JPS60260107A - 整調可能なセグメント式リング磁石及び作製方法 - 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】 発明の分野 本発明は、セグメントを環形に配列した（以下セグメン
ト式という）リング磁石における改善に関係する。特に
は、本発明は、内部に予備選択された横断磁場を与える
よう整調可能であるセグメント式永久リング磁石を提供
する。

発明の背景 医学及び生物学用映像化の手段としての核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）の発展は、磁石開発における新たな関心を発生せ
しめた。ＮＭＲ鋏像システムは次の４つの主要部からで
きている：バイアス磁場磁石、空間位置選定用の勾配コ
イル、磁石内の試験物質の核磁気モーメントの短期乱れ
を生ぜしめるＲ−Ｆコイル及び受信器。バイアス磁場磁
石は、磁石の内部に比較的大きな予備選択された磁場、
例えば実質上一様な横断磁場を提供する。バイアス磁場
は、試料物質内の核の核磁気モーメントが適用磁場に平
行に整列するのを促進する。この整列は、物質の磁気状
態における変化をもたらす。

相当に大きな磁場、例えば１〜５キリガウスが一般に所
望の整列を実現するのに必要とされる。

代表的に、磁場における方向性乱れをもたらすのにＸ１
Ｙ及び２勾配コイルが使用される、例えばＸ−コイルは
Ｘ一方向における勾配をもたらす。

これら勾配コイルは、映像再構成に必要な空間情報を与
えるべくシーケンサによって設定される間隔で個々に或
いは総合的にパルス化される。勾配コイルは唯一っの磁
場位置、例えば一平面が乱されないよう磁場模様におけ
る乱れをもたらす。ＮＭＲ受信器は、磁場を走査しそし
て乱れていない領域の位置による映像の再構築に必要な
空間情報を得る。

Ｒ−Ｆコイルはバイアス磁場による核の磁気モーメント
の整列後難期間シーケンサによりオンに切換えられる。

Ｒ−Ｆ：ｆｆイルは磁場における乱れ即ち励起をもたら
し、これは核の整列位置からの核の核磁気モーメントを
変位させる。Ｒ−Ｆコイルからの励起磁場が取除、かれ
ると、核の核磁気モーメントは適用バイアス磁場に応答
してそれらの整列位置に戻る。ある時間にわたっての核
磁気モーメントの再整列から生じる信号の強さを測定す
る受信器は、この逆転の時定数を測定するのに使用され
る。材料毎に変化する因子である信号の強さと時定数に
おける差異は、解析されている人間或いはサンプル内の
試験物質の様々の性質を確定することを可能ならしめる
。Ｒ−Ｆコイルまた受信器としても使用されうる。

人体試験体と共に使用する為のこうした先行技術のＮＭ
Ｒ峡像システムの主たる問題は、バイアス磁石の構造で
ある。この磁石は、核の磁気モーメントの整列を促進す
るに充分の磁場強さを有しなければならず、しかも大き
な開孔寸法を有さねばならない。大きな開孔は人体の主
部分、少くとも頭や肩を磁場内に収容する為必要である
。磁石の他の性質が一定に維持されているなら、磁場の
強さは孔寸の増大に伴い減少するので、高磁場大開孔磁
石と関連しての設計問題が重要である。

大きな開孔を横切っての生物学的用途用に充分のバイア
ス磁場を創生ずる問題により、最初のＮＭＲ映像システ
ムの開発者は超伝導バイアス磁石を使用した。超伝導バ
イアス磁石は必要とされる磁場を容易に創出できるが、
これら磁石の使用に伴う幾つかの問題が存在する。第１
に、超伝導状態を維持するのに高価につく極低温設備が
必要とされる。第２に、もし超伝導性材料が例えば温度
上昇により伝導性となったら、磁場強さは急速に態化す
る。これら複雑な事情が永久磁石を使用するＮＭＲ映像
システムを開発せんとする試みにつながった。例えば、
フオナー（Ｆｏｎａｒ　）社は２極磁場を発生する永久
磁石システムを使用している。

この２ｍ磁場における乱れはコンピュータによって再構
成されて請求められる情報を提供する。オルプントルア
マグネットテクノロジーは、フェライト永久磁石材料の
ＮＭＲ鋏像システム用のモデル磁石を構成した。しかし
、これらシステムはいずれも多くの医学用途向けに充分
に詳しい映像をもたらさない。

希土類合金及び関連拐料はＮＭＲ峡像システム用のバイ
アス磁場永久磁石の構成に使用するのに有力視される。

これら拐料は消磁−適用磁場強さ関係のグラフであるＢ
−Ｈ１４係のプレットの第２象現において実質上線形挙
動を有する。これら材料は、例えば軟鉄に対して観測さ
れるヒステリシスループとは対照的に、関心のある領域
において大きなヒステリシスループを有しない。従って
、　、ひとたび材料が磁化されると、磁場の強さ及び磁
化容易軸の配向、即ち材料の磁場の方向は広範囲の条件
にわたって実質上一定にとどまる。これら性質を示す材
料としては、希土類コバルト合金、セラミツク７エライ
ト合金及び希土類鉄合金が含まれる。これら材料は一般
に、細く粉砕された拐料粉末を型内に置きそして同時に
粉末を圧力及び適用磁場の下に置くことにより作製され
る。この過程は、粉末を実質上整列した容易磁化軸を有
する中実ブロックに成形する。

ＮＭＲ映像装置のバイアス磁場源として希土類合金及び
それに類似の拐料の上記使用と関連して幾つかの問題が
存在する。第１に、これら磁石からの磁場強さは超伝導
磁石から得られる程に強くはない。第２に、これら材料
のコストが比較的高い（約３０〜４５＄／ボンド）こと
は磁石の寸法及び重量を制限する。もし永久磁石材料が
約１０．０００ボンドを越える重量であるとすると、６
１１石のコストはＮＭＲ鋏像システムにおいて使用する
には高すぎるものとなる。ｓ、　ｏ　ｏ　ｏボンドより
小さな重量において、開孔は人間の映像用に有用である
には小さすぎるものとならざるをえず、また磁場も低す
ぎる。約１ｏ、ｏｏｏボンドの限界点が、コストと磁場
強さとの間の工業的に至急な折衷点を与えるように思わ
れる。第３に、希土類合金−類似材料片の、現在の技術
を使用して作製できそして磁化されさる寸法は、この大
きな磁石の必要寸法より相当に小さい。従って、磁石は
複数のセグメントから形成される。各セグメントは結局
複数の磁石材料片から形成される。加えて、磁化プロセ
スに由来する非均一性は、生成する磁場における、所望
模様からの偏れをもたらす恐れがある。

発明の目的 本発明の目的は、リング構造体の内部において予備選択
された横断磁場を生成する、永久磁石材料製の整調可能
なセグメント式リング磁石を開発することである。また
別の目的は、リングの内部に予備選択された横断磁場を
実現する為セグメント式永久リング磁石を整調する方法
を提供することである。更に別の目的は、予備選択され
た容易磁化軸を有する磁石セグメントを作製する方法を
提供することである。更に別の目的は、ＮＭＲ峡像シス
テムにおけるバイアス磁石として有用である希土類合金
−類似例料から形成される永久磁石を提供することであ
る。

発明の概要 本発明は、整調可能なセグメント式リング磁石を特徴と
し、これはリング面に垂直な磁石軸線に沿って延在する
。リングは内部空間を取巻く円環を定義する。この磁石
は内部空間に予備選択された横断磁場を発生する。本磁
石は、リングに沿って配置されそして磁石軸線に沿って
延在する、第１の複数の内側磁石セグメントを含んでい
る。各内側セグメントは、Ｂ−、Ｈ曲線の第２象現にお
いて実質上線形挙動を有する永久磁石材料から形成され
そして所定の方向に容易磁化軸を有している。

本磁石はまた、内側磁石セグメントから半径方向外側に
位置づけられる第２の複数の外側磁石セグメントをも具
備している。外側磁石セグメントの各々は、Ｂ−Ｈ曲線
の第２象現において実質上線形挙動を有する永久磁石材
料から形成されそして所定の方向に容易磁化軸を有して
いる。本磁石はまた、内部空間に予備選択された横断磁
場を発生する為リングに対して半径方向に磁石セグメン
トの少くとも−っを変位せしめる為の整調機構を−えて
いる。

−Ａ体側において、セグメント式リング磁石はリング２
極磁石であり、好ましくは磁性材料製の複数のブロック
から形成される内側磁石セグメント及び外側磁石セグメ
ントを有する。これらブロックは、磁石軸線に垂直な平
面において台形状或いは矩形状断面を有しうるが、方形
断面が好ましい。磁石は、Ｎ個の内側磁石セグメント及
びＭ個の外側磁石セグメントを有する。内側セグメント
は方形断面を有する複数のプ豐ツクから形成され、各ブ
ロックはλａ（ここでａはリング中心から該ブロックの
最内側面までの距離そしてλ＝　ｔ　ａ　ｎ　’／Ｎ　
）の縁辺長さを有する複数の面を具備している。外側セ
グメントもまた複数のブロックから形成される。−具体
例において、外側ブロックは方形断面を有しそしてλ（
１＋λ）ａの縁辺長さを有しそしてＮ＝Ｍである。

本発明において有用な磁性材料は、Ｂ−Ｈ，曲線の第２
象現において実質上線形挙動を有しそして希土類コバル
ト合金、セラミツク７エライト合金及び希土類鉄合金か
ら成る群から選択される。満足し５ることが見出された
特定材料の例は、ＮＩＯＭＡＸ−５０１（（住人、日本
）、ＲＵＭＡＸｉ５（Ｃｒｕｅｌｂｌｅ、米国）及びＳ
ＥＲＥＭ−Ｒ２８Ｅ　（信越、日本）である。

好ましくは、整調機構は外側セグメントをリングに対し
て半径方向に変位せしめる。好ましい予備選択横断磁場
はリング面において実質上一様な横断磁場であり、そし
て整調機構は、内側及び外側磁石セグメントを形成する
材料中の不均一性により生じる磁場における所望されざ
る調波を減少するのに使用され５る。本発明の好ましい
具体例において、内側磁石セグメントの数Ｎは外側磁石
セグメントの数Ｍに等しい。

本発明はまた、リングの内部に予備選択された横断磁場
を生成する為Ｎ個の実質上一様な内側セグメントを配列
して成るリングを有するセグメント式永久リング磁石を
整調する方法を特徴とする３各内側セグメントは、Ｂ−
Ｈ曲線の第２象現において実質上線形挙動を有しそして
所定の方向に容易磁化軸を有する永久磁石材料から形成
される。

この方法は、Ｎ個の内側セグメントの半径方向外側にＭ
個の実質上一様な追加磁石セグメントを配置する段階と
、予備選択横断磁場を実現する為該磁石セグメントの少
くとも１つの位置を調整する段階を包含する。調整は、
最適の磁場模様及び強さを得るべく内側セグメントの位
置を設定しそして予備選択された横断磁場を得るよう一
つ以上の追加磁石セグメントを調整する追加段階を含み
うる。好ましくは、調整は、予備選択横断磁場への合致
の為磁場を測定し、追加磁石セグメントの一つをその最
内側位置に固定しそして所望されざる調波を消去するこ
とにより予備選択横断磁場に近づくよう他の固定してい
ない追加セグメン）を個々に調整することを含む。好ま
しくは、固定されていない追加磁石の各調整変位は外向
き半径方向変位に限定される。この方法は、リング面に
おいて実質的に一様な横断磁場を形成するのに使用され
うる。

本発明は更に、構成部材の容易磁化軸に対して選択され
た角度において配向される容易磁化軸を有する多部付直
方体状永久磁石を作製する方法を特徴とする。この方法
は、第１表面に平行な容易磁化軸を有する直方体状磁石
ブロックを用意しそして該磁石ブロックを第１表面を通
して切断する段階を含む。切断面は磁石ブロックの一縁
辺を通りそして磁石ブロックの容易磁化軸に対して選択
された角度で配向される。この切断は、磁石ブロックを
、各第１表面の一部を含む第１要素と第２要素に分割す
る。磁石ブロックの第１表面を通しての切断により形成
された第１要素は、第１表面の残る部分を通して且つ元
の磁石ブロックの一縁辺を通して、第１切断により形成
された表面に直角に再切断される。この切断は、第６要
素と第４要素を形成する。第２、第３及び第４要素は並
び変えられて新丸な直方体状磁石ブロックを形成する。

新しい直方体状磁石ブロックは元の磁石プリッタの容易
磁化軸に対して選択された角度回転された容易磁化軸を
有する。−具体例において、直方体状磁石ブロックは方
形断面を有する角柱であり、そして好ましくは複数の矩
形状板その他の立体から組立てられる。各版は第１表面
に平行な容易磁化軸を有する。板は、その各々の容易磁
化軸が互いにまた角柱容易磁化軸に平行に整列されるよ
うな態様で角柱を形成するよう組立てられる。

好ましくは、直方体状磁石ブロックの容易磁化軸は磁石
ブロックの一縁辺に実質平行でありそして選択された角
度は５６０７Ｒ度（Ｒは１を越える整数）の値に制限さ
れる。

ここに開示する磁石構造体及び磁石整調方法更には選択
された方向に容易磁化軸を配向した直方体状ブロックを
作製する方法はＮＭＲＩＩ像システムシステムく適合し
うるが、これら磁石構造体は他の用途に対しても使用さ
れうる。広い意味で、本・′発明の概念は、磁石のリン
グに平行な平面において予備選択された、好ましくは一
様な、横断磁場を発生するリング永久磁石の開発にある
。

具体例の説明 前述したように、永久磁石材料から成形された従来から
のリング磁石は多数の問題を有している。

ＮＭＲ映像システムに必要とされる大きな開孔を横切っ
て高い磁場を発生するのに使用される材料は高価であり
、他方もつと小さな磁場では所望の目的を達成するに充
分の一様性或いは強さが得られない。ＮＭＲ映像システ
ムにおいて使用されるリング磁石に対する一つの選択し
うる形状は少くとも８０儒直径の開孔を有しそれにより
人体の完全挿入を可能ならしめるシリンダ状磁石である
。

しかし、この寸法開孔を有する単一体リング磁石を製造
することは現在の技術では実際的でない。

従って、所要の磁場と開孔を達成するのに分割片を環形
に配列したリング、即ちセグメント式リングが使用され
る。セグメント式リングの使用は、各セグメントに対し
て容易磁化軸を配向するに当つての問題並びにブレツタ
を形成する板における磁化の誤差から生じる各セグメン
トの磁化強さにおける誤差の問題を生み出す。最終磁石
のセグメントの半径方向及び横断方向位置における誤差
もまた存在しうる。これら誤差は磁場において所望され
ざる調波を生みやすい。これら所望されざる調波は、開
孔を横切って予備選択された、好ましくは一様な、磁場
を実現する為に実質上消失されねばならない。本発明は
、主たる調波を除去するよう整調し５る永久礎石を、そ
うした磁石を整調する方法及びセグメントを形成するの
に使用され５る永久磁石材料の多面体ブロックを作製す
る方法を提供する。

先行技術のセグメント式リング多極永久磁石は磁性材料
極の台形ブロックから形成された。２極すング磁石用の
先行技術の台形ブロックの使用に伴う−っの問題は、Ｎ
個のセグメントを有する磁石に対しては、一方向横断磁
場を発生せしめるのに（／４＋１）の容易磁化軸が必要
なことである。

磁性材料の各ブロックに対する磁化軸における誤差は代
表的に±５°でありうるから、小さなＮ（セグメント式
リング）に対・しても、磁場−磁性における著しい誤差
が生じうる。

台形ブロックのこれまでの使用に関連するまた別の問題
は、整調過程が所望されざる調波を最小限にするのに０
，０１ｍ以下のオーダの変位調整といった精細な調整を
必要とすることである。磁石により発生する磁場が変位
を阻止する傾向があるからこれら変位調整はデリケート
である。従って、これら整調用変位調整の卸しさけ大き
なエンジニアリング上の問題を派生する。

第１図は、１６個のセグメントから成る２極すング磁石
１０の形態の本発明の具体例を示す。第１図は２次元（
ｘ−ｙ）での磁石１０を示すが、第２図に例示されるよ
うに、セグメントはリング面に垂直（２一方向）にも延
在する。各七グメン）１２ｍ−１２ｐは、４つの磁性材
料ブロックから形成され、各ブロックは方形断面を有し
そして２つの内側ブロック１４ｍ−１４ｐ及び１６ａ−
１６ｐとそれを取巻く２つの外側ブｐツク１８−＆−１
８ｐ及び２０ａ−２０ｐが存在するよう配列される。８
Ｉ￥１図に示される距離ｒａ」は内孔の半径、即ちリン
グ中心２２から任意の内側ブリックの近縁２４までの距
離である。ＮＭＲ映像システムに対してはｒ−Ｊは代表
的に約４０ｃｒＲである。

内側ブロック１４ｍ−１４ｐ及び１６ｈ−１６ｐの縁辺
長さはλａ〔ここでλ＝＝　ｔａｎ　”／Ｎ　）である
。

例示具体例に対しては、λ＝ｔａｎ’／１６即ち約０．
２である。外側ブロック１８ｍ−１８ｐ及び２０ｍ−２
０ｐは、λ（１＋λ）ａ即ち約１１２４ｍの縁辺寸法を
有する。任意の外側ブリックの開孔中心２２から最遠縁
辺２６までの距離、即ち第１図における寸法ｒｂＪは約
１４４ａ（ｂ＝ａ＋［Ｌ２ｍ＋（Ｌ２４ｍ）である。ブ
ロック寸法はｂ／＝（１＋λ）：であるよ５Ｍ択される
。大きなＮ及び一定　／、に対してミ台形ブｐツクを使
用して作製される磁石と図示のように方形断面ブロック
から構成される磁石との間の磁場の差は約（Ｋ鵞／３Ｎ
ｍ）であるから、Ｎ＝１６に対しては、この誤差は約１
３％である。

の使用は多くの利点を与える。例えば、第１図の矢印３
０は各セグメントの容易磁化軸を表す。方　− 形ブリックを使用すると、１６セグメントの場合３つの
異った容易磁化軸配向のみが必要とされるだけであり（
Ｎ／８＋１　）、これは台形ブレツクから形成される１
６個の部材のリングに対して必要とされる５つの配向（
Ｎ／４＋１　）と対照的である。方形ブロックに対する
容易磁化軸配向は００．２２ｙ２°及び４５°である。

４つの方形断面ブ四ツク或いは他の内側及び外側ブ四ツ
ク組合せを使用することの、第２のもつと重要な利点は
、内側ブロック１４ａ−１４ｐ及び１６ｍ−１６ｐが所
定の位置に固定でき、そして所望されざる調波は外側ブ
リックのみの調整変位により排除されることである。整
調の為の調整変位を外側ブリックに限定することにより
磁石を整調するのに一層大きな変位が使用しうる。これ
は、磁場の強さ及び形にとっては外側プリッタより内側
ブリックの方が一層重要であるので、外側ブロックの比
較的大きな変位によって磁場強さの所望の小さ°な変化
がもたらされるからである。対照的に、台形断面ブロッ
クに対しては、磁性材料ブリック全体が動かされねばな
らず、従って大きなプリッタに対してごく微小調整変位
（α０１倒以下）が為されねばならない。本発明の使用
によって、複層磁石における外側ブリックと関連しての
大きな調整変位は、所望されざる調波を排除する為の磁
場の修正をはるかに容易ならしめる。

次の整調操作手順は本発明を更に例示する。内側ブリッ
ク１４ｍ−１４ｐ並びに１６ｍ−１６ｐのすべてがリン
グ中心になるだけ近づけて即ち最小ａでもって位置決め
される。これは、第１図に例示される磁石に対してＹ方
向即ち上方向に最大横断磁場をもたらす。整調操作の開
始時において、外側ブロック１８ｍ−１８ｐ及び２０ｍ
−２０ｐのすべては内側ブロックになるだけ近づけて設
定される。第１図は外側ブロックが内側ブリックと直接
１：１に対応して、即ち内側ブリックと半径方向に整列
して示しているが、本発明は内側及び外側ブリックが１
：１に整列した磁石に制限されるものでなくまた内側プ
リッタの数が外側ブロックの数に等しい必要もない。開
孔内の磁場は例えば磁場測定プ四−プを使用して予備選
択された磁場との比較の為測定され、そして磁場の標準
フーリエ分解が例えばフンビュータブ讐グラムを使用し
て計算されて、特定の調波の強さを決定する。このデー
タに応答して、最小限の変位調整しか必要とされないセ
グメントの外側ブリックはそれらの最接近位置に維持さ
れ（例えば１８ｍ及び２０ｍ）そして他のセグメントの
外側ブリック（例えは１２ｂ−１２ｐ）が所望されざる
調波を排除する為個別に移動される。

より詳しくは、調波ｎ＝２−８のｓｉｎ　ｎ及びｃｏ”
ｓ　ｎ分極調波の両方及び調波ｎ　＝　９の一つの分極
調波を消去することが、一つのセグメントの外側ブリッ
クをそれらの最内側位置に設定しそして他の外側プリッ
タの位置調整をすべて半径方向外方に拘束することによ
って可能である。各調整間に、磁場が再測定されて次の
調整変位量を決定する。好ましくは、外側ブロックは移
動の容易化及び小さな位置変化を許容するトラック或い
はレール上に取付けられる。高次の調波程外側リングの
位置への敏感性が少なく、第１０調波に対する磁場強さ
の感度は１１１ＬＯＯＯ分の１にすぎないから、９より
高次の調波は消去するに重要でない。ここで述べた整調
操作手順は、磁場の強さを１％以下修正し同時に横断方
向に優れた磁場−根性を実現する。

第２図は、第１図の磁石の三次元斜視図である。

この図面は、磁石がリング中心を通る磁石軸線２２−２
２’に関して実質対称である。磁石軸線２２−２２’は
リングの２軸であり、リング面はＸ−Ｙ平面に限定され
る。

１６セグメントのリング磁石が第１及び２図に示されて
いるが、例えば８．１２．２４．３２等の他の数のセグ
メントも所望の磁場模様を創生ずるのに使用できる。

セグメントを構成するブロックは従来方法により作製さ
れ５るけれども、第３急〜Ｃ図に例示される次の方法が
簡単にして廉価な作製を促進する。

前述したように、大半の希土類合金−類似磁性材料、例
えば希土類コバルト合金は、型内に置かれた粉末に圧力
及び磁場を適用することにより製作される。この方法に
より作製された標準寸法のスラブ或いは板は約２インチ
×２インチｘｌフインチである。第３１Ｌ図におけるブ
ロック１００は、これら板１１０を８枚積重ねて構成さ
れるものとして示されている。このブロックに対する容
易磁化軸は下向きである（第３Ａ図）。このようなブロ
ックは、０°の角度（即ち１６セグメント式リングにお
いて必要な３つの配向の一つ）を有する磁石セグメント
を構成するのに有用である。このブロックを元の磁化角
度に対して選択された零度以外の角度（例えば２２１°
）における容易磁化軸を有する別のブロックに変換する
には、第１縁辺１４０を通して第１切断１４０−１４０
’が為されて、２つの新しい要素、即ち第１要ＩＥ１５
０と第２要素１６０を創出す（第３Ａ図）。第１切断口
１４０−１４０’は、元の容易磁化軸、１２０に対して
所望の角度（例えば２２１ｈ’）にある。その後、第１
要素１５０は、第２縁辺１７０を通して第１切口１４０
−１４０’に垂直な第２切口１７０−１７０１において
切断される。第２切口１７〇−１７０′は第１要素１５
０を第３要素１８０及び第４要素１９０に分離する。第
２要素１６０、第６要素１８０及び第４要素１９０は第
５Ｃ図に示すように並べ変えられて新しいブロック２０
０を形成する。新しいブロック２００の容易磁化軸２２
０は、ブロック１００の容易磁化軸１２０に対して選択
された角度にある。

磁性材料のブロックをｍ成するこの方法が好ましいけれ
ども、適正容易軸配向を有するブロックを提供する他の
方法も本発明の実施において使用されうる。この方法の
主たる利点は、それが切断数を最小限とし従って廃棄相
料量を最小限とすることである。

以上から明らかなように、本発明は、従来得られたより
一層容易な整調及び一層一様な磁場を与える希土類合金
−類似拐料製の改善された整調可能なセグメント式永久
リング磁石を提供する。本発明はまたこのような磁石に
おいて使用する為の磁性ブロックを製造する改善手段を
も提供する。

本発明の概念内で多くの改変を為しうろことを銘記され
たい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｙ方向に実質一様な横断磁場を発生するよう
整調可能である１乙セグメント式リング磁石の形態での
本発明具体例の正面図である。 第２図は第１園の磁石の斜視図である。 第！ｉＡ、３Ｂ及び３Ｃ図は永久磁石材料製方形断面の
多面体を切断しそして並べかえることにより元の容易磁
化軸に対して予備選択された角度廻動された容易磁化軸
を有する新たな方形断面多゛面体を作製する過程を示す
斜視図である。 １０：リング磁石 １２ａ−１２ｐ：セグメント １４ａ−１４ｐ、１６ａ−１６ｐ＋内側ブロック１８ｇ
−１８ｐ、２０ａ−２０ｐ：外側プロック１００：元の
ブロック １４０−１４０’　：第１切断 １５０：第１要素 １６０：第２要素 １７０−１７０’　：第２切断 １８０．１９０：第３、第４要素 ２００：新しいブロック 第１頁の続き ０発　明　者　Ｏ／＼−ト・アール・ラ　アメリカ合衆
国ラン　トリート　６゜ ３１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）リング面に直交する磁石軸線に沿って延在しそして
   内部空間を取巻く環状体を定義し、そして該磁石軸線を
   横断して該内部空間内に予備選択された磁場を発生する
   、整調可能なセグメン）式リング磁石にして、 （８）第１の複数の内側磁石セグメントであって、各々
   がＢ−Ｈ曲線の第２象現において実質線形挙動を有する
   永久磁石材料から形成されそして所定の方向に容易磁化
   軸を有する内側磁石セグメントと、” （Ｂ）　前記内側磁石セグメントから半径方向外側に位
   置づけられる第２の複数の外側磁石セグメントであって
   、各々がＢ−Ｈ曲線の第２象現において実質上線形挙動
   を有する永久磁石材料から形成されそして所定の方向に
   容易磁化軸を有する外側磁石セグメントと、 （Ｃ）　前記内部空間に予備選択された横断磁場を発生
   せしめる為前記リングに対して半径方向に前記磁石セグ
   メントの少くとも一つを変位せしめる為の整調手段と を包含するセグメント式リング磁石。 ２）　Ｎ個の内側磁石セグメントとＭ個の外側磁石セグ
   メントを備える（ＮＳＭは整数）特許請求の範囲第１項
   記載の磁石。 ３）リング磁石がリング２極磁石から成る特許請求の範
   囲第２項記載の磁石。 ４）内側磁石セグメントの各々が複数の磁性材料製ブロ
   ックから成る特許請求の範囲第３項記載の磁石。 ５）外側磁石セグメントの各々が一つ以上の磁性材料製
   ブロックから成る特許請求の範囲第５項記載の磁石。 ６）内側及び外側セグメントが台形成いは矩形断面を有
   するブロックから成る特許請求の範囲第５項記載の磁石
   。 ７）内側磁石セグメントの各々は永久磁石材料製の方形
   断面を有する複数のブロックから成り、各ブロックが縁
   辺長さλａ（ここでａはリング中心と各ブロックの最内
   側面との間の距離そしてλはｔ　ａ　ｎ　’　／Ｎに等
   しい）を有する複数の面を有する特許請求の範囲第３項
   記載の磁石。 ８）外側磁石セグメントの各々が、永久磁石材料製の方
   形断面を有する複数のブロックから成り、各ブロックが
   λ（１＋λ）ａの縁辺長さを有しそしてＮがＭに等しい
   特許請求の範囲第７項記載の磁石。 ９）永久磁石材料が希土類コバルト合金、セラミツク７
   エライト合金及び希土類鉄合金から成る群から選択され
   る特許請求の範囲第１項記載の磁石。 １０）整調手段がリングに対して半径方向に外側磁石セ
   グメントを変位せしめる手段から成る特許請求の範囲第
   １項記載の磁石。 １１）予備選択された横断磁場がリング面において実質
   一様な横断磁場である特許請求の範囲第１項記載の磁石
   。 １２）　整調手段が、内側磁石セグメント及び外側磁石
   セグメントを形成する材料における不均一性により生じ
   る、リング磁石の磁場における調波を減少する手段から
   成る特許請求の範囲第１１項記載の磁石。 １３）ＮがＭに等しい特許請求の範囲第２項記載の磁石
   。 １４）Ｎ個の実質上一様な内側磁石セグメントから成る
   リングを有し、各セグメントがＢ−Ｈ曲線の第２象現に
   おいて実質線形挙動を有しそして所定の方向に容易磁化
   軸を有するセグメント式永久リング磁石を該リングの内
   部において予備選択された横断磁場を実現する為整調す
   る方法であって、前記内側磁石セグメントの半径方向外
   側にＭ個の実質一様な追加磁石セグメントを配置する段
   階と、 そして該磁石セグメントの少くとも一つの位置を前記予
   備選択された横断磁場を実現するよう調整する段階とを
   包含する方法。 １５）最適の磁場模様及び強さを得るよう内側磁石セグ
   メントの位置を設定しそして予備選択横断磁場を得るよ
   う追加磁石セグメントの一つ以上の位置を特徴とする特
   許請求の範囲第１４項記載の方法。 １６）予備選択横断磁場に対する一致性をみる為磁場を
   測定し、追加磁石セグメンＦの一つをその最内側位置に
   固定しそしてＭ−１個の追加磁石セグメントの各々を所
   望されざる調波を消去することにより予備選択された横
   断磁場に近づくよう個別に調整することを含む特許請求
   の範囲第１５項記載の方法。 １７）Ｍ−１個の非固定追加電磁石セグメントの調整が
   外向き半径方向調整に制限される特許請求の範囲第１６
   項記載の方法。 １Ｂ）　予備選択横断磁場が、リング面において実質上
   一様な横断磁場から成る特許請求の範囲第１４項記載の
   方法。 １９）永久磁石材料が、希土類コバルト合金、セラミッ
   クフェライト合金及び希土類鉄合金の群から選択される
   特許請求の範囲第１４項記載の方法。 ２０）　Ｗｌ成部材の容易磁化軸に対して選択された角
   度で配向された容易磁化軸を有する多部打直方体状永久
   磁石を作製する方法であって、 （４）第１表面に平行な容易磁化軸を有する直方体状磁
   石を用意する段階と、 （Ｂ）　第１表面の一縁辺を通して前記直方体状磁石の
   容易磁化軸に対して選択された角度において該磁石を切
   断し、それにより該直方体状磁石から第１表面の一部を
   含む第１要素及び第２要素を形成する段階と、 （Ｃ’ｌ　第１要素を前記第１表面部分を通して前記第
   １の切断により形成された表面に直角な角度において切
   断して、第３要素及び第４要素を形成し、そして （ロ）前記第２、第３及び第４要素を並べ変えて、元の
   直方体状磁石の容易磁化軸に対して前記選択された角度
   容易磁化軸を回転せしめた新しい直方体状磁石を形成す
   る段階と を包含する方法。 ２１）直方体状磁石が方形断面を有する角柱から成る特
   許請求の範囲第１９項記載の方法。 ２２）角柱がｇｉ数の矩形状体から組立てられ、各矩形
   状体が第１表面に平行な容易磁化軸を有し、該矩形状体
   が各々の容易磁化軸がプルツクの容易磁化軸に平行に整
   列されるようにして角柱を形成するよう組立てられる特
   許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２５）矩形状磁石の容易磁化軸が該磁石の一縁辺に実質
   平行である特許請求の範囲第１９項記載の方法。 ２４）選択角が３６０７ｎ度（Ｒは１を越える整数）で
   ある特許請求の範囲第２２項記載の方法。