JP5457044B2 - 筋力補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置に関するものである。

従来の着用型関節駆動装置には、衣服に形成されたリンク体間に収縮力を作用させて人体の関節部を駆動するものがある（特許文献１）。
一方、空気圧式アクチュエータを関節駆動装置に用いることが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
国際公開第２００４／０８７０３３号 国際公開第２００７／０４３３０８号

しかし、特許文献１のように筒状に構成されたフレームを身体に装着してトレーニングやリハビリ動作を行う場合には、身体から発生した熱がフレームなどの装具内部にたまり暑く感じてしまう。また発汗しても、装具内部に空気の流れがないため、蒸発させることができず、不快感を生じてしまう。
一方、空気圧式アクチュエータを関節駆動装置に用いる場合、アクチュエータの駆動に用いた気体は排気されるだけで利用されていない。

そこで本発明は、気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用い、このアクチュエータから排気される気体を有効利用して装着具内の冷却を行うことができる筋力補助装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の筋力補助装置は、身体の一部を覆う装着具と、気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、前記アクチュエータから排出される前記気体を、前記装着具内部に供給し、前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、前記装着具内部に供給される気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出され、前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートの内面に緩衝材を設け、前記緩衝材は少なくともそれぞれの前記分割プレート間の隙間を覆うように設け、前記吹出穴から吹き出される前記気体は前記緩衝材と前記身体との間に導かれることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の筋力補助装置において、前記緩衝材には、前記エアチューブを配置する溝を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートを、前記骨に沿う方向が長辺となり、前記長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、前記アクチュエータと前記動力源とをつなぐ給排気チューブと、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介して前記エアチューブを前記給排気チューブに接続したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の筋力補助装置は、関節の一方の骨に沿って配置される一方の装着具と、前記関節の他方の骨に沿って配置される他方の装着具と、一方の前記装着具と他方の前記装着具とを連結する関節と、気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、前記アクチュエータから排出される前記気体を、少なくとも一方の前記装着具内部に供給し、前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、前記装着具内部に供給される気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出されることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートの内面に緩衝材を設け、前記緩衝材は少なくともそれぞれの前記分割プレート間の隙間を覆うように設け、前記吹出穴から吹き出される前記気体は前記緩衝材と前記身体との間に導かれることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の筋力補助装置において、前記緩衝材には、前記エアチューブを配置する溝を備えたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートを、前記骨に沿う方向が長辺となり、前記長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、前記アクチュエータと前記動力源とをつなぐ給排気チューブと、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介して前記エアチューブを前記給排気チューブに接続したことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニットとし、一方の前記装着具と他方の前記装着具とを前記関節で連結して装着ユニットとし、前記装着ユニットに対して前記駆動ユニットを脱着可能としたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１２に記載の筋力補助装置において、一対の前記駆動ユニットを、前記装着ユニットの両側に設けたことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、一方の前記装着具を前腕装着具、他方の前記装着具を上腕装着具とし、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブを前記前腕装着具及び前記上腕装着具に配置し、前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、アクチュエータから排気される気体を有効利用して装着具内の冷却を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態による筋力補助装置は、アクチュエータから排出される気体を、装着具内部に供給し、装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、装着具内部に供給される気体が、装着具と身体との隙間を経由して開口部から排出され、装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの分割プレートを連結体で連結し、開口部の両側に配置される一対の分割プレートには、開口部を狭める保持具を設け、装着具内部に気体を供給するエアチューブを開口部の長手方向と同じ方向に配置し、エアチューブには、複数の吹出穴を設けたものである。本実施の形態によれば、トレーニングやリハビリ動作によって身体から発生した熱を、装着具内部に供給される気体による流れによって装着具外へ排出できる。特にアクチュエータの動作に用いた気体を利用することで、動力源の追加を要せず、効率的な空気流れを生じさせることができる。また、開口部に向けた空気流れとすることで、排気される気体に圧力が加わることを少なくし、アクチュエータからの排気を阻害することがない。また、開口部によって、身体の挿入を容易にするだけでなく、開口部によって装着具の内部空間の大きさを変更できるためにフィット感を高めることができ、更にエアチューブからの気体が開口部に向けて流れやすくなる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートの内面に緩衝材を設け、緩衝材は少なくともそれぞれの分割プレート間の隙間を覆うように設け、吹出穴から吹き出される気体は緩衝材と身体との間に導かれるものである。本実施の形態によれば、分割プレート間の隙間を緩衝材によって覆うため、吹出穴から吹き出される気体は開口部から排出されやすくなる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による筋力補助装置において、緩衝材には、エアチューブを配置する溝を備えたものである。本実施の形態によれば、噴出穴が塞がれることがなく、スムーズに気体を吹き出すことができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートを、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する分割プレートのそれぞれの長辺を連結体で連結し、連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたものである。本実施の形態によれば、特にヒンジによる連結ではなく弾性連結体による連結としているので、非装着時にもそれぞれの分割プレートによる湾曲状態を保持でき、装着性を容易にし、身体に対するフィット感を高めることができるとともに、装着具と身体との間の隙間を狭く均一に保てることで気流流れをスムーズに行わせることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、アクチュエータと動力源とをつなぐ給排気チューブと、装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介してエアチューブを給排気チューブに接続したものである。本実施の形態によれば、切替弁の切り替えによって、給排気チューブからの排気気体をエアチューブに供給することができる。
本発明の第６の実施の形態による筋力補助装置は、アクチュエータから排出される気体を、装着具内部に供給し、装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、装着具内部に供給される気体が、装着具と身体との隙間を経由して開口部から排出されるものである。本実施の形態によれば、トレーニングやリハビリ動作によって身体から発生した熱を、装着具内部に供給される気体による流れによって装着具外へ排出できる。特にアクチュエータの動作に用いた気体を利用することで、動力源の追加を要せず、効率的な空気流れを生じさせることができる。また、開口部に向けた空気流れとすることで、排気される気体に圧力が加わることを少なくし、アクチュエータからの排気を阻害することがない。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの分割プレートを連結体で連結し、開口部の両側に配置される一対の分割プレートには、開口部を狭める保持具を設け、装着具内部に気体を供給するエアチューブを開口部の長手方向と同じ方向に配置し、エアチューブには、複数の吹出穴を設けたものである。本実施の形態によれば、開口部によって、身体の挿入を容易にするだけでなく、開口部によって装着具の内部空間の大きさを変更できるためにフィット感を高めることができ、更にエアチューブからの気体が開口部に向けて流れやすくなる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートの内面に緩衝材を設け、緩衝材は少なくともそれぞれの分割プレート間の隙間を覆うように設け、吹出穴から吹き出される気体は緩衝材と身体との間に導かれるものである。本実施の形態によれば、分割プレート間の隙間を緩衝材によって覆うため、吹出穴から吹き出される気体は開口部から排出されやすくなる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態による筋力補助装置において、緩衝材には、エアチューブを配置する溝を備えたものである。本実施の形態によれば、噴出穴が塞がれることがなく、スムーズに気体を吹き出すことができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートを、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する分割プレートのそれぞれの長辺を連結体で連結し、連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたものである。本実施の形態によれば、特にヒンジによる連結ではなく弾性連結体による連結としているので、非装着時にもそれぞれの分割プレートによる湾曲状態を保持でき、装着性を容易にし、身体に対するフィット感を高めることができるとともに、装着具と身体との間の隙間を狭く均一に保てることで気流流れをスムーズに行わせることができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、アクチュエータと動力源とをつなぐ給排気チューブと、装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介してエアチューブを給排気チューブに接続したものである。本実施の形態によれば、切替弁の切り替えによって、給排気チューブからの排気気体をエアチューブに供給することができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニットとし、一方の装着具と他方の装着具とを関節で連結して装着ユニットとし、装着ユニットに対して駆動ユニットを脱着可能としたものである。本実施の形態によれば、駆動ユニットとして装着ユニットに着脱可能とすることで、装着ユニットと駆動ユニットとの調整が行いやすい。
本発明の第１３の実施の形態は、第１２の実施の形態による筋力補助装置において、一対の駆動ユニットを、装着ユニットの両側に設けたものである。本実施の形態によれば、装着ユニットの両側に駆動ユニットを設けることで安定した動作を行うことができるとともに、上下面のいずれかに身体の装着用の開口部を設けることができるので、スムーズな気流流れを作ることができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、一方の装着具を前腕装着具、他方の装着具を上腕装着具とし、装着具内部に気体を供給するエアチューブを前腕装着具及び上腕装着具に配置し、エアチューブには、複数の吹出穴を設けたものである。本実施の形態によれば、前腕装着具内部及び上腕装着具内部の通気を行うことができる。

以下に、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例における筋力補助装置を示す斜視図、図２は同筋力補助装置の装着ユニット及び駆動ユニットを示す分解斜視図、図３は同筋力補助装置の要部斜視図、図４は同筋力補助装置の装着ユニットの断面図、図５は同装置におけるアクチュエータへの給気状態を示すブロック図、図６は同装置におけるアクチュエータからの排気状態を示すブロック図である。
本実施例による筋力補助装置の装着ユニット１００は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具１２０と、第１の装着具１１０と第２の装着具１２０とを連結する関節１３０とを備えている。
本実施例では、第１の装着具１１０は前腕に配置されて前腕装着具を構成し、第２の装着具１２０は上腕に配置されて上腕装着具を構成する。
第１の装着具１１０は、複数の分割プレート１１１、１１２、１１３と複数の連結体１１４によって構成されている。それぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３は、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成している。分割プレート１１１は、前腕背側に沿って配置されるもので、肘関節側短辺が反肘関節側短辺よりも広く構成されている。分割プレート１１２、１１３は、それぞれ分割プレート１１１の両側に沿って配置されるもので、分割プレート１１２、１１３についても肘関節側短辺が反肘関節側短辺よりも広く構成されている。分割プレート１１１と分割プレート１１２とは、それぞれの長辺を複数の連結体１１４にて連結し、分割プレート１１１と分割プレート１１３とについても、それぞれの長辺を複数の連結体１１４にて連結している。
第１の装着具１１０には、分割プレート１１２と分割プレート１１３との間に、前腕を挿入する開口部１１５が形成されている。開口部１１５の両側に配置される一対の分割プレート１１２、１１３には、開口部１１５を狭める保持具（図示せず）を設けるための取り付け部１１６ａを備えている。
分割プレート１１２、１１３の関節側端部には関節１３０の一端を連結する連結部を有し、分割プレート１１２、１１３の反関節側端部には駆動ユニット接続部１１７を有している。なお、駆動ユニット接続部１１７は取り付け部１１６ａを兼用している。また、分割プレート１１１には駆動ユニット接続部１１８を有している。

第２の装着具１２０は、複数の分割プレート１２１、１２２、１２３と複数の連結体１２４によって構成されている。それぞれの分割プレート１２１、１２２、１２３は、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成している。分割プレート１２１は、上腕背側に沿って配置されるもので、肘関節側短辺と反肘関節側短辺とはほぼ同じ長さで構成されている。分割プレート１２２、１２３は、それぞれ分割プレート１２１の両側に沿って配置されるもので、分割プレート１２２、１２３については反肘関節側短辺が肘関節側短辺よりも若干広く構成されている。分割プレート１２１と分割プレート１２２とは、それぞれの長辺を複数の連結体１２４にて連結し、分割プレート１２１と分割プレート１２３とについても、それぞれの長辺を複数の連結体１２４にて連結している。
第２の装着具１１０には、分割プレート１２２と分割プレート１２３との間に、上腕を挿入する開口部１２５が形成されている。開口部１２５の両側に配置される一対の分割プレート１２２、１２３には、開口部１２５を狭める保持具（図示せず）を設けるための取り付け部１２６ａを備えている。
分割プレート１２２、１２３の関節側端部には関節１３０の他端を連結する連結部を有し、分割プレート１２２、１２３には駆動ユニット接続部１２７とともに駆動ユニット接続部１２８ａを有している。また、分割プレート１２１には駆動ユニット接続部１２８ｂを有している。

関節１３０は、コイルバネを用いたバネ関節が適している。また、このコイルバネは引っ張りバネとして用いる。コイルバネの長さは、コイルバネの回転軸のずれが、肘関節の回動ずれと等しくなるように調節する。
連結体１１４、１２４は、単なるヒンジによる連結体ではなく、所定の剛性を有する金属製又は樹脂製の板バネによって構成する。このようにそれぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３を連結体１１４で連結し、分割プレート１２１、１２２、１２３を連結体１２４で連結することで、非装着時にも湾曲形状を保持することができる。

本実施例における筋力補助装置は、装着ユニット１００に着脱可能な、屈曲用駆動ユニット２００及び伸展用駆動ユニット３００を有している。
屈曲用駆動ユニット２００は、アクチュエータとして第１の人工筋２１１及び第２の人工筋２１２を備えている。第１の人工筋２１１の一端には駆動ユニット接続部１１７と接続する第１接続部２２１を、第１の人工筋２１１の他端には第２の人工筋２１２の一端と接続する変位部２２２を有している。第１接続部２２１は接続補助部１１７ａを介して駆動ユニット接続部１１７と接続され、第１接続部２２１は接続補助部１１７ａに対して回動可能に設けられている。
第２の人工筋２１２の他端には駆動ユニット接続部１２７と接続する第２接続部２２３を有している。第２接続部２２３はねじなどの連結具を用いて駆動ユニット接続部１２７と接続される。第２接続部２２３の一端側には変位部２２２の他端が回動可能に設けられ、第２接続部２２３の他端側には第２の人工筋２１２の他端が回動可能に設けられている。
図示のように、一対の屈曲用駆動ユニット２００は、装着ユニット１００の両側に設けられる。

一方、伸展用駆動ユニット３００は、アクチュエータとして一対の人工筋３１１、３１２を平行に設けている。一対の人工筋３１１、３１２の一端には駆動ユニット接続部１１８と接続する第１接続部３２１を、一対の人工筋３１１、３１２の他端には駆動ユニット接続部１２８ｂと接続する第２接続部３２２を有している。また、一対の人工筋３１１、３１２の中間部には、人工筋３１１、３１２の経路を規制する規制部材３２３が設けられている。この規制部材３２３は、人工筋３１１、３１２の外周を覆う筒状部材３２３ａと、この筒状部材３２３ａを所定の位置に固定する接続部３２３ｂを備えており、接続部３２３ｂによって駆動ユニット接続部１２８ａに回動可能に連結される。
図示のように、伸展用駆動ユニット３００は、装着ユニット１００に設けられる。
なお、アクチュエータとしての人工筋２１１、２１２、３１１、３１２は、気体の供給又は排出によって伸縮する。
また上記で説明した保持具は、二つに分割されたベルトによって構成されており、締結方法として面ファスナーを用いる。なお、締結方法はバックルによるものでもよく、必ずしも複数本のベルトでなくてもよい。

図１及び図３に示すように、第２の人工筋２１２の一端には給排気チューブ２１２ａが接続され、この給排気チューブ２１２ａは、第２の人工筋２１２を収縮させる動力源と接続されている。また人工筋３１１、３１２の他端には給排気チューブ３１１ａ、３１２ａが接続され、これらの給排気チューブ３１１ａ、３１２ａは、人工筋３１１、３１２を収縮させる動力源と接続されている。
また、エアチューブ４００が開口部１１５、１２５の長手方向と同じ方向に配置されている。エアチューブ４００は、第１の装着具１１０内では分割プレート１１１の両側部に沿って、第２の装着具１２０内では分割プレート１２１の両側部に沿って配置されている。エアチューブ４００には、複数の吹出穴４０１が設けられている。
図１及び図３では省略したが、図４に示すように第２の装着具１２０の内面には緩衝材６００が設けられている。なお、図４では第２の装着具１２０の断面を示しているが、第１の装着具１１０の内面にも同様の構成によって緩衝材を設けている。
図４に示すように、所定厚さの緩衝材６００は、分割プレート１２１、１２２、１２３の内面に設けられ、分割プレート１２１と分割プレート１２２との間の隙間、及び分割プレート１２１と分割プレート１２３との間の隙間を覆うように設けている。また、緩衝材６００には、エアチューブ４００を配置する溝６０１を備えている。なお、溝６０１は、緩衝材６００を複数に分割することでできる隙間によって構成してもよい。
エアチューブ４００の吹出穴４０１は、身体Ａに向かって設けている。従って、吹出穴４０１から吹き出される気体は、身体Ａと緩衝材６００との間に供給され、開口部１２５から排出される。

次に、図５及び図６を用いてアクチュエータへの給排気及び装着具内部へのエア供給の経路について説明する。なお、図５及び図６では第２の人工筋２１２を用いて説明するが、人工筋３１１、３１２の場合も同様である。
図５及び図６に示すように、駆動源は、圧縮気体を送出するコンプレッサ７０１、コンプレッサ７０１に電力供給を行う電源７０２、コンプレッサ７０１から送出される気体圧力を一定に維持するレギュレータ７０３とから構成される。レギュレータ７０３の出力側には、電磁弁８００が接続され、電磁弁８００の一つのポートに接続された給排気チューブ２１２ａを介して第２の人工筋２１２に接続されている。また、電磁弁８００の他のポートにはエアチューブ４００が接続されている。
図５に示すように、第２の人工筋２１２を動作させる場合には、コンプレッサ７０１を駆動し、圧縮気体が給排気チューブ２１２ａを介して第２の人工筋２１２に圧縮気体が供給される。
一方、第２の人工筋２１２の動作を開放する場合には、コンプレッサ７０１を停止するとともに電磁弁８００を切り替え、給排気チューブ２１２ａとエアチューブ４００とを連通させる。図６はこの状態を示している。第２の人工筋２１２には既に圧縮気体が供給されているが、電磁弁８００の切り替えによって第２の人工筋２１２内の圧縮気体は電磁弁８００の方向に流れ、エアチューブ４００に供給される。従って、エアチューブ４００から装着ユニット１００内に気体が吹き出される。

以上のように、本実施例によれば、アクチュエータである人工筋２１２、３１１、３１２から排出される気体を、装着ユニット１００内部に供給することで、トレーニングやリハビリ動作によって身体Ａから発生した熱を、装着ユニット１００外へ排出できる。特にアクチュエータの動作に用いた気体を利用することで、動力源の追加を要せず、効率的な空気流れを生じさせることができる。
また、本実施例によれば、装着具１１０、１２０には、使用者の腕や足などの身体Ａを挿入する開口部１１５、１２５が形成され、装着具１１０、１２０内部に供給される気体が、装着具１１０、１２０と身体Ａとの隙間を経由して開口部１１５、１２５から排出されることで、排気される気体に圧力が加わることを少なくし、アクチュエータからの排気を阻害することがない。
また、本実施例によれば、複数の分割プレート１１１、１１２、１１３によって第１の装着具１１０を構成し、複数の分割プレート１２１、１２２、１２３によって第２の装着具１２０を構成し、それぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３を連結体１１４、１２４で連結し、開口部１１５の両側に配置される一対の分割プレート１１２、１１３には開口部１１５を狭める保持具を設け、開口部１２５の両側に配置される一対の分割プレート１２２、１２３には、開口部１２５を狭める保持具を設け、エアチューブ４００を開口部１１５、１２５の長手方向と同じ方向に配置し、エアチューブ４００には、複数の吹出穴４０１を設けたことで、身体Ａの挿入を容易にするだけでなく、開口部１１５、１２５によって第１の装着具１１０及び第２の装着具１２０の内部空間の大きさを変更できるためにフィット感を高めることができ、更にエアチューブ４００からの気体が開口部１１５、１２５に向けて流れやすくなる。
また、本実施例によれば、分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３の内面に緩衝材６００を設け、緩衝材６００は少なくともそれぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３間の隙間を覆うように設け、吹出穴４０１から吹き出される気体は緩衝材６００と身体Ａとの間に導かれることで、吹出穴４０１から吹き出される気体は開口部１１５、１２５から排出されやすくなる。
また、本実施例によれば、緩衝材６００には、エアチューブ４００を配置する溝６０１を備えたことで、吹出穴４０１が塞がれることがなく、スムーズに気体を吹き出すことができる。
また、本実施例によれば、分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３を、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３のそれぞれの長辺を連結体１１４、１２４で連結し、連結体１１４、１２４を所定の剛性を有する弾性連結体としたことで、非装着時にもそれぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３による湾曲状態を保持でき、身体Ａに対するフィット感を高めることができるとともに、装着具１１０、１２０と身体Ａとの間の隙間を狭く均一に保てることで気流流れをスムーズに行わせることができる。
また、本実施例によれば、アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニット２００、３００とし、一方の装着具１１０と他方の装着具１２０とを関節１３０で連結して装着ユニット１００とし、装着ユニット１００に対して駆動ユニット２００、３００を脱着可能としたことで、装着具１１０、１２０と駆動ユニット２００、３００との調整が行いやすい。
また、本実施例によれば、一対の駆動ユニット２００を、装着ユニット１００の両側に設けたものである。本実施の形態によれば、装着ユニット１００の両側に駆動ユニット２００を設けることで安定した動作を行うことができるとともに、上下面のいずれかに身体Ａの装着用の開口部１１５、１２５を設けることができるので、スムーズな気流流れを作ることができる。
また、本実施例によれば、一方の装着具１１０を前腕装着具、他方の装着具１２０を上腕装着具とし、装着具１１０、１２０内部に気体を供給するエアチューブ４００を前腕装着具及び上腕装着具に配置し、エアチューブ４００には、複数の吹出穴４０１を設けたことで、前腕装着具内部及び上腕装着具内部の通気を行うことができる。
また、本実施例によれば、アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、アクチュエータと動力源とをつなぐ給排気チューブ２１２ａ、３１１ａ、３１２ａと、装着具１１０、１２０内部に気体を供給するエアチューブ４００とを備え、切替弁（電磁弁８００）を介してエアチューブ４００を給排気チューブ２１２ａ、３１１ａ、３１２ａに接続したことで、給排気チューブ２１２ａ、３１１ａ、３１２ａからの排気気体をエアチューブ４００に供給することができる。

本発明は、肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置として利用できる。

本発明の一実施例における筋力補助装置を示す斜視図 同筋力補助装置の装着ユニット及び駆動ユニットを示す分解斜視図 同筋力補助装置の要部斜視図 同筋力補助装置の装着ユニットの断面図 同装置におけるアクチュエータへの給気状態を示すブロック図 同装置におけるアクチュエータからの排気状態を示すブロック図

１００Ａ、１００Ｂ 装着ユニット
１１０ 第１の装着具
１１１、１１２、１１３ 分割プレート
１１４ 連結体
１１５ 開口部
１２０ 第２の装着具
１３０ 関節
１２０ 第２の装着具
１２１、１２２、１２３ 分割プレート
１２４ 連結体
１２５ 開口部
２００ 屈曲用駆動ユニット
３００ 伸展用駆動ユニット
２１１ 第１の人工筋
２１２ 第２の人工筋
１５０ 第２の装着具
１５１ 掌把持部材
４００ エアチューブ
４０１ 吹出穴
６００ 緩衝材
６０１ 溝
８００ 電磁弁

Claims (14)

1. 身体の一部を覆う装着具と、
   気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、
   使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、
   前記アクチュエータから排出される前記気体を、前記装着具内部に供給し、
   前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、
   前記装着具内部に供給される前記気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出され、
   前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、
   それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、
   前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、
   前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、
   前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする筋力補助装置。
2. 前記分割プレートの内面に緩衝材を設け、前記緩衝材は少なくともそれぞれの前記分割プレート間の隙間を覆うように設け、前記吹出穴から吹き出される前記気体は前記緩衝材と前記身体との間に導かれることを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
3. 前記緩衝材には、前記エアチューブを配置する溝を備えたことを特徴とする請求項２に記載の筋力補助装置。
4. 前記分割プレートを、前記骨に沿う方向が長辺となり、前記長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、
   隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、
   前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
5. 前記アクチュエータに対して前記気体の供給を行う動力源と、前記アクチュエータと前記動力源とをつなぐ給排気チューブと、前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介して前記エアチューブを前記給排気チューブに接続したことを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
6. 関節の一方の骨に沿って配置される一方の装着具と、
   前記関節の他方の骨に沿って配置される他方の装着具と、
   一方の前記装着具と他方の前記装着具とを連結する関節と、
   気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、
   使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、
   前記アクチュエータから排出される前記気体を、少なくとも一方の前記装着具内部に供給し、
   前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、
   前記装着具内部に供給される前記気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出されることを特徴とする筋力補助装置。
7. 前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、
   それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、
   前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、
   前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、
   前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。
8. 前記分割プレートの内面に緩衝材を設け、前記緩衝材は少なくともそれぞれの前記分割プレート間の隙間を覆うように設け、前記吹出穴から吹き出される前記気体は前記緩衝材と前記身体との間に導かれることを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
9. 前記緩衝材には、前記エアチューブを配置する溝を備えたことを特徴とする請求項８に記載の筋力補助装置。
10. 前記分割プレートを、前記骨に沿う方向が長辺となり、前記長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、
    隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、
    前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
11. 前記アクチュエータに対して前記気体の供給を行う動力源と、前記アクチュエータと前記動力源とをつなぐ給排気チューブと、前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介して前記エアチューブを前記給排気チューブに接続したことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。
12. 前記アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニットとし、
    一方の前記装着具と他方の前記装着具とを前記関節で連結して装着ユニットとし、
    前記装着ユニットに対して前記駆動ユニットを脱着可能としたことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。
13. 一対の前記駆動ユニットを、前記装着ユニットの両側に設けたことを特徴とする請求項１２に記載の筋力補助装置。
14. 一方の前記装着具を前腕装着具、他方の前記装着具を上腕装着具とし、
    前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブを前記前腕装着具及び前記上腕装着具に配置し、
    前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。