JPH0745425A - 永久磁石対向型磁場発生装置 - Google Patents

永久磁石対向型磁場発生装置

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JPH0745425A
JPH0745425A JP5203670A JP20367093A JPH0745425A JP H0745425 A JPH0745425 A JP H0745425A JP 5203670 A JP5203670 A JP 5203670A JP 20367093 A JP20367093 A JP 20367093A JP H0745425 A JPH0745425 A JP H0745425A
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plate
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Takeshi Ohashi
健 大橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 永久磁石対向型磁場発生装置において、永久
磁石の使用効率を上げて装置全体を小型軽量化するこ
と。 【構成】 厚み方向に磁化され、対向面の外周部に環状
突起を有する、1対の永久磁石を対向させて継鉄内部に
設け、この永久磁石の間の空間に磁場を発生させる永久
磁石対向型磁場発生装置において、永久磁石の対向面
に、厚さ5mm以下の積層珪素鋼板を固着する。さら
に、永久磁石および永久磁石の対向面に固着された積層
珪素鋼板を非磁性カバーで覆い、この非磁性カバー内に
生じる空間にモールド剤を充填して固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、均一性の良好な磁場を
発生させる永久磁石対向型磁場発生装置に関する。本発
明に係る永久磁石対向型磁場発生装置は、磁気共鳴を利
用して物体の画像を得る医療用磁気共鳴断層装置および
食品検査用磁気共鳴断層装置、また、核磁気共鳴装置に
用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴断層装置の影像の鮮明度は、磁
場発生装置が発生する磁場の均一度に大きく影響を受け
る。よって、均一度の高い磁場を発生させることができ
る磁場発生装置が求められており、現在は、永久磁石対
向型が最も量産されている。
【0003】図2に永久磁石対向型磁場発生装置の一例
を示す。図2(a)は装置を縦に切断した場合の断面図
であり、図2(b)は、図2(a)の切断線AA’によ
る断面図である。板状継鉄10a、10bを円柱状継鉄
12a、12b、12c、12dで接続し、それらの内
側に円板型磁石14a、14bと、環状突起を外周部に
有する整磁板16a、16bとが設けられている。
【0004】図2の永久磁石対向型磁場発生装置におい
て、永久磁石14bから出た磁力線は整磁板16bを通
り、整磁板の間の空間を通って、整磁板16aを介し永
久磁石14aへ入る。この磁力線は、さらに板状継鉄お
よび円柱状継鉄を通って永久磁石14bへと戻る回路を
作る。これにより、対向整磁板16a、16bの間の空
間に均一磁場が作られる。
【0005】さらに、X、Y、Z軸各方向の磁場強度を
変化させて勾配磁場を形成させるためのコイルが設けら
れている。これらのコイルは、通常、非磁性体の円板に
挟まれて所定の場所に設置される。図2ではZ軸方向の
勾配磁場用のコイル18a、18bのみを表示してい
る。これら勾配磁場用のコイルが形成する勾配磁場によ
り、画像の位置情報を得ることができる。
【0006】以上述べたような永久磁石対向型磁場発生
装置を用いた磁気共鳴断層装置により、人体および食品
などの断層画像を得ることができる。
【0007】図2のように整磁板16a、16bを設け
ることは、磁気共鳴断層装置用など、0.2T以下の磁
場を発生させる磁場発生装置においては、均一磁場を広
範囲に発生させるための最も有効な手段のひとつであ
る。整磁板の材質としては、炭素量の少ない低炭素鋼
(SS41、S10C、SM400B、SUYなど)が
用いられる。
【0008】しかし、整磁板16a、16bが設けられ
ているために、磁力線の一部(たとえば磁力線19)は
均一磁場生成に寄与しなくなる。なぜならば、永久磁石
14a(14b)を通る磁力線の一部は整磁板16a
(16b)の側面を通り抜け、円柱状継鉄12a(また
は12b、12c、12d)を通って板状継鉄10a
(10b)を通り、永久磁石14a(14b)へと戻る
閉回路を作るからである。図2(a)の磁力線19がこ
うした閉回路を作っていることがわかる。すなわち、整
磁板が設けられているため、永久磁石から出る磁力線が
整磁板間の磁場形成に寄与する割合が低くなるという問
題がある。
【0009】一方では、永久磁石が高価であるために、
また、磁場発生装置を小型軽量化したいために、永久磁
石の重量を少なくしたいという要望がある。
【0010】したがって、永久磁石から出る磁力線の使
用効率を上げ、より少ない重量で必要な領域に均一磁場
を発生させることができるようにする必要がある。
【0011】上記の必要性より整磁板を設けない磁場発
生装置が提案されている。整磁板を設けないことにより
磁力線の使用効率が上がり、永久磁石の重量を減らすこ
とができる。さらに、整磁板をなくした分、永久磁石間
隔を狭くでき、円柱状継鉄の重量を減らすこともでき
る。したがって、磁場発生装置全体を小型軽量化できる
という利点がある。
【0012】しかし、磁場発生装置用の大型磁石は一体
成形するのが難しいために分割磁石を張り合わせて作製
するが、したがって、張り合わせた際に個々の分割磁石
の磁気特性のばらつきが出たり、磁石全体の寸法精度が
悪くなったりして、発生磁場の均一度が低くなる。すな
わち、均一度の充分高い磁場を発生できるように磁石を
設計しても、分割磁石を張り合わせて作製するために、
磁場均一度が下がってしまうという問題がある。
【0013】また、整磁板を設けない磁場発生装置で
は、勾配磁場が板状継鉄内を通るため板状継鉄内に渦電
流が生じるという問題がある。このため、板状継鉄の全
部あるいは一部を複数の無方向性珪素鋼板を積層したも
のなどから形成することを提案している発明がある。こ
れにより板状継鉄に生じる渦電流を抑制することはでき
るが、このような板状継鉄は機械的強度が弱く、また、
高価であるという問題がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、永久
磁石対向型磁場発生装置において、永久磁石の使用効率
を上げて装置全体を小型軽量化することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】厚み方向に磁化され、対
向面の外周部に環状突起を有する、1対の永久磁石を対
向させて継鉄内部に設け、上記永久磁石の間の空間に磁
場を発生させる永久磁石対向型磁場発生装置において、
上記永久磁石の対向面に、厚さ5mm以下の積層珪素鋼
板を固着する。さらに、上記永久磁石および該永久磁石
の対向面に固着された上記積層珪素鋼板を非磁性カバー
で覆い、該非磁性カバー内に生じる空間にモールド剤を
充填して固化させる。
【0016】
【実施例】永久磁石の使用効率を上げて、装置全体を小
型軽量化するために、本発明者は整磁板を設けない永久
磁石対向型磁場発生装置を考えた。しかし、整磁板なし
の永久磁石対向型磁場発生装置には、従来の技術の欄で
述べたように、発生磁場の均一度が低くなるという大き
な問題がある。この点を改良したものが本発明である。
【0017】本発明の実施例を図1に示す。図1は、装
置を縦に切断したときの切断面である。図2と共通して
いる部分には、同じ符号を付した。
【0018】本発明の磁場発生装置における永久磁石2
0a、20bは、整磁板なしでも均一度の充分高い磁場
を発生できるよう、外周部に環状突起が設けられてい
る。
【0019】勾配コイル(Z軸方向用)18a、18b
は、永久磁石20a、20bの凹部に設けられている
(図2同様、X軸およびY軸方向用の勾配コイルは省略
してある)。
【0020】本発明の永久磁石20a、20bは均一度
の充分高い磁場を発生できるように設計されてはいる
が、従来の技術の欄で述べたように、分割磁石の張り合
わせで作製するため設計通りの精度を出すことは難し
い。このため、永久磁石20a、20bの表面に厚さ5
mm以下の積層珪素鋼板の薄板22a、22bを固着さ
せて、磁場均一度を上げる工夫をした。これが、本発明
の大きな特徴である。
【0021】5mm以下の珪素鋼板を永久磁石の表面に
固着することにより、永久磁石20a、20bを形成し
ている個々の分割磁石の磁気特性のばらつき、および、
寸法のばらつきを緩和し、磁場の均一度を格段に向上さ
せることができる。
【0022】本発明において珪素鋼板22a、22bを
5mm以下と薄くしても均一度の高い磁場が得られるの
は、すでに永久磁石のみで充分な磁場均一度を出せるよ
う、永久磁石が設計されているからである。すなわち、
珪素鋼板22a、22bは、分割磁石の張り合わせによ
る磁気特性のばらつきと寸法のばらつきを平準化するだ
けでよいからである。
【0023】また、永久磁石20a、20bの表面に珪
素鋼板22a、22bを設けたことにより、勾配コイル
18a、18bによる勾配磁場はこの珪素鋼板内を通
り、板状継鉄10a、10b内は通らない。したがっ
て、板状継鉄内に渦電流は生じず、従来の発明のように
板状継鉄の全部あるいは一部を積層珪素鋼板で作製する
必要がないという利点がある。
【0024】一方、永久磁石表面の珪素鋼板22a、2
2b内を通る勾配磁場による渦電流は、珪素鋼板22
a、22bを積層構造とし、さらに、径方向をいくつか
に分割することにより抑制することができる。よって、
従来のバルク鉄材製の整磁板に比べ、渦電流の悪影響を
取り除くことが容易であるという利点がある。
【0025】さらにまた、珪素鋼板には機械加工による
磁気特性の変化が小さいという特徴がある。しかも、永
久磁石表面に設ける珪素鋼板は、鉄材整磁板と異なり、
分割作製されるので、機械加工した後に各々の分割片を
熱処理することが容易にでき、よって、磁気特性の変化
をほぼ元通りにすることができる。したがって、珪素鋼
板は、機械加工を施されても、発生磁場の均一度を乱す
ことはないという長所を持つ。
【0026】以上説明したように、本発明における珪素
鋼板は、従来の鉄材整磁板と違い、5mm以下で充分に
機能を果たすことができる。したがって、永久磁石間の
間隔を狭められ、装置を小型軽量化することができる。
【0027】珪素鋼板を永久磁石表面に固着して磁場発
生装置を組み立てた後、珪素鋼板表面あるいは勾配コイ
ル表面に段差加工を施すことにより、発生磁場の均一度
をより高くすることができる。
【0028】しかし、本発明においては、永久磁石と板
状継鉄、および、珪素鋼板と永久磁石は、それぞれの間
の磁気的吸引力と接着剤の力で固着しているだけで機械
的には固定されていないので、離脱する虞がある。この
ため、永久磁石およびその表面の珪素鋼板を非磁性カバ
ーで覆い、このカバーを板状継鉄に機械的に固着し、珪
素鋼板とカバー間にできた隙間に非磁性のモールド材を
充填して固化させることが望ましい。これにより、振動
および接着剤の劣化による永久磁石や珪素鋼板の飛散を
防止することができる。
【0029】
【発明の効果】本発明の磁場発生装置には従来のような
厚い整磁板を設ける必要がない。したがって、永久磁石
の使用効率が上がり、永久磁石の重量を減らすことがで
きる。また、永久磁石表面間の距離が縮まり、円柱状継
鉄の重量を減らすこともできる。すなわち、従来の永久
磁石対向型磁場発生装置と比較して、永久磁石、整磁板
および継鉄の重量を減少させることができ、よって、装
置全体を小型軽量化することができるという大きな利点
がある。また、従来の整磁板なし磁場発生装置とは異な
り、勾配磁場が継鉄内を通らないので、継鉄を機械強度
が強く廉価な鉄材で作製できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る永久磁石対向型磁場発生装置の例
の断面図。
【図2】従来の永久磁石対向型磁場発生装置の例。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚み方向に磁化され、対向面の外周部に
    環状突起を有する、1対の永久磁石を対向させて継鉄内
    部に設け、上記永久磁石の間の空間に磁場を発生させる
    永久磁石対向型磁場発生装置において、 上記永久磁石の対向面に、厚さ5mm以下の積層珪素鋼
    板が固着されている、ことを特徴とする永久磁石対向型
    磁場発生装置。
  2. 【請求項2】 上記永久磁石および該永久磁石の対向面
    に固着された上記積層珪素鋼板を非磁性カバーで覆い、
    該非磁性カバー内に生じる空間にモールド剤を充填して
    固化させた、ことを特徴とする請求項1に記載の永久磁
    石対向型磁場発生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002536838A (ja) * 1999-02-12 2002-10-29 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 処理済みPr−Nd含有鉱石残留物から製造したMRIスキャナ用希土類磁石
US7796002B2 (en) 2004-09-30 2010-09-14 Hitachi Metals, Ltd. Magnetic field generator for MRI
CN111707690A (zh) * 2020-07-22 2020-09-25 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于自旋回波小角中子散射谱仪的进动磁场生成装置

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JP2002536838A (ja) * 1999-02-12 2002-10-29 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 処理済みPr−Nd含有鉱石残留物から製造したMRIスキャナ用希土類磁石
JP4795540B2 (ja) * 1999-02-12 2011-10-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 処理済みPr−Nd含有鉱石残留物から製造したMRIスキャナ用希土類磁石
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