本公开涉及一种张力产生装置和一种屈伸动作辅助装置，该屈伸动作辅助装置配置成利用张力产生装置产生的张力辅助人的左下肢和右下肢的屈伸动作。
背景技术：
提出了各种动作辅助装置以辅助老年人等的动作。例如，专利文献1提出了一种用于辅助上身向前屈曲的腰部减负装置，其中，腰垫部分的左右部分借助各自在其中间部分均具有弹性体的相应张力传递线与相应的下肢联接。在该装置中，当穿戴该装置的人使躯干向前屈曲时，每个张力传递线的弹性体被拉伸，并且所产生的张力产生对腰部的辅助力矩，从而减轻了腰部的负担。
另外，本申请的申请人还提出了一种弹力产生装置，用于产生弹力作为辅助力，以辅助穿戴该装置的人的关节的动作(专利文献2)。该弹力产生装置包括弹性结构(弹性构件)，该弹性结构由多个弹性体和多个隔板交替层叠形成的多层构造组成，每个弹性体均包含一个或多个气密密封的气室，气室的容积通过压缩而减小，多个隔板具有比弹性体更高的刚度，因此弹性体的压缩产生了弹力。从而，可以使弹性结构轻巧且紧凑。
在该弹力产生装置中，弹性结构中形成有沿层叠方向延伸的通孔，并且该通孔中插入有用于传递张力的线材。此外，线材的从弹性结构延伸出来的部分设置有管，该管是引导管，线材可移动地插入该引导管中。由于各弹性体的压缩，弹性结构被允许在一定程度上弯曲。另一方面，弹性结构上装配有引导管，以防止弹性结构的异常屈曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：jp特开2015-163180号公报
专利文献2：jp特开2016-123617号公报
技术实现要素：
本发明要完成的任务
然而，在专利文献2所述的弹力产生装置中，当用于防止弹性结构屈曲的引导管装配在弹性结构上时，必须保证大的间隙，以避免与压缩时向外隆起的弹性体接触，这导致装置的尺寸增大。另外，如果当弹性结构被压缩时弹性结构弯曲并且接触引导管的内表面，弹性结构的顺畅扩展和收缩可能会因摩擦力而受阻碍，并且压缩量和弹力之间的关系可能会被破坏。
鉴于这样的背景，本发明的一个目的是提供一种张力产生装置，该张力产生装置能够使弹性构件顺畅地扩展和收缩，同时抑制装置的尺寸增大并且防止弹性构件弯曲。本发明的另一个目的是提供一种屈伸动作辅助装置，该装置可以根据人的左右下肢的屈曲角度产生作为在拉伸方向上的辅助力的张力并且可以使得紧凑。
完成任务的手段
为了实现这些目的，本发明的一个实施方式提供一种张力产生装置60，所述张力产生装置包括：基部构件23；引导管29，所述引导管具有固定至所述基部构件的基端29a并具有自由端29b，所述引导管设置有沿纵向方向延伸的第一槽缝29c；管状的弹性构件30，所述弹性构件装配在所述引导管上，并且具有在所述引导管的所述基端侧由所述基部构件支撑的基端33；柔性的张力传递构件41，所述张力传递构件从所述引导管的所述基端侧穿入所述引导管中；端部构件44，所述端部构件能滑动地安装在所述引导管上并支撑所述弹性构件的自由端34；以及滑动件50、70，所述滑动件能滑动地被接纳在所述引导管中，与所述张力传递构件的末端结合，并穿过所述第一槽缝与所述端部构件结合。
根据该配置，由于弹性构件装配在引导管上，当弹性构件被压缩并向外隆起时，弹性构件不太可能与引导管接触。因此，弹性构件和引导管之间不需要保证大的间隙，可以使装置紧凑。此外，即使弹性构件被压缩时弯曲，弹性构件也以小的弯曲度与引导管的外表面接触，因此弹性构件的顺畅扩展和收缩不太可能因产生的摩擦力而受到阻碍。因此，对张力传递构件施加根据弹性构件压缩量的弹力。
在以上配置中，优选地，所述滑动件50包括：滑动件主体51，所述滑动件主体具有自由端部52以及引导部53，所述自由端部与所述端部构件44结合，所述引导部在所述引导管29中沿轴向方向从所述自由端部朝向所述引导管的所述基端29a延伸，并且具有沿所述纵向方向延伸的第二槽缝53a；以及可动环构件55，所述可动环构件能滑动地装配在所述引导部上，并且所述滑动件主体的基端侧端部形成有延伸至所述第二槽缝的插入孔54，并且所述张力传递构件41穿过所述插入孔并在所述第二槽缝的内部与所述可动环构件结合。
根据这种配置，与拉伸力传递构件结合的可动环构件可以沿着滑动件主体的引导部滑动，而不会导致端部构件滑动，这可以为张力产生装置提供弹力不作用于张力传递构件的游隙。另外，由于张力传递构件在第二槽缝内与可动环构件结合，因此能够防止滑动件因不均匀的力而倾斜并被引导管的内表面卡住。
在以上配置中，优选地，所述张力产生装置60还包括推动构件45、76，所述推动构件设置在所述引导管29内，以在常态下朝所述引导管的所述自由端29b推动所述可动环构件55。
根据这种配置，由于推动构件的推动力从可动环构件施加到拉伸力传递构件上，因此可以消除拉伸力传递构件的松弛。
在以上配置中，优选地，所述推动构件是在所述基部构件23与所述可动环构件55之间以压缩状态设置在所述引导管29的内部且在所述引导部53的外部的压缩螺旋弹簧45。
根据这种配置，所述推动构件可以在不妨碍可动环构件的滑动和滑动件的滑动的情况下以简单配置设置在引导管内的空的空间中。
在以上配置中，优选地，所述滑动件70包括：滑动件主体71，所述滑动件主体具有自由端部72以及有底的管状圆柱体73，所述自由端部与所述端部构件44结合，所述圆柱体在所述引导管29中沿轴向方向从所述自由端部朝向所述引导管的所述基端29a延伸；以及可动构件75，所述可动构件能滑动地装配在所述圆柱体中，并且所述滑动件主体的基端侧端部形成有延伸至所述圆柱体的内部空间的插入孔74，并且所述张力传递构件41穿过所述插入孔并在所述圆柱体的所述内部空间内与所述可动构件结合。
根据这种配置，与张力传递构件结合的可动构件能够沿着滑动件主体的圆柱体滑动，而不会导致端部构件滑动，这可以为张力产生装置提供弹力不作用于张力传递构件的游隙。另外，由于张力传递构件在圆柱体的内部空间中与可动构件结合，因此能够防止滑动件因不均匀的力而倾斜并被引导管的内表面卡住。
在以上配置中，优选地，所述张力产生装置60还包括推动构件76，所述推动构件设置在所述圆柱体73的所述内部空间中，以在常态下朝所述引导管29的所述自由端29b推动所述可动构件75。
根据该配置，推动构件的推动力从可动构件施加至张力传递构件，从而可以消除张力传递构件中的松弛。
在以上配置中，优选地，所述推动构件是在所述圆柱体73的底壁与所述可动构件75之间以压缩状态布置的压缩螺旋弹簧76，并且所述圆柱体的所述底壁设置有止挡件77，所述止挡件配置成在所述压缩螺旋弹簧被压缩时抵接所述可动构件。
根据这种配置，所述推动构件可以在不妨碍可动构件的滑动和滑动件的滑动的情况下以简单配置设置在引导管内的空的空间中。
在以上配置中，优选地，所述弹性构件30由具有多层结构的弹性结构构成，所述多层结构包括沿轴向方向交替层叠的多个弹性体31和多个环状隔板32，所述隔板的刚度高于所述弹性体的刚度。
根据这种配置，能够实现不太可能经受折曲或弯曲的轻量弹性构件。
在以上配置中，优选地，所述端部构件44能拆卸地结合至所述滑动件50、70。
根据这种配置，通过从滑动件移除支撑弹性构件的自由端的端部构件，可以将弹性构件从引导管移除，而不需要释放张力传递构件与滑动件的结合。此外，不需要将张力传递构件结合至滑动件的工作，就能够将弹性构件装配在引导管上，并使端部构件支撑弹性构件的自由端。因此，弹性构件的更换工作容易。
在以上配置中，优选地，所述张力产生装置60还包括端盖46，所述端盖设置在所述引导管29的所述自由端29b上，以限制所述滑动件50、70朝所述自由端的滑动。
根据这种配置，防止异物经由引导管的自由端侵入引导管中，因此能够维持滑动件的顺畅滑动。另外，由于滑动件的移动受到端盖的限制，因此能够实现滑动件的定位。
在以上配置中，优选地，所述张力产生装置还包括磁体47，所述磁体设置在所述滑动件50、70和所述端盖46中的至少一者上，以维持所述滑动件与所述端盖接触的状态。
根据这种配置，当释放端部构件与滑动件的结合时，滑动件不会在引导管中自由移动。因此，在更换弹性构件时，端部构件与滑动件的结合工作变得容易。
此外，为了实现以上目的，根据本发明的一个实施方式的屈伸动作辅助装置1包括：左右大腿连杆22，所述左右大腿连杆配置成分别沿着用户p的左右大腿布置；左右小腿连杆23，所述左右小腿连杆配置成分别沿着所述用户的左右小腿布置，并且能摆动地联接至对应的大腿连杆的下端；躯干安装构件2，所述躯干安装构件具有环形形状以能够装配在所述用户的躯干上，从而在所述用户的左右髋关节的相应侧能摆动地支撑所述左右大腿连杆的上端25；左右小腿安装构件28，所述左右小腿安装构件分别附接至所述左右小腿连杆的下端，以便能够装配在所述用户的对应小腿上；以及左右张力产生装置60，所述左右张力产生装置分别设置在均用作所述基部构件的所述左右小腿连杆上，以辅助所述用户的下肢的屈伸动作，并且所述张力产生装置配置成根据小腿连杆和大腿连杆之间的屈曲角度在拉伸方向上产生辅助力，其中，所述张力传递构件41共同设置至所述左右张力产生装置，并且所述张力传递构件的左右末端分别与所述左右张力产生装置的所述滑动件50、70结合。
根据这种配置，用户下肢的屈曲动作传递至左右大腿连杆的上端，从而大腿连杆可以相对于小腿连杆屈曲。而且，在用户下肢的屈曲状态下，各张力产生装置根据大腿连杆相对于小腿连杆的摆动角度所产生的张力作为辅助力传递给用户以向上推动，因此可以有利地辅助用户的屈伸动作。另外，由于使得张力产生装置紧凑，因此也可以使得屈伸动作辅助装置紧凑。
发明效果
因此，根据本发明，能够提供这样一种张力产生装置，其可以使弹性构件顺畅地扩展和收缩，同时抑制装置尺寸的增加并且防止弹性构件的弯曲，并且能够提供一种屈伸动作辅助装置，其可以根据人的左右下肢的屈曲角度产生作为拉伸方向上的辅助力的张力并且可以使得紧凑。
附图说明
图1是根据第一实施方式的屈伸动作辅助装置的立体图；
图2是图1中所示的屈伸动作辅助装置的前视图；
图3是图1中所示的屈伸动作辅助装置的侧视图；
图4是图1中所示的张力产生装置的分解图；
图5是图4中所示的联接装置的分解立体图；
图6是图1中所示的张力产生装置的剖视图；
图7是图4中所示的张力产生装置的操作说明图；
图8是图4中所示的张力产生装置的操作说明图；
图9是图1中所示的屈伸动作辅助装置的操作说明图；
图10是图1中所示的屈伸动作辅助装置的操作说明图；
图11是根据第二实施方式的张力产生装置的剖视图；
图12是图11中所示的张力产生装置的操作说明图；以及
图13是图11中所示的张力产生装置的操作说明图。
具体实施方式
下文中，将参照图示详细描述本发明的实施方式。
《第一实施方式》
首先，将参照图1至图10描述本发明的第一实施方式。图1至图3中所示的屈伸动作辅助装置1是一种穿戴在用户p的下身上以辅助左右下肢(腿)的屈伸动作的装置。
屈伸动作辅助装置1设置有：躯干安装构件2，其配置成穿戴在用户p的躯干上；以及臀部支撑构件10，其配置成穿戴在用户p的臀部上以支撑臀部。此外，作为穿戴在用户p的左腿和右腿上的设备，屈伸动作辅助装置1包括：左右腿连杆机构20，其设置成从躯干安装构件2的左侧部分和右侧部分延伸；以及左右弹性构件30(如图2中所示)，其能够产生弹力以辅助用户p的相应腿的动作。此外，屈伸动作辅助装置1包括动作传递机构40，该动作传递机构40配置成将用户p的腿的屈伸动作(膝关节的屈伸动作)传递到左右弹性构件30，从而弹性构件30可以响应于用户p的腿(一条腿或两条腿)的屈曲而产生弹力。
在本实施方式中，躯干安装构件2配置成穿戴在用户p的躯干的一部分上，例如腰部(对应于腰椎高度的部分，例如骨盆上部或小部分的背部)。躯干安装构件2包括环形躯干带3，该躯干带3配备有带扣3a以布置在用户p的腹部的前方，并且配置成穿戴在腰部上，躯干带3缠绕用户p的腰部。
此外，躯干安装构件2包括：左右连杆支撑构件4，其在躯干带3上设置成从躯干带3的左右侧部分悬吊，以分别在用户p的左右髋关节的横向侧可摆动地支撑左右腿连杆机构20的上端。每个连杆支撑构件4均设置有支撑板5，该支撑板5具有高刚度并且可摆动地支撑相应侧的腿连杆机构20的上端。支撑板5的前部设置有前悬吊带6，该前悬吊带6向前且向上斜向延伸并与躯干带3结合，而支撑板5的后部设置有后悬吊带7，该后悬吊带7向后且向上斜向延伸并与躯干带3结合。
每个支撑板5均经由前悬吊带6和后悬吊带7联接至躯干带3，使得在躯干带3穿戴在用户p的腰部的状态下，支撑板5在与用户p的左右髋关节的高度基本相同的高度处分别与腰部的左右两侧对置。前悬吊带6从支撑板5的前上部向前并向上斜向延伸，并经由前安装支架8联接至躯干带3的前部。后悬吊带7从支撑板5的后上部向后并向上斜向延伸，并经由后安装支架9联接至躯干带3的后部。前悬吊带6和后悬吊带7以长度可调节的方式将躯干带3和支撑板5彼此联接，由此不管躯干带3在躯干上的安装位置如何，支撑板的位置5均可以调节。
需要注意的是，躯干安装构件2可以配置成以高于用户p的腰部的位置穿戴在躯干上。用于将躯干安装构件2安装在用户p的躯干上的结构可以不同于上述结构，只要能够维持躯干安装构件2相对于躯干的位置基本不变即可。
臀部支撑构件10包括：臀部带11，其与躯干安装构件2一体设置成在左右支撑板5之间延伸；以及臀部垫12，其安装在臀部带11上以沿用户p的臀部布置。臀部带11的两个端部分别与左右支撑板5的后部结合，并且在侧视图(图3)中，从左右支撑板5向后并向下斜向延伸出来，以在用户p的臀部的下部后方横向延伸。在侧视图中，臀部带11的两个端部分别在前悬吊带6的延伸线上联接至支撑板5。臀部垫12包括：蒙皮构件，其形成有供臀部带11穿过的孔；以及缓冲构件，其设置在蒙皮构件中，并具有在横向方向上伸长的双侧对称的葫芦状形状。
配置成穿戴在用户p的左大腿和右大腿上的左右大腿带15分别经由左右联接带16与臀部支撑构件10联接。每条大腿带15均具有带扣15a，该带扣15a位于大腿前方，并且带扣15a设置有长度调节机构17。大腿带15穿戴在用户p的大腿上，条形带构件缠绕在大腿上，并且其两个端部由带扣15a联接以形成环。每条联接带16均与大腿带15结合并支撑臀部垫12的下部。
左右腿连杆机构20彼此双侧对称，并且具有相同的结构。每个腿连杆机构20均经由附接和拆卸机构21可拆卸地联接至相应侧的躯干安装构件2的支撑板5，并且包括左右大腿连杆22中的一者，左右大腿连杆22配置成沿用户p的相应侧的大腿布置。左右大腿连杆22中的每一者的下端均联接至小腿连杆23，以沿相应侧的用户p的小腿配置。以此方式，左右大腿连杆22经由附接和拆卸机构21可拆卸地联接至躯干安装构件2，因此在躯干安装构件2穿戴在用户p的躯干上的情况下，左右腿连杆机构20可以从躯干安装构件2移除并可以附接至躯干安装构件2。
每个大腿连杆22均配置成在用户p的大腿的前部的横向侧沿大腿的纵向方向延伸，并设置有连杆主体24，该连杆主体24具有均向后方延伸的上端部分24a和下端部分24b。固定至支撑板5的上联接构件25与连杆主体24的上端部分24a的后部联接成可绕与连杆主体24的纵向方向平行的摆动轴线24x旋转。上联接构件25与支撑板5联接成可绕在横向方向上延伸的摆动轴线25xa以及绕在前后方向上延伸的摆动轴线25xb摆动。
每个小腿连杆23均配置成在用户p的小腿的横向侧沿小腿的纵向方向延伸，并设置有向前延伸的上端部分23a。小腿连杆23的上端部分23a的后部与大腿连杆22(连杆主体24)的下端部分24b的后部联接成可绕在横向方向上延伸的摆动轴线23x摆动。小腿连杆23的摆动轴线23x布置在用户p的膝关节侧。大腿连杆22可以配置成具有能够调节长度的机构，使得大腿连杆22的上联接构件25布置在用户p的髋关节侧，并且小腿连杆23的摆动轴线23x布置在用户p的膝关节侧。
每个小腿连杆23的上端部分23a的后部设置有滑轮26，以绕在横向方向上延伸的旋转轴线26x可旋转。滑轮26的旋转轴线26x定位在小腿连杆23的摆动轴线23x的前上方。
在每个小腿连杆23的上部附接有环状的小腿带27，以便作为膝部安装构件穿戴在用户p的相应侧的小腿上部上。小腿带27设置有诸如钩环紧固件、带扣之类的长度调节机构(图中未示出)，并由此缠绕在用户p的小腿上，以便穿戴在小腿上并将小腿连杆23保持在用户p的小腿附近。需要注意的是，小腿带27只需要穿戴在下肢的膝关节附近，而不一定要附接至小腿连杆23，因此可以设置在大腿连杆22的下部与小腿连杆23的上部之间。
上述大腿带15在对应于大腿连杆22的高度处穿戴在用户p的大腿上，但借助联接带16仅与臀部支撑构件10联接，而不与大腿连杆22联接(以与大腿连杆22非联接的方式设置)。
每个小腿连杆23的下部均设置有小腿安装构件28，以穿戴在用户p的相应侧的小腿下部(脚踝)上。小腿安装构件28包括支撑臂28a，该支撑臂28a从用户p的脚踝的横向侧向脚踝的前侧和后侧延伸，以在平面图中具有u形。支撑臂28a的前部的后侧和支撑臂28a的后部的前侧分别设置有前、后脚踝垫28b，前、后脚踝垫28b配置成分别接触脚踝的前侧和后侧。前、后脚踝垫28b的内部借助固定带28c彼此联接，以与支撑臂28a和脚踝垫28b共同围绕脚踝，从而将小腿安装构件28固定至脚踝。
每个腿连杆机构20的配置均如上所述。因此，在躯干安装构件2的躯干带3穿戴在用户p的躯干(腰部)上并且每个腿连杆机构20的小腿带27和小腿安装构件28穿戴在用户p的小腿上的情况下，每个腿连杆机构20穿戴在用户p的腿上，以随着腿移动。
具体地，响应于用户的每条腿的大腿相对于躯干的摆动(在髋关节处在俯仰方向上的摆动)，腿连杆机构20的与该腿同侧的大腿连杆22相对于躯干安装构件2绕在横向方向上延伸的摆动轴线25xa摆动。由此，大腿连杆22随用户p的大腿移动，使得与大腿的位置关系基本维持不变。
另外，响应于用户p的每条腿的小腿相对于大腿的摆动(在膝关节处在俯仰方向上的摆动)，腿连杆机构20的与该腿同侧的小腿连杆23相对于大腿连杆22绕在横向方向上延伸的摆动轴线23x摆动。由此，小腿连杆23随用户p的小腿移动，使得与小腿的位置关系基本维持不变。
此时，穿戴在用户p的左右小腿的上部上的环状左右小腿带27保持相应侧的小腿连杆23，因此，当膝关节屈曲时，防止由小腿连杆23和大腿连杆22构成的各腿连杆机构20与下肢分离。
左右弹性构件30具有相同规格，并且均布置成在小腿在连杆23的前方沿相应的腿连杆机构20的小腿连杆23的纵向方向延伸，其上端固定至小腿部连杆23的上端部分23a的前部。在用户p拉伸膝关节的站立状态下，每个弹性构件30均布置在大腿连杆22的连杆主体24的轴线上。每个弹性构件30均通过发生压缩变形而产生弹力，并且所产生的弹力作为辅助力经由动作传递机构40作用于用户p。弹性构件30具有大致圆柱形形状，并且在弹性构件30的轴心上形成有通孔30a(见图6)，穿过该通孔插入有线材41。
动作传递机构40包括线材41，该线材41布置成在用户p的腰部后方横穿地延伸，以联接左右弹性构件30，并作为柔性张力传递构件发挥作用。线材41共同设置至左右弹性构件30，并且线材41的中间部分由外管42以可自由滑动的方式覆盖。腿连杆机构20中的每一者均具有安装在其上的滑轮26，并且线材41的左右端部分别借助左右联接机构43与相应的弹性构件30联接。
外管42是具有规定长度的管，并且布置成在躯干安装构件2的后侧大致在横向方向上延伸。外管42的左右端部向下延伸，并分别固定至左右大腿连杆22的连杆主体24的上端部分24a的前部。
线材41可自由滑动地穿过外管42，并从外管42的两端延伸出来。线材41的左右延伸出的部分均经由大腿连杆22的连杆主体24的轴线(内部)经过对应侧的滑轮26的前侧。线材41的经过滑轮26的前侧的每个延伸出的部分延伸穿过弹性构件30的通孔30a，并经由联接机构43联接至弹性构件30的下端。
线材41经过每个滑轮26的前侧，并且大腿连杆22与小腿连杆23之间的摆动轴线23x位于与线材41向后间隔的位置。借助这种配置，当用户p屈曲腿时，线材41的从外管42的左右端部中的每一者到对应侧的小腿连杆23的上端部分23a的路径长度随着腿的屈曲度(膝关节的屈曲度)的增大而增大。即，左右滑轮26作为左右凸轮构件发挥作用，其配置成改变线材41的路径，使得路径长度随着左右大腿连杆22相对于左右小腿连杆23的摆动角度的总值增加而变长。
因此，当穿戴屈伸动作辅助装置1的用户p从两腿拉伸的状态以彼此基本相同的屈曲度屈曲时，随着两腿屈曲度的增加，线材41在左右弹性构件30中的每一者中向上移动。由于线材41经由联接机构43与各弹性构件30的下端联接，因此当用户p屈曲两腿时，左右弹性构件30受到压缩，使弹力作为张力作用于线材41。即，弹性构件30、线材41、联接机构43等构成根据本发明的张力产生装置60。
接下来，将描述张力产生装置60。由于左右张力产生装置60具有相同的配置，因此，这里将描述右张力产生装置60。
图4是右张力产生装置60的剖视图。如图1至图4中所示，外径比弹性构件30(图6)的通孔30a小的圆柱形引导管29固定至作为基部构件的小腿连杆23的上端部分23a的前部。引导管29布置成在小腿连杆23的前方沿小腿连杆23的纵向方向延伸，并且具有自由端29b以及固定至小腿连杆23上的基端29a。引导管29形成有一对第一槽缝29c。这些第一槽缝29c位于相互对置的周向位置，并且沿着引导管29的纵向方向形成。
图6是张力产生装置60的剖视图。也如图6中所示，弹性构件30具有由多个弹性体31和多个隔板32交替层叠形成的多层结构，并且在其由小腿连杆23支撑的基端部设置有用于调节长度的管33。相互接触的弹性体31和隔板32借助粘合剂等彼此粘接。在管33与弹性构件30结合的部分处以及弹性构件30的与管33对置的自由端34处设置有隔板32。在弹性体31和隔板32的层叠方向上延伸并且在管33的延伸方向上延伸的通孔30a穿过弹性构件30的轴心以贯通弹性构件30。弹性构件30只需要通过在其纵向方向上的一部分中包括弹性体31而整体具有弹性。
本实施方式中的每个弹性体31均由在其中具有若干密封气室(图中未示出)的构件(例如，闭孔(闭口孔)橡胶海绵)形成，使其在非压缩状态(自然状态)下具有椭圆柱的形状。弹性体31的最小宽度(弹性体31在与弹性体31的轴心方向正交的方向上的外部宽度的最小值)设定为小于弹性构件30在层叠方向上的长度。
每个隔板32均由刚度比弹性体31的刚度足够高的构件(例如金属、硬质树脂等)形成，并且在本实施方式中形成为椭圆环形。每个隔板32的轴心方向(或厚度方向)是弹性体30的层叠方向。每个隔板32的通孔均构成弹性构件30的通孔30a的一部分。每个隔板32的外轮廓和面积均设定成使得在其轴心方向(厚度方向)上观察时，每个隔板32均与弹性体31的整体重叠。
以此方式，弹性构件30由具有多层结构的弹性结构构成，该弹性结构包括在轴向方向上交替层叠的多个弹性体31和多个环形隔板32，其中隔板32的刚度比弹性体31的刚度高，由此弹性构件30不易发生折曲或弯曲。另外，与配置成产生相同弹力的金属弹簧构件等相比，弹性构件30更轻量。关于弹性构件30的进一步细节和变型，请参阅本申请人递交的专利文献2。
弹性构件30在引导管29的外周部上安装(装配)成能够沿轴心方向扩展和收缩。弹性构件30的自由端34由可滑动地安装在引导管29上的端部构件44支撑。形成弹性构件30的基端部分的管33与小腿连杆23的上端部分23a接触并由其支撑。穿过弹性构件30的通孔30a的线材41布置在引导管29的内部，并经由联接机构43联接至弹性构件30的下端。
图5是张力产生装置60的联接机构43的分解立体图。如图4至图6中所示，引导管29中插入有压缩螺旋弹簧45，并且在插入压缩螺旋弹簧45之后，在引导管29中插入滑动件50。在插入滑动件50之后，在引导管29的自由端29b中插入端盖46，由此自由端29b的开口被封闭。滑动件50可滑动地设置在引导管29内，并且线材41与引导管29内的滑动件50结合。端部构件44穿过引导管29的第一槽缝29c与滑动件50结合。
端部构件44为环状，并且具有从其内周面向内可伸缩地突出的一对销44a。该一对销44a始终借助图中未示出的推动构件在从内周面突出的方向上被推动。端部构件44的外周面设置有操作构件44b，当被抓握时，该操作构件44b使一对销44a移动至缩回位置。
滑动件50包括轴状的滑动件主体51。滑动件主体51具有：自由端部52，其布置在引导管29的自由端29b侧；以及引导部53，其从自由端部52朝引导管29的基端29a延伸。自由端部52为圆柱形，其外径略小于引导管29的内径。自由端部52的外周面形成有配合孔52a，一对销44a装配到该配合孔52a中以结合端部构件44。在本实施方式中，配合孔52a在径向方向上贯穿自由端部52。引导部53为圆柱形，其外径小于压缩螺旋弹簧45的内径。引导部53形成有在纵向方向上延伸的第二槽缝53a。第二槽缝53a在径向方向上贯穿引导部53，并且在两个纵向端部处具有封闭末端。滑动件主体51的基端侧端部(上端)形成有插入孔54(图5)，该插入孔54沿引导部53的轴线延伸至第二槽缝53a，以使线材41穿过该插入孔插入。
另外，滑动件50具有可动环构件55，可动环构件55可滑动地设置在滑动件主体51的引导部53的外周部上。可动环构件55包括圆柱形管状部56，该管状部56的外径略小于引导管29的内径，并装配在引导部53的外周部上。管状部56内设置有线材保持销57，线材保持销57具有由管状部56支撑的两个端部，并贯穿第二槽缝53a以保持线材41。可动环构件55可在由线材保持销57与第二槽缝53a的末端接触所限定的范围内滑动。
穿入引导管29的线材41穿过引导部53的插入孔54延伸到第二槽缝53a中，并与线材保持销57结合。压缩螺旋弹簧45的一个端部安置在可动环构件55的基端侧端面上。压缩螺旋弹簧45的另一端安置在小腿连杆23的上端部分23a的底表面上。因此，可动环构件55在常态下被压缩螺旋弹簧45向滑动件主体51的自由端部52推动。
滑动件主体51和可动环构件55均由具有高刚度的金属制成，并且滑动件主体51由铁磁材料制成。
压缩螺旋弹簧45设计成具有比弹性构件30的刚度(所谓的弹簧常数)足够小的刚度。压缩螺旋弹簧45的刚度被选择成在用户p行走或进行任何其他动作时，允许用户p在不会感到不适的情况下屈曲膝关节。
由于其中滑动件50包括具有引导部53的滑动件主体51和可滑动地设置在引导部53上的可动环构件55并且线材41与可动环构件55结合的配置，张力产生装置60设置有弹性构件30不产生弹力的游隙。压缩螺旋弹簧45用作消除松弛的弹性构件，用于对线材41施加弱的张力(预张力)，以消除线材41中的松弛。
如图5中所示，端盖46的插入侧端面设置有一对磁体47。这些磁体47磁性吸引滑动件主体51的自由端部52，以保持滑动件主体51。磁体47的磁力设定为足以保持滑动件50的值，并且不妨碍用户p涉及下肢屈曲的动作。
如图6中所示，通过调节管33的长度(切割位置)，设定弹性构件30的长度，以实现以下状态。即，在用户p拉伸膝关节的站立状态下，滑动件主体51接触端盖46，并保持在端盖46中。此外，与滑动件主体51结合的端部构件44支撑弹性构件30的自由端34，使得弹性构件30不会发出咔哒声，并且不会被压缩。
线材41的长度设定成使得在用户p拉伸膝关节的站立状态下，被压缩螺旋弹簧45朝自由端推动的可动环构件55定位成比第二槽缝53a的基端侧(上)末端低与规定的游隙相对应的距离。
当用户p从该状态屈曲膝关节并且左右大腿连杆22相对于相应小腿连杆23的摆动角度增大时，可动环构件55在第二槽缝53a中向上滑动。直到可动环构件55与第二槽缝53a的基端侧末端接触为止(如图7中所示)，只有压缩螺旋弹簧45的弹力作用于线材41。一旦可动环构件55与第二槽缝53a的基端侧末端接触，滑动件主体51就沿引导管29朝基端滑动。从而，如图8中所示，与滑动件主体51结合的端部构件44与滑动件主体51一起沿引导管29朝基端滑动，并压缩弹性构件30，从而产生弹力。由弹性构件30产生的弹力作为张力作用于线材41。
张力产生装置60以及屈伸动作辅助装置1如上配置。因此，当穿戴屈伸动作辅助装置1的用户p从两腿拉伸的状态使两腿以彼此基本相同的屈曲度屈曲时，屈伸动作辅助装置1呈现如图7和图9中所示的状态。即，随着两腿屈曲度的增加，左右可动环构件55在对应的引导管29中向上移动。注意，涉及用户像这样两腿屈曲的动作可以是例如当用户p坐在椅子等上或以印度式下蹲动作等蹲下时进行的动作。
随着用户p的两腿的屈曲度增加，在每个压缩螺旋弹簧45均收缩的同时每个可动环构件55均接近第二槽缝53a的基端侧末端。在这种情况下，只有与每个弹性构件30相比具有足够小的刚度的压缩螺旋弹簧45收缩，因此线材41的张力仍然足够小。因此，在拉伸用户p的两腿的方向上基本上不产生辅助力。
随着用户p的两腿的屈曲度进一步增加时，每个可动环构件55均与对应的弹性构件30的下端接触，并由其接合。随着用户p的两腿的屈曲度从该状态进一步增加，屈伸动作辅助装置1呈现如图8和图10中所示的状态。即，随着线材41的从外管42的左右端部中的每一者处到左右引导管29每一者的上端的路径长度的增加，结合至每个滑动件50的端部构件44使相关联的弹性构件30经受压缩变形。从而，每个弹性构件30均在拉伸方向上产生弹力，并且该弹力作为拉伸方向上的辅助力矩经由动作传递机构40作用于每个腿连杆机构20。
在拉伸方向上作用于各腿连杆机构20的该辅助力矩作为将左右脚踝中的每一者与用户p的躯干分开(辅助每条腿的膝关节处的拉伸动作)的辅助力，经由小腿安装构件28和躯干安装构件2的每个连杆支撑构件4作用于用户p的左右脚踝和躯干。以此方式，左右弹性构件30中的每一者和动作传递机构40构成张力产生装置60，用于在小腿连杆23与大腿连杆22之间产生拉伸方向上的辅助力，以辅助用户p的下肢的屈伸动作。
如图10中所示，在用户p的下肢的这种屈曲状态下，臀部垫12的位置低于每个大腿连杆22的上端。因此，从躯干安装构件2的各连杆支撑构件4传递至用户p的躯干的向上力从连杆支撑构件4传递至臀部支撑构件10，然后从位于臀部下方的臀部垫12传递至用户p的臀部。即，辅助力不是从躯干带3传递至用户p的腰部以抬起腰部，而是传递至用户p的臀部以向上推起臀部。因此，用户p的屈伸动作得到了有利的帮助。另外，用户p的上身的可移动范围不受限制。
当用户p屈曲左右腿下蹲时以及当用户p拉伸左右腿站起时，该辅助力支撑上身的负荷。即，该辅助力用作辅助用户p的屈伸动作的辅助力。随着用户p的两腿屈曲度的进一步增加，创建该辅助力的弹性构件30的弹力和线材41的张力增加。
如上所述，当用户p的两腿屈曲时，在两腿的屈曲度达到规定的屈曲度(图7和图9中所示的屈曲度，在该屈曲度下，两个可动环构件55与第二槽缝53a的末端接触)之前，每个弹性构件30基本上不产生弹力。因此，辅助力基本上不作用于用户p的两腿，然后，当用户p的两腿的屈曲度超过上述规定的屈曲度时，弹性构件30产生弹力，并且线材41的张力增加，从而拉伸方向上的辅助力作用于用户p的两腿。
另一方面，当穿戴屈伸动作辅助装置1的用户p屈曲一条腿同时维持另一条腿处于拉伸状态(或接近该状态的状态)时，线材41在外管42中移动。因此，只有左右压缩螺旋弹簧45的弹力作用于线材41，直到左右可动环构件55均与对应的第二槽缝53a的基端侧末端接触为止。
因此，除非一条腿的屈曲角度超过这一角度，否则弹性构件30基本上不产生弹力，并且辅助力基本上不作用于用户p的腿。这一角度比用户p屈曲两腿时辅助力开始作用的角度大，并且约为其两倍。因此，用户p可以进行涉及屈曲一条腿的动作(例如行走)，其感觉与平时的动作相似，而不会因辅助力而感到不适。
以此方式，当用户p将两腿屈曲到比较大的屈曲度时，例如当坐在椅子上等时，一旦两腿的屈曲度大于或等于一定程度时，屈伸动作辅助装置1就会产生拉伸两腿的方向上的辅助力。另一方面，当两腿的屈曲度小时，基本不产生上述辅助力。该功能的实现不需要诸如电动马达之类的致动器。
此外，屈伸动作辅助装置1配置成使得动作传递机构40对动作的传递是利用线材41进行的，而线材41是一种柔性的张力传递构件，因此屈伸动作辅助装置1是轻量的，并且结构简单。具体地，动作传递机构40通过包括线材41、作为用于改变线材41的路径长度的凸轮构件的左右滑轮26、以及配置成响应于线材41的路径长度的变化而扩展和收缩的弹性构件30，实现了简单且轻量的配置。由此，用户p在穿戴屈伸动作辅助装置1时，可以像平时一样进行行走等动作，而不会感到不适或负担。
另一方面，如图5和图6中所示，本实施方式的张力产生装置60具有这样的配置，其中弹性构件30装配在引导管29上，并且可滑动地安装在引导管29上的端部构件44支撑弹性构件30的自由端34。此外，可滑动地接纳在引导管29中的滑动件50与穿入引导管29中的线材41的末端结合，并穿过引导管29的第一槽缝29c与端部构件44结合。因此，由于弹性构件30装配在引导管29上，因此当弹性构件30被压缩并向外隆起时，弹性构件30不太可能与引导管29接触。因此，不必在弹性构件30和引导管29之间保证大的间隙，可以使张力产生装置60变得紧凑。此外，即使弹性构件30在压缩时弯曲，弹性构件30也以小的弯曲度与引导管29的外表面接触，因此，弹性构件30的顺畅扩展和收缩不太可能被产生的摩擦力所阻碍。因此，对线材41施加根据弹性构件30的压缩量的弹力。
另外，本实施方式的滑动件50包括：滑动件主体51，其具有自由端部52和形成有第二槽缝53a引导部53，端部构件44与自由端部52结合；以及装配在引导部53上的可动环构件55。线材41穿过形成在滑动件主体51中的插入孔54以到达第二槽缝53a，并且在第二槽缝53a中与可动环构件55结合。由此，与线材41结合的可动环构件55可以在不使端部构件44滑动的情况下沿引导部53滑动，这可以为张力产生装置60提供弹力不作用于线材41的游隙。另外，由于线材41在第二槽缝53a内结合至可动环构件55，因此能够防止滑动件50因不均匀的力而倾斜并被引导管29的内表面卡住。
在引导管29中，设置有在常态下朝引导管29的自由端29b推动可动环构件55的压缩螺旋弹簧45，因此，消除了线材41中的松弛。从而，防止线材41从滑轮26上脱落。另外，压缩螺旋弹簧45在引导管29内部且在引导部53外部在小腿连杆23和可动环构件55之间设置在压缩状态。从而，该推动构件可以在不妨碍可动环构件55的滑动和滑动件50的滑动的情况下以简单配置布置在引导管29内的空的空间中。
顺便说一下，在如上所述的屈伸动作辅助装置1中，有时会根据用户p的体质和/或用户p的身体状况调节辅助力。在这种情况下，为了改变辅助力，弹性构件30需要更换为具有不同弹性模量的弹性构件。另外，可能由于弹性体31的劣化而更换弹性构件30，或者可以将弹性构件30从动作辅助装置中移除以进行检查。
在如专利文献2公开的传统结构中，为了更换弹性结构，需要将线材41与弹性结构分离，以便移除弹性结构。此外，在安装弹性结构后，需要将线材41与弹性结构连接。因此，弹性结构的更换工作是繁琐的。特别是，为了将线材41插入到弹性结构中而将线材41穿过形成在隔板32中的通孔的工作是繁琐的。
相反，在本实施方式的张力产生装置60中，用于支撑弹性构件30的自由端34的端部构件44与滑动件50可拆卸地结合。因此，通过释放端部构件44的结合并将端部构件44从引导管29移除，可以在不释放线材41与滑动件50的结合的情况下，将装配在引导管29上的弹性构件30移除。此外，在不需要线材41与滑动件50结合的工作的情况下，能够将弹性构件30装配在引导管29上，并使端部构件44支撑弹性构件30的自由端34。因此，弹性构件30的更换工作容易。
此外，由于引导管29的自由端29b设置有端盖46，以限制滑动件50朝自由端29b的滑动，因此当端部构件44与滑动件50结合时，可以借助端盖46实现滑动件50的定位。而且，端盖46抑制异物经由引导管29的自由端29b侵入引导管29中，因此能够维持滑动件50的顺畅滑动。
此外，由于端盖46上设置有用于维持滑动件50与端盖46接触的状态的磁体47，因此当释放端部构件44与滑动件50的结合时，滑动件50不会在引导管29中自由移动。因此，在像更换弹性构件30这样的时刻，结合端部构件44与滑动件50的工作是容易的。需要注意的是，可以在滑动件50上设置磁体47，并且端盖46可以由铁磁材料制成。
《第二实施方式》
接下来，将参照图11至图13描述本发明的第二实施方式。注意，与第一实施方式相同的元件将由相同的附图标记表示，并且将省略多余的描述。
在本实施方式的屈伸动作辅助装置1中，张力产生装置60的滑动件70与第一实施方式的滑动件不同。在下文中，将进行具体的描述。如图11中所示，滑动件70包括轴状的滑动件主体71。滑动件主体71具有布置在引导管29的自由端29b侧的自由端部72和从自由端部72朝引导管29的基端29a延伸的圆柱体73。自由端部72为圆柱形，其外径略小于引导管29的内径。自由端部72的外周面形成有配合孔72a，一对销44a装配到其中以结合端部构件44。圆柱体73为有底的管状形状，其圆形截面的外径略小于引导管29的内径。圆柱体73的构成滑动件主体71的基端侧端部(上端)的底壁形成有插入孔74，该插入孔74沿圆柱体73的轴线延伸至内部空间，线材41穿过该插入孔插入。
另外，滑动件70具有可动构件75，可动构件75可滑动地设置在滑动件主体71的圆柱体73的内部空间中。可动构件75为圆柱形活塞，其外径略小于圆柱体73的内径。可动构件75将圆柱体73的内部空间分隔为基端侧空间和自由端侧空间。可动构件75可优选地设置有用于使基座端侧空间和自由端侧空间相互连通的连通孔。圆柱体73的底壁一体地设置有柱状止挡件77，止挡件77朝自由端部72突出并限制可动构件75的滑动。插入孔74形成为贯穿止挡件77。
穿过滑动件主体71的插入孔74穿入圆柱体73的内部空间的线材41与可动构件75结合。压缩螺旋弹簧76的一端安置在可动构件75的基端侧端面上。压缩螺旋弹簧76设置在圆柱体73的周壁和止挡件77之间，以便能够扩展和收缩，并且压缩螺旋弹簧76的另一端安置在圆柱体73的底壁上。因此，可动构件75在常态下被压缩螺旋弹簧76朝滑动件主体71的自由端部72推动，并可在止挡件77和自由端部72之间滑动。
如图11中所示，线材41的长度设定成在用户p拉伸膝关节的站立状态下，由压缩螺旋弹簧76朝自由端推动的可动构件75定位在比止挡件77的接触表面低与规定游隙对应的距离的位置。
当用户p从该状态屈曲膝关节并且左右大腿连杆22相对于相应的小腿连杆23的摆动角度增大时，可动构件75在圆柱体73的内部空间中向上滑动。直到可动构件75与圆柱体73的止挡件77接触为止(如图12中所示)，只有压缩螺旋弹簧76的弹力作用于线材41。一旦可动构件75与止挡件77接触，滑动件主体71就沿着引导管29朝基端滑动。从而，如图12中所示，结合至滑动件主体71的端部构件44与滑动件主体71一起沿着引导管29朝基端滑动并压缩弹性构件30，从而产生弹力。由弹性构件30产生的弹力作为张力作用于线材41。
滑动件70如上所述配置，并且该滑动件70的配置也提供与第一实施方式相似的效果。
如上所述，本实施方式的滑动件70包括：滑动件主体71，其具有自由端部72和圆柱体73，端部构件44与自由端部72结合；以及装配在圆柱体73中的可动构件75。线材41穿过形成在滑动件主体71中的插入孔74以到达圆柱体73的内部空间，并在圆柱体73的内部空间中与可动构件75结合。由此，与线材41结合的可动构件75可以在不使端部构件44滑动的情况下沿着圆柱体73滑动，这可以为张力产生装置60提供弹力不作用于线材41的游隙。另外，由于线材41在圆柱体73的内部空间内结合至可动构件75，因此能够防止滑动件70由于不均匀的力而倾斜并被引导管29的内表面卡住。
在圆柱体73的内部空间中，设置有在常态下朝引导管29的自由端29b推动可动构件75的压缩螺旋弹簧76，因此消除了线材41中的松弛。从而，防止了线材41从滑轮26上脱落。另外，压缩螺旋弹簧76以压缩状态布置在圆柱体73的底壁与可动构件75之间，并且圆柱体73的底壁设置有止挡件77，当压缩螺旋弹簧76被压缩时，可动构件75与止挡件77接触。由此，该推动构件可以在不妨碍可动构件75的滑动以及滑动件70的滑动的情况下以简单配置布置在引导管29内的空的空间中。
前面已经描述了具体实施方式，但本发明并不限于以上实施方式，并且可以用各种方式进行变型或变更。例如，可以在本发明的精神范围内适当改变构件和部件的具体结构、布置、数量、材料等。另一方面，上述实施方式中所示的部件不一定都是不可缺少的，可以根据情况有选择地采用这些部件。
术语表
1屈伸动作辅助装置
2躯干安装构件
20腿连杆机构
22大腿连杆
23小腿连杆(基部构件)
25上联接构件(小腿连杆23的上端)
28小腿安装构件
29引导管
29a基端
29b自由端
29c第一槽缝
30弹性构件
30a通孔
31弹性体
32隔板
33管(底端)
34自由端
40动作传递机构
41线材(张力传递构件)
43联接机构
44端部构件
45压缩螺旋弹簧(推动构件)
46端盖
47磁体
50滑动件
51滑动件主体
52自由端部
53引导部
53a第二槽缝
54插入孔
55可动环构件
60张力产生装置
70滑动件
71滑动件主体
72自由端部
73圆柱体
74插入孔
75可动构件
76压缩螺旋弹簧(推动构件)
77止挡件
p用户