CN113747939A - 磁性刺激装置 - Google Patents

Abstract

目的在于实现一种磁性刺激装置的实用化，该磁性刺激装置不仅能够应用于大型装置，也能够应用于小型化装置，能够使由通电时的发热引起的上升温度低于安全基准，能够实现许多次的连续磁性刺激。磁性刺激装置(A)包括磁芯(2)、导体(1b、1c(1b'、1c'))以及壳体(4)。磁芯(2)包括主体部分(2a)和从主体部分(2a)沿相同方向突出的腿部(2b、2c)。导体(1b、1c(1b'、1c'))以线圈状缠绕设置于腿部(2b、2c)各自的周围。壳体(4)为容纳磁芯(2)和导体(1b、1c)的容器。磁芯(2)的腿部(2b、2c)形成为与同时将所述腿部(2b、2c)横切的面(K)平行的该横截面积(Sb、Sc)从主体部分(2a)侧的基部(2k、2l)向着顶端(2s、2t)而逐渐变小。

Description

磁性刺激装置

技术领域

本发明涉及为了强化运动功能而对患部的末梢神经或大脑皮层运动区域重复进行磁性刺激时所使用的磁性刺激装置。

背景技术

目前，由于中风、脊髓损伤而导致四肢瘫痪的患者达到200万人，随着日本的年龄结构的变迁，该数字在进一步增加。当因脑损伤而长期持续瘫痪时，由于废用综合征而肌肉的功能显著下降，恢复变得困难。

为了防止由偏瘫、四肢瘫痪引起的废用综合征并使肌肉的功能积极地恢复，基于运动疗法的康复被认为是最重要的治疗方法。

另外，由脑血管障碍的后遗症、高龄化导致的吞咽困难也成为了社会问题。目前，占国内死亡原因的7.2％的肺炎的大多数是由吞咽困难引起的吸入性肺炎。作为该吞咽困难的康复方法，主流的是基于使与吞咽关联的肌肉反复活动的运动疗法的康复。

作为刺激末梢神经、大脑皮层运动区域来诱发肌肉的运动的方法之一，有磁性刺激法。这是如下的方法：使脉冲电流在置于体表附近的线圈流过，通过利用从线圈产生的磁通在体内感应出的感应电流，刺激神经而使肌肉运动。

专利文献1公开了通过磁性刺激而连续地弯曲手指或手臂的技术，示出了当以10毫秒间隔重复磁性脉冲而对手臂的神经进行磁性刺激时，随着脉冲数的增加，手臂弯曲的距离也增加。然而，由于在磁性刺激装置中使用大电流，因此装置温度容易上升。

专利文献2公开了如下技术：在磁性刺激装置中，利用风冷使由通电时的发热导致的线圈、磁芯的温度上升减少，能够实现许多次的连续磁性刺激。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-166971号公报

专利文献2：日本特开2016-28640号公报

发明内容

发明所要解决的技术课题

磁性刺激的效果随着磁性刺激的重复次数而增加。而且，为了产生有效的磁性刺激，需要在线圈中流过几百安培以上的大电流。因此，如上述那样，基于连续脉冲的磁性刺激存在线圈的发热、温度上升剧烈，仅用风冷无法使脉冲数增加至预定数值的问题。该线圈的发热成为用于进行连续磁性刺激的重大技术性限制。

另外，对于该磁性刺激装置还有来自使用环境的限制。在实际康复中能够实施的时间被限为每单位疗程20分钟，连准备也包括在内则实质上的康复时间为约15分钟。要求在该时间内执行所需的磁性刺激次数。目前，所要求的规格需要每一次磁性刺激的磁性脉冲为60发、在15分钟进行100次磁性刺激。如果这样的话，实质上康复时间内的所需磁性脉冲为6000发。而且，根据医疗设备的安全基准，关于与患者的皮肤长时间接触的设备的表面温度，有小于43℃的基准，对于小型的磁性刺激装置(例如后述的颌部用装置)当然也要求满足该基准。

作为该磁性刺激装置，不仅有对手臂、腿部等大的部位的肌肉进行磁性刺激的大型装置，有时也应用于颌部。另外，在应用于颌部的情况下，女性、老年人中也包含一定比例的颌部小的患者，需要更为小型的磁性刺激装置。

当使装置形状变小时，线圈也必然变小，其热容量变小而导致线圈的升温。另外，使线圈变小意味着使磁通的大小变小，为了用该小线圈来得到与大型磁性刺激装置同等的刺激，要求更高的磁通密度。即，要对更小的线圈通上更大的电流，因此会更加提高线圈的上升温度。

由于上述理由，目前的磁性刺激装置难以使设备的表面温度小于43℃，磁通密度也不得不变小。尤其是，当使装置小型化时，设备的表面温度的上升剧烈，无法实现使得满足上述规格的装置的小型化。

本发明是鉴于上述以往技术的问题而做出的，目的在于实现一种磁性刺激装置的实用化，该磁性刺激装置不论是大型装置还是小型化都能够应用，能够使由通电时的发热引起的上升温度低于安全基准，能够进行许多次连续磁性刺激。

用于解决技术课题的权利要求

权利要求1涉及磁性刺激装置A的磁芯2的改良(图6)。

该磁性刺激装置A包括：

磁芯2，包括主体部分2a和从所述主体部分2a沿相同方向突出的腿部2b、2c；

线圈状的导体1b、1c(1b'、1c')，被缠绕设置于所述腿部2b、2c各自的周围；以及

壳体4，容纳所述磁芯2和导体1b、1c，

其特征在于，在该磁性刺激装置A中，所述腿部2b、2c形成为与同时将所述腿部2b、2c横切的面K平行的其横截面积Sb、Sc从主体部分2a侧的基部2k、2l向着顶端2s、2t而逐渐变小。

权利要求2对权利要求1的磁芯2进一步限定。

其特征在于，在权利要求1所述的磁性刺激装置A中，

腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n之间的间隔L形成为从基部2k、2l向着顶端2s、2t逐渐扩大。

权利要求3涉及构成磁芯2的薄板3的层叠方向(图7)。

在权利要求1或2所述的磁性刺激装置A中，其特征在于，

磁芯2由薄板3的层叠体构成，其层叠面与同时将磁芯2的体部分2a和两腿部2b、2c纵切的面M平行。

权利要求4涉及磁性刺激装置A的壳体4，其特征在于，

在权利要求1～3中的任意一项所述的磁性刺激装置A中，

在腿部2b、2c的内侧面2m、2n与缠绕设置于所述腿部2b、2c且和所述内侧面2m、2n对置的导体1b、1c的对置面之间，分别设置有被引入至所述壳体4内的冷却气体6流通的冷却空间81。

权利要求5涉及磁性刺激装置A的导体1b、1c(第1实施例的直线连接(straightconnection)构造：图11)，其特征在于，

在权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置A中，

导体1b、1c由从腿部2b、2c的顶端2s、2t向着基部2k、2l分割为多层(级)而绕制的线材1b1～1bn/1c1～1cn构成，

所述线材1b1～1bn/1c1～1cn针对邻接的每个各层(级)而被连接。

权利要求6涉及磁性刺激装置A的导体1b、1c(第1实施例的交叉连接构造：图12)，其特征在于，

在权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置A中，

导体1b、1c由从腿部2b、2c的顶端2s、2t向着基部2k、2l分割为多层(级)而绕制的线材1b1～1bn/1c1～1cn构成，

一方的腿部2b的从顶端2s向着基部2k的各层(级)的线材1b1～1bn与另一方的腿部2c的各层(级)的线材1c2～1cn从基部2l侧向着顶端2t依次连接。

权利要求7涉及磁性刺激装置A的导体1b'、1c'(第2实施例的直线连接构造：图13)，其特征在于，

在权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置A中，

导体1b'、1c'由线材1b1'～1bn'/1c1'～1cn'构成，该线材1b1'～1bn'/1c1'～1cn'分别以嵌套方式多重地绕制于各个腿部2b、2c，从而在内外缠绕设置多层，

在所述线材1b1'～1bn'/1c1'～1cn'中，针对相同的每层，在对应的内侧彼此、外侧彼此连接。

权利要求8涉及磁性刺激装置A的导体1b'、1c'(第2实施例的交叉连接构造：图14)，其特征在于，

在权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置A中，

导体1b'、1c'由线材1b1'～1bn'/1c1'～1cn'构成，该线材1b1'～1bn'/1c1'～1cn'以嵌套方式而多重地绕制于各个腿部2b、2c，从而在内外缠绕设置多层，

在所述线材1b1'～1bn'/1c1'～1cn'中，针对各层，对应的外侧的线材连接于内侧的线材。

权利要求9涉及磁性刺激装置A整体的结构，其特征在于，

在包括磁芯2、导体1b、1c、送风用风扇5和容纳它们的壳体4的磁性刺激装置A中，

磁芯2包括主体部分2a和腿部2b、2c，该腿部2b、2c从所述主体部分2a沿相同方向突出，该腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n之间的间隔L形成为从其基部2k、2l向着顶端2s、2t逐渐扩大，并且该磁芯2由多个薄板3的平面彼此互相重叠而成的层叠体构成，

导体1b、1c以线圈状缠绕设置于所述腿部2b、2c各自的周围，

风扇5向着所述腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n之间而配置。

发明效果

在本发明的磁芯2中，因为其腿部2b、2c形成为腿部2b、2c的横截面积Sb、Sc从主体部分2a的基部2k、2l向着顶端2s、2t逐渐变小，所以能够抑制来自顶端部分的磁极间磁通G的泄漏，而能够将从其顶端2s、2t产生的、对治疗有效的磁通密度保持为恒定，同时还有助于抑制导体1b、1c(1b'、1c')的升温(图6)。此外，为了避免复杂化，也有时将导体1b、1c(1b'、1c')简称为导体1。

另外，因为在腿部2b、2c的倾斜的侧面与导体1之间产生空间，所以当冷却气体6流过时进入该空间而有效地冷却腿部2b、2c。

然后在上述中，如果腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n的间隔L以从所述基部2k、2l向着顶端2s、2t逐渐扩大的方式形成，则从顶端2s、2t的对置内侧面2m、2n侧的部分产生的磁通G1的磁通密度与不扩大间隔L的情况相比减弱，从作为相反侧的顶端2s、2t的外侧部分产生的磁通G3与不扩大间隔L的情况相比达到更深处。其结果是，对患部的深处(治疗对象的肌肉的运动点P)施与强磁性刺激，对如皮肤这样的患部的浅的部分施与弱磁性刺激，能够减轻患者的不适感(图3)。

如果使磁芯2的薄板3的平面(层叠面)与同时将主体部分2a和两腿部2b、2c横切的面M平行地层叠，则利用腿部2b、2c的层间绝缘，要在腿部2b、2c产生的涡电流U被抑制，腿部2b、2c的升温被抑制(图9)。

在壳体4中，如果在腿部2b、2c的内侧面2m、2n与缠绕设置于所述腿部2b、2c的导体1之间分别设置冷却空间81，则能够利用来自风扇5的冷却气体6更加有效地进行腿部2b、2c的冷却(图8)。

在导体1的构造中，如果将导体1在腿部2b、2c的长边方向上分割为多层(级)或在叠合的方向上形成多重层，则各层的电流密度被平均化，局部升温被抑制。

在该情况下，在各层的连接为“交叉连接”的情况下，不同于“直线连接”，在顶端侧(内侧)的线圈产生的电动势与在基部侧(外侧)的线圈产生的反向的电动势抵消，导体1的升温被更加有效地抑制。

然后，通过将它们(磁芯2的形状、层叠方向、冷却方法、导体1的构造)组合，即使小型化也能够将导体1和磁芯2的升温抑制得小于限制值，并且能够确保治疗所需水平的磁通密度、刺激次数。

附图说明

图1为从盖部侧观察本发明的磁性刺激装置的立体图。

图2为示出从盖部侧观察的图1的内部构造的平面剖视图。

图3为图2的X-X的剖视图。

图4的(a)为本发明的磁性刺激装置的中央纵剖视图，图4的(b)为其磁芯的立体图，图4的(c)为其它磁芯的立体图。

图5为构成本发明的磁芯的薄板的立体图。

图6为示出本发明的磁芯的腿部的水平截面的立体图。

图7为示出本发明的磁芯的薄板的层叠方向的立体图。

图8的(a)为示出本发明的磁芯与导体的配置关系的图，图8的(b)为示出本发明的磁芯与其它导体的配置关系的图。

图9为示出图8中的涡电流与磁极间磁通的关系的图。

图10为本发明的导体的接线构造的示意图(单线圈)。

图11的(a)为导体的接线构造的示意图(第1实施例的直线连接构造)，图11的(b)为其概略主视图。

图12的(a)为导体的接线构造的示意图(第1实施例的交叉连接构造)，图12的(b)为其概略主视图。

图13的(a)为导体的接线构造的示意图(第2实施例的直线连接构造)，图13的(b)为其概略主视图。

图14的(a)为导体的接线构造的示意图(第2实施例的交叉连接构造)，图14的(b)为其概略主视图。

图15为本发明的磁芯的对置内侧面的开度角与患部的两个部位的电刺激的关系图。

附图标记

A：连续磁性刺激装置；G、G1、G3：磁通；L：内侧面之间的间隔；K、M：面；P：运动点；θ：开度角；1、1b、1c(1b'、1c')：导体；1b1～1bn/1c1～1cn(1b1'～1bn'/1c1'～1cn')：线圈(层、级)；2：磁芯；2a：主体部分；2b、2c：腿部；2k、2l：基部；2m、2n：(对置)内侧面；2s、2t：顶端；3：薄板；3a：薄板；3b、3c：腿部构成凸片；4：壳体；6：冷却气体(空气)；7：冷却机构；7b：风扇；10b、10c：励磁电流供给线；41：盖部；42：磁通产生面；43：凸部；44：出风口；45：电线安装部；46：壳体主体：47：吸气口；48：底部；49：把手；50：馈电电线；51：支撑件；81：冷却空间；83：吸气空间；84：风扇容纳空间。

具体实施方式

接下来，基于实施方式说明本发明的详情。此外，该实施方式是为了使本领域技术人员容易理解。即，应该理解，本发明仅由本发明的说明书整体所记载的技术构思限定，而不是仅限于本实施例。

本发明的连续磁性刺激装置A包括导体1、磁芯2、壳体4以及冷却机构7。导体1以线圈状分别缠绕设置于磁芯2的左右的腿部2b、2c。

磁芯2为U形，包括长方体或立方体状的主体部分2a、和腿部2b、2c，该腿部2b、2c在所述主体部分2a的相同面上从相反侧的端部以线对称方式沿相同方向突出。该磁芯2为后述的薄板3的层叠体。

两腿部2b、2c的形状形成为由与主体部分2a平行且将两腿部2b、2c横切的面K(例如水平面)切割出的该横截面积Sb、Sc随着向着顶端2s、2t而逐渐变小。

图4的(b)所示的实施例为腿部形状的一例，腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n以平面而构成，面2m、2n的间隔L形成为从基部2k、2l向着顶端而2s、2t逐渐扩大。用“θ”来表示该对置内侧面2m、2n之间的开度角(图5)。

具体而言，腿部形状为截去顶端的棱柱(角锥台)，或外侧面垂直、对置内侧面(平面)以越向上越变宽的方式倾斜的在正视图呈梯形形状的立体。

图4的(c)所示的实施例为腿部形状的其它例子，对置内侧面2m、2n在内侧膨出。在图的例子中被与顶端2s、2t平行的脊线分割为三份。用2m1、2m2、2m3/2n1、2n2、2n3来表示各个分割内侧面。毫无疑问，分割为三份为一个例子，也可以为在内侧膨出的纵截面圆弧状的曲面(即，切取圆柱的一部分而成的曲面：未图示)。通过形成为这样的形状，相比于对置内侧面2m、2n为平面的情况，能够对内部施与更强的刺激。即，当磁芯2的对置内侧面2m、2n在内侧膨出时，磁芯2的粗的基部2k、2l的磁通密度变得难以饱和，到磁芯2的顶端2s、2t为止内部的磁通密度被维持为高的状态。其结果是，铁芯顶端2s、2t的磁通密度变得更强。

上述磁芯2由将许多片图5所示的具有薄绝缘覆膜的轧制硅钢板的薄板3层叠而成的层叠体构成。本实施例中使用的轧制硅钢板的厚度为0.35mm。图5所示的薄板3为其一例。

如图7所示，薄板3与同时将磁芯2的主体部分2a和两腿部2b、2c横切的面M(例如为垂直面)平行(换言之，将薄板3的平面叠合)地层叠。因此，如图5所示，薄板3的形状为两个腿部构成凸片3b、3c从薄板主体3a的一条边沿相同方向延伸而成的大致U字形，其内侧对置边形成为从基部向着顶端而间隔逐渐变宽。用θ表示其开度角。

磁芯2中，从腿部2b、2c的顶端2s、2t产生的磁通G的分布随着上述开度角θ而变化。即，如图3所示，当腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n张开的情况下，从对置内侧面2m、2n侧的顶端部分产生的磁通G1与将开度角设为θ＝0的情况相比变弱，从作为相反侧的顶端2s、2t的外侧部分产生的磁通G3与将开度角设为θ＝0的情况相比去向更深处。其结果是，如图3所示，对身体的浅的部分的刺激变弱，身体深处的运动点P被更强地刺激。

现在，当将身体深处的运动点P设为距皮肤表面20mm的深度、存在于皮肤的表皮伤害感受器的位置设为1mm的深度时，根据图15，开度角θ设为9.1°～17.7°的范围，优选为13.5°±2°的范围。在此，将距所述皮肤表面的深度设为Z。

上述θ＝9.1°是20mm的深度Z的磁性刺激的强度(20mm的深度处的感应电流密度A/m²，即这是该部分的涡电流的强度)开始变得平坦的位置，θ＝17.7°为两者急剧下降的位置。在θ＝13.5°处达到峰值。20mm的深度Z的磁性刺激的强度在θ＝9.1°～17.7°的范围内示出平坦的值。当超过17.7°时磁性刺激急剧下降。

此外，因为在θ＝13.5°±2°中包括20mm的深度Z的最大磁性刺激的强度(A/m²)且大体保持恒定，因此该范围是最适当的开度角θ。

1mm的深度的磁性刺激随着开度角θ变大而一直递减。在上述范围内，与开度角θ＝0的情况相比，对皮肤的刺激稍有缓和。

此外，图15中，左纵轴示出距皮肤20mm的深度的感应电流密度A/m²，右纵轴示出1mm的深度的感应电流密度A/m²，横轴示出磁芯2的对置内侧面2m、2n的开度角θ(度)。

作为导体1的原材料的线材为长条的且截面为长方形或正方形的扁铜板(带)，导体1为将该线材以线圈状卷绕于磁芯2的腿部2b、2c的周围而成的。有时也将该导体1称为线圈。在导体1的表面形成有绝缘覆膜。

导体1分别以内周侧与外周侧、上级侧与下级侧的线圈相互接触的方式以紧密绕组状被缠绕设置。(毫无疑问，也能够以使内外不接触的方式设置线圈冷却用空间(未图示)来缠绕设置。)

作为导体1的绝缘覆膜，使用聚氨酯树脂，将绝缘覆膜形成得薄以免妨碍导体1表面的散热。在本实施方式中将绝缘覆膜的厚度设为20μm。

用于导体1的线材的形状有两种，1种是如图8的(a)那样使用覆盖腿部2b、2c的几乎整体的1根宽的扁线材(带)的情况，以及如图8的(b)那样上下的宽度窄的扁线材。在该情况下，将多根扁线材以多层、多重的方式缠绕设置于腿部2b、2c来使用。构成导体1的线材向腿部2b、2c的盘绕状态有3种。如后述那样，由分别盘绕于腿部2b、2c的多根扁线材构成的导体1b、1c(1b'、1c')的连接方法有两种。(此外，也可以使用圆形截面的线材代替上下的宽度窄的扁线材。)

(构成导体1的线材向腿部2b、2c的盘绕状态)

第1种情况，如图8的(a)、图10那样，在腿部2b、2c的周围上下宽度大的1根线材从内侧向着外侧多重地卷绕，最外周的线圈彼此连接，最内周的线圈分别连接于励磁电流供给线10b、10c。这被称为“单线圈”。

第2、第3种情况，如图8的(b)那样，将上下的宽度窄的多根扁线材在腿部2b、2c的周围在上下方向上缠绕设置多层(多级或嵌套状地多重)来使用。将其作为“平行线圈”、“多重线圈”。

即，构成导体1的线材向腿部2b、2c的盘绕状态有“单线圈”、“平行线圈”、“多重线圈”这3种模式。

上述第2的“平行线圈”具有由图3、图4所示的上下两级的层构成的线圈，以图11、图12所示的多层(多级)的方式构成的线圈等。

上述第3的“多重线圈”为将如图13、图14所示上下的宽度窄的多根扁线材在腿部2b、2c的周围在径向上缠绕设置多层(多重)来使用的情况。换言之，为内外的线圈以嵌套状态缠绕设置于腿部2b、2c的周围的状态。

关于线材相对于腿部2b、2c的卷绕方向，在“单线圈”、“平行线圈”、“多重线圈”中的任意情况下，都以相对于一方的腿部2b的磁场的方向N(S)，另一方的腿部2c的磁场的方向S(N)为相反方向的方式进行卷绕。即，当将一方的腿部2b的导体1b沿顺时针方向卷绕时，另一方的导体层1c沿逆时针方向卷绕(图10～图14)。

接下来，对“平行线圈”、“多重线圈”的线材的各级或各层的连接构造进行说明。图11、图13为“平行线圈”、“多重线圈”的线材的连接构造，将其作为“直线连接构造”。与此相对，图12、图14为“平行线圈”、“多重线圈”的线材的其它连接构造，将其作为“交叉连接构造”。分别进行说明。

在“平行线圈”的“直线连接构造(图11)”中，上下的相同层(即邻接的层)1b1/1c1～1bn/1cn的最外周的线圈彼此连接而成为1根线材，相同层的最内周的线圈的末端分别汇集而分别连接于励磁电流供给线10b、10c。

在“平行线圈”的“交叉连接构造(图12)”中，顶端2s、2t侧的第1层(级)的最外周的线圈1b1/1c1与基部2k、2l侧的第n层的线圈1bn/1cn分别交叉连接而成为1根线材，第2层的最外周的线圈1b2/1c2与第n－1层的线圈1b(n－1)/1c(n－1)连接而成为1根线材。以下是相同的。在该情况下，不同层的线圈被连接。然后，最内周的线圈的末端分别汇集而分别连接于励磁电流供给线10b、10c。

在“多重线圈”的“直线连接构造(图13)”中，第1线材沿着一方的腿部2b的外周面从顶端2s向着基部2k卷绕数匝。用1b1'表示该最内层的线圈。

接下来，第2线材以重叠于作为所述最内层的第1线圈1b1'之上的方式而卷绕。在n层的情况下，在其上依次嵌套状地缠绕设置。用1bn'表示最外层的线圈。

同样地从第1线材到第n线材的剩余部分依次嵌套状地缠绕设置于另一方的腿部2c的外周面。用1c1'～1cn'表示这些线圈。

在最内周，最内周的线圈1b1'/1c1'彼此连接，相同的重叠层的线圈彼此依次连接，在最外周，最外周的线圈1bn'/1cn'彼此连接。然后，各腿部2b、2c的线圈的末端分别汇集而连接于励磁电流供给线10b、10c。

“多重线圈”的“交叉连接构造(图14)”为与上述相同的嵌套状，但接线构造不同。

然后，一方的腿部2b的基部2k侧的最内层的线圈1b1'连接于另一方的腿部2c的最外层的顶端2t侧的线圈1cn'而成为1根线材。同样地一方的腿部2b的基部2k侧的第2个的内层的线圈1b2'连接于另一方的腿部2c的最外层的顶端2t侧的线圈1c(n－1)'。作为一方的腿部2b的基部2k侧的最外层即第n个的内层的线圈1bn'连接于另一方的腿部2c的最内层的顶端2t侧的线圈1c1'。然后缠绕设置于各腿部2b、2c的线圈的末端分别汇集而连接于励磁电流供给线10b、10c。

关于腿部2b、2c与导体1b、1c的关系，在图8的实施例中，在向腿部2b、2c的外侧倾斜的对置内侧面2m、2n与导体1b、1c的内周面之间分别产生沿顶端2s、2t方向递增的直角三角形状的空间。将该空间作为冷却空间81。

此外，腿部2b、2c的形状不仅有上述那样的对置内侧面2m、2n向外侧倾斜的情况，虽未图示，但也有时腿部2b、2c的外侧面随着接近顶端2s、2t侧而向内侧倾斜。在该情况下，上述直角三角形状的空间在腿部2b、2c的外侧面侧产生。另外，有时对腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n及外侧面侧这两者设置倾斜面，上述三角形状的空间沿着腿部2b、2c的内外两侧面产生。

此外，由于如前述那样在导体1的表面形成有绝缘覆膜，如后述那样作为整体的导体1自身的发热小，因此以往所需的在导体1之间设置冷却用间隙不是特别需要，而能够相互紧贴地卷绕。导体1之间的冷却用间隙仅在特别需要的情况下设置。在图4的附图中，以在上下的线圈、内外层的线圈之间产生间隙的方式夸张地进行描绘，但实际上几乎没有间隙。

壳体4为容纳磁芯2和线圈状的导体1以及构成冷却机构7的一部分的冷却风扇5等的树脂制(在此为ABS制)的单元。该壳体4由上表面开口的壳体主体46和覆盖该开口的盖部41以及把手49而形成，用未图示的螺栓被固定，所述上表面开口被闭塞。

把手49以伸向壳体4的后方的方式被设置于壳体主体46的底部48。在壳体主体46的前表面设置有通向内部空间的吸气口47。

在与患者的患部接触的盖部41的磁通产生面42，向外膨出的四边形(长方形)的凸部43在两处以平行且沿壳体4的前后方向延伸的方式形成。而且，凸部43的内侧的面与凸部43对应地呈浅凹状。在该四边形的凸部43的内面侧的凹部嵌入有磁芯2的腿部2b、2c的顶端2s、2t(图3)。

另外，在盖部41的前表面沿上下方向以多级方式贯穿设置有横向长的缝隙的出风口44。而且该出风口44与磁芯2的腿部2b、2c之间的空间匹配地设置。然后，在盖部41的背面以向后方突出的方式设置有电线安装部45。馈电电线50连接于该电线安装部45。

容纳于壳体4内的磁芯2经由在壳体主体46的底部48竖立设置的柱体部分被支撑件51按压于盖部41。然后，在该支撑件51与底部48之间设置有与吸气口47相连的吸气空间83。

然后，在磁芯2的背面侧的风扇容纳空间84，该吸气空间83与上述排气侧的冷却空间81相连。

在该磁芯2的背面侧的风扇容纳空间84设置有风扇5。由这些吸气口47、冷却空间81、风扇容纳空间84、吸气空间83、出风口44及风扇5构成冷却机构7。(也可以代替风扇5而将供气软管(未图示)连接于吸气口47。)

接下来，对本装置A的作用进行说明。将使用的本装置A设为图8的(a)、图10所示的“单线圈”，针对其它以与“单线圈”的不同为中心来说明。

在图10中，当从一方的励磁电流供给线10b供给励磁电流(脉冲电流或交流电流)时，励磁电流沿逆时针方向流过盘绕于一方的腿部2b的导体2b，接下来沿顺时针方向流过盘绕于另一方的腿部2c的导体1c，流到另一方的励磁电流供给线10c。

据此，一方的腿部2b的顶端2s的磁极为S，另一方的腿部2c的顶端2s的磁极为N。然后，当一个方向的励磁电流流动结束时，该励磁电流反转，相反方向的励磁电流从另一方的励磁电流供给线10c流过，该励磁电流沿顺时针方向流过盘绕于另一方的腿部2c的导体1c，接下来沿逆时针方向流过盘绕于一方的腿部2b的导体1b，流到一方的励磁电流供给线10b。据此，另一方的腿部2c的顶端2s的磁极为S，一方的腿部2b的顶端2t的磁极为N，磁极反转。按照预定周期重复上述过程。在磁芯2的两个顶端2s、2t之间产生磁通G。

在产生的磁通G中，在患部(在图中为颌部下方)的深处，与开度角θ＝0相比到达至更深的磁通G3产生作用，在皮肤，与开度角θ＝0相比被减弱的磁通G1产生作用。然后作为该作用，在深处产生增强的涡电流U3，在皮肤产生减弱的涡电流U1，对该部分进行磁性刺激。

在此与以往的磁芯相比较，以往的磁芯的腿部为其横截面积恒定的棱柱，所以随着朝向顶端而产生了在腿部间的磁极间磁通的泄漏。因此，由于该漏磁通在导体1的顶端2s、2t侧的部分产生局部涡电流，该部分的温度升高至限制值以上。

因为本装置A的磁芯2的腿部2b、2c形成为其横截面积Sb、Sc从主体部分2a侧的基部2k、2l向着顶端而逐渐变小，所以来自顶端部分的内侧面的磁极间磁通的泄漏被抑制。其结果是，在导体1不产生涡电流U，导体1的顶端侧的部分的升温被抑制。与此同时，因为能够抑制上述那样的磁通泄漏，所以能够将从顶端2s、2t产生的磁通密度保持为恒定。这减少了能量损失且有助于装置的小型化。

尤其是，在如图3那样腿部2b、2c的对置内侧面2m、2n张开的情况下，如上述那样与开度角θ＝0相比，从对置内侧面2m、2n侧的顶端部分产生的磁通G1的密度弱，从相反侧即外侧的顶端部分产生的磁通G3达到的深度变深，所以与开度角θ＝0相比，能够对深处(治疗对象的肌肉的运动点P)施与更强的磁性刺激，对皮肤这样的患部的浅的部分为弱磁性刺激，所以能够减轻带给患者的不适感。

据此，在训练中，颌部肌肉(或手臂肌肉)能够大幅收缩而不产生疼痛，能够实现对吞咽用、手臂的肌肉的有效训练。

另外，在磁芯2中，如果以薄板3的平面彼此重叠的方式来层叠薄板3，即，如果使磁芯2的层叠面(平面)与同时将主体部分2a和两腿部2b、2c横切的面(垂直面)M平行地层叠，则在导体1b、1c通电时，在一方的腿部2b(2c)与另一方的腿部2c(2b)之间产生的磁极间磁通的方向垂直于薄板3的层叠方向，因此由于被腿部2b、2c的层间绝缘(薄板3的绝缘膜)切断而涡电流U的产生被抑制(图9)。其结果是，腿部2b、2c的升温被抑制。

然后在通电中，冷却机构7持续动作(即进行由风扇5、供气软管执行的供气、排气。)，冷却气体(空气)6从吸气口47流入吸气空间83，通过风扇5被送入冷却空间81。流过该冷却空间81的冷却用的空气6与导体1、磁芯2的腿部2b、2c直接接触而带走导体1、磁芯2的腿部2b、2c的热量，从出风口44被排出至外部。

此外，冷却空间81的前后被导体1封闭，因此冷却用的空气6与该导体1碰撞而在冷却空间81内产生足够的紊流，其结果是发挥很高的冷却效果。

如以上那样，通过改进磁芯2的层叠方向和形状及冷却构造，从而在室温25℃时，即使在连续产生15分钟的磁性脉冲的情况下(总脉冲数6000发)，设备温度也小于基准43℃，能够免于对患者产生热的危险。

接下来，除了上述改进之外，对接线构造的改进与升温抑制的关系进行说明。

在如图8的(a)那样的“单线圈”的情况下，当流过励磁电流时，如前述那样磁芯2的两腿部2b、2c的顶端侧的电感局部性低于基部侧的电感。因此，励磁电流集中于与腿部1b、1c的顶端部分面对的上下宽度宽的导体1b、1c的顶端侧的部分而流过。其结果是，在“单线圈”的情况下，以上述风冷为中心通过改进磁芯2的层叠方向和形状来进行装置的升温抑制。

对用于因此得到的升温抑制的导体1b、1c的改进进行说明。在该情况下，如果将导体1b、1c在腿部2b、2c的长边方向上分割为多层(级)，或在径向上形成多重层，则不同于“单线圈”，缓和了电流密度向位于顶端2s、2t侧的部分的集中，各层的电流密度被平均化而各层的升温进一步被抑制。以下，简单说明其作用。

当对导体1b、1c通上励磁电流时，在一方的腿部2b的顶端2s出现N极(S极)，在另一方的腿部2c的顶端2t出现与之相反的S极(N极)，极性交替切换，在两极之间产生磁通G。这个方面在本发明中是共同的。

(平行线圈的直线构造：图11)

在第1接线构造(平行线圈的直线构造)中，在通电时，腿部2b、2c的顶端部分的电感小于基部2k、2l的部分的电感。因此，在卷绕于腿部2b、2c的线圈1b1/1c1～1bn/1cn中，励磁电流随着从顶端2s、2t侧向着基部2k、2l侧而减少。即，在卷绕于腿部2b、2c的顶端部分的第1层1b1/1c1中，相比于其以下的基部2k、2l侧的层1b2～1bn/1c2～1cn，流过更多的励磁电流。然而，与纵向长且宽度宽的带状的一体结构物的“单线圈”相比，在该情况下，由于导体1b、1c被分割为多个线材，因此电流密度的偏差减轻。

此外，在本发明的磁芯2中，由于如前述那样来自腿部2b、2c之间的磁极间漏磁通被大幅抑制，因此各导体层1b1～1bn/1c1～1cn中的涡电流的产生少。

其结果是，由于“平行线圈的直线构造”与“单线圈”相比减轻了电流密度的偏差，因此导体1b、1c的发热与“单线圈”相比被大幅抑制。

(平行线圈的交叉构造：图12)

接下来，对第1实施例的第2接线构造(平行线圈的交叉构造)进行说明(图12)。当使励磁电流流过导体1b、1c时，由于电感的关系，如上述那样励磁电流稍微偏向于第1层1b1/1c1而流动，但连接于该第1层1b1/1c1的基部2k、2l侧的第n层1bn/1cn与第1层1b1/1c1相比难以流过励磁电流，所以第n层1bn/1cn成为限制因素而流过第1层1b1/1c1的励磁电流被抑制。换言之，流过第1层1b1/1c1的励磁电流与第n层1bn/1cn相同。据此，作为整体，大致均匀地被抑制的励磁电流在各层的导体1中流动。其结果是，与上述第1接线构造相比，能够更加抑制发热。

此外，作为(平行线圈)包括图3、图4的上下两层构造，应用了“直线接线”和“交叉接线构造”。

(多重线圈的直线构造：图13)

接下来对第2实施例的第1接线构造(多重线圈的直线构造)进行说明。关于导体1b'、1c'，如前述那样构成导体1b'、1c'的线材为从直径粗到直径细的不同直径的螺旋弹簧状的线材，紧贴于腿部2b、2c地盘绕多重而构成。即，导体1b'、1c'的直径细的线材以嵌套状态配置于直径粗的线材的内侧。然后，与第1实施例的“直线构造”同样地，构成一方的腿部2b'的各导体层1b1'～1bn'的线材分别并联连接于构成另一方的腿部2c'的各导体层1c1'～1cn'的线材。

当对该导体1b'/1c'通电时，在内外的各导体层1b1'～1bn'/1c1'～1cn'中从腿部2b、2c的上方向下方(或从下向上)流过励磁电流。此时，如上述那样，由于电感的关系，如上述那样在各导体层1b1'～1bn'/1c1'～1cn'中腿部2b、2c的基部侧部分成为限制因素，电流密度的偏差在相当程度上被消除。

(多重线圈的交叉构造：图14)

关于第2实施例的第2接线构造(多重线圈的交叉构造)，在一方的腿部2b以多重的方式缠绕设置的最内侧的第1层1b1'连接于所述另一方的腿部2c的最外层的第n层1cn'，一方的腿部2b的最外层的第n层1bn'连接于另一方的腿部2c的最内侧的第1层1c1'，按逆序连接。

如上述所示，在通电时，腿部2b、2c的顶端部分的电感小于基部侧的电感，在径向上越是接近于顶端部分的内侧的层，则该影响显现得越显著。

换言之，当比较第1层1b1'/1c1'的顶端部分与最外层1bn'/1cn'的顶端部分时，第1层1b1'/1c1'受到较大影响。其结果是，流过第1层1b1'/1c1'的励磁电流略强于最外层1bn'/1cn'的励磁电流。因此，在像这样按逆序连接的该情况下，电感的影响最小的第n层1bn'(1cn')的基部侧成为限制因素，电流密度的偏差少，也能够更好地抑制升温。

根据以上，在各层的连接为“交叉连接”的情况下，与“直线连接”相比，在顶端侧(内侧)的线材中产生的电动势与在基部侧(外侧)的线材中产生的反向的电动势抵消，导体1b、1c的升温更加被抑制。

根据以上，如前述那样在改进磁芯2的层叠方向和形状及冷却构造之外还改进接线构造，从而例如利用颌部小的患者用的小型的磁性刺激装置A，能够在大幅低于规格的15分钟的6分40秒内实现100次(6000发)磁性刺激。据此，能够大幅减轻患者及治疗师的负担。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种磁性刺激装置，其特征在于，包括：

磁芯，包括主体部分和从所述主体部分沿相同方向突出的腿部；

线圈状的导体，被缠绕设置于所述腿部各自的周围；以及

壳体，容纳有所述磁芯和导体，

在该磁性刺激装置中，所述腿部的对置内侧面之间的间隔形成为从基部向着顶端逐渐扩大，从而所述腿部形成为与同时将所述腿部横切的面平行的该腿部的横截面积从主体部分侧的基部向着顶端而逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的磁性刺激装置，其特征在于，

磁芯由薄板的层叠体构成，其层叠面与同时将磁芯的主体部分和两腿部纵切的面平行。

3.根据权利要求1或2所述的磁性刺激装置，其特征在于，

在腿部的内侧面与缠绕设置于所述腿部且和所述内侧面对置的导体的对置面之间，分别设置有被引入至所述壳体内的冷却气体流通的冷却空间。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由从腿部的顶端向着基部分割为多层而绕制的线材构成，

所述线材针对邻接的每个各层而被连接。

5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由从腿部的顶端向着基部分割为多层而绕制的线材构成，

一方的腿部的从顶端向着基部的各层的线材与另一方的腿部的的各层的线材从基部侧向着顶端依次连接。

6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由线材构成，该线材以嵌套方式多重地绕制于各个腿部，从而在内外缠绕设置多层，

在所述线材中，针对相同的每层，在对应的内侧彼此、外侧彼此连接。

7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由线材构成，该线材以嵌套方式而多重地绕制于各个腿部，从而在内外缠绕设置多层，

在所述线材中，针对各层，对应的外侧的线材连接于内侧的线材。

8.一种磁性刺激装置，其特征在于，

在包括磁芯、导体、送风用风扇和容纳它们的壳体的磁性刺激装置中，

磁芯包括主体部分和腿部，该腿部从所述主体部分沿相同方向突出，该腿部的对置内侧面之间的间隔形成为从其基部向着顶端逐渐扩大，并且该磁芯由多个薄板的平面彼此互相重叠而成的层叠体构成，

导体以线圈状缠绕设置于所述腿部各自的周围，

风扇向着所述腿部的对置内侧面之间而配置。

Claims (9)

1.一种磁性刺激装置，其特征在于，包括：

磁芯，包括主体部分和从所述主体部分沿相同方向突出的腿部；

线圈状的导体，被缠绕设置于所述腿部各自的周围；以及

壳体，容纳有所述磁芯和导体，

在该磁性刺激装置中，所述腿部形成为与同时将所述腿部横切的面平行的该腿部的横截面积从主体部分侧的基部向着顶端而逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的磁性刺激装置，其特征在于，

腿部的对置内侧面之间的间隔形成为从基部向着顶端逐渐扩大。

3.根据权利要求1或2所述的磁性刺激装置，其特征在于，

磁芯由薄板的层叠体构成，其层叠面与同时将磁芯的体部分和两腿部纵切的面平行。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

在腿部的内侧面与缠绕设置于所述腿部且和所述内侧面对置的导体的对置面之间，分别设置有被引入至所述壳体内的冷却气体流通的冷却空间。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由从腿部的顶端向着基部分割为多层而绕制的线材构成，

所述线材针对邻接的每个各层而被连接。

6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由从腿部的顶端向着基部分割为多层而绕制的线材构成，

一方的腿部的从顶端向着基部的各层的线材与另一方的腿部的的各层的线材从基部侧向着顶端依次连接。

7.根据权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由线材构成，该线材以嵌套方式多重地绕制于各个腿部，从而在内外缠绕设置多层，

在所述线材中，针对相同的每层，在对应的内侧彼此、外侧彼此连接。

8.根据权利要求1～4中的任意一项所述的磁性刺激装置，其特征在于，

导体由线材构成，该线材以嵌套方式而多重地绕制于各个腿部，从而在内外缠绕设置多层，

在所述线材中，针对各层，对应的外侧的线材连接于内侧的线材。

9.一种磁性刺激装置，其特征在于，

在包括磁芯、导体、送风用风扇和容纳它们的壳体的磁性刺激装置中，

磁芯包括主体部分和腿部，该腿部从所述主体部分沿相同方向突出，该腿部的对置内侧面之间的间隔形成为从其基部向着顶端逐渐扩大，并且该磁芯由多个薄板的平面彼此互相重叠而成的层叠体构成，

导体以线圈状缠绕设置于所述腿部各自的周围，

风扇向着所述腿部的对置内侧面之间而配置。

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