JPS63241905A - 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】 利用産業分野 この発明は、対象物の断面イメージを得て組織の性質ま
で描き出すことのできる医療用核磁気共鳴断層撮影装置
（以下ＮＭＲ−ＣＴという）等に用いられる永久磁石を
使用した磁界発生装置に係り、犬きな空隙内の静磁界強
度を効率良く向上させ、装置の小型軽量化を計った磁界
発生装置に関する。

背景技術 ＮＭＲ−ＣＴ等に用いる磁界発生装置として、第６図に
示す如き構成が知られている。

すなわち、一対の永久磁石構成体（ＩＸＩ）の各々の一
方端に磁極片（２Ｘ２）を固着して対向させ、他方端を
継鉄（３）にて連結し、磁極片（２Ｘ２）間の空隙（４
）内に、静磁界を発生させる構成である。

上記構成からなる磁界発生装置において、磁極片（２）
は通常炭素鋼等の磁性材料を削り出した板状のバルク、
すなわち、一体物から構成される。

この磁極片（２）は、磁石構成体（１）から発生する磁
束を空隙（４）内に均一に作用させるには有効であるが
、磁極片（２）内部の磁束の通路における透磁率は、ど
の方向においても、同一であるため、一部の磁束は該磁
極片（２）側面から周囲の継鉄（３）へ漏洩している。

従って、磁石構成体（１）から発生される磁束を、空隙
（４）内に有効に作用させ、所要強度の磁界を得るには
、磁石構成体を大きくする必要があり、ＮＭＲ−ＣＴ等
での一層の小型化に対して対応できない問題があった。

発明の目的 この発明は、磁極片からの漏洩磁束を低減し、空隙内に
効率よく、磁束を集中させ、磁界強度の向上を図った磁
界発生装置を目的とし、特に、小型軽量化が可能で取扱
い保全等が容易な構成からなる磁界発生装置を目的とし
ている。

発明の構成 この発明は、小型軽量化を達成するため、磁極片からの
漏洩磁束の低減、空隙内への磁束の集中が可能な構成を
目的に種々検討した結果、磁極片の周縁部を磁極片側面
の直交方向に積層した磁性板の積層構造とすることによ
り、磁極片がら発生ずる磁束を積極的に空隙方向に集中
させることができ、磁界強度の向上が得られることを知
見しこの発明を完成したものである。

すなわち、この発明は、 空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄で
磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に磁極片
を固着し、該空隙に磁界を発生させる磁界発生装置にお
いて、 磁極片の少なくとも周縁部を前記磁極片側面に略直交方
向に積層した磁性板の積層構造としたことを特徴とする
磁界発生装置である。

さらに詳述すれば、磁極片の周縁部を磁性板の積層構造
とすることにより、積層される磁性板間に実質的に磁気
抵抗の大きな非磁性部分を形成し、磁石構成体から発生
する磁束が磁気抵抗の大きな非磁性部分を通過し難く、
かつ磁気抵抗の小さな磁極板内を通過し易くなり、この
ため磁極片側面からの漏洩磁束を低減し、空隙内の磁界
強度を向上させることができ、ひいては磁気的効率のよ
い構成となり、磁界発生装置の小型軽量化に大きく寄与
する。

発明の好ましい実施態様 この発明において、磁気回路は、空隙を形成して対向す
る一対の永久磁石構成体を継鉄で磁気的結合し、各永久
磁石構成体の空隙対向面に磁極片を固着した構成であれ
ば、いかなる構成であってもよく、永久磁石の磁気特性
、形状寸法、継鉄の形状寸法及び所要空隙の大きさ等に
応じて、磁性板の積層構造の構築手段やその位置等を適
宜選定することが望ましい。

かかる磁気回路に用いる永久磁石は、フェライト磁石、
アルニコ系磁石、希土類コバルト系磁石が使用できるが
、先に出願人が提案（特願昭５７−１４５０７２号）し
た、ＲとしてＮｄやＰｒを中心とする資源的に豊富な軽
希土類を用い、Ｂ　、Ｆｅを主成分として２５ＭＧＯｅ
以上の極めて高いエネルギー積を示す、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系
永久磁石を使用することにより、著しく小型化すること
ができる。

また、この発明において、磁極片は、円板状、矩形板状
などの公知形状が利用でき、特に、磁束を空隙内に集中
し易いように、空隙対向面を磁石構成体の当接面より小
さくした、断面台形状の構成としたり、空隙対向面の周
縁部に環状の凸状突起を設ける構成であっても、同様の
効果を得ることができる。

また、この発明の特徴である磁性板の積層構造は、磁極
片側面からの漏洩磁束を低減するためには、少なくとも
磁極片周縁部に形成する必要があり、磁極片全体を積層
構造とすることも可能である。

また、積層構造は、磁極片の種々形状からなる側面の略
直角方向に磁性板が積層される構成であれば、いずれの
手段も採用でき、例えば、円板状の磁極片の外周に帯状
の磁性板を巻着したり、板厚分だけ順次小径化した複数
の環状磁性板を嵌合させて一体化した積層構造など種々
方法がある。

さらにλ磁性板の積層構造において、各磁性板間に樹脂
、紙等の磁気的な絶縁物を介在させることは、磁界強度
の向上に一段と有効である。

また、磁極片の周縁部のみを磁性板の積層構造とした場
合は、必ずしも積層構造の磁性板材料を磁極片中心部の
バルクと同材質にする必要はなく、例えば、積層構造部
分のみをけい素鋼板等で構成するなど、構造、形状に応
じて材質を適宜選定することが望ましい。

図面に基づ〈発明の開示 第１図はこの発明による磁界発生装置を示す概略説明図
であり、ａ図は縦断面図、ｂ図は横断面図、Ｃ図は磁性
板の積層構造を示す詳！ＪＪＪ縦断面図である。第２図
、第３図及び第５図はこの発明による磁界発生装置の他
の磁極片構成を示す縦断説明図である。第４図は積層構
造を構成する環状磁性板の斜視説明図である。

この発明による磁界発生装置は、第１図に示す如く、一
対の永久磁石構成体（ＩＸＩ）の各々の一方端に磁極片
（ＩＯＸＩＯ）を固着して対向させ、他方端を継鉄（３
）にて連結し、磁極片（ＩＯＸＩＯ）間の空隙（４）内
に、静磁界を発生させる構成である。

一対の磁極片（１０）（１０）は、円板状からなり、そ
れぞれ周縁部の積層構造部（１０ａ）とその各側のバル
ク部（１０ｂ）とから構成されている。

まず、積層構造部（１０ａ）を説明すると、第１図す、
Ｃ図に示す如く、円板状のバルク部（１０ｂ）の周囲に
、１本の帯状の磁性板（１０ｃ）を絶縁紙（１０ｄ）を
介して数回巻き付けて一体化し、磁極片のバルク部（１
０ｂ）側面の直交方向に積層された積層構造部（１０ａ
）を形成している。

積層構造部（１０ａ）の磁性板（１０ｃ）内を通過する
磁束は、磁極片（ｌＯ）の半径方向、すなわち図におけ
る左右方向に、磁気抵抗が大きな絶縁紙（１０ｄ）が介
在するため、漏洩することなく、空隙、すなわち図にお
ける上下方向に向かう。

このように、周縁部に磁性板（１０ｃ）の積層構造部（
１０ａ）を有する磁極片（２においては、永久磁石構成
体（１）から発生ずる磁束が、磁極片側面から漏洩する
ことなく、そのほとんどが空隙（４）方向に集中し、空
隙（４）内磁異強度を向上させることができる。

第２図と第３図の磁極片（２０Ｘ３０）は、発生磁束を
空隙内に集中し易くするため、空隙対向面を磁石構成体
の当接面より小さくした、断面台形状の構成からなり、
第２図の場合は、磁極片（２）の周縁部のみ積層構造部
（２０ａ）とし、第３図は磁極片（３０）全体を積層構
造部（３０ａ）とした構成からなる。

例えば、第２図の積層構造部（２０ａ）は、第４図に示
ず如き、戴頭円錐筒形状からなる磁性板（２０ｃ）を、
所要数、順次板厚ずつ外径を大きくして用意し、コレを
バルク部（２０ｂ）の外周に順次嵌合させて一体化する
ことにより、容易に形成することができる。

第３図の磁極片（３０）すなわち、積層構造部（３０ａ
）は、上記第２図と同様に形成できるが、さらに、複数
の磁性板（２０ｃ）の各版厚みを底部側より頭部側へ薄
くなるようにし、磁性板（２０ｃ）積層面角度が順次垂
直に近くなるよう構成して、磁束の空隙への集中度をよ
り一層向上させている。

第５図に示す磁極片（５０）は、バルク部（５０ｂ）が
空隙（４）　夕（内面の周縁に内径面が上方に拡がる傾
斜面となる、断面台形状の環状突起（５０ｅ）を有する
構成であり、この環状突起（５０ｅ）の傾斜部を含むバ
ルク部（５０ｂ）の側面の直交方向に磁性板（５０ｃ）
の積層構造部（５０ａ）を設け、積層構造部（５０ａ）
が環状突起（５０ｅ）の一部を構成している。

さらには、環状突起（５０ｅ）の内周側のバルク部（５
０ｂ）平面中央部に断面偏平台形状等の突出部を設け、
空隙内の磁界均一度を向上させる構成とするのもよい。

上述した第２図、第３図、第５図の各種磁極片（２０）
（３０Ｘ５０）を用いることにより、永久磁石構成体（
１）から発生する磁束は、磁極片側面から漏洩すること
なく、磁束のほとんどが空隙方向に集中し、空隙（４）
内磁異強度を向上させることができる。

実施例 第１図と同様構成の磁界発生装置に、（ＢＨ）ｍａｘ３
５ＭＧＯｅを、有するＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石と、第５
図に示す、バルク部周縁部に環状突起を設けその外周に
磁性板の積層構造を設けた構成からなる磁極片を用い、
磁極片直径８５０ｍｍ、一対の磁極片間距離４５０皿に
設定した場合の空隙中央部の磁界強度を測定した。

磁極片周縁部の積層構造部は、けい素鋼板からなる磁性
板と絶縁紙とを積層した構成がらなり、その磁性板占有
率が９０％の場合は、前記磁界強度が１６１６Ｇであり
、磁性板占有率が７０％の場合は、前記磁界強度が１７
３４Ｇであった。

比較のため、第６図に示す如く、磁極片が純鉄の一体物
にて形成した外は、全てこの発明装置と同一条件にて組
み立て、空隙中央部の磁界を測定したところ、１５８７
Ｇであった。

上記の測定結果に基づき、同一磁界強度を得るのに必要
な永久磁石重量を検討した結果、比較例磁界発生装置が
８ｔｏｎであるのに対し、この発明による磁界発生装置
の場合は、重量を１５％〜２０％削減できることが分っ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による磁界発生装置を示す概略説明図
であり、ａ図は縦断面図、ｂ図は横断面図、０図は磁性
板の積層構造を示す詳細縦断面図である。第２図、第３
図及び第５図はこの発明による磁界発生装置の他の磁極
片構成を示す縦断説明図である。第４図は積層構造を構
成する環状磁性板の斜視説明図である。第６図は従来の
磁界発生装置の縦断説明図である。 １・・・永久磁石構成体、２，１．０，２０，３０．５
０・・・磁極片、３・・・継鉄、４・・・空隙、１０ａ
、２０ａ、３０ａ、５０ａ−積層構成部、１０ｂ、２０
ｂ、３０ｂ、５０ｂ・・・バルク部、１０ｃ、２０ｃ、
３０ｃ、５０ｃｍ磁性板、１０ｄ−・・絶縁紙、５０ｅ
・・・環状突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄で
   磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に磁極片
   を固着し、該空隙に磁界を発生させる磁界発生装置にお
   いて、 磁極片の少なくとも周縁部を前記磁極片側面に略直交方
   向に積層した磁性板の積層構造としたことを特徴とする
   磁界発生装置。