JP4714819B2 - 転倒防止機能を有する歩行訓練装置 - Google Patents

Description

本発明は、転倒防止機能を有する歩行訓練装置に関する。

闘病生活や老齢等により筋力が弱まると、自らの体の姿勢を維持したり、体重を支持したりする能力が衰えてくる。また、脳疾患では、運動機能が損なわれる。その結果、座位からの立ち上がりや、立位からの安全な着座動作が困難になったり、立位の時に膝折れしてバランスを崩したり、椅子（洋式便座等）への座位を保てず崩れ落ちたりする、というような問題が生じてくる。このような問題を回避するため、衰えようとする筋力や運動機能を維持・回復させる訓練が行なわれるが、その際、既に自力で全体重を支持することができないほど機能を損なった人でも訓練が可能となるよう、免荷機能をもった歩行訓練装置が用いられている。なお、免荷装置とは、被訓練者の体重負荷を軽減するよう、モーターやエアシリンダあるいはバネや重錘等を駆動源とした吊上げ機構によって、体重の何割かの力で被訓練者を上方へ引き上げる装置である。

歩行訓練の際には、被訓練者の転倒は重大な事故に直結するため、介護者は被訓練者がいつ転倒しても介助ができるよう、一瞬の油断も出来ない緊張を強いられ、実際の転倒の際には被訓練者を抱きかかえて支持する体力が必要とされる。このため、従来、被訓練者の転倒事故を完全に回避し、介護者の精神的・肉体的負担を開放するため、免荷装置に転倒防止機能を付加されているものがある。従来の一般的な転倒防止機構として、被訓練者の状態に合わせて部品の長さや取付位置の調整をその都度行うもの（例えば、特許文献１または２参照）や、吊上げ機構に装着された各種センサー(位置・速度・荷重等)によって転倒を検出し、吊上げ機構にロックをかけるもの（例えば、特許文献３または４参照）がある。

特開２００５−３４２３０６号公報 特開２００７−２２９４３０号公報 特許第３０６９９９４号公報 特許第３１０１５８７号公報

免荷装置を有する歩行訓練装置は、医療機関や老人ホームなど、歩行訓練等のリハビリ用途に用いられるため、利用者は不特定多数であり、その身体特性（身長・座高・姿勢等）も千差万別である。このため、転倒防止のためには、被訓練者一人ひとりの身体特性に合わせて適正な位置で転倒防止機構を調整する必要がある。また、特定の被訓練者も、その日の体調や時々の状況によって立位の高さが異なる他、立位からの転倒防止の場合と椅子等の座位からの転倒防止の場合とでは、調整位置は大きくかけ離れるため、利用の都度、利用の状況に応じて、転倒防止機構の調整位置を最適位置に変更する必要がある。

しかしながら、特許文献１および２に記載の転倒防止機構では、調整位置の更新・変更に人手が必要であり、利用者が実際に利用姿勢をとってみて初めて判明する最適高さに調整しなければならず、その間介助無しで被訓練者に立位をとっていてもらう必要があるなど、危険回避が不完全なものであるという課題があった。また、特許文献３および４に記載の転倒防止機構では、センサーや制御装置を必要とするため、初期の設備投資や継続的な維持管理のための費用が嵩むという課題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、転倒防止のための位置調整を容易かつ安全に行うことができ、設備投資や維持管理の費用を低減することができる転倒防止機能を有する歩行訓練装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る転倒防止機能を有する歩行訓練装置は、支持フレームと吊り具と第１スライダとワイヤと免荷シリンダと第２スライダと固定手段とを有し、前記吊り具は被訓練者を支持する構成を有し、前記第１スライダは滑車を有し、前記支持フレームに対して前記滑車の回転軸線に垂直方向に往復運動可能に設けられ、前記ワイヤは前記滑車を介して一端が前記吊り具に取り付けられて前記吊り具を吊り下げ、他端が前記支持フレームに取り付けられ、前記免荷シリンダは伸縮可能であって前記支持フレームと前記第１スライダとに連結され、前記吊り具を引き上げる方向に前記第１スライダを付勢する構成を有し、前記第２スライダは前記支持フレームに対して前記第１スライダと同一方向で往復運動可能に設けられ、前記第１スライダに対して所定範囲の間隔内で移動可能に連結され、前記支持フレームに対して前記第１スライダと同一方向で往復運動可能に設けられ、前記固定手段は前記第２スライダを任意の位置で前記支持フレームに固定可能に設けられていることを、特徴とする。

本発明に係る転倒防止機能を有する歩行訓練装置は、歩行訓練を行う被訓練者に吊り具を取り付けて使用される。被訓練者に吊り具を取り付けたならば、被訓練者の筋力や運動機能に応じて、免荷シリンダに印加する圧力を調整することにより吊り具が被訓練者を支持する免荷力を調整する。

被訓練者が立ち上がり歩行等を開始する前に、被訓練者の身長や姿勢などに応じて、固定手段により第２スライダを支持フレームに固定する。第１スライダの移動量は、固定された第２スライダに対して所定の間隔内に制限されるので、支持フレームに対する第１スライダのスライド範囲を制限することができる。被訓練者が歩行する経路にレールを設け、支持フレームがレールに沿って移動可能に設けられている場合、固定手段により第２スライダを支持フレームに固定したならば、被訓練者をレールに沿って歩行させる。このとき、支持フレームが、被訓練者とともにレールに沿って移動する。免荷シリンダによる支持力を、第１スライダの滑車を介してワイヤから吊り具に加え、被訓練者の体重負荷を軽減させているため、被訓練者は自力で歩行することができる。

歩行時に被訓練者が膝折れ等で転倒しかけると、吊り具に被訓練者の全体重がかかり、免荷シリンダでは支えられなくなって吊り具が下降し、吊り具に引っ張られて第１スライダがスライドする。このとき、第１スライダのスライド範囲が所定の間隔内に制限されているため、第１スライダがそのスライド範囲内で停止して、吊り具の下降を止めることができる。このため、第１スライダと第２スライダとの間の所定の間隔を、被訓練者が床まで転倒しない範囲、あるいは転倒を食い止めた時に体に大きな衝撃が加わらない範囲にあらかじめ設定しておくことにより、被訓練者が転倒するのを安全に防ぐことができる。

本発明に係る転倒防止機能を有する歩行訓練装置は、固定手段により第２スライダを支持フレームに固定するだけで、転倒防止のための位置調整を容易かつ安全に行うことができる。固定手段が、押しボタンで操作可能な場合には、介助者が被訓練者を支えた状態で、簡単な操作で固定することができる。固定には、高価なセンサーや制御装置を使用する必要がないため、設備投資や維持管理の費用を低減することができる。

本発明に係る転倒防止機能を有する歩行訓練装置で、第２スライダは、第１スライダに対して所定の間隔を保つよう、バネなどの緩衝部材を介して第１スライダに接続されていることが好ましい。この場合、被訓練者の転倒時に、被訓練者にかかる衝撃をやわらげ、被訓練者が負傷するのを防ぐことができる。
なお、本発明において、「ワイヤ」は、滑車に掛けて吊り具を支持可能なものをいい、例えば、ロープやベルトなどもその範疇に含まれる。

本発明に係る転倒防止機能を有する歩行訓練装置で、前記固定手段は停止信号および解除信号を選択的に発信可能に設けられた無線スイッチと、前記停止信号を受信したとき前記第２スライダを前記支持フレームに固定し、前記解除信号を受信したとき前記第２スライダを前記支持フレームから解放するブレーキとを有することが好ましい。この場合、例えば、介助者が被訓練者を支えた状態でも、無線スイッチを容易に操作することができるため、転倒防止のための位置調整を容易かつ安全に行うことができる。

本発明によれば、転倒防止のための位置調整を容易かつ安全に行うことができ、設備投資や維持管理の費用を低減することができる転倒防止機能を有する歩行訓練装置を提供することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図８は、本発明の実施の形態の転倒防止機能を有する歩行訓練装置を示している。
図１乃至図８に示すように、歩行訓練装置１０は、レール１１と支持フレーム１２と第１スライダ１３と免荷シリンダ１４と吊り具１５とワイヤ１６と第２スライダ１７と固定手段１８と連結部材３１とを有している。なお、歩行訓練装置１０は、第１スライダ１３、免荷シリンダ１４、吊り具１５およびワイヤ１６により免荷機構を成し、第２スライダ１７、固定手段１８および連結部材３１により転倒防止機構を成している。

図１に示すように、レール１１は、２本から成り、被訓練者の歩行ルートの上方に、歩行ルートに沿って互いに平行に配置されている。レール１１は、両端が枠状に組み立てられた架台１９によって支持されている。

図１および図２に示すように、支持フレーム１２は、直方体枠状に形成され、枠内が最大面積を成す１対の面が上下になるよう配置されている。支持フレーム１２は、上側の１対の長辺を成す枠体２１の外側に、それぞれ前後２つの車輪２２を有している。支持フレーム１２は、各車輪２２をレール１１上に載せるよう配置され、各車輪２２がレール１１上で回転して、レール１１に沿って移動可能になっている。支持フレーム１２は、各車輪２２が取り付けられた１対の枠体２１の中間位置に、各枠体２１に対して平行に設けられたスライドガイドレール２３を有している。

図２乃至図５に示すように、第１スライダ１３は、支持フレーム１２に対してスライドして、スライドガイドレール２３に沿って往復運動するよう設けられている。第１スライダ１３は、支持フレーム１２により支持されている。第１スライダ１３は、スライドガイドレール２３の両側に配置された１対の滑車２４ａ，２４ｂと、各滑車２４ａ，２４ｂの外側に突出した軸である第１連結部２５とを有している。第１スライダ１３の往復運動方向は、滑車２４ａ、２４ｂの回転軸線に対して垂直方向をなしている。

図１乃至図５に示すように、免荷シリンダ１４は、エアシリンダから成り、両端部が互いに伸縮可能に構成されている。免荷シリンダ１４は、空気圧源２６により、伸縮させるときに要する力を調節可能にしている。免荷シリンダ１４は、一端部１４ａが第１スライダ１３に固定され、他端部１４ｂが支持フレーム１２に固定され、それらを連結している。免荷シリンダ１４は、他端部１４ｂの下側に設けられた滑車２７ａと、他端部１４ｂの側方に設けられた滑車２７ｂとを有している。免荷シリンダ１４は、吊り具１５を引き上げる方向に第１スライダ１３を付勢する。

図２乃至図５に示すように、吊り具１５は、細長い円柱形状を成し、長さ方向の中央部に吊下部２８を有している。また、吊り具１５は、両端に、被訓練者に取り付けるワイヤを通すためのリング状の装着部２９を有している。

図２乃至図４に示すように、ワイヤ１６は、各滑車２４ａ，２４ｂ，２７ａ，２７ｂを介して一端が吊り具１５の吊下部２８に取り付けられ、他端が支持フレーム１２に取り付けられており、吊り具１５を吊り下げている。ワイヤ１６は、吊り具１５から滑車２７ｂ、滑車２４ｂ、滑車２７ａ、滑車２４ａの順に巻掛けられて支持フレーム１２に達するよう取り付けられている。

これにより、歩行訓練装置１０は、被訓練者に取り付けられたワイヤを吊り具１５の装着部２９に取り付け、吊り具１５により被訓練者を上方に引き上げて支持するようになっている。また、歩行訓練装置１０は、免荷シリンダ１４により、吊り具１５が被訓練者を支持する力を調整可能になっている。

図２乃至図４、図６に示すように、第２スライダ１７は、細長い矩形板状を成し、長さ方向の中央部でスライドガイドレール２３に取り付けられており、支持フレーム１２により支持されている。第２スライダ１７は、支持フレーム１２に対してスライドして、スライドガイドレール２３に沿って往復運動するよう設けられている。第２スライダ１７は、スライドガイドレール２３の両側に位置する両端部に、下方に突出した１対の第２連結部３０を有している。第２スライダ１７は、１対の連結部材３１を介して第１スライダ１３と連結され、通常は第１スライダ１３と同一方向で往復運動するようになっている。

図７に示すように、各連結部材３１は、連結バー３２と１対の端部ストッパー３３ａ，３３ｂと１対の圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂと１対の調整ストッパー３５ａ，３５ｂとクッション材３６とを有している。連結バー３２は、第１スライダ１３の第１連結部２５と、第２スライダ１７の第２連結部３０とを貫通して取り付けられている。各端部ストッパー３３ａ，３３ｂは、それぞれ連結バー３２の両端にネジで取り付けられている。各圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂは、内部に連結バー３２を貫通し、それぞれ一方の端部ストッパー３３ａと第１連結部２５との間、第１連結部２５と第２連結部３０との間に配置されている。各調整ストッパー３５ａ，３５ｂは、円筒状を成し、両端に緩衝用の弾性材３７を有している。一方の調整ストッパー３５ａは、内部に一方の圧縮コイルスプリング３４ａおよび連結バー３２が挿入され、一端が第１連結部２５に取り付けられて一方の端部ストッパー３３ａとの間に隙間Ａが形成されている。他方の調整ストッパー３５ｂは、内部に他方の圧縮コイルスプリング３４ｂおよび連結バー３２が挿入され、一端が第２連結部３０に取り付けられて第１連結部２５との間に隙間Ｂが形成されている。クッション材３６は、円筒状を成し、内部に連結バー３２を貫通して、第２連結部３０と他方の端部ストッパー３３ｂとの間に配置されている。

第２スライダ１７は、各連結部材３１により、第１スライダ１３に対して所定範囲の間隔内で移動可能に連結されている。第２スライダ１７は、常態で、各圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂにより第１スライダ１３に対して所定の距離に配置されている。第２スライダ１７は、圧縮コイルスプリング３４ｂの付勢力に抗して、隙間Ｂを塞ぎ調整ストッパー３５ｂの弾性材３７が縮む範囲までの第１スライダ１３に最も近づいた位置から、圧縮コイルスプリング３４ａの付勢力に抗して、隙間Ａを塞ぎ調整ストッパー３５ａの弾性材３７が縮む範囲までの第１スライダ１３から最も離れた位置までの範囲で、第１スライダ１３に対して移動可能に構成されている。第２スライダ１７は、連結バー３２に対する各端部ストッパー３３ａ，３３ｂの位置を調整することにより、各隙間Ａ，Ｂの大きさを調節し、第１スライダ１３に対する所定の間隔を調整可能にしている。

図２乃至図４、図６に示すように、固定手段１８は、無線スイッチ（図示せず）と１対のブレーキプレート３８と１対のブレーキ３９とを有している。無線スイッチは、転倒防止スイッチの押しボタンを押してＯＮにすることにより停止信号を発信し、再度、押してＯＦＦにすることにより解除信号を発信可能になっている。各ブレーキプレート３８は、支持フレーム１２の各枠体２１の内側面に固定されている。各ブレーキ３９は、ディスクブレーキ３９から成り、それぞれ各ブレーキプレート３８に対応して、第２スライダ１７の両端に取り付けられている。各ブレーキ３９は、無線スイッチからの停止信号を受信したときに作動する電磁弁（図示せず）から空気圧の供給を受け、対応するブレーキプレート３８を挟み込むことにより第２スライダ１７を固定し、解除信号を受信したときブレーキプレート３８から離れ、第２スライダ１７を移動可能に解放するようになっている。これにより、固定手段１８は、第２スライダ１７を任意の位置で支持フレーム１２に固定あるいは解除が可能である。
なお、本実施例では、支持フレーム１２がレール１１上を移動するトロリー方式の場合で説明したが、トレッドミルを使用する場合では、支持フレーム１２は固定式であってもかまわない。

次に、作用について説明する。
歩行訓練装置１０は、歩行訓練を行う被訓練者に吊り具１５を取り付けて使用される。歩行訓練装置１０の着座姿勢からの使用例を、図８に従って説明する。まず、着座姿勢の被訓練者に吊り具１５を取り付ける（ステップ５１）。吊り具１５を取り付けたならば、被訓練者の筋力や運動機能に応じて、免荷シリンダ１４により吊り具１５が被訓練者を支持する力（免荷力）を適度な量に設定する（ステップ５２）。これにより、被訓練者の体重負荷を軽減させることができ、歩行訓練を容易にすることができる。

介助者が被訓練者を介助して、立位を取らせる（ステップ５３）。被訓練者の筋力や運動機能、身長、姿勢などに応じて、歩行訓練を行うのに適当な立位になるよう介助する（ステップ５４）。被訓練者が適正な立位姿勢をとれたところで、無線スイッチの転倒防止スイッチをＯＮにして、固定手段１８により第２スライダ１７を支持フレーム１２に固定する（ステップ５５）。これにより、支持フレーム１２に対する第１スライダ１３のスライド範囲を、固定された第２スライダ１７に対して所定の間隔内に制限することができる。

固定手段１８により第２スライダ１７を支持フレーム１２に固定したならば、被訓練者をレール１１に沿って歩行させて歩行訓練を行う（ステップ５６）。このとき、支持フレーム１２が、被訓練者とともにレール１１に沿って移動する。免荷シリンダ１４による支持力（免荷力）を、第１スライダ１３の滑車２４ａ，２４ｂ，２７ａ，２７ｂを介してワイヤ１６から吊り具１５に加え、被訓練者の体重負荷を軽減させるため、被訓練者は自力で歩行することができる。

歩行時に被訓練者が膝折れ等で転倒しかけると、吊り具１５に被訓練者の全体重がかかり、免荷シリンダ１４では支えられなくなって吊り具１５が下降し、吊り具１５に引っ張られて第１スライダ１３が第２スライダ１７に向かってスライドする。このとき、第１スライダ１３のスライド範囲が所定の間隔内に制限されているため、第１スライダ１３がそのスライド範囲内で停止して、吊り具１５の下降を止めることができ、被訓練者が転倒するのを防ぐことができる。また、第２スライダ１７が、圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂや弾性材３７、クッション材３６などの緩衝部材を有する各連結部材３１を介して第１スライダ１３に接続されているため、被訓練者の転倒時に、被訓練者にかかる衝撃をやわらげ、被訓練者が負傷するのを防ぐことができる。

歩行訓練が終わったならば（ステップ５７）、無線スイッチの転倒防止スイッチをＯＦＦにして、固定手段１８による第２スライダ１７の固定を解除する（ステップ５８）。介助者が被訓練者を介助して着座させる（ステップ５９）。免荷シリンダ１４による免荷量をゼロに設定し（ステップ６０）、吊り具１５を被訓練者から取り外す。

このように、歩行訓練装置１０によれば、安全かつ容易に被訓練者の歩行訓練を行うことができる。歩行訓練装置１０は、第２スライダ１７を支持フレーム１２に固定するのに、無線スイッチを使用するため、位置が固定されたスイッチを操作するために被訓練者の介助を中断して移動したり、手許で操作するための長い配線コードを使用したりする必要が無いため、介助者や被訓練者の視界や動作を阻害する要素を減らすことができる。また、小さな無線スイッチを使用することにより、介助者が自身の指や掌に保持して片手で操作可能にすることができる。介助者が被訓練者を支えた状態でも、無線スイッチを容易に操作することができるため、被訓練者の状態に最も適正な高さと判断した時に無線スイッチを操作して被訓練者の身体特性に適合した高さに設定することができる。また、被訓練者を立位のまま放置する瞬間を全くなくすことができ、転倒危険性を完全に排除することができる。このように、歩行訓練装置１０は、転倒防止のための位置調整を容易かつ安全に行うことができる。また、歩行訓練装置１０は、高価なセンサーや制御装置を使用しないため、設備投資や維持管理の費用を低減することができる。

本発明の実施の形態の転倒防止機能を有する歩行訓練装置を示す斜視図である。 図１に示す歩行訓練装置の支持フレーム内側を示す底面からの斜視図である。 図１に示す歩行訓練装置の作動原理を示す側面図である。 図１に示す歩行訓練装置の免荷機構および転倒防止機構を示す斜視図である。 図１に示す歩行訓練装置の免荷機構を示す斜視図である。 図１に示す歩行訓練装置の転倒防止機構を示す斜視図である。 図１に示す歩行訓練装置の連結部材を示す斜視図である。 図１に示す歩行訓練装置の使用方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ レール
１２ 支持フレーム
１３ 第１スライダ
１４ 免荷シリンダ
１５ 吊り具
１６ ワイヤ
１７ 第２スライダ
１８ 固定手段
１９ 架台
２１ 枠体
２２ 車輪
２３ スライドガイドレール
２４ａ，２４ｂ 滑車
２５ 第１連結部
２６ 空気圧源
２７ａ，２７ｂ 滑車
２８ 吊下部
２９ 装着部
３０ 第２連結部
３１ 連結部材
３２ 連結バー
３３ａ，３３ｂ 端部ストッパー
３４ａ，３４ｂ コイルスプリング
３５ａ，３５ｂ 調整ストッパー
３６ クッション材
３７ 弾性材
３８ ブレーキプレート
３９ ブレーキ

Claims (2)

1. 支持フレーム（１２）と吊り具（１５）と第１スライダ（１３）とワイヤ（１６）と免荷シリンダ（１４）と第２スライダ（１７）と固定手段（１８）とを有し、前記吊り具（１５）は被訓練者を支持する構成を有し、前記第１スライダ（１３）は滑車（２４）を有し、前記支持フレーム（１２）に対して前記滑車（２４）の回転軸線に垂直方向に往復運動可能に設けられ、前記ワイヤ（１６）は前記滑車（２４）を介して一端が前記吊り具（１５）に取り付けられて前記吊り具（１５）を吊り下げ、他端が前記支持フレーム（１２）に取り付けられ、前記免荷シリンダ（１４）は伸縮可能であって前記支持フレーム（１２）と前記第１スライダ（１３）とに連結され、前記吊り具（１５）を引き上げる方向に前記第１スライダ（１３）を付勢する構成を有し、前記第２スライダ（１７）は前記支持フレーム（１２）に対して前記第１スライダ（１３）と同一方向で往復運動可能に設けられ、前記第１スライダ（１３）に対して所定範囲の間隔内で移動可能に連結され、前記固定手段（１８）は前記第２スライダ（１７）を任意の位置で前記支持フレーム（１２）に固定可能に設けることで、第１スライダ（１３）の可動範囲すなわち吊り具（１５）の可動範囲を前記第２スライダ（１７）の任意の固定位置に対応した所定範囲に制限することで被訓練者が転倒しかけたときに吊り具（１５）の所定量以上の落下を食い止めることで被訓練者の転倒を防止することを、特徴とした転倒防止機能を有する歩行訓練装置。
2. 前記固定手段（１８）は停止信号および解除信号を選択的に発信可能に設けられた無線スイッチと、前記停止信号を受信したとき前記第２スライダ（１７）を前記支持フレーム（１２）に固定し、前記解除信号を受信したとき前記第２スライダ（１７）を前記支持フレーム（１２）から解放するブレーキ（３９）とを有することを、特徴とする請求項１記載の転倒防止機能を有する歩行訓練装置。

Images