JPH0244485Y2

JPH0244485Y2 -

Info

Publication number: JPH0244485Y2
Application number: JP20354985U
Authority: JP
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1990-11-27
Also published as: JPS62112106U

Description

【考案の詳細な説明】産業分野この考案は、対象物の断面イメージを得て組織
の性質まで描き出すことのできる医療用核磁気共
鳴断層装置（以下、NMR−CTという）に用い
られる永久磁石を使用した磁界発生装置に係り、
大きな空隙内に強力かつ高精度で均一な静磁界を
発生する磁界発生装置に関する。

背景技術 NMR−CTは、人体の一部または全部を１〜
10KGの強力な磁界を形成する空隙内に挿入して
所要の断層イメージを得るため、この磁界が強力
かつ10^-4以下の精度で一様で安定していることが
要求され、NMR−CT用の磁界発生装置として
は、銅またはアルミニウムからなる導線を円筒状
に巻着した常伝導磁石あるいは、特殊な導線を用
い、絶縁零度付近の温度に冷却して使用する超伝
導磁石が知られている。

前者は構造上安価であるが、膨大な電力と冷却
水が必要であり、ランニングコストが高く、一
方、後者の超伝導磁石は、冷却用冷媒として高価
な液体ヘリウム等の使用が不可欠であり、いわゆ
るイニシヤルコストとともにランニングコストも
著しく高い問題がある。

本出願人は、先に、磁界強度が上記の常伝導磁
石と同等以上で電力の消費もなく、小型軽量で高
精度均一磁界が得られる永久磁石回路を有する磁
界発生装置として、空隙を形成して対向する磁極
片と、少なくとも１の永久磁石とを継鉄で磁気的
結合し該空隙に磁界を発生させる磁界発生装置に
おいて、上記磁極片の対向面の各々に環状突起を
設けたことを特徴とする磁界発生装置を提案（特
開昭60−88407号）した。

この磁界発生装置によつて、空隙に発生する磁
界の均一精度を向上させることができた。しか
し、実用化に際しては、さらに高精度の均一磁界
が要求されるため、磁界の微調整が必要であつ
た。

また、高精度で均一かつ安定な磁界が得られる
磁気回路として、４本の円柱状継鉄を間隔部材と
して空隙を形成して磁気的に接続されかつ対向す
る一対の正方形の板状継鉄の対向面に永久磁石を
着設し、各永久磁石の対向面に環状突起を有する
磁極片を設けて、板状継鉄間距離を微調整可能と
なし、該空隙に磁界を発生させる磁界発生装置を
提案（特願昭59−113713号）した。

上記磁界発生装置は、被診断対象物の空隙内へ
の進入方向が四方の任意方向で至便であり、正方
形の板状継鉄を用いることから、水平面での磁界
均一度が高い利点があるが、例えば、人体全体を
診断する場合は、該板状継鉄の大きさは、少なく
とも一辺が2000mm程度となり、頭部のみ診断に用
いる場合でも、一辺が1500mm程度の寸法を要する
ため、既設建物内への搬入容易性や、設置スペー
スの削減などの要求から、すぐれた磁界均一度を
維持したまま、さらに、小型軽量化することが望
まれていた。

考案の目的この考案は、かかる現状に鑑み、強力な磁界が
得られる永久磁石を使用した磁界発生装置におい
て、空隙内に高精度で均一かつ安定な磁界が得ら
れる小型軽量の磁気回路を有する磁界発生装置を
目的としている。

考案の構成と効果この考案は、高精度で均一かつ安定な磁界が得
られる小型の磁気回路を目的に種々検討した結
果、かかる永久磁石を用いた磁気回路において、
磁極片に環状突起を設け、かつこの環状突起に磁
性材の小片を適宜着設することにより、空隙内の
磁界微調整が可能であり、この磁界調整により高
精度の均一磁界が得られるため、磁気回路の小型
軽量化が可能となり、また、磁気回路空隙内の磁
界均一度が著しく向上し、高精度で均一な磁界域
を拡大できることを知見したものである。

すなわち、この考案は、空隙を形成して対向す
る一対の磁極片と、少なくとも１の永久磁石とを
継鉄で磁気的結合し、該空隙に磁界を発生させる
磁界発生装置において、磁極片の各対向面に環状
突起を設け、かつ環状突起の所揚箇所に、１また
は複数の磁性材からなる磁界調整片を着設したこ
とを特徴とする磁界発生装置である。

考案の好ましい構成磁気回路は、少なくとも１の永久磁石を用い
て、空隙を介して対向させかつ対向面に環状突起
を設けた磁極片を継鉄で磁気的に結合すればいか
なる構成も利用でき、被診断対象物の大きさや装
置の設置スペース等に応じて、永久磁石の磁気特
性、形状寸法、継鉄の形状寸法及び所要空隙の大
きさ、磁極片、環状突起の形状等を適宜選定する
ことが望ましい。

また、継鉄形状は、磁界発生装置の全体形状並
びに設置スペースを決定するため、例えば、第１
図に示す長方形の板状継鉄と円柱状継鉄を用いる
構成や、第３図の円筒体継鉄等の省スペース性に
すぐれた形状が好ましく、特に、この考案による
磁界調整片を用いることにより、高精度な均一磁
界を得ることができるため、設置スペースに応じ
た継鉄形状等の設定、変更、修正が容易になる利
点がある。

また、環状突起は、磁極面平面の周縁部や任意
の個所に、断面三角形や台形の突起とする等種々
形状の突起が採用でき、環状突起の内周面形状
は、上方へ拡大する傾斜面が好ましい。

環状突起の所要箇所に着設する１または複数の
磁性材からなる磁界調整片は、いかなる形状、寸
法、数でもよく、また、その着設位置も、第２図
に示す如く、磁極片１３に突設された環状突起１
５の上面ａ、内側傾斜面ｂ、外周面ｃのいずれの
位置でもよく、寸法、形状、着設位置は、磁気回
路、永久磁石の磁気特性、磁極片の形状寸法、環
状突起の形状寸法などに応じて、所要の均一磁界
を得るべく適宜選定する必要がある。また、磁界
調整片は、磁気回路の組立後に適宜着設するほ
か、環状突起に一体化して設けるのもよい。

また、磁極片の対向方向の磁界の均一度を向上
させる目的で、前記磁界調整片とは別個に、磁極
片における該環状突起の中央に凸状突起を環状突
起と連続、非連続で設けるのもよい。

この考案の磁界発生装置に用いる永久磁石は、
フエライト磁石、アルニコ系磁石、希土類コバル
ト系磁石が使用できるが、先に出願人が提案し
た、高価なSmやCoを含有しない新しい高性能永
久磁石としてFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、その最
大エネルギー積が大きいだけでなく、残留磁束密
度（Br）の温度係数が、0.07％／℃〜0.15％／℃
なる温度特性を有するため、この永久磁石を上記
のNMR−CTに適用することにより、装置の小
形化が達成でき、すぐれた性能が得られ、さら
に、この永久磁石の磁気特性は、特に０℃以下に
冷却して使用することにより、著しく高い最大エ
ネルギー積を得ることができ、磁石の有効利用が
できる。

上記のFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、Ｒ（ＲはNd，
Pr，Dy，Ho，Tbのうち少なくとも１種あるい
はさらにLa，Ce，Sm，Gd，Er，Eu，Tm，
Yb，Lu，Ｙのうち少なくとも１種）８原子％〜
30原子％、B2原子％〜28原子％、Fe42原子％〜
90原子％を主成分とし、主相が正方晶相からなる
永久磁石であり、ＲとしてNdやPrを中心とする
資源的に豊富な軽希土類を用い、Ｂ，Feを主成
分として25MGOe以上の極めて高いエネルギー
積を示す、すぐれた永久磁石である。

図面に基づく考案の開示第１図はこの考案による磁界発生装置を示す横
断上面図と正面説明図である。第２図は磁極片の
環状突起の詳細を示す説明図である。第３図はこ
の考案による他の磁界発生装置の縦断斜視図であ
る。

第１図の磁気回路は、４本の円柱状継鉄１０を
間隔部材として、これを長方形主面を有する板状
継鉄１１の４隅に配置して、一対の板状継鉄１１
間に空隙１４を形成し、かつ一対の板状継鉄１１
を磁気的に接続し、さらに、各板状継鉄１１の対
向面に永久磁石１２を着設し、各永久磁石１２の
対向面に、環状突起１５を有する円板状の磁極片
１３を設けて、該空隙１４に磁界を発生させる構
成からなる。

磁極片１３は、周縁部に断面台形の環状突起１
５を設けてあり、さらに環状突起１５の中央にも
平円面状の突起部を設けてある。

上記の環状突起１５には、板状継鉄１１の短辺
に対抗する位置にある環状突起１５の内側傾斜面
に、それぞれ磁界調整片１６が着設してある。

また、一対の板状継鉄１１の長辺中央部に、長
方形状の磁束シヤント材１７を装着し、磁極片１
３に近接配置させてあり、磁束シヤント材１７の
長孔に板状継鉄へのボルト止めをする構成によ
り、上下方向に移動可能となし、磁極片１３から
の磁束のシヤント量を可変となしてある。

上記の構成において、環状突起１５の付設によ
る磁界均一度の向上効果を、さらに高めることが
できる磁界調整片１６による空隙１４の所要空間
における磁界の均一度調整、並びに磁束シヤント
材１７による磁極片１３からの磁束の一部を分路
する効果、これらの相乗効果によつて、磁極片１
３周囲の磁界分布を、板状継鉄１１が正方形であ
る場合と等価とし、極めて磁界均一度を得ること
ができる。

この磁束シヤント材１７は、その先端部が磁極
片１３対向面と板状継鉄１１の永久磁石１２着設
面間に配置され、該先端部が平面となつたＬ字型
構成のほか、磁束シヤント材１７が磁気回路外に
配置されたり、また、永久磁石１２の側端面側の
板状継鉄１１上に直接配置するなど、磁界調整片
１６と伴に均一磁界を得るため、その配置や形状
が適宜選択される。

前記の磁気回路において、板状磁極片は、板状
継鉄の短辺（Ｌ）と長辺（Ｗ）との比率Ｌ／Ｗ
は、被診断対象物の大きさ、磁極片の該短辺方向
の寸法（Ｄ）、板状継鉄を磁気的に接続する継鉄
の形状、寸法等に応じて適宜選定するが、通常
1.5〜2.5程度が望ましい。

また、板状継鉄の短辺（Ｌ）と磁極片の該短辺
方向の寸法（Ｄ）との比が0.6未満では、空隙に
おける水平面での磁界均一度の低下は僅かである
が、磁気回路の小型化が実現できず、また、1.2
を越えると、板状継鉄からの突出部が増えて、該
磁極片よりの漏洩磁束が増加し、空隙内の磁界均
一度と伴に磁界強度も低下させるため、該比Ｄ／
Ｌを0.6〜1.2となすが、該、永久磁石の磁気特
性、板状継鉄及びこの板状継鉄を磁気的に接続す
る継鉄の形状寸法、及び所要空隙の大きさ等に応
じて適宜選定することが望ましい。

第３図に示す磁気回路は、一対のFe−Ｂ−Ｒ
系永久磁石２０の各々の一方端に磁極片２１固着
して対向させ、永久磁石２０の他方端を、円筒体
からなりその円周部の一部を開口した形状の継鉄
２２を結合し、磁極片２１間の空隙２３内に、静
磁界を発生させる構成であり、一対の磁極片２１
には、その対向面の周縁に、所定の内径、高さか
らなる断面三角形の環状突起２４を突設し、Fe
−Ｂ−Ｒ系永久磁石２０は同一方向に磁化してあ
る。

この環状突起２４の内側傾斜面の対向位置、す
なわち、継鉄２２の開口よりの被診断対象物の進
退方向に直交方向の対向位置に、それぞれ３個の
磁界調整片２５を着設してある。これにより、空
隙２３の所要空間内における磁界の均一度を調
整、向上させることができる。

実施例第１図に示した構成において、最大エネルギー
積35MGOeの特性を有するFe−Ｂ−Ｒ系板状永
久磁石を用い、磁極片の対向距離として、450mm
に設定し、板状磁極片寸法、1000mmＬ×1800mmＷ
×120mmＴ、磁極片外径Ｄを950mmとし、組立を行
なつたのち、環状突起の内側傾斜面に磁界調整片
を着設した。

磁界調整片は磁極片中心からみて、板状長辺方
向中心軸を中心に45゜の範囲内に、13mmφ×８mm
φ×５mmの鉄製の磁界調整片を７個づつ着設する
ことにより、空隙中心より半径100mmの水平面に
おける板状継鉄の短辺方向と長辺方向の磁界均一
度が170ppmから70ppmとなつた。

また、さらに、400mm長さ×250mm幅×15mm厚み
寸法の磁束シヤント材を付設し、これを上下動さ
せて調整したところ、前記水平面での磁界均一度
は、10ppm以下のすぐれた値が得られた。

また、上記の構成からなる本考案の磁界発生装
置の場合、その設置スペースは、同等の均一磁界
で比較すると、板状継鉄を正方形とした比較磁界
発生装置の80％程度でよく、装置の小型軽量化に
すぐれていることが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による磁界発生装置を示す横
断上面図と正面説明図である。第２図は磁極片の
環状突起の詳細を示す説明図である。第３図はこ
の考案による他の磁界発生装置の縦断斜視図であ
る。１０……円柱状継鉄、１１……板状継鉄、１
２，２０……Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石、１３，２
１……磁極片、１４，２３……空隙、１５，２４
……環状突起、１６，２５……磁界調整片、１７
……磁束シヤント材、２２……継鉄。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

空隙を形成して対向する一対の磁極片と、少な
くとも１の永久磁石とを継鉄で磁気的結合し、該
空隙に磁界を発生させる磁界発生装置において、
磁極片の各対向面に環状突起を設け、かつ環状突
起の所要箇所に、１または複数の磁性材からなる
磁界調整片を着設したことを特徴とする磁界発生
装置。