JPH0619733U - 小型生体温熱刺激装置 - Google Patents

小型生体温熱刺激装置

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JPH0619733U
JPH0619733U JP40690790U JP40690790U JPH0619733U JP H0619733 U JPH0619733 U JP H0619733U JP 40690790 U JP40690790 U JP 40690790U JP 40690790 U JP40690790 U JP 40690790U JP H0619733 U JPH0619733 U JP H0619733U
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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、パルス状出力手段及び発熱体よ
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、電池電流を発熱体に流し続けなけれ ばならない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 発熱体に小型電池から供給される電気エネルギィを断続するパルス状出力手段と の構成によって電池からの過剰な電流の流出の阻止と発熱体に電気エネルギィが 供給される際に生じる過渡的抵抗の上昇とを利用することにより、電池内部抵抗 の増加、並びに電池出力電圧降下を防ぎ小数素子で且つ、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発熱体刺激を実現 した。
【0008】
【実施例】
図1に於て、電源部(1)は発熱体(3)の一端に接続され、発熱体(3)の 他端はトランジスタ(4)のにぞれぞれ接続される。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。ベースにはパルス発振器( 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。
【0010】 又、パルス発振器(2)は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信 号処理器や、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。
【0011】 上述した信号処理器を、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、パルス発振器から出力されるパルスのこと である。
【0012】 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〜300℃程度までが好適である。 又、発熱体は単に発熱素子のみをしめすのもではなく、発熱素子と集熱板との組 合わせ等も含まれるものである。
【0013】 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。
【0014】 図1に於けるパルス発振器(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。
【0015】 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、トランジ スタ(4)のオン時に発熱体(3)に電流が流れる。図4(ii)は発熱体(3 )に流れる電流の波形である。
【0016】 発熱体(8)は電気エネルギィを熱エネルギィに変換する。
【0017】 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。トランジスタ(4)がオフすると発熱体(3)に流れた電 流は停止する。
【0018】 本実施例で、発熱温度は最高で200℃程度に設定した。
【0019】 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。図2は、図1のトランジスタをN PNからPNPに変えただけで他の構成は図1と同一であるから、説明は省略し た。尚、トランジスタでなくFET等他のスイッチング素子を使用しても良い。
【0020】 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。
【0021】 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の機能ルーチン がある。
【0022】 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,r,とした。スタートSWをONし、r にM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。
【0023】 r値が”0”であるかを判定する。r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値が”0”であるかを判定する。rの値が”0”でない場合はrの値か 1だけ引かれてに進む。r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にMの値がストアされてに 進む。
【0024】 r値が”0”でない場合、rの値を1だけ引いて、rにMの値をセッ トし、に進む。
【0025】 以上のようにしてパラメータM,M,M,M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。
【0026】 更に、本考案に示す信号処理器を、前述した汎用的マイクロコンピュータのか わりにゲートアレイ等のIC化に好適な構成とした信号処理器の1例を図9に示 し、その構成例を説明する。
【0027】 (16G)は信号処理器は内部である。基準発振器(16−1)の発振パルス は各々1/N分周器(16−4)、1/N分周器(16−5)に各々接続さ れる。N、Nは時間である。
【0028】 1/N分周器(16−4)及び1/N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。
【0029】 選択手段(16−6)は1/N分周器(16−4)及び1/N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。
【0030】 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。
【0031】 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。
【0032】 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1kHz、5kHz、10kHzであれば、20kHz程度が好 ましい。
【0033】 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、更に分周器をくわえることによって満足し得るものである。
【0034】 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。
【0035】 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/N に分周される。1/N分周及び1/N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。
【0036】 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。
【0037】 尚、本考案で示すパルス発振器は、その全体の大きさが数mm〜数十mm 、厚さ数mmのマイクロチップICで形成可能あり、例えばプログラムを記憶す る為のROM,CPUを内臓するマイコン、上記プログラム即ちアルゴリズムを PLD、ゲートアレイ、スタンダードセルによって表してなるASIC及び/又 は予めドライブパルスのパルス波形情報を記憶素子に記憶させておき、出力する 際記憶素子の記憶された波形情報を出力するLUTシステム、マイクロプログラ ム化したアルゴリズムによってドライブパルスを生成するマイクロプログラムシ ーケンサ等を示すものであるが、上記実施例に於いては、汎用型4ビットC−M OSのマイコン(SM−500,SM−590,SM−591(シャープ製)、 μpD7554(NEC製))が好適に使用される。
【0038】 発熱時間及至発熱温度は、図1、図2中、パルス発振器(2)の出力ドライブ パルスのパルス幅で設定される。1つのパルスで1回の発熱を形成する場合と、 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。
【0039】 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、間欠的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 別なチップでパルス発振器を作る必要はない。
【0040】 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。
【0041】 小型電池の電圧値の低下を検知し、ドライブパルスのパルス幅を増加させて発 熱体への電気エネルギィの供給量を増加させる回路例を図10に示し、その動作 を説明する。図10で示す回路は、本考案に於けるパルス発振器の一部である。
【0042】 電池電圧入出力部(401)は抵抗(413)とダイオード(402)の並列 回路のアノード側に接続され、ダイオード(402)のカソード側は抵抗(40 3)を介して他端が接地しているコンデンサ(404)の1端(410)に接続 される。
【0043】 入力端(409)を有するNOTゲート(408)の出力は、NOTゲート( 407)の入力及びコンデンサ(404)の1端(410)に接続されている。
【0044】 図10の回路を図9で示す単安定発振部(16−7)の一例とする場合、図1 0のNOTゲート(408)の入力端は図9の選択手段(16−7)の出力部と 、図10のNOTゲート(407)の出力端(411)は、図9の出力端(16 c)と、図10の電池電圧入出力部(401)は、図9の外部入力信号(k−3 )と各々接続する。これ以外で、図10の回路が使用される場合は、図1で示し た回路に於いて、パルス発振器(2)の出力部と図11のNOTゲート(408 )の入力端(409)が接続され、図1のトランジスタ(5)のベースとN0T ゲート(407)の出力端(411)が接続され、電源部(1)の出力部と電池 電圧入出力部(401)とが、接続されるものである。
【0045】 図11の(11−i)は図10の電池電圧入力部(401)に、(11−ii )は入力端(409)に、(11−iii)は(410)に、(11−iv)は 出力端(411)に各々対応する。
【0046】 信号が入力端(409)に入力されない時、NOTゲート(408)の出力端 (410)にはハイレベルが出力され、NOTゲート(407)の出力端(41 1)はローレベルが出力されている。
【0047】 信号(ハイレベル)が入力端(409)に入力されると、NOTゲート(40 8)の出力端(410)はローレベルとなり、NOTゲート(407)の出力端 (411)はハイレベルとなる。 次にトリガー信号がローレベルとなると、NOTゲート(408)の出力端( 410)がハイレベルとなり、コンデンサ(404)は、電池電圧入力部(40 1)、ダイオード(402)、抵抗(413)、抵抗(403)を介して充電さ れる。 コンデンサ(404)は充電され、NOTゲート(407)の入力端電圧は徐 々に上昇し、いき値電圧に達した時、NOTゲート(407)の出力端(411 )がローレベルとなる。
【0048】 ここで、電池電圧入力部(401)の電圧が図11(11−i)のように変化 した場合について説明する。
【0049】 初め、電池電圧部(401)の電圧が高い時は、抵抗(413)の端子間電圧 がダイオード(402)の順方向電圧より大きくなるため、電流の流れは電池電 圧入力部(401)からダイオード(402)及び抵抗(413)、抵抗(40 3)、コンデンサ(404)となる。
【0050】 これに対し、電池電圧入力部(401)の電圧が低下し、抵抗(413)の端 子間電圧がダイオード(402)の順方向電圧より低くなると、ダイオード電流 は停止し、電流は減少する。このように電池電圧入力部(401)の電圧が低下 すると共に電流が減少し、コンデンサ(404)の充電時間は長くなる(図11 (11−iii))。充電時間が長くなると図11(11−iv)の通りパルス 幅が大きくなり、トランジスタ(4)のオン時間が長くなる。トランジスタ(4 )のオン時間が長くなると発熱体(3)への供給電流量が増える。
【0051】 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。
【0052】 尚,パルス発振器は、ドライブパルスのパルス幅あるいは、パルス間隔の変化 を自在に行なうことは上述の通りであるから具体的内部動作の説明は省略する。
【0053】 図4に於いて、(4−i)はドライブパルスの出力波形で,(4−ii)は発 熱体に流れる電流波形を示す。(4−iii)は、発熱体の発熱温度の推移を示 す。
【0054】 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)はドライブパルスの出力波形で 、(5−ii)は、発熱体に流れる電流波形を示す。(5−iii)は、発熱体 の発熱温度の推移を示す。
【0055】 図6は、パルス発振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、発熱体に流れる電流波形を示す。(6−iii)は 、発熱体の発熱温度の推移を示す。
【0056】 図7は、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。
【0057】 (7−i)は、ドライブパルス、(7−ii)は、発熱体に流れる電流波形( 7−iii)は、発熱体の発熱温度の推移を示す。
【0058】 次に、本考案の全体構成を示す実施例を示し、説明をする。
【0059】 図12に於いて、(21S)は、本考案の全体構成の1例を示し、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(22S)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。
【0060】 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。
【0061】 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。
【0062】 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 。
【0063】 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。
【0064】 支持体(23S)の下面には、粘着材層(30S)が配置されている。
【0065】 図13は、図12を、下面から見た図である。
【0065】 次に、図14に示す他の本考案の全体構成を説明する。
【0066】 図15は図14の下面から見た図である。
【0067】 図14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、下面に貼着層(30S)がもうけられて いる。
【0068】 図14は図12に比べ、発熱体の面積を大きくしたものである。
【0069】 図14に示した各構成材料は、図12と同じものである。
【0070】 次に、図16に示す他の本考案の全体構成を説明する。
【0071】 図17は図16の斜視図である。
【0072】 図16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。
【0073】 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)で固定化されている。
【0074】 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。
【0075】 次に、図18に示す他の本考案の全体構成を示す実施例を説明する。
【0076】 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)に収納し、別体(35S)と支持体( 23S)とはリード線(34S)で接続されている。
【0077】 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。 以上、3通りの全体構成を示す実施例の構成を説明したが、その使用方法は粘 着層側を生体に当接固定し、制御ボタンを押せばよい。生体に貼着使用した時の 略図を図19に示す。
【0078】 図19は、人体(MAN)左肩に図16に示した本考案小型生体温熱刺激装置 (21S)を貼着した状態を示す図である。
【0079】
【本考案の効果】
以上、詳述の如く本考案は、時間、場所等に、係わることなく、温熱(お灸) 治療はでき、しかも信号処理器によって常に経時的に一定の周期、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、経済的に可変動作を行 なうこと等の制御が行なえることから、小型電池で充分な時間使用ができる等の 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示すフロ
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】本考案の実施例の一部を示す回路図である。
【図11】図10の出力動作を示す波形図である。
【図12】
【図14】
【図16】本考案の実施例の全体構成をしめす断面図で
ある。
【図13】図12の下面である。
【図15】図14の斜見図である。
【図17】図16の下面図である。
【図18】本考案の実施例の全体構成を示す一部断面図
である。
【図19】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 2 パルス発振器 3 発熱体 5 トランジスタ c ドライブパルスの出力端

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】軽量小型電源、パルス状出力手段及び発熱
    体よりなることを特徴とする小型生体温熱刺激装置。
  2. 【請求項2】前記発熱体がコイル状発熱体である請求項
    1に記載の小型生体温熱刺激装置。
  3. 【請求項3】前記パルス状出力手段をデジタル制御する
    ための信号処理手段を有する請求項1及至2に記載の小
    型生体温熱刺激装置。
JP1990406907U 1990-12-27 1990-12-27 小型生体温熱刺激装置 Expired - Lifetime JP2537592Y2 (ja)

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