CN107510891B - 一种线圈组件及磁刺激器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种线圈组件及磁刺激器，所述线圈组件包括线圈盘盒、线圈绕组和冷却装置，其中，所述线圈绕组设于所述线圈盘盒内，所述线圈绕组包括呈内外排布的多匝线圈，所述多匝线圈的两个侧面对应分别与所述线圈盘盒的两内端面贴合，且相邻匝线圈之间具有间隙，以使得所述线圈盘盒的两内端面与所述多匝线圈之间，共同围合形成沿着所述线圈绕组的绕制方向延伸的螺旋槽；所述冷却装置包括对应与所述螺旋槽的两端连接的流入管和流出管、以及循环流动于所述螺旋槽中的冷却介质，所述冷却介质与所述线圈绕组和所述线圈盘盒之间呈绝缘设置。本发明通过使冷却介质在线圈绕组与线圈盘盒围合形成的螺旋槽中循环流动，接触面积大，散热效果好。

Description

一种线圈组件及磁刺激器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种线圈组件以及磁刺激器。

背景技术

磁刺激技术是通过脉冲磁场使刺激线圈周围产生的感应电流，对人体神经或者肌肉进行刺激，进而对疾病进行诊断和治疗。常用的磁刺激方法是通过电容器储存电能，再向刺激线圈放电，脉冲电流经过线圈时形成脉冲磁场，脉冲磁场作用于中枢神经系统，改变皮质神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，达到刺激的目的。由于要获得强磁场，就需要对线圈施加高压脉冲，且线圈的电阻应尽量小，那么线圈在放电时会产生瞬时大电流，导致线圈发热，若连续放电，线圈的温度将不断升高，甚至会灼伤人体。

目前刺激线圈的冷却一般采用的冷却方式是轴流风扇冷却和线圈液态冷却两种。在轴流风扇冷却中，风扇与被冷却的线圈上下排列，会对线圈磁场造成影响，影响刺激的深度和精度，且风扇冷却会带入大量灰尘，冷却效果差。而线圈液态冷却一般是通过冷却液体在空心导电铜管的内部循环流动，从而带走热量，虽然冷却效果好，但是此时水电并未分离，有漏水带电的风险，存在安全隐患，且冷却液体长期在铜管内循环流动时，由于直接接触线圈导体而发生反应，影响线圈的使用磁场输出及使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种线圈组件以及磁刺激器，旨在提高线圈组件工作中的散热性能，消除工作中的漏电安全隐患。

为实现上述目的，本发明提出的一种线圈组件，包括：

线圈盘盒；

线圈绕组，设于所述线圈盘盒内，所述线圈绕组包括呈内外排布的多匝线圈，所述多匝线圈的两个侧面对应分别与所述线圈盘盒的两内端面贴合，且相邻匝线圈之间具有间隙，以使得所述线圈盘盒的两内端面与所述多匝线圈之间，共同围合形成沿着所述线圈绕组的绕制方向延伸的螺旋槽；以及，

冷却装置，所述冷却装置包括对应与所述螺旋槽的两端连接的流入管和流出管、以及循环流动于所述螺旋槽中的冷却介质，所述冷却介质与所述线圈绕组和所述线圈盘盒之间呈绝缘设置。

优选地，所述线圈组件还包括对应将所述线圈绕组的两端引出的第一引线和第二引线；

所述线圈盘盒设有供所述第一引线引出的第一引线孔、以及供所述第二引线引出的第二引线孔，或者，所述第一引线和第二引线对应嵌设于所述流入管和所述流出管的管壁上，而对应通过所述流入管和所述流出管引出。

优选地，所述多匝线圈为带状的单股或多股扁平的绝缘导线绕制的线圈。

优选地，所述冷却介质为冷却液体和冷却气体中的至少一种。

优选地，所述冷却液体为为蒸馏水、去离子水、纯净水、变压器油、酒精以及柴油中的任意一种。

优选地，所述冷却气体为冷空气、空气以及氮气中的任意一种。

优选地，所述线圈盘盒包括：

盘座；以及，

盘盖，盖合所述盘座设置，且与所述盘座之间密封配合。

优选地，所述盘座与所述盘盖之间通过环氧树脂胶密封。

优选地，所述盘座和所述盘盖的内表面均设有容置槽，所述线圈绕组的两侧贴合设置在所述盘座和盘盖的容置槽内。

优选地，所述盘座和所述盘盖的侧部对应开设有两个缺口，以围合形成供所述流入管安装的第一安装孔。

优选地，所述盘盖的外侧面设有导流槽和合盖，其中，

所述导流槽包括位于所述盘盖中心的内端侧壁、位于所述盘盖的周缘的外端侧壁以及两个旁侧壁，所述两个旁侧壁和所述内端侧壁的内壁面设有沿着所述导流槽的周缘延伸的密封槽，所述密封槽贯穿所述两个旁侧壁的外端设置，所述外端侧壁低于所述密封槽设置，所述导流槽的底部设有与所述螺旋槽的一端连通的流出孔；

所述合盖自所述导流槽的外端与所述密封槽密封配合，且所述合盖的侧壁与所述导流槽的外端侧壁共同限定出供所述流出管安装的第二安装孔。

优选地，所述导流槽的外端突出所述盘盖的外缘设置，且所述导流槽的底壁包括位于所述盘盖的上表面的高突区、以及自所述盘盖的侧部延伸出的低洼区，所述流出管邻近所述低洼区设置。

本发明还提出一种磁刺激器，所述磁刺激器包括线圈组件，该线圈组件包括：

线圈盘盒；

线圈绕组，设于所述线圈盘盒内，所述线圈绕组包括呈内外排布的多匝线圈，所述多匝线圈的两个侧面对应分别与所述线圈盘盒的两内端面贴合，且相邻匝线圈之间具有间隙，以使得所述线圈盘盒的两内端面与所述多匝线圈之间，共同围合形成沿着所述线圈绕组的绕制方向延伸的螺旋槽；以及，

冷却装置，所述冷却装置包括对应与所述螺旋槽的两端连接的流入管和流出管、以及循环流动于所述螺旋槽中的冷却介质，所述冷却介质与所述线圈绕组和所述线圈盘盒之间呈绝缘设置。

优选地，所述磁刺激器为经颅磁刺激仪。

本发明技术方案中，通过使冷却介质在线圈绕组的多匝线圈与线圈盘盒的两内端面围合形成的螺旋槽中循环流动，冷却介质与整个线圈绕组的外表面接触，接触面积大，散热效果好；而且冷却介质与线圈绕组和线圈盘盒之间呈绝缘设置，冷却介质在螺旋槽中长期循环流动不会产生离子或其他化学反应，避免冷却介质循环流动时由于直接接触线圈导体而与其发生反应，影响线圈的使用磁场输出及使用寿命，或者堵塞冷却介质的流动管道，同时也避免了线圈液体冷却方式中冷却液体在导体管内流动存在安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的线圈组件的一实施例的立体分解示意图；

图2为图1提供的线圈组件的俯视图；

图3为图1提供的线圈组件的主视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	线圈盘盒	18	合盖
11	第一引线孔	181	凸起
				12	第二引线孔	19	第二安装孔
13	盘座	20	线圈绕组
				14	盘盖	21	第一引线
15	第一安装孔	22	第二引线
				16	流出孔	30	流入管
17	导流槽	40	流出管
				171	密封槽

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前刺激线圈的冷却一般采用的冷却方式是轴流风扇冷却和线圈液态冷却两种，轴流风扇冷却中效率最高的冷却方式为冷却风扇放置于刺激线圈上方，正对刺激线圈进行吹风冷却，由于刺激线圈磁场在线圈中心形成最大输出点，而冷却风扇为电机驱动，电机在刺激线圈中心，会对线圈的输出磁场造成影响，影响刺激的深度和精度，而且由于空气热传导率低，且散热面积限定使得冷却效果差。磁刺激线圈液态冷却又分内冷和外冷两种，液态内冷为冷却液在刺激线圈导体内部进行冷却，此时冷却液与刺激线圈导体内部直接接触，有漏水带电的风险，存在安全隐患，而且冷却液体长期在导体管内循环流动会与导体发生反应，形成氧化物，堵塞冷却液流动通道，甚至对线圈磁场造成影响；而液态外冷方式为将刺激线圈整体浸于冷却液中，由于冷却液与刺激线圈的接触面积有限，冷却效果差。因此，本发明对线圈组件进行改进设计，在线圈表面形成间隙并将其作为冷却介质的循环流动通道，大大加大线圈表面与冷却介质的接触面积，使线圈在使用冷却介质散热达到良好散热效果的同时，避免冷却介质循环流动时对线圈导体及冷却通道的影响。

本发明提出一种磁刺激器，该磁刺激器包括线圈组件，如图1至图3所示，该线圈组件包括：线圈盘盒10、线圈绕组20及冷却装置，其中，线圈绕组20设于线圈盘盒10内，线圈绕组20包括呈内外排布的多匝线圈，所述多匝线圈的两个侧面对应分别与线圈盘盒10的两内端面贴合，且相邻匝线圈之间具有间隙，以使得线圈盘盒10的两内端面与所述多匝线圈之间，共同围合形成沿着线圈绕组20的绕制方向延伸的螺旋槽；所述冷却装置包括对应与所述螺旋槽的两端连接的流入管30和流出管40、以及循环流动于所述螺旋槽中的冷却介质，所述冷却介质与线圈绕组20和线圈盘盒10之间呈绝缘设置。

通过使所述冷却介质在线圈绕组20的多匝线圈与线圈盘盒10的两内端面围合形成的所述螺旋槽中循环流动，所述冷却介质与整个线圈绕组20的外表面接触，接触面积大，散热效果好；而且所述冷却介质与线圈绕组20和线圈盘盒10之间呈绝缘设置，避免所述冷却介质循环流动时由于直接接触线圈导体而发生反应，影响线圈的使用磁场输出及使用寿命，也避免了线圈液体冷却方式中冷却液体在导体管内流动存在安全隐患的问题。

通常来说，所述线圈组件还包括对应将线圈绕组20的两端引出的第一引线21和第二引线22，将第一引线21和第二引线22引出有多种方法，在本发明实施例中，线圈盘盒10上设有供第一引线21引出的第一引线孔11、以及供第二引线22引出的第二引线孔12。当然，在本发明其他实施例中，也可以将流入管30和流出管40作为引线孔将第一引线21和第二引线22引出，这样可以减少线圈盘盒10上开孔的数量，提高线圈盘盒10的密封性。或者，还可以将第一引线21和第二引线22对应嵌设于流入管30和流出管40的管壁上，而对应通过流入管30和流出管40将第一引线21和第二引线22引出，不仅减少了线圈盘盒10上的开孔数量，进一步提高了线圈盘盒10的密封性，同时也将线圈引线与所述冷却介质分离，降低漏电的可能性。

在线圈液体冷却的内冷方式中，由于冷却液体长期在金属管道中流动会产生离子，导致腐蚀线圈导体以及堵塞冷却通道，并且水电并未分离，也会存在安全隐患。因此，在本实施例中，所述冷却介质与线圈盘盒10和线圈绕组20之间呈绝缘设置，具体地，线圈盘盒10的材质为绝缘塑料，所述多匝线圈为带状的单股或多股扁平的绝缘导线(本实施例中为漆包线)绕制的线圈；所述冷却介质为冷却液体和冷却气体中的至少一种，其中，所述冷却液体为为蒸馏水、去离子水、纯净水、变压器油、酒精以及柴油中的任意一种，所述冷却气体为冷空气、空气以及氮气中的任意一种。在本实施例中，所述冷却介质以所述冷却液体中的去离子水为例，去离子水在所述漆包线与所述绝缘塑料之间流动，不易产生离子，进而可以避免由于冷却液体对线圈导线造成腐蚀而堵塞冷却通道，同时，将水电分离，杜绝了漏水带电的安全隐患。当然，在本发明的其他实施例中，也可以选用变压器油、酒精或柴油等具有良好导热性的冷却液体，或者选用冷空气、空气或者氮气等具有良好导热性的冷却空气作为冷却介质，也可以达到通过所述冷却介质与线圈的充分接触带走所述线圈工作过程中产生的热量，进而对提高线圈散热性能的效果。

为便于绕制线圈绕组20，在本实施例中，如图1所示，线圈盘盒10包括盘座13和盘盖14，其中，盘盖14盖合盘座13设置，且与盘座13之间密封配合。具体地，盘座13与盘盖14之间通过卡扣结构扣合，再通过环氧树脂胶进行密封处理，以提高线圈盘盒10的密封性，避免所述冷却介质渗漏。此外，为了更好地限位固定线圈绕组20，避免线圈绕组20在线圈盘盒10内发生移动，盘座13和盘盖14的内表面均设有容置槽，线圈绕组20的两侧贴合设置在盘座13和盘盖14的容置槽内。

在本实施例中，盘座13和盘盖14的侧部对应开设有两个缺口，以围合形成供流入管30安装的第一安装孔15。盘盖14的外侧面设有导流槽17和合盖18，其中，导流槽17包括位于盘盖14中心的内端侧壁、位于盘盖14的周缘的外端侧壁以及两个旁侧壁，所述两个旁侧壁和所述内端侧壁的内壁面设有沿着导流槽17的周缘延伸的密封槽171，密封槽171贯穿所述两个旁侧壁的外端设置，所述外端侧壁低于密封槽171设置，导流槽17的底部设有与所述螺旋槽的一端连通的流出孔16；合盖18自导流槽17的外端与密封槽171密封配合，且合盖18的侧壁与导流槽17的外端侧壁共同限定出供流出管40安装的第二安装孔19。具体地，合盖18周缘设有与密封槽171配合的凸起181，合盖18的侧壁和导流槽17的外端侧壁对应分设有两个缺口，以围合形成供流出管40安装的第二安装孔19。

所述冷却介质经线圈盘盒10侧部的流入管30流入，再经位于盘盖14中心的流出孔16流入导流槽17，最后经导流槽17流入流出管40后流出，以此实现循环流动。其中，导流槽17与合盖18通过密封槽171和凸起181密封配合后，再通过环氧树脂胶进行密封处理，此外，流入管30和流出管40安装于线圈盘盒10上时产生的间隙，也通过环氧树脂胶进行密封，进一步提高线圈盘盒10的密封性，避免所述冷却介质渗漏。当然，在本发明其他实施例中，也可以通过其他密封胶进行密封处理。

具体地，导流槽17的外端突出盘盖14的外缘设置，且导流槽17的底壁包括位于盘盖14的上表面的高突区、以及自盘盖14的侧部延伸出的低洼区，流出管40邻近所述低洼区设置，且所述高突区与设于盘盖14中心处的流出孔16连通。当所述冷却介质经流出孔16流出后，先流入导流槽17中的所述高突区，再流入导流槽17中的所述低洼区，最后经所述低洼区流入流出管40，这样便于所述冷却液体由流出孔16流出后更顺利的从流出管40中流出。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种线圈组件，用于磁刺激器，其特征在于，包括：

线圈盘盒；

线圈绕组，设于所述线圈盘盒内，所述线圈绕组包括呈内外排布的多匝线圈，所述多匝线圈的两个侧面对应分别与所述线圈盘盒的两内端面贴合，且相邻匝线圈之间具有间隙，以使得所述线圈盘盒的两内端面与所述多匝线圈之间，共同围合形成沿着所述线圈绕组的绕制方向延伸的螺旋槽；以及，

冷却装置，所述冷却装置包括对应与所述螺旋槽的两端连接的流入管和流出管、以及循环流动于所述螺旋槽中的冷却介质，所述冷却介质与所述线圈绕组和所述线圈盘盒之间呈绝缘设置；

所述冷却介质为冷却液体或冷却气体；

所述线圈盘盒包括：

盘座；以及，

盘盖，盖合所述盘座设置，且与所述盘座之间密封配合；

所述盘盖的外侧面设有导流槽和合盖，其中，

所述导流槽包括位于所述盘盖中心的内端侧壁、位于所述盘盖的周缘的外端侧壁以及两个旁侧壁，所述两个旁侧壁和所述内端侧壁的内壁面设有沿着所述导流槽的周缘延伸的密封槽，所述密封槽贯穿所述两个旁侧壁的外端设置，所述外端侧壁低于所述密封槽设置，所述导流槽的底部设有与所述螺旋槽的一端连通的流出孔；

所述合盖自所述导流槽的外端与所述密封槽密封配合，且所述合盖的侧壁与所述导流槽的外端侧壁共同限定出供所述流出管安装的第二安装孔；

所述导流槽的外端突出所述盘盖的外缘设置，且所述导流槽的底壁包括位于所述盘盖的上表面的高突区、以及自所述盘盖的侧部延伸出的低洼区，所述流出管邻近所述低洼区设置；

所述冷却介质经所述线圈盘盒侧部的流入管流入，再经位于所述盘盖中心的流出孔流入所述导流槽，最后经所述导流槽流入所述流出管后流出，以实现循环流动。

2.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈组件还包括对应将所述线圈绕组的两端引出的第一引线和第二引线；

所述线圈盘盒设有供所述第一引线引出的第一引线孔、以及供所述第二引线引出的第二引线孔，或者，所述第一引线和第二引线对应嵌设于所述流入管和所述流出管的管壁上，而对应通过所述流入管和所述流出管引出。

3.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述多匝线圈为带状的单股或多股扁平的绝缘导线绕制的线圈。

4.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述冷却液体为蒸馏水、去离子水、纯净水、变压器油、酒精以及柴油中的任意一种。

5.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述冷却气体为空气以及氮气中的任意一种。

6.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述盘座与所述盘盖之间通过环氧树脂胶密封。

7.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述盘座和所述盘盖的内表面均设有容置槽，所述线圈绕组的两侧贴合设置在所述盘座和盘盖的容置槽内。

8.如权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述盘座和所述盘盖的侧部对应开设有两个缺口，以围合形成供所述流入管安装的第一安装孔。

9.一种磁刺激器，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的线圈组件。

10.如权利要求9所述的磁刺激器，其特征在于，所述磁刺激器为经颅磁刺激仪。