JP2005046561A

JP2005046561A - リュックサックの上下動負荷軽減装置

Info

Publication number: JP2005046561A
Application number: JP2003305416A
Authority: JP
Inventors: Masato Uchida; 正人内田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】従来のリュックサックには人体の上下動に伴う荷物の上下動による身体への負荷を軽減させる効果は少ない。人が保持して運ぶ荷物の上下動による負荷を軽減させることが課題である。
【解決手段】リュックサック本体と背負いベルトとの間にバネとショックアブソーバーを組み合わせた機構を取り付ける。リュックサック本体に下向きの力が掛かるとバネとショックアブソーバーは圧縮され、ゆっくりと元の状態に戻る。このため重量物はなめらかに人体の上下動に追随し、人体にかかる荷物の負荷は軽減される。
【選択図】図１

Description

リュックサック等で荷物を運ぼうとする場合、その重さのみでなく移動時における荷物の上下動による身体への負荷に耐えなければならない。特に坂や階段など水平でない場所での荷物運搬においては荷物の上下動による身体への負荷は著しいものがある。

本発明は人が重量物を運ぶ際の重量物の上下動による身体への負荷を軽減するための装置に関する。

従来のリュックサックには背負いベルトや腰ベルトに柔軟性のある素材を取り付けたものがある（例えば、非特許文献１参照。）。以下、非特許文献１により従来のリュックサックの、身体への負荷を低減させる方法について説明する。１０ページの写真は登山用のリュックサックの例を示している。また２０ページ及び２１ページの写真は背負いベルトと腰ベルト単体を示している。背負いベルトも腰ベルトも人体の形状に合わせ、かつ柔軟性のある素材が利用されているため体に十分密着し荷物の重量を負担する面積を増やし、単位面積当たりにかかる力を減らすことで人への負荷を軽減することに貢献している。
「グレゴリー２００３年現在のカタログ」、株式会社エイアンドエフ、東京都新宿区大久保１−１−７高木ビル３階

ショックアブソーバーは衝撃を吸収したり、振動を減衰させるために用いられている。ショックアブソーバーは自動車用にはサスペンションと呼ばれたり、ダンパー、バッファーなどと呼ばれることもあるが原理は全て同じである。基本構造はピストンとピストンロッド及びシリンダーから構成されている。ピストンロッドに力が加えられるとシリンダー内をピストンが移動し、この時シリンダー内に封入された流体がピストンの小さな穴（オリフィス）を通って移動することによりピストンに働く力と逆向きの力が働く。

ショックアブソーバーは自動車及びそれ以外の一般産業用機械の中で使われている。自動車ではタイヤと車体の間に組み込まれており、走行中に地面の凹凸によりタイヤは上下し、タイヤに取り付けられたバネは伸縮する。ショックアブソーバーはバネの伸縮と逆の力を発生させ車体が受ける衝撃を低減させている。また、産業界では物体が衝突する際の衝撃力を軽減させたり、速度をコントロールする必要がある場所で利用されている（例えば、非特許文献２参照。）。
「エニダインショックアブソーバーアンドダンパーカタログ」、エニダイン株式会社、横浜市都筑区茅ヶ崎３９８、１０ページから１２ページ、４９ページ

従来のリュックサックには背負いベルトや腰ベルトに柔軟性のある素材を取り付けたものがある。これは柔軟性のある素材が人体の凹凸になじみ、荷物の重量を負担する身体の面積を増やすことで荷物の重量負荷を軽減させるには有効であるが、荷物の上下動による負荷を軽減させるにはあまり有効ではなかった。特に荷物が重い場合又は荷物を保持している時間が長い場合は柔軟性のある素材の弾力性は減り、身体への負荷を低減させる効果が少なかった。これは柔軟性のある素材を圧縮する荷重が大きかったり、圧縮されている時間が長いためその素材が塑性変形を起こすためである。

人が荷物を運ぶ際、特に坂や階段を上り下りする際は顕著であるが、人体の上下方向への加速又は減速があると慣性の法則に基づき荷物に逆向きの力を生じさせる。そのため、人の肩や腰に大きな力が掛かる。これを減ずるために人は膝などを使い、荷物に与える上下方向への加速又は減速をなるべく少なくし、肩や腰に掛かる力を減らすようにしてきた。そのため今度は、膝等への負担が大きくなり疲労が増し、問題であった。

上記の問題を解決するために、本発明の装置においてはバネとショックアブソーバーを組み合わせた機構をリュックサック本体と背負いベルトとの間に取り付けられるようにしたものである。

本発明は人が自ら保持して荷物を運ぶ際、荷物の上下動による人体への負荷を軽減させる事により従来に比べ重量物の運搬が楽になるという効果を奏する。

発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。図１において２本のレール（２）は平行になるように上下の端を背負いベルト取り付け具（１）に固定してある。また、荷物取り付け具（３）はスライド軸受け（４）に固定されレール（２）に沿って上下に動く構造となっている。ショックアブソーバーのシリンダー（６）は背負いベルト取り付け具（１）の下端に固定してあり、ショックアブソーバーのピストンロッド（５）は荷物取り付け具（３）に固定してある。さらにこのピストンロッドにバネ（１１）が取り付けられている。バネ（１１）はピストンロッドに固定されたバネストッパー（８）により上部が固定されている。

荷物取り付け具（３）にリュックサックなどの重量物が固定され下向きの力が掛かると、ショックアブソーバーのピストンロッド（５）がシリンダー（６）に入り込み（つまりショックアブソーバーが縮められ）、バネ（１１）が圧縮され、バネの圧縮に対する反発力と荷物の重さとの釣り合ったところでバランスを保つ。

このような荷物の重みが本装置の荷物取り付け具に掛かっている状態で、人がこの装置を背負い又は手に持って運ぼうとする場合、人体は上下方向に動きそれに伴い上下方向の加速度が生じるが荷物は慣性の法則により等速直線運動を行おうとする。これをバネとショックアブソーバーによってなめらかに人体の上下動に追随させる。

人が坂や階段などを上るなどして、上方向に体を移動させた場合、前述のバネと荷物の重量がバランスした状態からバネが圧縮される。ショックアブソーバーは圧縮するバネに対し逆の力を発生し、バネを縮ませないようにする。そしてゆっくりと先ほどのバネと荷物の重量がバランスした状態に戻る。このため荷物はなめらかに人体の上下動に追随し、人体にかかる荷物の上下動による負荷が軽減できる。

又、逆に坂や階段を下りる場合、人の体は下向きに移動し足で踏んばる事で止まる。この踏んばった時に荷物はバネとショックアブソーバーによっていったん下向きに移動し、ゆっくりと先ほどのバランスした状態に戻る。このため瞬間的に人体に掛かる負荷は軽減される。

実施例として図４に本装置の荷物取り付け具（３）にリュックサック本体（２０）を固定し、背負いベルト取り付け具（１）に背負いベルト（２１）を取り付ける。これで上下動による人体への負荷を軽減したリュックサックとなる。

上下動負荷軽減装置の正面図上下動負荷軽減装置の側面図で図１のＡ−Ａ部分矢視図上下動負荷軽減装置の側面図で図１のＢ−Ｂ部分矢視図上下動負荷軽減装置をリュックサックに取り付けた図

符号の説明

１背負いベルト取り付け具
２レール
３荷物取り付け具
４スライド軸受け
５ピストンロッド
６シリンダー
５，６ショックアブソーバー
７ロッド押さえ
８バネストッパー
１０シリンダー押さえ
１１バネ
２０リュックサック本体
２１背負いベルト

Claims

図１に示すようにバネ（１１）の一端とショックアブソーバーのピストンロッド（５）を荷物取り付け具（３）に固定し、バネの他端とショックアブソーバーのシリンダー（６）を背負いベルト取り付け具（１）に固定し、かつ背負いベルト取り付け具に固定したレール（２）と、荷物取り付け具（３）に固定しレールに沿って動くスライド軸受け（４）により背負いベルト取り付け具と荷物取り付け具は互いに上下に動くようにした機構で、荷物取り付け具側に付く荷物の動きをバネとショックアブソーバーの働きによりなめらかに背負いベルト側に伝えることにより荷物を保持する人の負荷を軽減させる装置。