(57)【要約】【課題】作業者の腰部を三次元の動きを可能な状態で保持しながら常時押上げ力を与え、脚部に掛かる肉体的負担を軽減させた状態で作業を可能にする作業補助装置を提供することを目的としている。  【解決手段】水平移動手段の二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材に支持部を設け、その支持部へ作業者の胴体部を保持する身体保持手段を揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設して、その身体保持手段に押上げ力が作用するよう押上げ力を発生させる押上げ力発生手段を係合させて構成し、前記身体保持手段に保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成した作業補助装置とした。【選択図】    図１
2007020602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材及び固定部位に固定された転動受部材及び前記可動部材と前記転動受部材の間に介在する複数の転動体で構成される水平移動手段を作業者の立つ位置の頭上に位置する上部固定部材へ取付け、更に前記可動部材に支持部を設け、その支持部へ作業者の腰部を保持する身体保持手段を揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設して、その身体保持手段に押上げ力が作用するよう押上げ力を発生させる押上げ力発生手段を係合させて構成し、前記可動部材に取付けられた前記支持部の二次元空間内での任意の方向に変位可能な移動と、前記身体保持手段が吊設されたことによる揺動動作と、前記押上げ力発生手段による上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段が三次元空間内の任意の方向に変位可能にし、前記押上げ力発生手段の動作部の動作力を前記身体保持手段に作用させ、その身体保持手段に保持された作業者を足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成したことを特徴とする作業補助装置。
【請求項２】
二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材及び固定部位に固定された転動受部材及び前記可動部材と前記転動受部材の間に介在する複数の転動体で構成される水平移動手段と、前記水平移動手段に作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その身体保持手段の上下移動を可能にする上下移動手段と、前記身体保持手段に押上げ力が作用するよう押上げ力を発生させる押上げ力発生手段を係合させて構成して作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ取付け、前記身体保持手段を三次元空間内の任意の方向に変位可能にし、前記押上げ力発生手段の動作部の動作力を前記身体保持手段に作用させ、その身体保持手段に保持された作業者を足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成したことを特徴とする作業補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立ち姿勢から移動や腰の高さが変化する姿勢変更を頻繁に行いながら作業を行う作業者の脚部に掛かる負荷を軽減させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立ち姿勢で作業を行う作業者の脚部に掛かる負荷を軽減させる装置として特許文献１の作業補助装置が用いられていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の作業者が作業を行う為に立つ位置の頭上に支持部を設け、その支持部に作業者の腰部を保持する身体保持手段と、前記身体保持手段に押上げ力を作用させる押上げ力発生手段を組合せ構成した特許文献１の作業補助装置がある。
その作業補助装置は身体保持手段を二次元空間内で任意の方向に移動可能にし又移動可能量を増す為に、左右移動手段や前後移動手段や旋回移動手段を組合せて構成していた。
【０００４】
しかし、前記身体保持手段の移動の為に複数の移動手段を組合せることは機構を複雑化し加工費の増加や組立時間の増加により製造コストを増す原因となっていた。
【０００５】
そこで上記の課題を解決し、立ち姿勢から移動や腰の高さが変化する姿勢変更を頻繁に行いながら作業を行う作業者の脚部に掛かる負荷を軽減させる作業補助装置を単純な構造で構成し安価に提供することを目的としている。
【特許文献１】特願２００３−１３０８３５
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する目的で可動部が二次元空間内を任意の方向に移動可能な単純な構造の水平移動手段を用いて構成した。
【０００７】
前記の目的を達成するために、請求項１記載の発明のように二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材及び固定部位に固定された転動受部材及び前記可動部材と前記転動受部材の間に介在する複数の転動体で構成される水平移動手段を作業者の立つ位置の頭上に位置する上部固定部材へ取付け、更に前記可動部材に支持部を設け、その支持部へ作業者の腰部を保持する身体保持手段を揺動動作及び上下動作が可能な状態に吊設して、その身体保持手段に押上げ力が作用するよう押上げ力を発生させる押上げ力発生手段を係合させて構成し、前記可動部材に取付けられた前記支持部の二次元空間内での任意の方向に変位可能な移動と、前記身体保持手段が吊設されたことによる揺動動作と前記押上げ力発生手段による上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持手段が三次元空間内の任意の方向に変位可能にし、前記押上げ力発生手段の動作部の動作力を前記身体保持手段に作用させ、その身体保持手段に保持された作業者を足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成した作業補助装置とした。
【０００８】
次に請求項２記載の発明のように二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材及び固定部位に固定された転動受部材及び前記可動部材と前記転動受部材の間に介在する複数の転動体で構成される水平移動手段と、前記水平移動手段に作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その身体保持手段の上下移動を可能にする上下移動手段と、前記身体保持手段に押上げ力が作用するよう押上げ力を発生させる押上げ力発生手段を係合させて構成して作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ取付け、前記身体保持手段を三次元空間内の任意の方向に変位可能にし、前記押上げ力発生手段の動作部の動作力を前記身体保持手段に作用させ、その身体保持手段に保持された作業者を足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成した作業補助装置とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の作業補助装置は従来の作業補助装置と同様の下記のような効果と、その後に記するように従来の作業補助装置と比べ新しい効果がある。
作業者が本作業補助装置を使用して作業する際、身体保持手段に常時押上げ力が働く為作業者が床面に直立状態の立ち姿勢を保とうとする場合には、作業者は脚部に僅か力をいれることで姿勢の維持が可能になり、その立ち姿勢で膝の力を抜くと身体保持手段が下降して膝を直角に曲げた着座姿勢になり、下降途中で膝に僅か力を入れると中腰の姿勢で停止し姿勢の維持ができる。又、着座姿勢から立ち姿勢や中腰姿勢になる場合でも、足に僅かに力を入れ立ち上がり動作を行えば僅かな力で容易に可能になる。
【００１０】
従って、中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と膝の屈伸を頻繁に繰り返す作業の場合でも作業補助装置を使用しない場合に比べ、脚部への負荷が非常に少なくなり機敏に姿勢変更ができる。更に同一姿勢を維持する場合でも脚部への負荷が非常に少なく容易にでき、作業中に行なう上下、前後、左右、斜めと三次元に変化する作業者の腰部の動きを伴う作業でも軽快に移動や動作ができ作業者の脚部に掛かる負荷は非常に少ない。押上げ力の調整機能を有する作業補助装置の場合には押上げ力を調整することにより作業者の脚部に掛かる負荷が自由に調整可能になり適度の負荷に調整して動作し易くすることもできる。
【００１１】
更にこの装置は押上げ力が働いている状態でも作業者の足が床等の移動面に着いている為、一定面積の範囲内で前後左右に身体保持手段で腰部を保持させた状態で通常床面を歩くように移動することができる。更にこの装置を使用する作業者の足元には空間を設けられ平らな作業者移動面が構成でき、作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早く移動することが可能になる。
【００１２】
以上のように本発明の作業補助装置は、作業中に発生する上下、前後、左右、斜めと三次元空間内で変化する作業者の腰部の動きに身体保持手段が自然に追従しながら腰部に押し上げ力をあたえ続け、作業者が一定面積の範囲内で床等の作業者移動面を移動する場合に素早い移動を可能にすることを特徴としたものである。
【００１３】
作業者は年月を経て作業の熟練度が増すのと逆に足腰が衰えたり、作業により酷使される脚部の障害等で長年経験を積んだ熟練者が作業ができなくなることも多くあり、組立作業等のように中腰姿勢、立ち姿勢、膝を直角に曲げた着座姿勢と膝の屈伸を頻繁に繰り返す作業は体力的に若く脚部に障害が無い人に限られる傾向があったが、本作業補助装置により健常者はもとより足腰の弱った高齢者や体力のない人や下半身に障害のある人でも、前記のような作業を長時間容易に疲労が少なく行うことができる。これから人口の高齢化が進む時代に有効な装置である。
【００１４】
次に本発明の作業補助装置は特許文献１の作業補助装置に比べ下記のような新たな効果がある。
特許文献１の作業補助装置は身体保持手段を二次元空間内で任意の方向に移動可能にし又移動可能量を増す為に、左右移動手段や前後移動手段や旋回移動手段を組合せて構成していた。しかし本発明は可動部材と転動受部材の間に鋼球等の球形状の転動体や、平面上をあらゆる方向に移動可能な円筒状の転動体を介在させることにより、可動部材が二次元空間内で任意の方向に移動可能になり単純な構造の水平移動手段を構成でき、その水平移動手段を用いることにより作業補助装置の製造コストを下げる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る作業補助装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。実施例１及び２の作業補助装置は上部固定部材に取付けて使用し、実施例３の作業補助装置は作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材へ取付けて使用する形式の装置を示す。
【実施例１】
【００１６】
図１の側面図は請求項１記載の作業補助装置の一実施例を示す。
図１は二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１と、窪みを有し固定部位に固定された転動受部材３４３と、前記可動部材３４１と前記転動受部材３４３の間に介在し転動受部材３４３の窪みに自由に移動可能に収納された複数の転動体３４２で構成される水平移動手段を、作業者１０の立つ位置の頭上に位置する上部固定部材６１へ取付け、更に前記可動部材３４１に支持部１２を設け、その支持部１２へ押上げ力を発生させる押上げ力発生手段のシリンダ２１の動作部に作業者１０の腰部を保持する身体保持手段の身体保持具１ａを取付けて揺動動作が可能な状態に吊設して構成し、前記可動部材３４１に取付けられた前記支持部１２の二次元空間内での任意の方向に変位可能な移動と、前記身体保持具１ａが吊設されたことによる揺動動作と前記押上げ力発生手段のシリンダ２１による上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持具１ａが三次元空間内の任意の方向に変位可能にし、前記押上げ力発生手段のシリンダ動作部の動作力を前記身体保持具１ａに作用させ、その身体保持具１ａに保持された作業者１０を足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成した作業補助装置を示す。
【００１７】
この作業補助装置は前記押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内に圧縮した空気を送り込み圧力制御機器で圧力を一定に保ちシリンダ２１を押出し状態にする。その押し出しにより前記身体保持具１ａに保持された作業者１０を足の裏面が作業者移動面の床６に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げる。その働きと、前記押上げ力発生手段及び前記身体保持手段が吊設されたことによる揺動動作と、押上げ力発生手段による上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持具１ａに保持された作業者１０の腰部は押上げ力を受けながら三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００１８】
この状態の時、作業者１０は僅かに脚部に力を入れているだけで直立状態の立ち姿勢を保つことができる。更に作業者１０が脚部の力を抜くと全体重が前記身体保持具１ａを介して前記押上げ力発生手段に作用し、体重が押上げ力に勝るとシリンダ２１の動作部のロッドが下降し前記身体保持具１ａも下降する。下降途中で僅かに脚部に力を入れると前記身体保持具１ａの下降は止まり姿勢を維持できる。
【００１９】
更に立ち上がる際には脚部に僅か力を入れ通常の立ち上がり動作を行うと前記身体保持具１ａにシリンダ２１による押上げ力が働きながら腰部を押上げるように上昇する。
従って、この装置を使用した作業者１０の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能な状態で常時腰部に押上げ力を受けながら作業を行うことができる。
【００２０】
尚、前記押上げ力発生手段に加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器やシリンダ２１内に気体を密閉したガスシリンダで構成することもでき、モーターの出力、発条の反発力、弾性体の反発力や張力等を利用して構成することもできる。
【実施例２】
【００２１】
図２の側面図は請求項１記載の作業補助装置の一実施例を示す。
図２は二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１と、窪みを有し固定部位に固定された転動受部材３４３と、前記可動部材３４１と前記転動受部材３４３の間に介在し転動受部材３４３の窪みに自由に移動可能に収納された複数の転動体３４２で構成される水平移動手段を、作業者１０の立つ位置の頭上に位置する上部固定部材６１へ取付け、更に前記可動部材３４１に支持部１２を設け、その支持部１２へ前記身体保持具１ａを押上げ力発生手段のシリンダ２１の動作部位に連結し揺動動作が可能な状態に吊設して構成した作業補助装置を示す。
【００２２】
この作業補助装置は前記押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内に圧縮した空気を送り込み圧力制御機器で圧力を一定に保ちシリンダ２１を牽引状態にする。その牽引により前記身体保持具１ａに保持された作業者１０の足の裏面が作業者移動面の床６に接地状態を保てる範囲内の押上げ力が前記身体保持具１ａに作用する。その働きと、二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１の移動と、吊設された前記押上げ力発生手段及び前記身体保持手段の揺動動作と、押上げ力発生手段による上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持具１ａに保持された作業者１０の腰部は押上げ力を受けながら三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００２３】
この状態の時、作業者１０は僅かに脚部に力を入れているだけで直立状態の立ち姿勢を保つことができる。更に作業者１０が脚部の力を抜くと全体重が前記身体保持具１ａ部を介して前記押上げ力発生手段に作用し、体重が押上げ力に勝るとシリンダ２１の動作部のロッドが下降し前記身体保持具１ａも下降する。下降途中で僅かに脚部に力を入れると前記身体保持具１ａの下降は止まり姿勢を維持できる。
【００２４】
更に立ち上がる際には脚部に僅か力を入れ通常の立ち上がり動作を行うと前記身体保持具１ａにシリンダ２１による押上げ力が働きながら腰部を押上げるように上昇する。
従って、この装置を使用した作業者１０の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能な状態で常時腰部に押上げ力を受けながら作業を行うことができる。その際前記水平移動手段の可動部材３４１の移動量だけ二次元空間内で任意の方向に移動が可能になる。
【００２５】
尚、前記押上げ力発生手段に加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器やシリンダ２１内に気体を密閉したガスシリンダで構成することもでき、モーターの出力、発条の反発力、弾性体の反発力や張力等を利用して構成することもできる。
【実施例３】
【００２６】
図３の側面図は請求項２記載される作業補助装置の一実施例を示す。
図３は二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１と、窪みを有し固定部位に固定された転動受部材３４３と、前記可動部材３４１と前記転動受部材３４３の間に介在し転動受部材３４３の窪みに自由に移動可能に収納された複数の転動体３４２で構成される水平移動手段を、作業者が移動を行う作業者移動面上の固定部材である作業台８に取付け、更に前記可動部材３４１に押上げ力を発生させる押上げ力発生手段で上下移動手段を有するシリンダ２１の動作部に作業者１０の腰部を保持する身体保持手段の身体保持具１ａを取付けて前記身体保持手段を三次元空間内の任意の方向に変位可能にし、前記押上げ力発生手段の動作部の動作力を前記身体保持手段に作用させ、その身体保持手段に保持された作業者の足の裏面が作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力で押上げるように構成した作業補助装置を示す。
【００２７】
この作業補助装置は前記押上げ力発生手段のシリンダ２１のシリンダ内に圧縮した空気を送り込み圧力制御機器で圧力を一定に保ちシリンダ２１を押出し状態にする。その押し出しにより前記身体保持具１ａに保持された作業者１０の足の裏面が作業者移動面の床６に接地状態を保てる範囲内の押上げ力が前記身体保持具１ａに作用する。その働きと、二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１の移動と、押上げ力発生手段による上下動作の組合せによる係合した動作で前記身体保持具１ａに保持された作業者１０の腰部は押上げ力を受けながら三次元空間内の任意の方向に変位可能になる。
【００２８】
この状態の時、作業者１０は僅かに脚部に力を入れているだけで直立状態の立ち姿勢を保つことができる。更に作業者１０が脚部の力を抜くと全体重が前記身体保持具１ａを介して前記押上げ力発生手段に作用し、体重が押上げ力に勝るとシリンダ２１の動作部のロッドが下降し前記身体保持座１ａも下降する。下降途中で僅かに脚部に力を入れると前記身体保持具１ａの下降は止まり姿勢を維持できる。
【００２９】
更に立ち上がる際には脚部に僅か力を入れ通常の立ち上がり動作を行うと前記身体保持具１ａにシリンダ２１による押上げ力が働きながら腰部を押上げるように上昇する。
従って、この装置を使用した作業者１０の腰部は三次元空間内の任意の方向に変位可能な状態で常時腰部に押上げ力を受けながら作業を行うことができる。その際前記水平移動手段の可動部材３４１の移動量だけ二次元空間内で任意の方向に移動が可能になる。
【００３０】
尚、前記押上げ力発生手段に加圧した流体の圧力で動作し出力する駆動機器やシリンダ２１内に気体を密閉したガスシリンダで構成することもでき、モーターの出力、発条の反発力、弾性体の反発力や張力等を利用して構成することもできる。
【００３１】
又、二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１に、作業者１０の腰部を保持する身体保持手段の身体保持具１ａを直接取付け、水平移動手段を押上げ力発生手段で押上げるように構成しても同様の効果が得られる。
【００３２】
図４の斜視図は図１、図２、図３に使用した転動受部材３４３の片側と、転動受部材３４３の窪みに自由に移動可能に収納された複数の転動体３４２の一例を示す。
窪みの平面部には転動体３４２が可動部材３４１に接触して転動しながら移動する方向と逆の方向に転動体３４２を移動させる溝や通路を設けると転動体３４２が循環し易くなる。
【実施例４】
【００３３】
図５の側面図は前記の転動受部材３４３に設けた窪みを可動部材３４１の両面に設け、その窪みに複数の転動体３４２を自由に移動可能に収納した水平移動手段を示す。この場合転動受部材３４３側の転動体３４２の接触面は平面で構成することができる。
又、可動部材３４１と転動受部材３４３の両面に窪みを設けて構成することもできる。
【００３４】
図６は転動体３４２ａがローラー状のもので、その転動体３４２ａを支持部材３４２ｄ
に回転自在に転動体軸３４２ｂで軸支し、その支持部材３４２ｄを可動部材３４１又は転動受部材３４３に支軸３４２ｃで取付けて構成することにより、前記と同様に可動部材３４１を二次元空間内で任意の方向に移動可能にすることもできる。
【００３５】
図７は可動部材３４１又は転動受部材３４３に球状の窪みを設け、その中に小さい複数の球状の転動体３４２ｅと、大きい１個の球状の転動体３４２を入れ、転動体３４２は自転可能に転動体３４２ｅは移動可能に構成する。この組合せを複数設けることにより前記と同様に可動部材３４１を二次元空間内で任意の方向に移動可能にすることもできる。
【００３６】
又、押上げ力発生手段を上部固定部材６１に取付け、その押上げ力発生手段の動作部に
水平移動手段を取付けて構成し、その水平移動手段の二次元空間内で任意の方向に移動可能な可動部材３４１に支持部１２を設けて身体保持具１ａを吊設して構成しても良い。前記作業補助装置と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】作業補助装置の側面図。  （実施例１）
【図２】作業補助装置の側面図。  （実施例２）
【図３】作業補助装置の側面図。  （実施例３）
【図４】転動受部材の斜視図。    （実施例３）
【図５】水平移動手段の断面図。  （実施例４）
【図６】転動体部の断面図。      （実施例４）
【図７】転動体部の断面図。      （実施例４）
【符号の説明】
【００３８】
１ａ    身体保持具
６      床
６１    上部固定部材
８      作業台
１０    作業者
１２    支持部
１５    フレーム
１６    連結部材
２１    シリンダ
３４１  可動部材
３４２  転動体
３４３  転動受部材
【図１】
2007020602.tif 000003
【図２】
2007020602.tif 000004
【図３】
2007020602.tif 000005
【図４】
2007020602.tif 000006
【図５】
2007020602.tif 000007
【図６】
2007020602.tif 000008
【図７】
2007020602.tif 000009