特許 6366049 脚部補助装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6366049

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】脚部補助装置

(51)【国際特許分類】

   A61H 3/00 20060101AFI20180723BHJP

【ＦＩ】

   A61H3/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-220174(P2013-220174)

(22)【出願日】2013年10月23日

(65)【公開番号】特開2015-80619(P2015-80619A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2016年7月22日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】小林 宏

(72)【発明者】

【氏名】冨松 熱志

(72)【発明者】

【氏名】石毛 貴大

【審査官】 立花 啓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４７９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１３５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３３０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−１２９０１７３（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−３３８６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３９８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１１６２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１７９９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０９２５０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｈ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

利用者の腰部に装着される腰装着部と、
利用者の大腿に沿って配置され、上端が前記腰装着部に股関節部で回転可能に連結された大腿フレームと、
利用者の下腿に沿って配置され、上端が前記大腿フレームの下端に膝関節部で回転可能に連結された下腿フレームと、
利用者の足裏に沿って配置され、前記下腿フレームの下端に足首関節部で回転可能に連結された足部と、
前記大腿フレームと前記下腿フレームとを連結し、前記大腿フレームと前記下腿フレームを互いの相対位置が膝伸張位置になるように支持すると共に前記膝伸張位置へ付勢する上付勢部材と、
前記下腿フレームと前記足部とを連結し、前記下腿フレームと前記足部とを互いの相対位置が直立足首位置になるように支持すると共に前記直立足首位置へ付勢する下付勢部材と、
利用者背面側に設けられ、利用者からの荷重を受けて前記腰装着部及び前記大腿フレームの少なくとも一方に下方への力を伝達する荷重伝達部と、
を備え、
前記荷重伝達部は、前記腰装着部または股関節部に取り付けられ、利用者が腰掛けることにより臀部と当接して荷重を受ける腰掛部を含んでおり、前記腰掛部の前方側が開放された形状とされており、
前記上付勢部材及び前記下付勢部材は、前記荷重伝達部によって伝達された利用者からの前記荷重によって圧縮される脚部補助装置。

【請求項2】

前記上付勢部材が、前記大腿フレームにおける前記股関節部と前記膝関節部との間の中間部と、前記下腿フレームにおける前記膝関節部と前記足首関節部との間の中間部と、を連結しており、
前記下付勢部材が、前記下腿フレームにおける前記膝関節部と前記足首関節部との間の中間部と、前記足部において前記足首関節部とは離れた部分と、を連結している請求項１記載の脚部補助装置。

【請求項3】

前記荷重伝達部は、前記大腿フレームに取り付けられ、利用者の大腿裏側と当接して荷重を受ける大腿押圧部を含んでいること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の脚部補助装置。

【請求項4】

前記大腿押圧部の前方側が開放された形状とされている請求項３に記載の脚部補助装置。

【請求項5】

前記上付勢部材及び前記下付勢部材は、ガススプリングとコイルスプリングとを並列に配置して形成されていること、を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の脚部補助装置。

【請求項6】

前記腰装着部に支持され、利用者の体幹に沿って配置される体幹支持体と、
利用者の上腕に沿って配置され、肩関節部を介して利用者の体側に沿って回転可能となるように取り付けられた上腕装着部と、
利用者の前腕に沿って配置され、肘関節部を介して利用者の体側に沿って回転可能となるように取り付けられた前腕装着部と、
前記上腕装着部に前記肩関節部を中心に回転する力を作用させる第２アクチュエータと、
前記前腕装着部に前記肘関節部を中心に回転する力を作用させる第３アクチュエータと、
をさらに備えた請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の脚部補助装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脚部補助構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、利用者の歩行を補助する種々の装置が提案されている。例えば、特許文献１には、使用者の大腿部に装着される大腿部装着具と、下腿部に装着される下腿部装着具と、両者を接続する膝関節部接続手段と、を有する歩行補助装置が開示されている。当該歩行補助装置では、電動モータを用いて大腿部装着具、下腿部装着具、及び膝関節部接続手段の動きを制御し、大腿部装着具及び下腿部装着具を装着した使用者の運動を補助している。

【0003】

しかしながら、特許文献１のように、電動モータを用いた場合、使用者の動きに合わせての装置制御は難しい。また、電動モータを搭載するため、装置の構成が複雑になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−３５８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記事実を考慮し、簡易な構成で容易に利用者の脚部を補助することが可能な脚部補助装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の脚部補助装置は、利用者の腰部に装着される腰装着部と、利用者の大腿に沿って配置され、上端が前記腰装着部に股関節部で回転可能に連結された大腿フレームと、利用者の下腿に沿って配置され、上端が前記大腿フレームの下端に膝関節部で回転可能に連結された下腿フレームと、利用者の足裏に沿って配置され、前記下腿フレームの下端に足首関節部で回転可能に連結された足部と、前記大腿フレームと前記下腿フレームとを連結し、前記大腿フレームと前記下腿フレームを互いの相対位置が膝伸張位置になるように支持すると共に前記膝伸張位置へ付勢する上付勢部材と、前記下腿フレームと前記足部とを連結し、前記下腿フレームと前記足部とを互いの相対位置が直立足首位置になるように支持すると共に前記直立足首位置へ付勢する下付勢部材と、利用者背面側に設けられ、利用者からの荷重を受けて前記腰装着部及び前記大腿フレームの少なくとも一方に下方への力を伝達する荷重伝達部と、を備え、前記荷重伝達部は、前記腰装着部または股関節部に取り付けられ、利用者が腰掛けることにより臀部と当接して荷重を受ける腰掛部を含んでおり、前記腰掛部の前方側が開放された形状とされており、前記上付勢部材及び前記下付勢部材は、前記荷重伝達部によって伝達された利用者からの前記荷重によって圧縮される。

【0007】

請求項１に記載の脚部補助装置では、腰装着部が利用者の腰に装着され、大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部が、各々利用者の大腿、下腿、足に沿って配置される。大腿フレームと下腿フレームとは、膝関節部で回転可能に連結されており、下腿フレームと足部とは、足首関節部で回転可能に連結されている。したがって、利用者自身の膝関節及び足首の関節の動きに追従させて、大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部を相対回転させることができる。

【0008】

上記の大腿フレームと下腿フレームとは、互いの相対位置が膝伸張位置に配置されるように、上付勢部材により付勢されている。また、下腿フレームと足部とは、互いの相対位置が直立足首位置に配置されるように下付勢部材により付勢されている。大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部は、互いに膝伸張位置、直立足首位置に配置されるように付勢され、この位置で支持される。また、利用者の持つ荷物等の荷重は、荷重伝達部を介して、腰装着部及び大腿フレームの少なくとも一方から、下方への力として、大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部へ伝達される。

【0009】

したがって、利用者が持つ荷物の荷重の少なくとも一部を大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部で支持することができ、利用者の脚部の負担を軽減することができる。

【0010】

また、利用者が、膝及び足首を曲げることによりしゃがんで荷物を持ち、その後に立ち上がる場合には、大腿フレームと下腿フレームは、上付勢部材の付勢力に抗して膝関節部を中心に相対回転した位置に配置され、互いの相対位置が膝伸張位置に配置されるように付勢される。また、下腿フレームと足部は、下付勢部材の付勢力に抗して足首関節部を中心に相対回転した位置に配置され、互いの相対位置が直立足首位置に配置されるように付勢される。したがって、利用者の膝及び足首には、曲げ状態から伸びる方向への力が作用し、立ち上がり状態へと誘導される。これにより、利用者が荷物を持って立ち上がる場合に要する力が軽減され、利用者を補助することができる。

【0012】

上記構成の腰掛部を有することにより、利用者は荷重伝達部の腰掛部に腰掛けることにより、容易に大腿フレーム及び下腿フレームへ荷重をかけることができる。

【0013】

請求項２に記載の脚部補助装置は、請求項１記載の脚部補助装置において、前記上付勢部材が、前記大腿フレームにおける前記股関節部と前記膝関節部との間の中間部と、前記下腿フレームにおける前記膝関節部と前記足首関節部との間の中間部と、を連結しており、前記下付勢部材が、前記下腿フレームにおける前記膝関節部と前記足首関節部との間の中間部と、前記足部において前記足首関節部とは離れた部分と、を連結している。
請求項３に記載の脚部補助装置は、前記荷重伝達部が、前記大腿フレームに取り付けられ、利用者の大腿裏側と当接して荷重を受ける大腿押圧部を有していること、を特徴とする。

【0014】

上記構成の大腿押圧部を有することにより、利用者は荷重伝達部の大腿押圧部を腰掛けるような動作により大腿裏側で押圧することができ、容易に大腿フレーム及び下腿フレームへ荷重をかけることができる。
請求項４に記載の脚部補助装置は、前記大腿押圧部の前方側が開放された形状とされている。

【0015】

請求項５に記載の脚部補助装置は、前記上付勢部材及び前記下付勢部材は、ガススプリングとコイルスプリングとを並列に配置して形成されていること、を特徴とする。

【0016】

このように、ガススプリングとコイルスプリングとを並列に配置して上付勢部材及び下付勢部材を形成することにより、付勢力の調整を容易に行うことができる。

【0017】

請求項６に記載の脚部補助装置は、前記腰装着部に支持され、利用者の体幹に沿って配置される体幹支持体と、利用者の上腕に沿って配置され、肩関節部を介して利用者の体側に沿って回転可能となるように取り付けられた上腕装着部と、利用者の前腕に沿って配置され、肘関節部を介して利用者の体側に沿って回転可能となるように取り付けられた前腕装着部と、前記上腕装着部に前記肩関節部を中心に回転する力を作用させる第２アクチュエータと、前記前腕装着部に前記肘関節部を中心に回転する力を作用させる第３アクチュエータと、をさらに備えている。

【0018】

上記構成の脚部補助装置によれば、利用者が手に持った荷物の荷重は、腕装着部、体幹支持体を介して腰装着部へ伝達される。したがって、その荷重の少なくとも一部を大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部で支持することができ、利用者の負担を軽減することができる。また、利用者が前屈みになって荷物を抱える際に、第２アクチュエータを作動させることにより、荷物を持ち上げる方向へ容易に腕を動かすことができる。

【発明の効果】

【0019】

以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で容易に利用者の脚部を補助することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る脚部補助装置を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る脚部補助装置の直立状態の側面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る脚部補助装置の膝屈伸状態の側面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る脚部補助装置の前屈及び膝屈伸状態の側面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る脚部補助装置の足部の装着手順を示す（Ａ）〜（Ｄ）を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係る脚部補助装置を利用者が装着した状態で歩行する場合の説明図（Ａ）〜（Ｄ）である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図中矢印ＦＲにて示す利用者の前方側を前側とし、上下左右の方向は、この前方側を向いてみた場合の方向を基準とする。

【0022】

図１には、本実施形態に係る脚部補助装置１０が示されている。脚部補助装置１０は、腰装着部２０、大腿フレーム３０、下腿フレーム４０、及び脚部５０を備えている。

【0023】

腰装着部２０は、上面から見て略Ｕ字状とされ、利用者の腰位置で背面側を通るように利用者の左右方向に架け渡されて、利用者に装着される。装着は、ベルトＢ等を腰装着部２０の両端から利用者の腰回り前面に延出させて行うことができる。腰装着部２０中央部分には、利用者の腰に当たる上下に幅広の腰パッド２２が取り付けられている。腰装着部２０の左右の両端には、各々、股関節部２４が形成されている。腰装着部２０には、股関節部２４を介して、左右両側に大腿フレーム３０が連結されている。股関節部２４は、球面軸受け（不図示）を有している。

【0024】

腰装着部２０の両端には、更に、腰掛部２６が取り付られている。腰掛部２６は、前方が開放された略Ｕ字状とされ、腰装着部２０の一端から後斜め下方へ凸状となり、他端に架け渡されている。腰掛部２６は帯状で、腰掛部２６には、利用者の臀部が当接可能とされ、利用者が腰掛けることができるようになっている。

【0025】

大腿フレーム３０は、長尺棒状の金属フレームで形成され、上端が股関節部２４に取り付けられている。大腿フレーム３０は、利用者の大腿に沿って配置され、球面軸受けを介して取り付けられて股関節部２４を中心に、回転可能となっている。

【0026】

左右各々の大腿フレーム３０の上方には、大腿押圧部３８が取り付られている。大腿押圧部３８は、利用者の大腿側部に沿った大腿側部３８Ａと、利用者の大腿後側に沿った大腿後部３８Ｂとを有している。大腿側部３８Ａと大腿後部３８Ｂとは、一体的に連続形成されている。

【0027】

各々の大腿フレーム３０の下端には、膝関節部３２を介して、下腿フレーム４０が連結されている。下腿フレーム４０は、長尺棒状の金属フレームで形成され、利用者の下腿に沿って配置されている。膝関節部３２は、不図示の軸受けを有し、下腿フレーム４０は、上端が膝関節部３２の軸受けに支持され、膝関節部３２を中心にして、前後方向に回転可能となるように取り付けられている。大腿フレーム３０、膝関節部３２、及び下腿フレーム４０により、リンク機構が形成されている。

【0028】

下腿フレーム４０の下端には、足首関節部４２を介して、足部５０が連結されている。足部５０は、足底部５２、踵部５４、足保持部５６、及び踝部５８を有している。足底部５２は板状とされ、利用者の足裏に沿って配置される。踵部５４は、足底部５２の後端部に立設され、利用者の踵部分に沿って配置される。足保持部５６は、足底部５２の左右端に架け渡され、利用者の足の甲に沿って配置される。足保持部５６は、両端部が利用者の左右方向に配置された軸５６Ａにより足底部５２上の取付部５６Ｂに回転可能に支持されている。図５に示されるように、足保持部５６の取付部５６Ｂには、軸５６Ａ周りに捩りコイルばね５６Ｃが配置されており、捩りコイルバネ５６Ｃにより、足保持部５６は利用者の足甲を押圧するように付勢されている。また、踝部５８は、足底部５２の左右方向外端に立設され、利用者の外踝位置に配置される。足首関節部４２は、不図示の軸受けを有し、足部５０は、踝部５８が足首関節部４２の軸受けに支持され、足首関節部４２を中心にして、回転可能となるように取り付けられている。下腿フレーム４０、足首関節部４２、及び足部５０により、リンク機構が形成されている。

【0029】

利用者が足（靴ＳＨ）を足部５０に装着する際には、図５（Ａ）に示すように、つま先を足保持部５６に引っ掛けて足保持部５６を前方へ回転させ、図５（Ｂ）に示すように、足をつま先から足底部５２と足保持部５６の間に挿入する。そして、図５（Ｃ）に示すように、利用者の踵を踵部５４の前に入れ、図５（Ｄ）に示すように、踵を後方に引いて踵部５４に当接させる。利用者の足は、足保持部５６によって足底部５２及び踵部５４に押しつけられるように押圧され、これにより足部５０が装着される。

【0030】

大腿フレーム３０と下腿フレーム４０には、両者を架け渡すように、膝関節部３２を跨いで、上付勢部材３６が取り付けられている。上付勢部材３６は、コイルスプリング３６Ａとガススプリング３６Ｂとで構成されている。コイルスプリング３６Ａは、一端部が大腿フレーム３０の中間部に取り付けられ、他端部が下腿フレーム４０の中間部に取り付けられている。ガススプリング３６Ｂは、コイルスプリング３６Ａの内側に収納され、一端部が大腿フレーム３０の中間部に取り付けられ、他端部が下腿フレーム４０の中間部に取り付けられ、コイルスプリング３６Ａと並列に配置されている。

【0031】

上付勢部材３６は、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０とが一直線状に（以下、当該大腿フレーム３０と下腿フレーム４０の相対位置を「膝伸張位置Ｈ１」という、図２参照）なるように支持している。また、上付勢部材３６は、バネ力により、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０とが膝伸張位置Ｈ１に配置されるように、両者を付勢している。利用者からの荷重により、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０とが相対回転して、図３に示すようにコイルスプリング３６Ａ及びガススプリング３６Ｂが圧縮され大腿フレーム３０と下腿フレーム４０とが膝屈位置Ｈ２に配置される。このとき、コイルスプリング３６Ａ及びガススプリング３６Ｂの反力により、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０には、膝伸張位置Ｈ１に戻るように力が作用する。

【0032】

下腿フレーム４０と足部５０には、両者を架け渡すように、足首関節部４２を跨いで、下付勢部材４４が取り付けられている。下付勢部材４４は、コイルスプリング４４Ａとガススプリング４４Ｂとで構成されている。コイルスプリング４４Ａは、一端部が下腿フレーム４０の中間部に取り付けられ、他端部が足部５０の足底部５２前端に取り付けられている。ガススプリング４４Ｂは、コイルスプリング４４Ａの内側に収納され、一端部が下腿フレーム４０の中間部に取り付けられ、他端部が足底部５２の前端に取り付けられ、コイルスプリング４４Ａと並列に配置されている。

【0033】

下付勢部材４４は、下腿フレーム４０と足部５０とが略垂直に（以下、当該下腿フレーム４０と足部５０の相対位置を「直立足首位置Ｋ１」という、図２参照）なるように支持している。また、下付勢部材４４は、ばね力により、下腿フレーム４０と足部５０とが直立足首位置Ｋ１に配置されるように、両者を付勢している。利用者からの荷重により、下腿フレーム４０と足部５０とが相対回転して、コイルスプリング４４Ａ及びガススプリング４４Ｂが圧縮され下腿フレーム４０と足部５０とが足首屈位置Ｋ２（図３参照）に配置される。このとき、コイルスプリング４４Ａ及びガススプリング４４Ｂの反力により、下腿フレーム４０と足部５０には、直立足首位置Ｋ１に戻るように力が作用する。

【0034】

腰装着部２０には、左右両端部に連結部２８が設けられ、各々の連結部２８には、体幹支持体６０が取り付けられている。体幹支持体６０は、連結部２８を中心に前後方向に回転可能に取り付けられている。体幹支持体６０は長尺筒状とされ、連結部２８を介して腰装着部２０に支持されている。体幹支持体６０は、利用者の体幹に沿って背面側に配置され、互いに上方の左右方向中央へ向かって延出されている。体幹支持体６０は、図中に一転鎖線で示す肩ベルトＫを利用者の肩に架け渡すことより、利用者に装着することができる。

【0035】

体幹支持体６０の上端は、肩フレーム６２に連結されている。肩フレーム６２は、利用者の背面側の肩ラインに沿って左右各々に配置されており、肩フレーム６２の上面側には、ガイドレール６２Ａが形成されている。ガイド部６２Ａには、肩関節部６４が取り付けられている。左右各々の肩関節部６４は、ガイドレール６２Ａに係合された係合部６４Ａ、及び、係合部６４Ａから前方に延びる取付部６４Ｂを有している。取付部６４Ｂには、上腕フレーム６６が利用者の体側に沿って回転可能に取り付けられている。

【0036】

上腕フレーム６６は、長尺状とされ、一端部が肩関節部６４の取付部６４Ｂに取り付けられている。上腕フレーム６６の他端部には、肘関節部６８が形成されており、肘関節部６８には、前腕フレーム７０が利用者の体側に沿って取り付けられている。

【0037】

前腕フレーム７０は、長尺状とされ、一端部が肘関節部６８に取り付けられている。前腕フレーム７０は、利用者の前腕を支持する支持プレート７２を有している。支持プレート７２の先端には、支持プレート７２の左右両端に上側へ湾曲したプレートとを架け渡した環状部７４が形成されている。利用者は、支持プレート７２と環状部７４の間に前腕を挿入する。

【0038】

体幹支持体６０の内部には、アクチュエータＡＫが収納されている。アクチュエータＡＫは、左右各々に３本ずつ、合計６本が設けられている。６本の内の２本は股関節部２４の左右に各々用いられ、２本は肩関節部６４の左右に各々用いられ、他の２本は肘関節部６８の左右に各々用いられる。以下、各々第１アクチュエータＡＫ１、第２アクチュエータＡＫ２、第３アクチュエータＡＫ３とする。

【0039】

アクチュエータＡＫとしては、空気圧式アクチュエータ（流体圧式アクチュエータ、所謂、McKibben人工筋肉）を用いることができる。アクチュエータＡＫは、円筒状とされ、軸方向に伸縮可能とされ、この短縮により短縮方向の力を発生させる。各々のアクチュエータＡＫの一端には、ワイヤ６１が取り付けられている。ワイヤ６１は、各々のアクチュエータＡＫの一端から出て、各々連結部２８、肩関節部６４、肘関節部６８に設けられた円板体８０、８２、８４に巻き掛けられつつ固定されている。第１アクチュエータＡＫ１（連結部２８用）の作動により、体幹支持体６０は前傾状態から起きあがり状態へと引き上げられる。第２アクチュエータＡＫ２（肩関節部６４用）の作動により、上腕フレーム６６は肩関節部６４を中心に前方上側へ持ち上げられるように回転する。第３アクチュエータＡＫ３（肘関節部６８用）の作動により、前腕フレーム７０は肘関節部６８を中心に前方上側へ持ち上げられるように回転する。第１アクチュエータＡＫ１が伸張されているときには、体幹支持体６０の前傾を許容するように連結部２８と相対回転可能となっている。第２アクチュエータＡＫ２が伸張されているときには、肩関節部６４では、上腕フレーム６６の下方向への回転が許容されている。第３アクチュエータＡＫ３が伸張されているときには、肘関節部６８では、前腕フレーム７０の下方向への回転が許容されている。

【0040】

次に、本実施形態における作用について説明する。

【0041】

利用者が、前方の床にある荷物を持ち上げる場合には、腰掛部２６に腰掛けるようにして体重をかけると共に、膝を曲げて大腿裏側で大腿押圧部３８を押圧する。これにより、下向きの力が作用して、図３に示すように、上付勢部材３６及び下付勢部材４４が圧縮され、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０とが膝伸張位置Ｈ１から膝屈位置Ｈ２に配置され、下腿フレーム４０と足部５０とが直立足首位置Ｋ１から足首屈位置Ｋ２に配置される。

【0042】

また、第１アクチュエータＡＫ１、第２アクチュエータＡＫ２、第３アクチュエータＡＫ３をオフの状態として、各アクチュエータを伸張させる。これにより、図４に示すように、利用者は、体幹支持体６０を前傾させて前屈みとなることができ、上腕フレーム６６、前腕フレーム７０を自由に回転させて、前方下側にある荷物へ向かって、腕を伸ばすことができる。

【0043】

この状態から、利用者が荷物を抱えて起き上がる際には、第１アクチュエータＡＫ１、第２アクチュエータＡＫ２、及び第３アクチュエータＡＫ３を作動させて短縮させる。これにより、体幹支持体６０は前傾状態から起きあがり状態へと引き上げられ、上腕フレーム６６は肩関節部６４を中心に前方上側へ持ち上げられるように回転し、前腕フレーム７０は肘関節部６８を中心に前方上側へ持ち上げられるように回転する。

【0044】

また、利用者は、腰掛部２６及び大腿押圧部３８へかけている荷重を、膝及び股関節を伸ばしつつ自身の足に移す。これにより、上付勢部材３６及び下付勢部材４４の反力により、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０とが膝屈位置Ｈ２から膝伸張位置Ｈ１へ戻り、下腿フレーム４０と足部５０とが足首屈位置Ｋ２から直立足首位置Ｋ１へ戻る。この状態で、利用者は直立状態となり、第１アクチュエータＡＫ１、第２アクチュエータＡＫ２、及び第３アクチュエータＡＫ３の短縮状態を維持することにより、荷物の荷重は、前腕フレーム７０から、上腕フレーム６６、肩フレーム６２、体幹支持体６０、腰装着部２０、大腿フレーム３０、下腿フレーム４０、及び足部５０を経て床上に支持される。

【0045】

本実施形態の脚部補助装置１０によれば、持ち上げる荷物の荷重が、脚部補助装置１０によって床上に支持されているので、利用者の負担を軽減することができる。

【0046】

また、上付勢部材３６及び下付勢部材４４の反力により、利用者の膝及び足首には、曲げ状態から伸びる方向への力が作用し、立ち上がり状態へと誘導される。これにより、利用者が荷物を持って立ち上がる場合に要する力が軽減され、利用者を補助することができる。このとき、上付勢部材３６及び下付勢部材４４の反力は、腰装着部２０及び大腿フレーム３０からの荷重（利用者が腰掛部２６及び大腿押圧部３８へかけている荷重及び荷物の荷重）に応じて発生する。すなわち、上付勢部材３６及び下付勢部材４４は、圧縮された分だけ戻る力を大腿フレーム３０、下腿フレーム４０、及び足部５０に作用させる。したがって、電動モータ等を用いて大腿フレーム、下腿フレーム、及び足部を動作させる場合と比較して、簡易に利用者の脚部の動きに追随して補助を行うことができる。

【0047】

なお、本実施形態では、腰装着部２０の上部に、体幹支持体６０、肩フレーム６２、上腕フレーム６６、及び、前腕フレーム７０等の上肢を補助するためのものを設けたが、これら各部は本発明に必須ではない。特に、これらを設けてアクチュエータを作動させることにより、利用者の前傾姿勢からの起き上がり動作、腕で荷物を抱えながらの持ち上げ動作、を補助することができる。

【0048】

なお、これら各部（体幹支持体６０、肩フレーム６２、上腕フレーム６６、及び、前腕フレーム７０等）を備えない場合には、利用者が腕に抱えた荷物の荷重は、利用者から直接、腰掛部２６、大腿押圧部３８へ伝達される。

【0049】

また、本実施形態では、利用者からの荷重を伝達する部材として、腰掛部２６と大腿押圧部３８を設けたが、いずれか一方のみでもよい。両方設けることにより、利用者は安定して荷重を腰装着部２０及び大腿フレーム３０へかけることができる。

【0050】

また、本実施形態では、上付勢部材３６及び下付勢部材４４として、コイルスプリング３６Ａ、４４Ａとガススプリング３６Ｂ、４４Ｂを並列に配置して用いたが、いずれか一方のみを用いてもよい。このように、コイルスプリング３６Ａ、４４Ａとガススプリング３６Ｂ、４４Ｂを並列に配置することにより、付勢力の調整を容易に行うことができる。

【0051】

なお、本実施形態の脚部補助装置１０を装着して歩行する場合には、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、歩行時に利用者が股関節、膝関節、足首を屈伸させても、大腿フレーム３０と下腿フレーム４０は膝伸張位置Ｈ１、下腿フレーム４０と足部５０は直立足首位置Ｋ１に配置された状態となる。

【0052】

以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

【符号の説明】

【0053】

１０ 脚部補助装置
２０ 腰装着部
２４ 股関節部
２６ 腰掛部（荷重伝達部）
３０ 大腿フレーム
３２ 膝関節部
３６ 上付勢部材
３６Ｂ ガススプリング
３６Ａ コイルスプリング
３８ 大腿押圧部（荷重伝達部）
４０ 下腿フレーム
４２ 足首関節部
４４ 下付勢部材
４４Ｂ ガススプリング
４４Ａ コイルスプリング
５０ 足部
６０ 体幹支持体
６４ 肩関節部
６６ 上腕フレーム（上腕装着部）
６８ 肘関節部
７０ 前腕フレーム
ＡＫ１ アクチュエータ
ＡＫ２ アクチュエータ
ＡＫ３ アクチュエータ
Ｈ１ 膝伸張位置
Ｋ１ 直立足首位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】