(57)【要約】【課題】  上肢にかかる負担を適切に軽減することに加え、万一の転倒時などには身体の自由度を確保し得るものとし、作業中の安全性を向上させる。【解決手段】  上肢保持装置１は、電源を備えた本体部１０と、本体部１０から延出するアーム部１１と、アーム部１１の動きを規制する制動機構部５と、スイッチ操作部３とを備える。スイッチ操作部３は、アーム部１１の接続部１２より上方位置であって、接続部１２の後方に設けられており、アーム部１１の回動動作を許容するフリー状態と、アーム部１１を任意の高さで固定するロック状態とを切換える操作を作業者の後頭部または後頸部にて行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上肢を保持してその上肢を任意の位置で支持する上肢保持装置であって、
電源を備えた本体部と、前記本体部の左右両側部からそれぞれ延出する左右のアーム部と、前記本体部に対するアーム部の動きを規制する制動機構部と、前記制動機構部に接続されたスイッチ操作部とを備え、
前記アーム部は一端が前記本体部との接続部において回動軸まわりに回動自在に設けられるとともに、前記アーム部の回動動作を許容するフリー状態と、前記アーム部の回動動作を制止して該アーム部の他端を任意の高さで固定するロック状態とが前記スイッチ操作部により切換可能に設けられ、
前記本体部に対して、前記アーム部の回動軸に直交する水平方向を前後方向とするとき、前記スイッチ操作部は、前記接続部より上方位置であって、該接続部の後方に設けられたことを特徴とする上肢保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の上肢保持装置において、
後頭部または後頸部に当接するヘッドレストが前記本体部の上方に設けられ、前記スイッチ操作部はヘッドレストに接続して備えられて、前記ヘッドレストの押圧および押圧解除により操作可能とされたことを特徴とする上肢保持装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の上肢保持装置において、
前記制動機構部は、左右のアーム部にそれぞれ対応して設けられ、左アーム制動機構部と右アーム制動機構部とを備えることを特徴とする上肢保持装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の上肢保持装置において、
前記スイッチ操作部は、頭部位置検出手段を備えて後頭部または後頸部の傾きを検出することを特徴とする上肢保持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の上肢保持装置において、
前記頭部位置検出手段は、
前後方向に傾動する作動体と、作動体に接続された弾性部材と、前記作動体の位置に応じて直接または間接的に入切される検出スイッチ部とを備え、前記作動体は前記弾性部材により前方に付勢されていることを特徴とする上肢保持装置。
【請求項６】
請求項５に記載の上肢保持装置において、
前記頭部位置検出手段は、前記作動体の予め定められた第１の位置と第２の位置とを検出するとともに、前記第２の位置が検出されてからの経過時間を計測する時間計測手段を備えて、前記時間計測手段により計測された経過時間が所定時間に達すると前記制動機構部への通電が停止されることを特徴とする上肢保持装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の上肢保持装置において、
前記アーム部は、上腕に沿って延びるアーム本体と、前記アーム部の他端寄りに備えられ上腕に装着される保持部とを有し、この保持部は前記アーム本体に対して着脱可能に設けられたことを特徴とする上肢保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者の上肢を保持する上肢保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の作業を上向きで行う間、作業者は上肢、特に上腕を上げた状態を維持しなければならず、上肢や肩への負担が大きいものである。例えば、特許文献１、２等には作業者に装着して用いられ、高く上げた上腕を支持するアーム部を備えた姿勢保持具について提案がなされている。
【０００３】
この種の姿勢保持具は、作業者の腰部に本体部を巻き付け、作業者の上腕にアーム部を取り付けて用いられる。姿勢保持具に備えられた保持機構を操作してアーム部を所定の位置に固定することで、作業者は上腕をアーム部に預けることができ、果樹園での上向き作業等を楽に行えるように意図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３３７７８号公報
【特許文献２】特開２０１４−３３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の姿勢保持具は、アーム部を例えば水平状態にロックすると、その水平位置より下方へはアーム部が動かないことよって上腕が支えられている。姿勢保持具を装着中の作業者は、その水平位置より上方への動作は、アーム部が追従することによって許容されているが、水平位置より下方への動作は阻止された状態で作業しなければならなかった。また、前記従来の姿勢保持具は、前記水平位置などの特定された位置でしかアーム部を固定することができず、水平位置よりも上方の位置など、特定された位置以外の位置ではアーム部を固定することができないものであった。
【０００６】
人は、つまずいたり転倒したりしそうになったとき、とっさに手を前に出し、地面に手を突こうとするものである。ところが、かかる姿勢保持具を装着していると、上腕を水平位置より上方にしか動かせないので、地面に手を突いて体を支えることができず、そのまま転倒する可能性があり、作業に危険性をともなう。
【０００７】
例えば、前記特許文献１に記載された姿勢保持具では、作業者が腕を下方に動かしたい場合、前腕部の折曲げ内側部位に設けられた操作部を押圧し、これによってアーム部を下方に動く状態に変更しなければならない。しかも、この操作は、作業者の上腕に対する前腕部の折曲げ動作によって操作することが記載されている。転倒しそうになるとっさの場面で、このような前腕部の折曲げ動作を即座に行うことは困難であり、そのまま転倒してしまう可能性が高いと考えられる。
【０００８】
作業者の安全性を考慮すれば、少なくとも前傾姿勢をとるべきときには、上肢に対するこのような拘束が直ちに解除され、地面に手を突くなどの転倒を防止しようとする自然な動作を行い得ることが望ましい。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、作業者の上肢にかかる負担を適切に軽減するだけでなく、作業者が作業のしやすい任意の位置で上肢を保持し固定できるようにするとともに、作業中につまずいたり転倒したりしそうになった際の身体の自由度を確保し得て、作業安全性を高めることのできる上肢保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、上肢を保持してその上肢を任意の位置で支持する上肢保持装置を前提とする。この上肢保持装置に対し、電源を備えた本体部と、前記本体部の左右両側部からそれぞれ延出する左右のアーム部と、前記本体部に対するアーム部の動きを規制する制動機構部と、前記制動機構部に接続されたスイッチ操作部とを備えさせている。前記アーム部は、一端を前記本体部との接続部において回動軸まわりに回動自在に設け、前記アーム部の回動動作を許容するフリー状態と、前記アーム部の回動動作を制止して該アーム部の他端を任意の高さで固定するロック状態とを、前記スイッチ操作部により切換可能に設けている。そして、前記本体部に対して、前記アーム部の回動軸に直交する水平方向を前後方向とするとき、前記スイッチ操作部を、前記接続部より上方位置であって、該接続部の後方に設けた構成としている。
【００１１】
この特定事項により、スイッチ操作部は本体部の後側上方に位置するものとなり、作業者に本体部を取り付けたとき、スイッチ操作部を作業者の後頭部または後頸部によって操作可能となされる。したがって、作業中の様々な場面で、上肢を使わずともスイッチ操作部を操作することが可能となり、アーム部のロック状態とフリー状態とを容易に切り換えることができる。
【００１２】
より具体的な構成として、後頭部または後頸部に当接するヘッドレストを前記本体部の上方に設け、前記スイッチ操作部をヘッドレストに接続して備えさせ、前記ヘッドレストの押圧および押圧解除により操作可能とすることが好ましい。
【００１３】
これにより、後頭部または後頸部をヘッドレストに押し付けたり、ヘッドレストから離したりする簡単な動作で、スイッチ操作部を操作することが可能となる。つまずいたり転倒しそうになったりしたときには、自然とヘッドレストから後頭部または後頸部が離れるので、意識的にスイッチ操作部を操作しようとせずとも、アーム部をフリー状態にすることが可能となり、作業中の安全性が格段に高められる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、アーム部の回動動作を許容するフリー状態と、前記アーム部の回動動作を制止して該アーム部を固定するロック状態とを、スイッチ操作部により切換可能とするとともに、このスイッチ操作部を前記接続部より上方位置であって、該接続部の後方に設けたことから、後頭部または後頸部にてスイッチ操作部を操作することが可能となり、転倒等を防止する動作を容易にとることが可能となる。したがって、上肢保持装置を装着した作業者の身体の自由度が高められ、作業中の安全性も格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る上肢保持装置を示す説明図である。
【図２】前記上肢保持装置における電気的構成を示すブロック図である。
【図３】前記上肢保持装置における制動機構部の一例を示す平面図である。
【図４】図３の制動機構部の側面図である。
【図５】前記上肢保持装置におけるスイッチ操作部の一例を示す説明図である。
【図６】前記上肢保持装置におけるアーム部のフリー状態を示す説明図である。
【図７】前記アーム部のフリー状態の他の例を示す説明図である。
【図８】前記上肢保持装置における制動機構部の他の例を示す平面図である。
【図９】図８の制動機構部の側面図である。
【図１０】前記上肢保持装置におけるアーム部の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る上肢保持装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る上肢保持装置１を示す説明図であり、図２は、上肢保持装置１における電気的構成を示すブロック図である。
【００１８】
摘果や収穫などの農作業、天井工事や内装工事等の建設作業、鋼材下面への手入れ等の鉄鋼・造船作業など、製造業をはじめとする各種作業現場での多様な場面において、作業者が手を上げて上向きの作業姿勢をとらなければならないことが多々ある。
【００１９】
例えば、建設工事においては、作業者は高所作業車や足場等を利用して上向きの手作業により各種の作業を行っており、足場上の移動や高所作業を多数回繰り返す必要性もある。また、その作業は、資材等を片手で保持しつつ、もう片方の手で工具を使用するというように、両手をそれぞれ使い分けながら、長時間にわたって立位上向きの姿勢を維持しなければならない。人の頭部は重いので、こうした上向きの姿勢で作業を続けると、肩や背中に疲労が蓄積し、身体的負担が大きく、作業効率の低下を招くおそれもある。
【００２０】
図１に示す上肢保持装置１は、作業者の上肢を保持してその上肢を任意の位置で支持するものであり、前記のような作業を行う場面で用いられる。この上肢保持装置１は、本体部１０と、本体部１０に接続されたアーム部１１、アーム部１１の動きを制御する制動機構部５（図２参照）等を備えて構成されている。
【００２１】
なお、以下の説明において、上肢保持装置１における上下左右等の説明は、本体部１０に設けられたアーム部１１の回動軸に平行な方向を左右方向とし、これに直交する水平方向を前後方向として示している。すなわち、これらの方向は、上肢保持装置１を作業者が装着した状態を想定し、その作業者から見て上下、左右、前後の各方向をそれぞれ意味するものとする。
【００２２】
（本体部）
上肢保持装置１は、作業者の上体に取り付けられる本体部１０を備えている。本体部１０は、例えば、本体部１０の上方に位置する肩部材１３と、作業者の背面に沿って配設される背部材１４と、腰に取り付けられる腰部材１５と、胴に巻かれる胴部材１６とを備えている。肩部材１３は、作業者の肩甲上部から脊柱上部にかけて取り付けられ、電源２１（図２参照）等を内蔵した図示しない電源ユニットを備えている。
【００２３】
（アーム部）
肩部材１３の左右両側部からは、左右のアーム部１１がそれぞれ延設されている。アーム部１１は、肩部材１３との接続部１２を介して作業者の上腕に沿うように配設されている。
【００２４】
各アーム部１１は、一端が接続部１２に接続されたアーム本体１１２と、アーム本体１１２の他端寄りに備えられ上腕に装着される保持部１１３とを有する。これらの左右のアーム部１１は、その一端が接続部１２において回動軸１１１まわりに回動自在に設けられている（図４参照）。
【００２５】
図１に示すように、作業者は上肢保持装置１の本体部１０を背負うようにして、肩部材１３を肩甲上部にのせ、腰部材１５を腰に取り付ける。また、作業者は左右の上肢をアーム部１１に沿わせ、保持部１１３を上腕に取り付けて上肢保持装置１を装着する。
【００２６】
上肢保持装置１は制御回路４を備えている。図２に示すように、制御回路４には、電力を供給する電源２１、電源スイッチ２２、スイッチ操作部３、左アーム制動機構部５ａ、および右アーム制動機構部５ｂが接続されている。
【００２７】
電源２１には、例えば、乾電池や充電式バッテリを適用することができる。電源２１と制御回路４との間には電源スイッチ２２が備えられ、電源スイッチ２２は電源２１から制御回路４への電力供給が可能な状態と、電力供給を遮断した状態とを切り換える。
【００２８】
制御回路４は、例えば肩部材１３に備えられた電源ユニットに設けられた電子回路により構成されている。例示の形態では、制御回路４はさらに、左右のアーム部１１にそれぞれ対応するブレーキ制御部４ａ、４ｂを備えている。
【００２９】
左アーム制動機構部５ａおよび右アーム制動機構部５ｂは、左右のアーム部１１のそれぞれに対応して独立して設けられており、アーム部１１の回動動作を個別に制御可能とされている。制御回路４に設けられた各ブレーキ制御部４ａ、４ｂは、スイッチ操作部３からの入力に基づき、左アーム制動機構部５ａおよび右アーム制動機構部５ｂを制御する。
【００３０】
（制動機構部）
図３は、上肢保持装置１における制動機構部５の一例を示す平面図であり、図４はその側面図である。
【００３１】
制動機構部５（左アーム制動機構部５ａおよび右アーム制動機構部５ｂ）は、本体部１０に対する各アーム部１１の動きを制御する。前記のとおり、左右のアーム部１１、１１にそれぞれ対応して左アーム制動機構部５ａと右アーム制動機構部５ｂが個別に設けられ、これらはともに共通の構成を有している。以下の説明では、図３および図４に示す制動機構部５を左側のアーム部１１に対応するものと捉えて説明する。
【００３２】
左アーム制動機構部５ａは、制御回路４の左アームブレーキ制御部４ａ（図２参照）に接続されたアクチュエータとしてのモータ５１と、モータ５１のシャフト５２に接続されたウォームギア（駆動ギア）５３と、ウォームギア５３とかみ合う平ギア（従動ギア）５４とを備えている。
【００３３】
モータ５１は、例えばＤＣモータからなり、制御回路４の左アームブレーキ制御部４ａを通じて電源２１から電力が供給されて回転駆動が制御される。平ギア５４は、上肢保持装置１の左右方向に延びる回転軸を回転中心とし、ウォームギア５３に従動して回転する。
【００３４】
左アーム制動機構部５ａは、さらに、平ギア５４の回転動作を伝動する駆動側プーリ５５、従動側プーリ５６、およびこれらの外周に巻掛けられた無端状のベルト５７を備えている。
【００３５】
駆動側プーリ５５は平ギア５４上に備えられ、平ギア５４の回転動作にともなって、平ギア５４の回転軸を中心に周回移動する。従動側プーリ５６は、駆動側プーリ５５から離間して回動自在に設けられている。
【００３６】
図３および図４に示すように、アーム部１１のアーム本体１１２の回動軸１１１は従動側プーリ５６に接続されて、従動側プーリ５６の回動軸となされている。これにより、従動側プーリ５６の動力はアーム部１１に伝達される。駆動側プーリ５５と従動側プーリ５６との間には、ベルト５７の弛み側部分を弾性的に加圧するテンションプーリ５８が設けられてもよい。このテンションプーリ５８は、ベルト５７を従動プーリ５６とテンションプーリ５８との間に挟み込む作用をなす。
【００３７】
モータ５１が回転すると、モータ５１のシャフト５２に接続されたウォームギア５３が回転する。ウォームギア５３の回転により平ギア５４が矢符Ａ方向へ回転する。この回転により駆動側プーリ５５が従動側プーリ５６から離間する方向に周回移動し、ベルト５７を緊張させるとともに、ベルト５７を従動プーリ５６とテンションプーリ５８との間に挟み込み、従動側プーリ５６の回転を阻止する。
【００３８】
これにより、従動側プーリ５６に回動軸１１１を介して接続されている左側のアーム部１１は、その回動が阻止され、ロック状態となって固定される。これとは逆に、平ギア５４を矢符Ａ方向と反対方向へ回転させることで、ベルト５７が緩み、従動側プーリ５６の回転が許容される。これにより、回動軸１１１に接続されている左側のアーム部１１は、回動動作が可能なフリー状態となる。
【００３９】
なお、制動機構部５に備えられる駆動および従動機構は前記の構成であるに限定されず、例えばウォームギア５３及び平ギア５４について駆動ギアおよび従動ギアにより伝動する構成であればどのような形態であってもよい。この場合、従動ギアをウォームとして形成し、駆動ギアをウォームギアとして形成してもよい。
【００４０】
かかる制動機構部５は、例えば本体部１０において接続部１２に内蔵される。制動機構部５は、左右のアーム部１１のそれぞれに対応して独立して設けられるので、ロック状態とするとき、左側のアーム部１１と右側のアーム部１１とは異なる高さで固定することが可能であり、左右の上肢をそれぞれ任意の高さで支持させることができる。
【００４１】
（スイッチ操作部）
アーム部１１の回動動作が許容されたフリー状態と、アーム部１１の回動動作が制止されたロック状態とは、スイッチ操作部３により切換可能に設けられている。
【００４２】
図５は、上肢保持装置１におけるスイッチ操作部３の一例を示す説明図である。制動機構部５に接続されたスイッチ操作部３は、頭部位置検出手段を備えており、上肢保持装置１を装着した作業者の後頭部または後頸部の傾きを検出するように構成されている。
【００４３】
例示の形態では、上肢保持装置１は、作業者の後頭部または後頸部に当接するヘッドレスト１７を備えて形成されている。
【００４４】
図１に示すように、ヘッドレスト１７は、本体部１０の肩部材１３から上方に延設されている。スイッチ操作部３は、このヘッドレスト１７に接続して備えられ、接続部１２より上方位置であって、接続部１２の後方に配設されている。これにより、ヘッドレスト１７が後方へ押圧され、または押圧が解除されることにより、スイッチ操作部３を操作可能に構成されている。
【００４５】
より詳細には、図５に例示するように、スイッチ操作部３は、頭部位置検出手段として、前後方向に傾動する作動体である首部材３１と、この首部材３１の後方に接続する弾性部材３２と、首部材３１の位置に応じて直接または間接的に入切される検出スイッチ部３３とを備えている。
【００４６】
首部材３１は、肩部材１３の左右方向の略中央部に位置するように配設され、上端部にヘッドレスト１７が結合されている（図１参照）。首部材３１は中間部において回動可能に支持されており、ヘッドレスト１７が押圧され、また押圧解除されることにより回動する。首部材３１は、後方に接続された弾性部材３２によって前方に付勢されている。弾性部材３２には例えば板ばね等のばね材を適用することができる。
【００４７】
スイッチ操作部３において、ヘッドレスト１７が作業者の後頭部または後頸部に接触せず押圧されていないときの位置は、首部材３１が弾性部材３２により後方から付勢されて略直立した状態となり、首部材３１の定位置（第１の位置）とされている。
【００４８】
ヘッドレスト１７が後頭部または後頸部により後方に押圧されると、弾性部材３２の付勢に抗してヘッドレスト１７と首部材３１とがともに後方へ傾き、後傾位置（第２の位置）となされる。首部材３１の下端部は前方へ回動し、検出スイッチ部３３を押圧する。
【００４９】
検出スイッチ部３３は、首部材３１の位置に応じて動作する、例えばリミットスイッチなどのスイッチである。この場合、検出スイッチ部３３は、首部材３１の下端寄りに接続されており、首部材３１の定位置と後傾位置との変位に連動して移動される。これにより、検出スイッチ部３３は首部材３１の位置を検出して入切がなされる。
【００５０】
ヘッドレスト１７が押圧されて後方へ移動し、首部材３１が後傾位置に変位すると、検出スイッチ部３３が入力され、制動機構部５によりアーム部１１はロック状態とされる。例えば、図１に示した上肢保持装置１は、首部材３１が後傾位置にあり、アーム部１１がロック状態にある。左右のアーム部１１は、それぞれ任意の高さで作業者の上腕を保持した状態で固定されている。
【００５１】
ヘッドレスト１７の押圧が解除され、首部材３１が定位置に戻ると、検出スイッチ部３３の入力が切断され、制動機構部５によりアーム部１１がフリー状態となされる。例えば、図６に示す上肢保持装置１は、アーム部１１が回動動作を許容されたフリー状態にあり、作業者が自由に上肢を動かすことができる状態にある。
【００５２】
また、アーム部１１がフリー状態であるときに、アーム部１１を回動させて保持部１１３を任意の高さに位置させておき、スイッチ操作部３を操作する。これにより、アーム部１１をロック状態に切り換えて所望の高さ位置でアーム部１１を固定することができる。作業者は、このように所望の高さ位置に固定したアーム部１１に、上肢を支持させた状態で楽に作業を進めることができる。
【００５３】
農作業であっても各種の工事作業等であっても、作業中には、足元が不安定であったり障害物があったりする場面が多々想定される。これに加え、作業者は上方に視線を向けているので、足元に注意が行き届きにくいものである。また、人は、何かにつまずいたり、転倒しそうになったりすると、とっさに手を前に突き出し、前傾姿勢となって、転倒を防止しようとするものである。
【００５４】
図７に示すように、つまずいたり、転倒しそうになったりしたとき、上肢保持装置１を装着している作業者は、おのずと後頭部や後頸部をヘッドレスト１７から離し、視線を下方に向ける動作をとることとなる。そうすると、アーム部１１に上肢を預けて上向きの姿勢で作業を行っていたとしても、即座にヘッドレスト１７の押圧が解除され、直ちにアーム部１１はフリー状態となる。
【００５５】
このような場面で、作業者はスイッチ操作部３の操作を意識せずとも、自由に上肢を動かすことができるようになる。そして、作業者は手を前に突き出すなどの転倒を防止する適宜の動作を自然にとることが可能となる。その結果、作業者の安全性が格段に高められ、転倒やけがなどを防止することが可能となる。
【００５６】
本実施形態において、スイッチ操作部３に設けられる頭部位置検出手段には、さらに、時間計測手段を含む構成とされてもよい。この時間計測手段は、首部材３１における定位置から後傾位置への変位が検出されてからの経過時間、および後傾位置から定位置への変位が検出されてからの経過時間を計測する。
【００５７】
時間計測手段には、例えばＣＲタイマ回路を適用することができ、制御回路４の左アームブレーキ制御部４ａおよび右アームブレーキ制御部４ｂに備えられる。ＣＲタイマ回路は、スイッチ操作部３が入力（オン操作）された後の時間経過と共に、入力切断（オフ操作）された後においても経過時間を検出し、計測した時間を示す出力信号を生成する。その間、制動機構部５への電流制御を行うとともに、経過時間が所定時間に達すると制動機構部５への通電を停止する。制動機構部５への電流制御を行うことで、左アームブレーキ制御部４ａおよび右アームブレーキ制御部４ｂのブレーキ力（トルク）が制御される。
【００５８】
これにより、スイッチ操作部３が操作されてアーム部１１がロック状態となった後、一定時間が経過すると制動機構部５の通電が停止されるとともに、そのロック状態が維持される。一定時間、モータ５１への電流を制御し、ブレーキ力を制御することで回動軸１１１の回転を阻止し、通電を停止してもブレーキ状態が維持される。
【００５９】
このため、上肢保持装置１は電源２１における電力消費量が抑えられ、乾電池などの小型で軽量な電源２１を用いることが可能となり、上肢保持装置１の小型化および軽量化を図ることができる。その結果、上肢保持装置１を装着する作業者への負荷も軽減される。なお、時間計測手段としては、ＣＲタイマ回路以外の他のタイマ回路が用いられてもよい。
【００６０】
（他の実施形態）
上肢保持装置１は、前記実施形態以外にも他の様々な形で実施することができる。例えば、制動機構部５の構成はベルト伝動を用いた前記構成に限定されるものではなく、例えばディスクブレーキなど他のブレーキ構造を有するものであってもよい。
【００６１】
図８は、上肢保持装置１における制動機構部５の他の例を示す平面図であり、図９はその側面図である。制動機構部５は、アーム部１１の回動軸１１１に接続された固定板６１、ストッパ板６２、およびこれらの間に介装された可動円盤６３を備えている。
【００６２】
可動円盤６３は、固定板６１とストッパ板６２よりも小さい外径の円盤形状を有する。制動機構部５には、前記形態と同様、制御回路４の左アームブレーキ制御部４ａまたは右アームブレーキ制御部４ｂに接続されたアクチュエータとしてのモータ５１と、モータ５１のシャフト５２に接続されたウォームギア５３と、ウォームギア５３とかみ合う平ギア５４とが備えられている。
【００６３】
アーム部１１の回動軸１１１は、固定板６１の中心に軸受を介して貫通されるとともに、可動円盤６３の中心およびストッパ板６２の中心に貫通されて一体に固定されている。これにより、アーム部１１の回動動作にともなって可動円盤６３が回転しうるように構成されている。
【００６４】
平ギア５４の回転軸６５は、可動円盤６３に干渉しない位置で、ストッパ板６２と固定板６１に接続されている。回転軸６５とストッパ板６２とは、回転軸６５の螺子部を介して螺合されている。回転軸６５と固定板６１との間には軸受が備えられている。また、ストッパ板６２と固定板６１には、可動円盤６３に干渉しない位置にガイドピン６４が嵌挿され、固定板６１に対してストッパ板６２が回動軸１１１の軸方向に変位可能とされている。
【００６５】
モータ５１が回転し、ウォームギア５３を介して平ギア５４が回転すると、回転軸６５を介してストッパ板６２が回動軸１１１の軸方向に沿って矢符Ｂ方向に変位する。これにより、可動円盤６３が固定板６１とストッパ板６２とに押圧され、摩擦制動により回転不能となる。同時に、可動円盤６３に一体に接続された回動軸１１１も、その回動が阻止される。これにより、アーム部１１は固定されてロック状態となされる。
【００６６】
これとは反対に、モータ５１を逆回転させることで、ストッパ板６２は矢符Ｂとは反対方向に変位し、可動円盤６３は回転可能となる。これにより、アーム部１１はフリー状態となされる。
【００６７】
かかる形態にあっても、アーム部１１のフリー状態とロック状態とは、スイッチ操作部３により切換可能となされる。制動機構部５は、左右のアーム部１１のそれぞれに対応して独立して設けられているので、左右のアーム部１１は異なる任意の高さ位置で固定することができる。
【００６８】
また、前記実施形態に係る上肢保持装置１にあっては、ヘッドレスト１７の押圧が解除されることで、即座にアーム部１１がフリー状態となされることから、万一、転倒しそうになったとき自由に手を動かせるようになり、極めて安全性が高い。これに加えて、例えば、アーム部１１の他端に備えられる保持部１１３を、アーム本体１１２に対して着脱可能に設けた構成とされてもよい。
【００６９】
図１０は、上肢保持装置１におけるアーム部１１の構成例を示す説明図であり、断面を示すハッチングを省略して示している。この場合、保持部１１３は帯板状部材により形成され、一方向に開放された略Ｃ字状または略円環状の部材である。保持部１１３には、作業者が上腕を容易に差し入れることが可能とされている。保持部１１３は、その開放方向と反対側に係合凸部１１４を備えている。
【００７０】
係合凸部１１４は、アーム本体１１２に内蔵された一対の係合凹部１１５に挟持されている。これらの係合凹部１１５は、その凹状部を対向させた配置形態で、外方から掛けばね１１６によりアーム本体１１２の軸心方向に付勢されている。掛けばね１１６の付勢力は、これに接続された調整ねじ１１７を締めたり緩めたりすることで調整可能とされている。
【００７１】
これにより、保持部１１３は、常時はアーム本体１１２の一対の係合凹部１１５に保持されて、アーム部１１に一体に備えられている。保持部１１３に異常な外力が加わると、掛けばね１１６が変形し、一対の係合凹部１１５の相互間隔が拡がり、係合凸部１１４との係合が解除される。これにより、保持部１１３はアーム本体１１２から離脱する。保持部１１３は作業者の上腕に装着されたまま、アーム部１１から外れる。
【００７２】
例えば、作業者が障害物に接触して転倒しそうになったときなど、作業者の上肢に大きな負荷がかかると、保持部１１３はアーム部１１から外れる。作業者は、とっさに、意識することなく、身体の自由度を高めることができ、安全のための動作を容易に行うことが可能となる。したがって、上肢保持装置１を装着中の作業安全性がより一層高められる。
【００７３】
なお、上肢保持装置１において、スイッチ操作部３は、アーム部１１の接続部１２より上方位置であって接続部１２の後方に設けられた構成であれば、スイッチ操作部３の頭部位置検出手段の構成や、制動機構部５の構成は上述したものに限定されず、後頭部または後頸部により操作しうる構成であればどのような構成であってもよい。また、本体部１０の形状および構成部材は、前記したように肩部材１３、背部材１４、および腰部材１５を備えるに限られず、どのように構成されてもよい。そのため、前記の実施例は例示であり、限定的なものではない。
【００７４】
以上のように、本発明に係る上肢保持装置１は、上肢を任意の位置で支持するので、この上肢保持装置１を装着した作業者の疲労度を大幅に軽減することが可能となり、加えて、作業者が転倒しそうになったときなど、とっさの動作時にはアーム部１１の回動動作が許容されて、自由な体勢をとることができるので、作業安全性が格段に高められる。また、時間測定手段を備えさせることで、電力消費量を低減し得て上肢保持装置１の軽量化を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、上方を向いて行われる各種作業時における作業負荷を軽減するのに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１      上肢保持装置
１０    本体部
１１    アーム部
１１１  回動軸
１１２  アーム本体
１１３  保持部
１２    接続部
１７    ヘッドレスト
２１    電源
３      スイッチ操作部
３１    首部材（作動体）
３２    弾性部材
３３    検出スイッチ部
４      制御回路
４ａ、４ｂ  アームブレーキ制御部
５      制動機構部
５ａ    左アーム制動機構部
５ｂ    右アーム制動機構部
５１    モータ
５２    シャフト
５３    ウォームギア
５４    平ギア
５５    駆動側プーリ
５６    従動側プーリ
５７    ベルト
５８    テンションプーリ
６１    固定板
６２    ストッパ板
６３    可動円盤
６４    ガイドピン
６５    回転軸
【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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【図９】
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【図１０】
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