JP4392910B2 - Open magnet system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開放型磁石装置に係り、特に高い均一度の静磁場を得るのに好適な開放型磁石装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水平磁場方式の磁石装置あるいはポールピースを利用する垂直磁場方式の磁石装置では、その磁石装置が生成する静磁場の均一度を高めるため磁性体シムが利用されている。
【0003】
しかし、特にポールピースを利用する垂直磁場方式の磁石装置では、その磁石装置が生成する静磁場の均一度を向上させるために、ポールピース外周部を突出させるローズリング構造を採用している。一方、広い測定空間を確保するために、傾斜磁場コイルをこのポールピースの突出部内の空間に配置する構造が採られている。このため、従来例では、磁性体シムを取り付けるためのトレーは、ポールピース外周部突起の内周面に合わせて円板形状とし、傾斜磁場コイルを取り付ける前にセットする方式を採用している。
従って、傾斜磁場コイルを取り付けた後においては、磁性体シムへのアクセスが不可能となり、均一度調整ができなくなる。一方、工場内で磁場均一度調整を実施した後においても、一般的には現地へ搬入した際には磁場環境が変化するため、通常再度の調整が必要になる。しかし、大型で重量のある傾斜磁場コイルの取付けを現地で行うことは、作業スペース等の関係から制限を受けることが多い。
【0004】
一方、ポールピースを利用しない垂直磁場方式の磁石装置では、その磁石装置が生成する静磁場の均一度は専らその磁石装置に導入される調整コイルによって高められていた。
なお、水平磁場方式の磁石装置を開示している特開平7−250819号公報では、磁石装置を構成する一対の磁石組立体の中央孔の壁面に沿って磁性体シムを配置する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、更に高い磁場均一度が達成できかつ傾斜磁場コイルを取り付けたままの状態で磁場均一度調整のための磁性体シムの着脱が容易に行える磁性体シム取付け構造を備えた開放型磁石装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上下に対向して配置されその間に被検者の被検部をカバーする均一静磁場空間領域を生成する一対の超電導磁石組立体を有し、上記一対の超電導磁石組立体のそれぞれは上記均一静磁場空間領域を生成するための主超電導コイルおよびその均一静磁場空間領域の磁場均一度を調整するための調整超電導コイルおよびこれら主超電導コイルおよび調整超電導コイルを収容しかつ超電導状態を維持するための冷却容器を備え、それらそれぞれの冷却容器の対向面にはその均一静磁場空間領域の磁場均一度を更に調整するための磁場調整手段を着脱自在に搭載する複数個の磁場調整手段搭載トレーが設けられており、それぞれの磁場調整手段搭載トレーは上記冷却容器の対向面に沿って挿入でき、これにより傾斜磁場コイルが取り付けられた状態のままで磁場均一度調整作業を実施することを可能とした。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施例を説明する。
図1、図2に示すとおり、開放型磁石装置10は対向する上下一対の磁石組立体12、14を有しており、これら上下一対の磁石組立体12、14は、それぞれその間に均一静磁場空間領域16を生成するための主超電導コイル18と、この主超電導コイル18が生成する静磁場の均一度を調整する調整超電導コイル20、これら主超電導コイル18および調整超電導コイル20を超電導温度以下に冷却する冷媒を封入しかつこれら超電導コイルを収容している冷媒容器22、熱の対流を防ぐためアルミニウムやステンレス鋼等の非磁性材料により冷媒容器22を内包する真空槽24とからなる冷却容器と、これらの外側を包囲し超電導コイルからの漏洩磁束を抑制する強磁性体プレート26とから構成されている。上下の磁石組立体12、14のそれぞれの冷媒容器22および真空槽24は連結管28によって連結されており、かつ上下それぞれの強磁性体プレート26、26はヨーク30によって互いに支持されると共に磁気的に結合されている。
【0008】
ポールピースを利用する垂直磁場方式の磁石と違って、傾斜磁場コイル34を取り付けた場合でも、ポールピースが存在しないため側面からの磁性体シムの取付けが可能な点に着目し、トレー36に磁性体シム片38を取り付け、このトレー36を抜き差しすることによって、傾斜磁場コイル34が取り付けられた状態でも磁場均一度調整を実施することを可能とした。
【0009】
具体的なトレー36の形状を図3に示す。この実施例では、扇形形状のトレー36を放射状に配置し、トレー36間には、トレー36の位置決めを行うためのトレーガイド40を配置している。このため、各トレー36の間には幾分のスペースが生じるので、傾斜磁場コイル34を磁石に取り付けるには、このスペース部分を利用することができる。
また、トレーガイド40は例えばステンレスやアルミニウムなどの材質で作られている。トレーガイド40は、冷却容器として働く真空槽24の表面に、溶接、ネジ、接着等により固定できるので、これらに梁としての役割を負わせることで、冷却容器の補強材を兼ねることができる。磁石開口部の垂直方向の距離を広くとるためには、冷却容器の壁厚さもできるだけ薄くすることが望ましく、この点でも有用である。
また各トレー36には、磁性体シム片38が接着やネジ等の手段を用いて、固定される。この点については後で、図6、7により詳述する。
本実施例によるトレー配置の場合には、基本的に磁性体シム片38をほぼ同心円上に配置できる。一方、一般的に磁場分布を評価する際に用いる評価関数としては、軸対称のものを採用する。従って、放射方向からトレー36を挿脱できる本実施例では評価関数に基づいて決定する磁性体シムの配置をそのまま、実現しやすくなっている。
【0010】
なお、連結管28のある部分のトレー36′について、径方向長さが短くされている。そしてこの径方向寸法の短いトレー36′の挿脱は隣接する寸法の長いトレー36をまず移動して行われる。
最終的に各トレー36、36′に搭載される磁性体シム片38の配置が決まると、各トレー36、36′はそれぞれに設けられている複数個の固定ボルト用穴42を介して真空槽24の底面にボルトで固定される。
【0011】
本実施例では、連結管28が邪魔をするため、傾斜磁場コイル34を取り付けた状態ではトレー36′の抜き差しが難しくなる。従って予め、現地調整で必要となる磁性体シムが予測できる場合には、この部分だけを使用しないことも出来る。
【0012】
図4は本発明の第2の実施例を示している。この実施例ではより汎用性を持たせたシムの取付け構造とするために、長方形のトレー36を平行並列に配置する構造とした。この場合には、傾斜磁場コイル34を取り付けた場合にも、総てのトレーが容易に抜き差しが可能である。
【0013】
特に、トレー36の幅を細くすると、冷却容器の外周付近や連結管28の周辺部にトレー36を配置でき、磁性体シム片38により発生させる磁場分布の制約が少なくなるため、より細かい調整が可能となり有効である。また、この場合には、一つのトレー36に取り付ける磁性体シム片38の個数が少なくなる。これは、静磁場を印加した状態でシミングを行う場合に、有利となる。即ち、静磁場がある場合には各磁性体シム片38に電磁力が働くが、1トレー当たりのシム片の個数が少なくなれば、1つのトレー全体に働くこの力が弱まる。従って、静磁場がある場合にもトレー36の出し入れが容易となる。
出し入れを容易とするために、1トレーに何個のシムを取り付けるかは、静磁場強度、シミングで必要とする磁性体シム片38の総概数などによって決まる。なお、中央部に取り付けたトレーの長さおよび重さを軽減するために、図5に示すように中央部で2分割し、両側から挿入する構造もとれる。
【0014】
トレー、及び、磁性体シム片のより詳細な構造例を図6、7に示す。ここでは、図4の実施例で使われるトレーを示しているが、他の実施例でも同様である。トレー36は細長い板形状であり、その両側は冷却容器に取り付けたトレーガイド40により挿入の位置決めが行われる。トレーガイド40はトレー36の全長に渡って配置する必要はなく、トレー36が必要な位置精度に従って設定できるように、要所に配置すれば良い。また、挿入したトレー36は図3のような数カ所の適所に設けた固定ボルト用穴42を介してネジやボルト等により、冷却容器24に固定される。なお、図4の構成に固定ボルト用穴を設けてもよいことは言うまでもない。
一方、磁性体シム片38はトレー36に固定ネジ44等の手段により、取り付けることができる。また固定ネジの代わりに接着により取り付けることもできるが、この場合には、トレー36に対する磁性体シム片38の取付け位置精度を得るために、トレー36側に取付け位置を示すマーキングをしておくなどの方法が有効である。
また、この実施例ではトレー36には厚みの違う種類のシム片38を一列しかつけていないが、トレー当たりに何個、何列のシム片を取り付けるかは必要に応じて任意に決められる。
【0015】
図8、9は図6、7に示したトレー36の出し入れを容易にできる変形例を示している。即ち、トレー36に突起部46を設け、トレー36底部と冷却容器の表面との接触面積を少なくし、摩擦抵抗を低減する構造である。また、冷却容器に突起部を設けたり、トレー36もしくは冷却容器に溝を設けた構造にしてもよい。
さらに別の手段としては、トレー表面にシリコン系の潤滑剤等をコーティングする手段も適用できる。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、上下に対向して配置される一対の超電導磁石組立体のそれぞれの互いに対向する冷却容器対向面に磁場調整手段を着脱自在に搭載する複数の磁場調整手段搭載トレーを設けることで、傾斜磁場コイルが取付けられたままの状態で磁場調整手段による調整が可能となる。つまり、冷却容器対向面に沿って側面から自由に挿脱して均一磁場調整が出来るので、このシミング作業の効率化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される開放型磁石装置の概略外観斜視図。
【図2】図1の縦断面図。
【図3】本発明の第1の実施例における扇形形状トレーの配置を示す平面図。
【図4】本発明の第2の実施例における長方形状トレーの配置を示す平面図。
【図5】本発明の第2の実施例における長方形形状トレーを分割して配置した平面図。
【図6】図4におけるトレーの一部斜視図。
【図7】図6の矢印側から見た磁性体シムおよびトレーの断面図。
【図8】図6、7におけるトレーの変形例を示す図。
【図9】図8のトレーを逆様にして示した斜視図。
【符号の説明】
10 開放型磁石装置
12 上側磁石組立体
14 下側磁石組立体
16 均一静磁場空間領域
18 主超電導コイル
20 調整超電導コイル
22 冷媒容器
24 真空槽、冷却容器
26 強磁性体プレート
28 連結管
30 ヨーク
32 磁性体シム配置領域
34 傾斜磁場コイル
36 トレー
38 磁性体シム片
40 トレーガイド
42 固定ボルト用穴
44 固定ネジ
46 突起部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an open-type magnet device, and more particularly to an open-type magnet device suitable for obtaining a highly uniform static magnetic field.
[0002]
[Prior art]
In a horizontal magnetic field type magnet device or a vertical magnetic field type magnet device using a pole piece, a magnetic shim is used to increase the uniformity of a static magnetic field generated by the magnet device.
[0003]
However, in particular, a vertical magnetic field type magnet device using a pole piece employs a rose ring structure in which the outer periphery of the pole piece protrudes in order to improve the uniformity of the static magnetic field generated by the magnet device. On the other hand, in order to secure a wide measurement space, a structure is adopted in which the gradient magnetic field coil is disposed in the space in the protruding portion of the pole piece. For this reason, in the conventional example, the tray for attaching the magnetic material shim is formed in a disk shape in accordance with the inner peripheral surface of the pole piece outer peripheral projection and is set before attaching the gradient coil.
Therefore, after the gradient magnetic field coil is attached, access to the magnetic material shim becomes impossible and the uniformity cannot be adjusted. On the other hand, even after the magnetic field homogeneity adjustment is performed in the factory, since the magnetic field environment generally changes when it is brought into the field, adjustment is usually required again. However, installation of a large and heavy gradient magnetic field coil on site is often limited due to work space and the like.
[0004]
On the other hand, in a vertical magnetic field type magnet device that does not use a pole piece, the uniformity of the static magnetic field generated by the magnet device is exclusively enhanced by an adjustment coil introduced into the magnet device.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-250819, which discloses a horizontal magnetic field type magnet device, discloses a technique for arranging a magnetic shim along the wall surface of the central hole of a pair of magnet assemblies constituting the magnet device. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a magnetic shim mounting structure that can achieve even higher magnetic field uniformity and can easily attach and detach a magnetic shim for adjusting the magnetic field uniformity while the gradient coil is attached. It is providing a type | mold magnet apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A pair of superconducting magnet assemblies that are arranged opposite to each other and generate a uniform static magnetic field space region that covers the portion to be examined between them, each of the pair of superconducting magnet assemblies being A main superconducting coil for generating a magnetic field space region, a tuning superconducting coil for adjusting the magnetic field uniformity of the uniform static magnetic field space region, and the main superconducting coil and the adjusting superconducting coil for accommodating and maintaining the superconducting state A cooling container is provided, and a plurality of magnetic field adjusting means mounting trays are provided on the opposing surfaces of the respective cooling containers, in which magnetic field adjusting means for further adjusting the magnetic field uniformity of the uniform static magnetic field space region is detachably mounted. Each of the magnetic field adjusting means mounting trays can be inserted along the opposing surface of the cooling container, and thus the gradient magnetic field coil is attached. It made it possible to implement a magnetic field homogeneity adjusting work up.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0008]
Paying attention to the fact that the magnetic shim can be attached from the side because the pole piece does not exist even when the gradient coil 34 is attached, unlike the vertical magnetic field type magnet that uses the pole piece. By attaching the
[0009]
A specific shape of the
The
Further, a
In the case of the tray arrangement according to this embodiment, the
[0010]
It should be noted that the radial direction length of the
Finally, when the arrangement of the
[0011]
In this embodiment, since the connecting
[0012]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in order to make the shim mounting structure more versatile,
[0013]
In particular, when the width of the
In order to facilitate loading and unloading, the number of shims attached to one tray is determined by the static magnetic field strength, the total number of
[0014]
More detailed structural examples of the tray and the magnetic shim piece are shown in FIGS. Although the tray used in the embodiment of FIG. 4 is shown here, the same applies to other embodiments. The
On the other hand, the
In this embodiment, only one row of
[0015]
FIGS. 8 and 9 show a modification in which the
As another means, a means for coating the tray surface with a silicon-based lubricant or the like can also be applied.
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, there are provided a plurality of magnetic field adjustment means mounting trays that detachably mount magnetic field adjustment means on the mutually opposing cooling vessel facing surfaces of a pair of superconducting magnet assemblies arranged vertically opposite to each other. Thus, adjustment by the magnetic field adjustment means is possible with the gradient magnetic field coil still attached. That is, since the uniform magnetic field adjustment can be performed by freely inserting and removing from the side surface along the cooling container facing surface, the efficiency of the shimming operation can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic external perspective view of an open magnet device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of fan-shaped trays in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of rectangular trays in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view in which rectangular trays according to a second embodiment of the present invention are divided and arranged.
6 is a partial perspective view of the tray in FIG. 4;
7 is a cross-sectional view of the magnetic shim and tray viewed from the arrow side of FIG. 6;
FIG. 8 is a view showing a modified example of the tray in FIGS.
9 is a perspective view showing the tray of FIG. 8 upside down. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記冷却容器は相対向する面が円形に形成されると共に、上記磁場調整手段搭載トレーは扇形に形成されることを特徴とする開放型磁石装置。 A pair of superconducting magnet assemblies that are arranged opposite to each other and generate a uniform static magnetic field space region that covers a portion to be examined of the subject, and each of the pair of superconducting magnet assemblies includes the uniform static magnetic assembly. A main superconducting coil for generating a magnetic field space region, an adjusting superconducting coil for adjusting the magnetic field uniformity of the uniform static magnetic field space region, and the main superconducting coil and the adjusting superconducting coil for accommodating and maintaining a superconducting state A cooling container is provided, and a plurality of magnetic field adjustment means mounting trays that detachably mount magnetic field adjustment means for further adjusting the magnetic field uniformity of the uniform static magnetic field space region are provided on the opposing surfaces of the respective cooling containers. is and, each of the magnetic field adjustment means mounted tray comprising an open magnet system, characterized in that it is removably mounted along opposite surfaces of the cooling vessel
2. The open type magnet apparatus according to claim 1, wherein the cooling container is formed in a circular shape with opposing surfaces, and the magnetic field adjusting means mounting tray is formed in a fan shape.
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