JPS639102A - 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】 〔産業上の利用分骨］ 本発明は、例えば、核磁気共鳴断層撮影装置（ＮＭＲ−
ＣＴ）の必要とする均一な６ｎ界を発生させる磁界発生
装置に関するものである。

［従来の技術］ 永久磁石を用いて、均一な磁界を得ようとする提案はこ
れまでに種々なされている。例えば、特開昭５９−５０
１９９５号、特開昭６１−３８５５４号明細書には、複
数の異方性永久磁石ブロックが環状に配置された複数の
リングからなる磁界発生装置が開示されている。これら
＆ｎ界発生装！は、磁気ヨークが不要であり、装置の重
量を軽減できるという特徴がある。従来、複数の永久６
ｉ１石ブロックを環状に配置して形成したリングを具備
した磁界発生装置では、広く均一なりＲ異空間を得るた
めに、リングを構成するすべての永久＋ａ石ブロックの
すべての部分に残留磁束密度（Ｂ「）の等しい同一素材
の磁石材料を用いていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、ＮＭＲ−ＣＴの磁界発生装置には、より良好
な画像を得るために、高均一で、かつ、より高い磁界を
発生することが要求されている。

ところで、このような磁界発生装置に用いられる永久磁
石材料に要求される重要な特性としては、残留磁束密度
（Ｂｒ）が高く、かつ、保持力が大きいことが挙げられ
る。

上述した両方の条件を満す磁石材料としては、フェライ
ト磁石材料と希土類磁石材料がある。

ところが、複数個の永久磁石ブロックが環状に配置され
たリングを具備した磁界発生装置において、すべての永
久磁石ブロックにフェライト磁石材料を用いた場合、磁
界均一性は得られるものの、フェライト磁石はＢｒが大
きいものであってもせいぜい４５００Ｇ程度しかないた
め、高い磁界を得るためには、多量の磁石材料が必要と
なり、したがって、装置の大きさおよび重量が巨大なも
のになるという欠点がある。

一方、すべての永久磁石ブロックに希土類磁石材料を用
いた場合、希土類磁石材料はＢｒが１００００〜１２５
００Ｇと大きいので、少量の磁石材料で高い磁界および
磁界均一性が得られる。しかし、希土類磁石材料の価格
はフェライト磁石材料の価格と比較すると１０倍以上も
高いため、装置も高価になるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、従来の複数個の永久磁石ブロ
ックが環状に配置されたリングを具備した磁界発生装置
の持つ以上の問題点を解決し、安価で、かつ、重量の小
さい装置であって、しかも高均一で、かつ、高い磁界を
発生するｆｉｎ界発生装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明者らは、複数
個の永久磁石ブロックを環状に配置して構成したリング
を具備した磁界発生装置について、前記永久磁石ブロッ
クに用いる磁石材料に看目し、Ｂ「の異なる磁石材料を
併用した場合に高い磁界均一性が得られるように、永久
磁石ブロックの形状、大きさ、配置等を種々検討し、鋭
意研究を続けてきた。

その結果、フェライト磁石材料と希土類磁石材料のよう
にＢｒが著しく異なる磁石材料を併用しても、十分な均
一磁界空間が得られることを見い出した。

すなわち、本発明は、複数個の永久磁石ブロックを環状
に配置して構成したリングを具備し、永久磁石ブロック
の各々は、フェライト磁石材料による第１部材と、リン
グの軸方向に沿って第１部材の両端に配置した希土類磁
石材料による第２および第３部材とを有することを特徴
とする。

例えば、上記磁界発生装置を１個のリングで構成する場
合は、リングを構成する永久磁石ブロックのリング軸方
向の中央部にフェライト磁石材料を配置し、その両端部
に希土類１＋ｉｉ石材料を配置することが好ましい。

また、上記６ｎ界発生装置を３個以上のリングで構成す
る場合、リング軸方向に沿って内側のリングをフェライ
ト磁石材料で構成し、外側のリングを希土類磁石材料で
構成することが好ましい。

上記希土類磁石材料としては、例えばＮｄ　　Ｆｅ−Ｂ
系磁石材料、釦−Ｃｏ系磁石材料あるいはその類似物が
挙げられる。

上記フェライト磁石材料としては、例えばＢａフェライ
ト磁石材料、　Ｓｒフェライト磁石材料あるいはその類
似物が挙げられる。

［作　用コ 本発明によれば、複数個の永久磁石ブロックを環状に配
置して構成したりリングを具備した磁界発生装置におい
て、永久磁石ブロックのＩＩＦ１石材料石材下、残留磁
束密度（８「）を著しく異なるフェライト磁石材料と希
土類１ｉｆｉ石材料を併用し、各ブロックのリング軸方
向中央にフェライト磁石部材を配置し、その両側に希土
類磁石部材を配置することにより均一６ｎ界空間が得ら
れ、しかも装置の大きさをコンパクトにできる。

このように、永久磁石ブロックの中の一部の永久磁石ブ
ロックにおよび／または永久６ｆｉ石ブロックの一部分
に安価なフェライト磁石材料を用いることにより、装置
を低価格［ヒでき、また残りの部分にＢ「の大きい希土
類６ｎ石材料を用いることによリ、比較的少量の磁石材
料で高い磁界が得られるので、装置を低重量化できる。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明をざらに詳細に説明する
。

実施例１ 第１図は本発明による６ａ界発生装置の実施例１の永久
磁石ユニットを示す斜視図である。

ここで、永久磁石ユニットｌは１個のリングから構成さ
れており、このリングは８個の異方性永久磁石ブロック
２を環状に配置して形成する。

第２図は第１図示の永久磁石ユニット１のリングを形成
している永久磁石ブロック２の側面図である。

ここで、永久磁石ブロック２の両端部材（斜線部）３を
、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石材料（Ｂｒ　＝　１２３０
０Ｇ）を用いて構成し、中央部材４を、例えばＳｒフェ
ライト磁石材料（Ｂｒ＝　４４ＱＯＧ）を用いて構成す
る。

第３ａ図は、第２図示の永久磁石ブロック２を第２図の
リング軸に垂直なＡ−Ａ’線に沿って切断して示す断面
図である。

第３ｂ図は、第２図示の永久磁石ブロック２を第２図の
リング軸に垂直なり−Ｂ’線に沿って切断して示す断面
図である。

第３Ｃ図は、第２図示の永久磁石ブロック２を第２図の
リング軸に垂直なｃ−ｃ’線に沿って切断垂直に切断し
た断面積を、各部材３および４の間で異ならせて、広い
均一磁界を得るようにする。

各寸法は、−例として、Ｒ，Ｈ＝８０ｍｍ、　　ｊ２２
＝３８ｍｍ、　ｕ３＝１３２６ｍｍ、　ａ、　＝２５Ｏ
ｎｏｎ、ｂ、　＝６０６ｍｍ。

ｈ、　＝４２９ｍｍ　、　　ａ２　＝２５０ｍｍ　、　
ｂ、　＝３１４ｍｍ　。

ｈ２＝７７ｍｍ、　ａ、＝４５０ｍｍ　、　ｂ３　＝５
３２ｎ＋ｍ　、　　ｈ３＝３４０＋ｎｍとした。この形
状の８個の永久磁石ブロック２を環状に配置してリング
を構成し、そのリングの内径を７００ｍｍφとした。

第４図は、かかる永久ｔｉｎ石ブロック２の６ｉｉ化方
向５を示す図である。６はＸ軸と平行な平行線、７は半
径対称線である。ここで、紙面に垂直なリングの軸方向
をＺ、リングの軸に垂直な面をＸＹ面とした場合、リン
グを形成している永久磁石ブロック２は磁石の容易軸の
配向が次式に定める角度となるようにして、第５図に示
すように、環状に配列した。

α＝２０＋π／２ このように環状に配置した第１図示の永久磁石ユニット
１の側断面図における磁化方向は第６図のようになる。

この永久６ｎ石ユニット１を組立後、磁界調整を行って
から磁界を測定した結果、中心ＩｉＨ石が２４７６Ｇで
あり、３５０ｍｍφの視野空間内の均一性は３０ｐｐｍ
以下であった。

実施例２ 第７図は実施例２の永久磁石ユニットを構成する永久磁
石ブロワ・りの側面図である。第８ａ図、第８ｂ図およ
び第８ｃ図は、第６図示の永久磁石ブロックをそれぞれ
、第７図のＡ−Ａ’、線、Ｂ−Ｂ’　線およびｃ−ｃ’
　線に沿って切断して示す断面図である。

ここで、永久磁石ブロック２の先端部材（斜線部）３に
は、ｓｄ−Ｆｅ　−８６ａ石（Ｂｒ　＝１２３００Ｇ）
を用いており、中央部材４にはＳｒフェライト６ａ石（
Ｂｒ＝　４４００Ｇ）を用いた。

各寸法はＡ、　＝８８ｍｍ、　　ｊ２２＝５５ｍｍ、　
ｕ３＝１３５１ｍｍ、　ａ、　＝２ＳＯｍｍ　、　　ｂ
、　＝５８５ｍｍ　、　ｈ、　＝４０４ｍｍ　、　ａ２
　＝２５０ｍｍ　、　　ｂ２　＝４３０ｍｍ　、　ｈ２
＝２１７ｍｍ　、　ａ３　＝２５０ｍｍ　、　　ｂ３　
＝５２９ｍｍ　、　ｈ３＝３３７ｍｍとした。

この形状の８個の永久磁石ブロック２を環状に配置して
永久１ｉ１１石ユニット１を構成し、そのリングの内径
を７００ｍｍφとした。磁化方向は実施例１と同様に定
めた。

かかる永久磁石ユニット１を組立後、磁界切整を行って
から磁界を測定した結果、中心磁界か２４５７Ｇであり
、３６０ｍｍφの視野空間内の均一性が３０ｐｌ）ｍ以
下であった。

実施例３ 第９図は実施例３の永久δｎ石ユニットを購成する永久
磁石ブロックの側面図である。第１Ｏ図は第９図示の永
久磁石ブロックを第９図のＡ−Ａ’線に沿って切断して
示す断面図である。

本例では、実施例１．２　と異なり、永久磁石ブロック
２のリング軸方向に垂直に切断した断面積はどこも等し
い。本例では、磁界均一性は若干劣るが、加工組立が容
易であるという利点がある。

永久磁石ブロック先端部材（斜線部）３にはＮｄ　　Ｆ
ｅ−Ｂ磁石（Ｂｒ＝　１２３００Ｇ）を用いており、中
央部材４にはＳｒフェライト磁石（Ｂｒ＝　４４００Ｇ
）を用いた。

各寸法は、ｆｌ　、　＝　９２＋＋＋ｍ、　ｆ１２＝　
１２８０ｍｍ、　ａ　＝２５０ｍｍ　、　　ｂ　＝５４
０ｍｍ　、　　ｈ　＝３５０ｍｍ　とした。

この形状の８個の永久磁石ブロック２を環状に配置して
永久磁石ユニット１を構成し、そのリングの内径を７０
０ｍｍφとした。磁化方向は実施例１と同様とした。

かかる永久磁石ユニット１を組立後、磁界調整を行って
から磁界を測定した結果、中心磁界が２５１７Ｇであり
、：１６０ｍｍφの視野空間内の均一性が４０ｐｐｍ以
下であった。

実施例４ 第１１図は実施例４の永久６ｉ１石ユニット１の斜視図
である。

ここで、永久磁石ユニット１は３個のリング８．８およ
び９から構成されており、これら３個のリング８，９は
同軸に配置されている。２個の外側よりなる８個の永久
磁石ブロックｌＯを環状に配置して形成する。内側リン
グ９は、Ｓｒフェライト磁石材料（Ｂｒ＝　４４００Ｇ
）よりなる８個の永久磁石ブロック１１を環状に配置し
て形成する。

第１２図は実施例４の永久磁石ユニットの側断面図であ
り、リング８の内径Ｒ１をリング９の内径Ｒ２より大き
く定める。磁化方向５は図示のようになり、第６図と同
様である。

第１３ａ図は外側リング８の永久磁石ブロック１０の正
面図であり、第１３ｂ図は内側リング９の永久磁石ブロ
ック１１の正面図である。

ここで、各寸法は、ｆｌ　ｒ　＝　２６６ｍｍ　、　ｊ
２２　＝８７２ｍｍ　　、　　ａ　、　　＝２９２ｍｍ
　　、　　ｂ、　　＝４７８ｍｍ　　、　　ｈｌ　　＝
２２５ｍｍ　　、　　ａ２　　＝２４９ｍｍ　　、　　
ｂ２　＝５２９ｍｍ　　、　　ｈ、　　＝３３７ｍｍと
し、外側リング８の内径Ｒ３を８０８ｍｍφ。

内側リング９の内径Ｒ２を６９６ａ＋ｍφ、外側リング
８と内側リング９の間隔ｄを６９ｍｍとした。磁化方向
は実施例１と同様とした。

かかる永久ｌｉＲ石ユニット１を組立後、磁界調整を行
ってから磁界を測定した結果、中心磁界が２４５６Ｇで
あり、３６０ｍｍφの視野空間内の均一性が３０ｐｐｉ
以下であった。

比較例１〜２ 第１表に本発明に従う実施例１〜４と従来技術による比
較例１〜２について、中心磁界と視野空間内の均一性お
よびリングの内径（最小径）をほぼ同じにしたときの磁
石材料重量と磁石材料費を対比して示す。

比較例１は３個のリングからなり、リングを構成するす
べての永久６ｎ石ブロックのすべての部分にＮｄ　−Ｆ
ｅ　−Ｂ　ｔｉｆｆ石材料（Ｂｒ＝　１２３００Ｇ）を
用いたｔｉｎ界発生装！である。比較例２は３個のリン
グからなり、リングを構成するすべての永久磁石ブロッ
クのすべての部分にＳｒフェライト磁石材料（Ｂｒ＝４
４００Ｇ）を用いた磁界発生装置である。

ここで、磁石材料の価格については、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ　
６１１石材料およびＳｒフェライト磁石材料の価格を、
それぞれ、３０円／ｇおよび１円／ｇとした。

本発明によれば、高価な希土類磁石の場合に比べて、重
量は重くなるものの、価格を低下させることができ、し
かも安価なフェライト６ｆｉ石の場合に比べて、価格は
高くなるものの、重量を低下させることができ、以て、
両者の利点を適切に組み合わせ活かすことができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によるｒＩｎ界
発生装置によれば、安価なフェライト磁石材料とＢ「が
高い希土類磁石を併用しても高均一な磁界空間が得られ
るので、低価格かつ低重ユな装置でありながら、高いｌ
ｉＲ界を得ることができる。したがって、本発明によれ
はＮＭＲ−ＣＴに用いて好適なｒＩｎ界発生装蓋を）是
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁界発生装買の実施例１の永久磁
石ユニットを示す斜視図、 第２図は第１図示の永久磁石ユニットを構成する永久６
ｎ石ブロックの側面図、 第３ａ図、第３ｂ図および第３ｃ図は第２図示の永久磁
石ブロックの、それぞれ、Ａ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ′線およ
びＣ−Ｃ’　線断面図、 第４図は永久ｆｉｆ！石ブロックの６ｎ化方向を示す図
、 第５図および第６図は第１図示の永久６Ｈ石ユニットの
、それぞれ、正面図および側断面図、第７図は実施例２
の永久磁石ユニットを構成する永久磁石ブロックの側面
図、 第８ａ図、第８ｂ図および第８Ｃ図は第７図示の永久磁
石ブロックの、それぞれ、Ａ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ′線およ
びＣ−Ｃ’　線断面図、 第９図は実力五例３の永久磁石ユニットを構成する永久
Ｆｌｎ石ブロックの側面図、 第１０図は第９図示の永久磁石ブロックのＡ−Ａ′線断
面図、 第１１図は実施例４の永久磁石ユニットの斜視図、 第１２図は第１１図示の永久ａＨ石ユニットの側断面図
、 第１３ａ図は第１１図示の永久磁石ユニットの外側リン
グの永久６ｎ石ブロックの正面図、第１３ｂ図は第１１
図示の永久ｂｎ石ユニットの内…１１リングの永久６ｆ
１石ブロックの正面図である。 １・・・永久６Ｒ石ユニット、 ２・・・異方性永久６ｕ石ブロック、 ３・・・先端部材（希土類磁石）、 ４・・・中央部材（フェライト磁石）、５・・・磁化方
向、 ６・・・平行線、 ７・・・半径対称線、 ８・・・外側リング、 ９・・・内側リング、 ｌＯ・・・永久磁石ブロック（希土類 磁石）、 １１・・・永久磁石ブロック（フェライト磁石）。 本発朗賓に伊１１の斜穐図 第１図 永久磁石ブ°口・・２フの胤（１方向を示す図第４図 ＊雄側１の正面図 第５図 ＊！ｌｈｌ　Ｉ　ｅｙ＞　（ａ＋１ＩｉｔｔＮ第６図 Ａ′ 実翅影伊１３つ永５久石比巧フ゛口・ソフのイ０つ面図
第９図 第９図Ａ　−Ａ’媒＠面図 第１Ｏ図 ｉ亀日月芙紐１７１１４つ斜視図 第１１図 実施例４の１υ１１断面図 第１２図 実に脅１１４のタト便１リシフ“ 永久ん盆石フ田・フッの正面図 第１３ａ図 実施澄１１４の内イリ１円″−７′。 捧こ人石益石ア゛口・・２フの正面図 第１３ｂ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の永久磁石ブロックを環状に配置して構成したリ
   ングを具備し、前記永久磁石ブロックの各々は、フェラ
   イト磁石材料による第１部材と、前記リングの軸方向に
   沿って前記第１部材の両端に配置した希土類磁石材料に
   よる第２および第３部材とを有することを特徴とする磁
   界発生装置。