JP2022182257A - 作業支援スーツ及びそれに用いられる牽引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的なパワーアシスト機能を実現するとともに、着用者の体力や作業内容等に応じてアシスト力の調整もできるようにした作業支援スーツを提供すること。【解決手段】作業支援スーツ１は、着用者の両腕を通して装着される上装着部１０と、着用者の両大腿部をそれぞれ外側から巻き付けるようにして装着される下装着部２０と、上装着部１０及び下装着部２０間に張力を作用させる牽引装置３０とを備える。牽引装置３０は、上装着部１０と下装着部２０とに連結される引張りバネ３１０を有し、引張りバネ３１０の初期長さが変更可能となるように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば荷役作業や介護作業等をする際の動作を支援して着用者の身体的負担を軽減するための作業支援スーツ及び作業支援スーツに用いられる牽引装置に関する。

従来、作業者の身体の姿勢を矯正し、また荷物の持ち運び等の作業をする際の屈曲動作を支援するための作業支援スーツが開発されている（例えば特許文献１及び２参照）。この作業支援スーツは、作業者の背中に装着される背中部装着部と、作業者の背中部上部から臀部に渡って前記背中部装着部に密着し、曲げ方向において弾性を有する背骨部材とを備えている。

特開２０１８－１１６９３号公報 特許第６４１２６２１号公報

従来の作業支援スーツでは、背骨部材の曲げ方向における弾性復帰力により着用者の上半身を起こす方向への動作（前屈動作）をアシストすることができる。しかし、例えば足を踏ん張って荷物を上げ下ろしするような体幹を使う重い動作には、十分なパワー（「アシスト力」ともいう。）を提供することができないという課題があった。また、着用者の体力や作業内容等に応じて必要とされるパワーは異なってくるが、従来の動力を使わないパッシブ型の作業支援スーツでは、そのようなアシスト力の調整ができなかった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、人間工学を考慮した効率的なパワーアシスト機能を実現するとともに、着用者の体力や作業内容等に応じてアシスト力の調整もできるようにした作業支援スーツを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、着用者の背中に当てられ該着用者の両腕を通して装着される上装着部と、前記着用者の臀部に当てられ該着用者の両大腿部をそれぞれ外側から巻き付けるようにして装着される下装着部と、前記上装着部及び前記下装着部間に介装され前記着用者の背中側で該上装着部及び該下装着部間に張力を作用させる牽引装置とを備える作業支援スーツであって、前記牽引装置が、前記上装着部と前記下装着部とに連結される引張りバネを有している作業支援スーツである。

作業支援スーツは、前記牽引装置が、前記引張りバネの初期長さが変更可能となるように構成されていることが好ましい。

また、作業支援スーツは、前記牽引装置が、前記上装着部に接続された上接続部材と、前記上接続部材に相対移動可能に係合されるとともに前記下装着部に接続された下接続部材と、前記上接続部材に設けられた巻取操作部材とを備え、前記引張りバネの上端が前記巻取操作部材に連結され、前記引張りバネの下端が前記下接続部材に接続されていることが好ましい。

また、作業支援スーツは、前記牽引装置が、前記上装着部に接続された上接続部材と、前記上接続部材に相対移動可能に係合されるとともに前記下装着部に接続された下接続部材と、前記下接続部材に設けられた巻取操作部材とを備え、前記引張りバネの上端が前記上接続部材に接続され前記引張りバネの下端が前記巻取操作部材に連結されているものでもよい。

また、作業支援スーツは、前記下装着部に、前記牽引装置の下接続部材と接続するための接続部が複数設けられていることが好ましい。

また、作業支援スーツは、前記上装着部に、前記牽引装置の上接続部材と接続するための接続部が複数設けられているものでもよい。

また、本発明は、前記作業支援スーツに用いられる前記構成の牽引装置である。

本発明によれば、着用者に対し、効率的なパワーアシスト機能を実現することができる。また、着用者の体力や作業内容等に応じてアシスト力の調整も可能となる。

本発明の一実施形態による作業支援スーツの斜視図である。 作業支援スーツに用いられる牽引装置の内部構造を説明するための側面図及び正面図である。 牽引装置の正面図であって、特に張力の調整を説明するための図である。 作業支援スーツの使用状態を例示する図である。 下装着部の正面図である。

以下、本発明に係る作業支援スーツの好適な実施形態を、図面を参照して説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態による作業支援スーツ１の斜視図である。なお、本明細書において、作業支援スーツを身体に装着する者を「着用者」と称する。また、図１において、作業支援スーツ１の図面に表れている側を「正面側」とし、図面に表れていない反対側を着用者の背中に当てられる「背面側」として説明する。

作業支援スーツ１は、上装着部１０と、下装着部２０と、上装着部１０及び下装着部２０の間に介装される牽引装置３０とを備えて構成されている。上装着部１０及び下装着部２０は、例えば、ウレタンフォーム等の柔らかい発泡材を中敷きにて非伸縮性の生地を布張りして形成される。

上装着部１０は、着用者の背中に当てられる中央部１１と、中央部１１の右側上下位置に繋がって無端の環状部をなす右肩ハーネス部１２と、中央部１１の左側上下位置に繋がって環状部をなす左肩ハーネス部１３とを、それぞれ一体に有している。上装着部１０は、右肩ハーネス部１２と中央部１１とで形成される環状部に着用者の右腕が通され、左肩ハーネス部１３と中央部１１とで形成される環状部に着用者の左腕が通されて着用者に装着される。中央部１１、右肩ハーネス部１２及び左肩ハーネス部１３は、着用者の肩や胸にかかる圧力をできるだけ分散させるため、それぞれ幅広にかつクッション性を高めて形成されることが好ましい。

胸ストラップ１４は非伸縮性を有する紐状部材からなり、その一端が環部１４Ａとなっており、その他端にはプラグバックル１４１が設けられている。胸ストラップ１４は、その環部１４Ａに右肩ハーネス部１２が通されて取り付けられている。これにより、胸ストラップ１４は、右肩ハーネス部１２に沿って上下に移動自在となっている。

左側の胸ストラップ１５も同様に非伸縮性を有する紐状部材からなり、その一端の環部１５Ａに左肩ハーネス部１３が通されて移動自在に取り付けられている。胸ストラップ１５の他端にはソケットバックル１５１が設けられ、着用者の胸の前の位置で、右側の胸ストラップ１４のプラグバックル１４１とワンタッチで着脱可能とされている。胸ストラップ１４及び／又は胸ストラップ１５に長さを調整可能なアジャスターを設けてもよい。アジャスターで胸ストラップ１４及び／又は胸ストラップ１５を短く締め付けることで、胸から肩回りのフィット感を高め、アシスト力を効率よく体幹に作用させることができる。

下装着部２０は、中央部２１と、中央部２１の右斜め下に延びる右腿当て部２２と、中央部２１の左斜め下に延びる左腿当て部２３と、中央部２１の右下に延びる右尻巻付け部２６と、中央部２１の左下に延びる左尻巻付け部２８とを、それぞれ一体に有している。右腿当て部２２には腿ベルト２４の一端が縫合され、左腿当て部２３には腿ベルト２５の一端が縫合されている。右尻巻付け部２６にはハーネス２７の一端が縫合されている。また、左尻巻付け部２８にもハーネス２９の一端が縫合されている。ハーネス２７、２９の他端には、バックルリング２７１、２９１がそれぞれ設けられている。

着用者への装着時には、中央部２１の右下部付近であって右腿当て部２２及び右尻巻付け部２６が分岐する腹側部分に、着用者の右臀部が当てられる。また、中央部２１の左下部付近であって左腿当て部２３及び左尻巻付け部２８が分岐する腹側部分に、着用者の左臀部が当てられる。

そして、右腿当て部２２を着用者の右腿に外側から巻き付けるように当て、右尻巻付け部２６を着用者の股下から右腿の内側に巻き付ける。腿ベルト２４をハーネス２７のバックルリング２７１に任意の長さ位置に留めることで、右腿当て部２２及び右尻巻付け部２６が着用者の右太腿を拘束するように装着される。同様に、左腿当て部２３を着用者の左腿に外側から巻き付けるように当て、左尻巻付け部２８を股下から左腿に内側に巻き付けた状態で、腿ベルト２５をハーネス２９のバックルリング２９１に留めることで、左腿当て部２３及び左尻巻付け部２８が着用者の左太腿に装着される。

本実施形態の作業支援スーツ１は、上装着部１０及び下装着部２０間に介装され、着用者の背中側で上装着部１０及び下装着部２０間に張力Ｔを作用させて牽引する牽引装置３０を備えている。牽引装置３０は、上装着部１０と下装着部２０とに連結される引張りバネ３１０を有し、その引張りバネ３１０の初期長さが変更可能となるように構成されている。

ここで、図２を参照して、牽引装置３０の具体的な実施形態の例を説明する。図２（ａ）は、一実施形態による牽引装置３０の内部構造を説明するための側面図であり、図２（ｂ）はその正面図である。なお、図２及び図３において、弾性カバー３１は破線で略示されている。

牽引装置３０は、上接続部材３２と、下接続部材３３と、上接続部材３２に設けられた巻取操作部材３４１と、引張りバネ３１０とを備えている。引張りバネ３１０は上接続部材３２を介して上装着部１０に連結され、下接続部材３３を介して下装着部２０に連結される。

上接続部材３２は、より詳細には、端部材３２１と、端部材３２１の下部に固定されたバックプレート３２２とを有している。下接続部材３３は、端部材３３１と、端部材３３１の上部に固定されたバックプレート３３２とを有している。

端部材３２１、３３１は、例えば、機械加工、プレス加工又はダイカスト法等で形成される金属製の部材である。また、より軽量化するため、端部材３２１、３３１を硬質プラスチックで射出成形してもよい。上接続部材３２の端部材３２１には、上装着部１０の中央部１１のボルト孔（図示せず）に固定接続するため、ノブボルト３４のボルト部が通される貫通孔３２１Ａが形成されている。また、下接続部材３３の端部材３３１には、下装着部２０の接続プレート２１０の何れかのボルト孔２１１（接続部；図５参照）に固定接続するため、ノブボルト３５のボルト部が通される貫通孔３３１Ａが形成されている。

バックプレート３２２、３３２は、曲げ弾性を有する、例えば冷間圧延鋼帯により形成される長尺のプレート部材である。バックプレート３２２、３３２の弾性復帰力により、着用者の前屈動作や荷役動作をアシストし、また姿勢を矯正することができる。上接続部材３２のバックプレート３２２には、好ましくは２つ以上の係合部３２３、３２３が植設されている。係合部３２３は、バックプレート３２２にねじ止め又は溶接されたピンでもよいし、バックプレート３２２にかしめ接合されたリベットであってもよい。下接続部材３３のバックプレート３３２には、その長手方向に沿って案内スリット３３３が形成されている。係合部３２３、３２３は、案内スリット３３３に挿入されて係合しており、それにより、上接続部材３２のバックプレート３２２と、下接続部材３３のバックプレート３３２とが、上下方向において相対移動可能に連結されている。

上接続部材３２の端部材３２１には巻取操作部材３４１が回転操作可能に設けられている。引張りバネ３１０、３１０の上端は、巻取操作部材３４１に連結されている。より詳細には、巻取操作部材３４１にはワイヤ３４２の一端部が止められて巻回されており、ワイヤ３４２の他端部が、引張りバネ３１０、３１０の上端を係止する可動部材３４３に接続されている。また、引張りバネ３１０、３１０の下端は、下接続部材３３の端部材３３１に係止されている。

図３（ａ）～（ｂ）に示すように、本実施形態の牽引装置３０においては、巻取操作部材３４１の回転操作位置に応じて、牽引装置３０を長手方向に最大に伸ばしたときの引張りバネ３１０、３１０の初期長さ（言い換えると最大長さ）が変更可能となっている。すなわち、巻取操作部材３４１を適宜の回転位置に操作することで、牽引装置３０の伸び量に対する引張りバネ３１０、３１０の張力Ｔを変更することができる。これにより、着用者の体力や作業内容等に応じて、牽引装置３０の張力Ｔやアシスト力を最適に調整することができる。

なお、巻取操作部材３４１は、下接続部材３３の端部材３３１に設けられてもよい。その場合、引張りバネ３１０、３１０の上端は上接続部材３２の端部材３２１に係止され、その下端は巻取操作部材３４１に連結される。

本実施形態の作業支援スーツ１によれば、例えば図４に示すように、牽引装置３０によって着用者の両肩から臀部にかけて張力Ｔを作用させることができる。特に左右の腿当て部２２、２３と巻付け部２６、２８とが着用者の両太腿を拘束するように装着されるので、着用者が例えば腰を屈めて荷物Ｗを持ち上げる際に、牽引装置３０の張力Ｔを主成分とするアシスト力Ｓを、左右の腿当て部２２、２３を支点にして両太腿の前面に作用させることができる。したがって、例えば足を踏ん張って荷物Ｗを上げ下ろしするような体幹を使う動作において、効率的にパワーをアシストすることができる。

また、本実施形態の牽引装置３０によれば、巻取操作部材３４１を任意の回転位置に操作することで、簡単に張力Ｔを調整することができる。これにより、着用者の体力や作業内容等に応じて、牽引装置３０からのアシスト力Ｔ、Ｓを最適に調整することができる。

また、例えば図５に示すように、下装着部２０の中央部２１の接続プレート２１０に、牽引装置３０の下接続部材３３を固定接続させるための接続部であるボルト孔２１１、２１１、・・・を複数位置に配列して設けてもよい。牽引装置３０を固定するためのノブボルト３５を、接続プレート２１０の何れかのボルト孔２１１に螺合させて接続することで、作業支援スーツ１のサイズ（具体的には牽引装置３０を介した上装着部１０と下装着部２０との間隔距離）を着用者の身長に合わせて簡単に調整することができる。また、図示はしないが、そのようなボルト孔（接続部）の配列を上装着部１０の中央部１１に設けてもよい。この態様によっても、作業支援スーツ１のサイズを調整でき、着用者の身長に簡単にフィットさせることができる。

１ 作業支援スーツ
１０ 上装着部
１１ 中央部
１２ 右肩ハーネス部
１３ 左方ハーネス部
１４、１５ 胸ストラップ
２０ 下装着部
２１ 中央部
２２ 右腿当て部
２３ 左腿当て部
２４、２５ 腿ベルト
２６ 右尻巻付け部
２７ ハーネス
２８ 左尻巻付け部
２９ ハーネス
３０ 牽引装置
３２ 上接続部材
３３ 下接続部材
３４、３５ ノブボルト
２１０ 接続プレート
２１１ ボルト孔
３１０ 引張りバネ
３２１ 端部材
３２２ バックプレート
３２３ 係合部
３３１ 端部材
３３２ バックプレート
３３３ 案内スリット
３４１ 巻取操作部材
３４２ ワイヤ
３４３ 可動部材

Claims (7)

1. 着用者の背中に当てられ該着用者の両腕を通して装着される上装着部と、前記着用者の臀部に当てられ該着用者の両大腿部をそれぞれ外側から巻き付けるようにして装着される下装着部と、前記上装着部及び前記下装着部間に介装され前記着用者の背中側で該上装着部及び該下装着部間に張力を作用させる牽引装置とを備える作業支援スーツであって、
   前記牽引装置が、前記上装着部と前記下装着部とに連結される引張りバネを有している作業支援スーツ。
2. 前記牽引装置が、前記引張りバネの初期長さが変更可能となるように構成されている、請求項１に記載の作業支援スーツ。
3. 前記牽引装置が、前記上装着部に接続された上接続部材と、前記上接続部材に相対移動可能に係合されるとともに前記下装着部に接続された下接続部材と、前記上接続部材に設けられた巻取操作部材とを備え、前記引張りバネの上端が前記巻取操作部材に連結され、前記引張りバネの下端が前記下接続部材に接続されている、請求項２に記載の作業支援スーツ。
4. 前記牽引装置が、前記上装着部に接続された上接続部材と、前記上接続部材に相対移動可能に係合されるとともに前記下装着部に接続された下接続部材と、前記下接続部材に設けられた巻取操作部材とを備え、前記引張りバネの上端が前記上接続部材に接続され前記引張りバネの下端が前記巻取操作部材に連結されている、請求項２に記載の作業支援スーツ。
5. 前記下装着部に、前記牽引装置の下接続部材と接続するための接続部が複数設けられている、請求項１～４の何れか１項に記載の作業支援スーツ。
6. 前記上装着部に、前記牽引装置の上接続部材と接続するための接続部が複数設けられている、請求項１～４の何れか１項に記載の作業支援スーツ。
7. 請求項１～６の何れか１項に記載の作業支援スーツに用いられる牽引装置。

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