【書類名】 明細書
【発明の名称】 赤外線治療器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の導電体に多数の孔を設けて導電体の実質の体積を小さくした発熱体に赤外線放射塗料をコーティングして赤外線ヒータ（１１）とし、赤外線ヒータを急速に昇温または降温できるようにしたことを特長とする赤外線治療器。
【請求項２】
発熱体は、孔の形状が六角形の薄板状のハニカム構造であることを特長とする、請求項１記載の赤外線治療器。
【請求項３】
薄板状の導電体に多数の孔を設けた発熱体の隣りあう孔と孔の間の導電体の線幅（ｓ）を薄板の厚さ（ｔ）程度まで細くして発熱体として使用することを特長とする、請求項１又は請求項２記載の赤外線治療器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載した赤外線ヒータを折り曲げ加工して機械的強度を高くして使用するようにしたことを特長とする、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載した赤外線治療器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線ヒータに張力をかけ、ヒータが伸縮してもヒータが弛むことがないようにして使用するようにしたことを特長とする赤外線治療器。
【請求項６】
赤外線を発生する赤外線ヒータ（１１）と、前記赤外線ヒータ（１１）に電力を供給する電源部（１２）と、前記電源部（１２）から前記赤外線ヒータ（１１）に供給される電力を制御する制御部（１３）とを有する赤外線治療器において、
電源部（１２）から赤外線ヒータ（１１）に供給される電力を制御部（１３）により制御し、赤外線ヒータ（１１）の温度を経時的に変化させるようにしたことを特長とする赤外線治療器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は赤外線治療器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線治療器は、生体に赤外線を照射して加温し、捻挫や筋肉痛、肩こりなどを治療する温熱治療用装置である。従来の赤外線治療器の例を図７に示す。図７（Ａ）は装置のブロック図で、６１は赤外線ヒータを内蔵し赤外線を放射する照射部、６２は照射部６１の赤外線ヒータに電力を供給する電源部、６３は装置を制御する制御部である。また図７（Ｂ）は照射部６１の構成例で、６４は照射部の筐体、６５は赤外線用の反射板、６６は赤外線ヒータである。使用にあたり、まず制御部６３で赤外線ヒータ温度と治療時間等を設定し、治療スタートスイッチを入れると、治療タイマーが作動し、電源部６２から赤外線ヒータに電力を供給して、赤外線ヒータを加熱する。赤外線ヒータ温度は設定値に達した後は一定に保たれ、赤外線を放射して、生体を加温する。治療時間が終了すると電力供給を停止し、治療は終了する。
【０００３】
図７（Ｃ）は赤外線ヒータとしてよく使用されるパイプヒータの構造を示す。パイプ６８の内部に発熱線６７を収納し、パイプ６８の表面に赤外線放射塗料６９をコーティングしたもので、発熱線６７を加熱し、その熱でパイプ６８を加熱して赤外線放射塗料６９から赤外線を放射する。パイプの内部には充填物７０を充填している。ここでｄ１はパイプの直径、ｄ２はパイプの内径、Ｌは赤外線放射塗料をコーティングした部分の長さ、ｕはパイプの肉厚である。パイプヒータの熱容量は、発熱線６７、パイプ６８、それにパイプ内充填物７０等の、それぞれの熱容量の和になるが、体積が大きいため、熱容量が大きい。このため従来の赤外線治療器では、赤外線ヒータを治療温度まで昇温するのに、または治療温度から室温まで降温させるのに長い時間（約５分程度）を要するという問題があった。
【０００４】
通常、赤外線による治療時間は１５〜３０分程度であるが、治療開始後の５分間程度は温熱刺激が十分ではなく、実質的な治療はできないことになる。これでは患者にとっては不満であるし、医療機関にとっても大きな時間のロスとなり、医療効率を低下させる原因となっていた。
【０００５】
また、治療後の降温時間が長いため、治療後、不意の接触による火傷の危険もあった。さらに、熱容量が大きいため、電力消費量も大きいという問題もあった。このヒータの昇温時間を短縮するために特開平７−２３６６９９は、ヒータ加熱時に通常よりも大きな電力を供給してヒータを強制加熱するようにした。この方法では、加熱（昇温）時間は強制加熱時の供給電力量に依存する。現在、加熱時に治療時の２倍程度の電力を供給して、ヒータを室温から治療温度まで約４０秒で昇温できる装置が実用化されている。また特開平７−２６５４４７は、治療を行わないときにも常にヒータを保温しておき、治療スタート後の昇温時間を短縮しようとするものである。この方法と、前記特開平７−２３６６９９と組み合わせることにより、ヒータの昇温時間を２０秒程度に短縮したものが実用化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の赤外線治療器には、赤外線ヒータの昇温時間が長いため治療の待ち時間が長くまた医療の効率が悪い、降温時間が長いため不意の接触による火傷の危険性がある、電力消費量が大きい、などの問題があった。上記の２つの引用例では、赤外線ヒータ昇温時間の短縮は図られているが、これもまだ不十分であり、また降温時間の短縮と消費電力の低減という問題は解決されていない。これらの問題の原因は赤外線ヒータの熱容量が大きいことにある。そこで本発明の第１の課題は、赤外線ヒータの熱容量を小さくすることとした。
【０００７】
一方、従来の赤外線治療器は赤外線ヒータの温度を一定にして使用するものであり、赤外線ヒータ温度を積極的に変化させて治療をおこなうものは存在しなかった。この理由は、赤外線ヒータの熱容量が大きいのため、赤外線ヒータへの供給電力を経時的に変化させても、これに赤外線ヒータ温度が追従できないためである。しかし、生体は変化の無い刺激を続けると慣れが生じ、治療効果が低下し、これを防止するためには刺激に変化をつける方法が有効であることが、医学的に知られている。温熱治療も同様で、温熱刺激を経時的に変化させることで、慣れの少ない、より効果的な、より心地よい温熱治療が期待できる。そこで第２の課題は、赤外線ヒータへの供給電力を制御し、赤外線ヒータ温度つまり温熱刺激を経時的に変化させることとした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
赤外線ヒータの熱容量は主に、発熱線や、赤外線放射塗料を固定する基台等の体積に依存する。そこで請求項１記載の発明では、赤外線ヒータの熱容量を小さくするために、図２に示すように、多数の孔を有する薄板状の導電体を発熱体とし、これに赤外線放射塗料をコーティングして赤外線治療器の赤外線ヒータとした。この発熱体は、板厚が薄く、しかも多数の孔を有するため、その実質体積は小さく、熱容量は小さい。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明をさらに改良するもので、薄板状の導電体に六角形の孔をあけて薄板状のハニカム構造にし、これに赤外線放射塗料をコーティングして赤外線治療器の赤外線ヒータとした。ハニカム構造は開口率を最大にすることができるので、発熱体の実質体積を最小にすることができる。また、この構造は同じ開口率の他の構造よりも機械的強度が強固であるため、赤外線放射塗料を支持し、またヒータの形状を保持するためには最適な形状である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明をさらに改良するもので、図３のように、フォトエッチング法などを用いて、薄板状の導電体に、孔と孔の間の導電体（格子）の線幅ｓが薄板の厚さｔ程度まで細くなるように多数の孔を設けて発熱体とし、これに赤外線放射塗料をコーティングし、赤外線治療器の赤外線ヒータとした。このようにすることで、ヒータの熱容量をさらに小さくすることができる。
請求項１から請求項３に記載した赤外線ヒータは、熱容量が小さいので急速に設定温度まで昇温させることができ、電源を切ると急速に室温に戻る。しかし、薄い板状のため、機械的な強度が低く、曲がりやすい。請求項４の発明はこれを解決するもので、図４ように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載した熱容量の小さな薄板状の赤外線ヒータを折り曲げ加工し、曲げに対する機械的強度を高くするものである。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線治療器では、多数の孔を有する薄板状の導電体に赤外線放射塗料をコーティングして赤外線治療器の赤外線ヒータとして使用している。このようなヒータは機械的強度が低いため、ヒータの両端を固定して使用すると、熱によってヒータが伸び、撓んで、赤外線輻射パターンが変化し、治療効果にも影響する。
そこで、請求項５の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線ヒータを使用するとき、張力をかけておき、ヒータが伸縮しても、ヒータが弛むことがないようにした。
請求項６の発明では、前述の第２の課題を解決するために、赤外線ヒータに供給する電力を制御し、赤外線ヒータの温度、つまり温熱刺激を経時的に変化させるようにした。
【００１１】
【作用】
請求項１記載の赤外線治療器は、薄板状の導電体に多数の孔をあけたので、導電体の実質の体積が小さくなる。これに赤外線放射塗料をコーティングして赤外線ヒータとして使用するようにしたので、従来の装置と比較して、赤外線ヒータの熱容量が小さく、ヒータ温度を治療温度まで急速に昇温させることができ、また電源を切ると短時間でヒータ温度を室温に降温させることができる。さらに、熱効率も良いため、消費電力を少なくすることができる。
請求項２記載の発明により、薄板状の導電体に六角形の孔をあけて薄板状のハニカム構造にしたため、請求項１記載の赤外線ヒータと比較して、発熱体の体積を、より小さくすることができるので、従来の赤外線治療器はもとより請求項１記載の赤外線治療器よりもさらに熱容量を小さくすることができる。このため、昇温時間と降温時間をさらに短縮でき、また一層の省電力が可能になる。
請求項３記載の発明により、フォトエッチング法等で、孔と孔の間の格子の線幅ｓが薄板の厚さｔ程度まで細くなるように、薄板状の導電体に多数の孔を設け、熱容量を更に小さくして、これに赤外線放射塗料をコーティングし、赤外線治療器の赤外線ヒータとした。このため、従来の赤外線治療器はもとより、請求項１と請求項２に記載した赤外線ヒータよりもさらに発熱体の実質の体積を小さくすることができるので、従来の赤外線治療器はもとより請求項１や請求項２に記載した赤外線治療器よりもさらに熱容量を小さくすることができる。このため、昇温時間と降温時間をさらに短縮でき、また一層の省電力が可能になる。
請求項４記載の発明により、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載した薄板状の赤外線ヒータを折り曲げ加工して使用するようにしたので、請求項１乃至請求項３記載の赤外線ヒータの機械的強度を高くすることができ、使用中にたわみ難くなる。
請求項５記載の発明により、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線ヒータに張力をかけて使用するようにしたので、ヒータが熱で伸縮しても、ヒータが弛むことがなく、赤外線輻射パターンが変化することはない。
請求項６記載の発明により、赤外線ヒータへの供給電力を制御して赤外線ヒータの温度、つまり治療時の温熱刺激に変化を与えることができ、慣れが少ないより効果的な治療が可能になる。請求項１から５に記載した熱容量の小さな赤外線ヒータを用いると、さらに効果的である。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の赤外線治療器の構成例であり、１１は赤外線ヒータ、１２は電源部、１３は電源部１２の出力電力を制御する制御部である。ヒータは請求項１から請求項４のいずれかに記載したものを使用し、図７（Ｂ）と同様に、照射部筐体に赤外線反射板を設け、その前面に赤外線ヒータを設置し、赤外線ヒータが熱で伸びても弛まないようにバネで張力をかけて、これに電力を供給して使用する。構成は従来と同様であるが、赤外線ヒータ１１と装置の制御及び作用効果に特徴がある。本発明では、赤外線ヒータの形状、寸法、加工法等は問わず、目的に応じて設計及び加工をすればよいが、ここでは直径ｄ２＝６．５ｍｍ、長さＬ＝３５０ｍｍ、パイプは金属性で肉厚ｕ＝０．４ｍｍのパイプヒータを比較対象として、これと同等の赤外線放射能を有するヒータの設計を例に述べる。
【００１３】
図２（Ａ）は請求項１記載の赤外線ヒータの実施例である。板厚ｔ、長さＬ、幅Ｄの薄い板状の導電体に四角形の孔を多数設け、メッシュ状の発熱体にしている。隣り合う孔と孔の間の導電体の線幅がＳである。薄い板状の導電体に多数の孔を設けたため、導電体の実質の体積は非常に小さくなっている。これに赤外線放射塗料をコーティングして赤外線ヒータとしている。このため、熱容量は小さく、室温から設定温度に達する昇温時間と加温したヒータが室温に戻る降温時間は短くなり、消費電離力も少なくなる。
この発熱体に電力を供給すると発熱体が発熱し、これにコーティングした赤外線放射塗料から赤外線を輻射し、人に向けると赤外線による温熱治療をおこなうことができる。
外形寸法もパイプヒータと同程度にし、同程度の赤外線輻射能を有するヒータの例を述べる。
Ｌ＝３５０ｍｍ、Ｄ＝２２ｍｍ、ｔ＝０．１ｍｍの薄い板状の導電体を、格子の線幅がｓ、開口率７０％になるように、メッシュ状に加工する。これを発熱体とし、赤外線放射塗料をコーティングして、開口率を５０％にして、赤外線ヒータにする。外形寸法は、どの程度の面積を刺激したいかということによって決定する。ここでは上記パイプヒータと比較するため、パイプヒータの表面積程度の寸法にしている。
これを図５のように、赤外線反射板の前に置いて加熱すると、赤外線輻射率がパイプヒータと同じとすると、この赤外線ヒータの開効率は５０％であるから、前面からパイプヒータの５０％の赤外線を輻射し、後面から５０％の赤外線を輻射して反射板で反射して前方に輻射するので、全体でパイプヒータと同程度の赤外線を輻射する。以上は１つの実施例であるが、このような要領で、ヒータ全体のサイズ、格子の線幅、開口率、孔の大きさなどを設計すればよい。実際には電気的な設計も必要であるが、これについては後述する。
図２（Ｂ）と（Ｃ）のような孔の形状の場合も同様である。
請求項２記載の発明は、導電体にあける孔の形状を六角形にし、薄い板状のハニカム構造にするものである。これにより、導電体の実質体積をより小さくし、機械的強度をより上げることができる。これを用いて赤外線ヒータを設計する要領は、請求項１の場合と同様である。
【００１４】
請求項３記載の赤外線治療器は、薄板の導電体にエッチング法で多数の孔をあけ、隣り合う孔と孔の間の導電体の線幅Ｓを導電体の板厚ｔ程度まで狭くし、発熱体の実質体積を小さくして熱容量を小さくし、これに赤外線放射塗料をコーティングして赤外線ヒータとして使用するものである。
赤外線ヒータの発熱体を格子の線幅が決まっているとき、開口率を大きくすると発熱体の実質体積は小さくなり、熱容量も小さくなるが、赤外線放射面積が少なくなり、また赤外線放射塗料を支える機械的強度も小さくなる。これらを勘案して開口率を決定する。パイプヒータはパイプ、充填物及び発熱線を有するが、本発明のヒータにはこのようなものが不要であるので、熱容量はパイプヒータよりもはるかに小さくなっている。これを反射板と組み合わせて使用すると、赤外線ヒータの裏面や孔の側面から放射される赤外線も有効に利用され、従来のパイプヒータと比較して、同等またはそれ以上の照射面積および放射赤外線量が得られる。また発熱体に直接赤外線放射塗料をコーティングしているので、発熱体が発生する熱を効率よく赤外線放射塗料に伝達するので、熱効率がよい。
【００１５】
以上のように、本請求項記載の赤外線ヒータは熱容量が小さいため、ヒータの昇温および降温時間を大幅に短縮できる。このため、治療後の不意の接触による火傷の危険性も低くなる。また低電圧駆動が可能であるため、感電による危険性も低い。さらに消費電力も少なくて済む。以上の説明では、前述のパイプヒータと同等の温熱効果を得ることのできるヒータの例を述べたが、本発明では、赤外線ヒータの形状、外形寸法、孔の形状および寸法、格子の線幅、開口率などは限定しないので、目的に応じて設計すればよい。加工法も、板状の材料に穴あけ加工をする、線材等を組み合わせる、金型で成形する、等各種の方法があるが、どのような方法でもよい。なお場合によっては電気インピーダンスが所望の値にならない場合があるが、その時は材料を変更して対応することができる。また、本請求項の発明によると昇温時間と降温時間は短縮できるが、これに加熱時に通常よりも大きな電力を供給する強制加熱法を併用すると、より短時間で赤外線ヒータを昇温できる。また、ファン等を用いた強制冷却法を併用すると、より短時間で赤外線ヒータ温度を降温させることができる。
【００１６】
板に孔を空けるとき、導電体の線幅ｓは、プレス加工では板厚の２倍程度に、フォトエッチング法を用いると板厚程度に細くすることができる。
図３は請求項３記載の赤外線ヒータの例である。本請求項記載の赤外線ヒータは、形状や寸法などはどのようなものでもよいが、ここでは請求項１の実施例と同様に、前述のパイプヒータと同等の赤外線ヒータを実現する例を述べる。この赤外線ヒータは、Ｌ＝３５０ｍｍ、Ｄ＝２２ｍｍ、ｔ＝０．１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０）板を、格子の線幅ｓが板厚と同じ０．１ｍｍの、開口率が８０％のハニカム構造になるように、フォトエッチング法で加工して発熱体とし、これに赤外線放射塗料をコーティングし、コーティング後の開口率を６０％にしている。
【００１７】
外形寸法は、請求項１の実施例で説明したように、どの程度の面を刺激するかにより決定する。ここでは上記パイプヒータと同等のものを実現したいので、パイプヒータの表面積程度の寸法にした。ハニカム構造は開口率を最大にすることができるので、この発熱体の実質体積を最小にすることができる。この例では、前述のパイプヒータのパイプの体積の５％まで小さくしている。このため本請求項記載の赤外線ヒータの熱容量は、従来の赤外線ヒータはもちろん、請求項１記載の赤外線ヒータよりも小さくなり、ヒータの昇温および降温時間をさらに短縮でき、また安全性もさらに高くなり、消費電力も一段と低減できる。またこの構造体は機械的強度も強いことが知られており、赤外線放射塗料の固定には適している。
【００１８】
さらに、本請求項記載の赤外線ヒータは、請求項１記載の赤外線ヒータと同様に、発熱体に直接赤外線放射塗料をコーティングしているので、発熱体が発生する熱を効率よく赤外線放射塗料に伝達するので、熱効率がよい。この発熱体の電気インピーダンスは実測で１オーム強で、十数ボルトの低電圧で駆動できることが確認できた。低電圧で使用できるので安全性が高く、医療用具としては適している。これに、従来の赤外線治療器よりもやや少ない２００ワットの電力を供給すると、約５秒でヒータ温度を室温（２０℃）から４００℃まで昇温させることができ、また同程度の時間で降温することができる。また、赤外線放射面積および放射量ともに、従来と同程度またはそれ以上の温熱治療が可能であることが確認された。
【００１９】
このように請求項３記載の赤外線治療器は、従来の赤外線治療器はもとより、請求項１や請求項２記載の赤外線治療器と比較しても、ヒータの熱容量が小さくすることができる。このため、赤外線ヒータの昇温および降温時間を短縮でき、不意の接触による火傷の危険性も少なくなり、安全性が向上しており、また消費電力も低減できる。以上の例は、赤外線照射面積と温熱刺激の強度が従来の赤外線治療器と比較して同等またはそれ以上になるように設計したものである。しかし本発明では赤外線照射面積や温熱刺激の程度は規定していないので、目的に応じて、赤外線ヒータの形状、外形寸法（厚さ、幅、長さ）、開口率などを設計すればよい。なお、開口率を大幅に変えると、電気インピーダンスが所望の値にならないことがあるが、このときは発熱体の材料を変えて対応する。また、本請求項の発明によると昇温時間と降温時間は短縮できるが、これに加熱時に通常よりも大きな電力を供給する強制加熱法を併用すると、より短時間で赤外線ヒータを昇温できる。また、ファン等を用いた強制冷却法を併用すると、より短時間で赤外線ヒータ温度を降温させることができる。
【００２０】
以上のように、図２または図３に示した熱容量の小さな薄板状のヒータを用いると、赤外線ヒータを急速に昇温または降温することができ、安全性が高く、また消費電力も少なく、本発明の目的を達成することができる。しかしこの赤外線ヒータの両端を固定して加熱すると、その長さ方向に大きく熱膨張するので、弛みが生じ、放射パターンが変化し、断線の可能性も高く、見た目も悪い。また赤外線治療器は照射部をさまざまな角度にして使用するので、どのように傾けても赤外線ヒータが弛まないようにしておくことが重要である。そこで請求項４の発明では、図２または図３の薄板状の赤外線ヒータを、図４のように折り曲げ加工し、曲げに対する機械的強度を増した。本請求項の発明の本質は機械的強度を増すことにある。図４の（Ａ）はその断面をコの字型に、（Ｂ）は円弧状に、（Ｃ）はＬ字型に、それぞれ加工した例である。どのような形状にしてもよい。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線治療器では、多数の孔を有する薄板状の導電体に赤外線放射塗料をコーティングして赤外線治療器の赤外線ヒータとして使用している。このようなヒータを使用すると、熱によってヒータが伸びて撓み、赤外線輻射パターンが変化し、治療効果にも影響する。
そこで、請求項５の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線ヒータを図５のように張力をかけ、ヒータが伸縮しても、ヒータが弛むことがないようにした。
ここで、４１は図４（Ａ）のように加工した赤外線ヒータ、４２はバネ、４３は赤外線反射板、４４は赤外線ヒータ等を収納する照射部筐体である。赤外線ヒータを折り曲げ加工して機械的強度を向上させた上に、このバネ４２で赤外線ヒータに常に張力をかけておき、熱膨張が生じてもヒータが弛まないようにすると、より効果的である。
ヒータは、図５の例では図４（Ａ）のヒータを用いた例を述べたが、請求項１から請求項３のいずれかに記載したものを用いればよい。また、張力をかける手段も問わない。
【００２１】
請求項６の発明は、熱容量の小さな赤外線ヒータを使用し、ヒータへの電力供給量を制御し、人体への温熱刺激を変化させ、慣れを防止し、より効果的な治療をおこなうことができるようにするものであり、図１の電源部１２から赤外線ヒータ１１に供給する電力を制御部１３で制御し、温熱刺激を経時的に変化させるようにした。この制御にはどのようなパターンを用いてもよい。その例を図６に示す。図６（Ａ）は所定の温度範囲内で直線状にスイープするパターンで、同図（Ｂ）は不規則に温度を変化させるパターンである。この制御の手段はどのような方法でもよい。請求項１から請求項４までに記載した赤外線治療器と、本請求項記載の機能を組み合わせると、秒単位で明確な温度変化を実感でき、効果的で心地よい温熱治療ができる。
【００２２】
請求項６記載の発明は従来の赤外線ヒータを用いても実現できる。ただし従来の赤外線ヒータは熱容量が大きいので、供給電力を変化させても、赤外線ヒータ温度の応答は遅い。つまり、緩やかにヒータ温度を変化させる制御は可能である。従来の赤外線ヒータを用いても、前述の強制加熱法と強制冷却法を併用すれば、温熱刺激の応答時間を短縮することはできる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、薄板状の導電体に多数の孔を設け、これに赤外線放射塗料をコーティングして赤外線ヒータとして使用するようにしたので赤外線ヒータの熱容量を小くすることができた。このため、赤外線ヒータを短時間で設定温度まで昇温させることができるため、治療をスタートするとすぐに温熱刺激が得られ、待ち時間の少ない効率のよい治療が可能になる。また、電力供給を停止すると、短時間で赤外線ヒータ温度を室温まで降温させることができるので、不意の接触による火傷の恐れも少なく、安全であり、安心して使用できる。さらに、消費電力を低減でき、経済的である。
請求項２の発明によると、従来の赤外線治療器はもとより、請求項１記載の赤外線治療器と比較しても、赤外線ヒータの熱容量をさらに小さくしたので、ヒータの昇温と降温の時間が一段と短縮でき、一層待ち時間の少ない効率的な治療が可能となる。また安全性もさらに高くなり、電力消費量もさらに低減できる。
【００２４】
請求項３の発明によると、従来の赤外線治療器はもとより、請求項１や請求項２記載の赤外線治療器と比較しても、赤外線ヒータの熱容量をさらに小さくしたので、ヒータの昇温と降温の時間が一段と短縮でき、一層待ち時間の少ない効率的な治療が可能となる。また安全性もさらに高くなり、電力消費量もさらに低減できる。
請求項４の発明によると、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載した薄板状の赤外線ヒータを折り曲げ加工して使用するので、機械的強度が高くなり、弛みがなく、安全に使用できる。ヒータが弛むと、赤外線照射パターンが変化し、均一な加温ができなくなるが、本請求項記載の発明により、このような不都合はなくなり、常に安定した効果的な治療が可能になる。
請求項５記載の発明によると、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した薄板状の赤外線ヒータを、張力を持たせて固定して使用するので、熱でヒータが伸びても、ヒータが弛むことはない。このため、ヒータの変形に伴う赤外線輻射パターンの変化もなく、常に安定した治療をおこなうことができ、安定した治療効果を得ることができる。
請求項６記載の発明によると、熱容量の小さな赤外線ヒータを用い、電源部から赤外線ヒータに供給される電力を制御部で制御し、赤外線ヒータ温度つまり治療時の温熱刺激を経時的に変化させることができるので、慣れの少ない、効果的な、心地よい温熱治療をおこなうことができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図である。
【図２】請求項１記載の、熱容量を小さくした赤外線ヒータの例で、（Ａ）はメッシュ状に加工した例、（Ｂ）は多数の円形の孔をあけた例、（Ｃ）は方形状の孔をあけた例である。
【図３】請求項３記載の実施例で、孔の形状を６角形にしたハニカム構造にし、さらに孔と孔の間の導電体の線巾を薄板の板厚程度にした発熱体の例である。
【図４】請求項４記載の実施例で、（Ａ）は断面をコ型に、（Ｂ）は断面を半円弧状に、（Ｃ）は断面をＬ字型にして機械的強度を向上させた例である。
【図５】請求項５記載の発明の実施例で、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載した赤外線ヒータを用い、バネで張力をかけて使用するようにした例である。
【図６】請求項６記載の、赤外線ヒータに供給する電力制御するようにした例で、（Ａ）は所定の温度範囲内で直線的に温度をスイープする例、（Ｂ）は不規則に温度を変化させる例である。
【図７】従来の赤外線治療器の例で、（Ａ）は構成ブロッタ図、（Ｂ）は照射部の正面図、（Ｃ）はパイプヒータの構成図である。
【００２６】
【符号の説明】
１１‥‥赤外線ヒータ １２‥‥電源部 １３‥‥制御部
４１‥‥赤外線ヒータ ４２‥‥バネ
４３‥‥赤外線反射板 ４４‥‥照射部筺体
６１‥‥赤外線照射部パイプ ６２‥‥電源部 ６３‥‥制御部
６４‥‥照射部筐体 ６５‥‥赤外線反射板
６６‥‥赤外線ヒータ ６７‥‥発熱線
６８‥‥パイプヒータのパイプ ６９‥‥赤外線放射塗料
７０‥‥パイプ内充填物
Ｌ‥‥‥赤外線ヒータの発熱体の長さ Ｄ‥‥‥赤外線ヒータの発熱体の幅
ｔ‥‥赤外線ヒータの発熱体の厚さ ｄ１‥‥パイプヒータの直径
ｄ２‥‥パイプヒータのパイプの直径 Ｕ‥‥パイプヒータのパイプの肉厚
Ｓ‥‥格子の線幅
[Document name] Specification [Title of invention] Infrared therapy device [Claims]
[Claim 1]
This infrared therapy device is characterized in that the infrared heater (11) is made by coating an infrared radiation paint on a heat generating element in which a number of holes are provided in a thin plate-like conductor to reduce the actual volume of the conductor , and the infrared heater can be rapidly heated or cooled.
[Claim 2]
2. The infrared therapy device according to claim 1, wherein the heating element has a thin plate-like honeycomb structure with hexagonal pores.
[Claim 3]
An infrared therapy device as described in claim 1 or claim 2, characterized in that the heating element has a thin plate-shaped conductor with a large number of holes, and the line width (s) of the conductor between adjacent holes is made thin to about the thickness (t) of the thin plate and used as a heating element.
[Claim 4 ]
4. An infrared therapy device according to claim 1, wherein the infrared heater according to claim 1 is bent to increase its mechanical strength for use.
[Claim 5 ]
5. An infrared therapy device according to claim 1, wherein tension is applied to the infrared heater so that the heater does not slacken even when it expands or contracts.
[Claim 6 ]
An infrared therapy device having an infrared heater (11) that generates infrared rays, a power supply unit (12) that supplies power to the infrared heater (11), and a control unit (13) that controls the power supplied from the power supply unit (12) to the infrared heater (11),
This infrared therapy device is characterized by the fact that the power supplied from the power supply unit (12) to the infrared heater (11) is controlled by the control unit (13), and the temperature of the infrared heater (11) is changed over time.
Detailed Description of the Invention
[0001]
[Industrial application field]
The present invention relates to an improvement in an infrared therapy device.
[0002]
2. Description of the Related Art
An infrared therapy device is a thermotherapy device that irradiates infrared rays to heat a living body and treats sprains, muscle pain, stiff shoulders, and other conditions. An example of a conventional infrared therapy device is shown in Figure 7. Figure 7(A) is a block diagram of the device, with reference numeral 61 representing an irradiation unit that incorporates an infrared heater and emits infrared rays, 62 representing a power supply unit that supplies power to the infrared heater in the irradiation unit 61, and 63 representing a control unit that controls the device. Figure 7(B) also shows an example configuration of the irradiation unit 61, with reference numeral 64 representing the housing of the irradiation unit, 65 representing an infrared reflector, and 66 representing the infrared heater. To use the device, the infrared heater temperature and treatment time are first set in the control unit 63, and the treatment start switch is turned on. This activates the treatment timer, which supplies power from the power supply unit 62 to the infrared heater, heating it. After the infrared heater temperature reaches the set value, it remains constant and radiates infrared rays to heat the living body. When the treatment time expires, the power supply is stopped, and the treatment is completed.
[0003]
Figure 7(C) shows the structure of a pipe heater, commonly used as an infrared heater. A heating wire 67 is housed inside a pipe 68, the surface of which is coated with infrared radiation paint 69. The heating wire 67 heats the pipe 68, which then radiates infrared rays from the infrared radiation paint 69. The pipe is filled with a filler 70. Here, d1 is the pipe diameter, d2 is the pipe inner diameter , L is the length of the portion coated with the infrared radiation paint, and u is the pipe wall thickness. The heat capacity of a pipe heater is the sum of the heat capacities of the heating wire 67, pipe 68, and pipe filler 70. However, due to its large volume, the heat capacity is large. Therefore, conventional infrared therapy devices have a problem in that it takes a long time (approximately 5 minutes) to heat the infrared heater to the treatment temperature or to cool it down from the treatment temperature to room temperature.
[0004]
Typically, infrared treatment takes about 15 to 30 minutes, but for the first five minutes or so of treatment, the thermal stimulation is insufficient, meaning that no real treatment can be performed. This is dissatisfying for patients and a significant loss of time for medical institutions, reducing medical efficiency.
[0005]
Furthermore, the long cooling time after treatment poses a risk of burns due to accidental contact after treatment . Furthermore, the large heat capacity of the heater results in high power consumption. To shorten this heater heating time, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-236699 proposes forcibly heating the heater by supplying a higher power than normal during heating. With this method, the heating (heating) time depends on the amount of power supplied during forced heating. Currently, a device is in practical use that supplies approximately twice the power during heating compared to treatment, enabling the heater to heat from room temperature to the treatment temperature in approximately 40 seconds. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-265447 also aims to shorten the heating time after treatment starts by keeping the heater warm at all times, even when not performing treatment. By combining this method with the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-236699, a heater heating time of approximately 20 seconds has been commercialized.
[0006]
[Problem to be solved by the invention]
As described above, conventional infrared therapy devices have had problems such as long waiting times for treatment and poor medical efficiency due to the long heating time of the infrared heater, a risk of burns due to accidental contact due to the long cooling time, and high power consumption. While the two cited examples above attempt to shorten the heating time of the infrared heater, this is still insufficient, and the problems of shortening the cooling time and reducing power consumption remain unresolved. The cause of these problems is the large thermal capacity of the infrared heater. Therefore, the first object of the present invention is to reduce the thermal capacity of the infrared heater.
[0007]
On the other hand, conventional infrared therapy devices maintain a constant temperature of the infrared heater, and none have actively changed the temperature of the infrared heater to perform treatment. The reason for this is that the infrared heater's large heat capacity prevents the infrared heater temperature from tracking changes in the power supplied to the infrared heater over time. However, it is medically known that if the body continues to receive the same stimulus, it will become accustomed to it, reducing the effectiveness of the treatment. To prevent this, varying the stimulus is an effective way to prevent this. Similarly, in hyperthermia therapy, varying the thermal stimulus over time can be expected to reduce acclimatization, making the therapy more effective and more comfortable. Therefore , the second challenge was to control the power supplied to the infrared heater and change the infrared heater temperature, i.e., the thermal stimulus, over time.
[0008]
[Means for solving the problem]
The heat capacity of an infrared heater depends mainly on the volume of the heating wire and the base on which the infrared radiation paint is fixed. Therefore, in the invention of claim 1, in order to reduce the heat capacity of the infrared heater, a thin plate-shaped conductor with many holes is used as the heating element, and this is coated with infrared radiation paint to create an infrared heater for an infrared therapy device , as shown in Figure 2. This heating element is thin and has many holes, so its actual volume is small and its heat capacity is low.
[0009]
The invention of claim 2 is a further improvement of the invention of claim 1, in which hexagonal holes are drilled into a thin plate-shaped conductor to form a thin plate- shaped honeycomb structure , which is then coated with infrared radiation paint to form an infrared heater for an infrared therapy device . The honeycomb structure maximizes the aperture ratio, thereby minimizing the actual volume of the heating element. In addition, this structure has stronger mechanical strength than other structures with the same aperture ratio, making it the optimal shape for supporting the infrared radiation paint and maintaining the shape of the heater.
[0010]
The invention of claim 3 is a further improvement of the invention of claim 1 or claim 2, and as shown in Figure 3, a thin plate-shaped conductor is formed by using a photo-etching method or the like to make a number of holes so that the line width s of the conductor (lattice) between the holes is narrowed to about the thickness t of the thin plate, and this is used as a heating element, and this is coated with infrared radiation paint to make an infrared heater for an infrared therapy device. In this way, the heat capacity of the heater can be further reduced.
The infrared heaters described in claims 1 to 3 have a small heat capacity, so they can quickly heat up to the set temperature and quickly return to room temperature when the power is turned off. However, because they are thin and plate-shaped, they have low mechanical strength and are prone to bending. The invention of claim 4 solves this problem by bending a thin , plate-shaped infrared heater with a small heat capacity described in any of claims 1 to 3, as shown in Figure 4, to increase its mechanical strength against bending.
In the infrared therapy device described in any one of claims 1 to 4, a thin plate-shaped conductor having many holes is coated with infrared radiation paint and used as an infrared heater in the infrared therapy device. Because such heaters have low mechanical strength, if both ends of the heater are fixed, the heater will expand and bend due to heat, changing the infrared radiation pattern and affecting the therapeutic effect.
Therefore, in the invention of claim 5 , when using the infrared heater described in any one of claims 1 to 4, tension is applied so that the heater does not slacken even if it expands or contracts.
In the sixth aspect of the present invention, in order to solve the second problem, the power supplied to the infrared heater is controlled to change the temperature of the infrared heater, that is, the thermal stimulus, over time.
[0011]
[Effect]
The infrared therapy device described in claim 1 has a thin conductor with many holes drilled into it, which reduces the actual volume of the conductor. It is coated with infrared radiation paint and used as an infrared heater, so compared to conventional devices, the infrared heater has a smaller heat capacity, allowing it to quickly heat up to the treatment temperature and quickly cool down to room temperature when the power is turned off. Furthermore, its thermal efficiency is good, allowing it to reduce power consumption .
According to the invention of claim 2, hexagonal holes are drilled in the thin plate-shaped conductor to form a thin plate-shaped honeycomb structure, which allows the volume of the heating element to be smaller than that of the infrared heater of claim 1, and therefore the heat capacity can be made even smaller than that of not only conventional infrared therapy devices but also the infrared therapy device of claim 1. This allows for even shorter temperature rise and fall times, and further power savings.
According to the invention of claim 3, a thin plate-shaped conductor is provided with a large number of holes by photoetching or the like so that the line width s of the lattice between the holes becomes as narrow as the thickness t of the thin plate, further reducing the heat capacity, and then coated with infrared radiation paint to form an infrared heater for an infrared therapy device. As a result, the actual volume of the heating element can be made even smaller than that of the infrared heaters described in claims 1 and 2, as well as conventional infrared therapy devices, and the heat capacity can be made even smaller than that of the infrared therapy devices described in claims 1 and 2. As a result, the temperature rise and fall times can be further shortened, and further power savings are possible.
According to the invention of claim 4, the thin plate-shaped infrared heater of any one of claims 1 to 3 is folded and used, so that the mechanical strength of the infrared heater of claims 1 to 3 can be increased and it becomes less likely to bend during use .
According to the invention of claim 5 , the infrared heater of any one of claims 1 to 4 is used under tension, so even if the heater expands or contracts due to heat, the heater will not slacken and the infrared radiation pattern will not change.
According to the invention of claim 6 , the temperature of the infrared heater, i.e., the thermal stimulation during treatment, can be changed by controlling the power supplied to the infrared heater, making it possible to provide more effective treatment with less need for habituation. It is even more effective when an infrared heater with a small heat capacity as described in claims 1 to 5 is used.
[0012]
[Example]
Figure 1 shows an example of the configuration of an infrared therapy device of the present invention, with 11 representing an infrared heater, 12 representing a power supply unit, and 13 representing a control unit for controlling the output power of the power supply unit 12. The heater is one of those described in any of claims 1 to 4. As shown in Figure 7 (B), an infrared reflector is provided on the irradiation unit housing, and the infrared heater is installed in front of it. A spring tensions the infrared heater to prevent it from loosening even when it expands due to heat, and power is supplied to it. While the configuration is similar to that of a conventional device, the infrared heater 11 and the control and effects of the device are distinctive. In the present invention, the shape, dimensions, processing method, etc. of the infrared heater are not important, and it can be designed and processed according to the purpose. Here, a pipe heater with a diameter d2 = 6.5 mm, a length L = 350 mm, and a metallic pipe with a wall thickness u = 0.4 mm is used as a comparison, and the design of a heater with equivalent infrared emissivity is described as an example.
[0013]
Figure 2(A) shows an example of an infrared heater according to claim 1. A thin, plate-shaped conductor with a thickness of t, length of L, and width of D has many rectangular holes bored into it, creating a mesh-like heating element. The line width of the conductor between adjacent holes is S. Because many holes are bored into the thin, plate-shaped conductor, the actual volume of the conductor is very small. This is then coated with infrared radiation paint to create an infrared heater. This results in a small heat capacity, shortening the time it takes to heat up from room temperature to the set temperature and the time it takes to cool down the heated heater back to room temperature, and reducing the ionization power consumed.
When power is supplied to this heating element, the heating element generates heat, and infrared rays are radiated from the infrared radiation paint coated on it. When directed at a person, infrared thermotherapy can be performed.
An example of a heater with external dimensions similar to those of a pipe heater and infrared radiation capacity similar to that of the pipe heater will be described.
A thin plate-shaped conductor with L = 350 mm, D = 22 mm, and t = 0.1 mm is processed into a mesh shape with a grid line width of s and an aperture ratio of 70%. This is used as a heating element, and is coated with infrared radiation paint to make the aperture ratio 50%, creating an infrared heater. The external dimensions are determined by the area to be stimulated. Here, to compare with the pipe heater mentioned above, the dimensions are set to be about the same as the surface area of the pipe heater.
If this is placed in front of an infrared reflector and heated, as shown in Figure 5, and assuming that its infrared emissivity is the same as that of a pipe heater, the aperture efficiency of this infrared heater is 50%, so 50% of the infrared rays of a pipe heater will be radiated from the front, and 50% of the infrared rays will be radiated from the rear, reflected by the reflector, and radiated forward, resulting in an overall radiation intensity similar to that of a pipe heater. The above is one example, and the overall size of the heater, the grid line width, aperture ratio, hole size, etc. can be designed in this manner. In practice, electrical design is also required, but this will be discussed later.
The same applies to the hole shapes shown in FIGS. 2(B) and 2(C).
In the invention of claim 2, the holes in the conductor are hexagonal, forming a thin, plate-like honeycomb structure. This reduces the actual volume of the conductor and increases its mechanical strength. The design method for an infrared heater using this is the same as in claim 1.
[0014]
The infrared therapy device described in claim 3 is one in which a large number of holes are drilled in a thin plate conductor by etching, the line width S of the conductor between adjacent holes is narrowed to approximately the plate thickness t of the conductor, the actual volume of the heating element is reduced, and the heat capacity is reduced, and the device is then coated with infrared radiation paint and used as an infrared heater.
When the grid line width of the heating element of an infrared heater is fixed, increasing the aperture ratio reduces the actual volume of the heating element and its heat capacity, but also reduces the infrared radiation area and the mechanical strength required to support the infrared radiation paint. The aperture ratio is determined taking these factors into consideration . While pipe heaters require a pipe, filler, and heating wire, the heater of the present invention does not require these components, resulting in a much smaller heat capacity than a pipe heater. When used in combination with a reflector, the infrared radiation emitted from the back surface of the infrared heater and the sides of the holes is effectively utilized, resulting in an irradiation area and amount of infrared radiation equivalent to or greater than that of conventional pipe heaters. Furthermore, because the infrared radiation paint is directly coated on the heating element, the heat generated by the heating element is efficiently transferred to the infrared radiation paint, resulting in high thermal efficiency.
[0015]
As described above, the infrared heater described in this claim has a small thermal capacity, significantly shortening the heater's heating and cooling times. This reduces the risk of burns due to accidental contact after treatment. Furthermore, its low-voltage operation reduces the risk of electric shock. Furthermore, it consumes less power. While the above description describes an example of a heater that can achieve a heating effect equivalent to that of the aforementioned pipe heater, the present invention does not limit the shape, outer dimensions, hole shape and dimensions, grid line width, or aperture ratio of the infrared heater, so it can be designed according to the purpose. Various processing methods are available, including drilling holes in plate-shaped materials, combining wire rods, and molding using a mold . In some cases, the electrical impedance may not reach the desired value; in that case, the material can be changed to address this issue. Furthermore, while the present invention shortens heating and cooling times, combining this with a forced heating method, which supplies a higher-than-normal amount of power during heating, can further shorten the heating time. Furthermore, if forced cooling using a fan or the like is also used, the temperature of the infrared heater can be lowered in a shorter time.
[0016]
When holes are drilled in a plate, the line width s of the conductor can be made about twice the plate thickness by press working, and can be made as thin as the plate thickness by photoetching.
Figure 3 is an example of an infrared heater according to claim 3. The infrared heater according to this claim may have any shape or dimensions, but here, as with the embodiment of claim 1, an example will be described that realizes an infrared heater equivalent to the pipe heater described above. This infrared heater is made by processing a stainless steel (SUS430) plate with L = 350 mm, D = 22 mm, and t = 0.1 mm using a photoetching method to form a heating element with a honeycomb structure having a lattice line width s of 0.1 mm, the same as the plate thickness, and an opening rate of 80%, and then coating this with infrared radiation paint so that the opening rate after coating is 60%.
[0017]
As explained in the embodiment of claim 1, the external dimensions are determined by the surface area to be stimulated. Here, we aimed to achieve something equivalent to the pipe heater described above, so we set the dimensions to approximately the surface area of the pipe heater. Because the honeycomb structure maximizes the open area ratio, the actual volume of the heating element can be minimized. In this example, the volume is reduced to 5% of the pipe volume of the pipe heater described above. As a result, the thermal capacity of the infrared heater described in this claim is smaller than that of conventional infrared heaters, as well as the infrared heater described in claim 1, further shortening the heater's heating and cooling times, further increasing safety, and significantly reducing power consumption. This structure is also known to have high mechanical strength, making it suitable for fixing infrared radiation paint.
[0018]
Furthermore, like the infrared heater of claim 1, the infrared heater of this claim has a direct coating of infrared radiation paint on the heating element, efficiently transferring heat generated by the heating element to the infrared radiation paint, resulting in high thermal efficiency. The electrical impedance of this heating element was measured to be just over 1 ohm, and it was confirmed that it can be driven at a low voltage of just over 10 volts. Its low-voltage operation makes it highly safe and suitable as a medical device. When supplied with 200 watts of power, slightly less than that of conventional infrared therapy devices, it can raise the heater temperature from room temperature (20°C) to 400°C in approximately 5 seconds, and can also lower the temperature in a similar amount of time. It was also confirmed that both the infrared radiation area and radiation amount are comparable to or better than conventional devices for hyperthermia treatment.
[0019]
As described above, the infrared therapy device described in claim 3 can reduce the heater's heat capacity compared to conventional infrared therapy devices, as well as the infrared therapy devices described in claims 1 and 2. This reduces the infrared heater's heating and cooling times, reduces the risk of burns due to accidental contact, improves safety, and reduces power consumption. The above examples are designed to achieve infrared irradiation area and thermal stimulation intensity equivalent to or greater than those of conventional infrared therapy devices. However, the present invention does not specify the infrared irradiation area or the intensity of thermal stimulation, so the shape, external dimensions (thickness, width, length), and aperture ratio of the infrared heater can be designed according to the purpose. Note that a significant change in aperture ratio may result in an electrical impedance that does not reach the desired value; in this case, the material of the heating element can be changed. Furthermore, while the present invention can reduce heating and cooling times, combining it with a forced heating method, which supplies more power than usual during heating, can further reduce the time required for heating the infrared heater. Furthermore, combining it with a forced cooling method using a fan or the like can further reduce the time required for cooling the infrared heater.
[0020]
As described above, the use of a thin plate heater with a small thermal capacity, as shown in Figures 2 or 3, allows the infrared heater to heat up or cool down rapidly, with high safety and low power consumption, achieving the objectives of the present invention. However, when this infrared heater is heated while both ends are fixed, it undergoes significant thermal expansion along its length, resulting in slack, changing the radiation pattern, increasing the risk of breakage, and creating an unsightly appearance. Furthermore, since infrared therapy devices are used with the irradiating unit at various angles, it is important to ensure that the infrared heater does not slacken regardless of the angle. Therefore, in the invention of claim 4, the thin plate infrared heater of Figures 2 or 3 is bent as shown in Figure 4 to increase its mechanical strength against bending. The essence of this invention is to increase its mechanical strength. Figure 4 (A) shows an example in which the cross section is U-shaped, (B) is arc-shaped, and (C) is L-shaped. Any shape is acceptable.
In the infrared therapy device described in any one of claims 1 to 4, a thin plate-shaped conductor having many holes is coated with infrared radiation paint and used as an infrared heater in the infrared therapy device. When such a heater is used, the heater expands and bends due to heat, changing the infrared radiation pattern and affecting the therapeutic effect.
Therefore, in the invention of claim 5 , tension is applied to the infrared heater of any one of claims 1 to 4 as shown in FIG. 5 , so that the heater will not slacken even if it expands or contracts.
Here, 41 is the infrared heater processed as shown in Figure 4(A), 42 is a spring, 43 is an infrared reflector, and 44 is an irradiation unit housing that houses the infrared heater, etc. It is more effective to bend the infrared heater to improve its mechanical strength, and then to constantly apply tension to the infrared heater with this spring 42 so that the heater does not loosen even if thermal expansion occurs.
5, the heater shown in FIG. 4A is used, but any of the heaters described in claims 1 to 3 may be used. Also, the means for applying tension is not limited.
[0021]
The invention of claim 6 uses an infrared heater with a small thermal capacity, controls the amount of power supplied to the heater, varies the thermal stimulation to the human body, prevents habituation, and enables more effective treatment. The power supplied to the infrared heater 11 from the power supply unit 12 in Figure 1 is controlled by the control unit 13, and the thermal stimulation is changed over time. Any pattern can be used for this control. Examples are shown in Figure 6. Figure 6 (A) shows a pattern that linearly sweeps within a predetermined temperature range, while Figure 6 (B) shows a pattern that changes the temperature irregularly. Any method of control can be used. By combining the infrared therapy device described in claims 1 to 4 with the function described in this claim, a clear temperature change can be felt within seconds, allowing for effective and comfortable thermal treatment.
[0022]
The invention of claim 6 can also be realized using a conventional infrared heater. However, because conventional infrared heaters have a large heat capacity, the infrared heater temperature response is slow even when the supplied power is changed. In other words, it is possible to control the heater temperature to change gradually. Even when using a conventional infrared heater, the response time to thermal stimulation can be shortened by combining the forced heating method and forced cooling method described above.
[0023]
[Effects of the Invention]
According to the invention of claim 1, a thin conductive plate is provided with numerous holes and coated with infrared radiation paint to be used as an infrared heater, thereby reducing the thermal capacity of the infrared heater . This allows the infrared heater to reach the set temperature in a short time, providing thermal stimulation immediately after treatment begins, enabling efficient treatment with minimal waiting time. Furthermore, when the power supply is stopped, the infrared heater temperature can be quickly lowered to room temperature, reducing the risk of burns from accidental contact, making it safe and reliable to use. Furthermore, it reduces power consumption, making it economical.
According to the invention of claim 2, the heat capacity of the infrared heater is further reduced compared to not only conventional infrared therapy devices but also the infrared therapy device of claim 1, so the time required for the heater to heat up and cool down can be further shortened, enabling more efficient treatment with less waiting time.In addition, safety is further improved and power consumption can be further reduced.
[0024]
According to the invention of claim 3, the heat capacity of the infrared heater is further reduced compared to conventional infrared therapy devices as well as the infrared therapy devices of claims 1 and 2, so the time required for the heater to heat up and cool down can be further shortened, enabling more efficient treatment with less waiting time.In addition, safety is further improved and power consumption can be further reduced.
According to the invention of claim 4, the thin plate-shaped infrared heater according to any one of claims 1 to 3 is used by bending it, which increases the mechanical strength, prevents loosening, and allows for safe use. If the heater loosens, the infrared radiation pattern changes and uniform heating becomes impossible, but this invention of claim 4 eliminates this problem, allowing for consistently stable and effective treatment.
According to the invention of claim 5 , the thin plate-shaped infrared heater of any one of claims 1 to 4 is used while being fixed under tension, so even if the heater stretches due to heat, it will not loosen. As a result, there is no change in the infrared radiation pattern due to heater deformation, and treatment can be performed consistently and a stable therapeutic effect can be obtained.
According to the invention described in claim 6 , an infrared heater with a small heat capacity is used, and the power supplied to the infrared heater from the power supply unit is controlled by the control unit, so that the temperature of the infrared heater, i.e., the thermal stimulation during treatment, can be changed over time, making it possible to perform effective, comfortable thermal treatment that requires little getting used to.
[0025]
[Brief explanation of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of the present invention.
[Figure 2] Examples of infrared heaters with reduced heat capacity as described in claim 1, where (A) is an example processed into a mesh shape, (B) is an example with many circular holes, and (C) is an example with square holes.
FIG. 3 is an example of a heating element in an embodiment of claim 3, in which the holes have a hexagonal honeycomb structure and the width of the conductor between the holes is approximately the thickness of a thin plate.
[Figure 4] In the embodiment of claim 4, (A) is an example in which the cross section is U-shaped, (B) is an example in which the cross section is semicircular, and (C) is an example in which the cross section is L-shaped, thereby improving the mechanical strength.
FIG. 5 is an example of an embodiment of the invention as set forth in claim 5, in which an infrared heater as set forth in any one of claims 1 to 4 is used and tensioned by a spring.
6A and 6B show examples of controlling the power supplied to an infrared heater as described in claim 6, where (A) is an example of linearly sweeping the temperature within a predetermined temperature range, and (B) is an example of irregularly changing the temperature.
7A and 7B are diagrams showing an example of a conventional infrared therapy device, in which (A) is a block diagram, (B) is a front view of the irradiation unit, and (C) is a diagram showing the configuration of a pipe heater.
[0026]
[Explanation of symbols]
11.. Infrared heater 12.. Power supply unit 13.. Control unit 41.. Infrared heater 42.. Spring 43.. Infrared reflector 44.. Irradiation unit housing 61.. Infrared irradiation unit pipe 62.. Power supply unit 63.. Control unit 64.. Irradiation unit housing 65.. Infrared reflector 66.. Infrared heater 67.. Heating wire 68.. Pipe of pipe heater 69.. Infrared radiation paint 70.. Filler inside pipe L.. Length of heating element of infrared heater D.. Width of heating element of infrared heater t.. Thickness of heating element of infrared heater d1.. Diameter of pipe heater d2.. Diameter of pipe of pipe heater U.. Wall thickness of pipe of pipe heater
S : grating line width