JP6933459B2 - 着座式の腿上げサポート装置 - Google Patents

Description

本発明は、着座式の腿上げサポート装置に関する。

下記特許文献１には、肢体の機能を維持、回復又は向上させるために用いられる下肢運動器具が開示されている。この下肢運動器具は、回転軸に傾動可能に固定された支持アームと、当該支持アームの先端に支持された足パッドと、を含んで構成されている。そして、使用者の足が足パッドを押圧して、支持アームが傾動されることで、使用者の下肢のトレーニングを行うことが可能となっている。

特開２００７−７１４３号公報

ところで、正常な歩行を実現するためにトレーニングを行う場合、関節の可動域を広げることが重要である。

本発明は上記事実を考慮し、関節の可動をアシストすることができる着座式の腿上げサポート装置を得ることが目的である。

請求項１記載の着座式の腿上げサポート装置は、使用者の臀部を下方側から支持する座部と、前記座部に着座した前記使用者の大腿部を下方側から支持する大腿部支持部と、作動されることで、前記大腿部支持部を動かして、前記座部に着座した前記使用者の大腿部を臀部に対して上方側へ変位させる腿上力付与部と、を備えている。

請求項１記載の着座式の腿上げサポート装置によれば、使用者が座部に着座すると、当該使用者の臀部が座部によって下方側から支持されると共に大腿部が大腿部支持部によって下方側から支持される。ここで、腿上力付与部が作動されると、使用者の大腿部を支持している大腿部支持部が動かされる。これにより、座部に着座した使用者の大腿部が臀部に対して上方側へ変位される。その結果、使用者の大腿部が股関節回りに傾動される。このように、請求項１記載の着座式の腿上げサポート装置によれば、股関節の可動域を広げることができる。

請求項２記載の着座式の腿上げサポート装置は、請求項１記載の着座式の腿上げサポート装置において、前記使用者の上体を後方側から支持する上体支持部を備え、前記使用者の上体が前記上体支持部に支持されたまま、前記腿上力付与部が作動可能とされている。

請求項２記載の着座式の腿上げサポート装置によれば、使用者の上体が上体支持部に支持されたまま、腿上力付与部が作動可能とされている。これにより、腿上力付与部が作動された際における使用者の大腿部の股関節回りの傾動角を安定させることができる。

請求項３記載の着座式の腿上げサポート装置は、請求項１又は請求項２記載の着座式の腿上げサポート装置において、前記大腿部支持部は、前記使用者の右側の大腿部を支持する右側大腿部支持部と、前記使用者の左側の大腿部を支持する左側大腿部支持部と、を含んで構成されており、前記腿上力付与部は、作動されることで前記右側大腿部支持部を動かす右側腿上力付与部と、作動されることで前記左側大腿部支持部を動かす左側腿上力付与部と、を含んで構成されており、前記右側腿上力付与部及び前記左側腿上力付与部が、前記座部の中央部の下方側において左右方向に隣り合って配置されている。

請求項３記載の着座式の腿上げサポート装置によれば、右側腿上力付与部が作動されると、右側大腿部支持部に支持された使用者の右側の大腿部が臀部に対して上方側へ変位される。これにより、使用者の右側の大腿部が股関節回りに傾動される。また、左側腿上力付与部が作動されると、左側大腿部支持部に支持された使用者の左側の大腿部が臀部に対して上方側へ変位される。これにより、使用者の左側の大腿部が股関節回りに傾動される。ここで、請求項３記載の着座式の腿上げサポート装置では、右側腿上力付与部及び左側腿上力付与部が、座部の中央部の下方側において左右方向に隣り合って配置されている。これにより、座部に着座した使用者の踵が右側腿上力付与部及び左側腿上力付与部に当接することを抑止することができる。

本発明に係る着座式の腿上げサポート装置は、関節の可動をアシストすることができる、という優れた効果を有する。

第１実施形態の着座式の腿上げサポート装置を示す斜視図である。 図１に示された着座式の腿上げサポート装置を示す正面図である。 （Ａ）は人工筋肉を示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示された人工筋肉を構成する弾性チューブ及びメッシュスリーブを模式的に示す模式図である。 （Ａ）は、使用者が着座式の腿上げサポート装置に着座した状態で、右側の人工筋肉が作動された状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、使用者が着座式の腿上げサポート装置に着座した状態で、左側の人工筋肉が作動された状態を示す斜視図である。 第２実施形態の着座式の腿上げサポート装置を示す斜視図である。

図１〜図３を用いて本発明の第１実施形態に係る着座式の腿上げサポート装置について説明する。なお、着座式の腿上げサポート装置に着座している状態の使用者から見た前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、右側及び左側をそれぞれ矢印ＲＨ及び矢印ＬＨで示し、上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、単に前後、左右、上下の方向を示す場合は、着座式の腿上げサポート装置に着座している状態の使用者から見た前後、左右、上下を示すものとする。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の着座式の腿上げサポート装置１０は、着座姿勢での腿上げ（大腿部の上昇）をサポートするために用いられる。なお、以下の説明においては、「着座式の腿上げサポート装置１０」を単に「腿上げサポート装置１０」というものとする。

腿上げサポート装置１０は、アルミニウム合金等を用いて筒状に形成されたパイプ材に曲げ加工等が施されることにより形成されたフレーム１２と、フレーム１２に固定された着座部本体１４と、着座部本体１４に対して傾動可能に取付けられた大腿部支持部としての一対の大腿パッド１６と、を備えている。また、腿上げサポート装置１０は、作動されることで一対の大腿パッド１６をそれぞれ傾動させる腿上力付与部としての一対の人工筋肉２０を備えている。

フレーム１２は、平面視で（上方側から見て）前方側が開放されたＵ字状（コ字状）に形成され、床面に接地されるベース部１２Ａと、ベース部１２Ａの右前方側の端部及び左前方側の端部からそれぞれ上方側へ向けて伸びる前フレーム部１２Ｂと、を備えている。また、フレーム１２は、左右の前フレーム部１２Ｂの上方側の端部からそれぞれ後方側に向かうにつれて上方側に傾斜して伸びる第１傾斜フレーム部１２Ｃと、左右の第１傾斜フレーム部１２Ｃの後方側の端部からそれぞれ上方側に向かうにつれて後方側へ傾斜して伸びる第２傾斜フレーム部１２Ｄと、を備えている。さらに、フレーム１２は、左右の第２傾斜フレーム部１２Ｄの上端部を左右方向につなぐ上フレーム部１２Ｅを備えている。なお、フレーム１２の左右の両側には、使用者の腕を載せることが可能とされた肘掛部１８がそれぞれ固定されている。

着座部本体１４は、表皮材に覆われたウレタンパッド等が骨格部材に取付けられること等により構成されており、この着座部本体１４は側面視で（右側又は左側から見て）略Ｌ字状に形成されている。具体的には、着座部本体１４は、平面視で左右方向を長手方向とする矩形状に形成され、使用者の臀部を下方側から支持する座部としての座板部１４Ａを備えている。また、着座部本体１４は、座板部１４Ａの後部から上方側に向かうにつれて後方側に傾斜して伸びる上体支持部としての背板部１４Ｂを備えている。この背板部１４Ｂは、その上端部及び左右方向の両端部がフレーム１２の左右の第２傾斜フレーム部１２Ｄ及び上フレーム部１２Ｅに沿って配置されている。そして、背板部１４Ｂが当該位置に配置された状態で、着座部本体１４がフレーム１２に図示しない締結部材を介して固定されている。

一対の大腿パッド１６は、平面視で矩形状に形成されており、この一対の大腿パッド１６は、左右方向に隣り合って配置されている。なお、右側の大腿パッド１６を右側大腿部支持部としての右側大腿パッド１６Ｒというものとし、左側の大腿パッド１６を左側大腿部支持部としての左側大腿パッド１６Ｌというものとする。また、右側大腿パッド１６Ｒの後端部及び左側大腿パッド１６Ｌの後端部は、着座部本体１４の前端部（座板部１４Ａの前端部）に傾動可能に支持されている。なお、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌが図示しないストッパ部に当接することで、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌの下方側への傾動が規制されている。また、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌの下方側への傾動がストッパ部によって規制された状態では、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌは、着座部本体１４の座板部１４Ａが延在する方向とほぼ同一方向に延在している。

図１〜図３に示されるように、一対の人工筋肉２０は、筒状に形成された一対の人工筋肉取付部３８の内部にそれぞれ配置された所謂ＭｃＫｉｂｂｅｎ型の人工筋肉である。本実施形態では、右側の人工筋肉取付部３８及び左側の人工筋肉取付部３８が、着座部本体１４の座板部１４Ａの左右方向の中央部の下方側において左右方向に隣り合って配置されている。また、右側の人工筋肉取付部３８及び左側の人工筋肉取付部３８は、側面視でその長手方向が上下方向に対して前傾された状態で、フレーム１２に固定されている。なお、右側の人工筋肉取付部３８及び左側の人工筋肉取付部３８の下端部は、フレーム１２のベース部１２Ａの後端部の左右方向の中央部に固定されている。

図３（Ａ）に示されるように、人工筋肉２０の長手方向一方側の端部は、人工筋肉取付部３８（図２参照）の下端部に係止される第１係止部２０Ａとされており、人工筋肉２０の長手方向他方側の端部は、図示しないワイヤが係止される第２係止部２０Ｂとされている。人工筋肉２０の細部の構成について詳述すると、図３（Ｂ）に示されるように、この人工筋肉２０は、ゴム等の弾性材料を用いて管状に形成された弾性チューブ４４と、弾性チューブ４４を覆う筒状のメッシュスリーブ４６と、を含んで構成されている。

弾性チューブ４４は、内部にガス（空気）が供給される空間を有しており、この弾性チューブ４４は、第１係止部２０Ａと第２係止部２０Ｂとの間に配置されている。この弾性チューブ４４の内部には、図示しないバルブから空気が供給されるようになっている。

メッシュスリーブ４６は、例えば伸縮性の小さい高張力繊維等の線材が織り上げられること等により形成されている。図３（Ａ）に示されるように、メッシュスリーブ４６の長さ（軸）方向の両端部は、第１係止部２０Ａ及び第２係止部２０Ｂにそれぞれ固定されている。

そして、メッシュスリーブ４６内に配置された弾性チューブ４４（図３（Ｂ）参照）内に空気が供給されて、弾性チューブ４４が膨張すると、メッシュスリーブ４６の長さ方向と直交する方向（矢印Ｂ方向）への寸法が増加すると共に、当該メッシュスリーブ４６の長さ方向（矢印Ａ１及び矢印Ａ２方向）への寸法が減少する。これにより、人工筋肉２０の長さが短くなって（人工筋肉２０が収縮して）、当該人工筋肉２０の第２係止部２０Ｂに係止された図示しないワイヤが引張られるようになっている。

図１〜図３に示されるように、本実施形態では、以上説明した一対の人工筋肉２０が、右側の人工筋肉取付部３８の内部及び左側の人工筋肉取付部３８の内部にそれぞれ設けられている。さらに、各々の人工筋肉取付部３８の内部に配置された人工筋肉２０の弾性チューブ４４には、それぞれ独立して空気が供給されるようになっている。なお、右側の人工筋肉取付部３８の内部に配置された人工筋肉２０を右側腿上力付与部としての右側人工筋肉２０Ｒというものとし、左側の人工筋肉取付部３８の内部に配置された人工筋肉２０を左側腿上力付与部としての左側人工筋肉２０Ｌというものとする。

図２に示されるように、右側の人工筋肉取付部３８の内部に配置された右側人工筋肉２０Ｒの第１係止部２０Ａに係止されたワイヤの他端部は、右側大腿パッド１６Ｒに係止されている。そして、右側大腿パッド１６Ｒに係止されたワイヤが右側人工筋肉２０Ｒを介して引かれることで、右側大腿パッド１６Ｒが上方側へ傾動されるようになっている。また、左側の人工筋肉取付部３８の内部に配置された左側人工筋肉２０Ｌの第１係止部２０Ａに係止されたワイヤの他端部は、左側大腿パッド１６Ｌに係止されている。そして、左側大腿パッド１６Ｌに係止されたワイヤが左側人工筋肉２０Ｌを介して引かれることで、右側大腿パッド１６Ｒが上方側へ傾動されるようになっている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図４（Ａ）に示されるように、本実施形態の腿上げサポート装置１０では、使用者Ｐが当該腿上げサポート装置１０に着座した状態で使用される。使用者Ｐが腿上げサポート装置１０に着座した状態では、使用者Ｐの臀部Ｐ４及び大腿部Ｐ３が、着座部本体１４の座板部１４Ａ、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌに下方側から支持される。また、使用者Ｐの上体Ｐ２が、着座部本体１４の背板部１４Ｂに後方側から支持される。

そして、図示しないガス供給部（コンプレッサやタンク）から右側の人工筋肉取付部３８の内部に配置された右側人工筋肉２０Ｒの弾性チューブ４４に空気が供給されると、右側人工筋肉２０Ｒが収縮する。これにより、右側大腿パッド１６Ｒに係止されたワイヤが右側人工筋肉２０Ｒを介して引かれることで、右側大腿パッド１６Ｒが上方側へ傾動される。これにより、右側大腿パッド１６Ｒに支持された使用者Ｐの右側の大腿部Ｐ３が臀部Ｐ４に対して上方側へ変位される。その結果、使用者Ｐの右側の大腿部Ｐ３が股関節回りに傾動されることで、右側の股関節の可動域を広げることができる。

また、図示しないガス供給部（コンプレッサやタンク）から左側の人工筋肉取付部３８の内部に配置された左側人工筋肉２０Ｌの弾性チューブ４４に空気が供給されると、図４（Ｂ）に示されるように、左側人工筋肉２０Ｌが収縮する。これにより、左側大腿パッド１６Ｌに係止されたワイヤが左側人工筋肉２０Ｌを介して引かれることで、左側大腿パッド１６Ｌが上方側へ傾動される。これにより、左側大腿パッド１６Ｌに支持された使用者Ｐの右側の大腿部Ｐ３が臀部Ｐ４に対して上方側へ変位される。その結果、使用者Ｐの右側の大腿部Ｐ３が股関節回りに傾動されることで、左側の股関節の可動域を広げることができる。

また、本実施形態では、使用者Ｐが着座部本体１４の背板部１４Ｂにもたれ掛かったままの姿勢で、右側人工筋肉２０Ｒ及び左側人工筋肉２０Ｌをそれぞれ作動させる（収縮させる）ことが可能となっている。これにより、右側人工筋肉２０Ｒ及び左側人工筋肉２０Ｌが収縮されて右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌが傾動された際における使用者Ｐの大腿部Ｐ３の股関節回りの傾動角を安定させることができる。

さらに、本実施形態では、図２に示されるように、右側人工筋肉２０Ｒ及び左側人工筋肉２０Ｌ（右側及び左側の人工筋肉取付部３８）が、着座部本体１４の座板部１４Ａの中央部の下方側において左右方向に隣り合って配置されている。これにより、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、着座部本体１４に着座した使用者Ｐの踵Ｐ５が右側人工筋肉２０Ｒ及び左側人工筋肉２０Ｌが内部に配置された右側及び左側の人工筋肉取付部３８に当接することを抑制することができる。

なお、本実施形態では、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌをそれぞれ独立して傾倒させた例について説明したが、本発明はこれに限定されず、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌを同時に傾倒させてもよい。また、右側大腿パッド１６Ｒ及び左側大腿パッド１６Ｌに対応する単一の大腿パッドを傾倒させることにより、使用者Ｐの右側及び左側の大腿部Ｐ３を臀部Ｐ４に対して同時に変位させてもよい。

また、本実施形態では、使用者Ｐが着座部本体１４の背板部１４Ｂにもたれ掛かったままの姿勢で、右側人工筋肉２０Ｒ及び左側人工筋肉２０Ｌをそれぞれ作動させる（収縮させる）ことが可能とされた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示された第２実施形態に係る着座式の腿上げサポート装置２２のように、着座部本体１４の背板部１４Ｂを備えていない構成としてもよい。なお、腿上げサポート装置２２において前述の腿上げサポート装置１０と対応する部分には、当該腿上げサポート装置１０の各部と同一の符号を付している。

（腿上げサポート装置１０を使用することによる効果について）
腿上げサポート装置１０を使用した使用者にインタビューを行ったところ、使用者から「脚が挙がり易くなった」という意見や「脚を動かす際に軽く感じるようになった」という意見が得られた。今後は、これらの効果を定量的に評価することで、腿上げサポート装置１０の改良が期待できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 着座式の腿上げサポート装置
１４Ａ 座板部（座部）
１４Ｂ 背板部（上体支持部）
１６ 大腿パッド（大腿部支持部）
１６Ｌ 左側大腿パッド（左側大腿部支持部）
１６Ｒ 右側大腿パッド（右側大腿部支持部）
２０ 人工筋肉（腿上力付与部）
２０Ｌ 左側人工筋肉（左側腿上力付与部）
２０Ｒ 右側人工筋肉（右側腿上力付与部）
２２ 着座式の腿上げサポート装置

Claims (3)

1. 使用者の臀部を下方側から支持する座部と、
   前記座部に着座した前記使用者の大腿部を下方側から支持する大腿部支持部と、
   作動されることで、前記大腿部支持部を動かして、前記座部に着座した前記使用者の大腿部を臀部に対して上方側へ変位させる腿上力付与部と、
   を備え、
   前記腿上力付与部は、人工筋肉により構成され、
   前記腿上力付与部の一端部は、前記座部を支持するフレームのベース部の一部であって前記座部の後端部の下方に位置する前記ベース部の一部に固定された着座式の腿上げサポート装置。
2. 前記使用者の上体を後方側から支持する上体支持部を備え、
   前記使用者の上体が前記上体支持部に支持されたまま、前記腿上力付与部が作動可能とされている請求項１記載の着座式の腿上げサポート装置。
3. 前記大腿部支持部は、前記使用者の右側の大腿部を支持する右側大腿部支持部と、前記使用者の左側の大腿部を支持する左側大腿部支持部と、を含んで構成されており、
   前記腿上力付与部は、作動されることで前記右側大腿部支持部を動かす右側腿上力付与部と、作動されることで前記左側大腿部支持部を動かす左側腿上力付与部と、を含んで構成されており、
   前記右側腿上力付与部及び前記左側腿上力付与部が、前記座部の中央部の下方側において左右方向に隣り合って配置されている請求項１又は請求項２記載の着座式の腿上げサポート装置。

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