(57)【要約】【課題】使用者の筋負担を軽減するとともに、主観的な腰部の疲労感を軽減する。【解決手段】踏み板１１上に支柱１２を立設し、支柱１２により補助棒１３を片持支持するとともに、補助棒１３の周囲にクッション材１４を巻き付ける。このような姿勢補助装置１に対して、使用者は、膝をクッション材１４に載せ、補助棒１３に体重をかけるようにして作業を行う。補助棒１３は、支柱１２から取り外すことができ、作業床面Ｆからの高さＨを調節する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立位で作業対象に向かう使用者の膝よりも低い位置に設けられ、使用者が膝を曲げたときにその使用者の膝を下方より受ける膝受けと、
膝受けと結合し、膝受けの作業床面からの高さを定める支持部と、を含んで構成される姿勢補助装置。
【請求項２】
シンクと、これに向かって食器洗浄作業を行う使用者との間に設けられる請求項１に記載の姿勢補助装置。
【請求項３】
膝受けは、使用者からみた上下、かつ前後方向断面の第１の方向と、これと直交する第２の方向との寸法がほぼ等しい形状である請求項１又は２に記載の姿勢補助装置。
【請求項４】
膝受けは、前記断面の形状が円形である請求項３に記載の姿勢補助装置。
【請求項５】
膝受けは、中心に設けられ、使用者に対して横方向に延伸する剛体部と、剛体部の周囲に設けられたクッション部とを含んで構成される請求項１〜４のいずれかに記載の姿勢補助装置。
【請求項６】
膝受けの作業床面からの高さを調整するための手段を含んで構成される請求項１〜５のいずれかに記載の姿勢補助装置。
【請求項７】
膝受けと、膝受けの作業床面からの高さを定める支持部とを含んで構成される姿勢補助装置の使用方法であって、
使用者が立位で膝を曲げ、膝から上の身体のほぼ中心線上に膝受けの中心が位置するように膝受けの上部に膝を載せ、膝受けに体重をかけてその姿勢を保持する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、姿勢補助装置及びその使用方法に関し、詳細には、立位で作業対象に向かう使用者の腰部の疲労感を軽減するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
学校、病院、事業所又は福祉施設等の集団給食施設における食器洗浄作業では、一般的に自動洗浄器が使用されているが、この自動洗浄器による洗浄の前に、食器の汚れを大まかに落とすための予備洗浄が行われる。予備洗浄では、家庭における場合と異なり多人数分の食器を洗浄することから、家庭用のものよりも広く、かつ深いシンクが使用される。このため、予備洗浄では、調理員に対して体幹を１０〜４５°に曲げた前屈姿勢が強いられる。前屈姿勢による作業は、腰部に大きな負担をかけ、腰痛を引き起こす原因となる。
【０００３】
１９９４年に旧労働省により発行された「職場における腰痛予防対策指針」（以下「ガイドライン」という。）では、腰部に負担をかける作業は、その全部又は一部を自動化するか、あるいは機械化して行うことが望ましいとされ、それが困難な場合は、適切な補助装置を導入することが勧められている。従来、腰部への負担を軽減するための様々な補助装置が考案されている。これらの補助装置は、腰痛を予防するうえで一般的に有効ではあるが、給食施設での使用にはいくつかの問題がある。たとえば足台及び椅子は、作業空間の狭い給食施設で使用すると通路の障害物となり、作業の妨げとなる。また、腰部ベルトは、調理員を拘束し、姿勢変化を制限する。給食施設で使用する補助装置は、作業の障害とならず、かつ調理員の姿勢変化を制限しないことが必要である。
【０００４】
ここで、本発明者らは、前屈姿勢による食器洗浄作業を支援するための装置を提案し、この装置の使用による腰部への負担の軽減効果についてすでに検討している（非特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】
姿勢補助器具が食器洗浄作業における腰部及び下肢負担に及ぼす効果、Ｉｎｄ．Ｈｅａｌｔｈ、４０（２）、１９８〜２０６，２００２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の姿勢補助装置は、踏み板と、踏み板上に立設された支柱と、支柱と結合し、使用者に対して横方向に延伸する補助棒と、補助棒に取り付けられたクッション材とを含んで構成される。クッション材に使用者のすねを当て、補助棒により使用者の体重を支えることで、前屈姿勢による食器洗浄作業を支援するものである。しかしながら、この装置では、腰部及び下肢にかかる筋負担を軽減する効果が得られたものの、主観的な腰部の疲労感を軽減するまでには至らなかった。これは、クッション材が使用者のすねに当たる構成であったため、前屈姿勢による負担を姿勢補助装置に充分に分散させることができなかったことによるものと考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は、使用者の筋負担を軽減するとともに、主観的な腰部の疲労感を軽減することのできる姿勢補助装置及びその使用方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、立位で作業対象に向かう使用者の膝よりも低い位置に設けられ、使用者が膝を曲げたときにその使用者の膝を下方より受ける膝受けと、膝受けと結合し、膝受けの作業床面からの高さを定める支持部とを含んで姿勢補助装置を構成する。
【０００９】
このような構成によれば、負荷を姿勢補助装置に分散させることで、使用者の筋負担を軽減することができるとともに、膝受けにより使用者の膝を下方から受けることで、主観的な腰部の疲労感を軽減することができる。また、足台や椅子とは異なり作業の妨げとなることはなく、使用者の姿勢変化を制限することもない。
【００１０】
また、本発明は、膝受けと、膝受けの作業床面からの高さを定める支持部とを含んで構成される姿勢補助装置の使用方法を提供するものであり、本発明に係る方法は、使用者が立位で膝を曲げ、膝から上の身体のほぼ中心線上に膝受けの中心が位置するように膝受けの上部に膝を載せ、膝受けに体重をかけてその姿勢を保持することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る姿勢補助装置１の構成を示している。姿勢補助装置１は、平坦な踏み板１１と、踏み板１１上に立設された支柱１２と、支柱１２と結合して片持支持され、踏み板１１に平行に延伸する補助棒１３と、補助棒１３の周囲に設けられたクッション材１４とを含んで構成される。支柱１２は、踏み板１１に対して溶接により固定されている。他方、補助棒１３は、支柱１２に対して取り外しが可能とされており、作業床面Ｆからの高さＨを調節することができる。クッション材１４は、厚さが５０ｍｍのスポンジであり、補助棒１３を中心として巻き付けられている。なお、補助棒１３には、支柱１２との接続部近傍に姿勢補助装置１の性能を評価する際に使用される歪み計２１が取り付けられている。本実施形態では、補助棒１３とクッション材１４とのサブアッセンブリが膝受けを構成し、支柱１２が支持部を構成する。また、補助棒１３が剛体部を構成し、クッション材１４がクッション部を構成する。
【００１２】
次に、姿勢補助装置１の使用方法について説明する。図２は、姿勢補助装置１とその使用状態とを示しており、シンク２０１の内部にある食器を作業対象とする。（Ａ）は、食器洗浄作業（以下「作業」という。）前の自然状態を、（Ｂ）は、姿勢補助装置を使用せずに作業を行う場合を、（Ｃ）は、比較例としてクッション材１１４の位置をすねの高さに設定した従来の姿勢補助装置（以下「従来装置」という。）１０１を使用して作業を行う場合を、（Ｄ）は、本実施形態に係る姿勢補助装置１を使用して作業を行う場合を示している。また、（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれにおいて、使用者Ｕの肩峰点ｐ１、腸骨稜点ｐ２、転子点ｐ３、腓骨頭点ｐ４及び外果点ｐ５を示している。
【００１３】
姿勢補助装置を使用しない作業者は、作業時において、膝を若干曲げることで身体をシンク２０１に近付けるとともに、シンク２０１の内部に手を伸ばすため、腰から上の身体を大きく前傾させた姿勢をとる。この姿勢は、腰部及び下肢への負担が大きく、これを長時間に渡って継続することは、腰痛を引き起こす原因となる。従来装置１０１は、クッション材１１４が使用者Ｕからみた上下、かつ前後方向断面が上下に長く形成されており、使用者Ｕは、足首から身体を前傾させ、クッション材１１４にすねを当てた状態でシンク２０１に接近する。このため、従来装置１０１による場合は、腓骨頭点ｐ４又は転子点ｐ３が使用者Ｕ（ここでは、すね）とクッション材１１４との接触点ｐａの前方に位置する。使用者Ｕの腹部がシンク２０１の前縁に当たることで、負荷が従来装置１０１及びシンク２０１に分散される。一方、姿勢補助装置１は、クッション材１４を含む膝受けが前記同様の断面で円形に形成されており、使用者Ｕは、クッション材１４の上部に膝を乗せることによりシンク２０１に接近する。ここで、使用者Ｕがシンク２０１の内部に手を伸ばした姿勢をとると、腰部に負担がかかるが、腹部がシンク２０１の前縁に当たることで、荷重がシンク２０１に分散され、腰部への負担が軽減される。このため、使用者Ｕは、膝から上の身体を楽な状態でほぼ垂直に保つことができる。このため、姿勢補助装置１による場合は、腓骨頭点ｐ４又は転子点ｐ３が使用者Ｕ（ここでは、膝）とクッション材１４との接触点ｐｂのほぼ真上に位置し、補助棒１３の中心が膝から上の身体のほぼ中心線上に位置する。
【００１４】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
第１に、姿勢補助装置１を使用することで、腰部の疲労感を軽減することができる。
【００１５】
図３は、姿勢補助装置１を使用する場合（以下「Ｒｏｕｎｄ条件」という。）と、使用しない場合（以下「Ｆｒｅｅ条件」という。）とのそれぞれについて、身体の各部で感じた疲労感を分析した結果を示している。分析には、図４に示す１０ｃｍの長さのスケールを用い、作業後の部位Ｘの疲労感をスケール上の任意の位置に矢印で記入し、これを評価する方法（Ｖｉｓｕａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｓｃａｌｅ）を採用した。スケールは、左端が全く疲れていない場合に、右端が非常に疲れた場合に相当する。疲労感の分析は、首、肩、腕、手、背中、腰、大腿前側、大腿後側、膝、すね、ふくらはぎ、つま先及びかかとを対象とした。スケールの左端から矢印までの長さＬを測定して数値化し、部位Ｘごとに一元配置分散分析により作業条件間を比較する。図３は、姿勢補助装置１による効果を、Ｒｏｕｎｄ条件のＦｒｅｅ条件に対する割合として平均値及び標準偏差ＳＤにより示している。分析の結果、背中及び腰で作業条件間に統計的有意差が認められた。また、多重比較の結果、Ｒｏｕｎｄ条件とＦｒｅｅ条件とを比較すると、姿勢補助装置１により疲労感を有意に減少させる効果が認められた。
【００１６】
第２に、姿勢補助装置１を使用することで、ふくらはぎの筋負担を大きく軽減することができる。
図５は、Ｆｒｅｅ条件と、従来装置１０１を使用した場合（以下「Ｕｎｄｅｒ条件」という。）と、Ｒｏｕｎｄ条件とのそれぞれについて、左右の各腓腹筋の筋電図分析値を示している。筋より抽出された電位信号を積分及び平均し、分析値としている。Ｕｎｄｅｒ条件とＲｏｕｎｄ条件とでは、分析値の単位が異なるので、Ｆｒｅｅ条件での分析値に対する割合で示している。Ｕｎｄｅｒ条件では、各腓腹筋の分析値が約７５％に減少したが、Ｒｏｕｎｄ条件では、左腓腹筋で約５０％に、右腓腹筋で約３０％に減少した。これは、Ｒｏｕｎｄ条件では姿勢補助装置１に膝で載る姿勢が採られることから、使用者Ｕが足で後方に踏ん張る力ｄ２（図６）がＵｎｄｅｒ条件での力ｄ１よりも小さいためであると考えられる。
【００１７】
第３に、姿勢補助装置１を使用する場合は、従来装置１０１を使用する場合と比較して、腰部への負担を軽減することができる。
図６は、Ｕｎｄｅｒ条件とＲｏｕｎｄ条件とのそれぞれについて、身体を支える水平及び垂直方向の力ａ〜ｄと、転子点ｐ３を中心とした腰部の屈曲トルクＴとを示している。Ｒｏｕｎｄ条件では、姿勢補助装置１に下向きにかかる荷重ｃ２（歪み計２１により検出することができる。）が従来装置１０１にかかるものｃ１よりも大きいため、シンク２０１の前縁に下向きにかかる力ｂ２が小さくなる。このため、シンク２０１の前縁に前向きにかかる力ａ１，ａ２が各条件で等しいものと仮定すると、Ｒｏｕｎｄ条件では、Ｕｎｄｅｒ条件よりも屈曲トルクＴ２が小さく（図７：Ｔ＝ｔ×ｌ，ｌ１＝ｌ２，ｔ１＞ｔ２）、腰部への負担が軽いものと考えられる。
【００１８】
なお、姿勢補助装置１によれば、足台や椅子等の他の補助装置と異なり通路の障害物となることはなく、また腰部ベルトと異なり使用者Ｕの姿勢変化を制限することもない。
【００１９】
以上では、給食施設で食器洗浄作業を行う調理員を使用者Ｕとした場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、シンク以外の作業台を使用して立位で行う作業全般に適用することができ、使用者の筋負担を軽減するとともに、腰部の疲労感を軽減することができる。
【００２０】
また、膝受けの断面形状は、円形以外のものであってもよく、断面の第１の方向とこれに直交する第２の方向の寸法が等しいものとして、たとえば正方形を採用することで、同様に腰部の疲労感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る姿勢補助装置の構成
【図２】姿勢補助装置の使用状態
【図３】食器洗浄作業における局所疲労調査の結果
【図４】局所疲労調査に使用するスケール及びその評価方法
【図５】食器洗浄作業における各部の筋電図分析結果
【図６】姿勢補助装置を使用した場合における体重の分散状況
【図７】シンクの前縁にかかる力及び腰部にかかる屈曲トルク
【符号の説明】
１…姿勢補助装置、１１…踏み板、１２…支柱、１３…補助棒、１４…クッション材、２１…歪み計、２０１…シンク、Ｆ…作業床面、Ｕ…使用者、ｐ１…肩峰点、ｐ２…腸骨稜点、ｐ３…転子点、ｐ４…腓骨頭点、ｐ５…外果点。
【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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