7252026 関節機構、膝関節補助装置、関節部材、並びにクラッチユニット

(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】

(24)【登録日】2023-03-27

(45)【発行日】2023-04-04

(54)【発明の名称】関節機構、膝関節補助装置、関節部材、並びにクラッチユニット

(51)【国際特許分類】

   A61H 3/00 20060101AFI20230328BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20230328BHJP

【ＦＩ】

A61H3/00 B

A61H1/02 R

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019057479

(22)【出願日】2019-03-25

(65)【公開番号】P2020156627

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000224123

【氏名又は名称】藤倉化成株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】800000068

【氏名又は名称】学校法人東京電機大学

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】安齊 秀伸

(72)【発明者】

【氏名】長妻 明美

(72)【発明者】

【氏名】三井 和幸

【審査官】佐藤 智弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１４２９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３５８３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｈ ３／００

Ａ６１Ｈ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互に回動自在に結合された第１回動部材及び第２回動部材と、
前記第１回動部材及び前記第２回動部材に接続され前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を一方向にのみ許容するワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との間の接続状態を断続する断続部とを備え、
前記ワンウェイクラッチは、インナー及びアウターを有して両者間を係脱可能な係脱部材を備え且つ前記第２回動部材に連動して軸周りに回転する筒状の接続部と前記第１回動部材に連動する固定軸部との間に備えられ、
前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との間の接続状態について前記断続部により前記接続部の前記第２回動部材に対する連動を切断することで前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を双方向に許容する、
ことを特徴とする関節機構。

【請求項2】

請求項１記載の関節機構であって、
前記ワンウェイクラッチに設けられ前記第２回動部材を接続するための接続部と、
前記第２回動部材に設けられ前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との切断時に前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動に応じて前記接続部に対して変位可能な変位部とを備え、
前記断続部は、前記接続部と前記変位部との間を接続して変位不能にすることで、前記第２回動部材を前記ワンウェイクラッチに接続する、
ことを特徴とする関節機構。

【請求項3】

請求項２記載の関節機構であって、
前記接続部及び前記変位部は、回動軸方向で重ねて配置されると共に回動軸周りに相対回転可能であり、前記回動軸方向で連通する連通穴を備え、
前記断続部は、前記連通穴内に軸方向に移動可能に配置されたピンを備え、前記ピンの前記軸方向への移動によって前記断続を行わせる、
ことを特徴とする関節機構。

【請求項4】

請求項２記載の関節機構であって、
前記接続部及び前記変位部は、回動軸に交差する交差方向で離間して配置されると共に回動軸周りに相対回転可能であり、
前記断続部は、前記変位部に対して係合する第１係合部を有する本体部と、前記本体部に前記回動軸周りに回転自在に支持され前記接続部に対して係合する第２係合部を有する回転部と、前記回転部の回転を制動及び制動解除することで前記断続を行わせる制動部とを備えた、
ことを特徴とする関節機構。

【請求項5】

請求項１～４の何れか一項に記載の関節機構であって、
前記断続部は、前記ワンウェイクラッチに着脱可能に取り付けられる、
ことを特徴とする関節機構。

【請求項6】

請求項１～５の何れか一項に記載の関節機構を用いた膝関節補助装置であって、
前記関節機構の前記第１回動部材及び前記第２回動部材の一方に設けられ被補助者の大腿に装着するための大腿装着部と、
前記関節機構の前記第１回動部材及び前記第２回動部材の他方に設けられ前記被補助者の下腿に装着するための下腿装着部とを備え、
前記関節機構は、前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動のロックにより前記大腿装着部及び前記下腿装着部間の回動を伸展方向にのみ許容し前記ロックの解除により前記大腿装着部及び前記下腿装着部間の回動を前記伸展方向及び屈曲方向の双方向へ許容する、
ことを特徴とする膝関節補助装置。

【請求項7】

請求項６記載の膝関節補助装置であって、
前記被補助者の大腿の前後位置を検出するセンサーを備え、
前記関節機構は、前記回動のロック及び前記ロックの解除を電気的に切り替え可能であり、
前記センサーでの検出に基づき、前記被補助者の大腿が前記被補助者の体の重心よりも前に位置するときに前記回動のロックを行い、前記被補助者の大腿が前記被補助者の体の重心よりも後ろに位置するときに前記回動のロックを解除する、
ことを特徴とする関節機構。

【請求項8】

相互に回動自在に結合された第１回動部材及び第２回動部材と、
前記第１回動部材及び前記第２回動部材に接続され前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動をロックして一方向にのみ許容するワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチは、インナー及びアウターを有して両者間を係脱可能な係脱部材を備え且つ前記第２回動部材に連動して軸周りに回転する筒状の接続部と前記第１回動部材に連動する固定軸部との間に備えられ、
前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との間の接続状態について前記断続部により前記接続部の前記第２回動部材に対する連動を切断することで前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を双方向に許容し、
前記筒状の接続部は、前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との間の接続状態を断続する断続部を取り付けるための取付部を備えた、
ことを特徴とする関節部材。

【請求項9】

第１回動部材及び第２回動部材に着脱自在に取り付けられて前記第１回動部材及び第２回動部材間の回動をロックして一方向にのみ許容するためのクラッチユニットであって、
前記第１回動部材に回動方向に係合して取り付けられる第１取付部材及び前記第２回動部材に回動方向に係合して取り付けられる第２取付部材と、
前記第１取付部材又は前記第２取付部材を前記第１回動部材又は前記第２回動部材に着脱自在に固定する固定部材と、
前記第１取付部材及び前記第２取付部材の一方に支持され前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を一方向にのみ許容するためのワンウェイクラッチと、
前記第１取付部材及び前記第２取付部材の他方に設けられ前記ワンウェイクラッチの外周に相対回転自在に支持されると共に前記固定部材に取り付けられる相対回転部と、
前記筒状の接続部に備えられ前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との接続状態を断続する断続部を取り付けるための取付部と、
を備え、
前記ワンウェイクラッチは、インナー及びアウターを有して両者間を係脱可能な係脱部材を備え且つ前記第２取付部材又は前記第１回動部材に連動して軸周りに回転する筒状の接続部と前記第１回動部材又は前記第２取付部材に連動する固定軸部との間に備えられた、
ことを特徴とするクラッチユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロック及びロックの解除が可能な関節機構、膝関節補助装置、関節部材、並びにクラッチユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

被補助者の歩行補助用又はリハビリテーション用の器具等として、例えば膝関節補助装置である歩行動作補助装置が利用されている。歩行動作補助装置としては、特許文献１のように、電動モータ等のアクチュエータを備えたものが提案されている。

【0003】

この歩行動作補助装置は、被補助者の大腿に装着される大腿側装具と下腿に装着される下腿側装具とを関節機構により回動自在に結合し、電動モータ等のアクチュエータにより関節機構にトルクを与えるようになっている。

【0004】

これにより、被補助者が歩行するときには、例えば、下肢の踵が床面に着いてから離れるまでの間、大腿側装具及び下腿側装具間が屈曲しないように関節機構にトルクを与えてロックし、被補助者の膝折れを防止できる。また、歩行に応じて踵が離れた後は、逆向きのトルクを関節機構に与え、ロックを解除すると共に下肢を前方に振って次に踵を床面に着くまでの動作を補助することができる。

【0005】

このように、特許文献１の歩行動作補助装置では、被補助者の歩行動作を補助して円滑に行わせることを可能とする。

【0006】

しかし、被補助者の歩容を自然なものにするには、被補助者の歩容に合わせて大腿及び下腿（関節機構の）が伸びきったときや伸びきる途中でロックされる必要がある。このため、特許文献１の歩行動作補助装置では、各種のセンサーを備えており、装置の複雑化や重量増を招くという問題があった。

【0007】

このような問題は、電動モータ等のアクチュエータを使用して関節機構が伸びきったときや伸びきる途中でロックされる必要がある足首、肘、肩等といった他の関節の補助装置やロボットの関節においても生じていた。また、関節によっては、曲げきったときや曲げきる途中でロックされる必要があり、そのような場合にも同様の問題が生じていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１８－０５０８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

解決しようとする問題点は、関節機構が伸びきった状態又は伸びきる途中もしくは曲げきった状態又は曲げきる途中でロックするために装置の煩雑化や重量増を招いていた点である。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、相互に回動自在に結合された第１回動部材及び第２回動部材と、前記第１回動部材及び前記第２回動部材に接続され前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を一方向にのみ許容するワンウェイクラッチと、前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との間の接続状態を断続する断続部とを備え、前記ワンウェイクラッチは、インナー及びアウターを有して両者間を係脱可能な係脱部材を備え且つ前記第２回動部材に連動して軸周りに回転する筒状の接続部と前記第１回動部材に連動する固定軸部との間に備えられ、前記ワンウェイクラッチと前記第２回動部材との間の接続状態について前記断続部により前記接続部の前記第２回動部材に対する連動を切断することで前記第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を双方向に許容することを特徴とする関節機構を最も主な特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、断続部によりワンウェイクラッチと第２回動部材との間を接続し、第１回動部材と第２回動部材との間の回動を伸展方向又は屈曲方向にのみ許容するようにロックすることができる。

【0012】

この結果、第１回動部材と第２回動部材との間が伸びる又は曲がる過程においてロックすれば、そのまま第１回動部材と第２回動部材との間を伸展方向又は屈曲方向に動作させると共に伸びきった状態又は伸びきる途中で若しくは曲げきった状態又は曲げきる途中でロックできる。

【0013】

このため、複雑な制御が不要であり、装置の煩雑化や重量増を抑制しながら簡単な構造で関節機構が伸びきった状態又は伸びきる途中で若しくは曲げきった状態又は曲げきる途中でのロックを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】関節機構を適用した膝関節補助措置としての長下肢装具を示す斜視図である。（実施例１）

【図2】図１の長下肢装具に用いられる関節機構を示す斜視図である。（実施例１）

【図3】図２の関節機構の要部を拡大して示す側面図である。（実施例１）

【図4】図２の関節機構の要部を拡大して示す底面図である。（実施例１）

【図5】図２の関節機構に用いられる関節部材を示す斜視図である。（実施例１）（実施例１）

【図6】図５の関節部材を示す分解斜視図である。（実施例１）

【図7】図５の関節部材の要部を拡大して示す平面図である。（実施例１）

【図8】図５の関節部材のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に係る斜視断面図である。（実施例１）

【図9】図５の関節部材のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に係る断面図である。（実施例１）

【図10】図２の関節機構に用いられる断続部を底面側から見た斜視図である。（実施例１）。

【図11】図１０の断続部を示すブロック図である。（実施例１）

【図12】関節部材の動きとロックとの関係を示す概略図である。（実施例１）

【図13】関節機構を示す断面図である。（実施例２）

【図14】断続部を示すブロック図である。（実施例３）

【発明を実施するための形態】

【0015】

装置の煩雑化や重量増を抑制しながら関節機構が伸びきった状態又は伸びきる途中で若しくは曲げきった状態又は曲げきる途中でのロックを可能とするという目的を、相互に回動自在に結合された第１回動部材及び第２回動部材間にワンウェイクラッチを接続し、ワンウェイクラッチと第２回動部材と間を断続部で断続する関節機構により実現した。

【0016】

すなわち、関節機構は、相互に回動自在に結合された第１回動部材及び第２回動部材と、第１回動部材及び第２回動部材に接続され第１回動部材及び第２回動部材間の回動をロックして一方向にのみ許容するワンウェイクラッチと、ワンウェイクラッチと第２回動部材との間の接続状態を断続する断続部とを備え、ワンウェイクラッチと第２回動部材との間を断続部により切断することで回動のロックを解除して第１回動部材及び前記第２回動部材間の回動を双方向に許容する。

【0017】

関節機構は、ワンウェイクラッチに設けられ第２回動部材を接続するための接続部と、第２回動部材に設けられワンウェイクラッチと第２回動部材との切断時に第１回動部材及び第２回動部材間の回動に応じて接続部に対して変位可能な変位部とを備え、断続部が、接続部と変位部との間を接続して変位不能にすることで、第２回動部材をワンウェイクラッチに接続する構成としてもよい。

【0018】

接続部及び変位部は、回動軸方向で重ねて配置されると共に回動軸周りに相対回転可能であり、回動軸方向で連通する連通穴を備え、断続部は、連通穴内に軸方向に移動可能に配置されたピンを備え、ピンの軸方向への移動によって断続を行わせる構成としてもよい。

【0019】

接続部及び変位部は、回動軸に交差する交差方向で離間して配置されると共に回動軸周りに相対回転可能であり、断続部は、変位部に対して係合する第１係合部を有する本体部と、本体部に回動軸周りに回転自在に支持され接続部に対して係合する第２係合部を有する回転部と、回転部の回転を制動及び制動解除することで断続を行わせる制動部とを備えた構成としてもよい。

【0020】

断続部は、ワンウェイクラッチに着脱可能に取り付けられてもよい。

【0021】

かかる構成の関節機構を用いた膝関節補助装置は、関節機構の第１回動部材及び第２回動部材の一方に設けられ被補助者の大腿に装着するための大腿装着部と、関節機構の第１回動部材及び第２回動部材の他方に設けられ被補助者の下腿に装着するための下腿装着部とを備え、関節機構が、第１回動部材及び第２回動部材間の回動のロックにより大腿装着部及び下腿装着部間の回動を伸展方向にのみ許容しロックの解除により大腿装着部及び下腿装着部間の回動を伸展方向及び屈曲方向の双方向へ許容する構成としてもよい。

【0022】

膝関節補助装置は、被補助者の大腿の前後位置を検出するセンサーを備え、関節機構が、回動のロック及びロックの解除を電気的に切り替え可能であり、センサーでの検出に基づき、被補助者の大腿が被補助者の体の重心よりも前に位置するときに回動のロックを行い、被補助者の大腿が被補助者の体の重心よりも後ろに位置するときに回動のロックを解除する構成としてもよい。

【0023】

関節機構を構成する関節部材は、相互に回動自在に結合された第１回動部材及び第２回動部材と、第１回動部材及び第２回動部材に接続され第１回動部材及び第２回動部材間の回動をロックして一方向にのみ許容するワンウェイクラッチと、ワンウェイクラッチと第２回動部材との間の接続状態を断続する断続部を取り付けるための取付部とを備えた構成としてもよい。

【0024】

関節機構に用いられるクラッチユニットは、第１回動部材及び第２回動部材に回動方向に係合する第１取付部材及び第２取付部材と、第１取付部材又は第２取付部材を第１回動部材又は第２回動部材に着脱自在に固定する固定部材と、第１取付部材及び第２取付部材の一方に支持され第１回動部材及び第２回動部材間の回動をロックして一方向にのみ許容するためのワンウェイクラッチと、第１取付部材及び第２取付部材の他方に設けられワンウェイクラッチの外周に相対回転自在に支持される相対回転部と、ワンウェイクラッチと第２回動部材との間の接続状態を断続する断続部を取り付けるための取付部とを備えた構成としてもよい。

【実施例1】

【0025】

［長下肢装具］
図１は、本発明の実施例１に係る関節機構を適用した膝関節補助措置としての長下肢装具を示す斜視図である。

【0026】

図１のように、長下肢装具１は、歩行補助用又はリハビリテーション用の器具であり、被補助者の下肢に装着して用いられるものである。なお、図１の長下肢装具１は、右足用である。左足用の長下肢装具は、長下肢装具１と対称に構成される。

【0027】

以下において、上下、左右、前後は、それぞれ被補助者に長下肢装具１が装着されたときの上下、左右、前後を意味する。また、軸方向とは、後述する関節機構３の回動軸２５の軸心に沿った回動軸方向をいう。回動方向とは、関節機構３の大腿フレーム部１３ａ，１３ｂと下腿フレーム部１５ａ，１５ｂとが回動する方向をいう。

【0028】

本実施例の長下肢装具１は、関節機構３を備えたフレーム５と、大腿装着部７と、下腿装着部９と、足装着部１１とを備えている。

【0029】

フレーム５は、大腿側に位置する大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ及び下腿側に位置する下腿フレーム部１５ａ，１５ｂを相互に回動自在に結合することで構成されている。本実施例のフレーム５は、下腿フレーム部１５ａ，１５ｂに下方へ延びる延長フレーム部１７ａ，１７ｂが結合されているが、延長フレーム部１７ａ，１７ｂを省略することも可能である。

【0030】

一方側の大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａは、それぞれ本実施例の第２回動部材及び第１回動部材として関節部材１９を構成し、後述するようにワンウェイクラッチ３７を備えている。この関節部材１９は、断続部２１が取り付けられて関節機構３を構成する。なお、本実施例の関節部材１９は、延長フレーム部１７ａが含まれないが、延長フレーム部１７ａを含めてもよい。また、関節部材１９は、大腿フレーム部１３ａを第１回動部材とし、下腿フレーム部１５ａを第２回動部材としてもよい。

【0031】

なお、フレーム５は、大腿フレーム部１３ｂ、下腿フレーム部１５ｂ、延長フレーム１７ｂを省略し、関節機構３を構成する大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａ並びに延長フレーム部１７ａで構成してもよい。

【0032】

大腿装着部７は、フレーム５の大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ間に取り付けられたベルト状の装着部材７ａ，７ｂを有している。なお、装着部材７ａ，７ｂは、ベルト状に限られるものではない。この大腿装着部７は、装着部材７ａ，７ｂにより被補助者の大腿部に着脱自在に装着される。

【0033】

下腿装着部９は、フレーム５の下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ間に取り付けられたベルト状の装着部材９ａを有し、この装着部材９ａにより被補助者の下腿部に着脱自在に装着される。下腿装着部９の装着部材９ａも、ベルト状に限られるものではない。下腿装着部９は、フレーム５を介して大腿装着部７に対して相対的に回動自在に構成されている。

【0034】

足装着部１１は、フレーム５の延長フレーム部１７ａ，１７ｂの下端に回動自在に取り付けられ、履物状の装着部材１１ａを有している。この装着部材１１ａにより、足装着部１１は、被補助者の足部に着脱自在に装着される。

【0035】

なお、足装着部１１は、省略することも可能である。また、足装着部１１の装着部材１１ａは、履物状ではなくてもよく、ベルト状等としてもよい。

【0036】

かかる長下肢装具１では、被補助者が装着して歩行する際に、大腿装着部７及び下腿装着部９間の回動に対して関節機構３の断続部２１によるロック及びロック解除をすることで、被補助者に自然な歩容を取らせることができる。詳細については後述する。

【0037】

［関節機構］
図２は、図１の長下肢装具１に用いられる関節機構３を示す斜視図、図３は、図２の関節機構３の要部を拡大して示す側面図、図４は、同底面図、図５は、図２の関節機構３に用いられる関節部材１９を示す斜視図、図６は、図５の関節部材１９を示す分解斜視図、図７は、図５の関節部材１９の要部を拡大して示す平面図、図８は、図５の関節部材１９のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に係る斜視断面図、図９は、同断面図である。

【0038】

関節機構３は、関節部材１９と、この関節部材１９に取り付けられた断続部２１とを備えている。本実施例の関節機構３は、長下肢装具１の一部として用いられているが、例えば、伸びきる又はその途中でロックを行うことが必要な足首、肘、肩等といった他の関節の補助装置やロボットの関節に用いることも可能である。関節によっては、曲げきる又はその途中でロックを行う必要がある場合もあるが、そのような場合にも、関節機構３は適用可能である。また、関節機構３は、リハビリ用に限られず、例えば重量物を運ぶ際に関節を補助するための補助装置等にも用いることができる。

【0039】

本実施例の関節部材１９は、第１回動部材及び第２回動部材としての下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａと、クラッチユニット２３とを備えている。

【0040】

下腿フレーム部１５ａは、長尺板状に形成されており、図１における上端部（以下、単に上端部と称する）が回動軸２５に回転自在に係合している。回動軸２５は、回動スリーブ２５ａの内周に、回動ピン２５ｂの一端を嵌合させて構成されている。回動ピン２５ｂの他端は、軸方向に突出している。この回動軸２５の回動スリーブ２５ａの外周に、下腿フレーム部１５ａに設けられた嵌合孔２７が回転自在に嵌合している。

【0041】

大腿フレーム部１３ａは、下腿フレーム部１５ａと同様に長尺板状に形成されており、図１における下端部（以下、単に下端部と称する）に一対の結合プレート３１ａ，３１ｂが一体に設けられている。一対の結合プレート３１ａ，３１ｂは、大腿フレーム部１３ａの表裏に沿った状態で固定され且つ回動軸２５に固定されている。

【0042】

従って、大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａは、回動軸２５により相互に回動自在に結合された構成となっている。

【0043】

大腿フレーム部１３ａの一対の結合プレート３１ａ，３１ｂには、筒状のロック部材３３がスライド自在に外嵌している。ロック部材３３は、スライドによってロック位置と非ロック位置との間を移動可能であり、ロック位置で大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａの回動を不能にし、非ロック位置で大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａの回動を可能とする。

【0044】

クラッチユニット２３は、大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａに着脱自在に取り付けられて大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａ間の回動をロックするためのものである。なお、クラッチユニット２３は、大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａに対して固定的（着脱不能）に取り付けられてもよい。

【0045】

このクラッチユニット２３は、第１取付部材３５と、ワンウェイクラッチ３７と、接続部３９と、第２取付部材４１と、固定部材としての固定ブロック４３と、取付部４５とを備えている。

【0046】

第１取付部材３５は、下腿フレーム部１５ａに回動方向に係合する部材である。本実施例の第１取付部材３５は、下腿フレーム部１５ａの上端部に沿って設けられたアーム状であり、係合片３５ａを有している。

【0047】

係合片３５ａは、ねじ等の締結具３６により第１取付部材３５に固定されている。この係合片３５ａは、第１取付部材３５を下腿フレーム部１５ａに対して回動方向で係合させるものである。

【0048】

第１取付部材３５は、回動軸２５上に位置するクラッチ支持部３５ｂを有している。クラッチ支持部３５ｂ上には、ワンウェイクラッチ３７が固定されている。

【0049】

ワンウェイクラッチ３７は、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａに接続されて、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動をロックして一方向（伸展方向）にのみ許容するものである。

【0050】

本実施例のワンウェイクラッチ３７は、スプラグ式、カム式、ラチェット式等の種々のものを採用することが可能であり、図示しないがインナーとアウターとの間に両者間を係脱可能なスプラグ等の係脱部材を備えている。

【0051】

このワンウェイクラッチ３７は、全体として筒状であり、内周に設けられた孔部３７ａに固定軸部４７が挿入されている。固定軸部４７は、軸心部に挿通孔４７ａを有する円筒形状であり、挿通孔４７ａに回動ピン２５ｂの他端が軸方向で挿入され、且つねじ等の締結具４９により第１取付部材３５のクラッチ支持部３５ｂに固定されている。

【0052】

従って、ワンウェイクラッチ３７は、回動軸２５と同心に配置される。

【0053】

固定軸部４７には、フランジ部４７ｂが設けられており、ワンウェイクラッチ３７は、固定軸部４７のフランジ部４７ｂとクラッチ支持部３５ｂとの間に支持されている。かかる支持により、ワンウェイクラッチ３７のインナーと下腿フレーム部１５ａとが一体回転するようになっている。

【0054】

このワンウェイクラッチ３７の外周には、接続部３９が設けられている。

【0055】

接続部３９は、大腿フレーム部１３ａをワンウェイクラッチ３７に接続するためのものである。本実施例の接続部３９は、筒状部３９ａの外周に接続フランジ３９ｂが一体に設けられている。なお、接続部３９は、大腿フレーム部１３ａをワンウェイクラッチ３７に接続することができればよく、上記構成に限定されるものではない。

【0056】

筒状部３９ａの内周は、ワンウェイクラッチ３７の外周に嵌合して結合されている。これにより、接続部３９は、ワンウェイクラッチ３７のアウター側と一体回転するようになっている。

【0057】

なお、接続部３９は、ワンウェイクラッチ３７のアウターに一体に設けてもよい。この場合、筒状部３９ａを省略して、接続フランジ３９ｂのみをワンウェイクラッチ３７のアウターに一体に設けることも可能である。

【0058】

筒状部３９ａの軸方向の先端は、接続フランジ３９ｂに対して突出している。

【0059】

接続フランジ３９ｂには、後述する断続部２１の第２係合部７１ａが係合する係合穴５１ａが軸方向に貫通して設けられている。また、接続フランジ部３９には、実施例２において用いられる連通穴５３ａが軸方向に貫通して設けられている。

【0060】

接続部３９には、第２取付部材４１が支持されている。第２取付部材４１は、大腿フレーム部１３ａに回動方向に係合する。第２取付部材４１は、全体として板状であり、相対回転部４１ａとアーム部４１ｂとが一体に設けられている。

【0061】

相対回転部４１ａは、ワンウェイクラッチ３７の外周に相対回転自在に支持されている。本実施例では、リング状に形成され、内周に設けられた嵌合孔５５が接続部３９の筒状部３９ａの外周に相対回転自在に嵌合している。このため、相対回転部４１ａは、軸方向で接続部３９の接続フランジ３９ｂに重ねて配置されると共に回動軸周りに相対回転可能である。

【0062】

この相対回転部４１ａは、軸方向の一側で接続フランジ３９ｂに当接し、軸方向の他側でストッパーリング５７により支持されており、軸方向に位置決められている。

【0063】

相対回転部４１ａには、実施例２において用いられる連通穴５３ｂが周方向に複数設けられている。各連通穴５３ｂは、相対回転部４１ａを軸方向に貫通している。これら連通穴５３ｂは、相対回転部４１ａの接続部３９に対する相対回転状況に応じ、選択的に接続部３９の連通穴５３ａと軸方向で連通する。

【0064】

第２取付部材４１のアーム部４１ｂは、相対回転部４１ａの外周から径方向に突出して設けられている。アーム部４１ｂは、大腿フレーム部１３ａ下端部に沿って設けられ、大腿フレーム部１３ａに係合する係合片４１ｃを有している。係合片４１ｃは、第２取付部材４１を大腿フレーム部１３ａに対して回動方向の一側で係合させる。

【0065】

このアーム部４１ｂ上には、後述する断続部２１の第１係合部６９ａが係合する変位部としての突起部５９が軸方向に突設されている。これにより、突起部５９は、接続部３９に対し、回動軸２５に交差する交差方向で離間して配置されると共に回動軸２５周りに相対回転可能になっている。

【0066】

すなわち、突起部５９は、大腿フレーム部１３ａに設けられ、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの切断時に下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動に応じて接続部３９に対して変位可能な構成となっている。

【0067】

突起部５９は、第１係合部６９ａを入れ込む係合凹部５９ａを有し、第１係合部６９ａに回動方向で係合する。なお、突起部５９は、第２取付部材４１に設ける必要はなく、例えば大腿フレーム部１３ａに直接設けることも可能である。

【0068】

第２取付部材４１のアーム部４１ｂの係合片４１ｃには、固定部材としての固定ブロック４３が取り付けられ、クラッチユニット２３を大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａに対して着脱自在に固定する。

【0069】

固定ブロック４３は、異なる方向に延びるスリット４３ａ，４３ｂを有している。一方のスリット４３ａは、大腿フレーム部１３ａを回動方向に入れ込み、大腿フレーム部１３ａの表裏及び回動方向の他側に固定ブロック４３を係合させる。他方のスリット４３ｂは、第２取付部材４１の係合片４１ｃを入れ込み、回動方向において係合片４１ｃの両側に固定ブロック４３を係合させる。この状態で、固定ブロック４３は、第２取付部材４１の係合片４１ｃにねじ等の締結具６１により固定されている。

【0070】

従って、固定ブロック４３は、大腿フレーム部１３ａに第２取付部材４１を着脱自在に固定している。この状態で、クラッチユニット２３の突起部５９は、大腿フレーム部１３ａと一体回転するようになっている。

【0071】

そして、突起部５９と接続部３９との間を断続部２１により断続することで、長下肢装具１の大腿装着部７及び下腿装着部９間の回動に対して関節機構３によるロック及びロック解除が行われる。

【0072】

取付部４５は、断続部２１をワンウェイクラッチ３７に対して取り付けるためのものである。本実施例の取付部４５は、断続部２１をワンウェイクラッチ３７に対して着脱自在に取り付け可能とする。なお、断続部２１は、ワンウェイクラッチ３７又はクラッチユニット２３に対して固定的（着脱不能）に取り付けてもよい。

【0073】

取付部４５は、接続部３９の接続フランジ３９ｂの表面にねじ等の締結具６３により重ねた状態で固定されている。本実施例の取付部４５は、リング状に形成され、内周が接続部３９の筒状部３９ａの軸方向の先端外周に嵌合している。

【0074】

この取付部４５には、接続フランジ３９ｂの係合穴５１ａと連通する係合穴５１ｂが軸方向に設けられている。係合穴５１ｂには、接続部３９の係合穴５１ａと共に断続部２１の第２係合部７１ａが係合する。また、取付部４５には、実施例２において用いられる連通穴５３ｃが軸方向に設けられている。

【0075】

取付部４５の裏面側には、リテーナプレート６５が設けられている。リテーナプレート６５は、リング状に形成され、接続部３９の筒状部３９ａの先端外周に相対回転自在に嵌合している。このリテーナプレート６５は、取付部４５の裏面に設けられた凹部４５ａ内に収容され、所定範囲で回転可能となっていると共にばね等の付勢部材６７により回転方向に付勢されている。

【0076】

リテーナプレート６５には、係合穴５１ｃが軸方向に設けられている。リテーナプレート６５の係合穴５１ｃは、リテーナプレート６５が付勢部材６７により付勢されて変位することで、取付部４５の係合穴５１ｂ及び接続部３９の係合穴５１ａに対して回転方向で僅かにずれて配置されている。そして、リテーナプレート６５の係合孔５１ｃは、リテーナプレート６５を付勢部材６７の付勢力に抗して変位させることで、接続部３９の係合穴５１ａ及び取付部４５の係合穴５１ｂに対して回転方向でのずれがなくなった状態で軸方向に連通する。

【0077】

本実施例のリテーナプレート６５は、一部が取付部４５の凹部４５ａから径方向に突出しており、その突出部分を操作することで変位させることができるようになっている。

【0078】

図１０は、図２の関節機構に用いられる断続部を底面側から見た斜視図、図１１は、図１０の断続部２１を示すブロック図である。

【0079】

断続部２１は、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間の接続状態を断続するものである。この断続により、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間を接続することで、大腿フレーム部１３ａ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ（下腿装着部９）との回動をロックする。このロックにより、かかる回動は、屈曲方向へ規制されると共に伸展方向にのみ許容される。一方、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間を切断することで、大腿フレーム部１３ａ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ（下腿装着部９）との回動がロックを解除され伸展方向及び屈曲方向の双方向に許容される。

【0080】

特に、本実施例の断続部２１は、クラッチユニット２３の接続部３９と第２取付部材４１の突起部５９との間を断続し、両者間を接続して変位不能にすることで大腿フレーム部１３ａをワンウェイクラッチ３７に接続し、両者間を切断して変位可能にすることで大腿フレーム部１３ａをワンウェイクラッチ３７から切り離す。

【0081】

断続部２１は、手動及び電動の何れでもよいが、本実施例では、電動となっている。この断続部２１は、本体部６９と、回転部７１と、制動部７３とを備えている。

【0082】

本体部６９内には、制動部７３に対して給電するバッテリー７５、給電を制御するコントローラー７７、無線通信部７９等が収容されている。

【0083】

なお、コントローラー７７は、プロセッサー等の演算装置である。無線通信部７９は、少なくとも信号の受信を可能とするユニットであり、コントローラー７７に対して給電及び給電解除の指示を無線で入力可能とするものである。

【0084】

給電及び給電解除の指示は、被補助者やその介助者が操作するリモートコントローラー等の遠隔操作機器によって行うことが可能である。無線通信部７９及びコントローラー７７に代えて、給電及び給電解除を行わせるスイッチを断続部２１に設けてもよい。

【0085】

この本体部６９は、第２取付部材４１に対して係合する第１係合部６９ａを有している。本実施例の第１係合部６９ａは、ピンであり、本体部６９から突出して突起部５９の係合凹部５９ａ内に係合する。なお、第１係合部６９ａは、第２取付部材４１を保持する係合爪等としてもよい。この場合、第２取付部材４１自体が変位部となる。

【0086】

回転部７１は、本体部６９に回動軸２５周りに回転自在に支持され、接続部３９に対して係合する。本実施例の回転部７１は、クラッチユニット２３の取付部４５上に、第２係合部７１ａにより取付部４５に取り付けられ、接続部３９に係合する。なお、第２係合部７１ａは、接続部３９の接続フランジ３９ｂを保持する係合爪等としてもよい。

【0087】

本実施例の第２係合部７１ａは、ピン状に形成され、回転部７１から軸方向に突出している。この第２係合部７１ａは、取付部４５の係合孔５１ｂ及びリテーナプレート６５の係合穴５１ｃを挿通し、先端が接続部３９の接続フランジ３９ｂの係合穴５１ａに至る。

【0088】

第２係合部７１ａは、リテーナプレート６５に対応する軸方向での位置にくびれ部７１ｂが設けられ、このくびれ部７１ｂにリテーナプレート６５が付勢部材６７の付勢力により係合して抜け止めがなされている。これにより、断続部２１は、クラッチユニット２３（ワンウェイクラッチ３７）に着脱自在に取り付けられている。

【0089】

制動部７３は、本体部６９と回転部７１との間に配置され、回転部７１の回転に対する負荷トルクを付与又は解除する。これにより、制動部７３は、回転部７１を本体部６９に対して制動及び制動解除し、クラッチユニット２３の突起部５９を接続部３９に対して断続する。

【0090】

制動部７３は、本出願人が特願２０１５－４２７８９号において提案したＥＲＧ（Electrorheological gel）を用いた電磁クラッチ、その他、摩擦板や磁性流体を用いた電磁クラッチ等、各種の電磁クラッチやブレーキを採用することが可能である。

【0091】

［長下肢装具の動作］
以下、長下肢装具１の動作について図１２をも参照して説明する。なお、長下肢装具１が右足用であるため、右足に長下肢装具１を装着した場合を例に説明する。

【0092】

図１２は、関節機構３の下腿フレーム部１５ａと大腿フレーム部１３ａの動作とロックとの関係を示す概略図である。

【0093】

本実施例の長下肢装具１は、被補助者の下肢に装着した状態で被補助者に歩行を行わせるときに、ロック及びロック解除を行うことで、被補助者の歩行時に膝回りの補助を行いつつ歩容を自然なものとすることができる。

【0094】

具体的には、被補助者が歩行するときには、右足の踵が床面に着くまでの大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との間が伸びる過程において（図１２（Ａ））、大腿フレーム部１３ａと下腿フレーム部１５ａとの回動に対するロックを行う。

【0095】

このロックは、断続部２１の制動部７３により回転部７１と本体部６９との間に回転部７１の回転に対する負荷トルクを付与することで行われる。これにより、関節機構３の大腿フレーム部１３ａは、クラッチユニット２３の突起部５９、断続部２１、クラッチユニット２３の接続部３９を介してワンウェイクラッチ３７に接続される。

【0096】

従って、ワンウェイクラッチ３７は、大腿フレーム部１３ａ及び下腿フレーム部１５ａに接続された状態となり、両者間の相対回転をロックし伸展方向にのみ許容することになる。

【0097】

この結果、大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との間が伸びる過程においてロックされても、被補助者の歩行状況に応じて、そのまま大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との間を伸展方向に動作させることができ、被補助者の歩容に応じて伸びきった状態又は伸びきる途中でロックすることができる。なお、被補助者によっては、膝を伸びきらせることができないことがあるため、伸びきる途中でロックする必要が生じることがある。ただし、図１２（Ｂ）～（Ｈ）では、伸びきる場合を例示している。

【0098】

そして、大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との間が伸び切った状態で右足の踵が床面に着くことで、被補助者は、右足の膝折れが防止されると共に自然な歩容で立脚期（体重が掛かる状態）へと移行することができる（図１２（Ｂ）～（Ｅ））。

【0099】

立脚期へと移行した後は、右足の踵が床面から離れるときに大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との回動に対するロックが解除され、自然と被補助者の右足の膝が曲がりながらつま先が床面から離れて遊脚期へと移行することができる（図１２（Ｆ）～（Ｈ））。

【0100】

遊脚期へ移行した後は、再度、右足の踵が床面に着くまでの大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との間が伸びる過程において、関節機構３により大腿フレーム部１３ａと下腿フレーム部１３ｂとの回動に対するロックが行われる。

【0101】

こうして大腿フレーム部１３ａ，１３ｂ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ，１５ｂ（下腿装着部９）との回動に対するロック及びロック解除が繰り返されることで、被補助者に膝折れを防止しつつ自然な歩容で歩行を行わせることが可能となる。

【0102】

なお、本実施例の長下肢装具１は、歩行時だけでなく、被補助者の大腿と下腿とが屈曲した座った状態でロックし、立ち上がる際の大腿と下腿との伸展を補助することも可能である。

【0103】

［実施例１の効果］
以上説明したように、本実施例の長下肢装具１に用いられる関節機構３は、回動軸２５により相互に回動自在に結合された下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａと、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａに接続され、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動をロックして一方向にのみ許容するワンウェイクラッチ３７と、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間の接続状態を断続する断続部２１とを備え、ワンウェイクラッチ３７と下腿フレーム部１５ａとの間を断続部２１により切断することで下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動のロックを解除して下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動を双方向に許容する。

【0104】

従って、関節機構３は、断続部２１によりワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間を接続し、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動を伸展方向にのみ許容するようにロックすることができる。

【0105】

この結果、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間が伸びる過程においてロックすれば、そのまま下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間を伸展方向へ動作させることができると共に伸びきった状態又は伸びきる途中でロックできる。

【0106】

このため、関節機構３は、複雑な制御は不要であり、煩雑化や重量増を抑制しながら簡単な構造で伸びきった状態又は伸びきる途中でのロックが可能となる。また、関節機構３では、複雑な制御が不要であるため、介助者又は被補助者がロック及びロック解除を操作することが可能である。

【0107】

本実施例の関節機構３は、ワンウェイクラッチ３７に設けられ大腿フレーム部１３ａを接続するための接続部３９と、大腿フレーム部１３ａに設けられ、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの切断時に下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動に応じて接続部３９に対して変位可能な突起部５９とを備え、断続部２１が、接続部３９と突起部５９との間を接続して変位不能にすることで、大腿フレーム部１３ａをワンウェイクラッチ３７に接続する。

【0108】

従って、本実施例では、大腿フレーム部１３ａとワンウェイクラッチ３７との間の断続を確実に行わせることができる。

【0109】

特に、本実施例では、接続部３９及び突起部５９が回動軸２５に交差する交差方向で離間して配置されると共に回動軸２５周りに相対回転可能であり、断続部２１が、突起部５９に対して係合する第１係合部６９ａを有する本体部６９と、本体部６９に回動軸２５周りに回転自在に支持され接続部３９に対して係合する第２係合部７１ａを有する回転部７１と、回転部７１の回転を制動及び制動解除することで大腿フレーム部１３ａとワンウェイクラッチ３７との間の断続を行わせる制動部７３とを備えている。

【0110】

従って、本実施例では、回転部７１の制動部７３による制動及び制動解除で大腿フレーム部１３ａのワンウェイクラッチ３７に対する断続を行うため、制動部７３を小型化することができ、断続部２１全体しての小型化を図ることができる。

【0111】

しかも、本実施例の断続部２１は、本体部６９に制動部７３やこの制動部７３を制御するためのバッテリー７５或いはコントローラー７７等を収容することができるため、より全体としての小型化を図ることができる。

【0112】

また、断続部２１は、ワンウェイクラッチ３７に着脱可能に取り付けられるため、充電等を容易に行わせることが可能となる。

【0113】

関節機構３を用いた長下肢装具１は、関節機構３の大腿フレーム部１３ａに設けられ被補助者の大腿に装着するための大腿装着部７と、関節機構３の下腿フレーム部１５ａに設けられ被補助者の下腿に装着するための下腿装着部９とを備え、関節機構３が、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動をロックして大腿装着部７及び下腿装着部９間の回動を伸展方向にのみ許容し、ロックの解除によって大腿装着部７及び下腿装着部９間の回動を伸展方向及び屈曲方向の双方向へ許容する。

【0114】

従って、本実施例の長下肢装具１は、大腿装着部７と下腿装着部９との間が伸びる過程において回動をロックすることにより、そのまま大腿装着部７と下腿装着部９との間を伸展方向に動作させ、伸びきった状態又は伸びきる途中でロックすることができる。

【0115】

そして、大腿装着部７と下腿装着部９との間がロックされた状態で被補助者の踵が床面に着くことで、被補助者の膝折れが防止されると共に自然と立脚期へと移行させることができる。

【0116】

また、立脚期において踵が床面から離れるときには、大腿装着部７と下腿装着部９との回動に対するロックが解除され、被補助者が自然と膝を曲げながらが踵を床面から離して遊脚期へと移行することができる。

【0117】

このように本実施例の長下肢装具１は、大腿装着部７と下腿装着部９と回動に対するロック及びロック解除が繰り返されることで、簡単な制御で被補助者の膝折れを防止しつつ自然な歩容で被補助者に歩行させることが可能となる。

【0118】

また、関節機構３に用いられる関節部材１９は、回動軸２５により相互に回動自在に結合された下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａと、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａに接続され下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動をロックして一方向にのみ許容するワンウェイクラッチ３７と、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間の接続状態を断続する断続部２１を取り付けるための取付部４５とを備えている。

【0119】

従って、関節部材１９は、断続部２１を取り付ければ関節機構３を容易に構成することができる。

【0120】

関節機構３に用いられるクラッチユニット２３は、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａに回動方向に係合する第１取付部材３５及び第２取付部材４１と、第２取付部材４１を下腿フレーム部１３ａに着脱自在に固定する固定ブロック４３と、下腿フレーム部１３ａに支持され下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間の回動をロックして一方向にのみ許容するためのワンウェイクラッチ３７と、第２取付部材４１に設けられワンウェイクラッチ３７の外周に相対回転自在に支持される相対回転部４１ａと、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの接続状態を断続する断続部２１を取り付けるための取付部４５とを備えている。

【0121】

従って、クラッチユニット２３は、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａにワンウェイクラッチ３７を着脱自在に取り付けて関節部材１９を容易に構成することができる。従って、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａを汎用化することができ、コストダウンを図ることができる。また、クラッチユニット２３は、下腿フレーム部１５ａ及び大腿フレーム部１３ａ間にワンウェイクラッチ３７を後付けして関節部材１９とすることも可能である。

【実施例2】

【0122】

図１３は、本発明の実施例２に係る関節機構の断面図である。なお、実施例２の基本構造は、実施例１と共通するため、実施例２では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

【0123】

本実施例では、関節機構３の断続部２１を手動でロック及びロック解除を行うようにしたものである。その他は、実施例１と同一である。

【0124】

本実施例の断続部２１は、接続部３９の接続フランジ３９ｂと軸方向で重ねて配置された変位部としての相対回転部４１ａとの間を断続するものである。この断続部２１は、固定部８１と、可動部８３とを備えている。

【0125】

固定部８１は、関節部材１９の取付部４５に取り付けられる部分である。固定部８１は、円柱形状に形成され、実施例１の回転部７１と同様に第２係合部７１ａ（図示せず）が設けられている。また、固定部８１には、軸方向に貫通する貫通孔８１ａが設けられている。

【0126】

可動部８３は、固定部８１に対して軸方向に所定範囲でスライド自在に支持されている。可動部８３には、固定部８１の貫通孔８１ａを挿通するピン８３ａが支持されている。ピン８３ａは、可動部８３のスライドに応じて軸方向に移動自在となっている。

【0127】

これにより、ピン８３ａは、取付部４５の連通穴５３ｃ、接続部３９の連通穴５３ａ、及び第２取付部材４１の相対回転部４１ａの連通穴５３ｂ内に軸方向に移動可能に配置され、軸方向への移動によってワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間の断続を行わせる。

【0128】

すなわち、ピン８３ａは、取付部４５の連通穴５３ｃ、接続部３９の連通穴５３ａ、及び第２取付部材４１の連通穴５３ｂに挿通されると、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間を接続する。一方、ピン８３ａは、軸方向への移動により、第２取付部材４１の連通穴５３ｂから引き抜かれると、ワンウェイクラッチ３７と大腿フレーム部１３ａとの間を切断する。

【0129】

従って、本実施例では、断続部２１の可動部８３を固定部８１に対して手動でスライドさせることにより、大腿フレーム部１３ａ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ（下腿装着部９）との回動に対するロック及びロック解除を繰り返し、被補助者の膝折れを防止しつつ自然な歩容で歩行を行わせることが可能となる。

【0130】

なお、可動部８３は、電動でスライドさせる構成とすることも可能である。また、断続部２１は、可動部８３を省略し、ピン８３ａを直接軸方向に移動させる構成としてもよい。さらに、断続部２１は、固定部８１を省略してもよい。可動部８３及び固定部８１の双方を省略する場合、ピン８３ａは、連通穴５３ａ，５３ｂ，５３ｃ内に支持される構成となる。

【0131】

その他、実施例２でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【実施例3】

【0132】

図１４は、本発明の実施例３に係る関節機構に用いられる断続部を示すブロック図である。なお、実施例３の基本構造は、実施例１と共通するため、実施例３では、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

【0133】

本実施例では、大腿フレーム部１３ａ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ（下腿装着部９）との回動に対するロック及びロック解除を自動的に行わせるようにしたものである。このため、断続部２１には、センサー８５が設けられている。

【0134】

センサー８５は、被補助者の大腿の前後位置を検出するものであり、例えばジャイロセンサーや傾斜センサー等によって構成することができる。なお、センサー８５は、大腿フレーム部１３ａに設けてもよい。また、センサー８５は、関節機構３ではなく、被補助者の大腿に取り付けるものであってもよい。この場合、センサー８５から大腿の前後位置情報を断続部２１側に無線又は有線により送信すればよい。

【0135】

関節機構３は、実施例１と同様、大腿フレーム部１３ａ（大腿装着部７）と下腿フレーム部１５ａ（下腿装着部９）と回動のロック及びロックの解除を電気的に切り替え可能となっている。

【0136】

そして、関節機構３は、センサー８５での検出に基づき、コントローラー７７が被補助者の大腿が被補助者の体の重心よりも前に位置するときに断続部２１の制動部７３に負荷トルクを生じさせてロックを行い、被補助者の大腿が被補助者の体の重心よりも後ろに位置するときに制動部７３の負荷トルクを消失させてロック解除をする。

【0137】

かかるロック及びロック解除により、簡単な制御及び構成で自動的に被補助者の歩行時に膝回りの補助を行いつつ歩容を自然なものとすることができる。

【0138】

その他、実施例３でも実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0139】

１ 長下肢装具（膝関節補助装置）
３ 関節機構
７ 大腿装着部
９ 下腿装着部
１３ａ 大腿フレーム部（第２回動部材）
１５ａ 下腿フレーム部（第１回動部材）
１９ 関節部材
２１ 断続部
２３ クラッチユニット
２５ 回動軸
３５ 第１取付部材
３７ ワンウェイクラッチ
３９ 接続部
４１ 第２取付部材
４３ 固定ブロック
４５ 取付部
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ 連通穴
５９ 変位部
６９ 本体部（断続部）
６９ａ 第１係合部
７１ 回転部
７１ａ 第２係合部
７３ 制動部
８３ａ ピン
８５ センサー

【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】