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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】P2024067516
(43)【公開日】2024-05-17
(54)【発明の名称】誘導加熱装置
(51)【国際特許分類】
H05B 6/10 20060101AFI20240510BHJP
【ＦＩ】
H05B6/10 311
H05B6/10 331
H05B6/10 371
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022177661
(22)【出願日】2022-11-04
(71)【出願人】
【識別番号】000004064
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504147243
【氏名又は名称】国立大学法人 岡山大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】梅谷 和弘
(72)【発明者】
【氏名】川原 翔太
(72)【発明者】
【氏名】三宅 大樹
(72)【発明者】
【氏名】石原 將貴
(72)【発明者】
【氏名】平木 英治
(72)【発明者】
【氏名】市川 周一
(72)【発明者】
【氏名】宮入 由紀夫
(72)【発明者】
【氏名】桝田 昌明
(72)【発明者】
【氏名】石原 拓也
【テーマコード（参考）】
3K059
【Ｆターム（参考）】
3K059AA08
3K059AB23
3K059AB24
3K059AB28
3K059AD05
3K059CD55
3K059CD74
(57)【要約】
【課題】被加熱物の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくできる誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】本発明による誘導加熱装置は、一実施形態において、導体１００が所定の軸線ＡＬ周りに巻回された誘導加熱コイル１０と、軸線ＡＬが延びる方向に関して誘導加熱コイル１０の軸端部１０２か又は軸端部１０２の外側に配置された軟磁性材１１０を含む、部材１１と、誘導加熱コイル１０及び部材１１の内側に配置され、誘導加熱コイル１０からの磁束による誘導加熱によって加熱可能に構成された被加熱物２と、を備えている。
【選択図】図１
【解決手段】本発明による誘導加熱装置は、一実施形態において、導体１００が所定の軸線ＡＬ周りに巻回された誘導加熱コイル１０と、軸線ＡＬが延びる方向に関して誘導加熱コイル１０の軸端部１０２か又は軸端部１０２の外側に配置された軟磁性材１１０を含む、部材１１と、誘導加熱コイル１０及び部材１１の内側に配置され、誘導加熱コイル１０からの磁束による誘導加熱によって加熱可能に構成された被加熱物２と、を備えている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導体が所定の軸線周りに巻回された誘導加熱コイルと、
前記軸線が延びる方向に関して前記誘導加熱コイルの軸端部か又は前記軸端部の外側に配置された軟磁性材を含む、部材と、
前記誘導加熱コイル及び前記部材の内側に配置され、前記誘導加熱コイルからの磁束による誘導加熱によって加熱可能に構成された被加熱物と、
を備えている、
誘導加熱装置。
前記軸線が延びる方向に関して前記誘導加熱コイルの軸端部か又は前記軸端部の外側に配置された軟磁性材を含む、部材と、
前記誘導加熱コイル及び前記部材の内側に配置され、前記誘導加熱コイルからの磁束による誘導加熱によって加熱可能に構成された被加熱物と、
を備えている、
誘導加熱装置。
【請求項2】
前記被加熱物は、前記軸線が延びる方向に流れる流体の流路を形成する、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項3】
前記部材は、複数の貫通孔を有する板状の軟磁性材を有することで前記被加熱物とともに前記流路を形成する、
請求項２に記載の誘導加熱装置。
請求項２に記載の誘導加熱装置。
【請求項4】
前記軸線に直交する面における前記貫通孔の最大幅は、前記軸線が延びる方向に係る前記誘導加熱コイルの長さの８５％以下である、
請求項３に記載の誘導加熱装置。
請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項5】
前記誘導加熱コイルは、前記軸線が延びる方向の両側に開口部を有し、
前記部材は、少なくとも一方の前記開口部の少なくとも一部を覆うように配置されている、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
前記部材は、少なくとも一方の前記開口部の少なくとも一部を覆うように配置されている、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項6】
前記誘導加熱コイルは、前記軸線が延びる方向の両側に開口部を有し、
前記部材は、前記誘導加熱コイルの一方の開口部を覆う第１部材と、前記誘導加熱コイルの他方の開口部を覆う第２部材とを有している、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
前記部材は、前記誘導加熱コイルの一方の開口部を覆う第１部材と、前記誘導加熱コイルの他方の開口部を覆う第２部材とを有している、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項7】
前記誘導加熱コイルの背部の少なくとも一部を覆うように配置された軟磁性材料で構成された背部壁
をさらに備えている、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
をさらに備えている、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項8】
前記背部壁は、前記誘導加熱コイルの端部において前記部材と接続されている、
請求項７に記載の誘導加熱装置。
請求項７に記載の誘導加熱装置。
【請求項9】
前記誘導加熱コイルは、前記軸線が延びる方向の両側に開口部を有し、
前記部材は、前記開口部の外縁から中心部に向かってそれぞれ延在された複数の棒状の軟磁性材を含む、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
前記部材は、前記開口部の外縁から中心部に向かってそれぞれ延在された複数の棒状の軟磁性材を含む、
請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項10】
前記複数の棒状の軟磁性材は、前記開口部の前記外縁側に位置する外端と、前記開口部の前記中心部側に位置する内端とを有しており、
前記外端の断面積は、前記内端の断面積より大きい、
請求項９に記載の誘導加熱装置。
前記外端の断面積は、前記内端の断面積より大きい、
請求項９に記載の誘導加熱装置。
【請求項11】
前記複数の棒状の軟磁性材間の最大間隔は、前記軸線が延びる方向に係る前記誘導加熱コイルの長さの８５％以下である、
請求項９に記載の誘導加熱装置。
請求項９に記載の誘導加熱装置。
【請求項12】
前記軟磁性材の比透磁率が８０以上である、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項13】
前記軟磁性材の抵抗率が１０Ωｃｍ以上である、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項14】
前記軟磁性材のキュリー点が２５０℃以上である、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項15】
前記軟磁性材は、前記軸線に直交する方向に並べて配置された複数の軟磁性材ブロックを有しており、
前記部材は、前記複数の軟磁性材ブロックを支持する支持材をさらに含む、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
前記部材は、前記複数の軟磁性材ブロックを支持する支持材をさらに含む、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項16】
前記被加熱物の透磁率をμc（Ｈ／ｍ）とし、前記誘導加熱コイルの巻数をＮとし、前記誘導加熱コイルに流れる電流をＩ（Ａ）とし、前記被加熱物の断面積をＳc（ｍ2）とし、前記軸線が延びる方向における前記被加熱物の長さをＬc（ｍ）とし、前記部材に含まれる前記軟磁性材の総断面積をＳm（ｍ2）とし、前記軟磁性材の飽和磁束密度をＢms（Ｔ）としたとき、前記軟磁性材の総断面積Ｓmが｛（μcＮＩＳc）／ＬcＳm｝＜Ｂmsを満たすように設定されている、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項17】
前記被加熱物が、外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで延びる流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造部を有するハニカム構造体である、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項18】
前記ハニカム構造体の一部もしくは全体が、磁性材料を有して成る、
請求項１７に記載の誘導加熱装置。
請求項１７に記載の誘導加熱装置。
【請求項19】
直流電源と、
前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータと、
前記インバータと前記誘導加熱コイルとに接続され、前記インバータの交流電力の電流を増幅して前記誘導加熱コイルに供給する変圧器と
を有する電源回路
をさらに備えている、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータと、
前記インバータと前記誘導加熱コイルとに接続され、前記インバータの交流電力の電流を増幅して前記誘導加熱コイルに供給する変圧器と
を有する電源回路
をさらに備えている、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば下記の非特許文献１に示されているように、電磁誘導により被加熱物を加熱する誘導加熱が知られている。誘導加熱は、磁性材料及び／又は導電材料を含む被加熱物の近傍に誘導加熱コイルを配置し、その誘導加熱コイルの近傍に磁界を発生させることで行われる。
【0003】
誘導加熱コイルは、例えば銅パイプ及び平角線等の導体が所定の軸線周りに巻回されることで形成され得る。例えば柱状の被加熱物を加熱するとき、被加熱物の外周に誘導加熱コイルが配置され得る。磁界は、誘導加熱コイルに電流を流すことで発生され得る。誘導加熱コイルに流す電流は、高周波インバータからの交流電流を変圧器により増幅することにより得られる大電流であり得る。誘導加熱は、被加熱物を非接触で加熱できることから、熱伝導性の悪い材料を加熱する場合、及び熱接触が容易でない条件で対象物を加熱する場合に特に有用である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】一般社団法人日本エレクトロヒートセンター編「新訂版 エレクトロヒートハンドブック」オーム社 ２０１９年４月１０日発行（第２６３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のような誘導加熱コイルの内側に被加熱物を配置するとき、誘導加熱コイルに近い被加熱物の外周部に磁束が集中しやすく、被加熱物の外周部と中心部との間に温度偏差が生じやすい。
【0006】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被加熱物の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくできる誘導加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第１項．本発明は、一実施形態において、導体が所定の軸線周りに巻回された誘導加熱コイルと、軸線が延びる方向に関して誘導加熱コイルの軸端部か又は軸端部の外側に配置された軟磁性材を含む、部材と、誘導加熱コイル及び部材の内側に配置され、誘導加熱コイルからの磁束による誘導加熱によって加熱可能に構成された被加熱物と、を備えている、誘導加熱装置に関する。
【0008】
第２項．本発明は、被加熱物は、軸線が延びる方向に流れる流体の流路を形成する、第１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0009】
第３項．本発明は、部材は、複数の貫通孔を有する板状の軟磁性材を有することで被加熱物とともに流路を形成する、第２項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0010】
第４項．本発明は、軸線に直交する面における貫通孔の最大幅は、軸線が延びる方向に係る誘導加熱コイルの長さの８５％以下である、第３項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0011】
第５項．本発明は、誘導加熱コイルは、軸線が延びる方向の両側に開口部を有し、部材は、少なくとも一方の開口部の少なくとも一部を覆うように配置されている、第１項から第４項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0012】
第６項．本発明は、誘導加熱コイルは、軸線が延びる方向の両側に開口部を有し、部材は、誘導加熱コイルの一方の開口部を覆う第１部材と、誘導加熱コイルの他方の開口部を覆う第２部材とを有している、第１項から第５項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0013】
第７項．本発明は、誘導加熱コイルの背部の少なくとも一部を覆うように配置された軟磁性材料で構成された背部壁をさらに備えている、第１項から第６項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0014】
第８項．本発明は、背部壁は、誘導加熱コイルの端部において部材と接続されている、第７項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0015】
第９項．本発明は、誘導加熱コイルは、軸線が延びる方向の両側に開口部を有し、部材は、開口部の外縁から中心部に向かってそれぞれ延在された複数の棒状の軟磁性材を含む、第１項から第８項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0016】
第１０項．本発明は、複数の棒状の軟磁性材は、開口部の外縁側に位置する外端と、開口部の中心部側に位置する内端とを有しており、外端の断面積は、内端の断面積より大きい、第９項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0017】
第１１項．本発明は、複数の棒状の軟磁性材間の最大間隔は、軸線が延びる方向に係る誘導加熱コイルの長さの８５％以下である、第９項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0018】
第１２項．本発明は、軟磁性材の比透磁率が８０以上である、第１項から第１１項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0019】
第１３項．本発明は、軟磁性材の抵抗率が１０Ωｃｍ以上である、第１項から第１２項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0020】
第１４項．本発明は、軟磁性材のキュリー点が２５０℃以上である、第１項から第１３項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0021】
第１５項．本発明は、軟磁性材は、軸線に直交する方向に並べて配置された複数の軟磁性材ブロックを有しており、部材は、複数の軟磁性材ブロックを支持する支持材をさらに含む、第１項から第１４項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0022】
第１６項．本発明は、被加熱物の透磁率をμc（Ｈ／ｍ）とし、誘導加熱コイルの巻数をＮとし、誘導加熱コイルに流れる電流をＩ（Ａ）とし、被加熱物の断面積をＳc（ｍ2）とし、軸線が延びる方向における被加熱物の長さをＬc（ｍ）とし、部材に含まれる軟磁性材の総断面積をＳm（ｍ2）とし、軟磁性材の飽和磁束密度をＢms（Ｔ）としたとき、軟磁性材の総断面積Ｓmが｛（μcＮＩＳc）／ＬcＳm｝＜Ｂmsを満たすように設定されている、第１項から第１５項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0023】
第１７項．本発明は、被加熱物が、外周壁と、外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで延びる流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造部を有するハニカム構造体である、第１項から第１６項までのいずれか一項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0024】
第１８項．本発明は、ハニカム構造体の一部もしくは全体が、磁性材料を有して成る、第１７項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【0025】
第１９項．本発明は、直流電源と、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータと、インバータと誘導加熱コイルとに接続され、インバータの交流電力の電流を増幅して誘導加熱コイルに供給する変圧器とを有する電源回路をさらに備えている、第１項から第１８項までのいずれか１項に記載の誘導加熱装置に関していてよい。
【発明の効果】
【0026】
本発明の誘導加熱装置の一実施形態によれば、被加熱物の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0029】
図１は本発明の実施の形態による誘導加熱装置を示す斜視断面図であり、図２は図１の領域ＩＩを拡大して示す斜視断面図であり、図３は図１の電源回路３の一例を示す回路図である。図１は、軸線ＡＬを含む面により誘導加熱装置を半分に切断した状態を示している。
【0030】
図１及び図２に示す誘導加熱装置は、誘導加熱により被加熱物２を加熱することができるように構成された装置である。本実施の形態の誘導加熱装置は、誘導加熱コイルユニット１、被加熱物２、電源回路３及びキャン４を有している。
【0031】
誘導加熱コイルユニット１は、誘導加熱コイル１０と、部材１１と、を備えている。
【0032】
誘導加熱コイル１０は、導体１００が所定の軸線ＡＬ周りに巻回されたものである。図１及び図２では、軸線ＡＬが延びる方向に係る幅よりも軸線ＡＬに直交する方向に係る厚みが薄いシート状の導体１００が、円筒に沿って巻回された態様を示している。しかしながら、導体１００の形状は図示の態様に限定されず、例えば矩形若しくは正方形断面又は円形断面等の他の形状の導体１００が使用されてよい。軸線ＡＬに直交する方向は、誘導加熱コイル１０又は被加熱物２の径方向又は幅方向と同義であり得る。導体１００の断面は、中実であってもよいし、中空（管状）であってもよい。また、導体１００の巻回態様も図示の態様に限定されず、例えば角筒等の他の形に沿って導体１００が巻回されてもよい。
【0033】
誘導加熱コイル１０には、引出線１０１を介して電源回路３が接続されている。電源回路３から誘導加熱コイル１０に交流電流が供給されることで、誘導加熱コイル１０の近傍に磁束が生じる。
【0034】
限定はされないが、電源回路３は、図３に示す構成を有することができる。すなわち、図３に示すように、電源回路３は、直流電源３０、インバータ３１、変圧器３２及び共振用コンデンサ３３を含むことができる。直流電源３０からの直流電力がインバータ３１にて交流電力に変換される。変圧器３２は、インバータ３１に接続された一次コイル３２ａと、共振用コンデンサ３３及び誘導加熱コイル１０に接続された二次コイル３２ｂとを有している。一次コイル３２ａ及び二次コイル３２ｂの巻数比はＮ：１とされている。Ｎは１よりも大きな数であり、変圧器３２は、交流電力の電流を増幅することができる。共振用コンデンサ３３の容量は、電源回路３の共振周波数を調整するように設定されている。誘導加熱コイル１０は、共振用コンデンサ３３に直列に接続される。二次コイル３２ｂの両端には、誘導加熱コイル１０及び共振用コンデンサ３３の直列接続体が接続され得る。
【0035】
部材１１は、軸線ＡＬが延びる方向に関して誘導加熱コイル１０の軸端部１０２か又は軸端部１０２の外側に配置された軟磁性材１１０を含む。図１及び図２は、軸線ＡＬが延びる方向に関して誘導加熱コイル１０の軸端部１０２の外側に部材１１が配置されている態様を示している。しかしながら、上述のように部材１１は、軸線ＡＬが延びる方向に関して誘導加熱コイル１０の軸端部１０２と同じ位置に配置されてもよい。また、図１及び図２は、軸線ＡＬが延びる方向に関して誘導加熱コイル１０の両端に部材１１が配置される態様を示している。しかしながら、誘導加熱コイル１０の一方の端部のみに部材１１が配置されていてもよい。
【0036】
被加熱物２は、誘導加熱により加熱されることが意図された部材である。被加熱物２は、磁性材料及び／又は導電材料を含むことができる。磁性材料及び／又は導電材料は、被加熱物２の全体又は一部を構成し得る。被加熱物２の形状は、任意であり、図１に示すように柱状であってよい。柱状とは、軸方向に所定の厚みを有する立体形状と理解できる。被加熱物２の軸方向長さと被加熱物２の端面の直径又は幅との比（アスペクト比）は任意である。柱状には、被加熱物２の軸方向長さが端面の直径又は幅よりも短い形状（偏平形状）も含まれていてよい。被加熱物２の断面の形状は、任意であり、図１及び図２に示すように円形であってもよいし、多角形等の他の形状であってもよい。被加熱物２の軸方向は軸線ＡＬと平行であってよく、被加熱物２の中心軸は軸線ＡＬと同軸であってよい。
【0037】
被加熱物２は、誘導加熱コイル１０及び部材１１の内側に配置されている。誘導加熱コイル１０は被加熱物２の外周に位置し、部材１１は被加熱物２の端部の外側に位置している。被加熱物２は、電源回路３から誘導加熱コイル１０に交流電流が供給された際の誘導加熱コイル１０からの磁束による誘導加熱によって加熱可能に構成されている。
【0038】
ここで、誘導加熱コイル１０からの磁束は誘導加熱コイル１０に近い被加熱物２の外周部に集中しやすく、被加熱物２の外周部と中心部との間に温度偏差が生じやすい。しかしながら、本実施の形態の誘導加熱装置では、上述のように配置された軟磁性材１１０を含む部材１１が設けられている。部材１１（より具体的には軟磁性材１１０）は、軸線ＡＬに直交する方向に関して誘導加熱コイル１０からの磁束を導体１００側から軸線ＡＬに向かって誘導する。これにより、誘導加熱コイル１０からの磁束が被加熱物２の外周部に集中することを回避でき、被加熱物２の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくすることができる。軟磁性材１１０を含む部材１１は、外周部と中心部との間の温度偏差が大きくなりやすい大径の被加熱物２（例えば半径が６０ｍｍ以上の被加熱物２）に特に有用である。部材１１は、機能的な観点から磁束誘導部材等と称してよい。
【0039】
キャン４は、誘導加熱コイルユニット１及び被加熱物２を外側から囲うものである。キャン４は、軸線ＡＬに直交する方向に関する誘導加熱コイルユニット１及び被加熱物２の外周に配置された外周壁４０と、軸線ＡＬに係る外周壁４０の端部から軸線ＡＬに直交する方向に係る内側に延出された端壁４１とを有している。外周壁４０には、引出線１０１を引き出すための開口部４０ａが設けられている。端壁４１は、軸線ＡＬに沿って誘導加熱装置を見たときに少なくとも誘導加熱コイル１０を覆うように延在されている。端壁４１の先端は、軸線ＡＬに直交する方向に関して被加熱物２の外縁と同位置に配置され得る。
【0040】
被加熱物２は、軸線ＡＬが延びる方向に流れる流体の流路を形成することができる。限定はされないが、後述のように被加熱物２はハニカム構造体であってよく、流体は排気ガスであり得る。
【0041】
部材１１は、複数の貫通孔１１０ａを有する板状の軟磁性材１１０を有することで被加熱物２とともに流路を形成してよい。貫通孔１１０ａは、軸線ＡＬが延びる方向に流れる流体の通過を許容する空間又は隙間であり得る。貫通孔１１０ａは、軟磁性材１１０によって縁どられていてもよいし、互いに離間して配置された軟磁性材１１０の間及び軟磁性材１１０と周囲の部材との間の空間又は隙間であってもよい。図示の軟磁性材１１０は、格子状又は網状に配置された複数の直線部１１０ｂと、それら直線部１１０ｂの間に配置された複数の貫通孔１１０ａとを有している。複数の貫通孔１１０ａは、軸線ＡＬに直交する面内において互いに直交する第１方向及び第２方向に互いに離間して配置されているとともに、軸線ＡＬに沿って見たときに矩形の外形を有している。軸線ＡＬは、軟磁性材１１０の板厚方向に延びている。
【0042】
軟磁性材１１０は、任意の構成により支持することができる。図示の態様では、軟磁性材１１０は、外端１１０ｃが端壁部１２に接続されることで支持されている。しかしながら、例えばキャン４又は被加熱物２等の他の部材によって支持されてよい。また、誘導加熱コイル１０の軸端部１０２に軟磁性材１１０を配置する場合、誘導加熱コイル１０と軟磁性材１１０とを樹脂により一体成型する等の方法をとってよい。
【0043】
軸線ＡＬに直交する面における貫通孔１１０ａの最大幅は、軸線ＡＬが延びる方向に係る誘導加熱コイル１０の長さの８５％以下であってよい。図示のように貫通孔１１０ａが矩形であるとき、貫通孔１１０ａの最大幅は貫通孔１１０ａの対角線の長さであり得る。貫通孔１１０ａの最大幅が誘導加熱コイル１０の長さの８５％以下であることで、被加熱物２の中心部に磁束を誘導できる。
【0044】
誘導加熱コイル１０は、軸線ＡＬが延びる方向の両側に開口部を有している。開口部は、誘導加熱コイル１０の軸端部１０２によって縁どられる空間であり得る。図１及び図２に示す態様では開口部は円形の空間であり得る。被加熱物２は、開口部を通して誘導加熱コイル１０の内部に挿入され得る。部材１１は、少なくとも一方の開口部の少なくとも一部を覆うように配置されている。図示の部材１１（軟磁性材１１０）は、全体として円板状に形成されており、開口部の全体を覆うように配置されている。換言すると、軸線ＡＬに沿って見たとき、誘導加熱コイル１０の開口部の全体に部材１１が重なっている。図示の態様において、軸線ＡＬに直交する方向における部材１１の幅（部材１１の直径）は、同方向における開口部の幅（開口部の直径）と実質的に等しい。例えば部材１１の幅が開口部の幅の９０％～１１０％であるときそれらが実質的に等しいと理解してよい。部材１１は開口部と同軸に配置され得る。部材１１の幅は、開口部の幅よりも大きいか又は小さくてもよい。部材１１の幅が開口部の幅よりも小さいとき、部材１１は開口部の一部のみを覆う。このとき、部材１１は、開口部と同軸に配置されてもよいし、片寄った位置に配置されてもよい。部材１１が開口部とは異なる外形を有していてもよい。
【0045】
上述のように、本実施の形態の部材１１は、誘導加熱コイル１０の両端に配置されている。誘導加熱コイル１０の一方の開口部を覆う部材１１を第１部材と呼び、誘導加熱コイルの他方の開口部を覆う部材１１を第２部材と呼ぶことができる。
【0046】
誘導加熱コイルユニット１は、誘導加熱コイル１０を囲う端壁部１２及び背部壁１３の少なくとも一方を有していてよい。端壁部１２は、誘導加熱コイル１０の軸方向両側の軸端部１０２の少なくとも一部を覆うように配置されている。背部壁１３は、誘導加熱コイル１０の背部の少なくとも一部を覆うように配置されている。背部は、軸線ＡＬに直交する方向に係る誘導加熱コイル１０の一対の側部のうち、被加熱物２から離れた側の側部（外周面）である。図示の態様では、端壁部１２は円環状部材によって構成されており、背部壁１３は端壁部１２間に配置された円筒状部材によって構成されている。背部壁１３の軸端は端壁部１２に接触されているか又は接続されていてよい。
【0047】
端壁部１２及び背部壁１３は、磁性材料で構成されていてよい。磁性材料は、軟磁性材料であり得る。磁性材料で構成された端壁部１２が、誘導加熱コイル１０の軸方向両側の軸端部１０２の少なくとも一部を覆うように配置されていることで、誘導加熱コイル１０の磁束を端壁部１２に引き寄せることができ、誘導加熱コイル１０の軸端部１０２における磁束の集中を抑え、軸端部１０２における誘導加熱コイル１０の極端な発熱を抑えることができる。また、磁性材料で構成された背部壁１３が、誘導加熱コイル１０の背部の少なくとも一部を覆うように配置されていることで、背部における誘導加熱コイル１０の発熱を抑制できる。
【0048】
軟磁性材１１０の外端１１０ｃは、端壁部１２との間の空隙ができるだけ小さくなるように配置されていることが好ましく、端壁部１２に接触して配置されていることがより好ましい。これは、より確実に外側の磁束を内側に誘導できるようにするためである。
【0049】
背部壁１３は、誘導加熱コイル１０の端部において部材１１と接続されていてよい。本実施の形態では、軟磁性材１１０の外端１１０ｃが端壁部１２の内縁に接触されており、背部壁１３は端壁部１２を通して部材１１に接続されている。端壁部１２及び背部壁１３は、誘導加熱コイル１０の一方の端部側に配置された部材１１（第１部材）と、誘導加熱コイル１０の他方の端部側に配置された部材１１（第２部材）とを接続する接続部材としての機能も有していてよい。
【0050】
部材１１の軟磁性材１１０の比透磁率（真空の透磁率μ0に対する軟磁性材１１０の透磁率μの比）が８０以上であることが好ましい。比透磁率が８０以上であることで、軟磁性材１１０が誘導加熱コイル１０の磁束を導体１００側から軸線ＡＬに向かってより確実に誘導でき、より確実に被加熱物２の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくすることができる。軟磁性材１１０の比透磁率の上限値は、磁束誘導の観点からは特に制限はないが、工業的な用途の観点では１０，０００が目安となる。
【0051】
軟磁性材１１０の抵抗率が１０Ωｃｍ以上であることが好ましい。抵抗率が１０Ωｃｍ以上であることで、軟磁性材１１０における損失を小さくでき、より確実に被加熱物２の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくすることができる。軟磁性材１１０の抵抗率の上限値は、損失低減の観点からは特に制限はないが、工業的な用途の観点では１０10Ωｃｍが目安となる。
【0052】
軟磁性材１１０のキュリー点が２５０℃以上であることが好ましい。キュリー点が２５０℃以上であることで、高温下でも軟磁性材１１０の磁束誘導を実現でき、より確実に被加熱物２の外周部と中心部との間の温度偏差を小さくすることができる。この構成は、後述のように高温ガス（内燃機関の排気ガス）の流れに軟磁性材１１０が晒される実施形態において特に有用である。特に、高温ガスの流れ方向に係る上流側に配置される軟磁性材１１０のキュリー点が２５０℃以上であることが好ましい。
【0053】
軟磁性材１１０の材料としては、限定はされないが、例えば、フェライト、センダスト及びカルボニル鉄等を用いることができる。
【0054】
次に、図４は、図１の軟磁性材１１０の第１変形例を示す斜視図である。部材１１の軟磁性材１１０は、図１、図２及び図３に示すように中実構造を有していてもよいが、図４に示すような構造をとってもよい。すなわち、図４に示すように、軟磁性材１１０は、軸線ＡＬに直交する方向に並べて配置された複数の軟磁性材ブロック１１０ｅを有していてよい。また、部材１１は、複数の軟磁性材ブロック１１０ｅを支持する支持材１１１をさらに含んでいてよい。軟磁性材ブロック１１０ｅ及び支持材１１１を用いる形態は、軟磁性材１１０を構成する材料の機械的強度が低く、長手状の軟磁性材１１０を形成することが難しい場合に特に有用である。
【0055】
軟磁性材ブロック１１０ｅは、互いに隣接されていることが好ましい。軟磁性材ブロック１１０ｅは、軟磁性材ブロック１１０ｅのそれぞれが、上述した比透磁率等の数値範囲を満たすことが好ましい。板状の軟磁性材１１０は、複数の軟磁性材ブロック１１０ｅが並べて配置されることで形成されてよい。図では軟磁性材ブロック１１０ｅが直方体であるように示しているが、軟磁性材ブロック１１０ｅの形状は任意である。異なる形状の複数種の軟磁性材ブロック１１０ｅが使用されてもよい。
【0056】
限定はされないが、支持材１１１は、一対の側壁１１１ａと、それら側壁１１１ａの一端を接続する端壁１１１ｂとを有する断面コ字状の部材とされていてよい。支持材１１１は側壁１１１ａ及び端壁１１１ｂによって区画される溝１１１ｃを有しており、その溝１１１ｃ内に軟磁性材ブロック１１０ｅが配置され得る。軸線ＡＬが延びる方向に関して、端壁１１１ｂは被加熱物２から離れた側に配置されてよく、溝１１１ｃの開口から露出された軟磁性材ブロック１１０ｅの面が被加熱物２に対向されてよい。軸線ＡＬに直交する方向（支持材１１１の長手方向）に関して、溝１１１ｃの両端は開口されてよく、その開口から軟磁性材ブロック１１０ｅが露出されていてよい。例えばシリコーン、フッ素系有機樹脂又はアルミナシリケート系の無機接着剤等の耐熱性の封止材（図示せず）によって支持材１１１及び軟磁性材ブロック１１０ｅが一体化されている。
【0057】
支持材１１１の材料は、例えば機械的強度及び電気導電率を鑑みて軟磁性材ブロック１１０ｅの磁束を誘導する機能を妨げないか否か等の種々の観点から選択できる。支持材１１１の材料としては、例えばＳＵＳ４３０等の金属を用いることができる。
【0058】
次に、図５は、図１の軟磁性材１１０の第２変形例を示す斜視断面図である。貫通孔１１０ａの形状及び配置は任意に変更可能である。図５に示すように貫通孔１１０ａは、円形であってよい。貫通孔１１０ａは、軸線ＡＬが通る位置（中心位置）及び／又は互いに直径が異なる複数の同心円に沿って配置され得る。同心円の中心位置は軸線ＡＬが通る位置であってよい。その他については、上記と同様である。
【0059】
次に、図６は、図１の軟磁性材１１０の第３変形例を示す斜視断面図である。図６に示すように、部材１１は、誘導加熱コイル１０の開口部の外縁から中心部に向かってそれぞれ延在された複数の棒状の軟磁性材１１０を含んでいてよい。図６では、複数本の軟磁性材１１０が放射状に配置されている態様を示している。換言すると、複数本の軟磁性材１１０が、導体１００の巻回方向ＷＤに互いに間隔を置いて、軸線ＡＬに直交する方向に関して導体１００側から軸線ＡＬに向かってそれぞれ延在されている。
【0060】
部材１１（すなわち軟磁性材１１０）は、軸線ＡＬに直交する方向に関して導体１００側から軸線ＡＬに向かって延在されている。図６に示す態様のように部材１１が軸線ＡＬに到達していなくてもよいし、部材１１が軸線ＡＬに到達していてもよい。換言すると、軟磁性材１１０の内端１１０ｄは、図示のように互いに非接触とされていてもよいし、互いに接触されていてもよい。また、軟磁性材１１０の内端１１０ｄが他の部材によって互いに連結されていてもよい。内端１１０ｄを連結する部材は、例えば環状体等の形状をとることができ、軟磁性材によって構成されていてよい。
【0061】
複数の棒状の軟磁性材１１０は、誘導加熱コイル１０の開口部の外縁側に位置する外端１１０ｃと、開口部の中心部側に位置する内端１１０ｄとを有している。外端１１０ｃの断面積は、内端１１０ｄの断面積より大きくてよい。すなわち、図６において一点鎖線で示すように、軟磁性材１１０は、内端１１０ｄ側に比べて外端１１０ｃ側が幅広に形成されていてよい。外端１１０ｃ側が幅広であることで、より確実に磁束を誘導できる。
【0062】
複数の棒状の軟磁性材１１０間の最大間隔は、軸線ＡＬが延びる方向に係る誘導加熱コイル１０の長さの８５％以下であることが好ましい。図示のように軟磁性材１１０が放射状に配置されているとき、最大間隔は、巻回方向ＷＤに隣り合う軟磁性材１１０の外端１１０ｃ間の間隔であり得る。軟磁性材１１０の外端１１０ｃが被加熱物２の外縁と同位置であるか又は被加熱物２の外縁よりも径方向外方にあるとき、被加熱物２の半径をｒ（ｍ）として軟磁性材１１０間の角度間隔θ（ｒａｄ）とすると、軟磁性材１１０の最大間隔をｒθ（ｒ×θ）とみなしてよい。軟磁性材１１０間の最大間隔が誘導加熱コイル１０の長さの８５％以下であることで、被加熱物２の中心部に磁束を誘導できる。その他については、上記と同様である。
【0063】
次に、図７は図６の誘導加熱装置の断面図であり、図８は図７の誘導加熱装置を示す平面図であり、図９は図７の磁束φが流れる磁気回路を示す回路図である。なお、図７は軸線ＡＬを含む面により誘導加熱装置を半分に切断した状態を示している。また、図７及び図８ではキャン４を省略している。
【0064】
図７のように誘導加熱装置を断面で見たとき、誘導加熱コイル１０からの磁束φは、端壁部１２及び背部壁１３（接続部材）、一方の端部に配置された部材１１（軟磁性材１１０）（第１部材）、被加熱物２並びに他方の端部に配置された部材１１（第２部材）を通る。一方、図８のように誘導加熱装置を平面で見たとき、磁束φは、部材１１の軟磁性材１１０のみならず、軟磁性材１１０間の被加熱物２も通る。磁束φは、軟磁性材１１０を通る第１磁束φ１と、軟磁性材１１０間の被加熱物２を通る第２磁束φ２とを含む。
【0065】
このような磁束φの流れを図９に示す磁気回路で表すことができる。第１磁束φ１の経路には、被加熱物２の磁気抵抗Ｒcが設けられている。一方、第２磁束φ２の経路には、被加熱物２の磁気抵抗Ｒcに加えて、空気の磁気抵抗Ｒaが設けられている。被加熱物２の磁気抵抗Ｒcは、軸線ＡＬが延びる方向における誘導加熱コイル１０の長さＬc（ｍ）を変数として表すことができる。空気の磁気抵抗Ｒaは、軟磁性材１１０間の距離を変数として表すことができる。特に軟磁性材１１０が放射状に配置されているとき、軟磁性材１１０間の距離は被加熱物２の半径ｒ（ｍ）と、軟磁性材１１０間の角度間隔θ（ｒａｄ）とを変数として表すことができる。上述のように軟磁性材１１０の最大間隔をｒθ（ｒ×θ）とみなしてよい。なお、端壁部１２、背部壁１３及び部材１１が十分に大きな透磁率を有していることから、端壁部１２、背部壁１３及び部材１１の磁気抵抗は０として扱っている。
【0066】
上述のように第１磁束φ１の経路と第２磁束φ２の経路とで磁気抵抗に差があるため、軟磁性材１１０の直下と軟磁性材１１０間とで磁束φによる加熱量（磁束φによって生じる磁界の二乗値）に差が生じる。詳細には、軟磁性材１１０の直下に比べて、軟磁性材１１０間の加熱量が小さくなる傾向にある。
【0067】
図１０は、誘導加熱コイル１０の長さＬcに対する軟磁性材１１０の最大間隔ｒθの比率（ｒθ／Ｌc）と被加熱物２の加熱ムラとの関係を示すグラフである。図１０の横軸は、誘導加熱コイル１０の長さＬcに対する軟磁性材１１０の最大間隔ｒθの比率（ｒθ／Ｌc）である。図１０の縦軸は被加熱物２の加熱ムラであり、加熱ムラは、軟磁性材１１０の直下位置の加熱量Ｈ１と軟磁性材１１０がない位置での加熱量Ｈ２との比率（Ｈ２／Ｈ１）を意味する。
【0068】
図中、黒丸のプロットは、誘導加熱コイル１０の長さＬcを一定としつつ、軟磁性材１１０間の最大間隔ｒθを変化させたときの比率ｒθ／Ｌcと加熱ムラとの関係を表す。図１０に示すように、比率ｒθ／Ｌcが小さいほど、加熱ムラは１に近づく。すなわち、比率ｒθ／Ｌcほど、軟磁性材１１０の直下位置の加熱量Ｈ１と軟磁性材１１０がない位置での加熱量Ｈ２との差異が小さくなる。比率ｒθ／Ｌcが０．８５以下であるとき（すなわち、軟磁性材１１０間の最大間隔ｒθが、軸線ＡＬが延びる方向における誘導加熱コイル１０の長さＬcの８５％以下であるとき）、加熱ムラを２０％以下に抑えることができる。このことから、軟磁性材１１０間の最大間隔ｒθが誘導加熱コイル１０の長さＬcの８５％以下（ｒθ／Ｌc≦０．８５）であることが好ましい。このことは、図６のように軟磁性材１１０が放射状に配置される場合のみならず、図１及び図５に示すように軟磁性材１１０が複数の貫通孔１１０ａを有する板状である場合にも同じことが言える。軟磁性材１１０が板状であるとき貫通孔１１０ａの最大幅（貫通孔１１０ａの対角線）が誘導加熱コイル１０の長さＬcの８５％以下であることが好ましい。
【0069】
【0070】
まず、被加熱物２内部の磁界が均一であると仮定して、図７の磁束φの経路においてアンペールの法則を適応することにより、以下の式（１）の関係を導き出すことができる。
ＮＩ＝ＨcＬc＋Ｈm＋Ｈw・・・式（１）
ここで、Ｎは誘導加熱コイル１０の巻数であり、Ｉ（Ａ）は誘導加熱コイル１０を流れる電流であり、Ｈc（Ｔ）は被加熱物２内部の磁界であり、Ｌc（ｍ）は軸線ＡＬが延びる方向における被加熱物２の長さであり、Ｈm（Ｔ）は部材１１に含まれる軟磁性材１１０内部の磁界であり、Ｈw（Ｔ）は端壁部１２及び背部壁１３内部の磁界である。
ＮＩ＝ＨcＬc＋Ｈm＋Ｈw・・・式（１）
ここで、Ｎは誘導加熱コイル１０の巻数であり、Ｉ（Ａ）は誘導加熱コイル１０を流れる電流であり、Ｈc（Ｔ）は被加熱物２内部の磁界であり、Ｌc（ｍ）は軸線ＡＬが延びる方向における被加熱物２の長さであり、Ｈm（Ｔ）は部材１１に含まれる軟磁性材１１０内部の磁界であり、Ｈw（Ｔ）は端壁部１２及び背部壁１３内部の磁界である。
【0071】
軟磁性材１１０、端壁部１２及び背部壁１３の透磁率が十分に大きいため、Ｈm及びＨwを０と近似できる。このため、式（１）から以下の式（２）を得ることができる。
ＮＩ＝ＨcＬc・・・式（２）
ＮＩ＝ＨcＬc・・・式（２）
【0072】
被加熱物２を流れる磁束φは、磁束密度と磁界の関係（Ｂ＝μＨ）から以下の式（３）で表すことができる。
φ＝ＢＳc＝μcＨcπｒ2・・・式（３）
ここで、μc（Ｈ／ｍ）は被加熱物２の透磁率であり、Ｓc及びπｒ2（ｍ2）は被加熱物２の断面積であり、ｒ（ｍ）は被加熱物２の半径である。
φ＝ＢＳc＝μcＨcπｒ2・・・式（３）
ここで、μc（Ｈ／ｍ）は被加熱物２の透磁率であり、Ｓc及びπｒ2（ｍ2）は被加熱物２の断面積であり、ｒ（ｍ）は被加熱物２の半径である。
【0073】
式（２）及び式（３）から、以下の式（４）を得ることができる。
φ＝（μcＮＩπｒ2）／Ｌc・・・式（４）
この式（４）で表される磁束φが部材１１に含まれる軟磁性材１１０にも流れる。
φ＝（μcＮＩπｒ2）／Ｌc・・・式（４）
この式（４）で表される磁束φが部材１１に含まれる軟磁性材１１０にも流れる。
【0074】
このため、部材１１に含まれる軟磁性材１１０の磁束密度Ｂmは、以下の式（５）によって表すことができる。
Ｂm＝（μcＮＩπｒ2）／ＬcＳm・・・式（５）
ここで、Ｓm（ｍ2）は部材１１に含まれる軟磁性材１１０の総断面積である。複数本の軟磁性材１１０が設けられているとき、図１１に示される１つの軟磁性材１１０の断面積Ｓ1（ｍ2）に軟磁性材１１０の本数ｎを乗じることで、Ｓm（＝Ｓ1×ｎ）を算出できる。軟磁性材１１０の断面積Ｓ1は軟磁性材１１０の端面の面積であってもよい。
Ｂm＝（μcＮＩπｒ2）／ＬcＳm・・・式（５）
ここで、Ｓm（ｍ2）は部材１１に含まれる軟磁性材１１０の総断面積である。複数本の軟磁性材１１０が設けられているとき、図１１に示される１つの軟磁性材１１０の断面積Ｓ1（ｍ2）に軟磁性材１１０の本数ｎを乗じることで、Ｓm（＝Ｓ1×ｎ）を算出できる。軟磁性材１１０の断面積Ｓ1は軟磁性材１１０の端面の面積であってもよい。
【0075】
軟磁性材１１０の総断面積Ｓmは、式（５）のＢmが軟磁性材１１０の飽和磁束密度Ｂms（Ｔ）を超えないように、すなわち｛（μcＮＩＳc）／ＬcＳm｝＜Ｂmsを満たすように設定されていることが好ましい。総断面積Ｓmがこのように設定されていることで、部材１１に含まれる軟磁性材１１０で磁気飽和が起きることが回避できる。
【0076】
次に、図１２は、図１の被加熱物２の一例を示す斜視図である。図１２に示すように、被加熱物２は、外周壁２０と、外周壁２０の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで延びる流路を形成する複数のセル２１ａを区画形成する隔壁２１とを有するハニカム構造部を有するハニカム構造体であってよい。被加熱物２がハニカム構造体であるとき、被加熱物２の軸方向はセル２１ａの延伸方向であり得る。ハニカム構造体は、例えば車両等の排気ガスを浄化するための触媒を担持する触媒担持体であり得る。
【0077】
外周壁２０及び隔壁２１の材質については特に制限はないが、通常は、セラミックス材料で形成される。例えば、コージェライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、アルミナ、珪素－炭化珪素系複合材料、炭化珪素－コージェライト系複合材料、特に珪素－炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とする焼結体が挙げられる。本明細書において「炭化珪素系」とは、外周壁２０及び隔壁２１が炭化珪素を、外周壁２０及び隔壁２１全体の５０質量％以上含有していることを意味する。外周壁２０及び隔壁２１が珪素－炭化珪素複合材を主成分とするというのは、外周壁２０及び隔壁２１が珪素－炭化珪素複合材（合計質量）を、外周壁２０及び隔壁２１全体の９０質量％以上含有していることを意味する。ここで、珪素－炭化珪素複合材は、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものであり、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されていることが好ましい。また、外周壁２０及び隔壁２１が炭化珪素を主成分とするというのは外周壁２０及び隔壁２１が炭化珪素（合計質量）を、外周壁２０及び隔壁２１全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
【0078】
好ましくは、外周壁２０及び隔壁２１は、コージェライト、炭化珪素、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、ムライト、及び、アルミナからなる群から選択される少なくとも１つのセラミックス材料で形成される。
【0079】
ハニカム構造体のセル形状は特に限定されないが、ハニカム構造体の中心軸に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、又は楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。好ましくは、多角形である。
【0080】
ハニカム構造体の隔壁２１の厚さは、０．０５～０．５０ｍｍであることが好ましく、製造の容易さの点で、０．１０～０．４５ｍｍであることが更に好ましい。例えば、０．０５ｍｍ以上であると、ハニカム構造体の強度がより向上し、０．５０ｍｍ以下であると、圧力損失を小さくすることができる。なお、この隔壁２１の厚さは、中心軸方向断面を顕微鏡観察する方法で測定した平均値である。
【0081】
隔壁２１の気孔率は、２０～７０％であることが好ましい。隔壁２１の気孔率は、製造の容易さの点で、２０％以上が好ましく、７０％以下であると、ハニカム構造体の強度を維持できる。
【0082】
隔壁２１の平均細孔径は、２～３０μｍであることが好ましく、５～２５μｍであることが更に好ましい。隔壁２１の平均細孔径が、２μｍ以上であると、製造が容易になり、３０μｍ以下であると、ハニカム構造体の強度を維持できる。なお、本明細書において、「平均細孔径」、「気孔率」というときには、水銀圧入法により測定した平均細孔径、気孔率を意味するものとする。
【0083】
ハニカム構造体のセル密度は、特に制限はないが、５～１５０セル／ｃｍ2の範囲であることが好ましく、５～１００セル／ｃｍ2の範囲であることがより好ましく、３１～８０セル／ｃｍ2の範囲であることが更に好ましい。
【0084】
ハニカム構造体の外形は、特に限定されないが、端面が円形の柱状（円柱形状）、端面がオーバル形状の柱状、端面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。
【0085】
このようなハニカム構造体は、セラミックス原料を含有する坏土を、一方の端面から他方の端面まで延びて流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム状に成形して、ハニカム成形体を形成し、このハニカム成形体を、乾燥した後に焼成することによって作製される。そして、得られたハニカム構造体を、本実施形態のハニカム構造体に用いる場合には、外周壁をハニカム構造体と一体的に押し出してそのまま外周壁として使用してもよいし、成形又は焼成後に、ハニカム構造体の外周を研削して所定形状とし、この外周を研削したハニカム構造体に、コーティング材を塗布して外周コーティングを形成してもよい。なお、本実施形態においては、例えば、ハニカム構造体の最外周を研削せずに、外周を有したハニカム構造体を用い、この外周を有するハニカム構造体の外周面（即ち、ハニカム構造体の外周の更に外側）に、更に、上記コーティング材を塗布して、外周コーティングを形成してもよい。即ち、前者の場合には、ハニカム構造体の外周面には、コーティング材からなる外周コーティングのみが最外周に位置する外周壁となる。一方、後者の場合には、ハニカム構造体の外周面に、更にコーティング材からなる外周コーティングが積層された、最外周に位置する、二層構造の外周壁が形成される。外周壁をハニカム構造部と一体的に押し出してそのまま焼成し、外周の加工無しに、外周壁として使用してもよい。
【0086】
ハニカム構造体は、隔壁２１が一体的に形成された一体型のハニカム構造体に限定されることはなく、例えば、セラミックス製の隔壁を有し、隔壁によって流体の流路となる複数のセルが区画形成された柱状のハニカムセグメントが、接合材層を介して複数個組み合わされた構造を有するハニカム構造体（接合型ハニカム構造体）であってもよい。
【0087】
ハニカム構造体の一部もしくは全体が、磁性材料を有して成ってよい。ハニカム構造体が磁性材料を有する態様は任意である。例えば、磁性材料は、（１）外周壁２０及び隔壁２１の少なくとも一方の表面に設けられたコート層、（２）ハニカム構造体の一方及び他方の少なくとも端面においてセル２１ａを目封じする目封じ部、（３）セル２１ａに充填される構造体、及び／又は（４）ハニカム構造体の一方及び他方の少なくとも端面に設けられた溝部に埋め込まれた環状体に含まれていてよい。
【0088】
磁性材料は、例えば、板状、棒状、リング状、ワイヤ状、または繊維状のものを用いることができる。なお、本発明では、棒状の磁性材料とワイヤ状の磁性材料とは、長さ方向に垂直な断面の直径が０．８ｍｍ以上のものを棒状とし、０．８ｍｍ未満のものをワイヤ状として区別している。
【0089】
磁性材料をセル２１ａに充填する場合、またセル２１ａに目封じする場合、これら形状の磁性材料を、セル２１ａの形状に合わせて適宜使用することができる。磁性材料は、１つのセル２１ａに複数個が集合して充填されていてもよく、１個だけが充填されていてもよい。
【0090】
磁性材料をコート層として設ける場合、コート層は、磁性材料の粉体が分散した固着材を含む。固着材としては、ケイ酸、ホウ酸、又はホウケイ酸を含むガラス、結晶化ガラス、セラミックス、または、その他の酸化物を含む、ガラス、結晶化ガラス、セラミックス等を用いることができる。
【0091】
磁性材料を充填材として設ける場合、縦横に隣接するセル２１ａに関し、磁性材料は、１セルおきに配置されて千鳥状を構成していてもよく、２セル、３セル等の複数セルおきに配置されてもよく、連続して配置されていてもよい。磁性材料の充填材が充填されたセル２１ａの数、または配置等は制限されず、必要に応じて適宜設計することができる。加熱の効果を高める観点からは、磁性材料の充填材が充填されたセル２１ａの数を増やした方が良いが、圧力損失を下げる観点からはできるだけ減らした方が良い。
【0092】
充填材は、磁性材料と結合材または接着材料とで複合化した組成物で構成されていてもよい。結合材としては、例えば金属又はガラスを主成分とする材料が挙げられる。接着材料としては、シリカ又はアルミナを主成分とする材料が挙げられる。結合材または接着材料に加え、有機物又は無機物を更に含有してもよい。充填材は、ハニカム構造体の一方の端面から他方の端面まで全てに渡って充填されていてもよい。また、ハニカム構造体の一方の端面から、セル２１ａの途中まで充填されていてもよい。
【0093】
磁性材料の種類としては、例えば、残部Ｃｏ－２０質量％Ｆｅ、残部Ｃｏ－２５質量％Ｎｉ－４質量％Ｆｅ、残部Ｆｅ－１５～３５質量％Ｃｏ、残部Ｆｅ－１７質量％Ｃｏ－２質量％Ｃｒ－１質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－４９質量％Ｃｏ－２質量％Ｖ、残部Ｆｅ－１８質量％Ｃｏ－１０質量％Ｃｒ－２質量％Ｍｏ－１質量％Ａｌ、残部Ｆｅ－２７質量％Ｃｏ－１質量％Ｎｂ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｏ－１質量％Ｃｒ－２質量％Ｖ、残部Ｆｅ－３５質量％Ｃｏ－１質量％Ｃｒ、純コバルト、純鉄、電磁軟鉄、残部Ｆｅ－０．１～０．５質量％Ｍｎ、残部Ｆｅ－３質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－６．５質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－１８質量％Ｃｒ、残部Ｆｅ－１６質量％Ｃｒ－８質量％Ａｌ、残部Ｎｉ－１３質量％Ｆｅ－５．３質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－４５質量％Ｎｉ、残部Ｆｅ－１０質量％Ｓｉ－５質量％Ａｌ、残部Ｆｅ－３６質量％Ｎｉ、残部Ｆｅ－４５質量％Ｎｉ、残部Ｆｅ－３５質量％Ｃｒ、残部Ｆｅ－１３質量％Ｃｒ－２質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｒ－２質量％Ｓｉ－２質量％Ｍｏ、残部Ｆｅ－２０質量％Ｃｏ－１質量％Ｖ、残部Ｆｅ－１３質量％Ｃｒ－２質量％Ｓｉ、残部Ｆｅ－１７質量％Ｃｏ－２質量％Ｃｒ－１質量％Ｍｏ等が挙げられる。
【0094】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと理解される。
【符号の説明】
【0095】
１０ ：誘導加熱コイル
１００ ：導体
１０２ ：軸端部
１１ ：部材
１１０ ：軟磁性材
１１０ｅ ：軟磁性材ブロック
１１１ ：支持材
２ ：被加熱物
１００ ：導体
１０２ ：軸端部
１１ ：部材
１１０ ：軟磁性材
１１０ｅ ：軟磁性材ブロック
１１１ ：支持材
２ ：被加熱物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
