特開 2025-4345 脚装具、及び歩行訓練システム

(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】P2025004345

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】脚装具、及び歩行訓練システム

(51)【国際特許分類】

   A61H 1/02 20060101AFI20250107BHJP

   A61H 3/00 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

A61H1/02 R

A61H3/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023103969

(22)【出願日】2023-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】早川 嘉伯

(72)【発明者】

【氏名】藤掛 祥則

【テーマコード（参考）】

4C046

【Ｆターム（参考）】

4C046AA25

4C046AA26

4C046AA43

4C046AA45

4C046BB07

4C046CC01

4C046DD02

4C046DD12

4C046DD13

4C046EE02

4C046EE03

4C046EE05

4C046FF03

4C046FF05

(57)【要約】

【課題】適切に装着することができる脚装具、及びそれを用いた歩行訓練システムを提供する。
【解決手段】本実施の形態にかかる脚装具１２０は、歩行訓練を行う訓練者の脚部に装着される脚装具１２０であって、脚部に対向して配置される保持部と、保持部に取り付けられ、脚装具記脚部に装着するために脚部に巻き回されるベルトと、を備え、保持部材の外周側面には、ベルトに沿って設けられ、外側に突出するベルトガイド２１５が設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

歩行訓練を行う訓練者の脚部に装着される脚装具であって、
前記脚部に対向して配置される保持部と、
前記保持部に取り付けられ、前記脚装具を前記脚部に装着するために前記脚部に巻き回されるベルトと、を備え、
前記保持部の外周側面には、前記ベルトに沿って設けられ、外側に突出するベルトガイドが設けられている脚装具。

【請求項2】

前記ベルトの巻き回し方向における前記保持部の一端側において、前記保持部には前記ベルトを通すベルト穴が設けられており、
前記ベルトの巻き回し方向における前記保持部の他端側において、前記保持部に前記ベルトガイドが形成されている請求項１に記載の脚装具。

【請求項3】

前記保持部の前記他端側かつ上側の角部を外周側から視た平面視において、前記角部が前記上側になるほど一端側に傾いて形成されている請求項２に記載の脚装具。

【請求項4】

前記訓練者の上腿に沿って設けられた上腿フレームと、
前記訓練者の下腿に沿って設けられた下腿フレームと、
訓練者の膝関節の角度を変えるように、前記上腿フレームと前記下腿フレームとの間に介在する駆動機構と、をさらに備え、
前記保持部が前記脚部の膝関節に上に配置され、前記上腿フレームを保持する上半月部材である請求項１～３のいずれか１項に記載の脚装具。

【請求項5】

前記保持部が樹脂製の射出成型品である請求項１～３のいずれか１項に記載の脚装具。

【請求項6】

前記保持部と前記脚部との間に配置されるパッドをさらに備えた請求項１～３のいずれか１項に記載の脚装具。

【請求項7】

前記脚部の前記保持部の反対側において、前記ベルトと前記脚部との間に弾性シートが設けられている請求項１～３のいずれか１項に記載の脚装具。

【請求項8】

請求項１～３のいずれか１項に記載の脚装具と、
前記脚装具に取り付けられ、前記脚部に引張力を与える引張手段と、を備えた歩行訓練システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、脚装具、及び歩行訓練システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、足のアーチ形状の異常が原因となる疲れや痛みを改善する健康器具が開示されている。足に装着される本体部と、本体部を固定する固定ひも部とを備えている。本体部は、ベルトを通すための貫通穴が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－０１５１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、トレッドミルなどを用いて、歩行訓練を行う歩行訓練システムが利用されている。例えば、麻痺脚を有する訓練者がトレッドミル上で歩行訓練を行う。このような歩行訓練システムでは、訓練者が脚動作を補助するための脚装具を装着して歩行訓練を行うことがある。脚装具は上腿や下腿などにベルトで固定される。しかしながら、ベルトを使って装着した場合、支持剛性が低いおそれがある。このため、下肢の重量を支えきれずに骨盤が落ちてしまうという問題点がある。

【0005】

本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、適切に装着することができる脚装具，及び歩行訓練システムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施の形態における脚装具は、歩行訓練を行う訓練者の脚部に装着される脚装具であって、前記脚部に対向して配置される保持部と、前記保持部に取り付けられ、前記脚装具を前記脚部に装着するために前記脚部に巻き回されるベルトと、を備え、前記保持部の外周側面には、前記ベルトに沿って設けられ、外側に突出するベルトガイドが設けられている。

【0007】

上記の脚装具において、前記ベルトの巻き回し方向における前記保持部の一端側において、前記保持部には前記ベルトを通すベルト穴が設けられており、前記ベルトの巻き回し方向における前記保持部の他端側において、前記保持部に前記ベルトガイドが形成されていてもよい。

【0008】

上記の脚装具において、前記保持部の前記他端側かつ上側の角部を外周側から視た平面視において、前記角部が前記上側になるほど一端側に傾いて形成されていてもよい。

【0009】

上記の脚装具において、前記訓練者の上腿に沿って設けられた上腿フレームと、前記訓練者の下腿に沿って設けられた下腿フレームと、訓練者の膝関節の角度を変えるように、前記上腿フレームと前記下腿フレームとの間に介在する駆動機構と、をさらに備え、前記保持部が前記脚部の膝関節に上に配置され、前記上腿フレームを保持する上半月部材であってもよい。

【0010】

上記の脚装具において、前記保持部が樹脂製の射出成型品であってもよい。

【0011】

上記の脚装具において、前記保持部と前記脚部との間に配置されるパッドをさらに備えていてもよい。

【0012】

上記の脚装具において、前記脚部の前記保持部の反対側において、前記ベルトと前記脚部との間に弾性シートが設けられていてもよい。

【0013】

補実施形態に係る歩行訓練システムは、上記の脚装具と、前記脚装具に取り付けられ、前記脚部に引張力を与える引張手段と、を備えている。

【発明の効果】

【0014】

本開示により、適切に装着することができる脚装具、及び歩行訓練システムを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態にかかる歩行訓練システム１の概略斜視図である。

【図2】脚装具を斜め前方から見た斜視図である。

【図3】脚装具を斜め後方から見た斜視図である。

【図4】脚装具を右側から見た側面図である。

【図5】脚装具を前方から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

【0017】

（システム構成）
図１は、実施形態にかかるリハビリ支援システムの一構成例を示す全体概念図である。本実施形態にかかるリハビリ支援システム（歩行訓練システム１）は、主に、歩行訓練装置１００と、脚装具１２０によって構成される。

【0018】

歩行訓練装置１００は、訓練者（ユーザ）９００のリハビリ（リハビリテーション）を支援するリハビリ支援装置の一具体例である。歩行訓練装置１００は、一方の脚に麻痺を患う片麻痺患者である訓練者９００が、訓練スタッフ９０１の指導に従って歩行訓練を行うための装置である。ここで、訓練スタッフ９０１は、療法士（理学療法士）又は医師とすることができ、訓練者の訓練を指導又は介助などにより補助することから、訓練指導者、訓練介助者、訓練補助者などと称することもできる。

【0019】

歩行訓練装置１００は、主に、全体の骨格を成すフレーム１３０に取り付けられた制御盤１３３と、訓練者９００が歩行するトレッドミル１３１と、を備える。さらに、脚装具１２０は、訓練者９００の麻痺側の脚部である患脚に装着される。図１では、脚装具１２０は、訓練者９００の右脚に装着されている。

【0020】

フレーム１３０は、床面に設置されるトレッドミル１３１上に立設されている。トレッドミル１３１は、不図示のモータによりリング状のベルト１３２を回転させる。トレッドミル１３１は、訓練者９００の歩行を促す装置であり、歩行訓練を行う訓練者９００は、ベルト１３２に乗り、ベルト１３２の移動に合わせて歩行動作を試みる。なお、訓練スタッフ９０１は、例えば図１に示すように訓練者９００の背後のベルト１３２上に立って一緒に歩行動作を行うこともできるが、通常、ベルト１３２を跨いだ状態で立つなど、訓練者９００の介助を行い易い状態に居ることが好ましい。

【0021】

フレーム１３０は、制御盤１３３や、訓練用モニタ１３８を支持している。制御盤１３３は、モータやセンサの制御を行う全体制御部２１０を収容する。訓練用モニタ１３８は、例えば、液晶パネルであり、訓練の進捗状況等を訓練者９００へ提示する。また、フレーム１３０は、訓練者９００の頭上部前方付近で前側引張部１３５を、頭上部付近でハーネス引張部１１２を、頭上部後方付近で後側引張部１３７を、それぞれ支持している。また、フレーム１３０は、訓練者９００が掴むための手摺り１３０ａを含む。

【0022】

手摺り１３０ａは、訓練者９００の左右両側に配置されている。手摺り１３０ａは水平面内において、前後方向に沿って設けられている。それぞれの手摺り１３０ａは、訓練者９００の歩行方向と平行な方向に配置されている。手摺り１３０ａは、上下位置、及び左右位置が調整可能となっている。つまり、手摺り１３０ａは、その高さ及び幅を変更する機構を含むことができる。さらに、手摺り１３０ａは、例えば歩行方向の前方側と後方側とで高さを異ならせるように調整することで、その傾斜角度を変更できるように構成することもできる。例えば、手摺り１３０ａは、歩行方向に沿って徐々に高くなるような傾斜角度を付すことができる。

【0023】

また、手摺り１３０ａには、訓練者９００から受ける荷重を検出する手摺りセンサ２１８が設けられている。例えば、手摺りセンサ２１８は、電極がマトリックス状に配置された抵抗変化検出型の荷重検出シートとすることができる。また、手摺りセンサ２１８は、３軸の加速度センサ（ｘ，ｙ，ｚ）と３軸のジャイロセンサ（ｒｏｌｌ，ｐｉｔｃｈ，ｙａｗ）とを複合させた６軸センサとすることもできる。但し、手摺りセンサ２１８の種類や設置位置は問わない。

【0024】

カメラ１４０は、訓練者９００の全身を観察するための撮像部としての機能を担う。カメラ１４０は、訓練用モニタ１３８の近傍に、訓練者と相対するように設置されている。カメラ１４０は、訓練中の訓練者９００の静止画や動画を撮影する。カメラ１４０は、訓練者９００の全身を捉えられる程度の画角となるような、レンズと撮像素子のセットを含む。撮像素子は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサであり、結像面に結像した光学像を画像信号に変換する。

【0025】

前側引張部１３５と後側引張部１３７の連携した動作により、脚装具１２０の荷重が患脚の負担とならないように当該荷重を相殺し、更には、設定の程度に応じて患脚の振出し動作をアシストする。

【0026】

前側ワイヤ１３４は、一端が前側引張部１３５の巻取機構に連結されており、他端が脚装具１２０に連結されている。前側引張部１３５の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、患脚の動きに応じて前側ワイヤ１３４を巻き取ったり繰り出したりする。同様に、後側ワイヤ１３６は、一端が後側引張部１３７の巻取機構に連結されており、他端が脚装具１２０に連結されている。後側引張部１３７の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、患脚の動きに応じて後側ワイヤ１３６を巻き取ったり繰り出したりする。このような前側引張部１３５と後側引張部１３７の連携した動作により、脚装具１２０の荷重が患脚の負担とならないように当該荷重を相殺し、更には、設定の程度に応じて患脚の振出し動作をアシストする。

【0027】

前側ワイヤ１３４、及び前側引張部１３５は訓練者９００の脚を上方かつ前方に引張する第１引張手段となる。後側ワイヤ１３６、及び後側引張部１３７は訓練者９００の脚を上方かつ後方に引張する第２引張手段となる。前側引張部１３５、及び後側引張部１３７は後述するように歩行フェーズに応じた引張力で、前側ワイヤ１３４と後側ワイヤ１３６を引っ張る。また、歩行フェーズに応じて、引張力の動作パターンが設定されていてもよい。

【0028】

例えば、訓練スタッフ９０１は、オペレータとして、重度の麻痺を抱える訓練者に対しては、アシストするレベルを大きく設定する。アシストするレベルが大きく設定されると、前側引張部１３５は、患脚の振出しタイミングに合わせて、比較的大きな力で前側ワイヤ１３４を巻き取る。訓練が進み、アシストが必要でなくなったら、訓練スタッフ９０１は、アシストするレベルを最小に設定する。アシストするレベルが最小に設定されると、前側引張部１３５は、患脚の振出しタイミングに合わせて、脚装具１２０の自重をキャンセルするだけの力で前側ワイヤ１３４を巻き取る。

【0029】

歩行訓練装置１００は、装具１１０、ハーネスワイヤ１１１、及びハーネス引張部１１２を主な構成要素とする、安全装置としての転倒防止ハーネス装置を備える。装具１１０は、訓練者９００の腹部に巻き付けられるベルトであり、例えば面ファスナによって腰部に固定される。装具１１０は、吊具であるハーネスワイヤ１１１の一端を連結する連結フック１１０ａを備え、ハンガーベルトと称することもできる。訓練者９００は、連結フック１１０ａが後背部に位置するように、装具１１０を装着する。

【0030】

ハーネスワイヤ１１１は、一端が装具１１０の連結フック１１０ａに連結されており、他端がハーネス引張部１１２の巻取機構に連結されている。ハーネス引張部１１２の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、ハーネスワイヤ１１１を巻き取ったり繰り出したりする。このような構成により、転倒防止ハーネス装置は、訓練者９００が転倒しそうになった場合に、その動きを検知した全体制御部２１０の指示に従ってハーネスワイヤ１１１を巻き取り、装具１１０により訓練者９００の上体を支えて、訓練者９００の転倒を防ぐ。

【0031】

装具１１０は、訓練者９００の姿勢を検出するための姿勢センサ２１７を備える。姿勢センサ２１７は、例えばジャイロセンサと加速度センサを組み合わせたものであり、装具１１０が装着された腹部の重力方向に対する傾斜角を出力する。

【0032】

管理用モニタ１３９は、フレーム１３０に取り付けられており、主に訓練スタッフ９０１が監視及び操作するための表示入力装置である。管理用モニタ１３９は、例えば液晶パネルであり、その表面にはタッチパネルが設けられている。管理用モニタ１３９は、訓練設定に関する各種メニュー項目や、訓練時における各種パラメータ値、訓練結果などを表示する。また、管理用モニタ１３９の近傍には、非常停止ボタン２３２が設けられている。訓練スタッフ９０１が非常停止ボタン２３２を押すことで、歩行訓練装置１００が非常停止する。

【0033】

全体制御部２１０は、訓練設定に関する設定パラメータ、訓練結果として脚装具１２０から出力された運脚に関する各種データなどを含みうるリハビリデータを生成する。このリハビリデータには、訓練スタッフ９０１又はその経験年数や熟練度等を示すデータ、訓練者９００の症状、歩行能力、回復度等を示すデータ、脚装具１２０の外部に設けられたセンサ等から出力された各種データなどを含むことができる。

【0034】

脚装具１２０は、訓練者９００の患脚に装着されている。上記のように、脚装具１２０には、前側ワイヤ１３４と後側ワイヤ１３６が連結されている。そして、前側ワイヤ１３４と後側ワイヤ１３６が脚装具１２０を引っ張ることで、患脚にアシスト力が与えられる。脚装具１２０は、訓練者９００の関節動作を補助するアクチュエータなどを備えていても良い。例えば、脚装具１２０は、膝関節を屈曲又は伸展するためのモータを備えている。

【0035】

さらに、脚装具１２０は、脚動作を検出するためのセンサを有していてもよい。例えば、脚装具１２０には、足平から受ける荷重を検出するセンサなどが設けられていても良い。もちろん、脚装具１２０は、アクチュエータやセンサを有していないものであってもよい。ワイヤによる引張力を与えない場合、脚装具１２０を省略しても良い。この場合、訓練者９００は、単独でトレッドミル１３１上で歩行訓練を行うことができる。

【0036】

全体制御部２１０は、脚装具１２０、前側引張部１３５、後側引張部１３７のアクチュエータを各種センサの出力に応じて制御する。例えば、全体制御部２１０は、姿勢センサ２１７、脚装具１２０のセンサ、カメラ１４０等の検出結果に応じて，歩行サイクルとそのタイミングを検知する。全体制御部２１０は歩行サイクルのタイミングに応じた駆動力を各アクチュエータに与えるための指令値を出力する。これにより、各アクチュエータが、歩行サイクルや歩行パターンに応じて動作する。例えば、立脚期、遊脚器の切り替わるタイミングに応じて、駆動力が与えられる。

【0037】

次に、脚装具１２０の構成について、図２～図５を用いて説明する。なお、図２～図５に示す方向は、脚装具１２０を装着した訓練者９００を基準とする方向として説明する。つまり、以下の説明における左右方向、上下方向、前後方向は、図１の訓練者９００の左右方向、上下方向、前後方向と一致する。

【0038】

図２，及び図３は、脚装具１２０の構成を示す斜視図である。図２は、脚装具１２０を斜め前から見た図であり、図３は脚装具１２０を斜め後ろから見た図である。図４は、脚装具１２０を右側から見た側面図である。図５は、脚装具１２０を前側から見た正面図である。

【0039】

脚装具１２０は、上腿固定ユニット２１と、膝関節ユニット２２と、上腿フレーム２３と、下腿フレーム２４と、足平フレーム２５と、足首関節機構２６と、下腿固定ユニット２８と、を備えている。上側から順に、上腿固定ユニット２１、上腿フレーム２３。膝関節ユニット２２，下腿固定ユニット２８、下腿フレーム２４、足首関節機構２６．足平フレーム２５の順で連結されている。

【0040】

上腿フレーム２３は、訓練者９００の上腿に沿って配置されている。上腿フレーム２３は、鉛直上下方向に延びている。上腿フレーム２３は、訓練者９００の上腿の側方に配置される。上腿は、膝関節から股関節までの箇所である。

【0041】

下腿フレーム２４は、上腿フレーム２３の下に配置されている。下腿フレーム２４は、鉛直上下方向に延びている。下腿フレーム２４、訓練者９００の下腿に沿って配置されている。下腿フレーム２４は、訓練者９００の下腿の側方に配置される。下腿は膝関節から足首関節までの箇所である。

【0042】

上腿フレーム２３には、上腿固定ユニット２１を連結するための連結機構２３１が設けられている。連結機構２３１が上腿固定ユニット２１の上腿保持部２１２と上腿フレーム２３とを連結する。また、連結機構２３１は、訓練者９００の脚の長さに応じて長さを調整するための長さ調整機構を有している。例えば、上腿固定ユニット２１に対する上腿フレーム２３の相対的な取付位置を変えることで、脚装具１２０の長さが変化する。

【0043】

下腿フレーム２４は、下腿固定ユニット２８を連結するための連結機構２４１が設けられている。連結機構２４１が下腿固定ユニット２８と下腿フレーム２４とを連結する。また、連結機構２４１は、訓練者９００の脚の長さに応じて長さを調整するための長さ調整機構を有している。

【0044】

脚装具１２０の長さを訓練者９００に応じた長さに調整することができる。つまり、訓練者９００の脚が長い場合、上腿フレーム２３と下腿フレーム２４とが長くなるように、連結位置を調整する。これにより、訓練者９００は、適切な装着位置で脚装具１２０を装着することができる。

【0045】

膝関節ユニット２２は、上腿フレーム２３と下腿固定ユニット２８とを回動可能に連結している。膝関節の動作に応じて、上腿フレーム２３に対する下腿固定ユニット２８及び下腿フレーム２４の角度が変わる。膝関節ユニット２２は、訓練者９００の膝関節の側方に配置される。膝関節ユニット２２の回転軸は左右方向に延びている。膝関節ユニット２２は、アクチュエータ、センサ、及び制御ユニットなどを有していてもよい。膝関節ユニット２２は、訓練者９００の膝関節角度を変えるための駆動機構として機能する。

【0046】

例えば、膝関節ユニット２２は、上腿フレーム２３と下腿フレーム２４との角度を変えるモータなどを内蔵している。さらに、膝関節角度や加速度の検出するためのセンサを有していてもよい。また、センサの検出結果に応じて、モータを制御するための制御ユニットを有していてもよい。膝関節ユニット２２と、上腿フレーム２３と、下腿フレーム２４は訓練者９００の膝関節を伸展又は屈曲させるためのリンク機構として動作する。膝関節ユニット２２のモータが、膝関節の動作を補助するアシスト力を与える。

【0047】

下腿フレーム２４の下側には、足平フレーム２５が設けられている。足首関節機構２６は、足平フレーム２５と下腿フレーム２４とを回動可能に連結している。足首関節機構２６は、訓練者９００の足首関節の側方に配置される。

【0048】

足平フレーム２５は、訓練者９００の足の裏側に配置される。つまり、訓練者９００は、足平フレーム２５の上に足を置く。足平フレーム２５には訓練者９００から受ける荷重を検出するための荷重センサが設けられていてもよい。そして、膝関節ユニット２２のモータが荷重センサで検出された荷重に応じて、動作してもよい。なお、足首関節機構２６は、アクチュエータを有していない受動関節（パッシブジョイント）となっているが、アクチュエータを有する駆動関節（アクティブジョイント）であってもよい。

【0049】

足平フレーム２５には足固定ベルト２５１が取り付けられている。足固定ベルト２５１の両端は、足平フレーム２５の左右端に接続されている。足固定ベルト２５１は、訓練者９００の足に巻き付けられるように設けられている。換言すると、足固定ベルト２５１と足平フレーム２５とで形成される空間に、訓練者９００の足が挿入される。足固定ベルト２５１は足に巻き付けられるため、訓練者９００の足に足平フレーム２５が固定される。

【0050】

左右方向において、膝関節ユニット２２、上腿フレーム２３、下腿フレーム２４、及び、足首関節機構２６は、訓練者９００の脚の外側に配置されている。ここでは、脚装具１２０は訓練者９００の右脚に装着されるため、膝関節ユニット２２、上腿フレーム２３、下腿フレーム２４、及び、足首関節機構２６は、右脚の右側に配置される。なお、脚装具１２０は訓練者９００の左脚に装着されるため、膝関節ユニット２２、上腿フレーム２３、及び下腿フレーム２４、及び、足首関節機構２６は、左脚の左側に配置される。足首関節機構２６には、足首の底背屈角度を制限するためのストッパなどが設けられていてもよい。

【0051】

足首関節機構２６には、足首固定ベルト２６１が取り付けられている。足首固定ベルト２６１は、訓練者９００の足首の外周に巻き回されるように設けられている。つまり、足首固定ベルト２６１と足首関節機構２６とで形成される空間に、訓練者９００の足首が挿入される。足首固定ベルト２６１が足首に巻き付けられるため、訓練者９００の足首に足首関節機構２６が固定される。

【0052】

下腿フレーム２４には、連結機構２４１を介して、下腿固定ユニット２８が設けられている。下腿固定ユニット２８は、下腿フレーム２４の前方左側に延在している。下腿固定ユニット２８は、訓練者９００の下腿の前側に位置する。下腿固定ユニット２８は、訓練者９００の下腿の前側に位置する半月部材である。

【0053】

図３などに示されるように、下腿フレーム２４は、連結機構２４１によって下腿固定ユニット２８に固定される。例えば、下腿固定ユニット２８は、下腿フレーム２４を収容する筒部を有していてもよい。下腿フレーム２４を下腿固定ユニット２８に取り付けるために、下腿フレーム２４を下側から下腿固定ユニット２８の筒部に挿入する。連結機構２４１が下腿フレーム２４を下腿固定ユニット２８に固定する。さらに、下腿フレーム２４の挿入長さを変えることで、下腿フレーム２４の長さを調整することができる。

【0054】

下腿固定ユニット２８の後ろ側には、下腿固定シート２８２が設けられている。下腿固定シート２８２は，下腿固定ユニット２８と対向して配置される。下腿固定シート２８２と下腿固定ユニット２８の間に下腿が位置する。下腿固定シート２８２は、樹脂材料等で形成された弾性シートである。下腿固定シート２８２は、例えば、ウレタン樹脂、スポンジなどの弾性体で形成されている。

【0055】

下腿固定ユニット２８と下腿固定シート２８２には下腿固定ベルト２８１が取り付けられている。下腿固定ベルト２８１は、訓練者９００の下腿に巻き付けられるように設けられている。下腿固定ベルト２８１によって、下腿固定シート２８２に下腿固定ユニット２８が取り付けられる。下腿固定シート２８２は、柔軟な弾性体シートであるため、訓練者９００の下腿の外周面に沿うように変形する。つまり、下腿固定シート２８２は訓練者９００の下腿に沿って湾曲する。

【0056】

下腿固定ユニット２８と、下腿固定シート２８２と、下腿固定ベルト２８１とで形成される空間に、訓練者９００の下腿が挿入される。よって、下腿フレーム２４が訓練者９００の下腿に固定される。下腿固定ユニット２８，下腿固定シート２８２には、下腿固定ベルト２８１を通すためのベルト穴やベルトループが設けられていてもよい。

【0057】

また、上腿フレーム２３には、連結機構２３１を介して、上腿固定ユニット２１が連結されている。上腿固定ユニット２１は、上腿フレーム２３を訓練者９００の上腿に固定する。上腿固定ユニット２１は、上腿固定シート２１１と、上腿保持部２１２と、固定ベルト２１６とを備えている。

【0058】

上腿保持部２１２は、上腿フレーム２３に取り付けられている。上腿保持部２１２の右端が上腿フレーム２３に取り付けられている。上腿保持部２１２は、上腿フレーム２３から前方左側に延在している。上腿保持部２１２は、訓練者９００の上腿の前側に位置する半月部材である。

【0059】

図３などに示されるように、上腿保持部２１２は、連結機構２３１によって上腿フレーム２３に固定される。例えば、上腿保持部２１２は、上腿フレーム２３を収容する筒部を有していてもよい。上腿フレーム２３を上腿保持部２１２に取り付けるため、上腿保持部２１２の筒部に上腿フレーム２３を挿入する。連結機構２３１が上腿フレーム２３を上腿保持部２１２に固定する。上腿フレーム２３の挿入長さを変えることで、上腿フレーム２３の長さを調整することができる。

【0060】

上腿保持部２１２は、訓練者９００の脚部に対向して配置される部材である。上腿保持部２１２の上腿側の面を内周側面２１２ｂとし、その反対側の面を外周側面２１２ｃとする。内周側面２１２ｂは上腿保持部２１２の脚部側の面であり、外周側面２１２ｃは上腿保持部２１２の外側の面である。

【0061】

上腿保持部２１２の一端が上腿の左側に位置し、他端が上腿の右側に位置する。上腿保持部２１２は、上腿の表面に沿って湾曲しており、上腿と対向するように配置されている。なお、上腿保持部２１２は、上腿フレーム２３と別体として形成されているが、上腿保持部２１２は上腿フレーム２３と一体的に形成されていてもよい。

【0062】

上腿固定シート２１１は、上腿保持部２１２と対向して配置されている。上腿固定シート２１１は上腿の後ろ側に位置する。上腿固定シート２１１は、樹脂材料等で形成された弾性シートである。上腿固定シート２１１は、例えば、ウレタン樹脂、スポンジなどの弾性体で形成されている。上腿保持部２１２と上腿固定シート２１１の間に訓練者９００の上腿が位置する。

【0063】

上腿保持部２１２と上腿固定シート２１１には、固定ベルト２１６が取り付けられている。固定ベルト２１６は、訓練者９００の上腿に巻き付けられるように設けられている。そして、固定ベルト２１６によって、上腿保持部２１２に上腿固定シート２１１が取り付けられる。上腿固定シート２１１は、柔軟な弾性体シートであるため、訓練者９００の上腿の外周面に沿うように変形する。つまり、上腿固定シート２１１は訓練者９００の上腿に沿って湾曲する。固定ベルト２１６が訓練者９００の上腿の周りを１周巻き回されているが、２周以上巻き回してもよい。

【0064】

図２に示すように。固定ベルト２１６が、上腿保持部２１２の前側を通って、上腿に巻き付けられている。さらに、固定ベルト２１６が上腿固定シート２１１の後ろ側を通って、上腿に巻き付けられている。したがって、固定ベルト２１６が上腿固定シート２１１と上腿保持部２１２を上腿に巻き付けられた状態で固定する。上腿固定シート２１１と上腿保持部２１２が上腿を前後両側から挟み込むように配置される。固定ベルト２１６のベルト圧で、上腿固定シート２１１と上腿保持部２１２の間隔が保たれる。

【0065】

上腿保持部２１２には、固定ベルト２１６を通すためのベルト穴２１２ａが設けられている。ベルト穴２１２ａは外周側面２１２ｃから内周側面２１２ｂまで貫通する貫通穴である。ベルト穴２１２ａは、上腿保持部２１２の左端側に配置されている。そして、上腿保持部２１２の前側に巻き付けられていた固定ベルト２１６がベルト穴２１２ａを通って、後ろ側にある上腿固定シート２１１に向かう。

【0066】

図３に示すように、上腿固定シート２１１には固定ベルト２１６を通すためのベルトループ２１３が設けられている。ベルトループ２１３は上腿固定シート２１１の後ろ側の面に配置される。よって、固定ベルト２１６は、上腿固定シート２１１の後ろ側に巻き付けられる。

【0067】

固定ベルト２１６は、水平方向に沿って設けられている。つまり、固定ベルト２１６の巻き回し方向は、水平方向に沿った方向となる。例えば、固定ベルト２１６は前後方向、及び左右方向に沿って設けられている。脚装具１２０を装着する場合、固定ベルト２１６がベルトガイド２１５にガイドされて、固定ベルト２１６が巻き回される。よって、適切な位置に固定ベルト２１６を巻き回すことができる。

【0068】

よって、固定ベルト２１６は、上腿保持部２１２と上腿固定シート２１１を囲むように配置される。そして、固定ベルト２１６を巻き回したときのベルト圧で上腿保持部２１２と上腿固定シート２１１を保持することができる。したがって、上腿保持部２１２と上腿固定シート２１１の取り付け高さを維持することができる。

【0069】

さらに、上腿保持部２１２には、固定ベルト２１６をガイドするためのベルトガイド２１５が設けられている。ベルトガイド２１５は、上腿保持部２１２の外周側面２１２ｃには、外側に突出した突出部である。つまり、ベルトガイド２１５は、上腿保持部２１２の外周側面２１２ｃから外側に突出したリブとなっている。ベルトガイド２１５は、固定ベルト２１６に沿って設けられている。

【0070】

ベルトガイド２１５は固定ベルト２１６の巻き回し方向における上腿保持部２１２の一端に形成されている。固定ベルト２１６は，ベルトガイド２１５の上側を通っている。したがって、ベルトガイド２１５によって、固定ベルト２１６が下側にずれることを防ぐことができる。つまり。固定ベルト２１６がずり落ちないように、ベルトガイド２１５が固定ベルト２１６を支持している。

【0071】

固定ベルト２１６がベルトガイド２１５の上下位置を規制する。固定ベルト２１６の位置ずれを抑制することができる。歩行時の上下動した場合でも、下方向に固定ベルト２１６がずれることを防ぐことできる。つまり、固定ベルト２１６がベルトガイド２１５を乗り越えない限り、固定ベルト２１６が下がることがない。よって、訓練者９００は、適切な装着位置で脚装具１２０を装着することができる。訓練者９００は、効果的な訓練を行うことができる。

【0072】

ベルトガイド２１５は、外周側面２１２ｃから外側に突出した突起となる、ベルトガイド２１５がベルトガイド２１５に沿って形成されている。ベルトガイド２１５は、上腿保持部２１２に付加される荷重に対して、強度補強のリブとして機能する。よって、上腿保持部２１２を軽量化、薄型化することができる。

【0073】

上腿保持部２１２は、例えば、樹脂材料により形成される。上腿保持部２１２は樹脂製の射出成型品である。上腿保持部２１２を樹脂成型品とすることで、アルミニウムなどの金属材料よりも軽量化を図ることができる。さらに、柔軟性を向上することができる。よって、装着性を向上することができる。なお、上腿保持部２１２は、上腿フレーム２３の少なくとも一部と一体的に形成された樹脂成型品であってもよい。あるいは、上腿保持部２１２と上腿フレーム２３は別体として形成された樹脂成型品であってもよい。

【0074】

また、脚装具１２０は、膝関節の角度を変えるように、上腿フレーム２３と下腿フレーム２４との間に介在する膝関節ユニット２２を有している。脚装具１２０は、上腿と下腿のそれぞれに固定される。脚装具１２０は、上腿に固定される上腿固定ユニット２１と、下腿に固定される下腿固定ユニット２８を有している。上腿固定ユニット２１の上腿保持部２１２が、上半月部材となり、上腿に対向して配置される。下腿固定ユニット２８が下半月部材となり、下腿に対向して配置される。

【0075】

このようにすることで、保持力を向上することができるため、訓練者９００が確実に脚装具１２０を装着することができる。歩行動作中の上下動に起因するベルトの位置ずれを抑制することができる。さらに、膝関節ユニット２２のアクチュエータが膝関節動作をアシストするための駆動力を脚装具１２０に与えた場合であっても、位置ずれを抑制することができる。

【0076】

固定ベルト２１６の巻き回し方向における上腿保持部２１２の一端側において、上腿保持部２１２には固定ベルト２１６を通すベルト穴２１２ａが設けられている。固定ベルト２１６の巻き回し方向における上腿保持部２１２の他端側において、上腿保持部２１２にベルトガイド２１５が形成されている。このようにすることで、固定ベルト２１６が上腿保持部２１２を確実に保持することができる。

【0077】

上腿保持部２１２と訓練者９００の上腿との間に、パッド２１９を設けてもよい。つまり、パッド２１９は、上腿保持部２１２の内周側面２１２ｂに取り付けられている。パッド２１９はウレタン樹脂、スポンジなどの弾性体で形成されており、上腿保持部２１２の内周側面２１２ｂに沿って配置されている。パッド２１９が上腿保持部２１２と上腿との間に介在するため、ベルト固定によって訓練者９００が受ける力を吸収することができる。つまり、パッド２１９が緩衝材となるため、ユーザビリティを向上することができる。

【0078】

次に、上腿保持部２１２の角部Ｃの構成について、図２、図５を参照して説明する。角部Ｃは、上下方向において、上腿保持部２１２の上側の角部である。角部Ｃは、左右方向において、上腿保持部２１２の外側（にある。また、前後方向において、角部Ｃは、上腿保持部２１２の後方にある。

【0079】

図２、図４に示すように、上腿保持部２１２の上側の角部Ｃには、傾斜部２１２ｄが設けられている。上腿保持部２１２を外周側から視た平面視における角部Ｃの形状について、図４を用いて説明する。図４は、上腿保持部２１２を含む脚装具１２０を右側から見た図である。平面視において、巻き回し方向における上腿保持部２１２のベルト穴２１２ａ側の端部を一端とし、一端の反対側を他端とする。傾斜部２１２ｄは、上側になるほど一端側に傾いて形成されている。つまり、上側に向かうほど、傾斜部２１２ｄは他端側から一端側に向かうように傾斜している。

【0080】

角部Ｃに傾斜部２１２ｄを設けることで、固定ベルト２１６がベルトガイドを乗り越えることを防ぐことができる。これにより、ユーザビリティを向上することができる。

【0081】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0082】

１ 歩行訓練システム
２１ 上腿固定ユニット
２２ 膝関節ユニット
２３ 上腿フレーム
２４ 下腿フレーム
２５ 足平フレーム
２６ 足首関節機構
１００ 歩行訓練装置
１１０ 装具
１１０ａ 連結フック
１１１ ハーネスワイヤ
１１２ ハーネス引張部
１２０ 脚装具
１３０ フレーム
１３０ａ 手摺り
１３１ トレッドミル
１３２ ベルト
２１０ 全体制御部
２１ 上腿固定ユニット
２１１ 上腿固定シート
２１２ 上腿保持部
２１２ａ ベルト穴
２１２ｂ 内周側面
２１２ｃ 外周側面
２１３ ベルトループ
２１５ ベルトガイド
２１６ 固定ベルト
２１７ 姿勢センサ
９００ 訓練者
９０１ 訓練スタッフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】