JP5910894B2 - 交流電位治療器 - Google Patents

Description

本発明は交流電位治療器に係り、特に本発明は、導電マットの配置場所や、使用形態の
変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制できる交流電位治
療器に関する。

従来の交流電位治療器としては、例えば本件出願人が先に提案した特許第２６０９５７
４号公報（特許文献１）のように、交流昇圧トランスの高圧２次コイルの両端に設けた正
電圧ブリーダ回路により、生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率を約１対３に設
定し、健康な人体内における正負イオンの理想的な存在比率に等しい割合で生体に交流電
位を印加することで、電位治療効果に有効性と即効性を持たせ、かつ生体拒否反応の発生
を防止した交流電位治療器が周知である。

この特許文献１は、その段落０００９と公報図面および、本願添付の図３のように、商
用電源ＡＣに１次コイルＬ１を接続した昇圧トランスＴにおける高圧２次コイルＬ２の高
圧端Ｐ１と接地端Ｐ２との間に、高圧端に向けたダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との並列回路
に、抵抗Ｒ２と接地端に向けたダイオードＤ２との直列回路を直列に接続することで、こ
れら各回路の相互接続部ｂ１から正電圧と負電圧との波高値比率がほぼ１対３の高圧交流
を得ると共に、この高圧交流を１０ＭΩ程度の保護用抵抗Ｒ０を経た保護出力端ｂ２から
前記導電マットｍに生体印加交流として給電する交流電位治療器である。

ただし、この文献１では、上記段落と公報図面および、本願添付の図３のように、トラ
ンス１次コイルＬ１の大地電位ラインＥと、２次コイルＬ２の接地端Ｐ１との間に１ＭΩ
程度の保護用抵抗Ｒを接続することで、上記接地端Ｐ２を大地電位保持している。

また、この文献１の段落００１０には、「家屋の床などに対して絶縁シートにより大地
と絶縁して敷設した導電マットｍ上に患者の腰などの患部をあてがうと、正電圧と負電圧
との波高値比率がほぼ１対３の交流高電位を患部に印加できる。」との記載が有るが、こ
のような交流電位治療器は、この特許文献１に限らず、例えば特開昭５８−１４６３６１
号公報（特許文献２）や、特許第４２１７８１４号公報（特許文献３）などの従来例は、
高圧交流を１０ＭΩ（メグオーム）程度の保護用抵抗を経て絶縁被覆の導電マットｍに生
体印加交流として給電していた。

上記のような従来の導電マット給電手段では、保護出力端ｂ２の対接地インピーダンス
（抵抗）が、図３における１２ＭΩ程度の抵抗Ｒ２の値に、前記１０ＭΩ程度の保護用抵
抗Ｒ０の値を加えた２２ＭΩ程度とかなり大きな抵抗値になり、これら各抵抗の値が大き
くなればなる程、導電マットの配置場所や、使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧
と負電圧との波高値比率の変動が大きくなるという本質的な大きい問題点を生じる。

ところが、上記特許文献１〜３の交流電位治療器を含めて現用一般の交流電位治療器は
、前記の問題点を初めとして、波高値比率の変動を解決しようとする着眼点と製品開発意
図が最初から無かったらしく、現在でも依然として分圧抵抗とは別の保護用抵抗Ｒ０を経
た高圧交流電圧を、導電マットｍと生体患部との間に存在する絶縁被覆の誘電率に応じ、
使用形態の変動に対応したキャパシタンスを介し生体に印加している。

上記キャパシタンスは、導電マットｍの配置場所とか、生体患部に対する導電マット絶
縁被覆の密接のさせ方、仕方等の導電マットの使用形態の変動に対して大きく変動し、例
えば、木造家屋における２階和室の絶縁性ベッド上に載置した３０×４０ｃｍ程度の方形
導電マットの絶縁被覆上に片腕を載せた程度の場合は、導電マットと生体患部や大地との
間のキャパシタンスは、浮游容量を含めて、およそ２２０ｐＦ（ピコファラッド）程度で
、７０Ｈｚにおけるインピーダンスは、約１０ＭΩ程度である。

この反面、上記の場合と同様な使用条件の導電マット全面に身体を横たえて使用する場
合には、絶縁被覆の導電マットと生体や大地との間のキャパシタンスは、浮游容量を含め
て、およそ５倍の１１００ｐＦ程度となり、７０Ｈｚにおけるインピーダンスは、約２Ｍ
Ω程度と約５分の１に低下する。

具体的には、図３における２次コイルＬ２の出力電圧を波高値で１４ＫＶ（キロボルト
）とし、ダイオードＤ１と並列の抵抗Ｒ１を１８ＭΩ・他の抵抗Ｒ２を１２ＭΩに設定し
、導電マットｍを外した無負荷状態の保護出力端ｂ２と、大地電位ラインＥとの間の生体
印加交流電圧ｅを対接地インピーダンスが約１００ＭΩ程度の高圧プローブを用いたオシ
ロスコープにより測定した結果、上記保護出力端ｂ２の負電圧は、１２．７ＫＶ・正電圧
は、５．４６ＫＶで、正電圧と負電圧との波高値比率は、１：２．３３であった。

次いで、保護出力端ｂ２に導電マットｍを図３のように接続し、生体印加交流を１０Ｍ
Ω程度の保護用抵抗Ｒ０と導電マットｍの絶縁被覆とを経て生体患部に印加した使用状態
で、保護出力端ｂ２と大地電位ラインＥとの間における生体印加交流電圧ｅを前記のよう
な高圧プローブを用いたオシロスコープにより測定した。

全面に生体患部を密接させた導電マットｍのインピーダンスは前記のように約２ＭΩだ
から、保護出力端ｂ２の負電圧は、１４×１／６＝２．３３ＫＶ・正電圧は、０．６１Ｋ
Ｖとなり、正電圧と負電圧との波高値比率は、０．６１：２．３３＝１：３．８２となる
一方、片腕を載せた導電マットｍのインピーダンスは、前記のように約１０ＭΩだから、
保護出力端ｂ２の負電圧は、１４×１／２＝７．０ＫＶ・正電圧は、２．１４ＫＶとなり
、正電圧と負電圧との波高値比率は、２．１４：７．０＝１：３．２７となった。

その結果、導電マットの配置場所や、使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負
電圧との波高値比率の変動差は、３．８２−３．２７＝０．５５となり、各波高値比率の
平均値３．５５に対し、１５．５％も変動するという不安定要素が発生するため、交流電
位治療器として使えない場合も生じるという根源的で切実な問題点が有る。

上記問題点の原因としては、片腕を載せた程度の導電マットと、全面に患部を密接した
導電マットとの正電圧差が前記のように、２．１４−０．６１＝１．５３ＫＶであっても
、相互接続部ｂ１の正電圧差は、保護用抵抗Ｒ０の電圧降下により、ほぼ半減した０．７
６ＫＶとなるから、抵抗Ｒ２に流れる正の分流電流の増加による電圧降下も極く僅かとな
り、導電マットの正電圧上昇分を、さほど抑制できないためと推測できる。

すなわち、導電マットｍの配置場所や使用形態の変動により、図３における保護出力端
ｂ２の交流正電圧が低下すると、その低下分に応じ、抵抗Ｒ１と保護用抵抗Ｒ０の電圧降
下は増加するが、相互接続部ｂ１の電圧は、さほど変化せず、また、保護出力端ｂ２の交
流正電圧が上昇すると、その上昇分に応じて抵抗Ｒ１と保護用抵抗Ｒ０の電圧降下は減少
するが、相互接続部ｂ１の電圧は、さほど変化しないためが原因として推測できる。

これら各特許文献１〜３のほかに、特開２００６−２３９０３２号公報（特許文献４
）のように、交流昇圧トランスの高圧２次コイルに中間タップを設け、このタップ電圧を
用いた高圧分圧回路を有する交流電位治療器も周知である。

この従来例は、中間タップと他の電気部品間または／および中間タップと高圧２次コイ
ルの線間等に生じるリークとか、レヤーショートの発生を防ぐため、高圧電気安全確保の
観点から、上記中間タップを境として２次コイルを接地側と高圧側とに分け、昇圧トラン
スのボビンとして、１次コイルボビンの他に上記低圧側と高圧側に１個ずつ、計３個のボ
ビンが必要となるので、昇圧トランスが大型かつ、コスト高になるという根源的で切実な
問題点が有る。

このような問題点が有る高圧２次コイルの上記中間タップを用いずに、前記従来例にお
ける保護用抵抗を本発明のように、抵抗値を変えず分圧抵抗としても兼用可能に接続変更
することで、導電マットの対接地インピーダンス（抵抗）を低減させれば、前記特許文献
１〜３における不安定要素は軽減できる筈であるが、このような手段により、導電マット
の配置場所や、使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変
動を抑制した交流電位治療器は、未だ現世には存在していない。

特許第２６０９５７４号公報 特開昭５８−１４６３６１号公報 特許第４２１７８１４号公報 特開２００６−２３９０３２号公報

本発明の目的は、導電マットの配置場所や、使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電
圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制することに有る。

前記目的を達成する手段としては、先ず、絶縁被覆の導電マットから生体に高圧交流電圧を印加して治療を実行する電位治療器を構成するに当たり、交流電源に１次コイルを接続した交流昇圧トランスにおける高圧２次コイルの高圧端に、この高圧端に向けたダイオードと抵抗との並列回路に対し、保護兼用分圧抵抗を直列接続した第１分圧回路の１端を接続すると共に、この分圧回路の他端と前記２次コイルにおける大地電位の接地端との間には、この接地端に向けたダイオードに抵抗を直列接続した第２分圧回路を接続する。

次いで、前記各分圧回路間における分圧出力端から得た、正電圧と負電圧との波高値比率がほぼ１対３の高圧交流を高圧ケーブルにより、導電マットに生体印加交流として給電可能にすることで、前記従来例における導電マットｍだけに直列の保護用抵抗を省略すると共に、導電マットｍの対接地インピーダンスを低減し、導電マットｍの使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制可能に構成したことで、前記本発明の目的は達成できた。

本発明では、前記第１分圧回路内に設けた保護兼用分圧抵抗により、前記各従来例にお
ける導電マットだけに直列の保護用抵抗が不要になったので、導電マットの対接地インピ
ーダンス（抵抗）を低減でき、導電マットの配置場所や、使用形態の変動に伴う生体印加
交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制できた結果、前記各従来例における不
安定要素を払拭できたという優れた効果が有る。

本発明が上記効果を奏し得た理由としては、導電マットの配置場所や使用形態の変動に
より、分圧出力端ｂの生体印加交流電圧が低下すれば、この低下分に応じて第１分圧回路
の電圧降下は増加するが、第２分圧回路の電圧降下が減少するため、上記電圧低下分を抑
制できるものと推測できる一方、上記生体印加交流電圧が上昇すれば、これに応じて第１
分圧回路の電圧降下は減少するが、第２分圧回路の電圧降下が増加するため、上記電圧上
昇分を抑制できるものと推測できる。

要するに本発明によれば、導電マットの配置場所や、使用形態の変動に伴う導電マット
ｍの生体印加交流電圧が変動しても、この電圧変動を相殺するように第１・第２各分圧回
路内の抵抗の電圧降下がそれぞれ自動的に増減するので、導電マットの配置場所や、使用
形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制できた結果
、前記各従来例における不安定要素を払拭できたという優れた効果が有る。

本発明の交流電位治療器の実施形態を示す回路図 本発明の他の実施例を示す回路図 従来の交流電位治療器の要部実施例を示す回路図

次に、本発明を実施するための形態例を図面と共に説明すると、本発明の交流電位治療
器は、周波数が例えば５０〜１００Ｈｚ程度・電圧が波高値で１４ＫＶ程度の正弦波交流
高電圧を導電マットｍから、その絶縁被覆を介し生体に印加して電位治療を施す電位治療
器を構成するに当たり、商用交流自体や、図１のように上記周波数の交流電圧を発生させ
得る現用一般のインバータ電源回路による交流電源Ａに昇圧トランスＴの１次コイルＬ１
を接続する。

図１における上記トランスＴの高圧２次コイルＬ２の接地端Ｐ２と、商用交流入力ライ
ンとの間に１ＭΩ・３Ｗ程度の保護用抵抗Ｒを接続することで、上記接地端Ｐ２を柱上ト
ランス等におけるアース線により大地電位にしたり、接地端Ｐ２をユーザーが大地に埋め
たアース棒等に接続することで、上記接地端Ｐ２の電位を大地電位に保持する。

一方、前記２次コイルＬ２の高圧端Ｐ１に、図１のように上記高圧端Ｐ１に向けた高圧用ダイオードＤ１と、１８ＭΩ・３Ｗ程度の抵抗Ｒ１との並列回路に対し、１０ＭΩ・３Ｗ程度の保護兼用分圧抵抗Ｒo を直列接続した第１分圧回路Ｂ１の１端を接続すると共に、この分圧回路Ｂ１の他端と前記２次コイルＬ２における大地電位の接地端Ｐ２との間には、この接地端Ｐ２に向けた高圧用ダイオードＤ２に１２ＭΩ・３Ｗ程度の抵抗Ｒ２を直列接続した第２分圧回路Ｂ２を接続するのであるが、これら各抵抗の値は、前記段落００１０に記載済の特許文献１における各抵抗の定数に応じて設定した。

次いで、図１に示す各分圧回路Ｂ１・Ｂ２間における分圧出力端ｂから得た、正電圧と負電圧との波高値比率がほぼ１対３の高圧交流を高圧ケーブルにより、導電マットｍに生体印加交流として給電可能に構成することで、前記従来例における導電マットｍだけに直列の前記保護用抵抗Ｒ０を省略すると共に、導電マットの対接地インピーダンスを低減することで、導電マットｍの使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制可能に構成できた。

ただし、図１における第１分圧回路Ｂ１内のダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との並列回路と
保護兼用分圧抵抗Ｒo の接続位置、または／および、第２分圧回路Ｂ２内のダイオードＤ
２と抵抗Ｒ２の接続位置を図２のように互いに置換してもよい。

すなわち、高圧２次コイルＬ２の高圧端Ｐ１に保護兼用分圧抵抗Ｒo の１端を図２のよ
うに接続すると共に、この抵抗Ｒo の他端と前記分圧出力端ｂとの間に前記並列回路を接
続したり、分圧出力端ｂに抵抗Ｒ２の１端を接続し、この抵抗Ｒ２の他端と前記接地端Ｐ
２との間にダイオードＤ２を接続しても同効である。

本発明による交流電位治療器は、以上のような構成となしたので、これを使用するには
、家屋の床などに対して大地と絶縁して敷設した絶縁被覆の導電マットｍ上に患者の腰な
どの患部をあてがうと、正電圧と負電圧との波高値比率が所定比率、例えばほぼ１対３の
交流高電位を絶縁被覆を経て印加できる。

具体的には、図１に示す本発明の実施形態における電源電圧や、抵抗Ｒ１・Ｒ２・保護
兼用分圧抵抗Ｒo の各抵抗値を、前記段落００１０における文献１の各部電圧測定時に用
いた電源電圧や、各抵抗値に対応した抵抗値にそれぞれ設定して前記分圧出力端ｂと、大
地電位ラインＥとの間の生体印加交流電圧ｅを前記と同様な測定条件で測定した。

先ず、トランス２次コイルＬ２の交流電圧を１４ＫＶとし、ダイオードＤ１に並列の抵
抗Ｒ１を１８ＭΩ・３Ｗ、保護兼用分圧抵抗Ｒo の抵抗値を１０ＭΩ・３Ｗ、抵抗Ｒ２を
１２ＭΩ・３Ｗにそれぞれ設定した後、分圧出力端ｂから導電マットｍを外した無負荷状
態の分圧出力端ｂと、大地電位ラインＥとの間の生体印加交流電圧ｅを前記オシロスコー
プにより測定した結果、上記分圧出力端ｂの負電圧は、１２．７ＫＶ・正電圧は、４．０
７ＫＶで、正電圧と負電圧との波高値比率は、１：３．１３であった。

次いで、分圧出力端ｂに導電マットｍを図１のように接続し、生体印加交流を導電マッ
トｍの絶縁被覆を経て生体患部に印加した使用状態で、分圧出力端ｂと大地電位ラインＥ
との間における生体印加交流電圧ｅを前記と同様に測定した。

その結果として、全面に生体患部を密接させた導電マットｍのインピーダンスは前記の
ように約２ＭΩだから、分圧出力端ｂの負電圧は、１４×１／６＝２．３３ＫＶ・正電圧
は、０．８２ＫＶとなり、正電圧と負電圧との波高値比率は、０．８２：２．３３＝１：
２．８４となる一方、片腕を載せた程度の導電マットｍのインピーダンスは、前記のよう
に約１０ＭΩだから、分圧出力端ｂの負電圧は、１４×１／２＝７．０ＫＶ・正電圧は、
２．３８ＫＶとなり、正電圧と負電圧との波高値比率は、２．３８：７．０＝１：２．９
４となった。

したがって、導電マットｍの配置場所や、使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧
と負電圧との波高値比率の変動差は、２．９４−２．８４＝０．１０となり、各波高値比
率の平均値２．８９に対し、波高値比率の変動率は僅か０．３４％だから、前記段落００
１３に記載の特許文献１における波高値比率の変動率、１５．５％に対して本発明におけ
る波高値比率の変動率は、殆ど零となったので、導電マットの配置場所や、使用形態の変
動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制できた。

本発明が上記作用を奏し得た理由は、導電マットｍの配置場所や、使用形態の変動に伴
う導電マットｍと生体患部との間における前記キャパシタンス増加により、導電マットｍ
の生体印加交流電圧が低下すれば、この低下分に応じて第１分圧回路Ｂ１の電圧降下は増
加するが、第２分圧回路Ｂ２の電圧降下が減少するため、上記電圧低下分を抑制できるも
のと推測できる一方、前記キャパシタンス減少により、上記生体印加交流電圧が上昇すれ
ば、これに応じて第１分圧回路Ｂ１の電圧降下は減少するが、第２分圧回路Ｂ２の電圧降
下が増加するため、上記電圧上昇分を抑制できる。

要するに本発明によれば、導電マットｍの配置場所や、使用形態の変動に伴う導電マッ
トｍの生体印加交流電圧が変動しても、この電圧変動を相殺するように第１・第２各分圧
回路Ｂ１・Ｂ２の電圧降下がそれぞれ自動的に増減するので、導電マットｍの配置場所や
、使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制でき
た結果、前記各従来例における不安定要素を払拭できた。

ただし、正電圧と負電圧との波高値比率を１対３に限りなく近付けたり、前記分圧出力
端ｂの出力電圧を可及的に高く設定するには、前記各抵抗Ｒ１・Ｒ２や、保護兼用分圧抵
抗Ｒo の抵抗値をそれぞれ２次コイル高圧端Ｐ１の電圧と共に適宜選定することで、上記
波高値比率を１対３に近付けたり、上記出力電圧の設定ができるが、これらの設定事項は
設計上の問題だから、その詳細は省略する。

Ａ…交流電源 Ｐ１…２次コイル高圧端
Ｂ１…第１分圧回路 Ｐ２…２次コイル接地端
Ｂ２…第２分圧回路 Ｒo …保護兼用分圧抵抗
ｂ…分圧出力端 Ｒ１・Ｒ２…抵抗
Ｔ…昇圧トランス Ｒ…保護用抵抗
Ｌ１…トランス１次コイル Ｅ…大地電位ライン
Ｌ２…高圧２次コイル ｍ…絶縁被覆の導電マット

Claims (1)

1. 絶縁被覆の導電マットｍから生体に交流高電圧を印加して治療を実行する電位治療器において、交流昇圧トランスＴにおける２次コイルＬ２の高圧端Ｐ１に、この高圧端に向けたダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との並列回路に対し、保護兼用分圧抵抗Ｒo を直列接続した第１分圧回路Ｂ１の１端を接続すると共に、この分圧回路Ｂ１の他端と前記２次コイルＬ２における大地電位の接地端Ｐ２との間には、この接地端に向けたダイオードＤ２に抵抗Ｒ２を直列接続した第２分圧回路Ｂ２を接続し、前記各分圧回路Ｂ１・Ｂ２間における分圧出力端ｂから得た、正電圧と負電圧との波高値比率がほぼ１対３の高圧交流を高圧ケーブルにより、導電マットｍに生体印加交流として給電可能に構成することで、導電マットｍだけに直列の保護用抵抗を省略すると共に、導電マットｍの対接地インピーダンスを低減することで、導電マットｍの使用形態の変動に伴う生体印加交流の正電圧と負電圧との波高値比率の変動を抑制可能に構成したことを特徴とする交流電位治療器。

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