JPH04337614A - 傾斜磁場コイルの製造方法 - Google Patents

傾斜磁場コイルの製造方法

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JPH04337614A
JPH04337614A JP3110593A JP11059391A JPH04337614A JP H04337614 A JPH04337614 A JP H04337614A JP 3110593 A JP3110593 A JP 3110593A JP 11059391 A JP11059391 A JP 11059391A JP H04337614 A JPH04337614 A JP H04337614A
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gradient magnetic
shape
bobbin
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Ryoichi Takahashi
良一 高橋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】〔発明の目的〕
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）装置等に用いられる傾斜磁場コイルの製造方
法に係り、特にコイル配置の位置精度が高くてでき上り
寸法のバラツキが少なく、かつコイルのターン数が多く
ても小型の傾斜磁場コイルを実現できる傾斜磁場コイル
の製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】ＭＲＩ装置は、磁気共鳴を利用して被験
者の診断部位における特定原子核のスピン密度およびそ
の緩和時定数の少なくとも一方の反映された画像情報を
診断用に提供するもので、被験者が仰臥する寝台部と、
均一磁場（静磁場）を発生させるための磁石、静磁場下
における磁気共鳴のための高周波を送信し、かつ被験者
からの磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を受信する送受信コイ
ル、およびＭＲ信号に空間の位置に関する情報を付加す
る傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル等を納める架台部
と、電源ならびにＭＲ信号を処理する信号処理部などで
構成される。
【０００４】傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場
は、空間軸（例えば図１９のＸ，Ｙ，Ｚ軸）の方向に強
度の傾斜をもち、この傾斜磁場下で観測されるＭＲ信号
は空間の位置に関する情報も与えるため、ＭＲＩ装置は
、このＭＲ信号から画像の再構成をすることができる。
【０００５】図１９は、従来の傾斜磁場コイルの一例を
示す斜視図である。この傾斜磁場コイルは、Ｙ方向の傾
斜磁場を発生させるもので、この傾斜磁場コイルを製造
する場合は、導体でできたコイル１を、横倒しにした円
筒状ボビン（巻芯）２のＹ方向傾斜磁場を発生させるた
めの位置（ボビン２外周面の上部と下部）に、一定の幾
何学的な位置精度を保ちながら、巻き付けていく。この
コイルは図示のように４個で１つのコイル層とし、通常
所定の磁場強度を得るため、絶縁・接着シートを介して
同じ位置に複数のコイル層を形成する（すなわちコイル
のターン数（巻数）を増加させる）。そして、各コイル
１に図示のような方向で電流を流せば、Ｙ方向の傾斜磁
場が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の傾斜
磁場コイルの製造方法においては、導体線材を曲げなが
らボビンに装着してコイル（層）１とするため、導体線
材がボビン２外周面上で波打ったりして、位置精度の高
いコイル配置は得られない。したがって、各空間位置に
おける傾斜磁場強度の精度も悪いものになる。
【０００７】また、大量に製造する場合も、１つ１つの
ボビンについて上述の位置精度の不確かなコイルの巻き
付けを行っていくため、各傾斜磁場コイルのでき上がり
寸法がばらつく。
【０００８】さらに、図１９のＡ部でコイルを引出すた
め導体が交差しているが、これは１つのコイル層１の厚
さが実際にボビン２に装着している導体の厚さの２倍に
なる（すなわち、コイル層１の厚さの半分は、有効な導
体のない無駄な空間）ことを意味する。したがって、コ
イル層を何層も巻き付ける傾斜磁場コイルにあっては、
有効な導体のない無駄な空間を幾重にも含んで全体の厚
さが不必要に厚くなる。このため、傾斜磁場コイルを装
填するＭＲＩ装置が大型化し、敷設が不便になり、また
経済性を損ねていた。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、コイル配置の位置精度を高くしてでき上り寸法の
バラツキを少なくし、かつコイルのターン数が多くても
小型の傾斜磁場コイルを実現できる傾斜磁場コイルの製
造方法を提供することを目的とする。〔発明の構成〕
【
００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、（１）それぞれコイルと同じ形状の溝と突
起を有する一対の成形型の間に導体板を挟んで加圧し、
この導体板から所定形状のコイルを打抜く工程と、（２
）このコイルをボビン外周囲の特定方向の磁場を形成す
る位置において、一部に穴を有する絶縁・接着シートを
介して、前記穴を通じてコイル同士を接続しながら複数
段重ね合せる工程を含む傾斜磁場コイルの製造方法を提
供する。
【００１１】
【作用】本発明に係る傾斜磁場コイルの製造方法は、線
材をボビンに順を追って巻き付けながらコイルとするの
ではなく、成形型を使って導体板から予めボビンに巻き
付けたときの形状のコイルを必要な個数打抜き、これら
のコイルをボビンに積層して装着する。そして、この際
、積層されるコイル層間には一部に穴のある絶縁・接着
シートを介在させ、この穴を介して重なり合うコイル同
士を接続する。
【００１２】したがって、本発明によれば、線材をボビ
ンに順を追って巻き付ける場合に生ずるようなコイルの
波打ちはなく、コイル配置の精度を高めることができる
。そして大量に生産する場合も同一の成形型を用いてコ
イルを打抜くため、でき上がり寸法のバラツキをなくす
ことができる。
【００１３】さらに本発明によれば、絶縁・接着シート
の穴を介して重なり合うコイル同士を接続することによ
り、この接続した複数のコイル層を連続するターン数を
増やして傾斜磁場強度を増加させることができるが、従
来のような単一のコイル層におけるコイルの交差がない
ため、余分な空間は生じない。このため、従来と比べ同
じ数のコイル層を積層する場合に、コイル層全体の厚み
を大幅に減らすことができる。
【００１４】
【実施例】以下図１ないし図１８を参照して本発明の実
施例を説明する。
【００１５】図１は、本発明の第１実施例に係る傾斜磁
場コイルの製造方法における銅板の打抜き工程を示す斜
視図である。すなわち、本実施例においては、コイル形
状に打抜く導体板として銅板１０を選択し、この銅板１
０は、まずともに平板状の上型１１と下型１２に挟み込
む。この銅板１０は、図２に示すように、上型１１と下
型１２に挟み込まれると、図３（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ
　線断面図）に示すように、上型１１ａと下型１１ｂが
、それぞれボビン外周面に湾曲して装着するコイルを平
面状に延ばしたときの形状に一致する突起１１ａと溝１
２ａを有するため、上型１１ａと下型１１ｂを互いに加
圧することにより、図４に示すように、この突起１１ａ
（または溝１２ａ）の形状のコイル原型１３に打抜かれ
る。
【００１６】図５は、上述のコイル原型１３をボビンに
装着可能な形状に成型する工程を示す斜視図である。す
なわち、コイル原型１３は、ともに円筒状ボビンの一部
（軸方向に二分割したもの）と同じ形状を有するサドル
形の上枠１４と下枠１５に挟み込む。このコイル原型１
３は、図６に示すように、上枠１４と下枠１５に挟み込
まれて加圧されると、図７に示すように、サドル状のコ
イル１６ａに成型される。このコイル１６ａは、精度の
よい上型１１と下型１２および上枠１４と下枠１５から
製造されるため、波打ちなどの形状の不正確さはない。 そしてこのコイル１６ａは、同じ上型１１と下型１２お
よび上枠１４と下枠１５を用いて、同一精度のものを必
要なだけ製造することができる。
【００１７】なお、本実施例においては、一旦平板状の
コイル原型１３を打ち抜いた後、ボビンに装着可能な湾
曲した形状に成型したが、ボビンに装着可能な最終的な
コイルの形状に合せた突起と溝をそれぞれ有する一対の
成形型を用い、直ちに装着可能な形状のコイルに打抜く
こともできる。
【００１８】さて、図８は先に上枠１４と下枠１５の形
状の基となった円筒状のボビン１７を示すが、このボビ
ン１７の外周面に、絶縁・接着シート１８、先に製造し
たサドル状コイル１６ａ、一部に穴１９のある絶縁・接
着シート２０、そして再びサドル状コイル１６ｂの順で
各部材を積層する。すなわち、本実施例においては、コ
イル層は２層である。
【００１９】ここで、内側と外側にそれぞれ積層される
サドル状コイル１６ａと１６ｂは、それぞれ自身の外周
端と内周端に、端子２１ａと２１ｂおよび端子２１ｃと
２１ｄを有する。そしてサドル状コイル１６ａの端子２
１ｄとサドル状コイル１６ｂの端子２１ｃは、絶縁・接
着シート２０の穴１９を通して互いに接続される。一方
、端子２１ａと端子２１ｂはそれぞれ電流の入力端子と
出力端子となる。
【００２０】その結果、本実施例によれば、一つの電流
の入出力に掛かるコイルが２層となって、従来に比べタ
ーン数が増す。すなわち、一つの電流の入出力に掛かる
傾斜磁場強度を高くできる。そして、前述の従来の方法
で形成した２層のコイル層（入出力端子を２個づつ有す
る）と比べると、各コイル層における導体の交差がない
ため、その交差部分からＺ軸方向に延びるコイルの存在
しない空間は生じない。よって、本実施例の方法によれ
ば、同じ傾斜磁場強度を実現する場合にも、コイル層全
体の厚さを縮小して、傾斜磁場コイルを小型にできるが
、これはＭＲＩ装置全体の小型化につながり、ＭＲＩ装
置の経済性の向上、ＭＲＩ装置設置に掛かる作業の利便
性の向上を図ることができる。
【００２１】図１０は、１つのコイル層につき４個のコ
イル、２層のコイル層で計８個のコイルを装着して完成
したＹ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ　を形成する傾斜磁場コイ
ルの斜視図である。すなわち、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ
　は、Ｙ軸方向（上下方向）にそれぞれ２層で４個づつ
コイルを配置して通電することにより形成される。
【００２２】傾斜磁場コイルは、１個のボビンで複数方
向（複数のチャネル）の傾斜磁場を形成することが可能
である。図１１ないし図１３は、このための工程を示す
もので、図１０のようにボビン１７に１方向（ここでは
Ｙ軸方向）の傾斜磁場を形成するコイル層を装着し終わ
ったら、図１１に示すように、そのコイル層を覆って、
穴のない絶縁・接着シート２２を巻き付ける。この工程
により、形成する傾斜磁場の異なるコイル層間は完全な
絶縁を保たれる。
【００２３】その後、図１２に示すように、先の方法で
打抜き・湾曲させ、かつ穴２４のある絶縁・接着シート
２５を介して接着されたコイル２３ａ，２３ｂを、Ｙ軸
方向傾斜磁場の場合と同様に、コイル層１層につき４個
、コイル層２層で計８個Ｘ軸方向の傾斜磁場を形成する
ように装着する。
【００２４】さらにＺ軸方向の傾斜磁場を形成するコイ
ルを装着する場合は、図１３に示すように、Ｘ軸方向傾
斜磁場用のコイルを覆って、もう一度穴のない絶縁・接
着シート２６を巻き付ける。なお、図示はしないが、Ｚ
軸方向傾斜磁場用のコイルはソレノイド形となる。
【００２５】図１４は、こうして完成したＸ，Ｙ，Ｚの
３つの軸方向の傾斜磁場を形成できる傾斜磁場コイル２
７の斜視図であり、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線断面
図である。
【００２６】本実施例では、ボビン１７の外周面に、順
にＹ軸方向傾斜磁場用のコイル層１６、Ｘ軸方向傾斜磁
場用のコイル層２３およびＺ軸方向傾斜磁場用のコイル
層２８（各コイル層１６，２３，２８はそれぞれ穴のあ
る絶縁・接着シートを挟み、この穴を介して接続する２
層のコイル層からなるが、詳細は省略してある。）が配
置される。各コイル層１６，２３，２８の境界および最
表層には、それぞれ穴のない絶縁・接着シート２２，２
６，２９が巻き付けられる。なお、傾斜磁場用コイル層
の積層順序は、本実施例に限られるものではなく、任意
の順序で積層することができる。
【００２７】本実施例においては、穴のある絶縁・接着
シート２０，２５および穴のない絶縁・接着シート２２
，２６，２９ともに、熱硬化性のエポキシ樹脂を染み込
ませたガラスクロス（ガラス繊維でできている）を用い
るが、図１６と図１７は、それぞれ図１５のＢ部を加熱
する前と加熱した後の拡大図である。
【００２８】すなわち、銅製のコイル層２３と２８は、
エポキシ樹脂３０を染み込ませたガラスクロス製の絶縁
・接着シート２６を挟んで相対するが、加熱前において
は、エポキシ樹脂３０はまだ硬化していず、固体または
粘度の非常に高い液体の状態である。したがって、銅製
コイル層２３，２８とガラス繊維を覆うエポキシ樹脂３
０はあまりよく密着しない。そこで、傾斜磁場コイル全
体を加熱する（エポキシ樹脂の種類により異なるが大体
１００〜１５０℃）と、エポキシ樹脂３０はまず粘度の
低い液体となってコイル層２３，２８と密着し、ついで
硬化してコイル層２３，２８を固着する。コイル層２３
，２８はガラス繊維のおかげで絶縁を互いに保たれる。
【００２９】図１８は、本発明の第２実施例に係る方法
により製造された遮蔽形傾斜磁場コイル３１の部分断面
図である。遮蔽形傾斜磁場コイル３１は、ボビン３２と
ボビン３２より直径の大きなボビン３３についてそれぞ
れ第１実施例と同様の方法により製造された内側傾斜磁
場コイル３４と外側傾斜磁場コイル３５を、スペーサ３
６を介して二重に組み合わせて製造する。
【００３０】内側傾斜磁場コイル３４と外側傾斜磁場コ
イル３５は、それぞれ先に示した図１５と同様の断面を
有し、ボビン３２と３３の外周面に、それぞれ同じ順序
でＹ軸方向傾斜磁場用のコイル層３７，３８、Ｘ軸方向
傾斜磁場用のコイル層３９，４０およびＺ軸方向傾斜磁
場用のコイル層４１，４２が配置される。そして、内側
傾斜磁場コイル３４の各コイル層３７，３９，４１の境
界および最表層ならびに外側傾斜磁場コイル３５の各コ
イル層３８，４０，４２の境界および最表層には、それ
ぞれ穴のない絶縁・接着シート４３，４４，４５ならび
に４６，４７，４８が巻き付けられる。
【００３１】本実施例の方法で製造したこの遮蔽形傾斜
磁場コイル３１は、内側傾斜磁場コイル３４と外側傾斜
磁場コイル３５において、同一チャネルの傾斜磁場形成
に掛かる各コイル層に互いに逆方向に電流を流すと、各
チャネルの傾斜磁場について、外側傾斜磁場コイル３５
より外側の空間にはまったく磁場が形成されず、内側傾
斜磁場コイル３４の内側の空間には必要な磁場が形成さ
れる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る傾斜
磁場コイルの製造方法によれば、ボビンに装着されるコ
イルに波打ちなどコイル配置の精度の乱れがなく、何個
生産する場合でもでき上がり寸法のバラツキをなくすこ
とができる。
【００３３】さらに本発明によれば、従来のようにコイ
ル層にコイルの存在しない空間が生ぜず、コイル層全体
の厚みを大幅に減らして、ＭＲＩ装置の小型化・経済性
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る方法における銅板の
打抜き工程を示す図。
【図２】上記工程において銅板を挟み込んだ成形型の斜
視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ　線断面図。
【図４】上記工程において打抜かれた銅コイルの斜視図
。
【図５】本発明の第１実施例に係る方法における銅コイ
ルの成型工程を示す図。
【図６】上記工程において銅コイルを挟み込んだ型枠の
斜視図。
【図７】上記工程において成型された銅コイルの斜視図
。
【図８】本発明の第１実施例に係る方法で用いるボビン
の斜視図。
【図９】本発明の第１実施例に係る方法における銅コイ
ルの重ね合せ工程を示す図。
【図１０】本発明の第１実施例に係る方法により１チャ
ネルの傾斜磁場形成用コイルを装着した傾斜磁場コイル
の斜視図。
【図１１】本発明の第１実施例に係る方法により他傾斜
磁場チャネル用コイル装着のため絶縁・接着シートを巻
き付けた傾斜磁場コイルの斜視図。
【図１２】本発明の第１実施例に係る方法における他傾
斜磁場チャネル用銅コイルの重ね合せ工程を示す図。
【図１３】本発明の第１実施例に係る方法によりさらに
他の傾斜磁場チャネル用コイル装着のため絶縁・接着シ
ートを巻き付けた傾斜磁場コイルの斜視図。
【図１４】本発明の第１実施例に係る方法により３傾斜
磁場チャネルのコイルを装着した傾斜磁場コイルの斜視
図。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図。
【図１６】図１５のＢ部の加熱前の断面図。
【図１７】図１５のＢ部の加熱後の断面図。
【図１８】本発明の第２実施例に係る方法により製造し
た遮蔽形傾斜磁場コイルの断面図。
【図１９】従来の方法で製造したＹ方向傾斜磁場コイル
の斜視図。
【符号の説明】
１０　　銅板 １１　　上型 １１ａ　　突起 １２　　下型 １２ｂ　　溝 １３　　コイル原型 １４　　上枠 １５　　下枠 １６ａ，１６ｂ　　コイル １７　　ボビン １９　　穴 ２０　　絶縁・接着シート

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（１）それぞれコイルと同じ形状の溝
    と突起を有する一対の成形型の間に導体板を挟んで加圧
    し、この導体板から所定形状のコイルを打抜く工程と、
    （２）このコイルをボビン外周面の特定方向の磁場を形
    成する位置において、一部に穴を有する絶縁・接着シー
    トを介して、前記穴を通じてコイル同士を接続しながら
    複数段重ね合せる工程を含む傾斜磁場コイルの製造方法
    。
  2. 【請求項２】　　前記工程（１）はそれぞれコイルを板
    状に延ばした形状の溝と突起を有する一対の成形型の間
    に導体板を挟んで加圧し、この導体板から所定形状のコ
    イル原型を打抜く工程と、ボビンの外形の一部に合せた
    形状を有する一対の成型枠に前記コイル原型を挟んで加
    圧し、ボビンに装着可能な形状のコイルを成型する工程
    を含む請求項１記載の傾斜磁場コイルの製造方法。
  3. 【請求項３】　　前記工程（２）の後に、さらに絶縁・
    接着シートを介して前記コイルとは異なる方向の傾斜磁
    場を形成する位置にコイルを装着する工程を含む請求項
    １または２記載の傾斜磁場コイルの製造方法。
  4. 【請求項４】　　直径の異なる２つのボビンを用意する
    工程と、この２つのボビンにおいて前記工程（２）を完
    了した後、上記２つのボビンをスペーサを介して二重に
    組み合わせる工程を含む請求項１ないし３のいずれか１
    項記載の傾斜磁場コイルの製造方法。
  5. 【請求項５】　　前記絶縁・接着シートとしてエポキシ
    樹脂を染み込ませたガラスクロスを選択する工程と、こ
    のエポキシ樹脂を染み込ませたガラスクロスについて前
    記工程（２）を完了した後、このエポキシ樹脂を染み込
    ませたガラスクロスを加熱する工程を含む請求項１ない
    し４のいずれか一項記載の傾斜磁場コイルの製造方法。
  6. 【請求項６】　　前記導体板として銅板を選択する工程
    を含む請求項１ないし５のいずれか一項記載の傾斜磁場
    コイルの製造方法。
JP3110593A 1991-05-15 1991-05-15 傾斜磁場コイルの製造方法 Pending JPH04337614A (ja)

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Cited By (6)

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