JPH022603A

JPH022603A - 磁界発生装置

Info

Publication number: JPH022603A
Application number: JP63148528A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 茂佐藤; Hitoshi Yoshino; 仁志吉野; Hideya Sakurai; 桜井　秀也
Original assignee: Hitachi Medical Corp; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1990-01-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】利用卒業分野この発明は、対象物の断面イメージを得て組織の性質ま
で描き出すことのできる医療用核磁気共鳴断層撮影装置
（以下、ＮＭＲ−ＣＴという）等に用１．％られる永久
磁石を使用した磁界発生装置に係り、円板状バルク部と
、磁性薄板と低透磁率部材とを交互に渦巻状に積層した
ラミネート部とからなる磁極片を有し、大きな空隙内の
静磁界強度を効率良く向上させ、装置の小型軽量化を計
った磁界発生装置に関する。

背景技術ＮＭＲ−ＣＴ等に用いる磁界発生装置として、第４図に
示す如き構成が知られている。

すなわち、一対の永久磁石構成体（ＩＸＩ）の各々の一
方端に磁極片（２）（２）を固着して対向させ、他方端
を継鉄（３）にて連結し、磁極片（２Ｘ２）間の空隙（
４）内に、静磁界を発生させる構成である。

上記構成からなる磁界発生装置において、磁極片（２）
は通常、炭素鋼等の磁性材料を削り出した板状のバルク
、すなわち、一体物から構成される。

この磁極片（２）は、磁石構成体（１）から発生する磁
束を空隙（４）内に均一に作用させるには有効であるが
、磁極片（２）内部の磁束の通路における透磁率は、ど
の方向においても、同一であるため、一部の磁束は該磁
極片（２）側面から周囲の継鉄（３）へ漏洩している。

従って、磁石構成体（１）から発生される磁束を、空隙
（４）内に有効に作用させ、所要強度の磁界を得るには
、磁石構成体を大きくする必要があり、ＮＭＲ−ＣＴ等
での一層の小型化に対して対応できない問題があった。

かかる問題を解決する構成として、出願人の一人は、先
に磁極片の少なくとも周縁部を磁極片側面に略直交方向
に積層した磁性板の積層構造としたことを特徴とする磁
界発生装置（特願昭６２−７５６８９号）を提案した。

すなわち、磁極片の周縁部を磁性板の積層構造とするこ
とにより、積層される磁性板間に実質的に磁気抵抗の大
きな非磁性部分を形成し、磁石構成体から発生する磁束
が磁気抵抗の大きな非磁性部分を通過し難く、かつ磁気
抵抗の小さな磁極板内を通過し易くなり、このため磁極
片側面からの漏洩磁束を低減し、空隙内の磁界強度を向
上させることができ、ひいては磁気的効率のよい構成と
なり、磁界発生装置の小型軽量化を可能とするものであ
る。

しかし、上記磁極片は、中央部のバルク部とラミネート
部、またはラミネート部のみから構成されることから、
磁気回路として組立てる際に、永久磁石から受ける吸引
力により、特にバルク部とラミネート部の接続部やラミ
ネート部において変形、破損等が発生しやすく、組立作
業の効率を悪くすることが懸念される。

また、組立て時だけでなく、ラミネート部を所要形状に
研削等の加工を施す際も取扱いに注意を払う必要があっ
た。

発明の目的この発明は、磁極片からの漏洩磁束を低減し、空隙内に
効率よく、磁束を集中させ、磁界強度の向上を図るとと
もに組立て作業を容易とする磁界発生装置を目的とし、
特に、小型軽量化が可能で取扱い保全等が容易な構成か
らなる磁界発生装置を目的としている。

発明の概要この発明は、小型軽量化を達成するため、磁極片からの
漏洩磁束の低減、空隙内への磁束の集中を可能にすると
ともに、組立て作業を容易にできる構成を目的に種々検
討した結果、磁極片の周縁部を磁極片側面の直交方向に
積層した磁性板の積層構造とするとともに該積層部を円
板状磁性体にて保持することにより、磁極片から発生ず
る磁束を積極的に空隙方向に集中させることができ、磁
界強度の向上が得られるとともに、組立作業を容易にで
きることを知見しこの発明を完成したものである。

すなわち、この発明は、空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄で
磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に磁極片
を固着し、該空隙に磁界を発生させる磁界発生装置にお
いて、磁極片が、中央部に凸状部を有する円板状磁性体からな
るバルク部と、前記凸状部外用のバルク部平面上に設け
た磁性薄板と低透磁率部材とを交互に渦巻状に積層した
ラミネート部とからなり、かつ磁極片周辺部に環状突起
を設けたことを特徴とする磁界発生装置である。

発明の構成と効果この発明において、磁気回路は、空隙を形成して対向す
る一対の永久磁石構成体を継鉄で磁気的結合し、各永久
磁石構成体の空隙対向面に磁極片を固着した構成であれ
ば、いかなる構成であってもよく、永久磁石の磁気特性
、形状寸法、継鉄の形状寸法及び所要空隙の大きさ等に
応じて、磁性板の積層構造の構築手段等を適宜選定する
ことが望ましい。

かかる磁気回路に用いる永久磁石は、フェライト６ｎ石
、アルニコ系磁石、希土類コバルト系磁石が使用できる
が、先に出願人の一人が提案（特開昭５９−４６００８
号公報、特開昭５９−８９４０１号公報）した、Ｒとし
てＮｄやＰｒを中心とする資源的に豊富な軽希土類を用
い、Ｂ　、Ｆｅを主成分として２５ＭＧＯｅ以上の極め
て高いエネルギー積を示す、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を
使用することにより、著しく小型化することができる。

また、この発明において、磁極片は、永久磁石側に配置
されるバルク部と空隙側のラミネート部とから構成され
、例えば、バルク部は、中央部に円形凸状部を有した円
板状の電磁軟鉄からなり、空隙側となるバルク部の中央
凸状部の周辺は、けい素鋼板のような高透磁率薄板と低
透磁率部材の粘着テープをトロイダル状に巻いた構成の
ラミネート部となし、さらに、磁束を所要空隙に集中さ
せかつ均一度を向上させるため、磁極片の空隙側周辺部
に環状突起を設けた構成となすことにより、この発明の
前記目的を達成することができる。

この発明において、電磁軟鉄などのバルク部は、磁気回
路組立時、永久磁石から受ける磁気吸着力により、ラミ
ネート部の破壊を防止する強度部材の機能を有し、組立
作業の効率が向上し、また、永久磁石の特性のばらつき
を緩和して磁束密度の均等化を計ることができる。

この発明において、ラミネート部の透磁率は、空隙方向
にはけい素鋼板等の使用する高透磁率材料の透磁率とな
るが、磁極片の径方向の透磁率は、粘着テープ、接着剤
等の低透磁率材料との積層構造であることから低い値と
なる。

従って、ラミネート部の透磁率は、周囲の継鉄へ戻る方
向にはこれを低減し、所要空隙方向へは増加させる機能
を有し、例えば、該空隙において同一の均一磁界強度を
得るのに、より小さな永久磁石構成体で達成できる利点
がある。

発明の図面に基づく開示第１図はこの発明による磁界発生装置の縦断説明図ある
。

第２図は磁極片半径と曲げ応力及びせん断応力との関係
を示すグラフである。

第３図はこの発明による磁極片のバルク部を示す上面図
、側面図及びたわみを示す説明図である。

この発明による磁界発生装置は、第１図に示す如く、一
対の永久磁石構成体（１）（１）の各々の一方端に磁極
片（ＩＯＸＩＯ）を固着して対向させ、他方端を継鉄（
３）にて連結し、磁極片（１０）（１０）間の空隙（４
）内に、静磁界を発生させる構成である。

なお、上下の継鉄をつなぐための側面の継鉄部を、４本
の円柱とすることにより側面からも内部に接近できる構
成とすることができる。また、上下の継鉄の形状につい
ては、幅Ｗと奥行きＬを、Ｗ＞Ｌ、具体的にはＷ：Ｌ＝
１，８：１と奥行きを浅くした長方形板とすることによ
り、被検者への圧迫感の軽減と既設の病院への搬入の容
易化を計ることができる。

一対の磁極片（ＩＯＸＩＯ）は、中央に凸状部（１２）
を有する円板状磁性体からなるバルク部（１１）と、前
記凸状部（１２）外周のバルク部（１１）平面上に、磁
性薄板のけい素鋼板と低透磁率部材の接着剤とを交互に
渦巻状に積層したラミネート部（１３）とからなり、ま
た、磁極片（１０）の外周部、すなわち、外周部側のラ
ミネート部（１３）の高さを他より高くして、磁束を所
要空隙に集中させかつ均一度を向上させるための環状突
起部（１４）を形成している。

低透磁率部材たる接着剤としては、−船釣な両面粘着テ
ープが使い易いが、強度の点では、エポキシ樹脂系の接
着剤が良い。

このバルク部（１１）とラミネート部（１３）とからな
る磁極片（１０）の構成は、上下継鉄への戻り磁束量の
低減に効果がある。

かかる磁極片の効果は、ラミネート部のけい素鋼板の厚
みと接着剤１の厚みにおけるけい素鋼板の占積率が、約
７０％程度の場合がすぐれている。例えば、けい素鋼板
を０．３５ｍｍ厚とすると、接着剤は、０．１５ｍｍ厚
となる。

また、第２図には、一般の粘着テープの許容せん断応力
（約５ｋｇ／ｃｍ２、安全率２倍）を併記してあり、磁
極片を単にけい素鋼板と粘着テープのみの構成とすると
、組立時に中央部から破損してしまうことが分かる。

一方、第３図に示す如く、電磁軟鉄製のバルク部（１１
）の径が１１７０ｍｍ、中央凸状部の厚みが４０ｍｍ、
径３００ｍｍ、永久磁石から１ｋｇ、ｆ／ｃｍ２の吸引
力を受け、図示する三角印の位置で保持される場合、応
力解析すると、バルク部厚みが１５ｍｍのとき、最大曲
げ応力は約８ｋｇ／ｍｍ２、最大のせん断心力は０．２
ｋｇ／ｍｍ２、最大たわみ量（ａ）は０．６ｍｍとなる
。

これら値は、電磁軟鉄の材質特性からは充分小さな値で
ある。

従って、上記実施例であれば、ラミネート部を１ａｔｉ
片の中央付近まで設けることができる。バルク部の厚み
は、厚いほど強度は増すが、逆に継鉄への戻り磁束が増
えるため好ましくなく、要求される磁界強度や中央の凸
状部形状等により最適な厚みを決めることができる。

実施例第１図と同様構成の磁界発生装置に、（ＢＨ）ｍａｘ３
５ＭＧＯｅを有するＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石と、第３図
に示す中央に凸状部を有する円板状磁性体からなるバル
ク部上にラミネート部を設け、かつ周縁部に環状突起を
設けた磁極片を用いた場合の空隙中央部の磁界強度を測
定した。

磁極片のラミネート部は、けい素鋼板と粘着テープとを
積層した構成からなり、その磁性板占有率が７ｏ％の場
合は、前記磁界強度が１７３０Ｇであった。

比較のため、第４図に示す如く、磁極片が純鉄の一体物
にて形成した外は、全てこの発明装置と同一条件にて組
み立て、空隙中央部の磁界を測定したところ、１５９０
Ｇであった。

上記の測定結果に基づき、同一磁界強度を得るのに必要
な永久磁石重量を検討した結果、比較例磁界発生装置に
対し、この発明による磁界発生装置の場合は、重量を１
５％〜２０％削減できることが分った。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による磁界発生装置の概略縦断説明図
ある。第２図は磁極片半径と曲げ応力及びせん膜応力との関係
を示すグラフである。第３図はこの発明による磁極片のバルク部を示す上面図
、側面図及びたわみを示ず説明図である。第４図は従来の磁界発生装置の縦断説明図である。１・・・永久磁石構成体、２，１ｏ・・・磁極片、３・
・・継鉄、４・・・空隙、１１・・・バルク部、１２・
・・凸状部、１３・・ラミエート部、１４・・・環状突
起。第１図出願人　株式会社　日立メディコ

Claims

【特許請求の範囲】１空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄で
磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に磁極片
を固着し、該空隙に磁界を発生させる磁界発生装置にお
いて、磁極片が、中央に凸状部を有する円板状磁性体からなる
バルク部と、前記凸状部外周のバルク部平面上に設けた
磁性薄板と低透磁率部材とを交互に渦巻状に積層したラ
ミネート部とからなり、かつ空隙側の磁極片周辺部に環
状突起を設けたことを特徴とする磁界発生装置。