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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023044568
(43)【公開日】2023-03-30
(54)【発明の名称】最適設計方法、誘導加熱装置、および誘導加熱方法
(51)【国際特許分類】
H05B 6/06 20060101AFI20230323BHJP
H05B 6/36 20060101ALI20230323BHJP
【ＦＩ】
H05B6/06 355
H05B6/06 351
H05B6/36
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021152663
(22)【出願日】2021-09-17
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504174135
【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学
(71)【出願人】
【識別番号】593010659
【氏名又は名称】株式会社中央エンジニアリング
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼木 清嘉
(72)【発明者】
【氏名】神原 信幸
(72)【発明者】
【氏名】加茂 宗太
(72)【発明者】
【氏名】二保 知也
(72)【発明者】
【氏名】志谷 徹
(72)【発明者】
【氏名】白井 太助
(72)【発明者】
【氏名】冨田 勇磨
(72)【発明者】
【氏名】堀江 知義
【テーマコード（参考）】
3K059
【Ｆターム（参考）】
3K059AA08
3K059AC10
3K059AC33
3K059AD15
3K059CD75
(57)【要約】
【課題】被加熱対象物を適切に加熱すること。
【解決手段】最適設計方法は、被加熱対象物の近傍に複数のコイルを配置するステップと、複数のコイルに交流電流を流して被加熱対象物に磁場を印加して、被加熱対象物を加熱するステップと、被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。
【選択図】図４
【解決手段】最適設計方法は、被加熱対象物の近傍に複数のコイルを配置するステップと、複数のコイルに交流電流を流して被加熱対象物に磁場を印加して、被加熱対象物を加熱するステップと、被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被加熱対象物の近傍に複数のコイルを配置するステップと、
複数の前記コイルに交流電流を流して前記被加熱対象物に磁場を印加して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、
前記被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、
を含む、最適設計方法。
複数の前記コイルに交流電流を流して前記被加熱対象物に磁場を印加して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、
前記被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、
を含む、最適設計方法。
【請求項2】
複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップは、
前記被加熱対象物の磁場分布を算出するステップと、
前記被加熱対象物の磁場分布に基づいて、前記被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差を算出するステップと、
前記被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差を入力データとして、前記被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差と前記コイルに流れる交流電流の値との最小値を予測するための予測モデルを用いて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、
を含む、請求項１に記載の最適設計方法。
前記被加熱対象物の磁場分布を算出するステップと、
前記被加熱対象物の磁場分布に基づいて、前記被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差を算出するステップと、
前記被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差を入力データとして、前記被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差と前記コイルに流れる交流電流の値との最小値を予測するための予測モデルを用いて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、
を含む、請求項１に記載の最適設計方法。
【請求項3】
複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップは、
前記被加熱対象物の温度分布を算出するステップと、
前記被加熱対象物の温度分布に基づいて、前記被加熱対象物の全域における温度の標準偏差を算出するステップと、
前記被加熱対象物の全域における温度の標準偏差を入力データとして、前記被加熱対象物の全域における温度の標準偏差と前記コイルに流れる交流電流の値との最小値を予測するための予測モデルを用いて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、
を含む、請求項１に記載の最適設計方法。
前記被加熱対象物の温度分布を算出するステップと、
前記被加熱対象物の温度分布に基づいて、前記被加熱対象物の全域における温度の標準偏差を算出するステップと、
前記被加熱対象物の全域における温度の標準偏差を入力データとして、前記被加熱対象物の全域における温度の標準偏差と前記コイルに流れる交流電流の値との最小値を予測するための予測モデルを用いて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、
を含む、請求項１に記載の最適設計方法。
【請求項4】
複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップは、最適解の候補となり得る前記コイルに関するパラメータに含まれる複数の項目の組み合わせを複数予測する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の最適設計方法。
請求項１から３のいずれか１項に記載の最適設計方法。
【請求項5】
複数の前記コイルに関するパラメータは、形状、巻き数、配置位置、外径、相対位置関係、前記被加熱対象物との距離、前記コイルに流れる交流電流の位相、および前記コイルに流れる交流電流の周波数に関する情報の少なくとも１つを含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の最適設計方法。
請求項１から４のいずれか１項に記載の最適設計方法。
【請求項6】
複数の前記コイルに関するパラメータは、少なくとも複数の前記コイルに流れる交流電流の位相と周波数との組み合わせに関する情報を含む、
請求項５に記載の最適設計方法。
請求項５に記載の最適設計方法。
【請求項7】
前記被加熱対象物は、第１の炭素繊維複合材と、前記第１の炭素繊維複合材とは形状の異なる第２の炭素繊維複合材である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の最適設計方法。
請求項１から６のいずれか１項に記載の最適設計方法。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１項に記載の最適設計方法で被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを予測して設定する制御装置と、
前記被加熱対象物の近傍に配置される複数の前記コイルと、
前記被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備え、
前記制御装置は、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する、
誘導加熱装置。
前記被加熱対象物の近傍に配置される複数の前記コイルと、
前記被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備え、
前記制御装置は、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する、
誘導加熱装置。
【請求項9】
前記制御装置は、前記被加熱対象物に応じて、予測モデルを用いて、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する、
請求項８に記載の誘導加熱装置。
請求項８に記載の誘導加熱装置。
【請求項10】
前記制御装置は、複数の前記コイルを移動させながら、前記被加熱対象物を加熱する、
請求項８または９に記載の誘導加熱装置。
請求項８または９に記載の誘導加熱装置。
【請求項11】
前記制御装置は、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に応じて、複数の前記コイルを移動させながら、複数の前記コイルの配置パターンを変更する、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
請求項８から１０のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項12】
請求項１から７のいずれか１項に記載の最適設計方法で設定された条件にしたがって加熱制御を行う制御装置と、
被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルと、
前記被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備え、
前記制御装置は、前記被加熱対象物に応じて、前記最適設計方法で設定された条件にしたがって、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する、
誘導加熱装置。
被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルと、
前記被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備え、
前記制御装置は、前記被加熱対象物に応じて、前記最適設計方法で設定された条件にしたがって、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する、
誘導加熱装置。
【請求項13】
請求項１から７のいずれか１項に記載の最適設計方法で被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを予測して設定するステップと、
複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、
前記被加熱対象物の温度を測定するステップと、
測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、
を含む、誘導加熱方法。
複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、
前記被加熱対象物の温度を測定するステップと、
測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、
を含む、誘導加熱方法。
【請求項14】
被加熱対象物に応じて、予測モデルを用いて設定された条件に従って、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを設定するステップと、
複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、
前記被加熱対象物の温度を測定するステップと、
測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、
を含む、誘導加熱方法。
複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、
前記被加熱対象物の温度を測定するステップと、
測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、
を含む、誘導加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、最適設計方法、誘導加熱装置、および誘導加熱方法に関する。
【背景技術】
【0002】
熱可塑性の複合材料を融着させる方法として、複合材料の近傍に設置されたコイルに交流電流を流すことで、複合材料に対して磁場を印加する誘導加熱が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１０４６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複合材料を誘導加熱で加熱した場合、複合材料の内部で発生する誘導電流（渦電流）が複合材料の端部に集中し、複合材料の端部の温度が周囲よりも高くなることがある。熱融着の品質は温度条件などに依存する。そのため、複合材料の品質を一定に保つためには誘導加熱の際の複合材料の温度を全域で均一にすることが望ましい。複合材料の全域の温度を均一化する方法として、複合材料の近傍に複数のコイルを設置し、複数のコイルに交流電流を流した時に生じる電磁干渉を利用する方法が考えられる。しかしながら、コイルには設計変数が多いため、誘導加熱を適切に行うためのコイルの設計は困難である。
【0005】
本開示は、被加熱対象物を適切に加熱することのできる最適設計方法、誘導加熱装置、および誘導加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の最適設計方法は、被加熱対象物の近傍に複数のコイルを配置するステップと、
複数の前記コイルに交流電流を流して前記被加熱対象物に磁場を印加して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、前記被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。
複数の前記コイルに交流電流を流して前記被加熱対象物に磁場を印加して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、前記被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数の前記コイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。
【0007】
本開示の誘導加熱装置は、本開示の最適設計方法で被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを予測して設定する制御装置と、前記被加熱対象物の近傍に配置される複数の前記コイルと、前記被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備え、前記制御装置は、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する。
【0008】
本開示の誘導加熱装置は、本開示の最適設計方法で設定された条件にしたがって加熱制御を行う制御装置と、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルと、前記被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備え、前記制御装置は、前記被加熱対象物に応じて、前記最適設計方法で設定された条件にしたがって、複数の前記コイルのパラメータを設定し、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱し、前記温度測定装置が測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する。
【0009】
本開示の誘導加熱方法は、被加熱対象物に応じて、予測モデルを用いて、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを設定するステップと、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、前記被加熱対象物の温度を測定するステップと、測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、を含む。
【0010】
本開示の誘導加熱方法は、被加熱対象物に応じて、予測モデルを用いて設定された条件に従って、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを設定するステップと、複数の前記コイルに交流電流を流して、前記被加熱対象物を加熱するステップと、前記被加熱対象物の温度を測定するステップと、測定した前記被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、前記被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、を含む。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【0014】
［実施形態］
本実施形態に係る最適設計方法は、機械学習の方法を用いて、誘導加熱で複合材料を融着させるために使用する複数のコイルに関する設計変数（パラメータ）を決定する。
本実施形態に係る最適設計方法は、機械学習の方法を用いて、誘導加熱で複合材料を融着させるために使用する複数のコイルに関する設計変数（パラメータ）を決定する。
【0015】
【0016】
解析モデルＭは、平板１０と、ドライクロス１１と、ストリンガ１２、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとを含む。解析モデルＭは、コイル１４ａからコイル１４ｄに交流電流を流して平板１０と、ストリンガ１２とを誘導加熱し、平板１０と、ストリンガ１２とを熱融着させる複合材料構造体を模したモデルである。
【0017】
平板１０は、熱可塑性の炭素繊維複合材（ＣＦＲＴＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）のモデルである。平板１０は、第１の炭素繊維複合材の一種である。ストリンガ１２は、断面がＬ字状に形成された熱可塑性の炭素繊維複合材のモデルである。ストリンガ１２は、平板１０の上面で熱融着される。ストリンガ１２は、第２の炭素繊維複合材の一種である。本実施形態では、被加熱対象物の１つは平板状の平板１０であるものとして説明するが、本開示はこれに限定されない。本実施形態では、平板１０は、例えば、曲面形状に加工された曲面板であってもよい。本実施形態では、ストリンガ１２は、Ｌ字状に形成された炭素繊維複合材であるものとして説明するが、本開示はこれに限定されない。ストリンガ１２は、例えば、Ｔ字状、Ｉ字状、ハット状、オメガ状に形成されることもあり得る。
【0018】
ドライクロス１１は、平板１０と、ストリンガ１２との間に位置するカーボンドライクロスのモデルである。ドライクロス１１は、発熱体である。ドライクロス１１は、平板１０およびストリンガ１２よりも薄い。ドライクロス１１は、平板１０とストリンガ１２との融着面よりも広い。ドライクロス１１を平板１０とストリンガ１２との融着面よりも広くすることで、平板１０に流れる電流が端部に集中することを防止することができる。
【0019】
コイル１４ａからコイル１４ｄは、平板１０の下方に配置されるコイルのモデルである。コイル１４ａからコイル１４ｄは、平板１０の近傍に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄを、コイル１４と総称することもある。コイル１４ａからコイル１４ｄには、所定の周波数及び位相を持つ交流電流が流れる。コイル１４ａからコイル１４ｄに交流電流を流すことで、コイル１４ａからコイル１４ｄの周囲に、磁場が発生する。コイル１４ａからコイル１４ｄの周囲に発生した磁場は、平板１０と、ドライクロス１１と、ストリンガ１２との内部に誘導電流（渦電流）を生じさせる。平板１０と、ドライクロス１１と、ストリンガ１２とは、それぞれ、内部に誘導電流が流れることで、ジュール発熱により発熱する。平板１０と、ドライクロス１１と、ストリンガ１２とは、それぞれ、発熱することにより、溶融する。ここで、コイル１４ａからコイル１４ｄは、少なくともドライクロス１１を発熱させて溶融させる。これにより、平板１０と、ストリンガ１２とを融着することができる。
【0020】
本実施形態では、解析モデルＭにおいて、平板１０を適切に加熱するための機械学習を用いて、平板１０を適切に加熱するために配置するコイル１４の形状、個数、配置位置、コイルに流す交流電流の位相及び周波数などを含むコイル１４の設計変数の最適値を予測する。具体的には、本実施形態では、平板１０と、ストリンガ１２とを融着する際に、全域における温度の標準偏差と、コイル１４に流れる交流電流とを最小化することのできる、コイル１４の設計変数の最適値を予測する。本実施形態では、コイル１４は、ソレノイドコイルであるものとして説明するが、本開示はこれに限定されない。コイル１４は、例えば、シングルパンケーキコイルであってもよいし、融着部の上下に配置されるダブルコイルであってもよい。また、本実施形態ではコイル１４の位置を固定した状態で、平板１０を加熱するものとして説明するが、本開示はこれに限定されない。本開示は、例えば、コイル１４を移動させながら平板１０を加熱してもよい。
【0021】
【0022】
図３に示すように、解析装置１００は、入力部１０２と、出力部１０４と、制御部１０６と、記憶部１０８と、を備える。解析装置１００は、パーソナルコンピュータなどの演算装置である。解析装置１００は、単体の装置で構成してもよいし、演算装置及びサーバ装置などを組み合わせた複数の装置で構成してもよい。
【0023】
入力部１０２は、マウス、キーボード、及びタッチパネルなどの入力装置で構成されている。
【0024】
出力部１０４は、モニタ、およびスピーカなどの出力装置で構成されている。
【0025】
制御部１０６は、解析装置１００の各部を制御する。制御部１０６は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの情報処理装置と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置とを有する。制御部１０６は、本発明に係る解析装置１００の動作を制御するプログラムを実行する。制御部１０６は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路により実現されてもよい。制御部１０６は、ハードウェアと、ソフトウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
【0026】
記憶部１０８は、例えば、制御部１０６の演算内容、およびプログラム等の情報を記憶する。記憶部１０８は、例えば、ＲＡＭと、ＲＯＭのような主記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部１０８は、予測モデル１０８ａと記憶している。
【0027】
予測モデル１０８ａは、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）モデルである。予測モデル１０８ａは、平板１０などの被加熱対象物を適切に加熱するための、平板１０の近傍に配置されるコイルの設計変数を特定するためのモデルである。予測モデル１０８ａは、被加熱対象物を加熱した際の被加熱対象物の温度分布と、コイルの設計変数とを１つのデータセットとし、複数のデータセットを教師データとして、複数のデータセットを教師データとして学習して構築された、学習済みのＡＩモデルとなっている。制御部１０６は、被加熱対象物をコイルで加熱した際の、被加熱対象物の温度分布、コイルの形状、個数、配置位置、コイルに流す交流電流の位相及び周波数などを予測モデル１０８ａに入力する。これにより、制御部１０６は、被加熱対象物の近傍に配置するコイルの形状、個数、配置位置、コイルに流す交流電流の位相及び周波数などを特定する。予測モデル１０８ａは、ＡＩモデルとしては任意のモデルを用いてよい。例えば、予測モデル１０８ａは、ＣＮＮ（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：畳み込みニューラルネットワーク）モデルを用いてよい。なお、予測モデル１０８ａは、被加熱対象物に対しコイル１４で磁場を印加した際の被加熱対象物の磁場分布と、コイルの設計変数とを１つのデータセットとし、複数のデータセットを教師データとして、複数のデータセットを教師データとして学習して構築された、学習済みのＡＩモデルであってもよい。
【0028】
【0029】
制御部１０６は、初期設定を行う（ステップＳ１０）。具体的には、制御部１０６は、被加熱対象物に対して複数のコイル１４を配置する。より具体的には、制御部１０６は、複数のコイル１４の設計変数を初期状態に設定する。
【0030】
【0031】
図５に示すように、制御部１０６は、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルを配置する。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｂの中心とは、Ｘ軸方向において原点Ｏと一致している。コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ｃの中心と、コイル１４ｄの中心とは、Ｙ軸方向において原点Ｏと一致している。コイル１４ａと、コイル１４ｂとの間の距離をＬ１とする。コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの間の距離をＬ２とする。コイル１４ａからコイル１４ｄは、それぞれ、円形状である。コイル１４ａからコイル１４ｄは、それぞれ、同形状であるとする。コイル１４ａからコイル１４ｄの外径は、それぞれ、Ｄｉとする。コイル１４ａと、コイル１４ｂとには、同位相の交流電流が流れるものとする。コイル１４ｃと、コイル１４ｄとには、同位相の交流電流が流れるものとする。コイル１４ａと、コイル１４ｃとに流れる交流電流の位相差をｐとする。
【0032】
図６に示すように、コイル１４は、平板１０の下方に配置される。平板１０と、コイル１４との間の距離をｚｉとする。コイル１４の巻き数をｎとする。
【0033】
本実施形態では、距離Ｌ１、距離Ｌ２、外径Ｄｉ、交流電流の位相差ｐ、距離ｚｉ、および巻き数ｎが、設計変数となる。なお、設計変数は、これらに限定されず、その他の物理量を設計変数として用いてもよい。
【0034】
初期状態では、例えば、距離Ｌ１を２ｍｍ、距離Ｌ２を８ｍｍ、外径Ｄｉを１８ｍｍ、交流電流の位相差ｐを１８０°、距離ｚｉを２ｍｍ、コイルの巻き数ｎを９ターンとする。初期状態としては、その他の値を用いてもよい。
【0035】
制御部１０６は、被加熱対象物の温度分布を解析する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部１０６は、コイル１４ａからコイル１４ｄに所定の交流電流を流して、平板１０を誘導加熱した際の、融着箇所が適切な温度に達したときの平板１０の全域における温度分布を解析する。より具体的には、制御部１０６は、電磁場－伝熱連成解析の手法を用いて、平板１０の全域における温度分布を解析する。なお、制御部１０６は、平板１０の全域の磁場分布の解析のみを行うようにしてもよい。すなわち、制御部１０６は、平板１０の全域の磁場分布の解析のみを行って、加熱方法の最適な条件を算出するようにしてもよい。そして、ステップＳ１４に進む。
【0036】
制御部１０６は、被加熱対象物の全域における温度のバラつきを算出する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部１０６は、ステップＳ１２の解析結果に基づいて、平板１０の全域における温度の標準偏差を算出する。そして、ステップＳ１６に進む。
【0037】
制御部１０６は、被加熱対象物の全域における温度のバラつきの算出結果を、学習データとして追加する（ステップＳ１６）。具体的には、制御部１０６は、複数のコイル１４の設計変数と、平板１０の全域における温度の標準偏差とを関連付けた学習データを予測モデル１０８ａに追加する。そして、ステップＳ１８に進む。
【0038】
制御部１０６は、最適化処理を実行する（ステップＳ１８）。制御部１０６は、ステップＳ１６の解析結果に基づいて、予測モデル１０８ａを用いて、平板１０の全域における温度の標準偏差と、コイル１４に流れる交流電流とを最小化するための多目的最適化処理を実行する。具体的には、制御部１０６は、ステップＳ１０で設定された初期値から設計変数を変更し、設計変数の各種の組み合わせにおいて、被加熱対象物の温度分布を解析する。具体的には、制御部１０６は、多目的最適化処理を実行して、平板１０の全域における温度の標準偏差と、コイル１４に流れる交流電流とを最小化するための設計変数のパレート解集合を算出する。そして、制御部１０６は、設計変数の各種の組み合わせにおける、被加熱対象物の温度分布の解析結果を比較する。制御部１０６は、比較結果に基づいて、平板１０の全域における温度の標準偏差と、コイル１４に流れる交流電流とを最小化するための設計変数を特定する。これにより、例えば、制御部１０６は、距離Ｌ１を２ｍｍ、距離Ｌ２を２６ｍｍ、外径Ｄｉを２６ｍｍ、交流電流の位相差ｐを８０°、距離ｚｉを２ｍｍ、コイルの巻き数ｎを１７ターンといったパレート解を算出する。そして、ステップＳ２０に進む。
【0039】
制御部１０６は、設計変数を更新する（ステップＳ２０）。制御部１０６は、ステップＳ１０で初期値に設定した設計変数を、ステップＳ１８で算出された設計変数に更新する。具体的には、制御部１０６は、ステップＳ１８で算出されたパレート解集合のうち、ユーザによって選択されたパレート解に従って設計変数を変更する。制御部１０６は、パレート解集合のうち、最適なものを自動で選択する機能を有していてもよい。そして、ステップＳ２２に進む。
【0040】
制御部１０６は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２）。制御部１０６は、所望の設計変数の値が得られた場合、および処理を終了する操作を受け付けた場合などに処理を終了すると判定する。処理を終了すると判定された場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、図４の処理を終了する。処理を終了すると判定されない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ステップＳ１２に進む。すなわち、本実施形態では、所望の設計変数の値が得られない場合、および処理を終了する操作を受け付けたと判定されない場合には、ステップＳ１２からステップＳ２０の処理を繰り返し実行する。
【0041】
最適設計方法には、例えば、平板１０の温度が適切な温度に達するまでの時間を設定する処理が含まれていてもよい。これにより、平板１０と、ストリンガ１２とを融着するための時間も適切に設定することができるようになる。
【0042】
最適設計方法には、例えば、加熱箇所を設定する処理が含まれてもよい。例えば、最適設計方法には、平板１０において、加熱する箇所と、加熱しない箇所とを設定する処理が含まれてもよい。例えば、最適設計方法には、平板１０の全域を加熱したり、特定の箇所のみを加熱したりすることを設定する処理が含まれてもよい。これにより、平板１０を適切に加熱することができるようになる。
【0043】
最適設計方法には、コイル１４ａからコイル１４ｄに流れる交流電流の位相と周波数とを設定する処理が含まれていてもよい。例えば、コイル１４ａからコイル１４ｄに流れる交流電流の位相をそれぞれ異なる位相に設定してもよい。例えば、コイル１４ａからコイル１４ｄに流れる交流電流の周波数をそれぞれ周波数に設定してもよい。
【0044】
本実施形態では、多目的最適化処理と平板１０の全域における温度の標準偏差と、コイル１４に流れる交流電流とを最小化するための設計変数を特定する処理について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、多目的処理としては、所望の温度に到達するための時間を最小化するための設計変数を特定してもよい。
【0045】
本実施形態では、多目的最適化処理と平板１０の全域における温度の標準偏差と、コイル１４に流れる交流電流との２つのパラメータを最小化するための設計変数を特定する処理について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、本実施形態では、３つ以上のパラメータを最小化するための設計変数を特定してもよい。
【0046】
［コイルの配置パターン］
本実施形態においては、図４の処理を実行することで、コイル１４の配置パターンを決定する。以下において、コイル１４の配置パターンの算出例について説明する。
本実施形態においては、図４の処理を実行することで、コイル１４の配置パターンを決定する。以下において、コイル１４の配置パターンの算出例について説明する。
【0047】
（第１配置パターン）
図７と、図８とを用いて、本実施形態に係るコイルの第１配置パターンについて説明する。図７は、本実施形態に係るコイルの第１配置パターンを示す上面模式図である。図８は、本実施形態に係るコイルの第１配置パターンを示す断面模式図である。第１配置パターンは、本実施形態の基本配置パターンである。
図７と、図８とを用いて、本実施形態に係るコイルの第１配置パターンについて説明する。図７は、本実施形態に係るコイルの第１配置パターンを示す上面模式図である。図８は、本実施形態に係るコイルの第１配置パターンを示す断面模式図である。第１配置パターンは、本実施形態の基本配置パターンである。
【0048】
図７に示すように、第１配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状である。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面において、ひし形状に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｂの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ｃの中心と、コイル１４ｄの中心とは、ＸＹ平面において、同じＹ軸上に位置する。コイル１４ａと、コイル１４ｃとの間の距離、コイル１４ｃと、コイル１４ｂとの間の距離、コイル１４ｂと、コイル１４ｄとの間の距離、コイル１４ｄと、コイル１４ａとの間の距離は、同じである。
【0049】
図８は、図７におけるＡ－Ａ断面図を示す。図８に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図８では示していないが、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと同様に配置される。
【0050】
（第２配置パターン）
図９と、図１０とを用いて、本実施形態に係るコイルの第２配置パターンについて説明する。図９は、本実施形態に係るコイルの第２配置パターンを示す上面模式図である。図１０は、本実施形態に係るコイルの第２配置パターンを示す断面模式図である。
図９と、図１０とを用いて、本実施形態に係るコイルの第２配置パターンについて説明する。図９は、本実施形態に係るコイルの第２配置パターンを示す上面模式図である。図１０は、本実施形態に係るコイルの第２配置パターンを示す断面模式図である。
【0051】
図９に示すように、第２配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状である。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面において、正方形状に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｂの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ａと、コイル１４ｃとは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｃの中心とは、Ｙ軸方向において同軸上に位置する。コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ｃの中心と、コイル１４ｄの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸方向に位置する。コイル１４ｂと、コイル１４ｄとは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ｂの中心と、コイル１４ｄの中心とは、Ｙ軸方向において同軸上に位置する。コイル１４ａと、コイル１４ｃとの間の距離、コイル１４ｃと、コイル１４ｂとの間の距離、コイル１４ｂと、コイル１４ｄとの間の距離、コイル１４ｄと、コイル１４ａとの間の距離は、同じである。なお、コイル１４ａからコイル１４ｄとの４つのコイルは、ＸＹ平面において、長方形状に配置することもあり得る。
【0052】
図１０は、図９におけるＢ－Ｂ断面図を示す。図１０に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図１０では示していないが、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと同様に配置される。
【0053】
（第３配置パターン）
図１１と、図１２とを用いて、本実施形態に係るコイルの第３配置パターンについて説明する。図１１は、本実施形態に係るコイルの第３配置パターンを示す上面模式図である。図１２は、本実施形態に係るコイルの第３配置パターンを示す断面模式図である。
図１１と、図１２とを用いて、本実施形態に係るコイルの第３配置パターンについて説明する。図１１は、本実施形態に係るコイルの第３配置パターンを示す上面模式図である。図１２は、本実施形態に係るコイルの第３配置パターンを示す断面模式図である。
【0054】
図１１に示すように、第３配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状である。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面において、平行四辺形状に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｂの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ｃと、コイル１４ｄは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ｃの中心と、コイル１４ｄの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ａと、コイル１４ｂとの間の距離と、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの間の距離は、同じである。コイル１４ａと、コイル１４ｃとの間の距離と、コイル１４ｂと、コイル１４ｄとの間の距離は同じである。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｃの中心とを結ぶ直線と、コイル１４ｂの中心と、コイル１４ｄの中心とを結ぶ直線とは、平行である。
【0055】
図１２は、図１１におけるＣ－Ｃ断面図を示す。図１２に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図１２では示していないが、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと同様に配置される。
【0056】
（第４配置パターン）
図１３と、図１４とを用いて、本実施形態に係るコイルの第４配置パターンについて説明する。図１３は、本実施形態に係るコイルの第４配置パターンを示す上面模式図である。図１４は、本実施形態に係るコイルの第４配置パターンを示す断面模式図である。
図１３と、図１４とを用いて、本実施形態に係るコイルの第４配置パターンについて説明する。図１３は、本実施形態に係るコイルの第４配置パターンを示す上面模式図である。図１４は、本実施形態に係るコイルの第４配置パターンを示す断面模式図である。
【0057】
図１３に示すように、第４配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状である。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面において、台形状に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｂの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ｃと、コイル１４ｄは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ｃの中心と、コイル１４ｄの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ａと、コイル１４ｂとの間の距離は、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの間の距離よりも長い。
【0058】
図１４は、図１３におけるＤ－Ｄ断面図を示す。図１４に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図１４では示していないが、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと同様に配置される。
【0059】
（第５配置パターン）
図１５と、図１６とを用いて、本実施形態に係るコイルの第５配置パターンについて説明する。図１５は、本実施形態に係るコイルの第５配置パターンを示す上面模式図である。図１６は、本実施形態に係るコイルの第５配置パターンを示す断面模式図である。
図１５と、図１６とを用いて、本実施形態に係るコイルの第５配置パターンについて説明する。図１５は、本実施形態に係るコイルの第５配置パターンを示す上面模式図である。図１６は、本実施形態に係るコイルの第５配置パターンを示す断面模式図である。
【0060】
図１５に示すように、第５配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとの３つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｃは、同一の円形状である。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｃは、ＸＹ平面において、三角形状に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。コイル１４ａの中心と、コイル１４ｂの中心とは、ＸＹ平面において、同じＸ軸上に位置する。コイル１４ａと、コイル１４ｂとの間の距離と、コイル１４ａと、コイル１４ｃとの間の距離と、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとの間の距離とは、同じである。すなわち、図１５に示す例では、コイル１４ａからコイル１４ｃは、正三角形状に配置されている。コイル１４ａからコイル１４ｃは、二等辺三角形状に配置されることもあり得る。
【0061】
図１６は、図１５におけるＥ－Ｅ断面図を示す。図１６に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図１６では示していないが、コイル１４ｃは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと同様に配置される。
【0062】
（第６配置パターン）
図１７と、図１８とを用いて、本実施形態に係るコイルの第６配置パターンについて説明する。図１７は、本実施形態に係るコイルの第６配置パターンを示す上面模式図である。図１８は、本実施形態に係るコイルの第６配置パターンを示す断面模式図である。
図１７と、図１８とを用いて、本実施形態に係るコイルの第６配置パターンについて説明する。図１７は、本実施形態に係るコイルの第６配置パターンを示す上面模式図である。図１８は、本実施形態に係るコイルの第６配置パターンを示す断面模式図である。
【0063】
図１７に示すように、第６配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄと、コイル１４ｅとの５つのコイルが配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄと、コイル１４ｅとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状である。コイル１４ｅは、コイル１４ａからコイル１４ｄよりも小さい円形状である。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面において、第２配置パターンと同様に配置される。コイル１４ｅは、ＸＹ平面において、コイル１４ａからコイル１４ｄの中心に配置される。
【0064】
コイル１４ｅは、ＸＹ平面において、コイル１４ａからコイル１４ｄの中心以外の位置に配置されていてもよい。コイル１４ａからコイル１４ｅは、それぞれが、異なる形状であってもよい。また、第６配置パターンでは、コイル１４ａからコイル１４ｅの５個のコイル１４が配置されているが、６個以上のコイル１４が配置されることもあり得る。
【0065】
図１８は、図１７におけるＦ－Ｆ断面図を示す。図１８に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｅとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｅとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図１８では示していないが、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｅと同様に配置される。
【0066】
（第７配置パターン）
図１９と、図２０とを用いて、本実施形態に係るコイルの第７配置パターンについて説明する。図１９は、本実施形態に係るコイルの第７配置パターンを示す上面模式図である。図２０は、本実施形態に係るコイルの第７配置パターンを示す断面模式図である。
図１９と、図２０とを用いて、本実施形態に係るコイルの第７配置パターンについて説明する。図１９は、本実施形態に係るコイルの第７配置パターンを示す上面模式図である。図２０は、本実施形態に係るコイルの第７配置パターンを示す断面模式図である。
【0067】
図１９に示すように、第７配置パターンでは、コイル１４Ａａと、コイル１４Ａｂと、コイル１４Ａｃと、コイル１４Ａｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４Ａａからコイル１４Ａｄは、同一の四角形状である。コイル１４Ａａと、コイル１４Ａｂと、コイル１４Ａｃと、コイル１４Ａｄとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４Ａａからコイル１４Ａｄは、第２パターンと同様に配置される。
【0068】
コイル１４Ａａからコイル１４Ａｄは、正方形状であってもよいし、長方形状であってもよい。コイル１４Ａａからコイル１４Ａｄは、その他の多角形状であってもよい。コイル１４Ａａからコイル１４Ａｄは、それぞれが異なる多角形状であってもよい。コイル１４Ａａからコイル１４Ａｄの少なくとも一つが、円形状であってもよい。
【0069】
図２０は、図１９におけるＧ－Ｇ断面図を示す。図２０に示すように、コイル１４Ａａと、コイル１４Ａｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４Ａａと、コイル１４Ａｂとは、Ｚ軸方向において同じ位置に配置される。図２０では示していないが、コイル１４Ａｃと、コイル１４Ａｄとは、コイル１４Ａａと、コイル１４Ａｂと同様に配置される。
【0070】
（第８配置パターン）
図２１と、図２２とを用いて、本実施形態に係るコイルの第８配置パターンについて説明する。図２１は、本実施形態に係るコイルの第８配置パターンを示す上面模式図である。図２２は、本実施形態に係るコイルの第８配置パターンを示す断面模式図である。
図２１と、図２２とを用いて、本実施形態に係るコイルの第８配置パターンについて説明する。図２１は、本実施形態に係るコイルの第８配置パターンを示す上面模式図である。図２２は、本実施形態に係るコイルの第８配置パターンを示す断面模式図である。
【0071】
図２１に示すように、第８配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとは、上面および下面が平板１０に対して平行に配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状を有している。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面においては、第１パターンと同様に配置される。
【0072】
図２２は、図２１におけるＨ－Ｈ断面図を示す。図２２に示すように、コイル１４ａは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ｂは、平板１０の上部に配置される。すなわち、第８配置パターンでは、コイル１４は平板１０の上部および下部に配置される。平板１０と、コイル１４ａとの間の距離と、平板１０と、コイル１４ｂとの間の距離とは同じである場合も、異なる場合もある。図２２では示していないが、コイル１４ｃは、平板１０の上部に配置される場合と、平板１０の下部に配置される場合とがあり得る。コイル１４ｄは、平板１０の上部に配置される場合と、平板１０の下部に配置される場合とがあり得る。コイル１４ａからコイル１４ｄのそれぞれが、平板１０の上部に配置される場合もあり得る。
【0073】
（第９配置パターン）
図２３と、図２４とを用いて、本実施形態に係るコイルの第９配置パターンについて説明する。図２３は、本実施形態に係るコイルの第９配置パターンを示す上面模式図である。図２４は、本実施形態に係るコイルの第９配置パターンを示す断面模式図である。
図２３と、図２４とを用いて、本実施形態に係るコイルの第９配置パターンについて説明する。図２３は、本実施形態に係るコイルの第９配置パターンを示す上面模式図である。図２４は、本実施形態に係るコイルの第９配置パターンを示す断面模式図である。
【0074】
図２３に示すように、第９配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃと、コイル１４ｄとの４つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｄは、同一の円形状を有している。コイル１４ａからコイル１４ｄは、ＸＹ平面においては、第１パターンと同様に配置される。
【0075】
図２４は、図２３におけるＩ－Ｉ断面図を示す。図２４に示すように、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０の下部に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、平板１０に対して傾けて配置される。図２４に示す例では、コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、例えば、Ｘ軸方向において上面が平板１０の中心を向くように傾けて配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、それぞれの上面が異なる方向を向くように配置される場合もあり得る。図２４では示していないが、コイル１４ｃとは、コイル１４ｂとは、任意の方向に向けて配置され得る。コイル１４ａからコイル１４ｄのうち、少なくとも１つが平板１０に対して、上面および下面が平行に配置される場合もあり得る。コイル１４ａからコイル１４ｄの少なくとも１つが平板１０の上部において、傾けて配置されることもあり得る。
【0076】
（第１０配置パターン）
図２５と、図２６とを用いて、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンについて説明する。図２５は、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンを示す上面模式図である。図２６は、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンを示す断面模式図である。
図２５と、図２６とを用いて、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンについて説明する。図２５は、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンを示す上面模式図である。図２６は、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンを示す断面模式図である。
【0077】
図２５に示すように、第１０配置パターンでは、コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとの３つのコイルが配置される。コイル１４ａからコイル１４ｃは、ＸＹ平面上において、Ｙ軸方向に沿って直線状に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとは、上面および下面が平板１０と平行に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂとの間の距離と、コイル１４ａと、コイル１４ｃとの間の距離とは、同じである。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとは、Ｘ軸方向に沿って直線状に配置されることもあり得る。
【0078】
図２６は、図２５におけるＪ－Ｊ断面図を示す。図２６に示すように、コイル１４ａは、平板１０の下部に配置される。図２６では示していないが、コイル１４ｂと、コイル１４とは、コイル１４ａと同様に配置される。コイル１４ａと、コイル１４ｂと、コイル１４ｃとの少なくも１つが、平板１０の上部に配置されることもあり得る。
【0079】
（第１０配置パターンの変形例）
第１０配置パターンの変形例について説明する。図２５と、図２６に示した、第１０配置パターンは、３個のコイルが直線状に並ぶものとして説明したが、本開示はこれに限定されない。図２７は、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンの変形例を示す上面模式図である。
第１０配置パターンの変形例について説明する。図２５と、図２６に示した、第１０配置パターンは、３個のコイルが直線状に並ぶものとして説明したが、本開示はこれに限定されない。図２７は、本実施形態に係るコイルの第１０配置パターンの変形例を示す上面模式図である。
【0080】
図２７に示すように、第１０の配置パターンの変形例は、コイル１４ａと、コイル１４ｂとの２つのコイルが配置されている。コイル１４ａと、コイル１４ｂとは、Ｙ軸方向に沿って直線状に配置される。すなわち、Ｙ軸方向に沿って並ぶコイルの数は、２つであることもあり得る。
【0081】
（第１１配置パターン）
図２８と、図２９とを用いて、本実施形態に係るコイルの第１１配置パターンについて説明する。図２８は、本実施形態に係るコイルの第１１配置パターンを示す上面模式図である。図２９は、本実施形態に係るコイルの第１１配置パターンを示す断面模式図である。
図２８と、図２９とを用いて、本実施形態に係るコイルの第１１配置パターンについて説明する。図２８は、本実施形態に係るコイルの第１１配置パターンを示す上面模式図である。図２９は、本実施形態に係るコイルの第１１配置パターンを示す断面模式図である。
【0082】
図２８に示すように、第１１配置パターンは、コイル１４Ｂが１つ配置されている。コイル１４Ｂは、レーストラック形状を有している。コイル１４Ｂは、Ｙ軸方向の長さがＸ軸方向の長さよりも長い。コイル１４Ｂは、Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さよりも長いこともあり得る。コイル１４Ｂの設計変数は、長径、短径、および直線部の長さ、移動方向に対する配置角度になり得る。
【0083】
図２９は、図２８におけるＫ－Ｋ断面図を示す。図２９に示すように、コイルＢは、平板１０の下部に配置される。コイル１４Ｂは、上面が平板１０と平行に配置される。コイル１４Ｂは、上面が平板１０に対して傾いて配置されることもあり得る。コイル１４Ｂは、平板１０の上部に配置されることもあり得る。
【0084】
上述のとおり、解析装置１００は、例えば、第１配置パターンから第１１配置パターンに示したように、被加熱対象物に応じて、被加熱対象物に対するコイル１４の配置パターンを算出する。解析装置１００により算出されたコイルの配置パターンで被加熱対象物を加熱することで、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【0085】
また、上記では第１配置パターンから第１１配置パターンの算出例について説明したが、本開示はこれらに限定されない。例えば、本開示では、第１配置パターンから第１１配置パターンを適宜組わせてもよい。例えば、第１配置パターンから第１１配置パターンとは異なる配置パターンであってもよい。
【0086】
【0087】
図３０に示すように、誘導加熱装置２００は、制御装置２１０と、温度測定装置２２０と、コイル２３０ａと、コイル２３０ｂと、コイル２３０ｃと、コイル２４０ｄと、を備える。制御装置２１０には、電源３００が接続されている。制御装置２１０は、電源３００から電力を受ける。電源３００は、制御装置２１０に電力を供給する。
【0088】
誘導加熱装置２００は、平板２０と、ストリンガ２２とを融着させるために、コイル２３０ａからコイル２３０ｄを用いて、平板２０を加熱するための装置である。平板２０は、平板１０に対応する実際の熱可塑性の炭素繊維複合材である。ストリンガ２２は、ストリンガ１２に対応する実際の熱可塑性の炭素繊維複合材である。
【0089】
制御装置２１０は、誘導加熱装置２００の各部を制御する。図３１は、本実施形態に係る制御装置２１０の構成を示す図である。図３１に示すように、制御装置２１０は、通信部２１２と、制御部２１４と、記憶部２１６と、を備える。
【0090】
通信部２１２は、制御装置２１０と、外部装置との間の通信を実行する。通信部２１２は、例えば、制御装置２１０と、温度測定装置２２０との間の通信を実行する。
【0091】
制御部２１４は、誘導加熱装置２００の各部を制御する。制御部２１４は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどの情報処理装置と、ＲＡＭ又はＲＯＭなどの記憶装置とを有する。制御部２１４は、本発明に係る誘導加熱装置２００の動作を制御するプログラムを実行する。制御部２１４は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現されてもよい。制御部２１４は、ハードウェアと、ソフトウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
【0092】
記憶部２１６は、例えば、制御部２１４の演算内容、およびプログラム等の情報を記憶する。記憶部２１６は、例えば、ＲＡＭと、ＲＯＭのような主記憶装置、ＨＤＤ等の外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部２１６は、予測モデル２１６ａを記憶している。
【0093】
予測モデル２１６ａは、予測モデル１０８ａに対応するＡＩモデルである。すなわち、予測モデル２１６ａは、平板２０を適切に加熱するための、平板２０のコイル２３０ａからコイル２３０ｄの設計変数を特定するためのモデルである。言い換えれば、制御装置２１０は、最適設計方法で用いた予測モデル１０８ａに対応する予測モデル２１６ａを予め記憶している。
【0094】
温度測定装置２２０は、平板１０の温度を測定する。温度測定装置２２０は、例えば、サーモカメラで実現される。温度測定装置２２０は、熱電対であってもよい。温度測定装置２２０は、その他の温度測定装置であってもよい。
【0095】
コイル２３０ａからコイル２３０ｄは、コイル１４ａからコイル１４ｄに対応する誘導コイルである。コイル２３０ａからコイル２３０ｄの設計変数は、解析装置１００による算出された設計変数に従って設計されている。コイル２３０ａからコイル２３０ｄは、コイル２３０と総称することもある。
【0096】
【0097】
制御部２１４は、最適化処理の結果に基づいて、被加熱対象物に応じて、コイル２３０のパラメータを設定する（ステップＳ３０）。具体的には、制御部２１４は、平板２０に応じて、予測モデル２１６ａを用いて、コイル２３０ａからコイル２３０ｄのＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向の位置を設定する。コイル２３０ａからコイル２３０ｄの外径や巻き数などは、被加熱対象物である平板２０に応じて、予め設定されているとよい。そして、ステップＳ３２に進む。
【0098】
制御部２１４は、被加熱対象物を加熱する（ステップＳ３２）。具体的には、制御部２１４は、平板２０に応じて、予測モデル２１６ａを用いて、コイル２３０ａからコイル２３０ｄに交流電流を流して、コイル２３０ａからコイル２３０ｄの周辺に磁場を発生させることで、平板２０を加熱する。そして、ステップＳ３４に進む。
【0099】
制御部２１４は、温度情報を取得する（ステップＳ３４）。具体的には、制御部２１４は、温度測定装置２２０を制御して、コイル２３０ａからコイル２３０ｄにより加熱されている、平板２０の温度を測定させて、温度測定装置２２０から温度の測定結果に関する温度情報を取得する。そして、ステップＳ３６に進む。
【0100】
制御部２１４は、平板２０の温度は適切であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。具体的には、制御部２１４は、平板２０の温度が平板２０とストリンガ２２とを融着する温度として適切であるか否かを判定する。温度が適切であると判定された場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、ステップＳ３８に進む。温度が適切であると判定されない場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）、ステップＳ３２に進む。
【0101】
制御部２１４は、被加熱対象物を融着させる（ステップＳ３８）。具体的には、制御部２１４は、例えば、図示しない加圧装置などを用いて、平板２０と、ストリンガ２２とを加圧して、平板２０と、ストリンガ２２とを融着させる。そして、図３２の処理を終了する。
【0102】
【0103】
ステップＳ５０の処理は、図３２に示すステップＳ３０の処理と同一なので、説明を省略する。
【0104】
制御部２１４は、コイル２３０を移動させながら被加熱対象物を加熱する（ステップＳ５２）。制御部２１４は、平板２０に応じて、予測モデル２１６ａを用いて、コイル２３０ａからコイル２３０ｄに交流電流を流し、かつコイル２３０ａからコイル２３０ｄを移動させながら平板２０の全域を加熱する。例えば、制御部２１４は、予測モデル２１６ａに基づいて、平板２０の垂直方向の発熱分布を算出する。制御部２１４は、例えば、平板２０の垂直方向の発熱分布が均一となるように、コイル２３０ａからコイル２３０ｄを移動させながら平板２０の全域を加熱する。そして、ステップＳ５４に進む。
【0105】
ステップＳ５４の処理は、図３２に示すステップＳ３４の処理と同一なので、説明を省略する。
【0106】
制御部２１４は、平板２０が適切に加熱されているか否かを判定する（ステップＳ５６）。具体的には、制御部２１４は、ステップＳ５４で取得された温度情報に基づいて、平板２０の全域の温度の標準偏差を算出し、算出した温度の標準偏差が所定値以下である場合に、適切に加熱されていると判定する。温度の標準偏差の所定値は、設計に応じて任意に設定してよい。温度の標準偏差の所定値は、例えば、０℃であってもよいし、５℃以下のように設定してもよい。適切に加熱されていると判定された場合（ステップＳ５６；Ｙｅｓ）、ステップＳ５８に進む。適切に加熱されていると判定されない場合（ステップ５６；Ｎｏ）、ステップＳ６２に進む。
【0107】
ステップＳ５８と、ステップＳ６０との処理は、それぞれ、図３２に示すステップＳ３６と、ステップＳ３８との処理と同一なので、説明を省略する。
【0108】
ステップＳ５６でＮｏと判定された場合、制御部２１４は、加熱条件を変更する（ステップＳ６２）。具体的には、制御部２１４は、ステップＳ５６で設定条件と、ステップＳ５６での標準偏差の算出結果を予測モデル２１６ａに登録する。制御部２１４は、予測モデル２１６ａに基づいて、コイル２３０ａからコイル２３０ｄの配置位置、平板２０との距離、コイル２３０ａからコイル２３０ｄに流す交流電流の位相および周波数の条件、コイル２３０ａからコイル２３０ｄの移動条件などを変更する。コイル２３０ａからコイル２３０ｄに流れる交流電流の位相は、それぞれ、同じであってもよいし、異なっていてもよい。コイル２３０ａからコイル２３０ｄに流れる交流電流の周波数は、それぞれ、同じであってもよいし、異なっていてもよい。そして、ステップＳ６４に進む。
【0109】
制御部２１４は、変更後の加熱条件で平板２０を加熱する（ステップＳ６４）。具体的には、制御部２１４は、ステップＳ６２で変更した加熱条件に従って、平板２０を加熱する。例えば、制御部２１４は、コイル２３０ａからコイル２３０ｄを移動させながら、コイル２３０ａからコイル２３０ｄの配置パターンを変更しつつ、平板２０を加熱する。そして、ステップＳ５４に進む。すなわち、制御部２１４は、平板２０の加熱結果に基づいて、コイル２３０ａからコイル２３０ｄをフィードバック制御する。
【0110】
本実施形態では、被加熱対象物を加熱する加熱装置は、複数のコイルを用いて誘導加熱の手法で被加熱対象物を加熱する誘導加熱装置２００について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、被加熱対象物を加熱する加熱装置は、被加熱対象物に対してレーザを照射して加熱するレーザ加熱装置であってもよい。
【0111】
また、誘導加熱装置２００は、予測モデル２１６ａを搭載しているものとして、説明したが、本開示はこれに限定されない。誘導加熱装置２００は、例えば、予測モデル２１６ａの代わりに、予測モデル２１６ａに従って学習された加熱条件に関する情報を記憶していてもよい。この場合であっても、誘導加熱装置２００は、加熱条件に従って被加熱対象物を加熱することができる。
【0112】
本実施形態に記載の最適設計方法、誘導加熱装置、および誘導加熱方法は、例えば、以下のように把握される。
【0113】
第１の態様の最適設計方法は、被加熱対象物の近傍に複数のコイルを配置するステップと、複数のコイルに交流電流を流して被加熱対象物に磁場を印加して、被加熱対象物を加熱するステップと、被加熱対象物の加熱結果に基づいて、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。
【0114】
第１の態様の最適設計方法によれば、被加熱対象物を加熱するための複数のコイルの配置位置などを含むパラメータの予測値を、被加熱対象物の加熱結果に基づいて、予測することができる。これにより、被加熱対象物を加熱するための複数のコイルの配置位置などを含むパラメータを得ることができる。
【0115】
第２の態様の最適設計方法は、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップは、被加熱対象物の磁場分布を算出するステップと、被加熱対象物の磁場分布に基づいて、被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差を算出するステップと、被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差を入力データとして、被加熱対象物の全域における磁場の標準偏差とコイルに流れる交流電流の値との最小値を予測するための予測モデルを用いて、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。これにより、被加熱対象物を加熱するための複数のコイルの配置位置などを含むパラメータの予測値をＡＩモデルである予測モデルを用いて、最適化することができる。そのため、被加熱対象物を加熱するための複数のコイルの配置位置などを含むパラメータの予測値を容易に算出することができる。
【0116】
第３の態様の最適設計方法は、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップは、被加熱対象物の温度分布を算出するステップと、被加熱対象物の温度分布に基づいて、被加熱対象物の全域における温度の標準偏差を算出するステップと、被加熱対象物の全域における温度の標準偏差を入力データとして、被加熱対象物の全域における温度の標準偏差とコイルに流れる交流電流の値との最小値を予測するための予測モデルを用いて、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップと、を含む。これにより、被加熱対象物を加熱するための複数のコイルの配置位置などを含むパラメータの予測値をＡＩモデルである予測モデルを用いて、最適化することができる。そのため、被加熱対象物を加熱するための複数のコイルの配置位置などを含むパラメータの予測値を容易に算出することができる。
【0117】
第４の態様の最適設計方法は、複数のコイルに関するパラメータの最適値を予測するステップは、最適解の候補となり得るコイルに関するパラメータに含まれる複数の項目の組み合わせを複数予測する。これにより、複数の最適解の候補から条件に応じた、所望の最適解を容易に設定することができる。
【0118】
第５の態様の最適設計方法は、複数のコイルに関するパラメータは、形状、巻き数、配置位置、外径、相対位置関係、被加熱対象物との距離、コイルに流れる交流電流の位相、およびコイルに流れる交流電流の周波数に関する情報の少なくとも１つを含む。これにより、コイルに関する各種のパラメータを適切に設計することができる。
【0119】
第６の態様の最適設計方法は、複数のコイルに関するパラメータは、少なくとも複数のコイルに流れる交流電流の位相と周波数との組み合わせに関する情報を含む。これにより、第６の態様の最適設計方法は、被加熱対象物をより適切に加熱するための条件を設定することができる。
【0120】
第７の態様の最適設計方法は、被加熱対象物は、第１の炭素繊維複合材と、第１の炭素繊維複合材とは形状の異なる第２の炭素繊維複合材である。これにより、被加熱対象物の形状に応じた適切な条件を設定することができる。
【0121】
第８の態様の誘導加熱装置は、第１から第７の態様のいずれかに記載の最適設計方法で被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを予測して設定憶する制御装置と、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルと、被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備える。制御装置は、複数のコイルのパラメータを設定し、複数のコイルに交流電流を流して、被加熱対象物を加熱し、温度測定装置が測定した被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する。
【0122】
第８の態様の誘導加熱装置によれば、複数のコイルの配置位置などを含むパラメータを最適設計方法に従って最適化して、被加熱対象物を加熱する。これにより、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【0123】
第９の態様の誘導加熱装置は、制御装置は、被加熱対象物に応じて、予測モデルを用いて、複数のコイルのパラメータを設定する。制御装置は、複数のコイルに交流電流を流して、被加熱対象物を加熱し、温度測定装置が測定した被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する。第９の態様の誘導加熱装置によれば、複数のコイルの配置位置などを含むパラメータを最適設計方法に従って、予測モデルを用いて最適化して、被加熱対象物を加熱する。これにより、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【0124】
第１０の態様の誘導加熱装置は、制御装置は、複数のコイルを移動させながら、被加熱対象物を加熱する。これにより、被加熱対象物をより適切に加熱することができる。
【0125】
第１１の態様の誘導加熱装置は、制御装置は、温度測定装置が測定した被加熱対象物の温度の測定結果に応じて、複数のコイルを移動させながら、複数のコイルの配置パターンを変更する。これにより、被加熱対象物の加熱結果に基づいてフィードバック制御をすることができるので、被加熱対象物をより適切に加熱することができる。
【0126】
第１２の態様の誘導加熱装置は、第１から第５の態様のいずれかに記載の最適設計方法で設定された条件にしたがって加熱制御を行う制御装置と、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルと、被加熱対象物の温度を測定する温度測定装置と、を備える。制御装置は、被加熱対象物に応じて、最適設計方法で設定された条件にしたがって、複数のコイルのパラメータを設定し、複数のコイルに交流電流を流して、被加熱対象物を加熱し、温度測定装置が測定した被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定する。
【0127】
第１２の態様の誘導加熱装置によれば、複数のコイルの配置位置などを含むパラメータを最適設計方法で設定された条件に従って最適化して、被加熱対象物を加熱する。これにより、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【0128】
第１３の態様の誘導加熱方法は、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを予測して設定するステップと、複数のコイルに交流電流を流して、被加熱対象物を加熱するステップと、被加熱対象物の温度を測定するステップと、測定した被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、を含む。
【0129】
第１３の態様の誘導加熱方法によれば、複数のコイルの配置位置などを含むパラメータを最適設計方法に従って最適化して、被加熱対象物を加熱する。これにより、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【0130】
第１４の態様の誘導加熱方法によれば、被加熱対象物に応じて、予測モデルを用いて設定された条件に従って、被加熱対象物の近傍に配置される複数のコイルのパラメータを設定するステップと、複数のコイルに交流電流を流して、被加熱対象物を加熱するステップと、被加熱対象物の温度を測定するステップと、測定した被加熱対象物の温度の測定結果に基づいて、被加熱対象物の温度が適切であるか否かを判定するステップと、を含む。
【0131】
第１４の態様の誘導加熱装置によれば、複数のコイルの配置位置などを含むパラメータを最適設計方法で設定された条件に従って最適化して、被加熱対象物を加熱する。これにより、被加熱対象物を適切に加熱することができる。
【0132】
以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0133】
１０，２０ 平板
１２，２２ ストリンガ
１４，２３０ コイル
１００ 解析装置
１０２ 入力部
１０４ 出力部
１０６，２１４ 制御部
１０８，２１６ 記憶部
１０８ａ，２１６ａ 予測モデル
２００ 誘導加熱装置
２１０ 制御装置
２１２ 通信部
２２０ 温度測定装置
３００ 電源
１２，２２ ストリンガ
１４，２３０ コイル
１００ 解析装置
１０２ 入力部
１０４ 出力部
１０６，２１４ 制御部
１０８，２１６ 記憶部
１０８ａ，２１６ａ 予測モデル
２００ 誘導加熱装置
２１０ 制御装置
２１２ 通信部
２２０ 温度測定装置
３００ 電源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】