JP7082780B2

JP7082780B2 - Assist wear

Info

Publication number: JP7082780B2
Application number: JP2017134279A
Authority: JP
Inventors: 稔橋本; 淳塚原
Original assignee: Shinshu University NUC
Current assignee: Shinshu University NUC
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2022-06-09
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: JP2019014025A

Description

本発明は、アシストウエアに関し、より詳細には受動的（パッシブ）なアシスト力に加えて能動的（アクティブ）なアシスト力を利用してサポートすることができるアシストウエアに関する。 The present invention relates to assist wear, and more particularly to assist wear that can be supported by utilizing an active assist force in addition to a passive assist force.

中腰で作業したり、重量物を持ち上げたりするといった動作を補助するための腰サポート用のアシスト装置が提供されている。
これらのアシスト装置の駆動方式について見ると、電動モータ等の駆動力を利用してアシストするアクティブタイプのもの（特許文献１、２、３）と、バネやゴム等の弾性的な力を利用するパッシブタイプのもの（特許文献４等）とに分けることができる。また、アシスト装置の装着性について見ると、アクティブタイプのものは電動モータや空気圧等を駆動源とするため機械的なハードな構造を備えることに対し、弾性力を利用するパッシブタイプのものはソフトであり装着性に優れるという特徴がある。 Assisting devices for hip support are provided to assist in movements such as working on the mid-waist or lifting heavy objects.
Looking at the drive method of these assist devices, the active type that assists by using the drive force of an electric motor or the like (Patent Documents 1, 2 and 3) and the elastic force such as a spring or rubber are used. It can be divided into passive type (Patent Document 4, etc.). Looking at the mountability of the assist device, the active type has a mechanically hard structure because it uses an electric motor or pneumatic pressure as the drive source, while the passive type that uses elastic force is soft. It is characterized by its excellent wearability.

特開２０１３－１７３１９０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-173190 特開２０１６－１５０４２０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-150420 特開２０１３－７５０７８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-75078 特開２０１１－２７７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-277

上述したアクティブタイプのアシスト装置は、パッシブタイプのアシスト装置と比べて、動作に応じて駆動力を確実に作用させることが可能であり、アシスト能力が高いという利点はあるものの、装着してON状態にしないと動作できないという問題がある。一方、パッシブタイプのアシスト装置は、アクティブタイプに比べて軽量で取扱いが容易で、低価格で提供できるという利点はあるものの、駆動力が的確に作用しないことから、十分なアシスト性が得られない問題がある。
本発明は、パッシブタイプのアシスト装置と同程度の良好な装着性を備えるとともに、アクティブな駆動力を利用することを可能にし、装着性とアシスト性を兼ね備えるアシストウエアを提供することを目的とする。 Compared to the passive type assist device, the above-mentioned active type assist device can reliably act the driving force according to the operation, and although it has the advantage of high assist ability, it is in the ON state when it is attached. There is a problem that it cannot operate unless it is set to. On the other hand, the passive type assist device is lighter and easier to handle than the active type, and although it has the advantages of being able to be provided at a low price, sufficient assistability cannot be obtained because the driving force does not work properly. There's a problem.
It is an object of the present invention to provide assist wear having the same good wearability as a passive type assist device, enabling the use of active driving force, and having both wearability and assistability. ..

本発明に係るアシストウエアは、ヒトの背部に装着される、ゲルアクチュエータが内蔵された本体部と、該本体部を装着するための取付部とを備えるアシストウエアであって、前記ゲルアクチュエータは、ゲルシートの両面に柔軟電極が設けられてシート状に形成されるとともに、前記ゲルシートの面をヒトの背部にならう配置として設けられ、前記柔軟電極間に印加する電圧をONとすると前記ゲルシートの平面方向に伸長し、電圧をOFFとすると元の長さに復帰する作用をなし、該ゲルアクチュエータの前記柔軟電極間に印加する電圧をON-OFF制御することによりゲルアクチュエータが前記ゲルシートの平面方向に伸縮する伸縮力を利用して、腰部の屈曲動作をアシストすることを特徴とする。
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータは、平面形状が長方形のシート状に形成され、アシスト力を作用させる方向を長手方向として、前記本体部に内蔵されていることを特徴とする。
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートを積層してゲルシートの層間に柔軟電極を介在させた積層構造に形成されていることを特徴とする。 The assist wear according to the present invention is an assist wear having a main body portion having a built-in gel actuator and a mounting portion for mounting the main body portion, which is attached to the back of a human, and the gel actuator is Flexible electrodes are provided on both sides of the gel sheet to form a sheet, and the surface of the gel sheet is provided so as to follow the back of a human being. When the voltage applied between the flexible electrodes is turned on, the flat surface of the gel sheet is formed. It extends in the direction and returns to its original length when the voltage is turned off. By controlling the voltage applied between the flexible electrodes of the gel actuator to ON-OFF, the gel actuator moves in the plane direction of the gel sheet. It is characterized by assisting the bending motion of the waist by utilizing the stretching force that stretches and contracts .
Further, the gel actuator built in the main body is characterized in that the planar shape is formed into a rectangular sheet shape, and the gel actuator is built in the main body with the direction in which the assist force is applied as the longitudinal direction.
Further, the gel actuator built in the main body is characterized in that it is formed in a laminated structure in which gel sheets are laminated and flexible electrodes are interposed between the layers of the gel sheets.

また、本発明に係るアシストウエアは、前記本体部に連結して、ヒトの腰部から臀部にかけてゲルアクチュエータが内蔵された下肢装着部が設けられ、前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートの両面に柔軟電極が設けられてシート状に形成されるとともに、前記ゲルシートの面を腰部から臀部にかける面にならう配置として設けられ、前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータの前記柔軟電極間に印加する電圧をONとすると前記ゲルシートの平面方向に伸長し、電圧をOFFとすると元の長さに復帰する作用をなし、該ゲルアクチュエータの前記柔軟電極間に印加する電圧をON-OFF制御することによりゲルアクチュエータが平面方向に伸縮する伸縮力を利用して、腰部の屈曲動作をアシストすることを特徴とする。
また、前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、平面形状が長方形のシート状に形成され、アシスト力を作用させる方向を長手方向として、前記下肢装着部に内蔵されていることを特徴とする。
また、前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートを積層してゲルシートの層間に柔軟電極を介在させた積層構造に形成されていることを特徴とする。
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータと前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、保護カバーにより、ゲルアクチュエータが伸縮する方向の両端部が開口して、被覆されていることにより、ゲルアクチュエータが電気的に短絡したり、柔軟電極が露出して損傷するといった問題を回避することができる。
また、前記本体部の中央部分に伸縮性生地によって形成された伸縮部が設けられ、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルアクチュエータの伸縮方向に、前記伸縮部を横断する配置に設けられていることを特徴とする。 Further, the assist wear according to the present invention is connected to the main body portion to provide a lower limb mounting portion having a gel actuator built in from the waist to the buttocks of a human, and the gel actuator built in the lower limb mounting portion is a gel sheet. Flexible electrodes are provided on both sides of the gel sheet to form a sheet, and the flexible electrodes of the gel actuator built in the lower limb mounting portion are provided so as to follow the surface of the gel sheet from the waist to the buttocks. When the voltage applied between them is turned on, it extends in the plane direction of the gel sheet, and when the voltage is turned off, it has the effect of returning to the original length, and the voltage applied between the flexible electrodes of the gel actuator is turned on and off. It is characterized in that the gel actuator assists the bending motion of the waist by utilizing the stretching force that expands and contracts in the plane direction by controlling .
Further, the gel actuator built in the lower limb mounting portion is characterized in that the planar shape is formed into a rectangular sheet shape, and the gel actuator is built in the lower limb mounting portion with the direction in which the assist force is applied as the longitudinal direction. ..
Further, the gel actuator built in the lower limb mounting portion is characterized in that it is formed in a laminated structure in which gel sheets are laminated and flexible electrodes are interposed between the layers of the gel sheets.
Further, the gel actuator built in the main body and the gel actuator built in the lower limb mounting portion are covered with a protective cover so that both ends in the direction in which the gel actuator expands and contracts are opened and covered. It is possible to avoid problems such as the actuator being electrically short-circuited and the flexible electrode being exposed and damaged.
Further, a stretchable portion formed of the stretchable fabric is provided in the central portion of the main body portion, and the gel actuator built in the main body portion is provided in an arrangement that crosses the stretchable portion in the stretch direction of the gel actuator. It is characterized by being.

本発明に係るアシストウエアによれば、ゲルアクチュエータをアシスト力の駆動源として装着したことにより、アシストウエアの装着性を損なわずに、ゲルアクチュエータのアシスト力を利用して効果的なアシスト性を備えるアシストウエアとして提供することができる。 According to the assist wear according to the present invention, by mounting the gel actuator as a drive source of the assist force, the assist force of the gel actuator is used to provide effective assist property without impairing the wearability of the assist wear. It can be provided as assist wear.

アシストウエアを装着した状態の背面写真(a)、側面写真(b)である。It is a rear photograph (a) and a side photograph (b) with the assist wear attached. アシストウエアの全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole structure of the assist wear. アシストウエアの本体部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the main body part of the assist wear. アシストウエアに使用するゲルアクチュエータの平面図である。It is a top view of the gel actuator used for assist wear. 保護カバーを折りたたんだ状態(a)、展開した状態(b)の平面図である。It is a top view of the state where the protective cover is folded (a) and the state (b) which is unfolded. 左右の下肢取付けベルトの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the left and right lower limb attachment belts. 本体部にパッドを装着した場合の力の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the action of the force when a pad is attached to the main body part.

（アシストウエアの装着例）
図１は本発明に係るアシストウエアの装着例を示す。図１(ａ)はアシストウエアを装着した状態を背面方向から見た状態、図１(ｂ)は側面方向から見た状態を示す。
本発明に係るアシストウエアは、ヒトの背部に装着される本体部１０と、腰部から太腿の後部（臀部）とにかけて装着される下肢装着部２０ａ、２０ｂと、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂを使用者に装着させるための取付部とを備える。
本実施形態のアシストウエアを構成する本体部１０、下肢装着部２０a、２０ｂ、取付部は、アシストウエアに装着されるゲルアクチュエータを除き布製である。 (Example of wearing assist wear)
FIG. 1 shows an example of wearing the assist wear according to the present invention. FIG. 1 (a) shows a state in which the assist wear is attached, and FIG. 1 (b) shows a state in which the assist wear is viewed from the side surface direction.
The assist wear according to the present invention includes a main body portion 10 mounted on the back of a human, lower limb mounting portions 20a and 20b mounted from the waist to the rear of the thigh (buttocks), and the main body portion 10 and the lower limb mounting portion 20a. , 20b is provided with a mounting portion for mounting the user.
The main body portion 10, the lower limb mounting portions 20a and 20b, and the mounting portion constituting the assist wear of the present embodiment are made of cloth except for the gel actuator mounted on the assist wear.

本体部１０及び下肢装着部２０ａ、２０ｂに装着（内臓）されるゲルアクチュエータは、アクチュエータ素子として、本体部１０、下肢装着部２０ａ、２０ｂの大きさに合わせてシート状に形成されたゲルシートを備える。本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂにはゲルシートを収容する収容部が設けられている。ゲルシートを本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂに収容して装着する構成については後述する。 The gel actuator mounted (built-in) on the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b includes, as an actuator element, a gel sheet formed in a sheet shape according to the sizes of the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. .. The main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b are provided with accommodating portions for accommodating the gel sheet. The configuration in which the gel sheet is housed and mounted in the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b will be described later.

アシストウエアを使用者が装着するための取付部として、図１(ａ)、(ｂ)に示すように肩掛けベルト３０ａ、３０ｂ、腰部ベルト３２ａ、３２ｂ、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂとを備える。
肩掛けベルト３０ａ、３０ｂは、本体部１０の上部の左右にそれぞれ連結して設けられ、肩を超えて、使用者の胸側に延出するように設けられている。
腰部ベルト３２ａ、３２ｂは、本体部１０の下端の両側縁から両側に連結して設けられる。腰部ベルト３２ａ、３２ｂは使用者の腰の位置から左右に延出する。 As a mounting portion for the user to wear the assist wear, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), shoulder belts 30a and 30b, waist belts 32a and 32b, and lower limb mounting belts 34a and 34b are provided.
The shoulder belts 30a and 30b are connected to the left and right of the upper part of the main body 10, respectively, and are provided so as to extend beyond the shoulders to the chest side of the user.
The waist belts 32a and 32b are provided so as to be connected to both sides from both side edges of the lower end of the main body 10. The waist belts 32a and 32b extend to the left and right from the position of the user's waist.

下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂは、太腿を一回りする長さに設けられたもので、下肢装着部２０ａ、２０ｂに内蔵されるゲルアクチュエータの下端部を太腿に保持するようにして取り付けるためのものである。下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂはそれぞれ左右の太腿を一回りさせ、軽く締め付けるようにしてベルトの端部を面ファスナーで係止して取り付ける。 The lower limb attachment belts 34a and 34b are provided so as to have a length around the thigh, and are for attaching the lower limb attachment portions 20a and 20b so as to hold the lower end portion of the gel actuator built in the thigh. It is a thing. The lower limb attachment belts 34a and 34b are attached by rotating the left and right thighs once and tightening them lightly and locking the ends of the belts with hook-and-loop fasteners.

図１(ａ)、(ｂ)は、肩掛けベルト３０ａ、３０ｂと、腰部ベルト３２ａ、３２ｂと、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂでアシストウエアを装着した状態である。本体部１０、下肢装着部２０ａ、２０ｂは、使用者の身長に合わせて適当なサイズのものを使用すればよい。装着時に、肩掛けベルト３０ａ、３０ｂと腰部ベルト３２ａ、３２ｂ、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂの長さや取付け位置を調節することで、身長等が若干相異する場合であっても共通に使用することができる。 1 (a) and 1 (b) show a state in which assist wear is attached to the shoulder belts 30a and 30b, the waist belts 32a and 32b, and the lower limb attachment belts 34a and 34b. As the main body portion 10, the lower limb mounting portions 20a, and 20b, those having an appropriate size according to the height of the user may be used. By adjusting the length and mounting position of the shoulder belts 30a and 30b, the waist belts 32a and 32b, and the lower limb mounting belts 34a and 34b at the time of wearing, even if the heights and the like are slightly different, they can be used in common. can.

（アシストウエアの構成例）
図２はアシストウエアの全体構成を示す説明図である。上述したように、アシストウエアはシート状のゲルアクチュエータが内蔵される本体部１０と、同じくシート状のゲルアクチュエータが内蔵される下肢装着部２０ａ、２０ｂと、アシストウエアを使用者が装着するための肩掛けベルト３０ａ、３０ｂ、腰部ベルト３２ａ、３２ｂ、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂとを備える。
なお、図２に示す実施形態では、双方の肩掛けベルト３０ａ、３０ｂを胸の前の位置で連結する連結ベルト３１ａ、３１ｂを設けている。 (Example of assist wear configuration)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the assist wear. As described above, the assist wear includes the main body portion 10 in which the sheet-shaped gel actuator is built in, the lower limb mounting portions 20a and 20b in which the sheet-shaped gel actuator is also built in, and the assist wear for the user to wear. It includes shoulder belts 30a and 30b, waist belts 32a and 32b, and lower limb attachment belts 34a and 34b.
In the embodiment shown in FIG. 2, connecting belts 31a and 31b are provided to connect both shoulder belts 30a and 30b at a position in front of the chest.

また、図２に示すアシストウエアでは、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂに内蔵するゲルアクチュエータを、本体部１０と下肢装着部２０a、２０ｂとで共通に使用することができるように、縦横の寸法を共通にした長方形状のゲルシートを用いたゲルアクチュエータを使用する構成としている。
図２で、本体部１０にはゲルアクチュエータを収容する収容部１０ａ、１０ｂを左右に二分して設け、それぞれの収容部１０ａ、１０ｂにゲルアクチュエータを収容するようにしている。 Further, in the assist wear shown in FIG. 2, the gel actuators built in the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b can be used vertically and horizontally so that the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b can be used in common. It is configured to use a gel actuator using a rectangular gel sheet having the same dimensions.
In FIG. 2, the main body 10 is provided with accommodating portions 10a and 10b for accommodating gel actuators in two on the left and right, and the accommodating portions 10a and 10b are accommodated in the respective accommodating portions 10a and 10b.

図３は、本体部１０と、本体部１０に連結された肩掛けベルト３０a、３０ｂ、腰部ベルト３２a、３２ｂの構成を示す。図３において、下肢装着部２０ａ、２０ｂが省略されている理由は、本実施形態においては、下肢装着部２０ａ、２０ｂは、本体部１０の下端部に別部材として連結する（取り付ける）構成としているからである。 FIG. 3 shows the configuration of the main body portion 10, the shoulder belts 30a and 30b connected to the main body portion 10, and the waist belts 32a and 32b. The reason why the lower limb mounting portions 20a and 20b are omitted in FIG. 3 is that, in the present embodiment, the lower limb mounting portions 20a and 20b are connected (attached) to the lower end portion of the main body portion 10 as separate members. Because.

上述したように、本体部１０には長方形状のゲルアクチュエータ素子を備えるゲルアクチュエータが内蔵される。ゲルアクチュエータを配置する方向は、図２に示すように、本体部１０の上下方向がゲルアクチュエータの長手方向となる方向である。
本実施形態のアシストウエアでは、ゲルアクチュエータが平面方向に伸縮する作用をアシスト力（駆動力）として利用する。このため、本体部１０はその中央部分を伸縮性を有する生地によって形成した伸縮部１２とし、伸縮部１２を上下方向に横断する配置にゲルアクチュエータを配置する。 As described above, the main body 10 has a built-in gel actuator including a rectangular gel actuator element. As shown in FIG. 2, the direction in which the gel actuator is arranged is such that the vertical direction of the main body 10 is the longitudinal direction of the gel actuator.
In the assist wear of the present embodiment, the action of the gel actuator expanding and contracting in the plane direction is used as an assist force (driving force). Therefore, the central portion of the main body portion 10 is an elastic portion 12 formed of a stretchable fabric, and the gel actuator is arranged so as to cross the elastic portion 12 in the vertical direction.

（ゲルアクチュエータ）
図４に、本実施形態のアシストウエアにおいて使用するゲルアクチュエータ５０の構成を示す。ゲルアクチュエータ５０は長方形状に形成したゲルシートの厚さ方向の両面に柔軟電極５１を設け、ゲルシートの長手方向の両端に帯状に電極５２ａ、５２ｂを設けたものである。一方の電極５２ａはゲルシートの一方の面に設けた柔軟電極と導通し、他方の電極５２ｂはゲルシートの他方の面に設けた柔軟電極と導通する。 (Gel actuator)
FIG. 4 shows the configuration of the gel actuator 50 used in the assist wear of the present embodiment. The gel actuator 50 is formed by providing flexible electrodes 51 on both sides of a rectangular gel sheet in the thickness direction and providing strips of electrodes 52a and 52b at both ends of the gel sheet in the longitudinal direction. One electrode 52a conducts with a flexible electrode provided on one surface of the gel sheet, and the other electrode 52b conducts with a flexible electrode provided on the other surface of the gel sheet.

このゲルアクチュエータは一方と他方の柔軟電極を陽極と陰極として電圧の印加をONとすることにより平面方向（長手方向）に伸長し、電圧の印加をOFFとすることにより元の長さに復帰する作用をなす。柔軟電極は導電性を備えるとともに、電圧を印加した際にゲルシートが伸長する作用を妨げない材料であれば、適宜導電材料を使用することができる。柔軟電極としては、導電グリース、導電ゲル、導電エラストマー等を使用することができる。 This gel actuator extends in the plane direction (longitudinal direction) by turning on the voltage application with one and the other flexible electrodes as the anode and the cathode, and returns to the original length by turning off the voltage application. It works. As long as the flexible electrode has conductivity and does not hinder the action of the gel sheet to stretch when a voltage is applied, a conductive material can be appropriately used. As the flexible electrode, conductive grease, conductive gel, conductive elastomer or the like can be used.

なお、ゲルアクチュエータは単層のゲルシートからなるものに限定されるものではなく、ゲルアクチュエータの伸縮力（発生力）を調節するために、ゲルシートを複数層に積層した積層構造としたものを使用することができる。ゲルシートを複数層に積層する場合は、ゲルシートの層間に柔軟電極を介在させ、柔軟電極が積層方向に交互に陽極と陰極になるように交互に柔軟電極を接続すればよい。 The gel actuator is not limited to a single-layer gel sheet, but a laminated structure in which gel sheets are laminated in multiple layers is used in order to adjust the expansion / contraction force (generated force) of the gel actuator. be able to. When the gel sheet is laminated in a plurality of layers, the flexible electrodes may be interposed between the layers of the gel sheet, and the flexible electrodes may be alternately connected so that the flexible electrodes become the anode and the cathode alternately in the stacking direction.

ゲルアクチュエータを本体部１０に内蔵して装着させる方法としては、ハトメ４０を用いてゲルアクチュエータ５０の電極５２a、５２ｂを本体部１０に固定する方法を利用することができる。
図３において、伸縮性を有する生地によって形成した伸縮部１２の両側の領域（上側の領域１１a、下側の領域１１ｂ）は、伸びない生地によって形成されている。
図４に示すゲルアクチュエータ５０は、ゲルシートの長手方向の一方の端部に設けた電極５２aを本体部１０の上側の領域１１ａにハトメ４０により固定し、他方の端部に設けた電極５２ｂを本体部１０の下側の領域１１ｂにハトメ４０により固定することによって本体部１０に取り付けることができる。 As a method of incorporating the gel actuator into the main body 10 and mounting the gel actuator, a method of fixing the electrodes 52a and 52b of the gel actuator 50 to the main body 10 by using eyelets 40 can be used.
In FIG. 3, the regions on both sides of the stretchable portion 12 (upper region 11a, lower region 11b) formed by the stretchable fabric are formed by the non-stretchable fabric.
In the gel actuator 50 shown in FIG. 4, the electrode 52a provided at one end in the longitudinal direction of the gel sheet is fixed to the upper region 11a of the main body 10 by eyelets 40, and the electrode 52b provided at the other end is the main body. It can be attached to the main body portion 10 by fixing it to the lower region 11b of the portion 10 with eyelets 40.

図３、図４ではハトメ４０によりゲルアクチュエータ５０を固定支持する位置を、一つのゲルアクチュエータについて３個所とし、本体部１０に並列して、２つのゲルアクチュエータをハトメ４０を介して取り付けることを示している。
ハトメ４０を介して本体部１０に装着されたゲルアクチュエータは、電極５２ａ、５２ｂを陽極、陰極として電圧を印加する電源に接続される。
図３に示すように、伸縮部１２を配置した領域を上下方向に横断するようにゲルアクチュエータ５０を装着し、ゲルアクチュエータ５０に印加する電圧をON-OFF制御することにより、ゲルアクチュエータ５０が長手方向に伸縮する伸縮力をアクティブなアシスト力として利用することができる。 3 and 4 show that the gel actuator 50 is fixedly supported by the eyelet 40 at three positions for one gel actuator, and the two gel actuators are attached via the eyelet 40 in parallel with the main body 10. ing.
The gel actuator mounted on the main body 10 via the eyelet 40 is connected to a power source to which a voltage is applied by using the electrodes 52a and 52b as an anode and a cathode.
As shown in FIG. 3, the gel actuator 50 is mounted so as to cross the region where the expansion / contraction portion 12 is arranged in the vertical direction, and the voltage applied to the gel actuator 50 is controlled to be ON-OFF so that the gel actuator 50 is lengthened. The expansion and contraction force that expands and contracts in the direction can be used as an active assist force.

本体部１０に設けた伸縮部１２は、ゲルアクチュエータ５０を伸縮可能に装着することにより、ゲルアクチュエータ５０の伸縮力をアシスト力として利用できるようにするものであるが、伸縮部１２の弾性力もアシストウエアを装着して腰を屈曲させるような動作を行った際に、受動的なアシスト力として利用することができる。
伸縮部１２を構成する生地は、所要の伸縮性を有するものであれば素材や織り方法等が限定されるものではない。 The expansion / contraction portion 12 provided in the main body portion 10 allows the expansion / contraction force of the gel actuator 50 to be used as an assist force by mounting the gel actuator 50 in a stretchable manner, but the elastic force of the expansion / contraction portion 12 also assists. It can be used as a passive assist force when wearing clothing and performing an action such as bending the waist.
The material and weaving method of the fabric constituting the stretchable portion 12 are not limited as long as they have the required stretchability.

（ゲルアクチュエータの保護カバー）
図５は、下肢装着部２０ａ、２０ｂの構成に用いる保護カバー１４の構成を示す。
本実施形態においては、下肢装着部２０ａ、２０ｂでゲルアクチュエータ５０を装着する部位については、保護カバー１４によりゲルアクチュエータ５０を覆った形態として形成している。
図５(b)は保護カバー１４を展開した状態を示す。保護カバー１４は、二つ折りにして、図４に示したゲルアクチュエータ５０が内部に収容される大きさに形成したもので、保護カバー１４を幅方向に二つ折りするようにしてゲルアクチュエータ５０を収容し、折り返し端を閉止することにより、ゲルアクチュエータ５０の長手方向の両端が開口した形態（長手方向が開口する筒状）となる。 (Protective cover for gel actuator)
FIG. 5 shows the configuration of the protective cover 14 used for the configuration of the lower limb mounting portions 20a and 20b.
In the present embodiment, the portions of the lower limb mounting portions 20a and 20b where the gel actuator 50 is mounted are formed so that the gel actuator 50 is covered with the protective cover 14.
FIG. 5B shows a state in which the protective cover 14 is unfolded. The protective cover 14 is folded in half to accommodate the gel actuator 50 shown in FIG. 4, and the protective cover 14 is folded in half in the width direction to accommodate the gel actuator 50. Then, by closing the folded end, both ends of the gel actuator 50 in the longitudinal direction are opened (cylindrical shape in which the gel actuator 50 is opened in the longitudinal direction).

図５では、保護カバー１４の上部にハトメ４０によりゲルアクチュエータ５０の電極５２aを係止する位置を示す。保護カバー１４の上部にゲルアクチュエータ５０をハトメ４０で取り付け、保護カバー１４でゲルアクチュエータ５０を被覆することにより、ゲルシートの表面の柔軟電極が外部に露出しないように保護され、柔軟電極が電気的に短絡したり、損傷したりするといった問題を回避することができる。保護カバー１４の内面に、絶縁シートを配置して、柔軟電極５１が電気的に短絡する問題をさらに確実に回避することもできる。また、絶縁シートとして、電気的な絶縁性に加えて、柔軟電極５１との間の滑り性を向上させるフィルムを使用することにより、ゲルアクチュエータ５０による伸縮作用が有効に作用し、ゲルアクチュエータ５０のアシスト力を好適に利用することができる。 FIG. 5 shows a position where the electrode 52a of the gel actuator 50 is locked by the eyelet 40 on the upper part of the protective cover 14. By attaching the gel actuator 50 to the upper part of the protective cover 14 with the eyelet 40 and covering the gel actuator 50 with the protective cover 14, the flexible electrode on the surface of the gel sheet is protected from being exposed to the outside, and the flexible electrode is electrically charged. Problems such as short circuit and damage can be avoided. It is also possible to arrange an insulating sheet on the inner surface of the protective cover 14 to more reliably avoid the problem that the flexible electrode 51 is electrically short-circuited. Further, by using a film that improves the slipperiness between the gel actuator 50 and the flexible electrode 51 in addition to the electrical insulation as the insulating sheet, the expansion / contraction action of the gel actuator 50 effectively acts, and the gel actuator 50 The assist force can be suitably used.

なお、前述した本体部１０にゲルアクチュエータ５０を装着する方法においても、下肢装着部２０ａ、２０ｂと同様に、ゲルアクチュエータ５０を保護カバー１４であらかじめ被覆したものを装着することも可能である。ゲルアクチュエータ５０の一方の電極５２ａについては保護カバー１４とともに、伸縮部１２の上側の領域１１ａにハトメ４０を用いて取り付け、ゲルアクチュエータ５０の他方の電極５２ｂについては下側の領域１１ｂにハトメ４０で取り付ける。このとき、保護カバー１４の下側部分については、ゲルアクチュエータ５０の伸縮作用が阻害されないように、本体部１０の下側の領域１１ｂに取り付けず、フリー状態にする。
この場合も、保護カバー１４の内面に、柔軟電極との滑り性の良い絶縁シートを配置する方法も同様に利用することができる。 In the method of mounting the gel actuator 50 on the main body portion 10 described above, it is also possible to mount the gel actuator 50 pre-covered with the protective cover 14 as in the lower limb mounting portions 20a and 20b. One electrode 52a of the gel actuator 50 is attached to the upper region 11a of the telescopic portion 12 together with the protective cover 14 by using eyelets 40, and the other electrode 52b of the gel actuator 50 is attached to the lower region 11b. Install with. At this time, the lower portion of the protective cover 14 is not attached to the lower region 11b of the main body portion 10 so as not to hinder the expansion / contraction action of the gel actuator 50, and is left in a free state.
In this case as well, a method of arranging an insulating sheet having good slipperiness with the flexible electrode on the inner surface of the protective cover 14 can be similarly used.

（下肢取付けベルト）
図６に下肢装着部２０ａ、２０ｂに装着する下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂの構成例を示す。図６(a)は左側の太腿に取り付ける下肢取付けベルト３４ａ、図６(b)は右側の太腿に取り付ける下肢取付けベルト３４ｂの平面図である。
下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂは、伸びない生地を用いて、全体形状がベルト状に形成される。ベルト部材の表側と裏側の巻き付け端の位置に、脱着係止用の面ファスナー３５を設け、ベルト部材の中途に長手方向に伸縮するゴム部材３６を設ける。また、ベルトの中途位置に、ゲルアクチュエータ５０の幅寸法と略同幅で側方に延出する接続片部３７を設ける。接続片部３７はゲルアクチュエータ５０の電極（図４の電極５２ｂ）をハトメ４０で取り付けるための部位である。 (Lower limb mounting belt)
FIG. 6 shows a configuration example of the lower limb attachment belts 34a and 34b to be attached to the lower limb attachment portions 20a and 20b. FIG. 6A is a plan view of the lower limb attachment belt 34a attached to the left thigh, and FIG. 6B is a plan view of the lower limb attachment belt 34b attached to the right thigh.
The lower limb mounting belts 34a and 34b are formed in a belt shape as a whole by using a non-stretchable fabric. A hook-and-loop fastener 35 for attaching / detaching and locking is provided at the positions of the winding ends on the front side and the back side of the belt member, and a rubber member 36 that expands and contracts in the longitudinal direction is provided in the middle of the belt member. Further, at a position in the middle of the belt, a connecting piece portion 37 extending laterally with substantially the same width as the width dimension of the gel actuator 50 is provided. The connection piece portion 37 is a portion for attaching the electrode of the gel actuator 50 (electrode 52b in FIG. 4 ) with the eyelet 40.

図２に示すように、下肢装着部２０ａ、２０ｂの下端部には、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂが設けられる。
左腿に取り付ける下肢装着部２０ａは、保護カバー１４の上部にゲルアクチュエータ５０の上側の電極５２aをハトメ４０により取り付け、ゲルアクチュエータ５０の下側の電極５２ｂを左側用の下肢取付けベルト３４ａの接続片部３７にハトメ４０により取り付け、保護カバー１４を二つ折りし、ゲルアクチュエータ５０を保護カバー１４で覆って形成する。
右腿に取り付ける下肢装着部２０ｂは、保護カバー１４にゲルアクチュエータ５０を取り付け、右側用の下肢取付けベルト３４ｂをゲルアクチュエータ５０に取り付けて形成する。 As shown in FIG. 2, lower limb attachment belts 34a and 34b are provided at the lower ends of the lower limb mounting portions 20a and 20b.
In the lower limb mounting portion 20a to be attached to the left thigh, the upper electrode 52a of the gel actuator 50 is attached to the upper part of the protective cover 14 by the eyelet 40, and the lower electrode 52b of the gel actuator 50 is attached to the connection piece of the lower limb mounting belt 34a for the left side. It is attached to the portion 37 by the eyelet 40, the protective cover 14 is folded in half, and the gel actuator 50 is covered with the protective cover 14 to form the gel actuator 50.
The lower limb mounting portion 20b to be attached to the right thigh is formed by attaching the gel actuator 50 to the protective cover 14 and attaching the lower limb attachment belt 34b for the right side to the gel actuator 50.

ゲルアクチュエータ５０を保護カバー１４により被覆した状態で、保護カバー１４の下端部は開口し、ゲルアクチュエータ５０の下側の電極５２ｂはそれぞれ下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂにハトメ４０により係止されているから、保護カバー１４によってゲルアクチュエータ５０が長手方向に伸縮する動作が阻害されることはない。 With the gel actuator 50 covered with the protective cover 14, the lower end of the protective cover 14 is open, and the electrodes 52b on the lower side of the gel actuator 50 are locked to the lower limb mounting belts 34a and 34b by eyelets 40, respectively. The protective cover 14 does not hinder the movement of the gel actuator 50 to expand and contract in the longitudinal direction.

左右の下肢装着部２０ａ、２０ｂを、本体部１０の下端部の左右の位置にそれぞれ取り付けることにより、図２に示すアシストウエアが得られる。
本体部１０の下端部に下肢装着部２０ａ、２０ｂを装着する方法としては、本体部１０の下端部に下肢装着部２０ａ、２０ｂの保護カバー１４の上端部を重ね合わせ、本体部１０と保護カバー１４とゲルアクチュエータ５０とをハトメ４０で合わせて取り付ける方法により装着することができる。 By attaching the left and right lower limb mounting portions 20a and 20b to the left and right positions of the lower end portions of the main body portion 10, the assist wear shown in FIG. 2 can be obtained.
As a method of mounting the lower limb mounting portions 20a and 20b on the lower end portion of the main body portion 10, the upper end portions of the protective cover 14 of the lower limb mounting portions 20a and 20b are overlapped on the lower end portion of the main body portion 10 and the main body portion 10 and the protective cover are attached. The 14 and the gel actuator 50 can be attached by the method of attaching them together with the eyelets 40.

本実施形態のアシストウエアは、上述したように、能動的（アクティブ）にアシスト力を作用させる駆動源として、本体部１０に２つ、下肢装着部２０a、２０ｂにそれぞれ１つのゲルアクチュエータ５０を内蔵する。これらのゲルアクチュエータ５０は長手方向の両端に設けた電極５２a、５２ｂ間に印加する電圧をON-OFFすることにより長手方向に伸縮する。したがって、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂにゲルアクチュエータ５０を装着した状態で、これらのゲルアクチュエータ５０の電極５２ａ、５２ｂは、それぞれ共通に導通するように配線が設けられ、電極５２ａと電極５２ｂは電源部の陽極と陰極に接続される。 As described above, the assist wear of the present embodiment has two gel actuators 50 built in the main body 10 and one gel actuator 50 in each of the lower limb mounting portions 20a and 20b as drive sources for actively acting the assist force. do. These gel actuators 50 expand and contract in the longitudinal direction by turning on and off the voltage applied between the electrodes 52a and 52b provided at both ends in the longitudinal direction. Therefore, with the gel actuators 50 mounted on the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b, the electrodes 52a and 52b of these gel actuators 50 are provided with wiring so as to conduct in common , respectively, and the electrodes 52a and the electrodes are provided. 52b is connected to the anode and cathode of the power supply unit.

電源部から共通の電極５２ａ、５２ｂに供給される電圧は、アシストウエアの使用者が、たとえば腰を屈曲する動作、屈曲した腰を伸長させる動作に応じてON-OFF制御される。この印加電圧のON-OFF制御は、使用者の動作を検知するセンサと、センサによる検知結果に基づいて電圧を制御する制御部によってなされる。電源部と制御部とを備える制御装置は、アタッチメントとして腰部に装着されている。 The voltage supplied from the power supply unit to the common electrodes 52a and 52b is ON-OFF controlled by the user of the assist wear according to, for example, an operation of bending the waist and an operation of extending the bent waist. The ON-OFF control of the applied voltage is performed by a sensor that detects the operation of the user and a control unit that controls the voltage based on the detection result by the sensor. A control device including a power supply unit and a control unit is attached to the lumbar region as an attachment.

（アシストウエアの作用）
本実施形態のアシストウエアは、図１(a)、(b)に示すように、肩掛けベルト３０ａ、３０ｂと腰部ベルト３２ａ、３２ｂを長さ調節して連結し、本体部１０を背負うようにして装着する。胸の前で連結ベルト３１ａ、３１ｂを連結することで本体部１０をしっかりと装着することができる。
下肢装着部２０ａ、２０ｂについては、下肢装着部２０ａ、２０ｂの下端部に取り付けた下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂを、それぞれ左側の太腿と右側の太腿を一周させ、面ファスナー３５によって係止する。下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂにゴム部材３６が設けられているから、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂは弾性的に取り付けることができる。 (Action of assist wear)
In the assist wear of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the shoulder belts 30a and 30b and the waist belts 32a and 32b are connected by adjusting the length so that the main body 10 is carried on the back. Mounting. By connecting the connecting belts 31a and 31b in front of the chest, the main body 10 can be firmly attached.
For the lower limb mounting portions 20a and 20b, the lower limb mounting belts 34a and 34b attached to the lower ends of the lower limb mounting portions 20a and 20b are rotated around the left thigh and the right thigh, respectively, and are locked by the hook-and-loop fastener 35. .. Since the rubber member 36 is provided on the lower limb attachment belts 34a and 34b, the lower limb attachment belts 34a and 34b can be elastically attached.

なお、下肢装着部２０ａ、２０ｂを装着する際には、図１(a)、(b)に示すように、下肢装着部２０ａ、２０ｂがある程度弛むようにして装着する。下肢装着部２０ａ、２０ｂを弛ませるようにして装着する理由は、腰を屈曲させる動作が下肢装着部２０ａ、２０ｂによって妨げられないようにするためである。
前述したように、下肢装着部２０ａ、２０ｂのゲルアクチュエータ５０は、本体部１０の下端部（保護カバー１４の上部）と下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂとの間を連結するように装着されている。下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂの取付け位置を腰部（本体部１０の下端部）から離し過ぎてしまうと、腰部を屈曲させる動作を開始したときから、ゲルアクチュエータ５０による弾性的な引っ張り作用が強く作用するおそれがある。ゲルアクチュエータ５０は、アクチュエータそのものも弾性を備えており、電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加しないときでも、ある程度は伸縮性を備えているからである。 When the lower limb mounting portions 20a and 20b are mounted, as shown in FIGS. 1A and 1B, the lower limb mounting portions 20a and 20b are mounted so as to be loosened to some extent. The reason why the lower limb mounting portions 20a and 20b are worn so as to be loosened is to prevent the motion of bending the waist from being hindered by the lower limb mounting portions 20a and 20b.
As described above, the gel actuators 50 of the lower limb mounting portions 20a and 20b are mounted so as to connect the lower end portion (upper part of the protective cover 14) of the main body portion 10 and the lower limb mounting belts 34a and 34b. If the attachment positions of the lower limb attachment belts 34a and 34b are too far from the lumbar region (lower end portion of the main body portion 10), the elastic pulling action of the gel actuator 50 acts strongly from the time when the operation of bending the lumbar region is started. There is a risk. This is because the gel actuator 50 has elasticity as well as elasticity to some extent even when no voltage is applied between the electrodes 52a and 52b.

ゲルアクチュエータ５０によるアクティブなアシスト力は、ゲルアクチュエータ５０に電圧を印加して、ゲルアクチュエータ５０が伸長した状態から元の長さに戻るときの力に基づく。したがって、ゲルアクチュエータ５０に電圧を印加してゲルアクチュエータ５０がもっとも伸びた状態で使用者が屈曲状態になるようにするのがよい。
下肢装着部２０ａ、２０ｂを弛ませて装着している理由は、使用者が腰を最大に屈曲した状態でゲルアクチュエータ５０が最大に伸びた状態になるようにするためである。 The active assist force by the gel actuator 50 is based on the force applied to the gel actuator 50 to return the gel actuator 50 from its extended state to its original length. Therefore, it is preferable to apply a voltage to the gel actuator 50 so that the user is in the bent state when the gel actuator 50 is in the most extended state.
The reason why the lower limb mounting portions 20a and 20b are loosened and mounted is so that the gel actuator 50 is in a state of being maximally extended while the user is in a state of maximally bending the waist.

本体部１０に装着したゲルアクチュエータ５０については、使用者が腰を徐々に屈曲させていくにしたがってゲルアクチュエータ５０に印加する電圧を上げていき、最大に腰を屈曲させた状態でゲルアクチュエータ５０が最大に伸長した状態になるように制御する。
腰を最大に屈曲させた状態から腰を伸長させる方向へ反転的に動作が開始されると、ゲルアクチュエータ５０に印加する電圧がOFFとなり、ゲルアクチュエータ５０は電圧を印加して伸長した状態から元の長さへ戻ろうとする。このゲルアクチュエータ５０の復元力は使用者の腰を伸長させる方向へのアシスト力として作用する。 Regarding the gel actuator 50 mounted on the main body 10, the voltage applied to the gel actuator 50 is increased as the user gradually bends the waist, and the gel actuator 50 is in a state where the waist is bent to the maximum. Control so that it is in the fully extended state.
When the operation is started in reverse from the state where the waist is fully bent in the direction of extending the waist, the voltage applied to the gel actuator 50 is turned off, and the gel actuator 50 is restored from the state where the voltage is applied and extended. Trying to return to the length of. The restoring force of the gel actuator 50 acts as an assisting force in the direction of extending the waist of the user.

本実施形態のアシストウエアにおいて、ゲルアクチュエータ５０に印加させる電圧をON-OFFさせる作用は、能動的にゲルアクチュエータを伸縮させる作用であり、ゲルアクチュエータ５０の弾性力、すなわち受動的（パッシブ的）なアシスト作用にアクティブなアシスト作用が重畳した作用となる。
ゲルアクチュエータ５０によるこのアシスト作用を、使用者が腰を屈曲させた状態から腰を伸展させる状態に復帰しようとするタイミングに合わせて作用させることにより、腰を屈曲させて重量物を持ち上げるといった作業のアシストに効果的に利用することが可能である。 In the assist wear of the present embodiment, the action of turning the voltage applied to the gel actuator 50 on and off is the action of actively expanding and contracting the gel actuator, and the elastic force of the gel actuator 50, that is, passive (passive). The active assist action is superimposed on the assist action.
By acting this assisting action of the gel actuator 50 at the timing when the user tries to return from the state of bending the waist to the state of extending the waist, the work of bending the waist and lifting a heavy object is performed. It can be effectively used for assist.

本実施形態のアシストウエアは、素材そのものが柔らかい、ゲルアクチュエータ５０を利用してアシスト力を作用させるから、人体に装着したときの装着性がきわめて良好である。また、ゲルアクチュエータ５０は軽量であり、電極５２ａ、５２ｂに電圧を印加していないとき、すなわち駆動しないときでも柔軟であることから、着用したまま動作することは容易であり、必要時のみにアシスト力が作用するように駆動して使用するといった使い方ができるという利点もある。
また、電動モータといった機械的機構を備えないことから、構成が簡易であり、低価格で提供することが可能であり、アシストウエアとして手軽に使用できるという利点もある。 Since the assist wear of the present embodiment uses the gel actuator 50, which has a soft material itself, to exert an assist force, the wearability when worn on a human body is extremely good. Further, since the gel actuator 50 is lightweight and flexible even when no voltage is applied to the electrodes 52a and 52b, that is, when it is not driven, it is easy to operate while wearing it, and it assists only when necessary. There is also the advantage that it can be used by driving it so that force acts.
Further, since it does not have a mechanical mechanism such as an electric motor, it has an advantage that it has a simple configuration, can be provided at a low price, and can be easily used as assist wear.

（アシストウエアの他の構成）
上記実施形態のアシストウエアでは、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂにゲルアクチュエータ５０を装着する構成としたが、本体部１０のみを備える構成とし、下肢装着部２０ａ、２０ｂについては省く構成とすることも可能である。
また、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂには平面形状が長方形で、縦横寸法が同一であるゲルアクチュエータ５０を共通に使用したが、たとえば本体部１０については１枚のシート状のゲルアクチュエータを使用する、といったことも可能である。 (Other configurations of assist wear)
In the assist wear of the above embodiment, the gel actuator 50 is mounted on the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b, but the configuration is such that only the main body portion 10 is provided and the lower limb mounting portions 20a and 20b are omitted. It is also possible to do.
Further, a gel actuator 50 having a rectangular planar shape and the same vertical and horizontal dimensions was commonly used for the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. For example, for the main body portion 10, one sheet-shaped gel actuator was used. It is also possible to use.

上記実施形態のように、長方形状のゲルアクチュエータ５０を使用する場合には、長手方向がアシスト力を作用させる長手方向となるようにゲルアクチュエータ５０の配置方向を設定することにより、ゲルアクチュエータ５０の伸縮力を効果的にアシスト力として利用することができる。上記例では、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂに長方形状のゲルアクチュエータ５０を使用したが、さらに細幅としたゲルアクチュエータを、長手方向をアシスト力を作用させる伸縮方向として複数列に配置して用いる方法も有効である。
上記実施形態のアシストウエアでは、本体部１０や下肢装着部２０ａ、２０ｂを構成する基材として繊維状の生地材を使用したが、アシストウエアの生地材には種々の基材を使用することができる。 When the rectangular gel actuator 50 is used as in the above embodiment, the gel actuator 50 is arranged by setting the arrangement direction of the gel actuator 50 so that the longitudinal direction is the longitudinal direction in which the assist force is applied. The elastic force can be effectively used as an assist force. In the above example, the rectangular gel actuators 50 are used for the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b, but the gel actuators having a narrower width are arranged in a plurality of rows in the longitudinal direction as the expansion / contraction direction in which the assist force is applied. The method used in the above is also effective.
In the assist wear of the above embodiment, a fibrous fabric material is used as a base material constituting the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b, but various base materials may be used as the fabric material of the assist wear. can.

図７はアシストウエアの本体部１０の他の構成例を示す。前述したように、本体部１０にはシート状のゲルアクチュエータ５０を内蔵してゲルアクチュエータ５０の収縮力をアシスト力として利用する。このゲルアクチュエータ５０による発生力をアシスト力として効果的に作用させる方法として、図７に示すように本体部１０の上部（肩位置からやや下がった位置）にゲルアクチュエータ５０の発生力が背面に対し直交して作用するようにパッド６０を介装させる方法が考えられる。図７はパッド６０を装着した場合のゲルアクチュエータ５０の発生力による作用を示したものである。
パッド６０を装着することにより、ゲルアクチュエータ５０の発生力F1が、腰位置を支持点として引き戻すときのアシスト力F2として作用し、ゲルアクチュエータ５０による発生力をより効果的にアシスト力として作用させることが可能である。
アシスト力F1の場合に腰を支点するモーメントがF1・L1であるのに対して、アシスト力F2の場合はF2・L2になるので、L1＜L2であることから腰回りのモーメントが増大する。 FIG. 7 shows another configuration example of the main body 10 of the assist wear. As described above, a sheet-shaped gel actuator 50 is built in the main body 10, and the contraction force of the gel actuator 50 is used as an assist force. As a method of effectively using the generated force of the gel actuator 50 as an assist force, as shown in FIG. 7, the generated force of the gel actuator 50 is applied to the back surface of the upper part of the main body 10 (a position slightly lower than the shoulder position). A method of interposing the pad 60 so as to act orthogonally can be considered. FIG. 7 shows the action of the generated force of the gel actuator 50 when the pad 60 is attached.
By attaching the pad 60, the generated force F1 of the gel actuator 50 acts as an assist force F2 when pulling back with the waist position as a support point, and the generated force of the gel actuator 50 acts as an assist force more effectively. Is possible.
In the case of the assist force F1, the moment fulcrum of the waist is F1 ・ L 1 , whereas in the case of the assist force F2, it is F2 ・ L2. Will increase.

なお、図７に示した記号は、それぞれ、O：第5腰椎(L5) と仙骨(S1)の結合点、F1：アシスト装置が発生させる力、F2：アシスト装置による張力、L1：OからF1までの腕長さ、L2：OからF2までの長さ、W：体軸の重心にかかる重力(上半身の合成荷重)、Fm：脊柱起立筋による筋張力、Lm：Oから脊柱起立筋までの長さ、Fa：腹圧力、La：OからFaまでの長さである。
The symbols shown in FIG. 7 are O: the connection point between the 5th lumbar vertebra (L5) and the sacral bone (S1), F1: the force generated by the assist device, F2: the tension generated by the assist device, and L1: O to F1. Arm length up to, L2: length from O to F2, W: gravity applied to the center of gravity of the body axis (synthetic load of the upper body ), Fm: muscle tension by the spinal column erecting muscle, Lm: from O to the spinal column erecting muscle Length, Fa: Abdominal pressure, La: Length from O to Fa.

実施形態のアシストウエアでは、シート状のゲルアクチュエータ５０を使用することにより、柔らかくて装着性の良いアシストウエアを実現した。電極に柔軟電極を用いたゲルアクチュエータは、きわめて柔軟性が高いことから、平面方向の伸縮力を利用するかわりに、このゲルアクチュエータを積層構造とし、積層方向での発生力をアシスト力として利用することも可能である。
すなわち、ゲルシートを厚さ方向に積層し、ゲルシートの層間に柔軟電極を介在させた、積層構造のゲルアクチュエータは、平面方向に伸縮すると同時に、厚さ方向にも収縮する。したがって、この厚さ方向の収縮作用により生じる発生力をアシスト力として利用することができる。
ゲルシートを厚さ方向に積層したゲルアクチュエータは、多数層に積層した積層体を厚さ方向に収縮するユニットとして構成し、たとえば、使用者の背面に腰と肩とを結ぶサポート帯を設け、このサポート帯の中間に伸縮方向に合わせて伸縮するようにユニットを配置することにより厚さ方向の伸縮力を腰サポート用のアシスト力として利用することが可能である。 In the assist wear of the embodiment, a soft and easy-to-wear assist wear is realized by using the sheet-shaped gel actuator 50. Since a gel actuator using a flexible electrode as an electrode is extremely flexible, instead of using the expansion and contraction force in the plane direction, this gel actuator has a laminated structure and the generated force in the laminated direction is used as an assist force. It is also possible.
That is, the gel actuator having a laminated structure in which gel sheets are laminated in the thickness direction and flexible electrodes are interposed between layers of the gel sheets expands and contracts in the plane direction and at the same time contracts in the thickness direction. Therefore, the generated force generated by the contraction action in the thickness direction can be used as the assist force.
The gel actuator in which gel sheets are laminated in the thickness direction is configured as a unit that contracts the laminated body in multiple layers in the thickness direction. For example, a support band connecting the waist and shoulders is provided on the back surface of the user. By arranging the unit in the middle of the support band so as to expand and contract according to the expansion and contraction direction, the expansion and contraction force in the thickness direction can be used as an assist force for waist support.

１０本体部
１０ａ、１０ｂゲルアクチュエータの収容部
１２伸縮部
１４保護カバー
２０ａ、２０ｂ下肢装着部
３０ａ、３０ｂ肩掛けベルト
３１ａ、３１ｂ連結ベルト
３２ａ、３２ｂ腰部ベルト
３４ａ、３４ｂ下肢取付けベルト
３５面ファスナー
３６ゴム部材
４０ハトメ
５０ゲルアクチュエータ
５１柔軟電極
５２ａ、５２ｂ電極
６０パッド

10 Main body 10a, 10b Gel actuator accommodating part 12 Telescopic part 14 Protective cover 20a, 20b Lower limb mounting part 30a, 30b Shoulder belt 31a, 31b Connecting belt 32a, 32b Waist belt 34a, 34b Lower limb mounting belt 35 hook-and-loop fastener 36 Rubber member 40 Eyelet 50 Gel actuator 51 Flexible electrode 52a, 52b Electrode 60 Pad

Claims

Assist wear that includes a main body portion with a built-in gel actuator that is attached to the back of a human, and an attachment portion for attaching the main body portion.
The gel actuator is
Flexible electrodes are provided on both sides of the gel sheet to form a sheet, and the surface of the gel sheet is provided so as to imitate the back of a human. When the voltage applied between the flexible electrodes is turned on, the flat surface of the gel sheet is formed. It extends in the direction, and when the voltage is turned off, it works to return to the original length.
By controlling ON-OFF of the voltage applied between the flexible electrodes of the gel actuator, the gel actuator assists the bending motion of the lumbar region by utilizing the stretching force that expands and contracts in the plane direction of the gel sheet . Assist wear.

The gel actuator built in the main body is characterized in that the gel actuator is formed in a sheet shape having a rectangular planar shape and is built in the main body with the direction in which the assist force is applied as the longitudinal direction. Assist wear.

The assist wear according to claim 1 or 2, wherein the gel actuator built in the main body is formed in a laminated structure in which gel sheets are laminated and flexible electrodes are interposed between layers of the gel sheets.

A lower limb mounting portion with a built-in gel actuator is provided from the lumbar region to the buttocks of a human by connecting to the main body portion.
The gel actuator built in the lower limb mounting portion is formed in a sheet shape by providing flexible electrodes on both sides of the gel sheet, and is provided so as to follow the surface of the gel sheet from the waist to the buttocks. When the voltage applied between the flexible electrodes of the gel actuator built in the lower limb mounting part is turned on, it extends in the plane direction of the gel sheet, and when the voltage is turned off, it has the effect of returning to the original length.
A claim characterized in that the gel actuator assists the bending motion of the waist by utilizing the expansion / contraction force of the gel actuator to expand and contract in the plane direction by controlling ON / OFF of the voltage applied between the flexible electrodes of the gel actuator. The assist wear according to any one of items 1 to 3.

The gel actuator built in the lower limb mounting portion is characterized in that the planar shape is formed into a rectangular sheet shape, and the gel actuator is built in the lower limb mounting portion with the direction in which the assist force is applied as the longitudinal direction. The assist wear described in 4.

The assist wear according to claim 4 or 5, wherein the gel actuator built in the lower limb mounting portion is formed in a laminated structure in which gel sheets are laminated and flexible electrodes are interposed between layers of the gel sheets.

The gel actuator built in the main body and the gel actuator built in the lower limb mounting part are
The assist wear according to any one of claims 4 to 6, wherein both ends of the gel actuator in the direction of expansion and contraction are opened and covered by the protective cover.

An elastic portion formed of an elastic fabric is provided in the central portion of the main body portion.
The assist wear according to any one of claims 1 to 7 , wherein the gel actuator built in the main body portion is provided so as to be arranged so as to cross the stretchable portion in the expansion / contraction direction of the gel actuator.