JP2021074320A - 動作支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、装着位置からのズレを抑制することができる動作支援装置を提供する。【解決手段】動作支援装置１００は、パッシブ型の動作支援装置であって、装着者の大腿部に装着される上部リンク１１０と、装着者の下腿部に装着される下部リンク１２０と、上部リンク１１０および下部リンク１２０のそれぞれと回転自在に接続され、かつ、上部リンク１１０および下部リンク１２０の回転角度に応じた反発力を上部リンク１１０および下部リンク１２０に付与し、かつ、装着者の膝に対向する位置に配置される関節機構１３０と、一端が上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０のうちの１つに固定されており、かつ、他端には装着者の腰部または腰部よりも高い位置に接続されるための接続部材１４２が配置されている、紐状の支持部材と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、動作支援装置に関する。

特許文献１には、使用者の大腿部、下腿部および足に装着され、使用者の歩行を補助する歩行補助装具が開示されている。この歩行補助装具では、大腿装具および下腿装具の重量が足装具から床面に伝達されるように相互に連結することで、歩行補助装具の重量による使用者の脚への負担を軽減している。

特開２００５−２９６１０３号公報

ところで、歩行補助装具のような人の脚に装着される動作支援装置は、自重により意図した装着位置からズレる場合があり、ズレた場合には効果的に人の脚の動作を支援することが難しい。このため、動作支援装置には、意図した装着位置からのズレを抑制することが求められている。

特許文献１の歩行補助装置では、床面から自重を支えるように構成されているため上記のようなズレを抑制することができると考えられる。しかしながら、特許文献１の技術では、大腿装具および下腿装具の重量が足装具から床面に伝達されるように相互に連結されている必要があるため、各部材が、歩行補助装具の重量を床面から支持するのに十分な剛性を有している必要がある。よって、各部材の体積が増え、また、両持ち支持構造であることで動作中、互いに干渉しやすくなり脚の動きの自由度を制限してしまうという課題がある。

そこで、本発明は、より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、装着位置からのズレを抑制することができる動作支援装置を提供する。

本発明の一態様に係る動作支援装置は、装着者の動作を支援するパッシブ型の動作支援装置であって、前記装着者の大腿部に装着される上部リンクと、前記装着者の下腿部に装着される下部リンクと、前記上部リンクおよび前記下部リンクのそれぞれと回転自在に接続され、かつ、前記上部リンクおよび前記下部リンクの回転角度に応じた反発力を前記上部リンクおよび前記下部リンクに付与し、かつ、前記装着者の膝に対向する位置に配置される関節機構と、一端が前記上部リンク、前記下部リンクおよび前記関節機構のうちの１つに固定されており、かつ、他端には前記装着者の腰部または前記腰部よりも高い位置に接続されるための接続部材が配置されている、紐状の支持部材と、を備える。

本発明の動作支援装置は、より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、装着位置からのズレを抑制することができる。

図１は、実施の形態１に係る動作支援装置を装着している装着者を右側から見た図である。 図２は、実施の形態１に係る動作支援装置を装着している装着者を後側から見た図である。 図３は、実施の形態１に係る関節機構の筐体の内部の構成を説明するための図である。 図４は、実施の形態１に係る関節機構に対する各リンクの動きを説明するための図である。 図５は、実施の形態１に係る関節機構に対する各リンクの動きを説明するための図である。 図６は、実施の形態１に係る関節機構に対する各リンクの動きを説明するための図である。 図７は、実施の形態１に係る、装着者の膝の屈曲角度に応じた、動作の負荷と、動作支援装置における各ばねによるトルクと、動作支援装置によるアシスト率との関係を示す図である。 図８は、実施の形態１に係る動作支援装置を装着している装着者が膝を屈曲している場合の様子を示す図である。 図９は、実施の形態２に係る関節機構の構成、および、関節機構に対する各リンクの動きを説明するための図である。 図１０は、実施の形態２に係る関節機構の構成、および、関節機構に対する各リンクの動きを説明するための図である。 図１１は、実施の形態２に係る関節機構の構成、および、関節機構に対する各リンクの動きを説明するための図である。 図１２は、実施の形態２に係る関節機構の構成を説明するための図である。 図１３は、実施の形態２に係る、装着者の膝の屈曲角度に応じた、動作の負荷と、動作支援装置における各ばねによるトルクと、動作支援装置によるアシスト率との関係を示す図である。

（本発明の基礎となった知見）
機械による自動化が困難な現場において、作業者の身体負担を軽減するための動作支援装置を必要とする動きが活発になっている。例えば鉄道の保線作業においては、作業者は、まず繰り返し膝の屈伸動作を行いながら歩行する、いわゆるゴリラ歩きの姿勢をとる。その際、大腿部の筋肉が大きく伸縮を行うことになるため、最初にどんなにしっかりと動作支援装置を装着するためのベルトを締結していてもベルトに緩みが発生してしまう。これにより、動作支援装置の自重によって膝から膝関節機構がずり下がる現象が起こり、徐々にアシスト力がうまく伝わらなくなってしまう。また、筋肉が最も細くなる位置でベルトをきつく締めてしまうと、屈伸動作そのものが阻害されてしまうという課題がある。また、特許文献１の歩行補助装置では、足装具の人の足の下に板状の下部部材が配置されることで靴底の機能が阻害されるため、作業現場の床面の保護や、安全靴の着用などによる作業者の安全確保が十分に行えないという課題もある。

このため、動作支援装置には、より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、意図した装着位置からのズレを抑制することが求められている。

上記の動作支援装置の実現のため、本開示の一態様に係る動作支援装置は、装着者の動作を支援するパッシブ型の動作支援装置であって、前記装着者の大腿部に装着される上部リンクと、前記装着者の下腿部に装着される下部リンクと、前記上部リンクおよび前記下部リンクのそれぞれと回転自在に接続され、かつ、前記上部リンクおよび前記下部リンクの回転角度に応じた反発力を前記上部リンクおよび前記下部リンクに付与し、かつ、前記装着者の膝に対向する位置に配置される関節機構と、一端が前記上部リンク、前記下部リンクおよび前記関節機構のうちの１つに固定されており、かつ、他端には前記装着者の腰部または前記腰部よりも高い位置に接続されるための接続部材が配置されている、紐状の支持部材と、を備える。

これによれば、支持部材の両端がそれぞれ上部リンク、下部リンクおよび関節機構のうちの１つに固定され、かつ、装着者の腰部または腰部よりも高い位置に接続されるため、装着者の腰部または腰部よりも高い位置で上部リンク、下部リンクおよび関節機構の重量を支持することができる。また、支持部材は、紐状であるので軽量の構成とすることができ、かつ、装着者の動きの自由度を維持することができる。よって、動作支援装置は、より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、装着位置からのズレを抑制することができる。

また、前記支持部材は、伸縮自在な弾性体を含んでもよい。

装着者の姿勢によって、支持部材の一端が固定されている部位と、他端が接続されている部位との距離が変化する。このため、上記距離が短くなるような姿勢を装着者がとる場合、支持部材は、上部リンク、下部リンクおよび関節機構の重量を支持している状態を維持することが難しい。

このように、上記距離が短くなるような姿勢を装着者がとった場合であっても、支持部材に含まれる弾性体が伸縮するため、支持部材は、上部リンク、下部リンクおよび関節機構の重量を支持している状態を維持することできる。よって、支持部材は、装着者の姿勢に関わらず、上部リンク、下部リンクおよび関節機構の重量を効果的に支持することができる。

また、前記上部リンクは、前記大腿部が延びる方向に沿って、前記大腿部の周囲のうちの前記装着者の左右方向の外側に配置される第１上部リンク部分と、前記大腿部の後側に配置される第２上部リンク部分とを有し、前記下部リンクは、前記下腿部が延びる方向に沿って、前記下腿部の周囲のうちの前記装着者の左右方向の外側に配置される第１下部リンク部分と、前記下腿部の後側に配置される第２下部リンク部分とを有し、前記関節機構は、前記膝の周囲のうちの前記装着者の左右方向の外側に配置され、前記第１上部リンク部分、および、前記第１下部リンク部分のそれぞれと回転自在に接続されてもよい。

このため、装着者の大腿部および下腿部の動きに応じて、上部リンクおよび下部リンクは、関節機構に対して回転することができる。このように、装着者の膝の動きに追従して上部リンクおよび下部リンクが関節機構に対して動くことができるため、装着者の膝の動きを効果的に支援することができる。

また、前記上部リンク、前記下部リンクおよび前記関節機構は、前記大腿部の周囲のうちの前記装着者の左右方向の内側を除く位置に配置されてもよい。

このため、装着者の両脚の内側には上部リンク、下部リンクおよび関節機構が配置されないため、装着者の両脚の内側において、動作支援装置の各部材が、動作支援装置が装着されていない脚または他の動作支援装置に干渉することによる両脚の動きの制限を低減することができる。よって、装着者の両脚の動きを効果的に支援することができる。

また、前記関節機構は、前記上部リンクと接続される第１回転軸と、前記下部リンクと接続され、前記第１回転軸とは異なる位置に配置される第２回転軸と、前記第１回転軸に配置され前記上部リンクの回転角度に応じた反発力を前記上部リンクに付与する第１ばねと、前記第２回転軸に配置され前記下部リンクの回転角度に応じた反発力を前記下部リンクに付与する第２ばねと、を有してもよい。

これによれば、上部リンクおよび下部リンクは、関節機構の異なる位置に配置される２つの回転軸に接続されるため、装着者の膝の動きに容易に追従することができる。また、関節機構が支える荷重を、２つの回転軸にそれぞれ配置した２つのばねに分散することができるため、第１ばねおよび第２ばねの大きさを小さくすることができる。よって、関節機構をコンパクトにすることができる。

また、前記第１ばねおよび前記第２ばねは、所定の負荷が与えられた状態で前記関節機構に配置されていてもよい。

このため、第１リンクおよび第２リンクの回転角度に応じた第１ばねおよび第２ばねによる反発力を、所定の負荷以上の大きさとすることができる。

また、前記上部リンクおよび前記下部リンクは、（ｉ）前記関節機構に対して回転することで、前記関節機構を挟んで互いに反対側に配置される第１位置と、前記関節機構よりも前記装着者の後方に配置される第２位置との間で回転移動し、（ｉｉ）前記第１位置から所定の回転角度の第３位置までの間において、前記第１ばねおよび前記第２ばねからの反発力を受けず、前記第３位置から前記第２位置までの間において、前記第１ばねおよび前記第２ばねからの反発力を受けてもよい。

このため、装着者の膝の角度が浅い動きをしている場合には、関節機構からの反発力が得られないようにでき、装着者の膝の角度が深い動きをしている場合には、関節機構からの反発力が大きくなるようにすることができる。よって、立った状態で歩行している場合などのように装着者が歩行している場合には、極力反発力を与えないようにでき、かがんだ状態で歩行している場合などのように装着者の膝に負担がかかるような状態で歩行している場合には、膝に反発力を与えるようにすることができる。よって、装着者の膝関節の動作を効果的に支援することができる。

以下、本発明の一態様に係る動作支援装置１００について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

以降で説明する実施の形態１および２では、装着者に動作支援装置が装着された状態において、装着者の左右方向をＸ軸方向とし、装着者の前後方向をＹ軸方向とし、装着者の上下方向をＺ軸方向とする。また、装着者の右側をＸ軸方向プラス側とし、装着者の左側をＸ軸方向マイナス側とする。また、装着者の前側をＹ軸方向プラス側とし、装着者の後ろ側をＹ軸方向マイナス側とする。また。装着者の上側をＺ軸方向プラス側とし、装着者の下側をＺ軸方向マイナス側とする。なお、各図において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれを示す矢印が示す方向を、それぞれの方向におけるプラス側とし、矢印とは反対側の方向を、それぞれの方向におけるマイナス側とする。

（実施の形態１）
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１に係る動作支援装置を装着している装着者を右側から見た図である。図２は、実施の形態１に係る動作支援装置を装着している装着者を後側から見た図である。

動作支援装置１００は、パッシブ型であり、装着者の両脚のそれぞれに装着される。以降では、装着者の右脚に装着される動作支援装置１００について説明する。左脚に装着される動作支援装置１００は、右脚に装着される動作支援装置１００と左右対称の形状を有している点のみが異なり、基本的な構成は同様の構成である。

図１および図２に示すように、動作支援装置１００は、上部リンク１１０と、下部リンク１２０と、関節機構１３０と、支持部材１４０とを備える。

上部リンク１１０は、装着者の右脚の大腿部に装着されるリンクである。上部リンク１１０は、第１上部リンク部分１１１と、第２上部リンク部分１１２と、第３上部リンク部分１１３とを有する。第１上部リンク部分１１１は、大腿部が延びる方向に沿って、大腿部の周囲のうちの装着者の左右方向の外側に配置される。第２上部リンク部分１１２は、大腿部の後側に配置される。第２上部リンク部分１１２は、大腿部に対して左右方向に交差する方向に延びる部位である。このように、上部リンク１１０は、大腿部の右側に配置される第１上部リンク部分１１１、大腿部の後側に配置される第２上部リンク部分１１２、第１上部リンク部分１１１および第２上部リンク部分１１２を接続する第３上部リンク部分１１３を有するため、右膝の右側から大腿部の後側にかけて大腿部を回り込んでいる形状を有する。

ここで、上部リンク１１０は、さらに、装着ベルト１５０を有する。装着ベルト１５０は、第２上部リンク部分１１２と、第２上部リンク部分１１２を軸として回転自在に接続される接続部分１５１を有する。装着ベルト１５０は、装着者の大腿部に巻き回されて、当該大腿部に固定される。第２上部リンク部分１１２は、第１上部リンク部分１１１よりも高い位置に配置される。第３上部リンク部分１１３は、第１上部リンク部分１１１の上端と、第２上部リンク部分１１２の右端とを、装着者の大腿部の右側において接続する。

なお、第１上部リンク部分１１１、第２上部リンク部分１１２および第３上部リンク部分１１３は、一体に形成されており、互いに、回転または伸縮しない構成である。第２上部リンク部分１１２および第３上部リンク部分１１３は、連続して形成されている一つの部材により構成される。

下部リンク１２０は、装着者の右脚の下腿部に装着されるリンクである。下部リンク１２０は、第１下部リンク部分１２１と、第２下部リンク部分１２２と、第３下部リンク部分１２３とを有する。第１下部リンク部分１２１は、下腿部が延びる方向に沿って、下腿部の周囲のうちの装着者の左右方向の外側に配置される。第２下部リンク部分１２２は、下腿部の後側に配置される。第２下部リンク部分１２２は、下腿部に対して左右方向に交差する方向に延びる部位である。このように、下部リンク１２０は、下腿部の右側に配置される第１下部リンク部分１２１、下腿部の後側に配置される第２下部リンク部分１２２、第１下部リンク部分１２１および第２下部リンク部分１２２を接続する第３下部リンク部分１２３を有するため、右膝の右側から下腿部の後側にかけて下腿部を回り込んでいる形状を有する。

ここで、下部リンク１２０は、さらに、装着ベルト１６０を有する。装着ベルト１６０は、第２下部リンク部分１２２と、第２下部リンク部分１２２を軸として回転自在に接続される接続部分１６１を有する。装着ベルト１６０は、装着者の下腿部に巻き回されて、当該下腿部に固定される。第２下部リンク部分１２２は、第１下部リンク部分１２１よりも低い位置に配置される。第３下部リンク部分１２３は、第１下部リンク部分１２１の上端と、第２下部リンク部分１２２の右端とを、装着者の大腿部の右側において接続する。

なお、第１下部リンク部分１２１、第２下部リンク部分１２２および第３下部リンク部分１２３は、一体に形成されており、互いに、回転または伸縮しない構成である。第２下部リンク部分１２２および第３下部リンク部分１２３は、連続して形成されている一つの部材により構成される。

なお、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、例えば、パイプ状（中空）の金属部材により構成されていてもよいし、中実の金属部材により構成されていてもよいし、板状の金属部材により構成されていてもよい。また、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、樹脂、炭素繊維強化プラスチックなどにより構成されていてもよい。

関節機構１３０は、上部リンク１１０および下部リンク１２０のそれぞれと回転自在に接続される。具体的には、関節機構１３０は、装着者の膝の周囲のうちの装着者の左右方向の外側に配置され、第１上部リンク部分１１１および第１下部リンク部分１２１のそれぞれと回転自在に接続される。関節機構１３０は、上部リンク１１０および下部リンク１２０の回転角度に応じた反発力を上部リンク１１０および下部リンク１２０に付与する。関節機構１３０は、装着者の膝に対応する位置に配置され、関節機構１３０が有する装着ベルト１７０により当該膝に装着される。関節機構１３０の詳細な構成は、後述する。

このように、上部リンク１１０の第１上部リンク部分１１１、および、下部リンク１２０の第１下部リンク部分１２１は、それぞれ、関節機構１３０において回転自在に接続されている。このため、装着者の大腿部および下腿部の動きに応じて、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、関節機構１３０に対して回転することができる。このように、装着者の膝の動きに追従して上部リンク１１０および下部リンク１２０が関節機構に対して動くことができるため、装着者の膝の動きを効果的に支援することができる。

なお、上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０は、装着者の大腿部の周囲のうち、装着者の左右方向の内側を除く位置に配置される。このように、動作支援装置１００は、装着者の膝の両側において、装着者の膝の動きを支援する両持ち構造ではなく、装着者の膝の片側において装着者の膝の動きを支援する片持ち構造を有する。このため、装着者の両側の内側には、上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０が配置されないため、装着者の両脚の内側において、右脚に装着されている動作支援装置１００の各部材１１０、１２０、１３０が、左脚に装着されている動作支援装置１００に干渉することによる両脚の動きの制限を低減することができる。よって、装着者の両脚の動きを効果的に支援することができる。なお、このことは、片足にだけ動作支援装置１００が装着される場合にも同様に言え、装着者の両脚の内側において、動作支援装置１００の各部材１１０、１２０、１３０が装着されていない脚に干渉することによる両脚の動きの制限を低減することができる。

支持部材１４０は、一端１４１が関節機構１３０に固定されており、かつ、他端には装着者の腰部に接続されるための接続部材１４２が配置されている。支持部材１４０の一端１４１は、関節機構１３０に固定される代わりに、上部リンク１１０に固定されていてもよいし、下部リンク１２０に固定されていてもよい。接続部材１４２は、例えば、装着者の腰部に装着されているベルト２００に引っかけることができるフックである。接続部材１４２は、ベルト２００の代わりに装着者の腰部または腰部よりも高い位置にＤカンなどのリング状の部材が設けられている場合には、リング状の部材と接続されるための部材、例えば、ナスカンであってもよい。なお、接続部材１４２は、装着者の腰部よりも高い位置に接続されてもよい。例えば、接続部材１４２は、装着者の肩に接続されてもよい。接続部材１４２は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。

また、支持部材１４０の紐状の部分は、伸縮自在な弾性体を含む。これは、装着者がどのような姿勢を取っても、支持部材１４０の紐状の部分が、上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０の重量を支持することができる様にするためである。具体的には、装着者の姿勢によって、支持部材１４０の一端１４１が固定されている装着者の部位と、他端の接続部材１４２が接続されている装着者の部位との距離が変化する。このため、装着者がしゃがんだ姿勢になるなど、上記距離が短くなるような姿勢を装着者がとる場合、支持部材１４０は、上記距離よりも支持部材１４０の長さが長くなる。このとき、支持部材１４０に含まれる弾性体が伸縮するため、支持部材１４０は、上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０の重量を支持している状態を維持することできる。よって、支持部材１４０は、装着者の姿勢に関わらず、上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０の重量を効果的に支持することができる。

支持部材１４０は、接続部材１４２が装着者に接続されている状態において、上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０が所定の装着位置から下方に移動しようとした場合に、引張力が支持部材に働く長さに調整されていてもよい。これにより、装着者に装着されている上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０が、所定の装着位置からズレることを効果的に抑制することができる。

次に、関節機構１３０の詳細な構成について、図３〜図６を用いて説明する。

図３は、実施の形態１に係る関節機構１３０の筐体の内部の構成を説明するための図である。図４〜図６は、実施の形態１に係る関節機構１３０に対する各リンクの動きを説明するための図である。図３〜図６は、関節機構１３０を装着者の右側から見た場合の図である。

図３に示すように、関節機構１３０は、筐体１３１と、ばね１３２ａ、１３２ｂと、固定部１３３ａ、１３３ｂと、スライド部１３４ａ、１３４ｂと、ガイド部１３５ａ、１３５ｂと、与圧機構１３６ａ、１３６ｂとを有する。

筐体１３１は、例えば、ばね１３２ａ、１３２ｂと、固定部１３３ａ、１３３ｂとを内包している。また、筐体１３１には、例えば、筐体１３１の内部において、上部リンク１１０の第１上部リンク部分１１１の先端部１１５が回転軸Ａｘ１において回転自在に接続されている。筐体１３１には、上部リンク１１０が回転したときに通過する位置に開口が設けられている。上部リンク１１０に対する構成と同様に、筐体１３１には、例えば、下部リンク１２０の第１下部リンク部分１２１の先端部１２５が回転軸Ａｘ２において回転自在に接続されている。筐体１３１には、下部リンク１２０が回転したときに通過する位置に開口が設けられている。

ここで、回転軸Ａｘ１は、回転軸Ａｘ２の上方に配置されている。つまり、回転軸Ａｘ１は、回転軸Ａｘ２とは異なる位置に配置されている。回転軸Ａｘ１は、第１回転軸の一例であり、回転軸Ａｘ２は、第２回転軸の一例である。このように、異なる位置に２つの回転軸Ａｘ１、Ａｘ２を設けることで、上部リンク１１０の先端部１１５と、下部リンク１２０の先端部１２５とが重ならないように構成されている。

上部リンク１１０の先端部１１５および下部リンク１２０の先端部１２５には、それぞれ、ギヤ１１６、１２６が設けられている。ギヤ１１６およびギヤ１２６は、互いにかみ合っており、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、一方が回転することが他方に伝達される。このように、ギヤ１１６およびギヤ１２６が互いにかみ合っているため、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、関節機構１３０に対して同じ回転角度となるように規制されている。なお、先端部１１５、１２５には、ギヤ１１６、１２６が設けられていなくてもよい。

ばね１３２ａは、回転軸Ａｘ１に配置され、上部リンク１１０の回転角度に応じた反発力を上部リンク１１０に付与する。ばね１３２ａは、動作支援装置１００を右側方から見た場合、上部リンク１１０が左回転方向への回転角度が大きくなるほど大きな反発力を上部リンク１１０に付与する。ばね１３２ａによって付与される反発力は、右回転方向へのトルクである。ばね１３２ａは、第１ばねの一例であり、例えば、ゼンマイばねである。ばね１３２ａは、ばね１３２ａの内側の端部１３２ａａが回転軸Ａｘ１に配置されている固定部１３３ａによって固定されている。

ばね１３２ｂは、回転軸Ａｘ２に配置され、下部リンク１２０の回転角度に応じた反発力を下部リンク１２０に付与する。ばね１３２ｂは、動作支援装置１００を右側方から見た場合、下部リンク１２０が右回転方向への回転角度が大きくなるほど大きな反発力を下部リンク１２０に付与する。ばね１３２ｂによって付与される反発力は、左回転方向へのトルクである。ばね１３２ｂは、第２ばねの一例であり、例えば、ゼンマイばねである。ばね１３２ｂは、ばね１３２ｂの内側の端部１３２ｂａが回転軸Ａｘ２に配置されている固定部１３３ｂによって固定されている。

このように、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、関節機構１３０の異なる位置に配置される２つの回転軸Ａｘ１、Ａｘ２に接続されるため、装着者の膝の動きに容易に追従することができる。また、関節機構１３０が支える荷重を、２つの回転軸Ａｘ１、Ａｘ２にそれぞれ配置した２つのばね１３２ａ、１３２ｂに分散して負担させることができるため、２つのばね１３２ａ、１３２ｂの大きさを小さくすることができる。よって、関節機構１３０をコンパクトにすることができる。

スライド部１３４ａは、ばね１３２ａの外側の端部１３２ａｂと係合しており、ばね１３２ａの外側の端部１３２ａｂに係合した状態で筐体１３１の後方のガイド部１３５ａに沿ってスライド自在にガイド部１３５ａに設けられている。スライド部１３４ａは、具体的には、左右方向に延びる棒状の部位であり、回転軸Ａｘ１を中心とする円に沿った溝状のガイド部１３５ａに沿ってスライド可能である。スライド部１３４ａは、ガイド部１３５ａに沿って左回転方向にスライドした場合、ばね１３２ａの外側の端部１３２ａｂを、ばね１３２ａを巻く方向に移動させる。このため、スライド部１３４ａは、左回転方向にスライドした場合、ばね１３２ａから右回転方向の反発力を受ける。スライド部１３４ａは、筐体１３１のガイド部１３５ａからスライド部１３４ａの軸方向に移動しないように、ガイド部１３５ａにおいて当該軸方向への移動が規制されている。

スライド部１３４ｂは、ばね１３２ｂの外側の端部１３２ｂｂと係合しており、ばね１３２ｂの外側の端部１３２ｂｂに係合した状態で筐体１３１の後方のガイド部１３５ｂに沿ってスライド自在にガイド部１３５ｂに設けられている。スライド部１３４ｂは、具体的には、左右方向に延びる棒状の部位であり、回転軸Ａｘ２を中心とする円に沿った溝状のガイド部１３５ｂに沿ってスライド可能である。スライド部１３４ｂは、ガイド部１３５ｂに沿って右回転方向にスライドした場合、ばね１３２ｂの外側の端部１３２ｂｂを、ばね１３２ｂを巻く方向に移動させる。このため、スライド部１３４ｂは、右回転方向にスライドした場合、ばね１３２ｂから左回転方向の反発力を受ける。スライド部１３４ｂは、筐体１３１のガイド部１３５ｂからスライド部１３４ｂの軸方向に移動しないように、ガイド部１３５ｂにおいて当該軸方向への移動が規制されている。

与圧機構１３６ａは、ガイド部１３５ａにおけるスライド部１３４ａが経路を制限するための部位である。与圧機構１３６ａは、具体的には、ガイド部１３５ａの円の一部の経路のうち右回転方向側の端部から左回転方向へ所定の回転角度までの経路を塞ぐための部材である。与圧機構１３６ａが設けられることにより、スライド部１３４ａは、ガイド部１３５ａの経路のうち左回転方向側の端部から上記所定の回転角度の位置まで移動することができ、上記所定の回転角度の位置よりも右回転方向側への移動が規制される。ここで、スライド部１３４ａがガイド部１３５ａの経路の右回転方向側の端部に位置する場合、ばね１３２ａには、回転方向への付勢力が付与されていない状態となる。スライド部１３４ａがガイド部１３５ａの経路の右回転方向側の端部よりも左回転方向側に少しでも移動すると、ばね１３２ａの外側の端部１３２ａｂがばね１３２ａを巻くことになるため、スライド部１３４ａには、ばね１３２ａからの反発力が付与される。よって、与圧機構１３６ａが設けられることで、スライド部１３４ａがガイド部１３５ａの右回転方向側の端部から所定の回転角度の位置に規制され、スライド部１３４ａには、ばね１３２ａから所定の回転角度に応じた大きさの反発力が付与された状態となる。つまり、ばね１３２ａは、所定の負荷が与えられた状態で関節機構１３０に配置されている。

与圧機構１３６ｂは、ガイド部１３５ｂにおけるスライド部１３４ｂが経路を制限するための部位である。与圧機構１３６ｂは、具体的には、ガイド部１３５ｂの円の一部の経路のうち左回転方向側の端部から右回転方向へ所定の回転角度までの経路を塞ぐための部材である。与圧機構１３６ｂが設けられることにより、スライド部１３４ｂは、ガイド部１３５ｂの経路のうち右回転方向側の端部から上記所定の回転角度の位置まで移動することができ、上記所定の回転角度の位置よりも左回転方向側への移動が規制される。ここで、スライド部１３４ｂがガイド部１３５ｂの経路の左回転方向側の端部に位置する場合、ばね１３２ｂには、回転方向への付勢力が付与されていない状態となる。スライド部１３４ｂがガイド部１３５ｂの経路の左回転方向側の端部よりも右回転方向側に少しでも移動すると、ばね１３２ｂの外側の端部１３２ｂｂがばね１３２ｂを巻くことになるため、スライド部１３４ｂには、ばね１３２ｂからの反発力が付与される。よって、与圧機構１３６ｂが設けられることで、スライド部１３４ｂがガイド部１３５ｂの左回転方向側の端部から所定の回転角度の位置に規制され、スライド部１３４ｂには、ばね１３２ｂから所定の回転角度に応じた大きさの反発力が付与された状態となる。つまり、ばね１３２ｂは、所定の負荷が与えられた状態で関節機構１３０に配置されている。

このように、ばね１３２ａ、１３２ｂは、所定の負荷が与えられた状態で関節機構１３０に配置されているため、上部リンク１１０および下部リンク１２０の回転角度に応じたばね１３２ａ、１３２ｂによる反発力を、所定の負荷以上の大きさとすることができる。

なお、与圧機構１３６ａ、１３６ｂは、ガイド部１３５ａの一部の経路を塞ぐ位置を調節できてもよい。つまり、所定の回転角度は、与圧機構１３６ａ、１３６ｂによって調節されてもよい。これにより、所定の回転角度が調節可能であるため、膝への補助力を付与し始める膝の屈曲角度を装着者に応じて自由に設定することができる。

装着者の膝が伸展している状態である場合、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、図４に示すように、回転していない状態となり、関節機構１３０を挟んで互いに反対側に配置される第１位置Ｐ１に配置される。ここで、上部リンク１１０の後方には、上部リンク１１０が第１位置Ｐ１から左回転方向に回転した場合に、スライド部１３４ａに当接する当接部材１１４が設けられている。また、下部リンク１２０の後方には、下部リンク１２０が第１位置Ｐ１から右回転方向に回転した場合に、スライド部１３４ｂに当接する当接部材１２４が設けられている。

次に、装着者が膝を屈曲させる動作を行うと、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、第１位置Ｐ１から、関節機構１３０よりも装着者の後方に向かって回転移動する。図５に示すように、上部リンク１１０は、左回転方向に回転し、第１位置Ｐ１から所定の回転角度θ１だけ回転すると、当接部材１１４がスライド部１３４ａに当接する。下部リンク１２０は、上部リンク１１０とともに、右回転方向に回転し、第１位置Ｐ１から所定の回転角度θ１だけ回転すると、当接部材１２４がスライド部１３４ｂに当接する。このように、第１位置Ｐ１から所定の回転角度θ１の第３位置Ｐ３までの第１区間では、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、スライド部１３４ａ、１３４ｂに当接しないため、ばね１３２ａ、１３２ｂからの反発を受けない。

上部リンク１１０の当接部材１１４がスライド部１３４ａに当接した後に、図６に示すように、上部リンク１１０が、さらに、左回転方向に回転すると、上部リンク１１０は、当接部材１１４でスライド部１３４ａを左回転方向に押しながら回転する。このため、上部リンク１１０は、スライド部１３４ａがばね１３２ａから受けている反発力を受けることとなる。同様に、下部リンク１２０の当接部材１２４がスライド部１３４ｂに当接した後に、図６に示すように、下部リンク１２０が、さらに、右回転方向に回転すると、下部リンク１２０は、当接部材１２４でスライド部１３４ｂを右回転方向に押しながら回転する。このため、下部リンク１２０は、スライド部１３４ｂがばね１３２ｂから受けている反発力を受けることとなる。このように、第３位置Ｐ３から第２位置Ｐ２までの第２区間では、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、スライド部１３４ａ、１３４ｂに当接して、スライド部１３４ａ、１３４ｂを第２区間に押し込んでいる状態となるため、ばね１３２ａ、１３２ｂからの反発力を受ける。

図７は、実施の形態１に係る、装着者の膝の屈曲角度に応じた、動作の負荷と、動作支援装置における各ばねによるトルクと、動作支援装置によるアシスト率との関係を示す図である。図７の（ａ）は、膝の屈曲角度に応じた動作の負荷と、各ばねによるトルクとの関係を示すグラフである。ここで、各ばねによるトルクは、トルクの軸方向の幅で示されており、ばね１３２ａのトルクの上部の線は、ばね１３２ａのトルク、および、ばね１３２ｂのトルクの合計値を示す。図７の（ｂ）は、膝の屈曲角度に応じたアシスト率を示すグラフである。

図７に示すように、装着者の膝の屈曲角度が所定の回転角度θ３までは、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、第１区間に位置しているため、ばね１３２ａ、１３２ｂからのトルクを受けない。このため、アシスト率は、０となっている。そして、装着者の膝の屈曲角度が所定の回転角度θ３を超えると、ばね１３２ａ、１３２ｂから、所定の回転角度に応じたトルクを受けるため、アシスト率を示すグラフは急峻な形状となり、アシスト率は０．５に近くなる。このように、膝の屈曲角度が所定の回転角度θ３を超えた場合に、所定のアシスト率よりも大きなアシスト率を受けることができるため、動作の支援が必要となるような膝の屈曲角度が所定の角度よりも深い角度の姿勢の場合に、効率よく装着者の動作を支援することができる。

また、装着者の膝の角度が浅い動きをしている場合には、関節機構１３０からの反発力が得られないようにすることができ、装着者の膝の角度が深い動きをしている場合には、関節機構１３０からの反発力が大きくなるようにすることができる。よって、装着者が立った状態で歩行している場合などのように膝の角度が浅い動きをしている場合には、装着者の膝に極力反発力を与えないようにすることができる。また、図８に示すような、装着者がかがんだ状態で歩行している場合などのように膝の角度が深い動きであり、装着者の膝に負担がかかるような状態で歩行している場合には、膝に反発力を与えるようにすることができる。よって、装着者の膝関節の動作を効果的に支援することができる。

［１−２．効果など］
本実施の形態に係る動作支援装置１００によれば、支持部材１４０の両端がそれぞれ上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０のうちの１つに固定され、かつ、装着者の腰部または腰部よりも高い位置に接続されるため、装着者の腰部または腰部よりも高い位置で上部リンク１１０、下部リンク１２０および関節機構１３０の重量を支持することができる。また、支持部材１４０は、紐状であるので軽量の構成とすることができ、かつ、装着者の動きの自由度を維持することができる。よって、動作支援装置１００は、より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、装着位置からのズレを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る動作支援装置１００によれば、装着者の足に装着される部材がないため、靴底の機能が阻害されることを抑制でき、作業現場の床面の保護や、安全靴の着用などによる作業者の安全を十分に確保することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、関節機構１３０に配置されているばね１３２ａ、１３２ｂは、ゼンマイばねであるとしたが、これに限らずに、ねじりばねであってもよい。実施の形態２の関節機構２３０には、上部リンク１１０および下部リンク１２０に反発力を付与するばねとしてねじりばねが採用されている。

図９〜図１１は、実施の形態２に係る関節機構２３０の構成、および、関節機構２３０に対する各リンクの動きを説明するための図である。図１２は、実施の形態２に係る関節機構２３０の構成を説明するための図である。なお、図９〜図１１は、関節機構２３０を装着者の右側から見た場合の図である。図１２は、関節機構２３０を装着者の左側から見た場合の図である。

図９〜図１１に示すように、関節機構２３０は、筐体２３１と、ばね２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂと、保持部材２３４ａ、２３４ｂとを有する。

筐体２３１は、例えば、ばね２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂと、保持部材２３４ａ、２３４ｂとを内包している。また、筐体１３１には、例えば、筐体１３１の内部において、上部リンク１１０の第１上部リンク部分１１１の先端部１１５が回転軸Ａｘ１１において回転自在に接続されている。筐体１３１には、上部リンク１１０が回転したときに通過する位置に開口が設けられている。上部リンク１１０に対する構成と同様に、筐体２３１には、例えば、下部リンク１２０の第１下部リンク部分１２１の先端部１２５が回転軸Ａｘ１２において回転自在に接続されている。筐体２３１には、下部リンク１２０が回転したときに通過する位置に開口が設けられている。なお、図９〜図１１では、先端部１１５、１２５は、実施の形態１と同様であるため図示していない。

ばね２３２ａ、２３３ａは、保持部材２３４ａに保持されており、回転軸Ａｘ１１で互いに重なる位置に配置されている。ばね２３２ａは、ねじりばねであり、ばね２３２ａの両端のコイル状の部位から延びる２つの棒状の部位がほぼ同じ方向を向いている形状を有する。ばね２３２ａの２つの棒状の部位は、装着者の後方に向かう向きで保持部材２３４ａに保持されている。ばね２３３ａは、ねじりばねであり、ばね２３３ａのコイル状の部位から延びる２つの棒状の部位が互いに反対方向を向いている形状を有する。ばね２３３ａは、２つの棒状の部位のうちの一方が装着者の前方に向かい、他方が装着者の後方に向かう向きで保持部材２３４ａに保持されている。また、ばね２３３ａは、２つの棒状の部位よりもコイル状の部位の方が上方に位置するように保持部材２３４ａに保持されている。

ばね２３２ｂ、２３３ｂは、保持部材２３４ｂに保持されており、回転軸Ａｘ１２で互いに重なる位置に配置されている。ばね２３２ｂは、ねじりばねであり、ばね２３２ｂの両端のコイル状の部位から延びる２つの棒状の部位がほぼ同じ方向を向いている形状を有する。ばね２３２ｂの２つの棒状の部位は、装着者の後方に向かう向きで保持部材２３４ｂに保持されている。ばね２３３ｂは、ねじりばねであり、ばね２３３ｂのコイル状の部位から延びる２つの棒状の部位が互いに反対方向を向いている形状を有する。ばね２３３ｂは、２つの棒状の部位のうちの一方が装着者の前方に向かい、他方が装着者の後方に向かう向きで保持部材２３４ｂに保持されている。また、ばね２３３ｂは、２つの棒状の部位よりもコイル状の部位の方が下方に位置するように保持部材２３４ｂに保持されている。

保持部材２３４ａは、２つのばね２３２ａ、２３３ａを保持し、回転軸Ａｘ１１で回転自在に配置されている。保持部材２３４ａは、２つのばね２３２ａ、２３３ａが保持部材２３４ａに対して回転しないように、２つのばね２３２ａ、２３３ａを保持している。具体的には、保持部材２３４ａは、ばね２３２ａに対して、回転軸Ａｘ１１周りの方向における外側から当接する壁部２３５ａ、２３６ａを有する。また、保持部材２３４ａは、ばね２３３ａに対して、回転軸Ａｘ１１周りの方向における外側から当接する壁部２３７ａを有する。

保持部材２３４ｂは、２つのばね２３２ｂ、２３３ｂを保持し、回転軸Ａｘ１２で回転自在に配置されている。保持部材２３４ｂは、２つのばね２３２ｂ、２３３ｂが保持部材２３４ｂに対して回転しないように、２つのばね２３２ｂ、２３３ｂを保持している。具体的には、保持部材２３４ｂは、ばね２３２ｂに対して、回転軸Ａｘ１２周りの方向における外側から当接する壁部２３５ｂ、２３６ｂを有する。また、保持部材２３４ｂは、ばね２３３ｂに対して、回転軸Ａｘ１２周りの方向における外側から当接する壁部２３７ｂを有する。

また、筐体２３１は、２つのばね２３２ａ、２３３ａが保持部材２３４ａの回転に伴って筐体２３１に対して回転したときに２つのばね２３２ａ、２３３ａの棒状の部位に当接する壁部２３８ａを有する。壁部２３８ａは、２つのばね２３２ａ、２３３ａの棒状の部位が壁部２３８ａよりも左回転方向に回転しないように規制する部位である。

また、筐体２３１は、２つのばね２３２ｂ、２３３ｂが保持部材２３４ｂの回転に伴って筐体２３１に対して回転したときに２つのばね２３２ｂ、２３３ｂの棒状の部位に当接する壁部２３８ｂを有する。壁部２３８ｂは、２つのばね２３２ｂ、２３３ｂの棒状の部位が壁部２３８ｂよりも右回転方向に回転しないように規制する部位である。

装着者の膝が伸展している状態である場合、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、図９に示すように、回転していない状態となり、関節機構２３０を挟んで互いに反対側に配置される第１位置Ｐ１１に配置される。ここで、上部リンク１１０の後方には、上部リンク１１０が第１位置Ｐ１１から左回転方向に回転した場合に、ばね２３２ａの端部の棒状の部位に当接する当接部材１１４ａが設けられている。当接部材１１４ａは、具体的にはばね２３２ａの２つの棒状の部位のうち上側に配置される棒状の部位に当接する。また、下部リンク１２０の後方には、下部リンク１２０が第１位置Ｐ１１から右回転方向に回転した場合に、ばね２３２ｂの端部の棒状の部位に当接する当接部材１２４が設けられている。当接部材１２４ａは、具体的にはばね２３２ｂの２つの棒状の部位のうち下側に配置される棒状の部位に当接する。

次に、装着者が膝を屈曲させる動作を行うと、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、第１位置Ｐ１１から、関節機構２３０よりも装着者の後方に向かって回転移動する。図１０に示すように、上部リンク１１０は、左回転方向に回転し、第１位置Ｐ１１から所定の回転角度θ１１だけ回転すると、当接部材１１４ａがばね２３２ａの上側の棒状の部位に当接する。下部リンク１２０は、上部リンク１１０とともに、右回転方向に回転し、第１位置Ｐ１１から所定の回転角度θ１１だけ回転すると、当接部材１２４ａがばね２３２ｂの下側の棒状の部位に当接する。このように、第１位置Ｐ１１から所定の回転角度θ１１の第３位置Ｐ１３までの第１区間では、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、ばね２３２ａ、２３２ｂに当接しないため、ばね２３２ａ、２３２ｂからの反発を受けない。

上部リンク１１０の当接部材１１４ａがばね２３２ａの上側の棒状の部位に当接した後に、図１１に示すように、上部リンク１１０が、さらに、左回転方向に回転すると、上部リンク１１０は、当接部材１１４ａでばね２３２ａの上側の棒状の部位を左回転方向に押しながら回転する。このとき、保持部材２３４ａは、ばね２３２ａとともに左回転方向に回転する。保持部材２３４ａが左回転方向に回転すると、保持部材２３４ａに保持されているもう一つのばね２３３ａの後側の棒状の部位は、筐体２３１の壁部２３８ａに当接する。ばね２３３ａは、前側の棒状の部位が保持部材２３４ａの壁部２３７ａによって当接されているため、保持部材２３４ａに対して右回転方向の反発力を付与する。このため、上部リンク１１０は、２つのばね２３２ａ、２３３ａからの反発力を受けることとなる。

また、同様に、下部リンク１２０の当接部材１１４ａがばね２３２ｂの下側の棒状の部位に当接した後に、図１１に示すように、下部リンク１２０が、さらに、右回転方向に回転すると、下部リンク１２０は、当接部材１１４ａでばね２３２ｂの下側の棒状の部位を右回転方向に押しながら回転する。このとき、保持部材２３４ｂは、ばね２３２ｂとともに右回転方向に回転する。保持部材２３４ｂが右回転方向に回転すると、保持部材２３４ｂに保持されているもう一つのばね２３３ｂの後側の棒状の部位は、筐体２３１の壁部２３８ｂに当接する。ばね２３３ｂは、前側の棒状の部位が保持部材２３４ｂの壁部２３７ｂによって当接されているため、保持部材２３４ｂに対して右回転方向の反発力を付与する。このため、下部リンク１２０は、２つのばね２３２ｂ、２３３ｂからの反発力を受けることとなる。

このように、第３位置Ｐ１３から第２位置Ｐ１２までの第２区間では、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、ばね２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂに作用している状態となるため、ばね２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂからの反発力を受ける。

図１３は、実施の形態２に係る、装着者の膝の屈曲角度に応じた、動作の負荷と、動作支援装置における各ばねによるトルクと、動作支援装置によるアシスト率との関係を示す図である。図１３の（ａ）は、膝の屈曲角度に応じた動作の負荷と、各ばねによるトルクとの関係を示すグラフである。ここで、各ばねによるトルクは、トルクの軸方向の幅で示されており、ばね２３３ａのトルクの上部の線は、ばね２３２ａのトルク、ばね２３２ｂのトルク、ばね２３３ａのトルク、および、ばね２３３ｂのトルクの合計値を示す。図１３の（ｂ）は、膝の屈曲角度に応じたアシスト率を示すグラフである。

図１３に示すように、装着者の膝の屈曲角度が所定の回転角度θ１３までは、上部リンク１１０および下部リンク１２０は、第１区間に位置しているため、ばね２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂからのトルクを受けない。このため、アシスト率は、０となっている。そして、装着者の膝の屈曲角度が所定の回転角度θ１３を超えると、ばね２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂから、所定の回転角度に応じたトルクを受けるため、アシスト率を示すグラフは急峻な形状となり、アシスト率は０．２に近くなり、その後０．８に近づくように増加する。このように、膝の屈曲角度が所定の回転角度θ１３を超えた場合に、所定のアシスト率よりも大きなアシスト率を受けることができるため、動作の支援が必要となるような膝の屈曲角度が所定の角度よりも深い角度の姿勢の場合に、効率よく装着者の動作を支援することができる。

また、装着者の膝の角度が浅い動きをしている場合には、関節機構２３０からの反発力が得られないようにすることができ、装着者の膝の角度が深い動きをしている場合には、関節機構２３０からの反発力が大きくなるようにすることができる。よって、装着者が立った状態で歩行している場合などのように膝の角度が浅い動きをしている場合には、装着者の膝に極力反発力を与えないようにすることができる。また、図８に示すような、装着者がかがんだ状態で歩行している場合などのように膝の角度が深い動きであり、装着者の膝に負担がかかるような状態で歩行している場合には、膝に反発力を与えるようにすることができる。よって、装着者の膝関節の動作を効果的に支援することができる。

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る動作支援装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本発明は、より小型軽量で、かつ、脚の動きの自由度を制限することなく、装着位置からのズレを抑制することができる動作支援装置として有用である。

１００ 動作支援装置
１１０ 上部リンク
１１１ 第１上部リンク部分
１１２ 第２上部リンク部分
１１３ 第３上部リンク部分
１１４、１１４ａ 当接部材
１１５ 先端部
１１６ ギヤ
１２０ 下部リンク
１２１ 第１下部リンク部分
１２２ 第２下部リンク部分
１２３ 第３下部リンク部分
１２４、１２４ａ 当接部材
１２５ 先端部
１２６ ギヤ
１３０、２３０ 関節機構
１３１、２３１ 筐体
１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂ ばね
１３２ａａ、１３２ｂａ 内側の端部
１３２ａｂ、１３２ｂｂ 外側の端部
１３３ａ、１３３ｂ 固定部
１３４ａ、１３４ｂ スライド部
１３５ａ、１３５ｂ ガイド部
１３６ａ、１３６ｂ 与圧機構
１４０ 支持部材
１４１ 一端
１４２ 接続部材
１５０、１６０、１７０ 装着ベルト
１５１、１６１ 接続部分
２００ ベルト
２３４ａ、２３４ｂ 保持部材
２３５ａ、２３５ｂ、２３６ａ、２３６ｂ、２３７ａ、２３７ｂ、２３８ａ、２３８ｂ 壁部
Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ１１、Ａｘ１２ 回転軸
Ｐ１、Ｐ１１ 第１位置
Ｐ２、Ｐ１２ 第２位置
Ｐ３、Ｐ１３ 第３位置
θ１、θ１１ 所定の回転角度

Claims (7)

1. 装着者の動作を支援するパッシブ型の動作支援装置であって、
   前記装着者の大腿部に装着される上部リンクと、
   前記装着者の下腿部に装着される下部リンクと、
   前記上部リンクおよび前記下部リンクのそれぞれと回転自在に接続され、かつ、前記上部リンクおよび前記下部リンクの回転角度に応じた反発力を前記上部リンクおよび前記下部リンクに付与し、かつ、前記装着者の膝に対向する位置に配置される関節機構と、
   一端が前記上部リンク、前記下部リンクおよび前記関節機構のうちの１つに固定されており、かつ、他端には前記装着者の腰部または前記腰部よりも高い位置に接続されるための接続部材が配置されている、紐状の支持部材と、を備える
   動作支援装置。
2. 前記支持部材は、伸縮自在な弾性体を含む
   請求項１に記載の動作支援装置。
3. 前記上部リンクは、前記大腿部が延びる方向に沿って、前記大腿部の周囲のうちの前記装着者の左右方向の外側に配置される第１上部リンク部分と、前記大腿部の後側に配置される第２上部リンク部分とを有し、
   前記下部リンクは、前記下腿部が延びる方向に沿って、前記下腿部の周囲のうちの前記装着者の左右方向の外側に配置される第１下部リンク部分と、前記下腿部の後側に配置される第２下部リンク部分とを有し、
   前記関節機構は、前記膝の周囲のうちの前記装着者の左右方向の外側に配置され、前記第１上部リンク部分、および、前記第１下部リンク部分のそれぞれと回転自在に接続される
   請求項１または２に記載の動作支援装置。
4. 前記上部リンク、前記下部リンクおよび前記関節機構は、前記大腿部の周囲のうちの前記装着者の左右方向の内側を除く位置に配置される
   請求項１から３のいずれか１項に記載の動作支援装置。
5. 前記関節機構は、
   前記上部リンクと接続される第１回転軸と、
   前記下部リンクと接続され、前記第１回転軸とは異なる位置に配置される第２回転軸と、
   前記第１回転軸に配置され前記上部リンクの回転角度に応じた反発力を前記上部リンクに付与する第１ばねと、
   前記第２回転軸に配置され前記下部リンクの回転角度に応じた反発力を前記下部リンクに付与する第２ばねと、を有する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の動作支援装置。
6. 前記第１ばねおよび前記第２ばねは、所定の負荷が与えられた状態で前記関節機構に配置されている
   請求項５に記載の動作支援装置。
7. 前記上部リンクおよび前記下部リンクは、
   （ｉ）前記関節機構に対して回転することで、前記関節機構を挟んで互いに反対側に配置される第１位置と、前記関節機構よりも前記装着者の後方に配置される第２位置との間で回転移動し、
   （ｉｉ）前記第１位置から所定の回転角度の第３位置までの間において、前記第１ばねおよび前記第２ばねからの反発力を受けず、前記第３位置から前記第２位置までの間において、前記第１ばねおよび前記第２ばねからの反発力を受ける
   請求項５または６に記載の動作支援装置。

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