JP2021186394A - 歩行アシスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】足部の回内及び回外について、拘束感を与えにくい歩行アシスト装置を提供する。【解決手段】歩行アシスト装置Ａは、下腿部フレーム３及び足部フレーム４に接続され、駆動ユニット６からの駆動力によって足部フレーム４とともに足部装具２を下腿部装具１に対して移動させて、ユーザＵの足部にアシスト力を付与するリンク機構７を備える。足部フレーム４は、左右方向における可撓性を有する。リンク機構７と足部フレーム４との接続部ボールジョイントを介して接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザの足部に足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、ユーザの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置に関する。

従来、ユーザの足部に装着される足部装具を、ユーザのくるぶし（すなわち、足首関節のピッチ軸）に対応する位置にあるピッチ軸周りに回動させることによって、ユーザの足部に足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、ユーザの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置が知られている。

この種の歩行アシスト装置としては、ユーザの下腿部に装着される下腿部装具に固定されている下腿部フレームと、足部装具に固定されている足部フレームとを、回動自在に接続したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−３３６４１号公報

ところで、歩行の際に、人間の足部では、ピッチ軸周りの動作である底屈及び背屈だけでなく、ロール軸周りの動作である回内及び回外も行われている。

しかし、特許文献１に記載の歩行アシスト装置では、構成部材は、足部の底屈及び背屈に対応して動作可能となるようには構成されているものの、足部の回内及び回外に対応して動作可能となるようには構成されていない。

そのため、この歩行アシスト装置を使用した歩行の際に、この歩行アシスト装置の構成部材がユーザの足部の回内及び回外を阻害してしまい、ユーザに拘束感を与えてしまうという問題があった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、足部の回内及び回外について、拘束感を与えにくい歩行アシスト装置を提供することを目的とする。

本発明の歩行アシスト装置は、
ユーザの足部に前記足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、前記ユーザの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置であって、
前記ユーザの下腿部に装着される下腿部装具と、
前記足部に装着される足部装具と、
前記下腿部装具が取り付けられている下腿部フレームと、
前記下腿部フレームに接続され、前記足部装具が取り付けられている足部フレームと、
駆動力を生成する駆動源と、
前記下腿部フレーム及び前記足部フレームに接続され、前記駆動源からの駆動力によって前記足部フレームとともに前記足部装具を前記下腿部装具に対して移動させて、前記足部装具を介して前記足部に前記アシスト力を付与するリンク機構とを備え、
前記下腿部フレームの前記足部フレームとの接続部、及び、前記足部フレームの前記リンク機構との接続部から前記下腿部フレームとの接続部までの部分の少なくとも一方は、左右方向における可撓性を有し、
前記リンク機構と前記足部フレームとの接続部、前記リンク機構と前記下腿部フレームとの接続部、及び、前記リンク機構を構成する複数のリンク部材同士の接続部の少なくとも１つは、ボールジョイントを介して接続されていることを特徴とする。

このように、本発明の歩行アシスト装置では、下腿部フレームの足部フレームとの接続部、及び、足部フレームのリンク機構との接続部から下腿部フレームとの接続部までの部分の少なくとも一方が、左右方向における可撓性を有している。これにより、ユーザの足部が回内又は回外した場合であっても、その可撓性を有している部分が撓むので、フレームからの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制される。

したがって、この歩行アシスト装置によれば、フレームからの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制されるので、ユーザの足部に与える拘束感を軽減することができる。

ところで、その可撓性を有している部分は足部フレーム又は下腿部フレームに設けられているので、その部分が撓むと、それらのフレームに接続されているリンク機構がフレームに対して傾いてしまう場合がある。そして、その場合、フレームとリンク機構との接続部に意図しない荷重が加わって、それらの相対的な回動が阻害され、リンク機構からフレームに伝達される駆動力が意図せず変化してしまうおそれがある。

そこで、この歩行アシスト装置では、リンク機構と足部フレームとの接続部、リンク機構と下腿部フレームとの接続部、及び、リンク機構を構成する複数のリンク部材同士の接続部の少なくとも１つを、ボールジョイントを介して接続している。これにより、リンク機構がフレームに対して傾いてしまった場合であっても、ボールジョイントを介して接続されている部材同士の回動、及び、その部材の接続されている他の部材に対する回動が大きく阻害されることはない。

したがって、この歩行アシスト装置によれば、構成部材の回動が大きく阻害されることがないので、リンク機構からフレームに伝達される駆動力が意図せず変化してしまうことを抑制することができる。

また、本発明の歩行アシスト装置においては、リンク機構を備えている構成の場合、
前記足部フレームは、装着状態で前記ユーザのくるぶしに対応する位置でピッチ軸方向に延びる軸線を中心として、前記下腿部フレームに回動自在に接続されていることが好ましい。

このように構成すると、足部フレームの軸線を中心とした回動（ひいては、足部フレームによって導かれる足部装具の回動）は、ユーザの足部の底屈又は背屈に近似したものになる。これにより、ユーザの足部に対して足部装具からスムーズにアシスト力を付与することができる。その結果、歩行の際に、ユーザの足部に与える拘束感をさらに軽減することができる。

また、本発明の歩行アシスト装置においては、足部フレームがくるぶしに対応する位置に位置する軸線を中心として下腿部フレームに回動自在に接続されている場合、
前記足部フレームは、前記下腿部フレームに、前記軸線を中心とした回動方向にのみ回動自在に、接続されていることが好ましい。

足部フレームの動作は、その足部フレームに取り付けられている足部装具の動作に直接影響する。ひいては、その足部装具を介して付与されるアシスト力の大きさに直接影響する。このとき、足部フレームと下腿部フレームとの接続部がボールジョイントを介して接続されていると、アシスト力を付与する際に、下腿部フレームに対して足部フレームが意図せず傾いてしまい、足部フレームに伝達される駆動力が意図せず変化してしまうおそれがある。

そこで、このように、下腿部フレームと足部フレームとを、軸線を中心とした回動方向にのみ回動自在に接続すると、そのような足部フレームの傾きを抑制することができるので、足部フレームに伝達される駆動力が意図せず変化してしまうことを抑制することができる。

また、本発明の歩行アシスト装置は、
ユーザの足部に前記足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、前記ユーザの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置であって、
前記ユーザの下腿部に装着される下腿部装具と、
前記足部に装着される足部装具と、
前記下腿部装具が取り付けられている下腿部フレームと、
装着状態で前記足部の側方に位置する足部フレームと、
前記足部装具と前記足部フレームとを連結する連結機構と、
駆動力を生成する駆動源と、
前記駆動源からの駆動力によって前記足部装具を前記下腿部装具に対して移動させて、前記足部装具を介して前記足部に前記アシスト力を付与する動力伝達機構とを備え、
前記連結機構は、上下方向に延び、上端側で前記足部フレームに固定され、装着状態で前記足部の側方に位置する第１部材と、左右方向に延び、前記足部装具に固定されている第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを連結している連結部材とを有し、
前記連結部材は、前記第２部材の前記足部装具側がロール軸方向の軸線を中心として回動して前記第１部材に近接又は離間するように、前記第１部材と前記第２部材とを連結していることを特徴とする。

このように、本発明の歩行アシスト装置では、第２部材の足部装具側（ひいては、足部装具）がロール軸方向の軸線を中心として回動して第１部材（ひいては、足部フレーム）に近接又は離間するように、第１部材と第２部材とを連結している。これにより、ユーザの足部が回内又は回外した場合であっても、足部装具が足部フレームに対して回動できるので、フレームからの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制される。

したがって、この歩行アシスト装置によれば、フレームからの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制されるので、ユーザの足部に与える拘束感を軽減することができる。

また、本発明の歩行アシスト装置においては、連結機構を備えている構成の場合、
前記第２部材は、装着状態で前記ユーザの母指球又は小指球よりも後方側に位置することが好ましい。

このように構成すると、アシスト力は、第２部材及びそれが接続されている足部装具を介して、ユーザの足部のｍｐ関節よりも後側に付与されることになる。これにより、アシスト力が付与されている状態においても、ｍｐ関節の動作が阻害されにくくなるので、その状態においてユーザの足部に与える拘束感を軽減することができる。

また、本発明の歩行アシスト装置においては、連結機構を備えている構成の場合、
前記足部装具は、装着状態で前記足部の底面を覆うソール部を有し、
前記第２部材は、前記ソール部の側面に固定されていることが好ましい。

一般に、靴等のソール部は、クッション性を有する素材で形成されている。そこで、そのソール部に連結機構の第２部材を接続するようにすると、ソール部でフレームからの回内又は回外に対して抵抗する力を吸収することができるようになる。これにより、フレームからの回内又は回外に対して抵抗する力をさらに小さなものにして、ユーザの足部に与える拘束感を軽減することができる。

また、本発明の歩行アシスト装置においては、連結機構を備えている構成の場合、
前記連結機構は、Ｌ字型に屈曲している金属製の１枚の板材で構成されていることが好ましい。

このように構成すると、連結機構を簡易な構成で実現することができる。これにより、製造コスト等のコストを低減することができる。

実施形態に係る歩行アシスト装置の側方外側から見た側面図。 図１の歩行アシスト装置の正面図。 図１の歩行アシスト装置の足部フレーム及び連結プレートの分解斜視図。

以下、図面を参照して、実施形態に係る歩行アシスト装置Ａについて説明する。この歩行アシスト装置Ａは、ユーザＵの足部に足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、ユーザＵの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置である。

なお、以下の説明においては、ユーザＵが歩行アシスト装置Ａを装着している状態（以下、「装着状態」という。）で、ユーザＵの前方となる方向を「前方」、後方となる方向を「後方」とする。また、正面視で、左右方向において、ユーザＵの身体の中心を通るヨー軸側を「内側」、その反対となる側を「外側」という。

そのため、図１及び図２に示す図は、装着状態、且つ、ユーザＵが直立しており、ユーザＵの足部が底屈又は背屈していない状態（以下、「基準状態」という。）における歩行アシスト装置Ａを、側方外側から見た側面図及び正面図である。

図１及び図２に示すように、歩行アシスト装置Ａは、ユーザＵの脛部前面に装着される下腿部装具１と、ユーザＵの足部を収容するシューズ型の足部装具２と、下腿部装具１の前面に取り付けられている下腿部フレーム３と、下腿部フレーム３に接続され、装着状態で足部装具２の側方外側に位置する足部フレーム４と、足部装具２と足部フレーム４とを連結している連結プレート５（連結機構）と、下腿部フレーム３の内部に収容されている駆動ユニット６（駆動源）と、駆動ユニット６及び足部フレーム４に接続されているリンク機構７（動力伝達機構）とを備えている。

下腿部装具１は、ユーザＵの脛部前面に当接するパッド１０と、正面視（図２参照）でパッド１０の上端部の両側部の各々に取り付けられている一対の第１バックル１１と、それらの第１バックル１１に連結されている第１ベルト１２と、正面視でパッド１０の下端部の両側部の各々に取り付けられている一対の第２バックル１３と、それらの第２バックル１３に連結されている第２ベルト１４と、パッド１０の上端部前面側に設けられているロック機構１５とを有している。

パッド１０の下端部の前面側には、ピッチ軸方向に延びる軸線である第１軸線ａ１を中心として、下腿部フレーム３に対して回動自在に接続されている。ロック機構１５は、下腿部フレーム３を回動させた際に、その下腿部フレーム３のパッド１０に対する姿勢を固定するために用いられる。

一対の第１バックル１１は、ピッチ軸方向に延びる軸線を中心として、パッド１０に対して互いに独立して回動自在に接続されている。これにより、第１バックル１１に連結されている第１ベルト１２の向きは、ユーザＵの下腿部の形状に応じて調整される。具体的には、第１ベルト１２は、装着状態で、ユーザＵのふくらはぎの上側部分に接するように調整される。

一対の第２バックル１３は、ピッチ軸方向に延びる軸線を中心として、パッド１０に対して互いに独立して回動自在に接続されている。これにより、第２バックル１３に連結されている第２ベルト１４の向きは、ユーザＵの下腿部の形状に応じて調整される。具体的には、第２ベルト１４は、装着状態で、ユーザＵのふくらはぎの下側部分に接するように調整される。

なお、本発明の下腿部装具は、上記の構成に限定されるものではなく、ユーザの下腿部に装着されるものであればよい。例えば、パッドが下腿部フレームに対して回動自在でなくてもよい。その場合には、ロック機構は省略してもよい。

足部装具２は、装着状態でユーザＵの足部を収容する収容部２０と、収容部２０の底面側に取り付けられ、装着状態でユーザＵの側部の底面を覆うソール部２１とを有している。足部装具２は、いわゆるスニーカーとして構成されている。そのため、収容部２０は、合成樹脂、布等の柔軟性のある素材によって形成されている。また、ソール部２１は、ゴム等のクッション性のある素材で形成されている。

なお、本発明の足部装具は、このようなスニーカー型のものに限定されるものではなく、ユーザの足部に装着され、アシスト力を付与できるような形状のものであればよい。そのため、例えば、足部装具は、ユーザの下腿部下方部分及び足部を収容するブーツ型であってもよいし、足部の上面の一部と下面を覆うサンダル型等であってもよい。

下腿部フレーム３は、下腿部装具１のパッド１０を介して、装着状態でユーザＵの下腿部に固定される。下腿部フレーム３は、装着状態でパッド１０の外側を覆う半筒状の本体部３０と、本体部３０の外側の下縁から下方に向かって延設されている略棒状の延設部３１とを有している。延設部３１は、合成樹脂製である。そのため、延設部３１は、左右方向における可撓性をわずかに有している。

ここで、「半筒状」とは、筒の周方向の一部が開放されている形状を指す。そのため、その基準となる形状は、円筒状に限らず、断面多角形状の筒状等も含まれる。

なお、本発明の下腿部フレームは、このような構成に限定されるものではなく、下腿部装具に取り付けられるものであればよい。そのため、例えば、本体部の形状を、ユーザの脛部に嵌め込まれる環状にしてもよいし、ユーザの脛部を左右又は前後から挟み込む一対の形状にしてもよい。

足部フレーム４は、略棒状の部材である。足部フレーム４は、ユーザＵの足部の側方外側で、基準状態では前方側ほど下方に位置するように配置されている。

足部フレーム４の一方側の端部は、ピッチ軸方向に伸びる軸線である第２軸線ａ２を中心として、下腿部フレーム３の延設部３１の下端部に回動自在に接続されている。足部フレーム４の他方側の端部は、連結プレート５を介して、足部装具２に固定されている。

足部フレーム４の他方側の端部であって連結プレート５との接続部よりも下腿部フレーム３側の部分には、リンク機構７が、ピッチ方向の軸線である第３軸線ａ３を中心として、回動自在に接続されている。

また、足部フレーム４は、金属製であり、リンク機構７との接続部から下腿部フレーム３との接続部までの部分は、左右方向における可撓性をある程度有している。

第２軸線ａ２は、装着状態でユーザＵのくるぶしに対応する位置に位置している。第３軸線ａ３は、基準状態では、足部フレーム４が前方側ほど下方に位置するように配置されているものであるので、側面視（図１参照）で、第２軸線ａ２よりも前方側、且つ、下方側に位置する。

足部フレーム４の第２軸線ａ２を中心とした回動（ひいては、足部フレーム４によって導かれる足部装具２の回動）は、第２軸線ａ２がくるぶしに対応した位置となっているので、ユーザＵの足部の底屈又は背屈に近似したものになっている。これにより、ユーザＵの足部に対して、足部装具２からスムーズにアシスト力を付与することができるようになっている。

なお、本発明の足部フレームは、このような構成に限定されるものではなく、足部装具に取り付けられるものであればよい。そのため、例えば、足部フレームの形状を、足部装具を覆うような形状にしてもよい。

また、本発明の足部フレームの回動の中心となる軸線の位置は、装着状態でユーザのくるぶしに対応する位置に限定されるものではなく、歩行アシスト装置の他の構成部材の配置等に応じて適宜設定してよい。そのため、例えば、その軸線の位置を、装着状態でユーザのくるぶし以外の部位に対応する位置としてもよい。

図３に示すように、連結プレート５は、正面視でＬ字型に屈曲している金属製の１枚の板材である。そのため、連結プレート５の板厚は、いずれの位置でも一定となっている。

連結プレート５は、上下方向に延びる第１板状部５０（第１部材）と、第１板状部５０の下方で側方内側に向かって左右方向に延びる第２板状部５１（第２部材）と、第１板状部５０と第２板状部５１とを連結している湾曲部５２（連結部材）とを有している。連結プレート５は、アシスト力が付与されていない状態では、正面視で、第１板状部５０と第２板状部５１とが略直角になるように構成されている。

第１板状部５０は、足部フレーム４の下端に差し込まれた後、その上端側の部分が、ボルト８によって、足部フレーム４の内部に固定される。そのため、装着状態では、第１板状部５０は、足部フレーム４とともに、ユーザＵの足部の側方外側に位置する。

第２板状部５１は、足部装具２のソール部２１に側面から差し込まれて固定されている。これは、ソール部２１はゴム等のクッション性を有する素材で形成されているので、ソール部２１によって、第２板状部５１を有している連結プレート５に接続されている足部フレーム４からの、ユーザＵの足部の回内又は回外に対して抵抗する力を吸収させて、小さなものにするためである。

また、第２板状部５１は、装着状態でユーザＵの母指球又は小指球よりも後方側に位置するように構成されている（図１参照）。これは、アシスト力は第２板状部５１及びそれが接続されている足部装具２を介して付与されるので、そのアシスト力を、ユーザＵの足部のｍｐ関節よりも後方側に付与するためである。これにより、アシスト力が付与されている状態においても、ｍｐ関節の動作が阻害されにくくなっている。

なお、本発明の第２板状部（第２部材）は、このような構成に限定されるものではなく、足部装具に接続されるものであればよい。そのため、例えば、第２部材は、ソール部に対して、抜き差し自在としてもよい。また、第２部材の接続位置を、足部装具の底面又は上面としてもよいし、装着状態でユーザのつま先又はかかとに対応する位置としてもよい。

湾曲部５２は、湾曲可能となっている。そのため、湾曲部５２の一端側に連設されている第２板状部５１の足部装具２側の端部は、ロール軸方向の軸線である第４軸線ａ４を中心として回動して、湾曲部５２の他端側に連設されている第１板状部５０に、近接又は離間可能になっている。

湾曲部５２は、第１板状部５０の下端部から第２板状部の外側の端部に向かって、下方に凸となるように、全体的に緩やかに湾曲している。これにより、第１板状部５０と第２板状部５１とが相対的に移動した場合であっても、湾曲部５２の一部に荷重が集中してしまうことが防止されている。

図１及び図２に示すように、駆動ユニット６は、下腿部フレーム３の下方部分に内蔵されている。駆動ユニット６は、駆動源であり駆動力を生成するアクチュエータ、変速機等によって構成されている。アクチュエータは、その出力軸６０がピッチ軸に沿う方向となるように配置されており、その出力軸６０の先端部は、下腿部フレーム３の下端部の側方外側から露出している。

本説明においては図示省略しているが、歩行アシスト装置Ａは、下腿部フレーム３又は足部フレーム４の内部に、ＩＭＵセンサ等のセンサ及び制御装置を備えている。歩行アシスト装置Ａでは、センサの検出結果に応じて、制御装置が、ユーザＵの歩容を認識するとともに、その認識結果に基づいて駆動ユニット６の駆動（ひいては、生成する駆動力）を制御して、ユーザＵの足部に付与するアシスト力を制御する。

リンク機構７は、略棒状の第１リンク７０と、第１リンク７０よりも長い略棒状の第２リンク７１とを備えている。

第１リンク７０は、基準状態では、ユーザＵの側方外側で、前後方向に延びるように配置されている。第１リンク７０は、基準状態で下腿部フレーム３の外周に沿うようにして側方外側に向かって湾曲している。これにより、第１リンク７０は、使用している状態でも、他の構成部材に接触しないようになっている。

第１リンク７０の前方側の端部は、駆動ユニット６のアクチュエータの出力軸６０に接続されている。そのため、第１リンク７０は、ピッチ軸方向に延びる軸線である第５軸線ａ５を中心として、駆動ユニット６を内蔵している下腿部フレーム３に対して、駆動ユニット６からの駆動力に応じて回動自在となっている。

第２リンク７１は、ユーザＵの足部の側方外側で、基準状態では前方側ほど下方に位置するように配置されている。第２リンク７１は、下方ほど側方外側となるように、わずかに湾曲している。これにより、第２リンク７１は、使用している状態でも、他の構成部材に接触しないようになっている。

第２リンク７１の前方側の端部は、足部フレーム４に、第３軸線ａ３を中心として、回動自在に接続されている。また、第２リンク７１の後方側の端部は、第１リンク７０の基準状態で後方側に位置する先端部に、ピッチ軸方向に延びる軸線である第６軸線ａ６を中心として、回動自在に接続されている。

歩行アシスト装置Ａでは、リンク機構７と、下腿部フレーム３の本体部３０の下方部分及び延設部３１と、足部フレーム４とによって、いわゆる四節リンクが構成されている。

そして、歩行アシスト装置Ａでは、その四節リンクを介して駆動ユニット６から伝達された駆動力によって、足部フレーム４とともに足部装具２を下腿部フレーム３（ひいては、下腿部装具１）に対して移動させて、足部装具２を介してユーザＵの足部にアシスト力を付与する。そのようにして付与されたアシスト力によって、ユーザＵの前後方向の歩行が補助される。

ところで、歩行の際、人間の足部では、ピッチ軸周りの動作である底屈及び背屈だけでなく、ロール軸周りの動作である回内及び回外も行われている。具体的には、通常、約１２度の回外、及び、約５度の回外が行われている。そのため、仮に歩行アシスト装置の構成部材の剛性に基づく抵抗によって、その回内又は回外が阻害されてしまうと、ユーザの足部に拘束感を与えてしまうおそれがある。

そこで、歩行アシスト装置Ａでは、下腿部フレーム３の延設部３１、及び、足部フレーム４のリンク機構７との接続部から下腿部フレーム３との接続部までの部分が、左右方向における可撓性を有している。これにより、ユーザＵの足部が回内又は回外した場合であっても、その可撓性を有している部分が撓むので、下腿部フレーム３又は足部フレーム４からの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制される。

また、歩行アシスト装置Ａでは、連結プレート５の湾曲部５２も、可撓性を有している。これにより、ユーザＵの足部が回内又は回外した場合であっても、足部装具２が足部フレーム４に対して回動できるので、足部フレーム４からの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制される。

したがって、歩行アシスト装置Ａによれば、下腿部フレーム３又は足部フレーム４からの回内又は回外に対して抵抗する力が抑制されるので、ユーザＵの足部に与える拘束感を軽減することができるようになっている。

ところで、その可撓性を有している部分は下腿部フレーム３及び足部フレーム４に設けられているので、その部分が撓むと、それらに接続されているリンク機構７が下腿部フレーム３又は足部フレーム４に対して傾いてしまう場合がある。

そして、その場合、下腿部フレーム３又は足部フレーム４とリンク機構７との接続部に意図しない荷重が加わって、それらの相対的な回動が阻害され、リンク機構７から足部フレーム４に伝達される駆動力が意図せず変化してしまうおそれがある。

そこで、歩行アシスト装置Ａでは、リンク機構７と足部フレーム４との接続部、及び、リンク機構を構成する第１リンク７０と第２リンク７１との接続部を、ボールジョイントを介して接続している。

これにより、足部装具２は、ユーザＵの足部が回内した際に第４軸線ａ４を中心として一方側に約１０度、回外した際に他方側に約１０度傾くことができるようになっている。そのため、リンク機構７が下腿部フレーム３又は足部フレーム４に対して傾いてしまった場合であっても、ボールジョイントを介して接続されている部材同士の回動、及び、その部材の接続されている他の部材に対する回動が大きく阻害されることはない。

したがって、歩行アシスト装置Ａによれば、構成部材の回動が大きく阻害されることがないので、リンク機構７から足部フレーム４に伝達される駆動力が意図せず変化してしまうことを抑制することができるようになっている。

ところで、歩行アシスト装置Ａでは、足部フレーム４は、装着状態でくるぶしに対応する位置に位置する第２回動軸線ａ２を中心として、下腿部フレーム３に対して回動自在に接続している。これは、足部フレーム４の動作を、足部の動作に対応させて、足部フレーム４に取り付けられている足部装具２を介して、ユーザＵの足部にスムーズにアシスト力を付与するためである。

そのため、足部フレーム４の動作は、その足部フレーム４に取り付けられている足部装具２の動作に直接影響する。ひいては、その足部装具２を介して付与されるアシスト力の大きさに直接影響する。

このとき、足部フレーム４と下腿部フレーム３との接続部がボールジョイントを介して接続されていると、アシスト力を付与する際に、下腿部フレーム３に対して足部フレーム４が意図せず傾いてしまい、足部フレーム４に伝達される駆動力が意図せず変化してしまうおそれがある。ひいては、必要とされるアシスト力を付与できなくなるおそれがある。

また、リンク機構７の第１リンク７０は、下腿部フレーム３（具体的には、下腿部フレーム３に収容されている駆動ユニット６の出力軸６０）に接続されている。すなわち、第１リンク７０の回動は、駆動ユニット６からの駆動力に大きく影響する。

このとき、第１リンク７０と下腿部フレーム３との接続部がボールジョイントを介して接続されていると、駆動力を伝達する際に、下腿部フレーム３に対する第１リンク７０を含むリンク機構７の姿勢が意図せず傾いてしまい、リンク機構７に伝達される駆動力が意図せず変化してしまうおそれがある。ひいては、必要とされるアシスト力を付与できなくなるおそれがある。

そこで、歩行アシスト装置Ａでは、下腿部フレーム３と足部フレーム４とを、ボールジョイントを介して接続しないことによって、第２軸線ａ２を中心とした回動方向にのみ回動自在となるように接続している。また、下腿部フレーム３とリンク機構７とを、ボールジョイントを介して接続しないことによって、第５軸線ａ５を中心とした回動方向にのみ回動自在に接続している。

これにより、そのような足部フレーム４の傾き及びリンク機構７の傾きを抑制することができるので、伝達される駆動力が意図せず変化してしまうことを抑制することができる。ひいては、アシスト力を安定して付与することができるようになっている。

なお、本発明の歩行アシスト装置は、このような構成に限定されるものではなく、下腿部フレーム及び足部フレームの少なくとも一方が可撓性を有しており、且つ、リンク機構と足部フレームとの接続部、リンク機構と下腿部フレームとの接続部、及び、リンク機構を構成する複数のリンク部材同士の接続部の少なくとも１つをボールジョイントを介して接続しているものであればよい。

そのため、例えば、本実施形態において、下腿部フレーム３と足部フレーム４との接続部、及び、駆動ユニット６（ひいては、下腿部フレーム３）とリンク機構７との接続部の少なくとも一方も、ボールジョイントを介して接続してもよい。また、リンク機構７を構成する第１リンク７０と第２リンク７１との接続部を、ボールジョイントを介して接続してもよい。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、下腿部フレーム３の延設部３１、及び、足部フレーム４のいずれも左右方向における可撓性を有している。また、足部装具２と足部フレーム４とを、連結機構である連結プレート５を介して、接続している。しかし、本発明は、このような構成に限定されるものではない。

そのため、例えば、下腿部フレーム及び足部フレームの少なくとも一方が可撓性を有しており、且つ、リンク機構と足部フレームとの接続部、リンク機構と下腿部フレームとの接続部、及び、リンク機構を構成する複数のリンク部材同士の接続部の少なくとも１つをボールジョイントを介して接続している場合には、連結機構を省略して、足部装具と足部フレームとを連結機構を介さずに接続してもよい。

また、例えば、連結機構を設けている場合には、下腿部フレーム及び足部フレームに可撓性を有していなくてもよい。この場合、動力伝達機構としては、リンク機構以外の機構を採用してもよい。例えば、伸縮によって動力を伝達するような機構を採用してもよい。この場合、下腿部フレームと足部フレームとは、接続されていなくてもよい。

また、例えば、下腿部フレーム及び足部フレームのいずれか一方だけが可撓性を有していてもよい。その場合、ボールジョイントを介して接続する接続部は、その可撓性を有している部材よりも、駆動力の伝達方向で足部側であるとよい。

また、上記実施形態では、連結機構として、一枚の金属製の板材で形成された連結プレート５を採用している。これは、連結機構を簡易な構成で実現することによって、製造コスト等のコストを低減するためである。

しかし、本発明の連結機構は、このような構成に限定されるものではなく、足部フレームしに固定される第１部材と、足部装具に固定される第２部材と、第２部材の足部装具側がロール軸方向の軸線を中心として回動して第１部材に近接又は離間するように、第１部材と第２部材とを連結している連結部材とを有しているものであればよい。

そのため、例えば、上下方向に延びる板材を第１部材として採用し、左右方向に延びる板材を第２部材として採用するとともに、第１部材と第２部材とを連結するヒンジ及びそれらを所定の姿勢となるように付勢するバネとを、連結部材として採用してもよい。

また、上記実施形態では、リンク機構７と、リンク機構７と、下腿部フレーム３の本体部３０の下方部分及び延設部３１と、足部フレーム４とによって、いわゆる四節リンクが構成されている。

しかし、本発明のリンク機構は、そのような構成に限定されるものではなく、下腿部フレーム及び足部フレームに接続され、駆動源からの駆動力によって足部フレームとともに足部装具を下腿部装具に対して移動させて、足部装具を介して足部に前記アシスト力を付与するものであればよい。そのため、例えば、５つ以上のリンクを用いて構成された多節リンクであってもよい。

１…下腿部装具、２…足部装具、３…下腿部フレーム、４…足部フレーム、５…連結プレート（連結機構）、６…駆動ユニット（駆動源）、７…リンク機構（動力伝達機構）、８…ボルト、１０…パッド、１１…第１バックル、１２…第１ベルト、１３…第２バックル、１４…第２ベルト、１５…ロック機構、２０…収容部、２１…ソール部、３０…本体部、３１…延設部、５０…第１板状部（第１部材）、５１…第２板状部（第２部材）、５２…湾曲部（連結部材）、６０…出力軸、７０…第１リンク、７１…第２リンク、Ａ…歩行アシスト装置、Ｕ…ユーザ、ａ１…第１軸線、ａ２…第２軸線、ａ３…第３軸線、ａ４…第４軸線、ａ５…第５軸線、ａ６…第６軸線。

Claims (7)

1. ユーザの足部に前記足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、前記ユーザの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置であって、
   前記ユーザの下腿部に装着される下腿部装具と、
   前記足部に装着される足部装具と、
   前記下腿部装具が取り付けられている下腿部フレームと、
   前記下腿部フレームに接続され、前記足部装具が取り付けられている足部フレームと、
   駆動力を生成する駆動源と、
   前記下腿部フレーム及び前記足部フレームに接続され、前記駆動源からの駆動力によって前記足部フレームとともに前記足部装具を前記下腿部装具に対して移動させて、前記足部装具を介して前記足部に前記アシスト力を付与するリンク機構とを備え、
   前記下腿部フレームの前記足部フレームとの接続部、及び、前記足部フレームの前記リンク機構との接続部から前記下腿部フレームとの接続部までの部分の少なくとも一方は、左右方向における可撓性を有し、
   前記リンク機構と前記足部フレームとの接続部、前記リンク機構と前記下腿部フレームとの接続部、及び、前記リンク機構を構成する複数のリンク部材同士の接続部の少なくとも１つは、ボールジョイントを介して接続されていることを特徴とする歩行アシスト装置。
2. 請求項１に記載の歩行アシスト装置において、
   前記足部フレームは、装着状態で前記ユーザのくるぶしに対応する位置でピッチ軸方向に延びる軸線を中心として、前記下腿部フレームに回動自在に接続されていることを特徴とする歩行アシスト装置。
3. 請求項２に記載の歩行アシスト装置において、
   前記足部フレームは、前記下腿部フレームに、前記軸線を中心とした回動方向にのみ回動自在に、接続されていることを特徴とする歩行アシスト装置。
4. ユーザの足部に前記足部を底屈又は背屈させるアシスト力を付与して、前記ユーザの前後方向の歩行を補助する歩行アシスト装置であって、
   前記ユーザの下腿部に装着される下腿部装具と、
   前記足部に装着される足部装具と、
   前記下腿部装具が取り付けられている下腿部フレームと、
   装着状態で前記足部の側方に位置する足部フレームと、
   前記足部装具と前記足部フレームとを連結する連結機構と、
   駆動力を生成する駆動源と、
   前記足部フレームに接続され、前記駆動源からの駆動力によって前記足部フレームとともに前記足部装具を前記下腿部装具に対して移動させて、前記足部装具を介して前記足部に前記アシスト力を付与する動力伝達機構とを備え、
   前記連結機構は、上下方向に延び、上端側で前記足部フレームに固定され、装着状態で前記足部の側方に位置する第１部材と、左右方向に延び、前記足部装具に固定されている第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを連結している連結部材とを有し、
   前記連結部材は、前記第２部材の前記足部装具側がロール軸方向の軸線を中心として回動して前記第１部材に近接又は離間するように、前記第１部材と前記第２部材とを連結していることを特徴とする歩行アシスト装置。
5. 請求項４に記載の歩行アシスト装置において、
   前記第２部材は、装着状態で前記ユーザの母指球又は小指球よりも後方側に位置することを特徴とする歩行アシスト装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の歩行アシスト装置において、
   前記足部装具は、装着状態で前記足部の底面を覆うソール部を有し、
   前記第２部材は、前記ソール部の側面に固定されていることを特徴とする歩行アシスト装置。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の歩行アシスト装置において、
   前記連結機構は、Ｌ字型に屈曲している金属製の１枚の板材で構成されていることを特徴とする歩行アシスト装置。

Images