JPH0241842Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業分野 この考案は、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
鳴断層装置（以下、NMR−CTという）に用い
られる永久磁石を使用した磁界発生装置に係り、
大きな空隙内に強力かつ高精度で均一な静磁界を
発生する磁界発生装置に関する。

背景技術 NMR−CTは、人体の一部または全部を１〜
10KGの強力な磁界を形成する空隙内に挿入して
所要の断層イメージを得るため、この磁界が強力
かつ10^-4以下の精度で一様で安定していることが
要求され、NMR−CT用の磁界発生装置として
は、銅またはアルミニウムからなる導線を円筒状
に巻着した常伝導磁石あるいは、特殊な導線を用
い、絶対零度付近の温度に冷却して使用する超伝
導磁石が知られている。

前者は構造上安価であるが十分な強力磁界を発
生させるためには、膨大な電力と冷却水が必要で
あり、ランニングコストが高く、コイルが作る漏
洩磁界は使用用途によつては悪影響の要因となる
等の問題があり、一方、後者の超伝導磁石は、電
力の消費が少なく小型で強力な磁界を発生し得る
利点があるが、冷媒として高価な液体ヘリウム等
の使用が不可欠であり、いわゆるイニシヤルコス
トとともにランニングコストも著しく高い問題が
ある。

本出願人は、先に、磁界強度が上記の常伝導磁
石と同等以上で電力の消費も少なく、漏洩磁界の
少ない永久磁石を使用する磁界発生用磁気回路と
して、空隙を形成して対向する磁極片と、少なく
とも１の永久磁石とを継鉄で磁気的結合し該空隙
に磁界を発生させる磁界発生装置において、上記
磁極片の対向面の各々に環状突起を設けたことを
特徴とする磁界発生装置を提案（特願昭58−
196785号）した。

上記の磁界発生装置によつて、空隙に発生する
磁界の均一精度を著しく向上させることができ
た。しかし、上記磁界発生装置は、一対の永久磁
石の各々の一方端に磁極片を固着して対向させ、
他方端を継鉄で結合し、磁極片間の空隙内に、静
磁界を発生させる構成であり、一対の磁極片に、
その対向面の周縁に、所定の内径、高さからなる
断面略台形の環状突起が突設した構成において、
磁極からの磁束は空隙外に漏洩しやすく、空隙中
心垂直線上では、磁極面に近い程磁界強度が高く
なる性質があるため、使用磁界空間で所要の高い
均一磁界を得るためには、磁極間距離や磁極面積
を大きくするなど、使用磁界空間の数倍以上の空
隙を要し、磁気回路の小形化ができないという問
題を有していた。

考案の目的 この考案は、かかる現状に鑑み、強力な磁界が
得られる永久磁石を使用した磁界発生装置の空隙
において、高精度で均一かつ安定な磁界のより一
層の拡大を計つた磁気回路を有する磁界発生装置
を目的とし、永久磁石からの磁束の漏洩を防止
し、磁束を有効に集中させて永久磁石量を低減し
て小型軽量化が達成できる磁界発生装置を目的と
している。

考案の構成と効果 この考案は、高精度で均一かつ安定な磁界が得
られ、かつ漏洩磁束の少ない磁気回路を目的に
種々検討した結果、例えば、磁極片対向面に設け
た環状突記の外周部に対向する如く、継鉄内面に
漏洩磁束反発用の永久磁石を設けることにより、
磁気回路空隙内の磁界均一度及び磁界強度が著し
く向上し、高精度で均一な磁界域を拡大できるこ
とを知見したものである。

すなわち、この考案は、空隙を形成して対向す
る磁極片と、少なくとも１の永久磁石とを継鉄で
磁気的結合し、該空隙に磁界を発生させる磁界発
生装置において、継鉄の内面に、漏洩磁束反発用
永久磁石を配置したことを特徴とする磁界発生装
置である。

磁気回路は、少なくとも１の永久磁石を用い
て、空隙を介して対向させた磁極片を継鉄で磁気
的に結合すればいかなる構成も利用でき、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、磁極片形状を適宜選
定することが望ましい。

また、空隙を介して対向する磁極片面に環状突
起を設けた磁気回路とするのもよく、磁極面平面
の周縁部や任意の個所に断面三角形や台形の突起
とする等種々形状の突起が採用でき、また、環状
突起の中央に凸状突起を連続、非連続で設けるの
もよい。

継鉄の内面に配置する１個あるいは複数個の漏
洩磁束反発用永久磁石は、いかなる永久磁石でも
使用できるが、漏洩磁束を有効に減少させるに
は、磁気回路の永久磁石と同材質、同磁気特性の
永久磁石が望ましい。

また、継鉄内面が円周面である場合に、一体あ
るいは分割型のリング状の漏洩磁束反発用永久磁
石としたり、対向配置した一対の磁極片あるいは
上記の環状突起を含む磁極片の外周面に対向する
位置の継鉄内面に、漏洩磁束反発用永久磁石を固
着したり、あるいは継鉄を貫通するボルトやキー
等に保持させて、磁極片や主永久磁石に近接・離
反可能に設けるのもよい。

この考案による磁界発生装置は、下記の永久磁
石を使用することにより、１〜5KGの強磁界を
形成できる装置として、10ton以下の重量ですみ、
フエライト磁石を使用する磁界発生装置の100ton
以上に比べて著しい小型軽量化が達成できる。

考案に用いる永久磁石 この考案の磁界発生装置に用いる永久磁石は、
フエライト磁石、アルニコ系磁石、希土類コバル
ト系磁石が使用できるが、先に出願人が提案し
た、高価なSmやCoを含有しない新しい高性能永
久磁石としてFe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希土
類元素のうち少なくとも１種）永久磁石（特願昭
57−145072号）は、その最大エネルギー積が大き
いだけでなく、残留磁束密度（Br）の温度係数
が、0.07％／℃〜0.15％／℃なる温度特性を有す
るため、この永久磁石を上記のNMR−CTに適
用することにより、装置の小形化が達成でき、す
ぐれた性能を得られ、さらに、この永久磁石の磁
気特性が特に０℃以下に冷却して使用することに
より、著しく高い最大エネルギー積を得ることが
できる性質を有効に利用できる。

上記のFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、Ｒ（但しＲは
Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）８原
子％〜30原子％、Ｂ ２原子％〜28原子％、Fe
42原子％〜90原子％を主成分とし、主相が正方晶
相からなる永久磁石であり、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、すぐれた永久磁石である。

図面に基づく考案の開示 第１図と第２図はこの考案による磁界発生装置
に用いる磁気回路の縦断正面図と横断側面図であ
る。

第１図と第２図に示す磁気回路は、一対のFe
−Ｂ−Ｒ系永久磁石２，２の各々の一方端に磁極
片３を固着して対向させ、永久磁石２の他方端
を、円筒体からなりその円周部の一部を開口した
形状の継鉄１で結合し、磁極片３間の空隙４内
に、静磁界を発生させる構成であり、一対の磁極
片３，３には、その対向面の周縁の内側に、所定
の内径、高さからなる断面略三角形の環状突起５
を突設した構成であり、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石
２，２は同一方向に磁化してある。

さらに、各磁極片３の環状突起５の外周部に対
向する位置の継鉄１内周面には、90゜間隔で４箇
所に、弓形Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石からなる環状
の漏洩磁束反発用永久磁石６を、それぞれ継鉄１
外周面から中心に向つて螺着されたボルト状の移
動量調節棒７の先端に遊嵌し、移動量調整棒７の
螺合進退によつて、磁極片３外周部に接近・離反
可能となるように設けてある。

また、各磁極片３の環状突起５の外周面に対向
配置した弓形の漏洩磁束反発用永久磁石６の内周
面に磁極を設け、その極性は、各磁極片３の磁極
と同極としてある。すなわち、図面において、磁
極片の対向面がＳ極である上側の磁極片３外周に
対向する漏洩磁束反発用永久磁石６は、内周面が
Ｓ極で外周面がＮ極であり、図の下側の磁極片３
外周に対向配置する漏洩磁束反発用永久磁石６の
場合は、内周面がＮ極となつている。

上記構成において、磁極片３，３から発生する
磁束は、環状突起５及び磁極片３の外周部に設け
た漏洩磁束反発用永久磁石６によつて、Fe−Ｂ
−Ｒ系永久磁石２，２の磁化方向と同一方向に収
束されて磁界形成するため、漏洩磁束が減少し、
空隙４内は極めて高い均一度を有する静磁界が得
られる。

ちなみに、第１図に示した構成のNMR−CT
に、最大エネルギー積35MGOeの特性を有する
Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、磁極片の対向距
離として、600mmを設定して組立を行なつたとこ
ろ、空隙中央部での磁界強度は3KGであつた。
上記の構成からなるNMR−CTと同様構成で漏
洩磁束反発用永久磁石を有しない磁気回路で、実
施例と同程度の均一磁界範囲及び磁界強度を有す
るNMR−CTを作製し、その装置重量を比較し
たところ、本考案装置は比較装置に比べて15％の
軽量化が達成できた。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの考案による磁界発生装置
に用いる磁気回路の縦断正面図と横断側面図であ
る。 １……継鉄、２……Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石、
３……磁極片、４……空隙、５……環状突起、６
……漏洩磁束反発用永久磁石、７……移動量調整
棒。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 空隙を形成して対向する磁極片と、少なくと
   も１の永久磁石とを継鉄で磁気的結合し、該空
   隙に磁界を発生させる磁界発生装置において、
   継鉄の内面に、漏洩磁束反発用永久磁石を配置
   したことを特徴とする磁界発生装置。 ２ 漏洩磁束反発用永久磁石を、磁極片に対して
   近接離反可能に継鉄内面に配設したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の磁
   界発生装置。