JP6480513B2 - 自動作動式姿勢適合持ち上げ支援装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2011年4月1日に出願された米国仮出願第61/516,277号、及び2012年2月6日に出願された米国仮出願第61/595,187号の利益を主張する。これらの関連出願の内容は、参照によってそれら全体が本明細書に援用される。
本発明は、(1)持ち上げの間の姿勢の適切な順序への適合と、(2)人間工学的な研究によって決定されるように身体にわたる重量の力学的な配分とによって持ち上げ関連の損傷を著しく低減することができるという認識に基づく。上記の(1)及び(2)を実施するために、本発明は、また、(3)ユーザ非適合を防止するために快適に着脱し、着用されるデバイス設計の第3の重要な要素を満たしながら、(4)適切な製作性パラメータ(例えば、耐久性、価格)の範囲内で、順序付けられた姿勢適合及び適切な重量配分を保証するための、従来とは異なる装置を特に対象にする。
この点では、1つの態様において、本発明は、着用者が(1)荷重が増大するにつれて、直立するために漸増的に制約されるようになる(すなわち「自動作動式」装置)一連の位置において背中で、適切に荷重持ち上げることを確実にし、それによって、持ち上げの間に、及び特に全荷重を持ち上げるときに、ユーザの背骨が最小限の荷重を感じることを確実にすることを対象とする。図3を参照して、この目的を実現するための簡単な機械的装置は、腰部ベルト(W)にて取り付けられ、2つの肩の1つ以上(好ましくはその両方)を越えて進み、正面において持ち上げられる重量にまで下がる2つのストラップ(S1及びS2)から構成されてもよい。2つのストラップは、持ち上げられる重量と直接接触する手又はフック又は他のグリップのいずれかにおいて終わる、これらのストラップの末端の(遠くの)端部をもつ。着用者が自身の背を相対的に直立に保つ限り、2つのストラップ上の荷重を増加させることは、ユーザをさらに直立に、すなわち、持ち上げのための適切な形態に引き寄せる。
既に論じたように、1994年に、米国国立職業安全健康研究所(「NIOSH」)の「背ベルト作業部会」が、市販で入手可能な持ち上げベルトを検討し、「典型的な工業用の背ベルトは、手動の持ち上げの間に体幹の生体力学的な荷重を著しく低減する」ことを示す不充分なデータがあると結論付けた。本持ち上げ支援装置については、図15に好ましいデータを示すように、この装置は、50%以上に達する重い荷重に見られた低減量とともに、持ち上げの間におけるピーク腰椎屈曲を低減することに際立った効果があることを示す、といったデータが得られた。従って、これらのデータは、本発明の1つの実施形態を定義するために用いることができる。ここで、PCMの係合により生じる「適切な持ち上げ姿勢」の順序は、任意の特定の重量におけるピーク腰椎屈曲を少なくとも図15に示した範囲にまで低減することなどである。
既に論じたように、LTMは、「持ち上げポイント」(手、手首、前腕、など)から肩を越えて下部胴体まで下がる、荷重重量を転送するための本発明の手段を総称的に表す。さらに特定の専門用語に関連して、各々の腕の持ち上げポイントにて、異なる「持ち上げ結合手段」(「LCM」)が、持ち上げられる物体(複数可)の重量をLTMに直接伝達するために機能するフック、グローブ、又は他の持ち上げ結合手段に紐又はストラップ又はワイヤ端などのLTM末端を連結するために、用いられてもよい。このようなLCMの2つの例を図16及び図17に示す。具体的には、図16は、フック、ループ、グロメットなどを介してLTMに取り付けられたグローブの形式でLCMを示し、一方で図17は、グローブの代わりに、持ち上げフックへのアタッチメントを示す。
付加的な実施形態において、本発明は、ユーザの持ち上げの各種データを、ユーザに直接示す、又は遠隔測定により遠隔測定ストレージデバイス又はリモート遠隔測定ネットワークに示す、フィードバックセンサを含む持ち上げ支援装置又は持ち上げ支援ベストを対象とする。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様1〕
i)持ち上げポイントから肩を越えて胴体の1つ以上のポイントまで下がる、荷重重量を伝達するための荷重伝達手段(「LTM」)と、
ii)適切な後方姿勢又は/及び後方姿勢の順序を、受動的又は能動的に強制するための姿勢適合手段(「PCM」)と、
iii)前記荷重伝達手段上の増加する荷重を前記姿勢適合手段の増加する係合に結合するための結合手段(「CM」)と、
を備える持ち上げ支援装置。
〔態様2〕
前記姿勢適合手段の各々の係合レベルの前記適切な後方姿勢は、前記姿勢適合手段の前記係合レベルにおいて後方の自然カーブの維持を促進する1つである、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様3〕
前記姿勢適合手段の各々の係合レベルの前記適切な後方姿勢は、前記姿勢適合手段の前記係合レベルにおいてピーク腰椎屈曲を低減する1つである、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様4〕
持ち上げられる特定の重量のピーク腰椎屈曲の低減は、少なくとも前記重量について図15に示される、態様3に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様5〕
前記姿勢適合手段の各々の係合レベルの前記適切な後方姿勢は、着用者の損傷の測定可能な低減量を増進する1つである、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様6〕
前記着用者の損傷の前記測定可能な低減量は、着用者の背部損傷の測定可能な低減量である態様5に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様7〕
各々の腕ための持ち上げ結合手段(「LCM」)をさらに備え、
各LCMは、前記持ち上げられる荷重の重量の少なくとも一部を、前記腕のためのLTMに伝達する、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様8〕
前記LCMは、グローブ、フック、グリッパ、及び把持ストリップ例えばVelcro(登録商標)から構成されるグループから選択される、態様7に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様9〕
前記CMは、図7〜図9に例示したCMのうちの1つ以上である、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様10〕
前記姿勢適合手段の増加する係合は、前記LTMによって支援された前記重量に線形的に関連する、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様11〕
前記姿勢適合手段の係合の増加は、前記LTMによって支援された前記重量に非線形的に関連する、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様12〕
前記姿勢適合手段の係合の増加は、切り離された状態(状態1)から完全に連結された状態(状態2)の2つの状態の係合である、態様11に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様13〕
前記装置は、ユーザの身体上の1つ以上のポイントにて荷重をかける、前記持ち上げられる荷重の1つ以上を分析するための1つ以上のセンサ、又は、持ち上げから前記ユーザの身体に対する負担の1つ以上の表示器、をさらに含む、態様1に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様14〕
前記1つ以上のセンサは、1つ以上の危険重量センサを含む、態様13に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様15〕
i)持ち上げポイントから肩を越えて胴体の1つ以上のポイントまで下がる、荷重重量を伝達するための荷重伝達手段(「LTM」)と、
ii)適切な後方姿勢又は/及び後方姿勢の順序を、受動的又は能動的に強制するための姿勢適合手段(「PCM」)と、
iii)前記荷重伝達手段上の増加する荷重を前記姿勢適合手段の増加する係合に結合するための結合手段(「CM」)と、
を備える持ち上げ支援装置を着用しながら持ち上げること、を備える、持ち上げ関連の損傷を低減する方法。
〔態様16〕
前記姿勢適合手段の各々の係合レベルの前記適切な後方姿勢は、前記姿勢適合手段の前記係合レベルにおいてピーク腰椎屈曲を低減する1つである、態様15に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様17〕
持ち上げられる特定の重量のピーク腰椎屈曲の低減量は、少なくとも前記重量について図15に示される、態様16に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様18〕
前記姿勢適合手段の各々の係合レベルの前記適切な後方姿勢は、着用者の損傷の測定可能な低減量を増進する1つである、態様15に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様19〕
各々の腕ための持ち上げ結合手段(「LCM」)をさらに備え、各LCMは、前記持ち上げられる荷重の重量の少なくとも一部を、前記腕のためのLTMに伝達する、態様15に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様20〕
前記LCMは、グローブ、フック、グリッパ、及び把持ストリップ例えばVelcro(登録商標)から構成されるグループから選択される、態様19に記載の持ち上げ支援装置。
〔態様21〕
前記CMは、図7〜図9に例示したCMのうちの1つ以上である、態様15に記載の持ち上げ支援装置。
Claims (20)
- 持ち上げ支援装置であって、
i)装着者の腰部まわりに固定されるように構成された腰部ベルトと、
ii)第1及び第2の荷重伝達要素を有する荷重伝達機構であって、前記第1及び第2の荷重伝達要素の各々は、持ち上げポイントに結合されるように構成された前方部分と、装着者のそれぞれの肩を越えて延在し、装着者の胴部上の1つ以上のポイントまで下がるように構成された後方部分とを有し、前記第1及び第2の荷重伝達要素の各々の後方部分は、装着者のそれぞれの肩から、少なくとも背骨まで背中にわたって延在し、前記腰部ベルトまで装着者の背中を下がるように構成されるという荷重伝達機構と、
iii)第1及び第2の荷重結合要素を有する荷重結合機構であって、前記第1及び第2の荷重結合要素の各々は、前記第1及び第2の荷重伝達要素の対応する一方の前方部分に取り付けられ、前記第1及び第2の荷重結合要素の各々は、装着者の対応する手と係合するように構成され、前記第1及び第2の荷重結合要素の各々は、装着者が対応する手により物体を持ち上げるときに作動し、該作動は、前記第1及び第2の荷重伝達要素の対応する一方の少なくとも部分を緊張するように引くことを含み、前記第1及び第2の荷重結合要素の一方が作動され、前記第1及び第2の荷重伝達要素の対応する一方が緊張するように引かれるときに、物体の重量の少なくとも一部が、装着者の対応する手から、対応する一方の荷重伝達要素に伝達される、という荷重結合機構と、
を具備する、持ち上げ支援装置。 - 前記第1及び第2の荷重伝達要素の少なくとも一方は、ストラップ、紐、ワイヤ、あるいはロープの少なくとも一つを含む、請求項1に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記第1及び第2の荷重結合要素の少なくとも一方は、グローブ、フック、グリッパ、把持ストリップ、の少なくとも一つを含む、請求項1に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記持ち上げ支援装置は、持ち上げられる物体の重量、装着者の身体上の少なくとも1つのポイントにての荷重の少なくとも一方を分析するように構成された少なくとも一つの力学的センサ、または、持ち上げから装着者の身体に対する負担の少なくとも一つの表示器をさらに有する、請求項1に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記少なくとも一つの力学的センサは、危険重量センサを含む、請求項4に記載の持ち上げ支援装置。
- 少なくとも一つの姿勢適合要素であって、持ち上げ操作の間において、装着者による、猫背で腰部が曲がっているようなことを含む非人間光学的持ち上げ姿勢に応じて装着者の胴部を圧縮するように構成された姿勢適合要素をさらに有する、請求項1に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記少なくとも一つの姿勢適合要素は、少なくも一つのストラップ、または、腰ベルトのうちの少なくとも一つを含む、請求項6に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記少なくとも一つの姿勢適合要素は、前記荷重伝達機構に結合される、請求項1に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記少なくとも一つの姿勢適合要素は、前記荷重伝達機構により支援された重量に線形的あるいは非線形的の少なくとも一方に関連して、装着者にフィードバックを提供するように構成される、請求項8に記載の持ち上げ支援装置。
- 前記第1及び第2の荷重結合要素の少なくとも一方は、装着者の少なくとも一つの指、装着者の少なくとも一つの手、装着者の少なくとも一つの手首、あるいは、装着者の少なくとも一つの前腕の少なくとも一つを係合するように構成される、請求項1に記載の持ち上げ支援装置。
- 物体を持ち上げる方法であって、
i)装着者の腰部まわりに固定されるように構成された腰部ベルトと、
ii)第1及び第2の荷重伝達要素を有する荷重伝達機構であって、前記第1及び第2の荷重伝達要素の各々は、持ち上げポイントに結合されるように構成された前方部分と、装着者のそれぞれの肩を越えて延在し、装着者の胴部上の1つ以上のポイントまで下がる後方部分とを有し、前記第1及び第2の荷重伝達要素の各々の後方部分は、装着者のそれぞれの肩から、少なくとも背骨まで背中にわたって延在し、前記腰部ベルトまで装着者の背中を下がるように構成されるという荷重伝達機構と、
iii)第1及び第2の荷重結合要素を有する荷重結合機構であって、前記第1及び第2の荷重結合要素の各々は、前記第1及び第2の荷重伝達要素の対応する一方の前方部分に取り付けられ、前記第1及び第2の荷重結合要素の各々は、装着者の対応する手と係合するように構成され、前記第1及び第2の荷重結合要素の各々は、装着者が対応する手により物体を持ち上げるときに作動し、該作動は、前記第1及び第2の荷重伝達要素の対応する一方の少なくとも部分を緊張するように引くことを含み、前記第1及び第2の荷重結合要素の一方が作動され、前記第1及び第2の荷重伝達要素の対応する一方が緊張するように引かれるときに、物体の重量の少なくとも一部が、装着者の対応する手から、対応する一方の荷重伝達要素に伝達される、という荷重結合機構と、を含む持ち上げ支援装置を装着することと、
前記持ち上げ支援装置を装着している間、少なくとも一方の手により物体を持ち上げることとを有する、物体を持ち上げる方法。 - 前記第1及び第2の荷重伝達要素の少なくとも一方は、ストラップ、紐、ワイヤ、あるいはロープの少なくとも一つを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1及び第2の荷重結合要素の少なくとも一方は、グローブ、フック、グリッパ、把持ストリップ、の少なくとも一つを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記持ち上げ支援装置は、持ち上げられる物体の重量、装着者の身体上の少なくとも1つのポイントにての荷重の少なくとも一方を分析するように構成された少なくとも一つの力学的センサ、または、持ち上げから装着者の身体に対する負担の少なくとも一つの表示器をさらに有する、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの力学的センサは、危険重量センサを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記持ち上げ支援装置は、少なくとも一つの姿勢適合要素であって、持ち上げ操作の間において、装着者による、猫背で腰部が曲がっているようなことを含む非人間光学的持ち上げ姿勢に応じて装着者の胴部を圧縮するように構成された姿勢適合要素をさらに有する、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの姿勢適合要素は、少なくも一つのストラップ、または、腰ベルトのうちの少なくとも一つを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの姿勢適合要素は、前記荷重伝達機構に結合される、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの姿勢適合要素は、前記荷重伝達機構により支持された重量に線形的あるいは非線形的の少なくとも一方に関連して、装着者にフィードバックを提供するように構成される、請求項18に記載の方法。
- 前記第1及び第2の荷重結合要素の少なくとも一方は、装着者の少なくとも一つの指、装着者の少なくとも一つの手、装着者の少なくとも一つの手首、あるいは、装着者の少なくとも一つの前腕の少なくとも一つを係合するように構成される、請求項11に記載の方法。
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