JP2020011364A - 筋力補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】腕全体の負荷を軽減可能な筋力補助装置を提供することにある。【解決手段】筋力補助装置１００は、着用者６の胴体７に取り付けられる第１装着具１０と、着用者６の上肢８に取り付けられる第２装着具２０と、第１装着具１０に対して回転軸線を中心として回転制御可能に支持され且つ第２装着具２０に接続された回転部材４１と、を備える。第２装着具２０は、上肢８に装着される腕装着部材３７と、回転部材４１から延び出して回転部材４１と腕装着部材３７とを連結する連結アーム部と、を有する。腕装着部材３７は、連結アーム部に対して回転可能に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、着用者に着用されて着用者の筋力を補助する筋力補助装置に関する。

農業、建設業、介護等に従事する作業者の筋力的な負担を軽減することを目的として、筋力補助装置が注目を集めている。例えば、特許文献１には、人の腕を外骨格で強化するための装置が記載されている。特許文献１に記載の装置は、装着者の腕に連結された腕の補装具と、腕の補装具に連結された引張部材とを含む外骨格と、張力部材に張力を加えるアクチュエータと、を備えている。この張力は、補装具とアクチュエータとの間の引張部材を収縮させ、装着者の腕を肘で曲げるように作用する。

国際公開第２０１７／１６１２５７号

例えば、重い物を特定の位置に保持する作業のように、上腕に対する肘から先の部分の角度を殆ど変化させない作業がある。このように腕の姿勢を殆ど変化させない作業では、肘に疲労が蓄積し腕全体への負荷が大きくなることが考えられる。このような場合に、腕全体の負荷を軽減するように、肘から先の部分を所定の角度で保持できることが望ましい。しかし、特許文献１に記載の装置は、肘から先の部分の重量により腕の筋肉に加わる荷重を支える構成を有しておらず、腕全体の負荷を軽減することはできない。このような課題は、重い物を保持する作業に限らず、他の種類の作業についても生じうる。

これらから、本発明者らは、腕全体の負荷を軽減する観点から、従来の筋力補助装置には改良の余地があることを認識した。

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、腕全体の負荷を軽減可能な筋力補助装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の筋力補助装置は、着用者の胴体に取り付けられる第１装着具と、着用者の上肢に取り付けられる第２装着具と、第１装着具に対して回転軸線を中心として回転制御可能に支持され且つ第２装着具に接続された回転部材と、を備える。第２装着具は、上肢に装着される腕装着部材と、回転部材から延び出して回転部材と腕装着部材とを連結する連結アーム部と、を有する。腕装着部材は、連結アーム部に対して回転可能に接続される。

この態様によると、腕装着部材は連結アーム部に対して回転することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、プログラム、プログラムを記録した一時的なまたは一時的でない記憶媒体、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、腕全体の負荷を軽減可能な筋力補助装置を提供することができる。

第１実施形態に係る筋力補助装置を着用者とともに示す側面図である。 図１の筋力補助装置を着用者とともに示す別の側面図である。 図１の筋力補助装置を示す斜視図である。 図１の筋力補助装置の腕装着部材の周辺を示す平面図である。 第２実施形態に係る筋力補助装置の腕装着部材の周辺を示す正面図である。 第３実施形態に係る筋力補助装置を着用者とともに示す側面図である。 第４実施形態に係る筋力補助装置を着用者とともに示す側面図である。 第５実施形態に係る筋力補助装置の腕装着部材を示す斜視図である。 第６実施形態に係る筋力補助装置の腕装着部材を示す斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

また、本明細書で用いる「前」、「後」、「上」、「下」、「左」及び「右」等の用語は、筋力補助装置を着用した着用者を基準とする「前」、「後」、「上」、「下」、「左」及び「右」を意味することとする。なお、「左方向」及び「右方向」を「横方向」ということもある。

なお、以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含むものとする。

［第１実施形態］
図１〜図４を参照して本発明の第１実施形態に係る筋力補助装置１００の構成を説明する。図１は、筋力補助装置１００を示す側面図である。この図は、着用者６に着用された状態の筋力補助装置１００の右側面を示している。図２は、筋力補助装置１００を示す別の側面図である。この図は、筋力補助装置１００の左側面を示している。図１、図２に示すように、筋力補助装置１００は左右対称形状を有している。以下、主に右側の部分を説明するが、この説明は左側の部分にも適用される。図３は、筋力補助装置１００を示す斜視図である。この図では、左側の部分の記載を省略している。図４は、筋力補助装置１００の腕装着部材３７の周辺を示す平面図である。

筋力補助装置１００は、着用者６の胴体７に取り付けられる第１装着具１０と、着用者６の上肢８に取り付けられる第２装着具２０と、第１装着具１０に対して回転軸線を中心として回転制御可能に支持され且つ第２装着具２０に接続された回転部材４１と、を備える。第１装着具１０は、第２装着具２０に対して筋力を補助する力を供給する力供給部として機能し、第２装着具２０から受ける反力を支持する反力支持部として機能する。第２装着具２０は、作業のために着用者６の上肢の位置決めをするための駆動部として機能する。

（第１装着具）
第１装着具１０は、装着ベルト１６を介して着用者６の胴体７に取り付けられる装着本体部１１と、装着本体部１１から延出する第１連結アーム１４と、を有する。

（装着本体部）
装着本体部１１の形状は特に限定されないが、本実施形態の装着本体部１１は、前後に薄い略直方体形状または箱形状を呈する。装着本体部１１は、例えば金属製であってもよいし、一部または全部が樹脂製又は耐火用の革や布製であってもよい。図１の装着本体部１１は、上下長が左右長よりやや長い略矩形の輪郭を有する。装着ベルト１６は、装着本体部１１の上部から伸び出し着用者６の肩を通り胴体７の前側に至る２本の肩ベルト１６と、装着本体部１１の側部から胴体７の側部を通り胴体７の前側に至る２本の体側部ベルト１６と、を含む。肩ベルト１６と体側部ベルト１６とは胴体７の前側で相互に連結されることによって、第１装着具１０は、胴体７の後側（背中）に固定的に支持される。
尚、肩ベルト１６と体側部ベルト１６とは相互に連結されていなくとも、リュックの様に肩ベルト１６が肩回りを周回しかつ腹部を覆うベルトの様にしてもよく、その他着用者６にしっかり固定されるのであればその他の形態も考えられる。

（第１連結アーム）
本実施形態の第１連結アーム１４は、装着本体部１１の横方向側部から左右両側に延出するアーム状またはレバー状の部材である。図４の第１連結アーム１４は、装着本体部１１から略左右方向に延び、第１連結アーム１４の中央近傍で徐々に前方に湾曲し、ブレーキ機構４０に向かって略前方向に延びている。第１連結アーム１４は、アルミニウム合金などの軽金属またはその他の金属製または、樹脂やカーボンファイバーであってもよい。第１連結アーム１４は、連結部１２を介して装着本体部１１に連結されている。連結部１２は支点を有し、第１連結アーム１４は、連結部１２の支点の回動軸線ｄ２を中心に装着本体部１１に対して回動可能に設けられている。回動軸線ｄ２は、略上下方向に伸びる回転軸線であり、第１連結アーム１４は、回動軸線ｄ２に直交する面（略水平面）に沿って旋回することができる。

本実施形態の連結部１２は、装着本体部１１の後面側に設けられており、第１連結アーム１４の基端側に設けられた貫通孔（不図示）と、この貫通孔を上下に挿通するピン部材（不図示）と、を含んで構成されている。ピン部材は、回動軸線ｄ２に沿って延在し、貫通孔内に回転可能に収容されており、支点として機能する。

第１連結アーム１４の延伸端側に、後述するブレーキ機構４０が固定的に支持される。本実施形態の第１連結アーム１４は、後述するブレーキ機構４０のケーシング５０を支持するブラケットとして機能する。第１連結アーム１４の延伸端側にはブレーキ機構４０を介して第２連結アーム３０が支持される。

（第２装着具）
第２装着具２０は、上肢８に装着される腕装着部材３７と、回転部材４１から延び出して回転部材４１と腕装着部材３７とを連結する連結アームと、を有する。本実施形態では、連結アームとして第２連結アーム３０を例示している。回転部材４１は、ブレーキ機構４０に含まれる。

（ブレーキ機構）
ブレーキ機構４０は、第１連結アーム１４に対する第２連結アーム３０の回転を制御するためのものである。つまり、本実施形態では回転制御機構としてブレーキ機構４０を例示している。ブレーキ機構４０は、ケーシング５０と、ケーシング５０に対して回転可能に設けられる回転部材４１とを含む。この例のケーシング５０は、箱形状の筐体であり、この例の回転部材４１は、出力軸とも称されるスピンドルである。ケーシング５０には第１連結アーム１４が結合され、回転部材４１には、第２連結アーム３０が結合される。本実施形態では、回転部材４１の回転軸線（以下、「アシスト軸線ｄ１」という）は、略水平方向に伸びており、第２連結アーム３０はアシスト軸線ｄ１に直交する面（略鉛直面）に沿って回動することができる。つまり、本実施形態では回転軸線としてアシスト軸線ｄ１を例示している。

ブレーキ機構４０は、駆動機構７０から供給される駆動流体の圧力をオン・オフ制御することにより、回転部材４１の回転を制御することができる。ブレーキ機構４０の構成は特に限定されないが、本実施形態のブレーキ機構４０は、回転部材４１と一体に回転するディスク（不図示）と、駆動流体の圧力によりディスクに押付けられるピストン（不図示）とを含むディスクブレーキである。

駆動流体の圧力がオンになると、ピストンはディスクに押付けられ、ディスクおよび回転部材４１は、その自由な回転が規制される拘束状態になる。駆動流体の圧力がオフになると、ピストンはディスクから離れ、ディスクおよび回転部材４１は、その自由な回転が許容される非拘束状態になる。つまり、ブレーキ機構４０は、駆動流体の圧力を制御することにより、回転部材４１の回転を拘束状態と非拘束状態とに制御することができる。ブレーキ機構４０は、非拘束状態において、上肢８の運動に追従して第２連結アーム３０の回転を許容する。ブレーキ機構４０は、拘束状態において、第２連結アーム３０のアシスト軸線ｄ１周りの回転を拘束し、上肢８の重量による荷重を受止め、上肢８の位置を下から支持する筋力補助力（アシスト力ということがある）を発生する。

本実施形態のブレーキ機構４０は、ワンウエイクラッチ（不図示）を備えており、拘束状態でも上肢８が上昇する方向への回転部材４１および第２連結アーム３０の回転を許容する。ワンウエイクラッチは、ブレーキ機構４０が拘束状態でも、一方向のみの回転を許容する機構であり、この例では、腕を上げる方向の回転を許容し腕を下げる方向の回転を規制するように構成されている。ワンウエイクラッチを備えることにより、着用者６は、拘束状態で作業しやすい位置まで腕を徐々に上昇させ、その位置で腕を固定することができる。

駆動機構７０は、加圧された駆動流体を蓄えるタンク７０ｔと、タンク７０ｔの駆動流体の圧力を調整する減圧弁７０ｑと、駆動流体のブレーキ機構４０への流体の出／止を制御するバルブ機構７０ｐと、バルブ機構７０ｐを制御する制御部７０ｒと、バルブ機構７０ｐからブレーキ機構４０に駆動流体を供給するゴムチューブなどの流路部材７０ｓと、リモコン７０ｃと、を含む。駆動流体は、水、油等の液体であってもよいし、空気、窒素、不活性ガス等の気体であってもよい。リモコン７０ｃは、筋力補助装置１００の着用者６からの操作に基づき、制御部７０ｒへの入力を行い、制御部７０ｒはバルブ機構７０ｐを制御することにより、ブレーキ機構４０への駆動流体の供給および供給停止を制御する。本実施形態の駆動機構７０は、装着本体部１１内に設けられている。このように構成された、ブレーキ機構４０および駆動機構７０は、上肢８の筋力を補助するアシスト機構を構成している。駆動機構７０は、駆動流体を加圧するコンプレッサ（ポンプ）を有してもよい。尚、図４ではリモコン７０ｃと駆動機構７０とはワイヤを介して接続される例を示しているが、リモコン７０ｃと駆動機構７０とは無線で接続されてもよい。また、図４に示す制御部７０ｒはリモコン７０ｃと一体になっているが、これらは別体であっても構わない。

（第２連結アーム）
次に、第２連結アーム３０は、ブレーキ機構４０の回転部材４１に接続されている。
第２連結アーム３０は、回転部材４１の回転にともなって、回転部材４１のアシスト軸線ｄ１を中心として回転する。図１に示すように、第２連結アーム３０は、回転部材４１と、上肢８に取り付けられる腕装着部材３７とを連結する。第２連結アーム３０は、回転部材４１からアシスト軸線ｄ１と非平行な方向に延び出している。第２連結アーム３０には、回転部材４１から筋力補助力が入力される。腕装着部材３７は、第２連結アーム３０と共に第１連結アーム１４に対して回転する。

第２連結アーム３０は、回転部材４１から腕装着部材３７に向かって延びる１または複数の部材を有する。本実施形態の第２連結アーム３０は、回転部材４１の側から腕装着部材３７の側へ順に、それぞれアーム状またはレバー状の基部材３２と、第２部材３４と、第３部材３６とを有する。基部材３２、第２部材３４および第３部材３６は、アルミニウム合金などの軽金属またはその他の金属製であってもよい。基部材３２、第２部材３４および第３部材３６は、一部または全部が樹脂製であってもよい。

本実施形態の基部材３２は、回転部材４１に固定され、回転部材４１からアシスト軸線ｄ１と非平行な方向に延び出している。基部材３２は、回転部材４１と別々に形成され連結されてもよいし、基部材３２の一部または全部が回転部材４１と一体的に形成されてもよい。基部材３２は、回転部材４１と同期して、アシスト軸線ｄ１を中心として回転する。

本実施形態の第２部材３４は、アーム回転軸線ｄ３を中心として基部材３２と相対回転可能に、基部材３２に接続されている。第３部材３６は、中間回転軸線ｄ４を中心として第２部材３４と相対回転可能に、第２部材３４に接続されている。第３部材３６は、装着体回転軸線ｄ５を中心として腕装着部材３７の装着体３８と相対回転可能に、後述する腕装着部材３７の装着体３８のボス３８ａに接続される。腕装着部材３７は、第２連結アーム３０に対して相対回転可能に接続される。アーム回転軸線ｄ３と、中間回転軸線ｄ４と、装着体回転軸線ｄ５とはそれぞれ略平行に配置されてもよい。

（腕装着部材）
腕装着部材３７は、着用者６の上肢８に取り付けられ、ブレーキ機構４０から供給される力を上肢８に伝達するためのものである。本実施形態の腕装着部材３７は、ブレーキ機構４０が上肢８の持ち上げを補助する際に、上肢８の腕装着部材３７に対する下方又は後方への相対移動を規制するように構成されている。腕装着部材３７の構成は特に限定されないが、本実施形態の腕装着部材３７は、上肢８が挿入される筒状部を形成する装着体３８と、補助ベルト３９とを有する。

腕装着部材３７は、上肢８の上腕８ａに対する前腕８ｂの角度（以下、「肘の角度」という）を所定の角度に制限するように構成される。着用者６の作業内容によっては、肘の角度を制限する方が腕全体の負荷が軽減されるからである。したがって、保持すべき肘の角度は、作業内容によって異なり、一例として３０°〜１８０°の範囲で所望の角度に設定されてもよい。なお、肘の角度が１８０°とは、前腕８ｂと上腕８ａとが直線状に配置された状態を意味する。保持すべき肘の角度は、作業内容に応じて実験やシミュレーションなどによって設定することができる。本実施形態では、肘の角度は略９０°に保持するように設定されている。

（装着体）
肘の角度を保持する手段に制限はないが、本実施形態では、肘の角度を装着体３８の形状で保持している。本実施形態の装着体３８は、少なくとも前腕８ｂの一部を覆う前腕装着部３８ｍと、少なくとも上腕８ａの一部を覆う上腕装着部３８ｎと、を有している。上腕装着部３８ｎおよび前腕装着部３８ｍは、それぞれ、上腕８ａおよび前腕８ｂの外周面に沿う部分円筒形状を有している。上腕装着部３８ｎに対する前腕装着部３８ｍの角度は、肘の角度が所望の角度になるように設定されている。前腕装着部３８ｍの内周面の延在方向は、上腕装着部３８ｎの内周面の延在方向と略９０°の角度で交差している。

図１の装着体３８では、上腕装着部３８ｎと前腕装着部３８ｍとは、接続部３８ｋによって連結されている。接続部３８ｋは、肘の外面の少なくとも一部を覆い、上腕８ａ側から前腕８ｂ側にかけて湾曲する形状を有している。このような湾曲形状を有することにより、図１の装着体３８は、肘部分の伸展角度または屈曲角度を固定し、肘先の動作を制限することができる。図１の装着体３８は、肘部の外向き旋回（以下、「外旋」という）および肘部の内向き旋回（以下、「内旋」という）に対応してこれらの旋回を一定の範囲で保持・規制し、腕装着部材３７の腕を保持の効率化を図っている。

本実施形態では、上腕装着部３８ｎと接続部３８ｋと前腕装着部３８ｍとは、一体的に形成されている。装着体３８は、様々な素材で形成することができるが、本実施形態の装着体３８は、所定の剛性を有する樹脂を成形して形成されている。この所定の剛性は、装着体３８の自重によっては殆ど変形せず部分円筒形状を維持可能な程度の剛性であってもよい。

前腕装着部３８ｍを、上腕装着部３８ｎ（アームホルダと称されることがある）と接続または一体化することにより、ブレーキ機構４０からの一連構造体となるので、前腕装着部３８ｍは、前腕８ｂを確りと保持または固定することができる。なお、前腕装着部３８ｍを有しない装着体（＝上腕装着部３８ｎ）を、前腕装着部３８ｍを有する装着体３８に交換することにより、上述の機能を付加することができる。

また、図１に示すように、前腕装着部３８ｍに前腕補助ベルト３９ｍを付与し、この前腕補助ベルト３９ｍを前腕８ｂに巻き付けて前腕装着部３８ｍを前腕８ｂに締め付けることにより、これらの固定効率を高め、腕の伸展と同時に屈曲方向への規制を行うことができる。なお、前腕補助ベルト３９ｍを用いることは必須ではなく、例えば、保持すべき肘の角度が鈍角であり伸展方向のみを支持する場合などでは、前腕補助ベルト３９ｍを使用しなくてもよい。なお、本実施形態の前腕装着部３８ｍは、図１のＡ−Ａ線断面に示すように、略１／２部分円筒体形状を有している。

装着体３８の外面には、第２連結アーム３０に接続されるためのボス３８ａが設けられている。本実施形態では、ボス３８ａは、上腕装着部３８ｎに設けられている。装着体３８は、ボス３８ａを介して、第３部材３６に接続される。

（補助ベルト）
図１の上腕装着部３８ｎは、前方に伸ばした状態の上腕８ａに下方から対面するように構成されている。補助ベルト３９は、上腕装着部３８ｎに設けられている。補助ベルト３９は、例えば、柔軟性を有する帯状の部材を含む。図１の補助ベルト３９は、前方に伸ばした状態の上腕８ａに主として上方から対面するように構成されている。補助ベルト３９は、その長さを調整可能に構成されている。補助ベルト３９の長さを調節することにより、腕装着部材３７が上腕８ａを安定して保持することが可能となる。

（動作）
図１を参照して筋力補助装置１００の動作を説明する。まず、筋力補助装置１００を着用者６が着用する。具体的には、装着本体部１１を胴体７の後面（背中）に背負い、装着ベルト１６を用いて、装着本体部１１を胴体７に装着する。また、腕装着部材３７の装着体３８及び補助ベルト３９を用いて、腕装着部材３７を上肢８に装着する。この状態で着用者６が、上肢８を屈伸または伸展運動させると、上肢８に取り付けられた腕装着部材３７および第２連結アーム３０は、アシスト軸線ｄ１を中心として、胴体７側の第１連結アーム１４に対して相対回転する。上述したように、アシスト軸線ｄ１回りの運動に対しては、ブレーキ機構４０による回転制御により、拘束状態と非拘束状態とを切り換えることができる。

本実施形態では、着用者６が操作可能なリモコン７０ｃ（図４も参照）により拘束状態と非拘束状態とを切り換えることができる。着用者６は、拘束状態においてワンウエイクラッチにより上肢８を作業用の位置に持上げ、その位置で作業を行う。このとき、ブレーキ機構４０は、筋力補助力を発生し上肢８の位置を下から支持する。着用者６は、リモコンで非拘束状態に切り換えることで、上肢８の位置を下げることができる。このように、拘束状態と非拘束状態とを切り換えて筋力補助力を受けながら作業することにより、着用者６は腕の筋肉の負担を軽減することができる。

また、着用者６が、上肢８を旋回運動させると、上肢８に取り付けられた腕装着部材３７、第２連結アーム３０および第１連結アーム１４は、回動軸線ｄ２を中心として、胴体７に装着された装着本体部１１に対して相対回転する。回動軸線ｄ２回りの運動は規制されていないので、着用者６は、装着本体部１１に対する第１連結アーム１４の可動範囲内において、上肢８を回動軸線ｄ２回りに旋回させることができる。

［第２実施形態］
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る筋力補助装置２００の構成を説明する。図５は、第２実施形態に係る筋力補助装置２００の腕装着部材３７の周辺を示す正面図である。第２実施形態の筋力補助装置２００は、第１実施形態に対して、装着体３８の構成が異なる点で相違し、他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省略し、主に相違点を説明する。

本実施形態の装着体３８は、前腕８ｂの外旋を規制しつつ、内旋を許容する形状を有する。図５において、実線で示す前腕８ｂは、略上下に延びた状態を示しており、破線で示す前腕８ｂは、内旋して横向きに延びた状態を示している。この例では、上腕装着部３８ｎと接続部３８ｋと前腕装着部３８ｍのうち、前腕８ｂが内旋する際に前腕８ｂと干渉する部分を削除している。特に、図５の装着体３８では、接続部３８ｋと前腕装着部３８ｍの前腕８ｂの内側に対応する部分を削除している。一例として、前腕装着部３８ｍは、図５のＢ−Ｂ線断面に示すように、略１／４部分円筒体形状を有している。

このように構成されたことにより、着用者６は、内旋方向に前腕８ｂを倒すことができる。なお、この例では、腕の伸展・屈曲を制限して内旋を許容する例を示したが、装着体３８は、腕の内旋・外旋を規制し、腕の伸展・屈曲を許容するように構成されてもよい。また、装着体３８は、腕の伸展・屈曲を規制し、腕の内旋・外旋を許容するように構成されてもよい。

このように構成された第２実施形態は、第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。加えて、第２実施形態は、前腕８ｂの内旋が許容されるので、内旋を要する作業に対しても使用することができる。

［第３実施形態］
次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態に係る筋力補助装置３００の構成を説明する。図６は、第３実施形態に係る筋力補助装置３００を着用者６とともに示す側面図であり、図１に対応する。なお、この図では、前腕補助ベルト３９ｍなど説明に重要でない要素の記載を省いている。第３実施形態の筋力補助装置３００は、第１実施形態に対して、第２連結アーム３０に接続されるためのボス３８ａの位置が異なる点で相違し、他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省略し、主に相違点を説明する。

第３実施形態のボス３８ａは、装着体３８の肘を覆う部分の近傍に設けられる。図６のボス３８ａは、肘の外面の少なくとも一部を覆う接続部３８ｋに設けられている。つまり、第３実施形態の装着体３８は、接続部３８ｋに設けられたボス３８ａを介して、第３部材３６に接続され、第２連結アーム３０に支持される。

このように構成された第３実施形態は、第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。加えて、第３実施形態は、第１実施形態に比べて前腕８ｂに近い部分が、第２連結アーム３０に支持されるので、前腕８ｂの位置を一層しっかりと保持することができる。

［第４実施形態］
次に、図７を参照して、本発明の第４実施形態に係る筋力補助装置４００の構成を説明する。図７は、第４実施形態に係る筋力補助装置４００を着用者６とともに示す側面図であり、図１に対応する。なお、この図では、前腕補助ベルト３９ｍなど説明に重要でない要素の記載を省いている。第４実施形態の筋力補助装置４００は、第１実施形態に対して、第２連結アーム３０に接続されるためのボス３８ａの位置が異なる点で相違し、他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省略し、主に相違点を説明する。

第４実施形態のボス３８ａは、装着体３８の前腕８ｂを覆う部分の近傍に設けられる。図７のボス３８ａは、前腕８ｂの外面の少なくとも一部を覆う前腕装着部３８ｍに設けられている。つまり、第４実施形態の装着体３８は、前腕装着部３８ｍに設けられたボス３８ａを介して、第３部材３６に接続され、第２連結アーム３０に支持される。

このように構成された第４実施形態は、第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。加えて、第４実施形態は、前腕８ｂが第２連結アーム３０に支持されるので、前腕８ｂの位置をより一層しっかりと保持することができる。

［第５実施形態］
次に、図８を参照して、本発明の第５実施形態に係る筋力補助装置５００の構成を説明する。図８は、第５実施形態に係る筋力補助装置５００の腕装着部材３７を示す斜視図である。第５実施形態の筋力補助装置５００は、第４実施形態に対して、腕装着部材３７の構成が異なる点で相違し、他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省略し、主に相違点を説明する。

図８のボス３８ａは、第４実施形態と同様に、前腕装着部３８ｍに設けられている。第５実施形態では、上腕装着部３８ｎと前腕装着部３８ｍとが別々に形成され、これらは連結部材３８ｊによって連結されており、接続部３８ｋは設けられていない。連結部材３８ｊは、前腕装着部３８ｍから延び出して上腕装着部３８ｎに接続されている。前腕装着部３８ｍおよび上腕装着部３８ｎは、所定の剛性を有する樹脂で形成され、略１／２部分円筒体形状を有する。

また、第４実施形態では上腕装着部３８ｎに設けられていた補助ベルト３９が、第５実施形態では前腕装着部３８ｍに設けられている。補助ベルト３９は、前腕装着部３８ｍと前腕８ｂが挿入される筒状部を構成する。着用者は、前腕装着部３８ｍと補助ベルト３９との間に前腕８ｂを通し、補助ベルト３９の長さを調節することにより、前腕装着部３８ｍを前腕８ｂに確りと装着することができる。上腕装着部３８ｎには、可撓性を有する上腕補助ベルト３８ｓが設けられている。上腕補助ベルト３８ｓは、上腕装着部３８ｎと上腕８ａが挿入される筒状部を構成する。着用者は、上腕装着部３８ｎと上腕補助ベルト３８ｓとの間に上腕８ａを通し、上腕補助ベルト３８ｓを巻き付けることにより、上腕装着部３８ｎを上腕８ａに装着することができる。

このように構成された第５実施形態は、第４実施形態と同様の作用・効果を奏する。加えて、第５実施形態は、上腕装着部３８ｎが前腕装着部３８ｍを介して間接的に第２連結アームに支持されるので、上腕装着部３８ｎの拘束感を緩和することができる。

［第６実施形態］
次に、図９を参照して、本発明の第６実施形態に係る筋力補助装置６００の構成を説明する。図９は、第６実施形態に係る筋力補助装置６００の腕装着部材３７を示す斜視図である。第６実施形態の筋力補助装置６００は、第５実施形態に対して、腕装着部材３７の構成が異なる点で相違し、他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省略し、主に相違点を説明する。

第６実施形態では、上腕装着部３８ｎの代わりに上腕包囲ベルト３８ｑが設けられ、接続部３８ｋの代わりに接続ベルト３８ｐが設けられている。上腕包囲ベルト３８ｑおよび接続ベルト３８ｐは、可撓性を有する帯状の部材である。上腕包囲ベルト３８ｑは、上腕８ａを包囲する筒状部を形成し、着用者は、上腕包囲ベルト３８ｑの筒状部に上腕８ａを通し、上腕包囲ベルト３８ｑの筒状部の長さを調整することにより、上腕包囲ベルト３８ｑを上腕８ａに装着することができる。接続ベルト３８ｐの基端側は前腕装着部３８ｍの端部に連結されており、接続ベルト３８ｐの延伸端側は上腕包囲ベルト３８ｑに接続されている。

このように構成された第６実施形態は、第５実施形態と同様の作用・効果を奏する。加えて、第６実施形態は、上腕包囲ベルト３８ｑおよび接続ベルト３８ｐが可撓性を有するので、上腕装着部３８ｎの拘束感を一層緩和することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

［変形例］
以下、変形例について説明する。変形例の説明では、実施の形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施の形態と重複する説明を適宜省略し、実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。

実施形態では、上腕装着部３８ｎと接続部３８ｋと前腕装着部３８ｍとが一体的に形成される例を示したが、上腕装着部３８ｎと接続部３８ｋと前腕装着部３８ｍとは、別々に形成されて接続されてもよい。

複数種類の作業に用いる場合には、ある作業では前腕装着部３８ｍと上腕装着部３８ｎを両方備えることが好ましいが、別の作業では、前腕装着部３８ｍと上腕装着部３８ｎの一方を外したいときがある。このため、前腕装着部３８ｍおよび上腕装着部３８ｎは、その一方が他方に対して脱着自在なアタッチメントとして構成されてもよい。例えば、前腕装着部３８ｍと上腕装着部３８ｎの一方に脱着機構を設け、他方は脱着機構によって連結されるアタッチメントとして構成されてもよい。この脱着機構は、工具を用いてアタッチメントを脱着するものであってもよいし、工具なしでもアタッチメントを脱着可能なものであってもよい。この場合、作業に応じて前腕装着部３８ｍおよび上腕装着部３８ｎの一方を外すことができる。例えば、前腕装着部３８ｍを上腕装着部３８ｎから脱着可能に構成してもよい。

また、作業の種類に応じて、前腕装着部３８ｍと上腕装着部３８ｎの一方を別形状のものに交換したいときがある。この場合、一方を交換することにより肘の角度を変更することができる。例えば、それぞれ異なる肘角度に対応する複数のアタッチメントを用意して、作業の種類に応じて、所望の肘の角度に対応するアタッチメントに交換してもよい。

また、作業の種類に応じて、装着体３８を別構成のものに交換したいときがある。この場合、装着体３８を交換することにより肘の角度や腕の可動範囲などの動作特性を変更することができる。例えば、それぞれ異なる動作特性に対応する複数の装着体を用意して、作業の種類に応じて、所望の動作特性に対応する装着体に交換してもよい。この場合、装着体は交換自在なアタッチメントとして構成されてもよい。また、複数種類の腕装着部材３７を用意してこれを交換自在なアタッチメントとしてもよいし、複数種類の腕装着部材３７に第２連結アーム３０の一部または全部の構成を取り付けたものを用意してこれを交換自在なアタッチメントとしてもよい。

実施形態では、上腕装着部３８ｎに対する前腕装着部３８ｍの角度が一定である例を示したが、この角度は可変に構成されてもよい。例えば、別々に形成された上腕装着部３８ｎと前腕装着部３８ｍとを角度可変の連結機構により連結し、この連結機構を、肘の角度を変更可能な非ロック状態と、肘の角度を固定するロック状態と、を切り替え可能に構成してもよい。この場合、作業の種類に応じて、肘の角度を変更して対応することができる。

実施形態では、上腕装着部３８ｎと前腕装着部３８ｍとが剛性を有する接続部３８ｋによって連結される例を示したが、接続部３８ｋが剛性を有することは必須ではない。上腕装着部３８ｎと前腕装着部３８ｍとは弾性体によって連結されてもよい。このように構成することにより、弾性体の張力や反発力を利用して、上腕装着部３８ｎに対する前腕装着部３８ｍの位置や角度を可動にすることができる。この場合、装着体３８の拘束感を緩和することができる。

実施形態では、第２連結アーム３０が、基部材３２と第２部材３４と第３部材３６の３つの部材がそれぞれ回動支点を介して連結されて構成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２連結アーム３０は、１、２または４以上の部材が、それぞれ回動支点を介して連結される構成であってもよい。

実施形態では、装着本体部１１が略直方体形状または箱形状の部材である例を示したが、装着本体部１１は、例えば板状の部材であってもよい。

実施形態では、ブレーキ機構４０への駆動流体の供給および供給停止が、着用者６からの操作に基づきリモコン７０ｃにより制御される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ブレーキ機構４０への駆動流体の供給および供給停止は、筋力補助装置１００に取り付けられたセンサの検知結果に基づいて制御されてもよい。

実施形態では、ブレーキ機構４０にワンウエイクラッチを備える例を示したが、本発明はこれに限定されない。ワンウエイクラッチを備えることは必須ではなく、ワンウエイクラッチを備えなくてもよい。この場合、ブレーキ機構４０を非拘束状態に切り替えて上肢８を上昇させることができる。

これらの各変形例は実施形態と同様の作用・効果を奏する。

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる各実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１０・・第１装着具、 １１・・装着本体部、 １２・・連結部、 １４・・第１連結アーム、 １６・・装着ベルト、 ２０・・第２装着具、 ３０・・第２連結アーム、 ３７・・腕装着部材、 ３８・・装着体、 ３８ｍ・・前腕装着部、 ３８ｎ・・上腕装着部、 ３９・・補助ベルト、 ４０・・ブレーキ機構、 ４１・・回転部材、 ７０・・駆動機構、 １００、２００、３００、４００、５００、６００・・筋力補助装置。

Claims (5)

1. 着用者の胴体に取り付けられる第１装着具と、
   前記着用者の上肢に取り付けられる第２装着具と、
   前記第１装着具に対して回転軸線を中心として回転制御可能に支持され且つ前記第２装着具に接続された回転部材と、を備え、
   前記第２装着具は、前記上肢に装着される腕装着部材と、
   前記回転部材から延び出して前記回転部材と前記腕装着部材とを連結する連結アーム部と、を有し、
   前記腕装着部材は、前記連結アーム部に対して回転可能に接続されることを特徴とする筋力補助装置。
2. 前記腕装着部材は、少なくとも前腕の一部を覆う前腕装着部と、少なくとも上腕の一部を覆う上腕装着部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。
3. 前記前腕装着部および前記上腕装着部は、その一方が他方に対して脱着自在に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の筋力補助装置。
4. 前記腕装着部材は、前記上腕装着部に対する前記前腕装着部の角度を変更可能に構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の筋力補助装置。
5. 前記腕装着部材は、脱着自在に構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の筋力補助装置。

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