JPS6298602A - 円筒形永久磁石装置 - Google Patents
円筒形永久磁石装置Info
- Publication number
- JPS6298602A JPS6298602A JP60237301A JP23730185A JPS6298602A JP S6298602 A JPS6298602 A JP S6298602A JP 60237301 A JP60237301 A JP 60237301A JP 23730185 A JP23730185 A JP 23730185A JP S6298602 A JPS6298602 A JP S6298602A
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- Japan
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- magnetic
- magnetic field
- cylindrical
- permanent magnet
- ferromagnetic material
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は永久磁石材による磁場発生装置に係り特に導磁
管内の均一な磁場を得ることのできる円筒形水入磁石装
置に関する。
管内の均一な磁場を得ることのできる円筒形水入磁石装
置に関する。
ＮＭＲイメージング装置に用いる磁場発生装置（以下、
磁石と略称）は、その磁場発生空間に、Ｘ、’１’、Ｚ
方向の傾斜ｍ場を発生させる傾斜磁場コイル（ＧＣ）、
及び人体又は人間の頭部を収容するＮＭＲ検出コイル及
び照射コイル、そして人体を保持するテーブル、それに
、磁場均一度の補正を行う補正コイル等を収容する。従
って、第５図に示すＷＥ形永久磁石装置（ＷＥ−ＰＭ−
Ｙ）では、磁場発生空間４の空隙寸法は最小７０ｃｍが
必要であシ、第６図に示す空芯４コイル常を４形電磁石
装置（ＲＭ）では、磁場発生空間７は、最小内径９０Ｃ
ｒｎφは必要であり、人体を収容するため、磁石開口部
の内径は最小６０ｃｒ１１φ必要である。
磁石と略称）は、その磁場発生空間に、Ｘ、’１’、Ｚ
方向の傾斜ｍ場を発生させる傾斜磁場コイル（ＧＣ）、
及び人体又は人間の頭部を収容するＮＭＲ検出コイル及
び照射コイル、そして人体を保持するテーブル、それに
、磁場均一度の補正を行う補正コイル等を収容する。従
って、第５図に示すＷＥ形永久磁石装置（ＷＥ−ＰＭ−
Ｙ）では、磁場発生空間４の空隙寸法は最小７０ｃｍが
必要であシ、第６図に示す空芯４コイル常を４形電磁石
装置（ＲＭ）では、磁場発生空間７は、最小内径９０Ｃ
ｒｎφは必要であり、人体を収容するため、磁石開口部
の内径は最小６０ｃｒ１１φ必要である。
しかも、磁場発生空間は磁場を発生するだけでなく、少
なくとも４０Ｃｒｎｄｓｖで１５Ｘ１０−５．３０ｃｒ
ｎｄ Ｓ Ｙで５Ｘ１０−’の磁場均一度が必要である
。
なくとも４０Ｃｒｎｄｓｖで１５Ｘ１０−５．３０ｃｒ
ｎｄ Ｓ Ｙで５Ｘ１０−’の磁場均一度が必要である
。
従って、ＮＭＲイメージング装置に用いる磁石は、巨大
になる。現在、市販されている磁石の代表例を列挙する
と、 ■ ＲＭでは、０．１５Ｔ（テスラ）の磁場を発生、磁
石開口部８０ｃｒ１１φ、磁場発生空間内径約１００（
７）φ、で上記＠場均一度、を量約３トン、電力ＡＣ約
５０ｋＶＡ、冷却水約５０ｔ／分。
になる。現在、市販されている磁石の代表例を列挙する
と、 ■ ＲＭでは、０．１５Ｔ（テスラ）の磁場を発生、磁
石開口部８０ｃｒ１１φ、磁場発生空間内径約１００（
７）φ、で上記＠場均一度、を量約３トン、電力ＡＣ約
５０ｋＶＡ、冷却水約５０ｔ／分。
■ 超電導磁石（ＳＣＭ）では、０．５〜２．０Ｔ（テ
スラ）の任意の磁場発生、内径的１００（７）φ、可量
約４．５トン、液体Ｈｅ量約８００ｔ、液体Ｎｚ賃約５
００ ｔ、冷媒消費量、液体１（ｅＯ，５ｔ／時、液体
Ｎ２２ｔ／時と大量の冷媒を消費する。
スラ）の任意の磁場発生、内径的１００（７）φ、可量
約４．５トン、液体Ｈｅ量約８００ｔ、液体Ｎｚ賃約５
００ ｔ、冷媒消費量、液体１（ｅＯ，５ｔ／時、液体
Ｎ２２ｔ／時と大量の冷媒を消費する。
■ ＷＥ−ＰＭ−Ｙでは、電力、冷却水、冷媒を必要し
ないが、重量は磁場０．０５Ｔ（テスラ）で約１０トン
、０．３Ｔ（テスラ）で約１００トンになる。
ないが、重量は磁場０．０５Ｔ（テスラ）で約１０トン
、０．３Ｔ（テスラ）で約１００トンになる。
ＮＭＲイメージング装置は、病院に於いて、臨床検査に
使用するため、安全、安定且つ電力、冷却水、冷媒、空
調等の設備が簡易で、保守、管理が容易で、維持費、運
転費等経費の少ないシステムが望ましい。従って、少な
くともルーチン用には、その磁石としてＷＥ−ＰＭ−Ｙ
を使用するのが最適である。
使用するため、安全、安定且つ電力、冷却水、冷媒、空
調等の設備が簡易で、保守、管理が容易で、維持費、運
転費等経費の少ないシステムが望ましい。従って、少な
くともルーチン用には、その磁石としてＷＥ−ＰＭ−Ｙ
を使用するのが最適である。
一方、前述の如（、ＷＥ−ＰＭ−Ｙは従来技術で製作す
る揚台、重量が過大となり、運転・建屋内への搬入、据
付が非常に困難になる。１（ｌン程度ならよいが、磁場
０．０５ ’１’ （テスラ）では、現在及び今後の装
置に応えることが出来ない。やはり、ルーチン用でも０
．１〜０．１５Ｔ（テスラ）が必要となる。従来技術で
は、Ｍ量が３０〜５０トンになる事が予想される。
る揚台、重量が過大となり、運転・建屋内への搬入、据
付が非常に困難になる。１（ｌン程度ならよいが、磁場
０．０５ ’１’ （テスラ）では、現在及び今後の装
置に応えることが出来ない。やはり、ルーチン用でも０
．１〜０．１５Ｔ（テスラ）が必要となる。従来技術で
は、Ｍ量が３０〜５０トンになる事が予想される。
どうして、このように重量が犬になるのか、その理由を
考察する。
考察する。
ＮＭ几イメージ／グ装置では、上述の如く磁場７発生空
間の広範囲にわたって高均一度でなければヨ・、ふらな
い。従来のＷＥ−ＰＭ−Ｙでは、その磁場均−肛（ΔＨ
ｏ ／Ｈｏ ｌは、 ΔＨａ／Ｈａ”” １ ０ − ”／”” ’
−−・・・・−−−（１）で
表わされる。
間の広範囲にわたって高均一度でなければヨ・、ふらな
い。従来のＷＥ−ＰＭ−Ｙでは、その磁場均−肛（ΔＨ
ｏ ／Ｈｏ ｌは、 ΔＨａ／Ｈａ”” １ ０ − ”／”” ’
−−・・・・−−−（１）で
表わされる。
ここで、Δト（ｏ ：磁場ムラ
Ｈｏ ：中心磁場
ｇ ；空隙寸法
ｌ）−ポールピース直径
（円板状のとき）
従って、磁場均一性を向上させるためには、ｇを小さく
して、Ｄを犬にする必要がある。しかし、Ｎ Ｍ Ｒイ
メージング用には、ｇは少なくとも７０ｃｍは必要であ
るから、３０ｃｒｎｄｓｖでΔＨｏ／ＨＯ〜１０−’を
必要とすれば、Ｄは、７０ｃｒｎＸ ４＝２８０ｃｍと
なる。種々均一度補正の補助手段を併用して、Ｄを小さ
くするとしても、２００ｃｒｒ＋＆ｊ必要となる。
して、Ｄを犬にする必要がある。しかし、Ｎ Ｍ Ｒイ
メージング用には、ｇは少なくとも７０ｃｍは必要であ
るから、３０ｃｒｎｄｓｖでΔＨｏ／ＨＯ〜１０−’を
必要とすれば、Ｄは、７０ｃｒｎＸ ４＝２８０ｃｍと
なる。種々均一度補正の補助手段を併用して、Ｄを小さ
くするとしても、２００ｃｒｒ＋＆ｊ必要となる。
第５図から明らかなように、Ｄが大になれば、後部の永
久磁石材２は大となり従って、磁路１も巨大となる。そ
して結果的には上述の３０００ガウスで約１００トンの
数字となる。
久磁石材２は大となり従って、磁路１も巨大となる。そ
して結果的には上述の３０００ガウスで約１００トンの
数字となる。
本発明の目的は、軽量で磁場均一性のよい稀狙イメージ
ング装置用の円筒形永久磁石装置を提供することにある
。
ング装置用の円筒形永久磁石装置を提供することにある
。
従来技術で述べた如く、ＷＥ形ではよい磁場均一度は得
やすいが、（１）式の制限条件を受ける。本発明では、
これを避けるため、円筒状強母性体磁路を用い、その両
端に、磁場発生源用の永久磁石材を配置し、日間中心軸
（２軸）を貫通して磁場発生空間を設ける。そして永久
磁石間を発生する磁束を有効に、Ｚ軸附近に封じ込め、
且つ均一にするために両磁石材間に、比較的厚さの薄い
強磁材から構成される磁束誘導用円筒（以下導磁管）を
設け、これを磁気飽和させその内部を高磁束密度に保つ
ことにより、磁場発生空間中央部分の高磁場と高均一性
を保持する。
やすいが、（１）式の制限条件を受ける。本発明では、
これを避けるため、円筒状強母性体磁路を用い、その両
端に、磁場発生源用の永久磁石材を配置し、日間中心軸
（２軸）を貫通して磁場発生空間を設ける。そして永久
磁石間を発生する磁束を有効に、Ｚ軸附近に封じ込め、
且つ均一にするために両磁石材間に、比較的厚さの薄い
強磁材から構成される磁束誘導用円筒（以下導磁管）を
設け、これを磁気飽和させその内部を高磁束密度に保つ
ことにより、磁場発生空間中央部分の高磁場と高均一性
を保持する。
上述の永久磁石構造により、（１）式の制限から解放さ
れて比較的軽量にて高磁場、高均一の永久磁石装置が可
能になる。
れて比較的軽量にて高磁場、高均一の永久磁石装置が可
能になる。
すなわち、強磁性材によυ構成される円筒形状の磁路を
具備し、該磁路の両端部に接して永久磁石により構成さ
れる磁場発生源を具備し、前記円筒形状磁路断面の中心
軸の中心対称に両端を貫いて円筒状の磁場発生空間を有
し、前記円筒状空間内に強磁性材で構成される磁束誘導
用円筒を内在せしめ該磁束誘導用円筒内に均一な磁場を
発生させるようにしたことを特徴とするものである。
具備し、該磁路の両端部に接して永久磁石により構成さ
れる磁場発生源を具備し、前記円筒形状磁路断面の中心
軸の中心対称に両端を貫いて円筒状の磁場発生空間を有
し、前記円筒状空間内に強磁性材で構成される磁束誘導
用円筒を内在せしめ該磁束誘導用円筒内に均一な磁場を
発生させるようにしたことを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図には、本発明の一実施例が示されている。
図において、円筒状強磁性材（一般に鉄）磁路９の内部
に磁場発生源として、永久磁石材１０゜１０′を９の両
端部に設ける。１０．１０’はコスト面を考慮してフェ
ライト材を採用する。より高磁場が必要であれば希土類
磁石をフェライト材と直列に、又は単独に用いる事がで
きるが高価となる。
に磁場発生源として、永久磁石材１０゜１０′を９の両
端部に設ける。１０．１０’はコスト面を考慮してフェ
ライト材を採用する。より高磁場が必要であれば希土類
磁石をフェライト材と直列に、又は単独に用いる事がで
きるが高価となる。
１０．１０’の磁化の方向は２軸方向とほぼ並行してお
り図の如＜１０．１０’は夫々磁化方向が同一である。
り図の如＜１０．１０’は夫々磁化方向が同一である。
磁石装置は円筒磁路中心軸に貫通して磁場発生空間１３
及び磁石開口部１２．１２’を設は被検体の挿入を可能
にしている。
及び磁石開口部１２．１２’を設は被検体の挿入を可能
にしている。
第２図に示す如＜１０．１０’の先端部分に強磁性材構
成（一般に鉄）のポールピース１１゜１１′を設け、そ
の高い誘磁率により発生する磁束の均等化を行う。そし
て、その内面１５の傾斜を利用して、磁場発生空間１３
に向って磁束を放出させる。磁石開口部１２．１２’か
ら外部に漏洩した磁束は第６図の強磁性材磁路を持たな
いＲＭの場合とことなり、ごく短い空間路を通って１７
．１７’ 、９．９’に戻る。１１の１５から１３に同
って放出された磁束は、もし導磁管１４がなければ１３
内空間だけでなく９との間に拡散し９に戻る。この場合
には、１３内の磁場強胛は、きわめて低下し且つ、その
均一度も又劣化する事は明らかである。
成（一般に鉄）のポールピース１１゜１１′を設け、そ
の高い誘磁率により発生する磁束の均等化を行う。そし
て、その内面１５の傾斜を利用して、磁場発生空間１３
に向って磁束を放出させる。磁石開口部１２．１２’か
ら外部に漏洩した磁束は第６図の強磁性材磁路を持たな
いＲＭの場合とことなり、ごく短い空間路を通って１７
．１７’ 、９．９’に戻る。１１の１５から１３に同
って放出された磁束は、もし導磁管１４がなければ１３
内空間だけでなく９との間に拡散し９に戻る。この場合
には、１３内の磁場強胛は、きわめて低下し且つ、その
均一度も又劣化する事は明らかである。
強磁性材で構成される導磁管１４を新しく導入゛する。
その肉厚を比較的薄くして磁束の一部分で磁気飽和させ
、高磁束密度に保持させる。例えば鉄の場合 ２１
テスラ 鉄粉成形品 ０．８テスラ ソフトフェライト混入ゴム ０．２５テスラである。
、高磁束密度に保持させる。例えば鉄の場合 ２１
テスラ 鉄粉成形品 ０．８テスラ ソフトフェライト混入ゴム ０．２５テスラである。
この場付には、磁束の大部分は１４の内部に封じ込めら
れ１３は１４の内部と考えてよい。
れ１３は１４の内部と考えてよい。
ＮＭＲイメージング用には１４の内径は９０Ｃｒｎφ〜
１００ｃｒＩｔφで光分でありその長さは９０〜１００
副でよい。
１００ｃｒＩｔφで光分でありその長さは９０〜１００
副でよい。
１０．１０’にフェライトを用いる場合、全重量はＨＯ
＝０．１２テスラで約１２トンとなる。希土類磁石を採
用する時は、１０トン以下にすることが可能である。
＝０．１２テスラで約１２トンとなる。希土類磁石を採
用する時は、１０トン以下にすることが可能である。
第１図の本実施例は第４図に示す如きもの（特願ｓ ９
−６５７５８号）のＣ−ＰＨ−ＹＧ−Ｉを更に磁場漏洩
を低減すべく構成されている。即ち、強磁性材構成（一
般に鉄材）円墳状磁路１７゜１７′を設け、これに永久
磁石材１０．１０’を接合させる。これにより１０．１
０’は磁気閉ループに内在する事になるので透磁率の高
い１７゜）□７・ヵ、磁ゎ外部と７す、為。−ａｐｕ。
−６５７５８号）のＣ−ＰＨ−ＹＧ−Ｉを更に磁場漏洩
を低減すべく構成されている。即ち、強磁性材構成（一
般に鉄材）円墳状磁路１７゜１７′を設け、これに永久
磁石材１０．１０’を接合させる。これにより１０．１
０’は磁気閉ループに内在する事になるので透磁率の高
い１７゜）□７・ヵ、磁ゎ外部と７す、為。−ａｐｕ。
Ｃ−ＰＭ−ＹＧ−ＴＩはＣ−ＰＭ−ＹＧ−１より更に磁
場漏洩が低減出来る事は明らかである。
場漏洩が低減出来る事は明らかである。
次に第５図にＣ−ＰＭ−ＹＧ−１の応用変形例を示す。
Ｃ−ＩＪＭ−ｙｏ’−ＩＩは磁石開口部１２゜１２′を
Ｃ−１Ｃ−１）’Ｇ−１と同一にした場合導磁管１４の
内径が大きくなり即ちａ場発生空間１３が犬となるので
、永久磁石材１０．１０’は大きくなるのでコスト増と
なる。その上磁石全重量も増大する。これを防止するに
は、第５図構造（Ｃ−ＰＭ−ＹＧ −ｍ ）が好捷しい
。即ち１２゜１２′及び１３の内径がＣ−ＰＭ−ＹＧ−
１と全く同一になる様１７．１７’ 、１０．１０’を
変形する。この場合には、１０．１０’は増量の必要な
く従って磁石重量も増大しない。
Ｃ−１Ｃ−１）’Ｇ−１と同一にした場合導磁管１４の
内径が大きくなり即ちａ場発生空間１３が犬となるので
、永久磁石材１０．１０’は大きくなるのでコスト増と
なる。その上磁石全重量も増大する。これを防止するに
は、第５図構造（Ｃ−ＰＭ−ＹＧ −ｍ ）が好捷しい
。即ち１２゜１２′及び１３の内径がＣ−ＰＭ−ＹＧ−
１と全く同一になる様１７．１７’ 、１０．１０’を
変形する。この場合には、１０．１０’は増量の必要な
く従って磁石重量も増大しない。
本発明により、永久磁石方式のＮＭＲイメージング装置
が可能となり、永久磁石の利点から少なくともルーチン
用は殆んど本発明方式の永久（み方式に＊換される。
が可能となり、永久磁石の利点から少なくともルーチン
用は殆んど本発明方式の永久（み方式に＊換される。
以上説明したように、本発明によれば軽量にでき、かつ
磁場均一性をよくすることができる。
磁場均一性をよくすることができる。
第１図は本発明の実施例１を示す図、第２図はポールピ
ースの拡大図、第３図は第２図の変形例を示す図、第４
図は先願の例を示す図、第５図、第６図は従来例を示す
図である。 １．９・・・強磁性材構成の円筒状磁路、２，１０゜１
０′・・・永久磁石材、３，１１．１１’・・・強磁性
材構成のポールピース、４，７．１３・・・磁場発生空
間、５，６・・・空芯コイル、８，１２．１２’・・・
磁石開口部、１４・・・磁束誘導筒、１５・・・ボール
ビ １−ス内面、１６・・・ポールピース外端面、１
７・・・強粥３図 （ｂ） １２．１３ １０．１１ （αジ （ｂ）
ースの拡大図、第３図は第２図の変形例を示す図、第４
図は先願の例を示す図、第５図、第６図は従来例を示す
図である。 １．９・・・強磁性材構成の円筒状磁路、２，１０゜１
０′・・・永久磁石材、３，１１．１１’・・・強磁性
材構成のポールピース、４，７．１３・・・磁場発生空
間、５，６・・・空芯コイル、８，１２．１２’・・・
磁石開口部、１４・・・磁束誘導筒、１５・・・ボール
ビ １−ス内面、１６・・・ポールピース外端面、１
７・・・強粥３図 （ｂ） １２．１３ １０．１１ （αジ （ｂ）
Claims (1)
- １、強磁性材により構成される円筒形状の磁路を具備し
、該磁路の両端部に接して永久磁石材により構成される
磁場発生源を具備し、前記円筒形状磁路断面の中心軸の
中心対称に両端を貫いて円筒状の磁場発生空間を有し、
前記円筒状空間内に強磁性材で構成される磁束誘導用円
筒を内在せしめ該磁束誘導用円筒内に均一な磁場を発生
させるようにしたことを特徴とする円筒形永久磁石装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237301A JPS6298602A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 円筒形永久磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237301A JPS6298602A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 円筒形永久磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298602A true JPS6298602A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17013333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237301A Pending JPS6298602A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 円筒形永久磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298602A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994777A (en) * | 1989-11-14 | 1991-02-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Enhanced magnetic field within enclosed cylindrical cavity |
| US4994778A (en) * | 1989-11-14 | 1991-02-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Adjustable twister |
| JPH04235899A (ja) * | 1991-01-14 | 1992-08-24 | Okura Yusoki Co Ltd | トラック荷役装置 |
| WO2006010955A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Aberdeen University | Nmr detection in the inhomogeneous fringe field of a magnet |
| CN104051122A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-17 | 包头市稀宝博为医疗系统有限公司 | 用于磁共振成像的磁体装置及其测量装置 |
| JP2015204407A (ja) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | ノイズ低減用巻線素子およびインバータ装置 |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60237301A patent/JPS6298602A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994777A (en) * | 1989-11-14 | 1991-02-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Enhanced magnetic field within enclosed cylindrical cavity |
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| GB2431727A (en) * | 2004-07-30 | 2007-05-02 | Univ Aberdeen | NMR detection in the inhomogeneous fringe field of a magnet |
| GB2431727B (en) * | 2004-07-30 | 2008-10-22 | Univ Aberdeen | NMR detection in the inhomogeneous fringe field of a magnet |
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| CN104051122A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-17 | 包头市稀宝博为医疗系统有限公司 | 用于磁共振成像的磁体装置及其测量装置 |
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