JPS60183706A - 磁界発生装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、対象物の断面イメージを冑で組織の性質よ
Ｐ　１？ｒさ出りことのできる医療用核磁気ｊ４鳴断層
装置（以下、Ｎ　Ｍ　Ｒ−ＣＩ−という）等に用いられ
る人ぎな空隙内に強力かつ高精度で均一な磁界を発生す
る磁界発生装置に関する。

Ｎ　Ｍ　Ｒ−ＣＴは、人体の一部または全部を１〜１．
５Ｋ　Ｇ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、この磁界が強ツノかつ１０
−４以下の精度で一様で安定していることが要求され、
ＮＭＩ”１０丁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心線を円筒状に巻ねした常伝導磁石
あるい［よ、特殊な導線を用い、絶対零度イ」近の温度
に冷却して使用づ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ツノ磁界を発生ざぜ
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」ストが高く、」イルが作る漏洩磁界は使用用途に
よっ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、いわゆるイニシャルコ
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
、汎用されるには至っていない。

本出願人は、先に、磁界強麿が上記の常電７１１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
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６ど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Ｊ３いて、上記磁４’ｋ　
）’＋−の対向面の各々を凹状湾曲面とした磁界発生装
置を提案した（特駈１昭５８−１９６７８７＞　）。し
かし、空隙に発生りる磁界は中心部イ・」近では最高値
が行られるが、中心部より遠ざかるにつれて、周辺部空
隙では磁界の強さが低下し、極め−Ｃ高精度で均一かつ
安定な磁界を賀ることができなかった。

この発明は、かかる現状に鑑み、強ツノな磁界が得られ
る永久磁石を使用した磁界発生装置の空隙にｉＪ′３い
て、高精度で均一かつ安定な磁界が１′ノられる磁気回
路を右づる磁界発生装置を目的としている。

すなわら、この発明は、空隙を形成して対向りる磁極片
と、少なくとも１の永久磁石とを粗鉱で磁気的結合し該
空隙に磁界を発生さける磁界発生装置において、上記磁
極片の対向面の各々を凹状湾曲面どし、かつ永久磁石の
中心部付近をその周辺部の永久磁石が右する（　Ｂ　）
−１）　ｍａｘよりＩＯＭＧＯＱ以上小さな（ＢＨンｍ
ａｘを右ケる永久＋４１石としたことを１４徴とりる磁
界発生装置である。

この発明の磁界発生装置においＣ，極めて高れ゛」度−
（均一かつ安定な空隙磁界をｒ！るため、永久磁石の中
心部トＪ近の（Ｂ　Ｈ）　ｍａｘを、イの周辺部の永久
磁イ」の（［３Ｈ＞　ｍａｘより小さくりるが、ｌａ　
（４ｊ片中心部の（Ｂ　ｌ−１）　ｍａｘが１０Ｍ　Ｇ
　Ｏｅを越え、周辺部イ」近の（１３１１）ｍａｘが２
０ＭＧＯｅ末）９１で、両者の差が１０ＭＧＯθ未満で
は、広範囲で均一な空隙磁界が１．７られないため、少
なくとも中心部角近どその周辺部どの（Ｂ　ｌ−１）　
ｍａｘ差を１０ＭＧＯｅ以上とするのが好ましく、該中
心部イー」近の永久磁石の（［３＋−１）ｍａｘが１０
〜＋ＧＯθ以下、中心部の外周囲の永久磁石の（Ｆ３１
１）ｍａｘが２０ＭＧＯｅ以上であることが望ましい。

この発明の磁界発生装置に用いる永久磁石は、フエライ
１〜磁Ｔｊｓノフルニコ系磁石、希土類コバル１〜系磁
石／Ｊ＜使用ｃ′きるが、先に出願人か提案した、高１
ＩＩＩなＳｍやＧ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ら少
なくとも１種）永久磁石（特願昭５７−１４５０７２８
）は、イの最大エネルギー積が大きいた（）でなく、残
留磁束密磨（Ｂｒ）の温度係数が、０．０７％／”Ｃ〜
０．１５％／℃なる温度特性を右づるため、この永久磁
石を」上記のＮＭＲ−Ｃ１−に適用することにより、装
置の小形化が達惑でき、づぐれた性能が４Ｊられ、さら
に、この永久磁石の磁気特性が特に０℃以下に冷２Ｊ］
　Ｌ／て使用りることにより、ａｂ＜高い最大エネルギ
ー積をが１′、Ｉられる性質を有効に利用できる。

上記のＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、１で（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％〜３
０原子％、Ｂ　２１にｉ子％・〜・２８＋几）了％、Ｆ
ｅ４２原子％へ・９０原子％を主成分とし、主相が正方
晶相からなる永久磁６′ｃ゛あり、ＲとしてＭやＰｒを
中心とする資源的に豊富な軽希土類を用（Ｘ、Ｂ、Ｆｅ
を主成分として２５ＭＧＯθ以上の極め−Ｃ高いエネル
ギー積を承り、すぐれた永久磁石である。

以下、この発明を図面に基づいて詳述づ−る。

第１図は、この発明によるＮＭＲ−ＣＴ装置に使用づる
磁気回路の説明図であり、外径り、内径ｄのリング状の
Ｆｅ　−Ｂ　−ｔり系永久磁（ｉ（１ａ）の内径部に外
径ｄの円？Ｉｉ（型Ｓｒフェライト磁石（１１））を挿
入固るし、外径りの一体となした永久磁で】（１）の各
々の一方９Ｍ；に磁極片（２）を固るして対向ざＵ、他
方端を継鉄（３）で結合し、磁極）’ｉ−（２）間の空
隙（４）内に１〜１０ＫＧの強い磁界を発生ざぜ、この
空隙内に人体の一部または全部を入れて診断する構成で
ある。一対の磁極片（２）は外径がＤでその対向面の全
面が凹状湾曲面（５）を（育成しＵＪ５す、換言づれば
１面が平面の凹レンズ状の形状からなる磁極ｊ１℃・′
あり、一対の凹状湾曲面（５）を空隙（４）で対向させ
ることにＪ、す、高粘度で均一かつ安定した磁界が１“
ｌられる。

なＪ３、凹状湾曲面（５）は、曲率半径Ｒ”（−形成し
てあり、第１図中の０点は空隙（／ｌ）　（１−ｇ）の
中心点を示し、曲率半径Ｒの中心点−Ｃある０１は０点
の鉛直線上にある。

また、他の実施例として第２図に示りＮＭＲ−Ｃ］−用
磁気回路は、一端に磁極片（２）を固るした継’ＩＪ、
（３１（１）−％Ｊ　ヲ対向配［Ｉ′へ゛して空隙（／
ｌ）を形成し、臀ａｉ（３）の他端を、永久磁石（１）
、すなわら、一対の継鉄（３）聞の中心部をＳｒフエラ
イ−１〜磁石（ｉｌｌ＞　、外周部をＦｅ−Ｅｌ−Ｒ系
永久磁石（ｌｉ）で構成しＩこ一体の永久磁石（１）で
結合した回路であり、磁極片（２）の対向面の全面に一
定曲率で湾曲した凹状湾曲面（５））を八わノ　ノζ４
＋／７　Ｉ戊　（゛ある。。

この発明にａ３い゛Ｃ，磁気回路は１−記の例（３限定
されるしの（゛なく、単一曲率半径や複数の曲率半径を
有したなだらかな曲面の凹状湾曲面を対向１０１に設（
ノた磁極片を配置でさる（）へ成で゛あれぽいか４ｊる
（６気回路にも適用−Ｃ−さる、２ 磁気回路の永久磁石は、中心部ｆＪ　３Ｊｉの永久ＶＧ
Ｌ」（Ｄ　（Ｉ３　Ｎ　）　ｍａｘがＩＯＭ（２０ｅ以
ト、周辺部ト１近の永久磁石）（（３１１）　ｍａｘ　
ｒ、＋ｔ２０Ｍ　ＧＯｅ以」二であることが望ましく、
口の（［３ｔ−１）　ｍａｙ、のｉテがｔＯＭ　Ｇ　Ｏ
ｅ以上である２種の永久）４１石の組み合わせ材質とし
ては、中心部イ１近にはｊ／ルニ′Ｊ磁イｊ、バートノ
１シイ１〜磁石、くの周辺部には希土類コバル１〜系磁
石。

ＦＱ　−Ｂ−Ｒ系磁石が最ム好ましく、磁石＼」法も、
０．６Ｄ≦ｄ　≦　０．９Ｄ の場合がＩ４シイｊ効て′ある、７ また、凹状湾曲面の曲率や形状用？人も、永久磁石のＮ
法、磁気′ｌｓ性、空隙の人ささにｊ、り退官選定りれ
ばＪ、いが、特に）；記範囲内が有効である５゜１／２
・ｌ−’）　、”Ｆ＝　Ｒ：”４．４／　ｂ・Ｄ、ｔ１
≦３／１Ｇ・１つ ！こたし、［〕：罎極Ｊ）外径、「＜；曲率ｒＦ径、支
：空隙１−９の中心ｙｊ、ζ０から）での中心点○ｌま
での鉛直　一方向の圧端、。

以下に実施例を説明覆る。

２′）１図［こ小した４１．Ｓ成の磁気回路に、常Ｗｌ
ａ　Ｉ！；’ｉの（１，３ｌ　１　＞　ＩＩＩａＸが３
０ＭＧＯｅを承り、外径１０００　ｍ：ｎ　、内径８０
０１ｉ、ｌｌｌのリング状のＦｅ−５−Ｒ系永久磁石（
１ａ）の内径８１Ｘに外径８００ｍｍ　Ｔ’　（１３１
！　）　１ｌｌａＸ　＝　／ＩＭ　ＧＯｅの円９ａろｌ
’！　Ｓｒフ」−ライ１ル磁石（１ｂ）を挿入した一体
の永久（磁石（コ）を用い、ｌ）　＝　１０００ｎｕｎ
、Ｒ＝　７２０ｍｍ、’ｌ　＝　１！１ｏｎｕｎの凹状
湾曲面を右りる磁極）１を配ｔζ１゛シた本発明の場合
と、永久磁石（１）に（１３１１）　ｍａｘ　＝４ＭＧ
ＯｅのＳｒフ」−ライト磁石を用いて同一構成の磁４％
　Ｊ’ｉを配置した比較例の場合について、いｆれも、
Ｌｇを７００　ｍｍに保持ざゼた空隙内の磁界分布を測
定したところ、第３図の磁界分布結果を４９だ。

なお、第３図中のイ線は本弁明の場合、口線は比較例の
場合を示Ｊ。

第３図の結果から明らかなように、空隙中心点Ｏから半
径（ｒ）　１８０ｍｍの球状空間内において、（Ｂ　Ｉ
−１）　ｍａｘの責なる２種の永久磁石を配置した本発
明の場合は、比較例の均一度か０．２％であるのに対し
て、０．０３％と極めて高い均一度がｉｉｌられ、磁界
が極めて高精１哀で均一かつ安定していることが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、この発明による磁界発生装置の縦断
説明Ｎである。第３図は実施例の磁気回路空隙にお（）
る磁界分布図て゛ある。 １・・・永久磁石、１ａ・・・Ｆｅ−Ｅｌ−Ｉｔ系永久
磁石、１１１・・・Ｓｒフェライト磁石、２・・・磁極
片、３・・・継鉄、４・・・空隙、５・・・凹状湾曲。 第１図 第２図 第３図 １　（イ） ６、’ｊ＋”：Ｉ（’＋ｎ−，３、ＱＱ’＃Ｉ　Ｇ特許
庁長官　名杉（１」大　殿 １、事件の表示 ＩＩｕ和５９イ■　特６′Ｆ　Ｉｆｌ＋’ｉ　第３９９
６２５”ｉ２、発明の名称 磁界発生装置 ３、補正をＪる省 ｊＪｉイ′１どの関係　出１９ｉＩ人 住所　大阪市東区北浜５　’Ｊ−［−］　２２番地スミ
Ｆ〜し１−クシュ１ンンク 名称　住友特殊金属株式会社 ４、代理人 ） ５、ネ１１ｊ正のλ・ｊ象 １、明ＩＩＩ占第１頁１９行から２０行の１−１−４．
！１ＫＧＪを１１〜１５Ｋ　Ｇ　Ｊと補正づる。 ２、明細実弟７頁１１行から１２行の１いかなる臣へ一
回路にｔ）適用（゛きる。」を［いかなるｉｌＤ気回路
にも適用て〜さ、５１：た、さらに、ｉ１１人工ネルＡ
゛−積の異なる２＋＋＋の永久磁石の組み合ＵにＪ３い
て、永久磁石に（イ日仏片をｆ号設しない場合し、空隙
内の磁ｙＩ強１哀の均一化に有効−Ｃ゛ある１、」ど補
止りる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　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
   ける磁界発生装置において、上記磁極片の対向面の各々
   を凹状湾曲面とし、かつ永久磁石の中心部（＝Ｊ近をそ
   の周辺部の永久磁石が有づる（８Ｈ）ｍａｘＪ：す１０
   ＭＧＯｅＪ、ｕ上小さな（Ｂ１−１　）　ｍａｘを右づ
   る永久４６石としたことを特徴どゾる磁界発生装ｈｊｌ
   　ａ