JPH11318858A - 開放型超伝導磁石 - Google Patents
開放型超伝導磁石Info
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- JPH11318858A JPH11318858A JP11056701A JP5670199A JPH11318858A JP H11318858 A JPH11318858 A JP H11318858A JP 11056701 A JP11056701 A JP 11056701A JP 5670199 A JP5670199 A JP 5670199A JP H11318858 A JPH11318858 A JP H11318858A
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- 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
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の用途に役
立つ開放型超伝導磁石を提供する。 【解決手段】 磁石１０ ２つの隔たる集成体１２、３
０を持つ。各々の集成体は超伝導主コイル１４、３２よ
りも縦方向外側に配置された超伝導遮蔽コイル２２、３
２を持つ。磁化可能な磁極片２４、４２が主コイル及び
遮蔽コイルから隔たって配置されていて、超伝導主コイ
ルと少なくとも部分的に半径方向においてオーバーラッ
プする半径方向外側部分２６、４４を持つと共に、超伝
導主コイルの縦方向外側端２０、３８を縦方向内向きに
通り越して突出する縦方向内側部分２８、４６を持って
いる。
立つ開放型超伝導磁石を提供する。 【解決手段】 磁石１０ ２つの隔たる集成体１２、３
０を持つ。各々の集成体は超伝導主コイル１４、３２よ
りも縦方向外側に配置された超伝導遮蔽コイル２２、３
２を持つ。磁化可能な磁極片２４、４２が主コイル及び
遮蔽コイルから隔たって配置されていて、超伝導主コイ
ルと少なくとも部分的に半径方向においてオーバーラッ
プする半径方向外側部分２６、４４を持つと共に、超伝
導主コイルの縦方向外側端２０、３８を縦方向内向きに
通り越して突出する縦方向内側部分２８、４６を持って
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は全般的に一様な磁界
を発生させるために使われる開放型超伝導磁石、更に具
体的に言えば、磁石から発する漂遊磁界から磁石の周囲
の区域を保護する遮蔽を持つこのような磁石に関する。
を発生させるために使われる開放型超伝導磁石、更に具
体的に言えば、磁石から発する漂遊磁界から磁石の周囲
の区域を保護する遮蔽を持つこのような磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】超伝導磁石には、医用診断のような種々
の用途に使われる磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
の一部分である超伝導磁石がある。公知の超伝導型磁石
には、液体ヘリウム冷却式及びクライオクーラ冷却式超
伝導型磁石がある。典型的には、超伝導コイル集成体は
超伝導主コイルを含み、それが第１の熱遮蔽体によって
取囲まれ、この熱遮蔽体が真空外被によって取囲まれて
いる。クライオクーラ冷却形磁石も、典型的には、真空
外被の外部に装着されたクライオクーラ低温ヘッドを含
み、その第１の低温段が熱遮蔽体と熱接触し、その第２
の低温段が超伝導主コイルと熱接触している。液体ヘリ
ウム冷却式磁石は、好ましくは、超伝導主コイルを取囲
む液体ヘリウム容器と、この液体ヘリウム容器を取囲む
第１の熱遮蔽体を取囲んでいる第２の熱遮蔽体とを持っ
ている。
の用途に使われる磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
の一部分である超伝導磁石がある。公知の超伝導型磁石
には、液体ヘリウム冷却式及びクライオクーラ冷却式超
伝導型磁石がある。典型的には、超伝導コイル集成体は
超伝導主コイルを含み、それが第１の熱遮蔽体によって
取囲まれ、この熱遮蔽体が真空外被によって取囲まれて
いる。クライオクーラ冷却形磁石も、典型的には、真空
外被の外部に装着されたクライオクーラ低温ヘッドを含
み、その第１の低温段が熱遮蔽体と熱接触し、その第２
の低温段が超伝導主コイルと熱接触している。液体ヘリ
ウム冷却式磁石は、好ましくは、超伝導主コイルを取囲
む液体ヘリウム容器と、この液体ヘリウム容器を取囲む
第１の熱遮蔽体を取囲んでいる第２の熱遮蔽体とを持っ
ている。
【０００３】公知の超伝導磁石の設計には、閉鎖型及び
開放型の磁石がある。閉鎖型の磁石は、典型的には、中
孔（ボア）を持つ１個の筒形の超伝導コイル集成体を持
っている。超伝導コイル集成体は、半径方向に整合して
縦方向に相隔たる幾つかの超伝導主コイルを持ち、その
各々が同じ方向に同一の大電流を通す。こうして、主コ
イルは、イメージングしようとする物体を配置する磁石
の中孔の中に中心を持つ典型的には球形のイメージング
容積内に一様性の高い磁界を発生するように設計されて
いる。主コイルによってその周囲に発生された強い磁界
が、磁石の近辺にある電子装置と悪い相互作用をするの
を防止するために、１個の筒形の超伝導遮蔽集成体も使
うことができる。このような遮蔽集成体は、半径方向に
整合して縦方向に相隔たる幾つかの超伝導遮蔽コイルを
含み、それが主コイルより半径方向外側に配置されてい
て、主コイルに通される電流とアンペア数がだいたい同
じであるが、反対向きの電流を通す。
開放型の磁石がある。閉鎖型の磁石は、典型的には、中
孔（ボア）を持つ１個の筒形の超伝導コイル集成体を持
っている。超伝導コイル集成体は、半径方向に整合して
縦方向に相隔たる幾つかの超伝導主コイルを持ち、その
各々が同じ方向に同一の大電流を通す。こうして、主コ
イルは、イメージングしようとする物体を配置する磁石
の中孔の中に中心を持つ典型的には球形のイメージング
容積内に一様性の高い磁界を発生するように設計されて
いる。主コイルによってその周囲に発生された強い磁界
が、磁石の近辺にある電子装置と悪い相互作用をするの
を防止するために、１個の筒形の超伝導遮蔽集成体も使
うことができる。このような遮蔽集成体は、半径方向に
整合して縦方向に相隔たる幾つかの超伝導遮蔽コイルを
含み、それが主コイルより半径方向外側に配置されてい
て、主コイルに通される電流とアンペア数がだいたい同
じであるが、反対向きの電流を通す。
【０００４】Ｃ字形磁石を含む開放型磁石は、典型的に
は２つの隔たるコイル集成体を用いていて、集成体の間
の空間がイメージング容積となり、磁気共鳴イメージン
グの際、外科又はその他の医療手順のための医療職員が
出入りできるようにしている。患者はこの空間の中また
はトロイダル形のコイル集成体の中孔の中に配置するこ
とができる。開放型空間は、閉鎖型磁石の設計で起り得
る閉所恐怖症の感情を患者が打消す助けになる。遮蔽を
持つ公知の開放型磁石の設計には、各々の超伝導コイル
集成体が開放した中孔を持っていて、超伝導の主コイル
より縦方向及び半径方向外側に配置された超伝導遮蔽コ
イルを収容しているものがある。遮蔽コイルの磁界減殺
効果を打消すために、主コイルには大量の高価な超伝導
体が必要になる。計算によると、０．７５テスラの磁石
では、一般的に２３００ポンドの超伝導体が必要とな
り、これによりだいたい１２０００ポンドの重量の高価
な磁石が製作される。控えめの重量であれば、これでも
磁石の設計として実現可能である。
は２つの隔たるコイル集成体を用いていて、集成体の間
の空間がイメージング容積となり、磁気共鳴イメージン
グの際、外科又はその他の医療手順のための医療職員が
出入りできるようにしている。患者はこの空間の中また
はトロイダル形のコイル集成体の中孔の中に配置するこ
とができる。開放型空間は、閉鎖型磁石の設計で起り得
る閉所恐怖症の感情を患者が打消す助けになる。遮蔽を
持つ公知の開放型磁石の設計には、各々の超伝導コイル
集成体が開放した中孔を持っていて、超伝導の主コイル
より縦方向及び半径方向外側に配置された超伝導遮蔽コ
イルを収容しているものがある。遮蔽コイルの磁界減殺
効果を打消すために、主コイルには大量の高価な超伝導
体が必要になる。計算によると、０．７５テスラの磁石
では、一般的に２３００ポンドの超伝導体が必要とな
り、これによりだいたい１２０００ポンドの重量の高価
な磁石が製作される。控えめの重量であれば、これでも
磁石の設計として実現可能である。
【０００５】開放型磁石の設計では、超伝導遮蔽コイル
を持たない超伝導型コイル集成体の中孔の中に鉄の磁極
片を配置することが知られている。鉄の磁極片が磁界強
度を強め、磁極片の面を整形することにより、磁石の磁
気シム作用をして、磁界の均質性を改善する。鉄の帰路
を使って、２つの鉄の磁極片が接続されている。鉄の磁
極片が磁石の遮蔽にもなることに注意されたい。しか
し、強力な磁石で遮蔽を達成するためには、鉄の磁極片
に大量の鉄が必要である。計算によると、０．７５テス
ラの磁石では、だいたい２００ポンドの超伝導体しか必
要としないが、磁石の重量は７００００ポンドになり、
これは病院のような医療設備で使うには重すぎる。重量
のため、これは磁石の設計としては実現可能ではない。
を持たない超伝導型コイル集成体の中孔の中に鉄の磁極
片を配置することが知られている。鉄の磁極片が磁界強
度を強め、磁極片の面を整形することにより、磁石の磁
気シム作用をして、磁界の均質性を改善する。鉄の帰路
を使って、２つの鉄の磁極片が接続されている。鉄の磁
極片が磁石の遮蔽にもなることに注意されたい。しか
し、強力な磁石で遮蔽を達成するためには、鉄の磁極片
に大量の鉄が必要である。計算によると、０．７５テス
ラの磁石では、だいたい２００ポンドの超伝導体しか必
要としないが、磁石の重量は７００００ポンドになり、
これは病院のような医療設備で使うには重すぎる。重量
のため、これは磁石の設計としては実現可能ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、医療設備で使
うことができるくらいに軽量で、公知の設計ほど高価で
ない設計の遮蔽付き開放型超伝導磁石が要望されてい
る。
うことができるくらいに軽量で、公知の設計ほど高価で
ない設計の遮蔽付き開放型超伝導磁石が要望されてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による開放型超伝
導磁石は、第１の集成体と第２の集成体とを含む。第１
の集成体は、全体的に環状の第１の超伝導主コイル、全
体的に環状の第１の超伝導遮蔽コイル及び磁化可能な全
体的に円柱形の第１の磁極片を含む。第１の超伝導主コ
イルは全体的に縦方向の第１の軸線を持っており、且つ
第１の方向に第１の主電流を通す。第１の超伝導遮蔽コ
イルは第１の軸線と全体的に同軸に整合していて、第１
の超伝導主コイルから縦方向外側に隔たって配置されて
いる。第１の超伝導遮蔽コイルは少なくとも部分的に第
１の超伝導主コイルと半径方向においてオーバーラップ
しており、且つ第１の方向と反対向きに第１の遮蔽電流
を通す。第１の磁極片は第１の軸線と全体的に同軸に整
合していて、第１の超伝導主コイル及び第１の超伝導遮
蔽コイルから隔たって配置されている。第１の磁極片
は、第１の超伝導主コイルと少なくとも部分的に半径方
向においてオーバーラップする第１の半径方向外側部分
を持つと共に、全体的に環状であって、第１の軸線と全
体的に同軸に整合した第１の縦方向内側部分を持ってい
る。第１の縦方向内側部分は、第１の軸線に対するより
も、第１の半径方向外側部分に対して半径方向に一層近
く配置されている。第１の縦方向内側部分は、第１の超
伝導主コイルの縦方向外側端を縦方向内向きに通り越し
て突出する。
導磁石は、第１の集成体と第２の集成体とを含む。第１
の集成体は、全体的に環状の第１の超伝導主コイル、全
体的に環状の第１の超伝導遮蔽コイル及び磁化可能な全
体的に円柱形の第１の磁極片を含む。第１の超伝導主コ
イルは全体的に縦方向の第１の軸線を持っており、且つ
第１の方向に第１の主電流を通す。第１の超伝導遮蔽コ
イルは第１の軸線と全体的に同軸に整合していて、第１
の超伝導主コイルから縦方向外側に隔たって配置されて
いる。第１の超伝導遮蔽コイルは少なくとも部分的に第
１の超伝導主コイルと半径方向においてオーバーラップ
しており、且つ第１の方向と反対向きに第１の遮蔽電流
を通す。第１の磁極片は第１の軸線と全体的に同軸に整
合していて、第１の超伝導主コイル及び第１の超伝導遮
蔽コイルから隔たって配置されている。第１の磁極片
は、第１の超伝導主コイルと少なくとも部分的に半径方
向においてオーバーラップする第１の半径方向外側部分
を持つと共に、全体的に環状であって、第１の軸線と全
体的に同軸に整合した第１の縦方向内側部分を持ってい
る。第１の縦方向内側部分は、第１の軸線に対するより
も、第１の半径方向外側部分に対して半径方向に一層近
く配置されている。第１の縦方向内側部分は、第１の超
伝導主コイルの縦方向外側端を縦方向内向きに通り越し
て突出する。
【０００８】第２の集成体は、全体的に環状の第２の超
伝導主コイル、全体的に環状の第２の超伝導遮蔽コイル
及び磁化可能な全体的に円柱形の第２の磁極片を含む。
第２の超伝導主コイルは第１の超伝導主コイルから縦方
向に隔たっている。第２の超伝導主コイルは、第１の軸
線と全体的に同軸に整合した全体的に縦方向の第２の軸
線を持っており、且つ前に述べた第１の方向に第２の主
電流を通す。第２の超伝導遮蔽コイルは第２の軸線と全
体的に同軸に整合していて、第２の超伝導主コイルから
縦方向外側に隔たって配置されている。第２の超伝導遮
蔽コイルは、第２の超伝導主コイルと少なくとも部分的
に半径方向においてオーバーラップしており、且つ前に
述べた反対向きに第２の遮蔽電流を通す。第２の磁極片
は、第１の磁極片から縦方向に隔たっていて、この第１
の磁極片に通ずる磁化可能な固体通路を持たない。第２
の磁極片は第２の軸線と全体的に同軸に整合していて、
第２の超伝導主コイル及び第２の超伝導遮蔽コイル４か
ら隔たっている。第２の磁極片は、第２の超伝導主コイ
ルと少なくとも部分的に半径方向においてオーバーラッ
プする第２の半径方向外側部分を持つと共に、第２の軸
線と全体的に同軸に整合している全体的に環状の第２の
縦方向内側部分を持っている。第２の縦方向内側部分
は、第２の軸線に対するよりも、第２の半径方向外側部
分に対して半径方向に一層近く配置されている。第２の
縦方向内側部分は、第２の超伝導主コイルの縦方向外側
端を縦方向内向きに通り越して突出している。一例で
は、磁極片は本質的に鉄で構成される。
伝導主コイル、全体的に環状の第２の超伝導遮蔽コイル
及び磁化可能な全体的に円柱形の第２の磁極片を含む。
第２の超伝導主コイルは第１の超伝導主コイルから縦方
向に隔たっている。第２の超伝導主コイルは、第１の軸
線と全体的に同軸に整合した全体的に縦方向の第２の軸
線を持っており、且つ前に述べた第１の方向に第２の主
電流を通す。第２の超伝導遮蔽コイルは第２の軸線と全
体的に同軸に整合していて、第２の超伝導主コイルから
縦方向外側に隔たって配置されている。第２の超伝導遮
蔽コイルは、第２の超伝導主コイルと少なくとも部分的
に半径方向においてオーバーラップしており、且つ前に
述べた反対向きに第２の遮蔽電流を通す。第２の磁極片
は、第１の磁極片から縦方向に隔たっていて、この第１
の磁極片に通ずる磁化可能な固体通路を持たない。第２
の磁極片は第２の軸線と全体的に同軸に整合していて、
第２の超伝導主コイル及び第２の超伝導遮蔽コイル４か
ら隔たっている。第２の磁極片は、第２の超伝導主コイ
ルと少なくとも部分的に半径方向においてオーバーラッ
プする第２の半径方向外側部分を持つと共に、第２の軸
線と全体的に同軸に整合している全体的に環状の第２の
縦方向内側部分を持っている。第２の縦方向内側部分
は、第２の軸線に対するよりも、第２の半径方向外側部
分に対して半径方向に一層近く配置されている。第２の
縦方向内側部分は、第２の超伝導主コイルの縦方向外側
端を縦方向内向きに通り越して突出している。一例で
は、磁極片は本質的に鉄で構成される。
【０００９】本発明によって幾つかの利点が得られる。
まず、磁極片が磁界強度を強め、これにより、主コイル
に必要な超伝導体が一層少なくて済む。また、磁極片の
半径方向外側部分が、主コイルに対する部分的な磁束帰
路を提供し、これにより、磁極片に必要な磁化可能な材
料が少なくなり、主コイルに必要な超伝導体の量が少な
くなる。磁極片の半径方向外側部分はまた、遮蔽コイル
を主コイルから磁気減結合するので、遮蔽コイルからの
磁束線が磁極片の半径方向外側部分によって捕捉され
て、主コイルからの磁束線に達しない。従って、磁極片
の磁化可能な質量を増やす必要がなく、また、遮蔽コイ
ルからの磁束線が、磁極片の半径方向外側部分が存在す
ることによって遮ぎられるので、遮蔽コイルからの磁束
線の磁界減殺効果を埋合せるために、主コイルに使われ
る超伝導体の量を増やす必要がない。コンピュータのシ
ミュレーションによると、本発明による０．７５テスラ
の磁石は、一般的に７５０ポンドの超伝導体を使うこと
になり、これにより製作される磁石の重量はだいたい１
５０００ポンド（これは医療設備に取付けることができ
る位に軽量）となり、そのコストは、従来の同等の実現
可能な磁石のコストの半分以下になる。
まず、磁極片が磁界強度を強め、これにより、主コイル
に必要な超伝導体が一層少なくて済む。また、磁極片の
半径方向外側部分が、主コイルに対する部分的な磁束帰
路を提供し、これにより、磁極片に必要な磁化可能な材
料が少なくなり、主コイルに必要な超伝導体の量が少な
くなる。磁極片の半径方向外側部分はまた、遮蔽コイル
を主コイルから磁気減結合するので、遮蔽コイルからの
磁束線が磁極片の半径方向外側部分によって捕捉され
て、主コイルからの磁束線に達しない。従って、磁極片
の磁化可能な質量を増やす必要がなく、また、遮蔽コイ
ルからの磁束線が、磁極片の半径方向外側部分が存在す
ることによって遮ぎられるので、遮蔽コイルからの磁束
線の磁界減殺効果を埋合せるために、主コイルに使われ
る超伝導体の量を増やす必要がない。コンピュータのシ
ミュレーションによると、本発明による０．７５テスラ
の磁石は、一般的に７５０ポンドの超伝導体を使うこと
になり、これにより製作される磁石の重量はだいたい１
５０００ポンド（これは医療設備に取付けることができ
る位に軽量）となり、そのコストは、従来の同等の実現
可能な磁石のコストの半分以下になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に図面について説明する。図面
全体に亙り、同様な部分には同じ参照数字を用いてい
る。図１−４は本発明の開放型超伝導磁石１０の第１の
実施例を示す。磁石１０は超伝導型磁石である。一例で
は、磁石１０は０．５テスラ又はそれ以上の磁石であ
る。磁石１０は第１の集成体１２を含み、第１の集成体
１２は全体的に環状の第１の超伝導主コイル１４を含ん
でいる。第１の超伝導主コイル１４は全体的に縦方向の
第１の軸線１６を持っていると共に、縦方向内側端１８
及び縦方向外側端２０を持っている。第１の超伝導主コ
イル１４は第１の方向に第１の主電流を通す。第１の方
向は、電流の方向の若干の縦方向の成分があっても、そ
れを無視すると、第１の軸線１６の周りの時計廻り又は
反時計廻りの円周方向の何れかと定義する。当業者に知
られているように、超伝導コイルに使われている超伝導
体の臨界電流密度を越えずに、磁石のイメージング容積
内に高い磁界強度を達成するために、追加の第１の超伝
導主コイルが必要になることがあることに注意された
い。第１の超伝導主コイル１４用の超伝導体の一例はニ
オブ−チタンである。
全体に亙り、同様な部分には同じ参照数字を用いてい
る。図１−４は本発明の開放型超伝導磁石１０の第１の
実施例を示す。磁石１０は超伝導型磁石である。一例で
は、磁石１０は０．５テスラ又はそれ以上の磁石であ
る。磁石１０は第１の集成体１２を含み、第１の集成体
１２は全体的に環状の第１の超伝導主コイル１４を含ん
でいる。第１の超伝導主コイル１４は全体的に縦方向の
第１の軸線１６を持っていると共に、縦方向内側端１８
及び縦方向外側端２０を持っている。第１の超伝導主コ
イル１４は第１の方向に第１の主電流を通す。第１の方
向は、電流の方向の若干の縦方向の成分があっても、そ
れを無視すると、第１の軸線１６の周りの時計廻り又は
反時計廻りの円周方向の何れかと定義する。当業者に知
られているように、超伝導コイルに使われている超伝導
体の臨界電流密度を越えずに、磁石のイメージング容積
内に高い磁界強度を達成するために、追加の第１の超伝
導主コイルが必要になることがあることに注意された
い。第１の超伝導主コイル１４用の超伝導体の一例はニ
オブ−チタンである。
【００１１】第１の集成体１２はまた、第１の軸線１６
に沿って全体的に同軸に整合した全体的に環状の第１の
超伝導遮蔽コイル２２も含む。第１の超伝導遮蔽コイル
２２は、第１の超伝導主コイル１４から縦方向外側に隔
たっていて、少なくとも部分的に第１の超伝導主コイル
１４と半径方向においてオーバーラップしている。本発
明を説明するに当って、２つの部品が、縦軸線と平行な
方向において中間に介在する磁石部品を取除いて移動し
たときに衝突する場合、これらの２つの部品の内の第１
の磁石部品は第２の磁石部品と「少なくとも部分的に半
径方向においてオーバーラップする」という。第１の部
品が第２の部品の半径方向の厚さに等しいか又はそれよ
り大きいような半径方向の厚さを持つときにだけ、第１
の部品が第２の部品と完全に半径方向においてオーバー
ラップすることに注意されたい。第１の超伝導遮蔽コイ
ル２２は前に述べた第１の方向と反対向きに第１の遮蔽
電流を通す。第１の超伝導遮蔽コイル２２に対する超伝
導体の一例はニオブ−チタンである。
に沿って全体的に同軸に整合した全体的に環状の第１の
超伝導遮蔽コイル２２も含む。第１の超伝導遮蔽コイル
２２は、第１の超伝導主コイル１４から縦方向外側に隔
たっていて、少なくとも部分的に第１の超伝導主コイル
１４と半径方向においてオーバーラップしている。本発
明を説明するに当って、２つの部品が、縦軸線と平行な
方向において中間に介在する磁石部品を取除いて移動し
たときに衝突する場合、これらの２つの部品の内の第１
の磁石部品は第２の磁石部品と「少なくとも部分的に半
径方向においてオーバーラップする」という。第１の部
品が第２の部品の半径方向の厚さに等しいか又はそれよ
り大きいような半径方向の厚さを持つときにだけ、第１
の部品が第２の部品と完全に半径方向においてオーバー
ラップすることに注意されたい。第１の超伝導遮蔽コイ
ル２２は前に述べた第１の方向と反対向きに第１の遮蔽
電流を通す。第１の超伝導遮蔽コイル２２に対する超伝
導体の一例はニオブ−チタンである。
【００１２】第１の集成体１２は更に、第１の軸線１６
と全体的に同軸に整合していて、第１の超伝導主コイル
１４及び第１の超伝導遮蔽コイル２２から隔たる磁化可
能な全体的に円柱形の第１の磁極片２４を含む。第１の
磁極片２４は、第１の超伝導主コイル１４と少なくとも
部分的に半径方向においてオーバーラップする第１の半
径方向外側部分２６を持っている。第１の磁極片２４は
また、全体的に環状であって、第１の軸線１６と全体的
に同軸に整合した第１の縦方向内側部分２８も持ってい
る。第１の縦方向内側部分２８は、第１の軸線１６に対
するよりも、第１の半径方向外側部分２６に対して半径
方向に一層近く配置されている。第１の縦方向内側部分
２８は、第１の超伝導主コイル１４の縦方向外側端２０
を縦方向内向きに通り越して突出する。好ましくは、第
１の磁極片２４は本質的に強磁性材料で構成される。好
ましい構成では、第１の磁極片２４は本質的に鉄で構成
される。
と全体的に同軸に整合していて、第１の超伝導主コイル
１４及び第１の超伝導遮蔽コイル２２から隔たる磁化可
能な全体的に円柱形の第１の磁極片２４を含む。第１の
磁極片２４は、第１の超伝導主コイル１４と少なくとも
部分的に半径方向においてオーバーラップする第１の半
径方向外側部分２６を持っている。第１の磁極片２４は
また、全体的に環状であって、第１の軸線１６と全体的
に同軸に整合した第１の縦方向内側部分２８も持ってい
る。第１の縦方向内側部分２８は、第１の軸線１６に対
するよりも、第１の半径方向外側部分２６に対して半径
方向に一層近く配置されている。第１の縦方向内側部分
２８は、第１の超伝導主コイル１４の縦方向外側端２０
を縦方向内向きに通り越して突出する。好ましくは、第
１の磁極片２４は本質的に強磁性材料で構成される。好
ましい構成では、第１の磁極片２４は本質的に鉄で構成
される。
【００１３】開放型超伝導磁石１０はまた第２の集成体
３０を含む。第２の集成体３０は、第１の超伝導主コイ
ル１４から縦方向に隔たった全体的に環状の第２の超伝
導主コイル３２を含む。第２の超伝導主コイル３２は、
第１の軸線１６と全体的に同軸に整合した全体的に縦方
向の第２の軸線３４を持っている。第２の超伝導主コイ
ル３２はまた縦方向内側端３６及び縦方向外側端３８を
有する。第１及び第２の超伝導主コイル１４及び３２の
縦方向内側端１８及び３６は、第１及び第２の超伝導主
コイル１４及び３２の縦方向外側端２０及び３８より
も、縦方向に互いに一層接近している。第２の超伝導主
コイル３２は、前に述べた第１の方向に第２の主電流を
通す。当業者に知られているように、第１の集成体に追
加の第１の超伝導主コイルが存在する場合には、それに
釣合せるために、追加の第２の超伝導主コイルが必要に
なることがあること注意されたい。第２の超伝導主コイ
ル３２用の超伝導体の一例はニオブ−チタンである。
３０を含む。第２の集成体３０は、第１の超伝導主コイ
ル１４から縦方向に隔たった全体的に環状の第２の超伝
導主コイル３２を含む。第２の超伝導主コイル３２は、
第１の軸線１６と全体的に同軸に整合した全体的に縦方
向の第２の軸線３４を持っている。第２の超伝導主コイ
ル３２はまた縦方向内側端３６及び縦方向外側端３８を
有する。第１及び第２の超伝導主コイル１４及び３２の
縦方向内側端１８及び３６は、第１及び第２の超伝導主
コイル１４及び３２の縦方向外側端２０及び３８より
も、縦方向に互いに一層接近している。第２の超伝導主
コイル３２は、前に述べた第１の方向に第２の主電流を
通す。当業者に知られているように、第１の集成体に追
加の第１の超伝導主コイルが存在する場合には、それに
釣合せるために、追加の第２の超伝導主コイルが必要に
なることがあること注意されたい。第２の超伝導主コイ
ル３２用の超伝導体の一例はニオブ−チタンである。
【００１４】第２の集成体３０はまた、第２の軸線３４
と全体的に同軸に整合した全体的に環状の第２の超伝導
遮蔽コイル４０を持っている。第２の超伝導遮蔽コイル
４０は第２の超伝導主コイル３２から縦方向外側に隔た
っていると共に、第２の超伝導主コイル３２と少なくと
も部分的に半径方向においてオーバーラップしている。
第２の超伝導遮蔽コイル４０が前に述べた反対向きに第
２の遮蔽電流を通す。第２の超伝導遮蔽コイル４０用の
超伝導体の一例はニオブ−チタンである。
と全体的に同軸に整合した全体的に環状の第２の超伝導
遮蔽コイル４０を持っている。第２の超伝導遮蔽コイル
４０は第２の超伝導主コイル３２から縦方向外側に隔た
っていると共に、第２の超伝導主コイル３２と少なくと
も部分的に半径方向においてオーバーラップしている。
第２の超伝導遮蔽コイル４０が前に述べた反対向きに第
２の遮蔽電流を通す。第２の超伝導遮蔽コイル４０用の
超伝導体の一例はニオブ−チタンである。
【００１５】第２の集成体３０は更に、第１の磁極片２
４から縦方向に隔たっていて、この第１の磁極片に通ず
る磁化可能な固体通路を持たない全体的に円柱形の磁化
可能な第２の磁極片４２を持っている。第２の磁極片４
２は第２の軸線３４と全体的に同軸に整合していて、第
２の超伝導主コイル３２及び第２の超伝導遮蔽コイル４
０から隔たっている。第２の磁極片４２は、第２の超伝
導主コイル３２と少なくとも部分的に半径方向において
オーバーラップする第２の半径方向外側部分４４を有す
る。第２の磁極片４２は、第２の軸線３４と全体的に同
軸に整合している全体的に環状の第２の縦方向内側部分
４６をも有する。第２の縦方向内側部分４６は、第２の
軸線３４に対するよりも、第２の半径方向外側部分４４
に対して半径方向に一層近く配置されている。第２の縦
方向内側部分４６は、第２の超伝導主コイル３２の縦方
向外側端３８を縦方向内向きに通り越して突出してい
る。好ましくは、第２の磁極片４２は本質的に強磁性材
料で構成されている。好ましい構成では、第２の磁極片
４２は本質的に鉄で構成されている。
４から縦方向に隔たっていて、この第１の磁極片に通ず
る磁化可能な固体通路を持たない全体的に円柱形の磁化
可能な第２の磁極片４２を持っている。第２の磁極片４
２は第２の軸線３４と全体的に同軸に整合していて、第
２の超伝導主コイル３２及び第２の超伝導遮蔽コイル４
０から隔たっている。第２の磁極片４２は、第２の超伝
導主コイル３２と少なくとも部分的に半径方向において
オーバーラップする第２の半径方向外側部分４４を有す
る。第２の磁極片４２は、第２の軸線３４と全体的に同
軸に整合している全体的に環状の第２の縦方向内側部分
４６をも有する。第２の縦方向内側部分４６は、第２の
軸線３４に対するよりも、第２の半径方向外側部分４４
に対して半径方向に一層近く配置されている。第２の縦
方向内側部分４６は、第２の超伝導主コイル３２の縦方
向外側端３８を縦方向内向きに通り越して突出してい
る。好ましくは、第２の磁極片４２は本質的に強磁性材
料で構成されている。好ましい構成では、第２の磁極片
４２は本質的に鉄で構成されている。
【００１６】一例の構造では、開放型超伝導磁石１０
は、第１及び第２の集成体１２及び３０を接続する１つ
の支持部材４８だけを持っており、支持部材４８は好ま
しくは本質的に非磁性ステンレス鋼で構成された磁化可
能でない支持部材である。好ましくは、支持部材４８と
第１及び第２の集成体１２及び３０との組合せは、切断
平面で切った断面で見たとき全体的にＣ字型の形状を有
する。このとき、第１の軸線１６は完全に切断平面内に
あり、切断平面は全体として支持部材４８を２分する。
前に定義した断面が図３に示す断面であり、図３を反時
計廻りに９０゜回せば、Ｃ字型が見える。
は、第１及び第２の集成体１２及び３０を接続する１つ
の支持部材４８だけを持っており、支持部材４８は好ま
しくは本質的に非磁性ステンレス鋼で構成された磁化可
能でない支持部材である。好ましくは、支持部材４８と
第１及び第２の集成体１２及び３０との組合せは、切断
平面で切った断面で見たとき全体的にＣ字型の形状を有
する。このとき、第１の軸線１６は完全に切断平面内に
あり、切断平面は全体として支持部材４８を２分する。
前に定義した断面が図３に示す断面であり、図３を反時
計廻りに９０゜回せば、Ｃ字型が見える。
【００１７】好ましくは、第２の集成体３０は、第１及
び第２の集成体１２及び３０の間で縦方向に等距離のと
ころに配置され且つ全体として第１の軸線１６に対して
垂直な向きである平面５０（その縁を図３に破線で示し
てある）に関して、全体的に第１の集成体１２の鏡像で
ある。磁石１０がＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）磁石
として用いられるとき、磁石１０は、全体として、第１
及び第２の集成体１２及び３０の間で縦方向等距離のと
ころに設けられた磁気共鳴イメージング容積５２（図１
−３に破線で示してある）を含む。好ましくは、イメー
ジング容積はだいたい第１の軸線１６上に中心５４を持
つ全体的に球形のイメージング容積である。患者５５が
図１及び２ではイメージング位置に示されている。当業
者に知られているように、磁石１０及び患者５５は、図
１及び２に示す位置から時計廻りに９０゜回転すること
ができ、患者は患者テーブルの上に適当に支持される。
び第２の集成体１２及び３０の間で縦方向に等距離のと
ころに配置され且つ全体として第１の軸線１６に対して
垂直な向きである平面５０（その縁を図３に破線で示し
てある）に関して、全体的に第１の集成体１２の鏡像で
ある。磁石１０がＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）磁石
として用いられるとき、磁石１０は、全体として、第１
及び第２の集成体１２及び３０の間で縦方向等距離のと
ころに設けられた磁気共鳴イメージング容積５２（図１
−３に破線で示してある）を含む。好ましくは、イメー
ジング容積はだいたい第１の軸線１６上に中心５４を持
つ全体的に球形のイメージング容積である。患者５５が
図１及び２ではイメージング位置に示されている。当業
者に知られているように、磁石１０及び患者５５は、図
１及び２に示す位置から時計廻りに９０゜回転すること
ができ、患者は患者テーブルの上に適当に支持される。
【００１８】超伝導コイル１４、２２、３２及び４０
が、好ましくは液体ヘリウム（又はその他の極低温剤）
冷却により、又はクライオクーラ冷却により、或いはこ
れらの組合わせの冷却により、超伝導性を達成して維持
するための臨界温度より低い温度まで冷却されることに
注意されたい。第１の冷却を選択したときの構成例が第
１の集成体に図示されており、この場合、磁石１０は、
第１の超伝導主コイル１４及び第１の超伝導遮蔽コイル
２２を取囲む第１の極低温容器５６を含んでおり、第１
の磁極片２４が第１の極低温容器５６の外側に、それか
ら隔たって配置される。第１の極低温容器５６には、液
体ヘリウムのような液体極低温剤５８が入れてある。好
ましくは、第１の極低温容器５６は本質的にアルミニウ
ム又は非磁性ステンレス鋼で構成される。このとき、磁
石１０は更に複数個の板６０，６２、６４、６６及び６
８を含み、それらが第１の磁極片２４と共に第１の極低
温容器５６を取囲んでいて、それから隔たる第１の真空
外被７０を構成する。好ましくは、板６０、６２、６
４、６６及び６８は本質的に非磁性ステンレス鋼で構成
される。
が、好ましくは液体ヘリウム（又はその他の極低温剤）
冷却により、又はクライオクーラ冷却により、或いはこ
れらの組合わせの冷却により、超伝導性を達成して維持
するための臨界温度より低い温度まで冷却されることに
注意されたい。第１の冷却を選択したときの構成例が第
１の集成体に図示されており、この場合、磁石１０は、
第１の超伝導主コイル１４及び第１の超伝導遮蔽コイル
２２を取囲む第１の極低温容器５６を含んでおり、第１
の磁極片２４が第１の極低温容器５６の外側に、それか
ら隔たって配置される。第１の極低温容器５６には、液
体ヘリウムのような液体極低温剤５８が入れてある。好
ましくは、第１の極低温容器５６は本質的にアルミニウ
ム又は非磁性ステンレス鋼で構成される。このとき、磁
石１０は更に複数個の板６０，６２、６４、６６及び６
８を含み、それらが第１の磁極片２４と共に第１の極低
温容器５６を取囲んでいて、それから隔たる第１の真空
外被７０を構成する。好ましくは、板６０、６２、６
４、６６及び６８は本質的に非磁性ステンレス鋼で構成
される。
【００１９】第２の冷却を選択したときの構成例が第２
の集成体３０に示されており、この場合、磁石１０はク
ライオクーラ低温ヘッド７２をも含む。この低温ヘッド
は、第２の真空外被７６に取付けられたハウジング７４
を持っていて、第２の超伝導主コイル３２及び第２の超
伝導遮蔽コイル４０としっかり熱伝導接触している低温
段７８を持っている。この他の冷却の選択（図面には示
していない）として、各々の集成体がそれ自身の極低温
容器を持ち、１つの極低温容器にある液体極低温剤が、
支持部材とは別個の相互接続ダクトを介して別の極低温
容器内にある液体極低温剤と流体が連通するようにした
ものがある。この代わりに、相互接続ダクトにしっかり
した熱伝導通路を配置して、第２の真空外被上のクライ
オクーラ低温ヘッドが第１の真空外被内にある超伝導主
コイル及び遮蔽コイルをも冷却することができるように
してもよい。
の集成体３０に示されており、この場合、磁石１０はク
ライオクーラ低温ヘッド７２をも含む。この低温ヘッド
は、第２の真空外被７６に取付けられたハウジング７４
を持っていて、第２の超伝導主コイル３２及び第２の超
伝導遮蔽コイル４０としっかり熱伝導接触している低温
段７８を持っている。この他の冷却の選択（図面には示
していない）として、各々の集成体がそれ自身の極低温
容器を持ち、１つの極低温容器にある液体極低温剤が、
支持部材とは別個の相互接続ダクトを介して別の極低温
容器内にある液体極低温剤と流体が連通するようにした
ものがある。この代わりに、相互接続ダクトにしっかり
した熱伝導通路を配置して、第２の真空外被上のクライ
オクーラ低温ヘッドが第１の真空外被内にある超伝導主
コイル及び遮蔽コイルをも冷却することができるように
してもよい。
【００２０】図３に見られるように、典型的な実施例で
は、第１の半径方向外側部分２６が第１の磁極片２４の
内の半径方向に一番外側の部分８０であり、第１の縦方
向内側部分２８が第１の磁極片２４の内の縦方向に一番
内側の部分８２である。好ましくは、第１の超伝導遮蔽
コイル２２が第１の磁極片２４から縦方向外側に隔たっ
ている。第１の超伝導遮蔽コイル２２は、第１の磁極片
２４の内の半径方向に一番外側の部分８０と部分的に半
径方向においてオーバーラップする共に、第１の超伝導
主コイル１４と全体的に完全に半径方向においてオーバ
ーラップするのが好ましい。望ましくは、第１の磁極片
２４の内の縦方向に一番内側の部分８２が、第１の超伝
導主コイル１４の縦方向内側端１８を半径方向内向きに
通り越して突出する。好ましくは、第１の超伝導主コイ
ル１４は、第１の超伝導遮蔽コイル２２よりも、第１の
磁極片２４の内の半径方向に一番外側の部分８０に対し
て縦方向に一層接近するように配置される。好ましい構
造では、図３の磁石１０は全体として０．７５テスラの
磁石である。
は、第１の半径方向外側部分２６が第１の磁極片２４の
内の半径方向に一番外側の部分８０であり、第１の縦方
向内側部分２８が第１の磁極片２４の内の縦方向に一番
内側の部分８２である。好ましくは、第１の超伝導遮蔽
コイル２２が第１の磁極片２４から縦方向外側に隔たっ
ている。第１の超伝導遮蔽コイル２２は、第１の磁極片
２４の内の半径方向に一番外側の部分８０と部分的に半
径方向においてオーバーラップする共に、第１の超伝導
主コイル１４と全体的に完全に半径方向においてオーバ
ーラップするのが好ましい。望ましくは、第１の磁極片
２４の内の縦方向に一番内側の部分８２が、第１の超伝
導主コイル１４の縦方向内側端１８を半径方向内向きに
通り越して突出する。好ましくは、第１の超伝導主コイ
ル１４は、第１の超伝導遮蔽コイル２２よりも、第１の
磁極片２４の内の半径方向に一番外側の部分８０に対し
て縦方向に一層接近するように配置される。好ましい構
造では、図３の磁石１０は全体として０．７５テスラの
磁石である。
【００２１】当業者であれば、普通の磁界解析技術に基
づくコンピュータ・シミュレーションを利用し、且つ本
発明の考えを用いて、所望の磁界強度、磁界の不均質性
の所望のレベル及び所望の遮蔽レベル（即ち、開放型の
超伝導磁石のイメージング容積の中心からの５ガウスの
漂遊磁界の所望の位置）を持つ遮蔽された開放型磁石を
設計することができると考えられる。図３に示すよう
に、当業者であれば理解されるように、磁石１０の性能
に影響せずに、同軸に整合した鉄の円盤を第１の磁極片
２４の縦方向外側区域８４から取除くことができること
がこの解析から分かることに注意されたい。前に述べた
ように、磁極片が磁界強度を強め、そのため主コイルに
必要な超伝導体が一層少なくなる。磁極片の半径方向の
一番外側の部分が、主コイルに対する部分的な磁束帰路
を作り、そのため、磁極片に必要な鉄が少なくなると共
に、主コイルに必要な超伝導体の量が少なくなる。磁極
片の半径方向に一番外側の部分は、遮蔽コイルを主コイ
ルから磁気減結合するので、遮蔽コイルからの磁束線が
磁極片の半径方向に一番外側の部分によって捕捉され
て、主コイルからの磁束線に達しない。従って、磁極片
の鉄の質量を増加する必要はなく、また、遮蔽コイルか
らの磁束線は、磁極片の半径方向に一番外側の部分が存
在することによって遮られるので、遮蔽コイルからの磁
束線の磁界減殺効果を打消すために、主コイルの超伝導
体の量を増加する必要がない。コンピュータ・シミュレ
ーションによると、本発明の０．７５テスラの磁石は、
だいたい７５０ポンドの超伝導体を使い、その結果、磁
石の重量はだいたい１５０００ポンド（これは医療設備
に取付けることができる位に軽量である）となり、コス
トは従来の同等の実現可能な磁石のコストの半分以下に
なる。
づくコンピュータ・シミュレーションを利用し、且つ本
発明の考えを用いて、所望の磁界強度、磁界の不均質性
の所望のレベル及び所望の遮蔽レベル（即ち、開放型の
超伝導磁石のイメージング容積の中心からの５ガウスの
漂遊磁界の所望の位置）を持つ遮蔽された開放型磁石を
設計することができると考えられる。図３に示すよう
に、当業者であれば理解されるように、磁石１０の性能
に影響せずに、同軸に整合した鉄の円盤を第１の磁極片
２４の縦方向外側区域８４から取除くことができること
がこの解析から分かることに注意されたい。前に述べた
ように、磁極片が磁界強度を強め、そのため主コイルに
必要な超伝導体が一層少なくなる。磁極片の半径方向の
一番外側の部分が、主コイルに対する部分的な磁束帰路
を作り、そのため、磁極片に必要な鉄が少なくなると共
に、主コイルに必要な超伝導体の量が少なくなる。磁極
片の半径方向に一番外側の部分は、遮蔽コイルを主コイ
ルから磁気減結合するので、遮蔽コイルからの磁束線が
磁極片の半径方向に一番外側の部分によって捕捉され
て、主コイルからの磁束線に達しない。従って、磁極片
の鉄の質量を増加する必要はなく、また、遮蔽コイルか
らの磁束線は、磁極片の半径方向に一番外側の部分が存
在することによって遮られるので、遮蔽コイルからの磁
束線の磁界減殺効果を打消すために、主コイルの超伝導
体の量を増加する必要がない。コンピュータ・シミュレ
ーションによると、本発明の０．７５テスラの磁石は、
だいたい７５０ポンドの超伝導体を使い、その結果、磁
石の重量はだいたい１５０００ポンド（これは医療設備
に取付けることができる位に軽量である）となり、コス
トは従来の同等の実現可能な磁石のコストの半分以下に
なる。
【００２２】典型的には、１つ又は更に多くの熱遮蔽体
が、超伝導主コイル及び遮蔽コイルから隔たっていて、
それらを取囲んでいる。極低温冷却では、このような熱
遮蔽体は極低温容器の外側に配置される。磁石１０が更
に必要に応じて、磁石の部品の正しい間隔及び支持のた
めに、熱スペーサ及びコイル巻型を含むことに注意され
たい。図４に示すように、好ましい設計では、磁石１０
はまた、第１の熱遮蔽体８６、内側支持円筒８８及び外
側支持円筒９０も含む。第１の熱遮蔽体８６は第１の極
低温容器５６と第１の真空外被７０との間に配置され、
それらから隔たっている。内側支持円筒８８は第１の軸
線１６と全体的に同軸に整合し、且つ第１の磁極片２４
より縦方向外側に配置されており、また第１の真空外被
７０に固定された第１の端及び第１の熱遮蔽体８６に固
定された第２の端を持っている。外側支持円筒９０は第
１の軸線１６と全体的に同軸に整合し、且つ第１の磁極
片２４より縦方向外側に配置されており、また第１の熱
遮蔽体８６に固定された第１の端及び第１の極低温容器
５６に固定された第２の端を持っている。内側支持円筒
８８は、第１の熱遮蔽体８６が第１の磁極片２４から縦
方向外向きに伸びる距離にだいたい等しい距離だけ縦方
向に伸び、また、外側支持円筒９０は、第１の極低温容
器５６が第１の磁極片２４から縦方向外向きに伸びる距
離にだいたい等しい距離だけ縦方向に伸びることが好ま
しい。好ましい構造では、第１の熱遮蔽体８６は本質的
にアルミニウムで構成され、また内側及び外側支持円筒
８８及び９０は炭素繊維又は硝子繊維のような繊維補強
複合体で実質的に構成される。好ましくは、上に述べた
非金属の支持円筒の端の固定は、支持円筒の端に丸くし
たリムを形成し、金属リングを使ってこのリムを捕捉す
ることによって達成される。こういう若干のリングを金
属の真空外被、金属の熱遮蔽体又は金属の極低温容器に
適宜取付けるが、これは当業者に容易に理解されよう。
当業者に理解できるように、内側及び外側支持円筒８８
及び９０は張力がかかった状態にあって、磁石１０によ
って発生された磁力に対抗して、磁石の部品を第１の真
空外被７０内に機械的に支持する優れた装置になること
に注意されたい。第１の超伝導遮蔽コイル２２は、第１
の極低温容器５６に突合せのアルミニウムの被せバンド
（中間に硝子繊維の絶縁物を介在させる）を持ち、第１
の極低温容器５６に取付けた別々のアルミニウムのブラ
ケット９６（その１つだけ図示してある）によって支持
された硝子繊維のコイル巻型９４に巻装される。別々の
アルミニウムの対角線方向の支柱９８（その１つだけ図
示してある）が、第１の極低温容器５６の内側ブレース
になる。第１の超伝導主コイル１４はアルミニウムの被
せバンド（中間に硝子繊維の絶縁物を介在させる）を持
ち、第１の極低温容器５６に取付けられ、ヘリウム流路
１０６を持つフランジ１０４を有する硝子繊維のコイル
巻型１０２に巻装される。第１の超伝導主コイル１４と
第１の極低温容器５６との間には介在する硝子繊維の絶
縁物がある。図４に示すように、別々のアルミニウムの
ブラケット１０８（その１つだけ図示してある）及び支
えリング１１０が被せバンド１００を取囲んでいる。
が、超伝導主コイル及び遮蔽コイルから隔たっていて、
それらを取囲んでいる。極低温冷却では、このような熱
遮蔽体は極低温容器の外側に配置される。磁石１０が更
に必要に応じて、磁石の部品の正しい間隔及び支持のた
めに、熱スペーサ及びコイル巻型を含むことに注意され
たい。図４に示すように、好ましい設計では、磁石１０
はまた、第１の熱遮蔽体８６、内側支持円筒８８及び外
側支持円筒９０も含む。第１の熱遮蔽体８６は第１の極
低温容器５６と第１の真空外被７０との間に配置され、
それらから隔たっている。内側支持円筒８８は第１の軸
線１６と全体的に同軸に整合し、且つ第１の磁極片２４
より縦方向外側に配置されており、また第１の真空外被
７０に固定された第１の端及び第１の熱遮蔽体８６に固
定された第２の端を持っている。外側支持円筒９０は第
１の軸線１６と全体的に同軸に整合し、且つ第１の磁極
片２４より縦方向外側に配置されており、また第１の熱
遮蔽体８６に固定された第１の端及び第１の極低温容器
５６に固定された第２の端を持っている。内側支持円筒
８８は、第１の熱遮蔽体８６が第１の磁極片２４から縦
方向外向きに伸びる距離にだいたい等しい距離だけ縦方
向に伸び、また、外側支持円筒９０は、第１の極低温容
器５６が第１の磁極片２４から縦方向外向きに伸びる距
離にだいたい等しい距離だけ縦方向に伸びることが好ま
しい。好ましい構造では、第１の熱遮蔽体８６は本質的
にアルミニウムで構成され、また内側及び外側支持円筒
８８及び９０は炭素繊維又は硝子繊維のような繊維補強
複合体で実質的に構成される。好ましくは、上に述べた
非金属の支持円筒の端の固定は、支持円筒の端に丸くし
たリムを形成し、金属リングを使ってこのリムを捕捉す
ることによって達成される。こういう若干のリングを金
属の真空外被、金属の熱遮蔽体又は金属の極低温容器に
適宜取付けるが、これは当業者に容易に理解されよう。
当業者に理解できるように、内側及び外側支持円筒８８
及び９０は張力がかかった状態にあって、磁石１０によ
って発生された磁力に対抗して、磁石の部品を第１の真
空外被７０内に機械的に支持する優れた装置になること
に注意されたい。第１の超伝導遮蔽コイル２２は、第１
の極低温容器５６に突合せのアルミニウムの被せバンド
（中間に硝子繊維の絶縁物を介在させる）を持ち、第１
の極低温容器５６に取付けた別々のアルミニウムのブラ
ケット９６（その１つだけ図示してある）によって支持
された硝子繊維のコイル巻型９４に巻装される。別々の
アルミニウムの対角線方向の支柱９８（その１つだけ図
示してある）が、第１の極低温容器５６の内側ブレース
になる。第１の超伝導主コイル１４はアルミニウムの被
せバンド（中間に硝子繊維の絶縁物を介在させる）を持
ち、第１の極低温容器５６に取付けられ、ヘリウム流路
１０６を持つフランジ１０４を有する硝子繊維のコイル
巻型１０２に巻装される。第１の超伝導主コイル１４と
第１の極低温容器５６との間には介在する硝子繊維の絶
縁物がある。図４に示すように、別々のアルミニウムの
ブラケット１０８（その１つだけ図示してある）及び支
えリング１１０が被せバンド１００を取囲んでいる。
【００２３】本発明の幾つかの実施例及び例についてこ
れまで説明してきたことは、例示のために示したもので
ある。これは本発明を網羅するものではないし、本発明
をここに開示したままの形に制限するものでもなく、以
上の説明から、いろいろな変更が考えられることは言う
までもない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって限
定されることを承知されたい。
れまで説明してきたことは、例示のために示したもので
ある。これは本発明を網羅するものではないし、本発明
をここに開示したままの形に制限するものでもなく、以
上の説明から、いろいろな変更が考えられることは言う
までもない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって限
定されることを承知されたい。
【図１】本発明の開放型超伝導磁石の第１の好ましい実
施例の簡略正面図である。
施例の簡略正面図である。
【図２】図１の磁石の簡略上面図である。
【図３】図１及び２の磁石を図２の線３−３で切った簡
略断面図であり、クライオクーラ低温ヘッドを追加して
示している。
略断面図であり、クライオクーラ低温ヘッドを追加して
示している。
【図４】液体極低温剤が存在しないときの図３に示した
磁石の一部分の詳細図である。
磁石の一部分の詳細図である。
１０ 開放型超伝導磁石 １２ 第１の集成体 １４ 第１の超伝導主コイル １６ 第１の軸線 １８ 縦方向内側端 ２０ 縦方向外側端 ２２ 第１の超伝導遮蔽コイル ２４ 第１の磁極片 ２６ 第１の半径方向外側部分 ２８ 第１の縦方向内側部分 ３０ 第２の集成体 ３２ 第２の超伝導主コイル ３４ 第２の軸線 ３６ 縦方向内側端 ３８ 縦方向外側端 ４０ 第２の超伝導遮蔽コイル ４２ 第２の磁極片 ４４ 第２の半径方向外側部分 ４６ 第２の縦方向内側部分 ４８ 支持部材 ５０ 平面 ５２ 磁気共鳴イメージング容積 ５６ 第１の極低温容器 ５８ 液体極低温剤 ７０ 第１の真空外被 ７２ クライオクーラ低温ヘッド ７４ ハウジング ７６ 第２の真空外被 ７８ 低温段 ８６ 第１の熱遮蔽体 ８８ 内側支持円筒 ９０ 外側支持円筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 24/06 ５１０Ｙ (72)発明者 マイケル・アンソニー・パルモ，ジュニア アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボール ストン・スパ、ディヴィジョン・ストリー ト、４番
Claims (18)
- 【請求項１】 第１の集成体と第２の集成体とを含む開
放型超伝導磁石において、 前記第１の集成体は、（ａ１）全体的に縦方向の第１の
軸線を持っている全体的に環状の第１の超伝導主コイル
であって、縦方向内側端及び縦方向外側端を持ってい
て、且つ第１の方向に第１の主電流を通す第１の超伝導
主コイルと、（ａ２）前記第１の軸線と全体的に同軸に
整合している全体的に環状の第１の超伝導遮蔽コイルで
あって、前記第１の超伝導主コイルから縦方向外側に隔
たって配置されていると共に、少なくとも部分的に前記
第１の超伝導主コイルと半径方向においてオーバーラッ
プしていて、且つ前記第１の方向と反対向きに第１の遮
蔽電流を通す第１の超伝導遮蔽コイルと、（ａ３）前記
第１の軸線と全体的に同軸に整合していると共に、前記
第１の超伝導主コイル及び前記第１の超伝導遮蔽コイル
から隔たって配置されている磁化可能な全体的に円柱形
の第１の磁極片であって、前記第１の超伝導主コイルと
少なくとも部分的に半径方向においてオーバーラップす
る第１の半径方向外側部分を持っている共に、前記第１
の軸線と全体的に同軸に整合している全体的に環状の第
１の縦方向内側部分を持っており、前記第１の縦方向内
側部分が、前記第１の軸線に対するよりも、前記第１の
半径方向外側部分に対して半径方向に一層近く配置さ
れ、また前記第１の縦方向内側部分が、前記第１の超伝
導主コイルの前記縦方向外側端を縦方向内向きに通り越
して突出している第１の磁極片と、を含んでおり、 前記第２の集成体は、（ｂ１）前記第１の超伝導主コイ
ルから縦方向に隔たっている全体的に環状の第２の超伝
導主コイルであって、前記第１の軸線と全体的に同軸に
整合した全体的に縦方向の第２の軸線を持っていると共
に、縦方向内側端及び縦方向外側端を持っていて、前記
第１の方向に第２の主電流を通し、且つ前記第１超伝導
主コイル及び当該第２の超伝導主コイルのそれぞれの縦
方向内側端同士が、前記第１超伝導主コイル及び当該第
２の超伝導主コイルのそれぞれの縦方向外側端同士より
も、縦方向に互いに一層接近するように構成されている
第２の超伝導主コイルと、（ｂ２）前記第２の軸線と全
体的に同軸に整合している全体的に環状の第２の超伝導
遮蔽コイルであって、前記第２の超伝導主コイルから縦
方向外側に隔たって配置されていると共に、前記第２の
超伝導主コイルと少なくとも部分的に半径方向において
オーバーラップしていて、且つ前記反対向きに第２の遮
蔽電流を通す第２の超伝導遮蔽コイルと、（ｂ３）前記
第１の磁極片から縦方向に隔たっていて、前記第１の磁
極片に通ずる磁化可能な固体通路を持っていず、且つ前
記第２の軸線と全体的に同軸に整合していると共に、前
記第２の超伝導主コイル及び前記第２の超伝導遮蔽コイ
ルから隔たって配置されている磁化可能な全体的に円柱
形の第２の磁極片であって、前記第２の超伝導主コイル
と少なくとも部分的に半径方向においてオーバーラップ
する第２の半径方向外側部分を持っている共に、前記第
２の軸線と全体的に同軸に整合している全体的に環状の
第２の縦方向内側部分を持っており、前記第２の縦方向
内側部分が、前記第２の軸線に対するよりも、前記第２
の半径方向外側部分に対して半径方向に一層近く配置さ
れ、また前記第２の縦方向内側部分が、前記第２の超伝
導主コイルの前記縦方向外側端を縦方向内向きに通り越
して突出している第２の磁極片と、を含んでいることを
特徴とする開放型超伝導磁石。 - 【請求項２】 更に、前記第１及び第２の集成体を接続
する唯１つの支持部材を含み、前記支持部材は磁化可能
でない支持部材であり、また、前記支持部材と前記第１
及び第２の集成体との組合せは、切断平面で切った断面
で見たとき全体的にＣ字型の形状を有し、このとき、前
記第１の軸線は完全に前記切断平面内にあり、前記切断
平面は全体として前記支持部材を２分するものである請
求項１記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項３】 前記第２の集成体は、前記第１の集成体
と前記第２の集成体との間で縦方向に等距離のところに
配置され且つ全体として前記第１の軸線に対して垂直な
向きである平面を中心として、全体的に前記第１の集成
体１２とは鏡像関係になっている請求項１記載の開放型
超伝導磁石。 - 【請求項４】 更に、前記第１の集成体と前記第２の集
成体との間で縦方向に等距離のところに設けられた磁気
共鳴イメージング容積を含んでいる請求項３記載の開放
型超伝導磁石。 - 【請求項５】 前記イメージング容積は、だいたい前記
第１の軸線上に中心を持つ全体的に球形のイメージング
容積である請求項４記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項６】 更に、前記第１の超伝導主コイル及び前
記第１の超伝導遮蔽コイルを取囲む第１の極低温容器を
含み、前記第１の磁極片が前記第１の極低温容器の外側
に、それから隔たって配置されており、前記第１の極低
温容器には液体極低温剤が入れられている請求項３記載
の開放型超伝導磁石。 - 【請求項７】 更に、複数個の板を含み、この複数の板
が前記第１の磁極片と組み合わさって、前記第１の極低
温容器を取囲み且つそれから隔たる第１の真空外被を構
成している請求項６記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項８】 更に、第１の熱遮蔽体、内側支持円筒及
び外側支持円筒を含み、前記第１の熱遮蔽体は前記第１
の極低温容器と前記第１の真空外被との間に、それらか
ら隔たって配置され、前記内側支持円筒は前記第１の軸
線と全体的に同軸に整合し、且つ前記第１の磁極片より
縦方向外側に配置されており、また前記内側支持円筒は
前記第１の真空外被に固定された第１の端及び前記第１
の熱遮蔽体に固定された第２の端を持っており、前記外
側支持円筒は前記第１の軸線と全体的に同軸に整合し、
且つ前記第１の磁極片より縦方向外側に配置されてお
り、また前記外側支持円筒は前記第１の熱遮蔽体に固定
された第１の端及び前記第１の極低温容器に固定された
第２の端を持っている請求項７記載の開放型超伝導磁
石。 - 【請求項９】 前記内側支持円筒は、前記第１の熱遮蔽
体が前記第１の磁極片から縦方向外向きに伸びる距離に
だいたい等しい距離だけ縦方向に伸びており、また、前
記外側支持円筒は、前記第１の極低温容器がＺＫ第１の
磁極片から縦方向外向きに伸びる距離にだいたい等しい
距離だけ縦方向に伸びている請求項８記載の開放型超伝
導磁石。 - 【請求項１０】 前記内側支持円筒及び前記外側支持円
筒はそれぞれ繊維補強複合体で実質的に構成されている
請求項９記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１１】 前記第１の半径方向外側部分は前記第
１の磁極片の内の半径方向に一番外側の部分であり、ま
た、前記第１の縦方向内側部分は前記第１の磁極片の内
の縦方向に一番内側の部分である請求項３記載の開放型
超伝導磁石。 - 【請求項１２】 前記第１の超伝導遮蔽コイルは前記第
１の磁極片から縦方向外側に隔たっている請求項１１記
載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１３】 前記第１の超伝導遮蔽コイルは、前記
第１の磁極片の内の半径方向に一番外側の部分と部分的
に半径方向においてオーバーラップしている請求項１２
記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１４】 前記第１の超伝導遮蔽コイルは、前記
第１の超伝導主コイル１４と全体的に完全に半径方向に
おいてオーバーラップしている請求項１３記載の開放型
超伝導磁石。 - 【請求項１５】 前記第１の磁極片の内の縦方向に一番
内側の前記部分は、前記第１の超伝導主コイルの縦方向
内側端を半径方向内向きに通り越して突出している請求
項１４記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１６】 前記第１の超伝導主コイルは、前記第
１の超伝導遮蔽コイルよりも、前記第１の磁極片の内の
半径方向に一番外側の前記部分に対して縦方向に一層接
近するように配置されている請求項１５記載の開放型超
伝導磁石。 - 【請求項１７】 前記磁極片は本質的に鉄で構成され、
前記液体極低温剤は本質的に液体ヘリウムで構成されて
いる請求項３記載の開放型超伝導磁石。 - 【請求項１８】 更に、前記第２の超伝導主コイル及び
前記第２の超伝導遮蔽コイルとしっかり熱伝導接触して
いる低温段７８を持つクライオクーラ低温ヘッド７２を
含んでいる請求項３記載の開放型超伝導磁石。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/035639 | 1998-03-05 | ||
| US09/035,639 US5874880A (en) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | Shielded and open superconductive magnet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11318858A true JPH11318858A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=21883905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5874880A (ja) |
| EP (1) | EP0940685B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11318858A (ja) |
| DE (1) | DE69927197T2 (ja) |
| IL (1) | IL128789A (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060301 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061003 |