JPH0246001Y2 - - 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、絶体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、第２図に示す如く、一対の永久磁石
５，５の各々の一方端に磁極片６を固着して対向
させ、他方端を継鉄７で結合し、磁極片６間の空
隙８内に、静磁界を発生させる構成であり、一対
の磁極片６には、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、通常使用
磁界空間、例えば、半径200mm以上の球形空間で
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10
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、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、筒状等の環状ヨーク内に環状
を形成する如く、永久磁石や磁極片を設けること
により、磁気回路空隙内の磁界均一度が著しく向
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、筒体やリング状等の環
状ヨークの内周面に、環状ヨークの一直径方向に
磁化方向を有する断面弓形状の永久磁石の一対を
異磁極対向で設け、対向させた永久磁石の湾曲内
周面間に空隙を形成し、永久磁石の湾曲内周面に
同湾曲面を有する磁極片を設けたことを特徴とす
る磁界発生装置である。

また、一対の永久磁石は、断面弓形で異磁極を
対向させて配置するが、弓形の円弧を大きくして
半円筒体に近い形状として、一対の永久磁石が筒
状を形成するのもよく、また、一体無継目の円筒
体で内周面に異磁極を対向させた永久磁石として
もよい。

磁極片は、例えば筒体を２分割した形状を有す
るが、これを一体の筒体とすると、均一磁界の範
囲はさらに拡がるが、磁界強度は低下する。従つ
て、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。

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、１〜10KG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％／゜Ｃ〜0.15％／゜Ｃ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゜C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％、B2原子％〜28原子％、Fe42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図はこの考案による磁界発生装置を示す斜
視図である。

第１図に示す磁気回路は、円筒からなる環状ヨ
ーク１の内周面に、略半円筒状の一対のFe−Ｂ
−Ｒ系永久磁石２，２を、湾曲内周面を対向させ
て配置して、空隙３を形成し、さらに、このFe
−Ｂ−Ｒ系永久磁石５の内周面に当接させ得る同
等の湾曲面を有する略半円筒状の磁極片４，４を
設けてあり、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石２，２は環
状ヨーク１の一直径方向に磁化してある。

上記構成において、磁極片４，４から発生する
磁束は、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３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4KGであつた。
これと同程度の均一磁界範囲及び磁界強度を有す
る第２図に示すNMR−CT装置を作製して装置
重量を比較したところ、本考案装置は30％の軽量
化が達成できた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による磁界発生装置に用いる
磁気回路の斜視図である。第２図は従来の磁界発
生装置の磁気回路の正面説明図である。 １……環状ヨーク、２……Fe−Ｂ−Ｒ系永久
磁石、３……空隙、４……磁極片、５……永久磁
石、６……磁極片、７……継鉄、８……空隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 環状ヨークの内周面に、環状ヨークの一直径方
   向に磁化方向を有する断面弓形状の永久磁石の一
   対を異磁極を対向させて設け、対向させた永久磁
   石の湾曲内周面間に空隙を形成し、永久磁石の湾
   曲内周面に同湾曲面を有する磁極片を設けたこと
   を特徴とする磁界発生装置。