JP3651266B2 - 低周波治療器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高電圧パルスを人体に貼られた電極を通じて人体に通電することにより、低周波治療を行う低周波治療器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な低周波治療器は、電池等電源の直流電圧を高圧直流に昇圧し、昇圧回路で高圧直流と低電圧間に直列に接続された両電極端子を挟むスイッチング素子をスイッチング制御することにより、電極に高圧直流をパルス出力する。電極間に印加する出力パルス電圧の波高値は、昇圧回路出力と電極端子を制御するスイッチング素子との間に直列に接続された可変抵抗により、手動で制御されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の低周波治療器にあっては、電極端子に出力されるパルスの波高値は手動で動かされる可変抵抗のボリューム位置で決まるので、出力パルスの波高値による低周波刺激の強弱はマイコン制御できず、例えば複数の異なる低周波治療刺激パターンを組み合わせて、１つの治療モードを構成する場合、刺激パターンが遷移する度に体感強さが変化して、使用者に不快を与える等の問題点がある。
【０００４】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、パルス幅、パルス周波数等の異なる治療刺激を出力する場合、それら異なった刺激パターンであっても同じ強さ目盛における体感強さが同じになる低周波治療器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る低周波治療器は、高電圧パルスを人体に貼られた電極を通じて人体に通電することにより、低周波治療を行い、かつ強さを調整する手段を有するものにおいて、電源と、この電源の直流電圧を高圧直流電圧に昇圧する昇圧回路と、前記高圧直流電圧を高電圧パルスに変換するパルス発生部と、この高電圧パルスが印加される一対の電極と、前記電源と電極間に接続され、パルス幅、周波数等の異なる治療刺激パターンを出力する場合でも、同じ強さ目盛における体感強さが同じとなるように、出力パルスの波高値を制御する波高値制御手段と、を備えている。
【０００６】
この低周波治療器では、治療刺激パターンが変更されると、その時に設定されている強さと、変更後の治療刺激パターンとに応じ、体感強さが同じとなるように波高値制御手段により、出力パルスの波高値を制御する。
また、請求項１０に係る低周波治療器は、高電圧パルスを人体に貼られた電極を通じて人体に通電することにより、低周波治療を行い、かつ速さを調整する手段を有するものにおいて、電源と、この電源の直流電圧を高圧直流電圧に昇圧する昇圧回路と、前記高圧直流電圧を高電圧パルスに変換するパルス発生部と、この高電圧パルスが印加される一対の電極と、前記電源と電極間に接続され、パルス幅、周波数等の異なる治療刺激パターンを出力する場合でも、同じ速さ目盛における体感強さが同じとなるように、出力パルスの波高値を制御する波高値制御手段と、を備えている。
【０００７】
この低周波治療器によれば、治療刺激パターンが変更されると、この時に設定されている速さと、変更後の治療刺激パターンとに応じ、体感強さが同じとなるように、波高値制御手段により出力パルスを制御する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態である低周波治療器の平面図である。この低周波治療器は、本体ケース１と電極２、３からなり、本体ケース１は主体部４と把手部５とから構成されている。主体部４の表面には、肩キー６、腰キー７、足裏キー８、腕キー９、脚キー１０、関節キー１１等の部位キーが、さらにたたきキー１２、もむキー１３、おすキー１４、さするキー１５、電源キー１６を備えている。また、中央部には表示部１７が設けられている。把手部５には、右側にエンドレス回転可能な強さダイヤル（強さ調整手段）１８、左側に速さダイヤル（速さ調整手段）１９が、それぞれ設けられている。ここでは強さダイヤル１８は０から１５段階までを、速さダイヤル１９は１から１５段階（目盛）までを表示部１７で表示可能に構成されている。
【０００９】
図２は、この実施形態低周波治療器の回路図である。この低周波治療器は回路的には、電池２１を含む電源回路２２、電源回路２２の電圧を１００Ｖ程に昇圧する昇圧回路２３、マイクロコンピュータ２４、強さダイヤル１８、速さダイヤル１９、その他のキースイッチを含む操作スイッチ部２５、トランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、……、Ｔｒ₅ を含む印加電圧制御部２６、トランジスタＴｒ₆ 、Ｔｒ₇ 、Ｔｒ₈ 、……、Ｔｒ₁₁を含む波形成形及び出力部２７、及びトランジスタＴｒ₁₂を含む電流検知部２８を備えている。出力部２７のジャック２９に電極２、３が接続される。 昇圧回路２３は、コイルＬ₁ と、ダイオードＤ₁ と、このダイオードＤ₁ のカソード側と接地間に接続されるコンデンサＣ₁ 、ツェナダイオードＺＤ₁ と、ダイオードＤ₁ のアノードと接地間に接続されるトランジスタＴｒ₁₂と、このトランジスタＴｒ₁₂のベースと接地間に接続されるコンデンサＣ₂ と、マイクロコンピュータ２４とトランジスタＴｒ₁₂のベース間に接続されるコンデンサＣ₂ 、抵抗ｒの並列回路と、出力側の抵抗ｒ₀ とを備えている。
【００１０】
印加電圧制御部２６は、各トランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、……、Ｔｒ₅ のコレクタが、それぞれ抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、……、ｒ₅ を介して、昇圧回路２３の出力に接続されており、各トランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、……、Ｔｒ₅ のエミッタは接地接続されている。また、各トランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、……、Ｔｒ₅ のベースには、マイクロコンピュータ２４から、抵抗ｒ₁₁、ｒ₁₂、……、ｒ₁₅を介して、制御信号ｄ₁ 、ｄ₂ 、……、ｄ₅ が入力されている。
【００１１】
波形成形及び出力部２７は、トランジスタＴｒ₈ 、Ｔｒ₉ 、Ｔｒ₁₀、Ｔｒ₁₁がブリッジ接続され、トランジスタＴｒ₈ のコレクタとトランジスタＴｒ₁₀のエミッタの接続点と、トランジスタＴｒ₉ のコレクタとトランジスタＴｒ₁₁のエミッタの接続点とに、それぞれ電極接続用のジャック２９が接続されている。マイクロコンピュータ２４より、信号ｄ₆ 、ｄ₇ 、ｄ₈ 、ｄ₉ が、それぞれ抵抗ｒ₂₁、ｒ₂₅、ｒ₂₇、ｒ₂₉を介して、トランジスタＴｒ₆ 、Ｔｒ₇ 、Ｔｒ₁₆、Ｔｒ₁₇に加えられ、これらの信号ｄ₆ 、……、ｄ₉ の状態によって、トランジスタＴｒ₆ 、Ｔｒ₇ 、……、Ｔｒ₁₆、Ｔｒ₁₇がＯＮ、ＯＦＦし、応じて波形成形及び出力部２７の各トランジスタＴｒ₈ 、Ｔｒ₉ 、Ｔｒ₁₀、Ｔｒ₁₁がＯＮ、ＯＦＦされるようになっている。
【００１２】
また、マイクロコンピュータ２４内のメモリには、図３に示すテーブルが記憶されている。このテーブルは、強さダイヤルを１から１５段階まで変化させた場合、各段階における「たたく」モードと「もむ」モードの場合の、同じ体感を得るためのパルス幅〔μｓ〕及び電圧（Ｖ）を示すものである。例えば、強さ段階「１１」の場合、「たたく」モードでは、パルス幅が２００〔μｓ〕、電圧が７９〔Ｖ〕である（図４の波形参照）に対し、強さ段階「１１」のままで、「もむ」モードとすると、同一体感を得るために、パルス幅５０〔μｓ〕、電圧６５〔Ｖ〕の片極出力とする必要がある。
【００１３】
そのため、図２の昇圧回路２３の出力が強さ段階「１１」、「たたく」モードで７９〔Ｖ〕とされていた状態から「もむ」モードとするために、昇圧回路２３の出力を６５〔Ｖ〕とする必要がある。マイクロコンピュータ２４は、強さ「１１」、「もむ」モードで「たたく」モードと同じ体感を得るため、パルス幅５０〔μｓ〕、電圧６５〔Ｖ〕が得られるよう、信号ｄ₁ 、ｄ₂ 、……、ｄ₅ を印加電圧制御部２６に入力し、トランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、……、Ｔｒ₅ を適宜ＯＮして、合成抵抗を下げ、昇圧回路２３に適切な出力を得る。
【００１４】
図５は、この発明の他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。ここでは、図２で示したマイクロコンピュータ２４よりも、＋側の部分は省略しているが、図に示すものと同様の回路である。以降、図５ないし図８においても同様である。この実施形態低周波治療器は、昇圧回路２３と、波形成形及び出力部２７間に印加電圧制御部２６を設けている。この印加電圧制御部２６は、複数個の抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、ｒ₃ 、ｒ₄ が直列接続されてなり、さらに抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、ｒ₃ 、ｒ₄ には並列にスイッチング用のトランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、Ｔｒ₃ 、Ｔｒ₄ を接続し、これらトランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、Ｔｒ₃ 、Ｔｒ₄ を信号ｄ₁ 、ｄ₂ 、ｄ₃ 、ｄ₄ にて、適宜ＯＮ、ＯＦＦし、抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、ｒ₃ 、ｒ₄ のいずれかを接続、あるいは短絡し、電圧降下分を調整し、出力部２７への電圧を所望のものとする。
【００１５】
図６は、この発明のさらに他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。図５で示したものが、印加電圧制御部２６を、抵抗の直列接続で構成したのに対し、並列接続で形成した点が相違する。昇圧回路２３と、波形成形及び出力部２７間に各抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、ｒ₃ 、ｒ₄ と、各トランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、Ｔｒ₃ 、Ｔｒ₄ を直列接続して、それらを並列接続したものである。マイクロコンピュータ２４からの信号ｄ₁ 、ｄ₂ 、ｄ₃ 、ｄ₄ によって、トランジスタＴｒ₁ 、……、Ｔｒ₄ をＯＮし、対応する抵抗を接続し、ＯＦＦで開放し、合成抵抗値を適正にし、所望の高電圧を波形成形及び出力部２７に出力する。
【００１６】
図７は、この発明のさらに他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。図２で示したものが、印加電圧制御部２６を、複数の抵抗にそれぞれスイッチング用のトランジスタを直列接続したものを、昇圧回路２３の出力と接地間で並列接続したものであるに対し、ここでは、１個の抵抗ｒ₁ と１個のトランジスタＴｒ₁ を直列接続して、昇圧回路２３の出力と接地間に接続したものである。マイクロコンピュータ２４よりの信号ｄ₁ のデュティを変化させることにより、昇圧回路２３からの高圧パルスの波形成形及び出力部２７への出力を制御することができる。
【００１７】
図８は、この発明のさらに他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。図５に示したものが、印加電圧制御部２６を、昇圧回路２３と波形成形及び出力部２７との間に設けているが、ここでは電源部２２と昇圧回路２３間に設けている。つまり、抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、ｒ₃ 、ｒ₄ を直列に接続して、電源部２２と、昇圧回路２３に一端を接続するとともに、各抵抗ｒ₁ 、ｒ₂ 、ｒ₃ 、ｒ₄ に並列にスイッチング用のトランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、……、Ｔｒ₄ を接続している。マイクロコンピュータ２４からの信号ｄ₁ 、ｄ₂ 、ｄ₃ 、ｄ₄ によりトランジスタＴｒ₁ 、Ｔｒ₂ 、Ｔｒ₃ 、Ｔｒ₄ がＯＮすると、その対応する抵抗は短絡状態となり、電圧降下すべき抵抗から除外されることになり、その分、高いめの電圧が昇圧回路２３より出力し、波形成形及び出力部２７にも高いパルス電圧が出力される。
【００１８】
なお、図３のテーブルは、強さの段階を考慮したものであるが、速さの段階変化に応じ、それぞれ対応した体感が「たたく」と「もむ」が混在する場合でも、体感を同じとするように、出力部の高圧を制御することができる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、パルス幅、周波数等の異なる治療刺激パターンを出力する場合でも、同じ強さ目盛、あるいは同じ速さ目盛における体感が同じとなるように、出力パルスの波高値を制御する波高値制御手段を備えているので、本来意図する刺激強さを、パルス幅、パルス周波数等の異なる治療パターンであっても安定した出力をすることができるという効果がある。
【００２０】
また、パルス幅、パルス周波数等の異なる治療刺激を連続して出力しても、使用者は安定した体感を得ることができるので、例えば、１２００Ｈｚなどの高い周波数と、１〜２０Ｈｚなどの低い周波数を１つの治療データの中で組み合わせるることが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である低周波治療器の外観平面図である。
【図２】同実施形態低周波治療器の内部回路を示す回路図である。
【図３】同実施形態低周波治療器のメモリに記憶されるテーブル例を示す図である。
【図４】強さ段階が同じとする場合の「たたく」モードから「もむ」モードとする場合のパルス幅、電圧の変化例である。
【図５】この発明の他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態低周波治療器の要部を示す回路図である。
【符号の説明】
１８ 強さダイヤル
２３ 昇圧回路
２４ マイクロコンピュータ
２６ 印加電圧制御部
２７ 波形成形及び出力部
２９ 電極接続ジャック
Ｔｒ₁ 、……、Ｔｒ₅ トランジスタ
ｒ₁ 、……、ｒ₅ 抵抗

Claims (10)

1. 高電圧パルスを人体に貼られた電極を通じて人体に通電することにより、低周波治療を行い、かつ強さを調整する手段を有する低周波治療器において、
   電源と、この電源の直流電圧を高圧直流電圧に昇圧する昇圧回路と、前記高圧直流電圧を高電圧パルスに変換するパルス発生部と、この高電圧パルスが印加される一対の電極と、前記電源と電極間に接続され、パルス幅、周波数等の異なる治療刺激パターンを出力する場合でも、同じ強さ目盛における体感強さが同じとなるように、出力パルスの波高値を制御する波高値制御手段と、を備えたことを特徴とする低周波治療器。
2. 前記波高値制御手段は、出力刺激のパルス幅、パルス周波数等の異なる刺激パターン種類と出力パルス振幅の関係、及び強さ目盛との関係をテーブルとして持つことを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
3. 前記強さ調整手段は、ダイヤル式のものを使用し、前記波高値制御手段は、前記強さダイヤルの設定値に応じて、出力パルスの波高値を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の低周波治療器。
4. 前記波高値制御手段は、前記昇圧回路と前記電極との間に、複数個の抵抗器の直列回路と、前記各抵抗器に並列に接続される複数個のスイッチング素子とを備え、いずれのスイッチング素子をＯＮあるいはＯＦＦさせるかにより、刺激パターンの種類に応じ、出力パルスの波高値を制御することを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
5. 前記波高値制御手段は、前記昇圧回路と前記電極との間に、抵抗器とスイッチング素子の直列回路が複数組、並列に接続されたものであり、いずれのスイッチング素子をＯＮあるいはＯＦＦさせるかにより、刺激パターンの種類に応じ、出力パルスの波高値を制御することを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
6. 前記波高値制御手段は、前記昇圧回路と接地との間に、抵抗器とスイッチング素子の直列回路が複数組、並列に接続されたものであり、いずれのスイッチング素子をＯＮあるいはＯＦＦさせるかにより、刺激パターンの種類に応じ、出力パルスの波高値を制御することを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
7. 前記波高値制御手段は、前記昇圧回路出力と接地との間に、１個の抵抗とこの抵抗に直列に接続されたスイッチング素子を並列に接続し、このスイッチング素子をパルス制御して、そのパルスデュティを可変させることにより、出力パルスの波高値の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
8. 前記波高値制御手段は、前記電源と前記昇圧回路の間に、１個ないし複数個の固定抵抗を直列に接続し、各々の固定抵抗に並列にスイッチング素子をそれぞれ接続して、そのスイッチング素子を選択、組み合わせることにより、出力パルスの波高値の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
9. 前記波高値制御手段は、前記昇圧回路のコイル出力と接地間に接続されたスイッチング素子のスイッチングパルスデュティを可変させることにより、出力パルスの波高値の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の低周波治療器。
10. 高電圧パルスを人体に貼られた電極を通じて人体に通電することにより、低周波治療を行い、かつ速さを調整する手段を有する低周波治療器において、
    電源と、この電源の直流電圧を高圧直流電圧に昇圧する昇圧回路と、前記高圧直流電圧を高電圧パルスに変換するパルス発生部と、この高電圧パルスが印加される一対の電極と、前記電源と電極間に接続され、パルス幅、周波数等の異なる治療刺激パターンを出力する場合でも、同じ速さ目盛における体感強さが同じとなるように、出力パルスの波高値を制御する波高値制御手段と、を備えたことを特徴とする低周波治療器。

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