(57)【要約】【課題】  使用者の手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とを独立して動かすことのできる手指リハビリ装置を提供する。【解決手段】  装置本体５は、使用者の中手を開いて固定する中手固定部１０と、中手固定部１０に間隔調整部５０を介して回動自在に接続され、親指を除いた手指の基節を開いて固定する基節固定部２０と、基節固定部２０に回動自在に接続され、該手指の中節を開いて固定する中節固定部３０と、中手固定部１０に調整部６５を介して接続された下腕固定部４０とを備えている。そして、基節固定部２０は、第１サーボモーター６１等で構成される基節移動部６０によって、間隔調整部５０を介して中手固定部１０に対して回動する。更に、中節固定部３０は、第２サーボモーター７１（図示せず）等で構成される中節移動部７０（図示せず）によって、基節固定部２０に対して回動する。従って、使用者の手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とが独立に動かされる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手指リハビリ装置であって、
使用者の中手を開いた状態で固定する中手固定手段と、
親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定する基節固定手段と、
前記手指の中節を開いた状態で固定する中節固定手段と、
前記基節固定手段を前記中手固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる基節移動手段と、
前記中節固定手段を前記基節固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる中節移動手段と、
前記基節移動手段と前記中節移動手段とを独立に作動させるように制御する制御手段とを備えた、手指リハビリ装置。
【請求項２】
前記基節移動手段は、
前記中手固定手段に取り付けられた第１駆動体と、
前記第１駆動体に接続され、前記基節固定手段を回動させる第１回動機構とを含み、
前記中節移動手段は、
前記中手固定手段に取り付けられた第２駆動体と、
前記第２駆動体にワイヤを介して接続され、前記中節固定手段を回動させる第２回動機構とを含む、請求項１記載の手指リハビリ装置。
【請求項３】
前記中手固定手段と前記基節固定手段との間隔を調整することができる間隔調整手段を更に備えた、請求項１又は請求項２記載の手指リハビリ装置。
【請求項４】
前記基節固定手段及び前記中節固定手段の各々における前記手指の背側に接する部分は、弾性体で形成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の手指リハビリ装置。
【請求項５】
前記中手固定手段に調整部を介して接続され、使用者の下腕を固定する下腕固定手段を更に備え、
前記調整部は、前記中手固定手段と前記下腕固定手段との間隔及び接続角を調整することができる、請求項１から請求項４のいずれかに記載の手指リハビリ装置。
【請求項６】
教示モードと再生モードとを選択することができるスイッチ手段と、
前記基節移動手段及び前記中節移動手段の動作を記憶することができる記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記教示モードが選択された時、前記基節移動手段及び前記中節移動手段の各々の位置を連続して前記記憶手段が記憶するように制御し、前記再生モードが選択された時、前記記憶手段に記憶された内容に基づいて前記基節移動手段及び前記中節移動手段の少なくとも一方を作動させるように制御する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の手指リハビリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は手指リハビリ装置に関し、特に、使用者の手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とを独立して動かすための手指リハビリ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１５は特許文献１で示されている手指リハビリ装置の装着状態を示す斜視図であり、図１６は手指の各部位の名称を説明するための図である。
【０００３】
まず、手指リハビリ装置のリハビリ対象となる、手指を含む手の各部位の名称等について説明する。
【０００４】
図１６を参照して、親指を除く手指の各々の各部位の名称は同一であるため、ここでは手指に関しては中指９０のみについて説明する。中指９０には、手掌（手の平）及び手背（手の甲）よりなる中手１００の付け根側から、一点鎖線で示す中手骨１０４及び基節骨９７の間に位置する中手指節間関節（ＭＰ関節）９１、基節骨９７及び中節骨９８の間に位置する近位指節間関節（ＰＩＰ関節）９２、及び中節骨９８及び末節骨９９の間に位置する遠位指節間関節（ＤＩＰ関節）９３と呼ばれる関節がある。又、ＭＰ関節９１とＰＩＰ関節９２との間の手指部分は基節９４、ＰＩＰ関節９２とＤＩＰ関節９３との間の手指部分は中節９５、ＤＩＰ関節９３から指先までの手指部分は末節９６と呼ばれている。そして、中手１００は手首１０１を介して下腕１０２に繋がっている。
【０００５】
次に図１５を参照して、手指リハビリ装置である手指用ＣＰＭポータブルハンド１１０は、その内部に図示しない電動モータやギヤ機構を有する本体１１１と、本体１１１を腕や手に固定するための固定用バンド１１２、１１３と、本体１１１内のギヤ機構に接続されたリンク機構１１４と、リンク機構１１４の略先端に直交するように取付けられた円弧状のアーム１１５とを備えている。又、アーム１１５には、円筒状の指用装着具１１６が四つ取付けられており、各々が人差指、中指、薬指及び小指の各々の指先に取付けられている。
【０００６】
そして、コード１１７を介して本体１１１に接続されたコントロールボックス１１８を操作して、リンク機構１１４を介してアーム１１５を図において下側に回転させることによって、指の屈伸運動をおこなう。
【０００７】
図１７は図１５で示した手指リハビリ装置の使用状態を示す図であって、（１）は手が開いた状態を示すものであり、（２）は手が閉じた状態を示すものである。
（１）を参照して、手が開いた状態から、本体１１１内の電動モータ等によってリンク機構１１４及びアーム１１５を介して指用装着具１１６を図において時計回りに回転させる。すると、（２）で示すように、指用装着具１１６（図示せず）の回転に伴って手が強制的に閉じた状態となる。このようにして、（１）の状態と（２）の状態とに繰り返し移行することで、親指以外の手指の関節の癒着や拘縮等の改善、又は関節可動域の確保をおこなう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−８０８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような従来の手指リハビリ装置では、使用者の手指を動かすための部材が、指先に装着する指用装着具のみであるため、単純な手の開閉動作による手指の屈伸運動しかおこなうことができなかった。即ち、ＭＰ関節やＰＩＰ関節に対する運動が同時にしかおこなえないため、種々の手指のリハビリに対応できず、使用者に適した効果的なリハビリをおこなうことができなかった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、使用者の手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とを独立して動かすことのできる手指リハビリ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、手指リハビリ装置であって、使用者の中手を開いた状態で固定する中手固定手段と、親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定する基節固定手段と、手指の中節を開いた状態で固定する中節固定手段と、基節固定手段を中手固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる基節移動手段と、中節固定手段を基節固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる中節移動手段と、基節移動手段と中節移動手段とを独立に作動させるように制御する制御手段とを備えたものである。
【００１２】
このように構成すると、手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とが独立に動かされる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、基節移動手段は、中手固定手段に取り付けられた第１駆動体と、第１駆動体に接続され、基節固定手段を回動させる第１回動機構とを含み、中節移動手段は、中手固定手段に取り付けられた第２駆動体と、第２駆動体にワイヤを介して接続され、中節固定手段を回動させる第２回動機構とを含むものである。
【００１４】
このように構成すると、第２駆動体は第１駆動体の駆動対象にならない。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、中手固定手段と基節固定手段との間隔を調整することができる間隔調整手段を更に備えたものである。
【００１６】
このように構成すると、使用者の基節骨の長さに応じた調整が可能となる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、基節固定手段及び中節固定手段の各々における手指の背側に接する部分は、弾性体で形成されるものである。
【００１８】
このように構成すると、手指同士の関節位置の相違による影響を弾性体が低減する。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、中手固定手段に調整部を介して接続され、使用者の下腕を固定する下腕固定手段を更に備え、調整部は、中手固定手段と下腕固定手段との間隔及び接続角を調整することができるものである。
【００２０】
このように構成すると、使用者の手首の位置に応じた取付が可能となる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、教示モードと再生モードとを選択することができるスイッチ手段と、基節移動手段及び中節移動手段の動作を記憶することができる記憶手段を更に備え、制御手段は、教示モードが選択された時、基節移動手段及び中節移動手段の各々の位置を連続して記憶手段が記憶するように制御し、再生モードが選択された時、記憶手段に記憶された内容に基づいて基節移動手段及び中節移動手段の少なくとも一方を作動させるように制御するものである。
【００２２】
このように構成すると、所望の動作を記憶させ、これを再生できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とが独立に動かされるため、効果的なリハビリが可能となる。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、第２駆動体は第１駆動体の駆動対象にならないため、第１駆動体の負担が軽減される。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、使用者の基節骨の長さに応じた調整が可能となるため、使用勝手が向上する。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、手指同士の関節位置の相違による影響を弾性体が低減するため、装置の構成がシンプルになる。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、使用者の手首の位置に応じた取付が可能となるため、使用勝手がより向上する。
【００２８】
請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、所望の動作を記憶させ、これを再生できるため、使用者に応じた特有のリハビリが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１の実施の形態による手指リハビリ装置の装置本体を示す斜視図である。
【図２】図１で示したＩＩ−ＩＩラインから見た斜視図である。
【図３】図１で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインから見た図である。
【図４】図１で示したＩＶ−ＩＶラインから見た図である。
【図５】図１で示したＶ−Ｖラインから見た図である。
【図６】図１で示したＶＩ−ＶＩラインから見た図である。
【図７】図４で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの拡大断面図であって、（１）は基節固定部が前方側に位置する状態を示すものであり、（２）は基節固定部が後方側に位置する状態を示すものである。
【図８】図６のＸ部分の拡大図である。
【図９】図１で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図である。
【図１０】図１で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、図９の状態から基節固定部が回転した状態を示すものである。
【図１１】図１で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、図１０の状態から中節固定部が回転した状態を示すものである。
【図１２】この発明の第１の実施の形態による手指リハビリ装置の全体構成を示す概略図である。
【図１３】図１２で示した手指リハビリ装置の制御関係を示すブロック図である。
【図１４】図１２で示した手指リハビリ装置の使用時の制御方法を示すフローチャート図である。
【図１５】従来の手指リハビリ装置の装着状態を示す斜視図である。
【図１６】手指の各部位の名称を説明するための図である。
【図１７】図１５で示した手指リハビリ装置の使用状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１はこの発明の第１の実施の形態による手指リハビリ装置の装置本体を示す斜視図であり、図２は図１で示したＩＩ−ＩＩラインから見た斜視図であり、図３は図１で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインから見た図であり、図４は図１で示したＩＶ−ＩＶラインから見た図であり、図５は図１で示したＶ−Ｖラインから見た図であり、図６は図１で示したＶＩ−ＶＩラインから見た図である。
【００３１】
これらの図を参照して、この実施の形態による手指リハビリ装置の装置本体５は、使用者の中手を開いた状態で且つ手掌を図１において上向きにして固定する中手固定部１０（中手固定手段）と、中手固定部１０に間隔調整部５０（間隔調整手段）を介して回動自在に接続され、使用者の親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定する基節固定部２０（基節固定手段）と、基節固定部２０に回動自在に接続され、該手指の中節を開いた状態で固定する中節固定部３０（中節固定手段）と、中手固定部１０に凹形状の鋼板よりなる調整部６５を介して接続され、使用者の下腕を固定する下腕固定部４０（下腕固定手段）とを備えている。
【００３２】
中手固定部１０は、凹形状に折り曲げ加工された鋼板よりなる第１取付部材１１と、第１取付部材１１の底部に取付けられ、後方側（図２の左下から右上に向かう方向）に延びる鋼板よりなる第２取付部材１２と、第１取付部材１１に取付けられ、その上面の略全面に平板状のスポンジ１４が設置された鋼板よりなる中手載置部材１３と、中手載置部材１３の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド１５とから構成されている。
【００３３】
又、第１取付部材１１には、前後方向に延びる開口１７を有する、後方側に延びる調整用取付部１６が形成されている。そして、調整用取付部１６は、開口１７を介してネジ１９によって調整部６５に脱着自在に取付けられている。従って、図２の矢印で示すように、中手固定部１０は、その前後方向の位置を調整部６５に対して開口１７の範囲で移動させることができる。即ち、調整部６５によって、中手固定部１０と下腕固定部４０との間隔を調整することができる。
【００３４】
尚、第１取付部材１１には、基節固定部２０を中手固定部１０に対して回動させるための基節移動部６０（基節移動手段）を構成する第１駆動体である第１サーボモーター６１が取付けられている。更に、第２取付部材１２には、中節固定部３０を基節固定部２０に対して回動させるための中節移動部７０（中節移動手段）を構成する、中節固定部３０にワイヤ７７ａ、７７ｂ及び回転体７２を介して接続された、第２駆動体である第２サーボモーター７１が取付けられている。基節移動部６０及び中節移動部７０の詳細については後述する。
【００３５】
間隔調整部５０は、中手固定部１０の第１取付部材１１の側部の各々に、前後方向と略直交する方向を軸に回動自在に取付けられた円板状の本体５１ａ、５１ｂと、その一部が本体５１ａ、５１ｂの各々の内部に設置された、前方に延びる棒体５２ａ、５２ｂとを備えている。そして、間隔調整部５０は、棒体５２ａ、５２ｂの各々の先端部分の位置を前後に移動することによって、中手固定部１０と基節固定部２０との間隔を調整するように構成されている。尚、第１サーボモーター６１側の本体５１ａの第１取付部材１１側の面には、板状の歯車体５３が取付けられて第１サーボモーター６１の歯車体６２に係合している。間隔調整部５０の詳細な構造については後述する。
【００３６】
基節固定部２０は、その両端部の各々が間隔調整部５０の棒体５２ａ、５２ｂの各々の先端に取付けられた合成樹脂よりなる基節載置部材２１と、基節載置部材２１の載置面上に設置されたスポンジ２２と、スポンジ２２の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド２３とから構成されている。尚、スポンジ２２は、後述する装着状態において各手指の基節の背側に接する。
【００３７】
中節固定部３０は、その両端部の各々が基節固定部２０の基節載置部材２１の両端部に対して、前後方向と略直交する方向を軸に回動自在に取付けられた、合成樹脂よりなる中節載置部材３１と、中節載置部材３１の載置面上に設置されたスポンジ３２と、スポンジ３２の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド３３とから構成されている。尚、スポンジ３２は、後述する装着状態において各手指の中節の背側に接する。
【００３８】
下腕固定部４０は、略半円形状の断面を有し、前後方向に延びる鋼板よりなる下腕載置部材４１と、下腕載置部材４１の内面の略全面に設置されたスポンジ４２と、下腕載置部材４１の前方側及び後方側の各々の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド４３ａ、４３ｂとから構成されている。又、下腕載置部材４１の底部には、前方側に延びる鋼板よりなる接続部材４４が取付けられており、接続部材４４の先端部は、調整部６５の側部の各々にピンによって前後方向に略直交する方向に回動自在に接続されている。従って、調整部６５によって、中手固定部１０と下腕固定部４０との接続角を調整することができる。
【００３９】
このように、中手固定部１０と下腕固定部４０とを、調整部６５を介して接続することによって、中手固定部１０と下腕固定部４０との間隔及び接続角を調整することができる。従って、後述する装着状態において使用者の手首の位置に応じた取付けが可能となるため、使用勝手が向上する。
【００４０】
尚、基節固定部２０に回動自在に取付けられた中節固定部３０と、中手固定部１０に回動自在に取付けられた基節固定部２０とは、図５及び図６において各関節可動域を超えては下方側へ回転しないように、図示しないストッパー等が設けられている。具体的には、前後方向から下方側へ１５°を超えては回転しないように設定されている。従って、基節固定部２０及び中節固定部３０においては、各々に固定された手指の基節と中節との各々が各関節可動域の範囲内を移動するため、手指の各関節が必要以上に逆方向に曲がる虞が無い。
【００４１】
基節移動部６０は、中手固定部１０の第１取付部材１１の側部内面の一方に取付けられた第１サーボモーター６１と、第１サーボモーター６１の図示しないシャフトに接続され、第１取付部材１１の外面側に配置された円板状の歯車体６２とを備えている。そして、特に図４で示すように、第１サーボモーター６１に接続された歯車体６２は、上述した関節調整部５０の本体５１ａに取付けられた歯車体５３と噛合うように形成されている。従って、歯車体５３及び歯車体６２が第１回動機構となり、第１サーボモーター６１によって間隔調整部５０（基節固定部２０）が中手固定部１０に対して所定の位置まで回動する。
【００４２】
次に、間隔調整部５０の詳細な構造について説明する。
【００４３】
図７は図４で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの拡大断面図であって、（１）は基節固定部が前方側に位置する状態を示すものであり、（２）は基節固定部が後方側に位置する状態を示すものである。
【００４４】
まず（１）を参照して、円板状の本体５１ａの内部には、前後方向に延びる第１貫通孔５５と、本体５１ａの上端から第１貫通孔５５に繋がるように、その内面がねじ切り加工された第２貫通孔５６とが形成されている。そして、棒体５２ａは、本体５１ａの第１貫通孔５５内に摺動自在に設置されている。更に、第２貫通孔５６には、その頭部に六角溝が形成されたボルト５７が挿入されており、ボルト５７の下端での押圧によって、棒体５２ａの前後方向への移動が阻止されている。
【００４５】
尚、（１）で示す状態においては、棒体５２ａを前方側に引き出した状態、即ち、棒体５２ａの先端に位置する基節固定部２０が相対的に前方側に位置した状態となっている。具体的には、基節固定部２０に対する中節固定部３０の回転軸２５と、中手固定部１０に対する間隔調整部５０の回転軸５８との距離がＬ１となっている。このような状態から、第２貫通孔５６の上端から六角レンチ等を使用してボルト５７の棒体５２ａに対する押圧力を緩め、図の矢印で示すように棒体５２ａを後方側へと移動させ、再度ボルト５７を締め付けると、（２）で示す状態となる。
【００４６】
次に（２）を参照して、棒体５２ａを後方側に移動させた状態においては、基節固定部２０の回転軸２５と、間隔調整部５０の回転軸５８との距離がＬ１より短いＬ２となる。即ち、基節固定部２０の位置が（１）の状態より後方側となる。
【００４７】
このようにして、中手固定部１０に対する基節固定部２０の前後方向の位置、即ち中手固定部１０と基節固定部２０との間隔を調整する。従って、後述する装着状態において使用者の基節骨の長さに応じた調整が可能となるため、使用勝手が向上する。尚、図示しない対向する本体５１ｂ及び棒体５２ｂにおいても、本体５１ａ及び棒体５２ａと同一構造となっている。
【００４８】
次に、中節移動部７０の詳細な構造について説明する。
【００４９】
図８は図６のＸ部分の拡大図である。
【００５０】
図を参照して、中節移動部７０は、中手固定部１０の第２取付部材１２に取付けられた第２サーボモーター７１と、第２サーボモーター７１の図示しないシャフトに接続された円柱形状の回転体７２と、その一方端が回転体７２に接続され、その他方端が中節固定部３０の中節載置部材３１に接続された一対のワイヤ７７ａ、７７ｂとから構成されている。尚、ワイヤ７７ａ、７７ｂにおける基節固定部２０から中手固定部１０までの範囲の部分の各々は、ステンレスコイルや合成樹脂等で形成された剛性を有する図示しない管状のアウターチューブの各々で覆われている。そして、ワイヤ７７ａ、７７ｂの各々は、アウターチューブ内の各々を移動自在となるように構成されている。
【００５１】
回転体７２は、その外面に押え板７８ａ、７８ｂの各々がボルト７９ａ、７９ｂの各々によって固定されている。そして、ワイヤ７７ａ、７７ｂの一方端部の各々を回転体７２の外面と押え板７８ａ、７８ｂの各々との間に挟み込むことで、ワイヤ７７ａ、７７ｂの一方端部の各々は回転体７２に取付けられている。又、ワイヤ７７ａ、７７ｂの他方端部の各々には、タイコ７５ａ、７５ｂの各々が接続されている。そして、タイコ７５ａ、７５ｂの各々は中節固定部３０の中節載置部材３１の内部と係合しており、ワイヤ７７ａ、７７ｂ及びタイコ７５ａ、７５ｂは、回転軸２５を囲むように配置されている。
【００５２】
そして、例えば第２サーボモーター７１によって回転体７２が図の矢印で示すように反時計回りに回転すると、ワイヤ７７ａは回転体７２側へと引張られる。すると、タイコ７５ａもワイヤ７７ａを介して回転体７２側へと引張られ、中節載置部材３１が回転軸２５を中心に図の矢印で示すように反時計回りに回転する。これに伴ってタイコ７５ｂもタイコ７５ａと同一方向に移動するため、ワイヤ７７ｂが回転軸２５側へと引張られる。この時、ワイヤ７７ａ、７７ｂの各々は、上述した図示しないアウターチューブ内の各々を移動するため、不用意に撓む虞が無く、ワイヤ７７ａ、７７ｂの動作が安定する。尚、中節載置部材３１を回転軸２５を中心に図において時計回りに回転させたい場合は、第２サーボモーター７１によって回転体７２を時計回りに回転させれば良い。
【００５３】
このように、回転体７２、ワイヤ７７ａ、７７ｂ及びタイコ７５ａ、７５ｂが第２回動機構となり、第２サーボモーター７１によって中節固定部３０が基節固定部２０に対して回動するように構成されている。従って、第２サーボモーター７１を基節固定部２０から離れた中手固定部１０に取付けることができる。そのため、第２サーボモーター７１が第１サーボモーター６１の駆動対象にならない。即ち、第１サーボモーター６１の駆動対象が軽量化され、負担が軽減されると共に、第１サーボモーター６１の出力を高くする必要が無くなり、省電力化される。更には、後述する教示時において第２サーボモーター７１が教示操作の邪魔にならず、正確なリハビリ動作パターンを教示することができる。
【００５４】
次に、図１で示した装置本体５の装着状態及び各部材の動作態様について説明する。
【００５５】
図９は図１で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、仮想線で示した使用者の手が完全に開いた状態を示すものである。
【００５６】
図を参照して、まず、装置本体５の装着方法について説明する。
【００５７】
始めに、固定バンド１５、２３、３３、４３ａ、４３ｂを緩める。次に、二点鎖線で示す手を装置本体５の後方側（図の右下側）から各固定バンドで挟まれるように、手掌を上にして挿入する。
【００５８】
次に、調整部６５に対する下腕固定部４０の一点鎖線で示す回転軸線６７と、使用者の手首１０１の破線で示す軸線とが平面視において一致するように手の位置を前後方向に調整し、固定バンド４３ａ、４３ｂを締めて下腕１０２を固定する。この時、必要に応じて中手固定部１０と下腕固定部４０との接続角を調整し、手首の角度を調整する。
【００５９】
次に、中手固定部１０に対する間隔調整部５０（基節固定部２０）の一点鎖線で示す回転軸線６８と、親指と小指とを除く使用者の手指のＭＰ関節９１ａ〜９１ｃのうち、最も低い（最も手首１０１側の）ＭＰ関節９１ａとが平面視において一致するように、中手固定部１０を前後方向に移動させる。その後、図示しないネジを締め付け、中手固定部１０と下腕固定部４０との間隔を調整し、固定バンド１５を締めて中手１００を固定する。
【００６０】
次に、基節固定部２０に対する中節固定部３０の一点鎖線で示す回転軸線６９と、親指と小指とを除く使用者の手指のＰＩＰ関節９２ａ〜９２ｃのうち、最も低い（最も手首１０１側の）ＰＩＰ関節９２ａとが平面視において一致するように、間隔調整部５０を介して基節固定部２０を前後方向に移動させる。その後、固定バンド２３、３３の各々を締めて親指以外の手指の基節及び中節の各々を固定して、装置本体５の装着が完了する。
【００６１】
図１０は図１で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、図９の状態から基節固定部が回転した状態を示すものである。
【００６２】
図を参照して、この状態においては、図９の状態から第１サーボモーター６１を駆動させて、間隔調整部５０を介して基節固定部２０を中手固定部１０に対して４５°程度手掌側に回転させている。従って、親指と小指とを除く手指のうち最も低いＭＰ関節位置に一致する回転軸線６８を軸に、使用者の親指を除く手指が手掌側に曲げられる。
【００６３】
この時、ＭＰ関節の各々は手指同士で若干相違する位置となっているため、使用者の手指の各々は若干相違する位置で曲げられることになる。しかしながら、上述した通り、基節固定部２０及び中節固定部３０の各々には、指の背側にスポンジ２２、３３の各々が設けられている。従って、ＭＰ関節位置の相違による手指の曲げのずれが吸収され、ＭＰ関節での手指の曲げによる影響が低減する。そのため、例えば各手指のＭＰ関節の各々に対応する回転軸線６８を個別に設ける必要が無く、装置本体５の構成がシンプルになる。尚、スポンジ２２、３３による効果は、後述するＰＩＰ関節での手指の曲げについても同様である。
【００６４】
図１１は図１で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、図１０の状態から中節固定部が回転した状態を示すものである。
【００６５】
図を参照して、この状態においては、図１０の状態から第２サーボモーター７１（図示せず）を駆動させて、ワイヤ７７を介して中節固定部３０を基節固定部２０に対して４５°程度手掌側に回転させている。すると、親指と小指とを除く手指のうち最も低いＰＩＰ関節位置に一致する回転軸線６９を軸に、使用者の親指を除くＰＩＰ関節から指先の部分のみが曲げられる。
【００６６】
このように、第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１を個別に駆動することによって、基節固定部２０及び中節固定部３０の各々が、独立して中手固定部１０及び基節固定部２０の各々に対して回動する。即ち、使用者の手指のＭＰ関節とＰＩＰ関節とが独立に動かされる。そのため、後述するコントローラを使用して、これらの作動を制御することによって、効果的なリハビリが可能となる。尚、例えば図９の状態から中節固定部３０のみを回転させた後、基節固定部２０のみを回転させて図１１の状態にする等、図１０及び図１１で示す動作以外に、種々の他の動作も可能である。
【００６７】
次に、この実施の形態による手指リハビリ装置の全体構成について説明する。
【００６８】
図１２はこの発明の第１の実施の形態による手指リハビリ装置の全体構成を示す概略図であり、図１３は図１２で示した手指リハビリ装置の制御関係を示すブロック図である。
【００６９】
まず図１２を参照して、手指リハビリ装置１は、コントローラ２と、コントローラ２にケーブル２７を介して接続された、図１で示した装置本体５と、コントローラ２に接続された電源コード３及び非常スイッチ４とから構成されている。又、コントローラ２は、電源スイッチ３５、再生スイッチ３６、教示スイッチ３７及び教示確認スイッチ３８からなるスイッチ手段と、トルク設定ダイアル３９とを備えている。
【００７０】
次に図１３を中心に図１２を併せて参照して、コントローラ２は、後述する各構成部を制御する制御部８０（制御手段）を中心として構成されている。そして、制御部８０には、操作部８１、表示／サウンド部８２、外部制御送／受信部８３、指令送信部８４、状態受信部８５、記憶部８６（記憶手段）及び電源部８７が接続されている。
【００７１】
操作部８１は、具体的にはコントローラ２の電源スイッチ３５、再生スイッチ３６、教示スイッチ３７、教示確認スイッチ３８及びトルク設定ダイアル３９で構成されており、これらを操作することで後述する教示モードや再生モードの開始等を制御部８０に指令するものである。
【００７２】
表示／サウンド部８２は、後述する教示モードや再生モードの開始やモード状態等を、コントローラ２からランプやサウンドで使用者に知らせるものである。
【００７３】
外部制御送／受信部８３は、例えば記憶部８６で記憶された後述するリハビリ動作パターンをデータとして外部へ送信したり、外部からリハビリ動作パターンのデータを受信したりするものである。
【００７４】
指令送信部８４は、制御部８０からの制御信号を装置本体５の第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１の各々に送信するものである。
【００７５】
状態受信部８５は、第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１の各々の作動状態（シャフトの回転位置）を受信するものである。
【００７６】
記憶部８６は、後述する教示モード時に教示されたリハビリ動作パターンや外部から受信したリハビリ動作パターンを記憶するものである。
【００７７】
電源部８７は、電源コード３からの電力を制御部８０や装置本体５の第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１に送るものである。尚、図１３で示した非常スイッチ４を押下すると、電源部８７からの電力供給が直ちに停止するように構成されている。
【００７８】
次に、手指リハビリ装置１の使用時の制御方法について説明する。
【００７９】
図１４は図１２で示した手指リハビリ装置の使用時の制御方法を示すフローチャート図である。
【００８０】
図１３及び図１４を併せて参照して、まず、手指のリハビリが必要な患者が装置本体５を装着する。そして、電源を投入し（図１２の電源スイッチ３５押下）、手指のリハビリ動作パターンを教示するかを選択する（Ｓ１１）。
【００８１】
そして、教示する場合（Ｓ１１でＹＥＳ）には、教示モードを開始する（図１２の教示スイッチ３７押下）。すると、表示／サウンド部８２からカウントダウン音が発生する。カウントダウン音が終了後、リハビリ教示者は教示したいリハビリ動作パターンの通りに、装置本体５を装着した患者の手指を動かす。すると、基節固定部及び中節固定部の回動に伴って、第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１の各々のシャフトも回動する。そして、教示したいリハビリ動作パターンにおける第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１の各々のシャフトの回転位置を連続して状態受信部８５で取得する（Ｓ１２）。この時、例えば基節固定部を回転させない（第１サーボモーター６１を回転させない）ようなリハビリ動作パターンの場合であっても、第１サーボモーター６１のシャフトの回転位置は連続して状態取得部８５に取得される。そして、取得したリハビリ動作パターン（各シャフトの回転位置情報）を記憶部８６で記憶する（Ｓ１３）。尚、この実施の形態においては、記憶部８６において約１分間のリハビリ動作パターンを記憶することができる。
【００８２】
そして、教示したいリハビリ動作パターンが終了すると（Ｓ１４でＹＥＳ／図１２の教示スイッチ再押下）、教示処理が終了する。尚、この時記憶されたリハビリ動作パターンは、他のリハビリ動作パターンで上書きされない限りは、電源を切断しても記憶部８６に記憶される。そして、後述する再生モードの開始前に、この時記憶されたリハビリ動作パターンを確認する（図１２の教示確認スイッチ３８押下）と共に、第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１のトルクを調整（図１２のトルク設定ダイアル３９による調整）する。
【００８３】
尚、教示したいリハビリ動作パターンが終了していない場合（Ｓ１４でＮＯ）には、上述した約１分間までであれば、リハビリ動作パターンを続けて教示することができる。
【００８４】
一方、ステップＳ１１で教示しない場合（Ｓ１１でＮＯ）、記憶されたリハビリ動作パターンを装置本体５で再生するかを選択する（Ｓ２１）。そして、再生する場合（Ｓ２１でＹＥＳ）には、第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１を調整されたトルクで作動させるべく、再生モードを開始する（図１２の再生スイッチ３６押下）。
【００８５】
すると、記憶部８６に記憶されているリハビリ動作パターンが読み出され（Ｓ２２）、読み出されたリハビリ動作パターンで作動するように、指令送信部８４から第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１の各々に指令される（Ｓ２３）。尚、記憶部８６において何らかのリハビリ動作パターンが記憶されていない場合、ステップＳ２２において記憶部８６からリハビリ動作パターンが読み出されないため、ステップＳ２３に移行されず、再生が行われない。
【００８６】
そして、第１サーボモーター６１及び第２サーボモーター７１の各々が、調整されたトルクで読み出されたリハビリ動作パターンの通りに作動する（Ｓ２４）ことによって、使用者の親指を除く手指がＭＰ関節位置及びＰＩＰ関節位置の少なくとも一方で曲げられる。そして、読み出されたリハビリ動作パターン終了後又は所定時間経過後において再生モードを終了させると（Ｓ２５でＹＥＳ／図１２の再生スイッチ３６再押下）、再生処理が終了する。
【００８７】
尚、更にリハビリを続ける（再生モードを継続する）場合（Ｓ２５でＮＯ）には、記憶されたリハビリ動作パターンが再度読み出され、再生される。
【００８８】
尚、特に装置本体５が自動で作動する再生モード中においては、使用者又は第三者が図１３で示す非常スイッチ４を手に持ち、不用意な動作が発生した場合には即座に非常スイッチ４を押下することで、事故を防止することができる。
【００８９】
一方、ステップＳ２１で再生しない場合（Ｓ２１でＮＯ）には、再度電源投入時に戻り、教示か再生かを選択する（Ｓ１１）ことになる。
【００９０】
このように、コントローラ２の制御部８０によって、教示モードで記憶部８６に所望のリハビリ動作パターンを記憶させ、再生モードでこれを再生することができるため、使用者に応じた特有のリハビリが可能となる。
【００９１】
尚、上記の実施の形態では、中手固定部、基節固定部、中節固定部及び下腕固定部は特定の構成によって各部位を固定しているが、中手固定部は使用者の中手を開いた状態で固定できるものであれば良く、基節固定部は親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定できるものであれば良く、中節固定部は該手指の中節を開いた状態で固定できるものであれば良く、下腕固定部は下腕を固定できるものであれば良い。
【００９２】
又、上記の実施の形態では、特定の基節移動部を備えているが、基節移動部は基節固定部を中手固定部に対して手掌側に移動させると共に、元の位置へも移動させるものであれば、他の構成であっても良い。
【００９３】
更に、上記の実施の形態では、特定の中節移動部を備えているが、中節移動部は中節固定部を基節固定部に対して手掌側に移動させると共に、元の位置へも移動させるものであれば、他の構成であっても良く、第２サーボモーターは中手固定部に取付けられていなくても良い。
【００９４】
更に、上記の実施の形態では、第１サーボモーター及び第２サーボモーターは各々が特定の第１及び第２回動機構の各々を介して基節固定部及び中節固定部の各々を回動させているが、第１サーボモーター及び第２サーボモーターが共に中手固定部に取付けられ、基節固定部及び中節固定部の各々を回動させることができれば、第１及び第２回動機構は他の構造によって構成されていても良い。
【００９５】
更に、上記の実施の形態では、特定の間隔調整部を備えているが、中手固定部と基節固定部との間隔を調整することができるものであれば、他の構造であっても良い。又は、間隔調整部は無くても良い。
【００９６】
更に、上記の実施の形態では、基節固定部及び中節固定部にはスポンジが設けられているが、例えばゴム等、手指の曲げのずれを吸収できる弾性体であれば、他の素材であっても良い。又は、スポンジは無くても良い。
【００９７】
更に、上記の実施の形態では、中手固定部には調整部を介して下腕固定部が接続されているが、調整部は無くても良く、その場合中手固定部と下腕固定部とを直接接続すれば良い。又は、調整部及び下腕固定部は共に無くても良い。
【００９８】
更に、上記の実施の形態では、教示モード及び再生モードにおいてコントローラの制御部は各構成部を特定の方法で制御しているが、コントローラには制御部と記憶部とが少なくとも設けられていれば良い。その場合、制御部は、教示モードが選択された時、基節移動部及び中節移動部の各々の位置を連続して記憶部が記憶するように制御すると共に、再生モードが選択された時、記憶部に記憶された内容に基づいて基節移動部及び中節移動部の少なくとも一方を作動させるように制御するように構成されていれば良い。又は、コントローラは制御部のみで構成され、基節移動部と中節移動部とを独立に作動させるようにのみ制御するものであっても良い。
【００９９】
更に、上記の実施の形態では、コントローラは種々のスイッチ及びトルク設定ダイアルを備えているが、教示モードを選択できる教示スイッチと、再生モードを選択できる再生スイッチとを少なくとも備えていれば、他のスイッチ及びトルク設定ダイアルは無くても良い。
【０１００】
更に、上記の実施の形態では、手を開いた状態で装置本体を装着しているが、手を閉じた状態（手指を曲げた状態）で装置本体を装着しても良い。その場合、曲げた手指に沿わすように、基節固定部や中節固定部を予め回転させた状態で装着すれば良い。更には、基節固定部及び中節固定部のスポンジや固定バンドをコの字状部材に一体化して取付け、この部材を基節載置部材及び中節載置部材から脱着自在となるように構成することで使い勝手がより向上する。即ち、スポンジや固定バンドをこの部材と共に一旦取外して手指に取付け、この状態で基節載置部材等に固定することで、手を閉じた状態でも容易に装置本体を装着することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１…手指リハビリ装置
２…コントローラ
５…装置本体
１０…中手固定部
２０…基節固定部
２２、３２…スポンジ
３０…中節固定部
３６…再生スイッチ
３７…教示スイッチ
４０…下腕固定部
５０…間隔調整部
５３、６２…歯車体
６０…基節移動部
６１…第１サーボモーター
６５…調整部
７０…中節移動部
７１…第２サーボモーター
７２…回転体
７７…ワイヤ
８０…制御部
８６…記憶部
９４…基節
９５…中節
１００…中手
１０２…下腕
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【図１】
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【図２】
2013017718.tif 000004
【図３】
2013017718.tif 000005
【図４】
2013017718.tif 000006
【図５】
2013017718.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013017718.tif 000012
【図１１】
2013017718.tif 000013
【図１２】
2013017718.tif 000014
【図１３】
2013017718.tif 000015
【図１４】
2013017718.tif 000016
【図１５】
2013017718.tif 000017
【図１６】
2013017718.tif 000018
【図１７】
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