JP2001178848A - 手首の機能改善具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 介護人の負担が少なく、且つ所定の運動速度
と所定の握力を維持しながら、手首を屈曲並びに回転運
動させることができる機能改善効果の高い手首の機能改
善具を提供する。 【解決手段】 訓練者が握る伸縮自在な弾性体からなる
把持部材と、底面が平坦で上下の内面が所定の曲率の凹
状球面を有する筐体と、把持部材と連結されて、筐体の
凹状球面を摺動する凸状球面を有する一対の摺動部材
と、この摺動部材の凸状球面と筐体の凹状球面との間に
握力と連動した押圧力を発生させる押圧力発生手段と、
把持部材の移動速度検出手段と、握力検出手段と、を備
えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手首の機能障害の
程度に応じて機能を改善させるための手首の機能改善具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】血管障害、脳外傷、脳性麻痺、脊髄損傷
等の中枢神経系の疾患及び障害並びに末梢神経障害、関
節、筋肉の障害に伴う腕関節、手、手指の機能障害に対
して、腕関節、手、手指の機能を改善させるための機能
改善具が使用され、例えば手に装着する複数の気嚢部を
有するグローブ体の形状及び製造方法が、特開平７第２
３１９１９号公報の図１乃至図５に開示されており、機
能障害のある手指の拡開運動と、手関節の伸展背屈運動
を律動的、間歇的に行わせ、患者の屈曲拘縮及び伸展障
害を改善すると共に、自動運動を誘発する要因を作り出
している。

【０００３】しかしながら、このような器具により手関
節の握り拳及び伸展背屈並びに拡開が改善された後にお
いて、手首の屈曲並びに回転を円滑に動くようにするに
は上述の器具では不十分で、訓練者にバーベル等を握ら
せて機能障害の程度に応じて所定の時間、手首を屈曲並
びに回転運動をさせている。バーベル等の重量が不適切
であると手首に負担がかかり手首を痛めることがあっ
た。また、バーベル等を滑らせて落とすこともあり危険
であった。さらに何も握らずに手首を屈曲並びに回転さ
せると、多くの訓練者はだらだらと行うようになり、所
定時間が経過すると打切られ、この運動による改善効果
が上がらない。

【０００４】このため、手首の機能障害の程度に応じて
所定の負荷を手首に与えながら、手首を屈曲並びに回転
運動させて、その回数並びに運動速度を管理して運動さ
せると、機能障害の改善効果が向上することが言われて
いる。しかしながら正確に回数並びに運動速度を計数す
るには介護人が行うため介護人の負担も大きい。

【０００５】また所定の運動速度と所定の握力を維持し
ながら、手首を屈曲並びに回転運動させると、手首の機
能障害の改善効果がさらに向上することが言われてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を鑑み、介護人の負担が少なく、且つ所定の運動速度と
所定の握力を維持しながら、手首を屈曲並びに回転運動
させることができる機能改善効果の高い手首の機能改善
具の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、訓練者が、円周方向に伸縮自在な弾性体からなる把
持部材を握って手首を屈曲並びに回転させる手首の機能
改善具において、底面が平坦で、且つ上下の内面が所定
の曲率の凹状球面に形成され、訓練者の前後方向に所定
の大きさの開口部を有する筐体と、把持部材に連結され
筐体の上部凹状球面を摺動する凸状球面を有する第１の
摺動部材と、この把持部材に連結され筐体の下部凹状球
面を摺動する凸状球面を有する第２の摺動部材と、訓練
者が把持部材を円周方向に縮めた変位量を長手方向の変
位量に変換する変換手段と、変換された長手方向の変位
量に基づいて、第１の摺動部材及び第２の摺動部材が摺
動する筐体との間に押圧力を発生させる押圧力発生手段
とからなり、把持部材が筐体内で移動することを特徴と
する。

【０００８】押圧力発生手段は、把持部材の長手方向に
空けられた第１の孔に案内されて摺動する第１の連結部
材と、把持部材の長手方向に空けられた第２の孔に案内
されて摺動し且つ第１の連結部材に対向して配置された
第２の連結部材と、第１の摺動部材に一端を接して且つ
第１の連結部材に他端を接する第１の圧縮バネと、第２
の摺動部材に一端を接して且つ第２の連結部材に他端を
接する第２の圧縮バネとから構成され、変換手段は、把
持部材に収納された第１のリンク及びこの第の１リンク
に隣合う第２のリンクは把持部材の内側に延びる第１の
支持体に設けられた第１の支持ピンに支持され、且つ第
２のリンク及びこの第の２リンクに隣合う第３のリンク
は第２の連結部材に設けられた第２の支持ピンに支持さ
れ、且つ第３のリンク及びこの第３のリンクに隣合う第
４のリンクは把持部材の内側に延びる第１の支持体に対
向した第２の支持体に設けられた第３の支持ピンに支持
され、且つ第４のリンク及びこの第４のリンクに隣合う
第１のリンクは第１の連結部材に設けられた第４の支持
ピンに支持された、リンク機構であることを特徴とす
る。

【０００９】また、第１の摺動部材または第２の摺動部
材が移動する左右、前後または回転の回数を検出する回
数検出手段と、第１の摺動部材または第２の摺動部材が
移動する左右、前後または回転の移動速度を検出する移
動速度検出手段と、訓練者が把持部材に加える握力を検
出する握力検出手段と、設定移動速度と移動速度検出手
段からの移動速度との移動速度差、並びに設定握力と握
力検出手段からの握力との握力差が、所定範囲を超えた
とき訓練者に報知する報知手段と、設定回数と回数検出
手段からの回数、設定移動速度と移動速度手段からの移
動速度、並びに設定握力と握力検出手段からの握力を表
示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】移動検出手段の検出部は、第１の摺動部材
に形成された凸状球面または第２の摺動部材に形成され
た凸状球面に埋設されたマグネットと、筐体に形成され
た凹状球面に放射状に埋設されたホールセンサと、から
構成されたことを特徴とする。

【００１１】握力検出手段の検出部は、第１の支持部材
の先端に埋設したマグネットと、第２の支持部材の先端
に固定したホールセンサと、から構成されたことを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明における手首の機能改善具
について図面に従って詳述する。図１は本発明である手
首の機能改善具の外観図及び一部断面図を示す。

【００１３】先ず、訓練者が把持部材１を円周方向に縮
めた変位量を、長手方向の変位量に変換する変換手段２
について説明する。訓練者が把持する把持部材１の中央
には断面が長方形の第１の支持体３と第２の支持体４が
突出している。第１の支持体３の基部には、隣合う第１
のリンク５と第２のリンク６を支持する第１の支持ピン
７が設けられている。また第２の支持体４の基部にも隣
合う第３のリンク８と第４のリンク９を支持する第２の
支持ピン１０が設けられている。１１は第１の連結部材
であり、把持部材１の長手方向に摺動するようにガイド
孔１２を設けた第１のガイド部材１３が螺子（図示せ
ず）を介して把持部材１に固定されている。同様に第２
の連結部材１４が摺動するようにガイド孔１５を設けた
第２のガイド部材１６が螺子（図示せず）を介して把持
部材１に固定されている。第１の連結部材１１には隣合
う第４のリンク９と第１のリンク５を支持する第４の支
持ピン１７が設けられている。また第２の連結部材１４
には隣合う第２のリンク６と第３のリンク８を支持する
第４の支持ピン１８が設けられている。このように第１
のリンク５、第２のリンク６、第３のリンク８及び第４
のリンク９の４本と、第１の支持ピン７、第２の支持ピ
ン１８、第３の支持ピン１０及び第４の支持ピン１７の
４本とで四角形のリンクを構成している。把持部材１を
円周方向に縮ませると第１の連結部材１１及び第２の連
結部材１４は、第１のガイド部材１３及び第２のガイド
部材１６に案内されながら長手方向に離反する。変換手
段２は円周方向の変位量を長手方向の変位量に変換する
のである。

【００１４】次に押圧力発生手段１９について説明す
る。２０は筐体であり、分割された上部筐体２１、下部
筐体２２及び一対の側板２３は螺子（図示ぜず）を介し
て締結された構造である。２４は訓練者の手及び手首を
入れる開口部である。下部筐体２２の底面２５は平坦に
形成されており、平坦なテーブル上に設置可能としてい
る。上部筐体２１及び下部筐体２２の内面は所定の曲率
からなる凹状球面２６が形成され、この凹状球面２６に
係合する凸状球面２７が第１の摺動部材２８と第２の摺
動部材２９に形成されている。３０は第１の圧縮バネ
で、第１の摺動部材２８と第１の連結部材１１とに付勢
力を絶えず発生している。同様に第２の圧縮バネ３１は
第２の摺動部材２９と第２の連結部材１４とに付勢力を
絶えず発生している。訓練者が把持部材１を円周方向に
縮めると、前述したように第１の連結部材１１と第２の
連結部材１４は離反する。このため第１の圧縮バネ３０
及び第２の圧縮バネ３１は縮まり付勢力は増大する。こ
の２つの付勢力は上部筐体２１及び下部筐体２２に形成
された凹状球面２５と、第１の摺動部材２８及び第２の
摺動部材２９に形成された凸状球面２７との間に押圧力
を発生させる。このため把持部材１の移動を妨げるよう
に摩擦力が働き、訓練者の手首に負荷を与えることとな
る。このように押圧力発生手段１９は、変換手段２によ
る長手方向の変位量を、第１の圧縮バネ３０及び第２の
圧縮バネ３１を介して押圧力を発生させるのである。変
換手段２及び押圧力発生手段１９によって、訓練者が握
る把持部材１に加える握力に応じた負荷が、訓練者の手
首に加わることとなる。

【００１５】なお、筐体２０の前後に筐体２０に固定さ
れたストッパ３２があり、第１の摺動部材２８及び第２
の摺動部材２９が筐体２０から飛び出さないようにして
いる。ストッパ３２は弾性体のニトリルゴムで成形され
ており、訓練者の手首が接触しても傷をつけないため
と、第１の摺動部材２８及び第２の摺動部材２９による
接触による衝撃を緩和するためである。

【００１６】次に訓練者が握る把持部材１に加える握力
の検出について説明する。握力検出手段３３の検出部３
４は、第１の支持体３の先端に埋め込まれたマグネット
３５と、対向する第２の支持体４の先端に固定されたホ
ールセンサ３６とで構成されている。ホールセンサ３６
はマグネット３５との円周方向の変位量即ち間隙量３７
によって出力電圧が変化する。この間隙量３７は変換手
段２により長手方向の変量に変換される。この長手方向
の変位量は第１の圧縮バネ３０及び第２の圧縮バネ３１
を縮ませる。第１の圧縮バネ３０及び第２の圧縮バネ３
１は撓み量と反力とが比例関係のバネを用いているの
で、ホールセンサ３６の出力電圧を測定すれば把持部材
１に加えた握力として検出できるのである。なお、ホー
ルセンサ３６の信号線は取出孔３８から導出される。

【００１７】次に訓練者が把持部材１を移動させる左
右、前後並びに回転の回数の検出について説明する。回
数検出手段３９の検出部４０は第２の摺動部材２９に形
成された凸状球面２７に埋め込まれたマグネット４１
と、図２で示されるように同心円上で放射状に配列され
て、下部筐体２２に形成された凹状球面２６に埋め込ま
れた１６個のホールセンサ４２で構成されている。２列
にホールセンサが配列されているのは、手首の機能障害
の程度に応じて把持部材１の移動距離が異なりこれに対
応するためである。なお、ホールセンサ４２の信号線は
取出孔４３から導出される。

【００１８】図３は本発明の電気ブロック構成図を示
し、４４はアナログ／デジタル変換器等を具備する中央
演算処理回路である。握力検出手段３３は検出部３４と
中央演算処理回路４４から構成され、ホールセンサ３６
からのアナログ信号をデジタル信号に変換して握力を算
出するようにしている。回数検出手段３９は検出部４０
と中央演算処理回路４４から構成され、左右、前後、右
回転並びに左回転の回数の計数方法は、中央演算処理回
路４４が絶えずホールセンサ４２からの出力信号を監視
していて、ホールセンサ４２からの電気信号の順序から
計数するようにしている。移動速度検出手段は中央演算
処理回路にあって、回数検出手段３９のホールセンサ４
２からの信号を利用して、単純に一往復または一回転に
要した時間を演算して移動速度変換している。４５は表
示手段であり、中央演算処理回路４４からデジタル信号
に基づいて、図１に示されるように左右、前後、右回転
並びに左回転の設定回数と訓練中の回数、左右、前後、
右回転並びに左回転の設定移動速度と訓練中の移動速
度、並びに設定握力と訓練中の握力を表示する。

【００１９】４６は設定入力回路の外観は図１で示され
ように、左右回数スイッチ４７、左右移動速度スイッチ
４８、前後回数スイッチ４９、前後移動速度スイッチ５
０、右回転回数スイッチ５１、右回転移動速度スイッチ
５２、左回転回数スイッチ５３、左回転回数スイッチ５
４、握力スイッチ５５、増加スイッチ５６及び減少スイ
ッチ５７が配置されている。それぞれの設定方法は、例
えば左右回数を増加する場合は、左右回数スイッチ４７
及び増加スイッチ５６を押し続ければよく、左右の設定
回数が増加されて表示手段４５に表示される。

【００２０】５８は報知手段であり、設定移動速度と訓
練中の移動速度との差、並びに設定握力と訓練中の握力
との差が所定範囲外であれば注意を促すブザーである。
移動速度が速い時は高音でピッチの早いピッピッピッ音
が、遅い時は高音でピッチの遅いピーピーピー音が鳴
り、握力が強い時は低音でピッチの早いピッピッピッ音
が、弱い時は低音でピッチの遅いピーピーピー音が鳴
る。設定移動速度と訓練中の移動速度との差、並びに設
定握力と訓練中の握力との差の所定範囲は、設定移動速
度及び設定握力の±２０％以内として実施している。

【００２１】実施例ではマグネット３６及び４１に６０
０ガウスを使用して、ホールセンサ３６及び４２には供
給する電圧が３．６Ｖ用の増幅器付で、３００ガウスの
とき出力電圧が２．２Ｖのものを使用している。また表
示手段４５はＬＣＤキャラクタディスプレイを使用して
いる。５９は電源であり、９Ｖ出力の乾電池を使用して
いる。

【００２２】図１で示される６０は筐体２０に締結され
た取っ手であり、持ち運ぶときに用いる。本発明の手首
の機能改善具はビールジョッキのような形状をしてお
り、介護人は片手に複数個持って移動可能としている。

【００２３】以上のような構成を備える手首の機能改善
具において、介護人が行う手順について説明する。通常
一人の訓練者は右手及び左手用に２台用いる。先ず介護
人は、この手首の機能改善具を平坦なテーブルの上に置
き、図１で示される電源のスイッチ６１を入れる。表示
手段４５の中段の設定回数は全て１００が表示され、下
段の実施回数は全て０が表示される。設定握力は８ｋｇ
の８が表示される。左右移動速度及び前後移動速度は１
秒に１回の１が、右回転及び左回転速度は２秒に１回の
２が表示される。介護人は訓練者の握力、手首の機能障
害の程度及び体調に応じて設定回数を変える。介護人は
訓練者に把持部材１を握らせて左右、前後、右回転並び
に左回転を設定回数になる迄訓練運動させるとともに、
把持部材１の移動速度が設定移動速度の範囲より速い時
は高音でピッチの早いピッピッピッ音が、遅い時は高音
でピッチの遅いピーピーピー音が鳴り、握力が設定握力
の範囲より強い時は低音でピッチの早いピッピッピッ音
が、弱い時は低音でピッチの遅いピーピーピー音が鳴る
ので、鳴らさないように一定の移動速度と握力を維持し
たまま把持部材１を移動するように訓練運動させる。訓
練者は設定回数になったら介護人に知らせる。または訓
練を中断するとき介護人に知らせる。介護人は設定回数
及び実施回数、設定移動速度、設定握力を記録用紙（図
示せず）に記録して、電源スイッチ６１を切り、この一
連の訓練を終了する。

【００２４】

【発明の効果】本発明の手首の機能改善具は、左右、前
後、右回転並びに左回転の運動速度を検出する移動検出
手段と、握力の握力検出手段と、所定範囲外の運動速度
並びに所定範囲外の握力にて訓練を実施すると注意音が
鳴る報知手段と、を備えているので、訓練者は所定の移
動速度と握力を維持しながら手首を動かすこととなり、
手首の改善効果が向上する。

【００２５】変換手段及び押圧力発生手段によって、訓
練者が握る把持部材に加える握力に応じた負荷が、訓練
者の手首に加わる構造であるので、訓練者の機能障害の
程度に応じた使用ができる。

【００２６】左右、前後、右回転並びに左回転の実施回
数を自動的に計数し、表示する手段を有しているので、
介護人は訓練中に実施回数を数える必要がなく負担が軽
減され、さらに訓練の改善効果が客観的に把握できる。
また訓練者にとってみれば機能改善運動の目標が明確に
設けられるので、回復意欲が出てくる。

【００２７】さらに筐体の底面が平坦にできており、訓
練者が把持部材を握って行うため手、手首及び腕の重み
でテーブルに押さえつけられるため安定しており、テー
ブルから落下するようなことはなく安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明である手首の機能改善具の外観図及び一
部断面図である。

【図２】回数検出手段のホールセンサの配列を示す図で
ある。

【図３】電気ブロックの構成図である。

【符号の説明】

１ 把持部材 ２ 変換手段 １１ 第１の連結部材 １４ 第２の連結部材 １９ 押圧力発生手段 ２１ 上部筐体 ２２ 下部筐体 ２６ 凹状球面 ２８ 第１の摺動部材 ２９ 第２の摺動部材 ３０ 第１の圧縮バネ ３１ 第２の圧縮バネ ３３ 握力検出手段 ３９ 回数検出手段 ５８ 報知手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 訓練者が、円周方向に伸縮自在な弾性体
   からなる把持部材を握って手首を屈曲並びに回転させる
   手首の機能改善具において、底面が平坦で、且つ上下の
   内面が所定の曲率の凹状球面に形成され、前記訓練者の
   前後方向に所定の大きさの開口部を有する筐体と、前記
   把持部材に連結され前記筐体の上部凹状球面を摺動する
   凸状球面を有する第１の摺動部材と、前記把持部材に連
   結され前記筐体の下部凹状球面を摺動する凸状球面を有
   する第２の摺動部材と、前記訓練者が前記把持部材を縮
   ませる円周方向の変位量を長手方向の変位量に変換する
   変換手段と、該変換手段に変換された長手方向の変位量
   に基づいて、前記第１の摺動部材及び前記第２の摺動部
   材が摺動する前記筐体との間に押圧力を発生させる押圧
   力発生手段とからなり、前記把持部材が前記筐体内で移
   動することを特徴とする手首の機能改善具。
2. 【請求項２】 前記押圧力発生手段は、前記把持部材の
   長手方向に空けられた第１の孔に案内されて摺動する第
   １の連結部材と、前記把持部材の長手方向のに空けられ
   た第２の孔に案内されて摺動し且つ前記第１の連結部材
   に対向して配置された第２の連結部材と、前記第１の摺
   動部材に一端を接して且つ前記第１の連結部材に他端を
   接する第１の圧縮バネと、前記第２の摺動部材に一端を
   接して且つ前記第２の連結部材に他端を接する第２の圧
   縮バネとから構成され、前記変換手段は、前記把持部材
   に収納された第１のリンク及び該第１のリングに隣合う
   第２のリンクは前記把持部材の内側に延びる第１の支持
   体に設けられた第１の支持ピンに支持され、且つ前記第
   ２のリンク及び該第２のリンクに隣合う第３のリンクは
   前記第２の連結部材に設けられた第２の支持ピンに支持
   され、且つ前記第３のリンク及び該第３のリンクに隣合
   う第４のリンクは前記把持部材の内側に延びる前記第１
   の支持体に対向した第２の支持体に設けられた第３の支
   持ピンに支持され、且つ前記第４のリンク及び該第４の
   リンクに隣合う前記第１のリンクは前記第１の連結部材
   に設けられた第４の支持ピンに支持されたリンク機構で
   あることを特徴とする請求項１記載の手首の機能改善
   具。
3. 【請求項３】 前記第１の摺動部材または前記第２の摺
   動部材が移動する左右、前後または回転の回数を検出す
   る回数検出手段と、前記第１の摺動部材または第２の摺
   動部材が移動する左右、前後または回転の移動速度を検
   出する移動速度検出手段と、前記訓練者が前記把持部材
   に加える握力を検出する握力検出手段と、設定移動速度
   と前記移動速度検出手段からの移動速度との移動速度
   差、並びに設定握力と前記握力検出手段からの握力との
   握力差が、所定範囲を超えたとき訓練者に報知する報知
   手段と、設定回数と前記回数検出手段からの回数、前記
   設定移動速度と移動速度手段からの移動速度、並びに前
   記設定握力と前記握力検出手段からの握力を表示する表
   示手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の手
   首の機能改善具。
4. 【請求項４】 前記移動検出手段の検出部は、前記第１
   の摺動部材に形成された凸状球面または第２の摺動部材
   に形成された凸状球面に埋設されたマグネットと、前記
   筐体に形成された凹状球面に放射状に埋設されたホール
   センサと、から構成されたことを特徴とする請求項３記
   載の手首の機能改善具。
5. 【請求項５】 前記握力検出手段の検出部は、前記第１
   の支持部材の先端に埋設したマグネットと、前記第２の
   支持部材の先端に固定したホールセンサと、から構成さ
   れたことを特徴とする請求項３記載の手首の機能改善
   具。