JPS61218120A

JPS61218120A - 磁界発生装置

Info

Publication number: JPS61218120A
Application number: JP60059299A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Miyamoto; 宮本　毅信; Hiromoto Hayashi; 林　博大; Hideya Sakurai; 桜井　秀也
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1985-03-23
Filing date: 1985-03-23
Publication date: 1986-09-27
Also published as: JPH0345886B2

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
で描き出すことのできる医療用核磁気共鳴断層撮影装置
（以下、ＮＭＲ−０丁という）に用いられる永久磁石を
使用した磁界発生装置に係り、大きな空隙内に強力かつ
高精度で均一な静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〜ｉＯＫＧ
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−Ｃ
Ｔ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おる。

本出願人は、先に、磁界強度が上記の常伝導磁石と同等
以上で電力の消費もなく、漏洩磁界の少ない永久磁石を
使用する磁界発生装置として、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、
上記磁極片の対向面の各々に環状突起を設けたことを特
徴とする磁界発生装置を提案（特願昭５８−１９６７８
５号）した。

上記の磁界発生装置によって、空隙に発生する磁界の均
一精度を著しく向上させることができた。

しかし、上記磁界発生装置は、一対の永久磁石の各々の
一方端に磁極片を固着して対向させ、他方端を継鉄で結
合し、磁極片間の空隙内に、静磁界を発生させる構成で
めり、一対の磁極片には、その対向面の周縁に、所定の
内径、高さからなる断面略台形の環状突起が突設した構
成において、磁極からの磁束は空隙外に漏洩しやすく、
空隙中心垂直線上では、磁極面に近い程磁界強度が高く
なる性質があるため、使用磁界空間で所要の高い均一磁
界を得るためには、磁極間距離や磁極面積を大きくする
など、使用磁界空間の数倍以上の空隙を要し、磁気回路
の小形化ができないという問題を有していた。

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のより一層の拡大を計った磁気
回路を有する磁界発生装置を目的とし、永久磁石からの
磁束を有効に集中させて永久磁石量を低減して小型軽量
化が達成できる磁界発生装置を目的としている。

発明の構成と効果この発明は、高精度で均一かつ安定な磁界が得られ、か
つ漏洩磁束の少ない磁気回路を目的に種々検討した結果
、６対の永久磁石ｖｉ１極面が空隙に対して凹状湾曲面
を形成する複数の永久磁石あるいは１の永久磁石で構成
したことにより、磁気回路空隙内の磁界均一度及び磁界
強度が著しく向上し、高精度で均一な磁界域を拡大でき
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一対の
永久磁石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、磁極面に垂直方向に磁化さ
れた少なくとも１の磁石で６対の永久磁石を構成し、６
対の永久磁石磁極面が空隙に対して凹状湾曲面を形成し
たことを特徴とする磁界発生装置である。

磁気回路は、空隙を形成して対向する一対の永久磁石を
継鉄で磁気的結合すればいかなる構成も利用でき、永久
磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄の形状寸法及び所要空
隙の大きさ等に応じて、永久磁石の配置等を適宜選定す
ることが望ましい。

また、一対の永久磁石の磁極面に、必要に応じて磁極片
を設け、空隙内の磁界均一度の向上を計るのもよい。

この発明において、一対の永久磁石は、それぞれ複数個
の板状、柱状永久＠石を並列配置して、６対の永久磁石
の空隙対向磁極面が略凹状湾曲面を形成するよう構成す
るほか、磁石数を増して６対の永久磁石の空隙対向磁極
面がより滑らかな凹状湾曲面を形成するよう構成するの
もよく、あるいは断面弓形状の永久磁石、あるいはラジ
アル異方性断面弓形永久磁石を用いるのもよく、また、
６対の永久磁石磁極面が空隙に対して必ずしも凹状湾曲
面を形成しなくてもよく、ざらに、６対の永久磁石のす
べてが、例えば、角筒１円筒状など種々形状の継鉄に磁
気的結合される必要はなく、後述する実施例の如く、非
磁性材を介して継鉄に配置されてもよい。

この発明による磁界発生装置は、下記の永久磁石を使用
することにより、１〜５　ｋＧの強磁界を形成できる装
置として、１０ｔＯｎ以下の重量ですみ、フェライト磁
石を使用する磁界発生装置の１００ｔＯｎ以上に比べて
著しい小型軽量化が達成できる。

発明に用いる永久磁石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やらを含
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ｒ
ａ石（特願昭５７−１４５０７２号）は、その最大エネ
ルギー積が大きいだけでなく、残留磁束密度（Ｂｒ　）
の温度係数が、０、０７％／’Ｃ−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、ざらに、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）８原子％〜３０原
子％、Ｂ２原子％〜２８原子％、Ｆｅ４２原子％〜９０
原子％を主成分とし、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２５　Ｍ　Ｇ　
Ｏｓ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。

図面に基づ〈発明の開示第１図から第３図はこの発明による磁界発生装置に用い
る磁気回路の縦断正面図である。

第１図に示す磁気回路は、一対のＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁
石（１）（１）空隙（３）を介して対向させ、永久磁石
（１）の他方端を、角筒体からなりその軸方向両端部を
開口した形状の継鉄（２）で結合し、永久磁石（１）間
の空隙（３）内に、静磁界を発生させる構成であり、一
対の永久磁石（１）（１）は、継鉄軸方向長の板状主磁
石（１ａ）とこれを挟む２枚の板状の補助磁石（１ｂ）
とから構成してあり、Ｆａ　−Ｂ　−Ｒ系各磁石（ｌａ
、　ｔｂ）は空隙（３）側磁極面に垂直方向に磁化しで
ある。

また、継鉄は、ここでは８角柱に構成してあり、主磁５
（ｌａ）と補助磁石（１ｂ）とを角筒内面の各辺部に着
設することにより、３個の磁石で構成する８対の永久磁
石（１）の空隙対向磁極面が凹状湾曲面を形成するよう
構成しである。

第２図に示す磁気回路は、第」図の構成と同様に、一対
のＦａ−Ｂ−Ｒ系永久磁石（ＩＸＩ）空隙（３）を介し
て対向ざぜ、永久磁石（１）の他方端を、角筒体からな
りその軸方向両端部を開口した形状の継鉄（２）で結合
し、空隙（３）内に静磁界を発生させる構成でおり、継
鉄は略１２角柱に構成しており、主磁石（１ａ）と主磁
石（１ａ）の両側に各２枚の補助磁石（１ｂ）をそれぞ
れ角筒内面の各辺部に着設することにより、５個の磁石
で構成する８対の永久磁石（１）の空隙対向！ａ磁極面
凹状湾曲面を形成してあり、このＦｉｉ極面に板状の磁
極片（４）を設けである。

第３図に示す磁気回路は、第１図と同構成の永久磁石（
１）を用い、一対のＦａ　　Ｂ　　Ｒ系永久磁石（１）
（１）空隙（３）を介して対向させ、永久磁石（１）の
他方端を、４角筒体からなりその軸方向両端部を開口し
た形状の継鉄（２）で結合し、空隙（３）内に静磁界を
発生させる構成であり、主磁石（１ａ）の両側に各１枚
の補助磁’５（ｌｂ）を、略三角柱体の非磁性材（５）
を継鉄（２）の隅部に介して配置することにより、３個
の磁石で構成する８対の永久磁石（１）の空隙対向磁極
面が凹状湾曲面を形成するように構成してあり、補助磁
石（１ｂ）と非磁性材（５）との間に板状ヨーク（６）
を設けである。

上記構成において、永久磁石（１）または磁極片（４）
から発生する磁束は、Ｆａ−Ｂ−Ｒ系永久磁石（１）（
１）の磁化方向と同一方向に収束されて磁界形成するた
め、漏洩磁束が減少し、空隙（３）内は極めて高い均一
度を有する静磁界が得られる。

ちなみに、第１図に示した構成のＮＭＲ−ＣＴに、最大
エネルギー積３５ＭＧＯｅの特性を有するＦａ−Ｂ−Ｒ
系永久磁石を用い、主磁石の対向距離として、６００ｎ
＋ｍを設定して組立を行なったところ、空隙中央部での
磁界強度は３ｋＧであった。前述した一対の永久磁石を
空隙を介して対向配置し、対向磁極面に環状突起を有す
る磁極片を設けた装置で、実施例と同程度の均−磁界範
囲及び磁界強度を有するＮＭＲ−ＣＴを作製し、その装
置重量を比較したところ、本発明装置は比較装置に比べ
て１５％の軽量化が達成できた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はこの発明による磁界発生装置
に用いる磁気回路の縦断正面図である。１・・・Ｆａ　　Ｂ　　Ｒ系永久磁石、２・・・継鉄、
３・・・空隙、４・・・磁極片、５・・・非磁性材、６
・・・板状ヨーク。

Claims

【特許請求の範囲】

１　空隙を形成して対向する一対の永久磁石を継鉄で磁
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、磁極面に垂直方向に磁化された少なくとも１の
磁石で各対の永久磁石を構成し、各対の永久磁石磁極面
が空隙に対して凹状湾曲面を形成したことを特徴とする
磁界発生装置。