特許 7435212 アシスト装置

(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】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】アシスト装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 11/00 20060101AFI20240214BHJP

【ＦＩ】

B25J11/00 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020078669

(22)【出願日】2020-04-27

(65)【公開番号】P2021062468

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2023-03-17

(31)【優先権主張番号】P 2019166171

(32)【優先日】2019-09-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2019188544

(32)【優先日】2019-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉見 孔孝

(72)【発明者】

【氏名】大坪 和義

(72)【発明者】

【氏名】新井 智樹

(72)【発明者】

【氏名】太田 浩充

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－６７７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１３５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－４９１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２３３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ａ６１Ｆ ２／００

Ａ６１Ｆ ２／０２－ ２／８０

Ａ６１Ｆ ３／００－ ４／００

Ａ６１Ｈ １／００－ ５／００

Ａ６１Ｈ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

利用者の肩部及び胸部の少なくとも一方に装着される第一装着具と、
前記利用者の左右の脚部それぞれ又は腰部に装着される第二装着具と、
前記第一装着具と前記第二装着具とにわたって前記利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、
前記第一装着具又は前記第二装着具に設けられ前記ベルト体の一部の巻き取り及び送り出しを可能とするアクチュエータと、
前記アクチュエータの動作制御を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第一装着具及び前記第二装着具が前記利用者に装着された状態で前記アクチュエータの動作が開始されると、第一巻き取り力によって前記ベルト体の巻き取りを実行し、当該ベルト体の巻き取りが完了すると、前記アクチュエータによる巻き取り力を、前記第一巻き取り力よりも小さい第二巻き取り力に変更する、
アシスト装置。

【請求項2】

前記ベルト体の巻き取りが完了すると、前記制御部は、前記アクチュエータによる巻き取り力を、前記第一巻き取り力よりも小さくゼロよりも大きい第二巻き取り力に変更する、請求項１に記載のアシスト装置。

【請求項3】

前記アクチュエータは、前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリ、及び、当該プーリに前記ベルト体の巻き取り動作をさせるためのモータを有し、
前記制御部は、前記プーリ又は前記モータの回転に関するパラメータに基づいて、前記ベルト体の巻き取りの完了を検出する、請求項１又は２に記載のアシスト装置。

【請求項4】

前記アクチュエータは、前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリ、及び、当該プーリに前記ベルト体の巻き取り動作をさせるためのモータを有し、
前記制御部は、前記モータへの供給電流を小さくすることで、前記アクチュエータによる巻き取り力を変更する、請求項１～３のいずれか一項に記載のアシスト装置。

【請求項5】

前記アクチュエータは、前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリ、及び、当該プーリに前記ベルト体の巻き取り動作をさせるためのモータを有し、
前記制御部は、前記アクチュエータによる巻き取り力を、前記第二巻き取り力に変更すると、当該変更した時点での前記モータの位相を、当該モータの位相の初期値として設定する、請求項１～４のいずれか一項に記載のアシスト装置。

【請求項6】

前記アクチュエータは、モータと、複数の歯車により構成され前記モータの回転を減速して出力する減速機部と、前記減速機部の出力に起因して回転することで前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリと、を有し、
前記プーリから前記ベルト体が送り出される際、前記モータが前記減速機部を通じて当該プーリに対して当該ベルト体を巻き取る方向のトルクを与えつつ、当該プーリは当該ベルト体を送り出す方向に回転する、請求項１～４のいずれか一項に記載のアシスト装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記アクチュエータの動作が開始されると、前記第一巻き取り力を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、当該開始時よりも小さくするように変化させる制御を行う、請求項１～６のいずれか一項に記載のアシスト装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記アクチュエータの動作が開始されると、前記ベルト体の巻き取り速度を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、当該開始時よりも低くするように変化させる制御を行う、請求項１～７のいずれか一項に記載のアシスト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の発明は、アシスト装置に関する。

【背景技術】

【0002】

利用者（人）の身体に装着され、その利用者の作業を補助するアシスト装置が様々提案されている。アシスト装置によれば、利用者は、例えば重量物を持ち上げる場合であっても、小さな力（小さな負担）で作業を行うことが可能となる。このようなアシスト装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１９９２０５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に開示されているアシスト装置は、利用者に装着する金属製等のフレームを有する。そのフレームに搭載されているアクチュエータの出力が、リンク機構を通じて、利用者の上半身と下半身とに伝達される。これにより、例えば重量物を持ち上げる動作が補助される。

【0005】

利用者が補助を要する動作としては、重量物を持ち上げる等の負荷が大きい動作の他に、例えば、病人又は高齢者等の人に対して日常生活行動の援助（介助）を行う動作がある。利用者が負荷の大きい作業を行う場合、特許文献１に開示されているような高出力のアシスト装置が効果的である。

【0006】

しかし、利用者が、病人又は高齢者等の人に対する援助を行う場合、高出力のアシスト装置は過剰性能となる場合がある。また、高出力のアシスト装置では、リンク機構及び金属製等のフレームのような剛体部材が多く用いられていて、高出力を得るために、重厚な構成となっている。そのため、アシスト装置の重量が重くなり、剛体部材によって利用者の動きが制限される。

【0007】

そこで、本発明の発明者は、軽量であり装着感の良いアシスト装置を既に提案している（例えば、特願２０１９－０４３４６２）。そのアシスト装置は、利用者の肩部に装着される第一装着具と、利用者の左右の脚部に装着される第二装着具と、第一装着具と第二装着具とにわたって利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、アクチュエータとを備える。アクチュエータは、第一装着具に設けられていて、前記ベルト体の一部の巻き取り及び送り出しを可能とする。

【0008】

アクチュエータがベルト体の一部を巻き取ることで、ベルト体に張力が作用する。この張力がアシスト力となって利用者に作用する。これにより、利用者が例えば前記のとおり人に対する援助を行う際に、負担が軽減される。

【0009】

前記のようなベルト体を備えるアシスト装置は、様々な体格の利用者に用いられる。このため、ベルト体の長さを例えば標準身長に合わせて設定した場合、標準身長よりも身長の高い利用者が、そのアシスト装置を装着すると、ベルト体が必要以上に引っ張られる。すると、アシスト装置は、適切なアシスト力を発生させることができなかったり、歩行し難かったりする可能性がある。

【0010】

そこで、本開示の目的は、軽量であり装着感が良く、利用者の体格に応じたアシスト力を発生させることが可能となるアシス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】

【0011】

本開示のアシスト装置は、利用者の肩部及び胸部の少なくとも一方に装着される第一装着具と、前記利用者の左右の脚部それぞれ又は腰部に装着される第二装着具と、前記第一装着具と前記第二装着具とにわたって前記利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、前記第一装着具又は前記第二装着具に設けられ前記ベルト体の一部の巻き取り及び送り出しを可能とするアクチュエータと、前記アクチュエータの動作制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一装着具及び前記第二装着具が前記利用者に装着された状態で前記アクチュエータの動作が開始されると、第一巻き取り力によって前記ベルト体の巻き取りを実行し、当該ベルト体の巻き取りが完了すると、前記アクチュエータによる巻き取り力を、前記第一巻き取り力よりも小さい第二巻き取り力に変更する。

【0012】

前記構成を備えるアシスト装置によれば、ベルト体が第一装着具と第二装着具とにわたって利用者の背面側に沿って設けられる。アクチュエータによってベルト体が巻き取られると、ベルト体に張力が作用する。その張力により利用者の作業を補助するアシスト力が生まれ、利用者の身体の負担が軽減される。ベルト体は、軽量であり、また、利用者が姿勢を変えても身体に沿うことができ、利用者の動作に追従する。よって、装着感の良いアシスト装置が得られる。

【0013】

更に、前記構成を備えるアシスト装置によれば、利用者がアシスト装置を装着する際に、予めベルト体を緩ませていても、アクチュエータの動作が開始されると、ベルト体が利用者の体格（例えば身長）に応じた長さに自動的に調整される。そして、ベルト体の巻き取りが完了すると、前記第一巻き取り力より小さい第二巻き取り力に変更される。第二巻き取り力は小さいことから、アシスト装置の装着後、利用者の動作はベルト体によって阻害されない。ベルト体が利用者の体格に適合した長さに調整されているため、利用者の体格に応じたアシスト力を発生させることが可能となる。

【0014】

なお、ベルト体に張力が付与されていれば、第二巻き取り力は、ゼロであってもよいが、ゼロよりも大きいのが好ましい。つまり、好ましくは、前記ベルト体の巻き取りが完了すると、前記制御部は、前記アクチュエータによる巻き取り力を、前記第一巻き取り力よりも小さくゼロよりも大きい第二巻き取り力に変更する。
この構成によれば、アシスト装置の装着後、利用者が例えば姿勢を崩す等して小さく動いても、ベルト体が容易に緩まない。

【0015】

また、好ましくは、前記アクチュエータは、前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリ、及び、当該プーリに前記ベルト体の巻き取り動作をさせるためのモータを有し、前記制御部は、前記プーリ又は前記モータの回転に関するパラメータに基づいて、前記ベルト体の巻き取りの完了を検出する。
この構成によれば、簡単な構成により、ベルト体の巻き取り完了を検出することが可能となる。ベルト体の巻き取りが完了すると、アクチュエータによる巻き取り力が、第一巻き取り力から第二巻き取り力に変更される。

【0016】

また、好ましくは、前記アクチュエータは、前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリ、及び、当該プーリに前記ベルト体の巻き取り動作をさせるためのモータを有し、前記制御部は、前記モータへの供給電流を小さくすることで、前記アクチュエータによる巻き取り力を変更する。
この構成によれば、簡単な構成により、アクチュエータによるベルト体の巻き取り力を、前記第一巻き取り力より小さい第二巻き取り力に変更することが可能となる。

【0017】

利用者の身長によって第一巻き取り力によるベルト体の巻き取り量が異なる。そこで、好ましくは、前記アクチュエータは、前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリ、及び、当該プーリに前記ベルト体の巻き取り動作をさせるためのモータを有し、前記制御部は、前記アクチュエータによる巻き取り力を、前記第二巻き取り力に変更すると、当該変更した時点での前記モータの位相を、当該モータの位相の初期値として設定する。
この構成によれば、利用者の体格に応じて、モータの位相が初期設定される。その初期設定が基準となって、モータの回転の制御が可能となり、適切なアシスト力の発生が可能となる。

【0018】

また、好ましくは、前記アクチュエータは、モータと、複数の歯車により構成され前記モータの回転を減速して出力する減速機部と、前記減速機部の出力に起因して回転することで前記ベルト体を巻き取り可能であるプーリと、を有し、
前記プーリから前記ベルト体が送り出される際、前記モータが前記減速機部を通じて当該プーリに対して当該ベルト体を巻き取る方向のトルクを与えつつ、当該プーリは当該ベルト体を送り出す方向に回転する。
この構成によれば、プーリからベルト体が送り出される場合であっても、モータは減速機部を通じてそのプーリに対してベルト体を巻き取る方向のトルクを与える。つまり、ベルト体を巻き取る場合とベルト体を送り出す場合との双方で、ベルト体に張力が作用する。そして、ベルト体が巻き取られる場合であってもベルト体を送り出す場合であっても、減速機部において、歯車間のバックラッシュによるアシスト力発生の応答遅れ、及び、バックラッシュによる衝撃の発生を防止することが可能となる。

【0019】

前記アシスト装置において、第一装着具及び第二装着具が利用者に装着された状態で前記アクチュエータの動作が開始されると、前記第一巻き取り力によってベルト体の巻き取りが実行される。その第一巻き取り力が終始大きいと、巻き取り完了の際、ベルト体から利用者に伝わる衝撃力が大きくなってしまう可能性がある。
そこで、好ましくは、前記制御部は、前記アクチュエータの動作が開始されると、前記第一巻き取り力を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、当該開始時よりも小さくするように変化させる制御を行う。この構成によれば、ベルト体の巻き取り完了に向けて第一巻き取り力が弱くなる。このため、巻き取り完了の際、ベルト体から利用者に衝撃力が与えられるのを防ぐことが可能となる。

【0020】

また、前記制御部は、前記アクチュエータの動作が開始されると、前記ベルト体の巻き取り速度を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、当該開始時よりも低くするように変化させる制御を行うように構成されていてもよい。この場合、ベルト体の巻き取り完了に向けてベルト体の巻き取り速度が低くなる。このため、巻き取り完了の際、ベルト体から利用者に衝撃力が与えられるのを防ぐことが可能となる。

【発明の効果】

【0021】

本開示のアシスト装置によれば、軽量であり装着感が良く、利用者の体格に応じたアシスト力を発生させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】アシスト装置の一例を示す背面図である。

【図2】利用者の身体に取り付けられたアシスト装置の背面図である。

【図3】利用者の身体に取り付けられたアシスト装置の側面図である。

【図4】アシスト装置が装着された利用者が前傾姿勢となった状態を示す説明図である。

【図5】コントロールボックス及びベルト体の説明図である。

【図6】アシスト装置が備える制御構成を示すブロック図である。

【図7】初期設定処理を示すフロー図である。

【図8】アシスト装置を装着した利用者が姿勢を変化させる場合の説明図である。

【図9】他の形態のアシスト装置を示す側面図である。

【図10A】調整部の機能によるモータに供給する電流値の時間変化を示すグラフである。

【図10B】調整部の機能によるモータに供給する電流値の時間変化を示すグラフである。

【図11A】調整部の機能によるモータの回転速度の時間変化を示すグラフである。

【図11B】調整部の機能によるモータの回転速度の時間変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

〔アシスト装置１０の全体構成〕
図１は、アシスト装置の一例を示す背面図である。図２は、利用者の身体に取り付けられたアシスト装置の背面図である。図３は、利用者の身体に取り付けられたアシスト装置の側面図である。図４は、アシスト装置が装着された利用者が前傾姿勢（前屈姿勢）となった状態を示す説明図である。図１に示すアシスト装置１０は、利用者（人）の身体の一部である左右の肩部ＢＳに装着される一つの第一装着具１１と、その利用者の身体の他部である左右の脚部ＢＬに装着される二つの第二装着具１２とを備える。第一装着具１１は、利用者の肩部ＢＳ及び胸部ＢＢの少なくとも一方に装着されればよく、また、図示する形態以外であってもよい。本開示では、第二装着具１２は、脚部ＢＬの内の膝部ＢＮに装着される。第二装着具１２も、図示する形態以外であってもよい。

【0024】

本開示のアシスト装置１０において、左右は、アシスト装置１０を装着した直立姿勢にある利用者にとっての左右であり、前後は、その利用者にとっての前後であり、上下はその利用者にとっての上下である。上が利用者の頭側であり、下が利用者の足側である。

【0025】

アシスト装置１０は、第一装着具１１、及び左右の第二装着具１２の他に、ベルト体１３、アクチュエータ１４、制御部１５、バッテリ３７、及び、センサ３８を備える。

【0026】

第一装着具１１は、利用者の肩部ＢＳに装着される。一方の第二装着具１２は、利用者の左の膝部ＢＮに装着される。他方の第二装着具１２は、利用者の右の膝部ＢＮに装着される。左側の第二装着具１２と右側の第二装着具１２とは左右対称であるが、構成は同じである。第一装着具１１と二つの第二装着具１２とは、利用者の関節である腰部ＢＷを挟んで離れる二箇所、つまり肩部ＢＳ及び脚部ＢＬに装着される。

【0027】

第一装着具１１は、柔軟性を有する布地等によって構成されている。第一装着具１１は、利用者の背中に装着される背本体部２１と、背本体部２１と繋がる肩ベルト２２及び腋ベルト２３とを有する。肩ベルト２２及び腋ベルト２３により、背本体部２１が利用者に背負われた状態となる。腋ベルト２３は背本体部２１と肩ベルト２２とを繋いでいて、その長さが調整可能である。腋ベルト２３の長さ調整により、背本体部２１が利用者の背中に密着した状態となる。第一装着具１１は肩部ＢＳに対して前後、左右、及び上下方向に移動不能となって装着される。第一装着具１１には、例えば、肩部ＢＳに掛ける部分として、硬質の部材が含まれていてもよい。

【0028】

第二装着具１２は、柔軟性を有する布地等によって構成されている。第二装着具１２は、利用者の膝部ＢＮの後面側に装着される膝本体部２４と、膝本体部２４から延びて設けられている膝ベルト２５とを有する。膝ベルト２５は、膝部ＢＮの上下位置それぞれにおいて膝部ＢＮを周回し、その先端側が膝本体部２４に固定される。膝ベルト２５は、ベルトとバックル、又は、面ファスナー等の係止部材により、膝部ＢＮに対する巻き付き長さの調整が可能である。この調整により、膝本体部２４が膝部ＢＮの後面側に密着した状態となる。第二装着具１２は膝部ＢＮに対して前後、左右、及び上下方向に移動不能となって装着される。

【0029】

ベルト体１３は、第一装着具１１と第二装着具１２とを結ぶようにして、利用者の背面側に沿って設けられている。ベルト体１３は、上半身側に設けられている第一ベルト１６と、下半身に設けられている第二ベルト１７と、第一ベルト１６と第二ベルト１７とを連結している連結部材１８とを有する。第一ベルト１６及び第二ベルト１７それぞれは、長尺であり、可撓性を有する。連結部材１８は、金属製であり、「平カン」と称される矩形の環状体により構成されている。

【0030】

第一ベルト１６及び第二ベルト１７それぞれは、布製又は革製の帯状の部材であり、身体の形状に沿って湾曲可能である。なお、第一ベルト１６及び第二ベルト１７それぞれは、紐状のベルト（ワイヤーのような部材）であってもよい。本開示の第一ベルト１６及び第二ベルト１７それぞれは、非伸縮性の部材である、つまり、その長手方向に伸縮し難い特性又は伸縮しない特性を有する。

【0031】

本開示のアシスト装置１０は、コントロールボックス３０を備える。コントロールボックス３０は、第一装着具１１の背本体部２１に設けられている。図５は、コントロールボックス３０及びベルト体１３の説明図である。コントロールボックス３０は、板状であるベース３１と、ベース３１を覆うカバー３２とを有する。コントロールボックス３０の内部構造を説明するために、図５ではカバー３２が仮想線（二点鎖線）で示されている。ベース３１が、第一装着具１１の背本体部２１であってもよい。

【0032】

ベース３１とカバー３２との間に形成される空間に、アクチュエータ１４、制御部１５、バッテリ３７、及びセンサ３８等が設けられている。カバー３２には、開口（切り欠き）３２ａが形成されていて、この開口３２ａを第一ベルト１６が通過している。

【0033】

アクチュエータ１４は、コントロールボックス３０内に設けられている。つまり、アクチュエータ１４は第一装着具１１に設けられている。アクチュエータ１４はベルト体１３の一部の巻き取り及び送り出しを可能とする。そのために、アクチュエータ１４は、モータ３３、減速機部３４、及び駆動プーリ３５を有する。モータ３３は、ブラシレスＤＣモータである。モータ３３は、制御部１５から出力される駆動信号に基づいて、所定のトルク、所定の回転数で回転することができる。モータ３３は、制御部１５から出力される駆動信号に基づいて、正逆回転可能である。

【0034】

モータ３３の回転角度、回転速度、又は回転数等の回転に関するパラメータは、モータ３３に取り付けられている回転検出器３６によって検出される。本開示の回転検出器３６は、ロータリエンコーダであるが、ホールセンサ又はレゾルバであってもよい。回転検出器３６の検出結果は、制御部１５に入力される。制御部１５は、前記検出結果に基づいてモータ３３の動作を制御することで、アシスト装置１０は適切なアシスト力を生じさせることができる。

【0035】

減速機部３４は、複数の歯車３４ｇにより構成されていて、モータ３３の回転数を減速して、減速機部３４の出力軸３４ａを回転させる。出力軸３４ａに駆動プーリ３５が連結されていて、これらは一体回転する。駆動プーリ３５には、第一ベルト１６の一端部１６ａ側が取り付けられている。モータ３３の正回転により、駆動プーリ３５が一方向に回転すると、第一ベルト１６が駆動プーリ３５に巻き取られる。モータ３３の逆回転により、駆動プーリ３５が他方向に回転すると、駆動プーリ３５から第一ベルト１６が送り出される。

【0036】

このように、アクチュエータ１４は、ベルト体１３を巻き取り可能である駆動プーリ３５、及び、駆動プーリ３５にベルト体１３の巻き取り動作をさせるためのモータ３３を有する。第一ベルト１６が、アクチュエータ１４により巻き取られたり送り出されたりする。

【0037】

制御部１５は、マイクロコンピュータを含む制御ユニットにより構成されている。制御部１５は、後にも説明するが、アクチュエータ１４（モータ３３）の動作を制御する。前記センサ３８として、加速度センサが設けられている。センサ３８の信号は制御部１５に入力される。制御部１５はセンサ３８からの信号に基づいて利用者の姿勢を推定することが可能となる。バッテリ３７は、制御部１５、モータ３３、回転検出器３６、及びセンサ３８に電力を供給する。センサ３８は、コントロールボックス３０の外部に設けられていてもよい。

【0038】

〔ベルト体１３について〕
ベルト体１３は、前記のとおり、第一ベルト１６と第二ベルト１７と連結部材１８とを有する。第一ベルト１６の一端部１６ａ側が、駆動プーリ３５に巻かれて固定されている。第一ベルト１６の他端部１６ｂ側が、連結部材１８に固定されている。駆動プーリ３５に第一ベルト１６が巻き取られると、連結部材１８は引き上げられる。連結部材１８が強制的に引き下げられると、駆動プーリ３５から第一ベルト１６が巻き出される（引き出される）。駆動プーリ３５における第一ベルト１６の巻き取り量又は巻き出し量（引き出し量）と、モータ３３の出力軸の回転量との間には相関がある。ベルト体１３の巻き取り又は巻き出しに伴うモータ３３の回転に関するパラメータが、回転検出器３６によって検出される。

【0039】

前記のとおり、連結部材１８は、矩形の環状体により構成されている。その環状体の一辺側（上辺側）の軸部２７ａが第一取り付け部２７であり、第一取り付け部２７に第一ベルト１６の端部１６ｂが取り付けられている。本開示では、第一ベルト１６が第一取り付け部２７に対して取り外し不能となっているが、バックル等によって取り外し可能となっていてもよい。

【0040】

連結部材１８を構成する前記矩形の環状体の他辺側（下辺側）が、第二ベルト１７を取り付けるための第二取り付け部２８である。このように、連結部材１８は、第一ベルト１６を取り付けるための第一取り付け部２７と、第二ベルト１７を取り付けるための第二取り付け部２８とを有する。

【0041】

第二取り付け部２８は、第二ベルト１７を、その途中（途中部１７ｃ）で折り返した状態で支持している。本開示の第二取り付け部２８は、第一取り付け部２７と一体である軸部２８ａと、軸部２８ａに回転自在となって支持されている回転プーリ２９とを有する。回転プーリ２９に、第二ベルト１７が、その途中で折り返された状態で掛けられている。この構成により、第二取り付け部２８に、第二ベルト１７は固定されておらず、第二ベルト１７を、折り返した状態であるが、その長手方向の両方向（図５の矢印Ｘ方向）に移動自在として支持する構成が得られる。

【0042】

図２において、第二ベルト１７は、第二装着具１２に取り付けられている。具体的に説明すると、第二ベルト１７は一本の帯状部材により構成されている。第二ベルト１７の一端部１７ａ側が、左の第二装着具１２に取り付けられている。第二ベルト１７の他端部１７ｄ側が、右の第二装着具１２に取り付けられている。前記のとおり、第二ベルト１７の途中部１７ｃが、連結部材１８に掛けられている。

【0043】

前記のような第二ベルト１７の構成によれば、その第二ベルト１７は、連結部材１８から左の第二装着具１２までの左第二ベルト部１９と、連結部材１８から右の第二装着具１２までの右第二ベルト部２０とを有する。前記のとおり（図５参照）、第二ベルト１７は、第二取り付け部２８（回転プーリ２９）に掛けられていて、固定されていないことから、左第二ベルト部１９の長さと右第二ベルト部２０の長さとは、自由に変更可能となる。ただし、左第二ベルト部１９の長さと右第二ベルト部２０の長さとの合計は一定である。この構成により、利用者の例えば歩行が第二ベルト１７によって制限されず、利用者は楽に歩行できる。

【0044】

第二ベルト１７は、更に、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とを連結する繋ぎ部材３９を有する。繋ぎ部材３９は、第二ベルト１７の折り返し部（途中部１７ｃ）と二つの第二装着具１２との固定部（一端部１７ａ，他端部１７ｄ）との間の中間位置において、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とを連結している。前記折り返し部は、連結部材１８において第二ベルト１７が折り返されている部分である。前記固定部は、二つの第二装着具１２それぞれに第二ベルト１７が固定されている部分である。

【0045】

例えば利用者が直立姿勢から図４に示すように前屈姿勢となるように姿勢を変更した場合に、繋ぎ部材３９によれば、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０との左右の間隔が広がってしまうのを防止することが可能となる。つまり、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とが利用者の脚部ＢＬにおける背面側に沿わないようになるのを防止することが可能となる。

【0046】

〔センサ３８及び制御部１５について〕
図５において、前記のとおり、センサ３８は、加速度センサにより構成されている。制御部１５は、各種の演算処理を実行可能である。センサ３８からの信号を制御部１５が演算処理することで、利用者の動作及び姿勢を検出することができる。センサ３８は、利用者の姿勢に応じた信号を出力する構成を有し、利用者の姿勢を検出するための姿勢検出器として機能する。例えば、利用者の上半身の姿勢が前傾姿勢にあるのか直立姿勢にあるのかの状態を検出したり、しゃがんだ状態となったことを検出したりできる。

【0047】

また、モータ３３による駆動プーリ３５でのベルト体１３の巻き取り量及び送り出し量と、利用者の姿勢とは相関がある。このため、前記回転検出器３６が検出するモータ３３の回転角に基づいて、制御部１５は利用者の姿勢を推定することができる。回転検出器３６が、利用者の姿勢を検出するための姿勢検出器として機能する。

【0048】

制御部１５は、センサ３８及び回転検出器３６の一方又は双方からの信号を処理し、その処理の結果、つまり、利用者の姿勢に応じて、アクチュエータ１４（モータ３３）へ駆動信号を出力する。駆動信号に基づいて、アクチュエータ１４（モータ３３）は動作し、ベルト体１３の巻き取り及び送り出し、並びに、その一時停止等が行われる。

【0049】

アシスト装置１０が利用者に装着された状態で、制御部１５の制御により、常時、モータ３３は、アシスト力を発生させる場合と比べて弱い力でベルト体１３を巻き取る方向に動作していて（後述の第二巻き取り力としてトルクを発生させていて）、ベルト体１３に弱い張力を生じさせている。これにより、ベルト体１３が緩まない。

【0050】

利用者が姿勢を変化させると、例えば、直立姿勢から前傾姿勢になると、ベルト体１３にはその姿勢の変化に起因して張力が生じる。そこで、この場合、前傾姿勢となるように姿勢変化を開始すると、アクチュエータ１４の動力によらず、ベルト体１３の張力によりモータ３３を強制的に回転させて（モータ３３は空転して）、ベルト体１３は巻き出される。又は、前傾姿勢となるように姿勢変化を開始すると、アクチュエータ１４は動作して、つまり、モータ３３を回転駆動して、ベルト体１３を送り出す。

【0051】

反対に、利用者が前傾姿勢から直立姿勢になると、ベルト体１３はその姿勢の変化に起因して緩もうとする。そこで、この場合、直立姿勢となるように姿勢変化を開始すると、ベルト体１３に作用する張力を維持するために、アクチュエータ１４は動作して、つまり、モータ３３を回転駆動して、ベルト体１３を巻き取る。

【0052】

このように、利用者の姿勢変更により、ベルト体１３の巻き取り又は送り出しがされる。この巻き取り又は送り出しでは、能動的に又は受動的にモータ３３が所定の回転角だけ回転する。この際の回転角が、回転検出器３６によって検出される。このように、利用者の姿勢変更によるベルト体１３の巻き取り又は送り出しの際のアクチュエータ１４（モータ３３）の動作量が、回転検出器３６によって検出される。
そして、制御部１５が、利用者の姿勢変更によるベルト体１３の巻き取り又は送り出しの際のアクチュエータ１４の動作量（モータ３３の回転角）を取得し、その動作量に基づいて、利用者にアシスト力を付与するためにアクチュエータ１４の動作の制御を行う。

【0053】

図６は、アシスト装置１０が備える制御構成を示すブロック図である。制御部１５は、マイクロコンピュータを含む制御ユニットにより構成されていて、演算処理ユニット（ＣＰＵ）１５ａ及びメモリ等の記憶装置（記憶部）１５ｂを備える。演算処理ユニット１５ａは、記憶装置１５ｂに記憶されている各種プログラム及び各種パラメータ等に基づいて、種々の演算処理を実行する。本開示の制御部１５は、演算処理ユニット１５ａによる演算処理によって実現される機能部として、起動部４２ａ、調整部４２ｂ、及び設定部４２ｃを備える。制御部１５は、更に、モータ３３の動作制御を行う駆動回路（モータドライバ）１５ｃを含む。前記の各機能部と駆動回路１５ｃとが協働することでモータ３３は所定の動作を実行する。

【0054】

アシスト装置１０が利用者に装着された状態で、起動スイッチ４１がオン状態にされると、制御部１５は、初期設定処理を行う。なお、起動スイッチ４１は、コントロールボックス３０（図１参照）又は肩ベルト２２等に設けられていて、利用者によって操作される。起動スイッチ４１は、アシスト装置１０の起動及び停止を行うためのスイッチである。

【0055】

起動部４２ａは、アクチュエータ１４を起動させ、ベルト体１３の巻き取りを開始する。つまり、起動部４２ａは、モータ３３を回転させることで、ベルト体１３を駆動プーリ３５に巻き取らせる。

【0056】

調整部４２ｂは、ベルト体１３の巻き取り力を調整する。ベルト体１３の巻き取り力は、駆動プーリ３５の回転トルクに基づいて発生し、その回転トルクはモータ３３の出力トルクに基づいて発生する。このため、調整部４２ｂは、ベルト体１３の巻き取り力を調整するために、駆動回路１５ｃを制御して、モータ３３の出力トルクを変更する。調整部４２ｂは、モータ３３への供給電流を小さくすることで、モータ３３の出力トルクを小さくすることができる。つまり、モータ３３への供給電流が小さくなることで、後に説明するように、アクチュエータ１４による巻き取り力が、第一巻き取り力よりも小さい第二巻き取り力に変更される。また、調整部４２ｂは、モータ３３への供給電流を大きくすることで、モータ３３の出力トルクを大きくすることができる。

【0057】

アシスト装置１０が利用者に装着されると、起動部４２ａによってベルト体１３の巻き取りが開始される。後にも説明するが、作業を行う利用者にアシスト力を付与するためには、ベルト体１３が弛んでいない状態、つまり、ベルト体１３が駆動プーリ３５に巻き取られて巻き取りが完了した状態（この状態が「初期状態」である。）から、モータ３３を回転させてベルト体１３の巻き取り及び送り出しが行われる。前記初期状態からのモータ３３の回転量に応じてベルト体１３の巻き取り量及び送り出し量が変化する。その変化に応じてベルト体１３に作用する張力及び張力が作用する時間が調整され、その張力及び時間に応じたアシスト力が発生する。

【0058】

つまり、前記初期状態からのモータ３３の回転量はアシスト力に影響を与える。モータ３３の回転量を制御するためには、モータ３３の位相の初期値を設定することが重要である。そして、利用者の体格（身長）に応じて、前記のような起動部４２ａによる巻き取り完了までの巻き取り量が異なる。つまり、巻き取り完了までのモータ３３の回転量は、利用者によって異なる。そこで、初期設定処理では、後に具体例を説明するが、モータ３３の位相の初期値の設定が設定部４２ｃによって行われる。

【0059】

〔初期設定処理について〕
制御部１５が有する各機能部による初期設定処理について、図６及び図７により説明する。図７は、初期設定処理を示すフロー図である。初期設定処理が行われてから、利用者の実際の動作（作業）に応じてアシスト装置１０がアシスト力を発生させる。アシスト力の発生については、後に説明する。

【0060】

アシスト装置１０（図１、図２参照）の第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者の身体の所定部位に装着されると、初期設定処理が開示される（図７のステップＳ１）。なお、第一装着具１１及び第二装着具１２を利用者に装着するために、ベルト体１３は予め駆動プーリ３５から引き出されていて、ベルト体１３は弛んだ状態にある。

【0061】

第一装着具１１及び第二装着具１２が装着された利用者は、直立姿勢にある。利用者等によって起動スイッチ４１がオフ状態からオン状態に切り替えられると、起動部４２ａは、アクチュエータ１４を起動させ、ベルト体１３の巻き取りを開始する（図７のステップＳ２）。つまり、モータ３３が回転し、ベルト体１３が駆動プーリ３５に巻き取られる。モータ３３の回転開始から第一巻き取り力によってベルト体１３が巻き取られる。第一巻き取り力を発生させるために、モータ３３に供給される電流値はα［アンペア］である。

【0062】

調整部４２ｂは、回転検出器３６の検出信号を刻々と取得し、モータ３３の回転速度（回転に関するパラメータ）の検出値と、そのパラメータの閾値εとを比較する（図７のステップＳ３）。前記検出値が前記閾値ε以上である間、モータ３３に供給する電流値はα［アンペア］であり、ベルト体１３は第一巻き取り力による巻き取りが継続される。

【0063】

前記検出値が前記閾値ε未満になると（図７のステップＳ３でＹｅｓの場合）、調整部４２ｂは、ベルト体１３の巻き取りが完了したと推定する（図７のステップＳ４）。前記検出値が前記閾値ε未満になると、調整部４２ｂは、モータ３３に供給する電流値をβ［アンペア］に変更する（図７のステップＳ５）。変更後の電流値であるβ［アンペア］は、変更前の電流値であるα［アンペア］以下であり、本実施形態ではα［アンペア］よりも小さい（β＜α）。なお、β［アンペア］は、ゼロ以上であればよいが、本実施形態では、ゼロよりも大きい値である。

【0064】

これにより、アクチュエータ１４によるベルト体１３の巻き取り力が、第二巻き取り力に変更される。変更後の第二巻き取り力は、第一巻き取り力以下であり、本実施形態では、第一巻き取り力よりも小さい。第二巻き取り力は、ベルト体１３に作用する張力よって利用者の動作を阻害せず、利用者が自由に動作可能となる程度の張力をベルト体１３に生じさせる巻き取り力である。なお、利用者が直立の姿勢で、第二巻き取り力がゼロであっても、ベルト体１３に張力が付与されていればよい。β＝０である場合、第二巻き取り力はゼロとなる。このように、調整部４２ｂは、モータ３３への供給電流を小さくすることで、アクチュエータ１４によるベルト体１３の巻き取り力を、第一巻き取り力よりも小さい第二巻き取り力に変更する。

【0065】

巻き取り力を変化させるタイミングは、ベルト体１３の弛みが解消されたタイミングである。そのタイミングは、前記のとおり、回転検出器３６によって、モータ３３の回転に関するパラメータに基づいて検出される。つまり、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着されると、モータ３３が駆動プーリ３５を回転させ、弛んだ状態にあるベルト体１３を第一巻き取り力によって駆動プーリ３５に巻き取る。やがて、ベルト体１３の弛んだ状態が解消される。すると、駆動プーリ３５は回転不能となり、駆動プーリ３５の回転速度は遅くなり、やがてその回転が停止する。これに伴って、モータ３３においても回転速度は遅くなり、やがてその回転が停止する。この状態がベルト体１３の巻き取りが完了した状態である。そこで、回転検出器３６が、モータ３３の回転速度（回転に関するパラメータ）が変化したタイミングを検出する。つまり、回転検出器３６により回転速度が閾値ε未満となったことを検出したタイミングを、巻き取り力を変化させるタイミングとする。

【0066】

なお、本開示では、モータ３３の回転が回転検出器３６によって検出され、この検出に基づいて巻き取り力の変更の処理が実行される。しかし、駆動プーリ３５の回転が（図示しない）回転検出器によって検出され、その検出に基づいて巻き取り力の変更の処理が実行されてもよい。つまり、調整部４２ｂは、モータ３３又は駆動プーリ３５の回転に関するパラメータ（例えば回転速度）に基づいて、ベルト体１３の巻き取りの完了を検出（推定）すればよい。そして、巻き取り力が変更される。

【0067】

前記のとおり、ベルト体１３の巻き取り力が第二巻き取り力に変更されると、設定部４２ｃは、モータ３３の位相（回転角）の初期値を設定する（図７のステップＳ６）。本開示では、前記のように巻き取り力が変更された時点でのモータ３３の出力軸の位相（回転角）が、初期値として「ゼロ」に設定される（つまり、リセットされる）。

【0068】

初期値が設定されると、それ以降、モータ３３の回転量はその初期値が基準とされて制御される。これにより、アシスト力を生じさせるために、正確なモータ３３の回転量が管理される。モータ３３の回転量は、駆動プーリ３５におけるベルト体１３の巻き取り量及び送り出し量と対応する。ベルト体１３の巻き取り量は、ベルト体１３に作用する張力の大きさ及び張力が作用する時間と相関があり、後に説明するが、ベルト体１３の張力がアシスト力を生じさせる。よって、モータ３３の回転量を正確に管理することで、所望のアシスト力を生じさせることが可能となる。

【0069】

〔第一巻き取り力（ベルト体１３の巻き取り速度）の変更調整〕
前記のとおり、初期設定処理において、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着された状態でアクチュエータ１４が有するモータ３３の動作が開始されると、第一巻き取り力によってベルト体１３の巻き取りが実行される。ベルト体１３の巻き取り力は、アクチュエータ１４が有する駆動プーリ３５の回転トルクに基づいて発生し、その回転トルクはモータ３３の出力トルクに基づいて発生する。
そこで、制御部１５が有する調整部４２ｂは、ベルト体１３の巻き取り力を調整する機能を有する。具体的には、調整部４２ｂは、モータ３３への供給電流を変更する制御を行うことで、ベルト体１３の巻き取り力、つまり、モータ３３の出力トルクを変更する。

【0070】

前記の初期設定処理の説明では、第一巻き取り力を発生させるために、モータ３３に供給される電流値をα［アンペア］としている。なお、ベルト体１３の巻き取りが完了すると、調整部４２ｂは、モータ３３に供給する電流値をβ［アンペア］に変更する（ただし、β＜α）。

【0071】

ここで、初期設定処理において、第一巻き取り力が終始大きいと、巻き取り完了の際、ベルト体１３から利用者に伝わる衝撃力が大きくなってしまう可能性がある。そこで、調整部４２ｂは、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着された状態でモータ３３の動作が開始されると、前記第一巻き取り力を小さくする方向に変化させる制御を行う。

【0072】

この制御を実現するために、調整部４２ｂは、モータ３３に供給する電流値（電流指令値）を変化させる。つまり、電流指令値α［アンペア］が可変となる。図１０Ａ及び図１０Ｂは、調整部４２の機能によるモータ３３に供給する電流値の時間変化を示すグラフである。図１０Ａに示す形態では、調整部４２により、モータ３３の回転開始（時刻ｔ０）から前記電流指令値を徐々に低下させる制御が実行される。
また、その変形例として、図１０Ｂに示すように、モータ３３の回転開始（時刻ｔ０）から前記電流指令値を段階的に低下させる制御が実行されてもよい。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、調整部４２ｂは、第一巻き取り力を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、その開始時よりも小さくするように変化させる制御を行う。

【0073】

図１０Ａ及び図１０Ｂに示す形態では、電流指令値が、最終的にγ［アンペア］に近づくように設定されている（プログラミングされている）。電流指令値がγ［アンペア］に近づく途中（例えば時刻ｔ１）で、又は、電流指令値がγ［アンペア］に近づいて一定となった時点（例えば時刻ｔ２）で、ベルト体１３の巻き取り完了が検出されると、その後、調整部４２ｂは、電流指令値をβ［アンペア］に変更する。これにより、ベルト体１３の巻き取り力が、第一巻き取り力の初期値よりも小さい第二巻き取り力に変更される。電流指令値βは、図１０Ａ（図１０Ｂ）に示すように、電流指令値γよりも大きくてもよいが、βはγよりも小さくてもよく、又は、βはγと同じであってもよい。

【0074】

別の観点から説明すると、調整部４２ｂは、ベルト体１３の巻き取り速度を調整する機能を有していてもよい。つまり、調整部４２ｂは、モータ３３の回転速度を変更する制御を行ってもよい。図１１Ａ及び図１１Ｂは、調整部４２の機能によるモータ３３の回転速度の時間変化を示すグラフである。図１１Ａに示す形態では、調整部４２により、モータ３３の回転開始（時刻ｔ０）からその回転速度を徐々に低下させる制御が実行される。
その変形例として、図１１Ｂに示すように、モータ３３の回転開始（時刻ｔ０）からその回転速度を段階的に低下させる制御が実行されてもよい。

【0075】

図１１Ａ及び図１１Ｂに示す形態では、調整部４２ｂは、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着された状態でアクチュエータ１４のモータ３３の動作が開始されると、ベルト体１３の巻き取り速度を、低くする方向に変化させる制御を行う。具体的には、調整部４２ｂは、ベルト体１３の巻き取り速度を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、その開始時よりも低くするように変化させる制御を行う。そして、ベルト体１３の巻き取りが完了すると（巻き取り完了が検出されると）、ベルト体１３の巻き取り速度はゼロとなる。

【0076】

前記初期設定処理において、モータ３３の動作が開始されると、ベルト体１３の巻き取り力は比較的大きく、ベルト体１３の巻き取り速度は比較的高い。このため、ベルト体１３が利用者の体格（例えば身長）に応じた長さに自動的に調整され、しかも、その処理が迅速に行われる。
そして、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す制御が実行されることで、ベルト体１３の巻き取り完了に向けて第一巻き取り力が弱くなる。
また、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す制御が実行されることで、ベルト体１３の巻き取り完了に向けてベルト体１３の巻き取り速度が低くなる。
以上より、巻き取り完了の際、ベルト体１３から利用者に衝撃力が与えられるのを防ぐことが可能となる。

【0077】

〔アシスト装置１０によるアシスト力について〕
図８は、前記アシスト装置１０を装着した利用者が姿勢を変化させる場合の説明図である。この姿勢の変化に対して、アシスト装置１０は、利用者にアシスト力を付与することができる。

【0078】

前記の初期設定処理が完了し、アクチュエータ１４のモータ３３によって第一ベルト１６が駆動プーリ３５に巻き取られると、連結部材１８は第二ベルト１７をアクチュエータ１４側、つまり、上側に引き上げる。第二ベルト１７は、その両端部１７ａ，１７ｄが左右の第二装着具１２に取り付けられている。第二装着具１２は膝部ＢＮに固定されている。このため、第一ベルト１６が駆動プーリ３５に巻き取られると、第一ベルト１６及び第二ベルト１７に張力が作用する。この張力が、利用者に対するアシスト力（補助力）として作用する。

【0079】

利用者が直立姿勢から前傾姿勢となる場合について説明する。前傾姿勢となるように姿勢変化を開始すると、アクチュエータ１４はベルト体１３を送り出す。又は、アクチュエータ１４の動力によらず、ベルト体１３は巻き出される。これにより、利用者は無理なく、前傾姿勢となることができる。鉛直線に対する利用者の上半身の前傾角度がθになり、利用者がその前傾角度θで停止すると、ベルト体１３の送り出し（巻き出し）が停止される。なお、姿勢変化の開始及び終了は、回転検出器３６又はセンサ３８によって検出可能である。

【0080】

利用者が前傾姿勢から直立姿勢になる方向に姿勢変化を開始すると、アクチュエータ１４はベルト体１３を巻き取る。これにより、ベルト体１３には張力が生じる。この張力により、第一装着具１１には、後方へ向かう作用力Ｆ１が生じる。つまり、前傾姿勢の利用者の上半身を起き上がらせる方向の作用力Ｆ１が生じる。また、これと同時に、第二ベルト１７は、その張力により、利用者の左臀部及び右臀部を前方に押し出す作用力Ｆ２が生じる。これにより、利用者は前傾姿勢から直立姿勢に楽に復帰することが可能となる。

【0081】

また、図４に示すように、利用者が、上半身を前傾させ、膝部を曲げた屈曲姿勢（屈んだ姿勢）となる場合にも、アシスト装置１０は、利用者にアシスト力を付与することができる。利用者が、屈曲姿勢から、直立姿勢となる場合、例えば、物や被介助者の身体の一部を持ち上げる場合、アクチュエータ１４はベルト体１３を巻き取る。これにより、ベルト体１３には張力が生じる。

【0082】

この張力により、第一装着具１１には、後方へ向かう作用力Ｆ１が生じる。つまり、前傾姿勢の利用者の上半身を起き上がらせる方向の作用力Ｆ１が生じる。また、これと同時に、第二ベルト１７は、その張力により、利用者の左臀部及び右臀部を前方に押し出す作用力Ｆ２が生じる。更に、第二装着具１２には、後方への作用力Ｆ３が生じる。前記のような作用力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３により、利用者の前屈姿勢における背筋及び大腿四頭筋等の筋力負荷を軽減して、荷物の持ち上げ動作を補助することができる。

【0083】

利用者が、直立姿勢から、屈曲姿勢となる場合においても、アシスト装置１０は機能する。例えば、利用者が、物や被介助者の身体の一部を持ち下げる場合である。この場合、アクチュエータ１４は、ベルト体１３の送り出しにブレーキ力を作用させながら、そのベルト体１３を送り出す。つまり、モータ３３は、ベルト体１３を送り出す方向に回転するが、そのモータ３３に、巻き取りの方向のトルクを発生させる。これにより、ベルト体１３には張力が生じる。この場合においても、前記のような作用力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３により、アシスト装置１０は、利用者の前屈姿勢における背筋及び大腿四頭筋等の筋力負荷を軽減して、持ち下げ動作を補助することができる。
以上のように、本開示のアシスト装置１０によれば、前屈姿勢における腰部の筋負担を軽減し、腰痛を防ぐことが可能となる。

【0084】

また、本開示のアシスト装置１０によれば、利用者が、左右の脚部ＢＬの一方を前、他方を後ろとした状態（左右非対称の状態）で屈曲姿勢となっていても、第二ベルト１７のうちの左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とのうちの一方（前に脚部が出ている側）が、他方よりも自動的に長くなることができる。この状態でアクチュエータ１４により第一ベルト１６が巻き取られると、第二ベルト１７にも張力が作用し、その張力が左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０との双方に作用し、張力が逃げない。よって、前記のように、利用者が左右非対称の姿勢となっていても、本開示のアシスト装置１０によれば、適切なアシスト力を利用者に作用させることが可能となる。

【0085】

利用者が前傾姿勢の状態を維持する場合にも、本開示のアシスト装置１０によれば、その姿勢を容易に維持させることが可能となる。つまり、図８の右側の図に示すように、利用者が第一の前傾姿勢となった状態で、アクチュエータ１４の動作は停止し、ベルト体１３の送り出しを不能とする。利用者は更に前傾姿勢（第二の前傾姿勢）となろうとしても、第一装着具１１と第二装着具１２とを繋ぐベルト体１３の張力によって、第二の前傾姿勢をとることができない。つまり、アシスト装置１０は、利用者の第一の前傾姿勢を維持させようとする。利用者にとっては、第一の前傾姿勢を維持することが容易となる。この結果、例えば、長時間、利用者が作業のために第一の前傾姿勢を継続する場合に、身体の負担が小さくなる。

【0086】

〔本開示のアシスト装置１０について〕
以上のように、本開示のアシスト装置１０は（図２参照）、利用者の肩部ＢＳに装着される第一装着具１１と、その利用者の左右の脚部ＢＬそれぞれに装着される第二装着具１２と、ベルト体１３と、アクチュエータ１４とを備える。ベルト体１３は、第一装着具１１と第二装着具１２とにわたって利用者の背面側に沿って設けられる。アクチュエータ１４は、第一装着具１１に設けられていて、ベルト体１３の一部の巻き取り及び送り出しを可能とするように構成されている。

【0087】

ベルト体１３は、アクチュエータ１４により巻き取り及び送り出しされる第一ベルト１６と、第二装着具１２に取り付けられている第二ベルト１７と、第一ベルト１６と第二ベルト１７とを連結している連結部材１８とを有する。

【0088】

このアシスト装置１０によれば、ベルト体１３が第一装着具１１と第二装着具１２とにわたって利用者の背面側に沿って設けられる。アクチュエータ１４がベルト体１３（第一ベルト１６）を巻き取ることで、第一ベルト１６及び第二ベルト１７に張力が作用する。その張力により利用者の作業を補助するアシスト力が生まれ、利用者の身体の負担が軽減される。

【0089】

例えば、利用者（介助者）が、荷重（被介助者）を手で支えながら前傾姿勢から直立姿勢になる際（図６参照）、アクチュエータ１４がベルト体１３を巻き取ることで、そのベルト体１３に張力が作用する。その張力により利用者が前傾姿勢から直立姿勢になりやすく、利用者の身体の負担が軽減される。つまり、アクチュエータ１４によりベルト体１３に作用する張力がアシスト力として発生する。

【0090】

本開示のアシスト装置１０は、前記のように初期設定処理を実行するため、及び、アシスト力を利用者に付与するため、アクチュエータ１４の動作制御を実行する制御部１５を備える。制御部１５は、初期設定処理のために、次の動作制御を実行する。すなわち、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着された状態でアクチュエータ１４の動作が開始されると、第一巻き取り力によってベルト体１３の巻き取りを実行する。ベルト体１３の巻き取りが完了すると、アクチュエータ１４による巻き取り力を、前記第一巻き取り力よりも小さい第二巻き取り力に変更する。

【0091】

この初期設定処理によれば、利用者がアシスト装置１０を装着する際に、予めベルト体１３を緩ませていても、アクチュエータ１４の動作が開始されると、ベルト体１３が利用者の体格（例えば身長）に応じた長さに自動的に調整される。そして、ベルト体１３の巻き取りが完了すると、第一巻き取り力より小さい第二巻き取り力に変更される。第二巻き取り力は小さいことから、アシスト装置１０の装着後、利用者の動作はベルト体１３によって阻害されない。
ベルト体１３が利用者の体格に適合した長さに調整されているため、利用者の体格に応じたアシスト力を発生させることが可能となる。

【0092】

本開示では、初期設定処理において、ベルト体１３の巻き取りが完了すると、制御部１５（調整部１５ｂ）は、アクチュエータ１４による巻き取り力を、第一巻き取り力よりも小さくゼロよりも大きい第二巻き取り力に変更する。巻き取り力の変更後、第二巻き取り力を生じさせる回転トルクがモータ３３に生じている状態が維持される。つまり、常にベルト体１３を巻き取る方向にモータ３３は回転トルクを発生させている。ただし、第二巻き取り力は、前記のとおり弱い力であり、ベルト体１３に張りを備えさせる程度であり、利用者に負担をかけない。このため、アシスト装置１０の装着後、利用者が姿勢を崩す等して小さく動いても、ベルト体１３が容易に緩まない。

【0093】

アシスト装置１０を装着する利用者の身長によって、初期設定処理の際、第一巻き取り力によるベルト体１３の巻き取り量が異なる。また、予め弛んだ状態としたベルト体１３の長さによって、ベルト体１３の巻き取り完了までの巻き取り量が異なる。そこで、制御部１５は、アクチュエータ１４による巻き取り力を、第二巻き取り力に変更すると、その変更した時点でのモータ３３の位相を、モータ３３の位相の初期値として設定する。これにより、利用者の体格に応じて、モータ３３の位相が初期設定される。その初期設定が基準となって、アシスト力を生じさせるための、モータ３３の回転の制御が可能となる。この結果、ベルト体１３（第一ベルト１６）の巻き取り量を正確に制御することができ、適切なアシスト力の発生が可能となる。

【0094】

図５において説明したように、アクチュエータ１４は、モータ３３と、減速機部３４と、駆動プーリ３５とを有する。減速機部３４は、複数の歯車３４ｇにより構成されていて、モータ３３の回転を減速して出力する。駆動プーリ３５は、減速機部３４の出力に起因して回転することでベルト体１３を巻き取り可能である。
駆動プーリ３５にベルト体１３を巻き取る際、モータ３３が減速機部３４を通じて駆動プーリ３５に対して一方向のトルクを与えることで、駆動プーリ３５はベルト体１３を巻き取る方向に回転する。

【0095】

また、例えば、利用者の姿勢変更に伴う外力によってベルト体１３が引っ張られて、駆動プーリ３５からベルト体１３が送り出される際、制御部１５はモータ３３を次のように回転させて駆動プーリ３５にトルクを与え、駆動プーリ３５は回転する。すなわち、駆動プーリ３５からベルト体１３が送り出される際、モータ３３が減速機部３４を通じて駆動プーリ３５に対してベルト体１３を巻き取る方向のトルクを与えつつ、駆動プーリ３５はベルト体１３を送り出す方向に回転する。

【0096】

このように、ベルト体１３が駆動プーリ３５に巻き取られる場合であっても、ベルト体１３が駆動プーリ３５から送り出される場合であっても、モータ３３がトルクを発生させる方向は同じである。制御部１５は、モータ３３に対してベルト体１３を巻き取る方向にトルクを発生させる制御を行う。

【0097】

この構成によれば、ベルト体１３を巻き取る場合とベルト体１３を送り出す場合との双方で、ベルト体１３に張力が作用する。このため、アシスト装置１０を利用者が装着した状態で、ベルト体１３が緩まない。つまり、常に、ベルト体１３が巻き取られる方向に、そのベルト体１３に張力が作用する。
そして、ベルト体１３が送り出される場合、減速機部３４に含まれる歯車３４ｇの回転方向が、ベルト体１３を巻き取る場合の方向と反対の方向であるが、ベルト体１３を送り出す場合と巻き取る場合とで、噛み合う歯車３４ｇ，３４ｇ間において、一方の歯車３４ｇの歯のうち、他方の歯車３４ｇの歯が当たる面は片側のみとなる。つまり、噛み合う歯車３４ｇ，３４ｇ同士の歯は常に同じ面で当たる。このため、バックラッシュが大きくても、アシスト力発生に関する応答性に影響を与えない。

【0098】

このように、ベルト体１３が巻き取られる場合であってもベルト体１３を送り出す場合であっても、前記構成によれば、減速機部３４において、歯車３４ｇ，３４ｇ間のバックラッシュによるアシスト力発生の応答遅れを防止することができ、また、バックラッシュによる衝撃の発生を防止することが可能となる。
また、前記のとおり、減速機部３４の歯車３４ｇ，３４ｇ間でバックラッシュをある程度大きくすることが可能となるため、歯車精度をさほど高めなくて済む。この結果、減速機部３４を構成する歯車３４ｇの製造コストを低減することが可能となる。なお、減速機部３４に含まれる歯車３４ｇは、平歯車以外であってもよく、はすば歯車又はやまば歯車等であってもよい。

【0099】

前記初期設定処理において、図１０Ａ及び図１０Ｂにより説明したように、制御部１５は、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着された状態でアクチュエータ１４（モータ３３）の動作が開始されると、前記第一巻き取り力を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、その開始時よりも小さくするように変化させる制御を行う。この構成により、ベルト体１３の巻き取り完了に向けて第一巻き取り力が弱くなる。このため、巻き取り完了の際、ベルト体１３から利用者に衝撃力が与えられるのを防ぐことが可能となる。

【0100】

また、図１０Ａ及び図１０Ｂにより説明したように、制御部１５は、第一装着具１１及び第二装着具１２が利用者に装着された状態でアクチュエータ１４（モータ３３）の動作が開始されると、ベルト体１３の巻き取り速度を、巻き取りの開始時よりも後の時間帯で、その開始時よりも低くするように変化させる制御を行うように構成されていてもよい。この場合、ベルト体１３の巻き取り完了に向けてベルト体１３の巻き取り速度が低くなる。このため、巻き取り完了の際、ベルト体１３から利用者に衝撃力が与えられるのを防ぐことが可能となる。

【0101】

〔他のアシスト装置１０〕
前記開示のアシスト装置１０は、第二装着具１２が利用者の脚部ＢＬに装着されている。図９に示すように、第二装着具１２は、利用者の腰部ＢＷに装着されていてもよい。この場合、第二装着具１２は、腰ベルト形であってもよく、パンツ形であってもよい。第二装着具１２が腰部ＢＷに装着される場合、アクチュエータ１４は、第一装着具１１に取り付けられていてもよいが、第二装着具１２に取り付けられていてもよい。図９では、アクチュエータ１４は、第一装着具１１に取り付けられている。

【0102】

図９に示すアシスト装置１０の場合においても、ベルト体１３は第一装着具１１と第二装着具１２とにわたって利用者の背面側に沿って設けられる。アクチュエータ１４がベルト体１３を巻き取ることで、ベルト体１３に張力が作用する。その張力により利用者の作業を補助するアシスト力が生まれ、利用者の身体の負担が軽減される。

【0103】

〔その他〕
利用者の腰痛の防止・予防のためには、第二装着具１２は、脚部ＢＬに装着されるのが好ましい。これは、第二装着具１２が脚部ＢＬに装着されることで、腰部ＢＷにおける負担が軽減されるためである。
各形態のアシスト装置１０において、ベルト体１３は、軽量であり、また、利用者が姿勢を変えても身体に沿うことができ、利用者の動作に追従する。よって、装着感の良いアシスト装置１０が得られる。
なお、前記の開示では、コントロールボックス３０は、第一装着具１１において、利用者の後面側（背面側）に設けられているが、利用者の前面側に設けられていてもよい。この場合、ベルト体１３は利用者の肩部ＢＳを経由して利用者の背面に沿って設けられる。

【0104】

ベルト体１３の線形形態は、図示した形態以外であってもよい。例えば、図示しないが、連結部材１８の第一取り付け部２７においても第二取り付け部２８と同様に、回転プーリが設けられ、第一ベルト１６が、その途中で折り返された状態で、前記回転プーリに掛けられていてもよい。この場合、第一ベルト１６の（駆動プーリ３５側と反対の）端部は、第一装着具１１（ベース３１）に取り付けられる。
または、図示しないが、第二装着具１２に回転プーリが取り付けられていて、第二ベルト１７が、その途中で折り返された状態で、前記回転プーリに掛けられていてもよい。この場合、第二ベルト１７の両端部は、腰部ＢＷに装着される装着具（第三の装着具）に取り付けられる。

【0105】

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の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構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0106】

〔付記〕
前記実施形態のアシスト装置１０では、制御部１５は、利用者が第一装着具１１及び第二装着具１２を装着し、アクチュエータ１４の動作が開始されると、第一巻き取り力によってベルト体１３の巻き取りを実行し、ベルト体１３の巻き取りが完了すると、アクチュエータ１４による巻き取り力を、前記第一巻き取り力よりも小さい第二巻き取り力に変更する制御を行う。
しかし、参考発明として、このような制御が行われないアシスト装置が挙げられる。
すなわち、参考発明のアシスト装置は、次のとおりである。なお、下記の参考発明のアシスト装置において、前記実施形態のアシスト装置１０と同じ構成については同じ符号を付している。

【0107】

参考発明のアシスト装置１０は（図２参照）、
利用者の肩部ＢＳ及び胸部ＢＢの少なくとも一方に装着される第一装着具１１と、
前記利用者の左右の脚部ＢＬそれぞれ又は腰部ＢＷに装着される第二装着具１２と、
前記第一装着具１１と前記第二装着具１２とにわたって前記利用者の背面側に沿って設けられるベルト体１３と、
前記第一装着具１１又は前記第二装着具１２に設けられ前記ベルト体１３の一部の巻き取り及び送り出しを可能とするアクチュエータ１４と、
を備え、
前記アクチュエータ１４は（図５参照）、モータ３３と、複数の歯車３４ｇにより構成され前記モータ３３の回転を減速して出力する減速機部３４と、前記減速機部３４の出力に起因して回転することで前記ベルト体１３を巻き取り可能であるプーリ３５と、を有し、
前記プーリ３５から前記ベルト体１３が送り出される際、前記モータ３３が前記減速機部３４を通じて当該プーリ３５に対して当該ベルト体１３を巻き取る方向のトルクを与えつつ、当該プーリ３５は当該ベルト体１３を送り出す方向に回転する。

【0108】

このような参考発明のアシスト装置に対して、前記開示した各構成を適用することができる。

【符号の説明】

【0109】

１０：アシスト装置 １１：第一装着具 １２：第二装着具
１３：ベルト体 １４：アクチュエータ １５：制御部
３３：モータ ３４：減速機部 ３５：駆動プーリ（プーリ）
ＢＳ：肩部 ＢＢ：胸部 ＢＬ：脚部
ＢＷ：腰部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】