特開 2024-169650 誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法

(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】P2024169650

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/40 20060101AFI20241128BHJP

   H05B 6/10 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H05B6/40

H05B6/10 381

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024165825

(22)【出願日】2024-09-25

(62)【分割の表示】P 2022148421の分割

【原出願日】2022-09-16

(71)【出願人】

【識別番号】000219004

【氏名又は名称】島田理化工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087000

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 淳一

(72)【発明者】

【氏名】白石 匠

(57)【要約】

【課題】被加熱物全体を従来より一層均一に加熱することができるようにして、被加熱物全体における加熱分布について均一性の一層の向上を図る。
【解決手段】誘導加熱により被加熱物を加熱する誘導加熱装置において、螺旋形状に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルの一方の端部と誘導加熱コイルの他方の端部との間に接続された高周波電圧源とを有し、誘導加熱コイルにおける螺旋形状の外側に被加熱物を配置して、被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置であって、誘導加熱コイルにおけるコイル軸の略中央部に隣接して位置するコイル部分同士の間の間隔を、隣接して位置する他のコイル部分同士の間の間隔よりも広く設定した。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導加熱により被加熱物を加熱する誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、
螺旋形状に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルの一方の端部と前記誘導加熱コイルの他方の端部との間に接続された高周波電圧源と
を有する誘導加熱装置を用い、
前記誘導加熱コイルにおける前記螺旋形状の外側に被加熱物を配置して、前記被加熱物を誘導加熱することにより、前記被加熱物を流れる誘導電流の流れの向きを一方向に統一する
ことを特徴とする誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法。

【請求項2】

請求項１に記載の誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、
前記誘導加熱装置の前記誘導加熱コイルは、前記誘導加熱コイルにおけるコイル軸の略中央部に隣接して位置するコイル部分同士の間の間隔が、隣接して位置する他のコイル部分同士の間の間隔よりも広く設定されていて、前記誘導加熱コイルの前記コイル軸方向における磁界強度の平均化を図る
ことを特徴とする誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、
前記誘導加熱装置は、前記被加熱物が隣接して配置される前記誘導加熱コイルの近傍において、前記被加熱物に対して前記誘導加熱コイルを挟んだ位置に少なくとも１個以上の磁性材が配置されていて、前記誘導加熱コイルにより発生される磁界の磁界強度を強くする
ことを特徴とする誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法。

【請求項4】

請求項３に記載の誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、
前記被加熱物は、平面部位を備えた板状の形状を備えたものであり、前記誘導加熱コイルにおける前記螺旋形状の外側に前記被加熱物の前記平面部位を配置する
ことを特徴とする誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導加熱装置および誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法に関する。さらに詳細には、本発明は、平面部位を備えた平板などのような板状の形状を備えた被加熱物を加熱する際に用いて好適な誘導加熱装置および誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、誘導加熱装置を用いて、誘導加熱により平面部位を備えた平板などのような板状の形状を備えた被加熱物を加熱する際には、誘導加熱コイルとしては、所謂、パンケーキ型コイルが用いられている。

【0003】

ここで、パンケーキ型コイルとは、線条体を平たい渦巻き形状に多層に巻いたコイルを意味する。

【0004】

こうしたパンケーキ型コイルにより構成される誘導加熱コイル（本明細書においては、「パンケーキ型コイルにより構成される誘導加熱コイル」について、単に「パンケーキ型誘導加熱コイル」と適宜に称することとする。）を備えた誘導加熱装置によれば、パンケーキ型誘導加熱コイルの渦巻き形状の中心部においてはコイルが隣接して配置されることになるため、当該中心部に対置された板状の形状を備えた被加熱物の部位には互いに相殺する向きに流れる誘導電流が発生することになって、誘導電流同士が互いに打ち消し合ってしまい、板状の形状を備えた被加熱物全体を均一に加熱することができないという問題点が指摘されていた。

【0005】

以下に、図１を参照しながら、パンケーキ型誘導加熱コイルを備えた誘導加熱装置によれば、板状の形状を備えた被加熱物全体を均一に加熱することができないという上記において指摘した問題点について詳細に説明することとする。

【0006】

ここで、図１には、パンケーキ型誘導加熱コイルを備えた従来の誘導加熱装置を模式的に示す上面構成説明図があわらされている。

【0007】

従来より、誘導加熱装置として、例えば、図１に示すように、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２と、当該パンケーキ型誘導加熱コイル１０２に接続された高周波電圧源１０４とを有し、高周波電圧源１０４からパンケーキ型誘導加熱コイル１０２へ高周波電流を供給することにより、板状の形状を備えた被加熱物１０６を誘導加熱する誘導加熱装置１００が知られている。

【0008】

なお、説明の便宜上、図１を記載した紙面に対して垂直上方に立ち上がる方向側を上方向とし、図１を記載した紙面に対して垂直下方に立ち下がる方向側を下方向として説明する。

【0009】

この図１に示す誘導加熱装置１００においては、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２における渦巻き形状の上面側に、誘導加熱される対象としての被加熱物１０６の下面側の平面部位が配置されている。

【0010】

こうしたパンケーキ型誘導加熱コイル１０２における渦巻き形状の中心部Ｃにおいては、中心部Ｃに位置するコイル部分１０２ａとコイル部分１０２ｂとが隣接して配置されるため、コイル部分１０２ａに流れる高周波電流１０２ａＩの流れの向きとコイル部分１０２ｂを流れる高周波電流１０２ｂＩの流れの向きとが対向することになる。

【0011】

このため、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２を流れる高周波電流により被加熱物１０６を誘導加熱する際においては、コイル部分１０２ａに流れる高周波電流１０２ａＩの流れの向きとコイル部分１０２ｂを流れる高周波電流１０２ｂＩの流れの向きとが対向する中心部Ｃに対置された被加熱物１０６の部位において、互いに対向する流れの向き，即ち、互いに相殺する向きに流れる誘導電流が発生することになってしまっており、誘導電流同士が互いに打ち消し合ってしまって加熱が弱くなっていた。

【0012】

このため、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２の中心部Ｃ付近に対置するように配置された被加熱物１０６の部位における加熱温度は、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２の中心部Ｃから離隔した位置に対置するように配置された被加熱物１０６の部位における加熱温度と比較すると低くなっていた。

【0013】

即ち、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２を備えた誘導加熱装置１００によれば、板状の形状を備えた被加熱物１０６を加熱する際に、被加熱物１０６全体を均一に加熱することができず、被加熱物１０６における加熱分布について均一性に劣るものになっていたということが指摘されていた。

【0014】

また、パンケーキ型誘導加熱コイルを備えた誘導加熱装置においては、パンケーキ型誘導加熱コイルの中心部の磁界強度が弱いため、板状の形状を備えた被加熱物全体がリング状に加熱されることになり、被加熱物全体を均一に加熱することができないというという問題点についても指摘されていた。

【0015】

以下に、図２を参照しながら、パンケーキ型誘導加熱コイルを備えた誘導加熱装置によれば、板状の形状を備えた被加熱物全体がリング状に加熱されることになって、被加熱物全体を均一に加熱することができないという上記において指摘した問題点について詳細に説明することとする。

【0016】

ここで、図２には、図１に示すパンケーキ型誘導加熱コイルを備えた誘導加熱装置について、図１のＩＩ－ＩＩ線によるパンケーキ型誘導加熱コイルの断面部位ならびに当該断面部位における磁界強度のパターンを模式的に示す説明図があらわされている。

【0017】

図２に示すように、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２を備えた誘導加熱装置１００においては、パンケーキ型誘導加熱コイル１０２の中心部Ｃの磁界強度が弱くなり、板状の形状を備えた被加熱物１０６全体がリング状に加熱されることになってしまい、被加熱物１０６を加熱する際に被加熱物１０６全体を均一に加熱することができず、被加熱物１０６における加熱分布について均一性に劣るものになっていたということが指摘されていた。

【0018】

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

本発明は、上記したような従来の技術における種々の問題点などに鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加熱物全体を従来より一層均一に加熱することができるようにして、被加熱物全体における加熱分布について均一性の一層の向上を図るようにした誘導加熱装置および誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0020】

上記目的を達成するために、本発明による誘導加熱装置および誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法は、本願発明者が誘導加熱装置における誘導加熱コイルの構成や当該誘導加熱コイルに対して被加熱物を配置する位置などについて創意工夫を発揮したものであり、これにより被加熱物全体を従来より一層均一に加熱することができるようになり、被加熱物全体における加熱分布について均一性の一層の向上を図ることができるようになった。

【0021】

即ち、本発明による誘導加熱装置は、誘導加熱により被加熱物を加熱する誘導加熱装置において、螺旋形状に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイルと、上記誘導加熱コイルの一方の端部と上記誘導加熱コイルの他方の端部との間に接続された高周波電圧源とを有し、上記誘導加熱コイルにおける上記螺旋形状の外側に被加熱物を配置して、上記被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置であって、上記誘導加熱コイルにおけるコイル軸の略中央部に隣接して位置するコイル部分同士の間の間隔を、隣接して位置する他のコイル部分同士の間の間隔よりも広く設定したものである。

【0022】

また、本発明による誘導加熱装置は、上記した本発明による誘導加熱装置において、上記被加熱物に隣接する上記誘導加熱コイルの近傍において、上記被加熱物に対して上記誘導加熱コイルを挟んだ位置に少なくとも１個以上の磁性材を配置したものである。

【0023】

また、本発明による誘導加熱装置は、上記した本発明による誘導加熱装置において、上記被加熱物は、平面部位を備えた板状の形状を備えたものである。

【0024】

また、本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法は、誘導加熱により被加熱物を加熱する誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、螺旋形状に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイルと、上記誘導加熱コイルの一方の端部と上記誘導加熱コイルの他方の端部との間に接続された高周波電圧源とを有する誘導加熱装置を用い、上記誘導加熱コイルにおける上記螺旋形状の外側に被加熱物を配置して、上記被加熱物を誘導加熱することにより、上記被加熱物を流れる誘導電流の流れの向きを一方向に統一するようにしたものである。

【0025】

また、本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法は、上記した本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、上記誘導加熱装置の上記誘導加熱コイルは、上記誘導加熱コイルにおけるコイル軸の略中央部に隣接して位置するコイル部分同士の間の間隔が、隣接して位置する他のコイル部分同士の間の間隔よりも広く設定されていて、上記誘導加熱コイルの上記コイル軸方向における磁界強度の平均化を図るようにしたものである。

【0026】

また、本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法は、上記した本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、上記誘導加熱装置は、上記被加熱物が隣接して配置される上記誘導加熱コイルの近傍において、上記被加熱物に対して上記誘導加熱コイルを挟んだ位置に少なくとも１個以上の磁性材が配置されていて、上記誘導加熱コイルにより発生される磁界の磁界強度を強くするようにしたものである。

【0027】

また、本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法は、上記した本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法において、上記被加熱物は、平面部位を備えた板状の形状を備えたものであり、上記誘導加熱コイルにおける上記螺旋形状の外側に上記被加熱物の上記平面部位を配置するようにしたものである。

【発明の効果】

【0028】

本発明は、以上説明したように構成されているので、被加熱物全体を従来より一層均一に加熱することができるようになり、被加熱物全体における加熱分布について均一性の一層の向上を図ることができるようになるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、パンケーキ型誘導加熱コイルを備えた従来の誘導加熱装置を模式的に示す上面構成説明図である。

【図2】図２は、図１に示すパンケーキ型誘導加熱コイルを備えた誘導加熱装置について、図１のＩＩ－ＩＩ線によるパンケーキ型誘導加熱コイルの断面部位ならびに当該断面部位における磁界強度のパターンを模式的に示す説明図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置を模式的に示す上面構成説明図である。

【図4】図４は、図３に示す誘導加熱装置のＡ矢視による構造を模式的に示す構成説明図である。なお、図４においては、高周波電圧源に関連する図示については省略した。

【図5】図５は、図３に示す誘導加熱装置のＶ－Ｖ線による断面部位を模式的に示す構成説明図である。なお、図５においては、高周波電圧源に関連する図示については省略した。

【図6】図６は、誘導加熱コイルに流れる高周波電流の流れの向きと被加熱物に流れる誘導電流の流れの向きとを模式的に示す図４に相当する説明図である。

【図7】図７は、被加熱物に流れる誘導電流の流れの向きを模式的に示す図３に相当する説明図である。

【図8】図８は、図３に示す誘導加熱装置について、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線による誘導加熱コイルの断面部位ならびに当該断面部位における磁界強度のパターンを模式的に示す説明図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態の他の例による誘導加熱装置として、磁性材を有していない本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置を模式的に示す説明図であって、図６に相当する説明図である。

【図10】図１０は、本発明の実施の形態の他の例による誘導加熱装置として、磁性材を１個配置した本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置を模式的に示す説明図であって、図７に相当する説明図である。

【図11】図１１は、本発明の実施の形態の他の例による誘導加熱装置として、磁性材を４個配置した本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置を模式的に示す説明図であって、図７に相当する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による誘導加熱装置および誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法の実施の形態の一例について詳細に説明するものとする。

【0031】

なお、各図を参照しながら行う以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ方向は、誘導加熱コイルのコイル軸の延長方向を示し、また、ＸＹＺ直交座標系におけるＹ方向は、ＸＹ平面においてＸ方向と直交する方向を示し、また、ＸＹＺ直交座標系におけるＺ方向は、ＸＹ平面と直交する高さ方向を示す。

【0032】

さらに、以下の説明においては、説明の便宜上、Ｘ方向については、図３を記載した紙面における左方側を左方向とするとともに右方側を右方向とし、Ｙ方向については、図３を記載した紙面における下方側を前方向とするとともに上方側を後方向とし、Ｚ方向については、図３を記載した紙面に対して垂直上方に立ち上がる方向側を上方向とし、図３を記載した紙面に対して垂直下方に立ち下がる方向側を下方向として説明する。

【0033】

なお、上記した方向については、説明の便宜上定めた方向に過ぎないものであって、本発明による誘導加熱装置の設置態様や本発明による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法の使用態様を何ら限定するものではないことは勿論であって、また、本発明を何ら限定するものでもないことも勿論である。

【0034】

（Ｉ） 本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置の構成についての説明

【0035】

ここで、図３には、本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置を模式的に示す上面構成説明図があらわされている。

【0036】

また、図４には、図３に示す誘導加熱装置のＡ矢視による構造を模式的に示す構成説明図があらわされている。なお、図４においては、高周波電圧源に関連する図示については省略した。

【0037】

さらに、図５には、図３に示す誘導加熱装置のＶ－Ｖ線による断面部位を模式的に示す構成説明図があらわされている。なお、図５においては、高周波電圧源に関連する図示については省略した。

【0038】

本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置１０は、螺旋形状（ソレノイド形状）に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイル１２と、当該誘導加熱コイル１２の一方の端部１２ａと他方の端部１２ｂとの間に接続された高周波電圧源１４と、当該誘導加熱コイル１２のＺ方向上方側に位置するコイル部分の近傍に配置された２個の磁性材１６Ｌおよび磁性材１６Ｒとを有して構成されている。

【0039】

なお、上記した磁性材には、ケイ素鋼板材やアモルフォス材やフェライト材などが含まれる。

【0040】

より詳細には、本実施の形態における誘導加熱コイル１２は、誘導加熱コイル１２を構成する線条体がＹＺ平面において略長円形状を備えるようにして、一方の端部１２ａと他方の端部１２ｂとの間にＸ方向に沿って８回分巻回されて構成されている。

【0041】

ここで、線条体を８回分巻回した誘導加熱コイル１２の各巻回分のコイル部分について、図３における左方側、即ち、誘導加熱コイル１２の一方の端部１２ａ側から右方側、即ち、誘導加熱コイル１２の他方の端部１２ｂ側に向けて、各巻回により形成されるコイル部分をそれぞれ符号１２－１、１２－２、１２－３、１２－４、１２－５、１２－６、１２－７、１２－８で示す。

【0042】

誘導加熱コイル１２において、Ｘ方向に沿うコイル軸の略中央部に位置するコイル部分１２－４とコイル部分１４－５との間の間隔Ｇ１は、コイル部分１２－１とコイル部分１２－２との間の間隔Ｇ２、コイル部分１２－２とコイル部分１２－３との間の間隔Ｇ３、コイル部分１２－３とコイル部分１２－４との間の間隔Ｇ４、コイル部分１２－５とコイル部分１２－６との間の間隔Ｇ５、コイル部分１２－６とコイル部分１２－７との間の間隔Ｇ６ならびにコイル部分１２－７とコイル部分１２－８との間の間隔Ｇ７よりも広く（大きく）設定されている。

【0043】

なお、間隔Ｇ２、間隔Ｇ３、間隔Ｇ４、間隔Ｇ５、間隔Ｇ６ならびに間隔Ｇ７については、それぞれが同じ間隔となるように設定してもよいし、あるいは、それぞれの間隔が異なる間隔となるように設定してもよいし、あるいは、いくつかの間隔が同じになるとともにその他の間隔が異なるように設定してもよい。

【0044】

要するに、間隔Ｇ１、間隔Ｇ２、間隔Ｇ３、間隔Ｇ４、間隔Ｇ５、間隔Ｇ６ならびに間隔Ｇ７については、誘導加熱コイル１２におけるＸ方向に沿うコイル軸の略中央部に位置するコイル部分１２－４とコイル部分１４－５との間の間隔Ｇ１が、他のコイル部分同士の間隔よりも広く、即ち、他のコイル部分同士の間隔よりも大きくなるによう設定すればよい。

【0045】

磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒは、それぞれが直方体形状を備えており、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の上方に位置するコイル部分に隣接するようにして、当該略長円形状の内側に配置されている。

【0046】

具体的には、磁性材１６Ｌは、誘導加熱コイル１２のコイル部分１２－１、コイル部分１２－２、コイル部分１２－３およびコイル部分１２－４に隣接して配置され、一方、磁性材１６Ｒは、誘導加熱コイル１２のコイル部分１２－５、コイル部分１２－６、コイル部分１２－７およびコイル部分１２－８に隣接して配置されている。

【0047】

即ち、磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒは、被加熱物１８に隣接する誘導加熱コイル１２の近傍において、被加熱物１８に対して誘導加熱コイル１２を挟んだ位置に配置される。

【0048】

なお、本実施の形態においては、被加熱物１８は、平面部位を備えた平板などのような板状の形状を備えたものである。

【0049】

（ＩＩ） 本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法についての説明

【0050】

ここで、図６には、誘導加熱コイルに流れる高周波電流の流れの向きと被加熱物に流れる誘導電流の流れの向きとを模式的に示す図４に相当する説明図があらわされている。

【0051】

また、図７には、被加熱物に流れる誘導電流の流れの向きを模式的に示す図３に相当する説明図があらわされている。

【0052】

さらに、図８には、図３に示す誘導加熱装置について、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線による誘導加熱コイルの断面部位ならびに当該断面部位における磁界強度のパターンを模式的に示す説明図があらわされている。

【0053】

（ＩＩ－１） 以上の構成において、誘導加熱装置１０においては、高周波電圧源１４から誘導加熱コイル１２へ高周波電流を供給することにより、板状の形状を備えた被加熱物１８を誘導加熱することができる。

【0054】

より詳細には、誘導加熱装置１０により被加熱物１８を誘導加熱する際には、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の上方に位置するコイル部分の外側、即ち、誘導加熱コイル１２における螺旋形状（ソレノイド形状）の外側（外径側）であっって、磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒが配置されたコイル部分の上方位置に被加熱物１８を配置する。

【0055】

ここで、高周波電圧源１４から誘導加熱コイル１２へ高周波電流を供給すると、図３、図４ならびに図６において破線矢印で示すように、誘導加熱コイル１２において高周波電流は一方向に向いて流れることになる。

【0056】

このように、誘導加熱装置１０においては、被加熱物１８が隣接して配置される誘導加熱コイル１２の略長円形状の上方に位置するコイル部分において、誘導加熱コイル１２に流れる高周波電流の流れの向きが揃うことになり、当該コイル部分においては対向する向きに流れる高周波電流は存在しない。

【0057】

従って、誘導加熱装置１０に対して上記した位置関係、具体的には、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の上方に位置するコイル部分の外側、即ち、誘導加熱コイル１２における螺旋形状（ソレノイド形状）の外側（外径側）に被加熱物１８を配置すると、図６ならびに図７に示すように、誘導加熱コイル１２の略長円形状の上方に位置するコイル部分に対置された被加熱物１８には、高周波電流の流れの向きとは逆向きに流れる誘導電流が流れることになる。

【0058】

具体的には、図６ならびに図７において一点鎖線矢印で示すように、誘導電流は被加熱物１８の表面を一方向に向いて流れることになる。

【0059】

このため、誘導加熱装置１０によれば、螺旋形状（ソレノイド形状）に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイル１２における上記した長円形状の外側（つまり、螺旋形状（ソレノイド形状）の外側である。）、即ち、上記した長円形状の外径側（つまり、螺旋形状（ソレノイド形状）の外径側である。）に被加熱物１８を配置して誘導加熱することにより、被加熱物１８を流れる誘導電流も高周波電流と同様に同一の方向に流れるようになって、誘導電流の流れの向きが一方向に統一されることになる。

【0060】

即ち、誘導加熱装置１０によれば、被加熱物１８において互いに相殺する向き、即ち、対向する向きに流れる誘導電流が発生することがないので、誘導電流同士が互いに打ち消し合うことにより加熱が弱まる領域を低減することができるようになって、被加熱物１８全体をより均一に加熱することができるようになる。

【0061】

このため、被加熱物１８全体における加熱分布について、均一性の一層の向上を図ることができるようになる。

【0062】

（ＩＩ－２） また、本願発明者の知見によれば、誘導加熱コイル１２における上記した間隔Ｇ１、間隔Ｇ２、間隔Ｇ３、間隔Ｇ４、間隔Ｇ５、間隔Ｇ６および間隔Ｇ７について、これらの間隔を全て等間隔とした場合には、誘導加熱コイル１２におけるＸ方向に沿うコイル軸の略中央部に位置するコイル部分１２－４ならびにコイル部分１４－５における磁界強度が他のコイル部分の磁界強度よりも大きくなってしまい、このため、被加熱物１８におけるコイル部分１２－４ならびにコイル部分１４－５と対置する磁界強度が大きい領域は、その他の領域よりもより強く加熱されることになってしまっていた。

【0063】

本願発明者は、上記した本願発明者の知見から、誘導加熱コイル１２におけるＸ方向に沿うコイル軸の略中央部に位置するコイル部分１２－４とコイル部分１４－５との間の間隔Ｇ１を他の間隔Ｇ２乃至Ｇ７よりも広く、即ち，大きく設定するようにした。

【0064】

これにより、誘導加熱コイル１２のＸ方向、即ち、誘導加熱コイル１２のコイル軸方向における磁界強度の平均化が図られ、コイル部分１２－４ならびにコイル部分１４－５に対置される被加熱物１８の領域における加熱が抑制されることになり、被加熱物１８全体をより均一に加熱することができるようになる。

【0065】

このため、被加熱物１８全体における加熱分布について、均一性の一層の向上を図ることができるようになる。

【0066】

（ＩＩ－３） さらに、誘導加熱装置１０によれば、被加熱物１８が対置される誘導加熱コイル１２の領域、より詳細には、被加熱物１８に隣接する誘導加熱コイル１２の近傍において、被加熱物１８に対して誘導加熱コイル１２を挟んだ位置に、磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒを配設している。

【0067】

このため、上記したように配置された磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒの作用により、誘導加熱コイル１２により発生される磁界の磁界強度をより強くすることができ、誘導加熱装置１０において発生される磁界強度を向上することができようになる。

【0068】

（ＩＩ－４） 上記した誘導加熱装置１０においては、上記（ＩＩ－１）項において説明した技術（螺旋形状（ソレノイド形状）に巻回されて一筆書き状に形成された誘導加熱コイル１２における当該螺旋形状（ソレノイド形状）の外側、即ち、当該螺旋形状（ソレノイド形状）の外径側に被加熱物１８を配置して誘導加熱することにより、被加熱物１８を流れる誘導電流の流れの向きを一方向に統一する技術である。）や、上記（ＩＩ－２）項において説明した技術（誘導加熱コイル１２におけるコイル軸の略中央部に隣接して位置するコイル部分同士の間の間隔を、隣接して位置する他のコイル部分同士の間の間隔よりも広く、即ち，大きく設定することにより、誘導加熱コイル１２のコイル軸方向における磁界強度の平均化を図る技術である。）や、上記（ＩＩ－３）項において説明した技術（被加熱物１８に隣接する誘導加熱コイル１２の近傍において、被加熱物１８に対して誘導加熱コイル１２を挟んだ位置に、磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒを配設して、誘導加熱コイル１２により発生される磁界の磁界強度をより強くする技術である。）を適宜に組み合わせることによって、被加熱物１８全体をより均一に加熱することができるようになり、被加熱物１８全体における加熱分布について、均一性の一層の向上を図ることができるようになる。

【0069】

（ＩＩＩ） 本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置および誘導加熱装置を用いた誘導加熱方法の作用効果

【0070】

従って、本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置１０および誘導加熱装置１０を用いた誘導加熱方法によれば、同一の方向に高周波電流が流れる誘導加熱コイル１２上に被加熱物１８を配置することにより、被加熱物１８において隣接して流れる誘導電流同士が互いに打ち消すことがないので、被加熱物１８をより均一に加熱することができる。

【0071】

また、本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置１０および誘導加熱装置１０を用いた誘導加熱方法によれば、誘導加熱コイル１２におけるコイル軸の略中央部に位置するコイル部分の間の間隔Ｇ１を、他のコイル部分の間の間隔Ｇ２、間隔Ｇ３、間隔Ｇ４、間隔Ｇ５、間隔Ｇ６および間隔Ｇ７よりも広く（大きく）設定することにより、磁界強度の均一を図ることがきるようになり、被加熱物１８をより均一に加熱することができる。

【0072】

さらに、本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置１０および誘導加熱装置１０を用いた誘導加熱方法によれば、磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒを配置することにより磁界強度を大きくすることができ、これにより被加熱物１８より効果的に加熱することができるようになる。

【0073】

このため、本発明の実施の形態の一例による誘導加熱装置１０および誘導加熱装置１０を用いた誘導加熱方法によれば、被加熱物１８全体における加熱分布について均一性の一層の向上を図ることができるようになる。

【0074】

（ＩＶ） その他の実施の形態について

【0075】

なお、上記した実施の形態は例示に過ぎないものであり、本発明は他の種々の形態で実施することができるものである。即ち、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換えあるいは変更などを適宜に行うことができる。

【0076】

例えば、上記した実施の形態は、以下の（ＩＶ－１）乃至（ＩＶ－９）に説明するように変形してもよい。

【0077】

（ＩＶ－１） 上記した実施の形態においては、誘導加熱装置１０が磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒを有する場合について説明したが、図９に示すように、誘導加熱装置２０が磁性材を有していなくてもよいことは勿論である。こうした磁性材を有していない誘導加熱装置２０においても、上記（ＩＩ－１）項において説明した技術による作用効果ならびに上記（ＩＩ－２）項において説明した技術による作用効果を享受できるものであり、被加熱物１８全体をより均一に加熱することができるようになって、被加熱物１８全体における加熱分布について、均一性の一層の向上を図ることができるようになる。

【0078】

（ＩＶ－２） 上記した実施の形態においては、詳細な説明は省略したが、間隔Ｇ１については、例えば、被加熱物１８の加熱（温度）パターンを確認しながら好ましい間隔を実験的に求めるようにすればよい。同様に、間隔Ｇ２、間隔Ｇ３、間隔Ｇ４、間隔Ｇ５、間隔Ｇ６ならびに間隔Ｇ７についても、被加熱物１８の加熱（温度）パターンを確認しながら好ましい間隔を実験的に求めるようにすればよい。

【0079】

（ＩＶ－３） 上記した実施の形態においては、詳細な説明は省略したが、磁性材１６Ｌならびに磁性材１６Ｒの配置位置については、例えば、被加熱物１８の加熱（温度）パターンを確認しながら好ましい配置位置を実験的に求めるようにすればよい。

【0080】

（ＩＶ－４） 上記した実施の形態においては、誘導加熱装置１０により平面部位を備えた平板などの板状の被加熱物１８を加熱する場合について説明したが、誘導加熱装置１０により加熱する対象である被加熱物の形状は、平板などの板状体に限らないことは勿論である。本発明による誘導加熱装置１０は、各種の形状の被加熱物を加熱することができる。

【0081】

（ＩＶ－５） 上記した実施の形態においては、誘導加熱コイル１２の巻回数を８回とした場合について説明したが、誘導加熱コイル１２の巻回数は８回に限られるものではないことは勿論である。誘導加熱コイル１２の巻回数は、７回以下の複数回でもよいし、あるいは、９回以上の複数回でもよい。

【0082】

（ＩＶ－６） 上記した実施の形態においては、誘導加熱コイル１２をＹＺ平面において略長円形状に巻回した場合について説明したが、誘導加熱コイル１２を巻回する際の形状はＹＺ平面において略長円形状に限られるものではないことは勿論である。設計条件などに応じて、誘導加熱コイル１２をＹＺ平面において略四角形状や略円形形状あるいは略三角形状に巻回してもよい。さらには、誘導加熱コイル１２をＹＺ平面において略五角以上の適宜の多角形形状に巻回するようにしてもよい。

【0083】

（ＩＶ－７） 上記した実施の形態においては、磁性材を２個（磁性材１６Ｌおよび磁性材１６Ｒである。）配置した場合について説明したが、配置する磁性材の個数は２個に限られるものではないことは勿論である。設計条件や実験結果などに応じて、磁性材の配置位置や配置個数は適宜に設定すればよい。例えば、図１０に示すように、誘導加熱装置３０が磁性材３２を１個配置するようにしてもよい。あるいは、図１１に示すように、誘導加熱装置４０が磁性材４２を４個配置するなどしてもよい。

【0084】

（ＩＶ－８） 上記した実施の形態においては、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の上方に位置するコイル部分の外側に被加熱物１８を対置した場合について説明したが、誘導加熱コイル１２に対して被加熱物１８を配置する場所は、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の下方に位置するコイル部分の外側に被加熱物１８を対置してもよいし、あるいは、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の左方に位置するコイル部分の外側に被加熱物１８を対置してもよいし、あるいは、ＹＺ平面において形成された誘導加熱コイル１２の略長円形状の右方に位置するコイル部分の外側に被加熱物１８を対置してもよい。要するに、誘導加熱装置１０においては、誘導加熱コイル１２における螺旋形状（ソレノイド形状）の外側、即ち、螺旋形状（ソレノイド形状）の外径側に被加熱物１８を配置すればよい。

【0085】

（ＩＶ－９） 上記した実施の形態ならびに上記した（ＩＶ－１）乃至（ＩＶ－８）に示す各実施の形態や変形例などは、適宜に組み合わせるようにしてもよいことは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0086】

本発明は、誘導加熱により各種の形状、例えば、平面部位を備えた平板などのような板状の形状を備えた被加熱物を加熱する際に用いると極めて有用である。

【符号の説明】

【0087】

１０ 誘導加熱装置
１２ 誘導加熱コイル
１２ａ 一方の端部
１２ｂ 他方の端部
１２－１ コイル部分
１２－２ コイル部分
１２－３ コイル部分
１２－４ コイル部分
１２－５ コイル部分
１２－６ コイル部分
１２－７ コイル部分
１２－８ コイル部分
１４ 高周波電圧源
１６Ｌ 磁性材
１６Ｒ 磁性材
１８ 被加熱物
２０ 誘導加熱装置
３０ 誘導加熱装置
３２ 磁性材
４０ 誘導加熱装置
４２ 磁性材
Ｇ１ コイル部分１２－４とコイル部分１２－５との間の間隔
Ｇ２ コイル部分１２－１とコイル部分１２－２との間の間隔
Ｇ３ コイル部分１２－２とコイル部分１２－３との間の間隔
Ｇ４ コイル部分１２－３とコイル部分１２－４との間の間隔
Ｇ５ コイル部分１２－５とコイル部分１２－６との間の間隔
Ｇ６ コイル部分１２－６とコイル部分１２－７との間の間隔
Ｇ７ コイル部分１２－７とコイル部分１２－８との間の間隔
１００ 誘導加熱装置
１０２ パンケーキ型誘導加熱コイル
１０２ａ コイル部分
１０２ａＩ 高周波電流
１０２ｂ コイル部分
１０２ｂＩ 高周波電流
１０４ 高周波電圧源
１０６ 被加熱物
Ｃ 中心部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】