JP6616950B2 - 固定モジュール及びこれを含む運動補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定モジュール及びこれを含む運動補助装置に関する。

最近、高齢化社会の深刻化に伴って関節に問題が発生し、これに対する痛みと不便を訴える人が増加している。これにより、関節の不便な老人や患者が歩行を円滑にする補助装置に対する関心が高まっている。補助装置は、ユーザの脚筋力を補助できるように各関節部を駆動させる駆動モータや油圧システムなどを備えた能動型関節構造が備えられてもよい。

本発明の目的は、固定モジュール及びこれを含む運動補助装置を提供することにある。

一実施形態によると、固定モジュールは、対象体の一側面に配置される第１中央部と、前記第１中央部から前記対象体の前面及び後面に沿ってそれぞれ延びる第１前方延長部及び第１後方延長部を含む第１側面フレームと、前記対象体の他の側面に配置される第２中央部と、前記第２中央部から前記対象体の前面及び後面に沿ってそれぞれ延びる第２前方延長部及び第２後方延長部を含む第２側面フレームとを含み、前記第１中央部及び第２中央部は向かい合うように配置され、前記第１中央部及び第２中央部の間の距離は調整されてもよい。

前記第１前方延長部及び第２前方延長部は脱着可能であり、前記第１後方延長部及び第２後方延長部は脱着されてもよい。

前記第１前方延長部及び第２前方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整されてもよい。

前記第１前方延長部は、前記第２前方延長部に結束可能な結束部と、前記結束部が前記第１中央部に対して回動可能に結合する連結部とを含んでもよい。

前記第１後方延長部及び第２後方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整されてもよい。

前記第１後方延長部は、前記第２後方延長部に対してスライド移動されてもよい。

前記第１後方延長部及び第２後方延長部は、互いに対応するように形成される第１ガイドホール及び第２ガイドホールを含み、前記第１ガイドホール及び第２ガイドホールを貫通して、前記第１後方延長部及び第２後方延長部が相対的に移動しないようにする締結部材をさらに含んでもよい。

前記第１側面フレーム及び第２側面フレームのうち少なくとも１つの側面フレームは、前記１つの側面フレームの後方延長部から一側に延びる支持部材をさらに含んでもよい。

前記第１側面フレームは、前記第１後方延長部から上側に延びる第１上側支持部材をさらに含み、前記第２側面フレームは、前記第２後方延長部から上側に延びる第２上側支持部材をさらに含み、前記第１上側支持部材及び第２上側支持部材は、それぞれ前記対象体の脊椎を中心に両側に配置され、前記対象体の脊椎起立筋を支持するように配置されてもよい。

前記第１側面フレームは、前記第１後方延長部から下側に延びる第１下側支持部材をさらに含み、前記第２側面フレームは、前記第２後方延長部から下側に延びる第２下側支持部材をさらに含み、前記第１下側支持部材及び第２下側支持部材は、前記対象体の尻筋肉を支持するように配置されてもよい。

前記支持部材は、前記後方延長部の長手方向に対して直交するように配置されるプレートと、前記プレートから突出して形成される複数の突起部とを含んでもよい。

前記複数の突起部は、前記プレートの長手方向に沿って互いに離隔するように配置されてもよい。

前記支持部材は、前記複数の突起部を貫通するように配置される補強材をさらに含んでもよい。

前記支持部材は、前記後方延長部の長手方向に対して直交するように配置されるプレートと、前記プレートの両端部に位置する部分は固定され、前記プレートの中央部に位置する部分は固定されないように設けられる補強材とを含んでもよい。

前記支持部材は、前記後方延長部の長手方向に対して直交するように配置されるプレートと、前記プレートの端部に前記プレートの幅方向に沿って埋立され、前記プレートの長手方向に沿って延びる補強ワイヤーとを含んでもよい。

前記支持部材は、幅よりも長さが大きい形態を有し、前記支持部材の両端部の剛性は、前記長手方向に中間領域の剛性よりも大きくてもよい。

他の実施形態によると、固定モジュールは、対象体の一側面を取り囲み、両端部が前記対象体の前面及び後面に沿って延びる第１側面フレームと、前記対象体の他の側面を取り囲み、両端部が前記対象体の前面及び後面に沿って延びる第２側面フレームと、前記第１側面フレーム及び第２側面フレームがそれぞれスライド可能に結合し、前記対象体の後面を支持する支持部材とを含む。

前記第１側面フレームの前端部及び第２側面フレームの前端部は互いに脱着可能であり、前記第１側面フレームの後端部及び第２側面フレームの後端部は、それぞれ前記支持部材に脱着可能に提供されてもよい。

一実施形態によると、運動補助装置は、対象体の一側面に配置される第１分離型フレームと、前記対象体の他の側面に配置される第２分離型フレームとを含み、前記第１分離型フレーム及び第２分離型フレームの間の距離は調整可能に配置される固定モジュールと、前記固定モジュールに備えられる駆動モジュールと、

前記駆動モジュールによって回転し、前記対象体の関節部の回転動作を補助するジョイントアセンブリとを含む。

前記第１分離型フレーム及び第２分離型フレームは柔軟な材質で形成され、前記固定モジュールは、前記対象体の上側及び下側に向かってそれぞれ延びる上側支持部材及び下側支持部材をさらに含み、前記ジョイントアセンブリが一方向に回転すると、前記上側支持部材が前記対象体の上側を加圧し、前記ジョイントアセンブリが他方向に回転すると、前記下側支持部材が前記対象体の下側を加圧してもよい。

実施形態によると、２つの幅調整可能なフレームを用いて様々な身体サイズに合わせて適用できる。また、実施形態の支持部材によると、駆動部による反力を支持することによって、駆動中に揺れる問題を減少させ得る。前述の構造によって反力を支持できるため、従来のように反力を減少させるために固定モジュールを過度に密着する必要がなく、結果的に、着用感の向上を導き出すと共に揺れを減少させる分よりも大きい駆動力で運動を補助することが可能である。

実施形態に係る運動補助装置の正面図である。 実施形態に係る運動補助装置の側面図である。 実施形態に係る固定モジュールの背面図である。 実施形態に係る固定モジュールの分解斜視図である。 他の実施形態に係る固定モジュールの分解斜視図である。 更なる実施形態に係る部材の斜視図である。 更なる実施形態に係る部材の斜視図である。 実施形態に係る部材に外力が加えられるとき支持部材が変形される形状を示す図である。 実施形態に係る部材に外力が加えられるとき支持部材が変形される形状を示す図である。 実施形態に係る部材に外力が加えられるとき支持部材が変形される形状を示す図である。 更なる実施形態に係る固定モジュールの分解斜視図である。

以下、実施形態を例示的な図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同一の構成要素に対して、たとえ他の図面上に表示されても可能な限り同一の符号を有することに留意しなければならない。また、実施形態の説明において、関連する公知構成又は機能に対する具体的な説明が実施形態に対する理解を曖昧にすると判断される場合はその詳細な説明は省略する。

また、実施形態の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いてもよい。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該の構成要素の本質や順序又は順序などは限定されることはない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」していると記載される場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されたり接続されることができるものの、各構成要素の間に更なる構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」され得ると理解されなければならない。

図１は実施形態に係る運動補助装置の正面図であり、図２は、実施形態に係る運動補助装置の側面図である。

図１及び図２を参照すると、運動補助装置１０は、対象体に着用されて対象体の運動を補助する。

対象体は、人、動物又はロボットなどであってもよく、これに制限されることはない。また、図１は、運動補助装置１０が、対象体の太ももの運動を補助する場合について図示しているが、運動補助装置１０は、対象体の手、上膊、下膊などの上体の他の部分や、足、ふくらはぎなどの下半身の他の部位にも補助可能である。言い換えれば、運動補助装置１０は、対象体の一部分の運動を補助することができる。

以下、運動補助装置１０は、人の太ももの運動を補助する場合について例示的に説明することにする。

運動補助装置１０は、固定モジュール２０、駆動モジュール３０、ジョイントアセンブリ４０、及び支持モジュール５０を含んでもよい。

固定モジュール２０は対象体に固定されてもよく、対象体の外面に沿って取り囲む形状であってもよい。例えば、固定モジュール２０は、対象体の腰の一側に固定されてもよく、対象体の接触の部分に対応する湾曲面を含む形状であってもよい。前記固定モジュール２０は、対象体の一側面に配置される第１側面フレーム１００、対象体の他の側面に配置される第２側面フレーム２００を含んでもよい。

駆動モジュール３０は、ジョイントアセンブリ４０に伝えられる動力を提供してもよい。例えば、駆動モジュール３０は、ジョイントアセンブリ４０の側方向に、言い換えれば、駆動モジュール３０の回転軸がアセンブリ４０の回転軸から離隔するように配置されてもよい。この場合、駆動モジュール３０及びジョイントアセンブリ４０が回転軸を共有する場合に応じて、対象体から突出する高さを減らすことができる。一方、図面と異なって、駆動モジュール３０は、ジョイントアセンブリ４０と離隔して配置されてもよい。この場合、駆動モジュール３０からジョイントアセンブリ４０に動力伝達する動力伝達モジュールをさらに備えてもよい。動力伝達モジュールはギヤなどの回転体であるか、ワイヤー、ケーブル、ストリング、ゴムバンド、ばね、ベルト、または、チェーンなどの長手方向部材でもある。

ジョイントアセンブリ４０は、駆動モジュール３０から動力が伝達され、対象体の関節部の運動を補助してもよい。ジョイントアセンブリ４０は、対象体の関節部に対応する位置の固定モジュール２０の一側に配置されてもよい。ジョイントアセンブリ４０の一側は駆動モジュール３０と接続し、他側は支持モジュール５０と接続してもよい。

ジョイントアセンブリ４０は、回動部材４２及び連結部材４４を含む。回動部材４２は、駆動モジュール３０から伝達された動力によって回転してもよい。例えば、回動部材４２は、対象体の股関節の一側に配置されてもよい。連結部材４４は、回動部材４２及び支持モジュール５０を連結し、回動部材４２の回転力によって回転してもよい。連結部材４４は、例えば、ヒンジ（ｈｉｎｇｅ）の結合構造であってもよい。ヒンジの結合構造のヒンジ軸及び回動部材４２の回動軸によって、支持モジュール５０は、固定モジュール２０に対して２自由度（ｄｅｇｒｅｅ−ｏｆ−ｆｒｅｅｄｏｍ）運動を行ってもよい。

支持モジュール５０は、対象体の一部を支持して運動を補助してもよい。ジョイントアセンブリ４０の回転力によって回転される支持モジュール５０は、支持フレーム５２、作用部材５４、及び支持バンド５６を含んでもよい。

支持フレーム５２は、対象体の一部に力を伝達してもよい。支持フレーム５２の一端部は、ジョイントアセンブリ４０と連結して回動され、他端部は、支持バンド５６と連結して対象体の一部に力を伝達してもよい。例えば、支持フレーム５２は、対象体の太ももを押したり引いてもよい。支持フレーム５２は、対象体の太ももの長手方向に沿って延びて折り曲げられ、対象体の太もも周縁の少なくとも一部を取り囲んでもよい。支持フレーム５２の一端部は、対象体の太ももの側面に位置し、他端部は、対象体の太もも前面に位置してもよい。言い換えれば、支持フレーム５２の一端部側の面と他端部側の面は互いに直交してもよい。

支持フレーム５２は、連結部材４４に対して動き可能に連結されてもよい。支持フレーム５２及び連結部材４４の相対的な運動によって、ジョイントアセンブリ４０から支持バンド５６までの総長さは可変である。この場合、支持モジュール５０は、固定モジュール２０に対して３自由度運動してもよい。

作用部材５４は、支持フレーム５２の他端部と連結し、対象体の一部に力を作用してもよい。例えば、作用部材５４は、対象体の太ももの前面又は周縁方向に沿って配置し、対象体の太ももを押したり引いてもよい。作用部材５４は、支持フレーム５２の他端部を中心に両側に延びる対象体の太ももに対応する湾曲面を含んでもよい。

支持バンド５６は、作用部材５４の一側に連結されてもよい。例えば、支持バンド５６は、対象体の太ももの少なくとも一部の周縁を取り囲むように配置され、対象体の太ももが支持フレーム５２から離脱することを防止する。

図３は実施形態に係る固定モジュールの背面図であり、図４は実施形態に係る固定モジュールの分解斜視図である。

図３及び図４を参照すると、固定モジュール２０は、第１側面フレーム１００、第２側面フレーム２００、及び締結部材３００を含んでもよい。第１側面フレーム１００及び第２側面フレーム２００は、互いに結合して１つの閉曲線を形成してもよい。第１側面フレーム１００及び第２側面フレーム２００は、互いに脱着可能に提供されてもよい。第１側面フレーム１００及び第２側面フレーム２００は、それぞれ第１分離型フレーム及び第２分離型フレームと称してもよい。

第１側面フレーム１００は、対象体の一側面と、前面の一部及び後面の一部を取り囲む形状に提供されてもよい。第１側面フレーム１００は、略Ｕ状で提供されてもよい。第１側面フレーム１００は厚さが薄い板材で形成されてもよい。第１側面フレーム１００は、対象体との密着性を向上させるために柔軟な材質で形成されてもよい。この場合、第１側面フレーム１００は対象体の外形に応じて変形されることにより対象体に密着できる。第１側面フレーム１００は、第１中央部１１０、第１前方延長部１２０、及び第１後方延長部１３０を含んでもよい。

第１中央部１１０は、対象体の一側面に対応する湾曲面を含み、対象体の一側面に配置されてもよい。第１中央部１１０は、対象体の股関節部位に向かって延びるジョイント装着部１１５を含んでもよい。ジョイント装着部１１５は、股関節部位を取り囲むように提供されてもよい。ジョイント装着部１１５には、回動部材４２（図１参照）が装着されてもよい。

第１前方延長部１２０は、対象体の前面の少なくとも一部を取り囲むように第１中央部１１０から延びてもよい。第１前方延長部１２０は、第２側面フレーム２００に脱着可能に提供されてもよい。例えば、第１前方延長部１２０は、第１結束部１２２及び第１連結部１２４を含んでもよい。

第１結束部１２２は、第２側面フレーム２００に脱着可能に提供されてもよい。例えば、第１結束部１２２は、板材形状を有するベースプレートと、ベースプレート上に提供されるベルクロ部材を含んでもよい。他の例として、第１結束部１２２は、バックル構造で第２側面フレーム２００に締結されてもよい。実施形態により第１結束部１２２の形状が制限されることはない。

第１連結部１２４は、第１結束部１２２が第１中央部１１０に対して回動可能なように結合されてもよい。例えば、第１連結部１２４は環又はヒンジであってもよい。

第１後方延長部１３０は、対象体の後面の少なくとも一部を取り囲むように第１中央部１１０から延びてもよい。第１後方延長部１３０は、第１中央部１１０を基準として第１前方延長部１２０の反対側に延びてもよい。第１後方延長部１３０は、対象体を中心に第１前方延長部１２０の向かい側に配置されてもよい。第１後方延長部１３０は、第２側面フレーム２００に脱着可能に提供されてもよい。

第１後方延長部１３０は、第１ガイド部１３２を含んでもよい。第１ガイド部１３２は、第２側面フレーム２００が第１後方延長部１３０に対してスライド移動するようにガイドしてもよい。第１ガイド部１３２は、第１後方延長部１３０の延長方向に沿って長く形成される孔であってもよい。この場合第１ガイド部１３２は、ガイドホールとも言える。第１ガイド部１３２は複数であってもよい。複数の第１ガイド部１３２は互いに平行するように形成されてもよい。第１ガイド部１３２には締結部材３００が結合されてもよい。

第１側面フレーム１００は、第１支持部材１４０をさらに含んでもよい。第１支持部材１４０は、第１上側支持部材１４２及び第１下側支持部材１４４を含んでもよい。

第１上側支持部材１４２は、第１後方延長部１３０から上側に延びて対象体の上側を支持してもよい。第１上側支持部材１４２は、第１後方延長部１３０の長手方向に対して直交する方向に延びてもよい。例えば、第１上側支持部材１４２は、対象体の背中の部分を支持してもよい。第１上側支持部材１４２は、第１後方延長部１３０から対象体の背中の部分の約１／２の地点となる部分まで延びてもよい。第１上側支持部材１４２は、第１後方延長部１３０に行くほど次第に幅が増加する第１拡張部１４１を含んでもよい。

第１下側支持部材１４４は、第１後方延長部１３０から下側に延びて対象体の下側を支持してもよい。第１下側支持部材１４４は、第１後方延長部１３０の長手方向に対して直交する方向に延びてもよい。例えば、第１下側支持部材１４４は、対象体の尻の部分を支持してもよい。

第２側面フレーム２００は、第１側面フレーム１００と対称な形状で提供されてもよい。以下、前記第１側面フレーム１００に含まれた構成要素と共通の機能を含む構成要素に対して、同一の名称を用いて説明する。反対する記載がない以上、前記する第１側面フレーム１００に対する説明は以下の第２側面フレーム２００にも適用されてもよい。

第２側面フレーム２００は、第１側面フレーム１００によって取り囲まれていない対象体の残り部分を取り囲む形状で提供されてもよい。言い換えれば、第２側面フレーム２００は、対象体の他の側面と、前面の残り一部及び後面の残り一部を取り囲む形状で提供されてもよい。第２側面フレーム２００の少なくとも一部は、第１側面フレーム１００とオーバラップしてもよい。第２側面フレーム２００は、第２中央部２１０、第２前方延長部２２０、及び第２後方延長部２３０を含んでもよい。

第２中央部２１０は、対象体の他の側面に対応する湾曲面を含み、対象体の他の側面に配置されてもよい。第２中央部２１０は、第１中央部１１０と向かい合うように配置されてもよい。第２中央部２１０は、対象体の股関節部位に向かって延びるジョイント装着部２１５を含んでもよい。ジョイント装着部２１５は股関節部位を取り囲むように提供されてもよい。

第２前方延長部２２０は、対象体の前面の少なくとも一部を取り囲むように第２中央部２１０から延びてもよい。第２前方延長部２２０は、第１結束部１２２に脱着可能に提供されてもよい。例えば、第２前方延長部２２０は、第２結束部２２２及び第２連結部２２４を含んでもよい。

第２結束部２２２は、第１結束部１２２に脱着可能に提供されてもよい。例えば、第２結束部２２２は、第１結束部１２２に対応するベルクロ部材を含んでもよい。他の例として、第２結束部２２２は、第１結束部１２２に対応するバックル構造を含んでもよい。

第２連結部２２４は、第２結束部２２２が第２中央部２１０に対して回動可能なように結合されてもよい。

第２後方延長部２３０は、対象体の後面の少なくとも一部を取り囲むように第２中央部２１０から延びてもよい。第２後方延長部２３０は、第２中央部２１０を基準として第２前方延長部２２０の反対側に延びてもよい。第２後方延長部２３０は、対象体を中心に第２前方延長部２２０の向かい側に配置されてもよい。第２後方延長部２３０は、第１後方延長部１３０に脱着可能に提供されてもよい。

第２後方延長部２３０は、第２ガイド部２３２を含んでもよい。第２ガイド部２３２は、第１後方延長部１３０が第２後方延長部２３０に対してスライド移動するようにガイドしてもよい。第２ガイド部２３２は、第２後方延長部２３０の延長方向に沿って長く形成される孔であってもよい。第２ガイド部２３２は、第１ガイド部１３２に対応する形状で提供されてもよい。第２後方延長部２３０及び第１後方延長部１３０が互いにオーバラップするとき、第２ガイド部２３２及び第１ガイド部１３２の少なくとも一部がオーバラップしてもよい。第２ガイド部２３２及び第１ガイド部１３２がオーバラップした部分で締結部材３００が結合されてもよい。締結部材３００によって、第２後方延長部２３０及び第１後方延長部１３０が互いに固定されてもよい。

第２側面フレーム２００は、第２支持部材２４０をさらに含んでもよい。第２支持部材２４０は、第２上側支持部材２４２及び第２下側支持部材２４４を含んでもよい。

第２上側支持部材２４２は、第１上側支持部材１４２と対称な形状であってもよい。第２上側支持部材２４２は、第２拡張部２４１を含んでもよい。第２上側支持部材２４２及び第１上側支持部材１４２は、それぞれ対象体の脊椎を中心に両側に配置され、対象体の脊椎起立筋を支持するように配置されてもよい。

第２下側支持部材２４４は、第１下側支持部材１４４と対称な形状であってもよい。第２下側支持部材２４４及び第１下側支持部材１４４は、それぞれ対象体の尻筋肉を支持するように配置されてもよい。

締結部材３００は、第１側面フレーム１００及び第２側面フレーム２００を固定させてもよい。締結部材３００は、第１ガイド部１３２及び第２ガイド部２３２を貫通し、第１後方延長部１３０及び第２後方延長部２３０が相対的に移動しないようにする。例えば、締結部材３００は、第１後方延長部１３０及び第２後方延長部２３０をともに加圧するためのボルト及びナットを含んでもよい。他の例として、第１ガイド部１３２又は第２ガイド部２３２にねじ山が形成されて単独に提供され、締結部材３００はホールに対応するねじ山を有するボルトであってもよい。

以下、実施形態に含まれた構成要素と共通の機能を含む構成要素に対し、同一の名称を用いて説明することにする。反対となる記載がない以上、前記実施形態に対する説明は以下の実施形態にも適用されてもよい。以下、具体的な説明は省略する。

図５は、他の実施形態に係る固定モジュールの分解斜視図である。

図５を参照すると、固定モジュール２０は、第１側面フレーム１００、第２側面フレーム２００、締結部材３００、及び支持部材４００を含んでもよい。支持部材４００は、固定部４１０、上側支持部材４２０、及び下側支持部材４３０を含んでもよい。

固定部４１０は、第１側面フレーム１００及び第２側面フレーム２００とそれぞれオーバラップしてもよい。固定部４１０の一側には第１後方延長部１３０が固定され、他側には第２後方延長部２３０が固定されてもよい。固定部４１０には第３ガイド部４１２が形成されてもよい。第３ガイド部４１２は、第１ガイド部１３２及び第２ガイド部２３２に対応する形状を有してもよい。

上側支持部材４２０は、固定部４１０から上側に延びて対象体の上側を支持してもよい。上側支持部材４２０は、固定部４１０の長手方向に対して直交する方向に延びてもよい。例えば、上側支持部材４２０は、対象体の背中の部分を支持してもよい。上側支持部材４２０は、固定部４１０から対象体の背中の部分の約１／２地点となる部分まで延びてもよい。

下側支持部材４３０は、固定部４１０から下側に延びて対象体の下側を支持してもよい。下側支持部材４３０は、固定部４１０の長手方向に対して直交する方向に延びてもよい。例えば、下側支持部材４３０は、対象体の尻の部分を支持してもよい。

締結部材３００は、第１後方延長部１３０及び固定部４１０を固定させる第１締結部材と、第２後方延長部２３０及び固定部４１０を固定させる第２締結部材とを含んでもよい。図示していないが、１つの締結部材によって第１後方延長部１３０、第２後方延長部２３０、及び固定部４１０が締結されることも可能である。

図６は、更なる実施形態に係る部材の斜視図である。

図６を参照すると、支持部材５００は、ガイド部５１２が形成される固定部５１０、上側支持部材５２０、下側支持部材５３０、及び補強材５５０を含んでもよい。

上側支持部材５２０は、固定部５１０から上側に延びる板材形状の上側プレート５２１と、上側プレート５２１から突出して形成される複数の上側突起部５２２とを含んでもよい。複数の上側突起部５２２は、上側プレート５２１の長手方向に沿って互いに離隔して配置されてもよい。複数の上側突起部５２２は互いに平行するように配置されてもよい。前述した構造によると、上側支持部材５２０の中央部の柔軟性を増加させ得る。

下側支持部材５３０は、固定部５１０から下側に延びる板材形状の下側プレート５３１と、下側プレート５３１から突出して形成される複数の下側突起部５３２とを含んでもよい。複数の下側突起部５３２は、下側プレート５３１の長手方向に沿って互いに離隔して配置されてもよい。複数の下側突起部５３２は、互いに平行するように配置されてもよい。前述した構造によると、下側支持部材５３０の中間領域の柔軟性を増加させ得る。

補強材５５０は、上側支持部材５２０又は下側支持部材５３０の剛性を補強する。例えば、補強材５５０は、上側支持部材５２０又は下側支持部材５３０の両端部の剛性を中間領域の剛性よりさらに大きくしてもよい。補強材５５０は、複数の突起部５２２、５３２を貫通するように配置されてもよい。補強材５５０は、プレート５２１、５３１の幅方向に沿って埋立され、プレート５２１、５３１の長手方向に沿って延びてもよい。補強材５５０は、例えば、ワイヤー（ｗｉｒｅ）などのような線材であってもよい。補強材５５０のうちプレート５２１、５３１の両端部に位置する部分は固定され、プレート５２１、５３１の中央部に位置する部分は固定されないように提供されてもよい。

図７は、更なる実施形態に係る部材の斜視図である。図７に図示する部材は、前記上側支持部材又は下側支持部材のうちの１つ以上に適用されてもよい。図７を参照すると、支持部材６２０は、第１フレーム６３０、第２フレーム６４０、連結端部６５０、作用端部６６０を含んでもよい。

第１フレーム６３０は、第１プレート６３２、第１突起部６３４、第１掛止部６３６を含んでもよい。

第１プレート６３２は、厚さが薄くて弾性を有する板材、例えば、プラスチック又はスチールなどの素材で形成されてもよい。

第１突起部６３４は、第１プレート６３２から第２フレーム６４０に向かって突出してもよい。第１突起部６３４は、第１プレート６３２の長手方向に沿って複数が互いに離隔して配置されてもよく、第１プレート６３２の長手方向に直交する方向に長く形成されてもよい。第１突起部６３４は第１プレート６３２から遠くなるほど細くなる。言い換えれば、第１突起部６３４の上側の幅は、下側の幅より小さくてもよい。第１突起部６３４はテーパ状の傾斜面を有してもよい。前述の構造によると、第２突起部６４４が隣接する２つの第１突起部６３４との間に引入される場合でも、前記第１突起部６３４に引っ掛かることなく傾斜面に沿って移動することができる。

第１掛止部６３６は、第２フレーム６４０が第１フレーム６３０から離脱することをを防止する。第１掛止部６３６は第１突起部６３４の側面と第１プレート６３２の内面からなるグルーブの形態を有してもよい。図７に示すように、第１掛止部６３６は、台形のグルーブ形態を有してもよい。このようなグルーブ形態を有するように第１突起部６３４の側面は、第１プレート６３２から遠くなるほど内側に突出する形状であってもよい。例えば、第１突起部６３４が第１プレート６３２の両側の枠に沿って２列に配列される場合、第１突起部６３４の側面は第１プレート６３２から遠くなるほど中間に向かって突出する形状を有してもよい。このような第１突起部６３４の側面と第１プレート６３２の内面が、後で説明する第２フレーム６４０の第２掛止部６４６と結合して離脱を防止するグルーブを形成する。

第２フレーム６４０は、第１フレーム６３０に対応する形状で提供されてもよい。第２フレーム６４０は、第２プレート６４２、第２突起部６４４、及び第２掛止部６４６を含んでもよい。

第２プレート６４２は、第１プレート６３２に対応する形状で第１プレート６３２と離隔して配置されてもよい。第２プレート６４２は、厚さが薄くて弾性を有する板材、例えば、プラスチック又はスチールなどの素材で形成されてもよい。

第２プレート６４２及び第１プレート６３２間の間隔は、作用端部６６０から連結端部６５０に行くほど次第に増加する。言い換えれば、第２プレート６４２及び第１プレート６３２間の距離は作用端部６６０から遠くなるほど増加してもよい。

第２突起部６４４は、第２プレート６４２から第１プレート６３２に向かって突出してもよい。第２突起部６４４は、第２プレート６４２の長手方向に沿って複数が互いに離隔して配置されてもよく、第２プレート６４２の長手方向に直交する方向に長く形成されてもよい。

第２掛止部６４６は、第１フレーム６３０が第２フレーム６４０から離脱することを防止する。図７に示すように、第２掛止部６４６の断面は、逆台形（ｒｅｖｅｒｓｅｄ ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ）ダブテール（ｄｏｖｅ ｔａｉｌ）形状を有してもよい。第２プレート６４２から第１プレート６３２に向かって次第に幅が増加する第２掛止部６４６は、台形の第１掛止部６３６と結合して第２プレート６４２の離脱を防止する。

連結端部６５０は、後方延長部１３０、２３０（図１〜図４参照）又は固定部４１０（図５参照）に連結されてもよい。

作用端部６６０は、ジョイントアセンブリ４０の回転による反力によって固定モジュール２０にねじりモーメントが作用するとき、作用されたねじりモーメントを相殺するために対象体に力を作用する機能を果たす。作用端部６６０は対象体の上側又は下側、例えば、背又は尻に力を作用してもよい。その結果、ジョイントアセンブリ４０の回転によるねじりモーメントと、作用端部６６０が対象体から受ける力によるねじりモーメントが互いに相殺することで、固定モジュール２０の変形を防止することができる。一方、図示したものと異なって、作用端部６６０の厚さは、作用端部６６０に隣接する第１フレーム６３０の厚さ及び第２フレーム６４０の厚さの和より大きく形成されてもよい。

連結端部６５０及び作用端部６６０によって、第１フレーム６３０及び第２フレーム６４０の両端部がそれぞれ互いに固定された力伝達フレーム１００の先の部分はねじれに抵抗する高い剛性を有する。互いに拘束された状態のように端部とは異なって第１フレーム６３０の中間部は、第２フレーム６４０の中間部に対し相対的に移動することがある。したがって、力伝達フレーム１００の中間部は端部よりも優れる柔軟性を有する。逆に言えば、力伝達フレーム１００の両端部の剛性は中間部の剛性よりも優れる。

一方、第１フレーム６３０及び第２フレーム６４０は、第１掛止部６３６及び第２掛止部６４６の相互作用によって互いに広がることを防止する。したがって、第１フレーム６３０の中間部は、第２フレーム６４０の中間部に対してスライド移動してもよい。結果として、力伝達フレーム１００によると、中間部が柔軟ながらも、第１フレーム６３０又は第２フレーム６４０が座屈することを防止できる。

図８Ａ〜図８Ｃは、実施形態に係る部材に外力が加えられるとき支持部材が変形する形状を示す図である。

具体的に、図８Ａは支持部材に荷重が加えられていない状態を示し、図８Ｂは支持部材の作用端部に荷重が加えられた状態を示し、図８Ｃは支持部材の中間部に荷重が加えられた状態を示す。

前述したように、支持部材の端部の剛性は中間部の剛性よりも優れる。したがって、支持部材の端部に荷重Ｆが加えられる場合にも、図８Ｂに示すように支持部材の端部の位置は大きく変化しない。一方、支持部材の中間部に同一の荷重Ｆが加えられる場合には、図８Ｃに示すように、支持部材の中間部の位置が大きく変化する。

柔軟な材質で形成された一般的な長手方向部材は固定端から遠くなるほど変化量が増加するため、端部で充分に力を伝達することができない。強靭な材質で形成された一般的な長手方向部材は端部で力が充分に伝えられる一方、中間部で柔軟性が低下することから、様々な動作状態による対象体の体積変化に対応することが難しい。また、その結果として対象体との摩擦力を増加させる。しかし、実施形態に係る部材は、中間部が柔軟ながらも端部が強靭な性質を有するため、対象体との摩擦力を減少しながらも、ジョイントアセンブリ４０の回転による反力に対応する十分な支持力を作用することができる。

図９は、更なる実施形態に係る固定モジュールの分解斜視図である。図９を参照すると、固定モジュール２０は、第１側面フレーム１００、第２側面フレーム２００、締結部材３００、及び支持部材７００を含んでもよい。支持部材７００は、固定部７１０、上側支持部材７２０、及び下側支持部材７３０を含んでもよい。

固定部７１０は、第１側面フレーム１００及び第２側面フレーム２００とそれぞれオーバラップしてもよい。固定部７１０の一側には第１後方延長部１３０が固定され、他側には第２後方延長部２３０が固定されてもよい。固定部７１０には第３ガイド部７１２が形成されてもよい。

第３ガイド部７１２は、第１側面フレーム１００の第１ガイド部１３２と垂直方向に形成される孔を含んでもよい。第３ガイド部７１２は、第２側面フレーム２００の第２ガイド部２３２と垂直方向に形成される孔を含んでもよい。第３ガイド部７１２によると、支持部材７００の位置が第１側面フレーム１００又は第２側面フレーム２００に対して上下方向に調整されてもよい。

締結部材３００は、第１後方延長部１３０及び固定部７１０を固定させる第１締結部材と、第２後方延長部２３０及び固定部７１０を固定させる第２締結部材とを含んでもよい。図示するものとは異なるが、１つの締結部材によって第１後方延長部１３０、第２後方延長部２３０、及び固定部７１０が締結されてもよい。

上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

１０ 運動補助装置
２０ 固定モジュール
１００ 第１側面フレーム
２００ 第２側面フレーム
３００ 締結部材
３０ 駆動モジュール
４０ ジョイントアセンブリ
５０ 支持モジュール

Claims (11)

1. 対象体である人間の腰に装着される固定モジュールであって、
   前記対象体の一側面に配置される第１中央部と、前記第１中央部から前記対象体の前面及び後面に沿ってそれぞれ延びる第１前方延長部及び第１後方延長部を含む第１側面フレームと、
   前記対象体の他の側面に配置される第２中央部と、前記第２中央部から前記対象体の前面及び後面に沿ってそれぞれ延びる第２前方延長部及び第２後方延長部を含む第２側面フレームと、
   を含み、
   前記対象体の形態に適合させるように、
   前記第１中央部及び第２中央部は向かい合うように配置され、前記第１中央部及び第２中央部の間の距離は調整可能であり、
   前記第１前方延長部及び第２前方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整可能であり、かつ、
   前記第１後方延長部及び第２後方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整可能である、
   固定モジュール。
2. 前記第１前方延長部及び第２前方延長部は、相互に脱着可能であり、
   前記第１後方延長部及び第２後方延長部は、相互に脱着可能である、
   請求項１に記載の固定モジュール。
3. 前記第１前方延長部は、
   前記第２前方延長部に結束可能な結束部と、
   前記結束部が前記第１中央部に対して回動可能に結合する連結部と、
   を含む、請求項１または２に記載の固定モジュール。
4. 前記第１後方延長部は、前記第２後方延長部に対してスライド移動可能である、
   請求項１乃至３いずれか一項に記載の固定モジュール。
5. 前記第１後方延長部及び第２後方延長部は、互いに対応するように形成される第１ガイドホール及び第２ガイドホールを含み、
   前記第１ガイドホール及び第２ガイドホールを貫通して、前記第１後方延長部及び第２後方延長部が相対的に移動しないようにする締結部材をさらに含む、
   請求項１乃至４いずれか一項に記載の固定モジュール。
6. 前記第１側面フレームは、前記第１後方延長部から上側に延びる第１上側支持部材をさらに含み、
   前記第２側面フレームは、前記第２後方延長部から上側に延びる第２上側支持部材をさらに含み、
   前記第１上側支持部材及び第２上側支持部材は、それぞれ前記対象体の脊椎を中心に両側に配置され、前記対象体の脊椎起立筋を支持するように配置される、
   請求項１乃至５いずれか一項に記載の固定モジュール。
7. 前記第１側面フレームは、前記第１後方延長部から下側に延びる第１下側支持部材をさらに含み、
   前記第２側面フレームは、前記第２後方延長部から下側に延びる第２下側支持部材をさらに含み、
   前記第１下側支持部材及び第２下側支持部材は、前記対象体の尻筋肉を支持するように配置される、
   請求項１乃至６いずれか一項に記載の固定モジュール。
8. 対象体である人間の腰に装着される固定モジュールであって、
   前記対象体の一側面を取り囲み、両端部が前記対象体の前面及び後面に沿って延びる第１前方延長部及び第１後方延長部を含む第１側面フレームと、
   前記対象体の他の側面を取り囲み、両端部が前記対象体の前面及び後面に沿って延びる第２前方延長部及び第２後方延長部を含む第２側面フレームと、
   前記第１側面フレーム及び第２側面フレームがそれぞれスライド可能に結合し、前記対象体の後面を支持する支持部材と、
   を含み、
   前記第１前方延長部及び第２前方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整可能であり、かつ、
   前記第１後方延長部及び第２後方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整可能である、
   ことを特徴とする固定モジュール。
9. 前記第１側面フレームの前端部及び第２側面フレームの前端部は互いに脱着可能であり、
   前記第１側面フレームの後端部及び第２側面フレームの後端部は、それぞれ前記支持部材に脱着可能に提供される、
   請求項８に記載の固定モジュール。
10. 対象体である人間の腰に装着される固定モジュールであって、
    前記対象体の一側面に配置される第１前方延長部及び第１後方延長部を含む第１分離型フレームと、前記対象体の他の側面に配置される第２前方延長部及び第２後方延長部を含む第２分離型フレームとを含み、
    前記第１分離型フレーム及び第２分離型フレームの間の距離は調整可能に配置されており、
    前記第１前方延長部及び第２前方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整可能であり、かつ、
    前記第１後方延長部及び第２後方延長部が互いにオーバラップされる面積は調整可能である、
    固定モジュールと、
    前記固定モジュールに備えられる駆動モジュールと、
    前記駆動モジュールによって回転し、前記対象体の関節部の回転動作を補助するジョイントアセンブリと、
    を含む、運動補助装置。
11. 前記第１分離型フレーム及び第２分離型フレームは柔軟な材質で形成され、
    前記固定モジュールは、前記対象体の上側及び下側に向かってそれぞれ延びる上側支持部材及び下側支持部材をさらに含み、
    前記ジョイントアセンブリが一方向に回転すると、前記上側支持部材が前記対象体の上側を加圧し、前記ジョイントアセンブリが他方向に回転すると、前記下側支持部材が前記対象体の下側を加圧する、
    請求項１０に記載の運動補助装置。

Images