JPH11283823A - 遮蔽付き開放型超伝導磁石 - Google Patents
遮蔽付き開放型超伝導磁石Info
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- JPH11283823A JPH11283823A JP11036606A JP3660699A JPH11283823A JP H11283823 A JPH11283823 A JP H11283823A JP 11036606 A JP11036606 A JP 11036606A JP 3660699 A JP3660699 A JP 3660699A JP H11283823 A JPH11283823 A JP H11283823A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 医療施設で用いるのに十分に軽量で且つ安価
な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）用の遮蔽付き開放型
超伝導磁石を提供する。 【解決手段】 磁石１１０が、２つの隔設されているア
センブリ１１２及び１２８を有しており、各々のアセン
ブリは、磁化可能な磁極片１１４及び１３０と、磁極片
から半径方向外側に離隔して設けられていると共に、磁
極片に少なくとも部分的に縦方向にオーバーラップして
いる磁化可能なリング１１８及び１３４とを含んでい
る。超伝導主コイル１２４及び１４０が、半径方向にお
いて磁極片とリングとの間に配置されている。超伝導遮
蔽コイル１２６及び１４２が、超伝導主コイルから半径
方向外側に、且つリングの縦方向外側端部１２２及び１
３８より縦方向外側に配置されている。
な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）用の遮蔽付き開放型
超伝導磁石を提供する。 【解決手段】 磁石１１０が、２つの隔設されているア
センブリ１１２及び１２８を有しており、各々のアセン
ブリは、磁化可能な磁極片１１４及び１３０と、磁極片
から半径方向外側に離隔して設けられていると共に、磁
極片に少なくとも部分的に縦方向にオーバーラップして
いる磁化可能なリング１１８及び１３４とを含んでい
る。超伝導主コイル１２４及び１４０が、半径方向にお
いて磁極片とリングとの間に配置されている。超伝導遮
蔽コイル１２６及び１４２が、超伝導主コイルから半径
方向外側に、且つリングの縦方向外側端部１２２及び１
３８より縦方向外側に配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、一様な
磁場を形成するのに用いられる開放型超伝導磁石に関
し、より具体的には、磁石から放射した迷走（ｓｔｒａ
ｙ）磁場から磁石の周囲の区域を保護するための遮蔽を
設けた上述の磁石に関する。
磁場を形成するのに用いられる開放型超伝導磁石に関
し、より具体的には、磁石から放射した迷走（ｓｔｒａ
ｙ）磁場から磁石の周囲の区域を保護するための遮蔽を
設けた上述の磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】超伝導磁石に、医用診断等の様々な用途
に用いられる磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
の一部である超伝導磁石がある。公知の超伝導磁石に
は、液体ヘリウム冷却式超伝導磁石及びクライオクーラ
冷却式超伝導磁石がある。典型的には、超伝導コイル・
アセンブリが第１の熱遮蔽体によって包囲されている超
伝導主コイルを含んでおり、この第１の熱遮蔽体は真空
密閉容器によって包囲されている。クライオクーラ冷却
式磁石は好ましくはまた、この真空密閉容器に外部から
装着されているクライオクーラ・コールドヘッドを含ん
でいる。クライオクーラ・コールドヘッドの第１の冷却
段が上述の熱遮蔽体と熱的に接触しており、第２の冷却
段が超伝導主コイルと熱的に接触している。液体ヘリウ
ム冷却式磁石は好ましくはまた、超伝導主コイルを包囲
している液体ヘリウム容器と、液体ヘリウム容器を包囲
している第１の熱遮蔽体を更に包囲する第２の熱遮蔽体
とを含んでいる。
に用いられる磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
の一部である超伝導磁石がある。公知の超伝導磁石に
は、液体ヘリウム冷却式超伝導磁石及びクライオクーラ
冷却式超伝導磁石がある。典型的には、超伝導コイル・
アセンブリが第１の熱遮蔽体によって包囲されている超
伝導主コイルを含んでおり、この第１の熱遮蔽体は真空
密閉容器によって包囲されている。クライオクーラ冷却
式磁石は好ましくはまた、この真空密閉容器に外部から
装着されているクライオクーラ・コールドヘッドを含ん
でいる。クライオクーラ・コールドヘッドの第１の冷却
段が上述の熱遮蔽体と熱的に接触しており、第２の冷却
段が超伝導主コイルと熱的に接触している。液体ヘリウ
ム冷却式磁石は好ましくはまた、超伝導主コイルを包囲
している液体ヘリウム容器と、液体ヘリウム容器を包囲
している第１の熱遮蔽体を更に包囲する第２の熱遮蔽体
とを含んでいる。
【０００３】公知の設計の超伝導磁石には、閉鎖型磁石
及び開放型磁石がある。閉鎖型磁石は、典型的には、ボ
ア（中孔）を持つ単一の筒形の超伝導コイル・アセンブ
リを有している。この超伝導コイル・アセンブリは、半
径方向に整列し且つ縦方向に隔設されているいくつかの
超伝導主コイルを含んでおり、これらの超伝導主コイル
の各々には同じ方向に同一の大電流が流される。このよ
うにして、超伝導主コイルは、典型的にはイメージング
すべき物体が置かれる磁石ボア内に中心を有する球状の
イメージング空間内に、高度な一様性を有する磁場を形
成するように設計されている。また、主コイルの周りに
主コイルによって形成される高磁場が磁石の付近の電子
設備と不利な相互作用をするのを防止するために、単一
の筒形の超伝導遮蔽アセンブリを用いることが出来る。
このような遮蔽アセンブリは、半径方向に整列し且つ縦
方向に隔設されたいくつかの超伝導遮蔽コイルを含んで
いる。これらの超伝導遮蔽コイルの各々には、主コイル
に流れる電流と概略で等しいアンペア数を有するが、そ
れとは反対方向に電流が流され、また各々の超伝導遮蔽
コイルは主コイルの半径方向外側に配置される。
及び開放型磁石がある。閉鎖型磁石は、典型的には、ボ
ア（中孔）を持つ単一の筒形の超伝導コイル・アセンブ
リを有している。この超伝導コイル・アセンブリは、半
径方向に整列し且つ縦方向に隔設されているいくつかの
超伝導主コイルを含んでおり、これらの超伝導主コイル
の各々には同じ方向に同一の大電流が流される。このよ
うにして、超伝導主コイルは、典型的にはイメージング
すべき物体が置かれる磁石ボア内に中心を有する球状の
イメージング空間内に、高度な一様性を有する磁場を形
成するように設計されている。また、主コイルの周りに
主コイルによって形成される高磁場が磁石の付近の電子
設備と不利な相互作用をするのを防止するために、単一
の筒形の超伝導遮蔽アセンブリを用いることが出来る。
このような遮蔽アセンブリは、半径方向に整列し且つ縦
方向に隔設されたいくつかの超伝導遮蔽コイルを含んで
いる。これらの超伝導遮蔽コイルの各々には、主コイル
に流れる電流と概略で等しいアンペア数を有するが、そ
れとは反対方向に電流が流され、また各々の超伝導遮蔽
コイルは主コイルの半径方向外側に配置される。
【０００４】Ｃ字形磁石などの開放型磁石は、典型的に
は、２つの隔設された超伝導コイル・アセンブリを有
し、これらのアセンブリの間には、イメージング領域を
収容し、且つ磁気共鳴イメージング中に外科的処置また
は他の医療処置を行う医療人員がアクセスできるように
する空間が画成される。患者は、この空間内に配置され
るか、或いはトロイド形コイル・アセンブリのボア内に
配置される。開放空間になっていると、閉鎖型磁石の場
合に経験されることのある閉所恐怖症的なあらゆる感覚
を患者が克服する助けになる。公知の設計の遮蔽付き開
放型超伝導磁石には、各々の超伝導コイル・アセンブリ
が、開放したボアを有していると共に、超伝導主コイル
より縦方向及び半径方向外側に配置されている超伝導遮
蔽コイルを含んでいるものがある。遮蔽コイルの磁場減
殺効果を克服するためには、主コイルに高価な超伝導体
が大量に必要とされる。計算によると、０．７５テスラ
の磁石の場合、ほぼ２３００ポンドの超伝導体が必要と
され、ここから重量がほぼ１２０００ポンドの高価な磁
石が得られる。この重量は実用性のある設計の磁石を作
るのに適度な重量である。
は、２つの隔設された超伝導コイル・アセンブリを有
し、これらのアセンブリの間には、イメージング領域を
収容し、且つ磁気共鳴イメージング中に外科的処置また
は他の医療処置を行う医療人員がアクセスできるように
する空間が画成される。患者は、この空間内に配置され
るか、或いはトロイド形コイル・アセンブリのボア内に
配置される。開放空間になっていると、閉鎖型磁石の場
合に経験されることのある閉所恐怖症的なあらゆる感覚
を患者が克服する助けになる。公知の設計の遮蔽付き開
放型超伝導磁石には、各々の超伝導コイル・アセンブリ
が、開放したボアを有していると共に、超伝導主コイル
より縦方向及び半径方向外側に配置されている超伝導遮
蔽コイルを含んでいるものがある。遮蔽コイルの磁場減
殺効果を克服するためには、主コイルに高価な超伝導体
が大量に必要とされる。計算によると、０．７５テスラ
の磁石の場合、ほぼ２３００ポンドの超伝導体が必要と
され、ここから重量がほぼ１２０００ポンドの高価な磁
石が得られる。この重量は実用性のある設計の磁石を作
るのに適度な重量である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】超伝導コイル・アセン
ブリのボア内に鉄製の磁極片を設けた開放型磁石設計も
また公知であり、この設計では、超伝導遮蔽コイルが含
まれていない。鉄製の磁極片は、磁場の強度を増強し、
また磁極片の表面を成形することにより、磁場の均一性
を向上させる。２つの鉄製磁極片を接続するために、鉄
製の戻り経路が用いられる。鉄製の磁極片はまた、磁石
を遮蔽するように作用することに留意されたい。しかし
ながら、強い磁石に対する遮蔽を達成するためには、鉄
製の磁極片に大量の鉄が必要とされる。計算によると、
０．７５テスラの磁石の場合、ほぼ２００ポンドの超伝
導体しか必要とされないが、７００００ポンドを上回る
重量の磁石を生じ、これは病院等の医療施設で用いるに
は重すぎて使用できない。この重量では実用性のある設
計の磁石が得られない。
ブリのボア内に鉄製の磁極片を設けた開放型磁石設計も
また公知であり、この設計では、超伝導遮蔽コイルが含
まれていない。鉄製の磁極片は、磁場の強度を増強し、
また磁極片の表面を成形することにより、磁場の均一性
を向上させる。２つの鉄製磁極片を接続するために、鉄
製の戻り経路が用いられる。鉄製の磁極片はまた、磁石
を遮蔽するように作用することに留意されたい。しかし
ながら、強い磁石に対する遮蔽を達成するためには、鉄
製の磁極片に大量の鉄が必要とされる。計算によると、
０．７５テスラの磁石の場合、ほぼ２００ポンドの超伝
導体しか必要とされないが、７００００ポンドを上回る
重量の磁石を生じ、これは病院等の医療施設で用いるに
は重すぎて使用できない。この重量では実用性のある設
計の磁石が得られない。
【０００６】従って、医療施設で用いるのに十分軽量で
且つ公知の設計よりも安価な遮蔽付き開放型超伝導磁石
が必要とされている。
且つ公知の設計よりも安価な遮蔽付き開放型超伝導磁石
が必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の開放型超伝導磁
石は、第１及び第２のアセンブリを含んでいる。第１の
アセンブリは、磁化可能で且つ全体的に円筒形の第１の
磁極片と、磁化可能で且つ全体的に円環形の第１のリン
グと、全体的に円環形の第１の超伝導主コイルと、全体
的に円環形の第１の超伝導遮蔽コイルとを含んでいる。
第１の磁極片は、全体的に縦方向に伸びている第１の軸
を有している。第１のリングは、第１の軸と全体的に同
軸状に整列して、第１の磁極片より半径方向外側に離隔
して設けられていて、第１の磁極片に少なくとも部分的
に縦方向にオーバーラップしている。第１の超伝導主コ
イルは、第１の軸と全体的に同軸状に整列して、半径方
向に第１の磁極片と第１のリングとの間に且つこれらか
ら離隔して配置されており、第１の主電流を第１の方向
に流す。第１の超伝導遮蔽コイルは、第１の軸と全体的
に同軸状に整列して、第１の超伝導主コイルより半径方
向外側に離隔して配置されていると共に、第１のリング
の縦方向外側端部より縦方向外側に離隔して配置されて
おり、第１の遮蔽電流を上述の第１の方向とは反対の方
向に流す。
石は、第１及び第２のアセンブリを含んでいる。第１の
アセンブリは、磁化可能で且つ全体的に円筒形の第１の
磁極片と、磁化可能で且つ全体的に円環形の第１のリン
グと、全体的に円環形の第１の超伝導主コイルと、全体
的に円環形の第１の超伝導遮蔽コイルとを含んでいる。
第１の磁極片は、全体的に縦方向に伸びている第１の軸
を有している。第１のリングは、第１の軸と全体的に同
軸状に整列して、第１の磁極片より半径方向外側に離隔
して設けられていて、第１の磁極片に少なくとも部分的
に縦方向にオーバーラップしている。第１の超伝導主コ
イルは、第１の軸と全体的に同軸状に整列して、半径方
向に第１の磁極片と第１のリングとの間に且つこれらか
ら離隔して配置されており、第１の主電流を第１の方向
に流す。第１の超伝導遮蔽コイルは、第１の軸と全体的
に同軸状に整列して、第１の超伝導主コイルより半径方
向外側に離隔して配置されていると共に、第１のリング
の縦方向外側端部より縦方向外側に離隔して配置されて
おり、第１の遮蔽電流を上述の第１の方向とは反対の方
向に流す。
【０００８】第２のアセンブリは、磁化可能で且つ全体
的に円筒形の第２の磁極片と、磁化可能で且つ全体的に
円環形の第２のリングと、全体的に円環形の第２の超伝
導主コイルと、全体的に円環形の第２の超伝導遮蔽コイ
ルとを含んでいる。第２の磁極片は、第１の磁極片から
縦方向に離隔していて、第１の磁極片への磁化可能な実
体（solid ）経路を有していない。第２の磁極片は、前
述の第１の軸と全体的に同軸状に整列している全体的に
縦方向に伸びている第２の軸を有している。第２のリン
グは、第２の軸と全体的に同軸状に整列して、第２の磁
極片より半径方向外側に離隔して設けられていて、第２
の磁極片に少なくとも部分的に縦方向にオーバーラップ
している。第２の超伝導主コイルは、第２の軸と全体的
に同軸状に整列して、半径方向に第２の磁極片と第２の
リングとの間に且つこれらから離隔して配置されてお
り、第２の主電流を前述の第１の方向に流す。第２の超
伝導遮蔽コイルは、第２の軸と全体的に同軸状に整列し
て、第２の超伝導主コイルより半径方向外側に離隔して
配置されていると共に、第２のリングの縦方向外側端部
より縦方向外側に離隔して配置されており、第２の遮蔽
電流を前述のような反対の方向に流す。例示的な構成で
は、各リング及び各磁極片は、実質的に鉄から成る。
的に円筒形の第２の磁極片と、磁化可能で且つ全体的に
円環形の第２のリングと、全体的に円環形の第２の超伝
導主コイルと、全体的に円環形の第２の超伝導遮蔽コイ
ルとを含んでいる。第２の磁極片は、第１の磁極片から
縦方向に離隔していて、第１の磁極片への磁化可能な実
体（solid ）経路を有していない。第２の磁極片は、前
述の第１の軸と全体的に同軸状に整列している全体的に
縦方向に伸びている第２の軸を有している。第２のリン
グは、第２の軸と全体的に同軸状に整列して、第２の磁
極片より半径方向外側に離隔して設けられていて、第２
の磁極片に少なくとも部分的に縦方向にオーバーラップ
している。第２の超伝導主コイルは、第２の軸と全体的
に同軸状に整列して、半径方向に第２の磁極片と第２の
リングとの間に且つこれらから離隔して配置されてお
り、第２の主電流を前述の第１の方向に流す。第２の超
伝導遮蔽コイルは、第２の軸と全体的に同軸状に整列し
て、第２の超伝導主コイルより半径方向外側に離隔して
配置されていると共に、第２のリングの縦方向外側端部
より縦方向外側に離隔して配置されており、第２の遮蔽
電流を前述のような反対の方向に流す。例示的な構成で
は、各リング及び各磁極片は、実質的に鉄から成る。
【０００９】本発明から様々な長所及び利点が得られ
る。磁極片及びリングは、磁場の強度を増強するので、
主コイルに必要な超伝導体が少なくて済む。鉄製のリン
グは、主コイルのための部分的な磁束戻り路を提供し、
これにより、磁極片に必要とされる鉄が減少し、また、
主コイルに必要とされる超伝導体の量が減少する。鉄製
のリングはまた、遮蔽コイルを主コイルから磁気的に減
結合（decouple）して、遮蔽コイルからの磁束線が鉄製
リングによって捕捉されるようにすると共に主コイルか
らの磁束線に影響を及ぼさないようにする。このよう
に、遮蔽コイルからの磁束線は、鉄製リングの存在によ
って阻止されるので、これらの磁束線の磁場減殺効果を
相殺するために磁極片の鉄の質量を増大させたり主コイ
ル内の超伝導体の量を増大させたりする必要がない。コ
ンピュータ・シミュレーションによると、本発明の０．
７５テスラの磁石では、概略で５００ポンドの超伝導体
を用い、ここから概略で１５０００ポンドの重量の磁石
を得られ（この重量は、医療施設に設置するのに十分に
軽量である）、しかも、実用性のある等価な従来の磁石
の経費に対して僅か半分の経費しか掛からない。
る。磁極片及びリングは、磁場の強度を増強するので、
主コイルに必要な超伝導体が少なくて済む。鉄製のリン
グは、主コイルのための部分的な磁束戻り路を提供し、
これにより、磁極片に必要とされる鉄が減少し、また、
主コイルに必要とされる超伝導体の量が減少する。鉄製
のリングはまた、遮蔽コイルを主コイルから磁気的に減
結合（decouple）して、遮蔽コイルからの磁束線が鉄製
リングによって捕捉されるようにすると共に主コイルか
らの磁束線に影響を及ぼさないようにする。このよう
に、遮蔽コイルからの磁束線は、鉄製リングの存在によ
って阻止されるので、これらの磁束線の磁場減殺効果を
相殺するために磁極片の鉄の質量を増大させたり主コイ
ル内の超伝導体の量を増大させたりする必要がない。コ
ンピュータ・シミュレーションによると、本発明の０．
７５テスラの磁石では、概略で５００ポンドの超伝導体
を用い、ここから概略で１５０００ポンドの重量の磁石
を得られ（この重量は、医療施設に設置するのに十分に
軽量である）、しかも、実用性のある等価な従来の磁石
の経費に対して僅か半分の経費しか掛からない。
【００１０】
【発明の実施の形態】ここで、図面について説明する。
図面では、同じ参照番号は、全体を通して類似の構成要
素を表している。図１〜図３は、本発明の開放型超伝導
磁石の第１の好ましい実施例１１０を示している。好ま
しくは、磁石１１０は、０．５テスラまたはそれよりも
強い磁石である。磁石１１０は第１のアセンブリ１１２
を含んでいる。第１のアセンブリ１１２は、全体的に縦
方向に伸びている第１の軸１１６を持つ、磁化可能で且
つ全体的に円筒形の第１の磁極片１１４を含んでいる。
好ましくは、第１の磁極片１１４は実質的に強磁性物質
から成る。好ましい構成では、第１の磁極片１１４は実
質的に鉄から成る。
図面では、同じ参照番号は、全体を通して類似の構成要
素を表している。図１〜図３は、本発明の開放型超伝導
磁石の第１の好ましい実施例１１０を示している。好ま
しくは、磁石１１０は、０．５テスラまたはそれよりも
強い磁石である。磁石１１０は第１のアセンブリ１１２
を含んでいる。第１のアセンブリ１１２は、全体的に縦
方向に伸びている第１の軸１１６を持つ、磁化可能で且
つ全体的に円筒形の第１の磁極片１１４を含んでいる。
好ましくは、第１の磁極片１１４は実質的に強磁性物質
から成る。好ましい構成では、第１の磁極片１１４は実
質的に鉄から成る。
【００１１】第１のアセンブリ１１２はまた、第１の軸
１１６と全体的に同軸状に整列した、磁化可能で且つ全
体的に円環形の第１のリング１１８を含んでいる。第１
のリング１１８は、第１の磁極片１１４より半径方向外
側に離隔して設けられていて、第１の磁極片１１４に少
なくとも部分的に縦方向にオーバーラップしている。第
１のリング１１８は、縦方向内側端部１２０と、縦方向
外側端部１２２とを有している。好ましくは、第１のリ
ング１１８は実質的に強磁性物質から成る。好ましい構
成では、第１のリング１１８は実質的に鉄から成る。
１１６と全体的に同軸状に整列した、磁化可能で且つ全
体的に円環形の第１のリング１１８を含んでいる。第１
のリング１１８は、第１の磁極片１１４より半径方向外
側に離隔して設けられていて、第１の磁極片１１４に少
なくとも部分的に縦方向にオーバーラップしている。第
１のリング１１８は、縦方向内側端部１２０と、縦方向
外側端部１２２とを有している。好ましくは、第１のリ
ング１１８は実質的に強磁性物質から成る。好ましい構
成では、第１のリング１１８は実質的に鉄から成る。
【００１２】第１のアセンブリ１１２は更に、第１の軸
１１６と全体的に同軸状に整列して、半径方向に第１の
磁極片１１４と第１のリング１１８との間に且つこれら
から離隔して設けられている全体的に円環形の第１の超
伝導主コイル１２４を含んでいる。「半径方向に〜の間
に設けられている」という表現は、この例では、第１の
超伝導主コイル１２４の第１の軸１１６からの半径方向
の距離が、第１の磁極片１１４の半径と第１のリング１
１８の内径との間にあることを意味し、また第１のリン
グ１１８がいかなる程度でも第１の超伝導主コイル１２
４に縦方向にオーバーラップする必要はないこと、及び
第１の超伝導主コイル１２４がいかなる程度でも第１の
磁極片１１４に縦方向にオーバーラップする必要はない
ことを意味している。第１の超伝導主コイル１２４は、
第１の主電流を第１の方向に流す。この第１の方向は、
電流方向の微弱な縦方向成分を無視して、第１の軸１１
６を中心とした時計回りまたは反時計回りのいずれかの
円周方向であるものと定義される。当業者に公知のよう
に、磁石のイメージング空間内で、超伝導コイルに用い
られている超伝導体の臨界電流密度を超えることなく高
い磁場強度を達成するためには、追加の第１の超伝導主
コイルが必要とされる可能性があることを特記してお
く。第１の超伝導主コイル１２４として好ましい超伝導
体は、ニオブ−チタンである。
１１６と全体的に同軸状に整列して、半径方向に第１の
磁極片１１４と第１のリング１１８との間に且つこれら
から離隔して設けられている全体的に円環形の第１の超
伝導主コイル１２４を含んでいる。「半径方向に〜の間
に設けられている」という表現は、この例では、第１の
超伝導主コイル１２４の第１の軸１１６からの半径方向
の距離が、第１の磁極片１１４の半径と第１のリング１
１８の内径との間にあることを意味し、また第１のリン
グ１１８がいかなる程度でも第１の超伝導主コイル１２
４に縦方向にオーバーラップする必要はないこと、及び
第１の超伝導主コイル１２４がいかなる程度でも第１の
磁極片１１４に縦方向にオーバーラップする必要はない
ことを意味している。第１の超伝導主コイル１２４は、
第１の主電流を第１の方向に流す。この第１の方向は、
電流方向の微弱な縦方向成分を無視して、第１の軸１１
６を中心とした時計回りまたは反時計回りのいずれかの
円周方向であるものと定義される。当業者に公知のよう
に、磁石のイメージング空間内で、超伝導コイルに用い
られている超伝導体の臨界電流密度を超えることなく高
い磁場強度を達成するためには、追加の第１の超伝導主
コイルが必要とされる可能性があることを特記してお
く。第１の超伝導主コイル１２４として好ましい超伝導
体は、ニオブ−チタンである。
【００１３】第１のアセンブリ１１２は更に、第１の軸
１１６と全体的に同軸状に整列している全体的に円環形
の第１の超伝導遮蔽コイル１２６を含んでいる。第１の
超伝導遮蔽コイル１２６は、第１の超伝導主コイル１２
４より半径方向外側に離隔して設けられていると共に、
第１のリング１１８の縦方向外側端部１２２より縦方向
外側に離隔して設けられている。第１の超伝導遮蔽コイ
ル１２６は、第１の遮蔽電流を上で定義した第１の方向
とは反対の方向に流す。第１の超伝導遮蔽コイル１２６
として好ましい超伝導体は、ニオブ−チタンである。
１１６と全体的に同軸状に整列している全体的に円環形
の第１の超伝導遮蔽コイル１２６を含んでいる。第１の
超伝導遮蔽コイル１２６は、第１の超伝導主コイル１２
４より半径方向外側に離隔して設けられていると共に、
第１のリング１１８の縦方向外側端部１２２より縦方向
外側に離隔して設けられている。第１の超伝導遮蔽コイ
ル１２６は、第１の遮蔽電流を上で定義した第１の方向
とは反対の方向に流す。第１の超伝導遮蔽コイル１２６
として好ましい超伝導体は、ニオブ−チタンである。
【００１４】開放型超伝導磁石１１０はまた第２のアセ
ンブリ１２８を含んでいる。第２のアセンブリ１２８
は、磁化可能で且つ全体的に円筒形の第２の磁極片１３
０を含んでいる。第２の磁極片１３０は、第１の磁極片
１１４から縦方向に離隔しており、第１の磁極片１１４
への磁化可能な実体経路を有していない。第２の磁極片
１３０は、第１の軸１１６と全体的に同軸状に整列して
いる全体的に縦方向に伸びている第２の軸１３２を有し
ている。好ましくは、第２の磁極片１３０は実質的に強
磁性物質から成る。好ましい構成では、第２の磁極片１
３０は実質的に鉄から成る。
ンブリ１２８を含んでいる。第２のアセンブリ１２８
は、磁化可能で且つ全体的に円筒形の第２の磁極片１３
０を含んでいる。第２の磁極片１３０は、第１の磁極片
１１４から縦方向に離隔しており、第１の磁極片１１４
への磁化可能な実体経路を有していない。第２の磁極片
１３０は、第１の軸１１６と全体的に同軸状に整列して
いる全体的に縦方向に伸びている第２の軸１３２を有し
ている。好ましくは、第２の磁極片１３０は実質的に強
磁性物質から成る。好ましい構成では、第２の磁極片１
３０は実質的に鉄から成る。
【００１５】第２のアセンブリ１２８はまた、第２の軸
１３２と全体的に同軸状に整列した、磁化可能で且つ全
体的に円環形の第２のリング１３４を含んでいる。第２
のリング１３４は、第２の磁極片１３０より半径方向外
側に離隔して設けられていると共に、第２の磁極片１３
０に少なくとも部分的に縦方向にオーバーラップしてい
る。第２のリング１３４は、縦方向内側端部１３６と、
縦方向外側端部１３８とを有している。第１のリング１
１８の縦方向内側端部１２０及び第２のリング１３４の
縦方向内側端部１３６は、第１のリング１１８の縦方向
外側端部１２２及び第２のリング１３４の縦方向外側端
部１３８よりも互いに縦方向に近接している。好ましく
は、第２のリング１３４は実質的に強磁性物質から成
る。好ましい構成では、第２のリング１３４は実質的に
鉄から成る。
１３２と全体的に同軸状に整列した、磁化可能で且つ全
体的に円環形の第２のリング１３４を含んでいる。第２
のリング１３４は、第２の磁極片１３０より半径方向外
側に離隔して設けられていると共に、第２の磁極片１３
０に少なくとも部分的に縦方向にオーバーラップしてい
る。第２のリング１３４は、縦方向内側端部１３６と、
縦方向外側端部１３８とを有している。第１のリング１
１８の縦方向内側端部１２０及び第２のリング１３４の
縦方向内側端部１３６は、第１のリング１１８の縦方向
外側端部１２２及び第２のリング１３４の縦方向外側端
部１３８よりも互いに縦方向に近接している。好ましく
は、第２のリング１３４は実質的に強磁性物質から成
る。好ましい構成では、第２のリング１３４は実質的に
鉄から成る。
【００１６】第２のアセンブリ１２８は更に、第２の軸
１３２と全体的に同軸状に整列して、半径方向に第２の
磁極片１３０と第２のリング１３４との間に且つこれら
から離隔して設けられている全体的に円環形の第２の超
伝導主コイル１４０を含んでいる。第２の超伝導主コイ
ル１４０は、第２の主電流を上で定義した第１の方向に
流す。当業者に公知のように、第１のアセンブリ内に追
加の第１の超伝導主コイルが存在しているならば、これ
と均衡を取るためには、追加の第２の超伝導主コイルが
必要とされることを特記しておく。第２の超伝導主コイ
ル１４０として好ましい超伝導体は、ニオブ−チタンで
ある。
１３２と全体的に同軸状に整列して、半径方向に第２の
磁極片１３０と第２のリング１３４との間に且つこれら
から離隔して設けられている全体的に円環形の第２の超
伝導主コイル１４０を含んでいる。第２の超伝導主コイ
ル１４０は、第２の主電流を上で定義した第１の方向に
流す。当業者に公知のように、第１のアセンブリ内に追
加の第１の超伝導主コイルが存在しているならば、これ
と均衡を取るためには、追加の第２の超伝導主コイルが
必要とされることを特記しておく。第２の超伝導主コイ
ル１４０として好ましい超伝導体は、ニオブ−チタンで
ある。
【００１７】第２のアセンブリ１２８は更に、第２の軸
１３２と全体的に同軸状に整列している全体的に円環形
の第２の超伝導遮蔽コイル１４２を含んでいる。第２の
超伝導遮蔽コイル１４２は、第２の超伝導主コイル１４
０より半径方向外側に離隔して設けられていると共に、
第２のリング１３４の縦方向外側端部１３８より縦方向
外側に離隔して設けられている。第２の超伝導遮蔽コイ
ル１４２は、第２の遮蔽電流を上で定義した第１の方向
とは反対の方向に流す。第２の超伝導遮蔽コイル１４２
として好ましい超伝導体は、ニオブ−チタンである。
１３２と全体的に同軸状に整列している全体的に円環形
の第２の超伝導遮蔽コイル１４２を含んでいる。第２の
超伝導遮蔽コイル１４２は、第２の超伝導主コイル１４
０より半径方向外側に離隔して設けられていると共に、
第２のリング１３４の縦方向外側端部１３８より縦方向
外側に離隔して設けられている。第２の超伝導遮蔽コイ
ル１４２は、第２の遮蔽電流を上で定義した第１の方向
とは反対の方向に流す。第２の超伝導遮蔽コイル１４２
として好ましい超伝導体は、ニオブ−チタンである。
【００１８】図示例の構成では、開放型超伝導磁石１１
０は、第１のアセンブリ１１２と第２のアセンブリ１２
８とを接続する唯一の支持部材１４４を含んでおり、支
持部材１４４は、好ましくは、実質的に非磁性のステン
レス鋼から成る非磁化可能な支持部材である。好ましく
は、切断平面によって形成される断面から見ると、支持
部材１１４、第１のアセンブリ１１２及び第２のアセン
ブリ１２８は一緒に合わさって全体的にＣ字形を構成し
ている。このとき、第１の軸１１６は、切断平面内に完
全に位置しており、切断平面は支持部材１４４を全体的
に二分しているものとする。上で定義した断面は、図３
に示されている断面であり、図３を半時計回りに９０°
回転させることによりＣ字形に見えることを特記してお
く。
０は、第１のアセンブリ１１２と第２のアセンブリ１２
８とを接続する唯一の支持部材１４４を含んでおり、支
持部材１４４は、好ましくは、実質的に非磁性のステン
レス鋼から成る非磁化可能な支持部材である。好ましく
は、切断平面によって形成される断面から見ると、支持
部材１１４、第１のアセンブリ１１２及び第２のアセン
ブリ１２８は一緒に合わさって全体的にＣ字形を構成し
ている。このとき、第１の軸１１６は、切断平面内に完
全に位置しており、切断平面は支持部材１４４を全体的
に二分しているものとする。上で定義した断面は、図３
に示されている断面であり、図３を半時計回りに９０°
回転させることによりＣ字形に見えることを特記してお
く。
【００１９】好ましくは、第２のアセンブリ１２８は、
第１のアセンブリ１１２と第２のアセンブリ１２８との
間に縦方向に等距離に配置されると共に第１の軸１１６
に対して全体的に垂直に配向する平面１４６（その縁部
が図３の破線で示されている）に関して第１のアセンブ
リ１１２の全体的な鏡映像となっている。磁石１１０が
ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）用磁石として用いられ
るときには、磁石１１０は、第１のアセンブリ１１２と
第２のアセンブリ１２８との間に全体的に縦方向に等距
離に配置される磁気共鳴イメージング空間１４８（図１
〜図３では点線で示されている）を含んでいる。イメー
ジング空間１４８は全体的に球状のイメージング空間で
あり、第１の軸１１６の上に大体位置する中心１５０を
有している。図１及び図２では、イメージング位置に患
者１５１が示されている。
第１のアセンブリ１１２と第２のアセンブリ１２８との
間に縦方向に等距離に配置されると共に第１の軸１１６
に対して全体的に垂直に配向する平面１４６（その縁部
が図３の破線で示されている）に関して第１のアセンブ
リ１１２の全体的な鏡映像となっている。磁石１１０が
ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）用磁石として用いられ
るときには、磁石１１０は、第１のアセンブリ１１２と
第２のアセンブリ１２８との間に全体的に縦方向に等距
離に配置される磁気共鳴イメージング空間１４８（図１
〜図３では点線で示されている）を含んでいる。イメー
ジング空間１４８は全体的に球状のイメージング空間で
あり、第１の軸１１６の上に大体位置する中心１５０を
有している。図１及び図２では、イメージング位置に患
者１５１が示されている。
【００２０】超伝導コイル１２４、１２６、１４０及び
１４２は、好ましくは、液体ヘリウム若しくは他の冷凍
剤（ｃｒｙｏｇｅｎ）冷却、クライオクーラ冷却または
これらの併用冷却によって、各コイルの臨界温度よりも
低い温度に冷却されて、超伝導を実現すると共に維持す
る。随意選択の第１の冷却方法では、第１のアセンブリ
１１２に図示されているように、磁石１１０がまた、第
１の超伝導主コイル１２４及び第１の超伝導遮蔽コイル
１２６を包囲する第１の冷凍剤容器１５２を含んでお
り、この場合、第１の磁極片１１４及び第１のリング１
１８は、第１の冷凍剤容器１５２の外部に離隔して設け
られる。第１の冷凍剤容器１５２は、液体ヘリウム等の
液体冷凍剤１５４を収容している。好ましくは、第１の
冷凍剤容器１５２は、実質的にアルミニウムまたは非磁
性のステンレス鋼から成る。ここでは、磁石１１０は更
に、複数のプレート１５６、１５８、１６０、１６２及
び１６４を含んでおり、これらのプレートは、第１のリ
ング１１８及び第１の磁極片１１４と一緒に組み合わさ
って、第１の冷凍剤容器１５２を離隔して包囲する第１
の真空密閉容器１６８を画定する。好ましくは、プレー
ト１５６、１５８、１６０、１６２及び１６４は、実質
的に非磁性のステンレス鋼から成る。
１４２は、好ましくは、液体ヘリウム若しくは他の冷凍
剤（ｃｒｙｏｇｅｎ）冷却、クライオクーラ冷却または
これらの併用冷却によって、各コイルの臨界温度よりも
低い温度に冷却されて、超伝導を実現すると共に維持す
る。随意選択の第１の冷却方法では、第１のアセンブリ
１１２に図示されているように、磁石１１０がまた、第
１の超伝導主コイル１２４及び第１の超伝導遮蔽コイル
１２６を包囲する第１の冷凍剤容器１５２を含んでお
り、この場合、第１の磁極片１１４及び第１のリング１
１８は、第１の冷凍剤容器１５２の外部に離隔して設け
られる。第１の冷凍剤容器１５２は、液体ヘリウム等の
液体冷凍剤１５４を収容している。好ましくは、第１の
冷凍剤容器１５２は、実質的にアルミニウムまたは非磁
性のステンレス鋼から成る。ここでは、磁石１１０は更
に、複数のプレート１５６、１５８、１６０、１６２及
び１６４を含んでおり、これらのプレートは、第１のリ
ング１１８及び第１の磁極片１１４と一緒に組み合わさ
って、第１の冷凍剤容器１５２を離隔して包囲する第１
の真空密閉容器１６８を画定する。好ましくは、プレー
ト１５６、１５８、１６０、１６２及び１６４は、実質
的に非磁性のステンレス鋼から成る。
【００２１】随意選択の第２の冷却方法では、第２のア
センブリ１２８に図示されているように、磁石１１０が
またクライオクーラ・コールドヘッド１７０を含んでお
り、クライオクーラ・コールドヘッド１７０は、第２の
真空密閉容器１７４に取り付けられているハウジング１
７２と、第２の超伝導主コイル１４０及び第２の超伝導
遮蔽コイル１４２と実体として熱伝導接触している冷却
段１７６とを有する。
センブリ１２８に図示されているように、磁石１１０が
またクライオクーラ・コールドヘッド１７０を含んでお
り、クライオクーラ・コールドヘッド１７０は、第２の
真空密閉容器１７４に取り付けられているハウジング１
７２と、第２の超伝導主コイル１４０及び第２の超伝導
遮蔽コイル１４２と実体として熱伝導接触している冷却
段１７６とを有する。
【００２２】随意選択のその他の冷却方法（図面には示
されていない）では、各々のアセンブリが個有の冷凍剤
容器を有しており、一方の冷凍剤容器内の液体冷凍剤
が、支持部材内の導管を介して他方の冷凍剤容器内の液
体冷凍剤と流体連通するものがある。代替的には、支持
部材内に実体の熱伝導経路を設けて、第２の真空密閉容
器に取り付けられているクライオクーラ・コールドヘッ
ドが、第１の真空密閉容器内の超伝導主コイル及び超伝
導遮蔽コイルをも冷却し得るようにすることもできる。
典型的には、１つまたはそれ以上の熱遮蔽体（図面には
示されていない）が、超伝導主コイル及び超伝導遮蔽コ
イルを離隔して包囲している。冷凍剤による冷却の場合
には、このような熱遮蔽体は冷凍剤容器の外部に配置さ
れる。当業者に公知のように、磁石１１０は更に、必要
に応じて、磁石構成要素を適正に離隔配置すると共に支
持するための熱スペーサ及びコイル巻型を含むが、これ
らのスペーサ及びコイル型は、簡明にするために図面か
ら省略されていることを特記しておく。
されていない）では、各々のアセンブリが個有の冷凍剤
容器を有しており、一方の冷凍剤容器内の液体冷凍剤
が、支持部材内の導管を介して他方の冷凍剤容器内の液
体冷凍剤と流体連通するものがある。代替的には、支持
部材内に実体の熱伝導経路を設けて、第２の真空密閉容
器に取り付けられているクライオクーラ・コールドヘッ
ドが、第１の真空密閉容器内の超伝導主コイル及び超伝
導遮蔽コイルをも冷却し得るようにすることもできる。
典型的には、１つまたはそれ以上の熱遮蔽体（図面には
示されていない）が、超伝導主コイル及び超伝導遮蔽コ
イルを離隔して包囲している。冷凍剤による冷却の場合
には、このような熱遮蔽体は冷凍剤容器の外部に配置さ
れる。当業者に公知のように、磁石１１０は更に、必要
に応じて、磁石構成要素を適正に離隔配置すると共に支
持するための熱スペーサ及びコイル巻型を含むが、これ
らのスペーサ及びコイル型は、簡明にするために図面か
ら省略されていることを特記しておく。
【００２３】再び図面について説明する。図４は、本発
明の開放型超伝導磁石の第２の好ましい実施例２１０を
示しており、このような磁石２１０は好ましくは、概略
で０．７５テスラの磁石である。この場合、第１のリン
グ２１８の縦方向内側端部２２０及び縦方向外側端部２
２２が、第１の縦方向距離だけ互いに離隔しており、第
１の超伝導主コイル２２４が、第１のリング２１８の縦
方向内側端部２２０から、第１の縦方向距離のほぼ２分
の１よりも小さい縦方向距離だけ離れて設けられてい
る。第１のリング２１８は第１の超伝導主コイル２２４
に縦方向に全体的に完全にオーバーラップしており、第
１の超伝導主コイル２２４は第１の磁極片２１４に部分
的にオーバーラップしている。第１の磁石構成要素が第
２の磁石構成要素に「縦方向に完全に縦方向にオーバー
ラップしている」ことが可能であるのは、第１の構成要
素が第２の構成要素よりも縦方向に長く、且つ第２の構
成要素を包囲している場合のみであることを特記してお
く。第１のリング２１８は、第１の磁極片２１４に縦方
向に全体的に完全にオーバーラップしている。第１の超
伝導遮蔽コイル２２６が、第１のリング２１８の縦方向
外側端部２２２から、第１の縦方向距離のほぼ２分の１
よりも小さい縦方向距離だけ離れて設けられている。第
１のリング２１８は第１の磁極片２１４から第１の半径
方向距離だけ離れて設けられており、第１の超伝導遮蔽
コイル２２６は、第１の超伝導主コイル２２４から、ほ
ぼ第１の半径方向距離よりも小さい半径方向距離だけ離
れて設けられている。
明の開放型超伝導磁石の第２の好ましい実施例２１０を
示しており、このような磁石２１０は好ましくは、概略
で０．７５テスラの磁石である。この場合、第１のリン
グ２１８の縦方向内側端部２２０及び縦方向外側端部２
２２が、第１の縦方向距離だけ互いに離隔しており、第
１の超伝導主コイル２２４が、第１のリング２１８の縦
方向内側端部２２０から、第１の縦方向距離のほぼ２分
の１よりも小さい縦方向距離だけ離れて設けられてい
る。第１のリング２１８は第１の超伝導主コイル２２４
に縦方向に全体的に完全にオーバーラップしており、第
１の超伝導主コイル２２４は第１の磁極片２１４に部分
的にオーバーラップしている。第１の磁石構成要素が第
２の磁石構成要素に「縦方向に完全に縦方向にオーバー
ラップしている」ことが可能であるのは、第１の構成要
素が第２の構成要素よりも縦方向に長く、且つ第２の構
成要素を包囲している場合のみであることを特記してお
く。第１のリング２１８は、第１の磁極片２１４に縦方
向に全体的に完全にオーバーラップしている。第１の超
伝導遮蔽コイル２２６が、第１のリング２１８の縦方向
外側端部２２２から、第１の縦方向距離のほぼ２分の１
よりも小さい縦方向距離だけ離れて設けられている。第
１のリング２１８は第１の磁極片２１４から第１の半径
方向距離だけ離れて設けられており、第１の超伝導遮蔽
コイル２２６は、第１の超伝導主コイル２２４から、ほ
ぼ第１の半径方向距離よりも小さい半径方向距離だけ離
れて設けられている。
【００２４】当業者は、従来の磁場分析手法に基づくコ
ンピュータ・シミュレーション及び本発明の教示を用い
て、所望の磁場強度、所望の磁場不均一度、及び所望の
遮蔽度（即ち、開放型超伝導磁石のイメージング空間の
中心を起点とした５ガウスの迷走磁場を有する所望の位
置）を有する遮蔽付き開放型磁石を設計し得ることを特
記しておく。前述のように、磁極片及びリングは、磁場
の強度を増強するので、主コイルに必要な超伝導体が少
なくて済む。鉄製のリングは、主コイルのための部分的
な磁束戻り路を提供し、これにより、磁極片に必要とさ
れる鉄が減少し、また、主コイルに必要とされる超伝導
体の量が減少する。鉄製のリングはまた、遮蔽コイルを
主コイルから磁気的に減結合して、遮蔽コイルからの磁
束線が鉄製リングによって捕捉されるようにすると共に
主コイルからの磁束線に影響を及ぼさないようにする。
このように、遮蔽コイルからの磁束線は、鉄製リングの
存在によって阻止されるので、これらの磁束線の磁場減
殺効果を相殺するために磁極片の鉄の質量を増大させた
り主コイル内の超伝導体の量を増大させたりする必要が
ない。コンピュータ・シミュレーションによると、本発
明の０．７５テスラの磁石では、ほぼ５００ポンドの超
伝導体を用い、ここからほぼ１５０００ポンドの重量の
磁石が得られ（この重量は、医療施設に設置するのに十
分に軽量である）、しかも、実用性のある等価な従来の
磁石の経費に比べて僅か半分の経費しか掛からない。
ンピュータ・シミュレーション及び本発明の教示を用い
て、所望の磁場強度、所望の磁場不均一度、及び所望の
遮蔽度（即ち、開放型超伝導磁石のイメージング空間の
中心を起点とした５ガウスの迷走磁場を有する所望の位
置）を有する遮蔽付き開放型磁石を設計し得ることを特
記しておく。前述のように、磁極片及びリングは、磁場
の強度を増強するので、主コイルに必要な超伝導体が少
なくて済む。鉄製のリングは、主コイルのための部分的
な磁束戻り路を提供し、これにより、磁極片に必要とさ
れる鉄が減少し、また、主コイルに必要とされる超伝導
体の量が減少する。鉄製のリングはまた、遮蔽コイルを
主コイルから磁気的に減結合して、遮蔽コイルからの磁
束線が鉄製リングによって捕捉されるようにすると共に
主コイルからの磁束線に影響を及ぼさないようにする。
このように、遮蔽コイルからの磁束線は、鉄製リングの
存在によって阻止されるので、これらの磁束線の磁場減
殺効果を相殺するために磁極片の鉄の質量を増大させた
り主コイル内の超伝導体の量を増大させたりする必要が
ない。コンピュータ・シミュレーションによると、本発
明の０．７５テスラの磁石では、ほぼ５００ポンドの超
伝導体を用い、ここからほぼ１５０００ポンドの重量の
磁石が得られ（この重量は、医療施設に設置するのに十
分に軽量である）、しかも、実用性のある等価な従来の
磁石の経費に比べて僅か半分の経費しか掛からない。
【００２５】本発明のいくつかの好ましい実施例につい
ての以上の記載は、例示の目的のために提示された。こ
の記載は、網羅的なものではなく、また本発明を開示さ
れた厳密な形態に限定するものでもなく、以上の教示に
照らすと、多くの改変及び変形が可能であることは明ら
かである。本発明の要旨は、特許請求の範囲によって画
定されるものとする。
ての以上の記載は、例示の目的のために提示された。こ
の記載は、網羅的なものではなく、また本発明を開示さ
れた厳密な形態に限定するものでもなく、以上の教示に
照らすと、多くの改変及び変形が可能であることは明ら
かである。本発明の要旨は、特許請求の範囲によって画
定されるものとする。
【図１】本発明の開放型超伝導磁石の第１の好ましい実
施例の概略正面図である。
施例の概略正面図である。
【図２】図１の磁石の概略上面図である。
【図３】図１及び図２の磁石を図２の線３−３に沿って
見たときの断面図であり、クライオクーラ・コールドヘ
ッドを付加して示している図である。
見たときの断面図であり、クライオクーラ・コールドヘ
ッドを付加して示している図である。
【図４】図３と同様の断面図であるが、本発明の磁石の
第２の好ましい実施例の磁極片、リング、超伝導主コイ
ル及び超伝導遮蔽コイルの構成を示している部分のみを
示す図である。
第２の好ましい実施例の磁極片、リング、超伝導主コイ
ル及び超伝導遮蔽コイルの構成を示している部分のみを
示す図である。
１１０、２１０ 開放型超伝導磁石 １１２ 第１のアセンブリ １１４、２１４ 第１の磁極片 １１６ 第１の軸 １１８、２１８ 第１のリング １２０、２２０ 第１のリングの縦方向内側端部 １２２、２２２ 第１のリングの縦方向外側端部 １２４、２２４ 第１の超伝導主コイル １２６、２２６ 第１の超伝導遮蔽コイル １２８ 第２のアセンブリ １３０ 第２の磁極片 １３２ 第２の軸 １３４ 第２のリング １３６ 第２のリングの縦方向内側端部 １３８ 第２のリングの縦方向外側端部 １４０ 第２の超伝導主コイル １４２ 第２の超伝導遮蔽コイル １４４ 支持部材 １４６ 鏡映面 １４８ 磁気共鳴イメージング空間 １５０ イメージング空間の中心 １５１ 患者 １５２ 第１の冷凍剤容器 １５４ 液体冷凍剤 １６８ 第１の真空密閉容器 １７０ クライオクーラ・コールドヘッド １７２ ハウジング １７４ 第２の真空密閉容器 １７６ 冷却段
フロントページの続き (72)発明者 マイケル・アンソニー・パルモ，ジュニア アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボール ストン・スパ、ディヴィジョン・ストリー ト、４番 (72)発明者 ミシェル・ダラー・オーグル アメリカ合衆国、ニューヨーク州、バーン ト・ヒルズ、ジェンキンス・ロード、84番 (72)発明者 ブルース・キャンベル・アン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ヴァインヤード・サーク ル、７番
Claims (15)
- 【請求項１】 第１および第２のアセンブリを有してい
る開放型超伝導磁石であって、 前記第１のアセンブリが、 （ａ１）全体的に縦方向に伸びる第１の軸を有してい
る、磁化可能で且つ全体的に円筒形の第１の磁極片と、 （ａ２）前記第１の軸と全体的に同軸状に整列して、前
記第１の磁極片より半径方向外側に離隔して設けられて
いると共に、該第１の磁極片に少なくとも部分的に縦方
向にオーバーラップしており、また縦方向内側端部と縦
方向外側端部とを有している磁化可能で且つ全体的に円
環形の第１のリングと、 （ａ３）前記第１の軸と全体的に同軸状に整列して、半
径方向に前記第１の磁極片と前記第１のリングとの間に
且つこれらから離隔して設けられていて、第１の主電流
を第１の方向に流す全体的に円環形の第１の超伝導主コ
イルと、 （ａ４）前記第１の軸と全体的に同軸状に整列して、前
記第１の超伝導主コイルより半径方向外側に離隔して設
けられていると共に、前記第１のリングの前記縦方向外
側端部より縦方向外側に離隔して設けられていて、第１
の遮蔽電流を前記第１の方向とは反対の方向に流す全体
的に円環形の第１の超伝導遮蔽コイルとを含んでおり、 前記第２のアセンブリが、 （ｂ１）前記第１の磁極片から縦方向に離隔していると
共に、該第１の磁極片への磁化可能な実体経路を有して
おらず、また前記第１の軸と全体的に同軸状に整列した
全体的に縦方向に伸びる第２の軸を有している、磁化可
能で且つ全体的に円筒形の第２の磁極片と、 （ｂ２）前記第２の軸と全体的に同軸状に整列して、前
記第２の磁極片より半径方向外側に離隔して設けられて
いると共に、該第２の磁極片に少なくとも部分的に縦方
向にオーバーラップしており、また縦方向内側端部と縦
方向外側端部とを有している磁化可能で且つ全体的に円
環形の第２のリングであって、前記第１及び第２のリン
グの前記縦方向内側端部は、前記第１及び第２のリング
の前記縦方向外側端部よりも互いに縦方向に近接してい
る第２のリングと、 （ｂ３）前記第２の軸と全体的に同軸状に整列して、半
径方向に前記第２の磁極片と前記第２のリングとの間に
且つこれらから離隔して設けられていて、第２の主電流
を前記第１の方向に流す全体的に円環形の第２の超伝導
主コイルと、 （ｂ４）前記第２の軸と全体的に同軸状に整列して、前
記第２の超伝導主コイルより半径方向外側に離隔して設
けられていると共に、前記第２のリングの前記縦方向外
側端部より縦方向外側に離隔して設けられていて、第２
の遮蔽電流を前記反対の方向に流す全体的に円環形の第
２の超伝導遮蔽コイルとを含んでいること、を特徴とす
る開放型超伝導磁石。 - 【請求項２】 前記磁石は更に、前記第１及び第２のア
センブリを接続する唯一の支持部材を含んでおり、該支
持部材は非磁化可能な支持部材であり、前記第１の軸が
完全に位置すると共に前記支持部材を全体的に二分する
切断平面であって前記第１の軸がその中に完全に位置し
ている切断平面によって形成される前記磁石の断面で見
ると、前記支持部材と前記第１及び第２のアセンブリと
が一緒に組み合わさって全体的にＣ字形の形状を有して
いる請求項１に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項３】 前記第２のアセンブリは、前記第１及び
第２のアセンブリの間に縦方向に等距離に配置されると
共に前記第１の軸に対して全体的に垂直に配向する平面
に関して、前記第１のアセンブリの全体的な鏡映像であ
る請求項１に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項４】 前記磁石は更に、前記第１及び第２のア
センブリの間に全体的に縦方向に等距離に配置される磁
気共鳴イメージング空間を含んでいる請求項３に記載の
開放型超伝導磁石。 - 【請求項５】 前記イメージング空間は、前記第１の軸
上にほぼ位置する中心を有している全体的に球状のイメ
ージング空間である請求項４に記載の開放型超伝導磁
石。 - 【請求項６】 前記磁石は更に、前記第１の超伝導主コ
イル及び遮蔽コイルを包囲している第１の冷凍剤容器を
含んでおり、前記第１の磁極片及び前記第１のリング
は、前記第１の冷凍剤容器の外部に離隔して設けられて
おり、該第１の冷凍剤容器は液体冷凍剤を収容している
請求項３に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項７】 前記磁石は更に、複数のプレートを含ん
でおり、該プレートと前記第１のリング及び前記第１の
磁極片とは一緒に組み合わさって、前記第１の冷凍剤容
器を離隔して包囲する第１の真空密閉容器を画定してい
る請求項６に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項８】 前記第１のリングの前記縦方向内側及び
外側端部は第１の縦方向距離だけ互いに離隔しており、
前記第１の超伝導主コイルは、前記第１のリングの前記
縦方向内側端部から、前記第１の縦方向距離のほぼ２分
の１よりも小さい縦方向距離だけ離れて設けられている
請求項３に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項９】 前記第１のリングは、前記第１の超伝導
主コイルに縦方向に全体的に完全にオーバーラップして
いる請求項８に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１０】 前記第１の超伝導主コイルは、前記第
１の磁極片に部分的にオーバーラップしている請求項９
に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１１】 前記第１のリングは、前記第１の磁極
片に全体的に完全に縦方向にオーバーラップしている請
求項１０に記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１２】 前記第１の超伝導遮蔽コイルは、前記
第１のリングの前記縦方向外側端部から、前記第１の縦
方向距離のほぼ２分の１よりも小さい縦方向距離だけ離
れて設けられている請求項１１に記載の開放型超伝導磁
石。 - 【請求項１３】 前記第１のリングは、前記第１の磁極
片から第１の半径方向距離だけ離れて設けられており、
前記第１の超伝導遮蔽コイルは、前記第１の超伝導主コ
イルから、ほぼ前記第１の半径方向距離よりも小さい半
径方向距離だけ離れて設けられている請求項１２に記載
の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１４】 前記第１の磁極片及び前記第１のリン
グはそれぞれ実質的に鉄から成り、前記液体冷凍剤は実
質的に液体ヘリウムから成る請求項３に記載の開放型超
伝導磁石。 - 【請求項１５】 前記磁石は更に、前記第２の超伝導主
コイル及び遮蔽コイルと実体として熱伝導接触した冷却
段を有するクライオクーラ・コールドヘッドを含んでい
る請求項３に記載の開放型超伝導磁石。
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| US09/026,390 US5874882A (en) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Open and shielded superconductive magnet |
| US09/026390 | 1998-02-19 |
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-
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061003 |