JP2023035344A - 内圧調整装置および動作補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力調整が容易であって部屋間を移動して多数回繰り返し使用可能な内圧調整装置および動作補助装置を提供する。【解決手段】内圧調整装置２０は、収容部２１と操作部２２とからなり、交換可能に装着される液化ガスボンベ５１と、液化ガスボンベ５１から流出した気化ガスを押しボタン５５３の操作に応じて下流へ流出させるバルブ５５と、空気を送り出すポンプ５７と、ポンプ５７から送り出された空気を押しボタン６０３の操作に応じて下流へ流出させるバルブと、バルブから流出した気化ガスとポンプ５７からバルブを通過して送り出された空気との双方を流入させ流出させて動作補助スーツ１０側に送り出す第１状態と動作補助スーツ１０側から逆流してきた気体を流入させて排気する第２状態とを、押しボタン６１４の操作に応じて切り替えるバルブ６１を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、動作補助スーツなどの内圧調整対象物の内圧を調整する内圧調整装置、およびそれら内圧調整装置と動作補助スーツを備えた動作補助装置に関する。

マッスルスーツ（登録商標）等、使用者に装着されて内圧が調整され、例えば腰を屈めて重い荷物を持ち上げたり下ろしたり、あるいは被介助者を立ち上がらせたり寝かせたりする時の動作を補助する動作補助スーツが知られている。

例えば、特許文献１には、動作補助スーツとそのスーツの内圧調整方法を開示した動作補助装置が提案されている。

特開２０１７－１４８４８８号公報

使用者は、装着している動作補助スーツの内圧が高いと直立した姿勢に維持され、内圧が高いままだと腰を屈めにくく、一方、内圧が低いと腰を屈めるのは楽だが、重い荷物を持ち上げるにはアシスト力が不足するおそれがある。このため、その時の動作に応じて、内圧をこまめに、かつ迅速に調整する必要がある。すなわち、実用的に使い勝手の良い装置を構成するには、内圧をこまめに、かつ迅速に調整することが可能な構成であることが要求される。また、特定の部屋内での使用に限定されずに部屋をまたいで自由に移動できることや、何度も繰り返し連続して使用可能なことも重要な要素である。

上掲の特許文献１には、エアータンクにコンプレッサーで空気を充填しておき、そのエアータンクに充填された空気を動作補助スーツに送り込むことが記載されている。

ここで、部屋を跨いで自由に移動可能なように、動作補助スーツに送り込む装置を使用者が動作補助スーツとともに装着することを考えると、エアータンクは、５００ｍｌ（ミリリットル）くらいの容積のものが限度と考えられる。容積５００ｍｌのエアータンクに高圧ガス安全法で定められた１ＭＰａ（メガパスカル）の圧縮空気を充填したとする。この場合、動作補助スーツの通常の使用法で動作補助スーツに２～３回程度空気を送り込むのが限度と考えられる。すなわち、２～３回程度使用したら、コンプレッサーが置いてある部屋に戻り、エアータンクを取り外しコンプレッサーに接続して空気を再充填する必要がある。これを頻繁に繰り返す必要があるとすると、その動作補助装置を使った作業が非効率となるおそれがある。エアータンクに１ＭＰａを超える圧力の空気を充填することも考えられるが、その場合、エアータンクの壁厚を厚くすることなどにより重量が増加し、さらにコンプレッサーが設置してある施設と使用者との双方に高圧ガス安全法上の手続きが必要となり、手軽に利用するのが困難となるおそれがある。

また、上掲の特許文献１には、動作補助スーツにはエアータンクから流出する空気の圧力を規定するレギュレータを備えて置き、動作補助スーツには、そのレギュレータで規定された圧力の空気を送り込むことが記載されている。これでは、動作補助スーツの内圧をその場の実際の作業に応じて迅速に高めることは難しい。また、この特許文献１には、送り込む空気の圧力を調整するために複数のレギュレータを備えた例も示されているが、この場合も、送り込む空気の圧力は、最初に選んだレギュレータによって決まり、自由な変更は難しい。

本発明は、上記事情に鑑み、圧力調整が容易であって部屋間を移動して多数回繰り返し使用可能な内圧調整装置および動作補助装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の内圧調整装置は、
交換可能に装着される液化ガスボンベと、
液化ガスボンベから流出した気化ガスを操作に応じて下流へ流出させる第１バルブと、
空気を送り出すポンプと、
第１バルブから流出した気化ガスとポンプから送り出された空気との双方を内圧調整対象物側に送り出す第１状態と、内圧調整対象物側から逆流してきた気体を流入させて排気する第２状態とを操作に応じて切り替える第２バルブとを備えたことを特徴とする。

本発明の内圧調整装置は、交換可能に装着される液化ガスボンベと空気を送り出すポンプとを備えている。このため、動作補助スーツ等の内圧調整対象物の内圧を上げるのに時間的な余裕があるときは、先ずはポンプを使って空気を送り込む。これにより、ランニングコストが抑えられる。内圧をさらに上げるときには液化ガスボンベを使い、その液化ガスボンベから流出する気化ガスを送り込む。これにより、内圧調整対象物の内圧を任意の圧力にまで急速に高めることができる。

ここで、本発明の内圧調整装置において、第１バルブから流出した気化ガスを流入させる第１ポートとポンプから送り出された空気を流入させる第２ポートと、第１ポートと第２ポートとの双方とつながる第３ポートとを有する、第２バルブの上流側に配置された継手を備えることが好ましい。

内圧調整対象物の内圧は、ポンプから送り込まれた空気と液化ガスボンベから流出した気化ガスとの双方で調整される。この継手を備えると、この継手の下流側では、空気と気化ガスを一体の気体として内圧調整対象物に送り込むことができる。

また、本発明の内圧調整装置において、上記の継手を備えた場合に、第２バルブが、その継手の第３ポートから流出した気体を流入させる第４ポートと、その第４ポートから流入した気体を内圧調整対象物側に流出させ、および内圧調整対象物側から逆流してきた気体を流入させる第５ポートと、第５ポートから流入した気体を排出させる第６ポートとを有し、操作に応じて、第４ポートと第５ポートとをつなぐとともに第６ポートを閉じる第１状態と、第４ポートを閉じるとともに第５ポートと第６ポートとをつなぐ第２状態とを切り替えるバルブであることが好ましい。

この切り替え方式のバルブを採用することにより、空気や気化ガスからなる気体の、内圧調整対象物への充填と内圧調整対象物からの排気とが１つのバルブで切り替えられる。

また、本発明の内圧調整装置において、液化ガスボンベ側への気体の流入を阻止する第１チェックバルブを備えることが好ましい。

この第１チェックバルブを備えると、内圧調整対象物側からの気体の不用意な逆流が防止される。

また、本発明の内圧調整装置において、液化ガスボンベから流出する気化ガスの流れの相対的な上流側に配置された第１ソケット、および流れの相対的な下流側に配置され第１ソケットに着脱される第１プラグからなり、第１ソケットが、第１プラグの未装着時に気化ガスの流出を阻止し、第１プラグの装着により該液化ガスを第１プラグ側に流出させる第１カプラを備えることが好ましい。

この第１カプラを備えると、液化ガスボンベの交換、あるいはメンテナンスや修理の際に第１プラグを第１ソケットから取り外しても、液化ガスボンベからの気化ガスの漏出が防止される。

また、本発明の内圧調整装置において、液化ガスボンベが、二酸化炭素の液化ガスが充填されたボンベであって、その液化ガスボンベから流出する気化ガスの気圧上限を規定するレギュレータを備えることが好ましい。

二酸化炭素の液化ガスが充填されたボンベを液化ガスボンベとして使用するときは、操作ミス等があると内圧調整対象物の内圧が上昇しすぎるおそれがある。そこで、気圧上限を規定するレギュレータを備えることで一層安全な取り扱いが可能となる。

また、本発明の内圧調整装置において、ポンプ側への気体の流入を阻止する第２チェックバルブを備えることが好ましい。

この第２チェックバルブを備えると、内圧調整対象物側からの気体の不用意な逆流が防止される。

さらに、本発明の内圧調整装置において、上記ポンプが、そのポンプの内圧が閾値に到達すると停止し内圧が低下すると作動するポンプであって、ポンプから送り出された空気を操作に応じて下流へ流出させる第３バルブを備えてもよい。

このタイプのポンプの場合、空気の流出口を開放したままにするとポンプが作動し続けることになる。そこで、この第３バルブを備えることにより、ポンプを必要なときのみ、作動させることができる。

また、本発明の内圧調整装置において、このタイプのポンプを採用した場合に、ポンプから送り出される空気の流れの相対的な上流側に配置された第２ソケット、および流れの相対的な下流側に配置され第２ソケットに着脱される第２プラグからなり、第２ソケットが、第２プラグの未装着時に空気の流れを阻止し、第２プラグの装着により空気を第２プラグ側に流出させる第２カプラを備えることが好ましい。

この第２カプラを備えると、第２プラグを第２ソケットから取り外しても、既定の内圧に達して停止しているポンプから空気が流出し内圧が下がってポンプが不用意に作動することが防止される。

また、本発明の内圧調整装置において、上記ポンプが、オンオフの切り替えに応じて作動または停止するポンプであって、ポンプのオンオフを切り替えるスイッチを備えることも好ましい態様である。

オンオフの切り替えに応じて作動または停止するポンプを採用したときは、上記の第３バルブを備える必要はなく、それに代わり、ポンプのオンオフを切り替えるスイッチが備えられる。

また、本発明の内圧調整装置において、内圧調整対象物の気体流入口に取り付けられた、内圧調整対象物からの気体の流出を阻止する第３ソケットとともに第３カプラを構成する、第３ソケットに着脱自在に装着されて装着時に第３ソケットの流路を開放して第５ポートから流出した気体を第３ソケット側に流入させる第３プラグを備えることが好ましい。

この第３プラグを備えると、この第３プラグが不用意に第３ソケットから取り外されても、内圧調整対象物からの気体の不用意な漏出が防止される。

また、上記目的を達成する本発明の動作補助装置は、
本発明のいずれかの態様の内圧調整装置と、
使用者に装着され内圧が調整されて動作を補助する、内圧調整対象物としての動作補助スーツと、
を備えたことを特徴とする。

本発明の動作補助装置は、動作補助スーツの内圧の調整に好適である。

以上の本発明によれば、圧力調整が容易であって部屋間を自在に移動して多数回繰り返し使用可能な内圧調整装置および動作補助装置が実現する。

本発明の一実施形態としての動作補助装置を示した図である。 内圧調整装置の構成を示したブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての動作補助装置を示した図である。

この動作補助装置１００は、動作補助スーツ１０と、その動作補助スーツ１０の内圧を調整する内圧調整装置２０とで構成されている。この図１には、使用者３０に装着された状態の動作補助スーツ１０が示されている。内圧調整装置２０は、動作補助スーツ１０とともに使用者３０に装着される。ここで、動作補助装置１００は、本発明の動作補助装置の一例に相当し、動作補助スーツ１０は本発明にいう内圧調整対象物の一例および本発明にいう動作補助スーツの一例に相当する。また、内圧調整装置２０は、本発明の内圧調整装置の一例に相当する。

この図１に示す動作補助スーツ１０は、使用者２０の背中に背負い、パッド１１を膝にあてがってベルト１２で体に装着する。動作補助スーツ１０には気体が充填され、使用者には、その動作補助スーツ１０の内圧に応じた強さの、腰を伸ばした姿勢に向けた力が作用する。このため、使用者が腰を屈める際は、その力に抗って腰を屈めることになる。

ここで、一例として、腰を屈めて床に置いてある重さのある荷物４０を持ち上げる場面を考える。その内圧が高いと、腰を屈めた姿勢から腰を伸ばす姿勢に移行する際は、強いアシストが得られることになる一方、腰を屈める姿勢には移行し難いことになる。このため、荷物４０を持ち上げようとしたときに腰を屈めた姿勢に容易に移行することができ、かつ、荷物４０を持って腰を伸ばした姿勢にも十分なアシストを得て容易に移行することができるように、動作補助スーツ１０には、適度な量の気体を充填しておく必要がある。

ところが、荷物４０を持ち上げるのに必要なアシスト力は、その荷物４０の重量によっても異なる。かなり重量のある荷物４０を持ち上げるには、強いアシスト力を必要とするが、このためには、動作補助スーツ１０の内圧を高める必要がある。ところが、内圧を高めると腰を屈めるのが大変であり、内圧をさらに高めると腰を屈めること自体が不可能となる。

つまり、腰を屈める際には内圧を下げ、荷物４０を持ち上げるときだけ内圧を上げる必要がある。ただし、内圧をどこまで下げ、どこまで上げるかは、荷物４０の重量や使用者の体力等に応じて、荷物４０の重量ごと、あるいは使用者ごとに種々に異なる。

ここでは、荷物４０を持ち上げる場面を取り上げて説明したが、要介護者の姿勢を変えたり持ち上げたりといった介護の場面では、その場の状況に応じて内圧をさらに複雑に上げたり下げたりすることが好ましい場面が存在する。

内圧調整装置２０は、空気を送り込むポンプや気化ガスを流出させる液化ガスボンベなどを収容した収容部２１と、空気や気化ガスの流れを制御するための操作ボタンを備えた操作部２２と、それら収容部２１と操作部２２とを繋ぐ複数本のチューブ２３とで構成されている。

この内圧調整装置２０は、以下において図２を参照して説明するように、操作部２２に備えられている操作ボタンの操作により、動作補助スーツ１０への気体の送り込みや排気を行い、動作補助スーツ１０の内圧を任意のタイミングで任意の内圧に変更することができる装置である。

図２は、内圧調整装置の構成を示したブロック図である。

この内圧調整装置２０は、液化ガスボンベ５１を備えている。この液化ガスボンベ５１は、この内圧調整装置２０に交換可能に装着される。本実施形態では、この液化ガスボンベ５１として、二酸化炭素の液化ガスが充填された、容積１００ｍｌ（ミリリットル）未満のボンベが使用される。１００ｍｌ未満のボンベであれば、高圧ガス安全法による規制を受けずに使用することができる。ただし、二酸化炭素の液化ガスボンベの場合、操作ミスがあると、動作補助スーツ１０に実用上必要な圧力を遥かに上回る圧力の気化ガスが充填されて思わぬ事故につながるおそれがある。そこで、本実施形態では、レギュレータ５２が配備されている。本実施形態におけるレギュレータ５２は、０．５ＭＰａ（メガパスカル）に設定されていて、動作補助スーツ１０の内圧が０．５ＭＰａに達すると、それ以上は液化ガスボンベ５１から気化ガスが流出されない構造となっている。この０．５ＭＰａは、安全のための圧力の上限を定めるものであって、それ以下であれば動作補助スーツ１０を任意の内圧に調整することができる。

ここで、液化ガスボンベとして、ＤＭＥ（ジメチルエーテル、ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）の液化ガスが充填された液化ガスボンベを採用してもよい。このＤＭＥの液化ガスが充填された液化ガスボンベを採用した場合は、そこから流出する気化ガスの最大圧力は２５°Ｃで０．４ＭＰａであるため、レギュレータ５２を備える必要はない。

ただし、ここでは、液化ガスボンベ５１として二酸化炭素の液化ガスボンベを採用し、かつレギュレータ５２を採用するものとして説明を続ける。

レギュレータ５２の気化ガスの流出側には、チューブ６０を介して、マイクロカプラ（登録商標）等からなるカプラ５３が備えられている。このカプラ５３は、気化ガスの流れの相対的な上流側に配置された、すなわちレギュレータ５２に接続されたソケット５３１と、流れの相対的な下流側に配置されてソケット５３１に着脱されるプラグ５３２とで構成されている。この図２では、ソケット５３１からプラグ５３２が抜き取られた状態にあるカプラ５３が示されている。このカプラ５３を構成するソケット５３１は、この図２に示すようにプラグ５３２が抜き取られた状態にあるときには、液化ガスボンベ５１側からの気化ガスの漏出を防止し、ソケット５３１にプラグ５３２が装着されることにより、気化ガスをプラグ５３２側に流出させる構造を有する。

なお、以下に説明する各要素もチューブ６０を介して接続されるが、煩雑さを避けるため、チューブ６０についての言及は省略する。

液化ガスボンベ５１を交換する際は、ソケット５３１からプラグ５３２を抜き取り、収容部２１（図１参照）から液化ガスボンベ５１をレギュレータ５２ごと取り出す。そして、液化ガスボンベ５１からレギュレータ５２を取り外し、新たな液化ガスボンベ５１にレギュレータ５２を取り付けて、その新たな液化ガスボンベ５１を収容部２１内へ収納してプラグ５３２をソケット５３１へ挿し込む。液化ガスボンベ５１はこのような作業手順で交換されるが、本実施形態ではカプラ５３が備えられているため、交換の際の液化ガスボンベ５１からの気化ガスの不用意な漏出が防止される。

このカプラ５３、ソケット５３１、およびプラグ５３２は、本発明にいう、それぞれ、第１カプラ、第１ソケット、および第１プラグの各一例に相当する。

カプラ５３の気化ガスの流れの下流側には、チェックバルブ５４が備えられている。このチェックバルブ５４は、上流側、すなわち液化ガスボンベ５１側から下流側に向けての気化ガスの流れを許容し、下流側から上流側に向けての流れを阻止する役割を有する。このチェックバルブ５４を備えた理由については後述する。このチェックバルブ５４は、本発明にいう第１チェックバルブの一例に相当する。

また、このチェックバルブ５４の直ぐ下流側には、バルブ５５が備えられている。このバルブ５５は、液化ガスボンベ５１から流出した気化ガスを操作に応じて下流へ流出させる。具体的には、このバルブ５５は、第１ポート５５１と、第２ポート５５２と、押しボタン５５３を有する。そして、押しボタン５５３が押されていないときは第ポート５５１と第２ポート５５２との間の流路が遮断され、押しボタン５５３を押し下げると、それらの間の流路がつながる。ここで、この押しボタン５５３は、押下げ量に応じて流路の開放面積を変化させることができる押しボタンである。このため、この押下げ量を調整することにより、単位時間当たりの流量をある程度調整することが可能である。このバルブ５５は、本発明にいう第１バルブの一例に相当する。このバルブ５５の第２ポート５５２は、継手５６の第１ポート５６１に接続されている。

ここで、液化ガスボンベ５１から流出した気化ガスの流れについての説明は、一旦中断し、ポンプ５７側からの空気の流れについて説明する。

この内圧調整装置２０は、空気を送り出すポンプ５７を備えている。このポンプ５７は、そのポンプ５７の内圧が閾値（ここでは、０．１５ＭＰａ）に到達すると停止し内圧が低下（ここでは、０．１ＭＰａ）すると作動を再開するタイプのポンプである。

このポンプ５７の空気送り出し側には、カプラ５８が備えられている。このカプラ５８は、ソケット５８１とプラグ５８２とからなる、上述のカプラ５３と同一タイプのカプラである。重複説明は省略する。

このポンプ５７のメンテナンスに当たっては、ソケット５８１からプラグ５８２を抜き取り、収容部２１（図１参照）からポンプ５７を取り出す。ここで、このポンプ５７は、内圧が閾値０．１ＭＰａに保たれていることで停止しているタイプのポンプであって、内圧が低下すると、作動を開始する。カプラ５８を備えたのは、ポンプ５７を取り出しても作動が不用意に開始されないようにするためである。

このカプラ５８、ソケット５８１、およびプラグ５８２は、本発明にいう、それぞれ、第２カプラ、第２ソケット、および第２プラグの各一例に相当する。

図１に示す収容部２１には、このポンプ５７と、上述のレギュレータ５２付きの、二酸化炭素の液化ガスボンベ５１が収容され、カプラ５３，５８のソケット５３１，５８１が、外側からプラグ５３２，５８２を挿し込める状態に支持されている。

カプラ５３の気化ガスの流れの下流側には、チェックバルブ５９が備えられている。このチェックバルブ５９は、上述のチェックバルブ５４と同様、上流側、すなわちポンプ５７側から下流側に向けての空気の流れを許容し、下流側から上流側に向けての流れを阻止する役割を有する。このチェックバルブ５８を備えた理由については、上述のチェックバルブ５４を備えた理由とともに後述する。このチェックバルブ５９は、本発明にいう第２チェックバルブの一例に相当する。

また、このチェックバルブ５４の直ぐ下流側には、バルブ６０が備えられている。このバルブ６０は、第１ポート６０１と、第２ポート６０２と、押しボタン６０３を有し、ポンプ５７から送り出された空気を操作に応じて下流へ流出させるバルブである。このバルブ６０は、上述のバルブ５５と同一構造のバルブであり、重複説明は省略する。このバルブ６０は、本発明にいう第３バルブの一例に相当する。このバルブ６０の第２ポート６０２は、継手５６の第２ポート５６２に接続されている。

継手５６は、第１ポート５６１と、第２ポート５６２と、第３ポート５６３を有する。上述の通り、継手５６の第１ポート５６１には、バルブ５５の第２ポート５５２が接続されていて、バルブ５５から流出した気化ガスが流入する。また、この継手５６の第２ポート５６２には、バルブ６０の第２ポート５２が接続されていて、ポンプ５７から送り出されてきた空気が流入する。また、この継手５６の第３ポート５６３は、第１ポート５６１と第２ポート５６２の双方とつながり、第１ポート５６１から流入した気化ガスと第２ポート５６２から流入した空気との双方を流出させる。この継手５６は、本発明にいう継手の一例に相当する。

継手５６の下流にはバルブ６１が備えられている。このバルブ６１は、第１ポート６１１と，第２ポート６１２と、第３ポート６１３との３つのポートを有し、さらに、押しボタン６１４を有する。

バルブ６１の第１ポート６１１は、継手５６の第３ポート５６３に接続されていて、継手５６の第３ポート５６３から流出した気体（空気と気化ガス）を流入させるポートである。また、第２ポート６１２は、このバルブ６１の第１ポート６１１から流入した気体を動作補助スーツ１０側に流出させるポートである。また、この第２ポート６１２は、動作補助スーツ１０側から逆流してきた気体を流入させるポートでもある。このバルブ６１の第３ポート６１３は、第２ポート６１２から流入した気体を排出させるポートである。そして、押しボタン６１４は、ポート６１１～６１３の開閉を切り替える操作子である。具体的には、押しボタン６１４が押されていないときには、第１ポート６１１と第２ポート６１２がつながるとともに第３ポート６１３が閉じた第１状態にあり、押しボタン６１４を押すと第１ポート６１１が閉じて第２ポート６１２と第３ポート６１３がつながった第２状態に切り替わる。押しボタン６１４から指を離すと、第１状態に戻る。第１状態は、動作補助スーツ１０に向けて気体を送り込もうとしている、あるいは、今の内圧を維持しようとしている状態であり、第２状態は、動作補助スーツ１０から排気して動作補助スーツ１０の内圧を下げようとしている状態である。このバルブ６１は本発明にいう第２バルブの一例に相当し、このバルブ６１の第１ポート６１１、第２ポート６１２、第３ポート６１３は、本発明にいう、それぞれ第２バルブの第４ポート、第５ポート、第６ポートの各一例に相当する。

バルブ６１の下流側には、カプラ６２がつながっている。このカプラ６２は、上述のカプラ５３，５８と同じ構造を有し、ソケット６２１とプラグ６２２とで構成されている。ただし、バルブ６１側にプラグ６２２が接続され、動作補助スーツ１０側にソケット６２１が接続されている。上述のカプラ５３，５８の場合、ソケット５３１，５８１からプラグ５３２，５８２が引き抜かれた状態のソケット５３１，５８１とプラグ５３２，５８２が示されているが、このカプラ６２は、結合した状態のソケット６２１とプラグ６２２が示されている。このカプラ６２は、動作補助スーツ１０側にソケット６２１が接続されていることから、プラグ６２２が引き抜かれた状態のソケット６２１は、動作補助スーツ１０からの気体の流出を阻止する機能を有する。すなわち、このカプラ６２は、動作補助スーツ１０に気体を送り込んで内圧を高めた状態のまま内圧調整装置２０を動作補助スーツ１０から取り外そうとしたとき、すなわち、ソケット６２１からプラグ６２２を引き抜いたときに、動作補助スーツ１０から気体が排気されずにその内圧を維持させる役割を担っている。

図１に示す操作部２２には、３つのバルブ５５，６０，６１が、それらの押しボタン５５３，６０３，６１４の押下操作が可能なように露出させた状態に収容される。その操作部２２には、チェックバルブ５４，５９や継手５６、およびそれらの周りのチューブ６０も収容される。また、各カプラ５３，５８，６２のプラグ５３２，５８２，６２２は、それぞれ挿し込む相手のソケット５３１，５８１，６２１に挿し込むことができるだけの長さのチューブ６０を伴って操作部２２の外に露出している。また、バルブ６１３の排気用の第３ポート６１３につながる排気口６３も操作部２２の外に露出している。各プラグ５３２，５８２，６２２と各ソケット５３１，５８１，６２１は、挿し込む相手を間違えないように、例えばカプラ５３，５８，６２ごとに色分けされていてもよい。ただし、この図２に示した実施形態の場合、液化ガスボンベ５１側とポンプ５７側とで同一構造の流路が構成されているため、２つのカプラ５３，５８に関しては、互いに逆に、すなわち、ソケット５３１にプラグ５８２を挿し込み、ソケット５８１にプラグ５３２を挿し込んでも動作上は問題ない。ただし、その場合、操作部２２における操作ボタン５５３，６０３の役割が逆になる。

次に、この内圧調整装置２０の使用方法を説明する。

使用者は、動作補助スーツ１０および内圧調整装置２０の収容部２１および操作部２２を規定の位置に装着し、各プラグ５３２，５８２，６２２を各ソケット５３１，５８１，６２１に挿し込む。ポンプ５７は、その内圧が既定の内圧（０．１ＭＰａ～０．１５ＭＰａ）に保たれ、あるいは準備の段階で内圧が一旦下がったときは、その既定の内圧となるまで作動して停止している。動作補助スーツ１０は十分にしぼんだ状態にある。

使用者は、時間に余裕があるときは、先ずは、ポンプ５７側のバルブ６０の押しボタン６０３を押す。すると、ポンプ５７の内圧が下がってポンプ５７が作動を開始し、動作補助スーツ１０に空気が送り込まれる。

使用者は、動作補助スーツ１０の内圧が、ポンプ５７から送り込まれた空気だけでは不十分な場合、あるいは緊急に内圧を上げたいときは、液化ガスボンベ５１側のバルブ５５の操作ボタン５５３を押す。すると、液化ガスボンベ５１からの気化ガスが動作補助スーツ１０に速やかに供給される。この図２に示した実施形態には図示されていないが、気化ガスの流量が大きすぎて押しボタン６３から指を離すタイミングを逸しないように、気化ガスの流路の途中に流量制限用のオリフィスを備えてもよい。

使用者は、必要な内圧が得られた時点で、押しボタン６３から指を離す。あるいは、少し手前の段階で指を離し、体の動きを確認しながら、少しずつ内圧を高めてもよい。

ここで、ポンプ５７を備えている理由は、時間的に余裕があるときは、液化ガスの使用量を減らしてポンプ５７からの空気を動作補助スーツ１０に供給したほうが、常に液化ガスを使うよりもコスト上有利だからである。また、ポンプ５７からの空気の方が流量が小さく、動作補助スーツ１０の内圧の微妙な調整が容易である。

なお、可搬可能な小型のポンプで０．５ＭＰａ程度の比較的高圧を発生させると動作音が大きくなり（約７０ｄＢ）また流量も小さくなる。そこで、ここでは、最大０．２ＭＰａ程度にとどめ、さらにポンプの筐体に遮音性を持たせることにより、静粛性を優先（約４０ｄＢ）としている。

一方、液化ガスボンベ５１を備えている理由は、ここに示した例の場合はポンプ５７では動作補助スーツ１０の内圧を最大０．１５ＭＰａまでしか高めることができない。そこで、それ以上に高めたい場合は、液化ガスボンベ５１からの気化ガスが使用される。また、０．１５ＭＰａ未満の場合を含め、動作補助スーツ１０の内圧を瞬時に高めたい場合にも、液化ガスボンベ５１からの気化ガスが使用される。

以上の理由から、ここでは、ポンプ５７と液化ガスボンベ５１を併用することとしている。

動作補助スーツ１０の内圧を下げたいときは、バルブ６１の押しボタン６１４を押す。すると、動作補助スーツ１０内の気体が、排気口６３から排気される。押しボタン６１４を離すと、動作補助スーツ１０では、その離した時点の内圧が維持される。

本実施形態の内圧調整装置２０では、以上の操作により、動作補助スーツ１０を、その場の状況に応じて、その場の状況にふさわしい内圧に調整しながら、作業を進めることができる。

次に、この内圧調整装置２０の操作の安全性について説明する。

その１つは、３つの押しボタン５５３，６０３，６１４の操作を誤ったときの安全性である。

動作補助スーツ１０が０．１ＭＰａを超えた内圧、例えば０．２ＭＰａの状態にあるときに、ポンプ５７側の押しボタン６０３が押されたとする。この場合、チェックバルブ５９が作用してそのチェックバルブ５９で動作補助スーツ１０側の高い圧力が食い止められ、その高い圧力の気体がポンプ５７に流れ込むことが阻止される。

液化ガスボンベ５１側の押しボタン５５３とポンプ５７側の押しボタン６０３が同時に押された場合、液化ガスボンベ５１からの流出する気化ガスの圧力がポンプ５７で送り出される空気の圧力よりも高く、気化ガスがポンプ５７側に流れ込もうとするが、この場合もチェックバルブ５９により、気化ガスがポンプ５７に流れ込むことが阻止される。

次に、動作補助スーツ１０側のバルブ６１の押しボタン６１４を含む２つの押しボタン６１４，５５３；６１４，６０３が同時に押された場合、あるいは３つの押しボタン６１４，５５３，６０３が同時に押された場合について考察する。前述の通り、動作補助スーツ１０側のバルブ６１の押しボタン６１４が押されると、空気あるいは気化ガスの流入口である第１ポート６１１が閉じ、第２ポート６１２と第３ポート６１３がつながって動作補助スーツ１０側からの気体が排気される。したがって、押しボタン５５３を押すことによってバルブ６１まで進んできた気化ガス、あるいは、押しボタン６０を押すことによってバルブ６１まで進んできた空気は、排気されたり不都合な動作を引き起こしたりすることなく、バルブ６１の閉じた状態にある第１ポート６１１で阻止される。

カプラ５３，５８，６２のソケット５３１，５８１，６２１からプラグ５３２，５８２，６２２を引き抜いたときの安全性、すなわち、液化ガスボンベ５１からの気化ガスの流出の阻止、ポンプ５７からの空気の漏れによるポンプ５７が作動し続けることの阻止、動作補助スーツ１０からの気体の流出の阻止については、説明済である。

次に、動作補助スーツ１０の内圧を高めた状態で、カプラ６２のソケット６２１にプラグ６２２を挿し込んだまま、液化ガスボンベ５１側のカプラ５３のソケット５３１からプラグ５３２を引き抜き、さらにバルブ５５の押しボタン５５３を押した場合について説明する。

この場合、動作補助スーツ１０からの気体がバルブ５５を通ってさらに逆流しようとするが、その逆流はチェックバルブ５４によって阻まれ、その気体がプラグ５３２から排気されることが防止される。

ポンプ５７側のカプラ５８のソケット５８１からプラグ５８２を引き抜き、さらにバルブ６０の押しボタン６０３を押した場合、あるいは、双方のソケット５３１，５８１から双方のプラグ５３２，５８２を引き抜いて、さらにバルブ５５の押しボタン５５３あるいはバルブ６０の押しボタン６０３を押した場合も同様である。

このように、この内圧調整装置２０は、操作の安全性にも配慮した構成となっている。

次に、液化ガスボンベ５１の使用可能回数について説明する。

ここでは、高圧ガス安全法に抵触しないように、容積１００ｍｌ以下、液化ガス７４グラムの液化ガスボンベ５１を使用した。動作補助スーツ１０として、汎用性のある一般的なものを採用した。

このとき、動作補助スーツ１０の内圧を０．１ＭＰａに高めて排気がほぼ止まるまで排気することを繰り返したところ、１本の液化ガスボンベ５１で約５０回繰り返し使用可能であった。動作補助スーツ１０の内圧を０．２ＭＰａまで高めたときは、約２０回繰り返し使用可能であった。この程度まで繰り返し使用可能であれば、実用上十分に使用に耐え得るものと考えられる。ここでは、ポンプ５７も併用しており、ポンプ５７を多用することにより、繰り返し使用回数をさらに伸ばすことが可能である。

また、ＤＭＥの液化ガスはスプレー缶と同じような缶タイプのボンベで提供される。このＤＭＥの液化ガスが充填されたボンベとして、４２０ｍｌと１８０ｍｌのものが市販されている。２５℃において、ＤＭＥの液化ガスボンベを使用して上記と同様な実験を行ったところ、動作補助スーツ１０の内圧を０．１ＭＰａに高めて排気した場合は、１８０ｍｌ缶１本で約８０回、４２０ｍｌ缶では約１９０回、動作補助スーツ１０の内圧を０．２ＭＰａまで高めたときは、１８０ｍｌ缶で約３０回、４２０ｍｌ缶で約７０回使用可能であった。ＤＭＥでは温度により圧力が変化するため、周囲温度が低い場合や連続使用により温度が低下した場合には使用回数が減少する。０℃まで低下すると使用回数は半減するが、特殊な低温度環境以外での実使用としては十分である。

比較例として、５００ｍｌの容器に１ＭＰａの圧縮空気を入れて同様な実験を行ったところ、動作補助スーツ１０の内圧を０．１ＭＰａに高めて排気した場合は約５回、動作補助スーツ１０の内圧を０．２ＭＰａまで高めたときは約２回、使用可能であった。

以上の実験結果から、市販されている小型の液化ガスボンベを使用することに大きな利点があることが分かる。

次に、図２に示した内圧調整装置２０の変形例について説明する。

図２に示した内圧調整装置２０では、液化ガスボンベ５１として、二酸化炭素の液化ガスボンベを使用している。ただし、本発明にいう液化ガスボンベは二酸化炭素の液化ガスボンベに限られるものではなく、前述したとおり、例えばＤＭＥ（ジメチルエーテル、ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）の液化ガスが充填された液化ガスボンベを採用してもよい。このＤＭＥの液化ガスが充填された液化ガスボンベを採用した場合は、レギュレータ５２を備える必要はない。

また、図２に示した内圧調整装置２０で採用されているポンプ５７は、そのポンプ５７の内圧が閾値（ここでの例では、０．１５ＭＰａ）に到達すると停止し内圧が低下（ここでの例では、０．１ＭＰａ）すると作動を再開するタイプのポンプである。ただし、本発明にいうポンプは、このタイプのポンプに限られるものではなく、オンオフの切り替えに応じて作動または停止するタイプのポンプであってもよい。オンオフの切り替えに応じて作動または停止するタイプのポンプを採用した場合は、バルブ６０を備える必要はなく、操作部２２には、オンオフを切り替えるスイッチ、例えばボタンを押すことによりオンとなり、指を離すことによりオフとなるスイッチを備えればよい。このタイプのポンプを採用した場合は、カプラ５８、すなわち、プラグ５８２が挿し込まれていない状態のソケット５８１が空気の流出を阻止するタイプのカプラ５８を備える必要はなく、その代わりに、空気の流出阻止の機能のない、単なる流路接続具としてのカプラを備えてもよい。

また、ここでは、内圧調整装置２０を動作補助スーツ１０の内圧調整用として用いた例について説明したが、本発明の内圧調整装置は、動作補助スーツの内圧調整にのみ適用されるものではなく、内圧を調整する必要のある内圧調整対象物一般に採用可能である。

１０ 動作補助スーツ
１１ パッド
１２ ベルト
２０ 内圧調整装置
２１ 収容部
２２ 操作部
３０ 使用者
４０ 荷物
５１ 液化ガスボンベ
５２ レギュレータ
５３ カプラ
５３１ ソケット
５３２ プラグ
５４ チェックバルブ
５５ バルブ
５５１ 第１ポート
５５２ 第２ポート
５５３ 押しボタン
５６ 継手
５６１ 第１ポート
５６２ 第２ポート
５６３ 第３ポート
５７ ポンプ
５８ カプラ
５８１ ソケット
５８２ プラグ
５９ チェックバルブ
６０ バルブ
６０１ 第１ポート
６０２ 第２ポート
６０３ 押しボタン
６１ バルブ
６１１ 第１ポート（第４ポート）
６１２ 第２ポート（第５ポート）
６１３ 第３ポート（第６ポート）
６１４ 押しボタン
６２ カプラ
６２１ ソケット
６２２ プラグ
６３ 排気口
１００ 動作補助装置

Claims (12)

1. 交換可能に装着される液化ガスボンベと、
   前記液化ガスボンベから流出した気化ガスを操作に応じて下流へ流出させる第１バルブと、
   空気を送り出すポンプと、
   前記第１バルブから流出した気化ガスと前記ポンプから送り込まれた空気との双方を内圧調整対象物側に送り出す第１状態と、該内圧調整対象物側から逆流してきた気体を流入させて排気する第２状態とを操作に応じて切り替える第２バルブとを備えたことを特徴とする内圧調整装置。
2. 前記第１バルブから流出した気化ガスを流入させる第１ポートと前記ポンプから送り出された空気を流入させる第２ポートと、該第１ポートと該第２ポートとの双方とつながる第３ポートとを有する、前記第２バルブの上流側に配置された継手を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内圧調整装置。
3. 前記該２バルブが、前記第３ポートから流出した気体を流入させる第４ポートと、該第４ポートから流入した気体を前記内圧調整対象物側に流出させ、および該内圧調整対象物側から逆流してきた気体を流入させる第５ポートと、該第５ポートから流入した気体を排出させる第６ポートとを有し、操作に応じて、該第４ポートと該第５ポートとをつなぐとともに該第６ポートを閉じる第１状態と、該第４ポートを閉じるとともに該第５ポートと該第６ポートとをつなぐ第２状態とを切り替えるバルブであることを特徴とする請求項２に記載の内圧調整装置。
4. 前記液化ガスボンベ側への気体の流れを阻止する第１チェックバルブを備えたことを特徴する請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
5. 前記液化ガスボンベから流出する気化ガスの流れの相対的な上流側に配置された第１ソケット、および該流れの相対的な下流側に配置され該第１ソケットに着脱される第１プラグからなり、該第１ソケットが、該第１プラグの未装着時に該気化ガスの流出を阻止し、該第１プラグの装着により該気化ガスを該第１プラグ側に流出させる第１カプラを備えたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
6. 前記液化ガスボンベが、二酸化炭素の液化ガスが充填されたボンベであって、該液化ガスボンベから流出する気化ガスの気圧上限を規定するレギュレータを備えたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
7. 前記ポンプ側への気体の流れを阻止する第２チェックバルブを備えたことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
8. 前記ポンプが、該ポンプの内圧が閾値に到達すると停止し、該内圧が低下すると作動するポンプであって、該ポンプから送り出された空気を操作に応じて下流へ流出させる第３バルブを備えたことを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
9. 前記ポンプから送り出される空気の流れの相対的な上流側に配置された第２ソケット、および該流れの相対的な下流側に配置され該第２ソケットに着脱される第２プラグからなり、該第２ソケットが、該第２プラグの未装着時に該空気の流れを阻止し、該第２プラグの装着により該空気を該第２プラグ側に流出させる第２カプラを備えたことを特徴する請求項８に記載の内圧調整装置。
10. 前記ポンプが、オンオフの切り替えに応じて作動または停止するポンプであって、該ポンプのオンオフを切り替えるスイッチを備えたことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
11. 前記内圧調整対象物の気体流入口に取り付けられた、該内圧調整対象物からの気体の流出を阻止する第３ソケットとともに第３カプラを構成する、該第３ソケットに着脱自在に装着されて装着時に該第３ソケットの流路を開放して前記第５ポートから流出した気体を該第３ソケット側に流入させる第３プラグを備えたことを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置。
12. 請求項１から１１のうちのいずれか１項に記載の内圧調整装置と、
    使用者に装着され内圧が調整されて動作を補助する、前記内圧調整対象物としての動作補助スーツと、
    を備えたことを特徴とする動作補助装置。

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