(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電圧を供給する電源と、スイッチ要素を具備し該スイッチ要素のオン・オフにより前記基準電圧を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段の出力を出力端子に出力するか否かを切り換える切換手段と、前記スイッチ要素をオン・オフする制御信号、並びに前記切換手段の切り換えを行わせる切換信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、前記制御信号の出力開始時点から、少なくとも前記昇圧手段の出力が略安定するまでの時間より長い所定の遅延時間後に前記昇圧手段の出力を出力端子に出力させる側へ切り換える前記切換信号を出力して成ることを特徴とする低周波治療器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体筋肉の萎縮防止又は強化を目的とする低周波治療器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の低周波治療器では、図５（ａ）に示すような比較的に高い周波数のパルス信号Ｖｐ1でスイッチ要素をオン・オフすることにより図５（ｂ）に示すように電源の基準電圧を昇圧し、さらに図５（ｃ）に示すように上記高い周波数と同期し且つ比較的に低い周波数のパルス信号Ｖｐ2で上記昇圧された電圧Ｖａを出力端子に出力するか否かを切り換え、図５（ｄ）に示すような比較的に低い周波数で断続する電圧Ｖ0を出力端子に出力し、電極を介して生体に印加するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例では昇圧された電圧Ｖａは、徐々に立ち上がってから安定する波形の電圧（図５（ｂ）参照）であり、このような波形を有する電圧Ｖａを出力端子からほぼそのまま出力していた。しかしながら、このように出力電圧Ｖ0の印加開始時における電圧差（ギャップ）が小さく、出力電圧波形が滑らかであると、かかる出力電圧を生体に印加した場合に、生体の筋肉は弱く且つ遅い収縮をすることになる。而して、生体の筋肉強化運動にとっては強く且つ早い収縮・弛緩が効果的であり、上記従来例のような出力電圧波形では、生体筋肉の萎縮防止及び強化が充分にできないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、生体の筋肉を強く且つ早く収縮・弛緩させ、生体筋肉の萎縮防止及び強化を充分に行わせる低周波治療器を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、基準電圧を供給する電源と、スイッチ要素を具備し該スイッチ要素のオン・オフにより前記基準電圧を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段の出力を出力端子に出力するか否かを切り換える切換手段と、前記スイッチ要素をオン・オフする制御信号、並びに前記切換手段の切り換えを行わせる切換信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、前記制御信号の出力開始時点から、少なくとも前記昇圧手段の出力が略安定するまでの時間より長い所定の遅延時間後に前記昇圧手段の出力を出力端子に出力させる側へ切り換える前記切換信号を出力して成ることを特徴とし、所定の遅延時間により出力端子への出力電圧は比較的に大きな電圧差で急激に立ち上がる波形となるから、生体の筋肉を強く且つ早く収縮・弛緩させ、生体筋肉の萎縮防止及び強化を充分に行わせることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態を示す回路ブロック図である。本実施形態は、基準電圧を供給する電源１と、スイッチ要素たるトランジスタＱ1を具備し、このトランジスタＱ1のオン・オフにより基準電圧を昇圧する昇圧回路部２と、昇圧回路部２の出力Ｖａを出力端子Ｔ，Ｔに出力するか否かを切り換える切換部３と、トランジスタＱ1のベースに比較的に高い周波数のパルス状の制御信号（以下、「昇圧パルス信号」と呼ぶ。）Ｖｐ1を出力する第１のパルス信号発生部５と、切換部３に対して昇圧パルス信号Ｖｐ1よりも低い周波数の切換信号（以下、「低周波基準パルス信号」と呼ぶ。）Ｖｐ2を出力する第２のパルス信号発生部６と、これら第１及び第２のパルス信号発生部５，６の昇圧パルス信号Ｖｐ1並びに低周波基準パルス信号Ｖｐ2の周波数や出力のタイミング等を制御する制御回路部４とを備えている。
【０００７】
電源１は、例えば直流電源、あるいは交流電源と整流回路の組み合わせ等から成り、略一定の直流電圧（基準電圧）を供給するものである。
また昇圧回路部２は、電源１の両端に直列接続されるトランジスタＱ1及びインダクタＬと、トランジスタＱ1のコレクタ−エミッタ間に直列接続されるダイオードＤ及びコンデンサＣとを備えた所謂チョッパ回路であって、コンデンサＣの両端に生じる昇圧された電圧を出力電圧Ｖａとしている。
【０００８】
切換部３は、昇圧回路部２の出力端に設けられる一対の接点ａ，ｂに、一方の出力端子Ｔに接続される共通接点ｃを選択的に切り換えて接続するスイッチＳＷを具備するものであり、スイッチＳＷが接点ａ側に切り換えられた場合には昇圧回路部２の出力Ｖａが出力端子Ｔ，Ｔ間に出力され、反対にスイッチＳＷが接点ｂ側に切り換えられた場合には出力端子Ｔ，Ｔがグランドレベルに落とされて出力電圧Ｖａが出力端子Ｔ，Ｔ間に出力されないものである。
【０００９】
第１のパルス信号発生部５は、図２（ａ）に示すような比較的に高い周波数の方形波パルス信号（昇圧パルス信号Ｖｐ1）を発生する発振器等から成り、その昇圧パルス信号Ｖｐ1を昇圧回路部２が具備するトランジスタＱ1のベースに与えてトランジスタＱ1をオン・オフしている。
また第２のパルス信号発生部６は、同図（ｃ）に示すような比較的に低い周波数の方形波パルス信号（低周波基準パルス信号Ｖｐ2）を発生する発振器等から成り、その低周波基準パルス信号Ｖｐ2によって、例えば、低周波基準パルス信号Ｖｐ2がＨレベルのときには接点ａ側、Ｌレベルのときには接点ｂ側にそれぞれ切換部３のスイッチＳＷを切り換える。なお、Ｈレベルのときに接点ｂ側、Ｌレベルのときに接点ａ側にスイッチＳＷが切り換えられるようにしてもよい。
【００１０】
制御回路部４はマイクロコンピュータを主構成要素とし、プログラムに応じて第１及び第２のパルス信号発生部５，６からの昇圧パルス信号Ｖｐ1並びに低周波基準パルス信号Ｖｐ2の周波数や出力のタイミング等を制御するものである。而して、本実施形態においては、制御回路部４並びに第１及び第２のパルス信号発生部５，６により制御手段が構成される。なお、一対の出力端子Ｔ，Ｔには図示しない電極が接続される。
【００１１】
次に本実施形態の動作について説明する。
図２（ａ）に示すように、第１のパルス信号発生部５からの昇圧パルス信号Ｖｐ1によりトランジスタＱ1が比較的に高い周波数でオン・オフされると、トランジスタＱ1のオン時にインダクタＬにエネルギが蓄積され、インダクタＬとダイオードＤのアノードとの接続点に昇圧された電圧が発生し、この昇圧された電圧がダイオードＤで整流され且つコンデンサＣにて平滑される。つまり、コンデンサＣの両端には、図２（ｂ）に示すように電源１の基準電圧を越えるレベルにまで徐々に昇圧され、やがて所定のレベルで安定するような出力電圧Ｖａが得られる。そして、出力電圧Ｖａが上記のように安定した後に制御回路部４が第１のパルス信号発生部５を制御して昇圧パルス信号Ｖｐ1の出力を停止させ、トランジスタＱ1をオフとする（図２（ａ）参照）。
【００１２】
一方、第１のパルス信号発生部５より昇圧パルス信号Ｖｐ1の出力が開始された時点（時刻ｔ＝ｔ0）から所定の遅延時間Ｔｄを経過した後にＬレベルからＨレベルに立ち上がり、且つ出力電圧Ｖａが安定した後にＨレベルからＬレベルに立ち下がるような、比較的に低い周波数の低周波基準パルス信号Ｖｐ2が、制御回路部４により制御された第２のパルス信号発生部６から切換部３に出力される（図２（ｃ）参照）。而して、低周波基準パルス信号Ｖｐ2がＨレベルになると切換部３のスイッチＳＷが接点ａ側に切り換えられ、反対に低周波基準パルス信号Ｖｐ2がＬレベルとなると切換部３のスイッチＳＷが接点ｂ側に切り換えられる。
【００１３】
そして、切換部３のスイッチＳＷが接点ａ側に切り換えられているときに、昇圧回路部２の出力電圧Ｖａが切換部３を介して出力端子Ｔ，Ｔ間に出力され、スイッチＳＷが接点ｂ側に切り換えられているときには出力端子Ｔ，Ｔがグランドに短絡されて昇圧回路部２の出力電圧Ｖａは出力端子Ｔ，Ｔ間に現れない。従って、出力端子Ｔ，Ｔ間に現れる出力電圧Ｖ0は、図２（ｄ）に示すように低周波基準パルス信号Ｖｐ2の立ち上がりに同期して電圧差Ｖ1まで急激に立ち上がってから徐々に上昇して安定し、低周波基準パルス信号Ｖｐ2の立ち下がりに同期して急激に立ち下がる略方形波の信号波形となる。以後、制御回路部４がプログラムに従って第１及び第２のパルス信号発生部５，６を制御し、上記動作を繰り返すことにより、図２（ｄ）に示すように略方形且つ低周波の出力信号Ｖ0が出力端子Ｔ，Ｔより出力される。
【００１４】
すなわち、従来例であれば、第１のパルス信号発生部５からの昇圧パルス信号Ｖｐ1の出力開始及び停止と、第２のパルス信号発生部６からの低周波基準パルス信号Ｖｐ2の立ち上がり及び立ち下がりとのタイミングを同期させていたために（図５（ａ）（ｃ）参照）、出力端子Ｔ，Ｔ間に現れる出力電圧Ｖ0が一定電圧から徐々に上昇して安定するような滑らかな波形となり、かかる出力電圧を生体に印加した場合に、生体の筋肉は弱く且つ遅い収縮をすることになって、生体筋肉の萎縮防止及び強化が充分にできなかった。
【００１５】
一方、本実施形態によれば、昇圧回路部２の出力電圧Ｖａが緩やかに上昇する部分（図２（ｂ）における斜線を施した部分）を除去して電圧差Ｖ1まで急激に立ち上がってから徐々に上昇して安定するような出力電圧Ｖ0を供給することができるため、生体の筋肉を強く且つ早く収縮・弛緩させ、生体筋肉の萎縮防止及び強化を充分に行わせることができるのである。
【００１６】
ところで、低周波基準パルス信号Ｖｐ2の立ち上げを遅らせる遅延時間Ｔｄを、昇圧回路部２の出力電圧Ｖａが立ち上がってから安定するまでの時間よりも長くすれば、図３に示すように出力電圧Ｖ0の立ち上がり時の電圧差Ｖ1をさらに大きくできるとともに、昇圧回路部２の出力電圧Ｖａが安定状態であるために出力電圧Ｖ0の電圧波形をほぼ完全な方形波とすることができる。
【００１７】
また、昇圧回路部２の出力電圧Ｖａが安定する前（時刻ｔ＝ｔ1）に低周波基準パルス信号Ｖｐ2を立ち下げるようにすれば、図４に示すように電圧差Ｖ1まで急激に立ち上がってから徐々にピーク値が上昇し且つ急激に立ち下がるような波形の出力電圧Ｖ0を得ることもできる。なお、上述したような低周波基準パルス信号Ｖｐ2の周期や立ち上がり及び立ち下がりのタイミングの制御は、制御回路部４におけるプログラムにより容易に実現可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は上述のように、基準電圧を供給する電源と、スイッチ要素を具備し該スイッチ要素のオン・オフにより前記基準電圧を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段の出力を出力端子に出力するか否かを切り換える切換手段と、前記スイッチ要素をオン・オフする制御信号、並びに前記切換手段の切り換えを行わせる切換信号を出力する制御手段とを備え、該制御手段は、前記制御信号の出力開始時点から、少なくとも前記昇圧手段の出力が略安定するまでの時間より長い所定の遅延時間後に前記昇圧手段の出力を出力端子に出力させる側へ切り換える前記切換信号を出力して成るので、所定の遅延時間により出力端子への出力電圧は比較的に大きな電圧差で急激に立ち上がる波形となり、その結果、生体の筋肉を強く且つ早く収縮・弛緩させ、生体筋肉の萎縮防止及び強化を充分に行わせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態を示す回路ブロック図である。
【図２】  同上の動作を説明するための波形図である。
【図３】  同上の動作を説明するための波形図である。
【図４】  同上の動作を説明するための波形図である。
【図５】  従来例の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１  電源
２  昇圧回路部
３  切換部
４  制御回路部
５  第１のパルス信号発生部
６  第２のパルス信号発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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