JP2552963Y2 - 皮膚一体貼着型生体温熱刺激装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、小型ながら充分な温熱
治療が行なえる皮膚一体貼着型電気温熱治療器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】小型形状であり、生体皮膚に貼着使用し
得る電気温灸器を提案する為には、小型電池を使用し、
発熱体を発熱させなければならない。小型電池とは、ボ
タン型、コイン型等１００ｍＡｈ（２Ｃ）以下の小容量
電池である。一方で発熱体は、抵抗が数（Ω）〜数十
（Ω）程度と、小抵抗極まりないものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】この様な状況下に於い
て、発熱体を発熱させ、且つ、温灸器等温熱治療器とし
ての治療を行なうには、あまりにも電池容量が小さすぎ
てしまう為に充分な発熱が得られなかった。

【０００４】

【課題が解決するための手段】上記に鑑み本考案は、温
灸部に相当する発熱体部分並びにこれを囲む保温構造体
を凸状に形成して生体皮膚と接触させ、更に発熱体へ供
給される電池エネルギーをスイッチング素子及び信号処
理器を介して断続制御することにより、発熱体の発熱温
度を微妙に制御でき、やけどの危険性がなくしかも最適
な温熱治療可能な温度設定ができる装置を実現した。

【０００５】本考案の特徴は次の通りである。微弱電池
で発熱させる発熱体は、発熱体表面乃至極近傍のみで温
熱治療可能な温度（最高７０℃程度）に達する。この知
見に基づけば発熱体を皮膚に接触させる構成を取ること
で温熱治療ができる。しかし発熱体は、必ずしも適当な
発熱を行なうわけではなく、更に高温となる場合が頻繁
に生じる。この様な場合を阻止する為には、何らかの抵
抗を加えなければならない。

【０００６】しかしながら、例えば発熱体の抵抗が１
（Ω）で且つ微弱電池を使用している場合、更に１
（Ω）の一般的な抵抗を付加させるとするならば、発熱
体ヘ供給される電流が半分、エネルギーは更に半分にな
ってしまい、発熱体表面の温度は体感できるほど上がら
ない。

【０００７】一方、サーモスタットの様な温度を感知し
てスイッチング動作を行なう能動的素子の使用も考えら
れるが、サーモスタットのスイッチング動作は温度に比
例して徐々にオンオフするアナログ的動作であり、しか
もオン抵抗は、少なくとも数（Ω）程度存在する為、サ
ーモスタット自身がエネルギーを消費してしまいやはり
実用性が低い。トランジスタはサーモスタットと異なっ
て外部発振器の出力を受けてデジタル的強制的オンオフ
を行なうものであるが、オン抵抗の高いものが多い為、
オン抵抗の小さいものを選択的に使用されなければなら
ない。

【０００８】本考案ではオン抵抗が小さいトランジス
タ、ＦＥＴ（電解効果トランジスタ）、リレーの使用が
好適である。

【０００９】上記スイッチング素子は、信号処理器が出
力するドライブ（駆動）パルスによって受動的にオンオ
フ（駆動）する。このドライブパルスの周波数、Ｄｕｔ
ｙを調整することによって発熱体の発熱温度を微妙に調
整することができる。

【００１０】この様に発熱体を皮膚に接着させ、且つ、
発熱体の発熱量を微少電池から発熱体へ供給される電気
エネルギーを断続制御することにより、安全で且つ効果
的な温熱治療が施されるものである。尚、上記断続制御
の接続時と遮断時に於いて発熱体へ供給される電流も
又、接続と遮断が行われるが、断続を頻繁に行なうこと
でアナログ的に発熱温度を制御するものであって、タイ
マーやサーモスタットの様に発熱体の温度が上昇した
り、所定の時間が来たら遮断し、あるいは温度が下降し
たり、所定の時間が来たら接続するという断続制御とは
異なるものである。

【００１１】しかもこのパルスの周波数、Ｄｕｔｙを徐
々に変化させることによって従来からある“モグサ”温
灸の持つ独特な発熱パターンを模倣でき、より効果的な
治療装置が実現できるものである。信号処理器は、マイ
コンが代表されるがこの他パルスの周波数、Ｄｕｔｙを
調整することができるものであればいかなるものであっ
てもよい。本考案で使用する温熱とは、温灸、お灸等を
含むものである。

【００１２】

【実施例】図１は、本考案の一実施例を示す図であり、
更に発熱体近傍を拡大したものを図８に示した。図１に
於いて、（１）は本体ケース（又は本体と呼ぶ）であ
り、硬質性プラスチック等で形成されている。本体ケー
ス（１）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。（２）は、電池である。電池
（２）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。（３）は、基板であり、ＩＣ、抵抗、コンデン
サのチップがマウント、実装されている。基板（３）と
電池（２）とは、導電部材（２１）（２２）を介して接
続されている。 （４）は、発熱体であり、両側に導電
端子が２本（４１）（４２）突出配置されている。発熱
体（４）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焼き付けコー
ティングしたものを示す。一例として、セラミックスヒ
ータ（サイマレックス社製）が示される。発熱体（４）
の周囲近傍を拡大した図が図８である。図８は又、保温
性発熱小室の一例でもある。導電端子（４１）（４２）
は、各々、基板（３）を貫通し、導電端子（４１）（４
２）の頭頂部は、基板（３）に固定された導電板（３
１）、（３２）と接触している。発熱体（４）の下面に
は、導熱部（５）が付設されている。導熱部（５）は、
主にセラミックス、チタン等の金属で形成されている。
発熱体（４）と導熱部（５）とを総称して発熱体として
もよい。発熱体（４）及び導熱部（５）の周辺には、保
熱性、断熱性に秀れた保熱部材（６）が配置されてい
る。保熱部材は（６）は例えば、紙、木、セラミック
ス、プラスチック、樹脂等が例示される。尚、保熱部材
の耐熱性は〜８０℃前後であればよく、特に素材を限定
する必要はない。導熱部（５）は、本体（１）底面より
突出（凸出）する程度の高さを有する。導熱部（５）の
表面には凹凸が形成される場合もある。又、本体（１）
の外周面には、突起（７）が複数形成されている。
（８）は、絆創膏である。絆創膏（８）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
（８１）に粘着剤（８２）を配したものである。粘着剤
（８２）の組成は、特に指定されるものではなく、医療
用粘着剤等生体に害のないものであればよい。

【００１３】図１の実施例は、既に本体（１）と絆創膏
（８）とを嵌合した状態を示したが、使用前は、本体
（１）と絆創膏（８）とは別体としてあつかわれ、使用
する際、図４で示す様に本体（１）の上部から絆創膏
（８）を挿入し、一体化させた上で患部に貼着固定させ
るものである。尚、使用する際、上記粘着順序にとらわ
れる必要はない。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。
又、本体（１）の形状も同様である。生体表面に本体
（１）が貼着固定されると、凸出した導熱部（５）と皮
膚とは充分な接触状態を形成する。この状態を図３に示
す。尚、凸出する部分は、導熱部に限らず保熱部材も導
熱部と共に凸出してもよい。導熱部（５）と生体皮膚
（ＭＭ）とが充分な接触状態を形成することから、導熱
部（５）から発生する熱を充分に生体皮膚に加えること
ができる。更に、導熱部（５）表面に凹凸を設けるな
ら、発熱放射効率の上昇、空気の介在による温熱感の緩
和をすることができる。

【００１４】図２で示す実施例は、図１で示した実施例
が円盤状であるのに対し、本体を背の高い円筒状とした
ものである。又、図２で示す実施例は、発熱体とこれを
囲む保熱部材とが突出し、且つ上下に弾力性を有するも
のである。又、図２で示す実施例は、皮膚への当接面積
を小さくすることができる為、発熱体乃至導熱部を生体
のつぼ部分に当接しやすくしたものでもある。

【００１５】（１）は本体ケースであり、硬質性樹脂、
プラスチック等で形成されている。本体ケース（１）内
部には、電池及び基板が内蔵されている。 （２）は電池であり、充電式、非充電式で且つボタン
型、コイン型、ぴん型等小容量小型電池である。 （３）は基板であり、チップ化されたコンデンサ、抵
抗、ＩＣ、トランジスタ、コイル等がマウントされてい
る。基板（３）と電池（２）とは、導電部材（２１）
（２２）を介して接続されている。 （４）は発熱体であり、白金、金、銀、銅、銀−パラジ
ウム等のペーストを導熱体上に印刷焼き付けコーティン
グした層状体を形成し、両端に導電端子が２本（４１）
（４２）が突出配置されている。 （５）は導熱体であり、上記発熱体（４）の土台でもあ
る。素材はセラミックスが一般的であるが、これに限る
ものではない。 （６）は保温槽（保熱部材）であり、発熱体（４）及
び、導熱部（５）を下面方向を除いて囲饒している。導
電端子（４１）（４２）は、保温槽（６）を貫通し、基
板（３）に一端が固定された導電板（３１）（３２）の
他端と結合している。導電板（３１）（３２）は一端の
みが固定されている為、その他端は弾力性を有してい
る。導電板（３１）（３２）は、基板（３）上で動作し
ている電子回路の出力端と接続している。導電板（３
１）（３２）と導電端子（４１）（４２）との接合によ
り、発熱体（４）へ電気エネルギーが供給されると共に
発熱体（４）及び保温槽（６）に上下の弾力性を与えて
いる。（８）は絆創膏である。絆創膏（８）は、円筒状
で且つ底部が外周方向へ延びた形状を有する柔軟性支持
部材（８１）に粘着剤（８２）を配したものである。粘
着剤（８２）は、少なくとも生体との接触部分に配した
ものであればよいが、更に本体と絆創膏との接触部分に
も粘着剤を配して、本体と絆創膏との接合性を向上させ
てもよい。図２で示す実施例の使用例は図１と同様なも
のであるから、説明は省略した。尚、図１とは異なり、
図２で示す実施例は発熱体及び保温槽が上下に弾力性を
有するので生体と無理なく接触するものである。

【００１６】図１、図２で示した実施例の基板上に配線
された電子回路の一例を図６に示す。（６１）は電池で
あり、図１、図２で示した電池（２）と同じものであ
る。（６２）は、ＤＣ／ＤＣコンバータで端子（ａ）に
電池電圧を入力するに対し、昇圧した電圧を端子（ｂ）
に出力するものである。（ＤＣ／ＤＣコンバータの一
例：ＲＨ５ＲＣ：リコー社製）（６３）は、スイッチン
グ素子であり、主にＦＥＴが使用される。オン抵抗は例
えば０．３（Ω）程度である。オン抵抗が低いものが好
ましいが、特にＦＥＴに限るものではなく、トランジス
タ、リレー等でもよい。スイッチング素子（６３）は、
端子（ｃ）と端子（ｄ）との間の接続を端子（ｅ）の信
号で接続させたり、切り離したりするものである。（６
４）は、マイコンであり、上記スイッチング素子（６
３）の端子（ｅ）にドライブパルスを供給するものであ
る。マイコン（６４）はプログラムを内蔵し、このプロ
グラムに基づいてドライブパルスを出力する。例えば、
ワンチップマイコンμＰＤ−７５５４等が例示される。
ドライブパルスの出力周波数は、５（Ｈｚ）〜５０（Ｈ
ｚ）程度である。尚、周波数の微調整をする為並びにプ
ログラムの容量上、上記周波数が選択されたが、これに
限られるものではない。（６５）は、発熱体であり、上
記実施例で説明した発熱体である。電池（６１）の
（＋）側は端子（ａ）及び端子（ｃ）に接続し、端子
（ｄ）はヒータ（６５）の一端と接続している。電池
（６１）の（−）側は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）
及びマイコン（６４）、及びヒータ（６５）の他端及び
端子（ｆ）と接続している。端子（ｂ）はマイコンの電
源入力に接続している。端子（ａ）〜（ｆ）は本電子回
路の構成乃至動作を説明する為に単に設けたものであ
る。

【００１７】次に動作を説明する。電池（６１）は、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ（６２）に端子（ａ）を介してエネ
ルギーを供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ（６２）は、
電池（６１）から供給されたエネルギーを昇圧し、平滑
化して端子（ｂ）を介してマイコン（６４）に昇圧エネ
ルギーを供給する。マイコン（６４）は、この昇圧エネ
ルギーの供給によって動作し、ドライブパルスを端子
（ｅ）を介してスイッチング素子（６３）に供給する。
スイッチング素子（６３）は、端子（ｃ）と端子（ｄ）
との間の電気的接続を端子（ｅ）から入力されてくるド
ライブパルスによって、開閉する。端子（ｃ）と端子
（ｄ）との間が閉じた時、電池（６１）のエネルギーは
発熱体（６５）に供給され、開いた時、遮断される。発
熱体（６５）は、電池（６１）から電気エネルギーの供
給を受けると発熱動作を行ない、供給が遮断すると発熱
動作は停止する。これを複数回繰り返すことにより、一
発熱パターンが形成される。この動作を図７に示す。図
７（ａ）はマイコンから出力される矩形波ドライブパル
ス、図７（ｂ）は、発熱体の発熱パターンである。一発
熱パターンの時間は、約１秒から１２０秒程度、最高温
度は、６０℃〜７０℃程度が目安となる。図７は、マイ
コンのドライブパルスの周波数を大きくすると、発熱体
の発熱温度が高くなり、周波数を小さくすると低くなる
ことを示している。ドライブパルスの周波数は、数（Ｈ
ｚ）〜数百（Ｈｚ）程度、Ｄｕｔｙ０〜１００（％）ま
で例示される。尚、図７の発熱パターン、ドライブパル
スの出力パターンは一例であり、ドライブパルスのパル
ス幅、パルス間隔を設定すれば様々な発熱パターンが形
成される。得に、パルス幅（Ｄｕｔｙ）を一定にしてパ
ルス間隔のみを変換させた場合、なめらかな発熱パター
ンで発熱体を発熱させることができる。マイコンプログ
ラムは、マイコンから出力するドライブパルスのパルス
間隔、パルス幅を広くしたり、狭くしたりするものであ
るから、説明は省略した。電池電圧が更に減少するとＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ（６２）の動作は停止し、マイコン
（６４）の動作も停止し、スイッチング素子（６３）オ
フ状態となり、発熱動作も停止する。

【００１８】以上の動作説明からも明らかなようにマイ
コンでオン抵抗の小さいスイッチング素子を駆動させ
て、発熱体の発熱温度を任意に制御できる本回路例は、
制御で生じるエネルギーの損失が極力抑えられているこ
とも特徴の一つである。又、発熱体の凸出の度合いは、
図示されているように本体底面に対し明らかに凸出した
状態で且つ数十（ｍｍ）以内で発熱体と生体皮膚とが接
触する程度でよい。

【００１９】

【考案の効果】以上詳述の如く本考案は、発熱体並び周
囲の保温室を凸出配設し、且つ粘着部材によって装置自
体を生体皮膚に貼着させることにより、生体皮膚に発熱
体を密着でき、微少電池を使用する為、微弱な発熱量し
か得られない場合でも充分な温熱治療ができ、且つ、信
号処理手段でスイッチング素子を駆動させて発熱体の発
熱温度を任意に制御できるため、発熱体の凸出配設が故
に生ずる温度過剰上昇を阻止できる等の効果を有するも
のである。尚、本考案は上述の様な作用効果を有する構
成をとるものであればよく、更に数分の１の抵抗値を有
する精度の高い抵抗器を付加して上限の発熱温度を抑制
する手段を付加した場合も本考案に包含されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】本考案の実施例の断面を示す図である。

【図３】

【図５】本考案を実際した場合を説明する図である。

【図４】図１で示した実施例の斜視図である。

【図６】図１、図２で示した実施例で使用される電子回
路を示す図である。

【図７】図６で示した電子回路の各部出力波形を示す図
である。

【図８】図１で示した実施例の発熱体付近（保温性発熱
小室）を示した断面図である。

【符号の説明】

１．本体ケース ２．電池 ３．基板 ４．発熱体 ５．導熱部 ７．突起 ８．絆創膏 ＭＭ、生体皮膚

フロントページの続き 審査官 稲積 義登 (56)参考文献 特開 昭62−127054（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−97645（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軽量小型電池により駆動される発熱体を有
   する生体温熱刺激装置において、生体皮膚面方向を向い
   て本体１底面より更に凸出配設された保温性発熱小室構
   造と、裏面に粘着剤層８２を有し、突起７を覆うように
   本体１周辺に装着され、本体１を皮膚に一体的に貼着す
   るための柔軟性支持部材６、前記軽量小型電池から、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
   ッチング手段と、内蔵するプログラムに基づいて前記ス
   イッチング手段を駆動させるための任意の駆動パルスを
   出力するマイクロコンピュータを有する皮膚一体貼着型
   生体温熱刺激装置。