特許 7354965 歩行補助装置

(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】2023-09-25

(45)【発行日】2023-10-03

(54)【発明の名称】歩行補助装置

(51)【国際特許分類】

   A61H 3/00 20060101AFI20230926BHJP

   B25J 11/00 20060101ALI20230926BHJP

【ＦＩ】

A61H3/00 B

B25J11/00 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020144147

(22)【出願日】2020-08-28

(65)【公開番号】P2022039226

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-05-17

(73)【特許権者】

【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】岡野 花奈子

(72)【発明者】

【氏名】池田 富夫

【審査官】岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特許第５３１６７０８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１６－１０６９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－５５０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｈ ３／００

Ｂ２５Ｊ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの脚部に装着される歩行補助装置であって、
前記脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパと、
前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングを検出するセンサと、
第１モードと前記第１モードよりも抵抗力が強くなる第２モードとが交互に繰り返されるように切替タイミングに応じてダンパのモードを切り替える制御部と、
を備え、
前記ダンパは、所定の膝角度以内の場合に作動する第１ダンパ部と、
前記所定の膝角度よりも大きい膝角度で作動する第２ダンパ部と、
を含む、
歩行補助装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歩行補助装置に関し、例えば、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ユーザに装着される歩行補助装置が記載されている。特許文献１の歩行補助装置は、大腿リンク及び下腿リンク、並びに、センサ、モータ及びコントローラを備え、下腿リンクの膝屈曲方向の回転に対して抵抗力を発生するダンパを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５３１６７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

歩行補助装置を装着した歩行時に用いられるダンパの効果範囲を広くして、歩行時の補助だけでなく、着座までをダンパで補助することができる歩行補助装置を実現したいという課題がある。

【0005】

本発明は、そのような課題を解決するためになされたものであり、歩行だけでなく、着座の補助も可能とする歩行補助装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態に係る歩行補助装置は、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置であって、前記脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパと、前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングを検出するセンサと、第１モードと前記第１モードよりも抵抗力が強くなる第２モードとが交互に繰り返されるように切替タイミングに応じてダンパのモードを切り替える制御部と、を備え、前記ダンパは、所定の膝角度以内の場合に作動する第１ダンパ部と、前記所定の膝角度よりも大きい膝角度で作動する第２ダンパ部と、を含む。このような構成により、歩行だけでなく、着座の補助も可能とする歩行補助装置を提供することができる。

【発明の効果】

【0007】

本実施形態によれば、歩行だけでなく、着座の補助も可能とする歩行補助装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る歩行補助装置を例示した正面図である。

【図2】実施形態に係る歩行補助装置を例示した側面図である。

【図3】（ａ）～（ｃ）は、実施形態に係る歩行補助装置において、ダンパを例示した図である。

【図4】実施形態に係る歩行補助装置において、ダンパを例示した斜視図である。

【図5】実施形態に係る歩行補助装置の制御系を例示したブロック図である。

【図6】実施形態に係る歩行補助装置を用いた歩行サイクルにおいて、歩行動作及びモード切替のタイミングを例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明の実施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。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0010】

（実施形態）
実施形態に係る歩行補助装置を説明する。本実施形態の歩行補助装置は、例えば、歩行訓練を行う訓練者の膝関節を含む脚部に装着される。ユーザである訓練者が歩行補助装置を脚部に装着した状態で歩行訓練を行う。まず、本実施形態の歩行補助装置の構成を説明する。その後、歩行補助装置の動作を説明する。

【0011】

図１は、実施形態に係る歩行補助装置を例示した正面図である。図２は、実施形態に係る歩行補助装置を例示した側面図である。図３（ａ）～（ｃ）は、実施形態に係る歩行補助装置において、ダンパを例示した図である。図４は、実施形態に係る歩行補助装置において、ダンパを例示した斜視図である。図５は、実施形態に係る歩行補助装置の制御系を例示したブロック図である。

【0012】

図１～図５に示すように、歩行補助装置１は、上腿サポータ１１、下腿サポータ１２、上腿フレーム１３、下腿フレーム１４、ダンパ１５、センサ１７、及び、制御部１８を備えている。ダンパ１５は、第１ダンパ部１５ａと、第２ダンパ部１５ｂと、を含んでいる。歩行補助装置１の下側には、短下肢装具が取り付けられてもよい。歩行補助装置１は、ユーザの脚部に装着される。以下で、歩行補助装置１の各構成を説明する。

【0013】

＜上腿サポータ及び下腿サポータ＞
上腿サポータ１１は、ユーザの脚部の上腿に巻き付けるように装着され、下腿サポータ１２は、ユーザの脚部の下腿に巻き付けるように装着される。よって、上腿サポータ１１及び下腿サポータ１２は、膝関節の周辺、具体的には、上腿及び下腿に渡って配置されている。なお、上腿は股関節から膝関節までの部分を示し、下腿は、膝関節から足首関節までの部分を示す。下腿は、すねを含む。足首関節から下側、つまり、脚部の先端側の部分を足平とする。

【0014】

上腿サポータ１１及び下腿サポータ１２は、樹脂材料や繊維材料などの伸縮可能な材料により形成されている。上腿サポータ１１及び下腿サポータ１２は、それぞれ、上腿及び下腿に巻き付けて歩行補助装置１を装着させる。上腿サポータ１１及び下腿サポータ１２は、上腿及び下腿に装着するための面ファスナ１１ａ及び１２ａを有してもよい。ユーザは、上腿サポータ１１及び下腿サポータ１２を、脚部の周りに巻き回して、面ファスナ１１ａ及び１２ａで固定する。

【0015】

面ファスナ１１ａは、上腿の前側に設けられている。面ファスナ１２ａは、下腿の前側に設けられている。面ファスナ１１ａ及び１２ａを用いることで、ユーザは、歩行補助装置１を容易に脱着することができる。さらに、歩行補助装置１がユーザの膝関節からずれるのを防止できる。面ファスナ１１ａ及び１２ａにより、ユーザは、圧迫度合いを調整することができる。さらに、面ファスナ１１ａ及び１２ａが外れたり、上腿サポータ１１及び下腿サポータ１２がずれたりするのを防止するために、固定バンドを設けてもよい。

【0016】

なお、歩行補助装置１の脚部への固定は、面ファスナ１１ａ及び１２ａに限られるものではない。例えば、ベルト、ボタン、ピン、バンドなどの固定手段を用いて、歩行補助装置１を、上腿及び下腿に固定してもよい。このような固定手段を用いても、ユーザが歩行補助装置１を装着することができる。

【0017】

＜上腿フレーム及び下腿フレーム＞
上腿サポータ１１の側部には上腿フレーム１３が取り付けられている。上腿フレーム１３は、上腿に沿って配置されている。下腿サポータ１２の側部には下腿フレーム１４が取り付けられている。下腿フレーム１４は、下腿に沿って配置されている。上腿フレーム１３と下腿フレーム１４とが、ダンパ１５を介して連結されている。具体的には、ダンパ１５の回転軸Ａｘが膝関節の軸とほぼ一致するように、膝関節の高さにダンパ１５が配置される。上腿フレーム１３及び下腿フレーム１４は、ダンパ１５の回転軸Ａｘ周りに回転可能なリンク機構を構成している。

【0018】

＜ダンパ＞
第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂを含むダンパ１５は、ユーザの脚部における膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。屈曲方向は、膝関節の回転方向において、膝関節が屈曲する向きである。第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂは、膝関節の側部に位置する。第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂは、例えば、オイル等の流体の粘性抵抗、バネ等の弾性抵抗、ディスク等の摩擦抵抗等を利用して、膝関節の屈曲方向の回転を減速させる。第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂの少なくともいずれかは、有線または無線の通信回線により制御部１８に接続されている。

【0019】

図３（ａ）に示すように、上腿と下腿とが直線状に伸びて膝関節が伸展した状態から、下腿が屈曲した屈曲角度を膝角度θと呼ぶ。第１ダンパ部１５ａは、所定の膝角度θ１以内の場合に作動する。一方、第２ダンパ部１５ｂは、所定の膝角度θ１よりも大きい膝角度で作動する。

【0020】

第１ダンパ部１５ａは、例えば、ストロークダンパであり、アブソーバを含んでもよい。図３（ａ）～（ｃ）及び図４に示すように、例えば、第１ダンパ部１５ａは、筒体ＴＵと、筒体ＴＵの内部を直線状に移動するシャフトＳＨと、筒体ＴＵから突出したシャフトＳＨの先端に当接するストッパＳＴと、を有する。筒体ＴＵを、シャフトＳＨを介してストッパＳＴに押し当てることにより、シャフトＳＨを、筒体ＴＵの内部に移動させる。第１ダンパ部１５ａは、シャフトＳＨが筒体ＴＵの内部に移動する際に抵抗力を発生させる。第１ダンパ部１５ａは、シャフトＳＨが筒体ＴＵの内部に移動できる限界まで、ダンパとして作動する。

【0021】

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、膝角度θが大きくなるほど、シャフトＳＨが筒体ＴＵの内部に移動する量を大きくする。シャフトＳＨが筒体ＴＵの内部に移動できる限界での膝角度θを、所定の膝角度θ１に設定する。そして、ユーザの歩行時において、膝角度θは、所定の膝角度θ１以内となるようにする。そうすると、第１ダンパ部１５ａは、所定の膝角度θ１以内の歩行時にダンパとして作動する。しかしながら、その場合には、第１ダンパ部１５ａは、所定の膝角度θ１よりも大きい膝角度θ＞θ１となる着座時にダンパとして作動することはできない。

【0022】

本実施形態において、第１ダンパ部１５ａは、ダンパの効果を発揮する膝角度θの範囲が、第２ダンパ部１５ｂよりも狭い。第１ダンパ部１５ａがストロークダンパの場合には、第１ダンパ部１５ａは、直線状に移動するシャフトＳＨを用いた単純な構造を有する。よって、第１ダンパ部１５ａは、第２ダンパ部１５ｂよりも耐久性が高く、使用可能回数は大きい。

【0023】

第２ダンパ部１５ｂは、例えば、ロータリーダンパである。例えば、第２ダンパ部１５ｂは、ロータリーダンパの作用点にストッパＳＴを固定させている。すなわち、ストッパＳＴがロータリーダンパを回転させることにより、第２ダンパ部１５ｂは、ダンパとして作動する。第２ダンパ部１５ｂは、所定の膝角度θ１以内の歩行時にダンパとして作動しない。第１ダンパ部１５ａがストッパＳＴを押す力を吸収するからである。しかしながら、シャフトＳＨが筒体ＴＵの内部に移動できる限界まで移動すると、筒体ＴＵ及びシャフトＳＨは一体化して、ストッパＳＴを押す。これにより、ストッパＳＴは、ロータリーダンパを回転させる。よって、第２ダンパ部１５ｂは、所定の膝角度θ１よりも大きい膝角度θ＞θ１となる着座時にダンパとして作動する。

【0024】

このように、第１ダンパ部１５ａは、所定の膝角度θ１で、一体化した筒体ＴＵ及びシャフトＳＨが、第２ダンパ部１５ｂに固定されたストッパＳＴを押し始める。そして、第１ダンパ部１５ａがストッパＳＴを押すことにより、第２ダンパ部１５ｂが作動する。なお、第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂは、回転方向に直結させた直列に配置されているが、これに限らず、第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂを回転軸Ａｘに並べて並列に配置させてもよい。

【0025】

本実施形態において、第２ダンパ部１５ｂは、第１ダンパ部１５ａよりも、ダンパの効果を発揮する膝角度θの範囲が広い。一方、第２ダンパ部１５ｂは、ロータリーダンパを含む場合には、ゴム等のパッキンを含む容器内にオイルを充填させ、オイル等の流体の粘性抵抗によりダンパとして作動させる。第２ダンパ部１５ｂは、パッキンを交換する頻度が高いので、第１ダンパ部１５ａよりも耐久性が低下し、使用可能回数は小さい。

【0026】

＜センサ＞
図５に示すように、センサ１７は、有線または無線の通信回線により制御部１８に接続されている。センサ１７は、ユーザの歩行動作におけるタイミングを検出する。具体的には、センサ１７は、歩行サイクル（歩行周期）における切替タイミングを検出するために設けられている。例えば、センサ１７は、膝角度θ、または、地面と下腿との角度を検出し、検出した角度を検出結果として制御部１８に出力する。制御部１８は、センサ１７での検出結果に基づいて、ダンパ１５のモードを切替える。

【0027】

具体的には、制御部１８は、膝角度下、または、地面と下腿との角度に基づいて、ダンパ１５のモードを切替える。つまり、制御部１８は、センサ１７から出力されるタイミング信号に基づいて、ダンパ１５のモードを切替える。これにより、歩行サイクルにおける一定のタイミングで、制御部１８は、ダンパ１５のモードの切替を行う。センサ１７及び制御部１８には、歩行補助装置１に搭載されたバッテリ（不図示）により電源が供給されている。

【0028】

センサ１７としては、種々のタイプのセンサを用いることができる。以下、センサ１７の具体例について説明する。

【0029】

センサ１７は、例えば、地面に対する下腿（すね）の角度を検出するジャイロセンサでもよい。また、センサ１７は、脚部の角度、すなわち、膝関節を挟んだ上腿と下腿との間の角度を検出する角度センサでもよい。さらに、センサ１７は、上腿と下腿とが直線状に伸びて膝関節が伸展した状態から、下腿が屈曲した膝角度θを検出する角度センサでもよい。センサ１７は、下腿の角度、脚部の角度及び膝角度θの角速度を検出する角速度センサでもよい。

【0030】

センサ１７は、脚部の所定の位置と地面との間の距離を検出する測距センサでもよい。脚部の所定の位置は、例えば、靴、足平、足裏等である。例えば、靴、足平またはその近傍に取り付けられた測距センサをセンサ１７として用いることができる。歩行動作に応じて、靴、足平、足裏等から地面までの距離が変わるため、歩行サイクルに応じた波形を検出することができる。なお、測距センサとしては、光学式のセンサを用いることができる。また、地面は、床面を含む。

【0031】

センサ１７は、検出した角度、角速度、距離等から、歩行サイクルに応じた波形を検出する。つまり、検出した角度、角速度、距離等は、歩行サイクルに応じて周期的に変化する。センサ１７は、検出した角度、角速度、距離等に基づいて、歩行タイミングを検出する。

【0032】

例えば、制御部１８は、センサ１７の出力値と閾値とを比較して、その比較結果に応じて、ダンパ１５のモードを切替えればよい。例えば、制御部１８は、センサ１７の出力値が閾値を超えたタイミング、または、閾値を下回ったタイミングを示すタイミング信号に応じて、モード切替を行う。

【0033】

なお、ダンパ１５において、第１モードから第２モードに切り替わる切替タイミングを検出するための第１閾値（例えば、下腿の第１角度）と、第２モードから第１モードに切り替わる切替タイミングを検出するための第２閾値（例えば、下腿の第２角度）が設定されていてもよい。

【0034】

また、センサ１７は、足裏の接地タイミングを検出する接地タイミングセンサでもよい。センサ１７は、検出した接地タイミングに基づいて、歩行タイミングを検出することができる。例えば、接地タイミングから各モード切替のタイミングまでの時間を予め加算または減算することにより、センサ１７は、切替タイミングを検出する。

【0035】

さらに、センサ１７は、脚部を撮像する撮像センサでもよい。その場合には、センサ１７は、歩行補助装置１の外部から脚部の状態を撮像する。撮像した脚部の状態から、歩行タイミングを検出することができる。なお、センサ１７が外部に配置されている場合には、歩行補助装置１が、外部のセンサ１７から切替タイミングを示す信号を受信する受信部を備えていればよい。

【0036】

また、複数のセンサ１７を組み合わせて、切替タイミングを検出してもよい。例えば、センサ１７は、下腿の角度を検出するために設けられた第１センサと、足裏から床面までの距離を検出するために設けられた第２センサの両方を備えていてもよい。もちろん、センサ１７の具体例は上記の例に限られるものではない。センサ１７は、歩行補助装置１に実装されていることが好ましい。あるいは、センサ１７は、歩行補助装置１の外部に実装されていてもよい。

【0037】

＜制御部＞
制御部１８は、有線または無線の通信回線により、ダンパ１５及びセンサ１７に接続されている。制御部１８は、センサ１７から出力された切替タイミングに基づいて、ダンパ１５を制御する。制御部１８は、ダンパ１５のモードを切替える。

【0038】

制御部１８は、第１モードと第２モードとが交互に繰り返されるように、切替タイミングに応じてダンパ１５のモードを切替える。例えば、第１モードでは、ダンパ１５がオフして、屈曲方向に抵抗力を与えないフリーモードとなる。第２モードでは、ダンパ１５がオンして、屈曲方向に抵抗力を与えるダンパモードとなる。あるいは、例えば、第１モードでは、ダンパ１５は、小さい抵抗力を与えるように切替えられ、第２モードでは、ダンパ１５は、大きい抵抗力を与えるように切替えられる。ダンパ１５に含まれた第１ダンパ部１５ａ及び第２ダンパ部１５ｂは、膝角度θに応じてダンパとして作動する。歩行サイクルにおいては、ダンパ１５のうち、第１ダンパ部１５ａが主に作動する。

【0039】

＜動作＞
次に、歩行補助装置１の動作を説明する。まず、歩行サイクルでの動作を説明する。その後、着座の動作を説明する。

【0040】

図６は、実施形態に係る歩行補助装置１を用いた歩行サイクルにおいて、歩行動作及びモード切替のタイミングを例示した図である。まず、図６を参照して、遊脚期及び立脚期を含む１歩行サイクルを説明する。次に、歩行動作及びモード切替のタイミングを説明する。

【0041】

＜１歩行サイクル＞
図６に示すように、１歩行サイクルは、左脚の一歩と右脚の一歩との合計２歩を含んでいる。図６では、１歩行サイクルが（ａ）～（ｍ）の順番で示されている。（ｍ）のタイミングの後に、（ａ）のタイミングに戻り、次の歩行サイクルとなる。図６では、（ａ）～（ｇ）のタイミングで遊脚期となり、（ｈ）～（ｍ）のタイミングで立脚期となる。

【0042】

遊脚期は、歩行補助装置１が装着された脚部の足裏が離地した状態であり、立脚期は、歩行補助装置１が装着された脚部の足裏が接地した状態である。（ｇ）のタイミングと（ｈ）の間で、足裏が着地しており、（ｍ）から（ａ）に戻るタイミングで足裏が離地している。（ａ）～（ｃ）のタイミングは膝関節の屈曲角度が大きくなる屈曲期となり、（ｄ）～（ｇ）のタイミングは、膝関節の屈曲角度が小さくなる伸展期となっている。なお、遊脚期、立脚期、屈曲期、及び、伸展期は、歩行補助装置１を装着した患脚を基準としている。

【0043】

＜屈曲方向＞
次に、上記１歩行サイクルにおける歩行動作及びモード切替のタイミングを説明する。まず、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパ１５の動作を説明する。歩行サイクルにおいて、膝角度θが所定の膝角度θ１以内の場合には、第１ダンパ部１５ａが作動する。伸展期において、具体的には、（ｆ）のタイミングにおいて、第１モードから第２モードに切り替わっている。また、立脚期から遊脚期に変わるタイミング、具体的には、（ｍ）のタイミングと（ａ）のタイミングとの間で、第２モードから第１モードに切り替わっている。

【0044】

第１モードは、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えないフリーモード、または、第２モードよりも小さい抵抗力を与えるモードを含む。第２モードは、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパモード、または、第１モードよりも大きい抵抗力を与えるモードを含む。

【0045】

遊脚期においては、患脚は、ユーザの体重を支える必要がない。このため、遊脚期においては、ダンパ１５によって膝関節に対する抵抗力を発生する必要が無いか、発生させたとしても小さい抵抗力でよい。よって、遊脚期のほぼ全体において、制御部１８は、屈曲方向に対して、フリーモードを含む第１モードにすることができる。一方、立脚期の全体において、制御部１８は、第２モードにし、ダンパ１５に対して屈曲方向に抵抗力を発生させる。

【0046】

さらに、１歩行サイクルにおいて、第１モード及び第２モードのみが設けられており、歩行動作中に制御部１８が第１モードと第２モードとを交互に切替えている。つまり、制御部１８がタイミング信号に基づいて、ダンパ１５を制御している。例えば、フリーモードとダンパモードとをオンオフ制御している。このようにすることで、簡便な構成により、適切な制御を行うことができる。例えば、歩行サイクル毎に歩行動作がばらついた場合には、センサ１７で検出される切替タイミングがばらつくおそれがある。このような場合でも遊脚期から立脚期に切り替わる前のタイミング、つまり、伸展期における任意のタイミングにおいて、ダンパ１５が第１モードから第２モードへと切り替わっていればよい。

【0047】

具体的には、（ｄ）～（ｇ）の間の所定のタイミングにおいて、制御部１８がモードを切替えていればよい。センサ１７で検出される切替タイミングの誤差に対するマージンを広くすることができるため、適切に制御することができる。また、伸展期においては、膝関節が屈曲している状態から徐々に伸展方向に回転していく。このため、ダンパ１５が第２モードとなっていたとしても、抵抗力が発生しない。よって、ダンパ１５がユーザの歩行動作を妨げることなく、モード切替を行うことができる。

【0048】

また、ダンパ１５は、伸展方向に抵抗力を発生させないフリーとしている。このため、ユーザは、膝関節を自由に伸展させることができる。また、ダンパモードを含む第２モードと、フリーモードを含む第１モードとの間に、ダンパ１５がロックするロックモードがないため、ダンパ１５が歩行動作の妨げとなることを防ぐことができる。ロックモードを介さずに第２モードから第１モードに移行するため、容易に適切な制御を行うことができる。

【0049】

センサ１７の出力により、遊脚期と立脚期との切替タイミングを検出して、遊脚期を第１モード、立脚期を第２モードとしてもよい。つまり、遊脚期から立脚期に変わるタイミングと、立脚期から遊脚期に切り替わるタイミングとを、ダンパ１５のモードの切替タイミングとしてもよい。

【0050】

また、第１モードと第２モードとの切替えは、急峻でもなめらかでもよい。すなわち、第２モードは、第１モードの抵抗力から徐々に抵抗力が増加する期間を含んでもよいし、第１モードの抵抗力まで徐々に抵抗力が減少する期間を含んでもよい。

【0051】

＜伸展方向＞
次に、膝関節の伸展方向の動作を説明する。本実施形態において、伸展方向の動作は、歩行サイクルの全体において、例えば、フリーモードである。なお、歩行サイクルの所定の期間において、伸展方向にダンパを作動させてもよい。

【0052】

＜着座＞
次に、着座時の動作を説明する。図３（ａ）に示すように、着座動作の開始前において、膝角度θは、所定の膝角度θ１以内である。ユーザは、着座動作を始めると、膝角度θが大きくなる。その際に、膝角度θが所定の膝角度θ１までは、第１ダンパ部１５ａは、屈曲方向に抵抗力を与え、ユーザの着座の動作を補助する。

【0053】

そして、図３（ｂ）に示すように、膝角度θが所定の膝角度θ１になると、シャフトＳＨは、筒体ＴＵの内部に移動できる限界まで移動する。これにより、第１ダンパ部１５ａは、屈曲方向に抵抗力を与えず、ダンパとして作動しなくなる。一方、ストッパＳＴには、筒体ＴＵから押す力が加わるようになる。これにより、第２ダンパ部１５ｂは、屈曲方向に抵抗力を与え、ダンパとして作動する。

【0054】

図３（ｃ）に示すように、膝角度θが所定の膝角度θ１よりも大きい場合には、第２ダンパ部１５ｂは屈曲方向に抵抗力を与え、ユーザの着座の動作を補助する。このようにして、歩行補助装置１を装着したユーザは、歩行補助装置１に補助されて着座することができる。

【0055】

次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態の歩行補助装置１において、ダンパ１５は、所定の膝角度θ１以内の歩行時に作動する第１ダンパ部１５ａと、所定の膝角度θ１よりも大きい膝角度θの着座時に作動する第２ダンパ部１５ｂと、を含む。よって、歩行補助装置１は、ユーザの歩行動作だけでなく、ユーザの着座動作の補助も可能である。

【0056】

また、第１ダンパ部１５ａが作動する角度範囲は狭いので、第１ダンパ部１５ａだけで着座動作も補助しようとすると、複数の第１ダンパ部１５ａを必要とする。一方、第２ダンパ部１５ｂが作動する角度範囲は広いので、第２ダンパ部１５ｂだけで、歩行動作の補助及び着座動作の補助をすることはできる。しかしながら、第２ダンパ部１５ｂの耐久性は、第１ダンパ部１５ａの耐久性よりも低いので、第２ダンパ部１５ｂだけでは、頻繁に交換する必要がある。

【0057】

本実施形態の歩行補助装置１では、作動する角度範囲は狭いが耐久性は高い第１ダンパ部１５ａと、作動する角度範囲は広いが耐久性は低い第２ダンパ部１５ｂと、を組み合わせている。そして、使用回数が大きい歩行時には、第１ダンパ部１５ａを作動させ、使用回数が歩行時よりは小さい着座時には、第２ダンパ部１５ｂを作動させる。これにより、ダンパの個数を抑えつつ、耐久性を向上させることができる。また、軽量化することができ、健常に近い形で歩行訓練することができる。

【0058】

さらに、所定の膝角度θ１を、階段の昇降等、深く膝関節を曲げる動作に対応するように設定すれば、着座動作だけでなく、階段の昇降動作にも適用することができる。

【0059】

第１ダンパ部１５ａの抵抗力、第２ダンパ部１５ｂの抵抗力、所定の膝角度θ１は、ユーザに合わせて設定してもよい。よって、ユーザの症状に合った歩行訓練をすることができる。

【0060】

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0061】

１ 歩行補助装置
１１ 上腿サポータ
１１ａ、１２ａ 面ファスナ
１２ 下腿サポータ
１３ 上腿フレーム
１４ 下腿フレーム
１５ ダンパ
１５ａ 第１ダンパ部
１５ｂ 第２ダンパ部
１７ センサ
１８ 制御部
Ａｘ 回転軸
ＴＵ 筒体
ＳＨ シャフト
ＳＴ ストッパ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】