KR102514148B1 - 자기 자극 장치 - Google Patents

Abstract

도체의 구조를 연구함으로써, 도체 자체의 발열을 억제함으로써 그 피부 접촉면의 승온을 억제할 수 있는 자기 자극 장치를 제공한다.
[해결 수단] 자기 자극 장치(A)는, 코어 본체(21)와, 코어 본체(21)로부터 동일한 방향으로 연장된 한 쌍의 다리부(22ㆍ26)에서 U자형으로 형성된 자성체 코어(20)와, 다리부(22ㆍ26) 각각의 주위에 권취되고, 또한 상이한 레벨로 적층된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)으로 구성되는 도체(12ㆍ16)로 구성된다. 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)에 각각 사용되는 와이어는, 다리부(22ㆍ26)의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이고, 또한 상기 다리부(22ㆍ26)의 각각에서 병렬 접속된다. 다리부(22ㆍ26) 사이에서는, 한쪽의 다리부(22)의 각각의 도체층(12a 내지 12n)을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부(26)의 각각의 도체층(16a 내지 16n)을 구성하는 와이어에, 각각의 레벨에서 각각 접속된다.

Description

자기 자극 장치

본 발명은, 말초 신경, 또는 대뇌 피질 운동야(運動野)를 반복해서 자기 자극할 때에, 자성체 코어 및 냉각 기구를 갖는 코일을 사용함으로써, 자기 자극 효과를 높이는 장치에 관한 것이다.

현재, 뇌혈관 장애의 후유증이나 척추 손상에 의해 사지가 마비된 환자는 200만명에 이르고 있고, 일본의 연령 구성의 추이에 의하면, 그 수는 더욱 증가하고 있다. 마비가 장기간 계속되면, 폐용 증후군에 의해서 근육의 기능이 현저하게 저하하여, 회복이 곤란한 상태가 된다. 편마비나 사지 마비에 의한 폐용 증후군을 방지하고, 근육의 기능을 적극적으로 회복시키기 위해서 운동 요법에 의한 재활(rehabilitation)이 가장 중요한 치료법이 되고 있다.

마찬가지로, 일본의 연령 구성의 추이에 의하면, 뇌혈관 장애의 후유증이나 고령화에 의한 연하(嚥下) 장애가 사회 문제가 되고 있다. 현재, 국내 사망 원인 제 3위인 폐렴의 대다수는 연하 장애를 원인으로 하는 오연성(誤嚥性) 폐렴이다. 이러한 연하 장애의 재활 방법으로서도, 연하에 관련된 근육을 반복적으로 움직이게 하는 운동 요법에 의한 재활이 주류이다.

한편, 운동 요법에 의하지 않는 재활 방법으로서, 말초 신경이나 대뇌 피질 운동야를 전기적으로 자극하여 근육의 운동을 유발하는 수법이 알려져 있다. 전기적인 자극 방법으로서, 경피 전기적 신경 자극(TENS)이 널리 사용되고 있다. 이러한 것의 원리는 외부로부터 전기적으로 운동 신경을 자극함으로써, 손발의 근육의 수축을 유발하여, 운동 기능을 회복시키는 것이다. 마찬가지로 연하 장애의 재활 기구로서, 악하(顎下)의 근육에 전기적 자극을 주어 연하 관련 근육의 수축을 유발하는 의료 기구가 최근 개발되고 있다. 전기 자극에 의해서 큰 근육 수축을 얻기 위해서는 강한 전기 자극을 필요로 한다. 강한 전기 자극은, 감전과 동등하게 강한 불쾌감이나 통증을 동반한다. 이러한 불쾌감 및 통증을 완화시키기 위해서 주파수나 파형을 개량하는 등 다양한 연구가 행해지고 있지만 근본적인 해결에는 이르고 있지 않다.

전기 자극에 따른 동통(疼痛)은 피부의 표면 근처에 분포하는 통각(痛覺) 신경에 의해서 감지된다. 따라서, 자극 전극을 피하에 매립하는 것에 의해 전기 자극의 동통을 완화시킬 수 있다. 그러나, 매립 전극은 항상 신호선을 체외로 빼내야 할 필요가 있으므로, 상처로부터의 세균 감염이라는 큰 문제를 수반한다.

접촉 전극을 사용하지 않고, 신경을 전자기적으로 자극하는 다른 방법으로는 자기 자극법이 있다. 이것은, 신체 표면의 근처에 위치된 코일에 펄스 전류를 흐르게 하여, 코일에서 발생하는 자속에 의해 체내에 발생하는 유도 전류로 신경을 자극하여 근육을 움직이게 하는 방법이다. 이러한 자기 자극법은 전극을 붙이거나, 또는 삽입하는 등의 공정이 불필요하고, 게다가 감전과 같은 불쾌감이나 통증이 거의 없다.

이러한 이유로, 상기 전기 자극법에 비해서 강한 자극이 가능하고, 큰 근육 수축이 얻어지는 이점이 있다. 이러한 것 때문에, 자기 자극은, 질병의 진단ㆍ치료로의 응용이 진행되고 있고, 경두개 자기 자극(TMS: Transcranial Magnetic Stimulation)으로서 실용화된다. 특히 자기 자극을 반복하는 TMS와 운동 요법의 조합은 재활의 효과가 크다(비특허문헌 1, 2).

자기 자극에 의한 근육 수축 작용을 활용하는 발명으로는 특허문헌 1의 요실금 치료 장치가 있다. 이러한 장치는 의자 또는 몸에 고정한 자기 자극용 코일에서 0.01 내지 3테슬라의 펄스 자장을 1 내지 100Hz로 발생시키는 것에 의해, 방광 괄약근의 주기적인 수축을 반복함으로써 요실금 치료를 행하는 것이다.

요실금 치료와 같이 단순한 근육 수축이 아니라, 손가락 또는 팔을 자기 자극에 의해서 연속적으로 구부리는 기술은 특허문헌 2에 나타나 있고, 10밀리초 간격으로 자기 펄스를 반복하여 팔의 신경을 자기 자극하면, 펄스수의 증가와 함께 팔이 구부러지는 거리도 늘어나는 것이 나타나 있다.

자기 자극의 효과는 자기 자극의 반복 횟수와 함께 증가한다. 그러나 자기 자극을 일으키려면, 코일에 수백 암페어 이상의 큰 전류를 흐르게 할 필요가 있다. 이러한 것 때문에 연속 펄스에 의한 자기 자극은 코일의 발열ㆍ온도 상승이 심해, 펄스수를 늘릴 수 없다는 문제가 있다. 이러한 코일의 발열이 연속 자기 자극을 행하기 위한 큰 기술적 제약이 되고 있다.

자기 자극용 코일의 발열을 저감하려면, 적은 전류로 강한 자계가 얻어지는 자성체 코어(철심) 부착 코일의 사용이 효과적이다. 이러한 것 때문에 경두개 자기 자극용의 자성체 코어 부착 자기 자극용 코일에 관한 특허출원이 이루어지고 있다. 특허문헌 3은 O형 자심의 일부를 절단하고, 대향하는 부분을 가늘게 하여 거기에 코일을 감는 것에 의해 수속 자계를 얻는 자기 자극 장치가 개시되어 있다.

상기 특허문헌 2의 개량형으로서, 특허문헌 4는 권선(卷線)의 내측에 형성되는 공간에 자성체를 배치한 자기 자극 장치를 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 5에는 고투자율의 반원에서 말굽형 자심에 코일을 감아 코일의 발열을 적게 하여, 뇌의 자기 자극을 행하는 경두개골 자기 자극의 기술이 기재되어 있다. 이와 유사한 형상의 자성체 코어에, 투자율이나 포화 자속 밀도가 높은 강자성체를 사용하는 기술이 특허문헌 6에 나타내어져 있다.

특허문헌 7에는, 고주파 코일의 상투 수단인 가는 리츠선을 다발로 묶어서 코일을 감는 것에 의해, 코일의 발열을 저감하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 리츠선은 도전 부분의 단면적에 대한 절연 부분(코일 사이의 틈 부분도 포함함)의 단면적이 차지하는 비율이 높고, 리츠선 자체의 단면적에서 생각하면 전기 저항이 높아지는 점, 열전도율이 나쁜 소재로 절연된 리츠선을 다중으로 감기 때문에, 코일 부분이 다중 단열 상태로 되어, 내측에 권취된 부분으로부터의 열이 외부로 발산되기 어려운 점 등에 의해 코일 부분의 온도가 허용치 이상으로 된다.

이러한 열의 문제점을 안고 있으면서도 연속 자기 자극에 의하면 강한 자기 자극 효과가 얻어지므로, 손가락이나 팔다리의 근육의 큰 운동을 유발할 수 있다는 메리트를 갖는다.

그래서, 발명자들은, 코일의 발열은 피할 수 없는 것으로 하고 특허문헌 8에 개시하는 것과 같은 방법을 취했다.

비특허문헌 1: 이시야쿠 출판(주) 「자기 자극법의 기초와 응용」, 이즈미 저, 뇌혈관 장애, P.198 비특허문헌 2: 츄오호우키 출판(주) 「회복하는 신체와 뇌」, 이즈미 저, 자기 자극에 의해 마비가 개선된 예, P.183 [특허문헌] 특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평10-234870호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개2010-166971호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 특개평7-171220호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 특개평8-52231호 특허문헌 5: 일본 공표특허공보 특표2000-504966호 특허문헌 6: 일본 공표특허공보 특표2001-525947호 특허문헌 7: 일본 공개특허공보 특개2002-306614호 특허문헌 8: 일본 공개특허공보 특개2016-28640호

특허문헌 8에 개시하는 수단은, 자성체 코어, 코일로서 작용하는 도체 그 자체, 및 자성체 코어와 케이싱의 피부 접촉면과의 사이를 공냉시키는 것에 의해, 케이싱의 피부 접촉면의 승온을 억제하려고 하는 것이다. 장치 구성의 개략은, 도 10에 도시된 바와 같으며, 폭이 넓은 사각형 단면의 소재(구리 띠형 재료(銅帶材)의 일례: 단면 형상 0.8×9mm)로 형성된 도체(120ㆍ160)가 U자형 코어(200)의 다리부(220ㆍ260)에 세로 방향(구리 띠형 재료의 길이 방향이 다리부(220ㆍ260)의 길이 방향을 따르는 방향)으로 권취된다. 이러한 시점에서는, 통전시의 도체(120ㆍ160)의 발열 원인이 불명했으므로, 냉각용 간극(300)을 형성하여 도체(120ㆍ160) 및 U자형 코어(200)의 다리부(220ㆍ260)를 냉각하는 방법으로 승온 문제를 해결하려고 했다.

그러나 이러한 방법에서는, 도체(120ㆍ160) 사이에 상기 냉각용 간극을 필요로 하는 점, 즉, 냉각용 간극만큼 장치가 커지는 점이나, 도체(120ㆍ160) 전체의 면적 효율(도체 전체의 단면적당의 도전 부분이 차지하는 비율)이 저하된다는 문제점이나, 냉각용 기체를 케이싱에 공급하기 위한 냉각 기구(예를 들어, 냉각팬이나 냉각 기체 공급 튜브)가 필요하여, 냉각팬만큼 무거워지거나, 튜브의 존재에 의해 사용의 편리함이 나빠진다는 문제가 생겼다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 도체의 구조를 연구하는 것에 의해, 도체 자체의 발열을 억제함으로써 그 피부 접촉면의 승온을 억제할 수 있는 자기 자극 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

청구항 1은, 본 발명의 자기 자극 장치(A)(도 1 내지 도 5)의 도체(12ㆍ16)의 제 1 구조(다단 소용돌이 구조; 제 1 실시예)에 관하여,

코어 본체(21)와, 상기 코어 본체(21)로부터 연장된 한 쌍의 다리부(22ㆍ26)로 형성된 자성체 코어(20)와, 상기 다리부(22ㆍ26) 각각의 주위에 권취되고, 또한 상이한 레벨로 적층된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)으로 이루어진 도체(12ㆍ16)로 구성되고,

상기 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)에 각각 사용되는 와이어는 상기 다리부(22ㆍ26)의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이며,

상기 한 쌍의 다리부(22ㆍ26) 사이에는, 한쪽의 다리부(22)의 각각의 도체층(12a 내지 12n)을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부(26)의 각각의 도체층(16a 내지 16n)을 구성하는 와이어에, 각각의 레벨에서 각각 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2는, 청구항 1에 기재된 자기 자극 장치(A)(도 4)의 제 1 결선 방법에 관하여,

한쪽의 다리부(22)에 상이한 레벨로 권취된 도체층(12a 내지 12n)에 있어서, 상기 다리부(22)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(12a)은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 상이한 레벨로 권취된 도체층(16a 내지 16n)에서, 상기 다리부(26)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(16a)에 접속되고, 또한 제 2 층 이하, 제 n 층에 이르기까지 순차적으로 동일한 층끼리 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 3은, 청구항 1에 기재된 자기 자극 장치(A)(도 5)의 제 2 결선 방법에 관하여,

한쪽의 다리부(22)에 상이한 레벨로 권취된 도체층(12a 내지 12n)에 있어서, 상기 다리부(22)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(12a)은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 상이한 레벨로 권취된 도체층(16a 내지 16n)에서, 상기 다리부(26)의 코어 본체(21)에 가장 가까운 제 n 층(16n)에 접속되고,

상기 한쪽의 다리부(22)의 코어 본체(21)에 가장 가까운 제 n 층(12n)은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 상이한 레벨로 권취된 상기 다리부(26)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(16a)에 접속되고,

상기 한쪽의 다리부(22)의 제 2 층(12b)으로부터 제 (n-1) 층(12(n-1))은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)의 제 (n-1) 층(16(n-1))으로부터 제 2 층(16b)에 역순으로 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 4는, 본 발명의 자기 자극 장치(A)(도 1 내지 도 3, 도 6, 도 7)의 도체(12ㆍ16)의 제 2 구조(다중 코일 스프링 형상 구조: 제 2 실시예)에 관하여,

코어 본체(21)와, 상기 코어 본체(21)로부터 연장된 한 쌍의 다리부(22ㆍ26)로 형성된 자성체 코어(20)와, 상기 다리부(22ㆍ26) 각각의 주위에, 그 직경 또는 기 치수를 다르게 하여 동심 층으로 권취된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)으로 이루어진 도체(12ㆍ16)로 구성되고,

상기 도체(12ㆍ16)에 사용되는 와이어는, 상기 다리부(22ㆍ26)의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이고,

상기 한 쌍의 다리부(22ㆍ26) 사이에서는, 한쪽의 다리부(22)의 각각의 도체층(12a' 내지 12n')을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부(26)의 각각의 도체층(16a' 내지 16n')을 구성하는 와이어에, 내외의 각각의 층마다 각각 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 5는, 청구항 4에 기재된 자기 자극 장치(A)의 제 1 결선 방법(도 6)에 관하여,

한쪽의 다리부(22)에 동심 층으로 권취된 도체층(12a' 내지 12n')에 있어서, 상기 다리부(22)에 가까운 최내층의 제 1 층(12a')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 동심 층으로 권취된 도체층(16a' 내지 16n')에서, 상기 다리부(26)에 가까운 최내층의 제 1 층(16a')에 접속되고, 또한 제 2 층(12b'ㆍ16b') 이하, 제 n 층(12n'ㆍ16n')에 이르기까지 순차적으로, 동일한 층끼리 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 6은, 청구항 4에 기재된 자기 자극 장치(A)의 제 2 결선 방법(도 7)에 관하여,

한쪽의 다리부(22)에 동심 층으로 권취된 도체층(12a' 내지 12n')에 있어서, 상기 다리부(22)에 가까운 최내측의 제 1 층(12a')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 동심 층으로 권취된 도체층(16a' 내지 16n')에서, 상기 다리부(26)의 코어 본체(21)의 최외층의 제 n 층(16n')에 접속되고,

상기 한쪽의 다리부(22)의 코어 본체(21)의 최외층의 제 n 층(12n')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 동심 층으로 권취된, 상기 다리부(26)의 최내측의 제 1 층(16a')에 접속되고,

상기 한쪽의 다리부(22)의 제 2 층(12b')으로부터 제 (n-1) 층(12(n-1)')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)의 제 (n-1) 층(16(n-1)')으로부터 제 2 층(16b')에 역순으로 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자기 자극 장치(A)는, 상기 구성에 의해 후술하는 이유로 도체(12ㆍ16)의 발열량이 억제된다. 그 결과, 이것을 사용하여 치료를 행하면, 자성체 코어(20)가 수납된 케이싱(1)의 환부 접촉면(9)의 온도를, 치료에 필요한 시간(예를 들어, 2 내지 3분 이상)동안, 안전한 온도 구역으로 유지하는 것이 가능하며, 환부에화상과 같은 열적 상해(damage)를 일으키지 않는다.

또한, 이러한 자기 자극 장치(A)를 사용하면, 뇌 기능 장애 등에 의한 마비로 인해 자발 운동이 곤란한 근육을, 펄스 자계의 작용으로 지속적으로 크게 운동시키는 것이 가능해진다. 마찬가지의 근육 수축 효과는 전기 자극에 의해서도 가능하지만, 전기 자극은, (1) 감전과 유사한 불쾌감과 통증을 수반하고, (2) 전극을 붙이거나, 또는 삽입하는 수고가 들고, (3) 통전에 따른 화상의 위험성이 있다. 그러나, 자기 자극은 이러한 (1) 내지 (3)의 문제가 없다. 뇌 기능 장애에 의해서 사지 마비가 발생해도, 신경계와 근육은 손상을 받고 있지 않으므로, 적절한 재활 치료를 실시하는 것에 의해 운동 기능을 회복할 수 있다. 그러나, 의식 장애를 동반하거나, 또는 일어나지 못하는 상태(bedridden state)가 계속되면, 폐용 증후군 때문에 운동 기능을 회복할 수 없게 된다. 본 발명의 자기 자극 장치(A)를 사용하여 연속 자기 자극을 행하면, 마비된 사지나 손가락의 근육을 효과적으로 운동시킬 수 있으므로, 재활 효과를 획기적으로 높이는 것이 기대된다.

도 1은 본 발명의 자기 자극 장치의 사시도이다.
도 2는 덮개부를 열었을 때의 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 단면도이다.
도 4는 도 3에서의 제 1 도체 구조에서의 제 1 결선 상태를 나타내는 요부 사시도이다.
도 5는 도 3에서의 제 1 도체 구조에서의 제 2 결선 상태를 나타내는 요부 사시도이다.
도 6은 도 3에서의 제 2 도체 구조에서의 제 1 결선 상태를 나타내는 요부 사시도이다.
도 7은 도 3에서의 제 2 도체 구조에서의 제 2 결선 상태를 나타내는 요부 사시도이다.
도 8은 도 4에서의 통전시의 도체의 발열 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 5 내지 도 7에서의 통전시의 도체의 발열 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 종래예에서의 자속 누설을 나타내는 단면도이다.
도 11은 종래예와 본 발명과의 발열 상태의 비교 그래프이다.

다음으로, 본 발명의 상세를 실시예에 기초하여 설명한다. 또한, 이러한 실시예는 당업자의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 명세서의 전체에 기재되어 있는 기술 사상에 의해서만 한정되는 것이며, 본 실시예에만 한정되는 것이 아닌 것을 이해해야 할 것이다.

본 발명의 자기 자극 장치(A)의 주요 부품은, 도체(12ㆍ16)와 자성체 코어(20)로, 케이싱(1)에 수납된다.

자성체 코어(20)는, 코어 본체(21)의 양단으로부터 다리부(22ㆍ26)가 동일한 방향으로 돌출된, U자형의 부재로, 얇은 절연 피막 부착의 압연 규소 강판을 다수매 적층한 것이다. 본 실시예의 자성체 코어(20)는 U자형으로 다이 커트(die-cut)한 부재를 상기와 같이 적층한 것, 또는 압연 규소 강대(鋼帶)를 다중으로 감아, 이것을 2분할한 것 등이 사용된다. 본 실시예에서 사용한 압연 규소 강판은, 두께가 0.35mm의 것이다.

또한, 다리부(22ㆍ26)의 길이 방향에 대하여 직각 방향의 단면은, 본 실시예에서는 사각형(정사각형 또는 직사각형), 또는 도시하고 있지 않지만 원형이다.

도체(12ㆍ16)는, 다리부(22ㆍ26)에 동심 층으로 권취된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 집합체, 또는 다중의 도체층(12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n')의 집합체를 말한다.

상이한 레벨로 적층된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n), 또는 동심 층으로 배열된 도체층(12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n')을 구성하는 부재를 와이어라고 한다.

상기 와이어는 장척으로 사각형 단면(정사각형 또는 직사각형)의, 예를 들어, 긴 구리 와이어가 소재로서 사용되고, 그 표면에는 절연 피막이 형성된다. 일례를 나타내면, 와이어의 두께는 0.9 mm, 높이는 1.6 mm이다. 절연 피막은 우레탄 수지를 사용하며, 도체(12ㆍ16) 표면의 방열을 방해하지 않도록 얇게 했다. 본 실시예에서는 절연 피막의 두께는 20 ㎛로 했다(또한, 도면에서, 작도의 관계로 와이어의 단면을 원형으로 나타내고 있는 것도 있지만, 상기와 같이 단면은 사각형이다).

다리부(22ㆍ26)에 대한 와이어의 감는 법은, 1개의 와이어의 일측면을 한쪽의 다리부(22)의 외주면을 따르도록 해서 수 바퀴 권취하고, 계속해서 그 나머지 부분을 다른 쪽의 다리부(26)에 동일하게 하여 반대 방향으로 수 바퀴 권취된다. 또한, 와이어의 표면에는 절연 피막이 형성되어 있는 점, 후술하는 바와 같이 전체로서의 도체(12ㆍ16) 자체의 발열이 작은 점에서, 종래 필요한 와이어 사이에 냉각용 간극(300)(도 10 참조)을 형성할 필요가 없고, 서로 밀착시켜서 권취하는 것이 가능하다. 따라서, 종래 필요했던 냉각용 간극(300)만큼 장치를 작게 할 수 있다.

이 경우, 다리부(22ㆍ26)에 권취된 와이어는, 상기와 같이 1개의 와이어이지만, 설명의 편의상, 각각의 다리부(22ㆍ26)에 권취된 와이어의 집합체인 도체를 각각 12ㆍ16으로 나타낸다.

상기 이외의 감는 법으로서, 도시하고 있지 않지만, 2개의 와이어를 준비하고, 상기와 같이 한쪽의 와이어의 일측면을 한쪽의 다리부(22)의 외주면을 따르도록 하여 수 바퀴 권취하고, 마찬가지로 다른 와이어의 일측면을 다른 쪽의 다리부(26)의 외주면을 따르게 하여 수 바퀴 권취하도록 해도 좋다. 그리고, 다리부(22ㆍ26)에 개별로 권취된 와이어의 각각의 층을 각각 접속선으로 접속하도록 해도 좋다.

케이싱(1)은, 자성체 코어(20)와, 자성체 코어(20)의 다리부(22ㆍ26)에 권취된 도체(12ㆍ16)를 수납하는 수지제(여기에서는 ABS제)의 것으로, 상면이 개방된 케이싱 본체(2)와, 그 개구를 덮는 덮개부(5)로 형성되어 있으며, 도시하지 않은 볼트로 고정되며, 상기 상면 개구가 폐색된다.

환자의 환부에 접촉하는 케이싱 본체(2)의 하면(즉, 환부 접촉면(9)) 하방으로 팽출된 볼록부(7)가 형성된다.

케이싱(1)에 수납된 자성체 코어(20)의 다리부(22ㆍ26)의 선단(28)은, 케이싱 본체(2)를 덮는 덮개부(5)의 볼록부(7)의 내측의 오목부에 끼워진다.

그리고 다리부(22ㆍ26)에 상이한 레벨 또는 동심 층으로 권취된 도체(12ㆍ16)로부터 다리부(22ㆍ26)의 선단(28)은 도체(12ㆍ16)로부터 약간 돌출된 상태로 되고(본 실시예에서는 돌출량은 3mm이다), 이러한 부분이 상기와 같이 볼록부(7)의 내측의 오목부에 끼워진다. 또한, 다리부(22ㆍ26)의 선단(28)은 볼록부(7) 내측의 오목부에 밀착(또는 이것으로부터 약간 이간)된 상태로 유지되고, 또한 자성체 코어(20)가 케이싱 본체(2)에 도시하지 않은 고정 부재 또는 접착제 등과 같은 방법으로 고정된다.

또한, 다리부(22ㆍ26)에 상이한 레벨 또는 동심 층으로 권취된 도체(12ㆍ16)의 결선 방법도 각각의 구조(제 1ㆍ2 실시예)에 대하여 2종류 있다.

도 3은 본 발명의 자기 자극 장치(A)의 단면도와, 도체(12ㆍ16)의 제 1 또는 제 2 구조(제 1ㆍ2 실시예)의 부분 확대도이다. 또한, 첨부 도면에서, 도체(12ㆍ16)는 작도의 관계상, 틈을 두고 권취된 것처럼 기재되어 있지만, 전술한 바와 같이 틈 없이 권취하는 것이 가능하다.

<제 1 실시예>

도체(12ㆍ16)의 제 1 실시예를 도 4, 도 5에 따라서 설명한다.

제 1 실시예의 도체(12ㆍ16)의 구조는, 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 1개의 와이어를 자성체 코어(20)의 다리부(22ㆍ26)에 상이한 레벨로 반복하여 권취한 예이다. 즉, 1개의 상기 와이어가, 다리부(22ㆍ26)의 길이 방향에 대하여 직각으로, 또한 상이한 레벨에 위치된 평면 위에 각각 권취된다. 그리고 이러한 평면이 다리부(22ㆍ26)의 선단(28)으로부터 코어 본체(21)의 사이에 상이한 레벨로 설치된다.

따라서, 다리부(22ㆍ26)에 권취된, 1개의 와이어로 구성된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)은, 제 1 층(12aㆍ16a) 내지 제 n 층(12nㆍ16n)에 걸쳐서 상이한 레벨로 적층된다.

여기에서, 층을 세는 법으로서, 다리부(22ㆍ26)의 선단(28)에 가까운 쪽을 제 1 층(12aㆍ16a)으로 하고, 코어 본체(21)를 향해서 제 2 층(12bㆍ16b), 코어 본체(21)에 가장 가까운 층을 제 n 층(12nㆍ16n)으로 한다.

그리고 와이어의 권취 방향은, 본 발명 전체를 통해서, 한쪽의 다리부(22)의 자장의 방향 N(S)에 대하여, 다른 쪽의 다리부(26)의 자장의 방향 S(N)이 반대 방향이 되도록 권취된다.

즉, 도 4에 있어서, 좌측의 도체층(12aㆍㆍ12n)의 와이어를 반시계 방향으로 권취하면, 우측의 도체층(16aㆍㆍ16n)의 와이어는 시계 방향으로 권취된다. 그리고 상기 한 쌍의 다리부(22ㆍ26) 사이에서는, 좌우의 도체층(12aㆍㆍ12nㆍ16aㆍㆍ16n)의 와이어의 대응 단부끼리가 각각 접속되어서 1개의 와이어가 된다.

또한, 각각의 다리부(22ㆍ26)에 권취된 각각의 도체층(12a 내지 12n 및 16a 내지 도 16n)을 구성하는 와이어는, 그 한쪽의 단부가 각각의 다리부(22ㆍ26)마다 병렬 접속되어 도체(12ㆍ16)가 구성되고, 외부 전원에 접속된 여자(勵磁) 전류 공급선(10ㆍ14)에 각각 접속된다. 환언하면, 병렬 접속된 도체층(12a 내지 12n 및 16a 내지 도 16n)을 구성하는 와이어는, 후술하는 도 10의 종래예의 세로로 긴 띠 형상 도체(120ㆍ160)를 복수개의 와이어로 분할한 구조가 된다.

또한, 도 4(후술하는 도 5도 동일함)의 각각의 층을 구성하는 와이어는 원형의 소용돌이 형상으로 권취된 예를 나타내지만, 도 2 및 후술하는 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 자성체 코어(20)의 다리부(22ㆍ26)의 단면 형상에 맞춘 평면에서 사각형의 소용돌이 형상으로 권취되어도 좋다.

그리고, 한 쌍의 다리부(22ㆍ26) 사이에서는, 한쪽의 다리부(22)의 각각의 도체층(12a 내지 12n)을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부(26)의 각각의 도체층(16a 내지 16n)을 구성하는 와이어에, 각각의 레벨에서 각각 접속된다.

다음으로, 이와 같이 제 1 실시예와 같이 조립된 자기 자극 장치(A)에 통전한 경우에 대하여 설명한다.

한쪽의 여자 전류 공급선(10)에서 여자 전류(펄스 전류 또는 교류 전류)를 공급하면, 여자 전류는 분류하여 한쪽의 다리부(22)에 권취된 병렬 도체층(12a 내지 12n)으로 반시계 방향으로 흐르고, 계속해서 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 병렬 도체층(16a 내지 16n)에 시계 방향으로 흐르고, 다른 쪽의 여자 전류 공급선(14)으로 흐른다. 이로써 한쪽의 다리부(22)의 선단(28)의 자극은 S가 되고, 다른 쪽의 다리부(26)의 선단(28)의 자극은 N이 된다.

그리고, 일방향의 여자 전류 흐름이 종료되면, 상기 여자 전류는 반전되어 다른 쪽의 여자 전류 공급선(14)에서 반대 방향의 여자 전류가 흐르고, 이것이 분류하여 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 병렬 도체층(16a 내지 16n)으로 시계 방향으로 흐르고, 계속해서 한쪽의 다리부(22)에 권취된 병렬 도체층(12a 내지 12n)에 반시계 방향으로 흐르고, 한쪽의 여자 전류 공급선(10)으로 흐른다. 이로써 다른 쪽의 다리부(26)의 선단(28)의 자극은 S가 되고, 한쪽의 다리부(22)의 선단(28)의 자극은 N이 되어, 자극이 반전된다. 이것을 소정 주기로 반복한다. 자성체 코어(20)의 양 선단(28) 사이에 자속(G)이 발생한다.

계속해서 본 발명의 자기 자극 장치(A)의 통전시에서의 작용에 대하여 설명되지만, 그 전에 도 10에 따라서 종래예의 작용에 대하여 설명한다.

도 10은, 본 발명자들이 개발한 종래 장치이다. 이러한 장치에는 본 발명의 자성체 코어(20)와 동일한 U자형 코어(200)를 사용하고, 그 한 쌍의 다리부(220ㆍ260)에 도체(120ㆍ160)를 권취한 것이다.

이 도체(120ㆍ160)는, 그 단면이 좁고 긴 직사각형으로, 긴 변측이 다리부(220ㆍ260)의 외주면을 따르도록 세로 방향으로 권취된 것이다. 도체(120ㆍ160)의 긴 변은 다리부(220ㆍ260)의 선단 근방에서 코어 본체에 이르는 세로로 긴 띠 재료이다. 띠 재료의 두께는 예를 들면, 0.8mm, 높이는 9mm이다. 그리고, 이러한 도체(120ㆍ160)의 사이에는 냉각용 간극(300)이 형성된다.

그리고 이러한 도체(120ㆍ160)에 여자 전류를 통전시키면, 상기와 같이 한쪽의 다리부(220)의 선단(280)에 N극(S극)이 나타나고, 다른 쪽의 다리부(260)의 선단(280)에 그 반대의 S극(N극)이 나타난다.

그리고 종래 장치를 개발한 시점에서는 해명되어 있지 않았지만, 이때, U자형 코어(200)의 양 다리부(220ㆍ260)의 선단 부분의 인덕턴스가 다른 부분의 인덕턴스보다 부분적으로 낮아지고, 그 결과, 상기 선단 부분에 면하는 세로로 긴 도체(120ㆍ160)의 선단 부분에 집중되어 여자 전류가 흐르는 것을 발견하고, 본 발명에 도달했다. 환언하면, 이로써 세로로 길게 설치된 도체(120ㆍ160)의 선단 부분의 전류 밀도가 다른 부분보다 높아지고, 이러한 것에 의해 도체(120ㆍ160)의 선단 부분의 온도가 비정상적으로 상승하는 것을 발견했다.

덧붙여, 양 다리부(220ㆍ260)로부터의 누설 자속(W)이 도체(120ㆍ160)를 그 내면측에서 외면측(또는 그 반대)으로 관통하고, 도체(120ㆍ160)에 줄열(joule's heat)을 수반하여 와전류(U1)가 흐르는 것도 새롭게 발견하여 본 발명에 도달했다.

종래 장치에서는, 도체(120ㆍ160)를 세로로 길게 설치하고 있으므로, 도체(120ㆍ160)에는 전체 높이에 걸쳐서 큰 와전류(U1)가 흐른다. 그리고 이러한 큰 와전류(U1)도 도체(120ㆍ160)의 승온의 원인이 되는 것을 발견했다.

즉, 도체(120ㆍ160)는 세로로 길게 설치된 폭이 넓은 1장의 구리 띠형 재료이므로, 상기 전류 밀도의 편향과, 큰 와전류(U1)의 발생의 상승 효과에 의해 도체(120ㆍ160)의 선단 부분의 온도가 비정상적으로 상승하는 것을 발견했다. 이러한 것 때문에 이러한 지견을 갖지 않았던 종래 장치에서는 냉각용 간극(300)과, 이러한 냉각용 간극(300)에 냉각용 기체를 공급하는 냉각 기구를 필요로 하고 있었다.

본 발명은 이러한 지견에 기초하여, 상기와 같이, 종래의 세로로 긴 도체(120ㆍ160)를 복수의 와이어로 분할한 것과 동등의 구조인, 병렬 접속된 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)을 다리부(22ㆍ26)의 길이 방향으로 상이한 레벨로 적층하였으므로, 각각의 층(특히 제 1 층(12aㆍ16a))의 전류 밀도의 편향을 큰 폭으로 해소하는 동시에, 각각의 층에 발생하는 와전류(U2)를 작게 하고, 그 결과, 도체(12ㆍ16)의 발열을 큰 폭으로 억제하는 것에 성공했다.

상기의 점을 더욱 상세히 설명한다. 제 1 실시예에서는, 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n) 사이의 결선 방법이 2가지 있다.

제 1 결선 방법은, 도 4에 나타낸 바와 같이 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 각각의 층이 순방향으로 접속되는 경우이며, 제 2 결선 방법은 도 5에 나타낸 바와 같이 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 각각의 층이 역순 방향으로 접속되는 경우이다. 제 1 결선 방법과는 반대이다.

제 1 결선 방법은, 한쪽의 다리부(22)에 권취된 도체층(12a 내지 12n)의 상기 다리부(22)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(12a)이, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 도체층(16a 내지 16n) 중 상기 다리부(26)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(16a)에 접속되고, 상기 한쪽의 다리부(22)의 코어 본체(21)에 가장 가까운 제 n 층(12n)은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 상기 다리부(26)의 코어 본체(21)에 가장 가까운 제 n 층(16n)에 접속된다. 마찬가지로, 상기 한쪽의 다리부(22)의 제 2 층(12b)으로부터 제 (n-1) 층(12n-1)은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)의 제 2 층(16b)으로부터 제 (n-1) 층(16n-1)에 순서대로 접속된다.

이에 대해, 제 2 결선 방법은, 한쪽의 다리부(22)에 권취된 도체층(12a 내지 12n) 중 상기 다리부(22)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(12a)이, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 도체층(16a 내지 16n) 중 상기 다리부(26)의 코어 본체(21)에 가장 가까운 제 n 층(16n)에 접속되고, 상기 한쪽의 다리부(22)의 코어 본체(21)에 가장 가까운 제 n 층(12n)은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 상기 다리부(26)의 선단(28)에 가까운 제 1 층(16a)에 접속되어 있고, 상기 한쪽의 다리부(22)의 제 2 층(12b)으로부터 제 (n-1) 층(12(n-1))은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)의 제 (n-1) 층(16(n-1))으로부터 제 2 층(16b)에 역순으로 접속된다.

어느 경우라도 도체(12ㆍ16)에 여자 전류를 통전시키면, 한쪽의 다리부(22)의 선단(28)에 N극(S극)이 나타나고, 다른 쪽의 다리부(26)의 선단(28)에 그 반대의 S극(N극)이 교대로 나타나, 양극 사이에 자속(G)이 발생한다.

제 1 결선 방법에서는, 통전시, 이미 서술한 바와 같이 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분의 인덕턴스가 다른 부분보다 작아져, 이러한 선단 부분에 권취된 제 1 층(12aㆍ16a)에는 다른 층(12bㆍ16b) 이하보다 약간 많은 여자 전류가 흐르고, 코어 본체(21)에 가까워짐에 따라서 각각의 층의 여자 전류량은 감소한다. 단, 종래예와 같이, 도체(12ㆍ16)를 세로로 긴 일체물로 구성하지 않고, 도체(12ㆍ16)가 복수의 와이어로 분할되어 있기 때문에 전류 밀도의 편향은 경감된다.

그리고, 자성체 코어(20)의 다리부(22ㆍ26)로부터 상기와 같이 누설 자속(W)이 나오고, 종래예와 마찬가지로, 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)을 관통하지만, 이러한 경우는 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)이 분할되어 있기 때문에, 누설 자속(W)에 의한 와전류(U2)는, 종래예의 세로로 긴 경우에 비해서 높이가 크게 낮아지고, 누설 자속(W)에 의한 와전류(U2)가 발생했다고 해도 각각의 층의 짧은 변 위에서 작게 발생하게 된다.

그 결과, 큰 폭으로 경감된 전류 밀도의 편향과, 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 짧은 변 위에서 작게 발생하는 와전류(U2)에 의해, 도체(12ㆍ16)의 발열이 종래예에 비해서 큰 폭으로 억제된다.

또한, 와전류(U2)는 도 3에 있어서 각각의 층의 와이어의 외측에 그려져 있지만, 이것은 도면을 보기 쉽게하기 위해 기재한 것으로, 실제로는 와이어에 발생한다.

도 8에 이러한 경우의 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 승온 상태를 모식적으로 나타낸다. 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 온도는, 큰 온도차는 없지만, 다리부(22ㆍ26)의 선단(28)에 가까워질수록 고온이 된다.

다음으로, 제 1 실시예의 제 2 결선 방법에 대하여 설명한다(도 5). 도체(12ㆍ16)에 여자 전류를 흐르게 하면, 상기 인덕턴스의 관계로부터, 상기와 같이 제 1 층(12aㆍ16a)으로 약간 편향되어 여자 전류가 흐르도록 하지만, 이러한 제 1 층(12aㆍ16a)에 접속되는 제 n 층(12nㆍ16n)은 제 1 층(12aㆍ16a)에 비해서 여자 전류가 흐르기 어려우므로, 제 n 층(12nㆍ16n)이 속도를 제어하여(律速) 제 1 층(12aㆍ16a)으로 흐르는 여자 전류를 억제한다. 환언하면, 제 1 층(12aㆍ16a)에 흐르는 여자 전류는 제 n 층(12nㆍ16n)과 동일해진다.

이 관계는, 제 2 층(12bㆍ16b)과 제 (n-1) 층(12n-1ㆍ16n-1) 외에, 역순으로 접속된 층간에서도 적용되어, 전체로서 거의 균일하게 억제된 여자 전류가 각각의 층의 도체(12ㆍ16) 속을 흐른다.

그 결과, 도 5에 나타내는 제 1 결선 방법에 비해서 발열을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 누설 자속(W)에 의한 발열은, 도 5의 경우와 동일하다.

도 9에 이러한 경우의 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 승온 상태를 모식적으로 나타낸다. 각각의 도체층(12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n)의 온도는, 도 8에 비해서 전체적으로 평균화된다.

다음으로 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 제 2 실시예는 제 1 실시예와 달리, 도체(12ㆍ16)는, 이를 구성하는 와이어가 큰 직경에서 작은 직경까지 직경 또는 그 치수가 다른 코일 스프링 형상으로 다리부(22ㆍ26)에 밀착하여 동심 층으로 권취되어 구성된다. 즉, 도체(12ㆍ16)의 작은 직경 또는 작은 치수의 것은 큰 직경 또는 큰 치수의 것의 내측으로 포개진 상태로 배치된다. 이러한 밀착하여 동심 층으로 권취된 도체(12ㆍ16)의 최내측의 것을 제 1 층(12a'ㆍ16a')으로 하고, 외측을 향해서 제 2 층(12b'ㆍ16b'ㆍㆍ), 최외측의 것을 제 n 층(12n'ㆍ16n')으로 한다.

제 1 층(12a'ㆍ16a')으로부터 제 n 층(12n'ㆍ16n')을 구성하는 도체(12ㆍ16)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 도체(12ㆍ16)의 승온을 억제할 수 있기 때문에, 상하ㆍ내외에서 틈을 두지 않고 밀착 권취하는 것이 가능하다.

그리고, 제 1 실시예와 마찬가지로, 상기 다리부(22ㆍ26) 사이에서는, 한쪽의 다리부(22)의 각각의 도체층(12a' 내지 12n')을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부(26)의 각각의 도체층(16a' 내지 16n')의 와이어에 각각 접속된다. 와이어의 권취 방향 및 다리부(22ㆍ26) 사이의 접속은, 한쪽의 다리부(22)의 자장의 방향에 대하여, 다른 쪽의 다리부(26)의 자장의 방향이 역방향이 되도록 설정된다.

즉, 한쪽의 다리부(22)에 권취된 각각의 도체층(12a' 내지 12n')의 권취 방향이 시계 방향이라고 하면, 다른 쪽의 다리부(26)에 권취된 각각의 도체층(16a' 내지 16n')의 권취 방향은 반시계 방향이 되고, 다리부(22ㆍ26) 사이에서는 내외의 도체층(12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n')을 구성하는 와이어는, 내외의 각각의 층마다 상기 권취 방향과 일치하도록 접속된다.

또한, 상기 다리부(22ㆍ26)에 권취된 복수의 도체층(12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n')의 와이어는, 각각의 다리부(22ㆍ26)마다 병렬 접속된다.

이러한 도체(12ㆍ16)에 통전하면, 내외의 각각의 도체층(12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n')은 다리부(22ㆍ26)의 위에서 아래(또는 아래에서 위)를 향해서 여자 전류가 흐른다. 이때, 상기와 같이 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분의 인덕턴스가 다른 부분보다 작다고 해도, 상기와 같이 각각의 도체층(12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n')의, 인덕턴스가 큰 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분 이외의 부분에 대응하는 부분(18)이 속도가 제어되어, 도체(12ㆍ16)를 흐르는 여자 전류량은 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분 이외에 대응하는 부분(18)에 따르게 된다. 환언하면, 전류 밀도의 편향이 상당 정도 해소된다.

따라서, 이러한 경우에, 도체(12ㆍ16)의 승온 상태는, 도 9와 같이 전체적으로 낮게 어느 정도 균일하게 유지되게 된다.

또한, 도 3에 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분에 대응하는 부분(17), 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분 이외의 부분에 대응하는 부분(18)을 모식적으로 나타낸다.

제 2 실시예의 결선 방법도 2가지 있다. 결선 방법은 기본적으로 제 1 실시예와 동일하다. 이하 설명한다.

제 1 결선 방법은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 다리부(22ㆍ26)의 사이에서, 최내측의 제 1 층(12a'ㆍ16a')끼리를 접속하고, 제 2 층 이하, 제 n 층에 이르기까지 순차적으로 외측을 향해서 동일한 층의 와이어끼리를 접속한다.

제 2 결선 방법은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 다리부(22)에 동심 층으로 권취된 도체층(12a' 내지 12n')에 있어서, 상기 다리부(22)에 가까운 최내측의 제 1 층(12a')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 동심 층으로 권취된 도체층(16a' 내지 16n')에서, 상기 다리부(26)의 코어 본체(21)의 최외층의 제 n 층(16n')에 접속되고, 상기 한쪽의 다리부(22)의 코어 본체(21)의 최외층의 제 n 층(12n')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)에 동심 층으로 권취된 상기 다리부(26)의 최내측의 제 1 층(16a')에 접속되고, 상기 한쪽의 다리부(22)의 제 2 층(12b')으로부터 제 (n-1) 층(12(n-1)')은, 상기 다른 쪽의 다리부(26)의 제 (n-1) 층(16(n-1)')으로부터 제 2 층(16b')에 역순으로 접속된다.

상기에 나타내는 바와 같이, 통전시, 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분의 인덕턴스가 다른 부분보다 작아지지만, 이러한 영향은 직경 방향에 있어서도 선단 부분에 가까운 내측의 층일수록 현저하게 나타난다. 환언하면, 제 1 층(12a'ㆍ16a')의 선단 부분과 최외층(12n'ㆍ16n')의 선단 부분을 비교하면, 제 1 층(12a'ㆍ16a')의 쪽이 큰 영향을 받는다.

그 결과, 제 1 층(12a'ㆍ16a')을 흐르는 여자 전류는, 최외층(12n'ㆍ16n')의 그것보다도 약간 강해진다.

제 1 결선 방식에서는, 제 1 층(12a')은 제 1 층(16a'), 제 n 층(12n')은 제 n 층(16n')과 같이, 동일한 층끼리 접속되므로, 최내층인 제 1 층(12a'(16a'))끼리는, 상기 인덕턴스의 영향을 어느 정도 받고, 최외층인 제 n 층(12n'(16n'))에 대한 상기 영향은, 제 1 층(12a'(16a'))끼리 정도는 아니다.

그러나, 어느 층도 이러한 경우에, 다리부(22ㆍ26)의 선단 방향에서 코어 본체(21) 방향으로 권취되어 있으므로, 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분 이외에 대응하는 부분(18)이 속도가 제어되어, 상기 영향을 큰 폭으로 상쇄한다.

이 결과, 제 2 실시예에서는, 제 1 결선 방식을 채용해도 전류 밀도의 편향이 제 1 실시예의 제 1 결선 방식에 비해서 큰 폭으로 적고, 승온도 보다 잘 억제할 수 있다.

제 2 결선 방식에서는, 한쪽(다른 쪽)의 다리부(22)의 제 1 층(12a'(16a'))은, 다른 쪽(한쪽)의 다리부(26)의 제 n 층(16n'(12n'))에 역순으로 접속되므로, 제 1 층(12a')(제 n 층(16n'))이라는 역순 조합에 있어서, 인덕턴스의 영향이 가장 작은 제 n 층(16n'(12n'))의 다리부(22ㆍ26)의 선단 부분 이외에 대응하는 부분(18)이 속도가 제어된다. 이러한 관계는 다른 조합에서도 마찬가지이며, 제 2 실시예의 제 2 결선 방식은 제 1 결선 방식에 비해서 보다 전류 밀도의 편향이 적고, 승온도 더욱 잘 억제할 수 있다.

이상으로부터, 제 2 실시예의 도체(12ㆍ16)의 승온 상황은, 근소한 차는 있다고 해도 도 9에 나타내는 바와 같이 된다.

<실험예>

도 11은, 도 10에 나타내는 종래예를 비교예로 하여, 제 1 실시예의 제 1 결선 방법과 제 2 결선 방법을 비교한 시간-승온 그래프이다.

도면 중, 실선은 제 1 실시예의 제 2 결선 방법, 파선은 제 1 실시예의 제 1 결선 방법, 1점 쇄선은 종래예이다.

그리고, 각각의 선의 가는 선은 코어의 다리부의 중앙 부분에 위치하는 도체층의 온도, 굵은 선은 코어의 다리부의 선단 부분에 위치하는 도체층의 온도이다. 단위는 ℃이다. 전류원으로서는, 콘덴서 용량 120마이크로F의 펄스 전원을 사용하고, 출력 전압은 420V로 고정하여 비교했다. 실험 조건은 이하와 같다.

(비교예)

도선의 단면 : 0.8×9mm 1개 사용

전원 출력 전압 : 420V

자속 밀도(코어 사이 중심) : 0.64T

여자 전류 : 1100A

(제 1 실시예)

도선의 단면 : 0.9×1.6mm 5개 사용

전원 출력 전압 : 420V

자속 밀도 (코어 사이 중심) : 0.62T

여자 전류 : 1100A

비교예는, 통전 후, 70초에서 다리부의 선단 부분에 위치하는 도체층의 온도가 80℃에 달했지만, 제 1 실시예의 제 1 결선 방식에서는 130초, 동 제 2 결선 방식에서는 190초였다.

이로써, 본 장치에서의 연속 자기 치료 시간을 큰 폭으로 길게 할 수 있었다.

또한, 제 2 실시예도 상기 이론에 의해, 연속 자기 치료 시간을 큰 폭으로 길게 할 수 있는 것으로 생각된다.

A: 자기 자극 장치, G: 자속, U1ㆍU2: 와전류, W: 누설 자속, 1: 케이싱, 2: 케이싱 본체, 5: 덮개부, 7: 볼록부, 9: 환부 접촉면, 10ㆍ14: 여자 전류 공급선, 12ㆍ16: 도체, 12a 내지 12nㆍ16a 내지 16n/12a' 내지 12n'ㆍ16a' 내지 16n': 도체층(제 1 층 내지 제 n 층), 17: 코어 선단 부분에 대응하는 부분, 18: 코어 선단 부분 이외에 대응하는 부분, 20: 자성체 코어, 21: 코어 본체, 22ㆍ26: 다리부, 28: 다리부의 선단, 120ㆍ160: 도체, 200: U자형 코어, 220ㆍ260: 다리부, 280: 선단, 300: 냉각용 간극.

Claims (6)

1. 코어 본체와, 상기 코어 본체로부터 연장된 한 쌍의 다리부로 형성된 자성체 코어와, 상기 다리부 각각의 주위에 권취되고, 또한 다수의 레벨로 적층된 도체층으로 이루어진 도체로 구성되고,
   상기 도체층에 각각 사용되는 와이어는, 상기 다리부의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이며,
   상기 한 쌍의 다리부 사이에서는, 한쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어에, 각각의 레벨에서 각각 접속되어 있는 자기 자극 장치에 있어서,
   한쪽의 다리부에 다수의 레벨로 권취된 도체층에 있어서, 상기 다리부의 선단에 가까운 제 1 층은, 상기 다른 쪽의 다리부에 다수의 레벨로 권취된 도체층에서, 상기 다리부의 선단에 가까운 제 1 층에 접속되고, 또한 제 2 층 이하, 제 n 층에 이르기까지 순차적으로, 동일한 층끼리 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
2. 코어 본체와, 상기 코어 본체로부터 연장된 한 쌍의 다리부로 형성된 자성체 코어와, 상기 다리부 각각의 주위에 권취되고, 또한 다수의 레벨로 적층된 도체층으로 이루어진 도체로 구성되고,
   상기 도체층에 각각 사용되는 와이어는, 상기 다리부의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이며,
   상기 한 쌍의 다리부 사이에서는, 한쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어에, 각각의 레벨에서 각각 접속되어 있는 자기 자극 장치에 있어서,
   한쪽의 다리부에 다수의 레벨로 권취된 도체층에 있어서, 상기 다리부의 선단에 가까운 제 1 층은, 상기 다른 쪽의 다리부에 다수의 레벨로 권취된 도체층에서, 상기 다리부의 코어 본체에 가장 가까운 제 n 층에 접속되고,
   상기 한쪽의 다리부의 코어 본체에 가장 가까운 제 n 층은, 상기 다른 쪽의 다리부에 다수의 레벨로 권취된, 상기 다리부의 선단에 가까운 제 1 층에 접속되고,
   상기 한쪽의 다리부의 제 2 층으로부터 제 (n-1) 층은, 상기 다른 쪽의 다리부의 제 (n-1) 층으로부터 제 2 층에 역순으로 접속되는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
3. 코어 본체와, 상기 코어 본체로부터 동일한 방향으로 연장된 한 쌍의 다리부에서 U자형으로 형성된 자성체 코어와,
   상기 다리부 각각의 주위에, 그 직경 또는 그 치수를 다르게 하여 다중으로 권취된 도체층으로 이루어진 도체로 구성되고,
   상기 도체에 사용되는 와이어는, 상기 다리부의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이고,
   상기 한 쌍의 다리부 사이에서는, 한쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어에, 내외의 각각의 층마다 각각 접속되어 있는 자기 자극 장치에 있어서,
   한쪽의 다리부에 다중으로 권취된 도체층에 있어서, 상기 다리부에 가까운 최내층의 제 1 층은, 상기 다른 쪽의 다리부에 다중으로 권취된 도체층에서, 상기 다리부에 가까운 최내층의 제 1 층에 접속되고, 또한 제 2 층 이하, 제 n 층에 이르기까지 순차적으로, 동일한 층끼리 접속되는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
4. 코어 본체와, 상기 코어 본체로부터 동일한 방향으로 연장된 한 쌍의 다리부에서 U자형으로 형성된 자성체 코어와,
   상기 다리부 각각의 주위에, 그 직경 또는 그 치수를 다르게 하여 다중으로 권취된 도체층으로 이루어진 도체로 구성되고,
   상기 도체에 사용되는 와이어는, 상기 다리부의 길이 방향에 평행한 그 단면이 사각형이고,
   상기 한 쌍의 다리부 사이에서는, 한쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어가, 다른 쪽의 다리부의 각각의 도체층을 구성하는 와이어에, 내외의 각각의 층마다 각각 접속되어 있는 자기 자극 장치에 있어서,
   한쪽의 다리부에 다중으로 권취된 도체층에 있어서, 상기 다리부에 가까운 최내측의 제 1 층은, 상기 다른 쪽의 다리부에 다중으로 권취된 도체층에서, 상기 다리부의 코어 본체의 최외층의 제 n 층에 접속되고,
   상기 한쪽의 다리부의 코어 본체의 최외층의 제 n 층은, 상기 다른 쪽의 다리부에 다중으로 권취된 상기 다리부의 최내측의 제 1 층에 접속되고,
   상기 한쪽의 다리부의 제 2 층으로부터 제 (n-1) 층은, 상기 다른 쪽의 다리부의 제 (n-1) 층으로부터 제 2 층에 역순으로 접속되는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
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