(57)【要約】【課題】均等磁場発生電磁石装置の調整効率を向上させるとともに装置の省スペース化を実現する。【解決手段】この均等磁場発生電磁石装置１は、複数の電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８の中心軸が同軸上に位置するように整列保持され、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、自身の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂのいずれもが、自身のコイル３の外周から引き出されるように巻き線がアルファ巻きにより巻回されている。【選択図】図３
2014200428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の巻き線用芯金の外周側に巻き線を施してコイルが形成されて前記巻き線用芯金及び前記コイルで構成される磁場を発生する複数の電磁石と、該複数の電磁石の一つ又は複数を中心開口を有する一対の支持プレートで位置決め挟持して構成された複数の電磁石ユニットと、該複数の電磁石ユニットそれぞれの隣り合うコイル相互を直列接続するように前記コイルの巻き線の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分を繋ぐ渡り配線とを備え、前記複数の電磁石ユニットが、前記電磁石の中心軸が同軸上に位置するように整列保持されてなる均等磁場発生電磁石装置であって、
前記電磁石は、前記コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、自身のコイルの外周から引き出されるように巻き線が巻回されていることを特徴とする均等磁場発生電磁石装置。
【請求項２】
当該均等磁場発生電磁石装置は、前記複数の電磁石ユニットにそれぞれのコイルを囲繞するようにそのコイル外周部分に円環状に設けられた冷却水領域を備えており、
前記電磁石は、前記巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、前記冷却水領域内に引き出されているとともに、当該冷却水領域内にて中継導体に接続されており、該中継導体を介して前記渡り配線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の均等磁場発生電磁石装置。
【請求項３】
前記中継導体は、前記端末部分に冷却水領域内にて一端が接続される第一の中継導体と、前記渡り配線に一端が接続される第三の中継導体と、前記第一および第三の中継導体の他端相互を繋ぐ第二の中継導体を有し、前記第二の中継導体は、円柱状に形成された部分を有するとともに、該円柱状に形成された部分が、前記支持プレートに形成された円形の貫通穴を通して前記冷却水領域内から前記冷却水領域外の領域に挿通され、前記冷却水領域外の領域にて前記第三の中継導体を介して前記渡り配線に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の均等磁場発生電磁石装置。
【請求項４】
前記第二の中継導体の円柱状に形成された部分は、前記支持プレートの貫通穴の内周面に対向する位置に、冷却水をシール可能にＯリングが装着されていることを特徴とする請求項３に記載の均等磁場発生電磁石装置。
【請求項５】
前記電磁石は、前記コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、前記電磁石ユニットの中心軸よりも前記冷却水領域内の上部の位置から引き出されるとともに、各電磁石ユニットの上部を跨ぐように配置された前記渡り配線に接続されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の均等磁場発生電磁石装置。
【請求項６】
前記渡り配線は、可撓性のある撚り銅線であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の均等磁場発生電磁石装置。
【請求項７】
前記電磁石のコイルは、その巻き線が平角導線であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の均等磁場発生電磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子スピン共鳴や核磁気共鳴など、種々の磁気共鳴を利用して生体の組織画像を得る生体計測装置用の電磁石装置として好適に用い得る均等磁場発生電磁石装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の磁気共鳴を利用した生体計測装置では、高強度且つ高均一度（数ｐｐｍオーダー）で、時間的に安定した静磁界発生源として、均等磁場を発生する均等磁場発生電磁石装置が用いられている。
特に、磁気共鳴画像診断装置（ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置）に用いられる均等磁場発生電磁石装置では、精密でコントラストの高い生体断層像を高速で撮るとともに、高機能画像取得のために、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内で、磁場の時間的安定度、磁場均一度（位置）が数ｐｐｍオーダーで要求される（例えば、特許文献１参照）。このように高い磁界均一度を達成するためには、複数のコイルを最適配置し、設計上の磁場均一性を磁界解析で最適化し、設計対応するのが一般的である。
【０００３】
しかし、厳密な最適化を実施し、均等磁場発生電磁石装置の製作、組立を設計通りに実施しても、製作時の寸法公差や適用材の特性により、実際には、数百から数千ｐｐｍの不均一ができてしまったりする。そこで、こうした不均一は、製造工程において磁場補正を行って磁場を均一にしている。その方法として、コイルの相対位置関係を調整するメカニカルシムを用いる方法や、磁性体を配置することで磁場分布を制御するパッシブシミング法（例えば特許文献２参照）、主コイル以外に補助コイルを均等磁場発生電磁石装置に配置し、これに通電することによって磁場を形成して磁場の不均一性を補正するアクティブシムコイルを用いる方法等が一般に採用されている。例えば上記特許文献１に記載の技術にあっては、磁場均一度を調整するために、磁石のボア内壁に磁性体の小片を貼り付けて調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６２９４７号公報
【特許文献２】特開２００９−２７３９３０号公報（第３頁段落０００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本来望ましくは、製造工程における磁場の補正は可及的に少なくし、基準位置への組立作業のみにより設計目標にできるだけ近づけ、効率的に補正作業を実施したいところである。また、磁場調整は計測と調整を繰り返す作業なので、現場におけるノウハウの蓄積により、必然的に職人的な作業になってしまう。そのため、均等磁場発生電磁石装置の調整効率を向上させるためには、職人的な作業を減らすことも必要である。
【０００６】
ここで、このような調整効率向上という課題を解決する上では、磁場均等性を向上させるべく、巻き線によって製作されるコイルをできるだけ精度良く製作することが有効である。また、隣接するコイル相互を繋ぐ渡り配線は、設計的に磁場の均等性に寄与しないので、磁場の均等性が重要な、検体を撮像する領域に渡り配線を近づけないことも有効である。また、複数のコイル相互の相対位置を調整するメカニカルシム調整時において、隣接するコイルの位置が変化しないようにすべく、渡り配線の剛性について考慮することも有効である。
【０００７】
また、均等磁場発生電磁石装置の省スペース化を実現するためには、電磁石を小型化することが有効であるところ、電磁石を小型化するために電流密度をできるだけ高くしている。そのため、常伝導の均等磁場発生電磁石装置では、各コイルは独立して冷却水タンクによって画成された冷却水領域に囲われる構造とされ、コイルを冷却水領域内の冷却水に直接浸漬されたりする。
【０００８】
しかし、複数のコイル相互間の渡り配線部分は、各コイルの位置を個別に調整する必要があるので、各コイルは独立して冷却水タンクによって画成された冷却水領域に囲われる構造とされているため、コイル相互間の渡り配線部分は、気中に露出することになることから、空冷であっても問題がないように、渡り配線部分の導体の断面積を拡大する必要がある。
【０００９】
一方、渡り配線部分の導体の断面積が大きくなる場合、渡り配線とコイルとの接続部をコイル内側に配置すると、傾斜磁場コイルや、受信・送信コイル等のスペースも加味すると、撮像領域のスペースが制限されるという問題がある。また、コイル相互間の渡り配線は、冷却水から引き出さなければならないため、冷却水タンク（冷却水領域）から引き出される部分にシール性が求められるという問題がある。
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、調整効率を向上させるとともに装置の省スペース化を実現することのできる均等磁場発生電磁石装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置は、円環状の巻き線用芯金の外周側に巻き線を施してコイルが形成されて前記巻き線用芯金及び前記コイルで構成される磁場を発生する複数の電磁石と、該複数の電磁石の一つ又は複数を中心開口を有する一対の支持プレートで位置決め挟持して構成された複数の電磁石ユニットと、該複数の電磁石ユニットそれぞれの隣り合うコイル相互を直列接続するように前記巻き線の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分を繋ぐ渡り配線とを備え、前記複数の電磁石ユニットが、前記電磁石の中心軸が同軸上に位置するように整列保持されてなる均等磁場発生電磁石装置であって、前記電磁石は、前記巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、自身のコイルの外周から引き出されるように巻き線が巻回されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成であれば、電磁石は、コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、自身のコイルの外周から引き出されるように巻き線が巻回される、いわゆるα巻きとなっているので、巻き始めがコイル内部から引き出される通常の巻き線と比べて、巻き線にクロスポイントが発生しないので真円となるように巻き線することができ、また、厚み方向のクリアランスも小さくできる。そのため、高効率、高性能な電磁石とすることができる。また、コイルを精度良く一層コンパクトに製作することができ、また、検体を撮像する領域に渡り配線を近づけないようにすることができ、さらに、渡り配線によって撮像領域のスペースが制限されるという問題も生じない。したがって、調整効率を向上させるとともに装置の省スペース化を実現することができる。
【００１２】
ここで、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置において、当該均等磁場発生電磁石装置は、前記複数の電磁石ユニットにそれぞれのコイルを囲繞するようにそのコイル外周部分に円環状に設けられた冷却水領域を備えており、前記電磁石は、前記コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、前記冷却水領域内に引き出されているとともに、当該冷却水領域内にて中継導体に接続されており、該中継導体を介して前記渡り配線に接続されていれば、各コイルが独立して冷却水領域に囲われ、コイルが冷却水領域内の冷却水に直接浸漬された構成の均等磁場発生電磁石装置において、α巻きとしたコイルの端末部分に渡り配線を接続する構成として好適である。
【００１３】
また、前記中継導体は、前記端末部分に冷却水領域内にて一端が接続される第一の中継導体と、前記渡り配線に一端が接続される第三の中継導体と、前記第一および第三の中継導体の他端相互を繋ぐ第二の中継導体を有し、前記第二の中継導体は、円柱状に形成された部分を有するとともに、該円柱状に形成された部分が、前記支持プレートに形成された円形の貫通穴を通して前記冷却水領域内から前記冷却水領域外の領域に挿通され、前記冷却水領域外の領域にて前記第三の中継導体を介して前記渡り配線に接続されていれば、冷却水領域内に位置するコイルの端末部分に渡り配線を接続する構成としてより好適である。
【００１４】
また、前記第二の中継導体の円柱状に形成された部分は、前記支持プレートの貫通穴の内周面に対向する位置に、冷却水をシール可能にＯリングが装着されていれば、冷却水のシール性を良好とすることができるので、冷却水領域内に位置するコイルの端末部分に渡り配線を接続する構成としてより一層好適である。
また、前記電磁石が、前記コイルの巻き始めおよび巻き終わりの端末部分のいずれもが、前記電磁石ユニットの中心軸よりも前記冷却水領域内の上部の位置から引き出されるとともに、各電磁石ユニットの上部を跨ぐように配置された前記渡り配線に接続されていれば、装置の設置スペースを省スペースとする上でより好適である。
【００１５】
さらに、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置において、前記渡り配線は、可撓性のある撚り銅線であれば、コイル相互の相対位置を調整するメカニカルシム調整時において、隣接するコイルの位置変化が防止または抑制されるので、調整効率を向上させる上でより好適である。
また、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置において、前記電磁石のコイルは、その巻き線が平角導線であれば、断面が円形の導線に比べて、コイルの内外径の精度が向上するのでより真円に近づくため、磁場調整範囲を少なくして調整効率をより向上させるとともに、高密度に巻き線を巻回できるので、より高効率、高性能な電磁石が得つつ装置の省スペース化を実現する上でより好適である。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、本発明によれば、均等磁場発生電磁石装置の調整効率を向上させるとともに装置の省スペース化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る均等磁場発生電磁石装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る均等磁場発生電磁石装置の断面図であり、同図は、軸線を含む縦断面を示している。
【図３】電磁石ユニットの要部（コイル端末部分）を拡大して示す部分図であり、同図では、手前側の支持プレートと冷却水タンクを非表示としている。
【図４】電磁石ユニットの要部（コイル端末部分）を拡大して示す部分図であり、同図では、冷却水タンクを非表示としている。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、符号１は電子スピン共鳴や核磁気共鳴などの種々の磁気共鳴を利用して生体の組織画像を得る生体計測装置に適用する均等磁場発生電磁石装置である。この均等磁場発生電磁石装置１は、磁場発生用として複数の電磁石を有して構成され、本実施形態の例では、図２に断面図を示すように、円環状に形成された８個の電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８が同軸に配置されている。ここで、図２に示す、軸方向の両端部側に配設された電磁石ＥＭ１，ＥＭ２及びＥＭ７，ＥＭ８は、その内径及び外径がともに小さく設定されているが、人体等の生体が中心部を通過するに十分な内径に形成されている。
【００１９】
また、電磁石ＥＭ２及びＥＭ７よりも軸方向の内側に配設された電磁石ＥＭ３及びＥＭ６は、その内径及び外径がともに電磁石ＥＭ１，ＥＭ２及びＥＭ７，ＥＭ８よりも大きい中程度に設定されている。さらに、電磁石ＥＭ３及びＥＭ６の軸方向内側、すなわち軸方向中央部に配設された電磁石ＥＭ４及びＥＭ５は、その内径及び外径がともに電磁石ＥＭ３及びＥＭ６よりも大きい大径に設定されている。したがって、電磁石ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ７及びＥＭ８と、電磁石ＥＭ３及びＥＭ６と、電磁石ＥＭ４及びＥＭ５とは互いに異なる定数に設定されている。
【００２０】
上記電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、各径に応じた巻き線用芯金２の外周面側に巻き線を施してコイル３が形成され、巻き線用芯金２の外周面にコイル３を装着固定することで、巻き線用芯金２及びコイル３で構成される磁場を発生する電磁石となっている。巻き線用芯金２は、その両側面に、図２および図４に示すように、軸方向に突出形成された係合突出部２ｂ及び２ｃがそれぞれに形成されている（図２では一番左端の巻き線用芯金２にのみ符号を付した）。係合突出部２ｂ及び２ｃの外周面側には、Ｏリング４ａ及び４ｂを収容する円環状溝２ｅ及び２ｆが形成されている。この係合突出部２ｂ及び２ｃとＯリング４ａ及び４ｂによりシール部が形成され、これにより、後述する冷却水タンク１０との協働により画成される冷却水領域の内周側からの漏水が防止されている。
【００２１】
コイル３は、不図示の巻き線治具で巻き線用芯金２を両側面から挟持し、これを不図示のアルファ巻き（α巻き）用の巻き線機に装着して、巻き線用芯金２の外周側にアルファ巻きで所定ターン数の巻き線を施して、巻き線用芯金２の外周側に円環状に形成される。これにより、各電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、自身のコイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂ（図３参照）のいずれもが、自身のコイル３の外周から引き出されるように巻き線が巻回されている。各コイル３は、巻き線治具に装着状態で、例えば真空加圧ワニス含浸処理によって、コイル３の巻き線間に絶縁材となるワニスを含浸させ、コイル３の巻き線が固定される。なお、必要に応じて乾燥処理を行い、巻き線機による巻き線時のテンションによる残留応力を除去するアニール処理を行うことが好ましい。アニール処理によってコイル３の残留応力を除去して巻き線用芯金２への装着精度を長期に亘って維持することができる。
【００２２】
そして、上記電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、図１、図２に示すように、略方形をなす一対の支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ、〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂによって軸方向両側から挟持されており、これにより、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６が構成されている。
支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６ｂのそれぞれは、互いに同一形状に高精度に形成されており、図１、２に示すように、それぞれが中心開口５を有するとともに、多数の貫通孔６が形成されている。多数の貫通孔６は、各支持プレートの中心開口５を基準として、その円周方向に所定間隔を保って軸方向の同軸上に貫通形成され、また、その貫通形成される位置は、多数の貫通孔６が電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８の内周近傍及び外周近傍に他の部品とは干渉しない位置に形成されている。なお、多数の貫通孔６のうち、最外周の位置に形成された貫通孔６は、不図示の位置決め用軸（スルーボルト）を挿通するための孔とされている。
【００２３】
また、支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６ｂのそれぞれは、対をなす電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の組ごとに、位置決め用ブッシュ２７、２８（図２参照）やこれに対向する位置に配置された位置決め用の円筒部材（不図示）等からなる径方向の位置決めを行う位置決め構造を有している。また、支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６ｂのそれぞれは、図２、図４に示すように、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を構成する巻き線用芯金２の上記係合突出部２ｂ及び２ｃが係合する円環状の係合溝７を有し、この係合溝７の外周側に連接して電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６のコイル３の軸方向を向く両端面が接触する平坦面８が形成されている。
【００２４】
さらに、支持プレートＰ１ａ〜Ｐ６ａ及びＰ１ｂ〜Ｐ６のそれぞれには、係合溝７に巻き線用芯金２の係合突出部２ｂ及び２ｃを係合させた状態で、コイル３の外周縁よりも外側の位置に、図２に示す、円環状の冷却水タンク１０の軸方向両端部が嵌合する嵌合段部９が形成されている。
【００２５】
ここで、冷却水タンク１０は、図２に示すように、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を水冷する場合に、コイル３を浸漬する冷却水が外部に漏れることを阻止する周壁面となるように各電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８のコイル３を円環状に囲繞してそれぞれのユニットに装着されたものである。つまり、冷却水タンク１０は、各電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８の外径よりも大きい内径を有する円環状枠体で構成され、自身の上下には、冷却水の給排水を行うための継手部１０ａ，１０ｂ（図２の右端の冷却水タンク１０について符号を付す）が設けられており、支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ、〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの嵌合段部９との接触面に、Ｏリングや封止用接着剤などでシーリングを行うことで、冷却水タンク１０周壁面よりも内部に、コイル３外周部分に円環状に設けられた冷却水領域（図２に示す符号Ｒの部分）を画成している。
【００２６】
そして、図２に示すように、上記電磁石ＥＭ１及びＥＭ２は、上記一対の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂの位置決め構造により位置決めしつつ挟持され、上記多数の貫通孔６をボルト・ナット４（図１参照）で軸方向から締付けることにより、支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂ間に電磁石ＥＭ１及びＥＭ２を所定位置に位置決めして固定されて電磁石ユニットＭＵ１を構成している。同様に、電磁石ＥＭ７及びＥＭ８についても一対の支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂでボルト・ナットにより挟持されて電磁石ユニットＭＵ６を構成している。また、電磁石ＥＭ３、ＥＭ４、ＥＭ５及びＥＭ６については、一対の支持プレートＰ２ａ，Ｐ２ｂ、Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ、Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ及びＰ５ａ，Ｐ５ｂで個別にボルト・ナットにより挟持されて、それぞれ電磁石ユニットＭＵ２、ＭＵ３、ＭＵ４及びＭＵ５を構成している。
【００２７】
そして、図２に示すように、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の各支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの隣接する支持プレート間における位置決め用ブッシュ２７、２８の位置にそれぞれ軸方向の位置決めを行う円筒部材（不図示）を位置決め用ブッシュ２７、２８と同軸的に配置した状態で、不図示の位置決め用軸（スルーボルト）を各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６全体に亘って最外周の位置の同軸上に形成された貫通孔６に挿通することにより、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６全体を径方向及び軸方向に位置決めして整列させている。
【００２８】
この電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の整列状態で、図２に示すように、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を構成する各支持プレートＰ１ａ，Ｐ１ｂ〜Ｐ６ａ，Ｐ６ｂの下端を、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６用のベース板ＡＭ上に固定ボルトでそれぞれ取付ける（なお、ベース板ＡＭは、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６それぞれにＡＭ１〜ＡＭ６の６枚を有するが、ベース板ＡＭ２〜ＡＭ６の図示は省略する。）。ここで、ベース板ＡＭは、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の軸方向位置および軸方向と直交方向の位置を、個別に微調整可能な２次元位置調整機構を有している。ベース板ＡＭは、各２次元位置調整機構により、上記位置決め用軸を引き抜いた状態で、ベース板ＡＭ１〜ＡＭ６上の電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６を個別に軸方向および軸方向と直交方向に微調整を行うことが可能となっている。
【００２９】
ここで、図１に示すように、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６は、それぞれの隣り合うコイル３相互を直列接続するように、コイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分が、複数の渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６によって直列に接続されている。本実施形態の例では、渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６には、可撓性のある撚り銅線が用いられ、外皮は絶縁部材で被覆されている。そして、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、自身のコイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂ（図３参照）のいずれもが、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の中心軸（上記中心開口５の軸心）よりも、上記冷却水領域Ｒ内での上部の位置から引き出されている。さらに、端末部分３ａ，３ｂ（図３参照）のいずれもが、図１に示すように、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の上部を跨ぐように配置された渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６にて接続されている。
【００３０】
ここで、図３および図４に、本発明に係る構成の要部（コイル端末部分３ａ，３ｂ）を示す。なお、図３および図４に要部として示す図は、上記電磁石ユニットＭＵ２〜ＭＵ５における一部分に相当する図であるが、本発明では、コイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂの構成は、全ての電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６に共通して適用されるものなので、電磁石ユニットＭＵ１、ＭＵ６での図示およびその説明については省略する。
【００３１】
図３および図４に示すように、本実施形態の例では、各電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、自身のコイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂのいずれもが、冷却水領域Ｒ内に引き出されているとともに、当該冷却水領域Ｒ内にて中継導体３０に接続されており、この中継導体３０を介して上記渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６に接続されている。本実施形態の例では、中継導体３０は、平角導線であるコイル端末部分３ａ，３ｂに一端が直接接続される短尺な直方体状の第一中継導体３１と、渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６に一端が直接接続される長尺な直方体状の第三中継導体３３と、第一中継導体３１の他端と第三中継導体３３の他端とを相互に繋ぐ第二中継導体３２とを有する。これら第一〜第三中継導体３１、３２、３３相互は、ねじによって連結されている。
【００３２】
ここで、図４に示すように、中継導体３１、３２、３３のうち、第二中継導体３２は円柱状に形成されている。そして、第一中継導体３１は、直方体状の長軸方向がコイル３の周方向に沿って配置されているのに対し、第二中継導体３２は、その円柱状の軸線が、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の中心軸の方向に沿って配置されており、これにより、第二中継導体３２は、自身の軸の端面が支持プレート（代表符号Ｐとする）側を向いている。
【００３３】
さらに、第二中継導体３２は、支持プレートＰに形成された円形の貫通穴Ｐｍを通して冷却水領域Ｒ内の第一中継導体３１から同冷却水領域Ｒ外の第三中継導体３３に接続され、これにより、第三中継導体３３が冷却水領域Ｒ外にて渡り配線（代表符号ＰＷとする）に接続されるようになっている。なお、円柱状の第二中継導体３２には、支持プレートＰの貫通穴Ｐｍの内周面に対向する周面部分に、冷却水をシール可能なようにＯリングが装着されている。そして、長尺な直方体状の第三中継導体３３は、その長軸方向がコイル３の略径方向に沿って配置されるとともに、その長軸の長さが、渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６に上記一端を直接接続するために必要十分な長さとされ、支持プレートＰの周面よりも支持プレートＰの上部の外周側まで張り出している。
【００３４】
次に、上記実施形態の動作、および作用・効果について説明する。
この均等磁場発生電磁石装置１は、その製造工程において、上記ベース板ＡＭ（ＡＭ１〜ＡＭ６）上に各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６をそれぞれ取付けて所期の位置に位置決めし、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８の中心軸が同軸上に位置するように整列させ、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６のコイル３に通電した状態で、撮像空間である電磁石中心部における球状空間（例えば直径４０ｃｍ）内での磁界均一度を測定する。
【００３５】
磁界均一度が所定範囲（数ｐｐｍ以下）であるときには、磁場調整が不要である。一方、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６のコイル３に通電したときに、撮像空間である電磁石中心部における球状空間内での磁界均一度を測定した結果が、所定範囲（数ｐｐｍ以下）を超えているときは、磁場調整のために、例えばベース板ＡＭ（ＡＭ１〜ＡＭ６）の２次元位置調整機構等により、球状空間内での磁界均一度を測定した結果が所定範囲（数ｐｐｍ以下）となるように調整を行う。
【００３６】
ここで、本実施形態の均等磁場発生電磁石装置１は、上記複数の電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、自身のコイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂ（図３参照）のいずれもが、自身のコイル３の外周から引き出されるように巻き線がα巻きで巻回されているので、巻き始めがコイル内部から引き出される通常の巻き線と比べて、巻き線にクロスポイントが発生しないので真円となるように巻き線することができ、また、厚み方向のクリアランスも小さくできる。そのため、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を高効率、高性能なものとすることができる。また、通常の巻き線と比べて、コイル３を精度良く一層コンパクトに製作することができ、また、検体を撮像する領域に渡り配線を近づけないようにすることができ、さらに、コイル３の外周から引き出されるように巻き線がα巻きで巻回されているので、上記渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６により撮像領域のスペースが制限されるという問題も生じない。したがって、上記磁場調整の効率を向上させるとともに装置の省スペース化を実現することができる。
【００３７】
また、この均等磁場発生電磁石装置１は、複数の電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６にそれぞれのコイル３を囲繞するようにそのコイル外周部分に円環状に設けられた冷却水領域Ｒを備えており、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８は、自身のコイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂのいずれもが、上記冷却水領域Ｒ内に引き出されているとともに、当該冷却水領域Ｒ内にて中継導体３０に接続されており、この中継導体３０を介して渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６に接続されているので、各コイル３が独立して冷却水領域Ｒに囲われ、コイル３が冷却水領域Ｒ内の冷却水に直接浸漬された構成において、α巻きとしたコイル３の端末部分３ａ，３ｂに渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６を接続する構成として好適である。
【００３８】
また、この均等磁場発生電磁石装置１によれば、中継導体３０が複数の中継導体３１、３２、３３から構成され、そのうちの第二中継導体３２が円柱状に形成されるとともに、支持プレートＰに形成された円形の貫通穴Ｐｍを通して冷却水領域Ｒ内から同冷却水領域Ｒ外の渡り配線ＰＷに接続されているので、冷却水領域Ｒ内に位置するコイル３の端末部分３ａ，３ｂに渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６を接続する構成としてより好適である。
【００３９】
また、この均等磁場発生電磁石装置１によれば、円柱状の第二中継導体３２が、支持プレートＰの貫通穴Ｐｍの内周面に対向する周面部分に、冷却水をシール可能にＯリング３７が装着されているので、冷却水のシール性を良好とすることができ、冷却水領域Ｒ内に位置するコイル３の端末部分３ａ，３ｂに渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６を接続する構成としてより一層好適である。
【００４０】
また、この均等磁場発生電磁石装置１によれば、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８が、自身のコイル３の巻き始めおよび巻き終わりの端末部分３ａ，３ｂのいずれもが、電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の中心軸よりも各冷却水領域Ｒ内の上部の位置から引き出されるとともに、各電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６の上部を跨ぐように配置された渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６に接続されているので、均等磁場発生電磁石装置１の設置スペースをより省スペースとすることができる。
【００４１】
さらに、この均等磁場発生電磁石装置１によれば、渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６として、可撓性のある撚り導線を用いているので、コイル３相互の相対位置を調整するメカニカルシム調整時において、隣接するコイル３の位置変化が防止または抑制されるので、調整効率をより向上させることができる。
また、この均等磁場発生電磁石装置１によれば、電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８のコイル３は、その巻き線に平角導線を用いているので、断面が円形の導線に比べて、コイル３の内外径の精度が向上し、より真円に近づけることができる。そのため、磁場調整範囲を少なくして調整効率をより向上させるとともに、高密度に巻き線を巻回できるので、より高効率、高性能な電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を得つつ装置の省スペース化を実現することができる。
【００４２】
なお、本発明に係る均等磁場発生電磁石装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、８個の電磁石ＥＭ１〜ＥＭ８を使用して６つの電磁石ユニットＭＵ１〜ＭＵ６から均等磁場発生電磁石装置１を構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ユニットや電磁石の使用個数は任意に設定することができる。
【００４３】
また、例えば上記実施形態では、電磁石ＥＭ１及びＥＭ２と電磁石ＥＭ７及びＥＭ８とをそれぞれ一対の支持プレートＰ１ａ及びＰ１ｂと一対の支持プレートＰ６ａ及びＰ６ｂで支持して電磁石ユニットＭＵ１及びＭＵ６を構成する例を説明したが、これに限らず、電磁石ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ７及びＥＭ８を個別に一対の支持プレートで支持して電磁石ユニットを構成してもよい。
【００４４】
また、例えば上記実施形態では、巻き線治具を使用して巻き線用芯金２の外周側に、平角導線でα巻きとしたコイル３を形成した後に、ワニス含浸処理を行う例を説明したが、これに限らず、巻き線の種類等によって巻き線を施した後にコイル３の形状が崩れない場合には、ワニス含浸処理を省略することができる。同様にコイル３の残留応力が少ない場合にはアニール処理を省略することができる。また、平角導線に替えて、巻き線を断面が円形の導線としてもよい。しかし、コイル３の巻き線が平角導線であれば、断面が円形の導線に比べて、コイル３の内外径の精度が向上するのでより真円に近づくため、磁場調整範囲を少なくして調整効率をより向上させるとともに、高密度に巻き線を巻回できるので、より高効率、高性能な電磁石が得つつ装置の省スペース化を実現する上でより好適である。
【００４５】
また、例えば上記実施形態では、渡り配線ＰＷ１〜ＰＷ６として可撓性のある撚り導線を用いた例で説明したが、これに限らず、種々の導線を渡り配線として使用できる。しかし、渡り配線が、可撓性のある撚り導線であれば、コイル相互の相対位置を調整するメカニカルシム調整時において、隣接するコイルの位置変化が防止または抑制されるので、調整効率を向上させる上でより好適である。
また、例えば上記実施形態では、均等磁場発生電磁石装置１を、コイル３を囲繞するようにそのコイル外周部分に円環状に設けられた冷却水領域Ｒを備える水冷方式で冷却する例で説明したが、これに限らず、液体以外の冷媒を使用する冷却方式を採用する場合には、冷却水タンク１０を省略することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    均等磁場発生電磁石装置
２    巻き線用芯金
３    コイル
４    ボルト・ナット
５    中心開口
６    貫通孔
７    係合溝
８    平坦面
９    嵌合段部
１０    冷却水タンク
２０    スペーサ
３０    中継導体
３１    第一中継導体
３２    第二中継導体
３３    第三中継導体
３５    端子
３７    Ｏリング
ＥＭ１〜ＥＭ８    電磁石
ＭＵ１〜ＭＵ６    電磁石ユニット
ＰＷ１〜ＰＷ６    渡り配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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