JP5732300B2 - 起立補助装置 - Google Patents

Description

この発明は、起立補助装置に関する。詳しくは、椅子などに腰掛ける使用者の着座姿勢から起立姿勢への移行を補助する装置に関する。

従来から、足腰の弱くなった高齢者や病人などのように自力で着座姿勢から起立姿勢への移行が困難な者を補助する装置として諸種のものが知られる。

特許文献１の場合、座部が前後２つの部材に分けられ、前座部と後座部との間が屈曲可能に連結される。前座部の前端部が基台に枢支され、前座部の後端部と基台との間に伸縮手段（電動シリンダ）が介装される。

前座部および後座部が前後に連なる着座状態から、伸縮手段が前側斜め上方へ作動（伸張）すると、前座部の後端側が押し上げられ、後座部との連結部を屈曲させながら前座部が基台との枢支点を中心に上方へ揺動することによって前側へ傾き、この動きに従って後座部がリンク機構に支えられながら前側斜め上方へ平行移動するようになっている。

特開２００５−１３７６３９号公報

このような従来の装置においては、座部に座る使用者は、後座部の前側斜め上方への平行移動に加え、前座部が前側へ傾斜するので、膝部が伸ばされるようになる。その状態で起立補助が終了するため、使用者の臀部が後座部に掛けたままとなる。言い換えれば、使用者は、腰部を伸ばしながら後座部から上体を起こし、足へ身体の重心を掛けて完全に立ち上がるに至る動作の補助が十分に得られない、という不具合が考えられる。

この発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、使用者が着座姿勢から足に身体の重心を掛けて完全に立ち上がるに至る動作の十分な補助が得られる装置の提供を目的とする。

この発明は、椅子に座る使用者が立ち上がる際の動作を補助する装置において、基台と、着座部と、前記基台に支持され前記着座部を支持する可動台と、前記着座部と別体の肘掛け部材と、前記着座部が略水平な着座状態から前記着座部の前端部を支点に前記着座部の後端側が立ち上がる倒立状態へ揺動可能に支持する第１連係機構と、第１連係機構を作動させる第１駆動手段と、前記肘掛け部材を前側斜め上方へ平行移動可能に支持する第２連係機構と、前記第１駆動手段と同時に作動し前記第２連係機構を作動させる第２駆動手段と、を備え、前記第１連係機構および前記第１駆動手段は、前記可動台と前記着座部との間に介装され、前記第２連係機構および前記第２駆動手段は、前記可動台と前記肘掛け部材との間に介装されることを特徴とする起立補助装置である。

この発明においては、第１駆動手段および第１連係機構の作動により、着座部が略水平な着座状態から着座部の前端部を支点に着座部の後端側が立ち上がる倒立状態へ揺動すると、着座部の前方への傾斜に伴って使用者の臀部が前側斜め上方へ送り出されるため、使用者の腰部が伸ばされ、膝部が伸ばしやすくなり、上体が起こされるようになる。また、第２駆動手段および第２連係機構の作動により、着座部と別体の肘掛け部材が着座部の動きに追従するように前側斜め上方へ平行移動するため、使用者は、両脇の肘掛け部材に支えられながら上体が押し上げられ、負担を殆ど受けることなく膝部を伸ばしながら、身体の重心が足に掛かる完全な起立姿勢に立ち上がることができる。つまり、着座姿勢から起立姿勢に至る立ち上がり動作の補助が十分に得られる。

この発明の実施形態を示す斜視図である。 同じく正面図である。 同じく側面図である。 同じく背面図である。 同じく底面図である。 同じく制御装置の概要構成図である。 同じく制御内容を説明する特性図である。 同じく作動状態の説明図である。 同じく作動状態の説明図である。 同じく作動状態の説明図である。

図に基づいて、この発明の実施形態に係る起立補助装置を説明する。

起立補助装置は、足腰が弱った高齢者や病人など使用者が椅子に座った状態（着座姿勢）から起立姿勢へ移行する際の立ち上がる動作を補助するためのものであり、病院の座席や、電車など乗り物の優先席のほか、車椅子などへの適用が想定される。

図は、起立補助装置として起立補助椅子への適用例を示すものである。以下の説明において、「前」，「後」，「左」，「右」とは、椅子に座る使用者を基準に指称するものとする。すなわち、使用者の正面が「前」であり、使用者の背後が「後」であり、使用者の左手が「左」であり、使用者の右手が「右」である。

起立補助椅子１０は、基台１１と、基台１１に支持される可動台１２と、可動台１２に支持される座部材１３と、座部材１３と別体の肘掛け部材１４と、を備える。なお、座部材１３（着座部１５および背凭れ部１６）のマットやクッション、肘掛け部材１４のクッション、等を含む外装材については、図示を省略する。

可動台１２は、座部材１３の後方に配置される基部１８、座部材１３の下方を前方へ延びるステイ１９（第１連係機構３０の支持部を構成する）、第３連係機構５０のリンク杆５１，５２を枢支するブラケット２０と、を備える。

基部１８は、左右１対のサイドメンバ１８Ａと、これらの間を連結する複数のクロスメンバ１８Ｂと、から構成される。サイドメンバ１８Ａは、前後方向へ延びる中間部１８ａと、中間部１８ａの前端から上方へ延びる前側部１８ｂと、中間部１８ａの後端から下方へ延びる後側部１８ｃと、から構成される。サイドメンバ１８Ａは、側面（図３、参照）から見ると、棚状に形成される。

ブラケット２０は、側面（図３、参照）から見ると、コ字状に形成され、コ字状の両端を前方へ向けて各サイドメンバ１８Ａの前側部１８ｂに取り付けられる。ステイ１９は、側面（図３、参照）から見ると、Ｌ字状に形成され、Ｌ字状の長辺部１９ａを前方へ向けて基部１８に固定される。

基部１８において、第１駆動手段２１の一端を回動自在に支持する枢着部２２と、第２駆動手段２５の一端を回動自在に支持する枢着部２６と、が左右方向の中間位置に備えられる。コ字状のブラケット２０の両端に第３連係機構５０のリンク杆５１，５２の一端を回動自在に支持する枢着部５３，５４が、ステイ１９の先端部（前端部）に着座部１５の前端部を回動自在に支持する枢着部３７が配置される。

座部材１３は、使用者の臀部を受ける着座部１５と、使用者の背中を支える背凭れ部１６と、から構成される。着座部１５は、ステイ１９の先端部（前端部）の枢着部２７（図９，図１０、参照）を支点に上下方向へ揺動自在に支持される。着座部１５の後端部に背凭れ部１６の下端部が回動（屈伸）自在に枢着される。背凭れ部１６を背後から支える支柱２８が備えられる。支柱２８は、背凭れ部１６の背面に取り付けられ、下方へ延びる延長端にリンク杆２９（図９，１０、参照）の一端が枢支される。リンク杆２９の他端は、基部１８のステイ１９の前端側（着座部１５の枢着部２７の後方）に枢支される。これらにより、可動台１２と座部材１３との間に第１連係機構３０が構成される。

第１駆動手段２１は、シリンダと、シリンダに伸縮可能なロッドと、ロッドを伸縮させる電動機（モータ）と、から構成される。第１駆動手段２１は、一端（シリンダ側）が基部１８の枢着部２２に支持され、他端（ロッド側）が着座部１５の後端側に配置される枢着部２３（図９，図１０、参照）に支持される。第１駆動手段２１は、基部１８の枢着部２２(図３、参照)と着座部１５の枢着部２３との間において、シリンダおよびロッドが前側斜め上方へ向く姿勢に介装され、着座部１５が略水平な着座状態からモータが伸側に作動すると、ロッドが伸張して着座部１５の後端側を押し上げるようになっている。これにより、着座部１５が略水平な着座状態から後端側が立ち上がる起立補助位置（補助動作の停止位置）へ揺動し、背凭れ部１６との枢着部（背凭れ部１６と着座部１５との枢着点）を上昇させながら、リンク杆２９が略水平な着座状態からステイ１９との枢支点を中心に立ち上がる起立補助位置へ揺動するのである。起立補助位置においては、着座部１５が鉛直に近い倒立状態となり、背凭れ部１６は着座部１５から鉛直に近い起立状態に伸び上がり、リンク杆２９は倒立状態の着座部１５と略平行となる（図１０、参照）。

肘掛け部材１４は、上方（図１、参照）から見ると、Ｕ字状に形成され、Ｕ字状の両端が前方へ向く姿勢に配置される。Ｕ字状の対向する両辺部１４ａ，１４ａの中間から下方へ支柱４１が延ばされ、各支柱４１の下部に第２連係機構４０の枢着部４６が備えられる。枢着部４６は、枢支点を変えられるように複数の軸穴が所定方向（図示の場合、高さ方向）へ配列される。

第２連係機構４０は、平行な上下１対のリンク杆４２，４３（図８〜図９、参照）を備える。平行な上下１対のリンク杆４２，４３は、座部材１３を挟む両側に配置される。基部１８の各サイドメンバ１８Ａにおいて、前側部１８ｂの上部に左右外側へ突出する枢着部４４，４５が配置される。上側のリンク杆４２は、一端が支柱４１側の枢着部４６の上側の軸穴に挿入する軸部（図示せず）を介して回動自在に支持され、他端側がサイドメンバ１８Ａの上側の枢着部４４に枢支される。下側のリンク杆４３は、一端が支柱４１側の枢着部４６の下側の軸穴に挿入する軸部（図示せず）を介して回動自在に支持され、他端がサイドメンバ１８Ａの下側の枢着部４５に枢支される。

上側のリンク杆４２の他端側は、枢着部４４よりも後方へ延長され、これら延長部の先端間が横架部材４７によって両側のリンク杆４２が連結される。座部材１３を挟む両側のリンク杆４２，４３は、上側のリンク杆４２同士が横架部材４７（図１、参照）によって連結するため、一体に作動するようになっている。横架部材４７の中間に第２駆動手段２５の枢着部２７が配置される。

第２駆動手段２５は、第１駆動手段２１と同じく、シリンダと、シリンダに伸縮可能なロッドと、ロッドを伸縮させる電動機（モータ）と、から構成される。第２駆動手段２５は、一端（シリンダ側）が基部１８側の枢着部２６に枢支される。枢着部２６は、基部１８の下部における左右方向の中間に配置される（図４、参照）。第２駆動手段２５は、シリンダおよびロッドが略鉛直に立てられ、横架部材４７の枢着部２７に他端（ロッド側）が回動自在に連結される。

平行な上下１対のリンク杆４２，４３が前方傾斜する着座状態（図８、参照）から、第２駆動手段２５が縮側に作動すると、平行な上下１対のリンク杆４２，４３が略水平となる起立補助位置（補助動作の停止位置）へ作動する（図１０、参照）。これにより、肘掛け部材１４は、基部１８に対して前側斜め上方へ弧状の軌跡をもって平行移動するようになっている。

肘掛け部材１４は、図示の場合、パイプ部材を用いてＵ字状に形成されるが、Ｕ字状の両辺部１４ａ，１４ａの先端側は、Ｕ字状の本体側のパイプ部材１４Ａと別のパイプ部材１４Ｂによって形成され、本体側のパイプ部材１４Ａの両端部にそれぞれ伸縮可能な嵌合状態に接続される。パイプ部材１４Ａ，１４Ｂの内側において、本体側のパイプ部材１４Ａと先端側のパイプ部材１４Ｂとの間に図示しないスプリング（バネ手段）が介装される。先端側のパイプ部材１４Ｂの初期位置および伸出位置を規制するストッパ（図示せず）が備えられる。１４ｂはグリップ（握持部）であり、先端側のパイプ部材１４Ａに形成される(図１、参照）。

使用者がクリップ１４ｂを掴み、上体が前方へ移動するに連れて肘掛け部材１４の先端側のパイプ部材１４Ｂが本体側のパイプ部材１４Ａから前方へ伸ばせるため、着座状態から起立補助位置までの間において、グリップ１４ｂを放さずに握り続けられるので、歩行へ移行する際の動作を支えることが可能となる。

基台１１は、設置部６１と脚柱部６２とから構成され、椅子の脚部として機能する。設置部６１は、床面に沿って前後方向へ延びる左右１対のサイドメンバ６１ａ，６１ａと、これらの間を連結する複数のクロスメンバ６１ｂと、から構成される。脚柱部６２は、各サイドメンバ６１ａ，６１ａの中間から脚柱６２ａ，６２ａが鉛直に起立され、脚柱６２ａ，６２ａ間が横架部材６３によって連結される。各脚柱６２ａ，６２ａの上部に第３連係機構５０の枢着部５５，５６が配置される。

第３連係機構５０は、平行な上下１対のリンク杆５１，５２を備える。上側のリンク杆５１は、一端が脚柱部６２の上側の枢着部５５に回動自在に支持され、他端が可動台１８におけるブラケット２０の上側の枢着部５３に回動自在に支持される。下側のリンク杆５２は、一端が脚柱部６２の下側の枢着部５６に回動自在に支持され、他端が可動台１２におけるブラケット２０の下側の枢着部５４に回動自在に支持される。

平行な上下１対のリンク杆５１，５２は、座部材１３を挟む両側に配置される。座部材１３を挟む両側のリンク杆５１，５２は、上側のリンク杆５１同士が横架部材５７（図１、参照）によって連結するため、一体に作動するようになっている。横架部材５７の中間に第３駆動手段６０の枢着部６５（図１０、参照）が配置される。

第３駆動手段６０は、第１，２駆動手段２１，２５と同じく、シリンダと、シリンダに伸縮可能なロッドと、ロッドを伸縮させる電動機（モータ）と、から構成される。第３駆動手段６０は、一端（シリンダ側）が基台１１側の枢着部６６に枢支される。枢着部６６は、設置部６１におけるクロスメンバ６１ｂの中間に配置される。第３駆動手段６０は、シリンダおよびロッドが前側斜め上方へ向く姿勢に配置され、横架部材５７の枢着部６５に他端（ロッド側）が回動自在に連結される。

平行な上下１対のリンク杆５１，５２が後方に傾く着座状態（図８、参照）から、第３駆動手段が伸側に作動すると、平行な上下１対のリンク杆５１，５２が前方に傾く起立補助位置（補助動作の停止位置）へ揺動する（図１０、参照）。これにより、可動台１２は、基台１１に対して前側斜め上方へ弧状の軌跡をもって平行移動するようになっている。

図６は 起立補助椅子１０の制御装置を説明するものであり、操作部７１と、補助動作の制御に必要なデータを格納する記憶部７２と、コントローラ７０と、を備える。コントローラ７０は、操作部７１の入力操作により、記憶部７２からのデータ（信号）に基づいて、図７のように第１駆動手段２１（図示のシリンダ１），第２駆動手段２５（図示のシリンダ２），３駆動手段６０(図示のシリンダ３)の作動を制御する。図７は、制御内容を例示する特性図である。各駆動手段２１，２５，６０は、コントローラ７０により、記憶部７１の格納データに基づいて、起立補助作動のタイミング、ストローク、スピードが制御される。

図７を参照しながら、図８〜図１０に基づいて、起立補助椅子１０の作動を説明する。使用者が座部材１３に座った着座状態において、操作部７１の入力操作により、起立補助の起動が指令されると、先ず始めに第３駆動手段６０が伸張（起立補助作動）する。これに伴う第３連係機構５０の作動により、平行な上下１対のリンク杆５１，５２が後側に傾く着座状態から前側に傾く起立補助位置（補助動作の停止位置）へ揺動し、その動きに連れて可動台１２が所定の軌跡をもって上方へ平行移動する。この可動台１２の動きに伴って座部材１３が基台１１に対して上昇するため、着座部１５に座る使用者の屈曲した膝部が次第に伸ばされる。

第３駆動手段６０に遅れて第１駆動手段２１が伸張（起立補助作動）する。これに伴う第１連係機構の作動により、着座部１５は、後端側が第１駆動手段２１によって前側斜め上方へ押し上げられ、前端部の枢着点２７を中心に上方へ揺動する。これに伴って背凭れ部１６が着座部１５の上方へ伸び上がってくるので、着座部１５に座る使用者の腰部が伸ばされ、背筋も前方へ押されるようになる。第３駆動手段６０の作動に基づく可動台１２の上昇に第１駆動手段２１の作動に基づく座部材１３の揺動が加わるため、使用者の膝部から腰部が伸ばされ、背筋が立ってくるので、使用者の身体の重心が足へ次第に掛かるようになる。

第１駆動手段２１と同時に第２駆動手段２５が収縮（起立補助作動）する。これに伴う第２連係機構４０の作動により、平行な上下１対のリンク杆４１，４２が前側に傾く着座状態から略水平な起立補助位置（補助動作の停止位置）へ揺動し、その動きに連れて肘掛け部材が所定の軌跡をもって前側斜め上方へ平行移動する。第１駆動手段２１の作動に基づく座部材１３の着座部１５および背凭れ部１６の動作に追従するように肘掛け部材１６が前側斜め上方へ平行移動するので、使用者は、両脇の肘掛け部材１６の動きによって上体が押し上げられ、着座部１５および背凭れ部１６の動きによって前方へ送り出されるようになる。このため、身体の重心が足に掛かる完全な起立姿勢に立ち上がることができる。つまり、使用者は、着座姿勢から起立姿勢に至る立ち上がり動作の補助が十分に得られる。

第１駆動手段２１および第３駆動手段６０は、起立補助の停止位置に達すると、伸張が停止される。第２駆動手段２５は、第１駆動手段２１および第３駆動手段６０の作動が停止する時点を挟む前後において、収縮から伸張へ作動が切り替えられ、肘掛け部材１６の高さを下げて起立補助の停止位置に達すると、作動が停止される（図７のシリンダ２、参照）。これにより、使用者がグリップ１４ｂを握っていると、肘掛け部材１６の高さが下がることで肘部が自然に伸ばせるので、上体が立ってくるに連れてグリップ１６をちょうど杖のようにして身体を支えることができる。従って、起立姿勢からさらに歩行動作へ無理なく円滑に移行しえるようになる。

第１連係機構３０は、背凭れ部１６やリンク杆２９を含めて構成される。第２連係機構４０は、平行な上下１対のリンク杵４１、４２を含めて構成される。第３連係機構５０は、平行な上下１対のリンク杵５１、５２を含めて構成される。

この実施形態においては、基台１１，座部材１３，肘掛け部材１４のほか、可動台１２を備えるので、第１駆動手段２１，第２駆動手段２５，第３駆動手段６０は、基台１１に集中させることなく簡単かつ容易に配置（レイアウト）することができる。第１連係機構３０および第１駆動手段２１は、可動台１２と着座部１５との間に介装され、第２連係機構４０および第２駆動手段２５は、可動台１２と肘掛け部材１６との間に介装され、第３連係機構５０および第３駆動手段６０は、基台１１と可動台１２との間に介装されるので、座部材１３，肘掛け部材１４，可動台１２を補助動作の停止位置から初期位置へ復帰させる際においては、各駆動手段２１，２５，６０を同期的に作動させても、これらの動きが互いに干渉するようなこともなく、迅速な復帰が可能となる。

肘掛け部材１４は、支柱３８の下部に配置される枢着部４６が枢支点を変えられるようになっているので、肘掛け部材１４の高さを使用者の体形などに合わせて調整することができる。記憶部７１に格納されるデータに基づく制御特性（図７、参照）についても、使用者の体形などに適する特性が得られるようにすると良い。そのため、記憶部７１に体形などを変数とする複数のデータを格納しておき、操作部７１の入力操作によって体形などに適する特性を任意に選択可能な設定とすることが考えられる。

第１駆動手段２１，第２駆動手段２５，第３駆動手段６０は、シリンダにロッドを伸縮させるモータを備えるもの（電動シリンダ）が用いられるが、これに限定されるものでなく、全部または一部を別の伸縮手段（ガスダンパなど）に代えても良い。

この発明は、椅子に限らず、着座部があって、着座部に座る使用者が起立姿勢へ立ち上がる動作の補助が必要な各種の設備の着座姿勢から起立姿勢への移行を補助する装置へ広く適用することができる。

１１ 基台
１２ 可動台
１３ 座部材
１４ 肘掛け部材
１５ 着座部材
１６ 背凭れ部
２１ 第１駆動手段
２５ 第２駆動手段
３０ 第１連係機構
４０ 第２連係機構
５０ 第３連係機構
６０ 第３駆動手段

Claims (6)

1. 椅子に座る使用者が立ち上がる際の動作を補助する装置において、基台と、着座部と、前記基台に支持され前記着座部を支持する可動台と、前記着座部と別体の肘掛け部材と、前記着座部が略水平な着座状態から前記着座部の前端部を支点に前記着座部の後端側が立ち上がる倒立状態へ揺動可能に支持する第１連係機構と、第１連係機構を作動させる第１駆動手段と、前記肘掛け部材を前側斜め上方へ平行移動可能に支持する第２連係機構と、前記第１駆動手段と同時に作動し前記第２連係機構を作動させる第２駆動手段と、を備え、
   前記第１連係機構および前記第１駆動手段は、前記可動台と前記着座部との間に介装され、前記第２連係機構および前記第２駆動手段は、前記可動台と前記肘掛け部材との間に介装されることを特徴とする起立補助装置。
2. 前記可動台を前側斜め上方へ平行移動可能に支持する第３連係機構と、前記第３連係機構を作動させる第３駆動手段と、を備え、前記第３連係機構および第３駆動手段は、前記基台と前記可動台との間に介装されることを特徴とする請求項１に記載の起立補助装置。
3. 前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、及び前記第３駆動手段は、シリンダと、シリンダに伸縮可能なロッドと、ロッドを伸縮させるモータと、から構成されることを特徴とする請求項２に記載の起立補助装置。
4. 前記第１駆動手段、前記第２駆動手段、及び前記第３駆動手段の作動を制御する手段を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の起立補助装置。
5. 前記第１連係機構は、前記着座部の背凭れ部を前記着座部が倒立状態へ揺動するに連れて前記背凭れ部が前記着座部の上方へ伸び上がってくるように支持する手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の起立補助装置。
6. 前記肘掛け部材は、前後方向へ伸縮可能に構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の起立補助装置。

Images