(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯と、前記巻芯に線材が巻かれて形成される巻線部と、前記巻芯の一方に設けられた第１の鍔と、前記巻芯の他方に設けられた第２の鍔を備えたコイル部と、
前記コイル部を冷却する冷却装置と、
前記コイル部と前記冷却装置とを熱的に繋ぐ熱伝導部材を有し、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔若しくは前記巻芯の少なくともいずれかひとつが、熱収縮率が前記巻線部より大きい材料により形成された領域を含むことを特徴とする超電導磁石。
【請求項２】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔の少なくともいずれか一方と前記巻芯の間に、前記巻線部よりもコイル中心軸方向の熱収縮率が大きい熱収縮差吸収材が挟まれていることを特徴とする超電導磁石。
【請求項３】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔が、前記異なる材料を含む領域で前記巻芯と接触していることを特徴とする超電導磁石。
【請求項４】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔のいずれか一方が、前記巻芯と一体に成形されていることを特徴とする超電導磁石。
【請求項５】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔と前記第２の鍔が、前記巻線部の外周面よりも外側で締結部材によって締結されていることを特徴とする超電導磁石。
【請求項６】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔の少なくともいずれか一方が複数部材で構成され、
前記複数部材のうち一つに貫通穴が形成され、
前記複数部材のうち一つに前記貫通穴にはめ込む凸部が形成され、
前記凸部が形成された部材は前記熱伝導部材と接続され、
前記凸部は前記巻線部と接触していることを特徴とする超電導磁石。
【請求項７】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔の少なくともいずれか一方と前記巻芯が一体であり、
前記巻芯と一体の鍔に貫通穴が形成され、
前記貫通穴にはめ込む部材を有し、
前記貫通穴にはめ込む部材は前記熱伝導部材と接続され、
前記貫通穴にはめ込む部材は前記巻線部と接触していることを特徴とする超電導磁石。
【請求項８】
請求項６乃至７のいずれかに記載の超電導磁石であって、
前記貫通穴にはめ込むいずれかの部材と前記貫通穴が形成されたいずれかの部材の間に、前記巻線部よりもコイル中心軸方向の熱収縮率が大きい熱収縮差吸収材が挟まれていることを特徴とする超電導磁石。
【請求項９】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔のいずれか一方が、無酸素銅、純アルミ、純鉄のいずれか一つ以上の材料を含み、
前記材料を含む鍔はコイル周方向にスリットが入っていることを特徴とする超電導磁石。
【請求項１０】
請求項１に記載の超電導磁石であって、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔の少なくともいずれか一方と前記巻線部が低温系接着剤または樹脂で接着されていることを特徴とする超電導磁石。
【請求項１１】
被検体を撮像領域に運搬する寝台と、
前記撮像領域に均一な磁場を生成する磁石装置と、
前記寝台及び前記磁石装置を制御する制御部とを有し、
前記磁石装置は、
巻芯と、前記巻芯に線材が巻かれて形成される巻線部と、前記巻芯の一方に設けられた第１の鍔と、前記巻芯の他方に設けられた第２の鍔を備えたコイル部と、
前記コイル部を冷却する冷却装置と、
前記コイル部と前記冷却装置を繋ぐ熱伝導部材を有し、
前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔若しくは前記巻芯の少なくともいずれかひとつが、熱収縮率が前記巻線部より大きい材料により形成された領域を含む超電導磁石であることを特徴とする、磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導磁石、ならびにそれを備えた磁気共鳴撮像装置（以下、MRI装置という）に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、均一な静磁場の形成された撮像空間に被検体を置き、この被検体に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体の物理的・化学的性質をあらわした画像を得ることができる。そして、この画像は主に医療用に用いられている。
【０００３】
MRI装置は、均一な静磁場を形成するための磁石装置を備えている。静磁場が大きいほど、高解像度の画像を取得することができる。磁石としては、永久磁石、常伝導磁石、超電導磁石の三種類があるが、これらが生成できる磁場の大きさとしては超電導磁石が最も大きいので、現在、主流のMRI装置は超電導磁石によって静磁場を生成している。
【０００４】
超電導磁石は、電流を流す巻線として超電導線材を用いる。超電導線材には、冷却して、超電導材料に特有のある温度以下になると抵抗ゼロで電流を流すことができるため、大電流を流して大きな磁場を生成することができる。したがって、超電導磁石は、巻線部を冷却して低温状態を保つための冷却機構を備えている必要がある。
【０００５】
超電導磁石の冷却方法としては、液体ヘリウム中に巻線部を浸けて冷却する、液体ヘリウム浸漬冷却が広く用いられている。また、冷凍機と、コイルが納められたボビンを、純アルミや無酸素銅などの熱良導体でできた伝熱部材で繋ぎ、伝熱部材を介して冷凍機で冷却する伝導冷却も普及している。伝導冷却の利点は、冷媒としての液体ヘリウムが不要であることである。近年、液体ヘリウム資源の枯渇が世界的に注目されているため、この伝導冷却の利点が評価されている。
【０００６】
超電導磁石を伝導冷却する方法として、特許文献１では、ステンレス製のボビンに銅などの熱良導体を繋ぎ、その熱良導体を冷凍機に繋ぐという伝熱経路の設置方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平11-144940
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
超電導磁石を伝導冷却する場合、目標温度まで速やかに冷却するためには、冷凍機と巻線部を熱的に繋ぐ伝熱経路をどのように設置するかが重要になる。特許文献１の方法では、巻線部はステンレス製のボビンと熱的に接触しており、ボビンは熱良導体よりなる伝熱部材と接触している。したがって、巻線部を冷凍機とつなぐ伝熱経路はボビンと伝熱部材を直列に繋いだ構成となっており、この伝熱経路を介して冷凍機から伝導冷却されることになる。たとえば伝熱部材が純アルミや無酸素銅などの純度の高い金属であるとすると、熱伝導率は数百W/Km以上あるが、ステンレス材は数十W/Km程度であり、伝熱経路として優れた材料ではない。また、巻線部がボビンを介して冷却される速度を速くするためには、ボビンと巻線部の接触面積が重要となる。一般に、冷却速度は接触面積の大きさに比例する。接触面積を考える上で重要になるのは、各部材の熱収縮率である。超電導磁石の製作は300K程度の常温で行われるが、超電導磁石は、数Kから数十K程度の低温で運転されるため、各部材の寸法は常温から変化する。したがって、冷却効率上は、ボビンと巻線部の接触面積は、冷却を開始する常温から、目標冷却温度に達するまでの間、常に確保していることが望ましい。また、接触面積が減少してしまうと、目標冷却温度に到達できなくなることもある。一方、巻線部は一般に樹脂成形される。これは、大電流を流したときに超電導線材にかかる大きな電磁力から超電導線材の変形を防ぐため、および、巻線部の空隙を埋めて巻線部の熱伝導率を向上させるためである。しかし、樹脂の熱収縮率は金属の数倍大きいために、低温に冷却されたときにはボビンと巻線部に隙間が生じる可能性がある。この隙間は、ボビンを介した伝導冷却で巻線部を冷却するためには好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、巻線部と接触している部材との接触面積を常温から低温まで確保し、伝導冷却の効率を向上させた超電導磁石を提供すること、およびその超電導磁石を備えた液体ヘリウム不要の磁気共鳴撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【００１１】
本発明の伝導冷却型超電導磁石は、巻芯と、前記巻芯に線材が巻かれて形成される巻線部と、前記巻芯の一方に設けられた第１の鍔と、前記巻芯の他方に設けられた第２の鍔を備えたコイル部と、前記コイル部を冷却する冷却装置と、前記コイル部と前記冷却装置とを熱的に繋ぐ熱伝導部材を有し、前記第１の鍔若しくは前記第２の鍔若しくは前記巻芯の少なくともいずれかひとつが、熱収縮率が前記巻線部より大きい材料により形成された領域を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超電導磁石の冷却を速やかに行うことができる。つまり、巻線部と熱良導体が直接的に熱接触しており、又は、熱収縮差を緩和する部材が巻線部と巻芯乃至鍔との熱収縮差を吸収するために、常温から低温まで熱良導体と巻線部の熱接触面積が確保されるので、超電導磁石の冷却を速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１におけるMRI装置の斜視図である。
【図２】実施例１におけるコイル部を、コイル軸方向上側からみた図である。
【図３】実施例１におけるコイル部の、荷重支持体を含む断面図である。
【図４】実施例１におけるコイル部の、荷重支持体を含まない断面図である。
【図５】実施例２におけるコイル部の断面図である。
【図６】実施例３におけるコイル部を、コイル軸方向上側からみた図である。
【図７】実施例３におけるコイル部断面図である。
【図８】実施例３におけるコイル部断面図である。
【図９】実施例４におけるコイル部第１の鍔を、コイル軸方向下側からみた図である。
【図１０】実施例４におけるコイル部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以降で、本発明を実施するための形態を、各図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、第１の実施例における磁気共鳴撮像装置１の斜視図である。図１に示すように、磁気共鳴撮像装置１は、撮像領域９に均一な磁場を生成する磁石装置２と、被検体である被検者を寝かせたまま撮像領域９に搬送する寝台８と、磁石装置２や寝台８などを含む磁気共鳴撮像装置１全体を制御する制御部７とを有している。磁気共鳴撮像装置１は、均一な磁場が形成された撮像領域９に位置する被検体に、高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体の物理的性質や化学的性質をあらわしたＭＲＩ画像を撮像するものである。
【００１６】
制御部７は、磁石装置２と寝台８とに接続されている。制御部７は、オペレータの操作により制御内容を調整可能な操作部７２と、撮像したＭＲＩ画像を表示する表示部７１とを有している。操作部７２は、キーやロータリースイッチなどによってオペレータの操作を受け付ける。表示部７１は、操作部７２による操作の情報を表示するとともに、撮像したＭＲＩ画像を表示する。制御部７は、操作部７２でオペレータの種々の操作を受け、その操作に基づいて、磁石装置２を制御して磁場を生成させ、寝台８を制御して被検者を水平方向に撮像領域９へ搬送する。
【００１７】
寝台８は、下部に設けられた駆動部８１と、この駆動部８１によって撮像領域９の方向に水平に移動する天板８２とを備えている。天板８２には、被検者が横たわることができる。駆動部８１は、被検者を天板８２ごと移動させて、その位置を調整しつつ、被検者の所望部位のＭＲＩ画像を撮像する。
【００１８】
磁石装置２は、撮像領域９内で均一な磁場を生成する。磁石装置２は、１組の円盤状の磁極４Ｕと磁極４Ｌとが上下に対向して配置されている。磁極４Ｕ、磁極４Ｌは鉄製であり、一般構造用圧延鋼材などが用いられるが、透磁率が高いほど望ましい。上側の磁極４Ｕの下には、円環状のコイル格納容器５Ｕが近接して配置されている。下側の磁極４Ｌの上には、円環状のコイル格納容器５Ｌが近接して配置されている。磁極４Ｕと磁極４Ｌとは、鉄ヨーク３の上下の張り出し部分によって支持されている。中心軸１０は、撮像領域９の中心を通っている。
【００１９】
図２は、液体ヘリウム不要の伝導冷却型超電導磁石のコイル格納容器５Ｕに格納されているコイル部２０を、中心軸１０の上側から見た図である。伝熱部材２１は、冷却装置である冷凍機（図示せず）と第１の鍔２２を熱的に繋いでいる。荷重支持体２３は、締結部材２４によってコイル部２０と連結しており、コイル格納容器５Ｕからコイル部２０を支持できるようにしている。第１の鍔２２は熱伝導率の大きい熱良導体、例えば銅やアルミの純金属でできており、伝熱板の機能を有している。また、第１の鍔２２はスリット２６によってコイル周方向１１に不連続になっている。スリット２６をいれることによって、巻線部２８を流れる電流値が変化して磁場が変化したときに第１の鍔２２を流れる渦電流が囲う面を貫く磁束量が減少して誘導電圧が減少し、さらに渦電流の経路に沿った電気抵抗が増大するので、スリット２６のない場合と比較して渦電流の大きさ及び渦電流による発熱を低減できる。
【００２０】
図３は、断面ａ１ａ２による、荷重支持体２３を含むコイル部２０の断面図である。荷重支持体２３と巻芯２７が、第１の鍔２２を挟み込みながら締結部材２４によって連結されている。第１の鍔２２と第２の鍔２９は巻芯２７中心軸方向１０の両側・両端に設けられている。巻芯２７には、超電導線材が巻き付けられて巻線部２８を形成している。巻線部２８は、第１の鍔２２、巻芯２７、第２の鍔２９によって支持されている。本実施例では、巻芯２７と第２の鍔２９が一体に形成されている。巻芯２７と第２の鍔２９が同材料からなる場合、巻芯２７と第２の鍔２９の間の熱抵抗は一体成型した方が小さくなるため、コイル部２０の冷却速度が向上する。、第１の鍔２２と巻芯２７は別部材となっており締結部材２４で連結されている。第２の鍔２９も巻芯２７と別部材の熱伝導率が高い伝熱板となっていて、締結部材で巻芯２７と連結される構成になっていてもよい。巻線部２８は樹脂含浸成形されており、超電導線材の隙間が樹脂で埋められている。これによって、巻線部２８の構造強度が増すとともに、巻線部２８の中心軸方向１０および径方向１２の熱伝導率が向上する。第１の鍔２２と巻線部２８の接触面３０は接着されている。接着剤としては、低温用の接着剤やエポキシ系樹脂などを用いる。また、第１の鍔２２と巻芯２７の間には、熱収縮差吸収材３１が挟まれている。この熱収縮差吸収材３１は、第１の鍔２２と巻芯２７の間に挟まれ、巻線部２８の熱収縮に伴い第１の鍔２２が中心軸方向１０に移動するのを助ける。また、熱収縮差吸収材３１は、第１の鍔２２の下部に含まれその一部として機能し、第１の鍔２２が中心軸方向１０の熱収縮による移動の追従性を向上するような形態で形成することもできる。また、巻芯２７部分の一部として含まれ、巻芯２７が中心軸方向１０に熱収縮する程度を向上させるように形成することもできる。
【００２１】
巻線部２８の熱収縮率は、使用する超電導線材と樹脂の種類に依存する。一般に、超電導線材の熱収縮率は、巻線部２８のコイル周方向１１の熱収縮率に大きく影響し、樹脂の熱収縮率は巻線部２８の中心軸方向１０の熱収縮率に大きく影響する。たとえば、鉄、銅、アルミ、ステンレスといった金属の290Kに対する20K以下の熱収縮率は、約０．２〜０．４％であるのに対して、超電導線材の樹脂含浸成形によく用いられるエポキシ系樹脂の熱収縮率はそれらの２倍から５倍となる１％以上ある。従って、超電導線材の種類にかかわらず、巻線部２８の熱収縮率はコイル周方向１１よりも中心軸方向１０の方がおよそ２倍以上に大きくなる。したがって、第１の鍔が第２の鍔にたいして鉛直方向上側に位置する場合、常温で接着した接触面３０は、常温から低温に冷却されていくにつれて、巻芯２７および第１の鍔２２の熱収縮と巻線部２８の熱収縮の差分だけ離れていくことになる。このとき、熱収縮差吸収材３１が熱収縮率の大きい部材であれば、この熱収縮の差分を吸収するので、第１の鍔２２が巻線部２８の収縮についていくことができ、接触面３０が剥がれることを防ぐことが出来る。たとえば、熱収縮差吸収材３１としてポリテトラフルオロエチレンを用いると、290Kに対する20K以下の熱収縮率が約２％あるので、熱収縮差を実際に吸収することができる。また、コイル周方向１１とコイル径方向１２にたいして、第１の鍔２２と巻線部２８の熱収縮差が小さくなるように第１の鍔２２の材料を選ぶ。たとえば、超電導線材として最も一般的であるニオブチタン線材にたいしては、無酸素銅板が好適である。
【００２２】
巻線部２８には、励磁中には交流発熱と呼ばれる熱が発生し、冷凍機で冷却されて到達した定常状態の温度よりも温度が上昇する。このとき、本実施例では、巻線部２８と熱良導体である第１の鍔２２が直接接触しているので、第１の鍔によって巻線部２８から速やかに除熱することができる。
【００２３】
図４は、断面ｂ１ｂ２による、コイル部２０の断面図である。締結部材２５によって、第１の鍔２２が巻芯２７と締結されており、第１の鍔２２と巻芯２７との間には熱収縮差吸収材３１が挟まれている。
【００２４】
また、本実施例では、伝熱板として機能している第１の鍔２２が第２の鍔にたいして鉛直方向上側に位置し、巻線部２８に通電すると、巻線部２８には、鉄ヨーク３に吸い寄せられてコイル軸方向１０の鉛直上方向に動こうとする電磁力が働く。この電磁力の方向は、第１の鍔２２と巻線部２８をより圧着させる方向である。このように、電磁力によって巻線部２８が動く方向に伝熱板を配置することで、熱接触面積を通電時に増大させることができる。
【００２５】
以上により、実施例１によれば、巻芯２７および第１の鍔２２の熱収縮と巻線部２８の熱収縮差を熱収縮差吸収材３１が吸収するので、第１の鍔２２と巻線部２８の接触面が常温から低温まで剥がれず、熱接触が確保され、冷却速度が向上する。また、熱良導体の第１の鍔２２が巻線部２８に直接接触しているので、巻線部２８で発生した熱を速やかに除熱することができる。また、第１の鍔２２が伝熱板の機能を兼ね備えており、巻線部２８には通電時にコイル軸方向１０上側に動く方向に電磁力が働くので、第１の鍔２２と巻線部２８の接触面積が通電時にはより大きくなり、巻線部２８から除熱しやすくなる。
【００２６】
本実施例においては、中心軸方向１０の熱収縮差吸収材３１として巻芯２７の母材であるステンレス等とは熱収縮率の異なる材料を巻芯２７の一部に採用する。中心軸方向１０に垂直な巻芯２７の断面積をすべて・多くを占めるように熱収縮差吸収材３１があることで、温度変化による巻芯２７の中心軸方向１０の収縮を巻線部２８の収縮に追従させることが可能となり、巻線部２８と第１の鍔２２の接触面積を保つことができる。その際、熱収縮差吸収材３１を設ける位置は、巻芯２７のどこにあっても上記効果が得られる。
【００２７】
本実施例において荷重支持体２３を接続する側を上側と表記し説明したが、荷重支持体２３が下側で支える状況においても同様に本発明の効果を得られる。
【００２８】
なお、本実施例では鉛直方向の静磁場を生成するMRI用超電導磁石装置を例にして説明したが、本発明は水平方向に静磁場を生成するMRI用超電導磁石装置はもちろん、伝導冷却型超電導磁石一般に適用可能である。
【００２９】
また、本実施例のＭＲＩ装置としての効果は、冷却効率が向上することにより消費電力の低下が図られ、また必要となる冷却装置の容量も低減することができる。また、冷却速度を向上させることにより、装置の早期立ち上げが可能となる効果が得られる。
【実施例２】
【００３０】
図５に、実施例２におけるコイル部の断面図を示す。実施例２は、実施例１の変形例であり、実施例１の構造に加えて、外周側締結部材３２によって、第１の鍔２２と第２の鍔２９が締結されている。このとき、第２の鍔２９のコイル径方向１２熱収縮率が、第１の鍔２２のコイル径方向１２熱収縮率よりも巻線部２８のコイル径方向１２熱収縮率に近く、かつ第２の鍔２９の方が第１の鍔２２よりも剛性が大きいように材料および寸法を選定すれば、第２の鍔２９が第１の鍔２２の収縮を矯正することにより第１の鍔２２と巻線部２８のコイル径方向１２の熱収縮によるずれを抑制することができ、第１の鍔２２の材料を熱収縮率を巻線部２８に揃えることよりも熱伝導率の大きさを優先して選定することが出来る。第１の鍔２２と第２の鍔２９を締結する位置は、巻線部２８の外周面よりも外側であると矯正効果が向上する。
【００３１】
以上により、実施例２においても、実施例１と同様に巻芯２７と第１の鍔２２の熱収縮と巻線部２８の熱収縮差を熱収縮差吸収材３１が吸収するので、第１の鍔２２と巻線部２８の接触面が常温から低温まで剥がれず、熱接触が確保されるので、冷却速度が向上する。また、熱良導体の第１の鍔２２が巻線部２８に直接接触しているので、巻線部２８で発生した熱を速やかに除熱することができる。また、第１の鍔２２が伝熱板の機能を兼ね備えており、巻線部２８には通電時にコイル軸方向１０上側に動く方向に電磁力が働くので、第１の鍔２２と巻線部２８の接触面積が通電時にはより大きくなり、巻線部２８から除熱しやすくなる。
【実施例３】
【００３２】
図６には、実施例３におけるMRI用超電導磁石のコイル部を、コイル中心軸方向１０上側から見た図である。本実施例では、第１の鍔が第１の鍔３３と第１の鍔２２の二部材等の複数部材で構成され、言い換えると第１の鍔は第１の鍔３３と第１の鍔２２等の複数部材を含み、第１の鍔２２が熱良導体で伝熱板の機能を有し、冷凍機と繋がっている。第１の鍔３３はステンレスなどの構造用部材であり、純度の高い銅やアルミに比較して電気抵抗率が100倍以上大きいので、渦電流対策のためにスリットをいれる必要はない。一方、伝熱板の機能を有する第１の鍔２２は、実施例１および実施例２と同様に、渦電流対策のためにコイル周方向にスリットをいれている。
【００３３】
図７に、断面ｃ１ｃ２によるコイル部の断面図を示す。断面ｃ１ｃ２では、第１の鍔２２はＬ字形状になっており、第１の鍔３３にあいている貫通穴にはめ込むようになっており、第１の鍔２２のＬ字型凸部が第１の鍔３３を貫通して巻線部２８と接触している。第１の鍔２２と巻線部２８の接触面３０は、実施例１および実施例２と同様に接着されている。また、第１の鍔３３と巻芯２７の間には、熱収縮差吸収材３１が挟まれている。
【００３４】
図８には、断面ｄ１ｄ２によるコイル部の断面図を示す。この断面では、第１の鍔２２は平坦な形状であり、第１の鍔３３にも穴があいておらず、第１の鍔２２は巻線部２８と直接に熱接触していない。
【００３５】
図７および図８に示すような形状になっていることの利点は、次のようになる。まず、伝熱板の機能を有する第１の鍔２２が巻線部２８と直接接触し、熱収縮差吸収材３１が巻芯２７、第１の鍔２２、第１の鍔２３の熱収縮と巻線２８の熱収縮の差を吸収するので、実施例１および実施例２と同様に、第１の鍔２２と巻線部２８の接触面が常温から低温まで剥がれず、熱接触が確保されるので、冷却速度が向上する。また、熱良導体の第１の鍔２２が巻線部２８に直接接触しているので、巻線部２８で発生した熱を速やかに除熱することができる。また、第１の鍔２２が伝熱板の機能を兼ね備えており、巻線部２８には通電時にコイル軸方向上側に動く方向に電磁力が働くので、第１の鍔２２と巻線部２８の接触が通電時にはより大きくなり、通電中に巻線部２８で発生する熱を除熱しやすくなる。
【００３６】
また、第１の鍔３３の材料として、第１の鍔２２よりもコイル径方向１２熱収縮率が巻線部２８と近い値のものを選定することにより、第１の鍔２２のコイル径方向１２熱収縮を抑制することができ、第１の鍔２２と巻線部２８の径方向１２熱収縮差を低減できる。これによって、第１の鍔２２を巻線部２８の熱収縮率に合わせるよりも熱伝導率の高いことを優先して材料を選定することができる。
【００３７】
図９は、本実施例の第１の鍔２２を裏から見た図である。第１の鍔３３を貫通して巻線部２８と直接接触する部分は第１の鍔２２の裏面に凸形状に突出しており、凸形状は第１の鍔２２の周方向に分布して配置される。
【実施例４】
【００３８】
図１０に、実施例４におけるMRI用超電導磁石のコイル部断面図を示す。本実施例は、実施例３の変形例であり、実施例３と比較して、巻芯２７と第１の鍔３３が一体となっており、第１の鍔２２と巻芯２７の間に熱収縮差吸収材３１が挟まっている。本実施例において、第１の鍔の構造には第１の鍔３３と第１の鍔２２が含まれ、第１の鍔３３には貫通穴が形成され、第１の鍔２２が第１の鍔３３の貫通穴にはめ込まれるように設置され、第１の鍔２２は巻線部２８と接触している。
【００３９】
この構成による利点は、次のような場合にある。たとえばニオブ三スズや二ホウ化マグネシウムといった超電導線材を用いる場合、巻芯に超電導線材を巻線した後で熱処理する、ワインド・アンド・リアクト（Wind & React、以下W&R）という方法でコイルを製作する場合がある。このとき、約900K以上の高温で熱処理するために、純アルミや無酸素銅をコイル部２０に用いていると形状が変形してしまうため、コイル部２０の構造材としてステンレス製の材料を用いることが多い。しかし、冷凍機から伝熱経路を介してコイル部を冷却する伝導冷却式超電導磁石にするためには、ステンレス製の材料は熱伝導率が10W/Kmと小さいために好ましくない。このとき、第１の鍔３３と熱収縮差吸収材３１をステンレス製にしておいて、熱処理後に第１の鍔３３を無酸素銅や純アルミ製に置き換え、熱収縮差吸収材３３も本来の部材に置き換えることにすれば、巻線部２８の上部の固定を第１の鍔３３で保持しながら、巻線部２８と直接接触する伝熱板として第１の鍔２２を少ないコイル部解体工程で設置することが可能である。これによって、W&Rで製作したコイルを伝導冷却によって低温まで速やかに冷却できるようになる。
【符号の説明】
【００４０】
１  磁気共鳴撮像装置
２  磁石装置
３  鉄ヨーク
４Ｕ、４Ｌ  磁極
５Ｕ、５Ｌ  コイル格納容器
６Ｕ、６Ｌ  超電導コイル
７  制御部
８  寝台
９  撮像領域
１０  コイル中心軸
１１  コイル周方向
１２  コイル径方向
２１  伝熱部材
２２  第１の鍔
２３  荷重支持体
２４、２５  締結部材
２６  スリット
２７  巻芯
２８  巻線部
２９  第２の鍔
３０  接触面
３１  熱収縮差吸収材
３２  外周側締結部材
３３  第１の鍔
【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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