C-FREX

CFRP製二足歩行アシスト装具

about C-FREX

CFRP製二足歩行アシスト装具

CFRPの特性を生かした脊髄損傷者用長下肢装具の開発

C-FREX(シーフレックス)は、脊髄損傷者が身体機能を維持するために使用するCFRP製歩行装具です。
外部動力を用いずに脊髄損傷者が健常者に近い動作での歩行を実現するため、まったく新しい装具を開発しています。

C-FREX開発コンセプト

  • 下腿ソケット部のCFRPへの置換による軽量化と弾性エネルギーの活用
  • 動力を用いない膝関節屈曲―伸展動作の実現
  • 従来の装具にはない洗練されたデザインによるユーザーニードの充足

共同開発者

国立障害者リハビリテーションセンター研究所
神経筋機能系障害研究室室長 河島則天

HISTORY OF DEVELOPMENT

開発ヒストリー

  • 2014年 - 2016

    T1モデル

    CFRPを用いた軽量化と弾性エネルギーの活用を実現

    動力を使用しない従来型下肢装具ARGO(Advanced reciprocating gait orthosis)の基本構造をベースに、大腿・下腿ソケット部の材料を軽量・高強度・高弾性なCFRPに置換したことで、従来装具の課題であった装具の脆弱さ、重さを改善しました。
    足部のCFRPプレートが板ばねの役割を果たすことで,従来のポリカーボネート材では得られなかった弾性エネルギーを前方推進力に活用しました。
    歩行試験を行った際には、「地面を蹴る感触がある」、「足の振りがスムーズ」など、CFRP置換の効果が期待できる結果を得ることができました。

  • 2015年 - 2016

    N1モデル

    車椅子と装具のコンパチブルモデル

    N1モデルは車椅子と歩行装具のコンパチブルモデルです。良い装具を開発したとしても、それを使用する環境や、歩く場所に行くアクセシビリティを考慮しなければ、技術を社会に、そしてユーザーに提供することには繋がりません。
    そこで、C-FREXから派生したコンセプトモデルとして、車いすとの一体型モビリティデバイスを開発しました。

    JEC World 2016 受賞

    N1モデルは、2016年3月、フランス・パリで開催された複合材料業界の世界最大見本市JEC(Journals and Exhibitions on Composites)にてINNOVATION AWARDを受賞しました。
    車いすとの一体型モビリティデバイスは、世界でも類を見ない革新的な発明品であるとの評価を得たことが、受賞に結びつきました。

  • 2017年 - 2018

    T2モデル

    膝関節屈曲―伸展機構の開発開始カーボン連続繊維入り3Dプリンタ部品の試用

    従来装具は,膝関節を固定しているため床面とのクリアランス確保が困難であり,そのような制約下での歩行動作は身体的負担の要因になっていました。T2モデルは、モーターなどの外部動力を使わずに、歩行の周期と同調して膝関節の曲げ伸ばしを可能とし、より健常者に近い歩行動作を目指し、開発しています。

    カーボン連続繊維入り3Dプリンタの導入

    3Dプリンタは、少量生産を得意とし、多様な形状・サイズにオーダーメードで対応可能です。
    中でも、より高強度な成形が可能なMark Forged社のカーボン連続繊維入り3Dプリンタの導入し、開発リードタイムの短縮を図るとともに、強度試験・評価を独自に実施しています。

  • 2018年 - 2019

    T3モデル

    膝関節機構・体重免荷機構を実装した歩行試験用プロトタイプ

    二足歩行における股・膝・足それぞれの関節は、歩行周期の各相でそれぞれ屈曲と伸展の運動を行っており、その組み合わせは定型的なパターンとなっています。この周期性を利用して、立脚期では膝を伸展位で保持し遊脚期には屈曲-伸展が可能な”膝関節屈曲-伸展機構”を開発しました。センサーやバッテリーを用いることなくスムーズな脚の振り出しが可能となりました。

    REHACARE2019に出展

    2019年9月18日から21日までドイツ・ドュッセルドルフで開催された福祉・介護機材展REHACARE2019に初出展しました。会場では障害当事者から医療・福祉・介護業界の方々まで約5万人が訪れました。車椅子ユーザーや各国の販売代理店より多くの反響をいただきました。

  • 2019年 - 2020

    N2モデル

    製品モデルへの展開を想定した、最終プロトタイプ

    これまで開発してきた機能プロトタイプにデザインを踏襲したN2モデルを開発。従来からのコンセプトである 1)CFRP 、2)膝関節の屈曲-伸展、3)デザイン を全て実装した最終プロトタイプです。実用化にむけて試験や改良を重ねていきます。

    CES2020に出展

    2020年1月7日から10日まで米国ラスベガスで開催される家電見本市イベント CES2020 にC-FREX(N2モデル)を初出展しました。会場には約20万人の来場者が訪れ、脊髄損傷者による歩行デモを行いました。現地の記者や研究機関の方からも、多くの反響をいただきました。