JP5889860B2

JP5889860B2 - 電位治療器

Info

Publication number: JP5889860B2
Application number: JP2013247788A
Authority: JP
Inventors: 陽一南雲
Original assignee: コスモヘルス株式会社
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: JP2015104505A

Description

この発明は、治療者（患者）の体に交流の高電圧を与えて電位治療を施す電位治療器に関するものである。

電位治療器は、治療者の体（以下、「生体」と称する）に交流電圧を与えて電位治療を施すものであるが、以下の特許文献１には、交流電圧の正電圧が生体に与えられると興奮作用がもたらされ、交流電圧の負電圧が生体に与えられると鎮静作用がもたらされる旨の記載がある。
電位治療器が、生体に印加する高電圧の波形としては、一般的には、交流電圧の正電圧のピーク値より、負電圧のピーク値の方が大きい波形が、生体の新陳代謝を促す上で望ましいとされている。

以下の特許文献１には、上記の興奮作用と鎮静作用が得られるようにするために、トランスの一次側に入力される交流電圧を発生する交流電圧発生部と、このトランスの二次側から出力される交流電圧によって電界を形成する電界形成部とから構成されている電位治療器が開示されている。
この交流電圧発生部は、交流電圧における正電圧の領域と、交流電圧における負電圧の領域とが同一面積で、正負非対称の波形を形成する波形発生部を有しており、この波形発生部が、交流電圧の負電圧のピーク値が正電圧のピーク値より大きくなるように設定されたオフセット波形をトランスの一次側に入力するようにしている。

なお、特許文献１には、交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を５０：５０〜１０：９０の範囲で切り替えることができる旨が記載されているが、交流電圧における正電圧の領域と、交流電圧における負電圧の領域とが同一面積で、正負非対称の波形であることが条件であるため、この比率の可変範囲でピーク値の比率を切り替えると、交流電圧の実効値を維持することができない。交流電圧の実効値が低い状態では、治療者の体感が減少する。
また、交流電圧における正電圧の領域と、交流電圧における負電圧の領域とが同一面積である必要があるため、交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を０：１００に設定することはできない。

特許第４２４６６７４号公報（段落番号［００１１］から［００１３］）

従来の電位治療器は以上のように構成されているので、交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を５０：５０〜１０：９０の範囲で切り替えることができるが、この比率の可変範囲でピーク値の比率を切り替えると、交流電圧の実効値を維持することができず、交流電圧の実効値が低い状態では、治療者の体感が減少してしまう課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を切り替えても、交流電圧の実効値を維持して、治療者の体感の減少を防止することができる電位治療器を得ることを目的とする。

この発明に係る電位治療器は、交流電圧を発生する交流電圧発生回路と、一次側が交流電圧発生回路と接続されて、二次側の一端が電位出力端子と接続されており、その交流電圧発生回路により発生された交流電圧を昇圧して、昇圧後の交流電圧を二次側に出力する変圧器と、その変圧器の二次側の他端とグランド間に直流電圧を印加する直流電圧発生回路とを設け、制御回路が、その直流電圧発生回路により印加される直流電圧を制御して、その電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を調整するようにしたものである。

この発明に係る電位治療器は、制御回路が、電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を５０対５０から０対１００の範囲、あるいは、５０対５０から１００対０の範囲で調整するようにしたものである。

この発明に係る電位治療器は、制御回路が、直流電圧発生回路により印加される直流電圧を制御して、電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を調整し、かつ、交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御するようにしたものである。

この発明に係る電位治療器は、制御回路が、電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を５０対５０から０対１００の範囲、あるいは、５０対５０から１００対０の範囲で調整する際、交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御して、電位出力端子から出力される交流電圧の実効値の低下を抑えるようにしたものである。

この発明に係る電位治療器は、制御回路が、交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御して、その交流電圧の波形に歪みを加えるようにしたものである。

この発明に係る電位治療器は、制御回路が、交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御して、正弦波形、矩形波形、あるいは、正弦波と矩形波の組み合わせからなる波形の交流電圧を発生させるようにしたものである。

この発明によれば、交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を切り替えても、交流電圧の実効値を維持して、治療者の体感の減少を防止することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による電位治療器を示す構成図である。交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣの波形例を示す説明図である。比率Ｒが調整された後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形（シミュレーション波形）例を示す説明図である。歪みが加えられている比率調整後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形（シミュレーション波形）例を示す説明図である。歪みが加えられている比率調整後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形（シミュレーション波形）例を示す説明図である。この発明の実施の形態１，２による他の電位治療器を示す構成図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電位治療器を示す構成図である。
図１において、電源回路２はＡＣ電源１から交流電力の供給を受けて、電位治療器の各デバイス（例えば、交流電圧発生回路３、直流電圧発生回路５、制御回路６など）に対して駆動用の電力を供給する回路である。
交流電圧発生回路３は制御回路６から出力される交流電圧制御信号にしたがって交流電圧Ｖ_ＡＣを発生する回路である。

昇圧トランス４は一次側が交流電圧発生回路３と接続されて、二次側の出力端子４ａ（二次側の一端）が電流制限抵抗７を介して電位出力端子８と接続されており、交流電圧発生回路３により発生された交流電圧Ｖ_ＡＣを昇圧して、昇圧後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’を二次側に出力する機器である。
直流電圧発生回路５は例えば出力可変型の直流電源（以下、「直流可変電源」と称する）などから構成されており、制御回路６から出力される直流電圧制御信号にしたがって昇圧トランス４の二次側の出力端子４ｂ（二次側の他端）とグランド間に直流電圧Ｖ_ＤＣを印加する回路である。

制御回路６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣを制御して、正弦波形、矩形波形、あるいは、正弦波と矩形波の組み合わせからなる波形の交流電圧を発生させるとともに、直流電圧発生回路５により印加される直流電圧Ｖ_ＤＣを制御して、電位出力端子８から出力される交流電圧Ｖ_ＡＣ’における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを調整する回路である。
また、制御回路６は電位出力端子８から出力される交流電圧Ｖ_ＡＣ’における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを調整することで、交流電圧Ｖ_ＡＣ’の実効値が低下する場合、交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣを制御（例えば、交流電圧Ｖ_ＡＣの波形の形状、周波数、電圧値などを制御）して、実効値の低下を抑える処理を実施する。
電流制限抵抗７は漏れ電流を制限するために、昇圧トランス４の二次側の出力端子４ａと電位出力端子８の間に挿入されている抵抗である。
なお、電位出力端子８には、図示せぬ通電マット内に収納されている導電電極板が接続されており、治療者が通電マットの上に乗ると、電位出力端子８から出力された交流電圧Ｖ_ＡＣ’が治療者に与えられる。

次に動作について説明する。
まず、制御回路６は、交流電圧の波形の形状（例えば、正弦波形、矩形波形、あるいは、正弦波と矩形波の組み合わせ）や、交流電圧の周波数ｆなどを示す交流電圧制御信号を交流電圧発生回路３に出力する。
交流電圧発生回路３は、制御回路６から交流電圧制御信号を受けると、その交流電圧制御信号にしたがって交流電圧Ｖ_ＡＣを発生する。
なお、交流電圧発生回路３は、制御回路６の指示の下で、所望の波形形状の交流電圧Ｖ_ＡＣを発生することができればよく、交流電圧発生回路３の回路構成は特に問わない。
図２は交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣの波形例を示す説明図である。
図２（ａ）は正弦波の交流電圧Ｖ_ＡＣが発生されている例を示し、図２（ｂ）は矩形波の交流電圧Ｖ_ＡＣが発生されている例を示している。
ただし、図２はあくまでも一例であり、他の波形の交流電圧Ｖ_ＡＣであってもよい。

昇圧トランス４は、一次側が交流電圧発生回路３と接続されており、交流電圧発生回路３が交流電圧Ｖ_ＡＣを発生すると、その交流電圧Ｖ_ＡＣを昇圧して、昇圧後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’を二次側に出力する。
Ｖ_ＡＣ’＝Ｋ・Ｖ_ＡＣ
ただし、Ｋは昇圧トランス４の利得（ゲイン）である。
この実施の形態１では、二次側の出力端子４ｂに直流電圧発生回路５が接続されているが、直流電圧発生回路５が接続されていなければ、交流電圧Ｖ_ＡＣ’における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒは変えられず、電位出力端子８に出力される。

制御回路６は、直流電圧発生回路５により印加される直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。
例えば、交流電圧Ｖ_ＡＣ’における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを５０：５０〜０：１００の範囲で調整する場合、０Ｖ〜−ＸＶ（この場合、ＸはＶ_ＡＣ’の波高値となる）の直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。
また、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを５０：５０〜１００：０の範囲で調整する場合、０Ｖ〜＋ＸＶの直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。

具体的には、例えば、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを変更せずに、５０：５０で使用する場合、０Ｖの直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。
例えば、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを２５：７５で使用する場合、−Ｘ／２Ｖの直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。
例えば、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを０：１００で使用する場合、−ＸＶの直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。
例えば、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを７５：２５で使用する場合、＋Ｘ／２Ｖの直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。
例えば、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを１００：０で使用する場合、＋ＸＶの直流電圧Ｖ_ＤＣを示す直流電圧制御信号を直流電圧発生回路５に出力する。

直流電圧発生回路５は、制御回路６から直流電圧制御信号を受けると、内蔵している直流可変電源から直流電圧制御信号が示す直流電圧Ｖ_ＤＣを出力することで、その直流電圧Ｖ_ＤＣを昇圧トランス４の二次側の出力端子４ｂとグランド間に印加する。
これにより、直流電圧発生回路５から出力された直流電圧Ｖ_ＤＣが交流電圧Ｖ_ＡＣ’に重畳され、その分だけ、交流電圧Ｖ_ＡＣ’がシフトされるため、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒが調整され、比率Ｒが調整された後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’が電位出力端子８から出力される。
例えば、直流電圧Ｖ_ＤＣがマイナスの電圧であれば、昇圧後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’が直流電圧Ｖ_ＤＣの値に応じてマイナス側にオフセットされて、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒが５０：５０〜０：１００の範囲になる。
一方、直流電圧Ｖ_ＤＣがプラスの電圧であれば、昇圧後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’が直流電圧Ｖ_ＤＣの値に応じてプラス側にオフセットされて、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒが５０：５０〜１００：０の範囲になる。

ここで、図３は比率Ｒが調整された後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形（シミュレーション波形）例を示す説明図である。
図３では、交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形が矩形波である例を示しており、正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒが２０：８０に調整されている。
なお、比率Ｒが調整されても、電圧がオフセットされるだけで、交流電圧Ｖ_ＡＣ’の実効値は殆ど変化していない。即ち、直流電圧が重畳されることで、電圧波形が−側又は＋側にシフトされているが、波形の形（面積）は殆ど変わらないため、交流電圧Ｖ_ＡＣ’の実効値の変化は小さい。
ただし、交流電圧Ｖ_ＡＣ’の実効値が若干低下してしまう状況下では、制御回路６が、交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣを制御（例えば、交流電圧Ｖ_ＡＣの波形の形状、周波数、電圧値などを制御）することで、実効値の低下を抑えるようにする。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、制御回路６から出力される直流電圧制御信号にしたがって昇圧トランス４の二次側の出力端子４ｂとグランド間に直流電圧Ｖ_ＤＣを印加する直流電圧発生回路５を設け、制御回路６が、直流電圧発生回路５により印加される直流電圧Ｖ_ＤＣを制御して、電位出力端子８から出力される交流電圧Ｖ_ＡＣ’における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率Ｒを調整するように構成したので、比率Ｒを切り替えても、交流電圧Ｖ_ＡＣ’の実効値を維持して、治療者の体感の減少を防止することができる効果を奏する。
また、比率Ｒを５０：５０〜０：１００の範囲、あるいは、５０：５０〜１００：０の範囲で調整することができるので、特許文献１に開示されている電位治療器では実施することができない０：１００の比率Ｒや、１００：０の比率Ｒでの電位治療も実施することができる効果を奏する。
なお、比率Ｒは、５０：５０〜０：１００の範囲、または、５０：５０〜１００：０の範囲の何れかでなければならないということではなく、１００：０〜０：１００の範囲であってもよく、また、その間の数値（例えば、７５：２５〜０：１００など）であってもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、制御回路６が、交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣを制御して、正弦波形、矩形波形、あるいは、正弦波と矩形波の組み合わせからなる波形の交流電圧を発生させる例を示したが、さらに、制御回路６が、交流電圧発生回路３により発生される交流電圧Ｖ_ＡＣを制御して、その交流電圧Ｖ_ＡＣの波形に歪みを加えるようにしてもよい。
交流電圧Ｖ_ＡＣの波形に歪みを加える手法としては、例えば、基本波である正弦波や矩形波の交流電圧Ｖ_ＡＣに対して高調波を重畳させる手法などが考えられる。
交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形に歪みを加えることで、治療者の体感に変化を与えることができるため、治療者の体感の慣れを防止して、治療効果を高めることができる。

ここで、図４及び図５は歪みが加えられている比率調整後の交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形（シミュレーション波形）例を示す説明図である。
図４及び図５では、比率Ｒが２０：８０である場合の矩形波の交流電圧Ｖ_ＡＣ’の波形を示している。

上記実施の形態１，２では、昇圧トランス４の出力端子４ｂとグランド間に直流電圧発生回路５が接続されているものを示したが、図６に示すように、昇圧トランス４の出力端子４ａと電流制限抵抗７の間に直流電圧発生回路５が接続されていてもよい。

１ＡＣ電源
２電源回路
３交流電圧発生回路
４昇圧トランス
４ａ昇圧トランスの二次側の出力端子（二次側の一端）
４ｂ昇圧トランスの二次側の出力端子（二次側の他端）
５直流電圧発生回路
６制御回路
７電流制限抵抗
８電位出力端子

Claims

交流電圧を発生する交流電圧発生回路と、
一次側が前記交流電圧発生回路と接続されて、二次側の一端が電位出力端子と接続されており、前記交流電圧発生回路により発生された交流電圧を昇圧して、昇圧後の交流電圧を二次側に出力する変圧器と、
前記変圧器の二次側の他端とグランド間に直流電圧を印加する直流電圧発生回路と、
前記直流電圧発生回路により印加される直流電圧を制御して、前記電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を調整する制御回路と
を備えた電位治療器。
前記制御回路は、前記電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を５０対５０から０対１００の範囲、あるいは、５０対５０から１００対０の範囲で調整することを特徴とする請求項１記載の電位治療器。
前記制御回路は、前記直流電圧発生回路により印加される直流電圧を制御して、前記電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を調整し、かつ、前記交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の電位治療器。
前記制御回路は、前記電位出力端子から出力される交流電圧における正電圧のピーク値と負電圧のピーク値との比率を５０対５０から０対１００の範囲、あるいは、５０対５０から１００対０の範囲で調整する際、前記前記交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御して、前記電位出力端子から出力される交流電圧の実効値の低下を抑えることを特徴とする請求項３記載の電位治療器。
前記制御回路は、前記交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御して、前記交流電圧の波形に歪みを加えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電位治療器。
前記制御回路は、前記交流電圧発生回路により発生される交流電圧を制御して、正弦波形、矩形波形、あるいは、正弦波と矩形波の組み合わせからなる波形の交流電圧を発生させることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の電位治療器。