JP7237347B2 - 屈伸サポート具 - Google Patents

Description

本発明は身体に装着することで、身体における各部位を支持して、屈伸動作を支援する屈伸サポート具に関し、特に関節への負荷を軽減する事のできる屈伸サポート具に関する。

日常生活においては、上半身、腕、頭部などの様々な部位の重さが夫々の関節に作用している。そして何らかの動作を行う場合には、当該各部位の重さが、動作させる関節に作用することになる。このような関節などに対する負荷は、通常であれば何ら問題が生じないのであるが、疲労している場合や体力が衰えている場合等においては、身体における各部位の重さによって、任意の動作（特に関節の屈曲動作）自体が困難になる場合もある。

そこで従前においては、このような身体各部位の重さに起因する関節への負荷を軽減する為に、幾つかの先行技術が提案されている。

例えば特許文献１（特開２０１８－１１９０５号公報）では、人体の脊椎、血管、筋肉の機能を補助する器具により人体の上半身の重量による腰への負担を低減し、且つ人間がより快適に生活、行動できるようにすることを目的として、人体の背骨に沿って首から臀部まで人体背面に装着した複数の部位で構成される構造体により人体の腰にかかる重量を骨盤に分散させる機構を備え、頸椎背部の構造体で後頭部の重量の一部を胸部の構造体と胸部前面のベルトで胸部から上の重量を支え、胸部構造体に固定される肩部構造体で肩にかかる荷物の重量を受け止め、臀部構造体から腹部にかけてのベルトにて腰椎背部の構造体で受け止めた上半身の重量を立位では骨盤へ分散し、座位では人体背面で着座面と接する構造体と着座面の座面に接する構造体に重量を分散し腰椎にかかる上半身の重量を軽減し、頸椎、脊椎、腰椎、臀部の構造体の連結部をボールジョイント、蝶番、弾性のある素材で接続し、各連結部の可動範囲を限定する構造とすることで人体の背骨の関節の前後方向ならびに横方向、回転方向にかかる過度な負荷を排除することで人体への負荷を低減する装着型の人体補助器具が提案されている。

また特許文献２（米国特許第１３７１６９０号公報）では、身体に装着して、屈むときに、身体の一部分、特に上体を支持することを可能とした支持構造が提案されている。即ち、フレーム構造に肩部と脚部とが設けられ、これらは屈曲可能なストリップとスプリングにより結合した構造であって、肩部は、この構造を装着者の両肩上に支持可能であって、脚部は複数の脚部支持体を備え、それぞれ大腿に取り付け可能に形成すると共に、スプリングを肩部から延びているストリップの下端と脚部との間に結合した支持構造が提案されている。かかる支持構造では、身体を曲げると、肩部が肩に追従し、ストリップを曲げ、ばねを引き伸ばすとともに曲げることから、この曲げと反対方向の力が得られ、これにより、前傾しているまたは屈んでいる間、少なくとも部分的に人間の身体の負担を軽減するための装着型構造となっている。

特開２０１８－１１９０５号公報 米国特許第１３７１６９０号公報

上記の通り、従前においても腰部等の屈伸時の動作を支援する器具などは提案されていた。しかしながら、従前において提供されている関節の屈伸動作を支援するこの種の器具は、その殆どがゴムやバネ等のように伸縮弾性部材により当該屈伸動作をサポートするものであった。その結果、当該伸縮弾性部材においては、その伸び量と収縮力の調整が困難であり、特に関節を曲げるにつれて大きな復元力を得るのが困難であった。そこで本発明は、関節の屈曲度合いが大きくなるにつれて、より大きな力で関節を伸ばす方向に支援する事のできる屈伸サポート具を提供することを課題の１つとする。

また、従前において提供されている関節の屈伸動作を支援するこの種の器具は、長さ方向に伸縮する弾性部材を用いていることから、その構造は複雑であり、また装着にも困難を要するものとなっていた。そこで本発明は簡易な構造であって、取り付けも容易とした屈伸サポート具を提供することを、前記とは異なる別の課題の１つとする。

上記課題の少なくとも何れかを解決するべく、本発明者は、人体における様々な動作について検討し、各動作において関節に作用する負荷を軽減することを究明して、遂に本発明を完成するに至ったものである。

即ち本発明では、身体に装着して使用され、関節の屈伸動作を支援する屈伸サポート具であって、前記屈伸動作を支援する関節を覆って身体に装着されるサポート部と、当該サポート部を装着者に固定する身体装着部とからなり、前記サポート部は、関節を伸ばした状態において無負荷となり、当該関節を曲げることにより、その厚さ方向への曲げ弾性の応力により、前記関節の屈伸動作を支援して当該関節を伸ばす方向に前記身体装着部を付勢する屈伸サポート具を提供する。

上記屈伸サポート具において、前記サポート部は樹脂や金属からなる板バネを用いて形成することができる。かかる板バネは、本発明に係る屈伸サポート具で屈伸動作を支援する関節を跨るように配置することができ、当該関節が屈伸する方向に弾性変形できるように配置することができる。かかるサポート部は、前記関節の全体をカバーする大きさの板状に形成する他、前記関節を跨るように配置した１又は２本以上の棒状の板バネによって形成することができる。なお当該サポート部は、板バネの弾性を受けて前記関節に作用する板状部材によって形成することもできる。

また、当該サポート部は、前記身体装着部に対して、長さ方向に摺動自在に設けることが望ましい。そこで当該サポート部と身体装着部とは、摩擦抵抗が少ないように形成することが望ましい。かかる身体装着部は、例えば面ファスナーやバックルなど締結可能なバンド部材によって形成することができる。

また、前記身体装着部は、当該サポート部の長さ方向両端部に設けることができ、少なくとも何れかの端部に設けられた身体装着部は、伸縮自在に形成することができる。かかる伸縮自在な身体装着部は、例えばゴムやバネ等の弾性部材を用いて形成することができる。

そして本発明に係る屈伸サポート具では、前記サポート部に、前記屈伸動作を支援する関節との間に存在するクッション部材を設けることができる。かかるクッション部材は、スポンジや綿、或いは布帛等によって形成することができる。当該クッション部材はサポート部の弾性変形時の力が、当該関節に直接作用することが無いように設けることができる。

そして本発明に係る屈伸サポート具の実施形態では、前記屈伸動作を支援する関節は腰部の関節であって、前記サポート部は板バネを用いて形成されると共に、臀部に沿って配置されており、前記身体装着部は、前記サポート部の下端側を各大腿部に固定すると共に、当該サポート部の上端側を装着者の腰部よりも上方に、上下方向にスライド自在に固定することができる。

上記本発明の屈伸サポート具は、前記屈伸動作を支援する関節を覆って身体に装着されるサポート部と、当該サポート部を装着者に固定する身体装着部とからなり、前記サポート部は、関節を伸ばした状態において無負荷となり、当該関節を曲げることにより、その厚さ方向への曲げ弾性の応力によって、前記関節の屈伸動作を支援して当該関節を伸ばす方向に前記身体装着部を付勢するものとして形成している。よって、当該サポート部は、サポート部の曲げ弾性の復元力により、曲げた関節を伸ばす方向に付勢することができ、これにより、関節の屈曲度合いが大きくなるにつれて、より大きな力で関節を伸ばす方向に支援する事のできる屈伸サポート具を提供することができる。

また当該屈伸サポート具は、身体装着部でサポート部を装着できることから、当該身体装着部を面ファスナーやバックルなどで締結可能なバンド部材で形成した場合には、その構造は簡易なものとなり、また装着を容易にすることのできる屈伸サポート具を提供することができる。

第１の実施の形態にかかる屈伸サポート具を示す（Ａ）背面図、（Ｂ）正面図 第１の実施の形態に係る屈伸サポート具の装着状態を示す（Ａ）背面図、（Ｂ）正面図 第１の実施の形態に係る屈伸サポート具の使用状態における（Ａ）起立時側面図、（Ｂ）動作時側面図 第２の実施形態に係る屈伸サポート具を装着した状態を示す（Ａ）背面図、（Ｂ）正面図 第３の実施の形態に係る屈伸サポート具の（Ａ）正面図、（Ｂ）背面図 第３の実施の形態に係る屈伸サポート具の装着状態を示す正面図 第３の実施の形態に係る屈伸サポート具の使用状態における（Ａ）伸長時側面図、（Ｂ）屈曲時側面図

以下、図面を参照しながら本発明にかかる屈伸サポート具１１の幾つかの実施の形態を具体的に説明する。但し、以下では幾つかの実施の形態を示しているに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜変更する事ができる。

図１は第１の実施の形態にかかる屈伸サポート具１１を示す（Ａ）背面図、（Ｂ）正面図であり、図２は当該第１の実施の形態に係る屈伸サポート具１１の装着状態を示す（Ａ）背面図、（Ｂ）正面図であり、図３は当該第１の実施の形態に係る屈伸サポート具１１の使用状態における（Ａ）起立時側面図、（Ｂ）動作時側面図である。特にこの第１の実施の形態に係る屈伸サポート具１１は、腰部や股関節に作用する負荷を軽減するものとして形成しており、身体装着部３０は太腿と腹部に装着するものとして形成している。

図１に示す様に、この第１の実施の形態に係る屈伸サポート具１１は、前記屈伸動作を支援する関節を覆って身体に装着されるサポート部２０と、当該サポート部２０を装着者に固定する身体装着部３０とで構成している。

前記サポート部２０は、厚さ方向に弾性変形可能な板材を用いて形成しており、装着者の動作に伴って湾曲することにより、復元する向きの力が作用することになる。この為、当該屈伸サポート具１１を着用した場合には、真っ直ぐ起立した状態（即ち、関節を伸ばした状態）においては、図３（Ａ）に示す様に、当該屈伸サポート具１１のサポート部２０は弾性変形することはなく、装着者への負荷は生じない無負荷の状態となる。そして装着者が腰や股関節（関節）を曲げた場合には、図３（Ｂ）に示す様に、当該屈伸サポート具１１のサポート部２０は、その厚さ方向に弾性変形し、その曲げ弾性の応力によって、前記関節の屈伸動作を支援して当該関節を伸ばす方向に前記身体装着部３０を付勢することができる。これにより装着者は曲げた腰や股関節を伸ばす方向にサポート部２０の反発力が作用し、装着者の屈伸動作をサポートすることができる。

前記サポート部２０は、装着者が関節を曲げた時に、これを伸ばす向きに付勢するものとして機能することができ、湾曲させた時に十分な復元力を有するもので形成することができる。本実施の形態では厚さ方向への曲げ弾性を有する板部材を用いて形成しており、例えば曲げ方向に対して十分な復元力を有するプラスチックや、バネ鋼などの金属材料を用いて形成することができる。また当該サポート部２０は曲げ方向に対する復元力を有すればよいことから、装着者の屈伸部位（例えば関節）だけを曲げ弾性を有する材料で形成し、他の部位は変形しない材料で形成しても良い。

本実施の形態に係る屈伸サポート具１１は、装着者の腰部や股関節の屈伸を支援するものとして形成していることから、サポート部２０は腰部の上方に存在する略四角形の背当て部２３と、当該背当て部２３の下側から腰部の下方に四角形に延伸する２つの裏腿当て部２４とで形成している。そして背当て部２３の側方には、上側の身体装着部３２を取り付ける為の上下方向に長い上部長孔２２を形成し、２つの裏腿当て部２４には、それぞれ下側の身体装着部３１を取り付ける為の下部長孔２１を形成している。特に上部長孔２２は十分な長さに形成していることから、装着時において、当該サポート部２０と上側の身体装着部３２とは相対移動することができ、これにより腰や股関節を曲げた時におけるサポート部２０のスライド移動を許容し、装着時における窮屈さをなくすことができる。

かかるサポート部２０の屈曲時における復元力は、装着者の体力や体重等に応じて適宜調整することが望ましい。よって、より強い復元力を必要とする場合には、当該サポート部２０には、逆向き「Ｙ」字状のバネ板等を添接し、屈曲時における復元力を高めることもできる。

そして本実施の形態に係る屈伸サポート具１１では、前記サポート部２０を装着者に取り付けるために、身体装着部３０を備えている。かかる身体装着部３０は、ベルトや紐などを用いて形成することができる。ベルトや紐などで形成した身体装着部３０は、装着者の装着部位に巻きまわして締結する他、面ファスナーやバックルなどを用いて連結することにより、前記サポート部２０を装着者の身体に取り付けることができる。また、当該身体側着部は前記サポート部２０を着用者に取り付けることができるものであれば、その他の部材を用いて形成することもできる。かかる身体装着部３０は、本実施の形態では前記サポート部２０に設けた上部長孔２２および下部長孔２１にそれぞれ挿通させて装着者の身体に取り付けることができる。特に本実施の形態に係る屈伸サポート具１１では、前記上部長孔２２を縦長に形成することで、身体装着部３０が上下方向に５ｃｍ以上、望ましくは１０ｃｍ以上移動できるように形成している。

以上のように形成した屈伸サポート具１１は、図２に示す様に装着者の背面側であって、腰部を跨ぐように装着する。即ち、サポート部２０が背中側に存在するように装着する。そして上側の身体装着部３２を胴部（特に腹部）に巻きまわし、下側の身体装着部３１を太腿に巻きまわして当該サポート部２０を身体に固定する。

このように装着した本実施の形態に係る屈伸サポート具１１は、図３に示す様に、腰や股関節を曲げた際に、身体の背面に沿って湾曲する。その際、装着者の臀部近傍が張り出すことにより、サポート部２０の上端と装着者の背部との相対的な位置関係がずれることになる。これに対して、本実施の形態に係る屈伸サポート具１１は、身体装着部３０に対して前記サポート部２０は相対移動可能に設けていることから、装着者に対して引っ張られる印象を与えることなく、身体に対する締結状態を維持することができる。即ち、本実施の形態に係る屈伸サポート具１１においては、サポート部２０は装着者に対して相対移動できるように形成することが望ましく、よって当該サポート部２０は装着者の着衣との摩擦抵抗を減じる材料、及び構造に形成するのが望ましい。例えば、当該サポート部２０はプラスチックを用いて板状に形成すると共に、装着者に当接する面には、相対移動する方向に延伸するリブ、溝又はエンボスを形成することも望ましい。

そして腰や股関節を曲げる動作に追従して湾曲したサポート部は、当該湾曲に対する復元力が生じる。この為当該サポート部の復元力によって、曲げた腰や股関節を伸長させる向きに作用することができる。特に当該サポート部は、曲げ量が大きくなるにつれて、その復元力も大きくなることから、関節の曲げの大きさに正比例して強い復元力が得られる一側性難聴表示具が実現する。

図４は第２の実施形態に係る屈伸サポート具１２を装着した状態を示す（Ａ）背面図、（Ｂ）正面図である。特にこの実施の形態に係る屈伸サポート具１２は、前記サポート部２０と装着者との間における相対移動（或いは擦れ移動）を、身体装着部３０の伸縮によって許容している屈伸サポート具１２を示している。

即ち、この第２の実施の形態に係る屈伸サポート具１２は、サポート部２０における背当て部２３を上方まで延伸させて、装着者の背中を覆う高さに形成している。そしてその上端側方には、上側の身体装着部３２を取り付ける為の長孔２２を形成し、当該長孔２２に、長さ方向に伸縮自在な上側の身体装着部３２を取り付けている。かかる上側の身体装着部３２は、本実施の形態では装着者が屈んだ時の背中の伸びに対応できるように、伸縮自在に形成している。よって、当該上側の身体装着部３２はゴム部材を用いたベルト乃至は紐によって形成することができる。

この第２の実施の形態に係る屈伸サポート具１２でも、前記図３に示したように、装着者が屈んだ時、即ち関節を曲げた時には、当該サポート部２０も追従して湾曲する。この時、当該サポート部２０には、元に戻ろうとする復元力が作用することから、当該復元力によって関節を伸長する為の動作をサポートすることができる。

なお、この第２の実施の形態に係る屈伸サポート具１２においても、当該サポート部２０は樹脂や金属などを用いて板状に形成することができ、また装着者の着衣との擦れを減じる為に、高さ方向に延伸するリブ乃至は溝を形成しても良い。

図５～６は第３の実施の形態に係る屈伸サポート具１３を示しており、特に膝の関節に装着するのに適した屈伸サポート具１３を示している。図５は当該第３の実施の形態に係る屈伸サポート具１３の（Ａ）正面図、（Ｂ）背面図であり、図６は当該第３の実施の形態に係る屈伸サポート具１３の装着状態を示す正面図であり、図７は当該第３の実施の形態に係る屈伸サポート具１３の使用状態における（Ａ）伸長時側面図、（Ｂ）屈曲時側面図である。

本実施の形態に係る屈伸サポート具１３は、膝の正面をカバーするように配置されるサポート部２０と、当該サポート部２０の上部と下部を装着者の脚部に固定する身体装着部３０とで構成されている。本実施の形態に係る屈伸サポート具１３も、サポート部２０の上側には縦方向に長い上部長孔２２を形成しており、これにベルト状に形成した上側の身体装着部３２を設ける事により、上下方向への相対移動を可能にしている。一方、サポート部２０の下側に設けられる下部長孔２１には、当該サポート部２０の下端側を装着者における膝部よりも下側に固定するように下側の身体装着部３１を設けている。

本実施の形態に係るサポート部２０も、前記第１及び第２の実施の形態に示した屈伸サポート具と同じように、厚さ方向への曲折に対して十分な復元力を有するように形成しており、特に弾性を有するプラスチックを用いて板状に形成している。かかるサポート部２０にも、より強い復元力を付与する場合には、バネ鋼からなる板を正面の上下方向に添接することができる。かかるサポート部は曲げ量が大きくなるにつれて、その復元力も大きくなることから、関節の曲げの大きさに正比例して強い復元力が得られる屈伸サポート具が実現する。また当該身体装着部３０は、伸縮性を有するベルト又は紐で形成しており、面ファスナーやバックル、或いはホックなどにより締結して、前記サポート部２０を使用者の脚部に固定できるように形成している。

特に本実施の形態では、前記サポート部２０において装着者に向き合う面には、当該屈伸サポート具１３で伸縮動作を支援する関節に向き合う様にクッション部材２５を設けている。かかるクッション部材２５は、装着時において装着者の関節部位に対する押し付け力を緩和する為に機能し、スポンジ、布帛、綿などの柔軟性を有する材料を用いて形成することができる。かかるクッション部材２５は板状など各種形状に形成しても良いが、本実施の形態では膝蓋骨に対面する領域を刳り貫いて孔部を形成し、略ドーナツ状（乃至は円環状）に形成している。かかる孔部を設ける事により、膝蓋骨に対するサポート部２０の復元力の作用を緩和することができ、装着時における痛みを解消することができる。特に関節を屈曲した時におけるサポート部２０の復元力は、当該関節部に集中することから、その力を緩和することで、長時間着用し、頻繁に屈伸した場合であっても、屈伸に伴う膝の痛みを抑えることができる。

以上のように形成した屈伸サポート具１３は、図６に示す様に装着者の膝部に取り付けることができる。即ち、前記クッション部材２５を膝の関節の正面に位置させてサポート部２０を取付け、これを上下の身体装着部３０で固定することができる。

そしてこのように装着した屈伸サポート具１３は、図７（Ａ）に示す様に、膝を曲げない状態においては、無負荷の状態となって膝を押圧することはない。一方で図７（Ｂ）に示す様に、膝を曲げた状態においては、当該サポート部２０は膝に沿って湾曲する。膝を曲げることに伴って、前記サポート部２０の上端側は下方向に引っ張られることになり、下方向に移動することになる。しかし当該屈伸サポート具１３は、前記の通りサポート部２０の上側には縦方向に長い上部長孔２２を形成しており、これにベルト状に形成した上側の身体装着部３２を設けて、上下方向への相対移動を可能としていることから、装着者においては引っ張られる等の不快を与えることなく、確実に当該サポート部２０を保持することができる。そして、当該サポート部２０が膝に沿って曲がった状態においては、その復元力が生じることから、曲がった膝を伸ばす方向に付勢することができる。よって、膝を曲げた時に当該関節に作用する装着者の体重を負担し、膝を伸ばす動作を支援する事のできる屈伸サポート具１３が実現する。

以上、本実施の形態では腰部及び膝部に装着するのに適した屈伸サポート具について具体的に示してきたが、他の関節、例えば肘、指、足首、肩等の様々な関節に装着できるように構成することもでき、その際には各関節を伸ばす方向に付勢するように当該屈伸サポート具を装着することができる。

また上記本実施の形態に示した屈伸サポート具は、１つの具体例を示したにすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、任意に変更する事ができる。例えば各構成要素を同じ作用効果を発現する限りにおいて、異なる構成に形成する事も可能である。

上記本発明にかかる屈伸サポート具は、身体の動作、特に関節の屈伸動作をスムーズに実施する為の器具として利用する事ができ、高齢者のみならず、リハビリなどの用途においても使用する事ができる。また痩身運動等の各種の運動の用途においても使用する事ができる。更に運送業者などの様に重い荷物を運ぶ場合や、介護者の様に重労働を伴う場合など、動作を伴う労働に際してその動きを支援する為にも使用することができる。

11、12、13 屈伸サポート具
20 サポート部
21 下部長孔
22 上部長孔
23 背当て部
24 裏腿当て部
25 クッション部材
30 身体装着部

Claims (4)

1. 身体に装着して使用され、関節の屈伸動作を支援する屈伸サポート具であって、
   前記屈伸動作を支援する関節を覆って身体に装着されるサポート部と、
   当該サポート部を装着者に固定する身体装着部とからなり、
   前記サポート部は、厚さ方向への曲げ弾性を有し、関節の全体をカバーする大きさの板部材からなり、腰部の上方に存在する略四角形の背当て部と、当該背当て部の下側から腰部の下方に四角形に延伸する２つの裏腿当て部とからなると共に、腰部全体をカバーする大きさに形成されており、関節を伸ばした状態において無負荷となり、当該関節を曲げることにより、その厚さ方向への曲げ弾性の応力により、前記関節の屈伸動作を支援して当該関節を伸ばす方向に前記身体装着部を付勢し、
   前記身体装着部はベルトまたは紐で形成されており、前記背当て部の側方には、前記ベルトまたは紐で形成された身体装着部を挿通する長孔が形成されており、当該身体装着部を装着者の装着部位に巻きまわして締結することで前記サポート部を装着することを特徴とする、屈伸サポート具。
   
2. 前記サポート部は、上側の身体装着部と装着者の装着部位との間を相対移動可能であり、
   装着者に当接する面には、相対移動する方向に延伸するリブ、溝又はエンボスを形成している請求項1に記載の屈伸サポート具。
   
   
3. 前記サポート部には、前記屈伸動作を支援する関節との間に存在するクッション部材を設けてなる、請求項１または２に記載の屈伸サポート具。
   
4. 前記屈伸動作を支援する関節は腰部の関節であって、
   前記サポート部は板バネを用いて形成されると共に、臀部に沿って配置されており、
   前記身体装着部は、前記サポート部の下端側を各大腿部に固定すると共に、当該サポート部の上端側を装着者の腰部よりも上方に、上下方向にスライド自在に固定する、請求項１に記載の屈伸サポート具。

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