JPH08100U - パルス電磁温熱治療器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 携帯用バッテリ又は商用交流電源で作動し、
パルス状電磁界を発生させるためのパルス電圧が高く、
かつ軽量で携帯用にも使用できるパルス電磁温熱治療器
を提供することである。 【構成】 電圧可変回路、ステップアップ変圧器及び変
換制御回路とからなるインバータ回路、並びに整流回路
とを備えてバッテリ回路又はステップダウン整流回路か
ら入力された直流電流をインバータ回路により電源電圧
の約１０倍までの可変範囲の電圧かつ４０ＫＨｚ〜１０
０ＫＨｚの交流電流に変換し、更に変換された交流電流
を整流回路により直流電流に変換するリニアコンバータ
と、リニアコンバータに連結された高圧充放電部及び高
圧スイッチと、並びに高圧スイッチを駆動するトリガ発
生回路とを備え、リニアコンバータから出力された直流
電流を高圧充放電部に充電し、トリガ発生回路により駆
動される高圧スイッチによりパルス状にされた電流をコ
イルに供給する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コイルから発生する変動磁界と温熱を人体の患部に作用させること により、患部の治療を行うパルス電磁温熱治療器に関するもの。

【０００２】

【従来の技術】

従来のパルス電磁治療器は、例えば特公昭第６２−１７３６号に開示されてい る電磁治療器のように、電源として１００Ｖの商用交流電源を使用し、１００Ｖ の商用電源に接続された電源変圧器と、変圧器の２次側に接続された半波倍電圧 整流回路と、この半波倍電圧整流回路の出力側に並列に直結されてこの倍電圧を 充電する充放電用コンデンサーと、このコンデンサーの両端にスイッチング素子 を介して並列に接続されて変動磁界を発生するコイルと、コイルに直列に接続し たスイッチング素子をトリガする弛張発振回路とから構成されている。以上の構 成により、コンデンサーに蓄えられた電荷が断続的にコイルを経て放電され、パ ルス状の電磁界がコイル付近に発生する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述の従来のパルス電磁治療器は、商用交流電源のみを電源とし、かつ電源変 圧器を用いるため高電圧を得るためには大容量、大きい重量の電源変圧器を必要 とし大型で重量があるために携帯用として使用するには非常に不便であった。更 に、倍電圧整流回路を使用しているのでコイルに流れるパルス状電流の電圧が電 源二次電圧の僅か２倍と低く、そのためパルス電磁界のみの発生しかなくパルス 電磁温熱治療器としての治療効果が低かった。 本考案の目的は、携帯用バッテリ及び商用交流電源で作動し、パルス状電流の 電圧が高く、そのため温熱も多く発生しかつ軽量で携帯用にも使用できるパルス 電磁温熱治療器を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 上記目的は、次の本考案に係るパルス電磁温熱治療器により達成される。本考 案に係るパルス電磁温熱治療器とは、電圧可変回路、ステップアップ変圧器及び 変換制御回路とからなるインバータ回路、並びに整流回路とを備えて、バッテリ 回路又は交流電源用ステップダウン整流回路のいずれかから入力された直流電流 をインバータ回路により電源電圧の約１０倍までの可変範囲の電圧かつ４０ＫＨ ｚ〜１００ＫＨｚの交流電流に変換し、更に変換された交流電流を整流回路によ り直流電流に変換するリニアコンバータと、 リニアコンバータに連結された高圧充放電部及び高圧スイッチと、並びに高圧 スイッチを駆動するトリガ発生回路とを備え、 リニアコンバータから出力された直流電流を高圧充放電部に充電し、トリガ発 生回路により駆動される高圧スイッチによりパルス状にされた電流をコイルに供 給し、それにより変動磁界と温熱とを発生させることを特徴とするパルス電磁温 熱治療器である。

【０００５】 本考案で使用する回路は既知の回路であり、回路を構成する部品は全て市販品 を使用することができる。例えば、電圧可変回路で使用する可変抵抗器には、市 販の可変抵抗器を使用することができる。 以下、図面に基づき本考案の実施例について説明する。

【０００６】

【実施例】

図１には、本考案に係る電磁温熱治療器の電気回路がブロック図として示され ている。該回路の供給電源には１００Ｖの交流電源あるいはバッテリが用いられ 、交流電源とバッテリとの切り換えはスイッチ２によっておこなわれる。 バッテリには一般に１２Ｖか２４Ｖの電圧のものが用いられるため、ステップ ダウン整流回路１によって交流１００Ｖをバッテリ電圧に近い直流電圧に変換し ている。 図２に示すようにバッテリはバッテリ用接続端子１６に、１００Ｖの交流電源 は交流電源用接続端子１５に接続される。 バッテリあるいはステップダウン整流回路１から供給された直流電圧は、リニ アコンバータ３で０Ｖ〜７５０Ｖの可変範囲を持つ直流電圧に変換される。該リ ニアコンバータ３は電圧可変回路４、ステップアップ変圧器５と変換制御回路６ とからなるインバータ回路、整流回路７、フィルタ８等で構成されており、該電 圧可変回路４によって前記ステップダウン整流回路１を介して入力した直流電圧 あるいはバッテリからの直流電圧を０〜３２Ｖの範囲で可変してステップアップ 変圧器５に入力できるようにしている。

【０００７】 そして、該ステップアップ変圧器５に入力された直流電圧は変換制御回路６の 働きによって４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの交流電圧に変換され、更にこの交流電 圧は前記整流回路７とフィルタ８とにより直流電圧に変換される。この直流電圧 の値は、前記電圧可変回路４によるステップアップ変圧器５への入力電圧値と前 記変換制御回路６のインバータ周波数を変えることによって０Ｖ〜７５０Ｖの範 囲で調節することができる。なお、変換制御回路６用の電源としては制御電源回 路９からＤＣ５Ｖが供給されている。 また、前記フィルタ８を介して出力された直流電圧は高圧充放電部１０に充電 され、ここで充電された電圧はトリガ発生回路１１により駆動される高圧スイッ チ１２によって出力端子１３に出力される。該トリガ発生回路１１のトリガ信号 は０Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲で可変できるように構成されている。また、前記出力 端子１３には、コイル１４が接続されていて、トリガ信号により高圧スイッチ１ ２が駆動されると、高圧充放電部１０に充電されていた電荷はパルス状の電流と なって出力端子１３を介してコイル１４に供給される。

【０００８】 この電流によってコイル１４には電磁界が発生し、この変動する電磁界を人体 の患部に作用させることにより患部の治療をおこなうことができる。なお、コイ ルとしては、通常、直径が２０ｃｍ前後で巻数が数十ターン程度のものが用いら れることが多い。 図２には、上記図１で示したブロック図を一層具体化した回路例が示されてい る。ステップダウン整流回路１はステップダウン変圧器１ａと整流器１ｂ等で構 成されており、商用交流電源１００Ｖに接続されるステップダウン変圧器１ａの 変圧比は、二次側に一次側入力電圧の１／４程度の交流電圧が出力するようにし ている。また、ステップダウン変圧器１ａの二次側に接続されている整流回路は 整流器１ｂとコンデンサ群１ｃから構成されていて、該変圧器１ａの二次側に現 れた交流電圧を略３０数Ｖの直流電圧に変換している。

【０００９】 上記整流回路によって得られた直流電圧は、スイッチ２を介して電圧可変回路 ４に入力される。スイッチ２は上述したようにバッテリと交流電源との切り換え 使用をするためのものである。電圧可変回路４はＩＣ等による定電源回路４ａと 該定電源回路４ａの出力電圧を調節する可変抵抗器Ｒ₄ 等で構成されており、入 力された三十数Ｖの直流電圧を０Ｖ〜３２Ｖの範囲で可変して出力することがで きる。なお、１２Ｖや２４Ｖのバッテリを電源として使用する場合は出力電圧の 最高値はこれよりも低くなる。

【００１０】 また、前記電圧可変回路４の出力電圧は巻数比１：１０で巻かれたステップア ップ変圧器５の一次側センタタップに入力される。該ステップアップ変圧器５の 一次側の両端子には、パルス発振回路６ａ、フリップフロップ６ｂ、ＭＯＳ形Ｆ ＥＴ６ｃ等で構成される変換制御回路６が接続されている。該パルス発振回路６ ａの発振周波数は可変抵抗器Ｒ₆ によって４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの範囲で変 化させることができ、該パルス発振回路６ａの出力パルスはフリップフロップ６ ｂに入力される。このため、フリップフロップ６ｂの出力側には交互にＨとＬと が出力し、該フリップフロップ６ｂの出力側の接続されたＭＯＳ形ＦＥＴ６ｃも これに伴い交互にオンオフする。したがって、ステップアップ変圧器５の二次側 には、パルス発振回路６ａの抵抗器Ｒ₆ で調節した４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの 範囲内の周波数を持つ交流電圧が現れる。

【００１１】 なお、フリップフロップ６ｂや後述するサイリスタＲｈ用のトリガ発振回路１ １に供給する制御電源ＤＣ５Ｖは、上記ステップダウン整流回路１の出力電圧ま たはバッテリの電圧を抵抗器Ｒ₉ 、ツェナーダイオードＤｚ、平滑コンデンサＣ ₉ 等で構成する制御電源回路９により発生させている。 前記ステップアップ変圧器５の二次側には直列コンデンサＣ₇ を有する整流回 路７が接続されていて、該変圧器５の二次側の交流出力電圧は整流された後フィ ルタ８を介してコンデンサＣ₁₀等で構成される高圧充放電部１０に直流電圧とし て供給される。この直流電圧の値は、次式の変圧器の誘起起電力の式で示される ように、周波数に比例して発生する二次電圧は高くなる。 Ｅ≒４．４４ｆＮΦｍ ただし、ｆ：周波数、 Ｎ：二次巻数、 Φｍ：最大磁束 電圧可変回路４によるステップアップ変圧器５への入力電圧値（最大磁束を決定 ）と前記変換制御回路６のインバータ周波数ｆを変えることによって、０Ｖ〜７ ５０Ｖに範囲で調節することができる。

【００１２】 出力端子１３の一端には該高圧充放電部１０のプラス端子が接続されていると ともに、出力端子１３の他端とアース間にはサイリスタＲｈからなる高圧スイッ チ１２が接続されている。更に、出力端子１３には、前述したようなコイル１４ が外部に接続されている。 サイリスタＲｈをトリガするトリガ発生回路１１は、ＮＡＮＤ回路１１ａと該 ＮＡＮＤ回路１１ａの入出力端子に可変抵抗器Ｒ₁₁等を介して逆並列されたダイ オードＤ₁₁，Ｄ₁₁と、該入力端子とアース間に挿入されたコンデンサＣ₁₁等によ る発振回路から構成されている。この発振回路において、スイッチ１１ｃが投入 されると、ＮＡＮＤ回路１１ａの出力端子には可変抵抗器Ｒ₁₁の抵抗値とコンデ ンサＣ₁₁の容量によって決まるパルスが発生する。この実施例ではＲ₁₁を調節す ることにより０．３〜３０Ｈｚの範囲のパルスを発生させるように構成されてい る。

【００１３】 そして、該パルスがフォトカプラ１１ｂを介してサイリスタＲｈのゲートに与 えられると、サイリスタＲｈはオンして高圧充放電部１０のコンデンサＣ₁₁に蓄 えられていた電荷は出力端子１３に接続されているコイル１４を経て放電し、コ イル１４にはパルス状の電磁界が発生する。なお、トリガ発生回路１１で発生さ せたトリガパルスをサイリスタＲｈに与えるのに、フォトカプラ１１ｂを介して おこなうようにしたのは、サイリスタＲｈ側とトリガ発生回路１１側とを電気的 及び磁気的に絶縁して、トリガ発生回路１１側へのノイズの進入を防止するため である。また、サイリスタＲｈのゲートとカソード間に挿入されている抵抗器Ｒ ₁₂ とコンデンサＣ₁₂もノイズ電圧をバイパスさせてサイリスタＲｈの誤動作を防 止するためのものである。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案ではリニアコンバータを用いているので、患部に 当てるコイルに任意の出力電圧を印加することができる。また、インバータ回路 により電源電圧の約１０倍までの可変範囲の電圧で、コイルに高電圧をかけるこ ともできるので発熱による温熱効果も期待できる。更に、変圧器の鉄損が周波数 に反比例することから、本実施例では入力直流電圧を４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ の高周波にインバータしているので、変換用のステップアップ変圧器の容量が小 さくてすみ治療器全体を小型軽量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電磁温熱治療器の電気回路の一例
を示すブロック図である。

【図２】図１に示すブロック図を具体化した回路図であ
る。

【符号の説明】

１ ステップダウン整流回路 ２ 切替スイッチ ３ リニアコンバータ ４ 電圧可変回路 ５ ステップアップ変圧器 ６ 変換制御回路 ７ 整流回路 ８ フィルター ９ 制御電源回路 １０ 高圧充放電部 １１ トリガー発生回路 １２ 高圧スイッチ １３ 出力端子 １４ コイル １５ バッテリ用接続端子 １６ 交流電源用接続端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧可変回路、ステップアップ変圧器及
   び変換制御回路とからなるインバータ回路、並びに整流
   回路とを備えて、バッテリ回路又は交流電源用ステップ
   ダウン整流回路のいずれかから入力された直流電流をイ
   ンバータ回路により電源電圧の約１０倍までの可変範囲
   の電圧かつ４０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの交流電流に変換
   し、更に変換された交流電流を整流回路により直流電流
   に変換するリニアコンバータと、 リニアコンバータに連結された高圧充放電部及び高圧ス
   イッチと、並びに高圧スイッチを駆動するトリガ発生回
   路とを備え、 リニアコンバータから出力された直流電流を高圧充放電
   部に充電し、トリガ発生回路により駆動される高圧スイ
   ッチによりパルス状にされた電流をコイルに供給し、そ
   れにより変動磁界と温熱とを発生させることを特徴とす
   るパルス電磁温熱治療器。