(57)【要約】【課題】安定した重量物の支持を可能とする重量物支持装置を提供する。【解決手段】重量物支持装置１０は、重量物Ｗを保持する保持部１１と、作業者の左右の下肢に装着され、保持部１１に対して揺動可能に連結されるとともに、保持部１１によって保持された重量物Ｗの荷重を地面に伝達可能な左右の脚部１２と、保持部１１に対する左右の脚部１２の揺動の制限と、その解除とを行う揺動制限機構１３と、を備える。【選択図】図１
2016108104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物を保持する保持部と、
作業者の左右の下肢に装着され、前記保持部に対して揺動可能に連結されるとともに、前記保持部によって保持された重量物の荷重を地面に伝達可能な左右の脚部と、
前記保持部に対する前記左右の脚部の揺動の制限と、その解除とを行う揺動制限機構と、を備えている、重量物支持装置。
【請求項２】
前記揺動制限機構は、左右の下肢の歩行による動作をそれぞれ検出する検出部と、前記検出部の検出結果に応じて、前記左右の脚部の揺動の制限とその解除とを行う左右の揺動制限部と、を備えている、請求項１に記載の重量物支持装置。
【請求項３】
前記揺動制限機構は、少なくとも一方の前記脚部の揺動が制限された状態で当該脚部に対する前記保持部の姿勢を調整する姿勢調整部を備えている、請求項２に記載の重量物支持装置。
【請求項４】
前記左右の脚部は、前記保持部に対して左右方向の軸心を有する連結軸によって回動可能に連結されており、
前記姿勢調整部は、前記保持部の姿勢調整のための駆動力を当該保持部に付与する駆動部を備え、
前記駆動部は、前記保持部及び前記脚部の一方に設けられた原動機と、前記原動機の出力によって前記連結軸の軸心回りに回転する、左右の脚部に対応する左右の回転部材と、
前記保持部及び前記脚部の他方に対する前記回転部材の回転を制止することによって、前記保持部に対する前記脚部の揺動を制限するとともに、前記保持部への前記駆動力の伝達を可能とする前記揺動制限部と、を備えている、請求項３に記載の重量物支持装置。
【請求項５】
前記連結軸が、作業者の腰の左右両側に振り分けて配置されている、請求項４に記載の重量物支持装置。
【請求項６】
前記連結軸が、作業者の腰の前又は後において左右の前記脚部にわたって設けられている、請求項４に記載の重量物支持装置。
【請求項７】
前記駆動部は、１つの前記原動機の動力を左右両側の回転部材に伝達するための伝動軸を備えている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の重量物支持装置。
【請求項８】
前記検出部は、作業者の足の接地状態を検出する、請求項２〜７のいずれか１項に記載の重量物支持装置。
【請求項９】
前記検出部は、作業者の踵が接地しているか否かを検出する、請求項８に記載の重量物支持装置。
【請求項１０】
前記検出部は、作業者の足の裏が接地しているか否かを検出する、請求項８に記載の重量物支持装置。
【請求項１１】
前記脚部は、作業者の大腿部に対応する上部リンクと、この上部リンクの下部に回動可能に連結され、作業者の下腿部に対応する下部リンクとを備え、作業者の膝の屈伸に応じて屈伸するものであり、
前記検出部により足の接地が検出されたときに、上部リンクと下部リンクとを伸長状態にし、脚部の屈曲を制限する屈曲制限機構を備えている、請求項２〜１０のいずれか１項に記載の重量物支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物等の重量物を支持する際に身体の負担を軽減することができる重量物支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、少子高齢化の影響により高齢の労働者が増加しつつある。例えば、農業分野では、若年層の農業離れによって労働者の高齢化が著しく進んでいる。かかる分野では、収穫物や機材の運搬など人為的に重量物を運搬する作業が頻繁に生じるため、労働者への身体的負担の軽減が強く望まれている。
【０００３】
このような作業者の負担を軽減するため、下記特許文献１には、作業者の身体に装着することにより、重量物の荷重を作業者に負担させず、かつ自由に歩行することができる作業補助具が開示されている。この作業補助具は、荷物を保持する荷物載置部と、荷物載置部から延出され肩に掛けられる肩装着部と、荷物載置部の下部に設けられ腰に巻き付け固定する腰装着部と、腰装着部から地面まで延出されると共に作業者の下肢の動きに連動して屈曲する支持脚部とを有している。また、特許文献１の作業補助具は、荷物を持つ腕に装着されることによって腕を補助する補助具をも備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の作業補助具は、荷物載置部で保持した荷物や、補助具を装着した腕で保持した荷物の荷重を、その下部に連結された腰装着部を介して支持脚部に伝え、最終的に地面に荷重を逃がすように構成されている。また、支持脚部は、膝に相当する部分でピン結合された上部リンクと下部リンクとを備え、上部リンクと下部リンクとが屈曲することによって作業者の歩行による下肢の動きに追従するように構成されている。そして、歩行中、一方の下肢が浮いているときは、他方の下肢（軸足）の支持脚部が地面に荷重を伝達することによって、少ない負担で歩行することが可能である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の作業補助具は、荷物載置部に対して左右の支持脚部が自由に前後に回動するため、荷物載置部で保持した荷物や手に持った荷物の荷重によって、腰の部分を支点として荷物載置部が前後に傾きやすく、その結果、荷物の支持が不安定になる。
【０００７】
本発明は、安定した重量物の支持を可能とする重量物支持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】
【０００８】
（１）  本発明の重量物支持装置は、
重量物を保持する保持部と、
作業者の左右の下肢に装着され、前記保持部に対して揺動可能に連結されるとともに、前記保持部によって保持された重量物の荷重を地面に伝達可能な左右の脚部と、
前記保持部に対する前記左右の脚部の揺動の制限と、その解除とを行う揺動制限機構と、を備えているものである。
【０００９】
ここで、保持部に対する脚部の揺動の「制限」とは、保持部に対する脚部の固定も含め、保持部に対する脚部の自由な揺動を制限する意味である。
この構成によれば、保持部によって保持された重量物の荷重を脚部を介して地面に伝達することができ、作業者にかかる負担を軽減することができる。また、脚部は、保持部に対して揺動可能に連結されるので、歩行等による下肢の動作に追従して脚部を揺動させることができる。さらに、揺動制限機構が保持部に対する脚部の揺動を制限することによって、重量物の荷重で保持部が脚部に対して傾いてしまうことを抑制し、安定した重量物の支持が可能となる。また、揺動制限機構が、保持部に対する脚部の揺動の制限を解除することによって、下肢の動作が許容され、歩行や荷物の上げ下げ等も容易に行うことができる。
【００１０】
（２）  前記揺動制限機構は、左右の下肢の動作をそれぞれ検出する検出部と、前記検出部の検出結果に応じて、前記左右の脚部の揺動の制限とその解除とを行う左右の揺動制限部と、を備えていることが好ましい。
この構成によれば、検出部が左右の下肢の動作を検出することによって、例えば歩行中に地面についた下肢（軸足）と、前方に出された下肢とをそれぞれ識別することができ、前者の下肢に装着した脚部は、保持部に対する揺動を制限することで重量物の荷重を地面に伝え、後者の下肢に装着した脚部は、保持部に対する揺動の制限を解除することによって、当該下肢を前方に出す動作を支障なく行うことができる。
【００１１】
（３）  前記揺動制限機構は、少なくとも一方の前記脚部の揺動が制限された状態で当該脚部に対する前記保持部の姿勢を調整する姿勢調整部を備えていることが好ましい。
このような構成によって、より安定した重量物の支持が可能となる。
【００１２】
（４）  前記左右の脚部は、前記保持部に対して左右方向の軸心を有する連結軸によって回動可能に連結されており、
前記姿勢調整部は、前記保持部の姿勢調整のための駆動力を当該保持部に付与する駆動部を備え、
前記駆動部は、前記保持部及び前記脚部の一方に設けられた原動機と、前記原動機の出力によって前記連結軸の軸心回りに回転する、左右の脚部に対応する左右の回転部材と、
前記保持部及び前記脚部の他方に対する前記回転部材の回転を制止することによって、前記保持部に対する前記脚部の揺動を制限するとともに、前記保持部への前記駆動力の伝達を可能とする前記揺動制限部と、を備えていることが好ましい。
このような構成によって、原動機の出力を用いて保持部の姿勢を調整することができる。
【００１３】
（５）前記連結軸は、作業者の腰の左右両側に振り分けて配置されていてもよい。
このような構成によって、保持部によって保持した重量物の荷重を脚部に伝達し易くすることができる。
【００１４】
（６）前記連結軸は、作業者の腰の前又は後において左右の前記脚部にわたって設けられていてもよい。
このような構成よって、脚部の剛性を高めることができる。
【００１５】
（７）前記駆動部は、１つの前記原動機の出力を左右両側の回転部材に伝達するための伝動軸を備えていてもよい。
このような構成によって１つの原動機の駆動力によって、左右の各脚部に対する保持部の姿勢を調整することができる。
【００１６】
（８）前記検出部は、作業者の足の接地状態を検出するものであってもよい。
このような構成によって、歩行中における作業者の下肢の動きを好適に検出することができる。
【００１７】
（９）前記検出部は、作業者の踵が接地しているか否かを検出するものであってもよい。
【００１８】
（１０）前記検出部は、作業者の足の裏が接地しているか否かを検出するものであってもよい。
【００１９】
（１１）前記脚部は、作業者の大腿部に対応する上部リンクと、この上部リンクの下部に回動可能に連結され、作業者の下腿部に対応する下部リンクとを備え、作業者の膝の屈伸に応じて屈伸するものであり、
前記検出部により足の接地が検出されたときに、上部リンクと下部リンクとを伸長状態にし、脚部の屈曲を制限する屈曲制限機構を備えていてもよい。
このような構成によって、歩行中、地面についた下肢に装着された脚部を真っ直ぐにし、保持部によって保持された重量物の荷重を好適に地面に伝達することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の重量物支持装置によれば、安定して重量物を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る重量物支持装置の概略的な側面図である。
【図２】重量物支持装置の概略的な平面図である。
【図３】揺動制限機構の側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】揺動制限部を示す概略的な側面図である。
【図６】検出部を示す概略的な側面図である。
【図７】屈曲制限機構を示す概略的な側面図である。
【図８】重量物支持装置の制御系のブロック図である。
【図９】地面に対する重量物の上げ下ろしの様子を示す説明図である。
【図１０】作業者の歩行動作を説明する図である。
【図１１】第２の実施形態における揺動制限部を示す側面図である。
【図１２】第３の実施形態における検出部を示す側面図である。
【図１３】（ａ）は、第４の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１４】（ａ）は、第５の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１５】（ａ）は、第６の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１６】（ａ）は、第７の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１７】第８の実施形態に係る重量物支持装置の概略的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る重量物支持装置の側面図、図２は、同平面図である。
本実施形態の重量物支持装置１０は、作業者Ｐの身体に装着することによって、重量物Ｗの上げ下ろしや重量物Ｗの移動等を支援するために用いられる装置である。
【００２３】
具体的に、重量物支持装置１０は、重量物Ｗを保持する保持部１１と、作業者Ｐの左右の下肢に装着され、保持部１１に揺動可能に連結された左右の脚部１２と、保持部１１に対する左右の脚部１２の揺動の制限とその解除とを行う揺動制限機構１３とを備えている。
左右の脚部１２は、保持部１１によって保持された重量物Ｗの荷重を地面に伝達可能である。したがって、作業者Ｐにかかる負担を軽減することができる。
【００２４】
揺動制限機構１３は、脚部１２に対する保持部１１の姿勢を調整する姿勢調整部１４を備えている。この姿勢調整部１４によって脚部１２に対する保持部１１の姿勢を調整することで、保持部１１によって重量物Ｗを上げ下げしたり、重量物Ｗを一定の高さに保持することができる。そのため、作業者Ｐが重量物Ｗを上げ下げするために必要な力を少なくすることができるとともに、安定した重量物Ｗの支持が可能となる。
以下、左右の脚部１２、保持部１１、及び揺動制限機構１３の具体的構成について詳細に説明する。
【００２５】
＜脚部１２の具体的構成＞
左右の脚部１２は、それぞれ棒状に形成された上部リンク２１と、棒状に形成された下部リンク２２と、板状に形成された底部材２３とを備えている。
上部リンク２１の下端部と下部リンク２２の上端部とは、左右方向の軸心を有する軸部２４を介して回動自在に連結されている。
図７に示すように、下部リンク２２は、上部リンク２１に対して一直線状となる姿勢から後側のみに回動できるように、回動範囲が設定されている。具体的に、上部リンク２１と下部リンク２２とは、軸部２４を有するヒンジ部材２５によって連結され、下部リンク２２の上端面と上部リンク２１の下端面とが突き合わせられることによって、上部リンク２１に対する下部リンク２２の前側への回動が規制されている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、各脚部１２は、作業者Ｐの下肢に装着するための装着ベルト２６を備えている。本実施形態では、作業者Ｐの大腿、膝付近、下腿に巻き付けられる３つの装着ベルト２６を備えている。装着ベルト２６は、上部リンク２１と下部リンク２２とにそれぞれ少なくとも一つ取り付けられている。
【００２７】
下部リンク２２と上部リンク２１との連結部分には、屈曲制限機構２７が設けられている。この屈曲制限機構２７は、図７に示すように、上部リンク２１に対する下部リンク２２の後方への回動（脚部１２の屈曲）を制限し、上部リンク２１と下部リンク２２とを一直線の状態に固定するものである。この屈曲制限機構２７の詳細については後述する。
【００２８】
上部リンク２１の上端部には、左右方向の軸心を有する連結軸３０が取り付けられている。具体的に、図３及び図４に示すように、上部リンク２１の上端部には、左右二股状に形成されたヨーク２８が設けられ、このヨーク２８に連結軸３０が回転自在に支持されている。この連結軸３０は、保持部１１に対して脚部１２を揺動可能に連結するものである。
【００２９】
図１に示すように、底部材２３は、下部リンク２２の下端部に設けられている。底部材２３は、作業者Ｐの足（足首よりも先の部分）を載せることによって作業者Ｐからの荷重を受け、さらにその荷重を地面に伝達する。底部材２３には、足に装着するための装着ベルトが設けられていてもよい。
【００３０】
下部リンク２２の下部側には、３軸方向の回動を許容する第１回動部２９Ａが設けられている。この第１回動部２９Ａによって、底部材２３が左右軸、前後軸、及び上下軸回りに回動可能に構成されている。したがって、底部材２３上に足を載せた状態で足首の小さな運動（例えば、足首を左右上下にひねるような運動）が許容される。第１回動部２９Ａは、例えばボールジョイントによって構成することができる。第１回動部２９Ａは、左右軸及び前後軸の２軸回り、もしくは左右軸の１軸回りに回動可能に構成されていてもよい。
【００３１】
上部リンク２１のヨーク２８の下側にも、３軸方向の回動を許容する第２回動部２９Ｂが設けられている。この第２回動部２９Ｂによって、ヨーク２８が前後軸、左右軸、及び上下軸回りに回動可能に構成されている。したがって、脚部１２を装着した下肢の小さな運動（例えば、下肢を左右にねじったり傾けたりするような運動）が許容される。この第２回動部２９Ｂも、例えばボールジョイントによって構成することができる。第２回動部２９Ｂは、前後軸及び上下軸の２軸回りに回動可能に構成されていてもよい。
【００３２】
＜保持部１１の具体的構成＞
図１及び図２に示すように、保持部１１は、左右一対の保持アーム３１と、両保持アーム３１の後部側を連結する連結フレーム３２とを有し、平面視で略コの字形状に形成されている。本実施形態の保持アーム３１は、前後方向に延び、その前端部が前下方に向けて湾曲している。重量物Ｗは、保持アーム３１の先端部に保持される。保持アーム３１に重量物Ｗを保持させる態様としては、保持アーム３１の先端部に重量物Ｗを吊り下げる態様や、左右保持アーム３１の間に保持台を取り付け、この保持台上に重量物Ｗを載せる態様を採用することができる。
【００３３】
連結フレーム３２は、左右方向に延び、その両端部が左右の保持アーム３１に固定されている。保持部１１の剛性を高めるため、連結フレーム３２は、前後方向に複数本並べて設けられていてもよい。
左右の保持アーム３１の前後方向の中途部には、軸支持部３３が下方に突出して設けられている。この軸支持部３３は、図４に示すように、脚部１２の上端部に設けられたヨーク２８の二股間に配置されている。そして、軸支持部３３に、連結軸３０が回動自在に支持されている。
【００３４】
従って、左右の脚部１２と左右の保持アーム３１とは、連結軸３０を介して回動可能に連結されている。また、左右の保持アーム３１は、連結フレーム３２によって連結されているので、左右の各脚部１２に対して一体的に回動可能である。
なお、保持アーム３１の形状は、上記に限定されるものではない。例えば、保持アーム３１は、先端部が前上方に向けて湾曲していてもよい。
【００３５】
図１に示すように、保持アーム３１の先端には、昇降スイッチ４１が設けられている。この昇降スイッチ４１を操作することによって、保持アーム３１の先端側を上昇させたり下降させたりして姿勢を調整することができる。この調整によって、床等に置いた重量物Ｗを持ち上げたり下げたりすることもできる。
また、保持アーム３１は、一定の姿勢を維持するように制御される。したがって、保持アーム３１による安定した重量物Ｗの保持が可能となる。このような姿勢の調整や姿勢の維持制御は、次に説明する揺動制限機構１３の姿勢調整部１４によって実現する。
【００３６】
＜揺動制限機構１３の具体的構成＞
図１及び図２に示すように、揺動制限機構１３は、検出部４２と、揺動制限部４３と、姿勢調整部１４とを備えている。
検出部４２は、左右の下肢の歩行による動作をそれぞれ検出する。
具体的に、検出部４２は、作業者Ｐの足の接地状態を検出する。人（作業者）の歩行は、一方の下肢を地面に着いた状態で他方の下肢を上げながら前に出す動作を交互に繰り返し行うことによって行われる。このとき、一方の下肢（軸足）は、足の裏全体が接地し、他方の足は、少なくとも踵が地面から浮上する。検出部４２は、このような足の裏（踵）の接地状態を検出する。なお、ここでいう足の裏の「接地」とは、脚部１２の底部材２３を介した接地をいい、地面に対する直接的な足の接触を意味するものではない。
【００３７】
本実施形態の検出部４２は、脚部１２の底部材２３と操作部材４６とを有している。図６に示すように、脚部１２の底部材２３は、ベース板４４と、このベース板４４上に配置された揺動板４５とから構成されている。揺動板４５の前端部が、ベース板４４の前端部に軸４９を介して揺動可能に連結されている。そして、図６（ａ）に示すように、踵を踏み込んだ状態では、揺動板４５が、ベース板４４と略平行となり、図６（ｂ）に示すように、踵を上げた状態では、揺動板４５の後部側が、ベース板４４に対して上昇する。したがって、揺動板４５の姿勢によって、作業者Ｐの足の裏の接地状態を検出することができる。
【００３８】
ベース板４４には、プッシュプルワイヤーからなる操作部材４６の一端が接続されている。具体的に、プッシュプルワイヤー４６の一端（インナーワイヤーの一端）は、ベース板４４の前部側に設けられた操作ブロック４７に接続されている。この操作ブロック４７の上面後部側には、円弧状に湾曲した操作面４７ａが形成されている。
一方、揺動板４５には、プッシュプルワイヤー４６を上方から押し付ける押さえローラ４８が、操作ブロック４７の後方に設けられている。そして、踵を踏み込んで揺動板４５を下方に揺動させると、押さえローラ４８によってプッシュプルワイヤー４６が押さえ付けられ、操作ブロック４７の操作面４７ａに沿ってプッシュプルワイヤー４６が引っ張られる。逆に、踵を上げると、押さえローラ４８も上昇し、プッシュプルワイヤー４６が押し戻される。プッシュプルワイヤー４６の他端は、次に説明する揺動制限部４３のラック部材５５に連結される。
【００３９】
図５に示すように、揺動制限部４３は、連結軸３０に設けられた第３ギヤ（回転部材）５３に噛み合うラック部材５５を有している。このラック部材５５は、前後方向に長い板材からなり、上面に第３ギヤ５３の歯５３ａに対応する多数の歯５５ａが形成されている。ラック部材５５は、脚部１２のヨーク２８に固定された支持台５６上に支軸５７を介して上下揺動可能に支持されている。ラック部材５５は、支持台５６に平行な姿勢から前後方向の一端側を上昇させることにより、第３ギヤ５３に噛み合う。ラック部材５５の前後方向の一端側はバネ等の付勢部材５８によって下方に付勢されている。
【００４０】
第３ギヤ５３は、後述する姿勢調整部１４における駆動部６１（図３参照）の動力伝達部６３（第１及び第２ギヤ５１，５２）を介して原動機（電動モータ）６２に接続されている。したがって、第３ギヤ５３は、電動モータ６２の作動状態に依存して連結軸３０回りの回動が制限される。そして、第３ギヤ５３にラック部材５５が噛み合うことによって、保持部１１に対する脚部１２の連結軸３０回りの揺動も制限される。
【００４１】
ラック部材５５の前後方向の他端側には、前述した検出部４２のプッシュプルワイヤー４６の他端が接続されている。そして、底部材２３上の踵の踏み込みによってプッシュプルワイヤー４６が引っ張られると、ラック部材５５が揺動し、ラック部材５５の歯５５ａが第３ギヤ５３の歯５３ａに噛み合う。逆に、踵を上げることによってプッシュプルワイヤー４６が押し戻されると、ラック部材５５の歯５５ａが第３ギヤ５３の歯５３ａから離反する。
【００４２】
したがって、検出部４２によって作業者Ｐの踵の踏み込み（接地）が検出されると、保持部１１に対する脚部１２の揺動が制限され、検出部４２によって作業者Ｐの踵の浮上が検出されると、保持部１１に対する脚部１２の揺動の制限が解除される。
【００４３】
作業者Ｐの歩行中、接地している一方の下肢（軸足）は、踵が踏み込まれた状態になるので、当該下肢に装着された脚部１２のラック部材５５が第３ギヤ５３に噛み合い、保持部１１に対する当該脚部１２の揺動が制限される。したがって、保持部１１によって支持された重量物Ｗの荷重を当該脚部１２を介して地面に伝達することができ、保持部１１が連結軸３０回りに傾いて支持が不安定になるのを防止することができる。また、歩行中に前へ出される他方の下肢は踵が浮上した状態となるので、当該下肢に装着された脚部１２のラック部材５５は第３ギヤ５３から離れ、保持部１１に対する当該脚部１２の揺動の制限が解除される。したがって、当該下肢を前に出す動作に追従した当該脚部１２の揺動が可能となる。
【００４４】
作業者の歩行動作を図１０を参照して詳細に説明する。
図１０（ａ）に示すように、作業者の両方の下肢が接地している状態では、左右の揺動制限部４３のラック部材５５が第３ギヤ５３に噛み合うことによって（図５参照）、保持部１１に対する脚部１２の揺動が制限された状態となる。図１０では、この状態の揺動制限部４３にロックを意味する符号Ｌが付されている。したがって、保持部１１によって保持された重量物Ｗの荷重を両方の脚部１２を介して地面に伝達することができる。
【００４５】
図１０（ｂ）に示すように、左側の下肢を前方に出すために踵を浮かせると、左側の揺動制限部４３のラック部材５５が第３ギヤ５３から離れ、左側の脚部１２は保持部１１に対する揺動の制限が解除される。図１０では、この状態の揺動制限部４３にフリーを意味する符号Ｆが付されている。右側の下肢は、踵を踏み込んだ状態が維持されるので、右側の脚部１２は、保持部１１に対して揺動が制限された状態に維持され、重量物Ｗの荷重は右側の脚部１２を介して地面に伝達される。
【００４６】
図１０（ｃ）に示すように、前方に出した左側の下肢を接地すると、左側の揺動制限部４３のラック部材５５が第３ギヤ５３に噛み合い、左側の脚部１２の保持部１１に対する揺動が制限される。そのため、再び両方の脚部１２によって重量物Ｗの荷重を地面に伝達することができる。
【００４７】
図１０（ｄ）に示すように、右側の下肢を前方に出すために踵を浮かせると、右側の揺動制限部４３のラック部材５５が第３ギヤ５３から離れ、右側の脚部１２は、保持部１１に対する揺動の制限が解除される。左側の下肢は踵を踏み込んだ状態が維持されるので、左側の脚部１２は、保持部１１に対して揺動が制限された状態に維持され、重量物Ｗの荷重は左側の脚部１２を介して地面に伝達される。
【００４８】
＜姿勢調整部１４の具体的構成＞
図３に示すように、姿勢調整部１４は、左右の各脚部１２に対する保持部１１の姿勢調整のための駆動力を当該保持部１１に付与する駆動部６１を備えている。
駆動部６１は、原動機６２と、動力伝達部６３と、回転部材５３と、前述の揺動制限部４３とを備えている。
原動機６２は、電動モータにより構成されている。電動モータ６２は、正逆両方向に回転可能に構成されている。電動モータ６２は、図２に示すように、保持部１１における連結フレーム３２の左右方向の略中央部に固定されている。
【００４９】
電動モータ６２は、左右方向両側に延びる出力軸６２ａを有している。この出力軸６２ａは、図１及び図３に示すように、左右の保持アーム３１の後部から下方に突出する軸支持部３４に回転自在に支持されている。出力軸６２ａの外端部は、図２に示すように、軸支持部３４よりも更に左右方向外側に突出している。なお、出力軸６２ａは、電動モータ６２の出力を左右両側の保持アーム３１に伝達するための伝動軸を構成している。
【００５０】
図２に示すように、動力伝達部６３は、左右の保持アーム３１に対応して左右一対設けられている。動力伝達部６３は、図３に示すように、電動モータ６２の出力軸６２ａの両外端部に固定された第１ギヤ５１と、この第１ギヤ５１に噛み合う第２ギヤ５２とを有している。第１ギヤ５１は、第２ギヤ５２よりも小径であり、電動モータ６２の出力が減速された状態で第２ギヤ５２に伝達される。
【００５１】
第２ギヤ５２は、回転部材を構成する前述の第３ギヤ５３に噛み合っている。第２，第３ギヤ５２，５３は、略同径であり、出力軸６２ａと平行な左右方向の軸心回りに回転する。第２ギヤ５２は、保持アーム３１に設けられた軸支持部３４に回転自在に支持されている。第３ギヤ５３は、前述した連結軸３０の軸方向外端部に取り付けられている。第１ギヤ５１、第２ギヤ５２、第３ギヤ５３の軸心は、側面視で一直線上に並べて配置されている。
【００５２】
電動モータ６２の回転動力は、第１ギヤ５１及び第２ギヤ５２を介して第３ギヤ５３に伝達される。揺動制限部４３におけるラック部材５５が第３ギヤ５３に噛み合うと（図５参照）、脚部１２に対する第３ギヤ５３の回転が制止される。その状態で、電動モータ６２の回転動力により第２ギヤ５２が回転すると、第２ギヤ５２は、第３ギヤ５３の外周上を公転することになる。この公転により、電動モータ６２が取り付けられた保持部１１が電動モータ６２とともに連結軸３０回りに回動し、保持部１１の姿勢が調整される。
【００５３】
揺動制限部４３におけるラック部材５５が第３ギヤ５３から離れている状態では、第３ギヤ５３は自由に回転するため、電動モータ６２の回転動力で第２ギヤ５２が回転しても、その回転が第３ギヤ５３に伝わるだけで第２ギヤ５２は公転しない。したがって、電動モータ６２の駆動力は保持部１１には伝わらず、保持部１１の姿勢は調整されない。したがって、ラック部材５５（揺動制限部４３）は、電動モータ６２から保持部１１への駆動力の伝達を断接するクラッチとしても機能する。
【００５４】
作業者Ｐの歩行中は、左右の下肢のいずれか一方の踵が常に地面に接地しているため、当該一方の下肢に装着された脚部１２のラック部材５５（揺動制限部４３）が第３ギヤ５３に噛み合い、当該第３ギヤ５３の回転がロックされ、電動モータ６２の回転動力によって保持部１１の姿勢が調整されることになる。したがって、歩行中であっても保持部１１の姿勢の調整が可能であり、保持部１１による安定した重量物Ｗの支持が可能となっている。
【００５５】
姿勢調整部１４は、電動モータ６２を制御する制御部６５（図８参照）をも有している。この制御部６５は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータからなる。制御部６５は、昇降スイッチ４１とセンサ６６，６７の信号が入力され、その入力信号に応じて電動モータ６２を制御する。センサ６６，６７は、傾斜センサ６６と、ジャイロセンサ６７とからなり、例えば保持アーム３１に取り付けられる。傾斜センサ６６は、基準位置に対する保持アーム３１の傾斜角度を検出する。ジャイロセンサ６７は、保持アーム３１の回転角速度を検出する。
【００５６】
昇降スイッチ４１は、保持アーム３１の上昇、下降、維持の切替が可能となっている。そして、昇降スイッチ４１を「上昇」に切り替えると、制御部６５は、保持アーム３１の先端側を上昇させるように電動モータ６２を制御する。昇降スイッチ４１を「下降」に切り替えると、制御部６５は、保持アーム３１の先端側を下降させるように電動モータ６２を制御する。昇降スイッチ４１を「維持」に切り替えると、制御部６５は、直前の保持アーム３１の姿勢（鉛直方向又は水平方向に対する姿勢）を維持するように電動モータ６２を制御する。
【００５７】
前述のように保持アーム３１の姿勢やその変化（角速度）は傾斜センサ６６とジャイロセンサ６７とによって検出されるので、昇降スイッチ４１を「維持」に切り替えると、制御部６５は、これらのセンサ６６，６７の入力信号に基づいて保持アーム３１の姿勢を一定に制御する。したがって、作業者Ｐの歩行中に保持アーム３１が傾くことによって、重量物Ｗが保持アーム３１から落下したり、保持アーム３１上を移動したりするのを防止することができ、安定した重量物Ｗの支持が可能となる。なお、制御部６５における電動モータ６２の制御には、ＰＤ制御やＰＩＤ制御を用いることができる。また、ジャイロセンサ６７を省略し、傾斜センサ６６の入力信号のみに基づいて保持アーム３１の姿勢を一定に制御してもよい。この場合、電動モータ６２の制御には、Ｐ制御を用いることができる。
【００５８】
図９は、地面に対する重量物Ｗの上げ下ろしの様子を示す説明図である。
図９（ａ）は、重量物支持装置１０を装着した作業者Ｐが直立した状態を示している。この状態では、左右の足の踵が接地しているので、揺動制限部４３によって保持部１１に対する左右の脚部１２の揺動が制限され、しかも姿勢調整部１４によって保持部１１の姿勢が所定（図では水平）に維持されている。
【００５９】
この状態で、重量物Ｗを地面に下ろすには、図９（ｂ）に示すように、作業者Ｐの両方の踵を地面に付けたまま昇降スイッチ４１を操作することによって、保持部１１の先端を下降させればよい。
【００６０】
そして、再び、地面の重量物Ｗを持ち上げるには、作業者Ｐの両方の踵を地面に付けたまま昇降スイッチ４１を操作することによって、保持部１１の先端を上昇させればよい。
以上により、作業者Ｐの負担を少なくして重量物Ｗを上げ下ろしすることができる。
【００６１】
＜屈曲制限機構２７の具体的構成＞
図７に示すように、脚部１２の上部リンク２１と下部リンク２２との連結部分に設けられた屈曲制限機構２７は、検出部４２による検出結果に応じて、上部リンク２１と下部リンク２２とが一直線状に配置された状態に固定し、上部リンク２１に対する下部リンク２２の後方への回動を制限するものである。具体的に、屈曲制限機構２７は、作業者Ｐの踵が接地しているときに、上部リンク２１と下部リンク２２とを一直線状に固定する。
【００６２】
図６に示すように、脚部１２の底部材２３のベース板４４に設けられた操作ブロック４７には、第２操作部材としてのプッシュプルワイヤー７１の一端が接続されている。このプッシュプルワイヤー７１の他端は、図７に示すように、上部リンク２１の下部に設けられた第２操作ブロック７２に接続されている。第２操作ブロック７２の下部前面には操作面７２ａが設けられている。
【００６３】
作業者Ｐが踵を接地させると、プッシュプルワイヤー７１が下方に引っ張られ、このプッシュプルワイヤー７１の他端に接続された上部リンク２１の第２操作ブロック７２が下方に引っ張られる。これにより、上部リンク２１の下端面と下部リンク２２の上端面とが突き合わされ、脚部１２が一直線の状態に固定（ロック）される。逆に、作業者Ｐが踵を浮かせると、プッシュプルワイヤー７１が押し戻され、上部リンク２１と下部リンク２２との間の自由な屈曲が可能となる。
【００６４】
したがって、歩行中に一方の下肢の踵が接地すると、当該下肢に装着した一方の脚部１２の屈曲が制限され、上部リンク２１と下部リンク２２とが強制的に一直線状に配置される。そのため、保持部１１によって保持された重量物Ｗの荷重を一方の脚部１２を介して地面に伝達することができる。例えば、重量物Ｗの運搬中、接地している下肢が膝で曲がってしまうと、重量物Ｗの荷重を地面に伝えることができず、一方の下肢の筋力により荷重を支えなければならないが、屈曲制限機構２７によって脚部１２を一直線状に固定することで、脚部１２を介して重量物Ｗの荷重を確実に地面に伝えることができる。
【００６５】
以上の実施形態において、脚部１２と保持部１１とを連結する連結軸３０は、作業者Ｐの腰の左右外側に振り分けて配置されている。したがって、連結軸３０は、保持部１１によって保持された重量物Ｗの荷重を、作業者Ｐの腰の位置から左右の脚部１２に対して伝達することができ、作業者Ｐの下肢に付与される荷重を軽減することができる。
【００６６】
姿勢調整部１４の電動モータ６２は保持部１１の後部側に配置され、重量物Ｗは保持部１１の前部側に保持され、連結軸３０は、電動モータ６２と重量物Ｗとの間に配置されている。そのため、電動モータ６２が重量物Ｗに対するカウンターウエイトとして機能し、保持アーム３１の姿勢を調整する際の電動モータ６２の負担を軽減することができる。
【００６７】
［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態における揺動制限部４３を示す側面図である。
この揺動制限部４３は、連結軸３０に取り付けられるとともに電動モータ６２の出力によって回転するプーリ（回転部材）７５と、プーリ７５に巻掛けられる巻掛け部材７６とを備えている。巻掛け部材７６の一端は、ヨーク２８（図４参照）に固定された支持台５６に接続され、他端に操作部材としてのプッシュプルワイヤー４６が接続されている。巻掛け部材７６は、プッシュプルワイヤー４６によって引っ張られることによってプーリ７５の外周面に接触し、プーリ７５の回転を制止（ロック）する。逆に、プッシュプルワイヤー４６が押し戻されると、巻掛け部材７６がプーリ７５から離れ、プーリ７５は電動モータ６２の回転動力によって回転可能となる。
【００６８】
プッシュプルワイヤー４６は、第１の実施形態と同様に、作業者Ｐの踵を踏み込むことによる揺動板４５の下方への揺動で下方に引っ張られ、踵を浮かせることによる揺動板４５の上方への揺動で上方へ押し戻される。
したがって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６９】
［第３の実施形態］
図１２は、第３の実施形態における検出部４２を示す側面図である。
本実施形態の検出部４２は、脚部１２の底部材２３を構成するベース板４４と、このベース板４４の上方に配置された昇降板７９とを備えている。昇降板７９は、下部リンク２２等によって昇降可能に支持され、バネ等の付勢部材７８によって上方へ付勢されている。昇降板７９には、プッシュプルワイヤー４６の一端が接続されている。そして、作業者Ｐの足の裏によって昇降板７９を踏み込むことによってプッシュプルワイヤー４６が引っ張られ、作業者Ｐの足の裏を浮かせることでプッシュプルワイヤー４６を押し戻すことができる。したがって、本実施形態の検出部４２は、第１の実施形態の検出部４２と同様の作用をなす。
【００７０】
［第４の実施形態］
図１３（ａ）は、第４の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
本実施形態の重量物支持装置１０は、主に姿勢調整部１４の構成が第１の実施形態と異なっている。
姿勢調整部１４は、左右の保持アーム３１に固定された左右の電動モータ６２を備えている。また、保持アーム３１の後部側には、左右方向の軸心を有する伝動軸８０が設けられている。伝動軸８０は、軸支持部８１を介して回動自在に支持されている。また、各電動モータ６２の出力軸６２ａは、動力伝達部６３を介して伝動軸８０に接続され、電動モータ６２の出力が伝動軸８０に伝達される。電動モータ６２の出力軸６２ａは、保持部１１と脚部１２とを連結する連結軸３０を兼ねている。左右の脚部１２の上部には、揺動制限部４３が設けられている。揺動制限部４３は、電動モータ６２の出力により回転する回転部材を脚部１２に固定することによって、保持部１１に対する脚部１２の揺動を制限する。
【００７１】
本実施形態では、左右の電動モータ６２によってそれぞれ保持部１１の姿勢を調整することができる。また、伝動軸８０により、左右いずれかの電動モータ６２の出力によって保持部１１の姿勢の調整が可能となる。したがって、本実施形態では、一方の電動モータ６２を省略することも可能である。
その他の構成は、第１の実施形態と略同様である。
【００７２】
［第５の実施形態］
図１４（ａ）は、第５の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
本実施形態の重量物支持装置１０は、主に姿勢調整部１４の構成が第１の実施形態と異なっている。
姿勢調整部１４は、左右の保持アーム３１に固定された左右の電動モータ６２を備えている。脚部１２の上部には、揺動制限部４３が設けられている。揺動制限部４３は、各電動モータ６２の出力によって回転する回転部材を脚部１２に固定することにより、保持部１１に対する脚部１２の揺動を制限する。また、電動モータ６２の出力軸６２ａは、保持部１１と脚部１２とを連結する連結軸３０を兼ねている。
本実施形態では、左右の電動モータ６２はそれぞれ独立して保持部１１に作用する。本実施形態では、姿勢調整部１４の構造を簡素化及び小型化することができる。
【００７３】
［第６の実施形態］
図１５（ａ）は、第６の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
本実施形態の重量物支持装置１０は、主に姿勢調整部１４の構成が第１の実施形態と異なっている。
姿勢調整部１４は、保持部１１の連結フレーム３２に固定された１つの電動モータ６２を備えている。電動モータ６２の出力軸６２ａは左右方向両側に延びている。保持部１１と脚部１２とを連結する連結軸３０は、作業者Ｐの腰の後側において左右の脚部１２及び保持アーム３１にわたって設けられている。出力軸６２ａの左右外端部と連結軸３０の左右外端部とは、動力伝達部６３によって接続されている。脚部１２の上部には、揺動制限部４３が設けられ、電動モータ６２の出力によって回転する回転部材を脚部１２に固定する。
【００７４】
連結軸３０は、左右の脚部１２及び保持アーム３１にわたって設けられているので、脚部１２及び保持部１１の剛性を高めることができる。
特に、本実施形態では、連結軸３０だけでなく出力軸６２ａも左右の保持アーム３１にわたって設けられているので、保持部１１の剛性をより高めることができる。
なお、連結軸３０は、作業者Ｐの腰の前側に配置することも可能である。
【００７５】
［第７の実施形態］
図１６（ａ）は、第７の実施形態に係る重量物支持装置の主要な構成部品の配置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
本実施形態の重量物支持装置１０は、主に姿勢調整部１４の構成が第１の実施形態と異なっている。
姿勢調整部１４は、保持部１１の左右保持アーム３１に固定された左右の電動モータ６２を備えている。電動モータ６２の出力軸６２ａは、脚部１２と保持部１１とを連結する連結軸３０を兼ねている。連結軸３０は、作業者Ｐの腰の後側において左右の脚部１２及び左右の保持アーム３１にわたって設けられている。揺動制限部４３は、電動モータ６２の出力によって回転する回転部材を脚部１２に固定することによって、保持部１１に対する脚部１２の揺動を制限することができる。
本実施形態では、電動モータ６２の出力軸６２ａが連結軸３０を兼ねているので、構造の簡素化を図ることができる。
【００７６】
［第８の実施形態］
図１７は、第８の実施形態に係る重量物支持装置の概略的な側面図である。
本実施形態の重量物支持装置１０は、保持部１１における保持アーム３１の形状が第1の実施形態と異なっている。
保持アーム３１は、連結軸の３０の上側から上方に延びる基部８３と、この基部８３の上端部に回動自在に連結された略「く」の字形状のアーム部８４とを有している。基部８３は、作業者Ｐの胴体に略沿って配置され、アーム部８４は、作業者Ｐの肩から腕に略沿って配置される。重量物Ｗは、アーム部８４の先端部に取り付けられる。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、アーム部８４に、腕の動作に近い動作をさせることができる。
【００７７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施形態では、揺動制限機構が、脚部に対する保持部の姿勢を調整する姿勢調整部を含んでいたが、これらは全く別の機構として存在していてもよい。また、揺動制限機構は、姿勢調整部を備えず、単に、保持部に対する脚部の揺動を制限（ロック）する構成であってもよい。
【００７８】
上記実施形態では、保持部側に駆動部（電動モータ、動力伝達部）が設けられ、脚部側に揺動制限部（ラック部材、巻掛け部材）が設けられていたが、その逆であってもよい。
保持部は、作業者Ｐの上体に連結され、重量物によるモーメント荷重を上体で支持するように構成されていてもよい。
上記実施形態では、脚部に屈曲制限機構が設けられていたが、これは省略することが可能である。
【００７９】
上記実施形態では、動力伝達部が電動モータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、これに噛み合う第２ギヤによって構成されていたが、動力伝達部を構成するギヤの数量や各ギヤの径は任意であり、電動モータの出力軸と連結軸との距離や、伝達する回転の減速比等に応じて適宜変更することができる。例えば、第２ギヤを省略し、第１ギヤを直接第３ギヤに噛み合わせることができる。
検出部は、足の接地状態を検出するものであれば上記に限定されず、例えば、足の踏みつけによる圧力を検出する圧力センサを用いたり、底部材の揺動板の回転角度を検出する角度センサを用いて検出部を構成することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１０      ：重量物支持装置
１１      ：保持部
１２      ：脚部
１３      ：揺動制限機構
１４      ：姿勢調整部
２１      ：上部リンク
２２      ：下部リンク
２７      ：屈曲制限機構
３０      ：連結軸
４２      ：検出部
４３      ：揺動制限部
５３      ：第３ギヤ（回転部材）
６１      ：駆動部
６２      ：電動モータ（原動機）
８０      ：伝動軸
Ｗ        ：重量物
【図１】
2016108104.tif 000003
【図２】
2016108104.tif 000004
【図３】
2016108104.tif 000005
【図４】
2016108104.tif 000006
【図５】
2016108104.tif 000007
【図６】
2016108104.tif 000008
【図７】
2016108104.tif 000009
【図８】
2016108104.tif 000010
【図９】
2016108104.tif 000011
【図１０】
2016108104.tif 000012
【図１１】
2016108104.tif 000013
【図１２】
2016108104.tif 000014
【図１３】
2016108104.tif 000015
【図１４】
2016108104.tif 000016
【図１５】
2016108104.tif 000017
【図１６】
2016108104.tif 000018
【図１７】
2016108104.tif 000019