JP6614548B2 - 電位治療器 - Google Patents
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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関する。
電気的に絶縁した生体に数千Ｖの交流の高電圧を印加して、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（特許文献１）。
また、高電圧の電位治療器で生体の治療を行うとともに、例えばヒータ等の電気製品により生体を温熱する場合がある。この場合、電気製品には、電位治療器の数千Ｖの高電圧が印加される。
しかしながら、電気製品は、電位治療器の高電圧の印加により放電を起こし、破壊されることがある。電気製品の破壊を防止するために、数千Ｖの絶縁を施したトランスを用いると、電位治療器が大型化し且つ重量化して高価になってしまう。
本発明の課題は、小型、軽量、安価で数千Ｖの絶縁を行える絶縁トランスを用いた電位治療器を提供する。
本発明に係る電位治療器は、上記課題を解決するために、第１の交流電圧を直流電圧に変換する電源回路と、前記電源回路の直流電圧をスイッチングすることにより第２の交流電圧を生成する第１制御回路と、前記第１制御回路で生成された第２の交流電圧を第１の一次巻線に入力し昇圧して第１の二次巻線から交流高電圧を通電シートに出力する高圧トランスと、前記電源回路の直流電圧をスイッチングすることにより第３の交流電圧を生成する第２制御回路と、前記高圧トランスの第１の二次巻線に第２の二次巻線が接続され、前記第２制御回路で生成された第３の交流電圧を第２の一次巻線に入力し電圧変換して第２の二次巻線の交流電圧を整流平滑して電気製品に出力する電気製品用トランスを備える。前記電気製品用トランスは、コアに前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが巻回され、前記コアの材料は、Ｎｉ−Ｚｎからなる。
本発明によれば、電気製品用トランスのコアの材料がＮｉ−Ｚｎからなるので、第２の一次巻線とコアとの間、第２の二次巻線とコアとの間の絶縁性が高く、通電シートから電気製品への放電がなくなる。
従って、小型、軽量、安価で数千Ｖの絶縁を行える絶縁トランスを用いた電位治療器及び電位治療器を提供することができる。
以下、本発明の電位治療器及び電位治療器に用いられる高絶縁電源の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例１の電位治療器の回路構成図である。この電位治療器は、電位治療器本体１、電源プラグ２、ヒータ・一体型通電シート３を備える。
電位治療器本体１は、電源回路１１、高圧トランス駆動回路１２、ヒータトランス制御回路１３、表示・入力制御回路１４、高圧トランスＴ１、ヒータトランスＴ２、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１を備える。
電源回路１１は、電源プラグ２から入力される商用交流電圧（本発明の第１の交流電圧）を直流電圧に変換する。
高圧トランス駆動回路１２は、本発明の第１制御回路に対応し、電源回路１１の直流電圧を図示しないスイッチング素子によりスイッチングすることにより第２の交流電圧を生成して高圧トランスＴ１の一次巻線Ｐに印加する。
高圧トランスＴ１は、第１の一次巻線Ｐ１と第１の二次巻線Ｓ１とが電磁結合され、第１の一次巻線Ｐ１と第１の二次巻線Ｓ１との間に抵抗Ｒ３が接続されている。高圧トランスＴ１は、高圧トランス駆動回路１２で生成された第２の交流電圧を第１の一次巻線Ｐ１に入力し昇圧して第１の二次巻線Ｓ１から交流高電圧を抵抗Ｒ２を介して通電シート３１に出力する。
ヒータトランス制御回路１３は、本発明の第２の制御回路に対応し、電源回路１１の直流電圧を図示しないスイッチング素子によりスイッチングすることにより第３の交流電圧を生成してヒータトランスＴ２の一次巻線Ｐ２に印加する。
ヒータトランスＴ２は、本発明の電気製品用トランスに対応し、第２の一次巻線Ｐ２と第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３とが電磁結合され、第２の二次巻線Ｓ２と第２の二次巻線Ｓ３とは直列に接続されている。
第２の二次巻線Ｓ２の一端はダイオードＤ１のアノードに接続され、第２の二次巻線Ｓ３の一端はダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ１のカソードとダイオードＤ２のカソードとは、リアクトルＬ１の一端に接続されている。リアクトルＬ１の他端は、コンデンサの一端とヒータ３２の一端とに接続されている。
第２の二次巻線Ｓ２の他端と第２の二次巻線Ｓ３の他端は、コンデンサＣ１の他端とヒータ３２の抵抗Ｒ２を介してヒータ３２の他端と通電シート３１に接続されている。
ヒータトランスＴ２は、第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３が抵抗Ｒ２を介して高圧トランスＴ１の第１の二次巻線Ｓ１の一端に接続され、ヒータトランス制御回路１３で生成された第３の交流電圧を第２の一次巻線Ｐ２に入力し電圧変換して第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３の交流電圧をダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１で整流平滑してヒータ３２に出力する。ヒータ３２は、本発明の電気製品に対応する。
ヒータ３２と通電シート３１とは、ヒータ・一体型通電シート３として一体化されている。
なお、電源回路１１、ヒータトランス制御回路１３、ヒータトランスＴ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１は、ヒータ用高絶縁電源からなる。
表示・入力制御回路１４は、電位治療器の電源のオンオフ、実効出力電圧、タイマー、出力の開始／停止の入力及び表示の制御を行う。
図２は、本発明の実施例１の電位治療器のヒータトランスの構成を示す断面図である。このヒータトランスＴ２は、Ｅ字状のＥコア２１ａとＥ字状のＥコア２１ｂとを互いに向い合せて日の字状のコアを形成している。Ｅコア２１ａ，２１ｂは、透磁率μの高い磁性材料からなるとともに、Ｅコア２１ａ，２１ｂの材料は、絶縁特性に優れたＮｉ−Ｚｎからなる。Ｎｉ−Ｚｎの絶縁抵抗は、数ＭΩ〜数十ＭΩである。
Ｅコア２１ａ，２１ｂには、ボビン２２が取り付けられており、ボビン２２には、巻線コイルを収容可能な溝部２２ａと溝部２２ｂとが形成されている。
溝部２２ａには、一次巻線Ｐ２が巻回されており、溝部２２ｂには、二次巻線Ｓ２，Ｓ３が巻回され、一次巻線Ｐ２と二次巻線Ｓ２，Ｓ３とは、ボビン２２の段部により所定距離だけ離間して配置されている。
次にこのように構成された実施例１の電位治療器の動作を説明する。まず、表示・入力制御回路１４から電源オンの指示がなされると、電位治療器の電源がオンとなり、実効出力電圧、治療時間を設定して、出力の開始を指示する。
すると、高圧トランス駆動回路１２と高圧トランスＴ１とにより数千Ｖの高電圧が生成され、高圧トランスＴ１の二次巻線Ｓ１から数千Ｖの高電圧が抵抗Ｒ２を介して通電シート３１に印加される。これにより、生体の電位治療が行われる。
一方、ヒータトランス制御回路１３とヒータトランスＴ２とにより約数十Ｖの電圧が生成され、ヒータトランスＴ２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３からの電圧がダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１により整流平滑されて直流電圧がヒータ３２に印加される。これにより、生体の温熱治療が行われる。
ここで、高圧トランスＴ１の二次巻線Ｓ１からの高電圧がヒータトランスＴ２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３に印加される。ヒータトランスＴ２のコア２１ａ，２１ｂの材料がＮｉ−Ｚｎからなるので、第２の一次巻線Ｐ２とコア２１ａ間、第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３とコア２１ｂ間の絶縁性が高くなっている。このため、通電シート３１からヒータ３２への放電がなくなる。
従って、小型、軽量、安価で数千Ｖの絶縁を行える絶縁トランスを用いた電位治療器を提供することができる。
また、コア２１ａ，２１ｂの材料がＮｉ−Ｚｎからなるので、数十ｋＨｚ以上のスイッチング周波数にてヒータトランスＴ２を駆動することができる。
また、実施例１の電位治療器に代えて、図３に示す変形例１の電位治療器を用いることもできる。図３に示す変形例１の電位治療器は、実施例１の電位治療器に対して電位治療器本体１ａが異なる。電位治療器本体１ａは、電源回路１１、制御回路１３ａ、表示・入力制御回路１４、高圧トランスＴ１、ヒータトランスＴ２、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１を備える。
高圧トランスＴ１は、第１の交流電圧（商用周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧）をスイッチＳＷ１を介して第１の一次巻線Ｐ１に入力し昇圧して第１の二次巻線Ｓ１から交流高電圧を抵抗Ｒ２を介して通電シート３１に出力する。従って、商用周波数の数千Ｖの交流電圧が通電シート３１に印加されることにより、生体の電位治療が行われる。
制御回路１３ａは、第１の交流電圧を直流電圧に変換する電源回路１１の直流電圧をスイッチングすることにより第２の交流電圧を生成する。ヒータトランスＴ２は、高圧トランスＴ１の第１の二次巻線Ｓ１に第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３が接続され、制御回路１３ａで生成された第２の交流電圧を第２の一次巻線Ｐ２に入力し電圧変換して第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３の交流電圧を整流平滑してヒータ３２に出力する。
ヒータトランスＴ２は、コアに第２の一次巻線Ｐ２と第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３とが巻回され、コアの材料は、Ｎｉ−Ｚｎからなる。
このような変形例２の電位治療器によっても、実施例１の電位治療器の効果と同様な効果が得られる。
また、図４に示すように、実施例１の電位治療器の変形例２として、通電シート３１とヒータ３２とを別体に設けるように構成してもよい。
図５は、本発明の実施例２の電位治療器に用いられるヒータ用高絶縁電源の回路構成図である。ヒータ用高絶縁電源４は、本発明の高絶縁電源に対応し、電源回路１１、ヒータトランス制御回路１３、ヒータトランスＴ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１を備える。
電源回路１１、ヒータトランス制御回路１３、ヒータトランスＴ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１の構成については、図１で既に説明したので、ここでは、その説明は、省略する。
このようなヒータ用高絶縁電源４によれば、ヒータトランス制御回路１３とヒータトランスＴ２とにより約数十Ｖの電圧が生成され、ヒータトランスＴ２の二次巻線ＳＳ２，Ｓ３からの電圧がダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１、コンデンサＣ１により整流平滑されて直流電圧がヒータ３２に印加される。これにより、生体の温熱治療が行われる。
また、ヒータ用高絶縁電源４が電位治療器と併用された場合には、高圧トランスＴ１の二次巻線Ｓ１からの高電圧がヒータトランスＴ２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３に印加される。ヒータトランスＴ２のコア２１ａ，２１ｂの材料がＮｉ−Ｚｎからなるので、第２の一次巻線Ｐ２とコア２１ａ間、第２の二次巻線Ｓ２，Ｓ３とコア２１ｂ間の絶縁性が高くなっている。このため、通電シート３１からヒータ３２への放電がなくなる。
従って、小型、軽量、安価で数千Ｖの絶縁を行える絶縁トランスを用いた高絶縁電源を提供することができる。
また、実施例２では、ヒータ用高絶縁電源４とヒータ３２とを別体としたが、ヒータ用高絶縁電源４とヒータ３２とを、例えば、ホットカーペットのように一体化して構成しても良い。
なお、本発明は、上述した実施例１及び実施例２の電位治療器及び電位治療器に用いられる高絶縁電源に限定されるものではない。実施例１では、電位治療器と併用してヒータ及びヒータ用高絶縁電源を用いたが、これに代えて、電位治療器と併用して低周波治療器用電源又はバイブレータ用電源又はＵＳＢ用電源等を用いることもできる。
低周波治療器用電源又はバイブレータ用電源又はＵＳＢ用電源等には、絶縁トランスとして、前述したコア２１ａ，２１ｂの材料がＮｉ−Ｚｎからなるトランスを用いることができる。これにより、実施例１の効果と同様の効果が得られる。
１ 電位治療器本体
２ 電源プラグ
３ ヒータ一体型通電シート
１１ 電源回路
１２ 高圧トランス駆動回路
１３ ヒータトランス制御回路
１４ 表示・入力制御回路
３１ ヒータ
３２ 通電シート
Ｔ１ 高圧トランス
Ｔ２ ヒータトランス
Ｐ１，Ｐ２ 一次巻線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 二次巻線
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｌ１ リアクトル
Ｃ１ コンデンサ
２ 電源プラグ
３ ヒータ一体型通電シート
１１ 電源回路
１２ 高圧トランス駆動回路
１３ ヒータトランス制御回路
１４ 表示・入力制御回路
３１ ヒータ
３２ 通電シート
Ｔ１ 高圧トランス
Ｔ２ ヒータトランス
Ｐ１，Ｐ２ 一次巻線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 二次巻線
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 抵抗
Ｌ１ リアクトル
Ｃ１ コンデンサ
Claims (2)
- 第１の交流電圧を直流電圧に変換する電源回路と、
前記電源回路の直流電圧をスイッチングすることにより第２の交流電圧を生成する第１制御回路と、
前記第１制御回路で生成された第２の交流電圧を第１の一次巻線に入力し昇圧して第１の二次巻線から交流高電圧を通電シートに出力する高圧トランスと、
前記電源回路の直流電圧をスイッチングすることにより第３の交流電圧を生成する第２制御回路と、
前記高圧トランスの第１の二次巻線に第２の二次巻線が接続され、前記第２制御回路で生成された第３の交流電圧を第２の一次巻線に入力し電圧変換して第２の二次巻線の交流電圧を整流平滑して電気製品に出力する電気製品用トランスを備え、
前記電気製品用トランスは、コアに前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが巻回され、前記コアの材料は、Ｎｉ−Ｚｎからなることを特徴とする電位治療器。 - 第１の交流電圧を第１の一次巻線に入力し昇圧して第１の二次巻線から交流高電圧を通電シートに出力する高圧トランスと、
前記第１の交流電圧を直流電圧に変換する電源回路と、
前記電源回路の直流電圧をスイッチングすることにより第２の交流電圧を生成する制御回路と、
前記高圧トランスの第１の二次巻線に第２の二次巻線が接続され、前記制御回路で生成された第２の交流電圧を第２の一次巻線に入力し電圧変換して第２の二次巻線の交流電圧を整流平滑して電気製品に出力する電気製品用トランスを備え、
前記電気製品用トランスは、コアに前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが巻回され、前記コアの材料は、Ｎｉ−Ｚｎからなることを特徴とする電位治療器。
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