JP3668815B2 - 作業補助装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動や腰の高さが変化する姿勢変更を頻繁に行いながら作業を行う作業者の脚部に掛かる負荷を軽減させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来作業の際には一定の姿勢で作業する場合のみに限られ椅子が使用されていた。通常の膝を直角に曲げた着座姿勢では一般的な椅子を用い、立ち作業の場合には特許文献１の携帯用腰掛や特許文献２の体重支え器や特許文献３の立ち作業用椅子を用いていた。
【０００３】
又、一定面積の範囲内で移動しながら直立状態の立ち姿勢から膝を直角に曲げる状態の着座姿勢まで腰部が上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する姿勢変更を繰り返す作業は椅子等を使用せずに作業が行われていた。
【０００４】
又、近年の組立作業はベルトコンベア等の流れ作業から、１つの製品を１人の作業者が最初から完成まで組立を行うセル方法に変わってきた。その為に作業内容は複雑化し、部品の移動、組み付け等の作業も複雑化し、作業者は立った姿勢や中腰の姿勢や屈んだ姿勢と作業姿勢を変えながら繰り返し作業を続け、更に部品等を部品棚から取る為に一定面積の範囲内で移動しながら前記の動作を繰り返し作業する必要が生じた。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５９２７７９７号明細書
【特許文献２】
特開平８−７０９５８号公報
【特許文献３】
実開平５−７６３６５号公報
【特許文献４】
実開平２−３６３４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来立ち姿勢で作業等を行う場合に用いられていた特許文献１の携帯用腰掛は作業者の腰にベルトで固定し腰に吊り下げた状態で使用し、腰掛の脚部先端を作業者移動面に当てて使用し、直立状態に近い立ち姿勢の際にバネによる押し上げ力で足の負担を軽減させる目的で構成されている。
【０００７】
その為、作業者が膝を伸ばした状態の立ち姿勢で使用する場合、腰掛の脚部が伸びた状態で作業者の臀部を押した状態つまり腰掛の脚部が作業者の臀部と作業者移動面の間で突っ張った状態である為、作業者が移動する際には腰掛の脚部先端を引きずりながら移動して接地場所を変えるか、又は作業者は爪先立ちして腰掛の脚部先端を作業者移動面から浮かせて移動し接地させる必要がある。
【０００８】
更に作業者が座るシートに腰掛の脚部は揺動可能に構成されている為、腰掛の脚部先端を接地させる際には座る時のバランスを考えながら接地場所を選ばないと下からの押し上げ力を腰部に伝えられないばかりか転倒する危険もある。又腰掛の脚部先端の位置決めをしなければならい煩わしさがあり素早い移動は無理である。
従って頻繁に腰の位置の移動を必要とする動作には脚部先端を移動し接地する為の注意力を必要とし又時間が掛かり、この携帯用腰掛は直立状態に近い立ち姿勢で一定の姿勢で時々移動する程度の作業向きに構成されている。
【０００９】
次に特許文献２の体重支え器は立ち姿勢の際にバネによる押し上げ力で足の負担を軽減させる目的と、作業者が膝を曲げてサドルに全体重を掛ると６ｃｍ程度低くなるだけの立ち姿勢に近い状態で着座姿勢になり全体重をサドルに掛け休憩する為の目的と、作業者がサドルを中心に向きを変える目的と、サドルの支持管が前傾可能に構成され支持管を前方に倒しサドル部の傾きを調整する目的と、体重支え器を横方向の一方向に移動可能にすることを目的に構成され、作業場所を変える為の移動の際にはサドルに腰掛ながら体重支え器のサドルの真下に設けられている水平方向移動手段のレール管の上面を足で蹴りながら移動する。
従って特許文献２の体重支え器は直立状態に近い立ち姿勢で腰の高さが一定の姿勢で時々移動する程度の作業向きに構成されている。
【００１０】
次に特許文献３の立ち作業用椅子は立ち作業の際作業者がサドル部に座り作業をする目的のもので、移動は作業者が足で床面を蹴って椅子の下部にある車輪で移動するよう構成されている。
【００１１】
以上のような構成から特許文献１、特許文献２、特許文献３の椅子や腰掛や機器は何れも腰部を保持するサドル等の部材が三次元の動きを自由に容易に行なえる構造になっていない。更に作業者の足元の作業者移動面には椅子や腰掛や機器の部材が存在し移動の際に足の運びに対し障害物となり素早い移動の障害にもなる。
【００１２】
従来組立作業等の際には作業者が作業者移動面を歩くような動きで移動し、膝を直角に曲げる着座姿勢から直立状態の立ち姿勢の範囲内で腰部を上下、前後、左右、斜めと腰部が三次元の動きを頻繁に行なう作業があり、特許文献１から３の椅子や腰掛や機器では不可能な為に一切使用せずに作業が行われていた。
【００１３】
次に特許文献４の椅子の油圧装置はモーターで駆動する油圧ポンプが用いられ椅子の昇降を行っていた。この装置はモーターで駆動する油圧ポンプで加圧した油をシリンダに供給し、スイッチを押す等の人為的操作で電磁弁の開閉と油圧ポンプの正転と逆転を行い、椅子とその椅子に座る人を昇降させるよう構成されているもので腰部が三次元の動きを必要とする作業には使用できない。
以上のような構成から特許文献４の椅子の油圧装置は必要に応じてスイッチ等を人為的に操作して油圧装置を制御し椅子の高さを変更する目的で構成されている。
【００１４】
上記のように腰部が三次元の動きを頻繁に行なう作業は椅子や腰掛や機器の使用は不可能で一切使用せずに行われていたが、作業が長時間の場合は作業者の下半身に掛かる負担は大きく、疲労による能率の低下や膝への障害問題が発生し著しく能率を悪くするという問題があった。
又、高齢者や体力のない人や下半身に障害のある人には、頻繁に腰の高さを変え姿勢を変えながら続ける作業や立ち姿勢による長時間の作業は無理であり作業者の対象から外される傾向にあり雇用条件にも影響していた。又、長い間そのような作業に従事し作業に熟練した人でも高齢化による体力の低下で熟練した作業から離れなければならない場合も多く会社側の人事問題となっていた。
【００１５】
そこで本発明は作業者の直立状態の立ち姿勢時や中腰姿勢時などの姿勢を持続する際に脚部への負荷をできるだけ少なくすること。直立状態の立ち姿勢から膝を直角に曲げる着座姿勢までの範囲内で腰部を上下させる姿勢の変更が僅かな脚力で容易に行えること。更に装置により構成される移動可能範囲内で作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元空間で変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が自然に追従しながら腰部に押し上げ力をあたえ続けること。更に作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早く移動することを可能にする為、装置を使用する作業者の足元は空間を設け平らな作業者移動面にすることを特徴とした作業補助装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する為に請求項１記載の発明は、作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、可動部が左右方向に自由に移動可能な左右移動手段を取付け、その可動部に支持部を設け、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部の移動と吊設され支持部を基点とした身体保持手段の揺動動作と上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００１７】
請求項２記載の発明は前記左右移動手段と可動部が前後に自由に移動可能な前後移動手段を組合せて構成し作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ取付け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる可動部に前記支持部を設けて構成し、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部の移動動作と前後移動手段の可動部の移動動作と押上げ力発生手段の動作部の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００１８】
請求項３記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、複数のリンクを連結し構成したリンク機構からなる水平移動手段の片端のリンクを回転自在に軸支して取付け、前記リンク機構の二次元空間内で任意の方向に変位可能になるリンクの部位に前記支持部を設けて構成し、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、前記リンク機構の二次元空間内で任意の方向への移動動作と、押上げ力発生手段の動作部の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００１９】
請求項４記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、旋回の中心部材を固定して取付けられ旋回部が水平方向に旋回移動可能な旋回移動手段と、その旋回部に一端を固定した前記旋回部の旋回中心から外周方向に自由に移動可能な可動部を有する前後移動手段を組合せて設け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記前後移動手段の可動部に前記支持部を設けて構成し、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、前記前後移動手段の可動部に設けた前記支持部の二次元空間内で任意の方向への移動動作と、押上げ力発生手段の動作部の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００２０】
請求項５記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、可動部が左右方向に自由に移動可能な左右移動手段を取付け、その前記左右移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部に前記身体保持手段を吊設し、更にその可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結して前記上下前後移動手段の可動部を動作させて前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２１】
請求項６記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、旋回の中心部材を固定して取付けられ旋回部が水平方向に自由に旋回移動可能な旋回移動手段を取付け、その旋回部に複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部に前記身体保持手段を吊設し、更にその可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結して前記上下前後移動手段の可動部を動作させて前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した
【００２２】
請求項７に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、可動部が自由に左右方向に移動可能な左右移動手段と、可動部が上下方向に移動可能な上下移動手段と、可動部が自由に前後方向に移動可能な前後移動手段とを組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記左右移動手段又は前記上下移動手段又は前記前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設けて、更に上下移動手段の可動部へ押上げ力を発生する押上げ力発生手段の動作部を連結し、その動作部の動作で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２３】
請求項８に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、旋回部が水平方向に旋回移動を可能とする旋回手段と前記上下移動手段と前記前後移動手段とを組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設けて、更に前記上下移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２４】
請求項９に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、前記左右移動手段を取付け、その前記左右移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設け、更に前記上下前後移動手段の可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ前記旋回移動手段を取付け、その前記旋回移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設け、更に前記上下前後移動手段の可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、複数のリンクを回転自在に軸支して連結し移動側のリンクの先端が二次元空間内で任意の方向に変位可能なリンク機構で構成される水平移動手段と前記上下移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる部位に作業者の胴体部を保持する前記身体保持手段を設け、前記上下移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、その前記押上げ力発生手段で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器で構成した押上げ力発生手段を用いた請求項１から１１のいずれかに記載の作業補助装置とした。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は発条の反発力を出力に利用するよう構成した押上げ力発生手段を用いた請求項１から１１のいずれかに記載の作業補助装置とした。
【００２９】
【作用】
上記のように構成された作業補助装置は、各移動手段の組合せと押上げ力発生手段の動作で身体保持手段が三次元の動作可能になり、装置により構成される移動可能範囲内で作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が軽快に自然に追従し、押上げ力発生手段からの出力で作業者の足の裏面が床面等の作業者移動面に接地可能な状態を保てる範囲内の押上げ力を腰の高さ位置に関係無く常に身体保持手段及び作業者の腰部にあたえ続ける。
押上げ力発生手段が発生する押上げ力を調整する機能を有する作業補助装置の場合は、その押上げ力を調整することにより作業者の脚部に掛かる負荷が自由に調整可能になる。
【００３０】
以上のような構成から身体保持手段で作業者の胴体部を保持させ、作業者が床面に立った姿勢を維持しようとする場合、作業者は脚部に僅か力をいれることで姿勢の維持が可能になり、その作業者が立ち姿勢で膝の力を緩め膝を曲げると、押上げ力発生手段に加わる体重や身体保持手段等の総重量に対し押上げ力が弱く設定されている為に身体保持手段の位置が下降し膝を直角に曲げた着座姿勢になり、下降途中で膝に僅か力を入れると中腰の姿勢で停止し姿勢の維持ができる。その着座姿勢でも常に押上げ力は働く為、着座姿勢から立ち姿勢や中腰姿勢になる場合でも、足に僅かに力を入れ立ち上がり動作を行えば容易に僅かな力で可能になる。その為、中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と腰の高さを頻繁に変化させる場合でも作業補助装置を使用しない場合に比べ、脚部への負荷が非常に少なく、その為機敏に姿勢変更ができ、更に同一姿勢の維持も脚部への負荷が非常に少なく容易にできる。
又、押上げ力発生手段に用いるシリンダ等の下限停止位置や上下移動手段に下限停止位置を設け、身体保持手段の下限停止位置の高さを通常の椅子の高さと同等に設定すると、作業者が脚部の力を完全に抜くと椅子に座ったのと同様の着座姿勢もとれる。
【００３１】
又、作業者の足が床等の移動面に着いている為、装置により構成される移動可能範囲内で前後や左右にも身体保持手段で腰部を保持させた状態で通常床面を歩くように移動することができる。更に装置を使用する作業者の足元は平らな作業者移動面が構成される為、作業者が作業者移動面を移動する場合に通常歩くように素早く移動することを可能になる。
【００３２】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
第１実施例
図２の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
図１は身体保持手段の身体保持座１ａに身体を保持させ作業者の頭上に位置する流体で動作するシリンダ２１を用いた押上げ力発生手段を示す。
図２は可動部３３１が左右方向に自由に移動可能な左右スライド機構３３を作業者１０の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材６１へ取付け、その可動部３３１に設けた支持部１２へ図１に示す作業者１０の胴体部を保持する身体保持手段の身体保持座１ａと、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部のロッド２１２を連結して上下動作を可能にし連結部１６と支持部１２で揺動動作を可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部３３１の移動と吊設された身体保持手段の揺動動作と押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段の身体保持座１ａを作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成した作業補助装置を示す。
【００３３】
この作業補助装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内２１ｂに圧縮した空気を送り込み、圧力制御機器２３ａで圧力を一定に保ちピストン２１１に上昇力を与え作業者１０の頭上方向に牽引する。その牽引で身体保持座１ａに胴体部を保持された作業者１０の足の裏面が作業者移動面６に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える。この状態の時、作業者１０は僅かに力を入れているだけで直立状態の立ち姿勢を保つことができる。更に作業者１０が膝の力を抜くと全体重が身体保持座１ａ部を介して押上げ力発生手段に伝わりロッド２１２は下降する。下降途中で僅かに脚部に力を入れると身体保持座１ａの下降は止まりその姿勢を維持できる。ロッド２１２が下降限界位置の時、身体保持座１ａの位置が通常の椅子の高さと同じ高さになるように構成しておき、作業者１０が膝の力を完全に抜くと身体保持座１ａは下降して通常の椅子の高さで停止し椅子に座った状態と同様の姿勢になる。
【００３４】
更に立ち上がる際には脚部に僅か力を入れ通常の立ち上がり動作を行なうと身体保持座１ａに押上げ力が働きながら腰部を押上げるように上昇する。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右方向には左右スライド機構３３の移動量分可能になり前後方向には身体保持座１ａの揺動動作分可能になる。従って身体保持座１ａと作業者１０の腰部は押上げ力を受けながら左右移動手段の可動部３３１の移動と吊設された身体保持手段の支持部１２を基点とする揺動動作と押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００３５】
尚、このシリンダ２１のストロークは、作業者１０の腰の上下移動距離より長いものを使用することにより身体保持座１ａの高さ位置に関係なく常に押上げ力が身体保持座１ａに加わる。又、シリンダ２１のロッド２１２の反対側には流量制御弁２３ｂを取付けると身体保持座１ａの急激な上昇を防ぐことができる。しかし必ずしも必要のものではない。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
又、作業者１０の跨る身体保持座１ａは自転車のサドルのような形状に構成し、傾きに対し自在性を持たせると作業者１０の腰の変化に対応し使い心地が良い。
【００３６】
第２実施例
図３の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
図３は押上げ力発生手段に流体駆動機器のロータリーアクチェータ２８を使用した作業補助装置の一例を側面図で示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けたロータリーアクチェータ２８とその回転力を伝える支持部１２と、その支持部１２と身体保持手段の身体保持座１ａと、それを連結するロープ２４３で構成される。
【００３７】
この作業補助装置はロータリーアクチェータ２８に圧力を制御した流体を供給し、支持部１２の先端及び身体保持手段が上昇する方向に回転力を与える。その回転力が身体保持座１ａに働き作業者１０を押し上げる押上げ力になる。
尚、作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００３８】
第３実施例
図４の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
図４は押上げ力発生手段にロータリーアクチェータ２８又はモーター２９を使用した作業補助装置の一例を側面図で示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３と、その可動部３３１に取付けたロータリーアクチェータ２８又はモーター２９とその出力軸に取付けたプーリー２９１と、そのプーリー２９１と身体保持手段の身体保持座１ａと、それを連結するロープ２４３で構成される。を繋ぐロープ２４３で構成される。
【００３９】
モーター２９にはトルクモーターのように一定のトルクを発生するものを使用し、身体保持手段の上限、下限で停止させる停止機構も取付ける。
ロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転でプーリー２９１が回転しロープ２４３を巻き上げる。その回転力が作業者１０の頭上方向に働く牽引力になる。
尚、作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００４０】
第４実施例
図５の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に支持部１２を取付け、その支持部１２に押上げ力発生手段の引張バネ２４ｃと身体保持手段を取付けて構成した作業補助装置の一例を側面図で示す。身体保持手段を下限で停止させる停止機構が支持部１２と連結部１６を繋ぐロープ２４３で構成され、ロープ２４３が伸びきったところを下限の停止位置にすることができる。
【００４１】
又、押上げ力発生手段に板状のバネ鋼を渦巻き式に製作したバネを使用し構成することもできる。
尚、作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００４２】
第５実施例
図６の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に支柱５２を取付け、支持部１２が軸５１を中心に上下に揺動可能に構成し、その支持部１２の先端に身体保持手段が吊設され、その支持部１２の先端を引き上げるシリンダ２１からなる押上げ力発生手段で構成した作業補助装置の一例を示す。この装置は配管口２１ａに加圧した流体を供給し身体保持手段を引き上げる。そのシリンダ２１に供給される流体の圧力で身体保持手段に働く押上げ力の強さが決まる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
図７の装置は押上げ力発生手段に引張バネ２４ｃを使用し、図８の装置は押上げ力発生手段にロータリーアクチェータ２８を使用した装置を示す。
尚、図７及び図８の装置を使用する作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００４３】
第６実施例
図９の側面図は、請求項２のひとつの実施例を示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に左右方向に移動を可能とする左右スライド機構３３の左右移動手段と前後方向に移動を可能とする前後スライド機構３２の前後移動手段を組合せて構成し取付け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記前後移動手段の可動部３２１に前記支持部を設けて構成し、その支持部１２に図１に示す身体保持手段と押上げ力発生手段を揺動動作が可能な状態に吊設し構成した作業補助装置の一例を示す。尚、左右移動手段と前後移動手段の組合わせは図９とは上下位置を逆に構成しても良い。
この装置は図１及び図２の動作と同様の動作を可能にし、更に前後移動手段の移動量分前後の動作範囲を大きく構成でき作業者１０の行動範囲は広くなり身体保持手段及び作業者の腰部は広範囲で三次元の動作が可能となる。
【００４４】
第７実施例
図１０、図１１、図１２の側面図は請求項２の実施例を示す。
図１０の装置は図５の装置へ、図１１の装置は図４の装置へ、図１２の装置は図８の装置へ前後方向に移動を可能とする前後移動手段を組合せて構成した作業補助装置の一例を示す。
図１０の装置は図５の装置と、図１１の装置は図４の装置と、図１２の装置は図８の装置と同様の動作を可能にし、更に前後移動手段の移動量分前後の動作範囲を大きく構成でき作業者１０の行動範囲は広くなり身体保持手段及び作業者の腰部は広範囲で三次元の動作が可能となる。
図３、図６、図７の装置にも同様に前後移動手段を組合せて構成すると同様の機能を有することができる。
【００４５】
第８実施例
図１３の側面図は、請求項３のひとつの実施例を示す。
図１３は側面図を示し、図１４は図１３に示すＡ矢視図を示す。
この装置は上部固定部材６１に取付けた固定軸４０にリンク７ａの片方の端に軸受４２で水平方向に揺動可能に軸支し、他の端に軸７３でリンク７ｂの片方の端を水平方向に揺動可能に軸支した水平移動手段と、そのリンク７ｂの他の端に回転自在に取付けたシリンダ２１からなる押上げ力発生手段と、そのシリンダ２１のロッド２１２で作業者１０の頭上方向に牽引し押上げ力を働かせる身体保持ベルト１ｂからなる身体保持手段で構成した作業補助装置の一例を示す。この装置にはシリンダ２１の配管口２１ａに加圧した流体を供給する。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００４６】
この図１３の身体保持ベルト１ｂは図１５のような帯状で布製のベルトで構成され、作業者１０は身体保持ベルト１ｂに足を通し、ベルト接続金具１ｂを締めて固定し押上げ力発生手段には身体保持ベルト１ｂの後部を取付ける。
図１３の水平移動手段には前記の押上げ力発生手段と身体保持手段で構成される機構を取付けて構成すると同様の機能を有することができる。
この装置を使用する作業者１０の行動可能範囲は固定軸４０を中心にリンク７ａ、リンク７ｂの軸間を合計した長さを半径とする円形状の限定された面積の範囲内であらゆる方向に押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００４７】
第９実施例
図１６の側面図は、請求項３のひとつの実施例を示す。
図１６は図１３の装置と同様の水平移動手段の機構に図１の押上げ力発生手段と身体保持手段を設け構成し、更にリンク７ａ及びリンク７ｂの揺動運動を止めるブレーキ７５を設け構成した作業補助装置の一例を示す。
この装置の機能は前記ブレーキ７５を働かせることにより水平方向の移動を停止することができる。他の機能は図１３の装置と同様である。
【００４８】
第１０実施例
図１７の側面図は、請求項４のひとつの実施例を示す。
この装置は天井や梁等の作業者１０の上部に位置する上部固定部材６１に取付けた固定軸４０と軸受４２と旋回部４１からなる旋回移動を可能とする旋回移動移動手段と、その旋回移動手段の旋回部に取付け前後移動を可能とする前後移動手段の前後スライド機構３２１の可動部に支持部１２を設け、図１の押上げ力発生手段と前記身体保持手段で構成される機構を揺動動作が可能な状態に吊設し構成した一例を示す。
【００４９】
この装置で作業者１０は前記押上げ力発生手段の上下移動と、更に前記旋回移動手段の旋回移動と前記前後移動手段の前後移動の組合わせにより限定された面積の範囲内で前記身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、支持部１２には前記の押上げ力発生手段と身体保持手段で構成される機構を取付けて構成すると同様の機能を有することができる。
【００５０】
第１１実施例
図１８の側面図は、請求項５のひとつの実施例を示す。
この装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた前記左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に固定し取付けた軸７４で前後に揺動可能に軸支したリンク７ｂと、片方の端に前記身体保持手段を揺動動作が可能な状態に吊設し、他の端に押上げ力発生手段のシリンダ２１を連結し、その中間をリンク７ｂに軸７３で上下に揺動可能に軸支したリンク７ａからなる上下前後移動手段で構成した。
【００５１】
この装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１に流体を供給し、その押出し動作で前記身体保持手段を作業者１０の頭上方向に牽引し、前記左右移動手段の動作で左右に移動を可能とし、前記上下前後移動手段の動作で上下と前後の移動を可能とする。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右方向には左右スライド機構３３の移動量分移動可能になり前後方向には上下前後移動手段の移動量分移動可能になる。その左右動作と前後動作及び上下前後移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、押上げ力発生手段に引張バネ２４ｃや渦巻きバネを、図１９のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９を用いて構成することもできる。それらの装置も図１８の装置と同様の機能を有することができる。
【００５２】
第１２実施例
図２０の側面図は、請求項６のひとつの実施例を示す。
この装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた旋回移動手段の旋回部４１に固定し取付けた軸７４で前後に揺動可能に軸支したリンク７ｂと、片方の端に前記身体保持手段を揺動動作が可能な状態に吊設し、他の端に押上げ力発生手段のシリンダ２１を連結し、その中間をリンク７ｂに軸７３で上下に揺動可能に軸支したリンク７ａからなる上下前後移動手段で構成した。
【００５３】
この装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１に流体を供給し、その押出し動作で前記身体保持手段を作業者１０の頭上方向に牽引し、前記旋回移動手段の動作で旋回移動を可能とし、前記上下前後移動手段の動作で上下と前後の移動を可能とする。
又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、旋回移動手段の旋回部の旋回移動量と上下前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。
その旋回動作と前後動作及び上下前後移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００５４】
尚、押上げ力発生手段に引張バネ２４ｃや渦巻きバネ２４ｄを、図２１のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９を用いて構成することもでき図２０の装置と同様の機能を有することができる。
【００５５】
第１３実施例
図２２の側面図は、請求項７のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた前記左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に押上げ力発生手段のシリンダ２１と、可動部３１１が上下方向に移動可能な上下スライド機構３１の上下移動手段と、可動部３２１が前後方向に移動可能な前後スライド機構３２の前後移動手段とを組合せて構成し取付け構成した。
この押上げ力発生手段はシリンダ内２１ｂに供給される流体の圧力で押上げ力を発生させる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００５６】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動が、押上げ力発生手段のシリンダ２１のピストン２１１の移動で押上げ力を発生しながら上下移動が、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の移動量と前後移動手段の可動部３２１の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その左右動作と前後動作と上下移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００５７】
第１４実施例
図２３の側面図は、請求項７のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１の上に、可動部３１１とスライド軸受３１２から構成され上下方向に直線移動のみ可能な上下移動手段と、身体保持手段の身体保持座１ａと、可動部３１１に固定し、身体保持座１ａを前後方向に移動可能とする前後移動手段の前後スライド機構３２と、押上げ力発生手段が可動部３１１に取付けたラック２６２と、それに噛み合うピニオン２６１と、そのピニオン２６１を駆動するモーター２９又は流体駆動機器のロータリーアクチェータ２８で構成される作業補助装置の一例を示す。
【００５８】
モーター２９を用いる場合には回転速度に関係なく安定したトルクを発生するモーターを使用する。
ロータリーアクチェータ２８又はモーター２９は可動部３１１を上昇させるように回転力を発生させて使用する。この装置にロータリーアクチェータ２８を用いる場合には、更にロータリーアクチェータ２８に流体を供給する。
この作業補助装置はロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転力で可動部３１１をピニオン２６１とラック２６２で押上げ力に変換する。
【００５９】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動が、押上げ力発生手段のロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転力で押上げ力を発生しながら上下移動し、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の移動量と前後移動手段の可動部３２１の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その左右動作と前後動作と上下移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００６０】
第１５実施例
図２４の側面図は、請求項７のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１上に固定された支柱５２と、その支柱５２に片方の端を軸５１で軸支され、他方の端に前後移動手段の前後スライド機構３２を取付け、その前後スライド機構３２の可動部３２１に身体保持手段の身体保持座１ａを取付け軸５１を中心に上下方向に旋回運動が可能なアーム５と、そのアーム５及び軸５１に直結したモーター２９又は流体駆動機器のロータリーアクチェータ２８で回転力を伝え、その回転力で身体保持手段に押上げ力を発生させる押上げ力発生手段で構成した作業補助装置の一例を示す。
図２４の装置にモーター２９を用いる場合には回転速度に関係なく安定したトルクを発生するモーターを使用する。ロータリーアクチェータ２８又はモーター２９は身体保持手段を上昇させる方向に回転力を発生させて使用する。
【００６１】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動が、押上げ力発生手段のロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転力で押上げ力を発生しながら上下移動が、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の移動量と前後移動手段の可動部３２１の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その左右動作と前後動作と上下移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００６２】
第１６実施例
図２５の側面図は、請求項８のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた可動部３１１とスライド軸受３１２から構成され上下方向に直線移動のみ可能な上下移動手段と、その可動部３１１に押上げ力を与える押上げ力発生手段のシリンダ２１と、前記可動部３１１に回転自在に取付けた旋回部４１と軸受４２からなる旋回移動手段と、その旋回部４１に取付けた前後移動手段の前後スライド機構３２と、その前後スライド機構３２の可動部３２１に取付けた身体保持手段の身体保持座１ａで構成した作業補助装置の一例を示す。
【００６３】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動し、押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内２１ｂに流体を供給しピストン２１１の移動で押上げ力を発生しながら上下移動し、更に旋回移動手段で旋回が可能になる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、旋回移動手段の旋回部の旋回移動量と前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。
その旋回動作と前後動作と上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、シリンダ２１に換え押上げ力発生手段を図２３に示すロータリーアクチェータ２８又はモーター２９や、その他に圧縮バネや引張りバネ２４ｃや渦巻きバネ２４ｄや錘で構成することも可能で図２５の装置と同様の機能が得られる。
【００６４】
第１７実施例
図２６の側面図は、請求項９のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１上に構成した身体保持手段の身体保持座１ａを取付け軸７３を中心に上下に揺動運動が可能に軸支したリンク７ａと、軸７４を中心にして前後に揺動運動するリンク７ｂから構成される上下前後移動手段と、リンク７ａの端を牽引する引張バネ２４ｃの押上げ力発生手段を組合わせて構成した作業補助装置の一例を示す。
【００６５】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は上下前後移動手段と押上げ力発生手段の引張バネ２４ｃの組合わせで押上げ力を発生しながら上下及び前後移動が可能になり、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の左右移動量と上下前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その上下前後移動手段の上下動作と前後動作と左右移動手段の左右動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者１０の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、引張バネ２４ｃに換え押上げ力発生手段を図２７のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９や、その他に圧縮バネや引張りバネ２４ｃや渦巻きバネ２４ｄや錘で構成することも可能で図２６の装置と同様の機能が得られる。
【００６６】
第１８実施例
図２８の側面図は、請求項１０のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者１０が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた旋回部４１と軸受４２からなる旋回移動手段の旋回部４１上に、身体保持手段の身体保持座１ａを取付けて軸７３を中心に上下に揺動運動が可能に軸支したリンク７ａと、軸７４を中心にして前後に揺動運動するリンク７ｂから構成される上下前後移動手段と、リンク７ａの端を牽引する流体駆動機器のシリンダ２１の押上げ力発生手段を組合わせ構成した作業補助装置の一例を示す。
尚、シリンダ２１の取付け位置はリンク７ｂと入替え身体保持座１ａ側に取付け構成してもよい。供給口２１ａから流体を供給し押上げ力を発生させる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００６７】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は上下前後移動手段と押上げ力発生手段のシリンダ２１の組合わせで押上げ力を発生しながら上下及び前後移動が可能になり、更に旋回移動手段の旋回移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、旋回移動手段の可動部４１の旋回移動量と上下前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。
尚、シリンダ２１に換え押上げ力発生手段を図２９のように引張バネ２４ｃや図３０のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９や図３１のように渦巻きバネ２４ｄで、その他に圧縮バネや錘で構成することも可能で図２８の装置と同様の機能が得られる。
【００６８】
第１９実施例
図３２の平面図と図３３の側面断面図は、請求項１１のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者１０が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた流体により動作し押上げ力を発生する流体駆動機器のシリンダ２１と、そのロッドを可動部３１１とし上下移動可能に保持するスライド軸受３１２を設けた上下移動手段と、その可動部３１１に片方の端を回転自在に軸支し他の端に軸７３を固定取付けたリンク７ｂと、その軸７３に片方の端を回転自在に軸支し他の端に軸７４を固定取付けたリンク７ａと、その軸７４に回転自在に軸支し身体保持手段の身体保持座１ａを取付けたリンク７ｃからなる水平移動手段で構成した一例を示す。この装置は、シリンダ内２１ｂに流体を供給し押上げ力を発生させる。
又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００６９】
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、可動部３１１を中心にリンク７ａ、リンク７ｂ、リンク７ｃの軸間を合計した長さを半径とする円形状の限定された面積の範囲内であらゆる方向に押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
図３４の装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１を水平移動手段の可動部側に取付け、リンク７ａ、７ｂ、７ｃの旋回移動を可能又は停止させる為のブレーキ７５を取付け構成したもので、身体保持手段の水平方向の移動を止めることが可能となる。その他の機能は図３３の装置と同様である。
【００７０】
第２０実施例
図３５の側面断面図は、請求項１２のひとつの実施例を示す。
前記押上げ力発生手段に用いているシリンダ２１には圧力調整した流体を供給してその圧力で出力する方法の他に、シリンダ内に加圧した気体を密閉しその気体の圧力で出力を発生させるシリンダを用いる方法もある。
この押上げ力発生手段に流体を用いる長所は、供給する流体の圧力を圧力調整機器等で調整し押し上げ力の調整を容易に行なえること。又は密封した気体の圧力を変更することで押し上げ力の変更が容易なこと。更に身体保持手段の上下方向の位置に関係なく押し上げ力を一定にすることもできる。
【００７１】
図３５は押上げ力発生手段のシリンダ２１に加圧タンク２２が配管２２６で接続され構成された一例を示す。加圧タンク２２とシリンダ２１を配管２２６で接続し、そのタンク内２２１とシリンダ内２１ｂに高圧の気体を密封する。その高圧の気体でピストン２１１を押上げて押上げ力を発生させる。加圧タンク２２の圧力を変更することで押上げ力を変更することも可能である。
図３５中の流量制御弁２３ｂは配管口２１ｃから排気される空気の流量を調整することにより、ピストン２１１の上昇速度を制御できる。しかし、流量制御弁２３ｂは必ずしも必要ではない。
【００７２】
又、シリンダ内２１ｂの容積に対しタンク内２２１の容積を大きくとるほど、ピストン２１１の位置の変化による押上げ力の変化は少なくなる。
又、ロータリーアクチェータ２８を使用する場合には、シリンダ２１の部分をロータリーアクチェータ２８に変更し配管２２６を接続する。
図３６はタンク部分をシリンダ２１の下に構成した一例を示す。
以上の構成でコンプレサー等からの直接供給を必要としない。
【００７３】
第２１実施例
図３７の側面断面図は、請求項１２のひとつの実施例を示す。
図３７は押上げ力発生手段に流体を供給する手段が気体２２１と液体２２２を密封した加圧タンク２２で構成された一例を示す。その加圧タンク２２と押上げ力発生手段のシリンダ２１を配管２２６で接続し構成する。そのシリンダ２１と加圧タンク２２と配管２２６内には図のように液体２２２を入れ、その加圧タンク２２の上部の空間に高圧の気体２２１を密封する。その高圧の気体で液体２２２を加圧し、更にその液体２２２でピストン２１１を押上げて押上げ力を発生させる。
【００７４】
図３８のように液体２２２を使用していることで配管２２６部に流量制御弁２３ｂを設け液体２２２の流れを制御すると、ピストン２１１の速度、つまり押上げ力発生手段の上昇下降速度制御が可能になる。
又、配管２２６部にバルブ２６を設け、そのバルブ２６を操作することで身体保持手段の上下移動を位置に関係なく停止できる。その身体保持手段にセンサを取付けて作業者が身体保持手段に保持されていることをセンサで確認し、確認された時のみバルブ２６の操作を可能とすることにより安全に操作することができる。
【００７５】
又、押上げ力発生手段にロータリーアクチェータ２８を使用する場合には、シリンダ２１の部分をロータリーアクチェータ２８に変更し配管２２６を接続する。
以上の構成でコンプレサーや油圧機器等からの供給を必要としない。
更に、他の液体への加圧方法として図３８や図３９のように構成する。
図３８は調整螺子２２７で圧縮バネ２４ａを圧縮しピストン２１１ａを加圧する。
図３９は錘２５の重量でピストン２１１ａを加圧する。
以上の構成で安定した上昇下降速度が得られ、コンプレサーや油圧ポンプ等からの直接供給を必要としない。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、下記のような効果がある。
本作業補助装置を作業者が使用して作業する際、身体保持手段に常時押上げ力が働く為作業者が床面に直立状態の立ち姿勢を保とうとする場合には、作業者は脚部に僅か力をいれることで姿勢の維持が可能になり、その作業者が立ち姿勢で膝の力を抜くと身体保持手段が下降して膝を直角に曲げた着座姿勢になり、下降途中で膝に僅か力を入れると中腰の姿勢で停止し姿勢の維持ができる。又、着座姿勢から立ち姿勢や中腰姿勢になる場合でも、足に僅かに力を入れ立ち上がり動作を行えば僅かな力で容易に可能になる。
【００７７】
従って、中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と膝の屈伸を頻繁に繰り返す作業の場合でも作業補助装置を使用しない場合に比べ、脚部への負荷が非常に少なくなりその為機敏に姿勢変更ができる。更に同一姿勢を維持する場合でも脚部への負荷が非常に少なく容易にでき、作業中に行なう上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する作業者の腰部の動きを伴う作業でも軽快に移動や動作ができ作業者の脚部に掛かる負荷は非常に少ない。その負荷も押上げ力の調整機能で作業者の脚部に掛かる負荷が自由に調整可能になり適度の負荷に調整して動作し易くすることもできる。
【００７８】
更に押上げ力が働いている状態でも作業者の足が床等の移動面に着いている為に一定面積の範囲内で前後や左右にも身体保持手段で腰部を保持させた状態で通常床面を歩くように移動することができる。更に装置を使用する作業者の足元には空間を設けられ平らな作業者移動面が構成でき、作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早く移動することを可能になる。
【００７９】
又、押上げ力発生手段に下降限界位置を設け、その下降限界位置に身体保持手段がある時に作業者が通常お椅子に座った姿勢と同等になるように設定すると、作業者が立ち姿勢の状態で脚部の力を抜くことにより、身体保持手段及び作業者は下降し椅子に座った姿勢になる。
又、加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器で構成した押上げ力発生手段を用いた作業補助装置は流体の圧力を調整することで押上げ力の微妙な調整も可能に構成できる。
又、押上げ力発生手段にバネを用いた場合には装置を軽量化が可能であり安価に構成できる。
【００８０】
以上のように本発明の作業補助装置は、作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元空間内で変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が自然に追従しながら腰部に押し上げ力をあたえ続け、更に作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早い移動を可能にすることを特徴としたものである。
【００８１】
作業者は年月を経て作業の熟練度が増すのと逆に足腰が衰えたり、作業により酷使される脚部の障害等で長年経験を積んだ熟練者が作業ができなくなることも多くあり、組立作業等のように中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と膝の屈伸を頻繁に繰り返す作業は体力的に若く脚部に障害が無い人に限られる傾向があったが、本作業補助装置により健常者はもとより足腰の弱った高齢者や体力のない人や下半身に障害のある人でも、前記のような作業を長時間容易に疲労が少なく行うことができる。これから人口の高齢化が進む時代に有効な装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の装置の側面図である。
【図２】実施例１の装置の側面図である。
【図３】実施例２の装置の側面図である。
【図４】実施例３の装置の側面図である。
【図５】実施例４の装置の側面図である。
【図６】実施例５の装置の側面図である。
【図７】実施例５の装置の側面図である。
【図８】実施例５の装置の側面図である。
【図９】実施例６の装置の側面図である。
【図１０】実施例７の装置の側面図である。
【図１１】実施例７の装置の側面図である。
【図１２】実施例７の装置の側面図である。
【図１３】実施例８の装置の側面図である。
【図１４】実施例８の装置の平面図である。
【図１５】実施例８の身体保持手段の斜視図である。
【図１６】実施例９の装置の側面図である。
【図１７】実施例１０の装置の側面図である。
【図１８】実施例１１の装置の側面図である。
【図１９】実施例１１の装置の側面図である。
【図２０】実施例１２の装置の側面図である。
【図２１】実施例１２の装置の側面図である。
【図２２】実施例１３の装置の側面図である。
【図２３】実施例１４の装置の側面図である。
【図２４】実施例１５の装置の側面図である。
【図２５】実施例１６の装置の側面図である。
【図２６】実施例１７の装置の側面図である。
【図２７】実施例１７の装置の側面図である。
【図２８】実施例１８の装置の側面図である。
【図２９】実施例１８の装置の側面図である。
【図３０】実施例１８の装置の側面図である。
【図３１】実施例１８の装置の側面図である。
【図３２】実施例１９の装置の側面図である。
【図３３】実施例１９の装置の側面図である。
【図３４】実施例１９の装置の側面図である。
【図３５】実施例２０の装置の平面図である。
【図３６】実施例２０の装置の側面図である。
【図３７】実施例２１の装置の側面図である。
【図３８】実施例２１の装置の側面断図である。
【図３９】実施例２１の装置の側面断図である。
【符号の説明】
１ａ 身体保持座
１ｂ 身体保持ベルト
１０ 作業者
１１ シートベルト
１２ 支持部
１３ 連結部
２１ シリンダ
２１２ ロッド
２３ａ 圧力制御機器
２３ｂ 流量制御弁
２４a 圧縮バネ
２４ｂ 板バネ
２４ｃ 引張バネ
２５ 錘
２７ 加圧シリンダ
２８ ロータリーアクチェータ
２９ モーター
３１ 上下スライド機構
３１１ 可動部
３２ 前後スライド機構
３３ 左右スライド機構
４０ 固定軸
４１ 旋回部
４２ 軸受
５ アーム
６ 床又はベース
６１ 上部固定部材
７ａ リンク
７ｂ リンク
７ｃ リンク
７５ ブレーキ
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動や腰の高さが変化する姿勢変更を頻繁に行いながら作業を行う作業者の脚部に掛かる負荷を軽減させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来作業の際には一定の姿勢で作業する場合のみに限られ椅子が使用されていた。通常の膝を直角に曲げた着座姿勢では一般的な椅子を用い、立ち作業の場合には特許文献１の携帯用腰掛や特許文献２の体重支え器や特許文献３の立ち作業用椅子を用いていた。
【０００３】
又、一定面積の範囲内で移動しながら直立状態の立ち姿勢から膝を直角に曲げる状態の着座姿勢まで腰部が上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する姿勢変更を繰り返す作業は椅子等を使用せずに作業が行われていた。
【０００４】
又、近年の組立作業はベルトコンベア等の流れ作業から、１つの製品を１人の作業者が最初から完成まで組立を行うセル方法に変わってきた。その為に作業内容は複雑化し、部品の移動、組み付け等の作業も複雑化し、作業者は立った姿勢や中腰の姿勢や屈んだ姿勢と作業姿勢を変えながら繰り返し作業を続け、更に部品等を部品棚から取る為に一定面積の範囲内で移動しながら前記の動作を繰り返し作業する必要が生じた。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５９２７７９７号明細書
【特許文献２】
特開平８−７０９５８号公報
【特許文献３】
実開平５−７６３６５号公報
【特許文献４】
実開平２−３６３４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来立ち姿勢で作業等を行う場合に用いられていた特許文献１の携帯用腰掛は作業者の腰にベルトで固定し腰に吊り下げた状態で使用し、腰掛の脚部先端を作業者移動面に当てて使用し、直立状態に近い立ち姿勢の際にバネによる押し上げ力で足の負担を軽減させる目的で構成されている。
【０００７】
その為、作業者が膝を伸ばした状態の立ち姿勢で使用する場合、腰掛の脚部が伸びた状態で作業者の臀部を押した状態つまり腰掛の脚部が作業者の臀部と作業者移動面の間で突っ張った状態である為、作業者が移動する際には腰掛の脚部先端を引きずりながら移動して接地場所を変えるか、又は作業者は爪先立ちして腰掛の脚部先端を作業者移動面から浮かせて移動し接地させる必要がある。
【０００８】
更に作業者が座るシートに腰掛の脚部は揺動可能に構成されている為、腰掛の脚部先端を接地させる際には座る時のバランスを考えながら接地場所を選ばないと下からの押し上げ力を腰部に伝えられないばかりか転倒する危険もある。又腰掛の脚部先端の位置決めをしなければならい煩わしさがあり素早い移動は無理である。
従って頻繁に腰の位置の移動を必要とする動作には脚部先端を移動し接地する為の注意力を必要とし又時間が掛かり、この携帯用腰掛は直立状態に近い立ち姿勢で一定の姿勢で時々移動する程度の作業向きに構成されている。
【０００９】
次に特許文献２の体重支え器は立ち姿勢の際にバネによる押し上げ力で足の負担を軽減させる目的と、作業者が膝を曲げてサドルに全体重を掛ると６ｃｍ程度低くなるだけの立ち姿勢に近い状態で着座姿勢になり全体重をサドルに掛け休憩する為の目的と、作業者がサドルを中心に向きを変える目的と、サドルの支持管が前傾可能に構成され支持管を前方に倒しサドル部の傾きを調整する目的と、体重支え器を横方向の一方向に移動可能にすることを目的に構成され、作業場所を変える為の移動の際にはサドルに腰掛ながら体重支え器のサドルの真下に設けられている水平方向移動手段のレール管の上面を足で蹴りながら移動する。
従って特許文献２の体重支え器は直立状態に近い立ち姿勢で腰の高さが一定の姿勢で時々移動する程度の作業向きに構成されている。
【００１０】
次に特許文献３の立ち作業用椅子は立ち作業の際作業者がサドル部に座り作業をする目的のもので、移動は作業者が足で床面を蹴って椅子の下部にある車輪で移動するよう構成されている。
【００１１】
以上のような構成から特許文献１、特許文献２、特許文献３の椅子や腰掛や機器は何れも腰部を保持するサドル等の部材が三次元の動きを自由に容易に行なえる構造になっていない。更に作業者の足元の作業者移動面には椅子や腰掛や機器の部材が存在し移動の際に足の運びに対し障害物となり素早い移動の障害にもなる。
【００１２】
従来組立作業等の際には作業者が作業者移動面を歩くような動きで移動し、膝を直角に曲げる着座姿勢から直立状態の立ち姿勢の範囲内で腰部を上下、前後、左右、斜めと腰部が三次元の動きを頻繁に行なう作業があり、特許文献１から３の椅子や腰掛や機器では不可能な為に一切使用せずに作業が行われていた。
【００１３】
次に特許文献４の椅子の油圧装置はモーターで駆動する油圧ポンプが用いられ椅子の昇降を行っていた。この装置はモーターで駆動する油圧ポンプで加圧した油をシリンダに供給し、スイッチを押す等の人為的操作で電磁弁の開閉と油圧ポンプの正転と逆転を行い、椅子とその椅子に座る人を昇降させるよう構成されているもので腰部が三次元の動きを必要とする作業には使用できない。
以上のような構成から特許文献４の椅子の油圧装置は必要に応じてスイッチ等を人為的に操作して油圧装置を制御し椅子の高さを変更する目的で構成されている。
【００１４】
上記のように腰部が三次元の動きを頻繁に行なう作業は椅子や腰掛や機器の使用は不可能で一切使用せずに行われていたが、作業が長時間の場合は作業者の下半身に掛かる負担は大きく、疲労による能率の低下や膝への障害問題が発生し著しく能率を悪くするという問題があった。
又、高齢者や体力のない人や下半身に障害のある人には、頻繁に腰の高さを変え姿勢を変えながら続ける作業や立ち姿勢による長時間の作業は無理であり作業者の対象から外される傾向にあり雇用条件にも影響していた。又、長い間そのような作業に従事し作業に熟練した人でも高齢化による体力の低下で熟練した作業から離れなければならない場合も多く会社側の人事問題となっていた。
【００１５】
そこで本発明は作業者の直立状態の立ち姿勢時や中腰姿勢時などの姿勢を持続する際に脚部への負荷をできるだけ少なくすること。直立状態の立ち姿勢から膝を直角に曲げる着座姿勢までの範囲内で腰部を上下させる姿勢の変更が僅かな脚力で容易に行えること。更に装置により構成される移動可能範囲内で作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元空間で変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が自然に追従しながら腰部に押し上げ力をあたえ続けること。更に作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早く移動することを可能にする為、装置を使用する作業者の足元は空間を設け平らな作業者移動面にすることを特徴とした作業補助装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する為に請求項１記載の発明は、作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、可動部が左右方向に自由に移動可能な左右移動手段を取付け、その可動部に支持部を設け、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部の移動と吊設され支持部を基点とした身体保持手段の揺動動作と上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００１７】
請求項２記載の発明は前記左右移動手段と可動部が前後に自由に移動可能な前後移動手段を組合せて構成し作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ取付け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる可動部に前記支持部を設けて構成し、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部の移動動作と前後移動手段の可動部の移動動作と押上げ力発生手段の動作部の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００１８】
請求項３記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、複数のリンクを連結し構成したリンク機構からなる水平移動手段の片端のリンクを回転自在に軸支して取付け、前記リンク機構の二次元空間内で任意の方向に変位可能になるリンクの部位に前記支持部を設けて構成し、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、前記リンク機構の二次元空間内で任意の方向への移動動作と、押上げ力発生手段の動作部の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００１９】
請求項４記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、旋回の中心部材を固定して取付けられ旋回部が水平方向に旋回移動可能な旋回移動手段と、その旋回部に一端を固定した前記旋回部の旋回中心から外周方向に自由に移動可能な可動部を有する前後移動手段を組合せて設け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記前後移動手段の可動部に前記支持部を設けて構成し、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、前記前後移動手段の可動部に設けた前記支持部の二次元空間内で任意の方向への移動動作と、押上げ力発生手段の動作部の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加える作業補助装置を構成した。
【００２０】
請求項５記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、可動部が左右方向に自由に移動可能な左右移動手段を取付け、その前記左右移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部に前記身体保持手段を吊設し、更にその可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結して前記上下前後移動手段の可動部を動作させて前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２１】
請求項６記載の発明は作業者の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材へ、旋回の中心部材を固定して取付けられ旋回部が水平方向に自由に旋回移動可能な旋回移動手段を取付け、その旋回部に複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部に前記身体保持手段を吊設し、更にその可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結して前記上下前後移動手段の可動部を動作させて前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した
【００２２】
請求項７に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、可動部が自由に左右方向に移動可能な左右移動手段と、可動部が上下方向に移動可能な上下移動手段と、可動部が自由に前後方向に移動可能な前後移動手段とを組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記左右移動手段又は前記上下移動手段又は前記前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設けて、更に上下移動手段の可動部へ押上げ力を発生する押上げ力発生手段の動作部を連結し、その動作部の動作で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２３】
請求項８に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、旋回部が水平方向に旋回移動を可能とする旋回手段と前記上下移動手段と前記前後移動手段とを組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設けて、更に前記上下移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２４】
請求項９に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、前記左右移動手段を取付け、その前記左右移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設け、更に前記上下前後移動手段の可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ前記旋回移動手段を取付け、その前記旋回移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設け、更に前記上下前後移動手段の可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は作業者が移動を行う床等の作業者移動面上の固定部材へ、複数のリンクを回転自在に軸支して連結し移動側のリンクの先端が二次元空間内で任意の方向に変位可能なリンク機構で構成される水平移動手段と前記上下移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる部位に作業者の胴体部を保持する前記身体保持手段を設け、前記上下移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、その前記押上げ力発生手段で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える作業補助装置を構成した。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器で構成した押上げ力発生手段を用いた請求項１から１１のいずれかに記載の作業補助装置とした。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は発条の反発力を出力に利用するよう構成した押上げ力発生手段を用いた請求項１から１１のいずれかに記載の作業補助装置とした。
【００２９】
【作用】
上記のように構成された作業補助装置は、各移動手段の組合せと押上げ力発生手段の動作で身体保持手段が三次元の動作可能になり、装置により構成される移動可能範囲内で作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が軽快に自然に追従し、押上げ力発生手段からの出力で作業者の足の裏面が床面等の作業者移動面に接地可能な状態を保てる範囲内の押上げ力を腰の高さ位置に関係無く常に身体保持手段及び作業者の腰部にあたえ続ける。
押上げ力発生手段が発生する押上げ力を調整する機能を有する作業補助装置の場合は、その押上げ力を調整することにより作業者の脚部に掛かる負荷が自由に調整可能になる。
【００３０】
以上のような構成から身体保持手段で作業者の胴体部を保持させ、作業者が床面に立った姿勢を維持しようとする場合、作業者は脚部に僅か力をいれることで姿勢の維持が可能になり、その作業者が立ち姿勢で膝の力を緩め膝を曲げると、押上げ力発生手段に加わる体重や身体保持手段等の総重量に対し押上げ力が弱く設定されている為に身体保持手段の位置が下降し膝を直角に曲げた着座姿勢になり、下降途中で膝に僅か力を入れると中腰の姿勢で停止し姿勢の維持ができる。その着座姿勢でも常に押上げ力は働く為、着座姿勢から立ち姿勢や中腰姿勢になる場合でも、足に僅かに力を入れ立ち上がり動作を行えば容易に僅かな力で可能になる。その為、中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と腰の高さを頻繁に変化させる場合でも作業補助装置を使用しない場合に比べ、脚部への負荷が非常に少なく、その為機敏に姿勢変更ができ、更に同一姿勢の維持も脚部への負荷が非常に少なく容易にできる。
又、押上げ力発生手段に用いるシリンダ等の下限停止位置や上下移動手段に下限停止位置を設け、身体保持手段の下限停止位置の高さを通常の椅子の高さと同等に設定すると、作業者が脚部の力を完全に抜くと椅子に座ったのと同様の着座姿勢もとれる。
【００３１】
又、作業者の足が床等の移動面に着いている為、装置により構成される移動可能範囲内で前後や左右にも身体保持手段で腰部を保持させた状態で通常床面を歩くように移動することができる。更に装置を使用する作業者の足元は平らな作業者移動面が構成される為、作業者が作業者移動面を移動する場合に通常歩くように素早く移動することを可能になる。
【００３２】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
第１実施例
図２の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
図１は身体保持手段の身体保持座１ａに身体を保持させ作業者の頭上に位置する流体で動作するシリンダ２１を用いた押上げ力発生手段を示す。
図２は可動部３３１が左右方向に自由に移動可能な左右スライド機構３３を作業者１０の頭上に位置する天井や梁等の上部固定部材６１へ取付け、その可動部３３１に設けた支持部１２へ図１に示す作業者１０の胴体部を保持する身体保持手段の身体保持座１ａと、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部のロッド２１２を連結して上下動作を可能にし連結部１６と支持部１２で揺動動作を可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部３３１の移動と吊設された身体保持手段の揺動動作と押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段の身体保持座１ａを作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成した作業補助装置を示す。
【００３３】
この作業補助装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内２１ｂに圧縮した空気を送り込み、圧力制御機器２３ａで圧力を一定に保ちピストン２１１に上昇力を与え作業者１０の頭上方向に牽引する。その牽引で身体保持座１ａに胴体部を保持された作業者１０の足の裏面が作業者移動面６に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加える。この状態の時、作業者１０は僅かに力を入れているだけで直立状態の立ち姿勢を保つことができる。更に作業者１０が膝の力を抜くと全体重が身体保持座１ａ部を介して押上げ力発生手段に伝わりロッド２１２は下降する。下降途中で僅かに脚部に力を入れると身体保持座１ａの下降は止まりその姿勢を維持できる。ロッド２１２が下降限界位置の時、身体保持座１ａの位置が通常の椅子の高さと同じ高さになるように構成しておき、作業者１０が膝の力を完全に抜くと身体保持座１ａは下降して通常の椅子の高さで停止し椅子に座った状態と同様の姿勢になる。
【００３４】
更に立ち上がる際には脚部に僅か力を入れ通常の立ち上がり動作を行なうと身体保持座１ａに押上げ力が働きながら腰部を押上げるように上昇する。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右方向には左右スライド機構３３の移動量分可能になり前後方向には身体保持座１ａの揺動動作分可能になる。従って身体保持座１ａと作業者１０の腰部は押上げ力を受けながら左右移動手段の可動部３３１の移動と吊設された身体保持手段の支持部１２を基点とする揺動動作と押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００３５】
尚、このシリンダ２１のストロークは、作業者１０の腰の上下移動距離より長いものを使用することにより身体保持座１ａの高さ位置に関係なく常に押上げ力が身体保持座１ａに加わる。又、シリンダ２１のロッド２１２の反対側には流量制御弁２３ｂを取付けると身体保持座１ａの急激な上昇を防ぐことができる。しかし必ずしも必要のものではない。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
又、作業者１０の跨る身体保持座１ａは自転車のサドルのような形状に構成し、傾きに対し自在性を持たせると作業者１０の腰の変化に対応し使い心地が良い。
【００３６】
第２実施例
図３の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
図３は押上げ力発生手段に流体駆動機器のロータリーアクチェータ２８を使用した作業補助装置の一例を側面図で示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けたロータリーアクチェータ２８とその回転力を伝える支持部１２と、その支持部１２と身体保持手段の身体保持座１ａと、それを連結するロープ２４３で構成される。
【００３７】
この作業補助装置はロータリーアクチェータ２８に圧力を制御した流体を供給し、支持部１２の先端及び身体保持手段が上昇する方向に回転力を与える。その回転力が身体保持座１ａに働き作業者１０を押し上げる押上げ力になる。
尚、作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００３８】
第３実施例
図４の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
図４は押上げ力発生手段にロータリーアクチェータ２８又はモーター２９を使用した作業補助装置の一例を側面図で示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３と、その可動部３３１に取付けたロータリーアクチェータ２８又はモーター２９とその出力軸に取付けたプーリー２９１と、そのプーリー２９１と身体保持手段の身体保持座１ａと、それを連結するロープ２４３で構成される。を繋ぐロープ２４３で構成される。
【００３９】
モーター２９にはトルクモーターのように一定のトルクを発生するものを使用し、身体保持手段の上限、下限で停止させる停止機構も取付ける。
ロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転でプーリー２９１が回転しロープ２４３を巻き上げる。その回転力が作業者１０の頭上方向に働く牽引力になる。
尚、作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００４０】
第４実施例
図５の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に支持部１２を取付け、その支持部１２に押上げ力発生手段の引張バネ２４ｃと身体保持手段を取付けて構成した作業補助装置の一例を側面図で示す。身体保持手段を下限で停止させる停止機構が支持部１２と連結部１６を繋ぐロープ２４３で構成され、ロープ２４３が伸びきったところを下限の停止位置にすることができる。
【００４１】
又、押上げ力発生手段に板状のバネ鋼を渦巻き式に製作したバネを使用し構成することもできる。
尚、作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００４２】
第５実施例
図６の側面図は、請求項１のひとつの実施例を示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に支柱５２を取付け、支持部１２が軸５１を中心に上下に揺動可能に構成し、その支持部１２の先端に身体保持手段が吊設され、その支持部１２の先端を引き上げるシリンダ２１からなる押上げ力発生手段で構成した作業補助装置の一例を示す。この装置は配管口２１ａに加圧した流体を供給し身体保持手段を引き上げる。そのシリンダ２１に供給される流体の圧力で身体保持手段に働く押上げ力の強さが決まる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
図７の装置は押上げ力発生手段に引張バネ２４ｃを使用し、図８の装置は押上げ力発生手段にロータリーアクチェータ２８を使用した装置を示す。
尚、図７及び図８の装置を使用する作業者１０の行動可能範囲と身体保持座１ａ及び作業者１０の腰部の動作は前記の第１実施例と同様となる。
【００４３】
第６実施例
図９の側面図は、請求項２のひとつの実施例を示す。
この作業補助装置は天井や梁等の上部固定部材６１に左右方向に移動を可能とする左右スライド機構３３の左右移動手段と前後方向に移動を可能とする前後スライド機構３２の前後移動手段を組合せて構成し取付け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記前後移動手段の可動部３２１に前記支持部を設けて構成し、その支持部１２に図１に示す身体保持手段と押上げ力発生手段を揺動動作が可能な状態に吊設し構成した作業補助装置の一例を示す。尚、左右移動手段と前後移動手段の組合わせは図９とは上下位置を逆に構成しても良い。
この装置は図１及び図２の動作と同様の動作を可能にし、更に前後移動手段の移動量分前後の動作範囲を大きく構成でき作業者１０の行動範囲は広くなり身体保持手段及び作業者の腰部は広範囲で三次元の動作が可能となる。
【００４４】
第７実施例
図１０、図１１、図１２の側面図は請求項２の実施例を示す。
図１０の装置は図５の装置へ、図１１の装置は図４の装置へ、図１２の装置は図８の装置へ前後方向に移動を可能とする前後移動手段を組合せて構成した作業補助装置の一例を示す。
図１０の装置は図５の装置と、図１１の装置は図４の装置と、図１２の装置は図８の装置と同様の動作を可能にし、更に前後移動手段の移動量分前後の動作範囲を大きく構成でき作業者１０の行動範囲は広くなり身体保持手段及び作業者の腰部は広範囲で三次元の動作が可能となる。
図３、図６、図７の装置にも同様に前後移動手段を組合せて構成すると同様の機能を有することができる。
【００４５】
第８実施例
図１３の側面図は、請求項３のひとつの実施例を示す。
図１３は側面図を示し、図１４は図１３に示すＡ矢視図を示す。
この装置は上部固定部材６１に取付けた固定軸４０にリンク７ａの片方の端に軸受４２で水平方向に揺動可能に軸支し、他の端に軸７３でリンク７ｂの片方の端を水平方向に揺動可能に軸支した水平移動手段と、そのリンク７ｂの他の端に回転自在に取付けたシリンダ２１からなる押上げ力発生手段と、そのシリンダ２１のロッド２１２で作業者１０の頭上方向に牽引し押上げ力を働かせる身体保持ベルト１ｂからなる身体保持手段で構成した作業補助装置の一例を示す。この装置にはシリンダ２１の配管口２１ａに加圧した流体を供給する。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００４６】
この図１３の身体保持ベルト１ｂは図１５のような帯状で布製のベルトで構成され、作業者１０は身体保持ベルト１ｂに足を通し、ベルト接続金具１ｂを締めて固定し押上げ力発生手段には身体保持ベルト１ｂの後部を取付ける。
図１３の水平移動手段には前記の押上げ力発生手段と身体保持手段で構成される機構を取付けて構成すると同様の機能を有することができる。
この装置を使用する作業者１０の行動可能範囲は固定軸４０を中心にリンク７ａ、リンク７ｂの軸間を合計した長さを半径とする円形状の限定された面積の範囲内であらゆる方向に押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００４７】
第９実施例
図１６の側面図は、請求項３のひとつの実施例を示す。
図１６は図１３の装置と同様の水平移動手段の機構に図１の押上げ力発生手段と身体保持手段を設け構成し、更にリンク７ａ及びリンク７ｂの揺動運動を止めるブレーキ７５を設け構成した作業補助装置の一例を示す。
この装置の機能は前記ブレーキ７５を働かせることにより水平方向の移動を停止することができる。他の機能は図１３の装置と同様である。
【００４８】
第１０実施例
図１７の側面図は、請求項４のひとつの実施例を示す。
この装置は天井や梁等の作業者１０の上部に位置する上部固定部材６１に取付けた固定軸４０と軸受４２と旋回部４１からなる旋回移動を可能とする旋回移動移動手段と、その旋回移動手段の旋回部に取付け前後移動を可能とする前後移動手段の前後スライド機構３２１の可動部に支持部１２を設け、図１の押上げ力発生手段と前記身体保持手段で構成される機構を揺動動作が可能な状態に吊設し構成した一例を示す。
【００４９】
この装置で作業者１０は前記押上げ力発生手段の上下移動と、更に前記旋回移動手段の旋回移動と前記前後移動手段の前後移動の組合わせにより限定された面積の範囲内で前記身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、支持部１２には前記の押上げ力発生手段と身体保持手段で構成される機構を取付けて構成すると同様の機能を有することができる。
【００５０】
第１１実施例
図１８の側面図は、請求項５のひとつの実施例を示す。
この装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた前記左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に固定し取付けた軸７４で前後に揺動可能に軸支したリンク７ｂと、片方の端に前記身体保持手段を揺動動作が可能な状態に吊設し、他の端に押上げ力発生手段のシリンダ２１を連結し、その中間をリンク７ｂに軸７３で上下に揺動可能に軸支したリンク７ａからなる上下前後移動手段で構成した。
【００５１】
この装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１に流体を供給し、その押出し動作で前記身体保持手段を作業者１０の頭上方向に牽引し、前記左右移動手段の動作で左右に移動を可能とし、前記上下前後移動手段の動作で上下と前後の移動を可能とする。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右方向には左右スライド機構３３の移動量分移動可能になり前後方向には上下前後移動手段の移動量分移動可能になる。その左右動作と前後動作及び上下前後移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、押上げ力発生手段に引張バネ２４ｃや渦巻きバネを、図１９のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９を用いて構成することもできる。それらの装置も図１８の装置と同様の機能を有することができる。
【００５２】
第１２実施例
図２０の側面図は、請求項６のひとつの実施例を示す。
この装置は天井や梁等の上部固定部材６１に取付けた旋回移動手段の旋回部４１に固定し取付けた軸７４で前後に揺動可能に軸支したリンク７ｂと、片方の端に前記身体保持手段を揺動動作が可能な状態に吊設し、他の端に押上げ力発生手段のシリンダ２１を連結し、その中間をリンク７ｂに軸７３で上下に揺動可能に軸支したリンク７ａからなる上下前後移動手段で構成した。
【００５３】
この装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１に流体を供給し、その押出し動作で前記身体保持手段を作業者１０の頭上方向に牽引し、前記旋回移動手段の動作で旋回移動を可能とし、前記上下前後移動手段の動作で上下と前後の移動を可能とする。
又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、旋回移動手段の旋回部の旋回移動量と上下前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。
その旋回動作と前後動作及び上下前後移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００５４】
尚、押上げ力発生手段に引張バネ２４ｃや渦巻きバネ２４ｄを、図２１のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９を用いて構成することもでき図２０の装置と同様の機能を有することができる。
【００５５】
第１３実施例
図２２の側面図は、請求項７のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた前記左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１に押上げ力発生手段のシリンダ２１と、可動部３１１が上下方向に移動可能な上下スライド機構３１の上下移動手段と、可動部３２１が前後方向に移動可能な前後スライド機構３２の前後移動手段とを組合せて構成し取付け構成した。
この押上げ力発生手段はシリンダ内２１ｂに供給される流体の圧力で押上げ力を発生させる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００５６】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動が、押上げ力発生手段のシリンダ２１のピストン２１１の移動で押上げ力を発生しながら上下移動が、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の移動量と前後移動手段の可動部３２１の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その左右動作と前後動作と上下移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００５７】
第１４実施例
図２３の側面図は、請求項７のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１の上に、可動部３１１とスライド軸受３１２から構成され上下方向に直線移動のみ可能な上下移動手段と、身体保持手段の身体保持座１ａと、可動部３１１に固定し、身体保持座１ａを前後方向に移動可能とする前後移動手段の前後スライド機構３２と、押上げ力発生手段が可動部３１１に取付けたラック２６２と、それに噛み合うピニオン２６１と、そのピニオン２６１を駆動するモーター２９又は流体駆動機器のロータリーアクチェータ２８で構成される作業補助装置の一例を示す。
【００５８】
モーター２９を用いる場合には回転速度に関係なく安定したトルクを発生するモーターを使用する。
ロータリーアクチェータ２８又はモーター２９は可動部３１１を上昇させるように回転力を発生させて使用する。この装置にロータリーアクチェータ２８を用いる場合には、更にロータリーアクチェータ２８に流体を供給する。
この作業補助装置はロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転力で可動部３１１をピニオン２６１とラック２６２で押上げ力に変換する。
【００５９】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動が、押上げ力発生手段のロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転力で押上げ力を発生しながら上下移動し、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の移動量と前後移動手段の可動部３２１の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その左右動作と前後動作と上下移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００６０】
第１５実施例
図２４の側面図は、請求項７のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１上に固定された支柱５２と、その支柱５２に片方の端を軸５１で軸支され、他方の端に前後移動手段の前後スライド機構３２を取付け、その前後スライド機構３２の可動部３２１に身体保持手段の身体保持座１ａを取付け軸５１を中心に上下方向に旋回運動が可能なアーム５と、そのアーム５及び軸５１に直結したモーター２９又は流体駆動機器のロータリーアクチェータ２８で回転力を伝え、その回転力で身体保持手段に押上げ力を発生させる押上げ力発生手段で構成した作業補助装置の一例を示す。
図２４の装置にモーター２９を用いる場合には回転速度に関係なく安定したトルクを発生するモーターを使用する。ロータリーアクチェータ２８又はモーター２９は身体保持手段を上昇させる方向に回転力を発生させて使用する。
【００６１】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動が、押上げ力発生手段のロータリーアクチェータ２８又はモーター２９の回転力で押上げ力を発生しながら上下移動が、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の移動量と前後移動手段の可動部３２１の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その左右動作と前後動作と上下移動手段の上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００６２】
第１６実施例
図２５の側面図は、請求項８のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた可動部３１１とスライド軸受３１２から構成され上下方向に直線移動のみ可能な上下移動手段と、その可動部３１１に押上げ力を与える押上げ力発生手段のシリンダ２１と、前記可動部３１１に回転自在に取付けた旋回部４１と軸受４２からなる旋回移動手段と、その旋回部４１に取付けた前後移動手段の前後スライド機構３２と、その前後スライド機構３２の可動部３２１に取付けた身体保持手段の身体保持座１ａで構成した作業補助装置の一例を示す。
【００６３】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は前後移動手段で前後移動し、押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内２１ｂに流体を供給しピストン２１１の移動で押上げ力を発生しながら上下移動し、更に旋回移動手段で旋回が可能になる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、旋回移動手段の旋回部の旋回移動量と前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。
その旋回動作と前後動作と上下動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、シリンダ２１に換え押上げ力発生手段を図２３に示すロータリーアクチェータ２８又はモーター２９や、その他に圧縮バネや引張りバネ２４ｃや渦巻きバネ２４ｄや錘で構成することも可能で図２５の装置と同様の機能が得られる。
【００６４】
第１７実施例
図２６の側面図は、請求項９のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた左右移動手段の左右スライド機構３３の可動部３３１上に構成した身体保持手段の身体保持座１ａを取付け軸７３を中心に上下に揺動運動が可能に軸支したリンク７ａと、軸７４を中心にして前後に揺動運動するリンク７ｂから構成される上下前後移動手段と、リンク７ａの端を牽引する引張バネ２４ｃの押上げ力発生手段を組合わせて構成した作業補助装置の一例を示す。
【００６５】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は上下前後移動手段と押上げ力発生手段の引張バネ２４ｃの組合わせで押上げ力を発生しながら上下及び前後移動が可能になり、更に左右移動手段で左右移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、左右移動手段の可動部３３１の左右移動量と上下前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。その上下前後移動手段の上下動作と前後動作と左右移動手段の左右動作の組合せによる係合した動作で、身体保持手段及び作業者１０の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
尚、引張バネ２４ｃに換え押上げ力発生手段を図２７のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９や、その他に圧縮バネや引張りバネ２４ｃや渦巻きバネ２４ｄや錘で構成することも可能で図２６の装置と同様の機能が得られる。
【００６６】
第１８実施例
図２８の側面図は、請求項１０のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者１０が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた旋回部４１と軸受４２からなる旋回移動手段の旋回部４１上に、身体保持手段の身体保持座１ａを取付けて軸７３を中心に上下に揺動運動が可能に軸支したリンク７ａと、軸７４を中心にして前後に揺動運動するリンク７ｂから構成される上下前後移動手段と、リンク７ａの端を牽引する流体駆動機器のシリンダ２１の押上げ力発生手段を組合わせ構成した作業補助装置の一例を示す。
尚、シリンダ２１の取付け位置はリンク７ｂと入替え身体保持座１ａ側に取付け構成してもよい。供給口２１ａから流体を供給し押上げ力を発生させる。又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００６７】
この装置の場合、作業者１０を保持した身体保持手段は上下前後移動手段と押上げ力発生手段のシリンダ２１の組合わせで押上げ力を発生しながら上下及び前後移動が可能になり、更に旋回移動手段の旋回移動が可能となる。
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、旋回移動手段の可動部４１の旋回移動量と上下前後移動手段の前後移動量から構成される面積の範囲内となる。
尚、シリンダ２１に換え押上げ力発生手段を図２９のように引張バネ２４ｃや図３０のようにロータリーアクチェータ２８又はモーター２９や図３１のように渦巻きバネ２４ｄで、その他に圧縮バネや錘で構成することも可能で図２８の装置と同様の機能が得られる。
【００６８】
第１９実施例
図３２の平面図と図３３の側面断面図は、請求項１１のひとつの実施例を示す。
この装置は作業者１０が移動を行う床面等の作業者移動面上の固定部材６へ取付けた流体により動作し押上げ力を発生する流体駆動機器のシリンダ２１と、そのロッドを可動部３１１とし上下移動可能に保持するスライド軸受３１２を設けた上下移動手段と、その可動部３１１に片方の端を回転自在に軸支し他の端に軸７３を固定取付けたリンク７ｂと、その軸７３に片方の端を回転自在に軸支し他の端に軸７４を固定取付けたリンク７ａと、その軸７４に回転自在に軸支し身体保持手段の身体保持座１ａを取付けたリンク７ｃからなる水平移動手段で構成した一例を示す。この装置は、シリンダ内２１ｂに流体を供給し押上げ力を発生させる。
又、シリンダ２１には圧縮した気体を密閉したシリンダを用いることもできる。
【００６９】
この装置を使用した作業者１０の行動可能範囲は、可動部３１１を中心にリンク７ａ、リンク７ｂ、リンク７ｃの軸間を合計した長さを半径とする円形状の限定された面積の範囲内であらゆる方向に押上げ力発生手段の上下動作の組合せによる係合した動作で身体保持手段及び作業者の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
図３４の装置は押上げ力発生手段のシリンダ２１を水平移動手段の可動部側に取付け、リンク７ａ、７ｂ、７ｃの旋回移動を可能又は停止させる為のブレーキ７５を取付け構成したもので、身体保持手段の水平方向の移動を止めることが可能となる。その他の機能は図３３の装置と同様である。
【００７０】
第２０実施例
図３５の側面断面図は、請求項１２のひとつの実施例を示す。
前記押上げ力発生手段に用いているシリンダ２１には圧力調整した流体を供給してその圧力で出力する方法の他に、シリンダ内に加圧した気体を密閉しその気体の圧力で出力を発生させるシリンダを用いる方法もある。
この押上げ力発生手段に流体を用いる長所は、供給する流体の圧力を圧力調整機器等で調整し押し上げ力の調整を容易に行なえること。又は密封した気体の圧力を変更することで押し上げ力の変更が容易なこと。更に身体保持手段の上下方向の位置に関係なく押し上げ力を一定にすることもできる。
【００７１】
図３５は押上げ力発生手段のシリンダ２１に加圧タンク２２が配管２２６で接続され構成された一例を示す。加圧タンク２２とシリンダ２１を配管２２６で接続し、そのタンク内２２１とシリンダ内２１ｂに高圧の気体を密封する。その高圧の気体でピストン２１１を押上げて押上げ力を発生させる。加圧タンク２２の圧力を変更することで押上げ力を変更することも可能である。
図３５中の流量制御弁２３ｂは配管口２１ｃから排気される空気の流量を調整することにより、ピストン２１１の上昇速度を制御できる。しかし、流量制御弁２３ｂは必ずしも必要ではない。
【００７２】
又、シリンダ内２１ｂの容積に対しタンク内２２１の容積を大きくとるほど、ピストン２１１の位置の変化による押上げ力の変化は少なくなる。
又、ロータリーアクチェータ２８を使用する場合には、シリンダ２１の部分をロータリーアクチェータ２８に変更し配管２２６を接続する。
図３６はタンク部分をシリンダ２１の下に構成した一例を示す。
以上の構成でコンプレサー等からの直接供給を必要としない。
【００７３】
第２１実施例
図３７の側面断面図は、請求項１２のひとつの実施例を示す。
図３７は押上げ力発生手段に流体を供給する手段が気体２２１と液体２２２を密封した加圧タンク２２で構成された一例を示す。その加圧タンク２２と押上げ力発生手段のシリンダ２１を配管２２６で接続し構成する。そのシリンダ２１と加圧タンク２２と配管２２６内には図のように液体２２２を入れ、その加圧タンク２２の上部の空間に高圧の気体２２１を密封する。その高圧の気体で液体２２２を加圧し、更にその液体２２２でピストン２１１を押上げて押上げ力を発生させる。
【００７４】
図３８のように液体２２２を使用していることで配管２２６部に流量制御弁２３ｂを設け液体２２２の流れを制御すると、ピストン２１１の速度、つまり押上げ力発生手段の上昇下降速度制御が可能になる。
又、配管２２６部にバルブ２６を設け、そのバルブ２６を操作することで身体保持手段の上下移動を位置に関係なく停止できる。その身体保持手段にセンサを取付けて作業者が身体保持手段に保持されていることをセンサで確認し、確認された時のみバルブ２６の操作を可能とすることにより安全に操作することができる。
【００７５】
又、押上げ力発生手段にロータリーアクチェータ２８を使用する場合には、シリンダ２１の部分をロータリーアクチェータ２８に変更し配管２２６を接続する。
以上の構成でコンプレサーや油圧機器等からの供給を必要としない。
更に、他の液体への加圧方法として図３８や図３９のように構成する。
図３８は調整螺子２２７で圧縮バネ２４ａを圧縮しピストン２１１ａを加圧する。
図３９は錘２５の重量でピストン２１１ａを加圧する。
以上の構成で安定した上昇下降速度が得られ、コンプレサーや油圧ポンプ等からの直接供給を必要としない。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、下記のような効果がある。
本作業補助装置を作業者が使用して作業する際、身体保持手段に常時押上げ力が働く為作業者が床面に直立状態の立ち姿勢を保とうとする場合には、作業者は脚部に僅か力をいれることで姿勢の維持が可能になり、その作業者が立ち姿勢で膝の力を抜くと身体保持手段が下降して膝を直角に曲げた着座姿勢になり、下降途中で膝に僅か力を入れると中腰の姿勢で停止し姿勢の維持ができる。又、着座姿勢から立ち姿勢や中腰姿勢になる場合でも、足に僅かに力を入れ立ち上がり動作を行えば僅かな力で容易に可能になる。
【００７７】
従って、中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と膝の屈伸を頻繁に繰り返す作業の場合でも作業補助装置を使用しない場合に比べ、脚部への負荷が非常に少なくなりその為機敏に姿勢変更ができる。更に同一姿勢を維持する場合でも脚部への負荷が非常に少なく容易にでき、作業中に行なう上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する作業者の腰部の動きを伴う作業でも軽快に移動や動作ができ作業者の脚部に掛かる負荷は非常に少ない。その負荷も押上げ力の調整機能で作業者の脚部に掛かる負荷が自由に調整可能になり適度の負荷に調整して動作し易くすることもできる。
【００７８】
更に押上げ力が働いている状態でも作業者の足が床等の移動面に着いている為に一定面積の範囲内で前後や左右にも身体保持手段で腰部を保持させた状態で通常床面を歩くように移動することができる。更に装置を使用する作業者の足元には空間を設けられ平らな作業者移動面が構成でき、作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早く移動することを可能になる。
【００７９】
又、押上げ力発生手段に下降限界位置を設け、その下降限界位置に身体保持手段がある時に作業者が通常お椅子に座った姿勢と同等になるように設定すると、作業者が立ち姿勢の状態で脚部の力を抜くことにより、身体保持手段及び作業者は下降し椅子に座った姿勢になる。
又、加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器で構成した押上げ力発生手段を用いた作業補助装置は流体の圧力を調整することで押上げ力の微妙な調整も可能に構成できる。
又、押上げ力発生手段にバネを用いた場合には装置を軽量化が可能であり安価に構成できる。
【００８０】
以上のように本発明の作業補助装置は、作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元空間内で変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が自然に追従しながら腰部に押し上げ力をあたえ続け、更に作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早い移動を可能にすることを特徴としたものである。
【００８１】
作業者は年月を経て作業の熟練度が増すのと逆に足腰が衰えたり、作業により酷使される脚部の障害等で長年経験を積んだ熟練者が作業ができなくなることも多くあり、組立作業等のように中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と膝の屈伸を頻繁に繰り返す作業は体力的に若く脚部に障害が無い人に限られる傾向があったが、本作業補助装置により健常者はもとより足腰の弱った高齢者や体力のない人や下半身に障害のある人でも、前記のような作業を長時間容易に疲労が少なく行うことができる。これから人口の高齢化が進む時代に有効な装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の装置の側面図である。
【図２】実施例１の装置の側面図である。
【図３】実施例２の装置の側面図である。
【図４】実施例３の装置の側面図である。
【図５】実施例４の装置の側面図である。
【図６】実施例５の装置の側面図である。
【図７】実施例５の装置の側面図である。
【図８】実施例５の装置の側面図である。
【図９】実施例６の装置の側面図である。
【図１０】実施例７の装置の側面図である。
【図１１】実施例７の装置の側面図である。
【図１２】実施例７の装置の側面図である。
【図１３】実施例８の装置の側面図である。
【図１４】実施例８の装置の平面図である。
【図１５】実施例８の身体保持手段の斜視図である。
【図１６】実施例９の装置の側面図である。
【図１７】実施例１０の装置の側面図である。
【図１８】実施例１１の装置の側面図である。
【図１９】実施例１１の装置の側面図である。
【図２０】実施例１２の装置の側面図である。
【図２１】実施例１２の装置の側面図である。
【図２２】実施例１３の装置の側面図である。
【図２３】実施例１４の装置の側面図である。
【図２４】実施例１５の装置の側面図である。
【図２５】実施例１６の装置の側面図である。
【図２６】実施例１７の装置の側面図である。
【図２７】実施例１７の装置の側面図である。
【図２８】実施例１８の装置の側面図である。
【図２９】実施例１８の装置の側面図である。
【図３０】実施例１８の装置の側面図である。
【図３１】実施例１８の装置の側面図である。
【図３２】実施例１９の装置の側面図である。
【図３３】実施例１９の装置の側面図である。
【図３４】実施例１９の装置の側面図である。
【図３５】実施例２０の装置の平面図である。
【図３６】実施例２０の装置の側面図である。
【図３７】実施例２１の装置の側面図である。
【図３８】実施例２１の装置の側面断図である。
【図３９】実施例２１の装置の側面断図である。
【符号の説明】
１ａ 身体保持座
１ｂ 身体保持ベルト
１０ 作業者
１１ シートベルト
１２ 支持部
１３ 連結部
２１ シリンダ
２１２ ロッド
２３ａ 圧力制御機器
２３ｂ 流量制御弁
２４a 圧縮バネ
２４ｂ 板バネ
２４ｃ 引張バネ
２５ 錘
２７ 加圧シリンダ
２８ ロータリーアクチェータ
２９ モーター
３１ 上下スライド機構
３１１ 可動部
３２ 前後スライド機構
３３ 左右スライド機構
４０ 固定軸
４１ 旋回部
４２ 軸受
５ アーム
６ 床又はベース
６１ 上部固定部材
７ａ リンク
７ｂ リンク
７ｃ リンク
７５ ブレーキ
Claims (13)
- 作業者の頭上に位置する上部固定部材へ可動部が左右方向に自由に移動可能な左右移動手段を取付け、その可動部に支持部を設け、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その上部に前記身体保持手段を牽引する押上げ力発生手段の動作部を連結して揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設し、左右移動手段の可動部の移動と吊設された押上げ力発生手段及び身体保持手段の揺動動作と上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成し、前記押上げ力発生手段の動作部の牽引で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を前記身体保持手段に加えるよう構成した作業補助装置。
- 請求項１項記載の左右移動手段に換えて作業者の頭上に位置する上部固定部材へ、可動部が自由に前後移動可能な前後移動手段と可動部が左右方向に自由に移動可能な左右移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記左右移動手段又は前記前後移動手段の可動部に前記支持部を設けて構成し、前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成した作業補助装置。
- 請求項１項記載の左右移動手段に換えて作業者の頭上に位置する上部固定部材へ、複数のリンクを連結し構成したリンク機構からなる水平移動手段の片端のリンクを回転自在に軸支して取付け、前記リンク機構の二次元空間内で任意の方向に変位可能になるリンクの部位に前記支持部を設けて構成し、前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成した作業補助装置。
- 請求項１項記載の左右移動手段に換えて作業者の頭上に位置する上部固定部材へ、旋回の中心部材を固定して取付けられ旋回部が水平方向に旋回移動可能な旋回移動手段と、その旋回部に一端を固定した前記旋回部の旋回中心から外周方向に移動可能な可動部を有する前後移動手段を組合せて設け、その組合せによる係合した動作で二次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記前後移動手段の可動部に前記支持部を設けて構成し、前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引しながら三次元空間内の任意の方向に変位可能に構成した作業補助装置。
- 作業者の頭上に位置する上部固定部材へ前記左右移動手段を取付け、その前記左右移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部に前記身体保持手段を吊設し、更にその可動部へ押上げ力発生手段の動作部を連結し、その動作部の動作で前記上下前後移動手段の可動部を動作させて前記身体保持手段を作業者の頭上方向に牽引し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加えるよう構成した作業補助装置。
- 請求項５項記載の左右移動手段に換えて作業者の頭上に位置する上部固定部材へ前記旋回移動手段を取付け、その旋回部に前記上下前後移動手段を取付け組合せ構成した作業補助装置。
- 作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ、可動部が左右方向に移動可能な左右移動手段と、可動部が上下方向に移動可能な上下移動手段と、可動部が前後方向に移動可能な前後移動手段とを組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記左右移動手段又は前記上下移動手段又は前記前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設けて、更に前記上下移動手段の可動部へ押上げ力を発生する押上げ力発生手段の動作部を連結し、その動作部の動作で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加えるよう構成した作業補助装置。
- 作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ、旋回部が水平方向に旋回 移動を可能とする旋回手段と前記上下移動手段と前記前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位が可能になる可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設けて、更に前記上下移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加えるよう構成した作業補助装置。
- 作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ前記左右移動手段を取付け、その前記左右移動手段の可動部に、複数のリンクで構成され可動部が上下及び前後方向に移動可能な上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部上に作業者の胴体部を保持する身体保持手段を設け、更に前記上下前後移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加えるよう構成した作業補助装置。
- 請求項９項記載の左右移動手段に換えて作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ前記旋回移動手段を取付け、その旋回移動手段の旋回部上に前記上下前後移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる前記上下前後移動手段の可動部上に前記身体保持手段を設け構成した作業補助装置。
- 作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ、複数のリンクを回転自在に軸支して連結し移動側のリンクの先端が二次元空間内で任意の方向に変位可能なリンク機構で構成される水平移動手段と前記上下移動手段を組合せて取付け、その組合せによる係合した動作で三次元空間内の任意の方向に変位可能になる部位に作業者の胴体部を保持する前記身体保持手段を設け、前記上下移動手段の可動部へ前記押上げ力発生手段の動作部を連結し、その前記押上げ力発生手段で前記身体保持手段に胴体部を保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を加えるよう構成した作業補助装置。
- 加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器で構成した押上げ力発生手段を用いた請求項１から１１のいずれかに記載の作業補助装置。
- 発条の反発力を出力に利用するよう構成した押上げ力発生手段を用いた請求項１から１１のいずれかに記載の作業補助装置。
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