JPH0472705A - 電磁石装置 - Google Patents
電磁石装置Info
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- JPH0472705A JPH0472705A JP18585590A JP18585590A JPH0472705A JP H0472705 A JPH0472705 A JP H0472705A JP 18585590 A JP18585590 A JP 18585590A JP 18585590 A JP18585590 A JP 18585590A JP H0472705 A JPH0472705 A JP H0472705A
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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
この発明は、例えば磁気共鳴イメージングシステムの撮
像空間としての磁界発生空間を形成するのに利用する電
磁石装置に関するものである。
像空間としての磁界発生空間を形成するのに利用する電
磁石装置に関するものである。
第８図は従来の電磁石装置を示す斜視図であり、図にお
いて、１は略円筒形（ここでは八角形）の磁性体、２は
この磁性体１の両端に取付けられた中空円板状（ここで
は外周が八角形）の磁性体鏡板、３は磁性体１および磁
性体鏡板２が作る空間に設置された磁界発生用コイルを
内蔵する電磁石３である。５は電磁石３の所望磁界発生
空間であり、これが磁気共鳴イメージングシステムにお
いて撮像空間に相当する。 第９図は第８図のＡ−Ａ線断面図であり、ここには電磁
石３が磁性体１とほぼ同軸の、円筒形の磁界発生用コイ
ル４を内蔵した状態で示されている。 次に動作について説明する。 円筒形の磁界発生用コイル４で発生した磁界は、磁性体
１及び磁性体鏡板２で構成された磁気シールドが無い場
合、所望磁界発生空間５以外の電磁石装置の外部に大き
な漏洩磁界空間を発生することとなる。一方電磁石３が
設置される周辺には、磁界の存在により正常な機能が損
われる機器、例えばカラーテレビ、磁気記録装置等が置
かれることがある。そこで、これらの機器に対し、電磁
石３の漏洩磁界が影響を及ぼさないように、磁性体１と
磁性体鏡板２が磁界発生用コイル４を包囲するようにし
、これによって漏洩磁界空間を縮減する対策がとられて
いる。すなわち、このような磁気しゃへい効果は、第１
０図に示すように、磁界発生用コイル４で発生した磁束
６の大部分が透磁率の高い磁性体鏡板２の内円周付近に
飛び込み、磁性体鏡板２内を半径方向に放射状に進み、
さらに、磁性体鏡板２から磁性体１を通り、反対側の磁
性体鏡板２を通過して、磁界発生用コイル４内にもどる
閉ループを形成することにより達成される。磁界発生用
コイル４で発生した磁束６が磁性体鏡板２に飛び込む量
７の分布は、第１１図に示す通りであり、磁性体鏡板２
の内円周部で最大となり、外円周部に向うに従って指数
関数的に減少する特性を示す。次に、第１１図に示すよ
うに、磁性体鏡板２の内周端部より外周方向に座標ｒを
採り、例えばｒ＝ｒ、での磁性体鏡板２内部を流れる磁
束量を求めると、磁束量はｒ＝ｏからｒ＝ｒｌまでに磁
性体鏡板２に飛び込む磁束７の積分値で示され、第１３
図に示すような特性となる。 一方、磁性体鏡板２内部の任意の面、例えば第１２図の
断面８の磁束密度については、磁性体鏡板２内のその面
での通過磁束量を磁束の流れる方向に垂直な磁性体鏡板
２の断面８０面積で割ることにより求めることができる
。この断面積ＳはＳ＝２π（ｒ＋Ｒｈ ） ・ｔ
（１）となり、座標ｒと断面積Ｓの関係を示すと、第
１４図のようになる。但し、Ｒ２は磁性体鏡板２の中空
内円半径、ｔは磁性体鏡板２の厚さである。この結果、
第１３図の磁束特性と第１４図の断面積の変化とから分
かるように磁性体腕ｖｉ２内部の磁束密度の変化は、第
１５図に示すようになる。この第１５図は磁性体鏡板２
内の等磁束密度域が同心杖に分布し、磁束密度の最大値
は、その鏡板２の比較的内側に存在していることを示し
ている。 また、磁気シールドの厚さｔは、最も磁束密度が高くな
る部分で磁性体鏡板２に使用する磁性体の飽和磁束密度
を越えない条件から決定されている。
いて、１は略円筒形（ここでは八角形）の磁性体、２は
この磁性体１の両端に取付けられた中空円板状（ここで
は外周が八角形）の磁性体鏡板、３は磁性体１および磁
性体鏡板２が作る空間に設置された磁界発生用コイルを
内蔵する電磁石３である。５は電磁石３の所望磁界発生
空間であり、これが磁気共鳴イメージングシステムにお
いて撮像空間に相当する。 第９図は第８図のＡ−Ａ線断面図であり、ここには電磁
石３が磁性体１とほぼ同軸の、円筒形の磁界発生用コイ
ル４を内蔵した状態で示されている。 次に動作について説明する。 円筒形の磁界発生用コイル４で発生した磁界は、磁性体
１及び磁性体鏡板２で構成された磁気シールドが無い場
合、所望磁界発生空間５以外の電磁石装置の外部に大き
な漏洩磁界空間を発生することとなる。一方電磁石３が
設置される周辺には、磁界の存在により正常な機能が損
われる機器、例えばカラーテレビ、磁気記録装置等が置
かれることがある。そこで、これらの機器に対し、電磁
石３の漏洩磁界が影響を及ぼさないように、磁性体１と
磁性体鏡板２が磁界発生用コイル４を包囲するようにし
、これによって漏洩磁界空間を縮減する対策がとられて
いる。すなわち、このような磁気しゃへい効果は、第１
０図に示すように、磁界発生用コイル４で発生した磁束
６の大部分が透磁率の高い磁性体鏡板２の内円周付近に
飛び込み、磁性体鏡板２内を半径方向に放射状に進み、
さらに、磁性体鏡板２から磁性体１を通り、反対側の磁
性体鏡板２を通過して、磁界発生用コイル４内にもどる
閉ループを形成することにより達成される。磁界発生用
コイル４で発生した磁束６が磁性体鏡板２に飛び込む量
７の分布は、第１１図に示す通りであり、磁性体鏡板２
の内円周部で最大となり、外円周部に向うに従って指数
関数的に減少する特性を示す。次に、第１１図に示すよ
うに、磁性体鏡板２の内周端部より外周方向に座標ｒを
採り、例えばｒ＝ｒ、での磁性体鏡板２内部を流れる磁
束量を求めると、磁束量はｒ＝ｏからｒ＝ｒｌまでに磁
性体鏡板２に飛び込む磁束７の積分値で示され、第１３
図に示すような特性となる。 一方、磁性体鏡板２内部の任意の面、例えば第１２図の
断面８の磁束密度については、磁性体鏡板２内のその面
での通過磁束量を磁束の流れる方向に垂直な磁性体鏡板
２の断面８０面積で割ることにより求めることができる
。この断面積ＳはＳ＝２π（ｒ＋Ｒｈ ） ・ｔ
（１）となり、座標ｒと断面積Ｓの関係を示すと、第
１４図のようになる。但し、Ｒ２は磁性体鏡板２の中空
内円半径、ｔは磁性体鏡板２の厚さである。この結果、
第１３図の磁束特性と第１４図の断面積の変化とから分
かるように磁性体腕ｖｉ２内部の磁束密度の変化は、第
１５図に示すようになる。この第１５図は磁性体鏡板２
内の等磁束密度域が同心杖に分布し、磁束密度の最大値
は、その鏡板２の比較的内側に存在していることを示し
ている。 また、磁気シールドの厚さｔは、最も磁束密度が高くな
る部分で磁性体鏡板２に使用する磁性体の飽和磁束密度
を越えない条件から決定されている。
従来の電磁石装置は以上のように構成されているので、
外部漏洩磁界を低減するための磁性体鏡板２の厚さはそ
の一部の磁束密度の高い領域により決定され、この磁性
体鏡板２の内周端付近や外周端付近では必要以上の厚さ
となり、これが装置全体の重量を不必要に大きくしてし
まうなどの課題があった。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、磁性体鏡板を磁束が通過する際に、磁性体鏡板
の全領域で磁気飽和することの無い合理的な厚さとする
ことにより、装置全体の重量を低減することができる電
磁石装置を得ることを目的とする。
外部漏洩磁界を低減するための磁性体鏡板２の厚さはそ
の一部の磁束密度の高い領域により決定され、この磁性
体鏡板２の内周端付近や外周端付近では必要以上の厚さ
となり、これが装置全体の重量を不必要に大きくしてし
まうなどの課題があった。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、磁性体鏡板を磁束が通過する際に、磁性体鏡板
の全領域で磁気飽和することの無い合理的な厚さとする
ことにより、装置全体の重量を低減することができる電
磁石装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電磁石装置は、磁性体鏡板に対して、こ
の磁性体鏡板内を通過する磁束量と磁束通過断面積との
比率で決まる磁束密度が鏡板の径方向の各領域でその磁
性体鏡板の飽和磁束密度以下となるように、上記各領域
で厚い部分と薄い部分を設けたものである。
の磁性体鏡板内を通過する磁束量と磁束通過断面積との
比率で決まる磁束密度が鏡板の径方向の各領域でその磁
性体鏡板の飽和磁束密度以下となるように、上記各領域
で厚い部分と薄い部分を設けたものである。
この発明における！磁石装置は、磁性体ｗｉＬ板が漏洩
磁界低減のために通過させる磁束量に対して径方向の各
領域で必要かつ十分な厚さとされるので、磁性体鏡板の
軽量化、さらには装置全体の軽量化を実現可能にする。
磁界低減のために通過させる磁束量に対して径方向の各
領域で必要かつ十分な厚さとされるので、磁性体鏡板の
軽量化、さらには装置全体の軽量化を実現可能にする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において１は略円筒状の磁性体、９は径方向で厚さの
異なる中孔を有する円板状の磁性体鏡板、３は磁性体１
とほぼ同軸の円筒形の磁界発生用コイル４を内蔵した電
磁石、５は所望磁界発生空間である。 第２図は上記磁性体鏡板９の詳細を示す。この磁性体鏡
板９は磁界発生用コイル４と略同軸、同心円状に形成さ
れ、かつ径方向に２種類の厚さの部分１０，１１．１２
から構成され、このうち厚さの厚い部分１０の内半径は
磁性体鏡＠、９の内周半径より大きく、厚さの厚い部分
１０の外半径は磁性体鏡板９の外周半径より小さい。そ
して、１１゜１２は磁性体鏡板９の厚さの薄い部分とな
っている。そして、厚い部分１０は磁性体鏡板９を通る
磁束量の多い部分に対応させである。 次に動作について説明する。 磁界発生用コイル４に磁束が発生すると、その磁束の大
部分が透磁率の高い磁性体鏡板９の内円周付近に飛び込
み、さらに、磁性体鏡板９から磁性体１を通り、反対側
の磁性体鏡板９を通過して磁界発生用コイル４にもどる
。このような磁束の閉ループの流れにより、電磁石装置
の外部漏洩磁界を低減する。この基本的動作については
、従来装置と同一である。この場合において、磁性体鏡
板９への磁束の飛び込み状態も従来例と同様であり、磁
性体鏡板９の内円周部で最大であり、外円周部に向うに
従って指数関数的に減少する。このため、磁性体鏡板９
内の通過磁束量と鏡板内周端から外周方向への距離の関
係は、従来例同様に第１３図のようになる。 一方、磁性体鏡板９は第１図及び第２図に示すように半
径方向に厚さの異なる部分を有し、磁性体鏡板９内を通
過する磁束に垂直な断面積と磁性体鏡板９の内周端から
外周方向への距離の関係は第３図の実線のようになる。 この断面積特性は（１）式において磁性体鏡板９の厚さ
ｔが部分的に異なる値を持つとすれば容易に求まる。な
お、この第３図には、従来例として示した磁性体鏡板２
の厚さが−様な場合の断面積特性を破線で示しである。 この実施例では、磁性体鏡板９の内周側と外周側で従来
例より断面積を減少させてあり、これを実線で示しであ
る。このため、このような形状の磁性体鏡板９内の磁束
密度は、磁性体鏡板９の内周端からの距離との関係で示
すと第４図に示すようになり、これが第２図で示した磁
束量を第３図で示した断面積で割ったものとなる。 この第４図では、従来例で示した磁性体鏡板２の厚さが
−様な場合の磁束密度の特性を破線で示してあり、この
発明の実施例では、この破線の値に対し、断面積の減少
部分で磁束密度が上昇していることを実線で示しである
。この場合において、上記のような磁束密度の上昇部分
でも磁性体鏡板９に使用されている磁性体の飽和磁束密
度以下となるように、磁性体鏡板９の厚さを選定するこ
とにより、磁気シールドの効果を確保している。 すなわち、この発明では、磁性体鏡板９のうち厚い部分
の厚さは、これを−様な厚さで構成する場合に必要かつ
十分な厚さと同一とし、一方、厚さの薄い部分について
は、磁界発生用コイルの寸法や出力磁界の強度により異
なり、厚い部分以下のその電磁石固有の適当な厚さが選
定される。この選定された薄い部分１１．１２の厚さに
対して、内円周側の厚さの薄い部分１１が飽和磁束密度
に達することのない半径で、厚さの厚い部分１０の内半
径が決定される。また、厚い部分１０の外半径は（１）
式で示したように、厚さ一定の条件では半径の増大に伴
い断面積が増加するため、厚さを薄くしても厚さ減によ
る断面積の減少が半径増大による断面積増と相殺し、磁
性体鏡板９内の磁束が飽和しない半径とするよう決定さ
れる。 なお、上記、実施例では厚さの厚い部分１０を電磁石３
方向に形成したものを示したが、第５図に示すように、
磁性体鏡板９の外側の対応位置に形成したり、第６図に
示すように、磁性体鏡板９の内外側の対応位置に形成し
たり、第７図に示すように、磁性体鏡板９の内側に、磁
束密度を等化するような異った３種類以上の厚さとする
こともでき、上記実施例と同様の効果を奏する。
図において１は略円筒状の磁性体、９は径方向で厚さの
異なる中孔を有する円板状の磁性体鏡板、３は磁性体１
とほぼ同軸の円筒形の磁界発生用コイル４を内蔵した電
磁石、５は所望磁界発生空間である。 第２図は上記磁性体鏡板９の詳細を示す。この磁性体鏡
板９は磁界発生用コイル４と略同軸、同心円状に形成さ
れ、かつ径方向に２種類の厚さの部分１０，１１．１２
から構成され、このうち厚さの厚い部分１０の内半径は
磁性体鏡＠、９の内周半径より大きく、厚さの厚い部分
１０の外半径は磁性体鏡板９の外周半径より小さい。そ
して、１１゜１２は磁性体鏡板９の厚さの薄い部分とな
っている。そして、厚い部分１０は磁性体鏡板９を通る
磁束量の多い部分に対応させである。 次に動作について説明する。 磁界発生用コイル４に磁束が発生すると、その磁束の大
部分が透磁率の高い磁性体鏡板９の内円周付近に飛び込
み、さらに、磁性体鏡板９から磁性体１を通り、反対側
の磁性体鏡板９を通過して磁界発生用コイル４にもどる
。このような磁束の閉ループの流れにより、電磁石装置
の外部漏洩磁界を低減する。この基本的動作については
、従来装置と同一である。この場合において、磁性体鏡
板９への磁束の飛び込み状態も従来例と同様であり、磁
性体鏡板９の内円周部で最大であり、外円周部に向うに
従って指数関数的に減少する。このため、磁性体鏡板９
内の通過磁束量と鏡板内周端から外周方向への距離の関
係は、従来例同様に第１３図のようになる。 一方、磁性体鏡板９は第１図及び第２図に示すように半
径方向に厚さの異なる部分を有し、磁性体鏡板９内を通
過する磁束に垂直な断面積と磁性体鏡板９の内周端から
外周方向への距離の関係は第３図の実線のようになる。 この断面積特性は（１）式において磁性体鏡板９の厚さ
ｔが部分的に異なる値を持つとすれば容易に求まる。な
お、この第３図には、従来例として示した磁性体鏡板２
の厚さが−様な場合の断面積特性を破線で示しである。 この実施例では、磁性体鏡板９の内周側と外周側で従来
例より断面積を減少させてあり、これを実線で示しであ
る。このため、このような形状の磁性体鏡板９内の磁束
密度は、磁性体鏡板９の内周端からの距離との関係で示
すと第４図に示すようになり、これが第２図で示した磁
束量を第３図で示した断面積で割ったものとなる。 この第４図では、従来例で示した磁性体鏡板２の厚さが
−様な場合の磁束密度の特性を破線で示してあり、この
発明の実施例では、この破線の値に対し、断面積の減少
部分で磁束密度が上昇していることを実線で示しである
。この場合において、上記のような磁束密度の上昇部分
でも磁性体鏡板９に使用されている磁性体の飽和磁束密
度以下となるように、磁性体鏡板９の厚さを選定するこ
とにより、磁気シールドの効果を確保している。 すなわち、この発明では、磁性体鏡板９のうち厚い部分
の厚さは、これを−様な厚さで構成する場合に必要かつ
十分な厚さと同一とし、一方、厚さの薄い部分について
は、磁界発生用コイルの寸法や出力磁界の強度により異
なり、厚い部分以下のその電磁石固有の適当な厚さが選
定される。この選定された薄い部分１１．１２の厚さに
対して、内円周側の厚さの薄い部分１１が飽和磁束密度
に達することのない半径で、厚さの厚い部分１０の内半
径が決定される。また、厚い部分１０の外半径は（１）
式で示したように、厚さ一定の条件では半径の増大に伴
い断面積が増加するため、厚さを薄くしても厚さ減によ
る断面積の減少が半径増大による断面積増と相殺し、磁
性体鏡板９内の磁束が飽和しない半径とするよう決定さ
れる。 なお、上記、実施例では厚さの厚い部分１０を電磁石３
方向に形成したものを示したが、第５図に示すように、
磁性体鏡板９の外側の対応位置に形成したり、第６図に
示すように、磁性体鏡板９の内外側の対応位置に形成し
たり、第７図に示すように、磁性体鏡板９の内側に、磁
束密度を等化するような異った３種類以上の厚さとする
こともでき、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば磁性体鏡板内を通過す
る磁束密度が、該磁性体鏡板の径方向の各領域で飽和磁
束密度以下となるように、該磁性体鏡板に対して上記各
領域で厚い部分と薄い部分を設けるように構成したので
、上記磁性体鏡板を必要なシールド効果を維持しながら
軽量子およびローコスト化でき、これにより磁気共鳴イ
メージングシステムの軽量化を図れるものが得られる効
果がある。
る磁束密度が、該磁性体鏡板の径方向の各領域で飽和磁
束密度以下となるように、該磁性体鏡板に対して上記各
領域で厚い部分と薄い部分を設けるように構成したので
、上記磁性体鏡板を必要なシールド効果を維持しながら
軽量子およびローコスト化でき、これにより磁気共鳴イ
メージングシステムの軽量化を図れるものが得られる効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例による電磁石装置を示す一
部の断面図、第２図は第１図における磁性体鏡板を示す
斜視図、第３図は第１図の磁性体鏡板各部の断面積を示
す特性図、第４図は第１図の磁性体鏡板各部の磁束密度
を示す特性図、第５図、第６図および第７図は電磁石装
置の他の実施例を示す一部の断面図、第８図は従来の電
磁石装置を示す斜視図、第９図は第８図における電磁石
装置の内部構造を示すＡ−Ａ線断面図、第１０図は電磁
石装置のシールド効果を示す説明図、第１１図は電磁石
装置における磁束分布を示す説明図、第１２図は！磁石
装置における所定断面内の磁束密度分布を説明する説明
図、第１３図は磁性体鏡板内の磁束量を示す特性図、第
１４図は従来の磁性体鏡板各部の断面積を示す特性図、
第１５図は従来の磁性体鏡板各部の磁束密度を示す特性
図である。 １は磁性体、３は電磁石、４は磁界発生用コイル、９は
磁性体鏡板、１０は厚い部分、１１．１２は薄い部分。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
部の断面図、第２図は第１図における磁性体鏡板を示す
斜視図、第３図は第１図の磁性体鏡板各部の断面積を示
す特性図、第４図は第１図の磁性体鏡板各部の磁束密度
を示す特性図、第５図、第６図および第７図は電磁石装
置の他の実施例を示す一部の断面図、第８図は従来の電
磁石装置を示す斜視図、第９図は第８図における電磁石
装置の内部構造を示すＡ−Ａ線断面図、第１０図は電磁
石装置のシールド効果を示す説明図、第１１図は電磁石
装置における磁束分布を示す説明図、第１２図は！磁石
装置における所定断面内の磁束密度分布を説明する説明
図、第１３図は磁性体鏡板内の磁束量を示す特性図、第
１４図は従来の磁性体鏡板各部の断面積を示す特性図、
第１５図は従来の磁性体鏡板各部の磁束密度を示す特性
図である。 １は磁性体、３は電磁石、４は磁界発生用コイル、９は
磁性体鏡板、１０は厚い部分、１１．１２は薄い部分。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 筒形の磁性体の両端に取り付けられ、該磁性体ととも
に磁気シールドを形成する磁性体鏡板と、該磁性体鏡板
と上記磁性体との間に形成された空間に設置されて、磁
界発生用コイルを内蔵する電磁石とを備えた電磁石装置
において、上記磁性体鏡板内を通過する磁束密度が、該
磁性体鏡板の径方向の各領域で飽和磁束密度以下となる
ように、該磁性体鏡板の上記各領域に厚い部分と薄い部
分を設けたことを特徴とする電磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18585590A JPH0472705A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18585590A JPH0472705A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472705A true JPH0472705A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16178059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18585590A Pending JPH0472705A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0472705A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090863A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Mcubetechnology Co., Ltd. | A stimulation coil using magnetic mirror and use thereof |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18585590A patent/JPH0472705A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090863A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Mcubetechnology Co., Ltd. | A stimulation coil using magnetic mirror and use thereof |
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