JP2018043297A

JP2018043297A - 上腕補助装置

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Publication number: JP2018043297A
Application number: JP2016177472A
Authority: JP
Inventors: 佑介足立; Yusuke Adachi
Original assignee: Suncall Corp
Current assignee: Suncall Corp
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-09-12
Also published as: JP6738699B2

Abstract

【課題】ソレノイド等の電動アクチュエータを備えること無く、上腕部を支持するアーム体の保持高さを無段階に設定できる上腕補助装置を提供する。【解決手段】本発明の上腕補助装置は、上腕部を支持するアーム体の回動に応じて軸線回りに回転する回動側軸部を有する回動側支軸と、回動側軸部と対向配置される固定側軸部を有する固定側支軸と、両軸部に跨がって外挿され、アーム体に荷重が付加されていない初期状態において回動側軸部との間の摩擦力によって回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止し、且つ、アーム体の上昇動作時には回動側軸部が軸線回り上昇方向へ回転することを許容しつつアーム体にユーザーの上腕部の荷重が付加された際には回動側軸部との間の摩擦力によって縮径されて前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止するコイルばねとを備える。【選択図】図８

Description

本発明は、ユーザーの上腕部を所望高さに保持可能な上腕補助装置に関する。

ブドウやナシ等の果樹の栽培作業や上方に設置された配管又は配線に対する作業等においては、作業者は自身の上腕部を必要な高さに位置させた状態で前腕部を上方に向けて作業（以下、上方作業という）をしなければならない場合があり、この際、作業者は上腕部に大きな負荷を受けることになる。

このような上方作業における作業者の上腕部への負荷を軽減する為に、種々の上腕補助装置が提案されている。

例えば、下記特許文献１には、作業者の胴体に装着される胴部固定ベルトと、前記胴部固定ベルトに取り付けられる支柱と、前記支柱の上部に取り付けられる弾性支持アームと、前記弾性支持アームの先端に配置され、作業者の上腕を下側から支持する腕受部と、前記弾性支持アームを前記支柱に対して上下方向に回転させるとともに任意の位置において位置決めするアーム保持部とを備えた上腕補助装置（以下、従来構成１という）が開示されている。

前記従来構成１においては、前記アーム保持部はラチェットを有し、前記ラチェットによって前記弾性支持アームの下方への回転を禁止するように構成されており、これにより、前記弾性支持アームに装着される腕受部を介して上腕部が保持されるようになっている。

しかしながら、前記従来構成１においては、前記弾性支持アームの保持位置は前記ラチェットの噛合位置によって画されており、従って、前記弾性支持アームの保持位置を段階的にしか設定できない。

また、前記従来構成１においては、前記弾性支持アームの保持位置を下方へ変更することが非常に厄介であるという問題もあった。
即ち、前記弾性支持アームを第１高さに保持して作業している状態から、さらに上方の第２高さで作業を行い、その後、再度、第１高さで作業を行う場合を想定する。
この場合、前記従来構成１は、作業者の上腕部の上昇動作に連動して前記弾性支持アームを第１高さから第２高さへ上昇させるものの、ラチェットのワンウエイクラッチ機能によって、前記弾性支持アームを第２高さから第１高さへ下降させることはできない。
従って、一旦、前記弾性保持アームの保持高さが第２高さに設定されたものを第１高さへ下降させる際には、前記装置を分解して前記ラチェットを取り外す必要がある。

これに対し、下記特許文献２には、前記従来構成１の問題点を解消し得る上腕補助装置（以下、従来構成２という）が開示されている。

前記従来構成２は、ユーザーの胴体に装着される本体と、前記本体にユーザー幅方向に沿った回動軸線回り回動可能に連結され、ユーザーの上腕部を支持するアーム体と、前記アーム体の動作状態を切換自在な支持機構とを備えている。

前記支持機構は、前記本体に回動軸線回り回動可能に連結される前記アーム体の基端部に、前記アーム体と共に回動軸線回りに回転するように固着された円板状の支持部材と、前記本体に回動軸線と平行な揺動軸線回り回転可能に設けられた支持アームと、前記支持アームに螺着されたストッパーと、前記本体に設けられたソレノイドとを有している。

前記支持部材には、前記ストッパーの自由端部に下方から当接可能な舌片状の凸部が設けられており、前記凸部が前記ストッパーの自由端部に下方から当接されることで、前記アーム体の回動軸線回り下方への回動動作が禁止される。

即ち、前記従来構成２においては、前記ストッパーの位置を変更することによって、前記アーム体の回動軸線回り下方への移動端、つまり、前記アーム体に支持される上腕部の保持高さを実質的に無段階に変更可能となっている。

なお、前記アーム体の回動軸線回り上方への回動動作は、前記凸部が前記ストッパーから離間する動作となる為、許容される。

前記ソレノイドは、連係リンクを介して前記支持アームに連結されており、非電通状態においては、前記支持アームを、前記凸部が前記ストッパーの自由端部に当接可能な作動位置に位置させる一方で、電通状態においては、前記支持アームを、前記凸部が前記ストッパーの自由端部に当接しない回避位置に位置させるように構成されている。

斯かる構成の前記従来構成２は、前記ソレノイドを非電通状態とすることによって、前記ストッパーの下端位置によって画される保持高さに前記アーム体を保持する保持状態を現出し、且つ、前記ソレノイドを電通状態とすることによって、前記アーム体が回動軸線回り上方及び下方の双方へ自由に回転することを許容する解除状態を現出する。

また、前記従来構成２においては、前記アーム体が保持高さに保持されている状態（前記ソレノイドの非電通状態）において、前記アーム体をその時点で設定されている保持高さよりも上方へ回動させることができ、さらに、前記アーム体をその時点で設定されている保持高さよりも上方へ回動させたとしても、前記ストッパーの下端位置によって画される前記アーム体の保持高さは変化しない。

しかしながら、前記従来構成２は、支持状態及び解除状態の切換を前記ソレノイドの非電通状態及び電通状態の切換によって行っており、前記ソレノイド、及び、前記ソレノイドの電源となるバッテリー等が必要となり、コストアップ、並びに、大型化及び重量化を招くという問題がある。

特開２０１４−１７２１２９号公報特開２０１４−１１３６６６号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、ソレノイド等の電動アクチュエータを備えること無く、上腕部を支持するアーム体の保持高さを無段階に設定できる上腕補助装置の提供を目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、ユーザーの胴体に装着される本体と、ユーザー幅方向に沿うように前記本体に設けられた枢支軸と、ユーザーの上腕部を支持する支持部を有し、前記枢支軸の軸線によって画される回動軸線回り回動可能に前記本体に連結されたアーム体と、回動側軸部を有し、前記アーム体の回動軸線回りの回動動作に応じて前記回動側軸部が軸線回りに回転するように前記アーム体に設けられた回動側支軸と、固定側軸部を有し、前記固定側軸部が前記回動側軸部と同軸上で対向するように前記枢支軸に支持された固定側支軸と、一端側が前記回動側軸部を囲繞し且つ他端側が前記固定側軸部を囲繞するように前記両軸部に外挿されたコイルばねとを備え、前記コイルばねは、前記アーム体に荷重が付加されていない初期状態において前記回動側軸部との間の摩擦力によって前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アーム体を回動軸線回り初期設定位置に保持し、且つ、前記アーム体に上昇方向への押動力が作用した際には前記回動側軸部が軸線回り上昇方向へ回転して前記アーム体が上昇動作することを許容しつつ前記アーム体にユーザーの上腕部の荷重が付加された際には前記回動側軸部との間の摩擦力によって当該コイルばねの一端側が縮径されて前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アーム体の下降動作を禁止する上腕補助装置を提供する。

好ましくは、前記回動側軸部及び前記固定側軸部は同一外径とされる。

前記コイルばねの他端部を前記固定側支軸に係止することで前記コイルばねの他端部の軸線回り位置を固定することができる。

これに代えて、又は、加えて、前記コイルばねの他端側と前記固定側軸部との間の摩擦力によって前記コイルばねの他端側が前記固定側軸部に対して相対回転不能となるように構成することができる。

前記アーム体は回動軸線に沿って視た際に前記本体に重合するアーム側重合領域を有し、且つ、前記本体は回動軸線に沿って視た際に前記アーム体に重合する本体側重合領域を有する。
好ましくは、前記アーム側重合領域の対向面及び前記本体側重合領域の対向面の一方には回動軸線回りに沿った係合溝が設けられ、且つ、前記アーム側重合領域の対向面及び前記本体側重合領域の対向面の他方には前記係合溝に係入される係合突起が設けられる。

本発明に係る上腕補助装置は、さらに、前記回動側軸部に軸線回り相対回転自在に外挿されたリング状の解除部材と、人為操作に応じて初期位置及び操作位置の間で移動可能とされた操作部材とを備え得る。

前記解除部材は、軸線回り解除方向への回転によって前記コイルばねが拡径するように、前記コイルばねの一端部に作動連結される。
前記操作部材は、初期位置から操作位置への人為操作に応じて、前記解除部材が軸線回り解除方向へ回転するように、前記解除部材に作動連結される。

前記本体は、ユーザーの背面側においてユーザー幅方向に延びる背面フレームと、前記背面フレームのユーザー幅方向両側からユーザー前後方向に延びる左右一対の前後フレームとを有するものとされる。
この場合、前記アーム体は、前記一対の前後フレームのそれぞれに回動軸線回り回動可能に連結される一対のアームフレームを有するものとされる。

好ましくは、前記アームフレーム及び前記前後フレームはユーザー幅方向に間隙を存しつつ離間配置され、前記解除部材は、前記間隙内に配置される。
この場合、前記操作部材は、前記アームフレーム及び前記前後フレームの上方に配置され、前記アームフレーム及び前記前後フレームの直上方位置が前記初期位置とされ、前記初期位置から上方へ離間された位置が前記操作位置とされる。

種々の構成において、好ましくは、前記アームフレームは、前記前後フレームに回動軸線回り回動可能に連結される回動フレームと、前記支持部を有し、前記回動フレームに連結される支持フレームとを有するものとされ、前記支持フレームの前記回動フレームに対する連結位置が前記回動フレームの長手方向に関し変更可能とされる。

本発明に係る上腕補助装置によれば、回動側軸部がアーム体の回動軸線回りの回動動作に応じて軸線回りに回転するように前記アーム体に設けられた回動側支軸と、固定側軸部が前記回動側軸部と同軸上で対向するように回動軸線を画する枢支軸に支持された固定側支軸と、一端側及び他端側がそれぞれ前記回動側軸部及び前記固定側軸部を囲繞するように前記両軸部に外挿されたコイルばねとを備え、前記コイルばねが、前記アーム体に荷重が付加されていない初期状態において前記回動側軸部との間の摩擦力によって前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アーム体を回動軸線回り初期設定位置に保持し、且つ、前記アーム体に上昇方向への押動力が作用した際には前記回動側軸部が軸線回り上昇方向へ回転して前記アーム体が上昇動作することを許容しつつ前記アーム体にユーザーの上腕部の荷重が付加された際には前記回動側軸部との間の摩擦力によって当該コイルばねの一端側が縮径されて前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アーム体の下降動作を禁止するように構成されているので、ソレノイド等の電動アクチュエータを備えること無く、上腕部を支持するアーム体の保持高さを無段階に設定することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る上腕補助装置の前方斜視図である。図２は、前記上腕補助装置の後方斜視図である。図３は、前記上腕補助装置の要部の前方斜視図であり、一部の構成部材を分解状態で示している。図４は、前記上腕補助装置の要部の正面図である。図５は、前記上腕補助装置の要部の平面図である。図６は、前記上腕補助装置における左側の前後フレーム及びアームフレーム近傍の分解斜視図であり、前方且つユーザー幅方向内方から視た状態を示している。図７は、図６の分解斜視図を前方且つユーザー幅方向外方から視た状態を示している。図８は、図５におけるVIII-VIII線に沿った縦断面図である。図９は、図９に、図８におけるIX-IX線に沿った横断斜視図である。図１０は、前記上腕補助装置及び比較例に係る上部補助装置の平面図である。

以下、本発明に係る上腕補助装置の一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２に、それぞれ、本実施の形態に係る上腕補助装置１の前方及び後方斜視図を示す。
また、図３〜図５に、それぞれ、前記上腕補助装置１の要部の前方斜視図、正面図及び平面を示す。
なお、図３においては、一部の構成部材を分解状態で示している。

図１〜図５に示すように、前記上腕補助装置１は、ユーザーの胴体５００に装着される本体１０と、ユーザー幅方向に沿うように前記本体１０に設けられた枢支軸３０と、ユーザーの上腕部５１０を支持する支持部６５を有し、前記枢支軸３０の軸線によって画される回動軸線Ｘ回り回動可能に前記本体に連結されたアーム体５０とを備えている。

本実施の形態においては、前記本体１０は、ユーザーの背面側においてユーザー幅方向に延びる背面フレーム１１と、前記背面フレーム１１のユーザー幅方向両側から前方へ延びる左右一対の前後フレーム１５Ｌ、１５Ｒとを有している。

前記前後フレーム１５は、前記背面フレーム１１のユーザー幅方向両端部に略垂直に沿った回動軸線Ｙ回り回動可能に連結されている。

本実施の形態においては、図１及び図２に示すように、前記本体１０は、さらに、基端部が前記背面フレーム１１に直接又は間接的に連結され且つ先端部がユーザーの左右の肩部を通ってユーザーの前面側に到達される左右一対の肩掛け部材１７Ｌ、１７Ｒと、前記背面フレーム１１に直接又は間接的に連結された状態で作業者の腹部に巻き付けられる腹部装着部材１９とを有している。

図１及び図２に示すように、前記背面フレーム１１は、上下方向に関し肩甲骨近傍に位置された状態でユーザー幅方向に沿うように配置されている。
前記腹部装着部材１９は、ユーザーの背面側において上下に延びる上下フレーム１３を介して前記背面フレーム１１に連結されている。

図示の形態においては、前記本体１０には、さらに、基端部が前記上下フレーム１３に連結され且つ先端部がユーザーの左右の脇下を通って前記左右一対の肩掛け部材１７の先端部にそれぞれ連結された左右一対の補助連結部材１８が設けられている。

本実施の形態においては、図１〜図５に示すように、前記アーム体５０は、前記一対の前後フレーム１５Ｌ、１５Ｒのそれぞれに回動軸線Ｘ回り回動可能に連結される一対のアームフレーム５５Ｌ、５５Ｒを有しており、前記一対のアームフレーム５５Ｌ、５５Ｒによってユーザーの左右の上腕部５１０Ｌ、５１０Ｒを支持し得るようになっている。

図６及び図７に、左側の前後フレーム１５Ｌ及び左側のアームフレーム５５Ｌ近傍を前方から視た分解斜視図を示す。
図６及び図７は、それぞれ、ユーザー幅方向内方及び外方から視た分解斜視図である。
なお、本実施の形態において、左及び右は、ユーザーを基準にした方向を意味している。

また、図８に、図５におけるVIII-VIII線に沿った前記左側前後フレーム１５Ｌ及び前記左側アームフレーム５５Ｌ近傍の縦断面図を示す。
さらに、図９に、図８におけるIX-IX線に沿った横断斜視図を示す。

前記アーム体５０（本実施の形態においては前記アームフレーム５５）は、回動軸線Ｘに沿って視た際に前記本体１０（本実施の形態においては前記前後フレーム１５）と重合するアーム側重合領域５１を有し、前記アーム側重合領域５１には前記枢支軸３０が挿通されるアーム側開口５３が設けられている。

詳しくは、前記前後フレーム１５は、回動軸線Ｘに沿って視た際に前記アーム側重合領域５１と重合する本体側重合領域１０Ｃを有している。
前記本体側重合領域１０Ｃには前記枢支軸３０が挿通される本体側開口２０が設けられている。

さらに、回動軸線Ｘに沿った方向に関し前記本体側重合領域１０Ｃの前記アームフレーム５５とは反対側を向く裏面（本実施の形態においてはユーザー幅方向外方を向く外側面）には、キャップ部材７０が締結部材（図示せず）を介して着脱自在に連結されている。

図８及び図９等に示すように、前記キャップ部材７０は、回動軸線Ｘを囲繞しつつ前記本体側重合領域１０Ｃの裏面から回動軸線Ｘに沿って前記アームフレーム５５とは反対側へ延びる周壁７３と、前記周壁７３の軸線方向一端側から径方向外方へ延び、前記本体側重合領域１０Ｃの裏面に当接状態で締結部材（図示せず）を介して着脱自在に連結されるフランジ部７１と、前記周壁７３の軸線方向他端側を閉塞する端壁７５とを有している。
前記端壁７５には前記枢支軸３０が挿通されるキャップ側開口７７が形成されている。

斯かる構成において、前記枢支軸３０は、一端側が前記アーム側開口５３を介して前記アームフレーム５５よりユーザー幅方向内方側へ延び、一端側及び他端側の間の中間部分が前記本体側開口２０に挿通され、且つ、他端側が前記キャップ側開口７７を介して前記キャップ部材７０よりユーザー幅方向外方側へ延びるように、前記本体１０に設けられている。

前記枢支軸３０は、軸部３１と、前記軸部３１のユーザー幅方向外方側から段部３２を介して拡径された頭部３３とを有している。
前記端壁７５には、前記段部３２と係合して、前記枢支軸３０が前記本体１０に対してユーザー幅方向内方側へ相対移動することを防止する係合部が設けられている。

本実施の形態においては、前記キャップ側開口７７が、前記端壁７５の内表面側に開く小径孔７７ａと、前記小径孔７７ａのユーザー幅方向外方側から段部を介して拡径され、前記端壁７５の外表面側に開く大径孔７７ｂとを有しており、前記小径孔７７ａ及び前記大径孔７７ｂの間の前記段部が前記係合部を形成している。

前記枢支軸３０の前記頭部３３は少なくとも一部が前記キャップ部材７０の端壁７５よりユーザー幅方向外方側へ延在されており、前記端壁７５には前記頭部３３の延在部を囲繞して前記枢支軸３０のユーザー幅方向外方側への脱離を防止する停止部材８０が締結部材（図示せず）を介して着脱自在に装着されている。

なお、本実施の形態においては、前記停止部材８０は、前記枢支軸３０の軸線を基準にして径方向に分離可能な複数の分割体８１を有しており、前記分割体８１は、前記枢支軸３０の前記頭部３３の延在部を挟んだ状態で締結部材（図示せず）を介して互いに対して締結されるようになっている。

図８等に示すように、前記枢支軸３０における前記軸部３１のうち前記アーム側開口５３を介して前記アームフレーム５５よりユーザー幅方向内方側へ延びる部分には、前記アーム側開口５３よりも大径の止め輪８５が着脱自在に装着されており、前記止め輪８５によって前記アームフレーム５５がユーザー幅方向内方側へ脱離することが防止されている。

図６〜図９に示すように、前記上腕補助装置１は、さらに、回動側支軸１００と、固定側支軸１２０と、コイルばね１５０とを有している。

前記回動側支軸１００は、回動側軸部１０５を有している。
前記回動側支軸１００は、前記アームフレーム５５の回動軸線Ｘ回りの回動動作に応じて前記回動側軸部１０５が軸線回りに回転するように、前記アームフレーム５５に設けられている。

本実施の形態においては、前記回動側支軸１００は、前記回動側軸部１０５の一端側から径方向外方へ延びるフランジ部１１０を有しており、前記フランジ部１１０が前記アーム側重合領域５０Ｃの前記本体１０（本実施の形態においては前記前後フレーム１５）との対向面に当接状態で締結部材（図示せず）を介して前記アームフレーム５５に着脱自在に連結されている。

前記回動側軸部１０５は軸線孔を有する筒状とされており、前記枢支軸３０の軸部３１に外挿されることで、前記アームフレーム５５の回動軸線Ｘと同軸上に配置されている。
なお、本実施の形態においては、図８及び図９等に示すように、前記回動側軸部１０５は、前記固定側支軸１２０の下記小径軸部１３０を介して前記枢支軸３０の軸部３１に外挿されている。

前記固定側支軸１２０は、固定側軸部１２５を有している。
前記固定側支軸１２０は、前記固定側軸部１２５が前記回動側軸部１０５と同軸上において対向されるように、前記枢支軸３０に支持されている。

詳しくは、前記固定側軸部１２５は軸線孔を有する筒状とされており、前記軸線孔に前記枢支軸３０の軸部３１が挿通されることで、前記固定側軸部１２５が前記回動側軸部１０５に同軸上で対向配置されている。

本実施の形態においては、前記固定側支軸１２０は、前記回動側軸部１０５と対向配置される前記固定側軸部１２５に加えて、前記固定側軸部１２５の前記回動側軸部１０５との対向端部から縮径された状態でユーザー幅方向内方側へ延びる小径軸部１３０を一体的に有している。
この場合には、前記固定側軸部１２５と前記小径軸部１３０との間の段部が、前記回動側軸部１０５と対向する対向面として作用する。

前記小径軸部１３０にも前記枢支軸３０の軸部３１が挿通される軸線孔が形成されている。
前記小径軸部１３０は前記回動側軸部１０５の軸線孔に挿通可能とされており、前記回動側軸部１０５は前記固定側支軸１２０の小径軸部１３０に相対回転自在に外挿支持されることで前記枢支軸３０の軸部３１に間接的に外挿されている。

前記固定側支軸１２０は、前記アーム側重合領域５０Ｃと前記キャップ部材７０の端壁７５とによって回動軸線方向に関し挟圧されることで、軸線回り回転不能に保持されている。

即ち、固定側支軸１２０は、一端側（前記小径軸部１３０の自由端側）が前記アーム側重合領域５０Ｃに当接され且つ他端側（前記固定側軸部１２５のユーザー幅方向外方側）が前記キャップ部材７０の端壁７５に当接されるような寸法とされており、前記キャップ部材７０を前記前後フレーム１５に装着させることで、前記固定側支軸１３０が回動軸線方向に関し前記アーム側重合領域５０Ｃ及び前記端壁７５によって挟圧され、これにより、前記固定側支軸１３０が軸線回りに固定される。

さらに、本実施の形態においては、前記固定側支軸１３０は、前記枢支軸３０によっても軸線回り回転不能とされている。

即ち、前述の通り、前記停止部材８０は、前記枢支軸３０の軸線を基準にして径方向に分離可能な複数の分割体８１を有し、前記分割体８１が前記枢支軸３０の頭部３３を径方向内方へ挟圧し得るようになっており、前記分割体８１による締め付けによって前記枢支軸３０の軸線回りの回転が防止されている。

その上で、図６等に示すように、前記枢支軸３０の軸部３１は断面非円形状とされており、前記固定側軸部１２５及び前記小径軸部１３０の前記軸線孔は前記枢支軸３０の軸部３１の断面形状に対応した断面非円形とされている。

従って、前記固定側軸部１２５及び前記小径軸部１３０の軸線孔に、前記枢支軸３０の軸部が内挿されることで、前記固定側支軸１２０の軸線回り回転がさらに確実に防止されている。

前記コイルばね１５０は、一端側が前記回動側軸部１０５を囲繞し且つ他端側が前記固定側軸部１２５を囲繞するように前記両軸部１０５、１２５に外挿されている。

前記コイルばね１５０は、前記アームフレーム５５に荷重が付加されていない初期状態において前記回動側軸部１０５との間の摩擦力によって前記回動側軸部１０５の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アームフレーム５５を回動軸線Ｘ回り初期設定位置に保持し、且つ、前記アームフレーム５５に上昇方向への押動力が作用した際には前記回動側軸部１０５が軸線回り上昇方向へ回転して前記アームフレーム５５が上昇動作することを許容しつつ前記アームフレーム５５に上腕部５１０の荷重が付加された際には前記回動側軸部１０５との間の摩擦力によって当該コイルばね１５０の一端側が縮径されて前記回動側軸部１０５の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アームフレーム５５の下降動作を禁止するように構成されている。

斯かる構成を備えた前記上腕補助装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
即ち、ユーザーが上腕部５１０を前記支持部６５に載置させると前記アームフレーム５５には上腕部５１０による荷重によって回動軸線Ｘ回り下降方向への押動力が付加され、前記回動側軸部１０５は軸線回り下降方向へ回転しようとする。

この際、前記コイルばね１５０と前記回動側軸部１０５との間の摩擦力によって前記コイルばね１０５の一端側は縮径されて前記回動側軸部１０５を締め付け、これにより、前記回動側軸部１０５の軸線回り下降方向への回転が防止される。
従って、前記アームフレーム５５は回動軸線Ｘ回り初期設定位置に保持され、ユーザーは、上腕部５１０が初期設定位置の高さに支持された状態での作業を行うことができる。

一方、ユーザーが初期設定位置よりも上方での作業を行う場合等、上腕部５１０を上昇動作させる場合には、前記アームフレーム５５には回動軸線Ｘ回り上昇方向への押動力が付加され、前記回動側軸部１０５は軸線回り上昇方向へ回転する。

この際、前記コイルばね１０５と前記回動側軸部１０５との間の摩擦力は前記コイルばね１０５の一端側を拡径させる方向へ作用するので、前記回動側軸部１０５が軸線回り上昇方向へ回転して前記アームフレーム５５の上昇動作が許容される。
従って、ユーザーは上腕部５１０を自由に上昇動作させることができる。

本実施の形態においては、図８及び図９等に示すように、前記回動側軸部１０５及び前記固定側軸部１２５は同一外径とされている。
斯かる構成によれば、前記コイルばね１０５と前記回動側軸部１０５及び前記固定側軸部１２５との間の摩擦力の調整作業、並びに、前記コイルばね１５０の前記回動側軸部１０５及び前記固定側軸部１２５への装着作業の容易化を図ることができる。

前記コイルばね１５０は前記固定側軸部１２５に対して、両者の間の摩擦力によって相対回転不能とされている。
なお、ここで言う相対回転不能とは、通常の使用状態、即ち、ユーザーが上腕部５１０を前記アームフレームに載置させて作業を行う状態において、相対回転不能となっている状態を意味し、両者の間の摩擦力を超える力が作用した場合には相対回転することになる。

前記コイルばね１５０と前記固定側軸部１２５とを両者の間の摩擦力によって相対回転不能状態とすることに代えて、又は、加えて、図６及び図８に示すように、前記コイルばね１５０の他端部１５２を前記固定側支軸１２０に係止させることで、前記コイルばね１５０の他端側と前記固定側軸部１２５との相対回転を防止するように構成することも可能である。

本実施の形態に係る上腕補助装置１は、下記構成を備えることにより、前記アームフレーム５５の支持安定化を図っている。

即ち、図６〜図９に示すように、前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面及び前記本体側重合領域１０Ｃの対向面の一方（本実施の形態においては前記本体側重合領域１０Ｃの対向面）には、回動軸線Ｘ回りに沿った係合溝９０が設けられ、前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面及び前記本体側重合領域１０Ｃの対向面の他方（本実施の形態においては前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面）には前記係合溝９０に係入される係合突起９２が設けられている。

斯かる構成によれば、前記枢支軸３０に掛かる負荷を軽減させつつ、前記アームフレーム５５を回動軸線Ｘ回り回動可能な状態で前記本体１０に安定的に支持させることができる。

図６、図８及び図９に示すように、本実施の形態においては、前記アームフレーム５５は、前記前後フレーム１５との間にユーザー幅方向に関し間隙Ｓが存する状態で、前記前後フレーム１５に回動軸線Ｘ回り回動可能に連結されている。

本実施の形態においては、前記係合突起９２が前記係合溝９０に係入された状態で前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面及び前記本体側重合領域１０Ｃの対向面の間に前記間隙Ｓが存するように、前記係合突起９２の高さが設定されている。

さらに、前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面及び前記本体側重合領域１０Ｃの対向面の一方には、前記間隙Ｓを存しつつ他方の対向面に当接するスペーサー突起９５を設けることができる。

斯かる構成によれば、前記アームフレーム５５の回動軸線Ｘ回りの回動動作に際し、前記アームフレーム５５と前記前後フレーム１５との平行状態を安定して維持することができ、これにより、前記アームフレーム５５の回動軸線Ｘ回りの回動動作の安定化を図ることができる。

本実施の形態においては、前記係合突起９２が設けられた対向面（前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面）に前記スペーサー突起９５が設けられており、前記係合突起９２は前記スペーサー突起９５の先端面から段部を伴って前記係合溝９０の方向へ突出されている。
この場合、前記スペーサー突起９５と前記係合突起９２との間の段部が、他方の対向面（本実施の形態においては本体側重合領域１０Ｃの対向面）に当接される。

なお、本実施の形態に係る上腕補助装置１は、図６等に示すように、前記スペーサー突起９５及び前記係合突起９２を一体的に有するスペーサー部材９９を有しており、前記スペーサー部材９９が前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面に締結部材（図示せず）を介して着脱自在に連結されている。

前記スペーサー部材９９は、前記回動側支軸１００のフランジ部１１０を囲繞する開口を有しており、前記回動側支軸１００のフランジ部１１０は前記スペーサー部材９９の開口内において前記アーム側重合領域５０Ｃの対向面に連結されている。

本実施の形態に係る上腕補助装置１は、下記構成を備えることにより、前記アームフレーム５５の回動軸線Ｘ回りの初期設定位置を容易に変更し得るようになっている。

即ち、本実施の形態においては、前記コイルばね１５０の一端部１５１が前記間隙Ｓ内に位置されている。
図８及び図９等に示すように、本実施の形態に係る上腕補助装置１は、さらに、前記間隙Ｓ内において前記回動側軸部１０５に軸線回り相対回転自在に外挿されたリング状の解除部材１７０と、人為操作に応じて初期位置及び操作位置の間で移動可能とされた操作部材１８０とを備えている。

前記解除部材１７０は、軸線回り解除方向及び締め付け方向への回転によって、前記コイルばね１５０がそれぞれ拡径及び縮径するように、前記コイルばね１５０の一端部１５１に作動連結されている。

前記操作部材１８０は、初期位置から操作位置への人為操作に応じて、前記解除部材１７０を軸線回り解除方向へ回転させるように、前記解除部材１７０に作動連結されている。

斯かる構成を備えることにより、前記アームフレーム５５の回動軸線Ｘ回り下降方向への回動を選択的に許可することができ、前記上腕補助装置１を分解させること無く、前記アームフレーム５５の初期設定位置を容易に変更させることができる。

即ち、前記操作部材１８０を初期位置から操作位置へ操作することによって、前記コイルばね１５０の一端側が拡径される。
これにより、前記コイルばね１５０及び前記回動側軸部１０５の間の摩擦力が解消され、前記回動側軸部１０５は軸線回り下降方向へ自由に回転できる状態となる。

従って、ユーザーは、前記操作部材１８０を操作位置へ位置させた状態で、前記アームフレーム５５に支持されている上腕部５１０を所望高さに位置させ、その状態で前記操作部材１８０を操作位置から初期位置へ戻すことによって、初期設定位置を自由に変更させることができる。

本実施の形態においては、図６に示すように、前記操作部材１８０及び前記解除部材１７０は、一端部が前記操作部材１８０に連結され且つ他端部が前記解除部材１７０に係止されたワイヤ等の長尺部材１８５を介して、作動連結されている。

本実施の形態においては、前記アームフレーム５５は、回動軸線Ｘと前記支持部６５との間の距離を変更させ得るように構成されている。
詳しくは、図３等に示すように、前記アームフレーム５５は、対応する前記前後フレーム１５に回動軸線Ｘ回り回動可能に連結される回動フレーム５６と、前記支持部６５を有し、前記回動フレーム５６に連結される支持フレーム６０とを有している。

前記回動フレーム５６は、前記アーム側重合領域５０Ｃを含む回動部５６ａと、前記回動部５６ａから回動軸線Ｘを基準にして径方向外方へ延びる延在部５６ｂとを有している。

前記支持フレーム６０は、前記延在部５６ｂに長手方向連結位置変更可能に連結される連結部６１と、前記連結部６１に連結された前記支持部６５とを有している。

本実施の形態においては、前記延在部５６ｂに長手方向に延びる長孔５７が形成されており、前記連結部６１は、前記長孔５７の範囲内において前記延在部５６ｂの長手方向に関し固定位置変更可能に前記延在部５６ｂに連結されている。

前記延在部５６ｂは板面が上下方向に沿ったプレート状とされている。
前記連結部６１は、ユーザー幅方向一方側（図示の形態においてはユーザー幅方向外方側）においてプレート状の前記延在部５６ｂに当接される当接領域６１ａと、前記延在部５６ｂの上端を跨ぐように前記当接領域６１ａに連結された上側レール領域６１ｂと、前記延在部５６ｂの下端を跨ぐように前記当接領域６１ａに連結された下側レール領域６１ｃとを備えている。

前記当接領域６１ａには、上下方向に関し前記長孔５７と同一位置に貫通孔６２が形成されている。
前記上側レール領域６１ｂ及び前記下側レール領域６１ｃの自由端部同士は、前記延在部５６ｂのユーザー幅方向他方側（図示の形態においてはユーザー幅方向内方側）において、前記長孔５７を挟むように隙間を存しつつ対向配置されている。

さらに、前記アームフレーム５５は、前記貫通孔６２及び前記長孔５７に挿通される軸部６６ａ及び前記軸部６６ａの基端部に連結された頭部６６ｂを有し、前記軸部６６ａの先端部に雄ネジが形成された雄ネジ部材６６と、前記雄ネジ部材６６の雄ネジが螺入されるネジ孔を有し、前記連結部材５６ｂの長手方向移動可能且つ軸線回り回転不能に前記隙間内に配置された雌ネジ部材６７とを有している。

斯かる構成により、前記連結部６１の前記延在部５６ｂに対する固定位置を前記長孔５７の範囲内において前記延在部５６ｂの長手方向に関し変更させることができ、前記支持部６５の回動軸線Ｘからの距離をユーザーに合うように容易に変更させることができる。

図１〜図３に示すように、前記支持部６５は、上腕部５１０を下側から支持する載置領域６５ａを有している。

図３に示すように、前記支持部６５は、さらに、上腕部５１０を前記載置領域６５ａに載置させた状態で上腕部５１０を上方から覆う上側カバー領域６５ｂを有し得る。

前記上側カバー領域６５ｂを備えることにより、ユーザーによる上腕部５１０の上昇動作に連動させて、前記アームフレーム５５を回動軸線Ｘ回り上昇方向へ回動させることができる。

また、本実施の形態においては、図２、図及び図５等に示すように、前記前後アーム１５は、前記背面フレーム１１に回動軸線Ｙ回り回動可能に連結される基端部位１５ａと、前記本体側重合領域１０Ｃを有し、前記アームフレーム５５が回動軸線Ｘ回り回動可能に連結される先端部位１５ｃと、前記基端部位１５ａ及び前記先端部位１５ｃの間を連結する中間部位１５ｂとを有し、前記先端部位１５ｃが前記基端部位１５ａよりユーザー幅方向外方に位置されている。

即ち、図５に示すように、前記中間部位１５ｂは、前記基端部位１５ａに連結される基端側から前記先端部位１５ｃに連結される先端側へ行くに従ってユーザー幅方向外方に位置するように形成されている。

斯かる構成を備えることにより、前記背面フレーム１１のユーザー幅方向長さを不要に長くすること無く、前記前後フレーム１５に前記アームフレーム５５を回動軸線Ｘ回り回動可能に連結させることができる。

即ち、例えば、前記前後フレーム１５に代えて、図１０において二点鎖線で示すように、平面視直線状の前後フレーム１６を用いたとすると、前記背面フレーム１１をユーザー幅方向両側にＷだけ長くする必要が生じ、装置全体の大型化を招くことになる。

これに対し、前記前後フレーム１５によれば、前記背面フレーム１１のユーザー幅方向長さをユーザーの胴体５００の幅に可及的に合わせつつ、前記支持フレーム６０のユーザー幅方向位置をユーザー上腕部５１０の位置に合わせた状態で前記アームフレーム５５を前記前後フレーム１５に回動軸線Ｘ回り回動可能に連結させることができる。

１上腕補助装置
１０本体
１０Ｃ本体側重合領域
１１背面フレーム
１５前後フレーム
３０枢支軸
５０アーム体
５０Ｃアーム側重合領域
５５アームフレーム
５６回動フレーム
６０支持フレーム
６５支持部
９０係合溝
９２係合突起
１００回動側支軸
１０５回動側軸部
１２０固定側支軸
１２５固定側軸部
１５０コイルばね
１７０解除部材
１８０操作部材
５００胴部
５１０上腕部
Ｘ回動軸線
Ｓ間隙

Claims

ユーザーの胴体に装着される本体と、
ユーザー幅方向に沿うように前記本体に設けられた枢支軸と、
ユーザーの上腕部を支持する支持部を有し、前記枢支軸の軸線によって画される回動軸線回り回動可能に前記本体に連結されたアーム体と、
回動側軸部を有し、前記アーム体の回動軸線回りの回動動作に応じて前記回動側軸部が軸線回りに回転するように前記アーム体に設けられた回動側支軸と、
固定側軸部を有し、前記固定側軸部が前記回動側軸部と同軸上で対向するように前記枢支軸に支持された固定側支軸と、
一端側が前記回動側軸部を囲繞し且つ他端側が前記固定側軸部を囲繞するように前記両軸部に外挿されたコイルばねとを備え、
前記コイルばねは、前記アーム体に荷重が付加されていない初期状態において前記回動側軸部との間の摩擦力によって前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アーム体を回動軸線回り初期設定位置に保持し、且つ、前記アーム体に上昇方向への押動力が作用した際には前記回動側軸部が軸線回り上昇方向へ回転して前記アーム体が上昇動作することを許容しつつ前記アーム体にユーザーの上腕部の荷重が付加された際には前記回動側軸部との間の摩擦力によって当該コイルばねの一端側が縮径されて前記回動側軸部の軸線回り下降方向への回転を防止して前記アーム体の下降動作を禁止することを特徴とする上腕補助装置。
前記回動側軸部及び前記固定側軸部は同一外径とされていることを特徴とする請求項１に記載の上腕補助装置。
前記コイルばねの他端部は前記固定側支軸に係止されることで軸線回り位置が固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の上腕補助装置。
前記コイルばねの他端側と前記固定側軸部とは両者の間の摩擦力によって相対回転不能とされていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の上腕補助装置。
前記アーム体は回動軸線に沿って視た際に前記本体に重合するアーム側重合領域を有し、
前記本体は回動軸線に沿って視た際に前記アーム体に重合する本体側重合領域を有し、
前記アーム側重合領域の対向面及び前記本体側重合領域の対向面の一方には回動軸線回りに沿った係合溝が設けられ、
前記アーム側重合領域の対向面及び前記本体側重合領域の対向面の他方には前記係合溝に係入される係合突起が設けられている請求項１から４の何れかに記載の上腕補助装置。
前記回動側軸部に軸線回り相対回転自在に外挿されたリング状の解除部材と、
人為操作に応じて初期位置及び操作位置の間で移動可能とされた操作部材とを備え、
前記解除部材は、軸線回り解除方向への回転によって前記コイルばねが拡径するように、前記コイルばねの一端部に作動連結され、
前記操作部材は、初期位置から操作位置への人為操作に応じて、前記解除部材が軸線回り解除方向へ回転するように、前記解除部材に作動連結されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の上腕補助装置。
前記本体は、ユーザーの背面側においてユーザー幅方向に延びる背面フレームと、前記背面フレームのユーザー幅方向両側からユーザー前後方向に延びる左右一対の前後フレームとを有し、
前記アーム体は、前記一対の前後フレームのそれぞれに回動軸線回り回動可能に連結される一対のアームフレームを有していることを特徴とする請求項６に記載の上腕補助装置。
前記アームフレーム及び前記前後フレームはユーザー幅方向に間隙を存しつつ離間配置されており、
前記解除部材は、前記間隙内に配置され、
前記操作部材は、前記アームフレーム及び前記前後フレームの上方に配置されており、前記アームフレーム及び前記前後フレームの直上方位置が前記初期位置とされ、前記初期位置から上方へ離間された位置が前記操作位置とされていることを特徴とする請求項７に記載の上腕補助装置。
前記アームフレームは、前記前後フレームに回動軸線回り回動可能に連結される回動フレームと、前記支持部を有し、前記回動フレームに連結される支持フレームとを有し、
前記支持フレームの前記回動フレームに対する連結位置が前記回動フレームの長手方向に関し変更可能とされていることを特徴とする請求項７又は８に記載の上腕補助装置。