JPH04103113U - 小型生体温熱刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］時間、場所等を問わず、いつでもどこでも使用
できる程度に小型化し、且つ、効果的な治療ができる小
型生体温熱刺激装置を提供する。 ［構成］軽量小型電源、昇圧パルス発生手段、前記昇圧
パルス発生手段の駆動、制御する信号処理器、及び発熱
体よりなることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 本考案は小電源にも拘らず所要の生体温熱刺激（温灸刺激）を提供し得る小型 生体温熱刺激装置に関し、更に人体に直接貼着使用可能な程に超小型化可能な小 型生体温熱刺激装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、商用電源を使用し、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電気温灸 器が提供使用されているが、商用電源等を要せず、バンテージやパップ剤等と同 様に皮膚に貼着使用し得る程度にまで軽量小型化され得るものは、未だ提案され ていない。皮膚貼着使用可能な程度までの軽量化、小型化の達成のためには、当 然のことながら、その電源としてはボタン電池、ペーパー電池等々の微小電池（ マイクロバッテリ）及至小型電池の使用を回避し得ないものである処、これらマ イクロバッテリの使用に当っては、下記諸問題が提起されざるを得ない。

【０００３】 即ち、所要の熱エネルギィを得る為には、相当の電気エネルギィを発熱体に供 給することが前提条件であり、まして上述の如きマイクロバッテリの単なる使用 では充分な熱エネルギィに匹敵する電気エネルギィを得ることは不可能である。

【０００４】 従って、従来の電気温灸器（電気温熱刺激装置）を使用する時間、場所等の範 囲は、かぎられたものであり、仕事、家事等活動時に於ける使用は、不可能であ った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記に鑑み本考案者らは鋭意研究の結果、好ましくは小型電池と、発熱体と、 、この発熱体に小型電池の電気エネルギィを昇圧した昇圧パルスを供給する昇圧 パルス発生手段との構成によって発熱体が発熱するに充分な電気エネルギィを得 ることができ、小数素子で且つ、小容量の電池を使用しながら、お灸刺激、温熱 刺激に必要な発熱が得られることを知見し、小型軽量化した生体温熱刺激装置を 実現した。

【０００６】 更に、温灸刺激は、お灸に頻繁に使用される”モグサ”の研究（物理療法の実 際、南山堂発行Ｐ３４４−３４５）からも明らかな様に独特な加熱パターン（温 熱曲線）に沿って生体を加熱することで、効果があることが知られている。

【０００７】 この加熱パターン並びに発熱体の発熱変化曲線にもとずく情報を信号処理器に 記憶させ、この信号処理器が上記記憶情報を処理し信号処理器が出力するパルス のパルス幅、間隔によって発熱体の発熱パターンを制御することにより長時間” モグサ”と同等かそれ以上の効果的な温熱刺激を実現した。

【０００８】

【実施例】

図１に於て、電源部（１）はインダクタ（３）の一端に接続され、インダクタ （３）の他端はトランジスタ（４）のコレクタ、及びダイオード（５）のアノー ドに接続される。ダイオード（５）のカソードは、キャパシタ（６）の一端、及 び発熱体（７）の一端に接続される。キャパシタ（６）の他端、発熱体（７）の 他端、及びトランジスタ（４）のエミッタは電源部（１）のマイナス側に接続さ れている。トランジスタ（４）のベースには信号処理器（２）から出力されるド ライブパルス（ｃ）の出力端（ｃ）が接続されている。

【０００９】 電源部（１）はコイン型、円筒型、超薄型、ピン型等の１次電池又は２次電池 より成り、実際使用し得る最小の電池が好ましいが、一般にＩＣカード、メモリ ーカード、ウォッチ等のハンディタイプ化した機器に使用するものであればよい 。又電源部（１）は、外部充電器で充電されたコンデンサである場合もある。実 用上、電源部（１）には２次電池を用いて、外部に充電器を備えた構成が好まし いがこれに限られるものではない。 又、電池電圧が、信号処理器の駆動電圧より低い場合等は、電池電圧を、前記 駆動電圧にまで、引き揚げる手段を更に付加しても良い。

【００１０】 昇圧パルス発生手段 一般には、コイル及至トランスとスイッチング素子よりなる、いわゆる昇圧チ ョッパー回路が好適である。本実施例では、インダクタ（３）、及びトランジス タ（４）を示す。

【００１１】 信号処理器（２）は昇圧パルス発生手段を駆動、制御するために、所定アルゴ リズムに基ずいたデジタルパルス列を生成するものである。 例えばパルス幅及びパルス間隔が、プログラム等に示すアルゴリズムに従い経 時的に一定あるいは変化し得るドライブパルスを出力するものや、マルチバイブ レータ、分周器、タイマー等を組合わせたもの等、である。信号処理器の場合は 、出力モードを人為的に設定するための入力部が設けられている場合もある。

【００１２】 上述した信号処理器（２）を、例えば汎用ワンチップマイコンにした場合につ いて、その一構成例を説明する。 信号処理器は、例えばプログラムを記憶するＲＯＭ，ＲＡＭ，及びこのプログ ラムに基づいてドライブパルスを生成する中央処理部及びメモリーから構成され ている。 このプログラムは、出力されるドライブパルスのパルスモードを設定する為の アルゴリズム及びパルスモードの組合わせを実行する為のアルゴリズムであり、 予めＲＯＭにマスクされている、パルスモードとは、例えばパルス間隔の増加、 減少、一定のパルス幅に設定、パルス幅の増加、減少、一定のパルス幅の設定の 出力端の変更、等に示される機能ルーチンのことである。入力は、開閉スイッチ 、モードＳＷ等で使用者が所望とするパルスモードを選択する部分である。入力 からの選択信号が中央処理部に入力されると、中央処理部はＲＯＭにアドレス信 号を送り、このアドレス信号に従ってプログラムは呼び出され、ドライブパルス が生成される。ドライブパルスとは、信号処理器から出力されるパルスのことで ある。

【００１３】 発熱体（３）は、電気エネルギィを熱エネルギィに変換させるものである。素 材は特に限定されないが例えば、ニクロム線、ポジスタ、豆電球、レーザ、スト ロボ放電管、あるいはニッケル、タングステン、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の熱電材で 形成されたフィラメントまたは面状体、コイル状体又は遠赤外線を発生させるセ ラミック、等であってもよい。発熱温度は〜７００℃程度までが好適であるが、 限定されるものではない。 又、発熱体は単に発熱素子のみをしめすのもではなく、発熱素子と集熱体との組 合わせ等も含まれるものである。

【００１４】 次に、図１に示す回路構成図の動作を、図３を用いて説明する。

【００１５】 図１に於ける信号処理器（２）は、ドライブパルスとして、図３（ｉ）に示す 矩形波パルスを出力する。

【００１６】 図３（ｉ）に示すパルスによりトランジスタ（４）がオン・オフし、インダク タ（３）に流れる励磁電流が断続され昇圧パルスが生成される。図３（ｉｉ）は 昇圧パルスの波形である。

【００１７】 昇圧パルスは、ダイオード（５）を介してキャパシタ（６）、及び発熱体（７ ）に、供給される。発熱体（７）はこの昇圧パルスを熱エネルギィに変換する。

【００１８】 発熱体（８）は図３（ｉｉｉ）に示す様な温度曲線を描いて発熱する。この熱 は生体に印加される。

【００１９】 本実施例で、発熱温度は最高で７００℃程度に設定した。

【００２０】 尚、発熱体が発生する温度の経時的推移（温度曲線）は、発熱体によって異 なるものであり、図３（ｉｉｉ）は一例である。また、昇圧パルスを生成するた めにインダクタ（３）に流す励磁電流を更に、発熱体（８）に供給する構成を取 入れても良い。図２は、信号処理器（２）を、動作させるための副電源（２１） ，電源部（１）と発熱体（７）とを、直接接続させないためのスイッチングトラ ンジスタ（２２）、インダクタ（３）に流れる励磁電流を、発熱体（７）へ供給 させるためのダイオード（２３）を、付加したものである。その他の構成、動作 は図１と同一であるから、説明は省略した。尚、トランジスタ（４）は、その他 ＦＥＴ等のスイッチング素子で代用可能である。

【００２１】 信号処理器（２）を上述した汎用ワンチップマイコンとした時、予めストアす るプログラムが必要となるが、そのプログラム例を図８に示すフローチャートに よって説明する。

【００２２】 フローチャートの内容は、ドライブパルスのパルス幅の制御ルーチン、ドライ ブパルスのパルス間隔の制御ルーチンを行う場合を示した。又、他にはパルス間 隔を増加ないし減少させるルーチン等もある。

【００２３】 各々パルス幅及び間隔の制御を行うためのパラメータは、予めＲＯＭに記憶さ れている。ここでは以下のようにパラメータを設定した。又、マイコンに内臓さ れているメモリ（レジスタ）をｒ_１， ｒ_２，とした。スタートＳＷをＯＮし、 ｒ_１にＭ_１の値をセットする。 ドライブパルスは、”１”、即ちハイレベルが出力される。

【００２４】 ｒ_１の値が”０”であるかを判定する。 ｒ_１の値が”０”の時、ドライブパ ルスが”０”となり、ローレベルが出力される。次に、ｒ_２の値が”０”である かを判定する。ｒ_２の値が”０”でない場合はｒ_２の値か１だけ引かれてに進 む。ｒ_２の値が”０”の場合は、ドライブパルスは”１”の状態となり、ハイレ ベルが出力され、ｒ_１にＭ_１の値がストアされてに進む。

【００２５】 ｒ_１の値が”０”でない場合、ｒ_１の値を１だけ引いて、ｒ_２にＭ_２の値をセ ットし、に進む。

【００２６】 以上のようにしてパラメータＭ_１，Ｍ_２，に従い、ドライブパルスが所望のパ ルス幅、パルス間隔となって出力される。

【００２７】 これらの行程が繰り返されることによりドライブパルス列が形成され、また、 パラメータＭ_１，Ｍ_２にストアされるメモリ内容ｒ_１，ｒ_２の値を変えるとで、 パルス幅、バルス間隔が変化するドライブパルス列も生成することができる。

【００２８】 以上、信号処理器を、ワンチップマイコンとした場合についてその動作を説明 したが、実際、使用されるマイコンとしては、μＰＤ７５５４（ＮＥＣ社製）等 が、例示されるものである。

【００２９】 更に、本考案に示す信号処理器を、ゲートアレイ、ディスクリート回路、汎用 ＩＣ回路、専用ＩＣ回路とした場合について、その内部構造の１例を図９にブロ ック図で示し説明する。

【００３０】 （１６Ｇ）は信号処理器の内部である。基準発振器（１６−１）の発振パルス は各々１／Ｎ_１分周器（１６−４）、１／Ｎ_２分周器（１６−５）に各々接続さ れる。Ｎ_１、Ｎ_２は時間である。

【００３１】 １／Ｎ_１分周器（１６−４）及び１／Ｎ_２分周器（１６−５）は選択手段（１ ６−６）に接続される。選択手段（１６−６）は単安定発振器（１６−７）に接 続されており、単安定発振器（１６−７）の出力端（１６ｃ）はドライブパルス の出力端である。

【００３２】 選択手段（１６−６）は１／Ｎ_１分周器（１６−４）及び１／Ｎ_２分周器（１ ６−５）の何れか１つを単安定発振器（１６−７）に接続し、外部入力信号（ｋ −２）により、その選択を行う機能を有する。

【００３３】 単安定発振器（１６−７）は選択手段（１６−６）の出力信号により、外部入 力信号（ｋ−３）で設定されたパルス幅のパルスを出力端（１６ｃ）に出力する 機能を有する。

【００３４】 カウンタ（１６−３）は基準発振器（１６−１）の発振パルスをカウントする 。外部入力信号（ｋ−１）の信号が制御手段（１６−２）に入力された時、制御 手段（１６−２）からスタート信号がカウンタ（１６−３）に入力される。カウ ンタ（１６−３）の計数値は制御手段（１６−２）に入力され、制御手段（１６ −２）は、所定の値に達した時、基準発振器（１６−１）に発振を停止せしめる ための信号出力する。又、基準発振器（１６−１）の信号出力開始は、外部入力 信号（ｋ−１）の出力時に制御手段（１６−２）が出力する制御信号に依存する ものである。

【００３５】 尚、信号処理器（１６Ｇ）の基準発振器（１６−１）の周波数は、例えばド ライブパルスが、１０ｋＨｚ以下であれば、２０ｋＨｚ程度が示されるものであ る。しかし、これに限られるものではない。

【００３６】 又、他の特定のパルス間隔あるいはパルス幅を有するドライブパルスを生成し たい場合、更に分周器を加えてもよい。

【００３７】 上記構成よりなる本考案の図９に示す信号処理器の動作を説明する。

【００３８】 基準発振器（１６−１）から出力される基準パルスは、各々１／Ｎ_１、１／Ｎ_２ に分周される。１／Ｎ_１分周及び１／Ｎ_２分周は選択手段（１６−６）に於い て、何れか一方が単安定発振器（１６−７）のトリガー信号として出力される。 単安定発振器（１６−７）は、このトリガー信号を受けてドライブパルスを出力 端（１６ｃ）に出力する。

【００３９】 基準発振器（１６−１）の基準パルスをスタート信号によりカウンタ（１６− ３）で計数し、所定の値に於いて制御手段（１６−２）に信号を出力する。この 信号により制御手段（１６−２）は、基準発振器（１６−１）に停止信号を送り 、基準発振器（１６−１）の動作を停止させる。

【００４０】 発熱時間及至発熱温度は、信号処理器（２）の出力ドライブパルスのパルス幅 、パルス間隔、あるいは両者の組合わせによって設定される。 例えば、１つのパルスで１回の発熱を形成する場合、複数のパルスを出力して 、１回の発熱が形成される場合がある。１回の発熱時間は例えば〜２０（ｓｅｃ ）程度である。ドライブパルスの周波数は、５０ｋＨｚ以下が好ましい。

【００４１】 尚、上述した数値は、あくまで、例であり、発熱体の特性、使用者の好み等に 応じ適宜変更されるものである。又、一定の間欠性、周期性を持たせたドライブ パルスを発生させることによって発熱パターンを形成する場合等は、特に上述す る様な特別なチップで信号処理器を作る必要はない。

【００４２】 尚、一般に電子回路に流れる電流、電圧は手動式可変抵抗器によって容易に制 御される。従って、更に本考案に手動式可変抵抗器が付加されて、回路電流、電 圧がコントロールされることによって発熱量、又は発熱間隔が制御される場合が あってもこれは単なる付加であり、本考案に包含されるものである。 更に上記は、昇圧パルス発生手段の発振器としてマイコン等の信号処理器を使 用した場合であるが、別途マルチバイブレータ等の発振器を設けるようにしても 良い。

【００４３】 本発明を用いた種々のトライブパルスの出力に対応した発熱様式例を図４，図 ５，図６，図７を参照して詳細に説明する。これらの発熱様式例を応用し、モグ サ温熱パターンを形成することができる。

【００４４】 尚，信号処理器が、出力するドライブパルスのパルス幅あるいはパルス間隔を 自在に変化させることができることは、上述の通り明らかであるから具体的内部 動作の説明は省略する。

【００４５】 図４に於いて、（４−ｉ）はドライブパルスの出力波形で，（４−ｉｉ）は昇 圧パルス波形を示す。（４−ｉｉｉ）は、発熱体の発熱温度の推移を示す。

【００４６】 図５は、信号処理器からのドライブパルスのパルス幅を徐々に広くしたり狭く したりした場合を示したものである。（５−ｉ）はトライブパルスの出力波形で 、（５−ｉｉ）は、昇圧パルス波形を示す。（５−ｉｉｉ）は、発熱体の発熱温 度の推移を示す。

【００４７】 図６は、信号処理器からのドライブパルスのパルス幅を、一定にして、その間 隔を変化させた場合を示したものである。（６−ｉ）は、ドライブパルスの出力 波形で、（６−ｉｉ）は、昇圧パルス波形を示す。（６−ｉｉｉ）は、発熱体の 発熱温度の推移を示す。

【００４８】 図７は、ドライブパルスのパルス幅を一定にし、ドライブパルスの出力数を、 変化させることによって発熱体への供給電気エネルギィ量を変化させた場合を示 した。 （７−ｉ）は、ドライブパルス、（７−ｉｉ）は、昇圧パルス波形を示す。 （７−ｉｉｉ）は、発熱体の発熱温度の推移を示す。

【００４９】 次に、本考案の全休構成を示す実施例を示し、説明をする。

【００５０】 図１０に於いて、（２１Ｓ）は、本考案の全体構成の１例を示す。外形は、円 筒状に形成され、中心部分に発熱体（２２Ｓ）が設置されている。発熱体（２２ Ｓ）の周囲側面部には、断熱性且つ柔軟性を有する支持体（２３Ｓ）が設けられ ている。

【００５１】 発熱体（２２Ｓ）の下部は、導熱部（２４Ｓ）であり、空胴、あるいは、もぐ さ、あるいは、熱伝導性に優れた部材で形成されている。

【００５２】 発熱体（２２Ｓ）の上部は、断熱部（２５Ｓ）であり、セラミックス他、支持 体（２３Ｓ）と同一の部材で形成されている。

【００５３】 支持体（２３Ｓ）上部には、電子回路基板（２６Ｓ）が積層され、さらに電子 回路基板（２６Ｓ）の左上縁部分には、ボタン電池（２７Ｓ）が配置されている 。

【００５４】 電子回路基板（２６Ｓ）及びボタン電池（２７Ｓ）を覆う様にしてカバー部材 （２８Ｓ）が配置され、カバー部材（２８Ｓ）の上面には、電子回路の動作を制 御するための制御ボタン（２９Ｓ）が配置されている。

【００５５】 支持体（２３Ｓ）の下面には、粘着材層（３０Ｓ）が配置されている。

【００５６】 図１１は、図１０を、下面から見た図である。

【００５７】 次に、図１２に示す他の本考案の全体構成を説明する。

【００５８】 図１３は図１２の下面から見た図である。

【００５９】 図１２は円盤状の本体にボタン電池（２７Ｓ）、電子回路基板（２６Ｓ）、断 熱部材（２５Ｓ）、発熱体（２４Ｓ）を蓄積させ、これをカバー部材（２８Ｓ） で覆い、上方には制御ボタン（２９Ｓ）を配置したものである。カバー部材（２ ８Ｓ）の周縁部は外方面に延びており、下面に粘着材層（３０Ｓ）がもうけられ ている。

【００６０】 図１２は図１０に比べ、発熱体の発熱面積を大きくしたものである。

【００６１】 図１２に示した各構成材料は、図１０と同じものである。

【００６２】 次に、図１４に示す他の本考案の全体構成を説明する。

【００６３】 図１５は図１４の斜視図である。

【００６４】 図１４は全体が、長方形シート状に形成されたものであり、ボタン電池（２７ Ｓ）と電子回路基板（２６Ｓ）を離して両翼に配置し、中央部には発熱体（２２ Ｓ）を内臓した支持体（２３Ｓ）が配置されている。支持体（２３Ｓ）は円筒形 をしており、発熱体（２２Ｓ）の上面に断熱部（２５Ｓ）下面には導熱部材（２ ４Ｓ）が配置されている。

【００６５】 支持体（２３Ｓ）、電子回路基板（２６Ｓ）及びボタン電池（２７Ｓ）は各々 シート部材（３１Ｓ）で固定されている。

【００６６】 シート部材（３１Ｓ）上には折まげ部（３２Ｓ）、（３３Ｓ）が形成されてお り、この部分を支点とし、上下に折まげ自在に形成されている。シート部材（３ １Ｓ）は硬質性軟質性を問わず、プラスチック、樹脂等で加工成形されている。 シート部材（３１Ｓ）が硬質性を有する時、折まげ部（３２Ｓ）（３３Ｓ）が付 設される。電子回路（２６Ｓ）及びボタン電池（２７Ｓ）は、カバー部材で覆わ れている。

【００６７】 次に、図１６に示す他の本考案の全体構成を示す実施例を説明する。

【００６８】 円筒状の支持体（２３Ｓ）に発熱体（２２Ｓ）を中心部に配置し、上部に断熱 部材（２５Ｓ）、下部に導熱部材（２４Ｓ）を配置している。支持体（２３Ｓ） 下面には、粘着材層（３０Ｓ）が設けられている。 ボタン電池、電子回路は、別体（３５Ｓ）内に収納され、別体（３５Ｓ）と支持 体（２３Ｓ）とはリード線（３４Ｓ）で接続されている。

【００６９】 別体（３５Ｓ）はカード状シート状に成形される他、別体（３５Ｓ）自体に粘 着層を設け、生体貼着型としてもよい。

【００７０】 図１９は、人体（ＭＡＮ）左肩に図１４で示した実施例の全体構成（２１Ｓ） を貼着した状態を示す図である。

【００７１】

【本考案の効果】

以上、詳述の如く本考案は、昇圧パルスによって発熱体を発熱させることによ り、小型電池から発熱並びに温灸に充分な電気エネルギィを取り出すことができ ること、信号処理器によって経時的に一定、可変な周期、パターンで動作を行な うことで適当な温熱パターンを設定できること、全体的構成を、小型化し生体に 貼着使用可能にすることができること等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】本考案の実施例を示す回路接続図である。

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】本考案の実施例を示す回路の各部動作を示す波
形図である。

【図８】本考案の実施例の信号処理器の動作を説明する
ためのフロー図である。

【図９】本考案の実施例の信号処理器の内部構造を示す
ブロック図である。

【図１０】

【図１２】

【図１４】本考案の実施例の全体構成をしめす断面図で
ある。

【図１１】図１０の下面である。

【図１３】図１２の斜視図である。

【図１５】図１４の下面図である。

【図１６】本考案の実施例の全体構成を示す一部断面図
である。

【図１７】本考案の実施例の使用した場合の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 電源部 ｃ ドライブパルスの出
力端 ２ 信号処理器 ３ インダクタ ４ トランジスタ ５ ダイオード ６ キャパシタ ７ 発熱体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軽量小型電池、昇圧パルス発生手段、前記
   昇圧パルス発生手段を駆動、制御するための信号処理手
   段、及び発熱体より成る小型生体温熱刺激装置。