JP2001340472A - 家庭用電気磁気治療器 - Google Patents

家庭用電気磁気治療器

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JP2001340472A
JP2001340472A JP2001095220A JP2001095220A JP2001340472A JP 2001340472 A JP2001340472 A JP 2001340472A JP 2001095220 A JP2001095220 A JP 2001095220A JP 2001095220 A JP2001095220 A JP 2001095220A JP 2001340472 A JP2001340472 A JP 2001340472A
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intermittent
sine wave
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sine
magnetic
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JP2001095220A
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Takeshi Kadode
剛 門出
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KEIBUNSYA SEISAKUSHO KK
Keibunsha Seisakusho Co Ltd
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KEIBUNSYA SEISAKUSHO KK
Keibunsha Seisakusho Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】家庭用の安全な電気磁気治療器を提供する。 【解決手段】空芯コイル(リング)の磁気発生部50と、
50Hz又は60Hzの正弦波を間欠的に発中させる間
欠正弦波発生部30と、それを増幅する電力供給部40
と、記憶装置10に間欠時間と設定レベルとを書き込
み、動作時にはこれを順次読み出して前記間欠正弦波発
生部の設定を行う出力設定部20とで構成され、単調な
機械的で不快に感じるような間欠正弦波磁気ではなく、
人体に心地よい自然のリズムなどを再現した間欠正弦波
磁気を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、治療効果が高く
且つ安全な家庭用の電気磁気治療器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】 空芯コイルの磁気発生部と、スイープ
ジェネレータ(図1)による周波数変調(図2)と、増幅
する電力供給部とを有した磁気治療器が発明されている
(例えば特許2119664)。空芯コイルはリング状
になっているため手足が通せることや、広い範囲に磁気
を当てることと、磁気発生部が軽く扱いやすいことなど
の特徴により、効率よく治療を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 家庭用電気磁気治療
器として法令が要求している仕様は、次の2つである。 (甲)定格周波数に等しくかつ定格電圧に等しい電圧を
加え、磁束密度計を用いて患部に接触する部分の表面磁
束密度を測定した場合における最大磁束密度は35mT
以上180mT以下でなければならない。 (乙)発生する磁界は、波形がほぼ正弦波であり、周波
数は、50Hz又は60Hzでなければならない。
【0004】従来の技術でこれらの仕様を満足させよう
とすると、最大磁束密度を得るところで、磁気発生部の
過熱という問題点が発生する。その理由は次のとおりで
ある。
【0005】空芯コイルは鉄心コイルと比較してインダ
クタンスが小さく、また、比透磁率が約1と小さいため
に法令が要求する最大磁束密度を得るために流す電流が
(数十アンペアと)非常に大きくなる。手足が通せるよ
うにした空芯コイルは表面積が狭いために放熱のための
熱抵抗が大きいことと空芯コイルの巻線の銅損、電磁石
の誘電損失等により、短時間(数分間)で人体にやけど
の危険がある温度まで上昇する。よって、家庭用電気磁
気治療器に応用するためには、この技術では解決できな
い過熱という問題が発生する。
【0006】また、電力供給部の動作電圧によっては機
器が故障した場合に感電などの危険が生じる問題がある
とともに、スイープジェネレータは一定の周波数帯域を
自動で連続的に周波数偏位するだけなので、機械的で単
調であり不快感を感じる問題も生じる。
【0007】
【課題を解決するための手段】 請求項1の発明に係わ
る家庭用電気磁気治療器は、空芯コイル状の磁気発生部
50と、正弦波を間欠的に発生させる間欠正弦波発生部3
0と、該正弦波を必要レベルまで増幅する電力供給部4
0とで構成したものである。
【0008】請求項2の発明に係わる家庭用電気磁気治
療器は、請求項1の発明において、電力供給部40を安
全な低電圧(線間電圧又は対地電圧が42.4V以下
で、かつ、無負荷の電圧が50V以下の電圧をいう)で
動作するようにしたものである。
【0009】請求項3の発明に係わる家庭用電気磁気治
療器は、請求項1又は2の発明において記憶装置10
に、間欠時間と、設定レベルとを書き込み、動作時には
これを順次読み出して、間欠正弦波発生部30の設定を
行う出力設定部20を設けたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】 図を参考にして説明する。30
は間欠正弦波発生部、40は電力供給部で、間欠正弦波
発生部30から受けた信号を増幅し、磁気発生部50に
出力する。磁気発生部50は導電性ワイヤを中空コイル
状(ソレノイド状)に形成して電磁石を構成した磁気発
生部であり、例えば手・足を中空部に挿入して治療効果
を高められる様に内径D略15cmに構成している。電
力供給部40により間欠正弦波信号が増幅されて間欠正
弦波電流が流れると、その電流に比例した間欠正弦波磁
気を発生する。なお、磁気発生部50の形状は、発生さ
せる最大磁束密度と治療部位,治療対象により適時決め
られる。
【0011】60は電源装置であり、電力供給部40に
安全な電源電圧を供給するとともに制御用の安全な電源
電圧を記憶装置10と、出力設定部20と、間欠正弦波
発生部30とに供給する。
【0012】40は磁気発生部50に電力を供給する電
力供給部であり、間欠正弦波発生部30が出力する信号
を電力増幅する。間欠正弦波発生部30からは50Hz
又は60Hzの間欠正弦波信号が入力される。容量は発
生させる最大磁束密度により決めればよい。50Hz又
は60Hzの間欠正弦波は、記憶装置(EEPROM)
10から間欠正弦波発生部30の一出力毎に読み出した
信号により、出力設定部20が設定レベルと間欠時間信
号を出力し、間欠正弦波発生部30に送られ、間欠正弦
波発生部30の出力する間欠正弦波の振幅が設定レベル
に抑えられると同時に次の正弦波を出力するまでの間欠
時間が決定される。なお、間欠正弦波発生部30が出力
する50Hz又は60Hzの間欠正弦波は、間欠正弦波
発生部30であらかじめ正弦波のサイクル数を設定周期
として決めている。
【0013】請求項1について詳細に述べる。本実施例
で製作した磁気発生部50は図5に示すように、絶縁性
合成樹脂で内側の一辺X,Yが各20mmのコの字に形
成し中空部を設けたボビンケースに、導電性ワイヤを巻
き付け、絶縁性合成樹脂等で固着した空芯コイル状の電
磁石である。
【0014】この磁気発生部50の特性は、インダクタ
ンスL=1.8mH、直流抵抗R=0.35Ω、周囲温
度とボビンケース間の熱抵抗θca=2.5℃/W、熱
時定数τ=53分、電流一磁束密度定数k=1.5m
T/Aである。
【0015】この磁気発生部で法令が要求する最小限度
のB=35mTの最大磁束密度を得るためには、
【0016】
【数1】
【0017】の電流を流さなければならない。従来の技
術では、連続的に電流を流していたため、このときのボ
ビンケースの温度T℃は、周囲温度をT℃、経過時
間をt分とすると、理論的に
【0018】
【数2】
【0019】で表され、周囲温度Tが30℃の場合、
ボビンケースの温度Tは、5分後に51.4℃、10
分後に71℃、30分後には133℃の高温に達し、法
令(電気用品取締法別表八附表第四に示される「人が触
れて使用するもので金属製以外のもの」)の温度限度で
ある70℃を約9分45秒で越えることになる。
【0020】このように従来の技術で電流を連続で流す
と、法令が要求する最小限度のB=35mTの最大磁束
密度を得るだけでも、短時間で人体にやけどの危険があ
る温度まで上昇し、過熱となることがわかる。
【0021】本実施例では、図3に示すように間欠的に
飛び飛びに正弦波電流を流すため、B=70mTの最大
磁束密度を得る場合、
【0022】
【数3】
【0023】と非常に大きな電流を流す必要があるが、
出力周波数をf=60Hz、設定周期=1サイクル、間
欠時間をt=0.25秒としているため、平均実効電流
AV は、
【0024】
【数4】
【0025】となり、このときのボビンケースの温度T
℃は、周囲温度をT℃、経過時間をt分とすると、
【0026】
【数5】
【0027】で表され、周囲温度Tが30℃の場合、
ボビンケースの温度Tは、30分後でも57.5℃あ
り、やけどの危険のある温度に過熱することなく、か
つ、B=70mTの最大磁束密度を得ることができるの
である。
【0028】このように、本発明では間欠的に飛び飛び
に正弦波電流を流すことができるので、中空の空芯コイ
ル状の磁気発生部を用いても従来技術のように過熱する
ことがなく、手足が通せ、広い範囲に磁気を当てること
ができ、磁気発生部が軽く扱いやすいことなどの特徴に
より、効率よく治療効果の高い家庭用電気磁気治療器を
提供できるのである。
【0029】次に、請求項2の項目について詳細に述べ
る。一般に、磁気発生部のようなコイル(誘導性)負荷
に対して効率よく電力増幅する手段として、図6に示す
PWM(パルス幅変調)増幅回路が使用されている。
【0030】しかし、このPWM増幅回路は電源電圧の
AC100Vを全波整流して平滑した約140Vの直流
電源で動作するので、電気的安全のための絶縁手段が増
え、また、高耐圧部品や絶縁電源などが必要となり、高
価なものとなる。
【0031】そこで、本発明者はインピーダンスが小さ
い磁気発生部50の特性に着目した。
【0032】本実施例で製作した磁気発生部50の特性
は、前述のとおり、インダクタンスL=1.8mH、直
流抵抗R=0.35Ω、直流一磁束密度定数k=1.
5mT/Aである。よって、B=70mTの最大磁束密
度を得る場合、最大で46.7Apと非常に大きな電流
を流す必要がある。
【0033】本実施例では間欠正弦波の周波数を60H
zとしているため、磁気発生部50のインピーダンス
ベクトルZは、 ベクトルZ=R+jωL=0.35+j0.216π で表すことができ、この負荷に ベクトルI=46.7
Apの正弦波電流を流すために必要な電圧入力 ベクト
ルVは、 ベクトルV=ベクトルI・ベクトルZ=46.7・
(0.35+j0.216π)=16.345+j3
1.69 ∴v=35.7sin(ωt+62.7度)V と、求められる。したがって、電力供給部40の電源電
圧は35.7V以上であればよいことがわかる。よっ
て、空芯コイル状の磁気発生部50はインピーダンスが
小さいため、B=70mTの最大磁束密度を得る場合で
も、DC42.4V以下の安全超低電圧で動作させるこ
とが可能であり、安全性を高めることができるのであ
る。
【0034】電源装置60の構造は、端子61aと端子
61bに家庭用AC100Vの電源が接続され、ヒュー
ズ62と電源スイッチ63を介して安全絶縁変圧器64
に接続されている。安全絶縁変圧器64(図4)は入力
巻線が二重絶縁により出力巻線から電気的に分離してお
り、ACl00Vの入力に対し、AC28Vを出力す
る。
【0035】安全絶縁変圧器64から出力されたAC2
8Vの電源は全波整流器65によって全波整流され、平
滑コンデンサ66によって約DC39Vの直流電源とな
る。この約DC39Vの直流電源は正極67aと負極6
7bにより電力供給部40に安全超低電圧の電源を供給
する。また、同様に記憶装置10、出力設定部20、間
欠正弦波発生部30に対しても安全超低電圧の制御用電
源を供給する。
【0036】平滑コンデンサ66は、磁気発生部50に
B=70mTの最大磁束密度を得るための46.7Ap
を流したときに消費されるエネルギにより電圧が35.
7Vまで下がらないように、リプル電圧が3V以下とな
るようコンデンサの容量を選択している。
【0037】本実施例では磁気発生部50のインピーダ
ンスに着目し、電力供給部40を電源装置60から供給
される線間電圧が42.4V以下の安全な低電圧で動作
する構造にすることにより、高価な高耐圧の部品や絶縁
電源、フォトカブラなどの部品を使うことなく、安価な
低圧の汎用部品が使えるため、安全性が高く、かつ、低
コストで家庭用電気磁気治療器を提供できるのである。
【0038】次に、請求項3について詳細に述べる。間
欠正弦波磁気を単純に出力しただけでは、単調で機械的
になり、不快に感じる問題が生じる。そこで本実施例で
は、記憶装置10と出力設定部20を設け、間欠正弦波
磁気のリズム、つまり、図3に示す間欠時間(テンポ)
と設定レベル(強さ)を自在に制御できるように構成し
ているのである。
【0039】記憶装置10に書き込まれた間欠時間と設
定レベルのデータは、出力設定部20によって、間欠正
弦波発生部30が設定周期の50Hz又は60Hzの正
弦波を出力する毎に、記憶装置10のアドレスをインク
リメントして次の間欠時間と設定レベルのデータを出力
設定部20に読み出して、間欠正弦波発生部30に送る
ことにより、間欠正弦波発生部30から出力される間欠
正弦波は、記憶装置10に書き込まれたデータによっ
て、毎回間欠時間(テンポ)と設定レベル(強さ)が変
化するのである。
【0040】よって、人体にとって心地よいとされてい
る自然のそよ風や小川のせせらぎなどのリズムをサンプ
リングし、間欠時間(テンポ)と設定レベル(強さ)とし
て記憶装置10に記憶させ、出力設定部20によって間
欠時間と設定レベルとを順次読み出し、間欠正弦波発生
部30に送ることにより、単調な機械的で不快に感じる
ようなことがない、人体に心地よい自然のリズムなどを
再現した間欠正弦波磁気を発生させることができ、心地
よくリラックスできる家庭用電気治療器を提供できるの
である。
【0041】
【発明の効果】 空芯コイル(リング)の磁気発生部と、
50Hz又は60Hzの正弦波を間欠的に発生させる間
欠正弦波発生部と、それを増幅する電力供給部とで構成
した家庭用電気磁気治療器である。空芯コイル状の磁気
発生部に流れる電流は、要求されている磁束密度と波形
を出すために非常に大きな(数十アンペア)の電流を流
すが、それは間欠的に出力されるものであり、法令が要
求する最大磁束密度と波形を保ち、飛び飛びに間欠的に
発生させることができるので、過熱になることなく、か
つ、法令の要求事項を満たすことができ、また、手足が
通せ、広い範囲に磁気を当てることができ、磁気発生部
が軽く扱いやすいことなどの特徴により、効率よく治療
効果の高い家庭用電気磁気治療器を提供できる。
【0042】そして、電力供給部の動作電圧を電源装置
が供給する安全な低電圧で動作させることによって、安
全性が高く、かつ、低コストで家庭用電気磁気治療器を
提供できる。
【0043】また、記憶装置と出力設定部を設けること
により、単調な機械的で不快に感じるような間欠正弦波
磁気ではなく、人体に心地よい自然のリズムなどを再現
した間欠正弦波磁気を発生することができ、心地よくリ
ラックスできる家庭用電気治療器を提供できるのであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術におけるスイープジェネレーターの周
波数偏位図である。
【図2】図1における正弦波の波形図である。
【図3】本発明の正弦波の波形図である。
【図4】本発明の構成を示す図である。
【図5】本発明の磁気発生部の断面図である。
【図6】一般のPWM(パルス幅変調)アンプの構成を
示す図である。
【符号の説明】
10 記憶装置 20 出力設定部 30 間欠正弦波発生部 40 電力供給部 50 磁気発生部 60 電源装置 61a,61b 家庭用電源(AC100V)入力端子 62 ヒューズ 63 電源スイッチ 64 安全絶縁変圧器 65 全波整流器 66 平滑コンデンサ 67a 直流電源正極 67b 直流電源負極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空芯コイル状の磁気発生部(50)と、
    正弦波を間欠的に発生させる間欠正弦波発生部(30)
    と、該正弦波を必要レベルまで増幅する電力供給部(4
    0)とで構成した家庭用電気磁気治療器。
  2. 【請求項2】 電力供給部(40)を安全な低電圧で動
    作するようにした請求項1記載の家庭用電気磁気治療
    器。
  3. 【請求項3】 記憶装置(10)に、間欠時間と、設定
    レベルとを書き込み、動作時にはこれを順次読み出し
    て、間欠正弦波発生部(30)の設定を行う出力設定部
    (20)を設けた請求項1又は2記載の家庭用電気磁気
    治療器。
JP2001095220A 2000-03-31 2001-03-29 家庭用電気磁気治療器 Pending JP2001340472A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009500075A (ja) * 2005-06-29 2009-01-08 リジェネテック,インコーポレイテッド 組織修復を向上するための電磁力
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KR101215846B1 (ko) * 2004-06-24 2012-12-31 에디컨 엔도-서저리 인코포레이티드 임플란트된 의료 디바이스에 저주파 경피성 에너지 전달(tet)

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