JP2021098251A - アシスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装着者に対してアシスト力が付与されていても、装着者の肩部に対する負担を低減できるアシスト装置を提供すること。【解決手段】アシスト装置１は、肩装着部材と、一対の下肢部装着部材２０と、長尺状に形成された背骨部材３０と、肩装着部材または背骨部材３０と一対の下肢部装着部材２０との間で張力を発生可能な一対の伸縮部材４０とを備えている。そして、このアシスト装置１は、装着者Ｍが前屈姿勢から直立姿勢への立ち上がり動作を実施する際に、一対の伸縮部材４０が張力を発生させ、装着者Ｍの立ち上がり動作を補助するとともに、背骨部材３０を介して一対の伸縮部材４０の張力を装着者Ｍに伝達して立ち上がり動作を補助する。【選択図】図１０

Description

本発明は、アシスト装置に関し、詳しくは、装着者に対して前屈姿勢から直立姿勢に復帰するためのアシスト力を付与するアシスト装置に関する。

従来、重量物の運搬や上げ降ろしする際に装着者に対して前屈姿勢から直立姿勢に復帰するためのアシスト力を付与するアシスト装置が既に知られている。ここで、下記特許文献１には、装着者の肩部に装着される肩装着具と、ワイヤを巻き取る電動式ワイヤ巻取器を備え、装着者の腰部乃至股間部に装着される腰・股間装着具と、この肩装着具と腰・股間装着具と電動式ワイヤ巻取器のワイヤの先端とを橋渡すように取り付けられた帯状のゴムチューブとを備えたアシスト装置が開示されている。これにより、装着者の前屈姿勢時において、電動式ワイヤ巻取器がワイヤを巻き取るため、ゴムチューブに張力が発生する。そのため、装着者に対して前屈姿勢から直立姿勢に復帰するためのアシスト力を付与できる。

一方、下記特許文献２には、肩部ベルトと腰部ベルトとを有し装着者の背中部に装着される背中部装着部と、装着者の臀部に装着される臀部装着部と、装着者の大腿部に装着される大腿部装着部と、装着者の背中部上部から臀部に亘って背中部装着部に密着し、装着者の背中部に沿って湾曲し、曲げ方向に対する弾性を有する背骨部材とを備えたアシストスーツが開示されている。これにより、装着者の猫背等の悪い姿勢を矯正できる。また、背骨部材には装着者の臀部を起点として曲げ方向に対する弾性力が働き、この背骨部材の臀部を起点とする弾性力により、背中部材と密着している背中部装着部の肩部ベルトに対して、前屈している装着者の起き上がり動作に対してアシスト力を付与できる。

特許第４３４５０２５号公報 特許第６２７３３２３号公報

しかしながら、上述した特許文献１のアシスト装置では、肩装着具を介して肩を引っ張る張力によって装着者の上半身を引き上げる構成となっている。一方、上述した特許文献２のアシストスーツでは、撓んだ背骨部材が肩部ベルトを介して肩部を引っ張る張力によって装着者の上半身を引き上げる構成となっている。そのため、これらアシスト装置およびアシストスーツでは、肩装着具および肩部ベルトが装着者の肩部へ食い込むことがあった。したがって、この食い込みによって装着者の肩部に対して負担が掛かることがあった。図１１は、特許文献１のアシスト装置１０１の動作状態を説明しており、装着者ｍの肩部ｍ１に沿って作用するゴムチューブ１４１の張力Ｔ２と、その肩食い込み方向の分力Ｔ２ｘと、その肩引き上げ方向の分力Ｔ２ｙとを示したものである。この分力Ｔ２ｘは、肩装着具（図示しない）が装着者ｍの肩部ｍ１へ食い込む力である。また、この分力Ｔ２ｙは、ゴムチューブ１４１によるアシスト力ｆである。また、このように装着者ｍの肩部ｍ１へ食い込むと、この食い込みによるゴムチューブ１４１のストローク損失が発生することがあった。そのため、装着者ｍに対して付与されるアシスト力ｆの応答性が悪くなることがあった。したがって、これらアシスト装置１０１では、この食い込みによるゴムチューブ１４１のストローク損失が発生することがあった。結果として、装着者ｍに対して付与されるアシスト力ｆの応答性が悪くなることがあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、装着者に対してアシスト力が付与されていても、装着者の肩部に対する負担を低減できるアシスト装置を提供することである。

本開示の１つの特徴によると、アシスト装置は、装着者の左右の肩部に装着される肩装着部材と、装着者の左右の下肢部のそれぞれに装着される一対の下肢部装着部材と、長尺状に形成され、一端が肩装着部材に接続され、他端が腰部よりも下方に位置するように装着者の背中部に沿って配置される背骨部材と、一端が肩装着部材または背骨部材に接続され、他端が一対の下肢部装着部材に接続され、肩装着部材または背骨部材と一対の下肢部装着部材との間で張力を発生可能な一対の伸縮部材とを備えている。そして、アシスト装置は、装着者が前屈姿勢から直立姿勢への立ち上がり動作を実施する際に、一対の伸縮部材が張力を発生させ、装着者の立ち上がり動作を補助するとともに、背骨部材を介して一対の伸縮部材の張力を装着者に伝達して立ち上がり動作を補助する。

そのため、この張力の一部は、装着者の腰部を中心にして上体を持ち上げるようなアシスト力となる。その他の張力は、背骨部材の回転支点より下部を装着者の腰にあたるように押す補助アシスト力となる。すなわち、背骨部材の撓み変形の反力による回転モーメントを利用して装着者の上体部を背骨部材の回転支点を中心にして持ち上げるような補助アシスト力が作用する。したがって、装着者に対して前屈姿勢から直立姿勢に復帰するためのアシスト力と補助アシスト力を付与できる。装着者に対してアシスト力が付与されているとき、アシスト力のベクトル方向は肩への食い込み方向であるが、補助アシスト力のベクトル方向は肩を持ち上げる方向となる。張力をアシスト力と補助アシスト力に分散させることにより、アシスト力による肩への食い込み、ひいては腰椎圧迫力を低減でき、アシスト装置による腰への負担を軽くすることができる。また、補助アシスト力は装着者の上体を回転させることになるため、より効率よく上体を持ち上げるアシスト力となる。

本開示の他の特徴によると、一対の伸縮部材の一端は、肩装着部材に接続されている。肩装着部材は、一対の伸縮部材に張力が発生しても、肩装着部材自身が装着者の左右の肩部に装着した状態から離脱することがないような剛性を備えている。

そのため、一対の伸縮部材に発生する張力を背骨部材を撓ませる力として損失なく及ぼすことができる。

また、本開示の他の特徴によると、一端が肩装着部材の背面と連結され、背骨部材と装着者の背中部との間に位置し、他端が肩装着部材の前面に一端が連結されたベルトの他端に連結されている背当部材を備えている。

そのため、背当部材と肩装着部材とベルトを用いて、装着者の上体とアシスト装置を密着させることにより、伸縮部材の張力が発生した際に肩装着部材が回転することなく、効果的にアシスト力と補助アシスト力を装着者に伝達できる。

また、本開示の他の特徴によると、背骨部材は長尺方向にかかる荷重に抗する以上弾性はもつが適度な撓みが許容されている材料で構成される。

そのため、装着者の上体とアシスト装置との密着の度合いを高めることができる。

本発明の実施形態に係るアシスト装置の後面図である。 図１のアシスト装置の左側面図である。 図１のIII部の拡大図である。 図２のIV部の拡大図である。 図１のアシスト装置の装着状態を前面側から見た斜視図である。 図１のアシスト装置の装着状態を後面側から見た斜視図である。 図１のアシスト装置の動作を説明する左側側面の模式図であり、装着者の直立姿勢を示している。 図７において、装着者の前屈姿勢を示している。 図８において、アシスト装置の動作状態を示している。 図９において、流体アクチュエータの張力を説明する模式図である。 従来技術のアシスト装置の動作状態において、ゴムチューブの張力を説明する模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜１０を用いて説明する。まず、図１〜６を参照して、本発明の実施形態に係るアシスト装置１の概略構成を説明する。なお、この実施形態では、『一対の伸縮部材４０』の例として、『左側に配置される４本の流体アクチュエータ４１と、右側に配置される４本の流体アクチュエータ４１との計８本の流体アクチュエータ４１』を説明する。また、以下の説明にあたって、上、下、前、後、左、右とは、上述した図に記載した、上、下、前、後、左、右の方向、すなわち、装着者Ｍから見た上、下、前、後、左、右の方向を示している。

このアシスト装置１は、主として、肩装着部材１０と、一対の下肢部装着部材２０と、背骨部材３０と、一対の伸縮部材４０と、制御ユニット７０と、から構成されている（図１〜６参照）。以下に、これら肩装着部材１０と、一対の下肢部装着部材２０と、背骨部材３０と、一対の伸縮部材４０と、制御ユニット７０と、を個別に説明する。

はじめに、肩装着部材１０を説明する（図１〜２、５〜６参照）。この肩装着部材１０は、主として、肩パッド１４と、左右に対を成す肩上ベルト１５と、左右に対を成す肩下ベルト１６と、装着者Ｍの背中部Ｍ３に配置され、肩パッド１４及び肩下ベルト１６を繋ぐ背当部材３３と、から構成されている。

この肩パッド１４は、剛性を有する略Ｕ字状の部材から構成されており、装着者Ｍの背中部Ｍ３を介して左右の肩部Ｍ１を跨ぐように背負い可能となっている。この肩パッド１４の左右中央で背中側には、接合材３７が固着されている。接合材３７に背当部材３３の上端３３ａが一体的に連結されている。この肩パッド１４の適宜の位置には、後述する制御ユニット７０の制御装置に対して電気的に接続されたスイッチ１４ｄが備えられている。

この左右に対を成す肩上ベルト１５は、柔軟性を有する布地から構成されている。この左右に対を成す肩上ベルト１５の各基端１５ａは、肩パッド１４の上端１４ａに留められている。また、この左右に対を成す肩上ベルト１５の各先端１５ｂには、後述する肩下ベルト１６の雌バックル１６ｃに係合可能な雄バックル１５ｃが留められている。

この左右に対を成す肩下ベルト１６は、柔軟性を有する布地から構成されている。この左右に対を成す肩下ベルト１６の各基端１６ａは、背当部材３３の下端３３ｂに留められている。また、この左右に対を成す肩下ベルト１６の各先端１６ｂには、雌バックル１６ｃが留められている。肩装着部材１０は、このように構成されている。

次に、一対の下肢部装着部材２０を説明する（図３〜４参照）。この一対の下肢部装着部材２０は、主として、左右に対を成す下肢ベルト２１から構成されている。この左右に対を成す下肢ベルト２１は、柔軟性を有する布地から構成されている。また、この下肢ベルト２１の外側の上寄りには、上ベルト２２が一体的に形成されている。

また、この下肢ベルト２１の外側の下寄りには、下ベルト２３が一体的に形成されている。この上ベルト２２及び下ベルト２３は、下肢ベルト２１を装着者Ｍの下肢部Ｍ２に巻き付けた状態で下肢部Ｍ２の前側（例えば、太腿の前側及び脛の前側）に締め付け可能となっている。一対の下肢部装着部材２０は、このように構成されている。

次に、背骨部材３０を説明する（図１〜２、５〜６参照）。この背骨部材３０は、剛性を有する縦長の矩形のＣＦＲＰ製の板部材から構成されている。すなわち、この背骨部材３０は、曲げに対する弾性力を発生可能に長尺状に形成されている。背骨部材３０は装着者Ｍの背中部Ｍ３に沿って配置される。背骨部材３０の下端３０ｂは、装着者Ｍの腰部Ｍ４よりも下方に位置する。

この背骨部材３０の上端３０ａ及びベースプレート１１の上端は、接合材３７に対して２本のボルト３６を介して接合され、背骨部材３０と装着者Ｍの背中部Ｍ３との間に背当部材３３が配置される。そのため、後述するように装着者Ｍがアシスト装置１を装着した状態において、装着者Ｍの背中部Ｍ３と背骨部材３０とが直に接することがない。したがって、伸縮部材４０の張力が発生した際に肩装着部材１０が回転することなく、効果的にアシスト力と補助アシスト力を装着者Ｍに伝達できる。

ベースプレート１１は、剛性を有する横長の矩形の板部材から構成されている。このベースプレート１１の下側には、左右方向に沿って流体供給管１２が備えられている。この流体供給管１２には、後述する８本の流体アクチュエータ４１の各上端４１ａを接続可能な８個のノズル１２ａが下を向くように備えられている。背骨部材３０の下端３０ｂにおける装着者Ｍ側の面の反対側の面には、剛性を有する横長の矩形の押当プレート３１が備えられている。

次に、一対の伸縮部材４０を説明する（図１〜４参照）。一対の伸縮部材４０は、主として、左側に配置される４本の流体アクチュエータ４１と、右側に配置される４本の流体アクチュエータ４１との計８本の流体アクチュエータ４１から構成されている。流体アクチュエータ４１は、所謂、マッキンベン型の細径チューブ状のアクチュエータである。

例えば、この流体アクチュエータ４１の内部に上端４１ａから高圧エアを供給すると、流体アクチュエータ４１の径が膨らむため、流体アクチュエータ４１の長さが縮むこととなる。そのため、流体アクチュエータ４１に張力が発生する。これとは逆に、この流体アクチュエータ４１の上端４１ａから内部に供給されている高圧エアを排出すると、流体アクチュエータ４１の径が萎むため、流体アクチュエータ４１の長さが伸びることとなる。そのため、流体アクチュエータ４１に発生した張力が解消される。

８本の流体アクチュエータ４１の上端４１ａは、流体供給管１２の８本のノズル１２ａにそれぞれ接続されている。また、この８本の流体アクチュエータ４１の各下端４１ｂには、固定金具４２がそれぞれ接続されている（図３〜４参照）。この固定金具４２は、４本のジョイント部材５０と長さ調節部材６０とを介して下肢ベルト２１に接続されている。ここで、これらジョイント部材５０と長さ調節部材６０とを個別に説明する。

ジョイント部材５０は、それ自体が上と下との間で相対的に回転することにより、それ自体が上と下との間で発生するねじれ応力を防止できる。

ジョイント部材５０と固定金具４２とは、第１リング５４を介して連結され、ジョイント部材５０と後述する長さ調節部材６０の固定材６１とは、第２リング５５を介して連結されている。

一方、長さ調節部材６０は、ベルト用開口６１ｂを有する固定材６１と、第１開口部６２ａと第２開口部６２ｂとを有するバックル６２と、ベルト用開口２５を有し、下肢部装着部材２０に連結された連結材２４と、第１開口部６２ａ、第２開口部６２ｂ、ベルト用開口２５に挿し込み可能な調節用ベルト６３と、から構成されている。これら固定材６１とバックル６２とは、剛性を有する合成樹脂または金属から形成されている。

この調節用ベルト６３の一端６３ａは、固定材６１のベルト用開口６１ｂに挿し込まれて折り返された状態で、この調節用ベルト６３に重なり合うように縫い合わされている。また、この調節用ベルト６３の他端６３ｂは、バックル６２の第１開口部６２ａ、第２開口部６２ｂ、連結材２４のベルト用開口２５の順番に挿し込まれて折り返された状態で、さらに、第２開口部６２ｂ、第１開口部６２ａの順番に挿し込まれている。

これにより、この調節用ベルト６３の他端６３ｂを引っ張ると、これら固定材６１とバックル６２と下肢部装着部材２０の連結材２４とを近づけた状態で保持できる。これとは逆に、この調節用ベルト６３の他端６３ｂの引っ張りを緩めると、これら固定材６１とバックル６２と下肢部装着部材２０の連結材２４とを遠ざけ状態で保持できる。そのため、４本の流体アクチュエータ４１と下肢部装着部材２０との距離を調節できる。一対の伸縮部材４０は、このように構成されている。

最後に、制御ユニット７０を説明する。制御ユニット７０は、主として、高圧エアを供給可能なボンベと、ボンベの供給口に連通する配管の途中に備えられたバルブ（例えば、３方弁）と、バルブに対してバルブを開けるバルブ開信号を送信する制御装置（いずれも図示しない）と、から構成されている。制御ユニット７０には、上述した８本の流体アクチュエータ４１を挿し込み可能なガイド孔７１ａを有する架台７１が備えられている。このガイド孔７１ａの内面には、装着者Ｍの腰部Ｍ４に向けて反り返った案内板７１ｂが設けられている。この制御ユニット７０は、架台７１を介して押当プレート３１に接合されている。

架台７１のガイド孔７１ａには、８本の流体アクチュエータ４１が挿し込まれ、集約された状態となっている。このガイド孔７１ａは、流体アクチュエータ４１の径が膨らんでも、この流体アクチュエータ４１の長さの伸縮に差し支えることがないように、十分な大きさが確保されている。制御ユニット７０と肩装着部材１０の流体供給管１２とは、先端が二股部７２ａの配管７２を介して接続されている。肩装着部材１０のスイッチ１４ｄを操作すると、制御装置からバルブに対してバルブ開信号が送信される。

このバルブ開信号が送信されると、バルブが開くため、ボンベの高圧エアが配管７２および流体供給管１２を介して８本の流体アクチュエータ４１へ供給される。このとき、配管７２の先端が二股部７２ａとなっているため、流体供給管１２の内部に供給された高圧エアが滞ることがない。そのため、ボンベの高圧エアをスムーズに８本の流体アクチュエータ４１へ供給できる。制御ユニット７０は、このように構成されている。

次に、装着者Ｍがアシスト装置１を装着する手順の一例を説明する（図５〜６参照）。まず、装着者Ｍは、背中部Ｍ３を介して左右の肩部Ｍ１を跨ぐように肩装着部材１０の肩パッド１４を背負う第１作業を行う。次に、装着者Ｍは、肩装着部材１０の左右の肩上ベルト１５の先端１５ｂと左右の肩下ベルト１６の先端１６ｂとを近づけて雄バックル１５ｃと雌バックル１６ｃとを係合させる第２作業を行う。

これらの第１作業〜第２作業により、肩装着部材１０を装着者Ｍの左右の肩部Ｍ１に装着できる。次に、装着者Ｍは、左右の下肢部Ｍ２の後側（例えば、左右膝の後側）に下肢部装着部材２０の左右の下肢ベルト２１を巻き付ける第３作業を行う。次に、装着者Ｍは、左右の下肢部Ｍ２の前側（例えば、左右太腿の前側）に下肢部装着部材２０の左右の下肢ベルト２１の上ベルト２２を締め付ける第４作業を行う。

次に、装着者Ｍは、左右の下肢部Ｍ２の前側（例えば、左右脛）に下肢部装着部材２０の左右の下肢ベルト２１の下ベルト２３を締め付ける第５作業を行う。

これらの第３作業〜第５作業により、一対の下肢部装着部材２０を装着者Ｍの左右の下肢部Ｍ２のそれぞれに装着できる。これら一連の作業（第１作業〜第５作業）により、アシスト装置１を装着できる。なお、既に説明したように、流体アクチュエータ４１の各下端４１ｂと下肢部装着部材２０との距離を調節できるため、装着者Ｍの体格に合うように（身長に見合うように）アシスト装置１を装着できる。

最後に、図７〜１０を参照して、アシスト装置１の動作を説明する。この説明にあたって、アシスト装置１を装着した装着者Ｍが直立している状態（直立姿勢）にあるときから説明する（図７参照）。この図７に示す状態では、８本の流体アクチュエータ４１の内部は、制御ユニット７０のバルブを介して大気開放され、８本の流体アクチュエータ４１に張力Ｔ１が発生していない。

まず、装着者Ｍは、重量物Ｗを持ち上げるために前屈み動作（前屈姿勢）を行う（図８参照）。このように前屈み動作を行うと、装着者Ｍの背中部Ｍ３が曲がり、背骨部材３０が曲がらないので、装着者Ｍの背中部Ｍ３と背骨部材３０の下端３０ｂとの間に隙間Ｓが生じることとなる。すなわち、背骨部材３０の下端３０ｂは装着者Ｍの背中部Ｍ３に対して浮き上がる。次に、装着者Ｍは、肩装着部材１０のスイッチ１４ｄを操作する。すると、制御ユニット７０のボンベから８本の流体アクチュエータ４１の内部に高圧エアが供給される。

これにより、この８本の流体アクチュエータ４１に張力Ｔ１が発生する。このとき、この８本の流体アクチュエータ４１は、制御ユニット７０の架台７１のガイド孔７１ａに集約されている。そのため、この張力Ｔ１により８本の流体アクチュエータ４１が装着者Ｍの背中部Ｍ３側に向けて押当プレート３１を押し当てる。すると、この押し当てにより、装着者Ｍの背中部Ｍ３と背骨部材３０の下端３０ｂとの間に生じた隙間Ｓを塞ぐように、背骨部材３０の下端３０ｂが装着者Ｍの背中部Ｍ３に向けて撓んでいく（図９参照）。また、このとき、８本の流体アクチュエータ４１も案内板７１ｂに沿って装着者Ｍの腰部Ｍ４に向けて撓んでいく。そのため、緩やかに８本の流体アクチュエータ４１を撓ませることができる。

すなわち、背骨部材３０の下端３０ｂには、装着者Ｍの腰部Ｍ４に向けて撓み力Ｆａが作用する（図１０参照）。図１０は、このときのアシスト装置１の状態（アシスト装置１の動作状態）を説明しており、装着者Ｍの肩部Ｍ１に沿って作用する流体アクチュエータ４１の張力Ｔ１と、その肩食い込み方向の分力Ｔ１ｘと、その肩引き上げ方向の分力Ｔ１ｙとを示したものである。この分力Ｔ１ｘは、肩パッド１４（図１０において、図示しない）が装着者Ｍの肩部Ｍ１へ食い込む力である。また、この分力Ｔ１ｙは、流体アクチュエータ４１による主アシスト力Ｆ１である。

このとき、背骨部材３０に作用するテコの原理により、背骨部材３０の上端３０ａが装着者Ｍの背中部Ｍ３から浮き上がる。すなわち、背骨部材３０の撓み変形の反力による回転モーメントを利用して装着者Ｍの腰部Ｍ４を股関節中心で持ち上げるような補助アシスト力Ｆｂが作用する。そのため、装着者Ｍに対して前屈姿勢から直立姿勢に復帰するためにアシスト力Ｆ（主アシスト力Ｆ１と補助アシスト力Ｆｂ）を付与できる。したがって、装着者Ｍは軽い操作荷重で重量物Ｗを持ち上げることができる。

なお、このアシスト力Ｆと、従来技術のアシスト力ｆと、において、アシスト力Ｆ＝アシスト力ｆの関係が成立する。そのため、従来技術と比較すると、補助アシスト力Ｆｂの分だけ、アシスト力ｆを抑えることができる。すなわち、分力Ｔ１ｙを抑えることができる。したがって、この分力Ｔ１ｙを抑えることができると、必然的に、分力Ｔ１ｘも抑えることができる。

結果として、肩パッド１４および肩上ベルト１５等が装着者Ｍの肩部Ｍ１へ食い込む力も小さくなる。すなわち、装着者Ｍに対してアシスト力Ｆが付与されていても、装着者Ｍの肩部Ｍ１に対する負担を低減できる。また、背骨部材３０の撓み変形の反力による回転モーメントを利用して装着者Ｍの腰を股関節中心で持ち上げるものであるため、腰椎圧迫力による腰痛の防止効果を期待できる。

また、上述したように肩パッド１４および肩上ベルト１５等が装着者Ｍの左右の肩部Ｍ１に食い込むことが低減されるため、装着者Ｍに対して付与されるアシスト力Ｆの応答性が良好となる。また、装着者Ｍの肩部Ｍ１に対する不快感も減少できる。また、装着者Ｍの背中部Ｍ３に対する背骨部材３０の接触個所（押し当て個所）が少ないため、装着者Ｍと背骨部材３０との接触（押し当て）による接触摩擦抵抗も減少できる。そのため、アシスト力Ｆのアシストトルクの低下を抑制できる。

また、背骨部材３０が装着者Ｍの脊椎サポート機能を有するため、装着者Ｍは直立姿勢時に正しい姿勢を維持できる。そのため、装着者Ｍの背筋の負担を低減できる。また、背骨部材３０が装着者Ｍの脊椎サポート機能を有するため、装着者Ｍの直立姿勢が長時間に及んでも、この装着者Ｍが感じる疲労度を低減できる。また、このアシスト装置１では、装着者Ｍの肩部Ｍ１と左右の下肢部Ｍ２との巻き付けを必要とするのみで、腰部Ｍ４の巻き付けを必要とすることがない。そのため、装着者Ｍが深い腰曲げ姿勢（例えば、しゃがみ込み姿勢）になっても、この装着者Ｍの可動性の低下を抑制できる。

本発明の実施形態に係るアシスト装置１は、上述したように構成されている。この構成によれば、アシスト装置１は、肩装着部材１０と、一対の下肢部装着部材２０と、背骨部材３０と、８本の流体アクチュエータ４１とを備えている。そして、装着者Ｍが前屈み動作を行うと、８本の流体アクチュエータ４１に発生する張力により、装着者Ｍの背中部Ｍ３に対して浮き上がる背骨部材３０の下端３０ｂを装着者Ｍの背中部Ｍ３に向けて撓ませる。

そのため、背骨部材３０に作用するテコの原理により、背骨部材３０の上端３０ａが装着者Ｍの背中部Ｍ３から浮き上がる。すなわち、背骨部材３０の撓み変形の反力による回転モーメントを利用して装着者Ｍの上体を背骨部材３０の回転支点を中心にして持ち上げるような補助アシスト力Ｆｂが作用する。したがって、装着者Ｍに対して前屈姿勢から直立姿勢に復帰するためのアシスト力Ｆ（主アシスト力Ｆ１と補助アシスト力Ｆｂ）を付与できる。この補助アシスト力Ｆｂは、従来技術のアシスト力ｆとは異なり、背骨部材３０の撓み変形の反力による回転モーメントを利用して装着者Ｍの上体を背骨部材３０の回転支点を中心にして持ち上げるものである。そのため、例えば、装着者Ｍに対してアシスト力Ｆが付与されているとき、肩パッド１４および肩上ベルト１５等が装着者Ｍの左右の肩部Ｍ１に食い込みが低減される。したがって、装着者Ｍに対してアシスト力Ｆが付与されていても、装着者Ｍの肩部Ｍ１に対する負担を低減できる。

また、この構成によれば、肩装着部材１０のベースプレート１１は、剛性を有する横長の矩形の板部材から構成されている。そのため、８本の流体アクチュエータ４１に張力が発生しても、この８本の流体アクチュエータ４１の各上端４１ａが接続されているベースプレート１１の一部が装着者Ｍの肩部Ｍ１から離脱する（浮き上がる）ことがない。したがって、８本の流体アクチュエータ４１に発生する張力を背骨部材３０を撓ませる力として損失なく及ぼすことができる。

また、この構成によれば、背骨部材３０と装着者Ｍの背中部Ｍ３との間には、背当部材３３が配置されている。背当部材３３と肩装着部材１０と肩上ベルト１５と肩下ベルト１６を用いて、装着者Ｍの上体とアシスト装置１を密着させることにより、伸縮部材４０の張力が発生した際に肩装着部材１０が回転することなく、効果的にアシスト力と補助アシスト力を装着者Ｍに伝達できる。

また、この構成によれば、背骨部材３０は、剛性を有する縦長の矩形のＣＦＲＰ製の板部材から構成されている。そのため、装着者Ｍの上体とアシスト装置１との密着の度合いを高めることができる。

なお、本発明の実施形態に係るアシスト装置１にあっては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、次のように適宜個所を変更しても構わない。一対の伸縮部材４０は、８本の流体アクチュエータ４１に限定されることなく、複数本（２本、４本、６本、８本、１０本、１２本等）のゴムチューブ、巻取装置等で巻き取り可能な複数本（２本、４本、６本、８本、１０本、１２本等）のワイヤでも構わない。また、流体アクチュエータ４１は、２本、４本、６本、１０本、１２本等であっても構わない。

また、８本の流体アクチュエータ４１の各上端４１ａは、背骨部材３０の上端３０ａ、下端３０ｂ、これら上端３０ａと下端３０ｂとの間のいずれかに接続されていても構わない。すなわち、８本の流体アクチュエータ４１に発生する張力によって背骨部材３０の下端３０ｂを撓ますことができれば、８本の流体アクチュエータ４１の各上端４１ａは、背骨部材３０のいずれに接続されていても構わない。また、背骨部材３０は、アルミ製の板部材、ばね鋼板等、曲げに対する弾性力を発生可能に長尺状に形成されている部材であれば、どのような素材から形成されていても構わない。

１０ 肩装着部材
２０ 下肢部装着部材
３０ 背骨部材
３０ａ 上端（一端）
３０ｂ 下端（他端）
４０ 伸縮部材
４１ 流体アクチュエータ
４１ａ 上端（一端）
４１ｂ 下端（他端）
Ｍ 装着者
Ｍ１ 肩部
Ｍ２ 下肢部
Ｍ３ 背中部
Ｍ４ 腰部

Claims (4)

1. 装着者の左右の肩部に装着される肩装着部材と、
   前記装着者の左右の下肢部のそれぞれに装着される一対の下肢部装着部材と、
   長尺状に形成され、一端が前記肩装着部材に接続され、他端が腰部よりも下方に位置するように前記装着者の背中部に沿って配置される背骨部材と、
   一端が前記肩装着部材または前記背骨部材に接続され、他端が前記一対の下肢部装着部材に接続され、前記肩装着部材または前記背骨部材と前記一対の下肢部装着部材との間で張力を発生可能な一対の伸縮部材と、を備え、
   前記装着者が前屈姿勢から直立姿勢への立ち上がり動作を実施する際に、前記一対の伸縮部材が張力を発生させ、前記装着者の立ち上がり動作を補助するとともに、前記背骨部材を介して前記一対の伸縮部材の張力を前記装着者に伝達して立ち上がり動作を補助するアシスト装置。
2. 請求項１に記載のアシスト装置であって、
   前記一対の伸縮部材の一端は、前記肩装着部材に接続され、
   前記肩装着部材は、前記一対の伸縮部材に張力が発生しても、前記肩装着部材自身が前記装着者の左右の肩部に装着した状態から離脱することがないような剛性を備えているアシスト装置。
3. 請求項１〜２のいずれかに記載のアシスト装置であって、
   一端が前記肩装着部材の背面と連結され、前記背骨部材と前記装着者の背中部との間に位置し、他端が前記肩装着部材の前面に一端が連結されたベルトの他端に連結されている背当部材を備えているアシスト装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のアシスト装置であって、
   前記背骨部材は長尺方向にかかる荷重に抗する以上弾性はもつが適度な撓みが許容されている材料で構成されるアシスト装置。

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