CN112218680B - 磁刺激装置 - Google Patents

Abstract

提供通过对导体的构造花费工夫来抑制导体自身的发热，从而能够抑制其皮肤接触面的升温的磁刺激装置。磁刺激装置(A)包括：磁芯(20)，由芯主体(21)和从芯主体(21)向相同方向延伸的一对脚部(22、26)形成为U字形；以及导体(12、16)，由卷绕设置于脚部(22、26)各自的周围且多级地堆叠的导体层(12a～12n、16a～16n)构成。导体层(12a～12n、16a～16n)各自所使用的线材的与脚部(22、26)的长度方向平行的剖面为四边形，且在所述脚部(22、26)的各个脚部处并联连接。在脚部(22、26)间，构成一个脚部(22)的各导体层(12a～12n)的线材针对各级的每一级分别连接于构成另一个脚部26的各导体层(16a～16n)的线材。

Description

磁刺激装置

技术领域

本发明涉及在对末梢神经或者大脑皮质运动区反复进行磁刺激时使用具有磁芯以及冷却机构的线圈从而提高磁刺激效果的装置。

背景技术

当前，因脑血管障碍的后遗症、脊髓损伤而四肢麻痹的患者达到200万人，根据日本的年龄结构的推移，其数量进一步增加。如果麻痹长期间持续，则因废用综合征而肌肉的功能显著下降，成为难以恢复的状态。为了防止半身麻痹、四肢麻痹所致的废用综合征，使肌肉的功能积极地恢复，基于运动疗法的康复被视为最重要的治疗法。

同样地，根据日本的年龄结构的推移，脑血管障碍的后遗症、老龄化所致的吞咽障碍成为社会问题。当前，作为国内死因第3位的肺炎大多数为以吞咽障碍为原因的吸入性肺炎。作为该吞咽障碍的康复方法，主流也是基于使与吞咽关联的肌肉反复活动的运动疗法的康复。

另一方面，作为不基于运动疗法的康复方法，已知对末梢神经、大脑皮质运动区进行电刺激而引起肌肉的运动的手法。作为电刺激方法，广泛使用经皮神经电刺激TENS。其原理在于通过从外部对运动神经进行电刺激，从而引起手脚的肌肉的收缩，使运动功能恢复。同样地，作为吞咽障碍的康复设备，近年开发了对颌下的肌肉施加电刺激而引起吞咽关联肌肉的收缩的医疗设备。为了通过电刺激来得到大的肌肉收缩，需要强的电刺激。强的电刺激与触电相同，伴随强的不舒服感、疼痛。为了缓和该不舒服感以及疼痛，进行了改良频率、波形等各种研究，但并未从根本上得到解决。

与电刺激相伴的疼痛由于分布于皮肤的表面附近的痛觉神经而被感知。因而，通过将刺激电极埋入到皮下，能够缓和电刺激的疼痛。然而，埋入电极需要始终使信号线露出在体外，所以伴随来自伤口的细菌感染这样大的问题。

作为不使用接触电极而对神经进行电磁刺激的其它方法，有磁刺激法。这是如下方法：在置于体表的附近的线圈中使脉冲电流流过，利用通过从线圈产生的磁通而在体内产生的感应电流对神经进行刺激而使肌肉活动。该磁刺激法不需要粘贴或者埋入电极等工序，除此之外，几乎没有如触电那样的不舒服感、疼痛。

由于该理由，与所述电刺激法相比具有能够进行更强的刺激、得到更大的肌肉收缩的优点。因此，关于磁刺激，向疾病的诊断及治疗的应用推进，作为经颅磁刺激(TMS：Transcranial Magnetic Stimulation)而实用化。反复进行磁刺激的TMS与运动疗法的组合的康复的效果特别大(非专利文献1、2)。

在活用基于磁刺激的肌肉收缩作用的发明中，有专利文献1的尿失禁治疗装置。该装置通过从固定于椅子或者身体的磁刺激用线圈以1～100Hz产生0.01～3特斯拉的脉冲磁场，反复进行膀胱括约肌的周期性的收缩，从而进行尿失禁治疗。

在专利文献2中示出了不通过如尿失禁治疗那样简单的肌肉收缩，而通过磁刺激使手指或者手臂连续地弯曲的技术，示出了以10毫秒间隔反复进行磁脉冲而对手臂的神经进行磁刺激时，随着脉冲数的增加而手臂弯曲的距离也增加。

磁刺激的效果随着磁刺激的反复次数而增加。然而，为了引起磁刺激，需要在线圈中使几百安培以上的大电流流过。因此，基于连续脉冲的磁刺激存在线圈的发热、温度上升剧烈而无法增加脉冲数这样的问题。该线圈的发热成为为了进行连续磁刺激的大的技术上的制约。

为了降低磁刺激用线圈的发热，有效的是使用以少的电流得到强的磁场的附带磁芯(磁心)的线圈。因此，提出了与经颅磁刺激用的附带磁芯的磁刺激用线圈有关的专利申请。专利文献3公开了切断O型磁心的一部分并使对置的部分变细而将线圈卷绕于此处从而得到收敛磁场的磁刺激装置。

作为上述专利文献2的改良型，专利文献4公开了在形成于绕组的内侧的空间配置有磁体的磁刺激装置。另外，在专利文献5中，记载了将线圈从高导磁率的半圆卷绕于马蹄形磁心而减少线圈的发热来进行脑的磁刺激的经颅骨磁刺激的技术。在专利文献6中示出了作为与其类似的形状的磁芯而使用导磁率、饱和磁通密度高的强磁体的技术。

在专利文献7中记载了通过将作为高频线圈的常规手段的细的利兹线捆扎而卷绕线圈从而降低线圈的发热的技术。然而，关于利兹线，由于绝缘部分(还包括线圈间的间隙部分)的剖面面积相对于导电部分的剖面面积所占的比例高，如果从利兹线自身的剖面面积考虑则电阻变高这一情况、由于将以导热率差的原材料绝缘的利兹线缠绕成多层而线圈部分成为多层隔热状态、来自卷绕于内侧的部分的热难以逃逸到外部这一情况等，线圈部分的温度成为容许值以上。

虽然存在这样的热的问题点，但由于连续磁刺激能够得到强的磁刺激效果，所以具有能够引起手指、手脚的肌肉的大的运动这样的优点。

因而，作为无法避免线圈的发热的方法，发明者们采取如在专利文献8中公开的方法。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：医牙药出版(股份公司)“磁刺激法的基础和应用”，出江著，脑血管障碍，P.198(医歯薬出版(株)「磁気刺激法の基礎と応用」、出江著、脳血管障害、P.198)

非专利文献2：中央法规出版(股份公司)“恢复的身体和脑”，出江著，通过磁刺激来改善麻痹的例子，P.183(中央法規出版(株)「回復する身体と脳」、出江著、磁気刺激により麻痺が改善した例、P.183)

专利文献

专利文献1：日本特开平10-234870号公报

专利文献2：日本特开2010-166971号公报

专利文献3：日本特开平7-171220号公报

专利文献4：日本特开平8-52231号公报

专利文献5：日本特表2000-504966号公报

专利文献6：日本特表2001-525947号公报

专利文献7：日本特开2002-306614号公报

专利文献8：日本特开2016-28640号公报

发明内容

在专利文献8中公开的手段为通过对作为磁芯、线圈发挥作用的导体本身、以及磁芯与外壳的皮肤接触面之间进行空气冷却，从而抑制外壳的皮肤接触面的升温。关于装置结构的概略，如图10所示，由宽度宽的剖面为四边形的原材料(铜带材料的一个例子：剖面形状0.8×9mm)形成的导体120、160纵向(铜带材料的长度方向沿着脚部220、260的长度方向的方向)地缠绕于U字形芯200的脚部220、260。在该时间点，通电时的导体120、160的发热原因不明，所以通过设置冷却用间隙300而对导体120、160以及U字形芯200的脚部220、260进行冷却的方法来解决升温问题。

然而，在该方法中，发生在导体120、160间需要所述冷却用间隙，换言之装置与冷却用间隙的量相应地变大的问题点；导体120、160整体的面积效率(导体整体的每单位剖面面积的导电部分所占的比例)下降这样的问题点；需要用于将冷却用气体供给到外壳的冷却机构(例如，冷却风扇、冷却气体供给管道)而与冷却风扇的量相应地变重或者由于管道的存在而使用方便度变差这样的问题。

本发明是鉴于这样的以往技术的问题点而完成的，其课题在于提供通过对导体的构造花费工夫来抑制导体自身的发热，从而能够抑制该皮肤接触面的升温的磁刺激装置。

技术方案1涉及本发明的磁刺激装置A(图1～图5)的导体12、16的第一构造(多级螺旋构造；第一实施例)，其特征在于，包括：磁芯20，由芯主体21和从该芯主体21延伸的一对脚部22、26形成；以及导体12、16，由卷绕设置于所述脚部22、26各自的周围且多级地堆叠的导体层12a～12n、16a～16n构成，

所述导体层12a～12n、16a～16n各自所使用的线材的与所述脚部22、26的长度方向平行的剖面为四边形，

在所述一对脚部22、26间，构成一个脚部22的各导体层12a～12n的线材针对各级的每一级分别连接于构成另一个脚部26的各导体层16a～16n的线材。

技术方案2涉及技术方案1所记载的磁刺激装置A(图4)的第一接线方法，其特征在于，

在多级地卷绕设置于一个脚部22的导体层12a～12n中靠近该脚部22的前端28的第一层12a连接于在多级地卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a～16n中靠近该脚部26的前端28的第一层16a，且从第二层以下至第n层为止相同的层彼此按顺序连接。

技术方案3涉及技术方案1所记载的磁刺激装置A(图5)的第二接线方法，其特征在于，

在多级地卷绕设置于一个脚部22的导体层12a～12n中靠近该脚部22的前端28的第一层12a连接于在多级地卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a～16n中最靠近该脚部26的芯主体21的第n层16n，

最靠近所述一个脚部22的芯主体21的第n层12n与多级地卷绕设置于所述另一个脚部26的靠近该脚部26的前端28的第一层16a连接，

所述一个脚部22的第二层12b至第(n－1)层12(n－1)与所述另一个脚部26的第(n－1)层16(n－1)至第二层16b按相反顺序连接。

技术方案4涉及本发明的磁刺激装置A(图1～图3、图6、图7)的导体12、16的第二构造(多层线圈弹簧状构造：第二实施例)，其特征在于，包括：磁芯20，由芯主体21和从该芯主体21延伸的一对脚部22、26形成；以及导体12、16，由在所述脚部22、26各自的周围使其直径不同地卷绕设置成多层的导体层12a’～12n’、16a’～16n’构成，

所述导体12、16所使用的线材的与所述脚部22、26的长度方向平行的剖面为四边形，

在所述一对脚部22、26间，构成一个脚部22的各导体层12a’～12n’的线材针对内外的各层的每一层而分别连接于构成另一个脚部26的各导体层16a’～16n’的线材。

技术方案5涉及技术方案4所记载的磁刺激装置A的第一接线方法(图6)，其特征在于，

在多层地卷绕设置于一个脚部22的导体层12a’～12n’中靠近该脚部22的最内层的第一层12a’连接于在多层地卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a’～16n’中靠近该脚部26的最内层的第一层16a’，且从第二层12b’、16b’以下至第n层12n’、16n’为止相同的层彼此按顺序连接。

技术方案6涉及技术方案4所记载的磁刺激装置A的第二接线方法(图7)，其特征在于，

在多层地卷绕设置于一个脚部22的导体层12a’～12n’中靠近该脚部22的最内侧的第一层12a’连接于在多层地卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a’～16n’中该脚部26的芯主体21的最外层的第n层16n’，

所述一个脚部22的芯主体21的最外层的第n层12n’与多层地卷绕设置于所述另一个脚部26的该脚部26的最内侧的第一层16a’连接，

所述一个脚部22的第二层12b’至第(n－1)层12(n－1)’与所述另一个脚部26的第(n－1)层16(n－1)’至第二层16b’按相反顺序连接。

关于本发明的磁刺激装置A，利用上述结构，由于后述理由，导体12、16的发热量被抑制。其结果，当使用其来进行治疗时，能够在治疗所需的时间(例如，2～3分钟以上)的期间，将收纳有磁芯20的外壳1的患部接触面9的温度保持在安全的温度区，在患部不产生如灼伤那样的热损伤。

此外，只要使用这样的磁刺激装置A，就能够通过脉冲磁场的作用使由于脑功能障碍等所致的麻痹而难以进行自主运动的肌肉连续地大幅运动。即使通过电刺激也能够实现同样的肌肉收缩效果，但电刺激存在(1)伴随与触电类似的不舒服感和疼痛、(2)花费粘贴或者埋入电极的工夫、(3)与通电相伴的灼伤的危险性。但是，磁刺激没有(1)～(3)这些问题。即使由于脑功能障碍而产生四肢麻痹，神经系和肌肉也未受到损伤，所以通过实施适当的康复治疗，能够使运动功能恢复。然而，如果伴随意识障碍或者卧床不起的状态持续，则由于废用综合征，所以无法使运动功能恢复。只要使用本发明的磁刺激装置A来进行连续磁刺激，就能够使麻痹的四肢、手指的肌肉有效地运动，所以期待划时代地提高康复效果。

附图说明

图1是本发明的磁刺激装置的立体图。

图2是将盖部取下时的图1的俯视图。

图3是图1的剖视图。

图4是示出图3中的第一导体构造中的第一接线状态的主要部分立体图。

图5是示出图3中的第一导体构造中的第二接线状态的主要部分立体图。

图6是示出图3中的第二导体构造中的第一接线状态的主要部分立体图。

图7是示出图3中的第二导体构造中的第二接线状态的主要部分立体图。

图8是示出图4中的通电时的导体的发热状态的剖视图。

图9是示出图5～7中的通电时的导体的发热状态的剖视图。

图10是示出以往例中的磁通泄漏的剖视图。

图11是以往例与本发明的发热状态的比较曲线图。

(符号说明)

A：磁刺激装置；G：磁通；U1、U2：涡电流；W：漏磁通；1：外壳；2：外壳主体；5：盖部；7：凸部；9：患部接触面；10、14：励磁电流供给线；12、16：导体；12a～12n、16a～16n/12a’～12n’、16a’～16n’：导体层(第一层～第n层)；17：与芯前端部分对应的部分；18：与芯前端部分以外对应的部分；20：磁芯；21：芯主体；22、26：脚部；28：脚部的前端；120、160：导体；200：U字形芯；220、260：脚部；280：前端；300：冷却用间隙。

具体实施方式

接下来，根据实施例，说明本发明的详细内容。此外，该实施例是用于使本领域技术人员的理解变容易的实施例。即，应理解仅被本发明的说明书的整体所记载的技术思想限定，并不仅限定于本实施例。

本发明的磁刺激装置A的主要部件为导体12、16和磁芯20，收纳于外壳1。

磁芯20是脚部22、26从芯主体21的两端向相同方向突出的U字形的构件且是将附带薄的绝缘被膜的轧制硅钢板层叠多张而成的。作为本实施例的磁芯20，使用将冲裁成U字形的构件如上所述进行层叠而成的磁芯、或者将轧制硅钢带卷绕成多层并对其进行2分割而成的磁芯等。在本实施例中使用的轧制硅钢板的厚度为0.35mm。

此外，脚部22、26的与长度方向垂直方向上的剖面在本实施例中为四边形(正方形或者长方形)或者未图示的圆形。

导体12、16是指缠绕于脚部22、26的多级的导体层12a～12n、16a～16n的集合体、或者多层的导体层12a’～12n’、16a’～16n’的集合体。

将构成多级的导体层12a～12n、16a～16n或者多层的导体层12a’～12n’、16a’～16n’的构件称为线材。

在该线材中，使用长的剖面为四边形(正方形或者长方形)的例如铜条作为原材料，在其表面形成有绝缘被膜。示出一个例子，线材的厚度为0.9mm，高度为1.6mm。绝缘被膜使用聚氨酯树脂，薄到不妨碍导体12、16表面的散热。在本实施例中，绝缘被膜的厚度设为20μm。(此外，在图中由于制图的关系，有时将线材的剖面表示成圆形，但如上所述剖面为四边形。)

线材向脚部22、26的卷绕方式为如下方式：使1根线材的一个侧面沿着一个脚部22的外周面缠绕几圈，接着在另一个脚部26同样地将其剩余的部分向相反方向缠绕几圈。另外，在线材的表面形成有绝缘被膜，并且如后所述作为整体的导体12、16自身的发热小，所以无需在线材间设置以往所需的冷却用间隙300(参照图10)，能够相互紧贴地缠绕。因而，能够与以往所需的冷却用间隙300的量相应地使装置变小。

在该情况下，缠绕于脚部22、26的线材如上所述为1根线材，但为了便于说明，将作为缠绕于各脚部22、26的线材的集合体的导体分别表示成12、16。

作为除了上述以外的卷绕方式，虽然未图示，但也可以准备两根线材，如上所述使一个线材的一个侧面沿着一个脚部22的外周面缠绕几圈，同样地使其它线材的一个侧面沿着另一个脚部26的外周面缠绕几圈。而且，也可以将单独地缠绕于脚部22、26的线材的各层分别用连接线进行连接。

外壳1为收纳磁芯20和卷绕于磁芯20的脚部22、26的导体12、16的树脂制(在此ABS制)的外壳，由上表面开口的外壳主体2和覆盖该开口的盖部5形成，利用未图示的螺栓固定，所述上表面开口被堵塞。

在与患者的患部接触的外壳主体2的下表面(即，患部接触面9)形成有向下方鼓出的凸部7。

收纳于外壳1的磁芯20的脚部22、26的前端28嵌入于与外壳主体2嵌合的盖部5的凸部7的内侧的凹部。

而且，关于多级或者多层地缠绕于脚部22、26的导体12、16，脚部22、26的前端28成为从导体12、16稍微突出的状态(在本实施例中突出量为3mm。)，该部分如上所述嵌入于凸部7的内侧的凹部。此外，脚部22、26的前端28在紧贴于凸部7的内侧的凹部(或者从其稍微分离)的状态下被保持，且磁芯20利用未图示的固定构件或者通过如粘接等那样的方法固定于外壳主体2。

另外，多级或者多层地卷绕于脚部22、26的导体12、16的接线方法也随着各自的构造(第一、第二实施例)有两个种类。

图3是本发明的磁刺激装置A的剖视图和导体12、16的第一或者第二构造(第一、第二实施例)的局部放大图。此外，在附图中，由于制图的关系，导体12、16记载为隔开间隙地缠绕，但如前所述能够没有间隙地缠绕。

<第一实施例>

依照图4、图5，说明导体12、16的第一实施例。

如图4、图5所示，第一实施例的导体12、16的构造是将1根线材以多级状缠绕于磁芯20的脚部22、26的例子。即，1根所述线材在与脚部22、26的长度方向垂直且多级地设置的平面上分别缠绕。而且，该平面在脚部22、26的前端28至芯主体21之间多级地设置。

因而，卷绕设置于脚部22、26的、由1根线材构成的导体层12a～12n、16a～16n遍及第一层12a、16a～第n层12n、16n地设置多级。

在此，作为计算层的方法，将靠近脚部22、26的前端28的层设为第一层12a、16a，向芯主体21设为第二层12b、16b，将最靠近芯主体21的层设为第n层12n、16n。

然后，关于线材的缠绕方向，通过本发明整体，以相对于一个脚部22的磁场的方向N(S)，使另一个脚部26的磁场的方向S(N)成为反向的方式缠绕。

即，在图4中，当向逆时针方向缠绕左侧的导体层12a··12n的线材时，右侧的导体层16a··16n的线材向顺时针方向缠绕。然后，在所述一对脚部22、26间，左右的导体层12a··12n、16a··16n的线材的对应端部彼此分别连接而成为1根线材。

进而，关于构成缠绕于各脚部22、26的各导体层12a～12n以及16a～16n的线材，将其一个端部分别针对每个脚部22、26并联连接而构成导体12、16，与和外部电源连接的励磁电流供给线10、14分别连接。换言之，构成并联连接的导体层12a～12n以及16a～16n的线材为将后述图10的以往例的纵向长带状导体120、160分割为多根线材的构造。

此外，关于构成图4(后述图5也相同)的各层的线材，示出卷绕成圆形的螺旋状的例子，也可以如图2以及后述图6、图7所示，卷绕成与磁芯20的脚部22、26的剖面形状相匹配的在俯视时为四边形的螺旋状。

然后，在一对脚部22、26间，构成一个脚部22的各导体层12a～12n的线材针对各级的每一级分别连接于构成另一个脚部26的各导体层16a～16n的线材。

接下来，说明这样通电到如第一实施例那样组装的磁刺激装置A的情况。

当从一个励磁电流供给线10供给励磁电流(脉冲电流或者交流电流)时，励磁电流分流而在卷绕于一个脚部22的并联导体层12a～12n中向逆时针方向流动，接着，在卷绕于另一个脚部26的并联导体层16a～16n中向顺时针方向流动，流到另一个励磁电流供给线14。由此，一个脚部22的前端28的磁极成为S，另一个脚部26的前端28的磁极成为N。

然后，当一个方向的励磁电流结束流动时，该励磁电流反转而从另一个励磁电流供给线14流过反向的励磁电流，其分流而在卷绕于另一个脚部26的并联导体层16a～16n中向顺时针方向流动，接着在卷绕于一个脚部22的并联导体层12a～12n中向逆时针方向流动，流到一个励磁电流供给线10。由此，另一个脚部26的前端28的磁极成为S，一个脚部22的前端28的磁极成为N，磁极反转。以预定周期重复该动作。在磁芯20的两个前端28间产生磁通G。

接着，说明本发明的磁刺激装置A的通电时的作用，但在此之前依照图10说明以往例的作用。

图10为本发明者们开发的以往装置。在该装置中，使用与本发明的磁芯20相同的U字形芯200，在其一对脚部220、260卷绕设置有导体120、160。

该导体120、160的剖面为细长的长方形，以使长边侧沿着脚部220、260的外周面的方式纵向地缠绕。导体120、160的长边为从脚部220、260的前端附近至芯主体为止的纵向长的带材料。带材料的厚度例如为0.8mm，高度为9mm。而且，在该导体120、160之间设置有冷却用间隙300。

而且，当将励磁电流通电到该导体120、160时，如上所述，在一个脚部220的前端280呈现N极(S极)，在另一个脚部260的前端280呈现与其相反的S极(N极)。

而且，在开发以往装置的时间点未解释清楚，此时，发现了U字形芯200的两脚部220、260的前端部分的电感比其它部分的电感部分地低，其结果，集中于与该前端部分相向的纵向长导体120、160的前端部分而流过励磁电流，实现本发明。换言之，发现了由此纵向长地设置的导体120、160的前端部分的电流密度比其它部分高，由此导体120、160的前端部分的温度异常地上升。

除此之外，还新发现了来自两脚部220、260的漏磁通W在导体120、160中从其内表面侧贯通到外表面侧(或者与其相反)，伴随焦耳热而在导体120、160中流过涡电流U1，实现本发明。

在以往装置中，纵向长地设置有导体120、160，所以在导体120、160中，遍及整个高度地流过大的涡电流U1。而且，发现了该大的涡电流U1也是导体120、160升温的原因。

即，发现了导体120、160为纵向长地设置的宽度宽的1张铜带材料，所以由于上述电流密度的偏重与大的涡电流U1的产生的协同效应而导体120、160的前端部分的温度异常地上升。因此，在未具有这样的知识的以往装置中，需要冷却用间隙300和对该冷却用间隙300供给冷却用气体的冷却机构。

在本发明中，根据这样的知识，如上所述将作为与将以往的纵向长的导体120、160分割成多个线材的构造相同的构造的、并联连接的导体层12a～12n、16a～16n在脚部22、26的长度方向上设置有多级，所以成功地大幅消除各层(特别是，第一层12a、16a)的电流密度的偏重，并且减小在各层产生的涡电流U2，其结果，大幅抑制导体12、16的发热。

更详细地说明上述点。在第一实施例中，导体层12a～12n、16a～16n间的接线方法有两种。

第一接线方法为如图4所示导体层12a～12n、16a～16n的各层正向地连接的情况，第二接线方法为如图5所示导体层12a～12n、16a～16n的各层反向地连接的情况。与第一接线方法相反。

在第一接线方法中，卷绕设置于一个脚部22的导体层12a～12n的靠近该脚部22的前端28的第一层12a与卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a～16n的靠近该脚部26的前端28的第一层16a连接，所述一个脚部22的最靠近芯主体21的第n层12n与卷绕设置于所述另一个脚部26的该脚部26的最靠近芯主体21的第n层16n连接。同样地，所述一个脚部22的第二层12b至第(n－1)层12(n－1)与所述另一个脚部26的第二层16b至第(n－1)层16(n－1)按顺序连接。

相对于此，在第二接线方法中，卷绕设置于一个脚部22的导体层12a～12n的靠近该脚部22的前端28的第一层12a与卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a～16n的该脚部26的最靠近芯主体21的第n层16n连接，所述一个脚部22的最靠近芯主体21的第n层12n与卷绕设置于所述另一个脚部26的靠近该脚部26的前端28的第一层16a连接，所述一个脚部22的第二层12b至第(n－1)层12(n－1)与所述另一个脚部26的第(n－1)层至16(n－1)至第二层16b按相反顺序连接。

在任意的情况下，当将励磁电流通电到导体12、16时，都交替地在一个脚部22的前端28呈现N极(S极)，在另一个脚部26的前端28呈现与其相反的S极(N极)，在两极间产生磁通G。

在第一接线方法中，在通电时，如已经叙述那样，脚部22、26的前端部分的电感比其它部分小，在缠绕于该前端部分的第一层12a、16a流过比其它层12b、16b以下稍微多的励磁电流，随着接近芯主体21，各层的励磁电流量减少。但是，不如以往例那样由纵向长一体物构成导体12、16，导体12、16被分割为多个线材，所以电流密度的偏重被减轻。

然后，如上所述漏磁通W从磁芯20的脚部22、26出现，与以往例同样地贯通各导体层12a～12n、16a～16n，但在该情况下，各导体层12a～12n、16a～16n被分割，所以漏磁通W所致的涡电流U2的高度比以往例的纵向长的情况大幅变低，即使产生漏磁通W所致的涡电流U2，在各层的短边上产生的涡电流也小。

其结果，由于大幅减轻的电流密度的偏重和在各导体层12a～12n、16a～16n的短边上小幅地产生的涡电流U2，导体12、16的发热与以往例相比大幅被抑制。

此外，在图3中，在各层的线材的外侧描绘涡电流U2，但这是为了易于看清附图而记载的，实际上在线材中产生。

在图8中示意地示出该情况下的各导体层12a～12n、16a～16n的升温状态。各导体层12a～12n、16a～16n的温度没有大的温度差，但越靠近脚部22、26的前端28，温度越高。

接下来，说明第一实施例的第二接线方法(图5)。当在导体12、16中使励磁电流流过时，由于上述电感的关系，如上所述励磁电流将稍微偏重地流到第一层12a、16a，但与该第一层12a、16a连接的第n层12n、16n与第一层12a、16a相比不易流过励磁电流，所以第n层12n、16n成为瓶颈而抑制在第一层12a、16a流过的励磁电流。换言之，在第一层12a、16a流过的励磁电流与第n层12n、16n相同。

该关系除了第二层12b、16b和第(n－1)层12(n－1)、16(n－1)之外，在按相反顺序连接的层间也适用，作为整体而大致均匀地被抑制的励磁电流在各层的导体12、16中流过。

其结果，相比于图4所示的第一接线方法，能够更加抑制发热。此外，漏磁通W所致的发热与图4的情况相同。

在图9中示意地示出该情况下的各导体层12a～12n、16a～16n的升温状态。各导体层12a～12n、16a～16n的温度相比于图8，整体上被平均化。

接下来，说明第二实施例。第二实施例与第一实施例不同，导体12、16构成为构成导体12、16的线材以从大径至细径为止直径不同的线圈弹簧状紧贴多层地卷绕于脚部22、26。即，导体12、16的细径的部分以套件状态配置于粗径的部分的内侧。将该紧贴多层地卷绕的导体12、16的最内侧的层设为第一层12a’、16a’，向外侧设为第二层12b’、16b’··，将最外侧的层设为第n层12n’、16n’。

构成第一层12a’、16a’至第n层12n’、16n’的导体12、16与第一实施例同样地能够抑制导体12、16的升温，所以能够在上下及内外不隔开间隙地紧贴卷绕。

而且，与第一实施例同样地，在所述脚部22、26间，构成一个脚部22的各导体层12a’～12n’的线材与另一个脚部26的各导体层16a’～16n’的线材分别连接。线材的卷绕设置方向以及脚部22、26间的连接被设定成另一个脚部26的磁场的方向相对于一个脚部22的磁场的方向成为反向。

即，如果将卷绕设置于一个脚部22的各导体层12a’～12n’的卷绕设置方向设为顺时针旋转，则卷绕设置于另一个脚部26的各导体层16a’～16n’的卷绕设置方向成为逆时针旋转，在脚部22、26间，构成内外的导体层12a’～12n’、16a’～16n’的线材以针对内外的各层的每一层与上述卷绕设置方向一致的方式连接。

进而，卷绕设置于所述脚部22、26的多个导体层12a’～12n’、16a’～16n’的线材分别针对每个脚部22、26而并联连接。

当通电到该导体12、16时，内外的各导体层12a’～12n’、16a’～16n’从脚部22、26之上向下(或者从下向上)流过励磁电流。此时，如上所述，即使脚部22、26的前端部分的电感比其它部分小，也如上所述各导体层12a’～12n’、16a’～16n’的与电感大的脚部22、26的前端部分以外的部分对应的部分18成为瓶颈，流经导体12、16的励磁电流量依照与脚部22、26的前端部分以外对应的部分18。换言之，电流密度的偏重很大程度上被消除。

因而，在该情况下，导体12、16的升温状态如图9那样整体上低，某种程度上被保持均匀。

此外，在图3中示意地示出与脚部22、26的前端部分对应的部分17、与脚部22、26的前端部分以外的部分对应的部分18。

第二实施例的接线方法也有两种。接线方法基本上与第一实施例相同。以下进行说明。

第一接线方法如图6所示，在脚部22、26之间将最内侧的第一层12a’、16a’彼此进行连接，从第二层以下至第n层为止按顺序向外侧将相同的层的线材彼此进行连接。

第二接线方法如图7所示，在多层地卷绕设置于一个脚部22的导体层12a’～12n’中靠近该脚部22的最内侧的第一层12a’连接于在多层地卷绕设置于所述另一个脚部26的导体层16a’～16n’中该脚部26的芯主体21的最外层的第n层16n’，所述一个脚部22的芯主体21的最外层的第n层12n’与多层地卷绕设置于所述另一个脚部26的该脚部26的最内侧的第一层16a’连接，所述一个脚部22的第二层12b’至第(n－1)层12(n－1)’与所述另一个脚部26的第(n－1)层16(n－1)’至第二层16b’按相反顺序连接。

如上述所示，在通电时，脚部22、26的前端部分的电感比其它部分小，但在径向上越靠近前端部分的内侧的层，该影响越显著地呈现。换言之，当将第一层12a’、16a’的前端部分与最外层12n’、16n’的前端部分进行比较时，第一层12a’、16a’受到更大的影响。

其结果，流经第一层12a’、16a’的励磁电流比最外层12n’、16n’的励磁电流稍微强。

在第一接线方式中，以使第一层12a’与第一层16a’连接、使第n层12n’与第n层16n’连接的方式，相同的层彼此连接，所以作为最内层的第一层12a’(16a’)彼此受到某种程度的上述电感的影响，针对作为最外层的第n层12n’(16n’)的上述影响不如第一层12a’(16a’)彼此的情况下的程度。

但是，在该情况下在任意的层中从脚部22、26的前端方向向芯主体21方向缠绕，所以与脚部22、26的前端部分以外对应的部分18成为瓶颈，大幅抵消上述影响。

其结果，在第二实施例中，即使采用第一接线方式，电流密度的偏重也比第一实施例的第一接线方式大幅减少，也能够更良好地抑制升温。

在第二接线方式中，一个(另一个)脚部22的第一层12a’(16a’)与另一个(一个)脚部26的第n层16n’(12n’)按相反顺序连接，所以在第一层12a’(第n层16n’)这样的相反顺序的组合中，与电感的影响最小的第n层16n’(12n’)的脚部22、26的前端部分以外对应的部分18成为瓶颈。该关系在其它组合中也相同，第二实施例的第二接线方式与第一接线方式相比，电流密度的偏重更少，也能够更良好地抑制升温。

根据以上，第二实施例的导体12、16的升温状况即使存在些微的偏差，也如图9所示那样。

<实验例>

图11是将图10所示的以往例作为比较例并将第一实施例的第一接线方法与第二接线方法进行比较的时间―升温曲线图。

在图中，实线为第一实施例的第二接线方法，虚线为第一实施例的第一接线方法，单点划线为以往例。

而且，各线的细线为位于芯的脚部的中央部分的导体层的温度，粗线为位于芯的脚部的前端部分的导体层的温度。单位为℃。作为电流源，使用电容器电容120μF的脉冲电源，输出电压固定为420V而进行比较。实验条件如下。

(比较例)

导线的剖面：0.8×9mm使用1根

电源输出电压：420V

磁通密度(芯间中心)：0.64T

励磁电流：1100A

(第一实施例)

导线的剖面：0.9×1.6mm使用5根

电源输出电压：420V

磁通密度(芯间中心)：0.62T

励磁电流：1100A

在比较例中，在通电后，位于脚部的前端部分的导体层的温度以70秒达到80℃，但在第一实施例的第一接线方式中为130秒，在第一实施例的第二接线方式中为190秒。

由此，使本装置中的连续磁治疗时间大幅变长。

此外，关于第二实施例，根据上述理论而被认为能够使连续磁治疗时间大幅变长。

Claims (2)

1.一种磁刺激装置，其特征在于，包括：磁芯，由芯主体和从该芯主体延伸的一对脚部形成；以及导体，由卷绕设置于所述脚部各自的周围且多级地堆叠的导体层构成，

所述导体层各自所使用的线材的与所述脚部的长度方向平行的剖面为四边形，

在所述一对脚部间，构成一个脚部的各导体层的线材针对各级的每一级分别连接于构成另一个脚部的各导体层的线材，

在多级地卷绕设置于一个脚部的导体层中靠近该脚部的前端的第一层连接于在多级地卷绕设置于所述另一个脚部的导体层中最靠近该脚部的芯主体的第n层，

最靠近所述一个脚部的芯主体的第n层与多级地卷绕设置于所述另一个脚部的靠近该脚部的前端的第一层连接，

所述一个脚部的第二层至第（n－1）层按相反顺序连接于所述另一个脚部的第（n－1）层至第二层，

构成按相反顺序连接的脚部的第一层至第n层的线材的一个端部分别针对每个脚部并联连接。

2.一种磁刺激装置，其特征在于，包括：磁芯，由芯主体和从该芯主体向相同方向延伸的一对脚部形成为U字形；以及导体，由在所述脚部各自的周围使其直径不同而卷绕设置成多层的导体层构成，

所述导体所使用的线材的与所述脚部的长度方向平行的剖面为四边形，

在所述一对脚部间，构成一个脚部的各导体层的线材针对内外的各层的每一层分别连接于构成另一个脚部的各导体层的线材，

在多层地卷绕设置于一个脚部的导体层中靠近该脚部的最内侧的第一层连接于在多层地卷绕设置于所述另一个脚部的导体层中该脚部的芯主体的最外层的第n层，

所述一个脚部的芯主体的最外层的第n层与多层地卷绕设置于所述另一个脚部的该脚部的最内侧的第一层连接，

所述一个脚部的第二层至第（n－1）层按相反顺序连接于所述另一个脚部的第（n－1）层至第二层，

构成按相反顺序连接的脚部的第一层至第n层的线材的一个端部分别针对每个脚部并联连接。