JP2006130217A - 電位治療器 - Google Patents

Abstract

【課題】 生体の年齢、性別、体質等に応じて柔軟に出力波形を変化させることができる電位治療器を提供する。
【解決手段】 操作表示パネル１１から入力された治療モード、出力電圧、出力波形、治療時間等に従って、制御用マイクロコンピュータ１２は、トランジスタ駆動回路１３，１４へ制御信号を出力する。トランジスタ駆動回路１３は、正極性波形を出力するトランジスタ２１を駆動し、トランジスタ駆動回路１４は、負極性波形を出力するトランジスタ３１を駆動する。第１の高圧トランス２４で昇圧された正極性の波形と、第２の高圧トランス３４で昇圧された負極性の波形とは、第１の高抵抗４１及び第２の高抵抗４２により合成されて、出力端子４０へ出力される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生体に高電位を印加して治療をおこなう電位治療器に係り、特にその高電圧発生部に関する。

従来より、電気的に絶縁した生体に高電圧を印加して、生体の周囲に電界を発生させる電位治療器が知られている。この電位治療器は、生体のイオンバランスを改善したり、自律神経系に働きかけることにより、肩こり、頭痛、不眠症、慢性便秘等に効能が認められている。

図１２は、従来の電位治療器の主要な２つの使用状態を図示したものである。図１２（ａ）は、使用者が電位治療器１０１を座位で使用する状態を示し、床上に敷設した絶縁シート１０２上に、椅子１０５を配置し、座面に通電シート１０３を載置して、通電シート１０３から伸延する高圧ケーブル１０４を電位治療器１０１の出力端子に接続する。使用者は、治療モード、治療時間、治療電圧等を電位治療器１０１の上面に設けられた操作表示パネルで設定した後、椅子１０５に腰掛ける。

図１２（ｂ）は、使用者が電位治療器１０１を臥位で使用する状態を示し、床上に敷設した絶縁シート１０２上に、布団１０７を敷設し、布団の中央部、丁度使用者の臀部に相当する位置に通電シート１０３を載置して、通電シート１０３から伸延する高圧ケーブル１０４を電位治療器１０１の出力端子に接続する。使用者は、治療モード、治療時間、治療電圧等を電位治療器１０１の上面に設けられた操作表示パネルで設定した後、布団１０７の上に横たわる。

従来の電位治療器にあっては、負極性の直流高電圧や交流高電圧も利用されているが、負極性の直流高電圧に交流高電圧を重畳した波形が治療効果が高いとされている。

従来の電位治療器における高電圧発生部としては、変圧器と、変圧器の１次側巻線または２次側巻線の一端に接続された電圧降下素子と、電圧降下素子の他端と変圧器の１次側巻線または２次側巻線の中間点との間に接続されたダイオードとを備えた正負電位差発生回路が知られている（例えば特許文献１）。

また、交流商用電圧を昇圧して交流高電圧を発生する高圧トランスと、交流商用電圧を可変するスライダック等の電圧可変装置と、電圧可変装置で加減された交流電圧から直流高電圧を発生する直流高電圧発生回路と、前記交流高電圧と前記直流高電圧とを合成して出力する電圧合成回路とを備え、前記電圧可変装置により出力電圧中の直流バイアス電圧を可変としたものがある（例えば、特許文献２）。
特開平７−１３１２７４号公報（第３頁、図４） 特開平７−３０３７０６号公報（第２頁、図１）

しかしながら、上記従来技術にあっては、単に交流高電圧に加える直流バイアス電圧を変化させているのみで、正極性の波高値と負極性の波高値とを独立に変化させることや、正負の波形が異なる非対称波形を出力することができず、生体の年齢や性別等の個体差に応じた出力波形を選択して更に治療効果を高めることができないという問題点があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、生体の年齢、性別、体質等に応じて柔軟に出力波形を変化させることができる電位治療器を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、第１の高圧トランスと、第２の高圧トランスと、第１の高圧トランスの出力及び第２の高圧トランスの出力を合成して出力端子に出力する出力合成回路とを備えたことを要旨とする電位治療器である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電位治療器において、第１の高圧トランスは、正極性の半波電圧を昇圧し、第２の高圧トランスは、負極性の半波電圧を昇圧することを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電位治療器において、前記出力合成回路は、第１の高圧トランスの出力と前記出力端子とを接続する第１の高抵抗と、第２の高圧トランスの出力と前記出力端子とを接続する第２の高抵抗とを備えたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電位治療器において、前記出力合成回路は、第２の高圧トランスの出力を整流する高圧整流回路を備えたことを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電位治療器において、前記出力合成回路は、前記高圧整流回路の出力と波形合成点とを接続する第３の高抵抗と、第１のトランスの出力と前記波形合成点とを接続するコンデンサと、前記波形合成点と前記出力端子とを接続する第４の高抵抗とを備えたことを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の電位治療器において、第１または第２の高圧トランスは、巻線昇圧トランス、フライバックトランス、及び圧電トランスのいずれかであることを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の電位治療器において、前記出力端子の電圧を第１及び第２の高圧トランスの駆動回路にフィードバックして、前記出力端子の電圧変動を抑制する制御回路を備えたことを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１の高圧トランスと、第２の高圧トランスと、第１の高圧トランスの出力及び第２の高圧トランスの出力を合成して出力端子に出力する出力合成回路とを備えて電位治療器を構成したことにより、第１の高圧トランスの出力と第２の高圧トランスの出力とを合成して柔軟性の高い出力電圧波形を出力する電位治療器を提供することができるという効果がある。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の電位治療器の効果に加えて、第１の高圧トランスは、正極性の半波電圧を昇圧し、第２の高圧トランスは、負極性の半波電圧を昇圧するようにしたので、正極性の半波と負極性の半波とをそれぞれ最適な波形及び電圧比率として合成した出力電圧波形を出力する電位治療器を提供することができるという効果がある。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の電位治療器の効果に加えて、前記出力合成回路は、第１のトランスの出力と前記出力端子とを接続する第１の高抵抗と、第２のトランスの出力と前記出力端子とを接続する第２の高抵抗とを備えたことにより、簡単な回路構成で第１の高圧トランスの電圧と第２の高圧トランスの電圧とを合成するとともに、出力合成回路が電流制限保護抵抗を兼ねることができるという効果がある。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の電位治療器の効果に加えて、前記出力合成回路は、第２の高圧トランスの出力を整流する高圧整流回路を備えたことにより、第２のトランスの変圧比が小さくても十分な直流バイアス電圧を発生させることができるという効果がある。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の電位治療器の効果に加えて、前記出力合成回路は、前記高圧整流回路の出力と波形合成点とを接続する第３の高抵抗と、第１のトランスの出力と前記波形合成点とを接続するコンデンサと、前記波形合成点と前記出力端子とを接続する第４の高抵抗とを備えたことにより、簡単な回路構成で直流バイアス電圧と交流電圧とを合成することができるという効果がある。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の電位治療器の効果に加えて、第１または第２の高圧トランスは、巻線昇圧トランス、フライバックトランス、及び圧電トランスのいずれかであることとしたので、入手容易な市販の部品を利用して安価に電位治療器を製造することができるという効果がある。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項６に記載の電位治療器の効果に加えて、前記出力端子の電圧を第１及び第２の高圧トランスの駆動回路にフィードバックして、前記出力端子の電圧変動を抑制する制御回路を備えたことにより、様々な使用環境、或いは使用状態が変動しても安定した出力電圧を維持することができる電位治療器を提供することができるという効果がある。

次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、以下の各実施例の説明では、高抵抗とは１ＭΩ以上の抵抗値を有する抵抗とし、フライバックトランスとは、高周波用昇圧トランスで２次側に高圧整流用ダイオードを内蔵するものとする。

図１は、本発明に係る電位治療器の実施例１の構成を説明する回路図である。本実施例の電位治療器１は、正極性の半波電圧を昇圧する第１の高圧トランス２４と、負極性の半波電圧を昇圧する第２の高圧トランス３４と、第１の高圧トランス２４の出力と出力端子４０とを接続する第１の高抵抗４１と、第２の高圧トランス３４の出力と出力端子４０とを接続する第２の高抵抗４２とを備えたことに特徴がある。

図１において、実施例１の電位治療器１は、操作表示パネル１１と、制御用マイクロコンピュータ１２と、制御用マイクロコンピュータ１２から制御されるトランジスタ駆動回路１３，１４と、トランジスタ駆動回路１３，１４によりそれぞれ駆動される出力トランジスタ２１，３１と、ダンパダイオードとして機能するダイオード２２，３２と、共振コンデンサとして機能するコンデンサ２３，３３と、出力トランジスタ２１のコレクタが１次巻線２５に接続された第１の高圧トランス（フライバックトランス）２４と、一端が接地された第１の高圧トランス２４の２次巻線２６の他端にアノードが接続された高圧整流ダイオード２７と、高圧整流ダイオード２７のカソードと出力端子４０とを接続する第１の高抵抗４１と、出力トランジスタ３１のコレクタが１次巻線３５に接続された第２の高圧トランス（フライバックトランス）３４と、一端が接地された第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の他端にカソードが接続された高圧整流ダイオード３７と、高圧整流ダイオード３７のアノードと出力端子４０とを接続する第２の高抵抗４２と、出力端子４０の電圧を分圧して制御用マイクロコンピュータ１２へフィードバックする分圧抵抗４３，４４を備えている。

尚、電位治療器１は、電源回路、電流保護回路、出力端子４０に接続される高圧ケーブル、及び高圧ケーブルの先端部に接続される通電シートを備えているが、これらは本発明の要旨とは直接関係がなく、当業者周知のものであるので、図示を省略してある。

操作表示パネル１１は、電位治療器１の例えば上面に設置され、操作者が治療モード、治療時間タイマー、出力電圧、出力波形等を設定するために使用される。また、操作表示１１パネルは、治療時間タイマーが設定されているときの残治療時間や、使用状態の変化を表示する。

操作表示パネル１１に接続された制御用マイクロコンピュータ１２は、操作表示パネル１１から操作者の各種設定を入力するとともに、各種の情報を操作表示パネル１１へ表示する。また制御用マイクロコンピュータ１２は、設定された治療モード、治療時間、出力電圧、出力波形等に従って、トランジスタ駆動回路１３，１４へ制御信号を出力する。

トランジスタ駆動回路１３は、トランジスタ２１のベース信号を出力する駆動回路である。トランジスタ２１は、正極性波形を出力するトランジスタであり、図１ではバイポーラトランジスタを示しているが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を使用することもできる。トランジスタ２１のコレクタは、フライバックトランスを用いた第１の高圧トランス２４の１次巻線２５の一端に接続され、１次巻線２５の他端は、図示しない電源回路から供給される直流１４０Ｖに接続されている。

第１の高圧トランス２４の２次巻線２６は、一端が接地され、他端がトランスに内蔵された高圧整流ダイオード２７のアノードに接続されている。高圧整流ダイオード２７のカソードは、第１の高抵抗４１を介して出力端子４０に接続されている。

トランジスタ駆動回路１４は、トランジスタ３１のベース信号を出力する駆動回路である。トランジスタ３１は、負極性波形を出力するトランジスタであり、トランジスタ２１と同様に、ＦＥＴやＩＧＢＴを使用することもできる。トランジスタ３１のコレクタは、フライバックトランスを用いた第２の高圧トランス３４の１次巻線３５の一端に接続され、１次巻線３５の他端は、図示しない電源回路から供給される直流１４０Ｖに接続されている。

第２の高圧トランス３４の２次巻線３６は、一端が接地され、他端がトランスに内蔵された高圧整流ダイオード３７のカソードに接続されている。高圧整流ダイオード３７のアノードは、第２の高抵抗４２を介して出力端子４０に接続されている。

また、出力端子４０に現れる高電圧は、分圧抵抗４３，４４により分圧され、分圧された電圧は、フィードバック電圧として制御用マイクロコンピュータ１２へ入力されている。制御用マイクロコンピュータ１２は、このフィードバック電圧を参照して、電位治療器１の使用状態による出力電圧変動を打ち消すように、トランジスタ駆動回路１３，１４へ出力する電圧を補正する。

次に、図７の波形説明図を参照して、上記構成の電位治療器１の作用を説明する。図７（ａ）は、第１の高圧トランス２４の出力波形である。図７（ｂ）は、第２の高圧トランス３４の出力波形である。第１の高抵抗４１及び第２の高抵抗４２は、図７（ａ）の波形及び図７（ｂ）の波形を合成して、図７（ｃ）の波形を出力端子４０に出力する。

ここで、正極性の波形を出力するトランジスタ駆動回路１３から第１の高圧トランス２４までの回路と、負極性の波形を出力するトランジスタ駆動回路１４から第２の高圧トランス３４までの回路とが独立しており、それぞれ任意の波形を任意の電圧（法規制の範囲内）で出力可能となっている。

例えば、図７（ａ）の波形の波高値ＨＶ＋と、図７（ｂ）の波形の波高値ＨＶ−とは、図１のトランジスタ駆動回路１３及び１４の出力波形の振幅を変えることにより、それぞれ独立に設定できる。従って、図７（ａ）の波形と図７（ｂ）の波形とを第１及び第２の高抵抗により合成して得られた図７（ｃ）の波形は、その正極性の波高値と、負極性の波高値とは異なったものとすることができる。また、図７（ｄ）に示すように、直流バイアス電圧及び交流ｐ−ｐ値をそれぞれ所望の値とした波形も出力することができる。

また、図８（ａ）のような、正極性の波形を正弦波の半波１１０、負極性の波形を三角波１１１とした波形や、図８（ｂ）のような、正極性の波形を正弦波の半波１１０、負極性の波形を台形波１１２とした波形や、図８（ｃ）のような、正極性の波形を正弦波の半波１１０、負極性の波形を鋸歯状波１１３とした波形を出力することができる。

さらに、図８（ｄ）の基本波の波形のみならず、図８（ｅ）、（ｆ）のように任意の高調波を任意の比率で含む波形を出力することもできる。

このような任意の波形を出力するためには、例えば、制御用マイクロコンピュータ１２に、予め波形をデジタルデータ化して記憶する波形メモリとＤ／Ａ変換器とを備える方法がある。そして、操作表示パネル１１から選択された波形を波形メモリから順次読み出して、Ｄ／Ａ変換器でデジタル／アナログ変換して、トランジスタ駆動回路１３，１４に供給すればよい。

以上説明したように本実施例によれば、正極性の波形と負極性の波形とをそれぞれ任意に選択した波形及び波高値とすることができるので、使用者の年齢、性別、体質等に適合したより治療効果の高い電位治療器を提供することができるという効果がある。

また、電位治療器の出力電圧を制御用マイクロコンピュータにフィードバックして出力電圧を安定化しているので、電位治療器の使用状態に変化が生じても安定した出力電圧で電位治療を行うことができるという効果がある。

図２は、本発明に係る電位治療器の実施例２の構成を説明する回路図である。本実施例の電位治療器２は、第１の高圧トランス２４の出力と、第２の高圧トランス３４の出力とを合成する出力合成回路が実施例１と異なっている。即ち、本実施例における出力合成回路は、第１の高圧トランス２４の出力と波形合成点４５とを接続するコンデンサ４６と、第２の高圧トランス３４に内蔵する高圧整流ダイオード３７で整流された出力と波形合成点４５とを接続する第３の高抵抗４７と、波形合成点４５と出力端子４０とを接続する第４の高抵抗４８とを備えていることに特徴がある。尚、抵抗２８は、コンデンサ４６の放電経路である。その他の構成は、図１に示した実施例１と同様であるので、同じ構成要素には、同じ符号を付与して重複する説明を省略する。

次に、本実施例の電位治療器２の作用について説明する。本実施例では、第１の高圧トランス２４の２次巻線２６の電圧を高圧整流ダイオード２７で整流したリップル波形の交流分がコンデンサ４６により波形合成点４５に伝えられる。また第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の電圧を高圧整流ダイオード３７で整流した負極性の電圧が第３の高抵抗４７を介して波形合成点４５に伝えられる。波形合成点４５からは、第４の高抵抗４８を介して出力端子４０に電圧が伝えられる。

図３は、本発明に係る電位治療器の実施例３の構成を説明する回路図である。本実施例の電位治療器３は、第１の高圧トランス２４の出力と、第２の高圧トランス３４の出力とを合成する出力合成回路が実施例１と異なっている。即ち、本実施例における出力合成回路は、第２の高圧トランス３４の２次電圧を高圧整流ダイオード３７で整流した出力を平滑して負極性の直流高電圧を発生するコンデンサ４６が高圧整流ダイオード３７のアノードと接地間に配置されている。そして、高圧整流ダイオード３７のアノードに第１の高圧トランス２４の２次巻線２６の一端が接続され、２次巻線２６の他端が高圧整流ダイオード２７と高抵抗４９を介して出力端子４０に接続されている。その他の構成は、図１に示した実施例１と同様であるので、同じ構成要素には、同じ符号を付与して重複する説明を省略する。

次に、本実施例の電位治療器３の作用について説明する。本実施例では、第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の電圧を高圧整流ダイオード３７で整流し、コンデンサ４６で平滑している。これによりコンデンサ４６の接地されていない方の電極には、高圧直流の負電圧が生じている。この直流負電圧に第１の高圧トランス２４の２次巻線２６に誘起される電圧を高圧整流ダイオード２７で整流した電圧が重畳されて、高抵抗４９を介して出力端子４０に出力される。その他の作用は、実施例１と同様である。

図４は、本発明に係る電位治療器の実施例４の構成を説明する回路図である。本実施例の電位治療器４は、第１の高圧トランス５２と、その駆動回路が実施例１と異なっている。また第１の高圧トランス５２の出力と第２の高圧トランス３４の出力とを合成する出力合成回路の構成が実施例１とは異なっている。

図４において、本実施例の電位治療器４は、操作表示パネル１１と、制御用マイクロコンピュータ１２と、制御用マイクロコンピュータ１２から制御されるトライアック駆動回路１５と、トライアック駆動回路１５によりゲート電極が駆動されるとともに一方の電極が接地されたトライアック（双方向サイリスタ）５１と、トライアック５１の他方の電極に１次巻線５３の一端が接続され、１次巻線５３の他端が交流商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続された第１の高圧トランス５２と、一端が接地された第１の高圧トランス５２の２次巻線５４の他端に一方の電極が接続され他方の電極が波形合成点４５に接続されたコンデンサ４６と、制御用マイクロコンピュータ１２から制御されるトランジスタ駆動回路１４と、トランジスタ駆動回路１４により駆動される出力トランジスタ３１と、ダンパダイオードとして機能するダイオード３２と、共振コンデンサとして機能するコンデンサ３３と、出力トランジスタ３１のコレクタが１次巻線３５に接続された第２の高圧トランス（フライバックトランス）３４と、一端が接地された第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の他端にカソードが接続された高圧整流ダイオード３７と、高圧整流ダイオード３７のアノードと波形合成点４５とを接続する第３の高抵抗４７と、波形合成点４５と出力端子４０とを接続する第４の高抵抗４８と、出力端子４０の電圧を分圧して制御用マイクロコンピュータ１２へフィードバックする分圧抵抗４３，４４を備えている。

尚、本実施例における操作表示パネル１１，制御用マイクロコンピュータ１２、及びトランジスタ駆動回路１４から第２の高圧トランス３４までの構成及び作用は、実施例１と同様である。

次に、本実施例の電位治療器４の作用について説明する。本実施例の制御用マイクロコンピュータ１２は、トランジスタ駆動回路１４を実施例１と同様に制御すると共に、トライアック駆動回路１５を制御して、トライアック５１の交流導通位相角度を制御する。即ち、第１の高圧トランス５２は、交流昇圧用トランスであるが、その１次巻線５３に印加される交流電圧は、位相が３６０゜ではなく、正の半波の導通位相角と、負の半波の導通位相角とがそれぞれトライアック５１により制御されている。そして第１の高圧トランス５２の２次巻線５４には、正負の各導通位相角が制御された交流高電圧が発生する。

これにより、高圧整流ダイオード３７を内蔵する第２の高圧トランス３４の出力によりコンデンサ４６の波形合成点４５側に直流負電圧が生じると共に、第１の高圧トランス５２による位相角が制御された交流波形が波形合成点４５の電圧として重畳される。従って、波形合成点４５の波形は、直流負電圧に位相角が制御された交流波形が重畳された電圧波形となる。この波形合成点４５の電圧が第４の高抵抗４８を介して出力端子４０に現れる。

この出力端子４０に現れる電圧の直流分は、制御用マイクロコンピュータ１２からトランジスタ駆動回路１４を制御する信号により任意に可変できることは、実施例１と同様である。また出力端子４０に現れる電圧の交流分は、制御用マイクロコンピュータ１２からトライアック駆動回路１５を制御する信号により任意に導通位相角を可変できる。

図５は、本発明に係る電位治療器の実施例５の構成を説明する回路図である。本実施例の電位治療器５は、第１の高圧トランス５２の出力と第２の高圧トランス３４の出力とを合成する出力合成回路の構成が実施例４とは異なっている。即ち、本実施例における出力合成回路は、第２の高圧トランス３４の２次電圧を高圧整流ダイオード３７で整流した出力を平滑して負極性の直流高電圧を発生するコンデンサ４６が高圧整流ダイオード３７のアノードと接地間に配置されている。そして、高圧整流ダイオード３７のアノードに第１の高圧トランス２４の２次巻線２６の一端が接続され、２次巻線２６の他端が高抵抗４９を介して出力端子４０に接続されている。その他の構成は、図４に示した実施例４と同様であるので、同じ構成要素には、同じ符号を付与して重複する説明を省略する。

次に、本実施例の電位治療器５の作用について説明する。本実施例では、第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の電圧を高圧整流ダイオード３７で整流し、コンデンサ４６で平滑している。これによりコンデンサ４６の接地されていない方の電極には、高圧直流の負電圧が生じている。この直流負電圧に第１の高圧トランス５２の２次巻線５４に誘起される交流電圧を重畳して、高抵抗４９を介して出力端子４０に出力される。その他の作用は、実施例４と同様である。

本実施例においても、出力端子４０に現れる電圧の直流分は、制御用マイクロコンピュータ１２からトランジスタ駆動回路１４を制御する信号により任意に可変できることは、実施例１と同様である。また出力端子４０に現れる電圧の交流分は、制御用マイクロコンピュータ１２からトライアック駆動回路１５を制御する信号により任意に導通位相角を可変できる。

図６は、本発明に係る電位治療器の実施例６の構成を説明する回路図である。本実施例の電位治療器６は、第１の高圧トランス５２及び第２の高圧トランス６２が交流用の高圧トランスであり、また第１の高圧トランス５２の１次側の交流導通位相角をトライアック５１で制御し、第２の高圧トランス６２の１次側の交流導通位相角をトライアック６１で制御し、さらに第２の高圧トランス６２の出力を倍圧整流するコッククロフト・ウォルトン回路（倍電圧整流回路）６５が設けられていることに特徴がある。

図６において、本実施例の電位治療器６は、操作表示パネル１１と、制御用マイクロコンピュータ１２と、制御用マイクロコンピュータ１２から制御されるトライアック駆動回路１５と、トライアック駆動回路１５によりゲート電極が駆動されるとともに一方の電極が接地されたトライアック（双方向サイリスタ）５１と、トライアック５１の他方の電極に１次巻線５３の一端が接続され、１次巻線５３の他端が交流商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続された第１の高圧トランス５２と、一端が接地された第１の高圧トランス５２の２次巻線５４の他端に一方の電極が接続され他方の電極が波形合成点４５に接続されたコンデンサ４６と、制御用マイクロコンピュータ１２から制御されるトライアック駆動回路１６と、トライアック駆動回路１６によりゲート電極が駆動されるとともに一方の電極が接地されたトライアック（双方向サイリスタ）６１と、トライアック６１の他方の電極に１次巻線６３の一端が接続され、１次巻線６３の他端が交流商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続された第２の高圧トランス６２と、一端が接地された第２の高圧トランス６２の２次巻線６４の電圧を倍圧整流して負極性の直流高電圧を発生するコッククロフト・ウォルトン回路６５と、コッククロフト・ウォルトン回路６５の負電圧出力端子と波形合成点４５とを接続する第３の高抵抗４７と、波形合成点４５と出力端子４０とを接続する第４の高抵抗４８と、出力端子４０の電圧を分圧して制御用マイクロコンピュータ１２へフィードバックする分圧抵抗４３，４４を備えている。

尚、本実施例における操作表示パネル１１及び制御用マイクロコンピュータ１２の構成及び作用は、実施例１と同様である。

次に、本実施例の電位治療器６の作用について説明する。本実施例の制御用マイクロコンピュータ１２は、トライアック駆動回路１５、１６を制御して、トライアック５１、６１の交流導通位相角度をそれぞれ制御する。即ち、第１の高圧トランス５２は、交流昇圧用トランスであるが、その１次巻線５３に印加される交流電圧は、位相が３６０゜ではなく、正の半波の導通位相角と、負の半波の導通位相角とがそれぞれトライアック５１により制御されている。そして第１の高圧トランス５２の２次巻線５４には、正負の各導通位相角が制御された交流高電圧が発生する。

また、第２の高圧トランス６２も交流昇圧用トランスであるが、その１次巻線６３に印加される交流電圧は、位相が３６０゜ではなく、正の半波の導通位相角と、負の半波の導通位相角とがそれぞれトライアック６１により制御されている。そして第２の高圧トランス６２の２次巻線６４には、正負の各導通位相角が制御された交流高電圧が発生する。この位相制御は、結果として２次巻線６４に誘起される交流電圧のｐ−ｐ値を可変とする。２次巻線６４の交流電圧は、コッククロフト・ウォルトン回路６５によりその段数分の倍圧整流が行われ、負極性の直流高電圧が発生する。この直流高電圧は、第３の高抵抗４７を介して波形合成点４５に加えられ、一方、第１の高圧トランス５２による交流高電圧も波形合成点４５に加えられる。結果として波形合成点４５に現れる電圧は、コッククロフト・ウォルトン回路６５が発生した負極性の直流高電圧に第１の高圧トランス５２の２次巻線５４に誘起された交流高電圧が重畳された電圧となる。この波形合成点４５の電圧が第４の高抵抗４８を介して出力端子４０に現れる。

この出力端子４０に現れる電圧の直流分は、制御用マイクロコンピュータ１２からトライアック駆動回路１６を制御する信号により任意に可変でき、また出力端子４０に現れる電圧の交流分は、制御用マイクロコンピュータ１２からトライアック駆動回路１５を制御する信号により任意に導通位相角を可変できる。

図９は、本発明に係る電位治療器の実施例７の要部を説明する回路図であり、図５に示した実施例５の電位治療器５における第１の高圧トランス５２を駆動するトライアック５１をセンタータップ型プッシュプル出力回路７０に置き換えた実施例である。その他の構成は、実施例５と同様であるので、説明を省略する。

図９において、本実施例における交流高圧出力部は、センタータップ型プッシュプル出力回路７０により構成され、第１の高圧トランス５２の１次巻線５３にセンタータップが設けられている。１次巻線５３の両端は、それぞれ出力トランジスタ７１，７２のコレクタに接続され、１次巻線５３のセンタータップは、コレクタ電源（１４０Ｖ）に接続されている。トランジスタ７１，７２は、図示しない駆動回路により交互に半波づつ駆動されるプッシュプル動作を行う。

第２の高圧トランス３４の２次電圧は、高圧整流ダイオード３７のカソードに接続され、平滑用のコンデンサ４６が高圧整流ダイオード３７のアノードと接地間に配置されている。そして、高圧整流ダイオード３７のアノードに第１の高圧トランス５２の２次巻線５４の一端が接続され、２次巻線５４の他端が高抵抗４８を介して出力端子４０に接続されている。これにより、第２の高圧トランス３４で発生した２次電圧が整流されて負の直流高電圧となり、この直流高電圧に第１の高圧トランス５２の交流高電圧が重畳されて、高抵抗４８を介して出力端子４０に出力されることになる。

本実施例によれば、第１の高圧トランス５２をトランジスタ７１，７２によるセンタータップ型プッシュプル出力回路７０により駆動しているので、任意の周波数及び任意の電圧の交流高電圧を出力端子４０に印加することができるという効果がある。

図１０は、本発明に係る電位治療器の実施例８の要部を説明する回路図であり、図５に示した実施例５の電位治療器５における第１の高圧トランス５２を駆動するトライアック５１をトランジスタブリッジ出力回路８０に置き換えるとともに、第１の高圧トランス５２の出力と第２の高圧トランス３４の出力とを合成する出力合成回路の構成を変更した実施例である。その他の構成は、実施例５と同様であるので、説明を省略する。

図１０において、第１の高圧トランス５２の１次巻線５３は、トランジスタブリッジ出力回路８０により駆動されている。トランジスタブリッジ出力回路８０は、４つのトランジスタ８１，８２，８３，８４からなる。トランジスタ８１，８２のコレクタは、ともにコレクタ電源（１４０Ｖ）に接続されている。トランジスタ８１，８２のエミッタは、それぞれトランジスタ８３，８４のコレクタに接続されている。トランジスタ８３，８４のエミッタは、ともに接地されている。そして、トランジスタ８１のエミッタとトランジスタ８３のコレクタとの接続点に第１の高圧トランス５２の１次巻線５３の一端が接続され、トランジスタ８２のエミッタとトランジスタ８４のコレクタとの接続点に第１の高圧トランス５２の１次巻線５３の他端が接続されている。

トランジスタ８１と８４，トランジスタ８２と８３は、それぞれ対となって駆動され、第１の高圧トランス５２の１次巻線５３には、任意の周波数の任意の大きさの交流電流が流れる。これにより第１の高圧トランス５２の２次巻線５４には、所望の交流高電圧が得られる。２次巻線５４は、コンデンサ４６を介して波形合成点４５に接続されている。

一方、実施例５と同様に、直流高電圧を発生するための第２の高圧トランス３４は、その１次巻線３５がトランジスタ３１により駆動されている。第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の一端は接地され、２次巻線３６の他端は高圧整流ダイオード３７のカソードが接続されている。高圧整流ダイオード３７のアノードは第３の高抵抗４７を介して波形合成点４５に接続されている。波形合成点４５は、第４の高抵抗４８を介して出力端子４０に接続されている。出力端子４０には、その電圧を分圧して制御用マイクロコンピュータ１２へフィードバックする分圧抵抗４３，４４が接続されている。

本実施例によれば、第１の高圧トランス５２をトランジスタ８１，８２，８３，８４によるトランジスタブリッジ出力回路８０により駆動しているので、第１の高圧トランス５２の１次巻線５３にセンタータップを必要とすることなく、任意の周波数及び任意の電圧の交流高電圧を出力端子４０に印加することができるという効果がある。

図１１は、本発明に係る電位治療器の実施例９の要部を説明する回路図である。本実施例は、図１０に示した実施例８の電位治療器５における交流高電圧を発生する第１の高圧トランス５２の出力と、直流高電圧を発生するための第２の高圧トランス３４の出力との合成方法を変更したものである。その他の構成は、図１０に示した実施例８と同様である。

図１１において、第２の高圧トランス３４の２次巻線３６の電圧は、高圧整流ダイオード３７とコンデンサ４６により、整流平滑され、コンデンサ４６には、負の直流高電圧が現れる。この直流高電圧に第１の高圧トランス５２の２次巻線５４に出力された交流高電圧が重畳されて、高抵抗４８を介して、出力端子４０に出力される。

本実施例によれば、第１の高圧トランス５２をトランジスタ８１，８２，８３，８４によるトランジスタブリッジ出力回路８０により駆動しているので、第１の高圧トランス５２の１次巻線５３にセンタータップを必要とすることなく、任意の周波数及び任意の電圧の交流高電圧を出力端子４０に印加することができるという効果がある。

尚、以上の各実施例では、第１、第２の高圧トランスに巻線トランス又はフライバックトランスを使用した例を説明したが、第１、第２の高圧トランスに圧電トランスを使用して本発明の電位治療器を構成することもできる。圧電トランスを使用した場合、圧電素子は電磁材料に比べてエネルギー密度が高い状態で使用することができ、これらの高圧トランスを小型化することができる。

本発明に係る電位治療器の実施例１の構成を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例２の構成を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例３の構成を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例４の構成を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例５の構成を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例６の構成を説明する回路図である。 実施例における出力波形を説明する図である。 実施例における出力波形を説明する図である。 本発明に係る電位治療器の実施例７の要部を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例８の要部を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器の実施例９の要部を説明する回路図である。 （ａ）座位における電位治療器の使用状態を説明する図、（ｂ）臥位における電位治療器の使用状態を説明する図である。

符号の説明

１…電位治療器
１１…操作表示パネル
１２…制御用マイクロコンピュータ
１３，１４…トランジスタ駆動回路
２１，３１…出力トランジスタ
２２，３２…ダイオード
２３，３３…コンデンサ
２４…第１の高圧トランス（フライバックトランス）
２５，３５…１次巻線
２６，３６…２次巻線
２７，３７…高圧整流ダイオード
３４…第２の高圧トランス（フライバックトランス）
４０…出力端子
４１…第１の高抵抗
４２…第２の高抵抗
４３，４４…分圧抵抗

Claims (7)

1. 第１の高圧トランスと、
   第２の高圧トランスと、
   第１の高圧トランスの出力及び第２の高圧トランスの出力を合成して出力端子に出力する出力合成回路とを備えたことを特徴とする電位治療器。
2. 請求項１に記載の電位治療器において、
   第１の高圧トランスは、正極性の半波電圧を昇圧し、
   第２の高圧トランスは、負極性の半波電圧を昇圧することを特徴とする電位治療器。
3. 請求項２に記載の電位治療器において、
   前記出力合成回路は、
   第１の高圧トランスの出力と前記出力端子とを接続する第１の高抵抗と、
   第２の高圧トランスの出力と前記出力端子とを接続する第２の高抵抗とを備えたことを特徴とする電位治療器。
4. 請求項１に記載の電位治療器において、
   前記出力合成回路は、第２の高圧トランスの出力を整流する高圧整流回路を備えたことを特徴とする電位治療器。
5. 請求項４に記載の電位治療器において、
   前記出力合成回路は、
   前記高圧整流回路の出力と波形合成点とを接続する第３の高抵抗と、
   第１のトランスの出力と前記波形合成点とを接続するコンデンサと、
   前記波形合成点と前記出力端子とを接続する第４の高抵抗とを備えたことを特徴とする電位治療器。
6. 請求項１に記載の電位治療器において、
   第１または第２の高圧トランスは、巻線昇圧トランス、フライバックトランス、及び圧電トランスのいずれかであることを特徴とする電位治療器。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の電位治療器において、
   前記出力端子の電圧を第１及び第２の高圧トランスの駆動回路にフィードバックして、前記出力端子の電圧変動を抑制する制御回路を備えたことを特徴とする電位治療器。

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