WO2019225537A1 - 低周波電気刺激装置用防水ケース、防水型低周波電気刺激装置、及び、低周波電気刺激用絶縁体電極 - Google Patents

低周波電気刺激装置用防水ケース、防水型低周波電気刺激装置、及び、低周波電気刺激用絶縁体電極 Download PDF

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waterproof
frequency electrical
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深江　公俊
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Fukae Kimitoshi
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Definitions

  • the present invention relates to a technique that can safely apply low-frequency electrical stimulation to a human body in water by bringing an electrode into contact with the skin.
  • low frequency electrical stimulation devices include low frequency treatment devices and EMS (muscle electrical stimulation) devices.
  • the low-frequency treatment device applies low-frequency electrical stimulation to the human body to provide effects such as pain relief, blood circulation promotion, massage effect, improvement of peripheral nerve palsy, and muscle fatigue recovery.
  • the EMS apparatus strengthens muscular strength by applying low-frequency electrical stimulation to muscles, and both are widely used.
  • These devices are provided with at least two conductive electrodes, which are in contact with the affected part of the human body to apply low-frequency electrical stimulation to the human body.
  • the low-frequency electrical stimulation device has a configuration in which an electrode cord extends from the device body and a conductive electrode is attached to the electrode cord.
  • a cordless low-frequency electrical stimulation apparatus in which a low-frequency electrical stimulation apparatus main body and a conductive electrode are integrated in a sheet shape has also become widespread.
  • Patent Document 1 shows an example of a low-frequency electrical stimulation device.
  • a low frequency electrical stimulation device comprises a device body that produces a low frequency electrical stimulation output and a corded conductive electrode connected to the device body.
  • a display unit, an operation unit, a power switch and the like are provided on the surface of the apparatus main body. The user can select an electrical stimulation output, an electrical stimulation waveform, or the like on the operation unit. Since the conductive electrode is provided with an electrode cord, it can be brought into contact with any position of the body.
  • Patent document 2 shows the form example of a cordless low frequency electrical stimulation apparatus.
  • the cordless low-frequency electrical stimulation device is integrally formed with a main body for producing a low-frequency electrical stimulation output and a sheet-like conductive electrode extending from the main body to the left and right.
  • a push switch type operation switch is attached to the surface of the main body, and the user can operate the apparatus by pressing the push switch type operation switch.
  • this device is attached to a location such as the back that is out of reach, the operation switch cannot be pressed, and some devices can be operated wirelessly from a smart phone or the like.
  • the distance between the electrodes cannot be changed because the arrangement of the conductive electrodes is fixed, but it can be easily attached because it is small and thin.
  • Patent Document 3 shows an example of an electric bath that can obtain low-frequency stimulation in a bath.
  • a stainless steel electrode plate is fixed to the bathtub wall, and low frequency stimulation is transmitted to the electrode from a power source placed in a dry separate room.
  • the surface of the electrode is covered with a resin plate having a hole so that the bather does not touch the electrode.
  • abuts skin in bath water is shown.
  • the conductive electrode has an insulating handle portion, and the user holds the handle portion so as not to get an electric shock and abuts the conductive electrode portion against the affected area.
  • Patent Document 5 discloses an example in which a ceramic insulator electrode having a high relative dielectric constant is brought into contact with the human head. By applying a high-frequency alternating current of 50 kHz to 500 kHz between the insulator electrodes, the impedance of the insulator electrodes is lowered, an alternating electric field is applied to the tumor cells existing between the electrodes, and the tumor cells are destroyed. However, there is no description about the insulator electrode for low frequency electrical stimulation. In Non-Patent Document 1, when an insulator electrode is considered as a stimulation electrode for a living body, the impedance of the insulator electrode at the frequency of the stimulation signal needs to be smaller than the impedance of the living tissue, and is several ⁇ F / cm 2 or more. It is stated that there must be no electrostatic capacity.
  • JP 2009-136472 A JP-A-7-136286 Patent No. 4057409 Utility Model Application Publication No. 12367 USP 8170684
  • low frequency electrical stimulation devices have used conductive electrodes, and their use has been prohibited when the electrode surface is wet. If the conductive electrode is used while the skin is wet, current may concentrate on sweat glands and pores, which are low resistance parts of the skin, which may cause burns and intense irritation. In addition, when used for a long time, the pH of water may change due to electrolysis of water, which may cause skin irritation. There was also a risk of electrode material elution. Therefore, the low-frequency electrical stimulation device is used under dry conditions such as indoors and inevitably has no waterproof specification.
  • a low-frequency electrical stimulation device that is widely used in the world and used in an indoor environment applies a pulse voltage between conductive electrodes to pass a minute current through the human body. When the electrode is separated from the skin, the energization circuit is opened and the current becomes zero.
  • the low-frequency electrical stimulation device is structured to turn off the electrical stimulation output when this zero current is detected. This is to prevent the person who touches the electrode without knowing it from suddenly receiving strong electrical stimulation even if the user stops using it. This is a safety measure and also prevents unnecessary power consumption.
  • the insulator electrode for low-frequency electrical stimulation when used in water, even if the use is stopped and the electrode is separated from the skin, a circuit is formed through the surrounding water and current continues to flow. There is a problem that the low-frequency electrical stimulation device cannot detect that the skin is separated from the electrode.
  • the skin is an insulator film having a capacitance of about 10 to 20 nF / cm 2 . Therefore, when an insulator film is used as an electrode, the synthetic capacitance becomes small unless the film has a capacitance that is significantly larger than the capacitance of the skin, and effective low-frequency electrical stimulation is applied to the human body. It was thought that it could not be given. If the film thickness is reduced in order to increase the capacitance of the insulator film, the strength of the insulator film is reduced. In order to increase the film thickness and increase the capacitance, an insulator having a large relative dielectric constant is required. A sintered ceramic ceramic film typified by barium titanate has a relative dielectric constant of more than 15000, but it breaks when bent. If it is a resin, it will be flexible, but it has a problem that its relative dielectric constant is as small as 3 to 10.
  • the waterproof case invention in the waterproof case invention according to claim 1 of the present invention, at least a pair of insulator electrodes for low-frequency electrical stimulation, and electrical stimulation output lines of a non-waterproof low-frequency electrical stimulation device housed inside the waterproof case and the electrodes.
  • a waterproof case for a non-waterproof type low-frequency electrical stimulation device comprising: a terminal connection portion for electrically connecting the two.
  • the bag in the bag having a waterproof seal portion that can be freely opened and closed, the bag has at least one opening on the surface, and the opening has a capacitance of 0.36 nF / cm 2 or more.
  • the waterproof low-frequency electrical stimulation device comprises at least a pair of low-frequency electrical stimulation insulator electrodes and at least one energization permission switch or energization permission sensor. A waterproof low-frequency electrical stimulation device was used.
  • the insulator electrode film for low-frequency electrical stimulation has a capacitance of 0.36 nF / cm 2 or more, and the edge electrode film has a relative dielectric constant to the resin.
  • Insulating electrode film for low-frequency electrical stimulation characterized in that 10 to 70% by volume of large inorganic oxide fine particles were dispersed.
  • the insulator electrode film for low-frequency electrical stimulation according to claim 5 selected from polyvinylidene fluoride (PVDF) monopolymer, polyvinylidene fluoride (PVDF) copolymer, and polyvinylidene fluoride (PVDF) terpolymer 5.
  • the low frequency electrical stimulation use according to claim 4, wherein the resin is a single resin selected from the group consisting of two or more selected from the monopolymer, the copolymer, and the terpolymer. An insulator electrode film was obtained.
  • an insulator electrode for low-frequency electrical stimulation in the invention of an insulator electrode for low-frequency electrical stimulation according to claim 6, an insulator electrode film for low-frequency electrical stimulation according to claims 4 to 5, and a conductive substrate formed on the back surface of the insulator electrode film, An electrical stimulation output core wire electrically connected to the conductive substrate, a waterproof cord covering the electrical stimulation output core wire, an exposed charging portion of the conductive substrate and the electrical stimulation output core wire, and the insulator electrode An insulating covering for covering a part of the membrane and the waterproof cord, and an insulating electrode for low-frequency electrical stimulation, characterized in that it is configured.
  • the body of the low-frequency electrical stimulation device is housed in the waterproof case for the non-waterproof low-frequency electrical stimulation device according to the first aspect of the invention, so that low-frequency electrical stimulation can be safely given to the human body even in water or in the bath. It will be possible.
  • the waterproof bag for push-switch type low frequency electrical stimulation devices according to the invention according to claim 2 stores the cordless low frequency electrical stimulation device compatible with waterproof bags in which an energization permission sensor function and an underwater communication function are added to the cordless low frequency electrical stimulation device. By doing so, it becomes possible to give low-frequency electrical stimulation to the human body safely even in water or bath water.
  • the low-frequency electrical stimulation device or the cordless low-frequency electrical stimulation device can be safely applied to the human body in the water, in the bath water or at the time of bathing. become able to do.
  • the invention according to claims 4 to 6 realizes a flexible insulator electrode for low-frequency electrical stimulation that can be used in water or bath water.
  • the insulator electrode for low frequency electrical stimulation of the present invention can be used indoors by placing a wet cloth on the electrode surface. In this case, since the adhesive gel is unnecessary, sticky discomfort and the replacement cost of the adhesive gel are eliminated.
  • an adhesive gel can be placed on the surface of the insulator electrode. When the surface of the insulator electrode is dried, the low frequency electrical stimulation is not transmitted and the human body feels nothing.
  • the waterproof case for non-waterproof low-frequency electrical stimulator means that the low-frequency electrical stimulator body can be used during bathing by housing the body of the non-waterproof low-frequency electrical stimulator used indoors. It is.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a waterproof case 101 for a non-waterproof low-frequency electrical stimulation device according to the present invention.
  • FIG. 2 shows an internal configuration in which the upper cover 1015 of the waterproof case 101 is opened.
  • the waterproof case 101 includes an upper lid 1015, a lower case 1014, a low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1011 and an energization permission switch 1012 connected to the lower case, and a non-waterproof low-frequency electrical stimulation accommodated therein.
  • the terminal connection part 1013 which electrically connects the electrical stimulation output line from the apparatus main body 102, the insulator electrode for low frequency electrical stimulation, and an energization permission switch, etc. are comprised.
  • the number of the insulator electrodes is not limited to two as long as it is two or more.
  • the connection plug 10131 extending from the terminal connection portion 1013 is inserted into the output jack portion 1021 of the non-waterproof type low frequency electrical stimulation device main body 102 to be accommodated, and the device main body 102 is
  • the waterproof case 101 can be used by closing the upper lid 1015 with the O-ring 1018 and closing the buckle 1017.
  • the upper lid 1015 is provided with a waterproof switch 10151, and the operation switch 1022 of the apparatus main body 102 can be operated by pressing the waterproof switch.
  • general resin materials such as acrylic resin, polycarbonate resin, vinyl chloride resin, and ABS resin can be used.
  • the upper lid 1015 and the lower case 1014 are coupled by a hinge 1019 and sealed with an O-ring 1018 interposed therebetween, but the structure of the waterproof case need not be limited to this. .
  • This waterproof case is hung on the bathroom wall. Alternatively, it may be used floating on the hot water surface. Since the waterproof case body is not submerged, a simple waterproof structure can be taken.
  • a fixing spacer or a locking piece may be appropriately disposed. By appropriately setting the capacitance of the insulator electrode, it is possible to deal with a non-waterproof low-frequency electrical stimulation device body having various output voltage specifications.
  • the insulator film used as the electrode is called an insulator electrode film.
  • An electrode using an insulator electrode film is called an insulator electrode.
  • the present inventor has the relationship between the capacitance of the insulator electrode for low frequency electrical stimulation and the peak value voltage of the low frequency electrical stimulation rectangular wave pulse that allows the human body to feel the low frequency electrical stimulation in water of about 40 ° C. Was measured.
  • As the insulator electrode film used for the measurement a barium titanate-based sintered film and various resin films were used. In general, a frequency of about 1 Hz to 1200 Hz is used in the low frequency electrical stimulation.
  • the frequency dependence of the peak voltage at which the human body feels the low frequency electrical stimulation is small, 50 Hz is used as a standard frequency. Since the on-time of the rectangular wave pulse voltage is generally several tens of microseconds to several hundred microseconds, it is set to 300 microseconds. After generating rectangular wave pulses of the same polarity 200 times, a pause of 0.5 seconds was placed, and then a cycle of generating rectangular wave pulses of reverse polarity 200 times was repeated. As the area of the insulator electrode is larger, a low frequency electrical stimulation is felt at a lower peak voltage, but when the area exceeds 50 cm 2 , the peak voltage at which the low frequency electrical stimulation starts to be felt becomes constant. Was 50 cm 2 .
  • the measurement results are shown in FIG.
  • the vertical axis represents a voltage [V] which is half of the peak value voltage, and is a voltage applied to the insulator electrode on one side.
  • the horizontal axis represents the capacitance Cn [nF / cm 2 ] per unit area of the insulator electrode for low frequency electrical stimulation on one side.
  • the black triangle mark ( ⁇ ) is the detection lower limit voltage at which the human body begins to feel low-frequency electrical stimulation.
  • the black circle mark ( ⁇ ) is an allowable upper limit voltage at which low frequency electrical stimulation is too strong and starts to feel uncomfortable or painful. It can be seen that when Cn is increased, both voltages are flat, and when Cn is decreased, both voltages are rapidly increased.
  • FIG. 30 is an enlarged view of the vicinity of the origin on the vertical axis in FIG.
  • the detection lower limit voltage is constant at about 2 V at 44 nF / cm 2 or more.
  • the allowable upper limit voltage is constant at about 9 V at 94 nF / cm 2 or more. That is, from the viewpoint of lowering the allowable upper limit voltage, increasing Cn beyond this is not effective.
  • FIG. 31 is an enlarged view of the vicinity of the origin of the horizontal axis in FIG. Both the detection lower limit voltage and the allowable upper limit voltage rapidly increase as Cn decreases.
  • this value is the minimum capacitance per unit area of the insulator electrode on one side, which is necessary for applying electrical stimulation to the human body using the low-frequency pulse voltage.
  • the allowable upper limit voltage is 255 V when Cn is 0.36 nF / cm 2 . Therefore, the minimum Cn necessary to feel the stimulus up to the allowable upper limit is considered to be 0.36 nF / cm 2 .
  • a peak value of 510 V is applied between the electrodes, and the peak current reaches 2.3 A, but the time constant is about 1 ⁇ sec and the human body is not damaged.
  • the capacitance per unit area of the insulator electrode on one side is 0.063 nF / cm in order to give the lower detection limit stimulus. It can be concluded that 2 or more is necessary, and that 0.36 nF / cm 2 or more is necessary to give an allowable upper limit stimulus.
  • the output voltage of the low-frequency electrical stimulation device (the voltage applied to the insulator electrodes on both sides) is a wave of 4 V or more for giving a sensing lower limit stimulus, 18 V or more for giving an allowable upper limit stimulus. It can be concluded that a high voltage is necessary.
  • the capacitance of the low-frequency electrical stimulation insulator electrode is 0.36 nF / cm 2 or more. More desirably, it is 1 nF / cm 2 or more. If it is 1 nF / cm 2 or more, an allowable upper limit stimulus can be applied at a pulse peak value of 200 V, which is the maximum voltage used in a home low-frequency treatment device. More desirably, it is 2 nF / cm 2 or more. If it is 2 nF / cm 2 or more, an allowable upper limit stimulus can be applied at a pulse peak value of 100 V used in a home-use low-frequency treatment device that has been widely used. More preferably, it is 5 nF / cm 2 so that even the safety extra low voltage (SELV) can be felt up to the allowable upper limit stimulus.
  • SELV safety extra low voltage
  • Cn [nF / cm 2 ] 0.8854 ⁇ r / t (3)
  • t is a value representing the thickness of the insulator electrode film in units of [ ⁇ m]. That is, for example, when the relative dielectric constant is 10 and the film thickness is 10 ⁇ m, Cn is 0.8854 nF / cm 2 .
  • the dielectric constant of the insulator electrode film is larger.
  • the relative dielectric constant of barium titanate-based ferroelectric ceramic exceeds 15,000, but it will crack when bent. Since the insulator electrode for low frequency electrical stimulation is used in contact with the human body, it is better to be flexible.
  • the resin film is flexible, but the relative dielectric constant is generally as small as about 3 to 10, so that the capacitance cannot be obtained unless it is thinned.
  • mechanical strength, withstand voltage, and durability decrease when the thickness is reduced. If the film thickness is increased, the mechanical strength, withstand voltage, and durability increase, but the capacitance decreases, so that it cannot be used unless the applied voltage is increased. Thus, there is a trade-off relationship between film thickness and capacitance.
  • Table 1 shows the relative dielectric constant of the insulator electrode film required to achieve the required capacitance Cn [nF / cm 2 ].
  • the film thickness of the resin film is 4 ⁇ m or more. If it is less than 4 ⁇ m, it is too thin, and its mechanical strength, withstand voltage and durability are weak and impractical. For example, when Cn is 0.36, a peak value voltage of 500 V is required, but in this case, the withstand voltage is insufficient with a thickness of 4 ⁇ m. If the film thickness is 20 ⁇ m or more, there is no problem in terms of voltage resistance and durability. Therefore, any resin film having a relative dielectric constant of 8.1 or more can be used.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • 500V is a peak voltage applied to the insulator electrodes on both sides, but it is desirable that only one side has a withstand voltage and durability of 500V.
  • Cn 1
  • the peak voltage is 200 V.
  • 10 ⁇ m is required for withstand voltage and durability, so that the relative dielectric constant is 11.3 or more.
  • the peak voltage is 100V. In terms of voltage resistance, it can withstand 4 ⁇ m, but there is a concern about durability. 10 ⁇ m or more is desirable. That is, the relative permittivity may be 22.6 or more.
  • Cn is 5, it can be used by applying 42V. In this case, even a film thickness of 4 ⁇ m can be used because the applied voltage is low, and the relative permittivity may be 22.6 or more.
  • the applied voltage is preferably low and the film thickness is preferably thick. In other words, it is desirable that it can be used in the lower right direction of Table 1. That is, the larger the relative dielectric constant, the better.
  • the relative dielectric constant needs to be 8 or 8 or more, and preferably 25 or more. More preferably, the relative dielectric constant is 50 or more. Most desirably, the relative dielectric constant is 100 or more.
  • Such insulator electrode film materials include polyvinylidene fluoride (PVDF) monomers, and PVDF materials such as vinylidene fluoride (VDF), chlorotrifluoroethylene (CTFE), and chlorofluoroethylene (CFE).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • VDF vinylidene fluoride
  • CTFE chlorotrifluoroethylene
  • CFE chlorofluoroethylene
  • TFE represents tetrafluoroethylene.
  • the mixture of a PVDF homopolymer and the said copolymer and terpolymer, or the mixture of the said copolymer and terpolymer is mentioned.
  • the copolymer or terpolymer or a mixture of the copolymer, terpolymer and PVDF homopolymer may be a film stretched uniaxially or biaxially.
  • P (VDF-TrFE-CTFE) terpolymers and P (VDF-TrFE-CFE) terpolymers can be suitably used because they have a dielectric constant of about 40 to 50 at 40 ° C.
  • the relative dielectric constant of the resin can be significantly improved.
  • the resin in addition to the PVDF-based resin, an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, a mixed resin of aromatic polyimide and bismaleimide can be used.
  • the fine particles of inorganic oxide having a high relative dielectric constant include barium titanate, CCTO (CaCu 3 Ti 4 O 12 ), BLTC in which barium and titanium of barium titanate are replaced with lanthanum and chromium, respectively, lithium and titanium.
  • Co-doped NiO (LTNO), strontium titanate, and the like can be mentioned, and barium titanate is particularly preferable.
  • a large relative dielectric constant can be realized by dispersing carbon black, carbon nanofibers, silver nanowires, etc., but when such conductive filler is dispersed, This is undesirable because the electrochemical non-reactivity and the insulation durability are reduced.
  • a suitable film can be obtained by dispersing fine particles of barium titanate in PVDF or epoxy resin in the range of 10% by volume to 70% by volume. If it is 10% by volume or less, the improvement of the dielectric constant is small, and if it is 70% by volume or more, the mechanical strength and insulation durability as a resin are impaired.
  • a film in which barium titanate fine particles (Kyoritsu Material BT-HP150) are dispersed in 35% by volume in a two-component flexible epoxy resin (bond E2420) has a relative dielectric constant of about 40 at 40 ° C. Therefore, a capacitance of about 2.1 nF / cm 2 can be realized by using a film having a thickness of 17 ⁇ m.
  • the capacitance and dielectric loss (tan ⁇ ) were measured at 38 ° C. using an LCR meter (HP 4262A) with an electrode area of 15 mm. As a result, the capacitance at 1 kHz is 10.1 n. F / cm 2 , tan ⁇ was 0.05, and the relative dielectric constant was 103.
  • FIG. 3 shows an embodiment of an insulator electrode for low-frequency electrical stimulation.
  • the low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1011 includes an insulator electrode film 10111 formed on the conductive substrate 10112, an electrical stimulation output core wire 10113 electrically connected to the conductive substrate 10112, and an electrical stimulation output core wire.
  • Waterproof cord 10114 that protects, and conductive charging parts such as a conductive substrate and electrical stimulation output core wire, and an insulating coating 10115 that covers a part of the insulator electrode film and a part of the waterproof cord, It is made up of.
  • the conductive substrate 10112 has a metal sheet such as copper, aluminum, stainless steel, titanium, nickel, titanium-nickel alloy, a metal mesh with a conductive adhesive, organic conductive ink such as PEDOT / PSS, or platinum.
  • a film obtained by vapor deposition or sputtering of a metal such as aluminum, titanium, or nickel can be used.
  • a metal foil or sheet may be bonded together using a conductive adhesive after vacuum-depositing an organic conductive ink or metal.
  • the insulator electrode film may be formed on the conductive substrate, or conversely, the insulator electrode film may be formed first and then the conductive substrate may be formed on the surface thereof.
  • the insulating coating 10115 can be formed by insert molding with a thermoplastic resin, resin potting, sealing welding with a thermoplastic resin sheet, or the like. Alternatively, the insulating coating 10115 can be formed using a plurality of resin parts, and the interface between the resin parts and the interface with the insulator electrode film surface can be sealed with an adhesive, an adhesive, a sealant, or the like. Further, the insulating coating 10115 may have a configuration in which a packing or an O-ring is interposed and is pressure-bonded by a screw or a press-fit locking mechanism.
  • an insulation-coated electric wire, a vinyl cabtyre cable, or the like can be used.
  • a silicone tube or a soft fluororesin tube may be joined to the insulating coating 10115 as the waterproof protective piping of the insulating coated wire, and the insulating coated wire may be inserted therethrough.
  • the length of the waterproof cord is about 2 m, but when the insulation-coated electric wire is inserted into the silicone tube, the sliding resistance of the surface is large, so that the insertion is difficult.
  • a fluorine-coated electric wire and / or a soft fluororesin tube is used, since the sliding resistance is small and it is easy to insert, it is preferable that the inner diameter of the tube does not need to be increased more than necessary.
  • the insulator electrode for low frequency electrical stimulation of the present invention can be used not only in water but also indoors. When used indoors, it can be used by arranging a water-absorbing cloth containing water or a conductive adhesive pad on the surface of the insulator electrode. When a water absorbent cloth is used, both the water absorbent cloth and this electrode can be washed with water and used hygienically. In addition, replacement or disposal of consumables such as conductive adhesive pads does not occur. When the surface of the insulator electrode is dried, the electric field is cut off by the air layer between the insulator electrode film and the skin, and no electrical stimulation is felt.
  • the energization permission switch 1012 is a momentary switch that is turned on when a pressure is applied to the switch surface, continues to be turned on only while the switch is pressed, and turns off when the pressure is released, and is flexible so that it can be used even in water. It is housed in a waterproof covering.
  • the pressing may be applied by the user with a hand or a part of the body, or may be applied with a pressure applied to the fixing belt together with the insulator electrode and wound around the human body.
  • a push switch such as a membrane switch or a tactile switch can be used as the energization permission switch.
  • FIG. 4 shows an example of a cross-sectional structure of the energization permission switch 1012.
  • the tactile switch is covered with a waterproof coating.
  • Reference numeral 10121 denotes a lower electrode, and 10122 denotes a metal reversing spring upper electrode that gives a click feeling.
  • a switch core wire 10123 of a waterproof cord 10124 is electrically connected to each electrode.
  • Reference numeral 10126 denotes a plunger which transmits the pressing force to the reversing spring.
  • This tactile switch is covered with a flexible waterproof coating 10125, and can be turned on by receiving pressure from above.
  • a material for the waterproof coating 10125 a thermoplastic elastomer, a thermosetting elastomer, a thermoplastic resin, or the like is preferable. It can be formed by methods such as insert molding, potting, or resin sheet welding.
  • FIG. 5 shows a wiring diagram of the energization permission switch 1012.
  • This energization permission switch is electrically connected in series to the electrical stimulation output wire 10132 on one side and the electrical stimulation output core wire 10113 of the insulator electrode 1011 on the one side at the terminal connection portion 1013.
  • the electrical stimulation output can be turned on by applying a pressure to the energization permission switch 1012, and the electrical stimulation output can be turned off when the pressure is released. In this way, the electrical stimulation output can be cut off when not in use in water.
  • Energization permission sensor 1112 When the electrical stimulation voltage is increased or the current is increased, it may not be appropriate to directly turn on / off the electrical stimulation output with a momentary switch such as a membrane switch or a tactile switch due to the occurrence of a spark. In such a case, the energization permission switch 1012 can be simply used as a sensor for detecting the use state, and a switch that can turn on / off the electrical stimulation output according to the sensor output signal can be provided separately. When the energization permission switch 1012 is used as a sensor in this way, it is referred to as an energization permission sensor 1112.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the sensor circuit 1113 when the energization permission switch 1012 is used as the energization permission sensor 1112.
  • the sensor circuit 1113 includes a power switch 11131, a battery 11132, a photocoupler 11134, and an N-channel MOSFET 1113. 5, LED lamp 11136, and the like. By turning on the power switch 11131, the sensor circuit is turned on and the LED lamp 11136 is lit. By providing the power switch, it is possible to prevent wasteful consumption of the battery even when the energization permission sensor is accidentally pressed when not in use.
  • This sensor circuit 1113 is housed inside the terminal connection portion 1013.
  • the energization permission sensor 1112 When the energization permission sensor 1112 is pressed and turned on, a current is supplied to the photocoupler 11134, the photovoltage from the photocoupler is applied to the gate of the MOSFET 11135, the MOSFET 11135 is turned on, and the electrical stimulation output is an insulator for low frequency electrical stimulation. It is transmitted to the electrode 1011.
  • the momentary switch of the energization permission sensor 1112 is turned off, the current supply to the photocoupler is turned off, so that the MOSFET is turned off and the electrical stimulation output is also cut off.
  • the energization permission sensor can be insulated from the electrical stimulation output line 10132, and safety is improved.
  • the switch used as the energization permission sensor may be a membrane switch, a strain gauge, a pressure sensor, or the like in addition to the tactile switch.
  • a circuit using an N-channel MOSFET and a photocoupler as a switch of the electrical stimulation output line has been shown, various sensor circuits are available by those skilled in the art to turn on / off the electrical stimulation output upon receiving the output of the energization permission sensor. It is conceivable and need not be limited to this circuit.
  • FIG. 7 shows an example of an energization permission sensor-integrated low frequency electrical stimulation insulator electrode 1111 in which an energization permission sensor 1112 is integrally provided on the low frequency electrical stimulation insulator electrode 1011.
  • An energization permission sensor 1112 is built in the surface of the insulator electrode 1011. This sensor is turned on when the electrode is pressed against the human body, and turned off when the electrode is separated from the human body. Both the sensor core wire 11123 of this sensor and the electrical stimulation output core wire 10113 of this electrode pass through the waterproof cord 10114.
  • the energization permission sensor may be provided on the back side of the main electrode.
  • the insulator electrode for low frequency electrical stimulation and the energization permission sensor can be integrated without being separated.
  • at least one of the plurality of insulator electrodes may be the low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1111 integrated with the energization permission sensor.
  • the electrical stimulation output is turned on when any one of them is turned on.
  • FIG. 8 shows a non-waterproof low frequency electrical stimulation waterproof case 201 in which the waterproof switch portion of the waterproof case 101 for non-waterproof low frequency electrical stimulation device shown in FIG. 1 is replaced with a transparent resin film.
  • FIG. 9 shows a state where the upper cover 2015 of the waterproof case 201 is opened.
  • the upper lid 2015 has an opening 20152, and this opening is covered with a transparent resin film 20151.
  • the operation switch 2022 of the non-waterproof low-frequency electrical stimulation device main body 202 accommodated can be operated by pressing it with a finger from above the transparent resin film 20151.
  • the energization permission sensor 1112 is provided, but an electricity permission switch may be provided.
  • the opening 20154 is not necessary.
  • the material of the transparent resin film may be a transparent and flexible film, but a thermoplastic resin having a low water vapor transmission rate is particularly desirable.
  • a thermoplastic resin having a low water vapor transmission rate is particularly desirable.
  • PVDC polyvinyl chloride
  • PE polyethylene terephthalate
  • ETFE ethylene-tetrafluoroethylene copolymer
  • PVDC Polyvinylidene chloride
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • PFA tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer
  • FEP polymer
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the resin film and the upper lid can be joined by welding or double-sided tape.
  • FIG. 10 shows an example in which a flexible resin bag is used for a waterproof case for a non-waterproof low frequency electrical stimulation device.
  • the waterproof case 301 for a non-waterproof low frequency electrical stimulation device is made of a transparent and flexible resin bag 3011 and has a waterproof seal 3012 that can be freely opened and closed.
  • the operation switch 3022 of the stored non-waterproof low-frequency electrical stimulation device main body 302 can be operated by pressing it with a finger from above the waterproof case.
  • a terminal connection portion 1013 is accommodated inside the waterproof case, and an insulator electrode for low frequency electrical stimulation and an energization permission switch or an energization permission sensor are connected to the terminal connection portion.
  • the material of the transparent and flexible resin bag may be a transparent and flexible film, but a thermoplastic resin having a low water vapor transmission rate is particularly desirable.
  • a thermoplastic resin having a low water vapor transmission rate is particularly desirable.
  • FIG. 11 shows an example of a waterproof low-frequency electrical stimulation device.
  • the waterproof low-frequency electrical stimulation apparatus 401 includes a waterproof low-frequency electrical stimulation apparatus main body 402 and a low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1011 and an energization permission switch 1012 or an energization permission sensor 1112.
  • the waterproof low-frequency electrical stimulation device main body 402 includes a power switch 4023, an operation switch 4022 that can select the intensity and waveform pattern of electrical stimulation output, a display unit 4024, a waterproof code fetching unit 4025, and the like.
  • the power switch and the operation switch are constituted by a membrane switch or a tactile switch having a waterproof structure.
  • a general-purpose waterproof cable gland can be used for the waterproof cord take-in part.
  • the apparatus main body 402 has a waterproof structure and can float on the surface of the hot water. Further, the apparatus main body 402 can be used by being suspended from a wall surface.
  • This waterproof structure can be realized by the same technology as a general waterproof electronic device.
  • the low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1111 may be used instead of the low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1011 and the energization permission switch 1012 or the energization permission sensor 1112.
  • FIG. 12 is a circuit block diagram of the waterproof low-frequency electrical stimulator main body 402.
  • the main body circuit unit 4026 of the apparatus main body 402 includes a power supply unit, an operation unit, a control unit, a waveform generation unit, a display unit, and the like.
  • the waveform generation unit is mainly composed of a switching element or the like, and outputs an electrical stimulation output including a monopolar or bipolar pulse waveform to the electrical stimulation output line 40261 in accordance with an instruction output from the microcomputer of the control unit.
  • an insulator electrode 1011 for low frequency electrical stimulation and an energization permission switch 1012 are provided, and the energization permission switch is connected in series to the electrical stimulation output line 40261.
  • FIG. 13 shows a circuit block diagram when the energization permission sensor 1112 is provided as the waterproof low-frequency electrical stimulation device 401.
  • the sensor core wire 11123 of the energization permission sensor 1112 is directly connected to a terminal of a microcomputer (not shown) in the control unit of the main body circuit unit 4027, and the microcomputer detects ON / OFF of the switch from the voltage change of the terminal. , ON / OFF of electrical stimulation output is controlled.
  • a similar circuit can also be used when the energization permission sensor-integrated low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1111 is used.
  • the waterproof bag for a push switch type low frequency electrical stimulation device is a case where a cordless low frequency electrical stimulation device or the like having a push switch is accommodated in the case so that the cordless low frequency electrical stimulation device or the like is wet with water or skin. It is a waterproof case so that it can be used safely even in a state.
  • FIG. 14 is a plan view of the operation surface side of the waterproof bag 501 for a push switch type low frequency electrical stimulation device. In this figure, it is assumed that the cordless low-frequency electrical stimulation device is housed with the operation surface on the front side.
  • FIG. 15 shows the back side of the waterproof bag 501.
  • the waterproof bag 501 includes an operation surface side sheet 5011, an electrode surface side sheet 5012, a waterproof seal 5013, a pair of openings 50121 provided in the electrode surface side sheet 5012, and an insulator electrode attached so as to close the opening A film 10111 is formed.
  • an opaque sheet is used as the operation surface side sheet 5011, an opening 50111 is provided in the operation surface side sheet 5011 so that an operation switch of the accommodated cordless low frequency electrical stimulation device can be visually recognized from the outside, and the opening is made of a transparent resin.
  • the sheet 5015 is closed.
  • a protrusion 5017 is provided on the surface of the operation surface side sheet 5011 at a position corresponding to the operation switch of the apparatus or on the surface of the transparent resin sheet 5015 so that the switch position can be easily detected with a fingertip.
  • the waterproof sheet 501 swells three-dimensionally by providing a third sheet (referred to as a connection sheet, not shown) that connects the operation surface side sheet and the electrode surface side sheet.
  • a third sheet referred to as a connection sheet, not shown
  • the operation surface side sheet and / or the electrode surface side sheet may not be a flat sheet, but may be a sheet formed so as to have a three-dimensional swelling.
  • the cordless low-frequency electrical stimulation device is inserted into the waterproof bag, it is necessary to match the electrode position of the device with the position of the insulator electrode film of the waterproof bag. Positioning is facilitated by fitting into the recess of the waterproof bag.
  • FIG. 16 shows a BB cross-sectional view in a state where the cordless low-frequency electrical stimulation device 502 is accommodated in the waterproof bag 501.
  • the cordless low frequency electrical stimulation apparatus 502 includes a main body portion 5021 and a sheet-like electrode portion 5022 extending left and right.
  • a main body portion 5021 incorporates a main body circuit portion 50211, an operation switch portion 50212, and the like.
  • a conductive electrode sheet 5023 is exposed on the main electrode portion 5022, and a conductive adhesive gel 5024 is adhered to the surface of the conductive electrode sheet.
  • the conductive adhesive gel adheres to the insulator electrode film 10111 through the opening of the electrode surface side sheet 5012.
  • the operation surface side sheet 5011 has an opening, and the transparent resin sheet 5015 closes the opening.
  • the insulator electrode film is attached to the outside of the electrode surface side sheet 5012, but may be attached to the inside of the electrode surface side sheet.
  • an insulating electrode sheet (described later) composed of an insulating electrode film and a conductive substrate may be used.
  • FIG. 25 shows an example in which a fixing belt is attached to the waterproof bag 501.
  • the square ring 50192 is attached by welding the thermoplastic resin 50191 to the left and right ends of the waterproof bag.
  • the ring is wound around the body through a fixing belt 50193 having elasticity and fixed with Velcro (registered trademark) or the like.
  • the waterproof case may be wound around the waterproof case by using a separate elastic fixing belt 50194 having a clear body fitting hole 50195 shown in FIG.
  • the main body 5021 having a convex shape is fitted into the fitting hole 50195.
  • the fixing belt can be constituted by an elastic fiber or the like that is generally used.
  • a stretch fiber or a stretch fabric made of polyester, polyurethane, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon, or the like can be used.
  • the operation switch 50213 and the operation switch portion 50212 are operated by pressing with a finger from above the waterproof case.
  • the cordless low-frequency electrical stimulator 502 is Bluetooth (registered trademark). If there is a communication function using, it can be operated wirelessly from a smartphone or the like using Bluetooth (registered trademark).
  • the waterproof seal 5013 is opened, and the conductive adhesive gel 5024 is peeled off from the insulator electrode film 10111 and taken out.
  • two insulator electrode films 10111 exist individually, but one insulator electrode film may cover a plurality of conductive electrodes.
  • the electrode surface side sheet itself may be an insulator electrode film.
  • two or more cordless low frequency electrical stimulation devices may be accommodated in one waterproof bag.
  • the number of electrodes of one cordless low frequency electrical stimulation device may be three or more.
  • the waterproof seal 5013 is provided on the operation surface side sheet 5011, but may be provided on the electrode surface side sheet 5012.
  • the cordless low-frequency electrical stimulation device is accommodated in the waterproof bag has been described.
  • the low-frequency electrical stimulation device having the corded electrode may be accommodated.
  • a code is attached to the electrode, and there is a degree of freedom in the position where the electrode is attached to the insulator electrode film.
  • the degree of freedom can be increased by increasing the number and area of the insulator electrode films. You may fix suitably the back surface of the said apparatus main body so that the main body of the corded low frequency electrical stimulation apparatus may not move in a waterproof case.
  • a conductive adhesive gel 5024 made of a hydropolymer is applied to the conductive substrate.
  • the metal conductive substrate can be pitted by electrolytic corrosion in a short time after energization. Such an accident does not occur if the conductive pressure-sensitive adhesive gel does not contain moisture, but in general, a hydropolymer containing water is widely used as the conductive pressure-sensitive adhesive gel.
  • FIG. 17 shows a cross-sectional view of the insulator electrode sheet 5016.
  • an insulating electrode film 10111 is formed on the outer surface of the conductive substrate 10112
  • an inner insulating electrode film 50161 is formed on the inner surface of the conductive substrate.
  • the material of the inner insulator electrode film may be the same as that of the insulator electrode film 10111, or a different material may be used for the resin having a high relative dielectric constant. Since it is necessary to realize the capacitance shown in Table 1 in the entire insulator electrode sheet, the inner insulator electrode film 50161 needs to be thinner than the insulator electrode film 10111. The inner insulator electrode film can be made thinner because it is less likely to be scratched or worn with use. In the case where the insulator electrode sheet 5016 is used, a plurality of conductive electrodes cannot be covered with one sheet, so that it is necessary to provide an independent insulator electrode sheet for each conductive electrode.
  • a general resin sheet can be used as the operation surface side sheet 5011, the electrode surface side sheet 5012, the transparent resin sheet 5015, and the connection sheet, but a thermoplastic resin having a low water vapor transmission rate is particularly suitable.
  • a thermoplastic resin having a low water vapor transmission rate is particularly suitable.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene ter
  • seat may be used.
  • a laminate sheet in which a PCTFE film is bonded to a soft PVC sheet to reduce water vapor transmission rate can be used.
  • a sheet obtained by laminating a thermoplastic resin on an aluminum foil the water vapor transmission rate can be greatly reduced, and the heat transmission can also be reduced.
  • Such a sheet is generally used in a retort pouch case or the like.
  • such an aluminum foil laminate sheet is opaque, when it is used as an operation surface side sheet, the operation surface side sheet of the portion where the main body portion is located so that the operation switches of the main body portion can be visually recognized from the outside.
  • a transparent window sheet by providing an opening in the cover and closing the opening with a transparent thermoplastic resin film such as PCTFE or a laminate film of PCTFE and soft PVC.
  • a transparent thermoplastic resin film such as PCTFE or a laminate film of PCTFE and soft PVC.
  • the suitable thickness of the operation surface side sheet, the electrode surface side sheet, and the transparent window sheet varies depending on the material, but is preferably in the range of 30 ⁇ m to 1 mm. If it is 30 ⁇ m or less, the durability is weak, and if it is 1 mm or more, the flexibility is impaired.
  • waterproof seal can be opened and closed as long as the waterproof seal can be maintained even when immersed in water.
  • a waterproof case aLOKSAK (registered trademark) made of polyethylene manufactured by LOKSAK in the United States is a seal portion having a simple structure that fits linear convex portions and concave portions, but guarantees complete waterproofing in water.
  • zipper-type waterproof seals such as YKK Aqua Seal (registered trademark) and Pro Seal (registered trademark). Such a waterproof seal can be appropriately selected.
  • the operation surface side sheet, electrode surface side sheet, connection sheet, waterproof seal, insulator electrode film, and transparent resin sheet, etc., which constitute the waterproof bag, are joined by welding, double-sided tape, adhesive, etc.
  • the operation surface side sheet and the electrode surface side sheet are thermoplastic resins and can be joined by welding to form a waterproof bag.
  • the aluminum foil laminate sheets can be welded together by using a thermoplastic resin as the outermost layer.
  • a thermoplastic resin for the insulator electrode film it can be welded to the electrode surface side sheet.
  • thermoplastic resin such as PVDF
  • the members to be welded are the same thermoplastic resin, but even if they are different materials, they can be welded by devising the conditions. For example, in the case of PVDF and soft PVC, welding can be performed by interposing an acrylic resin highly compatible with PVDF.
  • 3M VHB registered trademark
  • 3M VHB Y-4180 registered trademark
  • PCTFE and soft PVC are used as the transparent window sheet
  • it can be welded to the operation surface side sheet.
  • general techniques such as pressure welding using a hot plate, ultrasonic welding, and laser welding can be used.
  • This waterproof low-frequency electrical stimulation device is a waterproof bag-compatible cordless low-frequency electrical stimulation device in which the energization permission sensor compatible function and the underwater communication function are installed in the above-described push-switch type low-frequency electrical stimulation device waterproof bag 501. Is housed.
  • FIG. 18 shows the operation surface side of the waterproof bag-compatible cordless low-frequency electrical stimulation device 602.
  • FIG. 19 shows the electrode surface side of the present apparatus.
  • the waterproof bag-compatible cordless low-frequency electrical stimulation device 602 includes a main body portion 6021 and a sheet-like electrode portion 6022.
  • An operation switch 60213 and a charging receptacle 60215 are provided on the surface of the main body. The user can turn on / off the operation switch 60213 by pressing it with a finger. Further, the user may adjust the electrical stimulation intensity and the waveform.
  • the electrode surface side of the sheet-like electrode part is composed of a conductive electrode sheet 6023 and a conductive adhesive gel 6024 adhered to the surface thereof.
  • FIG. 20 is a block diagram of the main body circuit unit 60211 of the apparatus 602.
  • the main body circuit unit 60211 includes a control unit, an instruction operation unit, a communication module, a waveform generation unit, and a storage battery.
  • the instruction operation unit can be operated with the operation switch 60213. It is also possible to perform an instruction operation from an external communication terminal such as a smart phone using wireless communication means such as Bluetooth (registered trademark) via a communication module.
  • the control unit instructs the waveform generation unit to generate an electrical stimulation waveform.
  • the created electrical stimulation waveform is output to the conductive electrode sheet 6023.
  • Charging is performed by connecting a charging plug (not shown) to the charging receptacle 60215. This figure shows a state where the energization permission sensor 1212 is connected to the charging receptacle 60215.
  • a micro USB is generally used for the charging plug and the receptacle.
  • the micro USB plug / receptacle has 5 pins, but the 2nd to 4th pins are not used in charging applications. Therefore, as shown in FIG. 20, the sensor core wire 12123 of the energization permission sensor 1212 is connected to the 4th pin of the micro USB and the 5th pin which is the ground. And the 4th pin is connected to the terminal of the microcomputer in the control unit.
  • the microcomputer can turn on the electrical stimulation output if the 4th pin falls to the ground, and turn off the electrical stimulation output when the 4th pin is open.
  • FIG. 21 shows the configuration of the main energization permission sensor 1212.
  • the energization permission sensor 1212 is provided with an electric wire cord 12124, and a sensor core wire 12123 is inserted into the electric wire cord.
  • a micro USB plug 12127 is connected to the tip of the electric wire cord.
  • the energization permission sensor 1212 is connected to the charging receptacle 60215 of the cordless low frequency electrical stimulation device 602 corresponding to the waterproof bag, and is housed in the waterproof case 501 together with the device 602.
  • the energization permission sensor 1212 is placed on the surface of the sheet-like electrode portion 6022 of the apparatus 602, and the energization permission sensor is turned on by the pressure generated when the waterproof case comes into contact with the human body and is wound and fixed by a fixing belt. When the winding and fixing by the fixing belt is released, the pressing pressure disappears and the energization permission sensor is turned off.
  • Main energization sensor 121 The internal structure of 2 can be the same as that shown in FIG. Since the energization permission sensor is housed in a waterproof case, the electric wire cord 12124 does not need to be a waterproof cord, and a general insulated coated electric wire can be used.
  • the plug attached to the energization permission sensor 1212 need not be limited to the micro USB.
  • a phone mini plug or a phone micro plug may be used.
  • a phone jack (not shown) for a phone plug is provided in the main body portion 6021 of the cordless low-frequency electrical stimulation device 602 corresponding to the waterproof bag separately from the charging receptacle 60215, and wiring from the phone jack is connected to the micro in the control unit. Connect to the computer terminal. Thereby, the microcomputer can detect ON / OFF of this energization permission sensor.
  • a momentary switch as an energization permission sensor may be incorporated in the waterproof bag-compatible cordless low-frequency electrical stimulation device 602 and arranged so as to protrude in a convex shape on the surface of the sheet-like electrode portion 6022.
  • the sectional structure is the same as that of the energization permission sensor 7025 in FIG. 24 although it is a sectional view in another embodiment.
  • Bluetooth® communication underwater When the cordless low-frequency electrical stimulation device is attached to a location that is out of reach such as the back, the operation switch provided on the device main body cannot be pressed. For this reason, an increasing number of products are capable of wirelessly controlling output from an external terminal such as a smart phone using Bluetooth (registered trademark).
  • Bluetooth registered trademark
  • the cordless low-frequency electrical stimulation device is put in a waterproof bag and used in water, there is a problem that radio waves of Bluetooth (registered trademark) are absorbed by water and the human body. In the case of Bluetooth (registered trademark) class 2 radio wave intensity that is generally used at present, transmission and reception can be performed stably even in water at a distance of about the depth of the bathtub.
  • a waterproof bag-compatible cordless low frequency electrical stimulation device 602 is completed.
  • the waterproof low frequency electrical stimulation device 601 (not shown) of Embodiment 2 is completed.
  • the waterproof low-frequency electrical stimulation device 701 includes a waterproof and cordless low-frequency electrical stimulation device 702 that incorporates a wireless charging function, an energization permission sensor, and an underwater communication function in a normal cordless low-frequency electrical stimulation device. , Hermetically sealed with a resin film.
  • FIG. 22 is a plan view of the operation surface side.
  • the waterproof and sealable cordless low frequency treatment device 702 includes a main body portion 7021 and a sheet-like electrode portion 7022, and an operation switch 70213 is provided on the main body portion 7021. Furthermore, an energization permission sensor 7025 is built in so as to protrude from the surface of the electrode portion.
  • FIG. 23 shows the electrode surface side of the apparatus 701.
  • 7023 is a conductive electrode sheet
  • 7024 Is a conductive adhesive gel adhered on a conductive electrode sheet.
  • An insulator electrode sheet 5016 is attached so as to close the opening of the electrode surface side sheet 7012.
  • the cordless low-frequency treatment device 702 that is waterproof and sealable is covered with an operation surface side sheet 7011 and an electrode surface side sheet 7012, and the peripheral edge portion 7018 of both sheets is hermetically sealed with welding or double-sided tape.
  • FIG. 24 shows a cross-sectional view of a waterproof low-frequency electrical stimulation device 701.
  • the electrode surface side sheet 7012 has an opening, and the insulating electrode sheet 5016 closes the opening.
  • a conductive adhesive gel 7024 is adhered on the conductive electrode sheet 7023 of the cordless low-frequency electrical stimulation device 702 for waterproof sealing, and the outer surface of the adhesive gel is adhered to the insulator electrode sheet 5016.
  • an insulator electrode film 10111 may be used instead of the insulator electrode sheet 5016.
  • you may use the two-layer insulator electrode sheet comprised by the insulator electrode film 10111 and the metal electroconductive board
  • the bottom surface of the main body circuit portion 70211 of the cordless low-frequency electrical stimulation device 702 for waterproof sealing prevents a leakage of magnetic flux and a power receiving coil 70214 for wirelessly receiving charging energy by external electromagnetic induction or magnetic resonance.
  • a magnetic sheet 70215 and a power receiving circuit board 70216 are provided to charge a storage battery (not shown) in the main body circuit wirelessly from the outside.
  • a 2-watt power receiving coil made by TDK has a diameter of 2 cm, and the thickness integrated with the magnetic sheet is 1 mm or less. Further, the power receiving circuit board 70216 can be accommodated in the same board size.
  • Charging can be performed wirelessly by bringing the power receiving coil 70214 close to and magnetically coupled to a charger (not shown) having a power transmitting coil inside.
  • a charger not shown
  • Charging can be performed wirelessly by bringing the power receiving coil 70214 close to and magnetically coupled to a charger (not shown) having a power transmitting coil inside.
  • an aluminum foil laminate film is used for the electrode surface side sheet 7012, an aluminum foil is interposed between the power receiving coil 70214 and a power transmitting coil (not shown). Since power feeding is performed with high-frequency alternating current, an eddy current is generated in the aluminum foil to generate heat and to lose power feeding energy. Therefore, in this case, an opening (not shown) is provided in the electrode surface side sheet portion facing the power receiving coil 70214, and this opening is closed with a resin sheet (not shown).
  • the energization permission sensor 7025 is built in the surface of the sheet-like electrode portion of the waterproof and sealing compatible cordless low frequency electrical stimulation device 702. Since the sheet-like electrode portion 7022 is covered with a sheet-like elastomer or the like, the momentary switch of the energization permission sensor 7025 can be pushed by pressing by winding around the human body. As the structure of the energization permission sensor, the same one as in FIG. 4 can be used. The sensor core wire of the energization permission sensor is connected to the terminal of the microcomputer in the main body circuit portion 70211, and when the sensor switch is released from the press, it is determined that the sensor switch is not used and the electrical stimulation output is cut off.
  • Bluetooth® communication underwater A communication module (not shown) is also mounted on the main body circuit portion 70211, and has a radio wave output of Bluetooth (registered trademark) class 1.5 (10 mW) or more, so it can be used with a smart phone or the like. Stable communication is possible.
  • the number of electrodes of the waterproof sealable cordless low frequency electrical stimulation device 702 is two, but the number of electrodes may be three or more. By increasing the number of electrodes, electrical stimulation can be applied in a wider range. Further, the number of waterproof / corresponding cordless low-frequency electrical stimulation devices to be hermetically sealed may be two or more.
  • the insulator electrode film 10111 is independently arranged corresponding to the position of the conductive adhesive gel. However, one insulator electrode film may cover a plurality of conductive electrodes. Furthermore, the electrode surface side sheet itself may be an insulator electrode film.
  • the cordless low-frequency electrical stimulation device 702 for waterproof sealing itself has a waterproof structure, and the electrode portion is an insulator electrode film or insulator electrode sheet, thereby eliminating the operation surface side sheet 7011 and the electrode surface side sheet 7012. May be. Since the energization permission sensor and the wireless charging function are built-in, there is no receptacle or opening / closing mechanism, so it is easy to take a waterproof structure.
  • a cordless low-frequency electrical stimulation device 702 corresponding to a waterproof seal is covered with a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer so that the insulator electrode film or the insulator electrode sheet is welded and sealed. be able to.
  • FIG. 27 shows a waterproof low-frequency electrical stimulation device 801 integrated with a support.
  • a waterproof low-frequency electrical stimulation device main body 802 a low-frequency electrical stimulation insulator electrode 1011 and an energization permission switch 1012 or an energization permission sensor 1112 are integrally attached to a fixed belt support 8011.
  • Reference numeral 8022 denotes an operation switch.
  • the dotted line in the figure indicates a waterproof cord that passes through the inside of the fixed belt support.
  • the waterproof low-frequency electrical stimulation device main body 802 has the same function as the waterproof low-frequency electrical stimulation device main body 402, but has a waterproof performance capable of being immersed in water.
  • a communication function having a radio wave output of Bluetooth (registered trademark) class 1.5 or more may be installed so that it can be operated from an external terminal such as a smart phone.
  • the insulator electrode 1011 and the energization permission switch 1012 or the energization permission sensor 1112 may have a degree of freedom so that the user can freely adjust the attaching position, and may be fixed with Velcro (registered trademark) or the like.
  • an energization permission sensor-integrated low-frequency electrical stimulation insulator electrode may be used.
  • FIG. 28 shows a waterproof low-frequency electrical stimulation apparatus 901 having a shoulder support 9011 that can be used for low-frequency electrical stimulation to the shoulder, neck, and back.
  • a plurality of insulator electrodes 1011 are provided, and two energization permission sensors 1012 or two energization permission sensors 1112 are provided.
  • Reference numeral 902 denotes a waterproof low-frequency electrical stimulation apparatus main body, and reference numeral 9022 denotes an operation switch of the apparatus main body. Two switches or sensors are electrically connected in parallel. If one of them is turned on, the electrical stimulation output is turned on.
  • the shape of the support is not limited, and can take any form according to the shape of the human body according to the contact portion with the human body.
  • an energization permission sensor-integrated low-frequency electrical stimulation insulator electrode may be used.
  • the fixed belt support 8011 there can be used an elastic belt made of stretch fiber or stretch fabric made of polyester, polyurethane, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon, or the like.
  • the shell in addition to the elastic elastic fiber, the shell is made of a material having elasticity and strength, and the soft material that conforms to the three-dimensional shape of the human body is lined. May be. Resin such as fiber-reinforced plastic and soft vinyl chloride, elastomer, and the like can be used to form the skeleton and shape.
  • the lining is composed of a resin-based elastomer, a resin foam, a net-like elastic body in which fibers are knitted three-dimensionally, or a random loop of continuous filaments made of a thermoplastic elastomer with rubber elasticity. Can be used.
  • a low-frequency electrical stimulation device such as a low-frequency electrotherapy device or an EMS device can be used safely in bathing or in water.
  • the low frequency treatment effect can be enhanced by the synergistic effect of the low frequency electrical stimulation effect and the thermal effect.
  • the bathing time can be effectively utilized.
  • new usage such as performing EMS while performing sports involving sweating becomes possible. It can be used in homes, hot springs, spas, sports gyms, nursing homes, treatment clinics, etc.

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Abstract

従来、低周波電気刺激装置は導電性電極を用いているため、皮膚が濡れている状態や水中では使用できなかった。必然的に低周波電気刺激装置は防水仕様を有していなかった。 低周波電気刺激用絶縁体電極と端子接続部を有する防水ケースの発明により、低周波電気刺激装置を入浴時に使用できるようにした。０．３６ｎＦ／ｃｍ２以上の静電容量を有する低周波電気刺激用絶縁体電極膜又は絶縁体電極シートを有する防水袋の発明により、通電許可センサー機能や水中通信機能を付加したコードレス低周波電気刺激装置を水中や風呂湯の中でも使用できるようにした。ワイヤレス充電機能、通電許可センサー機能、水中通信機能などを有する低周波電気刺激装置に防水構造を付与することで防水型低周波電気刺激装置を実現した。樹脂に高い比誘電率を有する無機酸化物の微粒子１０～７０体積％分散することでフレキシブルな低周波電気刺激用絶縁体電極膜及び絶縁体電極を実現した。

Description

低周波電気刺激装置用防水ケース、防水型低周波電気刺激装置、及び、低周波電気刺激用絶縁体電極
本発明は、水中にある人体に対して、電極を皮膚に当接して低周波電気刺激を安全に与えることが出来る技術に関する。
従来、低周波電気刺激装置には、低周波治療器やＥＭＳ（筋肉電気刺激）装置などがある。低周波治療器は低周波電気刺激を人体に印加することで疼痛緩和、血行促進、マッサージ効果、末梢神経麻痺の改善、筋疲労回復などの効果を与える。また、ＥＭＳ装置は筋肉に低周波電気刺激を与えることで筋力強化を行なうものであり、どちらも広く普及している。これらの装置は須らく２個以上の導電性電極を具備し、それを人体患部に当接して人体に低周波電気刺激を与えている。低周波電気刺激装置はその装置本体から電極コードが延出しその先に導電性電極が付いた形態を有している。一方、近年、低周波電気刺激装置本体と導電性電極がシート状に一体化したコードレス低周波電気刺激装置も普及している。
特許文献１に低周波電気刺激装置の形態例を示す。低周波電気刺激装置は低周波電気刺激出力を作り出す該装置本体と該装置本体に接続されたコード付き導電性電極とから成る。該装置本体の表面には表示部、操作部、電源スイッチなどが具備している。使用者は操作部で電気刺激出力や電気刺激波形などを選択できる。導電性電極には電極コードが付いているので身体の自由な位置に当接することができる。特許文献２はコードレス低周波電気刺激装置の形態例を示す。コードレス低周波電気刺激装置は低周波電気刺激出力を作り出す本体部と該本体部から左右に延出するシート状の導電性電極部が一体的に形成されている。本体部の表面にはプッシュスイッチ式の操作スイッチが付いていて使用者はこのプッシュスイッチ式の操作スイッチを押すことで本装置を操作できる。本装置を背中などの手の届かない位置に貼り付けた場合、操作スイッチを押すことが出来ないため、スマートホンなどから無線で操作できるようになっているものもある。導電性電極の配置が固定されているため電極間隔は変えられないが、小型で薄いため手軽に貼り付けることが出来る。
一方、特許文献３ではお風呂の中で低周波刺激を得ることができる電気風呂の例を示している。電気風呂ではステンレス製の電極板が浴槽壁に固定されており、乾燥した別室に置かれた電源から低周波刺激が該電極に送電される。該電極に入浴者が触れることが無いように該電極の表面を穴の開いた樹脂板でカバーしている。特許文献４では、風呂湯の中で皮膚に当接する導電性電極が示されている。導電性電極には絶縁性の把柄部があり、使用者は感電しないように把柄部を握って導電性電極部を患部に当接する。
特許文献５では、高い比誘電率をもつセラミック製絶縁体電極を人体頭部に当接する事例が開示されている。絶縁体電極間に５０ｋＨから５００ｋＨｚの高周波交流を印加することで絶縁体電極のインピーダンスを下げ、電極間に存在する腫瘍細胞に交番電界を印加し、腫瘍細胞を破壊するというものである。しかし、低周波電気刺激用絶縁体電極については記載がない。非特許文献１では、絶縁物電極を生体への刺激用電極として考えた場合、刺激信号の周波数における絶縁物電極のインピーダンスが生体組織のインピーダンスに比べて小さい必要があり、数μＦ／ｃｍ２以上の静電容量が無ければならないと明言している。
特開２００９－１３６４７２ 特開平７－１３６２８６ 特許第４０５７４０９号 実用新案出願公告第１２３６７号 USP８１７０６８４
医用電子と生体工学、第１１巻、第３号、１６１頁、（Ｊｕｎ、１９７３）
従来、低周波電気刺激装置は須らく導電性電極を用いており、電極面が濡れている場合には使用が禁止されていた。皮膚が濡れた状態で導電性電極を用いると、皮膚の低抵抗部である汗腺や毛孔へ電流が集中することで火傷や強烈な刺激痛を起こす恐れがある。また、長時間使用した場合は、水の電気分解により水のｐＨが変化し皮膚の炎症を起こす恐れもあった。また、電極物質の溶出などの恐れもあった。従って、低周波電気刺激装置は室内などの乾燥した状況下で使用されるものであり、必然的に防水仕様を有していなかった。
電気風呂では、導電性電極が浴槽壁に固定されているために自由に患部に電極を当接することができない。また、装置本体は別室に設備されるため入浴者が自由に電気刺激強度や電気刺激波形を調節することができなかった。世の中に普及している、室内環境で使用する低周波電気刺激装置は、導電性の電極間にパルス電圧を印加し、人体に微小な電流を通電している。電極が皮膚から離間した場合、通電回路がオープンとなり電流がゼロになる。低周波電気刺激装置はこのゼロ電流を検出すると電気刺激出力をＯＦＦする構造となっている。これは、使用者が使用を止めたにも関わらず強い電気刺激出力が出続けてしまうと、それを知らずに電極に触れた人がいきなり強い電気刺激を受けてしまうことを未然に防ぐ為の安全対策であり、また、無駄な電力消費を防ぐためである。
しかし、水中において低周波電気刺激用絶縁体電極を使用する場合、使用を止め電極を皮膚から離間しても周囲の水を通して回路が形成されてしまい電流が流れ続ける。低周波電気刺激装置側では電極から皮膚が離間したことを検出できないという課題がある。
皮膚は１０から２０ｎＦ／ｃｍ２程度の静電容量を有する絶縁体膜である。従って、絶縁体膜を電極として用いる場合は、皮膚の静電容量よりも大幅に大きな静電容量を有する膜でなければ合成静電容量が小さくなってしまい、人体に有効な低周波電気刺激を与えることはできないと考えられていた。絶縁体膜の静電容量を大きくするために膜厚を薄くすると絶縁体膜の強度が低下する。膜厚を厚くして静電容量も大きくするためには大きな比誘電率をもつ絶縁体が必要になる。チタン酸バリウムに代表される強誘電体セラミックの燒結膜は比誘電率が１５０００を超えるが、曲げると割れてしまう。樹脂であればフレキシブルになるが比誘電率が３～１０程度と小さいという課題を抱えていた。
本発明の請求項１に係る防水ケースの発明では、少なくとも一対の低周波電気刺激用絶縁体電極と、該電極と防水ケース内部に収納される非防水型低周波電気刺激装置の電気刺激出力線とを電気接続する端子接続部と、を具備したことを特徴とする非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース、とした。
請求項２に係る防水袋の発明では、開閉自在の防水シール部を有する袋において、当該袋の表面に少なくとも一個の開口を有し、該開口を０．３６ｎＦ／ｃｍ２以上の静電容量を有する絶縁体電極膜又は絶縁体電極シートで塞いだことを特徴とするプッシュスイッチ式
低周波電気刺激装置用防水袋、とした。
請求項３に係る防水型低周波電気刺激装置の発明では、少なくとも一対の低周波電気刺激用絶縁体電極と、少なくとも一個の通電許可スイッチ或は通電許可センサーと、を具備したことを特徴とする防水型低周波電気刺激装置、とした。
請求項４に係る低周電気刺激用絶縁体電極膜の発明では、０．３６ｎＦ／ｃｍ２以上の静電容量を有する絶縁体電極膜であって、該縁体電極膜が樹脂に比誘電率の大きい無機酸化物の微粒子を１０～７０体積％分散させたことを特徴とする低周波電気刺激用絶縁体電極膜、とした。
請求項５に係る低周波電気刺激用絶縁体電極膜の発明では、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）モノポリマー、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）系コポリマー、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）系ターポリマーから選択された１種類の樹脂、又は、該モノポリマー、該コポリマー、該ターポリマーから選択された２種類以上の混合物からなる樹脂、であることを特徴とした上記請求項４記載の低周波電気刺激用絶縁体電極膜、とした。
請求項６に係る低周波電気刺激用絶縁体電極の発明では、請求項４～５記載の低周波電気刺激用絶縁体電極膜と、該絶縁体電極膜の裏面に形成された導電性基板と、該導電性基板に電気的に接続された電気刺激出力芯線と、該電気刺激出力芯線を被覆する防水コードと、該導電性基板及び該電気刺激出力芯線の露出した充電部と該絶縁体電極膜及び防水コードの一部を被覆する絶縁性被覆体と、より構成されたことを特徴とする低周波電気刺激用絶縁体電極、とした。
請求項１に係る発明による非防水型低周波電気刺激装置用防水ケースに、低周波電気刺激装置の本体部分を収納することで、水中やお風呂の中でも安全に低周波電気刺激を人体に与えることが出来るようになる。
請求項２に係る発明によるプッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋に、コードレス低周波電気刺激装置に通電許可センサー機能や水中通信機能を付加した防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置を収納することで、水中や風呂湯の中でも安全に低周波電気刺激を人体に与えることが出来るようになる。
請求項３に係る発明の防水型低周波電気刺激装置により、低周波電気刺激装置やコードレス低周波電気刺激装置を、水中、風呂湯中や入浴時に安全に低周波電気刺激を人体に与えることが出来るようになる。
請求項４から６に係る発明により、水中や風呂湯の中でも使用できるフレキシブルな低周波電気刺激用絶縁体電極が実現する。
本発明の低周波電気刺激用絶縁体電極は、電極表面に濡れた布などを載せてやることで室内でも使用できる。この場合、粘着ゲルは不要となるので、ベトベトした不快感や粘着ゲルの買替費用などが解消する。一方、絶縁体電極の表面に粘着ゲルを載せて使用することもできる。絶縁体電極表面が乾いてしまうと低周波電気刺激は伝達されず人体は何も感じなくなる。
非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（全体図） 非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（内側） 低周波電気刺激用絶縁体電極 通電許可スイッチ、通電許可センサー 端子接続部と通電許可スイッチ 通電許可センサーのスイッチ回路部 通電許可センサー一体型絶縁体電極 非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（フィルム窓） 非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（フィルム窓・内側） 非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（樹脂シートケース） 防水型低周波電気刺激装置（実施形態１） 防水型低周波電気刺激装置（実施形態１）の回路ブロック図（通電許可スイッチ） 防水型低周波電気刺激装置（実施形態１）の回路ブロック図（通電許可センサー） プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋（操作面側） プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋（電極面側） プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋（断面図） 絶縁体電極シート 防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置（操作面側） 防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置（電極面側） 防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置の回路ブロック図（通電許可センサー） 防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置用通電許可センサー 防水型低周波電気刺激装置（実施形態３）（操作面側） 防水型低周波電気刺激装置（実施形態３）（電極面側） 防水型低周波電気刺激装置（実施形態３）（断面図） プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋に取り付けた固定ベルト 別体の伸縮性のある固定ベルト 防水型低周波電気刺激装置（実施形態４）（固定ベルト一体型） 防水型低周波電気刺激装置（実施形態５）（肩掛け一体型） 人体が低周波電気刺激を感じる単位面積当りの静電容量と波高値電圧の関係（全体） 人体が低周波電気刺激を感じる単位面積当りの静電容量と波高値電圧の関係（縦軸拡大） 人体が低周波電気刺激を感じる単位面積当りの静電容量と波高値電圧の関係（横軸拡大）
＜非防水型低周波電気刺激装置用防水ケースの実施形態＞
非防水型低周波電気刺激装置用防水ケースとは、室内で使用する非防水の低周波電気刺激装置の本体を収容することで低周波電気刺激装置本体が入浴中に使用できるようになるというものである。図１は本発明の非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース１０１の全体構成を示す。図２は該防水ケース１０１の上蓋１０１５を開いた内部の構成を示す。本防水ケース１０１は、上蓋１０１５と、下ケース１０１４と、該下ケースに接続された低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１や通電許可スイッチ１０１２と、そして、収容される非防水型低周波電気刺激装置本体１０２からの電気刺激出力線と低周波電気刺激用絶縁体電極及び通電許可スイッチとを電気的に接続する端子接続部１０１３と、などから構成されている。本絶縁体電極の数は２個以上あれば良く数には限定されない。
本防水ケース１０１を使用する場合は、収容される非防水型低周波電気刺激装置本体１０２の出力ジャック部１０２１に端子接続部１０１３から延出している接続プラグ１０１３１を挿入し、該装置本体１０２を本防水ケース１０１に納め、Oリング１０１８を挟んで
上蓋１０１５を閉め、バックル１０１７を閉めることで使用できる。上蓋１０１５には防水スイッチ１０１５１が設けられており、防水スイッチを押すことで、本装置本体１０２の操作スイッチ１０２２を操作することができる。本防水ケースの上蓋１０１５や下ケー
ス１０１４の材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂など一般的な樹脂材料が使用できる。尚、本実施形態例では、上蓋１０１５と下ケース１０１４がヒンジ１０１９で結合され、Ｏリング１０１８を挟んで密閉される構造となっているが、防水ケースの構造はこれに限定される必要は無い。本防水ケースは浴室の壁に吊下げて使用する。又は、湯面に浮かべて使用してもよい。防水ケース本体は水没しないので簡易な防水構造をとることができる。収容される非防水型低周波電気刺激装置本体１０２が内部で移動することが無いように、適宜、固定用のスペーサや係止片などを配置しても良い。絶縁体電極の静電容量を適宜設定することで、色々な出力電圧仕様を有する非防水型低周波電気刺激装置本体に対応することができる。
［低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１］
　（動作原理と必要な静電容量及び比誘電率）
電極として用いた絶縁体膜を絶縁体電極膜と呼ぶことにする。また、絶縁体電極膜を用いた電極を絶縁体電極と呼ぶことにする。本発明者は、約４０℃の水中において人体が低周波電気刺激を感じることができる、低周波電気刺激用絶縁体電極の静電容量と低周波電気刺激矩形波パルスの波高値電圧との関係を測定した。測定に用いた絶縁体電極膜としてはチタン酸バリウム系の燒結膜や各種の樹脂フィルムを使用した。低周波電気刺激では一般的に１Ｈｚから１２００Ｈｚ程度の周波数が用いられるが、人体が低周波電気刺激を感じる波高値電圧の周波数依存性は小さいので標準的な周波数として５０Ｈｚを用いた。矩形波パルス電圧のオンタイムは一般的に数十μ秒から数百μ秒なので３００μ秒とした。同一極性の矩形波パルスを２００回発生したのち０．５秒の休止を置き、その後、逆極性の矩形波パルスを２００回発生するサイクルを繰り返した。絶縁体電極の面積は大きい程、低い波高値電圧で低周波電気刺激を感じるが、面積が５０ｃｍ２を超えると低周波電気刺激を感じ始める波高値電圧は一定となることから絶縁体電極の面積を５０ｃｍ２とした。
測定結果を図２９に示す。縦軸は波高値電圧の半分の電圧［Ｖ］であり片側の絶縁体電極に印加された電圧である。横軸は片側の低周波電気刺激用絶縁体電極の単位面積当たりの静電容量Ｃｎ［ｎＦ／ｃｍ２］である。黒三角マーク（▲）は人体が低周波電気刺激を感じ始める感知下限電圧である。黒丸マーク（●）は低周波電気刺激が強すぎて不快や苦痛を感じ始める許容上限電圧である。Ｃｎが大きくなると両電圧は横ばいとなり、Ｃｎが小さくなると両電圧が急激に立ち上がることが分かる。水中における皮膚の静電容量は２０ｎＦ／ｃｍ２程度なので絶縁体電極のＣｎがこれよりも大きくなると静電容量の直列合成による律速の影響が無くなってくることが分かる。また、皮膚の静電容量よりも大幅に小さな静電容量の絶縁体電極であっても人体に低周波電気刺激を与えられる条件があることが明らかになった。
図２９の縦軸の原点付近を拡大したものが図３０である。感知下限電圧は４４ｎＦ／ｃｍ２以上では約２Ｖで一定となっている。一方、許容上限電圧は９４ｎＦ／ｃｍ２以上では約９Ｖで一定となっている。つまり、許容上限電圧を下げるという観点ではＣｎをこれ以上大きくしても有効ではない。図２９の横軸の原点付近を拡大したものが図３１である。感知下限電圧、許容上限電圧ともに、Ｃｎが小さくなるにつれ急激に電圧が上昇している。
感知下限電圧（Ｕ[Ｖ]とおく）について、Ｃｎが４ｎＦ／ｃｍ２よりも小さい範囲で被験者数５人のデータについて、最少二乗法により累乗近似曲線を求めた。その結果、（１）式が得られた。

　 Ｕ = １７．７*Ｃｎ^－０．８６１ １） 　　　　　　　　　　　（１）
　　　　　　 （Ｒ^２ ＝ ０．９５５１ ）

Ｃｎを小さくしてゆくと感知下限電圧が急速に上昇してしまい安全性や有効性の観点から望ましくない。つまり、実用上のＵの最大電圧は２５０Ｖと考えられる。上記（１）式を用いて、Ｕ＝２５０ＶのときのＣｎを求めると、Ｃｎ＝０．０６３ｎＦ／ｃｍ２が得られる。この値が、低周波パルス電圧を用いて人体に電気刺激を与えるために必要な、片側の絶縁体電極における単位面積当たりの最少の静電容量であると言える。一方、許容上限電圧では、Ｃｎが０．３６ｎＦ／ｃｍ２のときに２５５Ｖとなっている。従って、許容上限までの刺激を感じさせるために必要な最小のＣｎは０．３６ｎＦ／ｃｍ２と考えられる。このとき電極間には波高値５１０Ｖが印加され、ピーク電流は２．３Ａに達しているが、時定数は１μ秒程度であり、人体が傷害を受けるようなことは起こらない。
以上の結果より、低周波電気刺激を人体に与える低周波電気刺激用絶縁体電極において、感知下限刺激を与えるためには、片側の絶縁体電極の単位面積当たり静電容量が０．０６３ｎF/ｃｍ２以上必要であり、更に、許容上限刺激を与えるためには０．３６ｎＦ／ｃｍ２以上必要であると結論できる。また、低周波電気刺激装置の出力電圧（両側の絶縁体電極に印加される電圧）としては、感知下限刺激を与えるためには４Ｖ以上の、許容上限刺激を与えるためには１８Ｖ以上の、波高値電圧が必要であると結論できる。
以上の結論より、低周波電気刺激用絶縁体電極の静電容量は０．３６ｎＦ／ｃｍ２以上であることが望ましい。更に望ましくは１ｎＦ／ｃｍ２以上であるとよい。１ｎＦ／ｃｍ２以上あれば、家庭用低周波治療器で用いられる最大電圧であるパルス波高値２００Ｖで許容上限刺激を与えることができる。より望ましくは、２ｎＦ／ｃｍ２以上あるとよい。２ｎＦ／ｃｍ２以上であれば一般的に普及している家庭用低周波治療器で用いられているパルス波高値１００Ｖで許容上限刺激を与えることができる。更に最も望ましくは、安全特別低電圧（SELV）でも許容上限刺激まで感じることができるように５ｎＦ／ｃｍ２であるとよい。
（低周波電気刺激用絶縁体電極膜１０１１１）
絶縁体電極膜の静電容量Ｃ［Ｆ]は次式により与えられる。
　　　　　
　Ｃ　＝　ε0εr×Ｓ／ｄ　　　　　　　　　　　　　　（２）

ここで、ε0は真空の誘電率８．８５４×１０－１２［Ｆ／ｍ］、εrは絶縁体電極膜の比誘電率、Ｓは電極面積［ｍ２］、ｄは絶縁体電極膜の厚さ［ｍ］である。これより、絶縁体電極面積１ｃｍ２当たりの静電容量Ｃｎ［ｎＦ／ｃｍ２］は次の式で簡便に求めることができる。

　Ｃｎ［ｎＦ／ｃｍ２］　＝　０．８８５４εr／ｔ　　　（３）

ここで、ｔは絶縁体電極膜の厚さを［μｍ］単位で表した値である。つまり、例えば比誘電率が１０で膜厚が１０μｍとした場合、Ｃｎは０．８８５４ｎＦ／ｃｍ２となる。
従って、絶縁体電極膜の比誘電率は大きい程望ましい。チタン酸バリウム系の強誘電体セラミックでは比誘電率が１５０００を超えるが、曲げると割れてしまう。低周波電気刺激用絶縁体電極は人体に当接して使用するためフレキシブルである方がよい。樹脂フィルムはフレキシブルであるが比誘電率は一般的に３～１０程度と小さいため薄くしないと静電容量が得られない。だが薄くすると機械的強度、耐電圧、耐久性が低下する。膜厚を厚くすると機械的強度、耐電圧、耐久性は高くなるが静電容量が小さくなるために印加電圧を高くしないと使えなくなる。このように膜厚と静電容量との間にはトレードオフの関係がある。
表１に要求される静電容量Ｃｎ[ｎＦ／ｃｍ２]を達成するために必要となる絶縁体電極膜の比誘電率を示した。樹脂フィルムの膜厚は４μｍ以上としてある。４μｍ未満では、薄すぎて機械的強度、耐電圧、耐久性が弱く実用的でなくなる。例えば、Ｃｎが０．３６の場合は５００Ｖの波高値電圧が必要になるが、この場合、４μｍ厚では耐電圧的に不足である。膜厚が２０μｍ以上あれば耐電圧的にも耐久性的にも問題は無い。従って、比誘電率が８．１以上の樹脂フィルムであれば使用できることになる。例えばポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）であれば使用できることが分かる。５００Ｖは両側の絶縁体電極に印加される波高値電圧であるが、片側だけでも５００Ｖの耐電圧、耐久性を有することが望ましい。Ｃｎが１の場合は波高値電圧が２００Ｖとなるが、耐電圧、耐久性的に１０μｍは必要となるので比誘電率は１１．３以上必要になる。Ｃｎが２の場合は波高値電圧１００Ｖとなる。耐電圧的には４μｍでも耐えられるが耐久性的に懸念がある。１０μｍ以上が望ましい。つまり、比誘電率が２２．６以上であれば良い。Ｃｎが５の場合は４２Ｖ印加で使用できる。この場合、４μｍの膜厚でも印加電圧が低いので使用可能であり、比誘電率が２２．６以上であれば良いことになる。
印加電圧は低い方が望ましく、また、膜厚は厚い方が望ましい。つまり、表１の右下方向で使えることが望ましい。即ち、比誘電率が大きければ大きい程望ましい。上述のように比誘電率は、８又は8以上の値が必要であり、望ましくは２５以上の値であるとよい。更
に望ましくは比誘電率は、５０以上の値であることがよい。最も望ましくは、比誘電率は、１００以上の値であることがよい。
　　　表１．要求される静電容量を達成できる絶縁体電極膜の比誘電率
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
このような絶縁体電極膜の材料としては、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）モノマーを始め、ＰＶＤＦ系の材料として、ビニリデンフロライド（ＶＤＦ）と、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、クロロフルオロエチレン（ＣＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、クロロジフルオロエチレン（ＣＤＦＥ）、トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ）、などとのコポリマー、或は、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）系のターポリマーとして、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＴＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＨＦＰ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＤＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ－ＣＴＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ－ＣＦＥ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ－ＨＦＰ）、Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ－ＣＤＦＥ）などが挙げられる。ここで、ＴＦＥはテトラフルオロエチレンを表す。また、ＰＶＤＦホモポリマーと上記コポリマーやターポリマーとの混合物
、或は、上記コポリマーとターポリマーとの混合物なども挙げられる。また上記コポリマーやターポリマーが、或は、上記コポリマー、ターポリマーそしてＰＶＤＦホモポリマーの混合物が、一軸、或は、二軸方向に延伸されたフィルムであってもよい。特に、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＴＦＥ）ターポリマーやＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＦＥ）ターポリマーでは、４０℃で４０～５０程度の比誘電率が得られるため好適に使用できる。
樹脂に比誘電率の大きい無機酸化物の微粒子を分散することで樹脂の比誘電率を大幅に向上することができる。樹脂としては上記ＰＶＤＦ系の樹脂の他に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、芳香族ポリイミドとビスマレインイミドの混合樹脂などが使用できる。また、比誘電率の大きい無機酸化物の微粒子としては、チタン酸バリウム、ＣＣＴＯ(ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２)、チタン酸バリウムのバリウムとチタンをそれぞれランタンとクロムで置換したＢＬＴＣ、リチウムとチタンを共ドープしたＮｉＯ（ＬＴＮＯ）、チタン酸ストロンチウムなどが挙げられるが、特に、チタン酸バリウムが好適である。コンポジット膜の比誘電率を大きくする目的ではカーボンブラックやカーボンナノファイバー、銀ナノワイヤーなどを分散することで大きな比誘電率を実現できるが、このような導電性のフィラーを分散した場合、水中での電気化学的非反応性や絶縁耐久性が低下するので望ましくない。
ＰＶＤＦやエポキシ樹脂にチタン酸バリウムの微粒子を１０体積％から７０体積％の範囲で分散することで好適なフィルムを得ることができる。１０体積％以下では比誘電率の改善が小さく、７０体積％以上では樹脂としての機械的強度や絶縁耐久性が損なわれる。例えば、二液性のフレキシブルエポキシ樹脂（ボンドＥ２４２０）にチタン酸バリウム微粒子（共立マテリアルＢＴ－ＨＰ１５０）を３５体積％分散したフィルムでは比誘電率が４０℃で約４０となる。従って、１７μｍ厚のフィルムとすることで約２．１ｎF/ｃｍ２の静電容量を実現できる。
好適な実施形態として、ＡＲＫＥＭＡ社ＰＩＥＺＯＴＥＣＨ（登録商標）製Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＴＦＥ）ターポリマーにチタン酸バリウム微粒子（共立マテリアルＢＴ－ＨＰ１５０）を３０体積％分散した絶縁体電極膜の測定結果を表２に示す。膜厚１１μｍ、８０×１１０ｍｍの絶縁体電極膜を２０μｍ厚のステンレス箔上に溶媒キャストにより形成した。電極面積Φ１５ｍｍとし、ＬＣＲメータ（ＨＰ４２６２Ａ）を用いて３８℃で静電容量と誘電損失（tanδ）を測定した。この結果、１ｋＨｚでの静電容量は１０．１ｎ
Ｆ／ｃｍ２、tanδは０．０５、比誘電率は１０３が得られた。
絶縁体膜を水中に浸漬し低周波電気刺激用電極として用いた場合、絶縁体膜内での分極により変位電流は流れるが電子伝導電流は流れず、電極と水との間での電子の授受は実質的には起こらない。従って、電気分解や電極材料の溶出などの電気化学反応は起こらない。また、絶縁体電極膜を直接濡れている皮膚に当接しても、汗腺や毛孔などの低抵抗部への電流の集中が起こらない。同様に、電極の一部が皮膚から離れても皮膚に当接している部分への電流集中が起こらない。更に、回路の事故により直流電流が電極部へ漏洩したとしても絶縁体膜は直流を遮断する。このように絶縁体電極を用いることにより水中でも安全に電気刺激を人体に与えることができる。

表２．Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ－ＣＴＦＥ）ターポリマーにチタン酸バリウム微粒子を分散した絶縁体電極膜の特性
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　（低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１の構成）
図３に低周波電気刺激用絶縁体電極の一実施形態を示す。低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１は、導電性基板１０１１２の上に形成された絶縁体電極膜１０１１１と、導電性基板１０１１２に電気的に接続された電気刺激出力芯線１０１１３と、電気刺激出力芯線を保護する防水コード１０１１４と、そして、導電性基板及び電気刺激出力芯線などの導電性充電部、及び、絶縁体電極膜の一部と防水コードの一部、を被覆する絶縁性被覆１０１１５と、より構成されている。
　　｛導電性基板｝
導電性基板１０１１２には、銅、アルミニウム、ステンレススチール、チタン、ニッケル、チタンニッケル合金などの金属シートや導電性粘着材の付いた金属メッシュ、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳなどの有機導電性インキ、或は、白金、アルミニウム、チタン、ニッケルなどの金属を蒸着或はスパッタリングした膜などを使用することが出来る。有機導電性インキや金属を真空成膜した上に更にどう導電性接着剤を用いて金属箔やシートを貼り合わせてもよい。導電性基板の上に絶縁体電極膜を形成しても良いし、或は逆に絶縁体電極膜を先に形成しておいて後からその表面に導電性基板を形成してもよい。
　　｛絶縁性被覆｝
絶縁性被覆１０１１５は熱可塑性樹脂によるインサート成型や樹脂のポッティング、熱可塑性樹脂シートによる封止溶着などにより形成できる。或は、絶縁性被覆１０１１５は、複数の樹脂部品を用いて構成し、樹脂部品間の界面や絶縁体電極膜面との界面は接着剤、粘着材、シーラントなどで封止することができる。また、絶縁性被覆１０１１５は、パッキンやＯリングを介在させて螺子や圧入係止機構などにより圧着結合した構成でもよい。
　　｛防水コード｝
防水コード１０１１４には絶縁被覆電線やビニルキャブタイヤケーブルなどが使用できる。更に、絶縁被覆電線の防水保護配管として、例えば、シリコーンチューブや軟質フッ素樹脂チューブなどを絶縁性被覆１０１１５と接合し、その中に、絶縁被覆電線を挿通してもよい。防水コードの長さは２ｍ前後となるが、絶縁被覆電線をシリコーンチューブの中に挿通する場合、表面の摺動抵抗が大きいため挿通しにくい。フッ素被覆電線、及び／或は、軟質フッ素樹脂チューブを用いた場合は、摺動抵抗が小さく挿通しやすいため、チュ
ーブの内径を必要以上に大きくする必要がなく好適である。
本発明の低周波電気刺激用絶縁体電極は水中で使用するだけでなく、室内でも使用できる。室内で使用する場合は、絶縁体電極表面に水を含んだ吸水布や導電性粘着パッドなどを配することで使用できる。吸水布を用いた場合は、吸水布そして本電極とも水洗可能であり衛生的に使用できる。また、導電性粘着パッドのような消耗品の交換や廃棄が発生しない。絶縁体電極表面が乾燥すると絶縁体電極膜と皮膚との間の空気層により電界が遮断され電気刺激は感じなくなる。
［通電許可スイッチ１０１２］
低周波電気刺激用絶縁体電極を水中で使用する場合、本電極を皮膚から離間しても水を通して電流が流れ続けるため、低周波電気刺激装置本体側では使用を終了したのかどうか判定ができない。強い電気刺激が出力されたまま水中に放置される恐れがあり、それを知らずに第三者が不用意に電極表面に触れた場合、強い衝撃を受ける恐れがある。また、電力の浪費にもなる。このような事故を未然に防止するためには使用者が使用を止めたときには電気刺激出力が停止する機構が必要になる。
通電許可スイッチ１０１２は、スイッチ表面に押圧を加えることでＯＮし、押している間だけＯＮ動作が継続し、押圧が解放されるとＯＦＦに戻るモーメンタリスイッチであり、水中でも使用できるように柔軟性のある防水被覆の中に納められている。押圧は使用者が手や体の一部で印加してもよいし、絶縁体電極と一緒に固定ベルトに貼り付けておき、人体に巻き付ける押圧で印加してもよい。通電許可スイッチにはメンブレンスイッチやタクタイルスイッチなどのプッシュスイッチを用いることができる。
図４は通電許可スイッチ１０１２の断面構造の一例を示す。タクタイルスイッチを防水被覆で被覆した構造としている。１０１２１は下部電極、１０１２２はクリック感を与える金属製の反転ばね上部電極である。それぞれの電極に防水コード１０１２４のスイッチ芯線１０１２３が電気的に接続されている。１０１２６はプランジャであり押圧を反転ばねに伝達する。本タクタイルスイッチは柔軟性のある防水被覆１０１２５により被覆されており、上方から押圧を受けることでＯＮすることができる。防水被覆１０１２５の材料としては、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー、熱可塑性樹脂などが好適である。インサート成型やポッティング、或は樹脂シートの溶着などの方法で形成できる。
図５は通電許可スイッチ１０１２の配線図を示す。本通電許可スイッチは端子接続部１０１３において、片側の電気刺激出力線１０１３２と片側の絶縁体電極１０１１の電気刺激出力芯線１０１１３に電気的に直列に接続されている。このように構成することで通電許可スイッチ１０１２に押圧を印加することで電気刺激出力をＯＮすることができ、押圧が解放されたときには電気刺激出力をＯＦＦすることができる。このようにして、水中において不使用時に電気刺激出力を遮断することができるようになる。
［通電許可センサー１１１２］
電気刺激電圧が高くなる場合や電流が大きくなる場合、電気刺激出力を直接メンブレンスイッチやタクタイルスイッチなどのモーメンタリスイッチでＯＮ／ＯＦＦするのはスパークの発生により適切ではなくなる場合もある。このような場合は通電許可スイッチ１０１２を単に使用状態を検出するセンサーとして用い、センサー出力信号に応じて電気刺激出力をＯＮ／ＯＦＦできるスイッチを別途に設けることもできる。通電許可スイッチ１０１２をこのようにセンサーとして使う場合、通電許可センサー１１１２と呼ぶことにする。
図６は通電許可スイッチ１０１２を通電許可センサー１１１２として用いた場合のセンサー回路１１１３の実施形態例を示している。センサー回路１１１３は、電源スイッチ１１１３１、電池１１１３２、フォトカプラー１１１３４、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１１３
５、そしてＬＥＤランプ１１１３６、などから構成されている。電源スイッチ１１１３１を入れることで本センサー回路がＯＮしＬＥＤランプ１１１３６が点灯する。電源スイッチを設けることで不使用時に誤って通電許可センサーが押されても電池の無駄な消耗を防ぐことができる。本センサー回路１１１３は端子接続部１０１３の内部に納められている。
通電許可センサー１１１２が押圧を受けＯＮになると、フォトカプラー１１１３４に電流が供給されフォトカプラーからの光起電圧がＭＯＳＦＥＴ１１１３５のゲートに印加されＭＯＳＦＥＴ１１１３５がＯＮし、電気刺激出力が低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１に伝わる。通電許可センサー１１１２のモーメンタリスイッチがＯＦＦすると、フォトカプラーへの電流供給がＯＦＦするのでＭＯＳＦＥＴはＯＦＦとなり、電気刺激出力も遮断される。このように構成することで通電許可センサーのモーメンタリスイッチにはフォトカプラーの駆動電圧しか印加されないためモーメンタリスイッチへの負担が軽減し耐久性が向上する。また、通電許可センサーを電気刺激出力線１０１３２から絶縁でき安全性が高まる。
通電許可センサーとして用いるスイッチはタクタイルスイッチ以外にもメンブンスイッチ、或は、歪ゲージや圧力センサーなどを用いても良い。また、電気刺激出力線のスイッチとしてＮチャンネルＭＯＳＦＥＴとフォトカプラーを用いる回路例を示したが、通電許可センサーの出力を受けて電気刺激出力をＯＮ／ＯＦＦする回路は当業者によって多様なセンサー回路が考え得るものであり、本回路に限定される必要はない。
［低周波電気刺激用絶縁体電極と通電許可センサーが一体化した実施形態］
図７に低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１に通電許可センサー１１１２が一体的に設けられている通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極１１１１の例を示す。通電許可センサー１１１２が絶縁体電極１０１１の表面に内蔵されている。電極を人体に押し付けたときに本センサーがＯＮし、人体から離間したときにＯＦＦする。本センサーのセンサー芯線１１１２３と本電極の電気刺激出力芯線１０１１３は共に防水コード１０１１４の中を通っている。本通電許可センサーは本電極の裏面側に設けられていても良い。この様に構成することで、非防水型低周波電気刺激用防水ケースにおいて低周波電気刺激用絶縁体電極と通電許可センサーを別体とせずに一体化することができる。この場合、複数の絶縁体電極の内少なくとも一つが通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極１１１１であればよい。複数の通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極を用いた場合は、どれか一つがＯＮになれば電気刺激出力がＯＮになるように構成する。
＜非防水型低周波電気刺激装置用防水ケースの他の実施形態＞
図８は、図1で示した非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース１０１の防水スイッチ部
分が透明な樹脂フィルムに置き換わった非防水型低周波電気刺激用防水ケース２０１を示している。また、図９は本防水ケース２０１の上蓋２０１５を開いた様子を示している。上蓋２０１５には開口２０１５２があり、本開口を透明樹脂フィルム２０１５１が塞いでいる。また、同様にセンサー回路１１１３の電源スイッチ１１１３１を押せるようにするための開口２０１５３、及び、ＬＥＤランプ１１１３６が見えるための開口２０１５４があり、これらの開口が透明樹脂フィルム２０１５５で塞がれている。収容される非防水型低周波電気刺激装置本体２０２の操作スイッチ２０２２は透明樹脂フィルム２０１５１の上から指で押すことで操作ができる。本例では通電許可センサー１１１２を具備した例を示したが、電許可スイッチが具備されていても良い。上蓋２０１５に透明な材質を使用した場合には、開口２０１５４は不要である。
透明樹脂フィルムの材料としては、透明で柔軟なフィルムであれば良いが、特に、水蒸気透過率の小さい熱可塑性樹脂が望ましい。例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ
）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられるがこれに限定はされない。本樹脂フィルムと上蓋との接合は、溶着や両面テープなどで行うことができる。
図１０は非防水型低周波電気刺激装置用防水ケースに柔軟な樹脂製の袋を用いた例を示す。非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース３０１は透明で柔軟な樹脂製の袋３０１１でできており、開閉自在の防水シール３０１２を有している。収納される非防水型低周波電気刺激装置本体３０２の操作スイッチ３０２２は本防水ケースの上から指で押して操作することが出来る。本防水ケース内部には端子接続部１０１３が収納されており、端子接続部には低周波電気刺激用絶縁体電極及び通電許可スイッチ或は通電許可センサーが接続している。
透明で柔軟な樹脂製の袋の材料としては、透明で柔軟なフィルムであれば良いが、特に、水蒸気透過率の小さい熱可塑性樹脂が望ましい。例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられるがこれに限定はされない。
＜防水型低周波電気刺激装置の実施形態１＞
図１１は防水型低周波電気刺激装置の一例を示す。防水型低周波電気刺激装置４０１は防水型低周波電気刺激装置本体４０２に、低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１と、通電許可スイッチ１０１２又は通電許可センサー１１１２と、を具備している。防水型低周波電気刺激装置本体４０２には、電源スイッチ４０２３、電気刺激出力の強さや波形パターンを選択できる操作スイッチ４０２２、表示部４０２４、防水コード取込部４０２５などから構成される。電源スイッチや操作スイッチは防水構造を有するメンブレンスイッチやタクタイルスイッチなどで構成される。防水コード取込部には汎用の防水ケーブルグランドなどを使用できる。本装置本体４０２は防水構造を有しており湯面に浮かせることができる。また、本装置本体４０２は、壁面に吊り下げて使用することもできる。本防水構造は一般的な防水型電子機器と同様の技術で実現することが出来る。本実施形態において、低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１と、通電許可スイッチ１０１２又は通電許可センサー１１１２の代わりに通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極１１１１を用いても良い。
図１２は防水型低周波電気刺激装置本体４０２の回路ブロック図を示す。本装置本体４０２の本体回路部４０２６は、電源部、操作部、制御部、波形生成部、表示部などから構成される。波形生成部は主にスイッチング素子などから構成され、制御部のマイクロコンピュータから出力される指示に応じて単極や双極のパルス波形などからなる電気刺激出力を電気刺激出力線４０２６１に出力する。本例では、低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１、そして、通電許可スイッチ１０１２が具備されており、本通電許可スイッチは電気刺激出力線４０２６１に直列に接続されている。
図１３は防水型低周波電気刺激装置４０１として通電許可センサー１１１２を具備した場合の回路ブロック図を示している。本体回路部４０２７の制御部にあるマイクロコンピュ
ータ（不図示）の端子に直接、通電許可センサー１１１２のセンサー芯線１１１２３が接続されており、マイクロコンピュータは端子の電圧変化からスイッチのＯＮ／ＯＦＦを検出し、電気刺激出力のＯＮ／ＯＦＦを制御している。このように、通電許可センサー出力を直接、防水型低周波電気刺激装置本体の制御部に取り込むことで、別途に電気刺激出力をＯＮ／ＯＦＦするスイッチを設ける必要がなくなる。通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極１１１１を用いた場合も同様の回路を使用できる。
＜プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋の実施形態＞
プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋とは、該ケース内部にプッシュスイッチを有するコードレス低周波電気刺激装置などを収容することで、コードレス低周波電気刺激装置などを水中や皮膚が濡れている状態でも安全に使用できるようにするための防水ケースである。図１４は、プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋５０１の操作面側の平面図を示す。本図では、コードレス低周波電気刺激装置の操作面を表面側にして収容するものとする。図１５は本防水袋５０１の裏面側を示している。本防水袋５０１は、操作面側シート５０１１、電極面側シート５０１２、防水シール５０１３、そして、電極面側シート５０１２に設けられた一対の開口５０１２１、該開口を塞ぐように貼られた絶縁体電極膜１０１１１、などから構成される。操作面側シート５０１１に不透明なシートを用いた場合、収容されたコードレス低周波電気刺激装置の操作スイッチなどが外から視認できるように操作面側シート５０１１に開口５０１１１を設け、本開口を透明樹脂シート５０１５で塞ぐ。
プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋にコードレス低周波電気刺激装置を収納して水中で使用した場合、水の屈折率による反射の影響で水中の本袋の中にある本装置の操作スイッチは視認し難い。従って、指先の感触で操作スイッチの位置を探すことになる。指先で容易にスイッチ位置を検出できるように本装置の操作スイッチに該当する位置の操作面側シート５０１１表面に、或は、透明樹脂シート５０１５の表面に突起部５０１７を設けてある。
操作面側シートと電極面側シートを接続する第三のシート（接続シートと称す、不図示）があって本防水袋５０１が立体的に膨らむ構造としてもよい。或は、操作面側シート及び／或は電極面側シートが平面のシートではなく、立体的に膨らみを持つように成形されたシートであってもよい。特に、内部に収容されるコードレス低周波電気刺激装置の立体形状とぴったり嵌合できる立体形状をしていることが望ましい。そのような立体形状を持つことで無駄な空気の巻き込みが無くなる為、水中に浸漬したときに無駄な浮力の発生を低減でき、水中での取り扱いが容易になる。また、コードレス低周波電気刺激装置を本防水袋に挿入するときに、該装置の電極位置と本防水袋の絶縁体電極膜の位置とを合致させる必要があるが、該装置の立体凸部が本防水袋の凹部に嵌合することで位置合わせが容易になる。
［断面構成］
図１６は本防水袋５０１にコードレス低周波電気刺激装置５０２を収容した状態でのＢＢ断面図を示す。コードレス低周波電気刺激装置５０２は本体部５０２１と左右に延出したシート状電極部５０２２より構成される。本体部５０２１には本体回路部５０２１１や操作スイッチ部５０２１２などが内蔵されている。本電極部５０２２には導電性電極シート５０２３が表出し、該導電性電極シートの表面には導電性粘着ゲル５０２４が粘着している。該導電性粘着ゲルは電極面側シート５０１２の開口部を通して絶縁体電極膜１０１１１に粘着している。本例では操作面側シート５０１１には開口があり該開口を透明樹脂シート５０１５が塞いでいる。操作面側シート５０１１が透明である場合は本開口及び透明樹脂シート５０１５は不要である。本例では絶縁体電極膜が電極面側シート５０１２の外側に貼り付けられているが、電極面側シートの内側に貼り付けられていても良い。また、
絶縁体電極膜の単膜が用いられているが、絶縁体電極膜と導電性基板などから構成される絶縁体電極シート（後述）を用いても良い。
［使用法、固定法］
本防水袋５０１を使用するには、まず、コードレス低周波電気刺激装置の電極部に粘着している導電性粘着ゲル５０２４が絶縁体電極膜１０１１１に粘着するように位置を合わせながら本装置を本防水袋に収納する。次に防水シール５０１３を閉める。絶縁体電極膜１０１１１を皮膚に当接させるようにして伸縮性のある固定ベルトで固定する。図２５に本防水袋５０１に固定ベルトを取り付けた一例を示す。本防水袋の左右両端部に熱可塑性樹脂５０１９１を溶着することで四角リング５０１９２を取り付ける。該リングに伸縮性のある固定ベルト５０１９３を通してから身体に巻き付けマジックテープ（登録商標）などで固定する。或は、図２６に示す本体部嵌合穴５０１９５が明いた別体の伸縮性のある固定ベルト５０１９４を用いて本防水ケースの上から巻き付けても良い。本嵌合穴５０１９５には凸状の本体部５０２１を嵌合させる。固定ベルトは、一般的に普及している弾性繊維などによって構成できる。例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロンなどから成るストレッチ繊維やストレッチ織物などを用いることができる。
操作スイッチ５０２１３及び操作スイッチ部５０２１２は本防水ケースの上から指で押して操作する。或は、コードレス低周波電気刺激装置５０２にブルートゥース(登録商標）
を用いた通信機能がある場合は、スマートホンなどからブルートゥース（登録商標）を用いて無線で操作することもできる。コードレス低周波電気刺激装置５０２を本防水袋５０１から取り出すときは防水シール５０１３を開け、導電性粘着ゲル５０２４を絶縁体電極膜１０１１１から引き剥がして取り出す。
本例では絶縁体電極膜１０１１１は２枚が個別に存在しているが、一枚の絶縁体電極膜が複数の導電性電極をカバーしてもよい。更に、電極面側シートそのものが絶縁体電極膜であっても構わない。また、一つの防水袋の中に、２個以上のコードレス低周波電気刺激装置を収納してもよい。また、一つのコードレス低周波電気刺激装置の電極数は3個以上あ
っても構わない。また、図１４では、防水シール５０１３は操作面側シート５０１１に設けられているが、電極面側シート５０１２に設けられていても良い。本例では防水袋にコードレス低周波電気刺激装置を収納する場合について説明したが、コード付き電極を有する低周波電気刺激装置を収納しても良い。この場合、電極にはコードが付いており、絶縁体電極膜に電極を貼り付ける位置に自由度がある。絶縁体電極膜の数や面積を広くしておくことでその自由度を高められる。コード付き低周波電気刺激装置の本体が防水ケースの中で移動しないように当該装置本体の裏面を適宜固定しても良い。
［絶縁体電極シート］
絶縁体電極膜１０１１１の機械的強度を補強するために、該膜の裏面に導電性基板を積層して絶縁体電極シートとした場合、ハイドロポリマーから成る導電性粘着ゲル５０２４を導電性基板に貼り付けて使用すると、通電後短時間で金属製の導電性基板には電食により食孔ができる。水分を含まない導電性粘着ゲルであればこのような事故は起こらないが一般的には水分を含んだハイドロポリマーが導電性粘着ゲルとして普及している。導電性基板の裏面側にも絶縁体電極膜を形成した３層の絶縁体電極シートとすることで、機械的強度を補強しながら食孔の発生も防止することができる。また、絶縁体電極シートから導電性粘着ゲルを剥がす際も容易に剥がせるようになる。
図１７に絶縁体電極シート５０１６の断面図を示す。絶縁体電極シートでは導電性基板１０１１２の外側表面に絶縁体電極膜１０１１１が形成されており、また、本導電性基板の内側表面に内側絶縁体電極膜５０１６１が形成されている。内側絶縁体電極膜の材料は絶
縁体電極膜１０１１１の材料と同一でもよいし、或は、比誘電率の高い樹脂で違う材料を用いてもよい。絶縁体電極シート全体で表１に示した静電容量を実現する必要が有る為、内側絶縁体電極膜５０１６１は絶縁体電極膜１０１１１よりも薄くする必要がある。内側絶縁体電極膜においては使用に伴う擦過や摩耗が起こりにくいので膜厚を薄くできる。絶縁体電極シート５０１６を用いた場合は、該シート１枚で複数の導電性電極をカバーすることはできないので、導電性電極ごとに独立した絶縁体電極シートを設ける必要がある。
［防水袋の材質］
操作面側シート５０１１、電極面側シート５０１２、透明樹脂シート５０１５、そして、接続シートには一般的な樹脂シートを用いることができるが、特に、水蒸気透過率が低い熱可塑性樹脂が好適である。具体的には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリ
塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。がこれに限定はされない。
また、上記シートを複層化したものでもよい。例えば、軟質PVCシートにPCTFEフィルムを貼り合わせて水蒸気透過率を低減したラミネートシートなどが使用できる。更に、アルミ箔に熱可塑性樹脂をラミネートしたシートを用いることで、水蒸気透過率を大幅に低減し、また、熱の透過も低減することができる。このようなシートは一般的にレトルトのパウチケースなどで使用されている。但し、このようなアルミ箔ラミネートシートは不透明であるので、操作面側シートとしてこれを用いるときには、本体部の操作スイッチなどが外から視認できるように、本体部が位置する部分の操作面側シートに開口を設けて、その開口を透明な熱可塑性樹脂フィルム、例えば、PCTFEやPCTFEと軟質PVCのラミネートフィル
ムなどで塞いで透明窓シートとするのが良い。操作面側シート、電極面側シート、そして、透明窓シートの好適な厚さは材料によっても異なるが、３０μｍから1ｍｍの範囲が望
ましい。３０μｍ以下では耐久性が弱く、1ｍｍ以上では柔軟性が損なわれる。
［防水シール］
防水シールは開閉自在であって、水中に浸漬しても防水性が維持できる構造のものであればよい。例えば、米国LOKSAK社のポリエチレン製の防水ケースaLOKSAK（登録商標）は線
状の凸部と凹部を嵌合するシンプルな構造のシール部であるが、水中での完全防水を保証している。YKK製アクアシール（登録商標）やプロシール（登録商標）のようにファスナ
ータイプの防水シールもある。このような防水シールを適宜選択することが出来る。　　
［部材同士の接合］
本防水袋を構成する部材である、操作面側シート、電極面側シート、接続シート、防水シール、絶縁体電極膜、そして、透明樹脂シートなどは、溶着や両面テープ、接着剤などによって接合される。例えば、操作面側シートと電極面側シートは熱可塑性樹脂であり溶着によって接合し防水の袋を構成できる。アルミ箔ラミネートシートの場合でも、最外層に熱可塑性樹脂を用いることで、アルミ箔ラミネートシート同士を溶着できる。絶縁体電極膜に熱可塑性樹脂を用いることで電極面側シートと溶着できる。また、絶縁体電極膜にＰＶＤＦのような熱可塑性樹脂にチタン酸バリウムなどの無機微粒子を分散したコンポジットフィルムを用いた場合も熱可塑性樹脂の電極面側シートと溶着できる。溶着する部材同士が同じ熱可塑性樹脂であることが望ましいが、異種材料同士であっても条件を工夫することで溶着できる。例えば、ＰＶＤＦと軟質ＰＶＣの場合、間に、ＰＶＤＦと相溶性の高いアクリル系の樹脂を介在させることで溶着できる。
また、３Ｍ社のＶＨＢ（登録商標）両面テープを用いて簡便に防水封止することもできる。３Ｍ ＶＨＢ Ｙ－４１８０（登録商標）は粘着しづらいポリプロピレン、ポリエチレンに対しても粘着が可能である。透明窓シートとしてＰＣＴＦＥと軟質ＰＶＣのラミネートフィルムを用いる場合も、操作面側シートと溶着できる。溶着する手法としては、熱板による加圧溶着や超音波溶着、レーザー溶着など一般的な手法を利用できる。防水の信頼性を得るためには、部材同士の接合面を熱可塑性樹脂で構成し溶着によって接合することが望ましい。　
＜防水型低周波電気刺激装置の実施形態２＞
本防水型低周波電気刺激装置は、上述のプッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋５０１の中に、通電許可センサー対応機能や水中通信機能を搭載した防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置を収容したものである。図１８に防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２の操作面側を示す。図１９に本装置の電極面側を示す。
防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２は本体部６０２１とシート状電極部６０２２から構成される。本体部の表面には操作スイッチ６０２１３及び充電用レセプタクル６０２１５が具備されている。使用者は操作スイッチ６０２１３を指で押すことでＯＮ／ＯＦＦすることができる。また、使用者は、電気刺激強度や波形を調整してもよい。本シート状電極部の電極面側は導電性電極シート６０２３とその表面に粘着している導電性粘着ゲル６０２４より構成されている。
図２０に本装置６０２の本体回路部６０２１１のブロック図を示す。本体回路部６０２１１は制御部、指示操作部、通信モジュール、波形生成部、そして、蓄電池などから構成されている。操作スイッチ６０２１３により指示操作部を操作できる。また、通信モジュールを経由してブルートゥース(登録商標）などの無線通信手段を用いてスマートホンなど
の外部通信端末から指示操作することもできる。これらの指示を受けて制御部から波形生成部に電気刺激波形の生成指示を行う。作成された電気刺激波形は導電性電極シート６０２３へ出力される。充電は充電用レセプタクル６０２１５に充電用プラグ（不図示）を接続することで行われる。本図では充電用レセプタクル６０２１５に通電許可センサー１２１２を接続した様子が示されている。
[通電許可センサー１２１２］
充電用プラグ及びレセプタクルには一般的にマイクロＵＳＢが用いられる。マイクロＵＳＢプラグ/レセプタクルには5本のピンがあるが充電用途では２～４番目のピンは使用されていない。そこで、図２０に示すように、通電許可センサー１２１２のセンサー芯線１２１２３をマイクロＵＳＢの４番ピンとグランドである５番ピンに接続する。そして４番ピンを制御部内のマイクロコンピュータの端子に接続する。マイクロコンピュータは４番ピンがグランドに落ちていれば電気刺激出力をＯＮし4番ピンがオープンのときには電気刺
激出力をＯＦＦできる。本例では４番ピンと５番ピンを使用したが、２～４番ピンの任意の二つのピンを使用しても良い。図２１に本通電許可センサー１２１２の構成を示す。通電許可センサー１２１２には電線コード１２１２４が付いており、本電線コードの中にセンサー芯線１２１２３が挿通している。本電線コードの先端にはマイクロＵＳＢプラグ１２１２７が接続されている。
本通電許可センサー１２１２は防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２の充電用レセプタクル６０２１５に接続され、本装置６０２とともに、防水ケース５０１の中に収容される。通電許可センサー１２１２は本装置６０２のシート状電極部６０２２の表面などに置かれており、防水ケースを人体に当接し固定ベルトで巻き付け固定するときに発生する圧力により本通電許可センサーがＯＮし、固定ベルトによる巻き付け固定を解放すると押下圧力もなくなり本通電許可センサーはＯＦＦとなる。本通電許可センサー１２１
２の内部構造は図４で示したものと同じ構造を使用できる。本通電許可センサーは防水ケース内に納められるので、電線コード１２１２４は防水コードである必要は無く一般的な絶縁被覆電線を使用できる。
（プラグ/レセプタクルの他の実施形態例）
通電許可センサー１２１２に装着するプラグはマイクロＵＳＢに限定される必要はない。例えば、フォーンミニプラグやフォーンマイクロプラグなどを用いてもよい。この場合、防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２の本体部６０２１に充電用レセプタクル６０２１５とは別に、フォーンプラグ用のフォーンジャック（不図示）を設け、フォーンジャックからの配線を制御部内のマイクロコンピュータの端子に接続する。これによりマイクロコンピュータは本通電許可センサーのＯＮ／ＯＦＦを検出できる。
（通電許可センサーの他の実施形態例）
通電許可センサーとしてのモーメンタリスイッチを防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２に内蔵し、シート状電極部６０２２表面などに、凸状に飛び出すように配置してもよい。その断面構造は、他の実施形態における断面図ではあるが図２４の通電許可センサー７０２５と同じである。固定ベルトで人体に巻き付け固定することで、防水ケース５０１の操作面側シートを介して押下圧力を受けてＯＮすることができる。固定ベルトを解放した時には押下力が消えモーメンタリ―スイッチがＯＦＦし電気刺激出力を遮断できる。
［水中へのブルートゥース（登録商標）通信］
コードレス低周波電気刺激装置を背中など手の届かない位置に貼り付けた場合、装置本体部に配備されている操作スイッチを押すことができない。この為、スマートホンなどの外部端末からブルートゥース(登録商標）を使って無線で出力制御できる製品が増えている
。コードレス低周波電気刺激装置を防水袋に入れて水中で使用する場合、ブルートゥース(登録商標）の電波が水及び人体に吸収されてしまうという課題が発生する。現在一般的
に使用されているブルートゥース(登録商標）クラス２の電波強度の場合、浴槽の水深程
度の距離であれば水中でも安定して送受信できる。しかし、スマートホンを手に持ち、本装置が水中にある人体の陰に隠れた場合、人体内部での電波の吸収が大きいため、通信が不安定になる。一方、ブルートゥース(登録商標）クラス１．５（電波出力１０ｍＷ）以
上であれば、お風呂の中でも安定した通信が可能となる。従って、本発明の防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２にはブルートゥース(登録商標）クラス１．５（電
波出力１０ｍＷ）以上の電波出力を有する通信モジュールを搭載する必要がある。
このように、既存のコードレス低周波電気刺激装置に、通電許可センサー機能、及び、水中でも使用できる通信機能を搭載することで、防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置６０２が完成し、本装置６０２を上記プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水ケース５０１に収納することで本実施形態２の防水型低周波電気刺激装置６０１（不図示）が完成する。
＜防水型低周波電気刺激装置の実施形態３＞
本実施形態の防水型低周波電気刺激装置７０１は、通常のコードレス低周波電気刺激装置にワイヤレス充電機能と通電許可センサー及び水中通信機能を内蔵した防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２を、樹脂フィルムで密閉封止したものである。図２２に操作面側平面図を示す。防水封止対応型コードレス低周波治療器７０２は、本体部７０２１、シート状電極部７０２２より構成されており、本体部７０２１には操作スイッチ７０２１３が設けられている。更に、電極部表面から突出するように通電許可センサー７０２５が内蔵されている。
図２３は本装置７０１の電極面側を示している。７０２３は導電性電極シート、７０２４
は導電性電極シートの上に粘着された導電性粘着ゲルである。電極面側シート７０１２の開口を塞ぐように絶縁体電極シート５０１６が貼られている。防水封止対応型コードレス低周波治療器７０２は、操作面側シート７０１１と電極面側シート７０１２によって被覆され、両シートの周縁部７０１８は溶着或は両面テープなどによって密閉封止されている。
図２４は防水型低周波電気刺激装置７０１の断面図を示す。電極面側シート７０１２には、開口部があり該開口部を絶縁体電極シート５０１６が塞いでいる。防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２の導電性電極シート７０２３の上には導電性粘着ゲル７０２４が粘着しており、本粘着ゲルの外側面は絶縁体電極シート５０１６に粘着している。尚、絶縁体電極シート５０１６の代わりに絶縁体電極膜１０１１１を用いても良い。また、導電性粘着ゲルにハイドロポリマーを用いない導電性粘着ゲルを使う場合は、絶縁体電極膜１０１１１と金属製導電性基板１０１１２で構成される２層の絶縁体電極シートを用いても良い。導電性粘着ゲル７０２４の代わりに導電性接着剤を用いる場合も本２層の絶縁体電極シートを用いることができる。
［ワイヤレス充電機能］
防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２の本体回路部７０２１１の底面には、外部からの電磁誘導や磁界共鳴による充電エネルギーをワイヤレスで受電するための受電コイル７０２１４及び磁束の漏洩を防止するための磁性シート７０２１５、そして受電回路基板７０２１６が設けられており、外部からワイヤレスで本体回路部内の蓄電池（不図示）を充電することが出来る。ワイヤレス給電に係る部品やユニットは一般的に入手できる製品を使用できる。例えばＴＤＫ製の２ワットの受電コイルでは直径が２ｃｍであり、磁性シートと一体化した厚みは１ｍｍ以下である。また、受電回路基板７０２１６も同程度の基板サイズに納めることができる。充電は、送電コイルを内部に有する充電器（不図示）に、受電コイル７０２１４を近接させ磁界結合させることでワイヤレス充電することができる。電極面側シート７０１２にアルミ箔ラミネートフィルムを用いた場合、受電コイル７０２１４と送電コイル（不図示）との間にアルミ箔が介在することになる。給電は高周波交流で行われるためにアルミ箔内に渦電流が発生し発熱するとともに給電エネルギーを損失する。従って、この場合、受電コイル７０２１４に対面する電極面側シート部分に開口（不図示）を設けこの開口を樹脂シート（不図示）で塞ぐ。
［通電許可センサー］
図２４においては通電許可センサー７０２５が防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２のシート状電極部表面に内蔵されている。シート状電極部７０２２はシート状のエラストマーなどで被覆されているため人体への巻き付けによる押圧で通電許可センサー７０２５のモーメンタリスイッチを押下することができる。通電許可センサーの構造としては図４と同じものを使用できる。通電許可センサーのセンサー芯線は本体回路部７０２１１にあるマイクロコンピュータの端子に接続されており、センサースイッチが押圧から解放されると不使用状態と判定し電気刺激出力を遮断する。
［水中へのブルートゥース(登録商標）通信］
本体回路部７０２１１には通信モジュール（不図示）も搭載されており、ブルートゥース(登録商標）クラス１．５（１０ｍＷ）以上の電波出力を有しているため、スマートホン
などとの間でお風呂の中でも安定した通信ができる。
以上のように構成することで充電可能で防水性に優れた防水型低周波電気刺激装置７０１を実現することができる。上記説明では、防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２の電極数を２個としたが、電極数は３個以上あっても構わない。電極数を増やすことでより広範囲に電気刺激を与えることができる。また、密閉封止される防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置は１個ではなく２個以上であっても構わない。上記説明で
は、絶縁体電極膜１０１１１を導電性粘着ゲルの位置に対応してそれぞれ独立して配置したが、１枚の絶縁体電極膜が複数の導電性電極を被覆していても構わない。更には、電極面側シートそのものが絶縁体電極膜であっても構わない。
［防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２の他の実施形態］
防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２自体を防水構造とし、電極部分を絶縁体電極膜或は絶縁体電極シートとすることで、操作面側シート７０１１と電極面側シート７０１２を排除してもよい。通電許可センサー及びワイヤレス充電機能は内蔵されているため、レセプタクルや開閉機構などが存在しないため、防水構造をとりやすい。防水構造の一例としては、防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置７０２を熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーで被覆した構造とすることで絶縁体電極膜或は絶縁体電極シートと溶着封止することができる。
＜防水型低周波電気刺激装置の実施形態４＞
図２７に支持体と一体化した防水型低周波電気刺激装置８０１を示す。本装置は、防水型低周波電気刺激装置本体８０２及び、低周波電気刺激用絶縁体電極１０１１、そして、通電許可スイッチ１０１２或は通電許可センサー１１１２が固定ベルト支持体８０１１に一体的に取り付けられている。８０２２は操作スイッチを示す。図中の点線は固定ベルト支持体内部を挿通する防水コードを示している。防水型低周波電気刺激装置本体８０２は前記防水型低周波電気刺激装置本体４０２と同じ機能を有するものであるが、水中に浸漬できる防水性能を有している。また、ブルートゥース(登録商標）クラス１．５以上の電波
出力を有する通信機能を搭載してスマートホンなどの外部端末から操作できるようにしても良い。絶縁体電極１０１１及び通電許可スイッチ１０１２又は通電許可センサー１１１２は、使用者が貼り付け位置を自由に調整できるように自由度を持たせマジックテープ（登録商標）などで固定してもよい。低周波電気刺激用絶縁体電極と通電許可センサーの代わりに通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極を用いても良い。
＜防水型低周波電気刺激装置の実施形態５＞
図２８は肩や首や背中への低周波電気刺激に用いることができる肩掛け型支持体９０１１を有する防水型低周波電気刺激装置９０１である。絶縁体電極１０１１は複数設けられ、通電許可センサー１０１２又は通電許可センサー１１１２は２個設けられている。９０２は防水型低周波電気刺激装置本体であり、９０２２は本装置本体の操作スイッチである。２個のスイッチ又はセンサーは並列に電気接続されており、どちらか一つがＯＮすれば電気刺激出力はＯＮとなり、両方の通電許可センサーが同時にＯＦＦのときに電気刺激出力がＯＦＦとなるように構成されている。このように支持体の形状は限定されるものではなく、人体への当接部位に応じて人体形状に合わせて自由な形態をとることが出来る。低周波電気刺激用絶縁体電極と通電許可センサーの代わりに通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極を用いても良い。
固定ベルト支持体８０１１としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、などから成るストレッチ繊維やストレッチ織物を用いて構成された弾力性のあるベルトなどを用いることができる。肩掛け型支持体９０１１の場合は、伸縮性のある弾性繊維で構成する以外に、弾力と強度のある素材でシェルを構成し、人体の三次元形状に沿える柔らかい素材を内張することで構成してもよい。骨格や形状を構成するには、繊維強化型プラスチックや軟質塩化ビニルなどの樹脂やエラストマーなどが使用できる。内張を構成するには、樹脂系エラストマー、樹脂発泡体、或は、繊維を三次元的に編んだ網状弾性体、ゴム弾性をもつ熱可塑性エラストマーからなる連続線条のランダムループを三次元構造化したものなどが使用できる。
本発明により、低周波電気治療器やＥＭＳ装置などの低周波電気刺激装置を入浴中や水中でも安全に使用することができるようになる。入浴中であれば低周波電気刺激効果と温熱効果の相乗効果により低周波治療効果を高めることが出来る。また、入浴時間の有効活用ができるようになる。また、皮膚が濡れている状態でも安全に使用できるため、発汗を伴うスポーツをしながらＥＭＳを行うなど新しい使い方が可能になる。家庭での使用を始め、温泉、スパ、スポーツジム、介護施設、治療院などでも利用可能性が広がる。
１０１　非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース
１０１１　低周波電気刺激装置用絶縁体電極
１０１１１　絶縁性電極膜
１０１１２　導電性基板
１０１１３　電気刺激出力芯線
１０１１４　防水コード
１０１１５　絶縁性被覆
１０１２　通電許可スイッチ
１０１２１　下部電極
１０１２２　反転ばね上部電極
１０１２３　スイッチ芯線
１０１２４　防水コード
１０１２５　柔軟性のある防水被覆
１０１２６　プランジャ
１０１３　端子接続部
１０１３１　接続プラグ
１０１３２　電気刺激出力線
１０１４　下ケース
１０１５　上蓋
１０１５１　防水スイッチ
１０１７　バックル
１０１８　Ｏリング
１０１９　ヒンジ
１０２　非防水型低周波電気刺激装置本体
１０２１　出力ジャック部
１０２２　操作スイッチ
１１１１　通電許可センサー一体型低周波電気刺激用絶縁体電極
１１１２　通電許可センサー
１１１２３　センサー芯線
１１１３　センサー回路
１１１３１　電源スイッチ
１１１３２　電池
１１１３４　フォトカプラー
１１１３５　ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ
１１１３６　ＬＥＤランプ
１２１２　通電許可センサー（プラグ付き）
１２１２３　センサー芯線
１２１２４　電線コード
１２１２７　マイクロＵＳＢプラグ
２０１　非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（フィルム窓）
２０１５１、２０１５５　透明樹脂フィルム
２０１５２、２０１５３、２０１５４　開口
２０２　非防水型低周波電気刺激装置本体
２０２２　操作スイッチ
３０１　非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース（樹脂シートケース）
３０１１　樹脂製の袋
３０１２　防水シール
３０２　非防水型低周波電気刺激装置本体
３０２２　操作スイッチ
４０１　防水型低周波電気刺激（実施形態１）
４０２　防水型低周波電気刺激本体
４０２２　操作スイッチ
４０２３　電源スイッチ
４０２４　表示部
４０２５　防水コード取込部
４０２６、４０２７　本体回路部
４０２６１　電気刺激出力線
５０１　プッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋
５０１１　操作面側シート
５０１１１、５０１２１　開口
５０１２　電極面側シート５０１３　防水シール
５０１５　透明樹脂シート
５０１６　絶縁体電極シート
５０１６１　内側絶縁体電極膜
５０１７　突起部
５０１９１　熱可塑性樹脂
５０１９２　四角リング
５０１９３　伸縮性のある固定ベルト
５０１９４　別体の伸縮性のある固定ベルト
５０１９５　本体部嵌合穴
５０２　コードレス低周波電気刺激装置
５０２１　本体部
５０２１１　本体回路部
５０２１２　操作スイッチ部
５０２１３　操作スイッチ
５０２２　シート状電極部
５０２３　導電性電極シート
５０２４　導電性粘着ゲル
６０１　防水型低周波電気刺激装置（実施形態２）不図示
６０２　防水袋対応型コードレス低周波電気刺激装置
６０２１　本体部
６０２１１本体回路部
６０２１３　操作スイッチ
６０２１５　充電用レセプタクル
６０２２　シート状電極部
６０２３　導電性電極シート
６０２４　導電性粘着ゲル
７０１　防水型低周波電気刺激装置（実施形態３）
７０１１　操作面側シート
７０１２　電極面側シート
７０１７　突起部
７０１８　周縁部
７０２　防水封止対応型コードレス低周波電気刺激装置
７０２１　本体部
７０２１１　本体回路部
７０２１２　操作スイッチ部
７０２１３　操作スイッチ
７０２１４　受電コイル
７０２１５　磁性シート
７０２１６　受電回路基板
７０２２　シート状電極部
７０２３　導電性電極シート
７０２４　導電性粘着ゲル
７０２５　通電許可センサー
８０１　防水型低周波電気刺激装置（実施形態４）（固定ベルト一体型）
８０１１　固定ベルト支持体
８０２　防水型低周波電気刺激装置本体
８０２２　操作スイッチ
９０１　防水型低周波電気刺激装置（実施形態５）（肩掛け一体型）
９０１１　肩掛け型支持体
９０２　防水型低周波電気刺激装置本体
９０２２　操作スイッチ

Claims (6)

  1. 　少なくとも一対の低周波電気刺激用絶縁体電極と、該電極と防水ケース内部に収納される非防水型低周波電気刺激装置の電気刺激出力線とを電気接続する端子接続部と、を具備したことを特徴とする非防水型低周波電気刺激装置用防水ケース。
  2. 　開閉自在の防水シール部を有する袋において、当該袋の表面に少なくとも一個の開口を有し、該開口を０．３６ｎF/ｃｍ２以上の静電容量を有する絶縁体電極膜又は絶縁体電極シートで塞いだことを特徴とするプッシュスイッチ式低周波電気刺激装置用防水袋。
  3. 　少なくとも一対の低周波電気刺激用絶縁体電極と、少なくとも一個の通電許可スイッチ或は通電許可センサーと、を具備したことを特徴とする防水型低周波電気刺激装置。
  4. 　０．３６ｎＦ／ｃｍ２以上の静電容量を有する絶縁体電極膜であって、該縁体電極膜が樹脂に比誘電率の大きい無機酸化物の微粒子を10～70体積％分散させたことを特徴とする低周波電気刺激用絶縁体電極膜。
  5. 　ポリビニリデンフロライド（PVDF）モノポリマー、ポリビニリデンフロライド（PVDF）系コポリマー、ポリビニリデンフロライド（PVDF）系ターポリマーから選択された１種類の樹脂、又は、該モノポリマー、該コポリマー、該ターポリマーから選択された２種類以上の混合物からなる樹脂、であることを特徴とした上記請求項４記載の低周波電気刺激用絶縁体電極膜。
  6. 　請求項４又は５記載の低周波電気刺激用絶縁体電極膜と、該絶縁体電極膜の裏面に形成された導電性基板と、該導電性基板に電気的に接続された電気刺激出力芯線と、該電気刺激出力芯線を被覆する防水コードと、該導電性基板及び該電気刺激出力芯線の露出した充電部と該絶縁体電極膜及び防水コードの一部を被覆する絶縁性被覆と、より構成されたことを特徴とする低周波電気刺激用絶縁体電極。


    　
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