JP6759360B2 - 筋力補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、筋力補助装置に関する。

例えば、非特許文献１（C.Ishii, H.Yamamoto, D.Takigawa, “Development of a New Type of Lightweight Power Assist Suit for Transfer Work,” in Proc. Computer Aided System Engineering (APCASE), 2015 Asia-Pacific Conference on, pp 208-2013, 2015.）に開示されているように、人体の第１部分および第２部分にそれぞれ取り付けられる第１装着具および第２装着具と、第１装着具および第２装着具を連結するアクチュエータと、を有した筋力補助装置が知られている。この筋力補助装置では、アクチュエータが短縮することにより、関節等の可動部を介した第１部分及び第２部分の相対動作を補助することができる。

しかしながら、非特許文献１で提案された筋力補助装置では、アクチュエータの短縮にともなって発生するアシスト力は、主として、アクチュエータの長手方向に沿って第１装着具および第２装着具を互いに接近させるように作用する。すなわち、アクチュエータで発生した力を、関節等の可動部を介した第１部分及び第２部分の相対動作の補助に効率的に用いることができない。さらには、アクチュエータで発生した力が、着用者の衣服をずらすだけでなく、関節等の人体の可動部を圧縮するように作用してしまうことも考えられる。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、筋力補助装置において、第１装着具および第２装着具が互いに接近してしまうことを効果的に防止して、人体の第１部分及び第２部分の相対動作の補助にアクチュエータからの出力を効率的に使用可能にすることを目的とする。

本発明による第１の筋力補助装置は、
可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
前記第１装着具及び前記第２装着具の一方と、前記第１装着具及び前記第２装着具の他方または前記規制部材と、に接続し、接続した二箇所間の距離を変化させることが可能なアクチュエータと、を備え、
前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる当該規制部材に沿った基準方向に、前記第１装着具及び前記第２装着具が接近することを規制し、前記基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能又は前記基準方向と非平行な軸線を中心として屈曲可能である。

本発明による第２の筋力補助装置は、
可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる当該規制部材に沿った基準方向に、前記第１装着具及び前記第２装着具が接近することを制限し、前記基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能又は前記基準方向と非平行な軸線を中心として屈曲可能である。

本発明による第１又は第２の筋力補助装置において、前記規制部材が板ばねを含むようにしてもよい。

本発明による第３の筋力補助装置は、
可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
前記第１装着具及び前記第２装着具の一方と、前記第１装着具及び前記第２装着具の他方または前記規制部材と、に接続し、接続した二箇所間の距離を変化させることが可能なアクチュエータと、を備え、
前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる当該規制部材に沿った基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能な板ばねを含む。

本発明による第４の筋力補助装置は、
可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
前記規制部材は、湾曲可能な板ばねを含んでいる。

本発明による第５の筋力補助装置は、
可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具が接近することを規制し、前記基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能又は前記基準方向と非平行な軸線を中心として屈曲可能である。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、人体に着用された状態で前記アクチュエータが前記第１装着具及び前記第２装着具間の距離を短くした場合、前記板ばねの少なくとも一部分が、前記人体の側へ凸となるように湾曲するようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかが、前記板ばねの前記第１装着具との接続位置および前記板ばねの前記第２装着具との接続位置の間となる位置において、前記第１装着具及び前記第２装着具から離間して、前記板ばねに接続して人体に装着される第３装着具を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記板ばねは、前記アクチュエータからの力が作用していない状態で、湾曲していてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記板ばねは、前記第１装着具および前記第２装着具の一方から他方へ向けて前記板ばねの両端を結ぶ直線に対して傾斜する方向に延び出すよう、前記一方に接続していてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、
前記アクチュエータは、前記板ばねに接続し又は前記板ばねに固定された接続具を介して前記板ばねに接続し、
前記板ばねは、前記アクチュエータが接続する位置において又は前記接続具が固定された位置において、人体から離間していてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記アクチュエータの前記装着具または前記規制部材への接続位置は、前記板ばねから人体とは逆側に離間していてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記板ばねから人体とは逆側に延び出す接続具が、前記板ばねに固定され、前記アクチュエータは、前記接続具に接続していてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、
前記アクチュエータは、一方において、前記板ばねに接続し、
前記第１装着具及び前記第２装着具の一方が前記板ばねに接続する位置は、前記板ばねの長手方向に沿って、前記第１装着具及び前記第２装着具の他方が前記板ばねに接続する位置と、前記アクチュエータが前記板ばねに接続する位置と、の間に位置するようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記板ばねの前記第１装着具に接続する部分は、前記アクチュエータからの力が作用していない状態で、人体から離間していてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記規制部材は、前記第１装着具および前記第２装着具の間となる位置に人体の側に膨出した膨出部を有するようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記規制部材は、前記第１装着具および前記第２装着具の間となる位置に人体の側に膨出可能な膨出アクチュエータを、さらに有するようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記膨出アクチュエータは、前記アクチュエータが前記第１装着具及び前記第２装着具間の距離を短くした場合に、人体の側に膨出するようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、
前記アクチュエータは、前記アクチュエータが前記第１装着具及び前記第２装着具間の距離を短くした場合に、前記規制部材を人体に向けて押すようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向を中心として、ねじり変形可能であるようにしてもよい。

本発明による第１〜第２又は第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記アクチュエータの両端間を結ぶ方向は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向と非平行であるようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向に沿った少なくとも二つの位置において、異なる曲げ剛性を有するようにしてもよい。

本発明による第１〜第５の筋力補助装置のいずれかにおいて、
前記規制部材は、人体の背及び腰の少なくとも一方に対面して配置されるようになり、
前記規制部材の下方部分における曲げ剛性は、前記規制部材の上方部分における曲げ剛性よりも低くなるようにしてもよい。

本発明によれば、筋力補助装置において、第１装着具および第２装着具が互いに接近してしまうことを効果的に防止して、アクチュエータからのアシスト力を筋力補助に効率的に使用することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、筋力補助装置を着用者とともに示す背面図である。 図２は、図１の筋力補助装置を着用者とともに示す側面図である。 図３は、図１の筋力補助装置を前屈みになった着用者とともに示す側面図である。 図４は、図２に対応する図であって、図２とは異なる状態の筋力補助装置を示す側面図である。 図５は、図１の筋力補助装置の要部を模式的に示す背面図である。 図６は、図５の筋力補助装置を模式的に示す側面図である。 図７は、図５に対応する図であって、規制部材の一変形例を説明するための図である。 図８は、図６に対応する図であって、図７の規制部材を示す側面図である。 図９は、規制部材の他の変形例を説明するための図であって、筋力補助装置の要部を模式的に示す側面図である。 図１０は、図６に対応する図であって、図９の規制部材を示す側面図である。 図１１は、図５に対応する図であって、規制部材の更に他の変形例を説明するための図である。 図１２は、筋力補助装置の更に他の変形例を着用者とともに示す側面図である。 図１３は、図１２の筋力補助装置を着用者とともに図１２とは異なる状態で示す図である。 図１４は、図１２の筋力補助装置を着用者とともに図１２及び図１３とは異なる状態で示す図である。 図１５は、図１２の筋力補助装置を着用者とともに図１２〜図１４とは異なる状態で示す図である。 図１６は、規制部材の更に他の変形例を説明するための図である。 図１７は、規制部材の更に他の変形例を説明するための図である。 図１８は、規制部材の更に他の変形例を説明するための図である。 図１９は、筋力補助装置の一変形例を着用者とともに示す側面図である。 図２０は、筋力補助装置の他の変形例を着用者とともに示す側面図である。 図２１は、筋力補助装置の更に他の変形例を着用者とともに示す側面図である。 図２２は、筋力補助装置の更に他の変形例を着用者とともに示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１〜図２２は、本発明の一実施の形態及びその変形例を説明するための図である。このうち、図１〜４は、筋力補助装置の全体を着用者とともに示している。

図１〜図４に示すように、筋力補助装置１０は、人体の第１部分ｐ１に取り付けられる第１装着具２０と、人体の第２部分ｐ２に取り付けられる第２装着具３０と、を有している。また、第１装着具及び第２装着具の間には、アクチュエータ４０が設けられている。このアクチュエータ４０は、その両端間の距離を変化させることができる。アクチュエータ４０の動作は、筋力補助装置１０に取り付けられたセンサや、筋力補助装置１０の着用者からの操作により制御される。アクチュエータ４０の駆動により、第１装着具２０及び第２装着具３０は相対動作する。このときのアクチュエータ４０からの駆動力が、第１装着具２０が取り付けられた第１部分ｐ１と、第２装着具３０が取り付けられた第２部分ｐ２との相対動作を補助するアシスト力として作用する。

とりわけ、以下に説明する筋力補助装置１０では、アクチュエータ４０が短縮する際に、第１装着具２０および第２装着具３０が互いに接近してしまうことを効果的に防止する工夫がなされている。具体的には、第１装着具２０及び第２装着具３０を連結する規制部材５０が設けられている。この工夫により、アクチュエータ４０からの駆動力が、効率的に第１装着具２０及び第２装着具３０に作用して、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を効果的に補助することができる。

なお、以下に説明する図１〜図４に示された例において、第１装着具２０は、人体の臀部に取り付けられている。一方、第２装着具３０は、上半身の上部、より具体的には、背中の上部または肩部に取り付けられている。そして、筋力補助装置１０は、腰および脊椎を屈曲部位とする第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を補助する。とりわけ図示された例において、筋力補助装置１０は、アクチュエータ４０の駆動によって第１装着具２０及び第２装着具３０を相対動作させることで、図３に示された上体を前に倒した状態（前屈みになった状態、さらにはしゃがんだ状態）から図４に示された上体を持ち上げる動作を補助する。ただし、筋力補助装置１０は、以下の説明に限られず、肘、首、腰、股、手首、足首、膝等を屈曲部位（可動部）とする人体の動作を補助するようにしてもよい。

以下、図示された具体例を参照しながら、各構成要素について順に説明していく。なお、以下の説明で用いる「上」、「下」、「左」、「右」等は、起立した筋力補助装置１０の着用者を基準とした「上」、「下」、「左」、「右」を指すものとする。また、「幅方向」とは、「左右方向」と一致する。

まず、第１装着具２０について説明する。図１〜図４に示すように、第１装着具２０は、人体の臀部上に配置される第１主部材２１と、第１主部材２１を臀部上に保持するための第１装着部材２６及び第１補助装着部材２７を有している。第１主部材２１は、例えば樹脂や金属等からなり、或る程度の剛性を有した板状の部材となっている。第１装着部材２６及び第１補助装着部材２７は、柔軟な材料、例えば縫製品からなっている。第１装着部材２６及び第１補助装着部材２７は、人体上の異なる部位上に取り付けられている。したがって、第１装着部材２６に加えて第１補助装着部材２７を設けることで、第１装着具２０をより安定して人体上に配置することが可能となる。

また、図１〜図４に示すように、第１装着具２０は、第１主部材２１に対面して配置された可動部材２２と、第１主部材２１及び可動部材２２を相対動作させるための補助アクチュエータ２３と、を更に有している。可動部材２２は、第１主部材２１と同様に、例えば樹脂や金属等からなり、或る程度の剛性を有した板状の部材となっている。補助アクチュエータ２３は、第１主部材２１及び可動部材２２を離間させるように、第１主部材２１及び可動部材２２に作用する。

図示された例において、補助アクチュエータ２３は、密閉材料（気密材料または液密材料）、例えば軟質塩化ビニール等の樹脂材料やゴムから作製されている。補助アクチュエータ２３は、圧力源４６（図２参照）から供給される流体により膨張可能な部材として、密閉材料（気密材料または液密材料）、例えば軟質塩化ビニール等の樹脂材料やゴムから作製されている。とりわけ図示された補助アクチュエータ２３は、樹脂製またはゴム製のベローズによって形成されている。そして、図２及び図４の比較から理解され得るように、側面からの観察において、第１主部材２１及び可動部材２２は、下方に位置する軸線を中心として、相対揺動するようになっている。

ただし、補助アクチュエータ２３は、図示された例に限られず、種々の構成を採用することができる。例えばＷＯ２０１６／１４０３６１Ａ１に記載された構成を、補助アクチュエータ２３として採用することができる。具体的には、ラック及びピニオンの組み合わせ、ボール螺子、カム機構、リンク機構等を含む電動アクチュエータ、流体圧シリンダー、ばね等を、補助アクチュエータ２３として用いることができる。また、可動部材２２の第１主部材２１に対する相対動作も、揺動に限られることなく並進動作等、可動部材２２が第１主部材２１から離間する種々の動作を採用することができる。

次に、第２装着具３０について説明する。図１〜図４に示すように、第２装着具３０は、人体の上部、図示された例では肩甲骨に対面する位置に配置された第２主部材３１と、第２主部材３１を人体上に保持するための第２装着部材３６と、を有している。第２主部材３１は、例えば樹脂や金属等からなり、或る程度の剛性を有した板状の部材となっている。第２装着部材３６は、柔軟な材料、例えば縫製品からなっている。第２装着部材３６は、第２装着具３０を安定して人体上に取り付けることを可能にするよう、構成されている。

次に、アクチュエータ４０について説明する。アクチュエータ４０は、第１装着具２０と第２装着具３０との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることができる。アクチュエータ４０は、一方において、第１装着具２０又は規制部材５０に接続し、他方において、第２装着具３０又は規制部材５０に接続する。そして、アクチュエータ４０は、接続した二箇所９１，９２間の距離を変化させること、すなわち二箇所９１，９２を結ぶ直線長さを変化させることが可能となっている。なお、図１に示すように、図示された筋力補助装置１０は、幅方向ｄｗに並べて配置された二つのアクチュエータ４０を有している。二つのアクチュエータ４０は、同一に構成され得る。ただし、図示された例に限られず、筋力補助装置１０は、一つのアクチュエータ４０しか有しないようにしてもよいし、三以上のアクチュエータ４０を有するようにしてもよい。

図示された例において、アクチュエータ４０は、その下端となる一端において、第１装着具２０に接続している。より具体的には、アクチュエータ４０は、その一端において、第１装着具２０の可動部材２２に接続している。とりわけ図示されたアクチュエータ４０は、可動部材２２のうちの、第１主部材２１に対する揺動軸から離間した上端近傍の部分に接続している。したがって、補助アクチュエータ２３の駆動により、アクチュエータ４０の第１装着具２０への接続位置（第１接続位置）９１は、第１主部材２１から離間することができる。また、アクチュエータ４０は、その上端となる他端において、第２装着具３０に接続している。より具体的には、アクチュエータ４０は、その他端において、第２装着具３０の第２主部材３１の上端近傍の部分（第２接続位置９２）に接続している。

アクチュエータ４０は、両端間の長さを変化させることができる、言い換えると、その全長を変化させることができる伸縮部材４１を有している。とりわけ図示された例において、アクチュエータ４０は、その両端間を引き寄せる力、すなわち引っ張り力を出力する。したがって、アクチュエータ４０は、引っ張り力に対して或る程度の剛性を呈するよう構成されている。図示されたアクチュエータ４０は、引っ張り力に対して或る程度の剛性を呈する伸縮部材４１と、伸縮部材４１の両端にそれぞれ接続した連結具４２と、を有している。

連結具４２は、例えば、金属や皮革からなり、或る程度の引っ張り強度を有している。すなわち、連結具４２は、伸縮部材４１から出力される引っ張り力によって大きく伸びてしまうことなく、当該引っ張り力を装着具２０，３０に伝達することができる。具体例として、連結具４２は、カラビナのような開閉式のフックにより構成される。カラビナのような開閉式のフックは、複数連結したとしても、引っ張り力に対して有効に抗することができる。また、連結具４２を介したアクチュエータ４０の他の部材２０，３０，５０への取り付けを容易に行うことができる。さらに、開閉式のフックの数量を変化させることで、着用者の身体に応じたアクチュエータ４０の長さ調整を容易に行うことができる。これにより、アクチュエータ４０からの駆動力が、効率的に第１装着具２０及び第２装着具３０に作用して、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を効果的に補助することができる。

伸縮部材４１は、図示された例において、流体注入型アクチュエータ（いわゆる人工筋肉型アクチュエータ）として構成されている。流体注入型アクチュエータは、バルーンアクチュエータとも呼ばれ、圧力源４６から供給される流体により膨張可能又は拡径可能な部材として、密閉材料（気密材料または液密材料）、例えば軟質塩化ビニール等の樹脂材料やゴムから作製されている。図２及び図４の比較から理解され得るように、伸縮部材４１は、圧力源４６から流体を供給されて膨張することで、その全長を短縮させることができる。伸縮部材４１の短縮により収縮力を発揮し、この収縮力が、第１装着具２０及び第２装着具３０に引っ張り力として作用する。ただし、伸縮部材４１は、流体注入型アクチュエータに限られることなく、ラック及びピニオンの組み合わせ、ボール螺子、カム機構、リンク機構等を含む電動アクチュエータ、流体圧シリンダー、ばね等を、補助アクチュエータ２３として用いることができる。

なお、図示された例において、圧力源４６（図２参照）は、上述した第１装着具２０の補助アクチュエータ２３と、アクチュエータ４０の両方に流体を供給することができる。圧力源４６から供給される流体として気体や液体を用いることができる。流体注入型アクチュエータからなるアクチュエータ４０との組み合わせにおいては、圧力源４６から気体が供給されることが好ましい。また、補助アクチュエータ２３およびアクチュエータ４０が、別々の圧力源から流体を供給されるようにしてもよい。さらに、補助アクチュエータ２３およびアクチュエータ４０の少なくとも一方が電動アクチュエータとして構成されている場合には、当該アクチュエータへの流体供給を不必要とすることができる。

圧力源４６からの流体の供給および供給停止は、制御器１５によって、制御される。制御器１５は、筋力補助装置１０に取り付けられたセンサや、筋力補助装置１０の着用者からの操作に基づき、圧力源４６の流体の供給および供給停止を制御する。なお、筋力補助装置１０に取り付けられるセンサとしては、変位センサ、速度センサ、加速度センサが例示される。変位センサ、速度センサ、加速度センサのいずれかの検出結果を演算することにより、例えば、第１装着具２０及び第２装着具３０の相対変位、第１装着具２０及び第２装着具３０の相対速度、第１装着具２０及び第２装着具３０の相対加速度、及び、第１装着具２０及び第２装着具３０の相対ジャークを特定することができる。制御器１５は、計測された相対変位、相対速度、相対加速度、相対ジャーク等に基づき、アクチュエータ４０や補助アクチュエータ２３の動作を制御することができる。また、制御器１５は、着用者に取り付けたセンサの計測結果、例えば筋電位計等の計測結果に基づき、圧力源４６の流体の供給および供給停止を制御するようにしてもよい。

次に、規制部材５０について説明する。規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０を連結している。規制部材５０が第１装着具２０及び第２装着具３０の間において延びる方向を基準方向ｄｓとすると、規制部材５０は、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１（図５参照）の周りで湾曲可能（図６参照）、或いは、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ２（図７参照）を中心として屈曲可能（後述する図８参照）となっている。典型的には、規制部材５０は、基準方向ｄｓと直交する方向、とりわけ幅方向（左右方向）ｄｗと平行な軸線ａ１の周りで湾曲可能、或いは、この軸線ａ２を中心として屈曲可能となっている。したがって、図３に示すように、人体の第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２が、その間に位置する腰関節や脊椎を屈曲部位（可動部）として相対動作をする際に、第１部分ｐ１に取り付けられた第１装着具２０及び第２部分ｐ２に取り付けられた第２装着具３０の相対動作が規制部材５０によって阻害されることを防止することができる。

さらに、この規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０の間を延びる当該規制部材５０の延在方向（基準方向）ｄｓに沿って第１装着具２０及び第２装着具３０が接近することを制限する。ここで「制限する」とは、基準方向ｄｓに沿って第１装着具２０及び第２装着具３０が接近することを禁止することだけでなく、基準方向ｄｓに沿って第１装着具２０及び第２装着具３０が接近することを抑制することも含んでいる。図示された例において、規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０の各々と、基準方向ｄｓに沿って移動不可能に固定されている。そして、規制部材５０が、その長手方向（基準方向ｄｓ）に沿って或る程度の圧縮強度を有した材料からなっている。すなわち、規制部材５０は、その長手方向（基準方向ｄｓ）に沿って圧縮されにくくなっている。この結果、規制部材５０は、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１、典型的には基準方向ｄｓに直行する軸線ａ１を中心とした湾曲変形（撓み変形）又は屈曲変形を可能としながら、第１装着具２０及び第２装着具３０が基準方向ｄｓに接近することを効果的に防止することができる。

基準方向ｄｓは、上述したように、規制部材５０が第１装着具２０及び第２装着具３０の間で延びる方向（延在方向、長手方向）である。したがって、図６に示すように、規制部材５０の変形に応じて基準方向ｄｓは変化する。図６に点線で示すように、規制部材５０が第１装着具２０及び第２装着具３０の間で直立した状態において、基準方向ｄｓは、直線状に延びる方向となる。一方、図６に実線で示すように、規制部材５０が第１装着具２０及び第２装着具３０の間で湾曲した状態において、基準方向ｄｓは、湾曲して延びる方向となる。

図１〜図６に示された規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０のそれぞれに接続した弾性の板状の部材、典型的には板ばね５１として構成されている。具体的には、板ばね５１の上端が、第２装着具３０の第２主部材３１の下端に固定され、板ばね５１の下端が、第１装着具２０の第１主部材２１の上端に固定されている。板ばね５１を規制部材５０に用いた場合、第１装着具２０及び第２装着具３０は、一定の基準となる相対位置に配置されるよう、板ばね５１から弾性力を受ける。この弾性力によって、筋力補助装置１０の着用者は、所定の姿勢、例えば起立した姿勢を取るよう、アシスト力を受けることになる。また、板ばね５１を規制部材５０に用いた場合、規制部材５０は、基準方向ｄｓに非平行な軸線ａ１を基準とする湾曲や屈曲だけでなく、図５に示すように、基準方向ｄｓを中心とするねじり変形を可能とすることもできる。これにより、筋力補助装置１０の着用者が受ける拘束感・違和感を極めて効果的に低減することができる。

ところで、図１〜図６に示された例において、規制部材５０の幅方向ｄｗに関する曲げ剛性［Ｎ・ｍ^２］は、規制部材５０の基準方向ｄｓに沿って一定とはなっていない。ここで曲げ剛性は、ヤング率Ｅ［Ｎ／ｍ^２］と断面二次モーメント［ｍ^４］との積として得られる数値であり、この曲げ剛性が低いと、幅方向ｄｗに延びる軸線ａ１を中心として曲がりやすいことを意味する。曲げ剛性は、材料を調整してヤング率を変化させることにより、及び、幅や厚み等の断面形状を変化させることにより、調整することができる。

図示された例において、規制部材５０の下方部分５０ａにおける幅方向ｄｗを中心軸線とする曲げに関する曲げ剛性は、規制部材５０の上方部分５０ｂにおける幅方向ｄｗを中心軸線とする曲げに関する曲げ剛性よりも低くなっている。この規制部材５０は、人体の背及び腰の少なくとも一方に対面して配置されるようになっている。人体の背及び腰の領域では、下方においてより大きく屈曲する傾向が生じる。このような傾向は、第１装着具２０が取り付けられる人体の第１部分ｐ１と、第２装着具３０が取り付けられる人体の第２部分ｐ２との間に、脊椎の少なくとも一部と腰関節とが含まれる場合に、より顕著となる。したがって、この規制部材５０によれば、図３に示すように、規制部材５０が、人体に沿うようにして変形することができる。つまり、規制部材５０の基準方向ｄｓが、人体に沿うようになる。このため、規制部材５０によって、第１装着具２０及び第２装着具３０が人体に沿って接近することを効果的に防止することができる。

なお、図５に示された規制部材５０は、一定の材料で形成されている。規制部材５０は、上方に位置する約半分の領域（上方部分５０ｂ）で、基準方向ｄｓに沿った各位置において一定の断面形状を有している。一方、規制部材５０は、下方に位置する約半分の領域（下方部分５０ａ）で、基準方向ｄｓに沿って下方に向かうにつれて幅を狭くしていく。ただし、規制部材５０の厚みは、基準方向ｄｓに沿った各位置において一定となっている。この結果、この下方に位置する領域（下方部分５０ａ）において、幅方向ｄｗを中心軸線とする曲げに関する曲げ剛性は、下方に向けて次第に小さくなるように変化する。この結果、図３及び図６に示すように、規制部材５０は、第１装着具２０に近接する位置において曲がり易くなっている。

なお、規制部材５０が、下方に位置する約半分の領域（下方部分５０ａ）で、基準方向ｄｓに沿って下方に向かうにつれて幅を狭くしていくことに代えて又は加えて、厚みを薄くしていくようにしてもよい。このような例においても、規制部材５０の下方領域（下方部分５０ａ）において、幅方向ｄｗに関する曲げ剛性は、下方に向けて次第に小さくなるように変化するようになる。

次に、以上のような構成からなる筋力補助装置１０の動作について説明する。

上述したように、図示された筋力補助装置１０は、図３に示された腰および脊椎を屈曲部位（可動部）とする第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を補助する。とりわけ、筋力補助装置１０は、アクチュエータ４０の駆動によって第１装着具２０及び第２装着具３０を相対動作させることで、図３に示された上体を前に倒した状態（前屈みになった状態、さらにはしゃがんだ状態）から図４に示された上体を持ち上げる動作を補助する。このときの筋力補助装置１０の動作について以下に説明する。

図示された筋力補助装置１０では、まず、第１装着具２０の補助アクチュエータ２３が動作し、可動部材２２が第１主部材２１から離間するように動作する。具体的には、制御器１５からの制御によって、圧力源４６から補助アクチュエータ２３に流体が供給され、図３に示すように補助アクチュエータ２３が膨張する。この補助アクチュエータ２３の膨張によって、可動部材２２が第１主部材２１から離間するように動作する。

アクチュエータ４０は、可動部材２２の上端部分に接続している。そして、アクチュエータ４０の可動部材２２への接続位置（第１接続位置）９１は、補助アクチュエータ２３の駆動による可動部材２２の動作によって、人体並びに第１主部材２１から離間するように動作する。この結果、第１接続位置９１と、アクチュエータ４０の第２装着具３０への接続位置（第２接続位置）９２と、を結ぶ方向ｄ１は、基準方向ｄｓと非平行になる。また、第１接続位置９１から人体の第１部分ｐ１までの距離と、第２接続位置９２から人体の第２部分ｐ２までの距離とは、異なるようになる。

次に、アクチュエータ４０が短縮し、第１接続位置９１と第２接続位置９２とを結ぶ方向ｄ１に沿って、第１接続位置９１と第２接続位置９２とが接近する。具体的には、制御器１５からの制御によって、圧力源４６からアクチュエータ４０に流体が供給され、図４に示すようにアクチュエータ４０が膨張する。このアクチュエータ４０の膨張によって、アクチュエータ４０が短縮する。アクチュエータ４０の短縮は、第１接続位置９１と第２接続位置９２との間で引っ張り力を発生させ、この引っ張り力は、第２装着具３０を第１接続位置９１に向けて引き寄せるように、第１装着具２０及び第２装着具３０に作用する。この結果、アクチュエータ４０から出力された駆動力が、第２装着具３０を第１装着具２０に対して動作させ、第２装着具３０が取り付けられた上体の上方部分ｐ１を持ち上げる動作を補助する。

なお、アクチュエータ４０の短縮に先立ち、補助アクチュエータ２３が膨張することで、第１接続位置９１と、アクチュエータ４０の第２装着具３０への接続位置（第２接続位置）９２と、を結ぶ方向ｄ１は、基準方向ｄｓと非平行になっている。そして、第１接続位置９１から人体の第１部分ｐ１までの距離と、第２接続位置９２から人体の第２部分ｐ２までの距離とは、異なるようになる。このようなアクチュエータ４０の傾斜は、アクチュエータからの出力が、上体を立ち上げるためのより大きなモーメントを引き起こすことになる。すなわち、人体の第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作の補助にアクチュエータ４０からの出力を効率的に使用することが可能となる。

なお、アクチュエータ４０の動作の前に補助アクチュエータ２３だけが動作している状況において、第１接続位置９１と第２接続位置９２との間でアクチュエータ４０が既に張った状態となる場合には、補助アクチュエータ２３の動作により、人体の第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作が補助される。

また、以上の動作説明では、補助アクチュエータ２３がまず動作し、その後に、アクチュエータ４０が動作する例を示したが、この例に限られない。上述した例と異なり、アクチュエータ４０が、補助アクチュエータ２３の前に動作するようにしてもよい。この例によれば、アクチュエータ４０の動作時と補助アクチュエータ２３の動作時に、人体の第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作が補助されるようになる。さらに、アクチュエータ４０動作と補助アクチュエータ２３の動作とが並行して実施されるようにしてもよい。

ところで、アクチュエータ４０が短縮すると、第１接続位置９１と第２接続位置９２との間で引っ張り力を発生させる。この引っ張り力は、第１装着具２０及び第２装着具３０を接近させるように第１装着具２０及び第２装着具３０に作用する。そして、従来技術の欄でも説明したように、第１装着具２０及び第２装着具３０が互いに接近すると、例えば、第１装着具２０及び第２装着具３０が人体上で移動して、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を補助するアシスト力としてアクチュエータ４０からの出力を効率的に使用することができなくなる。また、第１装着具２０及び第２装着具３０の接近が、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の間に位置する人体の可動部（屈曲部位）を圧縮するように作用することも考えられる。

この点について、本実施の形態による筋力補助装置１０では、第１装着具２０及び第２装着具３０を連結する規制部材５０が設けられている。そして、規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０が基準方向ｄｓに沿って接近することを規制する。したがって、アクチュエータ４０からの出力を、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を補助するアシスト力として、効率的に使用することができ、その一方で、上述した不具合が生じてしまうことを効果的に防止することができる。

上述した一実施の形態において、筋力補助装置１０は、第１装着具２０及び第２装着具３０と、第１装着具２０及び第２装着具３０を連結する規制部材５０と、第１装着具２０と第２装着具３０に接続したアクチュエータ４０と、を有している。アクチュエータ４０は、第１装着具２０への接続位置（第１接続位置）９１と第２装着具への接続位置（第２接続位置）９２との間の距離を変化させることができる。規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０の間を延びる当該規制部材５０に沿った基準方向ｄｓに、第１装着具２０及び第２装着具３０が接近することを規制し、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１の周りで湾曲可能となっている。このような筋力補助装置１０では、アクチュエータ４０が短縮することにより、第１装着具２０と第２装着具３０との相対動作を引き起こし、筋力補助装置１０の着用者が、第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間に位置する関節や脊椎等の可動部（屈曲部位）を介して動作（屈曲）することを補助する。このとき、規制部材５０は、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１の周りで湾曲することで、着用者の動作を妨げることを効果的に回避することができる。その一方で、規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０が基準方向ｄｓに接近することを規制する。したがって、アクチュエータ４０の短縮にともなって、第１装着具２０及び第２装着具３０が基準方向ｄｓに接近することで、装着具２０，３０や装着具２０，３０の下に着用した着衣の位置が人体上でずれてしまうことや、第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間で人体が圧縮されてしまうことを効果的に防止することができる。結果として、アクチュエータ４０から出力される駆動力が、動作を補助するアシスト力として効率的に人体に作用することが可能となる。

上述した一実施の形態において、規制部材５０は板ばね５１を含んでいる。このような本実施の形態によれば、規制部材５０を、簡素化するとともに小型軽量化することができ、結果として、筋力補助装置１０の小型軽量化を実現することができる。また、板ばね５１は、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１の周りで湾曲可能であるとともに、さらに当該板ばね５１の幅や厚みを調整することによって、基準方向ｄｓを中心としたねじり変形を可能とすることもできる。したがって、規制部材５０が板ばね５１を含むことで、着用者の動作が、筋力補助装置１０によって拘束されることを効果的に防止することができる。

また、言い換えると、上述した一実施の形態において、筋力補助装置１０は、第１装着具２０及び第２装着具３０を連結する規制部材５０と、第１装着具２０と第２装着具３０とに接続したアクチュエータ４０と、を有している。アクチュエータ４０は、第１装着具２０への接続位置（第１接続位置）９１と第２装着具への接続位置（第２接続位置）９２との間の距離を変化させることができる。規制部材５０は、第１装着具２０及び第２装着具３０の間を延びる当該規制部材５０に沿った基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１の周りで湾曲可能な板ばねを含んでいる。このような筋力補助装置１０では、アクチュエータ４０が短縮することにより、第１装着具２０と第２装着具３０との相対動作を引き起こし、筋力補助装置１０の着用者が、第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間に位置する関節や脊椎等の可動部（屈曲部位）を介して動作（屈曲）することを補助する。このとき、規制部材５０の板ばね５１は、基準方向ｄｓと非平行な軸線ａ１の周りで湾曲することで、着用者の動作を妨げることを効果的に回避することができる。その一方で、規制部材５０の板ばね５１は、第１装着具２０及び第２装着具３０が基準方向ｄｓに接近することを規制することができる。したがって、アクチュエータ４０の短縮にともなって、第１装着具２０及び第２装着具３０が基準方向ｄｓに接近することで、装着具２０，３０や装着具２０，３０の下に着用した着衣の位置が人体上でずれてしまうことや、第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間で人体が圧縮されてしまうことを効果的に防止することができる。結果として、アクチュエータ４０から出力される駆動力が、動作を補助するアシスト力として効率的に人体に作用することが可能となる。

上述した一実施の形態において、規制部材５０は、基準方向ｄｓを中心としてねじり変形可能となっている。このような本実施の形態によれば、着用者の動作が、筋力補助装置１０によって拘束されることを効果的に防止することができる。

上述した一実施の形態において、アクチュエータ４０の第１接続位置９１とアクチュエータ４０の第２接続位置９２とを結ぶ方向ｄ１は、基準方向ｄｓと非平行となっている。このような本実施の形態によれば、アクチュエータ４０から発生する駆動力を利用して、第１装着具２０及び第２装着具３０の相対動作を効率的に引き起こすことができる。

上述した一実施の形態では、規制部材５０は、基準方向ｄｓに沿った少なくとも二つの位置において、異なる曲げ剛性を有する。このような本実施の形態によれば、基準方向ｄｓに沿った各位置または各領域において、規制部材５０の湾曲のし易さを変化させることができる。したがって、人体の第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間の部分の動作に追従して、規制部材５０を適切に変形させることができる。この結果、規制部材５０による第１装着具２０及び第２装着具３０の接近を規制する機能が有効に発揮され、アクチュエータ４０から出力される駆動力により第１装着具２０及び第２装着具３０の相対動作をより効率的に引き起こすことができる。

上述した一実施の形態において、規制部材５０は、人体の背及び腰の少なくとも一方に対面して配置されるようになる。人体の腰および背中を含む領域では、背中を曲げる動作中、より下方に位置する腰に近い側の領域において曲がりが急になり（曲率半径が小さくなり）、より上方に位置する肩に近い側の領域において曲がりが緩くなる（曲率半径が大きくなる）。上述した筋力補助装置１０では、規制部材５０の下方部分５０ａにおける曲げ剛性は、規制部材５０の上方部分５０ｂにおける曲げ剛性よりも低くなっている。このような規制部材５０は、曲がりが急になる腰に近い側の領域（下方部分５０ａ）において曲がりやすく、曲がりが緩やかになる肩に近い側の領域（上方部分５０ｂ）において曲がりにくくなる。すなわち、人体の第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間の部分の動作に追従して、規制部材５０を適切に変形させることができる。この結果、規制部材５０による第１装着具２０及び第２装着具３０の接近を規制する機能が有効に発揮され、アクチュエータ４０から出力される駆動力により第１装着具２０及び第２装着具３０の相対動作をより効率的に引き起こすことができる。

以上、本発明を図示する一実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。以下、変形の一例について説明する。以下の説明では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

上述した一実施の形態では、アクチュエータ４０が、第１装着具２０及び第２装着具３０にそれぞれ接続している例を示した。しかしながら、アクチュエータ４０は、第１装着具２０及び第２装着具３０の一方と、規制部材５０と、に接続していてもよい。このような例においても、上述した一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、上述した一実施の形態で説明した規制部材５０は例示に過ぎない。以下に説明する変形例によっても、上述した一実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

例えば、図７及び図８に示すように、規制部材５０が、多関節リンクとして構成されていてもよい。図７及び図８に示された例において、規制部材５０は、複数のリンク要素５２を含んでいる。各リンク要素５２は、或る程度の圧縮強度を有した材料から構成されている。複数のリンク要素５２は、直列に接続されており、隣り合う二つのリンク要素５２は、幅方向ｄｗに延びる軸線ａ２を中心として屈曲可能となっている。リンク要素５２は、剛体として構成されていてもよいし、或いは、撓み変形可能な板ばねとして構成されていてもよい。また、規制部材５０をなす複数のリンク要素５２のうちの一部が剛体として構成され、残りが撓み変形可能な板ばねとして構成されていてもよい。

なお、図７及び図８に示す例において、隣り合う二つのリンク要素５２の間にトーションばね等の付勢部材が設けられ、隣り合う二つのリンク要素５２が、例えば図８に点線で示された起立した状態に付勢されるようにしてもよい。この例によれば、筋力補助装置１０の着用者は、所定の姿勢、例えば起立した姿勢を取るよう、アシスト力を受けることになる。また、この例において、トーションばね等の付勢部材の付勢力を、基準方向ｄｓに沿った位置に応じて異なるように設定しておくことにより、規制部材５０が、人体に追従いて変形することを可能にすることができる。すなわち、人体の曲がりが急になる部位に対面する位置において、規制部材５０を変形しやすくすることができる。

さらに、図７及び図８に示された例において、基準方向ｄｓに沿ったリンク要素５２の長さが、複数のリンク要素５２の間で、一定ではないようにしてもよい。図示された例では、基準方向ｄｓに沿って下方に向かうにつれ、リンク要素５２の基準方向ｄｓへの長さが短くなっている。この例によれば、図８に実線で示すように、規制部材５０は、下方領域において急に（小さな曲率半径で）曲がることが可能となる。

また、図９及び図１０に示された例においても、規制部材５０は、複数のリンク要素５３を含んでいる。各リンク要素５３は、或る程度の圧縮強度を有した材料から構成されている。複数のリンク要素５３は、直列に接続されており、隣り合う二つのリンク要素５３は、幅方向ｄｗに延びる軸線を中心として屈曲可能となっている。リンク要素５２は、剛体として構成されている。隣り合う二つのリンク要素５３の間にトーションばね等の付勢部材が設けられていてもよい。複数のリンク要素５３は、中空状に形成されている。アクチュエータ４０の伸縮部材４１が、リンク要素５３の中空部内に配置されている。

さらに、図１１に示す例において、規制部材５０は、幅方向ｄｗに配列されて基準方向ｄｓに延びる複数の弾性要素５４を有している。さらに、この規制部材５０は、基準方向ｄｓに配列されて幅方向ｄｗに延びる複数の弾性要素５４も有している。図１１に示された規制部材５０は、複数の弾性要素５４が編み込まれて、形成されている。各弾性要素５４は、針金や、金属や樹脂からなる短冊板状のストリップ材（帯状材）から構成される。図１１に示された規制部材５０によれば、基準方向ｄｓに沿って第１装着具２０及び第２装着具３０が接近することを効果的に防止することができるとともに、規制部材５０が人体の動作に追従して、基準方向ｄｓに非平行な軸線（典型的には基準方向ｄｓに直行する軸線）の周りでの湾曲変形および基準方向ｄｓに平行な軸線の周りでの湾曲変形の両方を可能にすることができる。また、複数の弾性要素５４の材料や形状（幅や厚み等）を配置位置に応じて変更することで、規制部材５０内での曲がりやすさを調整することができる。

さらに、図１２〜図１８には、更に他の変形例が図示されている。このうち、図１２〜図１４は、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を補助する際における筋力補助装置１０の動作を示している。以下、図１２〜図１８に示された変形例について説明する。

図１２〜図１８に示された変形例に係る筋力補助装置１０は、規制部材５０を含んでおり、上述した一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、この変形例において、規制部材５０は板ばね５１を含んでいる。そして、アクチュエータ４０が第１接続位置９１及び第２接続位置９２との間の距離を短くするように動作した場合、板ばね５１の基準方向ｄｓに沿った少なくとも一部分が、人体（着用者）の側へ凸となるように湾曲する。このような板ばね５１の変形によれば、人体の第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作をさらに効率的に補助することができる。

とりわけ図示された例では、図１２〜図１４に示すように、規制部材５０の板ばね５１は、人体の背及び腰の少なくとも一方に対面して配置される。図１２に示すように、着用者が、前屈みの体勢を取ると、板ばね５１は人体に沿うように変形する。次に、この状態からアクチュエータ４０が短縮すると、図１３に示された例では、板ばね５１の上方部分が、人体側に凸となるように湾曲する（撓む）。このとき、アクチュエータ４０は、第２装着具３０を介して、着用者の上体を引き上げるように動作し、同時に、板ばね５１の凸状変形部が、第１装着具２０と第２装着具３０との間となる位置で人体を押す。この結果、着用者に作用するアシスト力は、まず、着用者の背中のうちの凸状変形部に押される部分をまっすぐに伸ばすように作用し、その後に、着用者の上体を引き起こすようになる（図１４参照）。例えば、着用者の全体的にまるまった背中のうちの主として上方部分が伸ばされ、次に、背中のうちの主として下方部分が引き起こされるようになる。すなわち、筋力補助装置１０から出力されるアシスト力は、板ばね５１の変形挙動により、着用者の第１部分ｐ１および第２部分ｐ２の間を圧縮するように作用するのではなく、装着具２０，３０で両側を拘束された着用者の背中を押して伸ばすように作用することができる。この場合、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作をさらに効率的に補助することができることに加え、着用者に違和感を与えることなく着用者の動作を補助することが可能となる。なお、図１５は、図１４に示された状態からアクチュエータ４０のアシスト力が消失した状態を示している。

次に、以上に説明した板ばね５１の変形挙動を実現し得る筋力補助装置１０について説明する。図１４及び図１５に示すように、筋力補助装置１０は、規制部材５０として機能する板ばね５１と、板ばね５１に接続した第１装着具２０及び第２装着具３０と、を有している。板ばね５１の下端が、第１装着具２０に固定されている。板ばね５１の上端の近傍となる位置に、第２装着具３０が取り付けられている。また、図示された例において、アクチュエータ４０は、一方において、規制部材５０に接続し、他方において、第１装着具２０に接続している。

板ばね５１は、既に説明したように、基準方向ｄｓに沿って一定ではない曲げ剛性を有するようにしてもよい。基準方向ｄｓに沿った各位置で曲げ剛性が変化することにより、アクチュエータ４０が動作した際の板ばね５１の変形挙動を制御し、図１３に示すように人体側に凸となるように板ばね５１を湾曲させることができる。

また、図１６に示すように、板ばね５１は、アクチュエータ４０からの力が作用していない状態で、湾曲していてもよい。板ばね５１を最初から湾曲させておくことで、アクチュエータ４０からアシスト力が出力した後の板ばね５１の変形開始時の挙動を制御することができる。とりわけ、アクチュエータ４０からアシスト力が出力されていない状態で、板ばね５１の基準方向ｄｓに沿った少なくとも一部分が、着用者の側へ凸となるように湾曲していてもよい。このような例によれば、アシスト力が出力された際に、人体側に凸となるように板ばね５１を湾曲させやすくなる。

板ばね５１は、第１装着具２０及び第２装着具３０の一方から他方へ向けて板ばね５１の両端を結ぶ仮想直線ｖｌ（或いは、規制部材５０が接続する第１接続位置９１及び第２接続位置９２を結ぶ仮想直線）に対して着用者の側に傾斜して延び出すようにして、第１装着具２０及び第２装着具３０の一方に接続していてもよい。図１７に示された例において、板ばね５１は、その下端において、第１装着具２０に固定されている。そして、板ばね５１の下端部分は、アクチュエータ４０からのアシスト力が作用していない状態で、板ばね５１の両端を結ぶ仮想直線ｖｌ（或いは、規制部材５０が接続する第１接続位置９１及び第２接続位置９２を結ぶ仮想直線）から着用者の側に傾斜している。このような例によれば、アクチュエータ４０からアシスト力が出力された際に、板ばね５１が装着具に接続する領域において、所望の側に撓むようにすることができる。これにより、板ばね５１の変形挙動を制御すること、例えば人体側に凸となるように板ばね５１を湾曲させることができる。

また、装着具近傍での板ばね５１の所望する変形を可能にする観点から、板ばね５１の第１装着具２０及び第２装着具３０に接続する部分は、アクチュエータ４０からのアシスト力が作用していない状態で、着用者から離間している方がよい。図１２〜図１５及び図１７に示された例において、板ばね５１の第１装着具２０に接続する部分は、アクチュエータ４０からのアシスト力が作用していない状態で、着用者との間に隙間を形成している。同様に、図１２〜図１５に示された例において、板ばね５１の第２装着具３０に接続する部分は、アクチュエータ４０からのアシスト力が作用していない状態で、着用者との間に隙間を形成している。

さらに、アクチュエータ４０は、一方において、板ばね５１に接続すること又は板ばね５１に固定された接続具５８を介して板ばねに接続することができる。この場合、板ばね５１は、アクチュエータ４０が接続する位置において、或いは、接続具５８が固定された位置において、着用者から離間するようにしていてもよい。図１５に示された例において、板ばね５１は、接続具５８が固定された位置において、着用者との間に隙間を形成している。このような例によれば、板ばね５１は、アクチュエータ４０が接続する位置において或いは接続具５８が固定された位置において、アクチュエータ４０からのアシスト力の出力開始時、人体から離間する側に撓み易くすることができる。これにともなって、板ばね５１は、基準方向ｄｓに沿った少なくとも一部分において、人体側に凸となるように湾曲し易くなる。

また、アクチュエータ４０の規制部材５０または装着具への接続位置を、板ばね５１の着用者とは逆側に当該板ばね５１から離間させておくことが有効である。このような例によっても、板ばね５１は、アクチュエータ４０が接続する位置において或いは接続具５８が固定された位置において、アクチュエータ４０からのアシスト力の出力開始時、人体から離間する側に撓み易くなる。これにともなって、板ばね５１は、基準方向ｄｓに沿った少なくとも一部分において、人体側に凸となるように湾曲し易くなる。図１８に示された例において、板ばね５１から着用者とは逆側に延び出す接続具５８が、板ばね５１に固定されている。アクチュエータ４０は、この接続具５８に接続しており、結果として、第２接続位置は、着用者とは反対側に板ばね５１から離間している。接続具５８を用いることで、板ばね５１とアクチュエータ４０との間の距離（ｄｐ）を調整することができる。

さらに、第１装着具２０及び第２装着具３０の一方が板ばね５１に接続する位置が、板ばね５１の長手方向（基準方向ｄｓ）に沿って、第１装着具２０及び第２装着具３０の他方が板ばね５１に接続する位置と、アクチュエータ４０が板ばね５１に接続する位置と、の間に位置していること好ましい。図１２〜図１５及び図１８に示された例において、第２装着具３０の板ばね５１への接続位置は、板ばね５１の長手方向に沿って、第１装着具２０の板ばね５１への接続位置と、アクチュエータ４０の板ばね５１への接続位置と、の間に位置している。すなわち、アクチュエータ４０の板ばね５１への接続位置が、一方の装着具（図示された例における第２装着具３０）の板ばね５１への接続位置と板ばね５１の自由端ｆｅとの間に位置している。このような例によっても、板ばね５１は、アクチュエータ４０が接続する位置において或いは接続具５８が固定された位置において、アクチュエータ４０からのアシスト力の出力開始時、人体から離間する側に撓み易くなる。これにともなって、板ばね５１は、基準方向ｄｓに沿った少なくとも一部分において、人体側に凸となるように湾曲し易くなる。また、この例によれば、板ばね５１の長手方向に沿った長さを長くすることができる。したがって、高剛性の板ばね５１を用いながら、アクチュエータ４０によって板ばね５１を変形させることができる。

次に、図１２〜図１８に示された例における装着具について説明する。この例における筋力補助装置１０は、板ばね５１の長手方向（基準方向ｄｓ）に沿った板ばね５１の第１装着具２０との接続位置および板ばね５１の第２装着具３０との接続位置の間となる位置において、第１装着具２０及び第２装着具３０から離間して、板ばね５１に接続した更なる装着具を有するようにしてもよい。このような例によれば、更なる装着具が設けられた部分で板ばね５１の変形を拘束することができ、これにより、板ばね５１の変形挙動を制御することができる。

図１２〜図１５に示された筋力補助装置１０は、第１装着具２０及び第２装着具３０に加えて、第３装着具３８及び第４装着具３９を有している。第３装着具３８は、板ばね５１の長手方向に沿った第１装着具２０及び第２装着具３０の間となる位置において板ばね５１に取り付けられている。第４装着具３９は、板ばね５１の長手方向に沿った第１装着具２０及び第３装着具３８の間となる位置において板ばね５１に取り付けられている。この具体例では、第２装着具３０は、主として上体を引き起こす力を着用者に加えることになる。第３装着具３８は、主として、板ばね５１の着用者から離間する変形を抑制し、さらに人体側に凸となる変形を板ばね５１に促す。第４装着具３９は、主として板ばね５１が着用者から離間することを抑制し、板ばね５１の理想的な変形を促す。

なお、図示された例において、第１装着具２０は、可動部材２２、補助アクチュエータ２３および第１補助装着部材２７を有していない。ただし、図示された例に限られず、第１装着具２０は、種々の変形が可能であり、可動部材２２、補助アクチュエータ２３および第１補助装着部材２７のいずれか一以上を有するようにしてもよい。また、図示された例において、第２装着具３０、第３装着具３８及び第４装着具３９は、ベルト状部材として示されているが、この例に限られず、種々の変形が可能であり、例えば高剛性の主部材等を有するようにしてもよい。

次に、図１２〜図１８に示された例におけるアクチュエータ４０について説明する。図示された例において、アクチュエータ４０は、バルーンアクチュエータとして構成されている。図１３に示すように、バルーンアクチュエータ４０は、第１接続位置９１と第２接続位置９２との距離を短縮するように動作した場合、その全長を短くする一方で、その長手方向に直交する方向に膨張する。そして、アクチュエータ４０は、アクチュエータ４０が第１接続位置９１と第２接続位置９２との距離を短くした場合に、規制部材５０を着用者に向けて押すようになる。この場合、板ばね５１が人体側に向けて凸となるように湾曲する場合と同様の作用効果を得ることができる。ただし、図示された例に限られず、アクチュエータ４０として、既に説明したように、種々の形式のアクチュエータを用いることができる。

以上において、板ばね５１が人体側に向けて凸となるように湾曲した場合の作用効果を、板ばね５１に当該変形を促すための構成とともに説明してきた。しかしながら、板ばね５１が人体側に向けて凸となるように湾曲した場合の作用効果は、次に説明するように、板ばね５１を用いなくても得られ得る。例えば、アクチュエータ４０としてバルーンアクチュエータを用いた場合、図１３に示すように、その長手方向に直交する径方向に膨張したアクチュエータ４０が、規制部材５０を着用者に向けて押すことができる。アクチュエータ４０が規制部材５０を着用者に向けて押すことにより、上述した作用効果、すなわち、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を効率的に補助することができることに加え、着用者に違和感を与えることなく着用者の動作を補助することが可能となる。

また、図６及び図８に二点鎖線で示すように、規制部材５０が、第１装着具２０との接続位置および第２装着具３０との接続位置との間となる位置に人体の側に膨出した膨出部５５を有するようにしてもよい。この例によれば、人体を引き起こすアシスト力を第２装着具３０から人体に作用させながら、第１装着具２０及び第２装着具３０の間となる位置において膨出部５５が人体を押すことができる。これにより、上述した作用効果、すなわち、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を効率的に補助することができることに加え、着用者に違和感を与えることなく着用者の動作を補助することが可能となる。

さらに、膨出部５５を、膨出アクチュエータ５６によって形成することもできる。すなわち、規制部材５０が、第１装着具２０との接続位置および第２装着具３０との接続位置との間となる位置に人体の側に膨出可能な膨出アクチュエータを、さらに有するようにしてもよい。膨出アクチュエータ５６は、アクチュエータ４０が短縮して第１接続位置９１と第２接続位置９２との距離を短くする場合に、人体側に突出し、アクチュエータ４０が短縮していない場合に、非膨張状態（収縮状態）となるようにしてもよい。膨出アクチュエータ５６を用いた場合にも、上述した作用効果、すなわち、第１部分ｐ１及び第２部分ｐ２の相対動作を効率的に補助することができることに加え、着用者に違和感を与えることなく人体の動作を補助することが可能となる。

なお、膨出アクチュエータ５６としては、例えば上述した補助アクチュエータ２３と同様に、種々のアクチュエータを用いることができる。また、膨出アクチュエータ５６は、補助アクチュエータ２３やアクチュエータ４０と同様に、圧力源４６から供給される流体によって駆動されるようにしてもよい。

さらに別の変形例について説明する。上述した一実施の形態において、第１装着具２０が臀部に取り付けられ、第２装着具３０が背中の上部領域に取り付けられる例を示したが、この例に限られない。例えば、図１９に示すように、第１装着具２０が、背中の下部領域（腰の上方となる領域）に取り付けられ、第２装着具３０が、太腿に取り付けられるようにしてもよい。図１９に示された例によれば、筋力補助装置１０は、腰関節および股関節を可動部（屈曲部位）とした人体の動作を補助することができる。

他の例として、図２０に示された例において、第１装着具２０が、脚の膝よりも上の領域に取り付けられ、第２装着具３０が、脚の膝よりも下の領域に取り付けられている。図２０に示された例によれば、筋力補助装置１０は、膝を可動部（屈曲部位）とした人体の動作を補助することができる。

さらに他の例として、図２１に示された例において、第１装着具２０が、脚の膝よりも下の領域に取り付けられ、第２装着具３０が、足に取り付けられている。図２１に示された例によれば、筋力補助装置１０は、足関節（足首）を可動部（屈曲部位）とした人体の動作を補助することができる。

さらに他の例として、図２２に示された例において、第１装着具２０が、下腕に取り付けられ、第２装着具３０が、手に取り付けられている。図２２に示された例によれば、筋力補助装置１０は、手関節（手首）を可動部（屈曲部位）とした人体の動作を補助することができる。また、図２２に示された例に代えて、第１装着具２０が上腕に取り付けられ、第２装着具３０が下腕に取り付けられ、筋力補助装置１０が肘関節を可動部（屈曲部位）とした人体の動作を補助するようにしてもよい。

なお、以上において上述した一実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

Claims (14)

1. 可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
   前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
   前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
   前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
   前記規制部材は、湾曲可能な板ばねを含む、筋力補助装置。
2. 人体に装着された状態で前記アクチュエータが前記第１装着具及び前記第２装着具間の距離を短くした場合、前記板ばねの少なくとも一部分が、前記人体の側へ凸となるように湾曲する、請求項１に記載の筋力補助装置。
3. 前記板ばねの前記第１装着具との接続位置および前記板ばねの前記第２装着具との接続位置の間となる位置において、前記第１装着具及び前記第２装着具から離間して、前記板ばねに接続した第３装着具を、さらに備える、請求項１又は２に記載の筋力補助装置。
4. 前記板ばねは、前記アクチュエータからの力が作用していない状態で、湾曲している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
5. 前記規制部材は、前記第１装着具および前記第２装着具の間となる位置に人体の側に膨出可能な膨出アクチュエータを、さらに有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
6. 可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
   前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
   前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
   前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
   前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる当該規制部材に沿った基準方向に、前記第１装着具及び前記第２装着具が接近することを制限し、前記基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能又は前記基準方向と非平行な軸線を中心として屈曲可能であり、
   前記規制部材は、前記第１装着具および前記第２装着具の間となる位置に人体の側に膨出可能な膨出アクチュエータを、さらに有する、筋力補助装置。
7. 前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向に沿った少なくとも二つの位置において、異なる曲げ剛性を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
8. 可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
   前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
   前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
   前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
   前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる当該規制部材に沿った基準方向に、前記第１装着具及び前記第２装着具が接近することを制限し、前記基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能又は前記基準方向と非平行な軸線を中心として屈曲可能であり、
   前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向に沿った少なくとも二つの位置において、異なる曲げ剛性を有する、筋力補助装置。
9. 前記規制部材は、人体の背及び腰の少なくとも一方に対面して配置されるようになり、
   前記規制部材の下方部分における曲げ剛性は、前記規制部材の上方部分における曲げ剛性よりも低い、請求項１〜８のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
10. 可動部が間に位置する人体の第１部分及び第２部分のうちの前記第１部分に取り付けられる第１装着具と、
    前記第２部分に取り付けられる第２装着具と、
    前記第１装着具及び前記第２装着具を連結する規制部材と、
    前記第１装着具と前記第２装着具との間の距離を縮める方向に駆動力を発生させることが可能なアクチュエータと、を備え、
    前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる当該規制部材に沿った基準方向に、前記第１装着具及び前記第２装着具が接近することを制限し、前記基準方向と非平行な軸線の周りで湾曲可能又は前記基準方向と非平行な軸線を中心として屈曲可能であり、
    前記規制部材は、人体の背及び腰の少なくとも一方に対面して配置されるようになり、
    前記規制部材の下方部分における曲げ剛性は、前記規制部材の上方部分における曲げ剛性よりも低い、筋力補助装置。
11. 前記規制部材は、前記第１装着具および前記第２装着具の間となる位置に人体の側に膨出した膨出部を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
12. 前記アクチュエータは、前記アクチュエータが前記第１装着具及び前記第２装着具間の距離を短くした場合に、前記規制部材を人体に向けて押す、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
13. 前記規制部材は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向を中心として、ねじり変形可能である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
14. 前記アクチュエータの両端間を結ぶ方向は、前記第１装着具及び前記第２装着具の間を延びる前記規制部材に沿った基準方向と非平行である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の筋力補助装置。

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