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公開番号2024058073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165210
出願日2022-10-14
発明の名称付勢装置及び人体サポート装置
出願人株式会社イノフィス
代理人個人,個人
主分類A61F 2/74 20060101AFI20240418BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】圧縮空気が封入された状態の人工筋肉により構成される引張バネのサポート力が、歩行をする等の使用者の動きに抗して作用する大きな反力となることが抑えられ、且つ、使用者の作業時の人工筋肉のサポート力が十分な人体サポート装置、及び、人体サポート装置に用いられる付勢装置を提供すること。
【解決手段】第1荷重入力部20Bが引張られ、密閉空間内に閉じ込められた一定質量のガスが圧縮されることで引張方向とは反対方向への第1復元力を第1荷重入力部20Bに生じさせるガス封入部を有する引張バネ20と、第2荷重入力部62が引張られることで引張方向とは反対方向への第2復元力を第2荷重入力部62に生じさせると共に、引張方向への第2復元力を荷重出力部61に生じさせる付勢部材63と、を備える付勢装置である。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
荷重が入力される第１荷重入力部と、内部にガスが封入される密閉空間を有し、前記第１荷重入力部が引張られることで引張方向への寸法が増加され引張方向と直交する方向への寸法が全体にわたって小さくなると共に前記密閉空間内の体積が減少され、前記密閉空間内に閉じ込められた一定質量のガスが圧縮されることで前記引張方向とは反対方向への第１復元力を前記第１荷重入力部に生じさせるガス封入部と、を有する引張バネと、
荷重が入力される第２荷重入力部と、前記第１荷重入力部に固定された荷重出力部と、前記第２荷重入力部と前記荷重出力部との間に配置され、前記第２荷重入力部が引張られることで前記引張方向とは反対方向への第２復元力を前記第２荷重入力部に生じさせると共に、前記引張方向への第２復元力を前記荷重出力部に生じさせる付勢部材と、
を備える付勢装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記付勢部材は、圧縮されることにより前記引張方向とは反対方向への第２復元力を生じさせる共に、前記引張方向への第２復元力を前記荷重出力部に生じさせる被圧縮部材により構成される請求項１に記載の付勢装置。
【請求項３】
前記被圧縮部材が所定の長さ未満に圧縮されることを防止するストッパを備える請求項２に記載の付勢装置。
【請求項４】
前記被圧縮部材は、圧縮バネにより構成される請求項３に記載の付勢装置。
【請求項５】
前記引張バネは人工筋肉により構成される請求項１に記載の付勢装置。
【請求項６】
前記第１復元力及び前記第２復元力が生じているときに、前記引張バネの引張バネ係数は、前記付勢部材のバネ定数よりも大きくなる請求項１に記載の付勢装置。
【請求項７】
請求項１～請求項６のいずれかに記載の付勢装置と、
使用者の背部において使用者の上体に沿って配置された上体装着部と、
前記使用者の脚部に装着された脚部装着部と、
前記上体装着部と前記脚部装着部とを連結し、人体の脚軸に対応する第１軸を備え、前記第１軸の位置にワイヤガイドが設けられた連結部と、
前記付勢装置と前記脚部装着部との間に設けられ、前記ワイヤガイドにガイドされ、前記付勢装置の前記第１復元力により前記第１荷重入力部が引張られ、且つ、前記第２復元力により前記第２荷重入力部が引張られて前記脚部装着部を前記引張バネの方向へ引いて、前記上体装着部を前記連結部に対して傾動させ、前記脚部装着部を前記連結部に対して傾動させることで、人体を引き起こす方向への付勢力を、前記上体装着部及び前記脚部装着部を介して人体へ伝達する左右一対のワイヤと、
を備える人体サポート装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、付勢装置及び人体サポート装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、人工筋肉を用いた人体サポート装置としての腰部補助装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。腰部補助装置は、使用者の腰部の側方側に配置される左右一対のサイド部に傾動可能に取付けられていると共に使用者の背部に装着される背中フレームを備えている。また、腰部補助装置は、左右一対のサイド部に傾動可能に取付けられていると共に使用者の大腿部に当接される大腿プレートが固定された下肢フレームを備えている。さらに、腰部補助装置は、一端部が背中フレームに係止されていると共に他端部がワイヤを介して下肢フレームに係止された人工筋肉を備えている。そして、コンプレッサやタンク内からチューブを介して人工筋肉内へ圧縮空気が供給されることで、人工筋肉が収縮する。これにより、使用者の上体に起立方向へのサポート力（人体を引き起こす方向への付勢力）が加わり、重量物を持ち上げる際の使用者の腰部の負荷を低減することを可能とする。
【０００３】
また、コンプレッサやタンク内からチューブを介して人工筋肉内へ圧縮空気が供給され封入された後に、その封入された状態が維持されて引張バネとされて用いられて、使用者の人体をサポートする装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－７５０７８号公報
特開２０１７－９３５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献２に記載の従来の人体サポート装置では、人工筋肉内へ圧縮空気が封入された状態が維持されて引張バネとされているため、人体が、例えば歩行をする際には、人工筋肉のサポート力が人体の脚の動きに抗する反力となる。そこで、例えば、人工筋肉のサポート力がもう少し弱いものを用いた場合には、歩行をしているとき以外の、重量物を持ち上げる等の、使用者の作業時の人工筋肉のサポート力が十分ではない。
【０００６】
本発明は、圧縮空気が封入された状態の人工筋肉により構成される引張バネのサポート力が、歩行をする等の使用者の動きに抗して作用する大きな反力となることが抑えられ、且つ、使用者の作業時の人工筋肉のサポート力が十分な人体サポート装置、及び、人体サポート装置に用いられる付勢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】
本発明は、荷重が入力される第１荷重入力部と、内部にガスが封入される密閉空間を有し、前記第１荷重入力部が引張られることで引張方向への寸法が増加され引張方向と直交する方向への寸法が全体にわたって小さくなると共に前記密閉空間内の体積が減少され、前記密閉空間内に閉じ込められた一定質量のガスが圧縮されることで前記引張方向とは反対方向への第１復元力を前記第１荷重入力部に生じさせるガス封入部と、を有する引張バネと、荷重が入力される第２荷重入力部と、前記第１荷重入力部に固定された荷重出力部と、前記第２荷重入力部と前記荷重出力部との間に配置され、前記第２荷重入力部が引張られることで前記引張方向とは反対方向への第２復元力を前記第２荷重入力部に生じさせると共に、前記引張方向への第２復元力を前記荷重出力部に生じさせる付勢部材と、を備える付勢装置に関する。
【０００８】
前記付勢部材は、圧縮されることにより前記引張方向とは反対方向への第２復元力を生じさせる共に、前記引張方向への第２復元力を前記荷重出力部に生じさせる被圧縮部材により構成されることが好ましい。
【０００９】
前記被圧縮部材が所定の長さ未満に圧縮されることを防止するストッパを備えることが好ましい。前記被圧縮部材は、圧縮バネにより構成されることが好ましい。前記引張バネは人工筋肉により構成されることが好ましい。前記第１復元力及び前記第２復元力が生じているときに、前記引張バネの引張バネ係数は、前記付勢部材のバネ定数よりも大きくなることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、上記の付勢装置と、使用者の背部において使用者の上体に沿って配置された上体装着部と、前記使用者の脚部に装着された脚部装着部と、前記上体装着部と前記脚部装着部とを連結し、人体の脚軸に対応する第１軸を備え、前記第１軸の位置にワイヤガイドが設けられた連結部と、前記付勢装置と前記脚部装着部との間に設けられ、前記ワイヤガイドにガイドされ、前記付勢装置の前記第１復元力により前記第１荷重入力部が引張られ、且つ、前記第２復元力により前記第２荷重入力部が引張られて前記脚部装着部を前記引張バネの方向へ引いて、前記上体装着部を前記連結部に対して傾動させ、前記脚部装着部を前記連結部に対して傾動させることで、人体を引き起こす方向への付勢力を、前記上体装着部及び前記脚部装着部を介して人体へ伝達する左右一対のワイヤと、を備える人体サポート装置に関する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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