WO2021014668A1

WO2021014668A1 - 指訓練装置

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Publication number: WO2021014668A1
Application number: PCT/JP2020/006565
Authority: WO
Inventors: 河野　貴之; 崇筒井; 貴之潮田; 洋希金谷
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2022-01-19
Also published as: JPWO2021014668A1

Abstract

【課題】簡素な構造で手指の動作を規定できる指訓練装置を提供する。【解決手段】指訓練装置１は、手指５３の指先部６３を保持する装具１９と、旋回軸２３周りに旋回し、装具１９を旋回軸２３周りに移動させるアーム１５と、旋回軸２３の位置に固定して配置された固定歯車１３と、固定歯車１３に噛み合い、自転しつつ固定歯車１３の周りを公転する、回転軸２５が連結され装具１９を回転軸２５周りに回転させる遊星歯車１７と、を有する。

Description

指訓練装置

　開示の実施形態は、指訓練装置に関する。

　特許文献１には、片麻痺指機能回復訓練装置が記載されている。この片麻痺指機能回復訓練装置は、訓練対象者の指に他動的屈曲と自動的伸展を行わせるための指屈伸機構を有する。

特開２０１５－２４５号公報

　手指は指ごとに複数の関節を有しており、その動作は複雑である。上記従来技術の片麻痺指機能回復訓練装置は、手指の動作を規定するために多数の回転機構やリンク機構を組み合わせて構成されている。このため、構造が複雑となるという課題があった。

　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な構造で手指の動作を規定できる指訓練装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、手指の運動機能を回復させるための訓練を行う指訓練装置であって、前記手指の指先部を保持する装具と、第１旋回軸周りに旋回し、前記装具を前記第１旋回軸周りに移動させる第１旋回部材と、前記第１旋回部材の旋回と連動して回転し、前記装具を回転軸周りに回転させる回転部材と、を有する指訓練装置が適用される。

　また、上記課題を解決するため、本発明の別の観点によれば、手指の運動機能を回復させるための訓練を行う指訓練装置であって、前記手指の指先部を保持する装具と、第１旋回軸周りに旋回し、前記装具を前記第１旋回軸周りに移動させる第１旋回部材と、前記第１旋回部材を前記第１旋回軸周りに旋回させる第１モータと、第２旋回軸周りに旋回し、前記第１旋回部材及び前記第１モータを前記第２旋回軸周りに移動させる第２旋回部材と、前記第２旋回部材を前記第２旋回軸周りに旋回させる第２モータと、を有する、指訓練装置が適用される。

　本発明の指訓練装置によれば、簡素な構造で手指の動作を規定できる。

第１実施形態に係る指訓練装置の全体構成の一例を示す説明図である。歯車機構の動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。アームの旋回動作及び装具の回転動作の一例を示す説明図である。コントローラの機能構成の一例を表す説明図である。訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」又は「掌側外転」である場合の第１駆動モータの回転速度の変化の一例を表す説明図である。訓練種別が「屈曲伸展」又は「掌側内外転」である場合の第１駆動モータの回転速度の変化の一例を表す説明図である。訓練種別が「屈曲」である場合のタッチパネルの表示の一例を表す説明図である。訓練種別が「伸展」である場合のタッチパネルの表示の一例を表す説明図である。コントローラのＣＰＵにより実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。他動運動処理の処理手順の一例を表すフローチャートである。自動運動処理の処理手順の一例を表すフローチャートである。旋回軸と回転軸の軸方向を水平方向とする変形例における、指訓練装置の指動作機構の構成の一例を示す説明図である。固定歯車及び遊星歯車の両方を回転中心歯車とした変形例における、歯車機構の動作の一例を示す説明図である。固定歯車及び遊星歯車の両方を円形歯車とした変形例における、歯車機構の動作の一例を示す説明図である。第２実施形態に係る指訓練装置の全体構成の一例を示す説明図である。歯車機構の動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作の一例を示す説明図である。コントローラの機能構成の一例を表す説明図である。訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」又は「掌側外転」である場合の第２駆動モータの回転速度の変化の一例を表す説明図である。訓練種別が「屈曲伸展」又は「掌側内外転」である場合の第２駆動モータの回転速度の変化の一例を表す説明図である。コントローラのＣＰＵにより実行される処理手順の一例を表すフローチャートである。他動運動処理の処理手順の一例を表すフローチャートである。自動運動処理の処理手順の一例を表すフローチャートである。コントローラのハードウェア構成の一例を表す説明図である。

　以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

　＜１．第１実施形態＞
　　（１－１．指訓練装置の構成）
　まず、図１及び図２を参照しつつ、第１実施形態に係る指訓練装置の構成の一例について説明する。図１は本実施形態に係る指訓練装置の全体構成の一例を示す斜視図、図２は歯車機構の動作の一例を示す説明図である。

　指訓練装置１は、訓練対象者の手指の運動機能を回復させたり、手指の筋力を増強するための訓練を行う装置である。訓練対象者は、例えば脳卒中などの脳血管疾患や整形外科疾患等による運動機能障害を有する患者等である。

　図１に示すように、指訓練装置１は、指動作機構３と、タッピング機構５と、コントローラ７（後述の図１４参照）とを有する。指動作機構３とタッピング機構５とは隣接して配置されている。なお、図１ではコントローラ７の図示を省略している。

　指動作機構３は、訓練対象者の手指に対して各種動作（屈曲、伸展、掌側外転、掌側内転）の訓練を行うための機構である。指動作機構３は、架台９と、第１駆動モータ１１と、固定歯車１３と、アーム１５と、遊星歯車１７と、装具１９とを有する。なお、図１では固定歯車１３と遊星歯車１７の歯、及び、訓練対象者の手掌を支持する支持台等の図示を省略している。

　架台９は、一対の脚部２０と、台座部２１とを有する。なお、脚部２０は例えば４本脚構造とするなど一対以外の構造としてもよい。

　第１駆動モータ１１（第１モータの一例）は、回転型のモータであり、アーム１５を旋回軸２３（第１旋回軸の一例）の旋回軸心ＡＸ１周りに旋回させる。第１駆動モータ１１は、台座部２１の下部に取り付けられており、一対の脚部２０の間に配置されている。第１駆動モータ１１の出力軸は旋回軸２３に連結され、当該旋回軸２３がアーム１５の一端に連結されている。なお、第１駆動モータ１１の出力軸を減速機を介して旋回軸２３に連結してもよい。第１駆動モータ１１の回転位置は、エンコーダ２４（回転位置センサの一例。後述の図１４参照）により検出される。第１駆動モータ１１は、コントローラ７により、エンコーダ２４の検出結果に基づいて位置、速度及びトルクの少なくとも１つを制御されるサーボモータである。なお、例えばレゾルバやポテンショメータ等、エンコーダ以外の回転位置センサを用いてもよい。

　固定歯車１３は、台座部２１の上部に固定して配置されている。つまり、固定歯車１３は台座部２１に対して回転しないように固定されている。図２に示すように、固定歯車１３は円形状の平歯車である。なお、図２では固定歯車１３の歯数が３０である場合を一例として示しているが、歯数はこれに限定されるものではない。固定歯車１３には、歯車中心Ｏ１から所定距離ｄ１だけオフセットした位置に、旋回軸２３が略上下方向に回転可能に挿通されている。旋回軸２３は、固定歯車１３に設けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。

　アーム１５（第１旋回部材の一例）は、固定歯車１３の上部に配置され、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）周りに旋回し、装具１９を旋回軸２３周りに移動させる。アーム１５の一方側の端部近傍には旋回軸２３が連結されている。また、アーム１５の他方側の端部近傍には遊星歯車１７の回転軸２５が回転可能に挿通されている。アーム１５は、他方側の下部に回転軸２５を回転可能に支持している。

　遊星歯車１７（回転部材の一例）は、アーム１５の旋回と連動して回転し、装具１９を回転軸２５の回転軸心ＡＸ２周りに回転させる。図２に示すように、遊星歯車１７は楕円形状の平歯車（半径が不均一な歯車の一例）であり、固定歯車１３に噛み合い、自転しつつ固定歯車１３の周りを公転する。なお、図２では遊星歯車１７の歯数が３０である場合を一例として示しているが、歯数はこれに限定されるものではない。例えば、固定歯車１３の歯数と遊星歯車１７の歯数を異ならせてもよい。遊星歯車１７には、歯車中心Ｏ２から長軸方向に所定距離ｄ２だけオフセットした位置に、回転軸２５が略上下方向に立設して連結されている。回転軸２５は、アーム１５に設けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。遊星歯車１７は、アーム１５により回転可能に吊り下げ支持されている。

　装具１９は、訓練対象者の手指の指先部を保持する。「指先部」とは、各指の第１関節より先端側の部分をいう。なお、本実施形態では、各指の先端から１番目の関節を第１関節、２番目の関節を第２関節、３番目の関節を第３関節という。つまり、母指の場合には第１関節はＩＰ関節、第２関節はＭＰ関節、第３関節はＣＭ関節である。母指以外の四指（示指、中指、環指、小指）の場合には、第１関節はＤＩＰ関節、第２関節はＰＩＰ関節、第３関節はＭＰ関節である。

　装具１９は、指先部を保持する一対の保持部２７と、当該保持部２７をアーム１５の延設方向に移動可能な移動機構２９とを有する。保持部２７は、指先部を挟んで固定する。保持部２７は、例えばゴム、樹脂、ウレタン等の柔軟な材料で構成されており、指の太さや形状に応じて変形し、指先部を適切に保持することができる。移動機構２９は、例えばネジ３１を緩めることにより保持部２７の移動を許容し、所望の位置でネジ３１を締めることにより保持部２７を固定する。このような構成により、装具１９は指先部の保持位置をアーム１５の延設方向に所定の範囲で移動することが可能である。

　なお、一対の保持部２７の各々の内側に、装具１９が指先部から受ける力を測定する力センサ３３（測定部、センサの一例）をそれぞれ設けてもよい。図１は、力センサ３３を設けた場合を図示している。力センサ３３を設けた場合には、指先部の軌道に対して概略接線方向の力を測定できるので、訓練対象者の随意運動による力や、腱や筋肉による戻ろうとする力等を、精度良く測定できる。なお、力センサの代わりに、例えば回転軸２５の撓みを測定するひずみゲージを設けてもよい。

　また、アーム１５には、装具１９を着脱可能な第１着脱部３５と第２着脱部３７が設けられている。第１着脱部３５は、アーム１５の他方側の端部近傍に配置され、回転軸２５の上部に連結されている。装具１９は、第１着脱部３５に装着されることにより、手指の伸展又は屈曲が可能な位置に配置される（後述の図３～図１１参照）。なお、図１は、装具１９が第１着脱部３５に装着された状態を示している。また、第２着脱部３７は、アーム１５の延設方向中間位置に配置されている。装具１９は、第２着脱部３７に装着されることにより、母指の掌側外転又は掌側内転が可能な位置に配置される（後述の図１２及び図１３参照）。なお、第１着脱部３５及び第２着脱部３７の着脱方式は特に限定されるものではないが、例えばマグネットやネジによる着脱方式とすることが可能である。

　タッピング機構５は、指動作機構３により手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、訓練対象の手指の付け根位置近傍をタッピングするための機構である。タッピング機構５は、架台３９と、第３駆動モータ４１と、アーム４３と、接触部４５とを有する。

　架台３９は、一対の脚部４７と、台座部４９とを有する。なお、脚部４７は例えば４本脚構造とするなど一対以外の構造としてもよい。

　第３駆動モータ４１（第３モータの一例）は、回転型のモータであり、アーム４３を旋回軸５１の旋回軸心ＡＸ３周りに旋回させる。第３駆動モータ４１は、台座部４９の下部に取り付けられており、一対の脚部４７の間に配置されている。第３駆動モータ４１の出力軸は旋回軸５１に連結され、当該旋回軸５１がアーム４３の一端に連結されている。なお、第３駆動モータ４１の出力軸を減速機を介して旋回軸５１に連結してもよい。第３駆動モータ４１は、コントローラ７により制御される。

　アーム４３は、台座部４９の上部に配置され、旋回軸５１周りに旋回し、接触部４５を旋回軸５１（旋回軸心ＡＸ３）周りに移動させる。アーム４３の一方側の端部近傍には旋回軸５１が連結されている。また、アーム４３の他方側の先端部４３ａは、中間部に設けられた屈曲部４３ｂにより高さが調節されている。

　接触部４５は、例えば円柱形状に形成されており、アーム４３の先端部４３ａに立設されている。接触部４５は、例えばゴム、樹脂、ウレタン等の柔軟な材料で構成されており、第３駆動モータ４１により訓練対象の手指の付け根位置近傍にタッピングするように接触する。タッピングにより、訓練対象者に指の動作タイミングを意識させることが可能となり、訓練の効果をより高めることができる。

　　（１－２．歯車機構によるアームの旋回動作及び装具の回転動作）
　次に、図２及び図３～図１３を参照しつつ、指訓練装置１の歯車機構によるアーム１５の旋回動作及び装具１９の回転動作の一例について説明する。図３～図１３はアーム１５の旋回動作及び装具１９の回転動作を表す説明図である。

　図２に、遊星歯車１７が自転しつつ固定歯車１３の周りを公転する様子を示す。図２に示すように、遊星歯車１７が固定歯車１３の周りを１周する間、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）と旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）との距離は半径Ｒで一定である。つまり、遊星歯車１７の回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）は、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）を中心に半径Ｒの円の軌跡を描く。

　図２では、遊星歯車１７が回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）周りに９０度ずつ回転（自転）した状態を示している。ここでは説明の便宜上、遊星歯車１７が、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）が長軸上において旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）との間に歯車中心Ｏ２を挟むように位置した状態を、遊星歯車１７Ａとする。また、遊星歯車１７Ａが、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）周りに反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｂとする。同様に、遊星歯車１７Ｂが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｃ、遊星歯車１７Ｃが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｄ、遊星歯車１７Ｄが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｅ、遊星歯車１７Ｅが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｆ、遊星歯車１７Ｆが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｇ、遊星歯車１７Ｇが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ｈ、遊星歯車１７Ｈが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７Ａとする。

　遊星歯車１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇ，１７Ｈのそれぞれにおける回転半径は、Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ，Ｒｆ，Ｒｇ，Ｒｈとなる。なお、ここでいう「回転半径」とは、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）と旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）とを結ぶ直線上における、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）から遊星歯車１７と固定歯車１３との接触位置までの距離のことをいう。各回転半径の大小関係は、Ｒａ＞Ｒｂ＝Ｒｈ＞Ｒｃ＝Ｒｇ＞Ｒｄ＝Ｒｆ＞Ｒｅである。そして、アーム１５の旋回角速度を一定とした場合、遊星歯車１７Ａ～１７Ｈのそれぞれにおける回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）の円周方向の速度Ｖも一定となることから、遊星歯車１７の回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）周りの角速度ωは、回転半径Ｒａ～Ｒｈが小さいほど大きくなる。したがって、遊星歯車１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１７Ｇ，１７Ｈのそれぞれにおける角速度をωａ，ωｂ，ωｃ，ωｄ，ωｅ，ωｆ，ωｇ，ωｈとすると、大小関係は、ωｅ＞ωｄ＝ωｆ＞ωｃ＝ωｇ＞ωｂ＝ωｈ＞ωａとなる。

　このようにして、アーム１５を同一角速度で旋回させながら、遊星歯車１７の角速度を変化させることができる。その結果、アーム１５の旋回範囲を図２に示す角度範囲のどの範囲に設定するかに応じて、遊星歯車１７に固定された装具１９の回転速度（角度変化）にも所望の変化を生じさせ、装具１９に保持された指先部の軌道を可変にできる。

　例えば、図３～図５に、アーム１５を遊星歯車１７Ａ～１７Ｃの角度範囲で旋回させる場合のアーム１５の旋回動作及び装具１９の回転動作の一例を示す。図３、図４及び図５の順に動作する場合は、手指（この例では示指、中指、環指、小指の四指）を屈曲させる動作となり、反対に図５、図４及び図３の順に動作する場合は、手指を伸展させる動作となる。前者の屈曲動作は、遊星歯車１７の回転半径が最大の回転半径Ｒａとなる位置（回転半径が最も短くなる角度位置よりも最も長くなる角度位置に近い角度位置の一例）を旋回開始位置とし、回転半径が最も短くなる角度位置（回転半径Ｒｅとなる位置）に向けて旋回する場合の一例である。また、後者の伸展動作は、遊星歯車１７の回転半径が回転半径Ｒｃとなる位置（回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置の一例）を旋回開始位置とし、回転半径が最も長くなる角度位置（回転半径Ｒａとなる位置）に向けて旋回する場合の一例である。

　なお、図３～図５では、説明の便宜上、手指５３、手掌５５、手指５３が有する第１関節５７、第２関節５９、第３関節６１及び指先部６３を概念的に破線で示す。また、移動機構２９等の図示を省略している。図３～図５に示すように、手指５３は、第１関節５７が概略回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）上に位置し、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）が概略第２関節５９と第３関節６１との間に位置するように、移動機構２９により適宜の位置に移動された装具１９に装着される。前述のように、遊星歯車１７Ａ～１７Ｃの角速度の大小関係はωｃ＞ωｂ＞ωａであることから、図３、図４及び図５の順に手指５３を屈曲動作させる場合は、遊星歯車１７の回転速度を低速から高速に徐々に変化させることができる。その結果、屈曲の際に指先部６３の角度を遅く変化させる動き（第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く曲がる動き）を実現できる。反対に、図５、図４及び図３の順に手指５３を伸展動作させる場合は、遊星歯車１７の回転速度を高速から低速に徐々に変化させることができる。その結果、伸展の際に指先部６３の角度を早く変化させる動き（第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く伸びる動き）を実現できる。

　次に、図６～図８に、アーム１５を遊星歯車１７Ｅ～１７Ｇの角度範囲で旋回させる場合のアーム１５の旋回動作及び装具１９の回転動作の一例を示す。図６、図７及び図８の順に動作する場合は、手指（この例では示指、中指、環指、小指の四指）を屈曲させる動作となり、反対に図８、図７及び図６の順に動作する場合は、手指を伸展させる動作となる。前者の屈曲動作は、遊星歯車１７の回転半径が最小の回転半径Ｒｅとなる位置（回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置の一例）を旋回開始位置とし、回転半径が最も長くなる角度位置（回転半径Ｒａとなる位置）に向けて旋回する場合の一例である。また、後者の伸展動作は、遊星歯車１７の回転半径が回転半径Ｒｇとなる位置（回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置の一例）を旋回開始位置とし、回転半径が最も短くなる角度位置（回転半径Ｒｅとなる位置）に向けて旋回する場合の一例である。

　図６～図８に示すように、手指５３は、第１関節５７が概略回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）上に位置し、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）が概略第２関節５９と第３関節６１との間に位置するように、移動機構２９により適宜の位置に移動された装具１９に装着される。前述のように、遊星歯車１７Ｅ～１７Ｇの角速度の大小関係はωｅ＞ωｆ＞ωｇであることから、図６、図７及び図８の順に手指５３を屈曲動作させる場合は、遊星歯車１７の回転速度を高速から低速に徐々に変化させることができる。その結果、屈曲の際に指先部６３の角度を早く変化させる動き（第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く曲がる動き）を実現できる。反対に、図８、図７及び図６の順に手指５３を伸展動作させる場合は、遊星歯車１７の回転速度を低速から高速に徐々に変化させることができる。その結果、伸展の際に指先部６３の角度を遅く変化させる動き（第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く伸びる動き）を実現できる。

　次に、図９～図１１に、母指を対象として、アーム１５を遊星歯車１７Ｅ～１７Ｇの角度範囲で旋回させる場合のアーム１５の旋回動作及び装具１９の回転動作の一例を示す。図９、図１０及び図１１の順に動作する場合は、母指を屈曲させる動作となり、反対に図１１、図１０及び図９の順に動作する場合は、母指を伸展させる動作となる。前者の屈曲動作は、遊星歯車１７の回転半径が最小の回転半径Ｒｅ（所定の半径の一例）となる位置を旋回開始位置とし、回転半径が回転半径Ｒｅよりも長くなる方向に向けて旋回する場合の一例である。また、後者の伸展動作は、遊星歯車１７の回転半径が回転半径Ｒｇ（所定の半径の一例）となる位置を旋回開始位置とし、回転半径が回転半径Ｒｇよりも短くなる方向に向けて旋回する場合の一例である。

　図９～図１１に示すように、母指５３は、第１関節５７が概略回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）上に位置し、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）が概略第２関節５９と第３関節６１との間に位置するように、移動機構２９により適宜の位置に移動された装具１９に装着される。前述のように、遊星歯車１７Ｅ～１７Ｇの角速度の大小関係はωｅ＞ωｆ＞ωｇであることから、図９、図１０及び図１１の順に母指５３を屈曲動作させる場合は、遊星歯車１７の回転速度を高速から低速に徐々に変化させることができる。その結果、屈曲の際に指先部６３の角度を早く変化させる動き（第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く曲がる動き）を実現できる。反対に、図１１、図１０及び図９の順に母指５３を伸展動作させる場合は、遊星歯車１７の回転速度を低速から高速に徐々に変化させることができる。その結果、伸展の際に指先部６３の角度を遅く変化させる動き（第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く伸びる動き）を実現できる。なお、説明は省略するが、母指５３に対しても、図３～図５と同様に、アーム１５を遊星歯車１７Ａ～１７Ｃの角度範囲で旋回させることも可能である。

　次に、図１２及び図１３に、母指を対象として、掌側内転及び掌側外転をさせる場合を示す。この例では、例えばアーム１５を遊星歯車１７Ａ～１７Ｂの角度範囲で旋回させる場合のアーム１５の旋回動作及び装具１９の回転動作の一例を示す。図１２及び図１３の順に動作する場合は、母指を掌側外転させる動作となり、反対に図１３及び図１２の順に動作する場合は、母指を掌側内転させる動作となる。この場合、装具１９は、第１着脱部３５から取り外され、第２着脱部３７に装着される。その結果、装具１９は遊星歯車１７と連動して回転せず、アーム１５の旋回と共に旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）周りを旋回する。これにより、装具１９はアーム１５の長手方向中間位置に配置され、母指５３は、母指の掌側外転又は掌側内転が可能なように、移動機構２９により適宜の位置に移動された装具１９に装着される。以上から、掌側内転及び掌側外転をさせる場合には、アーム１５の旋回範囲を図２に示す角度範囲のどの範囲に設定するかに関わりなく、装具１９の回転速度（角度変化）はアーム１５の旋回と等しくなる。

　なお、指動作機構３は、アーム１５の旋回範囲（旋回開始位置及び旋回終了位置）を、遊星歯車１７の回転半径が所望の半径となる位置（回転半径が最も短くなる角度位置よりも最も長くなる角度位置に近い角度位置や、回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置等）に切り替え可能に構成されている。この切り替えは、例えばアーム１５や遊星歯車１７を取り外して向きや位置を変更する等の物理的な作業により行われてもよいし、コントローラ７における信号処理によって行われてもよい。これにより、訓練対象者の訓練状況や回復状況に応じて指先部６３の軌道を可変させることが可能となり、適切な訓練を実行することができる。

　　（１－３．コントローラの機能構成）
　次に、図１４～図１８を参照しつつ、コントローラ７の機能構成の一例について説明する。図１４はコントローラ７の機能構成の一例を表す説明図、図１５及び図１６は第１駆動モータ１１の回転速度の変化の一例を表す説明図、図１７及び図１８はコントローラ７による表示の一例を表す説明図である。

　コントローラ７は、ＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータとして構成される（後述の図４５参照）。コントローラ７は、指訓練装置１専用のコントローラでもよいし、汎用ＰＣ等でもよい。コントローラ７は、訓練に関する表示や各種操作を行うためのタッチパネル６５（表示部の一例）を一体又は別体として備えている。なお、タッチパネル６５はタッチ機能を有しない単なる液晶表示部等でもよい。

　図１４に示すように、コントローラ７は、第１他動運動制御部６７と、第２他動運動制御部６９と、第１自動運動制御部７１と、訓練種別設定部７３と、第１制御切替部７５と、第１回転速度算出部７７と、第１トルク算出部７９と、第１速度指令算出部８１と、刺激付与処理部８３と、第１人体反応量算出部８５と、第１表示制御部８７と、第１可動域計測部８９と、第１自動運動量算出部９１と、第１達成率算出部９３と、第２表示制御部９５と、第１記録部９７と、第２記録部９９と、第１人体反応力算出部１０１と、第３表示制御部１０３と、タッピング実行部１０５と、タイミング設定部１０７とを有する。

　第１他動運動制御部６７は、他動運動を行う際に、第１駆動モータ１１が所定の第１設定速度Ｖ１で駆動するように第１駆動モータ１１の回転速度を制御する。「他動運動」とは、第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて、訓練対象者の手指を外力により屈曲、伸展、掌側内転又は掌側外転させることをいう。なお、第１他動運動制御部６７による制御は、速度指令に基づく速度制御でもよいし、速度が第１設定速度Ｖ１となるように位置指令を順次変更する位置制御としてもよい。

　第２他動運動制御部６９は、他動運動を行う際に、第１駆動モータ１１が所定の第２設定速度Ｖ２で駆動するように第１駆動モータ１１の回転速度を制御する。図１５に示すように、第２設定速度Ｖ２は、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）を励起させるために第１設定速度Ｖ１よりも高速に設定されている。なお、第２他動運動制御部６９による制御は、速度指令に基づく速度制御でもよいし、速度が第２設定速度Ｖ２となるように位置指令を順次変更する位置制御としてもよい。

　第１自動運動制御部７１は、自動運動を行う際に、装置の重量等による反力をキャンセルしつつ各手指に対して所定の抵抗力又はアシスト力を付与するように、第１駆動モータ１１を制御する。「自動運動」とは、訓練対象者による自発的な屈曲、伸展、掌側内転又は掌側外転を受けてアーム１５を旋回させることをいう。第１自動運動制御部７１による制御は、後述する速度指令Ｖｒｅｆに基づく速度制御である。

　訓練種別設定部７３は、タッチパネル６５における訓練種別の選択入力に基づいて、訓練種別を、自動運動において屈曲運動を訓練する「屈曲」、自動運動において伸展運動を訓練する「伸展」、自動運動において屈曲運動と伸展運動の両方を訓練する「屈曲伸展」、自動運動において掌側内転運動を訓練する「掌側内転」、自動運動において掌側外転運動を訓練する「掌側外転」、自動運動において掌側内転運動と掌側外転運動の両方を訓練する「掌側内外転」のいずれかに設定する。

　第１制御切替部７５は、訓練種別設定部７３により設定された訓練種別に応じて、制御の切り替え態様を変更する。例えば、訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」又は「掌側外転」に設定された場合には、第１制御切替部７５は、エンコーダ２４により検出された回転位置に基づいて、第１他動運動制御部６７による制御と、第２他動運動制御部６９による制御と、第１自動運動制御部７１による制御とを切り替える。図１５に示すように、第１制御切替部７５は、まず第１他動運動制御部６７による制御を実行し、検出位置が第１回転位置Ｐ１に到達した際に、第１他動運動制御部６７による制御を第２他動運動制御部６９による制御に切り替える。また、検出位置が第２回転位置Ｐ２に到達した際に、第２他動運動制御部６９による制御を第１自動運動制御部７１による制御に切り替える。そして、検出位置が第３回転位置Ｐ３に到達した際に、第１自動運動制御部７１による制御を再び第１他動運動制御部６７による制御に切り替える。以上の３種類の制御の実行による他動運動と自動運動の組み合わせを１サイクルとして、所定の回数のサイクルが繰り返される。

　一方、訓練種別が「屈曲伸展」又は「掌側内外転」に設定された場合には、第１制御切替部７５は、エンコーダ２４により検出された回転位置に基づいて、第２他動運動制御部６９による制御と、第１自動運動制御部７１による制御とを切り替える。図１６に示すように、第１制御切替部７５は、屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）のいずれか一方において、まず第２他動運動制御部６９による制御を実行し、検出位置が第４回転位置Ｐ４に到達した際に、第２他動運動制御部６９による制御を第１自動運動制御部７１による制御に切り替える。また、検出位置が第５回転位置Ｐ５に到達した際に、第１自動運動制御部７１による制御を第２他動運動制御部６９による制御に切り替え、屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）の他方において、第２他動運動制御部６９による制御を実行する。また、検出位置が第６回転位置Ｐ６に到達した際に、第２他動運動制御部６９による制御を第１自動運動制御部７１による制御に切り替える。そして、検出位置が第７回転位置Ｐ７に到達した際に、第１自動運動制御部７１による制御を再び第２他動運動制御部６９による制御に切り替える。以上の屈曲運動（掌側内転運動）及び伸展運動（掌側外転）のそれぞれにおける２種類の制御の実行による他動運動と自動運動の組み合わせを１サイクルとして、所定の回数のサイクルが繰り返される。

　第１回転速度算出部７７は、エンコーダ２４の検出結果に基づいて第１駆動モータ１１の回転速度を算出する。例えば、第１回転速度算出部７７は、エンコーダ２４で検出された位置を時間で１階微分したり、検出信号（例えばインクリメンタル信号）を所定の時間カウントするなどの処理により、回転速度を算出する。当該回転速度は、訓練対象者が自発的に手指を屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）させる際の回転速度に相当する。

　第１トルク算出部７９は、第１回転速度算出部７７により算出された回転速度に基づいてトルクを算出する。当該トルクは、訓練対象者が自発的に手指を屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）させる際の力に相当する。なお、回転速度からトルクを算出する他にも、装具１９に力センサ３３を設ける場合にはその測定値に基づいてトルクを算出してもよい。

　第１速度指令算出部８１は、第１回転速度算出部７７により算出された回転速度Ｖｆｂと、第１トルク算出部７９により算出されたトルクＴｆｂとに基づいて、速度指令Ｖｒｅｆを算出する。具体的には、第１速度指令算出部８１は次の計算式（１）に基づいて速度指令Ｖｒｅｆを算出する。

　なお、スキャン時間は１サイクルにおいてコントローラ７が自動運動時の処理（第１自動運動制御部７１による処理）を実行する時間であり、機械諸元に基づき決定される固定値である。仮想マス及び仮想粘性はパラメータであり、これらのパラメータにより、手指に対して所定の抵抗力（仮想粘性係数を正にする場合）又はアシスト力（仮想粘性係数を負にする場合）を付与することが可能となり、筋肉の緊張を維持させて訓練効果を向上することができる。

　第１自動運動制御部７１は、自動運動を行う際、第１速度指令算出部８１により算出された速度指令Ｖｒｅｆに基づいて第１駆動モータ１１を制御する。

　刺激付与処理部８３は、第２他動運動制御部６９による制御から第１自動運動制御部７１による制御への切り替え時に、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）を誘発する刺激を付与するように刺激付与装置１０９を制御する。これにより、他動運動から自動運動への切り替え時に人体反応がさらに生じ易くなり、訓練の効果をより高めることができる。なお、ここでいう切り替え時は、必ずしも制御の切り替えタイミングと同時である必要はない。すなわち、切り替え時は、人間の反射として同時と感じられる程度の、第２他動運動制御部６９による制御及び第１自動運動制御部７１による制御に跨る時間幅を有しており、その時間幅内で刺激が付与されれば、切り替え時に刺激を付与することに相当する。

　刺激付与装置１０９は、指訓練装置１に付属され、手指に関連する部位に人体反応を誘発する所定の刺激を付与する装置である。刺激付与装置１０９の装置態様は特に限定されるものではないが、例えば訓練対象となる手指の動作に関連する筋肉部付近に貼り付けられる１又は複数の電気刺激装置（電極パッド等）又は振動発生装置として構成することができる。この場合、刺激付与装置１０９は、１又は複数の電気刺激装置又は振動発生装置の電圧、周波数又は振動レベルを個別に制御し、例えば皮膚をタッピングするような刺激を付与したり、各電気刺激装置又は各振動発生装置に時間差を設けて刺激を発生させることで皮膚をさするような刺激を付与することにより、皮膚筋反射を誘発することができる。また例えば、電気刺激と振動刺激の両方を付与してもよい。また、その他にも、例えばノズルからエアを噴出する装置や、刷毛や棒状の部材で皮膚をさするように動作させる装置等として構成してもよい。

　第１人体反応量算出部８５は、第２他動運動制御部６９による制御から第１自動運動制御部７１による制御へ切り替えた時点から所定時間（例えば１００ｍｓ）経過するまでの間に手指の人体反応によりアーム１５が旋回した量（角度）である人体反応量を、エンコーダ２４の検出結果に基づいて算出する。なお、第１人体反応量算出部８５により算出された人体反応量を、訓練結果データとして所定のファイル形式（例えばＣＳＶファイル等）で出力可能としてもよい。

　第１表示制御部８７（第１表示制御部の一例）は、第１人体反応量算出部８５により算出された人体反応量をタッチパネル６５に表示させる（後述の図１７、図１８参照）。訓練の実行中は、人体反応量の算出がサイクルごとに行われ、人体反応量の表示もサイクルごとに更新される。

　第１可動域計測部８９は、第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて手指の可動域を計測する。例えば、第１可動域計測部８９は、屈曲方向と伸展方向のそれぞれについてアーム１５を旋回させ、第１駆動モータ１１の負荷トルク（第１トルク算出部７９により算出）が所定値に到達した際の回転角度を可動域として計測する。なお、力センサ３３を設ける場合にはその測定値が所定値に到達した際の回転角度を可動域として計測してもよい。

　第１自動運動量算出部９１は、第１自動運動制御部７１による制御時（自動運動時）に、訓練対象者が自発的にアーム１５を旋回させた量（角度）である自動運動量を、エンコーダ２４の検出結果に基づいて算出する。また、第１自動運動量算出部９１は、訓練開始時からの自動運動量の平均値（平均角度）を算出する。自動運動量の検出手法は特に限定されるものではないが、例えば第１回転速度算出部７７により算出された回転速度が所定値以下となった場合、あるいは、その所定値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、訓練対象者による自発的な自動運動が終了したと判定し、自動運動開始から当該時点までの回転量を自動運動量としてもよい。また例えば、第１トルク算出部７９により算出されたトルク又は力センサ３３の測定値が所定値以下となった場合、あるいは、その所定値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、訓練対象者による自発的な自動運動が終了したと判定し、自動運動開始から当該時点までの回転量を自動運動量としてもよい。

　第１達成率算出部９３は、第１自動運動量算出部９１により算出された自動運動量と、第１可動域計測部８９により計測された可動域とに基づいて、自動運動量の可動域に対する割合である自動達成率（０～１００％）を算出する。なお、第１達成率算出部９３により算出された自動達成率は、訓練結果データとして所定のファイル形式（例えばＣＳＶファイル等）で出力することも可能である。

　第２表示制御部９５は、第１達成率算出部９３により算出された自動達成率と、第１自動運動量算出部９１により算出された平均自動運動量とを、タッチパネル６５に表示させる（後述の図１７、図１８参照）。訓練の実行中は、自動達成率や平均自動運動量の算出がサイクルごとに行われ、自動達成率や平均自動運動量の表示もサイクルごとに更新される。

　第１記録部９７は、第１可動域計測部８９により計測された可動域について所定の準備速度（第１設定速度Ｖ１よりも遅い速度）でアーム１５を旋回させ、装具１９が指先部から受ける力（第１トルク算出部７９により算出）の事前測定値（第１測定値の一例）を記録する。なお、第１トルク算出部７９により算出されたトルクの代わりに、力センサ３３を設ける場合にはその測定値を記録してもよい。

　第２記録部９９は、第１自動運動制御部７１による制御時（自動運動時）に、所定の訓練速度でアーム１５を旋回させた際に、装具１９が指先部から受ける力（第１トルク算出部７９により算出）の訓練中測定値（第２測定値の一例）を記録する。なお、第１トルク算出部７９により算出されたトルクの代わりに、力センサ３３を設ける場合にはその測定値を記録してもよい。

　第１人体反応力算出部１０１は、第２記録部９９により記録された訓練中測定値と第１記録部９７により記録された事前測定値との差分に基づいて、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）による力を算出する。

　第３表示制御部１０３は、第１人体反応力算出部１０１により算出された人体反応力に関連する表示内容を、タッチパネル６５に表示させる（図示省略）。人体反応力に関連する表示とは、例えば人体反応力の目標値に対する達成率の表示や、達成したか否かの結果表示等である。訓練の実行中は、人体反応力の算出がサイクルごとに行われ、人体反応力に関連する表示もサイクルごとに更新される。

　タッピング実行部１０５は、第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて手指を外力により運動させる他動運動から訓練対象者による手指の自発的な運動を受けてアーム１５を旋回させる自動運動に切り替わるタイミング（第２他動運動制御部６９による制御から第１自動運動制御部７１による制御へ切り替わるタイミング）で、タッピングを実行するようにタッピング機構５の第３駆動モータ４１を制御する。

　タイミング設定部１０７は、例えばタッチパネル６５によるユーザの設定入力に基づいてタッピングを実行するタイミングを設定する。これにより、ユーザが任意にタッピングのタイミングを設定することができるので、訓練対象者の状況や訓練指導者（例えば理学療法士や作業療法士等）の指導内容等に基づいてタイミングを適宜設定・変更することで、訓練の効果をより高めることができる。

　図１７及び図１８は、第１表示制御部８７及び第２表示制御部９５によるタッチパネル６５の表示の一例を表す説明図である。なお、第３表示制御部１０３による表示内容については図示を省略する。図１７に示すように、タッチパネル６５には、訓練種別画面１１１と、運動状態画面１１３と、訓練状況画面１１５とが表示されている。訓練種別画面１１１では、訓練種別として、前述した「屈曲」、「伸展」、「屈曲伸展」のいずれかを選択することができる。図１７に示す例では「屈曲」が選択されている。

　運動状態画面１１３には、第２表示制御部９５により、屈曲運動と伸展運動のそれぞれについて自動達成率表示部１１７が表示されると共に、平均自動運動量表示部１１９が表示される。図１７に示す例では、訓練種別で「屈曲」が選択されているので、屈曲運動に対応する自動達成率表示部１１７が表示され、伸展運動に対応する自動達成率表示部１１７は非表示（あるいは薄い表示でもよい）となっている。自動達成率表示部１１７は、例えば複数のメータで構成されており、第１達成率算出部９３により算出された自動達成率を、その値の大きさに応じた数のメータを点灯させることによって可視化する。また、自動達成率表示部１１７は、自動達成率が最大値近傍（１００％に近い値）である場合には、複数のメータの最上部に位置する所定のマーク１２１（例えばスミレマーク）を点灯させる。このように自動達成率をメータやマークで表示することによって、訓練対象者が自発的に動かせた量を分かり易く可視化できる。また、平均自動運動量表示部１１９は、訓練開始時からの自動運動量の平均値を平均角度（この例では８７°）として表示する。

　訓練状況画面１１５には、第１表示制御部８７により、屈曲運動と伸展運動のそれぞれについて人体反応量表示部１２３が表示される。図１７に示す例では、訓練種別で「屈曲」が選択されているので、屈曲運動に対応する人体反応量表示部１２３が表示され、伸展運動に対応する人体反応量表示部１２３は非表示（あるいは薄い表示でもよい）となっている。人体反応量表示部１２３は、第１人体反応量算出部８５により算出された人体反応量を、その値の大きさに応じた数のマーク１２５（例えばスミレマーク）を表示させることによって可視化する。例えば、人体反応量が５°以下の場合にはマーク１２５が０個、人体反応量が６°～１１°の範囲内の場合にはマーク１２５が１個、人体反応量が１２°～１７°の範囲内の場合にはマーク１２５が２個、人体反応量が１８°～２３°の範囲内の場合にはマーク１２５が３個、人体反応量が２４°～２９°の範囲内の場合にはマーク１２５が４個、人体反応量が３０°以上の場合にはマーク１２５が５個表示される。図１７に示す例では、人体反応量が１８°～２３°の範囲内であり、マーク１２５が３個表示されている。このように人体反応量の大きさをマークの数で表示することによって、訓練対象者の人体反応の有無及びその大きさを分かり易く可視化できる。

　また、訓練状況画面１１５には、人体反応量の他、訓練回数１２７、残り時間１２９、今回の訓練で実行したサイクル回数１３１、第１可動域計測部８９によって計測された屈曲方向の可動域１３３及び伸展方向の可動域１３５、自動運動において手指を動かすべき方向を示す動作方向１３７が表示されている。

　図１８は、訓練種別として「伸展」が選択された場合の表示の一例である。図１８に示すように、運動状態画面１１３において、伸展運動に対応する自動達成率表示部１１７が表示され、屈曲運動に対応する自動達成率表示部１１７は非表示（あるいは薄い表示でもよい）となっている。図１８に示す例では、自動達成率が最大値近傍（１００％に近い値）であり、自動達成率表示部１１７は全てのメータと最上部に位置するマーク１２１とを点灯させている。また、訓練状況画面１１５において、伸展運動に対応する人体反応量表示部１２３が表示され、屈曲運動に対応する人体反応量表示部１２３は非表示（あるいは薄い表示でもよい）となっている。図１８に示す例では、人体反応量が２４°～２９°の範囲内であり、マーク１２５が４個表示されている。

　なお、訓練種別で「屈曲伸展」が選択された場合には、上述した図１７に示す表示内容と図１８に示す表示内容とが、屈曲運動と伸展運動の切り替えに応じて交互に切り替わって表示される。

　なお、上記画面構成は一例であり、上述した項目に加えて又は代えて、その他の項目を表示してもよいし、上述した項目の一部を非表示としてもよい。また、マークや記号を別の種類に変更してもよいし、人体反応量や自動達成率を例えば数値で表示してもよい。

　なお、上述したコントローラ７の各処理部は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、コントローラ７は、第１駆動モータ１１に駆動電力を給電する部分（インバータ等）のみ実際の装置により実装され、その他の機能は後述するＣＰＵ９０１（図４５参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

　　（１－４．コントローラの処理手順）
　次に、図１９～図２１を参照しつつ、コントローラ７のＣＰＵ９０１により実行される処理手順の一例について説明する。

　図１９に示すように、ステップＳ１０では、コントローラ７は、第１可動域計測部８９により、装具１９に訓練対象の手指を装着させた状態で第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて手指の可動域を計測する。

　ステップＳ２０では、コントローラ７は、訓練種別設定部７３により、タッチパネル６５における訓練種別の選択入力に基づいて、訓練種別を「屈曲」、「伸展」、「屈曲伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」、「掌側内外転」のいずれかに設定する。

　ステップＳ３０では、コントローラ７は、上記ステップＳ１０で計測した可動域について、上記ステップＳ２０で設定した訓練種別に基づいて所定の準備速度でアーム１５を旋回させ、第１記録部９７により装具１９が指先部から受ける力の事前測定値（第１トルク算出部７９により算出したトルク又は力センサ３３で測定）を記録する。

　ステップＳ１００では、コントローラ７は、他動運動処理を実行する。他動運動処理の内容については後述する（図２０参照）。

　ステップＳ２００では、コントローラ７は、自動運動処理を実行する。自動運動処理の内容については後述する（図２１参照）。

　ステップＳ４０では、コントローラ７は、訓練を終了するか否かを判定する。訓練を終了するか否かは、例えば設定された訓練時間が経過したか否か、又は、設定された回数のサイクルが終了したか否か、等により判定される。訓練を終了しない場合には（ステップＳ４０：ＮＯ）、上記ステップＳ１００に戻り、訓練を終了するまでステップＳ１００及びステップＳ２００を繰り返す。訓練を終了する場合には（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、本フローを終了する。

　図２０に、上記ステップＳ１００の他動運動処理の処理手順の一例を示す。なお、図２０では、上記ステップＳ２０において訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」のいずれかに設定された場合について説明する。

　図２０に示すように、ステップＳ１１０では、コントローラ７は、第１他動運動制御部６７により、第１駆動モータ１１が第１設定速度Ｖ１で駆動するように第１駆動モータ１１の回転速度を制御する。

　ステップＳ１２０では、コントローラ７は、第１制御切替部７５により、エンコーダ２４による検出位置が第１回転位置Ｐ１に到達したか否かを判定する。第１回転位置Ｐ１に到達していない場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、上記ステップＳ１１０に戻る。一方、第１回転位置Ｐ１に到達した場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に移る。

　ステップＳ１３０では、コントローラ７は、第２他動運動制御部６９により、第１駆動モータ１１が第２設定速度Ｖ２で駆動するように第１駆動モータ１１の回転速度を制御する。

　ステップＳ１４０では、コントローラ７は、第１制御切替部７５により、エンコーダ２４による検出位置が第２回転位置Ｐ２に到達したか否かを判定する。第２回転位置Ｐ２に到達していない場合には（ステップＳ１４０：ＮＯ）、上記ステップＳ１３０に戻る。一方、第２回転位置Ｐ２に到達した場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、他動運動処理を終了し、ステップＳ２００の自動運動処理に移る。

　図２１に、上記ステップＳ２００の自動運動処理の処理手順の一例を示す。なお、図２１では、上記ステップＳ２０において訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」のいずれかに設定された場合について説明する。

　図２１に示すように、ステップＳ２０５では、コントローラ７は、第２記録部９９により、装具１９が指先部から受ける力（第１トルク算出部７９により算出したトルク又は力センサ３３で測定）の訓練中測定値の記録を開始する。

　ステップＳ２１０では、コントローラ７は、第１人体反応量算出部８５により、第２他動運動制御部６９による制御から第１自動運動制御部７１による制御へ切り替えた時点、すなわち自動運動処理の開始時点から予め定められた設定時間（自動運動開始の待ち時間）が経過したか否かを判定する。設定時間が経過するまで本ステップを繰り返し（ステップＳ２１０：ＮＯ）、設定時間が経過した場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１５に移る。

　ステップＳ２１５では、コントローラ７は、第１人体反応量算出部８５により、自動運動処理の開始時点から予め定められた設定時間が経過するまでの間に手指の人体反応によりアーム１５が旋回した量（角度）である人体反応量を、エンコーダ２４の検出結果に基づいて算出する。そして、第１表示制御部８７により、算出した人体反応量をタッチパネル６５に表示させる。

　ステップＳ２２０では、コントローラ７は、第１自動運動制御部７１により、速度指令Ｖｒｅｆに基づいて第１駆動モータ１１の速度制御を行う。

　ステップＳ２２５では、コントローラ７は、第１回転速度算出部７７により、エンコーダ２４の検出結果に基づいて第１駆動モータ１１の回転速度を算出する。

　ステップＳ２３０では、コントローラ７は、第１トルク算出部７９により、上記ステップＳ２２５において算出した回転速度に基づいてトルクを算出する。なお、前述したように力センサ３３の測定値に基づいてトルクを算出してもよい

　ステップＳ２３５では、コントローラ７は、第１速度指令算出部８１により、上記ステップＳ２２５において算出した回転速度と、上記ステップＳ２３０において算出したトルクとに基づいて、速度指令Ｖｒｅｆを算出する。

　ステップＳ２４０では、コントローラ７は、エンコーダ２４による検出位置が第３回転位置Ｐ３に到達したか否か、又は、上記ステップＳ２２５で算出した回転速度が０であることを検出したか否かを判定する。第３回転位置Ｐ３に到達しておらず、且つ、回転速度が０でない場合には（ステップＳ２４０：ＮＯ）、先のステップＳ２１５に戻る。一方、第３回転位置Ｐ３に到達したか、又は、回転速度が０であることを検出した場合には（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ステップＳ２４５に移る。

　ステップＳ２４５では、コントローラ７は、第１自動運動量算出部９１により、訓練対象者が自発的にアーム１５を旋回させた量（角度）である自動運動量を、エンコーダ２４の検出結果に基づいて算出する。また、第１達成率算出部９３により、算出した自動運動量と、上記ステップＳ１０において計測した可動域とに基づいて、自動運動量の可動域に対する割合である自動達成率を算出する。さらに、第２表示制御部９５により、算出した自動達成率をタッチパネル６５に表示させる。

　ステップＳ２５０では、コントローラ７は、第１人体反応力算出部１０１により、第２記録部９９により記録した訓練中測定値と、上記ステップＳ３０において第１記録部９７により記録した事前測定値との差分に基づいて、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）による力を算出する。そして、第３表示制御部１０３により、第１人体反応力算出部１０１により算出した人体反応力に関連する表示内容を、タッチパネル６５に表示させる。その後、自動運動処理を終了し、前述のステップＳ４０に移る。

　なお、以上では訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」のいずれかに設定された場合について説明したが、訓練種別が「屈曲伸展」又は「掌側内外転」に設定された場合には、図１９におけるステップＳ１００及びステップＳ２００が２回繰り返されることにより１サイクルとなる。この場合、図２０において、ステップＳ１１０及びステップＳ１２０は実行せず、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０のみ実行し、ステップＳ１４０では第４回転位置Ｐ４又は第６回転位置Ｐ６に到達したか否かを判定する。また、図２１において、ステップＳ２４０では第５回転位置Ｐ５又は第７回転位置Ｐ７に到達したか否かを判定する。

　また、前述の刺激付与処理部８３による手指の人体反応を誘発する刺激を訓練対象者に付与する処理、及び、タッピング実行部１０５によりタッピング機構５を駆動させてタッピングを実行する処理は、上述したフローチャートとは異なる別のルーチンにて実行される。

　　（１－５．第１実施形態による効果）
　以上説明したように、本実施形態の指訓練装置１は、手指５３の指先部６３を保持する装具１９と、旋回軸２３周りに旋回し、装具１９を旋回軸２３周りに移動させるアーム１５と、アーム１５の旋回と連動して回転し、装具１９を回転軸２５周りに回転させる遊星歯車１７と、を有する。

　これにより、アーム１５の旋回動作により指先部６３の位置を規定することができ、遊星歯車１７の回転動作により指先部６３の角度を規定することができる。これにより、指先部６３の軌道を規定することが可能となるので、アーム１５と遊星歯車１７とを連動させた簡素な構造で手指５３の動作を規定できる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、旋回軸２３の位置に固定して配置された固定歯車１３をさらに有し、遊星歯車１７は、固定歯車１３に噛み合い、自転しつつ固定歯車１３の周りを公転する、回転軸２５が連結された遊星歯車であり、アーム１５は、一端に旋回軸２３が連結され、他端に回転軸２５が回転可能に挿通されている。

　このような構造により、アーム１５が旋回軸２３周りに旋回すると固定歯車１３と噛み合った遊星歯車１７が回転する。これにより、アーム１５の旋回（装具１９の旋回）と遊星歯車１７の回転（装具１９の回転）とを連動させた機構を実現できる。

　また、本実施形態では特に、遊星歯車１７は、楕円形状の歯車である。

　これにより、アーム１５を同一角速度で旋回させながら、遊星歯車１７の回転速度を変化させることができる。その結果、遊星歯車１７に固定された装具１９の角度変化にも変化を生じさせることができるので、装具１９に保持された指先部６３の軌道を可変にすることができる。

　また、本実施形態では特に、アーム１５は、遊星歯車１７の回転半径が最も短くなる角度位置よりも最も長くなる角度位置に近い角度位置を旋回開始位置とし、回転半径が最も短くなる角度位置に向けて旋回する。

　これにより、遊星歯車１７の回転速度を低速から高速に徐々に変化させることができる。したがって、手指５３の伸展・屈曲の際に指先部６３の角度を遅く変化させる動き（伸展の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く伸び、屈曲の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く曲がる動き）を実現できる。

　また、本実施形態では特に、アーム１５は、遊星歯車１７の回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置を旋回開始位置とし、回転半径が最も長くなる角度位置に向けて旋回する。

　これにより、遊星歯車１７の回転速度を高速から低速に徐々に変化させることができる。したがって、手指５３の伸展・屈曲の際に指先部６３の角度を早く変化させる動き（伸展の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く伸び、屈曲の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く曲がる動き）を実現できる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、アーム１５の旋回開始位置を、遊星歯車１７の回転半径が所望の半径となる位置に切り替え可能に構成されている。

　これにより、訓練対象者の訓練状況や回復状況に応じて指先部６３の軌道を可変させることが可能となり、適切な訓練を実行することができる。

　また、本実施形態では特に、装具１９は、指先部６３の保持位置をアーム１５の延設方向に移動可能な移動機構２９を有する。

　これにより、訓練種別や訓練対象者の体格差（手指の長さ、太さ等）に応じて装具１９の位置を変更することができ、適切に指先部６３を保持することができる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、アーム１５を旋回軸２３周りに旋回させる第１駆動モータ１１と、第１駆動モータ１１を制御するコントローラ７と、装具１９が指先部６３から受ける力を測定する第１トルク算出部７９（力センサ３３でもよい）と、をさらに有し、コントローラ７は、所定の準備速度でアーム１５を旋回させた際に、第１トルク算出部７９（力センサ３３でもよい）で測定した事前測定値を記録する第１記録部９７と、所定の訓練速度でアーム１５を旋回させた際に、第１トルク算出部７９（力センサ３３でもよい）で測定した訓練中測定値を記録する第２記録部９９と、訓練中測定値と事前測定値との差分に基づいて、手指５３の人体反応による力を算出する第１人体反応力算出部１０１と、を有する。

　手指５３には、可動範囲ごとに腱や筋肉による戻ろうとする力が生じる。これを訓練の実行前に事前測定値として記録しておき、訓練中に測定した訓練中測定値と事前測定値との差分をとることにより、上記腱や筋肉による戻ろうとする力をキャンセルさせて、人体反応（伸張反射）による力を算出することができる。これにより、詳細な人体反応の測定が可能となり、訓練対象者の回復状態がより詳細に分かる訓練装置を実現できる。

　また、本実施形態において、装具１９又は回転軸２５に、装具１９が指先部６３から受ける力を測定する力センサ３３を設けた場合には、次のような効果を得る。

　これにより、指先部６３の軌道に対して概略接線方向の力を測定できるので、訓練対象者の随意運動による力や、腱や筋肉による戻ろうとする力等を、精度良く測定できる。また、当該測定結果を用いてインピーダンス制御を行うことにより、訓練対象者が自動運動を行う際に、装置の重量等による反力をキャンセルしつつ各手指５３に対して所定の抵抗力又はアシスト力を付与し、筋肉の緊張を維持させて訓練効果を向上することが可能となる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、回転軸２５に配置され、手指５３の伸展又は屈曲が可能な位置に装具１９を着脱可能な第１着脱部３５と、アーム１５に配置され、母指５３の掌側外転又は掌側内転が可能な位置に装具１９を着脱可能な第２着脱部３７と、をさらに有する。

　これにより、単体の訓練装置において、母指を含む５本の手指に対する伸展・屈曲動作と、母指に対する掌側外転・掌側内転動作を訓練することが可能となる。したがって、各手指の複雑な動作に対応できる訓練装置を実現できる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、手指５３の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、手指５３の付け根位置近傍をタッピングするタッピング機構５をさらに有する。

　例えば脳血管疾患等により手指が麻痺した訓練対象者は、伸展動作がし難い状況になる。このため、伸展動作前に、訓練対象の手指の付け根付近をタッピングすることで、訓練対象者に指の動作タイミングを意識させることが可能となり、訓練の効果をより高めることができる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、タッピング機構５を駆動する第３駆動モータ４１をさらに有し、コントローラ７は、第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて手指５３を外力により運動させる他動運動から訓練対象者による手指５３の自発的な運動を受けてアーム１５を旋回させる自動運動に切り替わるタイミングで、タッピングを実行するように第３駆動モータ４１を制御するタッピング実行部１０５を有する。

　これにより、他動運動から自動運動への切り替え時に人体反応（例えば伸張反射等）を誘発することが可能となり、訓練の効果をより高めることができる。

　また、本実施形態では特に、コントローラ７は、ユーザの設定入力に基づいてタッピングを実行するタイミングを設定するタイミング設定部１０７を有する。

　これにより、ユーザが任意にタッピングのタイミングを設定することができるので、訓練対象者の状況や訓練指導者（例えば理学療法士や作業療法士等）の指導内容等に基づいてタイミングを適宜設定・変更することで、訓練の効果をより高めることができる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、手指５３の動作に関連する人体部位に所定の刺激を付与する刺激付与装置１０９と、刺激付与装置１０９を制御するコントローラ７と、をさらに有し、コントローラ７は、第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて手指５３を外力により運動させる他動運動から訓練対象者による手指５３の自発的な運動を受けてアーム１５を旋回させる自動運動に切り替わるタイミングで、刺激を付与するように刺激付与装置１０９を制御する刺激付与処理部８３を有する。

　これにより、他動運動から自動運動への切り替え時に、様々な刺激により人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）を誘発することが可能となり、訓練の効果をより高めることができる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、第１駆動モータ１１の回転位置を検出するエンコーダ２４をさらに有し、コントローラ７は、第１駆動モータ１１によりアーム１５を旋回させて手指５３を外力により運動させる他動運動を行う際に、第１駆動モータ１１を第１設定速度Ｖ１で駆動させる第１他動運動制御部６７と、他動運動を行う際に、第１駆動モータ１１を第１設定速度Ｖ１よりも高速の第２設定速度Ｖ２で駆動させる第２他動運動制御部６９と、訓練対象者による手指５３の自発的な運動を受けてアーム１５を旋回させる自動運動を行う第１自動運動制御部７１と、エンコーダ２４により検出された回転位置に基づいて、第１他動運動制御部６７による制御と、第２他動運動制御部６９による制御と、第１自動運動制御部７１による制御とを切り替える第１制御切替部７５と、を有する。

　このように、他動運動において自動運動への切り替え前に第１駆動モータ１１が比較的高速な第２設定速度Ｖ２で駆動するように回転速度を制御することで、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）を励起させ、その後自動運動へ切り替えた際に訓練対象者の人体反応を利用して筋肉を刺激することが可能となり、運動機能を回復させる効果を高めることができる。

　また、本実施形態では特に、指訓練装置１は、訓練に関する表示を行うタッチパネル６５をさらに有し、コントローラ７は、第１制御切替部７５により第２他動運動制御部６９による制御から第１自動運動制御部７１による制御へ切り替えた時点から所定時間経過するまでの間に手指５３の人体反応によりアーム１５が旋回した量である人体反応量を、エンコーダ２４の検出結果に基づいて算出する第１人体反応量算出部８５と、人体反応量をタッチパネル６５に表示させる第１表示制御部８７と、を有する。

　これにより、人体反応の有無や人体反応量を可視化することができる。その結果、訓練対象者の訓練に対するモチベーションを向上できると共に、訓練指導者（例えば理学療法士や作業療法士等）が表示内容を活用することでより適切な訓練を行うことができる。

　　（１－６．変形例）
　以上、添付図面を参照しながら第１実施の形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した実施の形態に限定されるものではない。本実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。

　　　（１－６－１．旋回軸と回転軸の軸方向を水平方向とする場合）
　上記第１実施形態では、アーム１５の旋回軸２３や遊星歯車１７の回転軸２５の軸方向が略上下方向となるように指訓練装置１を構成したが、これに限定されるものではない。例えば、旋回軸２３や回転軸２５が略水平方向となるように指訓練装置を構成してもよい。

　図２２に、本変形例に係る指訓練装置１Ａの指動作機構３Ａの構成の一例を示す。なお、図２２において前述の図１と同様の構成には同符号を付し、説明を省略する。また、図２２ではタッピング機構５及び訓練対象者の手掌を支持する支持台等の図示を省略している。

　図２２に示すように、指動作機構３Ａは、架台１３９と、第１駆動モータ１１と、固定歯車１３と、アーム１５と、遊星歯車１７と、支持軸１４１と、装具１４３とを有する。架台１３９は、一対の側板１４５と、天板１４７とを有する。固定歯車１３は、一方の側板１４５の側面に固定して配置されている。固定歯車１３には、旋回軸２３が略水平方向に回転可能に挿通されている。アーム１５は、固定歯車１３の側方に配置され、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）周りに旋回し、支持軸１４１及び装具１４３を旋回軸２３周りに移動させる。遊星歯車１７には、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）が略水平方向に連結されている。遊星歯車１７は、アーム１５により固定歯車１３の周囲を回転可能に支持されている。

　支持軸１４１は、第１着脱部３５を介して回転軸２５に着脱可能に連結されている。支持軸１４１の先端には、訓練対象者の手指の指先部を保持する装具１４３が設けられている。装具１４３は、この例では円環状に形成されており、訓練対象の手指の指先部が挿通される。図示は省略するが、装具１４３の内側に力センサを設けてもよい。また、力センサの代わりに、例えば支持軸１４１の撓みを測定するひずみゲージを設けてもよい。

　本変形例の構成においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

　　　（１－６－２．固定歯車と遊星歯車を回転中心歯車とする場合）
　上記第１実施形態では、指訓練装置１の固定歯車１３及び遊星歯車１７の両方が共に非回転中心歯車（旋回軸や回転軸が歯車中心からオフセットした歯車）である場合を一例として説明したが、歯車機構はこれに限定されるものではない。例えば、固定歯車及び遊星歯車の両方を回転中心歯車（旋回軸や回転軸が歯車中心位置にある歯車）とすることも可能である。

　図２３に、本変形例の歯車機構の動作の一例を示す。図２３に示すように、本変形例の固定歯車１３０は、楕円形状の平歯車（半径が不均一な歯車の一例）である。固定歯車１３０には、歯車中心位置に、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）が回転可能に挿通されている。遊星歯車１７０は、この例では固定歯車１３０と同じ形状、歯数の楕円形状の平歯車（半径が不均一な歯車の一例）である。なお、固定歯車１３０と遊星歯車１７０の歯数を異ならせてもよい。遊星歯車１７０には、歯車中心位置に、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）が連結されている。

　遊星歯車１７０が固定歯車１３０の周りを１周する間、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）と旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）との距離は半径ｒで一定である。つまり、遊星歯車１７０の回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）は、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）を中心に半径ｒの円の軌跡を描く。

　図２３では、遊星歯車１７０が回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）周りに９０度ずつ回転（自転）した状態を示している。ここでは説明の便宜上、遊星歯車１７０の長軸が固定歯車１３０の短軸と同一軸上の位置した状態の一方を、遊星歯車１７０Ａとする。また、遊星歯車１７０Ａが、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）周りに反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｂとする。同様に、遊星歯車１７０Ｂが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｃ、遊星歯車１７０Ｃが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｄ、遊星歯車１７０Ｄが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｅ、遊星歯車１７０Ｅが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｆ、遊星歯車１７０Ｆが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｇ、遊星歯車１７０Ｇが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ｈ、遊星歯車１７０Ｈが反時計回り方向に９０度回転した状態を遊星歯車１７０Ａとする。

　遊星歯車１７０Ａ，１７０Ｂ，１７０Ｃ，１７０Ｄ，１７０Ｅ，１７０Ｆ，１７０Ｇ，１７０Ｈのそれぞれにおける回転半径は、ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅ，ｒｆ，ｒｇ，ｒｈとなる。各回転半径の大小関係は、ｒａ＝ｒｅ＞ｒｂ＝ｒｄ＝ｒｆ＝ｒｈ＞ｒｃ＝ｒｇである。そして、アーム１５の旋回角速度を一定とした場合、遊星歯車１７０Ａ～１７０Ｈのそれぞれにおける回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）の円周方向の速度Ｖも一定となることから、遊星歯車１７０の回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）周りの角速度ωは、回転半径Ｒａ～Ｒｈが小さいほど大きくなる。したがって、遊星歯車１７０Ａ，１７０Ｂ，１７０Ｃ，１７０Ｄ，１７０Ｅ，１７０Ｆ，１７０Ｇ，１７０Ｈのそれぞれにおける角速度をωａ，ωｂ，ωｃ，ωｄ，ωｅ，ωｆ，ωｇ，ωｈとすると、大小関係は、ωｃ＝ωｇ＞ωｂ＝ωｄ＝ωｆ＝ωｈ＞ωａ＝ωｅとなる。

　したがって、本変形例においても、アーム１５を同一角速度で旋回させながら、遊星歯車１７０の角速度を変化させることができる。その結果、アーム１５の旋回範囲を図２３に示す角度範囲のどの範囲に設定するかに応じて、遊星歯車１７０に固定された装具１９の回転速度（角度変化）にも所望の変化を生じさせ、装具１９に保持された指先部の軌道を可変にできる。

　例えば、アーム１５を、遊星歯車１７０が長軸近傍で固定歯車１３０と噛み合う位置（遊星歯車１７０Ａ，１７０Ｅ）を旋回開始位置とし、遊星歯車１７０が短軸近傍で固定歯車１３０と噛み合う位置（遊星歯車１７０Ｃ，１７０Ｇ）に向けて旋回させる場合、遊星歯車１７０の回転速度を低速から高速に徐々に変化させることができる。したがって、手指５３の伸展・屈曲の際に指先部６３の角度を遅く変化させる動き（伸展の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く伸び、屈曲の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも遅く曲がる動き）を実現できる。

　また反対に、アーム１５を、遊星歯車１７０が短軸近傍で固定歯車１３０と噛み合う位置（遊星歯車１７０Ｃ，１７０Ｇ）を旋回開始位置とし、遊星歯車１７０が長軸近傍で固定歯車１３０と噛み合う位置（遊星歯車１７０Ａ，１７０Ｅ）に向けて旋回させる場合、遊星歯車１７０の回転速度を高速から低速に徐々に変化させることができる。したがって、手指５３の伸展・屈曲の際に指先部６３の角度を早く変化させる動き（伸展の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く伸び、屈曲の際に第１関節５７が第２関節５９及び第３関節６１よりも速く曲がる動き）を実現できる。

　　　（１－６－３．歯車形状のバリエーション）
　上記第１実施形態では、固定歯車を円形状、遊星歯車を楕円形状とした場合について説明したが、反対に、固定歯車を楕円形状、遊星歯車を円形状としてもよい。また、装具１９の回転速度（角度変化）に所望の変化を生じさせるためには、固定歯車又は遊星歯車の少なくとも一方を半径が不均一な歯車とすればよく、以上の第１実施形態等で説明した楕円形状は一例であり、その他にも例えば三角形や四角形等の多角形状とすることも可能である。

　さらに、固定歯車及び遊星歯車は必ずしも半径が不均一な歯車である必要はなく、例えば図２４に示すように、固定歯車２３０及び遊星歯車２７０の両方を回転中心歯車且つ円形状の歯車としてもよい。遊星歯車２７０が固定歯車２３０の周りを１周する間、回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）と旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）との距離は半径ｒで一定である。つまり、遊星歯車２７０の回転軸２５（回転軸心ＡＸ２）は、旋回軸２３（旋回軸心ＡＸ１）を中心に半径ｒの円の軌跡を描く。この場合、アーム１５の旋回角速度を一定とすると装具１９の回転速度（角度変化）も一定となるが、アーム１５の旋回角速度を変化させることで、装具１９の回転速度（角度変化）に所望の変化を生じさせてもよい。

　＜２．第２実施形態＞
　　（２－１．指訓練装置の構成）
　次に、図２５及び図２６を参照しつつ、第２実施形態に係る指訓練装置の構成の一例について説明する。図２５は本実施形態に係る指訓練装置の全体構成の一例を示す斜視図、図２６は歯車機構の動作の一例を示す説明図である。なお、以下において、指訓練装置の構成の説明の便宜上、図２５に示す上下左右前後等の方向を適宜使用する場合があるが、指訓練装置の各構成の位置関係を限定するものではない。

　図２５に示すように、指訓練装置５０１は、フレーム５０３と、指動作機構５０５と、コントローラ５０７（後述の図３９参照）とを有する。なお、図２５ではコントローラ５０７の図示を省略している。

　フレーム５０３は、略矩形枠状のベースフレーム５０９と、ベースフレーム５０９上に立設された複数（この例では５本）の支柱フレーム５１１ａ～５１１ｅと、支柱フレーム５１１ａ～５１１ｅ間に架け渡された複数（この例では４本）の梁フレーム５１３ａ～５１３ｄとを有する。支柱フレーム５１１ａは、ベースフレーム５０９の右前側の角に立設され、支柱フレーム５１１ｂは、ベースフレーム５０９の前側の左右方向中間位置に立設され、支柱フレーム５１１ｃは、ベースフレーム５０９の左前側の角に立設され、支柱フレーム５１１ｄは、ベースフレーム５０９の左後側の角に立設され、支柱フレーム５１１ｅは、ベースフレーム５０９の右後側の角に立設されている。また、梁フレーム５１３ｄは、支柱フレーム５１１ｄの上部と支柱フレーム５１１ｅの上部を連結し、梁フレーム５１３ａは、支柱フレーム５１１ａの上部と支柱フレーム５１１ｅの上部を連結し、梁フレーム５１３ｂは、支柱フレーム５１１ｂの上部と梁フレーム５１３ｄの左右方向中間位置を連結し、梁フレーム５１３ｃは、支柱フレーム５１１ｃの上部と支柱フレーム５１１ｄの上部を連結する。なお、図２５では、指動作機構５０５の構造を明示するために、支柱フレーム５１１ｂ，５１１ｃ及び梁フレーム５１３ｂ，５１３ｃの一部の図示を省略している。また、上述したフレーム５０３の構成は一例であり、上記以外の構成としてもよい。

　指動作機構５０５は、第１指動作機構５１５と、第２指動作機構５１７とを有する。第１指動作機構５１５は、主として手指の第１関節及び第２関節の伸展及び屈曲の動作を実行し、第２指動作機構５１７は、主として手指の第３関節の伸展及び屈曲の動作を実行する。

　第１指動作機構５１５は、ベース５１９と、第１駆動モータ５２１と、固定歯車５２３と、アーム５２５と、遊星歯車５２７と、複数の連結部材５２９ａ～５２９ｃと、装具５３１とを有する。

　第１駆動モータ５２１（第１モータの一例）は、回転型のモータであり、アーム５２５を旋回軸５３３（第１旋回軸の一例）の旋回軸心ＡＸ４周りに旋回させる。第１駆動モータ５２１は、板状のベース５１９の右側面に取り付けられ、回転軸方向が左右方向（水平方向）に沿うように横向きに配置されている。第１駆動モータ５２１の出力軸は旋回軸５３３に連結され、当該旋回軸５３３がアーム５２５の一端に連結されている。なお、第１駆動モータ５２１の出力軸を減速機を介して旋回軸５３３に連結してもよい。第１駆動モータ５２１の回転位置は、エンコーダ５２４（第１回転位置センサの一例。後述の図３９参照）により検出される。第１駆動モータ５２１は、コントローラ５０７により、エンコーダ５２４の検出結果に基づいて位置、速度及びトルクの少なくとも１つを制御されるサーボモータである。なお、例えばレゾルバやポテンショメータ等、エンコーダ以外の回転位置センサを用いてもよい。

　固定歯車５２３は、ベース５１９の左側面に固定して配置されている。つまり、固定歯車５２３はベース５１９に対して回転しないように固定されている。図２６に示すように、固定歯車５２３は円形状の平歯車である。なお、図２６に示す固定歯車５２３の歯数は一例であり、これに限定されるものではない。固定歯車５２３の中心位置には、旋回軸５３３が略左右方向に回転可能に挿通されている。旋回軸５３３は、固定歯車５２３に設けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。

　アーム５２５（第１旋回部材の一例）は、固定歯車５２３の左側に配置され、旋回軸５３３（旋回軸心ＡＸ４）周りに旋回し、装具５３１を旋回軸５３３周りに移動させる。アーム５２５の一方側の端部近傍には旋回軸５３３が連結されている。また、アーム５２５の他方側の端部近傍には遊星歯車５２７の回転軸５３５が回転可能に挿通されている。アーム５２５は、他方側の端部に回転軸５３５を回転可能に支持している。

　遊星歯車５２７（回転部材の一例）は、アーム５２５の旋回と連動して回転し、連結部材５２９ａ～５２９ｃを介して装具５３１を回転軸５３５の回転軸心ＡＸ５周りに回転させる。図２６に示すように、遊星歯車５２７は円形状の平歯車であり、固定歯車５２３に噛み合い、自転しつつ固定歯車５２３の周りを公転する。なお、図２６に示す例では遊星歯車５２７の歯数を固定歯車５２３と同じ数としているが、歯数を異ならせてもよい。遊星歯車５２７の中心位置には、回転軸５３５が略左右方向に立設して連結されている。回転軸５３５は、アーム５２５に設けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。遊星歯車５２７は、アーム５２５により回転可能に支持されている。

　連結部材５２９ａ～５２９ｃは、訓練対象者が手指の指先部を装具５３１に装着しやすいように、装具５３１を適宜の位置に配置するために設けられている。連結部材５２９ａは棒状の部材であり、一方側の端部が回転軸５３５に連結されることで、遊星歯車５２７の自転に伴って回転軸５３５の回転軸心ＡＸ５周りに旋回する。連結部材５２９ｂは棒状（例えば円柱状）の部材であり、左右方向（水平方向）に沿って配置され、一方側（右側）の端部が連結部材５２９ａの他方側の端部に連結されている。連結部材５２９ｃは棒状の部材であり、一方側の端部が連結部材５２９ｂの他方側の端部に連結されている。装具５３１は、連結部材５２９ｃの他方側の端部の前側に、回転軸５３７周りに回転可能に設けられている。

　なお、ベースフレーム５０９には、訓練対象者の手掌を支持する支持台５３９が、連結部材５２９ｂを前後方向に跨るように設置される。訓練対象者は、手掌を支持台５３９に載せた状態で、訓練対象である手指の指先部を装具５３１に装着する。なお、支持台５３９はベースフレーム５０９に対して着脱可能に設置されており、左右の手のいずれを訓練するか、及び、どの手指を訓練するか等に応じて、支持台５３９の位置を例えば左右方向に変更したり、傾斜を変更したり、他の種類の支持台に交換する等が可能である。

　装具５３１は、例えばリング状の部材であり、挿入された訓練対象者の手指の指先部を保持する。装具５３１の内側には、例えばゴム、樹脂、ウレタン等の柔軟な材料が設けられており、指の太さや形状に応じて変形し、指先部を適切に保持することができる。また、装具５３１は、上述のように回転軸５３７周りに回転可能であり、指先部の傾斜に応じた角度で指先部を保持することが可能である。

　なお、装具５３１の内側に、装具５３１が指先部から受ける力を測定する力センサ５４１（測定部、センサの一例。後述の図３９参照）を設けてもよい。力センサ５４１を設けた場合には、指先部の軌道に対して概略接線方向の力を測定できるので、訓練対象者の随意運動による力や、腱や筋肉による戻ろうとする力等を、精度良く測定できる。なお、力センサの代わりに、例えば回転軸５３５の撓みを測定するひずみゲージを設けてもよい。

　なお、上述した第１指動作機構５１５の構成は一例であり、上記以外の構成としてもよい。例えば、連結部材５２９ａ～５２９ｃの代わりに他の連結構造を採用したり、連結部材５２９ａ～５２９ｃを設けずに、装具５３１をアーム５２５に配置してもよい。

　第２指動作機構５１７は、第２駆動モータ５４３と、ウォームギア５４５と、カップリング５４７と、旋回軸５４９と、一対の支持アーム５５１と、一対の旋回アーム５５３とを有する。

　第２駆動モータ５４３（第２モータの一例）は、回転型のモータであり、旋回アーム５５３を旋回軸５４９の旋回軸心ＡＸ６周りに旋回させる。第２駆動モータ５４３は、固定部材（図示省略）によりフレーム５０３の適宜の部位（例えば支柱フレーム５１１ａ又は梁フレーム５１３ａ）に固定され、回転軸方向が略上下方向に沿うように縦向きに配置されている。第２駆動モータ５４３の出力軸は、第２駆動モータ５４３の下方に配置されたウォームギア５４５に連結されている。ウォームギア５４５は、第２駆動モータ５４３の動力の伝達方向を上下方向から左右方向に変更するとともに、回転速度を減速する。ウォームギア５４５の出力軸は、カップリング５４７を介して、旋回軸５４９に連結されている。

　第２駆動モータ５４３の回転位置は、エンコーダ５５５（第２回転位置センサの一例。後述の図３９参照）により検出される。第２駆動モータ５４３は、コントローラ５０７により、エンコーダ５５５の検出結果に基づいて位置、速度及びトルクの少なくとも１つを制御されるサーボモータである。第１駆動モータ５２１及び第２駆動モータ５４３は、コントローラ５０７により独立して制御される。なお、例えばレゾルバやポテンショメータ等、エンコーダ以外の回転位置センサを用いてもよい。

　旋回軸５４９（第２旋回軸の一例）は、左右方向に所定の距離をあけて配置された一対の支持アーム５５１により、旋回軸心ＡＸ６周りに回転可能に支持されている。一対の支持アーム５５１は、ベース部５５７を介してフレーム５０３の適宜の部位（例えば支柱フレーム５１１ｂ）に固定されている。

　一対の旋回アーム５５３（第２旋回部材の一例）は、ベース部５５９の長手方向の両端に連結されており、所定の距離をあけて対向するように配置されている。ベース部５５９は、長手方向の略中心位置が旋回軸５４９に連結されている。これにより、ベース部５５９と一対の旋回アーム５５３は、旋回軸５４９の回転に伴って旋回軸心ＡＸ６周りに旋回する。一対の旋回アーム５５３は、第１駆動モータ５２１等が取り付けられたベース５１９を挟むように支持している。これにより、一対の旋回アーム５５３は、アーム５２５、固定歯車５２３、遊星歯車５２７、及び第１駆動モータ５２１等を含む第１指動作機構５１５を、旋回軸５４９（旋回軸心ＡＸ６）周りに移動させることが可能である。なお、一対の旋回アーム５５３の各々の内側には、ベース５１９が嵌合される溝５５３ａが形成されており、ベース５１９を旋回アーム５５３の延設方向に沿って移動させ、例えばネジ（図示省略）等により適宜の位置で固定することが可能である。これにより、第１指動作機構５１５の旋回軸５３３又は回転軸５３５の旋回軸５４９に対する旋回半径を調整可能となっている。

　なお、上述した第２指動作機構５１７の構成は一例であり、上記以外の構成としてもよい。例えば、ウォームギア５４５を設けずに、第２駆動モータ５４３を横向きに配置してもよい。但し、本実施形態のようにウォームギア５４５を介して第２駆動モータ５４３を縦向きに配置することで、指訓練装置５０１の左右方向の寸法を小型化できる。

　なお、図２５では図示を省略したが、前述の第１実施形態と同様に、指訓練装置５０１に、指動作機構５０５により手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、訓練対象の手指の付け根位置近傍をタッピングするためのタッピング機構を設けてもよい。この場合、タッピング機構の接触部、アーム、駆動モータ等を、例えば旋回アーム５５３等に設置してもよい。

　図２６に示すように、固定歯車５２３及び遊星歯車５２７は、共に回転中心歯車且つ円形状の平歯車である。遊星歯車５２７が固定歯車５２３の周りを１周する間、回転軸５３５（回転軸心ＡＸ５）と旋回軸５３３（旋回軸心ＡＸ４）との距離は半径ｒで一定である。つまり、遊星歯車５２７の回転軸５３５（回転軸心ＡＸ５）は、旋回軸５３３（旋回軸心ＡＸ４）を中心に半径ｒの円の軌跡を描く。本実施形態では、アーム５２５の旋回角速度を一定とすると装具５３１の回転速度（角度変化）も一定となるが、アーム５２５の旋回角速度を変化させることで、装具５３１の回転速度（角度変化）に所望の変化を生じさせてもよい。

　　（２－２．指訓練装置による手指の屈曲・伸展動作）
　次に、図２７～図３８を参照しつつ、指訓練装置５０１による手指の屈曲・伸展動作の一例について説明する。図２７～図３８は手指の屈曲・伸展動作の一例を表す説明図である。なお、図２７～図３８では、説明の便宜上、手指５３、手掌５５、手指５３が有する第１関節５７、第２関節５９、第３関節６１及び指先部６３を概念的に破線で示す。また、指動作機構５０５の装具５３１以外の図示を省略している。

　まず、図２７～図２９に、母指以外の四指（示指、中指、環指、小指）の主として第１関節５７（ＤＩＰ関節）及び第２関節５９（ＰＩＰ関節）の屈曲及び伸展を行う場合の一例を示す。図２７、図２８及び図２９の順に動作する場合は、手指を屈曲させる動作となり、反対に図２９、図２８及び図２７の順に動作する場合は、手指を伸展させる動作となる。

　図２７～図２９に示すように、手指５３の指先部６３が装具５３１に装着された状態で、第１駆動モータ５２１によりアーム５２５が旋回軸５３３周りに旋回される。これにより、指先部６３の旋回軸５３３周りの位置が規定されると共に、遊星歯車５２７の回転動作により指先部６３の角度が規定され、第１関節５７及び第２関節５９が相対的に大きく屈曲・伸展動作するように指先部６３の軌道が規定される。一方、図２７～図２９に示す例では、第２駆動モータ５４３は駆動されず、装具５３１を含む第１指動作機構５１５は旋回軸５４９周りに旋回されない。これにより、第３関節６１については、第１関節５７及び第２関節５９に比べて相対的に小さく屈曲・伸展動作するか、あるいは、屈曲・伸展動作しない。その結果、主として第１関節５７及び第２関節５９の屈曲及び伸展動作が行われる。

　次に、図３０～図３２に、母指以外の四指の主として第３関節６１（ＭＰ関節）の屈曲及び伸展を行う場合の一例を示す。図３０、図３１及び図３２の順に動作する場合は、手指を屈曲させる動作となり、反対に図３２、図３１及び図３０の順に動作する場合は、手指を伸展させる動作となる。

　図３０～図３２に示すように、手指５３の指先部６３が装具５３１に装着された状態で、第２駆動モータ５４３により装具５３１を含む第１指動作機構５１５が旋回軸５４９周りに旋回される。これにより、指先部６３の旋回軸５４９周りの位置及び角度が規定され、第３関節６１が相対的に大きく屈曲・伸展動作するように指先部６３の軌道が規定される。一方、図３０～図３２に示す例では、第１駆動モータ５２１は駆動されず、アーム５２５は旋回軸５３３周りに旋回されない。これにより、第１関節５７及び第２関節５９については、第３関節６１に比べて相対的に小さく屈曲・伸展動作するか、あるいは、屈曲・伸展動作しない。その結果、主として第３関節６１の屈曲及び伸展動作が行われる。

　次に、図３３～図３５に、母指以外の四指の第１関節５７（ＤＩＰ関節）、第２関節５９（ＰＩＰ関節）及び第３関節６１（ＭＰ関節）の全ての関節の屈曲及び伸展を行う場合の一例を示す。図３３、図３４及び図３５の順に動作する場合は、手指を屈曲させる動作となり、反対に図３５、図３４及び図３３の順に動作する場合は、手指を伸展させる動作となる。

　図３３及び図３４に示すように、手指５３の指先部６３が装具５３１に装着された状態で、第１駆動モータ５２１によりアーム５２５が旋回軸５３３周りに旋回される。これにより、指先部６３の旋回軸５３３周りの位置が規定されると共に、遊星歯車５２７の回転動作により指先部６３の角度が規定され、第１関節５７及び第２関節５９が相対的に大きく屈曲・伸展動作するように指先部６３の軌道が規定される。この例では、この時点までは第２駆動モータ５４３は駆動されず、装具５３１を含む第１指動作機構５１５は旋回軸５４９周りに旋回されない。これにより、第３関節６１については、第１関節５７及び第２関節５９に比べて相対的に小さく屈曲・伸展動作するか、あるいは、屈曲・伸展動作しない。その結果、図３３及び図３４においては、主として第１関節５７及び第２関節５９の屈曲及び伸展動作が行われる。

　その後、図３５に示すように、第１駆動モータ５２１の駆動と並行して第２駆動モータ５４３の駆動が開始され、装具５３１を含む第１指動作機構５１５が旋回軸５４９周りに旋回される。これにより、第１関節５７及び第２関節５９の動作と共に第３関節６１が屈曲・伸展動作するように指先部６３の軌道が規定される。その結果、図３５においては、第１関節５７、第２関節５９及び第３関節６１の全ての関節の屈曲及び伸展動作が行われる。

　なお、上記では、第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始し、先に第１関節５７及び第２関節５９の屈曲動作を開始するようにしたが、各モータの駆動タイミングは上記に限定されるものではない。例えば、上記とは反対に第２駆動モータ５４３の駆動後に第１駆動モータ５２１の駆動を開始するようにし、先に第３関節６１の屈曲動作を開始してもよい。また、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを略同時とし、第１関節５７、第２関節５９及び第３関節６１の全ての関節の屈曲動作を最初から行うようにしてもよい。

　また、上記において、伸展動作を行う場合には、第２駆動モータ５４３の駆動後に第１駆動モータ５２１の駆動を開始し、先に第３関節６１の伸展動作を開始し、その後第１関節５７及び第２関節５９の伸展動作を行う。但し、各モータの駆動タイミングは上記に限定されるものではない。例えば、上記とは反対に第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始するようにし、先に第１関節５７及び第２関節５９の伸展動作を開始してもよい。また、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを略同時とし、第１関節５７、第２関節５９及び第３関節６１の全ての関節の伸展動作を最初から行うようにしてもよい。

　次に、図３６～図３８に、母指の第１関節５７（ＩＰ関節）、第２関節５９（ＭＰ関節）及び第３関節６１（ＣＭ関節）の全ての関節の屈曲及び伸展を行う場合の一例を示す。図３６、図３７及び図３８の順に動作する場合は、手指を屈曲させる動作となり、反対に図３８、図３７及び図３６の順に動作する場合は、手指を伸展させる動作となる。

　図３６及び図３７に示すように、手指５３の指先部６３が装具５３１に装着された状態で、第１駆動モータ５２１によりアーム５２５が旋回軸５３３周りに旋回される。これにより、指先部６３の旋回軸５３３周りの位置が規定されると共に、遊星歯車５２７の回転動作により指先部６３の角度が規定され、第１関節５７及び第２関節５９が相対的に大きく屈曲・伸展動作するように指先部６３の軌道が規定される。この例では、この時点までは第２駆動モータ５４３は駆動されず、装具５３１を含む第１指動作機構５１５は旋回軸５４９周りに旋回されない。これにより、第３関節６１については、第１関節５７及び第２関節５９に比べて相対的に小さく屈曲・伸展動作するか、あるいは、屈曲・伸展動作しない。その結果、図３６及び図３７においては、主として第１関節５７及び第２関節５９の屈曲及び伸展動作が行われる。

　その後、図３８に示すように、第１駆動モータ５２１の駆動と並行して第２駆動モータ５４３の駆動が開始され、装具５３１を含む第１指動作機構５１５が旋回軸５４９周りに旋回される。これにより、第１関節５７及び第２関節５９の動作と共に第３関節６１が屈曲・伸展動作するように指先部６３の軌道が規定される。その結果、図３８においては、第１関節５７、第２関節５９及び第３関節６１の全ての関節の屈曲及び伸展動作が行われる。

　なお、上記では、第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始するようにしたが、反対に第２駆動モータ５４３の駆動後に第１駆動モータ５２１の駆動を開始してもよい。また、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを略同時としてもよい。

　また、上記において、伸展動作を行う場合には、第２駆動モータ５４３の駆動後に第１駆動モータ５２１の駆動を開始し、先に第３関節６１の伸展動作を開始し、その後第１関節５７及び第２関節５９の伸展動作を行う。但し、反対に第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始してもよい。また、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを略同時としてもよい。

　また、図３６～図３８では、母指の全ての関節の屈曲及び伸展を行う場合について例示したが、前述の母指以外の四指の場合と同様に、主に第１駆動モータ５２１を駆動することにより主として第１関節５７及び第２関節５９の屈曲及び伸展を行ってもよいし、主に第２駆動モータ５４３を駆動することにより主として第３関節６１の屈曲及び伸展を行ってもよい。

　また、図示は省略するが、本実施形態の指訓練装置５０１においても、装具５３１を適宜の位置及び姿勢でアーム５２５に取り付けることにより、母指の掌側外転又は掌側内転を行うことが可能である。

　　（２－３．コントローラの機能構成）
　次に、図３９～図４１を参照しつつ、コントローラ５０７の機能構成の一例について説明する。図３９はコントローラ５０７の機能構成の一例を表す説明図、図４０及び図４１は第２駆動モータ５４３の回転速度の変化の一例を表す説明図である。なお、図３９において前述の図１４と同様の機能については適宜説明を省略する。

　コントローラ５０７は、ＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータとして構成される（後述の図４５参照）。コントローラ５０７は、指訓練装置５０１専用のコントローラでもよいし、汎用ＰＣ等でもよい。コントローラ５０７は、訓練に関する表示や各種操作を行うためのタッチパネル５６１（表示部の一例）を一体又は別体として備えている。なお、タッチパネル５６１はタッチ機能を有しない単なる液晶表示部等でもよい。

　図３９に示すように、コントローラ５０７は、第１他動運動制御部５６３と、第２他動運動制御部５６５と、第１自動運動制御部５６７と、訓練種別設定部５６９と、第１制御切替部５７１と、第１回転速度算出部５７３と、第１トルク算出部５７５と、第１速度指令算出部５７７と、第３他動運動制御部５７９と、第４他動運動制御部５８１と、第２自動運動制御部５８３と、第２制御切替部５８５と、第２回転速度算出部５８７と、第２トルク算出部５８９と、第２速度指令算出部５９１と、第２人体反応量算出部５９３と、第４表示制御部５９５と、第２可動域計測部５９７と、第２自動運動量算出部５９９と、第２達成率算出部６０１と、第５表示制御部６０３と、第３記録部６０５と、第４記録部６０７と、第２人体反応力算出部６０９と、第６表示制御部６１１とを有する。

　上記第１他動運動制御部５６３、第２他動運動制御部５６５、第１自動運動制御部５６７、訓練種別設定部５６９、第１制御切替部５７１、第１回転速度算出部５７３、第１トルク算出部５７５、及び第１速度指令算出部５７７については、前述の図１４に示す、第１他動運動制御部６７、第２他動運動制御部６９、第１自動運動制御部７１、訓練種別設定部７３、第１制御切替部７５、第１回転速度算出部７７、第１トルク算出部７９、及び第１速度指令算出部８１とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。

　第３他動運動制御部５７９は、他動運動を行う際に、第２駆動モータ５４３が所定の第３設定速度Ｖ３で駆動するように第２駆動モータ５４３の回転速度を制御する。「他動運動」とは、第２駆動モータ５４３により装具５３１を含む第１指動作機構５１５を旋回させて、訓練対象者の手指を外力により屈曲、伸展、掌側内転又は掌側外転させることをいう。なお、第３他動運動制御部５７９による制御は、速度指令に基づく速度制御でもよいし、速度が第３設定速度Ｖ３となるように位置指令を順次変更する位置制御としてもよい。また、第３他動運動制御部５７９は、第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを、第１他動運動制御部５６３による第１駆動モータ５２１の駆動開始タイミングと異ならせる。例えば、前述のように第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始してもよいし、反対に第２駆動モータ５４３の駆動後に第１駆動モータ５２１の駆動を開始してもよい。但し、両モータの駆動開始タイミングを略同時としてもよい。また、第３他動運動制御部５７９は、手指の指先部６３が所望の軌道を描くように装具５３１の動作を規定するために、第３設定速度Ｖ３を第１駆動モータ５２１の第１設定速度Ｖ１と異なる回転速度に設定する。但し、第３設定速度Ｖ３を第１設定速度Ｖ１と略等しい回転速度としてもよい。

　第４他動運動制御部５８１は、他動運動を行う際に、第２駆動モータ５４３が所定の第４設定速度Ｖ４で駆動するように第２駆動モータ５４３の回転速度を制御する。図４０に示すように、第４設定速度Ｖ４は、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）を励起させるために第３設定速度Ｖ３よりも高速に設定されている。なお、第４他動運動制御部５８１による制御は、速度指令に基づく速度制御でもよいし、速度が第４設定速度Ｖ４となるように位置指令を順次変更する位置制御としてもよい。また、第４他動運動制御部５８１は、手指の指先部６３が所望の軌道を描くように装具５３１の動作を規定するために、第４設定速度Ｖ４を第１駆動モータ５２１の第２設定速度Ｖ２と異なる回転速度に設定する。但し、第４設定速度Ｖ４を第２設定速度Ｖ２と略等しい回転速度としてもよい。

　第２自動運動制御部５８３は、自動運動を行う際に、装置の重量等による反力をキャンセルしつつ各手指に対して所定の抵抗力又はアシスト力を付与するように、第２駆動モータ５４３を制御する。「自動運動」とは、訓練対象者による自発的な屈曲、伸展、掌側内転又は掌側外転を受けて旋回アーム５５３等（第１指動作機構５１５）を旋回させることをいう。第２自動運動制御部５８３による制御は、後述する速度指令Ｖｒｅｆに基づく速度制御である。

　第２制御切替部５８５は、訓練種別設定部５６９により設定された訓練種別に応じて、制御の切り替え態様を変更する。例えば、訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」又は「掌側外転」に設定された場合には、第２制御切替部５８５は、エンコーダ５５５により検出された回転位置に基づいて、第３他動運動制御部５７９による制御と、第４他動運動制御部５８１による制御と、第２自動運動制御部５８３による制御とを切り替える。図４０に示すように、第２制御切替部５８５は、まず第３他動運動制御部５７９による制御を実行し、検出位置が第１１回転位置Ｐ１１に到達した際に、第３他動運動制御部５７９による制御を第４他動運動制御部５８１による制御に切り替える。また、検出位置が第１２回転位置Ｐ１２に到達した際に、第４他動運動制御部５８１による制御を第２自動運動制御部５８３による制御に切り替える。そして、検出位置が第１３回転位置Ｐ１３に到達した際に、第２自動運動制御部５８３による制御を再び第３他動運動制御部５７９による制御に切り替える。以上の３種類の制御の実行による他動運動と自動運動の組み合わせを１サイクルとして、所定の回数のサイクルが繰り返される。

　一方、訓練種別が「屈曲伸展」又は「掌側内外転」に設定された場合には、第２制御切替部５８５は、エンコーダ５５５により検出された回転位置に基づいて、第４他動運動制御部５８１による制御と、第２自動運動制御部５８３による制御とを切り替える。図４１に示すように、第２制御切替部５８５は、屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）のいずれか一方において、まず第４他動運動制御部５８１による制御を実行し、検出位置が第１４回転位置Ｐ１４に到達した際に、第４他動運動制御部５８１による制御を第２自動運動制御部５８３による制御に切り替える。また、検出位置が第１５回転位置Ｐ１５に到達した際に、第２自動運動制御部５８３による制御を第４他動運動制御部５８１による制御に切り替え、屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）の他方において、第４他動運動制御部５８１による制御を実行する。また、検出位置が第１６回転位置Ｐ１６に到達した際に、第４他動運動制御部５８１による制御を第２自動運動制御部５８３による制御に切り替える。そして、検出位置が第１７回転位置Ｐ１７に到達した際に、第２自動運動制御部５８３による制御を再び第４他動運動制御部５８１による制御に切り替える。以上の屈曲運動（掌側内転運動）及び伸展運動（掌側外転）のそれぞれにおける２種類の制御の実行による他動運動と自動運動の組み合わせを１サイクルとして、所定の回数のサイクルが繰り返される。

　第２回転速度算出部５８７は、エンコーダ５５５の検出結果に基づいて第２駆動モータ５４３の回転速度を算出する。例えば、第２回転速度算出部５８７は、エンコーダ５５５で検出された位置を時間で１階微分したり、検出信号（例えばインクリメンタル信号）を所定の時間カウントするなどの処理により、回転速度を算出する。当該回転速度は、訓練対象者が自発的に手指を屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）させる際の回転速度に相当する。

　第２トルク算出部５８９は、第２回転速度算出部５８７により算出された回転速度に基づいてトルクを算出する。当該トルクは、訓練対象者が自発的に手指を屈曲運動（掌側内転運動）又は伸展運動（掌側外転）させる際の力に相当する。なお、回転速度からトルクを算出する他にも、装具５３１に力センサ５４１を設ける場合にはその測定値に基づいてトルクを算出してもよい。

　第２速度指令算出部５９１は、第２回転速度算出部５８７により算出された回転速度Ｖｆｂと、第２トルク算出部５８９により算出されたトルクＴｆｂとに基づいて、前述の計算式（１）に基づいて速度指令Ｖｒｅｆを算出する。

　第２自動運動制御部５８３は、自動運動を行う際、第２速度指令算出部５９１により算出された速度指令Ｖｒｅｆに基づいて第２駆動モータ５４３を制御する。

　第２人体反応量算出部５９３は、第２他動運動制御部５６５による制御から第１自動運動制御部５６７による制御へ切り替えた時点から所定時間（例えば１００ｍｓ）経過するまでの間に手指の人体反応によりアーム５２５が旋回した量（角度）と、第４他動運動制御部５８１による制御から第２自動運動制御部５８３による制御へ切り替えた時点から所定時間（例えば１００ｍｓ）経過するまでの間に手指の人体反応により旋回アーム５５３が旋回した量（角度）との合計である人体反応量を、エンコーダ５２４及びエンコーダ５５５の検出結果に基づいて算出する。なお、人体反応量を、アーム５２５が旋回した量（第１関節５７及び第２関節５９の人体反応量）と旋回アーム５５３が旋回した量（第３関節６１の人体反応量）とに分けて算出してもよい。また、第２人体反応量算出部５９３により算出された人体反応量を、訓練結果データとして所定のファイル形式（例えばＣＳＶファイル等）で出力可能としてもよい。

　第４表示制御部５９５（第２表示制御部の一例）は、第２人体反応量算出部５９３により算出された人体反応量をタッチパネル５６１に表示させる（前述の図１７及び図１８参照）。なお、人体反応量を、第１関節５７及び第２関節５９による人体反応量と、第３関節６１による人体反応量とに分けて表示してもよい（図示省略）。訓練の実行中は、人体反応量の算出がサイクルごとに行われ、人体反応量の表示もサイクルごとに更新される。

　第２可動域計測部５９７は、第１駆動モータ５２１によりアーム５２５を旋回させると共に、第２駆動モータ５４３により旋回アーム５５３を旋回させて手指の可動域を計測する。例えば、第２可動域計測部５９７は、屈曲方向と伸展方向のそれぞれについてアーム５２５及び旋回アーム５５３を旋回させ、第１駆動モータ５２１の負荷トルク（第１トルク算出部５７５により算出）及び第２駆動モータ５４３の負荷トルク（第２トルク算出部５８９により算出）がそれぞれ所定値に到達した際の回転角度を可動域として計測する。なお、アーム５２５及び旋回アーム５５３の両方を旋回させてもよいし、いずれか一方のみを旋回させてもよい。また、可動域を、第１関節５７及び第２関節５９による可動域と、第３関節６１による可動域とに分けて算出してもよい。また、力センサ５４１を設ける場合にはその測定値が所定値に到達した際の回転角度を可動域として計測してもよい。

　第２自動運動量算出部５９９は、第１自動運動制御部５６７及び第２自動運動制御部５８３による制御時（自動運動時）に、訓練対象者が自発的にアーム５２５及び旋回アーム５５３の少なくとも一方を旋回させた量（角度）である自動運動量を、エンコーダ５２４及びエンコーダ５５５の少なくとも一方の検出結果に基づいて算出する。また、第２自動運動量算出部５９９は、訓練開始時からの自動運動量の平均値（平均角度）を算出する。自動運動量の検出手法は特に限定されるものではないが、例えば第１回転速度算出部５７３及び第２回転速度算出部５８７により算出された回転速度が所定値以下となった場合、あるいは、その所定値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、訓練対象者による自発的な自動運動が終了したと判定し、自動運動開始から当該時点までの回転量を自動運動量としてもよい。また例えば、第１トルク算出部５７５により算出されたトルク及び第２トルク算出部５８９により算出されたトルク、又は、力センサ５４１の測定値が所定値以下となった場合、あるいは、その所定値以下である状態が所定時間以上継続した場合に、訓練対象者による自発的な自動運動が終了したと判定し、自動運動開始から当該時点までの回転量を自動運動量としてもよい。なお、自動運動量及び自動運動量の平均値を、第１関節５７及び第２関節５９による自動運動量及び自動運動量の平均値と、第３関節６１による自動運動量及び自動運動量の平均値とに分けて算出してもよい。

　第２達成率算出部６０１は、第２自動運動量算出部５９９により算出された自動運動量と、第２可動域計測部５９７により計測された可動域とに基づいて、自動運動量の可動域に対する割合である自動達成率（０～１００％）を算出する。なお、自動達成率を、第１関節５７及び第２関節５９による自動達成率と、第３関節６１による自動達成率とに分けて算出してもよい。また、第２達成率算出部６０１により算出された自動達成率は、訓練結果データとして所定のファイル形式（例えばＣＳＶファイル等）で出力することも可能である。

　第５表示制御部６０３は、第２達成率算出部６０１により算出された自動達成率と、第２自動運動量算出部５９９により算出された平均自動運動量とを、タッチパネル５６１に表示させる（前述の図１７、図１８参照）。なお、自動達成率及び平均自動運動量を、第１関節５７及び第２関節５９による自動達成率及び平均自動運動量と、第３関節６１による自動達成率及び平均自動運動量とに分けて表示してもよい（図示省略）。練の実行中は、自動達成率や平均自動運動量の算出がサイクルごとに行われ、自動達成率や平均自動運動量の表示もサイクルごとに更新される。

　第３記録部６０５は、第２可動域計測部５９７により計測された可動域について、所定の準備速度（第１設定速度Ｖ１よりも遅い速度）でアーム５２５を旋回させると共に所定の準備速度（第３設定速度Ｖ３よりも遅い速度）で旋回アーム５５３を旋回させ、装具５３１が指先部から受ける力（第１トルク算出部５７５及び第２トルク算出部５８９により算出）の事前測定値（第３測定値の一例）を記録する。なお、事前測定値を、第１関節５７及び第２関節５９による事前測定値（第１トルク算出部５７５により算出）と、第３関節６１による事前測定値（第２トルク算出部５８９により算出）とに分けて記録してもよい。また、アーム５２５及び旋回アーム５５３の両方を旋回させてもよいし、いずれか一方のみを旋回させてもよい。また、第１トルク算出部５７５及び第２トルク算出部５８９により算出されたトルクの代わりに、力センサ５４１を設ける場合にはその測定値を記録してもよい。

　第４記録部６０７は、第１自動運動制御部５６７及び第２自動運動制御部５８３による制御時（自動運動時）に、所定の訓練速度でアーム５２５及び旋回アーム５５３を旋回させた際に、装具５３１が指先部から受ける力（第１トルク算出部５７５及び第２トルク算出部５８９により算出）の訓練中測定値（第４測定値の一例）を記録する。なお、訓練中測定値を、第１関節５７及び第２関節５９による訓練中測定値（第１トルク算出部５７５により算出）と、第３関節６１による訓練中測定値（第２トルク算出部５８９により算出）とに分けて記録してもよい。また、アーム５２５及び旋回アーム５５３の両方を旋回させてもよいし、いずれか一方のみを旋回させてもよい。また、第１トルク算出部５７５及び第２トルク算出部５８９により算出されたトルクの代わりに、力センサ５４１を設ける場合にはその測定値を記録してもよい。

　第２人体反応力算出部６０９は、第３記録部６０５により記録された訓練中測定値と第４記録部６０７により記録された事前測定値との差分に基づいて、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）による力を算出する。なお、人体反応力を、第１関節５７及び第２関節５９による人体反応力と第３関節６１による人体反応力とに分けて算出してもよい。

　第６表示制御部６１１は、第２人体反応力算出部６０９により算出された人体反応力に関連する表示内容を、タッチパネル５６１に表示させる（図示省略）。人体反応力に関連する表示とは、例えば人体反応力の目標値に対する達成率の表示や、達成したか否かの結果表示等である。訓練の実行中は、人体反応力の算出がサイクルごとに行われ、人体反応力に関連する表示もサイクルごとに更新される。

　なお、図示は省略するが、指訓練装置５０１に刺激付与装置やタッピング機構を設ける場合には、前述の第１実施形態におけるコントローラ７と同様に、コントローラ５０７が刺激付与処理部、タッピング実行部、タイミング設定部等を有してもよい。

　なお、上述したコントローラ５０７の各処理部は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、コントローラ５０７は、第１駆動モータ５２１や第２駆動モータ５４３に駆動電力を給電する部分（インバータ等）のみ実際の装置により実装され、その他の機能は後述するＣＰＵ９０１（図４５参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

　　（２－４．コントローラの処理手順）
　次に、図４２～図４４を参照しつつ、コントローラ５０７のＣＰＵ９０１により実行される処理手順の一例について説明する。

　図４２に示すように、ステップＳ３１０では、コントローラ５０７は、第２可動域計測部５９７により、装具５３１に訓練対象の手指を装着させた状態で第１駆動モータ５２１によりアーム５２５を旋回させると共に第２駆動モータ５４３により旋回アーム５５３を旋回させて手指の可動域を計測する。

　ステップＳ３２０では、コントローラ５０７は、訓練種別設定部５６９により、タッチパネル５６１における訓練種別の選択入力に基づいて、訓練種別を「屈曲」、「伸展」、「屈曲伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」、「掌側内外転」のいずれかに設定する。

　ステップＳ３３０では、コントローラ５０７は、上記ステップＳ３１０で計測した可動域について、上記ステップＳ３２０で設定した訓練種別に基づいて所定の準備速度でアーム５２５及び旋回アーム５５３を旋回させ、第３記録部６０５により装具５３１が指先部から受ける力の事前測定値（第１トルク算出部５７５及び第２トルク算出部５８９により算出したトルク又は力センサ５４１で測定）を記録する。

　ステップＳ４００では、コントローラ５０７は、他動運動処理を実行する。他動運動処理の内容については後述する（図４３参照）。

　ステップＳ５００では、コントローラ５０７は、自動運動処理を実行する。自動運動処理の内容については後述する（図４４参照）。

　ステップＳ３４０では、コントローラ５０７は、訓練を終了するか否かを判定する。訓練を終了するか否かは、例えば設定された訓練時間が経過したか否か、又は、設定された回数のサイクルが終了したか否か、等により判定される。訓練を終了しない場合には（ステップＳ３４０：ＮＯ）、上記ステップＳ４００に戻り、訓練を終了するまでステップＳ４００及びステップＳ５００を繰り返す。訓練を終了する場合には（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、本フローを終了する。

　図４３に、上記ステップＳ４００の他動運動処理の処理手順の一例を示す。なお、図４３では、上記ステップＳ３２０において訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」のいずれかに設定された場合について説明する。また、図４３では、第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始する場合について説明する。

　図４３に示すように、ステップＳ４１０では、コントローラ５０７は、第１他動運動制御部５６３により、第１駆動モータ５２１が第１設定速度Ｖ１で駆動するように第１駆動モータ５２１の回転速度を制御する。

　ステップＳ４２０では、コントローラ５０７は、第３他動運動制御部５７９により、第２駆動モータ５４３が第３設定速度Ｖ３で駆動するように第２駆動モータ５４３の回転速度を制御する。

　ステップＳ４３０では、コントローラ５０７は、第１制御切替部５７１及び第２制御切替部５８５により、エンコーダ５２４による検出位置が第１回転位置Ｐ１に到達し、且つ、エンコーダ５５５による検出位置が第１１回転位置Ｐ１１に到達したか否かを判定する。第１回転位置Ｐ１及び第１１回転位置Ｐ１１のいずれかに到達していない場合には（ステップＳ４３０：ＮＯ）、上記ステップＳ４１０に戻る。一方、第１回転位置Ｐ１及び第１１回転位置Ｐ１１の両方に到達した場合には（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、ステップＳ４４０に移る。

　ステップＳ４４０では、コントローラ５０７は、第２他動運動制御部５６５により、第１駆動モータ５２１が第２設定速度Ｖ２で駆動するように第１駆動モータ５２１の回転速度を制御すると共に、第４他動運動制御部５８１により、第２駆動モータ５４３が第４設定速度Ｖ４で駆動するように第２駆動モータ５４３の回転速度を制御する。

　ステップＳ４５０では、コントローラ５０７は、第１制御切替部５７１及び第２制御切替部５８５により、エンコーダ５２４による検出位置が第２回転位置Ｐ２に到達し、且つ、エンコーダ５５５による検出位置が第１２回転位置Ｐ１２に到達したか否かを判定する。第２回転位置Ｐ２及び第１２回転位置Ｐ１２のいずれかに到達していない場合には（ステップＳ４５０：ＮＯ）、上記ステップＳ４４０に戻る。一方、第２回転位置Ｐ２及び第１２回転位置Ｐ１２の両方に到達した場合には（ステップＳ４５０：ＹＥＳ）、他動運動処理を終了し、ステップＳ５００の自動運動処理に移る。

　図４４に、上記ステップＳ５００の自動運動処理の処理手順の一例を示す。なお、図４４では、上記ステップＳ３２０において訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」のいずれかに設定された場合について説明する。

　図４４に示すように、ステップＳ５０５では、コントローラ５０７は、第４記録部６０７により、装具５３１が指先部から受ける力（第１トルク算出部５７５及び第２トルク算出部５８９により算出したトルク又は力センサ５４１で測定）の訓練中測定値の記録を開始する。

　ステップＳ５１０では、コントローラ５０７は、第２人体反応量算出部５９３により、第２他動運動制御部５６５による制御から第１自動運動制御部５６７による制御へ切り替えた時点、及び、第４他動運動制御部５８１による制御から第２自動運動制御部５８３による制御へ切り替えた時点、すなわち自動運動処理の開始時点から予め定められた設定時間（自動運動開始の待ち時間）が経過したか否かを判定する。設定時間が経過するまで本ステップを繰り返し（ステップＳ５１０：ＮＯ）、設定時間が経過した場合には（ステップＳ５１０：ＹＥＳ）、ステップＳ５１５に移る。

　ステップＳ５１５では、コントローラ５０７は、第２人体反応量算出部５９３により、自動運動処理の開始時点から予め定められた設定時間が経過するまでの間に手指の人体反応によりアーム５２５が旋回した量（角度）と旋回アーム５５３が旋回した量（角度）の合計である人体反応量を、エンコーダ５２４及びエンコーダ５５５の検出結果に基づいて算出する。そして、第４表示制御部５９５により、算出した人体反応量をタッチパネル５６１に表示させる。

　ステップＳ５２０では、コントローラ５０７は、第１自動運動制御部５６７により、速度指令Ｖｒｅｆに基づいて第１駆動モータ５２１の速度制御を行うと共に、第２自動運動制御部５８３により、速度指令Ｖｒｅｆに基づいて第２駆動モータ５４３の速度制御を行う。

　ステップＳ５２５では、コントローラ５０７は、第１回転速度算出部５７３により、エンコーダ５２４の検出結果に基づいて第１駆動モータ５２１の回転速度を算出すると共に、第２回転速度算出部５８７により、エンコーダ５５５の検出結果に基づいて第２駆動モータ５４３の回転速度を算出する。

　ステップＳ５３０では、コントローラ５０７は、第１トルク算出部５７５により、上記ステップＳ５２５において算出した回転速度に基づいて第１駆動モータ５２１のトルクを算出すると共に、第２トルク算出部５８９により、上記ステップＳ５２５において算出した回転速度に基づいて第２駆動モータ５４３のトルクを算出する。なお、前述したように力センサ５４１の測定値に基づいてトルクを算出してもよい

　ステップＳ５３５では、コントローラ５０７は、第１速度指令算出部５７７により、上記ステップＳ５２５において算出した回転速度と、上記ステップＳ５３０において算出したトルクとに基づいて、第１駆動モータ５２１の速度指令Ｖｒｅｆを算出すると共に、第２速度指令算出部５９１により、上記ステップＳ５２５において算出した回転速度と、上記ステップＳ５３０において算出したトルクとに基づいて、第２駆動モータ５４３の速度指令Ｖｒｅｆを算出する。

　ステップＳ５４０では、コントローラ５０７は、エンコーダ５２４による検出位置が第３回転位置Ｐ３に到達し、且つ、エンコーダ５５５による検出位置が第１３回転位置Ｐ１３に到達したか否か、又は、上記ステップＳ５２５で算出した第１駆動モータ５２１及び第２駆動モータ５４３の回転速度が共に０であることを検出したか否かを判定する。第３回転位置Ｐ３又は第１３回転位置Ｐ１３に到達しておらず、且つ、第１駆動モータ５２１又は第２駆動モータ５４３の回転速度が０でない場合には（ステップＳ５４０：ＮＯ）、先のステップＳ５１５に戻る。一方、第３回転位置Ｐ３及び第１３回転位置Ｐ１３に到達したか、又は、第１駆動モータ５２１及び第２駆動モータ５４３の回転速度が共に０であることを検出した場合には（ステップＳ５４０：ＹＥＳ）、ステップＳ５４５に移る。

　ステップＳ５４５では、コントローラ５０７は、第２自動運動量算出部５９９により、訓練対象者が自発的にアーム５２５及び旋回アーム５５３を旋回させた量（角度）である自動運動量を、エンコーダ５２４及びエンコーダ５５５の検出結果に基づいて算出する。また、第２達成率算出部６０１により、算出した自動運動量と、上記ステップＳ３１０において計測した可動域とに基づいて、自動運動量の可動域に対する割合である自動達成率を算出する。さらに、第５表示制御部６０３により、算出した自動達成率をタッチパネル５６１に表示させる。

　ステップＳ５５０では、コントローラ５０７は、第２人体反応力算出部６０９により、第４記録部６０７により記録した訓練中測定値と、上記ステップＳ３３０において第３記録部６０５により記録した事前測定値との差分に基づいて、手指の人体反応（例えば伸張反射や腱、筋肉のバネ等）による力を算出する。そして、第６表示制御部６１１により、第２人体反応力算出部６０９により算出した人体反応力に関連する表示内容を、タッチパネル５６１に表示させる。その後、自動運動処理を終了し、前述のステップＳ３４０に移る。

　なお、以上では訓練種別が「屈曲」、「伸展」、「掌側内転」、「掌側外転」のいずれかに設定された場合について説明したが、訓練種別が「屈曲伸展」又は「掌側内外転」に設定された場合には、図４２におけるステップＳ４００及びステップＳ５００が２回繰り返されることにより１サイクルとなる。この場合、図４３において、ステップＳ４１０～ステップＳ４３０は実行せず、ステップＳ４４０及びステップＳ４５０のみ実行し、ステップＳ４５０では第４回転位置Ｐ４及び第１４回転位置Ｐ１４、又は、第６回転位置Ｐ６及び第１６回転位置Ｐ１６に到達したか否かを判定する。また、図４４において、ステップＳ５４０では第５回転位置Ｐ５及び第１５回転位置Ｐ１５、又は、第７回転位置Ｐ７及び第１７回転位置Ｐ１７に到達したか否かを判定する。

　また、以上では他動運動処理において第１駆動モータ５２１の駆動後に第２駆動モータ５４３の駆動を開始する場合について説明したが、前述のように、各モータの駆動タイミングは上記に限定されるものではない。例えば、上記とは反対に第２駆動モータ５４３の駆動後に第１駆動モータ５２１の駆動を開始する場合には、図４３においてステップＳ４１０とステップＳ４２０の順番を反対とすればよい。また、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを略同時とする場合には、図４３においてステップＳ４１０とステップＳ４２０を同時に実行すればよい。

　　（２－５．第２実施形態による効果）
　以上説明したように、本実施形態の指訓練装置５０１は、手指の指先部６３を保持する装具５３１と、旋回軸５３３周りに旋回し、装具５３１を旋回軸５３３周りに移動させるアーム５２５と、アーム５２５を旋回軸５３３周りに旋回させる第１駆動モータ５２１と、旋回軸５４９周りに旋回し、アーム５２５及び第１駆動モータ５２１を旋回軸５４９周りに移動させる旋回アーム５５３と、旋回アーム５５３を旋回軸５４９周りに旋回させる第２駆動モータ５４３と、を有する。

　本実施形態では、第１駆動モータ５２１によりアーム５２５を旋回させることにより、指先部６３の位置と角度を規定できると共に、それらの第１指動作機構５１５をさらに第２駆動モータ５４３及び旋回アーム５５３により旋回させることにより、より複雑な手指の動作を規定できる。これにより、本実施形態のように、第１駆動モータ５２１により主として手指の第１関節５７及び第２関節５９の伸展及び屈曲の動作を実行し、第２駆動モータ５４３により主として手指の第３関節６１の伸展及び屈曲の動作を実行する等、手指の各関節の動作を２つのモータ５２１，５４３に分けて実行させることが可能となる。

　また、本実施形態では特に、第１駆動モータ５２１及び第２駆動モータ５４３を独立して制御するコントローラ５０７をさらに有し、コントローラ５０７は、手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の駆動開始タイミングを異ならせる。

　これにより、第１駆動モータ５２１及び第２駆動モータ５４３の各々の駆動開始タイミングを手指に所望の動作をさせるように最適化することが可能となり、より複雑な手指の動作を規定できる。

　また、本実施形態では特に、コントローラ５０７は、手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の回転速度を異ならせる。

　これにより、第１駆動モータ５２１と第２駆動モータ５４３の回転速度を手指に所望の動作をさせるように最適化することが可能となり、より複雑な手指の動作を規定できる。

　　（２－６．変形例）
　上記第２実施形態では、固定歯車５２３及び遊星歯車５２７の両方を回転中心歯車且つ円形状の歯車とした場合について説明したが、固定歯車及び遊星歯車の形状は円形に限定されるものではない。例えば、固定歯車又は遊星歯車の少なくとも一方を半径が不均一な歯車として、装具５３１の回転速度（角度変化）に所望の変化を生じさせてもよい。例えば、前述の第１実施形態のように、固定歯車を円形状、遊星歯車を楕円形状としてもよいし、反対に固定歯車を楕円形状、遊星歯車を円形状としてもよい。また、固定歯車と遊星歯車の両方を楕円形状としてもよい。なお、装具５３１の回転速度（角度変化）に所望の変化を生じさせるためには、固定歯車又は遊星歯車の少なくとも一方を半径が不均一な歯車とすればよく、楕円形状以外にも、例えば三角形や四角形等の多角形状とすることも可能である。

　＜３．コントローラのハードウェア構成例＞
　次に、図４５を参照しつつ、上記で説明したＣＰＵ９０１が実行するプログラムにより実装された各処理を実現するコントローラ７，５０７のハードウェア構成例について説明する。なお、図４５中では、コントローラ７，５０７のモータに駆動電力を給電する機能に係る構成を適宜省略して図示している。

　図４５に示すように、コントローラ７，５０７は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。

　プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、ハードディスク等の記録装置９１７等に記録しておくことができる。

　また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は永続的に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

　また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

　また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

　そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、前述の各処理が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。

　また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。

　そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。

　なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。

　また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

　但し、例えばしきい値（図２０、図２１、図４２、図４３のフローチャート参照）や基準値等、所定の判定基準となる値あるいは区切りとなる値の記載がある場合は、それらに対しての「同一」「等しい」「異なる」等は、上記とは異なり、厳密な意味である。

　１　　　　　　指訓練装置
　１Ａ　　　　　指訓練装置
　５　　　　　　タッピング機構
　７　　　　　　コントローラ
　１１　　　　　第１駆動モータ（第１モータ）
　１３　　　　　固定歯車
　１５　　　　　アーム（第１旋回部材）
　１７　　　　　遊星歯車（回転部材）
　１９　　　　　装具
　２３　　　　　旋回軸（第１旋回軸）
　２４　　　　　エンコーダ（第１回転位置センサ）
　２５　　　　　回転軸
　２９　　　　　移動機構
　３３　　　　　力センサ（測定部、センサ）
　３５　　　　　第１着脱部
　３７　　　　　第２着脱部
　４１　　　　　第３駆動モータ（第３モータ）
　５３　　　　　手指
　６３　　　　　指先部
　６５　　　　　タッチパネル（表示部）
　６７　　　　　第１他動運動制御部
　６９　　　　　第２他動運動制御部
　７１　　　　　第１自動運動制御部
　７５　　　　　第１制御切替部
　８３　　　　　刺激付与処理部
　８５　　　　　第１人体反応量算出部
　８７　　　　　第１表示制御部
　９７　　　　　第１記録部
　９９　　　　　第２記録部
　１０１　　　　第１人体反応力算出部
　１０５　　　　タッピング実行部
　１０７　　　　タイミング設定部
　１０９　　　　刺激付与装置
　１３０　　　　固定歯車
　１４３　　　　装具
　１７０　　　　遊星歯車
　２３０　　　　固定歯車
　２７０　　　　遊星歯車
　５０１　　　　指訓練装置
　５０７　　　　コントローラ
　５２１　　　　第１駆動モータ（第１モータ）
　５４３　　　　第２駆動モータ（第２モータ）
　５２３　　　　固定歯車
　５２５　　　　アーム（第１旋回部材）
　５２７　　　　遊星歯車（回転部材）
　５３１　　　　装具
　５３３　　　　旋回軸（第１旋回軸）
　５２４　　　　エンコーダ（第１回転位置センサ）
　５３５　　　　回転軸
　５４１　　　　力センサ（測定部、センサ）
　５４３　　　　第２駆動モータ（第２モータ）
　５４９　　　　旋回軸（第２旋回軸）
　５５３　　　　旋回アーム（第２旋回部材）
　５６１　　　　タッチパネル（表示部）
　５６３　　　　第１他動運動制御部
　５６５　　　　第２他動運動制御部
　５６７　　　　第１自動運動制御部
　５７１　　　　第１制御切替部
　５７９　　　　第３他動運動制御部
　５８１　　　　第４他動運動制御部
　５８３　　　　第２自動運動制御部
　５８５　　　　第２制御切替部
　５９３　　　　第２人体反応量算出部
　５９５　　　　第４表示制御部（第２表示制御部）
　６０５　　　　第３記録部
　６０７　　　　第４記録部
　６０９　　　　第２人体反応力算出部
　Ｒａ～Ｒｈ　　回転半径
　Ｖ１　　　　　第１設定速度
　Ｖ２　　　　　第２設定速度
　Ｖ３　　　　　第３設定速度
　Ｖ４　　　　　第４設定速度

Claims

　手指の運動機能を回復させるための訓練を行う指訓練装置であって、
　前記手指の指先部を保持する装具と、
　第１旋回軸周りに旋回し、前記装具を前記第１旋回軸周りに移動させる第１旋回部材と、
　前記第１旋回部材の旋回と連動して回転し、前記装具を回転軸周りに回転させる回転部材と、
　を有する、指訓練装置。
　前記第１旋回軸の位置に固定して配置された固定歯車をさらに有し、
　前記回転部材は、
　前記固定歯車に噛み合い、自転しつつ前記固定歯車の周りを公転する、前記回転軸が連結された遊星歯車であり、
　前記第１旋回部材は、
　一端に前記第１旋回軸が連結され、他端に前記回転軸が回転可能に挿通されている、
　請求項１に記載の指訓練装置。
　前記第１旋回部材を前記第１旋回軸周りに旋回させる第１モータと、
　第２旋回軸周りに旋回し、前記第１旋回部材、前記固定歯車、前記遊星歯車及び前記第１モータを前記第２旋回軸周りに移動させる第２旋回部材と、
　前記第２旋回部材を前記第２旋回軸周りに旋回させる第２モータと、
　をさらに有する、
　請求項２に記載の指訓練装置。
　手指の運動機能を回復させるための訓練を行う指訓練装置であって、
　前記手指の指先部を保持する装具と、
　第１旋回軸周りに旋回し、前記装具を前記第１旋回軸周りに移動させる第１旋回部材と、
　前記第１旋回部材を前記第１旋回軸周りに旋回させる第１モータと、
　第２旋回軸周りに旋回し、前記第１旋回部材及び前記第１モータを前記第２旋回軸周りに移動させる第２旋回部材と、
　前記第２旋回部材を前記第２旋回軸周りに旋回させる第２モータと、
　を有する、指訓練装置。
　前記第１旋回軸の位置に固定して配置された固定歯車と、
　前記固定歯車に噛み合い、自転しつつ前記固定歯車の周りを公転することにより、前記第１旋回部材の旋回と連動して回転し、前記装具を回転軸周りに回転させる遊星歯車と、をさらに有し、
　前記第１旋回部材は、
　一端に前記第１旋回軸が連結され、他端に前記回転軸が回転可能に挿通されている、
　請求項４に記載の指訓練装置。
　前記第１モータ及び前記第２モータを独立して制御するコントローラをさらに有し、
　前記コントローラは、
　前記手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、前記第１モータと前記第２モータの駆動開始タイミングを異ならせる、
　請求項３～５のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記コントローラは、
　前記手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、前記第１モータと前記第２モータの回転速度を異ならせる、
　請求項６に記載の指訓練装置。
　前記固定歯車又は前記遊星歯車の少なくとも一方は、
　半径が不均一な歯車である、
　請求項２，３，５のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記遊星歯車は、
　楕円形状の歯車である
　ことを特徴とする請求項８に記載の指訓練装置。
　前記第１旋回部材は、
　前記遊星歯車の回転半径が最も短くなる角度位置よりも最も長くなる角度位置に近い角度位置を旋回開始位置とし、前記回転半径が最も短くなる角度位置に向けて旋回する
　ことを特徴とする請求項９に記載の指訓練装置。
　前記第１旋回部材は、
　前記遊星歯車の回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置を旋回開始位置とし、前記回転半径が最も長くなる角度位置に向けて旋回する
　ことを特徴とする請求項９に記載の指訓練装置。
　前記第１旋回部材の旋回開始位置を、前記遊星歯車の回転半径が最も短くなる角度位置よりも最も長くなる角度位置に近い角度位置と、前記回転半径が最も長くなる角度位置よりも最も短くなる角度位置に近い角度位置との間で切り替え可能に構成されている
　ことを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記装具は、
　前記指先部の保持位置を前記第１旋回部材の延設方向に移動可能な移動機構を有する
　ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記装具又は前記回転軸に配置され、前記装具が前記指先部から受ける力を測定するセンサをさらに有する
ことを特徴とする請求項１～３，５，８～１２のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記回転軸に配置され、前記手指の伸展又は屈曲が可能な位置に前記装具を着脱可能な第１着脱部と、
　前記第１旋回部材に配置され、母指の掌側外転又は掌側内転が可能な位置に前記装具を着脱可能な第２着脱部と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項１～３，５，８～１２，１４のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記手指の伸展又は屈曲の動作を訓練する際に、前記手指の付け根位置近傍をタッピングするタッピング機構をさらに有する
ことを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記タッピング機構を駆動する第３モータと、
　前記第３モータを制御するコントローラと、をさらに有し、
　前記コントローラは、
　第１モータにより前記第１旋回部材を旋回させて前記手指を外力により運動させる他動運動から訓練対象者による前記手指の自発的な運動を受けて前記第１旋回部材を旋回させる自動運動に切り替わるタイミングで、前記タッピングを実行するように前記第３モータを制御するタッピング実行部を有する
ことを特徴とする請求項１６に記載の指訓練装置。
　前記コントローラは、
　ユーザの設定入力に基づいて前記タッピングを実行するタイミングを設定するタイミング設定部を有する
ことを特徴とする請求項１７に記載の指訓練装置。
　前記手指の動作に関連する人体部位に所定の刺激を付与する刺激付与装置と、
　前記刺激付与装置を制御するコントローラと、をさらに有し、
　前記コントローラは、
　第１モータにより前記第１旋回部材を旋回させて前記手指を外力により運動させる他動運動から訓練対象者による前記手指の自発的な運動を受けて前記第１旋回部材を旋回させる自動運動に切り替わるタイミングで、前記刺激を付与するように前記刺激付与装置を制御する刺激付与処理部を有する
ことを特徴とする請求項１～１８のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記第１旋回部材を前記第１旋回軸周りに旋回させる第１モータと、
　前記第１モータを制御するコントローラと、
　前記装具が前記指先部から受ける力を測定する測定部と、をさらに有し、
　前記コントローラは、
　所定の準備速度で前記第１旋回部材を旋回させた際に、前記測定部で測定した第１測定値を記録する第１記録部と、
　所定の訓練速度で前記第１旋回部材を旋回させた際に、前記測定部で測定した第２測定値を記録する第２記録部と、
　前記第２測定値と前記第１測定値との差分に基づいて、前記手指の人体反応による力を算出する第１人体反応力算出部と、を有する
　ことを特徴とする請求項１～１９のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記第１旋回部材を前記第１旋回軸周りに旋回させる第１モータと、
　前記第１モータの回転位置を検出する第１回転位置センサと、
　前記第１回転位置センサの検出結果に基づいて前記第１モータを制御するコントローラと、をさらに有し、
　前記コントローラは、
　前記第１モータにより前記第１旋回部材を旋回させて前記手指を外力により運動させる他動運動を行う際に、前記第１モータを第１設定速度で駆動させる第１他動運動制御部と、
　前記他動運動を行う際に、前記第１モータを前記第１設定速度よりも高速の第２設定速度で駆動させる第２他動運動制御部と、
　訓練対象者による前記手指の自発的な運動を受けて前記第１旋回部材を旋回させる自動運動を行う第１自動運動制御部と、
　前記第１回転位置センサにより検出された回転位置に基づいて、前記第１他動運動制御部による制御と、前記第２他動運動制御部による制御と、前記第１自動運動制御部による制御とを切り替える第１制御切替部と、を有する
ことを特徴とする請求項１～２０のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記訓練に関する表示を行う表示部をさらに有し、
　前記コントローラは、
　前記第１制御切替部により前記第２他動運動制御部による制御から前記第１自動運動制御部による制御へ切り替えた時点から所定時間経過するまでの間に前記手指の人体反応により前記第１旋回部材が旋回した量である人体反応量を、前記第１回転位置センサの検出結果に基づいて算出する第１人体反応量算出部と、
　前記人体反応量を前記表示部に表示させる第１表示制御部と、を有する
ことを特徴とする請求項２１に記載の指訓練装置。
　前記装具が前記指先部から受ける力を測定する測定部をさらに有し、
　前記コントローラは、
　所定の準備速度で前記第１旋回部材及び前記第２旋回部材の少なくとも一方を旋回させた際に、前記測定部で測定した第３測定値を記録する第３記録部と、
　所定の訓練速度で前記第１旋回部材及び前記第２旋回部材の少なくとも一方を旋回させた際に、前記測定部で測定した第４測定値を記録する第４記録部と、
　前記第３測定値と前記第４測定値との差分に基づいて、前記手指の人体反応による力を算出する第２人体反応力算出部と、を有する
　ことを特徴とする請求項６又は７に記載の指訓練装置。
　前記第１モータの回転位置を検出する第１回転位置センサと、
　前記第２モータの回転位置を検出する第２回転位置センサと、をさらに有し、
　前記コントローラは、
　前記第１回転位置センサの検出結果に基づいて前記第１モータを制御すると共に、前記第２回転位置センサの検出結果に基づいて前記第２モータを制御し、
　前記第１モータにより前記第１旋回部材を旋回させて前記手指を外力により運動させる他動運動を行う際に、前記第１モータを第１設定速度で駆動させる第１他動運動制御部と、
　前記他動運動を行う際に、前記第１モータを前記第１設定速度よりも高速の第２設定速度で駆動させる第２他動運動制御部と、
　訓練対象者による前記手指の自発的な運動を受けて前記第１旋回部材を旋回させる自動運動を行う第１自動運動制御部と、
　前記第１回転位置センサにより検出された回転位置に基づいて、前記第１他動運動制御部による制御と、前記第２他動運動制御部による制御と、前記第１自動運動制御部による制御とを切り替える第１制御切替部と、
　前記第２モータにより前記第２旋回部材を旋回させて前記手指を外力により運動させる他動運動を行う際に、前記第２モータを第３設定速度で駆動させる第３他動運動制御部と、
　前記他動運動を行う際に、前記第２モータを前記第３設定速度よりも高速の第４設定速度で駆動させる第４他動運動制御部と、
　訓練対象者による前記手指の自発的な運動を受けて前記第２旋回部材を旋回させる自動運動を行う第２自動運動制御部と、
　前記第２回転位置センサにより検出された回転位置に基づいて、前記第３他動運動制御部による制御と、前記第４他動運動制御部による制御と、前記第２自動運動制御部による制御とを切り替える第２制御切替部と、を有する
ことを特徴とする請求項６，７，２３のいずれか１項に記載の指訓練装置。
　前記訓練に関する表示を行う表示部をさらに有し、
　前記コントローラは、
　前記第１制御切替部により前記第２他動運動制御部による制御から前記第１自動運動制御部による制御へ切り替えた時点から所定時間経過するまでの間に前記手指の人体反応により前記第１旋回部材が旋回した量、及び、前記第２制御切替部により前記第４他動運動制御部による制御から前記第２自動運動制御部による制御へ切り替えた時点から所定時間経過するまでの間に前記手指の人体反応により前記第２旋回部材が旋回した量、の少なくとも一方である人体反応量を、前記第１回転位置センサ及び前記第２回転位置センサの少なくとも一方の検出結果に基づいて算出する第２人体反応量算出部と、
　前記人体反応量を前記表示部に表示させる第２表示制御部と、を有する
ことを特徴とする請求項２４に記載の指訓練装置。