JP5505631B2 - 腰部筋力補助具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば農作業や介護を行なう者が使用する腰部筋力補助具に関する。

収益性の高い農業経営を目指す農家では、きめ細かい手作業によって農作物の付加価値を高める取り組みが行なわれている。また少子高齢化が進む今日においては、介護者の拡充等が強く求められている。ところで手作業による農作業や介護動作は、中腰や前屈姿勢で行なう場合が多く、このような姿勢の作業は、肩部、背部、腰部、あるいは膝部等の筋肉等に、過大な負担を掛ける。

このような農作業や介護動作等における筋肉等の負担を低減させるために、本発明者等は、肩部から膝部に伸縮性のベルトを掛けると共に、この伸縮性のベルトの引張力によって、腰部の周りを締付ける腰部ベルトを有する腰部筋力補助具（特許文献１参照。）、及び肩から伸延するゴムベルトの先端にワイヤを連結し、このワイヤを電動式ワイヤ巻取器によって巻き取ることによって、このゴムベルトを伸縮させる筋力補助装置（特許文献２参照。）を、それぞれ提案した。

すなわち特許文献１に記載の腰部筋力補助具は、図１８に示すように、肩部から膝部に、それぞれ伸縮性の左ベルト９０１及び右ベルト９０２を掛けると共に、背側の腰部に位置する保持具９０６において、それぞれ左腰部ベルトＡ及び右腰部ベルトＢを連結する。そこで例えば前屈姿勢をとった場合には、左ベルト９０１及び右ベルト９０２が伸びて引張力が発生すると共に、これらに連結されている左腰部ベルトＡ及び右腰部ベルトＢが引っ張られる。したがって前屈姿勢を戻そうとする力と、腰部の周りを締付ける力との両方が同時に発生するために、腰部等の筋力に対する負担を効果的に低減できる。

また特許文献２に記載の筋力補助装置は、体表面の伸縮を検出するセンサを背中に貼着し、例えば前屈姿勢をとった場合には、このセンサからの信号に基づいて電動式ワイヤ巻取器を駆動して、ゴムベルトの伸長量を調整する。これによって作業者の体型、筋力、作業負荷、及び作業姿勢の変化の速度等も加味して、より最適な引張力をゴムベルトに生じさせることが可能となる。

特願２００９−１４５５４０（明細書及び図面） 特許第４３４５０２５号公報

しかるに上述した特許文献１に記載の腰部筋力補助具は、左ベルト９０１及び右ベルト９０２が、それぞれ保持具９０６において３個所で折り返されているため、この折り返し個所における保持具との摩擦力が大きくて、円滑な動作が期待できない場合があった。

また左ベルト９０１及び右ベルト９０２が、それぞれ左腰部ベルトＡ及び右腰部ベルトＢを連結する個所において、くの字状に折り返される角度が鋭角である場合には、この左ベルト及び右ベルトに発生する引張力より大きな引張力が、それぞれこの左腰部ベルト及び右腰部ベルトに発生して、腰部の周りを締付ける力が過大になる。一方、この折り返し角度が鈍角である場合には、左ベルト９０１及び右ベルト９０２に発生する引張力によって生じる左腰部ベルトＡ及び右腰部ベルトＢの縮み量が過少となって、予めこの左腰部ベルト及び右腰部ベルトをきつく締付けておかないと、十分な腰部の周りの締付け力を発生させることが困難となる。したがって左ベルト９０１及び右ベルト９０２に十分な引張力を得ようとすると、腰部の周りを締付ける力が過大となって、腰部を過度に圧迫してしまう恐れがある。

また上述した特許文献１に記載の腰部筋力補助具は、体型や体力等に合わせて、左ベルト９０１及び右ベルト９０２の長さを調整することによって、張り具合を変更することが可能である。しかるに、この長さの調整は、腰部筋力補助具を装着する場合等において行なうことができるものの、身体の姿勢を変化させる作業の途中において行なうことは困難であった。

そこで本発明の第１の目的は、保持具における左ベルト及び右ベルトの折り返し個所における摩擦力を低減することにある。また第２の目的は、例えば前屈姿勢を取った場合には、腰部周りを締付ける力のほぼ３倍の姿勢復元力を発生させることによって、腰部の周りを過大な力で締付ける負担を軽減しつつ、十分な姿勢復元力を得ることにある。さらに第３の目的は、左ベルト及び右ベルトの長さを、それぞれ電動巻き取り装置によって調整することにより、利用者の体型や体力だけでなく、作業姿勢や姿勢の変化の速度等に合わせて、きめ細かい引張力の調整を可能とすることにある。

本発明者等は、上記特許文献１に記載の腰部筋力補助具における課題について、鋭意研究及び改良を重ねることによって、本発明を完成した。すなわち本発明による腰部筋力補助具の特徴は、左ベルト及び右腰部ベルトと、右ベルト及び左腰部ベルトとをそれぞれ一体的に形成すること、この左ベルト及び右ベルトを、腰部の下部において摺動自在または回転接触する左右一対の連結具を介して、それぞれ上方向に折り返すと共に、背側の腰部に位置する保持具を介して腰部の周りにそれぞれ左右方向に巻きつけること、および左右一対の連結具と左右の膝部または大腿部との間に、それぞれ膝部ベルトまたは大腿部ベルトを装着することにある。

このように構成することによって、背側の腰部に位置する保持具及び連結具における折り曲げ個所が、３個所から２個所に減って、摩擦力が大幅に低減すると共に、連結具がいわゆる動滑車の機能を発揮して、例えば前屈姿勢を取った場合には、腰部周りを締付ける力のほぼ３倍の姿勢復元力を発生させることが可能となる。

すなわち本発明による腰部筋力補助具は、左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、左右の大腿部または膝部にわたって装着される腰部筋力補助具であって、左ベルト、右ベルト、左膝部ベルトまたは左大腿部ベルト、右膝部ベルトまたは右大腿部ベルト、連結具、及び保持具を備えている。上記連結具は、上記背側の腰部の下部の左右にそれぞれ位置する左連結具と右連結具とからなり、この左連結具は、上記左ベルトと摺動自在または回転接触する左連結部を有し、この右連結具は、上記右ベルトと摺動自在または回転接触する右連結部を有している。また上記保持具は、上記背側の腰部に位置すると共に、左右２個所に設けた左保持部と右保持部とを有している。

上記左膝部ベルトまたは左大腿部ベルトは、それぞれ左膝部または左大腿部と上記左連結具との間に装着され、上記右膝部ベルトまたは右大腿部ベルトは、それぞれ右膝部または右大腿部と上記右連結具との間に装着される。そして上記左ベルトは、左肩部から上記背側の腰部及び右連結具を経由して、上記右連結部において上方向に折り返されると共に、上記右保持部を経由して上記腰部の周りに右方向に巻きつけられ、上記右ベルトは、右肩部から上記背側の腰部及び左連結具を経由して、上記左連結部において上方向に折り返されると共に、上記左保持部を経由して上記腰部の周りに左方向に巻きつけられる。以上の配置により、左ベルト及び右ベルトは、背中で交差するように構成される。

ここで左ベルト及び右ベルトを、背中で交差させずに、それぞれ左肩部及び右肩部から、左膝部ベルト乃至左大腿部ベルト、または右膝部ベルト乃至右大腿部ベルトに連結して、それぞれ腰部の周りに左方向及び右方向に巻きつけるように構成してもよい。

また動滑車の機能を果す連結具を、腰部の下部ではなく背部に置いて、左ベルト及び右ベルトを、左右の膝部または大腿部からこの連結具を経由させ、この連結具において下方向に折り返すと共に、背側の腰部に置いた保持具を介して、それぞれ腰部の周りに巻きつけるように構成してもよい。すなわちこの腰部筋力補助具は、左ベルト、右ベルト、左肩部ベルト、右肩部ベルト、連結具及び保持具を備えている。上記連結具は、上記背部の左右にそれぞれ位置する左連結具と右連結具とからなり、この左連結具は、上記左ベルトと摺動自在または回転接触する左連結部を有し、この右連結具は、上記右ベルトと摺動自在または回転接触する右連結部を有している。また上記保持具は、上記背側の腰部に位置すると共に、それぞれ左右２個所に設けた左保持部と右保持部とを有している。

また上記左肩部ベルトは、左肩部と上記左連結具との間に装着され、上記右肩部ベルトは、右肩部と上記右連結具との間に装着される。そして上記左ベルトは、右の大腿部または膝部から上記背側の腰部及び左連結具を経由して、上記左連結部において下方向に折り返されると共に、上記左保持部を経由して上記腰部の周りに左方向に巻きつけられ、上記右ベルトは、左の大腿部または膝部から上記背側の腰部及び右連結具を経由して、上記右連結部において下方向に折り返されると共に、上記右保持部を経由して上記腰部の周りに右方向に巻きつけられる。

ここで左ベルト及び右ベルトを、背中で交差させずに、それぞれ左膝部ベルト乃至左大腿部ベルト、または右膝部ベルト乃至右大腿部ベルトから、左右の連結具を介して左肩部ベルトまたは右肩部ベルトに連結して、それぞれ腰部の周りに左方向及び右方向に巻きつけるように構成してもよい。

また左ベルト及び右ベルトの長さを、それぞれ電動巻き取り装置によって調整するように構成することもできる。すなわちこの腰部筋力補助具は、さらに人体の表面の伸縮を計測するセンサ、一対の電動巻き取り装置、制御装置、並びにこれらのセンサ、一対の電動巻き取り装置及び制御装置に電力を供給する電源を備えている。また上記一対の電動巻き取り装置は、それぞれベルト連結部、電動モータ、この電動モータで駆動される歯車機構、及びこの歯車機構によって回転駆動されるプーリーを有している。

上記左ベルト及び右ベルトは、それぞれ途中で２分割され、この２分割された左ベルト及び右ベルトの一端は、それぞれ上記ベルト連結部に固定されると共に、他端は、それぞれ上記プーリーに巻き取られるように連結されている。そして上記制御装置は、上記センサからの信号に基づいて上記電動モータを回転させ、上記左ベルト及び右ベルトの他端を、それぞれ上記プーリーに巻き取るまたは巻き戻すことによって、これらの左ベルト及び右ベルトに発生する引張力を増減させる。

肩部から大腿部または膝部にわたる左ベルト及び右ベルトと、腰部の周りに巻きつける右腰部ベルト及び左腰部ベルトとを、それぞれ一体的に形成し、例えば腰部の下部に位置する連結具を介して上方向に折り返し、さらに背側の腰部に位置する保持具を経由して腰部の周りを締付けるように構成することによって、第１に保持具及び連結具における摩擦力を低減することが可能となって、姿勢変化等の動作を円滑にすることができる。

また第２に、連結具が動滑車の機能を果すことによって、例えば前屈姿勢を取った場合には、腰部周りを締付ける力のほぼ３倍の姿勢復元力を発生させることによって、腰部の周りを過大な力で締付ける負担を軽減しつつ、十分な姿勢復元力を得ることができる。

人体の表面の伸縮を計測するセンサからの信号に基づいて、左ベルト及び右ベルトの長さを、それぞれ電動巻き取り装置によって調整することにより、利用者の体型や体力等だけでなく、動作姿勢や姿勢の変化の速度等に合わせて、きめ細かく引張力や腰部の周りの締付け力を調整することができる。

利用者を背後から見たときの腰部筋力補助具の模式図である。 左連結具まわりの一部拡大図である。 左連結具の拡大断面図である。 左膝ベルトを左膝部に装着した状態を示す斜視図である。 保持具まわりの一部拡大図である。 左ベルト及び右ベルトを腰部の周りに巻きつけた部分の断面図である。 動滑車の機能を説明するための模式図である。 左ベルト等と腰部の周りとに発生する引張力について、本発明と従来例とを対比した模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 利用者を背後から見たときの他の腰部筋力補助具の模式図である。 電動巻き取り装置の構成図である。 利用者を背後から見たときの従来例による腰部筋力補助具の模式図である。

図１〜図１７を参照しつつ、本発明による腰部筋力補助具の構成と作用とを説明する。さて図１に示すように、本発明による腰部筋力補助具は、左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、及び左右の膝部にわたって装着され、左ベルト１、右ベルト２、左膝部ベルト３、右膝部ベルト４、連結具５及び保持具６を備えている。

ここで左ベルト１及び右ベルト２は、非伸縮性のベルトであって、天然繊維や合成繊維を織った非伸縮性の帯状の布、これらの帯状の布を合成樹脂等で被覆したベルト、あるいは合成樹脂シートや皮のベルト等を使用している。なお左ベルト１、右ベルト２の一部または全部に、伸縮性の部材、例えば天然若しくは合成ゴム繊維等を織り込んだ伸縮性の帯状の布、あるいは天然繊維や合成繊維を織った伸縮性の帯状の布を、伸縮性の合成樹脂で被覆したベルト等を使用してもよい。

また左ベルト１及び右ベルト２の上端部は、それぞれ伸縮性のベルト７に連結してあり、この伸縮性のベルトは、左右の肩部から胸部の左右と左右の腋の下とをそれぞれ廻って、背部の上部において相互に連結してある。ここで伸縮性のベルト７は、例えば天然若しくは合成ゴム繊維等を織り込んだ伸縮性の帯状の布、あるいは天然繊維や合成繊維を織った伸縮性の帯状の布を、伸縮性の合成樹脂で被覆したベルト等を使用する。なお左ベルト１及び右ベルト２の上端部を、背部に左右において、それぞれ上半身用のジャケット等に連結するように構成してもよい。

連結具５は、背側の腰部の下部の左右、例えば左大腿部及び右大腿部の背側に、それぞれ位置する左連結具５１と右連結具５２とからなる。図２に示すように左連結具５１は、合成樹脂または金属製の横長の矩形リング形状を有しており、図３に示すように右ベルト２と摺動自在または回転接触する左連結部５１Ａ、５１Ｃを有している。すなわち図３（Ａ）に示すように、矩形リング形状の左連結具５１の上辺５１Ａ及び下辺５１Ｂは、それぞれ円形の断面形状であって、この上辺を中心軸として、右ベルト２が摺動自在に折り返して連結されている。ここで図３（Ｂ）に示すように、矩形リング形状の上辺５１Ａに円筒スリーブ５１Ｃを回転自在に挿入し、この円筒スリーブを中心軸として、右ベルト２を摺動自在に折り返すように連結してもよい。かかる場合には、左連結具５１における右ベルト２の摩擦力を大幅に削減することができる。

なお矩形リング形状の左連結具５１の下辺５１Ｂには、非伸縮性の左膝部ベルト３が連結される。ここで左膝部ベルト３は、天然繊維や合成繊維を織った非伸縮性の帯状の布、これらの帯状の布を合成樹脂等で被覆したベルト、あるいは合成樹脂シートや皮のベルト等を使用する。なお左膝部ベルト３に、例えば天然若しくは合成ゴム繊維等を織り込んだ伸縮性の帯状の布、あるいは天然繊維や合成繊維を織った伸縮性の帯状の布を、伸縮性の合成樹脂で被覆したベルト等を使用してもよい。かかる場合には、上述した左ベルト１及び右ベルト２の上端部に連結した伸縮性のベルト７を、非伸縮性のベルトに替える。すなわち、少なくとも左膝部ベルト３とベルト７とのいずれか一方に、伸縮性のベルトを使用すればよい。また図３（Ｂ）に示すように、左膝部ベルト３を、左連結具５１の下辺５１Ｂを中心として折り返し、例えばマジックテープ３１Ａによって着脱可能に連結すれば、この左膝部ベルやト右ベルト２を、容易に装着することができる。なお左ベルト１及び右膝部ベルト４と、右連結具５２との連結構造も、上述した構造と同等である。

図２及び図４は、左膝部ベルト３を左膝の下部に装着する手段の1例を示している。すなわち左膝部ベルト３は、その上端部において左連結具５１の下辺５１Ｂを中心として折り返され、左右２本の非伸縮性のベルト３１に分かれる。なお左膝部ベルト３を、３本以上の非伸縮性のベルトに分けてもよい。さて左右２本に分かれた非伸縮性のベルト３１の下端部は、それぞれ膝部の下部に巻設した非伸縮性の帯部材３３に連結されている。なお帯部材３３の内側には、帯状のパッド部材３２が巻設されている。また帯部材３３は、合成樹脂製の四角リング形状の連結部３４と、この帯部材の先端部等に設けたマジックテープ３５とによって、膝部への巻設長さを調整することができる。

このように帯状のパッド部材３２と、巻設長さが調整可能な帯部材３３とを使用することによって、左膝部ベルト３を、膝部の下部等に容易かつ迅速に取り付けたり取り外したりすることができる。また膝部の下部太さが異なる農作業者や介護者等も、無理なく使用することができるようになる。

なお左右２本に分かれた非伸縮性のベルト３１の替わりに、三角形や矩形等の任意の形状からなる非伸縮性の布を使用してもよい。すなわち三角形等の頂部を左連結具５１の下辺５１Ｂに連結し、この三角形等の底辺の端部を帯部材３３に連結するように構成してもよい。またパッド部材３２を伸縮性のリング部材として、このパッド部材に左右２本に分かれた非伸縮性のベルト３１等を直接連結することによって、帯部材３３を省略するように構成することも容易にできる。また非伸縮性の帯部材３３は、天然繊維や合成繊維を織った非伸縮性の帯状の布、これらの帯状の布を合成樹脂等で被覆したベルト、あるいは合成樹脂シートや皮のベルト等を使用する。なお右膝部ベルト４を右膝に装着する構造も、上述した構造と同等である。

図５は、背面の腰部に位置する保持具６の1例を示している。すなわち保持具６は、背側の腰部に位置すると共に、左右２個所に設けた左保持部６１と右保持部６２とを有している。左保持部６１と右保持部６２とは、合成樹脂製の矩形の保持基材６３に、はと目６１Ｃ、６２Ｃによって、それぞれ回転自在に連結した布部材６１Ｂ、６２Ｂと、これらの布部材にそれぞれ連結された、合成樹脂製の矩形リング部材６１Ａ、６２Ａとを有している。そして矩形リング部材６１Ａ、６２Ａに、右ベルト２及び左ベルト１が、それぞれ摺動自在に、かつ折り返すように連結してある。

なお矩形リング部材６１Ａ、６２Ａにおいて、それぞれ右ベルト２及び左ベルト１を連結する部分に、回転自在な円筒スリーブを挿入すれば、両者の間の摩擦力を大幅に低減することができる。また保持基材６３の両端には、相互に平行な３本の伸縮性の帯部材６４がそれぞれ連結してあり、これらの帯部材の他端は、腰部の周りに巻きつけるコルセット６５に、それぞれ連結してある。なお布部材６１Ｂ、６２Ｂと、矩形リング部材６１Ａ、６２Ａとを、合成樹脂材によって一体的に形成し、はと目６１Ｃ、６２Ｃ等を用いて保持基材６３に連結してもよい。

図６は、左ベルト１と右ベルト２とを、コルセット６５を介して腰部の周りに装着する状態を示している。すなわちコルセット６５の左端部の内側面と、右端部の外側面とには、それぞれマジックテープ６５Ａ、６５Ａが設けてあり、両者を貼り合せて、このコルセットを腰部の周りに装着する。また右ベルト２の先端部の内側面と、この位置に対応するコルセット６５の表面とには、それぞれマジックテープ２１、２１が設けてある。同様に左ベルト１の先端部の内側面と、この位置に対応するコルセット６５の表面とにも、それぞれマジックテープ１１、１１が設けてある。

したがって左ベルト１の先端部と、右ベルト２の先端部とを、それぞれコルセット６５の表面に重ねれば、この左ベルトと右ベルトとを、このコルセットを挟んで、腰部の周りに巻きつけることができる。なおマジックテープ６５Ａ、６５Ａ等の替わりに、複数の個所に設けたボタン及びボタン孔、あるいは複数の個所に設けたフック等によって、コルセット６５や左ベルト１及び右ベルト２を、腰部の周りに巻きつけるようにしてもよい。またコルセット６５の両端部、並びに左ベルト１及び右ベルト２の端部に、紐やベルトに使用されるバックル金具等を連結して、これらを用いて、これらのコルセット、左ベルト、及び右ベルトを、腰部の周りに巻きつけるようにしてもよい。

すなわちマジックテープ６５Ａ、６５Ａ等、複数の個所に開けたボタン孔及びボタン、あるいは複数の個所に設けたフック等によって、コルセット６５や左ベルト１及び右ベルト２を、腰部の周りに巻きつけるようにすれば、これらの取り付けや取外しが、極めて容易にとなり、さらにこれらのコルセットや左ベルト及び右ベルトの初期締め付け力を、容易かつ迅速に増減することができる。

次に図７及び図８を参照しつつ、図１に示した腰部筋力補助具の連結部の機能について説明する。ここで図７に、動滑車の機能を示す。すなわち動滑車を下方向に引っ張る力をＦとすると、この動滑車を上方に引っ張る力は、この動滑車の左右においてＦ／２ずつとなり、固定滑車を経由して右方向に引っ張る力はＦ／２となる。本発明による腰部筋力補助具では、左連結具５１と右連結具５２とが動滑車の機能を果し、左保持具６１と右保持具６２とが固定滑車の機能を果す。

図８は、図１８示した従来例による腰部筋力補助具と、図１に示した本発明による腰部筋力補助具とについて、右ベルト９０２及び右腰部ベルトＢと、左ベルト１とに、それぞれ発生する引張力を対比したものである。すなわち図８（Ａ）に示す従来例による腰部筋力補助具においては、右ベルト９０２において、右腰部ベルトＢを連結する部分の角度θが６０度前後の場合には、この右ベルトが上下方向に引っ張られる力Ｆと同等の引張力Ｆ’が、この右腰部ベルトに発生する。この角度θが限りなく０度に近い場合には、右腰部ベルトＢに発生する引張力Ｆ’は、右ベルト９０２が上下方向に引っ張られる力Ｆの２倍になる。この角度θが限りなく１８０度に近くなると、右腰部ベルトＢに発生する引張力Ｆ’は、限りなくゼロに近づく。すなわち右腰部ベルトＢに発生する引張力Ｆ’は、右ベルト９０２が上下方向に引っ張られる力Ｆと、この右腰部ベルトを連結する部分の角度θとを用いて、Ｆ’＝２Ｆ・ＣＯＳ（θ／２）という式で表わすことができる。

ところで従来例による腰部筋力補助具では、右ベルト９０２の長さは一定であるため、身長が高い者が、腰部を曲げていない直立姿勢において、この右ベルトに緩みが生じないように装着すると、上述した角度θが大きくなって、例えば前屈姿勢をとった場合には、上述したように右腰部ベルトＢに発生する引張力Ｆ’が過小になり、この右ベルトによる上下方向の引張力Ｆとの相乗効果が得難くなる。一方身長が低い者の場合には、上述した角度θが小さくなって、例えば前屈姿勢をとった場合には、上述したように右腰部ベルトＢに発生する引張力Ｆ’が過大になり、腰部を過度に圧迫してしまう恐れがある。

なお右ベルト９０２に長さの調整手段を設けても、上述した角度θを適正な値になるように、この右ベルトの長さを調整することは容易ではない。すなわち右ベルト９０２に生じる上下方向の引張力Ｆと、右腰部ベルトＢに発生する引張力Ｆ’との関係は、上述した角度θによって決まるが、装着しない状態において、どのような角度θが適正であるかを予め把握することは容易ではない。また実際に装着して角度θを設定する場合には、最初に右ベルト９０２の長さを調整しても、右腰部ベルトＢを腰部周りに巻きつける際の締め付け力が変われば、角度θが変化するため、この右ベルトの長さと、右腰部ベルトの締め付け力との両者を調整しなければならず、適正な角度θになるように両者を調整するまでに、かなり手間が掛かる。さらに左ベルトの角度θの調整についても、同様な手間等が生じる。

なお上記の説明においては、簡略化のため摩擦力について考慮していないが、現実には摩擦力が生じることとなる。従来例の腰部筋力補助具においてはθの値にかかわらず、右ベルト９０２は、相互の間隔が短い３個所において折り曲げられるため、上下２個所の右保持部９６２、９６２及び右腰部ベルトＢとの連結部における摩擦力が大きくなって、この右ベルト及び右腰部ベルトが滑り難くなり、これによって姿勢を円滑に変化させる障害となる。これは図示していない左ベルト及び左腰部ベルトにおいても同様である。

これに対して図８（Ｂ）に示す本発明による腰部筋力補助具においては、左ベルト１は、動滑車の機能を果す右連結具５２と右保持部６２との２個所だけで折り曲げられるため、これらとの摩擦力が低減して、円滑に移動できるようになる。実際に本発明による腰部筋力補助具を試作して装着したところ、上述した従来例による腰部筋力補助具に比べると、姿勢の変化が極めて円滑にできることが確認された。

また右連結具５２が動滑車の機能を果すため、例えば前屈姿勢をとった場合には、この右連結具に連結された左ベルト１にＦの引張力Ｆが掛かり、左ベルト１の上端部に連結された左収縮性ベルト７に、Ｆの引張力が発生すると共に、右膝部ベルト４に引張力２Ｆが発生する。したがって合計３Ｆの前屈姿勢を復元する力が得られることになる。一方、左ベルト１が右連結具５２において右保持部６２の方向に折り返される部分には、Ｆの引張力が発生するため、これにつながる腰部に巻きつけた部分にもＦの引張力で生じ、したがって腰部の回りをＦの力で締め付けることになる。すなわち例えば前屈姿勢を取った場合には、この前屈姿勢を戻そうとする３Ｆの力が発生すると共に、腰部の周りがＦの力で締め付けられることになる。したがって腰部の周りを締め付ける力を過大にすることなく、前屈姿勢を戻そうとする十分な復元力を得ることができる。

さて図９は、図１に示した腰部筋力補助具の左膝部ベルト３、及び右膝部ベルト４を、それぞれ左大腿部ベルト１０３、及び右膝部ベルト１０４に換えたものを示しており、他の構成部品は、図１に示した腰部筋力補助具と次の点を除いて同等である。すなわち左大腿部ベルト１０３及び右膝部ベルト１０４は、それぞれ伸縮性の部材からなり、左連結具１５１及び右連結具１５２で折り返されて、左大腿部及び右大腿部の左右側面に連結される。また左連結具１５１及び右連結具１５２は、臀部において左右２個所に置かれている。なお図１に示した腰部筋力補助具の構成部品や部位と同等なものは、参照の便宜等のため、図１に示した部品番号に一律１００を加えた番号にしてある（以下図１０〜図１７においても、同様に一律２００〜８００を加えた番号にしてある。）。

次に図１０に示す腰部筋力補助具は、左ベルト２０１と右ベルト２０２とを、図１に示した腰部筋力補助具のように背中で交差させず、それぞれ背中に沿ってほぼ垂直に、左連結具２５１と右連結具２５２とに連結して、上方向に折り返した構成になっている。

また図１１に示す腰部筋力補助具は、図１０に示す左膝ベルト２０３と右膝ベルト２０４とを、それぞれ左大腿部ベルト３０３と右大腿部ベルト３０４とに替え、左ベルト３０１と右ベルト３０２とを、左連結具３５１と右連結具３５２とを介して、これらの左大腿部ベルトと右大腿部ベルトとに連結した構成になっている。

次の図１２〜図１５に示す腰部筋力補助具は、それぞれ図１及び図９〜図１１に示す腰部筋力補助具の連結部５〜３０５を、それぞれ腰部の下部の位置から、上方の背部に移し変えたものになっている。すなわち図１２に示す腰部筋力補助具は、左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、左右の膝部にわたって装着される腰部筋力補助具であって、左ベルト４０１、右ベルト４０２、左肩部ベルト４７１、右肩部４７２ベルト、連結具４０５及び保持具４０６を備えている。

連結具４０５は、背部の左右にそれぞれ位置する左連結具４５１と右連結具５４２とからなり、この左連結具と右連結具とは、それぞれ左ベルト４０１と右ベルト４０２と摺動自在または回転接触する。また保持具４０６は、背側の腰部に位置すると共に、それぞれ左右２個所に設けた左保持部４６１と右保持部４６２とを有している。左肩部ベルト４７１は、左肩部と左連結具４５１との間に装着され、右肩部ベルト４７２は、右肩部と右連結具４５２との間に装着されている。なお左肩部ベルト４７１及び右肩部ベルト４７２の上端部は、それぞれ左右の肩部から胸部の左右と左右の腋の下とを廻って、背部の上部において相互に連結され、全体として伸縮性ベルト４０７を構成している。なお伸縮性ベルト４０７を、伸縮性の上半身用のジャケット等に替えて、この上半身用のジャケット等に、左連結具４５１と右連結具５４２とを取り付けてもよい。

さて左ベルト４０１の下端は、図１に示した右膝部ベルト４と同等の右膝部ベルト４０４に連結してあり、この右膝部ベルトから背側の腰部及び左連結具４５１を経由して、この左連結部において下方向に折り返されると共に、左保持部４６１を経由して腰部の周りに左方向に巻きつけられる。同様に右ベルト４０２の下端は、図１に示した左膝部ベルト３と同等の左膝部ベルト４０３に連結してあり、この左膝部ベルトから背側の腰部及び右連結具４５２を経由して、この右連結部において下方向に折り返されると共に、右保持部４６２を経由して腰部の周りに右方向に巻きつけられる。

なお右ベルト４０２の下端を、図４に示した帯部材３３、あるいは帯状のパッド部材３２を介して、直接左膝部の下部に連結してもよい。左ベルト４０１の下端も、同様にして直接右膝部の下部に連結してもよい。ここで左ベルト４０１及び右ベルト４０２は、それぞれ図１に示した左ベルト１及び右ベルト２と同等な素材で形成してある。また連結具４０５及び保持具４０６も、それぞれ図３及び図５に示した連結具５及び保持具６と同等な構成を有している。さらに左ベルト４０１及び右ベルト４０２を、それぞれ腰部の周りに巻きつける構造も、図６に示した構造と同等にしてある。

さて図１３は、図１２に示した腰部筋力補助具の左膝部ベルト４０３、及び右膝部ベルト４０４を、それぞれ左大腿部ベルト５０３、及び右膝部ベルト５０４に替えたものを示しており、他の構成部品は、図１２に示した腰部筋力補助具と同等である。

次に図１４に示す腰部筋力補助具は、左ベルト６０１と右ベルト６０２とを、図１２に示した腰部筋力補助具のように背中で交差させず、それぞれ背中に沿ってほぼ垂直に、左連結具６５１と右連結具６５２とに連結して、下方向に折り返した構成になっており、他の構成部品は、図１２に示した腰部筋力補助具と同等である。

また図１５に示す腰部筋力補助具は、図１４に示す左膝ベルト６０３と右膝ベルト６０４とを、それぞれ左大腿部ベルト７０３と右大腿部ベルト７０４に替えたものを示しており、他の構成部品は、図１４に示した腰部筋力補助具と同等である。

次に図１６に示す腰部筋力補助具は、左ベルト８０１及び右ベルト８０２の長さを、それぞれ電動巻き取り装置８９２によって調整できるようにしてある。すなわちこの腰部筋力補助具は、図１に示した腰部筋力補助具の構成に加えて、さらに人体の表面の伸縮を計測する、例えば背中に貼着したストレイン・ゲージからなるセンサ８９１、左右一対の電動巻き取り装置８９２、８９２、制御装置８９３、並びにこれらのセンサ、一対の電動巻き取り装置及び制御装置に電力を供給する電源８９４を備えている。なお制御装置８９３と電源８９４とは、一体的に組み合わされて、右側の腰部付近に取り付けてある。

なおセンサ８９１は背中の左右対象位置に一対備えても良い。この構成により、左右の斜め前屈のような複雑な動きに対しても、左右一対のセンサ８９１、８９１が非対称な動きを感知し、左右一対の電動巻き取り装置８９２、８９２が独立に駆動することで装着者に違和感なく補助力を伝達することを可能とする。

図１７に電動巻き取り装置８９２の構成の1例を示す。電動巻き取り装置８９２は、背側の腰部に設けた保持具８０６を構成する保持基材８６３の左右両端部に設けてある。ここで右側の電動巻き取り装置８９２を例にして説明すると、この電動巻き取り装置は、プラスチック製の容器８９２Ａ内に収納してあり、電動モータ８９２Ｃ、この電動モータで駆動される歯車機構８９２Ｄ、この歯車機構によって回転駆動される糸巻き状のプーリー８９２Ｂ、及び円柱状のベルト連結部８９２Ｅを有している。なお歯車機構８９２Ｄは、電動モータ８９２Ｃの回転軸に設けられたウオーム・ギアと、プーリー８９２Ｂの回転軸に設けられたウオーム・ホールとから構成されており、それぞれの回転軸は、容器８９２Ａの底板に突設した支持壁部８９２Ｆに軸支されている。

さて左ベルト８０１は、図５に示す右保持部６２と同様な右保持部８６２の右側において２分割され、この２分割された左ベルトの一端部８１２は、プーリー８９２Ｂに巻き取られるように連結されている。また２分割された左ベルト８０１の他端部８１３は、ベルト連結部８９２Ｅに固定される。なおプーリー８９２Ｂ及びベルト連結部８９２Ｅも、それぞれ支持壁部８９２Ｆに軸支されている。そして制御装置８９３は、センサ８９１からの信号に基づいて電動モータ８９２Ｃを回転させ、左ベルト８０１の一端部８１２を、プーリー８９２Ｂに巻き取るか、または巻き戻すことによって、この左ベルトに発生する引張力を増減させる。

なお左ベルト８０１を２分割せずに、その先端部を、右保持部８６２の右側におい
て、プーリー８９２Ｂに巻き取られるように連結し、他のベルト、例えば右腰部ベルトを準備して、その一端部をベルト連結部８９２Ｅに固定して、その他端部を、図６に示したように、コルセット６５を介して腰部の周りに装着するように構成してもよい。

なお電動モータ８９２Ｃは、ステップモータを使用しているが、回転角度を検出できる手段を備えた直流モータであってもよい。また歯車機構８９２Ｄとしては、逆転を防止する観点から、上述したウオーム歯車が望ましいが、傘歯車であってもよく、この電動モータを９０度回転して取り付ければ、平歯車を使用することもできる。さらに２分割された左ベルト８０１の一端部８１２にワイヤを取り付けて、このワイヤをプーリー８９２Ｂに巻き取らせるようにしてもよい。また右側の電動巻き取り装置８９２を、右保持部６２の左側に設けてもよく、さらに右連結具８５２と左肩部との間に設けてもよい。また電動巻き取り装置８９２を、ターンバックル機構に替えて、このターンバックを電動モータによって回転させるように構成することも容易にできる。なお上述した電動巻き取り装置８９２等は、図１に示した腰部筋力補助具に限らず、図９〜図１５に示した腰部筋力補助具にも、容易に適用することができる。

また上述した腰部筋力補助具を、いずれも上下半身一体、または上下半身で分離したボディースーツに取り付けるように構成することも容易にできる。腰部筋力補助具をボディースーツと一体的に構成すれば、身体への装着及び取外しが容易になると共に、腰部筋力補助具の取り付け位置がずれ難くなる。また上述した左ベルト１等及び右ベルト２等を途中で２分し、例えば矩形リングからなる連結具を介して、長さ調節が可能なように構成することも容易にできる。左ベルト１等及び右ベルト２等の長さ調節が可能であれば、介護者の体型が大きく異なっても、腰部筋力補助具を適正に装着することができる。

左ベルト及び右ベルトが円滑に伸縮すると共に、腰部の周りを過度に圧迫せずに、左ベルト及び右ベルトに十分な引張力を発生させることができるので、農業や介護業のみならず、他の林業、水産業、運輸、製造業、あるいはリハビリテーション等に関する産業に広く利用可能である。

１、１０１〜９０１ 左ベルト
２、１０２〜９０２ 右ベルト
３、１０３〜９０３ 左膝部ベルトまたは左大腿部ベルト
４、１０４〜９０４ 右膝部ベルトまたは右大腿部ベルト
４７１〜７７１ 左肩部ベルト
４７２〜７７２ 右肩部ベルト
５、１０５〜８０５ 連結具
５１、１５１〜８５１ 左連結具
５２、１５２〜８５２ 右連結具
６、１０６〜９０６ 保持具
６１、１６１〜９６１ 左保持具
６２、１６２〜９６２ 右保持具
７ 伸縮性ベルト
８９１ センサ
８９２ 電動巻取り装置
８９２Ｂ プーリー
８９２Ｃ 電動モータ
８９２Ｄ 歯車機構
８９２Ｅ ベルト連結部
８９３ 制御装置
８９４ 電源

Claims (5)

1. 左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、左右の大腿部または膝部にわたって装着される腰部筋力補助具であって、
   左ベルト、右ベルト、左膝部ベルトまたは左大腿部ベルト、右膝部ベルトまたは右大腿部ベルト、連結具、及び保持具を備え、
   上記連結具は、上記背側の腰部の下部の左右にそれぞれ位置する左連結具と右連結具とからなり、
   上記左連結具は、上記左ベルトと摺動自在または回転接触する左連結部を有し、
   上記右連結具は、上記右ベルトと摺動自在または回転接触する右連結部を有し、
   上記保持具は、上記背側の腰部に位置すると共に、左右２個所に設けた左保持部と右保持部とを有し、
   上記左膝部ベルトまたは左大腿部ベルトは、それぞれ左膝部または左大腿部と上記左連結具との間に装着され、
   上記右膝部ベルトまたは右大腿部ベルトは、それぞれ右膝部または右大腿部と上記右連結具との間に装着され、
   上記左ベルトは、左肩部から上記背側の腰部及び右連結具を経由して、上記右連結部において上方向に折り返されると共に、上記右保持部を経由して上記腰部の周りに右方向に巻きつけられ、
   上記右ベルトは、右肩部から上記背側の腰部及び左連結具を経由して、上記左連結部において上方向に折り返されると共に、上記左保持部を経由して上記腰部の周りに左方向に巻きつけられる
   ことを特徴とする腰部筋力補助具。
2. 左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、左右の大腿部または膝部にわたって装着される腰部筋力補助具であって、
   左ベルト、右ベルト、左膝部ベルトまたは左大腿部ベルト、右膝部ベルトまたは右大腿部ベルト、連結具、及び保持具を備え、
   上記連結具は、上記背側の腰部の下部の左右にそれぞれ位置する左連結具と右連結具とからなり、
   上記左連結具は、上記左ベルトと摺動自在または回転接触する左連結部を有し、
   上記右連結具は、上記右ベルトと摺動自在または回転接触する右連結部を有し、
   上記保持具は、上記背側の腰部に位置すると共に、左右２個所に設けた左保持部と右保持部とを有し、
   上記左膝部ベルトまたは左大腿部ベルトは、それぞれ左膝部または左大腿部と上記左連結具との間に装着され、
   上記右膝部ベルトまたは右大腿部ベルトは、それぞれ右膝部または右大腿部と上記右連結具との間に装着され、
   上記左ベルトは、左肩部から上記背側の腰部及び左連結具を経由して、上記左連結部において上方向に折り返されると共に、上記左保持部を経由して上記腰部の周りに左方向に巻きつけられ、
   上記右ベルトは、右肩部から上記背側の腰部及び右連結具を経由して、上記右連結部において上方向に折り返されると共に、上記右保持部を経由して上記腰部の周りに右方向に巻きつけられる
   ことを特徴とする腰部筋力補助具。
3. 左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、左右の大腿部または膝部にわたって装着される腰部筋力補助具であって、
   左ベルト、右ベルト、左肩部ベルト、右肩部ベルト、連結具及び保持具を備え、
   上記連結具は、上記背部の左右にそれぞれ位置する左連結具と右連結具とからなり、
   上記左連結具は、上記左ベルトと摺動自在または回転接触する左連結部を有し、
   上記右連結具は、上記右ベルトと摺動自在または回転接触する右連結部を有し、
   上記保持具は、上記背側の腰部に位置すると共に、それぞれ左右２個所に設けた左保持部と右保持部とを有し、
   上記左肩部ベルトは、左肩部と上記左連結具との間に装着され、
   上記右肩部ベルトは、右肩部と上記右連結具との間に装着され、
   上記左ベルトは、右の大腿部または膝部から上記背側の腰部及び左連結具を経由して、上記左連結部において下方向に折り返されると共に、上記左保持部を経由して上記腰部の周りに左方向に巻きつけられ、
   上記右ベルトは、左の大腿部または膝部から上記背側の腰部及び右連結具を経由して、上記右連結部において下方向に折り返されると共に、上記右保持部を経由して上記腰部の周りに右方向に巻きつけられる
   ことを特徴とする腰部筋力補助具。
4. 左右の肩部、背部、背側の腰部、臀部、左右の大腿部または膝部にわたって装着される腰部筋力補助具であって、
   左ベルト、右ベルト、左肩部ベルト、右肩部ベルト、連結具及び保持具を備え、
   上記連結具は、上記背部の左右にそれぞれ位置する左連結具と右連結具とからなり、
   上記左連結具は、上記左ベルトと摺動自在または回転接触する左連結部を有し、
   上記右連結具は、上記右ベルトと摺動自在または回転接触する右連結部を有し、
   上記保持具は、上記背側の腰部に位置すると共に、それぞれ左右２個所に設けた左保持部と右保持部とを有し、
   上記左肩部ベルトは、左肩部と上記左連結具との間に装着され、
   上記右肩部ベルトは、右肩部と上記右連結具との間に装着され、
   上記左ベルトは、左の大腿部または膝部から上記背側の腰部及び左連結具を経由して、上記左連結部において下方向に折り返されると共に、上記左保持部を経由して上記腰部の周りに左方向に巻きつけられ、
   上記右ベルトは、右の大腿部または膝部から上記背側の腰部及び右連結具を経由して、上記右連結部において下方向に折り返されると共に、上記右保持部を経由して上記腰部の周りに右方向に巻きつけられる
   ことを特徴とする腰部筋力補助具。
5. さらに人体の表面の伸縮を計測するセンサ、一対の電動巻き取り装置、制御装置、並びにこれらのセンサ、一対の電動巻き取り装置及び制御装置に電力を供給する電源を備え、
   上記一対の電動巻き取り装置は、それぞれベルト連結部、電動モータ、この電動モータで駆動される歯車機構、及びこの歯車機構によって回転駆動されるプーリーを有し、
   上記左ベルト及び右ベルトは、それぞれ途中で２分割され、
   上記２分割された左ベルト及び右ベルトの一端は、それぞれ上記ベルト連結部に連結されると共に、他端は、それぞれ上記プーリーに巻き取られるように連結されており、
   上記制御装置は、上記センサからの信号に基づいて上記電動モータを回転させ、上記左ベルト及び右ベルトの他端を、それぞれ上記プーリーに巻き取るまたは巻き戻すことによって、これらの左ベルト及び右ベルトに発生する引張力を増減させる
   ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の腰部筋力補助具。

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