JPH0246003Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 利用産業分野 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
あり、汎用されるには至つていない。

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、漏洩磁界の少
ない永久磁石を使用するNMR−CT用磁気回路
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、上記磁界発生装置を設計する際に、
永久磁石の磁気特性、各種構成部品の形状に基づ
いた解析により、最も効率のよい磁気回路を設計
するが、磁気特性のばらつき、各構成部品の寸法
精度のばらつき等により、設計どおりの磁界を高
精度で得るのが困難であり、また、保守管理上、
設計値どおりの磁界を維持するのが困難となる問
題があり、該磁界発生装置の組立時あるいは組立
後に、磁界調整の必要があつた。

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が得ら
れ、保守管理に際しても均一かつ安定な磁界を得
るために、磁界調整可能な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、かつ磁界均一度の調整が可能な磁気回路を
目的に種々検討した結果、磁気回路において少な
くとも一方の磁極片を対向する磁極片の対向平面
と平行方向に僅かに移動させることにより、磁気
回路空隙内の磁界均一度が著しく向上し、特に、
磁極片の対向平面と平向方向に高精度で均一な磁
界域が拡大され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、一対の磁極片対向面の平
行方向に、相対的に磁極片を平行移動可能となし
た磁界調整機構を有することを特徴とする磁界発
生装置である。

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、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、磁極片形状を適宜選
定することが望ましい。

また、空隙を介して対向する磁極片面に環状突
起を設けた磁気回路とするのもよく、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、また、環状
突起の中央に凸状突起を連続、非連続で設けるの
もよい。

磁界調整機構は、相対的に磁極片を平行移動さ
せるもので、実施例に示す如く、対向する磁極片
を磁気的に結合しかつ空隙を形成保持する継鉄側
面に、非磁性ボルトを複数本配置して、ボルトの
侵入度合に応じて移動量が変化する構成など、磁
気回路構成に応じて種々の調整機構が採用できる
が、調整機構を組込んだ磁気回路における各磁極
片への影響が、磁気的に等価であることが望まし
く、永久磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄の形状
寸法及び空隙の大きさ等に応じて適宜選定するこ
とが望ましい。

また、磁極片の相対的な平行移動量は、必要以
上に大きくなると調整機構が大型化、複雑化する
だけでなく、磁気的バランスがくずれる要因とな
るなど種々の問題を生じるため、磁極片外径に対
して、２％以下の平行移動量が好ましい。

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、１〜5KG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、すぐれた性能を得られ、さらに、この永久磁
石の磁気特性が特に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
ことができる性質を有効に利用できる。

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図と第２図はこの考案によるNMR−CT
に用いる磁気回路の縦断正面図と横断側面図であ
る。

第１図と第２図に示す磁気回路は、一対のFe
−Ｂ−Ｒ系永久磁石１，１の各々の一方端に磁極
片２を固着して対向させ、永久磁石１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３で結合し、磁極片２間の空隙４内
に、静磁界を発生させる構成であり、一対の磁極
片２，２には、その対向面の周縁の内側に、所定
の内径、高さからなる断面略台形の環状突起５を
突設した構成であり、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石１，
１は同一方向に磁化してある。

さらに、各磁極片２の外周部に対向する位置の
継鉄３には、120゜間隔で３箇所に、それぞれ継鉄
３外周面から中心に向つて螺着された非磁性の移
動量調節ボルト６が配置してあり、各移動量調整
ボルト６の螺合進退によつて、各磁極片２が、一
対の磁極片対向面の平行方向に、相対的に磁極片
２を平行移動可能に構成してある。

上記構成において、例えば、一方の磁極片２の
位置は固定し、他方の磁極片２の位置を３本の移
動量調整ボルト６の螺合進退によつて移動させ、
一対の磁極片２の対向中心線を僅かにずらせる
と、空隙４内は特に、水平方向に極めて高い均一
度を有する静磁界が得られる。

ちなみに、第１図、第２図に示した構成の
NMR−CT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
ない、移動量調節ボルトによる磁界調整を行なつ
たところ、上記の構成からなるNMR−CTと同
様構成で上記の磁界調整機構を有しない磁気回路
と比較すると、３軸方向の150ppm以下の均一磁
界範囲が、15％拡大した。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの考案による磁界発生装置
に用いる磁気回路の縦断正面図と横断側面図であ
る。 １……Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石、２……磁極片、
３……継鉄、４……空隙、５……環状突起、６…
…移動量調節ボルト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 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、
   一対の磁極片対向面の平行方向に、相対的に磁極
   片を平行移動可能となした磁界調整機構を有する
   ことを特徴とする磁界発生装置。