JP2006517649A5

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Publication number: JP2006517649A5
Application number: JP2006503600A
Authority: JP
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2024-02-11

Claims

標的を無力化するための電子式無力化装置であって、
ａ．前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を築き上げるための第１および第２の電極であって、少なくとも前記電極のうちの一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在し得る該電極と、
ｂ．第１の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間の第１の高電圧で短い持続時間の出力を発生して前記エアギャップ内の空気を電離させることで前記エアギャップの前記高インピーダンスをさらに低いインピーダンスへと下げ、それによって低電圧レベルで前記エアギャップを電流が流れることを可能にする第１のモードで動作するため、およびその後に、第２の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間の第２の低い電圧の出力を発生して前記第１および第２の電極間を、及び前記標的上の前記第１と第２の接触点間を流れる電流を維持することで前記標的を通って電流が流れることを可能にする第２のモードで動作するための電源とを有する装置。
標的を無力化するための電子式無力化装置であって、
ａ．前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を築き上げるための第１および第２の電極であって、少なくとも前記電極のうちの一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在し得る該電極と、
ｂ．出力電圧を供給するための高電圧電源と、
ｃ．前記エアギャップ内の空気を電離させることで前記エアギャップの前記高インピーダンスをさらに低いインピーダンスへと下げ、それによって低電圧レベルで前記エアギャップを電流が流れることを可能にするための前記第１および第２の電極間の第１の高電圧出力を発生し、それに続いて第２の低い電圧の出力が電流を、前記第１および第２の電極間に流し、かつ前記標的上の前記第１と第２の接触点間を流すことを可能にすることで前記標的を通って電流が流れることを可能にする高電圧電力出力回路とを有する装置。
標的を無力化するための電子式無力化装置であって、
ａ．前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を築き上げるための第１および第２の電極であって、少なくとも前記電極のうちの一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在し得る該電極と、
ｂ．出力電圧を供給するための高電圧電源と、
ｃ．前記エアギャップ内の空気を電離させることで前記エアギャップの前記高インピーダンスをさらに低いインピーダンスへと下げ、それによって低電圧レベルで前記エアギャップを電流が流れることを可能にするように第１の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極を第１の高電圧出力を発生するための第１の出力回路構成へと切り換わり、かつその回路構成で動作するため、およびそれに続いて第２の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間に第２の低い電圧の出力を発生して前記第１および第２の電極間を流れ、かつ前記標的上の前記第１と第２の接触点間を流れる電流を維持することで前記標的を通って電流が流れることを可能にするための第２の出力回路構成へと切り換わり、かつその回路構成で動作するための前記高電圧電源用の切り換わり可能な出力回路とを有する装置。
前記切り換わり可能な出力回路が
ａ．前記第１の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間の相対的に高い電圧出力を発生するための高電圧出力回路と、
ｂ．前記第２の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間の相対的に低い電圧出力を発生するための低電圧出力回路とを有する、請求項３に記載の電子式無力化装置。
前記高電圧出力回路が
ａ．第１のエネルギー貯蔵用コンデンサと、
ｂ．前記エネルギー貯蔵用コンデンサの電圧を第１の電圧レベルからさらに高い第２の電圧レベルへと上げるために前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサと前記第１の電極との間に連結された電圧変換回路と、
ｃ．前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサの電圧が第１の予め決められたレベルに到達するとその後に、前記第１および第２の電極間に前記高電圧出力回路を連結するように閉じる第１のスイッチとを有する、請求項４に記載の電子式無力化装置。
前記低電圧出力回路が
ａ．第２のエネルギー貯蔵用コンデンサと、
ｂ．前記高電圧出力回路が前記エアギャップ内の空気を電離させた時間付近で、前記第１および第２の電極間に前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサを連結するように閉じる第２のスイッチとを有する、請求項５に記載の電子式無力化装置。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサと前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサが前記高電圧電源から充電電流を各々受け取る、請求項６に記載の電子式無力化装置。
前記第２のスイッチが閉じるとその後に、前記第１および第２の電極から前記高電圧出力回路を分断するために前記第１のスイッチが開く、請求項７に記載の電子式無力化装置。
前記第１のスイッチの閉じる動作が時間Ｔ_１を規定する、請求項８に記載の電子式無力化装置。
前記第２のスイッチの閉じる動作が時間Ｔ_２を規定する、請求項９に記載の電子式無力化装置。
前記第２のスイッチが、前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサの電圧が予め決められたレベルよりも下に落ちると開き、かつ時間Ｔ_３を規定するように構成される、請求項８に記載の電子式無力化装置。
前記第１のスイッチおよび第２のスイッチの開状態と閉状態の間の関係が次の表

によって規定される、請求項１０に記載の電子式無力化装置。
前記第１および第２のスイッチが電圧作動型スイッチを含む、請求項１２に記載の電子式無力化装置。
前記第１および第２の電圧作動型スイッチがスパークギャップを含み、第１のスパークギャップの破壊電圧が第２のスパークギャップの破壊電圧よりも小さい、請求項１３に記載の電子式無力化装置。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格が前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格よりも大幅に大きい、請求項１４に記載の電子式無力化装置。
さらに、
ａ．前記電子式無力化装置を動作および休止させるためのトリガスイッチと、
ｂ．前記トリガスイッチの形態を感知するため、および前記高電圧電源の動作を制御するための制御器を有する、請求項１２に記載の電子式無力化装置。
前記トリガスイッチの閉じる動作が時間Ｔ_０を規定し、かつ前記制御器に前記高電圧電源の電圧変換段を作動させる、請求項１６に記載の電子式無力化装置。
前記制御器が時間Ｔ_３に前記高電圧電源の電圧変換段を休止させる、請求項１７に記載の電子式無力化装置。
前記制御器が、予め設定されたパルス繰り返し数に相当する固定のパルス繰り返し数を維持するために時間Ｔ_４まで前記高電圧電源の電圧変換段の休止状態を維持する、請求項１８に記載の電子式無力化装置。
前記固定のパルス繰り返し数を維持するために前記制御器が前記高電圧電源を繰り返し作動および休止させる、請求項１９に記載の電子式無力化装置。
前記電圧変換回路が電圧増倍器を含む、請求項７に記載の電子式無力化装置。
前記電圧増倍器が昇圧変圧器を含む、請求項２１に記載の電子式無力化装置。
前記昇圧変圧器が一次巻き線と二次巻き線を有し、前記一次巻き線が前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサの放電経路と直列に連結される、請求項２２に記載の電子式無力化装置。
前記昇圧変圧器の二次巻き線が前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサの放電経路と直列に連結される、請求項２３に記載の電子式無力化装置。
前記高電圧電源の電圧変換段の出力部に連結された第１のリード線と、前記第２の電極に連結された第２のリード線を有する第３のエネルギー貯蔵用コンデンサをさらに含む、請求項７に記載の電子式無力化装置。
Ｔ_１〜Ｔ_２の時間的間隔が１．５マイクロ秒に近似し、Ｔ_２〜Ｔ_３の時間的間隔が５０マイクロ秒に近似する、請求項１２に記載の電子式無力化装置。
第１のスパークギャップの破壊電圧が２０００ボルトに近似し、第２のスパークギャップの破壊電圧が３０００ボルトに近似する、請求項１４に記載の電子式無力化装置。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格が０．１４マイクロファラッドに近似し、前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格が０．０２マイクロファラッドに実質的に等しいかまたはそれよりも小さい、請求項７に記載の電子式無力化装置。
標的を無力化するための電子式無力化装置であって、
ａ．前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を築き上げるための第１および第２の電極であって、少なくとも前記電極のうちの一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在し得る電極と、
ｂ．低電圧のＤＣ入力を受け取り、かつ大幅に増大したＤＣ出力電圧を出力端子で発生させるための電圧変換段を有する高電圧電源と、
ｃ．Ｔ_１〜Ｔ_２の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間に高電圧出力を発生するために前記電圧変換段の出力端子に連結された高電圧出力回路と、
ｄ．Ｔ_２〜Ｔ_３の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間に低電圧出力を発生するために前記電圧変換段の出力端子に連結された低電圧出力回路とを有する装置。
ａ．前記高電圧出力回路が、Ｔ_０〜Ｔ_１の時間的間隔の中で前記高電圧電源から充電電流を受け取るために前記高電圧電源の電圧変換段の前記出力端子に連結された第１のエネルギー貯蔵用コンデンサを含み、
ｂ．前記低電圧出力回路が、Ｔ_０〜Ｔ_１の時間的間隔の中で前記高電圧電源から充電電流を受け取るために前記高電圧電源の電圧変換段の前記出力端子と並列に連結された第２のエネルギー貯蔵用コンデンサを含む、請求項２９に記載の電子式無力化装置。
前記高電圧出力段がさらに、
ａ．前記エネルギー貯蔵用コンデンサの電圧をさらに高い電圧レベルへと上げるために前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサと前記第１の電極との間に連結された電圧増倍器と、
ｂ．前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサの電圧が第１の予め決められたレベルに到達すると、前記第１および第２の電極を横切って前記高電圧出力回路を連結するように閉じる第１のスイッチとを有する、請求項３０に記載の電子式無力化装置。
前記低電圧出力回路がさらに、前記高電圧出力回路によって前記第１および第２の電極間に印加された電圧がアークを確立してさらに低い電圧で電流が流れることを可能にした後に前記第１および第２の電極間に前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサを連結するように閉じる第２のスイッチを有する、請求項３１に記載の電子式無力化装置。
前記第２のスイッチが閉じると、前記第１および第２の電極から前記高電圧出力回路を分断するように前記第１のスイッチが開く、請求項３２に記載の電子式無力化装置。
前記第１および第２のスイッチがスパークギャップスイッチを含む、請求項３３に記載の電子式無力化装置。
第１のスパークギャップスイッチの破壊電圧が第２のスパークギャップスイッチの破壊電圧よりも小さい、請求項３４に記載の電子式無力化装置。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格が前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格よりも大幅に大きい、請求項３５に記載の電子式無力化装置。
さらに、
ａ．前記電子式無力化装置を作動および休止させるためのトリガスイッチと、
ｂ．前記トリガスイッチの形態を感知するため、および前記高電圧電源の動作を制御するための制御器を有する、請求項３２に記載の電子式無力化装置。
前記電圧増倍器が昇圧変圧器を含む、請求項３７に記載の電子式無力化装置。
標的を無力化するための方法であって、
ａ．第１の時間的間隔の中で第１および第２のエネルギー貯蔵用コンデンサに充電電流を向ける工程と、
ｂ．前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサの電圧を感知し、前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサの電圧が第１の電圧閾値を超えると前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサを電圧増倍器に連結する工程と、
ｃ．第１および第２の出力電極間の増倍された出力電圧を発生させるために第２の時間的間隔の中で前記電圧増倍器を通して前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサを放電させながらその一方で、前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を構築するように前記出力電極を前記標的の付近に配置する工程であって、そこでは前記電極のうちの少なくとも一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在することが可能である該工程と、
ｄ．前記エアギャップに減少したインピーダンスの電離経路を作り出し、前記エアギャップの以前に存在した高インピーダンスを大幅に低いインピーダンスへと下げるために前記第１と第２の電極の間に電流の流れを確立する工程と、
ｅ．前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサが放電しているときに前記第１および第２の出力電極間に印加される電圧を感知する工程、および前記エアギャップに構築された前記減少したインピーダンスの電離経路を通して電流を放出して第３の時間的間隔の中で前記第１と第２の出力電極の間で電流の流れを維持するために前記第１および第２の出力電極間に前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサを連結する工程を含む方法。
前記第１および第２のエネルギー貯蔵用コンデンサが前記第１の時間的間隔の中の電圧レベルに実質的に等しく充電される、請求項３９に記載の方法。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格が前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサのキャパシタンス定格を大幅に超える、請求項４０に記載の方法。
前記電圧増倍器が一次および二次の巻き線を有する昇圧変圧器を含み、前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサから出る放電電流が前記一次変圧器巻き線を通過する、請求項３９に記載の方法。
前記第２の時間的間隔の中で作り出される増倍された出力電圧が前記第１の電圧レベルを大幅に超える、請求項３９に記載の方法。
前記第２の時間的間隔の持続時間が前記第３の時間的間隔の持続時間よりも大幅に短い、請求項３９に記載の方法。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサの電圧を感知する工程が前記第１の電圧閾値に実質的に等しい第１の破壊電圧を有する第１のスパークギャップによって遂行される、請求項４４に記載の方法。
前記第１のエネルギー貯蔵用コンデンサが放電しているときに前記第１および第２の電極間に印加される電圧を感知する工程が第２の電圧閾値に実質的に等しい第２の破壊電圧を有する第２のスパークギャップによって遂行される、請求項４５に記載の方法。
前記標的が遠隔の標的であり、更に、分離した長さの可撓性ワイヤによって前記第１および第２の出力電極へと連結された第１および第２のダーツを有し、前記ワイヤの長さが前記出力電極と前記遠隔標的との距離に及ぶために充分である、請求項３９に記載の方法。
前記出力電極近傍の第１の場所から前記標的に向けて前記ダーツを推進する工程をさらに含む、請求項４７に記載の方法。
前記第１および第２のダーツが前記分離した長さの可撓性ワイヤに連結された導電性の先端を有する、請求項４８に記載の方法。
感知される電圧が第２の電圧閾値を超えると前記第１および第２の電極間に前記第２のエネルギー貯蔵用コンデンサを連結する工程をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
標的を無力化するための方法であって、
前記標的でエアギャップを電離させるために第１の電圧で信号を入力する工程と、
前記標的を通して電流を流し続けるために前記第１の電圧よりも振幅で小さい第２の電圧で前記信号を入力する工程とを含む方法。
標的の筋肉を無力化するための方法であって、
ａ．前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を築き上げるための第１および第２の電極であって、少なくとも前記電極のうちの一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在し得る電極を設ける工程と、
ｂ．第１の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間に第１の高電圧で短い持続時間の出力を印加して前記エアギャップ内の空気を電離させることで前記エアギャップの前記高インピーダンスをさらに低いインピーダンスへと下げ、それによって低電圧レベルで前記エアギャップに電流が流れることを可能にする工程と、
ｃ．それに続いて第２の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間に第２の低い電圧の出力を印加して前記第１および第２の電極間に流れ、かつ前記標的上の前記第１と第２の接触点間を流れる電流を維持することで前記標的を通って電流が流れることを可能にする工程と、
ｄ．前記第１の高電圧出力および前記第２の低電圧出力を発生するために必要な電力を供給するためにバッテリーを設ける工程と、
ｅ．本来のバッテリー容量を表す保存データにアクセスする工程、消費されたバッテリー容量を動作時間の関数として計算する工程、および消費されたバッテリー容量または残りのバッテリー容量のどちらかを示すデータを表示する工程を含む方法。
標的を無力化するための電子式無力化装置であって、
ａ．前記標的上で間隔を置いた第１および第２の接触点を築き上げるための第１および第２の電極であって、少なくとも前記電極のうちの一方と前記標的との間に高インピーダンスのエアギャップが存在し得る該電極と、
ｂ．第１の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極間の第１の高電圧で短い持続時間の出力を発生して前記エアギャップ内の空気を電離させることで前記エアギャップの前記高インピーダンスをさらに低いインピーダンスへと下げ、それによって低電圧レベルで前記エアギャップに電流が流れることを可能にする第１のモードで動作するため、およびその後に、第２の時間的間隔の中で前記第１および第２の電極の間に第２の低い電圧の出力を発生して前記第１および第２の電極の間に流れ、かつ前記標的上の前記第１と第２の接触点間を流れる電流を維持することで前記標的を通って電流が流れることを可能にする第２のモードで動作するための電源と、
ｃ．前記電子式無力化装置の動作モードをモニタするための動作モードモニタリング手段と、
ｄ．前記電子式無力化装置が各々の異なる動作モードで動作させられた時間を測定するための動作時間モニタリング手段と、
ｅ．前記電子式無力化装置に電気エネルギーを供給するためのバッテリーと、
ｆ．本来のバッテリー容量および各々の装置動作モードに関連したバッテリー容量消費の率を表すデータを保存するためのルックアップテーブルと、
ｇ．前記動作モードモニタリング手段、前記動作時間モニタリング手段、および前記ルックアップテーブルに保存されたデータから受け取ったデータに基づいて消費バッテリー容量を計算し、消費されたバッテリー容量または残りのバッテリー容量のどちらかを示すデータを表示するための手段を有する装置。
前記電子式無力化装置がバッテリーレセプタクルを有するハウジング内に詰め込まれ、前記電子式無力化装置のバッテリーレセプタクルの中に嵌合する寸法にされた取り外し可能なバッテリーモジュール内にバッテリーが詰め込まれる、請求項５３に記載の電子式無力化装置。
前記ルックアップテーブルが前記バッテリーレセプタクル内に配置される、請求項５４に記載の電子式無力化装置。
前記ルックアップテーブルが不揮発性メモリ装置内に保存される、請求項５５に記載の電子式無力化装置。
前記電子式無力化装置および前記バッテリーレセプタクルがさらに、前記電子式無力化装置と前記バッテリーモジュールの間でデータを移送するために連絡するデータインターフェースを含む、請求項５５に記載の電子式無力化装置。
前記ルックアップテーブルがさらに、２通り以上の周囲温度レベルに関して各々の装置動作モードに付随するバッテリー容量消費の率を表すデータを含み、前記電子式無力化装置が装置動作温度を測定するための手段をさらに含み、前記計算手段が温度変化に関して補償されたバッテリー容量データを表示する、請求項５３に記載の電子式無力化装置。
アークを作り出すための第１の高電圧変圧器、およびアークを流れる電流を維持して被験体を無力化するための低い出力電圧を備えた第２の変圧器を有する電子式無力化装置。
標的を無力化するための方法であって、
第１の貯蔵エネルギー装置から第１の信号を前記標的へと供給して前記標的でエアギャップを電離させる工程と、
第２の貯蔵エネルギー装置から第２の信号を前記標的へと供給して前記ギャップおよび前記標的を通過する電流を持続する工程とを含む該方法。
標的を無力化するための装置であって、
第１の貯蔵エネルギー装置から第１の信号を前記標的へと供給して前記標的でエアギャップを電離させるための手段と、
第２の貯蔵エネルギー装置から第２の信号を前記標的へと供給して前記ギャップおよび前記標的を通過する電流を持続するための手段とを含む装置。
標的の骨格筋に収縮を生じさせて前記標的による移動運動を妨げるための装置であって、
前記標的を通して電流を導通させるための電極と、
変圧器および第１のコンデンサを有する第１の回路であって、前記第１のコンデンサが第１の電圧を有する該第１の回路と、
第２のコンデンサおよび前記変圧器の二次巻き線を含む直列回路と、
を有し、
前記電極との動作において、前記変圧器が前記第１の電圧よりも大きい振幅の電圧を前記電極に印加し、前記電極が前記直列回路と直列になっており、前記電流が前記第１のコンデンサの放電および前記第２のコンデンサの放電に応答可能な該装置。
前記第１のコンデンサが前記第２のコンデンサよりも大きい容量を有する、請求項６２に記載の装置。
前記第１のコンデンサが約０．０７マイクロファラッドの容量を有する、請求項６２に記載の装置。
前記第２のコンデンサが約０．０１マイクロファラッドの容量を有する、請求項６２に記載の装置。
前記第２のコンデンサに対する前記第１のコンデンサの容量の比が約７である、請求項６２に記載の装置。
前記電流がパルスを含み、
前記パルスの期間の放電による放出のために前記第１のコンデンサに貯蔵されたエネルギーと前記第２のコンデンサに貯蔵されたエネルギーの合計が約０．１６ジュールである、請求項６２に記載の装置。
前記第１のコンデンサを放電させるための第１の持続時間が前記第２のコンデンサを放電させるための第２の持続時間よりも少ない、請求項６２に記載の装置。
前記第１の持続時間が約１．５マイクロ秒である、請求項６８に記載の装置。
前記第２の持続時間が約５０マイクロ秒である、請求項６８に記載の装置。
前記第１の回路がさらに、第１の期間中に開状態であって第２の期間中に閉状態であるスイッチを含み、前記第１のコンデンサが前記第１の期間中に充電されて前記第２の期間中に放電する、請求項６２に記載の装置。
前記第１の期間が所定の振幅に達した前記第１の電圧に応答して終了する、請求項７１に記載の装置。
前記スイッチがスパークギャップを含む、請求項７１に記載の装置。
前記直列回路がさらに、第１の期間中に開状態であって第２の期間中に閉状態であるスイッチを含み、前記第２のコンデンサが前記第１の期間中に充電されて前記第２の期間中に放電する、請求項６２に記載の装置。
前記第１の期間が所定の振幅に達した前記第１の電圧に応答して終了する、請求項７４に記載の装置。
前記スイッチがスパークギャップを含む、請求項７４に記載の装置。
前記第１の回路がさらに、第１の破壊電圧を有する第１のスパークギャップを含み、
前記直列回路がさらに、第２の破壊電圧を有する第２のスパークギャップを含み、
前記第２の破壊電圧が前記第１の破壊電圧よりも大きい、請求項６２に記載の装置。
さらに第２の電極と共に使用され、動作時に前記第２の電極に連結される第２の二次巻き線を前記変圧器がさらに含む、請求項６２に記載の装置。