JP2017086460A - 長下肢装具用アクチュエータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされた種々の長下肢装具に適切に装着可能なアクチュエータユニットを提供する。
【解決手段】本発明のアクチュエータユニットは、当該アクチュエータユニットの上部フレームを長下肢装具の外側上腿フレームに係合させる上部連結体が、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域と前記外側上腿フレームの外側面との間に介挿される外側弾性体と、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側弾性体が挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、長下肢装具に装着可能なアクチュエータユニットに関する。

脚の不自由な人や脳卒中等の為に麻痺を有する人の歩行補助用又はリハビリテーション用の器具として、膝関節をサポートする長下肢装具が利用されており、脚の動きを補助する電動モータ等の駆動体を含むアクチュエータユニットが付設された長下肢装具も提案されている（下記特許文献１参照）。

ところで、長下肢装具は、ユーザーの上腿及び下腿にそれぞれ装着される上腿装着体及び下腿装着体と、前記上腿装着体及び前記下腿装着体をそれぞれ支持する上腿フレーム及び下腿フレームと、前記下腿フレームが前記上腿フレームに対してユーザーの膝関節の揺動軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結する装具側回動連結部とを有しており、個々のユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされるものである。

詳しくは、下腿に対する上腿のユーザー幅方向傾斜角度及び／又は曲り形状は、ユーザーの体格毎に異なる為、長下肢装具を製造する際には、下腿フレームに対する上腿フレームのユーザー幅方向傾斜角度及び／又は曲り形状を、使用するユーザーの体格に合わせてオーダーメイドする必要がある。

従って、アクチュエータユニットを備えた従来の長下肢装具においては、前記アクチュエータユニットを、装着先となる長下肢装具の寸法及び形状に合わせた専用品として製造しなければならず、その結果、アクチュエータユニット付きの長下肢装具のコスト高を招いていた。

特許第５７２４３１２号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、ユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされた種々の長下肢装具に適切に装着可能なアクチュエータユニットの提供を目的とする。

本発明の一態様は、前記目的を達成するために、ユーザーの上腿及び下腿にそれぞれ装着される上腿装着体及び下腿装着体と前記上腿装着体及び前記下腿装着体をそれぞれ支持する上腿フレーム及び下腿フレームと前記下腿フレームが前記上腿フレームに対してユーザーの膝関節の揺動軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結する装具側連結部とを有する長下肢装具に装着されるアクチュエータユニットであって、前記上腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側上腿フレームに対向する上部フレームと、前記下腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側下腿フレームに対向する下部フレームと、前記下部フレームが前記上部フレームに対し枢支軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結するアクチュエータ側連結部と、前記上部フレームの外側面に装着され、前記下部フレームを前記枢支軸線回りに回動させる駆動力を発生する駆動体と、前記上部フレームを前記外側上腿フレームに係合させる上部連結体と、前記下部フレームの動きを前記外側下腿フレームに伝達する下部連結体とを備え、前記上部連結体は、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域と前記外側上腿フレームの外側面との間に介挿される外側弾性体と、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側弾性体が挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有している長下肢装具用アクチュエータユニットを提供する。

前記一態様において好ましくは、前記上部連結体は、前記内側挟圧領域と前記外側上腿フレームの内側面との間に介挿された内側弾性体を有し得る。

本発明の他態様は、前記目的を達成する為に、ユーザーの上腿及び下腿にそれぞれ装着される上腿装着体及び下腿装着体と前記上腿装着体及び前記下腿装着体をそれぞれ支持する上腿フレーム及び下腿フレームと前記下腿フレームが前記上腿フレームに対してユーザーの膝関節の揺動軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結する装具側連結部とを有する長下肢装具に装着されるアクチュエータユニットであって、前記上腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側上腿フレームに対向する上部フレームと、前記下腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側下腿フレームに対向する下部フレームと、前記下部フレームが前記上部フレームに対し枢支軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結するアクチュエータ側連結部と、前記上部フレームの外側面に装着され、前記下部フレームを前記枢支軸線回りに回動させる駆動力を発生する駆動体と、前記上部フレームを前記外側上腿フレームに係合させる上部連結体と、前記下部フレームの動きを前記外側下腿フレームに伝達する下部連結体とを備え、前記上部連結体は、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域に着脱自在に装着される外側スペーサと、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側スペーサが挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有し、前記外側スペーサは、ユーザーの幅方向外方を向く側面が前記外側挟圧領域に面接触し且つユーザーの幅方向内方を向く側面が前記外側上腿フレームの外側面と面接触するように構成されている長下肢装具用アクチュエータユニットを提供する。

前記他態様において好ましくは、前記上部連結体は、前記内側挟圧領域に着脱自在に装着される内側スペーサを有し得る。
前記内側スペーサは、ユーザーの幅方向内方を向く側面が前記内側挟圧領域と面接触し且つユーザーの幅方向外方を向く側面が前記外側上腿フレームの内側面と面接触するように構成される。

前記種々の構成において、好ましくは、前記下部連結体は、前記下部フレームの内側面にユーザー幅方向に向かって凹状又は凸状とされた下部フレーム側係合部であって、前記外側下腿フレームに直接又は間接的に凹凸係合する下部フレーム側係合部を有し得る。

好ましくは、前記種々の構成において、前記アクチュエータユニットは、前記アクチュエータ側連結部を前記装具側連結部と同軸上において係合させる回動中心連結体を備え得る。

前記装具側連結部が、前記外側上腿フレームの下部に設けられた上腿フレーム側取付孔と、前記外側下腿フレームの上部に設けられた下腿フレーム側取付孔と、ネジ穴を有し、前記ネジ穴がユーザーの幅方向外方に開くように前記上腿フレーム側取付孔及び前記下腿フレーム側取付孔に挿入された雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材のネジ穴に螺合されることで前記外側上腿フレーム及び前記外側下腿フレームを相対回転可能に連結する雄ねじ部材とを有し、且つ、前記アクチュエータ側連結部が、前記上部フレームの下部に設けられた上部フレーム側取付孔と、前記下部フレームの上部に設けられた下部フレーム側取付孔と、前記上部フレーム側取付孔及び前記下部フレーム側取付孔に挿入される回動連結軸とを有する場合には、前記回動中心連結体は、一端側に前記雌ねじ部材のネジ穴に螺合する雄ねじを有し且つ他端側に凸部及び凹部の一方を有する装具側回動中心連結部材と、前記上部フレーム側取付孔と同軸上に位置するように前記上部フレームに固着されるアクチュエータ側回動中心連結部材であって、前記装具側回動中心連結部材における凸部及び凹部の一方と凹凸係合する凸部及び凹部の他方を有するアクチュエータ側回動中心連結部材とを有し得る。

本発明の一態様に係る長下肢装具用アクチュエータユニットによれば、当該アクチュエータユニットにおける上部フレームを長下肢装具における外側上腿フレームに係合させる上部連結体が、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域と前記外側上腿フレームの外側面との間に介挿される外側弾性体と、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側弾性体が挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有しているので、ユーザーの体格に応じてオーダーメイドされた種々の形状の長下肢装具間に存在する、前記外側下腿フレームに対する前記外側上腿フレームのユーザー幅方向への傾斜角度及び／又は曲り形状の相違を前記外側弾性体によって有効に吸収することができる。
従って、本発明の一態様に係るアクチュエータユニットは種々の形状の長下肢装具に適切に装着可能となる。

また、本発明の一態様に係る長下肢装具用アクチュエータユニットによれば、前記上部連結体が、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域に着脱自在に装着される外側スペーサと、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側スペーサが挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有しており、前記外側スペーサは、ユーザーの幅方向外方を向く側面が前記外側挟圧領域に面接触し且つユーザーの幅方向内方を向く側面が前記外側上腿フレームの外側面と面接触するように構成されているので、ユーザーの体格に応じてオーダーメイドされた種々の形状の長下肢装具毎に固有の、前記外側下腿フレームに対する前記外側上腿フレームのユーザー幅方向への傾斜角度及び／又は曲り形状に合致した外側スペーサに交換するだけで、種々の形状の長下肢装具に当該アクチュエータユニットを適切に装着させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るアクチュエータユニットが装着された長下肢装具の斜視図である。 図２は、図１の部分分解斜視図であって、ユーザー幅方向外方から見た状態を示している。 図３は、図１の部分分解斜視図であって、ユーザー幅方向内方から見た状態を示している。 図４は、前記アクチュエータユニットを取り外した状態の前記長下肢装具だけの正面図である。 図５は、図４におけるV部の斜視図である。 図６は、前記長下肢装具におけるユーザー幅方向外側の第１上腿フレームの第１連結片及びユーザー幅方向外側の第１装具側連結部における雄ねじ部材を分解させた状態の図５の拡大斜視図である。 図７は、図５の縦断正面図である。 図８は、図１におけるVIII部の部分縦断正面図である。 図９は、図１におけるIX部の部分縦断正面図である。 図１０は、前記長下肢装具の図示を省略した状態の図２におけるX部拡大図である。 図１１は、前記長下肢装具の図示を省略した状態の図３におけるXI部拡大図である。 図１２(a)〜(c)は、それぞれ、ユーザー幅方向外側の第１下腿フレームに対するユーザー幅方向外側の第１上腿フレームのユーザー幅方向傾斜角度及び／又は曲り形状が異なる第１〜第３長下肢装具における前記第１上腿フレーム及び前記第１下腿フレームの模式正面図であって、前記アクチュエータユニットにおける上部連結体による連結状態を表した正面模式図である。 図１３(a)〜(c)は、それぞれ、図１２(a)〜(c)に対応した正面模式図であり、内側弾性体を備えた前記上部連結体による連結状態を表している。 図１４(a)〜(c)は、それぞれ、図１２(a)〜(c)に対応した正面模式図であり、変形例に係るアクチュエータユニットにおける上部連結体による連結状態を表している。 図１５(a)〜(c)は、それぞれ、図１４(a)〜(c)に対応した正面模式図であり、内側スペーサを備えた前記変形例における上部連結体による連結状態を表している。

以下、本発明に係る長下肢装具用アクチュエータユニットの一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施の形態に係るアクチュエータユニット１００Ａが装着された状態の長下肢装具１の斜視図を示す。
図２及び図３に、それぞれ、ユーザーの幅方向外方側及び内方側から視た図１の部分分解斜視図を示す。

前記長下肢装具１は、脚の不自由な人や脳卒中等の為に麻痺を有する人が、歩行補助の為、又は、リハビリテーションの為に装着する器具であり、ユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされるものである。
そして、前記アクチュエータユニット１００Ａは、前記長下肢装具１を装着したユーザーに対して、歩行を補助する力を与えるものである。

まず、前記長下肢装具１の構成について説明する。
図１〜図３に示すように、前記長下肢装具１は、ユーザーの上腿及び下腿にそれぞれ装着される上腿装着体１０及び下腿装着体３０と、前記上腿装着体１０及び前記下腿装着体３０をそれぞれ支持する上腿フレーム２０及び下腿フレーム４０と、前記上腿フレーム２０及び前記下腿フレーム４０を連結する装具側連結部５０とを有している。

前記上腿装着体１０及び前記下腿装着体３０は、それぞれ、ユーザーの上腿及び下腿に装着可能とされる限り種々の形態を取り得る。
本実施の形態においては、図１に示すように、前記上腿装着体１０は、ユーザーの上腿が挿入可能で且つ上腿にフィットするような大きさの装着孔を有する筒状とされている。
同様に、前記下腿装着体３０は、ユーザーの下腿が挿入可能で且つ下腿にフィットするような大きさの装着孔を有する筒状とされている。

図１〜図３に示すように、前記上腿フレーム２０は、ユーザーの幅方向外方側においてユーザーの上腿に沿って上下に延びる第１上腿フレーム２０（１）を有している。

本実施の形態においては、図１〜図３に示すように、前記上腿フレーム２０は、さらに、前記上腿装着体１０に挿入されたユーザーの上腿を挟んで前記第１上腿フレーム２０（１）と対向するようにユーザーの幅方向内方側においてユーザーの上腿に沿って上下に延びる第２上腿フレーム２０（２）を有している。

図１〜図３に示すように、前記下腿フレーム４０は、ユーザーの幅方向外方側においてユーザーの下腿に沿って上下に延びる第１下腿フレーム４０（１）を有している。

本実施の形態においては、図１〜図３に示すように、前記下腿フレーム４０は、さらに、前記下腿装着体３０に挿入されたユーザーの下腿を挟んで前記第１下腿フレーム４０（１）と対向するようにユーザーの幅方向内方側においてユーザーの下腿に沿って上下に延びる第２下腿フレーム４０（２）を有している。

図４に、前記長下肢装具１の正面図を示す。
前述の通り、前記上腿フレーム２０及び前記下腿フレーム４０は、それぞれ、ユーザーの上腿及び下腿に沿うように、ユーザーに合わせてオーダーメイドされる。
即ち、前記下腿フレーム４０に対する前記上腿フレーム２０のユーザー幅方向Ｗに関する傾斜角度及び／又は曲り形状は、ユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされる長下肢装具毎に異なることになる。

なお、本実施の形態においては、図１及び図４に示すように、前記長下肢装具１は、さらに、ユーザーが足を載置する足フレーム６０を有している。
この場合、前記下腿フレーム４０は、下端部が前記足フレーム６０に連結される。

図５に、図４におけるV部の斜視図を示す。
前記装具側連結部５０は、前記下腿フレーム４０が前記上腿フレーム２０に対してユーザーの膝関節の揺動軸線Ｘ回り回動可能となるように両フレーム２０、４０を連結している。

前述の通り、本実施の形態においては、前記上腿フレーム２０は前記第１及び第２上腿フレーム２０（１）、２０（２）を有し、前記下腿フレーム４０は第１及び第２下腿フレーム４０（１）、４０（２）を有している。

従って、図１〜図５に示すように、前記装具側連結部５０は、ユーザー幅方向外方側に位置する前記第１上腿フレーム２０（１）及び前記第１下腿フレーム４０（１）を膝関節の揺動軸線Ｘ回り回動可能に連結する第１装具側連結部５０（１）と、ユーザー幅方向内方側に位置する前記第２上腿フレーム２０（２）及び前記第２下腿フレーム４０（２）を膝関節の揺動軸線Ｘ回り回動可能に連結する第２装具側連結部５０（２）とを有している。

図６に、前記第１上腿フレーム２０（１）における下記第１連結片２１ａ及び前記第１装具側連結部５０（１）における下記雄ねじ部材５５を分解させた状態の図５の拡大斜視図を示す。
なお、図６においては、理解容易化の為に下記第１ロック部材７０（１）の図示を省略している。
また、図７に、図５の縦断正面図を示す。

図５〜図７に示すように、前記装具側連結部５０は、前記上腿フレーム２０の下部に設けられた上腿フレーム側取付孔２０ａと、前記下腿フレーム４０の上部に設けられた下腿フレーム側取付孔４０ａと、前記上腿フレーム側取付孔２０ａ及び前記下腿フレーム側取付孔４０ａに挿入された雌ねじ部材５１と、前記雌ねじ部材５１に螺合する雄ねじ部材５５とを有している。

本実施の形態においては、前記上腿フレーム２０の下端部は、ユーザー幅方向に離間配置された一対の連結片２１ａ、２１ｂを有しており、前記一対の連結片２１ａ、２１ｂに前記上腿フレーム側取付孔２０ａが形成されている。

詳しくは、本実施の形態においては、前記上腿フレーム２０は、上下方向に延びるフレーム本体と、前記フレーム本体の下端部のユーザー幅方向両側にピン連結又は溶接等によって固着された前記一対の連結片２１ａ、２１ｂとを有している。

前記下腿フレーム４０の上部は、前記下腿フレーム側取付孔４０ａが前記上腿フレーム側取付孔２０ａと同軸上に位置するように前記一対の連結片２１ａ、２１ｂの間に介挿されている。

前記雌ねじ部材５１は、ネジ穴を有しており、前記ネジ穴がユーザーの幅方向外方に開くように前記下腿フレーム側取付孔４０ａ及び前記上腿フレーム側取付孔２０ａに挿入されている。

詳しくは、前記雌ねじ部材５１は、前記ネジ穴が形成された筒部５２と、前記筒部５２の一端側から径方向外方へ延在されたフランジ部５３とを有している。
前記雌ねじ部材５１は、前記筒部５２がユーザー幅方向内方側から前記上腿フレーム側取付孔２０ａ及び前記下腿フレーム側取付孔４０ａ内に挿入されており、前記フランジ部５３が前記一対の連結片２１ａ、２１ｂのうちユーザー幅方向内方側に位置する内側連結片２１ｂに当接されている。

なお、図６及び図７中の符号５３ａは、前記フランジ部５３に設けられた径方向外方突起であり、前記内側連結片２１ｂに形成された凹部２２（図６参照）に係合することで、前記雌ねじ部材５１が前記内側連結片２１ｂ（即ち、前記上腿フレーム２０）に対して軸線回り相対回転不能に保持されるようになっている。

前記雄ねじ部材５５は、前記雌ねじ部材５１のネジ穴に螺合されることで前記上腿フレーム２０及び前記下腿フレーム４０を相対回転可能に連結している。

詳しくは、前記雄ねじ部材５５は、外周面に前記ネジ穴に螺合するネジが形成された軸部５６と、前記軸部５６の一端側から径方向外方へ延在されたフランジ部５７とを有している。

前記雄ねじ部材５５は、前記軸部５６が前記ネジ穴に螺合され、且つ、前記フランジ部５７が前記一対の連結片２１ａ、２１ｂのうちユーザー幅方向外方側に位置する外側連結片２１ａに当接されている。

本実施の形態においては、前記長下肢装具１は、図５〜図７に示すように、さらに、前記下腿フレーム４０の前記上腿フレーム２０に対する揺動軸線Ｘ回りの回動を禁止する為のロック部材７０を有している。

前記ロック部材７０は、前記上腿フレーム２０及び前記下腿フレーム４０を囲繞して両フレーム２０、４０を連結し、前記下腿フレーム４０が前記上腿フレーム２０に対して前記揺動軸線Ｘ回りに相対回転することを防止するロック状態（図５に示す状態）と、前記上腿フレーム２０及び前記下腿フレーム４０の連結を解除し、前記下腿フレーム４０が前記上腿フレーム２０に対して前記揺動軸線Ｘ回りに相対回転することを許容する解除状態とを取り得るように構成されている。

なお、本実施の形態においては、前記ロック部材７０は、前記第１上腿フレーム２０（１）及び前記第１下腿フレーム４０（１）に作用するユーザー幅方向外側に位置する第１ロック部材７０（１）と、前記第２上腿フレーム２０（２）及び前記第２下腿フレーム４０（２）に作用するユーザー幅方向内側に位置する第２ロック部材７０（２）とを有している。

また、本実施の形態においては、図６に示すように、前記下腿フレーム４０の上端面４５（前記上腿フレーム２０に対向する端面）は前記揺動軸線Ｘ回り一方側から他方側へ行くに従って前記揺動軸線Ｘからの径方向距離が増大するような傾斜面とされており、前記上腿フレーム２０の下端面２５（前記下腿フレーム４０に対向する端面）は前記下腿フレーム４０の上端面４５に対応した傾斜面とされている。

斯かる構成により、前記下腿フレーム４０は、前記上腿フレーム２０に対して前記揺動軸線Ｘ回り一方側（ユーザーの下腿が上腿に対して屈曲する方向）へのみ回動し、他方側へは回動しないようになっている。

以下、本実施の形態に係る前記アクチュエータユニット１００Ａについて説明する。
図８に、図１におけるVIII部の部分縦断正面図を示す。

図１〜図３及び図８に示すように、前記アクチュエータユニット１００Ａは、前記第１上腿フレーム２０（１）に対向配置される上部フレーム１２０と、前記第１下腿フレーム４０（１）に対向配置される下部フレーム１４０と、前記上部フレーム１２０及び前記下部フレーム１４０を連結するアクチュエータ側連結部１５０と、前記下部フレーム１４０を回動させる為の駆動力を発生する駆動体１１０と、前記上部フレーム１２０を前記第１上腿フレーム２０に係合させる上部連結体１６０と、前記下部フレーム１４０を前記第１下腿フレーム４０（１）に係合させる下部連結体１７０とを備えている。

図９に、図１におけるIX部の部分縦断正面図を示す。
図２、図３及び図９に示すように、前記上部フレーム１２０は、ユーザー幅方向内方側を向き、前記第１上腿フレーム２０（１）と対向する内側面１２１と、ユーザー幅方向外方側を向く外側面１２２とを有している。

図２及び図３に示すように、前記下部フレーム１４０は、ユーザー幅方向内方側を向き、前記第１下腿フレーム４０（１）と対向する内側面１４１と、ユーザー幅方向外方側を向く外側面１４２とを有している。

前記アクチュエータ側連結部１５０は、前記下部フレーム１４０が前記上部フレーム１２０に対し枢支軸線Ｙ回り回動可能となるように前記両フレーム１２０、１４０を連結する。

本実施の形態においては、図８に示すように、前記アクチュエータ側連結部１５０は、前記上部フレーム１２０の下部に設けられた上部フレーム側取付孔１２０ａと、前記下部フレーム１４０の上部に設けられた下部フレーム側取付孔１４０ａと、前記上部フレーム側取付孔１２０ａ及び前記下部フレーム側取付孔１４０ａに挿入される回動連結軸１５１とを有している。

前記駆動体１１０は、電動モータ等の駆動源１１１と、前記駆動源１１１によって発生された駆動力を前記下部フレーム１４０に伝達する伝動機構１１５とを有している。

前記駆動源１１１は前記上部フレーム１２０の外側面１２２に固着されている。
本実施の形態においては、図８に示すように、前記駆動源１１１は、出力軸１１１ａが下方へ延在された状態で前記上部フレーム１２０の外側面１２２に固着されている。

本実施の形態においては、図８に示すように、前記伝動機構１１５は、前記出力軸１１１ａに相対回転不能に支持された駆動側ベベルギヤ１１６と、前記駆動側ベベルギヤ１１６に噛合された従動側ベベルギヤ１１７と、前記従動側ベベルギヤ１１７の回転を前記下部フレーム１４０に伝達するトルクリミッター１１８とを有している。

なお、本実施の形態においては、前記従動側ベベルギヤ１１７は、前記回動連結軸１５１に相対回転不能に支持されており、前記アクチュエータユニット１００Ａには、前記回動連結軸１５１の軸線回りの回転角度を検出するセンサ１９０が設けられている。
前記センサ１９０によって前記回動連結軸１５１の軸線回りの回転角度を検出することにより、前記下部フレーム１４０の揺動角度を認識することができる。
なお、図８中の符号１９５は、前記回動連結軸１５１の回転を前記センサ１９０に伝達する為のギヤ列である。

図１０及び図１１に、それぞれ、図２及び図３におけるX部及びXI部の拡大図を示す。
なお、図１０及び図１１においては、前記上部連結体１６０の理解容易化の為に前記長下肢装具１の図示を省略している。

図２、図３、及び図９〜図１１に示すように、前記上部連結体１６０は、前記上部フレーム１２０の内側面１２１及び前記第１上腿フレーム２０（１）の外側面の間に位置する外側弾性体１６１と、前記第１上腿フレーム２０（１）及び前記外側弾性体１６１を挟圧するように前記上部フレーム１２０に連結される内側連結部材１６５とを有している。

詳しくは、前記外側弾性体１６１は、前記上部フレーム１２０の内側面１２１のうち前記第１上腿フレーム２０（１）の外側面と対向する外側挟圧領域１２１ａ（図９参照）と前記第１上腿フレーム２０（１）の外側面との間に配置される。

本実施の形態においては、図９及び図１１に示すように、前記上部フレーム１２０の内側面１２１のうち前記外側挟圧領域１２１ａを形成する部分に凹部が設けられており、前記外側弾性体１６１は前記凹部内に配置されている。
斯かる構成によれば、前記外側弾性体１６１の位置ズレを有効に防止することができる。

また、本実施の形態においては、前記上部フレーム１２０は、前記駆動体１１０が装着される外側面１２２を形成する部材と、前記外側弾性体１６１が当接される外側挟圧領域１２１ａを含む内側面１２１を形成する部材とが別体とされ、両部材が締結部材１２５（図１０及び図１１参照））によって分離可能に連結されているが、当然ながら、前記上部フレーム１２０を一体形成することも可能である。

前記内側連結部材１６５は、ユーザー幅方向外方を向く側面１６６に前記第１上腿フレーム２０（１）の内側面と対向する内側挟圧領域１６６ａを有しており、前記内側挟圧領域１６６ａ及び前記外側挟圧領域１２１ａによって前記第１上腿フレーム２０（１）及び前記外側スペーサ１６１が挟圧されるように前記上部フレーム１２０に着脱可能に連結されている。
本実施の形態においては、前記内側連結部材１６５は、ボルト等の締結部材１６９によって前記上部フレーム１２０に着脱可能に連結されている。

本実施の形態に係る前記アクチュエータユニット１００Ａは、前記上部連結体１６０を備えることによって、ユーザーの体格に応じてオーダーメイドされる種々の形状の長下肢装具１に適切に装着可能となっている。

この点について詳しく説明する。
前述の通り、前記長下肢装具１は、ユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされるものであり、前記下腿フレーム４０に対する前記上腿フレーム２０のユーザー幅方向Ｗに関する傾斜角度及び／又は曲り形状は、長下肢装具１毎に相違する。

図１２(a)〜(c)に、それぞれ、前記第１上腿フレーム２０（１）の前記第１下腿フレーム４０（１）に対するユーザー幅方向傾斜角度及び／又は曲り形状が異なる第１〜第３長下肢装具１Ａ〜１Ｃにおける前記第１上腿フレーム２０（１）及び前記第１下腿フレーム４０（１）の模式正面図であって、前記上部連結体１６０による連結状態を表した正面模式図を示す。

図１２(a)に示す第１長下肢装具１Ａにおいては、前記第１上腿フレーム２０（１）の前記第１下腿フレーム４０（１）に対するユーザー幅方向への傾斜角が小さくなるように形成されている。
図１２(b)に示す第２長下肢装具１Ｂにおいては、前記第１上腿フレーム２０（１）の前記第１下腿フレーム４０（１）に対するユーザー幅方向への傾斜角が、前記第１長下肢装具１Ａの場合に比して、大きくなるように形成されている。

図１２(c)に示す第３長下肢装具１Ｃにおいては、前記第１上腿フレーム２０（１）の前記第１下腿フレーム４０（１）に対するユーザー幅方向への傾斜角が前記第１上腿フレーム２０（１）の長手方向中間部で変更されている。
即ち、前記第３長下肢装具１Ｃにおいては、前記第１上腿フレーム２０（１）の下方部分においては前記第１下腿フレーム４０（１）に対するユーザー幅方向への傾斜角が小さく且つ変曲点Ｐより上方の上方部分においては前記第１下腿フレーム４０（１）に対するユーザー幅方向への傾斜角が大きくなるように形成されている。

図１２(a)〜(c)の下段に示すように、前記上部連結体１６０における前記外側弾性体１６１が、前記第１〜第３長下肢装具１Ａ〜１Ｃの間に存在する、前記第１上腿フレーム２０（１）の傾斜角度及び／又は曲り形状の相違を吸収するように弾性変形する。

従って、前記第１〜第３長下肢装具１Ａ〜１Ｃの何れに前記アクチュエータユニット１００Ａを装着した場合であっても、前記駆動体１１０の装着面として作用する前記上部フレーム１２０の外側面１２２は略垂直に沿った状態に維持される。

本実施の形態においては、図９〜図１１に示すように、前記上部連結体１６０は、さらに、前記内側挟圧領域１６６ａと前記第１上腿フレーム２０（１）の内側面との間に介挿された内側弾性体１６２を有している。

図１３(a)〜(c)に、それぞれ、前記第１〜第３長下肢装具１Ａ〜１Ｃにおける前記第１上腿フレーム２０（１）及び前記第１下腿フレーム４０（１）の正面模式図であって、前記内側弾性体１６２を備えた前記上部連結体１６０による連結状態を表した模式模式図を示す。

図１３(a)〜(c)に示すように、前記内側弾性体１６２を備えることにより、前記内側連結部材１６５及び前記第１上部フレーム１２０の連結をより安定して行うことができる。

次に、前記下部連結体１７０について説明する。
本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、前記下部連結体１７０は、前記下部フレーム１４０の内側面１４１に設けられた下部フレーム側係合部１７１を有している。

前記下部フレーム側係合部１７１は、ユーザー幅方向に向かって凹状又は凸状（図示の形態においては凹状）とされており、前記第１下腿フレーム４０（１）に直接又は間接的に凹凸係合するように構成されている。

斯かる構成を備えることにより、前記アクチュエータユニット１００Ａを前記長下肢装具１に対してユーザー幅方向内方へ移動させるだけで前記下部フレーム１４０が前記第１下腿フレーム４０（１）に動力伝達可能に係合された状態を現出させることができ、且つ、前記アクチュエータユニット１００Ａを前記長下肢装具１に対してユーザー幅方向外方へ移動させるだけで前記下部フレーム１４０の前記第１下腿フレーム４０（１）に対する係合を解除させることができる。

なお、本実施の形態においては、前記下部フレーム側係合部１７１は、前記下部フレーム１４０とは別体とされ且つ前記下部フレーム１４０に固着される係合部材１７５に形成されているが、前記下部フレーム１４０に一体的に形成することも可能である。

又、本実施の形態においては、前記第１下腿フレーム４０（１）に、前記下部フレーム側係合部１７１が凹凸係合する被係合部材４８を固着させているが、前記下部フレーム側係合部１７１が前記第１下腿フレーム４０（１）に直接的に凹凸係合するように構成することも可能である。

本実施の形態に係る前記アクチュエータユニット１００Ａは、前記構成に加えて、前記アクチュエータ側連結部１５０を前記第１装具側連結部５０（１）と同軸上において係合させる回動中心連結体１８０を備えている。

前記回動中心連結体１８０を備えることにより、前記上部フレーム１２０に対する前記下部フレーム１４０の回動中心となる枢支軸線Ｙを、前記第１上腿フレーム２０（１）に対する前記第１下腿フレーム４０（１）の回動中心となる揺動軸線Ｘに対し、正確且つ安定して同軸上に位置させることができる。

本実施の形態においては、前記回動中心連結体１８０は、前記第１装具側連結部５０（１）の前記雌ねじ部材５１を利用して、前記アクチュエータ側連結部１５０を前記第１装具側連結部５０（１）に連結させるように構成されている。

詳しくは、図２、図３及び図８に示すように、前記回動中心連結体１８０は、前記長下肢装具１に連結される装具側回動中心連結部材１８１と、前記アクチュエータユニット１００Ａに連結されるアクチュエータ側回動中心連結部材１８５とを有している。

前記装具側回動中心連結部材１８１は、一端側１８１ａに前記雌ねじ部材５１のネジ穴に螺合する雄ねじを有し且つ他端側に凸部及び凹部の一方を有している。
本実施の形態においては、図２及び図８に示すように、前記装具側回動中心連結部材１８１の他端側１８１ｂは凸部を有している。

前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５は、前記上部フレーム側取付孔１２０ａと同軸上に位置するように前記上部フレーム１２０に固着され且つ前記装具側回動中心連結部材１８１における凸部及び凹部の一方と凹凸係合する凸部及び凹部の他方を有している。
本実施の形態においては、図３及び図８に示すように、前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５は、凹部を有している。

また、本実施の形態においては、図８に示すように、前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５は、前記装具側回動中心連結部材１８１とは反対側に前記上部フレーム側取付孔１２０ａに係入される凸部を有しており、これにより、前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５を前記アクチュエータ側連結部１５０に対し正確に同心上に位置させ得るようになっている。

斯かる構成を備えた前記回動中心連結体１８０によれば、以下の効果を得ることができる。
図６に示すように、前記雄ねじ部材５５を前記雌ねじ部材５１から取り外して、前記雄ねじ部材５５に代えて前記装具側回動中心連結部材１８１を前記雌ねじ部材５１に螺合させることで、前記装具側回動中心連結部材１８１を揺動軸線Ｘ上において前記長下肢装具１に装着させることができる。

一方、前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５は、前記上部フレーム側取付孔１２０ａと同心上に位置するように、ボルト等の締結部材１８９（図８参照）によって前記上部フレーム１２０の内側面に固着することができる。

前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５が装着された前記アクチュエータユニット１００Ａを前記長下肢装具１に対してユーザー幅方向内方へ移動させるだけで前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５を前記装具側回動中心連結部材１８１に凹凸係合させることができ、前記上部フレーム１２０に対する前記下部フレーム１４０の回動中心となる枢支軸線Ｙを、前記第１上腿フレーム２０（１）に対する前記第１下腿フレーム４０（１）の回動中心となる揺動軸線Ｘに、正確且つ安定して位置合わせさせることができる。

また、前記アクチュエータユニット１００Ａを前記長下肢装具１に対してユーザー幅方向外方へ移動させるだけで前記アクチュエータ側回動中心連結部材１８５と前記装具側回動中心連結部材１８１との凹凸係合を解除させることができる。

なお、本実施の形態においては、前記外側弾性体１６１（好ましい形態においては、前記外側弾性体１６１及び前記内側弾性体１６２）によって、ユーザーの体格に合わせてオーダーメイドされた種々の形状の長下肢装具１への前記アクチュエータユニット１００Ａの装着を可能としているが、これに代えて、下記構成のアクチュエータユニット１００Ｂも種々の形状の長下肢装具１への装着が可能である。

図１４(a)〜(c)に、それぞれ、前記第１〜第３長下肢装具１Ａ〜１Ｃに、変形例に係るアクチュエータユニット１００Ｂを装着させた状態を表す模式正面図を示す。
なお、図中、本実施の形態におけると同一部材は同一符号を付している。

図１４(a)〜(c)に示すように、前記変形例に係るアクチュエータユニット１００Ｂは、前記アクチュエータユニット１００Ａに比して、前記外側弾性体１６１に代えて外側スペーサ２６１を有している。

前記アクチュエータユニット１００Ｂは、前記外側スペーサ２６１が、前記上部フレーム１２０の前記外側挟圧領域１２１ａに着脱自在に装着されるように構成される。

前記外側スペーサ２６１は、金属又は樹脂等の剛性体によって形成され、ユーザーの幅方向外方を向く側面が前記外側挟圧領域１２１ａに面接触し且つユーザーの幅方向内方を向く側面が前記第１上腿フレーム２０（１）の外側面と面接触するように構成される（図１４(a)〜(c)の下段参照）。

前記変形例に係るアクチュエータユニット１００Ｂにおいては、種々の形状の長下肢装具１毎に専用の前記外側スペーサ２６１を用意しておき、前記外側スペーサ２６１を交換するだけで、前記上腿フレーム２０の傾斜角度及び／又は曲り形状が相違する種々の形状の長下肢装具１へのアクチュエータユニット１００Ｂを装着させることができる。

好ましくは、図１４(a)〜(c)に示すように、前記外側スペーサ２６１のユーザー幅方向内方を向く側面に凹部２６１ａを形成し、前記第１上腿フレーム２０（１）の外側面が前記凹部２６１ａの底面に面接触するように前記第１上腿フレーム２０（１）を前記凹部２６１ａ内に係入させることができる。

斯かる構成によれば、前記外側スペーサ２６１によって、前記上部フレーム１２０が前記第１上腿フレーム２０（１）に対してユーザー前後方向に相対移動することを防止しつつ、前記上部フレーム１２０の外側面を略垂直に維持した状態を現出させることができ、これにより、前記アクチュエータユニット１００Ｂを長下肢装具１に安定して装着させることができる。

好ましくは、前記変形例に係るアクチュエータユニット１００Ｂに、前記内側挟圧挟圧領域１６６ａに着脱自在に装着される内側スペーサ２６２を備えることができる。

図１５(a)〜(c)に、それぞれ、前記第１〜第３長下肢装具１Ａ〜１Ｃに、前記内側スペーサ２６２を備えた前記変形例に係るアクチュエータユニット１００Ｂを装着させた状態の模式正面図を示す。

前記内側スペーサ２６２は、金属又は樹脂等の剛性体によって形成され、ユーザーの幅方向内方を向く側面が前記内側挟圧領域１６６ａと面接触し且つユーザーの幅方向外方を向く側面が前記上腿フレーム１２０の内側面と面接触するように構成される（図１５(a)〜(c)の下段参照）。

斯かる構成によれば、種々の形状の長下肢装具１毎に専用の前記内側スペーサ２６２を用意しておき、前記内側スペーサ２６２を交換するだけで、前記上腿フレーム２０の傾斜角度及び／又は曲り形状が相違する種々の形状の長下肢装具にアクチュエータユニット１へのアクチュエータユニット１００Ｂを装着させることができる。

好ましくは、図１５(a)〜(c)に示すように、前記内側スペーサ２６２のユーザー幅方向外方を向く側面に凹部２６２ａを形成し、前記第１上腿フレーム２０（１）の内側面が前記凹部２６２ａの底面に面接触するように前記第１上腿フレーム２０（１）を前記凹部２６２ａ内に係入させることができる。

斯かる構成によれば、前記内側連結体１６５を前記上部フレーム１２０に連結させた際に、前記内側スペーサ２６２によって、前記内側連結体１６５が前記上腿フレーム２０に対してユーザー前後方向に相対移動することを有効に防止することができ、これにより、前記アクチュエータユニット１００Ｂを長下肢装具１により安定的に装着することができる。

１ 長下肢装具
１０ 上腿装着体
２０ 上腿フレーム
２０（１） 外側上腿フレーム（第１上腿フレーム）
２０ａ 上腿フレーム側取付孔
３０ 下腿装着体
４０ 下腿フレーム
４０（１） 外側下腿フレーム（第１下腿フレーム）
４０ａ 下腿フレーム側取付孔
５０ 装具側連結部
５１ 雌ねじ部材
５５ 雄ねじ部材
１００Ａ、１００Ｂ アクチュエータユニット
１１０ 駆動体
１２０ 上部フレーム
１２０ａ 上部フレーム側取付孔
１２１ 上部フレームの内側面
１２１ａ 外側挟圧領域
１４０ 下部フレーム
１４０ａ 下部フレーム側取付孔
１５０ アクチュエータ側連結部
１５１ 回動連結軸
１６０ 上部連結体
１６１ 外側弾性体
１６２ 内側弾性体
１６５ 内側連結部材
１６６ 内側連結部材の外側面
１６６ａ 内側挟圧領域
１７０ 下部連結体
１７１ 下部フレーム側係合部
１８０ 回動中心連結体
１８１ 装具側回動中心連結部材
１８５ アクチュエータ側回動中心連結部材
２６１ 外側スペーサ
２６２ 内側スペーサ
Ｘ 揺動軸線
Ｙ 枢支軸線

Claims (7)

1. ユーザーの上腿及び下腿にそれぞれ装着される上腿装着体及び下腿装着体と前記上腿装着体及び前記下腿装着体をそれぞれ支持する上腿フレーム及び下腿フレームと前記下腿フレームが前記上腿フレームに対してユーザーの膝関節の揺動軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結する装具側連結部とを有する長下肢装具に装着されるアクチュエータユニットであって、
   前記上腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側上腿フレームに対向する上部フレームと、前記下腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側下腿フレームに対向する下部フレームと、前記下部フレームが前記上部フレームに対し枢支軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結するアクチュエータ側連結部と、前記上部フレームの外側面に装着され、前記下部フレームを前記枢支軸線回りに回動させる駆動力を発生する駆動体と、前記上部フレームを前記外側上腿フレームに係合させる上部連結体と、前記下部フレームの動きを前記外側下腿フレームに伝達する下部連結体とを備え、
   前記上部連結体は、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域と前記外側上腿フレームの外側面との間に介挿される外側弾性体と、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側弾性体が挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有していることを特徴とする長下肢装具用アクチュエータユニット。
2. 前記上部連結体は、前記内側挟圧領域と前記外側上腿フレームの内側面との間に介挿された内側弾性体を有していることを特徴とする請求項１に記載の長下肢装具用アクチュエータユニット。
3. ユーザーの上腿及び下腿にそれぞれ装着される上腿装着体及び下腿装着体と前記上腿装着体及び前記下腿装着体をそれぞれ支持する上腿フレーム及び下腿フレームと前記下腿フレームが前記上腿フレームに対してユーザーの膝関節の揺動軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結する装具側連結部とを有する長下肢装具に装着されるアクチュエータユニットであって、
   前記上腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側上腿フレームに対向する上部フレームと、前記下腿フレームのうちユーザーの幅方向に関し外側に位置する外側下腿フレームに対向する下部フレームと、前記下部フレームが前記上部フレームに対し枢支軸線回り回動可能となるように前記両フレームを連結するアクチュエータ側連結部と、前記上部フレームの外側面に装着され、前記下部フレームを前記枢支軸線回りに回動させる駆動力を発生する駆動体と、前記上部フレームを前記外側上腿フレームに係合させる上部連結体と、前記下部フレームの動きを前記外側下腿フレームに伝達する下部連結体とを備え、
   前記上部連結体は、前記上部フレームの内側面のうち前記外側上腿フレームの外側面と対向する外側挟圧領域に着脱自在に装着される外側スペーサと、ユーザー幅方向外方を向く側面に前記外側上腿フレームの内側面と対向する内側挟圧領域を有し、前記内側挟圧領域及び前記外側挟圧領域によって前記外側上腿フレーム及び前記外側スペーサが挟圧されるように前記上部フレームに着脱可能に連結される内側連結部材とを有し、
   前記外側スペーサは、ユーザーの幅方向外方を向く側面が前記外側挟圧領域に面接触し且つユーザーの幅方向内方を向く側面が前記外側上腿フレームの外側面と面接触するように構成されていることを特徴とする長下肢装具用アクチュエータユニット。
4. 前記上部連結体は、前記内側挟圧領域に着脱自在に装着される内側スペーサを有し、
   前記内側スペーサは、ユーザーの幅方向内方を向く側面が前記内側挟圧領域と面接触し且つユーザーの幅方向外方を向く側面が前記外側上腿フレームの内側面と面接触するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の長下肢装具用アクチュエータユニット。
5. 前記下部連結体は、前記下部フレームの内側面にユーザー幅方向に向かって凹状又は凸状とされた下部フレーム側係合部であって、前記外側下腿フレームに直接又は間接的に凹凸係合する下部フレーム側係合部を有していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の長下肢装具用アクチュエータユニット。
6. 前記アクチュエータ側連結部を前記装具側連結部と同軸上において係合させる回動中心連結体を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の長下肢装具用アクチュエータユニット。
7. 前記装具側連結部は、前記外側上腿フレームの下部に設けられた上腿フレーム側取付孔と、前記外側下腿フレームの上部に設けられた下腿フレーム側取付孔と、ネジ穴を有し、前記ネジ穴がユーザーの幅方向外方に開くように前記上腿フレーム側取付孔及び前記下腿フレーム側取付孔に挿入された雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材のネジ穴に螺合されることで前記外側上腿フレーム及び前記外側下腿フレームを相対回転可能に連結する雄ねじ部材とを有し、
   前記アクチュエータ側連結部は、前記上部フレームの下部に設けられた上部フレーム側取付孔と、前記下部フレームの上部に設けられた下部フレーム側取付孔と、前記上部フレーム側取付孔及び前記下部フレーム側取付孔に挿入される回動連結軸とを有し、
   前記回動中心連結体は、一端側に前記雌ねじ部材のネジ穴に螺合する雄ねじを有し且つ他端側に凸部及び凹部の一方を有する装具側回動中心連結部材と、前記上部フレーム側取付孔と同軸上に位置するように前記上部フレームに固着されるアクチュエータ側回動中心連結部材であって、前記装具側回動中心連結部材における凸部及び凹部の一方と凹凸係合する凸部及び凹部の他方を有するアクチュエータ側回動中心連結部材とを有していることを特徴とする請求項６に記載の長下肢装具用アクチュエータユニット。

Images