JPS60210804A - 永久磁石装置 - Google Patents

永久磁石装置

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JPS60210804A
JPS60210804A JP59065758A JP6575884A JPS60210804A JP S60210804 A JPS60210804 A JP S60210804A JP 59065758 A JP59065758 A JP 59065758A JP 6575884 A JP6575884 A JP 6575884A JP S60210804 A JPS60210804 A JP S60210804A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は永久磁石装置、特に核磁気共鳴（ＮＭＲ）イメ
ージング装置に用いられるのに適した永久磁石装置に関
する。
〔発明の背景〕
ＮＭＲイメージング装置に用いる磁場発生装置（以下、
磁石と略称）は、その磁場発生空間に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向
の傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル（ＧＣ）、及び
人体又は入間の頭部を収容するＮＭＲ検出コイル及び照
射コイル、そして人体を保持するテーブル、それに、磁
場均一度の補正を行う補正コイル等を収容する。従って
、第一図に示すＷＥ形永久磁石装置（ＷＥ−ＰＭ二Ｙ）
では、磁場発生空間７４の空隙寸法は最小７０ｃｍが必
要であシ、第２図に示す空芯４コイル常電導形電磁石装
置（Ｒ，Ｍ）では、磁場発生空間７は、最小内径９０備
は必要であυ、人体を収容するため、磁石開口部の内径
は最小６０ａｎ必要である。しかも、磁場発生空間は磁
場を発生するだけでなく、少なくとも４０ｃ１ｎｄｓｖ
”　で１５Ｘ１０−’、３０ｃＷＩｄＳｖで５Ｘ１０−
　’の磁場均一度が必要である。
従って、ＮＭＲイメージング装置に用いる磁石は、巨大
になる。現在、市販されている磁石の代表例を列挙する
と、 １）几Ｍでは、０．１５Ｔ（テスラ）の磁場を発生する
場合、磁石開口部８０ｃｍφ、磁場発生源間内径約１０
０ｃｒ１１φ、で上記磁場均一度が得られ、重量約３ト
ン、電力ＡＣ約５０ＫＶ人、冷却水約５０ｔ／分となる
。
１１）超電導磁石（８０Ｍ）では、０．５〜２−ＯＴ（
テスラ）の任意の磁場を発生する場合、内在的１００ｃ
Ｗｔφ、重量約４．５ドア、液体１（ｅ量約５ｏｏｚ、
液体Ｎ２量約５００　ｔ、冷媒消費量、液体Ｈ６０，５
１７時、液体Ｎ、２１／時と大象の冷媒を消費する。
１ｉｉ）　ＷＥ−ＰＭ−Ｙでは、電力、冷却水、冷媒を
必要しないが、重量は磁場０．０５’ｒ（テスラ）で約
１０トン、０．３Ｔ（テスラ）で約１００トンになる。
ＮＭＲイメージング装置は、病院に於いて、臨床検査に
使用するため、安全、安定且つ電力、冷却水、冷媒、空
調等の設備が簡易で、保守、管理が容易で、維持費、運
転費等経費の少ないシステムが望ましい。従って、少な
くともルーチン用には、その磁石としてＷＥ−ＰＭ−Ｙ
を使用するのが最適である。
一方、前述の如く、ＷＥ−ＰＭ−Ｙは従来技術で製作す
る場合、重量が過大となり、運転・建屋内への搬入、据
付が非常に困難になる。１０トン程度ならよいが、磁場
０．０５Ｔ（テスラ）では、現在及び今後の要求に応え
ることが出来ない。やはり、ルーチン用でも０．１〜０
．１５Ｔ（テス２）が必要となる。従来技術では、重量
が３０〜５０トンになる事が予想される。
どうして、このように重量が犬になるのか、その理由を
考察する。
ＮＭ几イメージング装置では、上述の如く磁場発生空間
の広範囲にわたって高均一度でなければならない。従来
のＷＥ−ＰＭ−Ｙでは、その磁場均一度（ΔＨａ／Ｈｏ
）は、 ΔＨａ　／Ｈｏ　”１０−（Ｄ’ｇ”）　・・・（１）
で表わさ扛る。
ここで、ΔＨｏ　；磁場ムラ Ｈｏ　：中心磁場 ｇ　：空隙寸法 Ｄ：ボールピース直径 （円板状のとき） 従って、磁場均一性を向上させるためには、ｇを小さく
して、Ｄを大にする必要がある。しかし、ＮＭＩ（、イ
メージング用には、ｇは少なくとも７０画は必要である
から、３０ｃｒｎｄＳｖ　でΔＨａ／Ｈｏ　”１０−　
’を必要とすれば、ＤＩ−１，７０ｃｒｎ×４＝２８０
ｃｒｎとなる。種々の均一度補正の補助手段を併用して
、Ｄを小さくするとしても、２００ｍは必要となる。第
１図から明らかなように、Ｄが大になれば、後ろの永久
磁石材２．１０は大とな９従って、磁路１，９も巨大と
なる。そして結果的には上述の、３０００ガウスで約１
００トンの数字となる。
〔発明の目的〕 本発明の目的は上述の従来技術による永久磁石の欠点を
除き、比較的軽量で、磁場均一性のよい永久磁石装置を
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は定められた軸の周シに配置された強磁性
材の磁路と、該磁路の両端部に設けられた永久磁石製の
磁場発生源と、該磁場発生源間に設けられた導磁等とを
備えている永久磁石装置にある。
〔発明の実施例〕
第３図に本発明の１実施例を示す。
円筒状強磁性材（一般に鉄）磁路９の内部に磁場発生源
として、永久磁石材１０．１０’を磁路９の両端部に設
ける。永久磁石材１０．１０’はコスト面を考慮してフ
ェライト材を採用する。よシ高磁場が必要であれば希土
類磁石をフェライト材と直列に、又は単独に用いる事が
出来るが高価となる。
永久磁石材１０．１０’の磁化の方向は、Ｚ軸方向とほ
ぼ直焚しており図の如く、永久磁石材１０．１０’はそ
れぞれ磁化方向が逆である。
磁石装置は円筒磁路中心軸に貫通して磁場発生空間１３
及び磁石開口部１２．１２’を設け、被検体の挿入を可
能にしている。
第４図に示す如く、永久磁石材１０．１０’の先端部分
に強磁性のポールピース１１．１１’を設け、その高い
誘磁率によシ発生する磁束の均等化を行う。そして、そ
の内面１５の傾斜を利用して、磁場発生空間１３に向っ
て磁束を放出させる。
又、外端面１６は、これから放出される磁束は１３から
、磁石開口部１２．１２’を通して漏洩する磁束を収束
させて、１３内のＺ方向の磁場均一性劣化を防止する働
きをする。外部に漏洩した磁束は第２図の強磁性材磁路
を持たないＲＭの場合とことなシ、ごく短い空間路を通
って、９に戻る。１１の１５から１３に向って放出され
た磁束は、もし導磁管１４がなければ１３内空間だけで
なく９との間の広い空間に拡散し９に戻る。この場合に
は、１３内の磁場強度は、きわめて低下し且つ、その均
一度も又劣化する事は明らかである。
強磁性材で構成される導磁管１４を新しく導入する。そ
の肉厚を比較的薄くして磁束の一部分で磁気飽和させ、
高磁束密度に保持させる。例えば鉄の場合　Ｚｌテスラ 鉄粉成形品　０８８テスラ ソフト７エライト混入ゴム　０．２５テスラである。こ
の場合には、磁束の大部分は１４の内部に封じ込められ
１３は１４の内部と考えてよい。
ＮＭＲイメージング用には１４の内径は９０ｃｒ１１φ
〜１００ｃＩｎφで充分であシその長さは９０〜１００
鋸でよい。
１０．１０’にフェライトを用いる場合、全重量はＨａ
　＝　１２テスラで約１２トンとなる。希土類磁石を採
用する時は、ｌＯトン以下にすることが可能である。
導磁管１４の材質としては、この内部に交管磁界が存在
する場合その管壁に渦電流が発生することを防止するた
めに高周波フェライト材および／又は強磁性粉末成形材
を用いることが望ましい。
〔発明の効果〕
本発明によシ、永久磁石方式のＮＭＲイメージング装置
が可能となシ、永久磁石の利点から少なくともルーチン
用として最適である。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）、伽）はＷＥ形永久磁石装置（ＷＥ−ＰＭ
−Ｙ）　、第２図（ａ）、（ｂ）は空芯４コイル常電導
形電磁石装置（几Ｍ）、第３図（ａ）、　（ｂ）は円筒
形永久磁石装置（Ｃ−ＰＭ−Ｙ）、第４図（ａ）、　（
ｂ）は円筒形永久磁石装置のポールピース拡大図である
。 １９・・・強磁性材構成の磁路、２．ｉｏ、１０′・・
・永久磁石材、３，１１．１１’・・・強磁性材構成の
ポールピース、４，１３．７・・・磁場発生空間、５．
６・・・窒息コイル、７，１２．１２’・・・磁石開口
部、１４・・・磁束誘導筒（導磁管と略称）、１５・・
・ポールピース内面、１６・・・ポールピース外端向う
第３図 ＬＩ２Ｊ 予　ベ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、予め定められた軸の周シに配置された強磁性材の磁
    路と、該磁路の両端部に設けられた永久磁石製の磁場発
    生源と、該磁場発生源間に設けられた導磁管とを備えて
    いることを特徴とする永久磁石装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、導磁管の材質は高
    周波フェライト材および／又は、強磁性粉末成形材であ
    ることを含む永久磁石装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、永久磁石製の磁場
    発生源の磁化方向は磁場発生空間における磁束の流れと
    はｙ直角でオシ、両端の永久磁石製磁場発生源相互間の
    磁化方向は逆でおることを特徴とする永久磁石装置。 ４、予め定められた軸（Ｚ＠）の周りに配置された強磁
    性材の磁路と、該磁路の両端部に設けられた永久磁石製
    の磁場発生源と、該磁場発生源間に設けられた導磁管７
    と、前記磁場発生源に設けられたポールピースと備えて
    いる永久磁石装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記ポールピース
    形状は外観は円環状であシ、且つ前記Ｚ軸方向ではその
    方向の磁石中心に向って内径が大きくなることを特徴と
    する永久磁石装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記円環状ポール
    ピースは、前記Ｚ軸方向の外端形状は外部に向って内径
    が大きくなるようテーパーをもっていることを特徴とす
    る永久磁石装置。
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