JPH05326252A - Ｍｒｉ用磁界発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気回路の組立てが容易で装置の軽量化を達
成できる磁界発生装置の提供。 【構成】 筒状継鉄１の内周面に主要磁界を形成する一
対の永久磁石構成体２ａ，２ｂを対向配置し、さらに残
る継鉄１内周面に他の永久磁石構成体２ｂ，２ｃ，２
ｅ，２ｆを配し磁気的に結合するに際し、継鉄１当接面
に垂直方向の磁化方向を有する永久磁石ブロックで組立
てることにより、永久磁石構成体間の隣接部に空隙を設
け全永久磁石構成体の磁化方向が継鉄当接面に垂直であ
る。 【効果】 永久磁石構成体を永久磁石ブロックで容易に
組立てることができ、かつ磁石の使用効率を改善し装置
の小型、軽量化を実現。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、医療用磁気共鳴断層
撮影装置（以下ＭＲＩという）等に用いられる磁界発生
装置の改良に係り、多角筒状の継鉄内周面に配置した永
久磁石構成体を継鉄当接面に垂直な磁化方向を有する永
久磁石ブロックから構成することにより、永久磁石構成
体の組立てが容易になり、所要部の均一磁界を向上させ
かつ永久磁石の使用量を低減したＭＲＩ用磁界発生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＭＲＩ用磁界発生装置において、
多角筒状の鉄等からなる継鉄内周部に複数の棒状永久磁
石構成体を環状に組み合せ配置した磁気回路が知られて
いる。この構成は、空隙を形成して対向する一対の永久
磁石構成体を継鉄にて磁気的に結合し一体化した構成の
磁気回路と比較して、磁気漏洩が少なく、磁石を効率よ
く使用することができる構成として知られている。上記
ＭＲＩ用磁界発生装置の磁界発生源となる永久磁石構成
体は、製造上の問題や組立作業性等の理由から、通常複
数の永久磁石ブロックから構成される。

【０００３】例えば従来のＭＲＩ用磁界発生装置の構成
として、特開昭６１−３８４５３号公報には、断面が直
角２等辺３角形で磁化方向が前記２等辺３角形の頂角の
２等分線と一致する４つの永久磁石バーにより磁場空間
が形成され、これら４つの永久磁石バーの側面は、長手
方向に見てこれらのバーによって囲まれる方形断面の磁
場空間を決定する構成が提案されている。

【０００４】さらに、従来の他の構成として特開昭６２
−１７７９０３号公報には、多角筒状のコアの内壁面
に、コアの内壁面に垂直に磁化された断面台形を有する
板状の永久磁石を中空部の均一磁場方向に垂直な内壁面
に配置し、前記内壁面とは異なる角度方向の内壁面に
は、中空部に接する中空側の面に垂直な方向に磁化され
た断面不等辺３角形を有する板状の永久磁石を配置した
構成が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成では永久磁
石ブロックからなる永久磁石構成体を適当な方向に磁化
し、筒状継鉄の中空部に所要の均一磁界を形成するよう
組み合せ配置するが、永久磁石構成体がそれぞれ異なる
方向に磁化されるため、その着磁処理及び組立加工が困
難であるという問題がある。さらに、ＭＲＩ用磁界発生
装置の軽量化が強く要請されており、磁石効率を上げて
磁石の使用量を低減することが求められている。

【０００６】この発明は、前述の問題に鑑みてなされた
もので、ＭＲＩ用磁界発生装置において、磁気回路の組
立てを容易にし、さらに磁石効率を向上させて装置の軽
量化を図ることができる磁界発生装置の構成の提供を目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、磁気回路の
組立てが容易で、磁石効率が向上する構成を目的に、通
常の方法で磁化された永久磁石ブロックを組合せ永久磁
石構成体を形成することに着目して種々検討した結果、
永久磁石構成体の磁化方向を継鉄当接面に対して垂直な
構成とすることにより、永久磁石構成体の組立てを容易
にし、かつ磁石効率を向上させて装置の軽量化を達成で
きることを知見し、この発明を完成した。

【０００８】すなわち、この発明は、筒状の継鉄内周面
に複数の永久磁石構成体を環状配置するＭＲＩ用磁界発
生装置において、各永久磁石構成体の磁化方向が継鉄当
接面に垂直であることを特徴とするＭＲＩ用磁界発生装
置である。さらに、この発明は、上記の構成において、
必要に応じて永久磁石構成体間の隣接部に空隙を設けた
ことを特徴とするＭＲＩ用磁界発生装置である。

【０００９】この発明における磁気回路は、多角筒状の
継鉄内周面に沿って、断面３角形、台形または方形の永
久磁石構成体を組み合せ配置し一体化したものである。
この構成によって磁気漏洩が少なく、磁石を効率よく使
用することができる。永久磁石構成体はいかなる形状、
構成でもよく、寸法の異なる複数個の永久磁石ブロック
を積層・配置することにより形成されるが、特に永久磁
石構成体を複数個の電気的に絶縁された永久磁石ブロッ
クで構成することにより、該永久磁石構成体に発生する
渦電流を低減することができる。永久磁石構成体にはア
ルニコ、フェライト磁石、Ｓｍ−Ｃｏ等の永久磁石が用
いられるが、特に最大エネルギー積３０ＭＧＯｅ以上を
有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石で構成することによ
り、安定な均一磁界が得られ、装置を小型化できる。

【００１０】この発明における筒状継鉄は、鉄等の軟質
磁性材料が用いられるが、特に、鉄、けい素鋼板等の積
層体からなる継鉄を用いることにより製作が容易とな
り、かつ渦電流の低減効果が大きくなる。積層されるけ
い素鋼板は、厚み０．３５ｍｍや０．５ｍｍ等の通常使
用されるものでよい。また、継鉄の全体がけい素鋼板で
なくてもよく、永久磁石構成体や装置を考慮して、種々
の構成が選定される。また、この発明において、傾斜磁
界コイルは多角筒状に組合せ配置した永久磁石構成体内
周面に沿って設置される。

【００１１】

【作用】 図面に基づく発明の開示 図１はこの発明による磁気回路の一実施例であり、図２
〜図４は永久磁石構成体の要部説明図であり、以下図面
に基づいてこの発明の構成並びに作用を詳述する。図１
において、空隙３内の所定磁界方向に対して直交する方
向に空隙対向面を形成した、すなわち筒状継鉄１内周面
にＹ軸方向に対向配置した一対の永久磁石構成体２ａ，
２ｄは、永久磁石ブロックを断面偏平台形の板状に組み
立てた空隙内の磁界形成に寄与する主たる磁界発生源で
ある。さらに筒状継鉄１内の残る内周面に配置した複数
の永久磁石構成体２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｆは、断面３角
形の板状に組み立てられ、その形状、寸法は空隙３内部
に均一な静磁界を発生するよう適宜選定される。従っ
て、磁気回路は筒状継鉄１の内周面に主要磁界を形成す
る一対の断面台形の永久磁石構成体２ａ，２ｄと、４個
の断面３角形の永久磁石構成体２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｆ
を配置し磁気的に一体化することによって構成されてい
る。いずれの永久磁石構成体の磁化方向（図中矢印にて
示す）も継鉄当接面に対して垂直方向となるように構成
してある。

【００１２】断面３角形の永久磁石構成体２ｂ，２ｃ，
２ｅ，２ｆは、要求される空隙内の磁束密度（Ｂｇ）、
空隙の大きさ等によって種々の形状が選定されるが、図
２に示すように、通常、永久磁石の磁気特性、θ、Ｂｇ
等を考慮してψの角度を設置し、これに基づいて継鉄の
形状寸法が決定される。しかし、いずれの場合も永久磁
石構成体の継鉄当接面に対して垂直方向に永久磁石ブロ
ックを配置、積層すれば、その磁化方向を容易に継鉄当
接面に対して垂直となるよう配置できる。

【００１３】特に、図２に示すように断面台形状の永久
磁石構成体２ａと断面３角形状の永久磁石構成体２ｂと
の間、継鉄１内周面方向の隣接部に隣接部空隙５を形成
することにより、筒状継鉄１内部の磁界均一度を著しく
向上させることができる。隣接部空隙５は、両方の永久
磁石構成体２ａ，２ｂ及び継鉄１の形状、寸法により適
宜選定されることにより、その空間形状等が決定される
が、図３に示すように隣接部空隙５内にも均一な静磁界
が得られるよう形状、寸法を種々選定した永久磁石ブロ
ックを当該隣接部に配置することが望ましい。

【００１４】また、図３に永久磁石構成体２ａ，２ｂに
おける永久磁石ブロックの組立て例の一例を示すが、永
久磁石構成体は必ずしも同じ寸法の永久磁石ブロックで
構成される必要はなく、また完全な断面３角形の板状に
形成する必要はないが、様々な形状、寸法の永久磁石ブ
ロックを継鉄当接面に対して垂直方向に積層し、ほぼ断
面３角形の永久磁石構成体を形成することが望ましい。

【００１５】この発明において、磁石をさらに効率よく
使用するため、主要磁界を発生する一対の永久磁石構成
体空隙対向面に磁極片を設置してもよい。特に好ましい
構成として、図４に示すように永久磁石構成体２ａ，２
ｄよりもＺ軸方向が短く、空隙対向面のＺ軸方向両端部
及び中央部に突起７，８を有した軟質磁性材からなる磁
極片６を設置することにより、磁石効率を向上させるこ
とができる。さらに、主要磁界を形成する一対の永久磁
石構成体の空隙対向面で磁極片を設置しない磁石露出部
に、その磁化方向を開口部に向かって開くよう３０°〜
６０°に傾斜した永久磁石シムを配置することにより、
磁石の使用効率をさらに向上させることができる。

【００１６】この発明によるＭＲＩ用磁界発生装置は、
磁気回路を形成する永久磁石構成体の磁化方向を継鉄当
接面と垂直にすることにより、複数の永久磁石ブロック
での組み立てが容易となり、さらに磁石の使用効率が改
善されるため磁気回路全体の軽量化が可能となる。

【００１７】

【実施例】

実施例１ この発明による磁界発生装置として、６角筒状継鉄の開
口部の空隙中心にＸ軸−Ｙ軸方向の１／４部分を示す図
５の如く、厚み９０ｍｍ、Ｚ軸方向長さ１３００ｍｍの
６角筒状の鉄バルク体からなる筒状継鉄１０の空隙１３
対向面に、継鉄１０の内周面である空隙対向面に対して
垂直方向に磁化方向を有し主要磁界を発生させる、幅５
２０ｍｍ、厚み１７０ｍｍ、Ｚ軸方向長さ１３００ｍｍ
の一対の断面台形状のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石構成体
１２ａを対向配置した。また、空隙１３内に均一な静磁
界を発生させるよう、継鉄１０の空隙対向面に角型ブロ
ックで構成され継鉄当接面に対して垂直な磁化方向を有
する、４個の断面３角形Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石構成
体１２ｂを配置し、かつ永久磁石構成体１２ａ，１２ｂ
間の当接部に隣接部空隙１５を設けて磁気的に一体化し
た。

【００１８】比較例 実施例１と同様の構成で、図６のＡに示す如く、主要磁
界を形成する一対の永久磁石構成体１２ａ以外の４個の
断面３角形永久磁石構成体１２ｂの磁化方向を、Ｘ軸と
平行方向として配置した構成（比較例１）の磁界発生装
置を作製した。実施例１と同様の構成で、図６のＢに示
す如く、主要磁界を形成する一対の永久磁石構成体以外
の４個の断面３角形永久磁石構成体の磁化方向を、空隙
対向面に対して垂直方向として配置した構成（比較例
２）の磁界発生装置を作製した。実施例、比較例１及び
比較例２における磁気回路の磁石重量を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に明らかなように、この発明による実
施例の永久磁石構成体の磁石重量は、比較例１の磁石重
量に対して８．２％、比較例２の磁石重量に対しては
２．５％低減できたことが分かる。

【００２１】

【発明の効果】この発明は、筒状の継鉄内周面に、主要
磁界を形成する一対の永久磁石構成体を対向配置し、さ
らに残る継鉄内周面に永久磁石構成体を配し磁気的に結
合してなるＭＲＩ用磁界発生装置において、全ての永久
磁石構成体の磁化方向が継鉄当接面に垂直な構成とし、
かつ永久磁石構成体の隣接部に空隙を形成することによ
って、永久磁石構成体の永久磁石ブロックでの組立てを
容易にし、かつ磁石の使用効率を改善し装置の小型、軽
量化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるＭＲＩ用磁界発生装置の構成を
示す斜視説明図である。

【図２】この発明によるＭＲＩ用磁界発生装置の永久磁
石構成体間の隣接部空隙の構成を示す要部説明図であ
る。

【図３】この発明によるＭＲＩ用磁界発生装置の永久磁
石構成体の組立て構成を示す要部説明図である。

【図４】この発明による磁極片を用いたＭＲＩ用磁界発
生装置の構成を示す斜視説明図である。

【図５】この発明によるＭＲＩ用磁界発生装置の永久磁
石構成体の磁化方向を示す要部説明図である。

【図６】Ａ及びＢは従来のＭＲＩ用磁界発生装置の永久
磁石構成体の磁化方向を示す要部説明図である。

【符号の説明】

１ 筒状継鉄 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 永久磁石構成体 ３ 空隙 ４ 傾斜磁界コイル ５ 隣接部空隙 ６ 磁極片 ７，８ 突起 １０ 筒状継鉄 １２ａ，１２ｂ 永久磁石構成体 １３ 空隙 １５ 隣接部空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹島 弘隆 千葉県柏市新十余二２番１号 株式会社日 立メディコ技術研究所内 (72)発明者 竹内 博幸 千葉県柏市新十余二２番１号 株式会社日 立メディコ技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の継鉄内周面に複数の永久磁石構成
   体を環状配置するＭＲＩ用磁界発生装置において、各永
   久磁石構成体の磁化方向が継鉄当接面に垂直であること
   を特徴とするＭＲＩ用磁界発生装置。
2. 【請求項２】 永久磁石構成体間の隣接部に空隙を設け
   たことを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ用磁界発生装
   置。