JP2012081033A

JP2012081033A - 自転歩行器

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Publication number: JP2012081033A
Application number: JP2010229164A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Saito; 栄作斉藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-10
Filing date: 2010-10-10
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2030-10-10
Also published as: JP4806094B1

Abstract

【課題】使用者の足の動きを歩行動作に規定して車輪を回転させることで、本来の歩行動作に則した足の動きが体現できる歩行訓練を促すと同時に、車輪移動により歩行動作移動の助勢をする歩行器の提供。
【解決手段】左右のフレーム１１を連結した主車輪５１を備える歩行器であり、前記主車輪５１に回転を伝えるクランク棒３１と、該クランク棒３１にその摺動を規定限度内に許しながら回転を与える下部摺動溝２３と倶に該下部摺動溝２３の上側に前記フレームとの間に回動と規定限度内の摺動を許す係合を保持する振り脚２１と、該振り脚２１の下端に設けられる足を載せる踏板２２とからなり、左右の前記踏板２２の動作が歩行動作の足の動きに近似され、該踏板２２の周期運動と前記主車輪５１の回転とを連動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、歩行の助勢および訓練に使用する歩行器に関する。

従来の技術として、特許文献１に示す運動器具のように、足の動作を車輪の回転運動に変えて前進する移動装置が考えられている。
しかしながら、この複雑なリンク機構を利用した方法では、歩行動作を忠実に再現することは難しく、実際の歩行においては躓きの要因ともなるつま先が下がった状態が続いたままであり、つま先を上げて踵から着地する本来の歩行動作の踏み出しを体現することができない。従って、歩行訓練のためにも、車輪の助勢を受けた歩行移動のためにも、本来の歩行動作に則した足の動きが体現できる、もっと有効な手段が望まれる。
アメリカ特許明細書００５６１１７５７

本発明は、使用者の足の動きを歩行動作に規定して車輪を回転させることで、本来の歩行動作に則した足の動きが体現できる歩行訓練を促すと同時に、車輪移動により歩行動作移動の助勢をする歩行器を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、第一発明は、左右のフレームを連結した主車輪を備える歩行器であって、前記主車輪に回転を伝えるクランク棒と、該クランク棒にその摺動を規定限度内に許しながら回転を与える下部摺動溝と倶に該下部摺動溝の上側に前記フレームとの間に回動と規定限度内の摺動を許す係合を保持する振り脚と、該振り脚の下端に設けられる足を載せる踏板とからなり、左右の前記踏板の動作が歩行動作の足の動きに近似され、該踏板の周期運動と前記主車輪の回転とが連動する自転歩行器である。

また、第二発明は、左右の前記フレームの少なくとも一方に、前記クランク棒の回転と前記主車輪の回転を相互に伝達する変速自由な伝動部を備える第一発明に記載の自転歩行器である。

また、第三発明は、前記伝動部を左右の前記フレームに倶に設け、それぞれ独立に回転速度の伝達を変えたり切ったりする変速機あるいはクラッチ機構を備える第一発明または第二発明に記載の自転歩行器である。

また、第四発明は、外部からの力あるいは発動機により前記主車輪を回転させるか、あるいは助勢することで前記振り脚を動作させる第一発明から第三発明のいずれかに記載の自転歩行器である。

また、第五発明は、前記主車輪による移動が固定化され、前記踏板の周期運動が本体の移動を伴わない第一発明から第四発明のいずれかに記載の自転歩行器である。

以上の構成から第一発明により、歩行訓練と同時にその歩行動作で自転車のように車輪移動ができる。
また、第二発明により、主車輪の位置が限定されずに済み、また歩行動作にかかる負荷の調整ができるため、実際の歩行よりも負担の軽い、もしくは、重い歩行動作での訓練や移動ができる。
また、第三発明により、左右の歩行動作への負荷が個別に変えられると同時に左右の車輪の回転数が個別に変えられるので、直進だけでなく曲がることもできる。
また、第四発明により、歩行動作の倣い訓練ができ、麻痺等で思うように動かない下肢に運動能力の覚醒が図られる。
また、第五発明により、その場で、自他で、歩行動作の確認ができる。

本発明の一実施形態を、図１〜３に示す。
自転歩行器本体１は、歩行動作に伴って前進する歩行器であって、フレーム部１０と振り脚部２０とクランク部３０と伝動部４０と車輪部５０からなり、振り脚部２０の下端に足を乗せて歩行動作をすることによりクランク部３０を回転させ、その回転を伝動部４０を介して主車輪５１に伝えることで前進する。

振り脚部２０は、その骨格を形成する振り脚２１の下端に踏板２２が設置され、中間部には下部摺動溝２３と上部摺動駒２４が設けられ、上端には把持部２５と肘掛２６が備わる構造となっており、振り脚２１は踏板２２や肘掛２６の取り付けやその位置関係のために屈曲した形状となって左右の足や腕に適応する様に左右の振り脚２１Ｌと振り脚２１Ｒが対称にフレーム部１０に組み込まれている。

クランク部３０は、クランク状のハンドルを互い違いになるように連結した円断面をしたクランク棒３１とストッパー３２とからなり、クランク棒３１の互い違いのそれぞれの対称位置にあたる直線部分が前述の左右の振り脚２１の下部摺動溝２３に通され、ストッパー３２により挟み込まれることで、下部摺動溝２３の縦方向の摺動だけを許しながら、振り脚２１の横方向へのずれを防いでいる。

伝動部４０は、クランク棒３１の回転が伝わる原動プーリー４１と、その原動プーリー４１の回転を伝達するベルト４２と主車輪５１と一体に回転する従動プーリー４３とから構成されている。

フレーム部１０は、下部において伝動部４０を保持するフレーム１１と、その左右のフレーム１１Ｌ、Ｒを前面側で連結する連結バー１２と、フレーム１１の中間部にあって前述の振り脚２１の中間部に設けられた上部摺動駒２４の摺動を規定限度内に許す上部摺動溝１３を有する側面板１４と、上部にある腋当１５と後部に取っ手１６を備え、最下部に主車輪５１と従車輪５２を設けている。尚、この一実施形態の場合には、フレーム１１の高さ及び連結バー１２の幅が締結ピン１７により調節できるようになっている。

いま、使用者は左右の踏板２２Ｌ、Ｒに乗り、両脇を腋当１５Ｌ、Ｒにあてがい、把持部２５Ｌ、Ｒを握り、肘掛２６Ｌ、Ｒに前腕を載せてフレーム部１０に体を支えられている。この状態から左右いずれかの上側前方の踏板２２を踏み込むと下部摺動溝２３の上端部に接するクランク棒３１は下側に回される。この時、クランク棒３１の反対側は下部摺動溝２３の中間部を摺動しながら、上部摺動溝１３の下端部に位置する上部摺動駒２４を中心に振り脚２１を回転させて、反対側の踏板２２を後方へと移動させる。

次ぎに踏み込んだ側の踏板２２を上部摺動駒２４が上部摺動溝１３の下端部に来るまで下げて、引き続き体重を利用して踏板２２を下側後方に移動させると、上部摺動駒２４を中心に振り脚２１が回転し、クランク棒３１が下部摺動溝２３の中間部を移動しながら更に回される。この時、反対側のクランク棒３１は下部摺動溝２３の上端部に当接して、その上端部を持ち上げ、上部摺動駒２４を上部摺動溝１３に沿って上動させる。そして、上死点を過ぎたところで、今度は上側前方に来たこちらの踏板２２を踏み込むと左右の踏板２２を逆にして同じことが繰り返される。

この時、クランク棒３１の回転が軸を同じくする原動プーリー４１を回転させ、その回転がベルト４２を介して従動プーリー４３に伝わり、その同じ軸に設けられる主車輪５１を回転させ、自転歩行器本体１を前進させる。尚、クランク棒３１の回転と踏板２２の中心位置の軌跡は図２、３のようになり、歩行動作の足の動きに近似した踏板２２の周期運動がクランク棒３１の回転運動に換わる。

一方、把持部２５と肘掛２６の振り脚２１上端は上部摺動駒２４を支点に踏板２２とは逆に動くので、実際の歩行動作と同じような腕の動きで踏板２２の動きを助勢できる。
尚、図３には図２とは逆に、上部摺動溝１３が振り脚２１側に、上部摺動駒２４が側面板１４側に設けられた場合が示されているが、回動と規定限度内の摺動を許す係合であれば図２、３に示される形態に限定されるものではなく、例えばストッパーの付いた振り脚２１をフレーム１１に設けた単なる水平な穴で受ける形態であっても良い。
また図３には、踏板２２がローラー２７の空回りを介してアジャスター２８により弾性的に路面に接する場合が示されているが、これにより、車輪で移動しながらも路面に着地する感触が得られる歩行訓練ができる。

また、伝動部４０はベルトとプーリーの組合せに限定されるものではなく、チェーンとスプロケットの組合せ、複数歯車の組合せでも良く、ギヤ比を変えることにより歩行動作における負荷を自由に変えられるので、使用者の身体能力に合った負荷で使用できる。
また、変速機付の自転車のように手元で操作できる変速機を付けることで路面の傾斜や体調の変化に応じた移動時における適宜な負荷が選べる。尚、従動プーリー４３の回転を主車輪５１に伝えるときに、自転車と同じく一方向クラッチを介入させて惰性運転をさせることもできるが、その際には車輪を制動するブレーキも必要とされる。

また、主車輪５１は、片側だけの従動プーリー４３の回転を連結軸５３でつないで左右両側で一緒の回転をしているが、伝動部４０を両側に設けてそれぞれの従動プーリー４３の回転を主車輪５１Ｌ、Ｒに伝えても良い。この際に連結軸５３を無くし、左右の伝動部４０でそれぞれ独立に、変速機あるいはクラッチ機構により回転の伝達を変えたり切ったりすることで、左右の歩行動作への負荷が個別に変えられると同時に左右の車輪の回転数が個別に変えられるので、進行方向を変えて曲がることもできる。そのため、麻痺の残る片足側だけに負荷を弱めて、同じ範囲内で円移動させながら訓練を観察すると云ったこともできる。

また、腋だけではなくサドルやベルト等を利用してフレーム部１０に体重を預けることで、水中歩行と同じように体重負荷を軽減しながら、水中歩行とは違って水圧の抵抗を受けない歩行訓練ができる。

また、介助者が取っ手１６を押すことにより、または、手元操作あるいは脳波信号等を利用した駆動装置で主車輪５１を回転させることにより、それに起因するクランク棒３１の回転運動が歩行動作の足の動きに近似した踏板２２の周期運動に換わり、逆に歩行動作を誘導して使用者に歩行を倣わせることができるし、歩行をアシストすることもできる。
また、この自転歩行器１に使用者が逆向きに乗り、介助者が、取っ手１６を引っ張りながら歩行動作を確認することも、主車輪５１による移動を固定化してその場にとどまった状態で歩行動作を確認することもできる。

尚、この一実施形態の場合は、クランク部３０の回転の中心点と振り脚部２０の回転の中心となる上部摺動溝１３や上部摺動駒２４の中心点の垂線とがずれているが、同一線上であっても良いし、振り脚２１下端の踏板２２も側面から見てＬ字型の取り付けに限られるものではなく、振り脚２１の下端を二股に分けて逆Ｔ字型に取り付けても良い。また、同様に肘掛２６もＴ字型に取り付けても良い。

尚、図２、３上の円弧Ａは上部摺動駒２４を中心とする下部摺動溝２３の上端限度位置の回動軌跡を表し、この一実施形態の場合は、歩行動作の歩き出しにあたる踏板２２を前方から後方に移動させる死点Ｄにおいてクランク棒３１に逆回転方向への力が加わらないように、該死点Ｄがクランク棒３１の軌道上で水平軸より下になるように設定してある。

また、この一実施形態の場合は、反対側の踏板２２を後方に移動させて振り脚部２０をクランク棒３１により持ち上げる行程を助けるために、上部摺動溝１３上部に上部摺動駒２４を上方に引っ張るコイルばね１３３が備えてある。尚、この部品は上部摺動駒２４を上方に付勢する弾性体であればコイルばねに限定されるものではないし、上部摺動溝１３上部の位置に限定されるものでもない。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。クランク棒と踏板の位置と、その軌跡を示す動態図である。他の実施形態のクランク棒と踏板の位置と、その軌跡を示す動態図である。

１自転歩行器本体
１０フレーム部
１１フレーム
１２連結バー
１３上部摺動溝１３３コイルばね
１４側面板
１５腋当
１６取っ手
１７締結ピン
２０振り脚部
２１振り脚
２２踏板
２３下部摺動溝
２４上部摺動駒
２５把持部
２６肘掛
２７ローラー
２８アジャスター
３０クランク部
３１クランク棒
３２ストッパー
４０伝動部
４１原動プーリー
４２ベルト
４３従動プーリー
５０車輪部
５１主車輪
５２従車輪
５３連結軸
Ａ円弧Ｄ死点

また、第四発明は、外部からの力あるいは発動機により前記主車輪または前記クランク棒を回転させるか、あるいは助勢することで前記振り脚を動作させる第一発明から第三発明のいずれかに記載の自転歩行器である。

上述の課題を解決するために、第一発明は、左右のフレームを連結した主車輪を備える歩行器であって、前記主車輪に回転を伝えるクランク棒と、該クランク棒に連結しその摺動を規定限度内に許しながら回転を与える下部摺動溝と該下部摺動溝の上側に前記フレームの上部と回動自由に且つ規定限度内を摺動自由に係合する上部摺動部とを備える左右の振り脚と、該振り脚の下端に設けられる足を載せる踏板とからなり、左右の前記踏板の動作が歩行動作の足の動きに近似され、該踏板の周期運動が前記主車輪の回転と連動する自転歩行器である。

また、第三発明は、前記伝動部を左右の前記フレームに倶に設け、それぞれ独立に回転速度の伝達を変えたり切ったりする変速機あるいはクラッチ機構を備える第二発明に記載の自転歩行器である。

また、第四発明は、外部からの力あるいは発動機により前記主車輪を回転させることで前記振り脚を動作させる第一発明から第三発明のいずれかに記載の自転歩行器である。

また、第五発明は、前記伝動部において前記クランク棒と前記主車輪との連動する回転の伝達を切ることで前記主車輪による移動が固定化され、前記踏板の周期運動が本体の移動を伴わない第二発明から第四発明のいずれかに記載の自転歩行器である。

Claims

左右のフレームを連結した主車輪を備える歩行器であって、前記主車輪に回転を伝えるクランク棒と、該クランク棒にその摺動を規定限度内に許しながら回転を与える下部摺動溝と倶に該下部摺動溝の上側に前記フレームとの間に回動と規定限度内の摺動を許す係合を保持する振り脚と、該振り脚の下端に設けられる足を載せる踏板とからなり、左右の前記踏板の動作が歩行動作の足の動きに近似され、該踏板の周期運動と前記主車輪の回転とが連動する自転歩行器。
左右の前記フレームの少なくとも一方に、前記クランク棒の回転と前記主車輪の回転を相互に伝達する変速自由な伝動部を備える請求項１に記載の自転歩行器。
前記伝動部を左右の前記フレームの両方に設け、それぞれ独立に回転速度の伝達を変えたり切ったりする変速機あるいはクラッチ機構を備える請求項１または請求項２に記載の自転歩行器。
外部からの力あるいは発動機により前記主車輪を回転させるか、あるいは助勢することで前記振り脚を動作させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の自転歩行器。
前記主車輪による移動が固定化され、前記踏板の周期運動が本体の移動を伴わない請求項１から請求項４のいずれかに記載の自転歩行器。