JP2019098178A - 歩行補助具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造により接地時の衝撃緩和、及び安定性の向上を図ることができ、かつ使用者に推進力を与えることができる歩行補助具を提供することを目的とする。【解決手段】杖状の歩行補助具の接地側端に、弾性を有する湾曲部材よりなる板バネ部を設けたことを特徴としている。これにより、簡易な構造により、接地時の衝撃緩和、及び安定性の向上を図ることができる。さらには、使用者に歩行動作をアシストできる推進力を与えることができるようになり、使用者に対して快適な歩行を促すことが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、歩行動作をアシストする歩行補助具に関し、特に杖状の歩行補助具に関するものである。

従来、歩行用杖や松葉杖など、歩行動作のアシストを行う杖状の歩行補助具においては、接地時の衝撃緩和や安定性の向上など、使用者への負担を軽減させることを目的とした様々な構造が提案されている。

例えば特許文献1には、杖本体部の下端側に設けた複数の支持脚部のそれぞれに、加重により伸縮可能な緩衝機構を設けることにより、衝撃緩和性と安定性とを向上させた歩行補助用杖が開示されている。

また、特許文献２には、松葉杖の先端に取り付けられる松葉杖用石突において、接地面となる底面を、平坦な中央平坦面とその外周部分に設けられる湾曲面とにより構成し、湾曲面の先端縁部に、下方に向かって突出するストッパ部を設けることにより、地面からの衝撃を軽減させるようにしたものが開示されている。

特開２００９−２３３０４１ 特開２００２−０８５４９６

しかしながら、上述した特許文献１、あるいは特許文献２に記載の歩行補助具は、衝撃緩和性や安定性を高めるために部品点数が増え、構造が複雑になり質量も増加するという問題があった。

また、歩行補助具に求められる効果として、使用者への負担軽減のほかに、使用者に推進力を与えることが望まれているが、簡易な構造により使用者に推進力を与えることのできる歩行補助具は知られていない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構造により接地時の衝撃緩和、及び安定性の向上を図ることができ、かつ使用者に推進力を与えることができる歩行補助具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による歩行補助具は、杖状の歩行補助具の接地側端に、弾性を有する湾曲部材よりなる板バネ部を設けたことを特徴としている。これにより、簡易な構造により、接地時の衝撃緩和、及び安定性の向上を図ることができ、かつ使用者に歩行動作をアシストできる推進力を与えることができるようになる。

また、中空管状のポール部の一端に、前記板バネ部を連結部材を用いて結合したことを特徴としている。これにより、使用者の身長や体重、あるいは体力に応じて歩行補助具の構成部材を選択できるパーソナルフィットが可能になる。

また、中空管状のポール部と前記板バネ部とを一体に形成したことを特徴としている。これにより、歩行補助具の部品点数を少なくすることができ、軽量化を図ることができると共に、安価に歩行補助具を製造することが可能となる。また、歩行補助具全体としての撓み特性をコントロールし易くなる。

また、中空管状のポール部と前記板バネ部とを一体に形成する際に、板バネ部を平板状に形成したことを特徴としている。これにより、接地時の安定性を高めることができる。

また、ポール部の上端に設けるグリップ部の上端が、前記板バネ部材の接地点の略鉛直上に位置するようにしたことを特徴としている。これにより、板バネ部を撓ませやすくなる。

本発明による歩行補助具によれば、簡易な構造により接地時の衝撃緩和性や安定性を高めることができる。また、たわみの反発力を利用して、使用者に対して進行方向への推進力を与えることができる。これにより、使用者に対して快適な歩行を促すことが可能となる。

実施の形態１による歩行補助具の斜視図である。 実施の形態１による歩行補助具の側面図である。 実施の形態１による歩行補助具のポール部の先端側の拡大断面図である。 実施の形態１による歩行補助具の板バネ部３０の拡大側面図である。 実施の形態１による歩行補助具の変形例を示す側面図である。 実施の形態１による歩行補助具の変形例を示す側面図である。 実施の形態２による歩行補助具の側面図である。 実施の形態２による歩行補助具の変形例を示す側面図である。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る歩行補助具１００の斜視図である。また図２は、歩行補助具１００の側面図である。本実施の形態１による歩行補助具１００は、本発明を歩行用のウォーキングポールに適用したものである。図１、及び図２において、歩行補助具１００は、グリップ部１０と、ポール部２０と、板バネ部３０とより構成される。

グリップ部１０は、使用者による歩行補助具１００の把持部材である。グリップ部１０は、ゴムや樹脂などにより形成され、その内側には、ポール部２０が挿入される空隙が形成される。

ポール部２０は、少なくとも２つの端部を有する杖状部材である。ポール部２０の一端にはグリップ部１０が挿入され、他端には、板バネ部３０が、ボルトなどの固定部材４０を用いて固定される。なお、以下の説明において、グリップ部１０が設けられるポール部２０の端部を「上端」と定義し、板バネ部３０が設けられる端部を「下端」と定義する。

ポール部２０は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）、あるいはアルミなどにより中空管状に形成される。ポール部２０は、軽量化や設計の自由度の観点よりＣＦＲＰにより形成するのが好ましく、ポール部２０をＣＦＲＰで形成する場合は、シートワインディングや、３軸の編組みによって形成することができる。

ポール部２０の形状は任意とすることができる。例えば、ポール部２０は、図２に示すようなストレート形状の他に、湾曲形状としても良い。また、ポール部２０の管径は、上端から下端に向けて縮径するテーパー形状としてもよく、上端から下端にかけて均一の太さとしてもよい。

図３は、ポール部２０の下端部分の拡大断面図である。図３に示すように、ポール部２０の下端には、雌ネジが切削された雌ネジ部５０が挿入固定されている。雌ネジ部５０には、板バネ部３０をポール部２０に固定するための固定部材４０が螺挿される。

次に、板バネ部３０について、図４を用いて説明する。図４は、板バネ部３０の拡大側面図である。なお、以下の説明においては、後述する貫通孔３０ａの中心軸Ａｘが、接地面Ｇに対して垂直になるように板バネ部３０を配置した状態を、板バネ部３０の「基準状態」と定義する。また、基準状態の板バネ部３０において、最も接地面Ｇ側に突出する点を接地点Ｐと定義する。

板バネ部３０は、図４に示すように、側面視において略Ｃ字形状をなす平板状の板バネ部材である。板バネ部３０のうち、ポール部２０が接続される側の端部（以下、「上端Ｅ１」という。）には、固定部材４０を挿入するための貫通孔３０ａが設けられている。貫通孔３０ａは、上端Ｅ１側の任意の位置に設けることができるが、好ましくは、グリップ部１０が挿入されたポール部２０を、基準状態の板バネ部３０に固定した際に、グリップ部１０の上端が接地点Ｐの鉛直上に位置するように、貫通孔３０ａを設けるのが望ましい。これにより、板バネ部３０を効率よく撓ませることができる。

板バネ部３０は、湾曲領域３０ｂと接地領域３０ｃとを備えている。湾曲領域３０ｂは、主に上下方向に弾性を有する板バネとして機能する側面視円弧状の領域であり、接地時の衝撃を吸収する衝撃吸収領域、及び撓みの反発力を利用して進行方向への推進力を与える反発領域として機能する。湾曲領域３０ｂは、板バネとしての機能を発揮することができれば、接地面Gに対して上側に突出する円弧であっても、下側に突出する円弧であってもよい。

接地領域３０ｃは、板バネ部３０の接地側の端部（以下、「下端Ｅ２」という。）から所定範囲の円弧形状として特定される領域である。接地領域３０ｃは、接地点Ｐを少なくとも含む範囲として定義される。例えば、接地点Ｐの前後７０ｍｍの範囲を接地領域３０ｂと定義することができる。接地領域３０ｃは、荷重時に撓むことで接地面積を増加させていくことができるのが好ましく、かかる観点より、接地面Ｇに向けて凸状に緩やかに湾曲する弓形の円弧形状とするのが望ましい。

湾曲領域３０ｂ、及び接地領域３０ｃは、板バネ部３０において領域が明確に区分けして特定される必要はない。例えば、板バネ部３０を実際に撓ませた際の機能的な観点より、板バネとして機能する円弧領域を湾曲領域３０ｂと定義し、接地点Ｐを含む下端側Ｅ２から所定範囲の円弧領域を接地領域３０ｂとして定義することができる。

板バネ部３０の全体形状は、湾曲領域３０ｂと接地領域３０ｃとを含む限りにおいて任意の形状とすることができる。例えば、図５に示すように、側面視Ｊ字型の板バネ部３１としてもよく、図６に示すように変曲点を複数備える湾曲型の板バネ部３２としてもよい。なお、Ｊ字型の板バネ部３１のように、固定部材４０が横方向に挿入される場合は、貫通孔の中心軸Ａｘが接地面Ｇに対して平行になるように板バネ部３０を配置した状態を「基準状態」とする。

板バネ部３０は、弾性を有する材料により形成される。設計の自由度や軽量化の観点より、ＣＦＲＰにより形成するのが好適である。板バネ部３０の厚みは、使用者の体重や材料に応じて適宜設計を変更することができる。板バネ部３０をＣＦＲＰで形成する場合、例えば２４ｔのＵＤプリプレグを１０〜２０プライ積層し、表裏の最外層にクロスプリプレグを積層することで、厚みが２ｍｍ〜４ｍｍの板バネ部３０を成型することができる。

板バネ部３０の曲げ剛性特性は、歩行補助具１００の使用目的や、使用者の身長・体重・体力などに応じて任意に設定すればよい。例えば、幅広い使用者を想定する場合は、体重４０ｋｇの女性が特別に力を加えることなく歩行補助具１００を接地させたときに板バネ部３０が５ｍｍ変形する程度でとどまる硬さを、板バネ部３０のバネ定数の下限として設定し、体重１００ｋｇの男性が歩行補助具１００を従来の直線状のポールと同じように突いたときに４０ｍｍ変形する程度の硬さを、板バネ部３０のバネ定数の上限として設定することができる。この場合の板バネ部３０のバネ定数は、具体的には、３０００Ｎ／ｍ以上、２７０００Ｎ／ｍ以下の範囲に設定することができる。

上記バネ定数の下限値は、歩行補助具１００の質量を０．２５ｋｇとして、統計上の計算で求められる前腕、及び手部の重量と、重力加速度とに基づいて算出することができる。また上記バネ定数の上限値は、歩行補助具１００の質量を０．２５ｋｇとして、統計上の計算で求められる前腕、及び手部の重量と、体重１００ｋｇの男性が従来の直線状のポールを突いたときに得られた床反力とに基づいて算出することができる。

また、湾曲領域３０ｂと接地領域３０ｃとで曲げ剛性を変化させたり、接地領域３０ｃ内で曲げ剛性を変化させてもよい。曲げ剛性特性は、使用する炭素繊維のフィラメント数や、炭素繊維の積層数、あるいは積層方向などを変更することで適宜調整することができる。

以上のように構成される歩行補助具１００は、ポール部２０の上側端にグリップ部１０を挿入し、ポール部２０の接地側端に、板バネ部３０をネジ部材４０を用いて固定することにより完成品を得ることができる。

次に、本発明による歩行補助具１００の作用効果を説明する。
使用者が、接地領域３０ｃのいずれかの点において歩行補助具１００を接地させ、身体を前方へ移動させると同時に、歩行補助具１００に荷重しながら腕を後ろに引いていくと、板バネ部３０の湾曲領域３０ｂが撓んでいく。荷重が加えられる間、接地面からの衝撃は、板バネ部３０が撓むことにより吸収されるので、使用者に対する接地時の衝撃は緩和される。

また、身体が前方に進むにつれて腕は相対的に後側に移動するが、その際に湾曲領域３０ｂと共に接地領域３０ｃが撓んでいくので、接地面積が増加していく。これにより、接地時の安定性が増していく。また、円弧形状の接地領域３０ｃが撓むにつれて、板バネ部３０は前方に回転するように姿勢を変えていくので、接地の最先端点は進行方向に時々刻々と移動していく。これにより、グリップ部１０を握る手と接地点との相対的な位置関係を大きく変化させることなく、手を体の近くに維持することができる。この結果、歩行補助具１００の操作性を向上させることができ、かつコンパクトに歩行動作を行うことができる。

そして、使用者が腕を前に振り戻す動作に入ると、撓んでいた湾曲部３０ｂの反発力がポール部２０を介して使用者の腕に伝えられるので、腕の振り戻し動作をアシストすることができる。つまり、湾曲部３０ｂの反発力を、歩行の推進力の一部として利用することができるようになる。

以上のように、本実施の形態１による歩行補助具１００によれば、ポール部２０の下端に板バネ部３０を備えることとしたので、簡易な構造により接地時の衝撃を吸収することができる。また、緩やかに湾曲する接地領域を備えるので、接地時の安定性、及び操作性を向上させることができ、かつコンパクトな歩行動作を実現することができる。、さらに、板バネの復元力を利用して腕部の振り戻しをアシストすることができるようになる。

また、本実施の形態１による歩行補助具１００は、ポール部２０と板バネ部３０とを別体にしているので、仕様の異なるポール部２０や板バネ部３０を複数用意することで、個人毎に最適なポール部２０や板バネ部３０を選択することのできるパーソナルフィットが可能となる。

以上説明した本発明は、本実施の形態１で説明した歩行用のウォーキングポールの他に、ランニング用ポールや松葉杖など、様々な杖状の歩行補助具に適用することが可能である。

なお、上記実施の形態１による歩行補助具１００では、ポール部２０を中空管状に形成しているが、中実に形成してもよい。また、板バネ部３０を平板状に形成しているが、円管状に形成してもよい。また、接地領域３０ｃの底面に、凹凸を備えるゴムなどの防滑部材を設けてもよい。

（実施の形態２）
図７は、本実施の形態２に係る歩行補助具２００の側面図である。本実施の形態２に係る歩行補助具２００は、実施の形態１による歩行補助具１００において、ポール部２０と板バネ部３０とを一体的に成型したことを特徴としている。なお、上述した実施の形態１と同じ構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７において、歩行補助具２００は、グリップ部１０と本体部６０とにより構成される。本体部６０は、ＣＦＲＰにより中空管状に成型される。本体部６０は、上述した実施の形態１による歩行補助具１００のポール部２０に相当するポール領域６０ａと、板バネ部３０に相当する板バネ領域６０ｂとにより構成される。

板バネ領域６０ｂはさらに、上述した実施の形態１による歩行補助具１００の湾曲領域３０ｂと接地領域３０ｃとに相当する円弧形状をそれぞれ備えている。なお、本実施の形態２による歩行補助具１００においては、グリップ部１０を本体部６０に挿入した状態において、グリップ部１０を接地面Ｇに対して垂直にした状態を「基準状態」とする。

本体部６０の形状は任意の形状とすることができる。例えば、図８に示すように、ポール領域６０ａを湾曲させ、板バネ領域６０ｂを大きく湾曲させた形状としてもよい。また、ポール領域６０ａは中空管状に形成し、板バネ領域６０ｂは板状に形成してもよい。このように板バネ領域６０ｂのみを板状にすることで、接地時の安定性を高めることができる。

図７、あるいは図８に示すようにポール領域６０ａと板バネ領域６０ｂとを一体に形成した場合は、本体部６０の曲げ剛性特性を、歩行補助具１００の使用目的や使用者の身長・体重・体力などに応じて任意に設定すればよい。例えば、上述した実施の形態１における板バネ部３０のバネ定数と同様に、本体部６０全体としてのバネ定数を、３０００Ｎ／ｍ以上、２７０００Ｎ／ｍ以下の範囲に設定することができる。

以上のように構成される本実施の形態２の歩行補助具２００によれば、ポール領域６０ａと板バネ領域６０ｂとを一体に成型することとしたので、部品点数を少なくすることができる。これにより、歩行補助具２００の軽量化を図ることができ、かつ安価に歩行補助具２００を製造することが可能となる。また、歩行補助具２００全体としての撓み特性をコントロールし易くなる。

１０：グリップ部、２０：ポール部、３０，３１，３２：板バネ部、３０ａ：貫通孔、３０ｂ：湾曲領域、３０ｃ：接地領域、４０：固定部材、５０：雌ネジ部、６０：本体部、６０ａ：ポール領域、６０ｂ：板バネ領域、１００，１０１，１０２，２００，２０１：歩行補助具

Claims (5)

1. 杖状の歩行補助具の接地側端に、弾性を有する湾曲部材よりなる板バネ部を設けた、
   ことを特徴とする歩行補助具。
2. 請求項１に記載の歩行補助具において、
   中空管状のポール部の一端に、前記板バネ部が連結部材を用いて結合されている、
   ことを特徴とする歩行補助具。
3. 請求項１に記載の歩行補助具において、
   中空管状のポール部と前記板バネ部とが一体に形成されている、
   ことを特徴とする歩行補助具。
4. 請求項３に記載の歩行補助具において、
   前記板バネ部は平板状に形成されている、
   ことを特徴とする歩行補助具。
5. 請求項１ないし６のいずれかに記載の歩行補助具において、
   前記ポール部の上端にグリップ部が設けられ、該グリップ部の上端が、前記板バネ部材の接地点の略鉛直上に位置する、
   ことを特徴とする歩行補助具。

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