JP4635133B2 - 電位治療器 - Google Patents

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係り、特に電位治療器を複数台並べて使用する場合の不快感を防止することができる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。

図７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７（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、治療時間、出力電圧等を電位治療器１０１の上面に設けられたコントロールパネルで設定した後、椅子１０５に腰掛ける。

図７（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、治療時間、出力電圧等を電位治療器１０１の上面に設けられたコントロールパネルで設定した後、布団１０７の上に横たわる（例えば、特許文献１）。
特開２０００−１８９５２５号公報

しかしながら、上記従来の電位治療器にあっては、複数台を並べて使用する場合、隣同士の被治療者間に電位差があると、電流制限されているとは言え、人体間で放電を生じて、不快感や恐怖感を与える場合があった。

交流商用電源をそのまま昇圧して出力している２台の電位治療器では、出力極性が互いに同相時と逆相時がある。図８（ａ）に示すように同相時には、電位治療器１１０，１２０の出力電圧が等しければ、電位治療器間で出力の電位差はなく、被治療者同士が接近しても放電は生じない。また出力電圧が異なっても同相であれば、電位差は小さく放電による不快感も殆ど生じない。

しかし、図８（ｂ）に示すように、電位治療器１１０，１２１の出力が逆相時には、各出力電圧の和の電位差となり、隣接する被治療者間で放電が生じる可能性がある。

また、交流商用電源をそのまま昇圧せず、一旦直流に変換してから所望の周波数に変換して昇圧する可変周波数型電位治療器もある。このような２台の可変周波数型電位治療器の出力間では、周波数が異なる場合や、周波数が等しくても位相が異なる場合には、電位差を生じて放電が生じる（図９）。

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、複数台の電位治療器を並べて使用した場合に、被治療者間の放電を防止して、放電による不快感や恐怖感を除去す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、上記目的を達成するために、高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数が可変であり、且つ、前記交流高電圧が所定の信号に同期するように制御する同期制御回路を備えた電位治療器であって、前記高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相に関する情報を備えた同期信号を出力する同期出力端子と、他の電位治療器が出力した同期信号を入力する同期入力端子と、を備え、前記同期制御回路は、前記同期入力端子から入力された同期信号の情報が示す交流電圧の周波数、電圧及び位相となるように、前記高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相を制御することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の電位治療器において、前記同期信号は、周波数、電圧及び位相が前記交流高電圧と一定の関係にあるアナログ信号であることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の電位治療器において、前記同期信号は、前記交流高電圧の周波数、電圧及び位相に関する情報を伝送するデジタル信号であることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、上記目的を達成するために、高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数が可変であり、且つ、前記交流高電圧が所定の信号に同期するように制御する同期制御回路を備えた電位治療器であって、前記同期制御回路は、前記高圧出力端子に出力される周波数が電位治療器の電源となる交流商用電源の周波数と等しい場合、前記交流商用電源の電圧を前記所定の信号とすることにより、前記高圧出力端子へ出力する交流高電圧の位相を前記交流商用電源の位相と一定の関係に同期させることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、他の電位治療器が出力した同期信号の情報が示す交流電圧の周波数、電圧及び位相となるように、同期制御回路が高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相を制御するので、他の電位治療器の周波数、電圧及び位相に一致させた交流高電圧を高圧出力端子へ出力して複数の電位治療器間の出力電位差を無くすことができ、被治療者同士が接近しても放電することがな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。

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、比較的構成の容易なアナログ回路により、電位治療器間の同期信号を伝送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１に記載の電位治療器の効果に加えて、雑音が同期信号に与える影響を低減し、より正確に同期信号を伝送することができるとともに、近年のマイクロコンピュータ制御の電位治療器に本発明を容易に導入す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、電位治療器間で同期信号を接続することなく、複数の電位治療器の交流高電圧の位相を揃えて、被治療者同士が接近しても放電することがな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。

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実施例１の構成を説明する概略ブロック図である。尚、電位治療器は、高圧出力端子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。

図１において、実施例１の電位治療器は、タイマー時間の設定や出力電圧、周波数等の設定が操作入力されるコントロールパネル１と、他の電位治療器が出力した同期信号を入力する同期入力端子９と、同期入力端子９から入力された同期信号に基づいて高圧出力端子１１から出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相を制御する同期制御回路であるマイクロコンピュータ２と、高圧出力端子１１へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相に関する情報を備えた同期信号を出力する同期出力端子１０と、電位治療器の電源となる交流商用電源へ接続するためのＡＣプラグ３と、電源スイッチ４と、交流商用電源から得られる交流を整流してマイクロコンピュータ２やドライブ回路６に供給する整流回路５と、マイクロコンピュータ２から指示された周波数、電圧及び位相の交流高電圧を高圧出力端子１１から出力するように高電圧トランス７の一次側を駆動するドライブ回路６と、ドライブ回路６が一次側に供給する交流分を昇圧して二次側へ出力する高電圧トランス７と、高電圧トランス７の二次側と高圧出力端子１１とを接続する保護抵抗８と、交流高電圧を出力する高圧出力端子１１と、を備えている。

コントロールパネル１は、電位治療器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、出力周波数等を設定するために使用される。また、コントロールパネル１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を表示する。

コントロールパネル１に接続されたマイクロコンピュータ２は、コントロールパネル１から操作者の各種設定を入力するとともに、各種の情報をコントロールパネル１へ表示する。またマイクロコンピュータ２は、設定された治療時間、出力電圧、周波数等に従って、ドライブ回路６へ制御信号を出力する。

ドライブ回路６は、マイクロコンピュータ２が出力する制御信号に従った周波数、電圧及び位相の交流分で高電圧トランス７の一次側を駆動する。マイクロコンピュータ２は、内部に波形メモリを備えて、コントロールパネル１から指定された周波数及び出力電圧に対応した波形を読み出して、制御信号としてドライブ回路６へ出力してもよいし、マイクロコンピュータ２の内部に電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備えて、コントロールパネル１から指定された周波数及び出力電圧に対応した波形を発生させて、制御信号としてドライブ回路６へ出力してもよい。ドライブ回路６の出力素子としては、バイポーラトランジスタ、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）を使用することができる。

高電圧トランス７は、ドライブ回路６より一次側に与えられる交流分を昇圧して二次側へ出力するトランスである。高電圧トランス７の二次側には、数〜十数［ＭΩ］程度の保護抵抗を介して高圧出力端子１１に接続されている。この高圧出力端子１１には、図示しない通電シートが高圧ケーブルを介して接続され、通電シートから被治療者に交流高電位を与えることができるようになっている。

本実施例１の電位治療器は、動作モードとして、マスターモードとスレーブモードとを備えている。マスターモードは、同期入力端子９から同期信号が入力されない場合に、コントロールパネル１の設定に従って、高圧出力端子１１へ交流高電圧を出力するモードである。スレーブモードは、同期入力端子９が他の電位治療器の同期出力端子に接続され、他の電位治療器が出力する同期信号に従って、高圧出力端子１１から出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相が制御されるモードである。

尚、マスターモード、スレーブモードの何れのモードであっても、同期出力端子１０からは、高圧出力端子１１へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相に関する情報を備えた同期信号が出力される。電位治療器がそれぞれ同期入力端子９と同期出力端子１０とを備えることにより、複数の電位治療器間を同期信号に関して直列接続することができる。

図２は、同期信号の例を示すタイムチャートである。図２（ａ）は、出力電圧9000［Ｖ］、周波数50［Ｈｚ］を示すアナログ同期信号Ｉの例である。図２（ｂ）は、出力電圧3000［Ｖ］、周波数75［Ｈｚ］を示すアナログ同期信号IIの例である。いずれのアナログ同期信号においても、高圧出力端子１１から出力される交流高電圧と周波数及び位相が等しく、この交流高電圧の電圧振幅に比例した出力振幅を有するアナログ信号である。

アナログ同期信号は、例えば図１の同期入力端子９へ入力され、マイクロコンピュータ２が内蔵するＡ／Ｄコンバータでサンプリング及び振幅のデジタル化が行われる。マイクロコンピュータ２は、このデジタル化された同期信号から最大振幅と周波数とを求め、ドライブ回路６へ出力すべき制御信号を生成する。また、マイクロコンピュータ２は、同期入力端子９へ入力されたアナログ同期信号と同様のアナログ同期信号を同期出力端子１０へ出力する。同期入力端子９へアナログ同期信号が入力されない場合にも、マイクロコンピュータ２は、内蔵するＤ／Ａコンバータによりアナログ同期信号を生成したり、ドライブ回路６の出力を分圧して同期信号として同期出力端子１０へ出力する。

図２（ｃ）は、デジタル同期信号の例であり、電圧と周波数の情報を示す電圧／周波数データ２１と、時間軸上の位相０［°］の位置を示すスタート（位相）データ２２から構成されている。図２（ｄ）は、図２（ｃ）のデジタル同期信号によって同期した高圧出力の波形を示している。デジタル同期信号の電圧／周波数データ２１に従った電圧及び周波数の交流高電圧が、位相データ２２が示す位相で出力されている。

マイクロコンピュータ２は、デジタル同期信号が同期入力端子９へ入力されると、デジタル同期信号の電圧／周波数データ２１に従った交流高電圧が、スタート（位相）データ２２が示す位相で、高圧出力端子１１から出力されるように制御信号をドライブ回路６へ出力する。

図３は、３台の電位治療器５１，５２，５３を同期信号に関して直列接続した例を示す図である。電位治療器５１，５２，５３には、それぞれ通電シート９１，９２，９３が接続され、それぞれの通電シートは、それぞれ被治療者に高電位を与える。

ここで、電位治療器５１の同期出力端子７１と、電位治療器５２の同期入力端子６２とが同期信号ケーブル８１で接続され、電位治療器５２の同期出力端子７２と、電位治療器５３の同期入力端子６３とが同期信号ケーブル８２で接続されている。同期信号が入力されない電位治療器５１はマスターモードとなる。電位治療器５２，５３は、同期信号が入力されるのでスレーブモードとなる。電位治療器５１の周波数、電圧及び位相が同期信号を介して電位治療器５２，５３に伝えられるので、電位治療器５２，５３の高圧出力の周波数、電圧及び位相を電位治療器５１の周波数、電圧及び位相に一致させることができる。これにより、隣接する電位治療器間の高圧出力の電位差を無くし、被治療者同士が接近したときの放電を防止し、被治療者に不快感や恐怖感を与えることを防止できる。

図４は、実施例１の変形例の構成を説明する概略ブロック図である。この変形例では、図１に示した実施例１の構成に、高圧出力端子１１に出力される電圧を検出する出力検出回路１２が追加されている。出力検出回路１２は、高圧出力端子１１の電圧をマイクロコンピュータ２へフィードバックすることにより、図示しない通電シートと接地間の絶縁抵抗等に変化が生じても高圧出力の変動を抑制することができるという効果がある。

図５は、本発明に係る電位治療器の実施例２の構成を説明する概略ブロック図である。尚、電位治療器は、高圧出力端子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。

図５において、実施例２の電位治療器は、タイマー時間、出力電圧、周波数等の設定が操作入力されるコントロールパネル１と、コントロールパネル１から設定された電圧及び周波数と、後述する電源位相検出回路１３が検出した位相とに基づいて、高圧出力端子１１から出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相を制御する同期制御回路であるマイクロコンピュータ２と、電位治療器の電源となる交流商用電源へ接続するためのＡＣプラグ３と、電源スイッチ４と、交流商用電源から得られる交流を整流してマイクロコンピュータ２やドライブ回路６に供給する整流回路５と、マイクロコンピュータ２から指示された周波数、電圧及び位相の交流高電圧を高圧出力端子１１から出力するように高電圧トランス７の一次側を駆動するドライブ回路６と、ドライブ回路６が一次側に供給する交流分を昇圧して二次側へ出力する高電圧トランス７と、高電圧トランス７の二次側と高圧出力端子１１とを接続する保護抵抗８と、交流高電圧を出力する高圧出力端子１１と、交流商用電源の位相を検出する電源位相検出回路１３と、を備えている。

マイクロコンピュータ２は、コントロールパネル１から設定された周波数が交流商用電源の周波数と等しい場合、ドライブ回路６へ出力する制御信号を電源位相検出回路１３が検出した位相に同期させる。これにより、交流商用電源の位相と、ドライブ回路６が駆動する高電圧トランス７の交流高電圧の位相、言い換えれば高圧出力端子１１から出力される交流高電圧の位相とは一致、若しくは一定の位相関係となる。

本実施例の電位治療器を複数台並べた場合、各電位治療器のコントロールパネル１で電位治療器の交流出力の周波数を交流商用電源の周波数に等しい周波数を選択した場合、各電位治療器の出力位相が一致する。もし一致しない電位治療器があれば、ＡＣプラグ３を一旦引き抜いて逆極性で再度接続することにより、位相が一致する。

本実施例によれば、電位治療器の出力周波数に交流商用電源の周波数と等しい周波数を選択した場合、複数の電位治療器間で同期信号を伝送すること無く、交流高電圧出力の位相を一致させることができるという効果がある。

図６は、本発明に係る電位治療器の実施例３の構成を説明する概略ブロック図である。本実施例は、実施例１と実施例２とを合わせた実施例である。すなわち、図１に示した実施例１の構成に、実施例２の電源位相検出回路１３を付加した構成である。その他の構成は、図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。

マイクロコンピュータ２には、コントロールパネル１，同期入力端子９，同期出力端子１０，ドライブ回路６及び電源位相検出回路１３が接続されている。そして、同期入力端子９から同期信号が入力された場合に、スレーブモードとなり、同期信号が入力されない場合には、マスターモードとなることも実施例１と同様である。

但し、マスターモードにおいて、マイクロコンピュータ２は、コントロールパネル１から設定された周波数が交流商用電源の周波数と等しい場合、ドライブ回路６へ出力する制御信号を電源位相検出回路１３が検出した位相に同期させる。これにより、交流商用電源の位相と、ドライブ回路６が駆動する高電圧トランス７の交流高電圧の位相、言い換えれば高圧出力端子１１から出力される交流高電圧の位相とは一致、若しくは一定の位相関係となる。

本実施例の電位治療器を複数台並べた場合、複数の電位治療器間で同期信号を接続しない場合には、実施例２と同様の動作を行い、各電位治療器のコントロールパネル１で電位治療器の交流出力の周波数を交流商用電源の周波数に等しい周波数を選択した場合、各電位治療器の出力位相が一致する。もし一致しない電位治療器があれば、ＡＣプラグ３を一旦引き抜いて逆極性で再度接続することにより、位相が一致する。

また、本実施例の電位治療器を複数台並べた場合、複数の電位治療器間で同期信号を接続した場合には、実施例１と同様の動作となる。

即ち、同期信号が入力されない電位治療器はマスターモードとなる。同期信号が入力される残りの電位治療器は、スレーブモードとなる。マスターモードの電位治療器の周波数、電圧及び位相が同期信号を介してスレーブモードの電位治療器に伝えられるので、スレーブモードの電位治療器の高圧出力の周波数、電圧及び位相をマスターモードの電位治療器の周波数、電圧及び位相に一致させることができる。これにより、隣接する電位治療器間の高圧出力の電位差を無くし、被治療者同士が接近したときの放電を防止し、被治療者に不快感や恐怖感を与えることを防止できる。

本発明に係る電位治療器の実施例１の構成を説明する概略ブロック図である。 （ａ）アナログ同期信号Ｉ，（ｂ）アナログ同期信号II、（ｃ）デジタル同期信号、（ｄ）デジタル同期信号に同期した高圧出力の例を示す図である。 実施例１の電位治療器を３台直列接続した例を説明する図である。 本発明に係る電位治療器の実施例１の変形例２の構成を説明する概略ブロック図である。 本発明に係る電位治療器の実施例２の構成を説明する概略ブロック図である。 本発明に係る電位治療器の実施例３の構成を説明する概略ブロック図である。 （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。 （ａ）従来の２台の電位治療器における極性を合わせた場合（同相時）、（ｂ）極性が合ってない場合（逆相時）の出力電位差を説明する図である。 （ａ）従来の２台の電位治療器間の周波数は一致、位相にずれがある場合、（ｂ）周波数が違う場合の出力を説明する図である。

符号の説明

１…コントロールパネル
２…マイクロコンピュータ（同期制御回路）
３…電源プラグ
４…電源スイッチ
５…整流回路
６…ドライブ回路
７…高電圧トランス
８…保護抵抗
９…同期入力端子
１０…同期出力端子
１１…高圧出力端子
１２…出力検出回路
１３…電源位相検出回路

Claims (4)

1. 高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数が可変であり、且つ、前記交流高電圧が所定の信号に同期するように制御する同期制御回路を備えた電位治療器であって、
   前記高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相に関する情報を備えた同期信号を出力する同期出力端子と、
   他の電位治療器が出力した同期信号を入力する同期入力端子と、
   を備え、
   前記同期制御回路は、前記同期入力端子から入力された同期信号の情報が示す交流電圧の周波数、電圧及び位相となるように、前記高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数、電圧及び位相を制御することを特徴とする電位治療器。
2. 前記同期信号は、周波数、電圧及び位相が前記交流高電圧と一定の関係にあるアナログ信号であることを特徴とする請求項１に記載の電位治療器。
3. 前記同期信号は、前記交流高電圧の周波数、電圧及び位相に関する情報を伝送するデジタル信号であることを特徴とする請求項１に記載の電位治療器。
4. 高圧出力端子へ出力する交流高電圧の周波数が可変であり、且つ、前記交流高電圧が所定の信号に同期するように制御する同期制御回路を備えた電位治療器であって、
   前記同期制御回路は、前記高圧出力端子に出力される周波数が電位治療器の電源となる交流商用電源の周波数と等しい場合、前記交流商用電源の電圧を前記所定の信号とすることにより、前記高圧出力端子へ出力する交流高電圧の位相を前記交流商用電源の位相と一定の関係に同期させることを特徴とする電位治療器。

Images