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公開番号2025118064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013149
出願日2024-01-31
発明の名称電気刺激装置
出願人株式会社 MTG
代理人個人
主分類A61N 1/36 20060101AFI20250805BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】安全性が強化された電気刺激装置を提供する。
【解決手段】電気刺激装置1の電気刺激部10において、第1カップリングコンデンサCc1は、Hブリッジ回路の第1接続点N1と第1電極部P1の間に挿入され、第1接続点N1と第1電極部P1の間を直流的に絶縁する。第2カップリングコンデンサCc2は、Hブリッジ回路の第2接続点N2と第2電極部P2の間に挿入される、第2接続点N2と第2電極部P2の間を直流的に絶縁する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
直流電源部のハイサイド基準線とローサイド基準線の間に、直列に接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の間の第１接続点に接続された、人体の一部分に接触されるべき第１電極部と、
前記直流電源部のハイサイド基準線とローサイド基準線の間に、直列に接続された第３スイッチング素子と第４スイッチング素子と、
前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子の間の第２接続点に接続された、前記人体の他の部分に接触されるべき第２電極部と、
前記第１接続点と前記第１電極部の間に挿入される、前記第１接続点と前記第１電極部の間を直流的に絶縁する第１カップリングコンデンサと、
前記第２接続点と前記第２電極部の間に挿入される、前記第２接続点と前記第２電極部の間を直流的に絶縁する第２カップリングコンデンサと、
を備える電気刺激装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記第１カップリングコンデンサと前記第１電極部を繋ぐ配線と、前記ローサイド基準線の間に接続される第１放電用スイッチング素子と、
前記第２カップリングコンデンサと前記第２電極部を繋ぐ配線と、前記ローサイド基準線の間に接続される第２放電用スイッチング素子と、
をさらに備える請求項１に記載の電気刺激装置。
【請求項３】
前記第１スイッチング素子－前記第４スイッチング素子、前記第１放電用スイッチング素子－前記第２放電用スイッチング素子を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオン状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオフ状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に正のパルス電圧を印加可能であり、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオフ状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオン状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に負のパルス電圧を印加可能であり、
一周期において、前記正のパルス電圧と前記負のパルス電圧を交互に複数回印加し、その後のインターバル期間に、前記第１放電用スイッチング素子と前記第２放電用スイッチング素子のオン状態の期間を挿入する、
請求項２に記載の電気刺激装置。
【請求項４】
前記電気刺激装置は、
複数の電気刺激部と、
前記複数の電気刺激部を制御する制御部を備え、
各電気刺激部は、前記第１スイッチング素子－前記第４スイッチング素子、前記第１電極部、前記第２電極部、前記第１カップリングコンデンサ、前記第２カップリングコンデンサを含み、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオン状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオフ状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に正のパルス電圧を印加可能であり、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオフ状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオン状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に負のパルス電圧を印加可能であり、
前記複数の電気刺激部に出力する電圧レベルをそれぞれ調整可能であり、
一周期において、前記正のパルス電圧と前記負のパルス電圧を交互に複数回印加し、当該複数のパルス電圧を印加した後にインターバル期間を挿入し、
前記複数の電気刺激部のそれぞれの前記第１電極部と前記第２電極部間に、位相がずれた前記複数のパルス電圧がそれぞれ印加されるように、前記複数の電気刺激部の前記第１スイッチング素子－前記第４スイッチング素子を制御する、
請求項１に記載の電気刺激装置。
【請求項５】
前記電気刺激装置は、
複数の電気刺激部と、
前記複数の電気刺激部を制御する制御部を備え、
各電気刺激部は、前記第１スイッチング素子－前記第４スイッチング素子、前記第１放電用スイッチング素子－前記第２放電用スイッチング素子、前記第１電極部、前記第２電極部、前記第１カップリングコンデンサ、前記第２カップリングコンデンサを含み、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオン状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオフ状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に正のパルス電圧を印加可能であり、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオフ状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオン状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に負のパルス電圧を印加可能であり、
前記複数の電気刺激部に出力する電圧レベルをそれぞれ調整可能であり、
一周期において、前記正のパルス電圧と前記負のパルス電圧を交互に複数回印加し、当該複数のパルス電圧を印加した後のインターバル期間に、前記第１放電用スイッチング素子と前記第２放電用スイッチング素子のオン状態の期間を挿入し、
前記複数の電気刺激部のそれぞれの前記第１電極部と前記第２電極部間に、位相がずれた前記複数のパルス電圧がそれぞれ印加されるように、前記複数の電気刺激部の前記第１スイッチング素子－前記第４スイッチング素子を制御する、
請求項２に記載の電気刺激装置。
【請求項６】
前記第１スイッチング素子－前記第４スイッチング素子を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオン状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオフ状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に正のパルス電圧を印加可能であり、
前記第１スイッチング素子と前記第４スイッチング素子をオフ状態、前記第２スイッチング素子と前記第３スイッチング素子をオン状態に制御し、前記第１電極部と前記第２電極部間に負のパルス電圧を印加可能であり、
一周期において、前記正のパルス電圧と前記負のパルス電圧を交互に複数回印加し、その後のインターバル期間に、前記第２スイッチング素子と前記第４スイッチング素子のオン状態の期間を挿入する、
請求項１に記載の電気刺激装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気刺激装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ユーザの筋肉に電気刺激を付与する電気刺激装置が知られている。電気刺激装置は、筋肉に微弱な電流を流して筋肉を緊張および弛緩させることで、他動的に筋肉を動かすことができる。
【０００３】
特許文献１には、Ｈブリッジ回路の出力端に、コンデンサと抵抗が直列接続された刺激緩衝回路１３を接続する回路構成が開示されている。また、特許文献１には、人体に印加された刺激パルスにより、人体に一時的に蓄えられた電荷を、Ｈブリッジ回路のローサイドのスイッチング素子１０、スイッチング素子１２を介して放電する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平９－１８２８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された回路構成では、直流電流をカットできるコンデンサを含む刺激緩衝回路１３が片側にしか接続されておらず、人体が他の導電体に触れている場合、人体に直流電流が流れ得る。人体に大きな直流電流が流れると、皮膚トラブルを引き起こす要因になる。
【０００６】
本発明はこうした状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、安全性が強化された電気刺激装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電気刺激装置は、直流電源部のハイサイド基準線とローサイド基準線の間に、直列に接続された第１スイッチング素子と第２スイッチング素子と、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の間の第１接続点に接続された、人体の一部分に接触されるべき第１電極部と、直流電源部のハイサイド基準線とローサイド基準線の間に、直列に接続された第３スイッチング素子と第４スイッチング素子と、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子の間の第２接続点に接続された、人体の他の部分に接触されるべき第２電極部と、第１接続点と第１電極部の間に挿入される、第１接続点と第１電極部の間を直流的に絶縁する第１カップリングコンデンサと、第２接続点と第２電極部の間に挿入される、第２接続点と第２電極部の間を直流的に絶縁する第２カップリングコンデンサと、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安全性が強化された電気刺激装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態に係る電気刺激装置の基本回路構成を示す図である。
一対の第１電極部、第２電極部間に印加される交流電圧波形を説明するための図である。
電気刺激部の回路構成例１を示す図である。
電気刺激部の回路構成例２を示す図である。
ディスチャージ回路が設けられない場合における、制御部からＨブリッジ回路に出力される交流パルス波形と、人体に印加される電圧波形と人体に流れる電流波形の一例を示す図である。
ディスチャージ回路が設けられた場合における、制御部からＨブリッジ回路に出力される交流パルス波形と、ディスチャージ信号の波形と、人体に印加される電圧波形と人体に流れる電流波形の一例を示す図である。
電気刺激部の回路構成例３を示す図である。
電気刺激部の回路構成例３において、比較例に係る制御方式を採用した場合の、複数系統の電気刺激部から印加される交流パルス電圧波形の一例を示す図である。
電気刺激部の回路構成例３において、実施例に係る制御方式を採用した場合の、複数系統の電気刺激部から印加される交流パルス電圧波形の一例を示す図である。
図４に示した回路構成例２を採用した電気刺激部を２系統、備える電気刺激装置の回路構成を示す図である。
図１０の電気刺激装置に使用される制御部の回路構成例１を示す図である。
ＳＥＬ＿Ａ信号線、ＳＥＬ＿Ｂ信号線の論理と、オンするスイッチング素子の関係を規定した真理値表を示す図である。
図３に示した回路構成例１を採用した電気刺激部を２系統、備える電気刺激装置の回路構成を示す図である。
図１３の電気刺激装置に使用される制御部の回路構成例２を示す図である。
図１３の電気刺激装置に使用される制御部の回路構成例３を示す図である。
直流電源部の回路構成例１を示す図である。
直流電源部の回路構成例２を示す図である。
スイッチングレギュレータの回路構成例を示す図である。
図１８に示した昇圧チョッパのタイミングチャートの一例を示す図である。
リニアレギュレータの回路構成例１を示す図である。
図２０に示したシリーズレギュレータのタイミングチャートの一例を示す図である。
図２０のローパスフィルタの回路構成例を示す図である。
図２２に示した２次のＲＣローパスフィルタのタイミングチャートの一例を示す図である。
リニアレギュレータの回路構成例２を示す図である。
直流電源部の回路構成の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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