JP2617839B2

JP2617839B2 - 電気温熱治療器

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Publication number: JP2617839B2
Application number: JP3256889A
Authority: JP
Inventors: 準一綿貫; 恭夫目黒
Original assignee: Advance KK
Current assignee: Advance KK
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1997-06-04
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: EP0602267A1; JPH057613A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気温熱治療器に関す
る。

【０００２】

【従来例】近時、もぐさ等を生体治療患部に置いてこれ
を燃やし、温熱的刺激を与えて治療を行なう温熱治療に
代えて、電熱変換素子を使用して生体治療患部に温熱的
刺激を与える電気温熱治療器が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この電熱変換素子と
は、一般に電気エネルギーを熱に変換する発熱体と、こ
れを支持し、外部に発熱体の熱を拡散させる為の導熱体
との組み合わせによるものが示される。しかしながら、
従来、発熱体、導熱体共にその熱伝導率につき格別考慮
することなしに用いられていたので生体の熱伝導率に比
べ、著しく高いものの使用が一般的であった。例えば、
導熱体をアルミナセラミックスとした場合熱伝導率はお
よそ２０（Ｗ・ｍ^−１・ｋ^−１）、水を主体とした生体
がおよそ０．５（Ｗ・ｍ^−１・ｋ^−１）であり、２桁
の違いがある。

【０００４】この様な状態に於いて両者を接触あるい
は、近接させた場合、境界面温度の過熱のため生体側に
は不快な痛刺激を与えたり火傷を生じたりするものとな
っていた。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記に鑑み本発明は、発熱
体乃至導熱体と生体との間に皮膚伝熱部として好ましく
は熱伝導率が、０．１以上（熱伝達効率上）より好まし
く０．１〜３（Ｗ・ｍ^−１・ｋ^−１）の範囲の柔軟粘着
性親水性高分子ゲル基材、特に生体に近い多価アルコー
ルで柔軟可塑化された親水性高分子ゲル基材を介在させ
ることによって、不快な刺激乃至火傷等がなく、しかも
充分な温熱感を得られる装置を実現したものである。

【０００６】本発明の特徴は、発熱体乃至導熱体と生体
との間にゲル基材を皮膚伝熱部として配した点である。
ゲル基材は、好ましくはエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、グリセリン［熱伝導率０．２８５（Ｗ・
ｍ^−１・ｋ^−１）］等の非揮発性液体を多く含有してい
ることから、全体としての熱電導率が生体と類似する。
従ってゲル基材から伝わって来る熱は、生体との界面に
於いて集中することなくスムーズに浸透する。又、ゲル
シートは、熱拡散率が小さい為、保温性に優れ、余熱を
利用することが可能となり温熱治療には最適である。
又、蒸発乾燥せず長い時間の使用も可能である。ゲル基
材の厚さ及び面積等は、温熱治療する場合の温度及び面
積によって異なり特に限定されるものではないが、一例
を示せば、０．２〜５（ｍｍ）程度が適当である。更
に、これらのゲル基材は、柔軟皮膚粘着性を有するので
十分な有効接触面積を維持し得、且つ、一体貼着型装置
にあってはその皮膚貼着能をも併せ利用し得る。次にゲ
ル基材について詳細に説明する。

【０００７】ゲル基材これは好適には、カラヤガム、トラガカントガム、ザン
サンガム等の天然樹脂多糖類又はポリビニルアルコール
部分ケン化物、ポリビニルホルマール、ポリビニルメチ
ルエーテル及びそのコーポリマ、ポリビニルピロリド
ン、ポリビニルメタクリレート等のビニル系樹脂、ポリ
アクリル酸及びそのナトリウム塩、ポリアクリルアミド
及びその部分加水分解物、ポリアクリル酸エステル部分
ケン化物、ポリ（アクリル酸−アクリルアミド）等のア
クリル系樹脂など、親水性を有する各種天然又は合成樹
脂類をプロピレングリコール、エチレングリコール、グ
リセリン等の多価アルコール類で柔軟可塑化して自己保
形性、皮膚接着性を有する柔軟フィルム乃至シート状ゲ
ルとして提供される。更に、それ自体で柔軟粘着性を有
するポリオールとポリイソシアネート等の重合物（後記
公知例参照）も熱的特性が上記範囲内にあるので、好適
である。尚、電解質等の添加により熱的性質の微細な制
御も可能であることは言うまでもない。尚、皮膚接着性
は場合により、接着剤の添加で増加し得る。

【０００８】次に満足な基材の例を示す。製法：上記成分を混合して加熱する。例３ブチルアクリレート１１部、メトキシポリエチレングリ
コールメタクリレート（エチレンオキサイドの繰り
返し数ｎ＝２３）１１部を、ベンゼン３４部に溶解後、
系内を窒素置換した。更に、開始剤として、アゾビスイ
ソブチロントリルを０．０３部加え、窒素下８０℃で５
時間共重合させた。（以下余白）

【０００９】その他のゲル基材本発明ゲルシート乃至フィルムの好適例の幾つかは先述
した通りであるが、更に所謂生体用電極材料等として公
知の多様な親水性高分子材が随意に選択使用され得るも
のであることが改めて指摘される。例えば、特公平２年
９０７４号特開昭５２年９５８９５号、同５４年７７４８９号、
同５５年５２７４２号、同５５年８１６３５号、同
５５年１２９０３５号、同５６年１５７２８号、同
５６年３６９３９号、同５６年３６９４０号、同
５６年６０５３４号、同５６年８９２７０号、同５
６年１４３１４１号、同５７年２８５０５号、同５
７年４９４３１号、同５７年５２４６３号、同５７
年５５１３２号、同５７年１３１４２８号、同５７
年１６０４３９号、同５７年１６４０６４号、同５
７年１６６１４２号、同５７年１６８６７５号、同
５７年４５６９号、同５８年１００６６号、同６２
年８６０７６号同６２年１３９６２８号同６２年２７０１３４号特開平２年８００３０号実開昭５４年８０６８９号、同５６年１３５７０６
号、同５６年１３８６０３号、同５７年９３３０５
号、同５７年１７９４１３号、同５７年１８５３０
９号、等々に開示の各種親水性高分子材は、その多価ア
ルコール量等を適宜調整することにより適当な熱的性質
のゲル基材として使用し得るものである。このように、
本発明ゲル基材は親水性高分子であって所定の熱的性質
と柔軟粘着性を有するもの、好ましくは多価アルコール
類により柔軟可塑化されているものであれば足り、特定
材に限定されるものではなく、皮膚適合性、必要に応じ
熱伝導率、熱容量等を考慮してその基材組成が決定され
る。又、これらゲル基材を使い捨てもしくは他の夫と変
換すること等は自在である。発熱体乃至導熱体の形状、
構造組成等は従来のものであれば、適用可能であり特に
限定されない。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図である。（１）は、本体ケースであり、プラスチック、樹脂等で
形成されている。（２）は、電池であり、ボタン型、コイン型の１次又は
２次の小型電池である。（３）は、電子回路基板であり、発熱体へ供給する電気
エネルギーを制御する為の回路が搭載されている。（４）は、電熱変換素子であり、アルミナ等のセラミッ
クスの導熱体に銀−パラジウムを印刷、焼付け形成した
発熱体よりなるものあるいは、セラミックスの導熱体に
白金線、ニクロム線等の発熱体を巻き付けたもの等を示
す。電熱変換素子の具体的形状の例を図６と図７に示
す。図６と図７の説明は後述する。（５）は、支持体であり、本体ケース（１）の底部に電
熱変換素子（４）を支持固定する為のものであり、保熱
性、断熱性を有する素材が好ましい。（６）は、皮膚伝熱部であり、ゲル基材よりなる。ゲル
基材は、上述した組成を有し、且つ粘着性、柔軟性、保
水性を有するものである。（７）は、操作スイッチであり、発熱体ヘの電流供給を
オン、オフあるいは、供給量の調整を操作者が操作する
為のスイッチである。本体（１）ケースの上部には、操作スイッチ（７）が設
けられ、内部に小型電池（２）及び電子回路基板（３）
が配置され、小型電池（２）と電子回路基板（３）とは
導電端子（２０１）と（２０２）で接続されている。電
子回路基板（３）の底部には、支持体（５）で支持され
た電熱変換素子（４）が配置されている。支持体（５）
と電熱変換素子（４）の一部は底部に表出している。
又、支持体（５）、電熱変換素子（４）は、弱冠凸出し
ている場合もある。本体ケース（１）の底面全域に皮膚
伝導部（６）が貼着されている。皮膚伝導部（６）は、
使用時に貼着されていればよく、使い捨てにしてもよ
い。

【００１１】図１で示した実施例の使用方法は次の通り
である。まず図４に示す様に、本体（１）との底面に皮
膚伝導部（６）の一面を貼着する。次に生体治療患部に
皮膚伝導部（６）の他の面を貼着させる。本体（１）
は、皮膚伝導部（６）によって生体治療患部に一体貼着
保持される。その状態を図９に示す。本体（１）が人体
（ＭＭ）の左腕上部に貼着している。次に本体（１）の
上面に装着されている制御ボタン（７）を操作して電源
を入れる。小型電池の電流は、電子回路基板（３）上の
制御手段を介して電熱変換素子（４）に供給され、電熱
変換素子（４）は所定の時間発熱する。電熱変換素子
（４）から発せられた熱は皮膚伝熱部（６）を介して生
体治療患部に供給される。皮膚伝熱部（６）は、熱を保
持し、生体に広い範囲で快い温熱感を与える。

【００１２】次に第２の実施例を図２に示す。本体ケー
ス（１）及びその内部構成は図１で示した実施例と同一
である。（６１）は皮膚伝熱部であり、粘着性の弱いゲ
ル基材によって形成される。皮膚伝熱部（６１）は、電
熱変換素子（４）の周辺のみとし、その外縁部を粘着層
としたものである。粘着層は、柔軟性を有するリング状
支持部材（７１）の両面に粘着剤（７２）を配置したも
のである。粘着剤（７２）の組成は、拌創膏に使用され
るものと同じか類似するものであればよい。

【００１３】図２で示す実施例は、本体ケース（１）と
生体治療患部とを粘着剤（７２）で接着するものであ
り、接着強度を上げる点で好ましい例である。又、皮膚
伝熱部（６）のゲル基材は粘着性が弱いが、粘着剤（７
２）の粘着力によって皮膚伝熱部（６）と生体との接触
が充分に行なわれる例でもある。

【００１４】次に第３の実施例を図３に示す。本体ケー
ス（１）及びその内部構成は図１で示した実施例と同一
である。皮膚伝熱部（６）は、ゲル基材よりなり、その
中間に不繊布又はチュール等からなるネット（８）を介
在させているものである。皮膚伝熱部（６）の厚さを５
（ｍｍ）以下の極薄にした場合、“チギレ”等が生じる
が、このネット（８）を介することで補強され“チギ
レ”はなくなる。更にネット（８）のみを弱冠皮膚伝熱
部（６）より外にはみ出させるようにすれば（図３
（ｌ））、本体（１）から剥脱する際の使用勝手を改善
することができるものである。

【００１５】図５は、小型電池及び制御回路を一構成と
した制御ユニット（５１）と発熱体及び発熱体を覆う発
熱体ケース（５５）及び皮膚伝熱部（５６）とを電気リ
ード線（５４）で接続したものである。制御ユニット
（５１）に於いて、下部に電池（５３）が収納され表面
に調整ツマミ（５２）が設けられている。電気リード線
（５４）は、表面をビニール等で絶縁被覆されたもので
ある。発熱体ケース（５５）はその底面に、発熱体乃至
導熱体が表出配置されている。その様子は図４で示す本
体ケース（１）の底面と同一である。電池（５３）は単
１〜単５電池等々を示してもよい。又は電池の代わりに
商用ＡＣ電源を使用してもよい。（５６）は皮膚伝熱部
であり、ゲル基材よりなりその形状、構造等は前述した
実施例と同様のものである。図１乃至図３は、小型電池
制御回路、発熱体、皮膚伝熱部を一体構成として生体に
貼着して使用する所謂コードレス型であるのに対し、図
５で示す実施例は、発熱体の発熱温度等を手元で制御で
きるように構成したものである。更に他の実施例とし
て、皮膚伝熱部に粘着性の無いゲル基材を使用し、本体
全体を別途拌創膏にて皮膚に貼着するものも提示でき
る。

【００１６】以上の各実施例に於いては、電池電流を発
熱体ヘ供給する際、何らかの制御回路を具備するが、そ
の一例を図８に示す。電池（８１）の（＋）極は、端子
（ａ）を介してコイル（８２）の一端、及び端子（ｃ）
を介してＦＥＴ（８３）のドレインに接続している。Ｆ
ＥＴ（８３）のソース側は、端子（ｄ）を介して発熱体
（８９）の一端に接続している。コイル（８２）の他端
は、ＤＣ／ＤＣコンバータチップ（９０）のスイッチン
グ端子（Ｌｘ）と接続すると共に、ダイオード（８４）
のアノードに接続している。ダイオード（８４）のカソ
ードは、ＤＣ／ＤＣコンバータチップ（９０）の電圧出
力端（ＯＵＴ）及びコンデンサ（８５）の一端及び端子
（ｂ）を介してマイコン（８６）の電源入力端（Ｖｄ
ｄ）及び、スイッチ（８７）の一端に接続している。マ
イコン（８６）の出力は、端子（ｅ）を介して、ＦＥＴ
（８３）のゲートに接続しているスイッチ（８７）の他
端は抵抗（８８）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（８５）の他端、及び抵抗
（８８）の他端は電池（８１）の（−）極と接続してい
る。発熱体（８９）の他端は、端子（ｆ）を介して電池
（８１）の（−）極と接続している。ＤＣ／ＤＣコン
バータ（９０）の接地部（Ｖｓｓ）及びマイコンの接地
部（ＧＮＤ）も電池（８１）の（−）極と接続してい
る。電池（８１）は、ボタン型Ｎｉ−Ｃｄ電池（１．２
Ｖ、定格容量５０（ｍＡｈ））が例示される。ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ（９０）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（９０）をＤＣ／ＤＣコンバータと称し
た。ＤＣ／ＤＣコンバータの一例としてＲＨ５ＲＣシリ
ーズ（リコー社製）を提示する。

【００１７】次に動作を述べる。電池（８１）の電池電
圧が端子（ａ）、コイル（８２）を介してＤＣ／ＤＣコ
ンバータ（９０）に入力されると、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ（９０）は動作を開始し、コイル（８２）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（８
４）を介してコンデンサ（８５）に蓄積される。コンデ
ンサ（８５）に蓄積された電圧は端子（ｂ）を介してマ
イコン（８６）の電源入力部（Ｖｄｄ）に入力される。
コンデンサ（８５）に蓄積された電圧がマイコン（８
６）に供給され、この状態に於いてスイッチ（８７）が
押されるとマイコン（４）の入力部（ＩＮ）に電圧が供
給され、マイコン（８６）は動作を開始する。マイコン
（８６）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
（８３）のゲートに出力する。ＦＥＴ（８３）は、ドラ
イブパルスのオンオフに従って端子（ｃ）と端子（ｄ）
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）程度が例示される。尚、ドライ
ブパルスの周波数、Ｄｕｔｙは特に制限されるものでは
ない。端子（ｃ）と端子（ｄ）との間が接続されると電
池（８１）の電池エネルギーがＦＥＴ（８３）を介して
発熱体（８９）に供給され、端子（ｃ）と端子（ｄ）と
の間が遮断されると発熱体（８９）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し、このドライブパルス
の周波数又はＤｕｔｙに応じて発熱温度が制御される。
電池（８１）と発熱体（８９）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、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ（９０）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（Ｖｄｄ）に供給する
為、温熱治療に充分な時間、発熱体を発熱させることが
できる。

【００１８】電熱変換素子のいくつかの具体例を図６、
図７に示し説明する。（４１）は、発熱体であり銀−パ
ラジウム等によって形成されている。（４２）は、導熱
体であり、主にアルミナ等のセラミックスよりなる。
（４３）（４４）は、制御手段、電池等と接続する為の
電気リード線である。発熱体（４１）は導熱体（４２）
上に、印刷、焼付けによって形成されている。電気リー
ド線（４３）（４４）と発熱体（４１）とは、ハンダ等
で接合している。図７は、ボビン状の導熱体（４２）に
白金線、タングステン線等の発熱体を巻き付けたもので
ある。（４３）（４４）は、電気リード線であり、上述
と同様制御手段、電池等に接続している。図６及び図７
で示す（４５）は、図１乃至図３で示す本体ケース
（１）あるいは、図５で示す発熱体ケース（５５）に電
熱変換素子が組み込まれた時、底面に表出する部分であ
る。尚、本体ケース、発熱体ケースの底面に表出する部
分は上記に限らず発熱体面が表出してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述の如く本発明は、皮膚伝熱部と
してゲル基材を使用することにより、針で皮膚を刺す様
な痛みに似た不快な熱刺激乃至火傷等が無く、しかも広
い範囲で持続性を持った温熱感を与えることができる等
の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】

【図３】

【図５】本発明の実施例を示す図である。

【図４】図１で示した実施例を説明する為の図である。

【図６】

【図７】本発明の実施例に於ける電熱変換素子を示す図
である。

【図８】本発明の実施例に於ける制御回路を示す図であ
る。

【図９】図１で示した実施例を使用する際の説明図であ
る。

【符号の説明】１本体ケース２電池３電子回路基板４電熱変換素子５支持体６皮膚伝熱部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】皮膚電熱部として多価アルコールで柔軟可
塑化された親水性高分子ゲル基材を有することを特徴と
する電気温熱治療器。
【請求項２】皮膚一体貼着構造であることを更に特徴と
する請求項１に記載の電気温熱治療器。