特許 6677475 保護装置

(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】6677475

(24)【登録日】2020年3月17日

(45)【発行日】2020年4月8日

(54)【発明の名称】保護装置

(51)【国際特許分類】

   A61F 5/01 20060101AFI20200330BHJP

   A61B 5/107 20060101ALI20200330BHJP

   A61F 5/02 20060101ALI20200330BHJP

【ＦＩ】

   A61F5/01 K

   A61B5/107 300

   A61F5/02 K

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-195253(P2015-195253)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-64203(P2017-64203A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】509173155

【氏名又は名称】株式会社スマートサポート

(74)【代理人】

【識別番号】100134706

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝之

(72)【発明者】

【氏名】酒井 裕司

(72)【発明者】

【氏名】熊倉 ▲祐▼一郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 善人

【審査官】 井出 和水

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１３４１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１２３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１１１０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｆ ５／００ − Ａ６１Ｆ ５／３７

Ａ６１Ｂ ５／１０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の可変剛性要素を含み屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定し、かつ、前記物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定する決定手段と、
前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示し、前記決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して前記物理的作用を優先的に及ぼすよう前記実行手段に指示する指示手段と、
を具備し、
前記決定手段が、前記姿勢の継続時間に応じて該姿勢の継続を妨げる効果の高い位置にある可変剛性要素を前記優先対象として決定する、
保護装置。

【請求項2】

複数の可変剛性要素を含み屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定し、かつ、前記物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定する決定手段と、
前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示し、前記決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して前記物理的作用を優先的に及ぼすよう前記実行手段に指示する指示手段と、
を具備し、
前記決定手段が、前記屈曲部位の屈曲に加わる捻転の態様に応じて該屈曲と該捻転の双方を妨げる効果の高い位置にある可変剛性要素を前記優先対象として決定する、
保護装置。

【請求項3】

屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定手段と、
前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示手段と、
を具備し、
前記決定手段が、前記保護対象部位の危険姿勢に対し前記可変剛性体の剛性を十分に大きく変化させる保護作用を決定するとともに、該危険姿勢に先行する先行姿勢に対し該保護作用を部分的に緩和した予備作用を決定する、
保護装置。

【請求項4】

前記可変剛性要素は複数の粒状物が充填されたエアバッグであり、
前記物理的作用は前記エアバッグの内部の気体を外部に流出させる作用である、
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の保護装置。

【請求項5】

前記可変剛性体は筋肉群であり、
前記物理的作用は前記筋肉群に対して低周波電流を流す作用である、
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の保護装置。

【請求項6】

複数の可変剛性要素を含み屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定し、かつ、前記物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定する決定手段と、
前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示し、前記決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して前記物理的作用を優先的に及ぼすよう前記実行手段に指示する指示手段と、
を具備し、
前記可変剛性要素は複数の粒状物が充填されたエアバッグであり、
前記物理的作用は前記エアバッグの内部の気体を外部に流出させる作用である、
保護装置。

【請求項7】

屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させ、前記可変剛性体である筋肉群に対して低周波電流を流す物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定手段と、
前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示手段と、
を具備する保護装置。

【請求項8】

前記可変剛性体は複数の可変剛性要素を含み、
前記決定手段が、前記物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定し、
前記指示手段が、前記決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して
前記物理的作用を優先的に及ぼすよう前記実行手段に指示する、
請求項７に記載の保護装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人体の屈曲部位を保護する保護装置並びにその制御方法及び制御プログラムに関する。特に、腰痛の原因となる姿勢を未然に回避させる仕組みに関する。

【背景技術】

【0002】

腰部の危険を装着者に報知する機能を備える腰痛予防装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、体幹の角度と足底にかかる荷重とに基づいて算出される負担値が予め設定されたリスク値に達した場合に、警告音が発信される（同文献の図６等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１８３２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１記載の腰痛予防装置は、腰部に過度の負担がかかる危険を装着者に把握させるにとどまる（同文献段落［００１１］）。
そのため、負担値がリスク値に達するまでは発動しない。また、負担値がリスク値に達しても警告音が発信されるだけである。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、保護対象部位の適度な屈曲を妨害することなく当該部位が危険な姿勢になることを阻止することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の「保護装置」は、複数の可変剛性要素を含み屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定し、かつ、物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定する決定手段と、決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた物理的作用を可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示し、決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して物理的作用を優先的に及ぼすよう実行手段に指示する指示手段と、を具備し、決定手段が、姿勢の継続時間に応じて該姿勢の継続を妨げる効果の高い位置にある可変剛性要素を優先対象として決定する。
上記課題を解決するため、本発明の「保護装置」は、複数の可変剛性要素を含み屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定し、かつ、物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定する決定手段と、決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた物理的作用を可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示し、決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して物理的作用を優先的に及ぼすよう実行手段に指示する指示手段と、を具備し、決定手段が、屈曲部位の屈曲に加わる捻転の態様に応じて該屈曲と該捻転の双方を妨げる効果の高い位置にある可変剛性要素を優先対象として決定する。
上記課題を解決するため、本発明の「保護装置」は、屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて、保護対象部位の危険姿勢に対し可変剛性体の剛性を十分に大きく変化させる保護作用を決定するとともに、該危険姿勢に先行する先行姿勢に対し該保護作用を部分的に緩和した予備作用を決定する決定手段と、決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた物理的作用を可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示手段とを具備する。
上記課題を解決するため、本発明の一態様である「保護装置の制御方法」は、屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定ステップと、前記決定ステップにおいて態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示ステップと、を含む。
上記課題を解決するため、本発明の一態様である「制御プログラム」は、屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定機能と、前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示機能と、を保護装置のコンピュータに実現させる。
上記課題を解決するため、本発明の一態様である「記録媒体」にコンピュータ読取り可能に記録されるプログラムは、屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定機能と、前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示機能と、を保護装置のコンピュータに実現させる。

【0007】

上記各発明において、「屈曲部位の内側」とは、当該部位が屈曲する際に内側に隠れる側をいう。
上記各発明において、「可変剛性体」は、保護装置が具備する要素又はその集合であってもよいし、保護装置が具備しない要素又はその集合であってもよい。
上記各発明において、「物理的作用の態様」は、物理的作用を及ぼす対象と物理的作用の程度の少なくともいずれかを含む。
上記各発明において、「実行手段」は、保護装置が具備してもよいし、具備しなくてもよい。

【0008】

上記各「保護装置」には、以下に例示するように、種々の技術的限定を加えてもよい。
例えば、可変剛性要素は複数の粒状物が充填されたエアバッグであり、物理的作用はエアバッグの内部の気体を外部に流出させる作用であるという技術的限定を加えてもよい。
また、例えば、可変剛性体は筋肉群であり、物理的作用は筋肉群に対して低周波電流を流す作用であるという技術的限定を加えてもよい。
さらに、上記課題を解決するため、本発明の「保護装置」は、複数の可変剛性要素を含み屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させる物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定し、かつ、物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定する決定手段と、決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた物理的作用を可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示し、決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して物理的作用を優先的に及ぼすよう実行手段に指示する指示手段とを具備し、可変剛性要素は複数の粒状物が充填されたエアバッグであり、物理的作用はエアバッグの内部の気体を外部に流出させる作用である。

【0009】

上記課題を解決するため、本発明の一態様である「保護装置」は、屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性を変化させ、可変剛性体である筋肉群に対して低周波電流を流す物理的作用の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定手段と、決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた物理的作用を可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示手段とを具備する。
この「保護装置」には、以下に例示するように、次の技術的限定を加えてもよい。
例えば、可変剛性体は複数の可変剛性要素を含み、決定手段が、物理的作用を優先的に及ぼすべき優先対象を決定し、指示手段が、決定手段により優先対象が決定される度に、該優先対象に対して物理的作用を優先的に及ぼすよう実行手段に指示するという技術的限定を加えてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて屈曲部位の内側にある可変剛性体の剛性が変化する。
したがって、保護対象部位が危険な姿勢であるほど可変剛性体の剛性がより大きくなるように設定すれば、当該部位の適度な屈曲を妨害することなく当該部位が危険な姿勢になることが阻止される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】腰部筋力補助具の構造の説明図（背面図）である。

【図2】腰部筋力補助具の構造の説明図（腰部断面図）である。

【図3】保護装置の説明図（腰部断面図）である。

【図4】保護装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図5】保護装置の機能構成例を示すブロック図である。

【図6】保護装置の動作モードの説明図（表）である。

【図7】（ａ）動作モード２の説明図、（ｂ）動作モード３の説明図である。

【図8】（ａ）動作モード４の説明図、（ｂ）動作モード５の説明図である。

【図9】動作モード６の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［１．実施形態の概要］
本実施形態は、人の腰部（「保護対象部位」の一例。）に装着される保護装置に関する。
本実施形態に係る保護装置は、腰部の適度な前屈動作（「屈曲」の一例。）を妨害することなく腰部が腰痛の原因となる深い前屈姿勢（好ましくない姿勢）になることを強制的に阻止するように構成されている。
ここでは、人の動作（前屈動作及び引起動作）に連動して腰部の筋力を補助する腰部筋力補助具と併用する想定で、腰部筋力補助具及び保護装置の概要を順次説明する。

【0013】

［１−１．腰部筋力補助具の構造］
図１に、腰部筋力補助具の背面図を例示する。
図１に例示されるように、腰部筋力補助具１０は、左背部ベルト１１Ｌと左肩部弾性材１２Ｌ，右脚部弾性材１３Ｒ及び右外側腰部ベルト１４Ｒとの間、並びに、右背部ベルト１１Ｒと右肩部弾性材１２Ｒ，左脚部弾性材１３Ｌ及び左外側腰部ベルト１４Ｌとの間で、一方にかかる張力を他方に作用させる機械的構造を有する。すなわち、左肩部弾性材１２Ｌに接続する左背部ベルト１１Ｌが、右脚部弾性材１３Ｒに接続する右第１連結具１５Ｒ及び右第２連結具１６Ｒを介して、右外側腰部ベルト１４Ｒと摺動自在に一体化している。また、右肩部弾性材１２Ｒに接続する右背部ベルト１１Ｒが、左脚部弾性材１３Ｌに接続する左第１連結具１５Ｌ及び左第２連結具１６Ｌを介して、左外側腰部ベルト１４Ｌと摺動自在に一体化している。

【0014】

図２に、腰部筋力補助具の腰部断面図を例示する。図２は、図１のＡ−Ａ断面を表す。
図２に例示されるように、左外側腰部ベルト１４Ｌ及び右外側腰部ベルト１４Ｒは、腰部に巻かれる内側腰部ベルト３０Ａにそれぞれ装着される。左外側腰部ベルト１４Ｌ及び右外側腰部ベルト１４Ｒと内側腰部ベルト３０Ａとは、例えばマジックテープ（登録商標），ボタン，フック等により着脱可能に装着されるのが好ましい。
内側腰部ベルト３０Ａは帯状の伸縮部材（コルセット）であり、その一端部付近の外側面と他端部付近の内側面とが装着されることで人の腰部に巻き付けられる。初期状態における腰部の引締強度は装着者により調整されるものとする。内側腰部ベルト３０Ａの一端部付近の外側面と他端部付近の内側面とは、例えばマジックテープ（登録商標），ボタン，フック等により着脱可能に装着されるのが好ましい。

【0015】

［１−２．補助作用とその効果］
腰部筋力補助具１０の装着者が上半身を前屈させると、背部体表面長の増大により左背部ベルト１１Ｌ及び右背部ベルト１１Ｒに張力が加わる。そして、この張力が左肩部弾性材１２Ｌ，右脚部弾性材１３Ｒ及び右外側腰部ベルト１４Ｒ並びに右肩部弾性材１２Ｒ，左脚部弾性材１３Ｌ及び左外側腰部ベルト１４Ｌにそれぞれ作用する。
左肩部弾性材１２Ｌ及び右脚部弾性材１３Ｒ並びに右肩部弾性材１２Ｒ及び左脚部弾性材１３Ｌは、左背部ベルト１１Ｌ及び右背部ベルト１１Ｒの張力が作用すると、自然長からいくらか伸長する。この伸長状態から自然長に戻ろうとする弾力（上体を引き起こさせる方向の復元力）により、上体が支持される。

【0016】

一方、右外側腰部ベルト１４Ｒ及び左外側腰部ベルト１４Ｌは、左背部ベルト１１Ｌ及び右背部ベルト１１Ｒの張力が作用すると、右第２連結具１６Ｒ及び左第２連結具１６Ｌの方向にそれぞれ引っ張られる。このとき右第２連結具１６Ｒ及び左第２連結具１６Ｌの方向への引張力により内側腰部ベルト３０Ａの張力が増大することで、体幹が引き締められる。
このように、腰部筋力補助具１０の装着者が上半身を前屈させると、上体を支持する力と体幹を引き締める力とが受動的に発生し、腰部の筋力が補助される。

【0017】

［１−３．保護装置を装着した腰部筋力補助具の構造］
図３に、保護装置を装着した腰部筋力補助具の腰部断面図を例示する。図３は、図２における内側腰部ベルト３０Ａを、可変剛性要素４７１−４７４を備える保護装置が装着された内側腰部ベルト３０Ｂに置換したものである。
図３に例示されるように、左外側腰部ベルト１４Ｌ及び右外側腰部ベルト１４Ｒは、腰部に巻かれる内側腰部ベルト３０Ｂにそれぞれ装着される。左外側腰部ベルト１４Ｌ及び右外側腰部ベルト１４Ｒと内側腰部ベルト３０Ｂとは、例えばマジックテープ（登録商標），ボタン，フック等により着脱可能に装着されるのが好ましい。

【0018】

内側腰部ベルト３０Ｂは帯状の伸縮部材（コルセット）であり、その一端部付近の外側面に保護装置２０（図示せず）が装着される。内側腰部ベルト３０Ｂと保護装置２０とは、脱落を回避するため、例えばネジ等により着脱可能に装着されるのが好ましい。また、保護装置２０の周囲はクッション材（例えば、スポンジ等）により覆われるのが好ましい。
内側腰部ベルト３０Ｂの一端部付近の外側面と他端部付近の内側面とが装着されることで人の腰部に巻き付けられる。初期状態における腰部の引締強度は装着者により調整されるものとする。内側腰部ベルト３０Ｂの一端部付近の外側面と他端部付近の内側面とは、例えばマジックテープ（登録商標），ボタン，フック等により着脱可能に装着されるのが好ましい。

【0019】

可変剛性要素４７１−４７４は、装着時に身体の前方にくる位置の内側に装着される。可変剛性要素４７１−４７４は、使用時のズレを防止する観点で、例えばネジ等により内側腰部ベルト３０Ｂにしっかりと装着されるのが好ましい。あるいは、内側腰部ベルト３０Ｂを内外の二重構造とし、可変剛性要素４７１−４７４を内側腰部ベルト３０Ｂ内に収納するように構成してもよい。
可変剛性要素４７１−４７４の大きさ及び厚さは、装着者の体型や想定される使用環境に合わせて調整するものとする。

【0020】

［１−４．保護作用とその効果］
本実施形態に係る保護装置２０は、屈曲部位（腰部）の内側（腹側）にある可変剛性体（エアバッグから成る可変剛性要素４７１−４７４）の剛性を変化させる物理的作用（エアバッグに対する脱気作用）の態様を、該屈曲部位を含む保護対象部位の姿勢に応じて決定する決定手段と、前記決定手段により態様が決定される度に、該態様に応じた前記物理的作用を前記可変剛性体の少なくとも一部に対して及ぼすよう実行手段に指示する指示手段と、を少なくとも具備する。

【0021】

すなわち、本実施形態に係る保護装置２０は、腰部の前側にある可変剛性要素４７１−４７４のうち少なくともいずれかの剛性を、腰部が危険な姿勢であるほどその剛性がより大きく（高く）なるように、変化させる。
剛性の小さい（低い）可変剛性要素は、腰部の前屈を妨げない。一方、剛性の大きい（高い）可変剛性要素は、腹部を外的に刺激して筋肉を硬化させることで腰部の前屈を物理的に妨げる。
したがって、本実施形態に係る保護装置２０は、腰部の適度な前屈（屈曲）を妨害することなく腰部が危険な姿勢になることが阻止される。

【0022】

［２．実施形態の詳細］
保護装置２０は、コンピュータを構成するチップを収納する本体部と、本体部に接続される姿勢センサ及び可変剛性ユニットと、を含む。
ここでは、保護装置２０の構成（ハードウェア構成，機能構成）及び動作（保護動作）を順次説明する。

【0023】

［２−１．保護装置のハードウェア構成例］
図４に、保護装置のハードウェア構成例を示す。
図４に例示されるように、保護装置２０は、全体の制御及び各種の情報処理を行うメインコントローラ２１０と、メインコントローラ２１０にワークスペースを提供するＲＡＭ（Random Access Memory）２２０と、メインコントローラ２１０に読み込まれるプログラムやデータを記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）２３０と、装着者の姿勢を検出する姿勢センサ２４０と、物理的作用を受けて剛性を変化させる可変剛性要素を含む可変剛性ユニット２５１−２５４と、時刻情報を出力する時計２６０と、を含む。

【0024】

メインコントローラ２１０と、ＲＡＭ２２０，ＥＥＰＲＯＭ２３０，姿勢センサ２４０，可変剛性ユニット２５１−２５４及び時計２６０とは、バスライン（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）バス）を介して接続される。
メインコントローラ２１０は、保護装置２０全体を制御するとともに各種の情報処理を実行するコンピュータ装置である。また、メインコントローラ２１０は、ＥＥＰＲＯＭ２３０に記憶されるプログラムやデータをＲＡＭ２２０に読み込んで後述の各機能を実現する。なお、メインコントローラ２１０と、ＲＡＭ２２０と、ＥＥＰＲＯＭ２３０とは、マイクロコントローラを構成する集積回路に組み込まれていてもよい。

【0025】

姿勢センサ２４０は、ジャイロセンサ，３軸加速度センサ，地磁気センサ等の既存のセンサのうち少なくとも１種類を含んで構成されるセンサユニットであり、上半身（例えば、背部，胸部など）及び下肢（例えば、大腿部，頸部など）にそれぞれ配置される。本実施形態では、ワイヤレス９軸センサを胸部，大腿部及び頸部に貼付し、腰部及び膝部の屈曲度合いをセンシングする。
姿勢センサ２４０は、３次元空間における自身の向きを特定し得るデータを所定時間間隔で又は要求に応じて出力する。姿勢センサ２４０から出力された信号は、必要に応じてデジタル信号に変換され、メインコントローラ２１０に取り込まれる。

【0026】

可変剛性ユニット２５１−２５４は、それぞれ、複数の粒状物（プラスチックビーズ）が充填されたエアバッグ（「可変剛性要素」の一例。粒子内蔵型機械拘束要素ともいう。）と、エアバッグ内の気体を外に流出させるとともに外の気体をエアバッグ内に流入させるポンプと、ポンプを駆動するドライバと、ドライバの動作を制御するコントローラと、を含む。本実施形態では、ビニールチューブに多数の発泡スチロール粒子を封入してエアバッグを構成する。
可変剛性ユニット２５１−２５４は、それぞれ、メインコントローラ２１０からの指示に応じて、エアバッグ内の気体の量を変化させる。本実施形態では、エアバッグ内の気体の充填量を３段階に変化させることができるものとする。したがって、可変剛性要素の剛性レベルも３段階（例えば、０：小，１：中，２：大）となる。
なお、エアバッグ以外の要素（ポンプ，ドライバ及びコントローラ）を複数のエアバッグが共有する構成にしてもよい。この場合、ポンプによる脱気作用の有効／無効をエアバッグごとに切り替える機構を設けるとよい。

【0027】

［２−２．保護装置の機能構成例］
図５に、保護装置の機能構成例を示す。
図５に例示されるように、保護装置２０は、複数の姿勢センサ２４０を含む検出部４１０と、同定部４２０と、決定部４３０と、記憶部４４０と、指示部４５０と、実行部４６０と、可変剛性体４７０と、を含む。可変剛性体４７０は、可変剛性要素４７１−４７４を包含する。
保護装置２０の機能のうち同定部４２０，決定部４３０及び指示部４５０の機能は、組込装置向けＯＳ（Operating System）と当該ＯＳ上で動作するプログラムとがメインコントローラ２１０にそれぞれインストールされ、当該プログラムがメインコントローラ２１０に読み込まれることにより実現される。

【0028】

メインコントローラ２１０にインストールされるべきプログラムは、製品出荷時にＥＥＰＲＯＭ２３０に記録されているのが好ましい。
なお、上記のプログラム及びその更新版は、各種の記録媒体（例えば、ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Versatile Disk），ＭＯディスク（Magneto-Optical disk），フラッシュメモリ（flash memory）など）に記録された状態で配布され当該記録媒体から他のコンピュータ装置（例えば、ＰＣ（Personal Computer））を介して保護装置２０に供給されてもよいし、通信ネットワークを介し搬送波に重畳させて提供され上記他のコンピュータ装置を介して保護装置２０に供給されてもよい。

【0029】

同定部４２０は、検出部４１０から出力されるデータに基づき、保護装置２０を装着する者の姿勢を同定（推定）する。
本実施形態では、ＯＷＡＳ（Ovako Working Posture Analysing System）による評価手法を利用するため、背部や下肢の姿勢がＯＷＡＳで定義される姿勢分類中のいずれに該当するかをそれぞれ評価する。姿勢分類には、例えば、背部に関する４分類（１：曲げない，２：腰屈折，３：ひねりｏｒ体側屈，４：ひねりａｎｄ体側屈）と下肢に関する４分類（１：座る，２：直立，３：膝屈折，４：膝立ち）が存在する。姿勢分類に関するデータは、記憶部４４０に記憶されているものとする。
必要に応じて、同定された姿勢と時計２６０から取得される時刻データとを含む姿勢ログデータを記憶部４４０に格納してもよい。

【0030】

決定部４３０は、同定部４２０により同定された姿勢の負担度や改善要求度を評価し、評価結果に応じて可変剛性体４７０の剛性を変化させる物理的作用（本実施形態では、脱気作用）の態様を決定する。
本実施形態では、ＯＷＡＳで定義されるＡＣ（Action Category）が３以上と判定される場合に、背部や下肢の姿勢に応じて動作モードを決定する。ＡＣ判定に関するデータは、記憶部４４０に記憶されているものとする。

【0031】

図６に、各動作モードにおける各可変剛性要素の剛性レベルを例示する。
決定部４３０は、図６に例示されるテーブルを参照し、物理的作用の対象及び程度を決定する。すなわち、どの可変剛性要素の剛性をどのレベルにするかを決定する。
例えば、「モード２」において、可変剛性要素４７１，４７２，４７３，４７４の剛性レベルは、それぞれ１，２，２，１となる。

【0032】

指示部４５０は、決定部４３０により物理的作用の態様が決定される度に、当該決定された態様に応じた物理的作用を可変剛性要素４７１−４７４の少なくともいずれかに及ぼすよう実行部４６０に指示する。
本実施形態では、実行部４６０に対し、可変剛性要素４７１−４７４の変化後の剛性レベル（０，１，２のいずれか）を指定する信号が出力されるものとする。

【0033】

実行部４６０は、指示部４５０からの指示に従い、指定された剛性レベルになるように可変剛性要素４７１−４７４の少なくともいずれかに対して物理的作用を及ぼす。
本実施形態では、可変剛性ユニットのポンプを駆動してエアバッグ内の気体の量を調整させる。

【0034】

［２−３．保護装置の動作］
図６及び図７から図９までを参照しつつ、保護装置の動作を説明する。
ここでは、好ましくない典型的な姿勢になり又はこれが継続した場合に、どの可変剛性要素の剛性をどのレベルに変化させるかを列挙していく。
特に、本実施形態では、姿勢との関係で優先度の高い位置にある可変剛性要素の剛性を優先的に変化させる構成を採用している。これは、可変剛性要素の剛性を変化させるのに相応の時間を要することから、危険姿勢を回避させる効果が高いと考えられる可変剛性要素を優先的に扱うこととしたものである。
なお、可変剛性要素４７１−４７４は、図７から図９までに例示すように、体幹部の腹側（屈曲部位の内側）に略水平方向に並べて配置されるものとする。また、ＯＷＡＳで定義されるＡＣが２以下と判定される場合、全ての可変剛性要素の剛性レベルは初期値０（小）であるものとする。

【0035】

［２−３−１．正前屈が継続された場合の動作パターン］
同定部４２０により「正前屈」であると同定された場合、動作モードを「モード２」に決定する。
図６及び図７（ａ）に例示されるように、「モード２」では、可変剛性要素４７２及び可変剛性要素４７３の剛性レベルが２になるように、可変剛性要素４７１及び可変剛性要素４７４の剛性レベルが１になるように、それぞれ調整される。
また、同定部４２０により「正前屈」であると連続して同定された場合、その継続時間が所定時間（例えば、１０秒間など）以上であれば、動作モードを「モード３」に決定する。
図６及び図７（ｂ）に例示されるように、「モード３」では、可変剛性要素４７１−４７４の剛性レベルが２になるように調整される。

【0036】

［２−３−２．前屈に捻転が加わった場合の動作パターン］
同定部４２０により左側への「捻転（捻り）」が加わった「前屈」であると同定された場合、動作モードを「モード４」に決定する。
図６及び図８（ａ）に例示されるように、「モード４」では、可変剛性要素４７１及び可変剛性要素４７２の剛性レベルが２になるように、可変剛性要素４７３及び可変剛性要素４７４の剛性レベルが０になるように、それぞれ調整される。
一方、同定部４２０により右側への「捻転（捻り）」が加わった「前屈」であると同定された場合、動作モードを「モード５」に決定する。
図６及び図８（ｂ）に例示されるように、「モード５」では、可変剛性要素４７３及び可変剛性要素４７４の剛性レベルが２になるように、可変剛性要素４７１及び可変剛性要素４７２の剛性レベルが０になるように、それぞれ調整される。

【0037】

［３．変形例］
［３−１：（変形例１）先行姿勢に対する予備作用］
上述の実施形態では、ＯＷＡＳで定義されるＡＣ３以上の場合に、背部や下肢の姿勢に応じて動作モードを決定する例を示した。つまり、保護装置２０は、保護対象部位の危険姿勢に対し可変剛性体４７０の剛性を十分に大きく変化させる保護作用を決定する。
これに対し、ＯＷＡＳで定義されるＡＣ２以下の場合にも、危険姿勢に先行し危険姿勢に至る蓋然性の高い先行姿勢に対し保護作用を部分的に緩和した予備作用を及ぼす構成にしてもよい。
先行姿勢の検出には、先行姿勢と危険姿勢とを関連付けたパターンテーブルを利用するとよい。パターンテーブルは、記憶部４４０に格納しておくとよい。

【0038】

例えば、同定部４２０により「正前屈」に先行する「先行姿勢」であると同定された場合、動作モードを「モード６」に決定する。
図６及び図９に例示されるように、「モード６」では、可変剛性要素４７２及び可変剛性要素４７３の剛性レベルが１になるように、可変剛性要素４７１及び可変剛性要素４７４の剛性レベルが０になるように、それぞれ調整される。
その後、同定部４２０により「正前屈」（危険姿勢）であると同定された場合、動作モードを「モード２」に決定する（図７（ａ））。さらに、同定部４２０により姿勢が「正前屈」であると連続して同定された場合、その継続時間が所定時間（例えば、１０秒間など）以上であれば、動作モードを「モード３」に決定する（図７（ｂ））。

【0039】

［３−２：（変形例２）低周波電流を流して腹部筋肉群を硬化させる］
上述の実施形態では、複数の粒状物（プラスチックビーズ）が充填されたエアバッグ（「可変剛性要素」の一例。）の内部の気体を外部に流出させる脱気作用（「物理的作用」の一例。）により、保護対象部位の危険姿勢を未然に回避させている。
これに対し、腹部の筋肉群（「可変剛性要素」の一例。）に対して低周波電流を流す作用（「物理的作用」の一例。）により、筋肉群の剛性を変化させて保護対象部位の危険姿勢を未然に回避させてもよい。腹部の筋肉群に流す電流の周波数やリズムは、人体の安全性や装着者の周囲の環境その他の事情を考慮して決定するのが好ましい。また、低周波電流を流す位置（パッドの貼付位置）は、可変剛性要素４７１−４７４と同様の配置としてもよいし、他の配置としてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 腰部筋力補助具
１１Ｌ 左背部ベルト
１１Ｒ 右背部ベルト
１２Ｌ 左肩部弾性材
１２Ｒ 右肩部弾性材
１３Ｌ 左脚部弾性材
１３Ｒ 右脚部弾性材
１４Ｌ 左外側腰部ベルト
１４Ｒ 右外側腰部ベルト
１５Ｌ 左第１連結具
１５Ｒ 右第１連結具
１６Ｌ 左第２連結具
１６Ｒ 右第２連結具
２０ 保護装置
２１０ メインコントローラ
２２０ ＲＡＭ
２３０ ＥＥＰＲＯＭ
２４０ 姿勢センサ
２５１，２５２，２５３，２５４ 可変剛性ユニット
２６０ 時計
３０Ａ 内側腰部ベルト
３０Ｂ 内側腰部ベルト
４１０ 検出部
４２０ 同定部
４３０ 決定部
４４０ 記憶部
４５０ 指示部
４６０ 実行部
４７０ 可変剛性体
４７１，４７２，４７３，４７４ 可変剛性要素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】