JP4359278B2 - 電位治療器 - Google Patents

Description

本発明は、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を精度よく、且つ効率よく出力して、人体に印加する電位治療器、特に限定する必要はないが、例えば、本発明特許出願人である株式会社日本理工医学研究所の製造に係る、商品名「ドクタートロン」または「エナジートロン」（いずれも登録商標）として販売されているようなタイプの電位治療器に関するものである。

従来電位治療器に代表される機器においては、大地を０Ｖとして、あるいは電極板状の電極を０Ｖとして、治療用の電極に、交流の正負の波高値の比率を変えた交流高電圧を出力することにより、電位治療器としての効果を得ている。そして、従来の電位治療器に用いられる回路構成につき、過去の特許文献を遡及検索すると、下記の特許文献に記載されたものが公知である。

実開平６−４６７４３号公報

前記特許文献１に記載された回路が、従来の電位治療器に用いられる回路として公知である。そして、その回路を本明細書においては、図１３として図示している。図１３に示す回路を使用した装置は、コンデンサＣ３に高圧変圧器Ｔの二次コイルをダイオードＤ２により整流された半波交流のピーク値まで充電し、出力端に接続された抵抗Ｒ５の両端に、前記コンデンサＣ３に充電された電圧を抵抗Ｒ４との分圧直流電圧の直流バイアスを加える方式で、コンデンサＣ３へのピーク電流の大きな充電電流が流れることにより、ダイオードＤ２の導通時に出力端の電圧のピーク付近が歪んでしまうという欠点があり、更に、コンデンサＣ３に充電されたピーク電圧を、常に抵抗Ｒ４、Ｒ５で消費しているという効率の悪い回路であった。

また、無負荷時と負荷時の電圧変動が、負荷の容量とコンデンサＣ２の分圧により発生する欠点があった。

すなわち、前記のように、従来例においては、回路中の抵抗損失が多く、無負荷時と、負荷時の電圧変動が大きく、また、回路中のコンデンサの充電電流による出力電圧波形歪みが発生するなど、様々な課題が内在していた。

本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するようにし、また、回路の抵抗損失を少なくし、且つ、出力の波形の歪みが発生しにくく、更に、前記１：３の出力電圧の無負荷時と負荷時の変動が殆ど発生しない電位治療器を提供しようとするものである。

また更に、本発明は、高圧変圧器に、入力電圧が正弦波、方形波、矩形波、三角波、パルス波、ひずみ波、あるいは前記波形の組合せ波形で入力することができ、波形の違いによって実効値を調整することができる電位治療器を提供しようとするものである。

そして更に、本発明は、正負の波高値の比率が理想的な比率、すなわち１：３の比率で人体に印加されているかどうかの測定を行う測定手段と、前記測定された測定値を基に電位出力を調整する調整手段と、前記測定された測定値を基に出力波形を表示する表示手段とを設けることにより、常に理想的な出力波形を視認できるようにした電位治療器を提供しようとするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、図１および図２に示すように、高圧変圧器Ｔの二次コイルの片端に、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路の一端を接続し、且つ該並列回路の他端に抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路を接続すると共に、該直列回路の他端を前記高圧変圧器Ｔの二次コイルの他端に終端した回路を備え、前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点と、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点との間に、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するようにした。

すなわち、本発明は、図６に示すように直流電圧Ｖ３だけ出力電圧をマイナス側にシフトさせることにより、前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点と、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点との間に正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するようにした。

更に、図５に示すように高圧変圧器Ｔの一次コイルの片端に抵抗Ｒ１を接続し、且つ該抵抗Ｒ１の他端と前記一次コイルの他端に入力電圧を加えることにより、容量性負荷時と無負荷時の出力電圧の変動を少なくなるようにすることができる。

また更に、高圧変圧器Ｔの入力電圧として、正弦波、方形波、矩形波、三角波、パルス波、ひずみ波、あるいは前記波形の組合せ波形を入力することができる。合わせて、波形の違いによって実効値を調整することができる。

また、図１０に示すように、出力口に供給される電位出力を測定し、その測定値を基に電位出力を調整し、更に、測定された値を基に出力波形を表示し、常に理想的な出力波形を視認できるようにした。

請求項１記載の発明におけるダイオードＤ１により整流された半波波によりコンデンサＣ１を抵抗Ｒ３とＲ２によって決定される電圧まで充電することで、直流電圧Ｖ３だけ出力電圧をマイナス側にシフトさせることにより、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を治療電極側となる、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に出力して、人体に印加することができる。

また、請求項１記載の発明における抵抗Ｒ３とＲ２は、高圧変圧器Ｔの二次電圧がダイオードＤ１の順方向電流に流れる極性のときのみ抵抗Ｒ３に充電電流として流れ、また抵抗Ｒ２はコンデンサＣ１の直流バイアス電圧分のみの放電電流が流れるのみとなり、更に、抵抗Ｒ３とＲ２はコンデンサＣ１の漏れ電流を含む装置の漏れ電流が無視できる程度の高抵抗を選択できるため、回路の損失はほとんど無視できるほど小さいものとなり、回路の効率がよい。

請求項２記載の発明におけるように、抵抗Ｒ３とダイオードＤ１のカソード側とを接続することでも、前記請求項１記載の発明におけると同様に、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧をコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、治療電極側となる該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に出力して、人体に印加することができる。

また、コンデンサＣ１の充電電流は高抵抗Ｒ３を通じて微小な電流によって発生するため、高圧変圧器Ｔの二次コイル電圧を全く歪ませない。

更に、高圧変圧器Ｔの一次コイルの片端に抵抗Ｒ１を直列接続することにより、負荷の容量とコンデンサＣ１の分圧によって発生する出力電圧変動を、無負荷時には容量性負荷時より入力電流が増加し、Ｒ１の電圧降下により高圧変圧器Ｔの一次電圧を低下させ出力電圧を下げ、逆に容量性負荷時には入力電流が減少するため、抵抗Ｒ１の電圧降下が少なくなり、前記の出力電圧変動に見合うだけ高圧変圧器Ｔの入力電圧を増加し出力電圧を上昇させる。

前記抵抗Ｒ１の値を選定することで、無負荷時と容量性負荷時の出力電圧の変動を少なくすることが可能になる。

高圧変圧器Ｔの入力電圧が、正弦波、方形波、矩形波、三角波、パルス波、ひずみ波、あるいは前記波形の組合せ波形で入力される場合に対応することができる。合わせて、例えば図１１に示すように、波高率が波形の形状により変化することを利用し、前記各波形から所定の波形を選択することにより、実効値を調整することができる。

また更に、本発明に係る電位治療器によれば、従来知られていた血圧を正常に調整する作用、血清のＣａ及びＣａ２+を増加させ、血液のｐＨをアルカリ性に傾かせる作用の他、コラーゲンの合成促進を図ることができる。

そして更に、本発明に係る電位治療器によれば、一般ユーザーが治療中の電位出力波形を視認することができ、これによって正負の波高値の比率が理想的な比率である、１：３の比率で出力されて人体に印加されているかどうかを確認することができる。

本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本発明は、図１に示すように、高圧変圧器Ｔの二次コイルの片端にコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路の一端を接続し、且つ該並列回路の他端に抵抗Ｒ３と、該抵抗Ｒ３にアノード側が接続されたダイオードＤ１の直列回路を接続すると共に、該直列回路の他端を前記高圧変圧器Ｔの二次コイルの他端に終端した回路を備え、治療電極側となる、前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するよう構成されている。

すなわち、本発明は、図１において、ダイオードＤ１により整流された半波波によりコンデンサＣ１を抵抗Ｒ３とＲ２によって決定される電圧まで充電することで、図６の直流電圧Ｖ３だけ出力電圧をマイナス側にシフトさせることにより、正負の波高値の比率を、図３に示すように、１：３に維持した交流高電圧を、治療電極側となる、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点aと、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に出力して、人体に印加するようにしたものである。なお、図１において、人体に交流高電圧を印加するための通電マットは省略してある。

また、本発明の他の実施例は、図２に示すように、ダイオードＤ１を前記図１とは逆に、抵抗Ｒ３にカソード側を接続することでも同様に、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、治療電極側となる該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点bとの間に出力して、人体に印加するようにした。従って、商用交流電源においては、帰還抵抗の位置を図４の抵抗Ｒ６の通りａ側に接続した。なお、図２および図４において、人体に交流高電圧を印加するための通電マットは省略してある。

すなわち、本発明の他の実施例は、前記図１に示す実施例と同様に、ダイオードＤ１により整流された半波波によりコンデンサＣ１を抵抗Ｒ３とＲ２によって決定される電圧まで充電することで、図６の直流電圧Ｖ３だけ出力電圧をマイナス側にシフトさせることにより、前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、治療電極側となる、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に、正負の波高値の比率を、図３の通り、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するようにした。

電位治療器の負荷は容量性の負荷であり、負荷の抵抗成分は無限大に近い値を示すことにより、前記のコンデンサＣ１に充電された直流電圧Ｖ３の電荷は、外部にはほとんど放電されることがないため、前記抵抗Ｒ３とＲ２はコンデンサＣ１の漏れ電流を含む装置の漏れ電流が無視できる程度の高抵抗を選択することができる。

従って、本発明における回路の高圧変圧器Ｔの二次回路の損失は、非常に高抵抗で構成された抵抗Ｒ３とＲ２の微小な損失分のみであることから、図７に示すように、無負荷時の高圧変圧器Ｔの入力電流波形はほとんど高圧変圧器Ｔの励磁電流成分であり、無負荷一次電流Ｉｔで表したように、入力電圧波形Ｖｉｎから位相が９０°遅れた波形となる。

また、容量性負荷が接続された高圧変圧器Ｔの入力電流波形は、図８に示すように、前記高圧変圧器Ｔの無負荷一次電流Ｉｔと、容量性負荷に流れる進み電流が高圧変圧器Ｔの一次側に変換された電流は、図８で示す高圧変圧器Ｔの容量性負荷による一次電流成分Ｉｃとして、入力電圧波形Ｖｉｎから位相が９０°進んだ波形となる。

実際の容量性負荷が接続された場合の高圧変圧器Ｔの一次電流は、図８で示すように、９０°位相が遅れた電流Ｉｔと９０°位相が進んだ電流Ｉｃであり、相互の位相は１８０°違うため、電流値としてはＩｃとＩｔの差となり、図９で示したように、入力電流Ｉ１は無負荷時、すなわち無負荷一次電流Ｉｔよりも電流値は減少するという挙動を示す。

また、図１、図２、図４、図５のいずれかに記載された回路を設けた高圧変圧器Ｔの入力電圧として、正弦波、方形波、矩形波、三角波、パルス波、ひずみ波、あるいは前記波形の組合せ波形を入力することができる。なお、前記波高率が波形の形状により変化することを利用し、前記各波形から所定の波形を選択することによって実効値の調整を行うことも可能である。

正負の波高値の比率が１：３で、且つ波形の選択により実効値を調整した出力波形の一例を図１２に示す。

また、図１０に示すように、出力口に供給される電位出力を測定する検出ブロックと入出力制御ブロックを備えた測定手段Ｂ１と、前記測定された測定値を基に電位出力を調整する出力制御ブロックを備えた調整手段Ｂ２と、前記測定された測定値を基に出力波形を表示する表示ブロックを備えた表示手段Ｂ３を設けることにより、常に理想的な出力波形を視認できる。

前記説明した本発明は、商用交流電源を用いたものである必要はなく、電池駆動の電位治療器、あるいは電極板状の電極を０Ｖとして、治療を行う電位治療器などにおいても利用可能なものである。

本発明の実施例を示す回路図である。 本発明の他の実施例を示す回路図である。 正負の波高値比率を１：３に維持した出力波形図例である。 本発明の他の実施例を示す回路図である。 本発明の他の実施例を示す回路図である。 出力電圧をシフトさせることにより正負の波高値の比率を変える説明図である。 無負荷時の高圧変圧器Ｔの入力電圧波形と入力電流波形である。 高圧変圧器Ｔの容量性負荷時の入力電圧波形と入力電流の容量性負荷による電流成分と高圧変圧器Ｔの無負荷時の入力電流成分を分解して示した波形である。 容量性負荷時の入力電圧波形と入力電流波形である。 本発明の電位出力の測定手段、調整手段、および出力波形を表示する表示手段を説明する図である。 波形と実効値の関係を示す図である。 正負の波高値の比率が１：３で、且つ波形の選択により実効値を調整した出力波形図の一例である。 特許文献１に記載された回路図である。

符号の説明

Ｔ 高圧変圧器
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６ 抵抗
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｖ１ 入力電圧
Ｖ２ 出力電圧
ＶＴ 高圧変圧器の一次コイルにかかる電圧
Ｖｉｎ 入力電圧波形
Ｖ３ 高圧変圧器の出力電圧の直流バイアス成分
Ｖｏ 出力電圧波形
Ｉｔ 高圧変圧器の無負荷一次電流
Ｉｃ 高圧変圧器の容量性負荷による一次電流成分
Ｉ１ 高圧変圧器の容量性負荷時の一次電流
Ｂ１ 測定手段
Ｂ２ 調整手段
Ｂ３ 表示手段
ａ 治療電極側となるコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点（図１・図５）
ｂ 抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路と高圧変圧器Ｔの交点（図１・図５）
ａ コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点（図２・図４）
ｂ 治療電極側となる抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路と高圧変圧器Ｔの交点（図２・図４）

Claims (7)

1. 人体に高電圧の電位を印加して治療を行う電位治療器であって、
   高圧変圧器Ｔの二次コイルの片端にコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路の一端を接続し、且つ該並列回路の他端に抵抗Ｒ３と、該抵抗Ｒ３にアノード側が接続されたダイオードＤ１の直列回路を接続すると共に、該直列回路の他端を前記高圧変圧器Ｔの二次コイルの他端に終端した回路を備え、ダイオードＤ１により整流された半波波により前記コンデンサＣ１を抵抗Ｒ３とＲ２によって決定される電圧まで充電することで、直流電圧Ｖ３だけ出力電圧をマイナス側にシフトさせることにより、治療電極側となる、前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するようにしたことを特徴とする電位治療器。
2. 人体に高電圧の電位を印加して治療を行う電位治療器であって、
   高圧変圧器Ｔの二次コイルの片端にコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路の一端を接続し、且つ該並列回路の他端に抵抗Ｒ３と、該抵抗Ｒ３にカソード側が接続されたダイオードＤ１の直列回路を接続すると共に、該直列回路の他端を前記高圧変圧器Ｔの二次コイルの他端に終端した回路を備え、ダイオードＤ１により整流された半波波により前記コンデンサＣ１を抵抗Ｒ３とＲ２によって決定される電圧まで充電することで、直流電圧Ｖ３だけ出力電圧をマイナス側にシフトさせることにより、前記コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２による並列回路と前記抵抗Ｒ３とダイオードＤ１の直列回路の交点ａと、治療電極側となる、該直列回路と高圧変圧器Ｔの交点ｂとの間に、正負の波高値の比率を、１：３に維持した交流高電圧を出力して、人体に印加するようにしたことを特徴とする電位治療器。
3. 前記高圧変圧器Ｔの一次コイルの片端に抵抗Ｒ１を接続し、該抵抗Ｒ１の他端と前記一次コイルの他端に入力電圧を加えることにより、負荷時と無負荷時の出力電圧の変動を少なくなるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電位治療器。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載した回路を設けた高圧変圧器Ｔの入力電圧として、正弦波、方形波、矩形波、三角波、パルス波、ひずみ波、あるいは前記波形の組合せ波形を入力することを特徴とする電位治療器。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電位治療器であって、
   出力口に供給される電位出力を測定する測定手段を備えたことを特徴とする電位治療器。
6. 請求項５に記載の電位治療器であって、
   測定した測定値を基に電位出力を調整する調整手段を備えたことを特徴とする電位治療器。
7. 請求項５または請求項６に記載の電位治療器であって、
   測定した測定値を基に出力波形を表示する表示手段を備えたことを特徴とする電位治療器。

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