JP6646550B2 - 対象物移動装置およびこれを備える歩行支援装置 - Google Patents
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Description
移動部材20は、基端側と終端側の間を移動し、移動対象物を移動させる。移動部材20は、駆動機構30を駆動させることで移動する。移動部材20は、移動対象物と接続されることで移動対象物を移動させることができる。移動部材20は、移動対象物の一部、或いは、移動対象物と一体であってもよい。移動部材20は、支柱部62が組合せられており、対象物移動装置1は、移動部材20の外側に支柱部62が配置され、移動部材20の内面においては駆動機構30によって移動部材20が移動可能なように構成されている。
支柱部62は、レール部72に対して移動自在に設けられ、上端にハンドル部64が固定される。支柱部62は、レール部72の外側に配置されているが、移動部材20がレール部72に対して移動することによって支柱部62が移動するように構成されていれば、レール部72の内側に設けられてもよい。
移動部材20は、本実施の形態では、長尺のレール部72内を、レール部72に沿って長手方向に移動自在に摺動するスライダーである。移動部材20は、レール部72内において、レール部72の内壁によって、レール部72の長手方向以外の方向への移動を規制された状態で配置されている。本実施の形態では、図3に示すように、移動部材20に取り付けられた支柱部62とレール部72との間に、軸方向と直交する方向において、摺動可能な程度に間隔が設けられている。図2に示すように、レール部72の上端側では、移動部材20は、上端側移動規制部78により上端側への移動を規制され、下端側では、基台の下端規制部で下端側への移動を規制される。上端側移動規制部78は、レール部72の案内部分を上端側で閉塞する。
移動部材20は、接続部32において接続し、また、後述する駆動機構30のナット部材38とも接続しているが、本実施形態においてはナット部材38と一体的に構成されている。接続部32は、移動部材20と接続して、移動部材20に駆動力が伝達する部位とである。
また、移動部材20は、傾き防止機構40に接続されている。
駆動機構30は、移動部材20と接続する接続部32を有し、移動部材20を移動させる。本実施の形態では、駆動機構30は、駆動することにより、接続部32を介して接続された移動部材20を基端側と終端側との間で移動させる。駆動機構30は、駆動して移動部材20を移動させるものであれば、どのように構成されてもよい。駆動機構において駆動する駆動体としては、発動機、電動機(モータ)等が挙げられるが、本実施の形態では、電動機34を備える。
駆動機構30は、電動機34のほかに、電動機34の駆動により回転するスピンドル部材36と、ナット部材38と、を有する。駆動機構30では、接続部32は、ナット部材38に構成される。
本実施の形態では、図1及び図2に示すように、電動機34は、対象物移動装置1の基端側に配置され、電動機34の回転軸とスピンドル部材36とが同軸上で接続されている。電動機34は、電動機34の駆動によってスピンドル部材36が回転駆動するように、スピンドル部材36と接続されていれば、直接接続しても変速機を介して接続しても良い。具体的には、電動機34は、上面にレール部72が立設される架台の下面に取り付けられている。電動機34は、レール部72内のスピンドル部材36と同軸上に回転軸を合わせて結合部35を介して固定される。
傾き防止機構40は、移動部材20の傾きを抑制する機構であり、特には、移動中における移動方向に対する移動部材20の傾きを防止する。傾き防止機構40は、弾性部材42と、連結部材44と、を有する。傾き防止機構40は、移動部材20が移動する際に傾こうとしたときに、複数の連結部材固定部42aのそれぞれが弾性部材42から受ける付勢力の均衡が崩れようとすると、弾性部材42が複数の連結部材固定部の少なくとも一つの付勢力が増減することで、複数の連結部材固定部のそれぞれが連結部材44から受ける付勢力を均衡した状態に戻ることとなって、連結部材44を介して移動部材20の傾きが抑制される。そのため、傾き防止機構40では、移動部材20と弾性部材42とが連結部材44を介して連結され、移動部材20が傾く際、例えば、移動方向に沿う軸(移動軸L)に対して水平な方向や軸周り方向にぶれる際にも、移動部材20の傾きを弾性部材42の付勢力によって矯正することもできる。
具体的に複数の支点とは、移動部材20に重心を通る移動方向に沿った軸を挟み、且つ、当該軸から所定間隔空けた位置に位置する。複数の支点は、当該軸を挟んでバランスのとれた位置であれば、必ずしも対称となる位置である必要はない。
例えば、ダンパー等のように両端部が互いに離間する方向に付勢される構成の弾性部材であれば、弾性部材42の基端側の一端部を、装置の終端側に固定し、弾性部材42の終端側の他端部を、連結部材44を介して移動部材20に接続すれば、移動部材20を押圧して付勢することで、移動部材20の傾きを防止できる。
一つの弾性部材42を用いる構成では、弾性部材として、移動部材20を囲むように配置可能な径の引っ張りコイルバネを用いて、このコイルバネの上端を終端側に固定し、下端を、連結部材44を介して移動部材20と接続する構成が挙げられる。例えば、スピンドル部材にコイルバネを挿通し、終端側(基端側)を固定し、基端側(終端側)を移動部材に接続する。この場合、弾性部材であるコイルバネの端部が、移動部材と一体的に構成された連結部材に対して周回り方向に接続し、軸に対して複数の径方向において接続することとなり、複数個所で付勢することとなる。
まず、移動部材20が基端側に位置する状態において、駆動機構30を駆動する。具体的には、駆動機構30のモータユニットの電動機34を駆動して、スピンドル部材36を回転駆動する。スピンドル部材36は、スピンドル部材36の外周に形成された雄ねじ部に螺合するナット部材38を回転させる。
移動部材20がレール部72に沿って移動すると、連結部材44も移動する。本実施の形態では、弾性部材42は、移動部材20の基端側から終端側への移動に合わせて自然長よりも伸長した状態から収縮するように他端が固定されている。よって、弾性部材42は移動部材20が終端側へ移動すると収縮する。
このように、移動部材20が移動する際に傾こうとすると、複数の付勢部材による連結部材44への付勢状態の均衡が崩れようとする。例えば、図4において2点鎖線で示す状態となるように、図面中時計回りに移動部材20が回転して支柱部62および移動部材20が傾くと、連結部材44も同方向へ傾く。このとき、図中右側の弾性部材42−2の長さは、図中右側の弾性部材42−1の長さに比べて長くなる。そのため、弾性部材44−2の付勢力の大きさは、弾性変形による復元力によって更に大きくなり、弾性部材42−1よりも大きくなる。したがって、連結部材44は、与えられた力と反対である、反時計回りとなるような力を、弾性部材42−2から受けることとなり、元の状態である水平な状態に戻ろうとする。連結部材44が水平な状態に戻ると、弾性部材44が収縮しようとする力の大きさは、弾性部材42−1と弾性部材42−1とで等しくなる。このように、複数の連結部材固定部42aを付勢する付勢力の少なくとも一つを増減させて複数の連結部材固定部42aのそれぞれが連結部材44へ与える付勢力を均衡した状態に戻す。このように、付勢力の均衡が保たれた状態とすることができるため、移動部材20は、安定した状態で移動することができる。
また、移動部材20が傾くことを抑制した状態で移動することができるので、駆動時において、スピンドル部材36とナット部材38との螺合部分に、螺合する軸と交差する荷重が加わることがなく、螺合部分にかかる負荷を減少できる。
これにより、駆動機構30の駆動により移動部材20が基端側から終端側に移動する際には、付勢力が無い場合と比較して、駆動機構の駆動力を低減しつつ安定して移動させることができる。つまり、弾性部材42が付勢する方向である終端側への移動部材20の移動を弾性部材42がアシストするので、移動部材20が付勢方向へ移動する際の電動機34の駆動力を小さくでき、また、移動部材20が傾くことによる負荷も抑制できるために、電動機への電気的エネルギーも軽減できる。つまりは、電動機34に電気的エネルギーを供給するためにバッテリを搭載する構成に自由度を与えることができ、駆動機構としての設計の範囲も広がるために、小型や軽量化も可能となる。
次に、対象物移動装置1を適用した歩行支援装置100を図5について説明する。
図5に示す歩行支援装置100は、移動可能な基台110と、基台110に固定され、基台110の移動を補助する基台移動補助部材112と、基台110に固定された対象物移動装置1とを備える。
歩行支援装置100は、ユーザが着座状態から立ち上がる際の立ち上がりを支援する機能と、ユーザの歩行とを支援するする機能とを有する。
歩行支援装置100では、上端部にハンドル部64が取り付けられた中空の支柱部62が、レール部72の外側で移動自在に取り付けられ、且つ、下端部で、レール部72内のレール部72内の移動部材20(図1〜図3参照)に固定されている。支柱部62は、ハンドル部64を支持し、また、ハンドル部64を移動させる。歩行支援装置100は、ハンドル部64に腕や上半身などを載置することで、ユーザに使用される。
また、傾き防止機構40は、連結部材44を介して移動部材20と弾性部材42と接続し、弾性部材42の付勢力により移動部材20自体に対して傾きを防止している。これにより、支柱部62を介して移動部材20の上方に離れた位置に配置されたハンドル部64の傾きを防止できる。また、弾性部材42が伸縮することでハンドル部64にかかる荷重を軽減でき、ひいては、駆動機構30にかかる負荷を軽減できる。
20 移動部材
30 駆動機構
32 接続部
34 電動機
36 スピンドル部材
38 ナット部材
40 傾き防止機構
42、42−1、42−2 弾性部材
42a 連結部材固定部
44 連結部材
44a 端部(弾性部材固定部)
62 支柱部
64 ハンドル部
72 レール部
74、75 支持筒部
78 上端側移動規制部
100 歩行支援装置
110 基台
112 基台移動補助部材
L 移動軸
Claims (5)
- 基端側と終端側との間を移動する移動部材と、
前記移動部材と接続する接続部を有し、前記移動部材を移動させる駆動機構と、
前記移動部材の傾きを防止する傾き防止機構と、を備える対象物移動装置であって、
前記移動部材は、前記駆動機構を駆動させることで移動し、
前記傾き防止機構は、
前記移動部材の移動方向に沿って伸縮する弾性部材と、
前記移動部材と、前記弾性部材の一端と、に固定される連結部材と、を有し、
前記弾性部材は、
前記連結部材が固定される複数の連結部材固定部を有し、
前記弾性部材が前記移動部材の移動に合わせて伸縮するように他端が固定され、
前記移動部材が移動する際に傾こうとすることで、前記複数の連結部材固定部のそれぞれが前記連結部材へ与える付勢力の均衡が崩れようとすると、前記弾性部材が前記複数の連結部材固定部を付勢する付勢力の少なくとも一つを増減させて前記複数の連結部材固定部のそれぞれが前記連結部材へ与える付勢力を均衡した状態に戻すことで前記連結部材を介して前記移動部材の傾きを防止する、対象物移動装置。 - 前記駆動機構は、
前記移動部材の移動方向に延びるスピンドル部材と、
前記スピンドル部材と螺号して前記スピンドル部材の軸周り回転により前記スピンドル部材の軸方向に移動するナット部材と、を有し、
前記接続部は、前記ナット部材と接続し、
前記スピンドル部材が回転しない場合には、前記スピンドル部材と前記ナット部材とによる自己拘束機能によって前記移動部材の移動が抑制された請求項1に記載の対象物移動装置。 - 複数の前記弾性部材を有し、
前記複数の弾性部材のそれぞれが前記連結部材固定部を有する、請求項1または請求項2に記載の対象物移動装置。 - 前記基端側が下側であり、前記終端側が上側である、請求項1から請求項3のいずれかに記載の対象物移動装置。
- 移動可能な基台と、
前記基台に固定され、前記基台の移動を補助する基台移動補助部材と、
前記基台に固定された対象物移動装置とを備え、
前記対象物移動装置は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の対象物移動装置である、歩行支援装置。
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