(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に対向して配置されその間に被検者の被検部をカバーする均一静磁場空間領域を生成する一対の超電導磁石組立体を有し、上記一対の超電導磁石組立体のそれぞれは上記均一静磁場空間領域を生成するための主超電導コイルおよび上記均一静磁場空間領域の磁場均一度を調整するための調整超電導コイルおよびこれら主超電導コイルおよび調整超電導コイルを収容しかつ超電導状態を維持するための冷却容器を備え、上記それぞれの冷却容器の対向面には上記均一静磁場空間領域の磁場均一度を更に調整するための磁場調整手段を着脱自在に搭載する複数個の磁場調整手段搭載トレーが設けられており、それぞれの磁場調整手段搭載トレーは上記冷却容器の対向面に沿って着脱自在に装着されることを特徴とする開放型磁石装置であって、
上記冷却容器は相対向する面が円形に形成されると共に、上記磁場調整手段搭載トレーは扇形に形成されることを特徴とする開放型磁石装置。
【請求項２】
上記磁場調整手段搭載トレーは、上記冷却容器の円形の対向面の外周からその中心に向かって挿入装着されることを特徴とする請求項１に記載の開放型磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開放型磁石装置に係り、特に高い均一度の静磁場を得るのに好適な開放型磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平磁場方式の磁石装置あるいはポールピースを利用する垂直磁場方式の磁石装置では、その磁石装置が生成する静磁場の均一度を高めるため磁性体シムが利用されている。
【０００３】
しかし、特にポールピースを利用する垂直磁場方式の磁石装置では、その磁石装置が生成する静磁場の均一度を向上させるために、ポールピース外周部を突出させるローズリング構造を採用している。一方、広い測定空間を確保するために、傾斜磁場コイルをこのポールピースの突出部内の空間に配置する構造が採られている。このため、従来例では、磁性体シムを取り付けるためのトレーは、ポールピース外周部突起の内周面に合わせて円板形状とし、傾斜磁場コイルを取り付ける前にセットする方式を採用している。
従って、傾斜磁場コイルを取り付けた後においては、磁性体シムへのアクセスが不可能となり、均一度調整ができなくなる。一方、工場内で磁場均一度調整を実施した後においても、一般的には現地へ搬入した際には磁場環境が変化するため、通常再度の調整が必要になる。しかし、大型で重量のある傾斜磁場コイルの取付けを現地で行うことは、作業スペース等の関係から制限を受けることが多い。
【０００４】
一方、ポールピースを利用しない垂直磁場方式の磁石装置では、その磁石装置が生成する静磁場の均一度は専らその磁石装置に導入される調整コイルによって高められていた。
なお、水平磁場方式の磁石装置を開示している特開平７−２５０８１９号公報では、磁石装置を構成する一対の磁石組立体の中央孔の壁面に沿って磁性体シムを配置する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、更に高い磁場均一度が達成できかつ傾斜磁場コイルを取り付けたままの状態で磁場均一度調整のための磁性体シムの着脱が容易に行える磁性体シム取付け構造を備えた開放型磁石装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上下に対向して配置されその間に被検者の被検部をカバーする均一静磁場空間領域を生成する一対の超電導磁石組立体を有し、上記一対の超電導磁石組立体のそれぞれは上記均一静磁場空間領域を生成するための主超電導コイルおよびその均一静磁場空間領域の磁場均一度を調整するための調整超電導コイルおよびこれら主超電導コイルおよび調整超電導コイルを収容しかつ超電導状態を維持するための冷却容器を備え、それらそれぞれの冷却容器の対向面にはその均一静磁場空間領域の磁場均一度を更に調整するための磁場調整手段を着脱自在に搭載する複数個の磁場調整手段搭載トレーが設けられており、それぞれの磁場調整手段搭載トレーは上記冷却容器の対向面に沿って挿入でき、これにより傾斜磁場コイルが取り付けられた状態のままで磁場均一度調整作業を実施することを可能とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例を説明する。
図１、図２に示すとおり、開放型磁石装置１０は対向する上下一対の磁石組立体１２、１４を有しており、これら上下一対の磁石組立体１２、１４は、それぞれその間に均一静磁場空間領域１６を生成するための主超電導コイル１８と、この主超電導コイル１８が生成する静磁場の均一度を調整する調整超電導コイル２０、これら主超電導コイル１８および調整超電導コイル２０を超電導温度以下に冷却する冷媒を封入しかつこれら超電導コイルを収容している冷媒容器２２、熱の対流を防ぐためアルミニウムやステンレス鋼等の非磁性材料により冷媒容器２２を内包する真空槽２４とからなる冷却容器と、これらの外側を包囲し超電導コイルからの漏洩磁束を抑制する強磁性体プレート２６とから構成されている。上下の磁石組立体１２、１４のそれぞれの冷媒容器２２および真空槽２４は連結管２８によって連結されており、かつ上下それぞれの強磁性体プレート２６、２６はヨーク３０によって互いに支持されると共に磁気的に結合されている。
【０００８】
ポールピースを利用する垂直磁場方式の磁石と違って、傾斜磁場コイル３４を取り付けた場合でも、ポールピースが存在しないため側面からの磁性体シムの取付けが可能な点に着目し、トレー３６に磁性体シム片３８を取り付け、このトレー３６を抜き差しすることによって、傾斜磁場コイル３４が取り付けられた状態でも磁場均一度調整を実施することを可能とした。
【０００９】
具体的なトレー３６の形状を図３に示す。この実施例では、扇形形状のトレー３６を放射状に配置し、トレー３６間には、トレー３６の位置決めを行うためのトレーガイド４０を配置している。このため、各トレー３６の間には幾分のスペースが生じるので、傾斜磁場コイル３４を磁石に取り付けるには、このスペース部分を利用することができる。
また、トレーガイド４０は例えばステンレスやアルミニウムなどの材質で作られている。トレーガイド４０は、冷却容器として働く真空槽２４の表面に、溶接、ネジ、接着等により固定できるので、これらに梁としての役割を負わせることで、冷却容器の補強材を兼ねることができる。磁石開口部の垂直方向の距離を広くとるためには、冷却容器の壁厚さもできるだけ薄くすることが望ましく、この点でも有用である。
また各トレー３６には、磁性体シム片３８が接着やネジ等の手段を用いて、固定される。この点については後で、図６、７により詳述する。
本実施例によるトレー配置の場合には、基本的に磁性体シム片３８をほぼ同心円上に配置できる。一方、一般的に磁場分布を評価する際に用いる評価関数としては、軸対称のものを採用する。従って、放射方向からトレー３６を挿脱できる本実施例では評価関数に基づいて決定する磁性体シムの配置をそのまま、実現しやすくなっている。
【００１０】
なお、連結管２８のある部分のトレー３６′について、径方向長さが短くされている。そしてこの径方向寸法の短いトレー３６′の挿脱は隣接する寸法の長いトレー３６をまず移動して行われる。
最終的に各トレー３６、３６′に搭載される磁性体シム片３８の配置が決まると、各トレー３６、３６′はそれぞれに設けられている複数個の固定ボルト用穴４２を介して真空槽２４の底面にボルトで固定される。
【００１１】
本実施例では、連結管２８が邪魔をするため、傾斜磁場コイル３４を取り付けた状態ではトレー３６′の抜き差しが難しくなる。従って予め、現地調整で必要となる磁性体シムが予測できる場合には、この部分だけを使用しないことも出来る。
【００１２】
図４は本発明の第２の実施例を示している。この実施例ではより汎用性を持たせたシムの取付け構造とするために、長方形のトレー３６を平行並列に配置する構造とした。この場合には、傾斜磁場コイル３４を取り付けた場合にも、総てのトレーが容易に抜き差しが可能である。
【００１３】
特に、トレー３６の幅を細くすると、冷却容器の外周付近や連結管２８の周辺部にトレー３６を配置でき、磁性体シム片３８により発生させる磁場分布の制約が少なくなるため、より細かい調整が可能となり有効である。また、この場合には、一つのトレー３６に取り付ける磁性体シム片３８の個数が少なくなる。これは、静磁場を印加した状態でシミングを行う場合に、有利となる。即ち、静磁場がある場合には各磁性体シム片３８に電磁力が働くが、１トレー当たりのシム片の個数が少なくなれば、１つのトレー全体に働くこの力が弱まる。従って、静磁場がある場合にもトレー３６の出し入れが容易となる。
出し入れを容易とするために、１トレーに何個のシムを取り付けるかは、静磁場強度、シミングで必要とする磁性体シム片３８の総概数などによって決まる。なお、中央部に取り付けたトレーの長さおよび重さを軽減するために、図５に示すように中央部で２分割し、両側から挿入する構造もとれる。
【００１４】
トレー、及び、磁性体シム片のより詳細な構造例を図６、７に示す。ここでは、図４の実施例で使われるトレーを示しているが、他の実施例でも同様である。トレー３６は細長い板形状であり、その両側は冷却容器に取り付けたトレーガイド４０により挿入の位置決めが行われる。トレーガイド４０はトレー３６の全長に渡って配置する必要はなく、トレー３６が必要な位置精度に従って設定できるように、要所に配置すれば良い。また、挿入したトレー３６は図３のような数カ所の適所に設けた固定ボルト用穴４２を介してネジやボルト等により、冷却容器２４に固定される。なお、図４の構成に固定ボルト用穴を設けてもよいことは言うまでもない。
一方、磁性体シム片３８はトレー３６に固定ネジ４４等の手段により、取り付けることができる。また固定ネジの代わりに接着により取り付けることもできるが、この場合には、トレー３６に対する磁性体シム片３８の取付け位置精度を得るために、トレー３６側に取付け位置を示すマーキングをしておくなどの方法が有効である。
また、この実施例ではトレー３６には厚みの違う種類のシム片３８を一列しかつけていないが、トレー当たりに何個、何列のシム片を取り付けるかは必要に応じて任意に決められる。
【００１５】
図８、９は図６、７に示したトレー３６の出し入れを容易にできる変形例を示している。即ち、トレー３６に突起部４６を設け、トレー３６底部と冷却容器の表面との接触面積を少なくし、摩擦抵抗を低減する構造である。また、冷却容器に突起部を設けたり、トレー３６もしくは冷却容器に溝を設けた構造にしてもよい。
さらに別の手段としては、トレー表面にシリコン系の潤滑剤等をコーティングする手段も適用できる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、上下に対向して配置される一対の超電導磁石組立体のそれぞれの互いに対向する冷却容器対向面に磁場調整手段を着脱自在に搭載する複数の磁場調整手段搭載トレーを設けることで、傾斜磁場コイルが取付けられたままの状態で磁場調整手段による調整が可能となる。つまり、冷却容器対向面に沿って側面から自由に挿脱して均一磁場調整が出来るので、このシミング作業の効率化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される開放型磁石装置の概略外観斜視図。
【図２】図１の縦断面図。
【図３】本発明の第１の実施例における扇形形状トレーの配置を示す平面図。
【図４】本発明の第２の実施例における長方形状トレーの配置を示す平面図。
【図５】本発明の第２の実施例における長方形形状トレーを分割して配置した平面図。
【図６】図４におけるトレーの一部斜視図。
【図７】図６の矢印側から見た磁性体シムおよびトレーの断面図。
【図８】図６、７におけるトレーの変形例を示す図。
【図９】図８のトレーを逆様にして示した斜視図。
【符号の説明】
１０  開放型磁石装置
１２  上側磁石組立体
１４  下側磁石組立体
１６  均一静磁場空間領域
１８  主超電導コイル
２０  調整超電導コイル
２２  冷媒容器
２４  真空槽、冷却容器
２６  強磁性体プレート
２８  連結管
３０  ヨーク
３２  磁性体シム配置領域
３４  傾斜磁場コイル
３６  トレー
３８  磁性体シム片
４０  トレーガイド
４２  固定ボルト用穴
４４  固定ネジ
４６  突起部
【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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