WO2006038261A1

WO2006038261A1 - Ｍｒｉ用磁界発生装置

Info

Publication number: WO2006038261A1
Application number: PCT/JP2004/014365
Authority: WO
Inventors: Shigeo Hashimoto; Masaaki Aoki
Original assignee: Neomax Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13
Also published as: US20080100406A1; EP1808126A1; CN101031238A; EP1808126A4; CN101031238B; EP1808126B1; US7796002B2

Abstract

　様々な磁界発生装置に適用でき、永久磁石群１４ａ，１４ｂを構成する永久磁石２０の分離を防ぐことができる、ＭＲＩ用磁界発生装置１０を提供する。ＭＲＩ用磁界発生装置１０は一対の永久磁石群１４ａ，１４ｂを含む。一対の永久磁石群１４ａ，１４ｂは、それぞれ相互に接着される複数の永久磁石２０を含みかつ空隙を形成して対向配置される。永久磁石群１４ａ，１４ｂは磁極片１６ａ，１６ｂとの接触部よりも外方に突出した突出部１８を有する。突出部１８の空隙側表面１８ａを覆うように磁極片１６ａ，１６ｂの外周面に鍔状部材３４が取り付けられる。

Description

明細書

MRI用磁界発生装置

技術分野

[0001] この発明は MRI用磁界発生装置に関し、より特定的には、永久磁石群が磁極片との接触部よりも外方に突出した突出部を有する MRI用磁界発生装置に関する。背景技術

[0002] 従来、永久磁石型の MRI用磁界発生装置におヽては、永久磁石群を構成する各永久磁石は、隣接する永久磁石、板状継鉄あるいはそれらの両方に接着剤を用いて接着される。

しかし、このような構成によれば、磁界発生装置の輸送中の振動や衝撃等によって通常の設計値を超える機械的な負荷が永久磁石群に力かった場合、永久磁石群を構成する永久磁石を十分に保持することができず、当該永久磁石が、隣接する永久磁石や板状継鉄から分離しひヽては永久磁石群から離脱してしまう場合がある。この場合には、 MRI用磁界発生装置の磁界均一度が保てなくなり、磁界強度が低下する

[0003] そこで、永久磁石群の側面に成形材を設ける技術が提案されて!ヽる（たとえば、特許文献 1参照)。

また、永久磁石群を保護する磁石カバーを用いる技術が提案されている (たとえば、特許文献 2参照)。

特許文献 1：特許第 2699250号公報

特許文献 2：特開平 11—178808号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 特許第 2699250号公報の技術は、成形材が永久磁石を直接保持するので、当該永久磁石が隣接する永久磁石や板状継鉄カゝら分離することを防止する上で有効である。

しかし、このような成形材を設けるためには、複数の部材カもなる型枠を板状継鉄の所定の位置に設けて密封空間を形成し、当該空間内に成形材を充填しその後型枠を取り除く必要があり、多くの工程数を要する。

[0005] また、この技術は、永久磁石群の周囲に型枠を配置するスペースがある磁界発生装置には適用できるが、そのようなスペースを有さない磁界発生装置には適用できず、様々な磁界発生装置に用いることができる汎用的な技術ではな力つた。

[0006] 特開平 11— 178808号公報の技術では、永久磁石群の外周面を覆うように配置された磁石カバーによって永久磁石群を外部力も保護することはできるが、磁石カバ一と永久磁石群との間には隙間があり、磁石カバーによって永久磁石群を直接保持する構造ではないので、磁石カバー内において、永久磁石が他の永久磁石や板状 «鉄力も分離することを防ぐことはできな、。

それゆえにこの発明の主たる目的は、様々な磁界発生装置に適用でき、永久磁石群を構成する永久磁石の分離を防ぐことができる、 MRI用磁界発生装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0007] この発明のある見地によれば、それぞれ相互に接着される複数の永久磁石を含みかつ空隙を形成して対向配置される一対の永久磁石群と、一対の永久磁石群を磁気的に結合するための継鉄と、一対の永久磁石群のそれぞれの空隙側主面に設けられる一対の磁極片とを有し、永久磁石群が磁極片との接触部よりも外方に突出した突出部を有するように構成され、一対の磁極片間の空隙に磁界を発生させる MRI用磁界発生装置において、突出部に配置される永久磁石が永久磁石群力離脱することを防止する永久磁石固定用部材を備えることを特徴とする、 MRI用磁界発生装置が提供される。

[0008] この発明では、永久磁石固定用部材を設けることによって、たとえば MRI用磁界発生装置の輸送中に振動や衝撃等が生じても、永久磁石群を構成する永久磁石が隣接する永久磁石や板状継鉄力も分離することを防止でき、すなわち永久磁石が永久磁石群から離脱することを防止でき、 MRI用磁界発生装置を長期間安定して動作させることができる。また、当該永久磁石固定用部材は、今後提供される磁界発生装置だけではなく既存の磁界発生装置にも用いることができ、磁界発生装置の補強にも好適となる。

[0009] 好ましくは、永久磁石固定用部材が、突出部の空隙側表面を覆うように磁極片の外周面に取り付けられる鍔状部材である。このように、永久磁石固定用部材として磁極片外周面に取り付けられる鍔状部材を用いて、突出部の空隙側表面を覆うと、永久磁石の接着部分に設計値を超える負荷力 Sかかった場合においても、当該鍔状部材が永久磁石を空隙側表面力保持し、永久磁石の分離を防ぐことができる。また、このように鍔状部材を磁極片外周面に取り付けることによって、永久磁石群が配置される継鉄表面にスペースがなくても、永久磁石固定用部材を用いることが可能となる。

[0010] ここで、「突出部の空隙側表面を覆う」とは、空隙側表面のすべてを覆う場合に限定されず、表面 (空隙側表面を構成する面）の一部分が露出して、る永久磁石があってちょい。

[0011] また、好ましくは、永久磁石固定用部材が、突出部の外周面に取り付けられる帯状部材である。このように永久磁石固定用部材として帯状部材を用いることによって、突出部の外周面が露出して、る、かなる磁界発生装置にぉ、ても、突出部の外周面に帯状部材を容易に取り付けることができる。

[0012] さらに、好ましくは、帯状部材と突出部との間に設けられる補強材を含む。突出部の外周面が凹凸形状になっている場合、帯状部材による固定力が及ばない永久磁石が生じうる。しかし、帯状部材と永久磁石群の突出部との間に補強材を介挿することによって、突出部の外周面を構成するすべての永久磁石を抑え固定することができる。

[0013] 好ましくは、永久磁石固定用部材が、突出部を構成する複数の永久磁石同士を接続するプレート状部材である。このように、永久磁石固定用部材として、突出部を構成する複数の永久磁石同士を接続するプレート状部材を用いることによって、突出部の必要な箇所に容易にプレート状部材を設け永久磁石の固定を補強することができる。

[0014] また、好ましくは、プレート状部材が継鉄にまで延びて固定される。このようにプレート状部材が継鉄にまで延びて固定されることによって、永久磁石と継鉄との接続を強くでき永久磁石をより強く固定できる。 [0015] さらに、好ましくは、永久磁石固定用部材が設けられた突出部を包囲するリング部材を含む。このように突出部を包囲するリング部材をさらに設けることによって、永久磁石が磁界発生装置力も脱落するのを防止でき、かつ永久磁石群を外部から保護することができる。

[0016] 好ましくは、リング部材と突出部との間の空間に充填される成形材をさらに含む。このようにリング部材と突出部との間に成形体を充填することによって、永久磁石群の突出部を構成する永久磁石をさらに強固に保持することができる。

[0017] また、好ましくは、永久磁石固定用部材が、突出部の形状に沿ったカバー部材である。このように、永久磁石固定用部材として、突出部の形状に沿ったカバー部材を用いることによって、突出部を構成する永久磁石の外周面、さらには空隙側表面を固定することができる。このカバー部材は、突出部の形状が単純な場合ほど容易に製造でき効果的である。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]この発明が適用される MRI用磁界発生装置を示す概略側面図である。

[図 2]永久磁石群の一例を示す斜視図である。

[図 3]鍔状部材を取り付けた実施形態の一例を示す部分斜視図である。

圆 4]鍔状部材の変形例を示す図解図である。

[図 5]帯状部材を取り付けた実施形態の一例を示す部分斜視図である。

[図 6]帯状部材と突出部との間の隙間に補強材を介挿した状態を示す図解図である

[図 7]カバー部材を取り付けた実施形態の一例を示す部分斜視図である。

[図 8]カバー部材の変形例を示す斜視図である。

[図 9]プレート状部材を取り付けた実施形態の一例を示す部分斜視図である。

[図 10]プレート状部材を説明するための図解図である。

[図 11]リング部材を取り付けた実施形態の一例を示す部分斜視図である。

[図 12] (a)はリング部材を取り付けた実施形態の一例を示す図解図であり、 (b)はリング部材内に成形材を充填した実施形態の一例を示す図解図である。

符号の説明 [0019] 10 MRI用磁界発生装置

11a, l ib 磁極ユニット

12a, 12b 板状継鉄

14a, 14b 永久磁石群

16a, 16b 磁極片

18 突出部

18a 突出部の空隙側表面

18b 突出部の外周面

20 永久磁石

28 支持継鉄

34 鍔状部材

36 帯状部材

38 補強材

40, 41 カバー部材

42, 44 プレート状部材

46 リング部材

48 成形材

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。

図 1を参照して、この発明の一実施形態の MRI用磁界発生装置 10は、オープンタイブの MRI用磁界発生装置であり、空隙を形成して対向配置される一対の磁極ュニット 1 laおよび 1 lbを含む。

[0021] 磁極ユニット 11aおよび l ibは、それぞれ板状継鉄 12aおよび 12bを含む。一対の板状継鉄 12aおよび 12bのそれぞれの対向面側には永久磁石群 14aおよび 14bが配置され、永久磁石群 14aおよび 14bのそれぞれの対向面側には磁極片 16aおよび 16bが固着される。

[0022] このとき、永久磁石群 14aの外周部が磁極片 16aとの接触部より外方に突出して突出部 18が形成され、永久磁石群 14bの外周部が磁極片 16bとの接触部より外方に突出して突出部 18が形成される。

[0023] 永久磁石群 14aおよび 14bの高さはたとえば 100mmである。永久磁石群 14aおよび 14bは、図 2に示すように直方体状あるいは立方体状の複数の永久磁石 20を接着によって一体ィ匕したものである。また、永久磁石群 14aを構成する各永久磁石 20は磁ィ匕方向が同方向になるように配置され、永久磁石群 14bを構成する各永久磁石 2 0は磁ィ匕方向が同方向になるように配置される。この実施形態では、永久磁石群 14a の永久磁石 20は空隙側が N極になるように、永久磁石群 14bの永久磁石 20は空隙側が S極になるように、配置される。

[0024] 永久磁石 20には、たとえば NEOMAX— 47 (株式会社 NEOMAX製）等の高磁束密度タイプの R— Fe— B系磁石が用いられ、永久磁石 20は図示しなヽ磁石単体を組み立てること〖こよって得られる。

[0025] 磁極片 16aは、永久磁石群 14a上に配置されるたとえば鉄カゝらなる円板状のベースプレート 22を含む。ベースプレート 22上には、うず電流の発生を防止するための珪素鋼板 24が形成される。珪素鋼板 24は、ベースプレート 22上に接着剤で固定される。ベースプレート 22の周縁部には、たとえば鉄力もなり周縁部の磁界強度を上げ均一磁界を得るための環状突起 26が形成される。環状突起 26は、たとえば複数の環状突起片を含み、各環状突起片を珪素鋼板 24の周縁部に固定することによって環状突起 26が形成される。

[0026] 板状継鉄 12aおよび 12bは一枚の板状の支持継鉄 28によって磁気的に結合される。すなわち、支持継鉄 28の下端面に板状継鉄 12aの一端縁側上面が、支持継鉄 28の上端面が板状継鉄 12bの一端縁側下面にそれぞれ位置するように、支持継鉄 28が板状継鉄 12aおよび 12bに接続される。したがって、板状継鉄 12aおよび 12bと支持継鉄 28とは、その接続部が略 90度の角度を有し側面視コ字状になるように接続される。

[0027] 図 3をも参照して、板状継鉄 12aと支持継鉄 28との接続部内面側のうち永久磁石群 14aから最も遠い位置 (この実施の形態では板状継鉄 12aと支持継鉄 28との接続部内面側の両端）に、それぞれ補強部材 30が形成される。同様に、板状継鉄 12bと支持継鉄 28との接続部内面側のうち永久磁石群 14bから最も遠い位置 (この実施の形態では板状継鉄 12bと支持継鉄 28との接続部内面側の両端）に、それぞれ補強部材 30が形成される。したがって、補強部材 30によって、板状継鉄 12aと支持継鉄 2 8とが、板状継鉄 12bと支持継鉄 28とがそれぞれより強く固定される。

また、板状継鉄 12aの下面には 4つの脚部 32が取り付けられる。

[0028] このような磁界発生装置 10では、磁極片 16aおよび 16b間の空隙に磁界が発生し、均一磁界空間 F (図 1参照）においてたとえば 0. 2T以上の磁界強度が要求されるこのような磁界発生装置 10は、永久磁石固定用部材として図 3に示すような鍔状部材 34を備える。

[0029] なお、図 3,図 5,図 7,図 9および図 11では、磁極ユニット l ib側が省略されている力図 1に示す磁界発生装置 10と同様、空隙を挟んで上下対称の構造を有していることはいうまでもない。但し、永久磁石群 14aを構成する永久磁石 20は A1の磁化方向を有するように、永久磁石群 14bを構成する永久磁石 20は A2の磁化方向を有するように、それぞれ配置される。

[0030] 図 3に示すように、鍔状部材 34は、磁極片 16aの外周面に鍔状に取り付けられており、突出部 18の空隙側表面 18a (図 1参照）が鍔状部材 34によって覆われる。組み立て時には、まず、磁極片 16aを永久磁石群 14a上に組み立てておき、その後鍔状部材 34を磁極片 16aの外周面に溶接等により取り付けるようにしてもよい。磁極ュ- ット 1 lb側にお、ても同様である。

[0031] 鍔状部材 34としては、 3mm— 10mm程度の厚みで構成され、アルミニウム、ステンレススチール等の非磁性金属が好ましい。このような非磁性金属は、優れた強度を有しかつ磁界発生装置 10に発生する磁界に影響を与えない。また、うず電流の抑制を重視する場合には、非磁性金属からなる鍔状部材 34を複数に分割し、各鍔状部材片と磁極片 16aとの間、および相互に隣接する鍔状部材片の間に電気抵抗の大きい材料を配置するか、あるいはそれぞれに空隙を形成する力して絶縁を図ってもょ、。あるいは、鍔状部材 34として、榭脂、セラミックス等の電気抵抗の大きい材料を用いることが好ましい。後述する、補強材 38、カバー部材 40, 41、プレート状部材 42, 44 およびリング部材 46についても同様に、このような厚み、材料で構成される。 [0032] このような磁界発生装置 10によれば、外的衝撃等によって永久磁石 20の接着部分に設計値を超える負荷がカゝかった場合にぉヽても、鍔状部材 34が永久磁石 20を空隙側表面 18aから保持し、永久磁石 20が隣接する永久磁石 20や板状継鉄 12a, 12bから分離することを防ぐことができる。このように永久磁石 20を、接着剤による固定に加えて鍔状部材 34で固定することによって、磁界発生装置 10を長期間安定使用できる。

[0033] また、鍔状部材 34を磁極片 16a, 16bの外周面に取り付けることによって、永久磁石群 14a, 14bが配置される板状継鉄 12a, 12b表面にスペースがなくても、永久磁石固定用部材を用いることが可能となる。

[0034] さらに、鍔状部材 34を用いれば、従来と比較して磁界発生装置に永久磁石固定用部材を簡単に (少ない工程で)取り付けることができる。鍔状部材 34を磁極片 16a, 1 6bに予め取り付けておくことによって、組立の工程数を一層少なくできる。

[0035] なお、鍔状部材 34の取り付け作業を次のように行ってもょ、。

磁極片 16a, 16bの環状突起 26が複数の環状突起片カも構成されるときは、鍔状部材 34も各環状突起片に対応して分割構造にしておき、各環状突起片に当該鍔状部材片を取り付けた後、鍔状部材片が取り付けられた環状突起片をベースプレート 2 2上に配置し環状に組み立てていく。

[0036] また、図 4に示すように、鍔状部材 34は、永久磁石群 14aの突出部 18における空隙側表面 18aだけではなく外周面 18b、さら〖こは板状継鉄 12aの上面にまで延びるように形成されてもょヽ。永久磁石群 14b側につヽても同様である。

[0037] ついで図 5に示すように、永久磁石固定用部材として帯状部材 36を用いてもよい。

帯状部材 36としては、たとえば可撓性を有する金属性のベルトが用いられ、ステンレススチール等の非磁性金属が好ましい。このような非磁性金属は、優れた強度を有しかつ磁界発生装置 10に発生する磁界に影響を与えない。また、うず電流の抑制を重視する場合には、ポリエステル繊維等の非金属が用いられることが望ましい。当該非金属にガラス繊維や炭素繊維を加えることによって強度をさらに向上させることができる。また、たとえば、帯状部材 36の厚みは 0. 1mm— 1. Omm、幅は 90mmとされ、突出部 18の外周面 18bに多層に卷回することが望ましい。さらに、帯状部材 36 は 1本でも複数本でもよい。

[0038] このような帯状部材 36を突出部 18の外周面 18bに卷回することによって、永久磁石 20の固定を補強できる。

また、突出部 18の外周面 18bが露出して、る、かなる磁界発生装置にぉ、ても、突出部 18の外周面 18bに帯状部材 36を容易に取り付けることができる。

[0039] なお、突出部 18の外周面 18bが凹凸形状の場合には、帯状部材 36の固定力が及ばない永久磁石 20が生じうる。したがって、図 6に示すように、帯状部材 36と永久磁石 20 (永久磁石群 14a)との間に補強材 38を介挿することによって、突出部 18の外周部 18bを構成するすべての永久磁石 20を強く固定することができる。

[0040] 補強材 38の形状は、帯状部材 36と突出部 18を構成する永久磁石 20との間の隙間を埋めるような形状が好ましいが、帯状部材 36が永久磁石群 14aの突出部 18を構成する永久磁石 20を保持する力を高めることができるならば、任意の形状でよい。

[0041] さらに、図 7に示すように、永久磁石固定用部材としてカバー部材 40が用いられてもよい。カバー部材 40は、突出部 18に沿った形状とされる。カバー部材 40は、板状継鉄 12aにねじ等で固定されることが望ましぐ組立効率を考慮して、円周方向に複数分割されてもよい。

[0042] カバー部材 40を用いることによって、突出部 18を構成する永久磁石 20のすベての面 (空隙側表面 18a、外周面 18b)を固定することができる。

[0043] また、図 8に示すようなカバー部材 41が用いられてもよい。カバー部材 41は、突出部 18の外周面 18bのみに設けられ、外周面 18bに沿ってかつ外周面 18bを全周に亘つて囲むように形成される。カバー部材 41によれば、突出部 18を構成する永久磁石 20の外周面 18bを固定することができる。

[0044] カバー部材 40, 41は、突出部 18の形状が単純な場合ほど容易に製造でき効果的である。また、カバー部材 40, 41は、円周方向に複数分割されてもよい。

[0045] また、図 9および図 10 (a)に示すように、永久磁石固定用部材として、突出部 18の空隙側表面 18aや外周面 18bに、複数の永久磁石 20同士を接続するプレート状部材 42が取り付けられてもよヽ。複数の永久磁石 20をプレート状部材 42で接着することによって、その中の 1つの永久磁石 20が隣接する永久磁石 20から分離するのを防止することができる。なお、プレート状部材の大きさは任意でよぐたとえば、突出部 1 8の空隙側表面 18aを一周するように当該空隙側表面 18aに環状に形成されてもよい。

[0046] また、図 9および図 10 (b)に示すように、永久磁石 20から板状継鉄 12aの上面へと延びるたとえば L字型形状のプレート状部材 44が用いられてもよい。この場合には、プレート状部材 44を板状継鉄 12aに接続することによって永久磁石 20をより強く固定でき、永久磁石 20を板状継鉄 12aから分離することを防ぐことができる。

[0047] さらに、このようなプレート状部材 42, 44は、突出部 18の必要な箇所に容易に取り付けることができるので、永久磁石 20の固定を容易に補強することができる。

磁極ユニット 1 lb側にぉ、ても同様である。

[0048] 上述した鍔状部材 34、帯状部材 36、補強材 38、カバー部材 40, 41、プレート状部材 42, 44は、永久磁石 20を、隣接する永久磁石 20、板状継鉄 12a, 12b、あるいはそれらの両方力分離するための対策が施されていない磁界発生装置を補強する手段としても有効であり、汎用的に用、ることができる。

[0049] さらに、図 11および図 12 (a)に示すように、鍔状部材 34が取り付けられた突出部 1 8を覆うようにリング部材 46が配置されてもょ、。

このようなリング部材 46を用いることによって、永久磁石 20を磁界発生装置 10から脱落することを防止でき、また、永久磁石群 14aを外部力も保護することができる。なお、組立効率等を考慮してリング部材 46は円周方向に複数分割されてもよい。

[0050] また、図 12 (b)に示すように、リング部材 46の中に成形材 48を充填すれば、永久磁石群 14aの突出部 18を構成する永久磁石 20を保持する力をより一層強くすることができる。

磁極ユニット 1 lb側にっ、ても同様である。

[0051] なお、成形材 48は、永久磁石 20の熱減磁を考慮して、硬化反応時の温度が 100 °C以下である必要があり、 60°C以下であればより望ましぐ具体的には発泡ウレタンが好ましい。発泡ウレタンは常温で硬化し、作業性、経済性という点で優れており、既存の磁界発生装置の補強等にも有効となる。

[0052] 図 11および図 12に示すリング部材 46および成形材 48は、帯状部材 36、補強材 3 8、あるいはプレート状部材 42, 44を用いる実施形態にも適用できることはいうまでもない。

[0053] また、上述の実施形態では、一対の板状継鉄 12a, 12bおよび一つの支持継鉄 28 によって継鉄を形成する場合について述べたが、これに限定されず、一対の永久磁石群 14a, 14bを磁気的に結合するたとえば C字状の一体化された継鉄が用いられてもよい。

[0054] この発明が詳細に説明され図示されたが、それは単なる図解および一例として用いたものであり、限定であると解されるべきではないことは明らかであり、この発明の精神および範囲は添付された請求の範囲の文言のみによって限定される。

Claims

請求の範囲

[1] それぞれ相互に接着される複数の永久磁石を含みかつ空隙を形成して対向配置される一対の永久磁石群と、前記一対の永久磁石群を磁気的に結合するための継鉄と、前記一対の永久磁石群のそれぞれの空隙側主面に設けられる一対の磁極片とを有し、前記永久磁石群が前記磁極片との接触部よりも外方に突出した突出部を有するように構成され、前記一対の磁極片間の空隙に磁界を発生させる MRI用磁界発生装置において、

前記突出部に配置される前記永久磁石が前記永久磁石群から離脱することを防止する永久磁石固定用部材を備えることを特徴とする、 MRI用磁界発生装置。

[2] 前記永久磁石固定用部材が、前記突出部の空隙側表面を覆うように前記磁極片の外周面に取り付けられる鍔状部材である、請求項 1に記載の MRI用磁界発生装置

[3] 前記永久磁石固定用部材が、前記突出部の外周面に取り付けられる帯状部材である、請求項 1に記載の MRI用磁界発生装置。

[4] 前記帯状部材と前記突出部との間に設けられる補強材をさらに含む、請求項 3に記載の MRI用磁界発生装置。

[5] 前記永久磁石固定用部材が、前記突出部を構成する複数の永久磁石同士を接続するプレート状部材である、請求項 1に記載の MRI用磁界発生装置。

[6] 前記プレート状部材が前記継鉄にまで延びて固定される、請求項 5に記載の MRI 用磁界発生装置。

[7] 前記永久磁石固定用部材が設けられた前記突出部を包囲するリング部材をさらに含む、請求項 1から 6の、ずれかに記載の MRI用磁界発生装置。

[8] 前記リング部材と前記突出部との間の空間に充填される成形材をさらに含む、請求項 7に記載の MRI用磁界発生装置。

[9] 前記永久磁石固定用部材が、前記突出部の形状に沿ったカバー部材である、請求項 1に記載の MRI用磁界発生装置。