JP2014042554A - 磁場発生用電磁石、これを使用した均等磁場発生装置及び磁場発生用電磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設計通りに正確に製作することができる磁場発生用電磁石、複数の磁場発生用電磁石の位置ズレを調整することができる均等磁場発生装置及び磁場発生用電磁石の製造方法を提供する。
【解決手段】巻き線治具１１Ａ，１１Ｂにリング状の巻き線用芯金を装着して巻き線用芯金１２の外周側に巻き線を施して巻き線部１７を形成し、巻き線用芯金と巻き線用芯金上に巻装した巻き線部１７とで磁場を発生する電磁石を構成する。各電磁石を支持プレートで支持して複数の電磁石ユニットを構成し、これら電磁石ユニットを整列保持具で整列させて均等磁場発生装置を構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子スピン共鳴や核磁気共鳴などの種々の磁気共鳴を利用して生体の組織画像を得る生体計測装置用の磁場発生用電磁石、これを使用した均等磁場発生装置及び磁場発生用電磁石の製造方法に関する。

この種の磁気共鳴を利用した生体計測装置では、高強度且つ高均一度（数ｐｐｍオーダー）で、時間的に安定した静磁界発生源として、均等磁場を発生する磁場発生用電磁石が用いられている。
特に、磁気共鳴画像診断装置（ＭＲＩ装置）に用いられる電磁石では、精密でコントラストの高い生体断層像を高速で撮るとともに、高機能画像取得のために、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内で所定の磁界強度で且つ所定の磁界均一度（数ｐｐｍオーダー）で、さらに所定時間安定な静磁界特性が要求されている（例えば、特許文献１参照）。
このように高い磁界均一度を達成するためには、複数のコイルを最適配置し、設計上の磁場均一性を磁界解析で最適化し、設計対応するのが一般的である。

特開平１０−２６２９４７号公報

ところで、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、静磁場を発生する磁石の磁場均一度は磁石の周囲の環境に左右されることから、磁石の据えつけ環境に応じて磁場均一度を調整するために、磁石のボア内壁に磁性体の小片を貼り付けて調整するようにしている。
しかしながら、静磁場を形成する電磁石では、厳密な最適化を実施、設計通りに製作、組立を実施しても製作時の寸法公差や適用材の特性により、実際には数百から数千ｐｐｍレベルの均一度になるのが普通であり、複数のコイルの相対的な位置ずれによっても磁場均一度は数千ｐｐｍの不均一ができてしまったりする。

このため、磁場を発生する磁場発生用電磁石を設計通りに正確に製作することが望まれ、複数コイルを組立てた際に位置ズレを調整可能であることが望まれている。
そこで、本発明は、上記従来例の課題に着目してなされたものであり、設計通りに正確に製作することができる磁場発生用電磁石、複数の磁場発生用電磁石の位置ズレを調整することができる均等磁場発生装置及び磁場発生用電磁石の製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る磁場発生用電磁石の第１の態様は、巻き線治具にリング状の巻き線用芯金を装着して当該巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線用芯金と当該巻き線用芯金上に巻装した巻き線部とで磁場を発生する電磁石を構成している。
この構成によると、巻き線治具に装着する巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、巻き線用芯金と巻き線部とで電磁石を構成するので、巻き線治具を使用して形成した巻き線が崩れることなく電磁石を構成することができる。この場合、巻き線用芯金に巻装した巻き線の崩れを防止するために、巻き線治具とともにワニス含浸処理して巻き線を固定することが好ましい。

また、本発明に係る磁場発生用電磁石の第２の態様は、前記巻き線部の巻き幅が、前記巻き線用芯金の幅より広くされてオーバーハング部が形成されている。
この構成によると、巻き線部の巻き幅が巻き線用芯金の幅より広いので、磁場発生用電磁石を軸方向の両端側から支持プレートで挟持する際に巻き線部のみに締結による応力が掛かり、巻き線用芯金に不要な応力が掛かることを防止できる。

また、本発明に係る均等磁場発生装置の第３の態様は、巻き線治具にリング状の巻き線用芯金を装着して当該巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線用芯金及び前記巻き線部で構成される磁場を発生する複数の磁場発生用電磁石と、該複数の磁場発生用電磁石の一つ又は複数を一対の中心開口を有する支持プレートで位置決め挟持して構成した複数の電磁石ユニットと、前記複数の電磁石ユニットを前記磁場発生用電磁石の中心軸が一致するように整列保持する整列保持具とを備えている。

この構成によると、巻き線用芯金とこの巻き線用芯金に装着した巻き線部とで構成される磁場発生用電磁石の軸方向両側を一対の支持プレートで挟持して複数の電磁石ユニットを構成し、複数の電磁石ユニットを磁場発生用電磁石の中心軸が一致するように整列保持するので、複数の電磁石ユニットをそれらの磁場発生用電磁石の中心軸を一致させて正確に整列させることができる。

また、本発明に係る均等磁場発生装置の第４の態様は、前記整列保持具が、複数の電磁石ユニットの一対のプレートに挿通する少なくとも一対の位置決め用軸で構成されている。
この構成によると、一対の位置決め用軸を複数の電磁石ユニットの一対のプレートに形成した挿通孔に挿通することにより、複数の電磁石ユニットの径方向の位置を正確に位置決めすることができる。
また、本発明に係る均等磁場発生装置の第５の態様は、前記位置決め用軸の隣接する前記電磁石ユニット間に軸方向の位置決め用カラーを装着している。
この構成によると、位置決め用カラーによって電磁石ユニット間の軸方向の位置決めを正確に行うことができる。

また、本発明に係る均等磁場発生装置の第６の態様は、前記複数の電磁石ユニットを前記位置決め用軸及び位置決め用カラーで径方向及び軸方向に位置決めした状態で、前記複数の電磁石ユニットを個別の２次元位置調整部材に取付け、前記位置決め用軸及び位置決め用カラーを取り外した状態で、前記各２次元位置調整部材で前記複数の電磁石ユニット位置を調整して均等磁場を形成する。

この構成によると、２次元位置調整部材に複数の電磁石ユニットを個別に取付けた状態で、各電磁石ユニットの径方向及び軸方向の位置決めを行うことができ、この状態で、位置決め用軸及び位置決め用カラーを取り外し、各電磁石ユニットを個別に軸方向及び径方向に微調整することにより均等磁場を形成することができる。

また、本発明に係る均等磁場発生装置の第７の態様は、前記複数の電磁石ユニットを前記位置決め用軸及び位置決め用カラーで径方向及び軸方向に位置決めした状態で、前記複数の電磁石ユニットを個別の２次元位置調整機構に取付け、前記位置決め用軸及び位置決め用カラーを取り外した状態で、前記各２次元位置調整機構で前記複数の電磁石ユニット位置を調整して均等磁場を形成し、前記複数の電磁石ユニット間の間隔を間隔調整用ナットで固定するようにしている。
この構成によると、均等磁場を調整した後の各電磁石ユニット間の間隔を間隔調整用ナットで固定するので、電磁石ユニット間の間隔固定を容易に行うことができる。

また、本発明に係る均等磁場発生装置の第８の態様は、前記間隔調整用ナットが、前記電磁石ユニットの一対の支持プレートを固定するボルトの雄ねじ部に螺合されている。
この構成によると、間隔調整用ナットを螺合させる雄ねじ部を別途用意する必要がなく、構成を簡略化することができる。

また、本発明に係る磁場発生用電磁石の製造方法の第１の態様は、リング状の巻き線用芯金を一対の巻き線治具に位置決めして挟持した状態で、前記巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線部の装着が完了した後に、巻き線用芯金を前記巻き線部の装着状態で前記一対の巻き線治具から取り外して磁場発生用電磁石としている。
この方法によると、巻き線治具に装着する巻き線用芯金に巻き線部を施し、巻き線用芯金とこの巻き線用芯金の外周側に巻装した巻き線部とで電磁石を構成するので、巻き線治具を使用して形成した巻き線部が崩れることなく電磁石を構成することができる。

また、本発明に係る磁場発生用電磁石の製造方法の第２の態様は、リング状の巻き線用芯金を一対の巻き線治具に位置決めして挟持した状態で、前記巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線部の装着が完了した後に、前記巻き線治具毎ワニス含浸処理を行って前記巻き線部を固定し、次いで前記巻き線用芯金を前記巻き線部の装着状態で前記一対の巻き線治具から取り外して磁場発生用電磁石としている。
この方法によると、巻き線用芯金の外周側に巻き線部の装着が完了した後に、巻き線治具毎ワニス含浸処理を行うので、巻き線部をワニスで確実に固定することができ、巻き線治具を外した状態で、巻き線用芯金上に巻装した巻き線部の形状を確実に保持することができる。

本発明に係る磁場発生用電磁石及びその製造方法の一態様によれば、巻き線治具に装着する巻き線用芯金に巻き線を施して巻き線部を形成し、巻き線用芯金とこの巻き線用芯金に巻装した巻き線部とで電磁石を構成するので、巻き線治具を使用して形成した巻き線部が崩れることなく、設計通りの電磁石を正確に構成することができるという効果が得られる。

また、本発明に係る均等磁場発生装置の一態様によれば、巻き線用芯金とこの巻き線用芯金に装着した巻き線部とで構成される磁場発生用電磁石の軸方向両側を一対のプレートで挟持して電磁石ユニットを構成し、複数の電磁石ユニットを磁場発生用電磁石の中心軸が一致するように整列保持するので、複数の電磁石ユニットをそれらの磁場発生用電磁石の中心軸を一致させて高精度で整列させることができる。

さらに、本発明に係る均等磁場発生装置の一態様によれば、２次元位置調整部材に複数の電磁石ユニットを個別に取付けた状態で、各電磁石ユニットの径方向及び軸方向の位置決めを行うことができ、この状態で、位置決め用軸及び位置決め用カラーを取り外し、各電磁石ユニットを個別に軸方向及び径方向に微調整することにより均等磁場を形成することができる。

本発明に係る均等磁場発生装置の全体構成を示す斜視図である。 磁場発生用電磁石の配置関係を示す斜視図である。 本発明に係る磁場発生用電磁石を示す断面図である。 磁場発生用電磁石の製造方法の説明に供する要部を拡大して示す部分図である。 電磁石ユニットの組立状態を示す斜視図である。 支持プレートの一部の内面を示す斜視図である。 電磁石ユニットを整列させた状態を示す側面図である。 電磁石ユニットを２次元調整部材に装着した状態を示す部分拡大斜視図である。 ２次元調整部材を示す斜視図である。 電磁石ユニットの固定状態を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る均等磁場発生装置を示す斜視図である。
図中、１は電子スピン共鳴や核磁気共鳴などの種々の磁気共鳴を利用して生体の組織画像を得る生体計測装置に適用する均等磁場発生装置である。この均等磁場発生装置１は、図２に示すように、例えば８個の円環状に形成された磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８が同軸的に配置されている。
ここで、両端部側に配設された磁場発生用電磁石ＥＭ１，ＥＭ２及びＥＭ７，ＥＭ８は内径及び外径がともに小さく設定されているが、人体等の生体が中心部を通過するに十分な内径の円環状に形成されている。

また、磁場発生用電磁石ＥＭ２及びＥＭ７の内側に配設された磁場発生用電磁石ＥＭ３及びＥＭ６は、内径及び外径がともに磁場発生用電磁石ＥＭ１，ＥＭ２及びＥＭ７，ＥＭ８より大きい中程度に設定されて円環状に形成されている。
さらに、磁場発生用電磁石ＥＭ３及びＥＭ６の内側すなわち軸方向中央部に配設された磁場発生用電磁石ＥＭ４及びＥＭ５は、内径及び外径がともに磁場発生用電磁石ＥＭ３及びＥＭ６より大きい大径に設定された円環状に形成されている。
したがって、磁場発生用電磁石ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ７及びＥＭ８と、磁場発生用電磁石ＥＭ３及びＥＭ６と、磁場発生用電磁石ＥＭ４及びＥＭ５とは互いに異なる定数に設定されている。

これら磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８のそれぞれは、図４に示すように、所定の厚みの円板で構成される一対の巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを使用して製作される。これら巻き線治具１１Ａ及び１Ｂは、両者間に巻き線用芯金１２を配置した状態でボルト１４及びナット１５によって着脱可能に一体化されている。
ここで、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂは、巻き線用芯金１２を挟んで上下対称形に形成されている。

巻き線用芯金１２は、図３に示すように、巻き線の巻き線幅Ｗ１よりは狭い幅で上下面が平坦面とされたリング状板部１２ａと、このリング状板部１２ａの内周面側の上下板部に上下対称に突出形成された係合突出部１２ｂ及び１２ｃと、リング状板部１２ａの内周面に形成されたリング状板部１２ａの厚みより狭い厚みで内方に僅かに突出する突出部１２ｄとを備えている。

ここで、係合突出部１２ｂ及び１２ｃの外周面側には、Ｏリング１３ａ及び１３ｂを収容する円環状溝１２ｅ及び１２ｆが形成されている。なお、巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂ及び１２ｃには、後述するワニス含浸処理を実施する際に、ワニスが付着しないように例えばポリテトラフルオロエチレンテープ等のフッ素樹脂テープでなるマスク材でマスクしておくことが好ましい。

一方、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂのそれぞれは、図４に示すように、互いに所定厚みの円板形状を有し、半径方向の中央部よりやや外方位置の内面に巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂ及び１２ｃが係合する円環状係合溝１１ａ及び１１ｂが形成されている。これら円環状係合溝１１ａ及び１１ｂの外周部に連接して巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａの上面及び下面に接触する平坦な円環状当接面１１ｃ及び１１ｄが形成されている。これら円環状当接面１１ｃ及び１１ｄの外周側には巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａ及び１２ｂの外周面よりは内周側から円環状当接面１１ｃ及び１１ｄより外側に凹む巻き線収容部１１ｅ及び１１ｆが形成されている。

また、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの円環状係合溝１１ａ及び１１ｂより内側に円周方向に所定間隔を保って上下方向に貫通する例えば３６個の貫通孔１１ｇ及び１１ｈが形成されている。なお、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの対向する内面には、後述するワニス含浸処理後に巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを離型し易いように例えばポリテトラフルオロエチレンコート処理やポリテトラフルオロエチレンテープ処理を施すことが好ましい。

そして、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを、これら間で巻き線用芯金１２を挟むように配置する。このとき、巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂ及び１２ｂを、その円環状溝１２ｅ及び１２ｆにＯリング１３ａ及び１３ｂを収納した状態で、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの円環状係合溝１１ａ及び１１ｂに係合させ、且つリング状板部１２ａ及び１２ｂの平坦な上下面を円環状当接面１１ｃ及び１１ｄに当接させる。

このように巻き線用芯金１２を巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂで挟んだ状態で、例えば巻き線治具１１Ａの上方からボルト１４を貫通孔１１ｇ及び１１ｈに挿通し、巻き線治具１１Ｂの下面から突出するボルト１４の雄ねじ部にナット１５を螺合させて締め付ける。
これにより、巻き線用芯金１２を巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂで挟持した状態となり、巻き線用芯金１２の外周側に巻き線収納空間１６が形成される。

このとき、巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａの上下面と巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの円環状当接面１１ｃ及び１１ｄとが面接触し、巻き線治具１１Ａ及び１１ｂの円環状係合溝１１ａ及び１１ｂの側壁に巻き線用芯金１２の円環状溝１２ｅ及び１２ｆに装着されたＯリング１３ａ及び１３ｂが圧接した状態となる。
そして、巻き線用芯金１２を挟持した巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを図示しない巻き線機に装着して、巻き線収納空間１６に例えばアルファ巻きで巻き線を施して、巻き線用芯金１２の外周側に円環状の巻き線部１７を形成する。このとき、前述したように、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂには、円環状当接面１１ｃ及び１１ｄより外側に凹んだ巻き線収容部１１ｅ及び１１ｆが形成されているので、図３に示すように、巻き線部１７の幅Ｗ１が巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａの幅Ｗ２より広くなり、図４で拡大図示するように、巻き線部１７にオーバーハング部１７ａ及び１７ｂが形成される。

次いで、図４に示すように、巻き線用芯金１２の外周面側に巻き線部１７が装着されると、巻き線部１７が装着された巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを巻き線機から取り出し、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂに巻き線用芯金１２を挟持し、且つ巻き線用芯金１２に巻き線部１７を装着した状態で、例えば真空加圧ワニス含浸装置に装入して真空加圧ワニス含浸処理を実施する。この真空加圧ワニス含浸処理によって、巻き線部１７の巻き線間に絶縁材となるワニスを含浸させて巻き線部１７の巻き線を固定する。

その後、真空加圧ワニス含浸装置から巻き線部１７がワニス含浸処理された巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを取り出し、必要に応じて乾燥処理を行い、さらに巻き線機による巻き線時のテンションによる残留応力を除去するアニール処理を行うことが好ましい。このアニール処理によって巻き線部１７の残留応力を除去して巻き線用芯金１２への装着精度を長期に亘って維持することができる。

その後、巻き線部１７を装着した巻き線用芯金１２を巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂで挟持している状態で、ボルト１４からナット１５を離脱させて巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを巻き線部１７を装着した巻き線用芯金１２から取り外す。これにより、図３に示すように、巻き線用芯金１２の外周面に巻き線部１７を装着固定した磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を形成することができる。

このようにして磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８が形成されると、図２及び図７に示すように、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２を同一形状のスペーサ２０を介して方形の一対の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂで挟持して電磁石ユニットＭＵ１を構成し、同様に磁場発生用電磁石ＥＭ７及びＥＭ８についても同一形状のスペーサ２０を介して方形の一対の支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂで挟持して電磁石ユニットＭＵ６を構成する。

また、磁場発生用電磁石ＥＭ３、ＥＭ４、ＥＭ５及びＥＭ６については、個別に方形の一対の支持プレートＰ２ａ，Ｐ２ｂ、Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ、Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ及びＰ５ａ，Ｐ５ｂで挟持して、それぞれ電磁石ユニットＭＵ２、ＭＵ３、ＭＵ４及びＭＵ５を構成する。
支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６ｂのそれぞれは、互いに同一形状に高精度で形成され、図１に示すように、中心開口２１を有する。また、支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６ｂのそれぞれは、図５及び図６に示すように、マシニングセンタ等のＮＣ工作機械で、磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を構成する巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂ及び１２ｃが係合する円環状の係合溝２２が形成され、この係合溝２２の外周側に連接して電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の巻き線部１７の軸方向端面が接触する平坦面２３が形成されている。

さらに、支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６のそれぞれは、係合溝２２に巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂ及び１２ｃを係合させた状態で、巻き線部１７の外周縁より外側となる位置に図７に示す円環状の冷却水シール２４が嵌合する嵌合段部２５が形成されている。ここで、冷却水シール２４は、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を水冷する場合に巻き線部１７を浸漬する冷却水が外部に漏れることを阻止するもので、各磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８の外径より大きい内径を有する円環状枠体又は方形枠体で構成され、支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの嵌合段部２５との接触面にＯリングや封止用接着剤などでシーリングを行う。

また、支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６ｂのそれぞれは、図７に示すように、一方の対角線の外周寄り位置に一対の貫通孔２６ａ及び２６ｂが高精度で形成され、各貫通孔２６ａ及び２６ｂに位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂが嵌合されている。
そして、図７に示すように、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２間にスペーサ２０を介装して一体化した状態で、磁場発生用電磁石ＥＭ１の係合突出部１２ｃを支持プレートＰ１ａの係合溝２２に係合させて位置決めし、さらに冷却水シール２４を嵌合段部２５に嵌合させて、Ｏリングや封止用接着剤などでシーリングを行う。

次いで、磁場発生用電磁石ＥＭ２の係合突出部１２ｂを支持プレートＰ１ｂの係合溝２２に係合させて位置決めし、さらに冷却水シール２４を支持プレートＰ１ｂの嵌合段部２５に嵌合させる。このとき、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２は、巻き線部１７が巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａに対してオーバーハング部１７ａを有するので、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２の巻き線部１７のオーバーハング部１７ａが支持プレートＰ１ａ及びＰ１Ｂの平坦面２３に接触することになる。

この状態で、支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂの位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂにそれぞれ高精度に形成した位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを挿通することにより、２枚の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂの径方向の位置決めを行う。
この位置決め状態で、例えば支持プレートＰ１ａ側から磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２の内周側及び外周側でそれぞれ複数本のスタッドボルト３１を挿通し、支持プレートＰ１ｂ側から突出した雄ねじ部に締結ナット３２を螺合させて締付けることにより、支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂ間に磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２を正確に位置決めして固定し、電磁石ユニットＭＵ１を構成することができる。

このとき、スタッドボルト３１及び締結ナット３２による支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂの締結時に、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２の巻き線部１７にオーバーハング部１７ａが存在するので、締結応力が巻き線部１７のみにかかることになり、巻き線用芯金１２に不要な締付応力が作用することを防止することができる。しかも、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２の内周近傍及び外周近傍でボルト締めするので、支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂの撓みを最小限に抑えることができる。

同様に、支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂ間にスペーサ２０を介した磁場発生用電磁石ＥＭ７及びＥＭＵを正確に位置決めして固定し、電磁石ユニットＭＵ６を構成することができる。
また、磁場発生用電磁石ＥＭ３〜ＥＭ６については、単独で、支持プレートＰ２ａ，Ｐ２ｂ〜Ｐ５ａ，Ｐ５ｂによって挟持し、スタッドボルト３１及び締結ナット３２で締付けることにより、正確に位置決めして固定し、電磁石ユニットＭＵ２〜ＭＵ５を構成する。

なお、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６では、スタッドボルト３１を同一方向すなわち例えば左側から支持プレート６ｉａ及び支持プレート６ｉｂを通じて挿通し、支持プレート６ｉｂから突出するスタッドボルト３１の雄ねじ部に締結ナット３２を螺合させて締付けて電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を構成する。
そして、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ５において、図５及び図１０に示すように、支持プレート６ｉｂの右端面から突出する所要数のスタッドボルト３１の先端部に間隔調整用ナット３３及び３４を螺合させる。

ここで、間隔調整用ナット３３及び３４は、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の隣接する磁石間の間隔を最終的に固定するものである。間隔調整用ナット３３は対向するスタッドボルト３１の頭部３１ａに当接させるように厚さが間隔調整用ナット３４に比較して薄く設定されている。これに対して間隔調整用ナット３４は対向する支持プレート６ｉａに直接当接させるように厚さがスタッドボルト３１の頭部３１ａ分厚く設定されている。
なお、スタッドボルト３１の長さは間隔調整用ナット３３及び３４が螺合状態で、隣接する電磁石ユニット間の間隔調整が可能な長さに設定されている。

そして、図７に示すように、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の各支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの隣接する支持プレート間における位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂ位置にそれぞれ軸方向の位置決めを行う円筒状のカラー２９ａ及び２９ｂを位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂと同軸的に配置した状態で、位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを挿通することにより、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を径方向及び軸方向に位置決めして整列させる。ここで、位置決め用軸２８ａ，２８ｂ及びカラー２９ａ，２９ｂで整列保持具３０が構成されている。

この電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の整列状態で、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を構成する各支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの下端における軸方向と直交する前後位置を個別に径方向及び軸方向に微調整可能な２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに取付ける。
ここで、２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ及びＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂのそれぞれは、図８及び図９に示すように、ベース基板４１上に形成された軸方向のスライドガイド４２によって軸方向に摺動可能に案内された長方形板状の軸方向摺動テーブル４３と、この軸方向摺動テーブル４３上に、スライドガイド４４によって軸直角方向に摺動可能に案内された軸直角方向摺動テーブル４５とを備えている。

そして、軸方向摺動テーブル４３は、一方の端部４３ａ側に他部に比較して幅狭の括れ部４３ｂを有し、この括れ部４３ｂと端部４３ａとの間に軸方向に延長する２つの長孔４３ｃが形成され、これら長孔４３ｃ内にベース基板４１に螺合された固定ボルト４３ｄが挿通されている。また、軸方向摺動テーブル４３は、他方の端部４３ｅ側に長孔４３ｃと平行な２つの長孔４３ｆが形成され、これら長孔４３ｆ内にベース基板４１に螺合された固定ボル４３ｇが挿通されている。さらに、軸方向摺動テーブル４３は、ベース基板４１に軸方向摺動テーブル４３の括れ部４３ｂの軸方向の両端部に対向して固定された一対の支持板部４６ａ及び４６ｂに位置調整ボルト４７ａ及び４７ｂが螺合され、これら位置調整ボルト４７ａ及び４７ｂの先端を括れ部４３ｂの軸方向の両端部に接触させることにより、軸方向摺動テーブル４３の軸方向位置を調整する。

軸直角方向摺動テーブル４５は、軸方向摺動テーブル４３の括れ部４３ｂに対向する幅狭板部４５ａと、この幅狭板部４５ａの後方側に連接する幅広板部４５ｂと、この幅広板部４５ｂの後方側に連接する厚みの薄い薄板部４５ｃとで構成されている。
幅狭板部４５ａには、軸直角方向に延長し軸方向に離間する一対の長孔４５ｄが形成され、これら長孔４５ｄ内に軸方向摺動テーブル４３に螺合された固定ボルト４５ｅが挿通されている。

また、薄板部４５ｃにも軸直角方向に延長し軸方向に離間する一対の長孔４５ｆが形成され、これら長孔４５ｆ内に軸方向摺動テーブル４３に螺合された固定ボルト４５ｇが挿通されている。
そして、軸方向摺動テーブル４３に幅狭板部４５ａの端部に対向して支持板部４８が形成され、この支持板部４８に位置調整ボルト４９が軸直角方向に螺合され、この位置調整ボルト４９の先端が幅狭板部４５ａの端部に接触して軸直角方向摺動テーブル４５の位置決めを行う。

また、軸直角方向摺動テーブル４５の幅広板部４５ｂの上面に電磁石ユニットＭＵ１（又はＭＵ６）の支持プレートＰ１ａ（又はＰ６ａ）及びＰ１ｂ（又はＰ６ｂ）の内側寸法と等しい寸法の取付板部５１が固定ボルト５２によって固定されている。この取付板部５１には軸方向の両端部に支持プレートＰ１ａ（又はＰ６ａ）及びＰ１ｂ（又はＰ６ｂ）を固定する４本の支持軸５３が突出形成され、これら支持軸５３の先端側に形成された雄ねじ部に締付ナット５４か螺合されている。支持プレートＰ１ａ（又はＰ６ａ）及びＰ１ｂ（又はＰ６ｂ）には、図８に示すように、支持軸５３に対向する位置に、下端面から上方に延長する切欠部５５が形成されている。そして、支持プレートＰ１ａ（又はＰ６ａ）及びＰ１ｂ（又はＰ６ｂ）が、切欠部５５内に支持軸５３を挿通させるとともに、下端面を軸直角方向摺動テーブル４５の幅広板部４５ｂの上面に接触させた状態で、締付ナット５４を締付けることにより２次元位置調整機構ＡＭ１ａ（又はＡＭ６ａ）に固定される。

また、２次元位置調整機構ＡＭ１ｂは、２次元位置調整機構ＡＭ１ａと中心軸を通る垂直面を挟んで面対象に配置され、取付板部５１に軸方向の両端部に支持プレートＰ１ａ（又はＰ６ａ）及びＰ１ｂ（又はＰ６ｂ）を支持軸５３及び締付ナット５４で固定されている。
また、２次元位置調整機構ＡＭ２ａ，ＡＭ２ｂ〜ＡＭ５ａ，ＡＭ５ｂのそれぞれは、支持する電磁石ユニットＭＵ２〜ＭＵ５の支持プレートＰ２ａ，Ｐ２ｂ〜Ｐ５ａ，Ｐ５ｂの間隔に応じて軸方向の幅が２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ及びＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに比較して幅狭に構成されていることを除いては２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ及びＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂと同様の構成を有する。

そして、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が、前述したように、位置決め用軸２８ａ，２８ｂ及びカラー２９ａ，２９ｂで軸方向及び径方向に位置決めし、且つ２次元位置調整機構を固定部に固定ボルト５６で固定した状態で、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに固定する。
これら２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂへの電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の固定部への固定が完了すると、位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを引き抜くことにより、各２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂによる電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ５を個別に軸方向及び軸直角方向の微調整を行うことが可能となる。

この２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂによる電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の軸方向及び軸直角方向への微調整により、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内で所定の磁界強度で且つ所定の磁界均一度（数ｐｐｍオーダー）を達成することができる。
そして、最終的に微調整された電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の隣接するユニット間隔が前述した間隔調整用ナット３３をスタッドボルト３１の雄ねじ部に螺合させた状態で対向するスタッドボルト３１の頭部３１ａに当接させるとともに、間隔調整用ナット３４を対向する支持プレートＰｉａの板面に当接させることにより、固定される。

そして、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の間隔が固定された状態で、図１に示すように、例えば電磁石ユニットＭＵ１の支持プレートＰ１ａ側から各支持プレートＰｉａ及びＰｉｂの最外周のボルト挿通孔に円周方向に所定間隔を保って貫通スタッドボルト３５を挿通する。この貫通スタッドボルト３５の電磁石ユニットＭＵ１の支持プレートＰ１ａから突出する雌ねじ部及び電磁石ユニットＭＵ６の支持プレートＰ６ｂから突出する雌ねじ部に締結ナット３６を螺合して締付けることにより固定する。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を製造するには、磁場発生用電磁石ＥＭ１，ＥＭ２及びＥＭ７，ＥＭ８に対応するサイズの巻き線用芯金１２を４個と、磁場発生用電磁石ＥＭ３及びＥＭ６に対応するサイズの巻き線用芯金１２を２個と、磁場発生用電磁石ＥＭ４及びＥＭ５に対応するサイズの巻き線用芯金１２を２個それぞれ用意する。

また、巻き線用芯金１２を装着する巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂについても各サイズの巻き線用芯金１２に対応する８個ずつ用意する。
各巻き線用芯金１２について、係合突出部１２ｂ及び１２ｃを、例えばポリテトラフルオロエチレンテープ等のフッ素樹脂テープでなるマスク材でマスクする。そして、巻き線用芯金１２のマスク材でマスクした係合突出部１２ｂ及び１２ｃを、図４に示すように、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの円環状係合溝１１ａ及び１１ｂに係合させる。これにより、巻き線用芯金１２を巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂで挟み込む。

この状態で、巻き線用芯金１２の内周側で巻き線治具１１Ａの上面側からボルト１４を貫通孔１１ｇ及び１１ｈに挿通し、貫通孔１１ｈから突出した雄ねじ部にナット１５を螺合させて締め付ける。これにより、巻き線用芯金１２が巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂによって挟持される。このとき、巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａの軸方向の両端面に巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの円環状当接面１１ｃが当接した状態となり、巻き線用芯金１２の外周側に巻き線収容部１１ｅ及び１１ｆが形成される。

この巻き線用芯金１２を挟持した巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを巻き線機に装着して巻き線収容部１１ｅ及び１１ｆに所定ターン数の巻き線を施すことにより、図４に示すように、巻き線収容部１１ｅ及び１１ｆ内に巻き線用芯金１２のリング状板部１２ａの幅より僅かに長い幅のオーバーハング部１７ａを有する巻き線部１７が形成される。
そして、巻き線部１７が形成された巻き線用芯金１２を巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂと共に、巻き線機から取り外し、そのまま例えば真空加圧ワニス含浸装置に装入して真空加圧ワニス含浸処理を実施する。この真空加圧ワニス含浸処理によって、巻き線部１７の巻き線間に絶縁材となるワニスを含浸させて巻き線部１７の巻き線を固定する。

そして、巻き線部１７が形成された巻き線用芯金１２を巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂと共に、真空ワニス含浸装置から取り出し、必要に応じて乾燥装置に装入してワニスを乾燥させる。さらに、ワニス含浸処理によって、巻き線部１７を硬化させた後に、アニール処理を行って、巻き線部１７に巻き線時に作用するテンションによる残留応力を除去する。
このように、アニール処理を行って、巻き線部１７の残留応力を除去することにより、残留応力による巻き線部１７の変形を確実に防止することができ、巻き線部１７を高精度で形成することができる。

その後、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂからボルト１４及びナット１５を取り外し、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを巻き線用芯金１２から取り外すと、図３に示すように、巻き線用芯金１２の外周に巻き線部１７を形成した磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を設計通りに正確に形成することができる。
このように、本実施形態では、巻き線用の治具として使用する巻き線用芯金１２の外周面に巻き線部１７を形成して磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を構成するので、巻き線部１７の内径が巻き線用芯金１２によって正確に規制されることから巻き線部１７の内径を設計通りに正確に形成することができる。しかも、巻き線用芯金１２を取り外すことがないので、巻き線部１７の形状が崩れることがなく、巻き線部１７の形状を高精度で維持することができる。さらに、巻き線部１７を巻き線治具１１Ａ，１１Ｂ及び巻き線用芯金１２から外すことなく、ワニス含浸処理を行って巻き線部１７を固定するので、巻き線部１７の形状を正確に維持することができる。

このとき、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂにポリテトラフルオロエチレンコート処理等のフッ素樹脂コート処理やポリテトラフルオロエチレンテープ等のフッ素樹脂テープ処理を施すことにより、ワニス含浸処理終了後に、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂの離型を容易に行うことができる。
そして、上記工程によって製作された磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を使用して均等磁場発生装置１を製作する。この均等磁場発生装置１の製作は、先ず、磁場発生用電磁石ＥＭ１，ＥＭ２及びＥＭ７及びＥＭ８については、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２を同一形状のスペーサ２０を介して一体化して置くと共に、磁場発生用電磁石ＥＭ７及びＥＭ８についても同一形状のスペーサ２０を介して一体化しておく。また、各サイズの磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を挟持する外形寸法が同一寸法に高精度に形成され、内面側に磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を構成する巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂ及び１２ｃが係合する係合溝２２を形成した支持プレートＰ１ａ、Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂを用意して置く。

そして、図７に示すように、一対の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂ間に、スペーサ２０を介して一体化した磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２のうち、磁場発生用電磁石ＥＭ１の巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｂを支持プレートＰ１ａの係合溝２２に係合させて径方向の位置決めすると共に、磁場発生用電磁石ＥＭ２の巻き線用芯金１２の係合突出部１２ｃを支持プレートＰ１ｂの係合溝２２に係合させて径方向の位置決めをする。

そして、一対の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂの位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂに位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを挿通して支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂ同士を径方向に位置決めする。この状態で、支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂをスタッドボルト３１及び締結ナット３２で締付けることにより、一体化して電磁石ユニットＵ１及びＵ６を構成する。

また、スペーサ２０を介して一体化した磁場発生用電磁石ＥＭ７及びＥＭ８についても、上記と同様に、一対の支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂに位置決めして保持し、一対の支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂの位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂに位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを挿通して支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂ同士を径方向に位置決めする。この状態で、支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂをスタッドボルト３１及び締結ナット３２で締付けることにより、一体化して電磁石ユニットＭＵ６を構成する。

残りの磁場発生用電磁石ＥＭ３〜ＥＭ６については、図６及び図７に示すように個別に一対の支持プレートＰｉａ，Ｐｉｂ（ｉ＝２〜５）に位置決めして保持し、一対の支持プレートＰｉａ，Ｐｉｂの位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂに位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを挿通して支持プレートＰｉａ及びＰｉｂ同士を径方向に位置決めする。この状態で、支持プレートＰｉａ及びＰｉｂをスタッドボルト３１及び締結ナット３２で締付けることにより、一体化して電磁石ユニットＭＵｉを構成する。

このようにして、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が構成されると、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６間の支持プレートＰ１ｂ及びＰ２ａ間、Ｐ２ｂ及びＰ３ａ間、Ｐ３ｂ及びＰ４ａ間、Ｐ４ｂ及びＰ５ａ間、Ｐ５ｂ及びＰ６ａ間における位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂ間にそれぞれ軸方向位置決めカラー２９ａ及び２９ｂを配置した状態で、各支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの位置決め用ブッシュ２７ａ及び２７ｂと軸方向位置決めカラー２９ａ及び２９ｂに位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを挿通する。この位置決め用軸２８ａ及び２８ｂの挿通と、軸方向位置決め用カラー２９ａ及び２９ｂとによって電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が径方向及び軸方向に正確に位置決めされて軸方向に整列される。

この電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の整列状態で、固定部に予め高精度で整列されて固定された２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を軸方向摺動テーブル４３及び軸直角方向摺動テーブル４５の位置を調整して固定する。したがって、２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を固定した状態では、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が位置決め用軸２８ａ，２８ｂ及び軸方向位置決めカラー２９ａ，２９ｂによって径方向及び軸方向に位置決めされて整列されているので、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が位置決めされた整列状態を維持して２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに固定される。
そして、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂへの固定が完了すると、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６から位置決め用軸２８ａ及び２８ｂを引き抜いて、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の設置を完了する。

このようにして、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂへの設置が完了すると、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の巻き線部１７に通電した状態で、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内での磁界均一度を測定し、磁界均一度が所定範囲（数ｐｐｍ以下）であるときには、２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂの位置調整を行う必要がない。この場合には、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ５のスタッドボルト３１に螺合されている間隔調整用ナット３３及び３４をスタッドボルト３１の雄ねじ部に螺合させた状態で、例えば右端面から見て反時計方向に回動させて支持プレートＰ１ｂ〜Ｐ５ｂから離れる方向に移動させる。そして、図１０に示すように、間隔調整用ナット３３を対向するスタッドボルト３１の頭部３１ａに当接させるとともに、間隔調整用ナット３４を対向する支持プレートＰ２ａ〜Ｐ６ａの板面に当接させて隣接する電磁石ユニットＭＵ１及びＭＵ２間、ＭＵ２及びＭＵ３間、ＭＵ３及びＭＵ４間、ＭＵ４及びＭＵ５間並びにＭＵ５及びＭＵ６間の間隔を固定する。

これら間隔調整用ナット３３及び３４による電磁石ユニット間の間隔固定を終了すると、図１に示すように、電磁石ユニットＭＵ１の支持プレートＰ１ａから電磁石ユニットＭＵ６の支持プレートＰｂまでの各支持プレートに所定本数の貫通スタッドボルト３５を挿通する。そして、挿通した貫通スタッドボルト３５の電磁石ユニットＭＵ１の支持プレートＰ１ａから左方に突出する雄ねじ部に締結ナット３６を螺合させる。同様に貫通したスタッドボルト３５の電磁石ユニットＭＵ６の支持プレートＰ６ｂから右方に突出する雄ねじ部に締結ナット３６を螺合させる。そして、貫通スタッドボルト３５の両端に螺合させた締結ナット３６を締付けることにより、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の軸方向位置及び半径方向位置を固定して均等磁場発生装置の組立てを完了する。

一方、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を軸方向及び径方向に位置決めして整列させて２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂに固定した状態で、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の巻き線部１７に通電したときに、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内での磁界均一度を測定した結果が、所定範囲（数ｐｐｍ以下）を超えている場合には、２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂによる位置調整を行う。この位置調整は、２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂによって、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ５を軸方向又は軸直角方向に微動させて、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内での磁界均一度を測定した結果が、所定範囲（数ｐｐｍ以下）となるように調整する。

このとき、電磁石ユニットＭＵｊ（ｊ＝１〜６）を軸方向に微動させる場合には、一対の２次元位置調整機構ＡＭｊａ及びＡＭｊｂの微動させる方向の位置調整ボルト４７ａ（又は４７ｂ）を同時又は個別に所望ピッチ分後退させ、次いで、微動させる方向とは反対側の位置調整ボルト４７ｂ（又は４７ａ）を同時に所定ピッチ分前進させることにより、軸方向摺動テーブル４３を軸方向に微動させて位置調整ボルト４７ａ及び４７ｂのピッチ単位で位置調整を行う。

一方、電磁石ユニットＭＵｊを軸直角方向に微動させる場合には、一対の２次元位置調整機構ＡＭｊａ及びＡＭｊｂの軸直角方向摺動テーブル４５の微動方向の２次元位置調整機構ＡＭｊａ（又はＡＭｊｂ）の位置調整ボルト４９を所望ピッチ分後退させ、次いで、微動させる方向とは反対側の２次元位置調整機構ＡＭｊｂ（又はＡＭｊａ）の位置調整ボルト４９を所望ピッチ分前進させることにより、軸直角方向摺動テーブル４５を軸直角方向に微動させて位置調整ボルト４９のピッチ単位で位置調整を行う。

そして、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の位置調整が終了した状態で、上述したように、間隔調整用ナット３３を対向するスタッドボルト３１の頭部３１ａに当接させるとともに、間隔調整用ナット３４を対向する支持プレートＰ２ａ〜Ｐ６ａの板面に当接させて隣接する電磁石ユニットＭＵ１及びＭＵ２間、ＭＵ２及びＭＵ３間、ＭＵ３及びＭＵ４間、ＭＵ４及びＭＵ５間並びにＭＵ５及びＭＵ６間の間隔を固定する。

これら間隔調整用ナット３３及び３４による電磁石ユニット間の間隔固定を終了すると、図１に示すように、電磁石ユニットＭＵ１の支持プレートＰ１ａから電磁石ユニットＭＵ６の支持プレートＰｂまでの各支持プレートに所定本数の貫通スタッドボルト３５を挿通する。そして、挿通した貫通スタッドボルト３５の電磁石ユニットＭＵ１の支持プレートＰ１ａから左方に突出する雄ねじ部に締結ナット３６を螺合させる。同様に貫通したスタッドボルト３５の電磁石ユニットＭＵ６の支持プレートＰ６ｂから右方に突出する雄ねじ部に締結ナット３６を螺合させる。そして、貫通スタッドボルト３５の両端に螺合させた締結ナット３６を締付けることにより、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の軸方向位置及び半径方向位置を固定して均等磁場発生装置の組立てを完了する。
なお、３つ以上の電磁石ユニットを固定する場合には、複数組例えば２組の電磁石ユニット同士を図１０に示す貫通スタッドボルト３８及び締結ナット３９及び４０によって固定するようにしても良い。

このように、上記実施形態によると、磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を製作する場合には、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂ間に巻き線用芯金１２を位置決めして固定した状態で、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂをボルト締めし、この状態で、巻き線機で巻き線用芯金１２の外周側に巻き線部１７を形成する。そして、巻き線用芯金１２と巻き線部１７とで磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を構成するので、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを取り外したときに、巻き線部１７が内周側に変形することを確実に防止することができ、高精度で磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を製造することができる。

このとき、巻き線用芯金１２の外周側に巻き線部１７を形成した状態で、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂと共に、ワニス含浸処理を行うことにより、巻き線部１７がワニスで固定された状態で巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを取り外すことができ、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを取り外した状態で、巻き線部１７が崩れることを確実に防止して高精度で設計と通りの磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を製造することができる。

そして、上記のようにして製造した磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を使用して均等磁場発生装置１を製造する場合に、磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８の巻き線用芯金１２を位置決めの基準として一対の支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂで挟持して電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を構成している。このため、一対の支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂに磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２、ＥＭ３〜ＥＭ６、ＥＭ７及びＥＭ８を正確に位置決めして支持することができる。

そして、各支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂに高精度の位置決め用ブッシュ２７ａ，２７ｂを設けると共に、これら位置決め用ブッシュ２７ａ，２７ｂに挿通する高精度の位置決め用軸２８ａ，２８ｂを設けることにより、少なくとも一対の支持プレートの径方向の位置決めを正確に行って電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を構成することができる。さらに、位置決め用軸２８ａ，２８ｂによって電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の径方向の位置決めを正確に行うことができる。

また、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６間に軸方向位置決めカラー２９ａ，２９ｂを配置することにより、位置決め用軸２８ａ，２８ｂによる電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の径方向の位置決めと、軸方向位置決めカラー２９ａ，２９ｂによる軸方向位置決めとを行って、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を軸方向及び径方向に正確に位置決めした状態で軸方向に整列させることができる。したがって、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６に支持されている磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を軸方向及び径方向に高精度で整列させることができる。

さらに、軸方向及び径方向に整列された電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を一対の２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂで２次元方向に微調整可能に支持するので、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内での磁界均一度を所定範囲（数ｐｐｍ以下）となるように高精度で調整することができる。
そして、２次元位置調整機構ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂによる微調整が終了した後に、各電磁石ユニット間の間隔を間隔調整用ナット３３及び３４によって固定し、さらに、全体の電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を貫通スタッドボルト３５及び締結ナット３６によって固定することにより、微調整後の各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の軸方向位置及び半径方向位置を正確に固定することができる。

しかも、間隔調整用ナット３３及び３４を電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の支持プレートを固定するスタッドボルト３１の雄ねじ部に螺合させているので、別途間隔調整用ナット３３及び３４を螺合させるための雄ねじ部を形成する必要がなく、構成を簡略化することができる。
なお、上記実施形態においては、８個の磁場発生用電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を使用して均等磁場発生装置１を構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、磁場発生用電磁石の使用個数は任意に設定することができる。

また、上記実施形態においては、巻き線治具１１Ａ及び１１Ｂを使用して巻き線用芯金１２の外周側に巻き線部１７を形成した後に、ワニス含浸処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、巻き線の種類等によって巻き線を施した後に巻き線部１７の形状が崩れない場合には、ワニス含浸処理を省略することができる。同様に巻き線部１７の残留応力が少ない場合にはアニール処理を省略することができる。

また、上記実施形態においては、磁場発生用電磁石ＥＭ１及びＥＭ２と磁場発生用電磁石ＥＭ７及びＥＭ８とをそれぞれ一対の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂと一対の支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂで支持して電磁石ユニットＭＵ１及びＭＵ６を構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、磁場発生用電磁石ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ７及びＥＭ８を個別に一対の支持プレートで支持して電磁石ユニットを構成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、均等磁場発生装置１を水冷方式で冷却する場合について説明したが、液体以外の冷媒を使用する冷却方式を採用する場合には、冷却水シール２４を省略することができる。

１…均等磁場発生装置、ＥＭ１〜ＥＭ８…磁場発生用電磁石、１１Ａ，１１Ｂ…巻き線治具、１１ａ，１１ｂ…円環状係合溝、１１ｃ，１１ｄ…円環状当接面、１１ｅ，１１ｆ…巻き線収容部、１１ｇ，１１ｈ…貫通孔、１２…巻き線用芯金、１２ａ…リング状板部、１２ｂ，１２ｃ…係合突出部、１２ｄ…突出部、１２ｅ，１２ｆ…円環状溝、１３ａ，１３ｂ…Ｏリング、１４…ボルト、１５…ナット、１６…巻き線収納空間、１７…巻き線部、１７ａ…オーバーハング部、Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂ…支持プレート、２２…係合溝、２３…平坦面、２４…冷却水シール、２５…嵌合段部、２７ａ，２７ｂ…位置決め用ブッシュ、２８ａ，２８ｂ…位置決め用軸、２９ａ，２９ｂ…位置決め用カラー、３０…整列保持具、３１…スタッドボルト、３２…締結ナット、３３，３４…間隔調整用ナット、３５…貫通スタッドボルト、３６…締結ナット、ＭＵ１〜ＭＵ６…電磁石ユニット、ＡＭ１ａ，ＡＭ１ｂ〜ＡＭ６ａ，ＡＭ６ｂ…２次元位置調整機構、４１…ベース基板、４３…軸方向摺動テーブル、４５…軸直角方向摺動テーブル、４７ａ，４７ｂ…位置調整ボルト、４９…位置調整ボルト、５１…取付板部

Claims (10)

1. 巻き線治具にリング状の巻き線用芯金を装着して当該巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線用芯金と当該巻き線用芯金上に巻装した巻き線部とで磁場を発生する電磁石を構成したことを特徴とする磁場発生用電磁石。
2. 前記巻き線部の巻き幅は、前記巻き線用芯金の幅より広くされてオーバーハング部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁場発生用電磁石。
3. 巻き線治具にリング状の巻き線用芯金を装着して当該巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線用芯金及び前記巻き線部で構成される磁場を発生する複数の磁場発生用電磁石と、該複数の磁場発生用電磁石の一つ又は複数を一対の中心開口を有する支持プレートで位置決め挟持して構成した複数の電磁石ユニットと、前記複数の電磁石ユニットを前記磁場発生用電磁石の中心軸が一致するように整列保持する整列保持具とを備えていることを特徴とする均等磁場発生装置。
4. 前記整列保持具は、複数の電磁石ユニットの一対のプレートに挿通する少なくとも一対の位置決め用軸で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の均等磁場発生装置。
5. 前記位置決め用軸の隣接する前記電磁石ユニット間に軸方向の位置決め用カラーを装着したことを特徴とする請求項４に記載の均等磁場発生装置。
6. 前記複数の電磁石ユニットを前記位置決め用軸及び位置決め用カラーで径方向及び軸方向に位置決めした状態で、前記複数の電磁石ユニットを個別の２次元位置調整機構に取付け、前記位置決め用軸及び位置決め用カラーを取り外した状態で、前記各２次元位置調整機構で前記複数の電磁石ユニット位置を調整して均等磁場を形成したことを特徴とする請求項５に記載の均等磁場発生装置。
7. 前記複数の電磁石ユニットを前記位置決め用軸及び位置決め用カラーで径方向及び軸方向に位置決めした状態で、前記複数の電磁石ユニットを個別の２次元位置調整機構に取付け、前記位置決め用軸及び位置決め用カラーを取り外した状態で、前記各２次元位置調整機構で前記複数の電磁石ユニット位置を調整して均等磁場を形成し、前記複数の電磁石ユニット位置を間隔調整用ナットで固定したことを特徴とする請求項５に記載の均等磁場発生装置。
8. 前記間隔調整用ナットは、前記電磁石ユニットの一対の支持プレートを固定するボルトの雄ねじ部に螺合されていることを特徴とする請求項７に記載の均等磁場発生装置。
9. リング状の巻き線用芯金を一対の巻き線治具に位置決めして挟持した状態で、前記巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線部の装着が完了した後に、巻き線用芯金を前記巻き線部の装着状態で前記一対の巻き線治具から取り外して磁場発生用電磁石としたことを特徴とする磁場発生用電磁石の製造方法。
10. リング状の巻き線用芯金を一対の巻き線治具に位置決めして挟持した状態で、前記巻き線用芯金の外周側に巻き線を施して巻き線部を形成し、前記巻き線部の装着が完了した後に、前記巻き線治具毎ワニス含浸処理を行って前記巻き線部を固定し、次いで前記巻き線用芯金を前記巻き線部の装着状態で前記一対の巻き線治具から取り外して磁場発生用電磁石としたことを特徴とする磁場発生用電磁石の製造方法。

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