WO2009084228A1

WO2009084228A1 - 筋力補助装置

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Publication number: WO2009084228A1
Application number: PCT/JP2008/004014
Authority: WO
Inventors: Takashi Kawakami; Toshihiko Ishiko; Keisuke Ueda
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2009-07-09

Abstract

　関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０に一端３１を、且つ第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋３０とを備え、人工筋３０として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いて、使用者の肘、膝、又は手首の動作を支援するものであって、第１の装着具１０と第２の装着具２０とをバネ関節７０で連結し、バネ関節７０としてコイルバネを用いることにより、コイルバネが変形してずれを緩和し、関節のスムーズな動作を確保し、関節の回動軸と、装着具の回転軸とがずれていても、関節の屈曲、伸展動作をスムーズに行うことができ、使用者に過度の負荷が加わることのない筋力補助装置を提供する。

Description

筋力補助装置

　本発明は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用い、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置に関するものである。

　気体・液体・固体の物質またはそれらの混合体を注入すると長手方向は拘束され径方向に膨らむことを特徴とするチューブを持ち、そのチューブの外部に長手方向および径方向に伸縮する円筒型スリーブを配置し、両端を拘束し、片端に注入口を設け、チューブにポリエステル系・ポリアミド系・ポリエチレン系・ポリイミド系・ポリスチレン系・ポリカーボネート系のいずれか／もしくは混合されたフィルムまたは繊維を用いたことを特徴とする動力装置が既に提案されている（特許文献１）。
　また、この種の動力装置を利用した動作支援装置も提案されている（特許文献２、３）。そして、特許文献２では、肘関節の屈伸を弾性体によるジョイントで行うことで、関節の屈曲、伸展動作に加えてねじり動作をも支援している。
特開２００４－１０５２６３号公報国際公開第２００７／０４３３０８号特開２００７－１６７４８４号公報

　しかし、特許文献１に示す動力装置を肘に装着した場合は、上腕に装着する装着具と前腕に装着する装着具とが一軸の回転軸で連結されているため、装着時や使用時に、関節の回動軸と装着具の回転軸とがずれて、関節の屈曲、伸展動作を十分に行うことができない。それだけでなく、使用者に過度の負荷が掛ってしまうことがある。
　これに対して、特許文献２に示す動作支援装置の場合は、ジョイントによって二軸としているため、一軸に比べると、関節の回動軸とのずれを緩和した動作を行わせることができる。また、このジョイントは、弾性体で構成しているため、軸や装着具のずれに対して柔軟に追従する。従って、ねじり動作のような負荷が加わっても、その負荷に対応することが可能である。しかしながら、長期の繰り返し負荷に十分に耐えるためには、弾性体の材質を的確に選択しなければならない。
　また、２重関節では、それぞれの関節が独立しているため、動作が不安定で座屈を起こす危険性がある。
　さらに、２重関節では、屈曲の際、第１の装着具と第２の装着具の位置関係が、使用者の関節から離れる方向に変化する。これは、装着具が使用者の腕や足とずれることであり、装着感が悪い、長時間使用するとこすれて痛い、などといった原因になる。
　一方、動力装置を手首に装着した場合は、掌部に装着する装着具と前腕に装着する装着具とが一軸の回転軸で連結されているため、肘の場合と同様に、関節の回動軸と装着具の回転軸とがずれて、関節の屈曲、伸展動作が十分に行われず、使用者に過度の負荷が掛ってしまうことがある。また、屈曲、伸展動作によって、掌部と前腕の相対距離が変化するが、装着具同士の距離は変わらない。
この違いは、装着具が使用者の前腕や掌部とずれることに繋がり、装着感が悪い、こすれて痛い、などといった原因になる。
　これに対して、動作支援装置の場合は、ジョイントによって関節の回動軸とのずれが緩和されるとともに、装着具のずれも緩和される。しかし、装着具間の距離は決まっており、関節を理想的な位置に合わせることが難しいため、軸のずれや装着具のずれを完全に解決するには至らない。

　したがって本発明は、このような従来の課題を解決するもので、関節の回動軸と、装着具の回転軸とがずれていても、関節の屈曲、伸展動作をスムーズに行うことができ、使用者に過度の負荷が加わることのない筋力補助装置を提供することを目的としている。

　請求項１記載の本発明の筋力補助装置は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具と、前記関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具を備え、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、前記第１の装着具と前記第２の装着具とをバネ関節で連結し、前記バネ関節としてコイルバネを用いたことを特徴とする。
　請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記第１の装着具に一端を、前記第２の装着具に他端を設ける人工筋を備え、前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたことを特徴とする。
　請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記コイルバネを引っ張りバネとして用いることを特徴とする。
　請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記第１の装着具に対して前記第２の装着具が伸展した状態において、前記コイルバネの軸心を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置することを特徴とする。
　請求項５記載の本発明は、請求項２に記載の筋力補助装置において、前記人工筋の前記一端を前記第１の装着具に対して変位可能な構成とし、前記人工筋の前記一端を変位させることで、前記人工筋の前記一端を変位させない場合よりも、前記第１の装着具に対する前記第２の装着具の曲げ角度を大きくしたことを特徴とする。
　請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の筋力補助装置において、前記第１の装着具にスイングアームを設け、前記スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、前記スイングアームの関節側端部を変位端とし、前記人工筋の前記一端を前記スイングアームの前記変位端に設けたことを特徴とする。
　請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、手を支持する掌支持部材と、前記掌支持部材の側部に連結される角度変更部材と、前腕に沿って配置される前腕装着具と、前記前腕装着具に対して前記角度変更部材を変位させる関節部材を備え、前記掌支持部材と前記角度変更部材とが前記第１の装着具を構成し、前記前腕装着具が前記第２の装着具を構成することを特徴とする。
　請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記掌支持部材を、手の甲側を支持する掌載置部材としたことを特徴とする。
　請求項９記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記掌支持部材を、掌側を支持する掌把持部材としたことを特徴とする。
　請求項１０記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記角度変更部材を前記掌支持部材の両側部にそれぞれ設け、それぞれの前記角度変更部材に対して前記コイルバネを設け、それぞれの前記コイルバネを手首の両側部に位置させたことを特徴とする。
　請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載の筋力補助装置において、前記コイルバネを引っ張りバネとして用いることを特徴とする。
　請求項１２記載の本発明は、請求項１０に記載の筋力補助装置において、前記コイルバネを圧縮バネとして用いることを特徴とする。
　請求項１３記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記前腕装着具と前記角度変更部材とを直進駆動のアクチュエータで接続したことを特徴とする。
　請求項１４記載の本発明は、請求項１３に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータとして、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いることを特徴とする。
　請求項１５記載の本発明は、請求項１０に記載の筋力補助装置において、１つの前記角度変更部材に対して、２本の人工筋を用いて前記前腕装着具と前記角度変更部材とを接続し、前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いることを特徴とする。
　請求項１６記載の本発明は、請求項１５に記載の筋力補助装置において、２本の前記人工筋の内、非駆動側の前記人工筋の、前記前腕装着具と前記角度変更部材との両支点を結ぶ軸線が、前記コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らないことを特徴とする。
　請求項１７記載の本発明は、請求項１５に記載の筋力補助装置において、前記角度変更部材の掌側位置を回動支点とする第１のリンク部材と、前記角度変更部材の手の甲側位置を回動支点とする第２のリンク部材とを設け、前記第１のリンク部材の他端、及び前記第２のリンク部材の他端に、前記人工筋をそれぞれ接続することを特徴とする。
　請求項１８記載の本発明は、請求項１７に記載の筋力補助装置において、２本の前記人工筋の内、非駆動側の前記人工筋の、前記前腕装着具側の支点と前記角度変更部材側の前記リンク部材の回動支点とを結ぶ軸線が、前記コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らないことを特徴とする。
　請求項１９記載の本発明は、請求項１７に記載の筋力補助装置において、前記第１のリンク部材の前記回動支点と前記第２のリンク部材の前記回動支点とが、前記角度変更部材の前記コイルバネ取り付け位置よりも前記前腕装着具側に配置し、前記コイルバネの軸心の長手方向の略中心付近が前記手首の関節位置としたことを特徴とする。
　請求項２０記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記掌支持部材を前記前腕方向に近接離間させる移動機構を設けたことを特徴とする。
　請求項２１記載の本発明は、請求項８に記載の筋力補助装置において、前記掌載置部材の上面に掌装着具を設け、前記掌装着具を前記前腕方向に近接離間させる移動機構を設けたことを特徴とする。
　請求項２２記載の本発明は、請求項９に記載の筋力補助装置において、前記掌把持部材の両端に、前記掌把持部材を前記前腕方向に近接離間させる移動機構と、前記移動機構に対する角度を変える回動軸とを設け、前記回動軸が前記掌把持部材に対し変位可能としたことを特徴とする。
　請求項２３記載の本発明は、請求項９に記載の筋力補助装置において、前記掌把持部材の上面または下面にベルト固定具を設けたことを特徴とする。
　請求項２４記載の本発明は、請求項９に記載の筋力補助装置において、前記掌把持部材の上面または下面に掌載置部材を設けたことを特徴とする。

　本発明によれば、コイルバネによってバネ関節を構成することで、筋力補助装置と関節とのずれがある場合でも、使用者の関節のスムーズな動作を確保することができる。

本発明の一実施例における肘補助装置の伸展状態を示す構成図同装置の屈曲途中の状態を示す構成図同装置の屈曲状態を示す構成図図１に示す装置の要部斜視図図３に示す装置の要部斜視図本発明の一実施例における手首補助装置の側面図図６に示す装置の斜視図図６に示す装置の底面図同装置の動作を示す基本構成図同装置の掌側への屈曲状態を示す構成図同装置の手の甲側への屈曲状態を示す構成図本発明の他の実施例における手首補助装置の斜視図同装置の掌側への屈曲状態を示す構成図同装置の手の甲側への屈曲状態を示す構成図本同装置の非駆動側の人工筋の前腕装着具側の支点とリンク部材の回動支点とを結ぶ軸線Ａと、コイルバネの軸心が描く円弧Ｂの関係を表す図本発明の更に他の実施例における手首補助装置の上方からの斜視図図１６に示す装置の下方からの斜視図図１６に示す装置の側面図図１６に示す装置の上面図同装置の第１の使用形態を示す上面図同装置の第１の使用形態での掌屈状態を示す側面同装置の第１の使用形態での背屈状態を示す側面同装置の第２の使用形態を示す側面図同装置の第２の使用形態での背屈状態を示す側面図同装置の第２の使用形態での掌屈状態を示す側面図

符号の説明

　１０　　第１の装着具
　２０　　第２の装着具
　３０　　人工筋
　３１　　一端
　３２　　他端
　７０　　バネ関節
　１１０　掌載置部材（掌支持部材）
　１１１　移動機構
　１２０　角度変更部材
　１２１　連結部材
　１３０　前腕装着具
　１４０　関節部材
　１５０　人工筋
　１６０　リンク部材
　１７０　掌把持部材（掌支持部材）

　本発明の第１の実施の形態による筋力補助装置は、第１の装着具と第２の装着具とをバネ関節で連結し、バネ関節としてコイルバネを用いたものである。本実施の形態によれば、筋力補助装置と関節とのずれがある場合でも、コイルバネの変形によってずれを緩和できる。従って、関節のスムーズな動作を確保することができる。
　本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、第１の装着具に一端を、第２の装着具に他端を設ける人工筋を備え、人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたものである。本実施の形態によれば、筋力補助装置の動作を人体の筋肉の動作に近づけることができる。
　本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、コイルバネを引っ張りバネとして用いるものである。本実施の形態によれば、コイル間での無理な圧着が防止でき、コイル同士の挟まり合いがない。従って、スムーズな動作を行わせることができる。
　本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、関節の回動軸を通り第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点に対して、第２の装着具の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向とした場合に、第１の装着具に対して第２の装着具が伸展した状態において、コイルバネの軸心をＹ軸線のマイナス位置に配置するものである。本実施の形態によれば、屈曲動作時に、関節の回動軸とコイルバネの回転軸の変位構造が類似しているため、筋力補助装置と関節のずれを低減できる。また、第１の装着具／第２の装着具が各々バネ関節となす角度が均等であるため、第１の装着具／第２の装着具に加わる負荷が等しくなる。従って、コイルバネの動作をスムーズにするとともに、繰り返し荷重に対する耐久性も高まる。
　本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による筋力補助装置において、人工筋の一端を第１の装着具に対して変位可能な構成とし、人工筋の一端を変位させることで、人工筋の一端を変位させない場合よりも、第１の装着具に対する第２の装着具の曲げ角度を大きくしたものである。本実施の形態によれば、曲げトルクを大きくすることなく曲げ角度を大きくすることができる。
　本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による筋力補助装置において、第１の装着具にスイングアームを設け、スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、スイングアームの関節側端部を変位端とし、人工筋の一端をスイングアームの変位端に設けたものである。本実施の形態によれば、人工筋の一端の位置を変位させることができる。
　本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、手を支持する掌支持部材と、掌支持部材の側部に連結される角度変更部材と、前腕に沿って配置される前腕装着具と、前腕装着具に対して角度変更部材を変位させる関節部材を備え、掌支持部材と角度変更部材とが第１の装着具を構成し、前腕装着具が第２の装着具を構成するものである。本実施の形態によれば、手首のスムーズな動作を確保することができる。
　本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、掌支持部材を、手の甲側を支持する掌載置部材としたものである。本実施の形態によれば、掌の動作を阻害することなく、掌屈及び背屈を行わせることができる。
　本発明の第９の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、掌支持部材を、掌側を支持する掌把持部材としたものである。本実施の形態によれば、掌載置部材を用いる場合と比較して、背屈動作時のあそびの発生を少なくして、背屈稼働域を十分に確保することができる。
　本発明の第１０の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、角度変更部材を掌支持部材の両側部にそれぞれ設け、それぞれの角度変更部材に対してコイルバネを設け、それぞれのコイルバネを手首の両側部に位置させたものである。本実施の形態によれば、一対のコイルバネで手首の両側部を支持するため、手首の動作をスムーズに行わせることができるとともに、手首を強力に保持することができる。
　本発明の第１１の実施の形態は、第１０の実施の形態による筋力補助装置において、コイルバネを引っ張りバネとして用いるものである。本実施の形態によれば、手首を掌屈・背屈させるときの抵抗力が少なくなり、スムーズな動作を行わせることができる。
　本発明の第１２の実施の形態は、第１０の実施の形態による筋力補助装置において、コイルバネを圧縮バネとして用いるものである。本実施の形態によれば、手首の掌屈・背屈に対して、バネの軸心でバネの長さが一定となるため、軸心を手首関節の軸上に配置することで、いずれの方向の曲げに対しても、ずれの影響を低く抑えることができ、スムーズな動作を行わせることができる。また、コイル間での接触が無いため、長期の繰り返し使用においても、コイル同士のこすれによる変質を抑えることができる。
　本発明の第１３の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、前腕装着具と角度変更部材とを直進駆動のアクチュエータで接続したものである。本実施の形態によれば、直進駆動のアクチュエータを用いても手首動作を補助することができる。
　本発明の第１４の実施の形態は、第１３の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータとして、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いるものである。本実施の形態によれば、人体の筋肉に近い動作を実現でき、リハビリ効果も高まる。
　本発明の第１５の実施の形態は、第１０の実施の形態による筋力補助装置において、１つの角度変更部材に対して、２本の人工筋を用いて前腕装着具と角度変更部材とを接続し、人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いるものである。本実施の形態によれば、掌側と手の甲側の両方への手首の曲げを実現することができる。
　本発明の第１６の実施の形態は、第１５の実施の形態による筋力補助装置において、２本の人工筋の内、非駆動側の人工筋の、前腕装着具と角度変更部材との両支点を結ぶ軸線が、コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らない構成としたものである。本実施の形態によれば、掌側から手の甲側又はその逆への、手首の曲げをスムーズに実現することができる。
　本発明の第１７の実施の形態は、第１５の実施の形態による筋力補助装置において、角度変更部材の掌側位置を回動支点とする第１のリンク部材と、角度変更部材の手の甲側位置を回動支点とする第２のリンク部材とを設け、第１のリンク部材の他端、及び第２のリンク部材の他端に、人工筋をそれぞれ接続するものである。本実施の形態によれば、掌側と手の甲側の両方への手首の曲げをスムーズに行うことができる。また、初期状態での人工筋のたるみ防止、一方向への屈曲・伸展動作後の反対方向への屈曲・伸展動作開始時の突っ張りを防止し、人工筋の少ない収縮率で、大きい変位を得ることができる。
　本発明の第１８の実施の形態は、第１７の実施の形態による筋力補助装置において、２本の人工筋の内、非駆動側の人工筋の、前腕装着具側の支点と角度変更部材側のリンク部材の回動支点とを結ぶ軸線が、コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らない構成としたものである。本実施の形態によれば、掌側から手の甲側又はその逆への、手首の曲げをスムーズに実現することができる。
　本発明の第１９の実施の形態は、第１７の実施の形態による筋力補助装置において、第１のリンク部材の回動支点と第２のリンク部材の回動支点とを、角度変更部材のコイルバネ取り付け位置よりも前腕装着具側に配置し、コイルバネの軸心の長手方向の略中心付近を手首の関節位置としたものである。本実施の形態によれば、手首関節の位置と筋力補助装置の関節部材の位置を合わせることができ、スムーズな動きを実現することができる。
　本発明の第２０の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、掌支持部材を前腕方向に近接離間させる移動機構を設けたものである。本実施の形態によれば、手が前腕方向に押し付けられる、又は手が前腕から離間する方向に引っ張られるという違和感をなくすことができる。
　本発明の第２１の実施の形態は、第８の実施の形態による筋力補助装置において、掌載置部材の上面に掌装着具を設け、掌装着具を前腕方向に近接離間させる移動機構を設けたものである。本実施の形態によれば、手が前腕方向に押しつけられる、又は手が前腕から離間する方向に引っ張られるという違和感をなくすことができる。
　本発明の第２２の実施の形態は、第９の実施の形態による筋力補助装置において、掌把持部材の両端に、掌把持部材を前腕方向に近接離間させる移動機構と、移動機構に対する角度を変える回動軸とを設け、回動軸が掌把持部材に対し変位可能としたものである。本実施の形態によれば、掌把持部材の角度が変化するので、掌把持部材を握り易く、特に障害によって手首が曲がっている場合にも無理なく適応することができる。
　本発明の第２３の実施の形態は、第９の実施の形態による筋力補助装置において、掌把持部材の上面または下面にベルト固定具を設けたものである。本実施の形態によれば、握力が低下している場合でも、ベルトによって支持することができる。
　本発明の第２４の実施の形態は、第９の実施の形態による筋力補助装置において、掌把持部材の上面または下面に掌載置部材を設けたものである。本実施の形態によれば、握力が低下している場合でも、手の甲側から支えることができる。

　以下に、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
　図１は本発明の一実施例における筋力補助装置の伸展状態を示す構成図、図２は同装置の屈曲途中の状態を示す構成図、図３は同装置の屈曲状態を示す構成図である。さらに、図４は図１に示す装置の要部斜視図、図５は図３に示す装置の要部斜視図である。

　本実施例による肘補助装置は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具２０と、第１の装着具１０に一端３１を、且つ第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋３０とを備えている。
　本実施例のように、肘補助装置を肘に着ける場合には、第１の装着具１０は上腕に配置され、第２の装着具２０は前腕に配置される。
　そして、人工筋３０は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって、少なくとも長手方向に伸縮するアクチュエータである。
　第１の装着具１０には、スイングアーム４０を設けている。このスイングアーム４０の反関節側端部が回動支点４１となり、スイングアーム４０の関節側端部が変位端４２となる。そして、人工筋３０の一端３１は、スイングアーム４０の変位端４２に設けている。
　第１の装着具１０には、補助人工筋５０を設けている。この補助人工筋５０は、その一端５１を第１の装着具１０の反関節側端部に設け、他端５２をスイングアーム４０の変位端４２に設けている。
　第１の装着具１０には、ガイドプレート６０を設けている。このガイドプレート６０にガイド穴６１を備え、スイングアーム４０の変位端４２をガイド穴６１に沿って変位させる。

　なお、関節の回動軸１を通り第１の装着具１０の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸１を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とする。そして、Ｘ軸線とＹ軸線との交点（回動軸１）に対して、第２の装着具２０の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向として、以下に、この肘補助装置の構成について説明する。
　まず、回動軸１は、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０が最も伸展した状態での関節の位置を示している。この回動軸１は、図２及び図３に示す屈曲状態では、点線で示す円内を変位する。
　スイングアーム４０の回動支点４１を、Ｙ軸線のプラス位置に配置し、補助人工筋５０の一端５１を、Ｙ軸線のマイナス位置に配置している。また、ガイド穴６１の一端６１Ａを、Ｙ軸線のプラス位置に配置し、ガイド穴６１の他端６１Ｂを、Ｙ軸線のマイナス位置に配置している。
　第１の装着具１０と第２の装着具２０とを、バネ関節７０で連結している。このバネ関節７０にコイルバネを用い、このコイルバネを引っ張りバネとして用いる。そして、バネ関節７０であるコイルバネは、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０が最も伸展した状態において、コイルバネの軸心７１がＹ軸線のマイナス位置となるように配置している。加えて、コイルバネの回転軸のずれが、関節の回動軸１のずれと等しくなるように、コイルバネの長さを調節している。
　また、図示はしないが、人工筋３０を収縮させる第１の動力源と、補助人工筋５０を収縮させる第２の動力源とを備えている。人工筋３０及び補助人工筋５０は、それぞれ腕の両側面に対として設けることが好ましい。
　また、図４及び図５に示すように、肘側に伸展用人工筋８０を備えている。伸展用人工筋８０は、図４に示す状態で最も収縮した状態を示しており、図５に示す状態で最も伸展した状態を示している。

　以下、本実施例の肘補助装置の動作について説明する。
　図１に示すように、肘補助装置の伸展状態において、第２の装着具２０は、第１の装着具１０に対して一定の角度を有している。例えば、第２の装着具２０の反関節側端部が、Ｙ軸線のプラス方向に、約１０度の初期角度を持って構成されている。この状態で、人工筋３０及び補助人工筋５０は、長手方向に最も伸展した状態となっている。
　また、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の一端６１Ａに配置されている。
　さらに、コイルバネの軸心７１は、Ｙ軸線のマイナス位置に配置されている。そして、コイルバネの長手方向の中心線７０ｙ（図示せず）は、Ｙ軸線上に重なって配置されている。そして、コイルバネの長手方向の上部巻線の中心７０ｘは、Ｙ軸線の略マイナス位置に配置されている。

　図２は、図１に示す伸展状態において、第１の駆動源によって人工筋３０だけを作動させた屈曲途中の状態を示している。
　第２の駆動源の作動を行わせていないため、補助人工筋５０は、長手方向に最も伸展した状態を維持している。このとき、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の一端６１Ａに配置されたままの状態にある。
　従って、第１の駆動源によって人工筋３０だけを作動させることで、人工筋３０は長手方向に収縮し、この人工筋３０の収縮によって、第２の装着具２０は第１の装着具１０に対して少しだけ屈曲する。

　図３は、図２に示す屈曲途中の状態において、第２の駆動源によって補助人工筋５０を作動させた屈曲状態を示している。
　第２の駆動源によって補助人工筋５０を作動させることで、補助人工筋５０は長手方向に収縮し、この補助人工筋５０の収縮によって、スイングアーム４０の変位端４２は、ガイド穴６１の他端６１Ｂに移動する。
　変位端４２が他端６１Ｂに移動すると、人工筋３０の一端３１もガイド穴６１の他端６１Ｂに移動し、第２の装着具２０は第１の装着具１０に対して更に大きく屈曲する。

　本実施例のように、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０が伸展した状態において、コイルバネの軸心７１をＹ軸線のマイナス位置に配置する。そして、コイルバネの長手方向の中心線７０ｙをＹ軸上に配置し、かつ、コイルバネの長手方向の上部巻線の中心７０ｘをＹ軸線の略マイナス位置に配置する。このような配置によって、屈曲動作時に、関節の回動軸１とコイルバネの回転軸との変位構造が類似するため、肘補助装置と関節のずれを低減することができる。
　また、第１の装着具及び第２の装着具のコイルバネとなす各々の角度が、均等であるため、第１の装着具及び第２の装着具に加わる負荷が等しくなる。この等負荷によって、コイルバネは最も大きな円弧を形成する。そのため、コイルバネの動作をスムーズにするとともに、繰り返し荷重に対するコイルバネの耐久性を高めることができる。
　なお、上記実施例の動作説明では、人工筋３０の動作を終了させてから、補助人工筋５０を動作させる場合を説明した。しかしながら、屈曲動作時に、第１の動力源の作動開始を第２の動力源の作動開始よりも早く行って、人工筋３０の動作が終了しない前に、補助人工筋５０の動作を開始させる場合でもよい。

　以上のように、本実施例の肘補助装置は、第１の装着具１０と第２の装着具２０とをバネ関節７０で連結し、バネ関節７０としてコイルバネを用いるものである。従って、肘補助装置と関節とのずれがある場合でも、コイルバネが変形してずれを緩和し、肘のスムーズな動作を確保することができる。
　また、本実施例の肘補助装置は、第１の装着具１０に一端３１を、第２の装着具２０に他端３２を設ける人工筋３０を備え、人工筋３０として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたものである。従って、肘補助装置に人体の筋肉に近い動作をさせることができる。また、リハビリ効果が高まる。
　また、本実施例の肘補助装置は、関節の回動軸１を通り第１の装着具１０の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、関節の回動軸１を通りＸ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、Ｘ軸線とＹ軸線との交点に対して、第２の装着具２０の曲げ方向をＹ軸線のプラス方向とした場合に、第１の装着具１０に対して第２の装着具２０が伸展した状態において、コイルバネの軸心をＹ軸線のマイナス位置に配置するものである。従って、屈曲動作時の肘補足装置と関節のずれを低減できる。そして、コイルバネの動作をスムーズにするとともに、繰り返し荷重に対するその耐久性を高めることができる。
　また、本実施例の肘補助装置は、コイルバネを引っ張りバネとして用いるものである。従って、コイル間での無理な圧着が防止でき、コイル同士の挟まり合いがなくなるので、スムーズな動作を行わせることができる。
　また、本実施例の肘補助装置は、人工筋３０の一端３１を第１の装着具１０に対して変位可能な構成とし、人工筋３０の一端３１を変位させることで、人工筋３０の一端３１を変位させない場合よりも、第１の装着具１０に対する第２の装着具２０の曲げ角度を大きくしたものである。従って、人工筋３０の一端３１を変位させることで、曲げトルクを大きくすることなく曲げ角度を大きくすることができる。　
　また、本実施例の肘補助装置は、第１の装着具１０にスイングアーム４０を設け、スイングアーム４０の反関節側端部を回動支点４１とし、スイングアーム４０の関節側端部を変位端４２とし、人工筋３０の一端３１をスイングアーム４０の変位端４２に設けたものである。従って、スイングアーム４０の変位端４２に人工筋３０の一端３１を設けることで、人工筋３０の一端３１の位置を変位させることができる。

　以下に、本発明の手首補助装置の一実施例について説明する。
　図６は本実施例における手首補助装置の側面図、図７は図６に示す装置の斜視図、図８は図６に示す装置の底面図である。さらに、図９は同装置の動作を示す基本構成図、図１０は同装置の掌側への屈曲状態を示す構成図、図１１は同装置の手の甲側への屈曲状態を示す構成図である。

　本実施例による手首補助装置は、手の甲側を支持する掌載置部材（掌支持部材）１１０と、掌載置部材１１０の側部に連結される角度変更部材１２０と、前腕に沿って配置される前腕装着具１３０と、前腕装着具１３０に対して角度変更部材１２０を変位させる関節部材１４０を備えている。
　この関節部材１４０としてコイルバネを用いる。そして、本実施例の手首補助装置では、関節部材１４０は、引っ張りバネとして用いる。この構成により、手首関節を跨いで設置したアクチュエータが発生する駆動力と、その駆動力によって生じて手首関節を圧縮する軸心方向の収縮力とを拮抗させることができる。したがって、手首関節を掌屈・背屈させるための力（トルク）に対する阻害を少なくすることができる。すなわち、手首補助装置の手首への抵抗が少なく、スムーズな動作を行わせることができる。
　また、本実施例の手首補助装置では、関節部材１４０として圧縮バネを用いる。この構成により、手首の掌屈・背屈に対して、バネの軸心でバネの長さが一定となる。そして、軸心を手首関節の軸上に配置しているので、いずれの方向の曲げに対しても、手首補助装置と関節とのずれの影響を低く抑えることができる。従って、スムーズな動作を行わせることができる。また、コイル間での接触が無いため、長期の繰り返し使用において、コイル同士のこすれによる変質を抑えることができる。
　角度変更部材１２０は、一対の略Ｌ字部材からなり、掌載置部材１１０の両側部にそれぞれ設けている。関節部材１４０は、それぞれの角度変更部材１２０に対して設けている。そして、それぞれの関節部材１４０は、手首の両側部に位置する。

　また、前腕装着具１３０と角度変更部材１２０を、人工筋１５０で接続する。図示のように、１つの角度変更部材１２０に対して、２本の人工筋１５０Ａ，１５０Ｂを用いて前腕装着具１３０と角度変更部材１２０とを接続する。即ち、一方の人工筋１５０Ａは、角度変更部材１２０の掌側位置１２０Ａに接続し、他方の人工筋１５０Ｂは、角度変更部材１２０の手の甲側位置１２０Ｂに接続する。
　そして、人工筋１５０は、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって、少なくとも長手方向に伸縮するアクチュエータである。なお、アクチュエータは、前腕装着具１３０と角度変更部材１２０とを直進駆動するものであれば、他の機構でもよい。
　従って、本実施例の手首補助装置は、１つの角度変更部材１２０に対して、２本の人工筋１５０を用いて前腕装着具１３０と角度変更部材１２０とを接続し、人工筋１５０として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いるものである。従って、掌側と手の甲側の両方への手首の曲げを実現することができる。

　また、掌載置部材１１０の上面に、プレート（図示せず）を内包した掌装着具１１２を設ける。そして、この掌装着具１１２にて手を保持する。さらに、掌装着具１１２とガイド溝１１３などを有した掌載置部材１１０との間に、その掌装着具１１２を前腕方向に近接離間させる移動機構（図示せず）を設けている。
　この掌装着具１１２を、掌載置部材１１０に対して、前腕方向に近接離間させる移動機構を設けることにより、手が前腕方向に押しつけられる、又は手が前腕から離間する方向に引っ張られるという違和感をなくすことができる。そして、設計上調節しきれないズレを吸収し、体格差への許容度を大きくするので、個人個人への細かな調整が必要でなくなる。
　また、掌装着具１１２を掌載置部材１１０に固定し、掌載置部材１１０と角度変更部材１２０との間に、掌載置部材１１０に固定された掌装着具１１２を前腕方向に近接離間させるための移動機構を設ける構成としてもよい。なお、掌装着具１１２は、例えば少なくとも中手骨を包み込む手袋のような構成とする。
　また、図示はしないが、関節部材１４０の回転軸のずれが関節のずれと等しくなるように、関節部材１４０であるコイルバネの長さを調節する調節機構を備えている。更に関節部材１４０を配置する際に、その関節部材１４０が引っ張りバネである場合は、バネの曲げの内側にあたる部分を関節の軸上付近に配置する。また、圧縮バネである場合は、バネの軸心を関節の軸上付近に配置することが好ましい。
　また、図示はしないが、人工筋１５０を収縮させる動力源を備えている。人工筋５０は、それぞれ腕の両側方に、対として設けることが好ましい。

　以下、本実施例による手首補助装置の動作について説明する。
　図９に示す状態では、掌は水平に保たれている。図９に示す状態から、一方の人工筋１５０Ａを収縮させると、図１０に示すように、前腕装着具１３０に対して角度変更部材１２０が変位する。この角度変更部材１２０の変位により、角度変更部材１２０とともに掌載置部材１１０を掌側に屈曲させる（即ち、掌屈させる）ことができる。
　また、図９に示す状態から、他方の人工筋１５０Ｂを収縮させると、図１１に示すように、前腕装着具１３０に対して角度変更部材２０が変位する。この変位により、角度変更部材１２０とともに掌載置部材１１０を手の甲側に屈曲させる（即ち、背屈させる）ことができる。

　以上のように、本実施例の手首補助装置は、手を支持する掌載置部材（掌支持部材）１１０と、掌載置部材１１０の側部に連結される角度変更部材１２０と、前腕に沿って配置される前腕装着具１３０と、前腕装着具１３０に対して角度変更部材１２０を変位させる関節部材１４０を備え、掌載置部材１１０と角度変更部材１２０とが第１の装着具を構成し、前腕装着具１３０が第２の装着具を構成する。そして、第１の装着具と第２の装着具とを関節部材１４０で連結し、関節部材１４０としてコイルバネを用いる構成とする。本構成によれば、手首補助装置と関節との位置にずれがある場合でも、コイルバネが変形してずれを緩和し、手首のスムーズな動作を確保することができる。
　また、本実施例の手首補助装置は、掌支持部材を、手の甲側を支持する掌載置部材１１０としたものである。従って、掌の動作を阻害することなく、掌屈及び背屈を行わせることができる。
　また、本実施例の手首補助装置は、角度変更部材１２０を掌載置部材１１０の両側部にそれぞれ設け、それぞれの角度変更部材１２０に対して関節部材１４０を設け、それぞれの関節部材１４０を手首の両側部に位置させたものである。従って、一対のコイルバネで手首の両側部を支持するため、手首の動作をスムーズに行わせることができるとともに、手首を強力に保持することができる。　
　また、本実施例の手首補助装置は、前腕装着具１３０と角度変更部材１２０とを直進駆動のアクチュエータで接続したものである。従って、直進駆動のアクチュエータを用いても手首動作を補助することができる。　
　また、本実施例の手首補助装置は、アクチュエータとして、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いるものである。従って、人体の筋肉に近い動作を実現でき、リハビリ効果を高めることができる。

　次に、本発明の筋力補助装置の他の実施例について説明する。
　図１２は本実施例における手首補助装置の斜視図、図１３は同装置の掌側への屈曲状態を示す構成図、図１４は同装置の手の甲側への屈曲状態を示す構成図、図１５は同装置の非駆動側の人工筋の前腕装着具側の支点とリンク部材の回動支点とを結ぶ軸線Ａと、コイルバネの軸心が描く円弧Ｂの関係を表す図である。なお、上記実施例２と同一の部材には同一符号を付してその説明を省略する。

　本実施例による手首補助装置は、角度変更部材１２０に連結部材１２１を接続し、その連結部材１２１に、第１のリンク部材１６０Ａと第２のリンク部材１６０Ｂの一端を、それぞれ回動可能に取り付ける構成となっている。
　即ち、本実施例による手首補助装置に、角度変更部材１２０の掌側位置１２１Ａを回動支点とする第１のリンク部材６０Ａと、角度変更部材１２０の手の甲側位置１２１Ｂを回動支点とする第２のリンク部材１６０Ｂとを設けている。そして、第１のリンク部材１６０Ａの他端に人工筋１５０Ａを、第２のリンク部材１６０Ｂの他端に人工筋１５０Ｂを、それぞれ回動自在に接続している。本実施例によれば、掌側と手の甲側の両方への手首の曲げをスムーズに行うことができる。また、初期状態での人工筋のたるみを防止する、一方向への屈曲・伸展動作後の反対方向への屈曲・伸展動作開始時の突っ張りを防止するので、人工筋の少ない収縮率で、大きい変位を得ることができる。
　また、本実施例による手首補助装置では、第１のリンク部材１６０Ａの回動支点である掌側位置１２１Ａと、第２のリンク部材１６０Ｂの回動支点である手の甲側位置１２１Ｂとを、角度変更部材１２０の（関節部材１４０を取り付けるための）コイルバネ取り付け位置よりも、前腕装着具１３０側に配置している。そして、関節部材１４０であるコイルバネの軸心の長手方向の略中心付近を、手首の関節位置としている。
　本実施例によれば、人工筋の少ない変位（収縮率）で、大きい角度の変化を得ることができると共に、手首の関節の位置と、手首補助装置の関節部材の位置とを合わせることができる。そのために、手首補助装置を着けた手首のスムーズな動きを実現することができる。

　以上のように、本実施例の手首補助装置は、１つの角度変更部材１２０に対して、２本の人工筋１５０Ａ，１５０Ｂを用いて、前腕装着具１３０と角度変更部材１２０とを接続し、人工筋１５０Ａ，１５０Ｂとして、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いるものである。従って、掌側と手の甲側の両方への手首の曲げを実現することができる。
　また、本実施例による手首補助装置は、図１５に示すように、２本の人工筋１５０Ａ，１５０Ｂの内、例えば非駆動側の人工筋１５０Ｂの、前腕装着具１３０側の支点１３１Ｂと、角度変更部材１２０側の第２のリンク部材１６０Ｂの回動支点１２１Ｂとを結ぶ軸線Ａが、コイルバネの軸心が描く円弧Ｂの内側を通らない構成としている。従って、掌側から手の甲側又はその逆への、手首の曲げをスムーズに実現することができる。
　なお、人工筋１５０Ａの一端が前腕装着具１３０側の支点１３１Ａであり、人工筋１５０Ａの他端が角度変更部材１２０側の第２のリンク部材１６０Ｂの回動支点１２１Ａである。即ち、２本の人工筋１５０Ａ，１５０Ｂの内、非駆動側の人工筋の、前腕装着具１３０と角度変更部材１２０との両支点を結ぶ軸線が、コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らない構成としても良い。本構成によれば、掌側から手の甲側又はその逆への、手首の曲げをスムーズに実現することができる。

　なお、連結部材１２１は角度変更部材１２０を構成する一部材であり、本実施例では連結部材１２１を角度変更部材１２０とは別部材として説明したが、連結部材１２１を角度変更部材１２０と一体で構成してもよい。
　また、本実施例による手首補助装置では、掌支持部材である掌載置部材１１０を、前腕方向に近接離間させる移動機構１１１を設けている。従って、手が前腕方向に押しつけられる、又は手が前腕から離間する方向に引っ張られるという違和感をなくすことができる。
　なお、実際の人体の動きでは、掌を上にして手首を曲げると、前腕の軸線に対して内側（人体側）に傾斜して、手首が掌屈・背屈する。したがって、実際の手首の曲げ動作に近づけるために、本実施例３及び実施例２による手首補助装置は、前腕部に取り付けられることが望まれる。即ち、手首補助装置の人工筋、バネ関節、角度変更部材、掌載置部材などを含む掌部関連部材を、前腕の軸線に対して内側（人体側）に若干ねじった状態で、前腕部に取り付けることが好ましい。

　次に、本発明の筋力補助装置の更に他の実施例について説明する。
　図１６は本実施例における手首補助装置の上方からの斜視図、図１７は同装置の下方からの斜視図、図１８は同装置の側面図、図１９は同装置の上面図である。図２０は同装置の第１の使用形態を示す上面図、図２１は同装置の第１の使用形態での掌屈状態を示す側面図、図２２は同装置の第１の使用形態での背屈状態を示す側面図である。図２３は同装置の第２の使用形態を示す側面図、図２４は同装置の第２の使用形態での背屈状態を示す側面図、図２５は同装置の第２の使用形態での掌屈状態を示す側面図である。なお、上記の実施例２及び実施例３と同一の部材には同一符号を付してその説明を省略する。

　本実施例による手首補助装置においては、角度変更部材１２０に連結部材１２１が接続され、第１のリンク部材１６０Ａと第２のリンク部材１６０Ｂのそれぞれの一端が、連結部材１２１に回動可能に取り付けられている。
　すなわち、本実施例による手首補助装置には、角度変更部材１２０に接続された連結部材１２１の掌側位置１２１Ａを回動支点とする第１のリンク部材１６０Ａと、角度変更部材１２０に接続された連結部材１２１の手の甲側位置１２１Ｂを回動支点とする第２のリンク部材１６０Ｂとが設けられている。そして、第１のリンク部材１６０Ａの他端には人工筋１５０Ａが、第２のリンク部材１６０Ｂの他端には人工筋１５０Ｂが、それぞれ回動自在に接続されている。
　また、第１のリンク部材１６０Ａの回動支点である掌側位置１２１Ａと、第２のリンク部材１６０Ｂの回動支点である手の甲側位置１２１Ｂとが、角度変更部材１２０のコイルバネ取り付け位置よりも、前腕装着具１３０側に配置されている。そして、関節部材１４０であるコイルバネの軸心の長手方向の略中心付近が、手首の関節位置となるよう構成されている。

　さらに、本実施例４においては、実施例２及び実施例３の掌載置部材１１０に代えて、掌側を支持する掌把持部材（掌支持部材）１７０を備えている。掌把持部材１７０の両端には、掌把持部材１７０を前腕方向に近接離間させる移動機構１１１を備えている。掌把持部材１７０と移動機構１１１とは、回動軸１７１によって接続されている。そして、移動機構１１１に対して、掌把持部材１７０が角度を変えることができるように、回動軸１７１は長孔１７２に設けられている。
　また、掌把持部材１７０の下面両端には、ベルトを取り付けるためのベルト固定具１７３を備えている。なお、長孔１７２は、回動軸１７１を掌把持部材１７０に対して変位可能とする構成の一例である。
　即ち、本実施例による手首補助装置は、掌把持部材１７０の両端に、掌把持部材１７０を前腕方向に近接離間させる移動機構１１１と、移動機構１１１に対する角度を変える回動軸１７１とを設け、回動軸１７１が掌把持部材１７０に対し変位可能としたものである。従って、掌把持部材１７０の角度を変化させることができるので、掌把持部材１７０が握り易くなる。特に、障害によって手首が曲がっている場合にも、無理なく適応することができる。

　図２０から図２２に、本実施例の手首補助装置の第１の使用形態を示す。図２１は掌屈状態を示し、図２２は背屈状態を示している。第１の使用形態は、掌を上面として掌把持部材１７０を握って用いる形態である。
　図２３から図２５に、本実施例の手首補助装置の第２の使用形態を示す。図２４は背屈状態を示し、図２５は掌屈状態を示している。本実施例による手首補助装置は、第２の使用形態として、掌を下面として掌把持部材１７０を握って用いることもできる。
　掌把持部材１７０は、使用者の手首の状態に合わせて角度を変化できるとともに、使用者の手の大きさに合わせて位置を調整できる。
　即ち、図２０から図２５に示すように、本実施例による手首補助装置は、掌把持部材１７０に移動機構１１１を備えている。本実施例によれば、掌支持部材である掌把持部材１７０を前腕方向に近接離間させる移動機構１１１によって、手が前腕方向に押し付けられる、又は手が前腕から離間する方向に引っ張られるという違和感をなくすことができる。　
　特に、図２２や図２４に示すように、本実施例による手首補助装置は、掌支持部材を、掌側を支持する掌把持部材１７０としたものである。本実施例によれば、手首補助装置に掌把持部材１７０を用いる場合は、実施例２の掌載置部材１１０を用いる場合と比較して、背屈動作時に、手首補助装置と手との間のあそびの発生を少なくし、背屈稼働域を十分に確保することができる。
　なお、第２の使用形態によれば、コイルバネの軸心と使用者の手首関節の位置に、ずれを生じても、背屈、掌屈いずれの動作も適度な曲げ効果を得ることができる。

　本実施例では、掌把持部材１７０の下面にベルト固定具１７３を設けたもので説明したが、ベルト固定具１７３に代えて、掌載置部材１１０を設けてもよい。このように、ベルトや掌装着具の他、掌載置部材１１０で握りを固定することで、握力が低下している場合でも十分なリハビリ効果を得ることができる。
　また、本実施例では、前腕装着具１３０の開口を上面側とした例を示しているが、前腕装着具１３０の開口を下面側としてもよい。
掌側を前腕装着具１３０の開口側とした場合には、前腕装着具１３０が前腕の背側に位置するため、背屈時の遊びを少なくすることができる。一方、甲側を前腕装着具１３０の開口側とした場合には、装着が容易で、自然な使用感を得ることができる。また、掌把持部材１７０を脱着可能とし、上面側及び下面側のいずれからでも角度変更部材１２０に取り付け可能にすることで、装着姿勢に柔軟性を持たせた手首補助装置を実現することができる。
　即ち、本実施例の手首補助装置は、掌把持部材の上面または下面にベルト固定具を設けたものである。従って、握力が低下している場合でも、ベルトによって支持することができる。
　また、本実施例による手首補助装置は、掌把持部材の上面または下面に掌載置部材を設けたものである。従って、握力が低下している場合でも、手の甲側から支えることができる。

　以上のように、本実施例の手首補助装置は、手を支持する掌把持部材（掌支持部材）１７０と、掌把持部材１７０の側部に連結される角度変更部材１２０と、前腕に沿って配置される前腕装着具１３０と、前腕装着具１３０に対して角度変更部材１２０を変位させる関節部材１４０を備え、掌把持部材１７０と角度変更部材１２０とが第１の装着具を構成し、前腕装着具１３０が第２の装着具を構成する。そして、第１の装着具と第２の装着具とを関節部材１４０で連結し、コイルバネによって関節部材１４０を構成する。この構成により、手首補助装置と関節との位置にずれがある場合でも、コイルバネが変形し、ずれを緩和してスムーズな動作を確保することができる。
　また、本実施例の手首補助装置は、角度変更部材１２０を掌載置部材１１０の両側部にそれぞれ設け、それぞれの角度変更部材１２０に対して関節部材１４０を設け、それぞれの関節部材１４０を手首の両側部に位置させることで、手首の両側部を支持するため、手首の動作をスムーズに行わせることができるとともに、手首を強力に保持することができる。
　また、本実施例の手首補助装置は、関節部材１４０であるコイルバネを引っ張りバネとして用いることで、手首の関節を掌屈・背屈させるときの抵抗力を少なくすることができ、スムーズな動作を行わせることができる。
　また、本実施例の手首補助装置は、関節部材１４０であるコイルバネを圧縮バネとして用いるものである。従って、手首の掌屈・背屈に対して、バネの軸心でバネの長さが一定となる。そのため、軸心を手首関節の軸上に配置することで、いずれの方向の曲げに対しても、ずれの影響を低く抑えることができる。従って、スムーズな動作を行わせることができる。また、コイル間での接触が無いため、長期の繰り返し使用において、コイル同士のこすれによる変質を抑えることができる。

　また、本実施例においては、前腕装着具１３０と角度変更部材１２０とを、人工筋１５０で接続し、人工筋１５０として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いることで、人体の筋肉に近い動作を実現でき、リハビリ効果も高まる。
　また、本実施例においては、角度変更部材１２０の掌側位置１２０Ａを回動支点とする第１のリンク部材１６０Ａと、角度変更部材１２０の手の甲側位置１２０Ｂを回動支点とする第２のリンク部材１６０Ｂとを設け、第１のリンク部材１６０Aの他端、及び第２のリンク部材１６０Ｂの他端に、人工筋１５０をそれぞれ接続することで、掌側と手の甲側の両方への手首の曲げをスムーズに行うことができる。
　また、本実施例では、手首の屈曲・伸展動作に必要な機構部材を、手首側面と手の甲側または掌側にのみ配置しているため、装着感をよくすることが可能である。

　本発明は、肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置として利用できる。

Claims

　関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具と、
前記関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具を備え、
使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、
前記第１の装着具と前記第２の装着具とをバネ関節で連結し、前記バネ関節としてコイルバネを用いたことを特徴とする筋力補助装置。
　前記第１の装着具に一端を、前記第２の装着具に他端を設ける人工筋を備え、
前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いたことを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
　前記コイルバネを引っ張りバネとして用いることを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
　前記関節の回動軸を通り前記第１の装着具の長手方向に沿った仮想線をＸ軸線、前記関節の前記回動軸を通り前記Ｘ軸線に垂直な仮想線をＹ軸線とし、前記Ｘ軸線と前記Ｙ軸線との交点に対して、前記第２の装着具の曲げ方向を前記Ｙ軸線のプラス方向とした場合に、前記第１の装着具に対して前記第２の装着具が伸展した状態において、前記コイルバネの軸心を前記Ｙ軸線のマイナス位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
　前記人工筋の前記一端を前記第１の装着具に対して変位可能な構成とし、前記人工筋の前記一端を変位させることで、前記人工筋の前記一端を変位させない場合よりも、前記第１の装着具に対する前記第２の装着具の曲げ角度を大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の筋力補助装置。
　前記第１の装着具にスイングアームを設け、
前記スイングアームの反関節側端部を回動支点とし、前記スイングアームの関節側端部を変位端とし、
前記人工筋の前記一端を前記スイングアームの前記変位端に設けたことを特徴とする請求項５に記載の筋力補助装置。
　手を支持する掌支持部材と、
前記掌支持部材の側部に連結される角度変更部材と、
前腕に沿って配置される前腕装着具と、
前記前腕装着具に対して前記角度変更部材を変位させる関節部材を備え、
前記掌支持部材と前記角度変更部材とが前記第１の装着具を構成し、
前記前腕装着具が前記第２の装着具を構成することを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
　前記掌支持部材を、手の甲側を支持する掌載置部材としたことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
　前記掌支持部材を、掌側を支持する掌把持部材としたことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
　前記角度変更部材を前記掌支持部材の両側部にそれぞれ設け、それぞれの前記角度変更部材に対して前記コイルバネを設け、それぞれの前記コイルバネを手首の両側部に位置させたことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
　前記コイルバネを引っ張りバネとして用いることを特徴とする請求項１０に記載の筋力補助装置。
　前記コイルバネを圧縮バネとして用いることを特徴とする請求項１０に記載の筋力補助装置。
　前記前腕装着具と前記角度変更部材とを直進駆動のアクチュエータで接続したことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
　前記アクチュエータとして、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮する人工筋を用いることを特徴とする請求項１３に記載の筋力補助装置。
　１つの前記角度変更部材に対して、２本の人工筋を用いて前記前腕装着具と前記角度変更部材とを接続し、前記人工筋として、気体、液体、若しくは固体の物質、又はこれらの混合物の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用いることを特徴とする請求項１０に記載の筋力補助装置。
　２本の前記人工筋の内、非駆動側の前記人工筋の、前記前腕装着具と前記角度変更部材との両支点を結ぶ軸線が、前記コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らないことを特徴とする請求項１５に記載の筋力補助装置。
　前記角度変更部材の掌側位置を回動支点とする第１のリンク部材と、前記角度変更部材の手の甲側位置を回動支点とする第２のリンク部材とを設け、前記第１のリンク部材の他端、及び前記第２のリンク部材の他端に、前記人工筋をそれぞれ接続することを特徴とする請求項１５に記載の筋力補助装置。
　２本の前記人工筋の内、非駆動側の前記人工筋の、前記前腕装着具側の支点と前記角度変更部材側の前記リンク部材の回動支点とを結ぶ軸線が、前記コイルバネの軸心が描く円弧の内側を通らないことを特徴とする請求項１７に記載の筋力補助装置。
　前記第１のリンク部材の前記回動支点と前記第２のリンク部材の前記回動支点とを、前記角度変更部材の前記コイルバネ取り付け位置よりも前記前腕装着具側に配置し、前記コイルバネの軸心の長手方向の略中心付近を前記手首の関節位置としたことを特徴とする請求項１７に記載の筋力補助装置。
　前記掌支持部材を前記前腕方向に近接離間させる移動機構を設けたことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。
　前記掌載置部材の上面に掌装着具を設け、前記掌装着具を前記前腕方向に近接離間させる移動機構を設けたことを特徴とする請求項８に記載の筋力補助装置。
　前記掌把持部材の両端に、前記掌把持部材を前記前腕方向に近接離間させる移動機構と、前記移動機構に対する角度を変える回動軸とを設け、前記回動軸が前記掌把持部材に対し変位可能としたことを特徴とする請求項９に記載の筋力補助装置。
　前記掌把持部材の上面または下面にベルト固定具を設けたことを特徴とする請求項９に記載の筋力補助装置。
　前記掌把持部材の上面または下面に掌載置部材を設けたことを特徴とする請求項９に記載の筋力補助装置。