特表 2023-531873 双安定バネを有する支持部及びこれを含む運動補助装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-26

(54)【発明の名称】双安定バネを有する支持部及びこれを含む運動補助装置

(51)【国際特許分類】

   A61H 1/02 20060101AFI20230719BHJP

   A63B 23/04 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

A61H1/02 N

A63B23/04

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022574107

(86)(22)【出願日】2021-02-02

(85)【翻訳文提出日】2022-12-01

(86)【国際出願番号】 KR2021001341

(87)【国際公開番号】W WO2022004983

(87)【国際公開日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】10-2020-0082241

(32)【優先日】2020-07-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0136636

(32)【優先日】2020-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503447036

【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】チョイ，ビョンジュン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ヨンベク

(72)【発明者】

【氏名】ロォ，セ－ゴン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ミンヒュン

【テーマコード（参考）】

4C046

【Ｆターム（参考）】

4C046AA06

4C046AA08

4C046AA09

4C046AA25

4C046AA42

4C046AA45

4C046AA49

4C046BB04

4C046BB07

4C046CC01

4C046CC04

4C046DD02

4C046DD13

4C046DD14

4C046DD21

4C046DD36

4C046DD37

4C046DD38

4C046DD39

4C046DD41

(57)【要約】

一実施形態に係る支持部は、メイン本体と、前記メイン本体に連結される１対のメインフレームと、前記１対のメインフレームにそれぞれ連結される１対のストラップと、前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられ、復原力によって２つの安定状態（ｓｔａｂｌｅ ｓｔａｔｅ）のいずれか１つの安定状態に保持される双安定バネ（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ）とを含み、前記２つの安定状態は、前記双安定バネが長手方向に沿ってまっすぐ伸びた形状を有する第１安定状態と、前記双安定バネが１回屈曲された形状を有する第２安定状態とを含み、前記ストラップの形状は、前記双安定バネの形状に応じて決定されることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

メイン本体と、
前記メイン本体に連結される１対のメインフレームと、
前記１対のメインフレームにそれぞれ連結される１対のストラップと、
前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられ、復原力によって２つの安定状態（ｓｔａｂｌｅ ｓｔａｔｅ）のいずれか１つの安定状態に保持される双安定バネ（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ）を含み、
前記２つの安定状態は、前記双安定バネが長手方向に沿ってまっすぐ伸びた形状を有する第１安定状態と、前記双安定バネが１回屈曲された形状を有する第２安定状態を含み、
前記ストラップの形状は前記双安定バネの形状に応じて決定される支持部。

【請求項2】

前記双安定バネが前記第１安定状態にあるとき、前記１対のストラップそれぞれは前記メインフレームから前方に延びた形状を保持する、請求項１に記載の支持部。

【請求項3】

前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられた前記双安定バネが全て前記第２安定状態にあるとき、前記１対のストラップそれぞれは互いにオーバーラップされる、請求項１に記載の支持部。

【請求項4】

前記双安定バネは、前記第１安定状態にあるとき長手方向に沿って垂直方向に凸状を有し、前記第１安定状態から前記第２安定状態に転換される間、前記凸状の曲率は減少する、請求項１に記載の支持部。

【請求項5】

前記双安定バネは、前記ストラップの長手方向を基準にして位置が固定されている、請求項１に記載の支持部。

【請求項6】

前記ストラップは、前記双安定バネを収容するための収容空間を含み、
前記ストラップの長手方向に沿って垂直方向を基準にして、前記収容空間の幅は前記ストラップの幅よりも大きい、請求項１に記載の支持部。

【請求項7】

前記第２安定状態において前記双安定バネの幅は、前記第１安定状態で前記双安定バネの幅よりも大きく、前記収容空間の幅よりも小さい、請求項６に記載の支持部。

【請求項8】

前記ストラップの内側に備えられ、前記ストラップの長手方向に沿って垂直方向を基準にして前記双安定バネにオーバーラップされるパッドをさらに含む、請求項１に記載の支持部。

【請求項9】

前記パッドは、前記ストラップに脱着可能である、請求項８に記載の支持部。

【請求項10】

前記１対のストラップのいずれか１つのストラップに連結され、他方のストラップを取り囲むことができる１対の補助ストラップをさらに含む、請求項１に記載の支持部。

【請求項11】

前記１対の補助ストラップそれぞれの内部に設けられる補助双安定バネをさらに含む、請求項１０に記載の支持部。

【請求項12】

前記ストラップの内部に備えられ、前記ストラップより相対的に強盛な材質から形成されるインナフレームをさらに含む、請求項１に記載の支持部。

【請求項13】

前記インナフレームは、
前記メインフレームから延び、前記双安定バネに連結される第１インナフレームと、
前記双安定バネから前記ストラップの端部に向かって延びる第２インナフレームと、
を含む、請求項１２に記載の支持部。

【請求項14】

前記双安定バネは複数備えられ、複数の双安定バネは前記ストラップの長手方向に沿って互いに離隔して配置される、請求項１に記載の支持部。

【請求項15】

請求項１に記載の支持部と、
前記メインフレームに配置されるアクチュエータと、
前記アクチュエータから動力が伝達されて回転可能な駆動フレームを含む、運動補助装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、双安定バネを有する支持部及びこれを含む運動補助装置に関する。

【背景技術】

【0002】

運動補助装置（ｍｏｔｉｏｎ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）は、各種の疾患や事故などによって自ら歩くことのできない患者がリハビリ治療のための運動可能に補助する機構又は装置のことを指す。最近、高齢化社会が深刻化されることにより関節の問題で正常な運動が困難であるか、運動について不便を訴える人々が増加しており、運動補助装置に対する関心が高まっている。運動補助装置はユーザの体に装着され、ユーザが運動するために必要な筋力を補助（ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）し、ユーザが正常に運動できるようにユーザの歩行を誘導する。

【0003】

一般に、運動補助装置を着用しているユーザは、体の動きが不便な人々である。その人たちに運動補助装置を着用する過程そのものが負担になりかねない。体の動きが不便なユーザが他人の助けを受けることなく一人で運動補助装置を着用可能にする技術が要求される実状である。

【0004】

上記で説明した背景技術は、発明者が本明細書の開示内容を導き出す過程に保持したり習得したものであり、必ず本出願前に一般公衆に公開された公知技術であるとは言えない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る支持部は、メイン本体と、前記メイン本体に連結される１対のメインフレームと、前記１対のメインフレームにそれぞれ連結される１対のストラップと、前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられ、復原力によって２つの安定状態（ｓｔａｂｌｅ ｓｔａｔｅ）のいずれか１つの安定状態に保持される双安定バネ（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ）を含み、前記２つの安定状態は、前記双安定バネが長手方向に沿ってまっすぐ伸びた形状を有する第１安定状態と、前記双安定バネが１回屈曲された形状を有する第２安定状態を含み、前記ストラップの形状は前記双安定バネの形状に応じて決定されることができる。

【0006】

前記双安定バネが前記第１安定状態にあるとき、前記１対のストラップそれぞれは前記メインフレームから前方に延びた形状を保持することができる。

【0007】

前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられた前記双安定バネが全て前記第２安定状態にあるとき、前記１対のストラップそれぞれは互いにオーバラップされることができる。

【0008】

前記双安定バネは、前記第１安定状態にあるとき長手方向に沿って垂直方向に凸状を有し、前記第１安定状態から前記第２安定状態に転換される間に前記凸状の曲率は減少し得る。

【0009】

前記双安定バネは、前記ストラップの長手方向を基準にして位置が固定されることができる。

【0010】

前記ストラップは、前記双安定バネを収容するための収容空間を含み、前記ストラップの長手方向に沿って垂直方向を基準にして、前記収容空間の幅は前記ストラップの幅よりも大きくてもよい。

【0011】

前記第２安定状態で前記双安定バネの幅は、前記第１安定状態で前記双安定バネの幅よりも大きく、前記収容空間の幅よりも小さくてもよい。

【0012】

前記支持部は、前記ストラップの内側に備えられ、前記ストラップの長手方向に沿って垂直方向を基準にして前記双安定バネにオーバーラップされるパッドをさらに含むことができる。

【0013】

前記パッドは、前記ストラップに脱着可能である。

【0014】

前記支持部は、前記１対のストラップのいずれか１つのストラップに連結され、他方のストラップを取り囲むことができる１対の補助ストラップを含むことができる。

【0015】

前記支持部は、前記１対の補助ストラップそれぞれの内部に設けられる補助双安定バネをさらに含んでもよい。

【0016】

前記支持部は、前記ストラップの内部に備えられ、前記ストラップより相対的に強盛な材質から形成されるインナフレームをさらに含んでもよい。

【0017】

前記インナフレームは、前記メインフレームから延び、前記双安定バネに連結される第１インナフレームと、前記双安定バネから前記ストラップの端部に向かって延びる第２インナフレームを含むことができる。

【0018】

前記双安定バネは複数備えられ、複数の双安定バネは前記ストラップの長手方向に沿って互いに離隔して配置されることができる。

【0019】

一実施形態に係る支持部は、メインフレームと、前記メインフレームの両端にそれぞれ連結される１対のストラップと、前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられ、復原力によって２つの安定状態（ｓｔａｂｌｅ ｓｔａｔｅ）のいずれか１つの安定状態に保持される双安定バネ（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ）を含み、前記２つの安定状態は、前記双安定バネが長手方向に沿ってまっすぐ伸びた形状を有する第１安定状態と、前記双安定バネが１回屈曲された形状を有する第２安定状態を含み、前記ストラップの形状は前記双安定バネの形状に応じて決定されることができる。

【0020】

一実施形態に係る運動補助装置は、メイン本体と、前記メイン本体に連結される１対のメインフレームと、前記１対のメインフレームにそれぞれ連結される１対のストラップと、前記１対のストラップそれぞれの内部に備えられ、復原力によって２つの安定状態（ｓｔａｂｌｅ ｓｔａｔｅ）のいずれか１つの安定状態に保持される双安定バネ（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ）と、前記メインフレームに配置されるアクチュエータと、前記アクチュエータから動力が伝達されて回転可能な駆動フレームを含む。

【0021】

前記２つの安定状態は、前記双安定バネが長手方向に沿ってまっすぐ伸びた形状を有する第１安定状態と、前記双安定バネが１回屈曲された形状を有する第２安定状態を含み、前記ストラップの形状は前記双安定バネの形状に応じて決定されることができる。

【0022】

前記双安定バネが前記第１安定状態にあるとき、前記１対のストラップそれぞれは前記メインフレームから前方に延びた形状された状態を保持することができる。

【0023】

前記ストラップの内側に備えられ、前記ストラップの長手方向に沿って垂直方向を基準にして前記双安定バネにオーバーラップされるパッドをさらに含んでもよい。

【0024】

前記運動補助装置は、前記ストラップの内部に備えられ、前記ストラップより相対的に強盛な材質から形成されるインナフレームをさらに含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】一実施形態に係る運動補助装置を示す正面図である。

【図2】一実施形態に係る運動補助装置を示す側面図である。

【図3】一実施形態に係る双安定バネが第１安定状態にあるとき支持部を示す平面図である。

【図4】一実施形態に係る双安定バネが第２安定状態にあるとき支持部を示す平面図である。

【図5】第１安定状態の双安定バネを示す斜視図である。

【図6】第２安定状態の双安定バネを示す斜視図である。

【図7】双安定バネの変位角度によるポテンシャルエネルギーを概略的に示したグラフである。

【図8】図３に示す切開線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩに沿って切開した断面図である。

【図9】図３に示す切開線ＩＸ－ＩＸに沿って切開した断面図である。

【図10】一実施形態に係るメインフレーム、ストラップ及び双安定バネを示す断面図である。

【図11】第２ストラップが第１ストラップに接近する形状を示す断面図である。

【図12】１対のストラップが固定部材によって固定された状態を示す断面図である。

【図13】一実施形態に係る支持部を図示する平面図である。

【図14】一実施形態に係る支持部を図示する平面図である。

【図15】一実施形態に係る支持部を概略的に図示する平面図である。

【図16】一実施形態に係るメインフレーム、ストラップ、双安定バネ及びインナフレームを示す断面図である。

【図17】一実施形態に係るメインフレーム、ストラップ、双安定バネ及びインナフレームを示す断面図である。

【図18】一実施形態に係る支持部が身体に着用された姿を概略的に図示する正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

実施形態に対する特定な構造的又は機能的な説明は単なる例示のための目的として開示されたものであって、様々な形態に変更されることができる。したがって、実施形態は特定な開示形態に限定されるものではなく、本明細書の範囲は技術的な思想に含まれる変更、均等物ないし代替物を含む。

【0027】

第１又は第２などの用語を様々な構成要素を説明するために用いることがあるが、このような用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に、第２構成要素は第１構成要素にも命名することができる。

【0028】

いずれかの構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及されたときには、その他の構成要素に直接的に連結されているか又は接続されているが、中間に他の構成要素が存在し得るものと理解されなければならない。

【0029】

単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は、明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれを組み合わせたものが存在することを示すものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。

【0030】

いずれかの実施形態に含まれる構成要素と、共同的な機能を含む構成要素は、他の実施形態において同じ名称を用いて説明することにする。犯となる記載がない以上、いずれかの実施形態に記載した説明は、他の実施形態にも適用でき、重複する範囲で具体的な説明は省略することにする。

【0031】

異なるように定義さがれない限り、技術的又は科学的な用語を含んで、ここで用いる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。

【0032】

以下、添付する図面を参照しながら実施形態を詳細に説明する。添付図面を参照して説明することにおいて、図面符号に関わらず同じ構成要素は同じ参照符号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。

【0033】

図１は、一実施形態に係る運動補助装置を示す正面図であり、図２は、一実施形態に係る運動補助装置を示す側面図である。

【0034】

図１及び図２を参照すると、運動補助装置１００は、ユーザに着用され、ユーザの運動を補助することができる。ユーザは、人、動物、又はロボットなどであってもよいが、これらに制限されることはない。また、図１は、運動補助装置１００が、ユーザの太ももの運動を補助する場合について示しているが、運動補助装置１００は、ユーザの手、上腕、前腕などの上半身の他の部分や、足、ふくらはぎなどの下半身の他の部位を補助することも可能である（図１８参照）。言い換えれば、運動補助装置１００は、ユーザの一部の運動を補助することができる。以下、運動補助装置１００が、人の太ももの運動を補助する場合について例示的に説明する。

【0035】

運動補助装置１００は、メイン本体１０と、１対のメインフレーム２０と、１対のストラップ１１と、１対のストラップ１１のいずれか１つのストラップに連結される補助ストラップ１５と、アクチュエータ２１と、ジョイント部材２２と、駆動フレーム２３を含む。

【0036】

メイン本体１０は、内部にアクチュエータ２１を制御するための制御部（図示せず）と、アクチュエータ２１に電源を供給するための電源供給部（図示せず）を収容してもよい。例えば、メイン本体１０は、運動補助装置１００がユーザの身体に着用された状態を基準にして、ユーザの背中側に配置されてもよい。

【0037】

１対のメインフレーム２０は、メイン本体１０に連結されている。メインフレーム２０は、ユーザに固定されてもよい。メインフレーム２０は、ユーザの外面の少なくとも一部に接触している。メインフレーム２０は、ユーザの外面に沿って取り囲む形状である。メインフレーム２０は、ユーザの接触の部分に対応する形状に湾曲形成される。言い換えれば、メインフレーム２０は、ユーザに接触する湾曲面を含むことができる。例えば、メインフレーム２０は、ユーザの腰の一側に固定されてもよい。

【0038】

１対のストラップ１１は、１対のメインフレーム２０にそれぞれ連結されている。１対のストラップ１１は、ユーザが運動補助装置１００を着用する前の状態では前方（＋ｘ方向）に伸びる形状を保持し、ユーザが１対のメインフレーム２０の内側に進入することを妨害しない。一方、ユーザが１対のメインフレーム２０の内側に進入した状態では、１対のストラップ１１は変形され、図示するように、ユーザの前方の部分を取り囲んでもよい。メイン本体１０、１対のメインフレーム２０、及び１対のストラップ１１は、ユーザの周縁を全体的に取り囲むことができる。

【0039】

１対の補助ストラップ１５は、１対のストラップ１１が互いにオーバラップされた状態で、１対のストラップ１１を互いに固定させる得る。例えば、１対のストラップ１１のいずれか１つのストラップは、１対の補助ストラップ１５と共に他方のストラップを取り囲んでもよい。

【0040】

アクチュエータ２１は、ジョイント部材２２に伝達される動力を提供する。アクチュエータ２１は、電源供給部から電圧又は電流が提供されて動力を生成するモータを含む。例えば、アクチュエータ２１は、ジョイント部材２２の側方向に配置されてもよい。言い換えれば、アクチュエータ２１の回転軸及びジョイント部材２２の回転軸は互いに離隔するように配置されてもよい。この場合、アクチュエータ２１及びジョイント部材２２が回転軸を共有する場合よりも、ユーザから突出される高さを減らすことができる。一方、図面とは異なって、アクチュエータ２１は、ジョイント部材２２と離隔して配置されてもよい。この場合、アクチュエータ２１からジョイント部材２２に動力を伝達する動力伝達モジュールが備えられる。動力伝達モジュールは、ギヤなどの回転体、ワイヤ、ケーブル、ストリング、ゴムバンド、バネ、ベルト、又は、チェーンなどの長手方向の部材であってもよい。但し、実施形態において、アクチュエータ２１の位置及び動力伝達構造が制限されることはない。

【0041】

ジョイント部材２２は、アクチュエータ２１から動力が伝達され、ユーザの関節部の運動を補助することができる。ジョイント部材２２は、ユーザの関節部に対応する位置に配置されてもよい。ジョイント部材２２は、メインフレーム２０の一側に配置される。ジョイント部材２２の一側はアクチュエータ２１に連結され、他方は駆動フレーム２３に連結されている。ジョイント部材２２は、アクチュエータ２１から伝達された動力によって回転される。ジョイント部材２２の一側には、ジョイント部材２２の回転角度を測定するエンコーダが配置されてもよい。

【0042】

駆動フレーム２３は、ユーザの一部の運動を補助することができる。駆動フレーム２３は、ジョイント部材２２の回転力によって回転される。駆動フレーム２３は、支持フレーム２３１、作用部材２３２、及び支持部材２３３を含む。

【0043】

支持フレーム２３１は、ユーザの一部の運動を補助するための補助力を伝達することができる。ここで、補助力とは、ユーザの一部の運動方向と一致する方向に作用する力として理解される。言い換えれば、補助力は、ユーザの一部に作用する力のうち、一部の運動方向と交差する方向の力を除いた力として理解され得る。支持フレーム２３１の一端部は、ジョイント部材２２と連結されて回動される。支持フレーム２３１の他端部は支持部材２３３に連結され、ユーザの一部に補助力を伝達することができる。例えば、支持フレーム２３１は、ユーザの太ももを押したり引っ張ってもよい。支持フレーム２３１は、ユーザの太ももの長手方向に沿って延びることができる。支持フレーム２３１は、折り曲げられてユーザの太もも周縁の少なくとも一部を取り囲むことができる。

【0044】

作用部材２３２は、ユーザの一部に補助力を作用することができる。作用部材２３２は、支持フレーム２３１の他端部と支持部材２３３との間に設けられてもよい。例えば、作用部材２３２は、ユーザの太ももの一側に配置され、ユーザの太ももを押したり引っ張ってもよい。作用部材２３２は、ユーザの太ももの前面に配置されてもよい。作用部材２３２は、ユーザの太ももの周縁方向に沿って配置される。作用部材２３２は、支持フレーム２３１の他端部を中心に両側に延びることができる。作用部材２３２は、ユーザの太ももに対応する湾曲面を含む。

【0045】

支持部材２３３は、作用部材２３２の一側に連結されている。例えば、支持部材２３３は、ユーザの太ももの少なくとも一部の周縁を取り囲むように配置され、ユーザの太ももが支持フレーム２３１から離脱することを防止できる。

【0046】

図３は、一実施形態に係る双安定バネが第１安定状態にあるとき支持部を示す平面図であり、図４は、一実施形態に係る双安定バネが第２安定状態にあるとき支持部を示す平面図である。

【0047】

図３及び図４を参照すると、運動補助装置１００はユーザの身体に着用され、ユーザの体の一部を支持する支持部Ａを含む。ここで、支持部Ａは、メイン本体１０、１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂ、１対のストラップ１１１，１１２、双安定バネ１２（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｐｒｉｎｇ）、パッド１４及び１対の補助ストラップ１５１，１５２を含む。

【0048】

１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂは、メイン本体１０の右側に連結される第１メインフレーム２０ａと、メイン本体１０の左側に連結される第２メインフレーム２０ｂを含む。１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂは、ユーザ身体の一部を部分的に取り囲んでもよい。

【0049】

１対のストラップ１１１，１１２は、第１メインフレーム２０ａに連結される第１ストラップ１１１と、第２メインフレーム２０ｂに連結される第２ストラップ１１２を含む。

【0050】

第１ストラップ１１１及び第２ストラップ１１２のそれぞれは、図３に示された形状のような「第１形状」を有するか、図４に示された形状のような「第２形状」を有してもよい。例えば、第１ストラップ１１１又は第２ストラップ１１２が外力によって一時的に「第１形状」又は「第２形状」を保持できない場合、第１ストラップ１１１又は第２ストラップ１１２は、双安定バネ１２の復原力によって「第１形状」又は「第２形状」に復元され得る。

【0051】

ユーザが１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂの内側に進入していない状態で、１対のストラップ１１１，１１２のそれぞれは「第１形状」を保持し、１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂから前方に延びた形状を保持することができる。一方、ユーザが運動補助装置１００を着用した状態、言い換えれば、ユーザが１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂの内側に進入した状態で、１対のストラップ１１１，１１２のそれぞれは「第１形状」から「第２形状」に転換され、ユーザの前方を取り囲むことができる。例えば、ユーザは、１対のストラップ１１１，１１２に手で外力を印加し、１対のストラップ１１１，１１２を「第１形状」から「第２形状」に転換させることができる。

【0052】

双安定バネ１２は、１対のストラップ１１１，１１２のそれぞれの内部に備えられ、復原力によって２つの安定状態のいずれか１つの安定状態に保持され得る。２つの安定状態は、双安定バネ１２が長手方向に沿ってまっすぐ伸びている形状を有する「第１安定」と、双安定バネ１２が１回屈曲された形状を有する「第２安定」を含む。

【0053】

ストラップの形状を双安定バネ１２の形状に応じて決定されることができる。例えば、双安定バネ１２が「第１安定」にあるときストラップは「第１形状」を保持し、双安定バネ１２が「第２安定」にあるときストラップは「第２形状」を保持する。

【0054】

１対のストラップ１１１，１１２の内部に備えられた双安定バネ１２が「第１安定」にあるとき、１対のストラップ１１１，１１２のそれぞれは、１対のメインフレーム２０ａ，２０ｂから前方（＋ｘ方向）に延びている形状を保持することができる。

【0055】

１対のストラップ１１１，１１２の内部に備えられた双安定バネ１２が「第２安定」にあるとき、１対のストラップ１１１，１１２のそれぞれは互いに＋ｘ方向を基準にして互いにオーバラップされる。

【0056】

パッド１４はストラップの内側に備えられ、ストラップの長手方向に沿って垂直方向を基準にして双安定バネ１２にオーバラップされる。例えば、第１ストラップ１１１の内側（－ｙ方向）に備えられたパッド１４は、第１ストラップ１１１の内部に備えられた双安定バネ１２と、ストラップ１１１の長手方向（ｘ軸方向）に沿って垂直方向（ｙ軸方向）を基準にして互いにオーバラップされる。

【0057】

パッド１４は、１対のストラップ１１１，１１２が「第２形状」であるとき、１対のストラップ１１１，１１２が形成してる角度を調節できる。パッド１４は、１対のストラップ１１１，１１２が「第１形状」から「第２形状」に転換される間に、抵抗として作用することができる。パッド１４が厚いほど、「第２形状」の１対のストラップ１１１，１１２がなしている角度は増加する。パッド１４は、１対のストラップ１１１，１１２に脱着可能である。パッド１４の厚さ及び素材を適切に活用し、「第２形状」におけるストラップの角度を調節することで、ユーザの身体サイズに適するように運動補助装置を調整することができる。

【0058】

１対の補助ストラップ１５１，１５２は第１ストラップ１１１に連結され、第１ストラップ１１１及び第２ストラップ１１２がオーバラップされた状態で、第２ストラップ１１２を取り囲む方式により１対のストラップ１１１，１１２を固定することができる。例えば、１対の補助ストラップ１５１，１５２の内部にも補助双安定バネ（図示せず）が設けられてもよい。

【0059】

図５は、第１安定状態の双安定バネを示す斜視図であり、図６は、第２安定状態の双安定バネを示す斜視図であり、図７は、双安定バネの変位角度によるポテンシャルエネルギーを概略的に示したグラフである。

【0060】

図５～図７を参照すると、双安定バネ１２は「第１安定」にあるとき、長手方向（ｙ軸方向）に対して垂直方向（ｘ軸方向）に凸状を有することができる。双安定バネ１２は、「第１安定」から「第２安定」に転換される間に凸状の曲率が減少するよう変形される。言い換えれば、双安定バネ１２は「第２安定」にあるとき、屈曲した部分を除いて相対的に平坦な形状を有することができる。

【0061】

双安定バネ１２がｙ軸基準にして０度である状態と、９０度である状態がそれぞれポテンシャルエネルギーが最も小さいポイントに該当し、「第１安定」及び「第２安定」であると示されているが、安定状態をなしている角度は０度又は９０度に制限されず、双安定バネの素材又は形状に応じて様々な角度で実現され得ることを明らかにする。

【0062】

図８は、図３に示す切開線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩに沿って切開した断面図であり、図９は、図３に示す切開線ＩＸ－ＩＸに沿って切開した断面図であり、図１０は、一実施形態に係るメインフレーム、ストラップ及び双安定バネを示す断面図である。

【0063】

図８～図１０を参照すると、ストラップ１１は双安定バネ１２を収容するための収容空間Ｓを含む。双安定バネ１２はストラップ１１の長手方向を基準にして位置が固定されている。例えば、ストラップ１１の長手方向を基準にして収容空間Ｓの幅は、双安定バネ１２の幅及び長さが同じであってもよい。

【0064】

一方、ストラップ１１の長さ方向に対して垂直方向を基準に、収容空間Ｓの幅はストラップ１１の幅よりも大きくてもよい。このような形状によれば、双安定バネ１２内で自在に「第１安定状態」及び「第２安定状態」の間で状態転換可能である。

【0065】

第１安定状態において、双安定バネ１２の幅Ｗ１は、収容空間Ｓの幅Ｄ１よりも小さくてもよい。また、第２安定状態において、双安定バネ１２の幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも大きく、収容空間Ｓの幅Ｄ１よりも小さい。このような構造によると、双安定バネ１２は、収容空間Ｓを形成しているストラップ１１の内壁に干渉なしに状態転換することができる。

【0066】

双安定バネ１２の長さＬは、収容空間Ｓの長さＤと同一であってもよい。双安定バネ１２は、ストラップ１１の内部でその位置が固定されている。

【0067】

図１１は、第２ストラップが第１ストラップに接近する形状を示す断面図であり、図１２は、１対のストラップが固定部材によって固定された状態を示す断面図である。

【0068】

図１１及び図１２を参照すると、１対の補助ストラップ１５１，１５２のそれぞれには補助双安定バネ１６が設けられる。１対の補助ストラップ１５１，１５２は、補助双安定バネ１６によって外力が印加されない状態でまっすぐ伸びている形状を保持することができる。１対の補助ストラップ１５１，１５２がまっすぐ伸ばす形状を保持しているため、ユーザは、１対の補助ストラップを開放させる動作なくても、第２ストラップ１１２を第１ストラップ１１１に接近させることができる。

【0069】

１対の補助ストラップ１５１，１５２のそれぞれには固定のためのマグネット１７が設けられてもよい。１対の補助ストラップ１５１，１５２が互いにオーバラップされた状態を基準にして、第１ストラップ１５１に備えられたマグネットと第２ストラップ１５２に備えられたマグネット１７は互いに反対極性として向かい合う。

【0070】

図１３及び図１４は、一実施形態に係る支持部を示す平面図である。

【0071】

図１３及び図１４を参照すると、運動補助装置２００は、メイン本体１０と、メインフレーム２０と、ストラップ１１と、双安定バネ１２’、パッド１４’、及び補助ストラップ１５１，１５２を含む。

【0072】

双安定バネ１２’及びパッド１４’は、ストラップ１１の長手方向に沿って互いに離隔して複数設けられてもよい。複数の双安定バネ１２’を介してストラップ１１’が実現できる安定的な形状を調節できる。例えば、本体のサイズが大きいユーザである場合、ストラップ１１’の複数回の折り曲げが必要であるが、この場合、複数の双安定バネ１２’を用いてストラップ１１’の折曲回数を設定することができる。

【0073】

図１５は、一実施形態に係る支持部を概略的に図示する平面図であり、図１６及び図１７は、一実施形態に係るメインフレーム、ストラップ、双安定バネ、及びインナフレームを示す断面図である。

【0074】

図１５～図１７を参照すると、支持部Ａは、メインフレーム２０’と、メインフレーム２０’の両端にそれぞれ連結されている１対のストラップ１１と、ストラップ１１の内部に備えられた双安定バネ１２と、双安定バネ１２の両端にそれぞれ連結されるインナフレーム１８を含む。

【0075】

メインフレーム２０’は、図１～図１７を参照して説明された実施形態のメインフレームとは異なり、メイン本体に連結されなくてもよい。メインフレーム２０’は、例えば、Ｕ状を有してもよい。支持部Ａはユーザの体の一部を取り囲んでもよい。

【0076】

インナフレーム１８は、ストラップ１１よりも相対的に強盛な材質から形成される。インナフレーム１８は、ストラップ１１が形状を保持できるように補助する。例えば、インナフレーム１８は、メインフレーム２０’の一端から延びて双安定バネ１２の一端に連結される第１インナフレーム１８１と、双安定バネ１２の他端に連結されてストラップ１１の端部に向かって延長形成される第２インナフレーム１８２を含む。

【0077】

インナフレーム１８は、ストラップ１１によってカバーされて外部に露出されなくてもよい。インナフレーム１８は、収容空間Ｓの内部に備えられた双安定バネ１２の位置を固定させ得る。

【0078】

図１８は、一実施形態に係る支持部が身体に着用された形状を概略的に図示する正面図である。

【0079】

図１８を参照すると、支持部Ａは、ユーザＵの身体の様々な位置に着用され得る。例えば、支持部Ａは、ユーザの上腕（ｕｐｐｅｒ ａｒｍ）に着用され、図示されていないアクチュエータ、ジョイント部材、及び駆動フレームと共に、ユーザのヒジ関節（ｅｌｂｏｗ ｊｏｉｎｔ）運動を補助することができる。異なる例として、支持部Ａはユーザの太ももに着用され、ユーザの膝関節運動を補助することができる。

【0080】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるのではなく、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、これに基づいて様々な技術的修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法とは異なる順に実行されたり、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法とは異なる形態に結合又は組み合せられたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても適切な結果を達成することができる。

【0081】

したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

【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】

【国際調査報告】