(57)【要約】【課題】製造コスト面あるいは装置の大型化の面で改善されて、実現可能な超電導マグネット装置を提供すること。【解決手段】一対の磁場発生部１、２、両磁場発生部１、２のそれぞれと直交して連結されて両者を連結する連結部３、および上記両磁場発生部１、２内および連結部３内にまたがって設置された中空梁４を備えている。中空梁４は、磁場発生部１内に設けられた中空梁部４ａ、磁場発生部２に内に設けられた中空梁部４ｂ、および連結部３内に設けられた中空梁部４ｃから形成されており、上記各中空梁部は、一対のフランジ部分と当該フランジ部の間に設けられウェブ部分とからなる。【選択図】        図４
2004350779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が置かれる空間を挟んで互いに対向配置されて内部にそれぞれ極低温に保たれた超電導コイルを有する第一磁場発生部と第二磁場発生部、上記両磁場発生部同士を連結すると共に内部が極低温に保たれた連結部を備えた超電導マグネット装置であって、上記第一磁場発生部内と上記第二磁場発生部内と上記連結部内の各極低温またはそれに近い低温の個所に設置された、機械的強度向上用の中空梁を備えたことを特徴とする超電導マグネット装置。
【請求項２】
上記連結部は、上記両磁場発生部の各外周部に結合されており、上記中空梁は、上記第一磁場発生部内に設けられた第一中空梁部、上記第二磁場発生部内に設けられた第二中空梁部、および上記連結部内に設けられると共に、上記第一中空梁部と上記第二中空梁部とに対して直交方向またはそれに近い方向に延在して上記第一中空梁部と上記第二中空梁部のそれぞれと結合された第三中空梁部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の超電導マグネット装置。
【請求項３】
上記第一磁場発生部と上記第二磁場発生部のいずれもは、上記超電導コイルを収容したヘリウム容器を有し、上記第一中空梁部と上記第二中空梁部とは、上記の各ヘリウム容器内に設置されたことを特徴とする請求項２記載の超電導マグネット装置。
【請求項４】
上記第一磁場発生部と上記第二磁場発生部における上記の各超電導コイルは、高均一磁場を発生する主コイルと上記主コイルに対して逆極性の磁場を発生するシールドコイルとを備え、上記第一中空梁部と上記第二中空梁部は、上記の各主コイルの外側に設置されたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の超電導マグネット装置。
【請求項５】
上記第一磁場発生部と上記第二磁場発生部における上記の各超電導コイルは、高均一磁場を発生する主コイルと上記主コイルに対して逆極性の磁場を発生するシールドコイルとを備え、上記第一中空梁部と上記第二中空梁部は、上記の各主コイルと上記シールドコイルとの間に設けられたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の超電導マグネット装置。
【請求項６】
上記第一中空梁部、上記第二中空梁部、および上記第三中空梁部のいずれもは、互いに対向設置された一対のフランジと上記の各一対のフランジ間の離隔距離を略一定に保つウェブとから形成されたものであることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか一項記載の超電導マグネット装置。
【請求項７】
上記第一中空梁部中の一対のフランジの一方または両方、上記第二中空梁部中の一対のフランジの一方または両方は、上記連結部内にまで延在して上記第三中空梁部中の少なくとも一部のフランジと一体に連結され、且つ上記第一中空梁部中の一対のフランジ間および上記第二中空梁部中の一対のフランジ間には、各上記ヘリウム容器内から上記連結部内に達するウェブを備えたことを特徴とする請求項６記載の超電導マグネット装置。
【請求項８】
上記第一磁場発生部と上記第二磁場発生部における上記の各超電導コイルは、互いに同心円状に設置された複数のコイルを備え、上記第三中空梁部は、上記複数のコイル中の最外部に位置する第一コイルと上記第一コイルに隣接する第二コイルとの間を貫通するフランジを備え、上記フランジは、上記第一中空梁部中の一対のフランジの一方または両方と上記第二中空梁部中の一対のフランジの一方または両方と結合されたことを特徴とする請求項６または請求項７記載の超電導マグネット装置。
【請求項９】
上記第一磁場発生部における上記ヘリウム容器の一対の鏡板部の一方または両方は、上記第一中空梁部のフランジにより形成され、上記第二磁場発生部における上記ヘリウム容器の一対の鏡板部の一方または両方は、上記第二中空梁部のフランジにより形成されことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか一項記載の超電導マグネット装置。
【請求項１０】
上記連結部におけるヘリウム容器の少なくとも一部は、上記第三中空梁部のフランジにより形成されたことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか一項記載の超電導マグネット装置。
【請求項１１】
上記第一磁場発生部と上記第二磁場発生部を上下に配置し、あるいは上記連結部を下にして上記第一磁場発生部と上記第二磁場発生部を左右に配置したことを特徴とする請求項１記載の超電導マグネット装置。
【請求項１２】
上記中空梁は、ステンレス製であることを特徴とする請求項１記載の超電導マグネット装置。
【請求項１３】
磁気共鳴画像診断装置用であることを特徴とする請求項１記載の超電導マグネット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超電導マグネット装置に関し、詳しくは磁気共鳴画像診断装置用として好適な超電導マグネット装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上下の磁石（静磁場発生源）を支持するヨークとこれらを連結する１本のヨークよりなる磁気回路から構成された、側面から見るとコ字状を呈する磁気共鳴イメージング装置は、後記する特許文献１から公知である。また、開放ＭＲＩ磁石において、ピポット接続手段、間にギャップを形成するように間隔をおいて配置された一対の超電導コイル集合体、および上記コイル集合体に堅固に取り付けられたコイル集合体支持手段であって、上記ピポット接続手段に接触して上記ピポット接続手段の中で回転するピポット手段を備えた開放ＭＲＩ磁石、並びに上記コイル集合体支持手段がシェル手段に堅固に取り付けられたＣ字状の構造部材手段、およびエンベロープ手段を含む開放ＭＲＩ磁石は、後記する特許文献２から公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−５２６６２号公報（段落番号００１２、図１）
【特許文献２】
特公平６−５６４３号公報（請求項１、請求項４、段落番号０００８、図１）
【０００４】
ところで、最近の磁気共鳴画像診断装置用の超電導マグネット装置では、高速撮影が可能でしかも高品質の撮像を得るために、１テスラ程度の高磁場の要求がある。１テスラの高磁場が発生すると、互いに対向する超電導マグネット間に生じる電磁力のために両超電導マグネット間に１００トン程度の巨大な吸引力が発生する。
【０００５】
上記特許文献１に開示された技術おいて、かかる巨大な吸引力に耐えるようにするには、上記磁気回路の総重量が百数十トンにもなり、そのサイズも大きくなって、製造コスト、輸送、設置条件などで問題となる。一方、上記特許文献２に開示された技術おいては、上記シェル手段および上記Ｃ字状の構造部材手段の機械的強度を高度に補強する必要があるので、かかる補強のために開放ＭＲＩ磁石の全体が非常に大型化して実現が困難となる問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における如上の問題に鑑みて、前記した巨大吸引力に耐えながら、しかも製造コスト面あるいは装置の大型化の面で改善されて実現可能な超電導マグネット装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の超電導マグネット装置は、被検体が置かれる空間を挟んで互いに対向配置されて内部にそれぞれ極低温に保たれた超電導コイルを有する第一磁場発生部と第二磁場発生部、上記両磁場発生部同士を連結すると共に内部が極低温に保たれた連結部を備えた超電導マグネット装置であって、上記第一磁場発生部内と上記第二磁場発生部内と上記連結部内の各極低温またはそれに近い低温の個所に設置された、機械的強度向上用の中空梁を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下において、説明が先行する図に示された部位または表示と同じ、あるいは対応する部位または表示が後続の図に示される場合には、互いに同じ符号を付して後続の図ではかかる部位または表示の説明や符号付けを省略することがある。
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図５は、本発明の超電導マグネット装置における実施の形態１を説明するものであって、図１は実施の形態１の全体の斜視図であり、図２は後記する中空梁のみの全体の斜視図であり、図３は図２に含まれる一部分の斜視図であり、図４は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５は図１および図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお図５では、Ｂ−Ｂ断面には現れない後記の主コイル１７を点線で示す。
【００１０】
図１〜図５において、実施の形態１の超電導マグネット装置は、一対の磁場発生部１、２、上記両磁場発生部１、２同士を連結する連結部３、および上記両磁場発生部１、２内および連結部３内にまたがって設置された中空梁４、および支持部材５を備えている。一対の磁場発生部１、２同士は、被検体が置かれる空間Ｓを介して互いに平行またはそれに近い状態で対向配置されており、連結部３はそれら磁場発生部１、２と直交またはそれに近い状態で連結されていて、実施の形態１の超電導マグネット装置は、Ａ−Ａ線に沿った断面がコ字状（図４参照）を呈する外形を有している。
【００１１】
磁場発生部１は、内筒１１と外筒１２との各開口端面にドーナツ状の外壁板体１３、１４が張られて形成されて、中心に貫通孔を有するドーナツ状体であって、その内部に輻射熱シールド１５を介してヘリウム容器１６を内蔵している。ヘリウム容器１６内には、液化ヘリウムと液化ヘリウムにて冷却された主コイル１７が設置されている。主コイル１７は、高均一磁場空間Ｓを発生するために１個または複数個の超電導コイルを組み合わせたものであって、実施の形態１および後続の諸実施の形態では、最外の大コイル１７１、中間コイル１７２、中間コイル１７３、および最内の小コイル１７４を含む。後記の主コイル２７も、構成並びに機能において主コイル１７と同じである。
【００１２】
磁場発生部２は、磁場発生部１と空間Ｓの中心面に対して対称となるように実質的に同じ構造を有し、内筒２１と外筒２２との各開口端面にドーナツ状の外壁板体２３、２４が張られて中心に貫通孔を有するドーナツ状体であって、その内部に輻射熱シールド２５を介してヘリウム容器２６を内蔵している。ヘリウム容器２６内には、液化ヘリウムと液化ヘリウムにて冷却された、最外の大コイル２７１、中間コイル２７２、中間コイル２７３、および最内の小コイル２７４を含む主コイル２７が設置されている。
【００１３】
連結部３は、図１に示すように、面３１〜面３６を有する直方体であって、面３１の一端は外壁板体１３と接続されており、面３２の一端は外壁板体２３と接続されている。面３３は、ヘリウム容器１６とヘリウム容器２６とが連通するための開口部が設けられた状態で外壁板体１４および外壁板体２４と接続されている。連結部３の面３１〜面３６の各内部に輻射熱シールド３７が設けられ、面３１内の輻射熱シールド３７の一部は輻射熱シールド１５と、また面３２内の輻射熱シールド３７の一部は輻射熱シールド２５と、それぞれ一体化されている。しかして磁場発生部１、磁場発生部２、および連結部３が結合された断面コ字状の構造物は、内部が真空に保持された真空容器となっている。
【００１４】
連結部３は、またその内部に輻射熱シールド３７を介して、後記するフランジおよびウェブ部分で囲まれたヘリウム容器３９を内蔵していおり、ヘリウム容器３９は、ヘリウム容器１６およびヘリウム容器２６と連通している。
【００１５】
輻射熱シールド１５、輻射熱シールド２５、および輻射熱シールド３７のいずれもは、図４および図５に示すように、一つの壁体であってもよく、あるいはシールド効果を一層高めるために複数の輻射熱シールド層から構成され、各輻射熱シールド層は、その両面に真空スペースを空けて設置された構造のものであってよい。支持部材５は、断熱材により形成されたものであって、ヘリウム容器１６またはヘリウム容器２６、輻射熱シールド１５または輻射熱シールド２５を、それぞれ外壁板体１３または外壁板体２３に固定する機能をなす。
【００１６】
中空梁４は、その主要部として磁場発生部１内に設けられた中空梁部４ａ、磁場発生部２内に設けられた中空梁部４ｂ、および連結部３内に設けられた中空梁部４ｃの３部分を含む。中空梁部４ａと中空梁部４ｃ、および中空梁部４ｂと中空梁部４ｃとは、互いに直交またはそれに近い方向で結合されていて、中空梁４は、図２に示すように側面から見てコ字状を呈する。また中空梁部４ａ〜中空梁部４ｃは、いずれも後記するように、一対のフランジと一対のウェブとから構成されており、一対のフランジは、前記した高磁場により発生する磁場発生部１と磁場発生部２との間の吸引力に基づく磁場発生部１、磁場発生部２、および連結部３の変形を防止するために設けられて、自体は引張力あるいは圧縮力を受けるものであり、一対のウェブは、一対のフランジ間の両端またはその近傍においてフランジに溶接されて一対のフランジ間の間隔を一定に保つことによりフランジの変形を防止する作用をなす。したがって、本発明で用いられる中空梁４は、一対のフランジと一対のウェブとから構成された中空状を呈する。なおウェブは、一対のフランジ間の両端またはその近傍のみならず、例えば後記するウェブ部分４２３のように一対のウェブ部分に加えてその中間にも設けられることもある。
【００１７】
以下、中空梁部４ａ〜中空梁部４ｃの各構造に就いて、フランジとウェブに言及して一層詳細に説明する。フランジは、フランジ部分４１１〜フランジ部分４１８を含み、ウェブは、ウェブ部分４２１〜ウェブ部分４２９を含んでいる。フランジ部分４１１は、図２、図４、図５から理解されるように、ヘリウム容器１６内における一端が同容器１６の内壁に沿うように円弧状を呈する、横幅が一定の平板体であって、ヘリウム容器１６内の端からヘリウム容器３９の端の輻射熱シールド３７にまで延在している。ヘリウム容器３９には、輻射熱シールド３７の内側にフランジ部分４１５が設けられており、フランジ部分４１１の先端は、フランジ部分４１５の上端面を覆う状態で同上端面に溶接されてる。フランジ部分４１２は、フランジ部分４１１より僅かに短いがフランジ部分４１１と同形の平板体であって、フランジ部分４１１と平行にヘリウム容器１６内の端からヘリウム容器３９内にまで延在してフランジ部分４１５の表面に溶接されている。フランジ部分４１１とフランジ部分４１２とは、それらの長手方向の一端においてウェブ部分４２１により、他端においてウェブ部分４２２により、さらに中間においてウェブ部分４２３により、それぞれ溶接されている。なお図３では、ウェブ部分４２３の存在を明示するために、フランジ部分４１１を取り除いた状態を示す。しかして中空梁部４ａは、フランジ部分４１１とフランジ部分４１２の各一部と、ウェブ部分４２１〜ウェブ部分４２３の各一部とから構成されている。
【００１８】
ヘリウム容器２６においても、上記したヘリウム容器１６とヘリウム容器３９の場合と同様であって、一端が円弧状を呈するフランジ部分４１３は、ヘリウム容器２６内の端からヘリウム容器３９の端の輻射熱シールド３７にまで延在して、フランジ部分４１５の下端面を覆う状態で同下端面に溶接されてる。フランジ部分４１４は、フランジ部分４１３と平行にヘリウム容器２６内の端からヘリウム容器３９内にまで延在してフランジ部分４１５の表に溶接されている。フランジ部分４１３とフランジ部分４１４とは、それらの長手方向の一端がウェブ部分４２４と、他端がウェブ部分４２５（図示せず）と、さらに中間のウェブ部分４２６と、それぞれ溶接されている。しかして、中空梁部４ｂは、フランジ部分４１３とフランジ部分４１４の各一部と、ウェブ部分４２４〜ウェブ部分４２６の各一部とから構成されている。フランジ部分４１１〜フランジ部分４１４などがフランジ部分４１５にまで延在してフランジ部分４１５に結合されていると、中空梁部４ａと中空梁部４ｃとの結合強度並びに中空梁部４ｂと中空梁部４ｃとの結合強度が向上して、中空梁４の全体の強度が一層向上する。その際、フランジ部分４１１とフランジ部分４１２のいずれか一方、およびフランジ部分４１３とフランジ部分４１４のいずれか一方がフランジ部分４１５にまで延在し結合された場合でも高強度の中空梁４が得られる。
【００１９】
なお実施の形態１においては、図４から明らかなように、中空梁部４ａは、ヘリウム容器１６内に設けられ、且つ主コイル１７の外側、換言するとヘリウム容器１６の鏡板部１６１からの離隔距離が主コイル１７のそれより大きくなる位置に設けられている。中空梁部４ｂも中空梁部４ａと同様であって、中空梁部４ｂは、ヘリウム容２６内に設けられ、且つ主コイル２７の外側、換言するとヘリウム容器２６の鏡板部２６１からの離隔距離が主コイル２７のそれより大きくなる位置に設けられている。
【００２０】
ヘリウム容器３９内の中空梁部４ｃは、フランジ部分４１１〜フランジ部分４１４など、上記した中空梁部４ａと中空梁部４ｂに直結したフランジ部分に加えて、フランジ部分４１５、フランジ部分４１５に平行に設けられたフランジ部分４１６〜フランジ部分４１８、およびウェブ部分４２７〜ウェブ部分４２９から構成されている。なおウェブ部分４２９は、ウェブ部分４２７とその反対側に設けられたウェブ部分４２８（図示せず）との中間に設けられている。
【００２１】
上記した中空梁４の構造から分かるように、中空梁部４ａと中空梁部４ｂとは、それぞれヘリウム容器１６およびヘリウム容器２６内に設けられているが、実施の形態１におけるヘリウム容器３９は、主として中空梁部４ｃにより形成されており、例えばフランジ部分４１５などは、中空梁部４ｃの一メンバーであると同時に、ヘリウム容器３９の一壁でもある。
【００２２】
つぎに実施の形態１の動作並びに効果に就いて説明する。以上のように中空梁４をヘリウム容器１６、ヘリウム容器２６、およびヘリウム容器３９内に設けることにより、連結部３内の中空梁部４ｃと磁場発生部１および磁場発生部２の主コイル１７および主コイル２７との間の距離を短くすることができ、また、磁場発生部１と磁場発生部２との間に前記した吸引力が生じても、それは前記した通りにコ字状に結合された中空梁部４ａ〜中空梁部４ｃにより受け止められるので、支持部材５は、主コイル１７または主コイル２７、ヘリウム容器１６またはヘリウム容器２６、輻射熱シールド３７、および中空梁部４ａまたは中空梁部４ｂの重量を支持すればよくて、細いものとすることができる。その結果、前記真空容器から熱伝導によりヘリウム容器１６、ヘリウム容器２６あるいはヘリウム容器３９に入る熱量を低減することができ、液体ヘリウムの消費量が少ない超電導マグネット装置とすることができる。またヘリウム容器３９を、主として中空梁部４ｃにより形成することにより、超電導マグネット装置の構造を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００２３】
本発明において、中空梁４の上記の各種フランジ部分および各種ウェブ部分を構成する材料については、中空梁４が上記した作用を奏し得る限り特に制限はない。実施の形態１の超電導マグネット装置が１テスラ程度の電磁力を発生する規模のものである場合、ヘリウム容器１６やヘリウム容器２６は、従来通り、例えば厚さ１０〜２０ｍｍ程度のステンレスにて形成され、それに対して中空梁４の上記の各種フランジ部分および各種ウェブ部分は、例えばヘリウム容器１６やヘリウム容器２６を形成するステンレスの厚みの１．５〜５倍程度、好ましくは２〜４倍程度の厚みのステンレスにて形成される。このことは、後続の実施の形態についても言える。なお中空梁４は、ステンレス以外の構造金属材にて形成されてもよいが、ステンレスにて形成されると磁化されることがなく、高均一磁場を発生することが容易となる利点がある。
【００２４】
実施の形態２．
図６は、本発明の超電導マグネット装置における実施の形態２を説明するものであって、前記図４に対応する、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６においては、前記実施の形態１における主コイル１７および主コイル２７に加えて、ヘリウム容器１６には主コイル１７と共にシールドコイル１８が、一方、ヘリウム容器２６には主コイル２７共にシールドコイル２８が、それぞれ設けられている。シールドコイル１８およびシールドコイル２８は、１個または複数の超電導コイル群から構成されている。上記した主コイルとシールドコイルの組み合わせにより一層高均一の磁場Ｓが得られる。実施の形態２は、上記のシールドコイル１８，２８を設ける他に、ヘリウム容器１６およびヘリウム容器２６内の主コイル１７、２７とシールドコイル１８，２８との間に、それぞれ中空梁部４ａ、４ｂが、換言するとフランジ部分４１１〜フランジ部分４１４およびウェブ部分４２１〜ウェブ部分４２６が設けられている点において前記実施の形態１と異なり、その他の構成は同じである。
【００２５】
つぎに実施の形態２の動作並びに効果に就き説明する。磁場は、心臓ペースメーカ着用者に有害な影響を与えたり、近くに設置されたモニターの画像が歪むなどの悪影響を及ぼすことがある。実施の形態２の超電導マグネット装置は、このような磁場による悪影響を少なくするシールドコイル１８およびシールドコイル２８を有するものであって、シールドコイル１８、２８は、主コイル１７、２７とは逆極性の磁場を発生するものであって、主コイル１７、２７が作る超電導マグネット外に大きく広がった磁場と打ち消し合う磁場を発生することにより上記のマグネット外に広がった磁場を低減し、他への悪影響を防止する。シールドコイル１８、２８の出力は、主コイル１７、２７との間を広く取るほど小さくできて、効率的となる。したがって実施の形態２形態では、両上記の両コイル間に特別にスペースを設けるのではなく、上記の両コイル間にフランジ部分４１１〜フランジ部分４１４およびウェブ部分４２１〜ウェブ部分４２６などの中空梁４の一部を挿着することによってコンパクトな構成でありながら、結果的に上記両コイル間を広く取るようにしている。
【００２６】
実施の形態２は、上記した効果の他に、実施の形態１と同様に、連結部３内の中空梁部４ｃと磁場発生部１および磁場発生部２の主コイル１７および主コイル２７との間の距離を短くすることができ、また、磁場発生部１と磁場発生部２との間に前記した吸引力が生じても、それは中空梁部４ａ〜中空梁部４ｃにより受け止められるので、支持部材５は、主コイル１７または主コイル２７、ヘリウム容器１６またはヘリウム容器２６、輻射熱シールド３７、および中空梁部４ａまたは中空梁部４ｂの重量を支持すればよくて、細いものとすることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図７は、本発明の超電導マグネット装置における実施の形態３を説明するものであって、前記図４に対応する、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。実施の形態３は、前記実施の形態２とは、フランジ部分４１５に平行に設けられたフランジ部分４１６〜フランジ部分４１８が、同図面上で左側に移動して大コイル１７１と中間コイル１７２との間、あるいは大コイル２７１と中間コイル２７２との間を貫通して設けられ、且つ上記左側への移動に基づいてウェブ部分４２７〜ウェブ部分４２９（図７にはウェブ部分４２９のみ図示）が広幅となっている点において異なり、その他の構成は同じである。
【００２８】
つぎに実施の形態３の動作並びに効果に就き説明する。フランジ部分４１６〜フランジ部分４１８が上記の間を貫通して設けられているので、電磁力の中心である主コイル１７、２７およびシールドコイル１８、２８の中心から連結部３内の中空梁部４ｃまでの距離を短くすることができる。その結果、電磁力により中空梁部４ｃに発生する曲げモーメントを小さくすることができて、中空梁部４ｃを小さくすることができる。
【００２９】
実施の形態４．
図８〜図１１は、本発明の超電導マグネット装置における実施の形態４を説明するものであって、図８は実施の形態４の全体の斜視図であり、図９は図８のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図１０は図８および図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１１は図８および図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００３０】
前記した実施の形態１や実施の形態３などで使用されたフランジ部分４１１〜フランジ部分４１４、例えばフランジ部分４１１は、前記図２、図４、図５から理解されるように、ヘリウム容器１６、２６内における一端が同室１６、２６の内壁に沿うように円弧状を呈する横幅が一定の平板体であったが、実施の形態４で使用のフランジ部分４１１〜フランジ部分４１４、例えばフランジ部分４１１は、図１０に示されているように、ドーナツ板と方形板が結合した形状を有する。また、かかる形状を有するフランジ部分４１１とフランジ部分４１２の間には、図９と図１１から理解されるように、円筒状のウェブ部分４３０〜ウェブ部分４３２が設けられ、フランジ部分４１３とフランジ部分４１４の間には、円筒状のウェブ部分４３３〜ウェブ部分４３５が設けられている。さらにフランジ部分４１１とフランジ部分４１３の間には、平板で且つコ字状のウェブ部分４３６〜ウェブ部分４３８（図９では、ウェブ部分４３８のみ図示）が設けられている。
【００３１】
フランジ部分４１１の方形板側の先端は、フランジ部分４１５の上端面を覆う状態で同上端面に溶接され、フランジ部分４１２の方形板側の先端は、フランジ部分４１５の表面に溶接され、円筒状のウェブ部分４３０とウェブ部分４３２が両フランジ部分４１１、４１２間に介在し、かくして中空ドーナツ状の中空梁部４ａが形成されている。なお実施の形態１や実施の形態３などでは、中空梁部４ａはヘリウム容器１６内に設けられたが、実施の形態４では中空梁部４ａ自体にてヘリウム容器１６が形成されている。即ちヘリウム容器１６は、内面が鏡板部となるフランジ部分４１１のドーナツ板部、内面が鏡板部となるフランジ部分４１２のドーナツ板部、ウェブ部分４３０、およびウェブ部分４３２とから形成されている。またウェブ部分４３１は、大コイル１７１と中間コイル１７２との間を貫通して設けられている。
【００３２】
ヘリウム容器２６もヘリウム容器１６と同様に、中空梁部４ｂ自体にて形成されていて、内面が鏡板部となるフランジ部分４１３、４１４の各ドーナツ板部、ウェブ部分４３３、およびウェブ部分４３５から形成されている。またウェブ部分４３４は、大コイル１８１と中間コイル１８２との間を貫通して設けられている。連結部３内のヘリウム容器３９は、ウェブ部分４３６〜ウェブ部分４３８を含む中空梁部４ｃにて形成されている。
【００３３】
つぎに実施の形態４の動作並びに効果に就き説明する。実施の形態４では、上記したように中空梁部４ａ、中空梁部４ｂ、および中空梁部４ｃが補強材としての機能と、それぞれヘリウム容器１６、ヘリウム容器２６、およびヘリウム容器３９の構成材としての機能とを兼務するので、それらの容器は、言わば容器形成材の厚みを前記実施の形態１において言及したように、大きくするだけでよい。よって、実施の形態４の超電導マグネット装置は、構造が簡素化されて製造が容易となり、且つ製造コストが低減する効果がある。
【００３４】
実施の形態５．
図１２は、本発明の超電導マグネット装置における実施の形態５を説明するものであって、前記図９に対応する、図８のＡ−Ａ線に沿った断面図である。前記実施の形態４では、フランジ部分４１２とフランジ部分４１４とは、図９に示したように、それぞれヘリウム容器１６およびヘリウム容器２６の鏡板部と対向する対向壁を形成するように用いられたが、実施の形態５では、上記対向壁は従来通りの壁材で形成され、フランジ部分４１２とフランジ部分４１４とは図１２に示すように、それぞれ主コイル１７上および主コイル２７上に位置して、且つフランジ部分４１５にまで延在し、溶接されいる。またウェブ部分４３０〜ウェブ部分４３６は、フランジ部分４１２とフランジ部分４１４との上記の設置位置に基づいて各筒長さが短くなっている。
【００３５】
つぎに実施の形態５の動作並びに効果に就き説明する。磁気共鳴画像診断装置用の超電導マグネットは、主コイル１７および主コイル２７を出来るだけ高均一磁場の空間Ｓに近い位置に配置するほど設計が楽になる。実施の形態５では、、主コイル１７および主コイル２７の外側に板厚の大きいフランジ部分４１２とフランジ部分４１４を配置し、内側にヘリウム容器として必要な薄い従来からの壁材を使用したので、主コイル１７および主コイル２７を実施の形態４の場合と比較して、空間Ｓにより近い位置に配置することができて、コイル設計が楽になる効果がある。
【００３６】
実施の形態６．
前記実施の形態１〜５では、磁場発生部１と磁場発生部２とは互いに上下に対向設置されたが、それら各実施の形態では連結部３を下にして磁場発生部１と磁場発生部２とは互いに左右に対向設置してもよい。かくすると、受診者はベットに寝て診断を受ける際に上部空間が開放されているので、閉塞感の少ない構造とすることができる。
【００３７】
以上、本発明の超電導マグネット装置について実施の形態１〜６に基づいて詳細に説明したが、本発明はそれら実施の形態に限定されるものではなく、本発明の前記課題並びに解決手段の精神に則った種々の態様を包含する。例えば実施の形態１〜６では、中空梁はヘリウム容器内に設置されるか、あるいはヘリウム容器自体を形成するように設けられたが、中空梁がヘリウム容器の極低温の実質的な放熱源とならない範囲でヘリウム容器外の極低温またはそれに近い低温の個所に設置されてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の超電導マグネット装置は、以上説明した通り、被検体が置かれる空間を挟んで互いに対向配置されて内部にそれぞれ極低温に保たれた超電導コイルを有する第一磁場発生部と第二磁場発生部、上記両磁場発生部同士を連結すると共に内部が極低温に保たれた連結部を備えた超電導マグネット装置であって、上記第一磁場発生部内と上記第二磁場発生部内と上記連結部内の各極低温またはそれに近い低温の個所に設置された、機械的強度向上用の中空梁を備えたことを特徴とするものであって、中空梁が極低温またはそれに近い低温の個所に設置されることによって、中空梁がヘリウム容器の極低温の実質的な放熱源とならず、しかも中空梁に固有の高機械的強度により第一磁場発生部と第二磁場発生部との間の吸引力に基づく超電導マグネット装置の変形を防止することができる。よって本発明の超電導マグネット装置を磁気共鳴画像診断装置用に適用すると、同診断装置は、上記した長所を有する高性能にして１テスラ程度の高磁場を発生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の全体の斜視図。
【図２】実施の形態１に含まれる中空梁のみの全体の斜視図。
【図３】中空梁の一部分の斜視図。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図６】実施の形態２の断面図。
【図７】実施の形態３の断面図。
【図８】実施の形態４の全体の斜視図。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図１０】図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１１】図８のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図１２】実施の形態５のの断面図。
【符号の説明】
１  磁場発生部、１１  内筒、１２  外筒、１３  外壁板体、
１４  外壁板体、１５  輻射熱シールド、１６  ヘリウム容器、
１７  主コイル、１７１  大コイル、１７２  中間コイル、
１７３  中間コイル、１７４  小コイル、１８  シールドコイル、
２  磁場発生部、２１  内筒、２２  外筒、２３  外壁板体、２４  外壁板体、
２５  輻射熱シールド、２６  ヘリウム容器、２７  主コイル、
２７１  大コイル、２７２  中間コイル、２７３  中間コイル、
２７４  小コイル、２８  シールドコイル、３  連結部、
３１〜３６  連結部３の面、３７  輻射熱シールド、３９  ヘリウム容器、
４  中空梁、４ａ  中空梁部、４ｂ  中空梁部、４ｃ  中空梁部、
４１１〜４１８  フランジ部分、４２１〜４３８  ウェブ部分、５  支持部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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