JP2000030932A - 永久磁石対向型磁気回路 - Google Patents
永久磁石対向型磁気回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高磁場均一度、低渦電流、低残留磁化の磁気
特性を満たす磁石対向型永久磁石磁気回路を提供する。 【解決手段】 空隙を介して一対の希土類永久磁石が対
向し、該磁石の空隙側表面に整磁作用を有する一対の整
磁板ヨークとコイルを配置し、該一対の整磁板を継鉄に
て結合してなる永久磁石対向型磁気回路において、該整
磁板の一部が軟磁性を有する薄板の積層よりなり、該軟
磁性を有する薄板が軟磁性フェライトで被覆絶縁され、
三次元方向に軟磁気特性を有する永久磁石対向型磁気回
路。
特性を満たす磁石対向型永久磁石磁気回路を提供する。 【解決手段】 空隙を介して一対の希土類永久磁石が対
向し、該磁石の空隙側表面に整磁作用を有する一対の整
磁板ヨークとコイルを配置し、該一対の整磁板を継鉄に
て結合してなる永久磁石対向型磁気回路において、該整
磁板の一部が軟磁性を有する薄板の積層よりなり、該軟
磁性を有する薄板が軟磁性フェライトで被覆絶縁され、
三次元方向に軟磁気特性を有する永久磁石対向型磁気回
路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＲＩのバイアス
磁場発生用に用いて最適な永久磁石対向型磁気回路に関
するものである。
磁場発生用に用いて最適な永久磁石対向型磁気回路に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石対向型磁気回路をバイアス磁場
発生用マグネットとして用いたＭＲＩ装置は、磁場発生
のための電力などのランニングコストが不要で、超電導
マグネットのように液体ヘリウムの補給も必要ないた
め、非常に使用しやすい装置である。ただし、永久磁石
型マグネットによる磁場強度は超電導マグネットほど高
くできないため、相補的に使用される。永久磁石型マグ
ネットとしては、磁石対向型とダイポールリング型が良
く知られている。ダイポールリング型は本質的に永久磁
石のみにより構成されているので、磁石構成が簡素化で
き、全体重量も小さくすることができる。しかし磁石対
向型と比較したとき、0.2 Ｔ前後まではダイポールリン
グ型の方が永久磁石の使用重量が多く、コスト面で不利
になる。またダイポールリング型は円筒マグネット内部
の空間を使用するため、磁石対向型よりも、開放性の点
で劣っている。これらの点から、現在では磁石対向型の
方が主に用いられている。
発生用マグネットとして用いたＭＲＩ装置は、磁場発生
のための電力などのランニングコストが不要で、超電導
マグネットのように液体ヘリウムの補給も必要ないた
め、非常に使用しやすい装置である。ただし、永久磁石
型マグネットによる磁場強度は超電導マグネットほど高
くできないため、相補的に使用される。永久磁石型マグ
ネットとしては、磁石対向型とダイポールリング型が良
く知られている。ダイポールリング型は本質的に永久磁
石のみにより構成されているので、磁石構成が簡素化で
き、全体重量も小さくすることができる。しかし磁石対
向型と比較したとき、0.2 Ｔ前後まではダイポールリン
グ型の方が永久磁石の使用重量が多く、コスト面で不利
になる。またダイポールリング型は円筒マグネット内部
の空間を使用するため、磁石対向型よりも、開放性の点
で劣っている。これらの点から、現在では磁石対向型の
方が主に用いられている。
【０００３】磁石対向型マグネットの概略構成は図２に
示すとおりで、磁石対向型では磁場均一性を得るため
に、永久磁石の空隙側表面に整磁板と呼ばれる軟磁性ヨ
ークが設けられている。一般的に用いられる整磁板の形
状は円盤状で、外周部に環状の突起（第１シムまたはロ
ーズシム）を有し、図１（ａ）のように凹部（空隙側表
面）にも必要に応じて段差を設けているものが多い。外
周部の第１シムは、空隙空間における均一領域の赤道部
の磁場均一性を得るため必要である。該整磁板凹部の空
隙側表面に勾配コイルが配置される。該勾配コイルには
矩形波状のパルス電流が印加され、空隙空間内に短時間
の間、勾配磁場を発生させる、該勾配コイルによるパル
ス磁場と整磁板の相互作用が、磁石対向型マグネットの
性能を左右する大きな要因の一つとなる。
示すとおりで、磁石対向型では磁場均一性を得るため
に、永久磁石の空隙側表面に整磁板と呼ばれる軟磁性ヨ
ークが設けられている。一般的に用いられる整磁板の形
状は円盤状で、外周部に環状の突起（第１シムまたはロ
ーズシム）を有し、図１（ａ）のように凹部（空隙側表
面）にも必要に応じて段差を設けているものが多い。外
周部の第１シムは、空隙空間における均一領域の赤道部
の磁場均一性を得るため必要である。該整磁板凹部の空
隙側表面に勾配コイルが配置される。該勾配コイルには
矩形波状のパルス電流が印加され、空隙空間内に短時間
の間、勾配磁場を発生させる、該勾配コイルによるパル
ス磁場と整磁板の相互作用が、磁石対向型マグネットの
性能を左右する大きな要因の一つとなる。
【０００４】整磁板材質に要求される磁気的特性は、磁
気的にソフトであることが一番であり、かつパルス勾配
磁場による渦電流の少ないことが次に重要である。パル
ス磁場と整磁板の動的相互作用には二つの側面があり、
一つはパルス磁場により整磁板に発生する渦電流であ
り、もう一つはパルス磁場による整磁板の着磁である。
前者の渦電流に対する対策は明確で、整磁板のソフト磁
性材質の電気抵抗を高めるか、整磁板の構造により実効
的な整磁板の電気抵抗を高くすればよい。高電気抵抗化
材質には軟磁性フェライトのような絶縁体に近い材質が
適しており、構造による高電気抵抗化には鉄板や珪素鋼
板薄板積層が適している。もちろん薄板間は何等かの形
で絶縁されている必要がある。
気的にソフトであることが一番であり、かつパルス勾配
磁場による渦電流の少ないことが次に重要である。パル
ス磁場と整磁板の動的相互作用には二つの側面があり、
一つはパルス磁場により整磁板に発生する渦電流であ
り、もう一つはパルス磁場による整磁板の着磁である。
前者の渦電流に対する対策は明確で、整磁板のソフト磁
性材質の電気抵抗を高めるか、整磁板の構造により実効
的な整磁板の電気抵抗を高くすればよい。高電気抵抗化
材質には軟磁性フェライトのような絶縁体に近い材質が
適しており、構造による高電気抵抗化には鉄板や珪素鋼
板薄板積層が適している。もちろん薄板間は何等かの形
で絶縁されている必要がある。
【０００５】より対策が困難なのは、後者のパルス磁場
による整磁板の着磁である（以下、残留磁化と呼ぶ）。
整磁板材質は整磁作用を持たせるため、軟磁性でなけれ
ばならない。しかし、磁性材料である限り、磁場印加に
より磁化はヒステリシス上を動くため、程度の差はあれ
パルス磁場による整磁板の着磁は避けられない。これを
低減するため様々な提案がなされている。特開平４−２
３４１１号公報には、軟磁性フェライトを使用すること
が提案されており、特開平２−２６０３号公報には珪素
鋼板の使用が提案されている。また、特開平４−１３８
１３１号公報には珪素鋼板と鉄ヨークを併用した構造の
整磁板が提案されており、それぞれ残留磁化低減の効果
がある。
による整磁板の着磁である（以下、残留磁化と呼ぶ）。
整磁板材質は整磁作用を持たせるため、軟磁性でなけれ
ばならない。しかし、磁性材料である限り、磁場印加に
より磁化はヒステリシス上を動くため、程度の差はあれ
パルス磁場による整磁板の着磁は避けられない。これを
低減するため様々な提案がなされている。特開平４−２
３４１１号公報には、軟磁性フェライトを使用すること
が提案されており、特開平２−２６０３号公報には珪素
鋼板の使用が提案されている。また、特開平４−１３８
１３１号公報には珪素鋼板と鉄ヨークを併用した構造の
整磁板が提案されており、それぞれ残留磁化低減の効果
がある。
【０００６】整磁板に要求される磁場均一性、渦電流、
残留磁化の三つの磁場仕様を両立させるのは容易ではな
い。例えば、渦電流と残留磁化の仕様を満たすためにフ
ェライトを使用した場合、フェライトの飽和磁化が低い
ため、磁場均一性を満たすのは難しくなる。磁場均一性
と渦電流の仕様を満たすために珪素鋼板を使用した場
合、珪素鋼板の軟磁性特性がフェライトより劣るため、
必ずしも残留磁化の仕様は満足されない。鉄板では磁場
均一性は満たされるが、その他の項目は満足されない。
フェライト、珪素鋼板（軟磁性薄帯）、鉄板を積層する
ことも提案されているが（特開平６−２５１９３０号公
報参照）、実際はフェライトと磁性薄帯のような異種材
料を積層することは容易ではない。
残留磁化の三つの磁場仕様を両立させるのは容易ではな
い。例えば、渦電流と残留磁化の仕様を満たすためにフ
ェライトを使用した場合、フェライトの飽和磁化が低い
ため、磁場均一性を満たすのは難しくなる。磁場均一性
と渦電流の仕様を満たすために珪素鋼板を使用した場
合、珪素鋼板の軟磁性特性がフェライトより劣るため、
必ずしも残留磁化の仕様は満足されない。鉄板では磁場
均一性は満たされるが、その他の項目は満足されない。
フェライト、珪素鋼板（軟磁性薄帯）、鉄板を積層する
ことも提案されているが（特開平６−２５１９３０号公
報参照）、実際はフェライトと磁性薄帯のような異種材
料を積層することは容易ではない。
【０００７】残留磁化低減対策として、整磁板材質・構
造による改良とは異なり、整磁板中に勾配磁束が侵入し
ないようにするのが有効で、渦電流と残留磁化の問題の
改善も行われている。勾配コイルと整磁板との間に打ち
消しコイルを設けるか、高伝導性非磁性板（Al板、Cu
板）を設けることにより整磁板に勾配磁束を侵入させな
いようにする。これらの方法の欠点は、同一強度の勾配
磁場を印加するために、従来より大きなパルス電流を印
加する必要があることである。何故なら、後者では勾配
コイルと軟磁性整磁板の磁気的な結合がなくなるので、
磁場のエンハンス効果がなく、また、打ち消しコイルや
高伝導性非磁性板に流れる反対向きの渦電流による影響
を消すためである。さらに、高伝導性非磁性板による勾
配磁束の整磁板進入遮断では大きな渦電流が非磁性板に
流れるため、何らかの渦電流補正を電気回路上かソフト
上で行う必要が生じ、システムが複雑で高価になる。以
上述べたように、ＭＲＩ用磁石対向型磁気回路の整磁板
の構造・材質は、マグネット仕様を満たすための最重要
な部材であるにもかかわらず、必ずしも全ての仕様を満
たすことができていなかった。そのため、磁場均一性、
渦電流、残留磁化の全ての仕様を満足する整磁板構造と
材質が望まれていた。
造による改良とは異なり、整磁板中に勾配磁束が侵入し
ないようにするのが有効で、渦電流と残留磁化の問題の
改善も行われている。勾配コイルと整磁板との間に打ち
消しコイルを設けるか、高伝導性非磁性板（Al板、Cu
板）を設けることにより整磁板に勾配磁束を侵入させな
いようにする。これらの方法の欠点は、同一強度の勾配
磁場を印加するために、従来より大きなパルス電流を印
加する必要があることである。何故なら、後者では勾配
コイルと軟磁性整磁板の磁気的な結合がなくなるので、
磁場のエンハンス効果がなく、また、打ち消しコイルや
高伝導性非磁性板に流れる反対向きの渦電流による影響
を消すためである。さらに、高伝導性非磁性板による勾
配磁束の整磁板進入遮断では大きな渦電流が非磁性板に
流れるため、何らかの渦電流補正を電気回路上かソフト
上で行う必要が生じ、システムが複雑で高価になる。以
上述べたように、ＭＲＩ用磁石対向型磁気回路の整磁板
の構造・材質は、マグネット仕様を満たすための最重要
な部材であるにもかかわらず、必ずしも全ての仕様を満
たすことができていなかった。そのため、磁場均一性、
渦電流、残留磁化の全ての仕様を満足する整磁板構造と
材質が望まれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これに鑑
み、高磁場均一性、低渦電流、低残留磁化の磁気特性を
満たす永久磁石対向型磁気回路を提供することを目的と
するものである。
み、高磁場均一性、低渦電流、低残留磁化の磁気特性を
満たす永久磁石対向型磁気回路を提供することを目的と
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような磁性薄板積層
に伴う問題を解決するため、本発明者は、種々検討の結
果、軟磁性を有する薄板の表面を絶縁性でかつ軟磁性を
有するフェライト材で被覆することにより解決できるこ
とを見いだし、本発明に至った。すなわち本発明は、空
隙を介して一対の希土類永久磁石が対向し、該磁石の空
隙側表面に整磁作用を有する一対の整磁板ヨークとコイ
ルを配置し、該一対の整磁板を継鉄にて結合してなる永
久磁石対向型磁気回路において、該整磁板の一部が軟磁
性を有する薄板の積層よりなり、該軟磁性を有する薄板
が軟磁性フェライトで被覆絶縁され、三次元方向に軟磁
気特性を有することを特徴とするものである。以下に、
これをさらに詳述する。
に伴う問題を解決するため、本発明者は、種々検討の結
果、軟磁性を有する薄板の表面を絶縁性でかつ軟磁性を
有するフェライト材で被覆することにより解決できるこ
とを見いだし、本発明に至った。すなわち本発明は、空
隙を介して一対の希土類永久磁石が対向し、該磁石の空
隙側表面に整磁作用を有する一対の整磁板ヨークとコイ
ルを配置し、該一対の整磁板を継鉄にて結合してなる永
久磁石対向型磁気回路において、該整磁板の一部が軟磁
性を有する薄板の積層よりなり、該軟磁性を有する薄板
が軟磁性フェライトで被覆絶縁され、三次元方向に軟磁
気特性を有することを特徴とするものである。以下に、
これをさらに詳述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、高磁場均一度、低渦電
流、低残留磁化の磁気特性値を満たす磁石対向型永久磁
石磁気回路、とりわけ該磁場仕様を満足するための整磁
板構造と材質に関するものである。本発明における整磁
板は、軟鉄基板の上に軟磁性を有する薄板が積層された
ハイブリッド構造をなしている。積層された薄板間は表
面が被覆され、電気的に絶縁される。と同時に、被覆材
が軟磁気特性を有するため薄板間は磁気的に結合され、
三次元的な軟磁気特性を有する。
流、低残留磁化の磁気特性値を満たす磁石対向型永久磁
石磁気回路、とりわけ該磁場仕様を満足するための整磁
板構造と材質に関するものである。本発明における整磁
板は、軟鉄基板の上に軟磁性を有する薄板が積層された
ハイブリッド構造をなしている。積層された薄板間は表
面が被覆され、電気的に絶縁される。と同時に、被覆材
が軟磁気特性を有するため薄板間は磁気的に結合され、
三次元的な軟磁気特性を有する。
【００１１】従来提案された整磁板は、図１（ａ）に示
すようにハイブリッド構造を有し、軟鉄基板１の上に軟
磁性を有する薄板２を積層したものである（特開平２−
２６０３号公報参照）。通常用いられる軟磁性を有する
薄板は軟鉄や珪素鋼板で、該薄板の表面は表面酸化膜や
絶縁性塗膜により被覆されているため、薄板間は互いに
電気的に絶縁されている。電気伝導の高い金属材料であ
るにもかかわらず、薄板を積層した永久磁石は実効的に
高い電気抵抗を示す。磁気的には面内方向に軟磁気特性
を示し、積層した方向には反磁場のため軟磁気特性が低
下する。したがって、薄板積層部材２も二次元的な磁気
特性を示す。積層方法は基本的に２種類あり、薄板を軸
方向（整磁板の厚み方向）に積層する場合と薄板を立て
て径方向（または長手方向）に積層する場合である。
すようにハイブリッド構造を有し、軟鉄基板１の上に軟
磁性を有する薄板２を積層したものである（特開平２−
２６０３号公報参照）。通常用いられる軟磁性を有する
薄板は軟鉄や珪素鋼板で、該薄板の表面は表面酸化膜や
絶縁性塗膜により被覆されているため、薄板間は互いに
電気的に絶縁されている。電気伝導の高い金属材料であ
るにもかかわらず、薄板を積層した永久磁石は実効的に
高い電気抵抗を示す。磁気的には面内方向に軟磁気特性
を示し、積層した方向には反磁場のため軟磁気特性が低
下する。したがって、薄板積層部材２も二次元的な磁気
特性を示す。積層方法は基本的に２種類あり、薄板を軸
方向（整磁板の厚み方向）に積層する場合と薄板を立て
て径方向（または長手方向）に積層する場合である。
【００１２】前述のように、薄板積層部材２は、磁場均
一性と渦電流抑制の点で整磁板部材として良好な結果を
与える。また残留磁化の点でも良好であるが、フェライ
ト材と比較すると相対的には劣る。この原因の一つは積
層部材であることに起因する。例えば薄板を軸方向（厚
み方向）に積層した場合を考える。整磁板凹部に設置さ
れたｚ勾配磁場コイルより発生した磁束は、コイルを挟
んで空隙側を通り、整磁板表面から内部に浸透して、空
隙側に出ていく磁路を通る。ただしｚ方向を磁気回路空
隙方向とする。このとき、勾配磁束の浸透する程度が残
留磁化の大小と関係すると考えられる。軟磁性薄板積層
材２の場合、二次元的な面内軟磁気特性のため、勾配磁
束は深さ方向に浸透しにくく表面付近に限定される。こ
れに対して、ソフトフェライトは軟磁性部材でかつ三次
元方向に等方的な磁気的性質を有しているため、薄板積
層部材より勾配磁束は深く浸透する。薄板を径方向に積
層すれば、ｚ勾配磁束の深さ方向の軟磁気特性は確保さ
れるが、勾配磁束はｘ、ｙ、ｚの三方向に印加されるた
め、全ての方向の勾配磁束を深さ方向において満足させ
るような積層方法は存在しない。
一性と渦電流抑制の点で整磁板部材として良好な結果を
与える。また残留磁化の点でも良好であるが、フェライ
ト材と比較すると相対的には劣る。この原因の一つは積
層部材であることに起因する。例えば薄板を軸方向（厚
み方向）に積層した場合を考える。整磁板凹部に設置さ
れたｚ勾配磁場コイルより発生した磁束は、コイルを挟
んで空隙側を通り、整磁板表面から内部に浸透して、空
隙側に出ていく磁路を通る。ただしｚ方向を磁気回路空
隙方向とする。このとき、勾配磁束の浸透する程度が残
留磁化の大小と関係すると考えられる。軟磁性薄板積層
材２の場合、二次元的な面内軟磁気特性のため、勾配磁
束は深さ方向に浸透しにくく表面付近に限定される。こ
れに対して、ソフトフェライトは軟磁性部材でかつ三次
元方向に等方的な磁気的性質を有しているため、薄板積
層部材より勾配磁束は深く浸透する。薄板を径方向に積
層すれば、ｚ勾配磁束の深さ方向の軟磁気特性は確保さ
れるが、勾配磁束はｘ、ｙ、ｚの三方向に印加されるた
め、全ての方向の勾配磁束を深さ方向において満足させ
るような積層方法は存在しない。
【００１３】このような軟磁性を有する薄板積層に伴う
問題を解決するため、本発明者は、図１（ａ）に示す整
磁板構造において、軟磁性を有する薄板２の表面を絶縁
性でかつ軟磁性を有するフェライト材３で被覆すること
を見いだした。以下、添付の図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。従来の永久磁石対向型磁気回路に
おける整磁板構造は、図１（ａ）に示すように軟鉄基板
１の上に軟磁性を有する薄板２が積層されたものである
が、前述のように該薄板２の積層は、薄板間の絶縁に由
来する薄板磁気特性の二次元性（面内軟磁性）が問題で
あった。図３に、薄板の積層方向により、図３（ａ）の
縦積層と図３（ｂ）の横積層の二つの場合があることを
示す。しかし、本発明によれば、図１（ｂ）に示すよう
に薄板２の表面の絶縁に軟磁性フェライト３を用いるこ
とにより、薄板面に垂直方向にも軟磁性同士が結合さ
れ、三次元方向に軟磁気特性が実現される。これまで問
題となっていた薄板の積層方向によらず勾配磁束侵入が
容易となり、残留磁化が低減できることがわかった。ま
た本発明における該積層は、単独のフェライト軟磁性材
料や通常の軟磁性積層材料と比較して三次元方向の総飽
和磁化が高くなるため、ＭＲＩにおいてバイアス磁場と
なる永久磁石の磁束を通す能力が高く、磁場均一性を実
現する上で有利である。
問題を解決するため、本発明者は、図１（ａ）に示す整
磁板構造において、軟磁性を有する薄板２の表面を絶縁
性でかつ軟磁性を有するフェライト材３で被覆すること
を見いだした。以下、添付の図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。従来の永久磁石対向型磁気回路に
おける整磁板構造は、図１（ａ）に示すように軟鉄基板
１の上に軟磁性を有する薄板２が積層されたものである
が、前述のように該薄板２の積層は、薄板間の絶縁に由
来する薄板磁気特性の二次元性（面内軟磁性）が問題で
あった。図３に、薄板の積層方向により、図３（ａ）の
縦積層と図３（ｂ）の横積層の二つの場合があることを
示す。しかし、本発明によれば、図１（ｂ）に示すよう
に薄板２の表面の絶縁に軟磁性フェライト３を用いるこ
とにより、薄板面に垂直方向にも軟磁性同士が結合さ
れ、三次元方向に軟磁気特性が実現される。これまで問
題となっていた薄板の積層方向によらず勾配磁束侵入が
容易となり、残留磁化が低減できることがわかった。ま
た本発明における該積層は、単独のフェライト軟磁性材
料や通常の軟磁性積層材料と比較して三次元方向の総飽
和磁化が高くなるため、ＭＲＩにおいてバイアス磁場と
なる永久磁石の磁束を通す能力が高く、磁場均一性を実
現する上で有利である。
【００１４】軟磁性薄板２を被覆する軟磁性フェライト
３としては、NiZnフェライトやMnZnフェライトなどが好
ましく、特にMnZnフェライトは軟磁気特性に優れている
ため望ましい。
３としては、NiZnフェライトやMnZnフェライトなどが好
ましく、特にMnZnフェライトは軟磁気特性に優れている
ため望ましい。
【００１５】軟磁性薄板２は、渦電流抑制の理由から、
１mm以下の板厚が望ましい。材質は電磁軟鉄や珪素鋼板
が用いられ、軟磁気特性に優れた珪素鋼板が望ましく、
３％ Si かそれ以上の珪素鋼板で、飽和磁化は12,000Ｇ
以上、保磁力 0.5Ｏｅ以下がより望ましい。この範囲を
外れると残留磁化が増加する。アモルファス軟磁性薄板
やFe系微細結晶薄板も使用できるが、厚みが高々数十μ
ｍ程度しかないので積層枚数が多くなりすぎる問題があ
る。積層方向は密に積層できればどちらでもよいが、整
磁板の厚み方向に積層する方が容易である。
１mm以下の板厚が望ましい。材質は電磁軟鉄や珪素鋼板
が用いられ、軟磁気特性に優れた珪素鋼板が望ましく、
３％ Si かそれ以上の珪素鋼板で、飽和磁化は12,000Ｇ
以上、保磁力 0.5Ｏｅ以下がより望ましい。この範囲を
外れると残留磁化が増加する。アモルファス軟磁性薄板
やFe系微細結晶薄板も使用できるが、厚みが高々数十μ
ｍ程度しかないので積層枚数が多くなりすぎる問題があ
る。積層方向は密に積層できればどちらでもよいが、整
磁板の厚み方向に積層する方が容易である。
【００１６】軟鉄基板１には、電磁軟鉄や低炭素鋼が使
用され、飽和磁化が18,000Ｇ以上、保磁力が５Ｏｅ以下
が望ましい。この範囲外では磁場均一性が低下したり、
残留磁化が増加する問題がある。
用され、飽和磁化が18,000Ｇ以上、保磁力が５Ｏｅ以下
が望ましい。この範囲外では磁場均一性が低下したり、
残留磁化が増加する問題がある。
【００１７】軟磁性を有する薄板１枚の厚みは、上述の
ように１mm以下が望ましく、フェライト被覆厚及び軟鉄
基板の厚みは１〜 100μｍの間が望ましい。軟磁性を有
する薄板へのフェライト被覆方法は、吹き付けや溶射、
ＰＶＤ等で行なわれる。
ように１mm以下が望ましく、フェライト被覆厚及び軟鉄
基板の厚みは１〜 100μｍの間が望ましい。軟磁性を有
する薄板へのフェライト被覆方法は、吹き付けや溶射、
ＰＶＤ等で行なわれる。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例を挙げる。 （実施例）軟鉄基板１と、表裏両面を20μｍ厚フェライ
ト３で被覆処理した珪素鋼板２の積層よりなる構造の整
磁板４を構成した（図１（ａ）、（ｂ）参照）。フェラ
イト３は飽和磁化 6,000Ｇ、保磁力 0.1Ｏｅを有する軟
磁性材MnZnフェライト、珪素鋼板２は飽和磁化 B50＝1
6,000Ｇ、保磁力Me15＝ 0.5Ｏｅで 0.5mm厚、軟鉄基板
は飽和磁化 20,000 Ｇ、保磁力４Ｏｅの低炭素鋼を用い
た。図２のような磁石対向型永久磁石磁気回路におい
て、永久磁石として(BH)max＝48ＭＧＯｅのNdFeB 焼結
磁石（信越化学工業株式会社製品名 N48）を用い、該永
久磁石の空隙側表面に上記整磁板を設置した。整磁板間
距離 500mmに 3,000Ｇの磁場を発生させ、空隙の中心を
均一空間の中心として、均一空間径 400mm内で 29ppmの
磁場均一度となるように磁場調整した。該整磁板の凹部
に勾配コイルを設置し、空隙空間垂直方向に１Ｇ/cm の
勾配磁場が発生するように勾配コイルに矩形状パルス電
流を流した。電流の立上がり時間は 500μsec で、矩形
パルス幅は５ｍsec であった。該勾配磁場を印加した後
の均一空間内の磁場変化は 10ppm以内に収まっていた。
これは従来の軟磁性薄板積層整磁板構造の１／５程度の
大きさであり、大幅に残留磁化変化が低減されているこ
とがわかる。このように、ＭＲＩマグネットに対する磁
気特性仕様を満足する磁石対向型永久磁石磁気回路を実
現することができた。
ト３で被覆処理した珪素鋼板２の積層よりなる構造の整
磁板４を構成した（図１（ａ）、（ｂ）参照）。フェラ
イト３は飽和磁化 6,000Ｇ、保磁力 0.1Ｏｅを有する軟
磁性材MnZnフェライト、珪素鋼板２は飽和磁化 B50＝1
6,000Ｇ、保磁力Me15＝ 0.5Ｏｅで 0.5mm厚、軟鉄基板
は飽和磁化 20,000 Ｇ、保磁力４Ｏｅの低炭素鋼を用い
た。図２のような磁石対向型永久磁石磁気回路におい
て、永久磁石として(BH)max＝48ＭＧＯｅのNdFeB 焼結
磁石（信越化学工業株式会社製品名 N48）を用い、該永
久磁石の空隙側表面に上記整磁板を設置した。整磁板間
距離 500mmに 3,000Ｇの磁場を発生させ、空隙の中心を
均一空間の中心として、均一空間径 400mm内で 29ppmの
磁場均一度となるように磁場調整した。該整磁板の凹部
に勾配コイルを設置し、空隙空間垂直方向に１Ｇ/cm の
勾配磁場が発生するように勾配コイルに矩形状パルス電
流を流した。電流の立上がり時間は 500μsec で、矩形
パルス幅は５ｍsec であった。該勾配磁場を印加した後
の均一空間内の磁場変化は 10ppm以内に収まっていた。
これは従来の軟磁性薄板積層整磁板構造の１／５程度の
大きさであり、大幅に残留磁化変化が低減されているこ
とがわかる。このように、ＭＲＩマグネットに対する磁
気特性仕様を満足する磁石対向型永久磁石磁気回路を実
現することができた。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、永久磁石対向型磁気回
路において磁場均一性、渦電流、残留磁化を要求仕様の
範囲に収め、両立させることが可能となった。
路において磁場均一性、渦電流、残留磁化を要求仕様の
範囲に収め、両立させることが可能となった。
【図１】（ａ）は永久磁石対向型磁気回路の整磁板の一
例を示す縦断面模式図である。（ｂ）は本発明の永久磁
石対向型磁気回路の整磁板における軟磁性薄板の縦断面
模式図である。
例を示す縦断面模式図である。（ｂ）は本発明の永久磁
石対向型磁気回路の整磁板における軟磁性薄板の縦断面
模式図である。
【図２】永久磁石対向型磁気回路の斜視概略図である。
【図３】（ａ）は軟磁性薄板を縦に積層した一例を示す
永久磁石対向型磁気回路の整磁板の縦断面模式図であ
る。（ｂ）は軟磁性薄板を横に積層した一例を示す永久
磁石対向型磁気回路の整磁板の縦断面模式図である。
永久磁石対向型磁気回路の整磁板の縦断面模式図であ
る。（ｂ）は軟磁性薄板を横に積層した一例を示す永久
磁石対向型磁気回路の整磁板の縦断面模式図である。
１‥‥‥軟磁性軟鉄基板 ２‥‥‥軟磁性
薄板（積層部材） ３‥‥‥軟磁性フェライト材 ４‥‥‥整磁板
薄板（積層部材） ３‥‥‥軟磁性フェライト材 ４‥‥‥整磁板
Claims (2)
- 【請求項１】 空隙を介して一対の希土類永久磁石が対
向し、該磁石の空隙側表面に整磁作用を有する一対の整
磁板ヨークとコイルを配置し、該一対の整磁板を継鉄に
て結合してなる永久磁石対向型磁気回路において、該整
磁板の一部が軟磁性を有する薄板の積層よりなり、該軟
磁性を有する薄板が軟磁性フェライトで被覆絶縁され、
三次元方向に軟磁気特性を有することを特徴とする永久
磁石対向型磁気回路。 - 【請求項２】 該整磁板を構成する該軟磁性を有する薄
板が軟鉄または珪素鋼板薄板で、該軟磁性フェライトが
MnZnフェライトである請求項１記載の永久磁石対向型磁
気回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193998A JP2000030932A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 永久磁石対向型磁気回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193998A JP2000030932A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 永久磁石対向型磁気回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030932A true JP2000030932A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16317281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10193998A Pending JP2000030932A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | 永久磁石対向型磁気回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000030932A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004518978A (ja) * | 2001-02-06 | 2004-06-24 | ジー エス アイ ゲゼルシャフト フュア シュベールイオーネンフォルシュンク エム ベー ハー | 重イオンガントリー用ビーム走査システム |
| JP2005131410A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴イメージング・システム向けの極片を製作するためのシステム及び方法 |
| JP2009162770A (ja) * | 2001-02-06 | 2009-07-23 | Gsi Ges Fuer Schwerionenforschung Mbh | 重イオンガントリー用ビーム走査システム |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10193998A patent/JP2000030932A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004518978A (ja) * | 2001-02-06 | 2004-06-24 | ジー エス アイ ゲゼルシャフト フュア シュベールイオーネンフォルシュンク エム ベー ハー | 重イオンガントリー用ビーム走査システム |
| JP2009162770A (ja) * | 2001-02-06 | 2009-07-23 | Gsi Ges Fuer Schwerionenforschung Mbh | 重イオンガントリー用ビーム走査システム |
| JP2005131410A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴イメージング・システム向けの極片を製作するためのシステム及び方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060322 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060508 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060707 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070625 |