【手続補正書】
【提出日】平成16年2月23日(2004.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】超電導磁石装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】軸方向に対向して配置された一対の環状の超電導コイル群、この各超電導コイル群をそれぞれ収容し超電導現象が発現する温度まで冷却する冷却容器、この冷却容器を個別に収納する二つの真空断熱容器、この二つの真空断熱容器を上記軸方向に挟むようにして対向配置された一対の強磁性体製の磁気シールド部材、上記二つの真空断熱容器を上記軸方向と直交する方向から挟むようにして対向配置されたものであって上記軸方向の端面が上記磁気シールド部材に当接するとともに上記磁気シールド部材を固定支持する強磁性体製の一対のヨーク、及び上記真空断熱容器よりも上記ヨークの対向方向と直交する方向に突出しないようにして上記磁気シールド部材と上記ヨークとの当接部近傍に上記磁気シールド部材の上記冷却容器側の面と上記ヨークの上記対向方向の側面との双方に接して配置されたものであってその大きさが互いに異なる少なくとも一対の強磁性体製の補助磁性部材を備えた超電導磁石装置。
【請求項２】上記補助磁性部材は、上記軸方向に対向して又は上記ヨークの上記対向方向に対向して又は上記ヨークの上記対向方向と直交するとともに上記軸方向と直交する方向に対向して配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。
【請求項３】軸方向に対向して配置された一対の環状の超電導コイル群、この各超電導コイル群をそれぞれ収容し超電導現象が発現する温度まで冷却する冷却容器、この冷却容器を個別に収納する二つの真空断熱容器、この二つの真空断熱容器を上記軸方向に挟むようにして対向配置された一対の強磁性体製の磁気シールド部材、上記二つの真空断熱容器を上記軸方向と直交する方向から挟むようにして対向配置されたものであって上記軸方向の端面が上記磁気シールド部材に当接するとともに上記磁気シールド部材を固定支持する強磁性体製の一対のヨーク、及び上記真空断熱容器よりも上記ヨークの対向方向と直交する方向に突出しないようにして上記磁気シールド部材と上記ヨークとの当接部近傍に上記磁気シールド部材の上記冷却容器側の面と上記ヨークの上記対向方向の側面との双方に接するとともに上記ヨークの上記対向方向に対向して配置されたものであって上記軸方向と直交するとともに上記ヨークの対向方向と直交する方向から見て上記真空断熱容器に近い方側の上記軸方向の寸法が遠い方側の上記軸方向の寸法よりも小さい台形状である一対の強磁性体製の補助磁性部材を備えた超電導磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば医療用断層撮像装置に用いられる超電導磁石装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高強度かつ高均一度で、時間的に安定した静磁場発生源として超電導磁石装置の使用が一般化している。特に、医療用断層撮像装置（以下、ＭＲＩという）の静磁場発生源としての普及が著しい。
ＭＲＩ用磁石では、精密でコントラストの良い人体（患者）断層像を高速で撮るため、また高機能画像取得のために、撮像空間である磁石中心の直径３０〜４５（ｃｍ）の球状空間Ｓ内で、０．５〜２（Ｔｅｓｌａ）の磁場強度、１〜１０（ｐｐｍ）の磁場均一度、０．０５（ｐｐｍ／ｈｒ）の時間安定な静磁場特性が要求されている。
【０００３】
これらの特性は、無損失で高電流密度が可能な超電導コイルと、超電導現象特有の永久電流モード運転を利用し、さらに、厳密な磁場均一度設計に基づいたコイル配置を採用した超電導磁石装置でしか満たせない。
【０００４】
ＭＲＩ用磁石では上記画像取得上要求される特性以外に、病院に設置される装置である関係上、全ての患者が安心して受診できるよう広い開口や開放感を有すること、手術や各種検査を実施しながら並行して撮像できること、心臓ペースメーカ装着者や他の機器への磁場影響を防止するため磁石が発生する漏洩磁場を極力軽減すること、外部からの微小な磁場変動による画像への影響をなくすため外乱磁場遮蔽機能を有すること、搬入・設置が簡便であるために装置が軽量小型であること、等々の多様な要求がある。
【０００５】
ところで、最近ＭＲＩ用磁石として従来の超電導磁石水平磁場方式と永久磁石垂直磁場方式の長所を合わせ持った超電導磁石垂直磁場方式のものが開発・商用化されつつある。
この方式のものは、従来の永久磁石垂直磁場方式が有する患者の安心感や開放感、患者へアクセス性、漏洩磁場軽減や外乱磁場遮蔽の機能を維持しつつ、永久磁石の超電導磁石化により、超電導磁石水平磁場方式と同等な磁場強度、磁場均一度、時間安定度特性を得ることができる。
【０００６】
従来の超電導磁石垂直磁場方式によるＭＲＩ用磁石を図６に示す。図６（ａ）は磁石全体を示す斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）の切断面ＶＩｂ−ＶＩｂにおける断面図である。図６において、環状超電導コイル群１０１は５個のソレノイド型超電導コイルが同軸配置されたものであり、球状空間Ｓに高均一かつ安定な高強度の静磁場を発生する。低温容器１０２は、環状超電導コイル群１０１を収容しており、環状超電導コイル群１０１を超電導現象が発現する極低温まで冷却し保持する液体ヘリウムの容器を兼ねている。
【０００７】
真空断熱容器１０３は、低温容器１０２を収容し、低温容器１０２から液体ヘリウムが蒸発するのを低減する。低温容器１０２と真空断熱容器１０３との間には、液体ヘリウムの蒸発をさらに低減するために、通常、複数の熱シールド槽（図示せず）が設置される。強磁性体製の磁気シールド板１０４は、漏洩磁場を軽減しまた外乱磁場を遮蔽する。
【０００８】
強磁性体製のヨーク１０５は、上下の磁気シールド板１０４間を連結して磁束の流路を形成するとともに、磁気シールド板１０４の支持構造体も兼ねている。磁気シールド板１０４の側方の端面部１０４ａがヨーク１０５に図示しないボルトで固定されている。
【０００９】
連通管１０６は、図６における上下の低温容器１０２と真空断熱容器１０３を連結し、液体ヘリウムの通路や、上下の環状超電導コイル群１０１を接続するリードの通路を形成している。鉄シム片１０７は、撮像領域１１０の静磁場の均一度を調整するためのものである。鉄シム片１０７は、図６（ｂ）のように真空断熱容器１０３の表面よりも突出しているが、図６（ａ）では簡略化して示している。
【００１０】
また、図示しないが環状超電導コイル群１０１への通電や液体ヘリウム注液用サービスポート、環状超電導コイル群１０１を永久電流モード運転させるための永久電流スイッチ、複数の熱シールド槽を冷却するための冷凍機が設置されている。
【００１１】
超電導磁石垂直磁場方式による従来のＭＲＩ用磁石の別の例として、図７に示すものがある。図７（ａ）は磁石全体を示す平面図、図７（ｂ）は側面図である。図７のものは、図６のものに比し円板状の磁気シールド板１０４を真空断熱容器１０３の径よりも大きくし、円弧状の強磁性体である補助鉄１１１を追加したものである。なお、磁気シールド板１０４の側方の端面部１０４ａがヨーク１０５の内側の段付き部１０５ａにボルトで固定されている。
【００１２】
補助鉄１１１は、ヨーク１０５と磁気シールド板１０４とが当接する当接部近傍の両側に、かつ磁気シールド板１０４と図７（ｂ）における上下方向の位置が同じになるようにして、それぞれ設置されている。この補助鉄１１１は、環状超電導コイル群が発生する磁束のうち、磁気シールド板１０４にて吸収しきれなかったものを吸収する。
【００１３】
なお、真空断熱容器１０３と補助鉄１１１との間及び真空断熱容器１０３とヨーク１０５との間に、径方向の間隙が設けられており、真空断熱容器１０３をその径方向に移動させて位置を調整することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＭＲＩ用の超電導電磁石装置は、以上のよう構成されているために、図６に示したものは漏洩磁場が大きく、図７に示したものは漏洩磁場は低減することができるが装置の寸法・重量の増加と患者に対する開放感の低下は避けられない。また、医師が患者にアクセスする際、ベッドの横から腰を伸ばして撮像領域全体に手が届く必要があるが、図７のものは上部の補助鉄１１１に医師の頭部が当たり、下部の補助鉄１１１に医師の脚部が当たることになり、患者へのアクセス性の低下も避けられなかった。
【００１５】
また、対向する磁気シールド板１０４には互いに吸引する方向の電磁力が働くが、図６のものにおいては磁気シールド板１０４の側方端面部１０４ａがヨーク１０５の内側面にボルトで固定されている。また、図７のものにおいては磁気シールド板１０４の側方端面部１０４ａがヨーク本体部１０５の内側の段付き部１０５ａにボルトで固定されている。このため、いずれも固定面積が小さく、上記電磁力による磁気シールド板１０４の撓みが大きくなり、磁気特性特に磁場の均一性に悪影響を及ぼし、性能の低下を招くという問題もあった。
【００１６】
本発明は、上記のような問題点を解決して、装置の寸法や重量の増加を抑制できるとともに装置への接近性を向上させることができ、また性能の低下を防止できる超電導磁石装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の超電導磁石装置においては、軸方向に対向して配置された一対の環状の超電導コイル群、この各超電導コイル群をそれぞれ収容し超電導現象が発現する温度まで冷却する冷却容器、この冷却容器を個別に収納する二つの真空断熱容器、この二つの真空断熱容器を軸方向に挟むようにして対向配置された一対の強磁性体製の磁気シールド部材、二つの真空断熱容器を軸方向と直交する方向から挟むようにして対向配置されたものであって軸方向の端面が磁気シールド部材に当接するとともに磁気シールド部材を固定支持する強磁性体製の一対のヨーク、及び真空断熱容器よりもヨークの対向方向と直交する方向に突出しないようにして磁気シールド部材とヨークとの当接部近傍に磁気シールド部材の冷却容器側の面とヨークの対向方向の側面との双方に接して配置されたものであってその大きさが互いに異なる少なくとも一対の強磁性体製の補助磁性部材を備えたものである。
磁気シールド部材が吸収した磁束は集まってヨークに流れるため、磁気シールド部材とヨークとの当接部近傍での磁束密度が最大となるが、ここに補助磁性部材を設置することにより当接部近傍の磁束還流路断面積を増加させることが、漏洩磁束の低減上効果的であり、軽量の補助磁性部材によっても効果的に漏洩磁束を低減でき、装置の寸法や重量の増加を抑制できる。また、補助磁性部材は真空断熱容器よりもヨークの対向方向と直交する方向に突出しないので、装置への接近性が向上する。
【００１８】
そして、補助磁性部材は、軸方向に対向して又はヨークの対向方向に対向して又は軸方向と直交するとともにヨークの対向方向と直交する方向に対向して配置されたものであることを特徴とする。
このように対向して配置された補助磁性部材の大きさを互いに異なるようにすることにより、装置への接近性を向上させることができる。具体的には、例えば軸方向が上下方向でヨークの対向方向が左右方向である場合であって、補助磁性部材が上下方向に対向して配置されるとき下方の補助磁性部材を上方のものよりも小さくして装置へ近づくときの足下を広くするとか、補助磁性部材が上記軸方向と直交するとともにヨークの対向方向と直交する方向である前後方向に対向して配置されるとき前方の補助磁性部材を後方のものよりも小さくして前方からの接近性を向上させるなど、要請に柔軟に対応できる。
【００１９】
さらに、本発明の超電導磁石装置においては、軸方向に対向して配置された一対の環状の超電導コイル群、この各超電導コイル群をそれぞれ収容し超電導現象が発現する温度まで冷却する冷却容器、この冷却容器を個別に収納する二つの真空断熱容器、この二つの真空断熱容器を軸方向に挟むようにして対向配置された一対の強磁性体製の磁気シールド部材、二つの真空断熱容器を軸方向と直交する方向から挟むようにして対向配置されたものであって軸方向の端面が磁気シールド部材に当接するとともに磁気シールド部材を固定支持する強磁性体製の一対のヨーク、及び真空断熱容器よりもヨークの対向方向と直交する方向に突出しないようにして磁気シールド部材とヨークとの当接部近傍に磁気シールド部材の冷却容器側の面とヨークの対向方向の側面との双方に接するとともにヨークの対向方向に対向して配置されたものであって軸方向と直交するとともにヨークの対向方向と直交する方向から見て真空断熱容器に近い方側の軸方向の寸法が遠い方側の軸方向の寸法よりも小さい台形状である一対の強磁性体製の補助磁性部材を備えたものである。
補助磁性部材をこのような台形状にすることにより、装置への接近性を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の一形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。図１において、円筒状の真空断熱容器１０３は、図示を省略しているが図７の低温容器１０２と同様の円筒状の低温容器を収容し、低温容器から液体ヘリウムが蒸発するのを低減している。低温容器と真空断熱容器との間には、液体ヘリウムの蒸発をさらに低減するために、通常、複数の熱シールド槽（図示せず）が設置される。
【００２１】
また、低温容器には、図６に示した環状超電導コイル群１０１と同様の環状超電導コイル群が収容されている。環状超電導コイル群は、複数のソレノイド型超電導コイルが同軸配置され、球状空間Ｓに高均一かつ安定な高強度の静磁場を発生する。低温容器は、環状超電導コイル群を超電導現象が発現する極低温まで冷却し保持する液体ヘリウムの容器を兼ねている。
【００２２】
連通管１０６は、上下の低温容器及び真空断熱容器１０３を連通している。図示を省略しているが、上方の真空断熱容器１０３と下方の真空断熱容器１０３との対向する面側には図６の鉄シム片１０７と同様の鉄シム片が設けられ、これにより球状空間Ｓの球状空間の均一度を調整している。
【００２３】
強磁性体製の磁気シールド板１４は、漏洩磁場を軽減しまた外乱磁場を遮蔽するもので、中央板部１４ａの径は真空断熱容器１０３の径よりも所定寸法大きくされ、端部１４ｂの内側の面１４ｃは機械加工により平坦にされている。図１（ｂ）における上方及び下方の磁気シールド板１４が二つの真空断熱容器１０３を上下方向に挟んで設けられ、図１（ｂ）における左右の強磁性体製のヨーク１５は同じく二つの真空断熱容器１０３を図の左右方向から挟んで設けられ、強磁性体製のヨーク１５が上方及び下方の磁気シールド板１４間を連結して磁束の流路を形成している。
【００２４】
上方及び下方の磁気シールド板１４が、ヨーク１５の各端面１５ａに図示しないボルトにより固定されている。このとき、磁気シールド板１４の各面１４ｃがヨーク１５の各端面１５ａの全面に亘り密着するようにして固定される。ヨーク１５は、磁気シールド板１４の支持構造体も兼ねており、ヨーク１５の上方の端面１５ａによって磁気シールド板１４の重量と上下の磁気シールド板１４同士の吸引力を支える。
【００２５】
強磁性体である補助磁性部材としての補助鉄１７は、図１（ａ）に示す如く真空断熱容器１０３の軸と直角な方向の断面が三角形である三角柱形状である。また、その長さは一方の端面１７ａが磁気シールド板１４の中央板部１４ａの下面１４ｄに当接し、他方の端面が真空断熱容器の１０３の軸方向の中央部に達する長さにされている。
【００２６】
補助鉄１７は、図示の如く磁気シールド板１４の中央板部１４ａの下面１４ｄにその端面１７ａを密着させ、かつヨーク１５の側面１５ｂにその側面１７ｂを密着させて、図示しないボルトにより固定されている。また、補助鉄１７は、図１（ａ）のように図の上下方向すなわちヨーク１５が対向する対向方向と直角な方向に真空断熱容器１０３よりも突出しない大きさにされている。
【００２７】
なお、真空断熱容器１０３と補助鉄１７との間及び真空断熱容器１０３とヨーク１５との間に、径方向の間隙が設けられており、真空断熱容器１０３をその径方向に移動させて位置を調整することができる。
【００２８】
次に、動作について説明する。環状超電導コイル群は定格電流が定まっており、発生する磁束量は一定である。磁束の多くは磁気シールド板１４によって吸収され、ヨーク１５を通って還流するが、一部は磁性体外部の空間を通って還流し漏洩磁場をつくる。
【００２９】
詳細な磁場解析によれば、強磁性体で構成された還流路に１（ｍｍ）程度の僅かなエアーギャップがあれば強磁性体の還流磁束量は大きく制限され、空間の還流磁束量が増加し、漏洩磁場が増大する。これを防止するため、磁気シールド板１４の面１４ｃとヨーク１５の端面１５ａとは機械加工等により平坦に加工され密着固定されている。
【００３０】
また、磁気シールド板１４が吸収した磁束は集まってヨーク１５に流れるため、磁気シールド板１４とヨーク１５の当接部近傍としての磁気シールド板１４の中央板部１４ａと端部１４ｂとの境界部近傍の磁束密度が最大となり、当接部近傍の磁束還流路断面積を増加することが漏洩磁束の低減上効果的である。
【００３１】
図１の実施の形態においては、磁気シールド板１４の中央板部１４ａの下面１４ｄとヨーク１５の側面１５ｂに密着固定された三角柱形状の補助鉄１７は当接部の磁束還流路断面積を増加させるとともに、ヨーク１５の側面１５ｂから磁束が入るのでヨーク１５の端部の磁束密度を下げ磁気シールド板１４からの還流磁束を流入し易くする効果がある。さらに、補助鉄１７を還流する方が磁束還流の磁路長が短かく、磁束はこちらを通過しようとする。これらのため、補助鉄１７の大きさをそれほど大きくしなくても高い効果を得ることができ、軽量な補助鉄の使用にて装置全体の重量の増加を抑制しつつ、漏洩磁束を低減できる。
【００３２】
また、ヨーク１５の端面１５ａによって磁気シールド板１４の重量と上下の磁気シールド板１４同士の吸引力を支え、さらに補助鉄１７で磁気シールド板１４の中央板部１４ａの下面１４ｄを支え、図示しないボルトで両者を固定しているので、磁気シールド板１４は端面１５ａ及び補助鉄１７により支持固定されることになり支持固定面積が広くなり、磁気シールド板１４の撓みが軽減され、磁気特性の低下、ひいては性能の低下を防止できる。
【００３３】
そして、補助鉄１７を三角柱形状にし、かつ補助鉄１７が図１（ａ）の上下方向すなわちヨーク１５が対向する対向方向と直角な方向に真空断熱容器１０３よりも突出しないようにすることにより、装置への接近性、特に医師が患者に接近するときのアクセス性が向上する。すなわち、装置の寸法や重量の増加を極力抑制しつつ、接近性の改善を図ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図２は、さらにこの発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。図２において、強磁性体製の磁気シールド板２４の中央板部２４ａの径は真空断熱容器１０３の径よりも所定寸法大きくされ、端部２４ｂは図１の端部１４ｂよりも幅広にされ、後述のヨーク２５の最大幅ｄと同じ幅にされている。端部２４ｂの内側の面２４ｃは機械加工により平坦にされている。
【００３５】
強磁性体製のヨーク２５は、その断面が真空断熱容器１０３に近い側の幅ｃよりも外方側の幅ｄが大きく、すなわち真空断熱容器１０３の軸と直交する方向（図２（ａ）の紙面と平行な方向）の断面がほぼ台形状（厳密には一辺が円弧状であるが）にされており、端面２５ａは平坦に機械加工されている。図２（ｂ）における上方及び下方の磁気シールド板２４が二つの真空断熱容器１０３を上下方向に挟んで設けられ、図２（ｂ）における左右の強磁性体製のヨーク２５は同じく二つの真空断熱容器１０３を図の左右方向から挟んで設けられ、強磁性体製のヨーク２５が上方及び下方の磁気シールド板２４間を連結して磁束の流路を形成している。
【００３６】
上方及び下方の磁気シールド板２４は、ヨーク２５の各端面２５ａに図示しないボルトにより固定されている。このとき、磁気シールド板２４の各面２４ｃがヨーク２５の各端面２５ａの全面に亘り密着するようにして固定される。ヨーク２５は、磁気シールド板２４の支持構造体も兼ねており、ヨーク２５の上方の端面２５ａによって磁気シールド板２４の重量と上下の磁気シールド板２４同士の吸引力を支える。
【００３７】
強磁性体である補助鉄２７は、真空断熱容器１０３の軸と直角な方向の断面が三角形である三角柱形状である。また、その長さは一方の端面２７ａが磁気シールド板２４の中央板部２４ａの下面２４ｄに当接し、他方の端面が真空断熱容器の１０３の軸方向の中央部に達する長さにされている。
【００３８】
補助鉄２７は、図示の如く磁気シールド板２４の中央板部２４ａの下面２４ｄ及び端部２４ｂの面２４ｃにその端面２７ａを密着させ、ヨーク１５の側面２５ｂにその側面２７ｂを密着させて、図示しないボルトにより固定されている。また、補助鉄２７は、図２（ａ）のように図の上下方向すなわちヨーク２５が対向する対向方向と直角な方向に真空断熱容器１０３よりも突出しない大きさにされている。
【００３９】
なお、真空断熱容器１０３と補助鉄２７との間及び真空断熱容器１０３とヨーク２５との間に、径方向の間隙が設けられており、真空断熱容器１０３をその径方向に移動させて位置を調整することができる。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、ヨーク２５の断面の形状を台形状にすると医師の患者へのアクセス性を損なうことなくヨーク２５の断面積を大きくして磁気特性を改善することができる。これに加えて、補助鉄２７を設けることにより、図１の実施の形態と同様に漏洩磁束を軽減して一層の磁気特性の改善を図ることができる。
【００４１】
実施の形態３．
図３は、さらにこの発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。図３において、強磁性体である補助鉄３７は、図３（ａ）の上方から見て三角形の三角柱形状であり、すなわち真空断熱容器１０３の軸と直角な方向の断面が三角形である。そして、図３（ｂ）に示すように真空断熱容器１０３の軸と直角な方向から見たとき真空断熱容器１０３に近い方の寸法が遠い方の寸法よりも小さい台形状であり、三角柱形状のものを斜めに切断したような変形三角柱形状のものである。
【００４２】
補助鉄３７は、図示の如く磁気シールド板２４の端部２４ｂの面２４ｃにその端面３７ａを密着させ、強磁性体製のヨーク２５の側面２５ｂにその側面３７ｂを密着させて図示しないボルトにより固定されている。なお、補助鉄３７は、図３（ａ）のように図の上下方向すなわちヨーク２５が対向する対向方向と直角な方向に真空断熱容器１０３よりも突出しない大きさにされている。
その他の構成については、図２に示した実施の形態と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００４３】
補助鉄３７の形状を上記のように変形三角柱状とすることにより球状空間Ｓに近い部分が切断除去されたような形状となり、かつ補助鉄３７が真空断熱容器１０３よりも図３（ａ）のように図の上下方向に突出しないようにすることにより、医師が患者に接近するときの障害がさらに減少し、アクセス性を一層向上させることができる。
【００４４】
実施の形態４．
図４は、さらにこの発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図である。図４において、強磁性体製の磁気シールド板４４の中央板部４４ａの径は真空断熱容器１０３の径よりも所定寸法大きくされ、端部４４ｂは後述のヨーク４５の最大幅と同じ幅にされている。端部４４ｂの内側の面４４ｃ及び端面４４ｈは機械加工により平坦にされている。また、その中央部に階段状凹部４４ｇが設けられている。
【００４５】
強磁性体であるヨーク４５は、図４（ａ）のようにその断面が台形状にされており、端面４５ａは平坦に機械加工されている。また、ヨーク４５の外側部に突出部４５ｊを設け、磁気シールド板４４の端面と密着するように平坦に機械加工している。上方及び下方の磁気シールド板４４が、ヨーク４５の各端面４５ａに図示しないボルトにより固定されている。このとき、磁気シールド板４４の各面４４ｃがヨーク４５の各端面４５ａの全面に亘り密着するとともに磁気シールド板４４の端面４４ｈがヨーク４５の突出部４５ｊに密着するようにして固定される。ヨーク４５は、磁気シールド板４４の支持構造体も兼ねており、ヨーク４５の上方の端面４５ａによって磁気シールド板４４の重量と上下の磁気シールド板４４同士の吸引力を支える。
【００４６】
追加補助鉄４８は円弧板状の形状を有し、磁束密度が最大となる磁気シールド板４４の中央板部４４ａと端部４４ｂとの境界部近傍であって強磁性体製の磁気シールド板４４の外側に図のように設けられている。
その他の構成については、図２に示した実施の形態と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
磁気シールド板４４の中で還流磁束密度が低い中央部に階段状凹部４４ｇを設けて重量を軽減し、逆に、磁気シールド板４４から強磁性体製のヨーク４５に磁束が移る近傍では還流磁束密度が高くなるのでこれを軽減するために追加補助鉄４８を新たに設けたものである。追加補助鉄４８を設けることにより、当接部の磁束還流路断面積を増加させることができ、漏洩磁束をさらに低減することができる。また、磁気シールド板４４の端面４４ｈにヨーク４５の外周部の突出部４５ｊを密着させことにより一層漏洩磁束が低減される。
【００４８】
実施の形態５．
図５は、さらにこの発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示す斜視図である。図５において、この実施の形態は、ヨークを後方に後退させ前後方向に非対称とする構成を採用し、患者の開放感、医師の患者へのアクセス性を重視したＭＲＩ用磁石において、装置の寸法や重量の増加を抑制しつつ磁気特性の改善、性能の向上を図ったものである。
【００４９】
図５において、強磁性体製の磁気シールド板５４は、その中央板部５４ａの径は真空断熱容器１０３の径よりも所定寸法大きくされ、両側の端部５４ｂが図５において後方へ後退した蝶のような形状をしている。端部５４ｂの内側の面５４ｃは機械加工により平坦にされている。
【００５０】
強磁性体製のヨーク５５は、円柱状であり、端面は平坦に機械加工されている。上方及び下方の磁気シールド板５４が、ヨーク５５の各端面に図示しないボルトにより固定されている。このとき、磁気シールド板５４の各面５４ｃがヨーク５５の各端面の全面に亘り密着するようにして固定される。ヨーク５５は、磁気シールド板５４の支持構造体も兼ねており、ヨーク５５の上方の端面によって磁気シールド板５４の重量と上下の磁気シールド板５４同士の吸引力を支える。
【００５１】
三角柱形状の強磁性体である補助鉄５７は、図示の如く磁気シールド板５４の端部５４ｂの内側の面５４ｃにその端面５７ａを密着させ、ヨーク５５の側面５５ｂにその側面５７ｂを密着させて図示しないボルトにより固定されている。また、補助鉄５７は、図５（ａ）のように図の上下方向すなわちヨーク５５が対向する対向方向と直角な方向に真空断熱容器１０３よりも突出しない大きさにされている。
【００５２】
なお、真空断熱容器１０３と補助鉄５７との間に、径方向の間隙が設けられており、真空断熱容器１０３をその径方向に移動させて位置を調整することができる。
【００５３】
この実施の形態は、前後方向が非対称な構成のため、磁気シールド板５４内の還流磁束の分布は前部（図５における手前側）が多く、また磁気シールド板５４の前部での撓みが大きくなりやすいので、このようにヨーク５５の端面に各磁気シールド板５４の面５４ｃを密着させて固定することが一層効果的であり、撓みを小さくして磁気特性の優れたものにできる。また、補助鉄５７により磁気シール板５４の内側の面５４ｃを支えていることも、磁気シールド板５４の撓み防止に寄与している。
【００５４】
以上の各実施の形態では、補助鉄１７、２７、３７、５７が８個とも全て同じ形状であるものを示したが、上下方向の漏洩磁場許容値や、医師のアクセス性等の要件により、例えば図１（ｂ）において下方の補助鉄１７を上方のものより小さくして医師が患者に接近するときの足下を広くするとか、図１（ａ）において図の前方の補助鉄１７を後方のものより小さくして前方からの接近性を改善するとかもできる。
【００５５】
また、補助鉄が三角柱形状や変形三角柱形状の例を示したが、磁気シールド板とヨークに密着固定でき、還流磁束の磁路を構成し磁気シールド板の端部を支えるものであれば、補助鉄は他の形状のものであってもよい。
【００５６】
さらに、超電導磁石装置としてＭＲＩ用磁石について示したが、ＭＲＩ用に限定されるものではなく、他の用途に用いられるものであってもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００５８】
本発明の超電導磁石装置においては、軸方向に対向して配置された一対の環状の超電導コイル群、この各超電導コイル群をそれぞれ収容し超電導現象が発現する温度まで冷却する冷却容器、この冷却容器を個別に収納する二つの真空断熱容器、この二つの真空断熱容器を軸方向に挟むようにして対向配置された一対の強磁性体製の磁気シールド部材、二つの真空断熱容器を軸方向と直交する方向から挟むようにして対向配置されたものであって軸方向の端面が磁気シールド部材に当接するとともに磁気シールド部材を固定支持する強磁性体製の一対のヨーク、及び真空断熱容器よりもヨークの対向方向と直交する方向に突出しないようにして磁気シールド部材とヨークとの当接部近傍に磁気シールド部材の冷却容器側の面とヨークの対向方向の側面との双方に接して配置されたものであってその大きさが互いに異なる少なくとも一対の強磁性体製の補助磁性部材を備えたものであるので、磁気シールド部材が吸収した磁束は集まってヨークに流れ磁気シールド部材とヨークとの当接部近傍での磁束密度が最大となるが、補助磁性部材を設置することにより当接部近傍の磁束還流路断面積を増加させことが漏洩磁束の低減上効果的であり、軽量の補助磁性部材で効果的に漏洩磁束を軽減できるので装置の寸法や重量の増加を抑制しつつ性能の低下を防止できる。また、補助磁性部材は真空断熱容器よりもヨークの対向方向と直交する方向に突出しないので、装置への接近性が向上する。
【００５９】
そして、補助磁性部材は、軸方向に対向して又はヨークの対向方向に対向して又は軸方向と直交するとともにヨークの対向方向と直交する方向に対向して配置されたものであることを特徴とするので、このように対向して配置された補助磁性部材の大きさを互いに異なるようにすることにより、装置への接近性を向上させることができる。具体的には、例えば軸方向が上下方向でヨークの対向方向が左右方向である場合であって、補助磁性部材が上下方向に対向して配置されるとき下方の補助磁性部材を上方のものよりも小さくして装置へ近づくときの足下を広くするとか、補助磁性部材が上記軸方向と直交するとともにヨークの対向方向と直交する方向である前後方向に対向して配置されるとき前方の補助磁性部材を後方のものよりも小さくして前方からの接近性を向上させるなど、要請に柔軟に対応できる。
【００６０】
さらに、本発明の超電導磁石装置においては、軸方向に対向して配置された一対の環状の超電導コイル群、この各超電導コイル群をそれぞれ収容し超電導現象が発現する温度まで冷却する冷却容器、この冷却容器を個別に収納する二つの真空断熱容器、この二つの真空断熱容器を軸方向に挟むようにして対向配置された一対の強磁性体製の磁気シールド部材、二つの真空断熱容器を軸方向と直交する方向から挟むようにして対向配置されたものであって軸方向の端面が磁気シールド部材に当接するとともに磁気シールド部材を固定支持する強磁性体製の一対のヨーク、及び真空断熱容器よりもヨークの対向方向と直交する方向に突出しないようにして磁気シールド部材とヨークとの当接部近傍に磁気シールド部材の冷却容器側の面とヨークの対向方向の側面との双方に接するとともにヨークの対向方向に対向して配置されたものであって軸方向と直交するとともにヨークの対向方向と直交する方向から見て真空断熱容器に近い方側の軸方向の寸法が遠い方側の軸方向の寸法よりも小さい台形状である一対の強磁性体製の補助磁性部材を備えたものであるので、補助磁性部材をこのような台形状にすることにより、装置への接近性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。
【図２】さらに、この発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。
【図３】さらに、この発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。
【図４】さらに、この発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示すもので、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。
【図５】さらに、この発明の他の実施の形態であるＭＲＩ用磁石を示す斜視図である。
【図６】従来のＭＲＩ用磁石を示すもので、図（ａ）磁石全体を示す斜視図、図（ｂ）は図（ａ）の切断面ＶＩｂ−ＶＩｂにおける断面図である。
【図７】他の従来のＭＲＩ用磁石を示すもので、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１４，２４，４４，５４  磁気シールド板、
１４ｃ，２４ｃ，４４ｃ，５４ｃ  面、１５，２５，４５，５５  ヨーク、
１５ａ，２５ａ，３７ａ，４５ａ  端面、
１５ｂ，２５ｂ，４５ｂ，５５ｂ  側面、１７，２７，３７，５７  補助鉄、
１７ａ，２７ａ，３７ａ，５７ａ  端面、
１７ｂ，２７ｂ，３７ｂ，５７ｂ  側面、１０１  環状超電導コイル群、
１０３  真空断熱容器。