JP3140558U

JP3140558U - リハビリ装置

Info

Publication number: JP3140558U
Application number: JP2008000234U
Authority: JP
Inventors: 俊弥米森; 裕司近藤; 守史可児
Original assignee: Shinmei Industry Co Ltd
Current assignee: Shinmei Industry Co Ltd
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2018-01-18

Abstract

【課題】使用者が自ら手元で操作し、使用者の肢体を必要十分な単純な動作で動かすことにより関節の硬直や萎縮を阻止することができるリハビリ装置を提供する。
【解決手段】取手２と、この取手を直線移動可能に支持する移動体３と、前記取手２が使用者に把持されている状態を検知する把持検知センサ４と、この把持検知センサ４での検知に伴って移動体３を直線的に往復移動させるように駆動する駆動部５とを備える。
【選択図】図１

Description

本考案は、コンパクトで安価にて製造可能であると共に使用者の肘・肩などの関節運動のリハビリテーション（以下、本明細書ではリハビリという）を行うために必要十分な機能を備えたリハビリ装置に関するものである。

事故や病気（脳血管機能障害や脊椎機能障害など）によって上半身・下半身が麻痺した患者は、自らの肢体を動かす運動が不足することにより、手足の関節の硬直や筋の萎縮が発生し、これによって長期間にわたって寝たきり状態になってしまうことが懸念される。そこで、支援や介護を必要とする患者のために、関節運動のリハビリ治療を機械の力で行うことができるリハビリ装置が考案されている。このリハビリ装置を用いたリハビリ治療は、作業療法士の指導の下に行われるものであり、患者は病院に入院したり通院することにより、寝たきり状態になる前にリハビリ装置を用いて機能回復のための治療を受けることができる。

しかしながら、従来のリハビリ装置は病院等の施設に設置されるものであるため、リハビリ治療を行う患者は、治療を受けるためにまず病院に入院するか通院する必要が生じていた。つまり、ある程度移動することができる患者のみが治療を受けることができるという問題がある。

また、従来のリハビリ装置は患者のリハビリに有効である種々の運動を行う複雑な機構を備えており、それだけ大型で高価であるから、病院などの施設に設置することは可能であっても、患者自身が購入して自宅でリハビリを実施することは困難であった。

本考案は前記課題を考慮に入れてなされたものであり、使用者が自ら手元で操作し、使用者の肢体を必要十分な単純な動作で動かすことにより関節の硬直や萎縮を阻止することができるリハビリ装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本考案は、取手と、この取手を直線移動可能に支持する移動体と、前記取手が使用者に把持されていることを検知する把持検知センサと、この把持検知センサでの検知に伴って移動体を直線的に往復移動させるように駆動する駆動部とを備えることを特徴とするリハビリ装置（請求項１）を提供する。

前記構成によれば、使用者が取手を把持すると把持検知センサがこの状態を検知し、取手は駆動部から供給される動力によって直線的に往復移動する。つまり、使用者は手や足（以下、これらをまとめて肢体という）で取手を把持するだけで肢体を動かすことができるので、その関節運動のリハビリを行うことができる。また、使用者が取手から肢体を離すと、把持検知センサは肢体を検知しなくなり、駆動部は駆動力の供給を停止し、取手の動きは止まる。なお、本願発明における「把持」は、掴んだり握ったりする場合のみならず、単に載せる場合なども含む。

取手はリハビリ対象となる肢体に合わせた形状であることが好ましく、例えば、リハビリ対象が腕または肩である場合には、使用者の手によって握ることができる形状であることが好ましい。また、リハビリ対象が膝や大腿骨である場合には、取手には足を載せる丈夫な足置きと、足が容易に外れることがないように固定するベルトを備えることが好ましい。

前記移動体はリハビリ装置を水平に載置した状態で水平方向に移動可能に構成されたものであることが好ましい。さらに、把持検知センサは光や超音波を用いた非接触型センサであってもよいが、接触型センサを用いて使用者が取手を把持した状態を確実に検出するものであることが好ましい。

前記駆動部は前記移動体を直線移動可能に支持する直線移動部と、この直線移動部の移動範囲両端部近傍に配置された一対のプーリーと、前記移動体が取り付けられると共に前記プーリーに巻回された無端ベルトと、前記プーリーを介して無端ベルトに動力を供給するモータと、前記移動体が移動端にある状態を検知する位置検知センサと、この位置検知センサによって移動体が移動端に移動したことを検知したときにモータの回転方向を反転させるモータ制御回路とを備える場合（請求項２）には、モータの回転力がプーリーに伝達され、プーリーに巻回された無端ベルトを駆動する。無端ベルトの駆動に伴ってこれに取り付けられた取手が直線移動部によって規制された方向に直線移動する。また、取手が移動端まで移動すると、位置検知センサがこれを検知し、モータ制御回路はモータの回転方向を反転させる。つまり、取手は移動端の間を直線的に往復移動する。

前記直線移動部は直線方向に移動可能とするボールリテーナを備え、ボールの転がりによって正確かつ低摩擦の直線移動を可能とするように構成されたＬＭガイドであることが好ましい。しかしながら、直線移動部は当接面の摺動によって直線運動を可能とするように構成されたものであってもよい。さらに、プーリーと無端ベルトに歯を形成して、滑りを防止できるように構成してあることが好ましい。

前記位置検知センサは移動体の移動端に配置されて移動体に当接することにより移動体が移動端にあることを検知する一対のマイクロスイッチであり、少なくとも一方のマイクロスイッチを前記直線移動方向に位置変更可能とする移動範囲調節機構を備える場合（請求項３）には、移動範囲調節機構を用いてマイクロスイッチ（マイクロスイッチを含むリミットスイッチであってもよい）の位置を調節することにより、取手の移動距離を調節することができる。つまり、リハビリする肢体の部位や状態に合わせて取手の移動距離を調節することが可能となる。なお、マイクロスイッチは移動体の位置を検知できればよいので、前記移動範囲調節機構はマイクロスイッチの位置を容易に移動させられるように構成することが好ましい。

前記取手の往復移動の速度を設定する速度設定ツマミを備え、前記駆動部は速度設定ツマミによる設定にしたがって往復移動の速度を調節する速度調節機構を備える場合（請求項４）には、速度設定ツマミによって取手の移動速度を設定することにより、使用者にとって無理のない速度でリハビリ運動を行うことができる。

前記駆動部による駆動を緊急停止させる緊急停止ボタンを供える場合（請求項５）には、使用者が緊急停止ボタンを操作することにより、取手の移動を停止させることができる。なお、緊急停止ボタンはリハビリ装置の上面に設け、押し操作によって緊急停止させることができるものであることが好ましい。また、緊急停止ボタンは押し操作したときに押し状態を保持することができるように構成されたものであることが好ましい。

前記駆動部の出力トルクが通常の駆動に必要な出力トルクの最大値より大きい閾値以上である場合に駆動を緊急停止させる安全停止機構を備える場合（請求項６）には、使用者が非常停止ボタンも押すことができないでいる場合であっても、何らかの異常が発生した場合に駆動部の出力トルクが増大することにより駆動を緊急停止させて安全性を高めることができる。なお、安全停止機構は駆動部とプーリーの間に設けたトルクセンサとトルク測定回路とを備えることが好ましい。あるいは、前記トルクセンサに代えて駆動部に流れる電流を測定する電流測定回路を用いてもよい。

前述したように、本考案のリハビリ装置は所定の移動距離範囲内を直線移動するだけの必要最小限の動きをするものであるから、リハビリ装置の簡素化を達成することができ、それだけ、小型で軽量のリハビリ装置を提供することができる。簡素化されたリハビリ装置は極めて安価にて製造可能であるから、使用者が個人的にリハビリ装置を所持して自宅でリハビリ運動を行うことができる。また、小型化された軽量のリハビリ装置は容易に持ち運ぶことができるので、例えば卓上に配置して使用可能であり、使用者が動けない状態であってもその肢体のリハビリ運動を行うことができる。

使用者がリハビリ装置の取手を把持することにより、取手が所定の移動距離範囲内を左右に往復移動するので、使用者が積極的に肢体（例えば肘・肩など）を動かすことができなくても、この肢体の各関節のリハビリ運動を行うことができる。使用者が関節や筋に痛みを感じた場合には取手から自らの肢体を離すことにより、リハビリ装置を停止させることができる。

また、リハビリ装置の配置を変えることにより、取手を種々の方向に往復移動させることができる。つまり、一台のリハビリ装置の配置を換えることにより、使用者の肢体の大部分のリハビリ運動を行うことができる。

リハビリ装置が移動範囲調節機構および速度調節機構を備えることにより、使用者の身体の状態に合わせて取手の往復運動を調節することができる。また、リハビリ装置が緊急停止ボタンを供える場合には、使用者が何らかの理由で取手から肢体を離すことができない場合にも、取手の動きを止めることができるので、より安全である。加えて、駆動部の出力トルクの増大によって緊急停止させる安全停止機構を備える場合には、異常発生に伴って生じる状態を検知して取手の動きを止めることができるので、さらに安全である。

以下、本考案を実施するための最良の形態について説明する。
図１〜図３は本考案の第１実施形態に係るリハビリ装置１の全体構成を示す図である。図１〜３において、１ａは例えば金属板を用いて形成されたリハビリ装置１の箱形カバー、１ｂはリハビリ装置１の下面に配置されたベース板、１ｃはベース板１ｂ上に固定された一対の略コ字型の縦フレーム、１ｄはこれらの縦フレーム１ｃ間を繋ぐように取り付けられる横フレーム、１ｅはベース板１ｂの四隅に設けた軟質の合成樹脂またはゴム材からなる脚、１ｆはＬ形鋼によってベース板１ｂにしっかりと取り付けられる把手部である。また、１ｇは箱形カバー１ａに形成された開口部である。

２は使用者が把持するための取手、３はこの取手２を直線移動可能に支持する移動体、４は取手が把持されたことを検知する把持検知センサ、５はこの把持検知センサ４の検知に伴って移動体を直線移動させるように駆動する駆動部である。また、６は移動範囲調節機構、７は緊急停止ボタンである。

また、駆動部５は前記移動体３を直線移動可能に支持する直線移動部１０と、この直線移動部１０の移動範囲両端部近傍に配置された一対のプーリー１１，１２と、前記移動体３が取り付けられると共に前記プーリー１１，１２に巻回された無端ベルト１３と、前記プーリー１１，１２を介して無端ベルト１３に動力を供給するモータ１４と、前記移動体３が移動端にある状態を検知する位置検知センサ１５，１６と、この位置検知センサ１５，１６に電気的に接続され位置検知センサ１５，１６によって移動体３が移動端に移動したことを検知したときにモータ１４の回転方向を反転させるモータ制御回路１７と、無端ベルト１３に当接してその弛みを抑えるアイドラープーリー１８とを備える。

前記取手２は移動体３に着脱自在に取り付けられる側面視略Ｖ字状に湾曲させた板状の基部２０と、この基部２０に取り付けられて使用者の手によって握ることができるように構成された握り部２１を備える。

前記移動体３は前記直線移動部１０上に取り付けられた第１部材３０と、前記無端ベルト１３を挟み込んだ状態で無端ベルト１３を貫通させたネジ３１によって第１部材３０にねじ止めされた第２部材３２とを備える。また、第２部材３２には前記位置検知センサ１５，１６に当接させるための傾斜部３３を形成した突起部３４を設けてある。

前記把持検知センサ４は握り部２１の上面を含む表面部に形成された金属膜４０を備え、接触によって生じる静電容量の変化から使用者の肢体を検知するタッチセンサであることが好ましい。なお、前記把持検知センサ４は例えばフラットケーブルまたはレールと接点ブラシ等を用いて、取手２の位置に関係なくモータ制御回路１７と電気的に接続されるように構成している。

前記移動範囲調節機構６は前記縦フレーム１ｃに形成され、直線移動部１０の移動方向に形成されたスリット６０と、このスリット６０に貫通し、少なくとも一方の位置検知センサ１６に締付けられることにより縦フレーム１ｃを所定の力で挟み込むように構成された挟持手段６１とを備える。つまり、本実施形態の移動範囲調節機構６はスリット６０に沿って容易に移動させることができ、挟持手段６１によって挟み込む力を調節することにより、移動範囲調節機構６によって位置検知センサ１６の位置を保持できるように構成している。

前記緊急停止ボタン７はリハビリ装置１の上面に配置されて、本実施形態では押し操作によってリハビリ装置１を緊急停止させることができる入力ボタンであり、押し状態を保持（ロック）することができるように構成している。なお、押し操作のロック状態において緊急停止ボタン７を時計回りに回動させることにより、ロック状態を解除できるように構成している。

本実施形態の直線移動部１０は例えばボールリテーナ式ＬＭガイドであり、高精度の直線移動を可能としているので、がたつきや騒音の発生を抑えることができる。

前記プーリー１１および無端ベルト１３には滑りを防止するための歯１１ａ，１３ａをそれぞれ形成してあり、これによって極めて簡潔な構成で空回りを確実に防止することができる。なお、プーリー１２は無端ベルト１３を巻回できるように構成されているが、歯によって空転を防止する必要はない。

前記位置検知センタ１５，１６は前記突起部３４の傾斜面３３に接触することにより、オンまたはオフに切替えることができるマイクロスイッチである。なお、本考案は本実施形態における位置検知センサ１５，１６は上述した実施形態に限定されるものではない。

前記モータ制御回路１７は速度設定ツマミ１７ａおよび電源スイッチ１７ｂを備えており、モータ１４の回転速度を調節可能に構成されている。すなわち、モータ制御回路１７は速度設定ツマミ１７ａの設定角度に合わせてモータ１４の回転速度を調節することにより、往復移動の速度を調節する速度調節機構１７ｃを備える。

前記アイドラープーリー１８は無端ベルト１３に押し付ける方向に付勢するものであり、これによって無端ベルト１３に一定のテンションをかけることができるように構成している。

次に、前記構成のリハビリ装置１の動作を説明する。
本考案のリハビリ装置１は取手２を一定の移動範囲内で往復移動させる程度の限られた機能を有するものであるから、その構成が簡素であり、それだけ小型である。したがって、前記把手部１ｆを持って容易に移動させることができ、例えば卓上に配置することができる。

使用者または付添人は使用者が取手２を把持するために最も良い位置および角度でリハビリ装置１を配置する。ここで、リハビリ装置１は軽量かつコンパクトであるから、その配置変えが容易であると共に、下面に脚１ｅを備えているので、幾らか斜めに配置した状態であっても滑ることなく設置することができる。

また、このとき前記移動範囲調節機構６を操作して位置検知センサ１６の位置をずらすことにより、リハビリ対象となる肢体の部位に合わせて往復移動の範囲を調節することができる。この往復移動の調節範囲はスリット６０の長さによって決まり、本実施形態の場合、図１に示すように、最大往復移動範囲Ｌ１〜最小往復移動範囲Ｌ２の間で任意に設定することができる。さらに、前記速度調節ツマミ１７ａの回転角を調節することにより、使用者の肢体の状態に合わせた移動速度の調節を行うことができる。

次いで、前記電源スイッチ１７ｂをオン状態に切り換えて、使用者が取手２を把持すると、前記把持検知センサ４はその状態を検知し、モータ制御回路１７は図１においてプーリー１１を時計回りに回動させる方向にモータ１４を回転させる電力をモータ１４に供給し、取手２は決まった範囲内を一端側２ａから他端側２ｂに移動する。

取手２が他端側２ｂに到達すると、マイクロスイッチ１５が前記突起部３４の傾斜部３３に当接してＯＮとなり、モータ制御回路１７はモータ１４にこれを逆方向に回転（回転方向を反転）させる電力を供給する。つまり、プーリー１１が逆時計回りに回動し、取手２は他端側２ｂから一端側２ａに移動する。

取手２が一端側２ａのマイクロスイッチ１６の位置まで到達すると、マイクロスイッチ１６が前記傾斜部３３に当接してＯＮとなり、モータ制御回路１７は再びモータ１４の回転方向を反転させる電力をモータ１４に供給する。つまり、プーリー１１が再び時計回りに回動し、取手２は一端部２ａから他端部２ｂに移動する。この繰り返しによって、使用者に把持された取手２は定められた範囲内を往復移動して、使用者の肢体を直線方向に動かすことができる。

使用者が前記非常停止ボタン７を押し操作すると、モータ制御回路１７はモータ１４への電力供給を停止し、取手２の動きを止めることができる。なお、非常停止ボタン７は一度押すと、押し操作をロックすることができるので、使用者が非常停止ボタン７から手を離した後もロックを解除するまで取手２の動きを止めることができる。

上述した実施形態では把持検知センサ４が取手２の上面に形成したタッチセンサであるから、使用者は取手２に手を載せることさえができれば、肘、肩などの関節のリハビリ運動を行うことができる。しかしながら、本考案の取手２および把持検知センサ４の構成は上述した実施形態に示すものに限定されるものではない。すなわち、把持検知センサ４はタッチセンサに代えて重量センサであってもよい。

図４は前記取手の変形例を示す図である。図４に示す取手２２は、使用者が手で握ることができる可動部２３を有し、把持検知センサ４として、可動部２３の移動によって使用者が取手２２を握った状態を検知するマイクロスイッチ４１を備える。また、取手２２は図１〜３に示す取手２と取り替え可能であることが好ましい。

図４に示す取手２２を用いることにより、リハビリ装置１はマイクロスイッチ４１によって使用者が取手２２を握った状態を検知することに伴って、取手２２を往復移動を開始させることができ、それだけ安全性が向上する。

図５は前記取手の別の変形例を示す図である。図５に示す取手２４は、使用者の脚を載せることができる棒状の足置き２５と、この足置き２５に載せた脚を軽く固定するベルト２６と、把持検知センサ４として足置き２５に足を載せた状態を検知する重量センサ４２とを備える。なお、ベルト２６は面ファスナーなどによって締付け及び解除を容易に行えるようにすることが好ましい。また、この取手２４も図１〜４に示す取手２，２２と取り替え可能であることが好ましい。

図５に示す取手２４を用いることにより、リハビリ装置１を床などに配置して使用者の脚を取手２４に載せ、ベルト２６を脚に締付けた後に、前記電源スイッチ１７ｂをオンにすることにより、脚のリハビリ運動を行うことが可能となる。

図６は本考案の第２実施形態に係るリハビリ装置３０の全体構成を示す平面図である。図６に示すリハビリ装置３０が図１〜図５に示すリハビリ装置１と異なる点は、駆動部（モータ１４）とプーリー１１の間にトルクセンサ３１を備える点と、前記モータ制御回路１７が前記トルクセンサ３１によって測定されるトルクを通常の駆動に必要な出力トルクの最大値より大きい値の閾値と比較するトルク監視回路３２を備える点である。そして、前記トルクセンサ３１とトルク監視回路３２は異常発生時にモータ１４を緊急停止させる安全停止機構３３を構成する。

前記構成の安全停止機構３３を備えることにより、モータ１４から通常の駆動に必要な出力トルクの最大値より大きい出力トルクが出力される場合に、モータ１４を緊急停止させることができる。つまり、使用者の自宅において作業療法士が付き添っていない状況で使用者自らリハビリ治療を行う場合に、取手２から手を離せないなどの不測の事態が生じて自らの意思でリハビリ装置３０を止めることができない場合にも、何らかの異常で大きなトルクがモータ１４にかかるときにモータ１４を直ちに停止させることができるので、安全性が極めて高い。

その他の点は図１〜５に示す第１実施形態のリハビリ装置１と同様であり、第１実施形態のリハビリ装置１と同様の変形が可能であることはいうまでもない。なお、本実施形態の安全停止機構３３を構成するトルクセンサ３１の代わりにモータ１４に流れる電流の大きさからモータ１４の出力トルクを測定するトルク測定回路を設けてもよい。

図７は本考案の第３実施形態のリハビリ装置４０の全体構成を示す平面図である。図７に示すリハビリ装置４０は、駆動部（モータ１４）の出力トルクが通常の駆動に必要な出力トルクの最大値より大きい閾値以上である場合に駆動を緊急停止させる安全停止機構４１と、前記緊急停止ボタン７の両方を備えるものである。すなわち、本実施形態の安全停止機構４１はモータ１４にかかるトルクが異常に大きい場合と、作業者が緊急停止ボタン７を押した場合の何れかにおいて、モータ１４の回転を止めることができるので、さらに安全性を高めることができる。

また、本実施形態の安全停止機構４１は、モータ１４に流れる電流の大きさを測定することによりモータ１４の出力トルクを測定するトルク測定回路４２を備えるものである。すなわち、簡単な電気回路を追加するだけの簡潔な構成で、リハビリ装置４０の安全性を向上することができる。なお、このトルク測定回路４２は安全停止機構４１と独立して形成された回路であっても、第２実施形態のリハビリ装置３０と同様にモータ１４とプーリー１１の間にトルクセンサを設けるものであってもよい。

また、その他の点は図１〜６に示すリハビリ装置１、３０と同様であり、第１実施形態のリハビリ装置１と同様の変形が可能であることはいうまでもない。

本考案の第１実施形態に係るリハビリ装置の構成を示す縦断面図である。前記リハビリ装置の平面図である。前記リハビリ装置の側面図である。取手の変形例を示す図である。取手の別の変形例を示す図である。本考案の第２実施形態に係るリハビリ装置の構成を示す平面図である。本考案の第３実施形態に係るリハビリ装置の構成を示す平面図である。

符号の説明

１，３０，４０リハビリ装置
２，２２，２４取手
３移動体
４把持検知センサ
５駆動部
６移動範囲調節機構
７緊急停止ボタン
１０直線移動部
１１，１２プーリー
１３無端ベルト
１４モータ
１５，１６位置検知センサ（マイクロスイッチ）
１７モータ制御回路
１７ａ速度設定ツマミ
１７ｃ速度調節機構
３３，４１緊急停止装置

Claims

取手と、この取手を直線移動可能に支持する移動体と、前記取手が使用者に把持されていることを検知する把持検知センサと、この把持検知センサでの検知に伴って移動体を直線的に往復移動させるように駆動する駆動部とを備えることを特徴とするリハビリ装置。
前記駆動部は前記移動体を直線移動可能に支持する直線移動部と、この直線移動部の移動範囲両端部近傍に配置された一対のプーリーと、前記移動体が取り付けられると共に前記プーリーに巻回された無端ベルトと、前記プーリーを介して無端ベルトに動力を供給するモータと、前記移動体が移動端にある状態を検知する位置検知センサと、この位置検知センサによって移動体が移動端に移動したことを検知したときにモータの回転方向を反転させるモータ制御回路とを備える請求項１に記載のリハビリ装置。
前記位置検知センサは移動体の移動端に配置されて移動体に当接することにより移動体が移動端にあることを検知する一対のマイクロスイッチであり、少なくとも一方のマイクロスイッチを前記直線移動方向に位置変更可能とする移動範囲調節機構を備える請求項２に記載のリハビリ装置。
前記取手の往復移動の速度を設定する速度設定ツマミを備え、前記駆動部は速度設定ツマミによる設定にしたがって往復移動の速度を調節する速度調節機構を備える請求項１〜請求項３の何れかに記載のリハビリ装置。
前記駆動部による駆動を緊急停止させる緊急停止ボタンを供える請求項１〜請求項４の何れかに記載のリハビリ装置。
前記駆動部の出力トルクが通常の駆動に必要な出力トルクの最大値より大きい閾値以上である場合に駆動を緊急停止させる安全停止機構を備える請求項１〜請求項５の何れかに記載のリハビリ装置。