JP5915612B2 - 動作制御器具、及び、運動訓練装置 - Google Patents

Description

本発明は、運動訓練装置の動作制御器具、及び、運動訓練装置に関する。

患者の下肢等の運動訓練を行う運動訓練装置がある。このような運動訓練装置には、運動訓練装置の動作を停止等させるための動作制御器具が設けられている場合がある。例えば特許文献１には、動作制御器具として、ナースコール装置を作動させるためのボタンスイッチが記載されている。

特開２００６−２１０１７５号公報

このような動作制御器具には、様々な制御ができるようにより一層の高機能化が求められている。
そこで、本発明は、高機能な動作制御器具、及び、この動作制御器具を備える運動訓練装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る動作制御器具は、運動訓練装置の動作制御器具であって、運動訓練装置に対して第一の指示を行う第一のスイッチと、運動訓練装置に対して第二の指示を行う第二のスイッチとを備える。

第一のスイッチ及び第二のスイッチは、それぞれ、押下可能なボタン部を有する押下式のスイッチであってもよい。

筒状に形成され、周面に開口部を有するケースを更に備え、第一のスイッチは、ケースにおける筒形状の一方の端部に設けられ、第二のスイッチはケース内に収容されるとともに、第二のスイッチのボタン部がケースの開口部から露出していてもよい。

ケースの開口部の縁部には、ケースの外周面から立ち上がる壁部が設けられていてもよい。

ケースは、一部材によって形成されていてもよい。

ケースには、絞り込み部が設けられていてもよい。

ケースの内周面と第二のスイッチとの間に挿入され、第二のスイッチをケースの内周面に押し付ける固定具を更に備えていてもよい。

ケースの一方の端部に固定されるフック固定部と、フック固定部からケースの外周面と所定距離離間してケースの他方の端部に向かって延びるフック部とを有するフックを、更に備えていてもよい。

フック部におけるケース側の面は、フック部の延び方向に対して直交する方向に沿ってケースに向かって凸状に湾曲していてもよい。

本発明の他の一側面に係る運動訓練装置は、上記の動作制御器具と、運動訓練を行う運動訓練機構とを備える運動訓練装置であって、運動訓練機構に動作制御器具が接続されているか否かを検出する検出部と、検出部によって動作制御器具が運動訓練機構に接続されていることが検出された場合に、運動訓練機構の動作を可能とする制御部とを備える。

本発明の一側面及び他の一側面によれば、高機能な動作制御器具、及び、この動作制御器具を備える運動訓練装置を提供することができる。

一実施形態に係る下肢運動訓練装置の概略構成を示す図である。 図１の動作制御器具を示す斜視図である。 図２の動作制御器具の縦方向（長手方向）の断面図である。 図３のIV-IV線に沿った断面図である。 図２の動作制御器具の分解斜視図である。 ケースの第一の開口部を示す斜視図である。 ケースの第二の開口部を示す斜視図である。 制御部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、下肢運動訓練装置（運動訓練装置）１は、運動機能の回復を必要とする患者の下肢を訓練するためのものである。下肢運動訓練装置１は、本体部（運動訓練機構）１０、台車２０、アーム（運動訓練機構）３０、及び、動作制御器具４０を含んで構成される。本体部１０の一方の側面には、アーム３０が取り付けられている。アーム３０は、患者の下肢を動かして運動機能の訓練を行うものである。

本体部１０には、アーム３０の駆動の制御を行う制御部１１（図８参照）及び操作部等が設けられている。本体部１０は、台車２０に載置される。動作制御器具４０は、訓練を受ける患者によって握られた状態で使用される。動作制御器具４０は、患者の意思によってアーム３０の動作を停止させる際に使用される。動作制御器具４０は、ケーブル４１を介して本体部１０に接続されている。

次に、動作制御器具４０の詳細について説明する。図２から図７に示すように、動作制御器具４０は、ケース１００、一時停止スイッチ（第二のスイッチ）２００、非常停止スイッチ（第一のスイッチ）３００、フック４００、固定具５００、コネクタ６００、及び、キャップ７００を含んで構成される。

ケース１００には、一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００等が取り付けられる。ケース１００は、円筒状に形成され、円筒形状の軸方向の両端部がそれぞれ開口している。ケース１００は、一部材よって形成されている。以下では、ケース１００の両端にそれぞれ設けられた開口部のうち、一方の開口部を第一の開口部１１０、他方の開口部を第二の開口部１２０という。ケース１００の周面には、開口部１３０が設けられている。

図３及び図６に示すように、ケース１００における第一の開口部１１０側の端部近傍の内周面には、周方向に沿って延在する溝１１１が設けられている。また、ケース１００における第一の開口部１１０側の端部の内周面には、ケース１００の第一の開口部１１０側の端面に向かって延びる切欠き１１２が設けられている。

図３及び図７に示すように、ケース１００における第二の開口部１２０側の端部近傍の内周面には、周方向に沿って延在する溝１２１が設けられている。また、ケース１００における第二の開口部１２０側の端部近傍の内周面には、ケース１００の円筒形状の軸線方向に沿って延在する凸部１２２が設けられている。ケース１００の第二の開口部１２０側の端部近傍の内周面において、溝１２１よりも第一の開口部１１０側の位置には段部１２３（図３参照）が設けられている。段部１２３は、ケース１００における第二の開口部１２０側の内径を第一の開口部１１０側よりも大きくすることによって形成される。

図２に示すように、ケース１００における開口部１３０の縁部には、ケース１００の外周面から立ち上がる壁部１３１が設けられている。壁部１３１は、ケース１００の外周面から突出する一時停止スイッチ２００のボタン部２１０の側面を覆っている。

ケース１００における第一の開口部１１０と第二の開口部１２０との間には、外形が絞り込まれた絞り込み部１００ａが形成されている。

フック４００は、フック固定部４１０、及び、フック部４２０を含んで構成される。フック固定部４１０は、フック固定部４１０の一部がケース１００の第一の開口部１１０内に嵌め込まれることによってケース１００の第一の開口部１１０側の端部に取り付けられる。フック固定部４１０のうち第一の開口部１１０内に差し込まれる部位の外周面には、周方向に沿って延在する凸部４１１（図３及び図５参照）が設けられている。また、フック固定部４１０のうち第一の開口部１１０内に差し込まれる部位の外周面には、凸部４１２が設けられている。

フック４００のフック固定部４１０をケース１００の第一の開口部１１０側の端部に取り付ける際に、フック固定部４１０の凸部４１２をケース１００の切欠き１１２に嵌め込むことによって、ケース１００に対するフック固定部４１０の向きを規定することができる。また、フック固定部４１０の凸部４１１をケース１００の溝１１１に嵌め込むことにより、ビス等を用いることなく、フック固定部４１０をケース１００に対して着脱可能に固定することができる。

フック部４２０は、ケース１００に固定されたフック固定部４１０からケース１００の外周面と所定距離離間して第二の開口部１２０側の端部に向かって延びている。図４に示すように、フック部４２０におけるケース１００側の面は、フック部４２０の延び方向に対して直交する方向に沿ってケース１００に向かって凸状に湾曲している。また、図３に示すように、フック部４２０におけるケース１００側の面は、フック部４２０の延び方向に沿ってケース１００に向かって凸状に湾曲している。従って、フック部４２０は、スプーン状（スプーンの皿状部分の形状）に湾曲している。

フック部４２０とケース１００の外周面との間隔は、患者が手を差し込むことができる間隔となっている。また、フック部４２０とケース１００との間隔は、患者が手を差し込んだときに、フック部４２０によって患者の手がわずかに付勢される程度の間隔としてもよい。

フック部４２０と一時停止スイッチ２００のボタン部２１０とは、ケース１００を挟んで互いに対向している。

一時停止スイッチ２００は、患者がアーム３０の動作を一時的に停止させたい場合等に押下される押下式のスイッチである。例えば、アーム３０は、一時停止スイッチ２００の１回目の押下によって一時停止し、２回目の押下によってこれまでの動作と逆方向に動作を開始する。

一時停止スイッチ２００は、ボタン部２１０、スイッチホルダ２２０、スイッチ本体２３０、及び、留め具２４０を含んで構成される。一時停止スイッチ２００はケース１００内に配置され、ケース１００の開口部１３０からボタン部２１０が露出している。

スイッチホルダ２２０と留め具２４０とは、間にスイッチ本体２３０及びボタン部２１０を挟み込んでビス２４０ａによって互いに連結されている。ボタン部２１０は、患者によって押下される部材である。ボタン部２１０は、スイッチホルダ２２０と留め具２４０とに亘って設けられた回動軸２２０ｂを軸としてスイッチホルダ２２０及び留め具２４０に回動可能に取り付けられる。

ボタン部２１０におけるスイッチホルダ２２０側の面には凹部２１０ａが設けられている（図３参照）。スイッチホルダ２２０に取り付けられたピン２２０ａが凹部２１０ａ内に差し込まれている。ピン２２０ａが凹部２１０ａ内に差し込まれていることにより、回動軸２２０ｂを軸として回動するボタン部２１０の回動範囲が凹部２１０ａの大きさによって規定される。

スイッチ本体２３０は、ボタン部２１０に隣接して設けられている。スイッチ本体２３０は、ボタン部２１０の押下に応じてスイッチの切り替えを行う。スイッチ本体２３０に接続される配線は、コネクタ６００に向けて延びている。スイッチホルダ２２０にはバネ２５０が設けられている。バネ２５０は、ボタン部２１０をスイッチ本体２３０から離間させる方向に付勢する。

スイッチホルダ２２０と留め具２４０とがビス２４０ａによって連結された状態で、スイッチホルダ２２０及び留め具２４０の外形はケース１００に設けられた開口部１３０よりも大きい。ボタン部２１０は、ケース１００の外周面から所定量だけ突出している。但し、上述したように、ボタン部２１０の側面はケース１００の縁部に設けられた壁部１３１によって囲まれている。

固定具５００は、図４に示すように、一時停止スイッチ２００とケース１００の内周面との間に挿入されている。固定具５００は、一時停止スイッチ２００のスイッチホルダ２２０及び留め具２４０をケース１００の内周面に押し付けることによって、ケース１００内において一時停止スイッチ２００を固定する。

非常停止スイッチ３００は、一時停止スイッチ２００とは異なる指示が可能なものであり、例えば、患者がアーム３０の動作を緊急的に停止させたい場合等に押下される押下式のスイッチである。例えば、アーム３０は、非常停止スイッチ３００が押下されることによって、アームを駆動する駆動モータへの電力供給が遮断され、駆動モータが有する保持ブレーキを作動させることによって、非常停止スイッチ３００が押下されたときの状態で緊急停止する。

非常停止スイッチ３００は、ボタン部３１０、及び、スイッチ本体３２０を含んで構成される。非常停止スイッチ３００は、フック固定部４１０に取り付けられ、ボタン部３１０が露出している。ボタン部３１０は、患者によって押下される部材である。スイッチ本体３２０は、ボタン部３１０の押下に応じてスイッチの切り替えを行う。非常停止スイッチ３００として、例えば、ボタン部３１０が押下されたときにボタン部３１０の押下状態が維持され、ボタン部３１０が回転させられた場合にボタン部３１０の押下が解除されるスイッチを用いてもよい。

スイッチ本体３２０に接続される配線は、フック固定部４１０の中央部に設けられた孔を介してコネクタ６００に向けて延びている。

コネクタ６００は、コネクタ部６１０、及び、フランジ部６２０を含んで構成される。フランジ部６２０は、円盤形状を有し、中央部にコネクタ部６１０が固定される。コネクタ部６１０には、一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００からの配線が接続されている。フランジ部６２０の外周縁には、切欠き６２０ａが設けられている。

コネクタ６００は、フランジ部６２０がケース１００の内周面に形成された段部１２３に当接するように、第二の開口部１２０側のケース１００内に配置される。コネクタ６００を段部１２３に当接させる際に、フランジ部６２０の切欠き６２０ａ内にケース１００の凸部１２２を嵌め込むことで、コネクタ６００の位置決めがされ、コネクタ６００の回転を防止できる。コネクタ部６１０には、ケーブル４１側のコネクタが接続される。

キャップ７００は、キャップ７００の一部がケース１００の第二の開口部１２０内に嵌め込まれることによってケース１００の第二の開口部１２０側の端部に取り付けられる。キャップ７００のうち第二の開口部１２０内に差し込まれる部位の外周面には、周方向に沿って延在する凸部７０１（図３及び図５参照）が設けられている。

キャップ７００は、ケース１００の第二の開口部１２０側の内周面に設けられた溝１２１に凸部７０１が嵌め込まれることによってケース１００に対して着脱可能に固定される。このとき、キャップ７００の端部と、ケース１００の段部１２３とによってフランジ部６２０の縁部を挟み込むことによって、コネクタ６００がケース１００に固定される。これにより、ケーブル４１に断線等が生じた場合であっても、キャップ７００を取り外すだけで、コネクタ６００をケース１００外に容易に取り出すことができ、ケーブル４１の交換作業が容易となる。

次に、アーム３０を制御する制御部について説明する。図８に示すように、制御部１１は、検出部１２、及び、駆動制御部（制御部）１３を含んで構成される。制御部１１は、例えば、本体部１０に設けられている。検出部１２は、制御部１１に動作制御器具４０が接続されているか否かを検出する。動作制御器具４０の接続の有無の検出方法として、例えば、通電の有無に基づいて判断することができる。但し、動作制御器具４０の接続の有無の検出方法については限定されない。

駆動制御部１３は、アーム３０の動作を制御するものである。駆動制御部１３は、検出部１２によって動作制御器具４０が本体部１０に接続されていることが検出された場合にのみ、アーム３０を作動させる。駆動制御部１３は、動作制御器具４０に設けられた一時停止スイッチ２００のボタン部２１０、又は、非常停止スイッチ３００のボタン部３１０が押下された場合に、予め設定された条件に基づいてアーム３０の動作を制御する。

本実施形態は以上のように構成され、動作制御器具４０には、互いに異なる指示が可能な一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００が設けられ、高機能化を図ることができる。これにより、下肢運動訓練装置１によって訓練を受けている患者は、１つの動作制御器具４０から互いに異なる２つの指示を行うことができる。また、患者がアーム３０を停止等させたい場合にすぐに下肢運動訓練装置１に対して指示が行えるように、訓練中は患者の手元に動作制御器具４０を常に置いておく、或は、患者が動作制御器具４０を握っておく必要がある。このような場合、複数の指示が可能なように複数の動作制御器具が設けられている場合には、患者の両手が塞がってしまい好ましくない。そこで、本実施形態のように、互いに異なる２つの指示が可能な動作制御器具４０を用いることで、患者の両手が塞がることがなく、訓練を受ける患者にとって使い勝手のよい動作制御器具４０となる。

一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００として、それぞれ押下式のスイッチを用いることができる。この場合には、患者は、ボタン部を押下するという簡易な動作によって下肢運動訓練装置１の制御部１１に対して指示を行うことができる。

円筒状に形成されたケース１００の第一の開口部１１０側の端部に非常停止スイッチ３００を設け、ケース１００の周面に一時停止スイッチ２００のボタン部２１０を露出させる。即ち、一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００は、ボタン部２１０及び３１０の向きが互いに異なる向きとなるようにケース１００に設けられる。これにより、ボタン部２１０及び３１０の押下方向が異なるものとなり、例えば、訓練を受ける患者が急いで操作を行う場合であっても、一時停止スイッチ２００と非常停止スイッチ３００とを取り違えて誤った操作をしてしまうことを防止できる。

ケース１００の開口部１３０の縁部に壁部１３１を設けることで、動作制御器具４０を掴む際にケース１００を強く握りしめてしまった場合であっても、一時停止スイッチ２００のボタン部２１０が誤って押下されてしまうことを防止できる。

ケース１００を一部材によって形成することで、ケース１００の周面に継ぎ目が露出することがない。これにより、患者がケース１００を握った場合の握り心地を向上させることができる。また、ケース１００に継ぎ目がないことで、ケース１００に煩雑さが無くなり、意匠性を向上させることができる。

ケース１００に絞り込み部１００ａを設けることで、患者が動作制御器具４０を握った場合に動作制御器具４０が滑り落ちることを防止できる。

ケース１００の内周面と一時停止スイッチ２００との間に固定具５００を挿入して一時停止スイッチ２００を固定することにより、ビス等を用いることなく容易に一時停止スイッチ２００を固定することができる。ケース１００を一部材で形成する場合にも、一時停止スイッチ２００を固定するためのビスがケース１００の外周面に露出等することがないので、握り心地が悪化することがない。また、ケース１００の開口部から一時停止スイッチ２００を挿入して固定具５００によって一時停止スイッチ２００を固定することができるので、ケース１００を２つに分割等することなく一時停止スイッチ２００を固定することができる。

動作制御器具４０がフック４００を有していることにより、患者が動作制御器具４０を持った状態を維持し易くなる。例えば、患者が長時間訓練を受ける場合であっても、常に強い力でケース１００を握りしめておくこと無く、フック４００に手を引っ掛けるだけで患者は動作制御器具４０を容易に保持しておくことができる。

フック部４２０のケース１００側の面は、ケース１００側に向かって凸状に湾曲している。これにより、患者がケース１００とフック部４２０との間に手を差し込む際、及び差し込んだ状態において、フック部４２０の角部が患者の手に当たることがなく、角部の接触による違和感を患者に与えることを抑制することができる。

駆動制御部１３は、検出部１２によって動作制御器具４０が制御部１１に接続されていることが検出された場合にのみ、アーム３０を作動させる。これにより、患者によってアーム３０の動作を停止させることができない状態で患者が訓練を受けることを防止できる。また、例えば、動作制御器具４０の故障やケーブル４１に断線が生じている場合にも動作制御器具４０が接続されていないものとして検出部１２が検出する場合には、患者の意思によってアーム３０を停止させることができない状態で患者が訓練を受けることをより一層抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、動作制御器具４０に設ける２つのスイッチとして、一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００を用いたが、これ以外の機能を有するスイッチを用いてもよい。また、一時停止スイッチ２００及び非常停止スイッチ３００は、押しボタン式スイッチに限らず、他の種類のスイッチを用いてもよい。

ケース１００は円筒形状を有するものとしたが、２つのスイッチを設けることができるものであれば、他の形状であってもよい。下肢運動訓練装置１は、患者の下肢の運動訓練を行うものとしたが、下肢以外の部位の訓練を行う装置に動作制御器具４０を適用してもよい。

１…下肢運動訓練装置（運動訓練装置）、１０…本体部（運動訓練機構）、１２…検出部、１３…駆動制御部（制御部）、３０…アーム（運動訓練機構）、４０…動作制御器具、１００…ケース、１００ａ…絞り込み部、１３０…開口部、１３１…壁部、２００…一時停止スイッチ（第二のスイッチ）、３００…非常停止スイッチ（第一のスイッチ）、４００…フック、４１０…フック固定部、４２０…フック部。

Claims (7)

1. 運動訓練装置の動作制御器具であって、
   前記運動訓練装置に対して第一の指示を行う第一のスイッチと、
   前記運動訓練装置に対して第二の指示を行う第二のスイッチと、
   筒状に形成され、周面に開口部を有するケースと、
   を備え、
   前記第一のスイッチ及び前記第二のスイッチは、それぞれ、押下可能なボタン部を有する押下式のスイッチであり、
   前記第一のスイッチは、前記ケースにおける筒形状の一方の端部に設けられ、
   前記第二のスイッチは前記ケース内に収容されるとともに、前記第二のスイッチの前記ボタン部が前記ケースの前記開口部から露出し、
   前記ケースの前記開口部の縁部には、前記ケースの外周面から立ち上がるとともに前記第二のスイッチの前記ボタン部の側面を覆う壁部が設けられる、動作制御器具。
2. 前記ケースは、一部材によって形成される、請求項１に記載の動作制御器具。
3. 前記ケースには、絞り込み部が設けられる、請求項１又は２に記載の動作制御器具。
4. 前記ケースの内周面と前記第二のスイッチとの間に挿入され、前記第二のスイッチを前記ケースの内周面に押し付ける固定具を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の動作制御器具。
5. 前記ケースの前記一方の端部に固定されるフック固定部と、前記フック固定部から前記ケースの外周面と所定距離離間して前記ケースの他方の端部に向かって延びるフック部とを有するフックを、更に備える請求項１から４のいずれか一項に記載の動作制御器具。
6. 前記フック部における前記ケース側の面は、前記フック部の延び方向に対して直交する方向に沿って前記ケースに向かって凸状に湾曲する、請求項５に記載の動作制御器具。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の前記動作制御器具と、運動訓練を行う運動訓練機構とを備える運動訓練装置であって、
   前記運動訓練機構に前記動作制御器具が接続されているか否かを検出する検出部と、
   前記検出部によって前記動作制御器具が前記運動訓練機構に接続されていることが検出された場合に、前記運動訓練機構の動作を可能とする制御部と、
   を備える、運動訓練装置。

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