JP7540389B2 - 歩行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、歩行支援装置に関する。

従来、このような分野の技術として、特許第５３１６７０８号公報がある。この公報に記載された歩行支援装置では、アクチュエータと一方向ダンパとを備え、ユーザの歩行動作を補助する歩行支援装置が開示されている。ここで、アクチュエータは、下腿リンクにトルクを発生させる。また、一方向ダンパは、膝屈曲方向の回転に抵抗力を発生させるものであり、膝伸展方向に対しては抵抗力を発生させないものである。例えば、この一方向ダンパは、自由な回転を許容するフリーモード、抵抗力を与えるダンパモード、回転を禁止するロックモードの順で繰り返されるように制御されている。

特許第５３１６７０８号公報

前述の歩行支援装置は、膝の関節の動きをアシストする装置であって、それぞれ膝の屈曲方向の抵抗力が異なるモードを、歩行状態に合わせて切り替えることができるものである。しかしながら、この歩行支援装置では、膝が抑えられていないため屈曲時には膝が前に出てしまい、カフ内で脚が遊んだ状態なるため抵抗力が逃げてしまう。そのため、この歩行支援装置では、初期から脚に抗力を伝えることができないという問題がある。

さらにこのような歩行支援装置は、歩行支援装置の上部から脚を通すことによって装着する構造であるため、歩行支援装置のユーザの脚が麻痺しているような場合には、脚を持ち上げて装着することが困難である場合がある。

また他にも、大腿と下腿をカフによって支持するとともに、膝を膝パッドによって支持することで、３点支持が行われた状態とすることができる長下肢装具が知られている。このような長下肢装具では、抵抗を脚に伝えることが可能であるが、カフのベルトの調節箇所が３点あるとともに膝パッドの調節箇所がある等、装着に手間がかかる構造となっていることがある。

本発明は、装着が容易であるとともに、ユーザの脚への抗力の発生を適切に行うことができる歩行支援装置を提供するものである。

本発明にかかる歩行支援装置は、ユーザの脚部の上腿に巻き付けて装着される上腿部用カフと、ユーザの脚部の下腿に巻き付けて装着される下腿部用カフと、前記上腿部用カフと、前記下腿部用カフの夫々が接続されるフレームと、を備え、前記上腿部用カフと、前記下腿部用カフの夫々は、所定の方向に長く延びる形状を有する延在部と、前記延在部の一端部に近接して配されるとともに、ユーザに装着される際にユーザの後方に配される後方カフを保持する袋部と、を有し、前記延在部は、前記延在部の延びる方向に沿って配されるとともに、上下方向におけるユーザの膝部から遠方側の端部に配される第１の伸び止め部と、前記延在部において、上下方向におけるユーザの膝部に近接する側の端部に沿って配され、前記第１の伸び止め部と異なる方向に延び、かつ、一端部が前記フレームに接続されてユーザの膝前方を支持する第２の伸び止め部と、前記第１の伸び止め部と前記第２の伸び止め部の夫々に接続されており、前記第１の伸び止め部と前記第２の伸び止め部を同時にユーザの脚部に締め付け可能であるワイヤーと、を有する。
これにより、ユーザの脚部を支持する２つのカフが、ワイヤーにより容易に装着可能となる。

これにより、装着が容易であるとともに、ユーザの脚への抗力の発生を適切に行うことができる歩行支援装置を提供することができる。

歩行支援装置の構成を示す図である。 ユーザに巻き回した状態のカフの一例を示す図である。 展開した状態のカフを示す図である。 展開した状態のニットカフにワイヤーを取り付けた状態の一例を示す図である。 樹脂カフの一例を示す図である。 ワイヤーの一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る歩行支援装置１は、歩行訓練を行う訓練者（以下、ユーザ）に装着され、ユーザは歩行支援装置１を装着した状態のまま歩行訓練を行う。例えば、一方の脚に麻痺を患う片麻痺患者である訓練者が、麻痺側の脚部である患脚に歩行補助装置を装着する。なお、歩行支援装置は、歩行訓練システムでの歩行訓練時に限らず、病院内での歩行時や屋外等での歩行時において使用されてもよい。

特に、歩行支援装置１は、ユーザの脚部のうち膝関節の近傍に装着され、歩行訓練の際に歩行の支援を行う。また、歩行支援装置１は、膝関節の屈曲方向に抵抗力を発生させる。

ここで、歩行支援装置１は、ユーザの膝関節及びその周辺に装着されるものであり、具体的には、上腿から下腿に渡って配置される。なお、上腿とは、股関節から膝関節までの部分を示し、下腿は、膝関節から足首関節までの部分であるものとする。

図１に示すように、歩行支援装置１は、フレーム１１と、フレーム１１に連結される２つのカフ１２，１３を備える。ここで、カフ１２は、ユーザの上腿に取り付ける上腿部用カフであり、カフ１３はユーザの下腿に取り付ける下腿部用カフである。フレーム１１は、カフ１２，１３の側方に取り付けられている。

フレーム１１は、ユーザの膝近傍に配置される際に、ユーザの上腿から下腿にかけて装着される。フレーム１１は、ユーザの上腿の近傍に配置される上腿フレーム１１ａと、ユーザの下腿部の近傍に配置される下腿フレーム１１ｂと、上腿フレーム１１ａと下腿フレーム１１ｂの間であって、ユーザの膝近傍に配置されるダンパ１１ｃを備える。

例えば、上腿フレーム１１ａと下腿フレーム１１ｂの間にダンパ１１ｃが設けられている。ダンパ１１ｃは、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えることができる。具体的には、ダンパ１１ｃは、オイル等の流体の粘性抵抗を利用して、膝関節の屈曲方向の回転を減速させる。なおダンパ１１ｃは、一方向にのみ抵抗力を与える一方向ダンパとすることが好ましい。またダンパ１１ｃは、膝関節の伸展方向の抵抗力を与えないようにフリーとなっている。

図２は、ユーザの脚部に巻いた状態のカフ１２の例を示している。なお図２では、カフ１２の構成を判りやすくするため、ユーザの脚の記載は省略している。

カフ１２は、面ファスナ１２ａ，１２ｂを有するサポータである。カフ１２は、ユーザの上腿周りに巻き回した状態で装着されるとともに、後述する袋部３０に設けられた面ファスナ１２ａと、延在部３１の先端近傍に設けられた面ファスナ１２ｂとを接触させて固定する。例えば、カフ１２をユーザに巻き回した状態において、面ファスナ１２ａ，１２ｂは、上腿の後側に配置される。なお、面ファスナ１２ａ，１２ｂの位置は、上腿の側方である等の他の配置であってもよい。

カフ１２は、面ファスナ１２ａ，１２ｂを用いることによって、容易にユーザに脱着できるとともに、カフ１２からユーザへの圧迫度合いを調整することができる。

カフ１３は、面ファスナを有するサポータであり、カフ１２に同様の構成を有している。カフ１３は、ユーザの下腿周りに巻き回した状態で装着される。例えば、カフ１３をユーザに巻き回した状態において、面ファスナは、下腿の後側に配置される。なお、面ファスナの位置は、下腿の側方である等の他の配置であってもよい。

カフ１２は、ニットカフ２１と、樹脂カフ２２と、ワイヤー２３を備える。

ニットカフ２１は、主にニットにより形成されている。例えば、ニットカフ２１では、糸の種類や本数に応じて、クッション性を出すことが可能である。また、ニットカフ２１は、内側に摩耗性の高い糸を入れて、ユーザからのズレ落ちを防止することができる。

ここで図３及び図４はカフ１２の展開図を示している。ニットカフ２１は、ユーザの上腿周りに巻き回せるように、展開した状態においては所定の方向に長く形成されている。以下では、この展開状態のニットカフ２１、及び、ニットカフ２１に取り付けられる樹脂カフ２２及びワイヤー２３について説明する。ここで図３はニットカフ２１にワイヤー２３を取り付けていない状態であり、図４は、図３で示したニットカフ２１にワイヤー２３を取り付けた状態の一例を示している。

ニットカフ２１は、袋部３０と、袋部３０に接続され所定の方向に長く延びる延在部３１と、を備える。

袋部３０は、樹脂カフ２２を保持可能であるように袋状に形成されている。なお、袋部３０は、ニットカフ２１における一端部に配されている。

延在部３１は、所定の方向に長く形成されており、カフ１２をユーザに装着した際に広くユーザに接触する箇所である。より具体的には延在部３１は、袋部３０とともに、所定の方向に延びる方向を周方向として環状を形成することで、ユーザの脚に長く巻き付けられる。ここで袋部３０は、延在部３１が延びる方向において、端部３１ｃの先に配されている。

また延在部３１は、袋部３０に接触する側である端部３１ｃ側の幅が広く、逆側である端部３１ｄ側が狭く形成されている。

さらに、延在部３１において延在方向に延びる箇所の上端の辺３１ａは、ユーザの脚部に取り付けられたときに略水平となる。

さらに、延在部３１が延在方向に延びる箇所のうち、下端の辺であって、延在部３１の幅が広がるようにテーパ状にとなっている箇所を辺３１ｂとする。

第１の伸び止め部３２は、延在部３１の上端において、辺３１ａに沿って延びるように形成されている。すなわち、第１の伸び止め部３２は、延在部３１の上端のフレームとして働くように配されている。

言い換えると、第１の伸び止め部３２は、延在部３１の延びる方向に沿って形成されているとともに、上下方向において、ユーザの膝部から遠方の端部側に配される。

第２の伸び止め部３３は、延在部３１の下端において、辺３１ｂに沿って延びるように形成されている。すなわち、第２の伸び止め部３３は、延在部３１の下端のフレームとして働くように配されている。

言い換えると、第２の伸び止め部３３は、第１の伸び止め部３２とは異なる方向に延びるとともに、上下方向において、ユーザの膝部から近接する端部側に配される。

なお、第１の伸び止め部３２は、カフ１２をユーザの脚に固定する役割であり、第２の伸び止め部３３は、ユーザの膝を抑える役割である。第１の伸び止め部３２は、所定の方向に長く形成されており、カフ１２がユーザの上腿に固定される際に、ユーザの上腿に長く巻き付けられる。

第１の伸び止め部３２及び第２の伸び止め部３３は、抵抗力がかかってもニットカフ２１が伸びないように、ニットカフ２１の伸びを抑える役割を有している。そのため、第１の伸び止め部３２及び第２の伸び止め部３３は、ニットカフ２１が延びる方向に力が与えられた場合であっても、変化が少ない材料、編み方等によって形成されていることが望ましい。

ここで、第１の伸び止め部３２の延びる方向における両端部のうち、袋部３０に近接する端部を第１の端部３２ａ、他方の端部を第２の端部３２ｂとする。さらに、端部３２ａ，３２ｂの間を中間部３２ｃとする。

第２の伸び止め部３３は、延在部３１の下部の一部に沿って配されている。また第２の伸び止め部３３は、第１の伸び止め部３２の中間部３２ｃに近接する端部を第１の端部３３ａとし、他方の端部を第２の端部３３ｂとする。

なお第２の端部３３ｂは、袋部３０に近接し、かつ、第１の端部３３ａより下方となるように延びた形状である。

典型的には、第２の伸び止め部３３の長さは、第１の伸び止め部３２に比べて短い。また例えば、第２の伸び止め部３３の第２の端部３３ｂの位置は、第１の伸び止め部３２の延びる方向において、第１の端部３２ａより中間部３２ｃ寄りに配される。

なお図１に示すように、第２の伸び止め部３３の端部３３ｂは、フレーム１１に接続される。

袋部３０に設けられた袋内には、樹脂カフ２２が挿入されている。また、樹脂カフ２２は、フレーム１１と締結して保持されている。なお、樹脂カフ２２は、袋部３０の袋内に挿入された状態で、ニットカフ２１がユーザに巻き回されたときに、ユーザの上腿の後方側に配置される後方カフである。

図５は、樹脂カフ２２の一例を示した図である。樹脂カフ２２は、ニットカフ２１をユーザの上腿に巻き回した際に、ユーザの上腿に合致する形状を有する樹脂製のカフである。樹脂カフ２２は、ユーザに近接する側に、円弧状の面２２ａを有する。

なお図２では、樹脂カフ２２の上部２２ｂ及び下部２２ｃは、いずれも略水平方向に延びた形状であるように記載しているが、これに限られず、ユーザの脚の形状に沿うように、テーパ形状としてもよい。

図４に戻り、ワイヤー２３は、ニットカフ２１の第１の伸び止め部３２の中間部３２ｃに接続されている箇所を接続点２４ａとして、第１の伸び止め部３２における第１の端部３２ａ側の任意の箇所（以下、接続点２４ｂ）と、第２の伸び止め部３３の第２の端部３３ｂ側の任意の箇所（以下、接続点２４ｃ）と、にそれぞれ伸びて接続されている。

なお、接続点２４ａと接続点２４ｂは、夫々が第１の伸び止め部３２上に設けられており、接続点２４ａと接続点２４ｃは、夫々が第２の伸び止め部３３上及び延長上に設けられていることが望ましい。

ここでワイヤー２３は、ユーザに操作により巻かれることによって、第１の伸び止め部３２と第２の伸び止め部３３を、同時に締付可能である。

例えば、ワイヤー２３は、接続点２４ａから接続点２４ｂまで延びる長さと、接続点２４ａから接続点２４ｃまで延びる長さが、それぞれ可変である状態で配されている。ここでワイヤー２３は、接続点２４ａから接続点２４ｂまで延びる長さと、接続点２４ａから接続点２４ｃまで延びる長さについて、一方が長くなったときに、自動的に、他方が短くなるように配されている。

図６に示すように、より具体的にはワイヤー２３は、閉曲線を描くように配されているとともに、接続点２４ａを介して、接続点２４ｂと接続点２４ｃの夫々に引っかかるように配されている。そして、ワイヤー２３は、接続点２４ａ、接続点２４ｂ及び接続点２４ｃにおいて、ワイヤー２３が延びる方向に可動の状態で接続されている。

さらに接続点２４ａの近傍には、ユーザがワイヤー２３の巻き取り操作を行うための調整部２４ｄを設けることができる。

これにより、ユーザが調整部２４ｄを利用してワイヤー２３の巻き取り操作を行うことができる。このときワイヤー２３では、第１の伸び止め部３２と第２の伸び止め部３３に対して、同時に力を加えることができる。したがって、第１の伸び止め部３２と第２の伸び止め部３３は、同時に、ユーザの脚部への締め付けを実行できる。

なお、カフ１２をユーザに装着する際には、面ファスナ１２ａ，１２ｂを利用してニットカフ２１をユーザに装着した後に、調整部２４ｄを操作することによって、接続点２４ａ，接続点２４ｂ，接続点２４ｃに接続されているワイヤー２３の巻き取り状態を調整することができる。言い換えると、面ファスナ１２ａ，１２ｂを利用してユーザにカフ１２を固定して、位置決めを行った後に、第１の伸び止め部３２と第２の伸び止め部３３を同時に締め付けることができる。

なお、ユーザの上腿に装着するカフ１２について説明したが、ユーザの下腿に装着するカフ１３についても同様であるため、説明を省略する。ただし、カフ１３は、カフ１２とは上下反転させた状態で、各部が配置されている。

すなわち、カフ１２では、第１の伸び止め部３２がユーザの膝から遠方である上方であり、第２の伸び止め部３３がユーザの膝に近接する側である下方であるものとして説明したが、カフ１３では、第１の伸び止め部３２がユーザの膝から遠方側である下方であり、第２の伸び止め部３３がユーザの膝に近接する側である上方である。

このように、歩行支援装置１において、カフ１２の袋部３０に樹脂カフ２２を配置してユーザの上腿の後方を支持するとともに、第２の伸び止め部３３によりユーザの膝前方を支持することができる。同様に、カフ１３においても、袋部に樹脂カフを配置してユーザの下腿の後方を支持するとともに、第２の伸び止め部によりユーザの膝前方を支持することができる。したがって、上腿後方と下腿後方と膝前方の３点支持を行うことができるため、歩行支援装置１で発生させた抵抗力をユーザの脚に伝えることができる。

ここで歩行支援装置１は、カフ１２及びカフ１３により、３点支持を行うことが可能である軽量な構成である。そのため歩行支援装置１は、ユーザが患脚のリハビリを行う場合であっても、ユーザの負担となりにくい。

さらに、歩行支援装置１は、カフ１２及びカフ１３において、ワイヤー２３の巻き取りによって、第１の伸び止め部３２と第２の伸び止め部３３を、容易かつ同時に締め付けることができる。したがって歩行支援装置１は、ユーザへの装着が容易であるため装着にかかる時間を短縮することができ、長時間のリハビリを実行しやすくなる。

また、歩行支援装置１は、ユーザの膝周りに装着するものの構成のみであるため、短下肢装具との併用が可能である。

さらに、歩行支援装置１は、ユーザに装着を行う際の調整が容易であることから、使用するユーザが変更された場合であっても、変更されたユーザに合わせた調整がしやすいという利点がある。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。すなわち上記の記載は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされており、当業者であれば、実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。

ニットカフ２１は、編み方によって模様をつけることができるため、意匠性の幅を広げることができる。また、ニットカフ２１は、糸の色を変更することによっても、意匠を変更することができる。

また上記では、ニットカフ２１は、面ファスナ１２ａ，１２ｂを用いてユーザに固定するものとして説明したが、面ファスナ以外の方法でユーザへの固定を行うことが可能である。例えば、ニットカフ２１では、ボタンや磁石、紐を引っかける等の方法によってユーザに固定するものであって良い。

第２の伸び止め部３３の端部３３ｂは、フレーム１１のどの位置に接続されるものとしても良い。但し、このときの端部３３ｂの位置は、カフ１２やカフ１３をユーザに装着したときに、夫々の第２の伸び止め部３３により、ユーザの膝の前方を支持することが可能である位置とする。

また、ニットカフ２１を展開した状態の図２において、第１の伸び止め部３２は略水平方向に延びるものとしたが、これに限られない。第２の伸び止め部３３の延びる方向についても同様に、伸びる方向を任意に変更することができる。但し、これらは、カフ１２やカフ１３をユーザに装着したときに、夫々の第２の伸び止め部３３により、ユーザの膝の前方を支持することが可能である位置とする。

また上記では、カフ１２における配する後方カフとして、樹脂製である樹脂カフ２２を用いるものとして説明したが、樹脂製であることに限られない。すなわち、カフ１２に用いられる後方カフは、所定の固さを有するとともにユーザの上腿の後方を固定するものであればよい。カフ１３についても同様である。

またニットカフ２１において、第１の伸び止め部３２及び第２の伸び止め部３３に用いる糸は、伸びにくい性質のものであればよい。すなわち、ケブラーやナイロン糸、熱融着糸などを用いることができる。

１ 歩行支援装置
１１ フレーム
１１ａ 上腿フレーム
１１ａ 上腿フレーム
１１ｃ ダンパ
１２ カフ（上腿部用カフ）
１２ａ，１２ｂ 面ファスナ
１３ カフ（下腿部用カフ）
２１ ニットカフ
２２ 樹脂カフ（後方カフ）
２２ａ 面
２２ｂ 上部
２２ｃ 下部
２３ ワイヤー
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 接続点
２４ｄ 調整部
３０ 袋部
３１ 延在部
３１ａ 辺
３１ｂ 辺
３１ｃ 第１の端部
３１ｄ 第２の端部
３２ 第１の伸び止め部
３２ａ 第１の端部
３２ｂ 第２の端部
３２ｃ 中間部
３３ 第２の伸び止め部
３３ａ 第１の端部
３３ｂ 第２の端部

Claims (1)

1. ユーザの脚部の上腿に巻き付けて装着される上腿部用カフと、
   ユーザの脚部の下腿に巻き付けて装着される下腿部用カフと、
   前記上腿部用カフと、前記下腿部用カフの夫々が接続されるフレームと、を備え、
   前記上腿部用カフと、前記下腿部用カフの夫々は、
   所定の方向に長く延びる形状を有する延在部と、
   前記延在部の一端部に近接して配されるとともに、ユーザに装着される際にユーザの後方に配される後方カフを保持する袋部と、を有し、
   前記延在部は、
   前記延在部の延びる方向に沿って配されるとともに、上下方向におけるユーザの膝部から遠方側の端部に配される第１の伸び止め部と、
   前記延在部において、上下方向におけるユーザの膝部に近接する側の端部に沿って配され、前記第１の伸び止め部と異なる方向に延び、かつ、一端部が前記フレームに接続されてユーザの膝前方を支持する第２の伸び止め部と、
   前記第１の伸び止め部と前記第２の伸び止め部の夫々に接続されており、前記第１の伸び止め部と前記第２の伸び止め部を同時にユーザの脚部に締め付け可能であるワイヤーと、を有し、
   前記フレームは、
   ユーザの上腿の近傍に配置される上腿フレームと、
   ユーザの下腿の近傍に配置される下腿フレームと、
   前記上腿フレームと前記下腿フレームの間に設けられユーザの脚に抗力を発生させるダンパと、を有する、
   歩行支援装置。

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