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JP2022002779A - 免荷装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワイヤケーブルの摩耗を抑制した免荷装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る免荷装置は、係止部３６１が取り付けられた自由端と該自由端の反対側に固定端を有するワイヤケーブル３６と、ワイヤケーブル３６を固定端側から巻き取る巻取部３３４と、巻取部３３４と係止部３６１との間に介在しワイヤケーブルを張架するプーリ３３５と、係止部３６１とプーリ３３５との間に介在し、プーリ３３５の少なくとも一部を覆うように形成されるとともに、ワイヤケーブル３６を挿通した貫通孔３３８Ｈを有するカバー３３６と、を備える。また、貫通孔３３８Ｈは、プーリ３３５の回転軸との相対位置が変化するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は免荷装置に関する。
脳卒中などによる下肢麻痺のリハビリテーション支援を目的とした支援システムが開発されている。かかる支援システムは、例えば、下肢麻痺患者の歩行訓練を行うことができる。歩行訓練では、訓練者である下肢麻痺患者の脚部に歩行補助装置を装着する。歩行補助装置は、麻痺側の脚に装着し、膝の曲げ動作や伸ばし動作を補助する。歩行補助装置を装着した訓練者は、支援装置に備えられたトレッドミルの上を歩行する。このとき、歩行補助装置又は歩行補助装置を装着した脚部は、免荷装置により上前方及び上後方に引張される。免荷装置は訓練者の上前方及び上後方からワイヤケーブルを繰り出し又は引き込むことにより、歩行補助装置の重さを支えると共に、訓練者の脚部の動作を補助する。
かかる免荷装置の技術を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。特許文献１にかかる昇降装置は、一端に吊下物を吊下げるための係止手段を装着したワイヤケーブルと、このワイヤケーブルを巻き上げるための巻取ドラムと、巻取ドラムを巻取方向に回転付勢する巻取付勢手段とを備える。さらに、かかる昇降装置は、ワイヤケーブルが挿通された挿通用ナット及びストッパが、巻取ドラムをカバーする基板に取り付けられており、ワイヤケーブルの自由端に設けられた係止手段が巻取ドラムに接触しないように構成されている。
特開２００４−１４１５１７号公報
かかる免荷装置において、ワイヤケーブルを巻き取る部分が直接露出する部分が存在することは、安全性の観点から好ましくない。そのため、かかる免荷装置は、ワイヤケーブルを巻き取る部分の露出を防止するためのカバーを備える。同時に、かかる免荷装置は、ワイヤケーブルを巻き取り、あるいは引き出すために、ワイヤケーブルが挿通された貫通孔をカバー内に設けている。かかる挿通孔は、安全性の観点から、小さい方が好ましい。一方、歩行補助装置に用いられる免荷装置は、体部の前後方向の動き（例えば、脚部の前後方向の振出し動作）に加えて、左右方向の動作を補助することがある。この場合、免荷装置のワイヤケーブルは、体部の前後方向の動き（例えば、脚部の振出し動作）に対して平行な方向に加えて、体部の前後方向の動き（例えば、脚部の振出し動作）に対して垂直な方向にも引っ張られる。しかしながら、かかる歩行訓練装置に対して特許文献１に記載されている従来技術を用いた場合、巻取ドラムのカバーにワイヤケーブルが接触した状態のまま、ワイヤケーブルの繰り出し及び引き込みが繰り返されることとなる。このようにワイヤケーブルがカバーに接触した状態のまま繰り出し及び引き込みが繰り返されると、ワイヤケーブルは摩耗するおそれがある。ワイヤケーブルが摩耗すると、装置の維持費用が高くなるおそれがある。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ワイヤケーブルの摩耗を抑制した免荷装置を提供するものである。
本発明にかかる免荷装置は、
係止部が取り付けられた自由端と該自由端の反対側に固定端を有するワイヤケーブルと、
前記ワイヤケーブルを前記固定端側から巻き取る巻取部と、
前記巻取部と前記係止部との間に介在し前記ワイヤケーブルを張架するプーリと、
前記係止部と前記プーリとの間に介在し、前記プーリの少なくとも一部を覆うように形成されるとともに、前記ワイヤケーブルを挿通した貫通孔を有するカバーと、を備える免荷装置であって、
前記カバー（前記貫通孔）は、前記プーリの回転軸との相対位置が変化するように（可変に）構成されている。
このような構成により、カバーがプーリ（プーリの回転軸）に対して相対位置が変化するように可動するため、カバーは、ワイヤケーブルの動きに追従することが可能となる。換言すると、カバーの貫通孔は、ワイヤケーブルの動きに追従することが可能となる。
本発明により、ワイヤケーブルの摩耗を抑制した免荷装置を提供することができる。
実施の形態１にかかる歩行訓練システムの概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１にかかる免荷装置の上面図である。 実施の形態１にかかる免荷装置の側面図である。 実施の形態１にかかる免荷装置の正面図である。 実施の形態１にかかる免荷装置の断面図である。 実施の形態１にかかる歩行訓練システムの上面図である。 実施の形態１にかかる歩行訓練システムの側面図である。 実施の形態１にかかる歩行訓練システムの上面図である。 免荷装置のワイヤケーブルのピッチ方向動きを説明する模式図である。 免荷装置のワイヤケーブルのピッチ方向動きを説明する模式図である。 免荷装置のワイヤケーブルのロール方向の動きを説明する正面図である。 実施の形態２にかかる免荷装置の上面図である。
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる歩行訓練システム１の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態にかかる歩行訓練システム１は、例えば、脳卒中片麻痺患者などの訓練者Ｕの歩行訓練を行うためのシステムである。図１に示すように、歩行訓練システム１は、訓練者Ｕの脚部に装着された歩行補助装置２と、訓練者Ｕの歩行訓練を行う訓練装置３と、を備えている。
歩行補助装置２は、例えば、歩行訓練を行う訓練者Ｕの患脚（図１では訓練者Ｕの右脚）に装着され、訓練者Ｕの歩行を補助する。歩行補助装置２は、麻痺側の脚に装着し、膝の曲げ動作や伸ばし動作を補助する装置である。歩行補助装置２は、上腿フレームと、上腿フレームに膝関節部を介して連結された下腿フレームと、下腿フレームに足首関節部を介して連結された足平フレームとを有している。また、歩行補助装置２は、駆動部を有しており、膝関節部又は足首関節部を回転駆動する。
訓練装置３は、トレッドミル３１と、フレーム本体３２と、第１の免荷装置３３および第２の免荷装置３４と、検出手段としての第１ワイヤケーブル長検出部４１および第２ワイヤケーブル長検出部４２と、制御装置３５と、を有している。
トレッドミル３１は、訓練者Ｕが歩行するための回転可能なリング状のベルトコンベア３１１を有する。訓練者Ｕは、ベルトコンベア３１１上に乗り、ベルトコンベア３１１の移動に応じて歩行を行う。
フレーム本体３２は、トレッドミル３１上に立設された２対の柱フレーム３２１と、各柱フレーム３２１に接続され前後方向に延在する一対の前後フレーム３２２と、各前後フレーム３２２に接続され左右方向に延在する前方左右フレーム３２３と、後方左右フレーム３２４と、を有している。なお、フレーム本体３２の構成は、これに限られない。フレーム本体３２は、第１の免荷装置３３および第２の免荷装置３４を適切に固定することができれば、任意のフレーム構成であってもよい。
第１の免荷装置３３は、訓練者の上前方からワイヤを繰り出し又は引き込むことにより、歩行補助装置の重さを支えると共に、訓練者の脚部の動作を補助する。第１の免荷装置３３は、訓練者Ｕの上方かつ進行方向の前方に設けられている。例えば、第１の免荷装置３３は、訓練者Ｕの上方かつ進行方向前方にある前方左右フレーム３２３に設けられている。第１の免荷装置３３は、訓練者Ｕの歩行補助装置２を装着した脚部を、第１ワイヤケーブル３６を介して上方かつ前方に引張する。第１の免荷装置３３は、配線などを介して後述する制御装置３５に接続されている。第１の免荷装置３３の詳細については、後述する。
第１ワイヤケーブル３６の一端は、第１の免荷装置３３から垂れ下がっており、訓練者Ｕの脚部に直接的または間接的に取り付けられる。例えば、第１ワイヤケーブル３６の一端は、訓練者Ｕの脚部に装着された歩行補助装置２に取付けられている。第１ワイヤケーブル３６の他端は、第１の免荷装置３３に支持され、巻取り機構に巻きつけられている。
第２の免荷装置３４は、訓練者の上後方からワイヤケーブルを繰り出し又は引き込むことにより、歩行補助装置の重さを支えると共に、訓練者の脚部の動作を補助する。第２の免荷装置３４は、訓練者Ｕの上方かつ進行方向の後方に設けられている。例えば、訓練者Ｕの上方かつ進行方向後方にある後方左右フレーム３２４に設けられている。第２の免荷装置３４は、訓練者Ｕの歩行補助装置２を装着した脚部を、第２ワイヤケーブル３７を介して上方かつ後方に引張する。第２の免荷装置３４は、例えば、第２ワイヤケーブル３７を巻取り及び巻き戻すドラム等の巻取り機構、該巻取り機構を駆動するモータ、などから構成されている。第２の免荷装置３４は、配線などを介して後述する制御装置３５に接続されている。第２の免荷装置３４は、第１の免荷装置と同様の構成を有している。第２の免荷装置３４の詳細については、後述する。
第２ワイヤケーブル３７の一端は、第２の免荷装置３４から垂れ下がっており、訓練者Ｕの脚部に直接的または間接的に取り付けられる。例えば、第２ワイヤケーブル３７の一端は、訓練者Ｕの脚部に装着された歩行補助装置２に取付けられている。第２ワイヤケーブル３７の他端は、第２の免荷装置３４に支持され、巻取り機構に巻きつけられている。
検出手段は、第１ワイヤケーブル３６および第２ワイヤケーブル３７の繰り出し長を検出する。例えば、検出手段は、第１ワイヤケーブル長検出部４１および第２ワイヤケーブル長検出部４２から構成される。第１ワイヤケーブル長検出部４１は、例えば、第１の免荷装置３３の巻取機構の巻回軸に設けられ巻回軸の回転角を検出するロータリエンコーダなどのセンサである。第１ワイヤケーブル長検出部４１の検出信号から、巻取機構が第１ワイヤケーブル３６を巻き取った長さ（巻取量）を算出し、既知である第１ワイヤケーブル３６の全長から当該巻取量を引くことにより、第１ワイヤケーブル３６の長さを検出する。第１ワイヤケーブル長検出部４１は、配線などを介して後述する制御装置３５に接続されている。
第２ワイヤケーブル長検出部４２は、例えば、第２の免荷装置３４の巻取機構の巻回軸に設けられ巻回軸の回転角を検出するロータリエンコーダなどのセンサである。第２ワイヤケーブル長検出部４２の検出信号から、巻取機構が第２ワイヤケーブル３７を巻き取った長さ（巻取量）を算出し、既知である第２ワイヤケーブル３７の全長から当該巻取量を引くことにより、第２ワイヤケーブル３７の長さを検出する。第２ワイヤケーブル長検出部４２は、配線などを介して後述する制御装置３５に接続されている。なお、上記検出手段は、第１ワイヤケーブル長検出部４１および第２ワイヤケーブル長検出部４２から構成されるものに限られない。第１ワイヤケーブル３６および第２ワイヤケーブル３７の繰り出し長を検出することができるものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、ワイヤケーブルの外観情報（位置）を検出するカメラ等の撮像手段であってもよい。
制御装置３５は、第１の免荷装置３３および第２の免荷装置３４がワイヤケーブルをそれぞれ引っ張る引張力と、歩行補助装置２の動作と、をそれぞれ制御する。制御装置３５は、例えば、訓練者Ｕの歩行補助装置２を装着した脚部が離地または着地したことを検知する。すなわち、接地センサのセンサデータより、歩行補助装置２を装着した訓練者の脚部が、立脚から遊脚に移行するタイミングおよび遊脚から立脚に移行するタイミングを検知することができる。制御装置３５は、立脚から遊脚に移行するタイミングを検知すると、そのタイミングに合わせて歩行補助装置が有しているモータユニットの制御を開始する。
制御装置３５は、例えば、演算処理、制御処理等と行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種のデータなどを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
次に、図２〜図４を参照しながら、第１の免荷装置３３及び第２の免荷装置３４の詳細について説明する。第１の免荷装置３３と第２の免荷装置３４とは、係合するフレームが異なる点を除き、同様の構成を有している。以降の説明は、第１の免荷装置３３について説明するが、同じ内容が第２の免荷装置３４にも適用される。
図２は、実施の形態１にかかる免荷装置の上面図である。図３は、実施の形態１にかかる第１の免荷装置の側面図である。図４は、実施の形態１にかかる免荷装置の正面図である。図２は、免荷装置３３の上面図とともに、右手系ｘｙｚ座標を示している。すなわち、図面の鉛直方向はｘｙｚ座標のｚ軸方向を示し、手前側がｚ軸プラス方向である。図面の左右方向はｘｙｚ座標のｘ軸方向を示し、右側がｘ軸プラス方向である。図面の上下方向はｘｙｚ座標のｙ軸方向を示し、上側がｙ軸プラス方向である。なお、図２〜図１１に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。図２のｚ軸方向と図３〜図１１のｚ軸方向は一致している。
また、以降の説明において、ワイヤケーブル等の揺動方向又は物体の回転方向を次のように定義して説明する。矢印Ｐで示しているｘ軸を中心に回転する方向をピッチ方向とする。矢印Ｒで示しているｙ軸を中心に回転する方向をロール方向とする。矢印Ｙで示しているｚ軸を中心に回転する方向をヨー方向とする。
第１の免荷装置３３は、第１ワイヤケーブル３６、ワイヤ係止部３６１、支持板３３１、装置固定部３３２、駆動部３３３、巻取部３３４、プーリ３３５、及びカバー３３６を主な構成として有している。
第１ワイヤケーブル３６は、ワイヤ係止部３６１が取り付けられた自由端と、該自由端の反対側に固定端を有する。第１ワイヤケーブル３６の自由端は、第１の免荷装置３３から垂れ下がっており、ワイヤ係止部３６１が訓練者Ｕの脚部に直接的または間接的に取り付けられる。第１ワイヤケーブル３６の固定端は、巻取部３３４に固定されている。また、第１ワイヤケーブル３６は、巻取部３３４に巻き取られている。
ワイヤ係止部３６１は、第１ワイヤケーブル３６の自由端に取り付けられた係止部材である。ワイヤ係止部３６１は、ワイヤ係止部３６１を歩行補助装置２に係止するための孔又はフック等の係止片３６２を有している。
支持板３３１は、免荷装置の各構成を支持している支持部材である。より具体的には、支持板３３１は、駆動部３３３、巻取部３３４、及びプーリ３３５を支持している。
支持板３３１は、装置固定部３３２を有している。装置固定部３３２は、前方左右フレーム３２３に係合し、任意の固定手段（不図示）により前方左右フレーム３２３と支持板３３１とが相対的に動かないように固定される。
支持板３３１は、カバーストッパ３３１Ｓを有している。カバーストッパ３３１Ｓは、カバー３３６の回転を規制するための部材である。カバーストッパ３３１Ｓは、カバー３３６の対応する当接部３３６Ｓと当接することによりカバー３３６の回転方向の動きを停止させ、カバー３３６が１回転以上しないように設けられている。
駆動部３３３は、巻取部３３４に連結し、巻取部３３４を回転させる。駆動部３３３は、モータを含む駆動手段により構成される。駆動部３３３は、制御装置３５により制御されており、上述したような、第１ワイヤケーブル３６の繰り出し又は引き込みを行うために、巻取部３３４を回転させる。尚、駆動部３３３は、モータに代えて、引張コイルばねや渦巻バネ等を使用した付勢手段であってもよい。
巻取部３３４は、第１ワイヤケーブル３６の固定端側を巻き取るドラム形状の部材である。巻取部３３４は、駆動部３３３に連結し、駆動部３３３によりドラム形状が回転するように構成されている。巻取部３３４が巻き取っている第１ワイヤケーブル３６の巻取量又は繰り出し長さは、上述した第１ワイヤケーブル長検出部４１（不図示）、駆動部３３３、及び制御装置３５により制御される。
プーリ３３５は、巻取部３３４とワイヤ係止部３６１との間に介在し、第１ワイヤケーブル３６を張架する。巻取部３３４とワイヤ係止部３６１との間にプーリ３３５が介在することにより、プーリ３３５は、第１ワイヤケーブル３６が過度に屈曲することを抑えつつ、第１ワイヤケーブル３６を案内する。
カバー３３６は、プーリが直接露出することを防止するため、プーリ３３５の少なくとも一部を覆うように形成されている中空紡錘状の部材である。カバー３３６は、プーリ３３５の回転中心である軸ＣＲと同軸上に回転可能に係止されている（図３矢印Ｐの方向）。カバー３３６は、連絡孔３３７、ストッパ３３８、当接部３３６Ｓを有している。連絡孔３３７は、巻取部３３４から繰り出されている第１ワイヤケーブル３６が挿通されている。また、ストッパ３３８は、プーリから繰り出された第１ワイヤケーブル３６が挿通されている。
すなわち、第１ワイヤケーブル３６は、巻取部３３４から繰り出されて、連絡孔３３７を通り、プーリ３３５に張架されている。そして、プーリ３３５から繰り出された第１ワイヤケーブル３６は、ストッパ３３８を通り、ワイヤ係止部３６１に接続している。
ストッパ３３８は、第１ワイヤケーブル３６が巻取部３３４に巻き取られることによりワイヤ係止部３６１が引き込まれた場合に、ワイヤ係止部３６１がプーリ３３５に接触しないように形成されている。図４において、ストッパ３３８の詳細を示している。ストッパ３３８は、第１ワイヤケーブル３６が通過自在に挿通された貫通孔３３８Ｈを有している。かかる貫通孔３３８Ｈは、軸ＣＲの平行方向に延設されている。換言すると、貫通孔３３８Ｈは、プーリ３３５の回転軸のアキシャル方向に対して平行に延伸するスリット状を呈している。具体的には、貫通孔３３８Ｈの軸ＣＲのアキシャル方向の幅３３８Ａは、軸ＣＲのタンジェンシャル方向の幅３３８Ｂよりも長くなるように形成されている。また、貫通孔３３８Ｈの軸ＣＲのアキシャル方向の幅３３８Ａは、ワイヤ係止部３６１が貫通孔３３８Ｈを通過しないように、ワイヤ係止部３６１の幅より狭く形成されている。
当接部３３６Ｓは、カバー３３６の回転を規制するための部材である。当接部３３６Ｓは、カバーストッパ３３１Ｓに当接する位置に形成されている。したがって、巻取部３３４に第１ワイヤケーブル３６が巻き取られ、ワイヤ係止部３６１が固定端側に引き込まれた場合、ワイヤ係止部３６１は、ストッパ３３８に当接し、ストッパ３３８はこれよりプーリ３３５に近づくことはない。巻取部３３４がさらに第１ワイヤケーブル３６を巻き取ると、カバー３３６は、当接部３３６Ｓとカバーストッパ３３１Ｓとが当接する位置まで回転する。当接部３３６Ｓとカバーストッパ３３１Ｓとが当接する位置まで回転すると、カバー３３６は回転を停止する。したがって、ワイヤ係止部３６１がこれ以上固定端側に引き込まれることはない。尚、カバーストッパ３３１Ｓ及び当接部３３６Ｓは、カバー３３６の回転を規制するためであれば、図２〜図４において例示した形態と異なるものであってよい。また、カバーストッパ３３１Ｓ及び当接部３３６Ｓは、ワイヤ係止部３６１が引き込まれる方向とは反対側の回転を規制するものであってもよい。
次に、図５を参照しながら、プーリ３３５及びカバー３３６を有する部分の構造について詳細を説明する。図５は、実施の形態１にかかる免荷装置の断面図である。図５は、図２の断面ＩＶを示したものである。第１の免荷装置３３は、支持板３３１において軸３３９が突設されている。軸３３９は、先端に抜け止め用の鍔が設けられている。軸３３９には、支持板３３１側から順に、第１カラー３４０、プーリ３３５、第２カラー３４１、第３カラー３４２が挿通されている。また、第３カラー３４２の外周にはカバー３３６が軸支されている。さらに、カバー３３６は、第２カラー３４１及び第３カラー３４２が有する鍔部により軸３３９のスラスト方向にガタツキがない程度に係止されている。このような構造により、プーリ３３５及びカバー３３６は、軸３３９のスラスト方向にガタツキなく回転可能に固定されている。
尚、プーリ３３５と、カバー３３６とは、いずれも軸３３９により軸支されているが、カバー３３６の支持手段はこれに限らない。例えば、カバー３３６の支持部材は軸３３９とはことなるものであり、プーリ３３５の回転中心と、カバー３３６の回転中心とが異なっていてもよい。この場合、プーリ３３５の回転軸と、カバー３３６の回転軸とは略平行であることが好ましい。すなわち、カバー３３６が有する貫通孔３３８Ｈは、プーリ３３５の回転軸に対して平行な軸を中心に回転可能に設けられている。これにより、カバー３３６が有する貫通孔３３８Ｈは、プーリ３３５のピッチ方向の動きに追従することができる。
さらに、カバー３３６は回転軸を有さず、往復運動をするように指示されていてもよい。この場合、カバー３３６が有する貫通孔３３８Ｈは、プーリ３３５の回転軸に対して垂直な方向に往復可能に設けられる。これにより、カバー３３６が有する貫通孔３３８Ｈは、プーリ３３５のピッチ方向の動きに追従することができる。
また、カバー３３６の形態は、上述したような中空紡錘状に限られない。つまり、カバー３３６は、上述したような機能を有していれば、例えば中空立方体形状、湾曲平面状、又は複数の平面や曲面の組み合わせであってもよい。
また、カバー３３６の形態は、上述したような構造に限られない。つまり、カバー３３６は、貫通孔３３８Ｈを含むカバー３３６の一部分３３６Ａが、それ以外のカバー３３６の一部分３３６Ｂに対して、相対的位置が可変である（可動である）ことによって、貫通孔３３８Ｈがプーリ３３５の回転軸に対して相対的位置を可変とする機能を有していれば良い。例えば、曲面（または平面）形状を有する前記一部分３３６Ａと、当該曲面（または平面）形状に対応する曲面（または平面）形状を有する一部分３３６Ｂと、の一対のペアから成る平面（球面）スライド機構として構成しても良い。また、例えば、金属や樹脂などの剛性部材で構成された前記一部分３３６Ａと、軟性ゴムなどの軟性部材で構成された一部分３３６Ｂと、の一対のペアから成る可動機構として構成しても良い。
次に、図６〜図８を参照しながら、第１の免荷装置３３の使用状態について説明する。
図６は、実施の形態１にかかる歩行訓練システムの上面図である。図６は、訓練者Ｕが行う歩行訓練の一態様を示したものである。歩行訓練システム１において、第１ワイヤケーブル３６の繰り出し長および第２ワイヤケーブル３７の繰り出し長は、訓練者Ｕの歩行に応じて変化するように構成されている。第１の免荷装置３３による引張力ＦＦ１のｚ軸方向の成分、および、第２の免荷装置３４による引張力ＦＲ１のｚ軸方向の成分により、歩行補助装置２の重さを支える。第１の免荷装置３３による引張力ＦＦ１のｙ軸方向の成分により、訓練者Ｕの歩行補助装置２を装着した脚部の進行方向前方への振出しを補助する。第２の免荷装置３４による引張力ＦＲ１のｙ軸方向の成分により、訓練者Ｕの歩行補助装置２を装着した脚部の進行方向後方への振出しを補助する。これにより、歩行訓練時における訓練者Ｕの歩行負荷を軽減できる。
図７は、実施の形態１にかかる歩行訓練システムの側面図である。図７は、図６の状態を側面から示している。図６及び図７に示した歩行訓練の一態様においては、訓練者Ｕは、脚部をｙ軸方向に振出し歩行を行う。第１の免荷装置３３は、第１ワイヤケーブル３６が係止された脚部の上前方に固定されている。そのため、第１ワイヤケーブル３６は、ｙ軸プラス方向且つｚ軸プラス方向に引張力ＦＦ１により脚部を引張している。また、第２の免荷装置３４は、第２ワイヤケーブル３７が係止された脚部の上後方に固定されている。そのため、第２ワイヤケーブル３７は、ｙ軸マイナス方向且つｚ軸プラス方向に引張力ＦＲ１により脚部を引張している。
訓練者Ｕが歩行訓練において訓練者の前後に脚部を振り出す。その際、脚部は、ｙ軸方向の動きだけでなく、ｚ軸方向の動きも伴う。したがって、脚部を補助する第１ワイヤケーブル３６及び第２ワイヤケーブル３７は、それぞれピッチ方向に揺動する。このとき、第１の免荷装置３３が有するカバー３３６は、第１ワイヤケーブル３６のピッチ方向の動きに追従することができる。同様に、第２の免荷装置３４が有するカバー３３６は、第２ワイヤケーブル３７のピッチ方向の動きに追従することができる。
次に、図８を参照しながら、歩行訓練の別の態様について説明する。図８は、実施の形態１にかかる歩行訓練システムの上面図である。図８は、訓練者Ｕが行う歩行訓練の内、図６に示した態様とは異なる態様を示したものである。図８に示した例の場合、訓練者Ｕは脚を前方に降り出す動作に外旋を伴っている。すなわち、訓練者Ｕの脚部は矢印ＦＵ２の方向に振り出される。矢印ＦＵ２はｙ軸プラス方向とｚ軸方向に加えて、ｘ軸方向の成分が含まれている。過剰に外旋を伴う歩行は、歩行の動作として好ましくない。そのため、歩行訓練システム１において、矢印ＦＵ２のｘ軸プラス方向の力を打ち消すために第１ワイヤケーブル３６により脚部をｘ軸マイナス方向へ引張りながら歩行補助を行う。このような歩行訓練の態様において、第１の免荷装置３３は、訓練者Ｕの上前方且つ左側に固定されている。つまり、図６に示した場合と比較すると、第１の免荷装置３３はｘ軸マイナス方向に移動した位置に固定されている。このような場合、第１ワイヤケーブル３６は、ｙ軸プラス方向、ｚ軸プラス方向、及びｘ軸マイナス方向の成分を有する引張力ＦＦ２を有している。また、第１ワイヤケーブル３６は、図７において示したピッチ方向に加えて、ロール方向にも大きく揺動する。
第１の免荷装置３３が有するカバー３３６は、図４に示したように、ｘ軸方向に幅３３８Ａの貫通孔３３８Ｈを有している。そのため、第１の免荷装置３３が有するカバー３３６は、貫通孔３３８Ｈのｘ軸方向の幅３３８Ａの範囲内において、第１ワイヤケーブル３６のロール方向の動きを許容することができる。
次に、図９及び図１０を参照しながら、カバー３３６のピッチ方向の動きについて説明する。図９は、免荷装置のワイヤケーブルのピッチ方向の動きを説明する模式図である。第１ワイヤケーブル３６は、カバー３３６が有するストッパ３３８から繰り出されている。図９において、第１ワイヤケーブル３６はｚ軸方向に対して角度Ｐ１の位置に延伸している。一方、図１０において、第１ワイヤケーブル３６はｚ軸方向に対して角度Ｐ２の位置に延伸している。このように、第１の免荷装置３３は、ストッパ３３８がプーリ３３５の回転方向に可動するため、ストッパ３３８は、第１ワイヤケーブル３６の動きに追従することが可能となる。
尚、ストッパ３３８は、回転可能に固定されているため、第１ワイヤケーブル３６に接触する場合がある。図１０の接触部Ｘは、ストッパ３３８と第１ワイヤケーブル３６とが接触した状態を示している。このような状態になっても、第１ワイヤケーブル３６がストッパ３３８により屈曲することはなく、接触部Ｘにおいて第１ワイヤケーブル３６が摩耗することはない。また、ストッパ３３８は、第１ワイヤケーブル３６と接触することを考慮して貫通孔３３８Ｈの周囲はエッジが無いように加工されている。
次に、図１１を参照しながら、第１ワイヤケーブル３６のロール方向の動きについて説明する。図１１は、免荷装置のワイヤのロール方向の動きを説明する正面図である。第１ワイヤケーブル３６は、プーリ３３５から繰り出される位置を中心として、ｙ軸に平行な軸ＣＲを中心に、ロール方向に揺動する。
カバー３３６の貫通孔３３８Ｈから繰り出された第１ワイヤケーブル３６は、貫通孔３３８Ｈのｘ軸方向の幅３３８Ａに接触しない範囲において、第１ワイヤケーブル３６を摩耗なく使用することができる。つまり、図８で示したような、訓練者Ｕの脚部の動作が外旋を伴うものであっても、例えば、角度Ｒ１の範囲内であれば、第１ワイヤケーブル３６は、ストッパ３３８と接触しない。
以上に説明したような構成により、本実施の形態１は、ワイヤケーブルの摩耗を抑制した免荷装置を提供することができる。
＜実施の形態２＞
次に、図１２を参照しながら実施の形態２について説明する。図１２は、実施の形態２にかかる免荷装置の上面図である。実施の形態２にかかる免荷装置４３は、実施の形態１にかかる免荷装置とは、支持板３３１と前方左右フレーム３２３との間の支持手段が異なる。
免荷装置４３は、支持板３３１と装置固定部３３２との間に、回転支持部４３２を有している。回転支持部４３２は、支持板３３１を、ｚ軸に対して平行な軸ＣＹを中心に矢印Ｙの方向に回転可能に支持する支持部材である。回転支持部４３２は、例えば回転軸受を有する固定部材である。
このような構成により、本実施の形態２は、歩行訓練システム１において訓練者Ｕが歩行する方向（ｙ軸プラス方向）を前方とした場合に、免荷装置４３は、軸ＣＹを中心として、ヨー方向（矢印Ｙの方向）に自由度を設けることができる。すなわち、実施の形態２にかかる免荷装置４３は、ワイヤケーブルのピッチ方向、ロール方向、及びヨー方向に追従することができる。そのため、本実施の形態２は、ワイヤケーブルの摩耗を抑制した免荷装置を提供することができる。
尚、本発明は上記実施の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。
１ 歩行訓練システム
２ 歩行補助装置
３ 訓練装置
３１ トレッドミル
３２ フレーム本体
３３ 第１の免荷装置
３４ 第２の免荷装置
３５ 制御装置
３６、３７ ワイヤケーブル
４１ 第１ワイヤケーブル長検出部
４２ 第２ワイヤケーブル長検出部
４３ 免荷装置
３１１ ベルトコンベア
３２１ 柱フレーム
３２２ 前後フレーム
３２３ 前方左右フレーム
３２４ 後方左右フレーム
３３１ 支持板
３３１Ｓ カバーストッパ
３３２ 装置固定部
３３３ 駆動部
３３４ 巻取部
３３５ プーリ
３３６ カバー
３３６Ｓ 当接部
３３７ 連絡孔
３３８ ストッパ
３３９ 軸
３４０ 第１カラー
３４１ 第２カラー
３４２ 第３カラー
３６１ ワイヤ係止部
３６２ 係止片
４３２ 回転支持部
Ｕ 訓練者

Claims (5)

  1. 訓練者が歩行訓練を行う歩行訓練システムにおいて前記訓練者を補助するために設けられる免荷装置において、
    係止部が取り付けられた自由端と該自由端の反対側に固定端を有するワイヤケーブルと、
    前記ワイヤケーブルを前記固定端側から巻き取る巻取部と、
    前記巻取部と前記係止部との間に介在し前記ワイヤケーブルを張架するプーリと、
    前記係止部と前記プーリとの間に介在し、前記プーリの少なくとも一部を覆うように形成されるとともに、前記ワイヤケーブルを挿通した貫通孔を有するカバーと、
    カバーストッパと、
    を備え、
    前記貫通孔は、前記プーリの回転軸との相対位置が変化するように構成されており、
    前記貫通孔は、前記プーリの回転軸に対して平行な軸を中心に回転可能に設けられており、
    前記貫通孔は、前記係止部を通さないように形成されており、
    前記カバーは、前記カバーストッパに当接することによって前記カバーの回転を規制する当接部を備える、
    免荷装置。
  2. 前記貫通孔は、前記プーリの回転軸に対して垂直な方向に往復可能に設けられている、
    請求項１に記載の免荷装置。
  3. 前記貫通孔は、前記プーリの前記回転軸のアキシャル方向に対して平行に延伸するスリット状である、
    請求項１又は２に記載の免荷装置。
  4. 前記巻取部及び前記プーリを支持する支持板をさらに有し、
    前記支持板は、前記回転軸と直行する副回転軸を有する、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の免荷装置。
  5. 前記巻取部を駆動する駆動部をさらに備えた、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の免荷装置。
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