JPH04131239U - 小型生体温熱刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小容量小型電池を使用した小型生体温熱刺激
装置を提供する。 【構成】 軽量小型電池、発熱体、前記発熱体への電気
エネルギーの供給を継続する為のスイッチング手段、前
記スイッチング手段を駆動する為の駆動パルスを出力す
る信号処理手段、前記信号処理手段を動作させる為の昇
圧手段よりなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、装置全体を小型可能としながらも従来の温熱治療可能な生体温熱刺 激装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

本来、温熱治療器の内、温灸器等は、“モグサ”の使用が効果的であることが 知られている。（物理療法の実際 南山堂発行Ｐ３４４〜Ｐ３４５） そこでワンチップマイコンに“モグサ”温灸の加熱パターンをストアードさせ 、このマイコンから出力されるドライブパルスに基づいて発熱体への電流を断続 的にコントロールすることで“モグサ”温灸の加熱パターンを実現させることが 可能となった。

【０００３】 更に、このマイコンと小型電池と発熱体とを組み合わせれば、皮膚に貼着使用 できる程、小型化させることも可能である。尚、更に、マイコンでなくてもマイ コンと同様のパルスパターンを出力する信号処理装置であっても上述と同様の小 型化は図れる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、発熱体の内部抵抗は高々数（Ω）〜数十（Ω）であること、小 型電池は２（Ｃ）（１００ｍＡｈ）以下と小容量であることから、もし、小型電 池と発熱体とを接続すれば、小型電池にとっては、矩絡した状態に近くなること から、一時の内に小型電池の端子間電圧は降下してしまい、発熱体の発熱制御を する為の装置の動作が停止してしまうことは明らかである。 又、小型電池でも充電電池の場合、定格電圧は１．２（Ｖ）しかなく、マイコ ン等の諸装置を動かすには不充分である。従って、これらの点を解決しなければ 上述した温熱出力の形成は、不可能である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記に鑑み本考案は、小電圧で駆動する昇圧手段を小型電池と信号処理手段と の間に配置させることにより、温灸治療に必要なだけ信号処理手段を動かすこと が可能となり、本考案を実現した。 本考案で示す信号処理手段は、マイコン（例μＰＤ７５５４ＮＥＣ社製）の他 、マルチバイブレータ、ブートストラップ回路、鋸状波発生回路等の組み合わせ も示す。

【０００６】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示す図である。 （１）は、小型電池であり、コイン型電池、ボタン型電池等一次電池乃至二次 電池で形成される。容量は１００ｍＡｈ以下が適当である。 （２）は、昇圧手段であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ等のスイッチングレギュレ ータ、チャージポンプレギュレータ等で構成されている。 （３）は、スイッチング手段であり、ＦＥＴ、トランジスタ、リレー等で構成 されている。これらは主に断続する２端子とスイッチ駆動入力部である１端子と で構成される。スイッチング・オン時の抵抗は、０．３Ω〜０．５Ω程度である 。この数値に限るものではない。 （４）は、信号処理手段である。例えばワンチップマイコンで４（ｂｉｔ）、 ８（ｂｉｔ）を問わず記憶手段を供え、記憶手段に内蔵されたプログラムに基づ き、ドライブパルスを出力するものである。ここでは信号処理手段をマイコンと 称する。 （５）は、発熱体であり、ニクロム、白金等のフィラメント、セラミックスあ るいは白金、金、銀、銅、銀−パラジウム等の焼結膜を有するセラミックス等で 構成されている。

【０００７】 次に、上記各部構成の配線構造を説明する。 小型電池（１）の正極側は、端子（ａ）を介して昇圧手段（２）、及び端子（ ｃ）を介してスイッチング手段（３）の一端に接続されている。 昇圧手段（２）の出力端（ｂ）は、マイコン（４）の電源（Ｖｃｃ）と接続し 、マイコン（４）の出力端（ｅ）は、スイッチング手段（３）のスイッチ駆動入 力部と接続する。 スイッチング手段（３）の他端は、端子（ｄ）を介して発熱体（５）と接続し ている。発熱体（５）の他端、マイコン（４）の接地部、昇圧手段（２）の接地 部は、小型電池（１）の（−）極と接続している。 尚、端子（ａ）〜端子（ｆ）は、単に動作説明上付加したものである。

【０００８】 次に動作を図３を用いて説明する。 小型電池（１）の電池エネルギーは端子（ａ）を介して昇圧手段（２）に入力 される。 昇圧手段（２）は、このエネルギーによって駆動し昇圧変換した電圧を端子（ ｂ）を介してマイコン（４）の電源に供給する。 マイコン（４）は、動作を開始し、内蔵したプログラムに基づいて、ドライブ パルスを出力端（ｅ）を介してスイッチ駆動入力部に出力する。 スイッチング手段（３）は、このドライブパルスに対応してオンオフの繰り返 しを開始する。スイッチング手段（３）がオンする時、端子（ｃ）と端子（ｄ） 間が接続するとき、小型電池（１）の電池エネルギーは発熱体（５）に供給され 、スイッチング手段（３）がオフする時、端子（ｃ）と端子（ｄ）間が遮断され 、発熱体（５）への電池エネルギーの供給も停止する。 マイコン（４）から出力されるドライプパルスは、５０（Ｈｚ）以下の周波数 を有して、時に周波数を可変させ、時にＤｕｔｙを可変させて出力される。 発熱体（５）は、１（Ω）近傍の抵抗であること並びにスイッチング手段（３ ）の頻繁なスイッチング動作によって、小型電池（１）の端子間電圧、すなわち 端子（ａ）の電圧は、定格電圧（Ｖｆ）から図３の（３ａ）に示す様に降下し始 める。 昇圧手段（２）は、電池電圧入力が所定の電圧にまで低下するまで図３の（３ ｂ）に示す様な一定の電圧を端子（ｂ）により出力する。昇圧手段（２）の動作 によりマイコン（４）は、図３（３ｃ）に示す様に周波数を変えた矩形波状のド ライブパルスを端子（ｅ）を介して出力し、このドライブパルスが“１”の時、 スイッチング手段（３）はオンし、電池電流が発熱体（５）に供給され“０”の 時、発熱体（５）への電池電流の供給が停止する。 マイコン（４）のドライブパルスの周波数を図３（３ｃ）の様に、変化させる と発熱体（５）の発熱温度は、図３（３ｄ）の様に変化する。この変化曲線は、 “モグサ”の温灸熱パターンを模倣したものである。尚、この発熱温度の可変は ドライブパルスのＤｕｔｙでも可変できる。このように昇圧手段（２）の存在に よって温熱（温灸）の為の充分な発熱動作が持続可能となる。１回の発熱動作は 約６０秒から１２０秒、ピーク温度は６０℃〜７０℃程度である。但し、この数 値に限定されるものではない。 本考案で示す信号処理装置はマイコンの他に、三角波発生回路とＶ／Ｆ変換回 路の組み合わせ、Ａ／Ｄコンバータの使用、マルチバイブレータとブートストラ ップ回路の組み合わせ等が示される。 昇圧手段とは、数十（ＫＨｚ）の周波数出力を有する発振回路、インダクタ、 スイッチング手段、ダイオード、コンデンサよりなりインダクタへ流れる電流を 断続してこの断続時に生じる逆起電力をコンデンサに蓄積乃至平滑して、マイコ ン駆動可能電圧を出力する装置を示す。上述したいわゆるチョッパー方式装置に よれば、実際に電池電圧が０．５（Ｖ）程度に低下しても３（Ｖ）以上の出力が 可能なものがあり、本考案では好適に使用されるものである。 昇圧手段の一例として、ＣＭＯＳ昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータＲＨ５ＲＣシリー ズ（リコー社製）を提示する。

【０００９】 図２は、図１で示したブロック図をより具体的に示した回路図である。 電池（１）の（＋）極は、端子（ａ）を介してコイル（２２）の一端、及び端 子（ｃ）を介してＦＥＴ（３）のドレインに接続している。 ＦＥＴ（３）のソース側は、端子（ｄ）を介して発熱体（５）の一端に接続し ている。 コイル（２２）の他端は、ＤＣ／ＤＣコンバータチップ（２１）のスイッチン グ端子（Ｌｘ）と接続すると共に、ダイオード（２３）のアノードに接続してい る。 ダイオード（２３）のカソードは、ＤＣ／ＤＣコンバータチップ（２１）の電 圧出力端（ＯＵＴ）及びコンデンサ（２４）の一端及び端子（ｂ）を介してマイ コン（４）の電源入力端（Ｖｄｄ）及び、スイッチ（６）の一端に接続している 。 マイコン（４）の出力は、端子（ｅ）を介して、ＦＥＴ（３）のゲートに接続 している。 スイッチ（６）の他端は抵抗（６１）の一端及びマイコンの入力部（ＩＮ）に 接続している。 コンデンサ（２４）の他端、及び抵抗（６１）の他は電池（１）の（−）極と 接続している。 発熱体（５）の他端は、端子（５）を介して電池（１）の（−）極と接続して いる。 ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）の接地部（Ｖｓｓ）及びマイコンの接地部（Ｇ ＮＤ）も電池（１）の（−）極と接続している。 電池は、Ｎｉ−Ｃｄ電池（１．２Ｖ、定格容量５０（ｍＡｈ））が例示される 。ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）は、発振器、チョッパー、電圧比較器、基準電 圧源を内蔵し、基準電圧源及び電圧比較器により、出力量の変動分を補正し、常 に一定の電圧を出力するものである。尚、実際外付けされるコイル、ダイオード 、コンデンサを含めてＤＣ／ＤＣコンバータというが、この場合（２１）をＤＣ ／ＤＣコンバータと称した。

【００１０】 次に動作を述べる。 基本的な動作は、図１で示したブロック図の動作の説明と同じである。 電池（１）の電池電圧が端子（ａ）、コイル（２２）を介してＤＣ／ＤＣコン バータ（２１）に入力されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）は動作を開始し 、コイル（２２）に流れる電流が断続される際、生じる逆起電力がダイオード（ ２３）を介してコンデンサ（２４）に蓄積される。コンデンサ（２４）に蓄積さ れた電圧は端子（ｂ）を介してマイコン（４）の電源入力部（Ｖｄｄ）に入力さ れる。マイコン（４）にコンデンサ（２４）に蓄積された電圧が供給され、且つ 、スイッチ（６）を押して、マイコン（４）の入力部（ＩＮ）に電圧が供給され るとマイコン（４）は動作を開始する。マイコン（４）は、内部の記憶手段に記 憶されたプログラムに基づいてドライブパルスを端子（ｅ）を介してＦＥＴ（３ ）のゲートに出力する。 ＦＥＴ（３）は、ドライブパルスのオンオフに従って端子（ｃ）と端子（ｂ） の間をスイッチングする。ドライブパルスの周波数は１（Ｈｚ）〜５０（Ｈｚ） 程度Ｄｕｔｙは５０％以下である。 端子（ｃ）と端子（ｂ）との間が接続されると電池（１）の電池エネルギーが ＦＥＴ（３）を介して発熱体（５）に供給され、端子（ｃ）と端子（ｂ）との間 が遮断されると発熱体（５）への電池エネルギーは遮断される。 発熱体は、ドライブパルスの周波数又はＤｕｔｙに比例した温度で発熱する。 図１でも述べた通り、ドライブパルスの周波数又はＤｕｔｙに応じて発熱温度は 制御される。 電池（１）と発熱体（５）との間を頻繁に断続する為、電池（１）の端子間電 圧の電圧降下は激しいが、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）がこの電圧降下を補正 し、常に一定の電圧をマイコンの電源に供給する。

【００１１】 以上詳述した図２に示す回路例を内部に収容し、発熱体を底部に凸出配置した 装置全体を図４に示す。 図４は、本考案の一実施例を示す図であり、図４に於いて（４１）は本体ケー スであり、硬質性プラスチックで形成されている。本体ケース（４１）内部には 、電池、電子チップをマウントした基板が内蔵されている。（４２）は電池であ る。電池（４２）は、充電式、非充電式でいずれもコイン型、ボタン型、ピン型 等を示すが小型、軽量、小容量電池であればよい。（４３）は、基板であり、上 記回路を構成するＩＣ、抵抗、コンデンサのチップがマウント、実装されている 。その大きさは、直径２５ｍｍ程度の円板となる。基板（４３）と電池（４２） とは、導電部材（４２１）（４２２）を介して接続されている。（４４）は発熱 体であり、両側に導電端子が２本（４４１）（４４２）が突出配置されている。 導電端子（４４１）（４４２）は、各々基板（４３）を貫通している。 更に、導電端子（４４１）（４４２）の頭頂部は、一端が基板（４３）に固定 された導電板（４３１）、（４３２）の他端と接続している。 発熱体（４４）の下面には、導熱部（４５）が付設されている。 導熱部（４５）は、主にセラミックスで形成される。発熱体（４４）は、ニク ロム線、白金線、タングステン線等で形成されるが、これとは別に白金、金、銀 、銅、銀−パラジウム等のペーストをセラミックス板に印刷焼き付けコーティン グしたものも示す。よって、発熱体（４４）と導熱部（４５）とを総称して発熱 体（４００）としてもよい。 発熱体（４４）及び導熱部（４５）の周辺には、保熱性、断熱性に秀れた保熱 部材（４６）が配置されている。導熱部（４５）は本体（４１）底面より突出す る程度の大きさを有する。 又、本体（４１）の外周面には、突起（４７）が複 数形成されている。（４８）は、絆創膏である。絆創膏（４８）はリング状に形 成され、スポンジ等のやや厚みのある柔軟性支持部材（４８１）に粘着剤（４８ ２）を配したものである。（４９）はスイッチであり、図２で示したスイッチ（ ６）に相当する。

【００１２】 本体（４１）は、粘着部を有しておらず使用時は、本体（４１）の導熱部（４ ５）を患部に当て、絆創膏（４８）を本体（４１）上部方向からはめこみ、患部 上面に本体（４１）を固定させる。絆創膏の形状は、特に限定されるものでなく 、本体を患部に固定できるものであればよい。本体の形状も同様である。尚、本 体（４１）に粘着部を設けてもかまわない。この場合、絆創膏は不用である。

【００１３】 図５に、図４で示した本考案の一実施態様を実際人体（ＭＭ）に貼着した場合 を示した。

【考案の効果】

以上詳述した通り本考案は、ボタン電池、コイン型電池を使用し、人体に貼着 して使用する程小型化した温熱（温灸）治療器に対し、マイコン等を動作させ、 且つ、治療に必要な時間、マイコン等の動作を持続させることができ、このこと によって小型温熱治療器を実現可能とした等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図。

【図２】本考案の具体的回路側を示す図。

【図３】図１で示したブロック図の各部動作を示す出力
波形図。

【図４】本考案の一実施例態様を示す断面図。

【図５】図４で示した実施態様を実際使用した場合の説
明図。

【符号の説明】

１ 小型電池 ２ 昇圧手段 ３ スイッチング手段 ４ 信号処理手段 ５ 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、発熱体、前記発熱体への電
   気エネルギーの供給を断続する為のスイッチング手段、
   前記スイッチング手段を駆動する為の駆動パルスを出力
   する信号処理手段、前記信号処理手段を動作させる為の
   昇圧手段よりなることを特徴とする小型生体温熱刺激装
   置。