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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6585299
(24)【登録日】2019年9月13日
(45)【発行日】2019年10月2日
(54)【発明の名称】インダクタンス調整装置
(51)【国際特許分類】
H01F 21/04 20060101AFI20190919BHJP
【ＦＩ】
H01F21/04
【請求項の数】13
【全頁数】42
(21)【出願番号】特願2018-527531(P2018-527531)
(86)(22)【出願日】2017年7月4日
(86)【国際出願番号】JP2017024537
(87)【国際公開番号】WO2018012354
(87)【国際公開日】20180118
【審査請求日】2018年10月9日
(31)【優先権主張番号】特願2016-138655(P2016-138655)
(32)【優先日】2016年7月13日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】591057278
【氏名又は名称】株式会社江口高周波
(74)【代理人】
【識別番号】100090273
【弁理士】
【氏名又は名称】國分 孝悦
(72)【発明者】
【氏名】真弓 康弘
(72)【発明者】
【氏名】鶴崎 一也
(72)【発明者】
【氏名】江口 洋平
【審査官】
田中 崇大
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭５８−１４７１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実公昭０３−００８０３４（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】
国際公開第２０１０／０６７６４９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｆ２１／０４
２９／１２
３８／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気回路のインダクタンスを調整するインダクタンス調整装置であって、
第１の周回部と、第２の周回部と、第１の接続部とを有する第１のコイルと、
第３の周回部と、第４の周回部と、第２の接続部とを有する第２のコイルと、を有し、
前記第１の周回部、前記第２の周回部、前記第３の周回部、および前記第４の周回部は、それぞれ、その内側の領域を囲むように周回する部分であり、
前記第１の接続部は、前記第１の周回部の一端と、前記第２の周回部の一端とを相互に接続する部分であり、
前記第２の接続部は、前記第３の周回部の一端と、前記第４の周回部の一端とを相互に接続する部分であり、
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、直列または並列に接続され、
前記第１の周回部と前記第２の周回部は、同一面にあり、
前記第３の周回部と前記第４の周回部は、同一面にあり、
前記第１の周回部および前記第２の周回部と、前記第３の周回部および前記第４の周回部は、間隔を有して平行な状態で配置され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとの少なくとも何れか一方は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの軸を回動軸として回動し、
前記軸は、前記第１の周回部の中心および前記第２の周回部の中心の中間の位置と、前記第３の周回部の中心および第４の周回部の中心の中間の位置とを通る軸であり、
前記第１の周回部と前記第２の周回部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置され、
前記第３の周回部と前記第４の周回部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置されることを特徴とするインダクタンス調整装置。
第１の周回部と、第２の周回部と、第１の接続部とを有する第１のコイルと、
第３の周回部と、第４の周回部と、第２の接続部とを有する第２のコイルと、を有し、
前記第１の周回部、前記第２の周回部、前記第３の周回部、および前記第４の周回部は、それぞれ、その内側の領域を囲むように周回する部分であり、
前記第１の接続部は、前記第１の周回部の一端と、前記第２の周回部の一端とを相互に接続する部分であり、
前記第２の接続部は、前記第３の周回部の一端と、前記第４の周回部の一端とを相互に接続する部分であり、
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、直列または並列に接続され、
前記第１の周回部と前記第２の周回部は、同一面にあり、
前記第３の周回部と前記第４の周回部は、同一面にあり、
前記第１の周回部および前記第２の周回部と、前記第３の周回部および前記第４の周回部は、間隔を有して平行な状態で配置され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとの少なくとも何れか一方は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの軸を回動軸として回動し、
前記軸は、前記第１の周回部の中心および前記第２の周回部の中心の中間の位置と、前記第３の周回部の中心および第４の周回部の中心の中間の位置とを通る軸であり、
前記第１の周回部と前記第２の周回部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置され、
前記第３の周回部と前記第４の周回部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置されることを特徴とするインダクタンス調整装置。
【請求項2】
第１の状態および第２の状態の両方または片方の状態が含まれるように、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動し、
前記第１の状態は、前記第１の周回部と前記第３の周回部とが相互に対向する位置にあり、且つ、前記第２の周回部と前記第４の周回部とが相互に対向する位置にある状態であり、
前記第２の状態は、前記第１の周回部と前記第４の周回部とが相互に対向する位置にあり、且つ、前記第２の周回部と前記第３の周回部とが相互に対向する位置にある状態であることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス調整装置。
前記第１の状態は、前記第１の周回部と前記第３の周回部とが相互に対向する位置にあり、且つ、前記第２の周回部と前記第４の周回部とが相互に対向する位置にある状態であり、
前記第２の状態は、前記第１の周回部と前記第４の周回部とが相互に対向する位置にあり、且つ、前記第２の周回部と前記第３の周回部とが相互に対向する位置にある状態であることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項3】
前記第１のコイルの第１の方向における回動角度の絶対値と、前記第２のコイルの前記第１の方向とは反対の方向である第２の方向における回動角度の絶対値の合計の範囲が０°〜１８０°であることを特徴とする請求項１または２に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項4】
前記第１の周回部、前記第２の周回部、前記第３の周回部、および前記第４の周回部の形状および大きさは、それらの全長の６０％以上の部分で同じであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項5】
前記第１のコイルは回動し、前記第２のコイルは回動しないことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項6】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、前記軸に垂直な方向において２回以上巻回されたコイルであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項7】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの組が複数あり、
前記複数の組は、直列または並列に接続されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
前記複数の組は、直列または並列に接続されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項8】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルはそれぞれ、前記軸に垂直な方向において複数配置されることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項9】
前記直列に接続することと前記並列に接続することとの切り替えを行う切り替え装置を更に有することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項10】
前記電気回路が動作しているときに前記回動が行われることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項11】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルと電気的に接続されたコンデンサを更に有し、
前記コンデンサは、前記電気回路が通電された際に前記インダクタンス調整装置にかかる電位を低減するためのコンデンサであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
前記コンデンサは、前記電気回路が通電された際に前記インダクタンス調整装置にかかる電位を低減するためのコンデンサであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項12】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方の前記軸に沿う方向の位置を変更することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【請求項13】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、前記電気回路に流れる共振電流が分岐しないように前記電気回路に接続されることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のインダクタンス調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インダクタンス調整装置に関し、特に、電気回路のインダクタンスを調整するために用いて好適なものである。【背景技術】
【0002】
従来から、地球温暖化防止のために二酸化炭素等の温室効果ガスの排出量を削減するニーズは高い。例えば、鉄鋼分野では、高周波で焼入を行うための誘導加熱装置を高効率で運転することが実現されている。また、加熱効率の悪いガス加熱炉の代替技術としての誘導加熱装置の導入が近年増加してきている。また、自動車分野では、電気自動車に対して非接触で給電する技術の開発が行われている。【0003】
これらの技術は、高周波発生装置にコンデンサ（静電容量Ｃ）と負荷コイル（インダクタンスＬ）とを直列または並列に接続して電圧共振または電流共振を発生させる技術である。これらの技術では、共振電流が負荷コイルに流れたときに発生する磁束で被加熱物を非接触で加熱することができる。また、これらの技術では、共振電流が負荷コイルに流れたときに発生する磁束に基づく電磁誘導現象を利用して非接触で給電することができる。尚、共振電流とは、周波数が共振周波数の電流のことを指す。【0004】
このように共振現象を利用する場合、コンデンサ（静電容量Ｃ）と加熱コイル（インダクタンスＬ）とが決定すれば高周波発生装置における周波数（共振周波数）が一義的に決定される。このため、装置の立上時において、実際の周波数が目標周波数から外れている場合には、リアクタンスを調整する必要がある。そのための手段として、従来、目標周波数を得るために、回路の静電容量Ｃを調整する手段がとられていた。【0005】
具体的に、コンデンサと負荷コイルとを含む回路に対し、予め準備しておいた微調整用コンデンサを接続したり切り離したりすることにより、回路の静電容量Ｃを調整する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、微調整用コンデンサを余分に設置する必要がある。このため、装置が高価になる。また、運転中に周波数を切り換える場合には、一旦電源を切り、遠隔から自動で微調整用コンデンサの給電端子を切り換え、再度電源を入りにして運転を継続する必要がある。このようにする場合には、遠隔操作が可能な端子切替器が必要になる。このため、装置が高価になる。また、大電流下において回路の静電容量Ｃを連続的に可変することは技術的に容易ではない。【0006】
このため、回路のインダクタンスＬを調整することが考えられる。回路のインダクタンスＬを調整する技術として、以下の特許文献１〜３に記載の技術がある。【0007】
特許文献１には、誘導加熱に関する技術として、ソレノイドコイル内で磁性コアを移動させることによりインダクタンスＬを調整する方法が開示されている。具体的に特許文献１に記載の技術では、比透磁率の高い磁性コアをソレノイドコイル内で移動させることによりソレノイドコイル内の磁性コアの占有率を変化させることでインダクタンスＬを調整する。【0008】
特許文献２には、非接触給電に関する技術として、磁性コアを使用せずに、ソレノイドコイルを伸縮することによりインダクタンスＬを調整する方法が開示されている。【0009】
特許文献３には、基板上で使用する高周波電子回路に関する技術として、２つのコイル間の相対的な位置を変更することによりインダクタンスＬを調整する方法が開示されている。具体的に特許文献３に記載の技術では、同一形状のコイルを２つ用いる。２つのコイルのギャップを変更したり、コイル端を軸にして２つのコイルを回動させたり開閉させたりすることにより２つのコイルの回動角度や開閉角度を変更する。【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開２００４−３０９６５号公報
【特許文献2】特開２０１６−９７９０号公報
【特許文献3】特開昭５８−１４７１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ソレノイドコイルの中に磁性コアを挿入する。このため、ソレノイドコイルに大電流を流すとソレノイドコイルから発生する磁束が磁性コアに集中する。従って、特許文献１に記載の技術では、磁性コアの損失（鉄損やヒステリシス損）が大きくなる。更に、特許文献１に記載の技術では、磁性コアの端部に集中する磁束によりソレノイドコイルが誘導加熱される。よって、特許文献１に記載の技術では、加熱効率を向上させることが容易ではない。【0012】
また、特許文献２に記載の技術では、ソレノイドコイルを伸縮してインダクタンスＬを調整する。このため、ソレノイドコイルの伸縮量を、インダクタンスＬの可変倍率に応じて長くする必要がある。従って、特許文献２に記載の技術では、装置全体が大きくなる。更に、特許文献２に記載の技術では、コイルの変形を支える支持構造が複雑になる。尚、インダクタンスＬの可変倍率とは、インダクタンスＬの最大値をインダクタンスＬの最小値で割った値である。【0013】
また、特許文献３に記載の技術は、基板上で使用する高周波電子回路に関する技術であるので、この高周波電子回路に大電流を流すのは容易ではない。また、仮に、この高周波電子回路に大電流を流せる状態にできたとしても、特許文献３に記載の技術では、コイル端を軸にして回動角度や開閉角度を変更する。誘導加熱を行う場合のように数百〜数千アンペアの大電流を流すと過大な反発力や吸引力が２つのコイル間に発生する。特許文献３に記載の技術では、コイル端を軸とする構造であるため、前述した反発力や吸引力が発生するにより、インダクタンスＬを正確に調整することが容易でない。更に、特許文献３に記載の技術では、前述した反発力や吸引力が発生するにより、インダクタンス調整装置が破損する可能性がある。従って、特許文献３に記載の技術では、大電流を流すには特別な構造を採用いなければならない。また、特許文献３に記載の技術では、インダクタンスＬの変化は、ギャップや角度の対数に比例する。このため、特許文献３に記載の技術では、２つのコイルのギャップや回動角度と、インダクタンスＬとの関係が線形の関係から大きく外れる。このため、特許文献３に記載の技術では、周波数を高精度に制御することが容易ではない。【0014】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、電気回路のインダクタンスを簡単且つコンパクトな構成で正確に調整できるようにすることを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明のインダクタンス調整装置は、電気回路のインダクタンスを調整するインダクタンス調整装置であって、第１の周回部と、第２の周回部と、第１の接続部とを有する第１のコイルと、第３の周回部と、第４の周回部と、第２の接続部とを有する第２のコイルと、を有し、前記第１の周回部、前記第２の周回部、前記第３の周回部、および前記第４の周回部は、それぞれ、その内側の領域を囲むように周回する部分であり、前記第１の接続部は、前記第１の周回部の一端と、前記第２の周回部の一端とを相互に接続する部分であり、前記第２の接続部は、前記第３の周回部の一端と、前記第４の周回部の一端とを相互に接続する部分であり、前記第１のコイルと前記第２のコイルは、直列または並列に接続され、前記第１の周回部と前記第２の周回部は、同一面にあり、前記第３の周回部と前記第４の周回部は、同一面にあり、前記第１の周回部および前記第２の周回部と、前記第３の周回部および前記第４の周回部は、間隔を有して平行な状態で配置され、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの少なくとも何れか一方は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの軸を回動軸として回動し、前記軸は、前記第１の周回部の中心および前記第２の周回部の中心の中間の位置と、前記第３の周回部の中心および第４の周回部の中心の中間の位置とを通る軸であり、前記第１の周回部と前記第２の周回部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置され、前記第３の周回部と前記第４の周回部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも何れか一方が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置されることを特徴とする。【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を説明する。
＜インダクタンス調整装置の構成＞
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態のインダクタンス調整装置の構成の一例を示す図である。尚、各図に示すＸ、Ｙ、Ｚ座標は、各図における向きの関係を示すものである。○の中に●が示されているものは、紙面の奥側から手前側に向かう方向を示す。○の中に×が示されているものは、紙面の手前側から奥側に向かう方向を示す。
【0019】
インダクタンス調整装置は、第１のコイル１と、第１の支持部材２と、第２のコイル３と、第２の支持部材４と、中心軸５と、駆動装置６と、給電端子７ａ〜７ｄと、給水端子８ａ〜８ｄと、筐体９とを有する。図１Ａでは、筐体９の内部を透視して示す。尚、本実施形態のインダクタンス調整装置は、インダクタンスを調整するためのコアを有さない。【0020】
図２Ａは、第１のコイル１および第１の支持部材２の一例を示す図である。図２Ｂは、第２のコイル３および第２の支持部材４の一例を示す図である。図３Ａは、或る状態の第１のコイル１と、当該状態から中心軸５を回動軸として１８０°回動した状態の第１のコイル１とを重ねて示す図である。図３Ａでは、表記の都合上、これら２つの第１のコイル１の一方を実線で示し、他方を破線で示す。図３Ｂは、或る状態の第２のコイル３と、当該状態から中心軸５を回動軸として１８０°回動した状態の第２のコイル３とを重ねて示す図である。図３Ｂでも、図３Ａと同様に、表記の都合上、これら２つの第２のコイル３の一方を実線で示し、他方を破線で示す。尚、後述するように第２のコイル３は回動しないが、図３Ｂでは、第２のコイル３が回動するものと仮定する。【0021】
図２Ａおよび図３Ａは、図１Ａにおいて、第１の支持部材２の第２の支持部材４と対向する面をＺ軸に沿って見た図である。図２Ｂおよび図３Ｂは、図１Ａにおいて、第２の支持部材４の第１の支持部材２と対向する面をＺ軸に沿って見た図である。尚、図２Ａおよび図２Ｂにおいて、第１のコイル１および第２のコイル３の中に示す矢印線は、同時刻における交流電流の向きである。第１のコイル１および第２のコイル３に流れる交流電流の向きについては、図４を参照しながら後述する。【0022】
まず、第１のコイル１および第１の支持部材２について説明する。第１の支持部材２は、第１のコイル１を支持するための部材である。第１のコイル１は、第１の支持部材２に取り付けられ、第１の支持部材２上で固定される。図２Ａに示すように、第１の支持部材２には第１のコイル１が取り付けられるようにするための穴２ａ、２ｂが形成される。
【0023】
図２Ａに示すように、第１の支持部材２の平面形状は、円形である。第１の支持部材２は、第１のコイル１のＺ軸方向の位置が変化しないように第１のコイル１を支持できる強度を有し、且つ、絶縁性および非磁性を有する材料で形成される。第１の支持部材２は、例えば、熱硬化性樹脂を用いて形成される。【0024】
図２Ａに示すように、第１の支持部材２の中心には第１の支持部材２を中心軸５に取り付けられるようにするための穴２ｃが形成される。この穴２ｃに中心軸５を通すことにより、第１の支持部材２は、中心軸５と同軸になるように中心軸５に取り付けられ（固定され）、中心軸５の回動に伴い回動する。第１のコイル１は、第１の支持部材２により支持される。即ち、第１のコイル１は、第１の支持部材２上で固定される。このため、第１のコイル１は、第１の支持部材２の回動に伴い回動する。このように、第１のコイル１は、その回動軸と中心軸５とが同軸になるように配置される。【0025】
図２Ａにおいて、第１のコイル１は、第１の周回部１ａと、第２の周回部１ｂと、第１の接続部１ｃと、第１の引出部１ｄと、第２の引出部１ｅとを有する。第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第１の接続部１ｃ、第１の引出部１ｄ、および第２の引出部１ｅは、一体である。【0026】
本実施形態では、第１のコイル１の巻回数は１［回］である。また、本実施形態では、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、および第１の接続部１ｃによりアラビア数字の８の字の形状が形成される場合を例に挙げて説明する。尚、図３Ａでは、表記の都合上、第１の引出部１ｄとおよび第２の引出部１ｅの図示を省略する。また、図３Ａでは、重ねて示す２つの第１のコイル１のそれぞれに対し符号を付す。【0027】
第１の周回部１ａは、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第２の周回部１ｂも、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第１の周回部１ａと第２の周回部１ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。第１の接続部１ｃは、第１の周回部１ａの第１の端１ｆと、第２の周回部１ｂの第１の端１ｇとを相互に接続する部分であり、周回していない部分である。
【0028】
第１の引出部１ｄは、第１の周回部１ａの第２の端１ｈに接続される。第１の周回部１ａの第２の端１ｈは、穴２ｂの位置にある。第２の引出部１ｅは、第２の周回部１ｂの第２の端１ｉに接続される。第２の周回部１ｂの第２の端１ｉは、穴２ａの位置にある。【0029】
第１の引出部１ｄおよび第２の引出部１ｅは、第１のコイル１を外部と接続するための引き出し線となる。図２Ａにおいて、第１の引出部１ｄおよび第２の引出部１ｅを破線で示しているのは、第１の引出部１ｄおよび第２の引出部１ｅが、図２Ａに示す第１の支持部材２の面とは反対側の面にあることを示す。【0030】
図３Ａにおいて、第１のコイル１は、実線で示す状態から、中心軸５を回動軸として１８０°回動すると、破線で示す状態になる。中心軸５は、穴２ｃに配置される。従って、中心軸５は、第１の周回部１ａの中心１ｋと、第２の周回部１ｂの中心１ｊとの中間の位置を含む位置に配置される。第１の周回部１ａと第２の周回部１ｂは、穴２ｃ（中心軸５）を介して反対側の位置にある。即ち、第１の周回部１ａと第２の周回部１ｂは、第１のコイル１が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置される。この角度は、穴２ｃの中心（中心軸５の軸芯）と、第１の周回部１ａの中心１ｋとを相互に最短距離で結ぶ仮想的な直線と、穴２ｃの中心（中心軸５の軸芯）と、第２の周回部１ｂの中心１ｊとを相互に最短距離で結ぶ仮想的な直線とのなす角度である。尚、図３Ａにおいて、第１の周回部１ａの中心１ｋと、第２の周回部１ｂの中心１ｊは、仮想的に示す点であり、実在する点ではない。
【0031】
第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさは完全に同じであるのが最も好ましい。ただし、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさを完全に同じにすることができない場合がある。【0032】
第１のコイル１および第２のコイル３に交流電流を流した場合に、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂのそれぞれの内部を貫く磁束の状態が、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさが完全に同じである場合と大きく異ならなければ、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさは完全に同じでなくてもよい。【0033】
本発明者らは、第１〜第５の実施形態のインダクタンス調整装置を含む種々のインダクタンス調整装置について、第１のコイルおよび第２のコイルの大きさ、第１のコイルおよび第２のコイルのギャップ（Ｚ軸方向の間隔）、第１のコイルおよび第２のコイルの形状等を変更し、可変倍率βを測定した。ただし、第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の形状および大きさは完全に同じにした。その結果、可変倍率βの範囲は、約２.３〜５.６倍であった。この範囲に対応する結合係数ｋの範囲は約０.４〜０.７になる。尚、結合係数ｋは、後述する（２）式で表される。そこで、第１のコイルおよび第２のコイル間の標準的な結合係数ｋｓの値として、この範囲の平均値（＝０．５５（＝（０.４＋０．７）÷２））を採用する。この標準的な結合係数ｋｓは、第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の形状および大きさとが完全に同じ場合の結合係数の代表値となる。【0034】
ここで、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βの最低値βｍｉｎを２.０と仮定する。合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、後述する（４）式で表される。この可変倍率βの最低値βｍｉｎ（＝２.０）を（４）式に代入すると、第１のコイルおよび第２のコイル間の結合係数の最低値ｋｍｉｎは約０．３３になる。この結合係数の最低値ｋｍｉｎ（＝０．３３）を、標準的な結合係数ｋｓ（＝０．５５）で割ると、０．６（＝０．３３／０．５５）になる。つまり、可変倍率βの最低値βｍｉｎ（＝２．０）を確保するには、結合係数の最低値ｋｍｉｎとして０．３３が必要になる。結合係数の最低値ｋｍｉｎとして０．３３を実現するためには、第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の形状および大きさが、それらの全長の６０％の部分で同じであればよい。また、実用上、可変倍率βの最低値βｍｉｎは、２．５が好ましく、３．０がより好ましい。これに対応するためには、前述したのと同様の計算の結果から、第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の形状および大きさが、それらの全長の７８％の部分で同じになるのが好ましく、９１％以上の領域で同じになるのがより好ましい。【0035】
以上の観点から、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさが、それらの全長の６０％以上の部分で同じであれば、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさは同じであるものとみなすことができる。ただし、以上の説明において、可変倍率βの最低値βｍｉｎに応じて、６０％は、７８％であることが好ましく、９１％であることがより好ましい。【0036】
このことから、第１の周回部１ａと第２の周回部１ｂの形状および大きさに関し、以下のことが言える。第１のコイル１が中心軸５を回動軸として１８０°回動したときに、第１の周回部１ａの全長の６０％以上の長さの部分が、前記回動する前に第２の周回部１ｂがあった領域と重なる。第１の周回部１ａの全長は、第１の周回部１ａの第１の端１ｆから第２の端１ｈまでの長さである。
【0037】
図３Ａにおいて、実線で示す状態から破線で示す状態になるものとすると、図３Ａにおいて破線で下側に示す第１の周回部１ａの全長の６０％以上の長さの部分が、実線で下側に示す第２の周回部１ｂと重なる。【0038】
また、第１のコイル１が中心軸５を回動軸として１８０°回動したときに、第２の周回部１ｂの全長の６０％以上の長さの部分が、前記回動する前に第１の周回部１ａがあった領域と重なる。第２の周回部１ｂの全長は、第２の周回部１ｂの第１の端１ｇから第２の端１ｉまでの長さである。【0039】
図３Ａにおいて、実線で示す状態から破線で示す状態になるものとすると、図３Ａにおいて破線で上側に示す第２の周回部１ｂの全長の６０％以上の長さの部分が、実線で上側に示す第１の周回部１ａと重なる。尚、前述したように、以上の説明において、可変倍率βの最低値βｍｉｎに応じて、６０％は、７８％であることが好ましく、９１％であることがより好ましい。
【0040】
次に、第２のコイル３および第２の支持部材４について説明する。第２の支持部材４は、第２のコイル３を支持するための部材である。第２のコイル３は、第２の支持部材４に取り付けられ、第２の支持部材４上で固定される。図２Ｂに示すように、第２の支持部材４には第２のコイル３が取り付けられるようにするための穴４ａ、４ｂが形成される。
【0041】
図２Ｂに示すように、第２の支持部材４の平面形状は、矩形である。第２の支持部材４は、第２のコイル３のＺ軸方向の位置が変化しないように第２のコイル３を支持できる強度を有し、且つ、絶縁性および非磁性を有する材料で形成される。第２の支持部材４は、例えば、熱硬化性樹脂を用いて形成される。【0042】
図１Ａに示すように、第２の支持部材４は、中心軸５と同軸になるように筐体９に取り付けられ、筐体９に固定される。図２Ｂに示すように、第２の支持部材４の中心には第２の支持部材４が中心軸５と同軸に配置されるようにするための穴４ｃが形成される。図１Ａに示すように、穴４ｃに中心軸５を通した際に、第２の支持部材４が中心軸５と間隔を有するように、穴４ｃが形成される。このようにすることによって、中心軸５が回動しても第２の支持部材４は回動せずに、筐体９に固定された状態になる。【0043】
図２Ｂにおいて、第２のコイル３は、第３の周回部３ａと、第４の周回部３ｂと、第２の接続部３ｃと、第３の引出部３ｄと、第４の引出部３ｅとを有する。第３の周回部３ａ、第４の周回部３ｂ、第２の接続部３ｃ、第３の引出部３ｄ、および第４の引出部３ｅは、一体である。【0044】
本実施形態では、第２のコイル３の巻回数は１［回］である。また、本実施形態では、第３の周回部３ａ、第４の周回部３ｂ、および第２の接続部３ｃによりアラビア数字の８の字の形状が形成される場合を例に挙げて説明する。尚、図３Ｂでは、表記の都合上、第３の引出部３ｄとおよび第４の引出部３ｅの図示を省略する。また、図３Ｂでは、重ねて示す２つの第２のコイル３のそれぞれに対し符号を付す。【0045】
第３の周回部３ａは、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第４の周回部３ｂも、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第３の周回部３ａと第４の周回部３ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。【0046】
第２の接続部３ｃは、第３の周回部３ａの第１の端３ｆと、第４の周回部３ｂの第１の端３ｇとを相互に接続する部分であり、周回していない部分である。【0047】
第３の引出部３ｄは、第３の周回部３ａの第２の端３ｈに接続される。第３の周回部３ａの第２の端３ｈは、穴４ａの位置にある。第４の引出部３ｅは、第４の周回部３ｂの第２の端３ｉに接続される。第４の周回部３ｂの第２の端３ｉは、穴４ｂの位置にある。【0048】
第３の引出部３ｄおよび第４の引出部３ｅは、第２のコイル３を外部と接続するための引き出し線となる。図２Ｂにおいて、第３の引出部３ｄおよび第４の引出部３ｅを破線で示しているのは、第３の引出部３ｄおよび第４の引出部３ｅが、図２Ｂに示す第２の支持部材４の面とは反対側の面にあることを示す。【0049】
前述したように本実施形態では、第２のコイル３は回動しない。しかしながら、図３Ｂでは、第２のコイル３が、中心軸５を回動軸として回動すると仮定する。そうすると、第２のコイル３は、実線で示す状態から、中心軸５を回動軸として１８０°回動して、破線で示す状態になる。【0050】
中心軸５は、穴４ｃに配置される。従って、中心軸５は、第３の周回部３ａの中心３ｊと、第４の周回部３ｂの中心３ｋとの中間の位置を含む位置に配置される。第３の周回部３ａと第４の周回部３ｂは、穴４ｃ（中心軸５）を介して反対側の位置にある。即ち、第３の周回部３ａと第４の周回部３ｂは、第１のコイル１が回動する方向における角度が１８０°ずれた状態を保つように配置される。この角度は、穴４ｃの中心（中心軸５の軸芯）と、第３の周回部３ａの中心３ｊとを相互に最短距離で結ぶ仮想的な直線と、穴４ｃの中心（中心軸５の軸芯）と、第４の周回部３ｂの中心３ｋとを相互に最短距離で結ぶ仮想的な直線とのなす角度である。尚、図３Ｂにおいて、第３の周回部３ａの中心３ｊと、第４の周回部３ｂの中心３ｋは、仮想的に示す点であり、実在する点ではない。【0051】
前述したように、中心軸５は、第１の周回部１ａの中心１ｊと、第２の周回部１ｂの中心１ｋとの中間の位置を含む位置と、第３の周回部３ａの中心３ｊと、第４の周回部３ｂの中心３ｋとの中間の位置を含む位置とに配置される。従って、中心軸５は、第１の周回部１ａの中心１ｊと、第２の周回部１ｂの中心１ｋとの中間の位置と、第３の周回部３ａの中心３ｊと、第４の周回部３ｂの中心３ｋとの中間の位置とを通る。図１Ａに示す例では、中心軸５は、Ｚ軸方向に延びる。【0052】
また、第３の周回部３ａと第４の周回部３ｂの形状および大きさに関し、以下のことが言える。第２のコイル３が中心軸５を回動軸として１８０°回動すると仮定したときに、第３の周回部３ａの全長の６０％以上の長さの部分が、前記回動する前に第４の周回部３ｂがあった領域と重なる。第３の周回部３ａの全長は、第３の周回部３ａの第１の端３ｆから第２の端３ｈまでの長さである。
【0053】
図３Ｂにおいて、実線で示す状態から破線で示す状態になるものと仮定すると、図３Ｂにおいて破線で上側に示す第３の周回部３ａの全長の６０％以上の長さの部分が、実線で上側に示す第４の周回部３ｂと重なる。【0054】
また、第２のコイル３が中心軸５を回動軸として１８０°回動すると仮定したときに、第４の周回部３ｂの全長の６０％以上の長さの部分が、前記回動する前に第３の周回部３ａがあった領域と重なる。第４の周回部３ｂの全長は、第４の周回部３ｂの第１の端３ｇから第２の端３ｉまでの長さである。【0055】
図３Ｂにおいて、実線で示す状態から破線で示す状態になるものとすると、図３Ｂにおいて破線で下側に示す第４の周回部３ｂの全長の６０％以上の長さの部分が、実線で下側に示す第３の周回部３ａと重なる。尚、以上の説明において、可変倍率βの最低値βｍｉｎに応じて、６０％は、７８％であることが好ましく、９１％であることがより好ましい。
【0056】
次に、第１のコイル１と第２のコイル３の位置関係について説明する。図４は、第１のコイル１と第２のコイル３の位置関係の一例を示す図である。図４の一番上には、第１のコイル１と第２のコイル３による合成インダクタンスＧＬが最小値になるときの第１のコイル１と第２のコイル３の配置を示す。図４の一番下には、第１のコイル１と第２のコイル３による合成インダクタンスＧＬが最大値になるときの第１のコイル１と第２のコイル３の配置を示す。図４の真ん中には、第１のコイル１と第２のコイル３による合成インダクタンスＧＬが中間値（最小値を上回り最大値を下回る値）になるときの第１のコイル１と第２のコイル３の配置を示す。
【0057】
図４において、表記の都合上、第１のコイル１を実線で示し、第２のコイル３を破線で示す。また、図４において、実線、破線で示す矢印線は、それぞれ、第１のコイル１、第２のコイル３に流れる交流電流の（同時刻における同一の方向から見た場合の）向きを示す。【0058】
図４の一番下に示す状態を第１の状態とする。また、図４の一番上に示す状態を第２の状態とする。図４の一番下に示すように、第１の状態は、第１のコイル１の第１の周回部１ａと、第２のコイル３の第３の周回部３ａとが相互に対向する位置にあり、且つ、第１のコイル１の第２の周回部１ｂと、第２のコイル３の第４の周回部３ｂとが相互に対向する位置にある状態である。
【0059】
図４の一番上に示すように、第２の状態は、第１のコイル１の第１の周回部１ａと、第２のコイル３の第４の周回部３ｂとが相互に対向する位置にあり、且つ、第１のコイル１の第２の周回部１ｂと、第２のコイル３の第３の周回部３ａとが相互に対向する位置にある状態である。【0060】
ここで、第１の周回部１ａおよび第２の周回部１ｂの形状および大きさと、第３の周回部３ａおよび第４の周回部３ｂの形状および大きさに関し、以下のことが言える。【0061】
図４の一番下に示す第１の状態において、第１のコイル１および第２のコイル３を中心軸５に沿う方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、第１の周回部１ａの全長の６０％以上の長さの部分と、第３の周回部３ａの全長の６０％以上の長さの部分とが相互に重なる。また、第１の状態において、第１のコイル１および第２のコイル３を中心軸５に沿う方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、第２の周回部１ｂの全長の６０％以上の長さの部分と、第４の周回部３ｂの全長の６０％以上の長さの部分とが相互に重なる。【0062】
図４の一番上に示す第２の状態において第１のコイル１および第２のコイル３を中心軸５に沿う方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、第１の周回部１ａの全長の６０％以上の長さの部分と、第４の周回部３ｂの全長の６０％以上の長さの部分とが相互に重なる。また、第２の状態において第１のコイル１および第２のコイル３を中心軸５に沿う方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、第２の周回部１ｂの全長の６０％以上の長さの部分と、第３の周回部３ａの全長の６０％以上の長さの部分とが相互に重なる。尚、以上の説明において、可変倍率βの最低値βｍｉｎに応じて、６０％は、７８％であることが好ましく、９１％であることがより好ましい。
【0063】
ここで、第１の接続部１ｃおよび第２の接続部３ｃの長さは、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの長さに比べて短い。従って、第１のコイル１（第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、および第１の接続部１ｃ）および第２のコイル３（第３の周回部３ａ、第４の周回部３ｂ、および第２の接続部３ｃ）の形状および大きさが、それらの全長の６０％以上（好ましくは７８％以上、より好ましくは９１％以上）の部分で同じであるとしても実質的な相違はない。従って、前述した説明において、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状および大きさに替えて、第１のコイル１（第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、および第１の接続部１ｃ）および第２のコイル３（第３の周回部３ａ、第４の周回部３ｂ、および第２の接続部３ｃ）の形状および大きさで前述した規定をしてもよい。
【0064】
次に、第１のコイル１および第２のコイル３を構成する部材について説明する。本実施形態では、第１のコイル１および第２のコイル３を、水冷ケーブルを用いて形成する。水冷ケーブルは、例えば、ホースと、当該ホース内に通された電線とを有する。ホースも電線も可撓性を有するものとする。従って、第１のコイル１および第２のコイル３も可撓性を有する。尚、ホースは、絶縁性を有する材料で構成される。また、電線は、１本で構成しても、複数本で構成してもよい。複数本で電線を構成する場合、例えば、電線をリッツ線とすることができる。
【0065】
次に、インダクタンス調整装置における第１のコイル１および第２のコイル３の配置について説明する。本実施形態では、図１Ａに示すように、第１のコイル１および第２のコイル３を配置した際に、第１のコイル１および第２のコイル３のコイル面が、一定の間隔Ｇを有した状態で平行になるようにする。間隔Ｇの大きさは、例えば、インダクタンス調整装置で変更可能なインダクタンスの最大値等に応じて設定することができる。第１のコイル１のコイル面とは、第１の周回部１ａおよび第２の周回部１ｂで囲まれる領域における水平面（Ｘ−Ｙ平面）である。第２のコイル３のコイル面とは、第３の周回部３ａおよび第４の周回部３ｂで囲まれる領域における水平面（Ｘ−Ｙ平面）である。
【0066】
前述したように中心軸５は、第１のコイル１を回動させるためのものである。中心軸５は、ベアリング等を介して筺体９に回動可能に取り付けられる。駆動装置６は、中心軸５を回動させるための駆動源であり、モータ等を有する。【0067】
次に、第１のコイル１および第２のコイル３の接続について説明する。給電端子７ａ〜７ｄは、不図示の交流電源回路から供給される交流電力を、第１のコイル１および第２のコイル３に供給するための端子である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、給電端子７ａ〜７ｄは、その先端側の領域が露出するように、筐体９に取り付けられる（固定される）。
【0068】
本実施形態では、第１のコイル１の両端部のうち、第１の支持部材２の穴２ａから引き出される一端部（第２の周回部１ｂの第２の端１ｉ）は、給電端子７ａに接続される。一方、第１のコイル１の両端部のうち、第１の支持部材２の穴２ｂから引き出される他端部（第１の周回部１ａの第２の端１ｈ）は給電端子７ｄに接続される。【0069】
また、第２のコイル３の両端部のうち、第２の支持部材４の穴４ａから引き出される一端部（第３の周回部３ａの第２の端３ｈ）は、給電端子７ｂに接続される。一方、第２のコイル３の両端部のうち、第２の支持部材４の穴４ｂから引き出される他端部（第４の周回部３ｂの第２の端３ｉ）は、給電端子７ｃに接続される。【0070】
不図示の交流電源回路は、給電端子７ａ、７ｃに電気的に接続される。また、給電端子７ｂ、７ｄは、相互に電気的に接続される。以上のようにすることによって、第１のコイル１と第２のコイル３とは直列に接続される。即ち、交流電源回路から供給される交流電流は、「交流電源回路→給電端子７ａ→第１のコイル１→給電端子７ｄ→給電端子７ｂ→第２のコイル３→給電端子７ｃ→交流電源回路」の経路と、「交流電源回路→給電端子７ｃ→第２のコイル３→給電端子７ｂ→給電端子７ｄ→第１のコイル１→給電端子７ａ→交流電源回路」の経路とを交互に流れる。
【0071】
図２Ａに示すように、第１のコイル１の第１の周回部１ａおよび第２の周回部１ｂの中心軸５側の直線部分に（同時刻に）流れる交流電流の（同一の方向から見たときの）向きは、同じになる（図２Ａの第１のコイル１内に付している矢印線を参照）。同様に、図２Ｂに示すように、第２のコイル３の第３の周回部３ａおよび第４の周回部３ｂの中心軸５側の直線部分に（同時刻に）流れる交流電流の（同一の方向から見たときの）向きは、同じになる（図２Ｂの第２のコイル３内に付している矢印線を参照）。【0072】
給電端子７ａ〜７ｄは、空洞部を有する。以上のようにして第１のコイル１および第２のコイル３を給電端子７ａ〜７ｄに接続するに際し、この空洞部と、第１のコイル１および第２のコイル３を構成するホースの内部とが連通する。【0073】
給水端子８ａ〜８ｄは、不図示のポンプ等を用いて供給される冷却水を、第１のコイル１および第２のコイル３内に供給するための端子である。尚、第１のコイル１および第２のコイル３内とは、第１のコイル１および第２のコイル３を構成するホースの内部のことである。給水端子８ａ〜８ｄは、空洞部を有する。給電端子７ａ〜７ｄの空洞部と給水端子８ａ〜８ｄの空洞部とが相互に連通するように、給水端子８ａ〜８ｄは、それぞれ給電端子７ａ〜７ｄの先端側の領域（筐体９から露出している領域）に取り付けられる。【0074】
給水端子８ｂ、８ｄは不図示のホースにより相互に接続される。一方、給水端子８ａ、８ｃには、冷却水を供給するための不図示のホースがそれぞれ取り付けられる。冷却水は、この給水端子８ａ、８ｃに取り付けられたホースを通して、給水端子８ａ、８ｃに対して流出入する。【0075】
以上のようにすることで、第１のコイル１および第２のコイル３内に冷却水の流路を形成することができる。従って、第１のコイル１および第２のコイル３を冷却することができ、第１のコイル１および第２のコイル３に大電流を流すことができる。例えば、１００［Ａ］以上の電流、好ましくは５００［Ａ］以上の電流を第１のコイル１および第２のコイル３に流すことができる。【0076】
＜インダクタンスの調整＞次に、図４、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂを参照しながら、インダクタンス調整装置におけるインダクタンスの調整方法の一例を説明する。インダクタンス調整装置におけるインダクタンスは、第１のコイル１と第２のコイル３による合成インダクタンスＧＬである。第１のコイル１と第２のコイル３による合成インダクタンスＧＬは、前述した交流電源回路から見た場合のインダクタンスであるものとする。また、以下の説明では、第１のコイル１と第２のコイル３による合成インダクタンスＧＬを、必要に応じて、合成インダクタンスＧＬと略称する。
【0077】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂは、第１のコイル１と第２のコイル３に交流電流を流すことにより生じる磁束の向きの一例を示す図である。図５Ａ、図５Ｂでは、第１のコイル１と第２のコイル３を示す回路記号と共に磁束の向きを示す。図６Ａ、図６Ｂでは、インダクタンス調整装置に配置された状態の第１のコイル１と第２のコイル３と共に磁束の向きを示す。【0079】
図５Ａおよび図５Ｂにおいて、第１のコイル１と第２のコイル３に付している矢印は、交流電流の向きを示す。また、第１のコイル１と第２のコイル３を貫く矢印線は、磁束の向きを示す。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、○の中に●、×が示されているものは、交流電流の向きを示す。○の中に●が示されているものは、紙面の奥側から手前側に向かう方向を示し、○の中に×が示されているものは、紙面の手前側から奥側に向かう方向を示す。また、図６Ａにおいて破線で示す矢印線と、図６Ｂにおいて矢印と共に実線で示すループは、磁束の向きを示す。【0080】
図４の一番上に示す第２の状態では、第１のコイル１の第１の周回部１ａと第２のコイル３の第４の周回部３ｂとが相互に対向し、第１のコイル１の第２の周回部１ｂと第２のコイル３の第３の周回部３ａとが相互に対向する。そして、第１のコイル１の第１の周回部１ａと第２のコイル３の第４の周回部３ｂに流れる交流電流の向きは逆向きである。同様に、第１のコイル１の第２の周回部１ｂと第２のコイル３の第３の周回部３ａに流れる交流電流の向きは逆向きである。【0081】
従って、図５Ａに示すように、第１のコイル１および第２のコイル３から発生する磁束は相互に弱め合う。この場合の合成インダクタンスＧＬは、第１のコイル１の自己インダクタンスをＬ１、第２のコイル３の自己インダクタンスをＬ２、第１のコイル１および第２のコイル３の相互インダクタンスをＭとすると、以下の（１）式で表される。ＧＬ＝Ｌ１+Ｌ２−２Ｍ ・・・（１）
【0082】
（１）式で表される合成インダクタンスＧＬが、合成インダクタンスＧＬの最小値になる。ここで、第１のコイル１および第２のコイル３の相互インダクタンスＭは、第１のコイル１および第２のコイル３間の結合係数をｋとすると、以下の（２）式で表される。
Ｍ＝±ｋ√（Ｌ１・Ｌ２） ・・・（２）
結合係数ｋは、第１のコイル１および第２のコイル３の形状、大きさ、相対位置で決まるものであり、０≦ｋ≦１の関係がある。ｋ＝１は漏れ磁束がない場合であるが実際には漏れ磁束が発生するので結合係数ｋは１未満の値となる。
このとき、第１のコイル１および第２のコイル３に交流電流を流すことにより発生する磁束は、図６Ａに示すようになる。
【0083】
図４の一番下に示す第１の状態は、図４の一番上に示す第２状態から、第１のコイル１を１８０°回動させた状態である。この第１の状態では、第１のコイル１の第１の周回部１ａと第２のコイル３の第３の周回部３ａとが相互に対向し、第１のコイル１の第２の周回部１ｂと第２のコイル３の第４の周回部３ｂとが相互に対向する。そして、第１のコイル１の第１の周回部１ａと第２のコイル３の第３の周回部３ａに流れる交流電流の向きは同じである。同様に、第１のコイル１の第２の周回部１ｂと第２のコイル３の第４の周回部３ｂに流れる交流電流の向きは同じ向きである。【0084】
従って、図５Ｂに示すように、第１のコイル１および第２のコイル３から発生する磁束は相互に強め合う。この場合の合成インダクタンスＧＬは、以下の（３）式で表される。ＧＬ＝Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｍ ・・・（３）
（３）式で表される合成インダクタンスＧＬが、合成インダクタンスＧＬの最大値になる。
【0085】
以上のように、図４の一番上に示す第２の状態から、第１のコイル１を１８０°回動させると、図４の一番下に示す第１の状態になる。第１のコイル１を回動させることにより、第１のコイル１と第２のコイル３に流れる交流電流の向きを同じにしたり逆にしたりすることができる。【0086】
従って、図４の一番上に示す第２の状態のときの第１のコイル１の回動角度を０°とすると、０°〜１８０°の範囲内で第１のコイル１を回動させれば、合成インダクタンスＧＬを最小値から最大値まで変化させることができる。よって、本実施形態では、駆動装置６により、０°〜１８０°の範囲内で第１のコイル１を回動させるものとする。尚、特に断りのない限り、以下に示す第１のコイル１の回動角度も、図４の一番上に示す第２の状態のときの第１のコイル１の回動角度を０°とした場合の角度であるものとする。【0087】
図４の真ん中に示す状態は、図４の一番上に示す状態と図４の一番下に示す状態との間の状態である。従って、この状態での合成インダクタンスＧＬは、（３）式で示す最大値と（１）式で示す最小値との間の値を示す。この値は、第１のコイル１の回動角度に応じて定まる。本実施形態では、このようにして第１のコイル１を回動させて合成インダクタンスＧＬを変えることにより、インダクタンス調整装置が接続される電気回路のインダクタンスをオンラインで調整することができる。
【0088】
第１のコイル１の回動角度を０°〜１８０°の間で連続的に変えた場合、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、第１のコイル１の回動角度が１８０°の場合の合成インダクタンスＧＬを、第１のコイル１の回動角度が０°の場合の合成インダクタンスＧＬで除した値で表される。従って、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、以下の（４）式で表される。β＝（２Ｌ＋２Ｍ）÷（２Ｌ−２Ｍ）＝（２Ｌ＋２ｋＬ）÷（２Ｌ−２ｋＬ）＝（１＋ｋ）÷（１−ｋ） ・・・（４）
【0089】
ただし、ここでは、説明を簡単にするために、第１のコイル１と第２のコイル３の自己インダクタンスＬ１、Ｌ２をＬ（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ）とする。この場合、第１のコイル１および第２のコイル３間の結合係数ｋは、以下の（５）式で表される。Ｍ＝±ｋ√（Ｌ１・Ｌ２）＝±ｋ√（Ｌ・Ｌ）＝±ｋＬ ・・・（５）
【0090】
例えば、ｋ＝０.５であると仮定すると、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、３倍（β＝（１＋０.５）÷（１−０.５）＝３）になる。例えば、ｋ＝０.５倍以上であれば、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを３以上にすることができる。第１のコイル１および第２のコイル３間の結合係数ｋを大きくすることにより、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを大きくすることができる。従って、第１のコイル１および第２のコイル３間の結合係数ｋが大きくなるように、第１のコイル１および第２のコイル３の形状、大きさ、相対位置を決めるのが好ましい。【0091】
以上のように本実施形態では、第１のコイル１を回動させることにより、合成インダクタンスＧＬを調整する。従って、特許文献１に記載の技術のように、ソレノイドコイル内の磁性体の占有率を変える必要も、特許文献２に記載の技術のようにコイルを伸縮する必要もない。よって、インダクタンス調整装置の構造を簡素にすることができると共に、インダクタンス調整装置をコンパクトにすることができる。これにより、インダクタンス調整装置のコストの削減につながる。【0092】
また、前述したように、第１のコイル１と第２のコイル３のコイル面は平行である。また、第１のコイル１（第１の周回部１ａと第２の周回部１ｂ）と、第２のコイル３（第３の周回部３ａと第４の周回部３ｂ）は、それぞれ中心軸５を介して反対側の位置（２回対称となる位置）に配置される。また、第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの大きさおよび形状は同じである。従って、第１のコイル１と第２のコイル３に大電流が流れ、第１のコイル１と第２のコイル３間に吸引力や反発力が生じても、第１のコイル１の両サイド（第１の周回部１ａ側および第２の周回部１ｂ側）と、第２のコイル３の両サイド（第３の周回部３ａ側および第４の周回部３ｂ側）とで、前述した反発力や吸引力のバランスがとれる。従って、特許文献３に記載のようにコイル端を支持する構造である場合に比べ、前述した反発力や吸引力によってコイルが動くことを容易に抑制することができる。よって、第１の支持部材２、第２の支持部材４は、Ｚ軸方向の位置が可及的にずれないように、第１のコイル１、第２のコイル３を支持できる強度を有していればよい。このため、第１の支持部材２および第２の支持部材４の強度の設計を容易にすることができる。【0093】
また、特許文献３に記載の技術では、２つのコイルは、それぞれ、同軸の周回部を１つしか有しない。従って、一方のコイルに対する他方のコイルの回動角度が９０°よりも大きくなると、２つのコイルが重ならなくなる。このため、２つのコイルの相互インダクタンスの大きさの変化の割合（単位角度当たりの変化）が小さくなる。従って、インダクタンスの変化は、回動角度の対数に比例する。【0094】
これに対し本実施形態では、第１のコイル１の回動角度が０°〜９０°の範囲と９０°〜１８０°の範囲とで、第１のコイル１と第２のコイル３の相互インダクタンスＭを、符号以外は同じように変化させることができる。従って、合成インダクタンスＧＬの大きさと第１のコイル１の回動角度との関係が、特許文献３に記載の技術よりも良好な線形の関係を示す。よって、周波数の制御を高精度に行うことができる。【0095】
図７Ａは、本実施形態のインダクタンス調整装置におけるインダクタンスと回動角度との関係の一例を示す図である。ここで、インダクタンスは、合成インダクタンスＧＬであり、回動角度は、第１のコイル１の回動角度である。図７Ｂは、特許文献３に記載の技術におけるインダクタンスと回動角度との関係の一例を示す図である。ここで、インダクタンスは、特許文献３に記載の２つのコイルの合成インダクタンスであり、回動角度は、当該２つのコイルがコイル端を軸として回動する角度の絶対値の和である。【0096】
図７Ａに示すように、本実施形態のインダクタンス調整装置では、回動角度の変化に対するインダクタンスの変化の割合（即ち、図７Ａに示すグラフの傾き）は、回動角度に関わらず概ね一定になる。これに対し、特許文献３に記載の技術では、回動角度が小さいときには、回動角度の変化に対するインダクタンスの変化の割合が大きくなる。そして、回動角度が大きくなるにつれて、回動角度の変化に対するインダクタンスの変化の割合が小さくなる。従って、特許文献３に記載の技術では、インダクタンスの調整が容易でなくなる。【0097】
＜変形例＞［変形例１］
((変形例１−１))
第１の周回部、第２の周回部、および第１の接続部により形成される形状は、アラビア数字の８の字状に限定されない。同様に、第３の周回部、第４の周回部、および第２の接続部により形成される形状も、アラビア数字の８の字状に限定されない。例えば、図８Ａおよび図８Ｂのようにしてもよい。
【0098】
図８Ａは、第１のコイル８１および第１の支持部材８２の第１の変形例を示す図である。図８Ｂは、第２のコイル８３および第２の支持部材８４の第１の変形例を示す図である。図８Ａは、図２Ａに対応する図であり、図８Ｂは、図２Ｂに対応する図である。【0099】
第１の支持部材８２は、第１のコイル８１を支持するための部材である。第１のコイル８１は、第１の支持部材８２に取り付けられ、第１の支持部材８２上で固定される。図８Ａに示すように、第１の支持部材８２には第１のコイル８１が取り付けられるようにするための穴８２ａ、８２ｂが形成される。また、第１の支持部材８２の中心には第１の支持部材８２を中心軸５に取り付けられるようにするための穴８２ｃが形成される。第１のコイル８１および第１の支持部材８２は、第１の支持部材８２の回動に伴い回動する。第１の支持部材８２は、図２Ａに示した第１の支持部材２と同じもので実現することができる。【0100】
第１のコイル８１は、第１の周回部８１ａと、第２の周回部８１ｂと、第１の接続部８１ｃと、第１の引出部８１ｄと、第２の引出部８１ｅとを有する。第１の周回部８１ａ、第２の周回部８１ｂ、第１の接続部８１ｃ、第１の引出部８１ｄ、および第２の引出部８１ｅは、一体である。【0101】
第１の周回部８１ａは、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第２の周回部８１ｂも、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第１の周回部８１ａと第２の周回部８１ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。【0102】
第１の接続部８１ｃは、第１の周回部８１ａの第１の端８１ｆと、第２の周回部８１ｂの第１の端８１ｇとを相互に接続する部分であり、周回していない部分である。第１の引出部８１ｄは、第１の周回部８１ａの第２の端８１ｈに接続される。第１の周回部８１ａの第２の端８１ｈは、穴８２ｂの位置にある。第２の引出部８１ｅは、第２の周回部８１ｂの第２の端８１ｉに接続される。第２の周回部８１ｂの第２の端８１ｉは、穴８２ａの位置にある。
【0103】
第２の支持部材８４は、第２のコイル８３を支持するための部材である。第２の支持部材８４は、中心軸５と同軸になるように筐体９に取り付けられ、筐体９に固定される。第２のコイル８３は、第２の支持部材８４に取り付けられ、第２の支持部材８４上で固定される。図８Ｂに示すように、第２の支持部材８４には第２のコイル８３が取り付けられるようにするための穴８４ａ、８４ｂが形成される。また、第２の支持部材８４の中心には第２の支持部材８４が中心軸５と同軸に配置されるようにするための穴８４ｃが形成される。穴８４ｃに中心軸５を通した際に、第２の支持部材８４が中心軸５と間隔を有するように、穴８４ｃが形成される。このようにすることによって、中心軸５が回動しても第２の支持部材８４は回動せずに、筐体９に固定された状態になる。第２の支持部材８４は、図２Ｂに示した第２の支持部材４と同じもので実現することができる。【0104】
第２のコイル８３は、第３の周回部８３ａと、第４の周回部８３ｂと、第２の接続部８３ｃと、第３の引出部８３ｄと、第４の引出部８３ｅとを有する。第３の周回部８３ａ、第４の周回部８３ｂ、第２の接続部８３ｃ、第３の引出部８３ｄ、および第４の引出部８３ｅは、一体である。【0105】
第３の周回部８３ａは、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第４の周回部８３ｂも、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第３の周回部８３ａと第４の周回部８３ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。【0106】
第２の接続部８３ｃは、第３の周回部８３ａの第１の端８３ｆと、第４の周回部８３ｂの第１の端８３ｇとを相互に接続する部分であり、周回していない部分である。第３の引出部８３ｄは、第３の周回部８３ａの第２の端８３ｈに接続される。第３の周回部８３ａの第２の端８３ｈは、穴８４ａの位置にある。第４の引出部８３ｅは、第４の周回部８３ｂの第２の端８３ｉに接続される。第４の周回部８３ｂの第２の端８３ｉは、穴８４ｂの位置にある。
【0107】
尚、第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の最外周の輪郭の形状は、その他の形状（例えば、真円、楕円、矩形）であってもよい。【0108】
((変形例１−２))第１の周回部および第２の周回部の接続と、第３の周回部および第４の周回部の接続は、図２Ａおよび図２Ｂに示す接続に限定されない。即ち、第１の周回部および第２の周回部を流れる交流電流の向きと、第３の周回部および第４の周回部を流れる交流電流の向きは、図２Ａおよび図２Ｂに示す向きに限定されない。
【0109】
図９Ａは、第１のコイル９１および第１の支持部材９２の第２の変形例を示す図である。図９Ｂは、第２のコイル９３および第２の支持部材９４の第２の変形例を示す図である。図９Ａは、図２Ａに対応する図であり、図９Ｂは、図２Ｂに対応する図である。【0110】
第１の支持部材９２は、第１のコイル９１を支持するための部材である。第１のコイル９１は、第１の支持部材９２に取り付けられ、第１の支持部材９２上で固定される。図９Ａに示すように、第１の支持部材９２には第１のコイル９１が取り付けられるようにするための穴９２ａ、９２ｂが形成される。また、第１の支持部材９２の中心には第１の支持部材９２を中心軸５に取り付けられるようにするための穴９２ｃが形成される。第１のコイル９１および第１の支持部材９２は、第１の支持部材９２の回動に伴い回動する。第１の支持部材９２は、図２Ａに示した第１の支持部材２と同じもので実現することができる。【0111】
第１のコイル９１は、第１の周回部９１ａと、第２の周回部９１ｂと、第１の接続部９１ｃと、第１の引出部９１ｄと、第２の引出部９１ｅとを有する。第１の周回部９１ａ、第２の周回部９１ｂ、第１の接続部９１ｃ、第１の引出部９１ｄ、および第２の引出部９１ｅは、一体である。【0112】
第１の周回部９１ａは、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第２の周回部９１ｂも、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第１の周回部９１ａと第２の周回部９１ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。【0113】
第１の接続部９１ｃは、第１の周回部９１ａの第１の端９１ｆと、第２の周回部９１ｂの第１の端９１ｇとを相互に接続する部分であり、周回していない部分である。第１の引出部９１ｄは、第１の周回部９１ａの第２の端９１ｈに接続される。第１の周回部９１ａの第２の端９１ｈは、穴９２ｂの位置にある。第２の引出部９１ｅは、第２の周回部９１ｂの第２の端９１ｉに接続される。第２の周回部９１ｂの第２の端９１ｉは、穴９２ａの位置にある。
【0114】
第２の支持部材９４は、第２のコイル９３を支持するための部材である。第２の支持部材９４は、中心軸５と同軸になるように筐体９に取り付けられる（固定される）。第２のコイル９３は、第２の支持部材９４に取り付けられ、第２の支持部材９４上で固定される。図９Ｂに示すように、第２の支持部材９４には第２のコイル９３が取り付けられるようにするための穴９４ａ、９４ｂが形成される。また、第２の支持部材９４の中心には第２の支持部材９４が中心軸５と同軸に配置されるようにするための穴９４ｃが形成される。穴９４ｃに中心軸５を通した際に、第２の支持部材９４が中心軸５と間隔を有するように、穴９４ｃが形成される。このようにすることによって、中心軸５が回動しても第２の支持部材９４は回動せずに、筐体９に固定された状態になる。第２の支持部材９４は、図２Ｂに示した第２の支持部材４と同じもので実現することができる。
【0115】
第２のコイル９３は、第３の周回部９３ａと、第４の周回部９３ｂと、第２の接続部９３ｃと、第３の引出部９３ｄと、第４の引出部９３ｅとを有する。第３の周回部９３ａ、第４の周回部９３ｂ、第２の接続部９３ｃ、第３の引出部９３ｄ、および第４の引出部９３ｅは、一体である。【0116】
第３の周回部９３ａは、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第４の周回部９３ｂも、その内側の領域を囲むように周回する部分である。第３の周回部９３ａと第４の周回部９３ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。【0117】
第２の接続部９３ｃは、第３の周回部９３ａの第１の端９３ｆと、第４の周回部９３ｂの第１の端９３ｇとを相互に接続する部分であり、周回していない部分である。第３の引出部９３ｄは、第３の周回部９３ａの第２の端９３ｈに接続される。第３の周回部９３ａの第２の端９３ｈは、穴９４ａの位置にある。第４の引出部９３ｅは、第４の周回部９３ｂの第２の端９３ｉに接続される。第４の周回部９３ｂの第２の端９３ｉは、穴９４ｂの位置にある。
【0118】
図２Ａ、図２Ｂに示す構成では、図２Ａ、図２Ｂの紙面に向かって、同時刻において、第１の周回部１ａでは左回りに電流が流れ、第２の周回部１ｂでは右回りに電流は流れ、第３の周回部３ａでは右回りに電流が流れ、第４の周回部３ｂでは左回りに流れる。従って、２つの周回部（第１の周回部１ａと第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａと第４の周回部３ｂ）に流れる電流の向きは逆向きである。【0119】
これに対し、図９Ａ、図９Ｂに示す構成では、図９Ａ，図９Ｂの紙面に向かって、同時刻において、第１の周回部９１ａおよび第２の周回部９１ｂでは右回りに電流が流れ、第３の周回部９３ａおよび第４の周回部９３ｂでは左回りに電流が流れる。従って、２つの周回部（第１の周回部９１ａおよび第２の周回部９１ｂ、第３の周回部９３ａおよび第４の周回部９３ｂ）に流れる電流の向きは同じ向きである（図９Ａおよび図９Ｂにおいて第１のコイル９１および第２のコイル９３の傍らに示す矢印線を参照）。図９Ａ、図９Ｂに示す場合の合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、図２Ａ、図２Ｂに示す構成の場合と異なるが、合成インダクタンスＧＬを変化させる原理は、図２Ａ、図２Ｂおよび図９Ａ、図９Ｂに示す何れの構成でも同じである。【0120】
［変形例２］本実施形態では、中心軸５を回動させることにより、中心軸５に取り付けられた第１のコイル１を回動させる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第１のコイル１と第２のコイル３の少なくとも何れか一方を、中心軸５と略同軸で回動させるようにしていれば、必ずしもこのようにする必要はない。
【0121】
例えば、駆動装置６の替わりに、第１のコイル１が中心軸５と略同軸で回動するように第１の支持部材２を回動させる駆動装置を設けてもよい。即ち、駆動装置を中心軸５ではなく第１の支持部材２に取り付けてもよい。【0122】
また、第１のコイル１に加え、第２のコイル３を回動させてもよい。この場合、第２の支持部材４を中心軸５と同軸で回動させる駆動装置が必要になる。このようにする場合、第１のコイル１の第１の方向（例えば右回り）における回動角度の絶対値と、第２のコイル３の第２の方向（第１の方向とは反対方向、例えば左回り）における回動角度の絶対値の合計の範囲を０°〜１８０°にするのが好ましい（即ち、当該合計の最大値を１８０°にするのが好ましい）。このようにすれば、第１のコイル１および第２のコイル３の双方を回動させることにより、図４の一番下に示す第１の状態と、図４の一番上に示す第２の状態と、それらの状態の間の状態とを連続的に得ることができる。【0123】
［変形例３］本実施形態では、第１のコイル１と第２のコイル３とが直列に接続される場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第１のコイル１と第２のコイル３とを並列に接続してもよい。例えば、第１のコイル１の両端部のうち、第１の支持部材２の穴２ａから引き出される一端部（第２の周回部１ｂの第２の端１ｉ）と、第２のコイル３の両端部のうち、第２の支持部材４の穴４ａから引き出される一端部（第３の周回部３ａの第２の端３ｈ）とを相互に電気的に接続すると共に、第１のコイル１の両端部のうち、第１の支持部材２の穴２ｂから引き出される他端部（第１の周回部１ａの第２の端１ｈ）と、第２のコイル３の両端部のうち、第２の支持部材４の穴４ｂから引き出される他端部（第４の周回部３ｂの第２の端３ｉ）とを相互に電気的に接続することができる。このようにする場合、これら接続した部分に、不図示の交流電源回路から交流電力が供給されるようにする。例えば、第１のコイル１の両端部のうち、第１の支持部材２の穴２ａから引き出される一端部と、第２のコイル３の両端部のうち、第２の支持部材４の穴４ａから引き出される一端部とを給電端子７ａに接続し、第１のコイル１の両端部のうち、第１の支持部材２の穴２ｂから引き出される他端部と、第２のコイル３の両端部のうち、第２の支持部材４の穴４ｂから引き出される他端部とを給電端子７ｂに接続し、不図示の交流電源回路を給電端子７ａ、７ｂに接続することができる。
【0124】
第１のコイル１と第２のコイル３とを並列に接続した場合、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、これらを直列に接続した場合と変わらない（β＝（1＋ｋ）÷（1−ｋ））。一方、合成インダクタンスＧＬの可変範囲は、（２Ｌ−２ｋＬ）÷４〜（２Ｌ＋２ｋＬ）÷４＝（Ｌ−ｋＬ）÷２〜（Ｌ＋ｋＬ）÷２となる。即ち、第１のコイル１と第２のコイル３を直列回路から並列回路に変更した場合、合成インダクタンスＧＬは１／４倍になる。ただし、ここでは、説明を簡単にするため、第１のコイル１と第２のコイル３の自己インダクタンスＬ１、Ｌ２をＬとする。【0125】
［変形例４］本実施形態では、第１のコイル１および第２のコイル３のコイル面が一定の間隔Ｇを有した状態で相互に略平行になるようにする場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はなく、第１のコイル１および第２のコイル３の少なくとも何れか一方をＺ軸方向に動かすことにより、間隔Ｇを可変にしてもよい。
【0126】
図１０は、インダクタンス調整装置の変形例の構成を示す図である。図１０に示すように、第１の支持部材２が中心軸５のＺ軸方向における位置を変えられるように、第１の支持部材２が中心軸５に取り付けられる（図１０の白抜き矢印線と、破線で示す第１のコイル１および第１の支持部材２を参照）。例えば、ユーザが手動で第１の支持部材２のＺ軸方向における位置を調整することができるように、第１の支持部材２を中心軸５に取り付ける。このようにする場合の一例を説明すると、第１の支持部材２が中心軸５上を動くようにすると共に、第１の支持部材２を固定する取付具（治具）を用意する。ユーザは、取付具を用いて第１の支持部材２を中心軸５上の任意の位置で固定する。また、駆動装置６が、中心軸５を回動させることに加えて第１の支持部材２をＺ軸方向に動かすことができるように各部を構成してもよい。この場合、駆動装置６は、インダクタンス調整装置が適用される電気回路が動作しているときに、第１の支持部材２をＺ軸方向に動かすことができる。
【0127】
［変形例５］本実施形態では、第１のコイル１および第２のコイル３を、水冷ケーブルを用いて構成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、銅管等を用いて第１のコイル１および第２のコイル３の形状をパイプ状にしてもよい。このようにする場合、第１のコイル１および第２のコイル３の中空部分に冷却水を流す。また、第１のコイル１および第２のコイル３の引出部（第１の引出部１ｄ、第２の引出部１ｅ、第３の引出部３ｄ、第４の引出部３ｅ）を、可撓性を有する導電体で構成するのが好ましい。この場合、当該導電体は、第１のコイル１、第２のコイル３の第２の端１ｈ、１ｉ、３ｈ、３ｉに電気的に接続される。
また、例えば、インダクタンス調整装置が適用される電気回路に大電流を流さない場合には、第１のコイル１および第２のコイル３を水冷する必要はない。
【0128】
［変形例６］本実施形態では、０°〜１８０°の範囲内で第１のコイル１を回動させる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第１のコイル１の回動角度の範囲は、０°〜１８０°に限定されない。例えば、第１のコイル１の第１の方向（例えば右回り）における回動角度の絶対値と、第２のコイル３の第２の方向（例えば左回り）における回動角度の絶対値の合計の範囲を０°〜３６０°にしてもよい。このようにする場合、例えば、第２のコイル３を回動させずに、第１のコイル１の回動角度の範囲を０°〜３６０°にすることができる。尚、変形例２で説明したように、第１のコイル１および第２のコイル３の双方を回動してもよい。また、図４の一番下に示す第１の状態と、図４の一番上に示す第２の状態との両方または片方の状態にならないようにしてもよい。
【0129】
［変形例７］本実施形態のように、図４の一番下に示す第１の状態と、図４の一番上に示す第２の状態とが含まれるように第１のコイル１を回動させるようにすれば、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを大きくすることができるので好ましい。しかしながら、これら２つの状態の少なくとも何れか一方の状態が含まれていなくてよい。
［変形例８］
以上の変形例１〜８の２つ以上（一部または全部）を組み合わせてもよい。
【0130】
（第２の実施形態）次に、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、第１のコイル１および第２のコイル３の巻回数がそれぞれ１［回］である場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、第１のコイルおよび第２のコイルの巻回数が複数回である場合について説明する。このように本実施形態と第１の実施形態は、第１のコイルおよび第２のコイルの巻回数が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１Ａ〜図１０に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【0131】
＜第１の例＞図１１は、本実施形態のインダクタンス調整装置の構成の第１の例を示す図である。図１１は、図１Ａに対応する図である。図１２Ａは、第１のコイル１１１および第１の支持部材１１２の一例を示す図である。図１２Ｂは、第２のコイル１１３および第２の支持部材１１４の一例を示す図である。図１２Ａは、図２Ａに対応する図であり、図１２Ｂは、図２Ｂに対応する図である。
【0132】
本例では、図１１、図１２Ａ、および図１２Ｂに示すように、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３の巻回数をそれぞれ２回とし、同じ巻回数とする。また、図１１、図１２Ａ、および図１２Ｂに示すように、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３の形状を平巻き形状とする。ここで、平巻きとは、図１１、図１２Ａ、および図１２Ｂに示すように、第１のコイル１１１、第２のコイル１１３の軸（中心軸５）に垂直な方向において水冷ケーブルを巻き回すことをいう。言い換えると、第１のコイル１１１、第２のコイル１１３を構成する水冷ケーブルが、第１のコイル１１１、第２のコイル１１３の軸（中心軸５）に垂直な方向に並ぶように、当該水冷ケーブルが巻き回される。【0133】
このように平巻き形状にすれば、第１のコイル１１１と第２のコイル１１３を、それらのコイル面が間隔Ｇを有して相互に略平行になるように配置したときに、図１１に示すコイル幅Ｗを広くすることができる。コイル幅Ｗとは、相互に隣接する冷却ケーブル群の、中心軸５に垂直な方向の長さである。間隔Ｇが同じであれば、コイル幅Ｗが広いほど、間隔Ｇの間を磁束が通りづらくなり、磁気抵抗が大きくなる。従って、結合係数ｋを大きくすることができる。このため、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを大きくすることができる（（４）式を参照）。言い換えると、平巻き形状にした場合、巻回数が多いほど、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを大きくすることができる。【0134】
＜第２の例＞図１３は、本実施形態のインダクタンス調整装置の構成の第２の例を示す図である。図１３は、図１Ａに対応する図である。図１４Ａは、第１のコイル１３１および第１の支持部材１３２の一例を示す図である。図１４Ｂは、第２のコイル１３３および第２の支持部材１３４の一例を示す図である。図１４Ａは、図２Ａに対応する図であり、図１４Ｂは、図２Ｂに対応する図である。
【0135】
本例では、図１３、図１４Ａ、および図１４Ｂに示すように、第１のコイル１３１および第２のコイル１３３の巻回数をそれぞれ２回とし、同じ巻回数とする。また、図１３、図１４Ａ、および図１４Ｂに示すように、第１のコイル１３１および第２のコイル１３３の形状を縦巻き形状とする。ここで、縦巻きとは、図１３、図１４Ａ、および図１４Ｂに示すように、第１のコイル１３１、第２のコイル１３３の軸（中心軸５）に沿う方向に水冷ケーブルを巻き回すことをいう。言い換えると、第１のコイル１３１、第２のコイル１３３を構成する水冷ケーブルが、第１のコイル１３１、第２のコイル１３３の軸（中心軸５）に沿う方向に並ぶように、当該水冷ケーブルが巻き回される。
【0136】
このように縦巻き形状にした場合には、コイル幅Ｗは、巻回数が１回の場合と同じである。従って、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは、巻回数が１回の場合と同じであり、平巻き形状にした場合よりも小さい。しかしながら、合成インダクタンスＧＬは、巻回数の２乗に比例する。従って、平巻き形状、縦巻き形状の形態に関係なく、コイルの巻回数が１回の場合に比べ、合成インダクタンスＧＬを大きくすることができる。また、コイルの面積を大きくすることで、合成インダクタンスＧＬを大きくすることができる。【0137】
＜変形例＞本実施形態では、巻回数が２回である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、巻回数は２回に限定されず、３回以上であってもよい。巻回数は、インダクタンス調整装置の大きさ、可変倍率β、合成インダクタンスＧＬの大きさ、インダクタンス調整装置のコスト等に応じて決めればよい。また、本実施形態では、第１のコイル１１１の巻回数と、第１のコイル１３１の巻回数とが同じである場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これらの巻回数は異なっていてもよい。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【0138】
（第３の実施形態）次に、第３の実施形態を説明する。本実施形態では、第１のコイルと第２のコイルの組を複数組設ける。このように本実施形態と第１、第２の実施形態は、第１のコイルと第２のコイルの組の数が異なることによる構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１、第２の実施形態と同一の部分については、図１Ａ〜図１４Ｂに付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【0139】
図１５Ａ、図１５Ｂは、本実施形態のインダクタンス調整装置の構成の一例を示す図である。図１５Ａは、図１１に対応する図であり、図１５Ｂは、図１Ｂに対応する図である。図１５Ａでは、図１１に示した第１のコイル１１１、第１の支持部材１１２、第２のコイル１１３、および第２の支持部材１１４の組を２組設けた場合を例に挙げて示す。即ち、本実施形態のインダクタンス調整装置は、第１のコイル１１１ａ、第１の支持部材１１２ａ、第２のコイル１１３ａ、および第２の支持部材１１４ａの組と、第１のコイル１１１ｂ、第１の支持部材１１２ｂ、第２のコイル１１３ｂ、および第２の支持部材１１４ｂの組とを有する。【0140】
図１６Ａ〜図１６Ｄは、第１のコイル１１１ａ、第２のコイル１１３ａ、第１のコイル１１１ｂ、および第２のコイル１１３ｂの結線方法の一例を示す図である。図１６Ａ〜図１６Ｄは、図５Ａ〜図５Ｂに対応する図である。図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃは、第１のコイル１１１ａ、第２のコイル１１３ａ、第１のコイル１１１ｂ、第２のコイル１１３ｂを直列に接続する例を示す。
【0141】
図１６Ａでは、第１のコイル１１１ａおよび第２のコイル１１３ａから発生する磁束と、第１のコイル１１１ｂおよび第２のコイル１１３ｂから発生する磁束とがそれぞれ強め合うような接続を示す。図１６Ｂでは、第１のコイル１１１ａおよび第２のコイル１１３ａから発生する磁束と、第１のコイル１１１ｂおよび第２のコイル１１３ｂから発生する磁束とがそれぞれ弱め合うような接続を示す。図１６Ｃでは、第１のコイル１１１ａおよび第２のコイル１１３ａから発生する磁束が強め合い、第１のコイル１１１ｂおよび第２のコイル１１３ｂから発生する磁束が弱め合うような接続を示す。【0142】
図１６Ｄは、第１のコイル１１１ａおよび第２のコイル１１３ａを直列に接続し、第１のコイル１１１ｂおよび第２のコイル１１３ｂを直列に接続し、これら直列に接続した第１のコイル１１１ａおよび第２のコイル１１３ａと、第１のコイル１１１ｂおよび第２のコイル１１３ｂとを並列に接続する例を示す。尚、図１６Ａ〜図１６Ｄに示す回路の両端が交流電源回路に接続される。
【0143】
また、第１のコイル１１１ａ、第２のコイル１１３ａ、第１のコイル１１１ｂ、および第２のコイル１１３ｂの結線方法は、直列または並列に接続された第１のコイルおよび第２のコイルの組が、その他の組と直列または並列に接続されるようにしていれば、図１６Ａ〜図１６Ｄに示すものに限定されない。例えば、第１のコイル１１１ａ、第２のコイル１１３ａ、第１のコイル１１１ｂ、および第２のコイル１１３ｂを並列に接続してもよい。
【0144】
図１５Ｂに示すように本実施形態のインダクタンス調整装置は、給電端子１５０７ａ〜１５０７ｈと給水端子１５０８ａ〜１５０８ｈとを有する。第１のコイル１１１ａ、第２のコイル１１３ａ、第１のコイル１１１ｂ、および第２のコイル１１３ｂの結線方法に応じて、第１のコイル１１１ａ、第２のコイル１１３ａ、第１のコイル１１１ｂ、および第２のコイル１１３ｂの端部は、給電端子１５０７ａ〜１５０７ｈの何れかに電気的に接続される。以上のようにすれば、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを大きくすることができる。
【0145】
＜変形例＞本実施形態では、第２の実施形態の第１の例（図１１に示す構成）の第１のコイル１１１および第２のコイル１１３の組を２組設ける場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第１の実施形態（図１Ａ〜図２Ｂに示す構成）、第２の実施形態の第２の例（図１３〜図１４Ｂに示す構成）において、第１のコイル１、１３１および第２のコイル３、１３３の組を２組設けてもよい。
【0146】
また、第１のコイルおよび第２のコイルの組の数は、２組に限定されず、３組以上であってもよい。第１のコイルおよび第２のコイルの組数をＮ組とした場合、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを、（Ｌ−ｋＬ）÷２Ｎ〜（Ｌ＋ｋＬ）×２Ｎの範囲で切り替えることができる。尚、ここでは、説明を簡単にするため、第１のコイルと第２のコイルの自己インダクタンスＬ１、Ｌ２をＬとする。第１のコイルおよび第２のコイルの組の数を増やすことによって、より汎用的なインダクタンス調整装置を実現することができる。従って、インダクタンス調整装置のコストの削減につながる。【0147】
また、本実施形態は、第１の実施形態および第２の実施形態の何れに対しても適用することができる。更に、本実施形態においても、第１、第２の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。【0148】
（第４の実施形態）次に、第４の実施形態を説明する。第１〜第３の実施形態では、第１のコイルと第２のコイルを、それらの軸（中心軸５）に垂直な方向において１つずつ配置する場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、第１のコイルと第２のコイルを、それらの軸（中心軸５）に垂直な方向においてそれぞれ複数配置する場合について説明する。このように本実施形態と第１〜第３の実施形態は、中心軸５に垂直な方向において配置する第１のコイルおよび第２のコイルの数が異なることによる構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１〜第３の実施形態と同一の部分については、図１Ａ〜図１６Ｄに付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【0149】
図１７Ａは、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂおよび第１の支持部材１７２の構成の一例を示す図である。図１７Ｂは、第２のコイル１７３ａ、１７３ｂおよび第２の支持部材１７４の構成の一例を示す図である。図１７Ａは、図２Ａに対応する図であり、図１７Ｂは、図２Ｂに対応する図である。【0150】
第１のコイル１７１ａ、１７１ｂは、その回動軸と中心軸５とが同軸になるように配置される。また、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。また、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂは、それらの回動方向における角度が９０°ずれた状態を保つように配置される。同様に、第２のコイル１７３ａ、１７３ｂは、その回動軸と中心軸５とが同軸になるように配置される。また、第２のコイル１７３ａ、１７３ｂは、同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）に配置される。また、第２のコイル１７３ａ、１７３ｂは、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂの回動方向における角度が９０°ずれた状態を保つように配置される。
【0151】
また、第１〜第３の実施形態で説明したように、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂおよび第２のコイル１７３ａ、１７３ｂを配置した際に、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂのコイル面および第２のコイル１７３ａ、１７３ｂのコイル面が、間隔Ｇを有した状態で、平行になるようにする。間隔Ｇは、一定であっても可変であってもよい。【0152】
図１７Ａに示すように、第１の支持部材１７２には、第１のコイル１７１ａが取り付けられるようにするための穴１７２ａ、１７２ｂが形成される。また、第１の支持部材１７２には、第１のコイル１７１ｂが取り付けられるようにするための穴１７２ｃ〜１７２ｆが形成される。穴１７２ｅ、１７２ｆは、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂが図１７Ａに示す面上で相互に干渉しないように、第１のコイル１７１ｂの第１のコイル１７１ａと重なる部分を、図１７Ａに示す面とは反対側の面に配置するためのものである。また、第１の支持部材１７２の中心には第１の支持部材１７２が中心軸５に取り付けられるようにするための穴１７２ｇが形成される。【0153】
図１７Ｂに示すように、第２の支持部材１７４には、第２のコイル１７３ａが取り付けられるようにするための穴１７４ａ、１７４ｂが形成される。また、第２の支持部材１７４には、第２のコイル１７３ｂが取り付けられるようにするための穴１７４ｃ〜１７４ｆが形成される。穴１７４ｅ、１７４ｆは、第２のコイル１７３ａ、１７３ｂが図１７Ｂに示す面上で相互に干渉しないように、第２のコイル１７３ｂの第２のコイル１７３ａと重なる部分を、図１７Ｂに示す面とは反対側の面に配置するためのものである。また、第２の支持部材１７４の中心には第２の支持部材１７４が中心軸５と略同軸に配置されるようにするための穴１７４ｇが形成される。穴１７４ｇに中心軸５を通した際に、第２の支持部材１７４が中心軸５と間隔を有するように、穴１７４ｇが形成される。【0154】
第１〜第３の実施形態では、第１のコイル１、８１、９１、１１１、１３１の回動角度の範囲を０°〜１８０°とする。これに対し、本実施形態では、以上のように構成することで、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂの回動角度の範囲を０°〜９０°にしても、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを、第１〜第３の実施形態のインダクタンス調整装置の値と同じにすることができる。【0155】
このように第１のコイル１７１ａ、１７１ｂの回動角度の範囲を小さくすることにより、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂを構成する水冷ケーブルを大きく変形させることを抑制する。従って、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂの可撓性に余裕ができ、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂを回動させるための制御精度を向上させることができる。【0156】
ただし、第１の実施形態の変形例６で説明したのと同様に、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂの回動角度の範囲は０°〜９０°に限定されない。例えば、第１のコイル１７１ａ、１７１ｂの回動角度の範囲は、０°〜１８０°であってもよい。【0157】
＜変形例＞本実施形態では、中心軸５に垂直な方向において配置する第１のコイル１７１ａ、１７１ｂおよび第２のコイル１７３ａ、１７３ｂの数が２つである場合を例に挙げて説明した。しかしながら、中心軸５に垂直な方向において配置する第１のコイルおよび第２のコイルの数は、３以上であってもよい。中心軸５に垂直な方向において配置する第１のコイルおよび第２のコイルの数をＮ（Ｎは２以上の整数）とし、第１のコイルの回動方向における角度が９０／（Ｎ／２）°ずれた状態を保つようにすれば、第１のコイルの回動角度の範囲を０°〜１８０／Ｎ°にすることができる。
【0158】
また、本実施形態は、第１〜第３の実施形態の何れに対しても適用することができる。更に、本実施形態においても、第１〜第３の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。【0159】
（第５の実施形態）次に、第５の実施形態を説明する。第１〜第４の実施形態では、第１のコイル１、８１、９１、１１１、１３１、１７１ａ、１７１ｂと、第２のコイル３、８３、９３、１１３、１３３、１７３ａ、１７３ｂとを直列または並列に接続し、その接続を変更しない場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、第１のコイルと第２のコイルとの接続を自動的に変更する。このように本実施形態と第１〜第４の実施形態は、第１のコイルと第２のコイルとの接続の切り替えの有無が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１〜第４の実施形態と同一の部分については、図１Ａ〜図１７Ｂに付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【0160】
図１８は、第１のコイル１と第２のコイル３との接続を切り替えるための構成の一例を示す図である。図１８に示すように、本実施形態のインダクタンス調整装置は、第１の実施形態で説明したインダクタンス調整装置に対し、制御装置１８１と、接点切替器１８２とを更に有する。制御装置１８１と、接点切替器１８２とを用いることにより、第１のコイルと第２のコイルとの接続を自動的に変更する切り替え装置が構成される。
【0161】
接点切替器１８２は、接点１８２ａ〜１８２ｃを有する。制御装置１８１は、接点切替器１８２に対し、切替指示信号を出力する。この切替指示信号には、接点１８２ａ〜１８２ｃのそれぞれを開および閉の何れにするのかを示す情報が含まれる。接点切替器１８２は、制御装置１８１から出力された切替指示信号に含まれる情報に従って、接点１８２ａ〜１８２ｃを開または閉にする。図１８に示す例では、接点１８２ａ、１８２ｂが開き、接点１８２ｃが閉じると、第１のコイル１および第２のコイル３は直列に接続される。一方、接点１８２ａ、１８２ｂが閉じ、接点１８２ｃが開くと、第１のコイル１および第２のコイル３は並列に接続される。図１８では、第１のコイル１および第２のコイル３が直列に接続されている状態を示す。【0162】
尚、切替指示信号は、制御装置１８１に対するオペレータによる指示に基づいて生成され、接点切替器１８２に送信されるようにしても、予め設定されたスケジュールに基づいて生成され、接点切替器１８２に送信されるようにしてもよい。また、その他の方法で切替指示信号が生成されてもよい。【0163】
また、図１８に示す例では、接点切替器１８２の出力端１８２ｄ、１８２ｅと給電端子とが相互に電気的に接続される。従って、図１Ｂに示す給電端子７ａ〜７ｄの何れかと接点切替器１８２の出力端１８２ｄ、１８２ｅとを相互に電気的に接続すればよい。また、この場合、給電端子の数は４つである必要はなく、２つあればよい。
【0164】
以上のようにすれば、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを、（Ｌ−ｋＬ）÷２〜（Ｌ＋ｋＬ）×２の範囲で切り替えることができる。ただし、ここでは、説明を簡単にするため、第１のコイル１と第２のコイル３の自己インダクタンスＬ１、Ｌ２をＬとする。第１のコイル１と第２のコイル３との接続を、直列接続から並列接続に切り替えることと、並列接続から直列接続に切り替えることとを行うことにより、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βを、第１の実施形態に比べ増加させることができる。従って、インダクタンス調整装置を、より多くの適用箇所、より多様な目的に適用することができる。よって、より汎用的なインダクタンス調整装置を実現することができ、インダクタンス調整装置のコストの削減につながる。【0165】
＜変形例＞本実施形態は、第１〜第４の実施形態の何れに対しても適用することができる。また、１つのコイル（第１のコイル、第２のコイル）の単位で、コイルの接続を、直列接続および並列接続の何れかに切り替えることができる。例えば、第１のコイルが２つあり、第２のコイルが２つある場合、２つの第１のコイルを直列または並列に接続することと、２つの第２のコイルを直列または並列に接続することと、それら直列または並列に接続された２つの第１のコイルおよび２つの第２のコイルを直列または並列に接続することとを行うことができる。
更に、本実施形態においても、第１〜第４の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【0166】
（第６の実施形態）次に、第６の実施形態を説明する。インダクタンス調整装置を電気回路内に接続する場合、特許文献１に開示されているように、コンデンサと加熱コイルとの間に、加熱コイルと直列または並列にインダクタンス調整装置を接続するのが一般的である。加熱コイルと直列にインダクタンス調整装置を接続する場合、インダクタンス調整装置には、加熱コイルへの印加電圧に加えてインダクタンス調整装置の印加電圧が加算された電位がかかる。このため、インダクタンス調整装置の絶縁破壊等のトラブルが発生しないように、絶縁強化が必要であり、インダクタンス調整装置が高価になる。また、加熱コイルと並列にインダクタンス調整装置を接続する場合には、インダクタンス調整装置に流れる電流を小さくするために、例えば、加熱コイルのインダクタンスの１０倍程度に、インダクタンス調整装置のインダクタンスを大きくする必要がある。このため、インダクタンス調整装置を構成するコイルおよび磁性体の損失が大きくなる。
【0167】
そこで、本実施形態では、第１〜第５の実施形態で説明したインダクタンス調整装置を、共振電流に対して誘導性負荷と直列に接続し、当該誘導性負荷を含む電気回路が通電された際に、当該インダクタンス調整装置にかかる電位を低減するための構成の一例を説明する。また、本実施形態では、電気回路が動作しているときに、第１のコイルおよび第２のコイルの少なくとも何れか１つの回動を、当該電気回路が共振回路となるように行うための構成を説明する。本実施形態のインダクタンス調整装置は、第１〜第５の実施形態のインダクタンス調整装置の構成に対し、第１のコイルおよび第２のコイルに直列に接続されるコンデンサを更に有する。以下の説明では、このコンデンサを必要に応じて電圧降下補償用コンデンサと称する。また、本実施形態のインダクタンス調整装置は、第１〜第５の実施形態のインダクタンス調整装置の構成に対し、第１のコイルおよび第２のコイルの少なくとも何れか１つの回動を行うための制御を行う制御装置を更に有する。【0168】
このように本実施形態のインダクタンス調整装置は、第１〜第５の実施形態のインダクタンス調整装置に対し、電圧降下補償用コンデンサと、制御装置とを追加したものとなる。従って、本実施形態の説明において、第１〜第５の実施形態と同一の部分については、図１Ａ〜図１８に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。尚、前記において、インダクタンス調整装置を、共振電流に対して誘導性負荷と直列に接続するとは、インダクタンス調整装置を共振回路に電気的に接続することにより、共振電流が分岐しないようにインダクタンス調整装置を共振回路に接続することをいう。
【0169】
図１９Ａ〜図１９Ｄは、インダクタンス調整装置の接続例を示す図である。ここでは、誘導加熱装置にインダクタンス調整装置を接続する場合を例に挙げて説明する。誘導加熱装置は、加熱コイルに交流電流を流すことにより発生する磁界が、鋼板等の金属板を貫くことにより発生する渦電流により、当該金属板を誘導加熱する。【0170】
図１９Ａ〜図１９Ｄでは、表記の都合上、相互に電気的に接続された第１のコイルおよび第２のコイルをコイル１９１ａとして纏めて示す。コイル１９１ａの一端は電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの一端に電気的に接続される。従って、電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂは、第１のコイルおよび第２のコイルに電気的に接続される。コイル１９１ａの他端と、電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの他端とが、インダクタンス調整装置の外部と接続される。従って、図１９Ａ〜図１９Ｄに示す例では、コイル１９１ａの他端および電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの他端が給電端子７ａ〜７ｄの何れかに電気的に接続される。また、第５の実施形態のインダクタンス調整装置に電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂを設ける場合には、前述した説明において、コイル１９１ａの一端、他端が、それぞれ接点切替器１８２の出力端１８２ｄ、１８２ｅに置き換わる。【0171】
本実施形態では、交流電源回路として、電流型インバータ１９２ａまたは電圧型インバータ１９２ｂの何れかを用いる場合を例に挙げて説明する。図１９Ａに示す第１の例では、電流型インバータ１９２ａと、変圧器１９３と、共振用コンデンサ１９４と、加熱コイル１９５とを有する誘導加熱装置にインダクタンス調整装置１９１を接続する。図１９Ａに示す第１の例では、電流型インバータ１９２ａから見た場合に、共振用コンデンサ１９４と加熱コイル１９５とが並列に接続され、共振用コンデンサ１９４と加熱コイル１９５との間にインダクタンス調整装置１９１が接続される。図１９Ａに示す第１の例では、並列共振で発生する大電流が加熱コイル１９５に流れることにより誘導加熱が行われる。共振電流Ｉは、インダクタンス調整装置１９１、共振用コンデンサ１９４、加熱コイル１９５を巡回する経路を流れる。
【0172】
図１９Ｂに示す第２の例では、電圧型インバータ１９２ｂと、変圧器１９３と、共振用コンデンサ１９６ａ、１９６ｂと、加熱コイル１９５とを有する誘導加熱装置にインダクタンス調整装置１９１を接続する。図１９Ｂに示す第２の例では、電圧型インバータ１９２ｂから見た場合に、共振用コンデンサ１９６ａ、１９６ｂと加熱コイル１９５とが直列に接続され、共振用コンデンサ１９６ａと加熱コイル１９５との間にインダクタンス調整装置１９１が接続される。図１９Ｂに示す第２の例では、直列共振で発生する大電流が加熱コイル１９５に流れることにより誘導加熱が行われる。共振電流Ｉは、インダクタンス調整装置１９１、共振用コンデンサ１９６ａ、変圧器１９３（の２次巻線）、共振用コンデンサ１９６ｂ、加熱コイル１９５を巡回する経路を流れる。【0173】
図１９Ａおよび図１９Ｂに示す第１、第２の例において、コイル１９１ａのインダクタンスは、前述した合成インダクタンスＧＬである。また、共振用コンデンサ１９４の静電容量と、共振用コンデンサ１９６ａ、１９６ｂの合成静電容量とをそれぞれＣ２とし、電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの静電容量をＣ１とし、加熱コイル１９５のインダクタンスをＬＬとする。そうすると、コイル１９１ａのインダクタンス（即ち、合成インダクタンスＧＬ）と、加熱コイル１９５のインダクタンスＬＬとの合成インダクタンスＬＴは、以下の（６）式で表される。また、共振用コンデンサ１９４の静電容量Ｃ２または共振用コンデンサ１９６ａ、１９６ｂの合成静電容量Ｃ２と、電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの静電容量Ｃ１との合成静電容量ＣＴは、以下の（７）式で表される。そうすると、共振周波数ｆは、以下の（８）式で表される。ＬＴ＝ＧＬ＋ＬＬ ・・・（６）
ＣＴ＝Ｃ１・Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２） ・・・（７）
ｆ＝１／２π√（ＬＴ・ＣＴ） ・・・（８）
【0174】
図１９Ｃに示す第３の例では、電流型インバータ１９２ａと、変圧器１９３と、加熱コイル１９５とを有する誘導加熱装置にインダクタンス調整装置１９１を接続する。図１９Ｃに示す第３の例では、電流型インバータ１９２ａから見た場合に、インダクタンス調整装置１９１と加熱コイル１９５とが並列に接続される。図１９Ｃに示す第３の例では、並列共振で発生する大電流が加熱コイル１９５に流れることにより誘導加熱が行われる。共振電流Ｉは、インダクタンス調整装置１９１、加熱コイル１９５を巡回する経路を流れる。【0175】
図１９Ｄに示す第４の例では、電圧型インバータ１９２ｂと、変圧器１９３と、加熱コイル１９５とを有する誘導加熱装置にインダクタンス調整装置１９１を接続する。図１９Ｄに示す第４の例では、電圧型インバータ１９２ｂから見た場合に、インダクタンス調整装置１９１と加熱コイル１９５とが直列に接続される。図１９Ｄに示す第４の例では、直列共振で発生する大電流が加熱コイル１９５に流れることにより誘導加熱が行われる。共振電流Ｉは、インダクタンス調整装置１９１、加熱コイル１９５、変圧器１９３（の２次巻線）を巡回する経路を流れる。【0176】
図１９Ｃおよび図１９Ｄに示す第３、第４の例において、コイル１９１ａのインダクタンス（即ち、合成インダクタンスＧＬ）と、加熱コイル１９５のインダクタンスをＬＬの合成インダクタンスＬＴは、前述した（６）式で表される。そうすると、共振周波数ｆは、以下の（９）式で表される。ｆ＝１／２π√（ＬＴ・Ｃ１） ・・・（９）
【0177】
前述したようにインダクタンス調整装置１９１の合成インダクタンスＧＬは、第１のコイルの回動等により自動的に連続的に変化させることができる。従って、電源を切ることなく（即ち、電流型インバータ１９２ａや電圧型インバータ１９２ｂの動作を止めることなく）、共振回路におけるインダクタンスを連続的に変えることができる。よって、誘導加熱装置を安定して運転することができる。電圧降下補償用コンデンサの静電容量Ｃ１は、インダクタンス調整装置１９１の合成インダクタンスＧＬの遅れ分を補償が可能なように以下の（１０）式に従い選定することができる。Ｃ１＝１／{（２πｆ）２・ＧＬ｝ ・・・（１０）
【0178】
（１０）式における合成インダクタンスＧＬとしては、インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬの代表値を採用する。インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬの代表値は、例えば、インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬの可変範囲（最大値と最小値）の１／２の値（即ち平均値）である。また、（１０）式におけるｆは、共振周波数である。【0179】
また、共振電流Ｉに対して加熱コイル１９５と直列にインダクタンス調整装置１９１を接続する場合には、インダクタンス調整装置１９１には、加熱コイル１９５の印加電圧（＝Ｖ２）に加えてインダクタンス調整装置１９１の印加電圧（＝Ｖ１−Ｖ２）が加算された電位がかかる。このため、インダクタンス調整装置の高電圧対策（絶縁対策）を行うと、インダクタンス調整装置が非常に高価となる。この高電圧になる原因は、誘導性負荷である加熱コイル１９５に流れる遅れ電流により、インダクタンス調整装置１９１の電圧降下分が、加熱コイル１９５の印加電圧に加算されるためである。【0180】
そこで、本実施形態では、図１９Ａ〜図１９Ｂに示すように、コイル１９１ａの負荷側に、電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂを直列に接続する。このようにすることにより、この遅れ電流によるインダクタンス調整装置１９１の電圧降下分を補償する。これにより、インダクタンス調整装置１９１の印加電圧が低くなり、インダクタンス調整装置１９１に対し高電圧対策を施す必要がなくなる。その結果、インダクタンス調整装置１９１を低コストで実現することができる。
【0181】
制御装置１９７は、加熱コイル１９５のインダクタンスの値を監視する。制御装置１９７は、加熱コイル１９５のインダクタンスの値に応じて、インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬを変更する。インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬの変更は、第１のコイルおよび第２のコイルの少なくとも何れか一方を回動することにより行われる。このとき、制御装置１９７は、加熱コイル１９５に流れる電流の周波数が共振周波数ｆになるように、インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬを変更する。このようにして、加熱コイル１９５を含む電気回路が共振回路になる。【0182】
第１のコイルおよび第２のコイルの少なくとも何れか一方の回動角度を決定する方法は、例えば、以下のようになる。まず、第１のコイルおよび第２のコイルの少なくとも何れか一方の回動角度と、インダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬとの関係を予め調査する。制御装置１９７は、この関係を示す情報を記憶する。制御装置１９７は、加熱コイル１９５のインダクタンスの値に応じて、共振周波数ｆにするためのインダクタンス調整装置１９１における合成インダクタンスＧＬの値を計算する。そして、制御装置１９７は、計算した値に対応する回動角度を、前記関係から導出する。【0183】
尚、本実施形態においても、第１〜第５の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。また、各実施形態において、設計上の公差の範囲内であれば、大きさの違いや、向きのズレはないものと見なすことができる。
【0184】
（実施例）次に、実施例を説明する。
＜実施例１＞
本実施例では、第１の実施形態のインダクタンス調整装置を用いた。
第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの形状は図２Ａおよび図２Ｂに示す形状である。第１の周回部１ａ、第２の周回部１ｂ、第３の周回部３ａ、および第４の周回部３ｂの長手方向の長さを３００ｍｍとし、短手方向の長さを１５０ｍｍとした。
【0185】
４５ｓｑのリッツ線をホースに通したものを第１のコイル１および第２のコイル３とし、第１のコイル１および第２のコイル３を直列に接続した。第１のコイル１および第２のコイル３に１５００Ａ、３５ｋＨｚの交流電流を流し、第１のコイル１および第２のコイル３から発生する磁界が最も弱め合う状態（図４の一番上に示す第２の状態）のときの第１のコイル１の回動角度を０°として第１のコイル１を０°〜１８０°の範囲で３０°ピッチで回動させた場合の合成インダクタンスＧＬと、インダクタンス調整装置の電力損失を測定した。その結果を以下に示す。【0186】
合成インダクタンスＧＬの最小値（０°）：０.５９μＨ合成インダクタンスＧＬの最大値（１８０°）：１.９３μＨ
可変倍率β＝１.９３／０.５９≒３.２７倍
電力損失Ｗ＝４.３ｋＷ
また、第１のコイル１の回動角度と合成インダクタンスＧＬとの関係は略比例関係になった。
【0187】
＜比較例１＞実施例１の比較例となるインダクタンス調整装置として、水冷銅管により３ターンのソレノイドコイルを作成し、当該ソレノイドコイル内に、特許文献１に記載のように磁性コアを配置したものを作製した。このソレノイドコイルに１５００Ａ、３５ｋＨｚの交流電流を流した状態で、磁性コアのソレノイドコイルにおける占有率を変え、インダクタンス調整装置のインダクタンスと、インダクタンス調整装置の電力損失とを測定した。その結果を以下に示す。
【0188】
インダクタンスの最小値：０.０２５μＨインダクタンスの最大値：０.０８μＨ
可変倍率β＝０.０８／０.０２５≒３.３倍
電力損失Ｗ＝１３１ｋＷ
以上のように実施例１と比較例１とでは、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは略同等であるが、比較例１では、電力損失Ｗが実施例１の約３０倍になった。
【0189】
＜実施例２＞本実施例では、第２の実施形態の第１の例のインダクタンス調整装置を用いた。
第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の形状は図１２Ａおよび図１２Ｂに示す形状である。第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の長手方向の長さを３００ｍｍ、短手方向の長さを１５０ｍｍとした。また、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３の巻回数を２回とした。
【0190】
ホースに４５ｓｑのリッツ線を通したものを第１のコイル１１１および第２のコイル１１３とし、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３を直列に接続した。第１のコイル１１１および第２のコイル１１３に１５００Ａ、３５ｋＨｚの交流電流を流し、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３から発生する磁界が最も弱め合う状態の第１のコイル１１１の回動角度を０°として第１のコイル１１１を０°〜１８０°の範囲で３０°ピッチで回動させた場合の合成インダクタンスＧＬと、インダクタンス調整装置の電力損失を測定した。その結果を以下に示す。【0191】
合成インダクタンスＧＬの最小値（０°）：２．２３μＨ合成インダクタンスＧＬの最大値（１８０°）：７．７０μＨ
可変倍率β＝７.７０/２.２３≒３.４５倍
電力損失Ｗ＝８.４５ｋＷ
また、第１のコイル１１１の回動角度と合成インダクタンスＧＬとの関係は略比例関係になった。
【0192】
本実施例では、実施例１に比べて、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βが大きくなり、また、本実施例でも、比較例１に比べ、電力損失を大幅に低減することができた。【0193】
＜実施例３＞本実施例では、第２の実施形態の第２の例のインダクタンス調整装置を用いた。
第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の形状は図１３、図１４Ａ、および図１４Ｂに示す形状である。第１の周回部、第２の周回部、第３の周回部、および第４の周回部の長手方向の長さを３００ｍｍ、短手方向の長さを１５０ｍｍとした。また、第１のコイル１３１および第２のコイル１３３の巻回数を２回とした。
【0194】
ホースに４５ｓｑのリッツ線を通したものを第１のコイル１３１および第２のコイル１３３とし、第１のコイル１３１および第２のコイル１３３を直列に接続した。第１のコイル１３１および第２のコイル１３３に１５００Ａ、３５ｋＨｚの交流電流を流し、第１のコイル１３１および第２のコイル１３３から発生する磁界が最も弱め合う状態の第１のコイル１３１の回動角度を０°として第１のコイル１３１を０°〜１８０°の範囲で３０°ピッチで回動させた場合の合成インダクタンスＧＬと、インダクタンス調整装置の電力損失を測定した。その結果を以下に示す。【0195】
合成インダクタンスＧＬの最小値（０°）：２．６９μＨ合成インダクタンスＧＬの最大値（１８０°）：７．５６μＨ
可変倍率β＝７.５６/２.６９≒２.８倍
電力損失Ｗ＝８.６３ｋＷ
また、第１のコイル１３１の回動角度と合成インダクタンスＧＬとの関係は略比例関係になった。
【0196】
本実施例では、縦巻き形状の第１のコイル１３１および第２のコイル１３３を用いているので、実施例２に比べて、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは小さくなるが、その値は、実用上問題のないレベルである。また、比較例１に比べ、電力損失を大幅に低減することができた。【0197】
＜実施例４＞本実施例では、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３を並列に接続した他は、実施例２と同じ条件で合成インダクタンスＧＬと、インダクタンス調整装置の電力損失を測定した。その結果を以下に示す。
【0198】
合成インダクタンスＧＬの最小値（０°）：０．５６μＨ合成インダクタンスＧＬの最大値（１８０°）：１．９３μＨ
可変倍率β＝１.９３／０.５６≒３.４５倍
電力損失Ｗ＝８.６ｋＷ
また、第１のコイル１１１の回動角度と合成インダクタンスＧＬとの関係は略比例関係になった。
【0199】
本実施例では、実施例１に比べて、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βが大きくなった。また、本実施例でも、比較例１に比べ、電力損失を大幅に低減することができた。また、本実施例と実施例２とを比較すると、合成インダクタンスＧＬの交流電源回路から見た可変倍率βは同じであるが、本実施例では、合成インダクタンスＧＬの大きさが実施例２の１／４になった。従って、第５の実施形態のようにしてインダクタンス調整装置を構成して、第１のコイル１１１および第２のコイル１１３の接続を切り替えることにより、合成インダクタンスＧＬの範囲を広げることができる。【0201】
・電気定数条件加熱コイル１９５のインダクタンスＬＬ＝５.７μＨ
共振用コンデンサ１９４の静電容量Ｃ２＝３.６６μＦ
合成インダクタンスＧＬ＝８.５μＨ
電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの静電容量Ｃ１＝２.４３μＦ
ただし、（１０）式において、ＧＬを８．５μＨ、共振周波数ｆを３５ｋＨｚとして電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの静電容量Ｃ１を概算した。
【0202】
・運転条件運転周波数ｆ＝３５ｋＨｚ
加熱コイル１９５に流す共振電流Ｉ＝４０００Ａ
【0203】
＜実施例６＞本実施例では、実施例５に対し、電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂを設けずに構成したインダクタンス調整装置にかかる電位（＝Ｖ１）を以下の条件で計算した。その結果、Ｖ１≒１２．５ｋＶとなり、実施例５に比べて高い電位がインダクタンス調整装置にかかることが確認された。ただし、高電圧対策を施せる範囲であるので、高電圧対策を施せば、実用上の問題はない。
【0204】
・電気定数条件加熱コイル１９５のインダクタンスＬＬ＝５.７μＨ
共振用コンデンサ１９４の静電容量Ｃ２＝１.４６μＦ
合成インダクタンスＧＬ＝８.５μＨ
電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂの静電容量Ｃ１：０μＦ（電圧降下補償用コンデンサ１９１ｂを設けない）
【0205】
・運転条件運転周波数ｆ＝３５ｋＨｚ
加熱コイル１９５に流す共振電流Ｉ＝４０００Ａ
【0206】
尚、以上説明した本発明の実施形態および実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。【産業上の利用可能性】
【0207】
本発明は、誘導性負荷を有する電気回路等に利用できる。