CN111013018B - 生物体刺激用磁场产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的生物体刺激用磁场产生装置，能够对生物体施加方向不同的磁场；该生物体刺激用磁场产生装置，具备由磁性材料形成的磁芯(2)和卷绕在磁芯(2)的一部分上的线圈(3)；磁芯(2)具有并排设置的至少两对支脚部(20b)、(21b)，在两对支脚部(20b)、(21b)上分别设有相互交叉的间隙部(20c)、(21c)；线圈(3)具有在与两对支脚部(20b)、(21b)和各间隙部(20c)、(21c)之间形成第一磁路的第一线圈部(3a)和形成第二磁路的第二线圈部(3b)；通过第一线圈部(3a)和一对支脚部产生处于第一磁路上的第一方向的磁场，通过第二线圈部(3b)和另一对支脚部产生处于第二磁路上的第二方向的磁场，利用将第一方向的磁场和第二方向的磁场合成后的磁场刺激生物体。

Description

生物体刺激用磁场产生装置

技术领域

本发明涉及生物体刺激用磁场产生装置。

背景技术

作为认知症改善等用途的医疗用的康复仪器，市场上流通有对生物体内部施加强磁场的交流的磁场产生装置。

在这些磁场产生装置中，对电容器进行充电，经由开关部向串联连接的线圈放电，以LC谐振的频率使脉冲状的电流流通于线圈中，由此产生交变磁场(也称为交变磁界)。而且，需要一种即使在电流流通于线圈中时产生焦耳热的情况下，也能够稳定地连续工作的装置。

例如，在专利文献1中，作为抑制由线圈的焦耳热引起的发热的技术，公开了具有绕线的卷径逐渐变小的磁通压缩部的磁刺激装置。

关于这些装置中使用的磁场产生线圈，当为空心线圈时使用圆形的线圈、或者8字状的线圈。另外，当使用磁性体磁芯时，使用棒状的磁芯上卷绕导线的构件、或者U字形或C字形的磁性磁芯。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本公报、特开平8-52231号

在上述任意装置的情况下，产生磁场的线圈均为一个，施加于该线圈上的脉冲状的交变电流信号也是一个。

因此，所产生的磁场，由于施加交变电流而NS被反转，所变化磁场的方向仅为正向和反向，只要不改变磁场产生装置的方向，就不可能实现相互垂直或者倾斜数十度。

另一方面，作为想施加磁场的对象物的生物体组织，在大多数情况下是在面方向上扩展，另外，在肌肉组织中，是沿一个方向形成有组织。为了对这些对象物有效地进行磁刺激，最好是施加所有方向的磁场。

但是，在现有技术下的磁场产生装置中，存在着无法连续改变磁场方向施加磁场这样的大问题。

发明内容

本发明是鉴于如上所述的课题而完成的，其目的在于提供一种：能够对生物体施加方向不同的磁场的生物体刺激用磁场产生装置。

根据本发明，提供一种生物体刺激用磁场产生装置，该生物体刺激用磁场产生装置具有如下特征。

本发明的生物体刺激用磁场产生装置，具备：由磁性材料形成的磁芯和卷绕在上述磁芯的一部分上的线圈；上述磁芯具有并排设置的至少两对的支脚部；在两对上述支脚部上分别设有间隙部，该间隙部相互交叉；上述线圈具有在与两对上述支脚部和各上述间隙部之间形成第一磁路的第一线圈部和形成第二磁路的第二线圈部；通过上述第一线圈部和一对支脚部产生处于上述第一磁路上的第一方向的磁场，通过上述第二线圈部和另一对支脚部产生处于上述第二磁路上的第二方向的磁场，利用将上述第一方向的磁场和上述第二方向的磁场合成后的磁场刺激生物体。

(发明效果)

根据本发明，能够提供一种：能够对生物体施加方向不同的磁场的生物体刺激用磁场产生装置。

附图说明

图1是本发明实施方式涉及的磁场形成部的主视图。

图2是磁场形成部的俯视图。

图3是磁芯的上侧立体图。

图4是对磁场产生装置的构成进行说明的说明图。

图5是控制部的功能图。

图6是具有根据由肌肉电位传感器检测出的电位决定磁场方向的功能的控制部的功能图。

图7中的(a)是表示仅对第一线圈部施加正向交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图7中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图8中的(a)是表示对第一线圈部和第二线圈部施加大小不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图8中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图9中的(a)是表示对第二线圈部施加交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图9中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图10中的(a)是表示对第一线圈部和第二线圈部施加相位角180度不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图10中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图11中的(a)是表示仅对第一线圈部施加反向交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图11中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图12中的(a)是表示对第一线圈部和第二线圈部施加相位角90度不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图12中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图13中的(a)是表示对第一线圈部和第二线圈部施加相位角70度不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图13中的(b)是表示间隙部中的合成磁场的图。

图14是第一变形例涉及的磁场形成部的主视图。

图15是第一变形例涉及的磁场形成部的俯视图。

图16是第一变形例涉及的磁芯的上侧立体图。

图17是对第二变形例涉及的磁场产生装置的构成进行说明的说明图。

图18是具有针对每一脉冲选择流动交变电流的端子的功能的控制部的功能图。

图19是具有决定对第一线圈部和第二线圈部供给的电流比例的功能的控制部的功能图。

(符号说明)

1、1A…磁场产生装置(生物体刺激用磁场产生装置)

2…磁芯

20…第一磁芯部

20a…连接部

20b…支脚部

20c…间隙部

21…第二磁芯部

21a…连接部

21b…支脚部

21c…间隙部

3…线圈

3a…第一线圈部

3aa…螺旋部

3ab…连接部

3b…第二线圈部

3ba…螺旋部

3bb…连接部

4…直流电源

5…开关部

6…调整电阻

7…电容器

8…开关部

9…调整电阻

10…肌肉电位传感器

22…磁芯

22a…底座部

22b…支脚部

22d…对置面

23…线圈

23a…第一线圈部

23aa…螺旋部

23ab…连接部

23b…第二线圈部

23ba…螺旋部

23bb…连接部

23c…孔

C…控制部

Ca…充电指示部

Cb…放电指示部

Cc…计数器

Cd…磁场方向决定部

Ce…电流比率调整部

Cf…相位差决定部

Cg…T1、T2选择部

Ch…电流比例决定部

C1、C3…第一电路

C2、C4…第二电路

CP1、CP2…电源电路

M、M1…磁场形成部

T1、T2…端子

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

需要说明的是，以下所说明的实施方式仅为易于理解本发明的一例，本发明并不限于此。即，关于以下所说明的部件的形状、尺寸、配置等，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行变更或改良，其等效部件当然也包含于本发明的保护范围中。

另外，在所有附图中，对相同的构成元件赋予相同的符号，并适当地省略其重复说明。另外，在本发明说明书中有时规定上下方向进行说明，该上下方向是为了便于说明构成元件之间的相对关系而设定的，其并不限定本发明涉及的产品的制造时或使用时的方向。

＜＜概要＞＞

首先，主要参照图1和图2，对本实施方式涉及的磁场产生装置(生物体刺激用磁场产生装置)1的概要进行说明。图1是本发明实施方式涉及的磁场形成部M的主视图，图2是磁场形成部M的俯视图。

本发明实施方式涉及的生物体刺激用磁场产生装置(磁场产生装置1)具备由磁性材料形成的磁芯2和卷绕在磁芯2的一部分(支脚部20b和支脚部21b)上的线圈3。

磁芯2具有并排设置的至少两对的支脚部20b、21b。

两对支脚部20b、21b上分别设有间隙部20c、21c，该间隙部20c和间隙部21c相互交叉。

线圈3具有在与两对支脚部20b、21b和各间隙部20c、21c之间形成第一磁路的第一线圈部3a和形成第二磁路的第二线圈部3b。

通过第一线圈部3a和一对支脚部20b产生处于第一磁路上的第一方向(图3中所示的X方向)的磁场，通过第二线圈部3b和另一对支脚部21b产生处于第二磁路上的第二方向(图3中所示的Y方向)的磁场。而且，本发明的特征在于，利用将第一方向的磁场和第二方向的磁场合成后的磁场刺激生物体。

在此，关于“产生磁场”，只要具有产生磁场的能力即可，也可以不是实际产生磁场的状态。

另外，关于“合成”，其在第一方向的磁场和第二方向的磁场中的一个磁场为零时也是成立的。即，该情况下，另一个磁场等同于合成磁场。

根据上述构成，通过调整第一方向的磁场和第二方向的磁场的大小，能够利用间隙部中的各种方向的合成磁场刺激生物体。

即，通过调整第一方向的磁场的大小和第二方向的磁场的大小，能够在不移动装置本身的情况下，在维持磁芯2对于生物体的抵接状态的同时改变所施加磁场的方向。因此，能够在使磁芯2的端面陷入皮肤，且将磁芯2配置于生物体的更深部位置处的状态下，改变所施加磁场的方向。

而且，通过对生物体内部施加各种方向的磁场，能够利用生物体内产生的感应电流适当地刺激沿任意方向延伸的神经细胞。

另外，也可以构成为：具备三对支脚部和分别卷绕在该三对支脚部上的线圈，产生与第一方向的磁场和第二方向的磁场的双方均垂直的磁场，并且将这些磁场进行合成，由此来变更相对于生物体的深度方向的磁场位置。

＜构成＞

主要参照图1、图2以及图3、图4，对本实施方式涉及的磁场形成部M和具备该磁场形成部M的生物体刺激用磁场产生装置(磁场产生装置1)的构成进行说明。图3是磁芯2的上侧立体图，图4是对磁场产生装置1的构成进行说明的说明图。

(关于磁场形成部)

磁场形成部M是利用从后述的电源电路CP1、CP2供给的交变电流形成磁场的部位，如图1和图2中所示，该磁场形成部M由磁芯2和卷绕在磁芯2的一部分上的线圈3构成。

(关于磁芯)

如图2中所示，磁芯2是将从线圈3产生的磁通引向间隙部20c、21c，且在间隙部20c、21c中产生磁通的构件。本实施方式涉及的磁芯2具备大小不同且带有棱角的两个U字形的第一磁芯部20和第二磁芯部21。

作为其一例，本实施方式涉及的第一磁芯部20和第二磁芯部21，是通过将由磁性材料构成的电磁钢板层叠后利用粘接剂进行接合而构成。

如图3中所示，磁芯2(第一磁芯部20和第二磁芯部21)具备各一对(共计两对)的支脚部20b(21b)和连接各一对支脚部20b(21b)彼此间的连接部20a(21a)。

两对支脚部20b、21b中的连接部20a、21a彼此配置于异面位置(skew position)，两对支脚部20b、21b的端面处于同一平面上。在此，“两对支脚部20b、21b的端面”是发射磁通的部位，并且是指：位于支脚部20b、21b中的与连接部20a、21a相反的一侧，且朝向与支脚部20b、21b的延伸方向(卷轴)交叉的方向延伸的端面(本实施方式中为上表面)。

换而言之，在该构成中，将第一磁芯部20和第二磁芯部21组合成：位于两对支脚部20b、21b的端部之间的图2中所示的间隙部20c、21c位于同一虚拟平板上，并且，各个间隙的方向相互垂直。

如图3中所示，以下，将连接一对支脚部20b的上端部的方向作为第一方向即X方向，将连接一对支脚部21b的上端部的方向作为第二方向即Y方向进行说明。

另外，本实施方式涉及的作为第一方向的X方向和作为第二方向的Y方向相互垂直，但是，本发明并不限定于这种构成，只要第一方向和第二方向在间隙部20c、21c中交叉即可，第一方向和第二方向形成的角度可以任意地进行设定。

如此，通过将连接部20a、21a彼此配置于异面的位置，且使两对支脚部20b、21b的端面位于同一平面上，由此能够形成独立的磁路，并且，通过在同一平面内具备磁通的发射部，能够准确地控制磁场的方向。

尤其是，当如本实施方式涉及的磁芯2那样，层叠电磁钢板而构成时，利用粘接剂接合的接合界面成为间隙，由此，磁通能够在电磁钢板的面方向上流动，但是，在厚度方向上并没有磁通的流动。

因此，通过不使第一磁芯部20的连接部20a和第二磁芯部21的连接部21交叉，而是使连接部20a、21a彼此配置于异面的位置，能够使双方的磁通均进行流动。

本实施方式涉及的磁芯2，如上所述那样由层叠的电磁钢板构成，因而可以使用通用的电磁钢板，因此，能够降低磁芯2的制造成本。

另外，第一磁芯部20和第二磁芯部21并不限定于带有棱角的U字形，例如，也可以为呈圆角的U字形、或者具有从支脚部20b、21b双方的上端部朝向使间隙部20c、21c变狭窄的方向延伸的端部从而形成为C字形。

(关于线圈)

作为一例，线圈3是由扁平线且被绝缘外皮包覆的铜线形成的沿边卷绕线圈(edgewise coil)，该线圈3由卷绕在第一磁芯部20的一对支脚部20b上的第一线圈部3a和卷绕在第二磁芯部21的一对支脚部21b上的第二线圈部3b构成。

第一线圈部3a由分别卷绕在一对支脚部20b上的两个螺旋部3aa和连接螺旋部3aa底部的连接部3ab构成。第一螺旋部3a通过两个螺旋部3aa和连接部3ab，形成为从底面侧观察时呈8字状。两个螺旋部3aa沿着磁路的闭环方向相同的绕线方向，如图2中所示那样，分别卷绕在一对支脚部20b上。

同样地，第二线圈部3b由分别卷绕在一对支脚部21b上的两个螺旋部3ba和连接螺旋部3ba底部的连接部3bb构成。第二螺旋部3b通过两个螺旋部3ba和连接部3bb，形成为从底面侧观察时呈8字状。两个螺旋部3ba沿着磁路的闭环方向相同的绕线方向，如图2中所示那样，分别卷绕在一对支脚部21b上。

如此，优选第一线圈部3a和第二线圈部3b分别卷绕在支脚部20b、21b上，此时，相比卷绕在连接部20a、21a，能够提高支脚部20b、21b的端部外侧的磁通密度。但是，本发明并不限定于这种构成，关于第一线圈部3a和第二线圈部3b，只要是在与第一磁芯部20或者第二磁芯部21之间形成磁路即可，也可以构成为分别卷绕在连接部20a、21a上。

(关于整体构成)

磁场产生装置1具备：分别具有直流电源4由此能够向线圈3供给交变电流的两个电源电路CP1、CP2和控制交变电流的供给的控制部C。电源电路CP1由与直流电源4连接的第一电路C1和与磁场形成部M连接的第二电路C2构成，电源电路CP2由与直流电源4连接的第一电路C3和与磁场形成部M连接的第二电路C4构成。

第一电路C1(C3)与直流电源4、与直流电源4连接且对电路内通电的接通(ON)和断开(OFF)进行切换的开关部5、调整充电电流大小的调整电阻6、以及充电用的电容器7连接。

第二电路C2(C4)是LC电路，其与电容器7、与电容器7连接且对电路内通电的接通和断开进行切换的开关部8、以及对供给至磁场形成部M的电流大小进行调整的调整电阻9连接。

磁场产生装置1的工作方法如下。

首先，控制部C使设置于电源电路CP1、CP2的开关部5接通，利用第一电路C1(C3)将电容器7充电至规定电压。当对于电容器7的充电结束时，使开关部5断开。

接着，使开关部8接通，将充电至电容器7的电气放电至磁场形成部M的线圈3。使LC谐振电流反复在第二电路C2(C4)中流动，由此从线圈3(磁场形成部M)发射磁场。

(关于控制部)

接着，主要参照图4以及图5、图6对控制部C的功能进行说明。图5是控制部C的功能图，图6是具有根据由肌肉电位传感器10检测出的电位决定磁场方向的功能的控制部C的功能图。

本实施方式涉及的控制部C具有充电指示部Ca、放电指示部Cb、磁场方向决定部Cd、电流比率调整部Ce以及相位差决定部Cf。

充电指示部Ca具有向开关部5发送信号S 1，指示对电容器7的充电以及充电解除的功能。

放电指示部Cb具有向开关部8发送信号S2，指示对磁场形成部M放电以及放电解除的功能。

磁场方向决定部Cd决定间隙部20c、21c中的磁场的方向。

电流比率调整部Ce具有根据由磁场方向决定部Cd决定的磁场方向，调整在第一线圈部3a和第二线圈部3b中流动的电流比率的功能。具体而言，电流比率调整部Ce向调整电阻9发送调整分别设置于电源电路CP1和电源电路CP2的调整电阻9的电阻值用的信号S3，由此调整在第一线圈部3a和第二线圈部3b中流动的电流比率。

相位差决定部Cf根据由磁场方向决定部Cd决定的磁场方向，决定第一线圈部3a和第二线圈部3b中的电压的相位差。

尤其是，控制部C能够通过电流比率调整部Ce控制从电源电路CP1向第一线圈部3a供给的交变电流的大小和从电源电路CP2向第二线圈部3b供给的交变电流的大小之间的比率。

如此，控制部C通过控制向第一线圈部3a供给的交变电流的大小和向第二线圈部3b供给的交变电流的大小之间的比率，能够如后所述那样调整磁场的方向。

尤其是，一个电源电路CP1的输出与第一线圈部3a和第二线圈部3b中之一者即第一线圈部3a连接，而另一个电源电路CP2的输出与第一线圈部3a和第二线圈部3b中之另一者即第二线圈部3b连接。

如此，通过使磁场产生装置1具备两个电源电路(CP 1、CP2)，能够对第一线圈部3a和第二线圈部3b同时供给较大的电流。

另外，在本实施方式中，通过分别具备直流电源4的两个电源电路CP1、CP2，调整对第一线圈部3a和第二线圈部3b供给的电流的供给量，但是，本发明并不限定于这种构成。例如，也可以构成为：在具备一个直流电源4的一个电源电路中，分配对第一线圈部3a和第二线圈部3b供给的电流。

如图6中所示，磁场产生装置1还可以进一步具备检测生物体内部的电位(肌肉电位等的神经细胞的电位)的传感器(肌肉电位传感器10)。例如，控制部C通过电流比率调整部Ce，根据由传感器(肌肉电位传感器10)检测出的电位，通过反馈控制来控制向第一线圈部3a供给的电流和向第二线圈部3b供给的电流之间的比率。

如此，通过控制部C进行反馈控制，能够对向各方向延伸的多个神经纤维，在改变方向的同时适当地赋予刺激。

＜关于磁场的方向＞

接着，参照图7至图13对相对于施加给第一线圈部3a和第二线圈部3b的电压比的磁通方向的变化进行说明。

图7中的(a)是表示仅对第一线圈部3a施加正向交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图7中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

图8中的(a)是表示对第一线圈部3a和第二线圈部3b施加大小不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图8中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

图9中的(a)是表示对第二线圈部3b施加交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图9中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

图10中的(a)是表示对第一线圈部3a和第二线圈部3b施加相位角180度不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图10中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

图11中的(a)是表示仅对第一线圈部3a施加反向交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图11中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

图12中的(a)是表示对第一线圈部3a和第二线圈部3b施加相位角90度不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图12中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

图13中的(a)是表示对第一线圈部3a和第二线圈部3b施加相位角70度不同的交流电压时的电压比和相位角之间关系的图，图13中的(b)是表示间隙部20c、21c中的合成磁场的图。

由上述附图可知，线圈3中产生的电压是随着相位角变大而逐渐衰减。这是因为：在本实施方式中，向线圈3供给相比来自交流电源的交流电流更低的电流，因此，采用的是将来自直流电源4的电流充电至电容器7，并将其放电向线圈3供给电流的方式。

另外，当向线圈3施加的电流大小不会成为问题时，也可以构成为将交流电源直接连接在磁场形成部M上。

当控制部C通过放电指示部Cb，将开关部8切换为接通电源电路CP1的通电，且断开电源电路CP2的通电并保持该状态时，图如7的(a)中所示，仅在X方向上产生交流电压，Y方向上不产生交流电压。该情况下，如图7的(b)中所示，在间隙部20c、21c中产生仅在X方向上往复的磁通(合成磁场)。

另外，控制部C通过电流比率调整部Ce向调整电阻9发送信号S3，调整电源电路CP1、CP2的调整电阻9的电阻值，由此调整电压比(电流比)。作为其一例，将X方向的第一线圈部3a和Y方向的第二线圈部3b的电压比(电流比)设为0.6:0.4。而且，控制部C通过放电指示部Cb向开关部8发送信号S2，由此将开关部8切换为使电源电路CP1、CP2的通电接通。于是，如图8的(a)中所示，X方向和Y方向上均产生交流电压，其比率为0.6：0.4。该情况下，如图8的(b)中所示，在间隙部20c、21c中，产生如下磁通(合成磁场)，即：相对于X方向倾斜约34度(tan^-1(0.4/0.6))，在正负方向上往复的磁通(合成磁场)。另外，当控制部C通过放电指示部Cb，切换开关部8使电源电路CP2的通电接通，且使电源电路CP1的通电断开并保持该状态时，如图9的(a)中所示，仅在Y方向上产生交流电压，X方向上不产生交流电压。该情况下，如图9的(b)中所示，在间隙部20c、21c中产生仅在Y方向上往复的磁通(合成磁场)。

另外，假设控制部C通过相位差决定部Cf，将X方向的第一线圈部3a和Y方向的第二线圈部3b的交流电压的相位差决定为180度。换而言之，假设控制部C将X方向的第一线圈部3a和Y方向的第二线圈部3b的电压比决定为-0.5:0.5。该情况下，控制部C在相位差成为180度时(半个周期部分的时间差)通过放电指示部Cb向各开关部8发送信号S2，并将各开关部8切换为使电源电路CP1、CP2的通电接通。该情况下，如图10的(a)中所示，X方向和Y方向上均产生交流电压，其电压比为-0.5:0.5。换而言之，X方向和Y方向上产生相位角180度偏移的交流电压。

该情况下，如图10的(b)中所示，在间隙部20c、21c中产生如下磁通(合成磁场)，即：相对于X方向倾斜约45度，在正负方向上往复的磁通(合成磁场)。

如图10中所示，通过使施加于第一线圈部3a的电压和施加于第二线圈部3b的电压的相位不同，能够对生物体赋予更加富于变化的磁刺激。另外，当控制部C根据通过相位差决定部Cf决定的相位差，产生仅在X方向上反转的交流电压，并且，通过放电指示部Cb，将开关部8切换为使电源电路CP1的通电接通时，如图11的(a)中所示，产生仅在X方向上反转的交流电压，Y方向上不产生交流电压。该情况下，如图11的(b)中所示，在间隙部20c、21c中产生仅在X方向上反转并往复的磁通(合成磁场)。

如上所述，在本发明中，具备两个产生脉冲状的交变电流的电源电路(电源电路CP1、CP2)，且各电源电路的输出分别与第一线圈部3a(X方向)和第二线圈部3b(Y方向)连接。通过分别控制电源电路CP 1、CP2的输出的接通和断开，能够在相对于X方向为0度(X:Y＝1:0)至90度(X:Y＝0:1)的范围内改变合成磁场。进而，通过使任意一个线圈部的电压的相位反转、或者控制调整电阻9调整电压比，能够在相对于X方向为90度(X:Y＝0:1)以上至180度(X:Y＝-1:0)的范围内改变合成磁场。在此，磁场是交变磁场，因此，当能够在0度至180度的范围内改变时，可以网罗所有方向。

另外，假设控制部C通过相位差决定部Cf，将X方向的第一线圈部3a和Y方向的第二线圈部3b的交流电压的相位差决定为90度。该情况下，控制部C在相位差成为90度时(四分之一周期部分的时间差)，通过放电指示部Cb向各开关部8发送信号S2，将各开关部8切换为使电源电路CP1、CP2的通电接通。该情况下，如图12的(a)中所示，在X方向和Y方向上均产生交流电压。

该情况下，如图12的(b)中所示，在间隙部20c、21c中产生如下磁通，即：其方向呈螺旋状地变动，并且，由于从电容器7的放电衰减而缩颈的磁通。

另外，假设控制部C通过相位差决定部Cf，将X方向的第一线圈部3a和Y方向的第二线圈部3b的交流电压的相位差决定为70度。该情况下，控制部C是在相位差成为70度时，通过放电指示部Cb向开关部8发送信号S2，并将开关部8切换为使电源电路CP1、CP2的通电接通。该情况下，如图13的(a)中所示，在X方向和Y方向上均产生交流电压。该情况下，如图13的(b)中所示，在间隙部20c、21c中产生如下磁通，即：其方向呈螺旋状地变动，并且，由于从电容器7的放电衰减而缩颈的磁通。由于相位差的不同，与图12的(b)中所示的磁通形状相比，图13的(b)中所示的磁通的第一象限和第三象限的值变大，而另一方面，第二象限和第四象限的值变小。根据这种构成，能够将磁刺激的区域变化为适于想赋予刺激的区域的形状。

如图12和图13中所示，通过使X方向的交流电压和Y方向的交流电压的相位不同，且将该相位差的绝对值设为小于180度的任意值，能够以螺旋状的轨迹对生物体赋予磁刺激。换而言之，通过将X方向的交流电压和Y方向的交流电压的相位差的绝对值设为0度和180度以外的其他值，能够以螺旋状的轨迹对生物体赋予磁刺激。

根据上述实施方式涉及的磁场产生装置1，能够在不移动磁场产生装置1的情况下，仅通过电源电路的控制，便能够容易对施加磁场的对象物的平面施加各种方向的磁场。而且，由于能够施加平面上所有方向的磁场，因此，能够对施加磁场的对象物的组织均匀地施加磁场，由此能够使磁场施加的效果达到最大限度。

＜第一变形例＞

上述实施方式涉及的磁场形成部M的磁芯2是将带有棱角的U字形的第一磁芯部20和第二磁芯部21组合而构成，但是，本发明并不限定于这种构成。

接下来，主要参照图14至图16对具备第一变形例涉及的磁芯22的磁场形成部M1进行说明。图14是第一变形例涉及的磁场形成部M1的主视图，图15是第一变形例涉及的磁场形成部M1的俯视图，图16是第一变形例涉及的磁芯22的上侧立体图。

(关于磁场形成部)

如图14和图15中所示，磁场形成部M1由磁芯22和卷绕在磁芯22的一部分上的线圈23构成。

(关于磁芯)

如图16中所示，本变形例涉及的磁芯22具备供后述的第一线圈部23a和第二线圈部23b的两对线圈部卷绕的四根(两对)支脚部22b和连接支脚部22b彼此的底座部22a。两对支脚部22b形成为其剖面呈矩形形状，该两对支脚部22b从共同的底座部22a的上表面朝向上方延伸。

在此，从供第一线圈部23a和第二线圈部23b的两对线圈部卷绕的功能方面考虑称为两对支脚部22b，但本变形例涉及的四根(两对)支脚部22b具有相同的形状，且均等地配置在底座部22a的四个角落的上方。磁芯22由将金属磁性粉末和树脂一同挤压成形的无方向性的压粉磁心或者铁氧体磁性体形成，并且，成形为：使作为棒状磁性体的四根支脚部22b，从作为板状磁性体的底座部22a的上表面的四个角落朝向上方突出。

如上所述，通过使两对支脚部22b从共同的底座部22a延伸，与上述实施方式涉及的组合构成的磁芯2相比，能够将磁芯22形成为稳定的形状。

如此形成的磁芯22，将在对角方向上对置的一对支脚部22b作为一个磁回路而形成有两个磁回路，磁回路的一部分被共有，磁回路在内部相互垂直。

尤其是，四根(两对)支脚部22b中的相邻的支脚部22b具有相互平行地延伸且对置的对置面22d。

如此，通过使相邻的支脚部22b具有平行地延伸且对置的对置面22d，且支脚部22b的角部分并未对置，由此，作为配置于这些相邻支脚部之间的线圈23，能够使用宽幅的线圈。因此，能够降低线圈23的直流电阻，从而能够提高其性能。进而，容易将分别卷绕在相邻的支脚部22b上的线圈23配置为彼此紧密贴紧，由此能够抑制漏磁通，从而能够提高磁通密度。

另外，对置面22d优选设置于本变形例涉及的处于相邻关系的所有支脚部22b上，此时，能够作为整体紧密贴紧设置，但是，本发明并不限定于这种构成。

例如，也可以构成为：仅具有沿四根支脚部22b的一个方向延伸的法线的对置面22d相互平行地延伸。即使是这种构成，至少在一个方向上紧密贴紧配置，因此，与不具有相互平行的对置面22d时相比，能够抑制漏磁通，从而能够提高磁通密度。

(关于线圈)

作为一例，线圈23是由扁平线且被绝缘外皮包覆的铜线形成的沿边卷绕线圈(edge wise coil)，该线圈3由卷绕在处于对角位置的一对支脚部22b上的第一线圈部23a和卷绕在另一对角的支脚部22b上的第二线圈部23b构成。

第一线圈部23a由分别卷绕在一对支脚部22b上的两个螺旋部23aa和连接螺旋部23aa底部的连接部23ab构成。第一线圈部23a通过两个螺旋部23aa和连接部23ab形成为从底面侧观察时呈8字状。两个螺旋部23aa沿磁路的闭环方向相同的卷绕方向，如图15中所示那样，分别卷绕在一对支脚部22b上。

同样地，第二线圈部23b由卷绕在另一对支脚部22b上的两个螺旋部23ba和连接螺旋部23ba底部的连接部23bb构成。第二线圈部23b通过两个螺旋部23ba和连接部23bb形成为从底面侧观察时呈8字状。两个螺旋部23ba沿磁路的闭环方向相同的卷绕方向，如图15中所示那样，分别卷绕在另一对支脚部22b上。

尤其是，第一线圈部23a和第二线圈部23b分别通过卷绕成矩形形状的绕线形成，且在其内侧边缘形成有剖面呈矩形的孔23c，并且，通过将两对支脚部22b分别插通于孔23c内，从而将第一线圈部23a和第二线圈部23b分别安装在两对支脚部22b上。

根据这种构成，使第一线圈部23a和第二线圈部23b、以及第一线圈部23a及第二线圈部23b和两对支脚部22b紧密贴紧，由此能够抑制漏磁通。

＜第二变形例＞

如图4中所示，上述实施方式涉及的磁场产生装置1构成为包括分别具备直流电源4的两个电源电路CP1、CP2，但是，本发明并不限定于这种构成。

接下来，主要参照图17至图19对第二变形例涉及的生物体刺激用磁场产生装置(磁场产生装置1A)进行说明。图17是对第二变形例涉及的磁场产生装置1A的构成进行说明的说明图。图18是具有针对每一脉冲选择流通交变电流的端子T1、T2的功能的控制部的功能图，图19是具有决定向第一线圈部3a和第二线圈部3b供给的电流比例的功能的控制部C的功能图。

生物体刺激用磁场产生装置(磁场产生装置1A)具备：具有一个直流电源4由此能够向线圈3供给交变电流的一个电源电路(由第一电路C1和第二电路C2构成的电源电路CP1)、控制交变电流的供给的控制部C、以及切换电源电路中的一个电流输出的开关(开关部8)。

控制部C针对每一个脉冲或者每数个脉冲，利用开关部8(Y方向)将流通交变电流的对象切换为第一线圈部3a和第二线圈部3b(X方向)。具体而言，控制部C具备T1、T2选择部Cg，该T1、T2选择部Cg取得对交变电流的脉冲进行计数的计数器(counter)Cc的计数值，选择使交变电流流通于第一线圈部3a的端子T1，还是使交变电流流通于第二线圈部3b的端子T2。控制部C根据T1、T2选择部Cg的选择，向开关部8发送信号S4，以使交变电流流通于第一线圈部3a的端子T1或者第二线圈部3b的端子T2。如此，通过时间划分(time sharing)，利用脉冲状的交变电流，交替产生第一方向(X方向)的磁场和第二方向(Y方向)的磁场。

在此，“交替”是指磁场产生的时间不同，“交替”并不限于磁场在完全不同的时间产生，还可以是局部相同时间产生。

另外，计数器Cc可以设置于控制部C的外部，也可以设置于控制部C的内部。

根据这种构成，针对每一脉冲切换流通电流的对象，因此，不需要多个电源电路，便能够容易实现施加不同方向的磁场时的同步性。进而，针对每一个脉冲或者每数个脉冲进行输出电流的分割和相位反转的控制，由此能够在不使磁场产生装置1A移动的情况下，改变磁场的施加方向、或者连续施加多个方向的磁场。

关于对上述各线圈部3a、3b施加交变电流的施加间隔，优选短于各线圈部3a、3b的退磁时间。根据这种构成，各线圈部3a、3b的磁场的产生时间重叠，因此，能够将励磁的各线圈部3a、3b的磁场彼此相加(合成)。

另外，控制部C除了针对每一脉冲进行输出电流的控制之外，也可以根据时间进行输出电流的控制。

除此之外，控制部C还可以具备电流比例决定部Ch，该电流比例决定部Ch决定将从一个电源电路(由第一电路C1和第二电路C2构成的电源电路CP1)产生的交变电流，向第一线圈部3a(X方向)和第二线圈部3b(Y方向)供给的比例。

例如，控制部C向开关部8发送信号S4，以根据通过电流比例决定部Ch决定的比例施加电流。而且，也可以通过具备未图示的晶体三极管的开关部8，向第一线圈部3a(X方向)和第二线圈部3b(Y方向)施加电流。

对于此时产生的磁场，能够根据分割比例，在相对于X方向为0度(X:Y＝1:0)至90度(X:Y＝0:1)的范围内改变该磁场。进而，通过使任意一个线圈部的电压的相位反转后以任意的比例分割，能够在相对于X方向为90度(X:Y＝0:1)以上至180度(X:Y＝-1:0)的范围内改变所产生磁场。在此，磁场是交变磁场，因此，当能够在0度至180度的范围内改变时，可以网罗所有方向。

进而，磁场产生装置1A，与如图6中所示相同地，还可以进一步具备检测生物体内部的电位的传感器(肌肉电位传感器10)。

例如，控制部C通过电流比例决定部Ch，根据由传感器(肌肉电位传感器10)检测出的电位，通过反馈控制来控制向第一线圈部3a供给的电流和向第二线圈部3b供给的电流的比例。

如此，通过控制部C进行反馈控制，能够对向各方向延伸的多个神经纤维，改变方向的同时适当地赋予刺激。

上述各实施方式，包含以下技术思想中的任意一种。

(1)一种生物体刺激用磁场产生装置，其具有如下特征。

该生物体刺激用磁场产生装置，具备：由磁性材料形成的磁芯和卷绕在上述磁芯的一部分上的线圈；上述磁芯具有并排设置的至少两对的支脚部；在两对上述部上分别设有间隙部，该间隙部相互交叉；上述线圈具有在与两对上述支脚部和各上述间隙部之间形成第一磁路的第一线圈部和形成第二磁路的第二线圈部；通过上述第一线圈部和一对支脚部产生处于上述第一磁路上的第一方向的磁场，通过上述第二线圈部和另一对支脚部产生处于上述第二磁路上的第二方向的磁场，利用将上述第一方向的磁场和上述第二方向的磁场合成后的磁场刺激生物体。

(2)在上述(1)中所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述生物体刺激用磁场产生装置还具备向上述线圈供给交变电流的电源电路和控制上述交变电流的供给的控制部；上述控制部能够控制从上述电源电路向上述第一线圈部供给的上述交变电流的大小和从上述电源电路向上述第二线圈部供给的电流的大小之间的比率。

(3)在上述(2)中所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述生物体刺激用磁场产生装置还具备检测生物体内部的电位的传感器；上述控制部根据由上述传感器检测出的电位，通过反馈控制来控制向上述第一线圈部供给的电流和向上述第二线圈部供给的电流之间的比率。

(4)在上述(1)～(3)中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述生物体刺激用磁场产生装置还具备向上述线圈供给交变电流的两个电源电路和控制上述交变电流的供给的控制部；一个上述电源电路的输出与上述第一线圈部和上述第二线圈部中的一个线圈部连接，另一个上述电源电路的输出与上述第一线圈部和上述第二线圈部中的另一个线圈部连接。

(5)在上述(1)～(4)中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置中，施加于上述第一线圈部的电压和施加于上述第二线圈部的电压的相位不同。

(6)在上述(5)中所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述相位的差的绝对值小于180度。

(7)在上述(1)中所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述生物体刺激用磁场产生装置还具备向上述线圈供给交变电流的电源电路、控制上述交变电流的供给的控制部、以及切换上述电源电路的输出的开关；上述控制部针对每一个脉冲或者每数个脉冲，利用上述开关将流通上述交变电流的对象切换为上述第一线圈部和上述第二线圈部，从而交替产生上述第一方向的磁场和上述第二方向的磁场。

(8)在上述(1)～(7)中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述磁芯具备连接各上述一对支脚部彼此的连接部；两对上述支脚部中的上述连接部彼此配置于异面的位置；两对上述支脚部的端面位于同一平面上。

(9)在上述(1)～(7)中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置中，上述磁芯具备连接上述支脚部彼此的底座部；两对上述支脚部从共同的上述底座部延伸。

(10)在上述(1)～(9)中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置中，两对上述支脚部中的相邻的支脚部具有相互平行地延伸且对置的对置面。

(11)在上述(1)～(10)中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置中，两对上述支脚部形成为其剖面呈矩形；上述第一线圈部和上述第二线圈部分别通过被卷绕成矩形的绕线形成，且在其内侧边缘形成有剖面呈矩形的孔，通过将两对上述支脚部分别插通于上述孔内，将上述第一线圈部和上述第二线圈部分别安装于两对上述支脚部上。

Claims (17)

1.一种生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

具备：由磁性材料形成的磁芯和卷绕在所述磁芯的一部分上的线圈，

所述磁芯具有并排设置的至少两对的支脚部，

在两对所述支脚部上分别设有间隙部，该间隙部相互交叉，

所述磁芯具备连接各所述一对支脚部彼此的连接部，

两对所述支脚部中的所述连接部彼此配置于异面的位置，

两对所述支脚部的端面位于同一平面上，

所述线圈具有在与两对所述支脚部和各所述间隙部之间形成第一磁路的第一线圈部和形成第二磁路的第二线圈部，

通过所述第一线圈部和一对支脚部产生处于所述第一磁路上的第一方向的磁场，通过所述第二线圈部和另一对支脚部产生处于所述第二磁路上的第二方向的磁场，

利用将所述第一方向的磁场和所述第二方向的磁场合成后的磁场刺激生物体。

2.如权利要求1所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备向所述线圈供给交变电流的电源电路和控制所述交变电流的供给的控制部，

所述控制部能够控制从所述电源电路向所述第一线圈部供给的所述交变电流的大小和从所述电源电路向所述第二线圈部供给的电流的大小之间的比率。

3.如权利要求2所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备检测生物体内部的电位的传感器，

所述控制部根据由所述传感器检测出的电位，通过反馈控制来控制向所述第一线圈部供给的电流和向所述第二线圈部供给的电流之间的比率。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备向所述线圈供给交变电流的两个电源电路和控制所述交变电流的供给的控制部，

一个所述电源电路的输出与所述第一线圈部和所述第二线圈部中的一个线圈部连接，另一个所述电源电路的输出与所述第一线圈部和所述第二线圈部中的另一个线圈部连接。

5.如权利要求4所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

施加于所述第一线圈部的电压和施加于所述第二线圈部的电压的相位不同。

6.如权利要求5所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述相位的差的绝对值小于180度。

7.如权利要求1所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备向所述线圈供给交变电流的电源电路、控制所述交变电流的供给的控制部、以及切换所述电源电路的输出的开关，

所述控制部针对每一个脉冲或者每数个脉冲，利用所述开关将流通所述交变电流的对象切换为所述第一线圈部或所述第二线圈部，从而交替产生所述第一方向的磁场和所述第二方向的磁场。

8.如权利要求1至3中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

两对所述支脚部形成为其剖面呈矩形，

所述第一线圈部和所述第二线圈部分别通过被卷绕成矩形的绕线形成，且在其内侧边缘形成有剖面呈矩形的孔，

通过将两对所述支脚部分别插通于所述孔内，将所述第一线圈部和所述第二线圈部分别安装于两对所述支脚部上。

9.一种生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

具备：由磁性材料形成的磁芯和卷绕在所述磁芯的一部分上的线圈，

所述磁芯具有并排设置的至少两对的支脚部，

在两对所述支脚部上分别设有间隙部，该间隙部相互交叉，

两对所述支脚部中的相邻的支脚部具有相互平行地延伸且对置的对置面，

所述线圈具有在与两对所述支脚部和各所述间隙部之间形成第一磁路的第一线圈部和形成第二磁路的第二线圈部，

通过所述第一线圈部和一对支脚部产生处于所述第一磁路上的第一方向的磁场，通过所述第二线圈部和另一对支脚部产生处于所述第二磁路上的第二方向的磁场，

利用将所述第一方向的磁场和所述第二方向的磁场合成后的磁场刺激生物体。

10.如权利要求9所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备向所述线圈供给交变电流的电源电路和控制所述交变电流的供给的控制部，

所述控制部能够控制从所述电源电路向所述第一线圈部供给的所述交变电流的大小和从所述电源电路向所述第二线圈部供给的电流的大小之间的比率。

11.如权利要求10所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备检测生物体内部的电位的传感器，

所述控制部根据由所述传感器检测出的电位，通过反馈控制来控制向所述第一线圈部供给的电流和向所述第二线圈部供给的电流之间的比率。

12.如权利要求9至11中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备向所述线圈供给交变电流的两个电源电路和控制所述交变电流的供给的控制部，

一个所述电源电路的输出与所述第一线圈部和所述第二线圈部中的一个线圈部连接，另一个所述电源电路的输出与所述第一线圈部和所述第二线圈部中的另一个线圈部连接。

13.如权利要求12所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

施加于所述第一线圈部的电压和施加于所述第二线圈部的电压的相位不同。

14.如权利要求13所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述相位的差的绝对值小于180度。

15.如权利要求9所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述生物体刺激用磁场产生装置还具备向所述线圈供给交变电流的电源电路、控制所述交变电流的供给的控制部、以及切换所述电源电路的输出的开关，

所述控制部针对每一个脉冲或者每数个脉冲，利用所述开关将流通所述交变电流的对象切换为所述第一线圈部或所述第二线圈部，从而交替产生所述第一方向的磁场和所述第二方向的磁场。

16.如权利要求9所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

所述磁芯具备连接所述支脚部彼此的底座部，

两对所述支脚部从共同的所述底座部延伸。

17.如权利要求9至11中任意一项所述的生物体刺激用磁场产生装置，其特征在于，

两对所述支脚部形成为其剖面呈矩形，

所述第一线圈部和所述第二线圈部分别通过被卷绕成矩形的绕线形成，且在其内侧边缘形成有剖面呈矩形的孔，

通过将两对所述支脚部分别插通于所述孔内，将所述第一线圈部和所述第二线圈部分别安装于两对所述支脚部上。