JP2707261B2 - 振動治療器 - Google Patents
振動治療器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、振動源として超音波モータを使用し、その
超音波モータを連続して正逆回転に切換えるようにした
振動治療器に関する。 「従来の技術」 入眠潜時の短縮による不眠症の治療や肩こり、筋肉
痛、腰痛、関節炎、リューマチなどによる痛みの軽減に
は、人体の一部に対する振動刺激が効果的である。 従来の振動治療器は、モータに偏心重量を設けたり、
カム機構を介して振動板を振動させるものが主流を占め
ていたが、この方式のものは動作音が大きいうえに消費
電力が大きく、また振動板に荷重が作用して下降したり
するとカム機構の作動範囲が制限されることになって、
所定通り振動装置が作動しないなどの欠点があった。 これらの欠点を解消するものとして特開昭60−209284
号公報、特開昭60−216870号公報、特開昭62−5359号公
報などには、磁力を発生するコイルにコイル若しくは振
動部材を並置し、サイリスタとコンデンサとを組合せた
充放電回路によりそれらコイルに交番電流を間欠的に供
給し、コイルの吸引、反発を利用して振動を発生させる
装置が提案され、また特公昭61−10145号公報などに
は、可変周波数発振器からの信号を増幅してスピーカな
どの音響発生手段を振動せしめ、その気体振動により人
体を振動する装置が提案されている。 これらの装置のうち、コイルと充放電回路とを組合せ
た振動発生装置は消費電力が大きいという欠点があり、
また、振動発生源としてスピーカなどの音響発生手段を
使用する方式は、振動周波数を容易に変えることはでき
るけれども、人体に当接すべき振動板上に所定の音圧を
得るには極めて大きな電力を必要とするという欠点があ
った。 「発明が解決しようとする問題点」 本発明者らは従来装置の係る欠点を解消すべく、最
近、日経メカニカル1983年2月28日号第44〜48頁あるい
は特開昭58−148682号公報などにより注目を集めている
超音波モータに着目して鋭意研究した。 「問題点を解決するための手段」 その結果、超音波モータの出力軸の回転を正逆に連続
して切替えてその出力軸を振動させることにより、動力
源の機械的部分をきわめてコンパクトにすることがで
き、しかも超音波モータの出力軸に荷重がかかってもそ
の振動発生に支障を与えず、振動治療器の振動源として
好適であることを見出した。 すなわち、本発明は、人体に振動刺激を与えるように
した振動治療器において、超音波モータにより動力源を
形成するとともに、該超音波モータを正逆回転させる駆
動回路と、その駆動回路からの出力を超音波モータの正
逆回転に対応したものに連続して切換える切換制御回路
をそれぞれ設けることにより、人体に振動周波数10乃至
200ヘルツの正弦波形又はパルス波形の振動を印加する
ようにしたことを特徴とする振動治療器を要旨とするも
のである。 以下、本発明の詳細について説明するに、超音波モー
タとしては進行波型のものと定在波型のものが知られて
おり、出力軸を正逆に切換えて振動を発生できる限り何
れも本発明で使用できる。 進行波型の超音波モータは、約90゜位相差のある高周
波電圧を、二極に分割した圧電体の電極に印加して固定
子に進行波を発生させ、その進行波を受けて回転子が回
転するようになっている。 本来回転運動する超音波モータの出力軸に振動を発生
させるには、例えば、超音波モータに印加する高周波電
圧を+90゜位相差がある状態と、−90゜位相差がある状
態とに連続して切替え可能とし、出力軸の回転を正逆に
切換えることにより振動を発生させればよい。 高周波電圧を繰換えし+90゜位相差がある状態と−90
゜位相差がある状態とに切換えるには、例えば、これら
位相変換回路に+90゜位相変換する回路と−90゜位相変
換する回路とを設け、これら位相変換回路を正逆スイッ
チング回路で切換え可能とするとともに、正逆スイッチ
ング回路を発振器からのパルス入力で高速に連続して切
換えればよい。 また、位相変換回路を、スイッチング回路によること
なく位相制御回路により徐々に正弦波状に切換えたり、
AM受信器、FM受信器、ビデオテープレコーダ、LDプレー
ヤ、テープレコーダ、レコードプレーヤ、CDプレーヤ、
デジタルオーディオテープレコーダなどよりの可聴信号
や、それら信号を各種フィルターを通過させて得られる
周波数帯域を限定した信号、或はマルチバイブレータな
どのパルス発生回路により発生されるパルス信号を供給
すれば前記と異なる振動を発生させることができる。 前記では、進行波型の超音波モータを正逆回転させる
説明であったが、定在波型の超音波モータの場合も、駆
動回路に正回転させる出力と逆回転させる出力とを出さ
せるようにするとともに、駆動回路を切換制御回路で連
続的に切換制御すればよい。 こうして得られる振動により人体を振動刺激するに
は、人体を支障又は人体に当接若しくは取付けることの
できる振動板に、超音波モータの出力軸よりの振動を伝
搬すればよい。 人体を支承した状態の振動板を振動させるためには、
例えば、超音波モータの出力軸に腕材を取付け、その腕
材の先端を振動板に連結するとともに、腕材の先端部が
荷重で下がらないよう弾性部材を介して保持して振動板
を振動させればよい。 また、超音波モータの出力軸に慣性体を取付け、その
慣性体のカバーを制振材を介して超音波モータのケース
に取付けるときには、慣性体により出力軸に大きな慣性
力が作用するとともにモータ本体側に反力が作用して振
動が増幅され、カバーを振動させることができる。 さらには、超音波モータの出力軸にダイヤフラムを取
付け、そのダイヤフラムの外周縁を超音波モータのケー
スに取付けた保持板に固定する時には、超音波モータの
出力軸が正逆回転するに伴って出力軸に振動が発生し、
さらに出力軸に取付けたダイヤフラムにより振動が増幅
されて装置全体を振動させることができる。この場合、
ダイヤフラムの中心部に作用する回転力の方向と、保持
板を介して超音波モータのケース側に固定されるダイヤ
フラム外周部に作用する回転反力の方向とが反対である
ため振動が増幅されることになる。 ダイヤフラム等の振動板と人体に当接若しくは取付け
て使用する別の振動板とを空気、炭酸ガス、水、油圧油
などの気体又は液体による振動伝搬手段で連絡したり、
或は超音波モータの出力軸と振動板とを、例えば、ワイ
ヤなどの振動伝達手段により連絡するときは、離れた場
所にいる複数人の対象者を同時に振動刺激することがで
きる。 超音波モータを振動源とするときには、振動体部分が
全体として出張らないことから、例えば、毛布、布団、
座布団、マットレス、チョッキ、丹前、ベルト、帯、帽
子、スリッパ、靴、ヘルメット、椅子、ベッド、マッ
ト、シート、クッション、運転座席など適宜形状の部材
に自由に組込んで人体の局部又は全身を振動刺激するこ
とができ、筋肉をほぐし、血液の循環をよくし、入眠潜
時の短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチ、喘
息などによる痛みや発作の軽減、心身の安静化、スポー
ツ前後にウォーミングアップ、マッサージに著効を示
す。 殊に、例えば、帽子或はヘルメット状の頭部に取付け
て使用する部材により頭部を刺激するときには、当該振
動が頭皮を効果的にマッサージして発育毛の促進や抜毛
予防に著効を示す。このとき、必要に応じて、「感光素
301(日本感光色素研究所製造)」などの発育毛剤を併
用するときには、振動刺激と発育毛剤とが相乗的に頭皮
に作用して極めて高い発育毛効果が達成される。 また振動装置における振動板を、例えば、スポンジ、
ゴム、発泡プラスチックなどの弾性体を介して対象者の
身体に当接するときには、振動板に当る部位をより強く
振動させることができる。 本発明の振動治療器の使用に際しては、まず振動治療
器を、例えば、布団、畳、椅子、ベッド、床或は直接地
面に置き、必要に応じて、シートなどを載置した後、そ
の上に対象者を載せて振動刺激するか、或は振動板を対
象者の患部に当接するか取付けて振動刺激すればよい。 このときの振動周波数としては、通常、10乃至200ヘ
ルツ、望ましくは、50乃至80ヘルツ又は100乃至120ヘル
ツの範囲が好適であり、対象者の状態を観察しながらか
かる周波数範囲の振動により連続的又は間欠的に振動刺
激すればよい。また、間欠的に振動刺激するときはタイ
マーを併用するのが好都合である。 また、前記の通り、本発明の振動治療器は、単純な正
弦波形の振動波形ばかりではなく、パルス波形の振動を
も発生させることができるので、使用目的に応じて振動
波形を自由に選択できるという特徴がある。 「実施例」 初めに本発明の振動治療器に使用する進行波型超音波
モータの駆動回路および正逆転の切換制御回路について
第1、2図により説明する。 超音波モータ1は、圧電体2の電極が2つの極3、4
に分割され、それぞれに90゜位相差(1/2波長差)のあ
る高周波電圧が印加されることにより、圧電体2を取付
けた固定子に進行波を生じさせるようになっている。図
示は省略したが、固定子には回転子が圧接され、固定子
に生じた進行波を回転子が受けて回転し、さらに出力軸
が回転するようになっている。 超音波モータを駆動する回路は、第1図に示すように
圧電体の一方の電極3が例えば周波数40kHzの高周波電
圧源5に増幅回路6を介して接続され、他方の電極4が
増幅回路6と位相変換回路7とを介して高周波電圧源5
に接続される。位相変換回路7は、高周波電圧を+90゜
位相を変換させて増幅回路6に入力するようになってい
る。 また位相変換回路7は、高周波電圧源5からの高周波
電圧を−90゜位相変換する逆位相変換回路をも有し、こ
の−90゜位相変換された高周波電圧が電極4に印加され
ると+90゜位相変換された場合とは逆方向に超音波モー
タが回転するようになっている。 位相変換回路7は、正逆スイッチング回路8の信号を
受けて+90゜位相変換と、−90゜位相変換とに切換えら
れるようになっている。正逆スイッチング回路8には、
発振器9からパルス信号(例えば発振周波数65Hz)が入
力されるようになっており、パルス信号に応じて正逆ス
イッチング回路8が+90゜位相変換と−90゜位相変換と
に対応した出力信号に高速に連続して切換えられるよう
になっている。このように超音波モータが、正回転と逆
回転とに高速に連続して切換えられることにより、出力
軸には前記パルスの周波数に応じた振動が発生すること
になる。 なお前記では±90゜の位相変換をさせたが、その数値
に限定するものではなく、任意の位相変換をさせても同
様に出力軸は振動する。また正逆スイッチング回路8と
発振器9回路を設けて、位相変換回路7の出力を90゜位
相変換状態から180゜位相変換状態に例えばsinカーブ状
に変換させることにより、前記と異なる波形の振動を得
ることができ、さらに任意のパルス信号に応じて正逆回
転に切換ることもできる。 位相変換回路7は、周波数調整回路10により切換えて
周期を調整できるようになっており、周波数調整回路10
は速度調整回路11から、超音波モータ1の駆動状態に対
応した信号が入力されるようになっている。 超音波モータを駆動するさらに詳しい回路は、第2図
の通りである。高周波電圧源5から6Vの電圧が位相変換
回路7と周波数調整回路10と速度調整回路11とに入力さ
れるようになっている。位相変換回路7からは、+90゜
位相変換された高周波電圧と−90゜位相変換された高周
波電圧とが交互に出力され、増幅回路6を介して超音波
モータの電極3、4に±90゜位相差のあるsin波の高周
波電圧とcos波の高周波電圧とが印加されるようになっ
ている。また速度調整回路11は、超音波モータの進行波
に応じて生じる電圧変化が入力され、可変ボリューム12
で調整できるようになっている。 なお前記では、進行波型超音波モータの駆動回路およ
び切換制御回路であったが、定在波型超音波モータの場
合は、進行波型とは回路構成が異なるが、同様に駆動回
路と切換制御回路とからなり、その切換制御回路は、駆
動回路からの出力を正転に対応したものと逆転に対応し
たものとに連続して切換るようになっている。 次に、前記超音波モータを使用した振動装置の実施例
を3つ説明する。 第3図に示す実施例は、超音波モータを水平に配置し
た支持台13の下面に安定し、超音波モータの出力軸14に
腕材15の基端を取付ける。腕材15は水平に配置され、そ
の先端の上下面にゴム、合成樹脂等の弾性部材16、16′
を取付け、下側の弾性部材16の下面に、支持台13に固定
した支持材17に設けて、腕材15の先端部があまり下がり
過ぎないようになっている。腕材15の上側の弾性部材1
6′の上側には連結部材を介して振動板18が取付けられ
る。なお振動板18は下面側が金属板で上面側が弾性材か
らなるダイヤフラムで形成され、金属板はダイヤフラム
より小形であってダイヤフラムの外周部のみが支持台13
に固定される。 そして超音波モータ1の出力軸14が振動すると、腕材
15と弾性部材16′を介して振動板18が振動する。よって
振動板18上に対象者を支障したり、振動板18を対象者に
当接したりして振動刺激を与えることができる。なお、
振動板18の上に被治療者を支承したとき振動板は下降
し、同時に腕材15も少し揺動して超音波モータの出力軸
14を回動するが、超音波モータは回転子が固定子の進行
波を受けて回転するものであるので、超音波モータは荷
重で回動した状態でも所定通り振動する。 第4図に示す振動装置の実施例は、第3図の実施例と
同様に駆動される超音波モータ1の出力軸14に慣性体19
を取付け、この慣性体19を覆うカバー20は制振材21を介
して超音波モータ1のケースに固定されている。 慣性体19は、例えば、金属製の円盤で形成され、その
中心ボス部は出力軸14に螺子止めされ、出力軸14が正逆
回転したときに慣性力が出力軸14に作用して振動を増幅
するようになっている。制振材21は、硬質ゴム板或は弾
性を有する合成樹脂板で形成され、超音波モータ1の振
動をカバー20に伝達し易くなっている。 第5図及び第6図に示す振動装置の実施例は、第3図
の実施例と同様に駆動される超音波モータ1の出力軸14
の先端部には取付金具22を介してダイヤフラム23が取付
けられている。ダイヤフラム23は、取付金具22に加硫接
着することにより取付けられているが、その他の接着剤
により取付けてもよく、あるいは螺子止めしてもよい。
超音波モータ1のケースには保持板24が螺子止めされ、
この保持板24の外周部を折曲げし、ダイヤフラム23の外
周部を挟持することにより固定している。 ダイヤフラムは、ゴム、合成樹脂などの弾性材により
構成され、ダイヤフラム23の外周部には、第5図及び第
6図に示すように多数の切欠き25aを設けて固定状態に
あるダイヤフラム23外周部の共振周波数を調整した。 次に第3〜6図に示した振動装置を使用した振動治療
器の実施例を4つ説明する。 第7図に示す実施例は、前記振動装置をマット型治療
器に使用したものである。マット型治療器は、畳、布
団、ベッド、椅子、床などの上に敷いて使用するもので
あり、このマット型治療器は内部に重合した矩形状のス
ポンジ片27、27aを有する折りたたみ可能に形成され、
上面にスポンジより硬い弾性板26が設けられる。上側の
スポンジ片27に複数個の嵌合穴が設けられて、それぞれ
の中に第4図あるいは第5図の振動装置が取付けられ
る。振動装置28は、リード30を介して駆動回路と切換制
御回路からなる駆動装置29に接続され、振動装置28を、
例えば、周波数30乃至150Hzで振動させるようになって
いる。 本実施例では、振動装置28をスポンジ片27内に収容し
ているが、振動装置28を、例えば、マジックテープなど
により対象者の体格や振動刺激すべく患部の位置に応じ
て、スポンジ片27の適宜位置に着脱自在に固着できるよ
うにしてもよい。 このように形成したマット型治療器は、例えば、畳、
布団、ジュータン、カーペット、椅子、床、地面などに
自由に敷いて人体の局部或は全身を振動刺激することが
でき、筋肉をほぐし、血液の循環をよくして、入眠潜時
の短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチなどに
よる痛みや発作の軽減に著効を発揮する。 また、対象者が健康体であるときには入眠潜時の短縮
を促進して安眠を誘ったり、安心感を与えるなどの効果
もある。 第8図に示す実施例は前記振動装置28の複数を帯状部
材31内に収容した振動ベルトであり、人体の腕部や脚部
などに巻き付けて使用するものである。帯状部材31内に
弾性体で作った支持部材32が設けられ、その支持部材内
に振動装置28が支持されている。帯状部材31の両端に
は、マジックテープなどの固着具33が取付けられてお
り、振動装置28はリード30を介して駆動装置29に接続さ
れている。 本振動ベルトは、人体の腕部、脚部、胴部などに自由
に巻き付けて、例えば周波数30〜150Hzの振動で刺激す
ることにより、筋肉をほぐし、血液の循環をよくして、
入眠潜時の短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマ
チなどによる痛みや発作の軽減に効果がある。 また、本振動ベルトは、スポーツ前後のウォーミング
アップやマッサージにも効果がある。 第9図の実施例は、胸腹部を全周にわたり振動させる
治療器である。すなわち、外側に硬質壁を有し、そして
内周に弾性振動壁35を設けた環状振動管34と振動装置28
とを圧力室37aを介してフレキシブルホース37で連結
し、その内部に油を充填して振動装置28における振動板
の振動がそのフレキシブルホース内の油を伝搬して弾性
振動壁35を振動させるようにしたものである。なおフレ
キシブルホース37内に、油以外の液体あるいは気体を充
填してもよい。 環状振動管34は、2つの円弧状部分に分割され、片側
の分割位置にヒンジ36を設け、他の分割側をヒンジ36を
支点に開閉可能にするとともに係止部材38を設け、閉じ
た状態に保持できるようになっている。なおこの構造に
何ら限定されるものではなく、例えば、人体の寸法に応
じて伸縮し、体格の相違する対象者に対しても密着して
装着できるような構造が望ましい。なお、喘息の治療の
ように、個人が専用できる場合には、環状振動管34を当
該対象者に密着密度が高くなるように製造する。 本振動治療器の使用に際しては、まず、対象者の胸部
又は腹部に環状振動管34を取付け、寝椅子などに載せた
後、振動装置28を所定の周波数で振動させて振動刺激す
れば喘息の発作を速やかに軽減、停止することができ
る。 このときの振動周波数は、対象者ごとに多少変動があ
るので、先ず、標準周波数(例えば、65Hz)で振動刺激
し、対象者の状態を観察しなから最良の周波数を選択す
ればよい。 本振動治療器は、喘息による発作の軽減及び停止、胸
部及び腹部の筋肉痛、筋肉の疲労回復、血行改善、腰痛
の軽減などに卓効を示す。 また、対象者が健康体であるときには入眠潜時を促進
して安眠を誘ったり心身の安静を与えるなどの効果もあ
る。 第10図に示すのは、頭部に取付けて使用する振動治療
器の実施例である。ヘルメット部材39の内部に、頭部の
形状に応じた凹部を有するスポンジ部材27が取付けられ
ている。スポンジ部材27に設けられた嵌合孔40内には、
振動装置28がその振動板を下に向けた状態で嵌合されて
おり、また振動装置28の上側は、ヘルメット部材39の底
壁部に設けた発条41により弾性支持されている。振動装
置の駆動装置29は、ヘルメット部材39の外表面に取付け
られ、かつ振動装置28を、例えば、周波数10乃至150Hz
で振動させるようになっている。 本振動装置は、対象者の頭部に取付けて頭部を振動刺
激して頭皮をマッサージすることにより血液の循環をよ
くし、入眠潜時の短縮や覚醒、頭痛による痛みの軽減、
心身の安静化、発育毛の促進や抜け毛の予防に著効を示
す。 また頭皮に「感光素301号」などの発育毛剤を予め塗
布して振動刺激するときには、より高い発育毛効果を達
成することができる。 本振動治療器は、入眠潜時の短縮のみならず覚醒にも
効果があることから、運転中のドライバーが着用すれば
居眠運転の防止と安全対策の一石二鳥となる。 さらに、本振動治療器を周波数10Hz付近で振動させる
ときには脳波のα波化にも効果がある。 「発明の効果」 本発明の振動治療器は超音波モータを振動源としてい
るので、小電力でも対象者に効果的な振動刺激を与える
ことができる。 また、本発明の振動治療器は超音波モータを振動源と
しているので、被治療者の荷重が加わっても振動が中断
したりすることがない。 さらには、本発明の振動治療器は超音波モータを振動
源としているので、被治療者をパルス波形の振動により
刺激することができる。 本発明の振動治療器は、超音波モータを振動源として
使用していることから振動装置部分が出張らないので、
例えば、毛布、布団、座布団、マットレス、チョッキ、
丹前、ベルト、帯、帽子、スリッパ、靴、ヘルメット、
椅子、ベッド、マット、シート、クッション、運転座席
などの各種形状の支承部材、或いは取付け部材に自由に
装着して人体の局部又は全身を振動刺激することがで
き、筋肉をほぐし、血液の循環をよくして、入眠潜時の
短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチ、喘息な
どによる痛みや発作の軽減、発育毛の促進や抜け毛防
止、心身の安静化、スポーツ前後のウォーミングアップ
やマッサージに著効を示す。
超音波モータを連続して正逆回転に切換えるようにした
振動治療器に関する。 「従来の技術」 入眠潜時の短縮による不眠症の治療や肩こり、筋肉
痛、腰痛、関節炎、リューマチなどによる痛みの軽減に
は、人体の一部に対する振動刺激が効果的である。 従来の振動治療器は、モータに偏心重量を設けたり、
カム機構を介して振動板を振動させるものが主流を占め
ていたが、この方式のものは動作音が大きいうえに消費
電力が大きく、また振動板に荷重が作用して下降したり
するとカム機構の作動範囲が制限されることになって、
所定通り振動装置が作動しないなどの欠点があった。 これらの欠点を解消するものとして特開昭60−209284
号公報、特開昭60−216870号公報、特開昭62−5359号公
報などには、磁力を発生するコイルにコイル若しくは振
動部材を並置し、サイリスタとコンデンサとを組合せた
充放電回路によりそれらコイルに交番電流を間欠的に供
給し、コイルの吸引、反発を利用して振動を発生させる
装置が提案され、また特公昭61−10145号公報などに
は、可変周波数発振器からの信号を増幅してスピーカな
どの音響発生手段を振動せしめ、その気体振動により人
体を振動する装置が提案されている。 これらの装置のうち、コイルと充放電回路とを組合せ
た振動発生装置は消費電力が大きいという欠点があり、
また、振動発生源としてスピーカなどの音響発生手段を
使用する方式は、振動周波数を容易に変えることはでき
るけれども、人体に当接すべき振動板上に所定の音圧を
得るには極めて大きな電力を必要とするという欠点があ
った。 「発明が解決しようとする問題点」 本発明者らは従来装置の係る欠点を解消すべく、最
近、日経メカニカル1983年2月28日号第44〜48頁あるい
は特開昭58−148682号公報などにより注目を集めている
超音波モータに着目して鋭意研究した。 「問題点を解決するための手段」 その結果、超音波モータの出力軸の回転を正逆に連続
して切替えてその出力軸を振動させることにより、動力
源の機械的部分をきわめてコンパクトにすることがで
き、しかも超音波モータの出力軸に荷重がかかってもそ
の振動発生に支障を与えず、振動治療器の振動源として
好適であることを見出した。 すなわち、本発明は、人体に振動刺激を与えるように
した振動治療器において、超音波モータにより動力源を
形成するとともに、該超音波モータを正逆回転させる駆
動回路と、その駆動回路からの出力を超音波モータの正
逆回転に対応したものに連続して切換える切換制御回路
をそれぞれ設けることにより、人体に振動周波数10乃至
200ヘルツの正弦波形又はパルス波形の振動を印加する
ようにしたことを特徴とする振動治療器を要旨とするも
のである。 以下、本発明の詳細について説明するに、超音波モー
タとしては進行波型のものと定在波型のものが知られて
おり、出力軸を正逆に切換えて振動を発生できる限り何
れも本発明で使用できる。 進行波型の超音波モータは、約90゜位相差のある高周
波電圧を、二極に分割した圧電体の電極に印加して固定
子に進行波を発生させ、その進行波を受けて回転子が回
転するようになっている。 本来回転運動する超音波モータの出力軸に振動を発生
させるには、例えば、超音波モータに印加する高周波電
圧を+90゜位相差がある状態と、−90゜位相差がある状
態とに連続して切替え可能とし、出力軸の回転を正逆に
切換えることにより振動を発生させればよい。 高周波電圧を繰換えし+90゜位相差がある状態と−90
゜位相差がある状態とに切換えるには、例えば、これら
位相変換回路に+90゜位相変換する回路と−90゜位相変
換する回路とを設け、これら位相変換回路を正逆スイッ
チング回路で切換え可能とするとともに、正逆スイッチ
ング回路を発振器からのパルス入力で高速に連続して切
換えればよい。 また、位相変換回路を、スイッチング回路によること
なく位相制御回路により徐々に正弦波状に切換えたり、
AM受信器、FM受信器、ビデオテープレコーダ、LDプレー
ヤ、テープレコーダ、レコードプレーヤ、CDプレーヤ、
デジタルオーディオテープレコーダなどよりの可聴信号
や、それら信号を各種フィルターを通過させて得られる
周波数帯域を限定した信号、或はマルチバイブレータな
どのパルス発生回路により発生されるパルス信号を供給
すれば前記と異なる振動を発生させることができる。 前記では、進行波型の超音波モータを正逆回転させる
説明であったが、定在波型の超音波モータの場合も、駆
動回路に正回転させる出力と逆回転させる出力とを出さ
せるようにするとともに、駆動回路を切換制御回路で連
続的に切換制御すればよい。 こうして得られる振動により人体を振動刺激するに
は、人体を支障又は人体に当接若しくは取付けることの
できる振動板に、超音波モータの出力軸よりの振動を伝
搬すればよい。 人体を支承した状態の振動板を振動させるためには、
例えば、超音波モータの出力軸に腕材を取付け、その腕
材の先端を振動板に連結するとともに、腕材の先端部が
荷重で下がらないよう弾性部材を介して保持して振動板
を振動させればよい。 また、超音波モータの出力軸に慣性体を取付け、その
慣性体のカバーを制振材を介して超音波モータのケース
に取付けるときには、慣性体により出力軸に大きな慣性
力が作用するとともにモータ本体側に反力が作用して振
動が増幅され、カバーを振動させることができる。 さらには、超音波モータの出力軸にダイヤフラムを取
付け、そのダイヤフラムの外周縁を超音波モータのケー
スに取付けた保持板に固定する時には、超音波モータの
出力軸が正逆回転するに伴って出力軸に振動が発生し、
さらに出力軸に取付けたダイヤフラムにより振動が増幅
されて装置全体を振動させることができる。この場合、
ダイヤフラムの中心部に作用する回転力の方向と、保持
板を介して超音波モータのケース側に固定されるダイヤ
フラム外周部に作用する回転反力の方向とが反対である
ため振動が増幅されることになる。 ダイヤフラム等の振動板と人体に当接若しくは取付け
て使用する別の振動板とを空気、炭酸ガス、水、油圧油
などの気体又は液体による振動伝搬手段で連絡したり、
或は超音波モータの出力軸と振動板とを、例えば、ワイ
ヤなどの振動伝達手段により連絡するときは、離れた場
所にいる複数人の対象者を同時に振動刺激することがで
きる。 超音波モータを振動源とするときには、振動体部分が
全体として出張らないことから、例えば、毛布、布団、
座布団、マットレス、チョッキ、丹前、ベルト、帯、帽
子、スリッパ、靴、ヘルメット、椅子、ベッド、マッ
ト、シート、クッション、運転座席など適宜形状の部材
に自由に組込んで人体の局部又は全身を振動刺激するこ
とができ、筋肉をほぐし、血液の循環をよくし、入眠潜
時の短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチ、喘
息などによる痛みや発作の軽減、心身の安静化、スポー
ツ前後にウォーミングアップ、マッサージに著効を示
す。 殊に、例えば、帽子或はヘルメット状の頭部に取付け
て使用する部材により頭部を刺激するときには、当該振
動が頭皮を効果的にマッサージして発育毛の促進や抜毛
予防に著効を示す。このとき、必要に応じて、「感光素
301(日本感光色素研究所製造)」などの発育毛剤を併
用するときには、振動刺激と発育毛剤とが相乗的に頭皮
に作用して極めて高い発育毛効果が達成される。 また振動装置における振動板を、例えば、スポンジ、
ゴム、発泡プラスチックなどの弾性体を介して対象者の
身体に当接するときには、振動板に当る部位をより強く
振動させることができる。 本発明の振動治療器の使用に際しては、まず振動治療
器を、例えば、布団、畳、椅子、ベッド、床或は直接地
面に置き、必要に応じて、シートなどを載置した後、そ
の上に対象者を載せて振動刺激するか、或は振動板を対
象者の患部に当接するか取付けて振動刺激すればよい。 このときの振動周波数としては、通常、10乃至200ヘ
ルツ、望ましくは、50乃至80ヘルツ又は100乃至120ヘル
ツの範囲が好適であり、対象者の状態を観察しながらか
かる周波数範囲の振動により連続的又は間欠的に振動刺
激すればよい。また、間欠的に振動刺激するときはタイ
マーを併用するのが好都合である。 また、前記の通り、本発明の振動治療器は、単純な正
弦波形の振動波形ばかりではなく、パルス波形の振動を
も発生させることができるので、使用目的に応じて振動
波形を自由に選択できるという特徴がある。 「実施例」 初めに本発明の振動治療器に使用する進行波型超音波
モータの駆動回路および正逆転の切換制御回路について
第1、2図により説明する。 超音波モータ1は、圧電体2の電極が2つの極3、4
に分割され、それぞれに90゜位相差(1/2波長差)のあ
る高周波電圧が印加されることにより、圧電体2を取付
けた固定子に進行波を生じさせるようになっている。図
示は省略したが、固定子には回転子が圧接され、固定子
に生じた進行波を回転子が受けて回転し、さらに出力軸
が回転するようになっている。 超音波モータを駆動する回路は、第1図に示すように
圧電体の一方の電極3が例えば周波数40kHzの高周波電
圧源5に増幅回路6を介して接続され、他方の電極4が
増幅回路6と位相変換回路7とを介して高周波電圧源5
に接続される。位相変換回路7は、高周波電圧を+90゜
位相を変換させて増幅回路6に入力するようになってい
る。 また位相変換回路7は、高周波電圧源5からの高周波
電圧を−90゜位相変換する逆位相変換回路をも有し、こ
の−90゜位相変換された高周波電圧が電極4に印加され
ると+90゜位相変換された場合とは逆方向に超音波モー
タが回転するようになっている。 位相変換回路7は、正逆スイッチング回路8の信号を
受けて+90゜位相変換と、−90゜位相変換とに切換えら
れるようになっている。正逆スイッチング回路8には、
発振器9からパルス信号(例えば発振周波数65Hz)が入
力されるようになっており、パルス信号に応じて正逆ス
イッチング回路8が+90゜位相変換と−90゜位相変換と
に対応した出力信号に高速に連続して切換えられるよう
になっている。このように超音波モータが、正回転と逆
回転とに高速に連続して切換えられることにより、出力
軸には前記パルスの周波数に応じた振動が発生すること
になる。 なお前記では±90゜の位相変換をさせたが、その数値
に限定するものではなく、任意の位相変換をさせても同
様に出力軸は振動する。また正逆スイッチング回路8と
発振器9回路を設けて、位相変換回路7の出力を90゜位
相変換状態から180゜位相変換状態に例えばsinカーブ状
に変換させることにより、前記と異なる波形の振動を得
ることができ、さらに任意のパルス信号に応じて正逆回
転に切換ることもできる。 位相変換回路7は、周波数調整回路10により切換えて
周期を調整できるようになっており、周波数調整回路10
は速度調整回路11から、超音波モータ1の駆動状態に対
応した信号が入力されるようになっている。 超音波モータを駆動するさらに詳しい回路は、第2図
の通りである。高周波電圧源5から6Vの電圧が位相変換
回路7と周波数調整回路10と速度調整回路11とに入力さ
れるようになっている。位相変換回路7からは、+90゜
位相変換された高周波電圧と−90゜位相変換された高周
波電圧とが交互に出力され、増幅回路6を介して超音波
モータの電極3、4に±90゜位相差のあるsin波の高周
波電圧とcos波の高周波電圧とが印加されるようになっ
ている。また速度調整回路11は、超音波モータの進行波
に応じて生じる電圧変化が入力され、可変ボリューム12
で調整できるようになっている。 なお前記では、進行波型超音波モータの駆動回路およ
び切換制御回路であったが、定在波型超音波モータの場
合は、進行波型とは回路構成が異なるが、同様に駆動回
路と切換制御回路とからなり、その切換制御回路は、駆
動回路からの出力を正転に対応したものと逆転に対応し
たものとに連続して切換るようになっている。 次に、前記超音波モータを使用した振動装置の実施例
を3つ説明する。 第3図に示す実施例は、超音波モータを水平に配置し
た支持台13の下面に安定し、超音波モータの出力軸14に
腕材15の基端を取付ける。腕材15は水平に配置され、そ
の先端の上下面にゴム、合成樹脂等の弾性部材16、16′
を取付け、下側の弾性部材16の下面に、支持台13に固定
した支持材17に設けて、腕材15の先端部があまり下がり
過ぎないようになっている。腕材15の上側の弾性部材1
6′の上側には連結部材を介して振動板18が取付けられ
る。なお振動板18は下面側が金属板で上面側が弾性材か
らなるダイヤフラムで形成され、金属板はダイヤフラム
より小形であってダイヤフラムの外周部のみが支持台13
に固定される。 そして超音波モータ1の出力軸14が振動すると、腕材
15と弾性部材16′を介して振動板18が振動する。よって
振動板18上に対象者を支障したり、振動板18を対象者に
当接したりして振動刺激を与えることができる。なお、
振動板18の上に被治療者を支承したとき振動板は下降
し、同時に腕材15も少し揺動して超音波モータの出力軸
14を回動するが、超音波モータは回転子が固定子の進行
波を受けて回転するものであるので、超音波モータは荷
重で回動した状態でも所定通り振動する。 第4図に示す振動装置の実施例は、第3図の実施例と
同様に駆動される超音波モータ1の出力軸14に慣性体19
を取付け、この慣性体19を覆うカバー20は制振材21を介
して超音波モータ1のケースに固定されている。 慣性体19は、例えば、金属製の円盤で形成され、その
中心ボス部は出力軸14に螺子止めされ、出力軸14が正逆
回転したときに慣性力が出力軸14に作用して振動を増幅
するようになっている。制振材21は、硬質ゴム板或は弾
性を有する合成樹脂板で形成され、超音波モータ1の振
動をカバー20に伝達し易くなっている。 第5図及び第6図に示す振動装置の実施例は、第3図
の実施例と同様に駆動される超音波モータ1の出力軸14
の先端部には取付金具22を介してダイヤフラム23が取付
けられている。ダイヤフラム23は、取付金具22に加硫接
着することにより取付けられているが、その他の接着剤
により取付けてもよく、あるいは螺子止めしてもよい。
超音波モータ1のケースには保持板24が螺子止めされ、
この保持板24の外周部を折曲げし、ダイヤフラム23の外
周部を挟持することにより固定している。 ダイヤフラムは、ゴム、合成樹脂などの弾性材により
構成され、ダイヤフラム23の外周部には、第5図及び第
6図に示すように多数の切欠き25aを設けて固定状態に
あるダイヤフラム23外周部の共振周波数を調整した。 次に第3〜6図に示した振動装置を使用した振動治療
器の実施例を4つ説明する。 第7図に示す実施例は、前記振動装置をマット型治療
器に使用したものである。マット型治療器は、畳、布
団、ベッド、椅子、床などの上に敷いて使用するもので
あり、このマット型治療器は内部に重合した矩形状のス
ポンジ片27、27aを有する折りたたみ可能に形成され、
上面にスポンジより硬い弾性板26が設けられる。上側の
スポンジ片27に複数個の嵌合穴が設けられて、それぞれ
の中に第4図あるいは第5図の振動装置が取付けられ
る。振動装置28は、リード30を介して駆動回路と切換制
御回路からなる駆動装置29に接続され、振動装置28を、
例えば、周波数30乃至150Hzで振動させるようになって
いる。 本実施例では、振動装置28をスポンジ片27内に収容し
ているが、振動装置28を、例えば、マジックテープなど
により対象者の体格や振動刺激すべく患部の位置に応じ
て、スポンジ片27の適宜位置に着脱自在に固着できるよ
うにしてもよい。 このように形成したマット型治療器は、例えば、畳、
布団、ジュータン、カーペット、椅子、床、地面などに
自由に敷いて人体の局部或は全身を振動刺激することが
でき、筋肉をほぐし、血液の循環をよくして、入眠潜時
の短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチなどに
よる痛みや発作の軽減に著効を発揮する。 また、対象者が健康体であるときには入眠潜時の短縮
を促進して安眠を誘ったり、安心感を与えるなどの効果
もある。 第8図に示す実施例は前記振動装置28の複数を帯状部
材31内に収容した振動ベルトであり、人体の腕部や脚部
などに巻き付けて使用するものである。帯状部材31内に
弾性体で作った支持部材32が設けられ、その支持部材内
に振動装置28が支持されている。帯状部材31の両端に
は、マジックテープなどの固着具33が取付けられてお
り、振動装置28はリード30を介して駆動装置29に接続さ
れている。 本振動ベルトは、人体の腕部、脚部、胴部などに自由
に巻き付けて、例えば周波数30〜150Hzの振動で刺激す
ることにより、筋肉をほぐし、血液の循環をよくして、
入眠潜時の短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマ
チなどによる痛みや発作の軽減に効果がある。 また、本振動ベルトは、スポーツ前後のウォーミング
アップやマッサージにも効果がある。 第9図の実施例は、胸腹部を全周にわたり振動させる
治療器である。すなわち、外側に硬質壁を有し、そして
内周に弾性振動壁35を設けた環状振動管34と振動装置28
とを圧力室37aを介してフレキシブルホース37で連結
し、その内部に油を充填して振動装置28における振動板
の振動がそのフレキシブルホース内の油を伝搬して弾性
振動壁35を振動させるようにしたものである。なおフレ
キシブルホース37内に、油以外の液体あるいは気体を充
填してもよい。 環状振動管34は、2つの円弧状部分に分割され、片側
の分割位置にヒンジ36を設け、他の分割側をヒンジ36を
支点に開閉可能にするとともに係止部材38を設け、閉じ
た状態に保持できるようになっている。なおこの構造に
何ら限定されるものではなく、例えば、人体の寸法に応
じて伸縮し、体格の相違する対象者に対しても密着して
装着できるような構造が望ましい。なお、喘息の治療の
ように、個人が専用できる場合には、環状振動管34を当
該対象者に密着密度が高くなるように製造する。 本振動治療器の使用に際しては、まず、対象者の胸部
又は腹部に環状振動管34を取付け、寝椅子などに載せた
後、振動装置28を所定の周波数で振動させて振動刺激す
れば喘息の発作を速やかに軽減、停止することができ
る。 このときの振動周波数は、対象者ごとに多少変動があ
るので、先ず、標準周波数(例えば、65Hz)で振動刺激
し、対象者の状態を観察しなから最良の周波数を選択す
ればよい。 本振動治療器は、喘息による発作の軽減及び停止、胸
部及び腹部の筋肉痛、筋肉の疲労回復、血行改善、腰痛
の軽減などに卓効を示す。 また、対象者が健康体であるときには入眠潜時を促進
して安眠を誘ったり心身の安静を与えるなどの効果もあ
る。 第10図に示すのは、頭部に取付けて使用する振動治療
器の実施例である。ヘルメット部材39の内部に、頭部の
形状に応じた凹部を有するスポンジ部材27が取付けられ
ている。スポンジ部材27に設けられた嵌合孔40内には、
振動装置28がその振動板を下に向けた状態で嵌合されて
おり、また振動装置28の上側は、ヘルメット部材39の底
壁部に設けた発条41により弾性支持されている。振動装
置の駆動装置29は、ヘルメット部材39の外表面に取付け
られ、かつ振動装置28を、例えば、周波数10乃至150Hz
で振動させるようになっている。 本振動装置は、対象者の頭部に取付けて頭部を振動刺
激して頭皮をマッサージすることにより血液の循環をよ
くし、入眠潜時の短縮や覚醒、頭痛による痛みの軽減、
心身の安静化、発育毛の促進や抜け毛の予防に著効を示
す。 また頭皮に「感光素301号」などの発育毛剤を予め塗
布して振動刺激するときには、より高い発育毛効果を達
成することができる。 本振動治療器は、入眠潜時の短縮のみならず覚醒にも
効果があることから、運転中のドライバーが着用すれば
居眠運転の防止と安全対策の一石二鳥となる。 さらに、本振動治療器を周波数10Hz付近で振動させる
ときには脳波のα波化にも効果がある。 「発明の効果」 本発明の振動治療器は超音波モータを振動源としてい
るので、小電力でも対象者に効果的な振動刺激を与える
ことができる。 また、本発明の振動治療器は超音波モータを振動源と
しているので、被治療者の荷重が加わっても振動が中断
したりすることがない。 さらには、本発明の振動治療器は超音波モータを振動
源としているので、被治療者をパルス波形の振動により
刺激することができる。 本発明の振動治療器は、超音波モータを振動源として
使用していることから振動装置部分が出張らないので、
例えば、毛布、布団、座布団、マットレス、チョッキ、
丹前、ベルト、帯、帽子、スリッパ、靴、ヘルメット、
椅子、ベッド、マット、シート、クッション、運転座席
などの各種形状の支承部材、或いは取付け部材に自由に
装着して人体の局部又は全身を振動刺激することがで
き、筋肉をほぐし、血液の循環をよくして、入眠潜時の
短縮や覚醒、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチ、喘息な
どによる痛みや発作の軽減、発育毛の促進や抜け毛防
止、心身の安静化、スポーツ前後のウォーミングアップ
やマッサージに著効を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は超音波モータを正逆回転駆動する回路のブロッ
ク図、第2図は第1図のブロック図を詳細に示した回路
図、第3、4、5図はそれぞれ異なる振動装置の断面
図、第6図は第5図の断面位置A−A線を示した平面
図、第7図はマット型振動治療器の一部破断側面図、第
8図はベルト型振動治療器の正面図、第9図は胸腹部用
振動治療器の概略斜視図、第10図は頭部用振動治療器の
一部破断側面図である。 1;超音波モータ、5;高周波電圧源 7;位相変換回路、8;正逆スイッチング回路 9;発振器、15;腕材 16;弾性部材、18;振動板 19;慣性体、20;カバー 21;制振材、23;ダイヤフラム 24;保持板、26;マット部材 27;スポンジ部材、28;振動装置 29;駆動装置、31;帯状部材 34;環状振動管、39;ヘルメット部材
ク図、第2図は第1図のブロック図を詳細に示した回路
図、第3、4、5図はそれぞれ異なる振動装置の断面
図、第6図は第5図の断面位置A−A線を示した平面
図、第7図はマット型振動治療器の一部破断側面図、第
8図はベルト型振動治療器の正面図、第9図は胸腹部用
振動治療器の概略斜視図、第10図は頭部用振動治療器の
一部破断側面図である。 1;超音波モータ、5;高周波電圧源 7;位相変換回路、8;正逆スイッチング回路 9;発振器、15;腕材 16;弾性部材、18;振動板 19;慣性体、20;カバー 21;制振材、23;ダイヤフラム 24;保持板、26;マット部材 27;スポンジ部材、28;振動装置 29;駆動装置、31;帯状部材 34;環状振動管、39;ヘルメット部材
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.人体に振動刺激を与えるようにした振動治療器にお
いて、超音波モータにより動力源を形成するとともに、
該超音波モータを正逆回転させる駆動回路と、その駆動
回路からの出力を超音波モータの正逆回転に対応したも
のに連続して切換える切換制御回路をそれぞれ設けるこ
とにより、人体に振動周波数10乃至200ヘルツの正弦波
形又はパルス波形の振動を印加するようにしたことを特
徴とする振動治療器。 2.超音波モータが進行波型の超音波モータであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の振動治療
器。 3.超音波モータの2極に分割した電極の一方を高周波
電圧源に位相を変えることなく接続し、他方を位相変換
回路を介して高周波電圧源に接続して正回転駆動可能と
し、位相変換回路に前記と逆方向に位相変換する逆位相
変換回路を設けて超音波モータを逆回転駆動可能とする
ことにより駆動回路を形成し、前記位相変換回路を正逆
スイッチング回路あるいは位相制御回路により正転と逆
転状態に連続切換可能とすることにより切換制御回路を
形成し、超音波モータを正逆回転させることにより振動
させることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
振動治療器。 4.スイッチング回路には発信機からのパルス信号を入
力可能として、位相変換回路を正転と逆転状態に連続切
換可能としたことを特徴とする特許請求の範囲第3項に
記載の振動治療器。 5.超音波モータの出力軸に腕材の基端を固定し、この
腕材の先端に振動板を取付けるとともに、その腕材先端
部を弾性部材を介して保持したことを特徴とする特許請
求の範囲第2項に記載の振動治療器。 6.超音波モータの出力軸に慣性体を取付け、その慣性
体を覆うカバーを超音波モータのケースに制振材を介し
て取付けたことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記
載の振動治療器。 7.超音波モータの出力軸にダイヤフラムを取付け、そ
のダイヤフラムの外周縁を超音波モータのケースに取付
けた保持板に固定したことを特徴とする特許請求の範囲
第2項に記載の振動治療器。 8.超音波モータの出力軸を振動させるようにした振動
装置を、マット、ベルト、ヘルメット等内に設け、弾性
体を介して人体に振動刺激を与えることを特徴とする特
許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5
項、第6項又は第7項のいずれか1項に記載の振動治療
器。 9.超音波モータの出力軸を振動させるようにした振動
装置を、気体あるいは液体を充填した管路を介して振動
板に連通したことを特徴とする特許請求の範囲第1項、
第2項、第3項、第4項、第5項、第6項又は第7項の
いずれか1項に記載の振動治療器。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP62287413A JP2707261B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 振動治療器 |
| EP88305955A EP0298661B1 (en) | 1987-07-08 | 1988-06-30 | Novel vibrator system and vibrotherapeutic device using the same |
| DE3850179T DE3850179T2 (de) | 1987-07-08 | 1988-06-30 | Vibratoranordnung und diese verwendendes Vibrotherapeutisches Gerät. |
| KR1019880008361A KR890001513A (ko) | 1987-07-08 | 1988-07-06 | 노벨진동기와 그를 사용한 진동치료기 |
| CA000571278A CA1325245C (en) | 1987-07-08 | 1988-07-06 | Vibrator system and vibrotherapeutic device using the same |
| US07/216,560 US5050587A (en) | 1987-07-08 | 1988-07-08 | Vibrator system and vibrotherapeutic device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62287413A JP2707261B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 振動治療器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129853A JPH01129853A (ja) | 1989-05-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62287413A Expired - Fee Related JP2707261B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-11-16 | 振動治療器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2707261B2 (ja) |
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