特許 7596836 アシストデバイス

(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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】アシストデバイス

(51)【国際特許分類】

   B25J 11/00 20060101AFI20241203BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

B25J11/00 Z

A61H1/02 K

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021021287

(22)【出願日】2021-02-12

(65)【公開番号】P2022123766

(43)【公開日】2022-08-24

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100197583

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 健

(72)【発明者】

【氏名】木村 美昭

(72)【発明者】

【氏名】綿貫 永

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０９２５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７８５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０３１４０６５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８４０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０３３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５０３３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１３５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１３４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８５１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９７３０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１９８２６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１８４８８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／００－１１／００

Ａ６１Ｆ ３／００－ ５／０２

Ａ６１Ｈ １／０２－ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被支持体にかかる重力に抗するアシスト力を発生させることが可能なアシストデバイスであって、
本体部と、被支持体を支持可能な支持部と、前記本体部と前記支持部との間を相互に連結するリンク機構複合体とを備え、
前記リンク機構複合体が相互に並列して一体的に構成された第１のリンク機構部および第２のリンク機構部を有して成り、各リンク機構部が枢動可能となっており、ならびに、
少なくとも前記第１のリンク機構部は、一端が前記本体部側に接続され、他端が前記支持部側に接続されるように構成され、かつ弾性部材を備えており、
前記本体部が、作業者に装着可能となっている又は可動式構造体に取り付け可能となっており、前記本体部の装着又は取付時に、前記リンク機構複合体は、前記作業者の背面又は前記可動式構造体の中央領域に位置づけ可能となっており、
前記弾性部材がトーションバネである場合にて、前記リンク機構複合体が筒状部材を更に有して成り、前記第１および前記第２のリンク機構部のそれぞれの一方の側が前記本体部側に接続され、該リンク機構部の他方の側が前記筒状部材に差込み可能に取り付けられている、アシストデバイス。

【請求項2】

少なくとも前記第１のリンク機構部は枢動および弾性変形の両動作を行うことが可能となっている、請求項１に記載のアシストデバイス。

【請求項3】

前記第１のリンク機構部に加え前記第２のリンク機構部も弾性部材を有して成り、それによって、前記第２のリンク機構部も枢動および弾性変形の両動作を行うことが可能となっている、請求項１又は２に記載のアシストデバイス。

【請求項4】

前記アシスト力は、前記弾性部材の弾性変形力により供される、請求項１～３のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項5】

前記本体部は固定式の取付部材を有して成り、前記リンク機構複合体により、前記本体部の前記取付部材と前記支持部との間が相互に連結されている、請求項１～４のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項6】

前記第１のリンク機構部と第２リンク機構部の他方の側の前記筒状部材に対する差込みの程度の違いにより、前記支持部の略水平方向の動作が可能となっている、請求項１～５のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項7】

前記リンク機構複合体が弾性部材付きの第３のリンク機構部を更に有して成りかつ前記支持部が摺動可能なスライド部材を有して成り、前記第３のリンク機構部と前記スライド部材との当接制御が可能となっている、請求項１～６のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項8】

少なくとも２つの前記リンク機構複合体が相互接続されており、各リンク機構複合体が前記支持部と接続されている、請求項１～７のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項9】

前記リンク機構複合体がスライド移動可能となっており、前記支持部が所定箇所に軸支部分を有して成り、該支持部と前記リンク機構複合体との当接ポイントをずらして、該当接ポイントと前記支持部の軸支部分との距離を変えることが可能となっている、請求項１～８のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項10】

前記本体部が支柱部分を有して成り、該支柱部分が前傾可能となっている、請求項１～９のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項11】

前記被支持体が、前記作業者の上肢または所定のワークである、請求項１～１０のいずれかに記載のアシストデバイス。

【請求項12】

重筋作業時に、前記作業者の上肢が前記支持部に支持される、請求項１１に記載のアシストデバイス。

【請求項13】

前記重筋作業以外の作業時に、前記上肢は動作自在となっている、請求項１２に記載のアシストデバイス。

【請求項14】

前記作業者の高所作業および１５ｋｇ以上２０ｋｇ以下の重量物の運搬作業の少なくとも一方の前記重筋作業時に、前記作業者の上肢が前記支持部に支持される、請求項１２又は１３に記載のアシストデバイス。

【請求項15】

自動車の組立てのために用いられる、請求項１～１４のいずれかに記載のアシストデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアシストデバイスに関する。特に、本発明は、作業者に装着可能な装着型のアシストデバイスおよび所定の構造体に取り付け可能な非装着型のアシストデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、作業負荷軽減および作業環境改善等を図るために、作業者がアシストデバイスを装着した上で作業を行う手法の導入が積極的に行われている。又、所定の構造体にアシストデバイスを取り付けた上で作業を行う手法の導入も図られている。かかるアシストデバイスは、その構成要素である支持部に作業者の上肢、所定のワーク等の被支持体を支持させた際に、被支持体にかかる重力に抗するアシスト力を発生させる機能を有している。これにより、例えば作業者による、重量が相対的に大きい重量物の運搬を円滑に行うことが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１４－５０３３２０号公報

【文献】特開２０１７－１５９４４２号公報

【文献】特表２０１７－５１２６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、本願発明者らは、従前のアシストデバイスには以下の点で改善する事項があることを新たに見出した。具体的には、従前のアシストデバイスでは、作業者の上肢等の被支持体を支持させて上記アシスト力を供する機能を有するパーツと、当該被支持体の動きに関連する関節機能を供するパーツとが相互に離隔した位置にあり、これに伴い各機能を供するためのパーツをそれぞれ別々に用意する必要がある。そのため、パーツ数が相対的に多くなり、それによってアシストデバイスの軽量化を図ることが困難となり得る。

【0005】

そこで、本発明は、アシスト力を供する機能と、作業者の上肢等の被支持体の動きに関連する関節機能とをシンプルな構造で両立可能なアシストデバイス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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
被支持体にかかる重力に抗するアシスト力を発生させることが可能なアシストデバイスであって、
本体部と、被支持体を支持可能な支持部と、前記本体部と前記支持部との間を相互に連結するリンク機構複合体とを備え、
前記リンク機構複合体が相互に並列して一体的に構成された第１のリンク機構部および第２のリンク機構部を有して成り、各リンク機構部が枢動可能となっており、ならびに、
少なくとも前記第１のリンク機構部は、一端が前記本体部側に接続され、他端が前記支持部側に接続されるように構成され、かつ弾性部材を備えている、アシストデバイスが提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一実施形態に従えば、アシスト力を供する機能と、作業者の上肢等の被支持体の動きに関連する関節機能とをシンプルな構造で両立させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した斜視図である（支持部の先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様）。

【図2】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した上面図である（支持部の先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様）。

【図3】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した側面図である（支持部の先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様）。

【図4】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した斜視図である（支持部の先端側の位置が作業者の肩部付近に設定された態様）。

【図5】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した上面図である（支持部の先端側の位置が作業者の肩部付近に設定された態様）。

【図6】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した側面図である（支持部の先端側の位置が作業者の肩部付近に設定された態様）。

【図7】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した斜視図である（支持部の先端側の位置が作業者の腰部付近に設定された態様）。

【図8】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した上面図である（支持部の先端側の位置が作業者の腰部付近に設定された態様）。

【図9】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した側面図である（支持部の先端側の位置が作業者の腰部付近に設定された態様）。

【図10】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した斜視図である（図１と比べて支持部の形状が異なる態様）。

【図11】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した上面図である（図２と比べて支持部の形状が異なる態様）。

【図12】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した側面図である（図３と比べて支持部の形状が異なる態様）。

【図13】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第１の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である。

【図14】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第２の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である。

【図15】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第３の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である（リンク機構複合体のスライド移動前状態）。

【図16】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第３の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である（リンク機構複合体のスライド移動後状態）。

【図17】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第４の好ましい態様を模式的に示した側面図である（本体部直立状態）。

【図18】本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第４の好ましい態様を模式的に示した側面図である（本体部前傾状態）。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下では、図面を参照して本発明の一実施形態に係るアシストデバイスをより詳細に説明する。図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比等は実物とは異なり得る。

【0010】

［アシストデバイスの構成］
以下、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの構成について説明する。

【0011】

上述のように、本願発明者らは、従前のアシストデバイスでは、アシスト力を供する機能を有するパーツと関節機能を供するパーツとが相互に離隔した位置にあったため、パーツ数が相対的に多くなり、アシストデバイスの軽量化を図ることが困難となり得ることを新たに見出した。

【0012】

そこで、本願発明者らは、アシスト力を供する機能と、作業者の上肢等の動きに関連する関節機能とをシンプルな構造で両立可能とするための改善策について鋭意検討した。その結果、本願発明者らは、アシスト力を供する機能と作業者の上肢等の動きに関連する関節機能の両機能の提供を、リンク機構を用いて単一の一体化されたパーツにより実現するという思想を有する本発明を案出するに至った(図１～図３参照)。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した斜視図である（支持部の先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様）。図２は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した上面図である（支持部の先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様）。図３は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスを模式的に示した側面図である（支持部の先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様）。

【0014】

図１～図３に示すように、本発明の一実施形態に係るアシストデバイス１００Ａは、本体部１０Ａと、被支持体を支持可能な支持部３０Ａと、本体部１０Ａと支持部３０Ａとの間を相互に連結するリンク機構複合体２０Ａとを備える。なお、本明細書でいう「被支持体」とは、作業者の上肢または所定のワークを指す。本明細書でいう「上肢」とは、作業者の上腕、前腕、手等含むものを指す。

【0015】

本体部１０Ａは、作業者に装着可能となっている又は可動式構造体に取り付け可能となっている。即ち、本発明の一実施形態に係るアシストデバイス１００Ａは、作業者に装着するいわゆる「装着型」としてのみ使用するのではなく、作業者以外の可動式構造体、例えば可動式架台に取り付けるいわゆる「非装着型」として使用することも可能である。

【0016】

図１～図３に示すように、上記の作業者に装着するいわゆる「装着型」を例に採ると、本体部１０Ａは、支柱部分１１Ａ、腰装着部分１２Ａ、および帯部分(図示せず)を有して成る。支柱部分１１Ａは作業者の背面に位置づけられ得る。腰装着部分１２Ａは、支柱部分１１Ａの下端側に取り付けられ得る。帯部分は、支柱部分１１Ａに取り付けられ作業者の肩部にかけることが可能なものである。

【0017】

上記の可動式構造体に取り付けるいわゆる「非装着型」を例に採ると、本体部は、上記支柱部分が可動式構造体の中央領域に位置づけられるように取り付けられ得る。なお、本体部１０Ａは固定式の取付部材又は可動式の取付部材を有して成ることができる。この場合、リンク機構複合体２０Ａは、本体部１０Ａの取付部材と支持部３０Ａとの間を相互に連結し得る。

【0018】

リンク機構複合体２０Ａは、相互に並列して一体的に構成された第１のリンク機構部２１Ａおよび第２のリンク機構部２２Ａを有して成る。本明細書でいう「相互に並列して一体的に構成された第１のリンク機構部２１Ａおよび第２のリンク機構部２２Ａ」とは、１つにまとまり不可分の状態で並列に配置された第１のリンク機構部２１Ａおよび第２のリンク機構部２２Ａを指す。なお、本明細書でいう「リンク機構複合体」とは、２つ以上のリンク機構部が一体となって１つのものになったものを指す。

【0019】

又、図１に示すように、第１のリンク機構部２１Ａは第１リンク２１ＡＸおよび第２リンク２１ＡＹを有して成り、両リンク２１ＡＸ、２１ＡＹは軸支接続されている。同様に、第２のリンク機構部２２Ａは第１リンク２２ＡＸおよび第２リンク２２ＡＹを有して成り、両リンク２２ＡＸ、２２ＡＹは軸支接続されている。即ち、各リンク機構部が軸支接続された２つのリンクを有して成る。これにより、第１のリンク機構部２１Ａおよび第２のリンク機構部２２Ａはそれぞれ枢動可能となっている。

【0020】

支持部３０Ａは、上肢等の被支持体を受容可能な受容スペース３１Ａを有して成る。当該受容スペース３１Ａとしては、図面上は簡略化して平面プレート状に示しているが、上肢等の被支持体の好適な受容の観点から、Ｕ字断面状又は所定のクッション部材付きであることが好ましい。

【0021】

特に、本発明の一実施形態では、少なくとも第１のリンク機構部２１Ａは、その一端が本体部１０Ａ側に接続され、他端が支持部３０Ａ側に接続されるように構成され、かつ弾性部材２１Ａａを備える。弾性部材２１Ａａとしては、トーションバネ、圧縮バネ等を用いることができる。後述するリンク機構複合体２０Ａの水平方向移動を円滑に行う観点からは、トーションバネを用いることが好ましい。

【0022】

かかる構成を採ることで、以下の作用効果が奏され得る。まず、作業者の上肢等の被支持体を支持部３０Ａの受容スペース３１Ａに設置する形態を例に採ると、かかる設置により、まず、受容スペース３１Ａ、即ち支持部３０に支持された被支持体に重力がかかる。これにより、支持部３０自体も重力方向に即ち下方に移動し得る。

【0023】

この点につき、本発明の一実施形態では、上述のように、第１のリンク機構部２１Ａは枢動可能となっており、少なくとも第１のリンク機構部２１Ａの一端は本体部１０Ａ側に接続され、他端は支持部３０Ａ側に接続されている。具体的には、第１のリンク機構部２１Ａの第２リンク２１ＡＹが本体部１０Ａ側と接続され、第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸが支持部３０Ａ側と接続される。

【0024】

上記のとおり、作業者の上肢等の被支持体を支持部３０Ａに支持した際に、下方移動する対象は支持部３０である。そのため、支持部３０側と接続された第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸも下方に移動し得る。この際、弾性部材２１Ａａの配置箇所を第１リンク２１ＡＸが下方移動する際に同部材が収縮等可能な位置に配置することで、弾性部材２１Ａａの好適な収縮等が可能となる。

【0025】

これにより、その後、弾性部材２１Ａａが元の形状に戻ろうとする弾性変形力が作用することで、弾性部材２１Ａａ付きの第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸが上方に移動することができる。これにより、第１リンク２１ＡＸに接続された支持部３０Ａに弾性変形力を伝えつつ同支持部３０Ａを上方に移動させることができる。

【0026】

その結果、支持部３０Ａに支持された被支持体にも弾性変形力を伝えつつ同被支持体を上方に移動させることができる。それ故、当該弾性変形力を、被支持体にかかる重力に抗するアシスト力として用いることができる。

【0027】

以上の事からも、少なくとも第１のリンク機構部２１Ａが枢動および弾性変形の両動作を行うことが可能となっていることで、第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸの上方移動および下方移動、ならびに被支持体にかかる重力に抗するアシスト力の提供が可能となる。

【0028】

更に、上述のように、第１のリンク機構部２１Ａと第２のリンク機構部２２Ａとは、相互に並列して一体的に構成されている。この点につき、図１～図３に示す態様では、第１のリンク機構部２１Ａが内側に位置する一方、第２のリンク機構部２２Ａが外側に位置する。

【0029】

この場合、支持部３０Ａに支持された作業者の上肢等の被支持体により水平方向に移動させようとする力が生じた場合、これに伴い、「支持部３０Ａ側と接続された第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸ」および「第１のリンク機構部２１Ａと並列して一体的に構成された第２のリンク機構部２２Ａの第１リンク２２ＡＸ」にも水平方向に移動しようとする力が作用し得る。

【0030】

この点につき具体的に説明すると、リンク機構複合体２０Ａは筒状部材を更に有して成ることができる。この場合、第１のリンク機構部２１Ａおよび第２のリンク機構部２２Ａのそれぞれの一方の側が本体部１０Ａ側に接続される。具体的には、第１のリンク機構部２１Ａの第２リンク２１ＡＹの側が本体部１０Ａに接続されると共に、第２のリンク機構部２２Ａの第２リンク２２ＡＹの側が本体部１０Ａに接続される。

【0031】

これに加え、当該リンク機構部の他方の側が筒状部材に差込み可能に取り付けられ得る。具体的には、第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸの側が筒状部材に差し込まれると共に、第２のリンク機構部２２Ａの第１リンク２２ＡＸの側が筒状部材に差し込まれる。

【0032】

この状態で各リンク機構部の第１リンクの水平方向に移動しようとする力が作用すると、一方のリンク機構部の第１リンクの差込み程度が相対的に大きい場合、他方のリンク機構部の第１リンクの差込み程度が相対的に小さくなり得る。一方、一方のリンク機構部の第１リンクの差込み程度が相対的に小さい場合、他方のリンク機構部の第１リンクの差込み程度が相対的に大きくなり得る。

【0033】

つまり、第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸと第２リンク機構部２２Ａの第１リンク２２ＡＸの筒状部材に対する差込みの程度の違いを利用することで、支持部３０Ａの略水平方向の動作が可能となる。即ち、第１のリンク機構部２１Ａと第２リンク機構部２２Ａの他方の側の筒状部材に対する差込みの程度の違いを利用することで、支持部３０Ａの略水平方向の動作が可能となる。なお、略水平方向の動作をより円滑に行う観点から、リンク機構複合体２０Ａが接続される本体部１０Ａの支柱部分１１Ａが軸回転可能となっていることが好ましい

【0034】

以上の事からも、本発明の一実施形態によれば、(１)第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸの上方移動および下方移動、(２)第１のリンク機構部２１Ａおよび第２のリンク機構部２２Ａの第１リンク２１ＡＸの水平移動、ならびに(３)被支持体にかかる重力に抗するアシスト力の提供が可能となる。

【0035】

本発明の一実施形態に従えば、本体部１０Ａと支持部３０Ａとの間を連結する機構をリンク機構というシンプルな構造により、アシスト力を供する機能と、作業者の上肢等の被支持体の動きに関連する関節機能を供することができる。

【0036】

そのため、従前のアシストデバイスのように、作業者の上肢等の被支持体を支持させてアシスト力を供する機能を有するパーツと、上肢等の動きに関連する関節機能を供するパーツとを別々に用意する必要がない。換言すれば、本発明の一実施形態では、従前のアシストデバイスと比べて、リンク機構複合体２０Ａ自体が、「アシスト力を供する機能」および「作業者の上肢等の被支持体の動きに関連する関節機能」とを供することができる。

【0037】

それ故、全体として、従前のアシストデバイスと比べて、パーツ数の低減化を図ることができ、それによりアシストデバイスの軽量化、更には同アシストデバイスの製作コストの低減化を図ることができる点で有利である。

【0038】

本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果も奏され得る。具体的には、第１のリンク機構部２１Ａ単独の場合と比べて、一体構成された第２のリンク機構部２２Ａの存在により、全体としてリンク機構複合体２０Ａのバランスをとることができる。これに加えて、第１のリンク機構部２１Ａに加え第２のリンク機構部２２Ａも被支持体に作用する重力等を少なくとも間接的に受け止めることができる。これにより、第１のリンク機構部２１Ａ単独の場合に生じる可能性があるリンク機構部のずれ、回転といった事象を好適に回避することができる。

【0039】

又、本発明の一実施形態では、リンク機構複合体２０Ａの第１のリンク機構部２１Ａは、上述のようにその一端が本体部１０Ａ側と接続されるように構成されている。即ち、両機能を提供可能なリンク機構複合体２０Ａの第１のリンク機構部２１Ａは本体部１０Ａ側と接続される。

【0040】

そのため、本体部１０Ａの作業者への装着又は可動式構造体への取付時に、リンク機構複合体２０Ａは、作業者の背面又は可動式構造体の中央領域に位置づけ可能となる。特に、上述のように、本体部１０Ａは支柱部分１１Ａを有して成るところ、当該支柱部分１１Ａが高さ方向に延在するように配置されている場合、支柱部分１１Ａへの装着又は取付により、リンク機構複合体２０Ａを、作業者の背面又は可動式構造体の中央領域により好適に位置づけ可能となる。

【0041】

従前のアシストデバイスでは、アシスト力を供する機能を有するパーツと、上肢等の動きに関連する関節機能を供するパーツとが相互に離隔した別個の位置にあった。かかる位置としては、両肩部にそれぞれ関節機能を供するパーツが供され、両腕部にそれぞれアシスト力を供する機能を有するパーツが供される。この場合、計４つのパーツの重量が全体として両肩および両腕にかかるため、作業者への負担が相対的に大きくなり得る。

【0042】

これに対して、本発明の一実施形態では、リンク機構複合体２０Ａは両機能を有する単一の一体型パーツであり、かつ作業者の背面又は可動式構造体の中央領域に位置づけられ得る。そのため、全体として、軽量化が図られた一体型パーツを作業者の中央ラインをに位置づけられるため、作業者への負担の低減を図ることができると共に装着時又は取付時のボディバランスを取りやすくなり得る。

【0043】

上記の本発明のアシストデバイス１００Aを用いることで、重量が相対的に大きい重量物、例えば１５ｋｇ以上２０ｋｇ以下の重量物の運搬時に、作業者は、被支持体としての上肢を支持部３０に支持させ、上肢にかかる重力に抗するアシスト力のサポートを受けることができる。そのため、当該重量物を円滑に運搬することが可能となる。同様に、作業者は、アシストデバイス１００Ａにより上肢にかかる重力に抗するアシスト力のサポートを受けることで、高所作業や低姿勢作業を円滑に行うことが可能となる。

【0044】

以上の事からも、本発明の一実施形態によれば、作業者は、アシストデバイス１００Ａにより上肢にかかる重力に抗するアシスト力のサポートを受けることで、重筋作業を円滑に行うことが可能となる。

【0045】

なお、本発明の一実施形態によれば、上記重筋作業以外の作業、例えば通常姿勢でのネジ止め等の軽作業については、アシストデバイス１００Ａのアシスト力のサポートを要することなく実施することができる。そのため、上記重筋作業以外の作業時には、作業者の上肢は動作自在となっている。そのため、上記重筋作業以外の作業を円滑に行うことができる。

【0046】

上記では、図１～図３を参照して、作業者に装着するいわゆる「装着型」を例に採り、支持部３０Ａの先端側の位置が作業者の胸部付近に設定された態様に基づき説明した。しかしながら、これに限定されることなく、図４～図６に示すように、支持部３０Ｂの先端側の位置が作業者の肩部付近に設定された態様を採ることもできる。

【0047】

図４～図６に示す態様については、図１～図３に示す態様と比べて、本体部１０Ｂが接続されるリンク機構複合体２０Ｂの位置を支柱部分１１Ｂの上端側へと移動させることで実現可能である。

【0048】

図７～図９に示すように、支持部３０Ｃの先端側の位置が作業者の腰部付近に設定された態様を採ることもできる。図７～図９に示す態様については、図１～図３に示す態様と比べて、リンク機構複合体２０Ｃとこれに接続される支持部３０Ｃとの位置関係を反転させることで実現可能である。

【0049】

又、図１０～図１２に示すように、図１～３と比べて支持部３０の形状が異なる態様を採ることもできる。具体的には、図１～図３に示す態様では、直線状の支持部３０Ａを備えるアシストデバイス１００Ａが供されているのに対して、図１０～図１２に示す態様では、作業者の体格、作業環境の違いにより、外側湾曲状の支持部３０Ｄを備えるアシストデバイス１００Ｄを用いることができる。

【0050】

（本発明の好ましい態様）
以下、本発明の好ましい態様について説明する。

【0051】

一態様では、第１のリンク機構部２１Ａに加え第２のリンク機構部２２Ａも弾性部材２１ＡＹを有して成ることが好ましい(図１～図３等参照)。

【0052】

上記のとおり、本発明の技術的思想を実現する上では、少なくとも第１のリンク機構部２１Ａは、枢動可能となっており、その一端が本体部１０Ａ側に接続され、他端が支持部３０Ａ側に接続されるように構成され、かつ弾性部材２１Ａａを備えることが必要である。これにより、第１のリンク機構部２１Ａが枢動および弾性変形の両動作を行うことが可能となる。その結果、第１のリンク機構部２１Ａの第１リンク２１ＡＸの上方移動および下方移動、ならびに被支持体にかかる重力に抗するアシスト力の提供が可能となる。

【0053】

この点につき、第１のリンク機構部２１Ａのみが上記構成を採る場合、第２のリンク機構部２２Ａは、軸支接続された２つのリンク部による枢動移動可能にとどまる。そこで、第１のリンク機構部２１Ａのみならず第２のリンク機構部２２Ａも第１のリンク機構部２１Ａと同一の構成を採ることが好ましい。これにより、第２のリンク機構部２２Ａも枢動および弾性変形の両動作を行うことが可能となる。

【0054】

この場合、第２のリンク機構部２２Ａにて用いられ得る弾性部材２２Ａａとしては、トーションバネ、圧縮バネ等を用いることができる。上述するリンク機構複合体２０Ａの水平方向移動を円滑に行う観点からは、トーションバネを用いることが好ましい。

【0055】

特に限定されるものではないが、「第１のリンク機構部２１Ａにて用いられ得る弾性部材２１Ａａの種類」と「第２のリンク機構部２２Ａにて用いられ得る弾性部材２２Ａａの種類」の組合せとしては、以下の組合せを挙げることができる(表１参照)。

【0056】

【表1】

【0057】

なお、圧縮バネを用いて水平移動させる場合、トーションバネと比べて圧縮バネの両端共にねじれが生じないように、圧縮バネは、その一端側が支持部に接続され、他端側が本体部１０Ａの可動式の取付部材（固定式の取付部材ではなく）に取り付けられるように構成することが考えられる。

【0058】

一態様では、リンク機構複合体２０Ｅが弾性部材２３Ｅａ付の第３のリンク機構部２３Ｅを更に有して成りかつ支持部３０Ｅが摺動可能なスライド部材３２Ｅを有して成り、第３のリンク機構部２３Ｅとスライド部材３２Ｅとの当接制御が可能となっていることが好ましい(図１３参照)。

【0059】

図１３は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第１の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である。

【0060】

本態様は、図１３に示すように、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの構成要素であるリンク機構複合体２０Ｅが第３のリンク機構部２３Ｅを更に有して成る態様である。本態様において、第１のリンク機構部２１Ｅ～第３のリンク機構部２３Ｅは、アシストデバイスの駆動時に常に全て用いるものでない。第３のリンク機構部２３Ｅについては、被支持体にかかる重力が相対的に大きくなりやすい作業環境にて用いられることが好ましい。一例としては、アシストデバイスの本体部を可動式構造体に取り付けた上で、受容スペース３１Ｅにワーク等の被支持体を支持した状態で「高所作業」を行う場合を挙げることができる。

【0061】

本態様では、支持部３０Ｅが摺動可能なスライド部材３２Ｅを有して成り、第３のリンク機構部２３Ｅとスライド部材３２Ｅとの当接制御が可能となっている。当該スライド部材３２Ｅは、第３のリンク機構部２３Ｅと当接可能なように、支持部３０Ｅの外表面からその一部が外部に突出するように構成されていることが好ましい。即ち、スライド部材３２Ｅはスライド突起部材と称することができる。

【0062】

かかる当接制御については、例えばワークの受容スペース３１Ｅの位置の変更が可能となっており、かかる位置変更に連動してスライド部材３２が位置変更可能であることで実現可能である。具体的には、「高所作業」を開始する場合、ワークの受容スペース３１Ｅの位置を変更させて、これに連動させてスライド部材３２を第３のリンク機構部２３Ｅの第１のリンク２３ＥＸと当接可能な位置にスライドさせる。これにより、第３のリンク機構部２３Ｅの第１のリンク２３ＥＸにスライド部材３２Ｅを当接させることが可能となる。

【0063】

第１のリンク機構部２１Ｅ～第３のリンク機構部２３Ｅの各リンク機構部が弾性部材を有すると、第１のリンク機構部２１Ｅ、第２のリンク機構部２２Ｅに加え、第３のリンク機構部２３Ａも枢動および弾性変形の両動作を行うことが可能となる。これにより、第１のリンク機構部２１Ｅ、第２のリンク機構部２２Ｅに加え、第３のリンク機構部２３Ａの第１リンクの上方移動および下方移動、ならびにワークにかかる重力に抗するアシスト力も提供可能となる。これにより、第３のリンク機構部２３Ａによるアシスト力のサポートも受けることで、ワークにかかる重力が相対的に大きくなりやすい高所作業等も円滑に行うことができる。

【0064】

一態様では、少なくとも２つのリンク機構複合体２０Ｆ１、２０Ｆ２が相互接続されており、各リンク機構複合体２０Ｆ１、２０Ｆ２が支持部３０Ｆ１、３０Ｆ２と接続されていることが好ましい(図１４参照)。

【0065】

図１４は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第２の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である。

【0066】

本態様は、図１４に示すように、少なくとも２つのリンク機構複合体２０Ｆ１、２０Ｆ２が相互接続されている態様である。本態様では、ワーク、作業者の上肢等にかかる重力が相対的に大きくなりやすい高所作業等には、本体部からみて相対的に高い位置にある第２のリンク機構複合体２０Ｆ２に接続された第２の支持部３０Ｆ２の受容スペース３１Ｆ２に、ワーク、作業者の上肢を支持する。

【0067】

この場合、第１のリンク機構複合体２０Ｆ１は本体部に接続されており、第２のリンク機構複合体２０Ｆ２は第１のリンク機構複合体２０Ｆ１に接続されている。即ち、第１のリンク機構複合体２０Ｆ１と第２のリンク機構複合体２０Ｆ２とは直列に接続されている。

【0068】

これにより、第２の支持部３０Ｆ２の受容スペース３１Ｆ２にワーク、作業者の上肢を支持した場合、第１のリンク機構複合体２０Ｆ１によるアシスト力と第２のリンク機構複合体２０Ｆ２によるアシスト力の両方のサポートを受けることができる。その結果、ワーク等にかかる重力が相対的に大きくなりやすい高所作業等も円滑に行うことができる。

【0069】

一方、高所作業に比べてワーク等にかかる重力が相対的に大きくない作業では、本体部からみて相対的に低い位置にある第１のリンク機構複合体２０Ｆ１に接続された第１の支持部３０Ｆ１の受容スペース３１Ｆ１に、ワーク、作業者の上肢を支持する。

【0070】

この場合、第１のリンク機構複合体２０Ｆ１は、本体部に接続されており、かつ支持部３０Ｆ１へのアシスト力の提供を行うことができる。一方、第１のリンク機構複合体２０Ｆ１は、第２のリンク機構複合体２０Ｆ２にも接続されているが、第２のリンク機構複合体２０Ｆ２による第１の支持部３０Ｆ１へのアシスト力の提供は受けない。

【0071】

従って、第１の支持部３０Ｆ１の受容スペース３１Ｆ１にワーク、作業者の上肢を支持した場合、第１のリンク機構複合体２０Ｆ１によるアシスト力のみのサポートを受ける。その結果、高所作業に比べてワーク等にかかる重力が相対的に大きくない作業も円滑に行うことができる。

【0072】

以上の事から、本態様では、作業者の上肢を支持する場合を例にとると、高所作業時には第２の支持部３０Ｆ２の受容スペース３１Ｆ２に片腕(例えば右腕)をのせ、高所作業以外の通常作業時には第１の支持部３０Ｆ１の受容スペース３１Ｆ1に当該片腕(例えば右腕)をのせる。即ち、本態様では、作業の内容、種類に応じて、片腕をのせる位置をかえ、その位置の違いに応じた適切なアシスト力を受けることができる。

【0073】

一態様では、リンク機構複合体２０Ｇがスライド移動可能となっており、支持部３０Ｇが所定箇所に軸支部分３２Ｇを有して成り、当該支持部３０Ｇとリンク機構複合体２０Ｇとの当接ポイントＰ１、Ｐ２をずらして、当接ポイントＰ１、Ｐ２と支持部３０Ｇの軸支部分３２Ｇとの距離を変えることが可能となっていることが好ましい(図１５および図１６参照)。

【0074】

図１５は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第３の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である（リンク機構複合体のスライド移動前状態）。図１６は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第３の好ましい態様を模式的に示した部分斜視図である（リンク機構複合体のスライド移動後状態）。

【0075】

本態様は、力点と支点との距離関係の違いにより、作用する力が変わる性質を利用したものである。かかる性質を利用するため、本態様では、リンク機構複合体２０Ｇがスライド移動可能となっており、支持部３０Ｇが所定箇所に軸支部分３２Ｇを有して成る。この場合、図１５に示すように、所定の固定レール部材４０Ｇにおけるリンク機構複合体２０Ｇのスライド移動前では、支持部３０Ｇとリンク機構複合体２０Ｇとの当接ポイントＰ１と、支点となる軸支部分３２Ｇとの間の距離は相対的に長い。一方、図１６に示すように、所定の固定レール部材４０Ｇにおけるリンク機構複合体２０Ｇのスライド移動後では、支持部３０Ｇとリンク機構複合体２０Ｇとの当接ポイントＰ２と、支点となる軸支部分３２Ｇとの間の距離は相対的に短い。かかる距離の違い、具体的には距離が相対的に短い場合、作用する力を大きくすることができる。

【0076】

具体的には、リンク機構複合体２０Ｇにより供されるアシスト力を大きくすることができる。これにより、ワーク、作業者の上肢等にかかる重力が相対的に大きくなりやすい高所作業、重量物運搬作業等も円滑に行うことができる。以上の事からも、本態様は、支持部３０Ｇとリンク機構複合体２０Ｇとの当接ポイントをずらすという簡便な手法でアシスト力を調節することができる点で有利である。

【0077】

一態様では、本体部１０Ｈが支柱部分１１Ｈを有して成り、当該支柱部分１１Ｈが前傾可能となっていることが好ましい(図１７参照)。

【0078】

図１７は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第４の好ましい態様を模式的に示した側面図である（本体部直立状態）。図１８は、本発明の一実施形態に係るアシストデバイスの第４の好ましい態様を模式的に示した側面図である（本体部前傾状態）。

【0079】

本態様は、作業者が前傾姿勢で作業を行う場合を想定した態様である。前傾姿勢で所定の作業を行う場合に、本体部１０Ｈの支柱部分が直立状態を維持したままでは、作業者の腰部等に負担がかえってかかる可能性がある。

【0080】

そこで、本体部１０Ｈの支柱部分１１Ｈが前傾可能となっていることが好ましい。かかる前傾姿勢については、本体部１０Ｈの支柱部分１１Ｈ内に圧縮コイルバネ等を供することで実現可能である。これにより、作業者の前傾姿勢に追従して本体部の支柱部分１１Ｈも前傾させることが可能となるため、作業者の腰部等への負担の軽減を図ることができる。

【0081】

なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および設計上の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明の一実施形態に係るアシストデバイスは、自動車の組立てにて好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0083】

１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ・・・アシストデバイス
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｈ・・・本体部
１１Ａ、１１Ｈ・・・支柱部分
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ１、２０Ｆ２、２０Ｇ、２０Ｈ・・・リンク機構複合体
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｅ、２１Ｆ１、２１Ｆ２、２１Ｇ・・・第１のリンク機構部
２１ＡＸ・・・第１のリンク機構部の第１リンク
２１ＡＹ・・・第１のリンク機構部の第２リンク
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｅ、２２Ｆ１、２２Ｆ２、２２Ｇ・・・第２のリンク機構部
２２ＡＸ・・・第２のリンク機構部の第１リンク
２２ＡＹ・・・第２のリンク機構部の第２リンク
２３Ｅ・・・第３のリンク機構部
２３ＥＸ・・・第３のリンク機構部の第１リンク
２３ＥＹ・・・第３のリンク機構部の第２リンク
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ１、３０Ｆ２、３０Ｇ、３０Ｈ・・・支持部
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅ、３１Ｆ１、３１Ｆ２、３１Ｇ、３１Ｈ・・・受容スペース
４０Ｇ・・・固定レール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】