JP2019010336A - 動作支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような装置としては、人の身体を昇降させるキャリア部材である移動部材と、駆動源である駆動部材と、駆動部材の駆動力をキャリア部材に伝達するチェーンなどの伝達部材を備えている昇降装置が用いられる(例えば、特許文献1)。
基体と、
前記基体に対して昇降移動する移動部材と、
前記移動部材を昇降させる駆動力を発生する駆動部材と、
前記移動部材に対して前記駆動部材の駆動力を前記移動部材に伝達する伝達部材と、を備えた動作支援装置であって、
前記基体と前記移動部材とに接続し、前記移動部材を上昇方向に付勢する付勢部材が設けられ、
前記伝達部材は、
前記駆動部材側に、前記駆動部材の駆動により回転する駆動部側回転部材が設けられ、
前記移動部材側に、前記駆動部側回転部材の回転力を前記移動部材に駆動力として伝達する移動部材側回転部材と、
前記駆動部側回転部材と前記移動部材側回転部材とに係合し、前記駆動部側回転部材の回転によって前記移動部材側回転部材と共に回転し、前記移動部材側回転部材の回転によっては当該回転に対する制動力を発生させるブレーキスプリングとを有し、
前記ブレーキスプリングは、前記駆動部材の非駆動状態において前記移動部材に入力される力による前記移動部材側回転部材の回転によって前記移動部材の移動が規制され、前記移動部材の当該規制の状態で、前記移動部材側回転部材の当該回転の回転方向と同方向に、前記駆動部側回転部材を前記駆動部材によって回転させることで前記移動部材が移動する。
図1及び図2に、本実施の形態の動作支援装置1を適用した歩行支援装置100の全体を示す。図3は、動作支援装置1についての図1のA―A線矢視断面図である。なお、図1では、移動部材が最も基端側に位置する状態の各部を実線で示し、支柱部24を終端側に伸長した状態のハンドル部26、付勢部材70を破線で示す。ただし、図1及び図2において、付勢部材70の本体部分等、移動部材の移動により位置や形状が変化しない部材については、便宜上実線で示す。また、図1においては、内部の構造を説明できるよう、最も基端側に位置する支柱部24の内部等のように一部の構造を透過させて図示している。ここで、基端側と終端側とは、動作支援装置1全体における装置の基体10の側を基端側といい、基体10から延出した先端側を終端側という。基端側と終端側とのどちらが基準となるかによって、移動部材20は、その移動方向を示される。図1及び図2では、基端側を動作支援装置1の下側、終端側を動作支援装置1の上側としているが、動作支援装置1がどのような動作を支援するかの目的に応じて、基端及び終端を水平方向に配置したり、基端及び終端を水平方向に対して傾斜する方向に配置してもよい。
基体10は、移動部材20の昇降移動に基準となる部材である。基体10は、移動部材20、駆動部材40および伝達部材50を支える土台となる。
基体10は、本実施の形態では、平面視で略U字状に形成されている。基体10は、使用者側が凹状となるように設けられる。基体10は、基体10がユーザを囲んだ状態で、基体10の内側でユーザが歩行できる空間を有している。
基体10には、上方に延在するレール部14が取り付けられる。
基体移動補助部材12は、基体10の移動を円滑に行わせる部材である。基体移動補助部材12は、例えば、キャスター等の転動部材であり、基体10の下面に取り付けられる。転動部材は、基体10を移動すると転動し、基体10の移動を円滑に行わせる。
移動部材20は、基端側と終端側の間を移動することにより、基体10に対して昇降移動する。移動部材20は、駆動部材40の駆動力により移動する。移動部材20は、駆動部材40から駆動力を受けて移動する部材であるが、使用者が動作する際の荷重を受ける部材の一部であってもよく、フレーム21の一部、或いは、フレーム21と一体であってもよい。移動部材20は、本実施の形態では、ナット部材25を有し、伝達部材50が有するスピンドル58の軸周り方向の回転によって基端側と終端側の間を移動する。移動部材20は、移動部材20の外側に支柱部24が配置され、移動部材20の内側においては、伝達部材50を介して、駆動部材40により移動部材20が移動可能に構成されている。
本実施の形態では、図3に示すように、移動部材20に取り付けられた支柱部24とレール部14との間に、軸方向と直交する方向において、摺動可能な程度に間隔が設けられている。図3に示すように、移動部材20は、外周が横断面で四角形であり、レール部14が四角形の内部空間を有する。移動部材20は、レール部14によって軸周り方向の回転が抑制されれば、レール部14の軸方向に延びる切欠きに移動部材20の突部が係合しながら摺動することで、レール部14の軸方向に延びる被係合部との係合によってレール部14の軸周り方向の回転が抑制された状態で移動するように構成できる。
本実施の形態では、図3に示すように、移動部材20から突出し、移動部材20に支柱部24を接続するための突出部22aが、レール部14の軸周り方向において、レール部14と干渉するように構成されている。
これにより、図1及び図3に示す移動部材20は、回転することなく、スピンドル58及びレール部14の軸方向へと移動する。具体的には、レール部14の内側から、スピンドル58及びレール部14の軸方向に延びるスリット142より外側へ突出する突出部22aに支柱部24が止着部材としてのボルト23に止着されることにより、ナット部材25と支柱部24とが接続されて、その突出部22aがスリット142の端部と接触することで回転規制されている。なお、移動部材20は、レール部14の軸周り方向の回転が抑制された係合を維持した状態で昇降方向に案内される係合構造を、レール部14とで構成することにより、安定した昇降をすることができる。
ナット部材25(図1及び図3参照)は、移動部材20に軸方向及び軸回りの方向への移動を規制して固定されている。本実施の形態では、ナット部材25の外周を多角形状に形成して移動部材20に固定されている。
ナット部材25は、回転規制された状態でスピンドル58と螺合して、スピンドル58の軸周り回転によりスピンドル58の軸方向に移動する。これにより、ナット部材25の移動に伴って、ナット部材25に接続された移動部材20が移動し、ひいては移動部材20に接続されるフレーム21に接続された対象物としての使用者が移動する。なお、ナット部材25と移動部材20とは、一体であってもよい。例えば、移動部材20にスピンドル58と螺合するねじ溝を有する貫通孔を形成し、このねじ溝をナット部材25としてもよい。
本実施の形態では、ナット部材25は、雌ねじ部を有しており、雄ねじ部を有するスピンドル58と螺合して、スピンドル58の軸周り回転によりスピンドル58の軸方向に移動する。
付勢部材70は、基体10と移動部材20とに接続する。本実施の形態の付勢部材70は、移動部材20の移動方向に沿って移動部材20を付勢する。付勢部材70は、基体10と移動部材20のそれぞれに接続される。付勢部材70は基体10及び移動部材20のうちの一方に一端側が接続され、他端側で、基体10及び移動部材20のうちの他方に対して接続される。図1及び図2に示す付勢部材70は、基体10と移動部材20に接続されるハンドル部26とのそれぞれに固定され、基体10とハンドル部26との間に配置されている。
付勢部材70は、移動部材20が終端側つまり上端側から、基端側つまり下端側に移動するときに収縮し、移動部材20が基端側から終端側に移動するように伸長して移動部材20を付勢する。付勢部材70は、基体10に対して、移動部材20を上昇方向に付勢する。付勢部材70は、移動部材20を下降させる方向にかかる外力に対抗する方向に付勢する。
図4は、図1に示す駆動部材40及び伝達部材50の説明に供する図であり、図1に示す駆動部材40と伝達部材50の拡大図である。なお、図4では、終端側及び基端側に延びる回転軸を中心に右側を断面で示し、左側を駆動部材40のモータのステータ44及び基体10を断面で示した部分断面図で示す。
図1に示す伝達部材50は、移動部材20に対して駆動部材40の駆動力を移動部材20に伝達する。
伝達部材50は、駆動部材40と移動部材20とを接続し、駆動部材40の駆動力により移動部材20を昇降させる。
伝達部材50は、本実施の形態では、駆動部材40の回転力を移動部材20に、移動部材20の移動する方向への駆動力に変換して伝達する。
駆動部側回転部材52は、駆動部材40のモータの出力軸42に同一軸で接続され、出力軸42の回転に伴い回転する。
駆動部側回転部材52は、回転する際に、移動部材側回転部材54に接続されて、移動部材側回転部材54に回転力を伝達する。駆動部側回転部材52から回転力が伝達された移動部材側回転部材54は、駆動部側回転部材52と共に供回する。
具体的には、駆動部側回転部材52は、駆動部側押圧部を有している。駆動部側押圧部は、駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522とを有している。駆動部側回転部材52は、駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522との間に空間が形成され、本実施形態では、図6及び図7に示すように、出力軸42(図1及び図5参照)が中央の出力軸接続部520aで接合された円盤状の駆動部側本体520の外周縁部に径方向内側に切欠かれた形状の切欠部として設けられている。図6及び図7おいて、駆動部側回転部材52には、駆動部側本体520において出力軸42と同軸上の中心軸を挟んだ2箇所を切り欠いて形成された主切欠部52a及び補助切欠部52bを有する。
主切欠部52aは、円弧状の空間を形成し、また、周方向で離間する駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522とを有する。
駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522は、モーメントを移動部材側へ伝達できるように、駆動部側本体520の回転方向の異なる方向にそれぞれ面して設けられているが、本実施形態においては、駆動部側本体520の外周から軸と平行に、且つ、駆動部側本体520の径方向外側に突出した面状に形成されている。駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522は、ブレーキスプリング60および移動部材側主押圧部54aの移動方向、つまり、回転方向である周方向で重なる位置に位置する。駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522は、移動部材側回転部材54を回転させる際に、駆動部側回転部材52が駆動部材40の駆動によって回転して、移動部材側第1押圧部541と第2押圧部542から離間した位置からいずれかと当接した位置まで移動して、ブレーキスプリング60を介して移動部材側主押圧部54aを押圧する。駆動部側第1押圧部521と駆動部側第2押圧部522は、移動部材側第1押圧部541または第2押圧部542に駆動する力を伝達するために、所定の大きさで構成されている。
駆動部側第2押圧部522は、周方向で、ブレーキスプリング60の他端部(以下、「第2端部」という)62を挟み移動部材側主押圧部54aの移動部材側第2押圧部542と対向する。駆動部側第2押圧部522についても、駆動部40の駆動によって回転し、移動部材側回転部材54を回転させる際に、ブレーキスプリング60と移動部材側回転部材54とを同時または略同時に回転させることとなる。
駆動部側第2押圧部522は、駆動部側回転部材52の一方向とは逆向きの回動により同一周方向に移動して移動部材側第2押圧部542を押圧する。
駆動部側第3押圧部523は、周方向で、移動部材側補助押圧部54bの移動部材側第3押圧部543と対向する。
駆動部側第4押圧部524は、周方向で、移動部材側補助押圧部54bの移動部材側第4押圧部544と対向する。
移動部材側回転部材54は、移動部材20と駆動部側回転部材52とを接続する。
移動部材側回転部材54は、本実施の形態では、駆動部側回転部材52の回転により回転する部材である。移動部材側回転部材54は、回転軸であるスピンドル58に接続され、駆動部側回転部材52の回転によりスピンドル58を回転する。移動部材側回転部材54は、本実施の形態では、スピンドル58と同一軸で回転するように配置される。
また移動部材側回転部材54は、移動部材20側からの力の入力、つまり、スピンドル58の回転によっても回転可能な部材である。
移動部材側回転部材54では、回転部材本体540は、駆動部側回転部材52と対向して配置される。回転部材本体540は板状である。移動部材側主押圧部54aと移動部材側補助押圧部54bは、回転部材本体540の駆動部側回転部材52側の面において、駆動部側回転部材52に向って突出して設けられ、反対側の面の中央部に、移動部材側接続部54cが突出して設けられている。
スピンドル58は、移動部材20の移動方向に延びるように配置される。スピンドル58は、本実施の形態では、レール部14内に、レール部14の延在方向に沿って配置され、ナット部材25に螺合される。
スピンドル58は、レール部14内で駆動部材40のモータの出力軸42と同一軸上に配置されているが、これに限らず、同一軸上で配置されていなくてもよく、駆動部材40のモータの回転力が移動部材20に駆動力として伝達されるようにギアなどを介してモータの出力軸42と平行に配置したり、交差する方向に配置したりしてもよい。
ブレーキスプリング60は、駆動部側回転部材52と移動部材側回転部材54とに係合する。ブレーキスプリング60は、駆動部側回転部材52の回転によって移動部材側回転部材54と共に回転する。すなわち、ブレーキスプリング60は、駆動部材40の回転を受けた駆動部側回転部材52の回転である駆動部材40側からの回転により回転する。
また、ブレーキスプリング60は、移動部材側回転部材54の回転によっては当該回転に対する制動力を発生させる。例えば、ブレーキスプリング60は、移動部材の回転を受けた移動部材側回転部材54側の回転、ここでは移動部材20側からの回転を受けると、この回転を止めるように作用する。ブレーキスプリング60は、移動部材20側からの回転を制動して、駆動部側回転部材52側には伝達しない。これにより、移動部材20側からの回転は、駆動部側回転部材52を介して駆動部材40に伝達することがなく、移動部材側からの回転により駆動部側回転部材52は回転することがない。
本実施の形態では、一方側は、駆動部材40側であり、他方側は、移動部材20側であり、他方側から入力される力は、移動部材20を介して入力される外力である。付勢部材70は移動部材20を上昇方向にするので、移動部材20を介して入力される外力は、付勢部材70の付勢力に抗して入力される力であり、この力が移動部材20側から入力されると、制動力を発生する。
ブレーキスプリング60は、他方からの力の入力で拡径することにより、他方から入力される力に対して制動力を発生する。ブレーキスプリング60が拡縮することにより、基体10に対して回転しない部材との係合を生じることにより、ブレーキスプリング60は制動部材として機能する。
ブレーキスプリング60は、拡径した場合、外部と接触して摩擦抵抗による制動力を発生する。ブレーキスプリング60は、拡径しない場合、外部とは接触せずに係合する駆動部側回転部材52及び移動部材側回転部材54と供回りする。
ブレーキスプリング60は、移動部材側回転部材54の回転によって拡径する。拡径したブレーキスプリング60の外径、つまりブレーキスプリング60の外面60aが、ハウジング17の内面17aと摩擦接触して、ブレーキスプリング60自体の回転が規制され、移動部材側回転部材54の回転を制動する。
本実施の形態では、ブレーキスプリング60は、1つのトーションばねにより構成される。ブレーキスプリング60は、付勢部材70の付勢力や移動対象物からの荷重によって移動部材20側から外力が入力されたときに、移動部材側回転部材54の回転によって制動力を発揮することができる。
第1端部61と第2端部62とが接近する方向に移動すると、ブレーキスプリング60のコイル部63(図9参照)は縮径し、第1端部61と第2端部62とが離間する方向に移動すると、ブレーキスプリング60のコイル部63は拡径する。
・駆動部側回転部材52側が回転駆動する場合
図10は、本発明の実施の形態に係る動作支援装置において駆動部側回転部材52の正回転動作を説明するために基端側から見た伝達部材50の要部構成を模式的に示す図である。
図12は、本発明の実施の形態に係る動作支援装置において移動部材側回転部材54の正回転動作を説明するために基端側から見た伝達部材50の要部構成を模式的に示す図である。
付勢部材70が移動部材20を上昇方向に付勢し、ブレーキスプリング60が移動部材20に入力される力、例えば、ユーザの体重等によって移動部材20が下降するのを抑制するので、ユーザが移動部材20に体重を掛けても移動部材20が下がることなく、駆動部材40の駆動力で支持できる。これにより、駆動部材40によって駆動力を大きくすることなく、移動部材20を昇降させることができる。
10 基体
12 基体移動補助部材
14 レール部
17 ハウジング
20 移動部材
21 フレーム
22a 突出部
23 ボルト
24 支柱部
25 ナット部材
26 ハンドル部
40 駆動部材
42 出力軸
44 ステータ
46 ロータ
50 伝達部材
52 駆動部側回転部材
54 移動部材側回転部材
58 スピンドル
60 ブレーキスプリング
61 第1端部
62 第2端部
70 付勢部材
100 歩行支援装置
141 上端側移動規制部
142 スリット
520 駆動部側本体
521 駆動部側第1押圧部
522 駆動部側第2押圧部
523 駆動部側第3押圧部
524 駆動部側第4押圧部
52a 主切欠部
52b 補助切欠部
540 回転部材本体
541 移動部材側第1押圧部
542 移動部材側第2押圧部
543 移動部材側第3押圧部
544 移動部材側第4押圧部
54a 移動部材側主押圧部
54b 移動部材側補助押圧部
54c 移動部材側接続部
Claims (3)
- 基体と、
前記基体に対して昇降移動する移動部材と、
前記移動部材を昇降させる駆動力を発生する駆動部材と、
前記移動部材に対して前記駆動部材の駆動力を前記移動部材に伝達する伝達部材と、を備えた動作支援装置であって、
前記基体と前記移動部材とに接続し、前記移動部材を上昇方向に付勢する付勢部材が設けられ、
前記伝達部材は、
前記駆動部材側に、前記駆動部材の駆動により回転する駆動部側回転部材が設けられ、
前記移動部材側に、前記駆動部側回転部材の回転力を前記移動部材に駆動力として伝達する移動部材側回転部材と、
前記駆動部側回転部材と前記移動部材側回転部材とに係合し、前記駆動部側回転部材の回転によって前記移動部材側回転部材と共に回転し、前記移動部材側回転部材の回転によっては当該回転に対する制動力を発生させるブレーキスプリングとを有し、
前記ブレーキスプリングは、前記駆動部材の非駆動状態において前記移動部材に入力される力による前記移動部材側回転部材の回転によって前記移動部材の移動が規制され、前記移動部材の当該規制の状態で、前記移動部材側回転部材の当該回転の回転方向と同方向に、前記駆動部側回転部材を前記駆動部材によって回転させることで前記移動部材が移動する、
動作支援装置。 - 前記ブレーキスプリングを収容するハウジングを有し、
前記ブレーキスプリングは、前記移動部材側回転部材の回転によって拡径して前記ハウジングと前記ブレーキスプリングの外周とが摩擦接触する、
請求項1に記載の動作支援装置。 - 前記駆動部材は、出力軸が前記駆動部側回転部材に接続するモータを有し、
前記伝達部材は、前記移動部材側回転部材および前記駆動部側回転部材を介して伝達される前記モータの駆動によって回転するスピンドルを有し、
前記移動部材は、前記スピンドル上に設けられ、前記スピンドルの回転によって前記スピンドルの軸方向に沿って移動するナット部材を有する、
請求項1または請求項2に記載の動作支援装置。
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