JPH06176916A - 磁場発生装置 - Google Patents
磁場発生装置Info
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- JPH06176916A JPH06176916A JP4352022A JP35202292A JPH06176916A JP H06176916 A JPH06176916 A JP H06176916A JP 4352022 A JP4352022 A JP 4352022A JP 35202292 A JP35202292 A JP 35202292A JP H06176916 A JPH06176916 A JP H06176916A
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- magnetic field
- magnetic flux
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 永久磁石対向型の磁場発生装置に於いて、渦
電流の発生を抑制でき、かつ、加工及び製作の容易な整
磁板を提供すること。 【構成】 厚み方向に磁化された１対の永久磁石を対向
させて継鉄内部に設け、上記１対の永久磁石の対向面の
夫々に設けた整磁板の間の空間に磁場を発生させる磁場
発生装置に於いて、上記整磁板が表面処理され、比透磁
率５０以上、飽和磁束密度５ｋＧ以上、比電気抵抗２０
μΩ・ｃｍ以上、厚さ０．０５ｍｍ以上の表面改質層を
有する磁場発生装置を提供する。また、上記表面改質層
は、軟窒化処理による窒化層、あるいは、金属浸透法に
よる合金層とする。
電流の発生を抑制でき、かつ、加工及び製作の容易な整
磁板を提供すること。 【構成】 厚み方向に磁化された１対の永久磁石を対向
させて継鉄内部に設け、上記１対の永久磁石の対向面の
夫々に設けた整磁板の間の空間に磁場を発生させる磁場
発生装置に於いて、上記整磁板が表面処理され、比透磁
率５０以上、飽和磁束密度５ｋＧ以上、比電気抵抗２０
μΩ・ｃｍ以上、厚さ０．０５ｍｍ以上の表面改質層を
有する磁場発生装置を提供する。また、上記表面改質層
は、軟窒化処理による窒化層、あるいは、金属浸透法に
よる合金層とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁場発生装置に関し、特
に磁気共鳴を利用して物体の画像を得る磁気共鳴断層装
置（ＭＲＩ装置）等に用いて好適な磁場発生装置に関す
る。
に磁気共鳴を利用して物体の画像を得る磁気共鳴断層装
置（ＭＲＩ装置）等に用いて好適な磁場発生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴断層装置（以下ＭＲＩ装置とい
う）に用いられる磁場発生装置としては、永久磁石対向
型が最も量産されている。図２に従来の永久磁石対向型
磁場発生装置の例を示す。継鉄１０の内側に、円板型磁
石１２ａ、１２ｂと環状突起を有する整磁板１４ａ、１
４ｂが設けられている。これらにより、対向整磁板１４
ａ、１４ｂの間の空間に均一磁場が作られ、人体の断層
画像を得ることができる。
う）に用いられる磁場発生装置としては、永久磁石対向
型が最も量産されている。図２に従来の永久磁石対向型
磁場発生装置の例を示す。継鉄１０の内側に、円板型磁
石１２ａ、１２ｂと環状突起を有する整磁板１４ａ、１
４ｂが設けられている。これらにより、対向整磁板１４
ａ、１４ｂの間の空間に均一磁場が作られ、人体の断層
画像を得ることができる。
【０００３】周知のように、ＭＲＩ装置では、被測定物
の位置情報を得るため（画像を得るため）に、３方向の
勾配磁場を必要とする。すなわち、任意の１点の位置を
確定するためには３方向（例えば直交座標系のＸ、Ｙ、
Ｚ座標）での位置情報が必要なため、３方向の勾配磁場
が必要となる。
の位置情報を得るため（画像を得るため）に、３方向の
勾配磁場を必要とする。すなわち、任意の１点の位置を
確定するためには３方向（例えば直交座標系のＸ、Ｙ、
Ｚ座標）での位置情報が必要なため、３方向の勾配磁場
が必要となる。
【０００４】図２の１６ａ、１６ｂは、Ｚ軸方向に勾配
磁場を作るためのコイルであり、それぞれ整磁板１４
ａ、１４ｂの対向面の凹部に設けられる。コイル１６ａ
と１６ｂに矩形電流を流すことにより、整磁板１４ａ、
１４ｂ間に形成された均一磁場に矩形磁場が重ねられ、
Ｚ軸方向に磁場強度が変化する、いわゆる勾配磁場が形
成される。
磁場を作るためのコイルであり、それぞれ整磁板１４
ａ、１４ｂの対向面の凹部に設けられる。コイル１６ａ
と１６ｂに矩形電流を流すことにより、整磁板１４ａ、
１４ｂ間に形成された均一磁場に矩形磁場が重ねられ、
Ｚ軸方向に磁場強度が変化する、いわゆる勾配磁場が形
成される。
【０００５】上で述べたように、ＭＲＩ装置では勾配磁
場形成用の矩形磁場を必要とするが、矩形磁場により整
磁板内に渦電流が発生する。このために、勾配磁場の立
ち上がりが遅れたり、均一性が乱れたりして、得られる
画像にボケや歪が生じたり、高速シーケンスが行えなか
ったりという大きな問題があった。
場形成用の矩形磁場を必要とするが、矩形磁場により整
磁板内に渦電流が発生する。このために、勾配磁場の立
ち上がりが遅れたり、均一性が乱れたりして、得られる
画像にボケや歪が生じたり、高速シーケンスが行えなか
ったりという大きな問題があった。
【０００６】上記の従来の問題点を解決するため、(a)
整磁板の形状を工夫して渦電流を阻止したり、(b)
整磁板の電気抵抗を高めて渦電流の発生を抑制する、等
の試みが行なわれてきた。
整磁板の形状を工夫して渦電流を阻止したり、(b)
整磁板の電気抵抗を高めて渦電流の発生を抑制する、等
の試みが行なわれてきた。
【０００７】上記(a) の整磁板の形状を工夫して渦電流
を阻止する方法としては、整磁板表面に放射状あるいは
渦巻状の溝加工を施す方法等が提案されている。
を阻止する方法としては、整磁板表面に放射状あるいは
渦巻状の溝加工を施す方法等が提案されている。
【０００８】一方、上記従来の方法(b) によれば、整磁
板表面に絶縁された珪素鋼板あるいは軟磁性フェライト
を設けたり、樹脂（絶縁物）の粉体と軟鉄等の金属磁性
粉体を混合した後に加圧成形したもの（樹脂鉄）より整
磁板を製作したりしている。
板表面に絶縁された珪素鋼板あるいは軟磁性フェライト
を設けたり、樹脂（絶縁物）の粉体と軟鉄等の金属磁性
粉体を混合した後に加圧成形したもの（樹脂鉄）より整
磁板を製作したりしている。
【０００９】電気的に絶縁した薄い磁性体板を積層する
方法は、段差加工が難しく構造も複雑になる。また、樹
脂鉄を用いる方法によると、製作された整磁板は一般に
脆いため取り扱いが難しく、また製作費が高いという問
題がある。
方法は、段差加工が難しく構造も複雑になる。また、樹
脂鉄を用いる方法によると、製作された整磁板は一般に
脆いため取り扱いが難しく、また製作費が高いという問
題がある。
【００１０】一方、整磁板表面に溝加工を施す方法で
は、非磁性体の部分が整磁板に存在することになり、磁
場が不均一になるという大きな問題がある。
は、非磁性体の部分が整磁板に存在することになり、磁
場が不均一になるという大きな問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、永久
磁石対向型の磁場発生装置に於いて、渦電流の発生を抑
制でき、かつ、加工及び製作の容易な整磁板を提供する
ことである。
磁石対向型の磁場発生装置に於いて、渦電流の発生を抑
制でき、かつ、加工及び製作の容易な整磁板を提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】厚み方向に磁化された１
対の永久磁石を対向させて継鉄内部に設け、上記１対の
永久磁石の対向面の夫々に設けた整磁板の間の空間に磁
場を発生させる磁場発生装置に於いて、上記整磁板が表
面処理され、比透磁率５０以上、飽和磁束密度５ｋＧ以
上、比電気抵抗２０μΩ・ｃｍ以上、厚さ０．０５ｍｍ
以上の表面改質層を有する磁場発生装置を提供する。ま
た、上記表面改質層は、軟窒化処理による窒化層、ある
いは、金属浸透法による合金層とする。
対の永久磁石を対向させて継鉄内部に設け、上記１対の
永久磁石の対向面の夫々に設けた整磁板の間の空間に磁
場を発生させる磁場発生装置に於いて、上記整磁板が表
面処理され、比透磁率５０以上、飽和磁束密度５ｋＧ以
上、比電気抵抗２０μΩ・ｃｍ以上、厚さ０．０５ｍｍ
以上の表面改質層を有する磁場発生装置を提供する。ま
た、上記表面改質層は、軟窒化処理による窒化層、ある
いは、金属浸透法による合金層とする。
【００１３】
【実施例】矩形磁場による渦電流は整磁板の表面近傍に
のみ発生する。したがって、整磁板の表面近傍の材質の
みを、軟磁性特性を備え、高い飽和磁束密度と大きな比
電気抵抗値を有するものとすればよい。
のみ発生する。したがって、整磁板の表面近傍の材質の
みを、軟磁性特性を備え、高い飽和磁束密度と大きな比
電気抵抗値を有するものとすればよい。
【００１４】図１に、本発明の磁場発生装置を示す。簡
単のため、勾配磁場を作るためのコイルは省略してあ
る。また、図２と同じ部分には同じ符号を付した。
単のため、勾配磁場を作るためのコイルは省略してあ
る。また、図２と同じ部分には同じ符号を付した。
【００１５】本発明に係る磁場発生装置では、整磁板の
表面を表面処理により適切な材質に改質させており、こ
の表面改質層（図１の１８ａ及び１８ｂ）の厚みは０．
０５ｍｍ以上としている。
表面を表面処理により適切な材質に改質させており、こ
の表面改質層（図１の１８ａ及び１８ｂ）の厚みは０．
０５ｍｍ以上としている。
【００１６】整磁板の飽和磁束密度は、磁場発生装置の
発生磁場以上であればよいが、部分的に磁束が集中する
ところがあるため、発生磁場の２倍以上の飽和磁束密度
を有することが望ましい。磁場発生装置の実際の発生磁
場は、３０００Ｇ以下なので、整磁板の飽和磁束密度
は、５０００Ｇ〜６０００Ｇ以上が望ましい。特に環状
突起部分には磁束が集中し易いので、１０ｋＧ以上ある
ことがより望ましい。
発生磁場以上であればよいが、部分的に磁束が集中する
ところがあるため、発生磁場の２倍以上の飽和磁束密度
を有することが望ましい。磁場発生装置の実際の発生磁
場は、３０００Ｇ以下なので、整磁板の飽和磁束密度
は、５０００Ｇ〜６０００Ｇ以上が望ましい。特に環状
突起部分には磁束が集中し易いので、１０ｋＧ以上ある
ことがより望ましい。
【００１７】また、整磁板の比透磁率は５０以上が望ま
しく、整磁板に段差加工を行った場合、その各段の幅及
び高さを減少させるためには、比透磁率が１００以上あ
ることが好ましい。
しく、整磁板に段差加工を行った場合、その各段の幅及
び高さを減少させるためには、比透磁率が１００以上あ
ることが好ましい。
【００１８】さらにまた、整磁板の比電気抵抗値は大き
いほど好ましいが、少なくとも純鉄の２倍以上は必要で
ある。
いほど好ましいが、少なくとも純鉄の２倍以上は必要で
ある。
【００１９】表面改質層を設けるための表面処理の仕方
には様々な方法があるが、上記の条件をみたすために
は、すなわち、処理した部分に軟磁性特性を備えさせ、
高い飽和磁束密度と大きな比電気抵抗値を持たせるため
には、合金浸透法（アルミニウム浸透法、クロム浸透
法、珪素浸透法等）及び軟窒化処理が有効であること
を、本発明者は見いだした。
には様々な方法があるが、上記の条件をみたすために
は、すなわち、処理した部分に軟磁性特性を備えさせ、
高い飽和磁束密度と大きな比電気抵抗値を持たせるため
には、合金浸透法（アルミニウム浸透法、クロム浸透
法、珪素浸透法等）及び軟窒化処理が有効であること
を、本発明者は見いだした。
【００２０】合金浸透法の内、例えばアルミニウム浸透
法を鉄に施して１０％のアルミニウム合金とすると、比
電気抵抗値は純鉄の約１０倍になる。しかも、飽和磁束
密度は１６ｋＧ以上となり、また、保磁力は小さくな
る。すなわち、鉄−アルミニウム合金は、純鉄と同等あ
るいはそれ以上の、整磁板に適した特性を有する。した
がって、整磁板の表面を鉄−アルミニウム合金とするこ
とにより、良好な磁場均一度を保ちつつ渦電流の発生を
抑制することができる。
法を鉄に施して１０％のアルミニウム合金とすると、比
電気抵抗値は純鉄の約１０倍になる。しかも、飽和磁束
密度は１６ｋＧ以上となり、また、保磁力は小さくな
る。すなわち、鉄−アルミニウム合金は、純鉄と同等あ
るいはそれ以上の、整磁板に適した特性を有する。した
がって、整磁板の表面を鉄−アルミニウム合金とするこ
とにより、良好な磁場均一度を保ちつつ渦電流の発生を
抑制することができる。
【００２１】クロム浸透法及び珪素浸透法においても、
アルミニウム浸透法と同様な効果が得られる。アルミニ
ウム浸透法と珪素浸透法は、ほぼ同等な高い比電気抵抗
値を示し、クロム浸透法はこれらに次いで高い値を示
す。
アルミニウム浸透法と同様な効果が得られる。アルミニ
ウム浸透法と珪素浸透法は、ほぼ同等な高い比電気抵抗
値を示し、クロム浸透法はこれらに次いで高い値を示
す。
【００２２】軟窒化処理も有効な表面処理方法のひとつ
である。これは、通常のガス窒化では、Ｆｅ3Ｎ 相、Ｆ
ｅ4Ｎ 相に混ざって、軟磁気特性として好ましくないＦ
ｅ2Ｎ 相が含まれてしまうが、軟窒化処理においてはＦ
ｅ2Ｎ 相が含まれないためである。軟窒化処理により、
合金浸透法と同様な効果が得られる。
である。これは、通常のガス窒化では、Ｆｅ3Ｎ 相、Ｆ
ｅ4Ｎ 相に混ざって、軟磁気特性として好ましくないＦ
ｅ2Ｎ 相が含まれてしまうが、軟窒化処理においてはＦ
ｅ2Ｎ 相が含まれないためである。軟窒化処理により、
合金浸透法と同様な効果が得られる。
【００２３】上述の表面処理は、表面の酸化を抑制する
ために雰囲気中や真空中で行うことが好ましい。
ために雰囲気中や真空中で行うことが好ましい。
【００２４】以上の方法を試みた結果、整磁板の表面に
０．０５ｍｍ以上設けられる表面改質層（金属浸透法に
よる合金層、あるいは、軟窒化処理による窒化層）は、
比透磁率５０以上、飽和磁束密度５ｋＧ以上、比電気抵
抗２０μΩ・ｃｍ以上となることがわかった。
０．０５ｍｍ以上設けられる表面改質層（金属浸透法に
よる合金層、あるいは、軟窒化処理による窒化層）は、
比透磁率５０以上、飽和磁束密度５ｋＧ以上、比電気抵
抗２０μΩ・ｃｍ以上となることがわかった。
【００２５】よって、上記の特性を持つ表面改質層を
０．０５ｍｍ以上有する整磁板を設けた本発明に係る磁
場発生装置は、渦電流の発生を抑制でき、かつ、高均一
度の磁場を発生させることができる。
０．０５ｍｍ以上有する整磁板を設けた本発明に係る磁
場発生装置は、渦電流の発生を抑制でき、かつ、高均一
度の磁場を発生させることができる。
【００２６】ところで、上で述べた表面処理は、一般的
に５００℃以上の温度において行われる。このため、整
磁板加工時における表面の磁気特性の加工劣化を焼き鈍
しできる。ここでいう加工劣化とは、整磁板加工により
整磁板表面の保磁力が増加し、よって、勾配磁場を印加
した際、整磁板材質の残留磁化により磁場均一性が乱さ
れることである。すなわち、表面処理を行うことによ
り、加工劣化の焼き鈍し効果も加わり、より良好な整磁
板が製作できるという大きな利点がある。
に５００℃以上の温度において行われる。このため、整
磁板加工時における表面の磁気特性の加工劣化を焼き鈍
しできる。ここでいう加工劣化とは、整磁板加工により
整磁板表面の保磁力が増加し、よって、勾配磁場を印加
した際、整磁板材質の残留磁化により磁場均一性が乱さ
れることである。すなわち、表面処理を行うことによ
り、加工劣化の焼き鈍し効果も加わり、より良好な整磁
板が製作できるという大きな利点がある。
【００２７】また、整磁板の表面処理は、整磁板加工が
終了した後に行えば良く、この後は他の加工を行う必要
がない。すなわち、整磁板加工時に調整した形状寸法を
乱すことなく、軟磁気特性が得られる。もちろん、表面
改質後に対向面以外の面（側面、磁石と接した面）に、
薄皮を取る軽い加工を行っても、軟磁気特性には殆ど変
化を及ぼさない。さらにまた、表面処理の工程は容易で
あり、整磁板の価格を低く押さえることができる。
終了した後に行えば良く、この後は他の加工を行う必要
がない。すなわち、整磁板加工時に調整した形状寸法を
乱すことなく、軟磁気特性が得られる。もちろん、表面
改質後に対向面以外の面（側面、磁石と接した面）に、
薄皮を取る軽い加工を行っても、軟磁気特性には殆ど変
化を及ぼさない。さらにまた、表面処理の工程は容易で
あり、整磁板の価格を低く押さえることができる。
【００２８】
【発明の効果】永久磁石対向型の磁場発生装置の、対向
する整磁板の表面に表面処理を行い、軟磁性特性を備
え、高い飽和磁束密度と大きな比電気抵抗値を有する表
面改質層を設けた。これにより、渦電流の発生を抑制
し、かつ、磁場均一度を上げることができた。さらに、
本発明の磁場発生装置には、加工及び製作を容易に行え
る利点もある。
する整磁板の表面に表面処理を行い、軟磁性特性を備
え、高い飽和磁束密度と大きな比電気抵抗値を有する表
面改質層を設けた。これにより、渦電流の発生を抑制
し、かつ、磁場均一度を上げることができた。さらに、
本発明の磁場発生装置には、加工及び製作を容易に行え
る利点もある。
【図１】本発明に係る磁場発生装置の図。
【図２】従来の磁場発生装置の図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉留 英二 東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 横河メディカルシステム株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 厚み方向に磁化された１対の永久磁石を
対向させて継鉄内部に設け、上記１対の永久磁石の対向
面の夫々に設けた整磁板の間の空間に磁場を発生させる
磁場発生装置に於いて、 上記整磁板が表面処理され、比透磁率５０以上、飽和磁
束密度５ｋＧ以上、比電気抵抗２０μΩ・ｃｍ以上、厚
さ０．０５ｍｍ以上の表面改質層を有する、ことを特徴
とする磁場発生装置。 - 【請求項２】 上記表面改質層は、軟窒化処理による窒
化層、あるいは、金属浸透法による合金層である、 ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁場発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4352022A JPH06176916A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 磁場発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4352022A JPH06176916A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 磁場発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06176916A true JPH06176916A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18421246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4352022A Pending JPH06176916A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 磁場発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06176916A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999008073A1 (en) * | 1997-08-06 | 1999-02-18 | Fisher Controls International, Inc. | Flux shaping pole pieces for a magnetic displacement sensor |
| JP2007167349A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Hitachi Ltd | 高抵抗磁石を用いたｍｒｉ装置 |
| US8599899B2 (en) | 2008-10-29 | 2013-12-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Agitation device, melting apparatus and melting method |
| JP2014522273A (ja) * | 2011-05-20 | 2014-09-04 | ユニヴァーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレーテッド | 電磁場応答調整用表面改質材 |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP4352022A patent/JPH06176916A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999008073A1 (en) * | 1997-08-06 | 1999-02-18 | Fisher Controls International, Inc. | Flux shaping pole pieces for a magnetic displacement sensor |
| JP2007167349A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Hitachi Ltd | 高抵抗磁石を用いたｍｒｉ装置 |
| US7847555B2 (en) | 2005-12-22 | 2010-12-07 | Hitachi, Ltd. | MRI apparatus with high-resistance magnet |
| JP4665751B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2011-04-06 | 株式会社日立製作所 | 高抵抗磁石を用いたｍｒｉ装置 |
| US8599899B2 (en) | 2008-10-29 | 2013-12-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Agitation device, melting apparatus and melting method |
| EP2821161A2 (en) | 2008-10-29 | 2015-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Agitation device, melting apparatus and melting method |
| EP2821162A2 (en) | 2008-10-29 | 2015-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Agitation device, melting apparatus and melting method |
| JP2014522273A (ja) * | 2011-05-20 | 2014-09-04 | ユニヴァーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレーテッド | 電磁場応答調整用表面改質材 |
| US10876197B2 (en) | 2011-05-20 | 2020-12-29 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Surface modified materials for tailoring responses to electromagnetic fields |
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