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(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】P2025020007
(43)【公開日】2025-02-07
(54)【発明の名称】アームサポート装置
(51)【国際特許分類】
A63B 23/14 20060101AFI20250131BHJP
【ＦＩ】
A63B23/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024105456
(22)【出願日】2024-06-28
(31)【優先権主張番号】P 2023123785
(32)【優先日】2023-07-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】501261584
【氏名又は名称】学校法人 日本福祉大学
(74)【代理人】
【識別番号】100076473
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100112900
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 路子
(74)【代理人】
【識別番号】100163164
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 敏之
(74)【代理人】
【識別番号】100198247
【弁理士】
【氏名又は名称】並河 伊佐夫
(72)【発明者】
【氏名】野間 知一
(57)【要約】
【課題】リハビリに際して上肢や手部における意図した動作を容易に実現することが可能なアームサポート装置を提供する。
【解決手段】アームサポート装置１は、利用者の手首周りに装着される装着部材３と、装着部材３を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部５とを備えている。ジンバル機構部５は、第１軸１１周りに回転可能に支持された第１可動枠１２と、第１可動枠１２の内側に配設され第１軸１１と直交する第２軸１４周りに回転可能に支持された第２可動枠１６とを有し、装着部材３は、円弧状に湾曲する第２可動枠１６の内周縁１６ａに沿って回転可能に構成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】アームサポート装置１は、利用者の手首周りに装着される装着部材３と、装着部材３を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部５とを備えている。ジンバル機構部５は、第１軸１１周りに回転可能に支持された第１可動枠１２と、第１可動枠１２の内側に配設され第１軸１１と直交する第２軸１４周りに回転可能に支持された第２可動枠１６とを有し、装着部材３は、円弧状に湾曲する第２可動枠１６の内周縁１６ａに沿って回転可能に構成されている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
利用者の手首周りに装着される装着部材と、該装着部材を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部とを備え、
前記ジンバル機構部は、第１軸周りに回転可能に支持された第１可動枠と、該第１可動枠の内側に配設され前記第１軸と直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２可動枠とを有し、
前記装着部材は、円弧状に湾曲する前記第２可動枠の内周縁に沿って回転可能に構成されている、アームサポート装置。
前記ジンバル機構部は、第１軸周りに回転可能に支持された第１可動枠と、該第１可動枠の内側に配設され前記第１軸と直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２可動枠とを有し、
前記装着部材は、円弧状に湾曲する前記第２可動枠の内周縁に沿って回転可能に構成されている、アームサポート装置。
【請求項2】
前記装着部材が前記第２可動枠に対して着脱可能に構成されている、請求項１に記載のアームサポート装置。
【請求項3】
前記第２可動枠は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状をなし前記第２軸で支持された枠本体部と、該枠本体部の端部同士を繋ぐ連結部とで、環状体を構成するとともに、
前記連結部は前記枠本体部に対して着脱可能に構成されている、請求項１に記載のアームサポート装置。
前記連結部は前記枠本体部に対して着脱可能に構成されている、請求項１に記載のアームサポート装置。
【請求項4】
前記ジンバル機構部を移動可能に支持する案内機構部を更に備えている、請求項１に記載のアームサポート装置。
【請求項5】
前記ジンバル機構部は前記第２軸よりも上方で前記案内機構部に連結され、前記利用者の上肢を吊り下げ状態で支持するように構成されている、請求項４に記載のアームサポート装置。
【請求項6】
前記第１可動枠は下方に開口するＵ字状に形成され、前記第１可動枠の下向きに長く延びる一対の腕部の下端側にて前記第２可動枠が支持されている、請求項５に記載のアームサポート装置。
【請求項7】
前記第１軸が下方に向かうにつれて前記案内機構部から離間するように傾斜する態様で、前記ジンバル機構部が前記案内機構部に取り付けられている、請求項５に記載のアームサポート装置。
【請求項8】
周方向の一部が切り欠かれたＣ字状をなした装着部材本体部と、該装着部材本体部の端部同士を繋ぐ連結部とで、前記装着部材を環状体として構成するとともに、
前記第２可動枠には、前記装着部材の外周縁を支持し、該外周縁に接触して従動回転するガイドローラが、周方向に複数配設されている、請求項１に記載のアームサポート装置。
前記第２可動枠には、前記装着部材の外周縁を支持し、該外周縁に接触して従動回転するガイドローラが、周方向に複数配設されている、請求項１に記載のアームサポート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は上肢リハビリテーションを医療・福祉領域で支援するアームサポート装置に関する。
【背景技術】
【0002】
脳損傷後の上肢リハビリテーション（以下、リハビリと称する場合がある）では、一般的に手関節部の移動を目的とした肩や肘の練習と手関節より遠位の５指により物品の握り離し練習や道具使用練習が実施される。
【0003】
リハビリにおいては、運動麻痺のため手の重さに対して肩肘の筋力が不足することがほとんどのため、手の重さを免荷するアームサポート装置が用いられている。
従来のアームサポート装置では、主に机上での物品操作練習を行なうため、布製のものや前腕の形に沿った形状のものを用いて、前腕を回内位（手のひらが下）で下方から支えるものがほとんどであった。そのため日常生活で顔を洗う際や食事をする際に重要な前腕の回内外運動を伴う手の動きを行おうとすると、この動きを妨げるような望ましくない抵抗力が生じ易く、リハビリに際して所定の筋肉を動かすことを目的とする意図した動作を実現するのが難しい問題があった。なお、下記特許文献１にはこれに関連した技術が開示されている。
従来のアームサポート装置では、主に机上での物品操作練習を行なうため、布製のものや前腕の形に沿った形状のものを用いて、前腕を回内位（手のひらが下）で下方から支えるものがほとんどであった。そのため日常生活で顔を洗う際や食事をする際に重要な前腕の回内外運動を伴う手の動きを行おうとすると、この動きを妨げるような望ましくない抵抗力が生じ易く、リハビリに際して所定の筋肉を動かすことを目的とする意図した動作を実現するのが難しい問題があった。なお、下記特許文献１にはこれに関連した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平７－５９８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は以上のような事情を背景とし、リハビリに際して上肢や手部における意図した動作を容易に実現することが可能なアームサポート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】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、図７で示す手部の３つの運動（手関節掌背屈、手関節橈尺屈、前腕回内外）の運動軸が手関節部分で交わっていることに着目し、これら３つの運動の運動軸が交わっている利用者の手関節部分（手首部分）を回転可能に支持することで、手部の３次元方向の動きを可能としながら上肢の動きをサポートできることに着想した。本発明はこのような着想のもと成されたものである。
【0007】
而してこの発明の第１の局面のアームサポート装置は次のように規定される。即ち、
利用者の手首周りに装着される装着部材と、該装着部材を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部とを備え、
前記ジンバル機構部は、第１軸周りに回転可能に支持された第１可動枠と、該第１可動枠の内側に配設され前記第１軸と直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２可動枠とを有し、
前記装着部材は、円弧状に湾曲する前記第２可動枠の内周縁に沿って回転可能に構成されている。
利用者の手首周りに装着される装着部材と、該装着部材を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部とを備え、
前記ジンバル機構部は、第１軸周りに回転可能に支持された第１可動枠と、該第１可動枠の内側に配設され前記第１軸と直交する第２軸周りに回転可能に支持された第２可動枠とを有し、
前記装着部材は、円弧状に湾曲する前記第２可動枠の内周縁に沿って回転可能に構成されている。
【0008】
このように規定された第１の局面のアームサポート装置によれば、利用者の上肢がその手首部分において、手の重さが免荷された状態で支持されるとともに、手部の３運動（手関節掌背屈、手関節橈尺屈、前腕回内外）に対応して、利用者の手部がジンバル機構部の第１軸及び第２軸周りに、更に第２可動枠の内周縁の周りにそれぞれ回転可能に支持されることとなり、利用者は手の重さが免荷された状態で手部を３次元方向に自由に動かすことができる。このため、利用者は、上肢のリハビリに際して手部を所定の方向に意図して動かす動作を容易に実現することができる。
【0009】
ここで、前記装着部材は、前記第２可動枠に対して着脱可能に構成することができる（第２の局面）。このようにすれば、リハビリに先立ち利用者が装着部材を手首周りに装着する動作の自由度が高められ、利用者は無理なく装着部材を装着することができる。
【0010】
この発明の第３の局面は次のように規定される。即ち、
第１の局面において、前記第２可動枠は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状をなし前記第２軸で支持された枠本体部と、該枠本体部の端部同士を繋ぐ連結部とで、環状体を構成するとともに、
前記連結部は前記枠本体部に対して着脱可能に構成されている。
第１の局面において、前記第２可動枠は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状をなし前記第２軸で支持された枠本体部と、該枠本体部の端部同士を繋ぐ連結部とで、環状体を構成するとともに、
前記連結部は前記枠本体部に対して着脱可能に構成されている。
【0011】
このように規定された第３の局面のアームサポート装置によれば、連結部を外すことで枠本体部に設けられた切欠き部を通じて利用者の手首部分を第２可動枠内に配置することができる。利用者の手首部分が第２可動枠内に配置された後は、連結部を用いて第２可動枠を環状体とすることで、利用者の腕部が第２可動枠から抜け落ちてしまうのを防止することができる。
【0012】
またこの発明では、前記ジンバル機構部を移動可能に支持する案内機構部を更に備えるように構成することができる（第４の局面）。
このようにすることで、手部の３次元方向の動きと上肢の運動を複合的に実現させることができる。
このようにすることで、手部の３次元方向の動きと上肢の運動を複合的に実現させることができる。
【0013】
この発明の第５の局面は次のように規定される。即ち、
第４の局面において、前記ジンバル機構部は前記第２軸よりも上方で前記案内機構部に連結され、前記利用者の上肢を吊り下げ状態で支持するように構成されている。
このようにすれは、利用者の手部の下方に、利用者の動作を妨げるものがない広い空間を確保することができ、リハビリ動作の自由度をより高めることができる。
第４の局面において、前記ジンバル機構部は前記第２軸よりも上方で前記案内機構部に連結され、前記利用者の上肢を吊り下げ状態で支持するように構成されている。
このようにすれは、利用者の手部の下方に、利用者の動作を妨げるものがない広い空間を確保することができ、リハビリ動作の自由度をより高めることができる。
【0014】
また利用者の上肢を吊り下げ状態で支持する第５の局面では、前記第１可動枠を下方に開口するＵ字状とし、前記第１可動枠の下向きに長く延びる一対の腕部の下端側にて前記第２可動枠を支持するように構成することができる（第６の局面）。
このようにすれば、第２可動枠を支持する第２軸とその上方に位置する第１可動枠との間の空間を広く確保することができ、利用者の指が上向きとなるリハビリ動作を行なった場合などに、利用者の指と第１可動枠との干渉を軽減することができる。
このようにすれば、第２可動枠を支持する第２軸とその上方に位置する第１可動枠との間の空間を広く確保することができ、利用者の指が上向きとなるリハビリ動作を行なった場合などに、利用者の指と第１可動枠との干渉を軽減することができる。
【0015】
また利用者の上肢を吊り下げ状態で支持する第５の局面では、前記第１軸が下方に向かうにつれて前記案内機構部から離間するように傾斜する態様で、前記ジンバル機構部を前記案内機構部に取り付けることができる（第７の局面）。
このようにすれば、水を飲む、髪の毛をとかす、体を拭くなど手部を利用者の身体に近接させて行われる動作において、利用者の身体とアームサポート装置との干渉を軽減することができる。
このようにすれば、水を飲む、髪の毛をとかす、体を拭くなど手部を利用者の身体に近接させて行われる動作において、利用者の身体とアームサポート装置との干渉を軽減することができる。
【0016】
またこの発明では、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状をなした装着部材本体部と、該装着部材本体部の端部同士を繋ぐ連結部とで、前記装着部材を環状体として構成するとともに、前記第２可動枠には、前記装着部材の外周縁を支持し、前記装着部材の外周縁に接触して従動回転するガイドローラを、周方向に複数配設することができる（第８の局面）。
このようにすれば、第２可動枠と装着部材との間での摩擦抵抗を低減させて、装着部材の回転動作を広い範囲に亘ってスムーズに実現させることができる。
このようにすれば、第２可動枠と装着部材との間での摩擦抵抗を低減させて、装着部材の回転動作を広い範囲に亘ってスムーズに実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態のアームサポート装置の全体構成を示した図である。
【図5】同アームサポート装置を利用する際の手順の説明図である。
【図7】手部の３運動についての説明図である。
【図8】本発明の他の実施形態のアームサポート装置を示した図である。
【図9】本発明の更に他の実施形態のアームサポート装置を示した図である。
【図12】同実施形態のアームサポート装置の利用態様の一例を示した図である。
【図14】同実施形態のアームサポート装置の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に本発明の実施形態を図面を用いて以下に詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係るアームサポート装置の全体構成を示した図である。同図におけるアームサポート装置１は、利用者の手首周りに装着される装着部材３と、装着部材３を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部５と、ジンバル機構部５を移動可能に支持する案内機構部７を備えている。
図１は、第１の実施形態に係るアームサポート装置の全体構成を示した図である。同図におけるアームサポート装置１は、利用者の手首周りに装着される装着部材３と、装着部材３を介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部５と、ジンバル機構部５を移動可能に支持する案内機構部７を備えている。
【0019】
ジンバル機構部５は、基台部１０と、基台部１０と一体に形成された第１可動枠１２と、その内側に配設された第２可動枠１６とを備えている。
第１可動枠１２は上部が切り欠かれた円弧状部材で、第１可動枠１２の下部は、下向きに延びる第１軸１１が設けられた基台部１０と一体に形成されている。
第１軸１１は、案内機構部７のホルダ部３６上面に形成された保持穴３７（図２参照）に挿入されている。保持穴３７は第１軸１１の軸径よりも僅かに大きな径とされており、第１軸１１が保持穴３７に挿入された状態で、第１軸１１は鉛直方向に保持され、第１可動枠１２は、図２において矢印で示すように、案内機構部７のホルダ部３６により、第１軸１１周りに回転可能に支持されている。
第１可動枠１２は上部が切り欠かれた円弧状部材で、第１可動枠１２の下部は、下向きに延びる第１軸１１が設けられた基台部１０と一体に形成されている。
第１軸１１は、案内機構部７のホルダ部３６上面に形成された保持穴３７（図２参照）に挿入されている。保持穴３７は第１軸１１の軸径よりも僅かに大きな径とされており、第１軸１１が保持穴３７に挿入された状態で、第１軸１１は鉛直方向に保持され、第１可動枠１２は、図２において矢印で示すように、案内機構部７のホルダ部３６により、第１軸１１周りに回転可能に支持されている。
【0020】
第１可動枠１２からは、第１軸１１と直交する水平方向に且つ第１可動枠１２の中心側に向かって第２軸１４が延び出しており、第２可動枠１６は、図２において矢印で示すように、この第２軸１４周りに回転可能に支持されている。
【0021】
第２可動枠１６は、断面円形の円環状部材で、自身が第２軸１４周りに回転可能に支持される一方、所定の曲率ρ（図２参照）で円弧状に湾曲する内周縁１６ａに基づいて装着部材３を第２軸１４と直交する第３軸１５（図１参照）周りに回転可能に支持する部材である。
【0022】
第２可動枠１６は、枠本体部１７と連結部２１からなり、図３で示すように、連結部２１は枠本体部１７に対して着脱可能に構成されている。
第２可動枠１６を構成する枠本体部１７は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状の円弧状部材で、第１軸１１の軸心を通る鉛直線（図２参照）に対し左右対称形状とされている。装着部材３および利用者の手部は、枠本体部１７の端部１９，１９の間に形成された切欠き部１８を通じて、第２可動枠１６の内側に配置可能とされている。
第２可動枠１６を構成する枠本体部１７は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状の円弧状部材で、第１軸１１の軸心を通る鉛直線（図２参照）に対し左右対称形状とされている。装着部材３および利用者の手部は、枠本体部１７の端部１９，１９の間に形成された切欠き部１８を通じて、第２可動枠１６の内側に配置可能とされている。
【0023】
一方、連結部２１は、枠本体部１７と同じ太さ・曲率で湾曲する円弧状部材で、枠本体部１７の端部１９，１９同士を繋いで、第２可動枠１６を円環状部材とする。連結部２１の端部２２，２２には係合凸片２２ａが形成されており、それぞれ対向する枠本体部１７の端部１９，１９に設けられた係合凹部１９ａと係合可能とされている。また、連結部２１の中央部の外周面側には着脱の際に利用される摘み片２３が形成されている。
【0024】
次に、利用者の手首周りに装着される装着部材３は、第２可動枠１６の枠本体部１７と同様に、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状の円弧状部材である。装着部材３の内側の空間は、利用者の手首が収容される空間とされており、図４で示す切欠き部２５を通じて利用者の手首が装着部材３の内側の空間に収容可能とされている。なお、本例では装着部材３の内周面に可撓性のバンド２６が設けられており、バンド２６を利用者の手首に巻き付けることで、装着部材３の装着位置がずれてしまうのを抑制することができる。後に詳述する他の実施形態に係るアームサポート装置１Ｂおよび１Ｃについても同様である。
【0025】
装着部材３の外周縁には、第２可動枠１６の凸状の内周縁１６ａと略同等の曲率で周方向に湾曲する係合凹溝２７が形成されている。図２の吹き出し図で示すように、本例では装着部材３の係合凹溝２７を第２可動枠１６の内周縁１６ａに係合させることで、装着部材３が第２可動枠１６の周方向に沿って第３軸１５（図１参照）周りに回転可能とされている。このように構成されたアームサポート装置１では、第１軸１１、第２軸１４および第３軸１５の各軸線が第２可動枠１６の中心部において交わっている。
【0026】
図１で示す案内機構部７は、案内レール３１と、案内レール３１に沿って移動する可動体３４と、ジンバル機構部５を保持するホルダ部３６とを有し、ジンバル機構部５を所定の方向に移動可能に支持するものである。
案内レール３１は直線状に延びる棒状部材で、その両端部が脚部３２で支持されている。案内レール３１の表面には、長手方向に延びる態様で複数の案内溝３３が形成されている。
可動体３４には案内溝３３と対向するローラ３５が設けられており、可動体３４はローラ３５を介して案内レール３１に移動自在に係合されている。即ち、可動体３４と一体に設けられたホルダ部３６にて保持されたジンバル機構部５は、案内レール３１の長手方向に移動可能に支持されている。
案内レール３１は直線状に延びる棒状部材で、その両端部が脚部３２で支持されている。案内レール３１の表面には、長手方向に延びる態様で複数の案内溝３３が形成されている。
可動体３４には案内溝３３と対向するローラ３５が設けられており、可動体３４はローラ３５を介して案内レール３１に移動自在に係合されている。即ち、可動体３４と一体に設けられたホルダ部３６にて保持されたジンバル機構部５は、案内レール３１の長手方向に移動可能に支持されている。
【0027】
このように構成された本実施形態のアームサポート装置１を利用してリハビリを行なう際の手順は以下の通りである。
先ず、図５で示すように第２可動枠１６から取り外した装着部材３を利用者の手首周りに装着する。次にアームサポート装置１側については、第２可動枠１６の一部を構成する連結部２１を外しておき、第２可動枠１６の切欠き部１８を通じて、装着部材３とともに利用者の手首部分を第２可動枠１６内に挿入する。そして装着部材３の係合凹溝２７を第２可動枠１６の内周縁１６ａに係合させる。そして図６で示すように枠本体部１７の端部１９，１９同士を繋ぐように連結部２１を取り付ける。
先ず、図５で示すように第２可動枠１６から取り外した装着部材３を利用者の手首周りに装着する。次にアームサポート装置１側については、第２可動枠１６の一部を構成する連結部２１を外しておき、第２可動枠１６の切欠き部１８を通じて、装着部材３とともに利用者の手首部分を第２可動枠１６内に挿入する。そして装着部材３の係合凹溝２７を第２可動枠１６の内周縁１６ａに係合させる。そして図６で示すように枠本体部１７の端部１９，１９同士を繋ぐように連結部２１を取り付ける。
【0028】
このようにすることで、利用者の手部の３運動の運動軸が交差する手関節部分と、ジンバル機構部５における３つの回転軸が交わる点とを近接させた状態で、利用者の上肢がジンバル機構部５により鉛直方向下方側から支持される。ここで、図７（Ａ）で示す手関節掌背屈運動は第２可動枠１６の第２軸１４周りの回転によりサポートされ、同図（Ｂ）で示す手関節橈尺屈運動は第１可動枠１２の第１軸１１周りの回転によりサポートされ、同図（Ｃ）で示す前腕回内外運動は第２可動枠１６の内周縁１６ａに沿った装着部材３の回転によりサポートされ、全体として手部の３次元方向の動きがサポートされる。
なお、アームサポート装置１によれば、前腕を、その長軸の周りに捻じって、前腕回内位（手のひらが下）から前腕回外位（手のひらが上）もしくはそこに至る途中の中間位に移行した場合であっても同質の免荷量でサポートされている。
なお、アームサポート装置１によれば、前腕を、その長軸の周りに捻じって、前腕回内位（手のひらが下）から前腕回外位（手のひらが上）もしくはそこに至る途中の中間位に移行した場合であっても同質の免荷量でサポートされている。
【0029】
このように構成されたアームサポート装置１は、例えば促進反復療法において好適に用いることができる。促進反復療法は、目的の運動パターンを高頻度に反復することで関連する神経回路を再建・強化して、麻痺した部位の回復や日常生活での手の使用を促進するリハビリ法である。促進反復療法では、治療者が麻痺した手を支え、同時に関連する筋に刺激を入れ、患者が意図した手部の運動を容易に実現・反復していく。特に日常生活で頻回に生じる前腕の回内外運動を伴った手首や肘の複合的な３次元運動パターンが練習に多く取り入れられている。
本実施形態のアームサポート装置１によれば、不必要に手が固定されておらず、図７で示す手部の３運動を妨げるような抵抗力が働くことがないため、利用者は意図した運動を容易に実現することができ、その運動を集中反復することで効率良く促進反復療法を行うことができる。促通反復療法の有効性は無作為化比較試験で示されており、本来療法士の個別リハで実施されるが、本実施形態のアームサポート装置１を用いると自主練習でも可能となり低コストで同様の臨床効果が期待できる。
本実施形態のアームサポート装置１によれば、不必要に手が固定されておらず、図７で示す手部の３運動を妨げるような抵抗力が働くことがないため、利用者は意図した運動を容易に実現することができ、その運動を集中反復することで効率良く促進反復療法を行うことができる。促通反復療法の有効性は無作為化比較試験で示されており、本来療法士の個別リハで実施されるが、本実施形態のアームサポート装置１を用いると自主練習でも可能となり低コストで同様の臨床効果が期待できる。
【0030】
以上のように本実施形態のアームサポート装置１によれば、利用者の上肢がその手首部分において、手の重さが免荷された状態で支持されるとともに、手部の３運動（手関節掌背屈、手関節橈尺屈、前腕回内外）に対応して、利用者の手部がジンバル機構部５の第１軸１１および第２軸１４周り、更に第２可動枠１６の内周縁１６ａの周りにそれぞれ回転可能に支持されることとなり、利用者は手の重さが免荷された状態で手部を３次元方向に自由に動かすことができる。このため、利用者は、上肢のリハビリに際して手部を意図した所定の方向に動かす動作を容易に実現することができる。
【0031】
また本実施形態のアームサポート装置１によれば、装着部材３は、第２可動枠１６に対して着脱可能に構成されており、リハビリに先立ち利用者が装着部材３を手首周りに装着する動作の自由度が高められ、利用者は無理なく装着部材３を装着することができる。在宅でのリハビリなど、療法士の支援が得られない場合に特に有効である。
【0032】
また本実施形態のアームサポート装置１によれば、第２可動枠１６は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状を成し第２軸１４で支持された枠本体部１７と、枠本体部１７の端部同士１９，１９を繋ぐ連結部２１とで、環状体を構成するとともに、連結部２１は枠本体部１７に対して着脱可能に構成されている。このため連結部２１を外すことで枠本体部１７に設けられた切欠き部１８を通じて利用者の手首部分を第２可動枠１６内に配置することができる。利用者の手首部分が第２可動枠１６内に配置された後は、連結部２１を用いて第２可動枠１６を円環状体とすることで、利用者の腕部が第２可動枠１６から抜け落ちてしまうのを防止することができる。
【0033】
また本実施形態のアームサポート装置１によれば、ジンバル機構部５を所定の方向に移動可能に支持する案内機構部７を更に備えており、手部の３次元方向の動きと上肢の運動を複合的に実現させることができる。
【0034】
図８は、第２の実施形態に係るアームサポート装置１Ｂを示した図である。
上記第１の実施形態に係るアームサポート装置１は、ジンバル機構部５の第１可動枠１２および案内機構部７が利用者の手部の下方に配置された状態で利用者の上肢を支持するものであったが、図８で示すアームサポート装置１Ｂでは、これらを利用者の手部よりも上方に配置して、利用者の上肢を吊り下げ状態で支持することが可能とされている。この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
上記第１の実施形態に係るアームサポート装置１は、ジンバル機構部５の第１可動枠１２および案内機構部７が利用者の手部の下方に配置された状態で利用者の上肢を支持するものであったが、図８で示すアームサポート装置１Ｂでは、これらを利用者の手部よりも上方に配置して、利用者の上肢を吊り下げ状態で支持することが可能とされている。この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0035】
このアームサポート装置１Ｂでは、ジンバル機構部５が第２軸１４よりも上方で案内機構部７に連結されている。詳しくは、図８の吹き出し図で示すように、第１軸１１の先端に保持穴３７よりも大径のフランジ部４０を設けて、第１軸１１がホルダ部３６から軸方向に抜けないように構成されている。
このアームサポート装置１Ｂでは、ジンバル機構部５の第１可動枠１２および案内機構部７が利用者の手部よりも上方に配置されるため、利用者の手部の下方に、利用者の動作を妨げるものがない広い空間を確保することができる。利用者がジンバル機構部５からのサポートを受けながら机上にある物品の操作や道具を使う動作を行なう場合に用いて特に好適である。
このアームサポート装置１Ｂでは、ジンバル機構部５の第１可動枠１２および案内機構部７が利用者の手部よりも上方に配置されるため、利用者の手部の下方に、利用者の動作を妨げるものがない広い空間を確保することができる。利用者がジンバル機構部５からのサポートを受けながら机上にある物品の操作や道具を使う動作を行なう場合に用いて特に好適である。
【0036】
図９は、第３の実施形態に係るアームサポート装置１Ｃの全体構成を示した図である。アームサポート装置１Ｃは、利用者の手首周りに装着される装着部材３Ｃと、装着部材３Ｃを介して利用者の上肢を支持するジンバル機構部５Ｃと、ジンバル機構部５Ｃを移動可能に支持する案内機構部７Ｃを備え、上記第２の実施形態に係るアームサポート装置１Ｂと同様に、利用者の上肢を吊り下げ状態で支持することが可能とされている。
【0037】
ジンバル機構部５Ｃは、基部５０と、第１可動枠５４と、第１可動枠５４の内側に配設された第２可動枠６０とを備えている。
第１可動枠５４は、下向きに略平行に延びる一対の腕部５５，５５と、腕部５５の上端を相互に連結する連結部５６とを有し、下方に開口するＵ字形状（略馬蹄形状）とされている。連結部５６の、図中左右方向の中央部には、上向きに延びる第１軸５１が一体に設けられた基部５０が取り付けられている。
第１軸５１は、案内機構部７Ｃのホルダ部８２に形成された保持穴８３に挿入された状態で保持され、第１可動枠５４は第１軸５１周りに回転可能に支持されている。第１軸５１とホルダ部８２との組付構造は、上記第２の実施形態に係るアームサポート装置１Ｂの場合と同じである。
第１可動枠５４は、下向きに略平行に延びる一対の腕部５５，５５と、腕部５５の上端を相互に連結する連結部５６とを有し、下方に開口するＵ字形状（略馬蹄形状）とされている。連結部５６の、図中左右方向の中央部には、上向きに延びる第１軸５１が一体に設けられた基部５０が取り付けられている。
第１軸５１は、案内機構部７Ｃのホルダ部８２に形成された保持穴８３に挿入された状態で保持され、第１可動枠５４は第１軸５１周りに回転可能に支持されている。第１軸５１とホルダ部８２との組付構造は、上記第２の実施形態に係るアームサポート装置１Ｂの場合と同じである。
【0038】
第１可動枠５４の下向きに延びる一対の腕部５５，５５の下端側からは、第１軸５１と直交する水平方向に且つ第１可動枠５４の中心側に向かって第２軸５８が延び出しており、第２可動枠６０は、この第２軸５８周りに回転可能に支持されている。
ここで本実施形態では、腕部５５を下向きに長く延び出させることで、第２可動枠６０を支持する第２軸５８とその上方に位置する第１可動枠５４の連結部５６との間の空間５７を上下方向に広く確保している。
ここで本実施形態では、腕部５５を下向きに長く延び出させることで、第２可動枠６０を支持する第２軸５８とその上方に位置する第１可動枠５４の連結部５６との間の空間５７を上下方向に広く確保している。
【0039】
第２可動枠６０は、円弧状に形成された第１の半体６１Ａと第２の半体６１Ｂを含んで構成された円環状の部材で、その内側に装着部材３Ｃを保持している。本実施形態では、装着部材３Ｃの外周縁を支持するガイドローラ６２が第２可動枠６０の周方向に間隔を隔てて複数取り付けられている。ガイドローラ６２は、第３軸６５の方向（紙面垂直方向）に延びるローラ軸６３を回転中心として、装着部材３Ｃの外周縁に接触し、装着部材３Ｃが回転したとき従動回転可能とされている。
図１０は、第２可動枠６０を単独で示した図である。各ガイドローラ６２の内側頂部と接する仮想円６４（図１０（Ａ）参照）は、装着部材３Ｃを回転可能に支持する第２可動枠６０の内周縁に相当する。
図１０は、第２可動枠６０を単独で示した図である。各ガイドローラ６２の内側頂部と接する仮想円６４（図１０（Ａ）参照）は、装着部材３Ｃを回転可能に支持する第２可動枠６０の内周縁に相当する。
【0040】
図１０（Ｂ）で示すように、第２可動枠６０を構成する第１の半体６１Ａと第２の半体６１Ｂは、それぞれの一端部がピン６６を介して相対回転可能に結合されている。この実施形態によれば、第２の半体６１Ｂが第２軸５８で支持されており、第２の半体６１Ｂが本発明の枠本体部を構成し、第１の半体６１Ａが本発明の連結部を構成する。この第２可動枠６０では、ピン結合されていない半体６１Ａの他端部を対向する半体６１Ｂの他端部から離間させることで生じる上向きの開口を通じて、装着部材３Ｃの着脱が可能とされている。
【0041】
図１０（Ｂ）で示すように、第１の半体６１Ａのピン結合されていない他端部（図中右側）には、周方向に係合片６８を突出させた第１係合部６９が形成されるとともに、対向する第２の半体６１Ｂの他端部には、前記係合片６８を受入れ可能に側面が切り欠かれた第２係合部７０が形成されている。またこの第２係合部７０には、径方向外側に向けて突出した突片７０ａが形成されている。
図中の符号７２は、半体の他端部同士を離間不能に固定する固定片である。固定片７２には、半体６１Ｂの突片７０ａと係合可能な長穴開口７３と、図示を省略する取付ボルトを貫通させる貫通孔７４が形成されている。そして図１０（Ａ）で示すように、長穴開口７３の開口縁部を半体６１Ｂの突片７０ａと係合させた状態で、固定片７２を半体６１Ａに止め付けることで、第１係合部６９と第２係合部７０とを係合させた状態で、半体６１Ａおよび６１Ｂは離間不能に固定され、第２可動枠６０は円環状となる。
図中の符号７２は、半体の他端部同士を離間不能に固定する固定片である。固定片７２には、半体６１Ｂの突片７０ａと係合可能な長穴開口７３と、図示を省略する取付ボルトを貫通させる貫通孔７４が形成されている。そして図１０（Ａ）で示すように、長穴開口７３の開口縁部を半体６１Ｂの突片７０ａと係合させた状態で、固定片７２を半体６１Ａに止め付けることで、第１係合部６９と第２係合部７０とを係合させた状態で、半体６１Ａおよび６１Ｂは離間不能に固定され、第２可動枠６０は円環状となる。
【0042】
図１１は装着部材３Ｃを単独で示した図である。同図で示すように、装着部材３Ｃは、装着部材本体部７６と連結部７８からなる円環状の部材で、その内側の空間は利用者の手首が収容される空間とされている。
装着部材本体部７６は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状の円弧状部材で、その端部７７には係合凹部７７ａが形成されている。
連結部７８は、装着部材本体部７６の一対の端部７７，７７同士を繋ぐ円弧状部材である。連結部７８の端部７９には、係合凹部７７ａと係合可能な係合凸片７９ａが形成されており、連結部７８は、装着部材本体部７６に対して着脱可能とされている。
装着部材本体部７６は、周方向の一部が切り欠かれたＣ字状の円弧状部材で、その端部７７には係合凹部７７ａが形成されている。
連結部７８は、装着部材本体部７６の一対の端部７７，７７同士を繋ぐ円弧状部材である。連結部７８の端部７９には、係合凹部７７ａと係合可能な係合凸片７９ａが形成されており、連結部７８は、装着部材本体部７６に対して着脱可能とされている。
【0043】
装着部材３Ｃの外周縁には、第２可動枠６０の内周縁と略同等の曲率で周方向に湾曲する凹溝８０が形成されており、凹溝８０の底部８０ａと第２可動枠６０のガイドローラ６２が接触することで、装着部材３Ｃは第２可動枠６０の内側において回転可能に支持される。このように構成されたアームサポート装置１Ｃでは、第１軸５１、第２軸５８および第３軸６５の各軸線が第２可動枠６０の中心部において交わっている。
【0044】
図９で示す案内機構部７Ｃは、図示を省略する案内レールに沿ってＸＹ平面内を移動可能な可動体８１と、可動体８１の先端に取り付けられジンバル機構部５Ｃを吊り下げ状態で保持するホルダ部８２とを含んでおり、ジンバル機構部５Ｃが可動体８１と一体的にＸＹ平面内を移動できるように構成されている。
【0045】
図１２は、アームサポート装置１Ｃの利用態様の一例として、リハビリ動作としての机上での書字動作を示している。本実施形態のアームサポート装置１Ｃによれば、アームサポート装置１Ｂの場合と同様に、利用者の手部の下方に、利用者の動作を妨げるものがない広い空間を確保することができるため、利用者はジンバル機構部５Ｃからのサポートを受けながら手指を自由に動かすことができる。アームサポート装置１Ｃによれば、図１２で示す書字動作のほか、本をめくる動作やスプーンで物をすくい上げる動作等を好適に実現させることができる。
【0046】
また本実施形態のアームサポート装置１Ｃでは、第１可動枠５４を下方に開口するＵ字状とし、第１可動枠５４の下向きに長く延びる一対の腕部５５，５５の下端側にて第２可動枠６０を支持するように構成されている。このため、第２可動枠６０を支持する第２軸５８とその上方に位置する第１可動枠５４との間の空間５７を広く確保することができ、図１３で示すように、利用者の指が上向きとなるよう前腕を持ち上げる動作を行なった場合での、利用者の指と第１可動枠５４との干渉を軽減することができる。
【0047】
また本実施形態のアームサポート装置１Ｃでは、装着部材３Ｃの外周縁を支持し、装着部材３Ｃの外周縁に接触して従動回転するガイドローラ６２が、第２可動枠６０の周方向に複数配設されており、例えば第１の実施形態に係るアームサポート装置１のように第２可動枠の内周縁と装着部材の外周縁とを面接触させた場合に比べて、回転時の接触抵抗を低減させることができる。
更に本実施形態のアームサポート装置１Ｃでは、装着部材３Ｃを環状体としているため、例えばアームサポート装置１のように装着部材を非環状体で構成した場合に比べて、装着部材３Ｃの回転動作を広い範囲に亘ってスムーズに実現させることができる。
更に本実施形態のアームサポート装置１Ｃでは、装着部材３Ｃを環状体としているため、例えばアームサポート装置１のように装着部材を非環状体で構成した場合に比べて、装着部材３Ｃの回転動作を広い範囲に亘ってスムーズに実現させることができる。
【0048】
図１４は、アームサポート装置１Ｃの変形例を示している。図９～図１３に記載されたアームサポート装置１Ｃは、第１軸５１が鉛直となるようにジンバル機構部５Ｃが吊り下げ支持されているが、図１４で示すように、第１軸５１が前下方向に傾斜するようにジンバル機構部５Ｃを取り付けることも可能である。
この図１４の例では、案内機構部７Ｃにおける可動体８１の先端側に、ジンバル機構部５Ｃが取り付けられる取付部としての取付軸部８５が、斜め上向きに延びる態様で設けられている。このようにすることで取付軸部８５に取り付けられたジンバル機構部５Ｃの第１軸５１は、下方に向かうにつれて取付軸部８５から離間するように傾斜し、アームサポート装置１Ｃを構成する案内機構部７Ｃやジンバル機構部５Ｃの上側の部位（取付軸部８５に近い側の部位）を利用者から離間させることができる。
この図１４では、アームサポート装置１Ｃの利用者が水を飲む動作を行なっている場合を示しているが、水を飲む、髪の毛をとかす、体を拭くなど、手部を利用者の身体に近接させて行われるリハビリ動作において、この図１４で示す構成を採用すれば利用者の身体とアームサポート装置１Ｃとの干渉を軽減することができる。
この図１４の例では、案内機構部７Ｃにおける可動体８１の先端側に、ジンバル機構部５Ｃが取り付けられる取付部としての取付軸部８５が、斜め上向きに延びる態様で設けられている。このようにすることで取付軸部８５に取り付けられたジンバル機構部５Ｃの第１軸５１は、下方に向かうにつれて取付軸部８５から離間するように傾斜し、アームサポート装置１Ｃを構成する案内機構部７Ｃやジンバル機構部５Ｃの上側の部位（取付軸部８５に近い側の部位）を利用者から離間させることができる。
この図１４では、アームサポート装置１Ｃの利用者が水を飲む動作を行なっている場合を示しているが、水を飲む、髪の毛をとかす、体を拭くなど、手部を利用者の身体に近接させて行われるリハビリ動作において、この図１４で示す構成を採用すれば利用者の身体とアームサポート装置１Ｃとの干渉を軽減することができる。
【0049】
以上のように、ここまでに説明した各実施形態のアームサポート装置によれば、何れもアームサポートが利用者の手首付近で完結しているため、利用者の手指は全く邪魔されず自由に動かすことができる。そして、そのことにより身体を触る、物品を掴む・摘む、道具を使用するなどの動作を自由に行うことができる。
【0050】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。例えば、上記第１の実施形態では第２可動枠の内周縁を凸状、装着部材の外周縁を凹状としたが、場合によっては第２可動枠の内周縁を凹状、装着部材の外周縁を凸状として、装着部材を第２可動枠に係合させることも可能である。また上記第３の実施形態では、第２可動枠の側にガイドローラを取り付けたが、場合によっては装着部材の側にガイドローラを取り付け、第２可動枠の内周縁に接して従動回転するように構成することも可能である。またここで用いられるガイドローラは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、回転時の接触抵抗を低減させることが可能な構成（例えば、第２可動枠と装着部材との間に細い針状ころを介在させるなどの構成）を適宜採用することが可能である。
また上記各実施形態における案内機構部は、必要に応じて利用者の上肢が所定の直線方向、ＸＹ平面内もしくはＸＹＺ空間内を移動可能となるように適宜構成することが可能である。
また複数人がリハビリで使用できるように、内径のサイズが異なる複数の装着部材を備えるように構成することも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
また上記各実施形態における案内機構部は、必要に応じて利用者の上肢が所定の直線方向、ＸＹ平面内もしくはＸＹＺ空間内を移動可能となるように適宜構成することが可能である。
また複数人がリハビリで使用できるように、内径のサイズが異なる複数の装着部材を備えるように構成することも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【0051】
１，１Ｂ，１Ｃ アームサポート装置
３，３Ｃ 装着部材
５，５Ｃ ジンバル機構部
７，７Ｃ 案内機構部
１１，５１ 第１軸
１２，５４ 第１可動枠
１４，５８ 第２軸
１６，６０ 第２可動枠
１６ａ，６４ 内周縁
１７，６１Ｂ 枠本体部
２１，６１Ａ 連結部
５５ 腕部
６２ ガイドローラ
７６ 装着部材本体部
７８ 連結部
８５ 取付軸部（取付部）
３，３Ｃ 装着部材
５，５Ｃ ジンバル機構部
７，７Ｃ 案内機構部
１１，５１ 第１軸
１２，５４ 第１可動枠
１４，５８ 第２軸
１６，６０ 第２可動枠
１６ａ，６４ 内周縁
１７，６１Ｂ 枠本体部
２１，６１Ａ 連結部
５５ 腕部
６２ ガイドローラ
７６ 装着部材本体部
７８ 連結部
８５ 取付軸部（取付部）
【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】