(57)【要約】【課題】上腕の可動範囲を広くし、この広い可動範囲内において上腕の保持を補助することができる。【解決手段】略水平方向に延設され、上腕アームの付け根側の端近傍に設けられた第１軸と、第１軸とは異なる位置に略鉛直方向に延設された第２軸を有する回動ユニットにより、略棒状の上腕アームは、略鉛直方向に回動可能に保持されるとともに略水平方向に回動可能に保持される。索状体は、一端が弾性体に設けられ、他端が上腕アームの第１軸よりも先端側に設けられ、高さ方向の位置が第１軸よりも高い第１プーリの外周面のうちの上腕アームと反対側に巻き掛けられ、高さ方向の位置が第１軸よりも低い第２プーリの外周面のうちの前記上腕アーム側に巻き掛けられている。【選択図】図１
2020151260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の背中に固定される背面パネルを有する装着部と、
前記背面パネルに設けられる上腕ユニットと、
前記装着部に設けられる弾性体と、
前記弾性体と前記上腕ユニットとを連結する索状体と、
を備えた動作補助装置であって、
前記上腕ユニットは、
略棒状の上腕アームと、
前記上腕アームと前記背面パネルとの間に設けられており、前記上腕アームを略鉛直方向に回動可能に保持するとともに前記上腕アームを略水平方向に回動可能に保持する回動ユニットと、
を有し、
前記回動ユニットは、略水平方向に延設された第１軸と、前記第１軸とは異なる位置に、略鉛直方向に延設された第２軸と、軸心が略水平方向に延びるように配置された縦プーリと、を有し、
前記第１軸は、前記上腕アームの付け根側の端近傍に設けられた孔に挿入され、
前記縦プーリは、前記第１軸よりも前記背面パネル側に設けられた第１プーリ及び第２プーリを有し、
前記第１プーリの軸心は、高さ方向の位置が前記第１軸よりも高く、前記第２プーリの軸心は、高さ方向の位置が前記第１軸よりも低く、
前記索状体は、一端が前記弾性体に設けられ、他端が前記上腕アームの前記第１軸よりも先端側に設けられ、前記第１プーリの外周面のうちの前記上腕アームと反対側に巻き掛けられ、前記第２プーリの外周面のうちの前記上腕アーム側に巻き掛けられている
ことを特徴とする動作補助装置。
【請求項２】
前記回動ユニットは、軸心が略鉛直方向に延びるように配置された横プーリを有し、
前記横プーリは、前記第２軸に隣接して設けられ、
前記第２軸の軸方向から見て、前記横プーリの外周面と前記索状体との当接位置が前記第２軸と重なる
ことを特徴とする請求項１に記載の動作補助装置。
【請求項３】
前記弾性体を有する弾性体ユニットを備え、
前記弾性体ユニットは、前記装着部に設けられた枠体と、前記枠体に移動可能に設けられるとともに、前記索状体が連結された調整部材と、を有し、
前記弾性体は、一端が前記枠体に設けられ、他端が前記調整部材に設けられ、
前記調整部材を前記枠体に対して移動させることで前記弾性体の初期たわみ量を調整する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動作補助装置。
【請求項４】
前記弾性体は圧縮ばねであり、
前記調整部材は、前記圧縮ばねの圧縮量を調整する
ことを特徴とする請求項３に記載の動作補助装置。
【請求項５】
前記上腕アームには、長手方向が略鉛直方向に略沿った位置で前記上腕アームの回動を止めるストッパが設けられている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の動作補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザの胴体に装着されるよう構成されたハーネスと、ハーネスに結合されユーザの腕の一部を支持するアームレストを有するアームサポートとを備えたユーザの腕を支持するためのシステムが開示されている。アームサポートは、腕の動きに順応するよう構成され、この動きに実質的に干渉することなく追随し、ユーザが動く際に腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１４−５０３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のシステムにおいては、時計ばねであるトルク部材の両端が回動シャフト及び腕ブラケットに直接連結されているため、腕ブラケットの可動範囲が狭くなるという問題がある。特に、特許文献１に記載のシステムにおいては、腕を鉛直上向きに近い位置まで持ち上げた状態で上腕を支えることは構造上困難である。
【０００５】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、上腕の可動範囲を広くし、この広い可動範囲内において上腕の保持を補助することができる動作補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る動作補助装置は、例えば、使用者の背中に固定される背面パネルを有する装着部と、前記背面パネルに設けられる上腕ユニットと、前記装着部に設けられる弾性体と、前記弾性体と前記上腕ユニットとを連結する索状体と、を備えた動作補助装置であって、前記上腕ユニットは、略棒状の上腕アームと、前記上腕アームと前記背面パネルとの間に設けられており、前記上腕アームを略鉛直方向に回動可能に保持するとともに前記上腕アームを略水平方向に回動可能に保持する回動ユニットと、を有し、前記回動ユニットは、略水平方向に延設された第１軸と、前記第１軸とは異なる位置に、略鉛直方向に延設された第２軸と、軸心が略水平方向に延びるように配置された縦プーリと、を有し、前記第１軸は、前記上腕アームの付け根側の端近傍に設けられた孔に挿入され、前記縦プーリは、前記第１軸よりも前記背面パネル側に設けられた第１プーリ及び第２プーリを有し、前記第１プーリの軸心は、高さ方向の位置が前記第１軸よりも高く、前記第２プーリの軸心は、高さ方向の位置が前記第１軸よりも低く、前記索状体は、一端が前記弾性体に設けられ、他端が前記上腕アームの前記第１軸よりも先端側に設けられ、前記第１プーリの外周面のうちの前記上腕アームと反対側に巻き掛けられ、前記第２プーリの外周面のうちの前記上腕アーム側に巻き掛けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る動作補助装置によれば、略水平方向に延設され、上腕アームの付け根側の端近傍に設けられた第１軸と、第１軸とは異なる位置に略鉛直方向に延設された第２軸を有する回動ユニットにより、略棒状の上腕アームは、略鉛直方向に回動可能に保持されるとともに略水平方向に回動可能に保持される。索状体は、一端が弾性体に設けられ、他端が上腕アームの第１軸よりも先端側に設けられ、高さ方向の位置が第１軸よりも高い第１プーリの外周面のうちの上腕アームと反対側に巻き掛けられ、高さ方向の位置が第１軸よりも低い第２プーリの外周面のうちの前記上腕アーム側に巻き掛けられている。これにより、上腕アームの可動範囲（略鉛直方向の回動範囲）が広くなる。また、上腕の広い可動範囲内において上腕の保持を補助することができる。
【０００８】
ここで、前記回動ユニットは、軸心が略鉛直方向に延びるように配置された横プーリを有し、前記横プーリは、前記第２軸に隣接して設けられ、前記第２軸の軸方向から見て、前記横プーリの外周面と前記索状体との当接位置が前記第２軸と重なってもよい。これにより、上腕アームを水平方向及び鉛直方向にそれぞれ回動させることができる。また、弾性体の弾性力の影響を受けずに、上腕アームを水平方向に回動することができる。
【０００９】
ここで、前記弾性体を有する弾性体ユニットを備え、前記弾性体ユニットは、前記装着部に設けられた枠体と、前記枠体に移動可能に設けられるとともに、前記索状体が連結された調整部材と、を有し、前記弾性体は、一端が前記枠体に設けられ、他端が前記調整部材に設けられ、前記調整部材を前記枠体に対して移動させることで前記弾性体の初期たわみ量を調整してもよい。これにより、索状体が引っ張られていない状態（初期状態）における弾性体の弾性力を調整することができる。
【００１０】
ここで、前記弾性体は圧縮ばねであり、前記調整部材は、前記圧縮ばねの圧縮量を調整してもよい。これにより、弾性力の調整が容易である。
【００１１】
ここで、前記上腕アームには、長手方向が略鉛直方向に略沿った位置で前記上腕アームの回動を止めるストッパが設けられていてもよい。これにより、上腕アームの長手方向が略鉛直方向に配置されている状態で動作補助装置に上腕を装着することができ、使い勝手がよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上腕の可動範囲を広くし、この広い可動範囲内において上腕の保持を補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】動作補助装置１の斜視図である。
【図２】動作補助装置１の斜視図である。
【図３】動作補助装置の概略を示す正面図である。
【図４】動作補助装置の概略を示す右側面図である。
【図５】弾性体ユニット４０の断面図である。
【図６】動作補助装置１の斜視図であり、要部を透視した図である。
【図７】動作補助装置１の斜視図であり、要部を抜粋して表示した図である。
【図８】上腕ユニット１０及び弾性体ユニット４０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る動作補助装置１は、使用者の上腕の保持を補助するものである。
【００１５】
図１、２は動作補助装置１の斜視図であり、図３は動作補助装置１の概略を示す正面図であり、図４は動作補助装置１の概略を示す右側面図である。以下、使用者の後から前に向かう方向を＋ｘ方向とし、使用者の右から左に向かう方向を＋ｙ方向とし、使用者の下から上に向かう方向を＋ｚ方向とする。
【００１６】
動作補助装置１は、主として、使用者の右腕に装着される上腕ユニット１０と、使用者の左腕に装着される上腕ユニット２０と、上腕ユニット１０、２０を使用者に装着するための部材である装着部３０と、装着部３０に設けられる弾性体ユニット４０と、索状体５０と、を備える。上腕ユニット１０、２０は、使用者の左右にそれぞれ対をなして設けられている。動作補助装置１は、装着部３０を介して上腕ユニット１０、２０が使用者の側面に固定されることで、使用者に装着される。索状体５０は、弾性体ユニット４０が有する弾性体４１（後に詳述）と上腕ユニット１０、２０とを連結する。
【００１７】
なお、図１〜４では、説明のため、上腕ユニット１０の上腕アーム１１（後に詳述）が鉛直上向きに延設され、上腕ユニット２０の上腕アーム２１（後に詳述）が水平に延設された状態を図示しているが、使用者に装着されてない状態（初期状態）では、上腕アーム１１、２１は鉛直上向きに延設される。
【００１８】
装着部３０は、主として、背面パネル３１と、腰ベルト３２と、肩ベルト３３、３４と、を有する。
【００１９】
背面パネル３１は、使用者の背中に固定される板状の部材である。背面パネル３１には、腰ベルト３２及び肩ベルト３３、３４が設けられている。また、背面パネル３１には、上腕ユニット１０、２０及び弾性体ユニット４０が設けられる。
【００２０】
腰ベルト３２は、使用者の腰に装着される帯状の部材であり、一端が背面パネル３１に設けられた一対のベルト３２ａ、３２ｂを有する。ベルト３２ａ、３２ｂの端部が面ファスナー等により連結されたり離れたりすることにより、使用者が腰ベルト３２を腰部の周囲に当接可能である。腰ベルト３２には、図示しないバックル、腰ベルト３２の周囲長を調節するための機構等が備わっていてもよい。
【００２１】
肩ベルト３３、３４は、使用者の肩部に装着される帯状の部材である。肩ベルト３３、３４は左右対称に設けられる。肩ベルト３３、３４は、それぞれクッション部３３ａ、３４ａを有する。肩ベルト３３、３４には、図示しないバックル、肩ベルト３３、３４の周囲長を調節するための機構等が備わっていてもよい。
【００２２】
腰ベルト３２を使用者の腰に装着し、肩ベルト３３、３４を使用者の肩部に装着することで、背面パネル３１が使用者の背中に固定される。なお、背面パネル３１が使用者の背中で上方向（＋ｚ方向）に移動しないようにし、かつ背面パネル３１の中心と使用者の背中の中心とを略一致させるためには、腰ベルト３２を設けることが望ましいが、腰ベルト３２は必須ではない。
【００２３】
上腕ユニット１０は、主として、上腕アーム１１と、上腕パッド１２と、回動ユニット１３と、を有する。また、上腕ユニット２０は、主として、上腕アーム２１と、上腕パッド２２と、回動ユニット２３と、を有する。上腕ユニット１０と上腕ユニット２０は対をなして設けられており、略左右対称である。
【００２４】
上腕アーム１１、２１は、略棒状の部材である。上腕アーム１１、２１の先端には、それぞれ上腕パッド１２、２２が設けられている。上腕パッド１２、２２は、湾曲した平板状の部材であり、装着状態において使用者の上腕に当接する。
【００２５】
回動ユニット１３、２３は、それぞれ、上腕アーム１１、２１と装着部３０（ここでは、背面パネル３１）との間に設けられている。本実施の形態では、回動ユニット１３、２３は、一端が弾性体ユニット４０を介して背面パネル３１に設けられており、他端が上腕アーム１１、２１にそれぞれ設けられている。回動ユニット１３、２３は、それぞれ、上腕アーム１１、２１を略鉛直方向（上下方向）、すなわちｘｚ平面に沿って回動可能に保持するとともに、上腕アーム１１、２１を略水平方向（左右方向）、すなわちｘｙ平面に沿って回動可能に保持する。
【００２６】
回動ユニット１３、２３は、それぞれ、連結部材１４、２４と、左右回動ユニット１５、２５と、上下回動ユニット１６、２６と、を有する。上下回動ユニット１６、２６は、それぞれ、上腕アーム１１、２１を略鉛直方向に回動させるユニットである。左右回動ユニット１５、２５は、それぞれ、上腕アーム１１、２１及び上下回動ユニット１６、２６を略水平方向に回転させるユニットである。回動ユニット１３、２３については、後に詳述する。
【００２７】
弾性体ユニット４０は、装着部３０（ここでは、背面パネル３１）に設けられている。上腕ユニット１０と連結される弾性体ユニット４０は、背面パネル３１の右端（−ｙ端）近傍に設けられており、上腕ユニット２０と連結されるの弾性体ユニット４０は、背面パネル３１の左端（＋ｙ端）近傍に設けられている。
【００２８】
図５は、弾性体ユニット４０の断面図である。弾性体ユニット４０は、主として、弾性体４１と、枠体４２と、圧縮部材４３と、を有する。図５（Ａ）は弾性体４１のたわみ量を調整していない場合を示し、図５（Ｂ）は、弾性体４１のたわみ量を調整した場合を示す。なお、図５（Ｂ）では、弾性体４１の図示を省略する。
【００２９】
弾性体４１は、例えば圧縮ばねであり、索状体５０の延設方向に沿って索状体５０を引っ張る。弾性体４１は、枠体４２の内部に設けられる。弾性体４１は、一端（上側の端）が枠体４２に設けられており、他端（下側の端）が圧縮部材４３に設けられている。なお、枠体４２は圧縮ばねに限定されず、例えばぜんまいばねでもよい。
【００３０】
枠体４２は、略箱状の部材であり、背面パネル３１に設けられている。枠体４２には、圧縮部材４３が移動可能に設けられている。圧縮部材４３は、略板状の部材であり、弾性体４１及び索状体５０と連結されている。
【００３１】
圧縮部材４３は、枠体４２に沿って上下方向に移動可能である。圧縮部材４３は、主として、移動枠部４３ａと、調整部材４３ｃと、を有する。
【００３２】
移動枠部４３ａには、索状体５０が貫通する孔４３ｄが設けられている。索状体５０の端部５０ａは、圧縮部材４３に設けられている。言い換えれば、索状体５０は、移動枠部４３ａを介して弾性体４１に設けられている。索状体５０が弾性体ユニット４０から引き出されると、索状体５０が移動枠部４３ａを図５における上方向に引き上げることで、弾性体４１が圧縮される。
【００３３】
移動枠部４３ａには、弾性体４１が挿入される凹部４３ｂが形成される。凹部４３ｂの内部には、それぞれ、調整部材４３ｃが設けられている。調整部材４３ｃは、凹部４３ｂの内部を上下方向に移動可能である。
【００３４】
移動枠部４３ａには、ねじ孔４３ｅが設けられている。ねじ孔４３ｅには、それぞれねじ４４が螺合している。ねじ孔４３ｅへのねじ４４の螺合量を変えることで、調整部材４３ｃが凹部４３ｂの側面に沿って図５における上下方向に移動する。
【００３５】
図５（Ａ）に示す状態では、ねじ孔４３ｅへのねじ４４の螺合量が小さく、圧縮部材４３が枠体４２の下端に位置する。図５（Ａ）に示す状態からねじ孔４３ｄへのねじ４４の螺合量を大きくすると、図５（Ｂ）に示すように、調整部材４３ｃが図５における上方に移動する。その結果、図５（Ｂ）に示す状態では、索状体５０が引っ張られていない状態（初期状態）における弾性体の圧縮量、すなわち初期たわみ量が図５（Ａ）に示す状態よりも大きくなり、それに伴い弾性体４１の初期荷重も大きくなる。このように、弾性体ユニット４０が調整部材４３ｃを有することで、弾性体４１の初期たわみ量を調整することができる。
【００３６】
図１〜４の説明に戻る。本実施の形態では、弾性体ユニット４０は背面パネル３１の左右端及び上端近傍にそれぞれ設けられているが、弾性体ユニット４０が設けられる位置はこれに限られない。また、弾性体ユニット４０は、背面パネル３１以外の装着部３０に設けられていてもよい。
【００３７】
索状体５０は、例えばワイヤロープであり、上腕アーム１１、２１を駆動させる駆動ロープとして機能する。なお、本実施の形態では、ワイヤロープを索状体５０として用いたが、紐、鋼線等を索状体５０として用いてもよい。索状体５０は、一端が弾性体４１に設けられ、他端が上腕アーム１１、２１に設けられている。また、索状体５０は、回動ユニット１３、２３に沿ってそれぞれ設けられている。
【００３８】
次に、上腕ユニット１０、２０及び弾性体ユニット４０について説明する。図６は、動作補助装置１の斜視図であり、要部を透視した図である。図７は、動作補助装置１の斜視図であり、要部を抜粋して表示した図である。
【００３９】
連結部材１４、２４は、弾性体ユニット４０に設けられている。本実施の形態では、弾性体ユニット４０が背面パネル３１の上端近傍に設けられているため、連結部材１４、２４は弾性体ユニット４０（枠体４２）を介して背面パネル３１に設けられているが、連結部材１４、２４は直接背面パネル３１に設けられていてもよい。
【００４０】
連結部材１４は、枠体１４ａと、枠体１４ａの内部に設けられるプーリ１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅと、を有する。連結部材２４は、枠体２４ａと、枠体２４ａの内部に設けられるプーリ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅと、を有する。プーリ１４ｂ、１４ｃ、２４ｂ、２４ｃは、軸心が略水平方向に延びるように配置された縦プーリであり、プーリ１４ｄ、１４ｅ、２４ｄ、２４ｅは、軸心が略鉛直方向に延びるように配置された横プーリである。
【００４１】
左右回動ユニット１５、２５は、それぞれ、連結部材１４、２４と上下回動ユニット１６、２６とを連結する。左右回動ユニット１５は、左右回動アーム１５ａと、略鉛直方向に延設された軸１５ｂ、１５ｃと、を有する。左右回動ユニット２５は、左右回転アーム２５ａと、略鉛直方向に延設された軸２５ｂ、２５ｃと、を有する。
【００４２】
左右回動アーム１５ａは、板状部材を略コの字形状に折り曲げて形成された部材である。左右回動アーム１５ａの対向する２枚の板状部１５ｄ、１５ｅの間には、連結部材１４の凸部１４ｆ及び上下回動ユニット１６の凸部１６ｆが挿入される。凸部１４ｆと凸部１６ｆとは、それぞれ左右回動アーム１５ａの両端近傍に設けられる。また、板状部１５ｄ、１５ｅの両端近傍にはそれぞれ一対の孔（図示省略）が設けられており、これらの孔には軸１５ｂ、１５ｃがそれぞれ挿入される。つまり、軸１５ｂ、１５ｃは、それぞれ左右回動アーム１５ａの両端近傍に設けられる。軸１５ｂは、凸部１４ｆに設けられた図示しない孔に挿入され、軸１５ｃは、凸部１６ｆに設けられた図示しない孔に挿入される。これにより、左右回動アーム１５ａは、連結部材１４及び上下回動ユニット１６に対して水平方向に回動可能である。
【００４３】
同様に、左右回動アーム２５ａの両端近傍には、それぞれ凸部２４ｆと凸部２６ｆが設けられ、左右回動アーム２５ａは、連結部材２４及び上下回動ユニット２６に対して水平方向に回動可能である。左右回動ユニット１５と左右回動ユニット２５とは略左右対称であるため、左右回動ユニット２５についての詳細な説明を省略する。
【００４４】
上下回動ユニット１６、２６は、それぞれ、左右回動ユニット１５、２５と上腕アーム１１、２１とを連結する。上下回動ユニット１６は、枠体１６ａと、略水平方向に延設された軸１６ｂと、プーリ１６ｃ、１６ｄ、１６ｅと、を有する。上下回動ユニット２６は、枠体２６ａと、略水平方向に延設された軸２６ｂと、プーリ２６ｃ、２６ｄ、２６ｅと、を有する。プーリ１６ｃ、２６ｃは、軸心が略鉛直方向に延びるように配置された横プーリであり、プーリ１６ｄ、１６ｅ、２６ｄ、２６ｅは、軸心が略水平方向に延びるように配置された縦プーリである。
【００４５】
枠体１６ａは対向する２枚の板状部１６ｇ、１６ｈを有し、板状部１６ｇ、１６ｈの間には上腕アーム１１の付け根側の端部１１ａが挿入される。端部１１ａには、孔１１ｂが設けられる。つまり、孔１１ｂは、上腕アーム１１の付け根側の端近傍に設けられる。ここで、付け根側とは、上腕アーム１１が回動ユニット１３に取り付けられている側、つまり上腕アーム１１の回動ユニット１３及び背面パネル３１側である。
【００４６】
板状部１６ｇ、１６ｈには一対の孔（図示省略）が設けられており、これらの孔には軸１６ｂが挿入される。軸１６ｂは、孔１１ｂに挿入される。つまり、軸１６ｂは、上腕アームの付け根側に設けられている。これにより、枠体１６ａに対して、上腕アーム１１が垂直方向に回動可能である。
【００４７】
プーリ１６ｃは、左右回動アーム１５ａに挿入される凸部１６ｆの内部に設けられる。プーリ１６ｄ、１６ｅは、軸１６ｂとは異なる位置、ここでは軸１６ｂよりも背面パネル３１側に設けられておいる。また、プーリ１６ｅの軸心は、高さ方向の位置が軸１６ｂよりも高く、プーリ１６ｄの軸心は、高さ方向の位置が軸１６ｂよりも低い。
【００４８】
同様に、枠体２６ａの対抗する板状部２６ｇ、２６ｈの間には上腕アーム２１の付け根側の端部２１ａが挿入されており、軸２６ｂが孔２１ｂに挿入されており、これにより枠体２６ａに対して上腕アーム２１が垂直方向に回動可能である。上下回動ユニット１６と上下回動ユニット２６とは略左右対称であるため、上下回動ユニット２６についての詳細な説明を省略する。
【００４９】
索状体５０は、一端が圧縮部材４３を介して弾性体４１に設けられ、他端が上腕アーム１１、２１に連結される。上腕アーム１１、２１には、それぞれ凸部１１ｃ、２１ｃが設けられ、凸部１１ｃ、２１ｃに設けられたピン１１ｄ、２１ｄに索状体５０が連結されることで、索状体５０の端が上腕アーム１１、２１に連結される。
【００５０】
索状体５０は、プーリ１４ｂ〜１４ｅ、１６ｃ〜１６ｅの外周面に巻き掛けられ、これにより回動ユニット１３に沿って設けられる。また、索状体５０は、プーリ２４ｂ〜２４ｅ、２６ｃ〜２６ｅの外周面に巻き掛けられ、これにより回動ユニット２３に沿って設けられる。
【００５１】
次に、上腕ユニット１０、２０の動作について説明する。まず、上腕アーム１１、２１の鉛直方向の回動動作について説明する。図６、７の上腕ユニット１０に示すように、弾性体４１に負荷がかかっていない場合には、弾性体４１により索状体５０が弾性体ユニット４０の内部に引き込まれており、上腕アーム１１は長手方向が略鉛直方向に沿っている。上腕アーム１１の長手方向が略鉛直方向に配置されているときには、凸部１１ｃがプーリ１６ｅの外周面に当接する。つまり、凸部１１ｃは、長手方向が略鉛直方向に略沿った位置で上腕アーム１１の回動を止めて、上腕アーム１１がこれ以上後方に回動しないようにするストッパである。
【００５２】
使用者は、上腕アーム１１、２１の長手方向が略鉛直方向に配置されている状態で、上腕パッド１２、２２を上腕に装着する。凸部１１ｃにより長手方向が略鉛直方向に略沿った位置で上腕アーム１１、２１が止まり、上腕アーム１１、２１が背中側に回らないため、使用者が上腕を上腕パッド１２、２２に装着しやすい。
【００５３】
使用者の動作により、上腕アーム１１、２１が軸１６ｂを中心に回動し、弾性体４１の付勢力に抗して索状体５０が弾性体ユニット４０から引き出される。図６、７の上腕ユニット２０に示すように、圧縮部材４３は、枠体４２に当接する位置まで上方に移動し、上腕アーム２１は、軸２６ｂを中心に長手方向が略水平方向に沿う状態まで回動する。
【００５４】
索状体５０の端は、上腕アーム１１、２１の軸１６ｂよりも先端側に連結されている。ここで、先端側とは、根元側の反対側であり、上腕パッド１２、２２が設けられている側である。索状体５０は、軸心の高さが軸１６ｂよりも高いプーリ１６ｅの外周面のうちの上腕アーム１１と反対側に巻き掛けられている。また、索状体５０は、軸心の高さが軸１６ｂよりも低いプーリ１６ｄの外周面のうちの上腕アーム１１側に巻き掛けられている。同様に、索状体５０は、軸心の高さが軸２６ｂよりも高いプーリ２６ｅの外周面のうちの上腕アーム２１と反対側に巻き掛けられており、軸心の高さが軸２６ｂよりも低いプーリ２６ｄの外周面のうちの上腕アーム２１側に巻き掛けられている。
【００５５】
したがって、上腕アーム１１、２１が回動して、索状体５０が弾性体４１の弾性力に抗して圧縮部材４３を上方向（＋ｚ方向）に移動させると、弾性体４１が圧縮され、弾性体４１の弾性力が上腕アーム１１、２１を回動させる力、すなわち使用者の上腕を保持する力となる。
【００５６】
弾性体４１は圧縮ばねであり、ぜんまいばねやねじりばね等と比べて圧縮ばねはばね定数が大きいため、弾性体４１として圧縮ばねを使用することで、省スペースで大きな荷重が得られるという特徴がある。また、弾性体４１として圧縮ばねを使用することで、使用者の上腕を保持する力の調整が容易である。
【００５７】
次に、上腕アーム１１、２１の水平方向の回動動作について説明する。軸１５ｂ、１５ｃと軸１６ｂとは異なる位置に配置されているため、上腕アーム１１、２１の鉛直方向に沿った回動とは関係なく、上腕アーム１１、２１が水平方向に回動可能である。
【００５８】
図８は、上腕ユニット１０及び弾性体ユニット４０の平面図である。軸１５ｂの軸方向（ｚ方向）からみて、プーリ１４ｅは軸１５ｂに隣接して設けられ、プーリ１４ｅの外周面と索状体５０との当接位置が軸１５ｂと重なる。また、軸１５ｃの軸方向（ｚ方向）からみて、プーリ１６ｃは軸１５ｃに隣接して設けられ、プーリ１６ｃの外周面と索状体５０との当接位置が軸１５ｃと重なる。これにより、左右回動アーム１５ａが枠体１４ａに対して軸１５ｂを中心に回動しても索状体５０の延設方向が変化せず、枠体１６ａに対して左右回動アーム１５ａが軸１５ｃを中心に回動しても索状体５０の延設方向が変化しない。したがって、弾性体４１の弾性力の影響を受けずに、上腕アーム１１を水平方向に回動可能である。なお、上腕ユニット１０と上腕ユニット２０とは略左右対称であるため、上腕ユニット２０についての説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態によれば、電気等の外部の動力を用いることなく、上腕の保持を補助することができる。また、索状体５０を用いて弾性体４１と上腕アーム１１、２１とを連結するため、上腕アーム１１、２１の可動範囲が広くなり、この広い可動範囲内で上腕の保持を補助することができる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、弾性体４１に圧縮ばねを用いるため、省スペースで大きな力を得ることができる。また、弾性体４１の初期たわみ量を調整する調整部材４３ｃを有することで、初期状態における弾性体４１の弾性力を調整することができる。さらに、弾性体４１として圧縮ばねを用いるため、弾性力の調整が容易である。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、左右回動ユニット１５、２５と上下回動ユニット１６、２６を別に設けたため、上腕アーム１１、２１を水平方向及び鉛直方向にそれぞれ回動させることができる。また、ｚ方向からみて、プーリ１４ｅ、２４ｅの外周面と索状体５０との当接位置が軸１５ｂ、２５ｂと重なり、プーリ１６ｃ、２６ｃの外周面と索状体５０との当接位置が軸１５ｃと重なるため、弾性体４１の弾性力の影響を受けずに、上腕アーム１１、２１を水平方向に回動することができる。
【００６２】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明の技術的思想は、人体の動作を補助する動作補助装置以外にも適用可能である。
【００６３】
また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行、略直交とは、厳密に平行、直交の場合には限られない。また、例えば、単に平行、直交等と表現する場合においても、厳密に平行、直交等の場合のみでなく、略平行、略直交等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、例えばＡの近傍であるときに、Ａの近くであって、Ａを含んでも含まなくてもよいことを示す概念である。
【符号の説明】
【００６４】
１      ：動作補助装置
１０    ：上腕ユニット
１１    ：上腕アーム
１１ａ  ：端部
１１ｂ  ：孔
１１ｃ  ：凸部
１１ｄ  ：ピン
１２    ：上腕パッド
１３    ：回動ユニット
１４    ：連結部材
１４ａ  ：枠体
１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ：プーリ
１４ｆ  ：凸部
１５    ：左右回動ユニット
１５ａ  ：左右回動アーム
１５ｂ、１５ｃ：軸
１５ｄ、１５ｅ：板状部
１６    ：上下回動ユニット
１６ａ  ：枠体
１６ｂ  ：軸
１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ：プーリ
１６ｆ  ：凸部
１６ｇ、１６ｈ：板状部
２０    ：上腕ユニット
２１    ：上腕アーム
２１ａ  ：端部
２１ｂ  ：孔
２１ｃ  ：凸部
２１ｄ  ：ピン
２２    ：上腕パッド
２３    ：回動ユニット
２４    ：連結部材
２４ａ  ：枠体
２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ：プーリ
２５    ：左右回動ユニット
２５ａ  ：左右回転アーム
２５ｂ、２５ｃ：軸
２６    ：上下回動ユニット
２６ａ  ：枠体
２６ｂ  ：軸
２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ：プーリ
２６ｆ  ：凸部
２６ｇ、２６ｈ：板状部
３０    ：装着部
３１    ：背面パネル
３２    ：腰ベルト
３２ａ、３２ｂ：ベルト
３３、３４：肩ベルト
３３ａ、３４ａ：クッション部
４０    ：弾性体ユニット
４１    ：弾性体
４２    ：枠体
４３    ：圧縮部材
４３ａ  ：移動枠部
４３ｂ  ：凹部
４３ｃ  ：調整部材
４３ｄ  ：孔
４３ｅ  ：ねじ孔
４４    ：ねじ
５０    ：索状体
５０ａ  ：端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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