(57)【要約】      （修正有）【課題】前屈時の腰の負担を大きく軽減する腰部負担軽減具等に利用するベルト長さ調節装置を提供する。【解決手段】ベルト５００の一端を可動物に連結固定し他端部を基部に連結した補助スプリンングを介して長さ調節域部とし、ベルトの長さ調節域部の挟持ロックとその解除をワンタッチで可能にするベルト長さ調節装置であって、ベルトの長さ調節域部の長さ方向に形成したガイドと、ガイドで案内される操作アーム付き操作軸と、操作軸に連結しガイドの軸心方向を通る直線に対して面対称に回動可能に配置した一対のリンクアームと、リンクアームに一端部を軸連結しエルボ部を基部に回転軸で止め他端部にベルト挟持部を形成し面対称に対向配置した一対のＬ型のロックアームと、前記リンクアーム又はロックアームの対間を連結する引張りばねとから構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紐又は帯状のベルトの一端を可動物に固定し他端部を基部に連結した補助スプリンングを介した長さ調節域部とし、前記ベルトの長さ調節域部の挟持ロックとその解除をワンタッチで可能にするベルト長さ調節装置であって、
前記補助スプリンングを連結する基部において、ベルト長さ調節域部の長さ方向に形成したガイドと、前記ガイドに沿って移動可能に案内され操作アームを有する操作軸と、前記操作軸に一端部を連結し前記ガイドの軸心方向を通る直線に対して面対称に回動可能に配置した一対のリンクアームと、前記リンクアームの他端部の各々に一端部を軸連結しエルボ部を前記基部に回転軸で止め他端部にベルト挟持部を形成して互いに前記ガイドの軸心方向を通る直線に対して面対称に対向配置した一対のＬ型のロックアームと、前記リンクアーム又はロックアームの対間を伸長状態で連結した引張りばねとから構成し、前記操作アーム620による操作軸の前記ガイドに沿った移動操作で前記ロックアームのベルト挟持部を対向回動させ、操作軸を前記両リンクアームとロックアームとの軸連結部を結ぶ直線に対して反ロックアーム側端に停止させてロックアームのベルト挟持部でベルトを挟持ロックし、操作軸を前記両リンクアームとロックアームとの軸連結部を結ぶ直線に対してロックアーム側端に停止させてロックアームのベルト挟持部によるベルトの挟持ロックの解除を行うことを特徴とするベルト長さ調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業，工業，医療・福祉現場等で働く人々の，前屈時の腰の負担を大きく軽減する腰部負担軽減具等に利用するベルト長さ調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
腰部の負担を軽減する方法は従来から多数提案されているが，現場で広く利用されているのは腰に巻くベルトしかないのが現状である。ロボット技術を応用したパワ−ス−ツ等も提案されているが，何れも研究段階であり，実用化されたとしても，コストを考えると腰ベルトのように誰でも気楽に使うことは，近未来においてもありえないと思われる。
【０００３】
そこで低コストで現実的な腰部負担軽減具として，ばねやゴムなど弾性体による力を利用した特許が国内外を問わず多数申請されている。それらを大別すると力を受けるためにフレ−ムを利用するフレ−ムタイプと，フレ−ムをほとんど利用しない非フレ−ムタイプに大別される。何れも装具により腰への補助モ−メントを与えることで，腰の負担を軽減する仕組みである。フレ−ムタイプからは大きな補助モ−メントが得られ，非フレ−ムタイプは着け心地の点が有利と思われる。しかしながら補助モ−メントを得るため，殆どは弾性体からの力を下肢で受ける構造である。そのため，前屈時だけでなく，体幹と下肢との相対角度が変化する歩行時にも力が作用して歩き難くなる。着座時にも同様な理由で装具による拘束感がある。そこで力の伝達部に遊びを持たせると，弾性体の変位が小さくなるため，有効な補助モ−メントも小さくなる。補助モ−メントの大きさと，使い易さとはトレ−ドオフの関係がある。この問題を解決しない限り，簡易的な腰部負担軽減具でも実用化することは難しいと考える。多くの論文や特許があるにも拘わらず，使い易くて適度な大きさの補助モ−メントの得られる装具は未だ無いのが現状である。
【０００４】
而して、本発明者等は、使い易くて腰部負担軽減効果の大きいフレ−ムタイプの腰部負担軽減具を既に開発した。これは特許文献１で紹介するが、手軽に背当てして着用でき、圧迫感を感じることなく、前屈時の腰への負担を確実に軽減することができる優れた機能を有する腰部負担軽減具である。
【０００５】
この特許文献１に示す腰部負担軽減具は、弾性伸縮ベルト等の弾性体を利用した簡易的で実用的なものであり、図６に示すように、背骨に沿って当接する背当フレーム1と、背当フレーム1の下部つまり腰部の後方へ突起させたモーメントアーム2と、背当フレーム1の上端から両腕を通して、モーメントアーム2の近傍に連結する肩掛バンド３と、モーメントアーム２の左右両側に一対の連結ベルト5を介して連結させた一対の補助モーメント付与用の弾性伸縮性の弾性伸縮ベルト6と、弾性伸縮ベルト6に直接又は連結ベルト7を介して連結した一対の下肢装着具8とからなる小型軽量な装具であり、前屈の際の前記弾性伸縮ベルト6による補助モーメントにより腰の負担が大きく軽減され、複雑で高価なロボットと比較して現実的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４４７３３０号公報「腰部負担軽減具」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら前記腰部負担軽減具は、歩行の際に弾性伸縮ベルト6による張力が作用するため歩き難い。
そこで本発明は、腰部負担軽減具等に利用した際、歩行時は弾性伸縮ベルトの張力の解除と連結ベルト全体のたるみを自動的に吸収する一方，前屈時は連結ベルトを強固に固定して，弾性伸縮ベルトの張力により腰の負担を大きく軽減する実用的なベルト長さ調節装置を提供するものである。
即ち、ベルトの一端を可動部に固定し他端部を長さ調節域部とした紐状体又は帯状体のベルトにおいて、固定端部と長さ調節域部との区間長さの設定時のロックとその解除をワンタッチで可能にするベルト長さ調節装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のベルト長さ調節装置の特徴とする技術条件は次の(1)とおりである。
(1)、紐又は帯状の連結ベルトの一端を可動物に固定し他端部を基部に連結した補助スプリングを介した長さ調節域部とし、前記連結ベルトの長さ調節域部の挟持ロックとその解除をワンタッチで可能にするベルト長さ調節装置であって、
前記補助スプリングを連結する基部においてベルト長さ調節域部の長さ方向に形成したガイドと、前記ガイドに沿って移動可能に案内され操作アームを有する操作軸と、前記操作軸に一端部を連結し前記ガイドの軸心方向を通る直線に対して面対称に回動可能に配置した一対のリンクアームと、前記リンクアームの他端部の各々に一端部を軸連結しエルボ部を前記基部に回転軸で止め他端部にベルト挟持部を形成して互いに前記ガイドの軸心方向を通る直線に対して面対称に対向配置した一対のＬ型のロックアームと、前記リンクアーム又はロックアームの対間を伸長状態で連結した引張りばねとから構成し、前記操作アームによる操作軸の前記ガイドに沿った移動操作で前記ロックアームのベルト挟持部を対向回動させ、操作軸を前記両リンクアームとロックアームとの軸連結部を結ぶ直線に対して反ロックアーム側に停止させてロックアームのベルト挟持部でベルトを挟持ロックし、また操作軸を前記両リンクアームとロックアームとの軸連結部を結ぶ直線に対してロックアーム側に停止させてロックアームのベルト挟持部によるベルトの挟持ロックの解除を行うことを特徴とするベルト長さ調節装置。
【０００９】
本発明に於いて、連結ベルトとは一般に帯状体を言うが、横断面形状が平形、円形、扁平、楕円形、矩形、多角形等の紐状ベルト又は帯状ベルトを言う。
前記操作アーム620は、手動にしてよく、或いは適宜な電動機構による遠隔操作可能にしてもよい。
前記補助スプリンング及び前記引張りばねは、コイル状スプリング、板状スプリング、紐状スプリング等を用いる。
補助スプリンングは連結ベルトの緩みを吸収する程度のものでよい。
ベルトの挟持ロック力は引張りばねの収縮力で得るものでなく、ベルト挟持部が閉動作してある程度ベルトを挟持すればそれ以降はベルトとベルト挟持部との摩擦抵抗がベルト挟持部間の間隙漸小により増大するため、拡縮スプリングは、リンクアームとロックアームの開閉のみに必要な収縮力を有るものであればよい。
前記ロックアームは、回転軸を中心に先端部のベルト挟持部がリンクアーム側での円弧で開閉すればよく、後述例の構造的に堅牢なエルボ付きの所謂Ｌ型ロックアーム等を採用すればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のベルト長さ調節装置を腰部負担軽減具等に利用した場合は、前記の簡単堅牢で合理的な構成により、利用する人の着座や歩行を容易にしながら、歩行時などの直立姿勢の際は、連結ベルトに介設した弾性伸縮ベルトの張力の解除と連結ベルトのたるみを吸収し歩行を容易ならしめる。一方，前屈姿勢の際は連結ベルトを強固に締め固定して，弾性伸縮ベルトの張力により腰の負担を大きく軽減するよう切り替えることが出来る優れた作用効果を呈するものである。
これ等の作用効果により、本発明のベルト長さ調節装置は、腰部負担軽減具において、腰への負担が大きい重量物の上げ下げ動作では腰の負担を大きく軽減する。
又、作業者が腰ベルトを必要とする福祉現場，工場内，野菜の収穫作業等，広い範囲に亘る作業において本発明の腰部負担軽減具の活用が大いに期待できる。
本発明のベルト長さ調節装置は、Ｌ型挟持アームのベルト挟持部の円弧回動によるベルト締めとその解除操作を極めて簡単な操作軸付きリンクアーム機構により可能にしたものであり、前記腰部負担軽減具は勿論、Ｌ型挟持アームによるベルトの挟持固縛を多用する物流技術、梱包技術、の世界においてもすぐに転用可能な技術であり，その技術の発展性と将来性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を腰部負担軽減具に装着して背筋を伸ばしての直立姿勢を示す概略斜視説明図である。
【図２】図1の円内Ａのベルト長さ調節装置のベルトのロックと解除状態を示す概略図。
【図３】ベルト長さ調節装置の連結ベルトのロックと解除状態の拡大図。
【図４】ベルト長さ調節装置の連結ベルトの挟持力を弛緩したロック解除状態の詳細拡大図。
【図５】ベルト長さ調節装置が連結ベルトの挟持力を強締めたロック状態の詳細拡大図。
【図６】腰部負担軽減具の直立姿勢(1)と前屈姿勢(2)の全体を示す概要斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の最良の形態例は、図２，３に示す構造で弾性伸縮ベルトを介設した連結ベルト500の調節部502を、操作アーム620のワンタッチ操作で確実に挟持ロックし且つその解除を切り替える．
図２，３の左側が調節部502の挟持を緩めて開放した状態（：ロックオフ），右側が調節部502を挟持し締めてロックしている状態（：ロックオン）を示している．
即ち、「ハ」の字型に配置の一対のリンクアーム640の連結操作軸630の軸受を操作アーム620でガイド610に沿って上下することで，簡単にＬ型ロックアーム650を回動開閉させて、そのベルト挟持部654による調節部502のロックオンとロックオフを切り替えることができる．「ハ」の字型配置の一対のリンクアーム640は，一対のＬ型ロックアーム650との連結軸651間に渡した引張りばね660により両側から圧縮を受けているため，思案点即ち操作軸630が、前記両リンクアーム640とロックアーム650との軸651連結部を結ぶ直線上に位置する点の上方又は下方に通過する度にデジタル的に調節部502のロックオン（上方に通過）とロックオフ（下方に通過）がフリップフロップ回路のように交互に切り変わる。これを利用することで，歩行時は調節部502をロックオフにすると調節部502はＬ型ロックアーム650のベルト挟持部654間を自由に上下移動できるため，自然に歩行できるようになる．調節部502の上端は弱い補助スプリング502でモ−メントアーム200又はその上方部に連結しているため，ロックオフ時の連結ベルト500全体のたるみは常に吸収される．詳しい図面を図４，５に示す．
腰への補助モ−メントが必要な時は，前記ロックオンにすることで，連結ベルト500の調節部502は下方移動がロックされ，前屈時に弾性伸縮ベルト（ゴムベルト503）の張力による補助モーメントが働くことにより腰の負担が軽減される．
一対のＬ型ロックアーム650の挟持部654は、連結ベルト500の張力が強くなると摩擦力によりＬ型ロックアーム650は回転軸653の回りに回動することで挟持部654の隙間は自動的に狭くなり挟持部654の締結力は益々強くなる構造である。また操作軸630と一対のリンクアーム640と一対のロックアーム650のベルトロック及びベルトオフ動作は平面的であるため装具を薄くできる。これらの切替動作は操作アーム620を上下に動かすだけで実現できるため，前屈動作に従い自動切替式に改造することも可能である。
【実施例１】
【００１３】
本例のベルト長さ調節装置は、背中に当てて前屈作業の際に補助モーメントを付与する介護用又は農作業用等の腰部負担軽減具に適用したものでありその詳細を図１〜図５と共に説明する。
【００１４】
図１において、腰部負担軽減具の基本構成は、背骨に沿って当接する背当フレーム100と、背当フレーム100の下部において骨盤と平行関係で後方に突出させたモーメントアーム200と、背当フレーム100の上端に両腕を通して肩掛けする肩掛バンド300と、モーメントアーム200近傍に連結し胴に回す胴ベルト400と、モーメントアーム200の左右両側に連結した一対のモーメント付与用のベルト500と、各ベルト500に連結した下肢装着具600とからなる。下肢装着具600は、可動部である下肢に巻き付けたり、ブーツや靴下のように履くことで下肢に装着する。また前屈の最中に膝屈曲してもベルト500全体が緩まないように工夫されている。
【００１５】
図1と図２において、各モーメント付与用の連結ベルト500は、モーメントアーム200と下肢装着具600との間を連結し、モーメントアーム200の基部に補助スプリング501を介して接続して長さ調節域部とする調節部502と、調節部502に連結する弾性伸縮ゴムベルト503と、ゴムベルト503と下肢装着具600を連結する下肢連結ベルト部504とからなる。
【００１６】
この腰部負担軽減具に適用するベルト長さ調節装置は、前記モーメントアーム200の左右両側に一対設けて、当該モーメント付与用の連結ベルト500の調節部502の任意の位置を挟持ロックしまたその解除を行うものである。
【００１７】
図２〜図５においてベルト長さ調節装置は、前屈作業前のモーメント付与用の連結ベルト500を補助スプリング501の弱い収縮力で直線状を常に維持しながら長さ変更自在にして歩行等に邪魔にならないようにし、前屈作業の際に、その直前で直線状になっている連結ベルト500の長さ状態をＬ型ロックアーム650で調節部502を挟持ロックして、前屈作業時にゴムベルト503の収縮弾性力を補助モーメントとして作用させ腰部の負荷を軽減し、前屈作業終了後はこの挟持ロックを解除し連結ベルトの長さをフリーにするものである。
【００１８】
ベルト長さ調節装置の構成は、基部とする前記モーメントアーム200の左右両側において、当該前記調節部502の長さ方向に形成した上下ガイド610と、前記上下ガイドにガイドされ操作アーム620を有する操作軸630と、前記操作軸630で一端部を連結した二本のリンクアーム640と、前記リンクアーム640の他端部に上端部を軸651連結しエルボ部652を回転軸653で軸止し先端部に挟持部654を形成して互いに対向配置した一対のＬ型ロックアーム650と、前記Ｌ型ロックアーム650の上端部の軸651間を伸長状態で連結した拡縮スプリング660とから構成する。
図中のＧは調節部に当たるベルトや紐の経路を決めるガイドである。
前記操作アーム620は、操作軸630に固定連結し操作軸630を上下ガイド610に沿って上下操作して、リンクアーム640を拡縮スプリング660に抗して開閉し、前記Ｌ型ロックアーム650を面対称的に転動させてその挟持部654間に、前記調節部502を挟持ロックし且つその解除を行うものである。
即ち、上下ガイド610において、操作軸630の上下操作過程で、操作軸630と軸651が一直線上に並ぶ位置から下方側に操作軸630をガイドする僅少領域は、Ｌ型ロックアーム650の挟持部654による調節部502の挟持弛緩域の所謂ベルトのロック開放域とし、操作軸630が一直線上より上方側のガイド領域は挟持部654による調節部の挟持力を漸増させガイド上端部にて最大にし調節部を両側より圧縮し劣化させることなく安全に挟持ロックする。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のベルト長さ調節装置は、前記の簡単堅牢で合理的な構成により、腰部負担軽減具等に適用すると、利用する人の着座や歩行を容易にしながら、歩行時などの直立姿勢の際は、ゴムベルトなどの弾性伸縮ベルトの張力の解除と連結ベルトのたるみを吸収し歩行を容易ならしめる。一方，前屈姿勢の際は連結ベルトを強固に固定して，弾性伸縮ベルトの張力を補助モーメントとして効率よく充分に発揮させて、腰の負担を大きく軽減するよう切り替えることができる優れた作用効果を呈するものである。このため本発明のベルト長さ調節装置を利用する腰部負担軽減具の利用分野としては、介護作業用品のみならず、農作業用具、スポーツ用品、救命道具、荷役作業用具等に効果的に活用できるものであり社会に貢献すること多大なものがある。
【符号の説明】
【００２０】
100：背当フレーム
200：モーメントアーム
300：肩掛バンド
400：胴ベルト
500：ベルト
600：下肢装着具
501：補助スプリング
502：調節部
503：弾性伸縮ゴムベルト
504：下肢連結ベルト
610：上下ガイド
630：操作軸
640：リンクアーム
650：Ｌ型ロックアーム
651：軸
652：エルボ部
653：回転軸
654：挟持部
660：引張りばね
【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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