JP3493020B2 - ピン・ターン訓練器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピン・ターン訓練器
具に関し、特に、高齢者や障害者のリハビリテーション
あるいは電子機器製品の製造やパソコンオペレーション
を行う従業員に対する作業訓練を目的とする企業内教育
に用いられるピン・ターン訓練器具に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の訓練器具において、例えば手・脳
部の一部障害に対する訓練器具では、訓練用ピンの長
さ、太さ、色などの外観的に異なるものを見分け、ピン
の並べ替えを主としており、一部の指と視覚訓練に限定
されているものが多い。また、企業内での指先トレーニ
ングは確立された方法はない場合が多く、ＯＡ業務の一
環としてパソコンのキーボードタッチ訓練が行われてい
る程度であり、実践的なトレーニング方法に苦慮してい
るのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】年齢の進展により脳を
中心に身体機能全体に衰えが生じてくる。このため、身
体障害が発生する。そこで障害が発生する前段階より機
能低下防止策が必要となるが、従来の訓練器具は機能が
低下してから取り組む器具が中心のため、訓練内容が非
常に簡単な繰り返し内容のものに限られているという問
題点があった。また、訓練内容が簡単な繰り返し内容で
あるために訓練に飽きが生じ、訓練を行うことそのもの
に苦痛を感じるようになり、積極的に意欲をもって訓練
を行うことが困難であるという問題点があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものである。視覚、聴覚、触覚などの身体五感機能
の低下防止あるいは維持／向上は脳（右脳、左脳）の働
きと密接に関連している。中でも、手の動きにより脳へ
与える刺激の割合は１／３以上を占めているといわれて
いる。このことから、日頃から指先を積極的に動かすこ
とにより脳のフィットネスに励む必要がある。

【０００５】本発明の目的は、前記のような従来技術の
問題点を解決し、意欲を持って気軽に楽しみながら身体
機能の低下防止あるいは維持／回復を図るために身体機
能を複合的にトレーニングすることができる訓練器具を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のピン・ターン訓
練器具においては、棒状のピンと、前記ピンを挿入可能
な複数のホール（挿入孔）を持つベースプレートと、ピ
ンを挿入可能なワッシャを備え、更に、訓練時間を設定
・表示するタイマ手段と、音声にて訓練者へ訓練内容を
通知する音声通知手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】本発明では、ピンの反転及びワッシャのつ
まみ挿入と取り出しなどを左右の手それぞれに複数パタ
ーン行い、且つそれぞれのパターンで訓練者個人の目標
時間を設けて目標達成への積極的な訓練を実施すること
が出来る。さらには、各個人が設定した目標時間に対し
て訓練者の進捗度及び結果に対して訓練器具からの音声
通知を行うことが出来る。

【０００８】従って、左右の指先全体を動かすことで脳
の機能低下防止を図ることが出来ると同時に、ゲーム感
覚で目標時間到達の意欲を持ちながら、視覚・聴覚・触
覚などの機能トレーニングを積極的に行うことにより脳
のより一層の活性化を図ることが出来る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。図１は、本発明のピン・ターン訓練器具の
構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明のピン
・ターン訓練器具の構成を示す平面図である。ベースプ
レート１０にはピン１３が挿入されるホール１４が整列
して配置されている。ホール１４には反転が判別できる
上下色違いのピン１３が挿入可能である。更に、着脱可
能なワッシャ保持用のポスト１２には、ピン１３との組
み合わせ訓練に使用する複数のワッシャ１５が係合され
ている。

【００１０】ポスト１２はベースプレート１０上の孔１
８に刺すことによって直立固定させることができ、また
収納時にはポスト１２を孔１８から抜いて収納用凹部１
６内にワッシャ１５と共に収納可能である。ベースプレ
ート１０の前部にはパネル１１が設けられている。パネ
ル１１には３桁の７セグメントＬＥＤ表示素子２０、各
種スイッチ２１〜２４、スピーカ２５、電源スイッチ２
６等が配置されている。１７はカバーである。訓練器具
を構成する各部品の材質はプラスチック、木製、金属等
を使用可能であるが、第１実施例においてはＬＥＤを視
認するために、少なくともベースプレート１０のホール
１４の底部にピンの直径よりも小さい直径の孔を設ける
か、あるいは底部を透明あるいは半透明にする必要があ
る。

【００１１】図３は、本発明のピン・ターン訓練器具の
内部構成を示す断面図である。ベースプレート１０の内
部には印刷配線基板３１が備えられており、基板３１上
の各ホール１４と対応する位置にはＬＥＤおよび磁気検
出素子３０が装着されている。パネル１１の内部にも印
刷配線基板３２が備えられている。なお、パネル１１は
ベースプレート１０から分離可能に構成されていてもよ
い。

【００１２】図４は、本発明のピン１３の構成を示す正
面図および断面図である。図４（ａ）はピン１３の正面
図であり、ピン１３は両端が半球面状あるいは平面であ
る円筒形状をしている。ピン１３は例えば長手方向の半
分３５が白であり、他の半分３６が赤というように、２
色以上により長手方向の方向性が識別されている。な
お、方向性を識別するためには、例えば長手方向の一方
の少なくとも一部のみに彩色すれば足りる。図４（ｂ）
はピン１３の断面図であり、ピン１３の内部には永久磁
石３７が内蔵されている。そして、例えば全てのピンに
おいて磁石３７のＮ極が白になるように、色と極が揃え
られている。

【００１３】図５は、本発明のピン・ターン訓練器具の
制御回路の構成を示すブロック図である。制御用の１チ
ップＣＰＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、デジタル
およびアナログＩ／Ｏポート、クロック回路、割り込み
回路等を内蔵した市販されている周知の１チップコンピ
ュータである。ＣＰＵ４０の入力ポートには、パネル１
１上に配置された各種スイッチ４１〜４８が接続されて
いる。

【００１４】１秒増スイッチ４１〜１０秒減スイッチ４
４は、目標時間の設定に使用されるスイッチであり、モ
ードスイッチ４５は動作モードの入力に使用する。開始
（スタート）スイッチ４６、終了スイッチ４７は手動に
よる訓練の開始／終了操作を検出するスイッチであり、
クリアスイッチ４８は動作を初期状態に戻すためのスイ
ッチである。

【００１５】アナログマルチプレクサ４９の入力端子に
は各ホール１４と対応した磁気センサ（ホール効果素
子）５０（３０）が接続されており、出力端子はＣＰＵ
４０のアナログ入力端子に接続され、またマルチプレク
サの出力を選択する制御端子はＣＰＵ４０の出力ポート
に接続されている。ＣＰＵ４０は、各ホール１４と対応
した磁気センサ５０の出力電圧を読み取ることにより、
各ピン１３がどちらの方向で挿入されているか、あるい
は挿入されていないかを検出する。

【００１６】ダイナミック表示回路５１はＣＰＵ４０か
ら出力されるダイナミック表示制御信号に基づき、周知
の方法によって７セグメント３桁ＬＥＤおよびセル（ホ
ール）表示用ＬＥＤをダイナミック駆動する。音声合成
ＬＳＩはＣＰＵ４０からの制御に基づき、音声データＲ
ＯＭ５５から音声データを読み出して音声信号を生成し
て出力する。音声合成ＬＳＩとしては、例えば販売され
ているMSM6650を使用可能である。出力された音声信号
はオーディオＩＦ（フィルタ）回路５６、出力アンプ５
６を介してスピーカ５８（２５）から出力される。

【００１７】図６は、本発明のピン・ターン訓練器具に
おけるＣＰＵの制御プログラムの内容を示すフローチャ
ートである。Ｓ１０においては動作モードを設定する。
モードとしては例えば反転するピン（ホール）の位置を
ランダムに指示する「ランダム」モードや反転するピン
の位置を整列順に指示する「順次」モードがある。Ｓ１
１においてはスイッチを使用して目標時間を設定する。
設定された目標時間はＬＥＤ２０に表示される。Ｓ１２
においてはスタートスイッチが押下されるまで待つ。

【００１８】Ｓ１３においては目標時間が設定された内
部のソフトウェアタイマのダウンカウントを開始し、カ
ウント値をＬＥＤ２０に表示する。また、カウントを開
始したことを音声にて通知する。発音例としては例えば
「目標時間は００秒です。がんばりましょう。はい、ス
タート！」と出力される。Ｓ１４においてはモードに従
って、ピンが未反転であるホールの位置をランダムにあ
るいは順次選択する。Ｓ１５においては選択したホール
の位置をＬＥＤあるいは音声によって表示する。訓練者
は例えば表示された位置のピンを抜いて反転させ、挿入
する。Ｓ１６においてはピンが反転したか否かを判定
し、反転したことが検出されるとＳ１７に移行する。な
お、目標設定値からカウントダウンする方式において
は、カウントがゼロを超過した場合には、超過時間をプ
ラス又はマイナス数値にて表示してもよい。また、カウ
ンタの表示方式としては、ダウンカウントではなく、カ
ウントアップする方式も考えられる。カウントアップす
る方式においては、目標時間を設定後、開始スイッチ押
下により、内部のソフトウェアタイマによりゼロからの
カウントアップを開始し、カウント値を ＬＥＤ２０に
表示する。カウント表示は終了スイッチが押下されるま
で継続する方式もあるが、設定時間を超過した場合には
超過時間をプラス又はマイナス表示するようにしてもよ
い。

【００１９】Ｓ１７においては所定数、例えば全体の半
分が反転したか否かが判定され、判定結果が肯定の場合
にはＳ１８に移行するが、否定の場合にはＳ１９に移行
する。Ｓ１８においては音声によって半分終わったこと
を通知してＳ１４に戻る。発音例としては例えば「あと
少しです。がんばれ！がんばれ！」と出力される。な
お、Ｓ１７の所定数の認識とＳ１８の音声出力による合
図については、例えば目標時間に対して、所定の時間に
達した時点で自動的に音声出力を行うようにしてもよ
い。また、音声出力による合図は、開始と終了時のみに
行なうかあるいは全く行わなくてもよい。

【００２０】Ｓ１９においては全てが反転したか否かが
判定され、判定結果が否定の場合にはＳ１４に戻るが、
肯定の場合にはＳ２０に移行する。Ｓ２０においてはタ
イマのカウントを停止すると共に、音声によって終了の
表示を行う。発音例としては、目標時間内の時は「よく
出来ましたね！次もかんばりましょう！」、目標時間オ
ーバーの時は、「今日は調子が悪かったのかな？次はか
んばりましょう！」と出力される。そして、Ｓ２１にお
いてクリアスイッチが押下されるまで待ち、Ｓ１０に戻
る。本発明のピン・ターン訓練器具においては、以上の
ような構成及び動作によって、ゲーム感覚で楽しみなが
ら継続トレーニングを行うことができる。

【００２１】図７は、本発明のピン１３の他の構成を示
す正面図、横断面図である。上記した第１実施例におい
ては、ピン１３の形状について、両端が半球面状あるい
は平面である円筒形状である例（ａ）を開示したが、例
えば、ピンの外周がピンの中心に対し曲線あるいは直線
による太さの変化を持った形状（ｂ）ウエーブ形状ピ
ン、（ｃ）段つきピン−Ａ、（ｄ）段つきピン−Ｂ、
（ｅ）溝付きピン、（ｆ）光ループ用円筒形状のピン、
（ｇ）外形の多角形状ピンなども考えられる。ピンの形
状を図７に示すような形状とすることによって、つまみ
易い、滑りにくい、底面からの表示光が見やすくなる、
転がらない、などの効果がある。また、ピンの方向の識
別について、第１実施例においては２色以上で塗り分け
ることによりピン方向を識別する例を開示したが、本発
明においてはピン方向の識別手段がない場合でも実施可
能である。

【００２２】図８は、本発明のホール１４（ベースプレ
ート１０）の他の構造を示す断面図である。図８（ａ）
は、第１実施例の構造である。この実施例の場合には、
ホール１４の径を大きくするとピン１３が傾斜してしま
い、逆に径を小さくすると光が外部まで到達し難くな
る。図８（ｂ）は、上記（ａ）の実施例の問題点を解決
するものであり、ホール１４の側面に、光が通過する複
数の溝を設けた例である。この実施例においては、ピン
１３はホール４の側面によって適切に保持され、光は溝
を通過して外部まで達することができる。図８（ｃ）
は、ホール１４内に光透過部品７２を配置した例であ
る。透明樹脂材料で作られた光透過用ピン受け部品７２
は、外面がベースプレート１０の孔と接する容器状の部
品であり、下部の光源７０から放射された光は光透過部
品７２の内部を透過して上端部から外部に達する。光透
過用ピン受け部品７２は押し込むことによって固定して
もよいし、透明アクリル板などにより上部から押さえて
固定しても良い。図８（ｄ）は、ベースプレート１０の
ホール側面に蛍光塗料または蛍光テープ、蛍光反射材を
塗布もしくは貼り付けたものである。なお、蛍光材以外
に光を反射する材料を配置してもよい。この実施例は他
の実施例と組み合わせて実施可能である。

【００２３】図８（ｅ）は、ベースプレート１０の表面
に、ホール１４よりも径の小さい円形の孔を設けたアク
リル等の透明あるいは半透明の樹脂板７１を配置した例
である。ＬＥＤ等の発光源７０から出た光はホール１４
を経て、樹脂板７１を透過して外部に達する。図８
（ｆ）は、ベースプレート上部に設けられた透明アクリ
ル板７４のピン挿入孔がベースプレートのホールの中心
位置より異なった（偏芯した）位置に設けた実施例であ
る。図８（ｇ）は（ｆ）の実施例において、更に発光源
７０の位置がベースプレートホールの中心位置より異な
った（アクリル板の孔とは反対方向に偏芯した）位置に
設けた実施例である。以上のような構成により、第１実
施例よりも発光源７０からの光を視認し易くなる。

【００２４】図９は、本発明のピン検出手段の他の構成
を示す断面図である。第１実施例においては、ホール効
果素子を使用してピンの有り／無しおよび方向を検出す
る例を開示したが、この場合にはピン内に磁石を装着す
る必要がある。そこで、方向は検出できないが、有り／
無しのみを検出できる他の実施例を説明する。図９
（ａ）は、発光素子８０および受光素子８１からなるピ
ンセンサ（フォトインタラプタ）を使用する例である。
ベースプレートのホールの側面に図示するようにピンセ
ンサが配置されており、前記ホールにピンが挿入される
と発光素子８０からの光が遮られて受光素子８１に到達
しなくなるので、ピンの存在を検出できる。

【００２５】図９（ｂ）は、メンブレムシート９０を使
ったセンサによりピンの存在を検出するものである。メ
ンブレムシート９０は、２枚の可撓性樹脂のシートを張
り合わせたものであり、それぞれのシートの内側には電
極が印刷されており、電極部分に外部から圧力がかかる
と電極同士が接触して導通するようになっている。実施
例においては、ベースプレートの下部に多数の電極を備
えたメンブレムシート９０を配置し、ピンが挿入される
とピンの自重によって電極が導通するので、ＣＰＵ４０
によって全ての電極の接触状態をスキャンするすること
によってピンの有無を検出する。図９に示すセンサの場
合には、ピンの挿入方向までは検出出来ないので、一度
ピンがホールから抜かれ、再びホールに挿入されたこと
を検出することによって、当該ピンの反転が完了したも
のと見なす。従って、各ピンについて、未操作、不存
在、操作完了などの状態を記憶しておく必要がある。な
お、未操作となったピン数をカウントして表示できるよ
うにしてもよい。

【００２６】以上、本発明の実施例を開示したが、本発
明には下記のような変形例も考えられる。実施例におい
ては、プレート、ピン、ワッシャからなる訓練器具本体
に、タイマ手段、音声表示手段、ピンの挿入方向検出手
段、ホール毎に設けられた表示手段を備えた例を開示し
たが、例えば訓練器具本体に上記手段の内の任意の１つ
以上を備えた実施例も考えられる。

【００２７】例えば本体にタイマ手段、音声表示手段の
みを備えたものであってもよいし、本体にタイマ手段、
ピンの挿入方向検出手段、ホール毎に設けられた表示手
段を備えたもの、本体にタイマ手段、音声表示手段、ホ
ール毎に設けられた表示手段を備えたもの、本体にタイ
マ手段、音声表示手段、ピンの挿入方向検出手段を備え
たものであってもよい。

【００２８】本発明の訓練装置を使用したトレーニング
パターンとしては、例えば下記のようなものが考えられ
る。 （１）ベースプレートにセットされたピンを右手で順次
反転させて行き、すべてのピンの反転が終了すると左手
で同様にピンを順次反転させて行く。 （２）一方の手でポールにセットされたワッシャを１枚
単位で抜き取り、もう一方の手でピンを抜き取る。ピン
にワッシャを挿入して組み合わせたまま、ベースプレー
トのピンホールヘ挿入する。順次すべてのピンとワッシ
ャを組み合わせて行く。 （３）ベースプレートに組み合わせ挿入されたピンとワ
ッシャを一方の手で一緒につかみ、もう一方の手でピン
からワッシャを抜いてワッシャをポストに挿入する。組
み合わされた全てのピンとワッシャを順次行う。 （４）全てのピンをベースプレートより抜き取り、開始
スイッチＯＮにともない、−定時間間隔でランダムに１
個ずつ発光表示されるベースプレートのピンホールにピ
ンを順次挿入して行く（本実施例）。

【００２９】実施例においては、ピンの挿入方向検出手
段を使用して訓練の（開始）中間通過、終了を検出する
例を開示したが、スタートスイッチおよび終了スイッチ
の押下の検出によって訓練の開始／終了を検出してもよ
い。また、中間通過については、例えば目標時間の半分
が経過した時点で音声表示を行うようにしてもよい。

【００３０】実施例においては、各ホールの底にＬＥＤ
を配置する例を開示したが、ＬＥＤの位置はホールの側
面あるいはホールの近傍のベースプレート表面であって
もよい。また、音声による挿入位置の表示と対応して、
ベースプレートの各ホールの近傍に連続の番号が表示さ
れていてもよい。

【００３１】実施例においては、音声による表示手段を
開示したが、訓練の開始から終了までの間の音声を出力
していない期間はメロディを出力するようにしてもよ
い。実施例においては、タイマーの表示が減数式である
例を開示したが、増加式であってもよい。実施例におい
ては、訓練器具本体がプレート、ピン、ワッシャからな
る例を開示したが、更に訓練器具本体とは別にピン立て
用ブロックを備えてもよい。

【００３２】実施例においては、出力機能としてＬＥＤ
による表示機能のみを有する例を開示したが、例えばプ
リンタによる印刷出力機能を追加してもよい。この場合
にはプリンタインターフェイス回路を追加し、プリント
開始スイッチにより結果を印刷表示する。印刷する情報
としては、（１）実施時間を秒単位にて出力、（２）目
標時間との差を秒単位にて出力、（３）データのグラフ
出力：訓練パターン毎のスイッチを持ち、制御回路にて
蓄積されたデータを訓練パターン毎にグラフ化しプリン
トアウトする、などが考えられる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
左右の指先全体と身体五感機能の視覚・聴覚・触覚を連
続的に動かすことにより脳の活性化を促進し、身体機能
の低下を防止するだけでなく、維持／向上を図ることが
出来る。このことから、本訓練器具にて、ゲーム感覚で
楽しみながら、且つ短時間で継続トレーニングを行うこ
とにより、脳梗塞、脳血栓などの原因により被った指先
機能の障害や舌のもつれなどの言語障害の進行を抑え、
機能の回復を図ることが可能となる。このように本発明
は、これから益々高齢化が進む社会において顕著な効果
をもたらすものである。また、企業内においては作業の
スピードアップ効果を得ることができ、生産性向上＝コ
ストダウンに貢献することができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピン・ターン訓練器具の構成を示す斜
視図である。

【図２】本発明のピン・ターン訓練器具の構成を示す平
面図である。

【図３】本発明のピン・ターン訓練器具の内部構成を示
す断面図である。

【図４】本発明のピン１３の構成を示す正面図および縦
断面図である。

【図５】本発明の訓練器具の制御回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】訓練器具の制御プログラムの内容を示すフロー
チャートである。

【図７】本発明のピン１３の他の構成を示す正面図、横
断面図である。

【図８】本発明のホール１４の他の構造を示す断面図で
ある。

【図９】本発明のピン検出手段の他の構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０…ベースプレート、１１…パネル、１２…ポスト、
１３…ピン、１４…ホール、１５…ワッシャ、１６…収
納用凹部、１８…孔、２０…ＬＥＤ表示素子、２１〜２
４…各種スイッチ、２５…スピーカ、２６…電源スイッ
チ、３０…磁気検出素子、３１、３２…印刷配線基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A63B 23/16 A63F 3/00 - 3/02 A63F 9/24

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の棒状のピンと、 前記ピンを挿入可能な複数のホールを持つベースプレー
   トと、 前記ホールの内部に配置され、制御手段による制御に基
   づき１つづつ順にあるいはランダムに発光する発光表示
   手段と、 前記ベースプレートの表面に配置され、前記ピンを挿入
   可能であり、かつ前記ホールよりも径の小さい円形の孔
   を前記ベースプレートのホールと対応して設けた透明あ
   るいは半透明の樹脂板と、訓練時間を設定・表示するタイマ手段と を備えたことを
   特徴とするピン・ターン訓練器具。
2. 【請求項２】更に、音声にて訓練者へ訓練内容を通知す
   る音声通知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載のピン・ターン訓練器具。
3. 【請求項３】制御手段による制御に基づき、前記音声通
   知手段によってピン挿入位置がランダムに指定されるこ
   とを特徴とする請求項２に記載のピン・ターン訓練器
   具。
4. 【請求項４】前記ピンは、長手方向の方向性が識別でき
   るように少なくとも一部が彩色されていることを特徴と
   する請求項１に記載のピン・ターン訓練器具。