Mri用磁場發生器、該發生器及其磁鐵單元的組裝方法
2023-09-12 16:00:25 10
專利名稱：Mri用磁場發生器、該發生器及其磁鐵單元的組裝方法
技術領域：
本發明涉及一種用於核磁共振成像(以下簡稱MRI)的磁場發生器、一種組裝該發生器的方法以及一種組裝用於該發生器的磁鐵單元的方法。更具體地說，本發明涉及一種結合有永磁鐵的磁場發生器、一種組裝該發生器的方法以及一種組裝用於該發生器的磁鐵單元的方法。
用於MRI的磁場發生器可採用永磁鐵。用在此類裝置中的磁鐵必edm由多個磁鐵塊組成。先安置材料塊然後再使其磁化是很困難的。因此，在實際製造過程中，必須將磁化了的材料塊在一板狀軛鐵上，使每塊磁鐵均具有向上的相同磁極。
通常，當要把磁鐵塊放到板狀軛鐵上時，先在板狀軛鐵的一個表面上塗覆一層粘合劑，隨後將磁鐵塊粘接於該表面，如日本專利2,699,250所述。按照這樣一種粘接方法，粘接於板狀軛鐵表面的各磁鐵塊的上表面相互間並不齊平，形成一個不平整表面。安裝有由此類磁鐵塊製成的永磁鐵的磁場發生器很容易在相互面對的一對磁極片之間產生不均勻磁場。另外，可能會使用於修正磁場非均勻性的磁極片傾斜而在磁場內產生不均勻性。通常，在將一對永磁鐵相互面對地安裝之後，調節磁場的均勻分布是必不可少的步驟。然而，若按照上述方法安裝磁鐵塊，會使磁場的不均勻性變得很大，需要很多費時的次級步驟來加以調節。
另外，在上述的對磁鐵塊進行粘接的方法中，必須將具有很強磁性的各磁鐵塊自上而下地放到軛鐵上，從而很難使每個磁鐵塊都能整齊地鄰接於其它磁鐵塊。更具體地說，在安裝時，每個磁鐵塊均固定為使預定磁極的一個面朝上。當把該磁鐵塊放到準備固定到板狀軛鐵上的其它磁鐵塊上方時，會在兩塊磁鐵之間產生吸力。另外，當這兩塊磁鐵相互靠近時，會在其間產生斥力。由於要安置的磁鐵塊處於強力作用之下，所以必須對磁鐵塊加以牢固的保持，以確保其在運輸期間的安全。對一傳統的保持機構而言，很難反抗這樣強大的力而將磁鐵塊整齊地安裝到粘接位置上。
隨後，將如上所述那樣組裝好的一對磁鐵單元相互面對，使它們以預定的間隔相對。這個過程可以這樣來實現，即，先組裝一個磁鐵單元，然後將一柱狀軛鐵連接於該磁鐵單元，最後將另一個磁鐵單元連接於該柱狀軛鐵。
柱狀軛鐵磁性地連接於成對的磁鐵單元，因而必須用磁性材料製成。因此，當把柱狀軛鐵連接於磁鐵單元時，會使柱狀軛鐵處於磁鐵單元的吸力作用之下，很難對兩者進行高精度地連接。同樣地，當把第二磁鐵單元連接於已經連接到第一磁鐵單元的柱狀軛鐵時，也很難使兩者高精度地連接。
因此，本發明的主要目的在於，提供一種用於MRI的磁場發生器、一種組裝該發生器的方法以及一種組裝用於該發生器的磁鐵單元的方法，它們可以使磁鐵單元的組裝更為簡便，並使磁鐵單元和柱狀軛鐵的連接作業和其它組裝作業更為簡便。
根據本發明的一種用於組裝磁鐵單元的方法是通過將各磁鐵塊粘接於設置在一板狀軛鐵的表面上的粘接物體來實現的，所述方法包括如下步驟一塗敷步驟，也就是將粘合劑塗敷於所述粘接物體的至少一個側面或磁鐵塊的一個側面；一運送步驟，也就是通過使所述磁鐵塊在板狀軛鐵上滑動來進行運送；以及一粘接步驟，也就是將所述被運送磁鐵塊粘接於所述粘接物體。
應該注意的是，這裡採用的術語「粘接物體」是指一新的磁鐵塊在板狀軛鐵的表面上與其粘接的物體。例如，粘接物體可以是設置在板狀軛鐵表面上的一凸起，或者可以是已經固定在板狀軛鐵表面上的磁鐵塊。
按照上述方法，磁鐵塊被運送而配合於粘接物體，也就是該凸起或另一磁鐵塊。隨後，將磁鐵塊在此壓配狀態下保持一段預定的時間，從而完成在一預定位置上的粘接。由於各磁鐵塊是以側面相互粘接的，所以不必將粘合劑塗敷於板狀軛鐵的表面，最終合成的永磁鐵的上表面近乎是不平整的。另外，將磁鐵塊運送到預定位置的工作可以通過簡單地使其在板狀軛鐵上滑動來實現，從而能穩定和有效地組裝永磁鐵。在此應該注意的是，為了避免磁通短路，所述凸起應由例如鋁之類的非磁性材料製成。
在運送磁鐵塊之前，可在板狀軛鐵的表面上設置一第一引導件。磁鐵塊的定位進而固定可以這樣來實現，即，使該磁鐵塊與第一引導件的一個側面接觸。藉助這種操作，可以將磁鐵塊精確地安置到預定位置上。第一引導件可以是相互之間以90度間隔的一對導軌。
較佳的是，應該在第一引導件側面的兩個磁鐵塊相互粘接的位置上形成一凹槽。第一引導件必須在永磁鐵組裝完畢之後去除。當藉助粘合劑來粘接磁鐵塊時，設置在第一引導件內的凹槽可以有效地防止粘合劑從相互粘接的表面擠出而粘附到第一引導件上，從而避免磁鐵塊粘接於第一引導件。
為便於定位，一新的磁鐵塊是裝配在由設置在板狀軛鐵上的多個粘接物體的側面所形成的夾角部，也就是由已經固定在板狀軛鐵上的一對相鄰的磁鐵塊的側面所組成的一個夾角部，或者是由凸起的一個側面與直接固定於該凸起的磁鐵塊的一個側面所組成的一個夾角部。特別是，如果在運送時新磁鐵塊的側面與所述夾角部的一個側面(即已有磁鐵的側面或凸起的側面)保持平行，則可以在磁鐵塊不發生偏斜的情況下進行移動。
同樣地，當採用第一引導件時，將一新的磁鐵塊裝配到由第一引導件的側面與粘接物體的側面所形成的夾角部，也就是由第一引導件的側面與凸起的側面所形成的一個夾角部，或由第一引導件的側面與直接裝配的磁鐵塊的側面所形成的一個夾角部，從而便於定位。特別是，如果在運送時新磁鐵塊的側面與所述夾角部的一個側面(即第一引導件的側面或凸起的側面)保持平行，則可以在磁鐵塊不發生偏斜的情況下進行移動。
根據本發明的另一種用於組裝一磁鐵單元的方法是通過在一板狀軛鐵的表面上設置多個具有相同向上磁極的磁鐵塊來實現的，所述方法包括如下步驟將一磁性元件設置在板狀軛鐵上方，使該磁性元件與板狀軛鐵隔開一預定距離，並大致與之平行；以及在所述板狀軛鐵上對多個磁鐵塊中的每一塊進行運送，並通過粘接使多個磁鐵塊中的每一塊都固定於相鄰的磁鐵塊。
當如上所述的那樣設置多個具有朝著相同方向的磁極的磁鐵塊時，這些磁鐵塊很容易在作用於每個磁鐵塊的反向磁場的作用下退磁。為避免這一問題，當設置磁鐵塊時，在各磁鐵塊的上方設置了一作為磁性元件的磁極片。這種布置可允許磁極片吸收磁通，從而減小反磁場，藉以避免磁鐵塊的退磁現象。
另外，在設置如上所述的磁極片時，只要在各磁鐵塊已被固定之後簡單地將磁極片降低到永磁鐵上，就能將磁極片精確地設置到一預定位置上。磁極片是一個可施加很強吸力的大型磁性元件，它對安全操作的危險性很大，並且很難在永磁鐵被組裝完畢之後將該磁極片靠近永磁鐵來精確地定位。另一方面，如果預先將磁極片設置在板狀軛鐵的上方，就可以確保操作安全性，並且使能精確地定位到預定的位置上。
根據本發明的一種用於組裝MRI用磁場發生器的方法，該磁場發生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對。該方法包括如下步驟設置一第二引導件，用於在板狀軛鐵上的永磁鐵與柱狀軛鐵欲設置在板狀軛鐵上的位置之間對柱狀軛鐵加以引導；將裝置軛鐵提升至磁鐵單元上方；以及通過使被提升的柱狀軛鐵沿第二引導件的側面降低，把被提升的柱狀軛鐵設置到磁鐵單元上。
較佳的是，在將第二引導件設置在板狀軛鐵上的永磁鐵與用來將柱狀軛鐵設置在板狀軛鐵上的孔之間設置一第二引導件，以便將被提升的柱狀軛鐵引導入所述孔，柱狀軛鐵的定位是通過將其沿著第二引導件的側面降低而實現的。如果使第二引導件的朝著所述孔的側面大致與例如已經正確對位的柱狀軛鐵的側面相配合，就可以更有效地進行上述步驟。當柱狀軛鐵被提升時，其垂直軸線會由於永磁鐵所施加的吸力的緣故而傾斜。通過使柱狀軛鐵與第二引導的引導面接觸，就可以很方便地將柱狀軛鐵降低到預定位置上。第二引導件的高度最好是不小於700mm。
根據本發明的另一種用於組裝MRI用磁場發生器的方法，該磁場發生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對。在磁鐵單元的上表面上形成有一孔。該方法包括如下步驟將柱狀軛鐵提升孔的上方；將一用於插入孔的引導杆附連於柱狀軛鐵的下端面；以及通過將引導杆插入孔而使柱狀軛鐵的下降受到引導，藉以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
按照該方法，在把升高的柱狀軛鐵降低的同時，通過將引導杆導入所述孔內，就能以很高的精度將柱狀軛鐵設置到預定位置上。
根據本發明還有一種用於組裝MRI用磁場發生器的方法。在上方的磁鐵單元具有一開設在柱狀軛鐵連接位置的孔。該方法包括如下步驟將柱狀軛鐵設置到下磁鐵單元的上表面上；將一引導杆連接於柱狀軛鐵的上端面；將上磁鐵單元提升至柱狀軛鐵的上方；以及通過將引導杆插入孔而使柱狀軛鐵的下降受到引導，藉以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
根據這種方法，當把上磁鐵單元安裝到已經固定於下磁鐵單元的柱狀軛鐵上時，將上磁鐵單元提升到柱狀軛鐵的上方，並使永磁鐵朝下，隨後將上磁鐵單元降低並設置到柱狀軛鐵上，此時，上磁鐵單元受到引導，引導杆被插入所述孔。
在上述步驟中，當採用一對長度各不相同的引導杆時，首先將一個引導杆插入相應的孔而使柱狀軛鐵和磁鐵單元之間實現初步定位，隨後將另一引導杆插入相應的孔來實現更精確的定位。
根據本發明的一種MRI用磁場發生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對。在板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面上設有一凸起，磁鐵塊與相鄰的磁鐵塊或凸起以其側面相互粘接。較佳的是，所述凸起是用非磁性材料製成的。
按照本發明，可以更有效地用於MRI用磁場發生器的永磁鐵。另外，可以有效並精確地組裝磁鐵單元和柱狀軛鐵。因此，可以有效地組裝用於MRI的磁場發生器。
本發明的上述目的和其它目的、特徵、各方面內容和優點將通過以下結合附圖所作的詳細描述而變得清楚。
圖1是根據本發明一實施例的一個用於MRI的磁場發生器的立體圖，該發生器的一部分被切除；圖2是在根據本發明該實施例的磁場發生器的組裝步驟中安裝磁鐵塊之前的一板狀軛鐵的立體圖；圖3是一板狀軛鐵的平面圖，示出了在將一磁鐵塊組裝到板狀軛鐵上的組裝步驟中的一磁鐵塊；圖4是一平面圖，示出了在將一磁鐵塊組裝到板狀軛鐵上的組裝步驟中的磁鐵塊運送情況；圖5是一平面圖，示出了在組裝過程中將各磁鐵塊在板狀軛鐵上組裝成四分之一圓的圖案的情況；圖6是根據另一實施例的板狀軛鐵的平面圖，示出了在組裝步驟中將各磁鐵塊組裝到板狀軛鐵上的情況；圖7是一立體圖，示出了在圖1所示實施例中採用的一永磁鐵組裝裝置的一個主要部分；圖8是圖7所示裝置的磁鐵塊保持部的立體圖；圖9是一前視圖，示出了在圖1所示實施例中採用的另一個永磁鐵組裝裝置的一個主要部分；圖10是對根據本發明另一實施例的MRI用磁場發生器的一個組裝步驟的立體圖，示出了當柱狀軛鐵連接於一磁鐵單元時的狀態；圖11是一主要部分的立體圖，示出了上述組裝步驟；圖12是一曲線圖，示出了在上述組裝步驟中，柱狀軛鐵的底面高度與作用在柱狀軛鐵上的永磁鐵吸力之間的相對關係；圖13是一立體圖，示出了在一組裝步驟中將另一個磁鐵單元連接於柱狀軛鐵時的狀態；圖14是根據另一實施例的一個MRI用磁場發生器的立體圖；圖15是根據又一實施例的一個MRI用磁場發生器的立體圖；圖16是根據又一實施例的一個MRI用磁場發生器的立體圖。
下面將結合附圖來描述本發明的若干個較佳實施例。
先請參見圖1，根據本發明一實施例的一個MRI用磁場發生器包括一對磁鐵單元12，12a。每個磁場單元12，12a包括一板狀軛鐵14。每個板狀軛鐵14具有一與另一板狀軛鐵相對的表面，在該表面上設有一永磁鐵16，在永磁鐵16上設有一磁極片18。每個永磁鐵16均包括多個磁鐵塊20。磁鐵單元12的每個磁鐵塊20都是一個接一個相鄰裝配的，具有向上的相同磁極。另一方面，每個磁鐵單元12a的每個磁鐵也是一個接一個相鄰裝配的，具有另一個向下的磁極。換言之，磁鐵單元12的永磁鐵16和磁鐵單元12a的永磁鐵16是相互面對的，從而使兩個不同的磁極相互面對。
磁鐵塊20可以是用主要成分為釹(Nd)、鐵(Fe)和硼(B)的三元化合物Nd-Fe-B製成。或者，可以用鏑(Dy)來代替Nd-Fe-B中的Nd部分，而Fe部分則可以用鈷(Co)來代替。Nd-Fe-B是已知的一種強釹磁性材料，其最大能量積超過320 kJ/m3。應該注意的是，例如在美國專利4,770,723中詳細揭示了一種用於製造稀土磁鐵的方法。
相對的磁鐵單元12，12a通過四個具有圓形截面的柱狀軛鐵22來支承和磁性連接，其間具有一預定間隔，例如40cm至60cm。在這樣一種結構下，磁場發生器10旨在於成對的磁極片18之間產生一均勻的磁場。
下面將針對上述磁場發生器10來描述組裝永磁鐵16的方法，即，將多個磁鐵塊以大致圓形的圖案布置到板狀軛鐵14的上表面上。
該實施例中所採用的每個磁鐵塊20包括多個(例如8個)磁鐵元件。各磁鐵元件是通過將磁性粉末壓制和燒結成邊長4cm至10cm的大致立方體形狀。隨後，將多個磁性元件相互粘接，並使之磁化。
如圖2和圖3所示，在板狀軛鐵14上預先設置了一由例如鋁之類的非磁性材料製成的固定凸起24，以作為一引導件。另外，在板狀軛鐵14的表面上設置了一對非磁性導軌26，它們以90度的間隔從凸起24徑向地延伸。導軌26藉助螺釘可拆卸地固定於板狀軛鐵14。
如圖3所示，第一磁鐵塊20在板狀軛鐵14上是沿著一將凸起24與一個導軌26之間的夾角等分的直線來運送的，所述直線在圖3中形成了一個45度的夾角α，並被設置在圖3中的虛線所示位置上。磁鐵塊20是滑動運送的，同時磁性地裝配於板狀軛鐵14。當移動的磁鐵塊20到達離開凸起24某一預定距離(例如5cm至10cm)的範圍內時，停止運送，將粘合劑(例如丙烯酸粘合劑)塗敷於凸起24的表面，以便裝配磁鐵塊20。然而，沒有對導軌26的側面塗覆粘合劑。接著，恢復運送，將磁鐵塊20壓到凸起24上而實現粘接。使磁鐵塊20與凸起24在保持相互壓抵的狀態下保持一段時間，以使粘合劑硬化而將兩個元件粘接起來。在此應注意的是，為了磁鐵塊20具有較佳的定位精度，應該像圖4(a)所示的那樣來運送磁鐵塊20，即，令角20a向前，使側面20b，20c分別平行於凸起24的相配側面24a和導軌28的另一個相配側面26a。
與磁鐵塊20相粘接的凸起24在組裝完成之後仍為裝置的一部分。然而，由於凸起24是非磁性的，所以磁通不會短路。因此，可以完成各磁鐵塊20的固定工作而不會在組裝之後降低磁鐵單元12和12a之間所產生的磁場強度。另外，利用鋁來作為凸起24可以有利地加強丙烯酸粘合劑的粘接作用。
在上述步驟之後，重複類似的步驟，將其它的磁鐵塊20分別對準由凸起24和另一導軌26組成的夾角部、由導軌26的側面26a和前一磁鐵塊20的側面組成的夾角部、以及由一對相鄰磁鐵塊20的側面20d和20e組成的夾角部來進行運送和固定。如圖4(b)所示，在這些特定的步驟中，在運送時，每個磁鐵塊20的側面20b，20c均平行於組成相配夾角部的側面。在上述步驟中，沒有在導軌26的相應側面部分塗敷粘合劑，只是在磁鐵塊20的相應側面上塗敷了粘合劑。
當第一個四分之一圓被磁鐵塊20覆蓋時，使固定導軌26之一(即圖5中右邊的導軌)移動，並固定在圖5中虛線所示的位置上。隨後，重複與上述相同的步驟，以便將磁鐵塊20布置在與現有的磁鐵塊20的四分之一圓形圖案相配的四分之一圓形圖案內。
同樣地，重複上述設定步驟，用磁鐵塊20填滿每一個四分之一圓，從而將永磁鐵16組裝成一個大致圓盤形狀。
從以上描述應該理解，板狀軛鐵14和磁鐵塊20並不是直接相互粘接的。然而，圍繞凸起24的各磁鐵塊20是粘接於凸起24，而相鄰成對的磁鐵塊則藉助其側面相互粘接。另外，每個磁鐵塊20可強烈地吸引板狀軛鐵14。因此，在組裝完成後，所有的磁鐵塊都正確地對位。
在此應該注意的是，用來固定磁鐵塊20的粘合劑是非常強力的。一旦將磁鐵塊20粘接於導軌26，就很難再將兩者分開。為此，如圖6所示，在每個導軌26的側面上形成於若干個凹槽26b。各凹槽26b形成在兩個磁鐵塊會聚於導軌26側面的位置上。在這種配置下，當把一新的磁鐵塊20壓抵一已經固定的磁鐵塊20時，即使相配表面之間的粘合劑被擠出，這些粘合劑也不會到達導軌26，從而可防止磁鐵塊20與導軌26相互粘接。
上述永磁鐵16的組裝工作可以採用例如圖7所示的組裝裝置來進行。
如圖7所示，組裝裝置30包括一底座32。底座32具有一設有轉臺34的上表面。轉臺34可以圍繞其中心處的一垂直轉軸(未示)沿箭頭A方向轉動。板狀軛鐵14安裝在轉臺34上。
轉臺34靠在運送裝置36上。運送裝置36包括一運送臺38。運送臺8與轉臺34上的板狀軛鐵14的上表面保持齊平。運送臺38的上表面上設有一臂40，該臂具有一帶有保持部42的前端。
運送裝置36可沿垂直於臂40的軸向橫向移動。臂40與運送臺38配合，使由保持部42保持的磁鐵塊20沿著臂40的軸向運送。
保持部42具有如圖8所示的結構。具體地說，保持部42包括一框架構件44，它具有一對側壁44a、44b以及一對分別與側壁44a、44b相對的側壓液壓缸46a、46b。在保持部42的上表面上設有一下壓液壓缸48，用以將由保持部42保持的磁鐵塊20向下壓。框架構件44可以藉助一液壓升降缸(未示)來提升。
磁鐵塊20在被框架構件44的側壁44a、44b和側壓液壓缸46a、46b夾持的同時於板狀軛鐵14上滑動。當要把磁鐵塊20粘接於一已經粘接到位的磁鐵塊20時，保持在運送裝置內的磁鐵塊20由下壓液壓缸48向下壓。這樣就可以防止磁鐵塊在磁鐵塊20本身和已固定磁鐵塊20之間的斥力而呈浮動狀態。與此同時，將框架構件44升高，暴露出磁鐵塊20的兩個粘接面。當已將粘合劑塗敷於磁鐵塊20的兩個(或僅一個)暴露表面時，藉助側壓液壓缸46a、46b使磁鐵塊20受壓並粘合一段時間，同時，磁鐵塊20還是受到下壓液壓缸48的向下的壓力。
在進行上述操作時，磁極片18保持在板狀軛鐵14的上方。磁極片18是例如藉助圖9所示的提升器50而保持在板狀軛鐵14的上方。提升器50包括一提升器底座52。提升器底座52可接著螺紋驅動軸54的轉動而垂直移動。在提升器底座52的下表面上設有保持部56。磁極片18藉助螺栓58固定於保持部56。主要由磁鐵製成的磁極片18可以吸收由已經粘接到位的磁鐵塊20發生的磁通。
通過如上所述的那樣將磁極片18設置在板狀軛鐵14的上方，就可以提高被組裝永磁鐵的操作點，從而降低已經固定的磁鐵塊20和已經粘接的磁鐵塊20的退磁現象。另外，當由保持部42保持的磁鐵塊20被粘接時，下壓液壓缸48的上端壓抵保持在上方的磁極片18的下表面，使磁鐵塊20保持穩定狀態。
另外，在完成磁鐵塊20的固定工作之後，隨後只要簡單地將磁極片18從其保持位置降低，就可以把磁極片安裝於永磁鐵16。另一方面，當磁鐵塊20已經被固定之後，要將磁極片18從其它位置移動到永磁鐵16上是非常困難的。然而，根據本發明的方法，可以很方便地將磁極片18安裝到預定位置上。
還有，當例如磁鐵塊20被粘接時，磁極片18保持在磁鐵塊20上方大約5cm處。與此同時，保持部42的下壓液壓缸48向下壓抵磁極片18的下表面。這種操作可以有效地反抗作用在由保持部42保持的磁鐵塊20與已固定於板狀軛鐵14的磁鐵塊20之間的斥力，可以很方便地將磁鐵塊20固定到板狀軛鐵14的預定位置上。
這時，板狀軛鐵14的表面被永磁鐵16覆蓋，並且是藉助磁極片18安裝的，下面將描述組裝成對磁鐵單元12、12a並使柱狀軛鐵22位於兩者之間的方法。
首先，按照下列步驟，將一柱狀軛鐵22設置在磁鐵單元12的板狀軛鐵14的四個角部。
具體地說，為了藉助組裝完成的磁場發生器10在成對的磁極片18之間產生一均勻的磁場，必需使永磁鐵16與柱狀軛鐵22隔開一定距離。當距離較大時，形成在磁極片18之間的磁場將更均勻。然而，這將使裝置變得比較重。為此，在磁場發生器的設計中，為了將整個人體置於磁極片18之間，通常是將永磁鐵16與柱狀軛鐵22之間的距離設定為100mm～300mm。
在上述配置下，柱狀軛鐵22可例如由一起重機(未示)提升，指向下方的一個端面處於懸掛狀態。隨後，將柱狀軛鐵降低到板狀軛鐵14的一連接部14a上(參見圖10)。
這裡有一個問題。具體地說，由於柱狀軛鐵22是磁性的，當其與永磁鐵16靠近時會受到永磁鐵16的吸力，因而很難將柱狀軛鐵設置到預定位置上。
為此，如圖10所示，在板狀軛鐵14上的永磁鐵16與孔60之間設置了一用來引導柱狀軛鐵22的引導件62。這樣就可以安全並有效地來放置柱狀軛鐵22。引導件62具有一對例如大致呈L形的側壁，在進行正確地組裝時，該兩側壁與柱狀軛鐵22的側面接觸。首先應該將柱狀軛鐵22提升到固定點的正上方，即連接部14a的上方，然後再垂直地將其降低到固定位置上。因此，引導件62的高度是考慮到永磁鐵16的強度以及柱狀軛鐵22的形狀等因素來確定的。
從以上描述應該理解，必須將引導件62放置得靠近永磁鐵16，所以它應該是用例如鋁之類的非磁性材料製成的。然而，在安置柱狀軛鐵22時，由永磁鐵16作用於柱狀軛鐵22的強烈吸力將使柱狀軛鐵22與鋁製引導件62接觸，並使之嚴重磨損或變形。為此，引導件62是用鋁製成，但也可以是例如鍍不鏽鋼的。
另外，如圖10所示，在柱狀軛鐵22的被安置的下端面上連接有一引導杆64，而在板狀軛鐵14的連接部14a上形成有一個用於接納引導杆64的接配孔60。這樣就可以很方便和精確地將柱狀軛鐵22方到連接部14a內。引導杆64可拆卸地安裝於柱狀軛鐵22。引導杆64的長度大於板狀軛鐵14的厚度，因而當柱狀軛鐵22已被定位到連接部14a之後，可以很方便地將引導杆64去除。
在上述配置下，可例如藉助一起重機來提升柱狀軛鐵22，使連有引導杆64的端面垂直向下。隨後，將柱狀軛鐵22降低，同時將引導杆64插入孔60，從而將柱狀軛鐵22正確地定位到連接部14a上。在柱狀軛鐵22正確地定位之後，從板狀軛鐵14的下端面將引導杆64去除，例如藉助螺栓(未示)將柱狀軛鐵22固定於板狀軛鐵14。
如上所述的引導杆64和引導件62可以彼此獨立地使用。然而，如圖10所示的那樣同時採用這兩個構件可以進一步地便於組裝步驟的可操作性。
在此應注意的是，在實際組裝時，在將柱狀軛鐵22降低的同時，藉助人工將引導杆64引入孔60。因此，若永磁鐵16作用於柱狀軛鐵22的吸力非常大，柱狀軛鐵22的定位就會變得非常困難，會大大降低可操作性。
如圖11所示，引導件62的高度L1必須大於磁極片18的高度L3，這從其用途來看是很顯然的。按照該特定實施例的磁場發生器10，引導杆64的長度L2是500mm，L3是300mm，而板狀軛鐵14的厚度L4是300mm。
圖12示出了柱狀軛鐵22的下端面保持在連接部14a上方的高度D與作用在柱狀軛鐵22上的永磁鐵16的吸力之間的相對關係。永磁鐵16附近的磁通密度是0.1特斯拉～0.2特斯拉。因此，由圖12應該明白，當L1為300mm時，被降低的柱狀軛鐵22所受的吸力在大約1000N以下。當把柱狀軛鐵22降低時，為了在不受永磁鐵16過大吸力的情況下將懸掛著的柱狀軛鐵22人工地引導至預定位置，必須將永磁鐵22作用於柱狀軛鐵22的引力控制在大約200N～300N的範圍內，這意味著高度必須大於300mm。從圖12判斷，引導件62的較佳高度是700mm或更大。
在選擇上述高度的情況下，可以人工地將柱狀軛鐵22引導至預定位置，從而提高了可操作性。
在將柱狀軛鐵22連接於磁鐵單元12之後，將另一個磁鐵單元12a連接於柱狀磁鐵22的另一端，從而形成一個磁迴路。為進行這種操作，須連接的磁鐵單元12a被保持為使其磁極片18向下，並位於已組裝於磁鐵單元12的柱狀軛鐵22上方。
如圖13所示，在柱狀軛鐵22的端面上可拆卸地安裝了第一引導杆66和第二引導杆68。另外，在磁鐵單元12a的板狀軛鐵14的四個角部分別預先形成有接配孔70、72，以便引導第一和第二引導杆66、68。應該理解，第一引導杆66的長度大於第二引導杆68。具體地說，當例如藉助一起重機來降低磁鐵單元12a時，將孔70引導至柱狀軛鐵22的第一引導杆66，以便使磁鐵單元12a與柱狀軛鐵22初步對準。接著，使磁鐵單元12a進一步降低，將第二引導杆68進一步引導進入孔72，從而將磁鐵單元12a完全放到柱狀軛鐵22上。雖然在此沒有描述，但是可在磁鐵單元內設置一引導件，它類似於將柱狀軛鐵22連接於磁鐵單元12時所採用的引導件62，因而可以進一步提高組裝效率。
由於成對的磁鐵單元12、12a相互吸引，這兩者之間的任何相對的偏斜都很難糾正。另一方面，按照上述方法，可以精確地安置磁鐵單元12a。在完成磁鐵單元12a的安置工作之後，將引導杆66、68從板狀軛鐵14的上表面去除，每個柱狀軛鐵22均通過螺栓或其它緊固件固定於磁鐵單元12a。
應該注意的是，本發明還適用於其它磁場發生器，例如如圖14所示的一磁場發生器10a，它採用兩個柱狀軛鐵76來連接一對磁鐵單元74，在每個磁鐵單元上均設有一永磁鐵16和一磁極片18；如圖15所示的一磁場發生器10b，它採用兩個柱狀軛鐵80來連接一對磁鐵單元78，在每個磁鐵單元上均設有一永磁鐵16和一磁極片18；如圖16所示的磁場發生器10c，它採用一個柱狀軛鐵84來連接一對磁場單元82。雖然在圖14和15中的永磁鐵16都是實心圓盤狀的，但每個永磁鐵都是由多個磁鐵塊組裝成大致圓盤形狀而形成的組裝磁鐵，類似於在上述實施例的磁場發生器10中所採用永磁鐵16。
在此應注意的是，在塗敷粘合劑的步驟中，本發明並不限制於將粘合劑塗敷於已固定在板狀軛鐵14上的側面以及凸起24的側面。可以將粘合劑塗敷在需安裝的磁鐵塊20的側面。
雖然上面已詳細描述了本發明，但應該理解，這些僅僅是為了描述和舉例，而並非用來作限制，本發明的精神和範圍應由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種用於組裝磁鐵單元的方法，它是通過將各磁鐵塊粘接於設置在一板狀軛鐵的表面上的粘接物體來實現的，所述方法包括如下步驟一塗敷步驟，也就是將粘合劑塗敷於所述粘接物體的至少一個側面或磁鐵塊的一個側面；一運送步驟，也就是通過使所述磁鐵塊在板狀軛鐵上滑動來進行運送；以及一粘接步驟，也就是將所述被運送磁鐵塊粘接於所述粘接物體。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述運送步驟包括一子步驟，也就是將磁鐵塊運送並裝配入由多個粘接物體的側面所形成的一個夾角部。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括這樣一個步驟將所述磁鐵塊朝所述夾角部運送，這時，磁鐵塊的側面與形成夾角部的粘接物體的側面保持平行。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括一安置步驟，也就是將一第一引導件安置到所述板狀軛鐵的表面上；以及其中，運送步驟包括一子步驟，也就是通過將磁鐵塊裝配於第一引導件的側面來定位磁鐵塊。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述運送步驟包括一子步驟，也就是運送磁鐵塊並將其裝配入由第一引導件的側面和粘接物體的側面組成的夾角部。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括這樣一個步驟將所述磁鐵塊朝所述夾角部運送，這時，磁鐵塊的側面與形成夾角部的第一引導件的側面或所述粘接物體的側面保持平行。
7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述第一引導件上設有一凹槽，該凹槽形成在裝配磁鐵塊的第一引導件的側面，處在兩個磁鐵塊相互粘接的位置上。
8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於，所述粘接物體包括至少一個凸起，它設置在所述板狀軛鐵的表面上，或設置在已固定於板狀軛鐵表面的一磁鐵塊內。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述凸起是用非磁性材料製成。
10.一種用於組裝一磁鐵單元的方法，通過在一板狀軛鐵的表面上設置多個具有向上的相同磁極的磁鐵塊來實現，所述方法包括如下步驟將一磁性元件設置在板狀軛鐵上方，使該磁性元件與板狀軛鐵隔開一預定距離，並大致與之平行；以及在所述板狀軛鐵上對多個磁鐵塊中的每一塊進行運送，並通過粘接使多個磁鐵塊中的每一塊都固定於相鄰的磁鐵塊。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述磁性元件是一磁極片，所述方法還包括這樣一個步驟在各磁鐵塊的固定步驟之後，將所述磁極片降低而放到已設置完畢的磁鐵塊上。
12.一種MRI用磁場發生器，包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；其中，在板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面上設有一凸起，磁鐵塊與相鄰的磁鐵塊或所述凸起以其側面相互粘接。
13.如權利要求12所述的磁場發生器，其特徵在於，所述凸起是用非磁性材料製成的。
14.一種用於組裝MRI用磁場發生器的方法，所述磁場發生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；所述方法包括如下步驟設置一第二引導件，用於在板狀軛鐵上的永磁鐵與柱狀軛鐵欲設置在板狀軛鐵上的位置之間對柱狀軛鐵加以引導；將所述裝置軛鐵提升至所述磁鐵單元上方；以及通過使被提升的柱狀軛鐵沿所述第二引導件的側面降低，把被提升的柱狀軛鐵設置到磁鐵單元上。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述第二引導件的高度不小於700mm。
16.一種用於組裝MRI用磁場發生器的方法，所述磁場發生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；在所述磁鐵單元的上表面上形成有一孔；所述方法包括如下步驟將所述柱狀軛鐵提升所述孔的上方；將一用於插入所述孔的引導杆附連於所述柱狀軛鐵的下端面；以及通過將所述引導杆插入所述孔而使所述柱狀軛鐵的下降受到引導，藉以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
17.一種用於組裝MRI用磁場發生器的方法，所述磁場發生器包括一對磁鐵單元，每個磁鐵單元均包括一板狀軛鐵和一由設置在該板狀軛鐵表面上的多個磁鐵塊製成的永磁鐵；以及一用來製成和磁性連接所述成對磁鐵單元的柱狀軛鐵，板狀軛鐵的形成有永磁鐵的表面相互面對；在上方的磁鐵單元具有一開設在柱狀軛鐵連接位置的孔；所述方法包括如下步驟將所述柱狀軛鐵設置到下磁鐵單元的上表面上；將一引導杆連接於柱狀軛鐵的上端面；將所述上磁鐵單元提升至所述柱狀軛鐵的上方；以及通過將所述引導杆插入所述孔而使所述柱狀軛鐵的下降受到引導，藉以連接柱狀軛鐵和磁鐵單元。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，在引導杆附連步驟中，將長度各不相同的一對引導杆附連於柱狀軛鐵的上端面。
全文摘要
在一板狀軛鐵的上表面上形成有一個凸起和一導軌。一新的磁鐵塊通過在板狀軛鐵的上表面上滑動來運送,並且以側面對側面地與凸起或已固定的磁鐵塊相粘接。在上述作業過程中,一磁性元件保持在板狀軛鐵上方。較佳的是,將新的磁鐵塊朝一夾角部運送,磁鐵塊的側面分別與凸起的一個側面和導軌的一個側面保持平行。當磁鐵單元和柱狀軛鐵相互連接時,將柱狀軛鐵或磁鐵單元降低,將附連於柱狀軛鐵一端面的一個引導杆插入形成在磁鐵單元內的一個孔內。
文檔編號G01R33/38GK1254838SQ9911077
公開日2000年5月31日 申請日期1999年8月5日 優先權日1998年8月6日
發明者青木雅昭, 橋本重生 申請人:住友特殊金屬株式會社