特許 6881805 補助装置及び義足

(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】6881805

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】補助装置及び義足

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/66 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   A61F2/66

【請求項の数】10

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2021-6879(P2021-6879)

(22)【出願日】2021年1月20日

(62)【分割の表示】特願2020-547435(P2020-547435)の分割

【原出願日】2020年9月9日

(65)【公開番号】特開2021-58769(P2021-58769A)

(43)【公開日】2021年4月15日

【審査請求日】2021年1月20日

(31)【優先権主張番号】特願2019-168899(P2019-168899)

(32)【優先日】2019年9月17日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519082968

【氏名又は名称】ＢｉｏｎｉｃＭ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160990

【弁理士】

【氏名又は名称】亀崎 伸宏

(72)【発明者】

【氏名】孫 小軍

(72)【発明者】

【氏名】半澤 誠規

(72)【発明者】

【氏名】瀧上 孝太

【審査官】 沼田 規好

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１８／０８７９９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２９６９９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０７４８５４７１（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１１０３６８１５４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｆ ２／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

足関節の動作を補助する補助装置であって、
モータによって回転するねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換するボールねじと、
前記ねじ軸の下方を回転可能に支持する下支持部材を有している骨組と、
前記ねじ軸と同軸に設けられ、前記ナットと共に前記ねじ軸に沿って移動する直動部材と、
前記ナットと前記直動部材との間に介在するように前記ねじ軸と同軸に設けられた第１弾性部材と、
前記直動部材と前記下支持部材との間に介在するように前記ねじ軸と同軸に設けられた第２弾性部材と、
前記直動部材の直線運動を回転運動に変換するクランク機構と、を備えている
補助装置。

【請求項2】

接地部分となる足部をさらに備え、
前記クランク機構は、
一端が前記直動部材の下方に相対回転可能に取り付けられ、他端が前記足部に相対回転可能に取り付けられている連結ロッドと、
前記下支持部材に前記足部を相対回転可能に取り付けている回転軸と、を有している
請求項１に記載の補助装置。

【請求項3】

前記直動部材は、前記ナットと、前記第１弾性部材と、を内蔵しているシリンダであり、
前記第１弾性部材は、前記ナットの上方及び下方の少なくとも一方に配置され、
前記第２弾性部材は、前記直動部材の下方に配置されている
請求項１又は２に記載の補助装置。

【請求項4】

前記骨組に着脱可能に取り付けられるカバーを備えている
請求項１〜３のいずれかに記載の補助装置。

【請求項5】

前記骨組は、
前記ねじ軸の上方を回転可能に支持する上支持部材と、
前記下支持部材と前記上支持部材とを連結するように前記ねじ軸の前方に設けられた第１支柱と、を有し、
前記補助装置は、
前記第１支柱に沿って設けられ、前記直動部材の移動を案内するレールと、
前記直動部材に固定され、前記レールに沿ってスライドするガイドブロックと、を備えている
請求項４に記載の補助装置。

【請求項6】

前記モータは、前記ねじ軸の後方に設けられ、
前記骨組は、前記下支持部材と前記上支持部材とを連結するように前記ねじ軸又は前記モータの左方及び右方に設けられた左右一対の第２支柱を有している
請求項５に記載の補助装置。

【請求項7】

前記カバーは、前記上支持部材の上方から被せられて前記下支持部材の下方まで巻かれているように設けられ、弾性及び防水性を有している
請求項５又は６に記載の補助装置。

【請求項8】

足関節の動作を補助する補助装置であって、
モータによって回転するねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換するボールねじと、
前記ねじ軸の下方を回転可能に支持する下支持部材を有している骨組と、
前記ねじ軸と同軸に設けられ、前記ナットと共に前記ねじ軸に沿って移動する直動部材と、
前記直動部材と前記下支持部材との間に介在するように前記ねじ軸と同軸に設けられた弾性部材と、
前記直動部材の直線運動を回転運動に変換するクランク機構と、を備えている
補助装置。

【請求項9】

前記モータの回転速度を減速して前記モータの動力を前記ボールねじに伝達する減速機構を備え、
前記減速機構は、
前記モータの駆動軸に固定されている小プーリと、
前記ねじ軸に固定されていて、前記小プーリと比較して大きい径を有している大プーリと、
前記小プーリ及び前記大プーリに引っ掛けられていて、前記小プーリが回転することで走行して前記大プーリを回転させる環状ベルトと、を有している
請求項１〜８のいずれかに記載の補助装置。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれかに記載の補助装置を備えている義足。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、関節の動作を補助する補助装置、及びその補助装置を備えている義足に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、義足は、足の切断面に固定されるソケットと、ソケットの下端に接続される膝継手と、膝継手の下端に接続されて接地部分となる足部とから構成される（例えば、特許文献１参照）。このような義足は、体に装着するものであるので、体への負担を増加させたり義足自体が嵩張ったりすることがないよう、軽量化と小型化が極めて重要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／０８７９９７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の受動式の義足は、構造がシンプルで棒状のようなものが多く、機能が限られている。また、従来の受動式の義足は、人間の足の曲線やふくらはぎの形状を模倣できていないため、デザイン性が悪いという問題がある。特に、バッテリや、モータと基板を含む電気部品を要する動力付きの義足の場合、部品数が多いため、義足全体として重くなりがちである。このため、軽量化と小型化が極めて重要である。その上、義足においては、人間の足の曲線を模倣するデザイン性も重要視される。

【0005】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、軽量化と小型化を実現させると共に、デザイン性を向上させることができる補助装置及び義足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】

（１）本発明は、足関節の動作を補助する補助装置であって、モータによって回転するねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換するボールねじと、前記ねじ軸の下方を回転可能に支持する下支持部材を有している骨組と、前記ねじ軸と同軸に設けられ、前記ナットと共に前記ねじ軸に沿って移動する直動部材と、前記ナットと前記直動部材との間に介在するように前記ねじ軸と同軸に設けられた第１弾性部材と、前記直動部材と前記下支持部材との間に介在するように前記ねじ軸と同軸に設けられた第２弾性部材と、前記直動部材の直線運動を回転運動に変換するクランク機構と、を備えている補助装置である。

【0007】

本発明によれば、第１弾性部材及び第２弾性部材をねじ軸と同軸に設けているので、部品を配置する空間を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、本発明によれば、軽量化と小型化を実現させたことで、デザイン性を有する外装部品を配置することができ、ひいては、デザイン性を向上させることができる。

【0009】

（２）本発明はまた、接地部分となる足部をさらに備え、前記クランク機構は、一端が前記直動部材の下方に相対回転可能に取り付けられ、他端が前記足部に相対回転可能に取り付けられている連結ロッドと、前記下支持部材に前記足部を相対回転可能に取り付けている回転軸と、を有している上記（１）に記載の補助装置である。

【0015】

（３）本発明はまた、前記直動部材は、前記ナットと、前記第１弾性部材と、を内蔵しているシリンダであり、前記第１弾性部材は、前記ナットの上方及び下方の少なくとも一方に配置され、前記第２弾性部材は、前記直動部材の下方に配置されている上記（１）又は（２）に記載の補助装置である。

【0016】

本発明によれば、足を背屈した際、クランク機構によって直動部材が下方に移動し、第２弾性部材が収縮するので、クランク機構を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータと減速機構等を保護できる。また、足を蹴り出した際に、収縮した第２弾性部材が復元する際に発生させる復元力が、足部の蹴り出し動作を支援する。このため、モータの出力を抑えることができ、低出力のモータで必要な動力を得ることができるので、モータを小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。
また、本発明によれば、モータの動作とは無関係に、クランク機構に繋がっている足部が動作する時に、第１弾性部材が収縮することで、クランク機構を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータと減速機構等を保護できる。また、本発明によれば、収縮した第１弾性部材が復元する際に発生させる復元力が、足部の動作を支援する。このため、低出力のモータで必要な動力を得ることができるので、モータを小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0017】

（４）本発明はまた、前記骨組に着脱可能に取り付けられるカバーを備えている上記（１）〜（３）のいずれかに記載の補助装置である。

【0018】

本発明によれば、使用する人や状況に応じたデザイン性を有するカバー（例えば、人間の曲線を模倣した外装構造を有するカバー）を取り付けることで、使用する人や状況に応じたデザイン性を確保することができる。

【0019】

（５）本発明はまた、前記骨組は、前記ねじ軸の上方を回転可能に支持する上支持部材と、前記下支持部材と前記上支持部材とを連結するように前記ねじ軸の前方に設けられた第１支柱と、を有し、前記補助装置は、前記第１支柱に沿って設けられ、前記直動部材の移動を案内するレールと、前記直動部材に固定され、前記レールに沿ってスライドするガイドブロックと、を備えている上記（４）に記載の補助装置である。

【0020】

本発明によれば、上下一対の支持部材と第１支柱で骨組を構成しているので、骨組自体を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、本発明によれば、直動部材の移動を案内するレールを備えているので、直動部材を滑らかに移動させることができる。

【0021】

（６）本発明はまた、前記モータは、前記ねじ軸の後方に設けられ、前記骨組は、前記下支持部材と前記上支持部材とを連結するように前記ねじ軸又は前記モータの左方及び右方に設けられた左右一対の第２支柱を有している上記（５）に記載の補助装置である。

【0022】

本発明によれば、骨組として第１支柱と左右一対の第２支柱を有しているので、第１支柱と共に左右一対の第２支柱で使用する人の体重をしっかりと支えることができる。

【0023】

（７）本発明はまた、前記カバーは、前記上支持部材の上方から被せられて前記下支持部材の下方まで巻かれているように設けられ、弾性及び防水性を有している上記（５）又は（６）に記載の補助装置である。

【0024】

本発明によれば、弾性及び防水性を有しているカバーで内部を保護することができる。

【0025】

（８）本発明はまた、足関節の動作を補助する補助装置であって、モータによって回転するねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換するボールねじと、前記ねじ軸の下方を回転可能に支持する下支持部材を有している骨組と、前記ねじ軸と同軸に設けられ、前記ナットと共に前記ねじ軸に沿って移動する直動部材と、前記直動部材と前記下支持部材との間に介在するように前記ねじ軸と同軸に設けられた弾性部材と、前記直動部材の直線運動を回転運動に変換するクランク機構と、を備えている補助装置である。
本発明によれば、弾性部材をねじ軸と同軸に設けているので、部品を配置する空間を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、本発明によれば、軽量化と小型化を実現させたことで、デザイン性を有する外装部品を配置することができ、ひいては、デザイン性を向上させることができる。
また、本発明によれば、足を背屈した際、クランク機構によって直動部材が下方に移動し、弾性部材が収縮するので、クランク機構を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータと減速機構等を保護できる。また、足を蹴り出した際に、収縮した弾性部材が復元する際に発生させる復元力が、足部の蹴り出し動作を支援する。このため、モータの出力を抑えることができ、低出力のモータで必要な動力を得ることができるので、モータを小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0026】

（９）本発明はまた、前記モータの回転速度を減速して前記モータの動力を前記ボールねじに伝達する減速機構を備え、前記減速機構は、前記モータの駆動軸に固定されている小プーリと、前記ねじ軸に固定されていて、前記小プーリと比較して大きい径を有している大プーリと、前記小プーリ及び前記大プーリに引っ掛けられていて、前記小プーリが回転することで走行して前記大プーリを回転させる環状ベルトと、を有している上記（１）〜（８）のいずれかに記載の補助装置である。
本発明によれば、減速機構を備えているので、モータのトルクを減速機構で増大させてボールねじに伝達させることができる。このため、低出力のモータで必要なトルクを得ることができるので、モータを小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0027】

（１０）本発明はまた、上記（１）〜（９）のいずれかに記載の補助装置を備えている義足である。

【0028】

本発明によれば、軽量化と小型化を実現させると共にデザイン性を向上させた補助装置を備えているので、その補助装置を備えている義足としても、軽量化と小型化を実現させることができ、また、デザイン性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の上記（１）〜（９）に記載の補助装置、並びに上記（１０）に記載の義足によれば、軽量化と小型化を実現させることができ、また、デザイン性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１実施形態に係る膝継手の外観斜視図である。

【図2】図１に示す膝継手のカバー及びバッテリブロックを除した状態の外観斜視図である。

【図3】図１に示す膝継手の支柱、カバー及びバッテリブロックを除した状態の側面図である。

【図4】図１に示す膝継手の支柱、カバー及びバッテリブロックを除した状態の正面図である。

【図5】図４に示す矢印Ｖ−Ｖ方向に視た膝継手の断面図である。

【図6】図１に示す膝継手の基台下方付近で切断した断面を下方から視た横断面図である。

【図7】図１に示す膝継手の底面図である。

【図8】本発明の第２実施形態に係る足継手の外観斜視図である。

【図9】図８に示す足継手のカバーを除した状態の外観斜視図である。

【図10】図８に示す足継手の支柱及びカバーを除した状態の側面図である。

【図11】図８に示す足継手の支柱及びカバーを除した状態の正面図である。

【図12】図１１に示す矢印XII−XII方向に視た足継手の断面図である。

【図13】図１に示す膝継手に第３弾性部材を付加した変形例における、支柱、カバー及びバッテリブロックを除した状態の側面図であり、（Ａ）は膝関節を伸展させた状態を示し、（Ｂ）は膝関節を途中まで（約７０°）屈曲させた状態を示し、（Ｃ）は膝関節を完全に屈曲させた状態を示す。

【図14】図１に示す膝継手における減速機構を変更した変形例の図であり、（Ａ）は（Ｂ）に示す矢印XIVA−XIVA方向に視た断面図であり、（Ｂ）は減速機構よりも下方の部品を除した状態の底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る膝継手１及び足継手２について詳細に説明する。

【0032】

［第１実施形態］まず、図１〜図７を用いて、第１実施形態に係る膝継手１の構成について説明する。図１は、膝継手１の外観斜視図である。図２は、膝継手１のカバー１０ａ，１０ｂ及びバッテリブロック１８を除した状態の外観斜視図である。図３は、膝継手１の支柱１０２，１０３，１０４、カバー１０ａ，１０ｂ及びバッテリブロック１８を除した状態の側面図である。図４は、膝継手１の支柱１０２，１０３，１０４、カバー１０ａ，１０ｂ及びバッテリブロック１８を除した状態の正面図である。図５は、図４に示す矢印Ｖ−Ｖ方向に視た膝継手１の断面図である。図６は、膝継手１の基台１０５下方付近で切断した断面を下方から視た横断面図である。図７は、膝継手１の底面図である。

【0033】

図１〜図７に示す膝継手（補助装置）１は、足の切断面に固定されるソケット（図示省略）と、チューブと呼ばれる支持部（例えば、後述する支持部３（図１２参照））と、足継手（例えば、後述する足継手２（図８〜図１２参照））と、等と共に義足ＡＬを構成し、膝関節の動作を補助する。この膝継手１は、ソケット（図示省略）の下端に接続されると共に、支持部（例えば、後述する支持部３（図１２参照））を介して足継手（例えば、後述する足継手２（図８〜図１２参照））に接続される。

【0034】

具体的に、膝継手１は、骨組１０と、モータ１１と、減速機構１２と、ボールねじ１３と、直動部材１４と、弾性部材１５と、案内部材１６と、クランク機構１７と、バッテリブロック１８と、等を備えている。

【0035】

骨組１０は、膝継手１の骨格を成していて、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０等を支持している。この骨格１０は、当該骨格１０自体に対し、着脱可能に上下一対のカバー１０ａ，１０ｂを取り付ける。具体的に、骨組１０は、上下一対の支持部材１００，１０１と、前方の第１支柱１０２と、左右一対の第２支柱１０３，１０４と、基台１０５と、前後左右の連結部材１０６，１０７，１０８，１０９と、等から構成されている。

【0036】

上下一対の支持部材１００，１０１は、互いに上下に対向するように互いに間隔を空けて設けられ、前方の第１支柱１０２及び左右一対の第２支柱１０３，１０４によって互いに連結されている。下支持部材１００は、モータ１１を構成しているモータ本体１１０を固定していると共に、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０の下方を回転可能に支持している。上支持部材１０１は、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０の上方を回転可能に支持していると共に、クランク機構１７を構成しているジョイント１７２を回転軸１７４で相対回転可能に取り付けている。

【0037】

前方の第１支柱１０２は、左右一対の第２支柱１０３，１０４と共に、上下一対の支持部材１００，１０１を互いに連結している。この前方の第１支柱１０２は、左右一対の第２支柱１０３，１０４の各々と間隔を空けて、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０に沿って当該ねじ軸１３０の前方に設けられている。また、前方の第１支柱１０２は、その背面側に、案内部材１６を構成しているレール１６０を固定している。

【0038】

左右一対の第２支柱１０３，１０４は、前方の第１支柱１０２と共に上下一対の支持部材１００，１０１を互いに連結している。これら左右一対の第２支柱１０３，１０４は、前方の第１支柱１０２と間隔を空けていると共に互いに間隔を空けて、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０に沿って当該ねじ軸１３又はモータ１１の左右に設けられている。

【0039】

基台１０５は、下支持部材１００と対向するように、下支持部材１００との間に間隔を空けて下支持部材１００の下方に設けられ、前後左右の連結部材の連結部材１０６，１０７，１０８，１０９によって下支持部材１００に連結されている。この基台１０５は、その後方かつ上面にバッテリボックス１８を着脱可能に取り付ける。また、基台１０５は、その下面にチューブ接続部１０５ａを有している。チューブ接続部１０５ａは、チューブと呼ばれる支持部（図示省略）と膝継手１とを接続するためのものである。このようなチューブ接続部１０５ａは、ピラミッドコネクタとも呼ばれており、既存の手法を用いて、チューブと呼ばれる支持部３（図１２参照）と接続できるようになっている。

【0040】

前後左右の連結部材１０６，１０７，１０８，１０９は、下支持部材１００と基台１０５との間に設けられていて、下支持部材１００と基台１０５との間に間隔を空けるように、下支持部材１００と基台１０５とを連結している。

【0041】

上方のカバー１０ａは、骨格１０に対して着脱可能に取り付けられて、膝継手１を前方から左右の両側方にわたって覆う。この上方のカバー１０ａは、左右の両側方における下端から内側に向かったフランジ（符号省略）を有していて、当該フランジに設けられているねじ孔（図示省略）を用いて、骨組１０を構成している基台１０５にねじ留めされていることで、カバー１０ｂと共締めされている。また、上方のカバー１０ａは、左右の両側方における上方寄りに設けられているねじ孔（符号省略）を用いて、骨組１０を構成している上支持部材１０１の左方及び右方にねじ留めされている。

【0042】

下方のカバー１０ｂは、骨格１０に対して着脱可能に取り付けられて、支持部３（図１２参照）を前方から左右の両側方にわたって覆う。この下方のカバー１０ｂは、左右の両側方における上端から内側に向かったフランジ（図示省略）を有していて、当該フランジに設けられているねじ孔（図示省略）を用いて、骨組１０を構成している基台１０５にねじ留めされていることで、カバー１０ａと共締めされている。

【0043】

モータ１１は、膝継手１の動力源である。このモータ１１は、骨組１０における後方かつ下方に配置されている。すなわち、モータ１１は、ねじ軸１３０の後方に設けられている。具体的に、モータ１１は、モータ本体１１０と、駆動軸１１１と、等から構成されている。モータ本体１１０は、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０と駆動軸１１１が平行となるように、当該駆動軸１１１が下方に向いた姿勢で、骨組１０を構成している下支持部材１００における後方かつ上方に固定されている。駆動軸１１１は、骨組１０を構成している下支持部材１００を貫通していて、当該下支持部材１００の下方に飛び出すように配置されている。

【0044】

減速機構１２は、モータ１１の回転速度を減速してボールねじ１３に伝達する。この減速機構１２は、骨組１０を構成している下支持部材１００の下方に配置されている。具体的に、減速機構１２は、小プーリ１２０と、大プーリ１２１と、環状ベルト１２２と、等から構成されている。

【0045】

小プーリ１２０は、大プーリ１２１と比較して小さい径を有している。この小プーリ１２０は、モータ１１を構成している駆動軸１１１に固定されていて、モータ１１の回転によって回転する。また、小プーリ１２０は、大プーリ１２１と共に環状ベルト１２２を引っ掛けていて、小プーリ１２０自体が回転することでベルト１２２を走行させる。

【0046】

大プーリ１２１は、小プーリ１２０と比較して大きい径を有している。この大プーリ１２１は、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０の下端に固定されていると共に、環状ベルト１２２を引っ掛けている。また、大プーリ１２１は、環状ベルト１２２が走行することで大プーリ１２１自体が回転し、大プーリ１２１自体が回転することでボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０を回転させる。

【0047】

環状ベルト１２２は、小プーリ１２０及び大プーリ１２１に引っ掛けられている。この環状ベルト１２２は、小プーリ１２０が回転することで環状ベルト１２２自体が走行し、環状ベルト１２２自体が走行することで大プーリ１２１を回転させる。

【0048】

ボールねじ１３は、減速機構１２によって伝達されたモータ１１の回転運動を直線運動に変換する。このボールねじ１３は、骨組１０の内側に配置されている。具体的に、ボールねじ１３は、ねじ軸１３０と、ナット１３１と、等を備えている。

【0049】

ねじ軸１３０は、骨組１０を構成している各支柱１０２，１０３，１０４と平行となるように当該各支柱１０２，１０３，１０４に沿って設けられ、下方が下支持部材１００に回転可能に支持されていると共に、上方が上支持部材１０１に回転可能に支持されている。このねじ軸１３０は、ナット１３１を嵌め込んでいて、ねじ軸１３０自体が回転することでナット１３１を上下方向に移動させる。また、ねじ軸１３０は、直動部材１４及び弾性部材１５と同軸に配置されている。

【0050】

ナット１３１は、ねじ軸１３０に嵌め込まれていて、ねじ軸１３０が回転することで上下方向に移動する。このナット１３１は、弾性部材１５と共に直動部材１４に内蔵されていて、ナット１３１自体が上下方向に移動することで弾性部材１５を介して直動部材１４を上下方向に移動させる。

【0051】

直動部材１４は、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０と同軸に設けられ、ボールねじ１３を構成しているナット１３１と共にねじ軸１３０に沿って移動する。この直動部材１４は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１と、弾性部材１５と、を内蔵しているシリンダである。また、直動部材１４は、その前方側に、案内部材１６を構成しているガイドブロック１６１を固定していて、案内部材１６を構成しているレール１６０に沿って移動する。また、直動部材１４は、その上方に、クランク機構１７を構成している連結ロッド１７０の一端を第１ピン１７１で相対回転可能に取り付けている。

【0052】

弾性部材１５は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１と直動部材１４との間に介在するように、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０と同軸に設けられたコイルばねである。具体的に、弾性部材１５は、第１弾性部材１５０と、第２弾性部材１５１と、を有している。

【0053】

第１弾性部材１５０は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１の下方に配置されている。第２弾性部材１５１は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１の上方に配置されている。これらの第１弾性部材１５０と第２弾性部材１５１は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１と共に直動部材１４に内蔵されている。

【0054】

第１弾性部材１５０は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１が下方向に移動した場合に当該ナット１３１に押し下げられ、直動部材１４を押し下げる。この時、第２弾性部材１５１は、直動部材１４に押し下げられる。また、第１弾性部材１５０は、ナット１３１が移動することとは無関係に、外力によって直動部材１４が上方向に移動した場合に、当該直動部材１４を介して伝達される外力によって第１弾性部材１５０自体が収縮する。

【0055】

第２弾性部材１５１は、ボールねじ１３を構成しているナット１３１が上方向に移動した場合に当該ナット１３１に押し上げられ、直動部材１４を押し上げる。この時、第１弾性部材１５０は、直動部材１４に押し上げられる。また、第２弾性部材１５１は、ナット１３１が移動することとは無関係に、外力によって直動部材１４が下方向に移動した場合に、当該直動部材１４を介して伝達される外力によって第２弾性部材１５１自体が収縮する。

【0056】

案内部材１６は、骨組１０を構成している前方の第１支柱１０２の背面に配置されていて、直動部材１４の移動を案内する。具体的に、案内部材１６は、レール１６０と、ガイドブロック１６１と、を有している。

【0057】

レール１６０は、骨組１０を構成している前方の第１支柱１０２の背面側に、当該第１支柱１０２に沿って固定されている。このレール１６０は、ガイドブロック１６１がスライド可能となるように当該ガイドブロック１６１と噛み合っていて、ガイドブロック１６１の移動を案内する。ガイドブロック１６１は、直動部材１４の前方側に固定され、レール１６０に沿ってスライドする。このため、ガイドブロック１６１の移動を案内するレール１６０は、ガイドブロック１６１に固定されている直動部材１４の移動を案内する。

【0058】

クランク機構１７は、骨組１０の上方に配置されていて、直動部材１４の直線運動を回転運動に変換し、足の切断面に固定されるソケット（図示省略）に伝達する。具体的に、クランク機構１７は、連結ロッド１７０と、第１ピン１７１と、ジョイント１７２と、第２ピン１７３と、回転軸１７４と、等を備えている。

【0059】

連結ロッド１７０は、その一端が直動部材１４の上方に第１ピン１７１で相対回転可能に取り付けられ、その他端がジョイント１７２に第２ピン１７３で相対回転可能に取り付けられている。第１ピン１７１は、直動部材１４の上方に連結ロッド１７０の一端を相対回転可能に取り付けている。

【0060】

ジョイント１７２は、骨組１０を構成している上支持部材１０１に回転軸１７４で相対回転可能に取り付けられていると共に、連結ロッド１７０を第２ピン１７３で相対回転可能に取り付けている。このジョイント１７２は、その上面にソケット接続部１７２ａを有している。ソケット接続部１７２ａは、足の切断面に固定されるソケット（図示省略）と膝継手１とを接続するためのものである。このソケット接続部１７２ａは、クランク機構１７によって回転運動することで、義足ＡＬの伸展・屈曲の動作を実現する。このようなソケット接続部１７２ａは、ピラミッドコネクタとも呼ばれており、既存の手法を用いて、足の切断面に固定されるソケット（図示省略）と接続できるようになっている。

【0061】

第２ピン１７３は、ジョイント１７２に連結ロッド１７０を相対回転可能に取り付けている。回転軸１７４は、骨組１０を構成している上支持部材１０１にジョイント１７２を相対回転可能に取り付けている。

【0062】

バッテリボックス１８は、膝継手１を含めた義足ＡＬの電源である。このバッテリボックス１８は、骨組１０における後方かつ下方に配置されていて、人間のふくらはぎを模倣している。

【0063】

次に、図５を用いて、膝継手１の動作を説明する。

【0064】

まず、膝継手１がモータ１１を駆動させた場合を説明する。モータ１１が駆動することで、駆動軸１１１が回転する。駆動軸１１１が回転することで、駆動軸１１１と一体となって小プーリ１２０が回転する。小プーリ１２０が回転することで、環状ベルト１２２が走行する。環状ベルト１２２が走行することで、大プーリ１２１が回転する。大プーリ１２１が回転することで、大プーリ１２１と一体となってねじ軸１３０が回転する。

【0065】

ねじ軸１３０が回転することで、当該ねじ軸１３０の回転方向に応じて、ナット１３１が下方向又は上方向に移動する。ナット１３１が下方向に移動する場合、ナット１３１と一体となって、第１弾性部材１５０及び第２弾性部材１５１と共に、直動部材１４がレール１６０に沿って下方向に移動する。ナット１３１が上方向に移動する場合、ナット１３１と一体となって、第１弾性部材１５０及び第２弾性部材１５１と共に、直動部材１４がレール１６０に沿って上方向に移動する。

【0066】

直動部材１４が下方向に移動する場合、連結ロッド１７０が下方向に移動する。直動部材１４が上方向に移動する場合、連結ロッド１７０が上方向に移動する。連結ロッド１７０が下方向に移動する場合、膝関節が屈曲する方向にジョイント１７２が回転軸１７４を中心に回転する。連結ロッド１７０が上方向に移動する場合、膝関節が伸展する方向にジョイント１７２が回転軸１７４を中心に回転する。

【0067】

続いて、膝継手１に外部から衝撃や負荷が加わった場合を説明する。膝関節が屈曲する方向に外部から衝撃や負荷が加わった場合、膝関節が屈曲する方向に、ジョイント１７２が回転軸１７４を中心に回転する。膝関節が伸展する方向に外部から衝撃が加わった場合、膝関節が伸展する方向に、ジョイント１７２が回転軸１７４を中心に回転する。膝関節が屈曲する方向にジョイント１７２が回転軸１７４を中心に回転する場合、連結ロッド１７０が下方向に移動する。膝関節が伸展する方向にジョイント１７２が回転軸１７４を中心に回転する場合、連結ロッド１７０が上方向に移動する。連結ロッド１７０が下方向に移動する場合、直動部材１４が下方向に移動する。連結ロッド１７０が上方向に移動する場合、直動部材１４が上方向に移動する。

【0068】

直動部材１４が下方向に移動する場合、第２弾性部材１５１が収縮する。直動部材１４が上方向に移動する場合、第１弾性部材１５０が収縮する。収縮した第２弾性部材１５１が復元する場合、その際に発生する第２弾性部材１５１による復元力がジョイント１７２の回転動作を支援する。収縮した第１弾性部材１５０が復元する場合、その際に発生する第１弾性部材１５０による復元力がジョイント１７２の回転動作を支援する。

【0069】

このように、膝継手１は、関節の動作を補助する補助装置であって、モータ１１によって回転するねじ軸１３０の回転運動をナット１３１の直線運動に変換するボールねじ１３と、ねじ軸１３０と同軸に設けられ、ナット１３１と共にねじ軸１３０に沿って移動する直動部材１４と、ナット１３１と直動部材１４との間に介在するようにねじ軸１３０と同軸に設けられた弾性部材１５と、直動部材１４の直線運動を回転運動に変換するクランク機構１７と、を備えている。

【0070】

このような膝継手１によれば、弾性部材１５をねじ軸１３０と同軸に設けているので、部品を配置する空間を小さくしたり膝継手１全体を細くしたりすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、膝継手１によれば、軽量化と小型化を実現させたことで、デザイン性を有する外装部品を配置することができ、ひいては、デザイン性を向上させることができる。

【0071】

また、膝継手１によれば、ナット１３１と直動部材１４との間に弾性部材１５を介在させているので、弾性部材１５が製造誤差を吸収して、主に関節の動作中に、外部からの衝撃を吸収する役割が大きくなる。また、クランク機構１７より直動部材１４に横方向の力が働く時に、ナット１３１が上下に移動しなければならないが、膝継手１によれば、ナット１３１と直動部材１４との間に弾性部材１５を介在させているので、弾性部材１５が横方向の力を吸収することで、直動部材１４の円滑な移動を実現させることができる。これにより、ナット１３１への余計な力の働きを回避することができ、ひいては、ねじ軸１３０とナット１３１のロックの回避やナット１３１への負荷の軽減に繋げることができる。

【0072】

また、膝継手１は、モータ１１の回転速度を減速してモータ１１の動力をボールねじ１３に伝達する減速機構１２を備え、減速機構１２は、モータ１１の駆動軸１１１に固定されている小プーリ１２０と、ねじ軸１３０に固定されていて、小プーリ１２０と比較して大きい径を有している大プーリ１２１と、小プーリ１２０及び大プーリ１２１に引っ掛けられていて、小プーリ１２０が回転することで走行して大プーリ１２１を回転させる環状ベルト１２２と、を有している。

【0073】

このような膝継手１によれば、減速機構１２を備えているので、モータ１１のトルクを減速機構１２で増大させてボールねじ１３に伝達させることができる。このため、低出力のモータ１１で必要なトルクを得ることができるので、モータ１１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0074】

また、膝継手１によれば、小プーリ１２０が回転することで走行して大プーリ１２１を回転させる環状ベルト１２２を有しているので、ギアがかみ合って連動する場合と比較して、静音化を実現させることができる。

【0075】

また、膝継手１は、弾性部材１５として、ナット１３１の下方に配置されている第１弾性部材１５０と、ナット１３１の上方に配置されている第２弾性部材１５１と、を有し、直動部材１４は、ナット１３１と、第１弾性部材１５０と、第２弾性部材１５１と、を内蔵しているシリンダである。

【0076】

このような膝継手１によれば、モータ１１の動作とは無関係に、クランク機構１７に繋がっているジョイント１７２と、そのジョイント１７２のソケット接続部１７２ａに繋がっているソケット（図示省略）が動作する時に、第１弾性部材１５０及び第２弾性部材１５１の一方が収縮するので、クランク機構１７を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータ１１と減速機構１２等を保護できる。また、膝継手１によれば、収縮した第１弾性部材１５０又は第２弾性部材１５１が復元する際に発生させる復元力が、ジョイント１７２の回転動作を支援する。このため、低出力のモータ１１で必要な動力を得ることができるので、モータ１１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0077】

また、膝継手１は、ねじ軸１３０を支持する骨組１０と、骨組１０に着脱可能に取り付けられるカバー（図示省略）と、を備えている。

【0078】

このような膝継手１によれば、使用する人や状況に応じたデザイン性を有するカバー（人間の曲線を模倣した外装構造を有するカバー）を取り付けることで、使用する人や状況に応じたデザイン性を確保することができる。

【0079】

また、膝継手１において骨組１０は、ねじ軸１３０の下方を回転可能に支持する下支持部材１００と、ねじ軸１３０の上方を回転可能に支持する上支持部材１０１と、下支持部材１００と上支持部材１０１とを連結するようにねじ軸１３０の前方に設けられた第１支柱１０２と、を有し、膝継手１は、第１支柱１０２に沿って設けられ、直動部材１４の移動を案内するレール１６０と、直動部材１４に固定され、レール１６０に沿ってスライドするガイドブロック１６１と、を備えている。

【0080】

このような膝継手１によれば、上下一対の支持部材１００，１０１と第１支柱１０２等で骨組１０を構成しているので、骨組１０自体を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、膝継手１によれば、直動部材１４の移動を案内するレール１６０を備えているので、直動部材１４を滑らかに移動させることができる。

【0081】

また、膝継手１においてモータ１１は、ねじ軸１３０の後方に設けられ、骨組１０は、下支持部材１００と上支持部材１０１とを連結するようにねじ軸１３０又はモータ１１の左方及び右方に設けられた左右一対の第２支柱１０３，１０４を有している。

【0082】

このような膝継手１によれば、骨組１０として第１支柱１０２と左右一対の第２支柱１０３，１０４を有しているので、第１支柱１０２と共に左右一対の第２支柱１０３，１０４で使用する人の体重をしっかりと支えることができる。

【0083】

また、膝継手１において骨組１０は、下支持部材１００と対向するように当該下支持部材１００の下方に設けられ、当該下支持部材１００に連結されている基台１０５を有し、カバー１０ａ，１０ｂは、上支持部材１０１の左方及び右方に取り付けられると共に、基台１０５の下方又は上方に取り付けられる。

【0084】

このような膝継手１によれば、カバー１０ａ，１０ｂが上支持部材１０１の左方及び右方に取り付けられるので、使用する人が膝を突いた時にカバー１０ａ，１０ｂが受ける左右方向の力を受け止めることができる。また、膝継手１によれば、カバー１０ａ，１０ｂが基台１０５の下方又は上方に取り付けられるので、カバー１０ａ，１０ｂが受ける上下方向の力を受け止めることができる。

【0085】

また、義足ＡＬは、このような膝継手１を備えている。

【0086】

このような義足ＡＬによれば、軽量化と小型化を実現させると共にデザイン性を向上させた膝継手１を備えているので、その膝継手１を備えている義足ＡＬとしても、軽量化と小型化を実現させることができ、また、デザイン性を向上させることができる。

【0087】

［第２実施形態］次に、図８〜図１２を用いて、第２実施形態に係る足継手２の構成について説明する。図８は、足継手２の外観斜視図である。図９は、足継手２のカバー２０ａを除した状態の外観斜視図である。図１０は、足継手２の支柱２０２，２０３及びカバー２０ａを除した状態の側面図である。図１１は、足継手２の支柱２０２，２０３及びカバー２０ａを除した状態の正面図である。図１２は、図１１に示す矢印XII−XII方向に視た足継手２の断面図である。

【0088】

図８〜図１２に示す足継手（補助装置）２は、足の切断面に固定されるソケット（図示省略）と、膝継手（例えば、前述の膝継手１（図１〜図７参照））と、チューブと呼ばれる支持部３と、等と共に義足ＡＬを構成し、足関節の動作を補助する。この足継手２は、支持部３を介して膝継手（例えば、膝継手１（図１〜図７参照））に接続される。

【0089】

具体的に、足継手２は、骨組２０と、モータ２１と、減速機構２２と、ボールねじ２３と、直動部材２４と、第１弾性部材２５０と、第２弾性部材２５１と、案内部材２６と、クランク機構２７と、足部２８と、等を備えている。

【0090】

骨組２０は、足継手２の骨格を成していて、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０等を支持している。この骨格２０は、当該骨格２０自体に対し、着脱可能にカバー２０ａを取り付ける。具体的に、骨組２０は、上下一対の支持部材２００，２０１と、前方の第１支柱２０２と、左方の第２支柱２０３と、左方の第２支柱２０３と左右一対をなす右方の第２支柱（図示省略）と、等から構成されている。

【0091】

上下一対の支持部材２００，２０１は、互いに上下に対向するように互いに間隔を空けて設けられ、前方の第１支柱２０２及び左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）によって互いに連結されている。上支持部材２００は、モータ２１を構成しているモータ本体２１０を固定していると共に、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０の上方を回転可能に支持している。

【0092】

この上支持部材２００は、その上面にチューブ接続部２００ａを有している。チューブ接続部２００ａは、チューブと呼ばれる支持部３と足継手２とを接続するためのものである。このチューブ接続部２００ａは、ピラミッドコネクタとも呼ばれており、既存の手法を用いて、チューブと呼ばれる支持部３と接続できるようになっている。

【0093】

下支持部材２０１は、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０の下方を回転可能に支持していると共に、足部２８を回転軸２７３で相対回転可能に取り付けている。

【0094】

前方の第１支柱２０２は、左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）と共に、上下一対の支持部材２００，２０１を互いに連結している。この前方の第１支柱２０２は、左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）の各々と間隔を空けて、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０に沿って当該ねじ軸２３０の前方に設けられている。また、前方の第１支柱２０２は、その背面側に、案内部材２６を構成しているレール２６０を固定している。

【0095】

左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）は、前方の第１支柱２０２と共に上下一対の支持部材２００，２０１を互いに連結している。これら左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）は、前方の第１支柱２０２と間隔を空けていると共に互いに間隔を空けて、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０に沿って当該ねじ軸２３又はモータ２１の左右に設けられている。

【0096】

カバー２０ａは、骨格２０に対して着脱可能に取り付けられて、足継手２を上方から、足部２８を除く略全体にわたって覆う。

【0097】

モータ２１は、足継手２の動力源である。このモータ２１は、骨組２０における後方かつ上方寄りに配置されている。すなわち、モータ２１は、ねじ軸２３０の後方に設けられている。具体的に、モータ２１は、モータ本体２１０と、駆動軸２１１と、等から構成されている。モータ本体２１０は、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０と駆動軸２１１が平行となるように、当該駆動軸２１１が上方に向いた姿勢で、骨組２０を構成している上支持部材２００における後方かつ下方に固定されている。駆動軸２１１は、骨組２０を構成している上支持部材２００を貫通していて、当該上支持部材２００の上方に飛び出すように配置されている。

【0098】

減速機構２２は、モータ２１の回転速度を減速してボールねじ２３に伝達する。この減速機構２２は、骨組２０を構成している上支持部材２００の上方に配置されている。具体的に、減速機構２２は、小プーリ２２０と、大プーリ２２１と、環状ベルト２２２と、等から構成されている。

【0099】

小プーリ２２０は、大プーリ２２１と比較して小さい径を有している。この小プーリ２２０は、モータ２１を構成している駆動軸２１１に固定されていて、モータ２１の回転によって回転する。また、小プーリ２２０は、大プーリ２２１と共に環状ベルト２２２を引っ掛けていて、小プーリ２２０自体が回転することでベルト２２２を走行させる。

【0100】

大プーリ２２１は、小プーリ２２０と比較して大きい径を有している。この大プーリ２２１は、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０の上端に固定されていると共に、環状ベルト２２２を引っ掛けている。また、大プーリ２２１は、環状ベルト２２２が走行することで大プーリ２２１自体が回転し、大プーリ２２１自体が回転することでボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０を回転させる。

【0101】

環状ベルト２２２は、小プーリ２２０及び大プーリ２２１に引っ掛けられている。この環状ベルト２２２は、小プーリ２２０が回転することで環状ベルト２２２自体が走行し、環状ベルト２２２自体が走行することで大プーリ２２１を回転させる。

【0102】

ボールねじ２３は、減速機構２２によって伝達されたモータ２１の回転運動を直線運動に変換する。このボールねじ２３は、骨組２０の内側に配置されている。具体的に、ボールねじ２３は、ねじ軸２３０と、ナット２３１と、等を備えている。

【0103】

ねじ軸２３０は、骨組２０を構成している各支柱２０２，２０３（右方の第２支柱は図示省略）と平行となるように当該各支柱２０２，２０３（右方の第２支柱は図示省略）に沿って設けられ、上方が上支持部材２００に回転可能に支持されていると共に、下方が下支持部材２０１に回転可能に支持されている。このねじ軸２３０は、ナット２３１を嵌め込んでいて、ねじ軸２３０自体が回転することでナット２３１を上下方向に移動させる。また、ねじ軸２３０は、直動部材２４、第１弾性部材２５０及び第２弾性部材２５１と同軸に配置されている。

【0104】

ナット２３１は、ねじ軸２３０に嵌め込まれていて、ねじ軸２３０が回転することで上下方向に移動する。このナット２３１は、第１弾性部材２５０と共に直動部材２４に内蔵されていて、ナット２３１自体が上方向に移動することで直動部材２４及び第１弾性部材２５０を上方向に移動させ、ナット２３１自体が下方向に移動することで第１弾性部材２５０を介して直動部材２４を下方向に移動させる。

【0105】

直動部材２４は、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０と同軸に設けられ、ボールねじ２３を構成しているナット２３１と共にねじ軸２３０に沿って移動する。この直動部材２４は、ボールねじ２３を構成しているナット２３１と、第１弾性部材２５０と、を内蔵しているシリンダである。また、直動部材２４は、その下方に配置されている第２弾性部材２５１が外側から作用する。また、直動部材２４は、その前方側に、案内部材２６を構成しているガイドブロック２６１を固定していて、案内部材２６１を構成しているレール２６０に沿って移動する。また、直動部材２４は、その下方に、クランク機構２７を構成している連結ロッド２７０の一端を第１ピン２７１で相対回転可能に取り付けている。

【0106】

第１弾性部材２５０は、ボールねじ２３を構成しているナット２３１と直動部材２４との間に介在するように、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０と同軸に設けられたコイルばねである。この第１弾性部材２５０は、ボールねじ２３を構成しているナット２３１の下方に配置され、当該ナット２３１と共に直動部材２４に内蔵されている。

【0107】

第２弾性部材２５１は、直動部材２４と骨組２０を構成している下支持部材２０１との間を介在するように、すなわち、骨組２０を構成している下支持部材２０１の上方、かつ、直動部材２４の下方に配置されるように、ボールねじ２３を構成しているねじ軸２３０と同軸に設けられたコイルばねである。この第２弾性部材２５１は、直動部材２４に外側から作用する。

【0108】

第１弾性部材２５０は、ボールねじ２３を構成しているナット２３１が下方向に移動した場合に当該ナット２３１に押し下げられ、直動部材２４を押し下げる。直動部材２４が下方向に移動して第２弾性部材を押した場合、第２弾性部材２５１は、それ自体が収縮する。また、第１弾性部材２５０は、ナット２３１が移動することとは無関係に、外力によって直動部材が上方向に移動した場合に、当該直動部材２４を介して伝達される外力によって第１弾性部材２５１自体が収縮する。

【0109】

第２弾性部材２５１は、ナット２３１の移動に伴って直動部材２４が下方向に移動して当該直動部材２４に押された場合に、第２弾性部材２５１自体が収縮する。また、第２弾性部材２５１は、ナット２３１が移動することとは無関係に、外力によって直動部材２４が下方向に移動した場合に、当該直動部材２４を介して伝達される外力によって第２弾性部材２５１自体が収縮する。

【0110】

案内部材２６は、骨組２０を構成している前方の第１支柱２０２の背面に配置されていて、直動部材２４の移動を案内する。具体的に、案内部材２６は、レール２６０と、ガイドブロック２６と、を有している。

【0111】

レール２６０は、骨組２０を構成している前方の第１支柱２０２の背面側に、当該第１支柱２０２に沿って固定されている。このレール２６０は、ガイドブロック２６１がスライド可能となるように当該ガイドブロック２６１と噛み合っていて、ガイドブロック２６１の移動を案内する。ガイドブロック２６１は、直動部材２４の前方に固定され、レール２６０に沿ってスライドする。このため、ガイドブロック２６１の移動を案内するレール２６０は、ガイドブロック２６１に固定されている直動部材２４の移動を案内する。

【0112】

クランク機構２７は、骨組２０の下方に配置されていて、直動部材２４の直線運動を回転運動に変換し、接地部分となる足部２８に伝達する。具体的に、クランク機構２７は、連結ロッド２７０と、第１ピン２７１と、第２ピン２７２と、回転軸２７３と、等を備えている。

【0113】

連結ロッド２７０は、その一端が直動部材２４の下方に第１ピン２７１で相対回転可能に取り付けられ、その他端が足部２８に第２ピン２７２で相対回転可能に取り付けられている。第１ピン２７１は、直動部材２４の下方に連結ロッド２７０の一端を相対回転可能に取り付けている。第２ピン２７２は、足部２８に連結ロッド２７０の他端を相対回転可能に取り付けている。回転軸２７３は、骨組２０を構成している下支持部材２０１に足部２８を相対回転可能に取り付けている。

【0114】

足部２８は、義足ＡＬにおける接地部分となる。この足部２８は、骨組２０を構成している下支持部材２０１に回転軸２７３で相対回転可能に取り付けられていると共に、連結ロッド２７０を第２ピン２７２で相対回転可能に取り付けている。

【0115】

次に、図１０を用いて、足継手２の動作を説明する。

【0116】

まず、足継手２がモータ２１を駆動させた場合を説明する。モータ２１が駆動することで、駆動軸２１１が回転する。駆動軸２１１が回転することで、駆動軸２１１と一体となって小プーリ２２０が回転する。小プーリ２２０が回転することで、環状ベルト２２２が走行する。環状ベルト２２２が走行することで、大プーリ２２１が回転する。大プーリ２２１が回転することで、大プーリ２２１と一体となってねじ軸２３０が回転する。

【0117】

ねじ軸２３０が回転することで、当該ねじ軸２３０の回転方向に応じて、ナット２３１が上方向又は下方向に移動する。ナット２３１が上方向に移動する場合、ナット２３１と一体となって、第１弾性部材２５０と共に、直動部材２４がレール２６０に沿って上方向に移動する。ナット２３１が下方向に移動する場合、ナット２３１と一体となって、第１弾性部材２５０と共に、直動部材２４がレール２６０に沿って下方向に移動する。

【0118】

直動部材２４が上方向に移動する場合、連結ロッド２７０が上方向に移動する。直動部材２４が下方向に移動する場合、連結ロッド２７０が下方向に移動する。連結ロッド２７０が上方向に移動する場合、足関節が底屈する方向に足部２８が回転軸２７３を中心に回転する。連結ロッド２７０が下方向に移動する場合、足関節が背屈する方向に足部２８が回転軸２７３を中心に回転する。

【0119】

続いて、足継手２に外部から衝撃や負荷が加わった場合を説明する。足関節が底屈する方向に外部から衝撃や負荷が加わった場合、足関節が底屈する方向に、足部２８が回転軸２７３を中心に回転する。足関節が背屈する方向に外部から衝撃や負荷が加わった場合、足関節が背屈する方向に、足部２８が回転軸２７３を中心に回転する。足関節が底屈する方向に足部２８が回転軸２７３を中心に回転する場合、連結ロッド２７０が上方向に移動する。足関節が背屈する方向に足部２８が回転軸２７３を中心に回転する場合、連結ロッド２７０が下方向に移動する。連結ロッド２７０が上方向に移動する場合、直動部材２４が上方向に移動する。連結ロッド２７０が下方向に移動する場合、直動部材２４が下方向に移動する。

【0120】

直動部材２４が上方向に移動する場合、第１弾性部材２５０が収縮する。直動部材２４が下方向に移動する場合、第２弾性部材２５１が収縮する。収縮した第１弾性部材２５０が復元する場合、その際に発生する第１弾性部材２５０による復元力が足部２８の動作を支援する。収縮した第２弾性部材２５１が復元する場合、その際に発生する第２弾性部材２５１による復元力が足部２８の動作を支援する。

【0121】

更に続いて、体幹の前方移動から蹴り出しの動作に移行する場合の足継手２について説明する。体幹が前方移動をする場合、足関節が背屈する方向に外部から負荷が加わり、足関節が背屈する方向に、足部２８が回転軸２７３を中心に回転する。足関節が背屈する方向に足部２８が回転軸２７３を中心に回転することで、連結ロッド２７０が下方向に移動する。連結ロッド２７０が下方向に移動することで、直動部材２４が下方向に移動する。直動部材２４が下方向に移動することで、第２弾性部材２５１が収縮する。

【0122】

その後、蹴り出し動作に移行する。蹴り出し動作をする場合、足関節が底屈するようにモータ２１を駆動させる。足関節が底屈するようにモータ２１を駆動させることで、直動部材２４がレール２６０に沿って上方向に移動する。この時、収縮していた第２弾性部材２５１が復元することで、その際に発生する第２弾性部材２５１による復元力によって直動部材２４を押し上げるので、足部２８の蹴り出し動作を支援する。それによって、モータ２１の出力を抑えることができる。低出力のモータ２１で必要な動力を得ることができるので、モータ２１とバッテリを小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0123】

このように、足継手２は、足関節の動作を補助する補助装置であって、モータ２１によって回転するねじ軸２３０の回転運動をナット２３１の直線運動に変換するボールねじ２３と、ねじ軸２３０の下方を回転可能に支持する下支持部材２０１を有している骨組２０と、ねじ軸２３０と同軸に設けられ、ナット２３１と共にねじ軸２３０に沿って移動する直動部材２４と、ナット２３１と直動部材２４との間に介在するようにねじ軸２３０と同軸に設けられた第１弾性部材２５０と、直動部材２４と下支持部材２０１との間に介在するようにねじ軸２３０と同軸に設けられた第２弾性部材２５１と、直動部材２４の直線運動を回転運動に変換するクランク機構２７と、を備えている。

【0124】

このような足継手２によれば、第１弾性部材２５０及び第２弾性部材２５１をねじ軸２３０と同軸に設けているので、部品を配置する空間を小さくしたり足継手２全体を細くしたりすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、足継手２によれば、軽量化と小型化を実現させたことで、デザイン性を有する外装部品（例えば、カバー２０ａ）を配置することができ、ひいては、デザイン性を向上させることができる。

【0125】

また、足継手２によれば、ナット２３１と直動部材２４との間に第１弾性部材２５０を介在させていると共に、直動部材２４と下支持部材２０１との間に第２弾性部材２５１を介在させているので、第１弾性部材２５０と第２弾性部材２５１が製造誤差を吸収して、主に関節の動作中に、外部からの衝撃を吸収する役割が大きくなる。また、クランク機構２７より直動部材２４に横方向の力が働く時に、ナット２３１が上下に移動しなければならないが、足継手２によれば、ナット２３１と直動部材２４との間に第１弾性部材２５０を介在させていると共に、直動部材２４と下支持部材２０１との間に第２弾性部材２５１を介在させているので、第１弾性部材２５０及び第２弾性部材２５１が横方向の力を吸収することで、直動部材２４の円滑な移動を実現させることができる。これにより、ナット２３１への余計な力の働きを回避することができ、ひいては、ねじ軸２３０とナット２３１のロックの回避やナット２３１への負荷の軽減に繋げることができる。

【0126】

また、足継手２は、モータ２１の回転速度を減速してモータ２１の動力をボールねじ２３に伝達する減速機構２２を備え、減速機構２２は、モータ２１の駆動軸２１１に固定されている小プーリ２２０と、ねじ軸２３０に固定されていて、小プーリ２２０と比較して大きい径を有している大プーリ２２１と、小プーリ２２０及び大プーリ２２１に引っ掛けられていて、小プーリ２２０が回転することで走行して大プーリ２２１を回転させる環状ベルト２２２と、を有している。

【0127】

このような足継手２によれば、減速機構２２を備えているので、モータ２１のトルクを減速機構２２で増大させてボールねじ２３に伝達させることができる。このため、低出力のモータ２１で必要なトルクを得ることができるので、モータ２１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0128】

また、足継手２によれば、小プーリ２２０が回転することで走行して大プーリ２２１を回転させる環状ベルト２２２を有しているので、ギアがかみ合って連動する場合と比較して、静音化を実現させることができる。

【0129】

また、足継手２において、直動部材２４は、ナット２３１と、第１弾性部材２５０と、を内蔵しているシリンダであり、第１弾性部材２５０は、ナット２３１の下方に配置され、第２弾性部材２５１は、直動部材２４の下方に配置されている。

【0130】

このような足継手２によれば、足を背屈した際、クランク機構２７によって直動部材２４が下方に移動し、第２弾性部材２５１が収縮するので、クランク機構２７を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータ２１と減速機構２２等を保護できる。また、足を蹴り出した際に、収縮した第２弾性部材２５１が復元する際に発生させる復元力が、足部２８の蹴り出し動作を支援する。このため、モータ２１の出力を抑えることができ、低出力のモータ２１で必要な動力を得ることができるので、モータ２１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0131】

また、足継手２によれば、モータ２１の動作とは無関係に、クランク機構２７に繋がっている足部が動作する時に、第１弾性部材２５０が収縮することで、クランク機構２７を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータ２１と減速機構２２等を保護できる。また、足継手２によれば、収縮した第１弾性部材２５０が復元する際に発生させる復元力が、足部２８の動作を支援する。このため、低出力のモータ２１で必要な動力を得ることができるので、モータ２１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0132】

また、足継手２は、骨組２０に着脱可能に取り付けられるカバー２０ａを備えている。

【0133】

このような足継手２によれば、使用する人や状況に応じたデザイン性を有するカバー２０ａ（人間の曲線を模倣した外装構造を有するカバー）を取り付けることで、使用する人や状況に応じたデザイン性を確保することができる。

【0134】

また、足継手２において骨組２０は、ねじ軸２３０の上方を回転可能に支持する上支持部材２００と、下支持部材２０１と上支持部材２００とを連結するようにねじ軸２３０の前方に設けられた第１支柱２０２と、を有し、足継手２は、第１支柱２０２によって設けられ、直動部材２４の移動を案内するレール２６０と、直動部材２４に固定され、レール２６０に沿ってスライドするガイドブロック２６１と、を備えている。

【0135】

このような足継手２によれば、上下一対の支持部材２００，２０１と第１支柱２０２等で骨組２０を構成しているので、骨組２０自体を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、足継手２によれば、直動部材２４の移動を案内するレール２６０を備えているので、直動部材２４を滑らかに移動させることができる。

【0136】

また、足継手２においてモータ２１は、ねじ軸２３０の後方に設けられ、骨組２０は、下支持部材２０１と上支持部材２００とを連結するようにねじ軸２３０又はモータ２１の左方及び右方に設けられた左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）を有している。

【0137】

このような足継手２によれば、骨組２０として第１支柱２０２と左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）を有しているので、第１支柱２０２と共に左右一対の第２支柱２０３（右方の第２支柱は図示省略）で使用する人の体重をしっかりと支えることができる。

【0138】

また、足継手２においてカバー２０ａは、上支持部材２００の上方から被せられて下支持部材２０１の下方まで巻かれているように設けられ、弾性及び防水性を有している。

【0139】

このような足継手２によれば、弾性及び防水性を有しているカバー２０ａで内部を保護することができる。

【0140】

また、義足ＡＬは、このような足継手２を備えている。

【0141】

このような義足ＡＬによれば、軽量化と小型化を実現させると共にデザイン性を向上させた足継手２を備えているので、その足継手２を備えている義足ＡＬとしても、軽量化と小型化を実現させることができ、また、デザイン性を向上させることができる。

【0142】

本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、各構成の位置、大きさ、長さ、数量、形状、材質などは適宜変更できる。

【0143】

例えば、上記第２実施形態の足継手２において、第１弾性部材２５０がナット２３１の下方だけに配置されている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、足継手２において第１弾性部材２５０は、ナット２３１の上方及び下方の少なくとも一方に配置されていればよい。すなわち、足継手２において第１弾性部材２５０は、ナット２３１の上方だけに配置されていてもよいし、ナット２３１の上方及び下方の双方に配置されていてもよい。

【0144】

あるいは、上記第２実施形態の足継手２において、第１弾性部材２５０を備えている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、足継手２は、第１弾性部材２５０を備えていなくてもよい。

【0145】

第１弾性部材２５０を備えていない場合、足継手２は、足関節の動作を補助する補助装置であって、モータ２１によって回転するねじ軸２３０の回転運動をナット２３１の直線運動に変換するボールねじ２３と、ねじ軸２３０の下方を回転可能に支持する下支持部材２０１を有している骨組２０と、ねじ軸２３０と同軸に設けられ、ナット２３１と共にねじ軸２３０に沿って移動する直動部材２４と、直動部材２４と下支持部材２０１との間に介在するようにねじ軸２３０と同軸に設けられた第２弾性部材（弾性部材）２５１と、直動部材２４の直線運動を回転運動に変換するクランク機構２７と、を備えている。

【0146】

このような足継手２によれば、第２弾性部材（弾性部材）２５１をねじ軸２３０と同軸に設けているので、部品を配置する空間を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、このような足継手２によれば、軽量化と小型化を実現させたことで、デザイン性を有する外装部品を配置することができ、ひいては、デザイン性を向上させることができる。

【0147】

また、このような足継手２によれば、足を背屈した際、クランク機構２７によって直動部材２４が下方に移動し、第２弾性部材（弾性部材）２５１が収縮するので、クランク機構２７を介して伝達される外部からの衝撃や負荷を的確に吸収し、モータ２１と減速機構２２等を保護できる。また、足を蹴り出した際に、収縮した第２弾性部材（弾性部材）２５１が復元する際に発生させる復元力が、足部２８の蹴り出し動作を支援する。このため、モータ２１の出力を抑えることができ、低出力のモータ２１で必要な動力を得ることができるので、モータ２１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0148】

また、上記第１実施形態の膝継手１において、ねじ軸１３０と同軸に設けられた弾性部材１５として、コイルばねを備えている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、膝継手１は、ねじ軸１３０と同軸に設けられた弾性部材１５として、コイルばねに代えて、ゴム系若しくはウレタン系のクッション、又は皿ばねを備えていてもよい。

【0149】

また、上記第２実施形態の足継手２において、ねじ軸２３０と同軸に設けられた第１弾性部材２５０として、コイルばねを備えている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、足継手２は、ねじ軸２３０と同軸に設けられた第１弾性部材２５０として、コイルばねに代えて、ゴム系若しくはウレタン系のクッション、又は皿ばねを備えていてもよい。

【0150】

また、上記第２実施形態の足継手２において、ねじ軸２３０と同軸に設けられた第２弾性部材２５１として、コイルばねを備えている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、足継手２は、ねじ軸２３０と同軸に設けられた第２弾性部材２５１として、コイルばねに代えて、ゴム系若しくはウレタン系のクッション、又は皿ばねを備えていてもよい。

【0151】

また、図１３に示すように、上記第１実施形態の膝継手１は、膝関節の屈曲及び伸展を補助する第３弾性部材４０を備えているものであってもよい。図１３は、膝継手１に第３弾性部材４０を付加した変形例における、支柱１０２，１０３、カバー１０ａ，１０ｂ及びバッテリブロック１８を除した状態の側面図である。図１３（Ａ）は、膝関節を伸展させた状態を示す。図１３（Ｂ）は、膝関節を途中まで（約７０°）屈曲させた状態を示す。図１３（Ｃ）は、膝関節を完全に屈曲させた状態を示す。

【0152】

図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示す膝継手１は、第１実施形態に係る膝継手１に第３弾性部材４０を付加した変形例である。この変形例に係る膝継手１は、第１実施形態に係る膝継手１の構成に加え、第３弾性部材４０と、第３ピン４１（第１支持部）と、第４ピン（第２支持部）４２と、を備えている。

【0153】

第３弾性部材４０は、第３ピン４１と第４ピン４２との間に介在するトグルばねである。具体的に、第３弾性部材４０は、一端が第３ピン４１に回転可能に支持されていると共に、他端が第４ピン４２に回転可能に支持されている。この第３弾性部材４０は、第３ピン４１と第４ピン４２とが近付くことで圧縮されて、第３ピン４１と第４ピン４２とが遠退く方向に復元力を発生させる。

【0154】

第３ピン４１は、左右一対の第２支柱１０３，１０４の間に架設されており、第３弾性部材４０の一端を回転可能に支持している。第４ピン４２は、第３ピン４１と平行となるように、直動部材１４における上方であって第１ピン１７１の直下付近に設けられ、第３弾性部材４０の他端を回転可能に支持している。

【0155】

第３ピン４１及び第４ピン４２は、相対的な高さが一致する場合に、すなわち、水平方向の前後に並ぶ場合に、最も互いが近付いた状態となる。すなわち、図１３（Ｂ）に示すように、膝関節が途中まで屈曲している場合に、相対的な高さが近いこととなり、互いが近付いた状態となる。また、第３ピン４１及び第４ピン４２は、相対的な高さが異なるほど、互いが離れることになる。すなわち、図１３（Ａ）に示すように膝関節が伸展している場合に、相対的な高さが異なることとなり、互いが遠退いた状態となる。また、図１３（Ｂ）に示すように膝関節が完全に屈曲している場合に、相対的な高さが異なることとなり、互いに遠退いた状態となる。

【0156】

このように、第３ピン４１及び第４ピン４２は、膝関節が伸展している状態から完全に屈曲している状態に遷移する過程で、互いが段々と近付き、その後、互いが段々と遠退く（図１３（Ａ）→図１３（Ｂ）→図１３（Ｃ））。また、第３ピン４１及び第４ピン４２は、膝関節が完全に屈曲している状態から伸展している状態に遷移する過程で、互いが段々と近付き、その後、互いが段々と遠退く。

【0157】

このため、第３ピン４１と第４ピン４２との間に介在する第３弾性部材４０は、膝関節が伸展している状態から完全に屈曲している状態に遷移する過程（図１３（Ａ）→図１３（Ｂ）→図１３（Ｃ））で、圧縮されて第３ピン４１と第４ピン４２とが遠退く方向に復元力を発生させる。すなわち、第３弾性部材４０は、図１３（Ｂ）に示す約７０°屈曲させた状態よりも更に少しだけ膝関節を屈曲させた状態までの間に圧縮されることで、膝関節を屈曲させることを妨げる方向に復元力を発生させ、その後、図１３（Ｂ）に示す約７０°屈曲させた状態よりも更に少しだけ膝関節を屈曲させた状態から更に屈曲する時に、これまでに圧縮されたことで蓄えたエネルギーをリリースすることで、膝関節を屈曲させることを支援する方向に復元力を発生させ、直動部材１４へ下方向の力を与えることで、直動部材１４が下に移動しやすくなる。これによって、クランク機構１７を通じて、膝関節を屈曲させる。

【0158】

また、第３ピン４１と第４ピン４２との間に介在する第３弾性部材４０は、膝関節が完全に屈曲している状態から伸展している状態に遷移する過程（図１３（Ｃ）→図１３（Ｂ）→図１３（Ａ））で、圧縮されて第３ピン４１と第４ピン４２とが遠退く方向に復元力を発生させる。すなわち、第３弾性部材４０は、図１３（Ｂ）に示す約７０°屈曲させた状態に到達する少しだけ前の状態までの間に圧縮されることで、膝関節を伸展させることを妨げる方向に復元力を発生させ、その後、図１３（Ｂ）に示す約７０°屈曲させた状態に到達する少しだけ前の状態から更に伸展する時に、これまでに圧縮されたことで蓄えたエネルギーをリリースすることで、膝関節を伸展させることを支援する方向に復元力を発生させ、直動部材１４へ上方向の力を与えることで、直動部材１４が上方向に移動しやすくなる。これによって、クランク機構１７を通じて、膝関節を伸展させる。

【0159】

このように、変形例に係る膝継手１は、骨組１０に設けられた第３ピン４１と、直動部材１４と一体に移動することで、第３ピン４１よりも上方の位置、及び第３ピン４１よりも下方の位置の間で移動する第４ピン４２と、一端が第３ピン４１に回転可能に支持されていると共に、他端が第４ピン４２に回転可能に支持されている第３弾性部材４０と、を備えている。

【0160】

このような変形例に係る膝継手１によれば、膝が伸展する際に、第３弾性部材４０が膝関節の動作を補助するので、低出力のモータ１１で必要な動力を得ることができるので、モータ１１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、変形例に係る膝継手１によれば、バッテリが切れた際に、慣性に合わせて、第３弾性部材４０によって伸展を補助することで、より安易に伸展することができる。それによって、早く歩く時に膝の伸展に対応できることに加えて、十分伸展できないことによって膝折れを防止できる。

【0161】

なお、この変形例に係る膝継手１において、第３弾性部材４０としてトグルばねを備えている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第３弾性部材４０としてトグルばねに代えて、コイルばねを備えていてもよい。

【0162】

また、図１４に示すように、上記第１実施形態の膝継手１は、減速機構１２に代えて減速機構５０を備えているものであってもよい。図１４は、膝継手１における減速機構１２（図５などを参照）を減速機構５０に変更した変形例の図である。図１４（Ａ）は、図１４（Ｂ）に示す矢印XIVA−XIVA方向に視た断面図である。図１４（Ｂ）は、減速機構５０よりも下方の部品を除した状態の底面図である。

【0163】

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示す膝継手１は、第１実施形態に係る膝継手１における減速機構１２を減速機構５０に変更した変形例である。この変形例に係る膝継手１は、第１実施形態に係る膝継手１における減速機構１２に代えて、減速機構５０を備えている。

【0164】

減速機構５０は、モータ１１の回転速度を減速してボールねじ１３に伝達する。この減速機構５０は、骨組１０を構成している下支持部材１００の下方に配置されている。具体的に、減速機構５０は、小ギア５１と、回転軸５２と、二段ギア５３と、大ギア５４と、等から構成されている。

【0165】

小ギア５１は、二段ギア５３における大きい径のギア（符号省略）と比較して小さい径を有していると共に、大ギア５４と比較して小さい径を有している。この小ギア５１は、モータ１１を構成している駆動軸１１１に固定されていて、モータ１１の回転によって回転する。また、小ギア５１は、二段ギア５３における大きい径のギア（符号省略）とかみ合っていて、小ギア５１自体が回転することで二段ギア５３を回転させる。

【0166】

回転軸５２は、モータ１１を構成している駆動軸１１１、及びボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０の各々と平行となるように、骨組１０を構成している下支持部材１００に固定されている。この回転軸５２は、二段ギア５３を回転可能に支持している。

【0167】

二段ギア５３は、相対的に大きい径のギア（符号省略）と、相対的に径の小さいギア（符号省略）と、が一体に回転する。二段ギア５３における相対的に大きい径のギア（符号省略）は、小ギア５１と比較して大きい径を有している。二段ギア５３における相対的に小さいギア（符号省略）は、大ギア５４と比較して小さい径を有している。この二段ギア５３は、回転軸５２に回転可能に支持されている。また、二段ギア５３は、相対的に径の大きいギア（符号省略）が小ギア５１とかみ合っていると共に、相対的に径の小さいギア（符号省略）が大ギア５４とかみ合っていて、小ギア５１が回転することで二段ギア５３自体が回転し、二段ギア５３自体が回転することで大ギア５４を回転させる。

【0168】

大ギア５４は、二段ギア５３における小さい径のギア（符号省略）と比較して大きい径を有している。この大ギア５４は、ボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０に固定されていると共に、二段ギア５３における小さい径のギア（符号省略）とかみ合っている。また、大ギア５４は、二段ギア５３が回転することで大ギア５４自体が回転し、大ギア５４自体が回転することでボールねじ１３を構成しているねじ軸１３０を回転させる。

【0169】

このように、変形例に係る膝継手１は、モータ１１の回転速度を減速してモータ１１の動力をボールねじ１３に伝達する減速機構５０を備え、減速機構５０は、モータ１１の駆動軸１１１に固定されている小ギア５１と、ねじ軸１３０に固定されていて、小ギア５１と比較して大きい径を有していて、かつ、二段ギア（他のギア）５３を介して小ギア５１と連動する大ギア５４と、を有している。

【0170】

このような変形例に係る膝継手１によれば、減速機構５０を備えているので、モータ１１のトルクを減速機構５０で増大させてボールねじ１３に伝達させることができる。このため、低出力のモータ１１で必要なトルクを得ることができるので、モータ１１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。

【0171】

また、変形例に係る膝継手１によれば、小ギア５１と大ギア５４が間接的にかみ合って連動するので、確実に動力を伝達することができ、エネルギーロスが少ない。このため、低出力のモータ１１で必要なトルクを得ることができるので、モータ１１を小さくすることができ、ひいては、軽量化と小型化を実現させることができる。また、変形例に係る膝継手１のように、ギアを採用した場合、ギア間の摩擦が小さいため、高いバックドライバビリティが得られる。このように変形例に係る膝継手１は、高いバックドライバビリティを得ることによって、バッテリが切れた時に、受動式の義足として、慣性によって膝を伸展・屈曲することによって、バッテリが切れても継続的に歩行できる。

【0172】

なお、この変形例に係る膝継手１において、小ギア５１と大ギア５４が間接的にかみ合って連動する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、小ギア５１と大ギア５４が直接かみ合って連動するものであってもよい。

【0173】

また、上記第１実施形態において、膝継手１の場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の構成を採用した継手であれば、足継手であってもよい。さらに、上記第１実施形態において、義足ＡＬを構成する膝継手１の場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の構成を採用した継手であれば、パワードスーツの継手等、他の用途の継手であってもよい。

【0174】

また、上記第２実施形態において、足継手２の場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の構成を採用した継手であれば、膝継手であってもよい。さらに、上記第２実施形態において、義足ＡＬを構成する足継手２の場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の構成を採用した継手であれば、パワードスーツの継手等、他の用途の継手であってもよい。

【符号の説明】

【0175】

ＡＬ 義足
１ 膝継手（補助装置）
１０ 骨組
１００ 下支持部材
１０１ 上支持部材
１０２ 第１支柱
１０３，１０４ 第２支柱
１０５ 基台
１０５ａ チューブ接続部
１０６，１０７，１０８，１０９ 連結部材
１０ａ 上カバー（カバー）
１０ｂ 下カバー（カバー）
１１ モータ
１１０ モータ本体
１１１ 駆動軸
１２ 減速機構
１２０ 小プーリ
１２１ 大プーリ
１２２ 環状ベルト
１３ ボールねじ
１３０ ねじ軸
１３１ ナット
１４ 直動部材（シリンダ）
１５ 弾性部材
１５０ 第１弾性部材
１５１ 第２弾性部材
１６ 案内部材
１６０ レール
１６１ ガイドブロック
１７ クランク機構
１７０ 連結ロッド
１７１ 第１ピン
１７２ ジョイント
１７２ａ ソケット接続部
１７３ 第２ピン
１７４ 回転軸
１８ バッテリボックス
２ 足継手（補助装置）
２０ 骨組
２００ 上支持部材
２００ａ チューブ接続部
２０１ 下支持部材
２０２ 第１支柱
２０３ 第２支柱
２０ａ カバー
２１ モータ
２１０ モータ本体
２１１ 駆動軸
２２ 減速機構
２２０ 小プーリ
２２１ 大プーリ
２２２ 環状ベルト
２３ ボールねじ
２３０ ねじ軸
２３１ ナット
２４ 直動部材
２５０ 第１弾性部材
２５１ 第２弾性部材（弾性部材）
２６ 案内部材
２６０ レール
２６１ ガイドブロック
２７ クランク機構
２７０ 連結ロッド
２７１ 第１ピン
２７２ 第２ピン
２７３ 回転軸
２８ 足部
３ 支持部（チューブ）
４０ 第３弾性部材
４１ 第３ピン（第１支持部）
４２ 第４ピン（第２支持部）
５０ 減速機構
５１ 小ギア
５２ 回転軸
５３ 二段ギア
５４ 大ギア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】