JP2019166581A - 動作補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯性に優れ、容易にウェアラブルな構成にできる動作補助装置を提供する。【解決手段】関節の周囲の体表面を覆うように関節の揺動軸に対して直交する方向に沿って配置されて、揺動軸に直交する方向に長い正面視略矩形状のエア袋と、エア袋の周縁部を保持すると共に可撓性を有する保持部と、一端側が、エア袋が装着される体表面に対して背面側において、エア袋よりも揺動軸に直交する方向の一方側又は他方側の外側に固定され、他端側が、保持部の一方側又は他方側の端縁部に接続される一対のベルト帯と、エア袋内に空気を供給するエア供給装置と、エア袋内に供給された空気を外部に排気するエア排気装置と、を備え、エア袋内に空気が供給されて該エア袋が拡張した際には、保持部及び一対のベルト帯を介して関節を伸ばす方向の作用力が発生し、エア袋内の空気が排気されて該エア袋が収縮した際には、作用力が消失する。【選択図】図１

Description

本発明は、人の身体に装着された状態で、動作を補助する動作補助装置に関する。

人の身体に装着された状態で、動作を補助する動作補助装置が種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載される筋力補助装置では、第１アクチュエータの第１身体側配置部を肩部に取り付けられる第１補助ユニットと、第２アクチュエータの第２身体側配置部を腰部に取り付けられ第２外側配置部を第１アクチュエータの第１外側配置部に取り付けられる第２補助ユニットと、一対の第３アクチュエータのそれぞれの第３身体側配置部を左右大腿部に取り付けられ、それぞれの第３外側配置部を第２アクチュエータの第２外側配置部に取り付けられる第３補助ユニットと、を備えている。

そして、第１アクチュエータは、弾性体からなる筒状部を有し、第２アクチュエータは、弾性体からなるベローズ部を有し、一対の第３アクチュエータは、それぞれ弾性体からなる一対の筒状部を有している。各筒状部に接続された第１配管、及び、２つの第３配管に、第１供給排気切換弁と２つの第３供給排気切換弁を介して所定圧の空気が供給されると膨張し、筒状部の軸方向の長さが収縮する。また、ベローズ部に接続された第２配管に、第２供給排気切換弁を介して所定圧の空気が供給されると伸長するように構成されている。

これにより、人が前屈姿勢及び脚部の屈曲姿勢をとった際に、第１アクチュエータ〜第３アクチュエータに、所定タイミングで、第１供給排気切換弁〜第３供給排気切換弁を介して、圧縮空気を充填したタンク等からなる空気源の圧縮空気を減圧弁で所定圧力に減圧して供給する。その結果、人が前屈姿勢及び脚部の屈曲姿勢から復帰する際に、所定圧力の空気が供給されると、各筒状部は収縮し、ベローズ部は伸長するため、人の腰部への負担を軽減することができると共に、直立姿勢及び脚部の伸び姿勢への復帰動作を補助することができる。

特開２０１６−１５９１０９号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された筋力補助装置では、人の直立姿勢及び脚部の伸び姿勢への復帰動作を補助するため、弾性体からなる各筒部及びベローズ部に供給する空気圧を高くする必要がある。このため、人の肘、膝等の関節の動作、例えば、歩行動作等を補助するためには、このような筋力補助装置では、圧縮空気を充填したタンク等が大きくなり、携帯性に優れず、ウェアラブルな構成にすることが難しい。

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、携帯性に優れ、容易にウェアラブルな構成にできる動作補助装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、関節の周囲の体表面を覆うように前記関節の揺動軸に対して直交する方向に沿って配置されて、前記揺動軸に直交する方向に長い正面視略矩形状のエア袋と、前記エア袋の周縁部を保持すると共に可撓性を有する保持部と、一端側が、前記エア袋が装着される体表面に対して背面側において、前記エア袋の前記揺動軸に直交する方向の一方側又は他方側の端縁部よりも外側に固定され、他端側が、前記保持部の前記一方側又は前記他方側の端縁部に接続される一対のベルト帯と、前記エア袋内に空気を供給するエア供給装置と、前記エア袋内に供給された空気を外部に排気するエア排気装置と、を備え、前記エア供給装置を介して前記エア袋内に空気が供給されて該エア袋が拡張した際には、前記保持部及び一対の前記ベルト帯を介して前記関節を伸ばす方向の作用力が発生し、前記エア排気装置を介して前記エア袋内の空気が排気されて該エア袋が収縮した際には、前記作用力が消失する、動作補助装置である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る動作補助装置において、前記エア袋が配置された前記関節の曲げ伸ばし動作を検出する動作検出装置と、前記動作検出装置によって検出された前記関節の曲げ伸ばし動作に基づいて、前記エア供給装置と前記エア排気装置とを駆動制御する制御装置と、を備えた、動作補助装置である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明又は上記第２の発明に係る動作補助装置において、前記エア袋は、該エア袋が拡張した際に、前記関節に対向する部分に形成された開口部又は凹部を有する、動作補助装置である。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至上記第３の発明のいずれかに係る動作補助装置において、前記エア袋は、体表面側に配置されて内側面を構成する第１面部材と、少なくとも一部にエンボス加工が行われて、前記第１面部材に重ね合わされて周縁部が全周に渡って溶着される第２面部材と、前記第１面部材及び前記第２面部材の前記関節の揺動軸方向中央部において、前記揺動軸に対して直交する方向に沿って全長に渡ってスポット溶着された溶着部と、を有し、前記エア供給装置を介して前記エア袋内に空気が供給されて該エア袋が拡張した場合には、全長に渡って前記溶着部を中心に両側から内側に折れ曲がった状態で前記関節を包み込むように拡張する、補助動作装置である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明乃至上記第４の発明のいずれかに係る動作補助装置において、前記関節は、膝関節を含み、腰部に着脱可能に取り付けられる腰ベルトと、足平部が挿入されて踵部に取り付けられる足平ベルトと、を備え、一対の前記ベルト帯のうち、前記膝関節よりも前記腰部側に配置される前記ベルト帯は、前記腰ベルトに接続され、前記膝関節よりも前記足平部側に配置される前記ベルト帯は、前記足平ベルトに接続される、動作補助装置である。

次に、本発明の第６の発明は、上記第５の発明に係る動作補助装置において、前記腰ベルトに取り付けられて、前記エア供給装置及び前記エア排気装置を収容する収容ボックスを備え、前記エア袋は、前記収容ボックスに収容された前記エア供給装置及び前記エア排気装置に配管を介して接続されるエア移送ノズルを有し、前記エア移送ノズルは、前記エア袋の前記腰ベルト側の端縁部で、且つ、前記膝関節に対して左右方向外側の端部に配置されている、動作補助装置である。

次に、本発明の第７の発明は、上記第６の発明に係る動作補助装置において、ユーザの前記収容ボックス側への転倒を検出する転倒検出装置を備え、前記収容ボックスは、前記腰部に対して外側又は内側の壁面部に取り付けられたエアバッグ装置を有し、前記制御装置は、前記転倒検出装置を介して前記ユーザの前記収容ボックス側への転倒を検出した際には、前記エアバッグ装置を作動させる、動作補助装置である。

次に、本発明の第８の発明は、上記第１の発明乃至上記第７の発明のいずれかに係る動作補助装置において、前記エア袋は、体表面側の表面に取り付けられたクッション材を有し、前記エア袋が拡張した際には、該エア袋は前記クッション材を介して前記関節の周囲に密着される、動作補助装置である。

第１の発明によれば、一対のベルト帯は、一端側が、エア袋が装着される体表面に対して背面側において、エア袋の揺動軸に直交する方向の一方側又は他方側の端縁部よりも外側に固定され、他端側が、保持部の一方側又は他方側の端縁部に接続される。これにより、エア袋の拡張によって発生する関節を伸ばす方向に作用する作用力の作用点は、エア袋の関節の揺動軸に対して直交する方向における両端縁部よりも外側に設定される。

その結果、エア袋は揺動軸に直交する方向に長い正面視略矩形状に形成されているため、関節の裏の窪みから作用力が作用する一対のベルト帯の他端側に設定された各作用点までの距離を長く設定することができる。従って、エア袋の拡張によって各作用点に作用する各作用力を従来よりも小さくしても同じトルクを発生することが可能となり、拡張時における、エア袋内の圧力を下げることが可能となる。

また、エア袋内の圧力が下がるため、小型のエアーポンプ、若しくは、圧縮空気を充填した小型のタンク等によってエア供給装置を構成することが可能となり、携帯性に優れた動作補助装置を構成することが可能となり、容易にウェアラブルな動作補助装置を構成することができる。更に、エア袋は、関節の周囲の体表面を覆うように配置されて、比較的広い面積を圧迫するため、作用力が従来のアクチュエータと同じでも、単位面積当たりの圧力を下げることができ、圧迫による関節の痛みの発生を抑止することができる。

第２の発明によれば、制御装置は、動作検出装置によって検出された関節の曲げ伸ばし動作に基づいて、エア供給装置とエア排気装置とを駆動制御するため、自動的に関節の曲げ伸ばし動作を補助することが可能となる。

第３の発明によれば、エア袋は、該エア袋が拡張した際に、関節に対向する部分に形成された開口部又は凹部を有するため、拡張したエア袋が、関節を圧迫することを簡易な構成で抑止することができる。その結果、拡張したエア袋の圧迫による関節の痛みの発生を効果的に抑止することができる。

第４の発明によれば、エア供給装置を介してエア袋内に空気が供給されて該エア袋が拡張した場合には、全長に渡って溶着部を中心に両側から内側に折れ曲がった状態で関節を包み込むように拡張するため、拡張したエア袋によって関節を両側から支持することが可能となる。これにより、拡張したエア袋によって関節のぐらつきを補助し、バランス維持を向上させることが可能となる。

第５の発明によれば、膝関節よりも腰部側に配置されるベルト帯は、腰部に着脱可能に取り付けられる腰ベルトに接続され、膝関節よりも足平部側に配置されるベルト帯は、踵部に取り付けられる足平ベルトに接続される。これにより、一対のベルト帯のそれぞれを、脚部の上下に固定された腰ベルトと足平ベルトに接続することによって、エア袋を保持する保持部が膝関節から上下にずれるのを防止して、エア袋が膝関節に対向した状態を維持でき、膝関節の曲げ伸ばしの動作を確実に補助することができる。

第６の発明によれば、エア移送ノズルは、エア袋の腰ベルト側の端縁部で、且つ、膝関節に対して左右方向外側の端部に配置されているため、一端側がエア供給装置及びエア排気装置に接続された配管を当該エア移送ノズルに容易に接続することが可能となる。また、エア移送ノズルに接続される配管は、膝関節に対して左右方向外側に配置されるため、膝関節の曲げ伸ばし動作を妨げることなく、曲げ伸ばし動作を補助することができる。

第７の発明によれば、転倒検出装置を介してユーザの収容ボックス側への転倒を検出した際には、エアバッグ装置が作動するため、転倒の際に腰が収容ボックスに当たる衝撃を和らげることが可能となる。

第８の発明によれば、エア袋が拡張した際には、該エア袋はクッション材を介して関節の周囲に密着されるため、エア袋の拡張によって発生する関節を伸ばす方向に作用する作用力を関節の周囲に効果的に作用させることができる。

本実施形態に係る動作補助装置の一例を示す斜視図である。 図１に示される動作補助装置を装着した状態を示す右側面図である。 図１に示される動作補助装置を装着した状態を示す右脚側の正面図である。 動作補助装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 収縮時の右膝用エア袋の一例を示す正面側から見た斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。 拡張時の右膝用エア袋の一例を示す正面側から見た斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。 動作補助装置の作用を説明する図である。 他の第１実施形態に係る収縮時の右膝用エア袋の一例を示す正面側から見た斜視図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である。 図１０の右膝用エア袋の拡張状態を示す正面側から見た斜視図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。 他の第２実施形態に係る収縮時の右膝用エア袋の一例を示す正面側から見た斜視図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ矢視断面図である。 図１４の右膝用エア袋の拡張状態を示す正面側から見た斜視図である。 図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ矢視断面図である。

以下、本発明に係る動作補助装置を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、動作補助装置１の概略構成について図１乃至図４に基づいて説明する。尚、各図に適宜に示される矢印「前」は、ユーザの前方側を示し、矢印「後」は、ユーザの後方側を示している。また、矢印「右」は、ユーザの右方側を示し、矢印「左」は、ユーザの左方側を示している。更に、矢印「上」は、ユーザの上方側を示し、矢印「下」は、ユーザの下方側を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

図１乃至図４に示すように、動作補助装置１は、ユーザＭの左右の膝関節の曲げ伸ばしを補助する装置である。具体的には、図１に示すように、動作補助装置１は、腰ベルト部１１と、右膝関節補助部１２と、左膝関節補助部１３と、収容ボックス部１５とから構成されている。図１乃至図３に示すように、腰ベルト部１１は、長さを調節可能でユーザＭの腰回りに装着される腰ベルト１１Ａと、腰ベルト１１Ａの両端部に設けられた各バックル１１Ｂ、１１Ｃとから構成されている。腰ベルト１１Ａは、例えば、伸長しない布製であり、ユーザＭの腰部Ｗに巻きかけられ、各バックル１１Ｂ、１１Ｃを係合することによって腰部Ｗに固定され、各バックル１１Ｂ、１１Ｃの係合を解除することによって、腰部Ｗから取り外し可能となる。

次に、右膝関節補助部１２の構成について図１乃至図３に基づいて説明する。図１乃至図３に示すように、右膝関節補助部１２は、ユーザＭの右膝関節ＫＲ（図２、図３参照）を覆う右膝用エア袋１７Ｒと、保持部１８と、大腿側ベルト帯２１と、下腿側ベルト帯２２と、一対の上側接続ベルト２３と、一対の下側接続ベルト２５と、足平ベルト２６とから構成されている。

右膝用エア袋１７Ｒは、右膝関節ＫＲの周囲の体表面、つまり、右膝関節ＫＲの上下及び左右の所定範囲を覆うように、右膝関節ＫＲの揺動軸２８Ｒに直交する方向に沿って配置されて、この揺動軸２８Ｒに直交する方向に長い、つまり、右膝関節ＫＲ及び右膝関節ＫＲの上下及び左右の所定範囲を覆う上下方向に長い正面視略矩形の袋状に形成され、気密に密封されている。また、右膝用エア袋１７Ｒは、右膝関節ＫＲに対向する正面視略中央部に、例えば、円形状若しくは楕円形状の開口部３１が開口されている。開口部３１の内周面は、右膝関節ＫＲの周縁部に当接可能に形成され、後述のように、右膝関節ＫＲを圧迫しないように構成されている（図９参照）。

また、右膝用エア袋１７Ｒの腰ベルト１１Ａ側の端縁部には、右膝関節ＫＲに対して左右方向外側の端部、つまり、右端部に、細い筒状のエア移送ノズル３２が外側に突出して設けられている。右膝用エア袋１７Ｒの密封された内部は、エア移送ノズル３２を介して外部に連通している。従って、右膝用エア袋１７Ｒは、エア移送ノズル３２を介して内部に空気が流入された場合には、後述のように拡張され（図７参照）、一方、エア移送ノズル３２を介して内部に流入された空気が排出された場合には、通常時の拡張前の状態に収縮する（図５参照）。

保持部１８は、例えば、伸長しない布製であり、枠状に形成されて、右膝用エア袋１７Ｒの前面側の周縁部に全周に渡って例えば、接着剤で接着されている。従って、保持部１８は、右膝用エア袋１７Ｒの周縁部を全周に渡って保持すると共に、右膝関節ＫＲの曲げ方向に可撓性を有している。また、保持部１８は、右大腿ＴＲと右下腿ＬＲの間に右膝用エア袋１７Ｒを挟んだ状態で、右大腿ＴＲと右下腿ＬＲの体表面に沿って湾曲可能に構成されている（図２、図３参照）。

大腿側ベルト帯２１は、保持部１８の左右側縁部の各上端部に下端（他端）側が接続される上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂの上端（一端）側が左右端縁部にそれぞれ接続されて連結される上固定ベルト２１Ｃと、から構成されている。上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと上固定ベルト２１Ｃとは、例えば、伸長しない布製である。また、上固定ベルト２１Ｃは、右大腿ＴＲの裏側に左右方向に沿って配置され、保持部１８の上端部よりも所定高さ上側（一方側）に位置している。

そして、上固定ベルト２１Ｃの上端縁部の左右両端には、それぞれ一対の上側接続ベルト２３の下端部が接続されている。また、一対の上側接続ベルト２３は、上方に延出されて、それぞれの上端部が、腰ベルト１１ＡのユーザＭの腰部Ｗの右腰部に対向する部分に接続されている。一対の上側接続ベルト２３は、例えば、伸長しない布製である。従って、図２及び図３に示すように、腰ベルト部１１がユーザＭの腰部Ｗに装着された場合には、保持部１８の上端縁部、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂ、及び、上固定ベルト２１Ｃによって、右大腿ＴＲが嵌入される円環状のベルト帯が、保持部１８の上端縁部から後側斜め上方向に傾いた状態で形成される。

下腿側ベルト帯２２は、保持部１８の左右側縁部の各下端部に上端（他端）側が接続される下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂと、各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂの下端（一端）側が左右端縁部にそれぞれ接続されて連結される下固定ベルト２２Ｃと、から構成されている。下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂと下固定ベルト２２Ｃとは、例えば、伸長しない布製である。また、下固定ベルト２２Ｃは、右下腿ＬＲの裏側に左右方向に沿って配置され、保持部１８の下端部よりも所定高さ下側（他方側）に位置している。

そして、下固定ベルト２２Ｃの下端縁部の左右両端には、それぞれ一対の下側接続ベルト２５の上端部が接続されている。一対の下側接続ベルト２５は、例えば、伸長しない布製である。また、一対の下側接続ベルト２５は、下方に延出されて、それぞれの下端部が、正面視Ｕ字状の足平ベルト２６の左右の上端縁部に接続されている。

足平ベルト２６は、上方に開放される正面視Ｕ字状に曲げられた足裏当接ベルト２６Ａと、左右端縁部のそれぞれが足裏当接ベルト２６Ａの左右上端縁部に接続されて、前側に突出する平面視半円弧状の足首当接ベルト２６Ｂと、から構成されている。また、足平ベルト２６は、足裏当接ベルト２６Ａと足首当接ベルト２６Ｂとによって、足平部ＦＲを挿入可能な正面視略矩形状のベルト帯が形成される。この正面視Ｕ字状の足裏当接ベルト２６Ａの左右の上端縁部は、一対の下側接続ベルト２５の下端部に、それぞれ接続されている。足裏当接ベルト２６Ａと足首当接ベルト２６Ｂは、例えば、伸長しない布製である。

従って、図２及び図３に示すように、ユーザＭは、右下腿ＬＲを下腿側ベルト帯２２に挿入し、続いて、足平部ＦＲを足平ベルト２６に後側から挿入して、足首当接ベルト２６Ｂを足首前側に当接させると共に、足裏当接ベルト２６Ａを踵部ＨＲに当接させる。これにより、右膝関節補助部１２の下端部が踵部ＨＲに取り付けられるため、この右膝関節補助部１２が上方へずれるのを防止できる。また、一対の下側接続ベルト２５は、足平ベルト２６の足裏当接ベルト２６Ａによって下方へ引っ張られるため、保持部１８の下端縁部、各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂ、及び、下固定ベルト２２Ｃによって、右下腿ＬＲが挿入される円環状のベルト帯が、保持部１８の下端縁部から後側斜め下方向に傾いた状態で形成される。

次に、左膝関節補助部１３の構成について図１に基づいて説明する。尚、上記図１乃至図３に示す右膝関節補助部１２の構成等と同一符号は、右膝関節補助部１２の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。図１に示すように、左膝関節補助部１３は、右膝関節補助部１２の構成とほぼ同じ構成であって、ユーザＭの左膝関節ＫＬ（図９参照）を覆う左膝用エア袋１７Ｌと、保持部１８と、大腿側ベルト帯２１と、下腿側ベルト帯２２と、一対の上側接続ベルト２３と、一対の下側接続ベルト２５と、足平ベルト２６とから構成されている。

左膝用エア袋１７Ｌは、左膝関節ＫＬの周囲の体表面、つまり、左膝関節ＫＬの上下及び左右の所定範囲を覆うように、左膝関節ＫＬの揺動軸２８Ｌに直交する方向に沿って配置されて、この揺動軸２８Ｌに直交する方向に長い、つまり、左膝関節ＫＬ及び左膝関節ＫＬの上下及び左右の所定範囲を覆う上下方向に長い正面視略矩形の袋状に形成され、気密に密封されている。また、左膝用エア袋１７Ｌは、左膝関節ＫＬに対向する正面視略中央部に、例えば、円形状若しくは楕円形状の開口部３１が開口されている。開口部３１の内周面は、左膝関節ＫＬの周縁部に当接可能に形成され、後述のように、左膝関節ＫＬを押下しないように構成されている（図９参照）。

また、左膝用エア袋１７Ｌの腰ベルト１１Ａ側の端縁部には、左膝関節ＫＬに対して左右方向外側の端部、つまり、左端部に、細い筒状のエア移送ノズル３２が外側に突出して設けられている。左膝用エア袋１７Ｌの密封された内部は、エア移送ノズル３２を介して外部に連通している。従って、左膝用エア袋１７Ｌは、エア移送ノズル３２を介して内部に空気が流入された場合には、拡張され（図７参照）、一方、エア移送ノズル３２を介して内部に流入された空気が排出された場合には、通常時の拡張前の状態に収縮する（図５参照）。

保持部１８は、例えば、伸長しない布製であり、枠状に形成されて、左膝用エア袋１７Ｌの前面側の周縁部に全周に渡って例えば、接着剤で接着されている。従って、保持部１８は、左膝用エア袋１７Ｌの周縁部を全周に渡って保持すると共に、左膝関節ＫＬの曲げ方向に可撓性を有している。また、保持部１８は、左大腿ＴＬと左下腿ＬＬ（図９参照）の間に左膝用エア袋１７Ｌを挟んだ状態で、左大腿ＴＬと左下腿ＬＬの体表面に沿って湾曲可能に構成されている（図２、図３参照）。

大腿側ベルト帯２１は、保持部１８の左右側縁部の各上端部に下端（他端）側が接続される上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂの上端（一端）側が左右端縁部にそれぞれ接続されて連結される上固定ベルト２１Ｃと、から構成されている。上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと上固定ベルト２１Ｃとは、例えば、伸長しない布製である。また、上固定ベルト２１Ｃは、左大腿ＴＬの裏側に左右方向に沿って配置され、保持部１８の上端部よりも所定高さ上側（一方側）に位置している。

そして、上固定ベルト２１Ｃの上端縁部の左右両端には、それぞれ一対の上側接続ベルト２３の下端部が接続されている。また、一対の上側接続ベルト２３は、上方に延出されて、それぞれの上端部が、腰ベルト１１ＡのユーザＭの腰部Ｗの左腰部に対向する部分に接続されている。一対の上側接続ベルト２３は、例えば、伸長しない布製である。従って、腰ベルト部１１がユーザＭの腰部Ｗに装着された場合には、保持部１８の上端縁部、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂ、及び、上固定ベルト２１Ｃによって、左大腿ＴＬが嵌入される円環状のベルト帯が、保持部１８の上端縁部から後側斜め上方向に傾いた状態で形成される（図２、図３参照）。

下腿側ベルト帯２２は、保持部１８の左右側縁部の各下端部に上端（他端）側が接続される下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂと、各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂの下端（一端）側が左右端縁部にそれぞれ接続されて連結される下固定ベルト２２Ｃと、から構成されている。下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂと下固定ベルト２２Ｃとは、例えば、伸長しない布製である。また、下固定ベルト２２Ｃは、左下腿ＬＬの裏側に左右方向に沿って配置され、保持部１８の下端部よりも所定高さ下側（他方側）に位置している。

そして、下固定ベルト２２Ｃの下端縁部の左右両端には、それぞれ一対の下側接続ベルト２５の上端部が接続されている。一対の下側接続ベルト２５は、例えば、伸長しない布製である。また、一対の下側接続ベルト２５は、下方に延出されて、それぞれの下端部が、正面視Ｕ字状の足平ベルト２６の左右上端縁部に接続されている。

足平ベルト２６は、上方に開放される正面視Ｕ字状に曲げられた足裏当接ベルト２６Ａと、左右端縁部のそれぞれが足裏当接ベルト２６Ａの左右上端縁部に接続された前側に突出する平面視半円弧状の足首当接ベルト２６Ｂと、から構成されている。また、足平ベルト２６は、足裏当接ベルト２６Ａと足首当接ベルト２６Ｂとによって、左足の足平部を挿入可能な正面視略矩形状のベルト帯が形成される。この正面視Ｕ字状の足裏当接ベルト２６Ａの左右上端縁部は、一対の下側接続ベルト２５の下端部に、それぞれ接続されている。足裏当接ベルト２６Ａと足首当接ベルト２６Ｂは、例えば、伸長しない布製である。

従って、ユーザＭは、左下腿ＬＬを下腿側ベルト帯２２に挿入し、続いて、左足の足平部を足平ベルト２６に後側から挿入して、足首当接ベルト２６Ｂを足首前側に当接させると共に、足裏当接ベルト２６Ａを左足の踵部に当接させる。これにより、左膝関節補助部１３の下端部が左足の踵部に取り付けられるため、この左膝関節補助部１３が上方へずれるのを防止できる。また、一対の下側接続ベルト２５は、足平ベルト２６の足裏当接ベルト２６Ａによって下方へ引っ張られるため、保持部１８の下端縁部、各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂ、及び、下固定ベルト２２Ｃによって、左下腿ＬＬが挿入される円環状のベルト帯が、保持部１８の下端縁部から後側斜め下方向に傾いた状態で形成される。

次に、収容ボックス部１５について図１乃至図４に基づいて説明する。図１乃至図３に示すように、収容ボックス部１５は、制御ユニット４１（図４参照）を収容する収容ボックス３５と、収容ボックス３５の外側の壁面部３５Ａに取り付けられる薄型箱体状のエアバッグ装置３６とから構成されている。また、収容ボックス３５の上側の壁面部３５Ｂには、制御ユニット４１の制御装置４２（図４参照）に操作情報を入力するための操作部３７（図４参照）が設けられている。操作部３７は、例えば、操作画面、キーボード、タッチパネル、電源ボタン３７Ａ、スタートボタン３７Ｂ等を有している。

また、収容ボックス３５の内側の壁面部３５Ｃには、腰ベルト１１Ａを挿通可能な高さの低い側面視コの字状に形成された一対の取付部３８が上下方向に沿って設けられている。従って、ユーザＭは、この一対の取付部３８に腰ベルト１１Ａを挿通した状態で、腰ベルト１１Ａを腰部Ｗに装着することによって、例えば、腰部Ｗの右側に収容ボックス３５を配置して、操作部３７を容易に操作することができる。

図４に示すように、エアバッグ装置３６は、インフレータ３６Ａと、エアバッグ３６Ｂとを備えている。エアバッグ３６Ｂは、エアバッグ装置３６内に折り畳まれた状態で収容され、ユーザＭの転倒時等において、インフレータ３６Ａからガス供給を受けて膨張展開し、収容ボックス３５及び腰部Ｗを衝撃から保護する（図３参照）構成である。インフレータ３６Ａは、所謂シリンダータイプのインフレータであり、制御装置４２に電気的に接続されている。そして、インフレータ３６Ａは、制御装置４２からの駆動信号によってガスを噴出してエアバッグ３６Ｂを膨張展開させるように構成されている。

尚、薄型箱体状のエアバッグ装置３６は、収容ボックス３５の内側の壁面部３５Ｃに取り付けるようにしてもよい。これにより、エアバッグ装置３６のエアバッグ３６Ｂは、ユーザＭの転倒時等において、インフレータ３６Ａからガス供給を受けて膨張展開し、腰部Ｗを収容ボックス３５等への衝突による衝撃から保護することができる。

図４に示すように、制御ユニット４１は、制御装置４２と、右側エアーポンプ４３と、左側エアーポンプ４５と、右側供給排気切換弁４７と、左側供給排気切換弁４９と、傾斜センサ５１と、加速度センサ５２と、各部に電源を供給するリチウムイオン電池等で構成される電源部５３と、を有している。制御装置４２は、例えば、演算処理、制御処理を実行するＣＰＵ４２Ａ、ＣＰＵ４２Ａによって実行される演算結果を一時的に記憶するＲＡＭ４２Ｂ、ＣＰＵ４２Ａによって実行される演算プログラム、各種データを記憶するＥＥＰＲＯＭ４２Ｃ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）４２Ｄ、及び、タイマ４２Ｅ、等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。

ＣＰＵ４２Ａ、ＲＡＭ４２Ｂ、ＥＥＰＲＯＭ４２Ｃ、インターフェイス部４２Ｄ、及び、タイマ４２Ｅは、データバス等を介して相互に接続されている。また、傾斜センサ５１は、インターフェイス部４２Ｄを介して制御装置４２に接続されており、ユーザＭの横方向への傾斜角を検出して、制御装置４２に出力する。また、加速度センサ５２は、インターフェイス部４２Ｄを介して制御装置４２に接続されており、収容ボックス３５の下方向への加速度を検出して、制御装置４２に出力する。

例えば、制御装置４２は、傾斜センサ５１により検出された傾斜角と、加速度センサ５２によって検出された加速度と、に基づいて、ユーザＭの転倒開始の有・無を判定する。従って、傾斜センサ５１と加速度センサ５２によって転倒検出装置が構成される。そして、制御装置４２は、ユーザＭの転倒開始であると判定した場合には、インターフェイス部４２Ｄを介してインフレータ３６Ａに駆動信号を出力して、エアバッグ３６Ｂを膨張展開させて、収容ボックス３５及び腰部Ｗを衝撃から保護する（図３参照）。

右側エアーポンプ４３と左側エアーポンプ４５は、操作部３７を介して電源ボタン３７Ａが押下されて、制御ユニット４１が起動された場合には、電源部５３から電力が供給されて所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気を常時供給する。一方、右側エアーポンプ４３と左側エアーポンプ４５は、操作部３７を介して電源ボタン３７Ａが再度押下されて、制御ユニット４１が停止された場合には、電源部５３からの電源供給が停止され、作動停止状態になる。

図４に示すように、右側供給排気切換弁４７と左側供給排気切換弁４９とは、所謂３ポート単動常時閉電磁弁で構成され、制御装置４２のインターフェイス部４２Ｄにそれぞれ電気的に接続されている。右側供給排気切換弁４７の供給ポートには、右側エアーポンプ４３が配管４６を介して接続されている。右側供給排気切換弁４７の接続ポートには、可撓性を有する右側エアーチューブ（配管）５５を介して、右膝用エア袋１７Ｒのエア移送ノズル３２が接続されている（図１参照）。

そして、右側供給排気切換弁４７は、非通電時（消磁時）においては、供給ポートが閉じて、接続ポートと排気ポートとがつながり、右膝用エア袋１７Ｒの内部が、エア移送ノズル３２及び右側エアーチューブ（配管）５５を介して大気に開放された状態になる。一方、右側供給排気切換弁４７は、インターフェイス部４２Ｄを介して通電されている時（励磁時）においては、排気ポートが閉じて、供給ポートと接続ポートとがつながり、右側エアーチューブ５５及びエア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が右膝用エア袋１７Ｒ内に供給される。

また、左側供給排気切換弁４９の供給ポートには、左側エアーポンプ４５が配管４８を介して接続されている。左側供給排気切換弁４９の接続ポートには、可撓性を有する左側エアーチューブ（配管）５６を介して、左膝用エア袋１７Ｌのエア移送ノズル３２が接続されている（図１参照）。そして、左側供給排気切換弁４９は、非通電時（消磁時）においては、供給ポートが閉じて、接続ポートと排気ポートとがつながり、左膝用エア袋１７Ｌの内部が、エア移送ノズル３２及び左側エアーチューブ５６を介して大気に開放された状態になる。

一方、左側供給排気切換弁４９は、インターフェイス部４２Ｄを介して通電されている時（励磁時）においては、排気ポートが閉じて、供給ポートと接続ポートとがつながり、左側エアーチューブ５６及びエア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が左膝用エア袋１７Ｌ内に供給される。

ここで、図１に示すように、右膝関節補助部１２の足平ベルト２６を構成する足裏当接ベルト２６Ａの下端面には、右側面圧センサ５８が取り付けられ、ユーザＭの歩行時や直立時におけるユーザＭの右足の足裏に掛かる荷重を検出可能に構成されている。また、左膝関節補助部１３の足平ベルト２６を構成する足裏当接ベルト２６Ａの下端面には、左側面圧センサ５９が取り付けられ、ユーザＭの歩行時や直立時におけるユーザＭの左足の足裏に掛かる荷重を検出可能に構成されている。

そして、図４に示すように、右側面圧センサ５８と左側面圧センサ５９は、制御装置４２のインターフェイス部４２Ｄに電気的に接続されている。これにより、例えば、制御装置４２は、右側面圧センサ５８と左側面圧センサ５９から入力される荷重信号に基づいて、右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬ（図９参照）の曲げ伸ばし動作を検出して、右側供給排気切換弁４７と左側供給排気切換弁４９とに対する通電タイミングを制御するように構成してもよい。

次に、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌの概略構成について図５乃至図８に基づいて説明する。尚、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌは、エア移送ノズル３２の取り付け位置が異なるが、その他の点では同じ構成であるため、右膝用エア袋１７Ｒの概略構成について説明する。

図５及び図６に示すように、右膝用エア袋１７Ｒは、右膝関節ＫＲの揺動軸２８Ｒに対して上下対称な上下方向に長い正面視略矩形状で、中央部に開口部３１が形成された内側樹脂フィルム（第１面部材）６１と、この内側樹脂フィルム６１と同形状で中央部に開口部３１が形成された外側樹脂フィルム（第２面部材）６２と、を有している。内側樹脂フィルム６１は、例えば、所定厚さのナイロン製であり、表面加工等はされていない。外側樹脂フィルム６２は、例えば、所定厚さのポリプロピレン（ＰＰ）製、ポリエチレン（ＰＥ）製、若しくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製であり、エンボス加工が施されている。

尚、外側樹脂フィルム６２は、全面に限らず少なくとも一部の部分、例えば、左右両端縁部、若しくは、左右方向中央部において、上下方向全幅に渡る略縦長の長方形状の部分に、エンボス加工を施すようにしてもよい。また、外側樹脂フィルム６２は、内側樹脂フィルム６１よりも伸縮性がある樹脂材料で形成してもよい。

そして、内側樹脂フィルム６１の上側に外側樹脂フィルム６２が重ね合わされて、周縁部が全周に渡って溶着されると共に、開口部３１の内周縁部が全周に渡って溶着されて、上下方向に長い正面視略矩形の袋状に形成され、気密に密封されている。また、内側樹脂フィルム６１と外側樹脂フィルム６２の左右方向中央部には、超音波溶着等によって上下方向に沿って所定間隔（例えば、５ｍｍ間隔）で所定径（例えば、直径約３ｍｍ〜５ｍｍ）のスポット溶着６３がなされて、上下方向に沿った帯状の溶着部６５が開口部３１を挟んで上下に形成されている。従って、右膝用エア袋１７Ｒ内には、溶着部６５によって左右に略等分割されると共に、互いに溶着部６５を介して連通する２つの空気流入部６６Ａ、６６Ｂが形成されている。

また、右膝用エア袋１７Ｒの上端縁部の右端には、右側の空気流入部６６Ａに連通するエア移送ノズル３２が設けられている。そして、図１に示すように、右膝関節補助部１２の枠状の保持部１８は、右膝用エア袋１７Ｒのエンボス加工がされた外側樹脂フィルム６２の周縁部に全周に渡って接着されて固定される。一方、図１に示すように、左膝用エア袋１７Ｌの上端縁部の左端には、左側の空気流入部６６Ｂに連通するエア移送ノズル３２が設けられている。尚、枠状の保持部１８は、外側樹脂フィルム６２の周縁部に全周に渡って当接された状態で、４隅の各角部だけを外側樹脂フィルム６２に接着して固定するようにしてもよい。

続いて、エア移送ノズル３２を介して右膝用エア袋１７Ｒに所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気を供給して、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂが拡張された場合について、図７及び図８に基づいて説明する。図７及び図８に示すように、右膝用エア袋１７Ｒは、外側樹脂フィルム６２がエンボス加工をされているため、内側樹脂フィルム６１よりも左右方向外側に拡張される。

その結果、右膝用エア袋１７Ｒの拡張された各空気流入部６６Ａ、６６Ｂは、上下方向全長に渡って、溶着部６５を中心に左右両側から内側、つまり、右膝関節ＫＲ側（矢印６８方向である。）へ折れ曲がった状態になる。これにより、拡張した右膝用エア袋１７Ｒの各空気流入部６６Ａ、６６Ｂによって、右膝関節ＫＲを左右両側から包み込むように支持することが可能となる。従って、拡張した右膝用エア袋１７Ｒによって右膝関節ＫＲのぐらつきを補助し、バランス維持を向上させることが可能となる。

また、同様に、エア移送ノズル３２を介して左膝用エア袋１７Ｌに所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気を供給して、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂが拡張された場合には、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂは、上下方向全長に渡って、溶着部６５を中心に左右両側から内側、つまり、左膝関節ＫＬ側へ折れ曲がった状態になる。これにより、拡張した左膝用エア袋１７Ｌの各空気流入部６６Ａ、６６Ｂによって、左膝関節ＫＬを左右両側から包み込むように支持することが可能となる。従って、拡張した左膝用エア袋１７Ｌによって左膝関節ＫＬのぐらつきを補助し、バランス維持を向上させることが可能となる。

次に、ユーザＭが上記のように構成された動作補助装置１を装着した状態で、右膝用エア袋１７Ｒに所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が供給された際に、右膝に作用する作用力について図９に基づいて説明する。尚、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌは、ほぼ同じ構成であるため、ユーザＭが動作補助装置１を装着した状態で、左膝用エア袋１７Ｌに所定圧力の空気が供給された際に、左膝に作用する作用力は、右膝用エア袋１７Ｒによる右膝への作用力とほぼ同じである。

図９の左側に示すように、右側供給排気切換弁４７の非通電時には、右膝用エア袋１７Ｒの内部が、エア移送ノズル３２及び右側エアーチューブ５５を介して大気に開放された状態になるため、右膝用エア袋１７Ｒは、収縮して右膝関節ＫＲの曲げに沿って曲げられている。また、右膝関節ＫＲは、右膝用エア袋１７Ｒの開口部３１に対向しているため、右膝関節ＫＲの周縁部が右膝用エア袋１７Ｒに当接している。

そして、図９の右側に示すように、右膝関節ＫＲが伸ばされる際に、右側供給排気切換弁４７が通電されることによって、右側エアーチューブ５５及びエア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が右膝用エア袋１７Ｒ内に供給される。これにより、右膝用エア袋１７Ｒは、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂが拡張されて（図８参照）、右膝関節ＫＲを左右両側から包み込むように伸びる（図７参照）。

その結果、枠状の保持部１８の上端縁部及び下端縁部を介して、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂが前側方向へ引っ張られるため、上固定ベルト２１Ｃ及び下固定ベルト２２Ｃに対して、右膝関節ＫＲを伸ばす方向（矢印７１方向）に作用する作用力Ｆ１が生じる。そして、この作用力Ｆ１は、上固定ベルト２１Ｃ及び下固定ベルト２２Ｃの各作用点７２、７３に対して前側方向へ作用する。

ここで、比較例として、図９の左側に示すように、右膝用エア袋１７Ｒに替えて、２点鎖線で示すゴム風船型バルーンアクチュエータ７５を収縮した状態で右膝関節ＫＲに当接させて配置する。ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５は、収縮時において、右膝をほぼ覆う正面視略円形状の大きさになるように形成されている。そして、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５は、右大腿ＴＲ、右下腿ＬＲに取り付けられた破線で示す円環状の各ベルト７６、７７で、後側斜め上方向と後側斜め下方向へ引っ張られて、右膝に取り付けられる。各ベルト７６、７７は、伸縮しない布製である。

そして、図９の右側に示すように、右膝関節ＫＲが伸ばされる際に、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５に所定圧力の空気を供給して拡張させることによって、各ベルト７６、７７が前側方向へ引っ張られる。その結果、各ベルト７６、７７に対して、右膝関節ＫＲを伸ばす方向（矢印７１方向）に作用する作用力Ｆ２が生じる。そして、この作用力Ｆ２は、右脚の後側に位置する各ベルト７６、７７の各作用点８１、８２に対して前側方向へ作用する。

図９の右側に示すように、右膝用エア袋１７Ｒの上下方向の全長は、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５の収縮時の正面視略円形状の直径よりも大きくなるように形成されている。このため、右膝用エア袋１７Ｒの拡張によって生じる作用力Ｆ１が作用する各作用点７２、７３は、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５の拡張によって生じる作用力Ｆ２が作用する各作用点８１、８２よりも上下方向外側に位置している。

つまり、右膝の膝裏の窪みから各作用点７２、７３までの各距離Ｌ１１、Ｌ１２は、右膝の膝裏の窪みから各作用点８１、８２までの各距離Ｌ２１、Ｌ２２よりも長い距離に設定される。また、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂとが、右大腿ＴＲと右下腿ＬＲとなす各角度θ１１、θ１２は、各ベルト７６、７７が、右大腿ＴＲと右下腿ＬＲとなす各角度θ２１、θ２２より大きい角度に設定される。

従って、右膝用エア袋１７Ｒの拡張によって生じる作用力Ｆ１を、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５の拡張によって生じる作用力Ｆ２よりも小さい作用力に設定して、右膝関節ＫＲを伸ばす方向（矢印７１方向）へほぼ同じ大きさのトルクを発生させることが可能となる。引いては、右膝用エア袋１７Ｒ、及び、左膝用エア袋１７Ｌの拡張時における、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂ内の圧力を、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５の拡張時における内部圧力よりも低い圧力に設定して、右膝関節ＫＲを伸ばす方向（矢印７１方向）へほぼ同じ大きさのトルクを発生させることが可能となる。

また、右膝用エア袋１７Ｒ、及び、左膝用エア袋１７Ｌの拡張時における、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂ内の圧力を、ゴム風船型バルーンアクチュエータ７５の拡張時における内部圧力よりも低い圧力に設定することができるため、右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬの周辺部への圧迫力を小さくして、痛み等の発生を防止できる。また、右膝用エア袋１７Ｒ、及び、左膝用エア袋１７Ｌは、右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬの周囲の比較的広い面積を圧迫するため、単位面積当たりの圧力を下げることができ、圧迫による右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬの痛みの発生を抑止することができる。

更に、右膝用エア袋１７Ｒ、及び、左膝用エア袋１７Ｌの各開口部３１は、右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬに対向する位置に形成されているため、右膝用エア袋１７Ｒ、及び、左膝用エア袋１７Ｌの拡張時における、右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬへの圧迫を抑止して、痛みの発生を効果的に抑止することができる。また、右膝用エア袋１７Ｒ、及び、左膝用エア袋１７Ｌの拡張時における、各空気流入部６６Ａ、６６Ｂ内の圧力を低い圧力に設定することが可能となるため、右側エアーポンプ４３と左側エアーポンプ４５の小型化、軽量化を図ることができる。引いては、携帯性に優れた動作補助装置１を構成することが可能となり、容易にウェアラブルな動作補助装置１を構成することができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。尚、以下の説明において上記図１乃至図９の前記実施形態に係る動作補助装置１の構成等と同一符号は、前記実施形態に係る動作補助装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

（Ａ）例えば、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌは、開口部３１の内周面の前端縁部から全周に渡って前側方向に略椀状に膨出して内側に凹部を有する膨出部を形成してもよい。これにより、右膝関節補助部１２と左膝関節補助部１３を両脚に装着した場合には、右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬは、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌの各膨出部の内側に形成された凹部に対向する。この結果、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌが拡張された際に、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌによって右膝関節ＫＲと左膝関節ＫＬが圧迫されるのを抑止して、痛みの発生を効果的に抑止することができる。

（Ｂ）また、例えば、各保持部１８のそれぞれの裏側に、上端部が開放された正面視矩形状の袋状に形成された布袋を縫い付けるようにしてもよい。この布袋は、伸縮しない布製で、各保持部１８とほぼ同じ大きさに形成されている。そして、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌを各布袋に挿入して、取り付けるようにしてもよい。これにより、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌを容易に交換することができる。

（Ｃ）また、例えば、大腿側ベルト帯２１と、保持部１８と、下腿側ベルト帯２２と、保持部１８の裏側に取り付けられた右膝用エア袋１７Ｒと、を小型化して、右膝用エア袋１７Ｒが右肘関節又は左肘関節の後側に当接した状態で腕に装着可能となるように構成してもよい。これにより、腕の肘関節の曲げ伸ばし動作を補助することが可能となる。

（Ｄ）また、例えば、電源部５３を収容ボックス３５とは別体に設けられた電源収容ボックス内に収容して、この電源収容ボックスを腰ベルト１１Ａに取り付けるようにしてもよい。これにより、電源部５３を構成するリチウムイオン電池等の大容量化を容易に図ることができる。

（Ｅ）また、例えば、右膝関節補助部１２と左膝関節補助部１３とのうち、一方のみが腰ベルト１１Ａに取り付けられるように構成してもよい。これにより、動作補助装置１は、ユーザＭの片方の脚だけに対して、膝関節の曲げ伸ばしの動作補助を行うように構成することができ、制御ユニット４１の更なる小型化及び軽量化を図ることが可能となり、携帯性を更に改善することができる。

（Ｆ）また、例えば、右側エアーポンプ４３と左側エアーポンプ４５に替えて、それぞれ圧縮空気を充填した小型のタンクを設けるようにしてもよい。そして、各タンクは、各配管４６、４８を介して、右側供給排気切換弁４７と左側供給排気切換弁４９のそれぞれの供給ポートに接続されるようにしてもよい。また、各タンクの流出口に圧力調整弁を設け、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気を右側供給排気切換弁４７と左側供給排気切換弁４９のそれぞれの供給ポートに供給するようにしてもよい。これにより、電源部５３の電力消費量の削減化を図ることができる。

（Ｇ）また、例えば、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌは、中央部に開口部３１を形成しないようにしてもよい。そして、内側樹脂フィルム６１と外側樹脂フィルム６２の左右方向中央部には、超音波溶着等によって上下方向に沿って所定間隔（例えば、５ｍｍ間隔）で所定径（例えば、直径約３ｍｍ〜５ｍｍ）のスポット溶着６３がなされ、上下方向に沿った帯状の溶着部６５が上下方向全幅に渡って設けられるようにしてもよい。これにより、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌの拡張によって膝関節を伸ばす方向に作用する作用力を大きくすることが可能となる。

（Ｈ）また、例えば、右側供給排気切換弁４７と左側供給排気切換弁４９に替えて、それぞれ、右膝用エア袋１７Ｒと左膝用エア袋１７Ｌの各エア移送ノズル３２から流出する空気を大気中に排気させる排気用の電磁弁と、各エアーポンプ４３、４５から供給される空気を各エア移送ノズル３２に流入させる流入用の電磁弁と、を別々に設けるようにしてもよい。

（Ｉ）また、例えば、上記右膝用エア袋１７Ｒに替えて、図１０及び図１１に示す右膝用エア袋９２Ｒを用いてもよい。また、上記左膝用エア袋１７Ｌに替えて、不図示の左膝用エア袋９２Ｌを用いてもよい。尚、右膝用エア袋９２Ｒと左膝用エア袋９２Ｌは、エア移送ノズル３２の取り付け位置が異なるが、その他の点では同じ構成であるため、右膝用エア袋９２Ｒの概略構成について図１０及び図１１に基づいて説明する。

図１０及び図１１に示すように、右膝用エア袋９２Ｒは、上記右膝用エア袋１７Ｒの開口部３１よりも上側部分とほぼ同じ大きさ、及び、ほぼ同じ形状を有する上側エア袋９３ＵＲ、及び、下側エア袋９３ＤＲと、一対の接続ベルト９５と、から構成されている。具体的には、上側エア袋９３ＵＲ、及び、下側エア袋９３ＤＲは、左右方向に長い正面視横長略矩形状の内側樹脂フィルム６１の上側に、左右方向に長い正面視横長略矩形状の外側樹脂フィルム６２が重ね合わされて、周縁部が全周に渡って溶着されて、左右方向に長い正面視横長略矩形の袋状に形成され、気密に密封されている。

従って、上側エア袋９３ＵＲ、及び、下側エア袋９３ＤＲを構成する内側樹脂フィルム６１と外側樹脂フィルム６２の上下方向の長さは、右膝用エア袋１７Ｒの開口部３１よりも上側部分の上下方向の長さにほぼ等しい長さに形成されている。また、上側エア袋９３ＵＲ、及び、下側エア袋９３ＤＲを構成する内側樹脂フィルム６１と外側樹脂フィルム６２の左右方向の長さは、右膝用エア袋１７Ｒの左右方向の長さにほぼ等しい長さに形成されている。

また、内側樹脂フィルム６１と外側樹脂フィルム６２の左右方向中央部には、超音波溶着等によって上下方向に沿って所定間隔（例えば、５ｍｍ間隔）で所定径（例えば、直径約３ｍｍ〜５ｍｍ）のスポット溶着６３がなされて、上下方向に沿った帯状の溶着部６５が上下方向全幅に渡って形成されている。従って、上側エア袋９３ＵＲ、及び、下側エア袋９３ＤＲの内側には、溶着部６５によって左右に略等分割されると共に、互いに溶着部６５を介して連通する２つの空気流入部９６Ａ、９６Ｂが形成されている。

また、上側エア袋９３ＵＲ、及び、下側エア袋９３ＤＲの上端縁部の右端には、右側の空気流入部９６Ａに連通するエア移送ノズル３２が設けられている。一方、不図示の左膝用エア袋９２Ｌを構成する不図示の上側エア袋９３ＵＬ、及び、不図示の下側エア袋９３ＤＬの上端縁部の左端には、左側の空気流入部９６Ｂに連通するエア移送ノズル３２が設けられている。

そして、右膝用エア袋９２Ｒを構成する上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲは、上記開口部３１の直径にほぼ等しい間隔で上下方向に離間して配置された状態で、上側エア袋９３ＵＲの内側樹脂フィルム６１の下端縁部の左右両端には、それぞれ一対の接続ベルト９５の上端部が接続されている。また、下側エア袋９３ＤＲの内側樹脂フィルム６１の上端縁部の左右両端には、それぞれ一対の接続ベルト９５の下端部が接続されている。一対の接続ベルト９５は、例えば、伸長しない布製である。

同様に、不図示の左膝用エア袋９２Ｌを構成する不図示の上側エア袋９３ＵＬ、及び、不図示の下側エア袋９３ＤＬも、上記開口部３１の直径にほぼ等しい間隔で上下方向に離間して配置された状態で、上側エア袋９３ＵＬの内側樹脂フィルム６１の下端縁部の左右両端には、それぞれ一対の接続ベルト９５の上端部が接続されている。また、下側エア袋９３ＤＬの内側樹脂フィルム６１の上端縁部の左右両端には、それぞれ一対の接続ベルト９５の下端部が接続されている。

そして、右膝関節補助部１２の枠状の保持部１８は、右膝用エア袋９２Ｒを構成する上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲが、上記開口部３１の直径にほぼ等しい間隔で上下方向に離間して配置された状態で、エンボス加工がされた外側樹脂フィルム６２の周縁部に全周に渡って接着されて固定される。同様に、左膝関節補助部１３の枠状の保持部１８は、左膝用エア袋９２Ｌを構成する上側エア袋９３ＵＬと下側エア袋９３ＤＬが、上記開口部３１の直径にほぼ等しい間隔で上下方向に離間して配置された状態で、エンボス加工がされた外側樹脂フィルム６２の周縁部に全周に渡って接着されて固定される。

続いて、右膝用エア袋９２Ｒを構成する上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲの各エア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気を供給して、各空気流入部９６Ａ、９６Ｂが拡張された場合について、図１２及び図１３に基づいて説明する。図１２及び図１３に示すように、上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲは、外側樹脂フィルム６２がエンボス加工をされているため、内側樹脂フィルム６１よりも左右方向外側に拡張される。

その結果、右膝用エア袋９２Ｒを構成する上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲの拡張された各空気流入部９６Ａ、９６Ｂは、上下方向全長に渡って、溶着部６５を中心に左右両側から内側、つまり、右膝関節ＫＲ側（矢印９７方向である。）へ折れ曲がった状態になる。これにより、拡張した上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲの各空気流入部９６Ａ、９６Ｂによって、右膝関節ＫＲのぐらつきを補助し、バランス維持を向上させることが可能となる。

また、右膝関節ＫＲが伸ばされる際に、各エア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が供給されて、右膝用エア袋９２Ｒを構成する上側エア袋９３ＵＲと下側エア袋９３ＤＲが拡張された場合には、枠状の保持部１８の上端縁部及び下端縁部を介して、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂが前側方向へ引っ張られる。この結果、右膝関節ＫＲを伸ばす方向に作用する作用力が生じ、歩行動作等を補助することができる。

また、同様に、不図示の左膝用エア袋９２Ｌを構成する不図示の上側エア袋９３ＵＬと下側エア袋９３ＤＬの各エア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気を供給して、各空気流入部９６Ａ、９６Ｂが拡張される。その結果、拡張された各空気流入部９６Ａ、９６Ｂは、上下方向全長に渡って、溶着部６５を中心に左右両側から内側、つまり、左膝関節ＫＬ側へ折れ曲がった状態になる。これにより、拡張した上側エア袋９３ＵＬと下側エア袋９３ＤＬの各空気流入部９６Ａ、９６Ｂによって左膝関節ＫＬのぐらつきを補助し、バランス維持を向上させることが可能となる。

また、左膝関節ＫＬが伸ばされる際に、各エア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が供給されて、左膝用エア袋９２Ｌを構成する上側エア袋９３ＵＬと下側エア袋９３ＤＬが拡張された場合には、枠状の保持部１８の上端縁部及び下端縁部を介して、各上固定用接続ベルト２１Ａ、２１Ｂと各下固定用接続ベルト２２Ａ、２２Ｂが前側方向へ引っ張られる。この結果、左膝関節ＫＬを伸ばす方向に作用する作用力が生じ、歩行動作等を補助することができる。

（Ｊ）また、例えば、図１４及び図１５に示すように、上記右膝用エア袋１７Ｒと上記左膝用エア袋１７Ｌ（図１参照）の内側樹脂フィルム６１の外側面に、ナイロンスポンジ等によって形成された所定厚さ（例えば、厚さ約５ｍｍ〜２０ｍｍである。）のクッション材１０１をほぼ全面に渡って接着剤等によって取り付けるようにしてもよい。これにより、図１６及び図１７に示すように、エア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が供給されて、右膝用エア袋１７Ｒが拡張した際には、右膝用エア袋１７Ｒは、クッション材１０１を介して右膝関節ＫＲの周囲に密着される。この結果、右膝用エア袋１７Ｒの拡張によって発生する右膝関節ＫＲを伸ばす方向に作用する作用力を右膝関節ＫＲの周囲に効果的に作用させることができる。

また、エア移送ノズル３２を介して、所定圧力（例えば、１０ｋＰａ〜２０ｋＰａの圧力で、好ましくは１５ｋＰａの圧力である。）の空気が供給されて、左膝用エア袋１７Ｌが拡張した際には、左膝用エア袋１７Ｌは、クッション材１０１を介して左膝関節ＫＬ（図９参照）の周囲に密着される。この結果、左膝用エア袋１７Ｌの拡張によって発生する左膝関節ＫＬを伸ばす方向に作用する作用力を左膝関節ＫＬの周囲に効果的に作用させることができる。

１ 動作補助装置
１１Ａ 腰ベルト
１７Ｒ、９２Ｒ 右膝用エア袋
１７Ｌ、９２Ｌ 左膝用エア袋
１８ 保持部
２１ 大腿側ベルト帯
２２ 下腿側ベルト帯
２６ 足平ベルト
２８Ｒ、２８Ｌ 揺動軸
３１ 開口部
３２ エア移送ノズル
３５ 収容ボックス
３６ エアバッグ装置
４３ 右側エアーポンプ
４５ 左側エアーポンプ
４７ 右側供給排気切換弁
４９ 左側供給排気切換弁
５１ 傾斜センサ
５２ 加速度センサ
５５ 右側エアーチューブ
５６ 左側エアーチューブ
５８ 右側面圧センサ
５９ 左側面圧センサ
４２ 制御装置
６１ 内側樹脂フィルム
６２ 外側樹脂フィルム
６５ 溶着部
１０１ クッション材
ＫＲ 右膝関節
ＫＬ 左膝関節
Ｆ１、Ｆ２ 作用力
Ｗ 腰部

Claims (8)

1. 関節の周囲の体表面を覆うように前記関節の揺動軸に対して直交する方向に沿って配置されて、前記揺動軸に直交する方向に長い正面視略矩形状のエア袋と、
   前記エア袋の周縁部を保持すると共に可撓性を有する保持部と、
   一端側が、前記エア袋が装着される体表面に対して背面側において、前記エア袋の前記揺動軸に直交する方向の一方側又は他方側の端縁部よりも外側に固定され、他端側が、前記保持部の前記一方側又は前記他方側の端縁部に接続される一対のベルト帯と、
   前記エア袋内に空気を供給するエア供給装置と、
   前記エア袋内に供給された空気を外部に排気するエア排気装置と、
   を備え、
   前記エア供給装置を介して前記エア袋内に空気が供給されて該エア袋が拡張した際には、前記保持部及び一対の前記ベルト帯を介して前記関節を伸ばす方向の作用力が発生し、
   前記エア排気装置を介して前記エア袋内の空気が排気されて該エア袋が収縮した際には、前記作用力が消失する、
   動作補助装置。
2. 請求項１に記載の動作補助装置において、
   前記エア袋が配置された前記関節の曲げ伸ばし動作を検出する動作検出装置と、
   前記動作検出装置によって検出された前記関節の曲げ伸ばし動作に基づいて、前記エア供給装置と前記エア排気装置とを駆動制御する制御装置と、
   を備えた、
   動作補助装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の動作補助装置において、
   前記エア袋は、該エア袋が拡張した際に、前記関節に対向する部分に形成された開口部又は凹部を有する、
   動作補助装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の動作補助装置において、
   前記エア袋は、
   体表面側に配置されて内側面を構成する第１面部材と、
   少なくとも一部にエンボス加工が行われて、前記第１面部材に重ね合わされて周縁部が全周に渡って溶着される第２面部材と、
   前記第１面部材及び前記第２面部材の前記関節の揺動軸方向中央部において、前記揺動軸に対して直交する方向に沿って全長に渡ってスポット溶着された溶着部と、
   を有し、
   前記エア供給装置を介して前記エア袋内に空気が供給されて該エア袋が拡張した場合には、全長に渡って前記溶着部を中心に両側から内側に折れ曲がった状態で前記関節を包み込むように拡張する、
   補助動作装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の動作補助装置において、
   前記関節は、膝関節を含み、
   腰部に着脱可能に取り付けられる腰ベルトと、
   足平部が挿入されて踵部に取り付けられる足平ベルトと、
   を備え、
   一対の前記ベルト帯のうち、前記膝関節よりも前記腰部側に配置される前記ベルト帯は、前記腰ベルトに接続され、前記膝関節よりも前記足平部側に配置される前記ベルト帯は、前記足平ベルトに接続される、
   動作補助装置。
6. 請求項５に記載の動作補助装置において、
   前記腰ベルトに取り付けられて、前記エア供給装置及び前記エア排気装置を収容する収容ボックスを備え、
   前記エア袋は、前記収容ボックスに収容された前記エア供給装置及び前記エア排気装置に配管を介して接続されるエア移送ノズルを有し、
   前記エア移送ノズルは、前記エア袋の前記腰ベルト側の端縁部で、且つ、前記膝関節に対して左右方向外側の端部に配置されている、
   動作補助装置。
7. 請求項６に記載の動作補助装置において、
   ユーザの前記収容ボックス側への転倒を検出する転倒検出装置を備え、
   前記収容ボックスは、前記腰部に対して外側又は内側の壁面部に取り付けられたエアバッグ装置を有し、
   前記制御装置は、前記転倒検出装置を介して前記ユーザの前記収容ボックス側への転倒を検出した際には、前記エアバッグ装置を作動させる、
   動作補助装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の動作補助装置において、
   前記エア袋は、体表面側の表面に取り付けられたクッション材を有し、
   前記エア袋が拡張した際には、該エア袋は前記クッション材を介して前記関節の周囲に密着される、
   動作補助装置。
   

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