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(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】2023-11-17
(45)【発行日】2023-11-28
(54)【発明の名称】支持機構及び杖
(51)【国際特許分類】
A61H 3/00 20060101AFI20231120BHJP
A45B 3/00 20060101ALI20231120BHJP
【ＦＩ】
A61H3/00 A
A45B3/00 C
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019174226
(22)【出願日】2019-09-25
(65)【公開番号】P2021049149
(43)【公開日】2021-04-01
【審査請求日】2022-08-09
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ２０１９年１月１４日（パリ現地時間）／２０１９年１月１４日～１５日（日本時間）ソルボンヌ大学において開催された国際学会：２０１９ ＩＥＥＥ／ＳＩＣＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（略称：ＳＩＩ２０１９）で発表
(73)【特許権者】
【識別番号】305027401
【氏名又は名称】東京都公立大学法人
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】武居 直行
(72)【発明者】
【氏名】大村 秋彦
(72)【発明者】
【氏名】深谷 直樹
【審査官】岡本 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１０７２４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／０２０６３８４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｈ ３／００
Ａ４５Ｂ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
独立して弾性変形可能な複数の脚部と、荷重に応じて変位する変位部と、
前記複数の脚部に対応して複数設けられ、前記変位部の変位に応じて前記脚部の変形を抑える制動部と、を備え、
前記制動部は、
前記脚部に固定されたディスクと、
前記ディスクを挟むことが可能な一対のシューと、
前記変位部の変位に応じて前記一対のシューに前記ディスクを挟ませる制動リンク機構と、を備える
支持機構。
【請求項2】
前記脚部及び前記制動部の少なくとも一方は、リンク機構を備える請求項１に記載の支持機構。
【請求項3】
前記脚部は、平行四辺形の対辺をなす一対のリンク部材と、
前記一対のリンク部材の各端部を回動可能に支持する４つの支軸と、
前記４つの支軸のうち前記平行四辺形の対角に位置する２つの前記支軸に両端が支持されたコイルバネと、を備える
請求項１または２に記載の支持機構。
【請求項4】
前記一対のリンク部材は、前記コイルバネの少なくとも一部を覆っている請求項３に記載の支持機構。
【請求項5】
前記制動リンク機構は、前記変位部に一端が回動可能に連結された一対の第一アームと、
前記一対の第一アームの他端に一端が回動可能に連結され、前記一対のシューに他端が固定された一対の第二アームと、を備える
請求項１から４のいずれか一項に記載の支持機構。
【請求項6】
前記制動リンク機構は、前記変位部に回転可能に設けられた一対の回転体と、
前記一対の回転体が摺動可能に前記一対の回転体を一端側で挟むとともに、前記一対のシューに他端が固定された一対のアームと、を備える
請求項１から５のいずれか一項に記載の支持機構。
【請求項7】
前記ディスクは、アルミニウム合金製である請求項１から６のいずれか一項に記載の支持機構。
【請求項8】
前記複数の脚部は、３つの脚部であり、前記３つの脚部は、それぞれ異なる方向に向くように設けられている
請求項１から７のいずれか一項に記載の支持機構。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載の支持機構と、使用者が把持可能な把持部を有し前記変位部に支持された杖本体と、を備える
杖。
【請求項10】
使用者が把持可能な把持部を有する杖本体と、独立して弾性変形可能な複数の脚部と、
前記把持部に設けられ、荷重に応じて変位する変位部と、
前記複数の脚部に対応して複数設けられ、前記変位部の変位に応じて前記脚部の変形を抑える制動部と、を備え、
前記制動部は、
前記脚部に固定されたディスクと、
前記ディスクを挟むことが可能な一対のシューと、
前記変位部の変位に応じて前記一対のシューに前記ディスクを挟ませる制動リンク機構と、を備える
杖。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、支持機構及び杖に関する。
【背景技術】
【0002】
杖は、高齢者をはじめ多くの人の歩行を補助する器具として広く普及している。近年、平坦な整地のみならず、段差や斜面、砂利道等の不整地においても安定した支持が可能な杖が開発されている。例えば、特許文献１には、主軸と、主軸に連結された３つのリンク機構とを備えた杖が開示されている。リンク機構の上方には、板状の弾性体が設けられている。リンク機構は、杖の本体下部に連結された固定用リンク軸と、リンク機構の先端側（接地面をなす緩衝部材の側）に位置する先端リンク軸と、を備える。弾性体は、先端リンク軸から固定用リンク軸までの全体を覆う長さを有する長方形状の板バネ体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－２１７４７８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、杖にかかる荷重の大きさによっては、弾性体の弾性力（復元力）のみでは杖の本体を支えきれず、杖が倒れてしまう可能性がある。
【0005】
以上のような事情に鑑み、本発明は、どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる支持機構、及びそれを備えた杖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】
上記課題の解決手段として、本発明の態様は以下の構成を有する。
（１）本発明の一態様に係る支持機構は、独立して弾性変形可能な複数の脚部と、荷重に応じて変位する変位部と、前記複数の脚部に対応して複数設けられ、前記変位部の変位に応じて前記脚部の変形を抑える制動部と、を備え、前記制動部は、前記脚部に固定されたディスクと、前記ディスクを挟むことが可能な一対のシューと、前記変位部の変位に応じて前記一対のシューに前記ディスクを挟ませる制動リンク機構と、を備える。
（１）本発明の一態様に係る支持機構は、独立して弾性変形可能な複数の脚部と、荷重に応じて変位する変位部と、前記複数の脚部に対応して複数設けられ、前記変位部の変位に応じて前記脚部の変形を抑える制動部と、を備え、前記制動部は、前記脚部に固定されたディスクと、前記ディスクを挟むことが可能な一対のシューと、前記変位部の変位に応じて前記一対のシューに前記ディスクを挟ませる制動リンク機構と、を備える。
【0007】
（２）上記（１）に記載の支持機構において、前記脚部及び前記制動部の少なくとも一方は、リンク機構を備えてもよい。
【0008】
（３）上記（１）または（２）に記載の支持機構において、前記脚部は、平行四辺形の対辺をなす一対のリンク部材と、前記一対のリンク部材の各端部を回動可能に支持する４つの支軸と、前記４つの支軸のうち前記平行四辺形の対角に位置する２つの前記支軸に両端が支持されたコイルバネと、を備えてもよい。
【0009】
（４）上記（３）に記載の支持機構において、前記一対のリンク部材は、前記コイルバネの少なくとも一部を覆っていてもよい。
【0011】
（５）上記（１）から（４）のいずれかに記載の支持機構において、前記制動リンク機構は、前記変位部に一端が回動可能に連結された一対の第一アームと、前記一対の第一アームの他端に一端が回動可能に連結され、前記一対のシューに他端が固定された一対の第二アームと、を備えてもよい。
【0012】
（６）上記（１）から（５）のいずれかに記載の支持機構において、前記制動リンク機構は、前記変位部に回転可能に設けられた一対の回転体と、前記一対の回転体が摺動可能に前記一対の回転体を一端側で挟むとともに、前記一対のシューに他端が固定された一対のアームと、を備えてもよい。
【0013】
（７）上記（１）から（６）のいずれかに記載の支持機構において、前記ディスクは、アルミニウム合金製であってもよい。
【0014】
（８）上記（１）から（７）のいずれかに記載の支持機構において、前記複数の脚部は、３つの脚部であり、前記３つの脚部は、それぞれ異なる方向に向くように設けられていてもよい。
【0015】
（９）本発明の一態様に係る杖は、上記（１）から（８）のいずれかに記載の支持機構と、使用者が把持可能な把持部を有し前記変位部に支持された杖本体と、を備える。
【0016】
（１０）本発明の一態様に係る杖は、使用者が把持可能な把持部を有する杖本体と、独立して弾性変形可能な複数の脚部と、前記把持部に設けられ、荷重に応じて変位する変位部と、前記複数の脚部に対応して複数設けられ、前記変位部の変位に応じて前記脚部の変形を抑える制動部と、を備え、前記制動部は、前記脚部に固定されたディスクと、前記ディスクを挟むことが可能な一対のシューと、前記変位部の変位に応じて前記一対のシューに前記ディスクを挟ませる制動リンク機構と、を備える。
【発明の効果】
【0017】
本発明の上記（１）に記載の支持機構によれば、独立して弾性変形可能な複数の脚部を備えることで、各脚部がそれぞれ接地可能となるため、平坦な整地のみならず、段差や斜面、砂利道等の不整地においても安定した支持ができる。加えて、荷重に応じて変位する変位部と、複数の脚部に対応して複数設けられ、変位部の変位に応じて脚部の変形を抑える制動部と、を備えることで、変位部の変位に応じた制動部の制動力で脚部を停止させることができる。したがって、どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。
【0018】
本発明の上記（２）に記載の支持機構によれば、脚部及び制動部の少なくとも一方がリンク機構を備えることで、以下の効果を奏する。
空気圧シリンダと電気弁による伸縮機構を備えた構成やＭＲ流体（Magneto Rheological Fluid）ブレーキを備えた構成と比較して、アクチュエータやバッテリ等の電気エネルギーを必要としない。したがって、使用時間の制限なく（充電の手間なく）安全に使用することができる。
空気圧シリンダと電気弁による伸縮機構を備えた構成やＭＲ流体（Magneto Rheological Fluid）ブレーキを備えた構成と比較して、アクチュエータやバッテリ等の電気エネルギーを必要としない。したがって、使用時間の制限なく（充電の手間なく）安全に使用することができる。
【0019】
本発明の上記（３）に記載の支持機構によれば、脚部は、平行四辺形の対辺をなす一対のリンク部材と、一対のリンク部材の各端部を回動可能に支持する４つの支軸と、４つの支軸のうち平行四辺形の対角に位置する２つの支軸に両端が支持されたコイルバネと、を備えることで、以下の効果を奏する。
２つの支軸がリンク部材端部の支持部及びコイルバネ両端の支持部を兼ねるため、コイルバネ両端を支持するためのピンを支軸とは別に設けた場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
２つの支軸がリンク部材端部の支持部及びコイルバネ両端の支持部を兼ねるため、コイルバネ両端を支持するためのピンを支軸とは別に設けた場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
【0020】
本発明の上記（４）に記載の支持機構によれば、一対のリンク部材がコイルバネの少なくとも一部を覆っていることで、以下の効果を奏する。
一対のリンク部材の間にコイルバネ全体が露出する場合と比較して、一対のリンク部材の間に異物が入りにくくすることができる。加えて、コイルバネの少なくとも一部が外部から見えなくなるため、外観性の向上に寄与する。
一対のリンク部材の間にコイルバネ全体が露出する場合と比較して、一対のリンク部材の間に異物が入りにくくすることができる。加えて、コイルバネの少なくとも一部が外部から見えなくなるため、外観性の向上に寄与する。
【0021】
本発明の上記（１）、（１０）に記載の支持機構によれば、制動部は、脚部に固定されたディスクと、ディスクを挟むことが可能な一対のシューと、変位部の変位に応じて一対のシューにディスクを挟ませる制動リンク機構と、を備えることで、以下の効果を奏する。
制動部は、脚部と一体に動くディスクを一対のシューで挟み、その際に発生する摩擦力によって制動力を発生する、いわゆるディスクブレーキとして機能する。そのため、ドラムブレーキの場合と比較して、安定した制動力を得ることができるとともに、メンテナンス性に優れる。
制動部は、脚部と一体に動くディスクを一対のシューで挟み、その際に発生する摩擦力によって制動力を発生する、いわゆるディスクブレーキとして機能する。そのため、ドラムブレーキの場合と比較して、安定した制動力を得ることができるとともに、メンテナンス性に優れる。
【0022】
本発明の上記（５）に記載の支持機構によれば、制動リンク機構は、変位部に一端が回動可能に連結された一対の第一アームと、一対の第一アームの他端に一端が回動可能に連結され、一対のシューに他端が固定された一対の第二アームと、を備えることで、以下の効果を奏する。
一対の第一アーム及び一対の第二アームを備えた簡単な構成で、使用時間の制限なく安全に使用することができる。
一対の第一アーム及び一対の第二アームを備えた簡単な構成で、使用時間の制限なく安全に使用することができる。
【0023】
本発明の上記（６）に記載の支持機構によれば、制動リンク機構は、変位部に回転可能に設けられた一対の回転体と、一対の回転体が摺動可能に一対の回転体を一端側で挟むとともに、一対のシューに他端が固定された一対のアームと、を備えることで、以下の効果を奏する。
一対の第一アーム及び一対の第二アームを備えた構成と比較して、アームの部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
一対の第一アーム及び一対の第二アームを備えた構成と比較して、アームの部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
【0024】
本発明の上記（７）に記載の支持機構によれば、ディスクがアルミニウム合金製であることで、鉄製の場合と比較して軽量化を図ることができる。
【0025】
本発明の上記（８）に記載の支持機構によれば、複数の脚部は、３つの脚部であり、３つの脚部は、それぞれ異なる方向に向くように設けられていることで、以下の効果を奏する。
４つの脚部の場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。加えて、３つの脚部がそれぞれ同じ方向に向く場合と比較して、安定した支持がしやすい。
４つの脚部の場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。加えて、３つの脚部がそれぞれ同じ方向に向く場合と比較して、安定した支持がしやすい。
【0026】
本発明の上記（９）に記載の杖によれば、上記の支持機構と、使用者が把持可能な把持部を有し変位部に支持された杖本体と、を備えることで、以下の効果を奏する。
どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。
どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。
【0027】
本発明の上記（１０）に記載の杖によれば、独立して弾性変形可能な複数の脚部を備えることで、各脚部がそれぞれ接地可能となるため、平坦な整地のみならず、段差や斜面、砂利道等の不整地においても安定した支持ができる。加えて、荷重に応じて変位する変位部と、複数の脚部に対応して複数設けられ、変位部の変位に応じて脚部の変形を抑える制動部と、を備えることで、変位部の変位に応じた制動部の制動力で脚部を停止させることができる。したがって、どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。加えて、変位部が把持部に設けられているため、使用者は手元の操作で任意のタイミングで脚部を制動することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】実施形態に係る杖の斜視図。
【図2】実施形態に係る支持機構の正面図。
【図4】実施形態に係る脚部のリンク機構の説明図。
【図5】実施形態に係る制動リンク機構の説明図。
【図7】実施形態の変形例に係る杖の斜視図。
【図8】実施形態の変形例に係る支持機構の正面図。
【図10】実施例に係る荷重測定杖の説明図。
【図12】実施例に係る杖を平坦面に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図13】実施例に係る杖を段差に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図14】実施例に係る杖を斜面に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図15】実施例に係る杖を砂利道に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図16】実施例に係る杖を各場所に接地したときのロール角及びピッチ角のそれぞれの平均を示す図。
【図18】比較例に係る杖を平坦面に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図19】比較例に係る杖を段差に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図20】比較例に係る杖を斜面に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図21】比較例に係る杖を砂利道に接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図。
【図22】比較例に係る杖を各場所に接地したときのロール角及びピッチ角のそれぞれの平均を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。各図において、同一構成については同一の符号を付す。実施形態においては、杖の一例として、リンク機構を備えた杖を挙げて説明する。
【0030】
＜杖＞
図１に示すように、杖１は、杖本体２及び支持機構３を備える。
杖本体２は、把持部１０、軸部１１及び連結部１２を備える。
把持部１０は、使用者が把持可能な筒状をなしている。把持部１０は、杖本体２のうち支持機構３の側とは反対側（図の紙面上側）に設けられている。
軸部１１は、直線状（図の紙面上下方向）に延びている。軸部１１の一端側は、支持機構３に支持されている。
連結部１２は、軸部１１の他端と把持部１０とを連結している。連結部１２は、軸部１１の他端から軸部１１に対して斜めに交差するように延びるとともに把持部１０に向けて湾曲している。
図１に示すように、杖１は、杖本体２及び支持機構３を備える。
杖本体２は、把持部１０、軸部１１及び連結部１２を備える。
把持部１０は、使用者が把持可能な筒状をなしている。把持部１０は、杖本体２のうち支持機構３の側とは反対側（図の紙面上側）に設けられている。
軸部１１は、直線状（図の紙面上下方向）に延びている。軸部１１の一端側は、支持機構３に支持されている。
連結部１２は、軸部１１の他端と把持部１０とを連結している。連結部１２は、軸部１１の他端から軸部１１に対して斜めに交差するように延びるとともに把持部１０に向けて湾曲している。
【0031】
＜支持機構＞
図２は、初期状態の支持機構３を示す。図２では、杖本体２の軸部１１の一部を示している。
図２に示すように、支持機構３は、胴部２０、脚部３０、変位部４０及び制動部５０を備える。
胴部２０は、軸部１１の一端部を覆っている。胴部２０は、軸部１１が延びる方向（以下「軸方向」という。）に開口する貫通孔２１（図１参照）を有する。杖本体２は、胴部２０の貫通孔２１を通じて軸方向に沿って移動可能とされている。
図２は、初期状態の支持機構３を示す。図２では、杖本体２の軸部１１の一部を示している。
図２に示すように、支持機構３は、胴部２０、脚部３０、変位部４０及び制動部５０を備える。
胴部２０は、軸部１１の一端部を覆っている。胴部２０は、軸部１１が延びる方向（以下「軸方向」という。）に開口する貫通孔２１（図１参照）を有する。杖本体２は、胴部２０の貫通孔２１を通じて軸方向に沿って移動可能とされている。
【0032】
＜脚部＞
脚部３０は、胴部２０に連結されている。脚部３０は、それぞれ独立して弾性変形可能に複数設けられている。脚部３０は、３つ設けられている。３つの脚部３０は、第一脚部３０Ａ、第二脚部３０Ｂ及び第三脚部３０Ｃである。
脚部３０は、胴部２０に連結されている。脚部３０は、それぞれ独立して弾性変形可能に複数設けられている。脚部３０は、３つ設けられている。３つの脚部３０は、第一脚部３０Ａ、第二脚部３０Ｂ及び第三脚部３０Ｃである。
【0033】
３つの脚部３０は、胴部２０における同じ高さ位置に連結されている。３つの脚部３０は、それぞれ異なる方向を向くように設けられている。軸方向から見て、３つの脚部３０は、軸部１１を中心に１２０°間隔で放射状に配置されている。以下、３つの脚部３０のうち第一脚部３０Ａについて説明する。第二脚部３０Ｂ及び第三脚部３０Ｃは、第一脚部３０Ａと同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。
【0034】
図３に示すように、第一脚部３０Ａ（以下単に「脚部３０」ともいう。）は、リンク機構３１を備える。脚部３０は、リンク部材３２，３３、支軸３４～３７、コイルバネ３８及び緩衝部材３９を備える。初期状態において、脚部３０先端（脚部３０の下端）は、杖本体２の軸部１１（図２参照）の下端よりも下方に位置している。すなわち、杖を下ろしたとき、脚部３０先端は軸部１１の下端よりも先に接地するようになっている。
【0035】
リンク部材３２，３３は、平行四辺形の対辺をなすように一対設けられている。一対のリンク部材３２，３３は、第一リンク部材３２及び第二リンク部材３３である。第一リンク部材３２は、第二リンク部材３３の下方に間隔をあけて配置されている。一対のリンク部材３２，３３は、コイルバネ３８の一部を覆っている。
【0036】
支軸３４～３７は、一対のリンク部材３２，３３の各端部を回動可能に支持する。支軸３４～３７は、４つ設けられている。４つの支軸３４～３７は、第一支軸３４、第二支軸３５、第三支軸３６及び第四支軸３７である。
【0037】
第一支軸３４及び第二支軸３５は、胴部２０の下部に設けられている。第一支軸３４は、第一リンク部材３２の一端を回動可能に支持している。
第二支軸３５は、胴部２０の下部において第一支軸３４よりも高い部位に設けられている。第二支軸３５は、第二リンク部材３３の一端を回動可能に支持している。
第三支軸３６及び第四支軸３７は、緩衝部材３９の基部に設けられている。第三支軸３６は、第一リンク部材３２の他端を回動可能に支持している。
第四支軸３７は、緩衝部材３９の基部において第三支軸３６よりも高い部位に設けられている。第四支軸３７は、第二リンク部材３３の他端を回動可能に支持している。
第二支軸３５は、胴部２０の下部において第一支軸３４よりも高い部位に設けられている。第二支軸３５は、第二リンク部材３３の一端を回動可能に支持している。
第三支軸３６及び第四支軸３７は、緩衝部材３９の基部に設けられている。第三支軸３６は、第一リンク部材３２の他端を回動可能に支持している。
第四支軸３７は、緩衝部材３９の基部において第三支軸３６よりも高い部位に設けられている。第四支軸３７は、第二リンク部材３３の他端を回動可能に支持している。
【0038】
コイルバネ３８は、４つの支軸３４～３７のうち平行四辺形の対角に位置する２つの支軸３４，３７に両端が支持されている。コイルバネ３８の一端は、第一支軸３４に支持されている。コイルバネ３８の他端は、第四支軸３７に支持されている。コイルバネ３８は、一対のリンク部材３２，３３が初期状態となるように第一支軸３４及び第四支軸３７を常時付勢している。
【0039】
緩衝部材３９は、先端側（支軸３６，３７が設けられた側とは反対側）ほど先細りとなる外形をなしている。一対のリンク部材３２，３３、４つの支軸３４～３７及び緩衝部材３９は、脚部３０のリンク機構３１を構成する。初期状態において、緩衝部材３９の先端は、杖本体２の軸部１１の下端よりも下方に位置している。例えば、緩衝部材３９は、ゴム製である。
【0040】
＜変位部＞
図２に示すように、変位部４０は、胴部２０の上方に配置されている。変位部４０は、杖本体２の軸部１１の途中に取り付けられている。変位部４０は、荷重に応じて胴部２０との間で変位する。変位部４０は、使用者が把持部１０（図１参照）にかけた荷重に応じて、杖本体２と一体に軸方向に沿って移動可能とされている。例えば、使用者が把持部１０に上方から荷重をかけた場合、変位部４０は杖本体２と一体に軸方向に沿う下方へ移動し、胴部２０に近づく。軸方向から見て、変位部４０は、円形状の外形（外周面）を有する。
図２に示すように、変位部４０は、胴部２０の上方に配置されている。変位部４０は、杖本体２の軸部１１の途中に取り付けられている。変位部４０は、荷重に応じて胴部２０との間で変位する。変位部４０は、使用者が把持部１０（図１参照）にかけた荷重に応じて、杖本体２と一体に軸方向に沿って移動可能とされている。例えば、使用者が把持部１０に上方から荷重をかけた場合、変位部４０は杖本体２と一体に軸方向に沿う下方へ移動し、胴部２０に近づく。軸方向から見て、変位部４０は、円形状の外形（外周面）を有する。
【0041】
＜制動部＞
制動部５０は、変位部４０に連結されている。制動部５０は、複数の脚部３０に対応して複数設けられている。制動部５０は、変位部４０の変位に応じて脚部３０の変形を抑える。制動部５０は、コイルバネ３８の弾性力と把持部１０にかかる荷重とがつり合う位置からさらに押された後に制動力を発揮する。制動部５０は、３つ設けられている。３つの制動部５０は、第一制動部５０Ａ、第二制動部５０Ｂ及び第三制動部５０Ｃである（図１参照、図２では第一制動部５０Ａのみ図示）。
制動部５０は、変位部４０に連結されている。制動部５０は、複数の脚部３０に対応して複数設けられている。制動部５０は、変位部４０の変位に応じて脚部３０の変形を抑える。制動部５０は、コイルバネ３８の弾性力と把持部１０にかかる荷重とがつり合う位置からさらに押された後に制動力を発揮する。制動部５０は、３つ設けられている。３つの制動部５０は、第一制動部５０Ａ、第二制動部５０Ｂ及び第三制動部５０Ｃである（図１参照、図２では第一制動部５０Ａのみ図示）。
【0042】
３つの制動部５０は、変位部４０における同じ高さ位置に連結されている。３つの制動部５０は、それぞれ異なる方向を向くように設けられている。軸方向から見て、３つの制動部５０は、軸部１１を中心に１２０°間隔で配置されている。軸方向から見て、第一制動部５０Ａ、第二制動部５０Ｂ及び第三制動部５０Ｃは、それぞれ第一脚部３０Ａ、第二脚部３０Ｂ及び第三脚部３０Ｃと重なる。第一制動部５０Ａは第一脚部３０Ａの変形を抑える。第二制動部５０Ｂは第二脚部３０Ｂの変形を抑える。第三制動部５０Ｃは第三脚部３０Ｃの変形を抑える。以下、３つの制動部５０のうち第一制動部５０Ａについて説明する。第二制動部５０Ｂ及び第三制動部５０Ｃは、第一制動部５０Ａと同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。
【0043】
図２に示すように、第一制動部５０Ａ（以下単に「制動部５０」ともいう。）は、ディスク５１、シュー５２及び制動リンク機構５３（リンク機構）を備える。
ディスク５１は、脚部３０の第二リンク部材３３に固定されている。ディスク５１は、第二支軸３５を中心とする扇形状をなしている（図３参照）。例えば、ディスク５１は、アルミニウム合金製である。
ディスク５１は、脚部３０の第二リンク部材３３に固定されている。ディスク５１は、第二支軸３５を中心とする扇形状をなしている（図３参照）。例えば、ディスク５１は、アルミニウム合金製である。
【0044】
シュー５２は、ディスク５１を挟むことが可能に一対設けられている。一対のシュー５２は、第二支軸３５から離れた位置に配置されている（図３参照）。
【0045】
制動リンク機構５３は、変位部４０の変位に応じて一対のシュー５２にディスク５１を挟ませる。制動リンク機構５３は、軸部１１の軸線を対称軸として線対称（左右対称）の外形を有する。制動リンク機構５３は、一対の第一アーム５４及び一対の第二アーム５５を備える。
【0046】
一対の第一アーム５４は、変位部４０の外周面の法線に沿う軸回りに一端が回動可能に連結されている。一対の第一アーム５４は、下方を開放する逆Ｖ字状をなしている。
一対の第二アーム５５は、一対の第一アーム５４の他端に一端が回動可能に連結されている。一対の第二アーム５５は、一対のシュー５２に他端が固定されている。一対の第二アーム５５は、自身の中途部が内側に屈曲した形状をなしている。一対の第二アーム５５は、胴部２０の上部の軸回り（変位部４０の外周面の法線と平行な軸回り）に屈曲部５６（中途部）が回動可能に連結されている。
一対の第二アーム５５は、一対の第一アーム５４の他端に一端が回動可能に連結されている。一対の第二アーム５５は、一対のシュー５２に他端が固定されている。一対の第二アーム５５は、自身の中途部が内側に屈曲した形状をなしている。一対の第二アーム５５は、胴部２０の上部の軸回り（変位部４０の外周面の法線と平行な軸回り）に屈曲部５６（中途部）が回動可能に連結されている。
【0047】
＜脚部のリンク機構の設計＞
図４は、初期状態にある脚部３０のリンク機構３１の模式図である。図４では、胴部２０下部の一部（下部）及びディスク５１を併せて示している。
図４に示すように、脚部３０には平行四辺形のリンク機構３１を用いる。図４において、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４はそれぞれ第一支軸３４、第二支軸３５、第三支軸３６、第四支軸３７（図３参照）に相当する。点Ｇは緩衝部材３９の先端（脚部３０先端）に相当する。リンクＰ１Ｐ３は第一リンク部材３２（図３参照）に相当する。リンクＰ２Ｐ４は第二リンク部材３３（図３参照）に相当する。記号ｌＬ１はリンクＰ１Ｐ３（リンクＰ２Ｐ４）の長さ、記号ｌＬ２は点Ｐ１と点Ｐ２との間（点Ｐ３と点Ｐ４との間）の長さをそれぞれ示す。記号ｓは点Ｐ２からシュー５２（図３参照）の配置位置までの距離を示す。
図４は、初期状態にある脚部３０のリンク機構３１の模式図である。図４では、胴部２０下部の一部（下部）及びディスク５１を併せて示している。
図４に示すように、脚部３０には平行四辺形のリンク機構３１を用いる。図４において、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４はそれぞれ第一支軸３４、第二支軸３５、第三支軸３６、第四支軸３７（図３参照）に相当する。点Ｇは緩衝部材３９の先端（脚部３０先端）に相当する。リンクＰ１Ｐ３は第一リンク部材３２（図３参照）に相当する。リンクＰ２Ｐ４は第二リンク部材３３（図３参照）に相当する。記号ｌＬ１はリンクＰ１Ｐ３（リンクＰ２Ｐ４）の長さ、記号ｌＬ２は点Ｐ１と点Ｐ２との間（点Ｐ３と点Ｐ４との間）の長さをそれぞれ示す。記号ｓは点Ｐ２からシュー５２（図３参照）の配置位置までの距離を示す。
【0048】
＜制動リンク機構の設計＞
図５は、初期状態にある制動リンク機構５３の模式図である。図６は、制動状態にある制動リンク機構５３の模式図である。図５及び図６ともに制動リンク機構５３の右半分のみを図示している（左右対称のため）。
制動リンク機構５３は、荷重をかけられた際の変形により制動力を発生する。図５において、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄはそれぞれ変位部４０の外周面の法線に沿う軸、第一アーム５４の他端と第二アーム５５の一端との回動軸、第二アーム５５の屈曲部５６の回動軸、第二アーム５５の他端に相当する（図２参照）。リンクＡＢは第一アーム５４（図２参照）に相当する。リンクＢＣは第二アーム５５の上部（第二アーム５５の一端と屈曲部５６との間の部分）に相当する（図２参照）。リンクＣＤは第二アーム５５の下部（第二アーム５５の他端と屈曲部５６との間の部分）に相当する（図２参照）。記号ｌ１はリンクＡＢの長さ、記号ｌ２はリンクＢＣの長さ、記号ｒはリンクＣＤの長さをそれぞれ示す。記号ｅはｙ軸から点Ｃまでの距離を示す。記号βは屈曲部５６の角度を示す。
図５は、初期状態にある制動リンク機構５３の模式図である。図６は、制動状態にある制動リンク機構５３の模式図である。図５及び図６ともに制動リンク機構５３の右半分のみを図示している（左右対称のため）。
制動リンク機構５３は、荷重をかけられた際の変形により制動力を発生する。図５において、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄはそれぞれ変位部４０の外周面の法線に沿う軸、第一アーム５４の他端と第二アーム５５の一端との回動軸、第二アーム５５の屈曲部５６の回動軸、第二アーム５５の他端に相当する（図２参照）。リンクＡＢは第一アーム５４（図２参照）に相当する。リンクＢＣは第二アーム５５の上部（第二アーム５５の一端と屈曲部５６との間の部分）に相当する（図２参照）。リンクＣＤは第二アーム５５の下部（第二アーム５５の他端と屈曲部５６との間の部分）に相当する（図２参照）。記号ｌ１はリンクＡＢの長さ、記号ｌ２はリンクＢＣの長さ、記号ｒはリンクＣＤの長さをそれぞれ示す。記号ｅはｙ軸から点Ｃまでの距離を示す。記号βは屈曲部５６の角度を示す。
【0049】
図６に示すように、杖に荷重をかけることで点Ａが下方に移動する。すると、点Ｃ回りにリンクＣＤが回転する。リンクＣＤには、シュー５２（図２参照）が取り付けられている。シュー５２は、脚部３０に固定されたディスク５１（図２参照）に押し付けられる。これにより、脚部３０の姿勢を保持する制動力（ブレーキ力）が得られる。
【0050】
仮想仕事の原理より、杖の荷重と制動力との関係を求める。図５のようにｘ-ｙ座標系を考える。このとき、ディスク５１（図２参照）は、ｙ軸上を移動する。杖本体２（変位部４０）との接続位置である点Ａのｙ座標は、次の式（１）となる。
【0051】
【数1】
【0052】
上記の式（１）において、θはディスク５１にシュー５２を押し付けるリンクＣＤの角度である。上記の式（１）を時間微分すると、次の式（２）、式（３）となる。
【0053】
【数2】
【0054】
図６に示すように、点Ａに荷重ｆがかけられたとき、微小変位δｙＡが生じるとする。このとき、リンクＣＤが微小角度δθだけ回転し、トルクτがかかると考える。すると、仮想仕事の原理より、次の式（４）となる。
【0055】
【数3】
【0056】
上記の式（４）において微小変位を速度と置き換えると、次の式（５）が成り立つ。
【0057】
【数4】
【0058】
上記の式（３）を代入し、上記の式（５）が常に成り立つためには、次の式（６）を満たす必要がある。
【0059】
【数5】
【0060】
本実施形態では、３つの脚部３０のそれぞれに制動部５０がある。そのため、杖全体にかかる荷重をＦとすると、１つの制動部５０の片側にかかる荷重ｆは、次の式（７）となる。
【0061】
【数6】
【0062】
シュー５２の取付箇所がリンクＣＤ先端の点Ｄであるとすると、ブレーキの押し付け力ｆＤは、次の式（８）となる。
【0063】
【数7】
【0064】
脚部３０先端の動き（ディスク５１の回転）を止めるためには、脚部３０先端にかかる力Ｆ／３が及ぼす回転モーメントよりも、ディスク５１周りのブレーキが及ぼす回転モーメントが大きくなればよい。脚部３０先端にかかる力Ｆ／３が及ぼす回転モーメントは、姿勢φ（図４に示す角度φ）により変化する。そのため、脚部３０先端にかかる力Ｆ／３が及ぼす回転モーメントが最大となるｃｏｓφ＝１において制動力が上回る条件を求めると、１つの脚部３０先端のディスク５１周りにおいて、次の式（９）となる。
【0065】
【数8】
【0066】
上記の式（１）から式（９）より、次の式（１０）を満たすような設計を数値シミュレーションソフト（例えばＭＡＴＬＡＢ）で行うことが好ましい。
【0067】
【数9】
【0068】
上記の式（１０）において、摩擦係数μの大きさは、ディスク５１の表面の粗さや、ゴムの凝着摩擦、変形損失摩擦、掘り起こし摩擦などによって変化するため、正確な値を求めることは困難である。例えば、摩擦係数μは、鉄とアルミニウムの摩擦係数μ＝０．８２を参考にするとよい。
【0069】
＜作用効果＞
以上説明したように、上記実施形態に係る支持機構３は、独立して弾性変形可能な複数の脚部３０と、荷重に応じて変位する変位部４０と、複数の脚部３０に対応して複数設けられ、変位部４０の変位に応じて前記脚部３０の変形を抑える制動部５０と、を備える。
以上説明したように、上記実施形態に係る支持機構３は、独立して弾性変形可能な複数の脚部３０と、荷重に応じて変位する変位部４０と、複数の脚部３０に対応して複数設けられ、変位部４０の変位に応じて前記脚部３０の変形を抑える制動部５０と、を備える。
【0070】
この構成によれば、独立して弾性変形可能な複数の脚部３０を備えることで、各脚部３０がそれぞれ接地可能となるため、平坦な整地のみならず、段差や斜面、砂利道等の不整地においても安定した支持ができる。加えて、荷重に応じて変位する変位部４０と、複数の脚部３０に対応して複数設けられ、変位部４０の変位に応じて脚部３０の変形を抑える制動部５０と、を備えることで、変位部４０の変位に応じた制動部５０の制動力で脚部３０を停止させることができる。したがって、どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。
【0071】
上記実施形態によれば、脚部３０及び制動部５０のそれぞれがリンク機構３１，５３を備えることで、以下の効果を奏する。
空気圧シリンダと電気弁による伸縮機構を備えた構成やＭＲ流体（Magneto Rheological Fluid）ブレーキを備えた構成と比較して、アクチュエータやバッテリ等の電気エネルギーを必要としない。したがって、使用時間の制限なく（充電の手間なく）安全に使用することができる。
空気圧シリンダと電気弁による伸縮機構を備えた構成やＭＲ流体（Magneto Rheological Fluid）ブレーキを備えた構成と比較して、アクチュエータやバッテリ等の電気エネルギーを必要としない。したがって、使用時間の制限なく（充電の手間なく）安全に使用することができる。
【0072】
上記実施形態によれば、脚部３０は、平行四辺形の対辺をなす一対のリンク部材３２，３３と、一対のリンク部材３２，３３の各端部を回動可能に支持する４つの支軸３４～３７と、４つの支軸３４～３７のうち平行四辺形の対角に位置する２つの支軸３４，３７に両端が支持されたコイルバネ３８と、を備えることで、以下の効果を奏する。
２つの支軸３４，３７がリンク部材３２，３３端部の支持部及びコイルバネ３８両端の支持部を兼ねるため、コイルバネ３８両端を支持するためのピンを支軸３４，３７とは別に設けた場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
２つの支軸３４，３７がリンク部材３２，３３端部の支持部及びコイルバネ３８両端の支持部を兼ねるため、コイルバネ３８両端を支持するためのピンを支軸３４，３７とは別に設けた場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
【0073】
上記実施形態によれば、一対のリンク部材３２，３３がコイルバネ３８の一部を覆っていることで、以下の効果を奏する。
一対のリンク部材３２，３３の間にコイルバネ３８全体が露出する場合と比較して、一対のリンク部材３２，３３の間に異物が入りにくくすることができる。加えて、コイルバネ３８の一部が外部から見えなくなるため、外観性の向上に寄与する。
一対のリンク部材３２，３３の間にコイルバネ３８全体が露出する場合と比較して、一対のリンク部材３２，３３の間に異物が入りにくくすることができる。加えて、コイルバネ３８の一部が外部から見えなくなるため、外観性の向上に寄与する。
【0074】
上記実施形態によれば、制動部５０は、脚部３０に固定されたディスク５１と、ディスク５１を挟むことが可能な一対のシュー５２と、変位部４０の変位に応じて一対のシュー５２にディスク５１を挟ませる制動リンク機構５３と、を備えることで、以下の効果を奏する。
制動部５０は、脚部３０と一体に動くディスク５１を一対のシュー５２で挟み、その際に発生する摩擦力によって制動力を発生する、いわゆるディスクブレーキとして機能する。そのため、ドラムブレーキの場合と比較して、安定した制動力を得ることができるとともに、メンテナンス性に優れる。
制動部５０は、脚部３０と一体に動くディスク５１を一対のシュー５２で挟み、その際に発生する摩擦力によって制動力を発生する、いわゆるディスクブレーキとして機能する。そのため、ドラムブレーキの場合と比較して、安定した制動力を得ることができるとともに、メンテナンス性に優れる。
【0075】
上記実施形態によれば、制動リンク機構５３は、変位部４０に一端が回動可能に連結された一対の第一アーム５４と、一対の第一アーム５４の他端に一端が回動可能に連結され、一対のシュー５２に他端が固定された一対の第二アーム５５と、を備えることで、以下の効果を奏する。
一対の第一アーム５４及び一対の第二アーム５５を備えた簡単な構成で、使用時間の制限なく安全に使用することができる。
一対の第一アーム５４及び一対の第二アーム５５を備えた簡単な構成で、使用時間の制限なく安全に使用することができる。
【0076】
上記実施形態によれば、ディスク５１がアルミニウム合金製であることで、鉄製の場合と比較して軽量化を図ることができる。
【0077】
上記実施形態によれば、複数の脚部３０は、３つの脚部３０であり、３つの脚部３０は、それぞれ異なる方向に向くように設けられていることで、以下の効果を奏する。
４つの脚部３０の場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。加えて、３つの脚部３０がそれぞれ同じ方向に向く場合と比較して、安定した支持がしやすい。
４つの脚部３０の場合と比較して、部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。加えて、３つの脚部３０がそれぞれ同じ方向に向く場合と比較して、安定した支持がしやすい。
【0078】
上記実施形態に係る杖１は、上記の支持機構３と、使用者が把持可能な把持部１０を有し変位部４０に支持された杖本体２と、を備えることで、以下の効果を奏する。
どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。
どのような地面であっても安定してしっかりした支持ができる。
【0079】
＜変形例＞
なお、上記実施形態では、変位部４０が杖本体２の軸部１１に支持されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図７に示すように、変位部４０は、杖本体２の把持部１０に設けられていてもよい。例えば、変位部１４０はレバーであってもよい。例えば、ワイヤ１５３は、複数の脚部３０に対応して複数設けられている。ワイヤ１５３の一端はレバー１４０側に取り付けられている。ワイヤ１５３の他端は、不図示のブラケットを介してシュー５２側に取り付けられている。例えば、使用者がレバー１４０を握ることでワイヤ１５３が引っ張られ、シュー５２でディスク５１を挟み、押し付けることでブレーキがかかる仕組みであってもよい。
この構成によれば、変位部４０が把持部１０に設けられているため、使用者は手元の操作で任意のタイミングで脚部３０を制動することができる。
なお、上記実施形態では、変位部４０が杖本体２の軸部１１に支持されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図７に示すように、変位部４０は、杖本体２の把持部１０に設けられていてもよい。例えば、変位部１４０はレバーであってもよい。例えば、ワイヤ１５３は、複数の脚部３０に対応して複数設けられている。ワイヤ１５３の一端はレバー１４０側に取り付けられている。ワイヤ１５３の他端は、不図示のブラケットを介してシュー５２側に取り付けられている。例えば、使用者がレバー１４０を握ることでワイヤ１５３が引っ張られ、シュー５２でディスク５１を挟み、押し付けることでブレーキがかかる仕組みであってもよい。
この構成によれば、変位部４０が把持部１０に設けられているため、使用者は手元の操作で任意のタイミングで脚部３０を制動することができる。
【0080】
上記実施形態では、制動リンク機構５３は、変位部４０に一端が回動可能に連結された一対の第一アーム５４と、一対の第一アーム５４の他端に一端が回動可能に連結され、一対のシュー５２に他端が固定された一対の第二アーム５５と、を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図８に示すように、制動リンク機構２５３は、変位部４０に回転可能に設けられた一対の回転体２５４と、一対の回転体２５４が摺動可能に一対の回転体２５４を一端側で挟むとともに、一対のシュー５２に他端が固定された一対のアーム２５５と、を備えてもよい。
この構成によれば、一対の第一アーム５４及び一対の第二アーム５５を備えた構成と比較して、アーム２５５の部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
この構成によれば、一対の第一アーム５４及び一対の第二アーム５５を備えた構成と比較して、アーム２５５の部品点数を削減し、軽量化を図ることができる。
【0081】
上記実施形態では、脚部３０及び制動部５０のそれぞれがリンク機構３１，５３を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、脚部３０及び制動部５０のいずれか一方がリンク機構を備えてもよい。例えば、脚部３０及び制動部５０の少なくとも一方がリンク機構を備えてもよい。または、脚部３０及び制動部５０はいずれもリンク機構を有しなくてもよい。
【0082】
上記実施形態では、２つの支軸３４，３７がリンク部材３２，３３端部の支持部及びコイルバネ３８両端の支持部を兼ねる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、コイルバネ３８両端を支持するためのピンを支軸３４，３７とは別に設けてもよい。
【0083】
上記実施形態では、一対のリンク部材３２，３３がコイルバネ３８の一部を覆っている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、一対のリンク部材３２，３３は、コイルバネ３８の全体を覆っていてもよい。例えば、一対のリンク部材３２，３３は、コイルバネ３８の少なくとも一部を覆っていてもよい。または、一対のリンク部材３２，３３の間にコイルバネ３８全体が露出していてもよい。
【0084】
上記実施形態では、ディスク５１がアルミニウム合金製である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ディスク５１は、鉄製等のアルミニウム合金以外の金属製であってもよい。
【0085】
上記実施形態では、脚部３０が３つ設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、脚部３０は、２つまたは４つ以上設けられていてもよい。
【0086】
上記実施形態では、脚部３０がコイルバネ３８を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、脚部３０は、板バネ等のコイルバネ３８以外の弾性部材を備えてもよい。
【0087】
上記実施形態では、支持機構３を杖に適用した例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、カメラの三脚、病院の点滴台、ゴルフクラブの立てかけ台（ゴルフスタンド）、義足、テレビ台等に支持機構３を適用してもよい。例えば、什器、撮影用や計測用のロボット等の移動装置等に支持機構３を適用してもよい。
【0088】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【実施例】
【0089】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0090】
＜杖の自立性の評価＞
本願発明者らは、国土交通省の定めた『歩道における段差及び勾配等に関する基準』（以下「国交省の定めた基準」ともいう。）に記載されている条件（傾斜８％、段差２０ｍｍ）において杖の軸を鉛直に保持することを以下の評価により確認した。
本願発明者らは、国土交通省の定めた『歩道における段差及び勾配等に関する基準』（以下「国交省の定めた基準」ともいう。）に記載されている条件（傾斜８％、段差２０ｍｍ）において杖の軸を鉛直に保持することを以下の評価により確認した。
【0091】
（実施例）
実施例は、杖本体の軸部に支持機構が支持されているもの（図１に示す杖）を用いた。脚部は、平行四辺形のリンク機構を用い、平行四辺形の対角をコイルバネでつなぐことで、荷重がかかっていないときは脚部のリンク機構が初期位置に戻るようにした。脚部は、杖本体の軸部を中心に１２０°間隔で放射状に３つ配置した。脚部の第二リンク部材に、アルミニウム合金製のディスクを一体化した。制動部は、リンク機構を用い、荷重をかけたときのリンク機構の変形により、ディスクにシューを押し付け、ブレーキがかかる仕組みを採用した。
実施例は、杖本体の軸部に支持機構が支持されているもの（図１に示す杖）を用いた。脚部は、平行四辺形のリンク機構を用い、平行四辺形の対角をコイルバネでつなぐことで、荷重がかかっていないときは脚部のリンク機構が初期位置に戻るようにした。脚部は、杖本体の軸部を中心に１２０°間隔で放射状に３つ配置した。脚部の第二リンク部材に、アルミニウム合金製のディスクを一体化した。制動部は、リンク機構を用い、荷重をかけたときのリンク機構の変形により、ディスクにシューを押し付け、ブレーキがかかる仕組みを採用した。
【0092】
（評価対象）
評価対象の地面として、段差、斜面に模したプレート（以下単に「斜面」ともいう。）、小石を敷き詰めた床（以下「砂利道」ともいう。）を用意した。国交省の定めた基準により、段差の高さは２０ｍｍ、傾斜の傾きは８％（約４．６°）、小石の大きさは直径１０ｍｍ程度とした。
評価対象の地面として、段差、斜面に模したプレート（以下単に「斜面」ともいう。）、小石を敷き詰めた床（以下「砂利道」ともいう。）を用意した。国交省の定めた基準により、段差の高さは２０ｍｍ、傾斜の傾きは８％（約４．６°）、小石の大きさは直径１０ｍｍ程度とした。
【0093】
（評価結果）
実施例の杖を、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに垂直に接地したときの実験の様子を図９（ａ）から図９（ｃ）に示す。図９（ａ）から図９（ｃ）に示すように、段差、斜面及び砂利道のいずれの地面においても杖の軸部が鉛直になるように脚部が変形し、杖の姿勢を保ちながら自立することが確認できた。これにより、実施例の杖は、国交省の定めた基準において杖の軸を鉛直に保持することが分かった。
実施例の杖を、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに垂直に接地したときの実験の様子を図９（ａ）から図９（ｃ）に示す。図９（ａ）から図９（ｃ）に示すように、段差、斜面及び砂利道のいずれの地面においても杖の軸部が鉛直になるように脚部が変形し、杖の姿勢を保ちながら自立することが確認できた。これにより、実施例の杖は、国交省の定めた基準において杖の軸を鉛直に保持することが分かった。
【0094】
＜杖の接地性の評価＞
本願発明者らは、段差、斜面及び砂利道でも平坦面と同程度の傾き範囲で杖を使用可能なことを以下の評価により確認した。
本願発明者らは、段差、斜面及び砂利道でも平坦面と同程度の傾き範囲で杖を使用可能なことを以下の評価により確認した。
【0095】
（実施例）
実施例は、杖本体とは別にデータ計測用の荷重測定杖（図１０参照）を用いた。荷重測定杖にはロードセルを用いることで杖の軸方向にかかる荷重を計測することを可能にした。また、荷重測定杖にはジャイロ・加速度センサを搭載し、杖の状態を把握できるようにした。ジャイロ・加速度センサは杖の持ち手と平行の傾きをロール角、杖の持ち手と交差する向きの傾きをピッチ角として検出可能である。なお、支持機構は上記の＜杖の自立性の評価＞で用いたものと同じとした。すなわち、実施例は、荷重測定杖の軸部に支持機構（図２参照）が支持されているものを用いた。
実施例は、杖本体とは別にデータ計測用の荷重測定杖（図１０参照）を用いた。荷重測定杖にはロードセルを用いることで杖の軸方向にかかる荷重を計測することを可能にした。また、荷重測定杖にはジャイロ・加速度センサを搭載し、杖の状態を把握できるようにした。ジャイロ・加速度センサは杖の持ち手と平行の傾きをロール角、杖の持ち手と交差する向きの傾きをピッチ角として検出可能である。なお、支持機構は上記の＜杖の自立性の評価＞で用いたものと同じとした。すなわち、実施例は、荷重測定杖の軸部に支持機構（図２参照）が支持されているものを用いた。
【0096】
（比較例）
比較例は、市販の４点杖の杖先を荷重測定杖に取り付けたものを用いた。なお、市販の４点杖は荷重測定杖に取り付けられるように杖先を加工した。
比較例は、市販の４点杖の杖先を荷重測定杖に取り付けたものを用いた。なお、市販の４点杖は荷重測定杖に取り付けられるように杖先を加工した。
【0097】
（評価対象）
評価対象の地面として、平坦面、段差、斜面及び、砂利道を用意した。国交省の定めた基準により、段差の高さは２０ｍｍ、傾斜の傾きは８％（約４．６°）、小石の大きさは直径１０ｍｍ程度とした。
評価対象の地面として、平坦面、段差、斜面及び、砂利道を用意した。国交省の定めた基準により、段差の高さは２０ｍｍ、傾斜の傾きは８％（約４．６°）、小石の大きさは直径１０ｍｍ程度とした。
【0098】
（評価結果）
実施例の杖を、平坦面、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに垂直に接地したときの実験の様子を図１１（ａ）から図１１（ｄ）に示す。図１１（ａ）から図１１（ｄ）の奥行方向の軸周りがロール角、左右方向の軸周りがピッチ角となっている。
図１２から図１５は、実施例に係る杖を接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図である。図１２は平坦面への接地、図１３は段差への接地、図１４は斜面への接地、図１５は砂利道への接地をそれぞれ示す。図１２から図１５において、左の縦軸は杖にかけた荷重、右の縦軸は杖の鉛直方向を０°としたときのロール角及びピッチ角、横軸は時間を示している。
図１６は、実施例に係る杖を各場所に接地したときのロール角及びピッチ角のそれぞれの平均を示す図である。
実施例の杖を、平坦面、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに垂直に接地したときの実験の様子を図１１（ａ）から図１１（ｄ）に示す。図１１（ａ）から図１１（ｄ）の奥行方向の軸周りがロール角、左右方向の軸周りがピッチ角となっている。
図１２から図１５は、実施例に係る杖を接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図である。図１２は平坦面への接地、図１３は段差への接地、図１４は斜面への接地、図１５は砂利道への接地をそれぞれ示す。図１２から図１５において、左の縦軸は杖にかけた荷重、右の縦軸は杖の鉛直方向を０°としたときのロール角及びピッチ角、横軸は時間を示している。
図１６は、実施例に係る杖を各場所に接地したときのロール角及びピッチ角のそれぞれの平均を示す図である。
【0099】
実施例において、杖の傾きの差に着目すると、ロール角は砂利道のときが最も大きく３．５°であった。一方、ピッチ角はほとんど差がなかった。
段差及び斜面においてのロール角の傾きは、接地時に力をかける向きが傾いたからであり、地面の状態によるものではないと考えられる。砂利道においてのロール角の傾きは、脚部がロックされた後の押し込みによって地面の砂利の位置が変化したからであると考えられる。また砂利道においてロール角、ピッチ角共に一部で傾きにブレがみられるのは、荷重をかけた際に砂利がずれたためであると考えられる。
これにより、実施例の杖は、平坦面、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに接地した杖の傾きに大きな違いがないことが分かった。
段差及び斜面においてのロール角の傾きは、接地時に力をかける向きが傾いたからであり、地面の状態によるものではないと考えられる。砂利道においてのロール角の傾きは、脚部がロックされた後の押し込みによって地面の砂利の位置が変化したからであると考えられる。また砂利道においてロール角、ピッチ角共に一部で傾きにブレがみられるのは、荷重をかけた際に砂利がずれたためであると考えられる。
これにより、実施例の杖は、平坦面、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに接地した杖の傾きに大きな違いがないことが分かった。
【0100】
比較例の杖を、平坦面、段差、斜面及び砂利道のそれぞれに垂直に接地したときの実験の様子を図１７（ａ）から図１７（ｄ）に示す。図１７（ａ）から図１７（ｄ）の奥行方向の軸周りがロール角、左右方向の軸周りがピッチ角となっている。
図１８から図２１は、比較例に係る杖を接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図である。図１８は平坦面への接地、図１９は段差への接地、図２０は斜面への接地、図２１は砂利道への接地をそれぞれ示す。図１８から図２１において、左の縦軸は杖にかけた荷重、右の縦軸は杖の鉛直方向を０°としたときのロール角及びピッチ角、横軸は時間を示している。
図２２は、比較例に係る杖を各場所に接地したときのロール角及びピッチ角のそれぞれの平均を示す図である。
図１８から図２１は、比較例に係る杖を接地したときの荷重、ロール角及びピッチ角を示す図である。図１８は平坦面への接地、図１９は段差への接地、図２０は斜面への接地、図２１は砂利道への接地をそれぞれ示す。図１８から図２１において、左の縦軸は杖にかけた荷重、右の縦軸は杖の鉛直方向を０°としたときのロール角及びピッチ角、横軸は時間を示している。
図２２は、比較例に係る杖を各場所に接地したときのロール角及びピッチ角のそれぞれの平均を示す図である。
【0101】
比較例において、杖の傾きの差に着目すると、ロール角は砂利道のときが最も大きく１．８°であり、ピッチ角は段差のときに７°、斜面のときに６°程度であった。
また、砂利道での接地において杖の手元に大きなブレがみられた。
これにより、比較例の杖は、段差、斜面及び砂利道のそれぞれにおいて大きく傾くことが分かった。
また、砂利道での接地において杖の手元に大きなブレがみられた。
これにより、比較例の杖は、段差、斜面及び砂利道のそれぞれにおいて大きく傾くことが分かった。
【0102】
以上により、実施例の杖は、段差、斜面及び砂利道でも平坦面と同程度の傾き範囲で杖を使用可能なことが分かった。
【符号の説明】
【0103】
１…杖、２…杖本体、３…支持機構、１０…把持部、３０…脚部、３０Ａ…第一脚部（脚部）、３０Ｂ…第二脚部（脚部）、３０Ｃ…第三脚部（脚部）、３１…リンク機構、３２…第一リンク部材（リンク部材）、３３…第二リンク部材（リンク部材）、３４…第一支軸（支軸）、３５…第二支軸（支軸）、３６…第三支軸（支軸）、３７…第四支軸（支軸）、３８…コイルバネ、４０…変位部、５０…制動部、５０Ａ…第一制動部（制動部）、５０Ｂ…第二制動部（制動部）、５０Ｃ…第三制動部（制動部）、５１…ディスク、５２…シュー、５３…制動リンク機構、５４…第一アーム、５５…第二アーム、１４０…変位部、２５３…制動リンク機構、２５４…回転体、２５５…アーム
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】