JP2018033878A

JP2018033878A - 姿勢保持装置

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Publication number: JP2018033878A
Application number: JP2016172155A
Authority: JP
Inventors: 矢野　賢一; Kenichi Yano; 賢一矢野; 朝香小椋; Asaka Ogura; 琢伊丹; Taku Itami; 和弘亀田; Kazuhiro Kameda
Original assignee: Mie University NUC; KEIAI ORTHOPEDIC APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: Mie University NUC; KEIAI ORTHOPEDIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-09-02
Also published as: JP6550023B2

Abstract

【課題】本発明は、体幹機能障害者のＱＯＬやＡＤＬの向上のために、必要時には、姿勢の保持、起き上がりの支援を可能とし、通常時には、身体と接触せず使用者に負担をかけない姿勢保持装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の姿勢保持装置１００は、支持板１１０と、支持板１１０に接続されるスライド機構部１２０と、スライド機構部１２０に接続される継手１３０と、を左右一対に備え、さらに、左右一対の継手１３０に接続され、中央にパッド１４０を有するフレーム１５０を備え、復帰機構を有するスライド機構部１２０の摺動によって、継手１３０、パッド１４０、およびフレーム１５０が、一体として、パッド１４０が胸部に当接する使用者Ｐの前傾動作および座位復帰動作に連動する。【選択図】図２

Description

本発明は、体幹を保持する装置に関するものであり詳しくは、座位における姿勢を保持する装置に関するものである。

事故等で脊髄の機能が損傷すると、身体の麻痺による運動機能障害が生じる。このような体幹機能障害者数は、日本国内において、１５万人を超える。体幹の機能障害は、頭に近い部位が損傷するほど症状が重くなる。特に、頸髄の頸神経を損傷すると、通常は胸から下は動かすことができず、車椅子が必要となる。上肢に関しては、頸神経の損傷部位によって可動部位が異なるものの、総じて筋力が低下する。このような症状の下では、前傾姿勢をとることができず、倒れたときに起き上がることができない。

前傾姿勢を取れない、倒れても起き上がることができない等の状態は、日常生活におけるＱＯＬやＡＤＬの低下をもたらす。車椅子から倒れても起き上がれないとなると、転倒や転落の危険がある凹凸や段差のある道を通行することを躊躇せざるを得ない。また、食事やパソコン操作、棚の物を取る等の動作は、車椅子から前傾姿勢が取れないことによって、著しく困難となる。

そこで、体幹機能障害者のＱＯＬ（Quality Of Life）やＡＤＬ（Activity of Daily Living）の向上を目的とした、様々な装置が開発されている。ＱＯＬやＡＤＬの向上のためには、主に２つの面からのアプローチが考えられる。１つは、体幹を固定し、転倒を防止する体幹保持装置である。もう１つは、身体を動かすための力を付加する装着型パワーアシスト装置である。

体幹保持装置は、ベルトが身体を固定または姿勢維持のために補助をする装置（特許文献１、２）、シートが身体形状に対応して姿勢を保持する装置（特許文献３）、胸骨、腰部、恥骨結合部で３点支持する装置（特許文献４）等がある。これらの装置は、転倒防止のみならず、姿勢の矯正、脊柱の湾曲防止等の効果を有する。また、装着型パワーアシスト装置は、複数台の直動アクチュエータで脊柱の動き、腰の屈曲および伸展動作をアシストする装置（特許文献５）等がある。

特開２０１６−３４２９６号公報特開２０１５−２４０８７号公報特開平７−３１３５５４号公報特開２０１３−２１５２４６号公報国際公開第２０１５／１６４８１４号

体幹保持装置には、体幹を固定するが故に、姿勢が変えられない、褥瘡や痛みが発生する、使用者にストレスがかかるといった問題点がある。また、装着型パワーアシスト装置には、アクチュエータを身体に装着するが故に、重量による負担、騒音、熱、装着部のずれの発生といった問題点がある。

そこで、本発明は、体幹機能障害者のＱＯＬやＡＤＬの向上のために、必要時には、姿勢の保持、起き上がりの支援を可能とし、通常時には、身体と接触せず使用者に負担をかけない姿勢保持装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、姿勢保持装置は、支持板と、前記支持板に接続されるスライド機構部と、前記スライド機構部に接続される継手と、を左右一対に備え、さらに、左右一対の前記継手に接続され、中央にパッドを有するフレームを備え、復帰機構を有する前記スライド機構部の摺動によって、前記継手、前記パッド、および前記フレームが、一体として、前記パッドが胸部に当接する使用者の前傾動作および座位復帰動作に連動することを特徴とする。

また、請求項２の手段は、前記スライド機構部は、前記支持板に接続する内側接続板と、前記内側接続板の外面に接続するスライドレールと、前記スライドレールの外面を直線的に摺動するブロックと、前記ブロックの外面に接続する外側接続板と、を備え、前記外側接続板は、前記継手と接続し、前記内側接続板は、端部にフックが装着され、前記外側接続板は、端部にアイプレートが装着され、前記フックは、先端が前記外側接続板のスリットから突出し、前記フックと、前記アイプレートは、バネによって連結し、前記復帰機構の反発力は、前記バネの弾性によって発揮されることを特徴とする。

また、請求項３の手段は、前記支持板は脚金具に接続され、前記脚金具が固定された状態で、前記支持板、前記スライド機構部、前記継手、前記パッドおよび前記フレームが、一体として、傾倒可能であることを特徴とする。

また、請求項４の手段は、前記パッドは、前記フレームに丸棒および小型スライドレールを介して接続され、上下動および回転が可能であることを特徴とする。

請求項１の構成によって、本発明の姿勢保持装置は、座位において使用者の身体への接触を最小限にとどめ、圧迫や褥瘡発症等といった皮膚への負担を軽減することができる。

また、請求項２の構成によって、本発明の姿勢保持装置は、使用者の安定した前傾姿勢の保持および前傾姿勢からの復帰を補助し、転倒の防止に寄与し、両手を使った作業を容易にできることを可能とする。

また、請求項３の構成によって、本発明の姿勢保持装置は、使用者の着座を妨げることがなく、着座の後の装着も容易である。

また、請求項４の構成によって、本発明の姿勢保持装置は、使用者の前傾および座位復帰動作にパッドが追随するため、スライド機構部が直線移動をする機構であっても、使用者の胸部における前傾時と復帰時の軌道の差を許容することができる。

本発明の姿勢保持装置の斜視図である。本発明の姿勢保持装置の使用例の側面図である。本発明の姿勢保持装置の傾倒状態を表す側面図である。本発明の姿勢保持装置のパッドの拡大図である。本発明の姿勢保持装置の継手およびフレームの動作状態を表す側面図である。本発明の姿勢保持装置のスライド機構部の拡大図である。

以下、本発明について、実施するための形態を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の姿勢保持装置１００の全体の斜視図である。姿勢保持装置１００は、支持板１１０と、支持板１１０に接続されるスライド機構部１２０と、スライド機構部１２０に接続される継手１３０と、を左右一対に備える。さらに、左右一対の継手１３０に接続され、中央にパッド１４０を有するフレーム１５０を備える。

図２は、平板３００を車椅子Ｗの座部の下に取り付けることによって、姿勢保持装置１００を車椅子Ｗに適用した使用例の側面図である。本実施例においては、支持板１１０は脚金具２００に接続され、脚金具２００が平板３００に固定される。本実施例は、車椅子Ｗの使用者Ｐにとって好適な構成である。なお、姿勢保持装置１００は、脚金具２００および平板３００を用いて車椅子Ｗに取り付ける用途に限られるものではない。姿勢保持装置１００は、通常の椅子に取り付けても良い。一例として、支持板１１０を、通常の椅子の脚部に取り外し容易な態様で取り付けることがあげられる。

姿勢保持装置１００は、使用者Ｐの胸部にパッド１４０が当接する構成であり、使用者Ｐの前傾動作および座位復帰動作を補助して連動する。具体的には、復帰機構を有するスライド機構部１２０の摺動によって、継手１３０、パッド１４０、およびフレーム１５０が、一体として、パッド１４０が胸部に当接する使用者Ｐの前傾動作および座位復帰動作に連動する。

図２が示すとおり、支持板１１０の長手方向は、車椅子Ｗの座部に対して垂直である。このとき、スライド機構部１２０は、支持板１１０との接続部から継手１３０との接続部にかけて、上方に傾きを有する。傾きの角度は、水平方向に対して１２度であることが好ましいが、限定されるものではない。１２度という角度は、頸髄損傷者による座位から前傾姿勢に移行するときの胸部の軌道、および前傾姿勢から座位移行するときの胸部の軌道を実験により求め、各軌道を直線で近似すると１２度となることを基にしている。

スライド機構部１２０を水平方向に対して１２度の角度をもって支持板１１０に接続することで、姿勢保持装置１００の負荷を軽減することができる。姿勢保持装置１００の負荷を軽減するために、脚金具２００および平板３００の使用の有無に関わらず、通常、支持板１１０は、その長手方向が使用者Ｐの座部に対して垂直になるように設置するべきである。

本実施例においては、支持板１１０は、Ｌ型金具２１０を介して脚金具２００に接続されているが、脚金具２００は、ロックを解除することによって、Ｌ型金具２１０との接続部が直角に傾倒可能とする構造である。そのため、支持板１１０、スライド機構部１２０、継手１３０、パッド１４０およびフレーム１５０が、一体として、傾倒可能である。

図３は、姿勢保持装置１００の傾倒状態を表す側面図である。脚金具２００は、テーブル脚部の折りたたみのために用いられる金具が好適であり、本実施例においては、タキゲン製造株式会社のテーブル金具「Ｂ−１８４７」を適用しているが、これに限定されるものではない。

本実施例において、車椅子Ｗおよび姿勢保持装置１００の使用者Ｐは、姿勢保持装置１００が傾倒した状態で、側方から車椅子Ｗに移乗され、それから姿勢保持装置１００を元の位置に戻すことで、図２の姿勢保持装置１００の初期状態に至る。
本構成によって、姿勢保持装置１００は、使用者Ｐの着座を妨げることがなく、着座の後の装着も容易である。

スライド機構部１２０は、継手１３０を介して、中央にパッド１４０を有するフレーム１５０と接続される。継手１３０は、使用者Ｐの前傾方向に可動することが好ましく、本実施例においては、ダブルクレンザックを用いるが、これに限定されるものではない。ダブルクレンザックを用いることによって、容易に初期状態の調節および可動範囲の調整をすることができる。また、継手１３０は、フレーム１５０との接続に際して接続位置を調節できることが好ましく、本実施例においては、ねじ穴１３１および緊締具１３２を備える。接続位置を調整できることによって、パッド１４０を使用者の体格にあわせて配置することが可能となる。具体的には、姿勢保持装置１００の使用者Ｐの身長が高い場合は、上方のねじ穴１３１を用いて緊締具１３２によって継手１３０とフレーム１５０とを接続する。反対に、姿勢保持装置１００の使用者Ｐの身長が低い場合は、下方のねじ穴１３１を用いて緊締具１３２によって継手１３０とフレーム１５０とを接続する。継手１３０は、通常、その長手方向が使用者Ｐの座部に対して垂直になるように、スライド機構部１２０と接続する。

図４は、パッド１４０の拡大図であり、フレーム１５０との接続状態を示している。パッド１４０は、使用者Ｐが前傾姿勢となるときに、使用者Ｐの胸骨に当接する。胸骨は丈夫であり、痛みも感じにくい部位であるため、使用者Ｐの前傾姿勢を支持することに適している。パッド１４０は、フレーム１５０に丸棒１５１および小型スライドレール１５２を介して接続され、上下動および回転が可能である。具体的には、パッド１４０は、丸棒１５１を軸として回転が可能であり、さらに小型スライドレール１５２によって上下動が可能である。小型スライドレール１５２は、図示しないバネを備える。パッド１４０は、使用者が前傾姿勢となっても、継手１３０およびフレーム１５０の傾倒に追随して、上下動および回転をしながら当接し、胸部から離れたときに、バネによって初期位置に戻る。
本構成によって、姿勢保持装置１００は、使用者Ｐの前傾および座位復帰動作にパッド１４０が追随するため、スライド機構部１２０が直線移動をする機構であっても、使用者Ｐの胸部における前傾時と復帰時の軌道の差を許容することができる。

姿勢保持装置１００の装着時において、支持板１１０、スライド機構部１２０および継手１３０は、使用者Ｐの側方に左右一対に位置する。また、フレーム１５０は、継手１３０との接続部から、脇の下を経由し、人体の胸部の形状に沿って湾曲し、胸部の正面に至る構造である。フレーム１５０は、ジュエット型の体幹装具の上部を援用することができる。パッド１４０は、使用者Ｐが前傾するときに胸部に当接する部分であるものの、常時接触していなくてもよい。姿勢保持装置１００は、装着時においては、使用者Ｐの身体に全く接触しない構成であってもよく、接触する部分があったとしても、使用者Ｐの身体にかかる負担はごく軽微である。
本構成によって、姿勢保持装置１００は、座位において使用者Ｐの身体への接触を最小限にとどめ、圧迫や褥瘡発症等といった皮膚への負担を軽減することができる。

図５は、継手１３０およびフレーム１５０の動作状態を表す側面図である。継手１３０のダブルクレンザックは、初期状態を、ダブルクレンザックの内部のスプリングによって調節することができる。使用者Ｐが前傾姿勢となると、パッド１４０は胸骨に押され、フレーム１５０が前方に移動しようとする。フレーム１５０は、継手１３０のダブルクレンザックの可動範囲内で傾倒するが、可動範囲を超えると、スライド機構部１２０に沿って前傾方向にスライドする。ダブルクレンザックの前傾方向の可動範囲は、約２０度とすることが好ましい。

図６は、スライド機構部１２０の拡大図である。スライド機構部１２０は、支持板１１０に接続する内側接続板１２１と、内側接続板１２１の外面に接続するスライドレール１２２と、スライドレール１２２の外面を直線的に摺動するブロック１２３と、ブロック１２３の外面に接続する外側接続板１２４と、を備える。外側接続板１２４は、継手１３０と接続する。内側接続板１２１は、端部にフック１２５が装着され、外側接続板１２４は、端部にアイプレート１２６が装着され、フック１２５は、先端が外側接続板１２４のスリット１２７から突出し、フック１２５と、アイプレート１２６は、バネ１２８によって連結する。

スライドレール１２２、フック１２５、アイプレート１２６、およびバネ１２８は、一般的な市販品を使用することができるが、限定されるものではなく、以下はいずれも一例である。本実施例においては、スライドレール１２２は、株式会社ミスミの「ＳＥＬＢＷＺ１２−２００」を使用する。また、フック１２５は、スガツネ工業株式会社の「ＦＣ−５０」を使用する。また、アイプレート１２６は、株式会社ハイロジックの「ＣＨ−５５１」を使用する。また、バネ１２８は、株式会社昌和バネ製作所の「ＨＳ２００シリーズ」を使用する。

使用者Ｐの前傾によってフレーム１５０が前方に移動するとき、フレーム１５０は、継手１３０を介して外側接続板１２４に接続しているため、外側接続板１２４は、スライドレール１２２の外面を直線的に摺動するブロック１２３とともに直線的に移動する。同時に、外側接続板１２４に装着されているアイプレート１２６も、前方に移動する。このとき、アイプレート１２６は、連結しているバネ１２８を引っ張る。バネ１２８と他方で連結し、先端が外側接続板１２４のスリット１２７から突出するフック１２５の位置は、支持板１１０に接続する内側接続板１２１に装着されているため、フレーム１５０の移動にかかわらず、変動しない。使用者の前傾姿勢によって蓄勢されたバネ１２８は、パッド１４０を介して、使用者Ｐの姿勢を元の座位に復帰させようとする弾性エネルギーを有する。この弾性エネルギーは、使用者Ｐの前傾姿勢を保持する効果もある。

適切な弾性エネルギーを得るために、バネ１２８には適切な強度が求められる。バネ１２８の選定に必要なバネ定数は、バネの変位による荷重の釣り合いから、下記の式１が成り立つ。

式１中、ｍは使用者Ｐの頭部および体幹部の重量、ｇは重力加速度、θは使用者Ｐの前傾姿勢の角度、ｋはバネ定数、ｘは釣り合った時点のバネの変位であり、角度は度数法による。左辺の第１項は、バネ１２８が姿勢保持装置１００の左右に２個連結されているため、０．５倍とする。ここで、変位ｘは、スリット１２７の長さで釣り合うことを前提とする。一例として、スリット１２７が１２０ｍｍである場合において、使用者Ｐが３５度の前傾姿勢となったときに、バネ１２８が変位ｘの最大値であるスリット１２７の長さまで伸びて、頭部および体幹部の重量が２２．４ｋｇである使用者Ｐの前傾姿勢が釣り合う場合のばね定数ｋは、０．５２５Ｎ／ｍｍである。

本実施例においては、スライド機構部１２０の復帰機構の反発力は、バネ１２８の弾性によって発揮されるが、適切な反発力を発揮することが可能であれば、バネ１２８の弾性に限定されるものではない。例えば、自動制御可能である油圧シリンダーによって、適切な反発力を発揮する復帰機構であってもよい。また、使用者Ｐへの衝撃を和らげるために、バネとダンパーを併用することも可能である。
また、支持板１１０、スライド機構部の内側接続板１２１および外側接続板１２４と継手１３０はそれぞれ分離した部品として説明したが、一体成形によっても構成することができる。
本構成によって、姿勢保持装置１００は、使用者Ｐの安定した前傾姿勢の保持および前傾姿勢からの復帰を補助し、転倒の防止に寄与し、両手を使った作業を容易にできることを可能とする。

１００…姿勢保持装置。
１１０…支持板。
１２０…スライド機構部、１２１…内側接続板、１２２…スライドレール、１２３…ブロック、１２４…外側接続板、１２５…フック、１２６…アイプレート、１２７…スリット、１２８…バネ。
１３０…継手、１３１…ねじ穴、１３２…緊締具。
１４０…パッド。
１５０…フレーム、１５１…丸棒、１５２…小型スライドレール。
２００…脚金具。
２１０…Ｌ型金具。
３００…平板。
Ｐ…使用者。
Ｗ…車椅子。

Claims

支持板と、
前記支持板に接続されるスライド機構部と、
前記スライド機構部に接続される継手と、を左右一対に備え、
さらに、左右一対の前記継手に接続され、中央にパッドを有するフレームを備え、
復帰機構を有する前記スライド機構部の摺動によって、前記継手、前記パッド、および前記フレームが、一体として、前記パッドが胸部に当接する使用者の前傾動作および座位復帰動作に連動することを特徴とする姿勢保持装置。
前記スライド機構部は、
前記支持板に接続する内側接続板と、
前記内側接続板の外面に接続するスライドレールと、
前記スライドレールの外面を直線的に摺動するブロックと、
前記ブロックの外面に接続する外側接続板と、を備え、
前記外側接続板は、前記継手と接続し、
前記内側接続板は、端部にフックが装着され、
前記外側接続板は、端部にアイプレートが装着され、
前記フックは、先端が前記外側接続板のスリットから突出し、
前記フックと、前記アイプレートは、バネによって連結し、
前記復帰機構の反発力は、前記バネの弾性によって発揮されることを特徴とする請求項１に記載の姿勢保持装置。
前記支持板は脚金具に接続され、前記脚金具が固定された状態で、前記支持板、前記スライド機構部、前記継手、前記パッドおよび前記フレームが、一体として、傾倒可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の姿勢保持装置。
前記パッドは、前記フレームに丸棒および小型スライドレールを介して接続され、上下動および回転が可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の姿勢保持装置。