(57)【要約】【課題】接点間距離を短くでき、これによりリレー自体の小型化が可能であると共に、高電圧が印可された場合でも絶縁を十分に維持できるリレー及びその製造方法、このリレーを用いた小型化が可能な電気的治療装置（除細動器など）、及び安全に駆動することが可能な電気的治療装置の制御方法を提供する。【解決手段】本発明のリレー２０は、ケース２１内にリレー接点２２，２２が収納され、ケース２１内の少なくともリレー接点２２，２２の間に、高絶縁耐圧液であるシリコーン油３１を充填する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にリレー接点が収納されたリレーにおいて、前記ケース内の少なくとも前記リレー接点の間に、高絶縁耐圧液が充填されていることを特徴とするリレー。
【請求項２】
前記高絶縁耐圧液は、脱泡されていることを特徴とする請求項１に記載のリレー。
【請求項３】
前記高絶縁耐圧液は、シリコーン油であることを特徴とする請求項１または２に記載のリレー。
【請求項４】
前記ケースは、金属の薄板で形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のリレー。
【請求項５】
リレー接点が収納されたケース内に、高絶縁耐圧液を注入し、前記ケース内の少なくとも前記リレー接点の間に前記高絶縁耐圧液を浸漬させる工程を含むことを特徴とするリレーの製造方法。
【請求項６】
前記ケース内を略真空状態にして、前記高絶縁耐圧液を脱泡する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のリレーの製造方法。
【請求項７】
前記高絶縁耐圧液は、シリコーン油であることを特徴とする請求項６に記載のリレーの製造方法。
【請求項８】
刺激パルスを生体に伝達するための電極と、電気エネルギー蓄積装置に蓄えたエネルギーの供給を制御するスイッチ手段との間を電気的に接続するようにリレーを設けたことを特徴とする電気的治療装置。
【請求項９】
前記リレーは、ケース内にリレー接点が収納され、前記ケース内の少なくとも前記リレー接点の間に、高絶縁耐圧液が充填されていることを特徴とする請求項８に記載の電気的治療装置。
【請求項１０】
前記リレーに充填された前記高絶縁耐圧液は、脱泡されていることを特徴とする請求項９に記載の電気的治療装置。
【請求項１１】
前記リレーに充填された前記高絶縁耐圧液は、シリコーン油であることを特徴とする請求項９または１０に記載の電気的治療装置。
【請求項１２】
電気エネルギー供給開始の際に、前記リレーをオン状態としてから前記スイッチ手段をオン状態とし、かつ、電気エネルギー供給終了の際に、前記スイッチ手段をオフ状態としてから前記リレーをオフ状態とするように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の電気的治療装置。
【請求項１３】
前記電気的治療装置が除細動器であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の電気的治療装置。
【請求項１４】
電気エネルギー供給開始の際には、前記リレーをオン状態としてから前記スイッチ手段をオン状態とし、電気エネルギー供給終了の際には、前記スイッチ手段をオフ状態としてから前記リレーをオフ状態とすることを特徴とする電気的治療装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧がかけられた状態下でも、接点同士が接触していないときには十分絶縁を維持できるリレー及びその製造方法、リレーを用いた電気的治療装置及びその制御方法に係り、特に除細動器内において半導体スイッチ回路と患者に装着する電極の間に絶縁リレーを設けた電気的治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
心臓疾患の患者において、心臓に発生する異常な細動は、患者を死に至らしめる主要な要因である。この細動を除去するために、患者の心臓に電気的な刺激パルス（除細動パルスと云う）によるショックを与え、細動を除去する電気的治療装置（除細動器と云う）が一般的に用いられている。
【０００３】
この除細動器は、その使用状態で大別すると、体内式（移植型）と体外式（外部接続型）がある。以下、体外式の除細動器の一例を挙げ、電気的な動作を説明する。
図１２は、体外式の除細動器の一例におけるその電気回路の模式的なブロック図である。図１２に示すように、体外式の除細動器１は、充電回路１１と、この充電回路１１にリレー１２，１２を介して接続された電極１３，１３と、リレー１２，１２間に接続されたコンデンサ１４とを有している。
【０００４】
この除細動器１は、電極１３，１３を患者に接触させて、充電回路１１から患者にエネルギーを供給するようになっている。そして、従来の除細動器１は、通常の機械式のリレー１２，１２を使用していた。
【０００５】
機械式のリレー１２は、磁界を発生させるコイル部（図示せず）と、回路の開閉を行う接点部とで構成されている。コイル部に電流を流すと磁界を生じ、この磁界によって可動接点を引き寄せて接点同士を接触させ、導通状態にする。コイル部の電流を切ると磁界がなくなり、接点同士が離れて導通状態が解除されるようになっている。
【０００６】
一方、出力波形を細かく制御した除細動パルスを患者に供給する除細動器として、本出願人は、機械式のリレーの代わりに半導体スイッチ（ＩＧＢＴ）回路を用いた電気的治療装置（除細動器等）を、特開２００１−２４５９９２号公報に示した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の機械式リレーは、接点間に空気が存在するだけなので、高電圧がかけられたときに絶縁が破壊されないように、接点間の距離を十分大きく、たとえば５ｍｍ程度にする必要があり、小型化が困難であった。従って、リレーを用いる電気治療装置（除細動器等）なども小型化することが困難であった。
【０００８】
また、従来の半導体スイッチを用いた電気治療装置（除細動器等）においては、半導体スイッチ回路が故障した場合、出力が不用意に外部にでてしまうおそれがあった。さらに半導体スイッチ回路のみでは、電気治療装置（除細動器等）に要求される絶縁抵抗値を満たすことができないという問題があった。また、半導体スイッチ回路には漏れ電流の問題もあった。
【０００９】
そこで、半導体スイッチ回路と患者に装着する電極の間を絶縁することが望まれるが、例えば、従来の絶縁リレーを用いて、上記絶縁抵抗値を満足させようとすると、リレーが大型になるという問題がある。従って、このリレーを用いた電気治療装置（除細動器等）も大型化するので実用的ではない。
【００１０】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたもので、接点間距離を短くでき、これによりリレー自体の小型化が可能であると共に、高電圧が印可された場合でも絶縁を十分に維持できるリレー及びその製造方法、このリレーを用いた小型化が可能な電気的治療装置（除細動器等）及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係るリレーは、請求項１に記載したように、ケース内にリレー接点が収納されたリレーにおいて、前記ケース内の少なくとも前記リレー接点の間に、高絶縁耐圧液が充填されていることを特徴とする。
これによって、リレーの高絶縁耐圧化を図ることができ、リレー接点間の間隔を狭めることによって、リレーの小型化が可能になる。
【００１２】
また、本発明に係るリレーは、請求項２に記載したように、前記高絶縁耐圧液は、脱泡されていることを特徴とする。これによって、高い電圧が印可された場合でも、絶縁を十分に維持できる。
【００１３】
さらに、本発明に係るリレーは、請求項３に記載したように、前記高絶縁耐圧液は、シリコーン油であることを特徴とする。これによって、絶縁を十分に維持できる。
【００１４】
本発明に係るリレーの製造方法は、請求項４に記載したように、リレー接点が収納されたケース内に、高絶縁耐圧液を注入し、前記ケース内の少なくとも前記リレー接点の間に前記高絶縁耐圧液を浸漬させる工程を含むことを特徴とする。これによって、リレーの高絶縁耐圧化を図ることができ、リレー接点間の間隔を狭めることによって、小型のリレーを製造することができる。
【００１５】
また、本発明に係るリレーの製造方法は、請求項５に記載したように、前記ケース内を略真空状態にして、前記高絶縁耐圧液を脱泡する工程を含むことを特徴とする。
これによって、高い電圧が印可された場合においても絶縁を維持できる。
【００１６】
さらに、本発明に係るリレーの製造方法は、請求項６に記載したように、前記高絶縁耐圧液は、シリコーン油であることを特徴とする。これによって、絶縁を十分に維持できる。
【００１７】
本発明に係る電気的治療装置は、請求項７に記載したように、刺激パルスを生体に伝達するための電極と、電気エネルギー蓄積装置に蓄えたエネルギーの供給を制御するスイッチ手段との間を電気的に接続するようにリレーを設けたことを特徴とする。
このように、スイッチ手段との間を電気的に接続するようにリレーを設けたことにより、より安全性の高い電気的治療装置が実現できる。
【００１８】
また、本発明に係る電気的治療装置は、請求項８に記載したように、前記リレーは、ケース内にリレー接点が収納され、前記ケース内の少なくとも前記リレー接点の間に、高絶縁耐圧液が充填されていることを特徴とする。
これによって、高絶縁耐圧化が図られ、また、リレー接点間の間隔を狭めた小型のリレーを用いることができるので、電気的治療装置の小型化が可能になる。
【００１９】
また、本発明に係る電気的治療装置は、請求項９に記載したように、前記リレーに充填された前記高絶縁耐圧液は、脱泡されていることを特徴とする。
これによって、高い電圧が印可された場合においても絶縁を維持できる。
【００２０】
また、本発明に係る電気的治療装置は、請求項１０に記載したように、前記リレーに充填された前記高絶縁耐圧液は、シリコーン油であることを特徴とする。
これによって、高い電圧が印可された場合でも絶縁を十分に維持できる。
【００２１】
また、本発明に係る電気的治療装置は、請求項１１に記載したように、電気エネルギー供給開始の際に、前記リレーをオン状態としてから前記スイッチ手段をオン状態とし、かつ、電気エネルギー供給終了の際に、前記スイッチ手段をオフ状態としてから前記リレーをオフ状態とするように制御する制御手段を有することを特徴とする。
これによって、アークの発生を防止することで気泡の発生を防止し、絶縁耐圧液の絶縁性を維持し、安全に駆動できる電気的治療装置を実現できる。
【００２２】
また、本発明に係る電気的治療装置は、請求項１２に記載したように、前記電気的治療装置が除細動器であることを特徴とする。
これによって、請求項７〜請求項１１に記載した前記電気的治療装置の特徴を除細動器に適用することができ、除細動器の小型化が可能になり、除細動器を安全に駆動することができる。
【００２３】
本発明に係る電気的治療装置の制御方法は、請求項１３に記載したように、電気エネルギー開始の際には、前記リレーをオン状態としてから前記スイッチ手段をオン状態とし、電気エネルギー供給終了の際には、前記スイッチ手段をオフ状態としてから前記リレーをオフ状態とすることを特徴とする。
これによって、電気的治療装置を安全に駆動できる制御方法を提供できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係るリレー２０の断面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４はリレー２０の斜視図、図５はリレー２０の分解斜視図、図６は図５のリレー接点２２を含む部分のＣ矢視図である。
【００２５】
図１〜図６に示すように、本実施の形態に係るリレー２０は、ケース２１と、このケース２１内に収納されたリレー接点２２，２２とを有している。また、このリレー２０は、ターミナル２３、基板２４、絶縁紙２５、Ｅリング２６、上蓋２７、ゴムパッキン２８、上端部に設けられたピン２９，２９、下蓋３０を有している。
【００２６】
さらに、このリレー２０は、ケース２１内の少なくともリレー接点２２，２２の間に、本実施形態ではケース２１内全体に、高絶縁耐圧液としてシリコーン油３１が充填されている。このシリコーン油３１は、脱泡されている。下蓋３０には、製造工程で脱泡するための孔３２が設けられている（図５参照）。なお、図５中の符号３３は、端子である。
【００２７】
高絶縁耐圧液として必要な特性は、使用温度範囲において粘性の変化が少ないこと、使用温度範囲において高絶縁耐性があること、安価であることが挙げられるが、シリコーン油３１はこれらの特性を満足する。そのため、ここでは粘度１０［ｃＳｔ］（１．０×１０−５［ｍ２／ｓ］）のシリコーン油３１を使用している。
【００２８】
このような特性を有するシリコーン油３１を使用することによって、リレー接点２２，２２間の距離を１ｍｍ以下（図６参照）にすることができる。これにより、リレー２０及びこれを用いた電気的治療装置としての除細動器４０（図８参照）の小型化が可能になる。
【００２９】
また、ケース２１は、シリコーン油３１が滲んで外に漏れ出さない材質を選定する必要があるため、金属が使用されている。リレー２０が使用される温度変化により、シリコーン油３１が膨張・収縮するが、ケース２１を薄板金属とすることで、シリコーン油３１の膨張・収縮が生じても、ケース２１がそれに応じてダイアフラムのようにわずかに変形するだけであり、損壊するのを防止できる。このケース２１に使用する金属板の厚さは０．１ｍｍ程度の薄板が好ましい。
【００３０】
ケース２１の製造方法の一例について、その概要を図７を用いて説明する。長方形の金属板７１を用意し、短辺の両端をベンダーによって両端部を３０°曲げ、その曲げ部分をバイスで２ｍｍくらいの隙間をあけてヘミング曲げを行い合わせ部７１ａ，７１ａを形成する（図７（ａ）参照）。
【００３１】
次に、金属板７１を円筒状に丸め両側の合わせ部７１ａ，７１ａをかみ合わせ（図７（ｂ）参照）、丸棒（図示せず）を挿入し、バイスに挟んで合わせ部７１ａ，７１ａを加締める。
【００３２】
次に、成形した金属板７１を中子７２（図７（ｃ）参照）に嵌め合わせる。次に、成形した金属板７１および中子７２を置き台７４の上に載せて４つの外枠７５をかぶせ、押さえ用プレート（図示せず）を当てて外枠７５を囲みシャコ万力で図７（ｄ）の矢印で示すように締め付ける。
【００３３】
さらに、フランジ折り曲げガイド７６の面取り側を下にして連結ピン７３に通し、ハンドプレスでフランジ折り曲げガイド７６を図７（ｄ）の矢印のように押圧する。これによって、フランジ７１ｂが４５°に折れ曲がる（図７（ｅ）参照）。
【００３４】
次に、フランジ折り曲げガイド７６を裏返し平らな面を下にしてハンドプレスで押圧する。この工程で、フランジが９０°に折れ曲がる。成形した金属板７１の反対側も同様にフランジ７１ｂを折り曲げる。これによって、図７（ｅ）に示すような、ケース２１が完成する。
【００３５】
次に、図８および図９を参照して、シリコーン油３１の充填方法を説明する。この場合は、先ず図８に示すように、脱泡器（真空容器）３５の蓋３６を開ける。そして、下蓋３０の孔３２を上側に向けて、リレー２０を台３７上に載置する。
【００３６】
次に、その脱泡器（真空容器）３５の中にシリコーン油３１を注ぎ、シーリングされたリレー２０を浸漬させる。
【００３７】
次に、脱泡器３５の蓋３６を閉じて気密にし、中の空気を抜いて低圧から真空状態にする。そして、空気層の圧力を０．１〜２．０［Ｔｏｒｒ］（１３．３〜２６６［Ｐａ］）にして２時間程度保持する。これにより、リレー２０内の空気が下蓋３０の孔３２から脱泡される。なお、空気層の圧力はできる限り低圧がよく０．１［Ｔｏｒｒ］（１３．３［Ｐａ］）程度が適切である。
【００３８】
このようにして脱泡した後、図９に示すように、脱泡器３５の蓋３６を開けて、リレー２０の下蓋３０に設けられている孔３２を（半田鏝３８ａなどを用いて）半田３８で封止してリレー２０内を気密にする。これによって、シリコーン油３１がリレー２０内の隅々まで充填され、リレー接点２２，２２同士の間にもシリコーン油３１が充填される。
【００３９】
以上のような本実施の形態のリレー２０は、電気的治療装置（除細動器など）に使用することができるものである。以下、図１０を参照して、本実施の形態のリレー２０を用いた除細動器４０について説明する。この除細動器４０は、充電回路４１，コンデンサ４２，半導体スイッチ回路（スイッチ手段）４３，リレー２０，電極４４，制御部（制御手段）４５を有している。
【００４０】
図１０に示すように、除細動器４０は、制御部４５によって充電回路４１，コンデンサ４２，半導体スイッチ回路４３，リレー２０を制御することにより、充電回路４１から一旦コンデンサ４２に電気エネルギーを充電し、半導体スイッチ回路４３とリレー２０とがオンになっているときに、コンデンサ４２に充電されている電気エネルギーを、電極４４，４４を介して患者に供給する。
【００４１】
さらに、本実施の形態の除細動器４０は、制御部４５により制御される半導体スイッチ回路４３とリレー２０との動作タイミングに特徴があるものである。
以下、本実施の形態の除細動器４０における動作タイミングについて、図１１の半導体スイッチ回路４３とリレー２０との動作タイミングの関係を示す図を用いて説明する。
【００４２】
図１１に示すように、電気エネルギー供給開始の際は、先にリレー２０をオンにした後、タイミングを遅らせて半導体スイッチ回路４３をオンにする。こうすると、リレー接点２２，２２が接触している状態で高電圧が印可されるので、アークの発生を防止することで気泡の発生を防止し、シリコーン油の絶縁性が維持できる。また、接点の損傷も防止できる。
【００４３】
また、電気エネルギー供給終了の際は、先に半導体スイッチ回路４３をオフにした後、タイミングを遅らせてリレー２０をオフにする。こうすると、リレー２０をオフにするときには半導体スイッチ回路４３がオフになっているので、リレー接点２２，２２間に高電圧がかかるのを回避でき、シリコーン油の絶縁性を維持し、接点損傷の防止をすることができることは上記と同様である。
【００４４】
これに対して、もし半導体スイッチ回路４３のオンの後に、リレー２０をオンにし、半導体スイッチ回路４３のオフの前に、リレー２０をオフにしたとすると、リレー２０のオン，オフ時に、リレー接点２２，２２間に高電圧がかかるため、リレー接点２２，２２の開閉時に接点間にアーク放電が生じ、接点間が焼き付きにより摩耗するほか、シリコーン油３１に気泡が生じ、耐圧不良の原因となる。
【００４５】
よって、本実施の形態の除細動器４０における動作タイミングであれば、リレー２０のオン，オフ時には、リレー２０に電圧がかかっていないので、リレー接点２２，２２の開閉時に、接点間にアーク放電が生じるのを防止できると共に、シリコーン油３１に気泡が発生するのを防止できる。これによって、リレー２０の耐圧不良を防止することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケース内の少なくともリレー接点の間に、高絶縁耐圧液が充填されているので、高絶縁耐圧化を図ることができ、リレー接点間の間隔を小さくすることにより、リレー及びこれを用いた除細動器などの電気治療装置の小型化が可能になる。
また、高絶縁耐圧器としてシリコーン油を使用し、しかもその脱泡を行っているので、高電圧が印可された場合でも絶縁を十分に維持できる。
さらに、本発明の電気敵治療装置及びその制御方法によれば、除細動器などに適用した場合に、半導体スイッチとリレーとが所定のタイミングで作動するので、リレー接点間の絶縁破壊を防止して安全に駆動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリレーの断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明に係るリレーの斜視図である。
【図５】本発明に係るリレーの分解斜視図である。
【図６】図５のリレー接点２２を含む部分のＣ矢視図である。
【図７】ケース２１の製造方法の一例の概要を説明する工程図である。
【図８】本発明に係るリレーのシリコーン油充填方法を説明する断面図（その１）である。
【図９】本発明に係るリレーのシリコーン油充填方法を説明する断面図（その２）である。
【図１０】本発明に係るリレーを適用した除細動器の電気回路の模式的なブロック図である。
【図１１】本発明に係るリレーを使用した除細動器の半導体スイッチ回路とリレーとの動作タイミングの関係を示す図である。
【図１２】従来例に係る除細動器の電気回路の模式的なブロック図である。
【符号の説明】
２０　リレー
２１　ケース
２２　リレー接点
２３　ターミナル
２４　基板
２５　絶縁紙
２６　Ｅリング
２７　上蓋
２８　ゴムパッキン
２９　ピン
３０　下蓋
３１　シリコーン油（高絶縁耐圧液）
３２　孔
３３　端子
３５　脱泡器
３６　蓋
３７　台
３８　半田
３８ａ　半田鏝
４０　除細動器（電気的治療装置）
４１　充電回路
４２　コンデンサ
４３　半導体スイッチ回路（スイッチ手段）
４４　電極
４５　制御部
【図１】
2004063181.tif 000003
【図２】
2004063181.tif 000004
【図３】
2004063181.tif 000005
【図４】
2004063181.tif 000006
【図５】
2004063181.tif 000007
【図６】
2004063181.tif 000008
【図７】
2004063181.tif 000009
【図８】
2004063181.tif 000010
【図９】
2004063181.tif 000011
【図１０】
2004063181.tif 000012
【図１１】
2004063181.tif 000013
【図１２】
2004063181.tif 000014