JPH0314207B2 - - Google Patents
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- JPH0314207B2 JPH0314207B2 JP59113713A JP11371384A JPH0314207B2 JP H0314207 B2 JPH0314207 B2 JP H0314207B2 JP 59113713 A JP59113713 A JP 59113713A JP 11371384 A JP11371384 A JP 11371384A JP H0314207 B2 JPH0314207 B2 JP H0314207B2
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- magnetic pole
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/20—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for porous or cellular articles, e.g. of foam plastics, coarse-pored
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/383—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
- H01F7/0278—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
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Description
【発明の詳細な説明】
産業分野
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
鳴断層装置（以下、NMR−CTという）等に用
いられる大きな空隙内に強力かつ高精度で均一な
磁界を発生する磁界発生装置に関する。
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）等に用
いられる大きな空隙内に強力かつ高精度で均一な
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。
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
り、汎用されるには至つていない。
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
り、汎用されるには至つていない。
本出願人は、先に、磁界強度が上記の常電導磁
石を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。
石を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
が、さらに、大きな対象物に対しても十分な高精
度で均一かつ安定した磁界を得ることができる磁
界発生装置が望まれていた。
磁界の均一精度を著しく向上させることができた
が、さらに、大きな対象物に対しても十分な高精
度で均一かつ安定した磁界を得ることができる磁
界発生装置が望まれていた。
また、上記磁界発生装置を設計する際に、永久
磁石の磁気特性、各種構成部品の形状に基づいた
解析により、最も効率のよい磁気回路を設計する
が、磁気特性のばらつき、各構成部品の寸法精度
のばらつき等により、設計どうりの磁界を高精度
で得るのが困難であり、また、保守管理上、設計
値どうりの磁界を維持するのが困難であつた。
磁石の磁気特性、各種構成部品の形状に基づいた
解析により、最も効率のよい磁気回路を設計する
が、磁気特性のばらつき、各構成部品の寸法精度
のばらつき等により、設計どうりの磁界を高精度
で得るのが困難であり、また、保守管理上、設計
値どうりの磁界を維持するのが困難であつた。
発明の目的
この発明は、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が得ら
れ、保守管理上でも均一かつ安定な磁界が得られ
る磁気回路を有する磁界発生装置を目的としてい
る。
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が得ら
れ、保守管理上でも均一かつ安定な磁界が得られ
る磁気回路を有する磁界発生装置を目的としてい
る。
発明の構成と効果
この発明は、高精度で均一かつ安定な磁界が得
られる磁気回路を目的に種々検討した結果、磁気
回路の一対の磁極片対向面間距離を僅かに変化さ
せることにより、磁気回路空隙内の磁界均一度が
著しく向上することを知見したものである。
られる磁気回路を目的に種々検討した結果、磁気
回路の一対の磁極片対向面間距離を僅かに変化さ
せることにより、磁気回路空隙内の磁界均一度が
著しく向上することを知見したものである。
すなわち、この発明は、空隙を形成して対向す
る磁極片と、少なくとも１の永久磁石を継鉄で磁
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、磁極片の対向面距離を可変となし
た調節機構を継鉄に設けたことを特徴とする磁界
発生装置である。
る磁極片と、少なくとも１の永久磁石を継鉄で磁
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、磁極片の対向面距離を可変となし
た調節機構を継鉄に設けたことを特徴とする磁界
発生装置である。
磁気回路は、実施例に示す回路のほか、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であれば、いかなる構成でも
よい。
形成して対向する磁極片と、少なくとも１の永久
磁石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であれば、いかなる構成でも
よい。
継鉄に設ける磁極片の対向面間距離を可変にす
る調節機構は、実施例に示す如く、対向する磁極
片を磁気的に結合しかつ空隙を形成保守する継鉄
の長さを変化させるなど、いかなる調節機構でも
適用できるが、可変調節機構を組込んだ磁気回路
における各磁極片への影響が磁気的に等価である
ことが最も望ましく、永久磁石の磁気特性、形状
寸法、継鉄の形状寸法及び空隙の大きさ等に応じ
て適宜選定することが望ましい。
る調節機構は、実施例に示す如く、対向する磁極
片を磁気的に結合しかつ空隙を形成保守する継鉄
の長さを変化させるなど、いかなる調節機構でも
適用できるが、可変調節機構を組込んだ磁気回路
における各磁極片への影響が磁気的に等価である
ことが最も望ましく、永久磁石の磁気特性、形状
寸法、継鉄の形状寸法及び空隙の大きさ等に応じ
て適宜選定することが望ましい。
また、磁極片の対向距離の変化量が大きいと、
磁石重量が大きいため大型の調節機構を必要と
し、あるいは継鉄での切断接触面が大きくなりす
ぎきたりするため好まくしなく、また、変化量が
小さすぎると均一磁界を得る効果が少ないため、
設定した設計対向面間距離に対して、その0.1％
〜10％の可変量が好ましい。
磁石重量が大きいため大型の調節機構を必要と
し、あるいは継鉄での切断接触面が大きくなりす
ぎきたりするため好まくしなく、また、変化量が
小さすぎると均一磁界を得る効果が少ないため、
設定した設計対向面間距離に対して、その0.1％
〜10％の可変量が好ましい。
発明に用いる永久磁石
この発明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）の温度系数
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。
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）の温度系数
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％、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。
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。
実施例
以下、この発明を図面に基づいて詳述する。
第１図は、この発明によるNMR−CT装置に
使用する磁気回路の説明図であり、一対のFe−
Ｂ−Ｒ系永久磁石１の各々の一方端に磁極片２を
固着して対向させ、他方端を継鉄３で結合し、磁
極片２間の空隙４内に１〜10KGの強い磁界を発
生させ、この空隙内に人体の一部または全部を入
れて診断する構成である。
使用する磁気回路の説明図であり、一対のFe−
Ｂ−Ｒ系永久磁石１の各々の一方端に磁極片２を
固着して対向させ、他方端を継鉄３で結合し、磁
極片２間の空隙４内に１〜10KGの強い磁界を発
生させ、この空隙内に人体の一部または全部を入
れて診断する構成である。
ここで、一対の磁極片２は、その対向面の周縁
に、所定の内径、高さからなる断面略三角形の環
状突起５が突設してあり、空隙を介して対向させ
ることにより、高精度で均一かつ安定した磁界が
得られる。この環状突起５は内径面が上方へ広が
る傾斜面であれば、良好な均一磁界が安定して得
られる。また、磁極片の対向面の全面に単一ある
いは複合曲率半径のなだらかな曲面を有する凹状
湾曲面としても同様の効果が得られる。
に、所定の内径、高さからなる断面略三角形の環
状突起５が突設してあり、空隙を介して対向させ
ることにより、高精度で均一かつ安定した磁界が
得られる。この環状突起５は内径面が上方へ広が
る傾斜面であれば、良好な均一磁界が安定して得
られる。また、磁極片の対向面の全面に単一ある
いは複合曲率半径のなだらかな曲面を有する凹状
湾曲面としても同様の効果が得られる。
継鉄３は、永久磁石１を着設した２枚の円板状
継鉄６と、円板状継鉄６を磁気的に結合する円筒
状継鉄７とからなり、各円板状継鉄６は円筒状継
鉄７の上下開口に嵌入するもので、円筒状継鉄７
の上下の開口部内縁周面にはそれぞれ周縁突起８
が設けられ、円板状継鉄６の平面周縁部に一定間
隔で貫通螺着したボルト９の先端が該周縁突起８
に当接して、嵌入時の円板状継鉄６が支持され、
さらにボルト９の螺合進退により、円板状継鉄６
が円筒状継鉄７の軸方向に移動し、永久磁石１先
端に着設された磁極片２間距離が調節できる構成
である。この調節機構は対向する一対の磁極片２
の平行度の微調節にも有効である。
継鉄６と、円板状継鉄６を磁気的に結合する円筒
状継鉄７とからなり、各円板状継鉄６は円筒状継
鉄７の上下開口に嵌入するもので、円筒状継鉄７
の上下の開口部内縁周面にはそれぞれ周縁突起８
が設けられ、円板状継鉄６の平面周縁部に一定間
隔で貫通螺着したボルト９の先端が該周縁突起８
に当接して、嵌入時の円板状継鉄６が支持され、
さらにボルト９の螺合進退により、円板状継鉄６
が円筒状継鉄７の軸方向に移動し、永久磁石１先
端に着設された磁極片２間距離が調節できる構成
である。この調節機構は対向する一対の磁極片２
の平行度の微調節にも有効である。
一対の磁極片２間の図面における上下方向の距
離を調節することにより、永久磁石１からの発生
磁束の空隙４への実質的な作用が調節されること
になり、空隙４への磁束発生量が均一拡大されて
良好な均一磁界が安定して得られる。
離を調節することにより、永久磁石１からの発生
磁束の空隙４への実質的な作用が調節されること
になり、空隙４への磁束発生量が均一拡大されて
良好な均一磁界が安定して得られる。
第２図に示す他の実施例の場合は、永久磁石１
と磁極片２の構成は上記の第１図と同構成である
が、継鉄１０が永久磁石１を着設する２枚の正方
形板状継鉄１１と、正方形板状継鉄１１の四隅に
穿孔した穴部に、円柱本体より小径となした先端
部１３を嵌合させて立設される４本の円柱状継鉄
１２とから構成されている。
と磁極片２の構成は上記の第１図と同構成である
が、継鉄１０が永久磁石１を着設する２枚の正方
形板状継鉄１１と、正方形板状継鉄１１の四隅に
穿孔した穴部に、円柱本体より小径となした先端
部１３を嵌合させて立設される４本の円柱状継鉄
１２とから構成されている。
空隙４で対向する一対の磁極片２間距離を調節
するには、円柱状継鉄１２の上先端部１３で、正
方形板状継鉄１１と円柱状継鉄１２との間に、馬
蹄形磁性材１４を介装することにより、馬蹄形磁
性材１４の厚みｔだけ磁極片２間距離を調節で
き、一対の磁極片２間距離の調節ならびに磁極片
２の平行度微調節に有効である。
するには、円柱状継鉄１２の上先端部１３で、正
方形板状継鉄１１と円柱状継鉄１２との間に、馬
蹄形磁性材１４を介装することにより、馬蹄形磁
性材１４の厚みｔだけ磁極片２間距離を調節で
き、一対の磁極片２間距離の調節ならびに磁極片
２の平行度微調節に有効である。
ちなみに、第１図に示した構成のNMR−CT
装置に、最大エネルギー積38MGOeの特性を有
するFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、D1＝2300mm、
D2＝1800mm、H1＝160mm寸法の磁極片並びに、磁
極片の対向距離Ｌとして、1600mmを設定し、組立
を行ない空隙中央部Ｏの磁束密度Bgを測定した
ところ、2100Gであり、図面のＺ方向及びＲ方向
の均一磁界（300ppm以下）範囲は、半径250mmで
あつた。そこで、円板状継鉄のボルトを螺合退出
させて、磁極片対向距離を10mmだけ減少させて、
1590mmとしたところ、磁束密度Bgは2180Gとな
り、上記の均一磁界範囲も半径330mmに拡大させ
ることができた。
装置に、最大エネルギー積38MGOeの特性を有
するFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、D1＝2300mm、
D2＝1800mm、H1＝160mm寸法の磁極片並びに、磁
極片の対向距離Ｌとして、1600mmを設定し、組立
を行ない空隙中央部Ｏの磁束密度Bgを測定した
ところ、2100Gであり、図面のＺ方向及びＲ方向
の均一磁界（300ppm以下）範囲は、半径250mmで
あつた。そこで、円板状継鉄のボルトを螺合退出
させて、磁極片対向距離を10mmだけ減少させて、
1590mmとしたところ、磁束密度Bgは2180Gとな
り、上記の均一磁界範囲も半径330mmに拡大させ
ることができた。
第１図はこの発明による磁界発生装置に用いる
磁気回路の縦断説明図、第２図はこの発明による
磁界発生装置に用いる他の磁気回路の縦断説明図
と平面説明図、及び馬蹄形磁性材の斜視図であ
る。 １……永久磁石、２……磁極片、３，１０……
継鉄、４……空隙、５……環状突起、６……円板
状継鉄、７……円筒状継鉄、８……周縁突起、９
……ボルト、１１……正方形板状継鉄、１２……
円柱状継鉄、１３……先端部、１４……馬蹄形磁
性材。
磁気回路の縦断説明図、第２図はこの発明による
磁界発生装置に用いる他の磁気回路の縦断説明図
と平面説明図、及び馬蹄形磁性材の斜視図であ
る。 １……永久磁石、２……磁極片、３，１０……
継鉄、４……空隙、５……環状突起、６……円板
状継鉄、７……円筒状継鉄、８……周縁突起、９
……ボルト、１１……正方形板状継鉄、１２……
円柱状継鉄、１３……先端部、１４……馬蹄形磁
性材。
Claims (1)
- 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、磁極片
の対向面距離を可変となした調節機構を継鉄に設
けたことを特徴とする磁界発生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113713A JPS60257109A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 磁界発生装置 |
| DE8585302389T DE3566185D1 (en) | 1984-04-11 | 1985-04-04 | Magnetic field generating device for nmr-ct |
| EP85302389A EP0161782B1 (en) | 1984-04-11 | 1985-04-04 | Magnetic field generating device for nmr-ct |
| US06/719,820 US4672346A (en) | 1984-04-11 | 1985-04-04 | Magnetic field generating device for NMR-CT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113713A JPS60257109A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 磁界発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257109A JPS60257109A (ja) | 1985-12-18 |
| JPH0314207B2 true JPH0314207B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=14619263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59113713A Granted JPS60257109A (ja) | 1984-04-11 | 1984-06-01 | 磁界発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257109A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4829252A (en) * | 1987-10-28 | 1989-05-09 | The Regents Of The University Of California | MRI system with open access to patient image volume |
| CN100556359C (zh) * | 2003-02-10 | 2009-11-04 | 日立金属株式会社 | 磁场产生装置 |
| EP2401961B1 (en) | 2009-02-27 | 2020-11-18 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic field generator |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59113713A patent/JPS60257109A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60257109A (ja) | 1985-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |