KR20220002460A - 자기 자극 장치 - Google Patents

Abstract

대형은 물론, 소형화에도 적용할 수 있고, 통전시의 발열에 의한 상승 온도가 안전 기준보다 낮고, 다수회의 연속 자기 자극을 가능하게 하는 자기 자극 장치의 실용화를 목적으로 한다. 자기 자극 장치(A)는 자성체 코어(2), 도체(1b·1c)(1b'·1c'), 및 케이싱(4)을 포함한다. 자성체 코어(2)는 본체 부분(2a)과, 본체 부분(2a)으로부터 같은 방향으로 돌출한 각부(2b·2c)로 구성되어 있다. 도체(1b·1c)(1b'·1c')는 각부(2b·2c)의 각각의 주위에 코일형상으로 권설되어 있다. 케이싱(4)은 자성체 코어(2)와 도체(1b·1c)를 수납하는 용기이다. 자성체 코어(2)의 각부(2b·2b)는 상기 각부(2b·2c)를 동시에 횡단하는 면(K)에 평행한 그 횡단 면적(Sb·Sc)이 본체 부분(2a)측의 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해 점차로 작아지도록 형성되어 있다.

Description

자기 자극 장치

본 발명은, 운동 기능을 강화하기 위해, 환부의 말초 신경, 혹은 대뇌 피질 운동 영역을 반복해서 자기 자극할 때 사용되는 자기 자극 장치에 관한 것이다.

현재, 뇌졸중이나 척수 손상에 의해 사지에 마비를 가진 환자는 200만명에 이르고 있고, 일본의 연령 구성의 추이에 따라서, 그 수는 더욱 증가하고 있다. 뇌 손상에 의해 마비가 장기간 계속되면, 폐용 증후군에 의해 근육의 기능이 현저히 저하되어, 회복이 곤란한 상태가 된다.

한쪽 마비나 사지 마비에 의한 폐용 증후군을 방지하고, 근육의 기능을 적극적으로 회복시키기 위해 운동 요법에 의한 재활은 가장 중요한 치료법으로 여겨지고 있다.

또한, 뇌혈관 장애의 후유증이나 고령화에 의한 연하(嚥下) 장애도 사회 문제가 되고 있다. 현재, 국내 사망 원인의 7.2%를 차지하는 폐렴의 대다수는 연하 장애를 원인으로 하는 오연성(誤嚥性) 폐렴이다. 이 연하 장애의 재활 방법으로서도 연하에 관련된 근육을 반복적으로 움직이게 하는 운동 요법에 의한 재활이 주류이다.

말초 신경이나 대뇌 피질 운동 영역을 자극하여 근육의 운동을 유발하는 방법의 하나로서 자기 자극법이 있다. 이것은 체표(體表) 가까이에 둔 코일에 펄스 전류를 흘려서, 코일로부터 발생한 자속에 의해 체내에 유도되는 유도 전류로 신경을 자극하여 근육을 움직이게 하는 방법이다.

특허문헌 1은 손가락 혹은 팔을 자기 자극에 의해 연속적으로 구부리는 기술을 개시하고 있고, 10밀리초 간격으로 자기 펄스를 반복해서 팔의 신경을 자기 자극하면, 펄스 수의 증가와 함께 팔이 구부러지는 거리도 늘어나는 것이 나타나 있다. 하지만, 자기 자극 장치에는 대전류를 사용하는 관계로 장치 온도가 상승하기 쉽다.

특허문헌 2는, 자기 자극 장치에 있어서, 공랭(空冷)에 의해 통전시의 발열에 의한 코일이나 자성체 코어의 온도 상승이 적고, 다수회의 연속 자기 자극을 가능하게 하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2010-166971호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개2016-28640호

자기 자극에 의한 효과는 자기 자극의 반복 횟수와 함께 증가한다. 그리고, 효과적인 자기 자극을 일으키기 위해서는 코일에 수백 암페어 이상의 대전류를 흘려보낼 필요가 있다. 이 때문에 연속 펄스에 의한 자기 자극은 상기와 같이 코일의 발열·온도 상승이 심하고, 공랭만으로는 예정된 수치까지 펄스수를 늘릴 수 없었다는 문제가 있었다. 이 코일의 발열이 연속 자기 자극을 행하기 위한 커다란 기술적 제약이 되고 있다.

또한, 이 자기 자극 장치에 대하여 사용 환경면에서의 제약도 있다. 실제의 재활에서는 실시 가능한 시간이 1 단위로 20분으로 한정되고, 준비까지를 포함하면 실질적인 재활 시간은 15분 정도이다. 이 시간 내에서 필요한 자기 자극 횟수를 실행하는 것이 요구된다. 현재 요구되고 있는 사양은 1회의 자기 자극당 자기 펄스가 60발이고, 15분간 100회의 자기 자극을 행하는 것이 요구되고 있다. 그렇게 하면, 실질적인 재활 시간 내의 필요 자기 펄스는 6000발이 된다. 게다가, 의료 기기의 안전 기준으로부터, 환자의 피부에 장시간 접촉하는 기기의 표면 온도는 43℃ 미만이라는 기준이 있고, 소형의 자기 자극 장치(예를 들어, 후술하는 턱용 장치)에서도 당연히 이를 충족시키는 것이 요구된다.

이 자기 자극 장치에는 팔이나 다리 등의 큰 부위의 근육을 자기 자극하는 대형의 것 뿐만 아니라, 턱에 적용하는 경우도 있다. 또한, 턱에 적용하는 경우에도 여성이나 고령자에게는 일정 비율로 턱이 작은 환자가 포함되어 있어, 보다 소형의 자기 자극 장치가 필요하게 된다.

장치 형상을 작게 하면, 필연적으로 코일도 작아지고, 그 열 용량이 작아져서 코일의 승온을 초래한다. 또한, 코일을 작게 하는 것은 자속의 크기를 작게 하는 것을 의미하고, 이 작은 코일로 대형의 자기 자극 장치와 동등한 자극을 얻기 위해서는, 보다 높은 자속 밀도가 요구된다. 즉, 보다 큰 전류를 보다 작은 코일에 통전하게 되기 때문에, 코일의 상승 온도를 더욱 높이게 된다.

현재의 자기 자극 장치는, 상기의 이유로부터, 기기의 표면 온도를 43℃ 미만으로 하는 것이 곤란하고, 자속 밀도도 작아질 수밖에 없었다. 특히, 장치를 소형화하면 기기의 표면 온도의 상승이 심하고, 상기 사양을 만족할만한 장치의 소형화는 실현할 수 없었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 대형 장치는 물론, 소형화에도 적용할 수 있고, 통전시의 발열에 의한 상승 온도가 안전 기준보다 낮고, 다수회의 연속 자기 자극을 가능하게 하는 자기 자극 장치의 실용화를 목적으로 하고 있다.

청구항 1은 자기 자극 장치(A)에서의 자성체 코어(2)의 개량에 관한 것이다(도 6).

본체 부분(2a)과, 상기 본체 부분(2a)으로부터 같은 방향으로 돌출한 각부(脚部)(2b·2c)로 구성된 자성체 코어(2)와,

상기 각부(2b·2c)의 각각의 주위에 권설(卷設)된 코일 형상의 도체(1b·1c(1b'·1c')와,

상기 자성체 코어(2)와 도체(1b·1c)를 수납한 케이싱(4)을 포함하는 자기 자극 장치(A)에 있어서,

상기 각부(2b·2c)는 상기 각부(2b·2c)를 동시에 횡단하는 면(K)에 평행한 그 횡단 면적(Sb·Sc)이 본체 부분(2a)측의 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해 점차 작아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2는, 청구항 1의 자성체 코어(2)를 더욱 한정한 것이다.

청구항 1에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n) 간의 간격(L)이 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해 점차 확대하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3은, 자성체 코어(2)를 구성하는 박판(3)의 적층 방향에 관한 것이다(도 7).

청구항 1 또는 2에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

자성체 코어(2)는 박판(3)의 적층체로 구성되어 있고, 그 적층면은 자성체 코어(2)의 바디 부분(2a)과 양 각부(2b·2c)를 동시에 종단하는 면(M)에 평행한 것을 특징으로 한다.

청구항 4는, 자기 자극 장치(A)의 케이싱(4)에 관한 것으로,

청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

각부(2b·2c)의 내측면(2m·2n)과, 상기 각부(2b·2c)에 권설되고 상기 내측면(2m·2n)에 대향하는 도체(1b·1c)의 대향면과의 사이에, 상기 케이싱(4) 내에 들어간 냉각 기체(6)가 통류하는 냉각 스페이스(81)가 각각 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 5는, 자기 자극 장치(A)의 도체(1b·1c)(제 1 실시예의 스트레이트 접속 구조: 도 11)에 관한 것으로,

청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

도체(1b·1c)는 각부(2b·2c)의 선단(2s·2t)으로부터 기부(2k·2l)를 향해 복수층(단)으로 분할하여 권착(卷着)된 선재(1b1~1bn/1c1~1cn)로 구성되고,

상기 선재(1b1~1bn/1c1~1cn)는 인접하는 각 층(단)마다 접속되게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6은, 자기 자극 장치(A)의 도체(1b·1c)(제 1 실시예의 크로스 접속 구조: 도 12)에 관한 것으로,

청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

도체(1b·1c)는 각부(2b·2c)의 선단(2s·2t)으로부터 기부(2k·2l)를 향해 복수층(단)으로 분할하여 권착된 선재(1b1~1bn/1c1~1cn)로 구성되고,

한쪽의 각부(2b)의 선단(2s)으로부터 기부(2k)를 향하는 각 층(단)의 선재(1b1~1bn)는 다른 쪽의 각부(2c)의 각 층(단)의 선재(1c2~1cn)에 기부(2l)측으로부터 선단(2t)을 향해 차례로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7은, 자기 자극 장치(A)의 도체(1b'·1c')(제 2 실시예의 스트레이트 접속 구조: 도 13)에 관한 것으로,

청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

도체(1b'·1c')는 각부(2b·2c) 각각에 네스트 방식(nested manner)으로 다중으로 권착됨으로써, 안팎에서 복수층으로 권설된 선재(1b1'~1bn'/1c1'~1cn')로 구성되고,

상기 선재(1b1'~1bn'/1c1'~1cn')는 대응하는 내측끼리, 외측끼리에서 같은 층마다 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 8은, 자기 자극 장치(A)의 도체(1b'·1c')(제 2 실시예의 크로스 접속 구조: 도 14)에 관한 것으로,

청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

도체(1b'·1c')는 각부(2b·2c) 각각에 네스트 방식으로 다중으로 권착됨으로써, 안팎에서 복수층으로 권설된 선재(1b1'~1bn'/1c1'~1cn')로 구성되고,

상기 선재(1b1'~1bn'/1c1'~1cn')는 내측의 선재에 대하여 대응하는 외측의 선재가 각 층마다 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 9는, 자기 자극 장치(A) 전체의 구성으로,

자성체 코어(2)와, 도체(1b·1c)와, 송풍용 팬(5)과, 이것들을 수납한 케이싱(4)으로 구성된 자기 자극 장치(A)에 있어서,

자성체 코어(2)는 본체 부분(2a)과, 상기 본체 부분(2a)으로부터 같은 방향으로 돌출하고, 그 대향 내측면(2m·2n) 간의 간격(L)이 그 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해 점차 확대하도록 형성되어 있는 각부(2b·2c)로 구성되고, 또한 복수의 박판(3)의 평면끼리가 포개진 적층체로 구성되어 있고,

도체(1b·1c)는 상기 각부(2b·2c)의 각각의 주위에 코일형상으로 권설되어 있고,

팬(5)은 상기 각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n) 간을 향해 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자성체 코어(2)는 그 각부(2b·2c)가 본체 부분(2a)의 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해 횡단 면적(Sb·Sc)이 점차 작아지도록 형성되어 있으므로, 선단 부분으로부터의 자극 간 자속(G)의 누설을 억제하여 그 선단(2s·2t)으로부터 나오는 치료에 유효한 자속 밀도를 일정하게 유지할 수 있는 동시에 도체(1b·1c(1b'·1c'))의 승온 억제에도 기여한다(도 6). 또한, 번잡함을 피하기 위해, 도체(1b·1c(1b'·1c'))를 단순히 도체(1)로 하는 경우도 있다.

또한, 각부(2b·2c)의 경사진 측면과 도체(1)와의 사이에 스페이스가 발생하므로, 냉각 기체(6)를 흘리면 이 스페이스로 들어가서 각부(2b·2c)를 효과적으로 냉각한다.

그리고 상기에 있어서, 각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n)의 간격(L)이 상기 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해서 점차 확대하도록 형성해 두면, 선단(2s·2t)의 대향 내측면(2m·2n)측의 부분으로부터 발생하는 자속(G1)의 자속 밀도는 간격(L)을 확대하지 않는 경우에 비해 약해지고, 반대측인 선단(2s·2t)의 외측 부분으로부터 발생하는 자속(G3)은 간격(L)을 확대하지 않은 경우에 비해 보다 심부에 닿는다. 그 결과, 환부의 심부(치료 대상의 근육의 모터 포인트 P)에 대하여 강한 자기 자극이 부여되고, 피부와 같은 환부의 얕은 부분에 대해서는 약한 자기 자극이 되어, 환자의 불쾌감을 경감할 수 있다(도 3).

자성체 코어(2)의 박판(3)의 평면(적층면)을 본체 부분(2a)과 양 각부(2b·2c)를 동시에 횡단하는 면(M)에 평행하게 하여 적층하면, 각부(2b·2c)의 층간 절연에 의해 각부(2b·2c)에 발생해야 할 와전류(U)가 억제되어, 각부(2b·2c)의 승온이 억제된다(도 9).

케이싱(4)에 있어서, 각부(2b·2c)의 내측면(2m·2n)과 상기 각부(2b·2c)에 권설된 도체(1)와의 사이에 냉각 스페이스(81)를 각각 마련해 두면, 팬(5)으로부터의 냉각 기체(6)에 의해 각부(2b·2c)의 냉각을 보다 효과적으로 행할 수 있다(도 8).

도체(1)의 구조에 있어서, 도체(1)를 각부(2b·2c)의 길이 방향에서 복수층(단)으로 분할해 두면, 혹은 포갬 방향에서 다중층으로 형성해 두면, 각 층의 전류 밀도가 평균화되어, 부분적인 승온이 억제된다.

이 경우, 각 층의 접속이 「크로스 접속」의 경우, 「스트레이트 접속」과 달리, 선단측(내측)의 코일에 발생하는 기전력과 기부측(외측)의 코일에 발생하는 역방향의 기전력이 상쇄하여, 도체(1)의 승온이 보다 효과적으로 억제되게 된다.

그리고, 이것들(자성체 코어(2)의 형상, 적층 방향, 냉각 방법, 도체(1)의 구조)을 조합함으로써, 소형화하였다고 해도 도체(1)와 자성체 코어(2)의 승온을 규제값 미만으로 억제할 수 있고, 또한 치료에 필요한 레벨의 자속 밀도, 자극 횟수를 확보할 수 있었다.

도 1은 본 발명의 자기 자극 장치를 뚜껑부측에서 본 사시도이다.
도 2는 뚜껑부측에서 본 도 1의 내부 구조를 나타내는 평단면도이다.
도 3은 도 2의 X-X 단면도이다.
도 4는 (a) 본 발명의 자기 자극 장치의 중앙 종단면도, (b) 그 자성체 코어의 사시도, (c) 다른 자성체 코어의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 자성체 코어를 구성하는 박판의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 자성체 코어의 각부의 수평 단면을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 자성체 코어의 박판의 적층 방향을 나타내는 사시도이다.
도 8은 (a) 본 발명의 자성체 코어와 도체와의 배치 관계를 나타내는 도면, (b) 본 발명의 자성체 코어와 다른 도체와의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에서의 와전류와 자극 간 자속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 도체의 결선 구조의 모식도(싱글 코일)이다.
도 11은 (a) 도체의 결선 구조의 모식도(제 1 실시예의 스트레이트 접속 구조), (b) 그 개략 정면도이다.
도 12는 (a) 도체의 결선 구조의 모식도(제 1 실시예의 크로스 접속 구조), (b) 그 개략 정면도이다.
도 13은 (a) 도체의 결선 구조의 모식도(제 2 실시예의 스트레이트 접속 구조), (b) 그 개략 정면도이다.
도 14는 (a) 도체의 결선 구조의 모식도(제 2 실시예의 크로스 접속 구조), (b) 그 개략 정면도이다.
도 15는 본 발명의 자성체 코어의 대향 내측면의 개방 각도와 환부의 2개의 부위에서의 전기 자극의 관계도이다.

다음에, 본 발명의 상세를 실시형태에 기초하여 설명한다. 또한, 이 실시형태는 당업자의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 명세서의 전체에 기재되어 있는 기술 사상에 의해서만 한정되는 것이며, 본 실시예에만 한정되는 것이 아님은 이해되어야 한다.

본 발명의 연속 자기 자극 장치(A)는 도체(1), 자성체 코어(2), 케이싱(4) 및 냉각 기구(7)로 구성되어 있다. 도체(1)는 자성체 코어(2)의 좌우의 각부(2b·2c)에 각각 코일형상으로 권설되어 있다.

자성체 코어(2)는 U형의 것으로, 직육면체 또는 정육면체 형상의 본체 부분(2a)과, 상기 본체 부분(2a)의 동일면에서 반대측의 단부로부터 선대칭으로 같은 방향으로 돌출한 각부(2b·2c)로 구성되어 있다. 상기 자성체 코어(2)는 후술하는 박판(3)의 적층체이다.

양 각부(2b·2c)의 형상은 본체 부분(2a)에 평행하고 양 각부(2b·2c)를 횡단하는 면(K)(예를 들어, 수평면)으로 자른 그 횡단 면적(Sb·Sc)이 선단(2s·2t)을 향하는 동시에 점차로 작아지도록 형성되어 있다.

도 4(b)에 나타내는 실시예는 각부 형상의 일례로, 각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n)이 평면으로 구성되고, 그 간격(L)이 기부(2k·2l)로부터 선단(2s·2t)을 향해서 점차 확대되게 형성되어 있다. 이 대향 내측면(2m·2n) 간의 개방 각도를 「θ」로 나타낸다(도 5).

각부 형상을 구체적으로 말하면, 앞이 오므라지는 각주(각뿔대) 혹은 외측면이 수직, 대향 내측면(평면)이 위로 갈수록 넓어지도록 경사진 정면시 사다리꼴 형상의 입체이다.

도 4(c)에 나타내는 실시예는 각부 형상의 다른 예로, 대향 내측면(2m·2n)이 내측으로 팽출되어 있다. 도의 예에서는, 선단(2s·2t)에 평행한 능선으로 3분할되어 있다. 각각의 분할 내측면을 2m1·2m2·2m3/2n1·2n2·2n3으로 나타낸다. 물론, 3분할은 일례로, 내측에 팽출하도록 하는 종단면 원호상의 곡면(즉, 원주의 일부를 절취한 곡면: 도시하지 않음)이라도 좋다. 이러한 형상으로 함으로써, 대향 내측면(2m·2n)이 평면의 경우보다 강한 자극을 내부에 줄 수 있다. 즉, 자성체 코어(2)의 대향 내측면(2m·2n)이 내측으로 팽출하고 있으면, 자성체 코어(2)가 굵은 기부(2k·2l)의 자속 밀도가 포화되기 어려워지고, 자성체 코어(2)의 선단(2s·2t)까지 내부의 자속 밀도가 높은 상태가 유지된다. 그 결과, 코어 선단(2s·2t)의 자속 밀도가 보다 강해진다.

상기 자성체 코어(2)는 도 5에 나타내는 얇은 절연 피막 부착 압연 규소 강판의 박판(3)을 다수매 적층한 적층체로 구성되어 있다. 본 실시예에서 사용한 압연 규소 강판은 두께가 0.35mm의 것이다. 도 5에 나타내는 박판(3)은 그 일례이다.

박판(3)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 자성체 코어(2)의 본체 부분(2a)과 양 각부(2b·2c)를 동시에 횡단하는 면(M)(예를 들어, 수직면)에 평행하게(바꿔 말하면, 박판(3)의 평면을 포개어) 적층되어 있다. 따라서, 박판(3)의 형상은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 박판 본체(3a)의 하나의 변으로부터 2개의 각부 구성 돌편(3b·3c)이 같은 방향으로 연장된 대략 U자형의 것으로, 그 내측 대향변은 기부로부터 선단을 향해서 점차 간격이 넓어지도록 형성되어 있다. 그 개방 각도를 θ로 나타낸다.

자성체 코어(2)는, 상기 개방 각도(θ)에 의해, 각부(2b·2c)의 선단(2s·2t)으로부터 발생하는 자속(G)의 분포가 변화한다. 즉, 도 3과 같이 각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n)이 개방되어 있는 경우, 대향 내측면(2m·2n)측의 선단 부분으로부터 발생하는 자속(G1)은 개방 각도를 θ=0로 하는 경우에 비해 약해지고, 반대측인 선단(2s·2t)의 외측 부분으로부터 발생하는 자속(G3)은 개방 각도를 θ=0로 하는 경우에 비해 보다 심부로 향하게 된다. 그 결과, 도 3에 나타내는 바와 같이, 신체의 얕은 부분으로의 자극은 약해지고, 신체 심부의 모터 포인트(P)는 보다 강하게 자극되게 된다.

지금, 신체 심부의 모터 포인트(P)를 피부 표면으로부터 20mm의 깊이, 피부에 존재하는 표피 침해 수용기의 위치가 1mm의 깊이로 하면, 도 15로부터, 개방 각도(θ)는 9.1° 내지 17.7°, 바람직하는 13.5°±2°의 범위로 한다. 여기에서, 상기 피부 표면으로부터의 깊이를 Z로 한다.

상기 θ=9.1°는 20mm의 깊이 Z에서의 자기 자극의 강도(20mm의 깊이에서의 유도 전류 밀도 A/㎡, 즉, 이것이 당해 부분의 와전류의 강도)가 평탄해지기 시작하는 위치이고, θ=17.7°는 양자가 급락하는 위치이다. θ=13.5°에서 피크를 맞는다. 20mm의 깊이 Z에서의 자기 자극의 강도는 θ=9.1°내지 17.7°의 범위에서 평탄한 값을 나타낸다. 17.7°를 넘으면 자기 자극은 급락한다.

또한, θ=13.5°±2°에서는 20mm의 깊이 Z에서의 최대 자기 자극의 강도(A/㎡)를 포함하고 또한 거의 일정함을 유지하므로, 이 범위가 가장 적절한 개방 각도(θ)이다.

1mm의 깊이에서의 자기 자극은 개방 각도(θ)가 커짐에 따라서 일관되게 점차 감소한다. 상기 범위에서는 개방 각도(θ)=0의 경우에 비해 피부에 대한 자극을 어느 정도 완화하게 된다.

또한, 도 15는 왼쪽 종축에 피부로부터 20mm의 깊이에서의 유도 전류 밀도 A/㎡, 오른쪽 종축에 1mm의 깊이에서의 유도 전류 밀도 A/㎡, 횡축에 자성체 코어(2)의 대향 내측면(2m·2n)의 개방 각도(θ)(도)를 나타낸다.

도체(1)의 소재가 되는 선재는 장척이고 단면 직사각형 또는 정사각형의 평각 동판(띠)이고, 도체(1)는 이 선재를 자성체 코어(2)의 각부(2b·2c)의 주위에 코일상으로 감은 것이다. 이 도체(1)를 코일이라고 칭하는 경우도 있다. 도체(1)의 표면에는 절연 피막이 형성되어 있다.

도체(1) 각각은 내주측과 외주측이나, 상단측과 하단측의 코일이 서로 접촉하도록 빽빽하게 권설되어 있다.(물론, 안팎이 접촉하지 않도록 코일 냉각용 스페이스(도시하지 않음)를 두어 권설하는 것도 가능하다.)

도체(1)의 절연 피막은 우레탄 수지를 사용하여, 도체(1) 표면의 방열을 방해하지 않도록 얇게 하였다. 본 실시형태에서는 절연 피막의 두께는 20μm로 하였다.

도체(1)에 사용되는 선재의 형상은 2종류 있고, 1개는 도 8(a)와 같이 각부(2b·2c)의 거의 전체를 덮는 1개의 광폭의 평각 선재(띠)를 사용하는 경우와, 도 8(b)와 같이 상하의 폭이 좁은 평각 선재이다. 이 경우, 복수개의 평각 선재를 각부(2b·2c)에 다층·다중으로 권설하여 사용하게 된다. 도체(1)를 구성하는 선재의 각부(2b·2c)로의 감기 상태는 3가지가 있다. 각부(2b·2c)에 각각 감겨진 복수개의 평각 선재로 이루어진 도체(1b·1c)(1b'·1c')의 접속 방법에는 후술하는 바와 같이 2가지가 있다.(한편, 상하의 폭이 좁은 평각 선재 대신에 단면 원형의 선재의 사용도 가능하다.)

(도체(1)를 구성하는 선재의 각부(2b·2c)로의 감기 상태)

제 1은, 도 8(a), 도 10과 같이 각부(2b·2c)의 주위에 상하폭이 큰 1개의 선재가 내측으로부터 외측을 향해 몇겹이나 감겨서, 최외주의 코일끼리가 접속되고, 최내주의 코일이 각각 여자 전류 공급선(10b·10c)에 접속되어 있는 경우이다. 이것을 「싱글 코일」이라고 한다.

제 2, 제 3은, 도 8(b)와 같이 상하의 폭이 좁은 복수개의 평각 선재를 각부(2b·2c)의 주위에 상하 방향에서 다층(다단 또는 네스트 형상으로 다중)으로 권설하여 사용하는 경우이다. 이것을 「병행 코일」「다중 코일」이라고 한다.

즉, 도체(1)를 구성하는 선재의 각부(2b·2c)로의 감기 상태는 「싱글 코일」「병행 코일」「다중 코일」의 3패턴이 있다.

상기 제 2 「병행 코일」에는, 도 3, 도 4에 나타내는 상하 2단의 층으로 구성된 것이나, 도 11, 도 12에 나타내는 다층(다단)으로 구성된 것이 있다.

상기 제 3 「다중 코일」은 도 13, 도 14에 나타내는 바와 같이 상하의 폭이 좁은 복수개의 평각 선재를 각부(2b·2c)의 주위에 지름 방향에서 다층(다중)으로 권설하여 사용하는 경우이다. 바꿔 말하면, 내외의 코일이 네스트 상태에서 각부(2b·2c)의 주위에 권설되어 있는 상태이다.

각부(2b·2c)에 대한 선재의 감기 방향이지만, 이것은 「싱글 코일」「병행 코일」「다중 코일」의 어느 경우라도, 한쪽의 각부(2b)의 자기장의 방향 N(S)에 대하여, 다른 쪽의 각부(2c)의 자기장의 방향 S(N)이 역방향이 되도록 감긴다. 즉, 한쪽의 각부(2b)의 도체(1b)를 시계 방향으로 감으면, 다른 쪽의 도체층(1c)은 반시계방향으로 감게 된다(도 10 내지 도 14).

다음에, 「병행 코일」「다중 코일」의 선재의 각 단 또는 각 층의 접속 구조에 대하여 설명한다. 도 11, 도 13은 「병행 코일」「다중 코일」의 선재의 접속 구조로, 이를 「스트레이트 접속 구조」라고 한다. 이에 대하여 도 12, 도 14는 「병행 코일」「다중 코일」의 선재의 다른 접속 구조로, 이를 「크로스 접속 구조」라고 한다. 각각에 대하여 설명한다.

「병행 코일」의 「스트레이트 접속 구조(도 11)」는 상하의 같은 층(즉, 인접하는 층)(1b1/1c1~1bn/1cn)의 최외주의 코일끼리가 접속되어 1개의 선재가 되고, 같은 층의 최내주의 코일의 단말은 각각 집합되어 여자 전류 공급선(10b·10c)에 각각 접속된다.

「병행 코일」의 「크로스 접속 구조(도 12)」는 선단(2s·2t)측의 제1층(단)의 최외주의 코일(1b1/1c1)과, 기부(2k·2l)측의 제n층의 코일(1bn/1cn)이 각각 크로스 접속되어 1개의 선재가 되고, 제2층의 최외주의 코일(1b2/1c2)과 제n-1층의 코일1b(n-1)/1c(n-1)과 접속되어 1개의 선재가 된다. 이하, 같다. 이 경우는 다른 층의 코일이 접속되게 된다. 그리고 최내주의 코일의 단말은 각각 집합되어 여자 전류 공급선(10b·10c)에 접속된다.

「다중 코일」의 「스트레이트 접속 구조(도 13)」에서는, 제 1 선재가 한쪽의 각부(2b)의 외주면에 따르도록 하여 선단(2s)으로부터 기부(2k)를 향해서 수턴(turn) 감는다. 이 최내층의 코일을 1b1'로 나타낸다.

이어, 제 2 선재가 상기 최내층인 제 1 코일(1b1') 위에 겹치도록 감겨진다. n층의 경우에는, 그 위에 순차 네스트 형상으로 권설되게 된다. 최외층의 코일을 1bn'으로 나타낸다.

마찬가지로 다른 쪽의 각부(2c)의 외주면에 제 1 선재로부터 제 n까지의 선재 나머지 부분이 순차 네스트 형상으로 권설된다. 이들 코일을 1c1'~1cn'로 나타낸다.

최내주에서는 최내주의 코일(1b1'/1c1')끼리가 접속되고, 순차, 같은 중첩층의 코일끼리가 접속되고, 최외주에서는 최외주의 코일(1bn'/1cn')끼리가 접속된다. 그리고 각 각부(2b·2c)의 코일의 단말은 각각 집합되어 여자 전류 공급선(10b·10c)에 접속된다.

「다중 코일」의 「크로스 접속 구조(도 14)」는 상기와 같은 네스트 형상이지만, 결선(結線) 구조가 다르다.

그리고, 한쪽의 각부(2b)의 기부(2k)측의 최내층의 코일(1b1')은 다른 쪽의 각부(2c)의 최외층의 선단(2t)측의 코일(1cn')에 접속되어 1개의 선재가 된다. 마찬가지로 한쪽의 각부(2b)의 기부(2k)측의 2번째의 내층의 코일(1b2')은 다른 쪽의 각부(2c)의 최외층의 선단(2t)측의 코일(1c(n-1)')에 접속된다. 한쪽의 각부(2b)의 기부(2k)측의 최외층인 n번째의 내층의 코일(1bn')은 다른 쪽의 각부(2c)의 최내층의 선단(2t)측의 코일(1c1')에 접속된다. 그리고, 각 각부(2b·2c)에 권설된 코일의 단말은 각각 집합되어 여자 전류 공급선(10b·10c)에 접속된다.

각부(2b·2c)와 도체(1b·1c)와의 관계로서, 도 8의 실시예에서는, 각부(2b·2c)의 외측에 경사져 있는 대향 내측면(2m·2n)과 도체(1b·1c)의 내주면과의 사이에 선단(2s·2t) 방향으로 점차 증가하는 직각 삼각형상의 스페이스가 각각 발생하고 있다. 이 스페이스를 냉각 스페이스(81)로 한다.

또한, 각부(2b·2c)의 형상은 상기와 같은 대향 내측면(2m·2n)이 외측으로 경사져 있는 경우뿐만 아니라, 도시하고 있지 않지만 각부(2b·2c)의 외측면이 선단(2s·2t)측에 가까워짐에 따라 내측으로 경사져 있는 경우도 있다. 이 경우, 상기 직각 삼각형상의 스페이스는 각부(2b·2c)의 외측면측에 발생한다. 또한, 각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n) 및 외측면측의 양쪽에 경사면이 설치되는 경우도 있고, 상기 삼각형상의 스페이스는 각부(2b·2c)의 내외 양측면을 따라서 발생한다.

또한, 이미 기술한 바와 같이 도체(1)의 표면에는 절연 피막이 형성되어 있는 것, 후술하는 바와 같이 전체로서의 도체(1) 자체의 발열이 작아서, 종래 필요했던 도체(1) 간에 냉각용 틈새를 마련할 필요는 특별히 없고, 서로 밀착시켜서 감는 것이 가능하다. 도체(1) 간의 냉각용 틈새는 특히 필요한 경우만 마련된다. 도 4의 도면에서는, 상하의 코일, 내외층의 코일의 사이에는 틈새가 생기도록 과장되게 그려져 있는데, 실제로는 거의 틈새는 없다.

케이싱(4)은 자성체 코어(2)와 코일 형상의 도체(1) 및 냉각 기구(7)의 일부를 구성하는 냉각 팬(5) 등을 수납하는 수지제(여기에서는 ABS제)의 것이다. 이 케이싱(4)은 상면이 개구한 케이싱 본체(46)와, 그 개구를 덮는 뚜껑부(41), 및 핸들(49)로 형성되어 있고, 도시하지 않는 볼트로 고정되어, 상기 상면 개구가 폐색되어 있다.

핸들(49)은 케이싱(4)의 후방으로 뻗도록 케이싱 본체(46)의 바닥부(48)에 마련되어 있다. 케이싱 본체(46)의 전면에는 내부 스페이스에 통하는 흡기구(47)가 마련되어 있다.

환자의 환부에 접촉하는 뚜껑부(41)의 자속 발생면(42)에는, 바깥쪽으로 팽출한 사각형(직사각형)의 볼록부(43)가 2개소에 평행하고, 또한 케이싱(4)의 전후 방향으로 뻗도록 형성되어 있다. 그리고, 볼록부(43)의 내측의 면은 볼록부(43)에 대응하여 얕게 패어 있다. 이 사각형의 볼록부(43)의 내면측의 오목부에는 자성체 코어(2)의 각부(2b·2c)의 선단(2s·2t)이 끼워넣어져 있다(도 3).

또한, 뚜껑부(41)의 전면에는 가로가 긴 슬릿의 취출구(44)가 상하 방향에 걸쳐서 복수단으로 천설되어 있다. 그리고, 이 취출구(44)는 자성체 코어(2)의 각부(2b·2c)의 사이의 공간에 일치하여 마련되어 있다. 그리고, 뚜껑부(41)의 뒷면에는 코드 부착부(45)가 후방에 돌출하도록 마련되어 있다. 이 코드 부착부(45)에는 급전 코드(50)가 접속되어 있다.

케이싱(4) 내에 수납된 자성체 코어(2)는 케이싱 본체(46)의 바닥부(48)에 입설된 기둥 부분을 개재하여 서포트(51)에 의해 뚜껑부(41)로 압압되어 있다. 그리고, 이 서포트(51)와 바닥부(48) 사이에는 흡기구(47)로 이어지는 흡기 스페이스(83)가 마련되어 있다.

그리고, 자성체 코어(2)의 뒷면측의 팬 수납 스페이스(84)에서 이 흡기 스페이스(83)와, 상기 배기측의 냉각 스페이스(81)가 연결되어 있다.

이 자성체 코어(2)의 뒷면측의 팬 수납 스페이스(84)에는 팬(5)이 설치되어 있다. 이들 흡기구(47), 냉각 스페이스(81), 팬 수납 스페이스(84), 흡기 스페이스(83), 취출구(44) 및 팬(5)으로 냉각 기구(7)가 구성된다.(팬(5) 대신에 급기 호스(도시않함)를 흡기구(47)에 접속해도 좋다.)

다음에, 본 장치(A)의 작용에 대하여 설명한다. 사용하는 본 장치(A)는 도 8(a), 도 10에 나타내는 「싱글 코일」로 하고, 그밖에 대해서는 「싱글 코일」과의 차이를 중심으로 설명한다.

도 10에 있어서, 한쪽의 여자 전류 공급선(10b)으로부터 여자 전류(펄스 전류 혹은 교류 전류)를 공급하면, 여자 전류는 한쪽의 각부(2b)에 감긴 도체(2b)에 반시계 방향으로 흐르고, 이어서 다른 쪽의 각부(2c)에 감긴 도체(1c)에 시계 방향으로 흐르고, 다른 쪽의 여자 전류 공급선(10c)에 흐른다.

이로써 한쪽의 각부(2b)의 선단(2s)의 자극(磁極)은 S가 되고, 다른 쪽의 각부(2c)의 선단(2s)의 자극은 N이 된다. 그리고, 일 방향의 여자 전류가 흐르는게 끝나면, 당해 여자 전류는 반전하여 다른 쪽의 여자 전류 공급선(10c)으로부터 반대 방향의 여자 전류가 흐르고, 이것이 다른 쪽의 각부(2c)에 감긴 도체(1c)에 시계 방향으로 흐르고, 이어서 한쪽의 각부(2b)에 감긴 도체(1b)에 반시계 방향으로 흐르고, 한쪽의 여자 전류 공급선(10b)에 흐른다. 이로써 다른 쪽의 각부(2c)의 선단(2s)의 자극은 S가 되고, 한쪽의 각부(2b)의 선단(2t)의 자극은 N이 되어, 자극이 반전된다. 이것을 소정 주기로 반복한다. 자성체 코어(2)의 양 선단(2s·2t) 간에 자속(G)이 발생한다.

발생한 자속(G)은 환부(도면에서는, 턱 아래)의 심부에서는 개방 각도(θ)=0에 비해 보다 깊숙이까지 도달하는 자속(G3), 피부에서는 개방 각도(θ)=0에 비해 약해진 자속(G1)이 작용한다. 그리고 그 작용으로서 심부에서는 강해진 와전류(U3), 피부에서는 약해진 와전류(U1)가 발생하여, 당해 부분을 자기 자극한다.

여기에서, 종래의 자성체 코어와 비교하면, 종래의 자성체 코어의 각부는 그 횡단 면적이 일정한 각기둥이었으므로, 선단을 향함에 따라 각부 간에서의 자극 간 자속의 누설이 발생하였다. 이 때문에, 이 누설 자속에 의해 도체(1)의 선단(2s·2t)측의 부분에 국소적인 와전류가 발생하고, 이 부분의 온도가 규제치 이상으로 높아져 있었다.

본 장치(A)의 자성체 코어(2)의 각부(2b·2c)는 본체 부분(2a)측의 기부(2k·2l)로부터 선단을 향해 그 횡단 면적(Sb·Sc)이 점차 작아지도록 형성되어 있으므로, 선단 부분의 내측면으로부터의 자극 간 자속의 누설이 억제된다. 그 결과, 도체(1)에 와전류(U)가 발생하지 않고, 도체(1)의 선단측의 부분의 승온이 억제되게 되었다. 이와 동시에 상기와 같은 자속 누설을 억제할 수 있게 되었으므로, 선단(2s·2t)으로부터 나오는 자속 밀도를 일정하게 유지할 수 있었다. 이것은 에너지 손실을 줄이는 것으로, 장치의 소형화에 기여한다.

특히, 도 3과 같이 각부(2b·2c)의 대향 내측면(2m·2n)이 개방되어 있는 경우, 상기와 같이 개방 각도(θ)=0에 비해, 대향 내측면(2m·2n)측의 선단 부분으로부터 발생하는 자속(G1)의 밀도가 약하고, 반대측인 외측의 선단 부분으로부터 발생하는 자속(G3)이 닿는 깊이가 깊어지므로, 개방 각도(θ)=0에 비해, 심부(치료 대상의 근육의 모터 포인트(P))에 대하여 보다 강한 자기 자극을 줄 수 있고, 피부와 같은 환부의 얕은 부분에 대해서는 약한 자기 자극이 되므로, 환자에게 주는 불쾌감을 경감할 수 있다.

이로써 트레이닝에서는 통증을 발생시키지 않고 턱의 근육(혹은, 팔의 근육)이 크게 수축하여, 연하용이나 팔의 근육의 효과적인 트레이닝이 가능해진다.

또한, 자성체 코어(2)로, 이것을 박판(3)의 평면끼리가 겹치도록 적층하면, 즉, 자성체 코어(2)의 적층면(평면)을 본체 부분(2a)과 양 각부(2b·2c)를 동시에 횡단하는 면(수직면)(M)에 평행하게 하여 적층하면, 도체(1b·1c)의 통전시에 한쪽의 각부(2b(2c))와 다른 쪽의 각부(2c(2b))와의 사이에서 발생하는 자극 간 자속의 방향이 박판(3)의 적층 방향에 대하여 수직으로 되어 있으므로 각부(2b·2c)의 층간 절연(박판(3)의 절연막)에 의해 분단되고, 와전류(U)의 발생이 억제된다(도 9). 그 결과, 각부(2b·2c)의 승온이 억제된다.

그리고 통전 중, 냉각 기구(7)는 작동을 계속하여(즉, 팬(5)이나 급기 호스에 의한 급·배기가 행해진다.), 흡기구(47)로부터 냉각 기체(공기)(6)가 흡입 스페이스(83)로 흘러들어가고, 팬(5)에 의해 냉각 스페이스(81)로 보내어진다. 이 냉각 스페이스(81)를 흐르는 냉각용 공기(6)는 도체(1)나 자성체 코어(2)의 각부(2b·2c)에 직접 접촉하여 도체(1)나 자성체 코어(2)의 각부(2b·2c)의 열을 빼앗아, 취출구(44)로부터 외부로 분출된다.

또한, 냉각 스페이스(81)의 전후는 도체(1)로 막혀 있기 때문에, 냉각용 공기(6)가 당해 도체(1)에 부딪쳐서 냉각 스페이스(81) 내에서 충분한 난류를 발생시키고, 그 결과, 높은 냉각 효과를 발휘한다.

이상과 같이, 자성체 코어(2)의 적층 방향과 형상, 및 냉각 구조를 개선함으로써, 실온 25℃에서, 자기 펄스를 15분간 연속해서 발생시킨 경우(총 펄스수 6000발)에서도 기기 온도는 기준의 43℃ 미만이 되어, 환자에 열적인 위험을 일으키지 않도록 할 수 있었다.

다음으로, 상기의 개선에 추가하여 결선 구조의 개선과 승온 억제의 관계에 대하여 설명한다.

도 8(a)과 같은 「싱글 코일」의 경우, 여자 전류를 흘리면, 이미 기술한 바와 같이 자성체 코어(2)의 양 각부(2b·2c)의 선단측의 인덕턴스가 기부측의 인덕턴스보다 부분적으로 낮아진다. 그 때문에, 각부(1b·1c)의 선단 부분에 면하는 상하 폭이 넓은 도체(1b·1c)의 선단측의 부분에 집중하여 여자 전류가 흐른다. 그 결과, 「싱글 코일」에서는 상기 공랭을 중심으로 자성체 코어(2)의 적층 방향과 형상의 개선에 의해 장치의 승온 억제를 행하고 있다.

그래서 취해진 승온 억제를 위한 도체(1b·1c)의 개선에 대하여 설명한다. 이 경우에 있어서, 도체(1b·1c)를 각부(2b·2c)의 길이 방향에서 복수층(단)으로 분할해 두면, 혹은 지름 방향에서 다중층으로 형성해 두면, 「싱글 코일」과 달리, 선단(2s·2t)측에 위치하는 부분으로의 전류 밀도의 집중이 완화되고, 각 층의 전류 밀도가 평균화되어 각 층의 승온이 더욱 억제된다. 이하, 그 작용을 간단히 설명한다.

도체(1b·1c)에 여자 전류를 통전하면, 한쪽의 각부(2b)의 선단(2s)에 N극(S극)이 나타나고, 다른 쪽의 각부(2c)의 선단(2t)에 그 반대의 S극(N극)이 나타나고, 번갈아 극성이 바뀌어 양 극 사이에 자속(G)이 발생한다. 이 점은, 본 발명에서 공통된다.

(병행 코일의 스트레이트 구조: 도 11)

제1 결선 구조(병행 코일의 스트레이트 구조)에서는, 통전시, 각부(2b·2c)의 선단 부분의 인덕턴스가 기부(2k·2l)의 부분보다 작아진다. 그 때문에, 각부(2b·2c)에 감긴 코일(1b1/1c1~1bn/1cn)에 있어서, 여자 전류는 선단(2s·2t)측으로부터 기부(2k·2l)측을 향함에 따라서 감소한다. 즉, 각부(2b·2c)의 선단 부분에 감긴 제1층(1b1/1c1)에는 그 이하의 기부(2k·2l)측의 층(1b2~1bn/1c2~1cn)보다 많은 여자 전류가 흐른다. 하지만, 세로가 길고 폭이 넓은 띠 모양의 일체물인 「싱글 코일」에 비해, 이 경우에는, 도체(1b·1c)가 복수의 선재로 분할되어 있기 때문에, 전류 밀도의 편향이 경감된다.

또한 본 발명의 자성체 코어(2)는 이미 기술한 바와 같이 각부(2b·2c) 사이로부터의 자극 간 누설 자속이 크게 억제되고 있으므로, 각 도체층(1b1~1bn/1c1~1cn)에서의 와전류의 발생은 작다.

그 결과, 「병행 코일의 스트레이트 구조」는 「싱글 코일」에 비해 경감된 전류 밀도의 편향으로부터, 도체(1b·1c)의 발열이 「싱글 코일」에 비해 대폭으로 억제된다.

(병행 코일의 크로스 구조: 도 12)

다음으로, 제 1 실시예의 제 2 결선 구조(병행 코일의 크로스 구조)에 대하여 설명한다(도 12). 도체(1b·1c)에 여자 전류를 흘리면, 인덕턴스의 관계로부터, 상기와 같이 제 1 층(1b1/1c1)에 약간 치우쳐서 여자 전류가 흐르려고 하지만, 이 제 1 층(1b1/1c1)에 접속되어 있는 기부(2k·2l)측의 제 n 층(1bn/1cn)은 제 1 층(1b1/1c1)에 비해 여자 전류가 흐르기 어려우므로, 제 n 층(1bn/1cn)이 율속(律速)이 되어 제 1 층(1b1/1c1)에 흐르는 여자 전류가 억제된다. 바꿔 말하면, 제 1 층(1b1/1c1)에 흐르는 여자 전류는 제 n 층(1bn/1cn)과 같아진다. 이로써 전체로서 거의 균일하고 억제된 여자 전류가 각 층의 도체(1) 속을 흐른다. 그 결과, 상기 제 1 결선 구조에 비해 보다 발열을 억제할 수 있다.

또한, (병행 코일)로서는 도 3, 도 4의 상하 2층 구조가 포함되고, 「스트레이트 결선」과 「크로스 결선 구조」가 적용된다.

(다중 코일의 스트레이트 구조: 도 13)

다음에 제 2 실시예의 제 1 결선 구조(다중 코일의 스트레이트 구조)에 대하여 설명한다. 도체(1b'·1c')는, 이것을 구성하는 선재가 이미 기술한 바와 같이, 대경에서 세경까지 직경이 다른 코일 스프링 형상의 것으로, 각부(2b·2c)에 밀착 다중으로 감겨서 구성되어 있다. 즉, 도체(1b'·1c')의 세경의 것은 굵은 직경의 것의 내측에 네스트 상태로 배치되어 있다 그리고, 제 1 실시예의 「스트레이트 구조」와 마찬가지로, 한쪽의 각부(2b')의 각 도체층(1b1'~1bn')을 구성하는 선재가 다른 쪽의 각부(2c')의 각 도체층(1c1'~1cn')의 선재에 각각 병렬 접속되어 있다.

이 도체(1b'/1c')에 통전하면, 내외의 각 도체층(1b1'~1bn'/1c1'~1cn')에는 각부(2b·2c)의 위에서 아래(또는 아래에서 위)를 향해 여자 전류가 흐른다. 이때, 상기와 같이 인덕턴스의 관계로부터 상기와 같이 각 도체층(1b1'~1bn'/1c1'~1cn')에서 각부(2b·2c)의 기부측 부분이 율속이 되어, 전류 밀도의 편향이 상당 정도 해소되게 된다.

(다중 코일의 크로스 구조: 도 14)

제 2 실시예의 제 2 결선 구조(다중 코일의 크로스 구조)는, 한쪽의 각부(2b)에 다중으로 권설된 최내측의 제 1 층(1b1')은 상기 다른 쪽의 각부(2c)의 최외층의 제 n 층(1cn')에 접속되고, 한쪽의 각부(2b)의 최외층의 제 n 층(1bn')은 다른 쪽의 각부(2c)의 최내측의 제 1 층(1c1')에 접속되고, 역순으로 접속되어 있다.

상기에 나타내는 바와 같이, 통전시, 각부(2b·2c)의 선단 부분의 인덕턴스가 기부측보다 작아지지만, 이 영향은 지름 방향에서도 선단 부분에 가까운 내측의 층일수록 현저하게 나타난다.

바꿔 말하면, 제 1 층(1b1'/1c1')의 선단 부분과 최외층(1bn'/1cn')의 선단 부분을 비교하면, 제 1 층(1b1'/1c1') 쪽이 큰 영향을 받는다. 그 결과, 제 1 층(1b1'/1c1')을 흐르는 여자 전류는 최외층(1bn'/1cn')의 그것보다도 약간 강해진다. 그래서, 이와 같이 역순으로 접속되어 있는 이 경우에는, 인덕턴스의 영향이 가장 작은 제 n 층(1bn'(1cn'))의 기부측이 율속이 되어, 전류 밀도의 편향이 적고 승온도 보다 잘 억제할 수 있다.

이상으로부터 각 층의 접속이 「크로스 접속」의 경우, 「스트레이트 접속」에 비하여 선단측(내측)의 선재에 발생하는 기전력과 기부측(외측)의 선재에 발생하는 역방향의 기전력이 상쇄되어, 도체(1b·1c)의 승온이 보다 억제되게 된다.

이상으로부터, 이미 기술한 바와 같이, 자성체 코어(2)의 적층 방향과 형상, 및 냉각 구조의 개선에 더하여 결선 구조를 개선함으로써, 예를 들어, 턱이 작은 환자용의 소형 자기 자극 장치(A)에서, 사양의 15분을 대폭으로 밑도는 6분 40초로 100회(6000발)의 자기 자극이 가능해졌다. 이로써, 환자 및 시술자의 부담을 대폭으로 경감할 수 있게 되었다.

A: 연속 자기 자극 장치, G·G1·G3: 자속, L: 내측면 간의 간격, K·M: 면, P: 모터 포인트, θ: 개방 각도, 1·1b·1c(1b'·1c'): 도체, 1b1~1bn/1c1~1cn(1b1'~1bn'/1c1'~1cn'): 코일(층, 단), 2: 자성체 코어, 2a: 본체 부분, 2b·2c: 각부, 2k·2l: 기부, 2m·2n: (대향) 내측면, 2s·2t: 선단, 3: 박판, 3a: 박판, 3b·3c: 각부 구성 돌편, 4: 케이싱, 6: 냉각 기체(공기), 7: 냉각 기구, 7b: 팬, 10b·10c: 여자 전류 공급선, 41: 뚜껑부, 42: 자속 발생면, 43: 볼록부, 44: 취출구, 45: 코드 부착부, 46: 케이싱 본체: 47: 흡기구, 48: 바닥부, 49: 핸들, 50: 급전 코드, 51: 서포트, 81: 냉각 스페이스, 83: 흡기 스페이스, 84: 팬 수납 스페이스

Claims (9)

1. 본체 부분과, 상기 본체 부분으로부터 같은 방향으로 돌출한 각부(leg)로 구성된 자성체 코어와,
   상기 각부의 각각의 주위에 권설된 코일 형상의 도체와,
   상기 자성체 코어와 도체를 수납한 케이싱을 포함하는 자기 자극 장치에 있어서,
   상기 각부는 상기 각부를 동시에 횡단하는 면에 평행한 그 횡단 면적이 본체 부분측의 기부로부터 선단을 향해 점차 작아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 각부의 대향 내측면 간의 간격이 기부로부터 선단을 향해 점차 확대하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 자성체 코어는 박판의 적층체로 구성되어 있고, 그 적층면은 자성체 코어의 바디 부분과 양 각부를 동시에 종단하는 면에 평행한 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각부의 내측면과 상기 각부에 권설되고 상기 내측면에 대향하는 도체의 대향면과의 사이에, 상기 케이싱 내에 들어간 냉각 기체가 통류하는 냉각 스페이스가 각각 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 도체는 각부의 선단으로부터 기부를 향해 복수층으로 분할하여 권착된 선재로 구성되고,
   상기 선재는 인접하는 각 층마다 접속되게 되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 도체는 각부의 선단으로부터 기부를 향해 복수층으로 분할하여 권착된 선재로 구성되고,
   한쪽의 각부의 선단으로부터 기부를 향하는 각 층의 선재는 다른 쪽의 각부의 각 층의 선재에 기부측으로부터 선단을 향해 차례로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 도체는 각부 각각에 네스트 방식으로 다중으로 권착됨으로써, 안팎에서 복수층으로 권설된 선재로 구성되고,
   상기 선재는 대응하는 내측끼리, 외측끼리에서 같은 층마다 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 도체는 각부 각각에 네스트 방식으로 다중으로 권착됨으로써, 안팎에서 복수층으로 권설된 선재로 구성되고,
   상기 선재는 내측의 선재에 대하여 대응하는 외측의 선재가 각 층마다 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.
9. 자성체 코어와, 도체와, 송풍용 팬과, 이것들을 수납한 케이싱으로 구성된 자기 자극 장치에 있어서,
   자성체 코어는 본체 부분과 상기 본체 부분으로부터 같은 방향으로 돌출하고 그 대향 내측면 간의 간격이 그 기부로부터 선단을 향해서 점차 확대하도록 형성되어 있는 각부로 구성되고, 또한 복수의 박판의 평면끼리가 포개진 적층체로 구성되어 있고,
   도체는 상기 각부의 각각의 주위에 코일형상으로 권설되어 있고,
   팬은 상기 각부의 대향 내측면 간을 향해 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 자극 장치.

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