JPS62239072A - 磁束分布測定装置 - 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】 （発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は高均−麿の磁束分布が要求される。

ソレノイドコイルにて構成された電磁石等の被試験体内
の磁束分布を測定するための磁束分布測定装置に関する
ものである。

（従来の技術） 近年、医用診断機器の一つとして用いられている核磁気
共鳴断層診断装置（以下、ＭＲＩ−ＣＴと称する）の電
磁石では、その磁界はソレノイドコイルに定電流を流す
ことにより得るようにしている。そして、ＭＲＩ−ＣＴ
の機能上、ソレノイドコイル内における磁束分布の均一
度としては、画像処理範囲においてｐｐｍの高精度が要
求される。そのためこの磁束分布は、一般に核磁気共鳴
現像（Ｎ、Ｍ、Ｒ）を利用した高精度磁場測定装置によ
り測定し、この結果に基づいて磁束分布の均一度を高め
るための手法が施される。

ところで、このような磁束分布を測定するための測定治
具（測定位置設定用）等に磁性材料を用いると、この磁
性材料のために近傍の磁束分布が大きく乱れ、磁束分布
の均一度の調整を行なうことが不可能となる。そのため
、この種の測定治具に使用される材料としては、例えば
オーステナイト系ステンレス鋼あるいはアルミニウム材
料等の非磁性材料が使用され、また測定治具の駆動は人
手を介して行なうのが主体となっている。一方、自動化
を図るために測定治具の駆動源として電動機を使用する
場合には、磁束分布を考慮した遠隔操作用の治具を製作
しなければならない等の問題点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上述のような問題点を解決するために成された
もので、その目的は高均一度の磁束分布が要求される電
磁石等の被試験体内の磁束分布を測定するものにおいて
、非磁性体からなる電気的な駆動源を採用し、鉄心等の
磁性材料を主体に構成された電動機を使用することなり
、１！束測定素子を任意の設定位置に自動的に駆動して
磁束分布の測定を高精度で行なうことが可能な磁束分布
測定装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決すめための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、ソレノイドコ
イルを備えてなる被試験体内の磁束分布を測定するため
の磁束分布測定装置を、回転軸に対して周方向に等間隔
で配置された少なくとも２１１以上の回転コイルからな
り、上記被試験体の内部に挿入して配設された駆動コイ
ルと、この駆動コイルに連結され、上記被試験体内の磁
束を測定するための磁束測定素子と、上記駆動コイルに
対して制御電流を通電するための通電用電源と、磁束分
布測定位置が決定されると、この決定された測定位置へ
上記磁束測定素子を駆動するように。

上記通電用電源から駆動コイルへの制御電流の通電を制
御する制御手段と、この制御手段からの測定位置に関す
る信号と、上記磁束測定素子からの磁束測定信号とに基
づいて上記被試験体内の磁束分布を求める演算手段とか
ら構成するようにしたことを特徴とする。

（作用） 上述の磁束分布測定装置においては、磁束測定素子が連
結された駆動コイルを、ソレノイドコイルからなる被試
験体内に挿入して取付けていることから、駆動時にのみ
１通電用Ｎ源から駆動コイルへ制御手段により制御電流
を流すことによって、駆動コイルに任意な極性を与えて
電磁石とすることができるので、被試験体を構成するソ
レノイドコイルによって作られる磁場と、制御電流を通
電することで駆動コイルによって作られる磁場とが電磁
的に作用して駆動トルクが得られ、これにより磁束測定
素子が任意の設定位置に駆動できることになる。すなわ
ち、被試験体を構成するソレノイドコイルによって作ら
れる磁場が、磁束測定素子の駆動エネルギーの一つとし
て利用できることになる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。

第１図は、本発明による磁束分布測定装置の構成例をブ
ロック図にて示すものである。第１図において、１は詳
細を後述する駆動コイル、軸方向推進力変換部９周方向
推進力変換部、半径方向推進力変換部からなる駆動装置
で、この駆動装置１により、ソレノイドコイルを備えて
なる被試験体としての電磁石内の磁束を測定するための
磁束測定素子２を駆動するようにしている。また、３は
上記駆動装置１の駆動コイルに対して制御電流である直
流電流を通電するための通電用電源、４は磁束分布測定
点つまり磁束分布測定位置が決定されると、この決定さ
れた測定位置へ上記磁束測定素子２を駆動するように、
上記通電用電源３から駆動コイルへの直流電流の通電を
制御するための制御装置である。一方、５は上記制御装
置４からの測定位置に関する出力信号と、上記磁束測定
素子２からの磁束測定信号とを夫々入力とし、これらに
基づいて上記電磁石内の磁束分布を求めるための演算回
路、６はこの演算回路５による演算結果を記憶して保存
するための記憶回路である。

−〇− 第２図は、上述した駆動装置１の原理構成を示す図であ
る。第２図において、被試験体であるソレノイドコイル
７から成る電磁石の内部には、駆動コイル１３を挿入し
て取付けている。この駆動コイル１３は、回転軸８に対
して周方向に等間隔で配置された３組の回転コイル９ａ
、９ｂ、１０ａ、１０ｂ１１１ａ、１１ｂを、非磁性材
料例えばオートチナイトステンレス鋼、Ａｆｆｉあるい
はプラスチック等から構成された絶縁円筒１２に装着し
て形成している。

本構成による駆動装置１の原理は次のようである。すな
わち、一定磁場Ｈを常時作っている被試験体である電磁
石内に、駆動コイル１３を挿入した状態で１組の回転コ
イル９に直流電流を通電すると、この回転コイル９ａ、
９ｂにはそれぞれ図示のように逆方向の電流が流れる。

これにより、この回転コイル９ａ、９ｂで作られる磁場
は、被試験体である電磁石で作られる一定磁場と反応し
、フレーミングの左手の法則によって夫々図示上。

下方向の電磁力を受け、結果として第２図の場合には駆
動コイル１３は、回転軸８を軸にして図示左回転の回転
力を受けることになる。従って、駆動コイル１３を連続
して回転させるには、回転コイル９．１０．１１に通電
する直流電流を制御装置４により制御することで行なう
ことができる。

また、左回転、右回転の制御も任意に行なうことができ
る。以上のように本駆動装置１は、磁束測定素子２の駆
動エネルギー源として、被試験体である電磁石により作
られる磁場Ｈを利用し、駆動コイル１３の回転力として
変換し取り出すようにしたものである。

第３図は、前述した被試験体である電磁石に。

磁束測定素子２と、駆動コイル１３．および軸方向推進
力変換部１４ａ、半径方向推進力変換部１４ｂ１周方向
推進力変換部１４ｃを組合せてなる測定治具駆動装置の
動作機構を示すものである。

第３図において、磁束分布の測定は３次元にて行なう上
から、駆動コイル１３は軸方向用駆動コイル１３ａ、半
径方向用駆動コイル１３ｂ２周方向用駆動コイル１３Ｃ
の３つで一組の測定冶具を形成している。これらの駆動
コイル１３は、それぞれ推進力変換部１４．送りネジ１
５あるいは推進力変換部１４．ギヤ１６の組合せにより
構成され、ブラケット１７を介してガイド１８により被
試験体である電磁石に取付は固定している。なお、この
測定治具駆動装置の構成材料はいずれも非磁性材料であ
り、駆動コイル１３の非通電時において電磁石内の磁束
分布に影響を及ぼすことは全くない。

次に、かかる如く構成した磁束分布測定装置において、
磁束分布測定位置が決定されると、制御装［４により通
電用電源３から軸方向用駆動コイル１３ａ、半径方向用
駆動コイル１３ｂ１周方向用駆動コイル１３Ｃに対して
直流電流が順次通電され、前述した駆動装置１における
電磁作用によって駆動コイル１３が回転し、これにより
駆動コイル１３に連結した磁束測定素子２が設定位置ま
で位置制御される。そして、かかる位置設定が成された
時点では１通電用電源３から駆動コイル１３ａ、１３ｂ
、１３ｃに対する直流電流がＯＦＦ状態となっているた
め、それぞれの駆動コイル１３にはこれ自体によって作
られる磁場はなく、被試験体である電磁石によって作ら
れる一定磁場Ｈのみとなる。次に、このような条件下で
磁束測定素子２によって電磁石内の磁束測定が行なわれ
、その測定値が演算回路５に入力される。また、この時
の測定位置に関するデータ信号も、制御装置４から演算
回路５に入力される。そして、演算回路５ではこれら入
力された信号を、必要条件に応じて種々のデータ解析を
行なって電磁石内の磁束分布が求められ、この結果が記
憶回路６内に記憶して保存されることになる。なお上２
で、制御１装置４から駆動装＠１の回転コイル９．１０
゜１１への通電は、回転軸８に取付けられている図示し
ないスリップリングを介して行なわれるものである。

上述したように本実施例の磁束分布測定装置では、測定
位置への磁束測定素子２の駆動を、被試験体である電磁
石によって作られる一定磁場Ｈと。

駆動コイル１３に直流電流を流すことによって作られる
磁場との電磁作用により得られる駆動トルクを有効的に
利用して行なうようにしていることから、高磁場内の磁
束分布を測定する治具の駆動源として、被試験体である
電磁石の磁場を利用することができ、従来のように磁束
分布を乱す電動機（サーボモータ等）を使用する必要が
無くなる。

これにより、磁束測定素子２の位置制御を任意に行なう
ことが可能となり、磁場内での人手による磁束測定素子
２の位置設定を行なう必要もなく、高精度の磁束分布の
測定を行なうことができるものである。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、次のようにしても実施することができるものである。

上記実施例では、駆動コイル１３の構成としては１回転
軸８に対して周方向に３組の回転コイルを等間隔で配置
した場合について説明したが、これに限らず２組以上の
回転コイルを等間隔で配置して構成される駆動コイルに
よっても同様に駆動力が得られることは言うまでもない
。

また、回転コイルとしては集中巻き、あるいは分布巻き
のいずれであっても、制御袋＠４による通電電流の制御
により前述と同様の作用効果が得られることも言うまで
もない。

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ソレノイドコイル
を備えてなる被試験体内の磁束分布を測定するための装
置において、回転軸に対して周方向に等間隔で配置され
た少なくとも２組以上の回転コイルからなり、上記被試
験体の内部に挿入して配設された駆動コイルと、この駆
動コイルに連結され、上記被試験体内の磁束を測定する
ための磁束測定素子と、上記駆動コイルに対して制御電
流を通電するための通電用電源と、磁束分布測定位置が
決定されると、この決定された測定位置へ上記磁束測定
素子を駆動するように、上記通電用電源から駆動コイル
への制御電流の通電を制御する制御手段と、この制御手
段からの測定位置に関する信号と、上記磁束測定素子か
らの磁束測定信号とに基づいて上記被試験体内の磁束分
布を求める演算手段とから構成するようにしたので、高
均一度の磁束分布が要求される電磁石等の被試験体内の
磁束分布を測定するものにおいて、非磁性体からなる電
気的な駆動源を採用し、鉄心等の磁性材料を主体に構成
された電動機を使用することなく、磁束測定素子を任意
の設定位置に自動的に駆動して磁束分布の測定を高精度
で行なうことが可能な極めて信頼性の高い磁束分布測定
装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁束分布測定装置の一実施例を示
す構成ブロック図、第２図は同実施例における駆動装置
１の原理を説明するための概念図、第３図は同実施例に
おける測定治具駆動装置の動作機構の詳細を示す構成図
である。 １・・・駆動装置、２・・・磁束測定素子、３・・・通
電用電源、４・・・制御装置、５・・・演算回路、６・
・・記憶回路、７・・・ソレノイドコイル、８・・・回
転軸、９〜−１３＝ １１・・・回転コイル、１２・・・絶縁筒、１３・・・
駆動コイル、１４・・・推進力変換部、１５・・・送り
ネジ、１６・・・ギヤ、１７・・・ブラケット、１８・
・・ガイド。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ソレノイドコイルを備えてなる被試験体内の磁束分布を
   測定する装置において、回転軸に対して周方向に等間隔
   で配置された少なくとも２相以上の回転コイルからなり
   、前記被試験体の内部に挿入して配設された駆動コイル
   と、この駆動コイルに連結され、前記被試験体内の磁束
   を測定するための磁束測定素子と、前記駆動コイルに対
   して制御電流を通電するための通電用電源と、磁束分布
   測定位置が決定されると、この決定された測定位置へ前
   記磁束測定素子を駆動するように、前記通電用電源から
   駆動コイルへの制御電流の通電を制御する制御手段と、
   この制御手段からの測定位置に関する信号と、前記磁束
   測定素子からの磁束測定信号とに基づいて前記被試験体
   内の磁束分布を求める演算手段とから構成するようにし
   たことを特徴とする磁束分布測定装置。