特開 2023-177258 作業支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023177258

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】作業支援装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 11/00 20060101AFI20231206BHJP

【ＦＩ】

B25J11/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023075859

(22)【出願日】2023-05-01

(31)【優先権主張番号】P 2022088474

(32)【優先日】2022-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】502340996

【氏名又は名称】学校法人法政大学

(71)【出願人】

【識別番号】512275547

【氏名又は名称】有限会社アトリエケー

(74)【代理人】

【識別番号】100134669

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 道彰

(72)【発明者】

【氏名】山田 泰之

(72)【発明者】

【氏名】冨山 知輝

(72)【発明者】

【氏名】藤田 桂吾

(72)【発明者】

【氏名】北浦 基広

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS38

3C707HS14

3C707HS21

3C707XK02

3C707XK06

3C707XK16

3C707XK24

3C707XK42

3C707XK86

(57)【要約】

【課題】 アクティブアクチュエータは搭載せずパッシブアクチュエータのみで稼働し、左右分離構造で作業者の正面等に作業の妨げになる構造物がない作業支援装置を提供する。
【解決手段】 作業者の左脚に独立して装着する左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚に独立して装着する右脚用作業支援体１１０Ｒを備えている。左脚用作業支援体１１０Ｌが左下肢に装着する左下肢体１２０Ｌと左上半身側部に装着する左上半身側部体１３０Ｌと左脚用回動接続部の回動を支援する補助力を供給する左脚用弾性要素１４０Ｌと、左下肢体１２０Ｌと左上半身側部体１３０Ｌと左脚用弾性要素１４０Ｌの３つの間をそれぞれ回動可能に接続した複数個の左脚用回転軸１５０を備える。左脚用弾性要素１４０Ｌが空気ばねや人工筋肉であり、左脚用弾性要素１４０Ｌが引張力または反発力を提供し、複数個の左脚用回転軸１５０の回動方向により作業者の作業を支援する。右側要素も同様である。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互に独立した左右一対の構成の作業支援装置であって、それぞれ作業者の左脚に独立して装着する左脚用作業支援体と、右脚に独立して装着する右脚用作業支援体を備えた作業支援装置において、
前記左脚用作業支援体が、左下肢に装着する左下肢体と、左上半身側部に装着する左上半身側部体と、前記作業者の作業動作を支援する補助力を供給する左脚用弾性要素と、
前記左下肢体と前記左上半身側部体と前記左脚用弾性要素の３つの間をそれぞれ回動可能に接続した複数個の左脚用回転軸を備えた左脚用回動接続部を備え、
前記右脚用作業支援体が、右下肢に装着する右下肢体と、右上半身側部に装着する右上半身側部体と、前記作業者の作業動作を支援する補助力を供給する右脚用弾性要素と、
前記右下肢体と前記右上半身側部体と前記右脚用弾性要素の３つの間をそれぞれ回動可能に接続した複数個の右脚用回転軸を備えた右脚用回動接続部を備え、
前記左脚用作業支援体と前記右脚用作業支援体とを連結する構成として、可撓性あるベルト帯以外の剛性を有する機械的連結構造物または機械的橋梁構造物を含まないことを特徴とする作業支援装置。

【請求項2】

前記左脚用作業支援体において、前記左脚用回動接続部が３つの前記左脚用回転軸を備え、前記左下肢体と前記左上半身側部体の間に設けられた第１の前記左脚用回動接続部と、前記左下肢体と前記左脚用弾性要素の間に設けられた第２の前記左脚用回動接続部と、前記左上半身側部体と前記左脚用弾性要素の間に設けられた第３の前記左脚用回動接続部を備え、
前記右脚用作業支援体において、前記右脚用回動接続部が３つの前記右脚用回転軸を備え、前記右下肢体と前記右上半身側部体の間に設けられた第１の前記右脚用回動接続部と、前記右下肢体と前記右脚用弾性要素の間に設けられた第２の前記右脚用回動接続部と、前記右上半身側部体と前記右脚用弾性要素の間に設けられた第３の前記右脚用回動接続部を備えた構成であることを特徴とする請求項１に記載の作業支援装置。

【請求項3】

前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合、
前記左下肢体において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記左上半身側部体において、前記第３の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記左脚用弾性要素において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第３の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記右下肢体において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記右上半身側部体において、前記第３の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記右脚用弾性要素において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第３の前記右脚用回動接続部より下方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の作業支援装置。

【請求項4】

前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合、
前記左下肢体において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より上方に設けられ、
前記左上半身側部体において、前記第３の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より上方に設けられ、
前記左脚用弾性要素において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第３の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記右下肢体において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より上方に設けられ、
前記右上半身側部体において、前記第３の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より上方に設けられ、
前記右脚用弾性要素において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第３の前記右脚用回動接続部より下方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の作業支援装置。

【請求項5】

前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が発生する力が反発力の場合、
前記左下肢体において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記左上半身側部体において、前記第３の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より上方に設けられ、
前記左脚用弾性要素において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第３の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記右下肢体において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より下方に設けられ、
前記右上半身側部体において、前記第３の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より上方に設けられ、
前記右脚用弾性要素において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第３の前記右脚用回動接続部より下方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の作業支援装置。

【請求項6】

前記左上半身側部体が、前記作業者の左脇下に当接する左脇当てまたは左肩に当接する左肩当てを含むものであり、
前記右上半身側部体が、前記作業者の右脇下に当接する右脇当てまたは右肩に当接する右肩当てを含むものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業支援装置。

【請求項7】

前記左上半身側部体が、前記作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレートを含むものであり、
前記右上半身側部体が、前記作業者の右腹または右脇腹に当接する右腹プレートを含むものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業支援装置。

【請求項8】

前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が、電気的アクチュエータの電源、油圧エネルギ供給源、および空圧エネルギ供給源の動力源を含まず、エアシリンダを備えた空気ばねであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業支援装置。

【請求項9】

前記空気ばねの前記エアシリンダが、単動式エアシリンダまたは複動式エアシリンダであることを特徴とする請求項８に記載の作業支援装置。

【請求項10】

前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が、電気的アクチュエータの電源、油圧エネルギ供給源、および空圧エネルギ供給源の動力源を含まず、空圧式、油圧式、電気式、電磁気式または化学式のいずれかの人工筋肉であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業支援装置。

【請求項11】

前記人工筋肉が、マッキベン型の人工筋肉または軸方向繊維強化型の空圧式の人工筋肉であることを特徴とする請求項１０に記載の作業支援装置。

【請求項12】

前記左脚用弾性要素が、前記右脚用弾性要素とは独立した左脚用弾性力調整部を備え、
前記右脚用弾性要素が、前記左脚用弾性要素とは独立した右脚用弾性力調整部を備え、
利用者の選択により、前記左脚用弾性力調整部を介して前記左脚用弾性要素の空気圧を独立して調整でき、
利用者の選択により、前記右脚用弾性力調整部を介して前記右脚用弾性要素の空気圧を独立して調整できることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業支援装置。

【請求項13】

前記左脚用弾性力調整部における前記左脚用弾性要素の前記空気圧の増減手段、および、前記右脚用弾性力調整部における前記右脚用弾性要素の前記空気圧の増減手段が、手動ポンプまたは電動ポンプであり、
前記利用者の前記手動ポンプまたは前記電動ポンプの操作により、前記利用者が前記左脚用弾性力調整部の補助力および前記右脚用弾性力調整部の補助力を、相互に独立して任意に調整できることを特徴とする請求項１２に記載の作業支援装置。

【請求項14】

前記左脚用弾性力調整部および前記右脚用弾性力調整部が開閉バルブを備え、前記開閉バルブの操作によって、前記空気圧を大気圧と同じ状態に開放することにより、前記左脚用弾性力調整部の前記補助力および前記右脚用弾性力調整部の前記補助力がゼロとなり得ることを特徴とする請求項１２に記載の作業支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工場での各種作業、物流の運搬荷役作業、介護、農作業など、腰や背中の曲げ伸ばしを伴う作業の補助を行うことができる装着型の作業支援装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

様々な作業現場で機械による自動化が進んでいるが、オペレーションが多岐にわたる複合的な作業現場や、機械装置が稼働するスペースが十分に確保できない狭所での作業現場などでは少なくとも一部の機械化が困難な作業は今でも人手による作業が必要とされている。
この場合、身体負荷による労働疾病が発生するおそれがあり、その中でも腰痛が最も多いとされている。腰痛の種類としては重量物を運搬した際に発生する圧迫骨折や急性腰痛症（ギックリ腰）などがあるとされている。
厚生労働省の調査では、労働疾病中の腰痛の割合は、運輸交通業で約８８％、貨物取扱業では約９０％、保健衛生業では約９４％もの高確率であることが報告されている。それら運輸交通業や貨物取扱業や保健衛生業のほかでも、重量物を運ぶ工場作業現場や、被介護者の身体を支持する介護職や、重量物の家財道具を運ぶ引っ越し作業現場等ではそれらの発生リスクが高いとされている。

【0003】

そこで、従来技術において、作業者の負担を軽減することを目的とした様々な腰部アシストデバイスが開発・販売されている。ここで言う腰部アシストデバイスとは、体に装着した電動アクチュエータ、油圧装置、空圧装置などを用いて高負荷作業時に腰を補助するデバイス類である。それらの多くは駆動力がアクティブな駆動源で電気や油圧や空圧であるため、バッテリや油圧タンクや圧縮空気タンクなどを搭載しているものが多い。

【0004】

例えば、ＷＯ２０１８／１６８８１７号公報（特許文献１）に開示された技術では、いわゆる人工筋肉を用いた動作アシスト装置が開示されている。図１７に示すように、アクティブなアクチュエータとしてエアコンプレッサやエアタンクを備えた構成であり、駆動装置４０は、伸縮体９を構成する人工筋肉１８に圧縮空気を供給する空気供給手段４１と、圧縮空気の圧力を制御する制御弁４２と、空気供給手段４１から人工筋肉１８に供給する圧縮空気を制御するコントロールユニット４３を備えた構成が開示されている。ここで、空気供給手段４１の例としてエアコンプレッサやエアタンクにより構成される構造が開示されている。
作業者の屈伸運動に伴って、アクティブなアクチュエータとして空気供給手段４１により人工筋肉１８内への空気の供給と排出をコントロールして、人工筋肉の弛緩と伸長を制御して作業動作をアシストするものとなっている。

【0005】

また、例えば、ＷＯ２０１８／１０５４３０号公報（特許文献２）に開示された技術でも、いわゆる人工筋肉を用いた動作アシスト装置が開示されている。図１８に示すように、アクティブなアクチュエータとして圧力源４６から供給される流体により膨張可能な構造を備えた構成であり、圧力源４６からの流体の圧力変化により膨張し得る。両端間の長さを変化させるアクチュエータ４０があり伸縮部材４１を有している。この伸縮部材４１は、流体注入型アクチュエータ（いわゆる人工筋肉型アクチュエータ）とされている。さらに、アクティブなアクチュエータとして補助アクチュエータ２３も開示されている。
作業者の屈伸運動に伴って、アクティブなアクチュエータとして圧力源４６から供給される流体により人工筋肉である伸縮部材４１や補助アクチュエータ２３内への流体の供給と排出をコントロールして、人工筋肉の弛緩と伸長を制御して作業動作をアシストするものとなっている。

【0006】

また、例えば、特開２０１５－０３９４１４号公報（特許文献３）にも、モータなどのアクティブアクチュエータにより作業をアシストするパワーアシストスーツと呼ばれるものが開示されている。特開２０１５－３９４１４号に開示されたパワーアシストスーツは、図１９に示すように、腰に巻いたサポータと肩に巻いたサポータの間をアクチュエータで接続し、そのアクチュエータが電気駆動により機械的にパワーを発揮するものである。作業者が腰を曲げた姿勢から直立する動作を行う際にはアクチュエータが作動して機械的な力を付与し、作業者の動きを支援するものとなっている。近年では、足にも機械的要素を装備し、重量全体も作業者ではなく機械的に支持するものも知られている。

【0007】

また、例えば、特開２０１２－１００９８３号公報（特許文献４）には、図２０に示すように、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置が開示されている。大腿部に固定される部材と、下腿部に固定された固定端を有するスプリングとワイヤからなる紐状弾性部材と、それら上下を回動可能に接続する接続部を備えた構造となっている。紐状弾性部材は、スプリングの伸縮により固定端と接続部との聞の距離を伸縮可能に接続されている。そのスプリングの弾性力が膝を伸ばす方向に作用することで、アシスト力を付与するものとなっている。

【0008】

また、従来技術において、いわゆるサポータと呼ばれる布やゴム製の弾性素材を組み込んだベスト状や腹巻き状の装着具も市場で販売されている。なお、板バネやリングバネという金属製のバネを組み込んだ装着具も知られている。
例えば、特開２０１２－１７９３４７号公報（特許文献５）には、図２１に示すように、一対の弾性体１を骨盤の左右側面に位置させ、それらを複数のベルト４～６で股間部を避けて繋ぐことにより、下着として着用の上にズボンを穿いて装着するものが開示されている。弾性体１の弾性力により前屈姿勢の作業をアシストするものとなっている。

【0009】

また、例えば、特開昭５２－１３７１８５号公報（特許文献６）に開示された防腰バンドは、図２２に示すように、コルセットタイプの胴着の背面に板バネ７を組み込んだものである。屈んだ姿勢になると板バネ７が撓り、屈んだ姿勢から直立する動作を行う際には板バネ７の弾性力が付与されて作業者の動きを支援するものとなっている。

【0010】

【特許文献1】ＷＯ２０１８／１６８８１７号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１８／１０５４３０号公報

【特許文献3】特開２０１５－０３９４１４号公報

【特許文献4】特開２０１２－１００９８３号公報

【特許文献5】特開２０１２－１７９３４７号公報

【特許文献6】特開昭５２－１３７１８５号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記した従来技術における様々な作業支援装置は、作業支援の一定の効果は期待できると考えられるが、改善すべき課題がある。
［重量の問題］
まず、従来技術における腰部アシストデバイスは電源やモータが必要なものが多く、装置重量が大きい傾向がある。装置重量が大きいとかえって長時間の作業や別作業の負担となる場合があり、現場での利用を妨げてしまう可能性があった。
現在販売されている外部動力を要する腰部アシストデバイスの重量は概ね４～５ｋｇのものが多いようである。このように装置重量の大きいものを常時装着して作業することは作業者の負荷を増大させてしまう。

【0012】

［アクティブアクチュエータの使用時の制限の問題］
特許文献１，２，３に示したアクティブアクチュエータを用いたアシストデバイスは、機械的に大きな力を発揮できるものであるが、高負荷作業時には十分なアシスト力が得られるというメリットがあっても、オペレーションが多岐にわたる複合的な作業現場や、アシストデバイスを着た状態で作業しづらい現場などでは使いづらいものであった。
さらに、従来技術におけるアシストデバイスは電源やモータが必要なものが多く、バッテリを装備するが、バッテリは充電などの整備時間が必要であるので作業効率が下がる要因になり得る。
また、従来技術におけるアシストデバイスとして、電源駆動ではなく油圧や空圧で駆動するものがあり得るが、媒体となる油液や空気を供給する油圧タンクや圧縮空気タンクからそれら媒体の供給路のためのケーブルやホースが必要であり、この周囲のケーブルやホースの存在が作業者の行動を制限してしまうこともあり得る。
さらに、従来技術におけるアシストデバイスは左右に分離されていないものが多く、背面体や体の正面に部材が装備されていることが多く、実際の作業においては邪魔になり、作業者の行動を制限してしまい、作業効率を低下させてしまうこともあり得る。

【0013】

［バネを組み込んだパッシブアクチュエータの問題］
また、上記従来技術における特許文献４，５，６に示したような着衣型の補助具は、ゴム製や金属ばねなどの弾性体を組み込んだサポータに近いものであり、モータなどの電気アクチュエータ内蔵の腰部アシストデバイスと比べてアシスト力が弱く、作業負担の軽減への寄与が比較的には小さい。また、弾性体は固定的に縫製されているため弾性力によるアシスト状態を切り換えることが難しく、常時同じ方向に弾性力が発生してしまい、作業時以外の通常時の歩行を妨げ、作業者の快適性が低下する可能性があった。

【0014】

［作業者の体の左右差の問題］
ここで、上記従来技術における更なる問題として、作業者の体にある微妙な左右差の調整の問題がある。
上記した特許文献１，２，３のアシストデバイスや、特許文献４，５，６の着衣型の補助具では元々左右対称形に製作されており、左右差の微妙な制御についての調整技術は開示されておらず、また、そのような調整機構を備えることは難しいと考えられるので、作業者の体の微妙な左右差が解消しないまま装着して使用せざるを得なかった。
しかし、現実には作業者には利き手や利き足があり、繰り返しの作業姿勢を反復するうちに普段は問題にならないような左右差が影響してくることもある。また、作業内容自体が左右対称の動きにならない場合もある。
特許文献４，５，６の着衣型の補助具も、バネなどの弾性性素材を組み込んだものであるので左右バランスを変えることが難しく、作業者の体の微妙な左右差に起因する引張力が左右非対称のまま作業者の体に加重され続けるので疲労が蓄積され続けていくこととなる。

【0015】

［作業者の装着物が作業の邪魔となる問題］
ここで、上記従来技術における更なる問題として、作業者の体に装着する装置が大きくなると、作業者の作業支援というメリットに対して、作業者の作業自体の邪魔になり却って作業効率を低下させてしまうという問題がある。特に作業者の腰の動きの邪魔となったり作業者の腕の動きの邪魔となったりすると作業効率が低下する。

【0016】

そこで、本発明は、電源などのアクティブアクチュエータは搭載せずに取り扱いの容易で比較的重量が軽いパッシブアクチュエータのみで稼働し、さらに、左右に分離された構造で作業者の正面や背面に部材がなく作業の妨げになる構造物がなく、作業者の左右差の細かい調整も可能な「作業支援装置」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】

【0017】

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。なお、以下に記載の構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。

【0018】

本発明の作業支援装置は、相互に独立した左右一対の構成の作業支援装置であって、それぞれ作業者の左脚に独立して装着する左脚用作業支援体と、右脚に独立して装着する右脚用作業支援体を備えた作業支援装置において、前記左脚用作業支援体が、左下肢に装着する左下肢体と、左上半身側部に装着する左上半身側部体と、前記作業者の作業動作を支援する補助力を供給する左脚用弾性要素と、前記左下肢体と前記左上半身側部体と前記左脚用弾性要素の３つの間をそれぞれ回動可能に接続した複数個の左脚用回転軸を備えた左脚用回動接続部を備え、前記右脚用作業支援体が、右下肢に装着する右下肢体と、右上半身側部に装着する右上半身側部体と、前記作業者の作業動作を支援する補助力を供給する右脚用弾性要素と、前記右下肢体と前記右上半身側部体と前記右脚用弾性要素の３つの間をそれぞれ回動可能に接続した複数個の右脚用回転軸を備えた右脚用回動接続部を備え、前記左脚用作業支援体と前記右脚用作業支援体とを連結する構成として、可撓性あるベルト帯以外の剛性を有する機械的連結構造物または機械的橋梁構造物を含まないことを特徴とする作業支援装置である。
上記構成により、本発明にかかる作業支援装置は、相互に独立した左右一対の構成であり、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が独立して伸張または収縮をアシストし、上記左右それぞれの３つの要素間を回動可能に接続する左脚用回動接続部および右脚用回動接続部の機構により左右の脚の曲げ伸ばしをそれぞれ独立して支援することができる。また、左右に独立して分離しているため、作業者の体の正面や背面に作業の支障となりうる部材がなく、快適な作業環境が確保できる。

【0019】

ここで、上記左右それぞれの３つの要素間を接続する左脚用回動接続部および右脚用回動接続部の配置関係としては、以下の構成が可能である。
左脚用作業支援体において、前記左脚用回動接続部が３つの前記左脚用回転軸を備え、前記左下肢体と前記左上半身側部体の間に設けられた第１の前記左脚用回動接続部と、前記左下肢体と前記左脚用弾性要素の間に設けられた第２の前記左脚用回動接続部と、前記左上半身側部体と前記左脚用弾性要素の間に設けられた第３の前記左脚用回動接続部を備えた構成であり、
右脚用作業支援体において、前記右脚用回動接続部が３つの前記右脚用回転軸を備え、前記右下肢体と前記右上半身側部体の間に設けられた第１の前記右脚用回動接続部と、前記右下肢体と前記右脚用弾性要素の間に設けられた第２の前記右脚用回動接続部と、前記右上半身側部体と前記右脚用弾性要素の間に設けられた第３の前記右脚用回動接続部を備えた構成とすることができる。

【0020】

上記構成のように、左右それぞれに３つの回動可能な左脚用回転軸および右脚用回転軸を設けることにより、３つの要素間で３次元的な運動を行う自由度が確保できる。
力学的観点からみれば、それぞれ左右独立の構成において、回動可能な左脚用回転軸および右脚用回転軸がテコの原理でいう支点となり、左脚用弾性要素、右脚用弾性要素、左上半身側部体、右上半身側部体がテコの原理で作動する要素と評価することもできる。作業者が体重をかけて屈む場合には、左上半身側部体、右上半身側部体がテコの原理でいう力点要素となり、エネルギーを蓄える左脚用弾性要素、右脚用弾性要素が作用により縮むまたは伸長すると評価でき、作業者が屈んだ姿勢から腰を伸ばす際には、エネルギーを放出する左脚用弾性要素、右脚用弾性要素が力点要素となり、左上半身側部体、右上半身側部体が作業者の動作を支援する作用点要素となり得る。
ここで、左上半身側部体、右上半身側部体が作業者に当接する部位については、作業者の膝の屈伸や腰の曲げ伸ばしなどの動作を支援する箇所に当接するように構成することが好ましく、幾つかのパターンがあり得る。
第１のパターンは、左上半身側部体が、前記作業者の左脇下に当接する左脇当てまたは左肩に当接する左肩当てを含むものであり、右上半身側部体が、前記作業者の右脇下に当接する右脇当てまたは右肩に当接する右肩当てを含むような部材とするパターンである。
この第１のパターンであれば、いわゆる松葉杖のように左右の脇や肩で支持するので作業者の体に対して大きな力で作業支援することができる。
第２のパターンは、左上半身側部体が、前記作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレートを含むものであり、右上半身側部体が、前記作業者の右腹または右脇腹に当接する右腹プレートを含むような部材とするパターンである。
この第２のパターンであれば、腰から比較的近い腹に対して作業支援する力を与えるので腰の曲げ伸ばし作業や脚の曲げ伸ばし作業に対して作業支援できる一方、作業者の腕や肩の自由度は高くなるので作業効率の低下を招かない。

【0021】

ここで、さらに、これら要素の配置関係をみると少なくとも以下の３つのパターンがある。
第１のパターンは、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって、以下の接続構成を持つ。
左下肢体において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、前記左上半身側部体において、前記第３の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、前記左脚用弾性要素において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第３の前記左脚用回動接続部より下方に設けられている。
同様に、右下肢体において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より下方に設けられ、前記右上半身側部体において、前記第３の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より下方に設けられ、前記右脚用弾性要素において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第３の前記右脚用回動接続部より下方に設けられているパターンである。
このパターンは、左脚用弾性要素が引張力を発生すると、引っ張り力のアシストにより左下肢体と前記左上半身側部体の曲がり角度が大きくなる運動（腰を伸ばす運動）を支援するものとなる。右脚用弾性要素の働きも右側において同様である。
なお、引張力を発生する左脚用弾性要素および右脚用弾性要素としては、後述するように、エアシリンダを備えた空気ばね、空圧式の人工筋肉があり得るので、この第１のパターンがさらにエアシリンダを備えた空気ばねと空圧式の人工筋肉２つのパターンに派生する。

【0022】

第２のパターンは、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって、以下の接続構成を持つ。
左下肢体において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より上方に設けられ、前記左上半身側部体において、前記第３の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より上方に設けられ、前記左脚用弾性要素において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第３の前記左脚用回動接続部より下方に設けられている。
同様に、右下肢体において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より上方に設けられ、前記右上半身側部体において、前記第３の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より上方に設けられ、前記右脚用弾性要素において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第３の前記右脚用回動接続部より下方に設けられているパターンである。
このパターンは、左脚用弾性要素が引張力を発生すると、伸長のアシストにより左下肢体と前記左上半身側部体の曲がり角度が大きくなる運動（腰を伸ばす運動）を支援するものとなる。右脚用弾性要素の働きも右側において同様である。
なお、引張力を発生する左脚用弾性要素および右脚用弾性要素としては、後述するように、エアシリンダを備えた空気ばね、空圧式の人工筋肉があり得るので、この第２のパターンがさらに２つのパターンに派生する。

【0023】

第３のパターンは、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が反発力の場合であって、以下の接続構成を持つ。
左下肢体において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より下方に設けられ、前記左上半身側部体において、前記第３の前記左脚用回動接続部が前記第１の前記左脚用回動接続部より上方に設けられ、前記左脚用弾性要素において、前記第２の前記左脚用回動接続部が前記第３の前記左脚用回動接続部より下方に設けられている。
同様に、右下肢体において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より下方に設けられ、前記右上半身側部体において、前記第３の前記右脚用回動接続部が前記第１の前記右脚用回動接続部より上方に設けられ、前記右脚用弾性要素において、前記第２の前記右脚用回動接続部が前記第３の前記右脚用回動接続部より下方に設けられているパターンである。
このパターンは、左脚用弾性要素が反発力を発生すると、反発伸長のアシストにより左下肢体と前記左上半身側部体の曲がり角度が大きくなる運動（腰を伸ばす運動）を支援するものとなる。右脚用弾性要素の働きも右側において同様である。
なお、反発力を発生する左脚用弾性要素および右脚用弾性要素としては、エアシリンダを備えた空気ばねがあり得る。

【0024】

ここで、上記構成において、本発明の作業支援装置の前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素について様々な駆動源の利用が可能である。
例えば、電気的アクチュエータの電源、油圧エネルギ供給源、および空圧エネルギ供給源という動力源を含まず、エアシリンダを備えた空気ばねとする構成が可能である。
上記構成により、電源や油圧タンクや空圧タンクを装備する必要がなく、かつ、ケーブルやホースなど作業者の行動を制約するような付随物がなく、快適な作業環境が確保できる。

【0025】

次に、上記構成において、本発明の作業支援装置の前記左脚用弾性要素が、前記右脚用弾性要素とは独立した左脚用弾性力調整部を備え、前記右脚用弾性要素が、前記左脚用弾性要素とは独立した右脚用弾性力調整部を備え、利用者の選択により、前記左脚用弾性力調整部を介して前記左脚用弾性要素の補助力を独立して調整でき、利用者の選択により、前記右脚用弾性力調整部を介して前記右脚用弾性要素の空気圧を独立して調整できる構成が好ましい。
利用者の選択により、補助力を独立して調整できるので、作業者個人の微妙な体の左右差を鑑みて作業支援の力の強弱を左右独立して調整することができる。

【0026】

ここで、左脚用弾性力調整部における左脚用弾性要素の空気圧の増減手段、および、右脚用弾性力調整部における右脚用弾性要素の空気圧の増減手段として、手動ポンプまたは電動ポンプを適用することができる。当該構成であれば、利用者が手動ポンプまたは電動ポンプの操作により、利用者が左脚用弾性力調整部の補助力および右脚用弾性力調整部の補助力を相互に独立して任意に調整できる。
なお、手動ポンプおよび電動ポンプはオプションの構成であり、左脚用弾性要素や右脚用弾性要素の空気圧の増減操作以外の期間は、作業支援装置から取り外しておいても良い。つまり、左脚用弾性力調整部および右脚用弾性力調整部は、外付け要素として、弾性力調整以外の期間は構成から取り除いても良い。手動ポンプや電動ポンプによる空圧の増減のためのホースはそのままであると作業に邪魔になって作業効率を落とすこともあり得るので、外付け要素として、弾性力調整以外の期間は取り外し可能とする。
なお、手動ポンプや電動ポンプは別々に用意しても良く、共通して１つを兼用しても良い。この場合、１つの手動ポンプまたは電動ポンプからの空気ホースが枝分れして、一方が左脚用弾性要素の空気圧の増減に使用でき、他方が右脚用弾性要素の空気圧の増減に使用できることが好ましい。なお、左右に枝分かれした空気ホースの導通・気密を操作できる切り換え弁が搭載されている構成も可能である。

【0027】

さらに、前記左脚用弾性力調整部および前記右脚用弾性力調整部が開閉バルブを備え、前記開閉バルブの操作によって、前記空気圧を大気圧と同じに開放することにより、前記左脚用弾性力調整部の前記補助力および前記右脚用弾性力調整部の前記補助力がゼロにできる構造が好ましい。
上記構成により、高負荷作業時以外の通常時や、作業場所への移動の歩行時など、空気ばねの弾性力が発生しているとかえって邪魔になる場合、いわゆる作業支援の弾性力がゼロに開放できれば、作業者の負荷を軽減することができる。

【0028】

さらに、別構成として、本発明の作業支援装置の前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素において、電気的アクチュエータの電源、油圧エネルギ供給源、および空圧エネルギ供給源の動力源を含まず、空圧式、油圧式、電気式、電磁気式または化学式のいずれかの人工筋肉である構成も可能である。
上記構成によっても、電源や油圧タンクや空圧タンクを装備する必要がなく、かつ、ケーブルやホースなど作業者の行動を制約するような付随物がなく、快適な作業環境が確保できる。
ここで、空圧式の人工筋肉としては、マッキベン（ＭｃＫｉｂｂｅｎ）型の人工筋肉、または、軸方向繊維強化型人工筋肉を適用することもできる。
マッキベン型の人工筋肉や軸方向繊維強化型人工筋肉のいずれの人工筋肉でも、引っ張りで力が発生するものであり、内部の空気を入れる度合いを変更すれば、可変弾性要素として利用することが可能であり、本発明に適用することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の作業支援装置は、相互に独立した左右一対の構成であり、腰の曲げ伸ばしや左右の脚の曲げ伸ばしを支援することができる。また、作業者の体の正面や背面に作業の支障となりうる部材がなく、快適な作業環境が確保できる。
また、本発明の作業支援装置は、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素において、電気的アクチュエータの電源、油圧エネルギ供給源、および空圧エネルギ供給源という動力源を含まず、エアシリンダを備えた空気ばねの構成が可能であり、重量物の電源や油圧タンクや空圧タンクを装備する必要がなく、かつ、ケーブルやホースなど作業者の行動を制約するような付随物がなく、快適な作業環境が確保できる。
本発明の作業支援装置は、工場での各種作業、物流の運搬荷役作業、介護、農作業など、腰や背中の曲げ伸ばしを伴う作業の補助を行うことができ、広く役立つものである。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】実施例１の作業支援装置１００の第１の構成パターンを示した図である。

【図2】実施例１の作業支援装置１００の第２の構成パターンを示した図である。

【図3】実施例１の作業支援装置１００の第３の構成パターンを示した図である。

【図4】実施例１の作業支援装置１００の第４の構成パターンを示した図である。

【図5】実施例１の作業支援装置１００の第５の構成パターンを示した図である。

【図6】左脚用弾性力調整部１６０Ｌ及び右脚用弾性力調整部１６０Ｒの構成図である。

【図7】左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが一つの手動ポンプで連動した構成である場合の構成図である。

【図8】エアシリンダ容量と手動ポンプの押し込み量（手動ポンプの押し込み回数）と得られるエアシリンダ圧力（補助力）との関係の相関をみる図である。

【図9】人工筋肉の構成例を示す図である。

【図10】作業者が本発明の実施例１にかかる作業支援装置１００を装着した様子を左側面から写した図である。

【図11】実施例２の作業支援装置１００ａの第１の構成パターンを示した図である。

【図12】実施例２の作業支援装置１００ａの第２の構成パターンを示した図である。

【図13】実施例２の作業支援装置１００ａの第３の構成パターンを示した図である。

【図14】実施例２の作業支援装置１００ａの第４の構成パターンを示した図である。

【図15】実施例２の作業支援装置１００ａの第５の構成パターンを示した図である。

【図16】作業者が本発明の実施例２の作業支援装置１００ａを装着した様子を左側面から写した図である。

【図17】従来技術におけるＷＯ２０１８／１６８８１７号公報（特許文献１）に開示された人工筋肉を用いた動作アシスト装置を示す図である。

【図18】従来技術におけるＷＯ２０１８／１０５４３０号公報（特許文献２）に開示された人工筋肉を用いた動作アシスト装置を示す図である。

【図19】従来技術における特開２０１５－０３９４１４号公報（特許文献３）に開示されたアクティブアクチュエータにより作業を支援するパワーアシストスーツを示す図である。

【図20】従来技術における特開２０１２－１００９８３号公報（特許文献４）に開示された動作アシスト装置を示す図である。

【図21】従来技術における特開２０１２－１７９３４７号公報（特許文献５）に開示された従来の装着具を示す図である。

【図22】従来技術における特開昭５２－１３７１８５号公報（特許文献６）に開示された防腰バンドを示す図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0031】

以下、図面を参照しつつ、本発明の作業支援装置、本発明の作業支援装置の実施例を説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に示したものに限定されるものではないことは言うまでもない。
なお、本発明の作業支援装置の構成要素は、左右対称の構成例であるが、以下の実施例において説明の便宜上、左側の構成要素について説明している部分は、右側の構成要素についても同様であり説明を適宜省略している。

【実施例0032】

本発明の実施例１にかかる作業支援装置１００の構成例として、要素の種類、配置、それら接続関係により、５つのパターンに大別して説明する。
図１から図５は、本発明の実施例１にかかる作業支援装置１００のそれぞれ５つのパターンの構成例を簡単に示す図である。

【0033】

図１は、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素ともエアシリンダを備えた空気ばねであるパターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。

【0034】

図２は、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素とも空圧式の人工筋肉であるパターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。

【0035】

図３は、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素ともエアシリンダを備えた空気ばねであるパターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。

【0036】

図４は、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素とも空圧式の人工筋肉であるパターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。

【0037】

図５は、前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が発生する力が反発力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素ともエアシリンダを備えた空気ばねであるパターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。
それぞれの構成例のパターンについて順を追って説明する。

【0038】

まず、図１に示した実施例１にかかる第１の構成パターンについて説明する。
図１に示すように、本発明の作業支援装置１００は、左脚用作業支援体１１０Ｌ、右脚用作業支援体１１０Ｒを備え、左右それぞれが相互に独立した構成となっている。
左脚用作業支援体１１０Ｌは、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌ（図１には図示されていない）を備えている。
左脚用回動接続部１５０Ｌとしては、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌを備えている。
右側の要素も同様であり、符号も同様であるが、右側の要素にはＲの添字が付いている。
以下、順を追って説明する。左側の各要素について説明するが、右側の各要素についても同様に考えれば良い。

【0039】

左脚用作業支援体１１０Ｌは、作業者の左脚から左上半身に掛けて装着するものである。
装着は帯体のようなもので装着しても良い。なお、この左脚用作業支援体１１０Ｌを作業者の左半身に装着する帯体と、右脚用作業支援体１１０Ｒを作業者の右半身に装着する帯体を分けずに１本の帯体として供給することも可能であるが、この共有の１本の帯体は左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒとを機械的に連動・連結するものではない。つまり、左右の構成要素を機械的に連結、連動させる意味合いは全くなく、単に作業者の体に巻く帯体を共有化したものに過ぎない。つまり、ベルトのような柔らかい帯体を体に巻いたところで、左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒとを機械的に力を伝達して連動・連結するような構成要素にはならない。
本発明の作業支援装置１００は、剛性を有する機械的連結構造物または機械的橋梁構造物を含まないことを一つの特徴としている。
右脚用作業支援体１１０Ｒの説明も左脚用作業支援体１１０Ｌと同様であるので、ここでは省略する。

【0040】

左下肢体１２０Ｌは、作業者の左下肢に装着する部材である。この例では、作業者の左膝上に装着する左膝上部１２１Ｌと、左膝上部１２１Ｌから延設され作業者の腰付近に至る長さを持つ左下肢支持体１２２Ｌを備えている。

【0041】

左上半身側部体１３０Ｌは、作業者の左上半身に装着する部材である。
ここで、左上半身側部体１３０Ｌとしては左側の体のどの部位に当接するかについては幾つかのパターンがあり得る。
この実施例１の構成例は、左上半身側部体１３０Ｌが、作業者の左脇下に当接する左脇当てまたは左肩に当接する左肩当てを含むような部材とするパターンである。
図１に示すように、この実施例１の構成例では、作業者の左脇下を支持する左脇支持体１３１Ｌと、左脇支持体１３１Ｌから下方に延設され作業者の腰付近に至る長さを持つ左上半身支持体１３２Ｌを備えている。なお、安定して装着するため、左肩紐１３３Ｌを備えた構成となっている。
この図１に示した構成例であれば、いわゆる松葉杖のように左右の脇や肩で支持するので作業者の体に対して大きな力で作業支援することができる。
なお、後述する実施例２の構成例では、左上半身側部体１３０Ｌが、作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレートを含むような部材とするパターンである。この実施例２のパターンについては実施例２において後述する。

【0042】

左脚用弾性要素１４０Ｌは、エアシリンダを備えた空気ばねであり、左脚用弾性要素１４０Ｌが発生する力が引っ張り力となっている。つまり、作業者が腰を屈める動きにおいて、左脚用弾性要素１４０Ｌが伸張する動きとなり、エアシリンダを備えた空気ばねである左脚用弾性要素１４０Ｌが伸張すると逆に元の長さに戻ろうとする引張力が発生する仕組みとなっている。

【0043】

左脚用回動接続部１５０Ｌは、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌの３つの要素間に配置された回動可能な接続部であって、この構成例では、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌが存在している。

【0044】

ここで、それぞれの配置と接続と動きを見ておく。
図１に示すように、左下肢体１２０Ｌにおいて、第１の前記左脚用回動接続部１５０－１Ｌと第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌの２つが存在するが、その配置において、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌより第１の前記左脚用回動接続部１５０－１Ｌが下方に設けられていることが分かる。
次に、左上半身側部体１３０Ｌにおいて、第１の前記左脚用回動接続部１５０－１Ｌと、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌの２つが存在するが、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌが第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌより下方に設けられていることが分かる。
次に、左脚用弾性要素１４０Ｌにおいて、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌと第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌの２つが存在するが、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌが第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌより下方に設けられていることが分かる。
このように、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌの３つの要素が、上記のように、第１の前記左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の前記左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌによって回動可能に接続されることにより、作業者が腰を屈めた状態から腰を伸ばす状態への動作をアシストする。図１の下方左図は、作業者が腰を屈めて左脚用弾性要素１４０Ｌが伸張した状態を示しており、図１の下方右図は、作業者が腰を伸ばそうとして左脚用弾性要素１４０Ｌから引張力をアシストされている状態を示している。つまり、図１の下方左図のように作業者が体重を用いて屈んで作業をした後、図１の下方右図のように左脚用弾性要素１４０Ｌの引張力によって腰を伸ばす動作がアシストされる。

【0045】

次に、左脚用弾性力調整部１６０Ｌを説明する。
左脚用弾性力調整部１６０Ｌは、左脚用弾性要素１４０Ｌに対して、空気圧を調整する部材である。図１に示した構成例は、左脚用弾性力調整部１６０Ｌが、左脚用弾性要素１４０Ｌの空気圧の増減を可能とする手動ポンプの例となっている。なお、手動ポンプの代わりに外付けの電動ポンプであっても良い。
作業者が手動で手動ポンプまたは電動ポンプを操作して左脚用弾性要素１４０Ｌの補助力の強さを増減できれば、作業現場の作業内容に合わせてその補助力を調整できるメリットがある。
なお、左脚用弾性力調整部１６０Ｌは、右脚用弾性力調整部１６０Ｒとは独立した構造とすることが可能であり、相互に独立しておれば、作業者が左右の強さを独立して増減でき、利き腕、利き足、荷役のバランスなどを考慮して調整することができる。

【0046】

図６は、左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒの構成図である。簡単に一部は要素図となっている。
図６は、左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが相互に独立した構成である場合の構成図である。
左脚用弾性力調整部１６０Ｌは、左手動ポンプ１６１Ｌ、左逆止弁１６２Ｌ、左サージタンク１６３Ｌ、左開閉バルブ１６４Ｌを備えた構成例となっている。
同様に、右脚用弾性力調整部１６０Ｒは、右手動ポンプ１６１Ｒ、右逆止弁１６２Ｒ、右サージタンク１６３Ｒ、右開閉バルブ１６４Ｒを備えた構成例となっている。

【0047】

左手動ポンプ１６１Ｌは作業者が手で押圧して外気を取り込んで内部に送り込む部材である。
左逆止弁１６２Ｌは、左手動ポンプ１６１Ｌから送り込んだ空気が逆流しないように逆止する弁である。なお、左手動ポンプ１６１Ｌに代えて電動ポンプを用いても良い。
左サージタンク１６３Ｌは、左弾性要素１４０Ｌへの過剰な流入量を一時的に蓄えることで流量を緩和して空気圧の増減を緩和するための一種のキャパシティである。この左サージタンク１６３Ｌは上記のように空気圧の調整を安定させるためのものである。なお、左脚用弾性力調整部１６０Ｌから左弾性要素１４０Ｌの間に空気ホースなどがあればこの空気ホースの容積が左サージタンク１６３Ｌと同様のキャパシティとして機能し得るので、左サージタンク１６３Ｌは必須の構成ではなくオプションである。
左開閉バルブ１６４Ｌは、左脚用弾性力調整部１６０Ｌの気密性を開放できるバルブである。この左開閉バルブ１６４Ｌの操作によって、左脚用弾性力調整部１６０Ｌ内の空気圧を大気圧と同じに開放することにより、左脚用弾性力調整部１６０Ｌの補助力をゼロにとすることができる。

【0048】

この左開閉バルブ１６４Ｌは、いわゆるオンオフ機構として機能でき、高負荷作業時以外の通常時や、作業場所への移動の歩行時など、空気ばねの弾性力が発生しているとかえって邪魔になる場合、左開閉バルブ１６４Ｌおよび右開閉バルブ１６４Ｒを介して作業支援の弾性力をゼロに開放できれば、作業者の歩行時の負荷や休憩時の負荷を軽減することができる。
左弾性要素１４０Ｌは左脚用弾性力調整部１６０Ｌに接続され、補助力の強さが調整される。調整された空気圧に応じて内部のロッドの位置が変化する。

【0049】

図５の第５の構成パターンの例では、左弾性要素１４０Ｌが反発力を発揮することを前提としており、作業者が腰を曲げると左弾性要素１４０Ｌの空気圧が大気圧より大きくなり、左弾性要素１４０Ｌの内部のロッドが戻ろうとすることにより、左弾性要素１４０Ｌに反発力が発生する仕組みとなっている。左脚用弾性力調整部１６０Ｌにより左弾性要素１４０Ｌ内の空圧を増加すれば発揮される補助力が強くなる。

【0050】

なお、図１の第１の構成パターンや図３の第３の構成パターンの例では、左弾性要素１４０Ｌが引張力を発揮することを前提としている。ここで、左弾性要素１４０Ｌがいわゆる複動ピストンで作動するものであれば、内部構造として空気室が２つあり、どちらの空気室の圧力を調整するかによって引張力の増強が決まるため、調整には空気室の空圧を加圧する場合と減圧する場合の２通りがあり得る。例えば、空気室の圧力を減圧することにより引張力の増強を調整する場合であれば、左脚用弾性力調整部１６０Ｌの構成は、図示しないが、左減圧ポンプ１６１Ｌ、左逆止弁１６２Ｌ、左サージタンク１６３Ｌ、左開閉バルブ１６４Ｌを備えた構成であり、左弾性要素１４０Ｌに接続される。この場合、減圧ポンプ１６１は外付けで電動ポンプの方が効率的で良い。
また、図２の第２の構成パターンや図４の第４の構成パターンの例では、人工筋肉である左弾性要素１４０Ｌが引張力を発揮することを前提としている。この場合、人工筋肉内部のデフォルトの空気圧を増加しておけば人工筋肉の初期状態がより収縮した状態となり、発揮される引張力が大きくなる方向に調整できる。つまり、図６のように手動ポンプ１６１Ｌを用いる。

【0051】

図７は、図５の第５の構成パターンの場合における左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒの構成図であり、左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが一つの手動ポンプ１６１で連動した構成である場合の構成図である。なお、手動ポンプ１６１に代えて電動ポンプを用いても良い。
左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒは、手動ポンプ１６１、逆止弁１６２、サージタンク１６３、開閉バルブ１６４は相互に共有し合っている構成例となっている。
手動ポンプ１６１の操作により、サージタンク１６３を介して、左弾性要素１４０Ｌ、右弾性要素１４０Ｒともに、空気圧を増加でき、また、開閉バルブ１６４を開放することで大気圧に開放することができる仕組みとなっている。

【0052】

また、図１の第１の構成パターンおよび図３の第３の構成パターンの場合は、左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒにより、空気室の圧力を減圧することにより引張力の増強を調整する場合であれば、図示しないが、減圧ポンプ１６１、逆止弁１６２、サージタンク１６３、開閉バルブ１６４は相互に共有し合っており、それぞれ左弾性要素１４０Ｌ、右弾性要素１４０Ｒに接続される構成例となる。この場合、減圧ポンプ１６１は外付けで電動ポンプの方が効率的で良い。
また、図２の第２の構成パターンおよび図４の第４の構成パターンの場合は、左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒにより、人工筋肉内の空圧を増加する調整の場合であれば図７と同様で良いが、人工筋肉内の空圧を減圧することにより引張力の増強を調整する場合であれば、図示しないが、減圧ポンプ１６１、逆止弁１６２、サージタンク１６３、開閉バルブ１６４は相互に共有し合っており、それぞれ左弾性要素１４０Ｌ、右弾性要素１４０Ｒに接続される構成例となる。この場合、減圧ポンプ１６１は外付けで電動ポンプの方が効率的で良い。

【0053】

ここで、これら左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒにおいて、独立または共通の手動ポンプである場合に、左弾性要素１４０Ｌ、右弾性要素１４０Ｒにおいて得られるポンプ圧力（アシストとなる補助力）を調べてみた。
図８は、エアシリンダ容量と手動ポンプの押し込み量（手動ポンプの押し込み回数）と、得られるエアシリンダ圧力（補助力）との関係の相関をみる図である。
手動ポンプの押し込み量は回数で示しているが、手動ポンプであっても複数回押し込むごとに得られるエアシリンダ圧力（補助力）が大きくなっており、１５０Ｎから２００Ｎ程度まで手動で増加可能なことが分かる。
このように、手動ポンプの操作によって作業者が左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒを介した左脚用弾性要素１４０Ｌの補助力、右脚用弾性要素１４０Ｒの補助力を調整することができる。
なお、図８は、図７の手動ポンプの構成を前提とし、横軸が手動ポンプによる押し込み量（手動ポンプの押し込み回数）となっているが、手動ポンプではなく電動ポンプを適用している場合であれば、横軸は電動ポンプによる押し込み量となり、図８に示した結果と同様なグラフの傾向となる。電動ポンプのスペックによるが小型電動ポンプであっても１５０Ｎから２００Ｎ程度の補助力は十分に得られる。

【0054】

以上が図１に示した第１の構成パターンについての説明である。
なお、上記説明は、左側の各要素について説明したが、右側の各要素である右脚用作業支援体１１０Ｒ、右下肢体１２０Ｒ、右上半身側部体１３０Ｒ、右脚用弾性要素１４０Ｒ、右脚用回動接続部１５０Ｒ、右脚用弾性力調整部１６０Ｒについても同様で良いので、ここでは右側の各要素の説明は省略する。

【0055】

［第２の構成パターン］
次に、図２に示した第２の構成パターンについて説明する。
図２に示した第２の構成パターンは、図１に示した第１の構成パターンと比較して、左脚用弾性要素１４０Ｌが、エアシリンダの空気ばねではなく、空圧式の人工筋肉である点が異なっているだけである。
以下、順を追って説明するが、図１と同様の構成についての説明は適宜省略する。

【0056】

図２に示すように、第２の構成パターンにかかる本発明の作業支援装置１００は、図１と同様、左脚用作業支援体１１０Ｌ、右脚用作業支援体１１０Ｒを備え、左右それぞれが相互に独立した構成となっており、左脚用作業支援体１１０Ｌは、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌ（図２には図示されていない）を備えており、左脚用回動接続部１５０Ｌとしては、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌを備えている。
右側の要素も同様であり、符号も同様であるが、右側の要素にはＲの添字が付いている。
ここで、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌについては、それぞれ図１に示した第１の構成パターンと同様であるので、ここでの説明は省略する。

【0057】

左脚用弾性要素１４０Ｌは人工筋肉である。
人工筋肉としては様々な方式のものが知られている。例えば、空気圧式人工筋肉（マッキベン型、軸方向繊維強化型、ワルシャワ型の人工筋肉など）、油圧式人工筋肉（ゴムチューブを用いた油圧駆動式人工筋肉）、電気式人工筋肉（誘電アクチュエータや電気粘性流体を用いた人工筋肉など）、電磁気式人工筋肉（電気粘性流体や磁性粘性流体を用いた人工筋肉など）、化学式人工筋肉（ポリ塩化ビニルを用いた高分子ゲルを用いた人工筋肉など）など多様なものが知られている。
この実施例では比較的取り扱いが容易な空圧式のマッキベン型または軸方向繊維強化型の人工筋肉とする。なお、本発明の作業支援装置１００において他の方式の人工筋肉であっても使用可能なものであれば適用できる。
図９は、人工筋肉の構成例である。図９（ａ）はマッキベン型の人工筋肉、図９（ｂ）は軸方向繊維強化型人工筋肉の例である。
図９（ａ）に示すマッキベン型人工筋肉は、管状のゴムがスリーブ状に編みこんだ繊維コードで覆われた構造となっている。この繊維コードは軸方向の伸びを抑える役割をするものであり、マッキベン型人工筋肉は、空気圧の供給によって、繊維コードの初期角度が変化し、半径方向に膨張して軸方向へ収縮します。図９（ａ）の上側は収縮前、下側は収縮後の様子を示している。
図９（ｂ）に示す軸方向繊維強化型人工筋肉は、管の軸方向に直接ガラスロービング繊維を内包した構造となっており、軸方向の伸びを抑える役割をするものである。軸方向繊維強化型人工筋肉は、空気圧の供給によって、半径方向に膨張して軸方向へ収縮できる。 また、管に取り付けるリングによって人工筋肉の長さと人工筋肉の直径の比を調節することにより、人工筋肉の形状を変化させることができる。図９（ｂ）の上側は収縮前、下側は収縮後の様子を示している。

【0058】

図２における左脚用弾性要素１４０Ｌ、右脚用弾性要素１４０Ｒとして、図９（ａ）に示したマッキベン型の人工筋肉、または、図９（ｂ）に示した軸方向繊維強化型人工筋肉が取り付けられており、作業者が腰を屈めると、図９（ａ）の上側、図９（ｂ）の上側の状態となり、その後、図９（ａ）の下側、図９（ｂ）の下側の状態になろうとする力、つまり、引張力が働き、作業者の作業を支援することができる。

【0059】

以上が図２に示した第２の構成パターンについての説明である。
なお、上記説明は、左側の各要素について説明したが、右側の各要素である右脚用作業支援体１１０Ｒ、右下肢体１２０Ｒ、右上半身側部体１３０Ｒ、右脚用弾性要素１４０Ｒ、右脚用回動接続部１５０Ｒ、右脚用弾性力調整部１６０Ｒについても同様で良いので、ここでは右側の各要素の説明は省略する。

【0060】

［第３の構成パターン］
次に、図３に示した第３の構成パターンについて説明する。
図３に示した第３の構成パターンは、図１に示した第１の構成パターン同様、左脚用弾性要素１４０Ｌおよび右脚用弾性要素１４０Ｒが発生する力が引っ張り力の場合であって、左脚用弾性要素１４０Ｌおよび右脚用弾性要素１４０Ｒともエアシリンダを備えた空気ばねであるパターンであるが、各要素の接続が異なっている。

【0061】

以下、順を追って説明するが、図１と同様の構成についての説明は適宜省略する。
図３に示すように、第３の構成パターンにかかる本発明の作業支援装置１００は、図１と同様、左脚用作業支援体１１０Ｌ、右脚用作業支援体１１０Ｒを備え、左右それぞれが相互に独立した構成となっており、左脚用作業支援体１１０Ｌは、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌ（図３には図示されていない）を備えており、左脚用回動接続部１５０Ｌとしては、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌを備えている。
右側の要素も同様であり、符号も同様であるが、右側の要素にはＲの添字が付いている。
ここで、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌについては、それぞれ図１に示した第１の構成パターンと同様であるので、ここでの説明は省略する。

【0062】

第３の構成パターンにかかる本発明の作業支援装置１００は、図３に示すように、３つの要素である左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌの配置関係と、それらを回動可能に接続する第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌの接続関係が異なっている。
図３に示した第３の構成パターンは、左脚用作業支援体１１０Ｌの左下肢体１２０Ｌにおいて、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌが第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌより上方に設けられ、左上半身側部体１３０Ｌにおいて、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌが第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌより上方に設けられ、左脚用弾性要素１４０Ｌにおいて、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌが第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌより下方に設けられた構成となっている。
右脚用作業支援体１１０Ｒも同様に配置された構成例となっている。

【0063】

この図３に示すように、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌの３つの要素が、第１の前記左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の前記左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌによって回動可能に接続されることにより、作業者が腰を屈めた状態から腰を伸ばす状態への動作をアシストする。図３の下方左図は、作業者が腰を屈めて左脚用弾性要素１４０Ｌが伸張した状態を示しており、図３の下方右図は、作業者が腰を伸ばそうとして左脚用弾性要素１４０Ｌから引張力をアシストされている状態を示している。つまり、図３の下方左図のように作業者が体重を用いて屈んで作業をした後、図３の下方右図のように左脚用弾性要素１４０Ｌの引張力によって腰を伸ばす動作がアシストされる。

【0064】

以上が図３に示した第３の構成パターンについての説明である。
なお、上記説明は、左側の各要素について説明したが、右側の各要素である右脚用作業支援体１１０Ｒ、右下肢体１２０Ｒ、右上半身側部体１３０Ｒ、右脚用弾性要素１４０Ｒ、右脚用回動接続部１５０Ｒ、右脚用弾性力調整部１６０Ｒについても同様で良いので、ここでは右側の各要素の説明は省略する。

【0065】

［第４の構成パターン］
次に、図４に示した第４の構成パターンについて説明する。
図４に示した第４の構成パターンは、図３に示した第３の構成パターンと比較して、左脚用弾性要素１４０Ｌが、エアシリンダの空気ばねではなく、空圧式の人工筋肉である点が異なっているだけである。
以下、順を追って説明するが、図１と同様の構成についての説明は適宜省略する。

【0066】

図４に示すように、第４の構成パターンにかかる本発明の作業支援装置１００は、図３と同様、左脚用作業支援体１１０Ｌ、右脚用作業支援体１１０Ｒを備え、左右それぞれが相互に独立した構成となっており、左脚用作業支援体１１０Ｌは、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌ（図４には図示されていない）を備えており、左脚用回動接続部１５０Ｌとしては、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌを備えている。
右側の要素も同様であり、符号も同様であるが、右側の要素にはＲの添字が付いている。
ここで、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌについては、それぞれ図３に示した第３の構成パターンと同様であるので、ここでの説明は省略する。

【0067】

左脚用弾性要素１４０Ｌは、空圧式の人工筋肉である。空圧式の人工筋肉としては、上記したマッキベン型の人工筋肉や軸方向繊維強化型人工筋肉を適用することができる。
マッキベン型の人工筋肉や軸方向繊維強化型人工筋肉の構成例は、図９に示したものと同様でよい。

【0068】

図４における左脚用弾性要素１４０Ｌ、右脚用弾性要素１４０Ｒとして、図９（ａ）に示したマッキベン型の人工筋肉、または、図９（ｂ）に示した軸方向繊維強化型人工筋肉が取り付けられており、作業者が腰を屈めると、図９（ａ）の左側、図９（ｂ）の左側の状態となり、その後、図９（ａ）の右側、図９（ｂ）の右側の状態になろうとする力、つまり、引張力が働き、作業者の作業を支援することができる。

【0069】

以上が図４に示した第４の構成パターンについての説明である。
なお、上記説明は、左側の各要素について説明したが、右側の各要素である右脚用作業支援体１１０Ｒ、右下肢体１２０Ｒ、右上半身側部体１３０Ｒ、右脚用弾性要素１４０Ｒ、右脚用回動接続部１５０Ｒ、右脚用弾性力調整部１６０Ｒについても同様で良いので、ここでは右側の各要素の説明は省略する。

【0070】

［第５の構成パターン］
次に、図５に示した第５の構成パターンについて説明する。
図５に示した第５の構成パターンは、左脚用弾性要素１４０Ｌおよび右脚用弾性要素１４０Ｒが発生する力が反発力の場合であって、左脚用弾性要素１４０Ｌおよび右脚用弾性要素１４０Ｒともエアシリンダを備えた空気ばねであるパターンであるが、各要素の接続が異なっている。

【0071】

以下、順を追って説明するが、図１と同様の構成についての説明は適宜省略する。
図５に示すように、第５の構成パターンにかかる本発明の作業支援装置１００は、図１と同様、左脚用作業支援体１１０Ｌ、右脚用作業支援体１１０Ｒを備え、左右それぞれが相互に独立した構成となっており、左脚用作業支援体１１０Ｌは、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌ（図５には図示されていない）を備えており、左脚用回動接続部１５０Ｌとしては、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌを備えている。
右側の要素も同様であり、符号も同様であるが、右側の要素にはＲの添字が付いている。

【0072】

ここで、左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用回動接続部１５０Ｌ、左脚用弾性力調整部１６０Ｌについては、それぞれ図１に示した第１の構成パターンと同様であるので、ここでの説明は省略する。

【0073】

第５の構成パターンにかかる本発明の作業支援装置１００は、図５に示すように、３つの要素である左下肢体１２０Ｌ、左上半身側部体１３０Ｌ、左脚用弾性要素１４０Ｌの配置関係と、それらを回動可能に接続する第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌの接続関係が異なっている。さらに、左脚用弾性要素１４０Ｌの補助力が反発力となっている点が異なっている。
図５に示した第５の構成パターンは、左脚用作業支援体１１０Ｌの左下肢体１２０Ｌにおいて、第２の左脚用回動接続部１５０―２Ｌが第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌより下方に設けられ、左上半身側部体１３０Ｌにおいて、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌが第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌより上方に設けられ、左脚用弾性要素１４０Ｌにおいて、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌが第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌより下方に設けられた構成となっている。
右脚用作業支援体１１０Ｒも同様に配置された構成例となっている。

【0074】

このような配置関係において、作業者が腰を屈めると左脚用弾性要素１４０Ｌが収縮する方向に力が掛かるが、この運動において左脚用弾性力調整部１６０Ｌが気密されており、エアシリンダ内部のロッドが押し込まれて内部の空気圧が高くなる。つまり、左脚用弾性要素１４０Ｌには伸長しようとする反発力が生じている。この状態で作業者が腰を伸ばそうとすると左脚用弾性要素１４０Ｌの反発力が作業者の運動、つまり、腰を伸ばそうとする動きを支援することができる。

【0075】

この場合の左脚用弾性力調整部１６０Ｌの構造は、図６に示した左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが相互に独立した場合の構成図や、図７に示した左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが一つの手動ポンプや電動ポンプで連動した構成図と同様で良いが、左弾性要素１４０Ｌの内部のロッドが押し込まれて左弾性要素１４０Ｌの内部の空気圧が増加し、左開放弁１６４Ｌが閉鎖されていると空気圧エネルギは、左弾性要素１４０Ｌ内部や左サージタンク１６３Ｌ内部に蓄積される。その空気圧エネルギが反発力となる。

【0076】

作業者が腰を伸ばす運動を行うと、左弾性要素１４０Ｌ内部や左サージタンク１６３Ｌ内部に蓄積されていた空気圧エネルギがロッドを左弾性要素１４０Ｌ内のロッドを押し返す方向に働き、左脚用弾性要素１４０Ｌが伸張し、作業者の腰を伸ばす運動を支援する。
なお、上記の空気圧、空気圧エネルギの働きは、図６に示した左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが相互に独立した構成である場合も、図７に示した左脚用弾性力調整部１６０Ｌおよび右脚用弾性力調整部１６０Ｒが一つの手動ポンプや電動ポンプで連動した構成である場合も同様であり、作業者の作業を支援する。

【0077】

以上が図５に示した第５の構成パターンについての説明である。
なお、上記説明は、左側の各要素について説明したが、右側の各要素である右脚用作業支援体１１０Ｒ、右下肢体１２０Ｒ、右上半身側部体１３０Ｒ、右脚用弾性要素１４０Ｒ、右脚用回動接続部１５０Ｒ、右脚用弾性力調整部１６０Ｒについても同様で良いので、ここでは右側の各要素の説明は省略する。

【0078】

本発明の実施例１にかかる作業支援装置１００の試作例を装着した状態を示しておく。
図１０は、作業者が本発明の作業支援装置１００を装着した様子を左側面から写した図である。図１０に示す試作例は、一例として、図５の第５の構成パターンの作業支援装置１００の試作例となっている。
図１０に示すように、作業者は、左半身に左脚用作業支援体１１０Ｌを装着し、右半身に右脚用作業支援体１１０Ｒを装着している。作業者が腰を屈めた状態になっているが、左脚用弾性要素１４０Ｌが収縮する方向に作業者の体重が掛かっている。この状態において、左脚用弾性要素１４０Ｌに導通している左脚用弾性力調整部１６０Ｌの左弾性要素１４０Ｌの内部のロッドが押し込まれて左弾性要素１４０Ｌの内部の空気圧が増加している。
作業者が腰を伸ばす運動を行うと、左弾性要素１４０Ｌ内部や左サージタンク１６３Ｌ内部に蓄積されていた空気圧エネルギがロッドを左弾性要素１４０Ｌ内のロッドを押し返す方向に働き、左脚用弾性要素１４０Ｌが伸張し、作業者の腰を伸ばす運動を支援することが理解されよう。

【実施例0079】

実施例２にかかる本発明の作業支援装置１００ａについて説明する。
実施例２にかかる本発明の作業支援装置１００ａの構成例は、実施例１の構成例に比べ、左上半身側部体１３０Ｌａ、右上半身側部体１３０Ｒａの構成が異なるものとなっている。なお、この左上半身側部体１３０Ｌａ、右上半身側部体１３０Ｒａの構成は装置全体に占める大きさや動きが大きいため、実施例１の左上半身側部体１３０Ｌ、右上半身側部体１３０Ｒの構成とは随分異なるように見えるものの、力が印加される箇所が異なるだけで力学的には近いものである。
なお、実施例１の構成例では、左上半身側部体１３０Ｌが、作業者の左脇下に当接する左脇当てまたは左肩に当接する左肩当てを含むような部材とするパターンであった。そのため、実施例１の構成例では、作業者の左脇下を支持する左脇支持体１３１Ｌと、左脇支持体１３１Ｌから下方に延設され作業者の腰付近に至る長さを持つ左上半身支持体１３２Ｌを備えている構成であった。なお、安定して装着するため、左肩紐１３３Ｌを備えた構成となっていた。実施例１の構成であれば、いわゆる松葉杖のように左右の脇や肩で支持するので作業者の体に対して大きな力で作業支援することができるものであった。
一方、本実施例２にかかる構成例では、左上半身側部体１３０Ｌａが、腰から比較的近い左腹または左脇腹に対して作業支援する力を与えるものである。つまり、左腹プレート１３４Ｌが力点となり、左脚用弾性要素１４０Ｌ、さらに、第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌ、第２の左脚用回動接続部１５０－２Ｌ、第３の左脚用回動接続部１５０－３Ｌの各々の左脚用回動接続部１５０Ｌの連動を引き起こし、腰の曲げ伸ばし作業や脚の曲げ伸ばし作業に対して作業支援できる一方、作業者の腕や肩の自由度は高くなるので作業効率の低下を招かないというメリットが得られるものとなっている。

【0080】

図１１は、図１と同様、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素ともエアシリンダを備えた空気ばねである第１の構成パターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。
図１１の上側の左図は、第１の構成パターンの本発明の作業支援装置１００ａを作業者が装着した様子を示す図である。左右から腹帯１３６にて装着姿勢を安定した状態に保っているが、作業支援装置１００ａ自体は、左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒは左右分割された状態であり、左右を連結する剛性物は存在しない。図１１の上側の中図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した正面図を示す図である。図１１の上側の右図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した右側面図を示す図である。
図１１の下側の左図は作業者が腰を屈めて腹により左腹プレート１３４Ｌを押し込んだ様子を示す図である。図１１の下側の右図は作業者が腰を伸ばして腹により左腹プレート１３４Ｌの押圧を止めて戻した様子を示す図である。
図１１の構成例は、左上半身側部体１３０Ｌａとして、作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレート１３４Ｌと、左腹プレート１３４Ｌから作業者の腰付近の第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌに至る長さを持つ左上半身支持体１３５Ｌを備えている。なお、左腹プレート１３４Ｌと右腹プレート１３４Ｒは左右分離しており、機械的剛性のある結合をしていない。左上半身側部体１３０Ｌａが腰から比較的近い左腹または左脇腹に対して当接する左腹プレート１３４Ｌを力点として作業支援する力を与えるものである点以外は同様であり、ここでの詳しい説明は省略する。

【0081】

図１２は、図２と同様、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素とも空圧式の人工筋肉である第２の構成パターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。
図１２の上側の左図は、第２の構成パターンの本発明の作業支援装置１００ａを作業者が装着した様子を示す図である。左右から腹帯１３６にて装着姿勢を安定した状態に保っているが、作業支援装置１００ａ自体は、左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒは左右分割された状態であり、左右を連結する剛性物は存在しない。図１２の上側の中図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した正面図を示す図である。図１２の上側の右図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した右側面図を示す図である。
図１２の下側の左図は作業者が腰を屈めて腹により左腹プレート１３４Ｌを押し込んだ様子を示す図である。図１２の下側の右図は作業者が腰を伸ばして腹により左腹プレート１３４Ｌの押圧を止めて戻した様子を示す図である。
図１２の構成例は、左上半身側部体１３０Ｌａとして、作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレート１３４Ｌと、左腹プレート１３４Ｌから作業者の腰付近の第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌに至る長さを持つ左上半身支持体１３５Ｌを備えている。左上半身側部体１３０Ｌａが腰から比較的近い左腹または左脇腹に対して当接する左腹プレート１３４Ｌを力点として作業支援する力を与えるものである点以外は同様であり、ここでの詳しい説明は省略する。

【0082】

図１３は、図３と同様、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素ともエアシリンダを備えた空気ばねである第３の構成パターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。
図１３の上側の左図は、第３の構成パターンの本発明の作業支援装置１００ａを作業者が装着した様子を示す図である。左右から腹帯１３６にて装着姿勢を安定した状態に保っているが、作業支援装置１００ａ自体は、左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒは左右分割された状態であり、左右を連結する剛性物は存在しない。図１３の上側の中図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した正面図を示す図である。図１３の上側の右図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した右側面図を示す図である。
図１３の下側の左図は作業者が腰を屈めて腹により左腹プレート１３４Ｌを押し込んだ様子を示す図である。図１３の下側の右図は作業者が腰を伸ばして腹により左腹プレート１３４Ｌの押圧を止めて戻した様子を示す図である。
図１３の構成例は、左上半身側部体１３０Ｌａとして、作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレート１３４Ｌと、左腹プレート１３４Ｌから作業者の腰付近の第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌに至る長さを持つ左上半身支持体１３５Ｌを備えている。左上半身側部体１３０Ｌａが腰から比較的近い左腹または左脇腹に対して当接する左腹プレート１３４Ｌを力点として作業支援する力を与えるものである点以外は同様であり、ここでの詳しい説明は省略する。

【0083】

図１４は、図４と同様、左脚用弾性要素および右脚用弾性要素が発生する力が引っ張り力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素とも空圧式の人工筋肉である第４の構成パターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。
図１４の上側の左図は、第４の構成パターンの本発明の作業支援装置１００ａを作業者が装着した様子を示す図である。左右から腹帯１３６にて装着姿勢を安定した状態に保っているが、作業支援装置１００ａ自体は、左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒは左右分割された状態であり、左右を連結する剛性物は存在しない。図１４の上側の中図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した正面図を示す図である。図１４の上側の右図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した右側面図を示す図である。
図１４の下側の左図は作業者が腰を屈めて腹により左腹プレート１３４Ｌを押し込んだ様子を示す図である。図１４の下側の右図は作業者が腰を伸ばして腹により左腹プレート１３４Ｌの押圧を止めて戻した様子を示す図である。
図１４の構成例は、左上半身側部体１３０Ｌａとして、作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレート１３４Ｌと、左腹プレート１３４Ｌから作業者の腰付近の第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌに至る長さを持つ左上半身支持体１３５Ｌを備えている。左上半身側部体１３０Ｌａが腰から比較的近い左腹または左脇腹に対して当接する左腹プレート１３４Ｌを力点として作業支援する力を与えるものである点以外は同様であり、ここでの詳しい説明は省略する。

【0084】

図１５は、図５と同様、前記左脚用弾性要素および前記右脚用弾性要素が発生する力が反発力の場合であって左脚用弾性要素および右脚用弾性要素ともエアシリンダを備えた空気ばねである第５の構成パターンにおいて、左下肢体において、第２の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より下方に設けられ、左上半身側部体において、第３の左脚用回動接続部が第１の左脚用回動接続部より上方に設けられ、左脚用弾性要素において、第２の左脚用回動接続部が第３の左脚用回動接続部より下方に設けられた構成であり、右脚用作業支援体も同様に配置された構成例を示す図である。
図１５の上側の左図は、第５の構成パターンの本発明の作業支援装置１００ａを作業者が装着した様子を示す図である。左右から腹帯１３６にて装着姿勢を安定した状態に保っているが、作業支援装置１００ａ自体は、左脚用作業支援体１１０Ｌと右脚用作業支援体１１０Ｒは左右分割された状態であり、左右を連結する剛性物は存在しない。図１５の上側の中図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した正面図を示す図である。図１５の上側の右図は、左脚用弾性要素１１０Ｌのみを取り出した右側面図を示す図である。
図１５の下側の左図は作業者が腰を屈めて腹により左腹プレート１３４Ｌを押し込んだ様子を示す図である。図１５の下側の右図は作業者が腰を伸ばして腹により左腹プレート１３４Ｌの押圧を止めて戻した様子を示す図である。
図１５の構成例は、左上半身側部体１３０Ｌａとして、作業者の左腹または左脇腹に当接する左腹プレート１３４Ｌと、左腹プレート１３４Ｌから作業者の腰付近の第１の左脚用回動接続部１５０－１Ｌに至る長さを持つ左上半身支持体１３５Ｌを備えている。左上半身側部体１３０Ｌａが腰から比較的近い左腹または左脇腹に対して当接する左腹プレート１３４Ｌを力点として作業支援する力を与えるものである点以外は同様であり、ここでの詳しい説明は省略する。

【0085】

以上、本発明の作業支援装置の好ましい実施例を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。