(57)【要約】【課題】  着座の際にアクチュエータが潰れるのを防ぐことができる動作アシスト装置を提供する。【解決手段】  アシスト機構２２Ｂ，２２Ｄと、アシスト機構の動作を制御する制御装置２９と、ユーザ１００の着座動作の情報を取得する入力インターフェース２７とを備えている。アシスト機構は、腰１００ａに固定される腰拘束部２１ａと膝１００ｂに固定される膝拘束部２１ｂとを有してユーザが装着するアシストウェア本体２１と、臀部１００ｃに相当する部分に位置して両拘束部間を連結するアクチュエータ１Ｂ，１Ｄとを有する。各アクチュエータは、弾性筒体１０を螺旋状に巻回して構成された第１アクチュエータ構造体２２Ｂ，２２Ｄを有する。入力インターフェース２７で取得した着座動作の情報を基に、ユーザ１００が着座するときに第１アクチュエータに流体を供給して第１アクチュエータを加圧して径方向に膨張するように制御装置２９で制御する。【選択図】図１０Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの動作をアシストする動作アシスト装置であって、
アシスト機構と、
前記アシスト機構の動作を制御する制御装置と、
前記ユーザの着座動作の情報を取得する入力インターフェースとを備え、
前記アシスト機構は、
腰拘束部及び膝拘束部を有するアシストウェア本体と、第１アクチュエータとを備え、
前記アシストウェア本体は、前記ユーザの少なくとも下半身に装着され、
前記腰拘束部は、前記ユーザの腰に固定され、
前記膝拘束部は、前記ユーザの膝に固定され、
前記第１アクチュエータは、前記腰拘束部と前記膝拘束部との間を連結するように配置されるとともに、前記ユーザの少なくとも臀部の位置に相当する前記アシストウェア本体の部分に位置し
前記第１アクチュエータは、更に
螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体を有し、
前記筒体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられており、
前記筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより、径方向に膨張、収縮するとともに長手方向に伸縮し、
前記制御装置は、前記入力インターフェースにより取得した前記着座動作の情報を基づいて前記第１アクチュエータに前記流体を供給して前記第１アクチュエータの径方向の膨張を制御する
動作アシスト装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ユーザが着座したのちの着座動作中も前記第１アクチュエータの加圧を維持するように制御する、
請求項１に記載の動作アシスト装置。
【請求項３】
前記アシスト機構は、前記アシストウェア本体の前側に位置しかつ前記腰拘束部と前記膝拘束部との間を連結するように配置される第２アクチュエータとをさらに有し、
前記第２アクチュエータは、螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体を有し、前記筒体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられて、前記筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより長手方向に伸縮し、
前記制御装置は、前記第２アクチュエータを前記第１アクチュエータと同じタイミングで加圧するとともに、前記第２アクチュエータが、前記第１アクチュエータよりも、より縮むように加圧するように制御する、
請求項１又は２に記載の動作アシスト装置。
【請求項４】
前記第１アクチュエータが、
前記アシストウェア本体の後側の前記ユーザの前記臀部に相当する部分に位置する臀部用アクチュエータと、
前記アシストウェア本体の後側の前記ユーザの腰に相当する部分に位置する腰部用アクチュエータと、
前記アシストウェア本体の後側の前記ユーザの太ももの裏側に相当する部分に位置する太もも裏側用アクチュエータとに分割されている、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の動作アシスト装置。
【請求項５】
前記入力インターフェースは、加速度センサと、角度センサと、筋電センサのいずれか１つを備えるように構成され、そのセンサからの情報を基に、前記着座動作の情報を取得する、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の動作アシスト装置。
【請求項６】
前記入力インターフェースとして、加速度センサで加速度の変動を検出したのち、角度センサで閾値以上の傾斜角度を検出したとき、前記着座動作であることを取得する、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の動作アシスト装置。
【請求項７】
前記入力インターフェースとして、加速度センサで加速度の変動を検出し、その後、角度センサで閾値以上の体幹前傾角を検出したのち、筋電センサで閾値以上の筋電を検出したとき、前記着座動作であることを取得する、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の動作アシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより長手方向に伸縮するアクチュエータを用いた動作アシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リンク機構及びアクチュエータによって、ユーザの脚の動きを積極的に補助する歩行支援装置が研究されている。このような歩行支援装置は、脚の側部にリンク機構を装着し、このリンク機構を駆動することで、歩行支援が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、新たな試みとして、軽くて柔軟な繊維状のアクチュエータを用いたアシストパンツが検討されている。このようなアクチュエータを用いると、アクチュエータを体に沿って柔軟に配置できるため、リンク機構が不要になり、衣服の下に装着可能な歩行支援装置が実現できる。
【０００４】
繊維状のアクチュエータの一つとして、近年、細径化が進む、マッキベン型のアクチュエータが知られている（例えば、特許文献２参照）。マッキベン型のアクチュエータは、編み組構造で補強されたゴムチューブにより構成され、ゴムチューブの内部を流体で加圧し、編み組の角度をパンタグラフのように変化させながら径方向の膨張を軸方向の収縮に変換することで、アクチュエータを伸縮させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１５０７１４号公報
【特許文献２】特開昭５９−１９７６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
柔軟な繊維状のアクチュエータでアシストスーツを実現する場合、リンク機構を用いる場合と異なり、人間の筋肉に沿ってアクチュエータを配置するのが望ましい。そのため、アシストウェアの一例として、歩行を支援するアシストパンツにおいては、臀部にもアクチュエータを配置すべきである。しかしながら、臀部にアクチュエータを配置すると、着座の際に人体と座席との間にアクチュエータが挟まれてアクチュエータが潰されるので、破損又は故障の原因になるという問題がある。
【０００７】
加えて、マッキベン型のアクチュエータは、内部の流体圧力を増減させることで軸方向に伸縮するが、ゴムチューブの内部が加圧されると、曲げ方向への自由な動きが阻害される。そのため、筋肉のように体に沿って柔軟に動作することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、着座の際にアクチュエータが潰れるのを防ぐことができる動作アシスト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る動作アシスト装置は、
ユーザの動作をアシストする動作アシスト装置であって、
アシスト機構と、
前記アシスト機構の動作を制御する制御装置と、
前記ユーザの着座動作の情報を取得する入力インターフェースとを備え、
前記アシスト機構は、
腰拘束部及び膝拘束部を有するアシストウェア本体と、第１アクチュエータとを備え、
前記アシストウェア本体は、前記ユーザの少なくとも下半身に装着され、
前記腰拘束部は、前記ユーザの腰に固定され、
前記膝拘束部は、前記ユーザの膝に固定され、
前記第１アクチュエータは、前記腰拘束部と前記膝拘束部との間を連結するように配置されるとともに、前記ユーザの少なくとも臀部の位置に相当する前記アシストウェア本体の部分に位置し
前記第１アクチュエータは、更に
螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体を有し、
前記筒体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられており、
前記筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより、径方向に膨張、収縮すると共に、長手方向に伸縮し、
前記制御装置は、前記入力インターフェースにより取得した前記着座動作の情報を基づいて前記第１アクチュエータに前記流体を供給して前記第１アクチュエータの径方向の膨張を制御する。
【００１０】
なお、これらの包括的かつ特定の態様は、システム、方法、並びに、システム及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の前記態様にかかる動作アシスト装置によれば、臀部に配置されたアクチュエータを着座の際に加圧して径方向に膨張させることによりアクチュエータが潰されるのを防ぎ、破損及び故障を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る動作アシスト装置のアクチュエータ用構造体を有するアクチュエータを模式的に示した図である。
【図２】実施の形態１に係る動作アシスト装置のアクチュエータ用構造体の筒体の一部を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る動作アシスト装置のアクチュエータ用構造体の筒体の横断面図である。
【図４】実施の形態１に係る動作アシスト装置のアクチュエータ用構造体の筒体を直線状にして正面から見た図である。
【図５】図４に示した筒体の縦断面図である。
【図６】動作アシスト装置のアクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】筒体の内部の流体を加圧する前の、第１の弾性部材の骨部を示す断面図である。
【図７Ｂ】筒体の内部の流体を加圧した後の、第１の弾性部材の骨部の変形を示す断面図である。
【図８Ａ】筒体の内部の流体を加圧する前の、アクチュエータ用構造体を示す模式図である。
【図８Ｂ】筒体の内部の流体を加圧した後の、アクチュエータ用構造体の伸縮を示す模式図である。
【図９Ａ】外力を加える前の、アクチュエータ用構造体を示す模式図である。
【図９Ｂ】外力を加えた後の、アクチュエータ用構造体の屈曲状態を示す模式図である。
【図１０Ａ】動作アシスト装置においてユーザがアシストパンツを装着したときを示す図であって、アシストパンツを前側から見た斜視図である。
【図１０Ｂ】動作アシスト装置においてユーザがアシストパンツを装着したときを示す図であって、アシストパンツを後側から見た斜視図である。
【図１１】動作アシスト装置の制御のブロック図である。
【図１２Ａ】動作アシスト装置におけるユーザの着座動作を示す説明図である。
【図１２Ｂ】動作アシスト装置において、ユーザの各姿勢において、動作センサで検出される加速度を示す説明図である。
【図１２Ｃ】動作アシスト装置において、ユーザの各姿勢において、図１２Ａの姿勢（ｃ）に示した体幹前傾角（ＡＦＩ）と、筋電センサで検出される外側広筋及び前頚骨筋のそれぞれの筋電位との変化を示す説明図である。
【図１３】動作アシスト装置において、着座の際のアクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】動作アシスト装置において、図１４Ｂ及び図１４Ｃとの比較のために示す、図１２Ａと同じ説明図である。
【図１４Ｂ】動作アシスト装置において、アクチュエータ用構造体及びアクチュエータ用構造体に印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。
【図１４Ｃ】動作アシスト装置において、バルブの開閉を示す説明図である。
【図１５Ａ】動作アシスト装置において、図１５Ｂ及び図１５Ｃとの比較のために示す、図１２Ａと同じ説明図である。
【図１５Ｂ】動作アシスト装置において、アクチュエータ用構造体及びアクチュエータ用構造体に印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。
【図１５Ｃ】動作アシスト装置において、バルブの開閉を示す説明図である。
【図１５Ｄ】動作アシスト装置において、着座の際のアクチュエータの別の駆動方法を示すフローチャートである。
【図１６Ａ】ユーザの起立の動作を示した説明図である。
【図１６Ｂ】各姿勢において動作センサで検出される加速度を示す説明図である。
【図１６Ｃ】各姿勢において、図１６Ａの姿勢（ｇ）に示した体幹前傾角（ＡＦＩ）と、筋電センサで検出される外側広筋の筋電位の変化を示す説明図である。
【図１７】起立の際のアクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図１８Ａ】動作アシスト装置において、図１８Ｂ及び図１８Ｃとの比較のために示す、図１６Ａと同じ説明図である。
【図１８Ｂ】アクチュエータ用構造体２２Ａ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂに印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。
【図１８Ｃ】バルブの開閉を示す説明図である。
【図１９Ａ】図１２Ａに示した姿勢（ｂ）において、アクチュエータ用構造体２２Ａが収縮すると、股関節が屈曲する方向にユーザに力が加わる状態を示す説明図である。
【図１９Ｂ】図１２Ａに示した姿勢（ｂ）において、アクチュエータ用構造体２２Ｂが収縮すると、股関節が伸びる方向にユーザに力が加わる状態を示す説明図である。
【図２０】実施の形態２にかかる動作アシスト装置のアシストパンツを後ろから見た斜視図である。
【図２１】実施の形態２にかかる動作アシスト装置の制御のブロック図である。
【図２２Ａ】実施の形態２にかかる動作アシスト装置の左脚前側のアクチュエータ用構造体２２Ａが加圧されると、アクチュエータ用構造体２２Ａは収縮し、股関節を曲げる方向にアシスト力を発生する状態を示す説明図である。
【図２２Ｂ】実施の形態２にかかる動作アシスト装置の左脚後ろ側のアクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが加圧されると、アクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは収縮し、股関節を伸ばす方向にアシスト力を発生する状態を示す説明図である。
【図２３】実施の形態２にかかる動作アシスト装置において着座の際のアクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図２４Ａ】実施の形態２にかかる動作アシスト装置において、図２４Ｂ、図２４Ｃとの比較のために示す、図１２Ａと同じ説明図である。
【図２４Ｂ】アクチュエータで印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。
【図２４Ｃ】バルブ２５、４５、４６の開閉を示す説明図である。
【図２５Ａ】動作アシスト装置において、図２５Ｂ、図２５Ｃとの比較のために示す、図１２Ａと同じ説明図である。
【図２５Ｂ】図２４Ｂと少し異なる、アクチュエータで印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃと少し異なる、バルブ２５、４５、４６の開閉を示す説明図である。
【図２６】起立の際のアクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【図２７Ａ】動作アシスト装置において、起立の動作を示した説明図である。
【図２７Ｂ】アクチュエータで印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。
【図２７Ｃ】バルブ２５、４５、４６の開閉を示す説明図である。
【図２８】転倒時の動作を示した説明図である。
【図２９】変形例にかかる動作アシスト装置のアシストパンツを後側から見た斜視図である。
【図３０】図２９の変形例において、着座の際のアクチュエータの駆動方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
本発明の第１の態様は、
ユーザの動作をアシストする動作アシスト装置であって、
アシスト機構と、
前記アシスト機構の動作を制御する制御装置と、
前記ユーザの着座動作の情報を取得する入力インターフェースとを備え、
前記アシスト機構は、
腰拘束部及び膝拘束部を有するアシストウェア本体と、第１アクチュエータとを備え、
前記アシストウェア本体は、前記ユーザの少なくとも下半身に装着され、
前記腰拘束部は、前記ユーザの腰に固定され、
前記膝拘束部は、前記ユーザの膝に固定され、
前記第１アクチュエータは、前記腰拘束部と前記膝拘束部との間を連結するように配置されるとともに、前記ユーザの少なくとも臀部の位置に相当する前記アシストウェア本体の部分に位置し
前記第１アクチュエータは、更に
螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体を有し、
前記筒体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられており、
前記筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより、径方向に膨張、収縮すると共に、長手方向に伸縮し、
前記制御装置は、前記入力インターフェースにより取得した前記着座動作の情報を基づいて前記第１アクチュエータに前記流体を供給して前記第１アクチュエータの径方向の膨張を制御する、動作アシスト装置を提供する。
この第１の態様によれば、臀部に配置されたアクチュエータを着座の際に加圧して径方向に膨張させることによりアクチュエータが潰されるのを防ぎ、破損及び故障を低減できる。
本発明の第２の態様は、前記制御装置は、前記ユーザが着座したのちの着座動作中も前記第１アクチュエータの加圧による径方向の膨張を維持するように制御する、
第１の態様に記載の動作アシスト装置を提供する。
この第２の態様によれば、ユーザが着座したのちの着座動作中もアクチュエータの加圧により径方向に膨張することにより、アクチュエータが潰されるのを防ぎ、破損及び故障を低減できる。
本発明の第３の態様は、前記アシスト機構は、前記アシストウェア本体の前側に位置しかつ前記腰拘束部と前記膝拘束部との間を連結するように配置される第２アクチュエータとをさらに有し、
前記第２アクチュエータは、螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体を有し、前記筒体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられて、前記筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより長手方向に伸縮し、
前記制御装置は、前記第２アクチュエータを前記第１アクチュエータと同じタイミングで加圧するとともに、前記第２アクチュエータが、前記第１アクチュエータよりも、より縮むように加圧するように制御する、
第１又は２の態様に記載の動作アシスト装置を提供する。
この第３の態様によれば、着座するときに第１アクチュエータを加圧して腰から膝を真っ直ぐさせようとして縮ませるとき、前側の第２アクチュエータも加圧し、かつ、縮む力を前側の第２アクチュエータを臀部側の第１アクチュエータよりも大きくして、やや前かがみになるようにアシストすれば、着座動作を妨げることがない。
本発明の第４の態様は、前記第１アクチュエータが、
前記アシストウェア本体の後側の前記ユーザの前記臀部に相当する部分に位置する臀部用アクチュエータと、
前記アシストウェア本体の後側の前記ユーザの腰に相当する部分に位置する腰部用アクチュエータと、
前記アシストウェア本体の後側の前記ユーザの太ももの裏側に相当する部分に位置する太もも裏側用アクチュエータとに分割されている、
第１〜３の態様のいずれか１つに記載の動作アシスト装置を提供する。
この第４の態様によれば、臀部用アクチュエータ以外の腰部用アクチュエータ及び太もも裏側用アクチュエータは圧力を低く抑えられるので、液漏れなど耐圧性能に起因するリスクを低減できる。また、前側のアクチュエータを備えている場合には、臀部用アクチュエータを加圧しても、腰部用アクチュエータ及び太もも裏側用アクチュエータを減圧してやれば、股関節を伸ばす力が働かないので、前側のアクチュエータの圧力を上げてバランスをとる必要がなく、前側のアクチュエータの駆動圧力を小さくでき、消費エネルギーを小さくできる。
本発明の第５の態様は、前記入力インターフェースは、加速度センサと、角度センサと、筋電センサのいずれか１つを備えるように構成され、そのセンサからの情報を基に、前記着座動作の情報を取得する、
第１〜４の態様のいずれか１つに記載の動作アシスト装置を提供する。
この第５の態様によれば、加速度センサと、角度センサと、筋電センサとは、それぞれ着座動作中に特徴的な動きを検出することが可能であるため、これらのいずれか１つを備えるように構成して、着座が完了する前に特徴的な動きを検出することにより着座動作を検出することができる。着座動作の検出によって、第１のアクチュエータを加圧することができ、第１の態様のような効果を発揮することができる。
本発明の第６の態様は、前記入力インターフェースとして、加速度センサで加速度の変動を検出したのち、角度センサで閾値以上の傾斜角度を検出したとき、前記着座動作であることを取得する、
第１〜４の態様のいずれか１つに記載の動作アシスト装置を提供する。
この第６の態様によれば、着座の開始を誤検出して、意図しない動作をすることを防ぐことができる。すなわち、加速度センサのみ、又は、角度センサのみでは、着座動作と類似の動作を、着座動作の開始と誤って検出してしまい、前傾姿勢となるようにアシストする可能性がある。そのような場合、ユーザが意図していないと、体のバランスを崩して転ぶ危険性がある。例えば、お辞儀又は前屈みで物を拾うときに、さらに屈曲するようにアシストされたら危険である。このような場合を確実に防止するためには、加速度センサと角度センサとの２つのセンサ出力の推移をモニタすることで、このような誤検出を防ぐことができる。
本発明の第７の態様は、前記入力インターフェースとして、加速度センサで加速度の変動を検出し、その後、角度センサで閾値以上の体幹前傾角を検出したのち、筋電センサで閾値以上の筋電を検出したとき、前記着座動作であることを取得する、
第１〜４のいずれか１つに記載の動作アシスト装置を提供する。
この第７の態様によれば、加速度センサと角度センサと筋電センサとの３つのセンサ出力の推移をモニタすることで、着座動作の誤検出をさらに減らすことができる。また、着座動作に入っても、筋電センサで閾値以上の筋電を検出するまで、すなわち、着座の直前までユーザが自由に動けるため、着座動作の途中で止まったり、途中で別の動作に移行することもでき、不測の事態にも対応できる。
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明における実施の形態１にかかる動作アシスト装置を詳細に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（全体構成）
まず、動作アシスト装置は、ユーザ１００の歩行、起立、及び、着座の動作アシストを行うことができる装置であって、ユーザ１００の後側に配置されてアクチュエータ１を有するアシスト機構２０と、アシスト機構２０の動作を制御する制御装置の一例としての制御部２９とを備えている。この実施形態では、一例として、アクチュエータの配置は歩行アシストを前提とした配置としているが、これに限られるものではない。
（アクチュエータ）
最初に、このアシスト機構２０に使用されるアクチュエータ１について説明する。アクチュエータ１は、以下のように、従来のマッキベン型のアクチュエータの課題を見出し、それを解消する構成としている。
【００１４】
（マッキベン型アクチュエータの課題）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、マッキベン型のアクチュエータに関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１５】
マッキベン型のアクチュエータは、ゴムチューブで構成されているため、元々、曲げ方向に対する柔軟性を備えているが、この柔軟性はゴムチューブの内圧が高まるほど減少し、曲げに対する剛性が高まっていく。曲げ剛性が高くなるのは、アクチュエータを曲げることで、ゴムチューブの内部空間に容積変化を引き起こすためであると考えられる。アクチュエータを曲げるには、内部空間の流体を圧縮すると共に、その圧縮力に応じた変形をゴムチューブに発生させなければならず、曲げに必要な力は内部空間の圧力が高いほど増加する。
【００１６】
このような特性は、曲げ剛性を利用した物体の把持動作などでは有用だが、例えば、アクチュエータを衣服状のアシストウェアに備え付けた場合に問題となる。すなわち、アクチュエータを腕又は脚などの人体形状に沿って曲げて取り付けた場合において、アクチュエータを伸縮させようとして流体を加圧すると、軸方向の力だけでなく人体形状に沿った曲げを解消する力も発生する。そのため、このアクチュエータを備え付けることで、軸方向への力をアシストすることはできるが、曲げ方向への自由な動きが阻害されるという問題がある。
【００１７】
このような問題を解決するために、本発明者は、先に、以下のような構造にかかるアクチュエータ用構造体を有するアクチュエータ１を提案している。すなわち、アクチュエータ用構造体は、筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより長手方向に伸縮するアクチュエータ用構造体であって、螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体を備え、前記筒体の外周面及び内周面の少なくとも一方には、前記筒体の軸心を中心軸として、螺旋状に溝が設けられている。
【００１８】
この構成によれば、筒体の中空部に流体を充填してその圧力を変化させた場合に、筒体が外側又は内側に弾性変形して、径方向に膨張又は収縮し、筒体の溝の螺旋に沿ってねじれが発生する。このねじれが発生することで、螺旋状に巻回された形状を有するアクチュエータ用構造体を長軸方向に対して伸縮させることができる。また、アクチュエータ用構造体を長軸方向に対して曲げる方向に外力を加えた場合に、筒体の所定方向のねじれにより筒体内部の容積が増える箇所と、所定方向とは逆方向のねじれにより筒体内部の容積が減る箇所との両方ができる。そのため、筒体内部の全体としての容積変化が少なくなり、アクチュエータ用構造体を容易に曲げることができる。
このような構成について、まず、以下に、詳細に図面を用いて説明したのち、このような、伸縮可能でありかつ曲げ方向への自由な動きを許容するアクチュエータ用構造体を有するアクチュエータが着座の際に潰れるのを防ぐことができる、本発明の実施の形態１にかかる動作アシスト装置について説明する。
【００１９】
まず、アクチュエータ１について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（アクチュエータ用構造体）
まず、図１を参照しながらアクチュエータ１の全体構成を説明する。このアクチュエータ１は、筒体の中空部に流体の加圧力を制御することにより、径方向に膨張又は収縮すると共に、長手方向に伸縮するものであり、アクチュエータ用構造体２と、圧力源３と、配管４とを備えている。
【００２１】
アクチュエータ用構造体２は、中空の筒体１０が長軸方向周りに螺旋状に巻回された形状をしている。筒体１０の内部には、水などの流体が充填されている。アクチュエータ用構造体２の上部は、図示しない固定具に固定され、その上端は配管４に接続されている。アクチュエータ用構造体２の下端は、かしめなどにより封止されている。このアクチュエータ用構造体２の構成については、後で詳しく説明する。
【００２２】
圧力源３は、配管４を介してアクチュエータ用構造体２に流体を出し入れすることで、アクチュエータ用構造体２の筒体１０の内部の圧力を増減し、アクチュエータ用構造体２を長軸方向沿いに伸縮させる。
【００２３】
圧力源３としては、例えば、シリンジポンプ（往復ポンプ）などが用いられる。シリンジポンプは、注射器のような円筒形のシリンジと、可動式の押子と、押子の位置を制御する制御部とを有するポンプであり、シリンジ内を押子で加圧して流体をシリンジ内から送り出し、また、シリンジ内を押子で減圧して流体をシリンジ内に回収する。シリンジポンプを作動することで、アクチュエータ用構造体２の筒体１０の内部に充填される流体の量又は圧力を調節することができる。
【００２４】
配管４は、圧力源３とアクチュエータ用構造体２とを接続する、流体の流出入の経路となるチューブ状の部材である。なお、圧力源３とアクチュエータ用構造体２とを直結する場合は、配管４を用いなくてもよい。また、配管４を分岐し、１つの圧力源３に複数のアクチュエータ用構造体２を連結してもよい。
【００２５】
次に、アクチュエータ用構造体２について説明する。
【００２６】
図２は、アクチュエータ用構造体２の筒体１０の一部を示す図であり、図３は、アクチュエータ用構造体２の筒体１０の横断面図である。
【００２７】
アクチュエータ用構造体２は、弾性を有する中空の筒体１０が、長軸方向周りに螺旋状に巻回された形状をしている。具体的には、筒体１０は、アクチュエータ用構造体２の長軸方向の軸心Ａ１を中心に螺旋状に巻回されている。筒体１０の外周面１０ｂには、筒体１０の軸心Ａ２を中心軸として、螺旋状に溝ｃが複数設けられている。本実施の形態１では、筒体１０の螺旋は軸心Ａ１に対して右巻きであり、溝ｃの螺旋は軸心Ａ２に対して右巻きである。すなわち、筒体１０と溝ｃとの螺旋の巻方向が一致している。
【００２８】
筒体１０は、図３に示すように、筒体１０の外側に配置されかつ円筒状の第１の弾性部材１１と、弾性部材１１の内側に配置されかつ第１の弾性部材１１よりも柔軟性の高い、円筒状（管状）の第２の弾性部材１２とにより構成されている。第２の弾性部材１２は中空であり、この中空部（内周面１２ａの内側）に流体５が充填される。
【００２９】
第１の弾性部材１１には、その内周面１１ａと外周面１１ｂとを貫通する複数の貫通穴１１ｃが設けられている。第２の弾性部材１２は、第１の弾性部材１１の内側の内周面１１ａに接して配置されて、貫通穴１１ｃを塞いでいる。したがって、溝ｃは、第１の弾性部材１１の貫通穴１１ｃの側面と、第２の弾性部材１２の表面（外周面１２ｂ）とにより形成される。なお、第１の弾性部材１１と第２の弾性部材１２とは、接着されていない。
【００３０】
また、第１の弾性部材１１は、その周方向に隣り合う溝ｃと溝ｃとの間に位置する複数の骨部ｂを有している。骨部ｂは、軸心Ａ２の中心軸と直交する径方向の断面が円弧状で、周方向に互いに間隔をあけて設けられている。骨部ｂは、この断面において４つの骨部ｂにより構成され、これらの骨部ｂが、軸心Ａ２を中心に螺旋状に巻回されることで、４つの溝ｃが軸心Ａ２周りに螺旋状に設けられている。
【００３１】
また、第１の弾性部材１１は第２の弾性部材１２の外側に配置されており、第１の弾性部材１１の内周面１１ａと溝ｃ（貫通穴１１ｃ）の側面とにより形成される稜線が、面取りされている。図３では、稜線が丸みを帯びて形成されているが、テーパ状に形成することも可能である。
【００３２】
前述したとおり、第２の弾性部材１２としては、第１の弾性部材１１よりも柔軟性の高い部材が用いられる。柔軟性が高い部材とは、素材として柔らかい部材、又は、構造的に柔らかい部材、例えば、薄く形成したり、波状に形成したりして変形しやすくなっている部材を含む意味である。
【００３３】
第１の弾性部材１１の材料としては、例えばナイロンが用いられ、第２の弾性部材１２の材料としては例えばシリコンゴムが用いられる。ただし、これらの材料に限られず、各種樹脂材料又は金属材料を用いることができる。これら弾性部材１１、１２は、必要とされる耐圧性、柔軟性、又は、流体５に対する耐性（耐薬品性、耐溶剤性、又は、耐油性）などを考慮して適宜選択される。例えば、弾性部材１１、１２に樹脂材料を用いることで、軽量なアクチュエータ用構造体２が得られる。また、剛性の高いエンジニアリングプラスチック又は金属材料を用いることで、アクチュエータ用構造体２の動作を高圧及び低流量で行うことができ、流体５の流れに伴う損失を低減できる。
【００３４】
なお、前述したアクチュエータ１の配管４は、アクチュエータ用構造体２の作動時の応答性を上げるため、弾性部材１１、１２よりも耐圧性を有するものが用いられる。
【００３５】
図４は、アクチュエータ用構造体２の筒体１０を直線状にして示した図であり、図５は、図４に示した筒体１０の縦断面図である。
【００３６】
図４及び図５に示すように、筒体１０は、多条溝構造であり、具体的には、４つの溝ｃ（ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４）と４つの骨部ｂ（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）とを有している。溝ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４は互いに平行で、それぞれの幅は一定である。隣り合う溝ｃの間隔（例えば、溝ｃ１と溝ｃ２との間隔）は、溝ｃの条数に応じて適宜設計される。骨部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４も互いに平行で、それぞれの幅ｗｂは一定である。骨部ｂの厚みｔｂは、骨部ｂの幅ｗｂよりも小さい。
【００３７】
これらの溝ｃは、流体による加圧力が０の場合において、筒体１０の軸心Ａ２に対して、傾きθが４５°未満となるように設けられている。また、筒体１０の直径ｄは例えば３．６ｍｍであり、溝ｃの螺旋ピッチｐ２は例えば１０ｍｍである。溝ｃの傾きθを４５°未満にすることで、溝ｃの螺旋ピッチｐ２が、筒体１０の外周長πｄ（本実施の形態１では第１の弾性部材１１の外周長）より大きくなるように設定している。
【００３８】
次に、アクチュエータ１の駆動方法について概略説明する。
【００３９】
図６は、アクチュエータ１の駆動方法を示すフローチャートであり、図８Ａ及び図８Ｂは、アクチュエータ用構造体２の長軸（軸心）Ａ１方向沿いの伸縮を示す模式図である。なお、図８Ａ及び図８Ｂでは、溝ｃの図示を省略している。
【００４０】
アクチュエータ１の駆動方法は、アクチュエータ１を準備するステップＳ１（ａ）と、アクチュエータ用構造体２の長軸方向（長軸Ａ１方向）の長さを増減させるステップＳ２及びＳ３（ｂ）とを備えている。
【００４１】
まず、アクチュエータ１を準備し、筒体１０の内部の流体５を加圧する前は、図８Ａに示すように、アクチュエータ用構造体２は定常状態にある（図６のステップＳ１）。定常状態とは、筒体１０の内部の流体５に予圧をかけた状態であり、アクチュエータ用構造体２の長さは自然長に予圧による収縮分と外力による変形分とを加えた長さとなる。
【００４２】
次いで、図８Ａに示す状態に対して、圧力源３を用いて流体５を、例えば０．５ＭＰａで加圧し、アクチュエータ用構造体２の筒体１０内にさらに流体５を供給する。これにより、図８Ｂに示すように、アクチュエータ用構造体２を長軸Ａ１方向に縮ませる（図６のステップＳ２）。
【００４３】
次いで、圧力源３で流体５を減圧することで、アクチュエータ用構造体２を軸心Ａ１方向に伸ばして、元の長さに戻す（図６のステップＳ３）。これらのステップを繰り返すことで、アクチュエータ用構造体２の長さを増減（伸縮）させる。なお、伸び又は縮みの動作は一方の動作だけでもよいし、順序を逆にしてもよい。また、伸び又は縮みのみの動作を複数回繰り返してもよい。
【００４４】
次に、アクチュエータ用構造体２の駆動メカニズムについて説明する。
【００４５】
図７Ａは、筒体１０の内部の流体５を加圧する前の、第１の弾性部材１１の骨部ｂを示す断面図である。図７Ｂは、筒体１０の内部の流体５を加圧した後の、第１の弾性部材１１の骨部ｂの変形を示す断面図である。
【００４６】
図７Ａ及び図７Ｂは、いずれも、骨部ｂの一巻分を軸心Ａ２方向から見た図である。
【００４７】
流体５を加圧する前は、図７Ａに示すように、骨部ｂの半径はｒである。流体５を加圧すると、筒体１０の第２の弾性部材１２を介して伝えられる圧力により、筒体１０の第１の弾性部材１１が径方向に膨張（変形）し、それに伴い、図７Ｂに示すように、骨部ｂの半径がｒ＋Δｒとなる。このとき、骨部ｂには、一巻きあたり、角度φ＝２πΔｒ／（ｒ＋Δｒ）のねじれが発生する。そして、このねじれが、第１の弾性部材１１を主体とする筒体１０全体を軸心Ａ２中心にねじれさせる。
【００４８】
図２の構成では、筒体１０の溝ｃが軸心Ａ２に対して右巻きであり、アクチュエータ用構造体２が軸心Ａ１に対して右巻きであるので、筒体１０に発生するねじれが、図８Ｂに示すように、アクチュエータ用構造体２を軸心Ａ１方向に縮ませるように作用する。
【００４９】
すなわち、筒体１０には、加圧による径方向の膨張に伴って、全体的に軸心Ａ２を中心に左巻方向のねじれが発生している。アクチュエータ用構造体２が軸心Ａ１を中心に右巻きであるので、図８Ｂに示すアクチュエータ用構造体２の右側に着目すると、筒体１０は、手前側が実線矢印の方向に回転するよう左巻方向にねじられる。一方、アクチュエータ用構造体２の左側に着目すると、筒体１０は、奧側が破線矢印の方向に回転するよう左巻方向にねじられる。したがって、筒体１０の全長にわたって発生するねじれは、筒体１０のピッチ角α（図８Ａの「２α」の半分の角度αを参照。）を小さくする（筒体１０の螺旋ピッチｐ１を小さくする）ように作用し、アクチュエータ用構造体２の長軸方向の長さが定常状態の長さよりも短くなる。
【００５０】
そして、流体５の加圧を解除すると、第１の弾性部材１１と第２の弾性部材１２との弾性力により、筒体１０の径方向の変形及びねじれが元に戻り、アクチュエータ用構造体２の長軸方向の長さも元の定常状態の長さに戻る。
【００５１】
なお、アクチュエータ用構造体２の筒体１０が膨張（変形）する際には、径方向だけでなく、軸Ａ２方向にも膨張（変形）しようとし、筒体１０の外周側に位置する溝ｃもその幅方向に広がろうとするが、本実施の形態１のように、溝ｃの傾きθを４５°未満とする（螺旋ピッチｐ２を筒体１０の外周長πｄより大きくする）ことで、溝ｃの幅方向の広がりが生じても、筒体１０に十分なねじれが発生するので、アクチュエータ用構造体２を長軸方向に十分に縮ませることができる。
【００５２】
次に、アクチュエータ用構造体２に外力を加えて曲げ変形させる場合について説明する。本実施の形態１にかかるアクチュエータ用構造体２は、長軸方向に対する横方向から外力を加えた場合でも、流体５の圧力に関係なく、アクチュエータ用構造体２自体の弾性で曲げ変形させられる点にも特徴がある。
【００５３】
図９Ａは、外力を加える前の、アクチュエータ用構造体２を示す模式図であり、図９Ｂは、外力を加えた後の、アクチュエータ用構造体２の屈曲状態を示す模式図である。なお、図９Ａ及び図９Ｂでは、溝ｃの図示を省略している。
【００５４】
図９Ｂに示すように、アクチュエータ用構造体２の軸心Ａ１に対して垂直方向の外力を加えて、曲げ変形させる場合を想定すると、筒体１０の一方のピッチ角α１が小さくなるとともに、他方のピッチ角α２が大きくなる。これにより、筒体１０の右側は手前側が実線矢印の方向に回転するよう左巻方向にねじられ、筒体１０の左側は奧側が破線矢印の方向に回転するよう右巻方向にねじられる。
【００５５】
溝ｃの螺旋の巻方向と逆方向にねじれが発生すると、筒体１０の直径が大きくなり、筒体１０の内部の容積が増加する。それに対し、溝ｃの螺旋の巻方向と同方向にねじれが発生すると、筒体１０の直径が小さくなり、筒体１０の内部の容積が減少する。本実施の形態１では、筒体１０の内部の容積の増加と減少が同時に発生しているので、筒体１０内部の全体としての容積変化が少なくなり、アクチュエータ用構造体２を容易に曲げることができる。
【００５６】
つまり、アクチュエータ用構造体２を曲げて変形させる際の剛性は、流体５に作用する圧力にはほぼ依存しないことになり、アクチュエータ用構造体２自体の持つ剛性が支配的となる。よって、アクチュエータ用構造体２として柔軟な材質のものを適用すれば、容易に曲げ変形することが可能なアクチュエータ用構造体２を実現できる。
（アクチュエータ以外の動作アシスト装置の構成）
以下、本実施の形態１にかかるアクチュエータ用構造体２を用いた動作アシスト装置１０１について、図面を参照しながら説明する。この動作アシスト装置１０１は、加圧した際に、長手方向に収縮する力と、径方向に膨張する力（潰れに対抗する力）が同時に働くものである。
動作アシスト装置１０１は、アシスト機構の一例としてのアシストウェアの具体的な例としてのアシストパンツ２０と、アシストパンツ２０の動作を制御する制御装置の一例として機能する制御部２９と、ユーザ１００の着座動作の情報を取得する入力インターフェース２７，２８とを備えている。
アシストパンツ２０は、腰拘束部２１ａと膝拘束部２１ｂとを有するアシストウェア本体の一例としてのアシストパンツ本体２１と、第２及び第３アクチュエータ１Ｂ，１Ｄとを少なくとも備えている。
アシストパンツ本体２１は、ユーザ１００が少なくとも下半身に装着する。
腰拘束部２１ａは、アシストパンツ本体２１の上側に配置されたゴムなどのリング状部材又は帯状部材であって、ユーザ１００の腰１００ａに着脱可能に固定される。
膝拘束部２１ｂは、アシストパンツ本体２１の腰拘束部１００ａよりも下側に配置されたゴムなどのリング状部材又は帯状部材であって、ユーザ１００の膝１００ｂに着脱可能に固定される。これらの腰拘束部２１ａ及び膝拘束部２１ｂは、ゴムなどで、腰１００ａ及び膝１００ｂをそれぞれ着脱可能に固定されて、第２及び第３アクチュエータ１Ｂ，１Ｄからのアシスト力をユーザ１００に付与して着座動作などをアシスト可能とするものである。
第２及び第３アクチュエータ１Ｂ，１Ｄは、それぞれ、アシストパンツ本体２１の後側のユーザ１００の少なくとも臀部１００ｃに相当する部分を含む腰付近から太もも裏側付近までの範囲に位置し、かつ、腰拘束部２１ａと左右の膝拘束部２１ｂとの間をそれぞれ連結するように配置されており、先のアクチュエータ１にそれぞれ相当する。第２アクチュエータ１Ｂは、筒体１０の中空部に流体の加圧力を制御することにより径方向に膨張又は収縮するとともに、長手方向に伸縮する単数又は複数のアクチュエータ用構造体２２Ｂを有して、第２アクチュエータ用構造体２２Ｂの上端が腰拘束部２１ａに連結され、下端が左側の膝拘束部２１ｂに連結されて、左側の臀部１００ｃを上下に覆うように配置されている。第３アクチュエータ１Ｄは、筒体１０の中空部に流体の加圧力を制御することにより径方向に膨張又は収縮するとともに、長手方向に伸縮する単数又は複数のアクチュエータ用構造体２２Ｄを有して、第３アクチュエータ用構造体２２Ｄの上端が腰拘束部２１ａに連結され、下端が右側の膝拘束部２１ｂに連結されて、右側の臀部１００ｃを上下に覆うように配置されている。アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄは、それぞれ、先に説明したアクチュエータ用構造体２と同一構造及び同一作用を行うものであって、螺旋状に巻回された、弾性を有する筒体１０を有し、筒体１０の外周面及び内周面の少なくとも一方には、筒体１０の軸心Ａ１を中心軸として、螺旋状に溝ｃが設けられている。
入力インターフェースは、例えば、着座動作情報取得部として機能するものであり、具体的には、動作センサ２７又は／及び筋電センサ２８などの各種センサで構成することができる。動作センサ２７又は／及び筋電センサ２８は、アシストパンツ本体２１に配置されている。
制御部２９は、入力インターフェース、例えば動作センサ２７又は／及び筋電センサ２８で取得した着座動作の情報を基に、少なくともユーザ１００が着座するときに、さらに、場合によっては着座動作中にも、第２及び第３アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄに流体を供給して第２及び第３アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを加圧して径方向の膨張を制御する。
【００５７】
まず、図１０Ａ〜図１１を参照しながら、本実施の形態１の動作アシスト装置１０１のアシストパンツ２０の全体構成を説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、ユーザ１００がアシストパンツ２０を下半身に装着したときを示す図である。図１０Ａは、アシストパンツ２０を前側から見た斜視図であり、図１０Ｂは、アシストパンツ２０を後ろから見た斜視図である。これらの図では、理解しやすくするため、ユーザ１００の下半身のみ示している。また、図１１は動作アシスト装置１０１の制御のブロック図である。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す動作アシスト装置１０１は、アシストパンツ２０と、動作センサ２７と、筋電センサ２８と、制御部２９とを有している。
また、アシストパンツ２０は、アシストパンツ本体２１と、腰拘束部２１ａと、一対の膝拘束部２１ｂと、第１、第２、第３、第４アクチュエータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄとで構成されている。
アシストパンツ本体２１は、ユーザ１００が下半身に装着する。アシストパンツ本体２１の上端縁には腰拘束部２１ａが固定されており、ユーザ１００の腰１００ａに着脱可能でかつ腰１００ａを拘束可能としている。アシストパンツ本体２１の一対の下端縁には一対の膝拘束部２１ｂが固定されており、ユーザ１００の左右の膝１００ｂにそれぞれ着脱可能にかつ左右の膝１００ｂをそれぞれ拘束可能としている。
第１、第２、第３、第４アクチュエータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、それぞれ、腰拘束部２１ａと膝拘束部２１ｂとの間に腰拘束部２１ａと膝拘束部２１ｂとを連結するように配置されている。
第１、第２、第３、第４アクチュエータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、左前側、左後側、右前側、右後側のアクチュエータ用構造体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄと、前側用と後側用の圧力源２３Ａ、２３Ｂと、前側用と後側用の配管２４Ａ、２４Ｂと、前側用と後側用のバルブ２５、２６とで構成されている。左前側、左後側、右前側、右後側のアクチュエータ用構造体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは、腰拘束部２１ａと膝拘束部２１ｂとの間に配置されている。
具体的には、左前側と右前側とのアクチュエータ用構造体２２Ａ、２２Ｃは、アシストパンツ本体２１の前面の腰拘束部２１ａと左右の膝拘束部２１ｂとの間に縦方向（又は上下方向）沿いにそれぞれ配置されている。また、左後側と右後側とのアクチュエータ用構造体２２Ｂ、２２Ｄは、アシストパンツ本体２１の後面の腰拘束部２１ａと左右の膝拘束部２１ｂとの間に縦方向（又は上下方向）沿いにそれぞれ配置されている。よって、ユーザ１００がアシストパンツ２０を下半身に装着したときに、アクチュエータ用構造体２２Ａ、２２Ｃは、ユーザ１００の前側の腹部から左右の膝１００ｂまでの間にそれぞれ接するように、アシストパンツ本体２１の前側に縦方向（又は上下方向）沿いに配置されている。アクチュエータ用構造体２２Ｂ、２２Ｄは、ユーザ１００の後ろ側の腰１００ａから左右の膝裏までの間にそれぞれ接するように、アシストパンツ本体２１の後側に縦方向（又は上下方向）沿いに配置されている。
また、アクチュエータ用構造体２２Ａは、前側用の配管２４Ａを介して前側用の圧力源２３Ａに接続され、前側用の配管２４Ａには前側用のバルブ２５が配置されている。同様に、アクチュエータ用構造体２２Ｂは、後側用の配管２４Ｂを介して後側用の圧力源２３Ｂに接続され、後側用の配管２４Ｂには後側用のバルブ２６が配置されている。圧力源２３Ａ、２３Ｂとしては、例えば、シリンジポンプ（往復ポンプ）などが用いられる。
図１０Ａでは、動作センサ２７は、アシストパンツ本体２１の後側の腰部の中央付近に配置されている。動作センサ２７は、加速度の変動（例えば、図１２Ｂ及び図１６Ｂの立ち上がり）を検出可能な加速度センサ２７ａ、体幹前傾角を検出可能な角度センサ２７ｂ、あるいは、体幹前傾角を検出可能なジャイロセンサ２７ｃ、などで構成され、着座、起立、及び、歩行などの意図をセンシングできるように構成されている。
筋電センサ２８は、アシストパンツ本体２１の左脚の太ももの前側に配置されている。具体的には、筋電センサ２８は、例えば、外側広筋の筋電位を検出する位置に配置され、動作センサ２７と同様に、動作の意図をセンシングできるように構成されている。筋電センサ２８も両脚にあることが望ましいが、図１０Ａでは右脚側の筋電センサ２８は図示を省略している。なお、ここでは、アシストパンツ本体２１としては、半ズボンで例示しているが、長ズボンの場合には、前頚骨筋の筋電位を検出する位置に筋電センサ２８が配置されるようにしてもよい。
制御部２９は、一例として、アシストパンツ本体２１の前側の腰部の中央付近に配置されている。制御部２９は、動作センサ２７と筋電センサ２８とからの情報が入力される一方、前側用と後側用の圧力源２３Ａ，２３Ｂと、前側用と後側用のバルブ２５，２６とに接続されている。よって、制御部２９は、動作センサ２７、あるいは、筋電センサ２８からの信号を基に、ユーザ１００の動作を把握し、前側用と後側用のバルブ２５，２６の開閉、及び前側用と後側用の圧力源２３Ａ，２３Ｂの圧力を制御する。なお、ユーザ１００の意図を検出するためのセンサは、本実施の形態１のように動作センサ２７及び筋電センサ２８の組み合わせでもよいし、どちらか一方でもよい。
【００５８】
前側用の圧力源２３Ａは、前側用の配管２４Ａを介して左前側及び右前側のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃに流体を出し入れすることで、左前側及び右前側のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの内部の圧力を増減し、左前側及び右前側のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃを伸縮させる。具体的には、左前側及び右前側のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃを加圧することで、左前側及び右前側のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃを収縮させ、股関節を曲げる方向にアシスト力を発生する。また、後側用の圧力源２３Ｂは、後側用の配管２４Ｂ，２２Ｄを介して左後側及び右後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄに流体を出し入れすることで、左後側及び右後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの内部の圧力を増減し、左後側及び右後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを伸縮させる。具体的には、左後側及び右後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを加圧することで、左後側及び右後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを収縮させ、股関節を伸ばす方向にアシスト力を発生する。
【００５９】
（着座動作及びアクチュエータの制御）
次に、ユーザ１００が本実施の形態１のアシストパンツ２０を装着して椅子１０３などに着座する際の動作、及び、アクチュエータ１の制御を説明する。ここで、第１のアクチュエータ１Ａは、アクチュエータ用構造体２２Ａと、圧力源２３Ａと、配管２４Ａと、バルブ２５とを有し、第２のアクチュエータ１Ｂは、アクチュエータ用構造体２２Ｂと、圧力源２３Ｂと、配管２４Ｂと、バルブ２６とを有している。第３のアクチュエータ１Ｃは、アクチュエータ用構造体２２Ｃと、圧力源２３Ａと、配管２４Ａと、バルブ２５とを有し、第４のアクチュエータ１Ｄは、アクチュエータ用構造体２２Ｄと、圧力源２３Ｂと、配管２４Ｂと、バルブ２６とを有している。
【００６０】
図１２Ａは着座の動作を示した説明図である。（ａ）はユーザ１００の起立姿勢、（ｂ）はユーザ１００の着座動作の開始時の姿勢、（ｃ）はユーザ１００の着座動作の途中姿勢、（ｄ）はユーザ１００の座直後の姿勢をそれぞれ示している。図１２Ｂは、各姿勢において、動作センサ２７で検出される加速度と時間の関係を示しており、実線３３は垂直方向の加速度、点線３４は水平方向の加速度をそれぞれ示している。図１２Ｃは、各姿勢において、図１２Ａの姿勢（ｃ）に示した体幹前傾角（ＡＦＩ）と、筋電センサ２８で検出される外側広筋（ＶＬ）及び前頚骨筋（ＴＡ）のそれぞれの筋電位との時間的な変化を示しており、実線３５が体幹前傾角、点線３６が外側広筋（ＶＬ）の筋電位、一点鎖線３０が前頚骨筋（ＴＡ）の筋電位を示している。なお、体幹前傾角は、鉛直方向とアシストパンツ本体２１の後側の腰拘束部２１ａの表面との成す角度であって、例えば、後側の腰拘束部２１ａに配置した動作センサ２７にジャイロセンサを用いることで検出できる。
図１２Ｃでは、一例として、体幹前傾角（ＡＦＩ）３５の閾値３５ａ以上のピークを検出した後に、外側広筋（ＶＬ）３６の筋電位の閾値３６ａ以上のピーク、又は、前頚骨筋（ＴＡ）３０の筋電位の閾値３０ａ以上のピークを検出したとき、制御部２９で着座と判定することができることを示している。
また、図１３は、着座の際の第１及び第３アクチュエータ及び第２及び第４アクチュエータのそれぞれの駆動方法を示すフローチャートである。図１４Ｂは、アクチュエータ用構造体２２Ａ（２２Ｃ）及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ（２２Ｄ）に印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。図１４Ｃは、バルブ２５、２６の開閉を示す説明図である。なお、図１４Ｂ及び図１４Ｃとの比較のために、図１２Ａと同じ説明図を図１４Ａとして示している。図１４Ｂ及び図１４Ｃにおいて、点線３１はアクチュエータ用構造体２２Ａの圧力、実線３２はアクチュエータ用構造体２２Ｂの圧力、点線３７はバルブ２５の開閉、実線３８はバルブ２６の開閉をそれぞれ示している。
ここで、制御の開始点である姿勢（ｂ）の制御部２９による判定は、例えば、腰が水平方向に移動（加速）した後、垂直方向に移動（加速）するなど、着座動作開始時の特徴的な動きを、動作センサ２７を用いて検出して制御部２９で判定する。このとき、体幹前傾角も参照して姿勢の判定を制御部２９で行うと、制御部２９での判定の精度が向上する。また、姿勢（ｄ）は着座の際の衝撃の影響が各種センサに現れるので、各種センサでの衝撃の影響に起因する情報を用いて制御部２９で容易に検出できる。
【００６１】
着座の際の各アクチュエータ１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）の駆動方法は、後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを加圧するステップと、着座動作を支援するステップと、着座後の姿勢を設定するステップとを備えている。
【００６２】
着座動作に入る前は、図６のステップＳ１と同様の定常状態であり、制御部２９で、前側のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及び後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄにそれぞれ予圧をかけ、バルブ２５及びバルブ２６は閉じた状態である。そして、図１４Ａの姿勢（ｂ）において動作センサ２７の検出情報により着座の意図を検出したと制御部２９で判定すると、制御部２９でバルブ２５及びバルブ２６を開き、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを加圧して径方向に膨張させる（図１３のステップＳ２１）。そして、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを十分に加圧して径方向に膨張させた後、制御部２９でバルブ２６を閉じる（図１３のステップＳ２２）。
【００６３】
ここで、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを加圧して径方向に膨張させるのは、着座の際の衝撃に備えるためであり、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを加圧してバルブ２６を制御部２９で閉じることにより、径方向に膨張したアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄにクッションの役割を持たせている。このとき、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄのみを加圧して径方向に膨張させると、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが長手方向沿いには収縮し、股関節を伸ばす方向に力が働くため、着座の動作が乱れてしまう。そのため、ステップＳ２１では、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃも同時に加圧して長手方向沿いに収縮させている。また、着座の際、前傾姿勢をとるため、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力は、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力よりも高めに設定される。このように設定すると、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが伸びた状態で、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの力が釣り合うので、前傾姿勢でバランスがとれた状態になる。このような制御は、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが印加圧力に比例する発生力とともに、歪に比例する静的なバネ力を発生する、という特性を利用している。また、本実施の形態１のアシストパンツ２０では、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄによる発生力のバランスがとれる姿勢を変化させていくことで、着座動作を支援している。したがって、アシストパンツ２０により設定された姿勢からずれるほど、アシスト力が大きくなる。
図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１２Ａに示した姿勢（ｂ）において、アクチュエータ用構造体２２Ａ〜２２Ｄによってユーザ１００に加わる力を示した説明図である。図１９Ａはアクチュエータ用構造体２２Ａから受ける力、図１９Ｂはアクチュエータ用構造体２２Ｂから受ける力をそれぞれ示している。図１９Ａに示すように、アクチュエータ用構造体２２Ａが収縮すると、股関節が屈曲する方向に力が加わる。また、図１９Ｂに示すように、アクチュエータ用構造体２２Ｂが収縮すると、股関節が伸びる方向に力が加わる。
【００６４】
バルブ２６を閉じた後は、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力は高圧のまま、ほぼ一定で推移し、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを収縮させる方向に力を出し続けるので、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力を制御部２９で調整することで、着座動作の支援を行う。着座動作の一例では、図１２Ａに示すように、姿勢（ａ）から姿勢（ｃ）の直前までは、臀部を後ろに突き出すとともに、バランスをとるため、徐々に前傾姿勢になる。そして、姿勢（ｃ）から姿勢（ｄ）の間で体を起こしつつ、臀部は椅子１０３に向かって落ちていく。例えば、この動作を支援するため、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力を徐々に上げ、姿勢（ｃ）を境に圧力を下げるように制御する（図１３のステップＳ２３）。姿勢（ｃ）の制御部２９による判定は、動作センサ２７で得られる加速度又は体幹前傾角、あるいは、筋電センサ２８で検出される筋電位から制御部２９で判定される。なお、姿勢（ｃ）において深い前傾姿勢をとると、重心が前の方に残り着座動作の速度が緩やかになる。着座動作が速すぎると制御部２９で判定した場合は、制御部２９で、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力を高めに制御して、速度を緩めるようにしてもよい。
以上のような制御を制御部２９で行うと、着座動作の速度を緩和したり、潰れを防止する所定圧、すなわち、潰れ動作の加圧力（第２の加圧力）を加えて臀部のアクチュエータ用構造体２２Ａ〜２２Ｄが加圧されて径方向に膨張させられる。径方向に膨張したアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄはクッションとなるので、着座の際の衝撃を緩和できる。これにより、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄを径方向に膨張させてアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが潰れるのを抑制でき、着座の衝撃でアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが潰れて破損することを防ぐことができる。
【００６５】
着座が完了すると、次に起立の意図を検出したと制御部２９で判定するまでの間は、座った状態を維持することになる。このとき、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力を高いままで維持すると、座っている間中、股関節の剛性が高いままとなるので圧迫感が生じる。そのため、制御部２９で、着座の衝撃に備えて高めに設定していた圧力を、着座後は後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが潰れない程度に（例えば、後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが径方向に少し膨張した状態を維持できる程度まで）下げ、バルブ２５，２６を閉じる（図１３のステップＳ２４）。
制御部２９によるこのような制御により、着座中の圧迫感を低減しつつ、着座している間に後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが潰れて破損するのを防ぐことができる。
以上のことから、アシストパンツ２０では、臀部に配置された後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが着座の際の衝撃、又は、着座中の荷重によって潰され、破損することを防ぐことができる。また、後側のアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄがクッションとなるので、ユーザ１００に対しても緩衝材として働く。
【００６６】
なお、図１３〜図１４Ｃに示したアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの制御部２９での圧力制御は、姿勢（ｂ）から姿勢（ｄ）の間の動作が比較的短時間で行われる場合、あるいは、細かい制御を行わない場合を想定している。しかし、アクチュエータ１の応答速度が着座動作と比べて十分に速く、着座動作の途中姿勢の把握も逐次行える場合は、図１５Ｂ及び図１５Ｃに示すように、着座の直前にアクチュエータ２２Ｂ，２２Ｄの圧力を高めるように制御部２９で制御してもよい。なお、図１５Ｂ及び図１５Ｃとの比較のために示す、図１５Ａは図１２Ａと同じ説明図である。
このようにすると、ユーザ１００の動作の自由度が向上する。図１４Ｂ及び図１４Ｃに示した制御では、着座の動作に入ると、アシストパンツ２０の動きに合わせてユーザ１００が動作することになるが、図１５Ｂ及び図１５Ｃに示す制御では、着座の直前までアシストパンツ２０の剛性が低く、ユーザ１００が自由に動ける状態になる。そのため、ユーザ１００が着座動作の途中で止まったり、途中で別の動作に移行することもできるため、不測の事態にも対応できる。
【００６７】
具体的には、姿勢（ｃ）までは、アシストを行わず、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及び２２Ｂ，２２Ｄは予圧のままにしておく（図１５ＤのステップＳ６１）。その後、筋電センサ２８等で着座直前の状態を制御部２９で判定し、制御部２９で、バルブ２５、２６を開いてアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及び２２Ｂ，２２Ｄを加圧してバルブ２５、２６を閉じる（図１５ＤのステップＳ６２）。着座後に再びバルブ２５、２６を開け、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｂ，２２Ｄの圧力を下げ、バルブ２５及びバルブ２６を閉じる（図１５ＤのステップＳ６３）。なお、ステップＳ６３は省略してもよい。
このとき、姿勢（ｃ）から（ｄ）の間で速やかに圧力を上げるために、姿勢（ｂ）の時点で予圧を１段上げるようにしてもよい。またこのとき、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの予圧を１段階上げてから、着座直前にさらに圧力を上げるまでの間、バルブ２６は開けたままにしておくと、着座直前に直ちに圧を上げることができる。又は、バルブ２５と圧力源２３Ａの間、及び、バルブ２６と圧力源２３Ｂの間にそれぞれ圧力容器を配置し、姿勢（ｂ）でバルブ２５、２６を閉じた状態で圧力源２３Ａ及び２３Ｂにより圧力容器の圧を上げ、姿勢（ｃ）でバルブ２５、２６が開いた瞬間に一気にアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｂ，２２Ｄの圧力が上昇するようにしてもよい。
【００６８】
以上のような制御を制御部２９で行うと、着座動作中のアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの駆動圧力が低減され、ユーザ動作の自由度が向上するとともに、液漏れなど耐圧性能に起因するリスクも低減できる。
【００６９】
（起立動作及びアクチュエータの制御）
次に、本実施の形態１のアシストパンツ２０を装着して起立する際の動作、及び、アクチュエータ１の制御を説明する。
【００７０】
図１６Ａは起立の動作を示した説明図であり、（ｅ）は着座姿勢、（ｆ）は起立動作の開始時の姿勢、（ｇ）は椅子１０３から臀部が離れた直後の姿勢、（ｈ）は起立直前の姿勢をそれぞれ示している。図１６Ｂは、各姿勢において動作センサ２７で検出される加速度と時間の関係を示しており、図１２Ａと同様に実線３３Ｂは垂直方向の加速度、点線３４Ｂは水平方向の加速度をそれぞれ示している。図１６Ｃは、各姿勢において、図１６Ａの姿勢（ｇ）に示した体幹前傾角（ＡＦＩ）と、筋電センサ２８で検出される外側広筋の筋電位との時間的な変化を示しており、実線３５Ｂが体幹前傾角、点線３６Ｂが筋電位をそれぞれ示している。
また、図１７は、起立の際の第１のアクチュエータセット及び第２のアクチュエータセットの駆動方法を示すフローチャートである。図１８Ｂは、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄに印加される圧力の変化を示す説明図である。図１８Ｃは、バルブ２５、２６の開閉を示す説明図である。なお、図１８Ｂ及び図１８Ｃとの比較のために、図１６Ａと同じ説明図を図１８Ａとして示している。図１８Ｂ及び図１８Ｃにおいて、点線３１Ｂはアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力、実線３２Ｂはアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力、点線３７Ｂはバルブ２５の開閉、実線３８Ｂはバルブ２６の開閉をそれぞれ示している。
なお、姿勢（ｇ）の制御部２９での判定は、例えば、腰が水平方向に移動した後、垂直方向に移動するなど、起立動作開始時の特徴的な動きを図１６Ｂに示した動作センサ２７の加速度変化から検出することにより、制御部２９で判定できる。あるいは、脚に力を入れようとした瞬間を筋電センサ２８により検出することで、制御部２９で判定できる。姿勢（ｆ）の時点で起立の意図を精度良く検出するためには、動作センサ２７の加速度と体幹前傾角との組み合わせが適している。これらを組合わせて制御部２９で判定することにより、姿勢（ｆ）の状態から立ち上がりのアシストを開始できる。
【００７１】
起立の際の各アクチュエータ１の駆動方法は、椅子１０３から臀部が離れる瞬間を検出するための準備ステップと、起立動作を支援するステップと、起立後の姿勢を設定するステップとを備えている。
【００７２】
起立動作に入る前は、図１３のステップＳ２４と同様の加圧状態であり、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄは、潰れない程度に加圧されて径方向に膨張し、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃは、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄによる発生力を加味し、着座姿勢において、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄとバランスがとれるように加圧され、バルブ２５及びバルブ２６は閉じた状態である。そして、図１６Ａの姿勢（ｆ）において、動作センサ２７により起立の意図を検出したと制御部２９で判定すると、制御部２９でバルブ２５を開き、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃを加圧する（図１７のステップＳ３１）。そして、臀部が椅子１０３から離れた姿勢（ｇ）を検出したと制御部２９で判定した後、制御部２９でバルブ２６を開く（図１７のステップＳ３２）。
【００７３】
臀部が椅子１０３から離れた後、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力を下げ、アクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力を上げることで、股関節を伸ばす起立動作の支援を行う。アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力が一致した後は、同圧のまま、アクチュエータ２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ２２Ｂ，２２Ｄの圧力を下げる（図１７のステップＳ３３）。アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄが同圧のとき、圧力による発生力はバランスがとれ、静的なバネ力のみが働く。この静的なバネ力を、起立姿勢でバランスがとれるように構成した場合、姿勢（ｈ）の前後では、圧力による発生力はバランスが取れているものの、股関節は屈曲しているので、静的なバネ力によって股関節を伸ばす支援が行われる。なお、静的なバネ力だけではアシスト力が足りない場合は、アクチュエータ２２Ｂ，２２Ｄの圧力をアクチュエータ２２Ａ，２２Ｃの圧力より高くしてもよい。
【００７４】
そして、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄの圧力を調整して起立動作を支援し、起立動作がほぼ完了すると、定常状態に移行する。このとき、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及びアクチュエータ用構造体２２Ｂ，２２Ｄには予圧をかけ、制御部２９でバルブ２５及びバルブ２６は閉じる（図１７のステップＳ３４）。
以上のように、本実施の形態１のアシストパンツ２０は立ち上がりの支援にも用いることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態１のアシストパンツ２０は、歩行動作に合わせて、右脚と左脚のアクチュエータ１をそれぞれ独立して動作させることで、歩行動作の支援も行うことができる。
【００７６】
（実施の形態２）
本実施の形態２において、実施の形態１と異なるのは、アシストパンツ２０Ｂのアシストパンツ本体２１の後面に配置されるアクチュエータ用構造体、配管、バルブ、圧力源とその制御方法のみである。まず、図２０及び図２１を参照しながら、本実施形態２の後面の構成を説明する。実施の形態１と同じ構成要素は、同じ符号を付し、説明を省略する。
図２０は、アシストパンツ２０Ｂを後ろから見た斜視図である。図２０において、腰から左右脚のそれぞれの膝裏にかけて左右のアクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ及び４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆがそれぞれ直列に配置され、左右の臀部（臀部用）のアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅはそれぞれ左右の配管４４Ｂを介して左右の中央側のバルブ４６に接続されている。左右の上側（腰部用）及び下側（太もも裏側用）のアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆはそれぞれ左右の配管４４Ａを介して左右の端側用のバルブ４５に接続され、バルブ４５及び４６は左右の圧力源４３に接続されている。よって、前側のアクチュエータ１Ａ，１Ｃは、筒体１０の中空部に流体の加圧力を制御することにより長手方向に伸縮するものであり、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃと、圧力源２３Ａと、配管２４と、バルブ２５とを備えている。後側の上側と下側のそれぞれのアクチュエータ？は、筒体１０の中空部に流体の加圧力を制御することにより長手方向に伸縮するものであり、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ，４２Ｃ，４２Ｆと、圧力源４３と、配管４４Ａと、バルブ４５とを備えている。後側の臀部のそれぞれのアクチュエータ？は、筒体１０の中空部に流体の加圧力を制御することにより径方向に膨張、収縮するとともに長手方向に伸縮するものであり、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅと、圧力源４３と、配管４４Ｂと、バルブ４６とを備えている。
【００７７】
各圧力源４３は、バルブ４６及び配管４４Ｂを介してアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅに流体を出し入れすることで、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの内部の圧力を増減し、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅを伸縮させるとともに、バルブ４５及び配管４４Ａを介してアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆに流体を出し入れすることで、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆの内部の圧力を増減し、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆを伸縮させる。
【００７８】
図２１は制御のブロック図を示している。本実施形態２では、制御部２９は、動作センサ２７、あるいは、筋電センサ２８からの信号を基に、ユーザ１００の動作を判定し、前面側用のバルブ２５及び後面側用のバルブ４５、４６の開閉と前面側用の圧力源２３Ａ及び後面側用の圧力源４３の圧力とを制御する。
【００７９】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、アクチュエータのアシスト方向の説明図である。図２２Ａは前側のアクチュエータの説明図である。図２２Ｂは後ろ側のアクチュエータの説明図である。それぞれ、屈伸動作中の人体を左側から見たときのアクチュエータ用構造体の動作を示している。図２２Ａにおいて、左脚前側のアクチュエータ用構造体２２Ａが加圧されると、アクチュエータ用構造体２２Ａは収縮し、股関節を曲げる方向にアシスト力を発生する。また、図２２Ｂにおいて、左脚後ろ側のアクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが加圧されると、アクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは収縮し、股関節を伸ばす方向にアシスト力を発生する。
【００８０】
次に、本実施の形態２のアシストパンツ２０Ｂを装着して着座する際の動作、及び、アクチュエータの制御を説明する。ここで、前側のアクチュエータ１Ａ，１Ｃは、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ、圧力源２３Ａ、配管２４Ａ、及びバルブ２５を有している。後側の臀部のアクチュエータ１は、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅ、圧力源４３、配管４４Ｂ、及びバルブ４６を有している。後側の上側と下側のアクチュエータ１は、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ及び４２Ｃ，４２Ｆ、圧力源４３、配管４４Ａ、及びバルブ４５を有している。なお、圧力源４３は後側の上側と下側のアクチュエータ１の兼用で、バルブ４５及び４６の開閉により、駆動するアクチュエータ用構造体の切り換え、あるいは、同時駆動が可能である。
【００８１】
図２３は着座の際の前側のアクチュエータ１Ａ，１Ｃ、及び後側の上側と下側のアクチュエータ１の駆動方法を示すフローチャートである。図２４Ｂはこれらのアクチュエータ１で印加される圧力の時間的な変化を示す説明図である。図２４Ｃはバルブ２５、４５、４６の開閉を示す説明図である。なお、図２４Ｂ及び図２４Ｃとの比較のために、図１２Ａと同じ説明図を図２４Ａとして示している。図２４Ｂ及び図２４Ｃにおいて、点線５１はアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力、実線５２はアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力、破線５３はアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ及び４２Ｃ，４２Ｆの圧力、点線５４はバルブ２５の開閉、実線５５はバルブ４６の開閉、破線５６はバルブ４５の開閉をそれぞれ示している。なお、着座動作において、右脚側は左脚側と同じ動作をするものとして説明を省略する。
【００８２】
着座の際のアクチュエータの駆動方法は、アクチュエータ用構造体４２Ｂを加圧するステップと、着座動作を支援するステップと、着座後の姿勢を設定するステップとを備えている。
【００８３】
着座動作に入る前は、図６のステップＳ１と同様の定常状態であり、アクチュエータ用構造体２２Ａ、アクチュエータ用構造体４２Ｂ、アクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃに予圧をかけ、バルブ２５、４５及び４６は閉じた状態である。そして、図２４Ａの姿勢（ｂ）において動作センサ２７により着座の意図を検出したと制御部２９で判定すると、バルブ４５を開いてアクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃを減圧し、アクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃの減圧が完了したところで、バルブ４５を閉じ、バルブ４６を開けてアクチュエータ用構造体４２Ｂを加圧する（図２３のステップＳ４１）。そして、アクチュエータ用構造体４２Ｂを十分に加圧した後、バルブ４６を閉じる（図２３のステップＳ４２）。
【００８４】
ここで、アクチュエータ用構造体４２Ｂを加圧して径方向に膨張させるのは、着座の際の衝撃に備えるためであり、アクチュエータ用構造体４２Ｂを加圧して径方向に膨張させたのち、バルブ４６を閉じることにより、アクチュエータ用構造体４２Ｂにクッションの役割を持たせている。このとき、アクチュエータ用構造体４２Ｂのみを駆動すると、アクチュエータ用構造体４２Ｂが長手方向に収縮し、股関節を伸ばす方向に力が働くため、着座の動作が乱れてしまう。そのため、ステップＳ４１ではアクチュエータ用構造体４２Ｂの加圧の前にアクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃを減圧して、アクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃを長手方向に伸ばしている。
【００８５】
また、着座の際に前傾姿勢をとるため、アクチュエータ用構造体２２Ａの圧力は、着座動作に入ると加圧される。このとき、直列に連結されたアクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、トータルとしては収縮する力が弱いので、アクチュエータ用構造体２２Ａは比較的小さな圧力の印加により前傾姿勢でバランスがとれた状態になる。ここで、前傾姿勢でバランスがとれた状態とは、アクチュエータ用構造体４２Ｂが収縮しながらも、アクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのトータルとしてみれば、長さが伸びた状態でアクチュエータ用構造体２２Ａが収縮する力と釣り合う状態のことである。
【００８６】
本実施の形態２のアシストパンツ２０Ｂでは、アクチュエータ用構造体２２Ａとアクチュエータ用構造体４２Ｂ及び４２Ａと４２Ｃによる発生力が、バランスされる姿勢を変化させていくことで着座動作を支援している。したがって、アシストパンツ２０Ｂにより設定された姿勢からずれるほど、アシスト力が大きくなる。
【００８７】
バルブ４６を閉じた後は、アクチュエータ用構造体４２Ｂと、アクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃの圧力はほぼ一定で推移し、アクチュエータ用構造体４２Ｂは収縮し、アクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃは伸長した状態を維持する。そのため、アクチュエータ用構造体２２Ａの圧力を調整することで、着座動作の支援を制御部２９で行う。着座動作の一例では、図２４Ａに示すように、姿勢（ａ）から姿勢（ｃ）の直前までは、臀部を後ろに突き出すとともに、バランスをとるため、徐々に前傾姿勢になる。そして、姿勢（ｃ）から姿勢（ｄ）の間で体を起こしつつ、臀部は椅子１０３に向かって落ちていく。例えば、この動作を支援するため、アクチュエータ用構造体２２Ａの圧力を徐々に上げ、姿勢（ｃ）を境に圧力を下げるように制御部２９で制御する（図２３のステップＳ４３）。なお、姿勢（ｃ）において深い前傾姿勢をとると、重心が前の方に残り着座動作の速度が緩やかになる。着座動作が速すぎると制御部２９で判定した場合は、アクチュエータ用構造体２２Ａの圧力を高めに制御部２９で制御して、速度を緩めるようにしてもよい。
【００８８】
このような制御を制御部２９で行うと、着座動作の速度を緩和したり、臀部のアクチュエータ用構造体４２Ｂが加圧されて径方向に膨張してクッションとなるので、着座の際の衝撃を緩和できる。これにより、アクチュエータ用構造体４２Ｂが着座の衝撃で潰れて破損することを防ぐことができる。
本実施の形態２ではさらに、後面側のアクチュエータ用構造体を分割しているので、アクチュエータ用構造体４２Ｂを加圧しても、アクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｃを減圧してやれば、図２２Ｂに示したような股関節を伸ばす力が働かない。したがって、前側のアクチュエータ用構造体２２Ａの圧力を上げてバランスをとる必要がないので、前側のアクチュエータ用構造体２２Ａの駆動圧力を小さくでき、消費エネルギーを小さくできる。また、アクチュエータ用構造体４２Ｂ以外のアクチュエータ用構造体は圧力を低く抑えられるので、液漏れなど耐圧性能に起因するリスクを低減できる。
【００８９】
着座が完了すると、次に起立の意図を検出したと制御部２９で判定するまでの間は、座った状態を維持することになる。このとき、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅは着座の衝撃に備えて高めに設定していた圧力を、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅが潰れない程度まで下げ、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃは着座姿勢で余分な力が発生しない圧力まで下げる。アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃのこの圧力は着座姿勢による弛みが解消する程度の圧力であり、起立状態の予圧よりやや高い。また、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ及び４２Ｃ，４２Ｆは圧力を下げたままの状態とし、バルブ４５及び４６を閉じる（図２３のステップＳ４４）。
【００９０】
ここで、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ及び４２Ｃ，４２Ｆの圧力を下げたままにするのは、直列につながったアクチュエータ用構造体４２Ａ〜４２Ｆが全体として余分な力を発生しないようにするためである。これにより、着座中にバランスをとってアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力を上げる必要がないので、着座中に股関節を前後両側から引っ張られるような圧迫感を低減できる。
【００９１】
なお、図２３〜図２４Ｃに示したアクチュエータ１の圧力制御は、姿勢（ｂ）から姿勢（ｄ）の間の動作が比較的短時間で行われる、あるいは、細かい制御を行わない場合を想定している。しかし、アクチュエータ１の応答速度が着座動作と比べて十分に速く、着座動作の途中姿勢の把握も逐次行える場合は、図２５Ｂ及び図２５Ｃに示すように、着座の直前にアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力を高めるように制御してもよい。
【００９２】
このようにすると、ユーザの動作の自由度が向上する。図２４Ｂ及び図２４Ｃに示した制御では、着座の動作に入ると、アシストパンツ２０Ｂの動きに合わせてユーザ１００が動作することになるが、図２５Ｂ及び図２５Ｃに示す制御では、着座の直前までアシストパンツの剛性が低く、ユーザが自由に動ける状態になる。そのため着座動作の途中で止まったり、途中で別の動作に移行することもできるため、不測の事態にも対応できる。
【００９３】
具体的には、姿勢（ｃ）までは、アシストを行わず、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及び４２Ａ〜４２Ｆは予圧のままにしておく。その後、筋電センサ２８等で着座直前の状態を制御部２９で判定し、まずバルブ４５を開いてアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆを減圧し、バルブ４５を閉じる。次にバルブ２５、４６を開いてアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ及び４２Ｂ，４２Ｅを加圧してバルブ２５、４６を閉じる。
このとき、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力は、着座の際の衝撃に備えて高めに設定する。一方、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃは、後面側の直列に繋がれたアクチュエータ用構造体４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ及び４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆがトータルとしては収縮する力が弱いので、圧力を大きく上げる必要は無い。そのため、前屈姿勢により生じた弛みを解消する程度の圧力に設定される。
着座後に再びバルブ４６を開け、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力を下げ、バルブ４６を閉じる。
【００９４】
以上のような制御を制御部２９で行うと、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの駆動圧力が低減され、ユーザ動作の自由度が向上するとともに、液漏れなど耐圧性能に起因するリスクもさらに低減できる。
【００９５】
次に、本実施の形態２のアシストパンツ２０Ｂを装着して起立する際の動作、及び、アクチュエータの制御を説明する。
【００９６】
図２６は、起立の際の前記アクチュエータ１，１Ａ，１Ｃの駆動方法を示すフローチャートである。図２７Ａは起立の動作を示した説明図であり、（ｅ）は着座姿勢、（ｆ）は起立動作の開始時の姿勢、（ｇ）は椅子１０３から臀部が離れた際の姿勢、（ｈ）は起立直前の姿勢をそれぞれ示している。図２７Ｂは前記アクチュエータ１，１Ａ，１Ｃで印加される圧力の変化を示す説明図である。図２７Ｃはバルブ２５、４５、４６の開閉を示す説明図である。図２７Ｂ及び図２７Ｃにおいて、点線５１Ｂはアクチュエータ用構造体２２Ａの圧力を示し、実線５２Ｂはアクチュエータ用構造体４２Ｂの圧力を示し、破線５３Ｂはアクチュエータ用構造体４２Ａ及び４２Ｃの圧力を示し、点線５４Ｂはバルブ２５の開閉を示し、実線５５Ｂはバルブ４６の開閉を示し、破線５６Ｂはバルブ４５の開閉を示している。
【００９７】
起立の際のアクチュエータ１，１Ａ，１Ｃの駆動方法は、ユーザ１００が椅子１０３から臀部が離れるまでの予備動作のステップと、起立動作を支援するステップと、起立後の姿勢を設定するステップとを備えている。
【００９８】
予備動作に入る前は、図２３のステップＳ４４と同様の加圧状態であり、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃは予圧をかけられ、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅは潰れない程度に加圧され、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆは減圧され、バルブ２５、４５、４６は閉じた状態である。そして、図２７Ａの姿勢（ｆ）において、動作センサ２７により起立の意図を検出したと制御部２９で判定すると、制御部２９でバルブ２５を開き、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃを駆動して起立支援（予備動作）を開始する（図２６のステップＳ５１）。そして、臀部が椅子１０３から離れた後、制御部２９でバルブ４５、４６を開いてアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４Ｅとアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ，４２Ｃ，４２Ｆを同圧にする（図２６のステップＳ５２）。この後、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆは圧力源４３により、一体に駆動される。
【００９９】
臀部が椅子１０３から離れた後、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力を下げ、一体駆動されるアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆの圧力を上げることで、股関節を伸ばす起立動作の支援を行う。アクチュエータ用構造体２２Ａとアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆの圧力が一致した後は、同圧のまま、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃとアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆの圧力を下げる（図２６のステップＳ５３）。アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃとアクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆが同圧のとき、圧力による発生力はバランスがとれ、静的なバネ力のみが働く。この静的なバネ力を、図２４Ａの姿勢（ａ）のような起立姿勢でバランスがとれるように構成しておくと、姿勢（ｈ）前後の前傾姿勢では、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃが縮み、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆが伸びた状態なので、股関節を伸ばす支援が行われる。なお、静的なバネ力だけではアシスト力が足りない場合は、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆの圧力をアクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃの圧力より高くしてもよい。
【０１００】
そして、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆの圧力を調整して起立動作を支援し、起立動作がほぼ完了すると、定常状態に移行する。このとき、アクチュエータ用構造体２２Ａ，２２Ｃ、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆには予圧をかけ、バルブ２５、４５、４６は閉じる（図２６のステップＳ５４）。
【０１０１】
なお、本実施の形態２のアシストパンツ２０Ｂは、歩行動作に合わせて、右脚と左脚のアクチュエータをそれぞれ独立して動作させることで歩行動作の支援も行うことができる。このとき、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ，４２Ｂ，４２Ｅ、４２Ｃ，４２Ｆは一体駆動される。
【０１０２】
また、転倒時にアクチュエータ１が潰されるのを防ぐこともできる。図２８は転倒時の動作を示した説明図であり、（ａ）は歩行姿勢、（ｂ）はバランスが崩れ始めた際の姿勢、（ｃ）は転倒途中の姿勢、（ｄ）は転倒直後の姿勢を示している。この場合も図２３に示したフローチャートに従って制御することで、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの潰れを防ぐことができる。あるいは、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆをアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅと一体駆動して、アクチュエータ用構造体４２Ａ，４２Ｄ、４２Ｃ，４２Ｆの潰れも合わせて防ぐようにしてもよい。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、図２９に示すように、臀部のみにアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅを配置して、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの上端と腰拘束部２１ａとは弾性の第１紐状部材１１０で連結するとともに、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの下端と膝拘束部２１ｂとは弾性の第２紐状部材１１１で連結するようにしてもよい。第１紐状部材１１０及び第２紐状部材１１１は、それぞれ、伸び縮みしないワイヤで構成することができる。
このような構成において、着座の直前にアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力を高めるように制御部２９で制御する場合の動作を図３０に示す。
図３０において、姿勢（ｃ）までは、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅは予圧のままにしておく（図３０ＤのステップＳ７１）。
その後、筋電センサ２８等で着座直前の状態を制御部２９で判定し、制御部２９で、バルブ２６を開いてアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅを加圧して、潰れ抑制のために径方向に膨張させたのち、バルブ２６を閉じる（図３０のステップＳ７２）。
着座後に再びバルブ２６を開け、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力を下げ、バルブ２６を閉じる（図３０のステップＳ７３）。なお、このステップＳ７３は省略してもよい。
このとき、姿勢（ｃ）から（ｄ）の間で速やかに圧力を上げるために、姿勢（ｂ）の時点で予圧を１段上げるようにしてもよい。またこのとき、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの予圧を１段階上げてから、着座直前にさらに圧力を上げるまでの間、バルブ２６は開けたままにしておくと、着座直前に直ちに圧を上げることができる。又は、バルブ２６と圧力源２３Ｂの間にそれぞれ圧力容器を配置し、姿勢（ｂ）でバルブ２６を閉じた状態で圧力源２３Ｂにより圧力容器の圧を上げ、姿勢（ｃ）でバルブ２６が開いた瞬間に一気にアクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの圧力が上昇するようにしてもよい。
このような構成すれば、基本的には先の図１０Ｂと同様な作用を行うことができる上に、図１０Ｂよりも、構造をより簡単なものとすることができる。図１０Ｂと比較した場合、アクチュエータ用構造体４２Ｂ，４２Ｅの部分が短いので、瞬時に圧力を上げることができる。これにより、着座の直前までユーザ１００が自由に動くことができ、着座の動作が妨げられないという利点がある。
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の前記態様にかかる動作アシスト装置は、臀部に配置されたアクチュエータ用構造体が着座の際に径方向に膨張して潰されるのを防ぎ、破損及び故障を低減でき、着座動作をアシストするアシストウェア等に有用である。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  アクチュエータ
２、２Ａ、２Ｂ  アクチュエータ用構造体
３  圧力源
４  配管
５  流体
１０  筒体
１０ａ  筒体の内周面
１０ｂ  筒体の外周面
１１  第１の弾性部材
１１ａ  第１の弾性部材の内周面
１１ｂ  第１の弾性部材の外周面
１１ｃ  第１の弾性部材の貫通穴
１２  第２の弾性部材
１２ａ  第２の弾性部材の内周面
１２ｂ  第２の弾性部材の外周面
２０，２０Ｂ  アシストパンツ
２１  アシストパンツ本体
２１ａ  腰拘束部
２１ｂ  膝拘束部
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ  アクチュエータ用構造体
２３Ａ、２３Ｂ  圧力源
２４Ａ、２４Ｂ  配管
２５、２６  バルブ
２７  動作センサ
２７ａ  加速度センサ
２７ｂ  角度センサ
２７ｃ  ジャイロセンサ
２８  筋電センサ
２９  制御部
３０  一点鎖線
３１，３１Ｂ，３４，３４Ｂ，３６，３６Ｂ，３７，３７Ｂ  点線
３２，３２Ｂ，３３，３３Ｂ，３５，３５Ｂ，３８，３８Ｂ  実線
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ  アクチュエータ用構造体
４３  圧力源
４４Ａ，４４Ｂ  配管
４５，４６  バルブ
５１，５１Ｂ，５４，５４Ｂ  点線
５２，５２Ｂ，５５，５５Ｂ  実線
５３，５３Ｂ，５６，５６Ｂ  破線
１００  ユーザ
１００ａ  腰
１００ｂ  膝
１００ｃ  臀部
１０１  動作アシスト装置
１１０  第１紐状部材
１１１  第２紐状部材
Ａ１  アクチュエータ用構造体の軸
Ａ２  筒体の軸心
ｂ、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ５  骨部
ｃ、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４  溝
ｄ  筒体の外径
ｐ１  筒体の螺旋ピッチ
ｐ２  溝の螺旋ピッチ
ｔｂ  骨部の厚み
ｗｂ  骨部の幅
θ  溝の傾き
α、α１、α２  ピッチ角
【図１】
2018083275.tif 000003
【図２】
2018083275.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018083275.tif 000007
【図６】
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【図７Ａ】
2018083275.tif 000009
【図７Ｂ】
2018083275.tif 000010
【図８Ａ】
2018083275.tif 000011
【図８Ｂ】
2018083275.tif 000012
【図９Ａ】
2018083275.tif 000013
【図９Ｂ】
2018083275.tif 000014
【図１０Ａ】
2018083275.tif 000015
【図１０Ｂ】
2018083275.tif 000016
【図１１】
2018083275.tif 000017
【図１２Ａ】
2018083275.tif 000018
【図１２Ｂ】
2018083275.tif 000019
【図１２Ｃ】
2018083275.tif 000020
【図１３】
2018083275.tif 000021
【図１４Ａ】
2018083275.tif 000022
【図１４Ｂ】
2018083275.tif 000023
【図１４Ｃ】
2018083275.tif 000024
【図１５Ａ】
2018083275.tif 000025
【図１５Ｂ】
2018083275.tif 000026
【図１５Ｃ】
2018083275.tif 000027
【図１５Ｄ】
2018083275.tif 000028
【図１６Ａ】
2018083275.tif 000029
【図１６Ｂ】
2018083275.tif 000030
【図１６Ｃ】
2018083275.tif 000031
【図１７】
2018083275.tif 000032
【図１８Ａ】
2018083275.tif 000033
【図１８Ｂ】
2018083275.tif 000034
【図１８Ｃ】
2018083275.tif 000035
【図１９Ａ】
2018083275.tif 000036
【図１９Ｂ】
2018083275.tif 000037
【図２０】
2018083275.tif 000038
【図２１】
2018083275.tif 000039
【図２２Ａ】
2018083275.tif 000040
【図２２Ｂ】
2018083275.tif 000041
【図２３】
2018083275.tif 000042
【図２４Ａ】
2018083275.tif 000043
【図２４Ｂ】
2018083275.tif 000044
【図２４Ｃ】
2018083275.tif 000045
【図２５Ａ】
2018083275.tif 000046
【図２５Ｂ】
2018083275.tif 000047
【図２５Ｃ】
2018083275.tif 000048
【図２６】
2018083275.tif 000049
【図２７Ａ】
2018083275.tif 000050
【図２７Ｂ】
2018083275.tif 000051
【図２７Ｃ】
2018083275.tif 000052
【図２８】
2018083275.tif 000053
【図２９】
2018083275.tif 000054
【図３０】
2018083275.tif 000055