【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、温熱治療やマッサージ治療に用いる超音波治療器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として特公平６−２２５１８号公報に示されるものがあり、該公報には、超音波振動子と、位相差を基準値と比較する無負荷検出部と、レベル切換手段等からなる超音波治療装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置においては、超音波振動子に供給する電力の電圧と電流に位相差が生じる機器でないと無負荷検出部が作動しないという欠点がある。即ち、超音波振動子が常に共振するように、超音波振動子の共振周波数の変動に追従して供給電力の周波数を変え位相差が生じないようにした効率の良い機器には、前記公報の技術は使用できないという不都合があり、汎用性に乏しい構成である。
【０００４】
又、前述の位相差が生じることが前提であるから、位相差は生じているが基準値を越えていない状態で使用する場合、効率のよくない状態で使用していることになる。即ち、共振周波数と供給電力の周波数とにずれが生じている状態で使用しているわけであるから、所期の振動出力は発現しておらず、好適な治療効果を得られない。本発明は上記問題点を解決したもので、振動子を高効率に出力させながら、無負荷検出を行なえる保護回路付超音波治療器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、超音波を発生する振動子（３）と、該振動子（３）に供給する電力における電圧と電流の値を演算しその演算値が基準値を超えた時信号を出力する無負荷検出部（４）と、無負荷検出部（４）から出力信号を得た時には振動子（３）に供給する電力を変更する電力変更手段（５）とを有し、電力変更手段（５）が、振動子（３）へ供給する電力を所定時間切断するタイマースイッチ（１２）であり、該スイッチ（１２）は、所定時間経過後に振動子（３）へ電力を供給し、その電力供給後に無負荷検出部（４）から信号を受けない時は当該電力供給を続行し、無負荷検出部（４）から信号を受けた時は、振動子（３）へ供給する電力を所定時間切断することを特徴と する保護回路付超音波治療器である。又、電力変更手段（５）を、振動子（３）へ供給する電力にオンオフ制御を掛けるオンオフ制御器（１１）とし、該オンオフ制御器（１１）は、前記無負荷検出部（４）の出力信号を得た時には発振回路（１）の発振周波に対して、当該周波数に比して低い周波数で、デューティー比の小さいパルスでオンオフ制御する。
【０００６】
【作用】
超音波を発生する振動子３が無負荷状態になると該振動子３に供給する電力における電圧と電流の値が変動する。無負荷検出部４は、前記電力における電圧と電流の値を演算しその演算値が基準値を超えた時信号を出力する。電力変更手段５は、前記無負荷検出部４から信号を受けた時に、振動子３に供給する電力を低減又は停止する等の変更を行なう。
【０００７】
電力変更手段５であるタイマースイッチ１２は、振動子３へ供給する電力を所定時間切断する。前記タイマースイッチ１２は所定時間経過後に振動子３へ電力を供給し、その電力供給後に、無負荷検出部４から信号を受けない時は該電力供給を続行し、該無負荷検出部４から出力を受けた時は、振動子３へ供給する電力を所定時間切断する。又、電力変更手段５をオンオフ制御器１１とした場合、オンオフ制御器１１は、振動子３へ供給する電力にオンオフ制御を掛ける。
【０００８】
【実施例】
本発明の第１、２実施例について図面を参照して説明すると、先ず図１に示す第１実施例は、１ＭＨｚ又は３ＭＨｚで発振する発振回路１と、該発振回路１の出力信号を用いて１ＭＨｚ又は３ＭＨｚの発振電力を作る出力段回路２と、該出力段回路２の出力電力を得て超音波振動を発生する振動子３と、振動子３の無負荷状態を検出する無負荷検出部４と、無負荷検出部４の出力信号を得て振動子３に供給する前記電力を変更する電力変更手段５と、超音波振動出力を調整する出力調整器６とからなる。
【０００９】
更に、前記出力段回路２の出力部位と発振回路１の所定部位との間にＰＬＬ回路１０が設けられており、出力段回路２の出力信号から電圧と電流の位相差を検出し該位相差が０になるように発振回路１へ制御信号を入力させるというループを形成したものである。ＰＬＬ回路１０は、振動子３へ供給する電力の周波数が、該振動子３の共振周波数に一致するように、発振回路１の発振周波数を逐次変更制御するものである。
【００１０】
ＰＬＬ回路１０を付加設置することにより、振動子３に供給する電力における電圧と電流の位相差を常に０にすることができ、振動子３を常時共振状態にして高効率に使用でき、好都合である。特に、振動子３の負荷の状態がやや不完全な負荷状態になりしかも基準値内であって無負荷と判断されない場合においても、振動子３は共振状態で作動するので、確実な超音波振動出力が得られ治療効果を確実に達成できる。
【００１１】
前記振動子３には、供給電極７が取着され前記出力段回路２の出力電力が付与される。振動子３と人体皮膚との接触が不完全であったり何も接触させない状態では、振動子３は無負荷状態となっており、このような状態下では該振動子３は過熱すると共に、破損に至る場合がある。前記無負荷検出部４は、前述の無負荷状態を検出するものであり、振動子３に供給する電力における電圧と電流の値を演算し、その演算値が予め設定した基準値を越えた時を無負荷状態とみなし、無負荷状態を示す信号を出力するものである。又、前述した演算の値が基準値を越えた後に再び基準値内に至った時には、無負荷検出部４は出力信号は消失し負荷状態を示す信号を出力する。前記演算の内容は、電圧と電流の比を算出している。
【００１２】
前記電力変更手段５は、出力段回路２を駆動させる可変定電圧電源回路８と、該電源回路８の出力電圧を変更調整する電圧調整器９と、タイマースイッチ１２とからなる。タイマースイッチ１２は無負荷検出部４と電圧調整器９との間に設けられる。タイマースイッチ１２は無負荷検出部４の出力を得ると時計作動し、振動子３へ電力を所定時間供給しない。即ち、タイマースイッチ１２は、無負荷検出部４の出力を得ると作動し、電圧調整器９に対して作用し、該スイッチ１２が作動中は可変定電圧電源回路８の出力電圧を０にする。
前記出力調整器６は手動にて超音波振動出力を設定するものであり、前記電圧調整器９を制御している。前記可変定電圧電源回路８は、定電圧回路であり、その出力電圧は振動子３の出力が、例えば０から２Ｗ／平方センチメートル以上制御できるように可変できる。
【００１３】
第１実施例を使用するに際し、ゲル剤を塗った皮膚に振動子３を接触させ、該振動子３から適宜超音波振動を出力して、マッサージ治療や温熱治療を行なう。治療に使用中、振動子３を無負荷状態にすると、該振動子３の振動エネルギーが外部へ好適に放出されないため過熱する。この無負荷状態時には供給している電力の電圧と電流は変動し、該電圧と電流の比が変化する（一般に、無負荷状態時には電圧は上昇し電流は減少するので、電圧と電流の比は負荷状態の時より大きくなる）。電圧と電流の比の値が、予め設定した基準値を越えると、無負荷検出部４が信号を出力し、タイマースイッチ１２が無負荷検出部４の出力を得て作動し電圧調整器９に対して作用し、電圧調整器９が可変定電圧電源回路８に作用して該電源回路８の出力電圧を０にし、振動子３へ電力を所定時間供給しない。
【００１４】
前記タイマースイッチ１２が作動してから所定時間（一例では約２秒）経過後にその作動を停止するが、この停止と同時に可変定電圧電源回路８の出力電圧は通常使用状態の電圧に復帰する。前記電圧復帰時に無負荷検出部４が信号を出力しない時は、可変定電圧電源回路８は通常使用状態の電圧を続行して出力し、振動子３に通常使用状態の電力を供給する。逆に、タイマースイッチ１２が無負荷検出部４から出力信号を受けた時は、該スイッチ１２が作動すると共に可変定電圧電源回路８の出力電圧を０にし、再度、振動子３へ電力を所定時間供給しない。
【００１５】
図２に示す第２実施例は、電力変更手段５としてオンオフ制御器１１を無負荷検出部４と発振回路１の間に設置したものである。前記オンオフ制御器１１は、前記無負荷検出部４の出力信号を得た時には発振回路１の発振周波に対して、当該周波数に比してはるかに低い周波数で、デューティー比の小さい（一例では１：１０）パルスでオンオフ制御するものである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、振動子３に供給する電力における電圧と電流の値の演算結果、即ち比の値をもって無負荷状態を検出する構成であるから、供給電力における電圧と電流の位相がずれる超音波治療器、及び位相差が常時０の超音波治療器、のどちらにも本発明を実現でき、汎用性に富むという効果がある。
【００１７】
本発明は、電力変更手段５がタイマースイッチ１２であり、無負荷検出を定期的に実施し、振動子３への供給電力は検出の都度加えるものであって常時電力を供給しているものではないので、より一層振動子３の過熱の心配は無くなり、好都合である。
【００１８】
本発明は、電力変更手段５がオンオフ制御器１１であるから、パルスのオンオフの周期を適宜に設定すれば、振動子３は過熱することなく、治療を続行できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例におけるブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例におけるブロック図である。
【符号の説明】
１ 発振回路
３ 振動子
４ 無負荷検出部
５ 電力変更手段
１１ オンオフ制御器
１２ タイマースイッチ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an improvement in an ultrasonic treatment device used for thermal treatment or massage treatment.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique, there is a technique disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 6-22518, which discloses an ultrasonic transducer comprising an ultrasonic transducer, a no-load detector for comparing a phase difference with a reference value, and a level switching means. A treatment device is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional device has a drawback that the no-load detection unit does not operate unless the device generates a phase difference between the voltage and the current of the power supplied to the ultrasonic transducer. That is, in order to make the ultrasonic vibrator always resonate, follow the fluctuation of the resonance frequency of the ultrasonic vibrator and change the frequency of the supplied power to prevent the phase difference from occurring. There is a disadvantage that the technology cannot be used, and the configuration is poor in versatility.
[0004]
In addition, since it is assumed that the above-described phase difference is generated, when the device is used in a state where the phase difference is generated but does not exceed the reference value, the device is used in an inefficient state. That is, since the device is used in a state where the resonance frequency and the frequency of the supplied power are shifted, the desired vibration output is not exhibited, and a suitable therapeutic effect cannot be obtained. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an ultrasonic therapy apparatus with a protection circuit capable of performing no-load detection while outputting a transducer with high efficiency.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, a vibrator (3) for generating an ultrasonic wave, a voltage and a current value of power supplied to the vibrator (3) are calculated, and a signal is output when the calculated value exceeds a reference value. a no-load detector (4), no-load detector when obtaining the output signal from the (4) possess a power changing means for changing the power supplied to the transducer (3) (5), power changing means (5) is a timer switch (12) for cutting off the electric power supplied to the vibrator (3) for a predetermined time, and the switch (12) supplies electric power to the vibrator (3) after a predetermined time elapses. When a signal is not received from the no-load detecting unit (4) after the power is supplied, the power supply is continued. When a signal is received from the no-load detecting unit (4), the power to be supplied to the vibrator (3) is predetermined. An ultrasonic therapy device with a protection circuit, characterized in that it is cut for a time . Further, the power changing means (5) is an on / off controller (11) for applying on / off control to the power supplied to the vibrator (3), and the on / off controller (11) is provided with a power supply for the no-load detecting unit (4). When an output signal is obtained, on / off control is performed with respect to the oscillation frequency of the oscillation circuit (1) at a frequency lower than the frequency and a pulse having a small duty ratio.
[0006]
[Action]
When the vibrator 3 that generates ultrasonic waves is in a no-load state, the values of the voltage and current in the power supplied to the vibrator 3 fluctuate. The no-load detector 4 calculates the voltage and current values of the electric power and outputs a signal when the calculated value exceeds a reference value. The power changing means 5 performs a change such as reducing or stopping the power supplied to the vibrator 3 when receiving a signal from the no-load detecting unit 4.
[0007]
The timer switch 12 serving as the power changing unit 5 cuts off the power supplied to the vibrator 3 for a predetermined time. The timer switch 12 supplies power to the vibrator 3 after a lapse of a predetermined time, and after the power is supplied, when the signal is not received from the no-load detecting unit 4, the power supply is continued. When receiving the power, the power supplied to the vibrator 3 is cut off for a predetermined time. When the power changing unit 5 is the on / off controller 11, the on / off controller 11 performs on / off control on the power supplied to the vibrator 3.
[0008]
【Example】
First and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the first embodiment shown in FIG. 1 uses an oscillation circuit 1 oscillating at 1 MHz or 3 MHz and an output signal of the oscillation circuit 1. An output stage circuit 2 for generating an oscillation power of 1 MHz or 3 MHz, a vibrator 3 for generating an ultrasonic vibration by obtaining an output power of the output stage circuit 2, and a no-load detecting unit for detecting a no-load state of the vibrator 3 4, an electric power changing means 5 for obtaining the output signal of the no-load detecting section 4 and changing the electric power supplied to the vibrator 3, and an output adjuster 6 for adjusting the ultrasonic vibration output.
[0009]
Further, a PLL circuit 10 is provided between an output portion of the output stage circuit 2 and a predetermined portion of the oscillation circuit 1, and detects a phase difference between a voltage and a current from an output signal of the output stage circuit 2 and detects the phase difference. A loop is formed in which a control signal is input to the oscillation circuit 1 so that the control signal becomes zero. The PLL circuit 10 sequentially controls the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 so that the frequency of the power supplied to the oscillator 3 matches the resonance frequency of the oscillator 3.
[0010]
By additionally installing the PLL circuit 10, the phase difference between the voltage and the current in the power supplied to the vibrator 3 can always be made zero, and the vibrator 3 can be always in a resonance state and used with high efficiency. is there. In particular, even when the load state of the vibrator 3 is slightly imperfect and the load is within the reference value and it is not determined that there is no load, the vibrator 3 operates in a resonance state. The output is obtained and the therapeutic effect can be reliably achieved.
[0011]
A supply electrode 7 is attached to the vibrator 3 and the output power of the output stage circuit 2 is applied. The vibrator 3 is in a no-load state when the vibrator 3 is incompletely in contact with the human skin or does not contact anything, and in such a state, the vibrator 3 is overheated and damaged. In some cases. The no-load detecting section 4 detects the above-mentioned no-load state, and calculates a voltage and a current value of the power supplied to the vibrator 3 when the calculated value exceeds a preset reference value. Is regarded as a no-load state, and a signal indicating the no-load state is output. Further, when the value of the above-mentioned calculation reaches the reference value again after exceeding the reference value, the no-load detecting unit 4 loses the output signal and outputs a signal indicating the load state. The content of the calculation is to calculate the ratio between the voltage and the current.
[0012]
The power changing means 5 includes a variable constant voltage power supply circuit 8 for driving the output stage circuit 2, a voltage regulator 9 for changing and adjusting the output voltage of the power supply circuit 8, and a timer switch 12. The timer switch 12 is provided between the no-load detector 4 and the voltage regulator 9. The timer switch 12 operates clockwise when the output of the no-load detecting section 4 is obtained, and does not supply power to the vibrator 3 for a predetermined time. That is, the timer switch 12 is activated when the output of the no-load detecting section 4 is obtained, acts on the voltage regulator 9, and sets the output voltage of the variable constant voltage power supply circuit 8 to 0 while the switch 12 is activated. .
The output adjuster 6 is for manually setting the ultrasonic vibration output, and controls the voltage adjuster 9. The variable constant voltage power supply circuit 8 is a constant voltage circuit, and its output voltage can be varied so that the output of the vibrator 3 can be controlled, for example, from 0 to 2 W / cm 2 or more.
[0013]
In using the first embodiment, the vibrator 3 is brought into contact with the skin coated with the gel agent, and ultrasonic vibration is output from the vibrator 3 as appropriate to perform massage treatment or hyperthermia treatment. If the vibrator 3 is put in a no-load state during treatment, the vibrator 3 is overheated because the vibration energy of the vibrator 3 is not appropriately discharged to the outside. In the no-load state, the voltage and the current of the supplied power fluctuate, and the ratio of the voltage and the current changes. (In general, the voltage increases and the current decreases in the no-load state. Larger than under load). When the value of the ratio of voltage and current exceeds a preset reference value, the no-load detecting section 4 outputs a signal, and the timer switch 12 obtains the output of the no-load detecting section 4 and operates. The voltage regulator 9 acts on the variable constant voltage power supply circuit 8 to reduce the output voltage of the power supply circuit 8 to 0, and does not supply power to the vibrator 3 for a predetermined time.
[ 0014 ]
The operation is stopped after a lapse of a predetermined time (about 2 seconds in one example) after the operation of the timer switch 12, and at the same time as the stop, the output voltage of the variable constant voltage power supply circuit 8 returns to the voltage in the normal use state. When the no-load detection unit 4 does not output a signal at the time of the voltage recovery, the variable constant voltage power supply circuit 8 continues to output the voltage in the normal use state, and supplies the vibrator 3 with power in the normal use state. Conversely, when the timer switch 12 receives the output signal from the no-load detecting section 4, the switch 12 is activated, the output voltage of the variable constant voltage power supply circuit 8 is set to 0, and power is again supplied to the vibrator 3 by a predetermined amount. Do not supply time.
[0015]
In the second embodiment shown in FIG. 2, an on / off controller 11 is installed between the no-load detector 4 and the oscillation circuit 1 as the power changing means 5. When the on / off controller 11 obtains the output signal of the no-load detector 4, the on / off controller 11 has a frequency much lower than the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 and a small duty ratio (for example, 1 : 10) On / off control is performed by a pulse.
[ 0016 ]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured to detect the no-load state based on the calculation result of the voltage and current values of the power supplied to the vibrator 3, that is, the value of the ratio, the phase of the voltage and current in the supplied power is shifted. The present invention can be implemented in both a medical device and an ultrasonic therapy device having a phase difference of 0 at all times, and has an effect of being rich in versatility.
[ 0017 ]
In the present invention , the power changing means 5 is a timer switch 12, which periodically performs no-load detection, and the power supplied to the vibrator 3 is added each time it is detected, and the power is always supplied. Since there is no need to worry about overheating of the vibrator 3, it is more convenient.
[ 0018 ]
In the present invention , since the power changing means 5 is the on / off controller 11, if the on / off cycle of the pulse is set appropriately, there is an effect that the therapy can be continued without the vibrator 3 being overheated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillation circuit 3 Oscillator 4 No-load detector 5 Power changing means 11 ON / OFF controller 12 Timer switch