JP3562771B2

JP3562771B2 - Heater control mechanism of far infrared treatment device

Info

Publication number: JP3562771B2
Application number: JP12459694A
Authority: JP
Inventors: 研一太田; 眞里横部
Original assignee: オージー技研株式会社
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JPH07303708A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、温熱治療に用いる遠赤外線治療器のヒーター制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として特開昭５０−１３３６８７号公報に、反射筐と、遠赤外線発生部と、独自性のある遠赤外線発生素子とからなり、前記遠赤外線発生部を二個の３００Ｗの抵抗とし、該抵抗Ｒ１、Ｒ２を、それぞれ並列通電、直列通電、又はＲ１の一個通電とする制御機構を有する遠赤外線を用いた保健器が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の遠赤外線を用いた保健器のヒーター制御機構は、遠赤外線発生部の消費電力を三段階に制御するものであるから、第１に、大雑把な温度調節はできるが、細かく適切な温度調節ができず不都合であり、第２に、抵抗Ｒ１の一個通電の時には、外筺の半面から遠赤外線を照射するものとなって、反射筺の全面から満遍なき遠赤外線を得ることができず人体腰背部等の広範囲を均等に温熱治療するには不適当である。
本発明の目的は、上記課題を解決したものであり、照射部の全面から均一に遠赤外線を発生し、遠赤外線の発生調節を好適に行なえる遠赤外線治療器のヒーター制御機構を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、遠赤外線を発生する複数個のヒーター（４）と、これらのヒーター（４）に電力を印加するヒーター駆動回路（６）と、ヒーター駆動回路（６）を制御するパルス幅変調通電回路（７）と、温度入力手段（９）により設定された目標温度と複数個のヒーター（４）の温度との温度差を算出する温度差検出回路（１０）とを有し、パルス幅変調通電回路（７）に、該パルス幅変調通電回路（７）が出力する複数の各パルスの開始時期をずらすタイミング回路（８）を付加接続し、パルス幅変調通電回路（７）は、温度差が所定温度未満に小さくなると、最大パルス幅から徐々に減少した幅のパルスを発生し、温度差が零になると、ヒーター（４）へ空気冷却を補償するための保温電力が印加され、ヒーター駆動回路（６）は、変調された小電力を、複数個のヒーター（４）に互いに重ならないように順次配給印加することを特徴とする遠赤外線治療器のヒーター制御機構である。パルス幅変調通電回路（７）は、１Ｈｚ以下のパルスを出力するものである。
【０００５】
【作用】
本発明は、人体に対して神経痛等を除痛し緊張した筋肉を弛緩させる温熱治療に用い、本発明における複数個のヒーター４は遠赤外線を発生し、パルス幅変調通電回路７はヒーター駆動回路６にパルスを付与し、該ヒーター駆動回路６はヒーター４にパルス幅変調された電力を印加する。
パルス幅変調通電回路７は１Ｈｚ以下の周波数のパルスを出力する。
タイミング回路８は、パルス幅変調通電回路７に働きかけ、該通電回路７が出力する複数のパルスが互いに重ならないようにパルスの開始時期をずらす。
【０００６】
【実施例】
図面を参照して本発明の実施例を説明すると、図３に示す該実施例は遠赤外線を照射する照射部１と、照射部１に電源を供給する電源供給部２（図１参照）と、該電源供給部２を収納し照射部１を支持する支持体３とからなる。
【０００７】
照射部１には、遠赤外線を発生する三個のヒーター４と、各ヒーター４の温度を検出する三個のセンサー５が設けられる。
図１に示す電源供給部２は、前記ヒーター４に電力を印加するヒーター駆動回路６と、ヒーター駆動回路６にパルスを付与するパルス幅変調通電回路７と、該通電回路７に作用し、該通電回路７が出力する複数のパルスの開始時期をずらすタイミング回路８と、ヒーター４の温度を任意に手動で設定する温度入力手段９と、該入力手段９の信号からセンサー５の信号を減算する温度差検出回路１０とからなる。
前記パルス幅変調通電回路７は、１Ｈｚ以下の周波数のパルスを出力するものである。
図３中、１１は治療時間を設定する治療タイマー、１２は装置の作動を開始させる開始スイッチである。
【０００８】
使用に際して、実施例の照射部１の正面を人体の治療部位へ向けて接近させ、ヒーター４の温度をヒーター温度入力手段９で設定し、治療タイマー１１で治療時間を設定し、開始スイッチ１２を押し、ヒーター４に電力を通電し昇温させる。
ヒーター４は所定の温度に至ると遠赤外線を発生し、この遠赤外線を人体に照射する。
【０００９】
図１に示すヒーター制御機構の作用を説明すると、先ず、温度入力手段９で、手動で目標温度を設定し、治療タイマー１１を操作して治療を開始する。
温度差検出回路１０は、温度入力手段９の温度値からセンサー５の温度値を減算し、両者の温度差を算出する。
ヒーター４制御の第１段階として、前記温度差が所定温度値（一例では５０℃）以上に大きい時、即ちヒーター４が外気温度にほぼ等しい時などは、パルス幅変調通電回路７は最大パルス幅のパルスを発生し、ヒーター駆動回路６は、三個のヒーター４に同時に無変調の商用電力を印加する。
即ち、ヒーター４の立上り時には、上述の温度差が大きいから、三個のヒーター４にそれぞれ商用電力の全電力が印加され、ヒーター４は急速に昇温する。ヒーター４が昇温しある特定の温度に至ると、ヒーター４は遠赤外線の発生を開始する。
【００１０】
ヒーター４制御の第２段階として、ヒーター４が昇温し、前述の温度差が所定温度未満に小さくなると、パルス幅は、最大パルス幅（１００％）から徐々に減少し、ヒーター４の通電制御は、最大パルス幅による変調から減少したパルス幅による変調へと変わり、ヒーター４の通電電力は減少していく。
更に、ヒーター４の温度が上昇する程、パルス幅は減少していく。
タイミング回路８により三個の各パルスは１／３秒ずつずれて発生しているので、パルス幅が３３％を切るまで減少すると、各パルスが同時に重なって発生することはなくなる。
前記ヒーター駆動回路６は、商用電力を前記パルスで変調し、変調された商用電力を三個のヒーター４ａ・４ｂ・４ｃに印加する。パルス幅が３３％を切っている時、各ヒーター４へは一個ずつ順次に通電され、同時に複数のヒーター４に電力が印加されることはない（図２参照）。ヒーター４が一旦昇温すると、上述のパルス幅が３３％を切っている状態でヒーター４の通電制御が行なわれる。
前述の温度差が所定温度未満になった後も更に温度上昇していくが、この昇温時には、パルス幅変調通電回路７が出力するパルスの幅は徐々に狭くなっていく。
【００１１】
ヒーター４制御の第３段階として、前述の温度差が零になった時、ヒーター４へ空気冷却を補償するための保温電力が印加され、ヒーター４の温度を設定値に一定化する。
即ち、パルス幅変調通電回路７のパルス幅は狭くなっており、ヒーター駆動回路６は、商用電力を前記狭小幅となったパルスで変調し、変調された小電力を三個のヒーター４に互いに重ならないように順次配給印加する。
【００１２】
ヒーター４制御の第４段階として、ヒーター４の温度値が設定した温度値を越え、前述の温度差が負値になった場合、その温度差が所定温度値（一例では−１０℃）に至るとパルス幅変調通電回路７はパルスを発生せず出力が零となり、駆動回路は、商用電力をヒーター４に印加しない。ヒーター４への通電が止まるとヒーター４の温度は外気に冷却され低下していく。
ヒーター４の温度が下がると再度通電が始まり、この温度低下により生じる前述温度差に比例してパルス幅が広くなり、通電電力量は増し、設定温度に安定する。
【００１３】
パルス幅変調通電回路７は、商用電源の周波数６０Ｈｚ又は５０Ｈｚに比して充分低い１Ｈｚ以下のパルスを出力するから、交流の商用電力をそのまま変調できる。又、ヒーター４には熱容量があるので、この１Ｈｚ以下の変調により温度が脈動するといった弊害は生じない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、ヒーター駆動回路６にパルスを付与するパルス幅変調通電回路７を有し、ヒーター駆動回路６はパルス幅変調された電力を複数個のヒーター４に印加するものであるから、ヒーター４への通電電力をパルス幅変調制御してヒーター４の温度を設定値に一定化できる。そして、簡単な構成で、ノイズもなく、細かく適切な温度制御ができ、更に、全個のヒーター４が均等に加温され、照射部１の正面の全体から遠赤外線を得ることができ、特に、腰背部等を広範囲に温めて温熱治療する際には、その患部を万遍無く効果的に加温でき、好都合である。
【００１５】
本発明は、パルス幅変調通電回路７に、該パルス幅変調通電回路７が出力する複数の各パルスの開始時期をずらすタイミング回路８を付加接続し、パルス幅変調通電回路７は、温度差が所定温度未満に小さくなると、最大パルス幅から徐々に減少した幅のパルスを発生し、温度差が零になると、ヒーター４へ空気冷却を補償するための保温電力が印加され、ヒーター駆動回路６は、変調された小電力を、複数個のヒーター４に互いに重ならないように順次配給印加するものであるから、複数個のヒーター４の温度制御を実施中に、瞬時の三個のヒーター４への通電電力の合計は、最大でも一個のヒーター４へ印加する電力又はそれ以下となり、安定した消費電力のもとで確実な温度制御ができる。二個の抵抗を直・並列制御する従来装置に比すと、本発明は、極めて消費電力が安定しており、同系統に繋がれた他の電気的治療器又は測定器へ、切り替え時のノイズや電圧変動による悪影響を与える心配がなく、好都合である。
【００１６】
本発明は、パルス幅変調通電回路７が、商用電源の周波数の１／５０の１Ｈｚ以下の周波数のパルスを出力するものであるから、商用交流電力を確実に又使用に充分満足できる程度に変調できることとなり、好都合である。

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の実施例のヒーターへの通電状況を示す図である。
【図３】本発明の実施例を備えた装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
１照射部
２電源供給部
３支持体
４ヒーター
６ヒーター駆動部
７パルス幅変調通電回路[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a heater control mechanism of a far-infrared therapeutic device used for thermal treatment.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-133687 discloses a reflector case, a far-infrared ray generating section, a unique far-infrared ray generating element, and the far-infrared ray generating section has two 300 W resistors. A health device using far-infrared rays having a control mechanism for setting the resistances R1 and R2 to parallel energization, series energization, or one energization of R1, respectively, is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional heater control mechanism for a health device using far-infrared rays controls the power consumption of the far-infrared ray generating section in three stages. Therefore, first, rough temperature control can be performed, but fine and appropriate. Second, when one resistor R1 is energized, far-infrared rays are emitted from one half of the outer casing, and uniform far-infrared rays can be obtained from the entire reflective casing. However, it is not suitable for uniformly heat treating a wide area such as the back of the human body.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to provide a heater control mechanism of a far-infrared ray therapeutic device capable of uniformly generating far-infrared rays from the entire surface of an irradiation unit and appropriately controlling generation of far-infrared rays. It is in.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a plurality of heaters (4) for generating far-infrared rays, a heater drive circuit (6) for applying power to these heaters (4), and a pulse width modulation for controlling the heater drive circuit (6). energizing circuit (7), and a temperature difference detection circuit (10) for calculating a temperature difference between the temperature of the temperature input means (9) a target temperature and a plurality of heaters (4) set by a pulse width A timing circuit (8) for shifting the start timing of each of the plurality of pulses output by the pulse width modulation energizing circuit (7) is additionally connected to the modulation energizing circuit (7). When the difference becomes smaller than the predetermined temperature, a pulse having a width gradually reduced from the maximum pulse width is generated, and when the temperature difference becomes zero, a heat retaining power for compensating air cooling is applied to the heater (4), and the heater is heated. The drive circuit (6) is A small electric power, a far infrared therapy device of heater control mechanism, characterized by sequentially distributing applied so as not to overlap each other in the plurality of heater (4). Pulse width modulation the energizing circuit (7), Ru der outputs a following pulse 1 Hz.
[0005]
[Action]
The present invention is used for hyperthermia treatment for removing neuralgia and the like from the human body and relaxing the tensed muscle. A pulse is applied to the heater 6, and the heater drive circuit 6 applies pulse-width modulated power to the heater 4.
The pulse width modulation energizing circuit 7 outputs a pulse having a frequency of 1 Hz or less.
The timing circuit 8 acts on the pulse width modulation energizing circuit 7 to shift the start timing of the pulses so that the plurality of pulses output from the energizing circuit 7 do not overlap each other.
[0006]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment shown in FIG. 3 includes an irradiation unit 1 for irradiating far infrared rays, a power supply unit 2 for supplying power to the irradiation unit 1 (see FIG. 1). And a support 3 that houses the power supply unit 2 and supports the irradiation unit 1.
[0007]
The irradiation unit 1 is provided with three heaters 4 that generate far-infrared rays and three sensors 5 that detect the temperature of each heater 4.
The power supply unit 2 shown in FIG. 1 includes a heater driving circuit 6 for applying electric power to the heater 4, a pulse width modulation energizing circuit 7 for applying a pulse to the heater driving circuit 6, A timing circuit 8 for shifting the start timing of a plurality of pulses output by the energizing circuit 7, a temperature input means 9 for manually setting the temperature of the heater 4 arbitrarily, and a signal of the sensor 5 being subtracted from a signal of the input means 9 And a temperature difference detection circuit 10.
The pulse width modulation energizing circuit 7 outputs a pulse having a frequency of 1 Hz or less.
In FIG. 3, reference numeral 11 denotes a treatment timer for setting a treatment time, and reference numeral 12 denotes a start switch for starting operation of the apparatus.
[0008]
In use, the front of the irradiation unit 1 of the embodiment is approached toward the treatment site of the human body, the temperature of the heater 4 is set by the heater temperature input means 9, the treatment time is set by the treatment timer 11, and the start switch 12 is set. By pressing, the electric power is supplied to the heater 4 to raise the temperature.
When the heater 4 reaches a predetermined temperature, the heater 4 generates far infrared rays and irradiates the far infrared rays to a human body.
[0009]
The operation of the heater control mechanism shown in FIG. 1 will be described. First, the target temperature is manually set by the temperature input means 9, and the treatment timer 11 is operated to start treatment.
The temperature difference detection circuit 10 subtracts the temperature value of the sensor 5 from the temperature value of the temperature input means 9 and calculates a temperature difference between the two.
As the first stage of the heater 4 control, when the temperature difference is larger than a predetermined temperature value (in one example, 50 ° C.), that is, when the heater 4 is almost equal to the outside air temperature, the pulse width modulation energizing circuit 7 sets the maximum pulse width. , And the heater drive circuit 6 simultaneously applies unmodulated commercial power to the three heaters 4.
That is, when the heater 4 rises, since the above-mentioned temperature difference is large, all the electric power of the commercial electric power is applied to each of the three heaters 4, and the temperature of the heater 4 rises rapidly. When the temperature of the heater 4 rises and reaches a specific temperature, the heater 4 starts generating far infrared rays.
[0010]
As the second stage of the heater 4 control, when the temperature of the heater 4 rises and the aforementioned temperature difference becomes smaller than the predetermined temperature, the pulse width gradually decreases from the maximum pulse width (100%), and the energization control of the heater 4 is performed. Changes from the modulation based on the maximum pulse width to the modulation based on the reduced pulse width, and the power supplied to the heater 4 decreases.
Furthermore, as the temperature of the heater 4 increases, the pulse width decreases.
Since each of the three pulses is generated by the timing circuit 8 with a shift of 1/3 second, if the pulse width is reduced to less than 33%, the pulses will not be generated simultaneously.
The heater drive circuit 6 modulates the commercial power with the pulse, and applies the modulated commercial power to the three heaters 4a, 4b, and 4c. When the pulse width is less than 33%, each heater 4 is sequentially energized one by one, and power is not applied to a plurality of heaters 4 at the same time (see FIG. 2). Once the temperature of the heater 4 is increased, the energization control of the heater 4 is performed in a state where the above-mentioned pulse width is less than 33%.
Although the temperature further rises even after the above-mentioned temperature difference becomes less than the predetermined temperature, the width of the pulse output from the pulse width modulation energizing circuit 7 gradually decreases at the time of this temperature rise.
[0011]
As a third stage of the heater 4 control, when the above-mentioned temperature difference becomes zero, heat retention power for compensating for air cooling is applied to the heater 4 to make the temperature of the heater 4 constant at a set value.
That is, the pulse width of the pulse width modulation energizing circuit 7 is narrow, and the heater drive circuit 6 modulates the commercial power with the narrow pulse, and transmits the modulated small power to the three heaters 4. Distribution is applied sequentially so as not to overlap.
[0012]
As a fourth stage of the heater 4 control, when the temperature value of the heater 4 exceeds the set temperature value and the above-mentioned temperature difference becomes a negative value, the temperature difference reaches a predetermined temperature value (-10 ° C. in one example). The pulse width modulation energizing circuit 7 does not generate a pulse and the output becomes zero, and the drive circuit does not apply commercial power to the heater 4. When the power supply to the heater 4 is stopped, the temperature of the heater 4 is cooled by the outside air and decreases.
When the temperature of the heater 4 decreases, energization starts again, the pulse width increases in proportion to the temperature difference caused by the temperature decrease, the amount of energized electric power increases, and the set temperature is stabilized.
[0013]
Since the pulse width modulation energizing circuit 7 outputs a pulse of 1 Hz or less, which is sufficiently lower than the frequency of the commercial power supply of 60 Hz or 50 Hz, the AC commercial power can be directly modulated. Further, since the heater 4 has a heat capacity, there is no adverse effect that the temperature pulsates due to the modulation of 1 Hz or less.
[0014]
【The invention's effect】
The present invention has a pulse width modulation energizing circuit 7 for applying a pulse to the heater drive circuit 6, and the heater drive circuit 6 applies pulse width modulated power to the plurality of heaters 4. By controlling the pulse width modulation of the power supplied to the heater 4, the temperature of the heater 4 can be kept constant at a set value. With a simple configuration, noise-free, fine and appropriate temperature control can be performed, furthermore, all the heaters 4 are uniformly heated, and far-infrared rays can be obtained from the entire front of the irradiation unit 1. When the heat treatment is performed by warming the lower back and the like over a wide area, the affected area can be effectively and uniformly heated, which is convenient.
[0015]
According to the present invention, the pulse width modulation energizing circuit 7 is additionally connected with a timing circuit 8 for shifting the start timing of each of a plurality of pulses output by the pulse width modulation energizing circuit 7, and the pulse width modulation energizing circuit 7 has a temperature difference. When the temperature becomes lower than the predetermined temperature, a pulse having a width gradually reduced from the maximum pulse width is generated, and when the temperature difference becomes zero, heat retaining power for compensating air cooling is applied to the heater 4, and the heater driving circuit 6 Since the modulated small electric power is sequentially distributed and applied to the plurality of heaters 4 so as not to overlap with each other , while the temperature control of the plurality of heaters 4 is being performed, instantaneous supply to the three heaters 4 is performed. The total of the energized power is at most the power applied to one heater 4 or less, and reliable temperature control can be performed with stable power consumption. Compared to a conventional device that controls two resistors in series / parallel, the power consumption of the present invention is extremely stable, and when switching to another electric therapy device or measurement device connected to the same system, This is convenient because there is no fear of adverse effects due to noise and voltage fluctuation.
[0016]
The present invention, pulse width modulation energization circuit 7, since outputs a pulse of 1/50 of 1Hz frequencies below the frequency of the commercial power supply, modulating the extent that satisfactory to ensure also use commercial AC power It is possible and convenient.

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a state of energization of a heater according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an external perspective view of an apparatus provided with an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Irradiation part 2 Power supply part 3 Support 4 Heater 6 Heater drive part 7 Pulse width modulation energizing circuit

Claims

遠赤外線を発生する複数個のヒーター（４）と、これらのヒーター（４）に電力を印加するヒーター駆動回路（６）と、ヒーター駆動回路（６）を制御するパルス幅変調通電回路（７）と、温度入力手段（９）により設定された目標温度と複数個のヒーター（４）の温度との温度差を算出する温度差検出回路（１０）とを有し、パルス幅変調通電回路（７）に、該パルス幅変調通電回路（７）が出力する複数の各パルスの開始時期をずらすタイミング回路（８）を付加接続し、パルス幅変調通電回路（７）は、温度差が所定温度未満に小さくなると、最大パルス幅から徐々に減少した幅のパルスを発生し、温度差が零になると、ヒーター（４）へ空気冷却を補償するための保温電力が印加され、ヒーター駆動回路（６）は、変調された小電力を、複数個のヒーター（４）に互いに重ならないように順次配給印加することを特徴とする遠赤外線治療器のヒーター制御機構。A plurality of heaters (4) for generating far infrared rays; a heater drive circuit (6) for applying power to these heaters (4); and a pulse width modulation energizing circuit (7) for controlling the heater drive circuit (6) When, and a temperature difference detection circuit (10) for calculating a temperature difference between the temperature of the target temperature and a plurality of heaters set by the temperature input means (9) (4), a pulse width modulation energization circuit (7 ), A timing circuit (8) for shifting the start timing of each of the plurality of pulses output from the pulse width modulation energizing circuit (7) is additionally connected, and the pulse width modulation energizing circuit (7) has a temperature difference less than a predetermined temperature. When the temperature becomes smaller, a pulse having a width gradually reduced from the maximum pulse width is generated. When the temperature difference becomes zero, warming power for compensating air cooling is applied to the heater (4), and the heater drive circuit (6) Is modulated low power A plurality of heaters far infrared therapy device of heater control mechanism, characterized by sequentially distributing applied so as not to overlap each other (4).

パルス幅変調通電回路（７）は、１Ｈｚ以下のパルスを出力するものであることを特徴とする請求項１記載の遠赤外線治療器のヒーター制御機構。The heater control mechanism for a far-infrared therapeutic device according to claim 1, wherein the pulse width modulation energizing circuit (7) outputs a pulse of 1 Hz or less.