KR20180060932A - 팔 지지 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 걸림(係止) 상태를 안정적으로 유지해서 작업자의 팔을 유지(保持) 상태로 둘 때의 신뢰성을 높인다. 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)는, 제1 회전축(31)을 중심으로서 이미 정한 회전각도로 유지할 수 있는 회전각 유지기구를 구비하고, 회전각 유지기구는 팔 지지부(20)를 회전 지지부(30)에 접촉시킨 상태에서 유지 상태로 하고, 팔 지지부(20)를 제2 회전축(32)을 중심으로 회전 지지부(30)로부터 이간시키도록 이동시킴으로써 유지 상태를 해제하도록 구성되고, 회전각 유지기구는 회전 지지부(30) 및 팔 지지부(20) 중 어느 한쪽에 설치된, 동심원상으로 설치된 복수의 걸림홈(34)과, 회전 지지부(30) 및 팔 지지부 중 다른 쪽에 설치된 복수의 걸림홈(34) 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱(36)으로 구성되어 있으며, 회전각 유지기구는 걸림홈(34)과 걸림손톱(36)이 접합되는 영역에 저항을 발생시켜서 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)의 유지상태를 유지하는 저항기구를 구비한다.

Description

팔 지지 기구 {ARM SUPPORT DEVICE}

본 발명은 팔 지지기구에 관한 것이다.

종래, 포도, 배 등의 선반 재배 과수에 대한 작업의 기계화는 그다지 진행되어 있지 않아서, 전정(剪定), 유인(誘引), 적과(摘果), 적방(摘房), 적립(摘粒), 봉지 씌우기, 수확 등과 같이 대부분의 작업은 수작업으로 이루어지고 있다. 이들 작업에서, 작업자는 어깨 높이보다 팔을 올린 상태에서 장시간 작업을 해야만 해서 작업자 부담이 크다. 또한, 농업 분야에 한정되지 않고, 천장 등, 상향 작업이 요구되는 분야가 있다. 예를 들면, 조선소나 철공소에서 용접기 등의 기계를 작업자가 팔을 어깨보다 더 올린 상태에서 장시간 작업하는 경우가 있어 마찬가지로 작업 부담이 강요되었다. 이 때문에 최근에는 올린 상태의 팔을 지지해서 이러한 작업 부담을 경감시키는 기구의 개발이 진행되고 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는, 팔을 올린 상태에서의 작업에서 작업자가 작업하기 쉬우며 작업부담을 경감시킨 팔 지지기구(1200)가 개시되어 있다. 이 팔 지지기구(1200)는 도 23에 나타내는 바와 같이 작업자의 몸체에 고정되는 몸체 고정부(110)와, 작업자의 팔에 장착되는 오른팔 받침부(120A), 왼팔 받침부(120B)와, 몸체 고정부(110)의 일부와 팔 받침부(120A,120B)의 작업자의 어깨 측의 일단부 근방을 접속하여, 작업자의 팔의 움직임에 맞춰서 팔 받침부(120A,120B)의 몸체 고정부(110)에 대한 자세변화를 허용하는 연결기구(130A,130B)와, 몸체 고정부(110)와 팔 받침부(120A,120B) 사이에 설치되고, 작업자가 팔꿈치를 소정이상 몸체 쪽으로 당긴 상태 또는 상기 작업자가 팔꿈치를 소정이상 몸체 측에서 멀어진 상태에서 팔 받침부(120A,120B)의 몸체 고정부(110)에 대한 자세를 항(抗)중력적으로 유지하여 작업자의 팔을 지지하는 자세 유지기구(140A,140B)를 구비하고 있다.

또한, 이 팔 지지기구(1200)에서는, 도 24의 확대도에 나타내는 바와 같이, 작업자의 체형에 맞춰서 오른팔 받침부(120A)의 전체 길이를 조정할 수 있도록, 제1 통형상부재(122)에 제2 통형상부재(124)를 슬라이드식으로 삽입하고, 일정한 슬라이딩 양이 정해진 곳에서 나사 구멍(122a)에 나사를 조임으로써 제1 통형상부재(122)와 제2 통형상부재(124)를 고정한다. 그리고 또한, 오른팔 받침부(120A)의 선단에는 받이구(126)가 고정되어 있다. 받이구(126)는 상방향으로 열린 단면 U자모양의 형상을 가지고 있다. 받이구(126)는, 작업자의 오른쪽 상완부의 팔꿈치 부근에 접촉하도록 해서 작업자의 팔을 밑에서 지지하도록 해서 유지한다. 또 연결 기구(130A)는, 제1 연결부재(132)와 제2 연결부재(134)를 구비한다. 그리고 또한, 제1 연결부재(132)는, 고정지지봉(114A)에 설치된 축(114a)을 통해서 회전 가능하게 이루어져 있다. 그리고 또한, 자세 유지 기구(140A)는 고정지지봉(114a)의 상단부 근방에 마련된 홈판 부재(142)와, 오른팔 받침부(120A)의 제1 통형상부재(122)의 단부 근방에 설치된 제2부분으로서의 손톱 부재(144)를 가진다. 이 자세 유지기구(140A)는 홈판 부재(142)와 손톱 부재(144)를 걸리게 하고, 오른팔 받침부(120A)는 고정지지봉(114A)(몸체 고정부110)에 대한 자세를 항중력적으로 유지한다. 이 결과, 도 25에 나타내는 바와 같이 작업자가 팔 지지기구(1200)를 장착한 상태에서 자세 유지기구(140A)로 작업자의 오른팔은 내려가지 않게 된다.

그러나, 이런 구조의 팔 지지기구(1200)에서는, 홈판 부재(142)와 손톱 부재(144)를 단순히 접촉시키고 있을 뿐이며, 홈판 부재(142)와 손톱 부재(144)가 옆으로 미끄러지면 자세를 유지할 수 없어진다. 예를 들면 작업자의 상태가 좌우방향으로 기울어지거나 혹은 팔 지지기구(1200)의 작업자에 대한 장착이 충분하지 못해서 기울어져 장착된 것 같은 상태로 인해, 도 24에서 바로 앞쪽으로 내리막 경사지도록 기울어져 있는 경우에는 오른팔 받침부(120A)의 무게 등으로 손톱 부재(144)가 홈판 부재(142)로부터 미끄러져 떨어져서 걸림 상태를 유지할 수 없어지는 경우가 있었다.

일본 특허등록공보 제5973980호

본 발명은 이와 같은 배경을 감안해서 이루어진 것이며 그 목적 중 하나는 걸림상태를 안정적으로 유지해서 작업자의 팔을 유지 상태로 두는 신뢰성을 높인 팔 지지 기구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 관련한 팔 지지기구에 따르면, 장착자의 팔을 지지하기 위한 팔 지지기구로서, 장착자의 팔에 장착하기 위해, 팔의 연장방향을 따라서 연장된 팔 지지부와, 상기 팔 지지부의 일단에 연결된, 팔과 접촉되어서 떠받치기 위한 팔 받침부와, 상기 팔 지지부의 타단과, 제1 회전축, 및 그 제1 회전축과 직교하는 제2 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 연결된 회전 지지부와, 상기 회전 지지부와 연결된 장착자의 몸체에 고정하기 위한 몸 고정부를 구비하고, 상기 회전 지지부와 팔 지지부는 제1 회전축을 중심으로서 이미 정한 회전 각도로 유지 (保持)가능한 회전각 유지기구를 구비하고, 상기 회전각 유지기구는 상기 팔 지지부를 상기 회전 지지부에 접촉시킨 상태에서 유지 상태로 하고, 상기 팔 지지부를 상기 제2 회전축을 중심으로 상기 회전 지지부로부터 이간시키도록 이동시킴으로써 유지 상태를 해제하도록 구성되고, 상기 회전각 유지기구는, 상기 회전 지지부 및 상기 팔 지지부 중 어느 한쪽에 설치된 동심원 형태로 마련된 복수의 걸림홈과, 상기 회전 지지부 및 상기 팔 지지부 중 어느 다른 쪽에 설치된 상기 복수의 걸림 홈 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱으로 구성되어 있으며, 상기 회전각 유지기구는, 상기 걸림홈과 걸림손톱이 접합되는 영역에 저항을 발생시켜서, 상기 회전 지지부와 팔 지지부의 지속적인 유지 상태를 유지하는 저항 기구를 구비할 수 있다. 상기 구성에 의해, 저항기구로써 회전 지지부와 팔 지지부의 지속적인 유지 상태를 유지하고, 의도하지 않은 유지 상태의 해제를 회피할 수 있다.

또한, 제2 형태와 관련한 팔 지지기구에 따르면, 상기 구성에 더하여 상기 회전각 유지기구는 상기 회전 지지부에 동심원 형태로 설치된 복수의 걸림홈과, 상기 팔 지지부에 마련된 상기 복수의 걸림홈 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱으로 구성되어 있으며, 상기 저항 기구가 팔 지지기구의 장착시의 자세에 있어서 상기 복수의 걸림홈을 수평면보다도 더 상방으로 경사지게 할 수 있다. 상기 구성에 의해, 장착시에 걸림홈이 수평면보다도 더 상향이 되어서 걸림홈에 삽입되는 걸림손톱은 중력에 대항하여 경사를 오를 필요가 발생하여 효과적으로 저항을 부여할 수 있어서 유지상태의 안전성을 늘릴 수 있다.

그리고 또한, 제3의 형태와 관련한 팔 지지기구에 따르면, 상기에 더하여 일단을 상기 회전 지지부에 고정하고, 타단을 상기 몸 고정부에 연결하여, 그 몸 고정부에서 장착자의 몸체를 따르도록 연장된 한 쌍의 지지봉을 더 구비할 수 있다.

그리고 또한, 제4의 형태에 관련한 팔 지지기구에 따르면, 상기에 더하여 상기 저항기구가 상기 한 쌍의 지지봉에 대해서 상기 회전 지지부를 상방을 향해서 근접하는 자세로 경사해서 고정된 상태로 할 수 있다. 상기 구성에 의해, 장착시에 걸림홈이 수평면보다도 더 상향이 되는 자세를 만들어 내는 것이 가능해지고, 걸림홈에 삽입되는 걸림손톱이 자중으로 빠지기 어려운 상태로 되어서 유지 상태의 안정성을 늘릴 수 있다.

그리고 또한, 제5의 형태와 관련한 팔 지지기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여, 상기 지지봉의 중간과 연결되고, 그 지지봉이 상기 몸 고정부와의 연결부분을 중심으로 앞으로 기울어지지(前傾) 않도록, 장착 상태에 있어서 장착자의 등쪽으로 잡아당기기 위한 전경(前傾) 방지 벨트를 더 구비할 수 있다. 상기 구성에 의해, 장착자에 대해서 팔 지지 기구가 앞으로 기울어지는 사태를 저지하고, 팔 지지 기구가 적절하게 동작하지 않게 되는 상태를 회피할 수 있다.

그리고 또한, 제6의 형태와 관련한 팔 지지기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 지지봉을 중간 부분에 있어서 그 연장방향을 중심으로서 회전 자유롭게 할 수 있다. 상기 구성에 의해, 장착자는 겨드랑이를 닫은 채, 즉 회전각 유지기구의 지속적인 유지 상태를 유지하면서 팔을 여는 동작이 가능해져 작업의 자유도를 늘릴 수 있다.

그리고 또한, 제7의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 회전 지지부는 반원 형태의 유지판(保持板)을 구비하고 있으며, 상기 유지판의 원주 위를 따라서 상기 복수의 걸림홈을 일정 간격으로 형성할 수 있다.

그리고 또한, 제8의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 팔 지지부는 그 연장 방향을 따라서 상기 팔 받침부의 위치를 변경 가능하게 구성할 수 있다. 상기 구성에 의해, 팔 지지부는, 팔 받침부와 회전 지지부와의 거리를 가변할 수 있어, 어깨 관절의 각도에 의해 팔을 파지하는 팔 받침부와 회전 지지부와의 거리가 변화해도, 팔 지지부의 길이를 조정함으로써 장착자에 대한 부담없이 쾌적한 동작을 실현할 수 있다.

그리고 또한, 제9의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 팔 받침부가 상기 팔 지지부 위를 그 연장 반향을 따라서 슬라이딩 자유롭게 연결된 팔받이 슬라이드부를 구비할 수 있다. 상기 구성에 의해, 팔 받침부는 팔받이 슬라이드부로써 팔 지지부 위를 슬라이드식으로 이동할 수 있다.

그리고 또한, 제10의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 팔 지지부를 금속제로 하고, 상기 팔받이 슬라이드부를 수지제로 할 수 있다. 상기 구성에 의해 금속 부재끼리의 마찰에 의해 금속 가루가 발생되는 사태를 없애고, 또 수지제의 팔받이 슬라이드부를 금속제의 팔 지지부 위로 슬라이딩시킴으로써 적당한 마찰력을 부여하여 슬라이딩 자유롭게 하면서 임의의 위치에서 팔 받침부를 정지시킨 상태로 할 수 있다.

그리고 또한, 제11의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 걸림손톱은 아랫면을 평면상태로 하고, 윗면을 경사면으로 할 수 있다.

그리고 또한, 제12의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기에 더하여 상기 걸림손톱은 아랫면과 윗면의 경계선을 모서리 깎기(면취)할 수 있다.

그리고 또한, 제13의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여, 상기 회전각 유지기구는, 상기 팔 지지부에 동심원 형태로 설치된 복수의 걸림홈과, 상기 회전 지지부에 설치된 상기 복수의 걸림홈 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱으로 구성할 수 있다. 상기 구성에 따라, 회전 지지부 측에 걸림홈을 마련하는 구성에 비해, 회전각에 의해 걸림손톱과 걸림홈 사이의 마찰 저항이 변화하는 사태를 줄여서 회전각에 영향을 받지 않고 저항력을 일정하게 해서 유지상태의 신뢰성을 높일 수 있다.

그리고 또한, 제14의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기에 더하여 상기 걸림손톱은 윗면을 평면상태로 하고 아랫면을 경사면으로 할 수 있다.

그리고 또한, 제15의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 저항기구가 상기 걸림홈과 걸림손톱이 접합되는 영역에 자력(磁力)을 작용시켜서 흡인력을 생기게 할 수 있다. 상기 구성에 의해, 걸림홈과 걸림손톱의 착탈을 유지하면서 걸림 고정시(係止時)의 결합력을 높여서 유지상태의 신뢰성이 향상된다.

그리고 또한, 제16의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 저항기구가 상기 걸림홈과 걸림손톱이 접합되는 영역에 결합 구조를 설치할 수 있다. 상기 구성에 의해, 걸림홈과 걸림손톱의 착탈을 유지하면서 결합구조에 의해 걸림 고정시의 결합력을 높여서 유지상태의 신뢰성이 향상된다.

그리고 또한, 제17의 형태와 관련한 팔 지지 기구에 따르면, 상기 어느 구성에 더하여 상기 걸림손톱의 두께를 상기 걸림홈의 폭보다도 더 작게 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태와 관련한 팔 지지 기구의 사시도이고,
도 2는 도 1의 팔 지지 기구의 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 팔 지지 기구를 배면 쪽의 비스듬히 하방에서 본 사시도이고,
도 4는 도 1의 팔 지지 기구의 우측면도이고,
도 5는 도 1의 팔 지지 기구의 정면도이고,
도 6은 도 1의 팔 지지 기구를 장착한 장착자가 팔을 앞으로 편 상태를 나타내는 측면도이고,
도 7은 도 6의 상태에서 장착자가 팔을 한층 더 위로 올린 상태를 나타내는 측면도이고,
도 8은 도 1의 팔 지지 기구로 왼팔의 팔 지지부를 수평방향으로 편 상태를 나타내는 사시도이고,
도 9는 회전각 유지기구를 정면에서 본 확대도이고,
도 10은 변형 예와 관련한 팔 지지 기구의 정면도이고,
도 11은 도 10에 관련한 우측의 회전각 유지기구를 확대한 확대 정면도이고,
도 12a는 변형 예와 관련한 걸림손톱과 걸림홈의 결합구조, 도 12b는 다른 변형예와 관련한 걸림손톱과 걸림홈의 결합 구조를 나타내는 모식 단면도이고,
도 13은 팔 지지 기구의 분해 사시도이고,
도 14는 팔 지지 기구가 전경(앞으로 기울어진) 자세가 된 상태를 나타내는 측면도이고,
도 15는 팔 지지 기구에 전경 방지 벨트를 부가한 상태를 나타내는 측면도이고,
도 16은 실시형태 2와 관련한 팔 지지 기구의 회전각 유지기구를 나타내는 확대 사시도이고,
도 17은 팔 지지부 측에 걸림손톱을 마련한 구성에 있어서, 팔 지지부를 수평으로 유지하는 상태를 나타내는 모식 측면도이고,
도 18은 도 17의 상태에서 팔 지지부를 상방으로 회전시킨 상태를 나타내는 모식 측면도이고,
도 19는 실시형태 2와 관련한 회전 지지부 측에 걸림손톱을 설치한 회전각 유지기구에 있어서 팔 지지부를 수평으로 유지하는 상태를 나타내는 모식 측면도이고,
도 20은 도 19의 상태에서 팔 지지부를 상방으로 회전시킨 상태를 나타내는 모식 측면도이고,
도 21은 변형 예와 관련되는 팔 지지 기구를 배면 측에서 본 사시도이고,
도 22는 한층 다른 변형 예와 관련한 팔 지지 기구를 배면 측에서 본 사시도이고,
도 23은 종래의 팔 지지 기구를 배면 측에서 본 사시도이고,
도 24는 도 23의 팔 지지 기구의 주요부 확대도이고,
도 25는 도 23의 팔 지지 기구를 장착한 작업자가 위팔을 전방으로 들어올린 상태를 나타내는 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 근거로 하여 설명한다. 다만, 아래에 나타내는 실시형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 예시이며, 본 발명은 이하의 것에 특정되지 않는다. 또한, 본 명세서는 특허청구의 범위에 나타내는 부재를 실시 형태의 부재로 특정하는 것은 결코 아니다. 특히 실시 형태에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한은 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명 예에 불과하다. 또한, 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은 설명을 명확하게 하기 위해 과장하는 경우가 있다. 그리고 또한, 아래의 설명에 있어서, 동일 명칭, 부호에 관해서는 동일 혹은 동질의 부재를 나타내고 있으며, 상세 설명을 적절하게 생략한다. 그리고, 본 발명을 구성하는 각 요소는 복수의 요소를 동일의 부재로 구성해서 하나의 부재로 복수의 요소를 겸용하는 양태로도 할 수 있으며, 반대로 하나의 부재의 기능을 복수의 부재로 부담해서 실현할 수도 있다.

(실시형태 1)

본 발명의 실시형태 1과 관련한 팔 지지 기구를 도 1~도 7에 나타낸다. 이들 도면에 있어서, 도 1은, 본 발명의 실시형태 1과 관련한 팔 지지 기구(100)의 사시도, 도 2는 도 1의 팔 지지 기구(100)의 분해 사시도, 도 3은 도 1의 팔 지지 기구(100)를 배면 측의 비스듬히 하방에서 본 사시도, 도 4는 도 1의 팔 지지 기구(100)의 우측면도, 도 5는 도 1의 팔 지지기구(100)의 정면도, 도 6은 도 1의 팔 지지 기구(100)를 장착한 장착자가 팔을 앞으로 편 상태를 나타내는 측면도, 도 7은 도 6의 상태에서 장착자가 팔을 한층 더 상방으로 올린 상태를 나타내는 측면도를, 각각 나타낸다.

여기에서는, 팔 지지기구(100)로서, 주로 용접 작업에 사용되는 팔 지지 기구를 예를 들면 설명한다. 예를 들면, 조선소에서는 배 바닥 부분의 용접을 위해 올려보는 자세로 윗면(天面)을 용접하는 작업이 생긴다. 이와 같은 작업에 있어서, 본 실시형태와 관련한 팔 지지 기구를 장착함으로써 장착자의 작업시 올린 팔을 지지하기 위해 이용할 수 있다.

도 1~도 7에 나타내는 팔 지지 기구(100)는, 장착자의 몸체에 고정하기 위한 몸 고정부(10)와, 몸 고정부(10)에서 연장된 지지봉(50)과, 지지봉(50)의 선단에 회전 자유롭게 연결된 팔 지지부(20)을 구비한다. 이 팔 지지 기구(100)는 좌우의 팔을 각각 지지하기 위해 팔 지지부(20)나 지지봉(50)을 한 쌍 설치한다. 이와 같은 왼팔용 팔 지지부(20A), 오른팔용 팔지지부(20B)나 왼팔용 지지봉(50A), 오른팔용 지지봉(50B)은 각각 좌우로 대칭계인 것을 제외하고 같은 구성을 가진다. 이하의 설명에서는, 한 쪽(예를 들면, 왼팔용의 팔 지지부(20A))에 관해서만 설명하고 다른 쪽의 설명은 적절하게 생략한다. 또한, 도 1 등의 예에서는, 왼팔용 팔지지부(20A), 오른팔용 팔지지부(20B)에 각각 설치된 팔 받침부(40)의 형상을 동일하게 하고 있는데, 왼팔용 팔지지부(20A)용, 오른팔용 팔지지부(20B)용으로 서로 좌우를 대칭으로 한 팔 받침부로서도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

(몸 고정부(10))

몸 고정부(10)는, 장착자의 허리부분 근방에 감아 돌려서 팔 지지부(20)를 고정하기 위한 부재이다. 도1, 도2 등의 예에서는, 장착자의 허리 부분의 배면에서 측면에 걸쳐서 연장된 평면에서 보아 U자 형상의 허리 서포트 부재(11)와, U자 형상의 개방부분에서 몸체를 삽입한 후, 개방부분을 포함해서 유연한 허리 벨트부재(12)로 체결하는 구성으로 한다. 허리 서포트 부재(11)는 탄성 변형해서 작업자의 허리 부분에 고정하도록 수지 부재나 금속판 등으로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 허리벨트 부재(12)는, 폴리프로필렌이나 나일론, 피혁 등의 유연성을 가지는 소재를 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 허리 서포트 부재도 이와 같은 유연성이 있는 부재로 구성해도 좋다. 그리고 또한, 허리 벨트 부재(12)는, 작업자의 웨스트에 맞춰서 길이를 조정 가능하게 한다. 예를 들면, 버클이나 면(面) 패스너 등을 이용함으로써 허리 벨트 부재(12)의 길이 조정기구를 실현할 수 있다.

또 몸 고정부(10)에는, 장착자의 측면 위치가 되는 부분(좌우의 허리 위치)에, 지지봉(50)을 설치하기 위한 봉 설치구(15)가 마련되어 있다. 봉 설치구(15)는, 봉 서포트 부재(13)를 통해서 허리 서포트 부재(11)에 장착된다. 허리 벨트 부재(12)는 허리 서포트 부재(11)와 봉 서포트 부재(13) 사이를 통과한다. 지지봉(50)을 몸 고정부(10)에 장착하기 위한 봉 설치구(15)를 착탈식으로 함으로써, 예를 들면 지지봉(50)을 팔 지지 기구에서 분리해서 몸 고정부(10)만을 사용자가 장착한 상태에서, 허리 부분에서 돌출한 부분을 배제할 수 있어서 동작의 방해가 되는 돌출 부분을 없애서 작업성이나 쾌적함을 높일 수 있다.

봉 서포트 부재(13)는, 봉 설치구(15)를 삽입할 수 있도록 통 모양의 삽입부분을 마련한다. 통 모양의 외형은, 각기둥 형상, 원기둥 형상 등으로 한다. 또 내면은 봉 설치구(15)의 하단의 외형을 따라서 원주형상이나 각주형상으로 한다. 이때, 봉 설치구(15)의 하단을 일정한 자세로 삽입할 수 있도록 봉 설치구(15)의 단면을 비점대칭, 예를 들면 단면에서 보아 원형 일부를 잘라낸 오리엔테이션 플랫 면을 형성하는 등으로 할 수 있다. 봉 설치구(15)는 금속제 등, 충분한 강도를 발휘할 수 있는 재질로 구성하고, 예를 들면 통 모양의 좌우에 평판형상의 부분을 일체적으로 설치하고, 이 평판형상의 좌우에 벨트를 통하게 하기 위한 부위, 예를 들면 슬릿 등을 형성한다.

(지지봉(50))

지지봉(50)은, 팔 지지부(20)와 몸 고정부(10)를 연결하기 위한 부재이며, 몸 고정부(10)에서 장착자의 몸체를 따르도록 연장되어 있다. 지지봉(50)은, 도1~도3 등에 나타내는 바와 같이, 전체를 직선형태로 하면서 회전 지지부(30)를 설치한 단부를 절곡시킨다. 구체적으로는 지지봉(50)을 몸 고정부(10)에서 수직 자세로 세운 상태에서 지지봉(50)의 상단측을 장착자의 배면측으로 절곡시켜서 절곡단(折曲端)으로 하고, 절곡단(51)을 수평 자세에 가까워지게 하면서 회전 지지부(30)를 설치한다. 회전 지지부(30)에는 제1 회전축(31)이 설치되어 있다. 이로 인해 제1 회전축(31)을 장착자의 어깨 관절 근방에서 하방에 위치시키도록, 절곡된 지지봉(50)으로써 가이드 할 수 있다. 제1 회전축(31)을 어깨 관절의 하방에 배치하고, 여기에서 팔 지지부(20)를 연장시킴으로써 필연적으로 팔 지지부(20)는 윗팔(上腕)의 하방에 위치하게 되고, 팔 지지부(20)를 이미 정해진 각도로 유지하면, 장착자의 팔을 팔 지지부(20)로써 아래를 지지할 수 있어서 팔을 올린 채 자세를 유지할 때의 서포트 힘을 제공할 수 있다. 또한, 지지봉(50) 선단을 L자형으로 절곡시킨 절곡단(51)은 직각 형태로 절곡시키지 않고, 곡면을 그리도록 절곡시키는 것이 바람직하다. 이에 의해 장착자가 절곡 부분에 접촉되어도 모서리부분의 엣지로 압박되는 일이 없도록 해서 촉감을 향상시켜 장착시의 불쾌감을 경감할 수 있다.

한편, 지지봉(50)의 하단은 원기둥 형상의 삽입부(52)로서, 몸 고정부(10)의 파이프 형태의 봉 설치구(15)에 삽입 가능하게 한다. 또한, 삽입부(52)를 봉 설치구(15)에 삽입한 상태에서 록킹할 수 있도록 삽입부(52)의 측면에는 탄성적으로 돌출되는 스토퍼(53)를 설치한다. 스토퍼(53)는, 스프링 등으로 측면에 돌출하도록 가압되어 있으며, 봉 설치구(15)에 개구된 구멍에서 돌출함으로써 지지봉(50)이 봉 설치구(15)에서 빠지지 않도록 록킹할 수 있다. 또한, 봉 설치구(15)의 길이방향을 따라서 소정의 간격으로 스토퍼 홀(14)을 여러 개 개구함으로써 스토퍼(53)의 걸림 위치를 변경 가능하게 할 수 있고, 이에 의해 지지봉(50)의 높이가 조정 가능해진다. 예를 들면, 장착자의 신장이나 체격에 따라서, 지지봉(50)의 고정위치를 변경하여 회전 지지부(30)가 장착자의 어깨 관절의 하방이 되도록 조정할 수 있다.

(팔 지지부(20))

팔 지지부(20)는, 주로 장착자의 윗팔 부분을 지지하도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면, 장착자의 앞 팔 부분은 규제 없이 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 이 팔 지지부(20)는 팔을 지지하기 위한 부재이며, 장착자의 팔을 따라서 연장되어 있다. 또, 방향의 설명을 위해, 도 1, 도 3에 있어서, 장착자의 전후방향을 x축 방향, 좌우방향을 y축 방향, 상하방향을 z축으로 한다. 팔 지지부(20)는 x축 방향으로 연장되어 있다.

팔 지지부(20)는 봉 형상으로 연장되어 있다. 이 봉 형상 부분은, 예를 들면 파이프 형태의 통형상 부재에, 봉 형상의 봉형상 부재를 삽입해서 슬라이드식으로 하는 등 길이를 조정할 수 있는 기구를 설치해도 좋다. 이 경우, 장착자의 팔의 길이에 따라서 임의의 길이로 조정한 후, 신축되지 않도록 고정하는 고정기구를 설치해도 좋다. 예를 들면, 통형상 부재의 측면에 개구된 나사 구멍에 나사를 나사 결합해서 봉 형상 부재의 나사구멍과 체결되거나, 혹은 봉 형상 부재를 나사로 직접 가압해서 고정한다. 또한, 사용시에도, 봉 형상 부분을 신축 자유롭게 해도 좋다. x축 방향으로 슬라이드 자유롭게 함으로써 후술하는 팔 받침부(40)의 위치를 장착자의 팔의 위치에 따라서 조정할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

팔 지지부(20)의 일단(도 1에서 선단측)에는, 팔 받침부(40)가 연결되어 있다. 또한, 팔 지지부(20)의 타단(도1에서 후단측)에는, 제1 회전축(31)을 중심으로 회전 자유롭게 연결된 회전 지지부(30)가 설치되어 있다.

(회전 지지부(30))

회전 지지부(30)는, 팔 지지부(20)의 후단에 회전 자유롭게 연결되어 있다. 이 회전축을 본 명세서에서는 제1 회전축(31)이라 한다. 이에 의해 팔 지지부(20)는, 도1, 도 3에 있어서 y축을 따른 제1 회전축(31)을 중심으로 xz 평면 내를 자유롭게 선회할 수 있다.

한편에서 회전 지지부(30)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 팔 지지부(20)를 가로 방향으로 회전시키기 위한 제2 회전축(32)을 구비하고 있다. 이에 의해 팔 지지부(20)는, z축을 따른 제2 회전축(32)을 중심으로 xy평면 내를 자유롭게 선회할 수 있다. 이에 따라, 장착자는 팔 지지 기구(100)를 장착한 상태에서 팔을 올리거나 내리고, 겨드랑이를 열거나 닫을 수 있다. 즉, 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)를 연결하는 제1 회전축(31), 제2 회전축(32)으로써, 장착자의 팔의 움직임에 따라서 팔에 장착된 팔 지지부(20)의 자세 변화를 허용한다.

(회전각 유지기구)

그리고, 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)는, 제1 회전축(31)을 중심으로 하는 선회시에 이미 정한 회전각도로 유지하기 위한 회전각 유지기구를 구비한다. 회전각 유지기구는, 도 8의 사시도나 도 9의 확대 정면도 등에 나타내는 바와 같이, 회전 지지부(30)에 동심원 형태로 설치된 복수의 걸림홈(34)과, 팔 지지부(20)에 설치된 걸림홈(34)에 걸려서 유지되는 걸림손톱(36)으로 구성되어 있다. 이에 의해, 팔 지지부(20)를 임의의 각도로 고정할 때에는 이 각도에 대응하는 회전 지지부(30)의 걸림홈(34)에, 팔 지지부(20)의 손톱을 걸려 고정되게 함으로써 쉽게 팔 지지부(20)를 지지(保持)상태로 유지할 수 있다. 또한, 지지상태를 해제하려면, 겨드랑이나 팔꿈치를 여는 방향(y축 방향)으로 팔을 움직임으로써 쉽게 걸림손톱(36)과 걸림홈(34)의 걸림 상태를 해제할 수 있다. 이에 의해, 장착자는 팔을 올린 상태로 유지시킬 각도의 조정을, 겨드랑이를 연 상태에서 원하는 각도로 팔을 올리고, 유지하고자 하는 각도로 겨드랑이를 닫음으로써, 간단하게 각도 유지 기구의 ON/OFF를 전환할 수 있어서 쾌적하게 윗팔의 유지와 해제를 조작해서 작업하는 것이 가능해진다.

여기에서 회전각 유지기구를 상세하게 설명한다. 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)는 충분한 강도를 가지는 재질, 예를 들면 금속제로 한다. 회전 지지부(30)는, 반원형상 또는 부채꼴의 유지판(33)을 수직 자세로 지지봉(50) 선단의 절곡단(51)에 고정한다. 그리고 또한, 유지판(33)의 절곡단(51)과 고정한 면(절곡단 고정면)과는 반대측 면(팔 지지부 고정면)에 있어서, 반원형상 또는 부채꼴의 중심 부근에는 제1 회전축(31)을 통해서 회전 자유롭게 팔 지지부(20)의 후단이 고정된다. 팔 지지부(20)의 후단에는, 제1 연결부재(21)와 제2 연결부재(22)가 구비되어 있다. 제1 연결부재(21)와 유지판(33)은, 제1 회전축(31)으로 회전 자유롭도록 고정되어 있다. 또한, 제1 연결부재(21)와 제2 연결부재(33)는, 제1 회전축(31)과 교차하는 제2 회전축(32)으로 회전 자유롭게 고정된다. 제2 연결부재(22)는, 타단을 봉 형상으로 연장해서 팔 받침부(40)를 고정한다.

걸림홈(34)의 깊이는, 예를 들면 3mm 정도로 설정한다. 걸림홈(34)을 깊게 형성해서 걸림홈(34)과 걸림손톱(36)과의 접촉면적을 크게 함으로써 그 면에서의 저항력을 늘릴 수 있다.

(걸림손톱(36))

그리고 또한, 제2 연결부재(22)는, 유지판(33)과 대향하는 면에 걸림손톱(36)을 설치한다. 걸림손톱(36)은, 제1 연결부재(21)를 제1 회전축(31) 위에서 유지 가능한 임의의 회전각도로 회전시킨 상태에서, 제2 연결부재(22)를 유지판(33)에 접촉시켰을 때, 걸림홈(34)에 삽입되는 위치에 제2 연결부재(22) 상에 설치된다. 또한, 제2 연결부재(22)는 유지판(33)과 대향하는 면을 평면상태로 형성한다. 바람직하게는 제2 연결부재(22)의 횡단면은 직사각형 모양으로 한다.

그리고, 걸림손톱(36)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 걸림홈(34)에 삽입할 수 있도록 걸림홈(34)의 폭보다 작은 높이로 형성한다. 또, 걸림손톱(36)의 바닥면은 평면형상(36a)으로 하고, 윗면은 경사면(36b)으로 한다. 바꿔말하면, 걸림손톱(36)은 가장자리 둘레를 면(面) 형상으로 하지 않고, 선상(線狀)(단면에서 보아 점 형태)이 되도록 한다. 이에 따라, 팔 지지부(20)를 원하는 회전각으로 유지할 때, 장착자가 임의의 각도로 겨드랑이를 닫도록 팔을 움직여서 걸림손톱(36)이 복수의 걸림홈(34) 중 어느 것에 삽입하려고 할 때에 걸림손톱(36)이 걸림홈(34)의 벽의 윗면에 맞닿아서 삽입할 수 없게 되는 사태를 회피하기 쉽게 할 수 있다. 즉, 걸리게 하는 대상을 면과 면의 조합으로서 대향시키면, 가장자리 둘레가 걸리기 쉬워져서 걸림손톱(36)이 걸림홈(34)으로 들어가기 어려워질 것으로 생각되는바, 면과 선의 조합으로 함으로써 최초로 접촉하는 부위의 면적을 작게 해서 접촉의 가능성을 줄이고, 또 접촉하더라도 선 접촉이면 미끄러지기 쉬워져 인접하는 걸림홈(34)에 걸림손톱(36)이 쉽게 안내되기 때문이다. 그리고 또한, 걸림 상태의 해제에 있어서도, 팔 지지부(20)를 윗쪽으로 밀어올릴 때, 걸림손톱(36)의 윗면의 경사면(36B)를 따라서 윗쪽의 걸림홈(34)의 가장자리 둘레를 미끄러지게 함으로써 윗쪽의 걸림홈(34)에 저해되지 않고 팔 지지부(20)를 상방향으로 이동시키는 것이 가능해진다. 바꿔 말하면, 유지상태의 해제와 회전 각도의 변경 동작을 동시에 수행할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 또, 경사면(36b)을 곡면 형태로 함으로써 팔을 들어올릴 때에 걸림홈(34)의 가장자리 둘레와 곡면 형태의 경사면(36b)을 한층 더 미끄러지기 쉽게 해서 유지 상태에서 팔 들어올리기로 변경하는 동작을 원활하게 할 수 있다. 그리고 또한, 걸림손톱(36)의 아랫면과 윗면의 경계선, 즉 평면형상(36)과 경사면(36b)이 접하는 부분을 모서리 깎기 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 걸림손톱(36)을 복수의 걸림홈(34) 중 하나에 삽입할 때의 접촉감을 한층 더 부드럽게 해서 쉽게 미끄러지게 해서 삽입을 원활하게 할 수 있다.

(걸림홈(34))

또한, 유지판(33)은, 팔 지지부 고정면에 있어서, 반원형상 또는 부채꼴의 원호형상 부분을 따라서 동심원상으로 복수의 걸림홈(34)을 형성한다. 걸림홈(34)은, 일정한 폭으로 벽 형태로 늘어서 형성된다. 걸림홈(34)의 폭이나 수는, 요구되는 팔 지지부(20)를 유지 가능한 각도의 피치들에 따라서 결정된다.

(저항기구)

이 회전각 유지기구는 걸림홈(34)과 걸림홈(36)이 접합되는 영역에 저항을 발생시켜서 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)의 유지 상태를 유지하는 저항 기구를 구비한다. 저항 기구로써 회전 지지부(30)와 팔 지지부(20)의 유지(保持) 상태를 유지하여 의도하지 않은 유지 상태의 해제를 회피할 수 있다.

저항 기구로서는, 예를 들면 팔 지지 기구의 장착시 자세에 있어서, 복수의 걸림홈(34)을 수평면보다 상방으로 경사시킬 수 있다. 이 구성을 실현하기 위해, 예를 들면 변형 예에 관련한 도 10의 정면도에 나타내는 팔 지지 기구(400)와 같이, 한 쌍의 지지봉(50')을 회전 지지부(30')를 상방을 향해서 근접하는 자세로 수직 방향에서 각도 θ만큼 경사해서 고정한다. 이에 의해, 도 10에 있어서 우측의 회전각 유지기구를 확대한 도 11의 확대 정면도에 나타내는 바와 같이, 장착시에 걸림홈(34)이 수평면보다 더 상향이 되는 자세를 만들어내는 것이 가능해진다. 이 결과, 걸림홈(34)에 삽입되는 걸림손톱(36)이 자중으로 빠지기 어려운 상태가 되어 유지상태의 안정성을 늘릴 수 있다. 특히 걸림손톱(36)이 빠져나오기 위해서는 중력에 대항해서 경사를 오를 필요성을 발생시켜서 간단한 구성으로 효과적으로 저항을 부여하는 것이 가능해진다.

(걸림홈(34)과 걸림손톱(36)의 결합구조)

또, 저항 기구는, 상술한 바와 같이 경사시킴으로써 중력에 의한 항력을 늘리는 것에 한정되지 않고, 물리적인 응력을 더하는 구성으로도 할 수 있다. 예를 들면, 걸림홈(34)과 걸림손톱(36)이 접합되는 영역에 자력을 작용시켜서 흡인력을 발생시킬 수도 있다. 이에 따라, 걸림홈과 걸림손톱을 착탈 자유롭게 하면서 계지시의 결합력을 높여서 유지 상태의 신뢰성이 향상된다.

그리고 또한, 걸림손톱(36) 또는 복수의 걸림홈(34) 중 어느 것을 영구자석으로 구성하거나 혹은 걸림홈(34)과 걸림손톱(36)의 접합면에, 서로 다른 극이 나타나도록 영구자석을 구성해도 좋다. 혹은 또 전자석이나 솔레이노이드를 사용하면, 유지상태와 해제상태를 전기적으로 전환하는 것이 가능해진다. 다만, 이 경우는 전자석을 구성하기 위한 전기 배선과 전원이 필요해진다. 또 자력을 발생시키는 면(面)은 반드시 걸림손톱(46)과 걸림홈(34)의 접촉영역에 한정되지 않고, 예를 들면 제2 연결부재(22)와 유지판(33)에 자력으로 흡인력을 부가해도 좋다. 즉, 팔 지지부(20)가 아래로 내려가지 않도록 밑받침하는 기계구조는 걸림손톱(36)과 걸림홈(34)이 맡는 한편, 걸림손톱(36)과 걸림홈(34)이 빠지지 않도록 하는 저항 기구는 제2 연결부재(22)와 유지판(33)과의 접합면에 작용하는 자력이 담당하는 구성으로 할 수도 있다.

그리고 또한, 저항기구를 물리적인 결합 구조로도 할 수 있다. 예를 들면 도12A의 단면도에 나타내는 변형 예와 관련한 걸림손톱(36B)과 걸림홈(34B)에서는 선단을 L자 형상으로 절곡시킨 결합구조로 한다. 또 도 12B의 단면도에 나타내는 다른 변형 예와 관련한 걸림손톱(36C)과 걸림홈(34C)에서는 선단을 갈고리(claw) 모양으로 만곡시킨 결합구조로 한다. 이와 같이 걸림손톱(36C)과 걸림홈(34C)을 서로 결합하는 형상으로 형성함으로써 걸림홈과 걸림손틉을 착탈 자유롭게 하면서 결합구조에 의해서 계지시의 결합력을 높일 수도 있다.

(팔 받침부(40))

한편, 팔 지지부(20)의 타단에는 윗면에 팔 받침부(40)가 설치된다. 팔 받침부(40)는, 그 아랫면에 있어서 팔 지지부(20)와의 사이에서 요동축(搖動軸)(46)을 중심으로 요동 자유롭게 연결되어 있다. 이 요동축(46)은, 제1 회전축(31)과 평행한 자세로 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 요동축(46)은 팔 지지부(20)의 연장방향과 직교하는 자세로 설치되어 있다. 이에 의해, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 제1 회전축(31)과, 장착자의 어깨 관절이 일치하지 않아서 팔 지지부(20)가 장착자의 팔을 충분히 추종하지 못하는 각도가 되어도 장착자의 팔에 접촉되는 부분인 팔 받침부(40)와 팔 지지부(20)를 일정한 자세로 고정하지 않고 요동축(46)을 설치해서요동 자유롭게 함으로써 팔 지지부(20)에 대한 팔 받침부(40)의 각도를 변화할 수 있게 된 결과, 일정 범위이면 팔 지지부(20)의 회전각과 상관없이 팔 받침부(40)와 팔과의 자세를 동일하게 유지할 수 있어서 팔을 팔 받침부(40)의 넓은 면적으로써 받는 것이 가능해지고, 종래 문제가 되었던 팔 받침부(40)의 가장자리 둘레 부분이 일어나서 엣지 부분에서 응력이 집중해 팔을 죄이는 사태를 해소, 경감할 수 있으며, 팔에 대한 부하가 적은 팔 지지기구를 실현할 수 있다.

또한, 요동축(46)을 제1 회전축(31)과 평행하게 함으로써 팔 지지부(20)의 회전각도의 증감에 따라서 이것과 평행한 팔 받침부(40)의 요동축(46)의 요동각도를 조정함으로써 팔 받침부(40)의 경사 즉 가장자리 둘레 부분이 일어서는 것에 대응할 수 있어서 팔 받침부(40)의 가장자리 둘레 부분이 장착자의 팔에 접촉하는 사태를 효과적으로 경감할 수 있다.

팔 받침부(40)는, 도 1~도 5등에 나타내는 바와 같이, 수직 단면에서 보아 반원형상으로 절곡된 팔 서포트 부재(42)와, 이 팔 서포트 부재(42)의 개구단을 폐색하도록 설치된 팔 벨트 부재(41)를 구비한다. 팔 벨트 부재(41)도, 면 패스너나 버클 등에 의해 길이를 조정할 수 있도록 한다. 이 예에서는 두 장의 팔 벨트 부재의 대향하는 면에 면 패스너를 각각 마련해서 착탈 자유롭게 첩부(貼付) 가능하게 한다. 이 팔 받침부(40)에 장착자의 윗팔을 장착하려면 팔 벨트 부재(41)를 개방한 상태에서 윗팔을 팔 서포트 부재(42)에 올려서 윗팔의 위에서 팔 벨트 부재(41)를 겹쳐 길이를 조정해서 감아 붙인다. 혹은 팔 벨트 부재(41)를 체결한 상태에서 링 형태로 크게 개구된 팔 받침부(40)에 윗팔을 통과시킨 후, 팔 벨트 부재(41)를 조여서 윗팔에 밀착하도록 조정한다.

또 팔 서포트 부재(42)의 바깥면에는 도 3~도 5에 나타내는 바와 같이, 팔의 방향(x축 방향)을 따르도록 하방으로 돌출시킨 돌출 플레이트(45)를 설치하고, 이 돌출 플레이트(45)를 관통하도록 요동축(46)을 설치한다. 요동축(46)은 y축 방향을 따라서 설치되어 팔 받침부(40)를 xz 평면 내에서 요동시킬 수 있다.

그리고 또한, 팔 서포트 부재(42)의 내면에 쿠션성이 있는 탄성 부재(44) 등을 붙여도 좋다. 이에 따라 장착자의 윗팔을 부드럽게 가압해서 쾌적한 장착감을 느낄 수 있다.

또, 팔 받침부(40)는 장착자의 소매 쪽의 가장자리 둘레에 있어서 가장자리 둘레부분(43)을 곡면형태로 확개시킨다. 이와 같이 함으로써 팔 받침부(40)의 가장자리 둘레부분(43)을 확개하도록 곡면형상으로 함으로써 한층 더 팔에 접촉되는 부분의 부하를 경감해서 쾌적한 팔 지지가 실현된다. 또 팔 받침부(40)의 가장자리 둘레부분(43)은, 소매 쪽에만 한정되지 않고 어깨 쪽의 가장자리 둘레부분에 있어서도 마찬가지로 확개할 수 있는 곡면을 형성해도 좋다. 이에 따라, 예를 들면 팔 지지 기구의 장착시에 팔을 팔 받침부(10)로 통과시킬 때, 가장자리 둘레에 접촉되기 어려워져 쉽게 삽입할 수 있다.

그리고 또한, 팔 받침부(40)는, 장착자의 윗팔에 감아 돌려져 유지하기 위한 팔 서포트 부재(42)를 가진다. 이에 따라, 장착자의 윗팔에 팔 지지부(20)를 빠지기 어렵게 장착해서 윗팔의 움직임에 대한 팔 지지부(20)의 추종성을 높일 수 있다. 이때, 상술한 팔 받침부(40)의 요동기구에 의해 팔의 각도에 의해 팔 받침부(40)의 가장자리 둘레 부분(43)이 장착자의 윗팔을 조이거나 누르는 사태를 줄일 수 있으며 장착감을 향상시킨 쾌적한 사용 환경이 제공된다.

(슬라이드 기구)

또 팔 지지부(20)는 그 연장방향을 따라서 팔 받침부(40)의 위치를 변경 가능하게 구성한다. 구체적으로는 도 4에 나타내는 바와 같이 팔 받침부(40)의 아랫면에 팔 지지부(20)의 연장방향을 따라서 슬라이드 자유롭게 연결된 팔받이 슬라이드부(24)를 설치한다. 이에 의해, 팔 지지부(20)는, 팔 받침부(40)와 회전 지지부(30)와의 거리를 가변할 수 있어서, 어깨 관절의 각도에 따라서 팔을 파지하는 팔 받침부(40)와 회전 지지부(30)의 거리가 변화되어도 팔 지지부(20)의 길이를 조정함으로써 장착자에 대한 부담감 없이 쾌적한 동작을 실현할 수 있다.

바람직하게는 팔 지지부(20)를 금속제로 하는 한편, 팔받이 슬라이드부(24)를 수지제로 한다. 이에 의해, 팔 지지부(20)와 팔받이 슬라이드부(24)를 함께 금속제로 하는 경우에 금속부재끼리의 마찰에 의해 금속 가루가 발생되는 바, 팔받이 슬라이드부를 수지제로 함으로써 이와 같은 사태를 회피할 수 있다. 수지제의 팔받이 슬라이드부(24)를 금속제의 팔 지지부(20) 위로 슬라이딩시킴으로써 적당한 마찰력을 부여하고 슬라이드 자유롭게 하면서 임의의 위치에서 팔 받침부(40)를 정지시킨 상태로 할 수 있다. 즉, 윗팔을 받는 팔 받침부(40)의 위치가 정해지도록 팔 받침부(40)와 팔 지지부(20) 사이에 어느 정도의 마찰력을 발생시킴으로써 슬라이딩을 허용하면서도 정지 위치에서는 유지시키도록 할 수 있다.

또, 팔 받침부(40)를 팔 지지부(20)의 연장 방향을 따라서 슬라이딩 자유롭게 하는 구성 외에 팔 지지부의 길이를 신축 자유롭게 구성해도 좋다. 이 방법이라면, 장착자의 팔의 길이를 따라서 쾌적한 위치에서 팔 받침부를 장착하는 작업도 쉬워진다. 팔 받침부의 신축기구는, 예를 들면 통형상 부재에 봉형상 부재를 삽입해서 실현할 수 있다.

(지지봉 선회 기구(54))

또 지지봉(50)은, 그 연장방향을 중심으로서 회전 자유롭게 구성할 수도 있다. 예를 들면, 도 13의 분해 사시도에 나타내는 예에서는 지지봉(50)의 중간 부분에 연장방향(z축방향)으로 회전하는 지지봉 선회기구(54)를 설치한다. 이 도면에 나타내는 지지봉 선회기구(54)는, 지지봉(50)을 중간에서 분할해서 끼워넣음으로써 선회 자유롭게 한다. 여기에서는 분할된 지지봉들 사이에 원통형의 수지제의 칼라(50)를 개재시켜 칼라(54a)를 한쪽 지지봉에 압입하고, 압입된 칼라(54a)의 중공형태의 공동에 다른 쪽 지지봉을 삽입시킨다. 이때, O링 등의 탄성부재를 개재시킴으로써 지지봉의 선회에 마찰력을 주어서 사용자가 지지봉을 원하는 각도로 한 상태로 유지할 수 있다. 혹은 스프링을 이용해서 일정한 회전방향으로 지지봉을 가압하도록 구성해도 좋다.

이와 같이 제2 회전축과 평행한 회전축을 지지봉(50)에 부가함으로써 장착자는 겨드랑이를 닫은 채, 즉 회전각 유지기구의 유지상태를 유지한 채, 팔을 여는 동작이 가능해져 작업의 자유도를 늘릴 수 있다.

(전경 방지 벨트(60))

또한, 팔 지지 기구는, 전경(前傾, 앞으로 기울어짐) 방지 벨트(60)를 부가할 수도 있다. 팔 지지 기구를 장착자에게 장착할 때, 장착 위치가 부적절하거나 장착 자체가 충분하지 않아서 느슨하거나 혹은 작업중 팔의 움직임 등, 어떤 작용으로 도 14에 나타내는 바와 같이 팔 지지 기구(500)가 앞으로 기울어지는 자세가 되는 경우가 있다. 이와 같은 본래의 자세와는 다른 상태에서는, 팔 지지 기구(500)가 계획한 바와 같이 작동하지 않는 경우가 있다.

따라서, 도 15에 나타내는 바와 같이 전경 방지 벨트(60)를 부가해서 팔 지지 기구(500)가 장착된 상태에서 앞으로 기울어져 버리는 사태를 방지한다. 이 예에서는 지지봉(50)이 앞쪽으로 넘어지지 않도록 전경 방지 벨트(60)로써 배면 측에 인장력을 더한다. 구체적으로는 전경 방지 벨트(60)는 U자 형상으로 장착자의 배면에 체결되어, 가장자리 둘레를 지지봉(50)의 중간과 연결한다. 이 때문에 지지봉(50)의 중간에는, 전경 방지 벨트(60)를 삽입하기 위한 링(56)이나 훅을 설치한다. 이와 같이 전경 방지 벨트(60)로써 지지봉(50)을 중간에서 배면 쪽으로 잡아당기도록 장력을 부가함으로써 사용중에 지지봉(50)이 몸 고정부와의 연결부분을 중심으로 앞으로 기울어지는 것을 저지한다.

(사용 방법)

이어서, 이 팔 지지기구(100)의 사용방법에 관해서 설명한다. 우선 몸 고정부(10)를 장착자의 허리에 장착한다. 구체적으로는, 허리 뒤에 허리 서포트 부재(11)를 대서 허리의 앞면에서 허리 벨트 부재(12)를 체결해서 체결력을 조정하고 허리 고정부를 허리부에 고정한다.

이어서, 허리 고정부(10)의 좌우에 설치된 파이프형태의 봉 서포트 부재(13)에 봉 설치구(15)를 삽입하고, 이 봉 설치구(15)에 지지봉(50)의 삽입부를 삽입하여 고정한다. 필요에 따라서 스토퍼(53) 등을 이용해서 지지봉(50) 상단의 절곡단(51)에 연결된 제1 회전축(31)의 높이를 조정한다.

그리고 또한, 팔 받침부(40)에 장착자의 윗팔을 고정한다. 팔 받침부(40)의 팔 서포트부에서 윗팔의 아랫면을 파지하고, 그리고 윗팔의 윗면을 팔 벨트부재(41)로 체결한다.

이와 같이 해서 팔 지지기구(100)가 장착자에게 장착된다. 이 상태에서 장착자는 원하는 작업을 수행한다. 장착자가 팔을 올릴 때에는 겨드랑이를 연 상태에서 윗팔을 원하는 각도로 조정하고, 각도가 결정되면 겨드랑이를 닫도록 윗팔을 움직인다. 이에 따라, 팔 지지부(20)의 걸림손톱(36)이 회전지지부(30)의 걸림홈(34) 중 어느 것에 걸려서 유지 상태가 되고, 장착자가 윗팔의 힘을 빼더라도 팔 지지부(20)가 회전각 유지기구에 의해 윗팔이 지지되고, 팔을 올린 상태에서의 작업을 서포트하는 것이 가능해진다. 또 팔을 내리고자 하는 경우나 각도를 바꾼 경우에는 겨드랑이를 벌리도록 팔꿈치를 몸체로부터 멀어지게 함으로써 걸림손톱(36)과 걸림홈(34)의 걸림 상태가 간단하게 해제되어서 팔의 움직임이 방해받지 않으면서 자유롭게 움직일 수 있게 된다.

(실시형태 2)

이상의 회전각 유지기구는 회전 지지부 측에 복수의 걸림홈을 설치하고, 팔 지지부 측에 걸림손톱을 마련하는 구성을 설명하였다. 다만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않으며 상기와는 반대로 팔 지지부 측에 복수의 걸림 홈을 설치하고 회전 지지부 측에 걸림손톱을 마련한 회전각 유지기구를 구성해도 좋다. 이와 같은 예를 실시형태 2와 관련한 팔 지지기구로서 회전각 유지기구의 부분을 도 16의 확대 사시도에 나타낸다. 실시형태 2와 관련한 팔 지지기구는, 회전각 유지기구 이외의 부분은 상술한 실시형태 1과 관련한 팔 지지기구와 같으며, 같은 부재에 관해서는 실시형태 1과 같은 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다. 도 16에 나타내는 회전각 유지기구는 팔 지지부(20D) 측에 동심원 형태로 복수의 걸림홈(34D)을 유지판(33D)에 설치한다. 또한, 회전 지지부(30D) 측에 이 복수의 걸림홈(34D) 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱(36D)을 설치한다. 여기에서 걸림손톱(36D)의 형상은 걸림손톱(36D) 측이 정지(靜止)되어서 걸림홈(34D)을 지지하는 구조가 되므로 걸림손톱(36D)의 윗면측을 평면상태로 하고 아랫면측을 경사면으로 한다. 또한, 걸림손톱(36D)의 아랫면과 윗면의 경계선을 모서리 깎기 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 걸림홈(34D)에 걸림손톱(36D)을 삽입할 때의 걸림을 완화하여 쉽게 미끄러지게 해서 삽입을 매끄럽게 할 수 있다. 또, 아랫면의 경사면도 곡면형대로 함으로써 팔을 들어올릴때는 하측에 위치하는 걸림홈(34D)이 곡면형태의 경사면과 쉽게 미끄러져 유지상태에서 팔 들어올림으로 전환하는 동작을 매끄럽게 수행할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

실시형태 2의 회전각 유지기구에 따르면, 팔 지지부(20) 측에 걸림손톱(36)을 설치하는 구성에 비해 팔 지지부(20D)의 회전각과 상관없이 걸림홈(34D)과 걸림손톱(36D)의 저항력을 일정하게 유지할 수 있는 이점이 얻어진다. 즉, 팔 지지부(20) 측에 걸림손톱(36)을 설치하고, 회전 지지부(30) 측에 복수의 걸림홈(34)을 설치하는 구성에서는, 도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이 걸림홈(34)이 고정 즉 정지(靜止)되고, 걸림손톱(36)이 팔 지지부의 회전각을 따라서 이동하는 구성이 된다. 여기에서 팔 지지부(20)를 수평으로 유지하는 상태에서는, 도 17에 나타내는 바와 같이 장착자의 팔이나 팔 지지부(20) 등의 중량이 걸림손톱(36)에 인가되어서 작용하는 중력은 굵은 선의 화살표 F로 나타내는 대로 되어 이 중력에 따라서 걸림손톱(36)이 걸림홈(34)과 접하는 면적에 마찰력이 작용한다.

이 상태에서는 팔 지지부(20)를 상방으로 회전시켜서 도 18에 나타내는 상태를 생각한다. 걸림손톱(36)에 인가되는 중력(F)은 도 17의 상태와 같은 것으로 생각된다. 한편, 걸림손톱(36)과 걸림홈(34)과의 사이에 작용하는 마찰력은 이 두면을 수직으로 누르고 있는 힘(수직하중)에 의해 결정된다. 수직 하중을 F₁으로 하면, F₁은 중력 F의 분력 F_1, F₂ 중 한쪽으로 해석될 수 있다. 이 수직 하중 F₁을 도 17의 수직 하중(F)과 비교하면, F₁＜F가 되어 있는 것을 이해할 수 있다. 이로써 팔 지지부(20) 측에 걸림손톱(36)을, 회전 지지부(30) 측에 복수의 걸림홈(34)을 각각 설치하는 구성에 있어서 걸림손톱(36)과 걸림홈(34)과의 마찰력 즉 걸림손톱(36)이 빠지지 않도록 유지하는 저항력은 팔 지지부(20)의 회전각에 의해 변화하고 수평 자세에서 최대, 수직자세에서 최소가 된다고 할 수 있다. 이 구성에서는 팔 지지 기구를 사용할 때, 팔을 들어올릴수록 회전각 유지기구의 저항력이 약해져서 유지 상태가 해제되기 쉬워져 장착자에게 불편을 초래하는 경우가 있을 수 있다.

따라서, 실시형태 2에 있어서는, 팔 지지부(20D) 측에 복수의 걸림홈(34D)을 마련하고 회전 지지부(30D) 측에 걸림손톱(36D)을 설치한 회전각 유지지구를 구성한다. 이 구성이라면, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이 걸림손톱(36D) 측이 정지되어서 걸림홈(34D) 측이 회전하게 된다. 이 경우는, 걸림손톱(36D)의 윗면의 평면형상과, 이 평면형상과 윗면에서 접하는 걸림홈(34D)과의 사이에 마찰력 즉 유지 상태에서 벗어날 때의 저항력이 발생한다. 그리고, 이 구성이라면 팔 지지부(20D)의 회전각에 상관없이 걸림손톱(36D)와 걸림홈(34D)의 작용점은 변화하지 않기 때문에 중력 즉 수직 하중(F)도 일정해진다. 특히, 도 17의 구성에서의 변화하는 저항력의 최대값 그대로 유지할 수 있다. 이 결과, 장착자는 팔의 들어올림 위치에 상관없이 지지(保持)상태를 유지하는 저항력을 일정하게 할 수 있어 팔의 위치에 의해 유지상태가 쉽게 빠지는 사태를 해소하고 안정적으로 팔 지지기구를 사용할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

(변형 예)

또한, 이상의 예에서는, 몸 고정부와 팔 지지부와의 연결에, 지지봉을 개재시키는 구성에 관해서 설명하였다. 다만, 본 발명은 반드시 지지봉을 필수로 하지 않고 몸 고정부에 직접 팔 지지부를 연결하도록 구성할 수도 있다. 이와 같은 예를 변형 예로서 도 21에 나타낸다. 이 예에서는 팔 지지기구(200)는, 몸 고정부(10B)를 허리에 두르는 허리벨트 형태로 하지 않고 어깨에 메도록 구성한다. 몸 고정부(10B)는 한 쌍의 어깨 벨트 부재(16)와, 어깨 벨트 부재(16)들을 건너 매도록 어깨 서포트 부재(17)를 구비한다. 어깨 벨트 부재(16)는, 장착자의 양 어깨에서 팔에 걸쳐서 감겨진다. 또, 어깨 벨트 부재(16)는 각각 좌우의 어깨에 감아 돌려지는 구성에 더하여, 혹은 이를 대신해서 어깨띠(양어깨에서 양겨드랑이에 걸쳐 ‘十’자 모양으로 엇매어 옷소매를 걷어매는 끈) 걸이 형태로 구성할 수 있다. 어깨 서포트 부재의 양단에서 L자 형상으로 절곡된 절곡편(18)을 통해서 팔 지지부(20B)가 장착된다.

그리고 또한, 상술한 어깨 벨트 부재와 허리 벨트 부재를 병용해도 좋다. 이와 같은 예를 한층 더한 변형 예로 해서 도 22를 나타낸다. 이와 같이 어깨 벨트 부재(16)에 허리 벨트 부재(10C)를 부가함으로써 팔 지지기구(300)가 한 층 더 안정적으로 장착자에게 고정된다.

본 발명의 팔 지지기구는, 농업이나 공장, 건축현장, 예를 들면 선반 재배 과수나 철공소, 천장 작업 등으로 팔을 올린 채 작업이 요구되는 현장에서 팔을 올린 상태로 지지하기 위한 기구로서 적합하게 이용할 수 있다.

100,200,300,400,500; 팔 지지 기구
10,10B,10CL; 몸 고정부
11; 허리 서포트 부재
12; 허리 벨트 부재
13; 봉 서포트 부재
14; 스토퍼 홀
15; 봉 설치구
16; 어깨 벨트 부재
17; 어깨 서포트 부재
18; 절곡편
20,20A,20B,20D; 팔 지지부
21; 제1 연결 부재
22; 제2 연결 부재
24; 팔받이 슬라이드부
30,30D,30'; 회전 지지부
31; 제1 회전축
32; 제2 회전축
33,33D; 유지판
34,34B,34C,34D; 걸림홈
36,36B,36C,36D; 걸림손톱
36a; 평면상
36b; 경사면
40; 팔 받침부
41; 팔 벨트 부재
42; 팔 서포트 부재
43; 가장자리 둘레(端緣)부분
44; 탄성 부재
45; 돌출 플레이트
46; 요동(搖動)축
50,50A,50B,50'; 지지봉
51; 절곡단
52; 삽입부
53; 스토퍼
54; 지지봉 선회 기구
54a; 칼라
56; 링
60; 전경(前傾) 방지 벨트
110; 몸체 고정부
114A; 고정 지지봉
114a; 회전축
120A; 오른팔 받침부
120B; 왼팔 받침부
122; 통상 부재
122a; 나사 구멍
124; 통상 부재
126; 받이구
130A,130B; 연결 기구
132; 제1 연결부재
134; 제2 연결부재
140A,140B; 자세 유지 기구
142; 홈판(溝板)부재
144; 손톱부재
1200; 종래의 팔 지지 기구

Claims (17)

1. 장착자의 팔을 지지하기 위한 팔 지지 기구이며,
   장착자의 팔에 장착하기 위해 팔의 연장방향을 따라서 연장된 팔 지지부와,
   상기 팔 지지부의 일단에 연결된, 팔과 접촉되어서 떠받치기 위한 팔 받침부와,
   상기 팔 지지부의 타단과, 제1 회전축, 및 그 제1 회전축과 직교하는 제2 회전축을 중심으로 회전 자유롭게 연결된 회전 지지부와,
   상기 회전 지지부와 연결된, 장착자의 몸체에 고정하기 위한 몸 고정부를 구비하고,
   상기 회전 지지부와 팔 지지부는, 제1 회전축을 중심으로서, 이미 정해진 회전 각도로 유지(保持) 가능한 회전각 유지기구를 구비하고,
   상기 회전각 유지기구는, 상기 팔 지지부를 상기 회전 지지부에 접촉시킨 상태에서 유지상태로 하고, 상기 팔 지지부를 상기 제2 회전축을 중심으로 상기 회전 지지부로부터 이간시키도록 이동시킴으로써 유지 상태를 해제하도록 구성되고,
   상기 회전각 유지기구는, 상기 회전 지지부 및 상기 팔 지지부 중 어느 한쪽에 설치된 동심원상으로 설치된 복수의 걸림홈과, 상기 회전 지지부 및 상기 팔 지지부 중 어느 다른 쪽에 설치된 상기 복수의 걸림홈 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱으로 구성되어 있으며,
   상기 회전각 유지기구는, 상기 걸림홈과 걸림손톱이 접합되는 영역에 저항을 생기게 해서 상기 회전 지지부와 팔 지지부의 지속적인 유지 상태를 유지하는 저항기구를 구비하는 팔 지지 기구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전각 유지기구는, 상기 회전 지지부에 동심원상으로 설치된 복수의 걸림홈과, 상기 팔 지지부에 설치된 상기 복수의 걸림홈 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱으로 구성되어 있으며,
   상기 저항기구가, 팔 지지기구의 장착시의 자세에 있어서, 상기 복수의 걸림홈을 수평면보다 더 윗쪽으로 경사시켜 이루는 팔 지지 기구.
   
3. 제2항에 있어서,
   일단을 상기 회전 지지부에 고정하고, 타단을 상기 몸 고정부에 연결하고, 그 몸 고정부에서 장착자의 몸체를 따르도록 연장된 한 쌍의 지지봉을 더 구비하는 팔 지지 기구.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 저항 기구가, 상기 한 쌍의 지지봉에 대해서 상기 회전 지지부를 상방을 향해서 근접하는 자세로 기울게 해서 고정해서 이루는 팔 지지 기구.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 지지봉의 중간과 연결되고, 그 지지봉이 상기 몸 고정부와의 연결부분을 중심으로 앞으로 기울어지지 않도록 장착 상태에 있어서 장착자의 등쪽으로 잡아당기기 위한 전경(前傾) 방지 벨트를 더 구비하는 팔 지지 기구.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 지지봉이, 중간 부분에 있어서 그 연장 방향을 중심으로서 회전 자유롭게 이루는 팔 지지 기구.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 회전 지지부는 반원형상의 유지판을 구비하고 있으며,
   상기 유지판의 원주 위를 따라서 상기 복수의 걸림홈이 일정 간격으로 형성되어서 이루는 팔 지지 기구.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 팔 지지부는 그 연장방향을 따라서 상기 팔 받침부의 위치를 변경 가능하게 구성해서 이루는 팔 지지 기구.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 팔 받침부는 상기 팔 지지부 위를 그 연장방향을 따라서 슬라이딩 자유롭게 연결된 팔받이 슬라이드부를 구비해서 이루는 팔 지지 기구.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 팔 지지부를 금속제로 하고,
    상기 팔받이 슬라이드부를 수지제로서 이루는 팔 지지 기구.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 걸림손톱은, 아랫면을 평면상태로 하고, 윗면을 경사면으로 해서 이루는 팔 지지 기구.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 걸림손톱은 아랫면과 윗면의 경계선을 모서리 깎기(면취)해서 이루는 팔 지지기구.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 회전각 유지기구는, 상기 팔 지지부에 동심원상으로 설치된 복수의 걸림홈과, 상기 회전 지지부에 설치된 상기 복수의 걸림홈 중 어느 것에 걸려서 유지되는 걸림손톱으로 구성되어 이루는 팔 지지 기구.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 걸림손톱은 윗면을 평면상태로 하고, 아랫면을 경사면으로서 이루는 팔 지지 기구.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 저항기구가, 상기 걸림홈과 걸림손톱이 접합되는 영역에 자력(磁力)을 작용시켜서 흡인력을 발생시켜서 이루는 팔 지지 기구.
    
16. 제1항에 있어서,
    상기 저항기구가, 상기 걸림홈과 걸림손톱이 접합되는 영역에, 결합구조를 설치해서 이루는 팔 지지 기구.
    
17. 제1항에 있어서,
    상기 걸림손톱의 두께가 상기 걸림홈의 폭보다 더 작게 형성되어 이루는 팔 지지 기구.

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