JP6941698B2

JP6941698B2 - 杖

Info

Publication number: JP6941698B2
Application number: JP2020017462A
Authority: JP
Inventors: 昌三北村
Original assignee: 昌三北村
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP2021112548A

Description

本発明は、歩行時に障害のある足に負担をかけることが困難な人の歩行補助に使用する杖に関するものである。

歩行補助に使用する杖としては、一本杖（ストック）がある。一本杖は、棒状をなす脚部と該脚部の上端に縦方向に配設されたハンドグリップと該ハンドグリップの上端に取り付けられた手首を保持するループ状のストラップにてなる。使用者は、腕を振り下ろす動作によって、杖を下方に押すことにより、身体のバランスを確保するとともに、障害のある足の一部荷重負担免除を行うことに加え、該脚部下端を後方に蹴り出すことによって積極的に歩行をアシストする機能を持つ。しかし一本杖の荷重負担免除力は低く、荷重負担免除を期待する使用にあたって腕及び肩への負担が非常に大きい。

他の従来品として、Ｔ字杖がある。一本杖は、棒状をなす脚部と該脚部の上端に横方向に配設されたハンドグリップにてなる。使用者はハンドグリップにより杖を下方に押すことによって、身体のバランスを確保するとともに、障害のある足の一部荷重負担免除を行う。しかしＴ字杖の荷重負担免除力は低く、力を掛ける方向の関係から手首や肘が座屈し易いため、荷重負担免除を期待する使用にあたっては、前記一本杖よりも安定性の確保が難しく、腕及び肩への負担が非常に大きい。

他の従来品として、松葉杖がある。松葉杖は、Ｙ字状もしくは棒状をなす脚部と脚部の上端に配設されたハンドグリップと、脚部上方に延設された腕部の上端に配設された脇当てにてなる。使用者はハンドグリップと脇当てによって、杖の安定保持と歩行時に障害のある足の完全荷重負担免除が可能である。しかし、すべての荷重を、ハンドグリップを握る手で支えるため、肩及び腕、特に肘を伸ばす筋肉と手への負担が大きい。また、松葉杖の安定保持に際して、脇当てを上腕と体側で挟んで保持固定するためには、相当の慣れと筋力を要する。また、松葉杖の使用目的は、歩行時に障害のある足の荷重負担免除にあり、積極的に使用者の歩行をアシストする機能は無い。

他の従来品として、ロフストランドクラッチがある。ロフストランドクラッチは、主に、棒状をなす脚部と脚部の上端に前方方向に突設されたハンドグリップと、脚部から上方に延設された、前方（歩行進行方向）が開口されたカフを有する腕部にてなる。使用者は下腕と手で杖を保持するため、安定保持に相当の筋力が必要である。積極的に使用者の歩行をアシストする機能は無い。

他の従来品として、スマートクラッチがある。スマートクラッチは、主に、棒状をなす脚部と、下腕の尺骨側に開放され当接するカフと、カフから斜めに突設したハンドグリップと、当該カフが前記脚部に使用者の所望の角度に固定して接続することができる回動接続具部にてなる。脚部は下腕の軸方向に対して適宜な角度で固定できる。使用者は、下腕を振り下ろす動作によって荷重を支えるが、下腕全体で荷重を支えるため、手への負担は比較的小さい。下腕を振り下ろす動作は、肩周り及び肘を伸ばす筋肉に相当の筋力が必要であり、また、上腕と脚部のなす角度が固定されるため、杖を前方の地面に突き当てるときの動作が極めてやりにくいという問題がある。積極的に使用者の歩行をアシストする機能は無い。

特許文献１には、グリップ部とシャフト下部に一定の角度を設けて屈曲させ、使用者の歩行姿勢を正しく保ち、腕力を適切に杖に伝える構造を持つウォーキング用の杖が開示されている。該杖は、歩行アシスト機能を適切に発揮することができるが、健常者の使用を前提としており、歩行時に障害のある足の一部荷重負担免除に特に配慮したものではない。

特許文献２には、側弓が身体外側に張り出し、使用者からみて、ハンドグリップが脇当てと杖先を結ぶ線の外側に位置する松葉杖が開示されている。該杖は、ハンドグリップを握って保持しやすくするとともに、杖先の滑りを抑える。

特許文献３には、脚部の上方に配設されたハンドグリップと、使用者の上腕を前方方向に支えるカフにより、使用者の手にかかる負担を軽減する杖が開示されている。積極的に使用者の歩行をアシストする機能は無い。

特開２０１０−１８４１０７ウォーキング用の杖特開２０００−１２６２５３松葉杖特開２０１７−２９３３５エルボークラッチ

歩行補助に使用する杖は、主に歩行時のバランス確保や障害のある足に掛かる荷重の一部を負担する目的で使用する。また、１本杖や健康な人が登山やウォーキングなどに使用するウォーキングポールは、後ろに蹴り出すことによって、積極的に歩行をアシストする目的にも使用される。しかし、主に歩行時のバランス確保や障害のある足の一部荷重負担免除を主な目的とする杖に、歩行をアシストする機能を望むことは難しい。一本杖には、前述のように歩行アシストの機能が望めるが、使用にあたって強い筋力を要する。

松葉杖は、使用者の体側部に接する脇当てとハンドグリップの２点保持により杖を保持するため、安定した体勢により確実な足の一部荷重負担免除と歩行が可能である。しかし、脇当てを上腕と体側で挟んで保持固定するためには、相当の慣れと筋力を要する。このため、骨折等をした場合、病院で杖の使用方法についての指導が十分に行われることが普通であるが、使用者の知識不足や体力、不用意な操作等によって、歩行時に脇当てが前後にずれて安定を崩し事故につながるリスクがあった。

また、松葉杖は、すべての荷重を、ハンドグリップを握る手で支えるため、肩及び腕、特に肘を伸ばす筋肉と手への負担が大きい。

本発明はこうした問題に鑑み草案されたもので、筋力や運動能力に優れていない通常の障害者、一時障害者又は半永久障害者等が、通常の日常行動に使用して、杖を容易かつ確実に保持するとともに、歩行アシスト機能により、長時間の安定した歩行を実現できる杖を提供することを課題とする。

本発明における「前方」、「後方」とは、杖１の使用時の使用者からみた前後方向（進行方向）における前方又は後方を意味する。また、「外側」、「内側」とは杖１の使用時の使用者からみた横方向（進行方向と直角方向）における外側、内側を意味する。

請求項１に記載の杖１は、棒状に形成された脚部と、該脚部の上方に配設されたハンドグリップと、該ハンドグリップの上方に配設された、使用者の体側への接触部が体側に向けて凹の形状を有する脇当てと、肘を後方から支える肘レストを備え、使用者が肘を肘レストで支えながらハンドグリップの握り位置を変えることが可能な形態を有する。

請求項２に記載の杖１は、前上方向に次第に角度を増加しながら伸長する形状を有するハンドグリップを備える。

請求項３に記載の杖１は、縦方向に長く前方に向けて横方向に凹の形状を有する肘レストを備える。

請求項１に記載の杖１は、ハンドグリップ３、使用者の肘に接する肘レスト５及び体側に接する脇当て４の３部位により、容易かつ確実な安定保持が可能となるという効果を奏する。

請求項１に記載の杖１は、肘レスト５に荷重を分散させることにより、従来の松葉杖とは異なり、肘を伸ばす筋肉に負担をかけることなくハンドグリップ３に荷重を掛けることが可能となる。また、ハンドグリップ３と、前方に向けて横方向に凹の形状を有し、肘の横方向の動きを防ぐ構造を持つ肘レスト５によって下腕と杖１が一体化して保持することが容易になるとともに、脇当て４が体側と接する点１０が、杖１を振り動かして操作する際の支点となり、操作の安定性が確保されるという効果を奏する。

請求項１に記載の杖１は、ハンドグリップ３に荷重を掛けることにより、地面に接する杖下端９を支点として杖が前方に回転することによって、肘レスト５を前方に押し出す力が発生し、使用者の身体を前方に押して歩行をアシストするという効果を奏する。

請求項１の杖１は、脇当て４の使用者の体側への接触部が、体側に向けて横方向に凹の形状を有することによって、前後方向のずれを防ぎ、筋力が少なく使用方法に慣れていない使用者でも、脇当て４の体側部への固定保持が容易となるという効果を奏する。

請求項１に記載の杖１は、使用者の肘と、肘レスト５の接点とハンドグリップ３を握る点８を結ぶ直線の延長線が、ハンドグリップ３を握る点８を中心に、ハンドグリップ３を握る点８と杖下端９を結ぶ直線から前方向に０度乃至６０度の角度にあることによって、適切に杖１の機能が働き、肘レスト５を前方に押し出す力が、使用者の身体を前方に押して歩行をアシストするという効果を奏する。

本発明に関わる杖１の実施形態を示す右側側面図と正面図である。なお、各図面の杖１は、使用者が右側に突いて使用する杖１であり、左側に突いて使用する杖１は垂直線に対して左右に線対称の形状となる。図１に示す杖１のハンドグリップ３部を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。図１に示す杖１の脇当て４部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。図１に示す杖１の肘レスト５部を示すもので、（ａ）は正面図と側面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図１に示す杖１の各部に掛かる力の方向と強さを示す説明図である。

本発明に係る杖１の実施形態を図１乃至図５に示す。杖１は、図１に示すように、基本的な構成要素として、脚部２と、ハンドグリップ３と、肘レスト５と、脇当て４を備える。脚部は直線状でも、歩行補助に適する範囲で適当に曲がっていても良い。脚部２の上端に配置されるハンドグリップ３の上方に配置される肘レスト５、脇当て４は、脚部２上方に腕部を延設し、それぞれその適切な位置に配置しても良い。

脚部２は、棒状であり、正面から見て脇当て４とハンドグリップ３を結ぶ直線の延長線と、肘レスト５とハンドグリップ３を結ぶ直線の延長線の成す角の範囲内に配置される。高い剛性と軽量化の観点から金属もしくはカーボン繊維などを材料とするパイプ状の形態が好ましい。下端には滑り止めと耐衝撃性を確保するためゴム等の材料による石突き６を配置する。

ハンドグリップ３は、脚部２上端を覆う筒状の基部の上端から前方に突出状態で固定され、前上方に湾曲する。肘と肘レスト５の接点７とハンドグリップ３を握る点８を結ぶ直線の延長線が、ハンドグリップ３を握る点８を中心に、ハンドグリップ３を握る点８と杖下端９を結ぶ直線から前方向に０度乃至６０度の角度になるように、使用者が握ることができる形状とする。金属などの硬質素材の表面を樹脂などの軟質素材で覆い、断面を手になじむように、丸みを持たせ握り心地の良い構成とすることが好ましい。

肘レスト５は、板状であり、ハンドグリップ３の上方に配置され、使用者からみて脇当て４とハンドグリップ３を結ぶ直線の外側に配置される。肘の横方向のずれを防ぎ効果的に押し返して支えるよう前方に向けて横方向に湾曲し、またハンドグリップ３の握り位置によって、縦方向に移動する使用者の肘との接点をカバーするよう、適切な幅と縦方向に長い形状が好ましい。金属などの硬質素材の表面を樹脂などの軟質素材で覆い、肘の当たり心地の良い構成とすることが好ましい。

脇当て４は、縦方向に楕円形の断面を持ち、体側に向けて横方向に凹に湾曲する形状であり、肘レスト５の上方に配置される。金属などの硬質素材の表面を樹脂、スポンジなどの軟質でクッション性のある素材などで覆い、体側と上腕の内側で挟んで保持するにあたって心地の良い構成とすることが好ましい。

杖１は、使用者の身長や腕の長さ等により、各部の位置や長さを適切に調整することが必須であるので、ハンドグリップ３、肘レスト５、脇当て４部の整形はカスタムメイドが前提となる。しかし各部の位置関係等に数パターンを用意し、脚部２の長さを調整して取り付ける半オーダーメイドのような供給形態も考えられる。

実用例の杖１の使用方法を、図５を使用して説明する。使用者は、脇当て４を上腕と体側によって挟んで保持し、肘を肘レスト５に当てながらハンドグリップ３の少し前方を握る。使用者が、歩行と同時に杖下端９を前方に突き、グリップに荷重を掛けると、アシスト機能が働き、肘レスト５に当てた肘を介して、使用者の身体が前方に押し出される。使用者が、ハンドグリップ３の付け根付近を握ると、アシスト機能は働かず、実質的に松葉杖と同等の機能となる。左右両側使用の場合、松葉杖と同じように、負傷した足の荷重負担を完全に免除しつつ歩行アシスト機能を実現することができる。

杖１の各部に掛かる力の方向と強さについて、図５を使用して説明する。杖は、ハンドグリップ３を握る点８、肘と肘レスト５の接点７、脇当て４が体側と接する点１０の３点で保持される。使用者が、腕と手を介してハンドグリップ３に荷重を掛けるとき、肘が肘レスト５に支えられ、方向を変えて下腕に伝わり、ハンドグリップ３に掛かる力Ｆ１は、使用者の肘と肘レスト５の接点７とハンドグリップ３を握る点８を結ぶ直線の延長線に沿って下前方向に掛かる。その力のうち、ハンドグリップ３を握る点８と杖下端９を結ぶ直線と垂直な前方方向に働く力Ｆ２を、杖下端９を支点とし、ハンドグリップ３を握る点８から杖の下端９までの直線距離Ｌ１を、肘と肘レスト５の接点７から杖下端９までの直線距離Ｌ２で除した力が、肘と肘レスト５の接点７から杖下端９までの直線に垂直な前方方向に肘を押す力Ｆ３として働く。この力から、使用者が杖に掛ける荷重の一部として、使用者の肘が肘レスト５に加える肘と肘レスト５の接点７から杖下端９までの直線に垂直な後方方向に掛かる力を差し引いた力が、使用者の身体を前方に押す力となって、歩行をアシストする。

使用者の肘と肘レスト５の接点７とハンドグリップ３を握る点８を結ぶ直線の延長線が、ハンドグリップ３を握る点８を中心に、ハンドグリップ３を握る点８と杖下端９を結ぶ直線から前方向になす角度をθとするとき、Ｆ１とＦ３の間に下記の関係が成り立ち、ハンドグリップ３に荷重Ｆ１が掛かると、肘を前方に押す力Ｆ３が発生する。
Ｆ２＝Ｆ１×ｓｉｎθ
Ｆ３＝Ｆ２×Ｌ１／Ｌ２
Ｆ３＝Ｌ１／Ｌ２×Ｆ１×ｓｉｎθ

実測計算例は下記の通りである。
Ｌ１＝８３ｃｍ
Ｌ２＝１０３ｃｍ
Ｆ１＝７０ｋｇ×１／５＝１４ｋｇ（体重の１／５の荷重と想定）
θ＝３０°
Ｆ３＝８３／１０３×７０×ｓｉｎθ＝５．６４ｋｇ

１杖
２脚部
３ハンドグリップ
４脇当て
５肘レスト
６石突き
７肘と肘レストの接点
８ハンドグリップを握る点
９杖下端
１０脇当てが体側と接する点
Ｆ１ハンドグリップに掛かる力
Ｆ２ハンドグリップを握る点と杖下端を結ぶ直線と垂直な前方方向に働く力
Ｆ３肘と肘レストの接点から杖下端までの直線に垂直な前方方向に肘を押す力
Ｌ１ハンドグリップを握る点から杖の下端までの直線距離
Ｌ２肘と肘レストの接点から杖下端までの直線距離
θ 肘と肘レストの接点とハンドグリップを握る点を結ぶ直線の延長線と、ハンドグリップを握る点と杖下端を結ぶ直線がなす角度
イ前方
ロ上
ハ外側
二内側

Claims

棒状に形成された脚部と、該脚部の上方に配設された前上方向に次第に角度を増加しながら伸長する湾曲した形状のハンドグリップと、該ハンドグリップの上方に配設された、使用者の体側への接触部が体側に向けて凹の形状を有する脇当てと、肘を後方から支える肘レストを備え、使用者が肘を肘レストで支えながらハンドグリップの握り位置を変えることが可能な形態を有するハンドグリップと脇当てと肘レストを設けたことを特徴とする杖。
縦方向に長く前方に向けて横方向に凹の形状を有する肘レストを設けたことを特徴とする請求項１に記載の杖。