JP4697685B2 - 電位治療器 - Google Patents

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、交流高電圧や負極性の直流高電圧も利用されているが、交流高電圧に負極性の直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。

このため、従来の電位治療器としては、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１）。
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、交流電圧を設定した後、直流バイアス電圧の設定を変更すると、交流電圧と直流電圧とが合成された出力電圧の実効値が変化するので、治療効果の急激な変動が生じ、使用者にとって必要以上の刺激を与えるという問題点があった。

図８は、上記問題点を説明する波形図であり、図８（ａ）はＡＣ９０００Ｖ出力時の波形、図８（ｂ）はＡＣ９０００Ｖ出力時に、マイナスシフト−１００％を行った場合の波形である。マイナスシフトとは、電位治療器の出力電圧に負極性の直流電圧を重畳させる場合の直流電圧の大きさを示す用語である。

図９は、マイナスシフトを説明する図である。マイナスシフトとは、電位治療器の交流電圧のピークツーピーク値（交流電圧をＥacとすれば、ピークツーピーク値は２√２×Ｅac）に対する波形の負のピーク値の割合である。通常電位治療器においては、図９（ａ）に示す直流分が０の−５０％から、図９（ｃ）に示す直流分が√２×Ｅacとなる−１００％までの範囲で設定される。

図８（ａ）に戻って、実効値９０００Ｖ（以下、ＡＣ９０００Ｖ）の交流電圧は、正、負極性ともに最大振幅が約１２７００Ｖ、ピークツーピーク値（以下、ｐｐ値と略す）は約２５４００Ｖとなる。このＡＣ９０００Ｖに、マイナスシフト−１００％を加えると図８（ｂ）に示す波形となる。

この図８（ｂ）の波形の電圧実効値Ｅrms を計算すると、約１５６００Ｖとなり、ＡＣ９０００Ｖに比べて、非常に大きな電位、電界効果を生じることが予想される。

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、電圧設定後に、直流電圧成分の設定を変更しても生体に対する影響の変動を抑制した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、交流電圧と直流電圧とが合成された電圧を出力電圧として出力する電位治療器において、前記出力電圧の電圧実効値（Ｅrms ）の設定を入力する第１電圧設定入力手段と、前記直流電圧の大きさに関する設定を入力する第２電圧設定入力手段と、第１及び第２電圧設定入力手段から入力された設定に基づいて、前記出力電圧の実効値が第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値（Ｅrms ）と有効桁数内の数値で一致するように、前記出力電圧の交流電圧成分（Ｅac）及び直流電圧成分（Ｅdc）を算出する電圧成分算出手段と、前記交流電圧成分（Ｅac）及び前記直流電圧成分（Ｅdc）が合成された電圧を前記出力電圧として出力する高電圧出力手段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２電圧設定入力手段は、交流電圧成分Ｅacのピークツーピーク値（２√２×Ｅac）に対する合成波形の負極性ピーク値（−Ｅdc −（√２×Ｅac））の割合（マイナスシフト：ＭＳ）を前記直流電圧の大きさに関する設定として入力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、前記電圧成分算出手段は、第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値をＥrms 、第２電圧設定入力手段から設定された前記マイナスシフトをＭＳとしたとき、
Ｅac ＝√（（Ｅrms）² ／（８×ＭＳ² −８×ＭＳ＋３）） …（１）
Ｅdc ＝（２Ｅac×ＭＳ−Ｅac）×√２ …（２）
式（１）及び（２）から交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出することを要旨とする。

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、第２電圧設定入力手段は、直流電圧成分（Ｅdc）を前記直流電圧の大きさに関する設定として入力することを要旨とする。

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、前記電圧成分算出手段は、第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値をＥrms 、第２電圧設定入力手段から設定された直流電圧値をＥdcとしたとき、
Ｅac＝√（（Ｅrms ）² −（Ｅdc）² ） …（３）
式（３）により交流電圧成分Ｅacを算出することを要旨とする。

請求項６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、第１電圧設定入力手段は、ｍ（ｍは２以上の整数）段階の電圧実効値を設定可能な設定入力手段であり、第２電圧設定入力手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）段階の直流電圧の大きさに関する設定が可能な設定入力手段であり、前記電圧成分算出手段は、第１及び第２電圧設定入力手段によるｍ×ｎ組の設定値にそれぞれ対応する少なくとも交流電圧成分（Ｅac）を予め記憶した記憶手段から、少なくとも交流電圧成分（Ｅac）を読み出すことを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、電圧実効値（Ｅrms ）の設定を入力する第１電圧設定入力手段と、直流電圧の大きさに関する設定を入力する第２電圧設定入力手段と、第１及び第２電圧設定入力手段から入力された設定に基づいて、出力電圧の実効値が第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値（Ｅrms ）と有効桁数内の数値で一致するように、出力電圧の交流電圧成分（Ｅac）及び直流電圧成分（Ｅdc）を算出する電圧成分算出手段と、前記交流電圧成分（Ｅac）及び前記直流電圧成分（Ｅdc）が合成された電圧を前記出力電圧として出力する高電圧出力手段とを備えて電位治療器を構成したことにより、実効電圧値を設定後に、直流電圧成分の設定を変更しても最初に設定した実効値を維持して直流電圧分が重畳されるので、生体に対する影響の変動を抑制した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に記載の発明の効果に加えて、第２電圧設定入力手段は、交流電圧成分Ｅacのピークツーピーク値（２√２×Ｅac）に対する合成波形の負極性ピーク値（−Ｅdc −（√２×Ｅac））の割合（マイナスシフト：ＭＳ）を前記直流電圧の大きさに関する設定として入力するように電位治療器を構成したことにより、実効値設定に加えて、従来より使い慣れたマイナスシフト値を設定することにより、操作性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。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、前記電圧成分算出手段は、第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値をＥrms 、第２電圧設定入力手段から設定された前記マイナスシフトをＭＳとしたとき、
Ｅac ＝√（（Ｅrms）² ／（８×ＭＳ² −８×ＭＳ＋３）） …（１）
Ｅdc ＝（２Ｅac×ＭＳ−Ｅac）×√２ …（２）
式（１）及び（２）から交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出するように電位治療器を構成したことにより、設定された電圧実効値及びマイナスシフトを正確に実現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。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第２電圧設定入力手段は、直流電圧成分（Ｅdc）を前記直流電圧の大きさに関する設定として入力するように電位治療器を構成したことにより、直接直流電圧値を設定することにより操作が明快な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５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、前記電圧成分算出手段は、第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値をＥrms 、第２電圧設定入力手段から設定された直流電圧値をＥdcとしたとき、
Ｅac＝√（（Ｅrms ）² −（Ｅdc）² ） …（３）
式（３）により交流電圧成分Ｅacを算出するように電位治療器を構成したことにより、設定された電圧実効値及び直流電圧値を正確に実現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。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の発明の効果に加えて、第１電圧設定入力手段は、ｍ（ｍは２以上の整数）段階の電圧実効値を設定可能な設定入力手段であり、第２電圧設定入力手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）段階の直流電圧の大きさに関する設定が可能な設定入力手段であり、前記電圧成分算出手段は、第１及び第２電圧設定入力手段によるｎ×ｍ組の設定値にそれぞれ対応する少なくとも交流電圧成分（Ｅac）を予め記憶した記憶手段から、少なくとも交流電圧成分（Ｅac）を読み出すように電位治療器を構成したことにより、簡単な制御論理により、複雑な計算を行うことなく、直流電圧成分の設定を変更しても最初に設定した実効値を維持して生体に対する影響の変動を抑制した電位治療器を構成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する。また、以下の説明では、マイナスシフトＭＳは、交流電圧成分Ｅacのピークツーピーク値（２√２×Ｅac）に対する合成波形の負極性ピーク値（−Ｅdc −（√２×Ｅac））の割合とする。

図１は、本発明に係る電位治療器の実施例１の構成を説明する概略ブロック図である。本実施例の特徴は、直流電圧の大きさに関する設定を入力する第２電圧設定入力手段３がマイナスシフトＭＳで設定入力することにある。

図１において、電位治療器１は、電圧実効値Ｅrms の設定を入力する第１電圧設定入力手段２と、直流電圧の大きさに関する設定をマイナスシフトＭＳで入力する第２電圧設定入力手段３と、第１及び第２電圧設定入力手段から入力された設定に基づいて、出力電圧の実効値が第１電圧設定入力手段２から入力された電圧実効値Ｅrms と有効桁数内の数値で一致するように、出力電圧の交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出する電圧成分算出手段５と、算出された交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcが合成された電圧を出力電圧として出力する高電圧出力手段６と、出力端子７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７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。

高電圧出力手段６は、交流高電圧発生回路６１と、直流高電圧発生回路６２と、高抵抗６３とを備えている。

交流高電圧発生回路６１は、電圧成分算出手段５から与えられる交流分設定値に従った大きさの交流高電圧Ｅacを発生させる。直流高電圧発生回路６２は、電圧成分算出手段５から与えられる直流分設定値に従った大きさの直流高電圧Ｅdcを発生させる。交流高電圧発生回路６１と、直流高電圧発生回路６２とは、直列接続されており、交流高電圧Ｅacに直流高電圧Ｅdcを重畳した波形が高抵抗６３を介して出力端子７に出力されるようになっている。

電圧成分算出手段５は、第１電圧設定入力手段から入力された電圧実効値Ｅrms と、第２電圧設定入力手段から入力されたＭＳに基づいて、以下の式（１）、（２）に基づいて出力電圧の交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出する。

Ｅac ＝√（（Ｅrms）² ／（８×ＭＳ² −８×ＭＳ＋３）） …（１）
Ｅdc ＝（２Ｅac×ＭＳ−Ｅac）×√２ …（２）
電圧成分算出手段５は、算出した交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcから交流分設定値及び直流分設定値を高電圧出力手段６に設定して、交流高電圧発生回路６１からＥac、直流高電圧発生回路６２からＥdcをそれぞれ発生させる。これにより、出力端子７からは、ＥacにＥdcを重畳した出力電圧が出力され、出力電圧の実効値は、Ｅrms に近い値となる。

尚、式（１）の平方根計算、及び√２の値は、適当な有効桁数で打ち切ることは言うまでもない。

図２は、本発明に係る電位治療器の実施例２の構成を説明する概略ブロック図である。本実施例の特徴は、直流電圧の大きさに関する設定を入力する第２電圧設定入力手段４が直流電圧値Ｅdcで設定入力することにある。

図２において、電位治療器１は、電圧実効値Ｅrms の設定を入力する第１電圧設定入力手段２と、直流電圧の大きさに関する設定を直流電圧値Ｅdcで入力する第２電圧設定入力手段４と、第１及び第２電圧設定入力手段から入力された設定に基づいて、出力電圧の実効値が第１電圧設定入力手段２から入力された電圧実効値Ｅrms と大きく異ならないように、出力電圧の交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出する電圧成分算出手段５と、算出された交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcが合成された電圧を出力電圧として出力する高電圧出力手段６と、出力端子７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７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。

高電圧出力手段６は、交流高電圧発生回路６１と、直流高電圧発生回路６２と、高抵抗６３とを備えているが、これらの構成は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

電圧成分算出手段５は、第１電圧設定入力手段から入力された電圧実効値Ｅrms と、第２電圧設定入力手段から入力されたＥdcに基づいて、以下の式（３）に基づいて出力電圧の交流電圧成分Ｅacを算出する。

Ｅac＝√（（Ｅrms ）² −（Ｅdc）² ） …（３）
電圧成分算出手段５は、算出した交流電圧成分Ｅac、及び入力した直流電圧成分Ｅdcから、交流分設定値及び直流分設定値を高電圧出力手段６に設定して、交流高電圧発生回路６１からＥac、直流高電圧発生回路６２からＥdcをそれぞれ発生させる。これにより、出力端子７からは、ＥacにＥdcを重畳した出力電圧が出力され、出力電圧の実効値は、Ｅrms に近い値となる。

図３は、本発明に係る電位治療器の実施例３の構成を説明する概略ブロック図である。本実施例の特徴は、第１及び第２実施例に示した、第１電圧設定入力手段２，第２電圧設定入力手段３又は４、及び電圧成分算出手段５を操作表示パネル１１と制御用マイクロコンピュータ１２により実現した実施例である。

図３において、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、高電圧出力手段６と、出力端子７とを備えている。

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、操作者が治療コース、治療時間タイマー、実効電圧、マイナスシフトまたは直流電圧等を設定するために使用される。

操作表示パネル１１は、治療コースを入力するコーススイッチ８１と、出力電圧の実効値を入力する電圧スイッチ８２と、出力電圧の直流成分の大きさに関する設定を入力するバランススイッチ８３と、設定内容の確認のための表示、残り治療時間、異常時の異常内容等を表示するディスプレイ部８４と、治療開始／治療停止を入力するスタート／ストップスイッチ８５と、ブザー設定を入力するブザースイッチ８６と、タイマー設定を入力するタイマースイッチ８７とを備えている。

コーススイッチ８１から入力する治療コースの種類は、出力電圧の実効値が設定された実効値を最大として変動するパターンを指定するもので、例えば、徐々に出力電圧が設定された実効値まで増大し、一定時間その値を維持した後に、徐々に出力電圧の実効値が低下するＡコース、出力電圧の実効値が上下しながら設定された実効値まで徐々に増加するＢコース、出力電圧の実効値が設定された実効値を最大としてランダムに変化するＣコース、出力電圧の実効値が一定のパターンで変動するＤコース等がある。コーススイッチ８１を押す度にディスプレイ部８４に表示されるコース表示がＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ→…と循環的に変化するので、ユーザは、所望のコースがディスプレイ部８４に表示されるまでコーススイッチ８１を押下することによりコースを設定する。

電圧スイッチ８２は、例えば、設定入力する電圧実効値を３０００Ｖから９０００Ｖまで１０００Ｖ単位で７段階（ｍ＝７）で設定することが可能なスイッチである。電圧スイッチ８２を押下する度に、ディスプレイ部８４に表示される電圧実効値が、３０００Ｖ→４０００Ｖ→５０００Ｖ→６０００Ｖ→７０００Ｖ→８０００Ｖ→９０００Ｖ→３０００Ｖ→…と循環的に変化するので、ユーザは、所望の電圧がディスプレイ部８４に表示されるまで電圧スイッチ８２を押下することにより実効電圧を設定する。

バランススイッチ８３は、直流電圧の大きさに関する設定を入力するスイッチである。直流電圧の大きさに関する設定は、実施例１におけるマイナスシフトＭＳで設定入力してもよいし、実施例２における直流電圧値そのもので設定入力してもよい。

例えば、バランススイッチ８３からマイナスシフトＭＳで設定入力する場合、例えば、−５０％から−１００％まで、１０％毎に６段階（ｎ＝６）の設定入力を可能とする。バランススイッチ８３を押下する度に、ディスプレイ部８４に表示されるマイナスシフトＭＳが、−５０％→−６０％→−７０％→−８０％→−９０％→−１００％→−５０％→…と循環的に変化するので、ユーザは、所望のマイナスシフトＭＳがディスプレイ部８４に表示されるまでバランススイッチ８３を押下することによりマイナスシフトＭＳを設定する。

また、バランススイッチ８３から直流電圧値で設定入力する場合、例えば、−１０００Ｖから−８０００Ｖまで、１０００Ｖ毎に８段階（ｎ＝８）の設定入力を可能とする。バランススイッチ８３を押下する度に、ディスプレイ部８４に表示される直流電圧値が、−１０００Ｖ→−２０００Ｖ→−３０００Ｖ→−４０００Ｖ→−５０００Ｖ→−６０００Ｖ→−７０００Ｖ→−８０００Ｖ→−１０００Ｖ→…と循環的に変化する。ユーザは、所望の直流電圧値がディスプレイ部８４に表示されるまでバランススイッチ８３を押下することにより直流電圧値を設定する。

スタート／ストップスイッチ８５は、高電圧出力の出力開始／出力停止を指示するスイッチであり、タイマーが設定されてる時には、スタート指示後に、設定時間経過後に自動的に出力停止となる。

ブザースイッチ８６は、タイマー設定時間が経過したときに、ブザーを鳴らすか否かの選択指定を行うスイッチである。

タイマースイッチ８７は、設定時間後に自動的に出力停止するために、治療時間設定を行うスイッチである。例えば、タイマースイッチ８７を押下する度に、連続→６０分→５０分→４０分→３０分→２０分→１０分→連続→…というように、連続出力モードと、タイマー設定時間（治療時間）６０分から１０分まで６段階のタイマー設定が循環的にディスプレイ部８４に表示される。ユーザは、所望の治療時間または連続モードがディスプレイ部８４に表示されるまでタイマースイッチ８７を押下することにより設定する。

制御用マイクロコンピュータ１２は、操作表示パネル１１から入出力するパネルインタフェース部８８と、操作表示パネル１１から設定された値を保持する設定値保持部８９と、出力電圧の交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出する電圧成分算出部９０と、コース／タイマー制御部９１と、交流分設定値出力部９２と、直流分設定値出力部９３とを備えている。

制御用マイクロコンピュータ１２は、実際にはＣＰＵと、プログラム及び制御パラメータを記憶するＲＯＭと、作業用ＲＡＭと、入出力インタフェースとを備えたマイクロプロセッサで構成され、パネルインタフェース部８８、設定値保持部８９、電圧成分算出部９０、コース／タイマー制御部９１、交流分設定値出力部９２、及び直流分設定値出力部９３は、プログラム制御により実現されている。

パネルインタフェース部８８は、操作表示パネル１１と制御用マイクロコンピュータ１２の各部とのインタフェースを提供する。

設定値保持部８９は、操作表示パネル１１から設定入力された各種設定値を保持する。

電圧成分算出部９０は、操作表示パネル１１から設定入力され設定値保持部８９に保持された、実効電圧値Ｅrms と、直流電圧の大きさに関する設定であるマイナスシフトＭＳまたは直流電圧値Ｅdcとに基づいて、出力電圧の交流成分Ｅac、及び必要に応じて出力電圧の直流成分Ｅdcを算出する。

この計算のために、電圧成分算出部９０は、実施例１または実施例２の式（１）乃至式（３）の計算式相当の計算プログラムを実行してもよいが、本実施例では、ＲＯＭに記憶した制御テーブルを読み出すことにより、交流成分Ｅac及び直流成分Ｅdcを算出するようにしている。制御テーブルの詳細は後述する。

コース／タイマー制御部９１は、コーススイッチ８１及びタイマースイッチ８７から設定された、コースの種類及びタイマー設定時間に応じて、出力電圧を変動させる、或いはタイマー設定時間が到来したときに出力停止させるための制御を行う。

交流分設定値出力部９２は、電圧成分算出部９０が算出した交流電圧成分を高電圧出力手段６に出力させるための設定値を出力する。

直流分設定値出力部９３は、電圧成分算出部９０が算出した直流電圧成分を高電圧出力手段６に出力させるための設定値を出力する。

次に、電圧成分算出部９０の制御テーブルの例を詳細に説明する。

表１は、実効電圧値Ｅrms を３０００Ｖから９０００Ｖまでの７段階（ｍ＝７）の設定、マイナスシフトＭＳを−５０％から−１００％までの６段階（ｎ＝６）の設定とした場合の交流電圧成分Ｅacの計算のための制御テーブル例である。尚、電圧値は、［ｋＶ］単位とし、ＭＳは、０．５（−５０％）〜１．０（−１００％）としている。

表２は、実効電圧値Ｅrms を３０００Ｖから９０００Ｖまでの７段階（ｍ＝７）の設定、マイナスシフトＭＳを−５０％から−１００％までの６段階（ｎ＝６）の設定とした場合の直流電圧成分Ｅdcの計算のための制御テーブル例である。尚、電圧値は、［ｋＶ］単位とし、ＭＳは、０．５（−５０％）〜１．０（−１００％）としている。

表３は、実効電圧値Ｅrms を３０００Ｖから９０００Ｖまでの７段階（ｍ＝７）の設定、直流電圧値Ｅdcを−１０００Ｖから−８０００Ｖまでの８段階（ｎ＝８）の設定とした場合の交流電圧成分Ｅacの計算のための制御テーブル例である。尚、電圧値は［ｋＶ］単位である。

図４は、本実施例３における高電圧出力手段６の構成例を説明する回路図である。図４において、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に接続された高圧トランス２４と、高圧トランス２４の２次巻線２６の一端と出力端子７とを接続する高抵抗６３と、出力トランジスタ３１のコレクタが１次巻線３５に接続された高圧トランス３４と、一端が接地された高圧トランス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のアノードに接続された平滑用のコンデンサ４６と、出力端子７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。

制御用マイクロコンピュータ１２は、設定された治療コース、治療時間、実効電圧、マイナスシフトＭＳまたは直流電圧値等に従って、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、交流成分波形を出力するトランジスタであり、図４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、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。

高圧トランス２４の２次巻線２６は、一端がコンデンサ４６及び高圧整流ダイオード３７のアノードに接続され、他端が高抵抗６３を介して出力端子７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、直流電圧成分を生成するための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、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。

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、平滑用のコンデンサ４６及び高圧トランス２４の２次巻線２６の一端に接続されている。

本実施例では、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。この直流負電圧に高圧トランス２４の２次巻線２６に誘起される交流電圧が重畳されて、高抵抗６３を介して出力端子７に出力される。

また、出力端子７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。

図６は、実施例３における高電圧出力手段６の変形例を説明する回路図である。図６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７１，７２，７３，７４からなる。トランジスタ７１，７２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７１，７２のエミッタは、それぞれトランジスタ７３，７４のコレクタに接続されている。トランジスタ７３，７４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７１のエミッタとトランジスタ７３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７２のエミッタとトランジスタ７４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７１と７４，トランジスタ７２と７３は、それぞれ対となってトランジスタ駆動回路１３により駆動される。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。

一方、図４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のアノードはコンデンサ４６の一端に接続され、コンデンサ４６の他端は接地されている。これにより、高圧整流ダイオード３７で整流された負の直流高電圧がコンデンサ４６で平滑される。

この負の直流高電圧に第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７に出力される。出力端子７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。

本変形例によれば、第１の高圧トランス５２をトランジスタ７１，７２，７３，７４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、所望の周波数及び所望の電圧の交流高電圧と、所望の直流高電圧とを重畳して出力端子７に印加す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例１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の構成を説明するブロック図である。 実施例３における高電圧出力手段の構成例を説明する回路図である。 本発明に係る電位治療器による出力電圧の実効値を説明する波形図である。 実施例３における高電圧出力手段の変形例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。 従来の電位治療器における直流電圧重畳時の実効電圧変化を説明する波形図である。 （ａ）マイナスシフト（ＭＳ）−５０％時の波形、（ｂ）マイナスシフト（ＭＳ）−７５％時の波形、マイナスシフト（ＭＳ）−１００％時の波形をそれぞれ示す波形図である。

符号の説明

１…電位治療器
２…第１電圧設定入力手段
３…第２電圧設定入力手段
５…電圧成分算出手段
６…高電圧出力手段
７…出力端子

Claims (6)

1. 交流電圧と直流電圧とが合成された電圧を出力電圧として出力する電位治療器において、
   前記出力電圧の電圧実効値（Ｅrms ）の設定を入力する第１電圧設定入力手段と、
   前記直流電圧の大きさに関する設定を入力する第２電圧設定入力手段と、
   第１及び第２電圧設定入力手段から入力された設定に基づいて、前記出力電圧の実効値が第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値（Ｅrms ）と有効桁数内の数値で一致するように、前記出力電圧の交流電圧成分（Ｅac）及び直流電圧成分（Ｅdc）を算出する電圧成分算出手段と、
   前記交流電圧成分（Ｅac）及び前記直流電圧成分（Ｅdc）が合成された電圧を前記出力電圧として出力する高電圧出力手段とを備えたことを特徴とする電位治療器。
2. 第２電圧設定入力手段は、交流電圧成分Ｅacのピークツーピーク値（２√２×Ｅac）に対する合成波形の負極性ピーク値（−Ｅdc −（√２×Ｅac））の割合（マイナスシフト：ＭＳ）を前記直流電圧の大きさに関する設定として入力することを特徴とする請求項１に記載の電位治療器。
3. 前記電圧成分算出手段は、第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値をＥrms 、第２電圧設定入力手段から設定された前記マイナスシフトをＭＳとしたとき、
   Ｅac ＝√（（Ｅrms）² ／（８×ＭＳ² −８×ＭＳ＋３）） …（１）
   Ｅdc ＝（２Ｅac×ＭＳ−Ｅac）×√２ …（２）
   式（１）及び（２）から交流電圧成分Ｅac及び直流電圧成分Ｅdcを算出することを特徴とする請求項２に記載の電位治療器。
4. 第２電圧設定入力手段は、直流電圧成分（Ｅdc）を前記直流電圧の大きさに関する設定として入力することを特徴とする請求項１に記載の電位治療器。
5. 前記電圧成分算出手段は、第１電圧設定入力手段から設定された電圧実効値をＥrms 、第２電圧設定入力手段から設定された直流電圧値をＥdcとしたとき、
   Ｅac＝√（（Ｅrms ）² −（Ｅdc）² ） …（３）
   式（３）により交流電圧成分Ｅacを算出することを特徴とする請求項４に記載の電位治療器。
6. 第１電圧設定入力手段は、ｍ（ｍは２以上の整数）段階の電圧実効値を設定可能な設定入力手段であり、
   第２電圧設定入力手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）段階の直流電圧の大きさに関する設定が可能な設定入力手段であり、
   前記電圧成分算出手段は、第１及び第２電圧設定入力手段によるｍ×ｎ組の設定値にそれぞれ対応する少なくとも交流電圧成分（Ｅac）を予め記憶した記憶手段から、少なくとも交流電圧成分（Ｅac）を読み出すことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の電位治療器。

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