JP2015177853A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動装置を例えば手に装着して使用する際、駆動装置を手に対して安定的に固定することができ、指の自由度を十分に確保することができる駆動装置を提供すること。
【解決手段】指関節駆動装置１は、手の甲１０５に配置される第１ベース部２と、第１ベース部２に対して回動可能な第２ベース部５と、第２ベース部２を回動させる駆動部６Ａと、装着機構７とを有している。また、装着機構７は、装着状態で、手の平１０６と当接する第１湾曲部７１１と、第１湾曲部７１１を第１ベース部２に連結する第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３と、を備える。この第１湾曲部７１１は、装着状態では、生命線２００に沿って配置される。このため、指関節駆動装置１を手に対して安定的に固定することができ、指の自由度を十分に確保することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置に関する。

手に装着され、その装着状態で指の動作を補助する、すなわち、指関節を屈伸させる指関節駆動装置が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の指関節駆動装置は、動作補助手袋と、被駆動部と、駆動部と、線状部材と、生体信号検出部と、制御ユニットとを備え、全体形状が手袋のような形状になっている。動作補助手袋を使用する際は、手全体を覆うように装着する。このような形態においては、動作補助手袋を手に装着するためには、動作補助手袋の大きさを使用者の手よりも大きく設定する必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載の指関節駆動装置では、動作補助手袋を手に装着した装着状態では、手と動作補助手袋との間に若干間隙が形成される。このため、前記間隙分、動作補助手袋は、手に対して移動する可能性がある。すなわち、特許文献１に記載の指関節駆動装置では、動作補助手袋の手に対する固定が不十分となるおそれがある。

特開２０１０−２４０２８５号公報

本発明の目的は、駆動装置を例えば手等の対象物に装着して使用する際、駆動装置を対象物に対して安定的に固定することができる駆動装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
［適用例１］
本発明の駆動装置は、第１部材と、
前記第１部材に回動可能に設けられた第２部材と、
前記第２部材を回動させる回動部と、
前記第１部材または前記第２部材に設けられ、フックを有する第３部材と、を備えることを特徴とする。

これにより、駆動装置を手に配置する場合、フックで手に引っかけて固定することが可能になる。よって、例えば特許文献１に記載の動作補助手袋と比較して、駆動装置を安定的に手に固定することができる。

［適用例２］
本発明の駆動装置では、前記回動部は、圧電素子を含む振動部と、前記振動部が当接して駆動される被駆動体と、を有するのが好ましい。

これにより、駆動部を圧電素子とすることにより、小型化が可能となる。よって、駆動装置を手に配置する場合、駆動部を指に配置することが可能になる。

［適用例３］
本発明の駆動装置では、前記フックは、第１フックと、第２フックとを有するのが好ましい。

これにより、駆動装置を手に配置する場合、フックが１つである場合と比較して、より安定的に手に固定することができる。

［適用例４］
本発明の駆動装置では、前記第３部材では、前記第１フックと前記第２フックとが連結されているのが好ましい。

これにより、駆動装置を手に配置する場合、２つのフックが連結されていない場合と比較して、より安定的に手に固定することができる。

［適用例５］
本発明の駆動装置では、当該駆動装置は、手に配置されるものであり、
前記第１部材は、前記手の甲に配置され、
前記第２部材は、前記手の指に配置され、
前記第３部材は、前記第１部材に設けられ、
前記フックは、前記手の平と当接する当接部を有するのが好ましい。

これにより、駆動装置を手に配置する場合、当接部と第１部材との間で、手を挟持することができる。

［適用例６］
本発明の駆動装置では、前記フックは、前記手の親指および人差し指の間に配置される部分を有しているのが好ましい。
これにより、効果的に指の自由度を高めることができる。

［適用例７］
本発明の駆動装置では、前記フックは、前記手の親指の前記手の人差し指と反対側に配置されている部分を有しているのが好ましい。
これにより、効果的に指の自由度を高めることができる。

［適用例８］
本発明の駆動装置では、前記フックは、第１フックと、第２フックとを有し、
前記第１フックは、前記手の親指および人差し指の間に配置され、
前記第２フックは、前記手の親指の前記手の人差し指と反対側に配置されるのが好ましい。

これにより、効果的に指の自由度を高めることができるとともに、手にさらに安定的に駆動装置を固定することができる。

［適用例９］
本発明の駆動装置では、前記フックは、前記手の小指の薬指と反対側に配置されている部分を有している。
これにより、効果的に指の自由度を高めることができる。

［適用例１０］
本発明の駆動装置では、前記第３部材は、前記手の生命線に沿って配置される部分を有するのが好ましい。

各指、特に親指を屈伸した際、生命線は、「谷」となる部分である。この生命線に沿って当接部が配置されることで、装着機構が指の動作を阻害するのをより効果的に抑制することができる。従って、装着状態において、さらに指の自由度を高めることができる。

［適用例１１］
本発明の駆動装置では、前記第３部材は、縦弾性係数が前記第１部材の縦弾性係数よりも低い部分を有するのが好ましい。

これにより、第３部材は、効果的に撓んで変形することができ、容易に装着状態とすることができる。

［適用例１２］
本発明の駆動装置では、前記第３部材は、連続した一本の線状体で構成されているのが好ましい。
これにより、第３部材を容易に製造することができる。

［適用例１３］
本発明の駆動装置では、前記フックは、第１フックと、第２フックとを有し、
前記第１フックと前記第２フックとは、一体的に形成されているのが好ましい。
これにより、第３部材を容易に製造することができる。

図１は、（ａ）が本発明の駆動装置（第１実施形態）の使用状態を示す図（手の甲側からみた図）であり、（ｂ）が（ａ）に示す駆動装置の使用状態を示す図（手の平側からみた図）である。 図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、図２に示す状態から指を曲げた状態を示す断面図である。 図４は、図１に示す駆動装置が備える駆動部の平面図である。 図５は、駆動部の動作原理を示す説明図である。 図６は、（ａ）が本発明の駆動装置（第２実施形態）の使用状態を示す図（手の甲側からみた図）であり、（ｂ）が（ａ）に示す駆動装置の使用状態を示す図（手の平側から見た図）である。 図７は、（ａ）が本発明の駆動装置（第３実施形態）の使用状態を示す図（手の甲側からみた図）であり、（ｂ）が（ａ）に示す駆動装置の使用状態を示す図（手の平側から見た図）である。

以下、本発明の駆動装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、（ａ）が本発明の駆動装置（第１実施形態）の使用状態を示す図（手の甲側からみた図）であり、（ｂ）が（ａ）に示す駆動装置の使用状態を示す図（手の平側からみた図）である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図２に示す状態から指を曲げた状態を示す断面図である。図４は、図１に示す駆動装置が備える駆動部の平面図である。図５は、駆動部の動作原理を示す説明図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１中（図６および図７についても同様）の上側を「指先側」、その反対側を「手首側」と言い、図２、図３中の左側を「指先側」、その反対側を「手首側」と言う。また、図４中の紙面手前側を「表側」、その反対側を「裏側」と言う。

図１に示す指関節駆動装置（本発明の駆動装置）１は、例えば事故や病気などによって指の曲げ伸ばしに支障が生じた人や、握力が低下した人、高齢のために力が弱くなった老人等の手１００、すなわち、本実施形態では人差し指１０１に装着される。そして、その装着状態で人差し指１０１の指関節を屈伸させる、すなわち、回動させる補助に用いられる装置である。この指関節駆動装置１は、第１ベース部（第１部材）２と、第１リンク部３と、第２リンク部４と、第２ベース部（第２部材）５と、装着機構（第３部材）７とを備えている。また、第１ベース部２、第１リンク部３、第２リンク部４および第２ベース部５は、手首側から指先側に向かって順に連結されている。以下、各部の構成について説明する。

図１〜図３に示すように、第１ベース部２は、装着状態で手の甲１０５上に配置される。第１ベース部２は、外形形状が偏平なブロック状をなす部材である。また、第１ベース部２の内部には、後述の制御部１０や図示しないボタン電池等が内蔵されている。

また、第１ベース部２の厚さは特に限定されず、例えば、２〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、使用者の手の動作に制限が掛かるのを低減することができるとともに、十分な機械的強度を確保することができる。

図１（図２、図３も同様）に示すように、第２ベース部５は、装着状態で第１ベース部２よりも指先側、すなわち、人差し指１０１の基節１０２の手の甲１０５側に配置される。これにより、後述するように人差し指１０１の基節１０２と手の甲１０５との間の中手指節関節（第３関節）１０８を指関節駆動装置１で屈伸させることができる（図２、図３参照）。

第２ベース部５は、外形形状が偏平なブロック状をなす部材である。また、第２ベース部５の基節１０２に当接する面５１は、中節１０３の形状に沿って湾曲しているのが好ましい。これにより、指関節駆動装置１の使用者にとって、第２ベース部５が違和感なく基節１０２上に配される。また、第２ベース部５は、基節１０２に対して安定して配されることとなる。

また、第２ベース部５は、装着バンド２０を介して、人差し指１０１の基節１０２に装着される。装着バンド２０は、長さが調整可能な帯体で構成され、その各端部がそれぞれ第２ベース部５の各側面に固定されている。この装着バンド２０は、人差し指１０１の基節１０２の手の平１０６側に回り込んで、第２ベース部５を基節１０２に密着させることができる。これにより、第２ベース部５が基節１０２から離脱するのを防止することができる。

図１に示すように、第１リンク部３は、第１ベース部２の指先側に設けられている。第１リンク部３は、その全長が第１ベース部２や第２ベース部５の全長よりも長い部材である。この第１リンク部３は、天板３１と、天板３１の両縁部からそれぞれ突出した側壁３２とを有している。そして、２つの側壁３２の間で第１ベース部２を挟み込んでいる。

また、各側壁３２と第１ベース部２の連結部２１との間は、回動支持部１１を介して連結されている。回動支持部１１は、側壁３２および第１ベース部２のうちの一方に設けられた軸と、他方に設けられ、軸が挿入された軸受けとで構成されている。また、中手指節関節１０８が屈伸により回動するときの回動軸Ｏ１０８を想定したとき、回動支持部１１の回動軸Ｏ１１は、回動軸Ｏ１０８に平行となっている。このような構成の回動支持部１１により、第１リンク部３は、第１ベース部２に対して回動軸Ｏ１１回りに回動することができる。

第２リンク部４は、第１リンク部３の指先側に設けられている。第２リンク部４は、第２ベース部５に対して摺動する摺動部４１と、摺動部４１上から突出した突出部４２とを有している。

図２、図３に示すように、摺動部４１は、筒状をなす、すなわち、中空部４１１を有する部分であり、当該中空部４１１を第２ベース部５のレール部５３が挿通している。なお、レール部５３の全長は、摺動部４１の全長よりも十分に長く、例えば摺動部４１の全長の１．５〜３倍であるのが好ましく、１．７〜２．３倍であるのがより好ましい。摺動部４１がレール部５３に案内されつつ摺動することにより、第２ベース部５は、第１ベース部２に対して相対的に接近および離間することができる。図２は、第２ベース部５が第１ベース部２に対して接近した状態を示し、図３は、第２ベース部５が第１ベース部２に対して離間した状態を示している。

突出部４２は、第１リンク部３の２つの側壁３２の間で挟み込まれている。そして、突出部４２と各側壁３２との間は、回動支持部１２を介して連結されている。回動支持部１２は、突出部４２および側壁３２のうちの一方に設けられた軸と、他方に設けられ、軸が挿入された軸受けとで構成されている。また、回動支持部１２の回動軸Ｏ１２は、回動軸Ｏ１０８に平行となっている。このような構成の回動支持部１２により、第２リンク部４は、第１リンク部３と同様に、回動軸Ｏ１０８に平行な回動軸Ｏ１２回りに回動することができる。回動軸Ｏ１１および回動軸Ｏ１２がそれぞれ回動軸Ｏ１０８と平行であるとことにより、指関節駆動装置１で中手指節関節１０８を容易に、すなわち、中手指節関節１０８に無理な力が掛かるのを防止しつつ、屈伸させることができる。

第１ベース部２、第１リンク部３、第２リンク部４、第２ベース部５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン等のような各種樹脂材料や、アルミニウム等のような各種金属材料を用いることができる。また、装着バンド２０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、シリコーンゴム等のような各種ゴム材料を用いることができる。

また、図１に示すように、指関節駆動装置１は、駆動部（回動部）６Ａと、制御部１０とをさらに備えている。

駆動部６Ａは、第１リンク部３が回動支持部１１を介して回動する回動駆動を担う機構部である。

図４に示すように、駆動部６Ａは、回動支持部１１の前記軸に同心的に連結された第１ローター６１と、第１ローター６１を回転させる第２ローター６２と、第２ローター６２を回転させる第３ローター６３と、第３ローター６３を回転させる振動部としての圧電モーター６４と有している。

第１ローター６１は、円板状をなし、その外縁部に歯６１１を有する歯車である。
第２ローター６２は、小歯車６２１と大歯車６２２とを有している。小歯車６２１は、第１ローター６１の歯６１１と噛み合う歯６２１ａを有している。大歯車６２２は、その基礎円直径が小歯車６２１の基礎円直径よりも大きい歯車である。この大歯車６２２は、小歯車６２１と同心的に配置され、小歯車６２１の裏側に連結されて（固定されて）いる。

第３ローター６３は、小歯車６３１と大円板部６３２とを有している。小歯車６３１は、大歯車６２２の歯６２２ａと噛み合う歯６３１ａを有している。大円板部６３２は、円板状をなし、その直径が小歯車６３１の基礎円直径よりも大きいものである。この大円板部６３２は、小歯車６３１と同心的に配置され、小歯車６３１の表側に連結されている。

図４に示すように、圧電モーター６４は、圧電効果を発揮する圧電材料を含み、板状に形成された２枚の圧電素子（ピエゾ素子）６５と、これらの間に挟んで貼り合わされ、金属平板で構成されたシム板６６とを有している。以下では、圧電モーター６４の長手方向を「ｘ方向」、ｘ方向と直交する圧電モーター６４の幅方向を「ｙ方向」、ｘ方向およびｙ方向と直交する圧電モーター６４の厚さ方向を「ｚ方向」と言う。

各圧電素子６５には、それぞれ、圧電素子６５に電圧を印加するための４つの電極６５１が設けられている。これらの電極６５１は、圧電素子６５上に２行２列の行列状に配置されており、電力供給源としてのボタン電池等のバッテリー（図示せず）に電気的に接続されている。

また、金属製のシム板６６は、各圧電素子６５を補強するだけでなく、各圧電素子６５に電圧を印加するための共通電極としての役割を有しており、グランドに接地されている。

圧電モーター６４のｘ方向の端部には、凸部６７が設けられている。凸部６７は、シム板６６と一体的に形成されている。

圧電モーター６４のｙ方向に向いた両側面には、圧電モーター６４を凸部６７が設けられた側に向けて付勢した状態で支持するための４つの支持部６８が設けられている。これらの支持部６８は、シム板６６と一体的に形成され、長方形状をなすシム板６６の４隅に配置されている。なお、ｘ方向に隣り合う支持部６８同士は、連結板６９を介して連結されているのが好ましい。

このような構成の圧電モーター６４の動作原理について、図５を参照しつつ説明する。
圧電モーター６４は、各圧電モーター６４の電極６５１に一定周期で電圧を印加したときに、圧電モーター６４の凸部６７が楕円運動することによって動作する。圧電モーター６４の凸部６７が楕円運動するのは次の理由による。なお、各圧電素子６５に設けられた電極６５１は、配置箇所が異なること以外は、同じものあるため、表側の圧電素子６５の電極６５１について代表的に説明する。

まず、周知のように圧電材料を含む圧電素子６５は、正電圧を印加すると伸張する性質を有している。従って、図５（ａ）に示すように、４つの電極６５１の全てに正電圧を印加した後、印加電圧を解除することを特定の周波数で繰り返すと、圧電モーター６４（圧電素子６５）は、ｘ方向）に伸縮する一種の共振現象を発生させることができる。なお、圧電モーター６４がｘ方向に伸縮を繰り返す動作を「伸縮振動」と言い、圧電モーター６４が伸縮する方向（図中の±ｘ方向）を「伸縮方向」と言う。

また、図５（ｂ）あるいは図５（ｃ）に示すように、互いに対角線の位置にある２つの電極６５１を組（電極６５１ａおよび電極６５１ｄの組、あるいは電極６５１ｂおよび電極６５１ｃの組）として、特定の周波数の電圧を印加すると、圧電モーター６４（圧電素子６５）は、ｘ方向の先端部（凸部６７が設けられた部分）が、図面上で上下方向（ｙ方向に首を振るような一種の共振現象を発生させることができる。例えば、図５（ｂ）に示したように、電極６５１ａおよび電極６５１ｄの組に一定周期で正電圧を印加すると、圧電モーター６４は、ｘ方向の先端部が下方向に移動する動作を繰り返す。また、図５（ｃ）に示したように、電極６５１ｂおよび電極６５１ｃの組に一定周期で正電圧を印加すると、圧電モーター６４は、ｘ方向の先端部が上方向に移動する動作を繰り返す。このような圧電モーター６４の動作を「屈曲振動」と言う。以下では、圧電モーター６４が屈曲振動する方向（図中の±ｙ方向）を「屈曲方向」と言う。

そして、圧電素子６５の物性や、圧電素子６５の寸法（全長、幅、厚さ）を適切に選んでやれば、「屈曲振動」で共振させることによって同時に「伸縮振動」の共振も誘起することができる。その結果、図５（ｂ）に示す態様で電極６５１ａおよび電極６５１ｄの組に電圧を印加した場合には、圧電モーター６４の先端部（凸部６７が設けられた部分）が図面上で時計回りに楕円を描くような動作（楕円運動）を行う。また、図５（ｃ）に示す態様で電極６５１ｂおよび電極６５１ｃの組に電圧を印加した場合には、圧電モーター６４の先端部が図面上で反時計回りの楕円運動を行う。裏側の圧電素子６５についても、表側の圧電素子６５と全く同様なことが成り立つ。

圧電モーター６４は、このような楕円運動を利用して被駆動体である第１リンク部３を駆動する。

すなわち、圧電モーター６４の凸部６７を第３ローター６３の大円板部６３２の外縁部６３２ａに押しつけた状態で楕円運動を発生させる。これにより、凸部６７は、圧電モーター６４が伸張する際には被駆動体に押し付けられた状態で左から右に向かって（あるいは右から左に向かって）移動し、圧電モーター６４が収縮する際には被駆動体から離れた状態で元の位置まで復帰する動作を繰り返す。この結果、第３ローター６３は、凸部６７から受ける摩擦力によって一方向に回転する。そして、この回転力は、第３ローター６３の小歯車６３１、第２ローターの大歯車６２２、小歯車６２１、第１ローター６１を順に介して伝達される。これにより、回動支持部１１を介して、第１リンク部３を回転駆動させることができる。

このように指関節駆動装置１では、圧電素子６５を用いるという簡単な構成で第１リンク部３の回動駆動を確実に行なうことができる。また、圧電素子６５を用いる構成は、指関節駆動装置１の小型化や薄型化にも寄与する。

また、圧電モーター６４は、人差し指１０１の中手指節関節１０８が握る側に屈曲すればするほど高分解能とさせることができるので好ましい。

なお、駆動部６Ａは、本実施形態では第１リンク部３の回動駆動を担うものであるが、これに限定されず、第２リンク部４の回動駆動を担うものであってもよい。この場合も、前記と同様に、第２リンク部４の回動駆動を確実に行なうことができる。

制御部１０は、予め記憶されているプログラムに基づいて駆動部６Ａの作動を制御するものである。この制御部１０は、駆動部６Ａに電力を供給するボタン電池等のバッテリー（図示せず）とともに、第１ベース部２に内蔵されている。なお、制御部１０の構成としては、特に限定されず、例えば、マイクロプロセッサーとメモリーとを有する構成とすることができる。

次に、装着機構７について説明する。装着機構７は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、装着状態を維持する、すなわち、装着状態で指関節駆動装置１を手１００に固定するものである。この装着機構７は、横断面形状が円形をなす１本の線状体で構成されたフック７１で構成されている。また、フック７１の両端部は、第１ベース部２の互いに異なる位置に連結されている。フック７１は、第１ベース部２とともにループ状をなしている。本実施形態では、フック７１は、その両端部が、第１ベース部２の親指１１０側の側面２３にそれぞれ連結されている。

なお、本明細書中では、「フック」とは、例えば、指等の対象物に引っかけることができる引掛け部として機能するもののことを言う。すなわち、「フック」の形状は、「Ｕ」字状、「Ｏ」字状、「Ｊ」字状等の円弧状に湾曲した形状や、途中で屈曲している形状等、変曲点を有していれば特に限定されない。

また、フック７１は、弾性を有している。なお、フック７１は、外力を付与すると曲げることはできるが、外力を付与していない自然状態では、自重で撓んで変形しない程度の剛性を有している。

このようなフック７１は、装着状態で手の平１０６に配置される第１湾曲部７１１と、第２湾曲部（第１フック）７１２と、第３湾曲部（第２フック）７１３とに分けることができる。

第１湾曲部７１１は、装着状態で、手の平１０６と当接（接触）する当接部となっている。この第１湾曲部７１１は、装着状態で、生命線２００にできるだけ沿うように、手首側から指先側にかけて延在し、かつ、図１中上下方向に対して若干傾斜するように湾曲している。

また、第１湾曲部７１１は、第１ベース部２の平面視で、第１ベース部２と重なるように配置されている。これにより、装着状態では、第１湾曲部７１１と第１ベース部２とは、手１００を介して対向することとなる。すなわち、第１湾曲部７１１は、装着状態で、第１ベース部２との間で手１００を、その厚さ方向に挟持することができる。よって、指関節駆動装置１を手１００に安定的に固定することができる。

また、未装着状態における第１湾曲部７１１と第１ベース部２との離間距離は、例えば、１０〜４０ｍｍ程度であるのが好ましく、２０〜３０ｍｍ程度であるのがより好ましい。

このような第１湾曲部７１１は、第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３によって第１ベース部２に連結されている。

第２湾曲部７１２は、第１湾曲部７１１の指先側と、第１ベース部２の側面２３の指先側の端部とを連結する連結部として機能する。この第２湾曲部７１２は、装着状態では、親指１１０と人差し指１０１との間に配置されている。また、第２湾曲部７１２は、手の平１０６と手の甲１０５とに跨るように湾曲している。

一方、第３湾曲部７１３は、第１湾曲部７１１の手首側と第１ベース部２の側面２３の手首側の端部とを連結する連結部として機能する。この第３湾曲部７１３は、装着状態では、親指１１０の人差し指１０１と反対側、すなわち、親指１１０の手根中手関節１１１近傍に配置されている。また、第３湾曲部７１３は、手首の手の平１０６側と、手首の手の甲１０５側とに跨るように湾曲している。

これら第２湾曲部７１２と第３湾曲部７１３とは、手１００と接触していてもよく、離間していてもよい。

このような構成によれば、装着状態で、第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３が、指、特に親指１１０および人差し指１０１の動作を阻害するのを防止または抑制することができる。

フック７１の直径Ｄは、特に限定されず、２〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、４〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、装着状態でフック７１が邪魔になるのを防止または抑制することができ、使用者は、指関節駆動装置１を違和感なく使用することができる。

ここで、手の平１０６において、指、特に、親指１１０の手根中手関節（第３関節）を曲げ伸ばしする際、生命線２００を境にして、生命線２００よりも親指１１０側の部分が主に動く。例えば、親指１１０をその他の指に接近させると、生命線２００が手の平１０６において「谷」となる。指関節駆動装置１では、第１湾曲部７１１は、装着状態で生命線２００に沿って配置されている。これにより、装着状態で指を屈伸しても、第１湾曲部７１１が指の屈伸を阻害するのを防止または抑制することができる。よって、装着状態において、十分な自由度を確保することができる。

また、未使用状態から装着状態とする際、親指１１０を、フック７１と第１ベース部２とで構成されたループに挿通する。このとき、使用者の手１００の厚さや、第１湾曲部７１１と第１ベース部２との離間距離等によっては、親指１１０の付け根や、手の甲１０５が前記ループに引っ掛かり、指関節駆動装置１の装着が不十分となる。

しかしながら、前述したように、フック７１は、弾性を有している。このため、親指１１０の付け根や、手の甲１０５が前記ループに引っ掛った場合であっても、フック７１が撓んで変形することができ、装着状態とすることができる。この場合、装着状態において第１湾曲部７１１は、フック７１の復元力によって手の平１０６を第１ベース部２に向って付勢する。よって、第１湾曲部７１１は、第１ベース部２との間で手を確実に挟持することができる。さらに、フック７１が弾性を有していることにより、手１００の厚さが異なる使用者に対応することができ、汎用性に優れる。

なお、フック７１は、縦弾性係数が第１部材の縦弾性係数よりも低い部分を有していれば、上記効果を奏することができる。

また、装着機構７では、第１湾曲部７１１、第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３が連続した一本の線状体で構成されており、かつ、それらが一体的に形成されている。これにより、第１湾曲部７１１、第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３を別体で形成し、この別体をそれぞれ接合する場合に比べて、装着機構７を容易に製造することができる。

なお、フック７１の構成材料としては、特に限定されず、各種樹脂材料や、各種金属材料を用いることができる。前記樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、前記金属材料としては、特に限定されず、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、チタン等の各種金属、またはこれらを含む合金等が挙げられる。

次に、指関節駆動装置１の動作について説明する。
図２に示す状態では、指関節駆動装置１は、第１ベース部２が手の甲１０５に装着され、第２ベース部５が基節１０２に装着されている。このとき、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、手１００が第１湾曲部７１１および第１ベース部２によって挟持されているため、指関節駆動装置１を手に対して安定的に固定することができる。

そして、この状態から駆動部６Ａが前述したように作動すると、図３に示すように、第２リンク部４を図中の反時計回りに回動させることができる。これにより、人差し指１０１の基節１０２は、第２ベース部５ごと図３中の右斜め下方に向かって押圧される。その結果、人差し指１０１の中手指節関節１０８が屈曲する。

また、図３に示す状態から第２リンク部４を前記と反対に回動させると、図２に示すように、人差し指１０１の基節１０２は、第２ベース部５ごと図中の左斜め上方に向かって引張られる。その結果、人差し指１０１の中手指節関節１０８が伸長する。

また、中手指節関節１０８が屈曲（または伸長）すると、第２ベース部５が第１ベース部２に対して離間（または接近）することとなるが、前述したように第２リンク部４と第２ベース部５とが相対的に移動可能であるため、第２ベース部５の第１ベース部２に対する離間（または接近）が迅速かつ円滑に行なわれる。これにより、中手指節関節１０８を容易に折り曲げることができ、人差し指１０１への負担が軽減される。

また、指関節駆動装置１の使用者は、当該指関節駆動装置１の補助を受けない人差し指１０１の近位指節間関節１０７、遠位指節間関節１０９や親指１１０、中指、薬指、小指を、人差し指１０１の中手指節関節１０８と独立して屈伸させることができる。

また、指関節駆動装置１は、例えば手の甲１０５上を摺動する部材が摺動することにより指関節を屈伸させるよう構成された場合（例えば特開２００２−３４５８６１号公報参照）と比較して、装置全体の厚さを抑えることができる。これにより、指関節駆動装置１を手に装着して使用する際、その使用者の手の動作に制限が掛かるのを低減することができる。

なお、人差し指１０１が屈伸する際、装着機構７の第１湾曲部７１１が生命線２００に沿って配置されているため、人差し指１０１の屈伸を阻害するのを防止することができる。さらに、装着機構７によれば、その他の指、特に親指１１０の自由度も確保することができる。

また、人差し指１０１の基節１０２側で第２リンク部４と第２ベース部５とが相対的に移動可能であるため、人差し指１０１の長さによらず指関節駆動装置１を装着することができ、汎用性が高い。

このような装着機構７によれば、簡素な構成にも関わらず、指関節駆動装置１を手に対して安定的に固定することができるとともに、指の自由度を十分に確保することができる。

さらに、装着機構が手全体を覆うような構成（例えば特開２０１０−２４０２８５号公報参照）では、装着機構ごと駆動する分、余分な駆動力を必要としていた。これに対し、装着機構７では、指関節駆動装置１のうちの駆動部６Ａが駆動する部分とは、別体であり、直接的に接続されていない。このため、比較的小さい駆動力で指を屈伸させることができる。

＜第２実施形態＞
図６は、（ａ）が本発明の駆動装置（第２実施形態）の使用状態を示す図（手の甲側からみた図）であり、（ｂ）が（ａ）に示す装着機構を備える指関節駆動装置の使用状態を示す図（手の平側から見た図）である。

以下、これらの図を参照して本発明の駆動装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、装着機構の構成が異なっていること以外は前記第１実施形態と同様である。

図６（ａ）に示すように、装着機構７Ａでは、フック７１の両端部が、第１ベース部２の小指１１２側の側面２３の異なる位置にそれぞれ連結されている。また、第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３は、装着状態において、小指１１２の薬指１１３と反対側、すなわち、小指１１２の中手骨（第５中手骨）１１４の外側に配置されている。

また、図６（ｂ）に示すように、第２湾曲部７１２は、第１実施形態での第２湾曲部７１２よりも長く、手の平１０６に配置される部分７１４を有している。この部分７１４は、感情線３００にできるだけ沿って配置されるよう、小指１１２側から人差し指１０１側に向って延在している。

ここで、感情線３００は、人差し指１０１、中指１１４、薬指１１３および小指１１２の中手指節関節を屈曲させたときに、手の平１０６において、「谷」となる部分である。この感情線３００に部分７１４が配置されることで、装着状態で指を屈伸しても、部分７１４が指の屈伸を阻害するのを防止または抑制することができる。よって、装着状態において、十分な自由度を確保することができる。

＜第３実施形態＞
図７は、（ａ）が本発明の駆動装置（第３実施形態）の使用状態を示す図（手の甲側からみた図）であり、（ｂ）が（ａ）に示す装着機構を備える指関節駆動装置の使用状態を示す図（手の平側から見た図）である。

以下、これらの図を参照して本発明の駆動装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、装着機構の構成が異なっていること以外は前記第１実施形態と同様である。

図７（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態では、フック７１は、第１湾曲部７１１と、一対の第２湾曲部７１２と、一対の第３湾曲部７１３とを有している。

第２湾曲部７１２は、親指１１０および人差し指１０１の間と、小指１１２の薬指１１３と反対側とに配置されている。また、各第２湾曲部７１２は、第１湾曲部７１１の指先側に連結されている。

一方、第３湾曲部７１３は、親指１１０の人差し指１０１と反対側と、小指１１２の薬指１１３と反対側とに配置されている。また、各第３湾曲部７１３は、第１湾曲部７１１の手首側に連結されている。

このような構成によれば、第２湾曲部７１２および第３湾曲部７１３が一対ずつ設けられている分、装着状態で、指関節駆動装置１を手に、より安定的に固定することができる。

以上、本発明の駆動装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、駆動装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

なお、前記実施形態では、第１部材に第３部材が設けられているが、本発明ではこれに限定されず、第２部材に第３部材が設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、振動部では、シム板が第３ローターと当接しているが、本発明ではこれに限定されず、圧電素子が第３ローターと当接していてもよい。

また、前記実施形態では、装着機構は、一本の線状体で構成されているが、本発明ではこれに限定されず、例えば、線状体の一部が切り欠かれている、すなわち、途中で途切れていてもよい。

また、線状体は、その長手方向の全長にわたって弾性を有しているが、本発明ではこれに限定されず、例えば、少なくとも連結部が弾性を有していればよい。また、線状体が弾性を有していなくても、本発明の効果を奏することができる。

また、前記各実施形態では、駆動装置は、手に装着されているが、本発明ではこれに限定されず、足に装着されていてもよい。

また、前記各実施形態では、駆動装置は、本実施形態では人差し指を駆動するものであるが、これに限定されず、例えば、親指、中指、薬指、小指を駆動するものであってもよい。

１……指関節駆動装置
２……第１ベース部
２１……連結部
２３……側面
３……第１リンク部
３１……天板
３２……側壁
４……第２リンク部
４１……摺動部
４１１……中空部
４２……突出部
５……第２ベース部
５１……面
５３……レール部
６Ａ……駆動部（第１駆動部）
６１……第１ローター
６１１……歯
６２……第２ローター
６２１……小歯車
６２１ａ……歯
６２２……大歯車
６２２ａ……歯
６３……第３ローター
６３１……小歯車
６３１ａ……歯
６３２……大円板部
６３２ａ……外縁部
６４……圧電モーター
６５……圧電素子
６５１、６５１ａ、６５１ｂ、６５１ｃ、６５１ｄ……電極
６６……シム板
６７……凸部
６８……支持部
６９……連結板
７、７Ａ……装着機構
７１……線状体
７１１……第１湾曲部（当接部）
７１２……第２湾曲部（連結部）
７１３……第３湾曲部（連結部）
７１４……部分
１０……制御部
１１、１２……回動支持部
２０……装着バンド
１００……手
１０１……人差し指
１０２……基節
１０３……中節
１０４……末節
１０５……手の甲
１０６……手の平
１０７……近位指節間関節（第２関節）
１０８……中手指節関節（第３関節）
１０９……遠位指節間関節（第１関節）
１１０……親指
１１１……手根中手関節
１１２……小指
１１３……薬指
１１４……中指
２００……生命線
３００……感情線
Ｏ_１１、Ｏ_１２、Ｏ_１０８……回動軸

Claims (13)

1. 第１部材と、
   前記第１部材に回動可能に設けられた第２部材と、
   前記第２部材を回動させる回動部と、
   前記第１部材または前記第２部材に設けられ、フックを有する第３部材と、を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記回動部は、圧電素子を含む振動部と、前記振動部が当接して駆動される被駆動体と、を有する請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記フックは、第１フックと、第２フックとを有する請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記第３部材では、前記第１フックと前記第２フックとが連結されている請求項３に記載の駆動装置。
5. 当該駆動装置は、手に配置されるものであり、
   前記第１部材は、前記手の甲に配置され、
   前記第２部材は、前記手の指に配置され、
   前記第３部材は、前記第１部材に設けられ、
   前記フックは、前記手の平と当接する当接部を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記フックは、前記手の親指および人差し指の間に配置される部分を有している請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記フックは、前記手の親指の前記手の人差し指と反対側に配置されている部分を有している請求項５または６に記載の駆動装置。
8. 前記フックは、第１フックと、第２フックとを有し、
   前記第１フックは、前記手の親指および人差し指の間に配置され、
   前記第２フックは、前記手の親指の前記手の人差し指と反対側に配置される請求項５ないし７のいずれか１項に記載の駆動装置。
9. 前記フックは、前記手の小指の薬指と反対側に配置されている部分を有している請求項５ないし８のいずれか１項に記載の駆動装置。
10. 前記第３部材は、前記手の生命線に沿って配置される部分を有する請求項５ないし９のいずれか１項に記載の駆動装置。
11. 前記第３部材は、縦弾性係数が前記第１部材の縦弾性係数よりも低い部分を有する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の駆動装置。
12. 前記第３部材は、連続した一本の線状体で構成されている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の駆動装置。
13. 前記フックは、第１フックと、第２フックとを有し、
    前記第１フックと前記第２フックとは、一体的に形成されている請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の駆動装置。

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