JP3027086B2 - Z-axis gradient magnetic field coil - Google Patents

Z-axis gradient magnetic field coil

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JP3027086B2
JP3027086B2 JP6070853A JP7085394A JP3027086B2 JP 3027086 B2 JP3027086 B2 JP 3027086B2 JP 6070853 A JP6070853 A JP 6070853A JP 7085394 A JP7085394 A JP 7085394A JP 3027086 B2 JP3027086 B2 JP 3027086B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴(MR)シス
テムで使用されるZ軸勾配磁場コイルに関する。
This invention relates to a Z-axis gradient field coil used in a magnetic resonance (MR) system.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRシステムにおいては、直交座標系の
3つの直交軸(X−Y−Z)の各々に沿って勾配磁界を
設ける必要がある。Z軸方向に静磁界が形成されるシス
テムでは、Z軸勾配磁場を発生させるためのコイルは、
従来、ボビンにワイヤを巻回することにより形成されて
来た。
2. Description of the Related Art In an MR system, it is necessary to provide a gradient magnetic field along each of three orthogonal axes (XYZ) of an orthogonal coordinate system. In a system in which a static magnetic field is formed in the Z-axis direction, a coil for generating a Z-axis gradient magnetic field includes:
Conventionally, it has been formed by winding a wire around a bobbin.

【0003】この従来技術では、定められた勾配磁場を
発生させるために、ボビンの所定位置(複数)にリング
状の溝(複数)を形成し、その溝にワイヤを所定回数巻
回するようにしていた。しかし、この方法では、製作に
熟練を要し、加工が面倒であった。
In this prior art, in order to generate a predetermined gradient magnetic field, a ring-shaped groove (plurality) is formed at a predetermined position (plurality) of a bobbin, and a wire is wound around the groove a predetermined number of times. I was However, in this method, the production requires skill and the processing is troublesome.

【0004】一方、特開平3−48402号には、所望
のコイルパターンを形成したフレキシブル絶縁基板をボ
ビンに巻回して貼り付けることによってZ軸勾配磁場コ
イルを形成することが提案されている。この提案コイル
によれば、従来のボビンの加工及びワイヤの巻回の工程
が不要となる。また、ボビンにフレキシブル絶縁基板を
巻き付けて貼り付けるだけでよいので容易にZ軸勾配磁
場コイルを形成することができる。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 3-48402 proposes forming a Z-axis gradient magnetic field coil by winding a flexible insulating substrate having a desired coil pattern on a bobbin and attaching the flexible insulating substrate to a bobbin. According to the proposed coil, the conventional bobbin processing and wire winding steps are not required. Further, since it is only necessary to wind and attach the flexible insulating substrate to the bobbin, the Z-axis gradient magnetic field coil can be easily formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この、特開平3−48
402号に示されるZ軸勾配磁場コイルにおいて、強い
勾配磁場を発生させる場合には、コイルパターンに含ま
れるの一つの導体ストリップの幅を狭くすることによ
り、コイルの単位長さ当りに含まれる導体ストリップの
数を増やすことが必要である。このように導体ストリッ
プの幅を狭くすることは、各導体ストリップひいてはコ
イル全体の電気抵抗を増大させる。一般に、電気抵抗の
大きなコイルに電流を流すには、容量の大きな電源が必
要であるし、コイルの発熱の面でも問題がある。そのた
め、電気抵抗の小さなコイルが望ましい。
The problem to be solved by the present invention is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-48.
In the case of generating a strong gradient magnetic field in the Z-axis gradient magnetic field coil shown in No. 402, by reducing the width of one conductor strip included in the coil pattern, the conductor included per unit length of the coil is reduced. It is necessary to increase the number of strips. Reducing the width of the conductor strips in this way increases the electrical resistance of each conductor strip and thus of the entire coil. In general, a large-capacity power supply is required to supply a current to a coil having a large electric resistance, and there is a problem in heat generation of the coil. Therefore, a coil having a small electric resistance is desirable.

【0006】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、コイルパターンを形成する導線部の電気抵抗を高
くすることなく強い勾配磁場を発生させることができる
Z軸勾配磁場コイルを提供することを目的とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a Z-axis gradient magnetic field coil capable of generating a strong gradient magnetic field without increasing the electric resistance of a conductor forming a coil pattern. The purpose is to do so.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のZ軸勾配磁場コイルは、所定のコイルパ
ターンが形成されたフレキシブルプリント基板が複数回
巻回されてなることを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, a Z-axis gradient magnetic field coil according to the present invention is characterized in that a flexible printed board on which a predetermined coil pattern is formed is wound a plurality of times. And

【0008】更に、本発明の第2のZ軸勾配磁場コイル
は、複数対の細長く延びた導体ストリップと、電流Iを
上記複数のストリップの内の最初のストリップに流入さ
せ、その後、上記複数のストリップに順次流れさせて、
上記電流を上記複数のストリップの内の最後のストリッ
プから流れ出させるための相互接続手段とを含むコイル
パターンが形成された一枚のフレキシブル絶縁基板を一
端が最下層に他端が最上層になるように複数層にわたり
実質的に円筒形に巻回してなり、上記電流Iの流れに応
じてZ軸勾配磁界を発生するコイルであって、巻回の結
果形成されるコイル構造体には、円筒を一周する長さを
有し、円筒の中心軸に直交する中心切断面に関して実質
的に平行で且つ対称に配置され互いに逆向きの方向に電
流が流れる対の導体ストリップが複数包含され、該複数
対の導体ストリップにより、Z軸方向の勾配磁場を発生
させるようにしたことを特徴としている。
Further, the second Z-axis gradient magnetic field coil of the present invention comprises a plurality of pairs of elongated conductor strips, and a current I flowing into the first of the plurality of strips, and thereafter, the plurality of pairs of elongated conductor strips. Let the strip flow sequentially,
One flexible insulating substrate on which a coil pattern including an interconnect means for flowing the current from the last strip of the plurality of strips is formed such that one end is the lowermost layer and the other end is the uppermost layer. A coil that is wound in a substantially cylindrical shape over a plurality of layers, and generates a Z-axis gradient magnetic field in accordance with the flow of the current I. A coil structure formed as a result of the winding includes a cylinder. A plurality of pairs of conductor strips having a length around the circumference and arranged substantially parallel and symmetrically with respect to a central cutting plane perpendicular to the central axis of the cylinder and through which current flows in directions opposite to each other are included. Characterized in that a gradient magnetic field in the Z-axis direction is generated by the conductor strip of (1).

【0009】[0009]

【作用】フレキシブル絶縁基板はボビンに複数回巻回で
きる長さを有しており、そこには、当該基板を円筒形に
複数回巻回し、電流を供給したときに所定の勾配磁場が
発生されるような所定のコイルパターンが形成されてい
る。
The flexible insulating substrate has a length capable of being wound around the bobbin a plurality of times. When the substrate is wound a plurality of times in a cylindrical shape and a current is supplied, a predetermined gradient magnetic field is generated. Such a predetermined coil pattern is formed.

【0010】このコイルパターンは、複数対の細長く延
びた導体ストリップと、電流Iを上記複数のストリップ
の内の最初のストリップに流入させ、その後、上記複数
のストリップの各対に順次流れさせて、上記電流を上記
複数のストリップの内の最後のストリップから流れ出さ
せるための相互接続手段とを含む。そして、基板を円筒
形に複数回巻回した時、巻回の結果形成されたコイル構
造体には、円筒を一周する長さを有し、円筒の中心軸に
直交する中心切断面に関して実質的に平行で且つ対称に
配置され互いに逆向きの方向に電流が流れる対の導体ス
トリップが少なくとも1つ包含される。
The coil pattern comprises a plurality of pairs of elongated conductor strips and a current I flowing into a first one of the plurality of strips and then sequentially flowing through each pair of the plurality of strips. Interconnect means for causing the current to flow out of the last of the plurality of strips. When the substrate is wound a plurality of times into a cylindrical shape, the coil structure formed as a result of the winding has a length that makes a round around the cylinder, and is substantially formed with respect to a central cutting plane orthogonal to the central axis of the cylinder. At least one pair of conductor strips that are arranged parallel and symmetrically with each other and carry current in opposite directions.

【0011】このように、本発明のZ軸勾配磁場コイル
においては、フレキシブル絶縁基板は複数回巻回され、
半径方向に重なって導体ストリップが存在し得るので、
導体ストリップの幅を狭くすることなく、コイルの単位
長さ当りに含まれる導体ストリップの数を多くすること
ができる。そのため、電気抵抗が小さく強い勾配磁場を
発生することのできるZ軸勾配磁場コイルが提供され
る。
As described above, in the Z-axis gradient magnetic field coil of the present invention, the flexible insulating substrate is wound a plurality of times,
Since conductor strips may overlap in the radial direction,
The number of conductor strips included per unit length of the coil can be increased without reducing the width of the conductor strip. Therefore, a Z-axis gradient magnetic field coil that has a small electric resistance and can generate a strong gradient magnetic field is provided.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳説する。図
1は本発明に係るZ軸勾配磁場コイルの一実施例の構成
を示す図であり、図中、30はフレキシブル絶縁基板で
ある。基板30はコイルを巻回保持すべき円筒形ボビン
の周長Lの4倍以上の長さを有している。この基板の表
面には、導体ストリップS1〜S15,S1′〜S1
5′及び接続導体C0〜C18,C1′〜C9′及びC
12′〜C17′から構成されるコイルパターンがエッ
チング処理により形成されている。このコイルパターン
は、端子31,32を介して、図示しない電源回路に接
続される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a configuration of an embodiment of a Z-axis gradient magnetic field coil according to the present invention. In the drawing, reference numeral 30 denotes a flexible insulating substrate. The substrate 30 has a length four times or more the circumference L of the cylindrical bobbin on which the coil is to be wound and held. On the surface of this substrate, conductor strips S1 to S15, S1 'to S1
5 'and connecting conductors C0 to C18, C1' to C9 'and C
A coil pattern composed of 12 'to C17' is formed by an etching process. This coil pattern is connected to a power supply circuit (not shown) via terminals 31 and 32.

【0013】図1に示されているように、各導体ストリ
ップ対S1−S1′,S2−S2′,…,S15−S1
5′は、パターンの中心線OAに関して対称になってい
る。そして、接続導体は、各導体ストリップ対に逆向き
の電流が流れるように、各導体ストリップを順次接続し
ている。
As shown in FIG. 1, each conductor strip pair S1-S1 ', S2-S2',..., S15-S1
5 'is symmetric with respect to the center line OA of the pattern. The connection conductors connect the conductor strips sequentially so that a current flows in the opposite direction in each conductor strip pair.

【0014】図2は、この基板30をボビン51に巻回
して形成されたコイル構造体の断面図を示している。基
板30は、端部の接続導体が存在する領域38を導体ス
トリップが存在する領域37へ向けて折り曲げた後、領
域37を最下層としてボビンに巻き付けられ、更に、領
域36,35,34と4層に巻回される。
FIG. 2 is a sectional view of a coil structure formed by winding the substrate 30 around a bobbin 51. The board 30 is bent around a bobbin with the area 37 as the lowermost layer after the area 38 in which the end connection conductor is present is bent toward the area 37 in which the conductor strip is present, and the areas 36, 35, 34 and 4 Wound in layers.

【0015】図3は図2におけるD−D′断面図を示し
ている。4層にわたって基板30がボビン51に巻回さ
れた結果、円筒形ボビンの中心軸Zの原点(コイルの中
心)Oを通り中心軸Zに直交する平面XYを挟んで、1
5組の導体ストリップ対S1−S1′,S2−S2′,
…,S15−S15′が対称に配置される。各導体スト
リップは、それぞれZ軸を中心に巻かれた1ターンのコ
イルを構成する。端子31,32に電源からの給電線を
接続すると、各導体ストリップに電流が流れるが、導体
ストリップS1〜S15に流れる電流と、導体ストリッ
プS1′〜S15′に流れる電流とは方向が逆向きにな
っており、その結果、Z軸方向の勾配磁場がボビン内に
形成される。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line DD 'in FIG. As a result of the substrate 30 being wound around the bobbin 51 over four layers, the substrate 30 passes through the origin O (center of the coil) O of the central axis Z of the cylindrical bobbin and intersects a plane XY perpendicular to the central axis Z by 1
Five sets of conductor strip pairs S1-S1 ', S2-S2',
.., S15-S15 'are arranged symmetrically. Each conductor strip forms a one-turn coil wound around the Z axis. When a power supply line from a power supply is connected to the terminals 31 and 32, a current flows through each conductor strip. The current flowing through the conductor strips S1 to S15 and the current flowing through the conductor strips S1 'to S15' are opposite in direction. As a result, a gradient magnetic field in the Z-axis direction is formed in the bobbin.

【0016】図3に示されているように、導体ストリッ
プ対S1−S1′,S2−S2′,…,S7−S7′は
それぞれ前記平面XYからの距離が順次大きくなるよう
に配置され、これらの導体ストリップから構成されるグ
ループは、狭いピッチの分布巻きコイルを形成する。一
方、導体ストリップ対S8−S8′,S9−S9′,
…,S11−S11′と、導体ストリップ対S12−S
12′,S13−S13′,…,S15−S15′と
は、前記平面XYからの距離がそれぞれ等しく配置さ
れ、これらの導体ストリップから構成されるグループ
は、それぞれ同一位置に複数ターン巻いた密巻コイルを
形成している。
As shown in FIG. 3, the conductor strip pairs S1-S1 ', S2-S2',..., S7-S7 'are arranged so that their distances from the plane XY are sequentially increased. Of the conductor strips form a narrow pitch distributed winding coil. On the other hand, the conductor strip pairs S8-S8 ', S9-S9',
, S11-S11 'and conductor strip pair S12-S
12 ', S13-S13',..., S15-S15 'are arranged at equal distances from the plane XY, and a group consisting of these conductor strips is densely wound in a plurality of turns at the same position. Forming a coil.

【0017】図4aは、特開平3−48402号で提案
されているZ軸勾配磁場コイルにおける導体ストリップ
の配置を示す図であり、第4図bは、本発明におけるコ
イルの導体ストリップの配置を概略的に示す図である。
図4aのコイルでは、基板はボビンに1回だけ巻回する
ので、コイルを多数回巻回する必要がある場合には、一
つ一つの導体ストリップPの幅を狭くせざるを得ず、そ
のために導体ストリップの電気抵抗が大きくなってしま
う。本発明においては、基板を複数回巻回するので、図
4bに示す様に、一つ一つの導体ストリップの幅を従来
より広くとることができる。そのため電気抵抗の小さな
Z軸勾配磁場コイルが提供される。
FIG. 4A is a diagram showing the arrangement of conductor strips in a Z-axis gradient magnetic field coil proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-48402, and FIG. 4B is a diagram showing the arrangement of conductor strips of a coil in the present invention. It is a figure which shows schematically.
In the coil shown in FIG. 4A, the substrate is wound only once around the bobbin. Therefore, if the coil needs to be wound many times, the width of each conductor strip P must be reduced, and therefore, In addition, the electrical resistance of the conductor strip increases. In the present invention, since the substrate is wound a plurality of times, as shown in FIG. 4B, the width of each conductor strip can be made wider than before. Therefore, a Z-axis gradient magnetic field coil having a small electric resistance is provided.

【0018】第1図に示されているように、接続導体
は、導体ストリップと同じ方向に延びる第1のグループ
C12〜C18及びC12′〜C17′と、それと直交
する方向に延びる第2のグループC0〜C11,C1′
〜C9′とに分けられる。この内、第2のグループに属
する接続導体に流れる電流によって発生される磁場は、
Z軸方向と直交する方向を持つので、打ち消しを考慮す
る必要はない。しかしながら、第1のグループに属する
接続導体に流れる電流により発生される磁場は、Z軸方
向を持つので、打ち消しを考慮する必要がある。
As shown in FIG. 1, the connecting conductors include a first group C12-C18 and C12'-C17 'extending in the same direction as the conductor strip, and a second group extending in a direction orthogonal thereto. C0 to C11, C1 '
To C9 '. The magnetic field generated by the current flowing through the connection conductor belonging to the second group is
Since it has a direction orthogonal to the Z-axis direction, there is no need to consider cancellation. However, since the magnetic field generated by the current flowing through the connection conductor belonging to the first group has the Z-axis direction, it is necessary to consider the cancellation.

【0019】図5は、コイル構造体の巻き終りの部分の
拡大図である。この図5は、基板30の端部の領域33
に存在する第1グループの接続導体C12〜C18と、
領域38に存在する第1グループの接続導体C12′〜
C17′とが、接続導体C18を除いて、基本的にはコ
イルの同じ位置にそれぞれ重なり合うことを示してい
る。これは、領域38が導体ストリップが存在する領域
37へ向けて折り曲げられているためである。重なり合
った接続導体のそれぞれに流れる電流の方向は反対なの
で、その結果、それぞれの電流によって発生されるZ軸
方向を持つ磁場は打ち消し合う。接続導体C12〜C1
7と接続導体C12′〜C17′の長さは、両磁場が実
質的に相殺されるように最適に選定される。例えば、重
なり合う接続導体C12と接続導体C12′の長さは等
しく、その他にも、接続導体C13とC13′、接続導
体C14とC14′、接続導体C17とC17′の長さ
も、それぞれ等しく設定される。
FIG. 5 is an enlarged view of a part at the end of winding of the coil structure. FIG. 5 shows a region 33 at the end of the substrate 30.
A first group of connection conductors C12 to C18,
The first group of connection conductors C12 'to
C17 'basically overlaps the same position of the coil except for the connection conductor C18. This is because the region 38 is bent toward the region 37 where the conductor strip exists. Since the directions of the currents flowing in each of the overlapping connection conductors are opposite, the magnetic fields having the Z-axis direction generated by the respective currents cancel each other. Connection conductors C12 to C1
7 and the length of the connecting conductors C12 'to C17' are optimally selected such that both magnetic fields are substantially canceled out. For example, the lengths of the overlapping connecting conductors C12 and C12 'are equal, and the lengths of the connecting conductors C13 and C13', the connecting conductors C14 and C14 ', and the connecting conductors C17 and C17' are also set equal. .

【0020】ただし、接続導体C18については、重な
り合うべき接続導体が領域38側に存在しない。また、
接続導体C15の一部C15−1は接続導体C15′と
重なり合うものの、残りの部分C15−2は接続導体C
15′と重なり合わない。更に、接続導体C16の一部
C16−1は接続導体C16′と重なり合うものの、残
りの部分C16−2は接続導体C16′と重なり合わな
い。そのため、厳密な考察では、これら接続導体C1
8,C15−2及びC16−2を流れる電流により発生
されるZ軸方向を持つ磁場は領域38に存在する接続導
体によっては相殺されないと考えられる。
However, as for the connection conductor C18, there is no connection conductor to be overlapped on the region 38 side. Also,
Although a portion C15-1 of the connection conductor C15 overlaps with the connection conductor C15 ', the remaining portion C15-2 is a connection conductor C15.
15 'does not overlap. Further, a portion C16-1 of the connection conductor C16 overlaps with the connection conductor C16 ', but the remaining portion C16-2 does not overlap with the connection conductor C16'. Therefore, in strict consideration, these connection conductors C1
It is considered that the magnetic field having the Z-axis direction generated by the current flowing through 8, C15-2, and C16-2 is not canceled by the connection conductor existing in the region 38.

【0021】これらの相殺されずに残る磁場をなくすこ
とが必要な場合には、以下のような対策が有効である。
即ち、端子31,32に給電線91,92を接続する
際、給電線91を図5に示すように接続導体C18,C
15−2及びC16−2に重ねて這わせることが可能で
ある。このようにすれば、給電線91を流れる電流と接
続導体C18,C15−2及びC16−2を流れる電流
は向きが逆なので、接続導体C18,C15−2及びC
16−2を流れる電流により発生されるZ軸方向を持つ
磁場を給電線91のそれぞれの接続導体に重ねて這わせ
た部分が発生する磁場により相殺することができる。
If it is necessary to eliminate these unresolved magnetic fields, the following measures are effective.
That is, when the power supply lines 91 and 92 are connected to the terminals 31 and 32, the power supply line 91 is connected to the connection conductors C18 and C as shown in FIG.
15-2 and C16-2. With this configuration, the current flowing through the power supply line 91 and the current flowing through the connection conductors C18, C15-2, and C16-2 have opposite directions.
The magnetic field having the Z-axis direction generated by the current flowing through 16-2 can be canceled by the magnetic field generated at the portion where the magnetic field having the Z-axis direction is overlapped and laid on each connection conductor of the feeder line 91.

【0022】なお、上記実施例では領域38を折り返し
たが、領域33の方を折り返すようにしても、全く同様
に、領域38に存在する接続導体に流れる電流により発
生するZ軸方向を持つ磁場が、領域33に存在する接続
導体に流れる電流により発生するZ軸方向を持つ磁場に
より相殺される。
In the above embodiment, the region 38 is turned back. However, even if the region 33 is turned back, the magnetic field having the Z-axis direction generated by the current flowing through the connection conductor existing in the region 38 can be obtained. Are canceled by a magnetic field having a Z-axis direction generated by a current flowing through the connection conductor existing in the region 33.

【0023】また、上記実施例では、パターンの中心線
OAに関して対称になっているコイルパターンを使用し
たため、コイル構造体の各層に対の導電体ストリップが
存在する。しかしながら、コイルパターンの対称性は必
ずしも必須の要件ではない。図6は、図1に示されてい
るコイルパターンと同等でありながら対称性を持たない
コイルパターンの一例を示している。この図6に示され
ているコイルパターンを用いて巻回した結果得られるコ
イル構造体においては、対の導体ストリップは、異なる
層に存在する。ただし、発生されるZ軸勾配磁場は図1
のコイルパターンを用いた場合と全く同じであることは
言うまでもない。
Further, in the above embodiment, since the coil pattern which is symmetrical with respect to the center line OA of the pattern is used, there is a pair of conductor strips in each layer of the coil structure. However, the symmetry of the coil pattern is not always an essential requirement. FIG. 6 shows an example of a coil pattern which is equivalent to the coil pattern shown in FIG. 1 but has no symmetry. In the coil structure obtained by winding using the coil pattern shown in FIG. 6, the pair of conductor strips are present on different layers. However, the generated Z-axis gradient magnetic field is shown in FIG.
Needless to say, this is exactly the same as the case where the coil pattern is used.

【0024】図7は本発明の他の実施例を示している。
本実施例では、フレキシブル絶縁基板に形成したコイル
のみでは必要な強さの勾配磁場が得られない場合が考慮
されている。具体的には、本実施例は、ワイヤをも付加
的に巻回できるようにしたことを特徴としている。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a case is considered in which a gradient magnetic field having a required strength cannot be obtained only by a coil formed on a flexible insulating substrate. Specifically, the present embodiment is characterized in that a wire can be additionally wound.

【0025】本実施例では、基板のワイヤを巻回する位
置に導体ストリップの延びる方向に切り欠き部が設けら
れる。図7において、基板30のワイヤを巻回する位置
は61、62で示すように切り欠かれている。従って、
この場合には基板30は全体としてE字状になされてお
り、そこには所望のコイルパターンPがエッチング技術
によって形成されている。コイルパターンPの両端に
は、外部回路から電流を流れ込ませ流れ出させるための
端子31、32が設けられている。
In this embodiment, a notch is provided at a position where the wire of the substrate is wound, in the direction in which the conductor strip extends. In FIG. 7, the positions on the substrate 30 where the wires are wound are cut out as indicated by 61 and 62. Therefore,
In this case, the substrate 30 is formed in an E-shape as a whole, and a desired coil pattern P is formed thereon by an etching technique. At both ends of the coil pattern P, terminals 31 and 32 are provided for allowing current to flow in and out of an external circuit.

【0026】そして、この基板30は基板の端部Aを巻
き始めとしてボビンに巻回される。本実施例では、基板
30はボビンに3層に巻回される。なお、図7に示すコ
イルパターンPにおいては、接続導体の中に導体ストリ
ップと同じ方向に延びるものが含まれていないので、基
板の端部の一方を折り返して不要な磁場を相殺すること
を考慮する必要はない。
The substrate 30 is wound around a bobbin starting from the end A of the substrate. In this embodiment, the substrate 30 is wound around a bobbin in three layers. In the coil pattern P shown in FIG. 7, the connection conductor does not include a conductor extending in the same direction as the conductor strip. Therefore, it is considered that one of the ends of the substrate is folded to cancel an unnecessary magnetic field. do not have to.

【0027】図8は、図7に示す基板30をボビン51
に巻回した状態を示す図であり、切り欠き61、62の
部分がそれぞれ溝部71、72を形成している。次に、
図9に示すように、これらの溝部71、72にワイヤ8
1が巻回される。当該溝部71、72がガイドとして機
能するので、ワイヤ81を所定の位置に、所定の幅で巻
回することができる。
FIG. 8 shows a case where the substrate 30 shown in FIG.
FIG. 7 is a view showing a state where the notches are wound, and notches 61 and 62 form grooves 71 and 72, respectively. next,
As shown in FIG. 9, wires 8 are inserted into these grooves 71, 72.
1 is wound. Since the grooves 71 and 72 function as guides, the wire 81 can be wound at a predetermined position with a predetermined width.

【0028】以上、本発明を説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能であ
る。例えば、上記実施例で示したコイルパターンはあく
までも一例に過ぎないものであって、所望の勾配磁場を
発生させるようなコイルパターンを適宜採用することが
できる。基板を巻回する層数は、更に増しても良い。た
だし、基板の厚さは無視できないので、層数が多い場
合、コイルの外径が大きくなることは避けられない。従
って、外側の層に存在する導体ストリップほど、1周す
るのに要する長さを増して行くことが要求される。
Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, the coil pattern shown in the above embodiment is merely an example, and a coil pattern that generates a desired gradient magnetic field can be appropriately adopted. The number of layers around which the substrate is wound may be further increased. However, since the thickness of the substrate cannot be ignored, it is inevitable that the outer diameter of the coil will increase when the number of layers is large. Therefore, it is required that the length of the conductor strip existing in the outer layer be increased in one round.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、所定のコイルパターンが形成されたフレキシブル
絶縁基板を複数回巻回するようにしたため、半径方向に
重なって導体ストリップが存在し得るので、導体ストリ
ップの幅を狭くすることなく、コイルの単位長さ当りに
含まれる導体ストリップの数を多くすることができる。
そのため、電気抵抗が小さく強い勾配磁場を発生するこ
とのできるZ軸勾配磁場コイルが提供される。
As is apparent from the above description, in the present invention, since the flexible insulating substrate on which the predetermined coil pattern is formed is wound a plurality of times, the conductor strips may overlap in the radial direction. Therefore, the number of conductor strips included per unit length of the coil can be increased without reducing the width of the conductor strip.
Therefore, a Z-axis gradient magnetic field coil that has a small electric resistance and can generate a strong gradient magnetic field is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のZ軸勾配磁場コイルを構成するフレ
キシブル絶縁基板の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a flexible insulating substrate constituting a Z-axis gradient magnetic field coil of the present invention.

【図2】 図1に示されるフレキシブル絶縁基板を巻回
した状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a state where the flexible insulating substrate shown in FIG. 1 is wound.

【図3】 図2におけるD−D′断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 2;

【図4】 特開平3−48402号で提案されているZ
軸勾配磁場コイルにおける導体ストリップの配置と本発
明におけるコイルの導体ストリップの配置を概略的に示
す図である。
FIG. 4 shows Z proposed in JP-A-3-48402.
It is a figure which shows schematically arrangement | positioning of the conductor strip in an axial gradient magnetic field coil, and arrangement | positioning of the conductor strip of the coil in this invention.

【図5】 コイル構造体の巻き終りの部分の拡大図であ
る。
FIG. 5 is an enlarged view of the end of winding of the coil structure.

【図6】 図1に示されているコイルパターンと同等で
ありながら対称性を持たないコイルパターンの一例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a coil pattern which is equivalent to the coil pattern shown in FIG. 1 but has no symmetry.

【図7】 本発明のZ軸勾配磁場コイルを構成するフレ
キシブル絶縁基板の他の例を示す図である。
FIG. 7 is a view showing another example of the flexible insulating substrate constituting the Z-axis gradient magnetic field coil of the present invention.

【図8】 図7に示された基板をボビンに巻回した結果
得られるコイル構造体を示す図である。
8 is a diagram showing a coil structure obtained as a result of winding the substrate shown in FIG. 7 around a bobbin.

【図9】 図8に示されたコイル構造体に更にワイヤを
巻回付加した状態を示す図である。
FIG. 9 is a view showing a state in which a wire is further wound around the coil structure shown in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…フレキシブルプリント基板 31,32…端子 51…ボビン S1〜S15,S1′〜S15′…導体ストリップ C0〜C18,C1′〜C9′,C12′〜C17′…
接続導体
30 flexible printed circuit board 31, 32 terminal 51 bobbin S1-S15, S1'-S15 'conductor strip C0-C18, C1'-C9', C12'-C17 '
Connection conductor

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定のコイルパターンが形成されたフレ
キシブルプリント基板が複数回巻回されてなることを特
徴とするZ軸勾配磁場コイル。
1. A Z-axis gradient magnetic field coil wherein a flexible printed circuit board on which a predetermined coil pattern is formed is wound a plurality of times.
【請求項2】 複数対の細長く延びた導体ストリップ
と、電流Iを上記複数のストリップの内の最初のストリ
ップに流入させ、その後、上記複数のストリップに順次
流れさせて、上記電流を上記複数のストリップの内の最
後のストリップから流れ出させるための相互接続手段と
を含むコイルパターンが形成された一枚のフレキシブル
絶縁基板を一端が最下層に他端が最上層になるように複
数層にわたり実質的に円筒形に巻回してなり、上記電流
Iの流れに応じてZ軸勾配磁界を発生するコイルであっ
て、巻回の結果形成されるコイル構造体には、円筒を一
周する長さを有し、円筒の中心軸に直交する中心切断面
に関して実質的に平行で且つ対称に配置され互いに逆向
きの方向に電流が流れる対の導体ストリップが複数包含
され、該複数対の導体ストリップにより、Z軸方向の勾
配磁場を発生させるようにしたことを特徴とするZ軸勾
配磁場コイル。
2. A plurality of pairs of elongated conductor strips and a current I flowing into a first one of said plurality of strips and then sequentially flowing through said plurality of strips to allow said current to flow through said plurality of strips. A single flexible insulating substrate on which a coil pattern including an interconnecting means for flowing out from the last strip of the strips is substantially formed over a plurality of layers such that one end is a lowermost layer and the other end is an uppermost layer. A coil that is wound in a cylindrical shape and generates a Z-axis gradient magnetic field in accordance with the flow of the current I. The coil structure formed as a result of the winding has a length that goes around the cylinder. And a plurality of pairs of conductor strips which are arranged substantially parallel and symmetrically with respect to a central cutting plane perpendicular to the central axis of the cylinder, and in which current flows in directions opposite to each other. A Z-axis gradient magnetic field coil, wherein a gradient magnetic field in the Z-axis direction is generated by the strip.
【請求項3】 前記コイル構造体に包含される導体スト
リップ対は前記中心切断面から互いに異なる距離離れて
配置されていることを特徴とする請求項2記載のZ軸勾
配磁場コイル。
3. The Z-axis gradient magnetic field coil according to claim 2, wherein the conductor strip pairs included in the coil structure are arranged at different distances from the center cut plane.
【請求項4】 前記コイル構造体に包含される導体スト
リップ対は前記中心切断面から等しい距離に配置されて
いることを特徴とする請求項2記載のZ軸勾配磁場コイ
ル。
4. The Z-axis gradient magnetic field coil according to claim 2, wherein the conductor strip pairs included in the coil structure are arranged at an equal distance from the center cut plane.
【請求項5】 前記コイル構造体に包含される導体スト
リップ対は前記中心切断面から等しい距離に配置されて
いるグループと、中心切断面から互いに異なる距離離れ
て配置されているグループを包含することを特徴とする
請求項2記載のZ軸勾配磁場コイル。
5. The conductor strip pair included in the coil structure includes a group arranged at an equal distance from the center cutting plane and a group arranged at a different distance from the center cutting plane. The Z-axis gradient magnetic field coil according to claim 2, wherein:
【請求項6】 前記フレキシブル絶縁基板に形成される
コイルパターンは、対称性を持つことを特徴とする請求
項2記載のZ軸勾配磁場コイル。
6. The coil according to claim 2, wherein the coil pattern formed on the flexible insulating substrate has symmetry.
【請求項7】 前記フレキシブル絶縁基板に形成される
コイルパターンは、対称性を持たないことを特徴とする
請求項2記載のZ軸勾配磁場コイル。
7. The Z-axis gradient magnetic field coil according to claim 2, wherein the coil pattern formed on the flexible insulating substrate has no symmetry.
【請求項8】 前記コイルパターンに含まれる前記相互
接続手段の内、前記基板巻き始めの端部と巻き終わりの
端部に位置する相互接続手段は、前記導体ストリップが
延びる方向と同じ方向に延びる第1のグループと、導体
ストリップが延びる方向と直交する方向に延びる第2の
グループとから構成され、前記巻き始めの端部または巻
き終わりの端部は相互接続手段と導体ストリップの境界
を折り目として折り返され、これにより、前記巻き始め
の端部及び巻き終わりの端部に位置する相互接続手段の
第1のグループ同士が重なり合い、もって、それぞれの
グループに含まれる相互接続手段に流れる電流によって
生じる磁界同士が打ち消し合うことを特徴とする請求項
2記載のZ軸勾配磁場コイル。
8. Among the interconnecting means included in the coil pattern, interconnecting means located at the start end and the end of winding of the substrate extend in the same direction as the conductor strip extends. A first group and a second group extending in a direction orthogonal to the direction in which the conductor strip extends, wherein the beginning of the winding or the end of the winding is creased at the boundary between the interconnecting means and the conductor strip. The first group of interconnecting means located at the start end and the end end of the winding overlap, whereby the magnetic field generated by the current flowing through the interconnecting means included in each group The Z-axis gradient magnetic field coil according to claim 2, wherein the coils cancel each other.
【請求項9】 前記基板には、導体ストリップと同じ方
向に延びる切欠部が形成され、この基板を巻回した結果
形成されるコイル構造体の溝部分に、付加的にワイヤを
巻回したことを特徴とする請求項2記載のZ軸勾配磁場
コイル。
9. A notch extending in the same direction as the conductor strip is formed in the substrate, and a wire is additionally wound in a groove portion of a coil structure formed as a result of winding the substrate. The Z-axis gradient magnetic field coil according to claim 2, wherein:
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