JP6476903B2 - 歩行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、被介助者の歩行を、両足の歩行動作を補助することで支援する歩行支援装置に関するものである。

特許文献１には、両足の歩行動作を補助することで被介助者の歩行を支援する歩行支援装置として、クランクアームに連結する膝用バンドを被介助者の膝に装着して両足の歩行動作を補助する歩行支援装置が開示されている。

特開２０１１−２２４２９４号公報

特許文献１に記載の従来の装置では、膝用バンドを被介助者の膝に装着しているため、歩行支援装置の転倒や誤動作の際に被介助者が怪我などの被害を受ける恐れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、歩行支援装置の転倒や誤動作の際に被介助者が容易に歩行支援装置から離れることができる、両足の歩行動作を補助する歩行支援装置を提供する。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、本体と、一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第1車輪を備える第1脚と、一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第２車輪を備え、前記第1脚と左右一対に配置される第２脚と、一端が前記本体に固定され、他端に第３車輪を備える少なくも１つの固定脚と、前記第1脚の他端に係合する第１踏板と、前記第２脚の他端に係合する第２踏板と、前記第1脚と前記第２脚のそれぞれ回転方向が互いに逆方向となるように同時に回転させる駆動装置と、前記駆動装置の回転を制御する制御装置を備え、前記第1車輪と前記第２車輪と前記第３車輪が接地し、被介助者が前記第１踏板と前記第２踏板に左右の足を載せ、前記駆動装置の正転逆転により前記第1脚と前記第２脚を往復運動させ、前記被介助者の歩行を支援し、前記第１踏板と前記第２踏板は、接地するローラにより弾性部材を介して接地しないように支持され、前記第１踏板と前記第２踏板に前記被介助者が体重を載せると接地するとともに接地面との固着力が増大することである。

請求項２に係る発明の特徴は、本体と、一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第1車輪を備える第1脚と、一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第２車輪を備え、前記第1脚と左右一対に配置される第２脚と、一端が前記本体に固定され、他端に第３車輪を備える少なくも１つの固定脚と、前記第1脚の他端に係合する第１踏板と、前記第２脚の他端に係合する第２踏板と、前記第1脚と前記第２脚のそれぞれ回転方向が互いに逆方向となるように同時に回転させる駆動装置と、前記駆動装置の回転を制御する制御装置を備え、前記第1車輪と前記第２車輪と前記第３車輪が接地し、被介助者が前記第１踏板と前記第２踏板に左右の足を載せ、前記駆動装置の正転逆転により前記第1脚と前記第２脚を往復運動させ、前記被介助者の歩行を支援し、前記第１脚と前記第２脚は、リンク機構で構成され、前記リンク機構は、一端が前記本体に対して第1軸のまわりに回転可能に支持され、前記駆動装置により回転される第1リンクと、前記第1軸と同心で前記本体に固定した第１回転力伝達車と、前記第1リンクの他端に配置される第２軸まわりで、前記第1リンクに対して回転可能な第２回転力伝達車と、前記第１回転力伝達車と前記第２回転力伝達車の間の回転力を逆回転となるように伝達する第１回転力伝達手段と、一端が前記第２回転力伝達車に連結され、他端に、前記第1車輪または前記第２車輪および、前記第１踏板または前記第２踏板を係合する第２リンクを備えることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項２に係る発明において、前記第１踏板と前記第２踏板は、前記第１踏板と前記第２踏板に前記被介助者が体重を載せると接地面との固着力が増大することである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項３に係る発明において、前記第１踏板と前記第２踏板は、接地するローラにより弾性部材を介して接地しないように支持され、前記第１踏板と前記第２踏板に前記被介助者が体重を載せると接地することである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に係る発明において、前記本体に前記被介助者が把持する把持部を備え、前記把持部に前記制御装置を操作する操作手段を備えることである。

請求項１に係る発明によれば、被介助者が第１踏板と第２踏板に左右の足を載せ、駆動装置の正転逆転により第1脚と第２脚を歩行動作させ、被介助者の歩行を支援するので、歩行支援装置の転倒や誤動作の際に被介助者が容易に歩行支援装置から離れることができる歩行支援装置を実現できる。第１踏板と第２踏板は、接地するローラにより弾性部材を介して接地しないように支持されているので、被介助者が体重を載せていないときは第１踏板と第２踏板が少ない抵抗で接地面上を移動できる歩行支援装置を実現できる。第１踏板と第２踏板に被介助者が体重を載せているときは踏板が接地面と固着し、体重を載せていないときは踏板が少ない抵抗で接地面上を移動できるので、第１踏板と第２踏板に交互に体重を載せることで移動可能な歩行支援装置を実現できる。

請求項２に係る発明によれば、被介助者が第１踏板と第２踏板に左右の足を載せ、駆動装置の正転逆転により第1脚と第２脚を歩行動作させ、被介助者の歩行を支援するので、歩行支援装置の転倒や誤動作の際に被介助者が容易に歩行支援装置から離れることができる歩行支援装置を実現できる。脚は、第1リンクと第1リンクに対して回転可能な第２リンクにより構成されているので、踏板及び車輪の本体に対する運動軌跡を円弧以外に設定できる。この運動軌跡を接地面に平行な直線に近い軌跡とすることで、本体の上下動の少ない歩行支援装置を実現できる。

請求項３に係る発明によれば、第１踏板と第２踏板に被介助者が体重を載せているときは踏板が接地面と固着し、体重を載せていないときは踏板が少ない抵抗で接地面上を移動できるので、第１踏板と第２踏板に交互に体重を載せることで移動可能な歩行支援装置を実現できる。

請求項４に係る発明によれば、第１踏板と第２踏板は、接地するローラにより弾性部材を介して接地しないように支持されているので、被介助者が体重を載せていないときは第１踏板と第２踏板が少ない抵抗で接地面上を移動できる歩行支援装置を実現できる。

請求項５に係る発明によれば、本体に被介助者が把持する把持部を備え、把持部に操作手段を備えるので、操作が容易な歩行支援装置を実現できる。

本発明によれば、歩行支援装置の転倒や誤動作の際に被介助者が容易に歩行支援装置から離れることができる、両足の歩行動作を補助する歩行支援装置を実現できる。

第１実施形態の全体構成を示す概略図である。 図１のＡ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図３のＤ矢視図である。 図５のＥ−Ｅ断面図である。 第２実施形態の側面図である。 図７のＦ−Ｆ断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態の歩行支援装置１について説明する。
図１に示すように、歩行支援装置１は、本体２の右側面に右脚３Ｒの上端を回転可能に保持し、右脚３Ｒの下端には第１車輪４Ｒと第１踏板５Ｒを備えている。また、本体２の左側面に左脚３Ｌの上端を回転可能に保持し、左脚３Ｌの下端には第２車輪４Ｌと第２踏板５Ｌを備えている。さらに、本体２の前面に固定脚６が固定され、固定脚６の下端には第３車輪７を備えている。また、本体２の上面には、被介助者が把持する把持部１３を備えている。第１車輪４Ｒと第２車輪４Ｌと第３車輪７は、接地面に接地し、接地点を結ぶ３角形が形成される。歩行支援装置１の重心は、常にこの３角形内部にあるように構成されている。
ここで、固定脚６を複数備える場合は、車輪の接地点数が多くなるので、それに応じた多角形の内部に重心があるように構成すればよい。

図３に示す断面図において、右脚３Ｒは、本体２に対して軸受け１２Ｒを介して回転自在に保持され、歯車１７、８を介して駆動源であるモータ１６により本体２に対して回転する。歯車８の回転は、歯車９ａ、９ｃを備えた歯車軸９と、図４に示す、アイドル歯車１１を介して、歯車１０に伝達される。このため、本体２に対して軸受け１２Ｌを介して回転自在に保持され歯車１０に結合された左脚３Ｌは、右脚３Ｒの逆方向に回転する。
すなわち、モータ１６の回転により、右脚３Ｒと左脚３Ｌを同時に逆方向に回転させることができる。

モータ１６はあらかじめ設定され制御装置に格納された、制御内容に基づき、所定の角度範囲で正転と逆転を繰り返すことができる。把持部１３に設けられた図示しない操作手段を被介助者が操作することにより、制御部を操作し両脚の回転動作の開始、停止を行う。

第１踏板５Ｒは、図３、図５に示すように、先端が第１車輪４Ｒの軸端に回転自在に係合し、中央部に開口を有する踏板本体５Ｒａを備えている。図５、図６に示すように、踏板本体５Ｒａの裏面に一端が固定された板ばね５Ｒｂと、板ばね５Ｒｂの他端に固定されローラ５Ｒｄを回転自在に保持する軸５Ｒｃを備えている。踏板本体５Ｒａに外部から加重が作用していない場合は、板ばね５Ｒｂの弾性力によりローラ５Ｒｄが接地面ＦＬに押し付けられ、その反作用で、踏板本体５Ｒａは接地面から離れている。被介助者の右足に体重が移動し、踏板本体５Ｒａに板ばね５Ｒｂの弾性力より大きな力が加わると板ばね５Ｒｂがたわみ、踏板本体５Ｒａは、第１車輪４Ｒの軸端との係合部を中心に旋回降下し、その後端部が接地面ＦＬ（図２）に接触する。
第２踏板５Ｌは、第１踏板５Ｒと左右対称の同様の構造であり、被介助者の左足に板ばね５Ｌｂの弾性力より大きな体重が加わると、踏板本体５Ｌａは、第２車輪４Ｌの軸端との係合部を中心に旋回降下し、その後端部が接地面ＦＬ（図２）に接触する。

歩行支援装置１の使用方法を説明する。
図２に示すように、被介助者が手で把持部１３を持ち、右足を第１踏板５Ｒの上に載せ、左足を第２踏板５Ｌの上に載せ、右足に重心を移し左足を軽く浮かせる。次に、操作手段を操作して歩行動作を開始する。具体的には、図２において、右脚３Ｒが右回転し、左脚３Ｌが左回転する。こうすると、第１踏板５Ｒの本体５Ｒａは被介助者の体重により、接地面ＦＬと接触し摩擦により固着しているので、本体２が前方に押し出される。一方、第２踏板５Ｌの本体５Ｌａは、ローラにより支持されているので接地面ＦＬからの抵抗が少なく、前方に移動し、第２踏板５Ｌに軽く載せられている被介助者の左足も前方に押し出される。

モータ１６は所定の角度だけ回転すると一定時間停止する。この時に、被介助者は重心を左足に移動する。次にモータ１６が逆転すると右脚３Ｒが左回転し、左脚３Ｌが右回転する。こうすると、第２踏板５Ｌの本体５Ｌａは被介助者の体重により、接地面ＦＬと接触し摩擦により固着しているので、本体２が前方に押し出される。一方、第１踏板５Ｒの本体５Ｒａは、ローラにより支持されているので接地面ＦＬからの抵抗が少なく、前方に移動し、第１踏板５Ｒに軽く載せられている被介助者の右足も前方に押し出される。

以上のように、交互に逆方向に回転運動する右脚３Ｒと左脚３Ｌにより、第１踏板５Ｒと第２踏板５Ｌが交互に前後運動することにより、両足の歩行動作を補助する。
被介助者は足を踏板の上に載せておくだけなので、歩行支援装置１の転倒や誤動作の際に被介助者が容易に歩行支援装置から離れることができる。

［第２実施形態］
図７、図８を参照して、本発明の第２実施形態の歩行支援装置１００について説明する。
第２実施形態は、図７に示すように、第１実施形態における右脚３Ｒを、右第１リンク１０３Ｒａと右第２リンク１０３Ｒｂの２つのリンクにより構成されるリンク機構に置き換えたものである。同様に、左脚３Ｌを、左第１リンク１０３Ｌａと左第２リンク１０３Ｌｂの２つのリンクにより構成されるリンク機構に置き換えたものである。その他の、第１車輪４Ｒ、第１踏板５Ｒ、第２車輪４Ｌ、第２踏板５Ｌ、および、固定脚６、第３車輪７と把持部１３は、第１実施形態と同じである。

図８の断面図を参照して、リンク機構の詳細について説明する。
右第１リンク１０３Ｒａの一端は、本体１０２に対して軸受け１１２Ｒを介して回転自在に保持され、歯車１０８、１７を介してモータ１６により本体１０２に対して第１軸Ｐの回りに回転する。第１回転力伝達車である歯付プーリ１０３Ｒｃは、一端が本体１０２に固定され、軸受け１０３Ｒｈにより第１軸Ｐと同軸上に保持されている。

第１回転力伝達手段は、右第１リンク１０３Ｒａの長手方向における中間部で軸受け１０３Ｒｉを介して軸Ｑの回りに回転自在に支持されている歯付プーリ１０３Ｒｅと、歯付プーリ１０３Ｒｃと歯付プーリ１０３Ｒｅを連結する歯付ベルト１０３Ｒｄと、歯付プーリ１０３Ｒｅの端部に結合された歯車１０３Ｒｆにより構成される。

第２回転力伝達車である歯車１０３Ｒｇは、右第１リンク１０３Ｒａの下端部で軸受け１０３Ｒｊを介して第２軸Ｒの回りに回転自在に支持されている
歯車１０３Ｒｇの一端に右第２リンク１０３Ｒｂが結合されており、右第２リンク１０３Ｒｂは右第１リンク１０３Ｒａに対して第２軸Ｒの回りに回転する。右第２リンク１０３Ｒｂの下端には、第１実施形態と同じ第１車輪４Ｒが軸受１４Ｒを介して回転自在に保持され、第１車輪４Ｒの軸端に先端が回転自在に係合する第１実施形態と同じ踏板５Ｒを備えている。

右リンク機構の動作について説明する。図７において、モータ１６により右第１リンク１０３Ｒａを右回りに回転させる。こうすると、歯付プーリ１０３Ｒｃは本体１０２に固定されているので、歯付プーリ１０３Ｒｃは右第１リンク１０３Ｒａに対して相対的に左回りに回転する。このため、歯付プーリ１０３Ｒｃに歯付ベルト１０３Ｒｄにより連結された歯付プーリ１０３Ｒｅも、右第１リンク１０３Ｒａに対して左回転する。歯車１０３Ｒｇは、歯付プーリ１０３Ｒｅに結合された歯車１０３Ｒｆに噛合しているため右回転し、歯車１０３Ｒｇに結合された右第２リンク１０３Ｒｂも右回転する。すなわち、右第１リンク１０３Ｒａを右回りに回転させると右第２リンク１０３Ｒｂも右回転する。

右第１リンク１０３Ｒａと右第２リンク１０３Ｒｂの回転比は、歯付プーリ１０３Ｒｃと歯付プーリ１０３Ｒｅの歯数比、および、歯車１０３Ｒｆと歯車１０３Ｒｇの歯数比を適宜選択することで所望の回転比とすることができる。

図７において、右第１リンク１０３Ｒａの回転範囲は、右第１リンク１０３Ｒａの回転中心を通る垂線に対して左側の範囲とし、右第２リンク１０３Ｒｂの回転範囲は、右第２リンク１０３Ｒｂの回転中心を通る垂線に対して右側の範囲となるように設定することが好ましい。その上で、右第１リンク１０３Ｒａと右第２リンク１０３Ｒｂの回転比と、右第１リンク１０３Ｒａと右第２リンク１０３Ｒｂの長さを調整することで、右第１リンク１０３Ｒａの回転中心に対する第１車輪４Ｒの運動軌跡が接地面ＦＬに平行な直線に近くなり、本体２の上下動を小さくできる。

左リンク機構の動作について説明する。図８において、駆動源であるモータ１６の回転は、歯車１７、１０８を介して歯車軸１０９と、図示しないアイドル歯車を介して、歯車１１０に伝達される。このため、本体１０２に対して軸受け１１２Ｌを介して回転自在に保持され左第１リンク１０３Ｌａは、右第１リンク１０３Ｒａの逆方向に回転する。
すなわち、モータ１６の回転により、右第１リンク１０３Ｒａと左第１リンク１０３Ｌａを同時に逆方向に回転させることができる。

左第１リンク１０３Ｌａから左第２リンク１０３Ｌｂまでの結合は、右リンク機構と同様である。このため、図７において、左第１リンク１０３Ｌａが左回転をすると左第２リンク１０３Ｌｂも左回転する。

歩行支援装置１００の使用方法は第１実施形態の歩行支援装置１と同じであるが、歩行支援装置１の右脚３Ｒ、左脚３Ｌが円弧運動をするのに対して、歩行支援装置１００の車輪４Ｒの運動軌跡が接地面ＦＬに平行な直線に近くなり、本体２の上下動を小さくできる。

第２実施形態では、回転力伝達車として歯付プーリを用い、回転力伝達手段として歯付ベルトと歯車を用いた例で説明したが、摩擦ベルトとプーリ、摩擦車など、回転力を伝達可能な機構であれば、いかなる機構を用いてもよい。

本実施形態では、モータ１つで両脚を駆動したが、各々の脚に個別にモータを備えて同時に逆回転させてもよい。
踏板５Ｒ、５Ｌはローラ５Ｒｄ、５Ｌｄを備えているが、ローラを廃止して踏板本体５Ｒａ、５Ｌａが常に接地面ＦＬと接触しているようにしてもよい。また、ローラの制動手段を備え、体重が加わるとローラに制動力が作用するようにしてもよい。
本体２、１０２に被介助者の上体を支える上体支持手段を備えてもよい。

１、１００：歩行支援装置 ２、１０２：本体 ３Ｒ：右脚 ３Ｌ：左脚 ４Ｒ：第１車輪 ４Ｌ：第２車輪 ５Ｒ：第１踏板 ５Ｌ：第２踏板 ６：固定脚 ７：第３車輪 １３：把持部 １６：モータ

Claims (5)

1. 本体と、
   一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第1車輪を備える第1脚と、
   一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第２車輪を備え、前記第1脚と左右一対に配置される第２脚と、
   一端が前記本体に固定され、他端に第３車輪を備える少なくも１つの固定脚と、
   前記第1脚の他端に係合する第１踏板と、
   前記第２脚の他端に係合する第２踏板と、
   前記第1脚と前記第２脚のそれぞれ回転方向が互いに逆方向となるように同時に回転させる駆動装置と、
   前記駆動装置の回転を制御する制御装置を備え、
   前記第1車輪と前記第２車輪と前記第３車輪が接地し、被介助者が前記第１踏板と前記第２踏板に左右の足を載せ、前記駆動装置の正転逆転により前記第1脚と前記第２脚を往復運動させ、前記被介助者の歩行を支援し、
   前記第１踏板と前記第２踏板は、接地するローラにより弾性部材を介して接地しないように支持され、前記第１踏板と前記第２踏板に前記被介助者が体重を載せると接地するとともに接地面との固着力が増大する歩行支援装置。
2. 本体と、
   一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第1車輪を備える第1脚と、
   一端が前記本体に対して回転可能に支持され、他端に第２車輪を備え、前記第1脚と左右一対に配置される第２脚と、
   一端が前記本体に固定され、他端に第３車輪を備える少なくも１つの固定脚と、
   前記第1脚の他端に係合する第１踏板と、
   前記第２脚の他端に係合する第２踏板と、
   前記第1脚と前記第２脚のそれぞれ回転方向が互いに逆方向となるように同時に回転させる駆動装置と、
   前記駆動装置の回転を制御する制御装置を備え、
   前記第1車輪と前記第２車輪と前記第３車輪が接地し、被介助者が前記第１踏板と前記第２踏板に左右の足を載せ、前記駆動装置の正転逆転により前記第1脚と前記第２脚を往復運動させ、前記被介助者の歩行を支援し、
   前記第１脚と前記第２脚は、リンク機構で構成され、
   前記リンク機構は、一端が前記本体に対して第1軸のまわりに回転可能に支持され、前記駆動装置により回転される第1リンクと、
   前記第1軸と同心で前記本体に固定した第１回転力伝達車と、
   前記第1リンクの他端に配置される第２軸まわりで、前記第1リンクに対して回転可能な第２回転力伝達車と、
   前記第１回転力伝達車と前記第２回転力伝達車の間の回転力を逆回転となるように伝達する第１回転力伝達手段と、
   一端が前記第２回転力伝達車に連結され、他端に、前記第1車輪または前記第２車輪および、前記第１踏板または前記第２踏板を係合する第２リンクを備える歩行支援装置。
3. 前記第１踏板と前記第２踏板は、前記第１踏板と前記第２踏板に前記被介助者が体重を載せると接地面との固着力が増大する請求項２に記載の歩行支援装置。
4. 前記第１踏板と前記第２踏板は、接地するローラにより弾性部材を介して接地しないように支持され、前記第１踏板と前記第２踏板に前記被介助者が体重を載せると接地する請求項３に記載の歩行支援装置。
5. 前記本体に前記被介助者が把持する把持部を備え、前記把持部に前記制御装置を操作する操作手段を備える請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の歩行支援装置。

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