JP6774342B2 - 圧力式アクチュエーター及び腰部補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、腰部補助装置等の各種の補助装置を駆動させるのに用いる圧力式アクチュエーター及びこのような圧力式アクチュエーターを用いた腰部補助装置に関するものである。特に、空気等の気体の圧力を利用して作動用部材を移動させるようにした圧力式アクチュエーターにおいて、各種の補助装置等を駆動させるにあたり、小型であっても作動用部材を移動させる距離を大きくして、大きな力を得られるようにした点に特徴を有するものである。

近年、腰部補助装置等の各種の補助装置が開発されており、このような補助装置を駆動させるのに、例えば、特許文献１、２等に示されるように、モーター等の回転装置による回転をギア等に伝達させて駆動力を得るようにしたものや、特許文献３に示されるように、圧力式アクチュエーターを用いて駆動力を得るようにしたものが示されている。

ここで、特許文献３に示される圧力式アクチュエーターにおいては、同文献の段落［００４１］，［００４２］、図４（Ａ），（Ｂ）等に示されるように、インナーチューブＩＣと、インナーチューブＩＣを覆う網状の被覆体であるメッシュスリーブＭＳとを備えた膨張収縮体を用い、インナーチューブＩＣ内に空気を供給して、インナーチューブＩＣを膨張させ、メッシュスリーブＭＳにより圧力式アクチュエーターＡＣ全体の長さを縮小させるようにしている。

しかし、このようにインナーチューブＩＣを膨張させ、メッシュスリーブＭＳにより圧力式アクチュエーターＡＣ全体の長さを縮小させる場合、これによって全体の長さを十分に調整することは非常に困難であり、広い範囲で長さの調整を行うためには、圧力式アクチュエーターＡＣが大型化するという問題があった。

特開２０１５−２２１１３９号公報 特開２０１６−３６９０２号公報 特開２０１３−７５０７８号公報

本発明は、空気等の気体の圧力を利用して作動用部材を移動させるようにした圧力式アクチュエーターにおいて、各種の補助装置等を駆動させるにあたり、小型であっても作動用部材を移動させる距離を大きくして、且つ大きな力を得られるようにすることを課題とするものである。

本発明に係る第１の圧力式アクチュエーターにおいては、前記のような課題を解決するため、その一端を内部に折り返して、他端側から折り返しの部分に向かって拡がる内部空間を有する２重筒状体と、前記の２重筒状体の一端と他端とを連結してなる閉塞部に連結して外部へ延出した長尺状の作動用部材と、前記の２重筒状体の内部空間に連通した給排気手段と、を備えるようにした。

そして、前記の第１の圧力式アクチュエーターにおいては、前記の給排気手段により、前記の閉塞部によって閉塞された２重筒状体の内部空間に気体を給気させ、２重筒状体を膨らませる。２重筒状体の内部空間が他端側から折り返しの部分に向かって拡がっていることから、折り返しの部分が受ける圧力Ｐの受圧面積Ａ１が他端側の受圧面積Ａ２より大きく、作用する力の差（Ｐ×Ａ１−Ｐ×Ａ２）が生じることになる。この力の差によって折り返しの部分が内側から外側に反転して折り返しの部分（大径側の部分）が反転進行することになる。この折り返し部分の反転進行と同時に、２重筒状体の他端側（小径側の部分）において、２重筒状体の一端と他端とが連結された閉塞部が２重筒状体の外側から内側に反転して折り返し側へ移動を始める。また、閉塞部に取り付けられた作動用部材も閉塞部の移動に伴って、２重筒状体の折り返し側に移動することになる。

このように、折り返された部分を内側から外側に反転進行させると共に、２重筒状体の一端と他端とが連結された閉塞部を２重筒状体の外側から内側に反転して折り返し側へ移動させ、閉塞部に取り付けられた作動用部材を２重筒状体の反転進行に伴って折り返し側に移動させるようにすると、前記の作動用部材の移動量が、２重筒状体が反転されながら折り返し側に移動される移動量の約２倍になり、圧力式アクチュエーターが小型であっても作動用部材を移動させる距離を大きくすることができる。

ここで、前記の第１の圧力式アクチュエーターにおいては、前記の２重筒状体の外周面が、前記の２重筒状体の他端側から折り返しの部分に向けて径が拡大するテーパー状に形成されていることが好ましい。このようにすると、テーパー状によって反転進行が適切に導かれ、折り返された大径側の部分が外側に反転されながら折り返し側の前方へ進行されると共に、小径側の部分が大径側の部分と逆の外側から内側に反転されながら大径側の部分と同方向に移動されるようになる。

また、前記の第１の圧力式アクチュエーターにおいては、前記の２重筒状体の一端に小径部分を形成し、その小径部分と他端とを連結して閉塞部を形成することが好ましい。このようにすると、２重筒状体の一端と他端の連結する箇所をコンパクトに製造しやすくなり、反転時において閉塞部分が２重筒状体の内部に引っ掛かって反転進行を阻害することが抑制されて、２重筒状体の反転が安定して行われるようになる。

また、本発明に係る第２の圧力式アクチュエーターにおいては、前記のような課題を解決するため、剛性を有する筒体と、この筒体内の一端側に固定されて筒体の長さ方向に沿った貫通部を有する第１袋体と、この第１袋体に連通されて給排気を行う第１給排気手段と、前記の筒体内の他端側に固定された第２袋体と、この第２袋体に連通されて給排気を行う第２給排気手段と、前記の剛性を有する筒体の一端側から前記の第１袋体の貫通部を挿通し、且つ第１袋体の貫通部に固定されると共に、前記の貫通部を挿通して第２袋体に導かれた端部が第２袋体に固定された剛性を有する作動用部材と、を備えるようにした。

そして、前記の第２の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の第１給排気手段により第１袋体の内部に気体を給気させて第１袋体を膨張させる一方、前記の第２給排気手段により第２袋体の内部における気体を排気させて第２袋体を膨張状態から収縮するようにすると、第２袋体の収縮が起点となって、前記の筒体内において、第２袋体が内部に向けて変形して、第１袋体の貫通部に固定された作動用部材が第２袋体に向けて移動し、この移動に伴って前記の第１袋体が第２袋体に向けて膨張する。このとき前記の第１袋体から第２袋体と反対側に延出される作動用部材の長さが短くなる。

また、前記の第２の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の第１給排気手段により第１袋体の内部における気体を排気させる一方、前記の第２給排気手段により第２袋体の内部に気体を給気させるようにすると、前記の筒体内において、前記の第２袋体が第１袋体に向けて膨張し、この第２袋体の膨張に伴い前記の作動用部材がその剛性によって第１袋体に向けて押し出され、第１袋体の貫通部に固定された作動用部材の移動により気体が排気された第１袋体が前記の筒体内から第２袋体と反対側に押し出されて、第１袋体の貫通部を通して第２袋体と反対側に延出される前記の作動用部材の長さが長くなる。

さらに、前記の第２の圧力式アクチュエーターにおいては、前記のように第１給排気手段により第１袋体の内部に気体を給気させる一方、第２給排気手段により第２袋体の内部における気体を排気させる動作と、第１給排気手段により第１袋体の内部における気体を排気させる一方、第２給排気手段により第２袋体の内部に気体を給気させる動作とを切り換えることにより、第１袋体から第２袋体と反対側に延出される作動用部材の長さを短くしたり、長くしたりすることが簡単に行えるようになる。

また、前記の第２の圧力式アクチュエーターにおいては、前記の第１袋体を、前記の第１の圧力式アクチュエーターにおける２重筒状体で構成した。

本発明に係る腰部補助装置においては、前屈・起立動作を補助するのに前記のような第１又は第２の圧力式アクチュエーターを用いるようにした。

そして、本発明における前記の腰部補助装置においては、前記の圧力式アクチュエーターに人の背部に装着させる装着部を設けると共に、前記の作動用部材の後端に人の下半身に固定する固定部を設けるようにした。

そして、本発明における腰部補助装置において、前記の第１の圧力式アクチュエーターを用いた場合、前屈時には、前記の給排気手段を通して前記の２重筒状体の内部における気体を排気させ、前記の閉塞部分に取り付けられた作動用部材を２重筒状体の折り返しの部分の反対側に大きく突出させて、２重筒状体から延出される作動用部材の長さを長くする。一方、起立時には、前記の給排気手段を通して前記の２重筒状体の内部における気体を給気させ、閉塞部分に取り付けられた作動用部材を反転された小径側の部分から大径側の部分に向けて移動させて、２重筒状体から延出される作動用部材の長さを短くする。

また、本発明における腰部補助装置において、前記の第２の圧力式アクチュエーターを用いた場合、前屈時には、前記の第１給排気手段により第１袋体の内部における気体を排気させる一方、前記の第２給排気手段により第２袋体の内部に気体を給気させ、第２袋体を筒体内における第１袋体に向けて膨張させ、この第１袋体における貫通部を通して前記の作動用部材を、第１袋体内から大きく突出させて、筒体から延出される作動用部材の長さを長くする。一方、起立時には、前記の第１給排気手段により第１袋体の内部に気体を給気させる一方、前記の第２給排気手段により第２袋体の内部における気体を排気させ、前記の筒体内における第１袋体を第２袋体に向けて膨張させて、第１袋体の貫通部に挿通された作動用部材を第２袋体に向けて移動させて第２袋体を内部に向けて変形させ、筒体から延出される作動用部材の長さを短くする。

本発明に係る第１及び第２の圧力式アクチュエーターにおいては、前記のようにして作動用部材を移動させるようにしたため、圧力式アクチュエーターが小型であっても、作動用部材を移動させる距離を大きくすることができる。

この結果、本発明に係る圧力式アクチュエーターを前屈・起立動作を補助する腰部補助装置に用いると、小さな圧力式アクチュエーターであっても、作動用部材を移動させる距離を大きくして、大きな力を作用させることができるようになる。

さらに、前記の第２の圧力式アクチュエーターを用いると、前記のように第１袋体から第２袋体と反対側に延出される作動用部材の長さを短くしたり、長くしたりすることが簡単に行えるようになる。

本発明の第１の実施形態に係る第１の圧力式アクチュエーターを製造する状態を示し、（Ａ）は小径側筒部と大径側筒部とが連結部を介して連結されると共に大径側筒部の端部に小径部分が形成された筒状体の概略断面説明図、（Ｂ）は大径側筒部を内方に折り返して前記の小径部分を小径側筒部内の端部に導き、大径側筒部の端部と小径側筒部内の端部とを閉塞させた２重筒状体の閉塞部分に、長尺状の作動用部材を外部に延出するように取り付けると共に、袋状体の内部に連通するように給排気手段を設けた状態を示した概略断面説明図である。 前記の第１の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の給排気手段により前記の袋状体の内部に気体を給気させて前記の閉塞部分から外部に延出された長尺状の作動用部材を短くする状態を示し、（Ａ）は給排気手段により袋状体の内部に気体を給気させ、袋状体を膨らませながら大径側筒部を外側に反転させる状態を示した概略断面説明図、（Ｂ）は（Ａ）の状態からさらに給排気手段により袋状体の内部に気体を給気させ、大径側筒部を外側に反転させながら小径側筒部と反対の折り返し側に移動させると共に、小径側筒部を内側に反転させながら作動用部材が取り付けられた閉塞部分を大径側筒部側に移動させて膨らんだ袋状体内に導入させ、袋状体から延出される作動用部材の長さを短くする状態を示した概略断面説明図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態からさらに給排気手段により袋状体の内部に気体を給気させ、大径側筒部を外側に反転させながらさらに折り返し側に移動させると共に、小径側筒部を内側に反転させながら作動用部材が取り付けられた閉塞部分をさらに大径側筒部側に移動させて膨らんだ袋状体内に導入させ、袋状体から延出される作動用部材の長さをさらに短くした状態を示した概略断面説明図である。 前記の第１の圧力式アクチュエーターの変更例を製造する状態を示し、（Ａ）は小径側筒部と大径側筒部とが連結部を介して連結されると共に大径側筒部の端部に小径部分が形成された筒状体において、小径側筒部を連結部に向けて径が拡大するように形成すると共に、大径側筒部を連結部から離れる方向に向けて径が拡大するように形成した筒状体の概略断面説明図、（Ｂ）は前記の第１の圧力式アクチュエーターと同様に、大径側筒部を内方に折り返して前記の小径部分を小径側筒部内の端部に導き、大径側筒部の端部と小径側筒部内の端部とを閉塞させた２重筒状体の閉塞部分に、長尺状の作動用部材を外部に延出するように取り付けると共に、袋状体の内部に連通するように給排気手段を設けた状態を示した概略断面説明図である。 前記の第１の圧力式アクチュエーターの変更例において、前記の給排気手段により前記の袋状体の内部に気体を給気させて前記の閉塞部分から外部に延出された長尺状の作動用部材を短くする状態を示し、前記の給排気手段により前記の袋状体の内部に気体を給気させて前記の閉塞部分から外部に延出された長尺状の作動用部材を短くする状態を示し、（Ａ）は給排気手段により袋状体の内部に気体を給気させ、袋状体を膨らませながら大径側筒部を外側に反転させる状態を示した概略断面説明図、（Ｂ）は（Ａ）の状態からさらに給排気手段により袋状体の内部に気体を給気させ、大径側筒部を外側に反転させながら小径側筒部と反対の折り返し側に移動させると共に、小径側筒部を内側に反転させながら作動用部材が取り付けられた閉塞部分を大径側筒部側に移動させて膨らんだ袋状体内に導入させ、袋状体から延出される作動用部材の長さを短くする状態を示した概略断面説明図、（Ｃ）は（Ｂ）の状態からさらに給排気手段により袋状体の内部に気体を給気させ、大径側筒部を外側に反転させながらさらに折り返し側に移動させると共に、小径側筒部を内側に反転させながら作動用部材が取り付けられた閉塞部分をさらに大径側筒部側に移動させて膨らんだ袋状体内に導入させ、袋状体から延出される作動用部材の長さをさらに短くした状態を示した概略断面説明図である。 前記の第１の圧力式アクチュエーターを背部に装着させた腰部補助装置において、給排気手段を通して袋状体の内部における気体を排気させ、袋状体から延出される作動用部材の長さを長くし、前屈した状態から荷物を持ち上げる状態を示した概略斜視図である。 前記の第１の圧力式アクチュエーターを背部に装着させた腰部補助装置において、給排気手段を通して袋状体の内部における気体を給気させ、袋状体から延出される作動用部材の長さを短くして、前屈した状態から荷物を持ち上げて起立する状態を示した概略斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧力式アクチュエーターにおいて、作動用部材を移動させる状態を示し、（Ａ）は第１給排気手段により筒体内に設けられた第１袋体の内部に気体を給気させる一方、第２給排気手段により筒体内に設けられた第２袋体の内部における気体を排気させて、第１袋体から第２袋体と反対側に延出される作動用部材の長さを短くした状態を示した概略断面説明図、（Ｂ）は第１給排気手段により前記の第１袋体の内部における気体を排気させる一方、第２給排気手段により前記の第２袋体の内部に気体を給気させて、第１袋体から第２袋体と反対側に延出される作動用部材の長さを短くした状態を示した概略断面説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る圧力式アクチュエーター及び腰部補助装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る圧力式アクチュエーター及び腰部補助装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

［第１の実施形態］
第１の実施形態における第１の圧力式アクチュエーター１０においては、図１（Ａ）に示すように、一定の径が小さい小径側筒部１１ａと、一定の径が大きい大径側筒部１１ｂとが、小径側筒部１１ａから大径側筒部１１ｂに向かってテーパー状に径が拡大した連結部１１ｃを介して連結されると共に、前記の大径側筒部１１ｂの端部に前記の小径側筒部１１ａ内に挿入可能な小径部分１１ｄが形成された筒状体Ａ１を用いるようにした。

そして、この第１の圧力式アクチュエーター１０においては、前記のような筒状体Ａ１を用い、図１（Ｂ）に示すように、前記の大径側筒部１１ｂを内方に折り返して、大径側筒部１１ｂの端部における小径部分１１ｄを小径側筒部１１ａ内の端部に導いた状態で、大径側筒部の小径部分１１ｄと小径側筒部１１ａの端部とを閉塞させるようにして２重筒状体１１を作成すると共に、前記のように閉塞させた部分から外部に延出するように長尺状の作動用部材１２を取り付け、さらに前記のテーパー状になった連結部１１ｃに、前記の２重筒状体１１の内部に対して気体の給気と排気とを行う気体案内管（給排気手段）１３を取り付けている。

ここで、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０において、図２（Ａ）に示すように、前記の気体案内管１３を通して前記の２重になった２重筒状体１１の内部に気体を給気させると、給気された気体により２重筒状体１１内が膨張すると共に、前記のように内方に折り返された状態にある大径側筒部１１ｂが外側に反転されるようになる。なお、この状態では、大径側筒部の小径部分１１ｄと小径側筒部１１ａの端部とを閉塞させた部分が２重筒状体１１の外部に位置し、このように閉塞された部分から長尺状の作動用部材１２全体が外部に延出された状態になっている。

また、前記のようにして気体案内管１３を通して前記の２重筒状体１１の内部に気体を続けて給気させると、図２（Ｂ）に示すように、前記のように折り返された大径側筒部１１ｂが膨張して反転されながら折り返し側に移動されると共に、前記の小径側筒部１１ａが大径側筒部１１ｂと逆の内側に反転されながら大径側筒部１１ｂと同方向に移動されて、前記の閉塞部分に取り付けられた作動用部材１２が２重筒状体１１の内部に導かれようになる。

そして、気体案内管１３を通して前記の２重筒状体１１の内部にさらに気体を続けて給気させると、図２（Ｃ）に示すように、折り返された大径側筒部１１ｂが膨張して反転されながらさらに折り返し側に移動されると共に、前記の小径側筒部１１ａが大径側筒部１１ｂと逆の内側に反転されながら、さらに大径側筒部１１ｂと同方向に移動されて、前記の閉塞部分に取り付けられた作動用部材１２が２重筒状体１１の内部に大きく導かれるようになる。

このようにした場合、図２（Ａ），（Ｃ）に示すように、作動用部材１２が移動される量Ｌ２が、折り返された大径側筒部１１ｂが移動される量Ｌ１の約２倍（Ｌ２＝２×Ｌ１）になり、この第１の圧力式アクチュエーター１０が小型であっても、作動用部材１２を移動させる距離を大きくすることができる。

なお、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０では、一定の径が小さい小径側筒部１１ａと、一定の径が大きい大径側筒部１１ｂとが、小径側筒部１１ａから大径側筒部１１ｂに向かってテーパー状に径が拡大した連結部１１ｃを介して連結されると共に、前記の大径側筒部１１ｂの端部に前記の小径側筒部１１ａ内に挿入可能な小径部分１１ｄが形成された筒状体Ａ１を用いるようにしたが、使用する筒状体の形状はこのようなものに限定されない。

例えば、図３（Ａ）に示すように、前記の小径側筒部１１ａを、連結部１１ｃに向けて径が拡大するように形成すると共に、前記の大径側筒部１１ｂを連結部１１ｃから離れる方向に向けて径が拡大するように形成し、それ以外は、前記の筒状体Ａ１と同様に、小径側筒部１１ａから大径側筒部１１ｂに向かってテーパー状に径が拡大した連結部１１ｃによって小径側筒部１１ａと大径側筒部１１ｂと連結させると共に、前記の大径側筒部１１ｂの端部に前記の小径側筒部１１ａ内に挿入可能な小径部分１１ｄを形成した筒状体Ａ２を用いるようにした。

そして、このような筒状体Ａ２を用いた場合においても、図３（Ｂ）に示すように、前記の大径側筒部１１ｂを内方に折り返して、大径側筒部１１ｂの端部における小径部分１１ｄを小径側筒部１１ａ内の端部に導いた状態で、大径側筒部の小径部分１１ｄと小径側筒部１１ａの端部とを閉塞させるようにして２重筒状体１１を作成すると共に、前記のように閉塞させた部分から外部に延出するように長尺状の作動用部材１２を取り付け、さらに前記のテーパー状になった連結部１１ｃに、前記の２重筒状体１１内部への気体の給気と排気とを行う気体案内管（給排気手段）１３を取り付けて第１の圧力式アクチュエーター１０を得るようにしている。

そして、前記の筒状体Ａ２を用いた第１の圧力式アクチュエーター１０においても、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記の図２（Ａ）〜（Ｃ）に示した第１の圧力式アクチュエーター１０の場合と同様に、気体案内管１３を通して２重になった２重筒状体１１の内部に気体を給気させ、給気された気体により２重筒状体１１内を膨張させると共に、前記のように内方に折り返された状態にある大径側筒部１１ｂを外側に反転されながら折り返し側に移動させるようにし、さらに前記の小径側筒部１１ａを大径側筒部１１ｂと逆の内側に反転されながら大径側筒部１１ｂと同方向に移動させて、前記の閉塞部分に取り付けられた作動用部材１２を２重筒状体１１の内部に導くようにする。

ここで、前記の筒状体Ａ２を用いた第１の圧力式アクチュエーター１０においても、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示した第１の圧力式アクチュエーター１０の場合と同様に、作動用部材１２が移動される量Ｌ２が、折り返された大径側筒部１１ｂが移動される量Ｌ１の約２倍（Ｌ２＝２×Ｌ１）になり、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０同様に小型であっても、作動用部材１２を移動させる距離を大きくすることができる。

また、前記のように小径側筒部１１ａを連結部１１ｃに向けて径が拡大するように形成すると共に、大径側筒部１１ｂを連結部１１ｃから離れる方向に向けて径が拡大するように形成した筒状体Ａ２を用いた場合、反転進行中、常に大径部の直径が小径部分の直径よりも大きい状態に保たれるので、折り返された大径側筒部１１ｂがよりスムーズに外側に反転されながら折り返し側に移動されると共に、小径側筒部１１ａが大径側筒部１１ｂと逆の内側に反転されながら適切に大径側筒部１１ｂと同方向に移動されるようになり、反転時における屈曲が抑制されて、２重筒状体１１の反転が安定して行われるようになる。

次に、前記のような第１の実施形態における第１の圧力式アクチュエーター１０を前屈・起立動作を補助する腰部補助装置１００に用いた実施形態を、図５及び図６に基づいて説明する。

ここで、この実施形態における腰部補助装置１００においては、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０における大径側筒部１１ｂ側を覆うようにしてカバー部材１０１を取り付けるようにしている。

そして、この腰部補助装置１００を人体Ｐの背部Ｐａに装着させるにあたっては、前記のカバー部材１０１の上部側に人体Ｐの背部Ｐａに装着させる装着部１０２を設けると共に、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０における作動用部材１２の後端に、連結部材１０３を介して下半身に固定する脚装着用ベルト（固定部）１０４を設け、各脚装着用ベルト１０４をそれぞれ人体Ｐの脚部Ｐｂに装着させるようにしている。

ここで、この実施形態における腰部補助装置１００において、例えば、図５に示すような前屈姿勢になって荷物Ｗを持ち上げるような場合には、先ず、前記の気体案内管１３を通して２重筒状体１１の内部における気体をある程度排気させ、図２（Ａ）等に示したように、２重筒状体１１内から作動用部材１２を導き出して、２重筒状体１１から延出される作動用部材１２の長さを長くする。

そして、図５に示すように前屈姿勢で荷物Ｗを保持した状態から、図６に示すように荷物Ｗを持ち上げて起立する場合には、前記の気体案内管１３を通して２重筒状体１１の内部に気体を給気し、前記の図２（Ｃ）等に示すように、前記の折り返された大径側筒部１１ｂを反転させながら折り返し側に移動させると共に、前記の小径側筒部１１ａを大径側筒部１１ｂと逆の内側に反転させながら大径側筒部１１ｂと同方向に移動させ、前記の作動用部材１２を２重筒状体１１の内部に大きく導いて、２重筒状体１１から延出される作動用部材１２の長さを短くする。このようにすると、図６に示すように、この作動用部材１２に連結部材１０３を介して取り付けられた脚装着用ベルト１０４が、前記の作動用部材１２によって引き上げられて、荷物Ｗを持ち上げて起立する動作が簡単に行えるようになる。

なお、この実施形態における腰部補助装置１００においては、前記のように小型であっても、作動用部材１２を移動させて動作させる距離を大きくすることができる第１の圧力式アクチュエーター１０を用いているため、この腰部補助装置１００を簡単に小型化することができるようになる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態における第２の圧力式アクチュエーター２０においては、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、剛性を有する筒体２１における一端側の内周側に、中央部に貫通部２２ａを有する第１袋体２２を、接着剤等を用いた第１取付部２２ｂによって取り付けると共に、前記の第１袋体２２と反対側における筒体２１の他端側の内周側に、袋状になった第２袋体２３を、接着剤等を用いた第２取付部２３ａによって取り付けている。

そして、この第２の圧力式アクチュエーター２０においては、前記の筒体２１から突出された第１袋体２２の部分に、この第１袋体２２の内部への気体の給気と排気とを行う第１気体案内管（第１給排気手段）２４を取り付ける一方、前記の第２袋体２３の内部への気体の給気と排気とを行う第２気体案内管（第２給排気手段）２５を、前記の筒体２１に設けられた挿通孔２１ａを通して第２袋体２３に取り付けるようにしている。なお、この第２の圧力式アクチュエーター２０においては、第２気体案内管２５を、筒体２１に設けられた挿通孔２１ａを通して第２袋体２３に取り付けるようにしたが、第２気体案内管２５を第２袋体２３に取り付ける方法等は特に限定されず、図示していないが、例えば、第２気体案内管２５を、第１袋体２２と反対側における第２袋体２３の端部に取り付けるようにすることもできる。

また、この第２の圧力式アクチュエーター２０においては、前記の第１袋体２２の貫通部２２ａ内に作動用部材２６を、前記の第２袋体２３の反対側から挿通させて、この作動用部材２６を第１袋体の２２の貫通部２２ａの一部に接着剤等を用いた第１固定部２２ｃによって取り付けると共に、前記の貫通部２２ａを挿通して第２袋体２３に導かれた作動用部材２６の端部を、第１袋体２２と対向する第２袋体２３の端部に接着剤等を用いた第２固定部２３ｂによって取り付けている。さらに、作動用部材２６は少なくとも貫通部２２ａと第２固定部２３ｂの間は剛性を有するものを用いている。図７上の貫通部２２ａより左には別途布地のベルト等を連結していることが好ましい。

そして、前記の第２の圧力式アクチュエーター２０において、図７（Ａ）に示すように、前記の第１気体案内管２４を通して第１袋体２２の内部に気体を給気させる一方、前記の第２気体案内管２５を通して第２袋体２３の内部における気体を排気させると、前記の筒体２１内において、前記の第１袋体２２が第２袋体２３に向けて膨張して、第１袋体２２の貫通部２２ａに挿通された作動用部材２６が第２袋体に向けて移動し、この作動用部材２６に押されて第２袋体２３が内部に向けて変形するようになり、前記の第１袋体２２から第２袋体２３と反対側に延出される作動用部材２６の長さが短くなる。

一方、前記の第２の圧力式アクチュエーター２０において、図７（Ｂ）に示すように、前記の第１気体案内管２４を通して第１袋体２２の内部における気体を排気させる一方、前記の第２気体案内管２５を通して第２袋体２３の内部に気体を給気させると、前記の筒体２１内において、前記の第２袋体２３が第１袋体２２に向けて膨張し、第１袋体２２と対向する第２袋体２３の端部に取り付けられた前記の作動用部材２６が第１袋体２２に向けて押されて、第１袋体２２が前記の作動用部材２６と一緒になって第２袋体２３と反対側に押され、第１袋体２２が筒体２１内から第２袋体２３と反対側に突出するように変形されて、第１袋体２２の貫通部２２ａから第２袋体２３と反対側に延出される作動用部材２６の長さが長くなる。

このため、前記の第２の圧力式アクチュエーター２０においては、前記のように第１気体案内管２４を通して第１袋体２２の内部に気体を給気させる一方、前記の第２気体案内管２５を通して第２袋体２３の内部における気体を排気させる動作と、第１気体案内管２４を通して第１袋体２２の内部における気体を排気させる一方、前記の第２気体案内管２５を通して第２袋体２３の内部に気体を給気させる動作とを切り換えることにより、第１袋体２２から第２袋体２３と反対側に延出される作動用部材２６の長さを短くしたり、長くしたりすることが簡単に行えるようになる。

ここで、前記の第２の圧力式アクチュエーター２０については図示していないが、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０と同様にして、前屈・起立動作を補助する腰部補助装置１００として利用することができる。

また、前記の第２の圧力式アクチュエーター２０において、図示していないが、前記の第１袋体２２に、前記の第１の圧力式アクチュエーター１０における２重筒状体１１を用いるようにすることもできる。

１０ ：第１の圧力式アクチュエーター
１１ ：２重筒状体
１１ａ ：小径側筒部
１１ｂ ：大径側筒部
１１ｃ ：連結部
１１ｄ ：小径部分
１２ ：作動用部材
１３ ：気体案内管（給排気手段）
２０ ：第２の圧力式アクチュエーター
２１ ：筒体
２１ａ ：挿通孔
２２ ：第１袋体
２２ａ ：貫通部
２２ｂ ：第１取付部
２２ｃ ：第１固定部
２３ ：第２袋体
２３ａ ：第２取付部
２３ｂ ：第２固定部
２４ ：第１気体案内管（第１給排気手段）
２５ ：第２気体案内管（第２給排気手段）
２６ ：作動用部材
１００ ：腰部補助装置
１０１ ：カバー部材
１０２ ：装着部
１０３ ：連結部材
１０４ ：脚装着用ベルト（固定部）
Ａ１，Ａ２ ：筒状体
Ｐ ：人体
Ｐａ ：背部
Ｐｂ ：脚部
Ｗ ：荷物

Claims (8)

1. その一端を内部に折り返して、他端側から折り返しの部分に向かって拡がる内部空間を有する２重筒状体と、前記の２重筒状体の一端と他端とを連結してなる閉塞部に連結して外部へ延出した長尺状の作動用部材と、前記の２重筒状体の内部空間に連通した給排気手段と、を備えたことを特徴とする圧力式アクチュエーター。
2. 請求項１に記載の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の２重筒状体の外周面が、前記の２重筒状体の他端側から折り返しの部分に向けて径が拡大するテーパー状に形成されていることを特徴とする圧力式アクチュエーター。
3. 請求項１又は請求項２に記載の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の２重筒状体の一端に小径部分が形成されてなり、その小径部分と他端とを連結して閉塞部を形成することを特徴とする圧力式アクチュエーター。
4. 剛性を有する筒体と、この筒体内の一端側に固定されて筒体の長さ方向に沿った貫通部を有する第１袋体と、この第１袋体に連通されて給排気を行う第１給排気手段と、前記の筒体内の他端側に固定された第２袋体と、この第２袋体に連通されて給排気を行う第２給排気手段と、前記の剛性を有する筒体の一端側から前記の第１袋体の貫通部を挿通し、且つ第１袋体の貫通部に固定されると共に、前記の貫通部を挿通して第２袋体に導かれた端部が第２袋体に固定された剛性を有する作動用部材と、を備え、
   前記の第１袋体が、その一端を内部に折り返して、他端側から折り返しの部分に向かって拡がる内部空間を有し、前記の一端と他端とを連結してなる閉塞部を有する２重筒状体であることを特徴とする圧力式アクチュエーター。
5. 請求項４に記載の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の２重筒状体の外周面が、前記の２重筒状体の他端側から折り返しの部分に向けて径が拡大するテーパー状に形成されていることを特徴とする圧力式アクチュエーター。
6. 請求項４又は請求項５に記載の圧力式アクチュエーターにおいて、前記の２重筒状体の一端に小径部分が形成されてなり、その小径部分と他端とを連結して閉塞部を形成することを特徴とする圧力式アクチュエーター。
7. 前屈・起立動作を補助する腰部補助装置において、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の圧力式アクチュエーターを用いたことを特徴とする腰部補助装置。
8. 請求項７に記載の腰部補助装置において、前記の圧力式アクチュエーターに人の背部に装着させる装着部を設けると共に、前記の作動用部材の後端に人の下半身に固定する固定部を設けたことを特徴とする腰部補助装置。

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