特開 2024-6249 アクチュエータ及び関節運動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006249

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】アクチュエータ及び関節運動装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/10 20060101AFI20240110BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

F15B15/10 Z

A61H1/02 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106962

(22)【出願日】2022-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】504147243

【氏名又は名称】国立大学法人 岡山大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】下岡 綜

(72)【発明者】

【氏名】五福 明夫

【テーマコード（参考）】

3H081

4C046

【Ｆターム（参考）】

3H081AA14

3H081HH10

4C046AA09

4C046AA10

4C046AA35

4C046AA46

4C046BB09

4C046CC12

4C046DD03

4C046DD39

(57)【要約】

【課題】様々な用途に適用可能なアクチュエータ、及び患者に対する他動運動の負担を軽減することが可能な関節運動装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータ１は、固定部材１０及び固定部材１０に対して動作可能な可動部材１１を備える。アクチュエータ１は、固定部材１０に一端側が取り付けられ、可動部材１１に他端側が取り付けられた可撓性を有する管状部材１２を備え、管状部材１２は、つづら折りに折り畳まれており、折り畳まれた一側の折り端の束は、第１拘束具１７で拘束されており、他側の折り端の束は、第２拘束具１８で拘束されており、第１拘束具１７の方が、第２拘束具１８より、伸縮性があり、内部への流体の供給及び排出が可能である。関節運動装置ＪＥは、アクチュエータ１を用いて構成され、人体を保持する保持具（第１保持具２１、第２保持具２２）を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部材及び前記固定部材に対して動作可能な可動部材を備えるアクチュエータであって、
前記固定部材に一端側が取り付けられ、前記可動部材に他端側が取り付けられた可撓性を有する管状部材を備え、
前記管状部材は、
つづら折りに折り畳まれており、
折り畳まれた一側の折り端の束は、第１拘束具で拘束されており、
他側の折り端の束は、第２拘束具で拘束されており、
前記第１拘束具の方が、前記第２拘束具より、伸縮性があり、
内部への流体の供給及び排出が可能である
ことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

請求項１に記載のアクチュエータであって、
前記管状部材は、
内部へ流体を供給することにより、膨らむことで、前記第２拘束具が伸張して、前記他側の折り端の束が広がり、
内部から流体を排出することにより、扁平状になる
ことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータであって、
前記第１拘束具は、伸縮性を有する紐状体であり、
前記第２拘束具は、紐状体である
ことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータであって、
前記管状部材は、
流体を供給する供給口が複数形成されている
ことを特徴とするアクチュエータ。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータを備え、
前記アクチュエータが備える前記可動部材は、
人体を保持する保持具が取り付けられている
ことを特徴とする関節運動装置。

【請求項6】

請求項５に記載の関節運動装置であって、
前記保持具は、下肢を保持可能である
ことを特徴とする関節運動装置。

【請求項7】

請求項５に記載の関節運動装置であって、
前記アクチュエータを複数備える
ことを特徴とする関節運動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固定部材及び固定部材に対して動作可能な可動部材を備えるアクチュエータ、及びそのようなアクチュエータを備える関節運動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

中枢神経障害、事故等の原因により足首の関節に障害が生じた患者に対し、理学療法士等の専門家がリハビリテーション等の施術を行っている。足首の施術として、専門家は、足先と踵とを固定し、足首の姿勢を変化させることにより、足首に他動運動を与え、足首の拘縮を予防している。ただし、専門家による施術は、人為的な負担、時間による制約等の問題があるため、機械によるリハビリテーションが実施されることもある。

【0003】

例えば、特許文献１には、下腿ホルダを備える基部と、足ホルダを備える揺動部と、基部に対して揺動部を回動可能に軸支する回動軸と、基部に一端が連結され他端が揺動部に連結される屈曲及び伸縮自在なベローズとを備える足関節運動支援装置が記載されている。特許文献１に記載された足関節運動支援装置は、ベローズへの動作流体の供給及びベローズからの動作流体の排出を行うことで、足関節の背屈・底屈運動を支援する。

【0004】

また、特許文献１に開示の足関節運動支援装置以外にも、回転運動を往復運動に変換する機構を電動駆動することにより、他動運動を行うための装置が実用化されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０１９８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の足関節運動支援装置は、椅子等に座って使用することを前提とした装置であり、例えば、寝たきり状態の患者に使用する場合、離床した後、端座位又は椅座位になる必要があるため、介助者への負担が大きくなるという問題がある。

【0007】

また、電動駆動により回転運動を往復運動に変換する機構を用いた装置では、強制力が強過ぎて、患者に必要以上の負担をかける場合があるという問題がある。

【0008】

本願は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、関節運動装置に適用した場合、姿勢を問わず、また患者に対する負担を軽減することが可能なアクチュエータの開示を主たる目的とする。尤も、本願開示のアクチュエータは、関節運動装置に限らず、様々な用途に適用可能なアクチュエータとして提供されることを目的とする。また、本願は、本願に開示のアクチュエータを用いた関節運動装置の提供を他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本願開示のアクチュエータは、固定部材及び前記固定部材に対して動作可能な可動部材を備えるアクチュエータであって、前記固定部材に一端側が取り付けられ、前記可動部材に他端側が取り付けられた可撓性を有する管状部材を備え、前記管状部材は、つづら折りに折り畳まれており、折り畳まれた一側の折り端の束は、第１拘束具で拘束されており、他側の折り端の束は、第２拘束具で拘束されており、前記第１拘束具の方が、前記第２拘束具より、伸縮性があり、内部への流体の供給及び排出が可能であることを特徴とする。

【0010】

また、本願開示のアクチュエータにおいて、前記管状部材は、内部へ流体を供給することにより、膨らむことで、前記第２拘束具が伸張して、前記他側の折り端の束が広がり、内部から流体を排出することにより、扁平状になることを特徴とする。

【0011】

また、本願開示のアクチュエータにおいて、前記第１拘束具は、伸縮性を有する紐状体であり、前記第２拘束具は、紐状体であることを特徴とする。

【0012】

また、本願開示のアクチュエータにおいて、前記管状部材は、流体を供給する供給口が複数形成されていることを特徴とする。

【0013】

更に、本願開示の関節運動装置は、前記アクチュエータが備える前記可動部材は、人体を保持する保持具が取り付けられていることを特徴とする。

【0014】

また、本願開示の関節運動装置において、前記保持具は、下肢を保持可能であることを特徴とする。

【0015】

また、本願開示の関節運動装置において、前記アクチュエータを複数備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本願開示のアクチュエータ及び関節運動装置は、可撓性を有する管状部材に流体を供給及び排出することで、可動部材を動作させる。これにより、本願開示のアクチュエータは、例えば、関節運動装置に適用した場合、様々な姿勢での使用が可能であり、また、流体を用いるため、患者に対する負担を軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。尤も、本願開示のアクチュエータは、関節運動装置に限らず、様々な装置を動作させるアクチュエータとしての提供が可能である等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本願開示の関節運動装置の一例を示す概略外観図である。

【図2】本願開示の関節運動装置の一例を示す概略外観図である。

【図3】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図4】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図5】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図6】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図7】本願開示のアクチュエータが備える第１拘束具による管状部材の拘束の一例を模式的に示す側面図である。

【図8】本願開示のアクチュエータが備える第１拘束具による管状部材の拘束を模式的に示す正面図である。

【図9】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図10】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図11】本願開示のアクチュエータの外観の一例を示す概略外観図である。

【図12】本願開示のアクチュエータが備える管状部材の内圧と可動部材の角度との関係の一例を示すグラフである。

【図13】本願開示の関節運動装置の一例を示す概略外観図である。

【図14】本願開示の関節運動装置の一例を示す概略外観図である。

【図15】本願開示の関節運動装置の一例を示す概略外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術範囲を限定する性格のものではない。

【0019】

＜適用例＞
本願開示のアクチュエータは、例えば、足首の関節の他動運動等のリハビリテーション用の関節運動装置として用いられる。具体的には、関節運動装置は、板状の可動部材を備え、可動部材により足裏を保持し、可動部材を動作させることにより、足首から先端にかけての部位を底屈及び背屈の繰り返し運動をさせる他動運動に用いられる。以下では、図面を参照しながら、図面に記載されたリハビリテーション用の関節運動装置ＪＥを例示して説明する。

【0020】

＜第１実施形態＞
図１及び図２は、本願開示の関節運動装置ＪＥの一例を示す概略外観図である。図１及び図２は、患者の足に関節運動装置ＪＥを取り付けて他動運動をしている状態を側方から示す外観図である。図１は、底屈状態を示しており、図２は、背屈状態を示している。関節運動装置ＪＥは、アクチュエータ１と、アクチュエータ１が取り付けられる板状の基板２とを備えている。アクチュエータ１は、板状の固定部材１０及び可動部材１１、並びに管状部材１２を有している。基板２には、側面視で略台形の枠状をなす調整台２０が取り付けられており、調整台２０により高さ及び角度が調整された状態でアクチュエータ１が取り付けられている。調整台２０の上面は、略水平に配置された基板２に対して角度を付けた面となっており、アクチュエータ１の固定部材１０の下面が固定されている。アクチュエータ１の可動部材１１の上面には、患者の足の甲及び爪先を保持する第１保持具２１が取り付けられている。基板２には、患者の足首を保持する第２保持具２２が取り付けられている。第１保持具２１及び第２保持具２２は、面ファスナー、ベルト等の部材を用いて構成される。

【0021】

関節運動装置ＪＥは、図１に示す状態から、アクチュエータ１が備える管状部材１２の内部に空気等の流体を供給することにより、管状部材１２が膨らみ、固定部材１０に対して可動部材１１が動作し、図２に示す状態に遷移する。図１に示す状態から図２に示す状態に遷移することにより、アクチュエータ１は、爪先側の固定部材１０及び可動部材１１の間隔が広がり、固定部材１０に対する可動部材１１の角度が大きくなる。図１に示す例では、垂直方向に対する患者の足裏の角度θ１が３５°であるのに対し、図２に示す例では、角度θ２が－８°になっており、４３°の角度で揺動している。関節運動装置ＪＥは、図２に示す状態から、管状部材１２の内部から流体を排出させることにより、管状部材１２が扁平状に折り畳まれ、固定部材１０に対して可動部材１１が動作し、図１に示す状態に遷移する。管状部材１２に対する流体の供給及び排出を繰り返すことにより、固定部材１０に対して可動部材１１が往復揺動運動を行うので、患者の足首の他動運動を行うことが可能となる。

【0022】

本願開示の関節運動装置ＪＥは、アクチュエータ１を管状部材１２に供給及び排出する流体で動作させるため、患者の足首の他動運動に適用した場合、足首への強制力が大きくなり過ぎることを防止する。従って、本願開示の関節運動装置ＪＥは、患者に必要以上の負担をかけることを防止するなど、優れた効果を奏する。

【0023】

本願開示の関節運動装置ＪＥが備えるアクチュエータ１の構造及び動作について説明する。図３乃至図６は、本願開示のアクチュエータ１の外観の一例を示す概略外観図である。以降では説明の便宜上、アクチュエータ１の方向については、固定部材１０が取り付けられている方向を下方、可動部材１１が取り付けられている方向を上方、そして可動部材１１及び固定部材１０の間隔が広がる方向の端部（図１及び図２の爪先側）を前方と定義する。なお、これらの方向は説明の便宜上の定義であり、アクチュエータ１及び関節運動装置ＪＥの取付方向及び設置方向を限定するものではない。図３は、アクチュエータ１を斜め上方からの視点で示す概略斜視図であり、図４は、側方からの視点で示す概略側面図であり、図５は、前方からの視点で示す概略前面図であり、そして図６は、上方からの視点で示す概略平面図である。図３乃至図６は、いずれもアクチュエータ１から流体が排出された状態を示しており、固定部材１０及び可動部材１１は、略平行な配置となっている。

【0024】

アクチュエータ１が備える固定部材１０及び可動部材１１は、扁平な板状をなし、平面視で両長辺に切欠が形成された長方形状に形成されている。固定部材１０及び可動部材１１は、例えば、硬質、かつ軽量で、耐久性が高いポリアセタール樹脂（ＰＯＭ：polyacetal）等の材料を用いて形成される。

【0025】

アクチュエータ１が備える管状部材１２は、可撓性を有する中空の長尺部材であり、例えば、ポリ塩化ビニル繊維強化ホースを用いて形成される。管状部材１２は、つづら折りに折り畳まれており、一端側が固定部材１０の上面に取り付けられ、他端側が可動部材１１の下面に取り付けられている。管状部材１２の一端側の先端は、第１封止具１３にて封止された状態で固定部材１０に取り付けられている。管状部材１２の他端側の先端は、第２封止具１４にて封止された状態で可動部材１１に取り付けられている。管状部材１２の一端側で固定部材１０に取り付けられた折り返し部分近傍は、第１固定具１５にて固定部材１０に取り付けられている。第１固定具１５は、管状部材１２の内部を流体が通るように、管状部材１２の内部空間を潰さない程度の隙間を開けた状態で、管状部材１２を固定部材１０に固定している。管状部材１２の他端側で可動部材１１に取り付けられた折り返し部分近傍は、第２固定具１６にて可動部材１１に取り付けられている。第２固定具１６は、管状部材１２の内部を流体が通るように、管状部材１２の内部空間を潰さない程度の隙間を開けた状態で、管状部材１２の可動部材１１に固定している。

【0026】

折り畳まれた管状部材１２の下部において、一端側の先端近傍には、流体の供給を受ける第１供給口１２０が開設されており、第１供給口１２０には流体を供給する供給管１２１が取り付けられている。管状部材１２の下部には、管状部材１２内の流体を分岐させる分岐口１２２が開設されている。更に、管状部材１２の上部近傍には、流体の供給を受ける第２供給口１２３が開設されており、第２供給口１２３と分岐口１２２との間は分岐管１２４にて繋がれている。図示しないエアコンプレッサ等の流体供給装置から、供給管１２１を介して空気等の流体が第１供給口１２０から管状部材１２の内部に供給された場合、管状部材１２は、第１供給口１２０から内部へ供給される流体が、下部から充填されることにより膨らむ。第１供給口１２０から管状部材１２の内部に供給された流体の一部は、分岐口１２２から分岐管１２４を介して第２供給口１２３へ送られる。流体が第２供給口１２３から管状部材１２の内部に供給された場合、管状部材１２は、第２供給口１２３から内部へ供給される流体が、上部からも充填されることにより膨らむ。管状部材１２に開設される供給口は、第１供給口１２０のみの１つであってもよいが、異なる位置に複数開設することにより、流体の供給に要する時間を短縮することができる。本願で例示するアクチュエータ１は、分岐口１２２及び第２供給口１２３を左右に開設し、それぞれを分岐管１２４で繋いだ形態となっている。なお、管状部材１２は、分岐口１２２を設けず、第１供給口１２０及び第２供給口１２３のそれぞれに対して、流体供給装置から流体を供給するようにしてもよい。流体の供給のために開設された第１供給口１２０及び第２供給口１２３は、流体を排出する排出口としても用いられる。

【0027】

管状部材１２は、つづら折りに折り畳まれており、折り畳まれた前方（一端）の折り端の束は、第１拘束具１７で拘束されており、折り畳まれた後方（他端）の折り端の束は、第２拘束具１８で拘束されている。

【0028】

図７は、本願開示のアクチュエータ１が備える第１拘束具１７による管状部材１２の拘束の一例を模式的に示す側面図である。図８は、本願開示のアクチュエータ１が備える第１拘束具１７による管状部材１２の拘束を模式的に示す正面図である。第１拘束具１７による拘束状態を模式的に示した図７及び図８を用いて第１拘束具１７、及び第１拘束具１７による管状部材１２の拘束について説明する。

【0029】

第１拘束具１７は、伸縮性を有する紐状体であり、例えば、シリコーンゴムを用いて形成されている。図７及び図８に例示するアクチュエータ１は、第１拘束具１７として、第１紐１７ａから第６紐１７ｆまでの６本の紐状体が、２本を一組として用いられている。第１紐１７ａ及び第２紐１７ｂは、前方の束を構成する各折り端の折り返し部分の内側を通り、かつ相隣る折り返し端を渡すように通っている。第１紐１７ａ及び第２紐１７ｂは、折り返し部分の内側を通る際に、二重螺旋状になり互いに捻りながら交差している。第１紐１７ａ及び第２紐１７ｂの後方に第３紐１７ｃ及び第４紐１７ｄが通されている。第３紐１７ｃ及び第４紐１７ｄは、各折り端の折り返し部分の内側を通り、かつ相隣る折り返し端を渡すように通っており、折り返し部分の内側を通る際に、二重螺旋状になり互いに捻りながら交差している。第３紐１７ｃ及び第４紐１７ｄの後方に若干の間隔を開けて第５紐１７ｅ及び第６紐１７ｆが通されている。第５紐１７ｅ及び第６紐１７ｆは、各折り端の折り返し部分の外側を通り、かつ相隣る折り返し端の間を通っており、折り返し端の間を通る際に、二重螺旋状になり互いに捻りながら交差している。

【0030】

第１拘束具１７は、管状部材１２の前方の折り端の束がバラバラにならないように拘束しているが、管状部材１２内部の流体の往き来を妨げることはない。第１拘束具１７は、管状部材１２内部に流体が供給され、管状部材１２が膨らんだ場合、管状部材１２の膨らみに応じて伸張するが、折り端の束が広がりながらも、バラバラにならないように拘束する。また、管状部材１２内部から流体が排出された場合、第１拘束具１７は、張力により縮む。

【0031】

図３乃至図５の概略外観図に戻り、第２拘束具１８は、伸縮性がない紐状体である。第２拘束具１８も第１拘束具１７と同様に、例えば、６本の紐状体が２本一組として用いられる。一組の紐状体は、後方の束を構成する各折り端の折り返し部分の内側を通り、かつ相隣る折り返し端を渡すように通っており、折り返し部分の内側を通る際に、二重螺旋状になり互いに捻りながら交差している。また、他の一組の紐状体は、各折り端の折り返し部分の外側を通り、かつ相隣る折り返し端の間を通っており、折り返し端の間を通る際に、二重螺旋状になり互いに捻りながら交差している。

【0032】

第２拘束具１８は、管状部材１２の後方の折り端の束がバラバラにならないように拘束しているが、管状部材１２内部の流体の往き来を妨げることはない。第２拘束具１８は、管状部材１２が膨らんだ場合であっても伸張することはなく、後方の折り端の束が広がらないように拘束する。第２拘束具１８として、若干の伸縮性を有する紐状体を用いることも可能であるが、その場合であっても、第１拘束具１７の方が、第２拘束具１８より伸張性を有するように構成される。

【0033】

次に、本願開示のアクチュエータ１の動作について説明する。図９乃至図１１は、本願開示のアクチュエータ１の外観の一例を示す概略外観図である。図９乃至図１１は、アクチュエータ１を側方からの視点で示す概略側面図である。図９は、流体が排出された状態のアクチュエータ１を例示している。図１０は、図９に例示した状態のアクチュエータ１に、流体を供給した状態を示しており、図１１は、図１０から更に流体を供給した状態を示している。

【0034】

図９に例示するように、流体が排出された状態のアクチュエータ１は、管状部材１２が略扁平な状態でつづら折りに折り畳まれており、固定部材１０及び可動部材１１は、略平行な配置となっている。図９に例示する状態から、空気等の流体を第１供給口１２０から管状部材１２内へ供給することにより、管状部材１２は、略扁平な状態から膨らみ始める。管状部材１２が膨らむことにより、可動部材１１が上方へ押圧されて、固定部材１０と可動部材１１との間隔が広がる。管状部材１２の折り端の束を拘束する第１拘束具１７は、伸縮性を有するため、管状部材１２の膨らみに応じて伸張するが、第２拘束具１８は、伸縮性がないため、第２拘束具１８に拘束された各折り端の間隔は維持された状態となる。従って、図１０に例示するように、アクチュエータ１は、折り畳まれた管状部材１２の一端側の各折り端の間隔が広くなり、全体として略扇状に広がる。図１０に例示する状態から更に流体を供給することにより、図１１に例示するように、アクチュエータ１の一端側の各折り端の間隔は更に広がり、全体として扇が広がった状態となる。図９に例示する状態から、図１０、更に図１１への遷移に応じて、水平面に略平行に載置された固定部材１０に対する可動部材１１は、傾斜角度が大きくなる。

【0035】

アクチュエータ１の管状部材１２から流体を排出した場合、逆の動作となり、図１１に例示する状態から、図１０に例示する状態に、更に図９に例示する状態へと遷移する。また、固定部材１０に対する可動部材１１の傾斜角度は小さくなり、図７に例示する状態で略平行となる。

【0036】

図１２は、本願開示のアクチュエータ１が備える管状部材１２の内圧と可動部材１１の角度との関係の一例を示すグラフである。図１２は、横軸に管状部材１２の内圧をとり、縦軸に可動部材１１の角度をとって、その関係を示している。グラフ中、「●」は、流体を供給する際の関係を示し、「■」は、流体を排出する際の関係を示している。可動部材１１の角度は、固定部材１０に対する可動部材１１の角度を示している。図１２に例示するように、管状部材１２の内圧と、可動部材１１の角度との間には、一定の関係があり、管状部材１２の内圧、即ち、管状部材１２への流体の供給量を調整することにより、可動部材１１の角度を制御することができる。

【0037】

＜第２実施形態＞
上述したアクチュエータ１を用いた関節運動装置ＪＥは、様々な形態に展開することが可能である。第２実施形態は、例えば、ベッド、椅子等の高い位置に座った姿勢の患者が、関節運動装置ＪＥを使用する形態である。

【0038】

図１３及び図１４は、本願開示の関節運動装置ＪＥの一例を示す概略外観図である。図１３及び図１４は、患者の足に関節運動装置ＪＥを取り付けて他動運動をしている状態を側方から示す外観図である。図１３は、底屈状態を示しており、図１４は、背屈状態を示している。第２実施形態に係る関節運動装置ＪＥは、基板２に対してアクチュエータ１の固定部材１０の下面が固定されている。アクチュエータ１の可動部材１１の上面には、患者の足の甲及び爪先を保持する第１保持具２１が取り付けられている。基板２には、側面視で略台形の枠状をなす調整台２０が取り付けられている。第２実施形態に係る関節運動装置ＪＥは、足首から下腿の下部を調整台２０で支持している。患者の足首近傍は、調整台２０の斜面にて支持されており、第３保持具２３により調整台２０上に保持されている。第１保持具２１及び第３保持具２３は、面ファスナー、ベルト等の部材を用いて構成される。

【0039】

関節運動装置ＪＥは、図１３に示す状態から、アクチュエータ１が備える管状部材１２の内部に空気等の流体を供給することにより、管状部材１２が膨らみ、固定部材１０に対して可動部材１１が動作し、図１４に示す状態に遷移する。また、関節運動装置ＪＥは、図１４に示す状態から、管状部材１２の内部から流体を排出させることにより、管状部材１２が扁平状に折り畳まれ、固定部材１０に対して可動部材１１が動作し、図１３に示す状態に遷移する。管状部材１２に対する流体の供給及び排出を繰り返すことにより、固定部材１０に対して可動部材１１が往復揺動運動を行うので、座った姿勢の患者の足首の他動運動を行うことが可能となる。

【0040】

以上のように、本願開示の関節運動装置ＪＥは、アクチュエータ１の取付方を適宜変更することができるので、患者の姿勢に応じた構成とすることが可能である等、優れた効果を奏する。

【0041】

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、複数のアクチュエータ１を用いて関節運動装置ＪＥを構成する形態である。図１５は、本願開示の関節運動装置ＪＥの一例を示す概略外観図である。図１５に例示する関節運動装置ＪＥは、第１アクチュエータ１Ａ及び第２アクチュエータ１Ｂの２台のアクチュエータ１を並べた構成となっている。

【0042】

第１アクチュエータ１Ａは、固定部材１０Ａ、可動部材１１Ａ及び管状部材１２Ａを備えている。第１アクチュエータ１Ａの管状部材１２Ａには、第１供給口１２０Ａ、分岐口１２２Ａ及び第２供給口１２３Ａが形成され、供給管１２１Ａ及び分岐管１２４Ａが取り付けられている。第２アクチュエータ１Ｂは、固定部材１０Ｂ、可動部材１１Ｂ及び管状部材１２Ｂを備えている。第２アクチュエータ１Ｂの管状部材１２Ｂには、第１供給口１２０Ｂ、分岐口１２２Ｂ及び第２供給口１２３Ｂが形成され、供給管１２１Ｂ及び分岐管１２４Ｂが取り付けられている。基板２には、調整台２０が取り付けられており、調整台２０の上面には、第１アクチュエータ１Ａの固定部材１０Ａ及び第２アクチュエータ１Ｂの固定部材１０Ｂが並べて取り付けられている。第１アクチュエータ１Ａの可動部材１１Ａの上面及び第２アクチュエータ１Ｂの可動部材１１Ｂの上面には、両方の上面を渡す板状の渡し板２４が取り付けられている。渡し板２４には、患者の足の甲及び爪先を保持する第１保持具２１が取り付けられている。

【0043】

関節運動装置ＪＥが備える第１アクチュエータ１Ａ及び第２アクチュエータ１Ｂは、流体の供給及び排出をそれぞれ個別に制御することができる。したがって、第３実施形態に係る関節運動装置ＪＥは、左右で角度を付けた動作、足首を捻る動作等の様々な動作の他動運動に適用することが可能である等、優れた効果を奏する。

【0044】

以上のように、本願開示のアクチュエータ１は、流体の供給及び排出により動作する。従って、例えば、他動運動用の関節運動装置ＪＥに適用した場合、流動性のある流体で動作を行わせるので、強制力が強くなり過ぎることがなく、患者に対する負担を軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。特に、圧力により体積が変動する気体を流体として用いた関節運動装置ＪＥは、強制力が強くなり過ぎること抑止し易いので、患者に対する負担を軽減する効果が大きくなる。しかも、本願開示の関節運動装置ＪＥは、装置を大型化させることなく構成することが可能である等、優れた効果を奏する。

【0045】

また、本願開示のアクチュエータ１は、流体を供給する供給口を複数形成することにより、流体の供給に要する時間を短縮することができるので、様々な制御を行うことが可能である等、優れた効果を奏する。

【0046】

更に、本願開示の関節運動装置ＪＥは、アクチュエータ１の取付方を適宜変更することができるので、患者の姿勢に応じた構成とすることが可能である等、優れた効果を奏する。例えば、本願開示の関節運動装置ＪＥは、寝たきり状態の患者に使用する場合であっても、アクチュエータ１の取付方を変更することにより、患者にとって楽な姿勢で他動運動を行うことが可能となる。従って、例えば、寝たきり状態の患者が、離床して、端座位又は椅座位になる必要がないので、本願開示の関節運動装置ＪＥは、患者への負担を軽減することが可能であり、更には、介護者への負担を軽減することも可能となる。

【0047】

更に、本願開示の関節運動装置ＪＥは、複数のアクチュエータ１を用いることにより、角度を付けた他動運動、捻りを加えた他動運動等の様々な運動に適用することが可能である等、優れた効果を奏する。

【0048】

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形態で実施することが可能である。そのため、かかる実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0049】

例えば、前記実施形態では、流体として空気を用いる形態を示したが、本発明はこれに限らず、空気以外の気体、水、油等の液体等の様々な流体を用いる形態に展開することが可能である。

【0050】

また、例えば、前記実施形態では、第１拘束具１７、第２拘束具１８等の拘束具として紐状体を用いる形態を示したが、本発明はこれに限らず、管状部材１２の折り端の束を纏めることができれば、様々な部材を用いることが可能である。例えば、伸縮性が求められる第１拘束具１７には、ゴム、伸縮性のテープ等、様々な部材を用いることが可能である。また、第２拘束具１８は、金属製、硬質樹脂等の硬質材料を用いた留具等の様々な部材を用いることが可能である。

【0051】

更に、例えば、前記実施形態では、足首の他動運動に用いる形態を示したが、本発明はこれに限らず、肩、肘、手首等の様々な関節の他動運動に適用することが可能である。

【0052】

更に、例えば、前記実施形態では、アクチュエータ１を関節運動装置ＪＥに適用する形態を示したが、本発明のアクチュエータ１は、これに限らず、様々な装置の動作部に適用することが可能である。具体的には、本願開示のアクチュエータ１は、車両のジャッキアップ装置、寝具の部分的な高さの調整装置等、様々な装置の動作部として適用することが可能である。

【符号の説明】

【0053】

ＪＥ 関節運動装置
１ アクチュエータ
１Ａ 第１アクチュエータ
１Ｂ 第２アクチュエータ
１０ 固定部材
１１ 可動部材
１２ 管状部材
１２０ 第１供給口
１２１ 供給管
１２２ 分岐口
１２３ 第２供給口
１２４ 分岐管
１７ 第１拘束具
１８ 第２拘束具
２ 基板
２０ 調整台
２１ 第１保持具
２２ 第２保持具
２３ 第３保持具

【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】

【図15】