(57)【要約】【課題】アクチュエータを用いて人体の動作を支援する非接地型の動作支援装置において、利用者の装着感を損なうことなく、アクチュエータにより発生させた力を利用者に対して効果的に伝えて利用者の動作を支援する。【解決手段】動作支援装置１０が、肩ベルト４により利用者Ｐの肩で支持された状態で背中に装着される背中装着部１と、利用者Ｐの大腿部の前方側を抑える大腿抑え部２と、背中装着部１に対して回動可能に大腿抑え部２を連結する第１連結部６と、背中装着部１に対して大腿抑え部２を回動させるように第１連結部６を駆動して、利用者Ｐの大腿部の前方側を大腿抑え部２が抑えるように力を作用させる第１アクチュエータ７と、背中装着部１に設けられ、利用者Ｐの胴体に対して背中沿い上向きに係合して、背中装着部１の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肩ベルトにより利用者の肩で支持された状態で背中に装着される背中装着部と、
利用者の大腿部の前方側に配置される大腿抑え部と、
背中装着部に対して回動可能に大腿抑え部を連結する第１連結部と、
第１連結部を駆動して、背中装着部に対して大腿抑え部を回動させ、大腿抑え部を介して利用者の大腿部の前方側に力を作用させる第１アクチュエータと、
背中装着部に設けられ、利用者の胴体に対して背中沿い上向きに係合して、背中装着部の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体と、を備える、動作支援装置。
【請求項２】
構造体は、背中装着部の下部に接続され、利用者の臀部に対して背中沿い上向きに係合する、請求項１に記載の動作支援装置。
【請求項３】
構造体は、背中装着部の下部より前方側に突出し、利用者の股下に配置される股下構造体である、請求項２に記載の動作支援装置。
【請求項４】
股下構造体において、利用者の臀部に係合する部分には、緩衝部材が設けられている、請求項３に記載の動作支援装置。
【請求項５】
構造体は、利用者の胴体への係合位置を調整可能な位置調整機構を備える、請求項２から４のいずれか１つに記載の動作支援装置。
【請求項６】
背中装着部の下部に対して回動可能に股下構造体を連結する第２連結部と、
股下構造体が利用者の股下に係合する係合位置と股下から離れた離間位置との間で、股下構造体を回動させるように第２連結部を駆動する第２アクチュエータと、を備える、請求項３または４に記載の動作支援装置。
【請求項７】
少なくとも利用者の大腿部の前方側を大腿抑え部が抑えるように力を作用させる際に、股下構造体を係合位置に位置させるように、第１アクチュエータによる第１連結部の動作と、第２アクチュエータによる第２連結部の動作とを連動させる連動制御部を備える、請求項６に記載の動作支援装置。
【請求項８】
構造体は、利用者の臀部に対して係合して背中装着部を固定するハーネスである、請求項２に記載の動作支援装置。
【請求項９】
構造体は、背中装着部の上部に接続され、少なくとも利用者の脇部に対して背中沿い上向きに係合する、請求項１に記載の動作支援装置。
【請求項１０】
構造体は、背中装着部に対して脱着可能に装備される、請求項１から９のいずれか１つに記載の動作支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アクチュエータを用いて、人体の動作を支援する動作支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、利用者に対して重量物（荷物）の持ち上げ動作を支援するために動作の推進力を外的に付与する動作支援装置が知られている。このような動作支援装置としては、地面に接している接地型と、地面に接していない非接地型とに大別できる。接地型の場合、利用者は動作支援装置に乗り、利用者に対して動作支援装置が追従するため、動作支援装置の自重および重量物の重量を利用者が負担することはない。非接地型の場合、利用者は動作支援装置を背負うことになるため、動作支援装置の自重および重量物の重量を利用者が負担することになる（例えば、特許文献１参照）。すなわち、動作支援装置において、接地型は重量を支えることで利用者に対して省力化を行い、非接地型では力を分配することで利用者に対して省力化を行っている。
【０００３】
特許文献１の従来の非接地型の動作支援装置では、利用者の背部に装着され、利用者の前方への傾倒に追従移動可能な背中フレームと、背中フレームに取り付けられた肩ベルトと、利用者の大腿部の前方に装着される太腿プレートとを備えている。そして、大腿プレートの一端が背中フレームに相対回動可能に連結され、利用者が重量物を持ち上げる際に、アクチュエータにより利用者の前方への背中フレームの傾倒を停止させることで、持ち上げ動作の支援を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような非接地型の動作支援装置では、アクチュエータにより発生させた力を利用者に対して確実に伝えて、利用者の動作を効果的に支援できるようにすることが望まれている。そのためには、動作支援装置を利用者に対して、より一体的な状態にて装着させることが必要となる。一方、このような動作支援装置の一体的な装着は、利用者を強く拘束することにもつながり、装着感を損なう可能性がある。
【０００６】
従って、本開示の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、アクチュエータを用いて人体の動作を支援する非接地型の動作支援装置において、利用者の装着感を損なうことなく、アクチュエータにより発生させた力を利用者に対して効果的に伝えて、利用者の動作を支援することができる動作支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本開示の動作支援装置は以下のように構成する。
【０００８】
本開示の一の態様によれば、肩ベルトにより利用者の肩で支持された状態で背中に装着される背中装着部と、利用者の大腿部の前方側に配置される大腿抑え部と、背中装着部に対して回動可能に大腿抑え部を連結する第１連結部と、第１連結部を駆動して、背中装着部に対して大腿抑え部を回動させ、大腿抑え部を介して利用者の大腿部の前方側に力を作用させる第１アクチュエータと、背中装着部に設けられ、利用者の胴体に対して背中沿い上向きに係合して、背中装着部の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体と、を備える、動作支援装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、アクチュエータを用いて人体の動作を支援する非接地型の動作支援装置において、利用者の装着感を損なうことなく、アクチュエータにより発生させた力を利用者に対して効果的に伝えて、利用者の動作を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態１にかかる動作支援装置の斜視図
【図２】実施の形態１の動作支援装置の分解図
【図３】実施の形態１の動作支援装置が利用者に装着された状態の側面図
【図４】実施の形態１の動作支援装置における動作および力の関係を示す説明図（Ａ）〜（Ｃ）
【図５】本開示の比較例にかかる動作支援装置における動作および力の関係を示す説明図（Ａ）〜（Ｃ）
【図６】実施の形態１の動作支援装置が利用者に装着された状態の側面図（膝を伸ばした状態）
【図７】実施の形態１の動作支援装置が利用者に装着された状態の斜視図（膝を伸ばした状態）
【図８】本開示の実施の形態２にかかる動作支援装置の斜視図（係合位置Ｑ１）
【図９】実施の形態２の動作支援装置の斜視図（離間位置Ｑ２）
【図１０】実施の形態２の動作支援装置の背面図
【図１１】本開示の実施の形態３にかかる動作支援装置の斜視図
【図１２】本開示の実施の形態４にかかる動作支援装置の斜視図
【図１３】実施の形態４の動作支援装置の下方部分の正面図
【図１４】本開示の実施の形態５にかかる動作支援装置の正面図
【図１５】実施の形態５の動作支援装置の側面図
【図１６】本開示の比較例にかかる動作支援装置が利用者に装着された状態の側面図
【図１７】比較例の動作支援装置が利用者に装着された状態の側面図
【図１８】比較例の動作支援装置が利用者に装着された状態の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
本願の発明者らは、非接地型の動作支援装置を鋭意研究したところ、利用者が重量物を持ち上げる姿勢を採った際に、アクチュエータにより発生された力が、利用者に対して効果的に伝えることができない場合が生じるという新たな課題（新たな知見）を見出した。この新たな課題について以下に説明する。
【００１２】
まず、例えば、特許文献１に代表されるような従来の非接地型の動作支援装置では、基本的には、利用者が膝を伸ばした状態であり、かつ腰を曲げた状態の姿勢にて重量物を持ち上げようとする際に、利用者の動作を支援することを前提としている。しかしながら、利用者が重量物を持ち上げる場合には、必ずしも膝を伸ばした姿勢としている訳ではなく、膝を曲げて、より重量物に近づいた姿勢にて重量物を持ち上げるような場面もある。
【００１３】
このように利用者が膝を曲げた姿勢にて重量物を持ち上げる動作を行う場合について、図面を用いて説明する。図１６および図１７は、本開示の比較例にかかる動作支援装置１００を利用者Ｐが装着した状態を示す図である。なお、図１６および図１７に示す本開示の比較例にかかる動作支援装置１００において、以下に詳細を説明する本開示の実施の形態にかかる動作支援装置と同じ構成には同じ参照符号を付しているため、その詳細な説明は省略している。
【００１４】
図１６に示すように、利用者Ｐが重量物（荷物）を持ち上げようとすると、背中装着部１に対して大腿抑え部２が回動して、利用者Ｐの大腿部の前方側を大腿抑え部２が抑えるように力Ｆ１が利用者Ｐに対して伝えられる。本来であれば、大腿抑え部２に対して背中装着部１が開くように両者の相対角度が大きくなり、重量物を抱えた利用者が立ち上がろうとする方向に動作が支援されることになる。
【００１５】
しかしながら、図１７に示すように、力Ｆ１の反力Ｆ２が利用者Ｐの背中沿い上向きに作用するが、背中装着部１は肩ベルト４および腰ベルト５により支持されているだけであるため、この反力Ｆ２が作用すると背中装着部１が背中沿い上向きにずり上がっていく。このような場合にあっては、動作支援装置１００により発生された力Ｆ１が、重量物を持ち上げようとする利用者Ｐの動作を十分に支援することができない。
【００１６】
また、さらなる研究により、図１８に示す動作支援装置１００のように、利用者Ｐが膝を伸ばした姿勢において重量物を持ち上げようとする場合にも背中装着部１が頭部方向にずれ上がり、動作支援装置１００にて発生された力Ｆ１が、重量物を持ち上げようとする利用者Ｐの動作を十分に支援することができない場合が生じることについても見出した。
【００１７】
このように、本願の発明者らは、利用者が重量物を持ち上げようとする際に動作支援装置にて発生された力が、利用者に対して効果的に伝わらない場合が生じるという新たな課題を見出し、この課題を解決すべく本開示に至った。
【００１８】
（本開示の態様）
本開示の第１態様によれば、肩ベルトにより利用者の肩で支持された状態で背中に装着される背中装着部と、利用者の大腿部の前方側に配置される大腿抑え部と、背中装着部に対して回動可能に大腿抑え部を連結する第１連結部と、第１連結部を駆動して、背中装着部に対して大腿抑え部を回動させ、大腿抑え部を介して利用者の大腿部の前方側に力を作用させる第１アクチュエータと、背中装着部に設けられ、利用者の胴体に対して背中沿い上向きに係合して、背中装着部の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体と、を備える、動作支援装置を提供する。
【００１９】
本開示の第２態様によれば、構造体は、背中装着部の下部に接続され、利用者の臀部に対して背中沿い上向きに係合する、第１態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２０】
本開示の第３態様によれば、構造体は、背中装着部の下部より前方側に突出し、利用者の股下に配置される股下構造体である、第２態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２１】
本開示の第４態様によれば、股下構造体において、利用者の臀部に係合する部分には、緩衝部材が設けられている、第３態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２２】
本開示の第５態様によれば、構造体は、利用者の胴体への係合位置を調整可能な位置調整機構を備える、第２から第４態様のいずれか１つに記載の動作支援装置を提供する。
【００２３】
本開示の第６態様によれば、背中装着部の下部に対して回動可能に股下構造体を連結する第２連結部と、股下構造体が利用者の股下に係合する係合位置と股下から離れた離間位置との間で、股下構造体を回動させるように第２連結部を駆動する第２アクチュエータと、を備える、第３または第４態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２４】
本開示の第７態様によれば、少なくとも利用者の大腿部の前方側を大腿抑え部が抑えるように力を作用させる際に、股下構造体を係合位置に位置させるように、第１アクチュエータによる第１連結部の動作と、第２アクチュエータによる第２連結部の動作とを連動させる連動制御部を備える、第６態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２５】
本開示の第８態様によれば、構造体は、利用者の臀部に対して係合して背中装着部を固定するハーネスである、第２態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２６】
本開示の第９態様によれば、構造体は、背中装着部の上部に接続され、少なくとも利用者の脇部に対して背中沿い上向きに係合する、第１態様に記載の動作支援装置を提供する。
【００２７】
本開示の第１０態様によれば、構造体は、背中装着部に対して脱着可能に装備される、第１から第９態様のいずれか１つに記載の動作支援装置を提供する。
【００２８】
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
本開示の実施の形態１にかかる動作支援装置１０の斜視図を図１に示し、分解図を図２に示す。また、動作支援装置１０が利用者に装着された状態の模式図を図３に示す。
【００３０】
図１から図３に示すように、動作支援装置１０は、背中装着部１、大腿抑え部２、および股下構造体３を備える。
【００３１】
背中装着部１は、利用者Ｐの背中に装着されるフレーム状部材であり、背中の上下方向に沿って延びる背面フレーム１ａと、背面フレーム１ａの下部において利用者Ｐの腰側方を囲む腰サポート部１ｂとを備える。
【００３２】
背中装着部１には、利用者Ｐの両肩それぞれに装着される肩ベルト４と、利用者Ｐの腰に装着される腰ベルト５とが接続されている。肩ベルト４の一端は背面フレーム１ａの上部に接続されており、他端は腰ベルト５に接続されている。腰ベルト５は、腰サポート部１ｂの内側に接続されるとともに、利用者Ｐの腰周囲を囲むように脱着可能に装着される。なお、肩ベルト４および腰ベルト５にはベルト長さを調整する機構が設けられている。
【００３３】
肩ベルト４により、背面フレーム１ａの上部が利用者Ｐの背中に密着するように装着されるとともに、動作支援装置１０の自重が利用者Ｐの肩に支持される。腰ベルト５により、背面フレーム１ａの下部および腰サポート部１ｂが利用者Ｐの背中下部および腰に密着するように装着される。
【００３４】
大腿抑え部２は利用者Ｐの両大腿部の前方側に配置（装着）され、大腿部の前方側を抑える部材である。大腿抑え部２の一端側には背中装着部１の腰サポート部１ｂの両端部に回動可能に連結される第１連結部６が設けられており、他端側は利用者Ｐの大腿部の前方側に接するような曲面形状を有している。
【００３５】
背中装着部１の腰サポート部１ｂの両端部には、アクチュエータ７（第１アクチュエータ）がそれぞれ内蔵されており、アクチュエータ７が第１連結部６を駆動させることにより、背中装着部１に対して大腿抑え部２が回動する。すなわち、アクチュエータ７は、背中装着部１と大腿抑え部２との相対角度が変化するように第１連結部６を駆動する機能を有する。なお、第１連結部６は、２つの部材を回動可能に連結するような構成であればよく、ギア、プーリー、回転軸、円盤部材など様々な構成の組み合わせを採用し得る。また、アクチュエータ７が内蔵される場所は、その他の場所（例えば、背面フレーム１ａ内など）であってもよく、１つの共通したアクチュエータにより、２つの第１連結部６を連動させるような場合であってもよい。
【００３６】
股下構造体３は、背中装着部１の背面フレーム１ａの下部に設けられている。股下構造体３の一端は背面フレーム１ａの下部に固定されており、他端は背面フレーム１ａより下方および前方側に向かって突出して延びている。
【００３７】
背中装着部１が利用者Ｐの背中に装着された状態にて、股下構造体３の他端側（突出端側）が利用者Ｐの股下に配置される。この状態において、股下構造体３の上面が利用者Ｐの臀部（尻部）の背面側から下面側に回り込むように接触する。股下構造体３の上面には、緩衝部材としてクッション材８が設けられている。また、股下構造体３は、利用者Ｐが直立姿勢にて股の間に挿入配置されやすいように幅狭形状に形成されている。なお、本実施の形態１では、この股下構造体３が、利用者Ｐの胴体に対して背中沿い上向きに係合して、背中装着部１の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体の一例となっている。
【００３８】
また、動作支援装置１０には、アクチュエータ７を動作させるための電力を供給するバッテリー（図示せず）と、アクチュエータ７の動作を制御する制御部９（図１参照）とが内蔵されている。また、動作支援装置１０には、背中装着部１と大腿抑え部２との間の相対角度を変更しようとする外力（利用者Ｐより動作支援装置１０に対して付与される力）を検出する力センサ（図示せず）が内蔵されている。この力センサにより外力が検出されると、制御部９はアクチュエータ７を動作させて、利用者Ｐの動作を支援するように背中装着部１に対して大腿抑え部２を回動させる。すなわち、制御部９は、利用者Ｐが動作しようとする姿勢に合わせて、アクチュエータ７により大腿抑え部２を相対回動させる。
【００３９】
次に、このような構成を有する本実施の形態１の動作支援装置１０の動作について説明する。
【００４０】
図３は、動作支援装置１０が利用者Ｐに装着され、利用者Ｐが膝および腰を曲げた前傾姿勢にて、両腕により重量物（荷物：図示せず）を持ち上げる動作を開始した状態を示している。
【００４１】
図３に示す状態では、肩ベルト４および腰ベルト５により背中装着部１が利用者Ｐの背中に密着して装着されている。大腿抑え部２は、膝および腰を曲げた利用者Ｐの姿勢に合わせて、例えば、背面フレーム１ａに対して略９０度の回動位置に位置されるとともに、大腿部の前方側に接した状態とされている。股下構造体３は、その上面のクッション材８を介して利用者の股下（臀部の背面側から下面側）に接した状態とされている。
【００４２】
ここで、本実施の形態１の動作支援装置１０における動作および力の関係を、図４の模式説明図に示す。また、股下構造体３を有さない比較例にかかる動作支援装置１００における動作および力の関係を図５に示す。
【００４３】
図４（Ａ）および図５（Ａ）は利用者Ｐが膝および腰を曲げた姿勢における動作支援装置の状態（すなわち、図３の姿勢状態）であり、（Ｃ）は利用者Ｐが完全に立ち上がった姿勢における状態であり、（Ｂ）は（Ａ）と（Ｃ）の中間姿勢における状態である。また、図４および図５では、（Ａ）の姿勢状態における第１連結部６の高さ位置に対する第１連結部６の相対的な高さ位置の変化についても対比的に示している。
【００４４】
まず、比較例の動作支援装置１００において、図５（Ａ）の状態にて利用者Ｐが重量物を持ち上げようとすると、力センサが利用者Ｐからの力を検知し、アクチュエータ７を動作させて背中装着部１に対する相対角度を大きくするように大腿抑え部２を回動させる。これにより、利用者Ｐの大腿部の前方側を抑える力Ｆ１が大腿抑え部２より付与される。
【００４５】
一方、背中装着部１には、この大腿部を抑える力Ｆ１の反力Ｆ２が作用する。反力Ｆ２は利用者Ｐの背中沿い上向きの力である。比較例の動作支援装置１００では、背中装着部１は、肩ベルト４および腰ベルト５により利用者Ｐに装着されているだけである。そのため、反力Ｆ２が作用すると、図５（Ｂ）および図１７に示すように、背中装着部１が背中沿い上向きにずり上がってしまう。すなわち、大腿抑え部２の下端部を支点としながら大腿抑え部２の上部が大腿部の前方側から離れるように大腿抑え部２が回動するとともに、背中装着部１が背中に沿って上方側へと持ち上がる。このような状態では、大腿部の前方側を抑える力Ｆ１が大腿部に対して十分に作用せず、利用者Ｐの動作を支援する力とはならない。
【００４６】
この反力Ｆ２は、図５（Ａ）から（Ｂ）の状態へと、背中装着部１と大腿抑え部２との間の相対角度が大きくなるにしたがって小さくなる。図５（Ｂ）に示す状態では、動作支援装置１００は、持ち上げ動作開始時点（図５（Ａ））に比べて高さＨずり上がっている。その後、図５（Ｃ）に示すように、利用者Ｐが立ち上がった姿勢では、反力Ｆ２＝０となり、ずり上がった状態の動作支援装置１００は、重力の作用によって元の高さ位置へとずり下がることになる。
【００４７】
これに対して、本実施の形態１の動作支援装置１０では、股下構造体３が設けられている。そのため、図４（Ａ）において、アクチュエータ７により大腿抑え部２が回動され、大腿部の前方側を抑える力Ｆ１が付与されて、その反力Ｆ２が作用した場合であっても、反力Ｆ２が股下構造体３を介して利用者Ｐの臀部に作用することになる。股下構造体３は、利用者Ｐの臀部に対して背中沿い上向きに係合するため、反力Ｆ２が作用しても背中装着部１が背中沿い上向きにずり上がることが抑制される。そのため、大腿抑え部２の上部が大腿部の前方側から離れることなく、大腿抑え部２が利用者Ｐの大腿部の前方側に接した状態が保たれ、この状態にて大腿抑え部２の下端部が大腿部の前方側に向かう方向に回動する。よって、大腿部の前方側を抑える力Ｆ１が、利用者Ｐの動作を支援する力となって利用者Ｐに効果的に作用する。
【００４８】
その後、図５（Ｂ）に示すように、背中装着部１と大腿抑え部２との間の相対角度が大きくなり、反力Ｆ２が小さくなった場合であっても、反力Ｆ２は股下構造体３を介して臀部にて受けられるため、背中装着部１がずり上がることが継続的に防止される。
【００４９】
その結果、大腿抑え部２を回動させることにより、利用者Ｐの大腿部の前方側に対して確実に力Ｆ１を伝えることができ、この力Ｆ１を利用者Ｐの動作を支援する力に効果的に換えることができる。
【００５０】
また、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本実施の形態１の動作支援装置１０では、第１連結部６の相対的な高さ位置の変化はほとんど生じておらず、背中装着部１のずり上がりが抑制されていることがわかる。
【００５１】
なお、上述の説明では、利用者Ｐが膝および腰を曲げた姿勢にて重量物を持ち上げる動作を開始する場合を例としたが、このような場合についてのみ限られない。例えば、図６および図７の斜視図に示すように、利用者Ｐが膝を伸ばした状態で腰を曲げた姿勢にて重量物を持ち上げる動作を開始するような場合であっても、本実施の形態１による効果を得ることができる。すなわち、このような場合であっても、股下構造体３を介して臀部にて反力Ｆ２を受けることができるため、背中装着部１が背中沿いに上向き（頭部側）にずり上がることを抑制できる。
【００５２】
本実施の形態１の動作支援装置１０によれば、背中装着部１の下部に股下構造体３が設けられ、股下構造体３が臀部に対して背中沿い上向きに係合するため、大腿部の前方側を抑える力Ｆ１の反力Ｆ２を臀部にて受け止めることができる。よって、背中装着部１が背中沿い上向きにずり上がることを抑制でき、動作支援装置１０を利用者Ｐに密着した状態を保って、利用者の動作を効果的に支援することができる。
【００５３】
また、股下構造体３は、その幅を狭くして形成されているため、利用者Ｐが立ち上がった姿勢において股の間に位置させることができ、利用者Ｐの動作を阻害することもない。
【００５４】
また、股下構造体３の上面にはクッション材８が設けられているため、股下構造体３を介して反力Ｆ２が臀部に作用しても、臀部への衝撃を和らげることができる。
【００５５】
また、両肩ベルト４と股下構造体３とを含む少なくとも３点において、動作支援装置１０が利用者Ｐに支持または係合しているため、動作支援装置１０の装着状態がより安定した状態となる。
【００５６】
（実施の形態２）
本開示の実施の形態２にかかる動作支援装置２０の斜視図を図８および図９に示す。なお、本実施の形態２の動作支援装置２０において、上記実施の形態１の動作支援装置１０と同じ構成部材には同じ参照番号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図８および図９に示すように、本実施の形態２の動作支援装置２０は、股下構造体２３を回動可能に備えている点において、実施の形態１の動作支援装置１０と異なっている。ここで、股下構造体２３を取り外した状態の動作支援装置２０の背面図を図１０に示す。
【００５８】
図８から図１０に示すように、動作支援装置２０は、背中装着部１の下部に対して回動可能に股下構造体２３を連結する第２連結部２１と、第２連結部２１を動作させて股下構造体２３を回動させるアクチュエータ２２（第２アクチュエータ）とを備える。アクチュエータ２２としては、モータ、油圧ポンプ、バネと電磁ソレノイド等を用いることができる。
【００５９】
第２連結部２１は、股下構造体２３の一端を前後方向に回動（揺動）可能に他端を支持する。股下構造体２３は、利用者Ｐの臀部に接して係合される係合位置Ｑ１（図８）と、臀部から背後方向に離れた離間位置Ｑ２（図９）との間で、アクチュエータ２２により回動される。なお、背中装着部１の下部には、股下構造体２３の前後方向への回動を許容するための溝１ｃが設けられている。
【００６０】
このように股下構造体２３が係合位置Ｑ１と離間位置Ｑ２との間で回動可能な構成では、利用者Ｐが重量物を持ち上げる際に股下構造体２３を係合位置Ｑ１に位置させることで、反力Ｆ２を臀部にて受け止めることができ、背中装着部１のずり上がりを抑制できる。また、利用者Ｐの動作を支援する必要がない状態では、股下構造体２３を離間位置Ｑ２に位置させることで、股下構造体２３が利用者Ｐの動きを阻害しないようにして、動作支援装置２０の装着感を向上させることができる。
【００６１】
動作支援装置２０に加速度センサを設けて、利用者の立ち上がり動作を加速度センサにより検知し、この検知結果に基づいて制御部がアクチュエータ２２の動作を制御するようにしてもよい。この際、利用者の胴体の姿勢変化を検知しやすいように加速度センサを背中装着部１に設けることが好ましい。
【００６２】
また、力センサにより利用者からの力を検知して、大腿抑え部２を回動させるアクチュエータ７による第１連結部６の動作に連動させて、アクチュエータ２２による第２連結部２１の動作を制御するような連動制御部を、制御部９が備えてもよい。
【００６３】
また、股下構造体２３の回動は手動操作で行ってもよく、また操作スイッチを設けて操作するようにしてもよい。手動操作により股下構造体２３を回動させる場合は、股下構造体２３を回動させる操作レバーを設けてもよい。また、利用者Ｐが腰を曲げた際に背中装着部１が前方に傾斜することを利用して、重力の作用により股下構造体２３を係合位置Ｑ１に移動させて位置させるようにしてもよい。利用者Ｐは、操作レバーの操作により、股下構造体２３を係合位置Ｑ１から離間位置Ｑ２に移動させることができる。このような操作レバーや操作スイッチは、利用者Ｐの動作に邪魔にならない位置に設けることが好ましく、例えば、背中装着部１の背面側に設けるようにしてもよい。
【００６４】
なお、上記の説明では、股下構造体２３が係合位置Ｑ１と離間位置Ｑ２との間で回動して移動する場合を例として説明したが、このような移動は回動のみに限られない。例えば、背中装着部１に股下構造体を格納するスペースを設けて、股下構造体を係合位置Ｑ１と離間位置Ｑ２との間で進退移動（例えば、スライド移動）させるようにしてもよい。すなわち、股下構造体が背中装着部１に移動可能に設けられ、係合位置Ｑ１と離間位置Ｑ２との間で股下構造体を移動させる移動手段が備えられていればよい。
【００６５】
（実施の形態３）
本開示の実施の形態３にかかる動作支援装置３０の斜視図を図１１に示す。なお、本実施の形態３の動作支援装置３０において、上記実施の形態１の動作支援装置１０と同じ構成部材には同じ参照番号を付してその説明を省略する。
【００６６】
図１１に示すように、本実施の形態３の動作支援装置３０は、背中装着部１の下部に設けられた股下構造体３３の中にバッテリー３４が内蔵されている。バッテリー３４は、アクチュエータ７等を動作させるために必要な電力を供給するものである。
【００６７】
このように反力Ｆ２を利用者の臀部に受け止めさせるために設けられた股下構造体３３内にバッテリー３４を内蔵させることにより、動作支援装置３０のスペースを有効に活用することが可能となる。また、比較的重さを有するバッテリー３４を動作支援装置３０の下方に配置することで、動作支援装置３０の重心を低くすることができ、装着時の安定性が向上する。
【００６８】
（実施の形態４）
本開示の実施の形態４にかかる動作支援装置４０の斜視図を図１２に示し、動作支援装置４０の下方部分の正面図を図１３に示す。なお、本実施の形態４の動作支援装置４０において、上記実施の形態１の動作支援装置１０と同じ構成部材には同じ参照番号を付してその説明を省略する。
【００６９】
図１２および図１３に示すように、本実施の形態４の動作支援装置４０は、利用者の胴体に対して背中沿い上向きに係合して、反力Ｆ２に抗して背中装着部１の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体として、ハーネス４３が用いられている。
【００７０】
ハーネス４３は、ベルト状の拘束具であって、背中装着部１の腰サポート部１ｂに接続されるとともに、利用者Ｐの臀部の背面側から下面側、そして股下を回り込むようにして装着される。このようなハーネス４３は、例えば布などの柔軟性を有する材料により構成され、その他、革や樹脂材料などにより構成してもよい。また、ハーネス４３には、ベルト長さを調整するための調整機構が備えられている。
【００７１】
このようにハーネス４３が備えられていることにより、ハーネス４３が利用者Ｐの臀部に対して背中沿い上向きに係合し、反力Ｆ２に抗して背中装着部１の背中沿い上向きへの移動を規制することができる。また、ハーネス４３を用いることにより、利用者Ｐの動作の自由度も高くなり、また動作支援装置４０を装着した状態で着座する際に支障とならず、装着感も向上する。
【００７２】
（実施の形態５）
本開示の実施の形態５にかかる動作支援装置５０の正面図を図１４に示し、側面図を図１５に示す。なお、本実施の形態５の動作支援装置５０において、上記実施の形態１の動作支援装置１０と同じ構成部材には同じ参照番号を付してその説明を省略する。
【００７３】
図１４および図１５に示すように、本実施の形態５の動作支援装置５０は、利用者の胴体に対して背中沿い上向きに係合して、反力Ｆ２に抗して背中装着部１の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体として、ベスト５３および脇抑えベルト５１が用いられている。
【００７４】
ベスト５３は、利用者Ｐの脇周囲にフィット（密着）するような拘束具として用いられている。ベスト５３は、比較的強度を有する布により構成されて、少なくとも利用者Ｐの脇周囲、特に脇下にフィットしていることが好ましい。なお、利用者Ｐの脇周囲に加えて腕回りにもフィットしているような場合であってもよい。また、ベスト５３は、背中装着部１に接続されている。さらに肩ベルト４や腰ベルト５にベスト５３が接続されているような場合であってもよい。
【００７５】
図１５に示すように、肩ベルト４には、利用者Ｐの脇下に回り込むように装着される脇抑えベルト５１が接続されている。すなわち、脇抑えベルト５１は肩ベルト４を介して背中装着部１に接続されている。脇抑えベルト５１は、利用者Ｐの脇下にたるみを少なくした状態にて装着されることが好ましい。また、利用者Ｐの装着感を考慮して、脇抑えベルト５１には、肩ベルト４等に比べて細い部材が用いられることが好ましい。
【００７６】
本実施の形態５の動作支援装置５０では、実施の形態１の動作支援装置１０のように股下構造体を備えていない。この股下構造体に代えて、動作支援装置５０では、利用者Ｐの脇周囲にフィットするベスト５３と、脇下に装着される脇抑えベルト５１が備えられている。
【００７７】
ベスト５３および脇抑えベルト５１が設けられていることにより、動作支援装置５０において利用者Ｐの背中沿い上向きに反力Ｆ２が作用した場合に、ベスト５３および脇抑えベルト５１を介して利用者Ｐの脇下に対してこの反力Ｆ２を作用させることができる。ベスト５３および脇抑えベルト５１は、利用者Ｐの背中沿い上向きに脇下に係合されるため、反力Ｆ２に抗して背中装着部１がずり上がることを抑制できる。
【００７８】
なお、このように利用者Ｐの脇周囲や脇下に係合される構造体としては、ベスト５３や脇抑えベルト５１に限られず、その他様々な構成を採用し得る。ベスト５３は脇周囲全体にフィットするものに限られず、少なくとも脇下側において係合するものであればよい。ベストに限られず、袖を有する衣類が用いられてもよい。
【００７９】
上述の実施の形態の説明では、利用者の胴体に対して背中沿い上向きに係合して、反力Ｆ２に抗して背中装着部１の背中沿い上向きへの移動を規制する構造体として、いくつかの形態を例として説明したが、構造体はこれらの形態にのみ限られない。例えば、利用者の臀部全体を包み込むように覆う布状部材を背中装着部１に接続して、構造体として用いてもよい。
【００８０】
また、構造体は剛体部材に限られず、弾性材料により構成されてもよい。この場合、弾性材料は、利用者の胴体が反力Ｆ２を受け止めて背中装着部１のずり上がりを実質的に抑制できる程度の弾性に抑えることが望ましい。
【００８１】
このような構造体の具体例としては、サドル、棒状部材、クッション材により構成された部材、圧縮ガスが注入されたバルーン状部材、板状部材、ラバー、網状部材、パイプ状部材など、様々な部材を用いて構成することができる。
【００８２】
また、股下構造体が利用者に接する部分にクッション材を設ける場合を例として説明したが、緩衝部材としてはスプリングやダンパーを用いてもよい。
【００８３】
また、利用者へ構造体が接する位置を調整する位置調整機構が設けられる場合であってもよい。例えば、スプリングやダンパーは位置調整機構としても利用できる。
【００８４】
また、構造体は、背中装着部に対して脱着可能としてもよい。利用者が任意に構造体を取り外せることにより、利用者の動作の自由度が向上する。
【００８５】
また、動作支援装置において、利用者より装置に対して付与される力が力センサによりされた場合に、アクチュエータを動作させて大腿抑え部を回動させる場合を例として説明したが、動作支援装置の動作形態は他の場合であってもよい。例えば、大腿抑え部を回動させる操作スイッチを設けて、利用者が操作スイッチを操作して動作させる場合であってもよい。また、力センサ以外のセンサを用いて利用者の姿勢や動きを検出して、大腿抑え部を回動させる場合であってもよい。すなわち、本開示の動作支援装置では、背中装着部に対する大腿抑え部の相対的な回動の動作形態は特定の形態に限られず、様々な形態を適用し得る。
【００８６】
また、動作支援装置は、上述の実施の形態にて言及した構成以外の構成を備えてもよい。例えば、背中装着部より上方に延びる部材により支持されたカメラ装置が備えられ、利用者の姿勢や腕の動きを認識するような構成が備えられるような場合であってもよい。また、背中装着部から延びるアーム部材が備えられるような場合であってもよい。
【００８７】
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態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。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本開示の動作支援装置は、利用者の装着感を損なうことなく、アクチュエータにより発生させた力を利用者に対して効果的に伝えて利用者の動作を支援することができるため、人体の動作を支援する非接地型の動作支援装置へ適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１  背中装着部
１ａ  背面フレーム
１ｂ  腰サポート部
１ｃ  溝
２  大腿抑え部
３、２３、３３  股下構造体（構造体）
４  肩ベルト
５  腰ベルト
６  第１連結部
７  アクチュエータ（第１アクチュエータ）
８  クッション材
９  制御部（連動制御部）
１０、２０、３０、４０、５０  動作支援装置
２１  第２連結部
２２  アクチュエータ（第２アクチュエータ）
４３  ハーネス
５１  脇抑えベルト
５３  ベスト
Ｐ  利用者
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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