JP6060170B2 - 体幹装具 - Google Patents

Description

本発明は、体幹を固定することなく腰への負担を軽減し、腰痛を予防することができる体幹装具に関するものである。

腰痛が原因で体に不調を訴える者の割合は極めて多く、腰痛は慢性疾患になっている。

腰痛を予防し軽減する手段の一つとして、体幹や骨盤を固定することを目的としたコルセットが広く使用されている。この種のコルセットは、骨盤部に装着して腰部を圧迫し、腹圧を高めることで腰部を安定させるようになっている。

しかしながら、コルセットには腰部に加わる荷重の負担を軽減する効果はなく、また、体幹を固定してしまうため、腰部の可動域を狭め、腹筋の働きを弱めてしまうというデメリットがある。

そこで、本願出願人は、腰部の荷重負担を軽減することができ、且つ腹筋の働きを弱めることのない体幹装具を開発し、先に出願している（例えば、特許文献１参照）。

上記体幹装具は、図８に示すように、体幹に接触する上部支持体５０と、腰部に固定される腰部支持体５１とを有し、上部支持体５０は左右一対の支柱５２（手前側のみ図示）を介して腰部支持体５１の左右両側部と連結されており、各連結部分に継手装置５３が設けられている。

上記継手装置５３には、上記支柱５２を水平軸まわりに回動させるための回転軸５４と、上部支持体５０をバネによって矢印Ａ方向に付勢しその上部支持体５０と接触している上体を引き起こすように作用する付勢機構とが備えられている。

上記構成を有する体幹装具によれば、図８(ａ)に示すように、回転軸５４を中心に支柱５２が回転していない状態ではバネに抗力は発生しないが、図８(ｂ)に示すように、体幹が前屈した場合には、回転軸５４を中心として支柱５２が右方向に回転し、それによりバネに抗力が蓄積され、その抗力によって支柱５２には矢印Ｂ方向の回転モーメントが発生し、上部支持体５０が上体胸部を矢印Ｃ方向に押圧する。その結果、腰部に加わる荷重を軽減することができるようになっている。

特開２０１１−１９８７４号公報

しかしながら、上記した従来の体幹装具では、腰部支持体５１が腰部の周囲を包み込むようにして固定する構成であるから、座位姿勢や歩行が長時間に亙り、或いはこれらを繰り返し行っているうちに装着位置がずれる虞があり、また、付勢機構を備えた継手部が腰部支持体５１の側面から突出しているため、歩行時に手を前後に振るとその継手部と接触してしまうという問題があり、実用化にあたって改良の余地があった。

本発明は以上のような従来の体幹装具における課題を考慮してなされたものであり、体の諸動作を規制することなく長時間着用することができ、腰への負担を軽減し、腰痛を予防することができる体幹装具を提供するものである。

本発明は、腰部両側面に固定される一対の腰部取付け部材と、
上記各腰部取付け部材に架設される胸部押圧部材とから構成され、
上記胸部押圧部材は、上記腰部取付け部材の両側面に設けられた枢軸に枢支されて揺動し得るアーチ状のアームと、
上記アームの上端部に設けられる胸部押圧体と、
上記アームの中間部に設けられ、上記胸部押圧体を胸部に押圧するための押圧力を付与する押圧力付与部とを備えてなる体幹装具である。

本発明において、上記アームの中間部は、装具装着状態において上前腸骨棘から胸骨下部の間に相当する。

本発明において、上記押圧力付与部は、付勢ばね部と、その付勢ばね部によって発生する直線方向の付勢力をアーム回転方向の力に変換するリンク機構とから構成することができる。

本発明において、上記付勢ばね部を付勢状態と消勢状態とに切り替える操作レバーを備えることが好ましい。

本発明において、上記付勢ばね部が付勢状態にあるときに、上記リンク機構は、上記枢軸を中心として上記腰部取付け部材を前下がりに若干回転させるように構成されていることが好ましい。

本発明において、上記腰部取付け部材は、骨盤をその両側から把持する一対の固定用パッドを有することが好ましい。

本発明において、上記腰部取付け部材は、その腹側及び背側に配設されたベルトを締め付けることによって腰部に固定されるように構成することができる。

本発明の体幹装具によれば、体の諸動作を阻害することなく長時間着用することができ、腰への負担を軽減し、腰痛を予防することができる。

本発明に係る体幹装具の全体構成を示す斜視図である。 (ａ)及び(ｂ)はリンク機構の動作を説明する拡大側面図である。 (ａ)は胸部押圧部材の非押圧姿勢を示す側面図、(ｂ)は胸部押圧部材の押圧姿勢を示す側面図である。 本発明に係る体幹装具の装着状態を示す正面図である。 (ａ)及び(ｂ)は本発明の体幹装具の効果を説明する説明図である。 (ａ)及び(ｂ)は歩行時における本発明の体幹装具の効果を説明する説明図である。 (ａ)及び(ｂ)は歩行時における本発明の体幹装具の効果を説明する説明図である。 (ａ)及び(ｂ)は従来の体幹装具の動作説明図である。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
１．体幹装具の構成
図１において、本発明の体幹装具１は、腰部に固定される左右一対からなる腰部取付け部材２と、その腰部取付け部材２に架設される胸部押圧部材３とから主として構成され、胸部押圧部材３はさらに、腰部取付け部材２の両側面に設けられた枢軸に枢支されて前後方向に揺動し得るアーチ状のアーム４と、そのアームの上端部に設けられる胸部押圧パッド（胸部押圧体）４ａと、アーム４の中間部に設けられ上記胸部押圧パッド４ａを胸部に押圧するための押圧力を付与する付勢ばね部５及びリンク機構６とを備えている。なお、上記付勢ばね部５及びリンク機構６は押圧力付与部として機能する。

以下、各部の構成について詳細に説明する。

１-１ 腰部取付け部材
腰部取付け部材２は、骨盤をその両側から把持する一対の固定用パッド２ａを有し、これらの固定用パッド２ａは、骨盤側部の形状に沿って成形された厚さ２〜３ｍｍの合成樹脂成形板を芯材（図示しない）とし、その芯材の内面（腰部密着側）にクッション材が貼着され、そのクッション材はさらに通気性を有する布材によって被覆されている。また、芯材の外面（腰部非密着側）は合成皮革で被覆されている。

上記芯材用の合成樹脂としては、例えばポリエチレン樹脂、軟質ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等を使用することができる。

一対の固定用パッド２ａの前側端部２ｂは前ベルト７によって、また、一対の固定用パッド２ａの後側端部２ｃは後ベルト８によってそれぞれ連結または連結解除することができるようになっている。

なお、図中、符号９は前ベルト７を通して折り返すためのバックルであり、折り返されて重ね合わされた前ベルト７はベルクロファスナーによって互いに固定することができるようになっている。後ベルト８も前ベルト７と同様に構成されている。

１-２ 胸部押圧部材
１-２-１ アーム
胸部押圧部材３の構成部品としてのアーム４は、上記一対の固定用パッド２ａに対してアーチ状に架設された金属製帯鋼からなり、アーム上部の横板部４ｂはその板面が胸部に対して平行になっており、その中央に胸部を押圧するための略逆三角形からなる胸部押圧パッド（胸部押圧体）４ａが設けられている。この胸部押圧パッド４ａは可撓性を有する軟質ポリエチレン製の芯材をクッション材で被覆したものから構成されている。

アーム４の左右の縦板部４ｃ、４ｃは下方に向けて裾広がりに形成されており、且つ上記横板部４ｂに対して略９０°捩じられることにより、板面が腰部側面と平行になっている。

それにより、体幹装具１を腰痛患者の体に装着すると、図４に示すように、アーム４の縦板部４ｃは患者の上体の側面を通らず、腰部取付け部材２から胸部に沿って斜めに立ち上げられるようになっており、それにより、歩行時において患者の腕の振りがアーム４と干渉しないようになっている。

縦板部４ｃの下端（アーム基端部）は、腰部取付け部材２の芯材に固定されているベース金具１０に対し枢軸１１を介して連結されている。それにより、アーム４は枢軸１１を中心として矢印Ｄ方向に揺動することができるようになっている。

１-２-２ リンク機構
図２は、図１のリンク機構６を矢印Ｅ方向から見た側面図であり、同図(ａ)は胸部非押圧時の姿勢を示し、同図(ｂ)は胸部押圧時の姿勢を示している。

図２(ａ)において、ベース金具１０にはそのベース金具１０から隆起するようにして第１リンク連結部１０ａが形成されており、一方、縦板部４ｃの下部には第２リンク連結部１２が設けられ、この第２リンク連結部１２に揺動片６ａの一方端がピン１３を介して連結されている。その揺動片６ａの他方端はピン１４を介してリンク６ｂの一方端と連結されており、リンク６ｂの他方端はピン１５を介して上記第１リンク連結部１０ａと連結されている。

付勢ばね部５がアーム４に対して胸部押圧力を付与していない状態では、縦板部４ｃは矢印Ｆ方向に自由に揺動することができ、リンク６ｂはベース金具１０に接する位置まで左方向に移動して折り畳まれる。

図２(ｂ)において、後述する操作レバー５ａが操作されて付勢ばね部５がアーム４に対して付勢力を付与すると、揺動片６ａはピン１３を中心として矢印Ｇ方向に引き起こされ、リンク６ｂはピン１５を中心として矢印Ｈ方向に回転し、アーム４が矢印Ｍ方向に回転する。

リンク６ｂが矢印Ｈ方向に回転する際に、第１リンク連結部１０ａには上向き（矢印Ｉ方向）の力が作用し、それにより、ベース金具１０の先端側には下向き（矢印Ｊ方向）の力が作用する。すなわち、腰部取付け部材２を前下がりに若干回転させるような動作が行われる。

１-２-３ 付勢ばね部
図１において付勢ばね部５は、操作レバー５ａと、その操作レバー５ａに連結される押圧力調整部品５ｂと、その押圧力調整部品５ｂと揺動片６ａとに架設される引張コイルばね５ｃとを有し、アーム４の左右縦板部４ｃ、４ｃの中間部、具体的には、体幹装具１を装着した状態において上前腸骨棘から胸骨下部の間に相当する部位にそれぞれ配設されている。

押圧力調整部品５ｂは、操作レバー５ａを接続しているロッド５ｄを貫通するねじ部５ｅを有しており、このねじ部５ｅに調整ナット５ｆを螺合させて締め付けると、胸部押圧力を強くすることができ、調整ナット５ｆを緩めると、胸部押圧力を弱くすることができるようになっている。なお、図中、５ｇは操作レバー５ａをアーム４に取り付けている金具である。

操作レバー５ａは、付勢ばね部５を構成している引張コイルばね５ｃを付勢状態と消勢状態とに切り替えるために設けられており、アーム４と接触する位置まで操作レバー５ａを持ち上げる（矢印Ｋ方向）と、引張コイルばね５ｃが伸張されて引張コイルばね５ｃに付勢力が発生し、その引張コイルばね５ｃによって発生した直線方向の付勢力が、上記リンク機構６によってアーム回転方向の力に変換され、押圧パッド４ａを腰痛患者の胸部に押し付ける胸部押圧力となる。

２．体幹装具の動作
図３(ａ)は付勢ばね部５に付勢力が発生していない状態を示す側面図、同図(ｂ)は付勢ばね部５に付勢力が発生している状態を示す側面図である。ただし、両図は腰痛患者に体幹装具１を装着していない状態での体幹装具１の動作を示している。

図３(ａ)は図２(ａ)のリンク機構６の動作に対応している。操作レバー５ａを下方に倒しているため、引張コイルばね５ｃには付勢力は発生しておらず、それによりアーム４を左側（矢印Ｌ方向）に倒すことができ、この状態で腰痛患者は体幹装具１を無理なく体に装着することができる。

図３(ｂ)は図２(ｂ)のリンク機構６の動作に対応しており、操作レバー５ａを上方に持ち上げることによって、引張コイルばね５ｃには付勢力が発生し、リンク機構６を介して胸部押圧力が発生するため、アーム４は枢軸１１を中心として矢印Ｍ方向に回転する。

３．体幹装具の働き
図５は体幹装具１による効果を説明した側面図であり、同図(ａ)は体幹装具１を装着していない状態、同図(ｂ)は体幹装具１を装着した状態を示している。

図５(ａ)において、通常の立位では頭部、両上肢及び骨盤より上の体幹の重心を合成した上部体幹の重心Ｇは、腰部関節中心位置Ｏよりも前方に位置している。

それにより、上部体幹の重心Ｇにかかる重力のベクトルａは、腰部関節中心位置Ｏの前側を通過することになり、脊柱起立筋などの働きにより体幹を後屈させるモーメントＭ１が腰部に生じる。

一方、本発明の体幹装具１を装着した場合には、図５(ｂ)に示すように、胸部押圧部材３の押圧パッド４ａによる胸部押圧力により、上部体幹の重心Ｇは常に後方に向けて押し戻される力を受けることになる。

それにより、上部体幹の重心Ｇに加わる重力のベクトルｂと上記押圧力のベクトルｃとの合力ｄが腰部関節中心位置Ｏよりも後方を通過することになり、腰部関節において腹筋の働きによって体幹を前屈させるモーメントＭ２を発生させることができる。

胸部押圧部材３によって胸部押圧力を上体に与えると、骨盤を後方から前方に向けて押す力が反作用として発生する。

それにより、腰の関節点を中心として体幹は後方に押され、骨盤は前方向に押される力を受けるため、体は体幹筋群によるモーメントを自ら発生させてバランスを取ろうとする。このように体幹筋群を働かせることが腰痛の予防に通じる。

また、体幹を前屈させた場合、アーム４が枢軸１１を中心として右方向に回転し、それにより付勢ばね部５の引張コイルばね５ｃがさらに伸張されて付勢力が高められ、その高められた付勢力による回転モーメントＭ３が発生し、前屈した上体を起こす方向に抗力が発生する。その結果、腰部にかかる荷重を軽減することができる。

４．歩行時における体幹装具の働き
図６(ａ)は体幹装具１を装着しておらず片脚が接地している状態、同図(ｂ)は体幹装具１を装着し片脚が接地している状態をそれぞれ示している。

図６(ａ)において、後方にある下肢を前方に蹴り出すことにより前向きの床反力Ｆ１を受けるとき、体幹には後向きの慣性力Ｆ２が加わるため、腹筋モーメントＭ４が必要となる。符号Ｆ３は、慣性力Ｆ２と重心Ｇに加わる重力との合力を示している。

図６(ｂ)において、体幹装具１を装着した場合には、体幹に後向きに加わる慣性力にさらに体幹装具１による胸部押圧力を加えた慣性−押圧力Ｆ４が加わるため、体幹装具無しの場合に比べ、腹筋モーメントＭ４の活動が高められる。符号Ｆ５は、慣性−押圧力Ｆ４と、重心Ｇに加わる重力との合力を示している。

図７(ａ)は体幹装具１を装着しておらず両脚で接地している状態、同図(ｂ)は体幹装具１を装着し両脚で接地している状態をそれぞれ示している。

図７(ａ)において、両脚で接地している状態では、体の前方にある下肢が制動した際に後向きの床反力Ｆ６を受け、体幹には前向きの慣性力Ｆ７が加わるため、背筋モーメントＭ５が必要となる。符号Ｆ８は慣性力Ｆ７と重心Ｇに加わる重力との合力を示している。

図７(ｂ)において、体幹装具１を装着した場合には、前向きの慣性力Ｆ７に対して体幹装具１による胸部押圧力が逆方向に作用するため、前向きの慣性力Ｆ７よりも小さい前向きの慣性力Ｆ９が発生する。

それにより、体幹装具装着無しの場合に比べ、背筋モーメントＭ５が小さくなり、結果として脊柱起立筋の負担を減少させることができる。

すなわち、本発明の体幹装具１を装着して歩行を行うと、腹直筋の活動を高めながら、脊柱起立筋の負担を低下させることができるため、歩行時における腰部の負担軽減を実現することができる。

なお、上記実施形態におけるアームは、腰部取付け部材の両側面に設けられた枢軸に枢支されて揺動し得る一体のアームで構成したが、これに限らず、腰部取付け部材の両側面から独立してアーム（分割アーム）を延設することもできる。

分割アームは上部で連結し、その連結部分に胸部押圧パッドを設けることができ、また、分割アームを上部で連結せず、各アームの上部にそれぞれ胸部押圧パッドを設けることもできる。

また、分割アームを採用した場合には、付勢ばね部５における付勢力を左右で異なるように調整することもできる。

また、上記実施形態におけるアームの形状は、左右対称に構成したが、腰痛患者の体型、症状等に応じて左右非対称及び前後逆向きに構成することもできる。

本発明は、体幹を固定することなく腰への負担を軽減し、腰痛を予防することができるため、腰痛をかかえた患者の治療や介護や荷物運搬作業に従事する者の腰痛予防に利用することができる。

１ 体幹装具
２ 腰部取付け部材
２ａ 固定用パッド
３ 胸部押圧部材
４ アーム
４ａ 胸部押圧パッド
４ｂ 横板部
４ｃ 縦板部
５ 付勢ばね部
５ａ 操作レバー
５ｂ 押圧力調整部品
５ｃ 引張コイルばね
５ｄ ロッド
５ｅ ねじ部
５ｆ 調整ナット
６ リンク機構
６ａ 揺動片
６ｂ リンク
７ 前ベルト
８ 後ベルト
９ バックル
１０ ベース金具
１０ａ 第１リンク連結部
１１ 枢軸
１２ 第２リンク連結部
１３〜１５ ピン

Claims (7)

1. 腰部両側面に固定される一対の腰部取付け部材と、
   上記各腰部取付け部材に架設される胸部押圧部材とから構成され、
   上記胸部押圧部材は、上記腰部取付け部材の両側面に設けられた枢軸に枢支されて揺動し得るアーチ状のアームと、
   上記アームの上端部に設けられる胸部押圧体と、
   上記アームの中間部に設けられ、上記胸部押圧体を胸部に押圧するための押圧力を付与する押圧力付与部とを備え、
   上記アームは、着用者の足部から頭部に向かう方向において、身幅方向の外方から内方に向かって延在していることを特徴とする体幹装具。
2. 上記アームの中間部は、装具装着状態において上前腸骨棘から胸骨下部の間に相当する請求項１に記載の体幹装具。
3. 上記押圧力付与部は、付勢ばね部と、その付勢ばね部の伸長方向の付勢力をアーム回転方向の力に変換するリンク機構とを備えている請求項１に記載の体幹装具。
4. 上記付勢ばね部を付勢状態と消勢状態とに切り替える操作レバーが備えられている請求項３に記載の体幹装具。
5. 上記付勢ばね部が付勢状態にあるときに、上記リンク機構は、上記枢軸を中心として上記腰部取付け部材を前下がりに回転させるように構成されている請求項３に記載の体幹装具。
6. 上記腰部取付け部材は、骨盤をその両側から把持する一対の固定用パッドを有する請求項１に記載の体幹装具。
7. 上記腰部取付け部材は、その腹側及び背側に配設されたベルトを締め付けることによって腰部に固定されるように構成されている請求項１に記載の体幹装具。