JPH037123B2 - - Google Patents

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。

背景技術 NMR−CTは、人体の一部または全部を１〜
10KGを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
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問題があり、
汎用されるには至つていない。

そこで本出願人は、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なく、漏洩磁
束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、すくなくとも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、少なくとも上記継鉄と永
久磁石間に接触移動する整磁合金、換言すれば、
継鉄と永久磁石あるいは継鉄と永久磁石及び磁極
片間に、各部材中を螺合進退したり、各部材外面
を当接移動させる等の手段により整磁合金を配設
し、該、永久磁石の磁束短絡量を調整可能にした
磁界発生装置を提案した（特願昭58−196786号）。
上記の磁界発生装置は、外部温度変化に対して空
隙内の磁界強度の変化を小さくできる利点を有し
ているが、さらに、すぐれた均一磁界特性を有す
る磁界発生装置が望まれている。

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
る磁気回路を有する磁界発生装置を目的としてい
る。

発明の開示とその効果 この発明は、磁界発生装置の空隙に発生する磁
界強度をさらに高精度に微調整して均一磁界にで
きる磁気回路を目的に種々検討した結果、上記の
出願発明では、30Ni−Fe、Ni−Cr−Fe等の整磁
合金を必須としているのに対して、構造用炭素鋼
（s15c）、電磁軟鉄（F2）を始めとする上記整磁
合金を除く磁性材料（以下同じ）を用い、継鉄よ
り永久磁石の表面や孔部への接触量または遊挿量
をを可変にすることにより、整磁合金を用いた上
記発明と同等以上の効果が安価に得られることを
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、すくなくとも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、少なくとも上記継鉄と永久磁石
間に接触または遊挿移動する磁性材料、換言すれ
ば、継鉄と永久磁石あるいは継鉄と永久磁石及び
磁極片間に、各部材中を螺合進退したり、磁性材
料の外形を小さくして孔部に遊挿進退させたり、
各部材外面を当接移動させる等の手段により磁性
材料を配設し、該永久磁石の磁束短絡量を調整可
能にしたことを特徴とする磁界発生装置である。

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、その最大のエネルギー積が大
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。

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、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。

ここでは、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。

永久磁石１には、継鉄３から磁極片方向に複数
の孔６が穿設してあり、この孔６内には、複数の
円板状磁性材料７をその外周面が孔６内周面に接
触するよう積層挿入してあり、継鉄３の該孔部の
螺刻面を螺合進退する押えねじ８により、上記の
磁性材料７を固定している。この磁性材料の積層
枚数を変えて、永久磁石１の磁束短絡量を調整す
ることにより、良好な均一磁界が安定して得られ
る。

第２図には、継鉄３より永久磁石１と磁極片２
に一対のねじ穴９を螺刻し、ここにボルト状磁性
材料１０を螺合進退させ、永久磁石１の発生する
磁束の短絡量を調整できる構成を示している。こ
のボルト状磁性材料１０は、磁束短絡量調整のほ
かに永久磁石１と磁極片２との締めつけ固定の機
能もある。

第３図には永久磁石１の外周部の対向位置及び
同位置の磁極片２外周部に連続して、一対の溝部
１１を切欠し、同溝部１１相当位置の継鉄３に穿
孔し、この穴部に股がつて継鉄３上面にねじ座１
２を固着し、ねじ座１２に螺合するボルト先端に
磁性材料７を固着したボルト部材１３を螺合進退
可能に装着し、磁性材料７部分を溝部１１の研摩
面に密着させて当接摺動可能となした構成を示し
てある。磁性材料７の永久磁石及び磁極片溝部１
１との当接量を変えて、すなわち、磁性材料７が
継鉄３と永久磁石１に当接したり、さらに磁極片
２とも当接するように調節して、永久磁石１の発
生する磁束の短絡量を調整でき、良好な均一磁界
が安定して得られる。また、第３図では磁性材料
７が各部材が外面溝部で当接する構成であるが、
継鉄と永久磁石を貫通する孔内の内面で当接する
構成でもよい。

また磁気回路も上記の例に限定されるものでな
く、永久磁石の発生する磁束の短絡量を調整でき
る構成であればいかなる磁気回路にも適用でき、
磁性材料の形状寸法、螺合進退方法、当接方法、
嵌入当接量、遊挿方法及び遊挿量等は、永久磁石
の寸法、磁気特性、空隙の大きさにより適宜選定
すればよい。

なお、ここでは、使用するFe−Ｂ−Ｒ系永久
磁石１の加工性が極めてすぐれているため、磁石
自体にねじ穴を直接螺刻しているが、他材質の永
久磁石を使用する場合は、ねじ穴の穿孔後に螺刻
するための磁性体ブツシユを嵌入するとよい。

【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説明
図、第２図と第３図はこの発明による磁気回路の
一部縦断説明図である。 １……永久磁石、２……磁極片、３……継鉄、
４……空隙、５……環状突起、６……孔、７……
磁性材料、８……押えねじ、９……ねじ穴、１０
……ボルト状磁性材料、１１……溝部、１２……
ねじ座、１３……ボルト部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、上記継
   鉄より永久磁石に接触量または遊挿量可変に磁性
   材料（整磁合金を除く）を配設し、該永久磁石の
   磁束短絡量を調整可能にしたことを特徴とする磁
   界発生装置。