JP2017094424A - アシストスーツ - Google Patents
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Description
そして、このように複数本の索状体を用いた構造においても、ストッパーが複数本の索状体に固定されていることで、簡単な構造により、索状体の必要以上の巻き上げを抑制する構造を得られたものである。
尚、本実施形態での説明における前後方向及び左右方向は、特段の説明がない限り、次のように記載している。つまり、アシストスーツSを背中に装着した使用者を起点として、使用者にとっての前方側(図4における矢印F参照)に相当する方向がアシストスーツSの「前」方向を示している。同様に、後方側(図4における矢印B参照)に相当する方向が「後」方向を示し、右方側(図4における矢印R参照)に相当する方向が「右」方向を示し、左方側(図4における矢印L参照)に相当する方向が「左」方向を示すように記載している。
また、図示はしていないが、アシストスーツSの適宜部分には、合成樹脂製や金属製のカバー部材が設けられ、可動部分や、保護の必要な部分を覆うように構成されている。
図1〜4は、本発明におけるアシストスーツSの一つの実施形態を示すものである。
アシストスーツSは、ベルト装着具7を用いて、使用者に背負わせた状態で装着可能な扁平形状の本体部1を備えている。
この本体部1に対して、後述する脚部操作装置2や、吊り上げアーム3が取り付けられているとともに、吊り上げアーム3に操作ワイヤ6(索状体に相当する)を介して把持操作具4が装備されている。
また、その本体部1には、操作ワイヤ6を介して装備された把持操作具4を駆動するための巻き上げウインチ5、及び脚部操作装置2や巻き上げウインチ5の作動を制御する制御装置C、ならびに電力供給用のバッテリーVなどが設けられている。
本体部1は、所定間隔を隔てて上下方向に沿う状態で立設された左右一対の金属パイプ製の縦フレーム10と、その縦フレーム10の上下方向の中間部同士、及び下部同士を接続する上下一対の横フレーム11,12とを備えて、矩形枠状の一体物として構成されている。左右の縦フレーム10と上下の横フレーム11,12との一体化は、溶接による連結、もしくはボルト連結等の手段を採用することができる。
本体部1の上部には、使用者の肩部を越えて前方に延出された吊り上げアーム3が設けられている。この吊り上げアーム3は、後述する把持操作具4を吊り下げ状態に装着するものであり、縦フレーム10の上部から前方斜め上方に向けて延出されている金属パイプ部分によって構成されている。
リール装置50や第一電動モータM1は、それぞれの回転軸心が水平方向に沿い、かつリール装置50が第一電動モータM1の上方側に位置して横フレーム11の扁平な面に沿うように配置されている。これにより、本体部1の薄型設計が可能となり、本体部1から後方への突出寸法を可能な限り減少させてある。
この脚部操作装置2は、本体部1と使用者の脚部太腿部分とを連結して、各脚部操作装置2の作動によって、上半身に対して折り曲げ姿勢にある使用者の脚部を押し下げ方向に操作する。これによって、脚部を反力受け点として使用者の起立動作を補助するように構成されたものである。
この中間取付板13には、巻き上げウインチ5に備えた第一電動モータM1や脚部操作装置2に備えた第二電動モータM2の作動を制御するための制御装置C、及び第一電動モータM1や第二電動モータM2に電力を供給するバッテリーVが取り付けられている。つまり、中間取付板13に対して制御装置Cが固定され、制御装置CのカバーケースC1の背面側にバッテリーVが固定されている。
また、当該アシストスーツSの中枢となる制御装置Cは、上方を巻き上げウインチ5で、後方をバッテリーVでそれぞれガードされているから、他物との衝突による損傷を回避し易く、正常な機器制御を維持し易い。
制御装置Cは、後述する把持操作具4に備えた操作スイッチ42や、センサー類からの信号を受けて、それぞれに対応する装置の駆動制御を行えるように構成されている。
左右一対の脚部操作装置2は、次のように構成されている。
図1乃至図4に示すように、各脚部操作装置2は、平面視での形状が「L」字形状の腰部フレーム2Aと、腰部フレーム2Aの前端部に、横軸心x1周りで前後方向に揺動自在に支持された揺動アーム部2Bと、揺動アーム部2Bの先端側部分に設けられて使用者の太腿部分に当接自在な当接部2Cとを備えて構成されている。
脚部操作装置2のそれぞれは、左右の腰部フレーム2A同士の間隔を調整して、例えば、使用する使用者の腰幅や足間隔に合わせて、左右の脚部操作装置2を適切に配置することができるように、前記横フレーム12に対する取付位置を左右方向で変更して、位置調節可能に構成されている。
把持操作具4に備えた操作スイッチ42が上昇側に操作されたことの操作信号と、その操作時点における腰部フレーム2Aに対する揺動アーム部2Bの横軸心x1周りでの相対姿勢として、使用者が腰を落としたしゃがみ込み姿勢であることの検出信号が制御装置Cで検出されると、脚部操作装置2におけるアシスト操作が行われる。
つまり、操作スイッチ42が上昇側に操作されていてもリール装置50による巻き取り動作は行わず、これに優先して腰部フレーム2Aに対する揺動アーム部2Bの横軸心x1周りでの相対姿勢を、使用者のしゃがみ込み姿勢から起立姿勢への動きをアシストするように、腰部フレーム2Aに対して揺動アーム部2Bを横軸心x1周りで押し下げる方向に操作する。そして腰部フレーム2Aに対する揺動アーム部2Bの横軸心x1周りでの相対姿勢が使用者の起立姿勢に相当する状態であることが検出されると、前記リール装置50による操作ワイヤ6(索状体に相当する)の巻き取りが行われ、起立状態からの荷物の上方側への持ち上げ動作がアシストされる。
前記リール装置50による操作ワイヤ6の繰り出しが限界に達した後も操作スイッチ42が下降側に操作されていると、使用者の起立姿勢からしゃがみ込み姿勢への動きを許容するように、腰部フレーム2Aに対する揺動アーム部2Bの横軸心x1周りでの相対姿勢を変更する。この姿勢変更は、腰部フレーム2Aに対して揺動アーム部2Bを、横軸心x1周りで押し下げる方向とは逆方向へ緩やかに作動させて、使用者がしゃがみ込み姿勢となることを許すように、使用者の姿勢変更動作がアシストされる。
本体部1の上部から前方に延出された吊り上げアーム3は次のように構成されている。
吊り上げアーム3は、左右一対の縦フレーム10を構成する金属パイプの上部側を前方側へ曲げ加工することによって、縦フレーム10と一体の金属パイプによって構成されている。
つまり、縦フレーム10を構成する金属パイプのうち、上下に位置する横フレーム11,12を繋いで使用者の腰部から肩部程度の上下方向長さを有した範囲のものが縦フレーム10として用いられているが、使用者の肩部を越えて縦フレーム10の上部から前方斜め上方に向けて延出されている箇所の金属パイプ部分が、吊り上げアーム3として用いられる。
この吊り上げアーム3は、側面視で使用者の頭部を迂回するように上方側に高く延出されるのではなく、側面視で使用者の頭部の側方を横切って前方上方側に延出されている。これによって、吊り上げアーム3の上端部が、使用者の頭頂部を大きく越えない程度の比較的低い高さ位置に設定されている。
縦フレーム10の左右方向の間隔は、使用者の肩幅より狭く(例えば、肩幅の半分程度)設定してある。また、吊り上げアーム3の上端部における左右方向の間隔は、使用者の肩幅より広く(例えば、肩幅の2倍程度)設定してある。
平面視における吊り上げアーム3の上端部の前後方向位置は、使用者の肩の位置よりも前方に延出されていることにより、使用者の顔や胴部よりも前方側の位置(例えば、使用者のつま先の鉛直線上近く)に設定してある(図1参照)。
この2個の滑車31,31には、1個の把持操作具4に一端側を取り付けられた2本の操作ワイヤ6が掛けられている。したがって、左右の吊り上げアーム3の計4個の滑車31に、計4本の操作ワイヤ6が掛けられた状態となる。
各操作ワイヤ6の他端側はリール装置50に備えた4個の巻き取りドラム51(図2参照)に個々に係止されていて、リール装置50による巻き取り、あるいは繰り出しの作動に伴って4個の巻き取りドラム51が同時に作動し、4本の操作ワイヤ6が同時に同方向に巻き取り、あるいは繰り出し操作される。
操作ワイヤ6は、図9及び図10に示すように、アウターワイヤ60とインナーワイヤ61とを備えたボーデンワイヤによって構成されている。このボーデンワイヤにおいて、前記把持操作具4とリール装置50とに連結されるのは、インナーワイヤ61であり、アウターワイヤ60はインナーワイヤ61の保護及び案内を行う。アウターワイヤ60は、吊り上げアーム3の上端部に近い位置でワイヤ止め部33に一端側が固定され、他端側がリール装置50に近い位置で背部ワイヤ止め53に固定される。
ワイヤ止め部33は、上下方向に長い2つの長孔33aが形成されている。この長孔33aは、短径方向の寸法がインナーワイヤ61及びアウターワイヤ60のネジ部60aを挿通可能な大きさで、連結用ナット62(螺合部材に相当する))の外径よりも短く形成され、長径方向の寸法は、連結用ナット62の外径よりも大きく形成されている。
これにより、アウターワイヤ60のネジ部60aから外された連結用ナット62を、インナーワイヤ61に挿通させたまま、図9に示すように平面視で斜め姿勢にして、図10に示すように長孔33aを通過させることができる。このためには、長孔33aの短径方向の寸法は、連結用ナット62の厚み方向の寸法よりも大きくしてあって、一時的にインナーワイヤ61を屈曲させるように連結用ナット62を傾斜姿勢にして、その傾斜姿勢のままで通過可能な寸法に形成されている必要がある。
この連結用ナット62と、締め込み用ナット63と、アウターワイヤ60のネジ部60aとによって、アウターワイヤ60をワイヤ止め部33に固定する固定具を構成している。
左右の吊り上げアーム3に掛けられた4本の操作ワイヤ6のうち、各吊り上げアーム3毎に掛けられた2本の操作ワイヤ6の端部が1個の把持操作具4に取り付けられている。
この2本の操作ワイヤ6は、それぞれが、許容吊り上げ荷重として予め設定されている荷重に単独で耐え得る強度を有している。これは、長期の使用のうちに、万一、1本の操作ワイヤ6が破断したとしても、残りの1本の操作ワイヤ6によって許容吊り上げ荷重の荷物を吊り上げ状態に維持し得るようにするためである。
つまり、リール装置50に備えられた4個の巻き取りドラム51のうち、左右方向での外側に位置する巻き取りドラム51に連結されたインナーワイヤ61に比べて、その巻き取りドラムよりも一つ内側に位置する巻き取りドラム51に連結されたインナーワイヤ61が少し長く形成されている。この2本のインナーワイヤ61,61同士の間における長さの差は、通常の使用状態で荷物の荷重が作用するところの、短い方のインナーワイヤ61が経年変化で生じると予測される伸び量と同程度、あるいはそれ以上であるのが望ましい。
上記の2本のインナーワイヤ61,61の下端部は、把持操作具4の上面側に設けた取付ブラケット43に連結固定してある。
このように、一方のインナーワイヤ61にのみ吊り上げ荷物の荷重が作用し、他方のインナーワイヤ61には吊り上げ荷物の荷重が作用しない場合は、吊り上げ対象荷物の重量に対する荷重分担率は、前者が100%で後者が0%となる。
フック部40は、金属製の板材を折り曲げてチャンネル状に形成されており、平板状の上側部40aと、上側部40aの外側部から下方に延出された上下向きの平板状の横側部40bと、横側部40bの下部から内方に延出された平板状の下側部40cとを備えている。
当該実施形態のアシストスーツSにおいては、右のグリップ部41の操作スイッチ42は、上昇操作用として構成され、左のグリップ部41の操作スイッチ42は、下降操作用として構成されている。
尚、操作スイッチ42は、図には示さないケーブルによって、制御装置Cに電気的に接続されており、各操作スイッチ42の操作信号を送信できるように構成されている。
フック部40の下側部40cを、例えば、荷物に引っ掛けた状態で、操作スイッチ42を操作することで、上昇(又は下降)させることができる。
左右の吊り上げアーム3と左右の把持操作具4との間には、吊り上げアーム3に対する把持操作具4の最接近距離L1を所定範囲に保つストッパー45が設けられている。
このストッパー45は、図1及び図5に示すように、吊り上げアーム3と把持操作具4との間に位置する2本のインナーワイヤ61,61のうち、通常の使用状態で荷物の荷重が作用するところの、短い方のインナーワイヤ61に対して連結固定されている。
止め板46には、通常の使用状態では荷物の荷重が作用しないように長く設定された方のインナーワイヤ61に自由摺動可能に外嵌する筒状部46aと、通常の使用状態で荷物の荷重が作用するところの短い方のインナーワイヤ61を挟み込み固定する当接板部46bとが備えられている。
したがって、連結ボルト47を締め込んで当接板部46bで短い方のインナーワイヤ61を挟み込み固定した状態で、長い方のインナーワイヤ61は摺動可能に挿通された状態となり、荷物の荷重は短い方のインナーワイヤ61にのみ作用する。
ベルト装着具7は、本体部1の下部側の横フレーム12に固定されて、使用者の腰部に巻き付け可能な腰ベルト70と、下部側の横フレーム12及び上部側の横フレーム11にわたって固定されて、使用者の肩部に掛けられる肩ベルト71とを備えたものである。この腰ベルト70及び肩ベルト71を介してアシストスーツSが使用者に背負われた状態に装着される(図1乃至図4参照)。
具体的には、腰ベルト70は、腰部分の後面部分から左右両側面部分に至る後周部70Aと、腰部分の左側面部分から全面部分に至る左周部70Bと、腰部分の右側面部分から全面部分に至る右周部70Cと、左周部70Bの前端と右周部70Cの前端とを着脱自在なバックル部70Dとを備えて構成してあり、バックル部70Dに備えたベルト長さ調整機構(図示せず)によって、使用者の腰回りに合わせてベルトの長さを調整できるように構成されている。
そして、後周部70Aと左周部70Bとの連結部、及び、後周部70Aと右周部70Cとの連結部には、それぞれバックル方式でベルトの長さを調整できるベルト長さ調整機構74(位置変更機構の一例)が備えられている。
このベルト長さ調整機構74を設けてあることで、左周部70Bと右周部70Cとにそれぞれ設けてあるパッド73を、装着対象の使用者の体格に合わせて、使用者の両脇腹部の最適な個所に位置させることができる。
アシストスーツS、及び、荷物の重量は、腰ベルト70を介して主に使用者の腰部に作用し、この腰部によって安定的に支持される。
また、肩ベルト71は、主に本体部1が使用者の背中部から後方に離れようとする状態を止める機能を発揮する。
上記の実施の形態では、2本のインナーワイヤ61,61の下端部を、把持操作具4の上面側に設けた取付ブラケット43に連結固定した構造のものを例示したが、この構造に限定されるものではない。
例えば、図11に示されるように、索状体を1本の操作ワイヤ6で構成し、その1本のインナーワイヤ61に対して、把持操作具4の上面から所定距離離れた位置で、短筒状のストッパー45を取り付けるようにしても良い。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施の形態では、把持操作具4の上面から所定距離離れた位置のインナーワイヤ61に対して、ストッパー45を取り付けるようにした構造のものを例示したが、この構造に限定されるものではない。
例えば、図12に示されるように、把持操作具4の上面側に、長い筒状のストッパー45を立設してもよい。このようにストッパー45自体が長い筒状であることにより、把持操作具4の上面側に、吊り上げアーム3の上端部と把持操作具4の上面との間における所定距離(最接近距離L1)を保つことができる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施の形態では、ストッパー45を、インナーワイヤ61、又は把持操作具4に固定した構造のものを例示したが、この構造に限られるものではない。
例えば、図13に示されるように、筒状に形成されたストッパー45を、インナーワイヤ61、又は把持操作具4のいずれにも固定せずに、インナーワイヤ61に摺動自在に外嵌させた構造のものであってもよい。この構造においても、把持操作具4が所定距離(最接近距離L1)だけ吊り上げアーム3の上端部に近接すれば、吊り上げアーム3の上端部に当接して、それ以上の把持操作具4の近接方向への移動を機械的に制限することができる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の図11乃至図13における別実施形態では、1本の通常使用されるインナーワイヤ61に対して作用するストッパー45を設けた構造を示したが、この構造に限られるものではない。
例えば、図14に示すように、通常使用されるインナーワイヤ61とは別に、補助的に用いられる別のインナーワイヤ61に対しても作用するように、双方のインナーワイヤ61,61を囲繞する状態に外嵌する筒状のストッパー45を用いてもよい。
この場合、通常使用される一方のインナーワイヤ61は、その下端部が把持操作具4に直接連結され、補助的に用いられる他方のインナーワイヤ61は、前記一方のインナーワイヤ61に比べて少し長く設定されていて、その下端部を弱い付勢バネ44を用いて吊り上げアーム3から離れる側へ引っ張り付勢されている。この状態にある前記一方、及び他方のインナーワイヤ61,61に外嵌する筒状のストッパー45が設けられたことで、通常の使用状態は勿論、前記一方のインナーワイヤ61が破断した状態でも、把持操作具4における所定距離(最接近距離L1)以上の吊り上げアーム3への近接移動を機械的に制限することができる。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施の形態では、一つの把持操作具4に、1本、又は2本の操作ワイヤ6,6を備えさせた構造のものを例示したが、この構造に限られるものではない。例えば、3本以上の操作ワイヤ6,6を用いた構造のものであってもよい。また、操作ワイヤ6に限らず、帯状体などを用いてもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施の形態では、吊り上げアーム3の上端部が使用者の頭頂部よりも少し高い位置にある構造のものを例示したが、この構造に限られるものではなく、図示はしないが吊り上げアーム3の上端部が使用者の頭頂部よりも低いものであってもよい。
その他、図示はしないが、吊り上げアーム3の上端部付近の角度を変更可能にしたり、吊り上げアーム3として、本体部1側からの延出角度が異なるものと交換可能に構成するなどして、吊り上げアーム3の上端部の位置を変更できるようにしてもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施の形態では、ベルト装着具7として、腰ベルト70と肩ベルト71との双方を備えた構造のものを例示したが、この構造に限られるものではない。
例えば、ベルト装着具7を肩ベルト71だけ、あるいは腰ベルト70だけ、を備えた構造のもので構成してもよい。この場合、腰ベルト70だけの場合は、本体部1側に肩ベルト71に代わる固定の肩掛け部等を形成しておくのが望ましい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
上記の実施形態では、本体部1に巻き上げウインチ5と脚部操作装置2の双方を備えた構造のものを例示したが、脚部操作装置2を備えずに、巻き上げウインチ5だけを備えた構造のものであってもよい。
その他の構成は、前述した実施形態と同様の構成を採用すればよい。
3 吊り上げアーム
4 把持操作具
5 巻き上げウインチ
6 索状体
7 ベルト装着具
45 ストッパー
L1 最接近距離
Claims (5)
- ベルト装着具を備えて使用者の背部に背負われた状態に装着可能な本体部と、
前記本体部から、装着状態における使用者の肩部を越える前方上方側へ延出された吊り上げアームと、
前記吊り上げアームの先端部から導出された吊り上げ用の索状体と、
前記索状体の導出側の端部に装着されて、吊り上げ対象の荷物に対して係脱可能な把持操作具と、
前記本体部側で前記索状体を巻き取る巻き上げウインチとを備えるとともに、
前記吊り上げアームと前記把持操作具との間に、前記吊り上げアームと前記把持操作具との最接近距離を所定範囲に保つストッパーを設けてあるアシストスーツ。 - 前記ストッパーは、前記索状体に固定され、前記吊り上げアームとの当接によって前記索状体の巻き上げを抑制するように構成されている請求項1記載のアシストスーツ。
- 前記ストッパーは、前記把持操作具に固定され、前記吊り上げアームとの当接によって前記索状体の巻き上げを抑制するように構成されている請求項1記載のアシストスーツ。
- 前記ストッパーは、前記吊り上げアームと前記把持操作具との間で前記索状体に外嵌する筒状部材によって構成され、前記吊り上げアーム及び前記把持操作具に対する当接によって前記索状体の巻き上げを抑制するように構成されている請求項1記載のアシストスーツ。
- 前記把持操作具と前記吊り上げアームとの間に配索される前記索状体は、一つの前記把持操作具に対して複数本が接続されていて、かつ、各索状体のそれぞれが、許容吊り上げ荷重として予め設定されている荷重に耐え得る強度を有したものであり、
前記ストッパーは、一つの前記把持操作具に対して接続された複数本の前記索状体に固定されている請求項2記載のアシストスーツ。
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