JPH09283328A

JPH09283328A - 永久磁石磁気回路

Info

Publication number: JPH09283328A
Application number: JP8093907A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ohashi; 健大橋
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】磁気効率に優れ、磁気回路の過大な重量増加
を伴わず、かつ開放性に優れた永久磁石磁気回路を提供
する。【解決手段】希土類永久磁石１ａ、１ｂを対向し、該
磁石の空隙側表面に磁場均一度を向上させるための整磁
板２ａ、２ｂを設け、これらを継鉄３で結んで構成され
る永久磁石磁気回路において、該永久磁石１ａ、１ｂが
水平方向に配置され、該空隙中に水平方向に磁場を発生
し、かつ永久磁石間を結ぶ該継鉄３で磁石空隙間１０の
１／１０〜１／２が覆われていることを特徴とする永久
磁石磁気回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＭＲＩ装置のバイア
ス磁場発生に用いられる磁石対向型の永久磁石磁気回路
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石磁気回路をバイアス磁場発生用
マグネットとして用いたＭＲＩ装置は、磁場発生のため
の電力などのランニングコストが不要で、超電導マグネ
ットのように液体Ｈｅの補給も不要なため、非常に使用
しやすい装置である。永久磁石型ＭＲＩ装置としては、
いくつかの磁気回路が提案され、実用化されている。例
えば、図２に示すダイポールリング型磁気回路（K.Halb
ach NuclearInstruments and Methods 189,(1980),
１）は、リング周方向に磁石の磁化方向が徐々に変化
し、一周する間に磁化は二回転する。リング内周にＮ、
Ｓの２極の磁荷が出てくるので、ダイポール型と呼ば
れ、十分な軸方向長さがあれば、リング内部の一軸径方
向に向いた均一な磁場分布が得られる。例えばＭＲＩ装
置としては、特開昭６１−３８５５４号（ＵＳＰ４５８
００９８）公報、特開昭６２−１０４０１１号公報など
がある。該磁気回路は、磁束を通すために外周部に継鉄
を用いる必要がないので、磁気回路重量が軽量化され、
コンパクトにできる。また、継鉄を使用する磁気回路と
比較し、発生磁場の上限が高く取れる利点がある。しか
し、約3000Ｇ以下の発生磁場の領域では、他の永久磁石
磁気回路と比較して磁石重量が大きくなるため、実際に
実用化されている例は余り多くない。

【０００３】一方、図３のような磁石対向型磁気回路は
よく知られており、現在実用化されている永久磁石型Ｍ
ＲＩのほとんどはこのタイプである。継鉄の形や数はい
ろいろ考案されているが、磁場調整のしやすさや磁気回
路の組み立てやすさから、四本柱型が多い。該磁石対向
型磁気回路は、永久磁石２１で発生した磁束を、継鉄２
３を通して対向側の永久磁石の反対極に流すため、磁束
漏洩が少なく、効率の良い磁気回路が作製できる。また
磁石２１の空隙側表面に整磁板２２を設けると磁場均一
度を向上させることができる。磁石対向型磁気回路・装
置は例えば、W.H.Oldendorf WO84/00611(PCT/US83/0117
5)、実公平２−４４４８３号公報、実公平２−４４４８
４号公報、実公平２−４４４８５号公報、実公平２−４
４４８６号公報や、映像情報１５，(1983)，３７９、病
態生理４，(1985)，９１などに開示されている。

【０００４】従来の超伝導型やダイポールリング型と、
磁石対向型マグネット共通の問題として、ＭＲＩ装置に
した時、側面方向がふさがれてしまうため、患者に対し
て圧迫感や閉塞感を与えてしまうことがある。上下方向
の圧迫感とともに、左右が塞がれてしまうと、狭い穴に
入り込むような閉塞感を、患者に与えてしまう。磁石対
向型では、横長にして、継鉄と磁石の距離を離すように
すれば、左右方向の閉塞感を緩和できるが、継鉄重量が
増えるため、むやみに柱間隔を広げることは好ましくな
い。超伝導型やダイポールリング型では、患者の圧迫感
・閉塞感を軽減するには、リング内径を大きくするしか
ないが、ダイポールリング型では磁石重量が径の２乗で
増加し、かつ軸方向長さも長くしなければ磁場均一度が
確保できないため、好ましくない。またＭＲＩマグネッ
トの閉塞性は、医療技師や医者がＭＲＩ装置中に居る患
者を監視したり何等かの処置を施す上で障害となってお
り、これを改善することが望まれている。

【０００５】このようなＭＲＩマグネットの閉塞性を改
善するため、永久磁石対向型マグネットで二本柱とする
ことにより、開放性を確保することが本発明者らにより
（特願平７−２１８５４４号明細書参照）提案されてい
る。また、電磁石や永久磁石対向型マグネットで、コの
字形状の一枚板継鉄により開放性を確保することも提案
されている。該磁気回路などにより、従来の超伝導型、
ダイポールリング型や磁石対向型マグネットと比較し
て、側面方向が開いたため開放性は大幅に向上した。し
かし、上下方向が塞がれているため、患者の圧迫感が依
然として残り、また医師などの患者への働きかけが阻害
されていることは変わりがない。患者への圧迫感を改善
するため、永久磁石型マグネットにおいて磁石や整磁板
中心部に穴を開け、ＭＲＩマグネット中の患者が外部を
見ることができるとともに、カメラなどの手段で患者を
監視できるようにすることが特開平６−２９０９３７号
公報に提案されている。しかし、磁場強度の低下や磁場
均一性の確保のため、むやみと大きな穴を開けることは
難しい。このため、患者の圧迫感を低減する度合いは限
度があり、また医者が患者に働きかけることも難しい。
患者が磁気回路内部に入った時の圧迫感を軽減し、医者
などがＭＲＩマグネット中の患者に働きかけることが可
能で、磁石重量と継鉄重量の過剰な増大を伴わない、磁
気効率の良い磁気回路が求められている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記問題点に
鑑み、磁場の発生方向に着目し、本発明を完成させた。
すなわち本発明は、希土類永久磁石を対向し、該磁石の
空隙側表面に磁場均一度を向上させるための整磁板を設
け、これらを継鉄で結んで構成される永久磁石磁気回路
において、該永久磁石が水平方向に配置され、該空隙中
に水平方向に磁場を発生し、かつ永久磁石間を結ぶ該継
鉄で磁石空隙間の１／１０〜１／２が覆われている永久
磁石磁気回路を要旨とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下にこれを図にそって詳述す
る。図１により本発明の実施態様の一例を説明する。本
発明の永久磁石磁気回路の基本構成は磁石対向型であ
る。磁場方向が垂直である限り、上下方向の圧迫感は解
消されない。そこで本発明は、希土類磁石よりなる永久
磁石１ａ、１ｂと整磁板２ａ、２ｂを水平方向に配置
し、該一対の磁石間空隙１０に磁場１１を水平方向に発
生させるもので、該回路の磁気効率を向上させ、磁場漏
洩を低減するために、一対の永久磁石１ａ、１ｂをバッ
クヨーク４ａ、４ｂを介して継鉄３で結び、閉磁路を形
成する。

【０００８】この際、磁石１ａ、１ｂ間を結ぶ継鉄３
が、ギャップ空間１０の１／２の比率を超えて覆うと開
放性が損なわれ、また、この比率が１／１０未満では、
継鉄３の厚みが厚くなり、磁石裏面のバックヨーク４
ａ、４ｂも厚くなり、全体重量が増え、加えて極端な片
持ち構造となるため、たわみ防止の対策を施す必要があ
る。これらのことから該比率は１／１０〜１／２とする
ことが必要で、好ましくは１／９〜１／３がよい。

【０００９】図１において、例えば患者が頭をＡ₂ 方向
に向けて仰向けの状態でＡ₁ →Ａ₂方向から挿入される
場合、少なくとも、患者の正面方向Ａ₁ （永久磁石の正
面）と、患者の上方向Ｂ₂ （永久磁石の上部）には、継
鉄３が配置されないことが好ましく、これにより正面方
向Ａ₁ と上方向Ｂ₂ とが永久磁石などで塞がれることは
なくなり、患者の閉塞感は飛躍的に低減される。もちろ
ん、患者の視野を大きく妨げない範囲で、上方向に継鉄
があっても差し支えない。一方、患者を挿入するＡ₁ 方
向から見た場合、患者の下部方向Ｂ₁ か奥行き方向Ａ₂
に継鉄３を配置してもよい。該二方向は、患者の視覚範
囲外となるため、基本的に患者の閉塞感に影響しない。
しかし、医者などが患者に働きかける場合、患者の横方
向Ｃ₁ 、Ｃ₂ は永久磁石１ａ、１ｂなどで塞がれている
ため、Ａ₁、Ａ₂ 方向から接近することになる。この場
合正面方向Ａ₁ 方向のみならず、Ａ₂ 方向も開放されて
いる方が、患者へ接近する自由度が増えるため望まし
い。

【００１０】下部にのみ継鉄３が存在する場合、上部及
び前後面は開放されているので、患者の閉塞感がなく、
医者の患者への働きかけにも支障がないので、最も望ま
しい。しかし、該構造は、永久磁石１ａ、１ｂの発生す
る磁束Ｂが下部継鉄３に集中するため、継鉄３やバック
ヨーク４ａ、４ｂの重量が増える傾向がある。また、永
久磁石１ａ、１ｂ間に働く吸引力は、数トンのオーダー
であるため、磁石間のたわみが問題となる。特に下部に
のみ継鉄３が存在する片持ち構造ではたわみが大きくな
ることが予想されるので、該変位を抑えるための対策が
必要である。一つの方法としては、下部継鉄の反対側
に、開放性を損なわない範囲で、補助継鉄を設けること
も有効である。なお、上記希土類永久磁石、整磁板、継
鉄、バックヨークは、いずれも公知のものでよい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
これは本発明を限定するものではない。実施例外径1100mmのNdFeB 系永久磁石１ａ、１ｂ、外径1000mm
の整磁板２ａ、２ｂ、及び外径1400mmのバックヨーク４
ａ、４ｂを、角度θ 120°の、図１（ｂ）に示す形状の
継鉄３を用い、図１（ａ）に示すように、永久磁石、整
磁板、バックヨークを、水平方向に空隙が500 mmの間隔
で対向して配置して固定して磁石対向型磁気回路を作製
した。この永久磁石磁気回路は、外径1000mm、長さ500
mmの円筒状の磁石間空隙１０にφ400 の均一磁場空間を
形成し、その１／３（＝ 120°／360 °）が継鉄３によ
って覆われたものであり、たわみも認められず、開放性
のよい、かつ磁石重量と継鉄重量の過剰な増大を伴わな
いものであり、ＭＲＩマグネットに用いて良好な結果が
得られた。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、開放性に優れた磁石対
向型ＭＲＩマグネットが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の永久磁石磁気回路の模式図で、（ａ）
は断面図、（ｂ）はＸ₁ 〜Ｘ₂ 方向の断面図である。

【図２】従来のダイポールリング型磁気回路の斜視図で
ある。

【図３】従来の磁石対向型磁気回路の斜視図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、２１‥‥‥ 希土類永久磁石２ａ、２ｂ、２２‥‥‥ 整磁板３、２３ ‥‥‥‥‥‥ 継鉄４ａ、４ｂ、２４‥‥‥ バックヨーク１０、２０ ‥‥‥‥‥ 磁石間空隙１１ ‥‥‥‥‥‥‥‥ 磁場 θ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 覆い角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類永久磁石を対向し、該磁石の空隙
側表面に磁場均一度を向上させるための整磁板を設け、
これらを継鉄で結んで構成される永久磁石磁気回路にお
いて、該永久磁石が水平方向に配置され、該空隙中に水
平方向に磁場を発生し、かつ永久磁石間を結ぶ該継鉄で
磁石空隙間の１／１０〜１／２が覆われていることを特
徴とする永久磁石磁気回路。
【請求項２】永久磁石の少なくとも正面と上部が継鉄
で覆われていない請求項１に記載の永久磁石磁気回路。