JP2020059092A - 動作補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】腰や上体を左右にひねる動作を含む場合においても、上体の動きに追従しつつ、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することができる。【解決手段】索状体は、多関節構造体に沿ってそれぞれ設けられており、一方の端が多関節構造体の一方の端近傍に設けられ、他方の端は弾性部材に設けられている。使用者が前屈姿勢になると、一対の多関節構造体が背中に沿って屈曲し、多関節構造体が屈曲することで索状体に引っ張られて弾性部材が変形し、その復元力により多関節構造体を伸展させる。また、一対の多関節構造体は、略平行かつ離間して設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、動作補助装置に関する。

特許文献１には、腰に巻くベルトの一部が伸縮し、ベルトと脊椎補助部とを滑車を介してワイヤーで接続されてなる腰痛防止装着具が開示されている。この腰痛防止装着具は、使用者が前に屈んだ際にベルトが締まり、腹部に力を入れることによりワイヤーが引かれ、脊椎補助部が真っ直ぐになるように働く。

特開２００４−３５８１９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の腰痛防止装着具においては、腹圧を利用して脊椎の動作を補助するため、使用者は多かれ少なかれ腹部を意識して使用することになり、作業の妨げになる。また、重量物を持ち上げる動作と腹圧の発生は直接関連のある事象ではないため、十分な動作補助効果を得られないおそれがある。さらに、特許文献１に記載の腰痛防止装着具では、脊椎補助部及びワイヤーが使用者の背中略中央に１個ずつであるため、腰や上体を左右にひねる動作を含むときに、上体の動きに追従して上体を起こす動作を補助することはできない。

本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、腰や上体を左右にひねる動作を含む場合においても、上体の動きに追従しつつ、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することが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に、本発明に係る動作補助装置は、例えば、使用者の腰部に固定可能な腰部固定部材と、前記使用者の右肩及び左肩にそれぞれ固定可能な一対の肩部固定部材と、複数の関節体が揺動可能に連結されて屈曲可能に構成された帯状の一対の多関節構造体であって、一方の端が一対の前記肩部固定部材にそれぞれ設けられ、他方の端が前記腰部固定部材に設けられた一対の多関節構造体と、前記一対の多関節構造体に沿ってそれぞれ設けられた一対の索状体と、前記一対の索状体にそれぞれ設けられた一対の弾性部材と、を備え、前記一対の多関節構造体は、略平行かつ離間して設けられ、前記索状体は、一方の端が前記多関節構造体の一方の端近傍に設けられ、他方の端は前記弾性部材に設けられ、前記弾性部材は、前記多関節構造体が屈曲することで前記索状体に引っ張られて変形し、その復元力により前記多関節構造体を伸展させることを特徴とする。

本発明に係る動作補助装置によれば、索状体は、多関節構造体に沿ってそれぞれ設けられており、一方の端が多関節構造体の一方の端近傍に設けられ、他方の端は弾性部材に設けられている。使用者が前屈姿勢になると、一対の多関節構造体が背中に沿って屈曲し、多関節構造体が屈曲することで索状体に引っ張られて弾性部材が変形し、その復元力により多関節構造体を伸展させる。これにより、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することができる。また、略平行かつ離間して設けられた一対の多関節構造体を有するため、背骨の左側と右側とで多関節構造体の屈曲を異ならせることができ、腰や上体を左右にひねる動作を含む場合においても、上体の動きに追従しつつ、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することができる。

ここで、前記多関節構造体は、隣接する前記関節体を揺動可能に連結する連結軸と、前記索状体を案内する複数のガイドと、を有し、前記連結軸は、前記腰部固定部材及び前記肩部固定部材を前記使用者に固定した装着状態において前記使用者に近い内側に設けられ、前記ガイドは、前記装着状態において前記使用者から遠い外側に設けられ、前記関節体の連結方向両端部近傍には、それぞれ前記ガイドが設けられていてもよい。このように、ガイドと連結軸が関節体上において離れた位置に配置されるため、関節体が連結軸で回転すると、互いに異なる関節体に設けられる隣接するガイドが大きく離間する。したがって、より効率よく関節体の回転を索状体の張力に変換することができ、結果として腰の伸展動作をより効果的に補助することができる。

ここで、前記多関節構造体は、互いに連結される３個以上の前記関節体を有し、前記関節体の少なくとも２個は、連結方向の長さが異なっていてもよい。これにより、前屈時に多く屈曲する位置に対応して関節体の連結部分が配置されるよう調整することができ、腰の伸展動作をより効果的に補助することができる。

ここで、前記使用者の下肢それぞれに固定可能な１対の下肢固定部材と、前記関節体が複数連結されて帯状に構成され、隣接する前記関節体の接続部で変形することで屈曲可能な一対の下肢用多関節構造体であって、一方の端が一対の前記下肢固定部材にそれぞれ設けられ、他方の端が前記腰部固定部材に設けられた一対の下肢用多関節構造体と、前記一対の下肢用多関節構造体に沿ってそれぞれ設けられた一対の下肢用索状体と、前記一対の下肢用索状体にそれぞれ設けられた一対の下肢用弾性部材と、を備え、前記一対の下肢用多関節構造体は、略平行かつ離間して設けられ、前記下肢用索状体は、一方の端が前記多関節構造体の一方の端近傍に設けられ、他方の端は前記下肢用弾性部材に設けられ、前記下肢用弾性部材は、前記多関節構造体が屈曲することで前記下肢用索状体に引っ張られて変形し、その復元力により前記下肢用多関節構造体を伸展させてもよい。これにより、下肢についても伸展動作を補助することができる。

本発明によれば、腰や上体を左右にひねる動作を含む場合においても、上体の動きに追従しつつ、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することができる。

第１の実施形態に係る動作補助装置１の概略を示す背面斜視図である。 多関節構造体１４近傍を拡大して表示した背面斜視図である。 動作補助装置１の腰部固定部材２近傍を拡大して表示した背面斜視図である。 動作補助装置１の要部を示す背面斜視図であり、多関節構造体１４及び弾性体収容部１６の内部を示した図である。 動作補助装置１の要部を示す背面図であって、多関節構造体１４及び弾性体収容部１６の内部を示した図である。 多関節構造体１４の右側面図であって、要部を透視した図である。 使用者が前屈している状態の動作補助装置１の様子を示す背面斜視図である。 第２の実施形態に係る動作補助装置１Ａの概略を示す背面斜視図である。 第３の実施形態に係る動作補助装置１Ｂの概略を示す背面斜視図である。 第４の実施形態に係る動作補助装置１Ｃの概略を示す背面斜視図である。 第５の実施形態に係る動作補助装置１Ｄの概略を示す背面斜視図である。 第６の実施形態に係る動作補助装置１Ｅの概略を示す背面斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る動作補助装置は、索状体を用いて使用者の腰を伸ばす動作を補助するものである。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明にかかる動作補助装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、第１の実施形態に係る動作補助装置１の概略を示す背面斜視図である。図１では、使用者が紙面奥側を向いたときの動作補助装置１の様子を示す。説明のため、上下左右の方向は、使用者から見たときの方向を基準とする。以下、使用者の後から前に向かう方向を＋Ｙ方向とし、使用者の左から右に向かう方向を＋Ｘ方向とし、使用者の下から上に向かう方向を＋Ｚ方向とする。

動作補助装置１は、主として、腰部固定部材２と、１対の肩部固定部材１３、２３と、１対の多関節構造体１４、２４と、索状体１５、２５（図６参照）と、連結部材３０と、１対の弾性体収容部１６、２６と、を備える。動作補助装置１は、Ｘ方向においてＺ軸に略対称である。

腰部固定部材２は、使用者の腰部外周に巻きつけられて固定可能な帯状の部材である。腰部固定部材２の内周には、緩衝材２ａが配置されていて、装着時に使用者の腰にかかる締め付けの負担を軽減する。装着状態において使用者の正面側には、腰部固定部材２の内周長を調節可能な調節部２ｂが設けられている。調節部２ｂは、例えばＺ軸方向に対をなす小孔が長さ方向に沿って複数設けられ、小孔が腰部固定部材２に設けられる適宜の突起と嵌合可能に構成されていて、いずれの小孔を嵌合させるかによって腰部固定部材２の内周長を変更することができる。

１対の肩部固定部材１３、２３は、それぞれ、使用者の右肩及び左肩に掛けられて固定可能な帯状の部材である。肩部固定部材１３、２３の一端は、上下に伸びる多関節構造体１４、２４それぞれの上端（ここでは、上端固定部１４１ａ、２４１ａ）に連結されている。肩部固定部材１３、２３の他端は、多関節構造体１４、２４の、外側を向く側面に設けられる側端固定部１４４ｅ及び側端固定部２４４ｃ（図６参照）に略左右対称になるように連結されている。肩部固定部材１３、２３には、内周長を調節可能な調節部（図示せず）が設けられている。

腰部固定部材２及び肩部固定部材１３、２３を使用者に固定した装着状態において、肩部固定部材１３、２３は、多関節構造体１４、２４の上端から使用者の背中に沿って延設され、肩の上部を経て腕の下方を通り、脇腹に沿って多関節構造体１４、２４の側面に至る。肩部固定部材１３、２３の、使用者の正面側には、肩部固定部材１３、２３が使用者の胸に食い込むのを防ぐため、長さ方向に沿って適宜の緩衝材１３ａ、２３ａが設けられていてもよい。

腰部固定部材２及び肩部固定部材１３、２３により動作補助装置１が装着されると、多関節構造体１４、２４を背中に背負うような状態になり、動作補助装置１の対称軸が使用者の正中線、すなわち背骨に沿う。この装着状態において、１対の多関節構造体１４、２４は、略平行かつ離間して設けられており、使用者の背骨を挟んで左右対称に配置される。索状体１５、２５は、多関節構造体１４、２４に沿ってそれぞれ設けられている。

多関節構造体１４、２４は、装着状態においてＹ軸方向に延びる細長い帯状の部材である。多関節構造体１４、２４は、それぞれ、複数の関節体１４１〜１４６、２４１〜２４６を有する。関節体１４１〜１４６は、直方体であり、略同一形状である。関節体１４１〜１４６、２４１〜２４６は、＋ｙ方向から−ｙ方向に向かって順に直列的に連結されて構成されている。多関節構造体１４、２４は、隣接する関節体１４１〜１４６、２４１〜２４６の接続部で変形することで屈曲可能である。多関節構造体１４、２４は、一方の端が肩部固定部材１３、２３にそれぞれ設けられ、他方の端が腰部固定部材２に設けられている。

多関節構造体１４、２４は、本実施の形態においてはそれぞれ６個の関節体により構成されているが、多関節構造体１４、２４が有する関節体の数はこれに限られない。ただし、前屈時に多関節構造体が背骨に沿って屈曲することができるため、多関節構造体が有する関節体の数を３個以上とするのが好ましい。多関節構造体１４、２４は左右対称であり、略同一の構成であるため、以降の説明では主に多関節構造体１４及びその周辺の構成について詳細に説明する。

図２は、多関節構造体１４近傍を拡大して表示した背面斜視図である。多関節構造体１４は、連結軸５１〜５５を有する。連結軸５１〜５５は、それぞれ、関節体１４１〜１４６のうちの隣接する２つを揺動可能に連結する。連結軸５１〜５５は、Ｘ方向に沿う略丸棒であり、装着状態において使用者に近い内側の面、すなわち＋Ｙ方向を向く面の近傍にそれぞれ保持されている。装着状態において使用者が前屈すると、関節体１４１と関節体１４２とは連結軸５１を軸に揺動し、関節体１４２と関節体１４３とは連結軸５２を軸に揺動し、関節体１４３と関節体１４４とは連結軸５３を軸に揺動し、関節体１４４と関節体１４５とは連結軸５４を軸に揺動し、関節体１４５と関節体１４６とは連結軸５５を軸に揺動する。

多関節構造体１４の上端に位置する関節体１４１には、Ｘ軸方向に延びるスリット状の開口を有する上端固定部１４１ａが上端部に突設されている。上端固定部１４１ａの開口には、肩部固定部材１３の一端が連結されている。

関節体１４４の−Ｘ方向及び＋Ｙ方向の端には、Ｚ軸方向に延びるスリット状の開口を有する側端固定部１４４ｅが突設されている。側端固定部１４４ｅの開口には、肩部固定部材１３の他端が連結されている。

図３は、動作補助装置１の腰部固定部材２近傍を拡大して表示した背面斜視図である。多関節構造体１４の下端に位置する関節体１４６には、＋Ｘ側の側面に連結部１４６ｒが突設され、−Ｘ側の側面に連結部１４６ｌが突設されている。連結部１４６ｒ及び連結部１４６ｌは、略対称形である。連結部１４６ｒ、１４６ｌは、関節体１４６の下端近傍に配置されている。

多関節構造体２４の下端に位置する関節体２４６には、連結部２４６ｒが突設されている。連結部１４６ｒと連結部２４６ｒとの間には、略直方体状の連結部材３０が配置されており、連結部１４６ｒ及び連結部２４６ｒは連結部材３０のＸ方向両側にそれぞれ連結されている。

連結部材３０は、多関節構造体１４、多関節構造体２４、及び腰部固定部材２を連結する部材である。連結部材３０の＋Ｙ方向を向く面は、腰部固定部材２に固定されている。連結部材３０のＸ方向両側には、連結部３０ａ、３０ｂが設けられている。連結部３０ａは、突出部３０１ａ、３０２ａを有し、突出部３０１ａ、３０２ａの間に連結部１４６ｒが挿入される。同様に、連結部３０ｂは、突出部３０１ｂ、３０２ｂを有し、突出部３０１ｂ、３０２ｂの間に連結部２４６ｒが挿入される。

連結部３０ａと連結部１４６ｒ、及び連結部３０ｂと連結部２４６ｒは、Ｚ方向に伸びる連結軸５６により、互いに揺動可能に連結されていてもよい。

連結部１４６ｌは、弾性体収容部１６が有する連結部１６ａと連結されている。連結部１６ａは、突出部１６１ａ、１６２ａを有する。突出部１６１ａ、１６２ａの間に連結部１４６ｌが挿入されることで、連結部１６ａと連結部１４６ｌとが連結される。連結部１６ａと連結部１４６ｌは、Ｚ方向に伸びる連結軸５７により互いに揺動可能に連結されている。

図２の説明に戻る。関節体１４１〜１４６の使用者から遠い外側の面、すなわち−Ｙ側の面には、ガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓが形成されている。ガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓは、スリット状の凹部であって、Ｚ方向に沿って形成されている。関節体１４１〜１４６が連結されている状態において、ガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓはＺ方向に沿って連続する。

索状体１５は、ガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓに沿って設けられている。索状体１５の上端は、関節体１４１が有する固定軸１４１ｔに連結されている。固定軸１４１ｔは、関節体１４１の内部かつ上端近傍にＸ軸方向に渡って配設される略丸棒（図４参照）である。固定軸１４１ｔは、ガイド収容部１４１ｓを横切るように配置されており、ガイド収容部１４１ｓに一部が露出している。索状体１５は、固定軸１４１ｔの当該露出部分に連結されている。つまり、索状体１５の一方の端は、多関節構造体１４の上端近傍に設けられている。

索状体１５と同様、索状体２５は、多関節構造体２４のガイド収容部（符号省略）に設けられている（図１参照）。索状体２５の上端は、関節体２４１が有する固定軸２４１ｔ（図５参照）に連結されることで、多関節構造体２４の上端近傍に設けられている。

図４は、動作補助装置１の要部を示す背面斜視図であり、多関節構造体１４及び弾性体収容部１６の内部を示した図である。図５は、動作補助装置１の要部を示す背面図であって、多関節構造体１４及び弾性体収容部１６の内部を示した図である。関節体１４１〜１４６の内部には、索状体１５を案内する複数のガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂが設けられている。ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂは、ガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓの内部に露出している。ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂは、それぞれ、関節体１４１〜１４６に対して回転可能なプーリであり、軸１４２ｃ〜１４６ｃ、１４１ｄ〜１４６ｄの略中央に設けられている。ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂをプーリとすることで、索状体１５の移動に伴ってガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂが回転するため、索状体１５が移動するときの摩擦による損失を減らすことができる。ただし、ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂは、プーリに限られず、例えば回転しない略円板状や略丸棒状の部材であってもよい。

図６は、多関節構造体１４の右側面図であって、要部を透視した図である。ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂは、装着状態において使用者から遠い外側、すなわち関節体１４１〜１４６の−Ｙ側の面近傍に設けられている。

ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂは、各関節体１４１〜１４６の連結方向両端近傍に設けられている。すなわち、ガイド１４１ｂは関節体１４１の下端近傍に設けられ、ガイド１４２ａ、１４２ｂは関節体１４２の上端近傍及び下端近傍にそれぞれ設けられ、ガイド１４３ａ、１４３ｂは関節体１４３の上端近傍及び下端近傍にそれぞれ設けられ、ガイド１４４ａ、１４４ｂは関節体１４４の上端近傍及び下端近傍にそれぞれ設けられ、ガイド１４５ａ、１４５ｂは関節体１４５の上端近傍及び下端近傍にそれぞれ設けられ、ガイド１４６ａ、１４６ｂは関節体１４６の上端近傍及び下端近傍にそれぞれ設けられている。

連結軸５１〜５５は、多関節構造体１４の使用者に近い内側に配置され、ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂ及び索状体１５が多関節構造体１４の使用者から遠い外側に配置されているため、関節体１４１〜１４６が連結軸５１〜５５を軸に揺動して多関節構造体１４が屈曲すると、隣接するガイド、すなわちガイド１４１ｂとガイド１４２ａ、ガイド１４２ｂとガイド１４３ａ、ガイド１４３ｂとガイド１４４ａ、ガイド１４４ｂとガイド１４５ａ、ガイド１４５ｂとガイド１４６ａとの間隔が離れ、索状体１５が引っ張られる（図７参照）。

図４、５の説明に戻る。関節体１４６の内部には、ガイド１４６ｅが設けられている。ガイド１４６ｅは、Ｙ方向に沿った軸を有する略円板状の部材であり、例えばプーリである。索状体１５は、ガイド１４６ａ、ガイド１４６ｂ及びガイド１４６ｅにこの順に掛けられることにより伸展方向が転換され、下端が弾性体収容部１６の内部に至る。

弾性体収容部１６は、中空の略直方体の部材である。弾性体収容部１６の内部には、弾性部材１６ｂ、１６ｃが設けられている。弾性部材１６ｂ、１６ｃは、例えばコンプレッションスプリングであり、略平行に配設されている。ただし、弾性部材１６ｂ、１６ｃはコンプレッションスプリングに限られず、例えばぜんまいばねやトーションばねであってもよい。

弾性体収容部１６の連結部１６ａと反対側の面は開放されており、当該開放端には圧縮部材１７が設けられている。圧縮部材１７は、弾性体収容部１６の内部を摺動可能である。索状体１５の下端は、連結部１６ａの略中央に設けられる孔１６０を通って弾性体収容部１６の内部に挿入され、圧縮部材１７に連結されている。つまり、索状体１５の一端は、圧縮部材１７を介して弾性部材１６ｂ、１６ｃに連結されている。

弾性部材１６ｂ、１６ｃは、一端が弾性体収容部１６の連結部１６ａ側の面に設けられており、他端が圧縮部材１７の内側面に設けられている。したがって、索状体１５が引っ張られると、弾性部材１６ｂ、１６ｃの付勢力に抗して圧縮部材１７が摺動し、圧縮部材１７が弾性部材１６ｂ、１６ｃを変形（圧縮）させる。

弾性体収容部１６と同様、弾性体収容部２６は中空の略直方体の部材である。弾性体収容部２６は、連結部２６ａ（突出部２６１ｂ、２６２ｂ）の間に連結部２４６ｌが挿入されることで、関節体１４６に設けられている。弾性体収容部２６の内部には、弾性部材２６ｂ、２６ｃが設けられている。圧縮部材２７は、弾性体収容部２６の内部を摺動可能である。索状体１５の一端は、圧縮部材２７を介して弾性部材２６ｂ、２６ｃに連結されている。

次に、動作補助装置１が行う動作補助について説明する。図７は、使用者が前屈している状態の動作補助装置１の様子を示す背面斜視図である。装着状態において使用者が前屈すると、関節体１４１〜１４６が連結軸５１〜５５に沿って回転し、多関節構造体１４が使用者の背中に沿って＋Ｙ軸方向に屈曲する。本実施の形態では、ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂと連結軸５１〜５５とが関節体１４１〜１４６上において離れた位置に配置されているため、関節体が連結軸５１〜５５で揺動して多関節構造体１４が屈曲すると、互いに隣接するガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓの間、すなわち隣接するガイド（ガイド１４１ｂとガイド１４２ａ、ガイド１４２ｂとガイド１４３ａ、ガイド１４３ｂとガイド１４４ａ、ガイド１４４ｂとガイド１４５ａ、ガイド１４５ｂとガイド１４６ａ）の間隔が大きくなる。

特に、ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂがそれぞれ関節体１４１〜１４６の上端又は下端に配置されているため、関節体１４１〜１４６の揺動を索状体１５の張力に効率よく変換することができる。結果として、腰の伸展動作をより効果的に補助することができる。また、ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂがそれぞれ関節体１４１〜１４６の上端又は下端に配置されているため、屈曲により関節体１４１〜１４６間の距離が離れた場合にも、索状体１５をガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓに沿って確実に案内することができる。

多関節構造体１４の屈曲により索状体１５が引っ張られることで、索状体１５の下端に接続される圧縮部材１７が索状体１５により引っ張られる。その結果、弾性部材１６ｂ、１６ｃが変形する。ここでは、弾性部材１６ｂ、１６ｃにコンプレッションスプリングを用いているため、圧縮部材１７に押されて弾性部材１６ｂ、１６ｃが圧縮する。

弾性部材１６ｂ、１６ｃの復元力により、圧縮部材１７が索状体１５を引っ張り、その結果索状体１５が多関節構造体１４を伸展させる。多関節構造体２４についても、索状体２５及び弾性部材２６ｂ、２６ｃにより同様の動作が行われる。その結果、動作補助装置１が使用者の腰を伸ばす動作を補助する。

本実施の形態によれば、電気等の外部の動力を用いることなく、簡易な構成で、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することができる。また、使用者の正中線の左右に多関節構造体１４、２４が配置され、それぞれ互いに異なる弾性部材１６ｂ、１６ｃ、２６ｂ、２６ｃからの復元力を受けることになるため、左右の筋肉（主に、広背筋、僧帽筋）を別々に補助することができる。

例えば、斜め前方に載置された荷物を持ち上げる場合には、上体を屈曲させる動きに加え、腰や上体を左右にひねる動作を含む（腰をひねりながら上体が屈曲する）。使用者の正中線の左右に多関節構造体１４、２４がそれぞれ設けられ、それぞれ異なる索状体１５、２５及び弾性部材１６ｂ、１６ｃ、２６ｂ、２６ｃにより多関節構造体１４、２４の進展動作が補助されるため、多関節構造体１４、２４の屈曲量及び進展動作時の復元力は多関節構造体１４、２４毎に異なる。したがって、腰や上体を左右にひねる動作を含む場合においても、上体の動きに追従しつつ、前屈姿勢から起き上がるときの腰の伸展動作を補助することができる。

なお、本実施の形態では、隣接する関節体１４１〜１４６は連結軸５１〜５５により揺動可能に連結されているが、関節体１４１〜１４６を揺動可能に連結する形態はこれに限られない。例えば、関節体１４１〜１４６の両端近傍にそれぞれギアを設け、隣接するギアが噛み合うように構成されていてもよい。ギアは、連結軸５１〜５５よりも使用者側（内側）に設けられている。ギア比は、１：１であってもそれ以外であってもよい。適切なギア比にすることで、腰近傍を大きく曲げ、背中の部分をあまり曲げないような屈曲にも対応することができる。

また、本実施の形態では、関節体１４１〜１４６の大きさが略同じであったが、関節体１４１〜１４６の形状はこれに限られない。例えば、複数の関節体の少なくとも２個は、互いに連結方向（Ｚ軸方向）の長さが異なっていてもよい。例えば、使用者の背中が屈曲するときに屈曲角度の大きい部位に沿う関節体は、連結方向の長さが短くてもよい。前屈時に多く屈曲する領域により多くの関節体を配置することで、前屈時に多く屈曲する位置に対応して関節体の連結部分が配置されるよう調整することができ、腰の伸展動作を効果的に補助することができる。

＜第２の実施の形態＞
本発明にかかる動作補助装置の第２実施形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。第２の実施の形態は、弾性体収容部１６、２６の配置が異なる形態である。なお、以降の説明において、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付した。

図８は、第２の実施形態に係る動作補助装置１Aの概略を示す背面斜視図である。動作補助装置１Aは、弾性体収容部１６、２６が多関節構造体１４Ａ、２４Ａの上端（関節体１４１Ａの上側）に設けられている点で動作補助装置１と異なる。索状体１５、２５（図８では図示省略）の上端が弾性体収容部１６、２６の圧縮部材１７、２７に接続され、索状体１５、２５の下端が関節体１４６、２４６に設けられている。多関節構造体１４Ａ、２４Ａは、関節体１４１Ａ、２４１Ａの形状、及び、固定軸１４１ｔ、２４１ｔに変えて、索状体１５、２５が連結される固定軸（図示せず）が関節体１４６、２４６に設けられている点で多関節構造体１４Ａ、２４Ａと異なり、その他は略同一である。

本実施の形態によれば、腰付近の構成を簡素化できる。これにより、腰付近に別の構成、例えばポーチなどを装着することが可能となる。

＜第３の実施の形態＞
本発明にかかる動作補助装置の第３実施形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。第３の実施の形態は、下肢用の多関節構造体を有する形態である。

図９は、第３の実施形態に係る動作補助装置１Ｂの概略を示す背面斜視図である。動作補助装置１Ｂは、主として、腰部固定部材２と、１対の肩部固定部材１３、２３と、１対の多関節構造体１４、２４と、索状体１５、２５（図９では図示省略）と、連結部材３０、３１と、１対の下肢固定部材３３ａ、３３ｂと、１対の下肢用多関節構造体３４、４４と、１対の下肢用索状体３５、４５と、弾性体収容部１６、２６、３６、４６と、圧縮部材１７、２７、３７、４７と、を備える。動作補助装置１Ｂは、Ｘ軸方向においてＺ軸に略対称である。

１対の下肢固定部材３３ａ、３３ｂは、使用者の下肢それぞれに固定される円環状の部材である。１対の下肢用多関節構造体３４、４４は、それぞれ多関節構造体１４、２４と同様に複数の関節体３４１〜３４６、４４１〜４４６が揺動可能に連結されて帯状に構成されている。下肢用多関節構造体３４、４４は、多関節構造体１４、２４と同様に、隣接する関節体３４１〜３４６、４４１〜４４６の接続部で変形することで屈曲可能である。

下肢用多関節構造体３４、４４は、多関節構造体１４、２４と同様に、隣接する関節体３４１〜３４５、４４１〜４４５を揺動可能に連結する連結軸（符号省略）を有し、連結軸は関節体３４１〜３４５、４４１〜４４５の使用者側（内側）に設けられている。また、関節体３４１〜３４５、４４１〜４４５は、多関節構造体１４、２４と同様に、下肢用索状体３５、４５を案内する複数のガイド（符号省略）と、を有する。ガイドは、使用者から遠い外側、かつ、関節体３４１〜３４５、４４１〜４４５の連結方向両端部近傍に設けられる。下肢用多関節構造体３４、４４の構成は多関節構造体１４、２４の構成と略同一であるため、詳細な説明を省略する。

下肢用多関節構造体３４、４４は、多関節構造体１４、２４に連続して下方に伸び出ている。つまり、下肢用多関節構造体３４、４４は、略平行かつ離間して設けられている。下肢用多関節構造体３４、４４は、連結部材３１に連結されている。下肢用多関節構造体３４、４４を連結部材３１に連結する構成は、多関節構造体１４、２４を連結部材３０に連結する構成と同様であるため、説明を省略する。多関節構造体１４、２４、下肢用多関節構造体３４、４４は、連結部材３０、３１を介して腰部固定部材２に設けられる。下肢用多関節構造体３４、４４の下端は、下肢固定部材３３ａ、３３ｂそれぞれに設けられている。

１対の下肢用索状体３５、４５は、それぞれ、下肢用多関節構造体３４、４４に沿って設けられる。下肢用索状体３５、４５は、下肢用多関節構造体３４、４４のそれぞれに設けられているガイド収容部に沿って、ガイドに案内された状態で配置されている。下肢用索状体３５、４５の第１端は下肢用多関節構造体３４、４４の下端近傍に設けられる。下肢用索状体３５、４５の上端は、弾性体収容部３６、４６の内部に入り込み、圧縮部材３７、４７に連結されている。弾性体収容部３６、４６の内部にはそれぞれ弾性体３６ｂ、３６ｃ、４６ｂ、４６ｃが収容されている。下肢用索状体３５、４５の上端は、それぞれ、圧縮部材３７、４７を介して弾性体３６ｂ、３６ｃ、４６ｂ、４６ｃに設けられている。

下肢用多関節構造体３４、４４の屈曲に伴って下肢用索状体３５、４５が引っ張られ、下肢用索状体３５、４５が圧縮部材３７、４７を引っ張る。これにより、圧縮部材３７、４７が弾性体３６ｂ、３６ｃ、４６ｂ、４６ｃを変形（圧縮）させる。弾性体３６ｂ、３６ｃ、４６ｂ、４６ｃの復元力は圧縮部材３７、４７を押し戻すため、その復元力により下肢用索状体３５、４５は圧縮部材３７、４７に引っ張られ、下肢用多関節構造体３４、４４を伸展させる。

本実施の形態によれば、上半身の背中を伸展させる動作に加えて、下肢の屈曲を伸展させる動作も補助することができる。また、上半身の屈曲及び下半身の屈曲の程度が異なっている場合であっても、上半身及び下半身をそれぞれ独立して補助することができる。さらに、下半身についても、左右の筋肉（主に、臀筋群）を別々に補助することができる。

＜第４の実施の形態＞
図１０は、第４の実施形態に係る動作補助装置１Ｃの概略を示す背面斜視図である。動作補助装置１Ｃは、索状体１５、２５、下肢用索状体３５、４５に付勢力を加える弾性部材の構成が動作補助装置１Ｂと異なる。

動作補助装置１Ｃは、弾性体収容部１６Ａ、２６Ａと、圧縮部材１７Ａ、１７Ｂ、２７Ａ、２７Ｂと、を有する。弾性体収容部１６Ａ、２６Ａの内部には、それぞれ弾性部材１６ｂ、１６ｃ、２６ｂ、２６ｃが設けられている。弾性部材１６ｂは圧縮部材１７Ａに連結され、弾性部材１６ｃは圧縮部材１７Ｂに連結され、弾性部材２６ｂは圧縮部材２７Ａに連結され、弾性部材２６ｃは圧縮部材２７Ｂに連結されている。

索状体１５（図１０では図示省略）は圧縮部材１７Ａに連結され、索状体２５（図１０では図示省略）は圧縮部材１７Ｂに連結され、下肢用索状体３５（図１０では図示省略）は圧縮部材２７Ａに連結され、下肢用索状体４５（図１０では図示省略）は圧縮部材２７Ｂに連結されている。

本実施の形態によれば、弾性体収容部が弾性体収容部１６Ａ、２６Ａの２つで済み、動作補助装置１Ｃの構成を簡素化することができる。

＜第５の実施の形態＞
本発明にかかる動作補助装置の第５実施形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。第５の実施の形態は、多関節構造体が１本の形態である。

図１１は、第５の実施形態に係る動作補助装置１Ｄの概略を示す背面斜視図である。動作補助装置１Ｄは、１個の多関節構造体１４Ｂを有する。多関節構造体１４Ｂの構成は多関節構造体１４と略同一である。多関節構造体１４Ｂの下端に位置する関節体１４６が２箇所に配置される弾性体収容部１６、２６にそれぞれ連結されている。

関節体１４１Ｂには、１対の肩部固定部材１３、２３を連結する連結部１４１ｅが設けられている。索状体１５、２５の上端は関節体１４１Ｂに設けられ、索状体１５、２５の下端はそれぞれ弾性体収容部１６、２６に設けられている。索状体１５、２５は、ガイド１４２ａ〜１４６ａ、１４１ｂ〜１４６ｂ（図１１では符号省略）により案内され、ガイド収容部１４１ｓ〜１４６ｓ（図１１では符号省略）に沿って設けられる。

本実施の形態によれば、多関節構造体１４Ｂを一対の索状体１５、２５及び一対の弾性部材１６ｂ、１６ｃ、２６ｂ、２６ｃを用いて伸展させるため、１個の多関節構造体を伸展させる力（補助力）をより大きくすることができる。

＜第６の実施の形態＞
図１２は、第６の実施形態に係る動作補助装置１Ｅの概略を示す背面斜視図である。動作補助装置１Ｅは、索状体の数及び弾性部材の配置が動作補助装置１Ｄと異なる。

動作補助装置１Ｅは、多関節構造体１４Ｃを有する。１本の索状体１５が多関節構造体１４Ｃに沿って設けられている。多関節構造体１４Ｃは、関節体１４６Ｂの形状が多関節構造体１４Ｂと異なり、その他の構成は略同一である。弾性体収容部１６は、多関節構造体１４Ｃの下端に設けられている。

本実施の形態によれば、弾性体収容部が弾性体収容部１６の１つで済み、使用者の腰付近の構成を簡素化することができる。また、弾性体収容部１６が多関節構造体１４Ｂの下端に設けられているため、使用者が上体を反らす動きをする場合であっても使用者の動きを妨げにくい。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行、略直交とは、厳密に平行、直交の場合には限られない。また、例えば、単に平行、直交等と表現する場合においても、厳密に平行、直交等の場合のみでなく、略平行、略直交等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、例えばＡの近傍であるときに、Ａの近くであって、Ａを含んでも含まなくてもよいことを示す概念である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ：動作補助装置
２ ：腰部固定部材
２ａ ：緩衝材
２ｂ ：調節部
１３ ：肩部固定部材
１３ａ ：緩衝材
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、２４、２４Ａ：多関節構造体
１５、２５：索状体
１６、１６Ａ、２６、２６Ａ：弾性体収容部
１６ａ ：連結部
１６ｂ、１６ｃ、２６ｂ、２６ｃ：弾性部材
１７、１７Ａ、１７Ｂ、２７、２７Ａ、２７Ｂ：圧縮部材
２３ ：肩部固定部材
２３ａ ：緩衝材
３０、３１：連結部材
３０ａ、３０ｂ：連結部
３３ａ、３３ｂ：下肢固定部材
３４、４４：下肢用多関節構造体
３５、４５：下肢用索状体
３６、４６：弾性体収容部
３６ｂ、３６ｃ４６ｂ、４６ｃ：弾性体
３７、４７：圧縮部材
５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７：連結軸
１４１〜１４６、２４１〜２４６、３４１〜３４６、４４１〜４４６：関節体
１４１ａ ：上端固定部
１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４４ａ、１４４ｂ、１４５ａ、１４５ｂ、１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｅ：ガイド
１４１ｅ ：連結部
１４１ｓ、１４２ｓ、１４３ｓ、１４４ｓ、１４５ｓ、１４６ｓ：ガイド収容部
１４１ｔ ：固定軸
１４２ｃ〜１４６ｃ、１４１ｄ〜１４６ｄ：軸
１４４ｅ、２４４ｃ：側端固定部
１４６ｌ、１４６ｒ、２４６ｒ：連結部
１６０ ：孔
１６１ａ、１６２ａ：突出部
３０１ａ、３０１ｂ、３０２ａ、３０２ｂ：突出部

Claims (4)

1. 使用者の腰部に固定可能な腰部固定部材と、
   前記使用者の右肩及び左肩にそれぞれ固定可能な一対の肩部固定部材と、
   複数の関節体が揺動可能に連結されて屈曲可能に構成された帯状の一対の多関節構造体であって、一方の端が一対の前記肩部固定部材にそれぞれ設けられ、他方の端が前記腰部固定部材に設けられた一対の多関節構造体と、
   前記一対の多関節構造体に沿ってそれぞれ設けられた一対の索状体と、
   前記一対の索状体にそれぞれ設けられた一対の弾性部材と、
   を備え、
   前記一対の多関節構造体は、略平行かつ離間して設けられ、
   前記索状体は、一方の端が前記多関節構造体の一方の端近傍に設けられ、他方の端は前記弾性部材に設けられ、
   前記弾性部材は、前記多関節構造体が屈曲することで前記索状体に引っ張られて変形し、その復元力により前記多関節構造体を伸展させる
   ことを特徴とする動作補助装置。
2. 前記多関節構造体は、隣接する前記関節体を揺動可能に連結する連結軸と、前記索状体を案内する複数のガイドと、を有し、
   前記連結軸は、前記腰部固定部材及び前記肩部固定部材を前記使用者に固定した装着状態において前記使用者に近い内側に設けられ、
   前記ガイドは、前記装着状態において前記使用者から遠い外側に設けられ、
   前記関節体の連結方向両端部近傍には、それぞれ前記ガイドが設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の動作補助装置。
3. 前記多関節構造体は、互いに連結される３個以上の前記関節体を有し、
   前記関節体の少なくとも２個は、連結方向の長さが異なる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動作補助装置。
4. 前記使用者の下肢それぞれに固定可能な１対の下肢固定部材と、
   前記関節体が複数連結されて帯状に構成され、隣接する前記関節体の接続部で変形することで屈曲可能な一対の下肢用多関節構造体であって、一方の端が一対の前記下肢固定部材にそれぞれ設けられ、他方の端が前記腰部固定部材に設けられた一対の下肢用多関節構造体と、
   前記一対の下肢用多関節構造体に沿ってそれぞれ設けられた一対の下肢用索状体と、
   前記一対の下肢用索状体にそれぞれ設けられた一対の下肢用弾性部材と、
   を備え、
   前記一対の下肢用多関節構造体は、略平行かつ離間して設けられ、
   前記下肢用索状体は、一方の端が前記多関節構造体の一方の端近傍に設けられ、他方の端は前記下肢用弾性部材に設けられ、
   前記下肢用弾性部材は、前記多関節構造体が屈曲することで前記下肢用索状体に引っ張られて変形し、その復元力により前記下肢用多関節構造体を伸展させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の動作補助装置。

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