JPH07328091A - 保護回路付超音波治療器 - Google Patents

保護回路付超音波治療器

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JPH07328091A
JPH07328091A JP15660194A JP15660194A JPH07328091A JP H07328091 A JPH07328091 A JP H07328091A JP 15660194 A JP15660194 A JP 15660194A JP 15660194 A JP15660194 A JP 15660194A JP H07328091 A JPH07328091 A JP H07328091A
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Akiji Hiramatsu
章治 平松
Mari Yokobe
眞里 横部
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Og Giken Co Ltd
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O G GIKEN KK
Og Giken Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動子を高効率に出力させながら、無負荷検
出を行なえる保護回路付超音波治療器を提供すること。 【構成】 超音波を発生する振動子(3)と、該振動子
(3)に供給する電力における電圧と電流の値を演算し
その演算値が基準値を超えた時信号を出力する無負荷検
出部(4)と、無負荷検出部(4)から出力信号を得た
時には振動子(3)に供給する電力を変更する電力変更
手段(5)とを有し、振動子(3)の共振周波数に該振
動子(3)へ供給する電力の周波数が一致するように発
振回路(1)を制御するPLL回路(10)を付加して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温熱治療やマッサージ
治療に用いる超音波治療器の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術として特公平6−22518号
公報に示されるものがあり、該公報には、超音波振動子
と、位相差を基準値と比較する無負荷検出部と、レベル
切換手段等からなる超音波治療装置が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来装置においては、
超音波振動子に供給する電力の電圧と電流に位相差が生
じる機器でないと無負荷検出部が作動しないという欠点
がある。即ち、超音波振動子が常に共振するように、超
音波振動子の共振周波数の変動に追従して供給電力の周
波数を変え位相差が生じないようにした効率の良い機器
には、前記公報の技術は使用できないという不都合があ
り、汎用性に乏しい構成である。
【0004】又、前述の位相差が生じることが前提であ
るから、位相差は生じているが基準値を越えていない状
態で使用する場合、効率のよくない状態で使用している
ことになる。即ち、共振周波数と供給電力の周波数とに
ずれが生じている状態で使用しているわけであるから、
所期の振動出力は発現しておらず、好適な治療効果を得
られない。本発明は上記問題点を解決したもので、振動
子を高効率に出力させながら、無負荷検出を行なえる保
護回路付超音波治療器を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、超音波を
発生する振動子(3)と、該振動子(3)に供給する電
力における電圧と電流の値を演算しその演算値が基準値
を超えた時信号を出力する無負荷検出部(4)と、無負
荷検出部(4)から出力信号を得た時には振動子(3)
に供給する電力を変更する電力変更手段(5)とを有す
る保護回路付超音波治療器である。前記振動子(3)の
共振周波数に該振動子(3)へ供給する電力の周波数が
一致するように発振回路(1)を制御するPLL回路
(10)を付加したものである。前記電力変更手段
(5)が、振動子(3)へ供給する電力にオンオフ制御
を掛けるオンオフ制御器(11)である。又、前記電力
変更手段(5)が、振動子(3)へ供給する電力を所定
時間切断するタイマースイッチ(12)であり、該スイ
ッチ(12)は所定時間経過後に振動子(3)へ電力を
供給し、その電力供給後に無負荷検出部(4)から信号
を受けない時は当該電力供給を続行し、無負荷検出部
(4)から信号を受けた時は、振動子(3)へ供給する
電力を所定時間切断するものである。更に他の構成は、
振動子(3)と、該振動子(3)の出力を検出する検出
電極(13)と、該電極(13)から得た電圧と前記振
動子(3)に供給する電圧又は電流の値を演算しその演
算値が基準値を超えた時信号を出力する無負荷検出部
(4)と、該検出部(4)の出力信号を得た時には振動
子(3)に供給する電力を変更する電力変更手段(5)
とからなる。
【0006】
【作用】超音波を発生する振動子3が無負荷状態になる
と該振動子3に供給する電力における電圧と電流の値が
変動する。無負荷検出部4は、前記電力における電圧と
電流の値を演算しその演算値が基準値を超えた時信号を
出力する。電力変更手段5は、前記無負荷検出部4から
信号を受けた時に、振動子3に供給する電力を低減又は
停止する等の変更を行なう。
【0007】又、電力変更手段5であるオンオフ制御器
11は、振動子3へ供給する電力にオンオフ制御を掛け
る。又、他の電力変更手段5であるタイマースイッチ1
2は、振動子3へ供給する電力を所定時間切断する。前
記タイマースイッチ12は所定時間経過後に振動子3へ
電力を供給し、その電力供給後に、無負荷検出部4から
信号を受けない時は該電力供給を続行し、該無負荷検出
部4から出力を受けた時は、振動子3へ供給する電力を
所定時間切断する。付加設置されるPLL回路10は、
振動子3の共振周波数に、該振動子3へ供給する電力の
周波数が一致するように、発振回路1を制御する。
【0008】又、振動子3の出力から電圧を検出するも
のにおいて、振動子3に取着した検出電極13は該振動
子3の出力を検出し、無負荷検出部4は、前記検出電極
13から得た電圧と前記振動子3に供給する電圧又は電
流の値を演算しその演算値が基準値を越えた時信号を出
力し、電力変更手段5は、無負荷検出部4の出力信号を
得た時に、振動子3に供給する電力を変更する。
【0009】
【実施例】本発明の第1、2、3、4実施例について図
面を参照して説明すると、先ず図1に示す第1実施例
は、1MHz又は3MHzで発振する発振回路1と、該
発振回路1の出力信号を用いて1MHz又は3MHzの
発振電力を作る出力段回路2と、該出力段回路2の出力
電力を得て超音波振動を発生する振動子3と、振動子3
の無負荷状態を検出する無負荷検出部4と、無負荷検出
部4の出力信号を得て振動子3に供給する前記電力を変
更する電力変更手段5と、超音波振動出力を調整する出
力調整器6とからなる。
【0010】更に、前記出力段回路2の出力部位と発振
回路1の所定部位との間にPLL回路10が設けられて
おり、出力段回路2の出力信号から電圧と電流の位相差
を検出し該位相差が0になるように発振回路1へ制御信
号を入力させるというループを形成したものである。P
LL回路10は、振動子3へ供給する電力の周波数が、
該振動子3の共振周波数に一致するように、発振回路1
の発振周波数を逐次変更制御するものである。
【0011】前記振動子3には、供給電極7が取着され
前記出力段回路2の出力電力が付与される。振動子3と
人体皮膚との接触が不完全であったり何も接触させない
状態では、振動子3は無負荷状態となっており、このよ
うな状態下では該振動子3は過熱すると共に、破損に至
る場合がある。前記無負荷検出部4は、前述の無負荷状
態を検出するものであり、振動子3に供給する電力にお
ける電圧と電流の値を演算し、その演算値が予め設定し
た基準値を越えた時を無負荷状態とみなし、無負荷状態
を示す信号を出力するものである。又、前述した演算の
値が基準値を越えた後に再び基準値内に至った時には、
無負荷検出部4は出力信号は消失し負荷状態を示す信号
を出力する。前記演算の内容は、電圧と電流の比を算出
している。
【0012】前記電力変更手段5は、出力段回路2を駆
動させる可変定電圧電源回路8と、該電源回路8の出力
電圧を変更調整する電圧調整器9とからなり、前記無負
荷検出部4から出力信号を得ると可変定電圧電源回路8
の出力電圧を低減させる。該低減させた電圧の大きさは
振動子3の特性により異なるが、超音波出力が約0.1
W/平方センチメートル以下になるような電圧とする。
前記出力調整器6は手動にて超音波振動出力を設定する
ものであり、前記電圧調整器9を制御している。前記可
変定電圧電源回路8は、定電圧回路であり、その出力電
圧は振動子3の出力が、例えば0から2W/平方センチ
メートル以上制御できるように可変できる。
【0013】第1実施例を使用するに際し、ゲル剤を塗
った皮膚に振動子3を接触させ、該振動子3から適宜超
音波振動を出力して、マッサージ治療や温熱治療を行な
う。治療に使用中、振動子3を無負荷状態にすると、該
振動子3の振動エネルギーが外部へ好適に放出されない
ため過熱する。この無負荷状態時には供給している電力
の電圧と電流は変動し、該電圧と電流の比が変化する
(一般に、無負荷状態時には電圧は上昇し電流は減少す
るので、電圧と電流の比は負荷状態の時より大きくな
る)。電圧と電流の比の値が、予め設定した基準値を越
えると、無負荷検出部4が信号を出力し、電圧調整器9
を作動させ、電圧調整器9が可変定電圧電源回路8に作
用して該電源回路8の出力電圧を低減させ、若干の電力
を振動子3に供給する。
【0014】第1実施例は、供給電力における電圧と電
流の比を見るものであるから、前述の低減時に電圧、電
流の値が小さくても比の算出は可能である。振動子3が
負荷状態になって電圧と電流の比の値が基準値内に至っ
た時には、無負荷検出部4の出力信号は消失し、電圧調
整器9が作動し、電圧調整器9が可変定電圧電源回路8
に作用して該電源回路8の出力電圧を復帰させ、通常使
用状態の電力を振動子3に供給する。
【0015】図2に示す第2実施例は、第1実施例にお
ける電力変更手段5にオンオフ制御器11を付加設置し
たものであって、該制御器11は無負荷検出部4と発振
回路1の間に設けられている。前記オンオフ制御器11
は、前記無負荷検出部4の出力信号を得た時には発振回
路1の発振周波に対して、当該周波数に比してはるかに
低い周波数で、デューティー比の小さい(一例では1:
10)パルスでオンオフ制御するものである。
【0016】図3に示す第3実施例は、第1実施例にお
ける電力変更手段5にタイマースイッチ12を付加設置
したものであって、該スイッチ12は無負荷検出部4と
電圧調整器9との間に設けられる。前記タイマースイッ
チ12は無負荷検出部4の出力を得ると時計作動し、振
動子3へ電力を所定時間供給しない。即ち、前記タイマ
ースイッチ12は、無負荷検出部4の出力を得ると作動
し、電圧調整器9に対して作用し、該スイッチ12が作
動中は可変定電圧電源回路8の出力電圧を0にする。
【0017】前記タイマースイッチ12が作動してから
所定時間(一例では約2秒)経過後にその作動を停止す
るが、この停止と同時に可変定電圧電源回路8の出力電
圧は通常使用状態の電圧に復帰する。前記電圧復帰時に
無負荷検出部4が信号を出力しない時は、可変定電圧電
源回路8は通常使用状態の電圧を続行して出力し、振動
子3に通常使用状態の電力を供給する。逆に、タイマー
スイッチ12が無負荷検出部4から出力信号を受けた時
は、該スイッチ12が作動すると共に可変定電圧電源回
路8の出力電圧を0にし、再度、振動子3へ電力を所定
時間供給しない。
【0018】図4に示す第4実施例は、第1実施例にお
ける無負荷検出部4ではその入力が振動子3へ供給する
電圧(以下供給電圧という)であったが、この供給電圧
の代りに、振動子の出力から取り出した電圧を用いる構
成である。即ち、振動子3には、該振動子3の出力を検
出する検出電極13が取着され、該電極13から得た電
圧(以下電極電圧という)と、前記供給電圧とを無負荷
検出部4に入力する。又は、前記電極電圧と、前記供給
電流とを無負荷検出部4に入力する。無負荷検出部4
は、前記電極電圧と供給電圧の比、又は前記電極電圧と
供給電流の比、を算出し、その算出値が基準値を超えた
時信号を出力するものである。
【0019】更に、前記検出電極13の出力は、電圧調
整器9にも接続し、出力制御に係るフィードバックルー
プを構成している。該ループによって、超音波振動出力
を出力調整器6で設定した設定値に安定させている。図
示を省略するが、本発明における無負荷検出部4及び電
力変更手段5を、発振回路の発振器に治療用の振動子を
兼用して、該振動子に供給する電力の周波数が振動子の
共振周波数とずれない構成の超音波治療器に実施するこ
とも可能である。
【0020】
【発明の効果】請求項1に記載した本発明は、振動子3
に供給する電力における電圧と電流の値の演算結果、即
ち比の値をもって無負荷状態を検出する構成であるか
ら、供給電力における電圧と電流の位相がずれる超音波
治療器、及び位相差が常時0の超音波治療器、のどちら
にも本発明を実現でき、汎用性に富むという効果があ
る。
【0021】請求項2に記載した本発明は、PLL回路
10を付加設置したものであるから、振動子3に供給す
る電力における電圧と電流の位相差を常に0にすること
ができ、振動子3を常時共振状態にして高効率に使用で
き、好都合である。特に、振動子3の負荷の状態がやや
不完全な負荷状態になりしかも基準値内であって無負荷
と判断されない場合においても、振動子3は共振状態で
作動するので、確実な超音波振動出力が得られ治療効果
を確実に達成できる。
【0022】請求項3に記載した本発明は、電力変更手
段5がオンオフ制御器11であるから、パルスのオンオ
フの周期を適宜に設定すれば、振動子3は過熱すること
なく、治療を続行できるという効果がある。
【0023】請求項4に記載した本発明は、電力変更手
段5がタイマースイッチ12であり、無負荷検出を定期
的に実施し、振動子3への供給電力は検出の都度加える
ものであって常時電力を供給しているものではないの
で、より一層振動子3の過熱の心配は無くなり、好都合
である。
【0024】請求項5に記載した本発明は、無負荷検出
部4の入力信号の一方を、振動子3の出力から得た電圧
とし、振動子3の実出力を検出したものであるから、振
動子3の無負荷検出ができることに加え、超音波振動出
力の有無を確実にとらえることもでき、振動子3の出力
に異常があれば即座に発見できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例におけるブロック図であ
る。
【図2】本発明の第2実施例におけるブロック図であ
る。
【図3】本発明の第3実施例におけるブロック図であ
る。
【図4】本発明の第4実施例におけるブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 発振回路 3 振動子 4 無負荷検出部 5 電力変更手段 10 PLL回路 11 オンオフ制御器 12 タイマースイッチ 13 検出電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波を発生する振動子(3)と、該振
    動子(3)に供給する電力における電圧と電流の値を演
    算しその演算値が基準値を超えた時信号を出力する無負
    荷検出部(4)と、無負荷検出部(4)から出力信号を
    得た時には振動子(3)に供給する電力を変更する電力
    変更手段(5)とを有する保護回路付超音波治療器。
  2. 【請求項2】 振動子(3)の共振周波数に該振動子
    (3)へ供給する電力の周波数が一致するように発振回
    路(1)を制御するPLL回路(10)を付加したこと
    を特徴とする請求項1記載の保護回路付超音波治療器。
  3. 【請求項3】 電力変更手段(5)が、振動子(3)へ
    供給する電力にオンオフ制御を掛けるオンオフ制御器
    (11)であることを特徴とする請求項1記載の保護回
    路付超音波治療器。
  4. 【請求項4】 電力変更手段(5)が、振動子(3)へ
    供給する電力を所定時間切断するタイマースイッチ(1
    2)であり、該スイッチ(12)は、所定時間経過後に
    振動子(3)へ電力を供給し、その電力供給後に無負荷
    検出部(4)から信号を受けない時は当該電力供給を続
    行し、無負荷検出部(4)から信号を受けた時は、振動
    子(3)へ供給する電力を所定時間切断することを特徴
    とする請求項1記載の保護回路付超音波治療器。
  5. 【請求項5】 超音波を発生する振動子(3)と、該振
    動子(3)の出力を検出する検出電極(13)と、該電
    極(13)から得た電圧と前記振動子(3)に供給する
    電圧又は電流の値を演算しその演算値が基準値を超えた
    時信号を出力する無負荷検出部(4)と、該検出部
    (4)の出力信号を得た時には振動子(3)に供給する
    電力を変更する電力変更手段(5)とからなる保護回路
    付超音波治療器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002248153A (ja) * 2001-02-23 2002-09-03 Matsushita Electric Works Ltd 超音波美容器
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