(57)【要約】【課題】装着性を向上できると共に、腕や脚の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じた適切な腕や脚の動作の補助を可能とする。【解決手段】動作補助装置は、上腕センサユニット、上腕フレーム、上腕モータを備える上腕ユニットと、前腕センサユニット、前腕フレーム、前腕モータを備える前腕ユニットと、を有する。上腕センサユニットは、上腕の動きを許容するように上腕を介在して保持する一対の上腕保持部と、上腕からの力を検出する上腕力検出部と、上腕からの力を上腕力センサへと伝達する上腕力伝達部と、を備えると共に、前腕センサユニットは、前腕の動きを許容するように前腕を介在して保持する一対の前腕保持部と、前腕からの力を検出する前腕力検出部と、前腕からの力を前腕力センサへと伝達する前腕力伝達部と、を備えている。【選択図】図４
2015154858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腕の動作を補助するための動作補助装置であって、
互いに連結された上腕ユニット及び前腕ユニットを有し、
前記上腕ユニットは、
上腕から伝達される力を検出するための上腕センサユニットと、
前記上腕に対応して延設され、前記上腕センサユニットを支持する上腕フレームと、
肩関節に対応して設けられ、前記上腕センサユニットによって検出された前記上腕からの力に基づいて前記上腕フレームを回動させる上腕モータと、を備えると共に、
前記前腕ユニットは、
前腕から伝達される力を検出するための前腕センサユニットと、
前記前腕に対応して延設され、前記前腕センサユニットを支持する前腕フレームと、
肘関節に対応して設けられ、前記前腕センサユニットによって検出された前記前腕からの力に基づいて前記前腕フレームを回動させる前腕モータと、を備えており、
前記上腕センサユニットは、
前記上腕フレームの延設方向に対する前記上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持する一対の上腕保持部と、
前記上腕保持部によって受けた前記上腕からの力を検出する上腕力検出部と、
前記上腕保持部を支持し、当該上腕保持部によって受けた前記上腕からの力を前記上腕力検出部へと伝達する上腕力伝達部と、を備えると共に、
前記前腕センサユニットは、
前記前腕フレームの延設方向に対する前記前腕の動きを許容するように当該前腕を介在して保持する一対の前腕保持部と、
前記前腕保持部によって受けた前記前腕からの力を検出する前腕力検出部と、
前記前腕保持部を支持し、当該前腕保持部によって受けた前記前腕からの力を前記前腕力検出部へと伝達する前腕力伝達部と、を備えていることを特徴とする動作補助装置。
【請求項２】
前記一対の上腕保持部及び前記一対の前腕保持部が、それぞれローラからなり、前記上腕力伝達部及び前記前腕力伝達部に対して回動自在に支持されてい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】
前記一対の上腕保持部及び前記一対の前腕保持部を構成する各前記ローラの表面には、緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の動作補助装置。
【請求項４】
前記上腕力伝達部及び前記前腕力伝達部は、
それぞれ支持する前記一対の上腕保持部間及び前記一対の前腕保持部間の略中心に回転軸が設けられており、当該回転軸を軸中心として、前記上腕力検出部及び前記前腕力検出部に回動自在に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の動作補助装置。
【請求項５】
前記上腕センサユニット及び前記前腕センサユニットは、
前記上腕力検出部及び前記前腕力検出部よりも腕側に、過負荷時に破損する破損部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の動作補助装置。
【請求項６】
脚の動作を補助するための動作補助装置であって、
互いに連結された大腿ユニット及び下腿ユニットを備え、
前記大腿ユニットは、
大腿から伝達される力を検出するための大腿センサユニットと、
前記大腿に対応して延設され、前記大腿センサユニットを支持する大腿フレームと、
股関節に対応して設けられ、前記大腿センサユニットによって検出された前記大腿からの力に基づいて前記大腿フレームを回動させる大腿モータと、を備えると共に、
前記下腿ユニットは、
下腿から伝達される力を検出するための下腿センサユニットと、
前記下腿に対応して延設され、前記下腿センサユニットを支持する下腿フレームと、
膝関節に対応して設けられ、前記下腿センサユニットによって検出された前記下腿からの力に基づいて前記下腿フレームを回動させる下腿モータと、を備えており、
前記大腿センサユニットは、
前記大腿フレームの延設方向に対する前記大腿の動きを許容するように当該大腿を介在して保持する一対の大腿保持部と、
前記大腿保持部によって受けた前記大腿からの力を検出する大腿力検出部と、
前記大腿保持部を支持し、当該大腿保持部によって受けた前記大腿からの力を前記大腿力検出部へと伝達する大腿力伝達部と、を備えると共に、
前記下腿センサユニットは、
前記下腿フレームの延設方向に対する前記下腿の動きを許容するように当該下腿を介在して保持する一対の下腿保持部と、
前記下腿保持部によって受けた前記下腿からの力を検出する下腿力検出部と、
前記下腿保持部を支持し、当該下腿保持部によって受けた前記下腿からの力を前記下腿力検出部へと伝達する下腿力伝達部と、を備えていることを特徴とする動作補助装置。
【請求項７】
前記一対の大腿保持部及び前記一対の下腿保持部が、それぞれローラからなり、前記大腿力伝達部及び前記下腿力伝達部に対して回動自在に支持されていることを特徴とする請求項６に記載の動作補助装置。
【請求項８】
前記一対の大腿保持部及び前記一対の下腿保持部を構成する各前記ローラの表面には、緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の動作補助装置。
【請求項９】
前記大腿力伝達部及び前記下腿力伝達部は、
それぞれ支持する前記一対の大腿保持部間及び前記一対の下腿保持部間の略中心に回転軸が設けられており、当該回転軸を軸中心として、前記大腿力検出部及び前記下腿力検出部に回動自在に接続されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の動作補助装置。
【請求項１０】
前記大腿センサユニット及び前記下腿センサユニットは、
前記大腿力検出部及び前記下腿力検出部よりも脚側に、過負荷時に破損する破損部が設けられていることを特徴とする請求項６〜９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】
本開示は、腕や脚の動作を補助するための動作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人の腕や脚等の動作を補助するための動作補助装置の開発が進められており、その一例として、例えば、特許文献１に記載されるような装着者の意思に従って腕の動作を補助する動作補助装置が知られている。
【０００３】
かかる動作補助装置は、装着者の腕（すなわち、上腕や前腕）の動きに伴う筋電位信号を生体信号センサによって検出し、この検出した信号に基づいて肩部駆動モータや肘部駆動モータを駆動するよう構成されている。このとき、動作補助装置の上腕部材や前腕部材は装着者に対して、ベルトを用いて装着（固定）されている。
また、動作補助装置の他の例として、装着者の上腕の動きを検出するセンサや、前腕の動きを検出するセンサを、それぞれ装着者の上腕や前腕に対し、ナイロンやポリエステル等からなるベルトを介して結束固定するように構成されているものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６６１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の動作補助装置などのように、動作補助装置の上腕部材や前腕部材自体または上腕や前腕の動きを検出する各センサを、装着者に対しベルトを用いて装着する場合、上腕及び前腕がベルトで束縛されているため、これら上腕または前腕を動かす際に、上腕及び前腕の一方の束縛状態が他方の動きに影響を与えてしまう。これにより、前腕または上腕の動きが制限され、これら上腕や前腕の動きを正しく検出できないことがある。特に、当該ベルトの締め付けがきつい（強い）場合は顕著であると共に、装着者に対して圧迫感や痛み等の不快感を与える場合があり、装着性が低下して装着者が本来の動きを発揮できないという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その幾つかの実施形態は、腕の動きを束縛しつつも許容し、装着者に対して適宜に装着可能とすることで装着性を向上できると共に、腕の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じた適切な腕の動作の補助を可能とする動作補助装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の実施形態は、脚の動作に伴う大腿及び下腿の動きを許容しつつ、装着者に対して適宜に装着可能とすることで装着性を向上できると共に、脚の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じた適切な脚の動きの補助を可能とす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】
【０００７】
本発明の幾つかの実施形態に係る動作補助装置は、
（１）腕の動作を補助するための動作補助装置であって、
互いに連結された上腕ユニット及び前腕ユニットを有し、
前記上腕ユニットは、
上腕から伝達される力を検出するための上腕センサユニットと、
前記上腕に対応して延設され、前記上腕センサユニットを支持する上腕フレームと、
肩関節に対応して設けられ、前記上腕センサユニットによって検出された前記上腕からの力に基づいて前記上腕フレームを回動させる上腕モータと、を備えると共に、
前記前腕ユニットは、
前腕から伝達される力を検出するための前腕センサユニットと、
前記前腕に対応して延設され、前記前腕センサユニットを支持する前腕フレームと、
肘関節に対応して設けられ、前記前腕センサユニットによって検出された前記前腕からの力に基づいて前記前腕フレームを回動させる前腕モータと、を備えており、
前記上腕センサユニットは、
前記上腕フレームの延設方向に対する前記上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持する一対の上腕保持部と、
前記上腕保持部によって受けた前記上腕からの力を検出する上腕力検出部と、
前記上腕保持部を支持し、当該上腕保持部によって受けた前記上腕からの力を前記上腕力検出部へと伝達する上腕力伝達部と、を備えると共に、
前記前腕センサユニットは、
前記前腕フレームの延設方向に対する前記前腕の動きを許容するように当該前腕を介在して保持する一対の前腕保持部と、
前記前腕保持部によって受けた前記前腕からの力を検出する前腕力検出部と、
前記前腕保持部を支持し、当該前腕保持部によって受けた前記前腕からの力を前記前腕力検出部へと伝達する前腕力伝達部と、を備えている。
【０００８】
上記（１）に記載の動作補助装置によれば、一対の上腕保持部によって上腕フレームの延設方向に対する上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持すると共に、一対の前腕保持部によって前腕フレームの延設方向に対する前腕の動きを許容するように当該前腕を介在して保持するため、上腕保持部や前腕保持部によって上腕及び前腕がそれぞれ上腕フレーム及び前腕フレームの延設方向に束縛されることなく、これら上腕や前腕からの力を検出可能な状態に保持できる。よって、これら上腕または前腕を動かす際、従来のような前腕または上腕の延設方向の動きが制限されることがなくなるため、当該制限されることによる本来の動きの制限がなくなる（少なくなる）ので、誤差をなくして（少なくして）上腕や前腕における動きを正しく検出できる。
また、上記（１）に記載の動作補助装置によれば、上腕及び前腕がそれぞれ上腕フレーム及び前腕フレームの延設方向に束縛されないので、装着者に対して圧迫感や痛み等の不快感を与えることなく、動作補助装置を装着者に対して適宜に装着可能とし、装着性を向上できる。よって、装着者に本来の動きを発揮させることが可能となる。
かくして、装着性を向上できると共に、腕の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じて適切な腕の動作の補助を可能とする動作補助装置を実現できる。
【０００９】
本発明の幾つかの実施形態に係る動作補助装置は、
上記（１）に記載の動作補助装置において、
（２）前記一対の上腕保持部及び前記一対の前腕保持部が、それぞれローラからなり、前記上腕力伝達部及び前記前腕力伝達部に対して回動自在に支持されている。
上記（２）に記載の動作補助装置によれば、一対の上腕保持部及び一対の前腕保持部が、それぞれローラからなり、上腕力伝達部及び前腕力伝達部に対して回動自在に支持されているので、上腕及び前腕の動きが滑らかになるため、簡易な構成で動作補助装置の装着感を向上させることができる。また、各保持部が各伝達部に回動自在に支持されることで、これら保持部によって受けた上腕や前腕からの力のうち、上腕フレーム及び前腕フレームの延設方向への力を逃しつつ、各フレームの回動方向の力を逃すことなく効果的に上腕力検出部や前腕力検出部へと伝達することができる。
【００１０】
幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の動作補助装置において、
（３）前記一対の上腕保持部及び前記一対の前腕保持部を構成する各前記ローラの表面には、緩衝部材が設けられている。
上記（３）に記載の動作補助装置によれば、一対の上腕保持部及び一対の前腕保持部を構成する各ローラの表面に、緩衝部材（すなわち、ゴム等の弾性材料や綿等の非弾性材料によるカバー部材）が設けられることで、動作補助装置の装着感を更に向上させることができる。また、各ローラに対する装着者の上腕及び前腕の厚さ（力を受ける方向の厚さ）の個体差が各検出部の出力値に与える影響を低減することができる。
【００１１】
上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の動作補助装置であって、
（４）前記上腕力伝達部及び前記前腕力伝達部は、
それぞれ支持する前記一対の上腕保持部間及び前記一対の前腕保持部間の略中心に回転軸が設けられており、当該回転軸を軸中心として、前記上腕力検出部及び前記前腕力検出部に回動自在に接続されていることを特徴とする。
上記（４）に記載の動作補助装置によれば、上腕力伝達部及び前腕力伝達部が、それぞれ支持する一対の上腕保持部間及び一対の前腕保持部間の略中心に設けられた回転軸を軸中心として、上腕力検出部及び前腕力検出部に回動自在に接続されているので、各フレームに対する腕の角度にずれが生じても、各伝達部がそのずれに対応して回動する。従って、上腕に対する上腕保持部の相対位置及び前腕に対する前腕保持部の相対位置を安定させることができる（すなわち、上腕保持部及び前腕保持部が上腕力伝達部及び前腕力伝達部によって上腕や前腕を保持する角度（所謂、迎え角度）を最適に上腕及び前腕の回動方向に沿って追随させることができる）ので、各保持部が受ける上腕や前腕からの力を正確且つ確実に上腕力検出部や前腕力検出部へと伝達することができる。
また、このように、上腕力検出部及び前腕力検出部に対して腕の動作に応じた上腕や前腕からの力を確実に伝達できるので、各検出部における感度を向上して上腕及び前腕（すなわち、腕）の動きを正確に検出でき、各検出部によって検出する腕の動作に対する応答性を向上できる。よって、装着者の意思に応じた適切な腕の動作の補助ができる。
さらに、上腕力伝達部及び前腕力伝達部が、それぞれ上記回転軸を軸中心として、回動自在である分、上腕フレーム及び前腕フレームに対する装着者の上腕及び前腕への各伝達部（保持部）の保持角度（迎え角度）を最適に上腕及び前腕の回動方向に沿って追随させるので、腕の動きにおける窮屈さや各保持部（ローラ）の腕への深い食い込み等の苦痛も低減できる。
【００１２】
上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の動作補助装置であって、
（５）前記上腕センサユニット及び前記前腕センサユニットは、
前記上腕力検出部及び前記前腕力検出部よりも腕側に、過負荷時に破損する破損部が設けられている。
上記（５）に記載の動作補助装置によれば、上腕力検出部及び前腕力検出部よりも腕側に、過負荷時に破損する破損部が設けられているので、上腕力検出部や前腕力検出部は高剛性とし適切に機能させつつも、過負荷時には、この破損部で意図的に破損させるようにすることで、装着者の腕に過度な力が加わることを防止すると共に、上腕力検出部及び前腕力検出部の破損を効果的に抑制できる。なお、ここで「破損」とは、上腕や前腕を保持した状態から離脱（分離）させることも含めた意味である。
【００１３】
本発明の幾つかの実施形態に係る動作補助装置は、
（６）脚の動作を補助するための動作補助装置であって、
互いに連結された大腿ユニット及び下腿ユニットを備え、
前記大腿ユニットは、
大腿から伝達される力を検出するための大腿センサユニットと、
前記大腿に対応して延設され、前記大腿センサユニットを支持する大腿フレームと、
股関節に対応して設けられ、前記大腿センサユニットによって検出された前記大腿からの力に基づいて前記大腿フレームを回動させる大腿モータと、を備えると共に、
前記下腿ユニットは、
下腿から伝達される力を検出するための下腿センサユニットと、
前記下腿に対応して延設され、前記下腿センサユニットを支持する下腿フレームと、
膝関節に対応して設けられ、前記下腿センサユニットによって検出された前記下腿からの力に基づいて前記下腿フレームを回動させる下腿モータと、を備えており、
前記大腿センサユニットは、
前記大腿フレームの延設方向に対する前記大腿の動きを許容するように当該大腿を介在して保持する一対の大腿保持部と、
前記大腿保持部によって受けた前記大腿からの力を検出する大腿力検出部と、
前記大腿保持部を支持し、当該大腿保持部によって受けた前記大腿からの力を前記大腿力検出部へと伝達する大腿力伝達部と、を備えると共に、
前記下腿センサユニットは、
前記下腿フレームの延設方向に対する前記下腿の動きを許容するように当該下腿を介在して保持する一対の下腿保持部と、
前記下腿保持部によって受けた前記下腿からの力を検出する下腿力検出部と、
前記下腿保持部を支持し、当該下腿保持部によって受けた前記下腿からの力を前記下腿力検出部へと伝達する下腿力伝達部と、を備えている。
【００１４】
上記（６）に記載の動作補助装置によれば、一対の大腿保持部によって大腿フレームの延設方向に対する大腿の動きを許容するように当該大腿を介在して保持すると共に、一対の下腿保持部によって下腿フレームの延設方向に対する下腿の動きを許容するように当該下腿を介在して保持するため、大腿保持部や下腿保持部によって大腿及び下腿がそれぞれ大腿フレーム及び下腿フレームの延設方向に束縛されることなく、これら大腿や下腿からの力を検出可能な状態に保持できる。よって、これら大腿または下腿を動かす際、従来のような下腿または大腿の延設方向の動きが制限されることがなくなるため、当該制限されることによる本来の動きの制限がなくなる（少なくなる）ので、誤差をなくして（少なくして）大腿や下腿における動きを正しく検出できる。
また、上記（６）に記載の動作補助装置によれば、大腿及び下腿がそれぞれ大腿フレーム及び下腿フレームの延設方向に束縛されないので、装着者に対して圧迫感や痛み等の不快感を与えることなく、動作補助装置を装着者に対して適宜に装着可能とし、装着性を向上できる。よって、装着者に本来の動きを発揮させることが可能となる。
かくして、装着性を向上できると共に、脚の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じて適切な脚の動作の補助を可能とする動作補助装置を実現できる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の動作補助装置において、
（７）前記一対の大腿保持部及び前記一対の下腿保持部が、それぞれローラからなり、前記大腿力伝達部及び前記下腿力伝達部に対して回動自在に支持されている。
上記（７）に記載の動作補助装置によれば、一対の大腿保持部及び一対の下腿保持部が、それぞれローラからなり、大腿力伝達部及び下腿力伝達部に対して回動自在に支持されているので、大腿及び下腿の動きが滑らかになるため、簡易な構成で動作補助装置の装着感を向上させることができる。また、各保持部が各伝達部に回動自在に支持されることで、これら保持部によって受けた大腿や下腿からの力のうち、大腿フレーム及び下腿フレームの延設方向への力を逃しつつ、各フレームの回動方向の力を逃すことなく効果的に大腿力検出部や下腿力検出部へと伝達することができる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、上記（７）に記載の動作補助装置において、
（８）前記一対の大腿保持部及び前記一対の下腿保持部を構成する各前記ローラの表面には、緩衝部材が設けられている。
上記（８）に記載の動作補助装置によれば、一対の大腿保持部及び一対の下腿保持部を構成する各ローラの表面には、緩衝部材（すなわち、ゴム等の弾性材料や綿等の非弾性材料によるカバー部材）が設けられることで、動作補助装置の装着感を更に向上させることができる。また、各ローラに対する装着者の大腿及び下腿の厚さ（力を受ける方向の厚さ）の個体差が各検出部の出力値に与える影響を低減することができる。
【００１７】
幾つかの実施形態では、上記（６）〜（８）のいずれか一項に記載の動作補助装置において、
（９）前記大腿力伝達部及び前記下腿力伝達部は、
それぞれ支持する前記一対の大腿保持部間及び前記一対の下腿保持部間の略中心に回転軸が設けられており、当該回転軸を軸中心として、前記大腿力検出部及び前記下腿力検出部に回動自在に接続されている。
【００１８】
上記（９）に記載の動作補助装置によれば、大腿力伝達部及び下腿力伝達部が、それぞれ支持する一対の大腿保持部間及び一対の下腿保持部間の略中心に設けられた回転軸を軸中心として、大腿力検出部及び下腿力検出部に回動自在に接続されているので、各フレームに対する脚の角度にずれが生じても、各伝達部がそのずれに対応して回動する。従って、大腿に対する大腿保持部の相対位置及び下腿に対する下腿保持部の相対位置を安定させることができる（すなわち、大腿保持部及び下腿保持部が大腿力伝達部及び下腿力伝達部によって大腿や下腿を保持する角度（所謂、迎え角度）を最適に大腿及び下腿の回動方向に沿って追随させることができる）ので、各保持部が受ける大腿や下腿からの力を正確且つ確実に大腿力検出部や下腿力検出部へと伝達することができる。
また、このように、大腿力検出部及び下腿力検出部に対して脚の動作に応じた大腿や下腿からの力を確実に伝達できるので、各検出部における感度を向上して大腿及び下腿（すなわち、脚）の動きを正確に検出でき、各検出部によって検出する脚の動作に対する応答性を向上できる。よって、装着者の意思に応じた適切な脚の動作の補助ができる。
さらに、大腿力伝達部及び下腿力伝達部が、それぞれ上記回転軸を軸中心として、回動自在である分、大腿フレーム及び下腿フレームに対する装着者の大腿及び下腿への各伝達部（保持部）の保持角度（迎え角度）を最適に大腿及び下腿の回動方向に沿って追随させるので、脚の動きにおける窮屈さや各保持部（ローラ）の脚への深い食い込み等の苦痛も低減できる。
【００１９】
幾つかの実施形態では、上記（６）〜（９）のいずれか一項に記載の動作補助装置において、
（１０）前記大腿センサユニット及び前記下腿センサユニットは、
前記大腿力検出部及び前記下腿力検出部よりも脚側に、過負荷時に破損する破損部が設けられている。
【００２０】
上記（１０）に記載の動作補助装置によれば、大腿力検出部及び下腿力検出部よりも脚側に、過負荷時に破損する破損部が設けられているので、大腿力検出部や下腿力検出部は高剛性とし適切に機能させつつも、過負荷時には、この破損部で意図的に破損させるようにすることで、装着者の脚に過度な力が加わることを防止すると共に、大腿力検出部及び下腿力検出部の破損を効果的に抑制できる。なお、ここで「破損」とは、大腿や下腿を保持した状態から離脱（分離）させることも含めた意味である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の幾つかの実施形態によれば、装着性を向上できると共に、腕の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じた適切な腕の動作の補助が可能である。
本発明の他の実施形態によれば、装着性を向上できると共に、脚の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じた適切な脚の動作の補助が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る動作補助装置を示す概念図である。
【図２】実施形態に係るセンサユニットを上腕に装着した状態を示す概略斜視図である。
【図３】実施形態に係るセンサユニットを前腕に装着した状態を示す概略斜視図である。
【図４】実施形態に係るセンサユニットの構成を説明するための概略斜視図である。
【図５】実施形態に係るセンサユニットを示し、（Ａ）はその上面図（Ｏ１方向胴体側から見た図）であり、（Ｂ）はその正面図（Ｌ１方向下流側から見た図）である。
【図６】実施形態に係るセンサユニットと前腕との位置関係の変動を説明するための概念図である。
【図７】他の実施形態に係るセンサユニットの構成を説明するための概略斜視図である。
【図８】他の実施形態に係るセンサユニットを示し、（Ａ）はその一構成を説明するための概略斜視図であり、（Ｂ）は他の構成を説明するための概略斜視図である。
【図９】他の実施形態に係るセンサユニットの構成を説明するための概略斜視図である。
【図１０】実施形態に係るリミッタ装置の構成を説明するための概略斜視図である。
【図１１】実施形態に係るリミッタ装置の構成を説明するための上面図（Ｏ２方向胴体側から見た図）である。
【図１２】他の実施形態に係る動作補助装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る動作補助装置の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。つまり、以下の実施形態は、本発明の幾つかの実施形態のうちの一例であって、本発明を以下の実施形態のみに限定するものではない。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態における動作補助装置１００は、互いに連結された上腕ユニット３及び前腕ユニット７を有し、装着者の腕の動作を補助するよう構成されている。
上腕ユニット３は、上腕から伝達される力を検出するための上腕センサユニット３０Ａと、上腕に対応して延設され、上腕センサユニット３０Ａを支持する上腕フレーム２と、肩関節に対応して設けられ、上腕センサユニット３０Ａによって検出された上腕からの力に基づいて上腕フレーム２を回動させるための上腕モータ４と、を備えている。
また、前腕ユニット７は、前腕から伝達される力を検出するための前腕センサユニット３０Ｂと、前腕に対応して延設され、前腕センサユニット３０Ｂを支持する前腕フレーム６と、肘関節に対応して設けられ、前腕センサユニット３０Ｂによって検出された前腕からの力に基づいて前腕フレーム６を回動させるための前腕モータ８と、を備えている。
そして、これら上腕ユニット３と前腕ユニット７とが、前腕モータ８を回動中心として介在し、互いに回動自在に連結されている。
なお、かかる動作補助装置１００は、上腕モータ４を介して接続される機構具としての取付具Ｘを用いて、装着者の身体側のフレームに取り付けられている。
※腕側の装置と脚側の装置がそれぞれ別体で成立、また一体型としても成立することについては、後述の段落００６１をご参照ください。ここでは、腕側について説明しているため後段に追記しております。
【００２５】
上腕フレーム２は、装着者の肩関節付近の位置から肘関節付近の位置まで直線的に延設されており、上腕モータ４の出力軸Ｏ１のまわりを回動する。また、前腕フレーム６は、装着者の肘関節付近の位置から手先付近の位置まで直線的に延設されており、前腕モータの出力軸Ｏ２のまわりを回動する。
【００２６】
このとき、前腕フレーム６の先端には、物の持ち上げ動作等のために物に作用する作用部９０が設けられていてもよく、この作用部９０は、例えば図１に示すようにフック状に構成されていてもよい。かかるフック状の作用部９０では、重量物を引っ掛けて、上腕フレーム２及び又は前腕フレーム６を上腕モータ４及び又は前腕モータ８により回動させることにより、腕の力以上の力で重量物を持ち上げることが可能となる。
【００２７】
上腕センサユニット３０Ａは、上腕から受ける力を検出するための上腕力検出部である感圧センサ４１，４２を有している。図１に示す実施形態の場合、感圧センサ４１及び感圧センサ４２は、上腕から上腕フレーム２への力の伝達経路上において、感圧センサ４１と感圧センサ４２とを結ぶ直線Ｍ１が上腕フレーム２の延設方向Ｌ１と直交するように配置されている。
具体的に、感圧センサ４１は、上腕フレーム２が回動する平面（図１における紙面）に沿う方向のうち上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に直交するＡ１方向に上腕から受ける力を検出するよう構成されており、上腕のうちＡ１方向端に設けることが望ましい。また、感圧センサ４２は、Ａ１方向とは反対のＡ２方向に上腕から受ける力を検出するよう構成されており、上腕のうちＡ２方向端に設けることが望ましい。なお、上腕力検出部としては感圧センサに限定されるものではなく、力センサであっても良いことは言うまでもない。
【００２８】
前腕センサユニット３０Ｂは、前腕から受ける力を検出するための前腕力検出部である感圧センサ４３，４４を有している。図１に示す実施形態の場合、感圧センサ４３及び感圧センサ４４は、前腕から前腕フレーム６への力の伝達経路上において、感圧センサ４３と感圧センサ４４とを結ぶ直線Ｍ２が前腕フレーム６の延設方向Ｌ２と直交するように配置されている。
具体的に、感圧センサ４３は、前腕フレーム６が回動する平面（図１における紙面）に沿う方向のうち前腕フレーム６の延設方向Ｌ２に直交するＡ３方向に前腕から受ける力を検出するよう構成されており、前腕のうちＡ３方向端に設けることが望ましい。また、感圧センサ４４は、Ａ３方向とは反対のＡ４方向に前腕から受ける力を検出するよう構成されており、前腕のうちＡ４方向端に設けることが望ましい。
【００２９】
また、動作補助装置１００は、上腕モータ制御部１０と、前腕モータ制御部１２とを有する。上腕モータ制御部１０は、感圧センサ４１の出力Ｐ１と感圧センサ４２の出力Ｐ２の差分に基づいて上腕モータ４を制御するよう構成され、前腕モータ制御部１２は、感圧センサ４３の出力Ｐ３と感圧センサ４４の出力Ｐ３の差分に基づいて前腕モータ８を制御するよう構成される。
図１に示す実施形態において、上腕がＡ１方向側へ回動すると、上腕から感圧センサ４１に加わる力が増大するため、感圧センサ４１の出力Ｐ１は増大する。このとき、感圧センサ４２に加わる力は減少するか０となるため、感圧センサ４２の出力Ｐ２は減少するか０となる。また、上腕がＡ２方向側へ回動すると、上腕から感圧センサ４２に加わる力が増大するため、感圧センサ４２の出力Ｐ２は増大する。このとき、感圧センサ４１に加わる力は減少または０となるため、感圧センサ４１の出力Ｐ１は減少または０となる。
【００３０】
ここで、感圧センサ４１の出力Ｐ１と感圧センサ４２の出力Ｐ２の差分は、上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に直交するＡ１方向に上腕から受ける力と、Ａ１方向とは反対のＡ２方向に上腕から受ける力との差分に対応している。これら二つの力の差分は、特許文献１に記載された従来の動作補助装置（装着者によって把持されるグリップに設けた複数軸方向の感圧センサの出力と、肩関節及び肘関節の角度を検出するための角度センサの出力とに基づいて上腕モータ及び前腕モータを駆動するもの）と比較して、動作補助装置１００を装着した者が上腕フレーム２をＡ１方向とＡ２方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを直接的に反映している。従って、感圧センサ４１の出力Ｐ１と感圧センサ４２の出力Ｐ２の差分に基づいて上腕モータ４を制御することにより、動作補助装置１００の装着者が上腕フレーム２をＡ１方向とＡ２方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを上腕モータ４の制御に直接的に反映させることができる。
【００３１】
また、感圧センサ４３の出力Ｐ３と感圧センサ４４の出力Ｐ４の差分は、前腕フレーム６の延設方向Ｌ２に直交するＡ３方向に前腕から受ける力と、Ａ３方向とは反対のＡ４方向に前腕から受ける力との差分に対応している。これら二つの力の差分は、特許文献１に記載された従来の動作補助装置（前段落に記載のもの）と比較して、動作補助装置１００を装着した者が前腕フレーム６をＡ３方向とＡ４方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを直接的に反映している。従って、感圧センサ４３の出力Ｐ３と感圧センサ４４の出力Ｐ４の差分に基づいて前腕モータ８を制御することにより、動作補助装置１００の装着者が前腕フレーム６をＡ３方向とＡ４方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを前腕モータ８の制御に直接的に反映させることができる。
【００３２】
このように、感圧センサ４１の出力Ｐ１と感圧センサ４２の出力Ｐ２の差分に基づいて上腕モータ４を制御し、感圧センサ４３の出力Ｐ３と感圧センサ４４の出力Ｐ４の差分に基づいて前腕モータ８を制御することにより、複雑な制御を必要とすることなく簡易な構成で、動作補助装置１００の装着者の意思を上腕フレーム２及び前腕フレーム６の回動（腕の動作の補助）に反映させることができる。
【００３３】
また、動作補助装置１００は、上腕及び前腕から受ける力を検出する感圧センサ４１〜４４を用いているため、筋電位センサに頼ることなく、装着者の意思を実現するための上腕モータ４及び前腕モータ８の制御が可能である。
【００３４】
具体的に、上腕センサユニット３０Ａ及び前腕センサユニット３０Ｂは、図２〜図５に示すように、ほぼ同様に構成されている。
上腕センサユニット３０Ａは、図２及び図４に示すように、上腕フレーム２の延設方向に対する上腕の動きを許容するよう当該上腕を介在して保持する一対の円柱状からなる上腕保持部３１，３３と、これら上腕保持部３１，３３によって受けた上腕からの力を検出する感圧センサ４１，４２と、これら上腕保持部３１，３３を支持し、当該上腕保持部３１，３３によって受けた上腕からの力を感圧センサ４１，４２へと伝達する上腕力伝達部としての連結部３６と、を備えて構成されている。
【００３５】
また、前腕センサユニット３０Ｂは、図３及び図４に示すように、前腕フレーム６の延設方向に対する前腕の動きを許容するよう当該前腕を介在して保持する一対の前腕保持部３２，３４と、これら前腕保持部３２，３４によって受けた前腕からの力を検出する感圧センサ４３，４４と、これら前腕保持部３２，３４を支持し、当該前腕保持部３２，３４によって受けた前腕からの力を感圧センサ４３，４４へと伝達する前腕力伝達部としての連結部３６と、を備えている。
【００３６】
かかる一対の上腕保持部３１，３３及び一対の前腕保持部３２，３４は、腕の動きのうちモータ制御のために抽出すべき２方向（上腕の場合はＡ１及びＡ２方向、前腕の場合はＡ３及びＡ４方向）の動き対して、後述する可動部２４が追従するように上腕の両側及び前腕の両側に当接可能に配置されている。
上腕保持部３１（前腕保持部３２）は、前腕から受けたＡ１（Ａ３）方向への力を可動部２４へ伝達するように、Ａ１（Ａ３）方向とＬ１（Ｌ２）方向の両方に直交するＮ方向を軸方向として延設されている。上腕保持部３３（前腕保持部３４）は、前腕から受けたＡ２（Ａ４）方向への力を可動部２４へ伝達するように、Ａ２（Ａ４）方向とＬ１（Ｌ２）方向の両方に直交するＮ方向を軸方向として延設されている。
【００３７】
また、上腕センサユニット３０Ａ及び前腕センサユニット３０Ｂは、図２〜図５に示すように、支持フレーム２０と、ガイド部２２と、可動部２４と、を更に有している。
【００３８】
ガイド部２２は、Ａ１方向及びＡ２方向へ可動部２４をガイドするよう構成されている。換言すると、可動部２４は、ガイド部２２にガイドされて、Ａ１方向及びＡ２方向へスライドするよう構成されている。なお、可動部２４は、連結部３６を介して各保持部３１，３３及び３２，３４に連結されており、各保持部３１，３３及び３２，３４から連結部３６を介して伝わる力によりＡ１（Ａ３）方向及びＡ２（Ａ４）方向へスライドするようになっている。
【００３９】
図４及び図５に示すように、支持フレーム２０の支持部２１は、図２及び図３にも示した上腕フレーム２（前腕フレーム６）の延設方向Ｌ１（Ｌ２）に沿って延設され、ガイド部２２及び感圧センサ４１（４３）をＡ１（Ａ３）方向に向かう下流側から支持している。支持フレーム２０の支持部２３は、図２及び図３にも示した上腕フレーム２（前腕フレーム６）の延設方向Ｌ１（Ｌ２）に沿って延設され、ガイド部２２及び感圧センサ４２（４４）をＡ２（Ａ４）方向に向かう下流側から支持している。感圧センサ４１（４３）は、Ａ１（Ａ３）方向において可動部２４の下流側に配置され、可動部２４と支持部２１の間に位置している。感圧センサ４２（４４）は、Ａ２（Ａ４）方向において可動部２４の下流側に配置され、可動部２４と支持部２３との間に配置されている。
【００４０】
図１〜図５に示す実施形態において、上腕（前腕）がＡ１（Ａ３）方向へ動くと、上腕保持部３１（前腕保持部３２）を介して可動部２４がＡ１（Ａ３）方向へスライドする。これにより、可動部２４から感圧センサ４１（４３）に加わる力が増大するため、感圧センサ４１（４３）の出力Ｐ１（Ｐ３）が増大する。このとき、感圧センサ４２（４４）に加わる力は減少するか０となるため、感圧センサ４２（４４）の出力Ｐ２（Ｐ４）は減少するか０となる。また、上腕（前腕）がＡ２（Ａ４）方向へ動くと、上腕保持部３３（前腕保持部３４）を介して可動部２４がＡ２（Ａ４）方向へスライドする。これにより、可動部２４から感圧センサ４２（４４）に加わる力が増大するため、感圧センサ４２（４４）の出力Ｐ２（Ｐ４）が増大する。このとき、感圧センサ４１（４３）に加わる力は減少するか０となるため、感圧センサ４１（４３）の出力Ｐ１（Ｐ３）は減少するか０となる。このように、感圧センサ４１（４３）は、上腕（前腕）から可動部２４を介してＡ１（Ａ３）方向に力を受けるよう設けられ、感圧センサ４２（４４）は、上腕（前腕）から可動部２４を介してＡ２（Ａ４）方向に力を受けるよう設けられている。
【００４１】
上述のように、上腕（前腕）に上腕保持部３１，３３（前腕保持部３２，３４）を介して装着するよう構成された可動部２４と、Ａ１（Ａ３）方向及びＡ２（Ａ４）方向へ可動部２４をガイドするためのガイド部２２と、を備えるので、感圧センサ４１（４３）は、上腕（前腕）から可動部２４を介してＡ１（Ａ３）方向への力のみを受けることができる。従って、腕の捻りや上腕フレーム２（前腕フレーム６）に対する腕の押しつけに起因してＡ１（Ａ３）方向以外の方向の力（せん断力等）が感圧センサ４１（４３）に掛かることを抑制できる。同様に、Ａ２（Ａ４）方向以外の方向の力が感圧センサ４２（４４）に掛かることを抑制できる。従って、動作補助装置１００の装着者の意思を上腕フレーム２（前腕フレーム６）の回動（腕の動作の補助）に反映させることができるとともに、感圧センサ４１（４３）及び感圧センサ４２（４４）の破損を効果的に抑制することができる。
【００４２】
このような動作補助装置１００によれば、一対の上腕保持部３１，３３によって上腕フレーム２の延設方向に対する上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持すると共に、一対の前腕保持部３２，３４によって前腕フレーム６の延設方向に対する前腕の動きを許容するように当該前腕を介在して保持するため、上腕保持部３１，３３や前腕保持部３２，３４によって上腕及び前腕がそれぞれ上腕フレーム２及び前腕フレーム６の延設方向に束縛されることなく、これら上腕や前腕からの力を検出可能な状態に保持できる。よって、これら上腕または前腕を動かす際、従来のような前腕または上腕の延設方向の動きが制限されることがなくなるため、当該制限されることによる検出の誤差をなくして（少なくして）、これら上腕や前腕における本来の動きを正しく検出できる。
また、この動作補助装置１００によれば、上腕及び前腕がそれぞれ上腕フレーム２及び前腕フレーム６の延設方向に束縛されないので、装着者に対して圧迫感や痛み等の不快感を与えることなく、動作補助装置１００を装着者に対して適宜に装着可能とし、装着性を向上できる。よって、装着者に本来の動きを発揮させることも可能となる。
かくして、装着性を向上できると共に、腕の動作を正確に検出可能とし、装着者の意思に応じて適切な腕の動作の補助を可能とする動作補助装置１００を実現できる。
【００４３】
幾つかの実施形態において、一対の上腕保持部３１，３３及び一対の前腕保持部３２，３４は、それぞれ円柱状のローラからなり、連結部３６に対して各々回動自在に支持されている。これにより、簡易な構成で動作補助装置１００の装着感を向上させることができる。また、各保持部３１，３３及び３２，３４が各連結部３６に回動自在に支持されることで、これら保持部３１〜３４によって受けた上腕や前腕からの力のうち、上腕フレーム２及び前腕フレーム６の延設方向への力を逃がしつつ、各フレーム２，６の回動方向の力を逃すことなく効果的に感圧センサ４１〜４４へと伝達することができる。
【００４４】
なお、幾つかの実施形態では、上腕保持部３１，３３及び前腕保持部３２，３４を構成する各ローラの表面に緩衝部材が設けられていることが好ましい。この場合、各ローラの表面に、緩衝部材が設けられることで、動作補助装置１００の装着感を更に向上させることができる。また、各ローラに対する装着者の上腕及び前腕の厚さ（力を受ける方向の厚さ）の個体差が各感圧センサ４１〜４４の出力値に与える影響を低減することができる。
【００４５】
ここで、従来の動作補助装置では、装着者に対するベルトの締め付けが緩い（弱い）と、上腕または前腕を動かす際に、前腕または上腕の動きが制限されないものの、ベルトの締め付けが緩いため、上腕や前腕の装着状態に遊びが生じる場合があった。この場合、上腕や前腕の動作に応じて、これら腕の動作を補助するための力を適切に伝達できない。つまり、各センサの応答が劣化（悪化）して、装着者の意思に応じた適切な腕の動作（力）の補助ができず、結果として、各センサによって検出した上腕や前腕からの力に対する応答性が低下する問題があった。
【００４６】
そこで、幾つかの実施形態では、図４に示すように、連結部３６は、それぞれ支持する一対の上腕保持部３１，３３間及び一対の前腕保持部３２，３４間の略中心に回転軸５０が設けられており、当該回転軸５０を軸中心として、感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４に対し、回動自在に接続されていることが好ましい。
【００４７】
具体的に、図４に示す実施形態の場合、連結部３６は、回転軸５０を軸中心として、可動部２４に回動自在に接続されており、上腕から上腕保持部３１（３３）と、連結部３６と、可動部２４とを介してＡ１（Ａ２）方向に受ける力を感圧センサ４１（４２）へと伝達するようになっている。また、同様に前腕から前腕保持部３２（３４）と、連結部３６と、可動部２４とを介してＡ３（Ａ４）方向に受ける力を感圧センサ４３（４４）へと伝達するようになっている。
【００４８】
このように、各連結部３６が、それぞれ支持する一対の上腕保持部３１，３３間及び一対の前腕保持部３２，３４間の略中心に設けられた回転軸５０を軸中心として、感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４に回動自在に接続されている。一方、装着者の腕は、各フレーム２，６に比較して柔らかいため、また、各保持部３１〜３４に対しても柔らかいため、腕部を動かすと各保持部３１〜３４が腕部に食い込み、それらによりどうしても腕部が変形することによる各保持部３１〜３４と腕との間の位置関係の変化（変形）により、図６のような角度ずれθが生じてしまう（なお、図６では、前腕側を一例として示すが、上腕側も同様であることは言うまでもない）。また、上腕と前腕とがそれぞれ延設方向に束縛されない（束縛が緩い）ことによる、前腕や上腕に対する図６の矢印Ａに示すような二次的な挙動（副作用）によっても角度ずれθが生じてしまう。
【００４９】
しかし、かかる動作補助装置１００では、各連結部３６が当該角度ずれθに対応して回転軸５０の軸芯Ｔを中心に回動するので、上腕に対する上腕保持部３１，３３の相対位置及び前腕に対する前腕保持部３２，３４の相対位置を安定させることができる。よって、各保持部３１〜３４が受ける上腕や前腕からの力を正確且つ確実に感圧センサ４１，４２や感圧センサ４３，４４へと伝達することができる（図６参照）。
また、このように、感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４に対して腕の動作に応じた上腕や前腕からの力を確実に伝達できるので、各感圧センサ４１〜４４における感度を向上して上腕及び前腕（すなわち、腕）の動きを正確に検出でき、各感圧センサ４１〜４４によって検出する腕の動作に対する応答性を向上できる。よって、装着者の意思に応じた適切な腕の動作の補助ができる。
【００５０】
さらに、幾つかの実施形態では、図４に示すように、上腕センサユニット３０Ａ及び前腕センサユニット３０Ｂは、感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４よりも腕側に、一定以上の力が加わる過負荷時に破損する破損部６０が設けられている。図４に例示する上腕センサユニット３０Ａ及び前腕センサユニット３０Ｂにおいて、「感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４よりも腕側」の部材としては、上腕保持部３１，３３と、前腕保持部３２，３４と、連結部３６とが該当する。破損部６０は、材料や形状等に起因する局所的な低強度部として形成することが望ましい。具体的に、破損部６０は、例えば連結部３６における上腕保持部３１，３３のいずれかの根本近傍及び前腕保持部３２，３４のいずれかの根本近傍に切欠き状等で形成されていることが好ましい。
これにより、感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４は高剛性とし適切に機能させつつも、過負荷時には、この破損部６０で意図的に破損させるようにすることで、装着者の腕に過度な力が加わることを防止して、当該装着者に対する安全面にも配慮できると共に、感圧センサ４１，４２及び感圧センサ４３，４４の破損を効果的に抑制できる。
【００５１】
また、幾つかの実施形態では、図２〜図４に示す上腕保持部３１，３３のいずれか及び前腕保持部３２，３４のいずれかは、一定以上の力により装着状態が解除されるように構成されている。換言すれば、一定以上の曲げ力により上腕保持部３１，３３のいずれか及び前腕保持部３２，３４のいずれかが折れて破損するように構成されている。
この場合、何らかの不具合等により上腕及び又は前腕に一定以上の大きな力が加わろうとする過負荷時に、上腕保持部３１，３３のいずれか及び又は前腕保持部３２，３４が故意（意図的）に折れて破損するため、上腕及び又は前腕へ過度な力が加わることを未然に防止可能としている。
【００５２】
さらに、幾つかの実施形態では、図７に示すように、一対の上腕保持部３１，３３間（一対の前腕保持部３２，３４間）に跨って、薄板状のプレート５１または不図示のベルト等が架設されていることが好ましい。これにより、一対の上腕保持部３１，３３間（一対の前腕保持部３２，３４間）に保持する上腕（前腕）が、これら一対の上腕保持部３１，３３間（一対の前腕保持部３２，３４間）から離脱することを確実に防止できる。
【００５３】
なお、幾つかの実施形態では、上腕センサユニット３０Ａ及び前腕センサユニット３０Ｂにおいて、図２〜図４に示す一対の上腕保持部３１，３３及び一対の前腕保持部３２，３４と、連結部３６と、に替えて、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような装着部３７や、図９に示すような装着部３８を適用するようにしてもよい。
但し、装着部３７及び装着部３８は、上腕センサユニット３０Ａ及び前腕センサユニット３０Ｂにおいて同様に構成されるため、便宜上、ここでは上腕側のみ説明することとする。この場合、後段落における装着部３７及び装着部３８の説明について、「上腕」を「前腕」に読み替えることで、前腕側の構成が説明される。
【００５４】
図８（Ａ）に示すように、装着部３７は、ナイロンやアセタール樹脂等のプラスチック等からなり、上腕を保持するための一対の上腕保持部３７ａ，３７ｂと、これら一対の上腕保持部３７ａ，３７ｂ同士を連結するように連設される連結部３７ｃと、を有し、全体として略Ｕ字状に一体型で形成されている。この連結部３７ｃには、上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に沿った長穴３７ｄが貫設されており、連結部３７ｃが当該長穴３７ｄに摺動自在に係合される断面略円形のピン５２等を介して可動部２４に接続されている。よって、装着部３７は、連結部３７ｃの長穴３７ｄに対して、可動部２４に接続されるピン５２が摺動自在に係合されるため、可動部２４に対し上腕フレーム２の延設方向Ｌ１にスライド自在に接続される。これにより、装着部３７は、一対の上腕保持部３７ａ，３７ｂによって、上腕フレーム２の延設方向に対する上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持できるようになっている。
また、装着部３７は、ピン５２を中心として上述の連結部３６同様、回動動作も可能となっている。従って、装着部３７は上記の各連結部３６のように、角度ずれθ（図６参照）に対応してピン５２を中心に回動するので、上腕に対する上腕保持部３７ａ，３７ｂの相対位置を安定させることができる。よって、当該上腕保持部３７ａ，３７ｂが受ける上腕からの力を正確且つ確実に感圧センサ（不図示）へと伝達することができる。
【００５５】
また、装着部３７は、図８（Ｂ）に示すように、連結部３７ｃに長穴３７ｄが貫設されていなくてもよい。この場合、上腕保持部３７ａ，３７ｂには、それぞれ上腕と当接する内面（当接面）側に、上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に沿った長穴３７ｅが穿設されている。そして、この長穴３７ｅに対して上腕と当接する当接部３７ｆが、当該長穴３７ｅに沿ってスライド自在に係合されている。これにより、装着部３７は、一対の上腕保持部３７ａ，３７ｂの内面側に配設される当接部３７ｆによって、上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に対する上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持できるようになっている。
【００５６】
さらに、かかる装着部３７は、一体型に限らず、当該装着部３７を二分割してなる形状、すなわち図９に示すような形状の装着部３８であってもよい。
この場合、装着部３８は、ナイロンやアセタール樹脂等のプラスチック等からなり、上腕を保持するための一対の上腕保持部３８ａ，３８ｂと、これら一対の上腕保持部３８ａ，３８ｂ同士を連結するように連設される連結部３９と、を有して構成されている。この場合、これら上腕保持部３８ａ，３８ｂには、それぞれ上腕と当接する内面（当接面）側に、上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に沿った長穴３８ｃが穿設されている。そして、この長穴３８ｃに対して上腕と当接する当接部３８ｄが、当該長穴３８ｃに沿ってスライド自在に係合されている。これにより、装着部３８は、一対の上腕保持部３８ａ，３８ｂの内面側に配設される当接部３８ｄによって、上腕フレーム２の延設方向Ｌ１に対する上腕の動きを許容するように当該上腕を介在して保持できるようになっている。
また、これら上腕保持部３８ａ，３８ｂは、連結部３９に対してＡ１及びＡ２方向の任意の位置に取り付け可能となっている。これにより、装着者の上腕の大きさや形状に応じて、当該Ａ１及びＡ２方向の寸法が調整可能である。
さらに、ここでは図示を割愛するが、連結部３９をピン等を介して可動部２４に対し、回動自在に接続することも当然に可能であり、この場合、上記回動による効果を得ることができる。
【００５７】
幾つかの実施形態に係る動作補助装置１００は、図１０及び図１１に示すように、前腕フレーム６の回動範囲を制限するためのリミット装置７０を備えている。リミット装置７０は、二つの突き当て部７２と、二つのスイッチ７４と、を備えている。
突き当て部７２は、前腕フレーム６の回動によって前腕フレーム６に突き当たったとき、当該前腕フレーム６の回動を機械的に制限するよう構成されている。突き当て部７２のうち前腕フレーム６の回動時に最初に前腕フレーム６に突き当たる部分には、緩衝部材としての緩衝ゴム７３を設けてもよい。これにより、前腕フレーム６が突き当て部７２に当接する際の衝撃を緩めることができる。
スイッチ７４は、前腕フレーム６が回動したときに突き当て部７２（緩衝ゴム７３）よりも先に前腕フレーム６に接触するよう構成される。この場合、図１に示す前腕モータ制御部１２は、スイッチ７４が前腕フレーム６に接触した場合に、前腕モータ８を停止するよう構成されている。従って、前腕フレーム６は、スイッチ７４に接触した場合に停止するが、万一スイッチ７４の故障等によってスイッチ７４に接触しても停止しなかった場合に、突き当て部７２（緩衝ゴム７３）が前腕の回動を制限する。このように、動作補助装置１００を装着した者の関節が無理に曲げられない、または無理な力が加わらないように、確実に前腕フレーム６の回動範囲を制限することができる。
【００５８】
なお、図１０及び図１１では、前腕フレーム６の回動範囲を制限するためのリミット装置７０について説明したが、このリミット装置７０は、上腕フレーム２の回動範囲を制限するように構成してもよい。
すなわち、幾つかの実施形態に係る動作補助装置１００は、上腕フレーム２の回動範囲を制限するためのリミット装置７０を備えていても良い。この場合、前段落における前腕フレーム６の回動範囲を制限するためのリミット装置７０の説明について、「前腕」を「上腕」に読み替えることで、上腕フレーム２の回動範囲を制限するリミット装置７０の構成が説明される。
【００５９】
さらに、図１〜図１１を用いて説明した動作補助装置１００では、図１に示す作用部９０に動作補助装置１００の定格荷重をかけたときに、当該荷重によって上腕フレーム２及び前腕フレーム６が回動しないように、上腕モータ４及び前腕モータ８の減速機が構成されている。このように、上腕モータ４及び前腕モータ８の減速機は、実質的なバックドライバビリティを有さないようにすれば、腕を回動しない限り、上腕フレーム２及び前腕フレーム６は回動されないので、上腕モータ４および前腕モータ８での電流消費を抑制することができる。
【００６０】
他の実施形態では、図１〜図１１を用いて説明した動作補助装置１００を、脚の動作を補助する動作補助装置に適用させてもよい。脚の動作の補助の具体例としては、歩行動作の補助や、物を持ち上げ時における膝関節や股関節の伸展動作の補助等を挙げることができる。この場合、図１〜図１１を用いて説明した腕の動作を補助する動作補助装置１００に対して、当該説明における「上腕」を「大腿」、「前腕」を「下腿」、「肩関節」を「股関節」、「肘関節」を「膝関節」と読み替えることで、脚の動作を補助する動作補助装置１００（図１２参照）及びその構成例が説明される。この場合、脚の動作を補助する動作補助装置によれば、装着性を向上できると共に、脚の動作を正確に検出して応答性を向上でき、装着者の意思に応じた適切な脚の動作の補助が可能となる。
なお、かかる脚の動作を補助する動作補助装置１００も上述した腕の動作を補助する動作補助装置１００（図１等参照）と同様、図１２に示すように、大腿モータ４を介して接続される機構具としての取付具Ｘを用いて、装着者の身体側のフレームに取り付けられるようになっている。
【００６１】
また、上述した動作補助装置１００は、腕の動作および脚の動作をそれぞれ補助する別体の装置であっても良いし、それぞれを取付具Ｘ，Ｘ同士を介して組み合わせた一体型の装置であっても良い。前者（別体）の場合、それらは個々に成立するため、装着者は腕側または脚側のいずれか一方のみを装着することで、腕または脚のいずれかの動作において上述した作用効果を得ることが可能となることは言うまでもない。さらに、後者（一体型）の場合、腕及び脚の双方における動作において上述した作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
２  上腕フレーム
３  上腕ユニット
４  上腕モータ
６  前腕フレーム
７  前腕ユニット
８  前腕モータ
１０  上腕モータ制御部
１２  前腕モータ制御部
２０  支持フレーム
２１  支持部
２２  ガイド部
２３  支持部
２４  可動部
３０Ａ  上腕センサユニット
３０Ｂ  前腕センサユニット
３１，３３  上腕保持部
３２，３４  前腕保持部
３６  連結部（上腕力伝達部，前腕力伝達部）
３７，３８  装着部
３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ  上腕保持部
３７ｃ，３９  連結部
３７ｄ，３７ｅ，３８ｃ  長穴
３７ｆ，３８ｄ  当接部
４１，４２  感圧センサ（上腕力検出部）
４３，４４  感圧センサ（前腕力検出部）
５０  回転軸
５１  プレート
５２  ピン
６０  破損部
７０  リミット装置
７２  突き当て部
７３  緩衝ゴム
７４  スイッチ
９０  作用部
１００  動作補助装置
【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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