JPS60239004A - 磁界発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
で描ぎ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１〜１０Ｋ　
Ｇの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、コイルが作る漏洩磁界は使用用途によ
っ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、いわゆるイニシャルコス
トとともにランニングコストも著しく高い問題があり、
汎用されるには至っていない。

そこで本出願人は、先に、磁界強度が上記の常電導磁石
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、３ＯＮ
Ｌ−Ｆｅ、　Ｎｊ−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〈「２〉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可変にすることにより、整磁合
金を用いた」二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、Ｉｌｌ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、磁性材料の外径を小さくして孔部に遊挿進退させた
り、−〇− 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、フェライ
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６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、その最大エ
ネルギー積が大きいた（プでなく、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
特性が特に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）８４一 原子％〜３０原子％、Ｂ　２原子％〜２８原子％、「ｅ
４２原子％〜９０原子％を主成分どし、主相が正方晶相
からなる永久磁石であり、Ｒとして陶や円を中心とする
資源的に豊富な軽希土類を用い、Ｂ、Ｆｅを主成分とし
て２５ＭＧＯ８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１〜１０Ｋ　Ｇ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Ｊ：す、上記
の磁性材料（刀を固定している。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
性月利（１０）を螺合進退さゼ、永久磁石（１）の発生
ずる磁束の短絡量を調整できる構成を示している。

このボルト状磁性月利（１０）は、磁束短絡量調整のぽ
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（１
１）を切欠し、同溝部（１１）相当位置のｍ鉄（３）に
穿孔し、この穴部に股がって継鉄（３）上面にねじ座（
１２）を固着し、ねじ座〈１２）に螺合するボルトの先
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
しである。磁性材料（刀の永久磁石及び磁極片溝部（１
１）との当接■を変えて、すなわち、磁性材料（力が継
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Ｆ！Ｉ（刀が
各部材の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
久磁石の発生ず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、７− 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−ＢＲ系永久磁石（１）
の加工性が極めてすぐれているため、磁石自体にねし穴
を直接螺刻しているが、地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ュ
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１よ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。 出願人　住友特殊金属株式会社 ８−

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。