JP2019195563A - 歩行支援機 - Google Patents

Abstract

【課題】自力での歩行性能を従来よりも向上させた歩行支援機を提供すること。【解決手段】歩行支援機１は、使用者が着座するためのサドル１０と、サドルを支持するサドルフレーム２０と、サドルフレームから左右に延びるサイドフレーム３０Ｒ、３０Ｌと、サイドフレームの端部で回転可能に枢支される左右一対のメインホイール４０Ｒ、４０Ｌと、使用者が上肢を使って各メインホイールにそれぞれ独立してトルクを付加することが可能なロータリ操作部５０Ｒ、５０Ｌとを備えている。操作ギア５１Ｒ、５１Ｌと歩行ギア４１Ｒ、４１Ｌとが噛合してなる減速手段により、ロータリ操作部の操作トルクをメインホイールの歩行トルクに変換する。【選択図】図１

Description

本発明は、下肢の運動機能に衰えや障害がある者の歩行を支援するための歩行支援機に関する。

例えば、病院におけるリハビリ病棟等では、歩行機能に障害を有する患者や老人等が寝たきりになることを防ぎ、自立歩行を促すために、歩行支援機を用いて歩行訓練する場合がある。こうした下肢の運動機能に衰えや障害がある者への歩行を支援する技術として、従来様々な技術が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。

特開２０１３−１２３５７７号公報 特開２０１５−１２３３３０号公報 特開２０１７−０２９４００号公報

上述した従来の歩行器ないし歩行補助装置は、使用者の体重を免荷して歩行を支援するものであり、いわゆるバリアフリー化された段差や傾斜がない床面上での歩行を想定している。そのため仮に足の運動機能だけに障害を有する患者が、このような歩行器を使って外出した場合には、例えば車道から歩道に上がる程度の小さな段差であっても自分の脚力だけでは乗り越えることできないことがある。また、階段の脇に設けられたスロープを上り降りする際の足への負担も大きく、外出先での移動が困難であるとの課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、使用者が上肢（腕や手）の力を使って歩行用のメインホイールの回転をアシストする等の機能を付加することにより、自力での歩行性能を従来よりも向上させた歩行支援機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、使用者の歩行を支援するための歩行支援機であって、使用者が着座するためのサドルと、前記サドルを支持するサドルフレームと、前記サドルフレームから左右に延びるサイドフレームと、前記サイドフレームの端部で回転可能に枢支される左右一対のメインホイールと、使用者が上肢を使って前記各メインホイールにそれぞれ独立してトルクを付加することが可能なロータリ操作部とを備えている、歩行支援機である。

歩行支援機は、前記ロータリ操作部の操作トルクを前記メインホイールの歩行トルクに変換する減速手段を更に備えていることが好ましい。

また、歩行支援機は、前記ロータリ操作部の回転軸が前記メインホイールの回転軸に対し平行且つその上方に配置されていることが好ましい。

また、歩行支援機は、前記メインホイールの前転を許容し且つ後転を規制可能なラチェット手段が前記メインホイールの回転軸に配置されていることが好ましい。

また、歩行支援機は、前記ラチェット手段において後転規制状態を解除するための解除操作手段を更に備えていることが好ましい。

本発明に係る歩行支援機によれば、使用者の上肢（腕や手）を使って歩行用のメインホイールにトルクを付加することができ、例えば階段に隣接するスロープなどは腕の力のアシストにより容易に登ることができる。また、メインホイールの径を、想定される段差の高さに対し十分大きくすることができ、例えば小さな段差であれば容易に乗り越えることができる。このように、自力での歩行性能を従来よりも大きく向上させることができるので、例えば足の運動機能に障害を有する使用者の移動や活動範囲の拡大に貢献することができる。

一実施形態による歩行支援機の分解斜視図である。 図１の歩行支援機の正面図である。 図１の歩行支援機の側面図である。 他の実施形態による歩行支援機の側面図である。 更に他の実施形態による歩行支援機の側面図である。

以下、本発明に係る歩行支援機の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態による歩行支援機１の分解斜視図である。図２は、歩行支援機１の正面図である。図３は、歩行支援機１の側面図である。

歩行支援機１は、使用者Ｕが着座するためのサドル１０と、サドル１０を支持する略垂直のサドルフレーム２０と、サドルフレーム２０に接合しその右側で略水平に延びる右サイドフレーム３０Ｒと、サドルフレーム２０に接合しその左側で略水平に延びる左サイドフレーム３０Ｌと、左右のサイドフレーム３０Ｒ、３０Ｌの各端部で回転可能に枢支される左右一対のメインホイール４０Ｒ、４０Ｌと、使用者が上肢を使って各メインホイール４０Ｒ、４０Ｌにそれぞれ独立してトルクを付加することが可能なロータリ操作部５０Ｒ、５０Ｌとを備えている。

サドル１０は、サドルフレーム２０の前方において当該サドルフレーム２０に片持ち支持されている。使用者Ｕの身長や体格に合わせて、サドルフレーム２０に対しサドル１０の高さが調整可能であることが好ましい。なお、サドルフレーム２０の上端部がサドル１０の下部を支持する構造であってもよい。

サドルフレーム２０及びキャスタフレーム２１は、アルミニウム合金等の軽金属の管材を曲げ加工し又はこれらを溶接により一体に形成することができる。また、サドルフレーム２０及びキャスタフレーム２１を炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの樹脂材を用いて形成してもよい。キャスタフレーム２１は、サドルフレーム２０の下端部に接続し、そこから機体の後斜め下方向に延びるとともに、その下端部にキャスタ２２が取り付けられている。キャスタ２２は、その小さな転がり摩擦抵抗により回動自在であり、また各車軸が垂直軸まわりに旋回して進行方向を向くように操舵される。

サドルフレーム２０の側部には、左右対称の右サイドフレーム３０Ｒ及び左サイドフレーム３０Ｌがそれぞれ接合されている。これらサイドフレーム３０Ｒ、３０Ｌは、サドルフレーム２０と同様の軽金属又は強化樹脂の管材により形成することができる。右サイドフレーム３０Ｒは、サドルフレーム２０から右方に水平に延び第一の屈曲部で右斜め前方に屈曲し、第二の屈曲部で前方に略水平又は若干前下がりに傾斜して延びている。左サイドフレーム３０Ｌは、サドルフレーム２０から左方に水平に延び第一の屈曲部で左斜め前方に屈曲し、第二の屈曲部で前方に略水平又は若干前下がりに傾斜して延びている。

左右のサイドフレーム３０Ｒ、３０Ｌの各前端部には、右ホイールフレーム３１Ｒ及び左ホイールフレーム３１Ｌがそれぞれ接合されている。ホイールフレーム３１Ｒ、３１Ｌは、例えば縦長で断面四角形の管材からなる。

図４に示すように、左ホイールフレーム３１Ｌの下部に形成される軸孔３３には、ホイールピン３２が摺動回転可能に貫通しており、そのホイールピン３２の先端部に、ラチェットロータ６０Ｌを介して左メインホイール４０Ｌが取り付けられている。また、左メインホイール４０Ｌの外側には、当該ホイールと略同径の左歩行ギア４１Ｌが設けられている。左歩行ギア４１Ｌは、歯が形成された環状部が、中心部のハブ４１１Ｌに複数本のスポーク４１２Ｌを介して接続された構成を有している。左歩行ギア４１Ｌは、ハブ４１１Ｌがホイールピン３２の先端部に固定され、環状部が左メインホイール４０Ｌのリムに固定される。すなわち、左歩行ギア４１Ｌは、左メインホイール４０Ｌと同軸かつ一体に回転するよう、左ホイールフレーム３１Ｌに枢支されている。

メインホイール４０Ｌの回転軸部に設けられているラチェットロータ６０Ｌは、メインホイール４０Ｌの前転を許容するが、通常は後転を規制するラチェット機構を内蔵している。このラチェットロータ６０Ｌによる後転規制状態は、例えば左ホイールフレーム３１Ｌの上部に設けた操作レバー３６Ｌ（図２参照）を傾倒操作することで解除することができる。なお、右側のラチェットロータ６０Ｒは、左側のラチェットロータ６０Ｌとは完全に独立しており、右側のラチェットロータ６０Ｒの後転規制状態を解除するには、例えば右ホイールフレーム３１Ｒの上部に設けた操作レバー３６Ｒ（図２参照）を傾倒操作することで行うことができる。

左ホイールフレーム３１Ｌの上部には、溶接等の適宜の接合法によりピンボス３４Ｌが接合されている。ピンボス３４Ｌには、左操作ギア５１Ｌ及び左ロータリ操作部５０Ｌが回転自在に枢支されている。

左ロータリ操作部５０Ｌは、概ね円盤状を呈する回転操作部材であり、より具体的には、円板又は円形ドーム状の外装板の外周部に環状の操作部を設けた構成を有している。この環状の操作部は、使用者Ｕが直接手で触れて歩行をアシストする操作部位であることから、ラバーやレザー等の滑りにくく且つ柔軟な素材で被覆されることが好ましい。左ロータリ操作部５０Ｌは、左操作ギア５１Ｌの外側に固定されており、これにより、ピンボス３４Ｌに設けた軸を中心に、左ロータリ操作部５０Ｌ及び左操作ギア５１Ｌが一体に回転するよう構成されている。このように、左ロータリ操作部５０Ｌの回転軸が左メインホイール４０Ｌの回転軸に対し平行且つその上方に配置されている。

また、左操作ギア５１Ｌは、左歩行ギア４１Ｌと噛合して取り付けられている。左操作ギア５１Ｌと左歩行ギア４１Ｌとのギア比は、例えば１：２であり、これにより、左ロータリ操作部５０Ｌに付加された操作トルクを、左メインホイール４０Ｌの歩行トルクに変換する減速手段が形成されている。なお、操作ギアと歩行ギアの減速比は、操作トルク＜歩行トルクであればよく上記の１：２に限定されない。

機体右側の右ホイールフレーム３１Ｒに設けられる右メインホイール４０Ｒ、ラチェットロータ６０Ｒ、右歩行ギア４１Ｒ、右ロータリ操作部５０Ｒ及び右操作ギア５１Ｒは、上述した機体左側の左メインホイール４０Ｌ、ラチェットロータ６０Ｌ、左歩行ギア４１Ｌ、左ロータリ操作部５０Ｌ及び左操作ギア５１Ｌと左右対称の配置関係にあり、それ以外のそれぞれの構成及び機能は左側と同様である。

なお、左右のメインホイール４０Ｒ、４０Ｌの回転軸の位置、つまりホイールが歩行面に接する接地点の位置は、サドル１０で支える使用者Ｕの体重の重心よりも前方にあり、キャスタ２２の接地点の位置は前記重心よりも後方にある。これにより、サドル１０に搭乗した使用者Ｕの体重をこれらのホイールの接地点に分散させることができ、３点支持による安定した歩行支援を行うことができる。

この歩行支援機１を利用する場合、使用者Ｕは、左右のメインホイール４０Ｒ、４０Ｌの開放部分から後向きでサドル１０に着座することで、歩行支援機１に移乗することができる。このとき、左右のメインホイール４０Ｒ、４０Ｌは、各ラチェットロータ６０Ｒ、６０Ｌにより後転が規制されている。そのため、使用者Ｕが歩行支援機１に前方から移乗する際に機体が後方に動き出すことがなくなり、安全に移乗することができる。

使用者Ｕは、サドル１０に着座した立ち姿勢のまま、健常者同様の歩行動作で前に移動することができる。すなわち、「前に出した足に体重をかけ、後ろ足で地面を蹴って前に降り出す動作」である二足歩行の動作を行うことができる。特に使用者Ｕの体重の大部分がサドル１０により免荷され、下肢へ掛かる負荷が軽減されているので、下肢の運動機能に衰えや障害がある使用者でも楽に歩行することができる。

また、歩行支援機１によれば、ロータリ操作部５０Ｒ、５０Ｌを回転させることで、歩行用のメインホイール４０Ｒ、４０Ｌにトルクを付加することができる。例えば階段に隣接するスロープにおいて、使用者Ｕはロータリ操作部５０Ｒ、５０Ｌを後転させることで、メインホイール４０Ｒ、４０Ｌの歩行トルクが増し、スロープを容易に登ることができる。また、メインホイール４０Ｒ、４０Ｌの径を想定される段差の高さに対し十分大きくすることができ、例えば小さな段差であれば小さな力で容易に乗り越えることができる。

また、例えば歩行支援機１を、例えば右旋回させる場合には、右手で右ロータリ操作部５０Ｒを持ち右メインホイール４０Ｒの前転を抑えながら体を右に向けることで行うことができる。その際、左手で左ロータリ操作部５０Ｌを手前に引く（後転させる）ことで左メインホイール４０Ｌの回転がアシストされ、より楽に旋回することができる。

このように、本実施形態の歩行支援機１によれば、自力での歩行性能を従来よりも大きく向上させることができる。そのため、例えば足の運動機能に障害を有する使用者の移動や活動範囲の拡大に貢献することができる。

なお、本発明に係る歩行支援機は、例えば図４又は５に示す実施形態のものでもよい。図４に示される歩行支援機２は、ロータリ操作部５０Ｌと同軸に設けた操作側スプロケット５２Ｌ、及び、メインホイール４０Ｌと同軸に設けたホイール側スプロケット４２Ｌの間に無端のチェーン７０が巻回されている。これにより、ロータリ操作部５０Ｌに付加された操作トルクを、メインホイール４０Ｌの歩行トルクに変換する減速手段を形成することができ、上述と同様の有利な効果を奏することができる。

図５に示される歩行支援機３は、操作ギア５１Ｌと歩行ギア４１Ｌとが、中間ギア５３を介して噛合している。これにより、ロータリ操作部５０Ｌに付加された操作トルクを、メインホイール４０Ｌの歩行トルクに変換する減速手段を形成することができ、上述と同様の有利な効果を奏することができる。

１、２、３ 歩行支援機
１０ サドル
２０ サドルフレーム
２１ キャスタフレーム
２２ キャスタ
３０Ｒ 右サイドフレーム
３０Ｌ 左サイドフレーム
３１Ｒ 右ホイールフレーム
３１Ｌ 左ホイールフレーム
３２ ホイールピン
３３ 軸孔
３４Ｒ ピンボス
３４Ｌ ピンボス
３５ ピン
３６Ｒ 操作レバー
３６Ｌ 操作レバー
４０Ｒ 右メインホイール
４０Ｌ 左メインホイール
４１Ｒ 右歩行ギア
４１Ｌ 左歩行ギア
４１１Ｌ ハブ
４１１Ｌａ ピン固定部
４１２Ｌ スポーク
４２Ｌ ホイール側スプロケット
５０Ｒ 右ロータリ操作部
５０Ｌ 左ロータリ操作部
５１Ｒ 右操作ギア
５１Ｌ 左操作ギア
５１Ｌａ ピン固定部
５２Ｌ 操作側スプロケット
５３ 中間ギア
６０Ｌ、６０Ｒ ラチェットロータ
７０ チェーン
Ｕ 使用者

Claims (5)

1. 使用者の歩行を支援するための歩行支援機であって、
   使用者が着座するためのサドルと、
   前記サドルを支持するサドルフレームと、
   前記サドルフレームから左右に延びるサイドフレームと、
   前記サイドフレームの端部で回転可能に枢支される左右一対のメインホイールと、
   使用者が上肢を使って前記各メインホイールにそれぞれ独立してトルクを付加することが可能なロータリ操作部とを備えている、歩行支援機。
2. 前記ロータリ操作部の操作トルクを前記メインホイールの歩行トルクに変換する減速手段を更に備えている、請求項１に記載の歩行支援機。
3. 前記ロータリ操作部の回転軸が前記メインホイールの回転軸に対し平行且つその上方に配置されている、請求項１又は２に記載の歩行支援機。
4. 前記メインホイールの前転を許容し且つ後転を規制可能なラチェット手段が前記メインホイールの回転軸に配置されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の歩行支援機。
5. 前記ラチェット手段において後転規制状態を解除するための解除操作手段を更に備えている、請求項４に記載の歩行支援機。
   

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