JPH065807Y2 - 低周波治療器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は生体内に低周波のパルスを印加することによ
って治療を行う低周波治療器に係り、特に低消費電力化
を図った低周波治療器に関する。

「従来技術」 低周波治療器とは、生体の患部近傍に接触させた一対の
電極間に低周波のパルスを印加し、疾患部分を刺激する
ことによって一定の治療効果を得ようとするものであ
る。

第３図は従来の低周波治療器の電気的構成を示す配線図
である。

この図において、１a,1bは、各々治療用電極（以下、電
極という）であり、生体に接触させて使用する。２は高
圧発生部であり、その出力端が前記電極１ａに接続さ
れ、入力端が比較器３の出力端に接続されている。高圧
発生部２は、その入力端に"H"レベル(5V)の信号が供給
されると、高電圧（約１００Ｖ）のパルスを出力し、
"L"レベル（０Ｖ）の信号が供給されている間には、常
に電源電圧V_ccを出力するように構成されている。前記
比較器３は、その反転入力端がコンデンサ４と抵抗５の
接続部分に接続されるとともに、ダイオード６のアノー
ドに接続されている。また、非反転入力端には電源電圧
V_ccを分圧して生成した基準電圧V_bが印加されている。
前記ダイオード６のカソードには、電源端子T_vを介して
電源電圧V_ccが印加されている。このダイオード６は、
前記コンデンサ４の充電電圧が電源電圧V_cc以上になら
ないように制限するものである。すなわち、コンデンサ
４の充電電圧の値に基づいて前記高圧発生部２の動作を
行なわせるために、この充電電圧を比較器３の反転入力
端に印加する必要があるからである。前記抵抗５は、そ
の他端が前記電極１ｂに接続されるとともに、ｎｐｎ型
トランンジスタ７ａのコレクタに接続されている。トラ
ンジスタ７ａは、そのエミッタが接地され、ベースが低
周波発振回路７ｂの出力端に接続されている。トランジ
スタ７ａおよび低周波発振回路７ｂは低周波スイッチン
グ部８を構成する。低周波スイッチング部８は、これを
構成するトランジスタ７ａをオン／オフさせて、電極１
ａ，１ｂ間から出力される高電圧の波高値を変化させる
ものである。すなわち、パルス状にする。

このように構成された低周波治療器において、電極１
ａ，１ｂ各々を生体に接触させないときには、コンデン
サ４への充電が行なわれないので、比較器３の出力が
"L"レベルの状態に維持されている。この場合、比較器
３の出力が"L"レベルになっているので、高圧発生部２
から電源電圧V_ccが出力されている。

さて、電極１ａ，１ｂを生体に接触させると、電極１
ａ，１ｂおよび抵抗５を介してコンデンサ４に電流が流
れ、充電が行なわれる。そして、コンデンサ４の両端間
の電圧が比較器３の反転入力端に印加された基準電圧V_b
を越えると、同比較器３の出力が"H"レベルになる。こ
れにより、高圧発生部２から高電圧が出力される。高圧
発生部２から高電圧が出力されると、低周波スイッチン
グ部８のトランジスタ７ａがスイッチングを開始し、電
極１ａ，１ｂ間からパルス状の高電圧が出力される。高
圧発生部２から高電圧が出力されている間、電極１ａ，
１ｂ、抵抗５およびダイオード６を介して電流が流れ
る。

「考案が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の低周波治療器にあっては、コ
ンデンサ４の充電電圧を比較器３の反転入力端に印加
し、この充電電圧と比較器３の非反転入力端に印加され
る電源電圧V_ccと比較して高圧発生部２の動作の制御を
行っているので、比較器３にはその電気的性質から電源
電圧V_ccを越えた電圧を印加することができない。この
ため、コンデンサ４の充電電圧を電源電圧V_cc以下にな
るようにコンデンサ４の一端と電源端子T_vとの間にダイ
オード６を介挿して制限している。しかし、ダイオード
６を介挿することによって高圧発生部２からこのダイオ
ード６を介して電源側へ常に電流が流れるので、電力消
費が大きくなるという問題がある。特に、低周波治療器
を電流容量の小さなバッテリーによって駆動する場合に
は、高圧発生部２の出力電圧が低下してしまうので、こ
のようなバッテリー駆動型の低周波治療器を提供する上
で大きな問題になっている。

この考案は上述した事情に鑑みてなされたもので、電力
消費の少ない低周波治療器を提供することを目的として
いる。

「課題を解決するための手段」 上述した目的を達成するためにこの考案によれば、外部
より制御信号が供給されているときには高電圧を出力
し、該信号が供給されていないときには電源電圧を出力
する高圧発生手段と、一方の電極に前記高圧発生手段か
ら出力される前記高電圧または前記電源電圧が印加され
る一対の電極と、これら電極各々を生体に接触させたと
きに該生体を通して前記一方の電極から他方の電極に流
れる充電電流によって充電される充電手段とを具備する
低周波治療器において、前記充電手段の充電電圧を検出
するとともに該充電電圧が所定値になったときに前記高
圧発生手段へ制御信号を供給する充電電圧検出手段と、
この充電電圧検出手段から出力される検出結果に基づい
て前記充電電圧が前記所定値になるように前記充電手段
へ供給される充電電流を制御する充電制御手段とを具備
することを特徴とする。

「作用」 上記構成によれば、充電手段の充電電圧が予め設定され
た電圧値に近づくにしたがって、充電手段への充電電流
が減少して行く。反対に、充電手段の充電電圧が予め設
定された電圧値から離れて行くにしたがって、充電手段
への充電電流が増加して行く。しかして、充電手段の充
電電圧が一定値に近付くにしたがって、充電電流が減少
するので消費電力を低く押さえることができる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの考案の実施例について説明す
る。

第１図はこの考案の一実施例である低周波治療器の電気
的構成を示す回路図である。なお、この図において前述
した第３図と共通する部分には同一の符号を付してその
説明を省略する。

この図において、１２（図面左側）はナンドゲート，１
３はインバータであり、ナンドゲート１２の出力端cが
インバータ１３の入力端aに接続されている。また、ナ
ンドゲート１２の入力端aと出力端cとの間には抵抗１
４，１５が直列に介挿されており、これら抵抗１４，１
５の接続部分とインバータ１３の出力端bとの間にはコ
ンデンサ１６が介挿されている。上述したナンドゲート
１２、インバータ１３、抵抗１４，１５およびコンデン
サ１６は発振回路ＯＳＣを構成する。発振回路ＯＳＣ
は、これを構成するナンドゲート１２の入力端bに"H"レ
ベルの信号が供給されたときに発振するようになってい
る。１７は抵抗であり、その一端が前記インバータ１３
の出力端bに接続され、他端がトランジスタ１８のベー
スに接続されている。トランジスタ１８は、そのエミッ
タが接地され、コレクタがコイル１９を介して電源端子
Ｔ_１に接続されている。また、トランジスタ１８のコレ
クタがダイオード２０のアノードに接続されている。ダ
イオード２０は、そのカソードが電極１ａに接続される
とともに、コンデンサ２１を介して接地されている。前
記トランジスタ１８は前記発振回路ＯＳＣの発振周波数
に基づいてオン／オフする。この場合、トランジスタ１
８がオンからオフに切替わるときにコイル１９に高電圧
が発生する。そして、この発生した高電圧によってコン
デンサ２１が充電される。一方、発振回路ＯＳＣが発振
動作を行わないときには、電源端子T₁に印加された電源
電圧V_ccによってコンデンサ２１が充電される。上述し
た発振回路ＯＳＣ、抵抗１７、トランジスタ１８、コイ
ル１９、ダイオード２０およびコンデンサ２１は高圧発
生部２を構成する。

次に、２２（図面略中央）はトランジスタであり、その
エミッタが電極１ｂおよび低周波スイッチング部８を構
成するトランジスタ7aのコレクタに接続されるととも
に、抵抗２４を介して自分のベースに接続されている。
２５は抵抗であり、その一端が前記トランジスタ２２の
ベースに接続され、他端がトランジスタ２３のコレクタ
に接続されている。トランジスタ２３は、そのエミッタ
が接地されるとともに、抵抗２６を介して自分のベース
に接続されている。また、トランジスタ２３のベースに
は、抵抗２７の一端が接続されている。上述したトラン
ジスタ２２，２３および抵抗２４，２５，２６，２７は
充電制御部９を構成する。充電制御部９は、これを構成
するトランジスタ２３のベース電流を制御することによ
ってトランジスタ２２のコレクタ電流を制御するもので
ある。

次に、２８（充電制御部９の図面右側）は抵抗であり、
その一端が充電制御部９を構成するトランジスタ２２の
コレクタに接続されるとともに、抵抗５とコンデンサ４
からなる直列接続回路を介して接地されている。また、
抵抗２８の他端が接地されている。上述した抵抗５，２
８およびコンデンサ４は充電部１０を構成する。この充
電部１０は、これを構成するコンデンサ４が前記充電制
御部９を構成するトランジスタ２２のコレクタ電流によ
って充電される。なお、上記抵抗２８は、コンデンサ４
に充電された電荷を放電するための放電抵抗である。

次に、２９(充電部１０の図面右側）は、Ｎチャンネル
の電界効果トランジスタ(以下、ＦＥＴという(であり、
そのゲートが前記充電部１０を構成する抵抗５とコンデ
ンサ４との接続部分に接続されており、ドレインがトラ
ンジスタ３０のエミッタに接続されるとともに、電源端
子T₂に接続されている。また、ＦＥＴ２９のソースが抵
抗３１を介して接地されるとともに、抵抗３５を介して
トランジスタ３０のベースに接続されている。前記電源
端子T₂には、電源電圧V_ccが印加されている。トランジ
スタ３０は、そのコレクタが前記充電制御部９を構成す
る抵抗２７の他端に接続されるとともに、比較器３２の
反転入力端に接続されている。比較器３２は、その非反
転入力端に電源電圧V_ccを分圧した基準電圧V_bが印加さ
れ、出力端が前記高圧発生部２を構成するナンドゲート
１２の入力端bに接続されている。前記抵抗３１，３５
各々の値は、コンデンサ４の充電電圧が予め設定された
値(以下、基準値という）になったときにトランジスタ
３０のコレクタ電流が最小になる値に設定されている。
すなわち、トランジスタ３０のコレクタ電流が最小値
(トランジスタ３０がカットオフしない範囲内)になるよ
うなＦＥＴ２９のソース電圧を設定する。また、比較器
３２の非反転入力端に印加される基準電圧V_bは、トラン
ジスタ３０のコレクタ電流が最低になったときにおける
コレクタ電圧と同等か、またはそれ以上になるように設
定されている。上述したＦＥＴ２９、トランジスタ３
０、抵抗３１，３５および比較器３２は充電電圧検出部
１１を構成する。この充電電圧検出部１１は、前記充電
部１０を構成するコンデンサ４の充電電圧を検出して、
この検出結果を充電制御部９へ供給する。

このように構成された低周波治療器において、図示せぬ
電源スイッチをオンにする。この際、電極１ａ，１ｂを
生体に接触させていないと、充電部１０のコンデンサ４
へは充電電流が流れず、充電電圧が零の状態が維持され
る。また、このとき、ＦＥＴ２９のソース電圧が低電位
になっているので、トランジスタ３０のコレクタ電圧が
電源電圧V_ccにほぼ等しくなっており、比較器３２の出
力端が“Ｌ”レベルになっている。さらに、比較器３２
の出力端が“Ｌ”レベルになっていることから高圧発生
部２の発振回路ＯＳＣは発振しない。また、発振回路Ｏ
ＳＣが発振していないので、トランジスタ１８がオフに
なっており、コンデンサ２１が電源電圧V_ccによって充
電されている。

さて、電極１ａ，１ｂを生体に接続させると、コンデン
サ２１の充電電圧によって、トランジスタ２３のコレク
タ電流が流れる。これによって、トランジスタ２２のコ
レクタ電流が流れ、コンデンサ４が充電される。そし
て、コンデンサ４の充電電圧が基準値に近付くにしたが
ってＥＦＴ２９のソース電圧が上昇して行くとともに、
トランジスタ３０のベース電流が減少して行く。これよ
り、トランジスタ３０のコレクタ電流が減少して行き、
また同時に、トランジスタ２３のベース電流が減少する
とともに、トランジスタ２２のコレクタ電流が減少して
行く。すなわち、コンデンサ４への充電電流が減少して
行く。そして、コンデンサ４の充電電圧が基準値になる
と、このときのＥＦＴ２９のソース電圧によってトラン
ジスタ３０のコレクタ電流が最低値になる。しかして、
コンデンサ４への充電電流が最小になる。また、同時
に、トランジスタ３０のコレクタ電圧が比較器３２の非
反転入力端に印加された基準電圧V_bと同等かまたはそれ
より以下になるので、比較器３２の出力が"H"レベルに
なる。そして、インバータ３２の出力が"H"レベルにな
ると、高圧発生部２の発振回路ＯＳＣが発振を開始し、
トランジスタ１８がスイッチング動作を行う。これによ
り、高圧発生部２から高電圧が出力される。高電圧が出
力されると、低周波スイッチング部８のトランジスタ７
aがスイッチングを開始し、電極１a,１bからパルス状の
高電圧が出力される。このパルス状の高電圧が出力され
ている間、抵抗２８を介してコンデンサ４の電荷が放電
され、コンデンサ４の充電電圧が基準値を下回ると、Ｅ
ＦＴ２９のソース電圧が上昇し、トタンジスタ３０がオ
ンになる。これにより、トランジスタ２２のコレクタ電
流が流れて基準値に達するまでコンデンサ４が充電され
る。

このように、充電部１０の充電電圧が基準値に近付くに
したがって、コンデンサ４へ供給される充電電流が減少
するので、従来のように、ダイオード６(第３図参照)を
設け、このダイオード６を介して電源側へ常時電流を流
すことによって充電電圧を一定にする場合と比較して電
力消費が少なくて済む。

次に、第２図は上記実施例の応用例を示すブロック図で
ある。なお、この応用例は、上述した実施例の構成要素
である高圧発生部２、低周波スイッチング部８、充電制
御部９、充電部１０および充電電圧検出部１１に加え
て、生体に電流が流れたことを検出する生体電流検出部
３８が設けられたものである。なお、充電制御部９、充
電部１０、充電電圧検出部１１および高圧発生部２各々
間の接続および電極１bと低周波スイッチング部８との
間の接続は、前記実施例と同一であるのでその説明を省
略する。

この図に示すように、生体電流検出部３８は、ダイオー
ド３９，４０、トランジスタ４１およびコンデンサ４２
を有して構成されており、そのダイオード３９のアノー
ドが高圧発生部２の出力端に接続されるとともに、pnp
型のトランジスタ４１のエミッタに接続されている。ま
た、ダイオード３９のカソードがダイオード４０のアノ
ードに接続されている。ダイオード４０は、そのカソー
ドが電極１aに接続されるとともに、トランジスタ４１
のベースに接続されている。トランジスタ４１のコレク
タがコンデンサ４２を介して接地されるとともに、充電
制御部９のトランジスタ２２(第１図参照)のエミッタに
接続されている。電極１bは低周波スイッチング部８の
トランジスタ７ａ(第１図参照)のコレクタに接続されて
いる。

このように構成された低周波治療器において、図示せぬ
電源スイッチをオンにした後、電極１a,１bを生体に接
触させると、ダイオード３９，４０に電流が流れ、これ
らダイオード３９，４０の両端に電圧が発生する。ダイ
オード３９，４０の両端に電圧が発生すると、トランジ
スタ４１がオンになり、コンデンサ４２が充電される。
コンデンサ４２に充電された電荷がトランジスタ２２
(第１図参照)を介してコンデンサ４へ供給される。そし
て、コンデンサ４が充電され、その充電電圧が基準値に
なると、比較器３２の出力が"H"レベルになり、高圧発
生部２から高電圧が出力される。このとき、低周波スイ
ッチング部８のトランジスタ７aがスイッチングを開始
し、電極１a,１bからパルス状の高電圧が出力される。

次に、電極１a,１b各々を生体から取り外すと、ダイオ
ード３９，４０に電流が流れなくなり、トランジスタ４
１がオフになって、コンデンサ４２への充電が行なわれ
なくなる。しかして、コンデンサ４２の電荷が放電され
て行く。これによって、コンデンサ４の充電電圧が低下
して行き、基準値以下になったときに、比較器３２の出
力が"L"レベルになり、高圧発生部２から高電圧が出力
されなくなる。

このように、高圧発生部２の出力端と電極１ａとの間に
生体電流検出部３８を設けて、生体に流れる電流を検出
して高電圧を発生させるようにしたので、この生体電流
検出部３８の後段に電流方向切替部(図示略)を設けて正
負両極性の高電圧を発生する双極型の低周波治療器に用
いて好適である。

「考案の効果」 以上説明したようにこの考案によれば、外部より制御信
号が供給されているときには高電圧を出力し、該信号が
供給されていないときには電源電圧を出力する高圧発生
手段と、一方の電極に前記高圧発生手段から出力される
前記高電圧または前記電源電圧が印加される一対の電極
と、これら電極各々を生体に接触させたときに該生体を
通して前記一方の電極から他方の電極に流れる充電電流
によって充電される充電手段とを具備する低周波治療器
において、前記充電手段の充電電圧を検出するとともに
該充電電圧が所定値になったときに前記高圧発生手段へ
制御信号を供給する充電電圧検出手段と、この充電電圧
検出手段から出力される検出結果に基づいて前記充電電
圧が前記所定値になるように前記充電手段へ供給される
充電電流を制御する充電制御手段とを具備したので、充
電部１０の充電電圧が基準値に近付くにしたがって、コ
ンデンサ４へ供給される充電電流が減少する。したがっ
て、従来のように、充電手段であるダイオードを設け、
このダイオードを介して電源側へ常時電流を流すことに
よって充電電圧を一定にする場合と比較して電力消費が
少なくて済む。

また、電力消費が少なくて済むので、バッテリー駆動型
の低周波治療器に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の電気的構成を示す配線
図、第２図は同実施例の応用例の電気的構成を示す配線
図、第３図は従来の低周波治療器を示す配線図である。 １a,１ｂ……電極、 ２……高圧発生部（高圧発生手段）、 ９……充電制御部（充電制御手段）、 １０……充電部（充電手段）、 １１……充電電圧検出部（充電電圧検出手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部より制御信号が供給されているときに
   は高電圧を出力し、該信号が供給されていないときには
   電源電圧を出力する高圧発生手段と、一方の電極に前記
   高圧発生手段から出力される前記高電圧または前記電源
   電圧が印加される一対の電極と、これら電極各々を生体
   に接触させたときに該生体を通して前記一方の電極から
   他方の電極に流れる充電電流によって充電される充電手
   段とを具備する低周波治療器において、前記充電手段の
   充電電圧を検出するとともに該充電電圧が所定値になっ
   たときに前記高圧発生手段へ制御信号を供給する充電電
   圧検出手段と、この充電電圧検出手段から出力される検
   出結果に基づいて前記充電電圧が前記所定値になるよう
   に前記充電手段へ供給される充電電流を制御する充電制
   御手段とを具備することを特徴とする低周波治療器。