JP7275260B2 - トラス構造を有するウェアラブル椅子 - Google Patents

Description

本発明は、トラス構造を有するウェアラブル椅子に係り、特に、着用者が着用した状態で着座時に着用者の荷重を支持する椅子に関する。

現在、産業現場だけでなく、身体障害者および高齢者の挙動時に筋力を補助して挙動を助けるか、或いは筋肉病患者のためのリハビリテーション用、または重い軍装を背負う軍人用、または重い荷物を背負う産業現場用などの様々な目的を有するウェアラブルロボット（Ｗｅａｒａｂｌｅ Ｒｏｂｏｔ）の開発が盛んに行われている。

一般に、ウェアラブルロボットは、人体と類似の関節作用を行うリンクが人体に着用できる形状であって、有機的に結合されて製作される。このようなウェアラブルロボットは、ユーザーに着用されて上肢または下肢の筋力を補助することにより、別途の外部機械の助けを借りずに、ユーザーが一般的な人間の筋力限界を超えた力が要求される高荷重作業を行うことができるようにする。

しかし、動力が作用して筋力を補助するアクティブタイプ（Ａｃｔｉｖｅ Ｔｙｐｅ）のウェアラブルロボットは、相対的に重量が重く、制御器によって複雑な制御が要求されるという問題があり、これにより、安定性が低く、着座角が制限的であるという問題点があった。

したがって、軽い重量を有し且つ大きい荷重を支持することができるパッシブタイプ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｔｙｐｅ）のウェアラブル椅子が要求される。ただし、従来技術によるパッシブタイプのウェアラブル椅子は、着座角が変更され難いという問題点があった。

上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解を増進するためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に既に知られている従来技術に該当することを認めるものと受け止められてはならないだろう。

これに関する従来技術としては、特許文献１がある。

韓国登録特許第１０－１７５５８０６号公報

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、その目的は、軽い重量を有し且つ大きい荷重を支持することができるウェアラブル椅子を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子は、長さ方向に延びて着用者の大腿部に連結された上部ロッドと；長さ方向に延びて着用者の下腿部に連結され、上端部が回転中心を介して上部ロッドの下端部と互いに相対回転可能に結合され、下端部は着用者の着座時に地面に接触する下部ロッドと；上端部は上部ロッドにおけるスライド阻止位置が可変できるように上部ロッドにスライド可能に結合され、下端部は下部ロッドに回転可能に結合されることにより、着用者の着座時に上部ロッドと下部ロッドとの間で長さ方向に圧縮力を支持する支持ロッドと；を含み、上部ロッドにおける支持ロッドの上端部のスライド阻止位置が可変することにより、着用者の着座時に上部ロッドおよび下部ロッドの回転中心と支持ロッドとの間の直線距離が可変され、支持ロッドの上端部および下端部は、上部ロッドまたは下部ロッドの内部に一部が挿入された状態でスライド可能または回転可能に結合され、下部ロッドが上部ロッドの内部で回転可能に結合され、下部ロッドが上部ロッドと互いに畳まれる方向に相対回転すると、支持ロッドの一部が下部ロッドの内部に挿入された状態で下部ロッドの一部が上部ロッドの内部に挿入される。

上部ロッドに上部ロッドの長さ方向にスライド可能に結合されるが、複数の位置でスライドが阻止されるように上部ロッドに固定可能に結合されたスイッチ；をさらに含み、スイッチが上部ロッドに固定されることにより、支持ロッドの上端部がスイッチによって支持されて支持ロッドのスライドが阻止できる。

スイッチの一側端部には上部ロッド側に突出した結合突起が形成され、上部ロッドの複数の位置には結合溝が形成されることにより、結合突起が結合溝に挿入されるときにスイッチと上部ロッドとの間のスライドが阻止されるように固定できる。

スイッチは、結合突起が形成された本体部と、本体部に回転可能に結合され、一端部に第１ベアリングが形成された回転部とから構成され、回転部が本体部を基準に相対回転すると、第１ベアリングが結合突起の突出方向に露出され、結合突起が結合溝から離脱することができる。

本体部には結合突起の突出方向と反対の方向に突出した支持台が形成され、回転部の他端部が支持台に対して斜め方向に延びて回転部の他端部が支持台側に加圧されることにより、回転部が本体部を基準に回転することができる。

スイッチと上部ロッドとにそれぞれ磁石が設けられており、スイッチの結合突起が上部ロッドの結合溝内に挿入された際に、スイッチに設けられた磁石と上部ロッドに設けられた磁石とが互いに対向して、スイッチに設けられた磁石と上部ロッドに設けられた磁石との間に引力が作用する。

スイッチには、磁石が結合突起と離隔して複数設けられ、上部ロッドには、磁石が、スイッチの結合突起が上部ロッドの結合溝内に挿入されるスイッチの位置で、スイッチに設けられた複数の磁石にそれぞれ対応して設けられ得る。

上記の目的を達成するための本発明に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子は、長さ方向に延びて着用者の大腿部に連結された上部ロッドと；長さ方向に延びて着用者の下腿部に連結され、上端部が回転中心を介して上部ロッドの下端部と互いに相対回転可能に結合され、下端部は着用者の着座時に地面に接触する下部ロッドと；上端部は上部ロッドにおけるスライド阻止位置が可変できるように上部ロッドにスライド可能に結合され、下端部は下部ロッドに回転可能に結合されることにより、着用者の着座時に上部ロッドと下部ロッドとの間で長さ方向に圧縮力を支持する支持ロッドと；を含み、上部ロッドにおける支持ロッドの上端部のスライド阻止位置が可変されることにより、着用者の着座時に上部ロッドおよび下部ロッドの回転中心と支持ロッドとの間の直線距離が可変され、下部ロッドの長さ方向にスライド可能に下部ロッドに結合されたスライド部と；着用者の下腿部に直接結合された下腿固定部と；一端が下腿固定部の上部に結合され、他端がスライド部に回転可能に結合された第１連結部と；一端が下腿固定部の下部に回転可能に結合され、他端が下部ロッドの下部に回転可能に結合された第２連結部と；をさらに含む。

下部ロッドには、長さ方向に形成されたレールが設けられ、スライド部は、レールに沿って下部ロッドの長さ方向にスライド可能であり、スライド部を下方に引っ張る方向に弾性力を加える第１弾性体が下部ロッドに形成できる。

下部ロッドには、一端が下部ロッドに固定され且つ他端が支持ロッドの下端部に結合され、上部ロッドが下部ロッドを基準に広がる方向と同じ方向に支持ロッドを回転させるように回転力を加える第２弾性体が形成できる。

支持ロッドの上端部には、支持ロッドが上部ロッドに沿ってスライドするように回転する第２ベアリングが形成できる。

第２ベアリングは、上部ロッドの方向に支持ロッドの外部に露出されるか或いは支持ロッド内に挿入されるように、支持ロッドの上端部に形成された加圧溝の内部で移動可能に支持ロッドに結合され、支持ロッドには、第２ベアリングが加圧溝に沿って上部ロッド側の外部に露出されるように第２ベアリングを加圧する第３弾性体が形成できる。

本発明のトラス構造を有するウェアラブル椅子によれば、着座角が変更されても、軽い構造で大きい荷重に耐えることができるという効果を有する。

また、着用者の着座時に下部ロッドが下腿固定部を基準に下降して下部ロッドの下端部が地面に接触する場合、４節リンク構造によって下部ロッドの下端部が着用者の足から離隔するように位置することにより、着座安定性が向上するという効果を有する。

また、着用者が立ち上がった姿勢では下部ロッドの下端部が地面に接触しないように上昇した状態に維持されて着用者の歩行に対する干渉を最小限に抑えるという効果を有する。

本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の様々な着座角を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の様々な着座角を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の様々な着座角を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の上部ロッドとスイッチとの結合関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の上部ロッドとスイッチとの結合関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子を着用した姿を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の支持ロッドの上端部を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の支持ロッドの上端部を示す図である。

本明細書または出願に開示されている本発明の実施形態に対して、特定の構造的または機能的説明は単に本発明に係る実施形態を説明するために例示されたものに過ぎず、本発明に係る実施形態は、様々な形態で実施でき、本明細書または出願に説明された実施形態に限定されるものではない。

本発明に係る実施形態は、多様な変更を加えることができ、種々の形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示して本明細書または出願で詳細に説明しようとする。しかし、これは本発明の概念による実施形態を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものと理解されるべきである。

本明細書において、「第１」および／または「第２」等の用語は多様な構成要素の説明に使用できるが、これらの構成要素はこのような用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の概念による権利範囲から逸脱することなく、第１構成要素は第２構成要素と命名でき、同様に第２構成要素も第１構成要素とも命名できる。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる或いは「接続されて」いると言及された場合には、該他の構成要素に直接連結または接続されていることも意味するが、それらの間に別の構成要素が介在する場合も含むと理解されるべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる或いは「直接接続されて」いると言及された場合には、それらの間に別の構成要素が介在しないと理解されるべきである。構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち「～間に」と「すぐに～間に」または「～に隣り合う」と「～に直接隣り合う」等も同様に解釈されるべきである。

本明細書で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、説示された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするもので、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。

また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含めて、本明細書において使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。一般に使用される辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上において有する意味と一致する意味であると解釈されるべきであり、本明細書において明白に定義しない限りは、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同一の参照符号は、同じ部材を示す。

図１は本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子を示す断面図であり、図２乃至図４は本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の様々な着座角を示す図である。

図１乃至図４を参照すると、本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子は、長さ方向に延びて着用者の大腿部に連結された上部ロッド１００と；長さ方向に延びて着用者の下腿部に連結され、上端部が回転中心５００を介して上部ロッド１００の下端部と互いに相対回転可能に結合され、下端部は着用者の着座時に地面に接触する下部ロッド２００と；上端部は上部ロッド１００におけるスライド阻止位置が可変できるように上部ロッド１００にスライド可能に結合され、下端部は下部ロッド２００に回転可能に結合されることにより、着用者の着座時に上部ロッド１００と下部ロッド２００との間で長さ方向に圧縮力を支持する支持ロッド３００と；を含み、上部ロッド１００における支持ロッド３００の上端部のスライド阻止位置が可変されることにより、着用者の着座時に上部ロッド１００および下部ロッド２００の回転中心と支持ロッド３００との間の直線距離が可変されることを特徴とする。

上部ロッド１００は、着用者の大腿部に対応する構成であって、ハーネスで着用者の大腿部に直接結合されるか、或いは大腿部に密着する大腿骨支持台１１０とハーネスで結合されて着用者の大腿部に連結できる。上部ロッド１００は、着用者の大腿部が延びた方向と並んで長さ方向に延びることができる。

下部ロッド２００は、着用者の下腿部に対応する構成であって、着用者の下腿部に直接ハーネスを介して結合されるか、或いは着用者の下腿部に直接結合された下腿固定部２１０を介して着用者の下腿部に連結できる。下部ロッド２００は、着用者の下腿部が延びた方向と並んで長さ方向に延びることができる。

下部ロッド２００の上端部は、回転中心５００を介して上部ロッド１００の下端部に互いに相対回転可能にヒンジ結合できる。

下部ロッド２００の下端部２８０は、着用者の着座時に地面に接触することができる。特に、着用者の足の後ろで地面に接触して着用者の着座姿勢を支持することができる。下部ロッド２００は、スライドおよび固定が可能な構造であって、着用者の身長に合わせて長さが調節できる構成を有し、地面に接触する下部ロッド２００の下端部２８０は、摩擦力の大きい材質、例えばゴム材質などで形成できる。

支持ロッド３００は、下端部が下部ロッド２００に回転可能に結合され、上端部が上部ロッド１００にスライド可能に結合される。したがって、上部ロッド１００と下部ロッド２００とが互いに相対回転することにより、支持ロッド３００の下端部は下部ロッド２００を基準に回転し、支持ロッド３００の上端部は上部ロッド１００に沿ってスライドすることができる。

支持ロッド３００の上端部が上部ロッド１００に沿ってスライドしながら、上部ロッド１００におけるスライド阻止位置が可変できるように上部ロッド１００にスライド可能に結合され、支持ロッド３００の上端部のスライド阻止位置が可変されることにより、着用者の着座時に上部ロッド１００と下部ロッド２００との間の角度である着座角が可変される。

上部ロッド１００、下部ロッド２００および支持ロッド３００は、トラス（Ｔｒｕｓｓ）構造を形成して強固な構成を有する。上部ロッド１００および下部ロッド２００は、曲げ荷重を受けて高い剛性が必要であるが、支持ロッド３００は、軸方向の圧縮荷重のみを受ける。

したがって、支持ロッド３００は、比較的小さい剛性が要求されるので、軽量の素材と構造を持つことができ、これにより、スライドまたは回転の際に小さい慣性によって着用者の自由な動きに対する干渉を最小限に抑えることができるという効果を有する。

特に、図２および図４を参照すると、着用者の体重による荷重が均等に分配されるものと仮定するとき、着座角が可変されることにより、回転中心から荷重方向に対して垂直な方向への距離が可変されて（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）上部ロッド１００への荷重によるモーメントアームが可変される。

但し、支持ロッド３００は、上端部が上部ロッド１００に沿ってスライドする構成なので、着座角が可変されることにより、着用者の着座時に上部ロッド１００と下部ロッド２００の回転中心から支持ロッド３００までの直線距離が可変される（ｒ１、ｒ２、ｒ３）。したがって、着座角が可変されてモーメントアームが可変されても、支持ロッド３００で受ける支持力は同等のレベルを維持する。すなわち、本発明の構成によれば、着座角が変更されても、軽い構造で大きい荷重に耐えることができるという効果を有する。

また、支持ロッド３００の上端部および下端部は、上部ロッド１００または下部ロッド２００の内部に一部が挿入された状態でスライド可能または回転可能に結合できる。つまり、上部ロッド１００および下部ロッド２００は、支持ロッド３００の上端部または下端部を内部に挿入された状態で包み込みながら結合できる。

これにより、支持ロッド３００は、圧縮荷重のみが加わる構造であって、相対的に小さい剛性が要求されるので、上部ロッド１００および下部ロッド２００に備えて小さい厚さで形成され、上部ロッド１００および下部ロッド２００が畳まれる構造を持つことができる。

特に、下部ロッド２００が上部ロッド１００の内部で回転可能に結合されて下部ロッド２００が上部ロッド１００と互いに畳まれる方向に相対回転すると、支持ロッド３００の一部が下部ロッド２００の内部に挿入された状態で下部ロッド２００の一部が上部ロッド１００の内部に挿入され得る。

つまり、上部ロッド１００と下部ロッド２００が互いに畳まれる方向に回転するとき、支持ロッド３００の一部は下部ロッド２００の内部に挿入され、下部ロッド２００の一部は上部ロッド１００の内部に挿入されることにより、上部ロッド１００と下部ロッド２００が畳まれた状態で最小限の体積を持つように形成されるという効果を有する。

上部ロッド１００に上部ロッド１００の長さ方向にスライド可能に結合されるが、複数の位置でスライドが阻止されるように上部ロッド１００に固定可能に結合されたスイッチ４００；をさらに含み、スイッチ４００が上部ロッド１００に固定されることにより、支持ロッド３００の上端部がスイッチ４００によって支持されて支持ロッド３００のスライドが阻止できる。スイッチ４００は、支持ロッド３００の上端部がスライドされる方向と並ぶか或いは同じ方向に上部ロッド１００に沿ってスライド可能である。

但し、スイッチ４００は、複数の位置でスライドが遮断されるように、上部ロッド１００に固定可能に結合できる。スイッチ４００は、連続的な位置で上部ロッド１００に固定されるように結合されるか、或いは離隔した複数の位置で上部ロッド１００に固定されるように結合され得る。

図５ａおよび図５ｂは、本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の上部ロッドとスイッチとの結合関係を示す図である。

図５ａおよび図５ｂをさらに参照すると、スイッチ４００が上部ロッド１００に固定された場合、支持ロッド３００は、スイッチ４００によって上部ロッド１００とのスライドが阻止され、上部ロッド１００と下部ロッド２００の相対回転が固定できる。スイッチ４００の固定された位置が可変されることにより、上部ロッド１００と下部ロッド２００の相対回転阻止角度が可変できる。

着用者の着座時には着用者の荷重が上部ロッド１００に加えられ、支持ロッド３００によって下部ロッド２００と上部ロッド１００との相対回転角度が固定されると、上部ロッド１００に加えられる着用者の荷重は、支持ロッド３００を介して下部ロッド２００に伝達される。

したがって、着用者の着座時に、下部ロッド２００と上部ロッド１００との角度である着座角は、上部ロッド１００に沿ってスイッチ４００の固定位置が変更されることにより変更できる。これにより、着用者は、簡単に着座角を変更することができるという効果を有する。

スイッチ４００は、支持ロッド３００の上端部の形状に対応するように形成できる。特に、支持ロッド３００の上端部を包み込む形状に形成できる。つまり、図示の如く、ラウンドされた支持ロッド３００の上端部を支持するスイッチ４００は、支持ロッド３００の上端部を包み込む形状に形成できる。これにより、スイッチ４００は、支持ロッド３００で支持する力を分散して加圧できる。

スイッチ４００の一側端部には上部ロッド１００側に突出した結合突起４１１が形成され、上部ロッド１００の複数の位置には結合溝１２０が形成されることにより、結合突起４１１が結合溝１２０に挿入されるときにスイッチ４００と上部ロッド１００との間のスライドが阻止されるように固定できる。

スイッチ４００は、上部ロッド１００の長さ方向に延び、一側端部に結合突起４１１が形成できる。上部ロッド１００の長さ方向に離隔した複数の位置に結合溝１２０が形成できる。結合突起４１１は、上部ロッド１００側に突出して、上部ロッド１００に形成された複数の結合溝１２０に挿入され、これにより、スイッチ４００が上部ロッド１００に沿ってスライドしないようにしっかりと固定できる。

スイッチ４００は、結合突起４１１が形成された本体部４１０と、本体部４１０に回転可能に結合され、一端部に第１ベアリング４２１が形成された回転部４２０とから構成され、回転部４２０が本体部４１０を基準に相対回転すると、第１ベアリング４２１が結合突起４１１の突出方向に露出され、結合突起４１１が結合溝１２０から離脱することができる。

スイッチ４００の本体部４１０は、上部ロッド１００の長さ方向に延び、結合突起４１１は、本体部４１０の一側端部に形成され得る。回転部４２０は、一端部に第１ベアリング４２１が形成され、本体部４１０に回転可能に結合できる。

回転部４２０の第１ベアリング４２１は、本体部４１０の結合突起４１１が結合溝１２０に挿入された状態で本体部４１０の内部に挿入されており、回転部４２０が本体部４１０を基準に相対回転すると、第１ベアリング４２１が結合突起４１１の突出方向に露出されて結合突起４１１が結合溝１２０から離脱することができる。すなわち、第１ベアリング４２１が結合突起４１１の突出方向に露出されるように回転することにより、結合突起４１１が結合溝１２０から離脱するのである。

これにより、結合突起４１１と結合溝１２０との結合が解除された状態で、第１ベアリング４２１が露出されて上部ロッド１００に接触し、これにより、スイッチ４００がスムーズにスライドすることができるという効果を有する。

本体部４１０には結合突起４１１の突出方向と反対の方向に突出した支持台４１２が形成され、回転部４２０の他端部が支持台４１２に対して斜め方向に延びて回転部４２０の他端部が支持台４１２側に加圧されることにより、回転部４２０が本体部４１０を基準に回転することができる。

支持台４１２は、本体部４１０と一体に形成されるか、或いはしっかりと固定されるように形成され、回転部４２０の他端部は、結合突起４１１の突出方向と反対の方向に支持台４１２に対して斜め方向に延びることができる。つまり、回転部４２０は、一端部が結合突起４１１の突出方向に露出され、他端部は結合突起４１１の突出方向と反対の方向に延びるように本体部４１０を貫通して中間で本体部４１０と回転可能に結合できる。

回転部４２０の他端部が支持台４１２に対して斜め方向に延びて回転部４２０の他端部が支持台４１２側に加圧されると、回転部４２０が本体部４１０を基準に回転することができる。具体的には、回転部４２０の一端部に形成された第１ベアリング４２１が本体部４１０の内部に挿入された状態では、回転部４２０の他端部が支持台４１２に対して斜め方向に延び、回転部４２０の他端部が支持台４１２側に加圧されて支持台４１２と並ぶと、第１ベアリング４２１が結合突起４１１の突出方向に露出されるように回転して結合突起４１１が結合溝１２０から離脱することができる。

したがって、回転部４２０の他端部を加圧することにより、スイッチ４００の固定を簡単に解除することができ、これにより、スイッチ４００の位置変更が簡単に操作できるという効果を持つ。

スイッチ４００の結合突起４１１が上部ロッド１００の結合溝１２０の内部に挿入されるスイッチ４００の位置に、スイッチ４００と上部ロッド１００との間で互いに引力が作用する磁石１３０、４３０がそれぞれ対向するように設けられ得る。特に、スイッチ４００と上部ロッド１００には磁石１３０、４３０のＮ極とＳ極が互いに対向するように設けられることにより、引力が作用することができる。

スイッチ４００と上部ロッド１００のそれぞれには、互いに引力が作用する磁石１３０、４３０が設けられ得る。ここで、スイッチ４００と上部ロッド１００の磁石１３０、４３０は、相対的に弱い力を持つもので、スイッチ４００の結合突起４１１が上部ロッド１００の結合溝１２０内に挿入されるように誘導するためのものである。互いに離隔した位置に設けられた結合溝１２０の内部に結合突起４１１を挿入させるように、スイッチ４００を所定の位置に位置させるために磁石１３０、４３０の引力を利用するのである。

磁石１３０、４３０の磁気力による引力でスイッチ４００と上部ロッド１００のスライドを阻止することができる。しかし、このような磁気力による引力は相対的に弱く、強い引力を有する磁石１３０、４３０を用いる場合には、スイッチ４００の位置変更が難しいという問題がある。

スイッチ４００には、磁石４３０が結合突起４１１と離隔して複数設けられ、上部ロッド１００には、磁石１３０が、スイッチ４００の結合突起４１１が上部ロッド１００の結合溝１２０内に挿入されるスイッチ４００の位置で、スイッチ４００に設けられた複数の磁石４３０にそれぞれ対応して設けられ得る。

磁石１３０、４３０の引力が結合突起４１１の離脱を妨害しないように、磁石１３０、４３０は、結合突起４１１とは離隔して位置することができる。磁石１３０、４３０は、複数であって、互いに離隔して位置することにより、スイッチ４００が磁気力による引力によって上部ロッド１００に安定的に支持できる。

図示の如く、スイッチ４００には、２つの磁石４３０が離隔して設けられ、上部ロッド１００には、一定の離隔距離で結合溝１２０が配列され、スイッチ４００の結合突起４１１が上部ロッド１００の結合溝１２０内に挿入されるスイッチ４００の位置ごとに、上部ロッド１００に磁石１３０が設けられ、上部ロッド１００の磁石１３０も、同じ間隔で配置されて一部が重複するように設けられ得る。

本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子は、下部ロッド２００の長さ方向にスライド可能に下部ロッド２００に結合されたスライド部２３０；着用者の下腿部に直接結合された下腿固定部２１０；一端が下腿固定部２１０の上部に結合され、他端がスライド部２３０に回転可能に結合された第１連結部２４０；および一端が下腿固定部２１０の下部に回転可能に結合され、他端が下部ロッド２００の下部に回転可能に結合された第２連結部２５０；をさらに含むことができる。

下腿固定部２１０は、着用者の下腿部にハーネスを介して直接結合できる。下腿固定部２１０は、着用者の下腿部に密着するように形成できる。

スライド部２３０は、下部ロッド２００の長さ方向にスライド可能に下部ロッド２００に結合され、第１連結部２４０を介して下腿固定部２１０に連結される。第１連結部２４０の一端は、下腿固定部２１０の上部にしっかりと結合され、第１連結部２４０の他端は、スライド部２３０に回転可能に結合され得る。逆に、第１連結部２４０の一端は下腿固定部２１０の上部に回転可能に結合され、第１連結部２４０の他端はスライド部２３０にしっかりと結合され得る。

第２連結部２５０は、下腿固定部２１０と下部ロッド２００とを連結する。第２連結部２５０の一端は、下腿固定部２１０の下部に回転可能に結合され、第２連結部２５０の他端は、下部ロッド２００の下部に回転可能に結合され得る。

上記の構成によって、下腿固定部２１０は、下部ロッド２００と４節リンク構造で結合される。これにより、下腿固定部２１０は、下部ロッド２００の長さ方向に安定的にスライド可能に下部ロッド２００に結合され、スライドすることにより下部ロッド２００からの距離が可変できる。

図６は本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子を着用した姿を示す図である。

図６をさらに参照すると、このような構成によれば、着用者の着座時に下部ロッド２００が下腿固定部２１０を基準に下降して下部ロッド２００の下端部２８０が地面に接触する場合に、４節リンク構造によって下部ロッド２００の下端部が着用者の足から離隔するように位置することにより、着座安定性が向上するという効果を有する。

また、４節リンク構造によって下部ロッド２００の下端部２８０が地面に接触する位置が常に一定になるという効果を有する。つまり、着用者の着座時に下部ロッド２００が下降することにより、４節リンク構造によって下部ロッド２００は着用者の下腿部の背面から離隔し、これにより、下部ロッド２００の下端部２８０が地面に接触する位置が、着用者の足の後方から離隔した位置で地面に接触することができる。

下部ロッド２００には、長さ方向に形成されたレール２０５が設けられ、スライド部２３０は、レール２０５に沿って下部ロッド２００の長さ方向にスライド可能であり、スライド部２３０を下方に引っ張る方向に弾性力を加える第１弾性体２６０が下部ロッド２００に形成できる。

つまり、スライド部２３０は、下部ロッド２００の長さ方向に形成されたレール２０５にスライド可能に結合され、第１弾性体２６０は、スライド部２３０が下部ロッド２００を基準に下方に引っ張られるように形成できる。第１弾性体２６０の弾性力によって、下部ロッド２００は、スライド部２３０を基準に上方に引っ張られ得る。

これにより、着用者が立ち上がった姿勢で着用者の荷重が加わっていない状態で、下部ロッド２００は、着用者の下腿に結合された下腿支持部を基準に上方に引っ張られる。したがって、着用者が立ち上がった姿勢では、下部ロッド２００の下端部２８０が地面に接触しないように上昇した状態に維持され、着用者の歩行に対する干渉を最小限に抑えるという効果を有する。

下部ロッド２００には、一端が下部ロッド２００に固定され、他端が支持ロッド３００の下端部に結合されることにより、上部ロッド１００が下部ロッド２００を基準に広がる方向と同じ方向に支持ロッド３００を回転させるように回転力を加える第２弾性体２９０が形成できる。

第２弾性体２９０は、上部ロッド１００が下部ロッド２００を基準に広がる方向と同じ方向に支持ロッド３００を回転させるように回転力を加えることができる。つまり、図示の如く、支持ロッド３００の下端部で支持ロッド３００を反時計回りに回転させるように回転力を加えることで、支持ロッド３００の上端部が上部ロッド１００に常に当接するように支持ロッド３００の上端部が上部ロッド１００側の方向に回転するように回転力を加えることができる。

このための構成として、第２弾性体２９０は、一端が下部ロッド２００に固定され、他端が支持ロッド３００の下端部に直接結合され得る。または、図示の如く、環状の別途の構成によって間接的に結合できる。

別の実施形態としては、一端が下部ロッド２００に固定され、支持ロッド３００が下部ロッド２００を基準に回転する回転中心を取り囲み、他端が支持ロッド３００の下端部に結合されたコイル状のスプリングの構成を持つことができる。

第２弾性体２９０の回転力は、上部ロッド１００が下部ロッド２００を基準に回転するほどに強い弾性力を持つのではなく、単純に支持ロッド３００の上端部が上部ロッド１００のスライド時に接触を維持する程度であれば十分である。これにより、支持ロッド３００の上端部が上部ロッド１００に常に当接して上部ロッド１００にスライドするという効果を有し、後述する第２ベアリング３１０が上部ロッド１００に常に接触して支持ロッド３００がスムーズにスライドするという効果を有する。

図７ａおよび図７ｂは本発明の一実施形態に係るトラス構造を有するウェアラブル椅子の支持ロッドの上端部を示す図である。

図７ａおよび図７ｂをさらに参照すると、支持ロッド３００の上端部には、支持ロッド３００が上部ロッド１００に沿ってスライドするように回転する第２ベアリング３１０が形成できる。第２ベアリング３１０は、支持ロッド３００が上部ロッド１００に沿ってスライドする上部ロッド１００の長さ方向に垂直な回転軸を中心に回転するように支持ロッド３００の上端部に結合されたベアリングであり得る。これにより、第２ベアリング３１０によって支持ロッド３００が上部ロッド１００に沿ってスライドするときにスムーズな移動が可能であるという効果を有する。

特に、第２ベアリング３１０は、図７ａに示すように上部ロッド１００の方向に支持ロッド３００の外部に露出されるか、或いは図７ｂに示すように支持ロッド３００の内部に挿入されるように支持ロッド３００の上端部の加圧溝３２０内で移動可能に支持ロッド３００に結合できる。

また、支持ロッド３００には、第２ベアリング３１０が加圧溝３２０に沿って上部ロッド１００側の外部に露出されるように第２ベアリング３１０を加圧する第３弾性体３３０が形成できる。

第２ベアリング３１０は、支持ロッド３００の上端部に結合されるが、支持ロッド３００との一部相対移動ができるように加圧溝３２０の内部に結合され得る。加圧溝３２０は、第２ベアリング３１０の回転軸が移動することができるように支持ロッド３００の上端部に形成され、第２ベアリング３１０は、加圧溝３２０の内部で上部ロッド１００側の外部に露出されるか或いは支持ロッド３００の内部に挿入されるように移動することができる。

第３弾性体３３０は、支持ロッド３００には第２ベアリング３１０が加圧溝３２０に沿って上部ロッド１００側の外部に露出されるように第２ベアリング３１０を加圧するために弾性力を加えることができる。これにより、別途の外力がない場合、第３弾性体３３０によって第２ベアリング３１０は上部ロッド１００側の外部に露出されることができる。

上記の構成によって、第２ベアリング３１０が第３弾性体３３０によって支持ロッド３００の上端部の外側に露出された状態で、支持ロッド３００が上部ロッド１００に沿ってスムーズにスライドすることができる。但し、着用者の着座時のように支持ロッド３００が加圧されると、第２ベアリング３１０は、第３弾性体３３０の弾性力に打ち勝ち支持ロッド３００の内部に挿入されて外力によって破損しないように保護されるという効果を有する。

本発明の特定の実施形態に関連して図示および説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱することなく、本発明に多様な改良及び変化を加え得るのは、当業分野における通常の知識を有する者にとって自明であろう。

１００ 上部ロッド
２００ 下部ロッド
３００ 支持ロッド
４００ スイッチ
４１０ 本体部
４２０ 回転部
４２１ 第１ベアリング
１３０、４３０ 磁石
３１０ 第２ベアリング
５００ 回転中心

Claims (12)

1. 長さ方向に延びて着用者の大腿部に連結された上部ロッドと；
   長さ方向に延びて着用者の下腿部に連結され、上端部が回転中心を介して上部ロッドの下端部と互いに相対回転可能に結合され、下端部は着用者の着座時に地面に接触する下部ロッドと；
   上端部は上部ロッドにおけるスライド阻止位置が可変できるように上部ロッドにスライド可能に結合され、下端部は下部ロッドに回転可能に結合されることにより、着用者の着座時に上部ロッドと下部ロッドとの間で長さ方向に圧縮力を支持する支持ロッドと；を含み、
   上部ロッドにおける支持ロッドの上端部のスライド阻止位置が可変されることにより、着用者の着座時に上部ロッドおよび下部ロッドの回転中心と支持ロッドとの間の直線距離が可変され、
   支持ロッドの上端部および下端部は、上部ロッドまたは下部ロッドの内部に一部が挿入された状態でスライド可能または回転可能に結合され、
   下部ロッドが上部ロッドの内部で回転可能に結合され、下部ロッドが上部ロッドと互いに畳まれる方向に相対回転すると、支持ロッドの一部が下部ロッドの内部に挿入された状態で下部ロッドの一部が上部ロッドの内部に挿入されることを特徴とする、トラス構造を有するウェアラブル椅子。
2. 上部ロッドに上部ロッドの長さ方向にスライド可能に結合されるが、複数の位置でスライドが阻止されるように上部ロッドに固定可能に結合されたスイッチ；をさらに含み、
   スイッチが上部ロッドに固定されることにより、支持ロッドの上端部がスイッチによって支持されて支持ロッドのスライドが阻止されることを特徴とする、請求項１に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
3. スイッチの一側端部には上部ロッド側に突出した結合突起が形成され、上部ロッドの複数の位置には結合溝が形成されることにより、結合突起が結合溝に挿入されるときにスイッチと上部ロッドとの間のスライドが阻止されるように固定されることを特徴とする、請求項２に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
4. スイッチは、結合突起が形成された本体部と、本体部に回転可能に結合され、一端部に第１ベアリングが形成された回転部とから構成され、
   回転部が本体部を基準に相対回転すると、第１ベアリングが結合突起の突出方向に露出され、結合突起が結合溝から離脱することを特徴とする、請求項３に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
5. 本体部には結合突起の突出方向と反対の方向に突出した支持台が形成され、回転部の他端部が支持台に対して斜め方向に延びて回転部の他端部が支持台側に加圧されることにより、回転部が本体部を基準に回転することを特徴とする、請求項４に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
6. スイッチと上部ロッドとにそれぞれ磁石が設けられており、スイッチの結合突起が上部ロッドの結合溝内に挿入された際に、スイッチに設けられた磁石と上部ロッドに設けられた磁石とが互いに対向して、スイッチに設けられた磁石と上部ロッドに設けられた磁石との間に引力が作用することを特徴とする、請求項３に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
7. スイッチには、磁石が結合突起と離隔して複数設けられ、
   上部ロッドには、磁石が、スイッチの結合突起が上部ロッドの結合溝内に挿入されるスイッチの位置で、スイッチに設けられた複数の磁石にそれぞれ対応して設けられることを特徴とする、請求項６に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
8. 長さ方向に延びて着用者の大腿部に連結された上部ロッドと；
   長さ方向に延びて着用者の下腿部に連結され、上端部が回転中心を介して上部ロッドの下端部と互いに相対回転可能に結合され、下端部は着用者の着座時に地面に接触する下部ロッドと；
   上端部は上部ロッドにおけるスライド阻止位置が可変できるように上部ロッドにスライド可能に結合され、下端部は下部ロッドに回転可能に結合されることにより、着用者の着座時に上部ロッドと下部ロッドとの間で長さ方向に圧縮力を支持する支持ロッドと；を含み、
   上部ロッドにおける支持ロッドの上端部のスライド阻止位置が可変されることにより、着用者の着座時に上部ロッドおよび下部ロッドの回転中心と支持ロッドとの間の直線距離が可変され、
   下部ロッドの長さ方向にスライド可能に下部ロッドに結合されたスライド部と；
   着用者の下腿部に直接結合された下腿固定部と；
   一端が下腿固定部の上部に結合され、他端がスライド部に回転可能に結合された第１連結部と；
   一端が下腿固定部の下部に回転可能に結合され、他端が下部ロッドの下部に回転可能に結合された第２連結部と；をさらに含むことを特徴とする、トラス構造を有するウェアラブル椅子。
9. 下部ロッドには長さ方向に形成されたレールが設けられ、スライド部はレールに沿って下部ロッドの長さ方向にスライド可能であり、
   スライド部を下方に引っ張る方向に弾性力を加える第１弾性体が下部ロッドに形成されたことを特徴とする、請求項８に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
10. 下部ロッドには、一端が下部ロッドに固定され且つ他端が支持ロッドの下端部に結合され、上部ロッドが下部ロッドを基準に広がる方向と同じ方向に支持ロッドを回転させるように回転力を加える第２弾性体が形成されたことを特徴とする、請求項９に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
11. 支持ロッドの上端部には、支持ロッドが上部ロッドに沿ってスライドするように回転する第２ベアリングが形成されたことを特徴とする、請求項４に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。
12. 第２ベアリングは、上部ロッドの方向に支持ロッドの外部に露出されるか或いは支持ロッド内に挿入されるように支持ロッドの上端部の加圧溝内で移動可能に支持ロッドに結合され、
    支持ロッドには、第２ベアリングが加圧溝に沿って上部ロッド側の外部に露出されるように第２ベアリングを加圧する第３弾性体が形成されたことを特徴とする、請求項１１に記載のトラス構造を有するウェアラブル椅子。

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