JPH0246002Y2 - - Google Patents

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、絶対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十分な強力磁界を発
生させるためには、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、コイルが作る漏
洩磁界は使用用途によつては悪影響の要因となる
等の問題があり、一方、後者の超伝導磁石は、電
力の消費が少なく小型で強力な磁界を発生し得る
利点があるが、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少なく、漏洩磁界の
少ない永久磁石回路として、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（特願昭58−196785号）した。

上記の磁界発生装置によつて、空隙に発生する
磁界の均一精度を著しく向上させることができ
た。しかし、第３図に示す如く、一対の永久磁石
１０の各々の一方端に磁極片１１を固着して対向
させ、他方端を継鉄１２で結合し、磁極片１１間
の空隙１３内に、静磁界を発生させる構成であ
り、一対の磁極片１１には、その対向面の周縁
に、所定の内径、高さからなる断面略台形の環状
突起を突設した構成において、磁極からの磁束は
空隙外に漏洩しやすく、空隙中心垂直線上では、
磁極面に近い程磁界強度が高くなる性質があるた
め、通常使用磁界空間、例えば、半径200mm以上
の球形空間で所要の高い均一磁界を得るために
は、磁極間距離や磁極面積を大きくするなど、使
用磁界空間の10倍以上の空隙を要し、磁気回路の
小形化ができないという問題を有していた。

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の空隙
において、高精度で均一かつ安定な磁界のより一
層の拡大を計つた磁気回路を有する磁界発生装置
を目的とし、永久磁石からの磁束の漏洩を防止
し、永久磁石量を低減して小型軽量化が達成でき
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、かつ漏洩磁束の少ない磁気回路を目的に
種々検討した結果、永久磁石と磁極片とで包囲さ
れる空隙の開口軸方向に配置されている板状磁極
片の厚みを中央部で薄くすることにより、漏洩磁
束が減少し、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、同方向に磁化された一
対の永久磁石を空隙を介して並列配置し、一対の
永久磁石において一対端面に板状磁極片を着設
し、該空隙を一軸方向に開口させて永久磁石と磁
極片で包囲した磁気回路に構成し、該板状磁極片
の前記軸方向における中心側を外方よりも薄肉と
したことを特徴とする磁界発生装置である。

板状磁極片は、空隙の開口方向における中央部
を外方よりも薄肉とするが、空隙中心部に、発生
磁束を収束せしめる構成であれば、外方の厚肉部
位置や形状及び中央薄肉部との接続面形状などは
種々の形状が採用でき、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等
に応じて、板状磁極片形状を適宜選定することが
望ましい。

この考案による磁界発生装置は、下記の永久磁
石を使用することにより、１〜10KGの強磁界を
形成できる装置として、10ton以下の重量ですみ、
フエライト磁石を使用する磁界発生装置の100ton
以上に比べて著しい小型軽量化が達成できる。

考案に用いる永久磁石 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（ＲはＹを含む希土
類元素のうち少なくとも１種）永久磁石（特願昭
57−145072号）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％／゜Ｃ〜0.15％／゜Ｃ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゜C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、有効利用できる。

上記のFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、Ｒ（但しＲは
Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも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正
面図と側面説明図である。第２図はこの考案によ
る板状磁極片の他実施例を示す断面説明図であ
る。

第１図に示す磁気回路は、直方体からなる一対
のFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石１，１を、長手方向の
主面を所定間隔で対抗させて並列配置し、空隙２
を形成し、このFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石１，１の
上下の端面に板状磁極片３，３を貼着して、永久
磁石１の長手方向に開口が設けられ、空隙２が永
久磁石１と板状磁極片３とで包囲されている。

板状磁極片３は、空隙２の開口方向に厚肉の外
方部４、薄肉の中央部５、厚肉の外方部４に形成
され、外方部４から中央部５へは傾斜面６が形成
してある。また、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石１，１
は同一の上下方向に磁化してある。

上記構成において、板状磁極片３，３から発生
する磁束は、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石１，１の磁
化方向と同一方向に収束されて磁界形成するた
め、漏洩磁束が減少し、空隙２内は極めて高い均
一度を有する静磁界が得られる。

また、板状磁極片は第１図の形状のほか、第２
図ａ図に示すように、中央部５を凹部湾曲面７で
形成することにより、厚肉の外方部４を構成する
のもよく、また、ｂ図に示す如く、第１図に示し
た磁極片と同様に構成し、厚肉の外方部４の位置
を磁極片端部より中央部へ寄せた配置とするのも
よい。

ちなみに、第１図に示した構成のNMR−CT
装置に、最大エネルギー積35MGOeの特性を有
するFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、磁極片の対
向距離として、600mmを設定して組立を行なつた
ところ、空隙中央部での磁界強度は4KGであつ
た。これと同程度の均一磁界範囲及び磁界強度を
有する第３図に示すNMR−CT装置を作製して
装置重量を比較したところ、本考案装置は20％の
軽量化が達成できた。

【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正
面図と側面説明図である。第２図はこの考案によ
る板状磁極片の他実施例を示す断面説明図であ
る。第３図は磁界発生装置の縦断説明図である。 １……Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石、２……空隙、
３……板状磁極片、４……外方部、５……中央
部、６……傾斜面、７……湾曲面、１０……永久
磁石、１１……磁極片、１２……継鉄、１３……
空隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 同方向に磁化された一対の永久磁石を空隙を介
   して並列配置し、一対の永久磁石において一対端
   面に板状磁極片を着設し、該空隙を一軸方向に開
   口させて永久磁石と磁極片で包囲した磁気回路に
   構成し、該板状磁極片の前記軸方向における中心
   側を外方よりも薄肉としたことを特徴とする磁界
   発生装置。