鋼製小物に関わる操作性定量評価の研究（第１報）*
長嶋 宏之**、飯村 崇***、井上 研司****ピンセットなどの鋼製小物について、意匠により作業効率に差が出るのかを調査するべく、操作性評価実験を行いデータの収集と定量化を試みるため、想定する作業工程の実験の有効性について検討した。その結果、実験の有効性の確認と課題を抽出することができた。
キーワード：鋼製小物、操作性、定量化

Quantifying Handleability of Metallic Instruments (Part 1)
Hiroyuki Nagashima, Takashi Iimura and Kenji Inoue
This work investigated how the shape of medical instruments (e.g., forceps) affects theirperformance. For the same, we conducted experimental surgical procedures and collected
and quantified work-efficiency data. Furthermore, we analyzed the outcomes of theexperimental procedures and the associated problems.
key words : metallic instruments, handleability, quantification
1 緒言
岩手県工業技術センターでは平成 20 年度から、文部科学省の都市エリア事業や地域イノベーションクラスタープログラムなどを通じて、医療機器開発事業を実施してきた。その中で開発したいくつかの鋼製小物は開発依頼者（医師など）からの主観的評価は非常に高かったものの、客観的な評価データは得られなかった。
そこで、鋼製ピンセットを使用した作業工程を再現した操作性評価実験を実施することで、鋼製小物の操作に関わる客観的データの入手とその定量化を試みることとした。本稿では実験工程の課題確認を目的とした実験結果について報告する。
2 方法
2-1 実験の目的
操作性評価実験の実施のため小規模な実験を行い、有効な定量データの入手が可能かを検討するものである。
なお、使用するピンセットは本来医療用ではあるが、実験環境では生体組織の準備が困難であった。そこで、外科手術と同様にピンセットを主な道具として使用する工場内での組立工程に、作業内容を置き換えて実験を実施することとした。
2-2 実験の概要
作業内容（タスク）は、精密機器にて使用されるフレキシブルフラットケーブル(以下、FFC)を製品に見立てた治具上のコネクタ２箇所に接続するものである。この作業を同じピンセットで５回繰り返すことを１タスクと設定し、意匠の異なる２種のピンセットについて一度ずつ行ってもらった（図１、表１、表２）。
2-3 被験者
実験は、岩手県工業技術センターの職員から、女性７名、男性３名を無作為に選別した計 10 名で行った（表３）。
2-4 使用ピンセット
実験に使用するピンセットは、ピンセット A（ヘキサゴン鑷子 AHT130-011B、全長 130mm、グリップ部六角形、SUS420 製）とピンセット B（既製品、全長 130mm、SUS304 製）の２種類である（図２）。
2-5 治具製品に見立てた「治具」は、３次元モデリングソフト
ウェア「Alias Design」にて設計、光造形装置 NRM-6000にて造形を行い、設定位置にコネクタを接着した
（図３）
。

*
平成 25 年度 基盤的・先導的技術研究開発事業**企画支援部（現 デザイン部）*** ものづくり基盤技術第 2 部（現 素形材技術部）**** 株式会社東光舎

図 1 実験の様子

岩手県工業技術センター研究報告第 18 号（2016）

2-6 データの収集法
実験では作業時間の測定と、被験者の官能評価による印象評価調査を行った。
作業時間は治具１個あたりの製作時間と５個分の合計製作時間を計測した。
印象評価調査は、「形状」、「持ちやすさ」、「大きさ・長さ」、「太さ・細さ」、「重さ・重心バランス」、「滑りにくさ」、「つまみやすさ」、「バネの堅さ」、「溝、穴の位置」、「使いやすかったか」の 10 項目を「大変良い・良い・どちらでもない・悪い・大変悪い」の５段階で評価し、その他として感想や意見を自由回答する形式とした（図４）。
図 2 使用したピンセット２種

3 結果
3-1 作業時間（表４）ピンセット A を使用した場合、1 個あたりの作業時間は最遅値が１分 35 秒（被験者８）、最速値は 26 秒（被験者５）、平均値は 50 秒。5 個あたりの作業時間は最遅値
が５分48 秒
（被験者８）、最速値は2 分52 秒（被験者５）、平均値は４分 11 秒であった。対して、ピンセット B を使

（上：ピンセット A ／ 下：ピンセット B）

表 1 タスクの内容
１） 与えられた治具に対し下記２）—７）の作業を、与えられたピンセッ
トを使って行う
２） 正面の垂直コネクタにケーブルの端を挿し、ロックする
３） 治具表面の溝に沿ってケーブルを這わす
４） ２）の途中でケーブルを 90º方向転換する
５） 続けて、治具表面の溝に沿ってケーブルを這わす
６） 上面のコネクタにケーブルの端を挿し、ロックする
７） ケーブルの途中を粘着テープで固定する
８） ２）—７）の作業を５個の治具に対して行う

図 3 治具

表 2 実験条件
１） 被験者は椅子に座り、テーブル上にて作業する
２） １タスクにつき５個の「治具」を組み立ててもらう
３） はじめに実験者が作業手順をひと通り説明する
４） 実験に使用しないピンセットで１回以上練習する
５） ２種類のピンセットについてそれぞれタスクを１回行う
６） どちらのピンセットから始めるかは、実験順によって変更する

表 3 被験者内訳
被験者

使用ピンセット

性別

年代

１回目

２回目

1女性

30

B

A

2

女性

30

A

B

3

女性

40

B

A

4

女性

30

A

B

5

男性

30

B

A

6

女性

20

A

B

7

男性

40

B

A

8女性

40

A

B

9女性

20

B

A

10

男性

30A

B

図 4 印象評価調査票

鋼製小物に関わる操作性定量評価の研究（第 1 報）
表4
被験者

性別

年代

1

女性

30

2
3
4
5
6
7
8
9
10

表5

女性

タスク
回数

30

女性

40

女性

30

男性

30

女性

20

男性

40

女性

40

女性

20

男性

30

作業時間結果（m:s）

ピンセット

１個目

２個目

３個目

４個目

５個目

合計時間

１個あたりの平均作業時間

標準偏差

1

B

00:39.

00:40.

00:46.

00:40.

00:35.

03:19.

00:40.

00:04.

2

A

00:42.

00:35.

00:45.

00:34.

00:32.

03:08.

00:38.

00:05.

1

A

01:26.

01:06.

00:51.

01:01.

00:43.

05:08.

01:02.

00:15.

2

B

00:54.

00:45.

00:49.

00:39.

00:50.

03:57.

00:47.

00:05.

1

B

01:06.

00:57.

00:48.

00:40.

00:43.

04:14.

00:51.

00:10.

2

A

00:41.

00:44.

00:36.

00:37.

00:39.

03:17.

00:39.

00:03.

1

A

01:08.

01:08.

01:06.

01:05.

00:56.

05:22.

01:04.

00:04.

2

B

00:46.

00:49.

00:35.

00:39.

00:34.

03:22.

00:40.

00:06.

1

B

00:47.

00:34.

00:47.

00:40.

00:40.

03:28.

00:42.

00:05.

2

A

00:36.

00:28.

00:26.

00:47.

00:35.

02:52.

00:34.

00:08.

1

A

00:48.

00:56.

00:48.

00:53.

00:35.

04:00.

00:48.

00:07.

2

B

00:47.

00:32.

00:34.

00:41.

00:33.

03:07.

00:37.

00:07.

1

B

00:32.

00:46.

00:40.

00:43.

00:44.

03:25.

00:41.

00:06.

2

A

01:11.

00:38.

00:33.

00:31.

00:46.

03:40.

00:44.

00:16.

1

A

01:35.

01:19.

01:17.

00:53.

00:44.

05:48.

01:10.

00:21.

2

B

01:13.

00:49.

00:48.

00:47.

00:44.

04:20.

00:52.

00:12.

1

B

01:12.

01:17.

01:04.

00:50.

00:47.

05:10.

01:02.

00:13.

2

A

01:14.

01:04.

00:53.

01:01.

01:11.

05:23.

01:05.

00:08.

1

A

00:53.

00:36.

00:44.

00:30.

00:32.

03:15.

00:39.

00:09.

2

B

00:41.

00:31.

00:44.

00:37.

00:52.

03:26.

00:41.

00:08.

印象評価結果（５＝「大変良い、４＝「良い」、３＝「どちらでもない」、２＝「悪い」、１＝「大変悪い」）

5

男性

30

6

女性

20

7

男性

40

8

女性

40

9

女性

20

10

男性

30

表6

平均点

30

溝、穴 の位置女性

バネ の堅さ4

つま みや すさ40

滑 りにくさ女性

重さ ・重心3

太さ ・細さ30

大 きさ ・長さ

女性

持ちや すさ

2形状

年代

30

ピ ンセ ット

性別

女性

タ スク回数

被験者

1

1
2
1
2
1
2
12
1
2
12
1
2
12
1212

B
A
A
B
B
AA
B
B
AA
B
B
AA
B
B
AAB5444445434454443442255445445245543434442554444554455443344434534453534554333322435433445435343333332354444453254444334434434455534543344323435333455444333443332454444553454434343
32

4.0
4.8
3.7
3.8
3.9
4.2
4.4
4.9
3.2
3.7
4.8
4.2
3.8
3.3
3.7
3.2
3.4
3.2
3.1
2.7

作業時間の平均値比較（m:s）

表7

印象評価の平均値比較

持ちや すさ大 きさ ・長さ

太さ ・細さ重さ ・重心滑 りにくさつま みや すさバネ の堅さ溝、穴 の位置平均点

2 回目

ピ ンセ ット

形状

1 回目

A

00:50

00:57

00:44

04:11

A

3.9

4.1

4.2

3.5

3.7

4.0

3.8

3.8

4.0

3.9

B00:45

00:47

00:44

03:47

B

3.8

3.9

4.1

3.93.3

3.6

3.8

3.3

3.73.7

ピ ンセ ット

全平均

1 個あたりの平均時間５個の平均時間

岩手県工業技術センター研究報告

用した場合、1 個あたりの作業時間は最遅値が１分 17 秒
（被験者９）、最速値は 31 秒（被験者 10）、平均値は 45秒。5 個あたりの作業時間は最遅値が５分 10 秒（被験者９）、最速値は３分７秒（被験者６）、平均値は３分 47秒であった。
3-2 印象評価（表５）
前述の 10 項目について、「大変良い」＝５、「良い」＝４、「どちらでもない」＝３、「悪い」＝２、「大変悪い」＝１として設定。各項目の回答を数値化した。ピンセッ
ト A の印象評価については、最低値が 3.5（項目４：太さ・細さ）、最高値が 4.2（項目３：大きさ・長さ）、平均値が 3.9 であった。対して、ピンセット B の印象評価については、最低値が 3.3（項目５：重さ・重心バランス、項目８：バネの堅さ）、最高値が 4.1（項目３：大きさ・長さ）、平均値が 3.7 であった。
4 考察
4-1 作業時間考察に際し、作業時間による被験者の比較は、被験者の能力差の比較になるため考慮しないこととした。
また、性別差、年代差についてはサンプル数が偏っているので比較できないと判断した。よって、一被験者の全体的な作業時間と、その成績における値のばらつきを評価する事が必要と考えた。
表４から、作業時間の 10 名中 6 名がピンセット B の作業時間の平均値が小さく、B の作業時間が短い傾向にある。これは B がオーソドックスな意匠を持っており、実際の使用前にピンセットの持ち方や操作方法についてイメージしやすかったことがあったのではないかと推察する。このことは、２回目のタスクの１個あたりの作業時間の平均は A、B とも大きな差がないことからも考えられる。
また、ピンセット別の作業時間の平均値を表６に示すが、１回目よりも２回目のタスクのほうが、作業時間が短い。
これは作業を習熟していない状態で実験を開始し、タスクが進むほどに「慣れ」て、時間が短くなったのではと考える。
4-2 印象評価
表５から、被験者のピンセット別評価では 10 人中６

第 18 号（2016）

名が評価 9 項目の平均点でピンセット A をより高く評価していた。ピンセット別の評価点平均値を表７に示が、合計点の平均値も A が 0.2 ポイント高い。また、各評価項目の平均値でもAが７項目でBの点数を上回っている。
各項目で大きな差がついたのは、A は「バネの堅さ」で0.5 ポイント上回っており、B は「太さ・細さ」で 0.4 ポイント上回っている。
以上から、印象評価比較ではAが高評価とはなったが、最大でも 0.5 ポイントの差であるため大きな差はないとも言える。
4-3 まとめ
今回の実験により判明した項目は以下のとおりである。
• 作業時間については、「慣れ」の影響が非常に顕著に認められた。
• 今回のデータを総合的に見ると、作業時間ではピンセット B が短く、印象評価ではピンセット A の評価が高いと判断された。すなわち、作業時間（＝作業効率）と印象評価（＝使い心地）で、結果が相反する結果となった。
また、今回の実験を通じて、新たに明らかになった課
題は以下のとおりである。
• 実験前にいかに作業に慣れてもらうか• 「慣れ」の影響をどのように抑えるか• いかに効率よく多くのデータを収集するか
５ 結言
今回の実験では、鋼製小物を使用した作業工程の定量化データ収集について、いくつかの課題を確認することができた。次の目標は、これら課題の解決法を見出し、より多くの被験者から精度の良いデータを得ることにある。本実験を実施するために実験内容の再検討が必要と考える。
謝
辞本研究を進めるにあたり、被験者の皆様、関連各位には大変お世話になりました。この場をお借りしてお礼申し上げます。