JPH04290407A - 均等磁界磁石 - Google Patents
均等磁界磁石Info
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- JPH04290407A JPH04290407A JP3337529A JP33752991A JPH04290407A JP H04290407 A JPH04290407 A JP H04290407A JP 3337529 A JP3337529 A JP 3337529A JP 33752991 A JP33752991 A JP 33752991A JP H04290407 A JPH04290407 A JP H04290407A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
- H01F7/0278—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/383—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using permanent magnets
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束を導く継鉄と２つ
の向かい合う磁極片とを有し、磁極片の間に高い均等性
の磁界を有する利用体積が構成されており、またそれぞ
れ利用体積のほうを向いた磁極片の面が輪郭を与えられ
ており、その際に磁極片の少なくとも１つは、継鉄のほ
うを向いた磁極片の基部と向かい合って狭い補正空隙を
介して間隔をおかれたかつ磁界の補正のために機械的な
調節装置により傾斜かつ（または）屈曲すべき極板を有
している均等磁界磁石に関する。相応の均等磁界磁石は
たとえばドイツ特許出願公開第 ３７３７１３３号明細
書から公知である。
の向かい合う磁極片とを有し、磁極片の間に高い均等性
の磁界を有する利用体積が構成されており、またそれぞ
れ利用体積のほうを向いた磁極片の面が輪郭を与えられ
ており、その際に磁極片の少なくとも１つは、継鉄のほ
うを向いた磁極片の基部と向かい合って狭い補正空隙を
介して間隔をおかれたかつ磁界の補正のために機械的な
調節装置により傾斜かつ（または）屈曲すべき極板を有
している均等磁界磁石に関する。相応の均等磁界磁石は
たとえばドイツ特許出願公開第 ３７３７１３３号明細
書から公知である。
【０００２】
【従来の技術】均等磁界磁石は特に核スピントモグラフ
ィ（核磁気共鳴‐トモグラフィ、‐イメージングまたは
‐スペクトロスコピィ）のための設備における基本磁界
の発生のために必要である。このような基本磁界磁石の
磁界はその際に撮像または検査範囲（利用体積）内で十
分に均等でなければならず、またそこに予め定められた
磁気誘導Ｂ０を発生しなければならない。その際に磁気
誘導Ｂ０＞０．５Ｔに対しては一般に超伝導コイルシス
テムが設けられている。それに対して、より小さい磁気
誘導（Ｂ０＜０．５Ｔ）は一般に常伝導コイルまたは永
久磁石によっても発生される。後者の磁石はしばしば“
Ｃ”字形の継鉄を有する磁極片磁石として構成されてい
る。その場合、その向かい合う磁極片の間に、必要とさ
れる磁界均等性を有する利用体積が位置する。特に核ス
ピントモグラフィの要求に対しては不可避の製造許容差
のために利用体積内の最初に達成可能な磁界均等性は十
分でない。それどころか仕上がり磁石に、磁界測定およ
び磁界補正の繰り返しにより磁界誤差を漸次に減じ得る
補正（シミング）の可能性が存在しなければならない。
ィ（核磁気共鳴‐トモグラフィ、‐イメージングまたは
‐スペクトロスコピィ）のための設備における基本磁界
の発生のために必要である。このような基本磁界磁石の
磁界はその際に撮像または検査範囲（利用体積）内で十
分に均等でなければならず、またそこに予め定められた
磁気誘導Ｂ０を発生しなければならない。その際に磁気
誘導Ｂ０＞０．５Ｔに対しては一般に超伝導コイルシス
テムが設けられている。それに対して、より小さい磁気
誘導（Ｂ０＜０．５Ｔ）は一般に常伝導コイルまたは永
久磁石によっても発生される。後者の磁石はしばしば“
Ｃ”字形の継鉄を有する磁極片磁石として構成されてい
る。その場合、その向かい合う磁極片の間に、必要とさ
れる磁界均等性を有する利用体積が位置する。特に核ス
ピントモグラフィの要求に対しては不可避の製造許容差
のために利用体積内の最初に達成可能な磁界均等性は十
分でない。それどころか仕上がり磁石に、磁界測定およ
び磁界補正の繰り返しにより磁界誤差を漸次に減じ得る
補正（シミング）の可能性が存在しなければならない。
【０００３】ヨーロッパ特許第 ０１６１７８２号明細
書から、一連の機械的な磁界補正可能性を有する永久励
磁される磁極片磁石は公知である。その磁極片は極面の
範囲内で利用体積のほうを向いたその表面に、特に均等
性に影響する周縁効果が補償されるように、輪郭を与え
られている調節可能な極板として構成されている。従っ
て、それらはそれらの周縁範囲内に磁極片の間の相互間
隔を減ずるパッド状隆起の形態の周縁片を設けられてい
る。両極板はその際にそれぞれ直接にそれらに対応付け
られている永久磁石に、または継鉄の磁束を導く部分に
隣接している。
書から、一連の機械的な磁界補正可能性を有する永久励
磁される磁極片磁石は公知である。その磁極片は極面の
範囲内で利用体積のほうを向いたその表面に、特に均等
性に影響する周縁効果が補償されるように、輪郭を与え
られている調節可能な極板として構成されている。従っ
て、それらはそれらの周縁範囲内に磁極片の間の相互間
隔を減ずるパッド状隆起の形態の周縁片を設けられてい
る。両極板はその際にそれぞれ直接にそれらに対応付け
られている永久磁石に、または継鉄の磁束を導く部分に
隣接している。
【０００４】このような輪郭を与えられている極板を相
互に十分に正確に整列させ、また磁界誤差を補正し得る
ように、冒頭に記載したドイツ特許出願公開第３７３７
１３３号明細書から公知の均等磁界磁石では極板の少な
くとも１つは磁束を導く継鉄に直接に取付けられていな
い。それどころか、輪郭を与えられている極板は継鉄の
ほうを向いた磁極片の基部に対して狭い補正空隙を介し
て間隔をおかれており、その際にそれは特別な調節装置
により傾斜および（または）屈曲可能に構成されている
。空隙はその際に磁気的直列抵抗として、そのつどの極
板への磁束移行の際に磁極片の磁束を導く部分のなかの
磁束密度の不均等性を等化することによって、磁界均等
化の作用をする。
互に十分に正確に整列させ、また磁界誤差を補正し得る
ように、冒頭に記載したドイツ特許出願公開第３７３７
１３３号明細書から公知の均等磁界磁石では極板の少な
くとも１つは磁束を導く継鉄に直接に取付けられていな
い。それどころか、輪郭を与えられている極板は継鉄の
ほうを向いた磁極片の基部に対して狭い補正空隙を介し
て間隔をおかれており、その際にそれは特別な調節装置
により傾斜および（または）屈曲可能に構成されている
。空隙はその際に磁気的直列抵抗として、そのつどの極
板への磁束移行の際に磁極片の磁束を導く部分のなかの
磁束密度の不均等性を等化することによって、磁界均等
化の作用をする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に記載した均等磁界磁石の機械的な磁界補正の可能性を
さらに改善し、また簡単化することである。その際に、
特に核スピントモグラフィのためのパルス化された勾配
磁界に由来する追加的な磁束の良好な入り込みを可能に
するため、比較的わずかな磁束密度成分のみが極板の平
面内に存在していなければならない。これらの勾配磁界
の非直線性はその際に十分に回避されるべきである。
に記載した均等磁界磁石の機械的な磁界補正の可能性を
さらに改善し、また簡単化することである。その際に、
特に核スピントモグラフィのためのパルス化された勾配
磁界に由来する追加的な磁束の良好な入り込みを可能に
するため、比較的わずかな磁束密度成分のみが極板の平
面内に存在していなければならない。これらの勾配磁界
の非直線性はその際に十分に回避されるべきである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、各磁極片がその周縁範囲にその磁極片ブロックの
部分として磁極片の間の相互間隔を減ずる周縁片を有し
、また傾斜および（または）屈曲可能な極板を有する少
なくとも１つの磁極片においてこの極板が周縁片から境
された内側範囲のなかに周縁片と向かい合って側部間隙
だけ間隔をおいて配置されていることにより解決される
。
れば、各磁極片がその周縁範囲にその磁極片ブロックの
部分として磁極片の間の相互間隔を減ずる周縁片を有し
、また傾斜および（または）屈曲可能な極板を有する少
なくとも１つの磁極片においてこの極板が周縁片から境
された内側範囲のなかに周縁片と向かい合って側部間隙
だけ間隔をおいて配置されていることにより解決される
。
【０００７】本発明による均等磁界磁石の有利な実施態
様は従属請求項にあげられている。
様は従属請求項にあげられている。
【０００８】
【発明の効果】本発明による均等磁界磁石の利点は特に
、その少なくとも極板が非常に簡単に製造可能なことで
ある。それは基本磁界の均等化のための機械的調節装置
に比較的わずかな力しか必要としない大きい機械的屈曲
可能性を有する。それにより非常に精密な調節精度が保
証される。極板が磁気的に磁極片およびその周縁片から
脱結合されているので、極板内および特にその周縁範囲
内の半径方向の磁束密度の顕著な減少が達成される。 磁極片およびその周縁片がいま主として半径方向の磁束
を運ぶ。こうしてほぼ遅れのない勾配磁界のスイッチオ
ンが達成され得る。
、その少なくとも極板が非常に簡単に製造可能なことで
ある。それは基本磁界の均等化のための機械的調節装置
に比較的わずかな力しか必要としない大きい機械的屈曲
可能性を有する。それにより非常に精密な調節精度が保
証される。極板が磁気的に磁極片およびその周縁片から
脱結合されているので、極板内および特にその周縁範囲
内の半径方向の磁束密度の顕著な減少が達成される。 磁極片およびその周縁片がいま主として半径方向の磁束
を運ぶ。こうしてほぼ遅れのない勾配磁界のスイッチオ
ンが達成され得る。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を一層詳細に説
明する。
明する。
【００１０】本発明による均等磁界磁石は、特に核スピ
イトモグラフィに用いられているような公知の構成形態
から出発する。従って、磁石の詳細に説明されない部分
はこれらの公知の構成形態に一致している。磁石は磁極
片磁石として構成されており、その際にそれは下記の一
般的な構成上の特徴を有する： ・円形、正方形または長方形の極面を有する磁極片の互
いに向かい合う極面は均等磁界の要求に従って輪郭を与
えられ、または構造を与えられている。 ・その両磁極片の少なくとも１つが中央範囲内に、補正
空隙により間隔をおかれている特別な極板を含んでいる
。 ・磁界発生装置として励磁コイルもしくは永久磁石が設
けられており、その際にこれらの装置は一般に磁極片の
付近に配置されている。 ・磁極片は磁束を導く相応の磁性材料から成る継鉄を介
して結合されており、その際にこの継鉄は一脚または多
脚に構成されていてよい。 ・本発明による措置は機械的シミングに加えて講じられ
ていてよい。
イトモグラフィに用いられているような公知の構成形態
から出発する。従って、磁石の詳細に説明されない部分
はこれらの公知の構成形態に一致している。磁石は磁極
片磁石として構成されており、その際にそれは下記の一
般的な構成上の特徴を有する： ・円形、正方形または長方形の極面を有する磁極片の互
いに向かい合う極面は均等磁界の要求に従って輪郭を与
えられ、または構造を与えられている。 ・その両磁極片の少なくとも１つが中央範囲内に、補正
空隙により間隔をおかれている特別な極板を含んでいる
。 ・磁界発生装置として励磁コイルもしくは永久磁石が設
けられており、その際にこれらの装置は一般に磁極片の
付近に配置されている。 ・磁極片は磁束を導く相応の磁性材料から成る継鉄を介
して結合されており、その際にこの継鉄は一脚または多
脚に構成されていてよい。 ・本発明による措置は機械的シミングに加えて講じられ
ていてよい。
【００１１】相応の磁石コンセプトが、図１に概要断面
図を示されている均等磁界磁石の基礎になっている。全
体として参照符号２を付されているこの磁石は例えば鉄
製の一脚の磁気的な継鉄３を有する。それはその継鉄３
の構成形態のゆえにしばしばＣ字形磁石とも呼ばれる。 継鉄３の２つの向かい合う自由な脚端３ａまたは３ｂは
それぞれ、強磁性材料から成る少なくとも近似的に円筒
状のコア４または５に通じている。これらの向かい合う
直径ｄを有するコアはその際にそれぞれ固有の励磁コイ
ル７または８により囲まれている。脚端３ａまたは３ｂ
と反対側で両コア４および５はそれぞれ、より大きい直
径Ｄを有する磁極片１０または１１に移行している。こ
うして対称平面Ｅに対して少なくともほぼ対称な全磁石
２の構成が生ずる。
図を示されている均等磁界磁石の基礎になっている。全
体として参照符号２を付されているこの磁石は例えば鉄
製の一脚の磁気的な継鉄３を有する。それはその継鉄３
の構成形態のゆえにしばしばＣ字形磁石とも呼ばれる。 継鉄３の２つの向かい合う自由な脚端３ａまたは３ｂは
それぞれ、強磁性材料から成る少なくとも近似的に円筒
状のコア４または５に通じている。これらの向かい合う
直径ｄを有するコアはその際にそれぞれ固有の励磁コイ
ル７または８により囲まれている。脚端３ａまたは３ｂ
と反対側で両コア４および５はそれぞれ、より大きい直
径Ｄを有する磁極片１０または１１に移行している。こ
うして対称平面Ｅに対して少なくともほぼ対称な全磁石
２の構成が生ずる。
【００１２】予め定められた間隔Ａで対称平面Ｅに対し
て少なくともほぼ平行に位置する両磁極片１０または１
１の極面１０ａまたは１１ａの間に中間空間または利用
体積Ｎが構成されている。この利用体積のなかで両励磁
コイルから発生される磁界は核スピントモグラフィに対
して十分に均等であるべきである。常伝導のコイルによ
りその際に利用体積のなかに矢印により示されている磁
気誘導Ｂ０が得られ、この磁気誘導は継鉄材料の飽和磁
化により制限されており、たとえば０．５Ｔよりも低い
。
て少なくともほぼ平行に位置する両磁極片１０または１
１の極面１０ａまたは１１ａの間に中間空間または利用
体積Ｎが構成されている。この利用体積のなかで両励磁
コイルから発生される磁界は核スピントモグラフィに対
して十分に均等であるべきである。常伝導のコイルによ
りその際に利用体積のなかに矢印により示されている磁
気誘導Ｂ０が得られ、この磁気誘導は継鉄材料の飽和磁
化により制限されており、たとえば０．５Ｔよりも低い
。
【００１３】磁極片１０および１１の各々は磁束を導く
基部１０ｂまたは１１ｂを含んでおり、この基部はその
つどのコア４または５を介して継鉄３と結合されている
。各基部１０ｂまたは１１ｂは周縁範囲を除いて平らな
面を有し、またこの周縁範囲内に相互間隔Ａを減ずるパ
ッド状の周縁片１０ｃまたは１１ｃを有する。これらの
リング状の周縁片は磁極片の外縁における磁界補正の役
割をし、従ってまた“磁界補正リング”とも呼ばれる。 これらの周縁片により境される磁極片の内側（中央）範
囲内でこれらの磁極片の少なくとも一方、しかし好まし
くは双方に、それぞれ特別な極板１０ｄまたは１１ｄが
配置されている。各極板はその際にそれに対応付けられ
ている基部から狭い補正空隙により間隔をおかれている
べきである。図面には、基部１０ｂと極板１０ｄとの間
に位置する補正空隙が参照符号１４を付して示されてい
る。補正空隙１５は相応に基部１１ｂと極板１１ｄとの
間に位置している。一般に利用体積Ｎのほうを向いた極
板１０ｄおよび１１ｄの表面１０ａおよび１１ａのすぐ
近くに、核スピントモグラフィのために必要なパルス化
された勾配磁界を発生するための図面には示されていな
い勾配コイルが位置している。
基部１０ｂまたは１１ｂを含んでおり、この基部はその
つどのコア４または５を介して継鉄３と結合されている
。各基部１０ｂまたは１１ｂは周縁範囲を除いて平らな
面を有し、またこの周縁範囲内に相互間隔Ａを減ずるパ
ッド状の周縁片１０ｃまたは１１ｃを有する。これらの
リング状の周縁片は磁極片の外縁における磁界補正の役
割をし、従ってまた“磁界補正リング”とも呼ばれる。 これらの周縁片により境される磁極片の内側（中央）範
囲内でこれらの磁極片の少なくとも一方、しかし好まし
くは双方に、それぞれ特別な極板１０ｄまたは１１ｄが
配置されている。各極板はその際にそれに対応付けられ
ている基部から狭い補正空隙により間隔をおかれている
べきである。図面には、基部１０ｂと極板１０ｄとの間
に位置する補正空隙が参照符号１４を付して示されてい
る。補正空隙１５は相応に基部１１ｂと極板１１ｄとの
間に位置している。一般に利用体積Ｎのほうを向いた極
板１０ｄおよび１１ｄの表面１０ａおよび１１ａのすぐ
近くに、核スピントモグラフィのために必要なパルス化
された勾配磁界を発生するための図面には示されていな
い勾配コイルが位置している。
【００１４】輪郭を与えられている基部および極板の別
の形態上の特徴は図２の縦断面図に示されている。この
図には図１による磁石２の磁極片１１の一部分が拡大し
て示されている。相応の形態上の特徴が磁極片１０に対
しても設けられ得る。しかし、この磁極片において基部
１０ｂおよび極板１０ｄが相応の構造を与えられている
表面１０ａを有する単一の輪郭を与えられている構成部
分として構成されていることも可能である。
の形態上の特徴は図２の縦断面図に示されている。この
図には図１による磁石２の磁極片１１の一部分が拡大し
て示されている。相応の形態上の特徴が磁極片１０に対
しても設けられ得る。しかし、この磁極片において基部
１０ｂおよび極板１０ｄが相応の構造を与えられている
表面１０ａを有する単一の輪郭を与えられている構成部
分として構成されていることも可能である。
【００１５】磁極片１１の一部分を通る図２に示されて
いる断面から、ほぼ台形状の断面を有し、また段付きの
表面１６を有する基部１１ｂが見られる。この部分１１
ｂは、常伝導の励磁コイル（８）により囲まれている図
面には示されていないたとえば円筒状の強磁性コア（５
）の延長部をなしている。場合によっては、このコアお
よび基部１１ｂは共通の構成部分を形成し得る。基部１
１ｂの表面１６は中央の極範囲１７ａの中央の表面部分
１６ａと、周縁範囲１７ｂの外側の表面部分１７ｂとに
分割されている。これらの両範囲の間に、たとえば長方
形の断面を有する基部の周縁片１１ｃが生ずるように、
段１８が構成されている。周縁片１１ｃの高さｈまたは
段１８における中央の表面部分１６ａと外側の表面部分
１６ｂとの間の間隔は２０ｍｍと５０ｍｍとの間、たと
えば約４０ｍｍであり得る。周縁片１１ｃまたは外側の
表面部分１６ｂの半径方向の幅ｂはその際に一般に４０
ｍｍと８０ｍｍとの間、たとえば約６０ｍｍである。他
の形態の断面、たとえば台形の断面を有していてもよい
周縁片１１ｃはたとえば固有の構成部分として基部１１
ｂに付加されていてよい。この場合、周縁片を磁気特性
がその他の基部の磁気特性と異なる材料から製作するこ
とが可能である。しかし、示されている実施例では、周
縁片１１ｃが基部１１ｂと一緒に共通の成形片を形成す
るものと仮定されている。
いる断面から、ほぼ台形状の断面を有し、また段付きの
表面１６を有する基部１１ｂが見られる。この部分１１
ｂは、常伝導の励磁コイル（８）により囲まれている図
面には示されていないたとえば円筒状の強磁性コア（５
）の延長部をなしている。場合によっては、このコアお
よび基部１１ｂは共通の構成部分を形成し得る。基部１
１ｂの表面１６は中央の極範囲１７ａの中央の表面部分
１６ａと、周縁範囲１７ｂの外側の表面部分１７ｂとに
分割されている。これらの両範囲の間に、たとえば長方
形の断面を有する基部の周縁片１１ｃが生ずるように、
段１８が構成されている。周縁片１１ｃの高さｈまたは
段１８における中央の表面部分１６ａと外側の表面部分
１６ｂとの間の間隔は２０ｍｍと５０ｍｍとの間、たと
えば約４０ｍｍであり得る。周縁片１１ｃまたは外側の
表面部分１６ｂの半径方向の幅ｂはその際に一般に４０
ｍｍと８０ｍｍとの間、たとえば約６０ｍｍである。他
の形態の断面、たとえば台形の断面を有していてもよい
周縁片１１ｃはたとえば固有の構成部分として基部１１
ｂに付加されていてよい。この場合、周縁片を磁気特性
がその他の基部の磁気特性と異なる材料から製作するこ
とが可能である。しかし、示されている実施例では、周
縁片１１ｃが基部１１ｂと一緒に共通の成形片を形成す
るものと仮定されている。
【００１６】中央の極範囲１７ａには表面部分１６ａか
ら狭い補正空隙１５により隔てられて極板１１ｄが配置
されている。その際に板の外縁と周縁片１１ｃとの間に
幅ｗの半径方向の空隙２１が残留すべきである。空隙幅
ｗは一般に約２ｍｍと２０ｍｍとの間である。一般に、
極板１１ｄが磁極片１１の全面１６の８５％よりも小さ
い面積を占めるように選定すべきであろう。その中心を
通る線（軸線）Ｍに関して回転対称な基部１１ｂに対し
てはその場合に特に極板１１ｄの半径ｒに対してｒ＜０
．９・Ｒに選定すべきである（ここでＲは基部１１ｂま
たはその周縁片１１ｃの最大外側半径）。極板１１ｄの
固定のため、または傾斜および（または）屈曲のための
調節装置はよく知られている（前記のドイツ特許出願公
開第 ３７３７１３３号明細書参照）。従って、この装
置の図示は図２には省略されている。極板１１ｄが長方
形の断面を有することは有利であり、その際にそれは比
較的薄く構成されている。こうして、その一定の厚みｓ
は０．３ｃｍと３ｃｍとの間、好ましくは５ｍｍと１５
ｍｍとの間である。極板１１ｄに対して少なくとも一部
分に高い相対的透磁率μｒおよび高い磁束通過能Ｂｍａ
ｘを有する磁性材料を選定することは有利である。こう
してたとえばμｒ≒４０００およびＢｍａｘ≒１．６Ｔ
を有するＳｉ−Ｆｅ合金から成る中実の磁気的等方性の
板が使用され得る。この材料は約２．５・１０６Ｓ／ｍ
の導電性を有する。相応の極板は特に簡単に製造され得
る。
ら狭い補正空隙１５により隔てられて極板１１ｄが配置
されている。その際に板の外縁と周縁片１１ｃとの間に
幅ｗの半径方向の空隙２１が残留すべきである。空隙幅
ｗは一般に約２ｍｍと２０ｍｍとの間である。一般に、
極板１１ｄが磁極片１１の全面１６の８５％よりも小さ
い面積を占めるように選定すべきであろう。その中心を
通る線（軸線）Ｍに関して回転対称な基部１１ｂに対し
てはその場合に特に極板１１ｄの半径ｒに対してｒ＜０
．９・Ｒに選定すべきである（ここでＲは基部１１ｂま
たはその周縁片１１ｃの最大外側半径）。極板１１ｄの
固定のため、または傾斜および（または）屈曲のための
調節装置はよく知られている（前記のドイツ特許出願公
開第 ３７３７１３３号明細書参照）。従って、この装
置の図示は図２には省略されている。極板１１ｄが長方
形の断面を有することは有利であり、その際にそれは比
較的薄く構成されている。こうして、その一定の厚みｓ
は０．３ｃｍと３ｃｍとの間、好ましくは５ｍｍと１５
ｍｍとの間である。極板１１ｄに対して少なくとも一部
分に高い相対的透磁率μｒおよび高い磁束通過能Ｂｍａ
ｘを有する磁性材料を選定することは有利である。こう
してたとえばμｒ≒４０００およびＢｍａｘ≒１．６Ｔ
を有するＳｉ−Ｆｅ合金から成る中実の磁気的等方性の
板が使用され得る。この材料は約２．５・１０６Ｓ／ｍ
の導電性を有する。相応の極板は特に簡単に製造され得
る。
【００１７】中実の材料から成る極板にくらべて高めら
れた機械的フレキシビリティを保証するため、極板１１
ｄが多くの板、たとえばそれぞれ約１ｍｍと５ｍｍとの
間の厚みを有するＳｉ−Ｆｅ合金から成る通常の電気鉄
板から成る積層体により製造されることも有利である。
れた機械的フレキシビリティを保証するため、極板１１
ｄが多くの板、たとえばそれぞれ約１ｍｍと５ｍｍとの
間の厚みを有するＳｉ−Ｆｅ合金から成る通常の電気鉄
板から成る積層体により製造されることも有利である。
【００１８】さらに、図２による実施例に対して仮定さ
れるように、極板１１ｄは２つのほぼ等しい厚みの層２
２ａおよび２２ｂから成る積層された構成を有してよく
、その際にこれらの層に対して相い異なる材料が選ばれ
ている。補正空隙１５のほうを向いた第１の層２２ａは
、全構成の十分なフレキシビリティが保証されるように
、たとえばＳｉ−Ｆｅ合金から成る１つまたは多くのそ
れぞれ１ないし５ｍｍの厚みの電気鉄板から製造され得
る。それに対して、利用体積Ｎのほうを向いた第２の層
２２ｂはたとえば軟磁性フェライトから、または合成樹
脂で結合された鉄粉末から成っていてよい。約１０００
の相対的透磁率μｒおよび約０．４Ｔないし０．５Ｔの
磁束通過能Ｂｍａｘにおいて、この層のごくわずかな導
電性が有利に保証され得る。第１の高透磁率の層２２ａ
は良好な基本磁界均等性を得る役割をする。第２の層２
２ｂは、核スピントモグラフィのために必要な勾配コイ
ルから勾配電流のパルス立ち上がりの間に惹起される追
加的な磁束を短時間通過させる。図２には示されていな
いこれらの勾配コイルは公知の仕方で利用体積Ｎのほう
を向いた層２２ｂの表面２３のすぐ付近に位置している
。示されている層構成により勾配磁界のほぼ遅れなしの
スイッチオンが有利に達成される。すなわち、純粋に強
磁性かつ導電性の材料から成る極板で生ずるようなパル
ス形態を変形させる磁気拡散過程が本質的に抑制される
。この事実は図３のグラフから読み取れる。このグラフ
で横軸には時間ｔ（ｍｓ）が、また縦軸には利用体積Ｎ
のなかで測定すべき勾配磁界強度Ｇ（ｍＴ／ｍ）が具体
的な実施例に対して記入されている。参照符号Ａを付さ
れている曲線は中実な電気鉄板から成る極板に対応付け
られており、また曲線Ｂは相い異なる磁気的特性および
相い異なる導電性を有する層２２ａおよび２２ｂを有す
る図２に示されている先に説明された構成を有する極板
１１ｄに対して生ずる。さらに、破線により約０．５ｍ
ｓでその最大値に上昇している勾配電流Ｉｇのパルスの
時間的経過が示されている。その際にこの電流の大きさ
は縦軸に任意の単位で示されている。曲線ＡとＢとの比
較から明らかなように、極板の層構成により、導電性の
一体の磁性材料から成る極板の場合（曲線Ａ）にくらべ
てはるかに速く勾配磁界強度の定常的な値が到達される
（曲線Ｂ）。曲線Ａの場合には、その勾配磁界が利用可
能となる前に、パルスのはるかに長い整定時間が待たれ
なければならない。
れるように、極板１１ｄは２つのほぼ等しい厚みの層２
２ａおよび２２ｂから成る積層された構成を有してよく
、その際にこれらの層に対して相い異なる材料が選ばれ
ている。補正空隙１５のほうを向いた第１の層２２ａは
、全構成の十分なフレキシビリティが保証されるように
、たとえばＳｉ−Ｆｅ合金から成る１つまたは多くのそ
れぞれ１ないし５ｍｍの厚みの電気鉄板から製造され得
る。それに対して、利用体積Ｎのほうを向いた第２の層
２２ｂはたとえば軟磁性フェライトから、または合成樹
脂で結合された鉄粉末から成っていてよい。約１０００
の相対的透磁率μｒおよび約０．４Ｔないし０．５Ｔの
磁束通過能Ｂｍａｘにおいて、この層のごくわずかな導
電性が有利に保証され得る。第１の高透磁率の層２２ａ
は良好な基本磁界均等性を得る役割をする。第２の層２
２ｂは、核スピントモグラフィのために必要な勾配コイ
ルから勾配電流のパルス立ち上がりの間に惹起される追
加的な磁束を短時間通過させる。図２には示されていな
いこれらの勾配コイルは公知の仕方で利用体積Ｎのほう
を向いた層２２ｂの表面２３のすぐ付近に位置している
。示されている層構成により勾配磁界のほぼ遅れなしの
スイッチオンが有利に達成される。すなわち、純粋に強
磁性かつ導電性の材料から成る極板で生ずるようなパル
ス形態を変形させる磁気拡散過程が本質的に抑制される
。この事実は図３のグラフから読み取れる。このグラフ
で横軸には時間ｔ（ｍｓ）が、また縦軸には利用体積Ｎ
のなかで測定すべき勾配磁界強度Ｇ（ｍＴ／ｍ）が具体
的な実施例に対して記入されている。参照符号Ａを付さ
れている曲線は中実な電気鉄板から成る極板に対応付け
られており、また曲線Ｂは相い異なる磁気的特性および
相い異なる導電性を有する層２２ａおよび２２ｂを有す
る図２に示されている先に説明された構成を有する極板
１１ｄに対して生ずる。さらに、破線により約０．５ｍ
ｓでその最大値に上昇している勾配電流Ｉｇのパルスの
時間的経過が示されている。その際にこの電流の大きさ
は縦軸に任意の単位で示されている。曲線ＡとＢとの比
較から明らかなように、極板の層構成により、導電性の
一体の磁性材料から成る極板の場合（曲線Ａ）にくらべ
てはるかに速く勾配磁界強度の定常的な値が到達される
（曲線Ｂ）。曲線Ａの場合には、その勾配磁界が利用可
能となる前に、パルスのはるかに長い整定時間が待たれ
なければならない。
【００１９】さらに図２から明らかなように、補正空隙
１５のなかで基部１１ｂの中央の表面部分１６ａと極板
１１ｄとの間の間隔が半径方向の広がり全体に対して一
定でないことは有利である。それどころか中心軸線Ｍの
範囲内で間隔ａ１は板の外縁の範囲内の間隔ａ２よりも
大きい。ａ１は一般に３ｍｍと５ｍｍの間であるが、ａ
２は少なくとも２０％だけ、好ましくは３０％だけ、ま
たたかだか６０％だけａ１よりも小さい。差ａ１−ａ２
はたとえば１ｍｍと２ｍｍとの間であり得る。ａ１から
ａ２への間隔減少は特に基部１１ｂの相応の円錐形の切
削加工（フライス加工）により達成され得る。それは連
続的に減少する必要はなく、段階的に減少していてもよ
い。
１５のなかで基部１１ｂの中央の表面部分１６ａと極板
１１ｄとの間の間隔が半径方向の広がり全体に対して一
定でないことは有利である。それどころか中心軸線Ｍの
範囲内で間隔ａ１は板の外縁の範囲内の間隔ａ２よりも
大きい。ａ１は一般に３ｍｍと５ｍｍの間であるが、ａ
２は少なくとも２０％だけ、好ましくは３０％だけ、ま
たたかだか６０％だけａ１よりも小さい。差ａ１−ａ２
はたとえば１ｍｍと２ｍｍとの間であり得る。ａ１から
ａ２への間隔減少は特に基部１１ｂの相応の円錐形の切
削加工（フライス加工）により達成され得る。それは連
続的に減少する必要はなく、段階的に減少していてもよ
い。
【００２０】基部のリング状のパッド状周縁片１１ｃと
向かい合う側部間隙２１を形成するように中央範囲１７
ａでのみ極板１１ｄに本発明による形態を与え、また補
正空隙１５を円錐状に構成することにより、極板１１ｄ
のなかの望ましくない半径方向磁束成分の顕著な減少が
達成される。図４のグラフはこの事実を裏付けている。 このグラフには横軸方向に中心軸線Ｍからｍｍ単位で測
った２つの極板の半径方向の広がりｘが、また縦軸方向
にそのつどの極板の下面に生ずる半径方向の磁束密度成
分Ｂｒ（単位Ｔ）がとられている。参照符号Ｃを付され
ている曲線は前記ドイツ特許出願公開第 ３７３７１３
３号明細書の第２図ににより構成されている具体的な極
板に対して生ずる。５００ｍｍの半径方向の広がりｘを
有するこの極板は主として１５ｍｍの厚みの電気鉄板か
ら成っており、またそれ自体その外縁範囲内に（半径方
向に）約６０ｍｍ幅のリング状のパッド状周縁片を含ん
でいる。 極板はこの周縁片の範囲内で約４０ｍｍの厚みである。 曲線Ｄは、等しい材料から成り、また同一の一定の厚み
ｓを有し、ただし周縁片１１ｃを有していない本発明に
より構成された図２による極板１１ｄに対して得られる
。半径方向の広がりｘは４００ｍｍである。両曲線の比
較から明らかなように、本発明による措置によれば、特
に極板１１ｄの周縁範囲内で半径方向の磁束密度成分Ｂ
の望ましくない上昇がほぼ抑制される。このことは
、極板１１ｄが磁極片の基部１１ｂからもリング状の周
縁片１１ｃからも磁気的に脱結合されていることに帰せ
られる。すなわち、部分１１ｂおよび１１ｃはいま主と
して半径方向の磁束を通す。半径方向の磁束密度成分Ｂ
の具体的な経過はその際に補正空隙１５の円錐状の
拡大および（または）極板１１ｄの材料選定によっても
決定される。
向かい合う側部間隙２１を形成するように中央範囲１７
ａでのみ極板１１ｄに本発明による形態を与え、また補
正空隙１５を円錐状に構成することにより、極板１１ｄ
のなかの望ましくない半径方向磁束成分の顕著な減少が
達成される。図４のグラフはこの事実を裏付けている。 このグラフには横軸方向に中心軸線Ｍからｍｍ単位で測
った２つの極板の半径方向の広がりｘが、また縦軸方向
にそのつどの極板の下面に生ずる半径方向の磁束密度成
分Ｂｒ（単位Ｔ）がとられている。参照符号Ｃを付され
ている曲線は前記ドイツ特許出願公開第 ３７３７１３
３号明細書の第２図ににより構成されている具体的な極
板に対して生ずる。５００ｍｍの半径方向の広がりｘを
有するこの極板は主として１５ｍｍの厚みの電気鉄板か
ら成っており、またそれ自体その外縁範囲内に（半径方
向に）約６０ｍｍ幅のリング状のパッド状周縁片を含ん
でいる。 極板はこの周縁片の範囲内で約４０ｍｍの厚みである。 曲線Ｄは、等しい材料から成り、また同一の一定の厚み
ｓを有し、ただし周縁片１１ｃを有していない本発明に
より構成された図２による極板１１ｄに対して得られる
。半径方向の広がりｘは４００ｍｍである。両曲線の比
較から明らかなように、本発明による措置によれば、特
に極板１１ｄの周縁範囲内で半径方向の磁束密度成分Ｂ
の望ましくない上昇がほぼ抑制される。このことは
、極板１１ｄが磁極片の基部１１ｂからもリング状の周
縁片１１ｃからも磁気的に脱結合されていることに帰せ
られる。すなわち、部分１１ｂおよび１１ｃはいま主と
して半径方向の磁束を通す。半径方向の磁束密度成分Ｂ
の具体的な経過はその際に補正空隙１５の円錐状の
拡大および（または）極板１１ｄの材料選定によっても
決定される。
【図１】本発明による均等磁界磁石の実施例。
【図２】この磁石の磁極片の一部分の拡大図。
【図３】相応の均等磁界磁石の極板における勾配磁界強
度の時間的経過を示すグラフ。
度の時間的経過を示すグラフ。
【図４】極板のなかの半径方向の磁束密度成分を示すグ
ラフ。
ラフ。
２ 磁石
３ 継鉄
３ａ、３ｂ 継鉄の脚端
４、５ コア
７、８ 励磁コイル
１０、１１ 磁極片
１０ａ、１１ａ 磁極面
１０ｂ、１１ｂ 基部
１０ｃ、１１ｃ 周縁片
１０ｄ、１１ｄ 極板
１４、１５ 補正空隙
１６ 表面
１６ａ 中央表面部分
１６ｂ 外側表面部分
１７ａ 中央磁極片範囲
１７ｂ 磁極片周縁範囲
１８ 段
２１ 側部間隙
２２ａ、２２ｂ 層
２３ 表面
ｄ コア直径
Ｄ 磁極片直径
Ｅ 対称面
Ａ 磁極片間隔
Ｎ 利用体積
Ｂ０ 磁気誘導
ｒ 中央磁極片範囲の半径
Ｒ 磁極片の外側半径
Ｍ 中心線
ｈ 周縁片の高さ
ｂ 周縁片の幅
ｗ 側部間隙の幅
ａ１、ａ２ 補正空隙の幅
Ｇ 勾配磁界強度
ｔ 時間
Ｉｇ 勾配電流
Ａ、Ｂ 勾配磁界強度曲線
Ｃ、Ｄ 磁束密度曲線
Ｂｒ 半径方向の磁束密度成分
ｘ 半径方向の広がり
Claims (9)
- 【請求項１】 磁束を導く継鉄と２つの向かい合う磁
極片とを有し、磁極片の間に高い均等性の磁界を有する
利用体積が構成されており、またそれぞれ利用体積のほ
うを向いた磁極片の面が輪郭を与えられており、その際
に磁極片の少なくとも１つが、継鉄のほうを向いた磁極
片の基部と向かい合って狭い補正空隙を介して間隔をお
かれたかつ磁界の補正のために機械的な調節装置により
傾斜かつ（または）屈曲すべき極板を有している均等磁
界磁石において、各磁極片（１０、１１）がその周縁範
囲（１７ｂ）にその磁極片ブロックの部分として磁極片
（１０、１１）の間の相互間隔（Ａ）を減ずる周縁片（
１０ｃ、１１ｃ）を有し、また傾斜および（または）屈
曲可能な極板（１０ｄ、１１ｄ）を有する少なくとも１
つの磁極片（１０、１１）においてこの極板が周縁片（
１０ｃ、１１ｃ）から境された内側範囲のなかに周縁片
（１０ｃ、１１ｃ）と向かい合って側部間隙（２１）だ
け間隔をおいて配置されていることを特徴とする均等磁
界磁石。 - 【請求項２】 極板（１０ｄ、１１ｄ）が多くの層（
２２ａ、２２ｂ）から成っていることを特徴とする請求
項１記載の磁石。 - 【請求項３】 利用体積（Ｖ）のほうを向いた極板（
１１ｄ）の層（２２ｂ）が比較的低い導電性を有するこ
とを特徴とする請求項２記載の磁石。 - 【請求項４】 側部間隙（２１）が２ｍｍと２０ｍｍ
との間の幅（ｗ）を有することを特徴とする請求項１な
いし３のいずれか１つに記載の磁石。 - 【請求項５】 極板（１０ｄ、１１ｄ）が３ｍｍと３
０ｍｍとの間、好ましくは５ｍｍと１５ｍｍとの間の一
定の厚み（ｓ）を有することを特徴とする請求項１ない
し４のいずれか１つに記載の磁石。 - 【請求項６】 極板（１０ｄ、１１ｄ）の外縁におけ
る補正空隙（１４、１５）が極板の中央（Ｍ）よりも小
さい幅（ａ２）を有することを特徴とする請求項１ない
し５のいずれか１つに記載の磁石。 - 【請求項７】 極板（１０ｄ、１１ｄ）の外縁におけ
る補正空隙（１４、１５）の幅（ａ２）が極板の中央（
Ｍ）での幅（ａ１）よりも少なくとも２０％だけ、好ま
しくは少なくとも３０％だけ、またたかだか６０％だけ
小さいことを特徴とする請求項６記載の磁石。 - 【請求項８】 補正空隙（１４、１５）の増大のため
に磁極片（１０、１１）の基部（１０ｂ、１１ｂ）が相
応の円錐形切削個所を有することを特徴とする請求項６
または７記載の磁石。 - 【請求項９】 極板（１０ｄ、１１ｄ）の面積（２３
）が磁極片（１０、１１）の全面積（１６）の８５％よ
りも小さい面積を占めることを特徴とする請求項１ない
し８のいずれか１つに記載の磁石。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4038265 | 1990-11-30 | ||
| DE4038265.6 | 1990-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04290407A true JPH04290407A (ja) | 1992-10-15 |
| JP3043499B2 JP3043499B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=6419315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337529A Expired - Lifetime JP3043499B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-11-27 | 均等磁界磁石 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| US (1) | US5729188A (ja) |
| EP (1) | EP0488015B1 (ja) |
| JP (1) | JP3043499B2 (ja) |
| DE (1) | DE59108314D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP0616230B1 (de) * | 1993-03-15 | 1998-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Homogenfeldmagnet mit über Korrekturluftspalte beabstandeten Polplatteneinrichtungen seiner Polschuhe |
| GB2276946B (en) * | 1993-04-08 | 1997-04-02 | Oxford Magnet Tech | Improvements in or relating to MRI magnets |
| FI933834A7 (fi) * | 1993-09-01 | 1995-03-02 | Picker Nordstar Oy | Magneettikuvauslaitteen napakenkä |
| JPH0831635A (ja) * | 1994-07-08 | 1996-02-02 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Ｍｒｉ用磁界発生装置 |
| US5774809A (en) * | 1996-02-12 | 1998-06-30 | Nokia Mobile Phones Limited | Simplified mobile assisted handoff of signal between cells |
| US6029081A (en) * | 1998-03-19 | 2000-02-22 | Picker International, Inc. | Movable magnets for magnetic resonance surgery |
| US5942962A (en) * | 1998-10-02 | 1999-08-24 | Quadrant Technology | Dipole magnetic structure for producing uniform magnetic field |
| WO2001053847A1 (en) | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Millennium Technology Inc. | C-shaped magnetic resonance imaging system |
| US7084632B2 (en) * | 2002-04-01 | 2006-08-01 | Shenyang Neusoft Bopu Nmr Tech Co., Ltd. | Permanent magnet for magnet resonance |
| CN100434928C (zh) * | 2003-05-23 | 2008-11-19 | 西门子（中国）有限公司 | 一种可用于磁共振设备的磁场发生系统 |
| US20070276222A1 (en) * | 2004-03-29 | 2007-11-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | System for magnetic resonance imaging |
| NZ556760A (en) * | 2007-07-26 | 2008-12-24 | Auckland Uniservices Ltd | An electric generator |
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Family Cites Families (10)
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|---|---|---|---|---|
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| DE3418812A1 (de) * | 1984-05-19 | 1985-11-21 | Bruker Medizintechnik Gmbh, 7512 Rheinstetten | Kernspintomograph |
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| GB2215522B (en) * | 1988-02-26 | 1990-11-28 | Picker Int Ltd | Magnet arrangements |
| US5003276A (en) * | 1989-08-11 | 1991-03-26 | General Atomics | Method of site shimming on permanent magnets |
| US5061897A (en) * | 1990-03-23 | 1991-10-29 | Fonar Corporation | Eddy current control in magnetic resonance imaging |
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1991
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- 1991-11-18 DE DE59108314T patent/DE59108314D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-26 US US07/798,495 patent/US5729188A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-27 JP JP3337529A patent/JP3043499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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