特許 5959058 上向き作業のサポート装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959058

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】上向き作業のサポート装置

(51)【国際特許分類】

   A62B 35/00 20060101AFI20160719BHJP

   A41D 13/05 20060101ALI20160719BHJP

   A47C 16/00 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   A62B35/00 A

   A41D13/05 112

   A47C16/00 Z

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-195066(P2012-195066)

(22)【出願日】2012年9月5日

(65)【公開番号】特開2014-50452(P2014-50452A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年8月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】504173471

【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】矢田 和也

(72)【発明者】

【氏名】椎名 肖一

(72)【発明者】

【氏名】上田 尚輝

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝之

(72)【発明者】

【氏名】松本 浩輔

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２５９９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３８３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６３９７３８９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 実開昭５５−３４４５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１５５５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−８２５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１９４２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６２Ｂ ３５／００

Ａ４１Ｄ １３／０５

Ａ４７Ｃ １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業者に装着され、前記作業者の上半身が後方に傾倒された上向き姿勢での作業負担を軽減する作業サポート装置であって、
前記作業者の後頭部を後方から支持する頭部支持部と、
前記頭部支持部と前記作業者の背中に配置される背当て部のそれぞれに接続され、前記頭部支持部を所定位置に位置付ける第１支持部材と、
前記頭部支持部から前記作業者の前面側を通って腰部で固定され、前記頭部支持部への荷重を前記腰部へ伝達する第２支持部材と、
を有することを特徴とする作業サポート装置。

【請求項2】

前記第２支持部材は、前記作業者が腰部に装着している腰ベルトに固定される腰ベルト固定部を、腰部側の端部に有することを特徴とする請求項１に記載の作業サポート装置。

【請求項3】

前記第２支持部材は、少なくともその一部が伸縮性を有する伸縮素材によって作製されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業サポート装置。

【請求項4】

前記第２支持部材は、非伸縮性素材によって作製された非伸縮性部材と、繰り出された前記非伸縮性部材を、その全長を縮める方向に付勢するリール部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業サポート装置。

【請求項5】

前記作業者の肩部付近で、前記第２支持部材の途中部分を係止する係止部を有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の作業サポート装置。

【請求項6】

前記第１支持部材は、弾性によって前記頭部支持部を前方へ付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の作業サポート装置。

【請求項7】

前記第１支持部材は、
上端が前記頭部支持部に取り付けられ、下端が前記背当て部に対して回動可能に取り付けられた棒状若しくは板状の支持材と、
前記支持材の上端部を前方へ付勢する付勢部材と
を有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の作業サポート装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上向き姿勢での作業負担を軽減する作業サポート装置に関する。

【背景技術】

【0002】

建設業における天井面の内装工事等では、作業者の腰部や頸部が後方に傾倒された上向き姿勢での作業が長時間に亘り行われている。人間の頭部は重いので、上向き作業が長時間に亘って行われると頸部に疲労が蓄積される。疲労の蓄積によって作業効率が低下し、肩こりや頭痛などの原因になり得る。

【0003】

上向き作業時の疲労を軽減すべく、特許文献１に記載された装置では、車輪を備えた台枠と、台枠に立設された下枠と、下枠に立設された上枠とを有し、下枠には座板を設け、上枠には背もたれ、肘掛け、頭部支持部、及び、工具支柱を設けている。そして、これらの部分に身体の各部を預けることにより、上向き作業時の疲労が軽減される。

【0004】

また、特許文献２に記載された装置では、下向きに湾曲した棒状の補助部材をヘルメットの後部下縁に取り付け、補助部材の先端を作業者の背中に当接させている。これにより、頭部の荷重が背中に伝達され、上向き作業時の疲労が軽減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１１９４２４号公報

【特許文献2】特開２０１２−８２５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の装置は作業者を囲む大掛かりな構造であるため、装置の運搬や設置に時間を要するとともに使用可能な現場が限られてしまうという問題があった。また、特許文献２の装置は簡単な構成ではあるが、棒状の補助部材のみで頭部を支えることとなり、頭部の位置が定まり難く不安定になり易いという問題があった。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成を簡素化しつつも頭部を安定して支えられる上向き作業のサポート装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述の課題を解決するため、本発明は、作業者に装着され、前記作業者の上半身が後方に傾倒された上向き姿勢での作業負担を軽減する作業サポート装置であって、前記作業者の後頭部を後方から支持する頭部支持部と、前記頭部支持部と前記作業者の背中に配置される背当て部のそれぞれに接続され、前記頭部支持部を所定位置に位置付ける第１支持部材と、前記頭部支持部から前記作業者の前面側を通って腰部で固定され、前記頭部支持部への荷重を前記腰部へ伝達する第２支持部材とを有することを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、作業者の背中側に配置された第１支持部材によって、頭部支持部が所定位置に配置される。そして、作業者の前面側に配置された第２支持部材によって、頭部支持部への荷重が作業者の体の前面を経由して腰部へと伝達される。これにより、作業者の頭部からの荷重を、作業者の背中と腰部とに分散させることができ、構成を簡素化しつつも上向き作業時における頸部への負担を軽減することができる。また、第１支持部材と第２支持部材が作業者の背面側と前面側と分かれて配置されているので、頭部を安定して支持することができる。

【0010】

本発明の作業サポート装置において、前記第２支持部材が、前記作業者が腰部に装着している腰ベルトに固定される腰ベルト固定部を、腰部側の端部に有する場合には、作業者が通常装着している腰ベルトや安全帯を第２支持部材の固定に使用でき、構成の一層の簡素化が図れる。

【0011】

本発明の作業サポート装置において、前記第２支持部材の少なくとも一部が伸縮性を有する伸縮素材によって作製されている場合には、構成の一層の簡素化が図れる。

【0012】

本発明の作業サポート装置において、前記第２支持部材が、非伸縮性素材によって作製された非伸縮性部材と、繰り出された前記非伸縮性部材を、その全長を縮める方向に付勢するリール部とを有する場合には、リール部によって頭部支持部を適切な力で腰部側に引き寄せることができる。

【0013】

本発明の作業サポート装置において、前記作業者の肩部付近で、前記第２支持部材の途中部分を係止する係止部を有する場合には、第２支持部材が頭部支持部から肩部付近を通って胸部へと案内されるので、第２支持部材が上向き作業時の邪魔になり難く、作業性を高めることができる。

【0014】

本発明の作業サポート装置において、前記第１支持部材が、弾性によって前記頭部支持部を前方へ付勢する弾性部材で作製されている場合には、第１支持部材によっても作業者の頭部を前方へ付勢できるので、第２支持部材に関する設計の自由度が増す。さらに、第１支持部材が弾性部材で作製されていることから、構成を一層簡素化することができる。

【0015】

本発明の作業サポート装置において、前記第１支持部材が、上端が前記頭部支持部に取り付けられ、下端が前記背当て部に対して回動可能に取り付けられた棒状若しくは板状の支持材と、前記支持材の上端部を前方へ付勢する付勢部材とを有する場合には、第１支持部材によっても作業者の頭部を前方へ付勢できるので、第２支持部材に関する設計の自由度が増す。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る作業サポート装置によれば、頭部支持部と背当て部の間に第１支持部材が配置され、頭部支持部と腰部の間に荷重を伝達する第２支持部材が配置されるので、作業者の頭部の重量を作業者の背中と腰部とに分散させることができるし、頭部を安定して支持できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】作業サポート装置の正面図である。

【図2】作業サポート装置の側面図である。

【図3】（ａ）は装置装着時の正面図、（ｂ）は装置装着時の側面図である。

【図4】作業者の上向き状態を説明する図である。

【図5】第２支持部材に用いるゴム材の特性を説明する図である。

【図6】（ａ）は作業サポート装置の非装着時における筋活動レベルを説明する図、（ｂ）は第１支持部材のみで頭部を支持した際における筋活動レベルを説明する図、（ｃ）は第１支持部材と第２支持部材によって頭部を支持した際における筋活動レベルを説明する図である。

【図7】第２支持部材の一部分をゴム材とした変形例を説明する図である。

【図8】第２支持部材の一部分をスプリングとした変形例を説明する図である。

【図9】第２支持部材のリール巻き取り式とした変形例を説明する図である。

【図10】第１支持部材に回動可能な棒状部材を用いた変形例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について説明する。図１及び図２に示すように、作業サポート装置１は、背部パッド２、胸部パッド３、胸部ベルト４、頭部支持部５、第１支持部材６、第２支持部材７、係止金具８、及び、肩部ベルト９を有している。

【0019】

背部パッド２は、作業者の背中上部に配置される緩衝部材であり、背当て部に相当する。この背部パッド２は、例えば略矩形状のクッション材をメッシュ素材の袋体で包むことで作製される。胸部パッド３は、作業者の胸部に配置される緩衝部材であり、背部パッド２と同様に、略矩形状のクッション材をメッシュ素材の袋体で包むことで作製される。

【0020】

胸部ベルト４は、背部パッド２と胸部パッド３とを、作業者の左右両側部で連結するベルト状の部材である。この胸部ベルト４には、長さを調節するためのアジャスター（図示せず）が設けられている。アジャスターで胸部ベルト４を作業者の体形に適した長さに調節することにより、背部パッド２及び胸部パッド３は、作業者に密着させた状態で保持される。

【0021】

頭部支持部５は、作業者の後頭部を、後方からヘルメット越しに支持する部分であり、ヘッドレストと同等の機能を発揮する。本実施形態の頭部支持部５は、平面視略コ字状に屈曲させた樹脂板によって作製されており、主板部５ａ及び側板部５ｂを有している。

【0022】

主板部５ａは横長矩形状の板材であり、その横幅は作業者が被るヘルメットの直径よりも多少大きく定められている。この主板部５ａには、上下方向に細長い４つのスリット５ｃが横並びに設けられている。これらのスリット５ｃは、第２支持部材７が有する伸縮ベルト７ａを取り付けるために設けられている。例えば、各スリット５ｃを用いて伸縮ベルト７ａを主板部５ａの前面、背面、前面の順に通すことで、伸縮ベルト７ａが頭部支持部５に取り付けられる。

【0023】

第１支持部材６は、頭部支持部５を所定位置に位置付けるための部材であり、頭部支持部５と背部パッド２のそれぞれに接続される。本実施形態の第１支持部材６は、上端部が頭部支持部５に取り付けられ、下端部が背部パッド２に取り付けられた縦長矩形状の金属板によって構成されている。この第１支持部材６は弾性を有しており、後頭部からの押圧力が頭部支持部５に作用すると後方へ撓み変形する。すなわち、頭部支持部５は、後頭部からの押圧力が高くなるほど後方へ移動され、押圧力が小さくなると戻り方向に変形する。このように、頭部支持部５は、弾性部材である第１支持部材６の弾性によって前後方向へ移動される。

【0024】

なお、第１支持部材６に関し、剛性を高くし過ぎるとかえって作業者の頸部に過度な負担を掛けてしまうという知見を得ている。そこで、本実施形態では、作業者が上を向く程度の力で撓む程度の剛性とされた金属板を、第１支持部材６に使用している。なお、本実施形態では、第１支持部材６として弾性を有する金属板を用いているが、頭部支持部５を前方へ付勢できれば他の素材を用いてもよい。例えば、ＦＲＰや樹脂によって棒状や板状に形成された弾性材を用いてもよい。

【0025】

第２支持部材７は、長手方向に伸縮可能なベルト状の部材であり、頭部支持部５から作業者の前面側を通って腰部で固定される。本実施形態の第２支持部材７は、伸縮ベルト７ａ、バックル７ｂ、及び、連結バンド７ｃを有している。

【0026】

伸縮ベルト７ａは、全体が伸縮可能なベルト状の部材であり、本実施形態では伸縮素材としての繊維状ゴムで作製されている。この伸縮ベルト７ａは、長手方向の中間部分が頭部支持部５の主板部５ａに取り付けられているため、頭部支持部５の左右からほぼ同じ長さで垂れ下がっている。なお、図２に拡大して示すように、伸縮ベルト７ａにはアジャスター７ｄが設けられている。このアジャスター７ｄによって伸縮ベルト７ａの長さを調節できる。なお、伸縮ベルト７ａの長さを調節する部材としては、アジャスター７ｄに限らず、バックル、角カン、リュックカン等を用いてもよい。

【0027】

バックル７ｂ及び連結バンド７ｃは、作業者が装着している安全帯１０に対して伸縮ベルト７ａを着脱可能に固定するための部分である。図１に示すように、バックル７ｂは、伸縮ベルト７ａと連結バンド７ｃとの間に設けられている。本実施形態のバックル７ｂは、いわゆる差し込み式のものが用いられている。すなわち、バックル７ｂは、伸縮ベルト７ａの左右両端に取り付けられたオス側バックル７ｅと、連結バンド７ｃの両端に取り付けられたメス側バックル７ｆとを有している。

【0028】

そして、図２に拡大して示すように、本実施形態の連結バンド７ｃは、リング金具１０ａを介して安全帯１０のバックル１０ｂに取り付けられている。このため、オス側バックル７ｅをメス側バックル７ｆに挿入すると、伸縮ベルト７ａと連結バンド７ｃとが連結され、第２支持部材７の下端が安全帯１０の腰ベルトに固定される。このため、バックル７ｂ、連結バンド７ｃ、及び、リング金具１０ａは、腰ベルト固定部に相当する。そして、安全帯１０が作業者の腰部に装着されていることから、伸縮ベルト７ａの収縮力により、頭部支持部５を作業者の腰部側へ引き寄せる力が作用する。

【0029】

係止金具８は、第２支持部材７の途中の部分を作業者の肩部付近で係止する部材であり、係止部に相当する。肩部ベルト９は、係止金具８を背部パッド２に取り付けるためのベルト状部材である。この肩部ベルト９は、背部パッド２の左上端と右上端のそれぞれに取り付けられており、その先端には係止金具８が取り付けられている。係止金具８は、例えば扁平な長方形状の金具によって構成され、内側の空間に伸縮ベルト７ａが挿通されている。この係止金具８は、肩部ベルト９によって位置が規制され、作業者の肩部付近に位置付けられる。

【0030】

図３は、作業者が前述の作業サポート装置１を装着した状態を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図３に示すように、作業サポート装置１の装着に際しては、背部パッド２を作業者の背部に、胸部パッド３を作業者の胸部に当て、胸部ベルト４を締め込む。これにより、背部パッド２と胸部パッド３が作業者の上半身に固定される。また、頭部支持部５は、作業者が被っているヘルメットＨＭの後頭部に対応する部分を後方から支持する。

【0031】

各オス側バックル７ｅを対応するメス側バックル７ｆに挿入して固定し、アジャスター７ｄを操作して伸縮ベルト７ａの弛みを取ると、係止金具８が引っ張られて作業者の肩部付近に位置付けられる。伸縮ベルト７ａの長さを調整するに際し、アジャスター７ｄは、作業者の前面側に配置されるので目視しながら調節ができ、作業性が良好である。

【0032】

図４は、作業サポート装置１を装着した作業者が上向き姿勢をとった様子を説明する図である。このように上向き姿勢をとることで、作業者の上半身は腰部の位置で角度θｂだけ後方に屈曲される。同様に、作業者の頭部は角度θｈだけ後方に屈曲される。

【0033】

これに伴い、第１支持部材６は後頭部からの押圧力によって後方に撓む。また、第２支持部材７は作業者の腰部を起点に伸長される。これにより、頭部支持部５に対する荷重の一部は、第１支持部材６及び背部パッド２を介して作業者の背中上部に伝達される。そして、荷重の残りは、第２支持部材７及び安全帯１０の腰ベルトを介して作業者の腰部に伝達される。すなわち、頭部支持部５に対する荷重が作業者の背中と腰部に分散して伝達される。

【0034】

また、頭部支持部５には、第１支持部材６の弾性力と第２支持部材７の収縮力とが作用し、後頭部を支持する力が高められる。その結果、作業者の頸部が負担する荷重を抑えることができ、頸部の疲労が軽減される。加えて、頭部支持部５を作業者の背面側から第１支持部材６が支持し、前面側から第２支持部材７が支持しているので、前後方向からの支持力の大きさが釣りあい、頭部支持部５を安定して支持することができる。

【0035】

さらに、横長の主板部５ａにおける左右両側から伸縮ベルト７ａを引き出し、この伸縮ベルト７ａを作業者の腰部（安全帯１０）に固定しているので、左右の伸縮ベルト７ａで頭部支持部５を引き寄せることができる。これにより、頭部支持部５の左右方向へのふらつきを抑制でき、頭部支持部５を安定して支持することができる。

【0036】

次に、頸部に対する負担軽減効果を確認する確認試験について説明する。この確認試験では、上半身の屈曲角度θｂと頭部の屈曲角度θｈとを変化させて頸部への負担を測定した。具体的には、頸部における胸鎖乳突筋の位置に複数の電極を貼付し、電極の電位（表面筋電位）を記録した。筋電位の記録には、Ｓ＆ＭＥ社製の製品名ＢｉｏＬｏｇを用いた。そして、筋電位の大きさをレベル０〜レベル６の筋活動レベルで整理した。

【0037】

なお、筋活動レベルとは、胸鎖乳突筋の活動状態を示す指標であり、測定された表面筋電位の大きさを示す。この確認試験では、活動状態が最も低い状態をレベル０とし、最も高い状態をレベル６としている。そして、レベルが高くなるほど頸部への負担が大きくなる。

【0038】

この確認試験における第１支持部材６には、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ板を３枚重ねた積層板を用いた。積層板を用いた理由は、積層するＳＵＳ板の枚数によって剛性を調整できるからである。積層板を用いることにより、装着者の頸部の力に適した剛性の第１支持部材６を容易に選択できる。

【0039】

また、第２支持部材７には、長さが５００ｍｍ，幅が５０ｍｍのゴムバンドを使用した。図５に示すように、このゴムバンドは、張力に対する伸び率が非線形の特性を備えたものである。なお、ゴムバンドの長さは、直立姿勢（屈曲角度θｂ＝０°，屈曲角度θｈ＝０°）の装着者に対し、弛みがなく伸び率が０％となるように調節した。

【0040】

測定に際し、上半身の屈曲角度θｂは０°、１０°、１５°の３水準とし、頭部の屈曲角度θｈは０°、１０°、２０°、３０°、４０°の５水準とした。なお、各屈曲角度θｂ，θｈは傾斜計で計測した。そして、（１）作業サポート装置１の非装着状態、（２）第１支持部材６のみによる支持状態、及び、（３）第１支持部材６と第２支持部材７の併用による支持状態のそれぞれで、上記３水準と５水準の組み合わせによる測定を行った。

【0041】

確認試験の結果を図６に示す。ここで、図６（ａ）は非装着状態の試験結果を、図６（ｂ）は第１支持部材６のみの試験結果を、図６（ｃ）は第１支持部材６と第２支持部材７を併用した際の試験結果をそれぞれ示す。

【0042】

これらの図において、縦軸は筋活動レベル、横軸は頭部の屈曲角度θｈである。また、図中実線は、上半身の屈曲角度θｂ＝０°での結果を、一点鎖線はθｂ＝１０°での結果を、点線はθｂ＝１５°での結果をそれぞれ示す。

【0043】

図６（ａ）に示すように、作業サポート装置１の非装着状態では、頭部の屈曲角度θｈが大きくなるほど、筋活動レベル（頸部への負担）が大きくなることが確認された。同様に、上半身の屈曲角度θｂが大きくなるほど、筋活動レベルが大きくなることが確認された。

【0044】

上半身の屈曲角度θｂ＝０°，頭部の屈曲角度θｈ＝２０°のケースＡ１と、上半身の屈曲角度θｂ＝１０°，頭部の屈曲角度θｈ＝１０°のケースＡ２とを比較する。図４から明らかなように、ケースＡ１とケースＡ２のいずれも、地表からの鉛直線Ｖを基準とする頭部の屈曲角度は２０°で等しい。しかし、上半身と頭部の両方を１０°後方に傾けたケースＡ２は筋活動レベルが１．５程度であり、頭部だけを２０°後方に傾けたケースＡ１は筋活動レベルが０．７程度であった。

【0045】

また、屈曲角度θｂ＝１０°，屈曲角度θｈ＝２０°のケースＡ３と、屈曲角度θｂ＝１５°，屈曲角度θｈ＝１０°のケースＡ４とを比較する。この場合、鉛直線Ｖからの頭部の屈曲角度は、ケースＡ３が３０°、ケースＡ４が２５°であり、ケースＡ４の方が小さい。それにも拘わらず、ケースＡ４の筋活動レベルは２．４程度であり、ケースＡ３の筋活動レベルよりも高くなっている。この関係は、屈曲角度θｂ＝１０°，屈曲角度θｈ＝３０°のケースＡ５と、屈曲角度θｂ＝１５°，屈曲角度θｈ＝２０°のケースＡ６との間でも同様である。

【0046】

これらの結果より、頸部のみを後方へ反らすよりも、上半身を後方へ反らした上で頸部を後方へ反らした方が、頸部への負担が大きくなることが確認された。

【0047】

なお、屈曲角度θｂ＝１０°，屈曲角度θｈ＝４０°のケースＡ７、屈曲角度θｂ＝１５°，屈曲角度θｈ＝３０°のケースＡ８、屈曲角度θｂ＝１５°，屈曲角度θｈ＝４０°のケースＡ９のいずれも、筋活動レベルが５．５以上と最高値を示した。このことから、上半身と頭部とを一定角度以上後方へ反らすと、頸部への負担が最大になることが確認された。

【0048】

図６（ｂ）に示すように、第１支持部材６のみを使用した状態では、上半身の屈曲角度θｂに応じて筋活動レベルが変動するものの、頭部の屈曲角度θｈによる筋活動レベルの変化は非装着状態よりも各段に小さくなった。

【0049】

例えば、屈曲角度θｂ＝０°の場合、筋活動レベルは、屈曲角度θｂに拘わらず０．５程度で一定であった。そして、屈曲角度θｂ＝１０°の場合、筋活動レベルは、屈曲角度θｈに拘わらず１．０付近であった。しかも、若干ではあるが、屈曲角度θｈが大きくなるに連れて筋活動レベルが低下する傾向も見られた。また、屈曲角度θｂ＝１５°の場合、筋活動レベルは、屈曲角度θｈ＝３０°で１．０程度と多少のばらつきは見られたが、他のケースでは２．０弱で揃っていた。

【0050】

これらの結果より、第１支持部材６を使用することで、頭部の屈曲に起因する頸部の負担を軽減できることが確認された。しかし、頸部には、上半身の屈曲に起因する負担が残ることも確認された。

【0051】

図６（ｃ）に示すように、第１支持部材６と第２支持部材７を併用した状態では、何れのケースでも筋活動レベルが０．５程度であり、直立状態での筋活動レベルと同程度であることが確認された。すなわち、頸部への負担を直立状態と同程度に抑えられることが確認された。

【0052】

ここで、第１支持部材６と第２支持部材７を併用することで、頸部への負担を抑制できた要因について考察する。

【0053】

まず、装着者（作業者）の頭部の荷重を背中上部と腰部とに分けて伝達している点が要因として挙げられる。すなわち、頭部支持部５に作用する頭部からの荷重は、その一部が第１支持部材６及び背部パッド２を介して装着者の背中上部に伝達され、残りの荷重が第２支持部材７及び安全帯１０の腰ベルトを介して装着者の腰部へ伝達される。このように、背中上部と腰部という離れた部位に荷重が分散されたため、頸部への負担が軽減されたと考えられる。

【0054】

そして、第１支持部材６は荷重を装着者の背面で伝達し、第２支持部材７は荷重を装着者の前面で伝達している点も要因として挙げられる。すなわち、装着者の背面と前面のそれぞれで頭部の荷重を伝達しているので、伝達される荷重を装着者の前後方向にも分散させることができる。このように、装着者の頸部が前後方向にも支えられることでも、頸部の負担が軽減されたと考えられる。

【0055】

また、第２支持部材７は伸縮性を有しており、長手方向に収縮することで頭部支持部５を装着者の腰部側へ引き寄せている点も要因として挙げられる。すなわち、頭部支持部５を装着者の腰部側へ引き寄せていることから、第２支持部材７は、継続して上向き作業を行っている際に、胸鎖乳突筋等の筋肉に代わって頭部からの荷重を負担したと考えられる。

【0056】

以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。

【0057】

第２支持部材７に関し、前述の実施形態ではその全体が伸縮可能な伸縮ベルト７ａで構成されていたが、この構成に限定されない。例えば、図７に示すように、第２支持部材７を、非伸縮性素材で作製された第１ベルト部材７ｇと、ゴムバンド等の伸縮素材で作製された第２ベルト部材７ｈとから構成し、第１ベルト部材７ｇの途中に第２ベルト部材７ｈを取り付けてもよい。また、図８に示すように、第２支持部材７が有する伸縮部分をスプリングＳＰによって構成してもよい。

【0058】

また、第２支持部材７に関し、前述の実施形態では、安全帯１０の腰ベルトに取り付けられるものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、サスペンダーが有する取り付け金具を第２支持部材７の下端に取り付けてもよい。この場合、取り付け金具が腰ベルト固定部に相当する。また、図７や図８に示すように、第２支持部材７の下端を腰ベルト１１に縫い付けてもよい。

【0059】

さらに、図９（ａ）に示すように、第２支持部材７に関し、非伸縮性のベルト状部材７ｇと、繰り出されたベルト状部材７ｇを巻き取るリール部２０とを備える構成としてもよい。この構成では、頭部支持部５の左右両側から垂れ下がったベルト状部材７ｇの両端にメス側バックル７ｆを取り付けている。一方、腰ベルト１１には、左右一対のリール部２０を取り付けている。

【0060】

図９（ｂ）に示すように、リール部２０は、ベルト状部材７ｇを巻き取るリール２１をケース２２内に有している。このリール２１の軸には、図示しない渦巻きバネによって回転力が付与される。すなわち、ベルト状部材７ｇが外部へと繰り出されることにより、渦巻きバネが締め付け方向へ巻き付けられ、回転力が蓄えられる。蓄えられた回転力は、繰り出されたベルト状部材７ｇについて、その全長を縮めるための付勢力となる。

【0061】

繰り出されたベルト状部材７ｇが解放されると、渦巻きバネが戻り方向へ変形し、リール２１を回転させる。リール２１の回転により、ベルト状部材７ｇの基端部がリール２１の軸に巻き取られる。リール２１側のベルト状部材７ｇにはオス側バックル７ｅが取り付けられているため、オス側バックル７ｅをメス側バックル７ｆに取り付けた状態でベルト状部材７ｇを解放すると、渦巻きバネによってベルト状部材７ｇの全長が縮められ、第２支持部材７に適切な張力を与えることができる。

【0062】

なお、本実施形態では、渦巻きバネを動力としてベルト状部材７ｇをリール側に付勢しているが、他の動力を用いてもよい。例えば、モーターを動力としてベルト状部材７ｇをリール側に付勢してもよい。また、非伸縮性のベルト状部材７ｇを、その全長を縮めるように付勢ものであれば、リール部２０に代えて用いることができる。

【0063】

また、本実施形態では、ベルト状部材７ｇの繰り出し及び巻き取りを行えなくするロック機構２３をリール部２０に設けている。このロック機構２３は、例えば、リール２１とともに回転する歯車２３ａと、この歯車２３ａに対して進退可能に設けられたロックピン２３ｂとを有している。そして、ロックピン２３ｂを押し込んで歯車２３ａに噛み合わせることでリール２１が固定され、ベルト状部材７ｇの繰り出しや巻き取りが行えなくなる。一方、ロックピン２３ｂを歯車２３ａから退避させることでリール２１が回転可能になり、ベルト状部材７ｇの繰り出し及び巻き取りが可能となる。

【0064】

このようなロック機構２３を設けることで、ベルト状部材７ｇが所定長さで固定され、これに伴って頭部支持部５が固定される。これにより、上向き作業が長時間に亘って行われても、頭部支持部５のふらつきが防止され、作業者の頸部への負担を軽減できる。

【0065】

第１支持部材６に関し、前述の実施形態では、後頭部からの押圧力によって板バネのように撓む金属板を例示したが、この構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、第１支持部材６を棒状部材６ａとＵ字状板バネの付勢部材６ｂとによって構成し、ヒンジ部６ｃ及びベース板６ｄを介して棒状部材６ａの下端を背部パッド２に対して回動可能に取り付け、かつ、付勢部材６ｂによって棒状部材６ａの上端部を前方に付勢してもよい。なお、付勢部材６ｂは、Ｕ字状板バネに限定されず、コイルバネやゴム等を用いることができる。このように構成しても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、棒状部材６ａに代えて板状部材を用いてもよい。すなわち、棒状や板状の支持材を用いることができる。

【0066】

また、前述の実施形態では第１支持部材６が頭部支持部５を前方に付勢する機構としているが、これに限らず、第１支持部材６は頭部支持部５の位置を固定するのみで、第２支持部材７のみで頭部支持部５を前方に付勢する構成であっても、上向き作業時の作業者の負担を軽減することは可能である。要するに、第１支持部材６は、頭部支持部５を作業者の後頭部に位置付けるものであればよい。なお、第１支持部材６によって頭部支持部５を前方に付勢すると、第２支持部材７が負担する荷重が減少する。これにより、第２支持部材７の制約を緩和でき、設計の自由度を増やすことができる。

【0067】

背部パッド２及び胸部パッド３に関し、前述の実施形態では、これらのパッド２，３を胸部ベルト４で接続していたが、この構成に限定されない。例えば、背部パッド２及び胸部パッド３をベストに取り付けて一体化してもよい。

【0068】

また、前述の実施形態では、背部パッド２の左右上端に肩部ベルト９を取り付け、肩部ベルト９の先端に設けられた係止金具８により、第２支持部材７を作業者の肩部付近を経由させてから胸部へ案内していたが、頭部支持部５から直接作業者の胸部へ案内してもよい。

【符号の説明】

【0069】

１…作業サポート装置，２…背部パッド，３…胸部パッド，４…胸部ベルト，５…頭部支持部，５ａ…主板部，５ｂ…側板部，５ｃ…スリット，６…第１支持部材，６ａ…棒状部材，６ｂ…付勢部材，６ｃ…ヒンジ部，６ｄ…ベース板，７…第２支持部材，７ａ…伸縮ベルト，７ｂ…バックル，７ｃ…連結バンド，７ｄ…アジャスター，７ｅ…オス側バックル，７ｆ…メス側バックル，７ｇ…非伸縮性のベルト部材，７ｈ…伸縮性のベルト部材，８…係止金具，９…肩部ベルト，１０…安全帯，１０ａ…リング金具，１０ｂ…安全帯のバックル，１１…腰ベルト，２０…リール部，２１…リール，２２…リール部のケース，２３…ロック機構，２３ａ…歯車，２３ｂ…ロックピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】