JP2015119899A

JP2015119899A - 電位治療器

Info

Publication number: JP2015119899A
Application number: JP2013266513A
Authority: JP
Inventors: 克利豊島; Katsutoshi Toyoshima; 都築　俊宏; Toshihiro Tsuzuki; 俊宏都築
Original assignee: MARUTAKA TECHNO KK
Current assignee: MARUTAKA TECHNO KK
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-07-02

Abstract

【課題】出力電圧の周波数を高くして出力トランスを小型化しても利用者が出力電位を体感として十分に得られる電位治療器を提供する。
【解決手段】制御回路７は、周波数が５．４ｋＨＺの交流信号を交流出力端子７ａ、周期が１０〜２００ｍＳのパルス信号をパルス出力端子７ｂへそれぞれ出力する。出力トランジスタ１５は、５．４ｋＨｚの搬送波を周期が１０〜２００ｍＳのパルス信号で変調した変調波を出力トランス２５の１次側に印加する。出力トランス２５の２次側の端子２５ｃとタップ端子２５ｄとの間に生じる交流電圧は、ダイオード２７により整流され、コンデンサの非接地側端子には、負の直流高電圧が発生する。この負の直流高電圧にパルス変調された４．５ｋＨｚの高電圧が重畳された出力電圧が高圧出力端子３３から出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体に高電圧を印加して治療を行う電位治療器に関する。

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。

電位治療器の出力電圧の周波数を交流商用電力の周波数とすると、簡単な構造で電位治療器を実現できるので、交流電圧と、交流電圧を整流した直流電圧とを重畳した電圧を出力電圧としたものもある（特許文献１）。

このような商用交流電源を昇圧して交流高電圧や、その整流電圧を直流高電圧とする場合、昇圧トランスが動作する周波数が低く、昇圧トランスの寸法及び重量が嵩むために、出力電圧の周波数を数十ｋＨｚ以上の高周波とした電位治療器がある（特許文献２）。

特開昭６０−０２９１５３号公報特開２０１１−２４８５９号公報

しかしながら、出力電圧の周波数を数十ｋＨｚ以上の高周波とした電位治療器では、周波数が高すぎるために、利用者は、交流商用周波数を用いた電位治療に比べて出力電位を体感として得られることが少ないという問題点があった。

また、電位治療器の出力電位を検知するために、検電器のような電位を検知して利用者に知らせる手段が必要となるという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、出力電圧の周波数を高くして出力トランスを小型化しても利用者が出力電位を体感として十分に得られる電位治療器を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、負の直流高電圧に交流高電圧を重畳した電圧を出力電圧とする電位治療器において、交流高電圧は、４ｋＨｚ以上の周波数を有する搬送波を、１０〜２００ｍＳの周期を有するパルス波でオンオフ変調した変調波の電圧であることを要旨とする。

また本発明においては、出力電圧を、所望のデューティ比を有する１〜１０Ｓｅｃの周期で断続させることができる。

また本発明においては、変調波が印加される１次側巻線及びタップ付き２次側巻線を有するトランスと、２次側巻線の一方の巻線端とタップとの間に発生する電圧を整流する整流回路と、を備え、整流回路により生成された負の直流高電圧に、２次側巻線の他方の巻線端とタップとの間に発生する交流高電圧が重畳されて、出力電圧とすることができる。

本発明によれば、負の直流高電圧に交流高電圧を重畳した電圧を出力電圧とする電位治療器において、交流高電圧は、４ｋＨｚ以上の周波数を有する搬送波を、１０〜２００ｍＳの周期を有するパルス波でオンオフ変調した変調波の電圧としたことにより、利用者は「ブーン」という高電位が印加されている体感を容易に得ることができるようになりという効果がある。また、例えば、検電器のような電位を検知するための付属品を必要としないという効果がある。

また本発明によれば、出力電圧を、所望のデューティ比を有する１〜１０Ｓｅｃの周期で断続させるようにしたので、簡単な制御で出力電圧の実効値を調整することができるという効果がある。

また本発明によれば、変調波が印加される１次側巻線及びタップ付き２次側巻線を有するトランスと、２次側巻線の一方の巻線端とタップとの間に発生する電圧を整流する整流回路とを備え、整流回路により生成された負の直流高電圧に２次側巻線の他方の巻線端とタップとの間に発生する交流高電圧を重畳して出力電圧とするようにしたので、１つの出力トランスだけで、かつ、少ない構成部品数で、マイナス側にシフトした交流高電圧を出力させることができるという効果がある。

本発明に係る電位治療器の実施形態の構成を説明するブロック回路図である。電位治療器の各部の波形例を説明する図である。

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。図１は、本発明に係る電位治療器の構成を示すブロック回路図である。図１において、電位治療器１の主要な構成要素は、電源回路５と、制御回路７と、操作パネル９と、出力トランジスタ１５と、出力トランス２５と、整流ダイオード２７及びコンデンサ２９からなる整流回路である。電源プラグ３は、交流商用電源に接続され、電源回路５へ交流１００Ｖを供給する。電源回路５は、制御回路７用の低圧の正の直流電圧を出力する低圧出力端子５ａと、出力トランジスタ１５を含む出力回路用の中圧（例えば、５〜１２Ｖ）の正の直流電圧を出力する中圧出力端子５ｂを備えている。

制御回路７には、操作パネル９が接続されるとともに、例えば、５．４ｋＨｚの交流信号を出力する交流出力端子７ａと、周期が１０〜２００ｍｓのパルス信号を出力するパルス出力端子７ｂが設けられている。交流出力端子７ａが出力する信号の周波数は、５．４ｋＨｚに限らず、４ｋＨｚ以上であればよい。交流出力端子７ａには、カップリング用のコンデンサ１１を介して出力トランジスタ１５のベースが接続されている。パルス出力端子７ｂには、ダイオード１３のカソードが接続され、ダイオード１３のアノードは、出力トランジスタ１５のベースに接続されている。

また出力トランジスタ１５のベースには、バイアス用の抵抗１７，１９のそれぞれの一端が接続されている。抵抗１７の他端は、電源回路５の中圧直流電圧に接続されている。抵抗１９の他端は、接地されている。また出力トランジスタ１５のエミッタは、抵抗２１とコンデンサ２３を介して接地されている。これにより、出力トランジスタ１５はエミッタ接地増幅回路として動作する。

出力トランス２５の１次側の一方の巻線端子２５ａは、電源回路５の中圧直流電圧に接続され、出力トランス２５の１次側の他方の巻線端子２５ｂには、出力トランジスタ１５のコレクタが接続されている。出力トランス２５の２次側の一方の巻線端の端子２５ｃは、整流ダイオード２７のアノードに接続され、整流ダイオード２７のカソードは接地されている。出力トランス２５の２次側に設けられたタップの端子２５ｄは、コンデンサ２９の一端が接続され、コンデンサ２９の他端は接地されている。整流ダイオード２７とコンデンサ２９とは、半波整流回路を構成し、タップ端子２５ｄに負の直流高電圧を与える。

出力トランス２５の２次側の他方の巻線端の端子２５ｅには、電流制限のために高抵抗値を有する抵抗３１の一端が接続され、抵抗３１の他端は、高圧出力端子３３に接続されている。高圧出力端子３３には、図示しない高圧ケーブルを介して、通電シートが接続される。

次に、図１のブロック回路図と、図２の波形図を参照して、電位治療器１の動作を説明する。操作パネル９は、電源のオン／オフ、実効出力電圧の設定、タイマーの設定、出力の開始／停止、などの機能を行うためのスイッチや表示器が設けられている。操作パネル９から、電源オンの指示がされると、電位治療器１の電源がオンとなり、操作パネル９から、実効出力電圧の設定やタイマーの設定が可能となる。利用者は、操作パネル９から、実効電圧と治療時間を設定して、出力の開始を指示すると、高圧出力端子３３に、設定した実効電圧の高電圧が、タイマーで設定した時間だけ出力されるようになっている。

操作パネル９から出力の開始が指示されると、制御回路７は、交流出力端子７ａに図２（ａ）に示すように搬送波となる交流信号を出力する。この交流信号の出力と同時に、制御回路７は、パルス出力端子７ｂに、図２（ｂ）に示すような繰り返し周期が１０〜２００ｍｓのデューティ５０％のパルス信号を出力する。

パルス信号がＯＮの期間は、ダイオード１３が逆バイアスされて、パルス信号は、出力トランジスタ１５に影響しない。このとき、出力トランジスタ１５は、抵抗１７，１５，２１によるバイアス動作点で、コンデンサ１１を介して加えられる５．４ｋＨｚの交流信号を増幅する動作を行う。パルス信号がＯＦＦの期間は、ダイオード１３が順バイアスされて、出力トランジスタ１５がオフとなり、出力トランジスタ１５の交流信号を増幅する動作は停止する。

即ち、繰り返し周期が１０〜２００ｍｓのパルス信号により、搬送波である交流信号をパルス変調、或いは、オンオフ変調（ＯＯＫ，On Off Keying ）した変調波が出力トランス２５の１次側に流れることになる。

出力トランス２５の２次側は、タップ端子２５ｄ付きの２次巻線が設けられいる。２次巻線の一方の巻線端２５ｃと、タップ端子２５ｄとの間に生じる交流電圧は、整流ダイオード２７とコンデンサ２９による半波整流回路により整流されて、コンデンサ２９の接地されていない方の端子電圧、即ち、タップ端子２５ｄには、接地電位に対して負の直流高電圧が発生する。この負の直流高電圧に、タップ端子２５ｄと２次巻線の他方の巻線端２５ｅとの間に生じる交流高電圧が重畳された出力電圧が抵抗３１を介して高圧出力端子３３に出力される。この出力電圧を図２（ｃ）に示す。

尚、図２（ｂ）に示したパルス信号を１〜１０Ｓｅｃの周期でオン／オフさせるように制御しても良い。例えば、オンの期間をＡ、オフの期間をＢとし、パルス信号を１〜１０Ｓｅｃの周期でオン／オフさせると、出力電圧は、図２（ｄ）に示すような波形となる。このとき、出力電圧の実効値は、パルス信号が連続する場合に比べて、実効値は〔Ｂ／（Ａ＋Ｂ）〕倍に低下する。

ここで、ＡとＢとの比を変えることにより、出力電圧の実効値を変化させることができる。例えば、Ａ：Ｂを２：１とすると、パルス信号が連続する場合に比べて、実効値は〔２／３〕に低下する。Ａ：Ｂを１：１とすると、パルス信号が連続する場合に比べて、実効値は〔１／２〕に低下する。Ａ：Ｂを１：２とすると、パルス信号が連続する場合に比べて、実効値は〔１／３〕に低下する。

このように、本実施形態によれば、パルス信号を所望のデューティ比を有する１〜１０Ｓｅｃの周期でオン／オフさせるだけで、出力電圧の実効値を容易に変化させることができる。

１電位治療器
３電源プラグ
５電源回路
７制御回路
９操作パネル
１１コンデンサ
１３ダイオード
１５出力トランジスタ
１７,１９，２１抵抗
２３コンデンサ
２５出力トランス
２７整流ダイオード
２９コンデンサ
３１抵抗
３３高圧出力端子

Claims

負の直流高電圧に交流高電圧を重畳した電圧を出力電圧とする電位治療器において、
前記交流高電圧は、４ｋＨｚ以上の周波数を有する搬送波を、１０〜２００ｍＳの周期を有するパルス波でオンオフ変調した変調波の電圧であることを特徴とする電位治療器。
請求項１に記載の電位治療器において、
前記出力電圧を、所望のデューティ比を有する１〜１０Ｓｅｃの周期で断続させることを特徴とする電位治療器。
請求項１または請求項２に記載の電位治療器において、
前記変調波が印加される１次側巻線及びタップ付き２次側巻線を有するトランスと、
前記２次側巻線の一方の巻線端と前記タップとの間に発生する電圧を整流する整流回路と、を備え、
前記整流回路により生成された負の直流高電圧に、前記２次側巻線の他方の巻線端と前記タップとの間に発生する交流高電圧が重畳されて、前記出力電圧となることを特徴とする電位治療器。