| 【発明の名称】 |
指形状可変型義手 |
| 【発明者】 |
【氏名】原田 証英
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| 【要約】 |
【課題】簡易かつ安価な構成の指形状可変型義手を提供することにある。
【解決手段】各々複数箇所の関節（６）を持つ複数本の指を具える義手において、関節（６）の屈曲伸展の拘束およびその拘束の解除の動作を行うクラッチ手段（７）と、クラッチ手段（７）の動作を行わせるクラッチ駆動用ネジ部材（11）と、クラッチ駆動用ネジ部材（11）に動力を伝達するクラッチ用動力伝達部材（13）と、義手の一部に設けられ、人により操作されてクラッチ用動力伝達部材（13）に動力を与えるクラッチ操作手段（17）とを具えるものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 各々複数箇所の関節（６）を持つ複数本の指を具える義手において、前記関節（６）の屈曲伸展の拘束およびその拘束の解除の動作を行うクラッチ手段（７）と、前記クラッチ手段（７）の前記動作を行わせるクラッチ駆動用ネジ部材（11）と、前記クラッチ駆動用ネジ部材（11）に動力を伝達するクラッチ用動力伝達部材（13）と、前記義手の一部に設けられ、人により操作されて前記クラッチ用動力伝達部材（13）に動力を与えるクラッチ操作手段（17）と、を具えることを特徴とする、指形状可変型義手。
【請求項２】 前記指の三箇所に前記関節（６）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の指形状可変型義手。
【請求項３】 前記クラッチ手段（７）が摩擦クラッチを具えることを特徴とする、請求項１および請求項２記載の指形状可変型義手。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、手指の開閉形状を変更可能な義手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常の義手は、指形状が固定していることから使用状況に応じての義手の交換等を必要とする。このため、従来、能動義手も用いられており、かかる能動義手は、残存筋力または代用筋力による動力を、体に装着したハーネスとそれにつながれたワイヤーとで伝達して、手指の開閉等を能動的に行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる従来の能動義手は、体に装着したハーネスや背中にまわしたワイヤーがかさばり常時違和感がある。また、指形状を保つためにはワイヤーを引いていなければならないため、無理な体勢を強いられるという不都合がある。そして、この問題の解決のためには電動義手も提案されているが、かかる電動義手は複雑な構成で高価なものであることから使用者の負担が大きい。
【０００４】そこで、この発明は簡易かつ安価な構成によって、従来の課題を解決した義手を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】この発明は、上記課題を有利に解決した指形状可変型義手を提供することを目的とするものであり、この発明の指形状可変型義手は、各々複数箇所の関節を持つ複数本の指を具える義手において、前記関節の屈曲伸展の拘束およびその拘束の解除の動作を行うクラッチ手段と、前記クラッチ手段の前記動作を行わせるクラッチ駆動用ネジ部材と、前記クラッチ駆動用ネジ部材に動力を伝達するクラッチ用動力伝達部材と、前記義手の一部に設けられ、人により操作されて前記クラッチ用動力伝達部材に動力を与えるクラッチ操作手段とを具えることを特徴とするものである。
【０００６】この発明の指形状可変型義手にあっては、クラッチ操作手段が、人により操作されてクラッチ用動力伝達部材に動力を与え、クラッチ用動力伝達部材が、クラッチ駆動用ネジ部材に動力を伝達し、クラッチ駆動用ネジ部材が、クラッチ手段に、関節の屈曲伸展の拘束およびその拘束の解除の動作を行わせる。
【０００７】従って、この発明の指形状可変型義手によれば、当該義手の装着者等の人が、指部材を関節単位で自在に変位させて目的の指形状にした後、義手の一部に設けられたクラッチ操作手段を操作することで、その指形状にて関節の屈曲伸展を容易に拘束することができる。このことから、当該義手を用いての作業中に指に外力が働くような場合であっても、指形状を維持して安定的に作業を行うことができる。
【０００８】すなわち、この発明の指形状可変型義手では、例えば、ペンを持って紙に字を書く動作のような場合、関節の屈曲伸展の拘束が解除された状態で、義手にペンを持たせてそれに合わせて適切な指形状にしておき、その状態で関節の屈曲伸展を拘束することで、ペンを持つ指形状を保った状態で作業を行うことができる。また、例えば、ペンを持つ指形状から携帯電話を持つ指形状に変更させたい場合には、関節の屈曲伸展の拘束を解除し、携帯電話を義手に持たせて関節の屈曲伸展を拘束すれば良い。
【０００９】しかも、クラッチ操作手段が人により操作されて、クラッチ用動力伝達部材とクラッチ駆動用ネジ部材とを介して、クラッチ手段に、動力を伝達して義手の関節の屈曲伸展の拘束およびその拘束の解除の動作を行わせるので、動力源およびその動力の伝達手段が、電動式義手に比べて簡易な構成ですむ。その上、クラッチ操作手段については、例えば、レバー、回転つまみや押しボタンスイッチ等の部品を用いることができ、かかる部品の簡単な操作で指形状の維持と指形状の維持の解除とが切換えられるので、作業に応じてその都度義手を付け替える必要がなく動作に最適な指形状で作業を行うことが可能となる。ゆえに、簡易かつ安価な構成の義手を提供できることから、使用者の負担が大幅に軽減される。
【００１０】また、この発明の指形状可変型義手では、前記指の三箇所に前記関節が設けられていても良く、このようにすれば、かかる義手が、人の手の指の関節と同じ数であることから、人の手の指形状と同じ指形状を再現することができる。
【００１１】さらに、この発明の指形状可変型義手では、前記クラッチ手段が摩擦クラッチを具えていても良く、このようにすれば、前記関節の機械的な固定位置の制約がなくなることから、維持する指形状の自由度を高め得るとともに、過大な外力が加わった場合に摩擦クラッチがすべることで、関節の破損を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の指形状可変型義手の一実施例の、指形状全体の構成を示す説明図であり、図２は、この実施例の指形状可変型義手の、指先部分を含む指の一部の構成を拡大して例示する説明図である。なお、図中符号１は、指の指先部分を形成する樹脂製で中空の指先部材、２は、関節と関節との間に挟まれた指の中間部分を形成する樹脂製で中空の指中間部材、３は、手首から指の付け根までの手の甲と手の平を含む部分を形成する樹脂製で中空の中手部材、1a，2a，3aは、手を形成する部材同士を連結させて関節を構成する連結突起、４は関節軸、５は関節用軸受である。
【００１３】かかる指先部材１、指中間部材２そして中手部材３を組み付けることにより、この実施例では図１に示す如き人の手と同じ構成の手の形状が形成され、ここではその五本の指のうち、親指が、一つの指先部材１と一つの指中間部材２とを有し、また、人差指、中指、薬指、小指がそれぞれ、一つの指先部材１と二個の指中間部材２とを有している。
【００１４】そして、図１に示すように、これら指先部材１、指中間部材２、中手部材３には、手の形成の際に互いに向き合う面となる端面上に、連結突起1a，2a，3aがそれぞれ２個ずつ突設されている。ここでは、例えば図２に示す如く、指先部材１と指中間部材２とを組み合わせた場合、指先部材１の二つの連結突起1aが、指先部材１の手首（図では右側）に向く端面の、指の両側面に近い位置に、また指中間部材２の二つの連結突起2aが、指中間部材２の指先（図では左側）に向く端面の、指先部材１の二つの連結突起1aの内側に配置される位置に、それぞれ設けられている。
【００１５】なお、指中間部材２同士、及び指中間部材２と中手部材３との互いに向き合う面となる端面上にも同様の位置関係で連結突起2a，3aが設けられている。さらに、これら連結突起1a，2a，3aには、関節軸４を貫通させる貫通孔が開けられるとともに、かかる貫通孔のうち、手首（図１及び図２で右側）の方向に向く面上の二つの連結突起1a，2aには関節用軸受５が嵌入されている。
【００１６】次に、指先部材１、指中間部材２そして中手部材３の、部材同士を組付けて連結するに際しては、これら貫通孔に関節軸４を貫通させて、関節６を構成する。これにより、関節軸４に対して、指先部材１と指中間部材２そして中手部材３の各々が回動可能に取り付けられるので、各関節６の屈曲進展が可能となる。
【００１７】さらにこの実施例の指形状可変型義手では、指の各関節６の屈曲伸展の拘束およびその拘束の解除を行うクラッチ手段としてのクラッチ機構７を備えている。
【００１８】図２は、指先部材１と指中間部材２との間に設けられた、かかるクラッチ機構７の一つを示し、このクラッチ機構７は、指先部材１の手首に向く面の中心位置に突設された板状のクラッチ板1bと、そのクラッチ板1bを両側から挟み込む配置で基部を指中間部材２に挿入された二本の板状のクラッチアーム８と、その二本のクラッチアーム８の先端部に突設された円盤状のクラッチパッド９とで構成されている。
【００１９】なお、クラッチ板1bと、クラッチパッド９を含むクラッチアーム８の先端部とには、先に述べた関節６を構成する関節軸４が貫通される貫通孔が設けられている。また、指中間部材２の指先に向く端面上には、二個の連結突起2aの間にアーム用貫通孔2cが設けられている。
【００２０】従って、クラッチ板1bに対して接近する方向に二本のクラッチアーム８を同時に移動させることにより、指中間部材２の内部に突設された反力部材10に二本のクラッチアーム８の基部が当接するとともに、それらのクラッチアーム８の先端部のクラッチパッド９がクラッチ板1bに密接してクラッチ板1bの回動を拘束することとなり、これにより、指先部材１と指中間部材２とが相対回動できなくなる。この結果、任意の指形状で関節６の屈曲進展が拘束されることとなる。また、クラッチ板1bに対して離間する方向に二本のクラッチアーム８を同時に移動させることにより、クラッチパッド９が、クラッチ板1bから開放されてクラッチ板1bが自由に回動し得るようになる。
【００２１】さらに、この実施例の指形状可変型義手では、図２に示すように、指中間部材２の内部に、上述したクラッチ板1bに対する二本のクラッチアーム８の移動を行わせるクラッチ駆動用ネジ部材11が設けられている。かかるクラッチ駆動用ネジ部材11は、軸状の部材の中央部分から左右（図２では上下）対称の位置におねじ11a（図２では上側），11b（図２では下側）が螺刻されている。ここでのおねじ11a，11bのねじ山は、おねじ11aが右ねじに、おねじ11bが左ねじにそれぞれ形成れている。また、前述した二本のクラッチアーム８には、指中間部材２の内部に位置する中間部に、図２中上側に示すクラッチアーム８にはおねじ11aと螺合するめねじ8aが、この一方、図２中下側に示すクラッチアーム８にはおねじ11bと螺合するめねじ8bがそれぞれ設けられている。
【００２２】ここでは、指中間部材２の内部に、二つのネジ部材用軸受12が突設されており、これらのネジ部材用軸受12が上記クラッチ駆動用ネジ部材11の両端部とおねじ11a，11bとの中間の位置を回動可能に支持している。
【００２３】従って、クラッチ駆動用ネジ部材11が所定方向に回転すると、二本のクラッチアーム８がともにクラッチ板1bに対して接近する方向へ移動し、この一方、クラッチ駆動用ネジ部材11が上記所定方向と逆の方向に回転すると、二本のクラッチアーム８がともにクラッチ板1bに対し離間する方向へ移動する。
【００２４】かかるクラッチ機構７およびクラッチ駆動用ネジ部材11をこの実施例では、他の指の関節６についても同様に具えている。
【００２５】さらに、この実施例の指形状可変型義手は、上記クラッチ駆動用ネジ部材11を回動させるための動力を伝達するクラッチ用動力伝達部材としての、ワイヤー13を具えており、このワイヤー13を、当該義手を構成する各部材の内部に配置し、さらに各部材間に引きまわすために、指先部材１、指中間部材２そして中手部材３の端面には、二個の連結突起1a，2a，3aのそれぞれの外側の位置に、ワイヤー13を挿通するためのワイヤー挿通孔1c，2d，3cが設けられている。
【００２６】かかるワイヤー13は、図１に示すように、指の本数に対応して五本設けられており、これらのワイヤー13が、それぞれ、中手部材３の後述するレバー17の位置と指先部材１の内部との間で往復して延在し得る長さに適宜調節されている。そして、各々の指に対応してワイヤー13を一本ずつ、指先部材１の内部に取り付けたプーリ14に掛け渡して折り返すことで、そのワイヤー13が、図２に示すように、指の左右側方に分けられて指の内部に連通され、関節６の位置では、ワイヤー13は互いに対向するワイヤー挿通孔1c，2d，3cの一方から出て他方へ挿入される。
【００２７】またこの実施例では、図２に示すように、各クラッチ駆動用ネジ部材11の両端部のそれぞれにピニオン15が固設されている。そして、各ワイヤー13には、クラッチ駆動用ネジ部材11のピニオン15と噛合する歯付きベルト16が取付られており、図２中上側に示すピニオン15に対しては、その歯付きベルト16を手の平の側（図では紙面の向こう側）に位置させ、また、図２中下側に示すピニオン15に対しては、その歯付きベルト16を手の甲の側（図では紙面の手前側）に位置させている。
【００２８】さらにこの実施例の指形状可変型義手では、クラッチ操作手段としてのレバー17を有しており、図中17aはこのレバー17の支点、17b及び17cは、支点17aをはさんで振り分け配置された、ワイヤー13の端部を固着するための貫通孔からなるワイヤー取付部である。ワイヤー取付部17bには、五本のワイヤー13の各々の、中手部材３の内側に位置する両端部のうち図２中上側に示す端部が、また、ワイヤー取付部17cには、五本のワイヤー13の各々の、中手部材３の内側に位置する両端部のうち図２中下側に示す端部が取付けられている。
【００２９】図１に示すように、中手部材３には、レバー17の柄の部分を突出させるためのレバー孔3dが設けられており、このレバー孔3dにレバー17の柄を突出させた状態でレバー17の上記支点17aの部分が中手部材３の内部に枢支されている。
【００３０】かかる構成を具えるこの実施例の指形状可変型義手によれば、図２に示すように、手の甲から突出したレバー17の先端部が指先側（図では左側）に位置している場合には、各クラッチ機構７の二つのクラッチアーム８のクラッチパッド９がクラッチ板1b，2bから離間しているため、各関節６の回動が自由自在に行われて作業に適した指形状にすることができる。この一方、レバー17の先端部が手首側（図では右側）に向くまでレバー17が矢印A1の方向に倒されると、各クラッチ機構７の二つのクラッチアーム８のクラッチパッド９がクラッチ板1b，2bに密接してクラッチ板1b，2bの回動を拘束しているため、その時点における指形状で固定されることとなる。
【００３１】すなわち、かかるレバー17の操作においては、図１および図２に示すように、レバー17が、その先端部を手首側（図では右側）に向くまで矢印A1の方向に倒されると、それに伴って、ワイヤー取付部17bが手首側に移動しながらそれに繋げられたワイヤー13の一端部を引く。またそれと同時に、ワイヤー取付部17cはワイヤー13の他端部を繰り出しながら指先の側（図では左側）に移動して位置することとなる。
【００３２】この結果、図２に示すように、各ワイヤー13の図２中上側に示す部分が矢印A2に示すように全体的に手首方向に移動すると同時に、そのワイヤー13の図２中下側に示す部分が矢印A3に示すように全体的に指先方向に移動する。かかる作動にともなって、図２中上側に示すものの如き、ピニオン15に対し手の平側に位置する全ての歯付きベルト16が手首方向へ移動するので、全てのピニオン15が矢印A4の方向に回転する。また、ここでは、かかる作動と同時に、図２中下側に示すものの如き、ピニオン15に対し手の甲側に位置する全ての歯付きベルト16が指先方向へ移動し、これも、全てのピニオン15が矢印A4の方向に回転するのを補助する。
【００３３】上述したピニオン15の回転により、各クラッチ駆動用ネジ部材11が矢印A4の方向に回転するので、そのクラッチ駆動用ネジ部材11のおねじ11a，11bにめねじ8a，8bによって螺合された二つのクラッチアーム８がともに、クラッチパッド９に対して接近する方向（図２中矢印A5の方向）に平行移動する。これにより、図２中二点鎖線で示すように、クラッチ板1b，2bがその両端を二つのクラッチアーム８の先端部のクラッチパッド９により挟持されて回動を拘束される。従って、かかる作動は義手の全ての関節６で同時に行われるので、レバー17を矢印A1方向に倒すことで、その時点における義手全体の指形状を固定することができる。
【００３４】さらにかかる指形状が固定された状態から指形状を変更する際には、固定時に手首側に倒してあったレバー17を指先側に倒せば、固定時と逆方向に作用して、二つのクラッチアーム８がクラッチ板1b，2bに対して離間し、クラッチパッド９によるクラッチ板1b，2bの拘束が解除されるので、指形状を任意に変更することが可能になる。
【００３５】従って、この実施例の指形状可変型義手によれば、レバー17を指先側に倒してある状態では、関節軸４周りの回動が自由自在に行われるので、義手を形成する部材同士の関節６の屈曲進展の程度を変えて作業に適した指形状にすることができる。また、レバー17を手首側に倒しておけば、その時点の指形状を保った状態で作業を行うことができる。
【００３６】ゆえに、かかるレバー17の簡単な操作で指形状の維持とその指形状の解除とが切換えられるので、作業に応じてその都度義手を付け替える必要がなく動作に最適な指形状で作業を行うことが可能となり、簡易かつ安価な構成の義手を提供できることから、使用者の負担が大幅に軽減される。
【００３７】以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例では、クラッチ操作手段としてレバー17を用いているが、回転つまみや押しボタンスイッチ等の部品を用いても良い。また、上記実施例では、クラッチ用動力伝達部材としてワイヤー13を用いているが、例えばクラッチ駆動用ネジ部材11にかさ歯車を設けてこのかさ歯車をクラッチ駆動用ネジ部材11と直交するシャフトに設けたかさ歯車と噛合させることでクラッチ駆動用ネジ部材11を回動させるとともに、そのシャフトを指中間部材２間および指中間部材２と中手部材３との間では自在継手により連結し、中手部材３内でつまみ等によって回転させるようにしても良い。
【００３８】さらに、上記実施例では、親指は、指先部材１と一つの指中間部材２とで構成されているが、例えば、指先部材１と二つの指中間部材２とで構成されて、そのうちの一つの指中間部材２が中手部材３の内部に入り込むものとしても良い。
【００３９】また、上記実施例では、クラッチアーム８とクラッチ駆動用ネジ部材11とが直接螺合されているが、例えば二本のクラッチアーム８に、めねじ8a，8bが螺刻されたナットを遊嵌し、クラッチアーム８がクラッチ駆動用ネジ部材11の回転によって揺動するように構成しても良い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２０５９４４８
【氏名又は名称】原田電子工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２７日（１９９９．９．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５９２５８
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 暁秀 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８７２９３（Ｐ２００１−８７２９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月３日（２００１．４．３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２７１９１１ |
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