JP2666773B2

JP2666773B2 - 傾斜磁場発生装置

Info

Publication number: JP2666773B2
Application number: JP7141808A
Authority: JP
Inventors: 恭幸田原; 一樹森津; 昭弘原田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: DE19547279A1; JPH08332176A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、核磁気共鳴診断装置
等の超電導電磁石装置の内径部に配置される傾斜磁場発
生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】傾斜磁場発生装置は、図８に示すよう
に、核磁気共鳴診断装置の超電導電磁石装置５０の内径
部に配置され、中心部の撮影領域に傾斜磁場を与えるも
のであり、傾斜磁場発生装置５１の内側に高周波信号を
発信受信するＲＦコイル５２が配置されている。傾斜磁
場発生装置５１は、電磁石装置５０の中心軸と直角で横
方向のｘ軸方向に磁場を発生するＧｘコイル、電磁石装
置５０の中心軸と直角で縦方向のｙ軸方向に磁場を発生
するＧｙコイル、電磁石装置５０の中心軸方向のｚ軸方
向に磁場を発生するＧｚコイルの３組のコイルが組み合
わされて、電磁石装置５０の内径面に添って配置され、
それぞれのコイルにより電磁石装置５０の中心部の撮影
領域に発生した磁場の合成磁場が傾斜磁場となるように
構成されている。傾斜磁場は撮影領域に対して発生すれ
ばよく、コイルの外周部の磁場はないほうがよく、現状
の傾斜磁場発生装置では、外周部磁界を打消す構成のア
クティブ型のものが主流となっている。

【０００３】アクティブ型の傾斜磁場発生装置は、図
９、図１０に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３方向に
磁場を発生するＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚの各コイルはそれぞれ
内側コイルと外側コイルとで構成され、内側コイルと外
側コイルの発生する磁場の向きは互いに逆向きであり、
その合成磁場は、電磁石装置中心部の撮影領域に所定の
傾斜磁場が与えられ、コイル外周部の磁場は内側コイル
と外側コイルのそれぞれが発生する磁場が相殺されるよ
うに構成されている。

【０００４】ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸それぞれの方向に磁場を
発生するそれぞれのコイルＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚはコイルご
とに、撮影領域には所定の磁場が与えられ、コイル外周
部の磁場は相殺されるようにするには、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇ
ｚの各コイルごとに、内側コイルと外側コイルとの間に
隙間を設け、内側コイル、外側コイルが発生するコイル
中心部の磁場の差が所定の値になり、コイル外周部の磁
場が相殺されるように励磁される。その励磁電流は、内
側コイルと外側コイルの隙間が大きい程小さな値とな
る。

【０００５】例えば、内側コイルの取付半径が３６３ｍ
ｍ、外側コイルの取り付け半径が４３５ｍｍ、隙間が７
２ｍｍの場合、撮影領域に所定の傾斜磁場１０ｍＴ／ｍ
（ミリテスラ／メートル）発生させる場合、６０００Ａ
Ｔの励磁磁化力が必要であるが、巻芯を無くして、内側
コイルの取付半径を３４３ｍｍとし、外側コイルの取付
半径を同じ４３５ｍｍとした場合の励磁磁化力は４１０
０ＡＴでよく、励磁電流としては、約２／３に小さくな
る。このことは特開昭６３ー８７７１２号公報の式２９
に示されている。即ち、内側コイルの取付半径をａと
し、外側コイル（シールドコイル）の取付半径ｂを一定
にして半径比ｂ／ａを変化させて計算することが示され
ている。

【０００６】実際の傾斜磁場コイルについて、図９、図
１０に従って説明する。図９、図１０において、８は巻
枠、１はＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚコイルの内側コイル１ｘ、１
ｙ、１ｚの内側コイル群、２はＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚコイル
の２ｘ、２ｙ、２ｚの外側コイル群、３はスペーサであ
る。コイルの中心部が撮影領域である。Ｇｘコイル、Ｇ
ｙコイルは、磁場の方向が巻枠の軸に対して直角方向で
あり、銅板を渦巻き状に形成したコイルとなり、Ｇｚコ
イルは磁場の方向が巻枠軸と一致するのでソレノイド形
コイルである。

【０００７】この傾斜磁場発生装置の各コイルは、ＦＲ
Ｐの巻枠８にＧｘの内側コイル１ｘを配置して繊維質例
えばガラステープを巻き付けて固定し、その上にＧｙの
内側コイル１ｙを配置して同様にガラステープを巻いて
固定される。、次にＧｚの内側コイル１ｚを張力をかけ
て巻付ける。その上にスペーサ８を配置して、その上に
内側コイル群１と同様に、Ｇｘの外側コイル２ｘ、Ｇｙ
の外側コイル２ｙ、Ｇｚの外側コイル２ｚの順にガラス
テープを介して配置して傾斜磁場発生装置のコイル部分
が組立てられ、全体にエポキシ等の樹脂を含浸して硬化
する工程で製作される。

【０００８】この傾斜磁場発生装置のコイルは、常電導
状態で使用され、励磁状態ではコイルが発熱するので、
強制風冷、または水冷方式等の冷却設備により冷却する
ことが必要なときもある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の傾斜磁場発生装
置は、上記のように巻枠の上に配置されており、装置と
して小形にするために、内側コイルと外側コイルの隙間
を小さくすると、磁場の出力効率が低下するので、励磁
電流が大きくなり、コイル内の発熱量が大きくなるの
で、大掛かりな冷却設備が必要となる問題点があり、ま
た、励磁電流が大きくなると、電磁機械力も大きくな
り、振動、騒音も大きくなるという問題点もあった。

【００１０】この発明は、上記問題点を解消するために
なされたものであり、撮影領域の所定の磁場が少ない励
磁電流で得られ、傾斜磁場発生装置として小型になり、
振動、騒音も小さくなる傾斜磁場発生装置を得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる傾斜磁場発生装置は、３方向に磁場を発生するコイ
ルの、内側コイルと外側コイルとの隙間を大きくし、取
り外し可能な巻枠に巻回し、各コイルを一体化した後、
巻枠を除去したものである。

【００１２】この発明の請求項２に係わる傾斜磁場発生
装置は、請求項１の３方向に磁場を発生するコイルの内
側コイルの電磁石装置の軸方向に磁場を発生するコイル
を最内層に配置したものである。

【００１３】この発明の請求項３に係わる傾斜磁場発生
装置は、請求項１の３方向に磁場を発生するコイルの電
磁石装置の軸方向に磁場を発生するコイルの内側コイル
を最内層に配置し、外側コイルの電磁石装置の軸方向に
磁場を発生するコイルを最外層に配置したものである。

【００１４】この発明の請求項４に係わる傾斜磁場発生
装置は、３方向に磁場を発生するコイルの内側コイルと
外側コイルとの隙間を大きくし、各層間に樹脂を含浸し
て半硬化状態としたプリプレグテープを巻き付け、コイ
ル巻回後に加熱し、一体化した後、巻枠を除去したもの
である。

【００１５】この発明の請求項５に係わる傾斜磁場発生
装置は、３方向に磁場を発生するコイルの内側コイルと
外側コイルとの隙間を大きくし、各層間に、繊維質のテ
ープを巻付けて固定し、巻回後に樹脂を含浸して硬化し
た後、巻枠を取り除いたものである。

【００１６】この発明の請求項６に係わる傾斜磁場発生
装置は、３方向に磁場を発生するコイルの最外層に配置
された外側コイルの電磁石装置の軸方向に磁場を発生す
るコイルの両端部に、コイルと同じ線材で下層のコイル
の長さまで巻き付けたものである。

【００１７】この発明の請求項７に係わる傾斜磁場発生
装置は、電磁石装置の軸方向の磁場を発生する内側コイ
ルを、巻線の素線間が絶縁されて強固に固着するように
巻回し、硬化させて一体化し、これを巻枠として、他の
コイルを巻回し、内側コイルと外側コイルとの隙間を大
きくし、各コイルの層間にはプリプレグテープを巻いて
固定し、加熱硬化して一体化したものである。

【００１８】この発明の請求項８に係わる傾斜磁場発生
装置は、３方向に磁場を発生するコイルの内側コイルと
外側コイルとの隙間を大きくし、電磁石装置の内側コイ
ルと外側コイルの軸方向に磁場を発生するコイルを中空
の線材としたものである。

【００１９】この発明の請求項９に係わる傾斜磁場発生
装置は、中空の線材を巻回したコイルは、内側コイル、
外側コイルともに、他の軸と直角方向に磁場を発生する
２つのコイルの間に挟まれて配置されたものである。

【００２０】

【作用】この発明の請求項１においては、３方向に磁場
を発生するコイルの、内側コイルおよび外側コイルを、
取り外し可能な巻枠に巻回し、各コイルを一体化した
後、巻枠を除去したコイルとしたので、内径空間を確保
して、内側コイルと外側コイルの隙間を大きくすること
が可能となり、小さな励磁電流で所定の傾斜磁場が得ら
れる。

【００２１】この発明の請求項２においては、請求項１
の３方向の磁場を発生するコイルの内側コイルの、電磁
石装置の軸方向に磁場を発生するコイルを最内層に配置
したことにより、コイルを一体化して、巻枠を取り除い
ても、より強固なコイルとなり、内径を確保して、内側
コイルと外側コイルとの隙間を大きくして、内径空間を
確保し、小さな励磁電流で所定の磁場が得られるコイル
が容易に得られる。

【００２２】この発明の請求項３においては、請求項１
の３方向に磁場を発生するコイルの電磁石装置の軸方向
に磁場を発生するコイルの内側コイルを最内層に配置
し、外側コイルを最外層に配置したので、巻枠が取り除
かれても、機械的に強固なコイルとなり、内側コイルと
外側コイルとの隙間を大きくし、内径空間を確保し、小
さな励磁電流で所定の磁場が得られ、使用中の繰返しパ
ルス電流によるパルス電磁力に対して耐える強固なコイ
ルが容易に得られる。

【００２３】この発明の請求項４においては、３方向に
磁場を発生するコイルの内側コイルおよび外側コイルの
各層間に樹脂を含浸して半硬化状態としたプリプレグテ
ープを巻き付け、コイル巻回後に加熱し、一体化したの
で、巻枠を取り除いても、強固なコイルとなり、内径寸
法を確保して、内側コイルと外側コイルとの隙間を大き
くすることが可能となり、コイルの形成は、巻回作業
と、加熱硬化する簡単な工程で、少ない励磁電流で所定
の磁場が与えられるコイルが得られる。

【００２４】この発明の請求項５においては、３方向に
磁場を発生するコイルは、内側コイルおよび外側コイル
の各層間に、繊維質のテープを巻き付けて巻回し、樹脂
を含浸して硬化したものとしたので、完全に一体化さ
れ、巻枠を取り除いても強固なコイルとなり、内径寸法
を確保して、内側コイルと外側コイルとの隙間を大きく
することが可能となり、少ない励磁電流で所定の磁場が
与えられるコイルが得られる。

【００２５】この発明の請求項６においては、最外層に
配置された、外側コイルの電磁石装置の軸方向に磁場を
発生するコイルの両端部にコイルと同じ線材で他のコイ
ルと同じ長さまで巻き付けたものとしたので、各コイル
励磁されたときに生じる衝撃的機械力に対して補強され
た強固なコイルが得られる。

【００２６】この発明の請求項７においては、電磁石装
置の軸方向の磁場を発生する内側コイルを、巻線の素線
間が強固に固着するように巻回し、硬化させて一体化
し、これを巻枠として、他のコイルを巻回し、内側コイ
ルと外側コイルとの隙間を大きくし、各コイルの層間に
はプリプレグテープを巻いて固定し、加熱硬化して一体
化したので、内部空間を確保して、小さな励磁電流で所
定の磁場が得られるコイルが、巻枠なしで形成すること
ができる。

【００２７】この発明の請求項８においては、３方向に
磁場を発生するコイルの内側コイルおよび外側コイルの
電磁石装置の軸方向に磁場を発生するコイルを、中空の
線材を巻回したものとしたので、コイルの励磁電流によ
る温度上昇に対して、導体内部に冷却媒体を流すことに
より効率的に冷却できる。

【００２８】この発明の請求項９においては、中空の線
材を巻回したコイルは、内側コイル、外側コイルとも
に、それぞれの側の２つのコイルの間にはさまれるよう
に配置したので、中空の線材に流体を流して強制冷却す
ることにより、そのコイルに接したコイルも効率的に冷
却できる。

【００２９】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明による傾斜磁場発生装置の
第１の実施例を示す断面図、図２は図１の側面図であ
る。図において、８はコイルを巻き付ける巻枠、１１は
傾斜磁場を発生するコイルの内側コイル群であり、電磁
石装置の中心軸に対して横方向の磁場を発生するＧｘコ
イルの内側コイル１１ｘ、縦方向の磁場を発生するＧｙ
コイル内側コイル１１ｙ、電磁石装置の中心軸方向のに
磁場を発生するＧｚコイルの内側コイル１１ｚが層状に
形成されている。１２は内側コイルの外周部の磁界を相
殺するための外側コイル群であり、スペーサ３を挟ん
で、内側コイル１１の１１ｘ、１１ｙ、１１ｚ、の方向
に対応して外部磁場を相殺できるように配置された１２
ｘ、１２ｙ、１２ｚの３つのコイルで構成されている。

【００３０】各コイルの形態は、電磁石装置の中心軸方
向に対して、横方向に磁場を発生するＧｘコイル１１
ｘ、１２ｘおよび縦方向に磁場を発生するＧｙコイル１
１ｙ、１２ｙは、板材に渦巻き状に切り込みを入れて形
成されたコイルであり、電磁石装置の中心軸方向に磁場
を発生するＧｚコイル１１ｚ、１２ｚはソレノイド状で
ある。

【００３１】傾斜磁場発生装置は、電磁石装置内径部の
平等磁界中に配置され、撮影領域にパルス状の傾斜磁場
を与えるものであり、傾斜磁場発生装置としては、パル
ス状の大きな電磁力が加わり、振動、騒音が発生する、
振動、騒音の発生を抑制するためには、それぞれのコイ
ルが一体に固着され、傾斜磁場発生装置も強固に固定す
ることが肝要である。また、パルス状の機械力を小さく
するためにも、所定の強さの磁場を発生する励磁電流が
小さくできる手段も必要である。

【００３２】図１、図２の第１の実施例では、巻枠８は
コイル形成後に取外し可能に構成されており、最内周に
ソレノイド状のＧｚ内側コイル１１ｚを巻き、樹脂を含
浸させ半硬化状態にしたプリプレグテープを巻き、その
上に渦巻き状のＧｘ内側コイル１１ｘ、およびＧｙ内側
コイル１１ｙを添着し、それぞれの上面にプリプレグテ
ープを巻いて仕上げる。その上に複数のスペーサ３を配
置して間隔を保ち、次に外側コイル群１２のの渦巻き状
のＧｘ内側コイル１２ｘ、Ｇｙ内側コイル１２ｙを添着
し、その上にソレノイド状のＧｚ内側コイル１２ｚを巻
き付ける。外側コイル群１２についてもコイルの層間に
はプリプレグテープを巻いて補強して、巻回後に全体を
加熱し、プリプレグテープを硬化させてコイルを一体化
して機械的強度を向上させ、硬化後に巻枠を取り除いて
コイル部分が製作される。

【００３３】このようにして製作されるコイル部分は、
内周部に巻枠がなく、内側コイル群１１と外側コイル群
１２との間はスペーサ３により離隔距離が確保された構
成であり、従来装置の電磁石装置の傾斜磁場発生装置の
収容条件、即ち電磁石装置の内径および傾斜磁場発生装
置の内径の条件を同一とした場合、内側コイルと外側コ
イルとの隙間は大きく取れるので、中心部撮影領域に所
定の磁場が与えられ、外周部の磁場を相殺する励磁電流
は、従来のものに比較して小さくできる。従って、装置
動作時の振動、騒音は小さく、励磁電流による発熱も少
なくなり、冷却設備も簡便なものが使用できる傾斜磁場
発生装置となる。

【００３４】実施例２．第１の実施例では、コイル層間
の固着は、コイル外径部にプリプレグテープを巻き付
け、巻回後に硬化することにより、コイルの一体化を図
ったが、第２の実施例では、構成は図１、図２と同じ構
成とし、各コイルの固定にガラステープを使用し、コイ
ル巻回後に樹脂を真空含浸、硬化させて一体化したもの
である。

【００３５】この場合、コイル内部に樹脂が完全に含浸
されて一体化しているので、第１の実施例に比較して機
械的に強く、第１の実施例と同様に巻枠を取り外した構
成であり、内側コイルと外側コイルの間隔を大きくする
ことができるので、励磁電流は小さく、第１の実施例と
同様に振動、騒音が少なく、冷却設備も簡便なものが使
用できる傾斜磁場発生装置となる。

【００３６】実施例３．図３は、第３の実施例の断面図
である。この第３の実施例は、第１の実施例の図１の
構成とは、内側コイル群１１、外側コイル群１２、スペ
ーサ３は同一の構成であり、最外装に配置したＧｚ外側
コイル１２ｚの必要長さはその下層のＧｙ外側コイル、
Ｇｘ外側コイルの長さに比較して短くなるので、Ｇｘ外
側コイル、Ｇｙ外側コイル１２ｙに発生する電磁機械力
を支える部分がなく、大きく外周部に飛び出す方向に機
械力が働く問題点があり、この第３の実施例では、この
電磁機械力に対して耐え得るように補強したものであ
る。

【００３７】この第３の実施例は、図３に示すように、
最外層のＧｚ外側コイル１２ｚの両端部に、下層コイル
の外周に飛び出そうとする力を押さえる手段を考えたも
のであり、その補強手段として、Ｇｚ外側コイル１２ｚ
と同一の線材で、下層のコイルの長さまで巻き足し、補
強材１５としたものである。補強した補強材１５には電
流は流さない。

【００３８】補強材１５は、ソレノイド状のＧｚ外側コ
イル１２ｚと同一線材で同時に巻回できるので、作業効
率が良く、安いコストで付加することができるものであ
り、Ｇｚ外側コイルと同一線材であることは、強度のバ
ランスも良い。

【００３９】実施例４．図４は、この発明による第４の
実施例を示す断面図である。図４において、２１は上記
実施例と同様に、３方向に磁場を発生する内側コイル群
で、ｘｙｚの３方向に対応して、２１ｘ、２１ｙ、２１
ｚのコイルで構成されている。２２は外側コイル群であ
り、２２ｘ、２２ｙ、２２ｚのコイルで構成されてい
る。

【００４０】この第４の実施例は、最内層となるＧｚ内
側コイル２１ｚを単独で強固に仕上げ、これを巻枠とし
て、巻回作業を行うものである。図５にＧｚ内側コイル
２１ｚの構成を示す。コイル線材の間の絶縁材として、
樹脂を含浸し、半硬化状態の絶縁シート２１ａ、層間に
も同様の絶縁シート２１ｂを添着して巻回し、Ｇｚ内側
コイル２１ｚのみで硬化して仕上げ、これを巻枠芯とし
て、上層のコイルを巻き硬化する方法でコイルを製作す
るものである。

【００４１】この第４の実施例によれば、最内層のコイ
ルを仕上げて置いて、上層部コイルを巻回することがで
きるので、巻枠なしでコイルを形成することができる。

【００４２】実施例５．図６は、この発明による第５の
実施例を示す断面図である。図６において、３１は内側
コイル群で、最内層に横方向に磁場を与えるＧｘ内側コ
イル３１ｘ、その外に軸方向に磁場を与えるＧｚ内側コ
イル３１ｚ、次に縦方向の磁場を与えるＧｙ内側コイル
３１ｙを配置し、その外周にスペーサ３を配置し、次に
外側コイル群３２を３２ｘ、３２ｚ、３２ｙの順に配置
している。軸方向に磁場を与えるコイル３１ｚ、３２ｚ
は、他のコイルより短いのでその端部にスペーサ３５を
配置している。

【００４３】このように配置された内側コイル群３１、
および外側コイル群３２のそれぞれの中央に配置された
Ｇｚ内側コイル３１ｚ、および外側コイル３２ｚはソレ
ノイド状コイルであり、図７に示すように、中空の導体
としたものである。Ｇｚ内側コイル３１ｚ、外側コイル
３２ｚの内部に冷却水または冷却媒体を流通させること
により励磁電流による温度上昇に対して直接冷却するこ
とができ、またこの内側コイル３１ｚに接した３１ｘ、
３１ｙ、および外側コイル３２ｚに接した３２ｘ、３２
ｙのそれぞれのコイルも効果的に冷却できるため、傾斜
磁場発生装置の電磁石装置の内径部への配置に際して、
冷却手段にあまり制約を受けることなく配置することが
できる。

【００４４】

【発明の効果】この発明の請求項１に係わる傾斜磁場発
生装置は、３方向に磁場を発生するコイルの、内側コイ
ルおよび外側コイルを、取り外し可能な巻枠に巻回し、
各コイルを一体化した後、巻枠を除去したものとしたの
で、内側コイルと外側コイルの隙間を大きくすることが
可能となり、内径空間を確保して小さな励磁電流で所定
の傾斜磁場が得られ、振動、騒音が小さくなる。

【００４５】この発明の請求項２に係わる傾斜磁場発生
装置は、電磁石装置の軸方向に磁場を発生するコイルの
内側コイルを最内層に配置したので、コイルが一体化さ
れ、巻枠を取り除いても、必要強度を有する強固なコイ
ルが得られ、内側コイルと外側コイルの隙間を大きくす
ることが可能となり、内径空間を確保して小さな励磁電
流で所定の傾斜磁場が得られ、振動、騒音が小さなコイ
ルが容易に得られる。

【００４６】この発明の請求項３に係わる傾斜磁場発生
装置は、電磁石装置の軸方向に磁場を発生するコイルの
内側コイルを最内層に配置し、外側コイルを最外層に配
置したので、巻枠が取り除かれても、機械的に強固であ
り、内側コイルと外側コイルの隙間を大きくすることが
可能となり、内径空間を確保して小さな励磁電流で所定
の傾斜磁場が得られ、振動、騒音が小さなコイルが容易
に得られる。

【００４７】この発明の請求項４に係わる傾斜磁場発生
装置は、内側コイルおよび外側コイルの各層間に、プリ
プレグテープを巻き付け、コイル巻回後に加熱硬化して
一体化したので、巻枠が取り除かれても、機械的に強固
なコイルとなり、内径空間を確保して、内側コイルと外
側コイルの隙間を大きくすることが可能となり、小さな
励磁電流で所定の磁場が発生できるコイルが得られる。

【００４８】この発明の請求項５に係わる傾斜磁場発生
装置は、内側コイルおよび外側コイルの各層間に、繊維
質のテープを巻いて固定し、巻回後に樹脂を含浸して硬
化したものとしたので、コイルは完全に一体化され、巻
枠が取り除かれても、機械的に強固なコイルとなり、内
径空間を確保して、内側コイルと外側コイルの隙間を大
きくすることが可能となり、小さな励磁電流で所定の磁
場が発生できるコイルが得られる。

【００４９】この発明の請求項６に係わる傾斜磁場発生
装置は、外側コイル群の電磁石装置の軸方向に磁場を発
生するコイルの両端部にコイルと同じ線材で下層のコイ
ルと同じ長さまで巻き付けたものとしたので、コイルが
励磁されたときに生じる衝撃的な電磁機械力に対して、
コイルが変形しないように補強された強固なコイルとな
る。

【００５０】この発明の請求項７に係わる傾斜磁場発生
装置は、軸方向の磁場を発生する内側コイルを、巻線の
素線間が強固に固着するように巻回し、硬化させて一体
化し、これを巻枠として、他のコイルを巻回し、内側コ
イルと外側コイルとの隙間を大きくし、各コイルの層間
にはプリプレグテープを巻いて固定し、加熱硬化して一
体化したので、内部空間を確保して、小さな励磁電流で
所定の磁場が得られるコイルが、巻枠なしで形成するこ
とができる。

【００５１】この発明の請求項８に係わる傾斜磁場発生
装置は、内側コイル群および外側コイル群の電磁石装置
の軸方向に磁場を発生するそれぞれのコイルは、中空の
線材を巻回したものとしたので、導体内部に冷却水また
は冷却媒体を流通させることにより、励磁電流による温
度上昇を効率的に冷却できるコイルとなり、冷却手段に
制約されることなく電磁石装置の内径部に装着できる。

【００５２】この発明の請求項９に係わる傾斜磁場発生
装置は、中空の線材を巻回したコイルは、内側コイル
群、外側コイル群ともに、それぞれの群の他のコイルの
間にはさまれるように配置したので、中空の線材に冷却
水または冷却媒体を流通させて冷却することにより、そ
のコイルに接した他のコイルも効果的に冷却され、コイ
ル全体が均一に冷却されるため、冷却手段に制約される
ことなく電磁石装置の内径部に装着できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の傾斜磁場発生装置
の構成を示す断面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】この発明の第２および第３の実施例の傾斜磁
場発生装置の構成を示す断面図である。

【図４】この発明の第４の実施例の傾斜磁場発生装置
の構成を示す断面図である。

【図５】図４の第４の実施例の最内層コイルの部分拡
大図である。

【図６】この発明の第５の実施例の傾斜磁場発生装置
の構成を示す断面図である。

【図７】図６の中空線材を巻回したコイルの部分拡大
図である。

【図８】傾斜磁場発生装置の配置状況の説明図であ
る。

【図９】従来の傾斜磁場発生装置の構成を示す断面図
である。

【図１０】図９の傾斜磁場発生装置の側面図である。

【符号の説明】

３スペーサ、８巻枠、１１内側コイル群、１２
外側コイル群、１４スペーサ、１５補強材、２１
内側コイル群、２２外側コイル群、２４スペーサ、
３１内側コイル群、３１ｚ中空線材、３２外側コ
イル群、３５スペーサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁石装置の内径部にあって、互いに直
交する３方向に磁場を与える３組のコイルからなり、３
組のコイルは、それぞれ内側コイルと外側コイルとで構
成され、それぞれの組の内側コイルと外側コイルは、互
いに反対方向に励磁され、外側コイルの外周部の磁場は
相殺され、内側コイルの内径部に磁場が与えられ、上記
３組のコイルは、合成磁場が所定の傾斜磁場となるよう
に配置された傾斜磁場発生装置において、上記３組のコ
イルは、取り外し可能な巻枠に巻回し、各コイルを一体
化した後、巻枠を除去して使用することを特徴とする傾
斜磁場発生装置。
【請求項２】３組のコイルの内側コイルは、電磁石装
置の軸方向に磁場を与えるコイルを最内層とし、その上
層に軸と直角方向に磁場を与える２つのコイルを配置
し、所定厚さのスペーサを配置し、その上層に３組の外
側コイルを配置したことを特徴とする請求項１記載の傾
斜磁場発生装置。
【請求項３】３組のコイルの内側コイルは、電磁石装
置の軸方向に磁場を与える内側コイルを最内層とし、そ
の上層に軸と直角方向に磁場を与える２つの内側コイル
を配置し、所定厚さのスペーサを介し、その上層に外側
コイルの軸と直角方向に磁場を与える２つの外側コイル
を配置し、最外層に軸方向に磁場を与える外側コイルを
配置したことを特徴とする請求項１記載の傾斜磁場発生
装置。
【請求項４】３方向に磁場を与える３組のコイルのそ
れぞれの内側コイルとそれぞれの外側コイルの層毎に、
樹脂を含浸した半硬化状態のプリプレグテープテープを
巻き付けて固定し、コイル巻回後に加熱硬化することに
より、コイルの各層間を固着したことを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の傾斜磁場発生装置。
【請求項５】３方向に磁場を与える３組のコイルのそ
れぞれの内側コイルおよびそれぞれの外側コイルの層毎
に、繊維質のテープを巻き付けて固定し、コイル巻回後
に樹脂を含浸し、加熱硬化してコイルを一体化したこと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の傾斜磁
場発生装置。
【請求項６】最外層に巻回されたコイルの両端部に、
下層のコイルの長さまで同質の線材を巻き付けたことを
特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の傾斜磁場
発生装置。
【請求項７】３方向に磁場を与える３組のコイルの内
側コイルの電磁石装置の軸方向に磁場を与えるコイルを
最内層とし、プリプレグテープの巻付け、または樹脂を
真空含浸して硬化し、その上層に内側コイルの他の２つ
のコイル、スペーサを介して３つの外側コイルを配置し
たことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
傾斜磁場発生装置。
【請求項８】電磁石装置の内径部にあって、互いに直
交する３方向に磁場を与える３組のコイルからなり、３
組のコイルは、それぞれ内側コイルと外側コイルとで構
成され、それぞれの組の内側コイルと外側コイルは、互
いに反対方向に励磁され、外側コイルの外周部の磁場は
相殺され、内側コイルの内径部に磁場が与えられ、上記
３組のコイルは、合成磁場が所定の傾斜磁場となるよう
に配置された傾斜磁場発生装置において、上記３組のコ
イルは、取り外し可能な巻枠に巻回され、３組のコイル
の内、軸方向に磁場を与える内側コイルおよび外側コイ
ルは、それぞれ中空導体を巻回したことを特徴とする傾
斜磁場発生装置。
【請求項９】中空導体を巻回した内側コイルおよび外
側コイルは、それぞれ軸と直角方向に磁場を与える２つ
のコイルの間に配置されたことを特徴とする請求項８記
載の傾斜磁場発生装置。