JP2001326118A - 磁極ユニット、その組立方法および磁界発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 磁束の漏洩を防止しつつ生産性を向上できる
磁極ユニット、その組立方法および磁界発生装置を提供
する。 【解決手段】 磁極板２２ａ、２２ｂの組立時、まず各
環状突起片３４の外側面に漏洩磁束防止用の永久磁石４
０を固定し、永久磁石４０を、環状突起片３４の平面状
の外側面に対して摺動させて環状突起片３４の所望位置
に固定し、その状態で各環状突起片３４をベースプレー
ト上に固定する。このとき、ガイド棒にガイド孔３８を
通して、環状突起片３４をベースプレート上に案内す
る。また、漏洩磁束防止用の永久磁石４０を、その磁化
方向が永久磁石群の主面に対して傾くように配置し、永
久磁石４０の磁化方向を環状突起片の外側面に対して垂
直にし、永久磁石を環状突起より引き込めてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は磁極ユニット、そ
の組立方法および磁界発生装置に関し、より特定的に
は、０．３Ｔを超える強磁場を必要とするＭＲＩ装置な
どに用いられる、磁極ユニット、その組立方法および磁
界発生装置に関する。

【従来の技術】この種の大型の磁界発生装置たとえばＭ
ＲＩ用磁界発生装置において、磁極板からの磁束の漏洩
を防止し磁極板間の空隙内に磁束を有効に集中させるた
めに、出願人は実公平２−４９６８３号に示すように、
環状突起の外側面に漏洩磁束反発用の永久磁石を設ける
構成を提案した。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術において
強磁界を必要とするとき、永久磁石として強い磁力を有
するＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が使用され、この場合、すでに
接着している永久磁石に、接着しようとする他の永久磁
石を近づけたときに強い反発力が働く。したがって、一
体もので構成された環状突起に対して永久磁石を接着し
ていくことは難しく、生産性が悪いという問題点があっ
た。また、上述の従来技術では、漏洩磁束反発用の永久
磁石の磁化方向は、磁界発生用の永久磁石の主面に対し
て平行であり、均一空間を大きくしようとすれば、永久
磁石の使用量を増やす必要があり、コストが高くなると
いう問題点があった。

【０００３】さらに、上述の従来技術では、磁界発生効
率を向上させることができるが、弓形の漏洩磁束反発用
磁石を用いるので高価になり、コストを低くできない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、生産性を向上で
きる磁極ユニット、その組立方法および磁界発生装置を
提供することである。また、この発明の他の目的は、コ
ストを高くすることなく、均一空間を大きくできる、磁
界発生装置を提供することである。さらに、この発明の
その他の目的は、比較的安価な漏洩磁束防止用の永久磁
石を用いコストを低減できる、磁界発生装置を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の磁極ユニットは、板状継鉄、板状
継鉄の主面に設けられる永久磁石群、および永久磁石群
の主面に設けられる磁極板を備え、磁極板は複数の環状
突起片からなる環状突起と各環状突起片の外側面に設け
られる漏洩磁束防止用の永久磁石とを含むものである。
請求項２に記載の磁界発生装置は、一対の請求項１に記
載の磁極ユニット、および一対の磁極ユニットを磁気的
に結合する柱状継鉄を備える。請求項３に記載の磁極ユ
ニットの組立方法は、環状突起片の外側面に永久磁石を
固定する第１ステップ、および永久磁石が固定された環
状突起片をベースプレートの主面に固定する第２ステッ
プを備える。

【０００５】請求項４に記載の磁極ユニットの組立方法
は、請求項３に記載の磁極ユニットの組立方法におい
て、環状突起片はガイド孔を有し、第２ステップは、ベ
ースプレートにガイド棒を取り付けるステップＡ、およ
びガイド孔をガイド棒に通して、永久磁石が固定された
環状突起片をベースプレートの主面に案内するステップ
Ｂを含むものである。請求項５に記載の磁極ユニットの
組立方法は、その外側面が平面状に形成された環状突起
片を有する磁極ユニットの組立方法であって、外側面に
対して永久磁石を摺動させて環状突起片の所望位置に永
久磁石を固定するものである。請求項６に記載の磁界発
生装置は、板状継鉄、板状継鉄の主面に設けられる永久
磁石群、および永久磁石群の主面に設けられる磁極板を
備え、磁極板は環状突起と前記環状突起の外側面に設け
られる漏洩磁束防止用の永久磁石とを含み、漏洩磁束防
止用の永久磁石はその磁化方向が永久磁石群の主面に対
して傾くように配置されるものである。

【０００６】請求項７に記載の磁界発生装置は、請求項
６に記載の磁界発生装置において、漏洩磁束防止用の永
久磁石は、角形状をしかつ磁化方向がその主面に対して
鋭角で交わるように形成されるものである。請求項８に
記載の磁界発生装置は、請求項６または７に記載の磁界
発生装置において、漏洩磁束防止用の永久磁石は、角形
状をしかつ永久磁石群の主面に対して傾けて配置される
ものである。請求項９に記載の磁界発生装置は、請求項
６ないし８のいずれかに記載の磁界発生装置において、
漏洩磁束防止用の永久磁石の磁化角度に応じて磁極板の
寸法が設定されるものである。

【０００７】請求項１０に記載の磁界発生装置は、請求
項９に記載の磁界発生装置において、漏洩磁束防止用の
永久磁石の磁化角度が０度より大きくかつ６０度未満に
設定されるものである。請求項１１に記載の磁界発生装
置は、板状継鉄、板状継鉄の主面に設けられる永久磁石
群、および永久磁石群の主面に設けられる磁極板を備
え、磁極板は複数の環状突起片からなる環状突起と各環
状突起片の外側面に設けられる漏洩磁束防止用の永久磁
石とを含み、漏洩磁束防止用の永久磁石の磁化方向は環
状突起片の外側面に対して垂直であるものである。請求
項１２に記載の磁界発生装置は、板状継鉄、板状継鉄の
主面に設けられる永久磁石群、および永久磁石群の主面
に設けられる磁極板を備え、磁極板は環状突起と環状突
起の外側面に設けられる漏洩磁束防止用の永久磁石とを
含み、漏洩磁束防止用の永久磁石を環状突起より引き込
めるものである。請求項１３に記載のＭＲＩ装置は、請
求項２、６ないし１２のいずれかに記載の磁界発生装置
を用いたものである。

【０００８】請求項１に記載の磁極ユニットでは、各環
状突起片の外側面に永久磁石を予め固定し、その状態の
環状突起片を所定数組み立てればよいので、従来とは異
なり、ベースプレート上に配置された環状突起に対して
永久磁石を取り付ける必要がない。したがって、磁極ユ
ニットの組立が容易になり、磁極ユニットの生産性を向
上できる。請求項３に記載の磁極ユニットの組立方法に
ついても同様である。請求項２に記載の磁界発生装置で
は、組立容易な請求項１に記載の磁極ユニットを用いる
ことによって磁界発生装置が容易に得られ、生産性が向
上する。

【０００９】請求項４に記載の磁極ユニットの組立方法
では、環状突起片のガイド孔をベースプレートに取り付
けられたガイド棒に通すことによって環状突起片をベー
スプレート上の所望の位置に案内できるので、環状突起
片の位置決めが容易となり、磁極ユニットの組立が容易
になる。請求項５に記載の磁極ユニットの組立方法で
は、環状突起片の外側面は平面状であるので、その外側
面に対して永久磁石を直線的に容易に摺動させることが
できる。したがって、環状突起片の外側面の所望の位置
に永久磁石を容易に搬送し固定することができるので、
磁極ユニットの組立が容易となり、磁極ユニットの生産
性が向上する。請求項６に記載の磁界発生装置では、漏
洩磁束防止用の永久磁石の磁化角度が永久磁石群の主面
に対して傾くように、漏洩磁束防止用の永久磁石を配置
することによって、撮像空間により多くの磁束を導くこ
とができ、均一空間を大きくできる。したがって、永久
磁石の使用量を増やすことなく、コストを上昇させず
に、均一空間を大きくできる。

【００１０】請求項７に記載の磁界発生装置では、漏洩
磁束防止用の永久磁石として予め磁化方向自体が傾いた
磁石を使用するので、漏洩磁束防止用の永久磁石を永久
磁石群の主面に直に配置するだけで容易に、所望の磁化
角度を有する漏洩磁束防止用の永久磁石を配置できる。
請求項８に記載の磁界発生装置では、漏洩磁束防止用の
永久磁石自体を永久磁石群の主面に対して傾けて配置す
るので、任意の磁化方向を有する永久磁石を漏洩磁束防
止用の永久磁石として用いることができる。請求項９に
記載の磁界発生装置では、漏洩磁束防止用の永久磁石の
磁化角度に応じて磁極板の寸法を調整することによっ
て、永久磁石の使用量を増やすことなく、コストを上昇
させずに、中心磁界強度を大きくすることができる。特
に、請求項１０に記載の磁界発生装置のように、漏洩磁
束防止用の永久磁石の磁化角度が０度より大きくかつ６
０度未満であればより好ましい。なお、この明細書にお
いて、「磁化角度」とは、永久磁石群の主面と漏洩磁束
防止用の永久磁石の磁化方向とのなす角度をいう。「均
一空間」とは、磁界の均一度合いが１００ｐｐｍ以下に
収まる磁界空間をいう。「中心磁界強度」とは、均一空
間の中心部分における磁界強度をいう。

【００１１】請求項１１に記載の磁界発生装置では、漏
洩磁束防止用の永久磁石の磁化方向を環状突起片の外側
面に対して垂直にすればよいので、漏洩磁束防止用の永
久磁石として、たとえば角形状をし磁化方向がその各面
と平行または垂直である着磁容易な通常の永久磁石を用
いることができる。したがって、比較的安価な永久磁石
を用いることができるので製造コストを低減できる。請
求項１２に記載の磁界発生装置では、漏洩磁束防止用の
永久磁石を環状突起より引き込めることによって、磁気
回路を熱シールドするための断熱材を形成するスペース
を確保でき、被検者の居住空間を損なわず圧迫感を低減
できる。このような磁界発生装置を用いれば、コストを
大きくすることなく有用なＭＲＩ装置を得ることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１を参照して、この発
明の一実施形態のＭＲＩ用の磁界発生装置１０は、開放
型タイプであり、空隙を形成して対向配置される一対の
磁極ユニット１１ａおよび１１ｂを含む。磁極ユニット
１１ａおよび１１ｂはそれぞれ板状継鉄１２ａおよび１
２ｂを含む。板状継鉄１２ａは、略円盤状の本体部１４
ａと本体部１４ａから延設される２つの結合部１６ａお
よび１８ａとを有する。同様に、板状継鉄１２ｂは、略
円盤状の本体部１４ｂと本体部１４ｂから延設される２
つの結合部１６ｂおよび１８ｂとを有する。

【００１３】板状継鉄１２ａの本体部１４ａと板状継鉄
１２ｂの本体部１４ｂとのそれぞれの対向面側には、永
久磁石群２０ａおよび２０ｂが配置され、永久磁石群２
０ａおよび２０ｂのそれぞれの対向面側には、磁極板２
２ａおよび２２ｂが固着される。図２に示すように、永
久磁石群２０ｂは、たとえばＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石からな
る直方体状の複数の磁石単体２４を含む。永久磁石群２
０ａについても同様である。磁極板２２ｂは、永久磁石
群２０ｂ上に配置されるたとえば鉄からなる円板状のベ
ースプレート２６を含む。ベースプレート２６上には、
うず電流の発生を防止するための珪素鋼板２８が形成さ
れる。珪素鋼板２８は、ベースプレート２６上に接着剤
で固定される。

【００１４】ベースプレート２６の周縁部には、たとえ
ば鉄からなり周縁部の磁界強度を上げるための環状突起
３２が形成される。環状突起３２は、図３に示すよう
に、複数（この実施の形態では８個）の環状突起片３４
を含む。各環状突起片３４は、その内側面が円弧状に湾
曲されかつ外側面が平面状に形成されており、各環状突
起片３４を珪素鋼板２８の周縁部にねじ３６で固定する
ことによって、環状突起３２が形成される。このように
環状突起３２は放射状に分割して形成される。環状突起
３２には上下方向に貫通する組立用の２つのガイド孔３
８が形成される。なお、ガイド孔３８の内面には後述す
るねじ９２が螺入される雌ねじが形成されている。

【００１５】各環状突起片３４の外側面には、漏洩磁束
防止用の永久磁石４０が形成される。永久磁石４０によ
って磁束を磁極板２２ａ、２２ｂ間に誘導し漏れ磁束を
少なくできる。図４に示すように、永久磁石４０はたと
えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石からなる直方体状の複数の磁石
単体４２を含み、この実施の形態では、２×２×４＝１
６個の磁石単体４２を積層して角形状の永久磁石４０が
形成される。なお、磁石単体４２の角部を切り欠くこと
によって、貫通孔４４が形成される。そして、図５から
よくわかるように、環状突起片３４の外側面に形成され
た永久磁石４０のさらに外側面には、角板状のたとえば
ＳＵＳ３０４やアルミニウムなどの非磁性体からなる押
え板４６が配置され、貫通孔４４を挿通するように固定
ねじ４８によって、永久磁石４０および押え板４６が環
状突起片３４に固定される。また、図２および図５から
わかるように、永久磁石４０の底部から磁束が漏洩しな
いように、永久磁石４０の底部が永久磁石群２０ｂに当
接するまで、永久磁石４０の下部が延びていることが望
ましい。磁極板２２ａについても同様である。

【００１６】なお、図３および図５に示すように、永久
磁石４０の磁化方向Ａは環状突起片３４の外側面に対し
て垂直に設定される。したがって、永久磁石４０すなわ
ち磁石単体４２として、角形状をし磁化方向がその各面
と平行または垂直である着滋容易な通常の永久磁石を用
いることができる。このような比較的安価で入手容易な
永久磁石を用いることができるので、装置の製造が容易
となり製造コストを低減できる。図３および図５に示す
磁化方向Ａは、下側の磁極板２２ｂにおける磁化方向を
示すものであり、上側の磁極板２２ａにおける磁化方向
は磁化方向Ａとは正反対の外向きになる。

【００１７】図１に戻って、板状継鉄１２ａの中央には
磁界微調整用の可動ヨーク５０が配置される。可動ヨー
ク５０は、３本のボルト５２によって上下方向の位置が
調整され、３本のストッパ５４によってその位置が規制
される。板状継鉄１２ｂ側についても同様に形成され
る。なお、板状継鉄１２ａの結合部１６ａおよび１８ａ
には、それぞれ吊り上げフック取付用のねじ孔５６が形
成される。このような板状継鉄１２ａおよび１２ｂ間は
２本の円柱状の柱状継鉄５８によって磁気的に結合され
る。このとき、柱状継鉄５８は、結合部１６ａと１６ｂ
との間、および結合部１８ａと１８ｂとの間にそれぞれ
配置され、固定用のボルト６０によって板状継鉄１２ａ
の結合部１６ａおよび１８ａにそれぞれ接続・固定され
る。また、板状継鉄１２ｂの下面前部、および板状継鉄
１２ｂの下面のうち２本の柱状継鉄５８に対応する位置
には、それぞれ脚部６２が取り付けられる。

【００１８】つぎに、磁気発生装置１０における環状突
起片３４への永久磁石４０、押え板４６の組立工程につ
いて図６を参照して説明する。まず、作業台６４上に、
環状突起片３４がその外側面が上向きとなるように固定
ねじ６６によって固定される。環状突起片３４の磁石固
定面となる外側面の終端部に当接するように、作業台６
４には板状かつ非磁性部材からなる位置決め治具６８が
立設される。位置決め治具６８は、作業台６４にたとえ
ばねじ（図示せず）によって固定される。一方、環状突
起片３４の外側面の始端部にはスライド台７０が連接さ
れる。環状突起片３４の外側面とスライド台７０の上面
とは略面一に形成される。

【００１９】そして、１つ目の磁石ブロック７２が、ス
ライド台７０上に配置される。磁石ブロック７２は、図
４に示す磁石単体４２を２×２×２＝８個積層しかつ接
着して形成される。このような磁石ブロック７２が、保
持部７４によって強固に保持された状態で、アーム７６
によってスライド台７０から環状突起片３４の外側面上
に押し出され、環状突起片３４上を摺動して位置決め治
具６８に当接し、停止する。

【００２０】このとき、環状突起片３４は軟鉄で構成さ
れているので磁石ブロック７２は環状突起片３４に強く
吸着される。そして、１つ目の磁石ブロック７２は強く
吸着された状態で、作業台６４の下部から螺入されるね
じ７８によって押し上げられ、環状突起片３４と磁石ブ
ロック７２との隙間に接着剤が塗布される。その後、ね
じ７８を抜く方向に回して環状突起片３４と磁石ブロッ
ク７２とを接着させる。ついで、２つ目の磁石ブロック
７２についても同様に保持部７４によって強固に保持さ
れた状態で、アーム７６によって環状突起片３４の外側
面方向に押し出され、固定位置の手前で停止される。そ
して、環状突起片３４上の最終固定位置と１つ目の磁石
ブロック７２の側面とに接着剤が塗布される。その後、
２つ目の磁石ブロック７２が、アーム７６によって最終
固定位置まで押し出され固定される。なお、すでに固定
されている磁石ブロック７２と固定しようとする磁石ブ
ロック７２との間で反発力が発生し、固定しようとする
磁石ブロック７２が浮き上がるようであれば、保持部７
４の上部にエアシリンダ（図示せず）を設け、磁石ブロ
ック７２を下方向に押圧するようにしてもよい。このよ
うにして磁石ブロック７２すなわち永久磁石４０が環状
突起片３４の外側面に固定される。このとき、環状突起
片３４の外側面は平面状であるので、その外側面に対し
て磁石ブロック７２を直線的に容易に摺動させることが
できる。したがって、環状突起片３４の外側面の所望の
位置に磁石ブロック７２を容易に搬送し固定することが
できる。その後、押え板４６が磁石ブロック７２の上面
に配置され、固定ねじ４８によって取り付けられる。

【００２１】ついで、図７を参照して、磁極板２２ｂの
組立工程について説明する。まず、図７（ａ）に示すよ
うに、予め磁極板２２ｂのベースプレート２６にガイド
棒８０を螺入して取り付けておく。ついで、環状突起片
３４のガイド孔３８をガイド棒８０に通して、永久磁石
４０が取り付けられた環状突起片３４をガイドプレート
２６上に降下させる。なお、すでに取り付けられている
環状突起片３４との間で反発力が発生して環状突起片３
４を容易に降下できない場合には、ガイド棒８０に雄ね
じを形成しておき、ガイド棒８０に螺合するナット（図
示せず）を環状突起片３４上に配置し、このナットを締
め込むことによって環状突起片３４を降下させるように
してもよい。降下された環状突起片３４はねじ３６によ
ってベースプレート２６上に固定される。その後、ガイ
ド棒８０は取り外される。

【００２２】このような環状突起片３４の組立順序は、
図７（ｂ）に示すように、各環状突起片３４を１つおき
に取り付けていき、さらに、図７（ｃ）に示すように、
すでに取り付けられた環状突起片３４の間にそれぞれ環
状突起片３４を取り付ける。このときかなり強い反発力
が発生するため、ねじで締め込むようにするのが望まし
い。このように組み立てられた磁極板２２ｂは、たとえ
ば図８に示すような昇降機８２を用いて、永久磁石群２
０ｂ上に固定される。昇降機８２はたとえばＳＵＳ３０
４などの非磁性体からなる昇降台８４を含み、昇降台８
４は基台８６上に立設されたねじ式の駆動軸８８の回転
により上下に昇降可能とされる。基台８６上には回転テ
ーブル９０が配置され、その上に板状継鉄１２ｂ、永久
磁石群２０ｂが配置される。磁極板２２ｂは、昇降台８
４を貫通するねじ９２によって吊り下げられる。このと
き、ねじ９２は、磁極板２２ｂのガイド孔３８に螺入さ
れる。そして、昇降台８４を降下させることによって、
磁極板２２ｂが永久磁石群２０ｂ上に配置され、ねじ
（図示せず）によって永久磁石群２０ｂ上に固定され
る。磁極板２２ａ側についても同様である。

【００２３】上述のように、磁界発生装置１０によれ
ば、各環状突起片３４の外側面に永久磁石４０を予め固
定し、その状態の環状突起片３４をベースプレート２６
上に所定数組み立てればよい。したがって、従来と異な
り、ベースプレート２６上に配置された環状突起３２に
対して永久磁石４０を取り付ける必要がない。すなわち
環状突起３２を分割することによって永久磁石４０の固
定が容易になる。その結果、強磁界を必要とし磁石単体
としてＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を用いる場合であっても、磁
極ユニット１１ａおよび１１ｂ、ひいては磁界発生装置
１０の組立が容易になり、生産性が向上する。

【００２４】また、環状突起片３４のガイド孔３８をガ
イド棒８０に通すことによって、環状突起片３４をベー
スプレート２６上の所望の位置に案内できるので、環状
突起片３４の位置決めが容易となる。このような磁界発
生装置１０と従来例とについて、磁極板間の空隙内で
０．４Ｔの磁界が発生するように磁気回路を構成した。
その結果、漏洩磁束防止用の永久磁石４０を用いない従
来例では、漏洩磁束が多くなる分永久磁石の使用量も多
くなり、４．９トンの永久磁石が必要であった。一方、
磁界発生装置１０では、永久磁石４０を用いることによ
って漏洩磁束を少なくできるので、３．９トンの永久磁
石で実現できた。したがって、磁界発生装置１０によれ
ば、永久磁石の使用量を少なくでき、コストを削減でき
る。

【００２５】ついで、図９を参照して、この発明の他の
実施形態のＭＲＩ用の磁界発生装置１００は、空隙を形
成して対向配置される一対の磁極ユニット１０２ａおよ
び１０２ｂを含む。磁極ユニット１０２ａおよび１０２
ｂはそれぞれ板状継鉄１０４ａおよび１０４ｂを含む。
板状継鉄１０４ａおよび１０４ｂのそれぞれの対向面側
には、永久磁石群１０６ａおよび１０６ｂが配置され、
永久磁石群１０６ａおよび１０６ｂのそれぞれの対向面
側には、磁極板１０８ａおよび１０８ｂが固着される。
永久磁石群１０６ａおよび１０６ｂはそれぞれ、たとえ
ばＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石からなり一辺５０ｍｍの立方体状
の複数の磁石単体１１０を含み、磁石単体１１０を３段
に重ねて形成される。

【００２６】磁極板１０８ａは、永久磁石群１０６ａの
主面に配置されるたとえば鉄からなる円板状のベースプ
レート１１２を含む。ベースプレート１１２の主面に
は、うず電流の発生を防止するための珪素鋼板１１４が
形成される。珪素鋼板１１４は、ベースプレート１１２
上に接着剤で固定される。ベースプレート１１２の周縁
部には、たとえば鉄からなり周縁部の磁界強度を上げる
ための環状突起１１６が形成される。環状突起１１６
は、上述した環状突起３２と同様に形成され、たとえば
図３に示すような複数の環状突起片３４によって形成さ
れる。

【００２７】環状突起１１６すなわち各環状突起片３４
の外側面には、漏洩磁束防止用の永久磁石１１８が形成
される。永久磁石１１８によって磁束を磁極板１０８
ａ、１０８ｂ間に誘導し漏れ磁束を少なくできる。永久
磁石１１８は、たとえばＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石からなる直
方体状の複数の磁石単体を積層して、角形状に形成され
る。ここで注目すべきは、永久磁石１１８の磁化方向Ａ
１である。図９に示すように、永久磁石１１８は、その
磁化方向Ａ１が永久磁石１１８の主面１２０に対して鋭
角に交わるように形成される。したがって、永久磁石１
１８を構成する各磁石単体も同様に、その磁化方向が磁
石単体の主面に対して鋭角で交わるように形成される。
このような永久磁石１１８を、永久磁石群１０６ａの主
面とベースプレート１１２および環状突起１１６の外周
面とに接触するように配置することによって、永久磁石
群１０６ａの主面に対して永久磁石１１８の磁化方向Ａ
１を傾けることができる。なお、永久磁石１１８の外側
面には、たとえば、上述した押え板４６が配置され、こ
の場合、永久磁石１１８および押え板４６は固定ねじ等
で環状突起片３４に固定される。磁極板１０８ｂについ
ても同様である。

【００２８】なお、永久磁石１１８は環状突起１１６す
なわち各環状突起片３４より引き込められる。これによ
って、磁気回路を熱シールドするための断熱材１２１を
形成するスペースを確保でき、被検者の居住空間を損な
わず圧迫感を低減できる。図９では、図面の煩雑化を避
けるために断熱材１２１の一部を図示する。板状継鉄１
０４ａおよび１０４ｂ間は、図１に示す磁界発生装置１
０と同様、２本の円柱状の柱状継鉄５８によって磁気的
に結合される。このとき、板状継鉄１０４ａおよび１０
４ｂと柱状継鉄５８とは、たとえば固定用のボルトによ
って接続・固定される。

【００２９】ここで、永久磁石１１８に用いられる磁石
単体は、たとえば図１０に示すようなプレス装置２００
を用いて製造される。プレス装置２００は、対向する一
対のヨーク２０２を含む（図１０では、一方のみを図
示）。ヨーク２０２にはコイル２０４が取り巻くように
配置される。コイル２０４に通電することによって磁界
が発生する。一対のヨーク２０２間には、非磁性体もし
くは弱磁性体からなるダイ２０６が設けられる。ダイ２
０６には上下方向に延びる断面角形の複数の貫通孔２０
８が形成される。貫通孔２０８の向きは、ヨーク２０２
による配向方向Ｂに対して磁化角度θ分傾けられる。

【００３０】一対のヨーク２０２間にはダイ２０６を挟
んでダイセット２１０が配置される。また、ダイ２０
６、ダイセット２１０を挟みかつ配向方向Ｂと直交する
ようにベースプレート２１２が配置される。ここで、ダ
イ２０６、ダイセット２１０およびベースプレート２１
２のそれぞれの上面は面一とされる。さらに、ベースプ
レート２１２上には、粉末を収納した給粉箱２１４がダ
イ２０６方向に進退可能に配置される。このようなプレ
ス装置２００において、貫通孔２０８内で図示しない角
柱状の上パンチと下パンチとによって粉末をプレスして
成形体が得られ、さらに焼結して、所望の磁化角度θを
有する磁石単体が得られる。磁石の作製方法は米国特許
第４，７７０，７２３号に開示されている。

【００３１】ついで、磁界発生装置１００による実験例
について説明する。ここでは、永久磁石群１０６ａおよ
び１０６ｂの厚みＴ１を１５０ｍｍ、ベースプレート１
１２と珪素鋼板１１４との厚み合計Ｔ２を６５ｍｍ、環
状突起１１６の高さＨ１を６４ｍｍ、厚みＴ３を６５ｍ
ｍ、永久磁石１１８の高さＨ２を８０ｍｍ、厚みＴ４を
１２０ｍｍ、環状突起１１６の内径Ｄ１を８５５ｍｍ、
外径Ｄ２を９８３ｍｍ、磁極板１０８ａと１０８ｂとの
間の距離ｄを４０５ｍｍとした。なお、磁極板１０８ａ
と１０８ｂとの間には、球を上下方向に押しつぶしたよ
うな形状の均一空間が形成される。

【００３２】まず、磁界発生装置１００において、永久
磁石１１８の磁化角度θを変えて、均一空間の水平方向
の直径Ｄ３とその中心磁界強度とを測定した。図１１
（ａ）より、永久磁石１１８の磁化角度θが大きくなる
ほど均一空間が広がることがわかる。このように、磁化
角度θが永久磁石群１０６ａ、１０６ｂの主面に対して
傾くように、永久磁石１１８を配置することによって、
撮像空間により多くの磁束を導くことができ、均一空間
を大きくできる。したがって、永久磁石１１８の使用量
を増やすことなく、コストを上昇させずに、均一空間を
大きくできる。また、磁化角度θを調整することによっ
て、所望の均一空間、中心磁界強度が得られる。

【００３３】つぎに、磁界発生装置１００において、均
一空間の水平方向における直径Ｄ３が一定となるよう
に、永久磁石１１８の磁化角度θの変化に応じて磁極板
１０８ａ、１０８ｂの径や環状突起１１６の厚みを変え
て、中心磁界強度を測定した。なお、永久磁石群１０６
ａ、１０６ｂは、一定とした。上述のように磁化角度θ
を増していくと均一空間が広がるので、均一空間の直径
Ｄ３を一定にするには、永久磁石１１８の磁化角度θの
増大に応じて磁極板１０８ａ、１０８ｂの寸法を小さく
すればよく、これによって空隙中の磁界強度を上げるこ
とができる。したがって、永久磁石１１８の使用効率が
よくなり、同じ強さの磁界を発生させる場合には、磁界
強度が上昇した分の磁石使用量を少なくできるので、コ
ストを低減できかつ磁界発生装置１００を軽くできる。

【００３４】図１１（ｂ）より、磁化角度θが０度〜６
０度の範囲内であれば、磁化角度θ＝０度のとき以上の
中心磁界強度が得られることがわかる。特に、磁化角度
θが１０度〜５０度の範囲内であれば、中心磁界強度が
０．４２Ｔ以上となり、より強い磁界が得られる。さら
に、磁化角度θが１５度〜４５度の範囲内が好ましい。
また、図１２に示す他の実験結果より、中心磁界強度お
よび磁極板１０８ａ、１０８ｂ間距離ｄを一定にした場
合、磁化角度θを３０度に設定すると、磁石総重量を２
３１３ｋｇにでき、磁化角度θ＝０度のときに比べて１
００ｋｇ、永久磁石１１８を設けないときに比べて６１
０ｋｇ、磁石総重量を軽くできることがわかる。なお、
この場合の均一空間の直径Ｄ３は４００ｍｍである。さ
らに、永久磁石１１８として予め磁化方向Ａ１が傾いた
磁石を使用するので、永久磁石１１８を永久磁石群１０
６ａ、１０６ｂの主面に直に配置するだけで容易に、所
望の磁化角度θを有する漏洩磁束防止用の永久磁石１１
８を配置できる。

【００３５】また、図１３に示すような磁界発生装置１
００ａが用いられてもよい。磁界発生装置１００ａで
は、磁極板１２２ａ、１２２ｂに含まれる漏洩磁束防止
用の永久磁石１２４として、磁化方向Ａ２が永久磁石１
２４の各面と平行または垂直な磁石が用いられる。この
場合、断面台形状の部材１２６や１２８を用いて、永久
磁石１２４の磁化方向Ａ２を永久磁石群１０６ａ、１０
６ｂの主面に対して傾けた状態に、永久磁石１２４が配
置される。その他の構成については、図９に示す磁界発
生装置１００と同様であるので、その重複する説明は省
略する。

【００３６】磁界発生装置１００ａによれば、永久磁石
群１０６ａ、１０６ｂの主面に対して永久磁石１２４自
体を傾けて配置する。したがって、漏洩磁束防止用の永
久磁石として、任意の磁化方向を有する永久磁石、特に
磁化方向が永久磁石の各面と平行または垂直な通常の永
久磁石を用いることができ、漏洩磁束防止用の永久磁石
を容易に入手することができる。また、磁界発生装置１
００ａにおいても、磁界発生装置１００と同様の効果を
得ることができる。なお、環状突起１１６の外周面を傾
斜させて、その外周面に漏洩磁束防止用の永久磁石１１
８や１２４を取り付けるようにしてもよく、この場合も
磁界発生装置１００と同様の効果が得られる。

【００３７】上述のような磁界発生装置は、図１４に示
すようなＭＲＩ装置３００に適用できる。ここでは、図
１に示す磁界発生装置１０を用いた場合を想定して説明
する。図１４を参照して、ＭＲＩ装置３００は、磁気共
鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被検体３０２の断層画像を
得るものであり、必要十分な大きさの開口をもった磁界
発生装置１０、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）３
０４、シーケンサ３０６、送信系３０８、傾斜磁界発生
系３１０、受信系３１２および信号処理系３１４を含
む。磁界発生装置１０は、被検体３０２の周りにその体
軸方向または体軸と直角方向に均一な磁束を発生させ
る。

【００３８】シーケンサ３０６は、ＣＰＵ３０４の制御
に動作され、被検体３０２の断層画像のデータ収集に必
要な種々の命令を、送信系３０８、傾斜磁界発生系３１
０および受信系３１２に送る。送信系３０８は、高周波
発振器３１６、変調器３１８、高周波増幅器３２０およ
び送信側高周波コイル３２２ｂを含む。高周波発振器３
１６から出力された高周波パルスがシーケンサ３０６の
命令に従って変調器３１８で振幅変調され、この振幅変
調された高周波パルスが高周波増幅器３２０で増幅され
た後に、被検体３０２に近接して配置された高周波コイ
ル３２２ｂに供給されることによって、電磁波が被検体
３０２に照射される。

【００３９】傾斜磁界発生系３１０は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３
方向に巻かれた傾斜磁界コイル３２４ａ、３２４ｂおよ
びそれぞれのコイルを駆動する傾斜磁界電源３２６を含
む。シーケンサ３０６からの命令に従ってそれぞれのコ
イルの傾斜磁界電源３２６が駆動されることによって、
Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の傾斜磁界Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚが被検
体３０２に印加される。傾斜磁界Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの加
え方によって、被検体３０２に対するスライス面を設定
することができる。なお、高周波コイル３２２ｂおよび
傾斜磁界コイル３２４ｂは、磁極板２２ｂの珪素鋼板２
８の主面に配置され（図２参照）、同様に、高周波コイ
ル３２２ａ（後述）および傾斜磁界コイル３２４ａは、
磁極板２２ａの珪素鋼板２８の主面に配置される。

【００４０】受信系３１２は、受信側高周波コイル３２
２ａ、増幅器３２８、シフター３３０、直交位相検波器
３３２およびＡ／Ｄ変換器３３４を含む。送信側の高周
波コイル３２２ｂから被検体３０２に電磁波が照射さ
れ、被検体３０２からの応答の電磁波（ＮＭＲ信号）
が、被検体３０２に近接して配置された高周波コイル３
２２ａで検出され、増幅器３２８、シフター３３０およ
び直交位相検波器３３２を介してＡ／Ｄ変換器３３４に
入力されてデジタル量に変換される。この際、Ａ／Ｄ変
換器３３４はシーケンサ３０６からの命令によるタイミ
ングで、直交位相検波器３３２から出力された２系列の
信号をサンプリングし、２系列のデジタル信号を出力す
る。それらのデジタル信号は信号処理系３１４に送られ
フーリエ変換される。

【００４１】信号処理系３１４は、ＣＰＵ３０４、磁気
ディスク３３４および磁気テープ３３６等の記録装置、
ならびにＣＲＴ等のティスプレイ３３８を含む。デジタ
ル信号を用いてフーリエ変換、補正係数計算、像再構成
等の処理を行い、任意断面の信号強度分布あるいは複数
の信号に適当な演算を行って得られた分布が画像化され
て、ディスプレイ３３８に表示される。磁界発生装置１
０を用いれば、コストを大きくすることなく有用なＭＲ
Ｉ装置３００を得ることができる。なお、図９に示す磁
界発生装置１００や図１３に示す磁界発生装置１００ａ
をＭＲＩ装置３００に適用してもよく、この場合も磁界
発生装置１０を用いる場合と同様の効果が得られる。

【００４２】

【発明の効果】この発明によれば、永久磁石の固定が容
易となり、磁極ユニットひいては磁界発生装置の組立が
容易となる。また、環状突起片の外側面を平面状にする
ことによって永久磁石の搬送が容易になり、磁極ユニッ
トの組立が容易になる。したがって、磁極ユニットおよ
び磁界発生装置の生産性が向上する。また、漏洩磁束防
止用の永久磁石の磁化角度が永久磁石群の主面に対して
傾くように、漏洩磁束防止用の永久磁石を配置すること
によって、撮像空間により多くの磁束を導くことがで
き、均一空間を大きくできる。したがって、永久磁石の
使用量を増やすことなく、コストを上昇させずに、均一
空間を大きくできる。さらに、漏洩磁束防止用の永久磁
石の磁化方向を環状突起片の外側面に対して垂直にすれ
ばよいので、比較的安価な永久磁石を用いることができ
製造コストを低減できる。また、漏洩磁束防止用の永久
磁石を環状突起より引き込めることによって、断熱材を
形成するスペースを確保でき、被検者の居住空間を損な
わず圧迫感を低減できる。このような磁界発生装置を用
いれば、コストを大きくすることなく有用なＭＲＩ装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の概略を示す斜視図であ
る。

【図２】磁石ユニットの要部を示す図解図である。

【図３】磁極板を示す平面図である。

【図４】永久磁石を示す斜視図である。

【図５】（ａ）は永久磁石が取り付けられた環状突起片
を示す斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。

【図６】環状突起片に永久磁石を取り付ける工程を示す
図解図である。

【図７】（ａ）はベースプレート上に環状突起片を取り
付ける方法を示す図解図であり、（ｂ）および（ｃ）は
環状突起片の取付順序を示す図解図である。

【図８】永久磁石群上に磁極板を取り付ける方法を示す
図解図である。

【図９】この発明の他の実施形態の概略を示す図解図で
ある。

【図１０】プレス装置の一例を示す図解図である。

【図１１】（ａ）は磁化角度と中心磁界強度および均一
空間の直径との関係を示すグラフであり、（ｂ）は均一
空間の直径を一定にした場合の、磁化角度と中心磁界強
度との関係を示すグラフである。

【図１２】中心磁界強度および磁極板間距離を一定にし
たときの磁石総重量の比較例を示すテーブルである。

【図１３】この発明のその他の実施形態の概略を示す図
解図である。

【図１４】ＭＲＩ装置の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０、１００、１００ａ 磁界発生装置 １１ａ、１１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ 磁極ユニッ
ト １２ａ、１２ｂ、１０４ａ、１０４ｂ 板状継鉄 ２０ａ、２０ｂ、１０６ａ、１０６ｂ 永久磁石群 ２２ａ、２２ｂ、１０８ａ、１０８ｂ、１２２ａ、１２
２ｂ 磁極板 ２４、４２、１１０ 磁石単体 ２６、１１２、２１２ ベースプレート ３２、１１６ 環状突起 ３４ 環状突起片 ３８ ガイド孔 ４０、１１８、１２４ 永久磁石 ５８ 柱状継鉄 ８０ ガイド棒 １２０ 永久磁石の主面 ３００ ＭＲＩ装置 Ａ、Ａ１、Ａ２ 磁化方向 θ 磁化角度

フロントページの続き (72)発明者 津崎 剛 大阪府三島郡島本町江川２丁目15番17号 住友特殊金属株式会社山崎製作所内 (72)発明者 吉野 仁志 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 中津 真幸 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 Ｆターム(参考） 4C096 AB32 CA07 CA08 CA16

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状継鉄、前記板状継鉄の主面に設けら
   れる永久磁石群、および前記永久磁石群の主面に設けら
   れる磁極板を備え、 前記磁極板は複数の環状突起片からなる環状突起と前記
   各環状突起片の外側面に設けられる漏洩磁束防止用の永
   久磁石とを含む、磁極ユニット。
2. 【請求項２】 一対の請求項１に記載の磁極ユニット、
   および前記一対の磁極ユニットを磁気的に結合する柱状
   継鉄を備える、磁界発生装置。
3. 【請求項３】 環状突起片の外側面に永久磁石を固定す
   る第１ステップ、および前記永久磁石が固定された前記
   環状突起片をベースプレートの主面に固定する第２ステ
   ップを備える、磁極ユニットの組立方法。
4. 【請求項４】 前記環状突起片はガイド孔を有し、 前記第２ステップは、前記ベースプレートにガイド棒を
   取り付けるステップＡ、および前記ガイド孔を前記ガイ
   ド棒に通して、前記永久磁石が固定された前記環状突起
   片を前記ベースプレートの主面に案内するステップＢを
   含む、請求項３に記載の磁極ユニットの組立方法。
5. 【請求項５】 その外側面が平面状に形成された環状突
   起片を有する磁極ユニットの組立方法であって、 前記外側面に対して永久磁石を摺動させて前記環状突起
   片の所望位置に前記永久磁石を固定する、磁極ユニット
   の組立方法。
6. 【請求項６】 板状継鉄、 前記板状継鉄の主面に設けられる永久磁石群、および前
   記永久磁石群の主面に設けられる磁極板を備え、 前記磁極板は環状突起と前記環状突起の外側面に設けら
   れる漏洩磁束防止用の永久磁石とを含み、前記漏洩磁束
   防止用の永久磁石はその磁化方向が前記永久磁石群の主
   面に対して傾くように配置される、磁界発生装置。
7. 【請求項７】 前記漏洩磁束防止用の永久磁石は、角形
   状をしかつ磁化方向がその主面に対して鋭角で交わるよ
   うに形成される、請求項６に記載の磁界発生装置。
8. 【請求項８】 前記漏洩磁束防止用の永久磁石は、角形
   状をしかつ前記永久磁石群の主面に対して傾けて配置さ
   れる、請求項６または７に記載の磁界発生装置。
9. 【請求項９】 前記漏洩磁束防止用の永久磁石の磁化角
   度に応じて前記磁極板の寸法が設定される、請求項６な
   いし８のいずれかに記載の磁界発生装置。
10. 【請求項１０】 前記漏洩磁束防止用の永久磁石の磁化
    角度が０度より大きくかつ６０度未満に設定される、請
    求項９に記載の磁界発生装置。
11. 【請求項１１】 板状継鉄、 前記板状継鉄の主面に設けられる永久磁石群、および前
    記永久磁石群の主面に設けられる磁極板を備え、 前記磁極板は複数の環状突起片からなる環状突起と前記
    各環状突起片の外側面に設けられる漏洩磁束防止用の永
    久磁石とを含み、前記漏洩磁束防止用の永久磁石の磁化
    方向は前記環状突起片の外側面に対して垂直である、磁
    界発生装置。
12. 【請求項１２】 板状継鉄、 前記板状継鉄の主面に設けられる永久磁石群、および前
    記永久磁石群の主面に設けられる磁極板を備え、 前記磁極板は環状突起と前記環状突起の外側面に設けら
    れる漏洩磁束防止用の永久磁石とを含み、前記漏洩磁束
    防止用の永久磁石を前記環状突起より引き込める、磁界
    発生装置。
13. 【請求項１３】 前記請求項２、６ないし１２のいずれ
    かに記載の磁界発生装置を用いた、ＭＲＩ装置。