JP6902232B2 - 下肢筋力の強化冶具および下肢筋力の強化装置 - Google Patents

Description

本発明は下肢筋力の強化治具および下肢筋力の強化装置に関し、特に介護施設等で車椅子を長期間利用し、下肢筋力が低下して歩行機能を失う方向に向かっている人や、高齢となり歩行機能が弱った人が車椅子に乗ったまま自立的に下肢筋力の強化を行う場合に適用して有用なものである。

上述の介護施設等車椅子を長期間利用し、下肢筋力が低下して歩行機能を失う方向に向かっている人や、高齢となり歩行機能が機能が弱った人に加え、脳卒中等により脳血管障碍を発症した場合や、事故等で歩行機能を失った場合には、機能回復のためのリハビリテーション（以下、リハビリと略称する）を行う必要がある。この種のリハビリは、従来、平行棒、手すり、歩行用の杖等の用具を用いて行うものがほとんどである。かかる用具を用いて行うリハビリでは、安全のため介添え人を付ける必要がある。また、安全のため、場所的な制限も受けざるを得ない。そのため、患者本人が、自由な時間に任意の場所で、自立してリハビリを行うことは困難である。

特に、平行棒、手すり、歩行用の杖等の用具を用いて行うリハビリにおいては、自立的な歩行を安全かつ円滑に行うために肝要な、大腿二頭筋、前脛骨筋、中殿筋およびひらめ筋等の筋肉を効果的に強化することができにくい。ここで、大腿二頭筋は足を持ち上げる際に必要な筋肉である。また、前脛骨筋は足を蹴る運動に必要な筋肉であり、これが弱いと歩行時の歩幅が小さくなる。中殿筋は、左右に体重を移動しつつ行う歩行の円滑化のために必要な筋肉、ひらめ筋は上体が前に倒れないようにするための筋肉である。

一方、上述の如き人的および場所的な制約を比較的受けず、患者が自立してリハビリを行う装置として車椅子を利用した足漕ぎ式の車椅子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の足漕ぎ式の車椅子は、車椅子の前方部分にペダルを有する回転機構を設置したものであり、腕力により車椅子の車輪を回して移動する代わりに、下肢筋力を利用してぺダルを踏むことにより車椅子を移動させるようにしたものである。このようにペダルを踏むことにより車椅子を移動させることで下肢筋力の強化を図っている。

しかしながら、上述の如く回転機構を設置した車椅子は、それ自体が大形のものになるばかりでなく、これを乗り回して下肢筋力を強化するためにはある程度広い場所が必要になる。さらに当該車椅子を利用するリハビリ患者等が、ペダルを踏みこむだけの下肢筋力を有していることが前提となるので、リハビリ患者の症状や高齢者においては利用できない場合が多くなるという最大の問題が存在する。

特開２０１５−１４６８７９号公報

本発明は、上記従来技術に鑑み、歩行を安全かつ円滑に行うための下肢筋肉を、高齢者や障碍者であっても人手を要することなく自立的に強化することができる下肢筋力の強化冶具および下肢筋力の強化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
車椅子に座った状態で人の足を載せ、下肢の伸縮に伴ない前記車椅子を移動させることにより下肢筋肉に負荷を掛けるための下肢筋力の強化治具であって、
人の足を載せる足載せ台と、
前記足載せ台の足先側端部と前記足載せ台の踵側端部とを結ぶ中心線に直交する軸回りに回転するとともに、前記足載せ台の踵側端部の後方に配設した第１のローラと、
前記軸回りに回転するとともに、前記足載せ台の中央部の下方に配設した第２のローラと、
前記第２のローラよりも足先側端部側に配設され、前記軸回りに回転する第３のローラと、
床面に平行な面を備えるとともに、上面側に前記足載せ台が配設され、底面側に前記第１のローラ、第２のローラおよび第３のローラが配設されたフレームとを有し、
前記第１のローラは、前記足先側端部から前記踵側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動を拘束する一方、前記踵側端部から前記足先側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動は許容するように一方向のみへの回転を可能に形成するとともに、
前記第３のローラは、前記踵側端部から前記足先側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動を拘束する一方、前記足先側端部から前記踵側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動は許容するように前記一方向の反対方向のみへの回転を可能に形成し、
前記足載せ台は、前記踵側端部から前記足先側端部に向けて高くなる傾斜面となるように形成され、
前記踵側端部には載せた足の踵が当接して前記足の前記後方への移動を規制する踵規制部材を設けたものであることを特徴とする。

本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する下肢筋力の強化冶具において、
前記足載せ台は、その踵側端部が、前記軸方向に伸びるヒンジ部を介して前記フレームに回動可能に取付けるとともに、前記第２のローラよりも足先側で前記フレームに配設した弾性部材で前記足載せ台を上方に押すように形成したことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、
第１または第２の態様に記載する下肢筋力の強化冶具と、車椅子とを組み合わせたことを特徴とする。

本発明によれば、下肢筋力の強化冶具を足に装着して車椅子等の椅子に座ったまま、下肢を伸縮することにより前記椅子を移動させることができる。すなわち、下肢の伸縮により椅子の移動力を得ることで、所定の下肢筋肉を強化することができる。この結果、円滑な歩行に必要な大腿二頭筋、前脛骨筋、中殿筋およびひらめ筋等の筋肉を効果的に強化することができ、歩行機能の効果的な回復を図ることができる。すなわち、下肢筋力が弱い高齢者等であっても、いつでも、どこでも必要な下肢筋力の強化を図ることができ、有効なリハビリに資することができる。

本発明の実施の形態に係る下肢筋力の強化冶具の全体を示す斜視図である。 図1に示す強化冶具の使用時の態様を示す模式図である。 図1に示す強化冶具の使用時の態様を示す模式図である。 図1に示す強化冶具の使用時の態様を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る下肢筋力の強化装置をその使用時の態様で示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図1は本発明の実施の形態に係る下肢筋力の強化冶具の全体を示す斜視図である。同図に示すように、本形態に係る強化冶具Ｉは、足載せ部１、フレーム２および第1〜第3のローラ３、４、５を有している。足載せ台１は、サンダル状の部材で、踵規制部材６、側面規制部材７、締結バンド８および足先規制部材９を有している。

踵規制部材６は、足載せ台１に載せた足の踵が当接され、この踵の位置を規制する。側面規制部材７は前記足の両側面が当接され、その左右両側面の位置を規制する。締結バンド８はマジックテープ（登録商標）状の部材で前記足の甲を足載せ台１に固定する。足先規制部材９は、足載せ台１に載せた足先が当接され、この足先の位置を規制する。

足載せ台１は踵側端部がヒンジ部１０を介してフレーム２に回動可能に取り付けてある。ここでヒンジ部１０は、足載せ台１の足先側端部と踵側端部とを結ぶ中心線方向（図１中のＸ−Ｘ方向；以下同じ）に直交する方向（図１中Ｙ−Ｙ方向）に伸びる軸１０ａを有している。この結果、足載せ台１は軸１０ａを回動中心として回動し、フレーム２に対する傾斜角度を連続的に変化させることができる。ここで、フレーム２の前部の表面には弾性部材であるばね１１が配設してあり、このばね１１の上端を足載せ台１の裏面に当接させてある。したがって、足載せ台１の足先側をばね１１のばね力に抗して図１中下方に押すことにより、軸１０ａを回動中心として足載せ台１を図１中時計方向に回動し得る。本形態において、足載せ台１はばね１１により下方から支持されることによりフレーム１に対し傾斜することになるが、この場合の傾斜角度は初期状態（ばね１１に足載せ台１の重量以外の負荷が作用していない状態）で２０〜３０°程度が好ましい。この初期状態での角度が２０〜３０°の場合には、本形態に係る強化冶具Ｉを用いたリハビリ（後に詳述する）の際に下肢に余計な負荷を掛けることなく円滑に強化冶具Ｉを移動させることができるからである。

第1〜第３の３個のローラ３、４、５はフレーム２のＸ−Ｘ方向の３箇所に分散して配設してある。さらに詳言すると、第１のローラ３は、足載せ台１の踵側端部の後方で、第２のローラ４は、足載せ台１の中央部の下方で、第３のローラ５は、第２のローラ４よりも足先側のフレーム２の先端部で、それぞれフレーム２に回転可能に取り付けてある。

ここで、第１のローラ３は、足先側端部から踵側端部に向かう方向（Ｘ−Ｘ方向に沿う図１中の左方向）への足載せ台１の移動を拘束するとともに、踵側端部から足先側端部に向かう方向（Ｘ−Ｘ方向に沿う図１中の右方向）への足載せ台１の移動は許容する構造となっている。逆に、第３のローラ３は、Ｘ−Ｘ方向に沿う図１中の右方向への足載せ台１の移動を拘束するとともに、Ｘ−Ｘ方向に沿う図１中の左方向への足載せ台１の移動は許容する構造となっている。かかる構造は、例えば互いに逆方向の回転を許容し、反対方向への回転は拘束するワンウエイクラッチベアリングで第１のローラ３の回転軸３ａおよび第３のローラ５の回転軸５ａを支承することで良好に実現し得る。かくして第1のローラ３はＹ−Ｙ方向に伸びる回転軸３ａの回りに一方向に回転可能となり、第３のローラ５は同様にＹ−Ｙ方向に伸びる回転軸５ａの回りに第１のローラ３とは反対方向に回転可能となっている。また、第２のローラ４は両方向に自由に回転する。

図２および図３は本形態に係る強化冶具Ｉの使用時の態様を示す模式図であり、図２は第１のローラ３を床面１２に当接させて使用する場合の態様、図３は第３のローラ５を床面１２に当接させて使用する場合の態様をそれぞれ示している。

図２に示すように、第１のローラ３を床面１２に当接させた場合には、同図（ａ）に示すように、第１のローラ３の図中反時計方向への回転が拘束される結果、足載せ台１の足先側端部から踵側端部への強化冶具Ｉ（足載せ台１）の移動が拘束されるとともに、同図（ｂ）に示すように、第１のローラ３の図中時計方向への回転は許容される。この結果、足載せ台１の踵側端部から足先側端部への強化冶具Ｉ（足載せ台１）の移動は拘束される。すなわち、図２（ａ）中の矢印Ａ方向への強化冶具Ｉの移動は拘束される一方、図２（ｂ）中の矢印Ｂ方向への強化冶具Ｉの移動は許容される。

図３に示すように、第３のローラ５を床面１２に当接させた場合には、同図（ａ）に示すように、第３のローラ５の図中時計方向への回転が拘束される結果、足載せ台１の踵側端部から足先側端部への強化冶具Ｉの移動が拘束されるとともに、同図（ｂ）に示すように、第３のローラ５の図中反時計方向への回転は許容される。この結果、足載せ台１の足先側端部から踵側端部への強化冶具Ｉの移動は許容される。すなわち、図３（ａ）中の矢印Ｂ方向への強化冶具Ｉの移動は拘束される一方、図３（ｂ）中の矢印Ａ方向への強化冶具Ｉの移動は許容される。

上記強化冶具Ｉは高齢者または障碍者（以下、高齢者等という）が車椅子に座って使用する。そこで、この場合の車椅子の一例を図４および図５に基づき説明しておく。

図４および図５に示すように、車椅子IIは、アルミ合金製の丸パイプを組合わせて構成した椅子状構造体２１に、一対の駆動輪２２、一対のキャスタ２３、座面２４、背面２５、一対のアームサポータ２６等を備えて構成してある。かかる車椅子IIと強化冶具Ｉとを組み合わせた下肢筋力の強化は次のような態様で行う。

＜第１の態様＞
第１の態様では、図４に示すように、強化冶具Ｉの第１のローラ３を床面１２に当接させた状態で下肢筋力の強化を行う。すなわち、下肢筋力の強化を行う高齢者等IIIが車椅子IIに座った状態で足先に強化冶具Ｉを装着する。かかる状態で、図４（ａ）に示すように、前方に伸ばした足先に装着された強化冶具Ｉの第１のローラ３を床面１２に当接させる。かかる状態では第１のローラ３により補強冶具Ｉの後方（図４の左方向）への移動が拘束されている。かかる状態で図４（ｂ）に示すように、足先を矢印Ｃ方向に引くことにより車椅子IIを前方（矢印Ｂ方向）に前進移動させる。かかる車椅子IIを移動させることでその間中、移動動作に伴う負荷が高齢者等IIIの下肢に作用する。この結果、当該動作を繰り返すことにより下肢筋力が補強される。

＜第２の態様＞
第２の態様では、図５に示すように、強化冶具Ｉの第３のローラ５を床面１２に当接させた状態で下肢筋力の強化を行う。すなわち、下肢筋力の強化を行う高齢者等IIIが車椅子IIに座った初期の状態で足先に強化冶具Ｉを装着する。かかる状態で、図５（ａ）に示すように、下方に伸びる足先に装着された強化冶具Ｉの第３のローラ５を床面１２に当接させる。かかる状態では第３のローラ５により補強冶具Ｉの前方（図５の右方向）への移動が拘束されている。かかる状態で図５（ａ）に示すように、足先を矢印Ｄ方向に伸ばすことにより車椅子IIを、図５（ｂ）に示す後方（矢印Ａ方向）に後退移動させる。かかる車椅子IIを移動させることでその間中、移動動作に伴う負荷が高齢者等IIIの下肢に作用する。この結果、当該動作を繰り返すことにより、第１の態様と同様に、下肢筋力が補強される。

このように本形態によれば、腕力で駆動輪２２を回して車椅子IIの前進および後退の際のエネルギーを、強化冶具Ｉを用いることにより下肢筋力を利用して代替するようにしたので、下肢筋力の強化を効果的に行うことができる。

さらに、本形態ではばね１１を有するので、図5（ｂ）に示す状態で足踏み台１の足先側をばね１１のばね力に抗して押すことでヒンジ部10を回動中心とした足踏み台1の図５中時計方向への回動によっても筋力の強化を図ることができる。この場合には、特にひらめ筋の強化に好適である。

また、上記実施の形態では足載せ台１がヒンジ部１０を介して回動可能にフレーム２に傾斜して取付けられるように形成したが、かかる構造もこれに限定する必要はない。足載せ台１とフレーム２とは一体的に構成しても良い。ただ、フレーム２に対しある程度（好ましくは２０〜３０°）傾斜している構造の場合の方が使用時の操作性は向上する。

さらに、ばね１１を設けることも任意である。最低限第１および第２のローラ３，４を有していれば図４に示す下肢筋肉の強化はできるからである。

Ｉ 下肢筋力の強化冶具
II 車椅子
III 高齢者等
１ 足載せ台
２ フレーム
３，４，５ （第１〜第３の）ローラ
１０ ヒンジ部
１１ ばね
１２ 床面

Claims (3)

1. 車椅子に座った状態で人の足を載せ、下肢の伸縮に伴ない前記車椅子を移動させることにより下肢筋肉に負荷を掛けるための下肢筋力の強化治具であって、
   人の足を載せる足載せ台と、
   前記足載せ台の足先側端部と前記足載せ台の踵側端部とを結ぶ中心線に直交する軸回りに回転するとともに、前記足載せ台の踵側端部の後方に配設した第１のローラと、
   前記軸回りに回転するとともに、前記足載せ台の中央部の下方に配設した第２のローラと、
   前記第２のローラよりも足先側端部側に配設され、前記軸回りに回転する第３のローラと、
   床面に平行な面を備えるとともに、上面側に前記足載せ台が配設され、底面側に前記第１のローラ、第２のローラおよび第３のローラが配設されたフレームとを有し、
   前記第１のローラは、前記足先側端部から前記踵側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動を拘束する一方、前記踵側端部から前記足先側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動は許容するように一方向のみへの回転を可能に形成するとともに、
   前記第３のローラは、前記踵側端部から前記足先側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動を拘束する一方、前記足先側端部から前記踵側端部に向かう方向の前記足載せ台の移動は許容するように前記一方向の反対方向のみへの回転を可能に形成し、
   前記足載せ台は、前記踵側端部から前記足先側端部に向けて高くなる傾斜面となるように形成され、
   前記踵側端部には載せた足の踵が当接して前記足の前記後方への移動を規制する踵規制部材を設けたものであることを特徴とする下肢筋力の強化治具。
2. 請求項１に記載する下肢筋力の強化冶具において、
   前記足載せ台は、その踵側端部が、前記軸方向に伸びるヒンジ部を介して前記フレームに回動可能に取付けるとともに、前記第２のローラよりも足先側で前記フレームに配設した弾性部材で前記足載せ台を上方に押すように形成したことを特徴とする下肢筋力の強化冶具。
3. 請求項１または請求項２に記載する下肢筋力の強化冶具と、車椅子とを組み合わせたことを特徴とする下肢筋力の強化装置。

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