JPS621736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発の概要〕 電磁治療器は、コイルから発生する変動磁界を
人体の患部に作用することで患部の治療を行うも
のであり、コンデンサにチヤージされた電圧をス
イツチング素子の導通により放電させ、これによ
り立上がりと立下がりの相対的時間比が５：１以
上の波形のパルス電流をコイルに流し、コイルに
電流波形を同様の電磁界を発生させるものであ
る。

本発明はコイルから発生する変動電磁界を人体
の患部に作用させることで患部の治療を行う電磁
治療器に関するものである。

磁気は肩こり、腰痛、不眠症、冷え症の疾患の
治療に有効であることが知られている。この理由
は、生体に磁界が作用すると、生体内に起電力が
発生し、これが化学物質からなる生体に電気化学
変化を生じさせてイオンを発生させ、血液中のイ
オンを増やし、自律神経の働きを変え、かつ血液
の循環を良好にするからであると考えられてい
る。このことは、日本のいすず病院の中川恭一博
士の20年以上の研究によつて実証されている。

磁気により起電力を発生させるためには、生体
に作用する磁場を変化させるか、あるいは固定磁
場中で生体を動かす必要がある。

従来、この種の磁気治療器としては、粒状に加
工した永久磁石を接着テープにより人体の患部に
固着する方式のもの、あるいは50〜60Hzの商用電
源周波数の電流を鉄芯に巻いたコイルに流すこと
で変動磁場を生じさせるようにしたものが提案さ
れ、実用に供されている。

しかし、上記前者の方式は、永久磁石を用いて
いるため、生体に対する磁場の変動は全くなく、
従つて固定磁場中の血管内を血液が流動すること
で血管内壁に起電力を発生させることになるが、
その発生起電力は微々たるものである。このた
め、治療効果は極めて低く、即効性もない。

これに対し、50/60Hzの100V商用電源を利用し
た上記後者の磁気治療器にあつては、コイルに流
れる電流は第１図ａに示す如く時間の関数で変化
する正弦波であるため、コイルから発生する磁場
も電流波形と同様に変化する。したがつて、、正
弦波の電流をコイルに流すことにより発生する磁
力線が生体を横切つたとき、生体には電磁誘導に
より第１図ｂに示すような位相が90゜ちがう正弦
波の起電力が生じるが、その電圧波形は上下対称
であるため、これによる電気化学作用でイオンが
発生しても、その陰陽両イオンは中和してしま
い、生体の治療効果を上げるための電気化学的作
用は期待できない。

また、上述する後者の磁気治療器は、日本国の
厚生省において医療用治療器として認可されたも
のであるが、その仕様は、表面磁束密度：800ガ
ウス±50％（Bmax）、定格時間：30分、定格容
量：260／210VA、定格電源：100V50／60Hzとな
つておる。このことからも明らかなように治療器
の連続使用時間は30分であり、これ以上使用する
と、過熱状態となつて人体に火傷を与える危険性
がある。これはコイルに流れる電流が常時2.67ア
ンペアと云う大きいものであるからである。

また、従来においては、超短波の電磁界を生体
に当てることで治療するものも公知である。この
ような超短波治療器は商用電源周波数に比して遥
かに高い周波数であるため、高い起電力を生体内
に発生させ得る。しかし生体は化学物質であるか
ら、余りに周波数が高いと、電気化学作用により
生体にイオンが発生しても、生体に発生する起電
力波形は上記第１図ｂに示すものと実質的に同じ
であるため、この起電力による陰陽両イオンは直
ちに中和してしまい、単なる温熱作用しか期待で
きない。

生体内に電気化学的作用を有効に生じさせるた
めには、低周波数（20Hz以下）で、しかも生体内
に誘起される起電力は直流パルスであることが望
ましい。

この発明は上記従来の問題を解決したもので、
その主たる目的は、治療効果の大きい、そして即
効性のある電磁治療器を提供するにある。

この発明の他の目的は、長時間利用しても過熱
の心配がなく、かつ低消費電力の電磁治療器を提
供するにある。

本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は、本発明による電磁治療器のリング状
コイル１を脚の膝部２に装着し、パルス発生器３
からパルス電流（第４ａ図参照）をコイル１に供
給しているものである。この場合、膝部に８Hz位
のパルス状電磁界を与えると、膝部２の血行が速
やかに促進され、折曲げることができない膝でも
短時間の治療で容易に折曲げ得る効果が認められ
た。また肩こりに対しては肩、首筋などにコイル
１をあて、又腰痛に対しては腰にあてる。腹痛、
下痢に対しては腹部にコイル１をあてる。その他
痛いところ等、血行障害を起している患部にあて
ると素晴しい治療効果があつた。

第３図は、上記パルス発生器３の具体的回路図
を示すもので、100Vの商用電源１０に接続した
電源変圧器１１と、変圧器１１の２次側に接続し
た倍電圧発生回路１２と、この倍電圧を充電する
コンデンサ１３と、コイル１に直列に接続したサ
イリスタ１４をトリガする弛張発振回路１５とか
ら構成されている。

上記電源変圧器１１の２次巻線１１ａには25〜
100Vの出力電圧を取出すための複数のタツプＴ
１〜Ｔ５が設けられ、摺動子１１ｂをタツプＴ１
からタツプＴ５に切換えることによつて出力端子
１１ｃ，１１ｄに25〜100Vに調整された出力電
圧が取出し得るようになつている。

また、上記倍電圧発生回路１２はコンデンサ１
２ａと半波整流用のダイオード１２ｂ，１２ｃと
から構成され、この倍電圧発生回路１２からは変
圧器１１の出力電圧に応じて50〜280Vの倍電圧
が発生されるようになつており、この出力電圧は
コンデンサ１３に充電される。また、上記弛張発
振回路１５は可変抵抗器１５ａとこれに直列に接
続したコンデンサ１５ｂを備え、この直列回路は
上記電源変圧器１１の２次巻線１１ａの両端に接
続したダイオード１６ａ，コンデンサ１６ｂから
なる半波整流回路１６に接続されている。

そしてコンデンサ１５ｂの両端にはトリガダイ
オード１５ｃを介して上記サイリスタ１４のゲー
ト・カソードが接続されている。上記弛張発振回
路１５の周波数は可変抵抗器１５ａを変化させる
ことにより４〜20Hzに調整されるものである。

上記のように構成された本実施例の動作につい
て説明する。

電源スイツチSWが投入されると、変圧器１１
の出力端子１１ｃ，１１ｄ間には、その摺動子１
１ｂのタツプ位置に応じた電圧が取出される。こ
の電圧はコンデンサ１２ａ、ダイオード１２ｂ，
１２ｃにより整流された半波の倍電圧に変換さ
れ、コンデンサ１３に充電される。

一方、整流回路１６の出力電圧は可変抵抗器１
５ａを経てコンデンサ１５ｂを充電し、この充電
電圧がトリガダイオード１５ｃのブレークオーバ
ー電圧を越えると、トリガダイオード１５ｃはオ
ンし、サイリスタ１４のゲートにトリガパルスを
与える。そうするとサイリスタ１４はオンし、コ
ンデンサ１３に蓄えられた電荷はコイル１を経て
放電し、コイル１はパルス状の電磁界が発生す
る。このコイル１が直径17cm程度で巻数40ターン
位のときピークで25Aにも達する大電流が流れ
る。可変抵抗器１５ａとコンデンサ１５ｂの時定
数CR＝Ｔは発生するパルスの周波数を決定し、
可変抵抗器１５ａの調整により発生する周期を変
えることができる。

第４図ａはコイル１に流れる電流波形を示し、
これにより発生するコイル１の生体に対する磁場
変化も第４図ａとほぼ同様である。また、第４図
ｂは第４図ａに示すパルス状磁場が生体に作用す
ることによつて生体内に発生する起電力の波形を
示したもので、これから明らかなように起電力波
形は基準線ｌを中心にして上下非対称で、しかも
基準線ｌより上方のレベルは下方のものより10倍
以上も大きく、かつ両者の面積は等しい。

したがつて、コイルの電磁界が作用する二次側
が銅線のような直線的な負荷の場合は起電力は
正、負互いに打ち消し合うことになるが、しか
し、コイル１の磁界が作用する二次側の生体は、
純抵抗のような直線的な負荷でなく非直線的な負
荷であり、ある値を持つており、このため、第４
図ｂに示すようにＶ_TH以上、即ち生体の閾値以上
の電圧（細胞１つにつき数10〜数100mv）が加わ
らないと電流が流れない。この結果、生体には第
４図ｂに示すような電圧が発生し、上方の波形の
み生体の閾値Ｖ_THを越えるので、生体内に第４図
ｃに示す如く直流パルス電流が流れることにな
る。

このように生体内に直流パルス電流を発生させ
得るために、生体内の電気化学的作用が顕著とな
り、生体患部、即ち血行障害等の治療に画期的な
効果を発揮できるのである。

また、コンデンサ１３の充電用直流電源回路に
は半波倍電圧整流回路１２を利用しているため、
サイリスタ１４のオン時に電源側が短絡される接
続状態になつても半波倍電圧整流回路１２を構成
するコンデンサ１２ａが電源側の短絡を防止する
ことになり、これに伴い従来のようなコンテンサ
充電のためのスイツチング素子が不要になると共
に、コンデンサ１３を半波倍電圧清流回路１２に
何等の負荷素子を介することなく直結することが
できる。このため、コンデンサ１３の充電を高頻
度でなし得るほか、電力の無駄な消費がなくな
り、第４図ａ〜ｃに示す波形のものを容易に生成
できる。

次に本発明の最適実施例について述べる。

コイル１の巻数を40ターン（直径17cm）、コイ
ル１に流れる電流の立上がり時間を0.1msec、立
下がり時間が1msecとなる、立上がりと立下がり
の時間比が１：10なる波形とし（第４ａ図参
照）、そしてコイル１に流す上記三角状電流の周
期を弛張発振回路１５により８Hzに設定し、さら
にコンデンサ１３の充電電圧を280Vに設定し
た。

かかる設定条件下で駆動されるコイル１を膝の
関節リユウマチで病む患者の膝に第２図の如く装
着し、数10分治療したところ、曲がらなかつた膝
が曲がるようになつた例が数多く続出した。この
ような治療効果例は、本発明の電磁治療器を利用
した患者からの報告により実証されているところ
である。また、かかる治療効果が発揮できる理由
は生体内に生じる起電力が従来方式より格段に大
きいこと、及び直流パルスであることが挙げられ
る。

ちなみに本発明と50〜60Hzの商用周波数をコイ
ルに加えて変動磁界を生じさせる従来方式の生体
内に生じる起電力の測定結果について述べると次
のようになる。

それぞれ９ターンのコイルを作り、これにダイ
オードと0.047μＦのコンデンサを直列に接続
し、コンデンサの両端電圧を測定した結果、従来
方式では0.34Vに対し、本発明方式では34.5Vの
電圧が誘起した。この結果、本発明による生体の
起電力は従来方式に比し約100倍となり、その消
費電流の比は2.63A：0.9Aと30分１以下にできる
ので、その効率は従来方式の3000倍となり、すな
わち、生体の電気化学的作用が格段に違うととも
に、即効性があり、コイルの過熱も全く生ぜず、
長時間の症患治療に供し得ることになる。

また、本発明におけるコンデンサ容量、コイル
巻数、コイル１に流れる電流の立上がりと立下が
りの時間比、スイツチング周期は上述した最適実
施例のものに限定されるものではなく、以下に記
載する範囲に設定されるものであれば良い。

コンデンサ容量：0.5〜50μＦ コンデンサの充電電圧：D.C50〜500V コイル巻数：10〜200ターン スイツチング周波数：４〜20Hz また、上記実施例では、コイル１に流れる電流
の立上がり時間と立下がり時間との比を１：10に
設定した場合について述べたが、これと逆に立上
がり時間を1msec、立下がり時間を0.1msecとし
ても同様の効果が得られる。さらに上述するよう
な電流波形の立上がりと立下がりの相対的時間比
は５：１以上に設定されていることが好ましい。

以上のようにこの発明によれば、治療効果の大
きい、かつ即効性のある磁気治療器が有られると
共に、長時間利用しても過熱の心配のないそして
低消費電力の治療器を提供できる。また、充放電
用コンデンサの充電用電源回路に半波倍電圧整流
回路を用いているため、上記コンデンサの充電用
スイツチング素子が不要となり、かつサイリスタ
のオンにより、低抵抗のコイル及びサイリスタで
電源側が短絡される状態になつても電源側の短絡
を未然に防止でき、しかも充放電用コンデンサを
半波倍電圧整流回路に直結できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来における磁気治療器の説明
用波形図である。第２図は本発明の電磁治療器の
使用例を示す説明図である。第３図は本発明の電
磁治療器におけるパルス状電磁界を発生させるた
めのパルス発生器の回路図である。第４図はこの
発明の電磁治療器による説明用波形図である。 主な符号の説明、１…電磁治療器のリング状コ
イル、２…脚の膝、３…パルス発生器、１０…
100Vの商用電源、１１…電源変圧器、１２…倍
電圧発生回路、１３…コンデンサ、１４…サイリ
スタ、１５…弛張発振回路、１２ａ…コンデン
サ、１２ｂ，１２ｃ…半波整流用ダイオード、１
５ａ…可変抵抗器、１６…半波整流回路。尚、図
中同一又は相当部分は同一符号で表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流を半波整流して任意レベルの倍電圧を発
   生させる半波倍電圧整流回路、この半波倍電圧整
   流回路の出力側に並列に直結された充放電用コン
   デンサ、このコンデンサの両端にスイツチング素
   子を介して並列に接続された変動磁界を発生する
   コイル、上記スイツチング素子を任意周期でスイ
   ツチングさせることにより上記コイルに上記コン
   デンサの電荷をインパルス状に放電させるトリガ
   回路とからなる電磁治療器。 ２ 特許請求の範囲第１項において、変動磁界を
   発生するためのコイルに流す電流波形をその立上
   がりと立下がりの相対的時間比が５：１以上とな
   る波形としたことを特徴とする電磁治療器。