上下取り付け位置調整のため長穴で、上方向のストッパとしての機能を持つスペーサ8(長さS)を取り替えることにより石突4先端と補助脚先端部6aの距離Lを調整する。 3 is an external front view of the cane (indicated by an arrow A in FIG. 1), and FIG. 4 is an enlarged view of the tip of the cane. The
図1に於いて、補助脚先端6a、杖石突4、杖握り手3中心を結ぶ線は、杖が自由な状態では鈍角(90度以上)をなすが、補助脚5は杖使用時には上記3点を結ぶ線が鋭角(90度以下、図7−杖2b)と出来るような可撓性を有するバネ体である。 In FIG. 1, the line connecting the
以上のように構成する杖の作用を説明する。図5は、歩行者が杖をつくため足の前方斜め前に杖を軽く送り出し、その状態で補助脚先端部6aが接地する瞬間を示すものである。この接地時に補助脚先端部6aでの衝撃の発生を抑制し、杖先の触覚としての機能を持たせるため、補助脚先端部6aは杖軸芯から偏心し(その距離lは通常1から5cm程度)、保持する歩行者の身体状況にもよるが、杖をつく初期力P(百グラム程度から数kg程度)の荷重で撓みL1(5mmから50mm程度)が生じる弾性体とする。弾性体は、衝撃を起こりにくくするため、柔軟で撓みの大きい先端を細くした板バネや重ねバネが好ましい。図8にこの弾性体として重ねバネを用いた例を示す。 The operation of the cane configured as described above will be described. FIG. 5 shows the moment when the pedestrian lightly feeds the cane diagonally forward in front of the foot so that the pedestrian puts on the cane, and the
図6は石突4が接地し、石突4と補助脚先端6aで杖が支持されている状態を示すが、さらに杖軸を垂直に立てながら(図6杖軸2から2a、図7杖軸2から2b)身体を肩、肘、手首を介して握り手3に身体を預けてゆく。この過程で杖に加わる荷重Wと杖を立てようとする力Tに対して、補助脚5からも各々対応する反力RwとRtが発生する。この杖先端石突より偏芯した補助脚支点からの反力の発生により、石突を支点とし自由に揺り動く握り手の動きを制限し、杖の長さに変化を起こさない効果も加わり杖の操作はより容易になる。その結果として杖は安定性を増し、保持する手首・肘等の大きな負担を軽減する。 6 shows a state in which the
杖に身体を預ける順序として、上記以外にも、補助脚が進行方向に大きな可撓性を有するので、補助脚が接地後、石突の接地を待たず補助脚を支点とし直ちに杖を垂直に立ててゆき、身体を預ける時点で石突を接地させることも出来るようになる。これにより、より迅速な歩行も可能となる。 In addition to the above, the auxiliary legs have great flexibility in the direction of travel, so that the cane can be placed upright immediately with the auxiliary leg as a fulcrum without waiting for the stone bump to touch after the auxiliary leg touches down. As soon as you leave the body, you will be able to ground the stone. Thereby, more rapid walking is also possible.
次に杖を持ち上げる際には、握り手に加わる下方向の力を緩めると、補助脚内部に存在する上向きの反力により、杖自身が地面を蹴るように持ち上がる。このため、杖の重量が軽減し、杖を保持する手の疲労を軽くする。 Next, when lifting the cane, if the downward force applied to the handgrip is loosened, the cane itself lifts up to kick the ground due to the upward reaction force existing inside the auxiliary leg. For this reason, the weight of a cane is reduced and the fatigue of the hand holding a cane is lightened.
本発明による杖は、杖軸、傾斜した梁状の可撓(バネ)体、付随する小数の小物部品で構成され、簡素な造りとなる。 The cane according to the present invention is composed of a cane shaft, a slanted beam-like flexible (spring) body, and a small number of accessory parts, and has a simple structure.
2 杖軸
3 握り手
4 石突
5 補助脚
6 先端パッド、
8 スペーサ2
8 Spacer
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