JP2021176342A - 指動作補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単でかつ小型であり、重量も軽く使い勝手のよい指動作補助装置を提供する。【解決手段】指動作補助装置１０は、正逆回転するモータ１２ｂおよびモータ１２ｂの作動によって回転する駆動歯車３０を内蔵し、使用者の手の甲側に配置される駆動部１２と、駆動部１２内から手の指の背に沿って延出するとともに、駆動歯車３０と噛み合う歯１４ａを有する屈曲性の帯板材１４と、帯板材１４と指とを該指の第２関節よりも先端側で固定する固定部材１６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、人の手の指の屈曲、展開動作を補助する指動作補助装置に関する。

この種の指動作補助装置として、下記特許文献１では、手の甲に装着される基部と、その基部の端部から各指に向けて突出するようにその基部上に一体的に固着された第４節部と、その第４節部の先端部に第３関節部を介して揺動可能に後端部を連結された、手の指の第３節の背に装着される第３節部と、その第３節部の先端部に第２関節部を介して揺動可能に後端部を連結された、手の指の第２節の背に装着される第２節部と、その第２節部の先端部に第１関節部を介して揺動可能に後端部を連結された、手の指の第１節の背に装着される第１節部とを備えるものが提案されている。

特開２００２−３４５８６１号公報

このように、人の手の指の関節に対応した複数の関節部を有する従来の指動作補助装置は、構造が非常に複雑で部品点数が多く、重量も重いため使い勝手の点でも改良が望まれていた。

それ故本発明の目的は、構造が簡単でかつ小型であり、重量も軽く使い勝手のよい指動作補助装置を提供することにある。

本発明の指動作補助装置は、正逆回転するモータおよび前記モータの作動によって回転する駆動歯車を内蔵し、使用者の手の甲側に配置される駆動部と、前記駆動部内から前記手の指の背に沿って延出するとともに、前記駆動歯車と噛み合う歯を有する屈曲性の帯板材と、前記帯板材と前記指とを該指の第２関節よりも先端側で固定する固定部材とを備えている。

本発明の好適な態様では、前記指の前記第２関節上もしくはそれよりも第１関節側の位置で該指に固定され、前記帯板材を摺動可能に支持する支持部材を備える。

本発明の好適な態様では、前記帯板材は、前記指の背と対向する下面に前記歯を有し、その反対側の上面に前記支持部材と横方向で係合する係合部を有する。

本発明の好適な態様では、前記駆動部を前記手の甲に装着するための装着部を備える。

本発明の好適な態様では、前記帯板材は合成樹脂製である。

本発明の好適な態様では、前記帯板材を２以上備えるとともに、前記帯板材に対応する前記駆動歯車を２以上備え、該２以上の駆動歯車は同一の前記モータによって回転駆動される。

本発明の指動作補助装置によれば、関節部を持たない帯板材によって指の屈曲、展開動作を補助することが可能であるので、構造が簡単でかつ小型であり、重量も軽く使い勝手のよいものである。また、見た目にも威圧感がない。

本発明の一実施形態の指動作補助装置を使用者の左手に装着した状態で示す斜視図である。 図１の指動作補助装置における駆動部を示し、（ａ）はその外観を示す斜視図、（ｂ）はその内部構造を示す斜視図である。 図１の指動作補助装置における帯板材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の変形例の指動作補助における駆動部を示し、（ａ）はその外観を示す斜視図、（ｂ）はその内部構造を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

本発明の一実施形態の指動作補助装置１０は、図１に示すように、主として、使用者の手の甲側に配置される駆動部１２と、駆動部１２内から手の指の背に沿って延出する帯板材１４と、固定部材１６と、支持部材１８と、装着部２０とを備えている。図１は、一例として、指動作補助装置１０を用いて使用者の左手の人差し指と中指の２本の指の屈曲、展開動作を補助する使用態様を示している。以下の説明において、前とは、指の付け根から指先に向かう方向であり、後とはその逆である。

図２に駆動部１２の詳細を示すように、駆動部１２は、略直方体をなすハウジング１２ａと、ハウジング１２ａ内にその出力軸が前後方向に沿うように固定されたモータ１２ｂと、モータ１２ｂの回転を帯板材１４の前後方向の直線移動に変換して伝達する伝達機構１２ｃとを有する。ハウジング１２ａの前面には、帯板材１４がそれぞれ挿通されるＴ字形の２つの貫通孔２２，２２が形成されている。また、ハウジング１２ａの下端部には、装着部２０に固定されるフランジ２４が好ましくは全周に亘って形成されている。装着部２０の、少なくとも駆動部１２が固定される部分（後述の本体２０ａ）が樹脂から形成される場合には、フランジ２４は当該樹脂内に埋め込むのが好ましい。

モータ１２ｂは、ハウジング１２ａ内または外に設けられた図示しないバッテリからの電流によって駆動し、図示しない制御部を介してその正逆回転を制御するのが好ましい。制御部は、例えば、生体信号を検出するセンサと、センサにより検出された生体信号に基づいてモータ１２ｂへ制御信号を出力する演算部を有し、使用者が指を動作させようとした際に筋に生じる筋電位信号に基づき、該筋に対応する指の屈伸動作を補助するよう構成することができる。あるいは、図示しないコントローラを用いてモータ１２ｂの回転方向や速度を直接操作してもよい。

伝達機構１２ｃは、一方がモータ１２ｂの出力軸に固定され、他方が駆動軸２６に固定された一対のかさ歯車２８，２８と、駆動軸２６の両端部に固定された、平歯車からなる２つの駆動歯車３０とからなる。伝達機構１２ｃは、モータ１２ｂの動力を帯板材１４に伝達して帯板材１４を前後移動させることができれば図示のものに限定されない。伝達機構１２ｃには減速機を組み込んでもよい。

帯板材１４は、図３に示すように、指よりも狭幅な長尺体であり、予め長手方向中央を上方凸に僅かに湾曲させたものが好ましい。帯板材１４は、屈曲性を有するがある程度の剛性を持ち、しかも引張、圧縮に強いもの、すなわち後述のように駆動部１２によって前方に繰り出された際に座屈せず、後方に引き込まれた際に破断しない強度を有するものが使用される。帯板材１４は合成樹脂製または金属製であり、軽量化の観点では合成樹脂製が好ましい。また、ガラス繊維や炭素繊維等の補強繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プラスチックを用いてもよい。あるいは、金属帯もしくは針金を合成樹脂で被覆した複合材を用いてもよい。合成樹脂には、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリスチレン、エポキシ樹脂を用いることができるが、これらに限定されない。

帯板材１４の下面には、駆動部１２の駆動歯車３０と噛み合う多数の歯１４ａが長手方向に直交する幅方向に沿って形成されている。また、帯板材１４の上面には、図３（ｃ）に示すように、支持部材１８（図中、仮想線で示す。）と幅方向で係合する係合部１４ｂが形成されている。図示例では、帯板材１４の左右側縁に沿って２つの凸条の係合部１４ｂ，１４ｂが形成され、支持部材１８には、係合部１４ｂ間の凹条に入り込む凸部３２が形成されているが、その配置関係は逆でもよい。

図１に戻り、固定部材１６は、帯板材１４の先端と指とを指の第２関節よりも先端側で固定するものであり、指の背に当接する当接部１６ａと、当接部１６ａから上方に延出した固定部１６ｂとを有している。当接部１６ａの下面は、幅方向に湾曲した湾曲面で構成され、これにより指の背との良好な接触が得られる。また、当接部１６ａには幅方向に貫通した孔３４が形成されている。この孔３４には固定部材１６と指とを固定する図示しない固定バンドを挿通させることができる。固定部１６ｂの上端部には帯板材１４が挿入され、固定されている。固定部１６ｂは、帯板材１４と指との間に所定の隙間を維持するスペーサとしての機能も有する。

図１に示すように、支持部材１８は、指の第２関節上もしくはそれよりも第１関節側の位置で指に固定され、帯板材１４を摺動可能に支持するものである。支持部材１８は、指の背に当接する当接部１８ａと、当接部１８ａから上方に延在したガイド部１８ｂとを有している。当接部１８ａの下面は、幅方向に湾曲した湾曲面で構成され、これにより指の背との良好な接触が得られる。また、当接部１８ａには幅方向に貫通した孔３６が形成されている。この孔３６には支持部材１８と指とを固定する図示しない固定バンドを挿通させることができる。ガイド部１８ｂの上端には、帯板材１４が摺動可能に挿通されている。ガイド部１８ｂは、帯板材１４と指との間に所定の隙間を維持するスペーサとしての機能も有する。

装着部２０は、図１に示すように、駆動部１２を手の甲に装着、固定するためのものであり、図示例では、手のひらの上半部を覆う、好ましくは使用者の手を型にして成形された合成樹脂製の本体２０ａと、本体２０ａの両側部にそれぞれ固定され、手の内面側で互いに着脱自在な、面ファスナーからなる連結バンド（図示せず）とを有する。面ファスナーに代えてフックを用いてもよい。本体２０ａの内面側には、手との接触性を高めるためウレタンフォーム等のクッション層（図示せず）を設けてもよい。

次いで、上記構成を備える指動作補助装置１０の動作を説明する。
まず、図１では、駆動部１２のモータ１２ｂが第１方向に回転し、駆動歯車３０と帯板材１４の歯１４ａとの噛み合いを介して帯板材１４が駆動部１２内に部分的に引き込まれる。これにより、帯板材１４が固定部材１６を引っ張るのに伴い、固定部材１６が指の先端部を引き上げ、指が展開する。反対に、駆動部１２のモータ１２ｂが第２方向に回転すると、駆動歯車３０と帯板材１４の歯１４ａとの噛み合いを介して帯板材１４が支持部材１８のガイド下で駆動部１２から繰り出される。これにより、帯板材１４が固定部材１６を前方に押圧すると共に自ら屈曲するのに伴い、固定部材１６が指の先端部を押し下げ、指が屈曲する。

このように、本実施形態の指動作補助装置１０によれば、関節部を持たない帯板材１４によって指の屈曲、展開動作を補助することが可能であるので、構造が簡単でかつ小型であり、重量も軽く使い勝手のよいものとなる。また、見た目にも威圧感がない。

特に、指の第２関節上もしくはそれよりも第１関節側の位置で指に固定され、帯板材１４を摺動可能に支持する支持部材１８を設けた好適な例では、帯板材１４の前後移動をよりスムーズに行うことができるのに加えて、駆動部１２によって帯板材１４に大きな圧縮力を負荷した場合でも帯板材１４が座屈せず、使用者に対してより大きな把持補助力を付与することができる。

また、帯板材１４の上面に支持部材１８と幅方向で係合する係合部１４ｂを設けた好適な例では、帯板材１４のガイドをより良好に行うことができる。

さらに、帯板材１４を合成樹脂製とした好適な例では、より軽量な指動作補助装置１０を提供することができる。

以上、図示例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態で示したものに限定されず、特許請求の範囲の開示内で適宜に変更することができる。図１では、２本の帯板材１４で２本の指の屈曲、展開動作を補助する例を示したが、指動作補助装置１０は、唯一の帯板材１４を有するものでもよい。その場合の駆動部１２を図４に示す。図３に示した駆動部１２との違いは、駆動軸２６に唯一の駆動歯車３０が設けられている点である。図示しない他の変形例では、指動作補助装置１０が３本以上５本以下の帯板材１４と、各帯板材１４に対応した駆動歯車３０を備えたものでもよい。また、上記説明では、１つのモータ１２ｂからの動力で複数の帯板材１４を同時に作動させる場合について説明したが、各帯板材１４を別々のモータ１２ｂで駆動することもできる。

本発明によれば、構造が簡単でかつ小型であり、重量も軽く使い勝手のよい指動作補助装置を提供する。

１０ 指動作補助装置
１２ 駆動部
１２ｂ モータ
１４ 帯板材
１４ａ 歯
１４ｂ 係合部
１６ 固定部材
１８ 支持部材
２０ 装着部
３０ 駆動歯車

Claims (6)

1. 正逆回転するモータおよび前記モータの作動によって回転する駆動歯車を内蔵し、使用者の手の甲側に配置される駆動部と、
   前記駆動部内から前記手の指の背に沿って延出するとともに、前記駆動歯車と噛み合う歯を有する屈曲性の帯板材と、
   前記帯板材と前記指とを該指の第２関節よりも先端側で固定する固定部材とを備えることを特徴とする指動作補助装置。
2. 前記指の前記第２関節上もしくはそれよりも第１関節側の位置で該指に固定され、前記帯板材を摺動可能に支持する支持部材を備える、請求項１に記載の指動作補助装置。
3. 前記帯板材は、前記指の背と対向する下面に前記歯を有し、その反対側の上面に前記支持部材と横方向で係合する係合部を有する、請求項２に記載の指動作補助装置。
4. 前記駆動部を前記手の甲に装着するための装着部を備える、請求項１から３までのいずれか一項に記載の指動作補助装置。
5. 前記帯板材は合成樹脂製である、請求項１から４までのいずれか一項に記載の指動作補助装置。
6. 前記帯板材を２以上備えるとともに、前記帯板材に対応する前記駆動歯車を２以上備え、該２以上の駆動歯車は同一の前記モータによって回転駆動される、請求項１から５までのいずれか一項に記載の指動作補助装置。

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