JPH1126148A - 電磁加熱コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル内部の磁界強度分布を均一化して装荷
量を増大させるとともに、均一な熱処理の実施を可能に
し、よって処理量を増加して生産性向上を図れる電磁加
熱コイルを提供する。 【解決手段】 電磁加熱コイルＬ１は複数の巻き部Ｔｔ
１〜Ｔｔ７を有し、コイル軸方向両端部の巻き部Ｔｔ
１、Ｔｔ７の端部径Ｄ１を基準として、それぞれ中心方
向に隣接する各巻き部Ｔ２、Ｔ３等あるいはＴ６、Ｔ５
等の半径を徐々に増加させて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁加熱コイルに
関し、とりわけコイル内部の磁界強度が均一である高周
波加熱用コイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】部分品の電磁波による加熱処理の例とし
て、高周波加熱方式が広く実施されている。このような
部分品として、たとえばＣＲＴに組み込まれる電子銃の
電子源となるカソードがあり、被加熱処理物体であるカ
ソードが電磁加熱コイルである高周波コイル（ＲＦコイ
ル）内部に挿置されて、高周波コイルに加熱用の高周波
が印加され、この高周波によって高周波コイル内部に発
生する電磁界により被処理対象であるカソードに生じる
誘導電流に基づき、この誘導電流を熱に転換させてカソ
ード自体の温度を上昇させ、よってカソードを熱処理す
る構成が広く採用されている。

【０００３】図７は、このような従来の電磁加熱コイル
の構成例を示す正面図である。同図に示されるように、
従来の電磁加熱コイルＬ６０は同一半径の七巻の巻き部
Ｔ１〜Ｔ７が連なってソレノイドに構成され、この電磁
加熱コイルＬ６０に高周波電流を長すことにより、ソレ
ノイド内部に電磁界を形成し、ソレノイド内部に載置し
た被加熱処理物体であるカソードを加熱する構成となっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に電磁加熱コイルは、同一半径を有する巻き数が数ター
ンのものが用いられているが、このような構造の電磁加
熱コイルの特性として、コイル軸方向長さが有限である
ので、コイル内部の軸方向の磁界強度分布が一様になら
ないという問題があった。

【０００５】すなわち、軸方向中央部の磁界は、対応す
る巻き部Ｔ４により発生する磁界に加えて、軸方向前後
に隣接する巻き部Ｔ３、Ｔ５が発生させる磁界や、さら
にそれらに隣接する巻き部Ｔ２、Ｔ６などが発生させる
磁界が加わり、これら複数の磁界の合成による合成磁界
となることから、軸方向中央部の磁界強度が大になるも
のである。

【０００６】一方、電磁加熱コイルＬ６０の端部側にお
いては、軸方向前後に隣接する巻き部が少ないか、ある
いは隣接する巻き部が存在しない。たとえば巻き部Ｔ１
（あるいはＴ７）は最端部に位置しているので、図中で
軸方向上方（あるいは軸方向下方）に隣接する巻き部が
存在しない。

【０００７】このため、この電磁加熱コイルＬ６０の端
部側における合成磁界の強度は前記の軸方向中央部の磁
界強度に比して弱くなる。この結果、電磁加熱コイル内
部における磁界強度は、軸方向中央部を最大とし、コイ
ル両端部に向かい減少する、不均一な磁界強度分布を有
するようになる。

【０００８】図８は、こうした軸方向の磁界強度の変化
を示す実測値を図示したものであり、横軸はこの電磁加
熱コイルＬ６０を円筒座標で表示した際の軸に直交する
面内での角度φ、縦軸はノルマライズされた磁界強度で
あり、またパラメータは各巻き部の内側位置として表示
されている。なお縦軸は、この電磁加熱コイルＬ６０内
部で最も強い磁界が発生するポイントＰ６０（中央の巻
き部Ｔ４の最外周：図７参照）の磁界強度を１．００と
して正規化されている。

【０００９】図７で、中央の巻き部Ｔ４の軸から所定距
離にあるポイントＰ６１の磁界強度は、図８のグラフＧ
６１で示され、０．９３５〜０．９１５の範囲内の値と
なっている。一方、隣接する巻き部Ｔ５の軸から前記と
同じ所定距離にあるポイントＰ６２の磁界強度は、図８
のグラフＧ６２で示され、０．８９〜０．８５５の範囲
内の値となっており、このようにポイントＰ６２におい
ては、前記ポイントＰ６１の磁界強度よりも数％の減少
が生じている。すなわち、コイル中央部を最大とし、コ
イル両端部に向かい減少する、コイル長手方向に不均一
な磁界強度分布が観測される。

【００１０】前記のような不均一な磁界強度分布の結
果、高周波加熱における温度にも不均一性が生じて、被
加熱処理物体の均一な加熱処理がなされないという不都
合が生じることになる。

【００１１】さらに、前記のコイル長手方向に不均一な
磁界強度分布の発生に加え、電磁加熱コイルＬ６０の内
部におけるラジアル方向（半径方向）の磁界分布につい
ても、中心部における磁界強度よりも外周部における磁
界強度が強くなるという特性があった。

【００１２】図９は、このような半径方向に不均一な磁
界強度分布をシミュレーションにより求めたもので、軸
と直交する面上の磁界Ｈ６０の強度分布が、模式的に示
されている。図１０は、この半径方向の磁界強度分布を
説明する断面模式図である。同図によれば、磁界強度分
布６１は、中心位置での磁界強度がｈｃ６０であり、中
心から距離ｒｉの位置、すなわち外周側での磁界強度ｈ
ｐ６０は中心位置での磁界強度ｈｃ６０よりも強い。し
かも分布は急峻であり、よって磁界強度の比Ｒ６０は、 Ｒ６０＝ｈｐ６０／ｈｃ６０ で１よりも大きく、またその値も大きい。

【００１３】前記の結果、被加熱処理物体が電磁加熱コ
イルＬ６０内部に載置される位置によって、不均一な熱
処理が施されることになるため、従来技術にあっては被
加熱処理物体を装荷する領域に制限を設けていた。以
下、このような装荷領域の制限を説明する。

【００１４】図１１は、従来の電磁加熱コイルＬ７０の
構成を示す模式斜視図であり、ソレノイド状の七巻の巻
き部が等しいピッチで連設されている。すなわち、ピッ
チｐ７０〜ｐ７５は等しい値で構成されている。図１２
は電磁加熱コイルＬ７０の断面を示すものであり、半径
ｒ７０のコイルの内側に、治具７１と、この治具７１に
嵌挿された複数本のカソードＣｔｄが配置されている。

【００１５】治具７１は円板形状であり、治具７１上の
中心から距離ｄｔ７０の円周に沿って離散的に設けられ
た凹部に、カソードＣｔｄが把持されている。したがっ
てカソードＣｔｄは円周上に一列に配置されているに過
ぎない。さらにカソードＣｔｄの全長は、電磁加熱コイ
ルＬ７０の全長よりも十分短く、よってカソードＣｔｄ
の加熱に寄与する電磁加熱コイルＬ７０の部分は中央部
に限られる構成となっている。

【００１６】前記の構成において、電磁加熱コイルＬ７
０の中央部だけが利用されるのは、この領域の磁界強度
が端部の磁界強度に比してより均一であるからであり、
すなわちコイル長手方向の磁界強度分布が一様でないゆ
えに、コイル長手方向の利用可能領域が制限されるため
である。

【００１７】また、カソードＣｔｄが円周上に一列だけ
配置され、その半径方向に多列に配置されないのは、コ
イル半径方向の磁界強度分布が一様でないゆえに、コイ
ル半径方向の利用可能領域が制限されるためである。

【００１８】このように、不均一な磁界強度分布に起因
する不均一な熱処理を回避するために、従来では被加熱
処理物体を電磁加熱コイル内の比較的磁界強度分布が均
一である領域のみに限定して装荷するから、結果として
被加熱処理物体の装荷量が制限されていた。このため、
処理量（スループット）が減少して生産性が低下すると
いう問題があった。

【００１９】本発明は、前記のような従来技術の問題点
を解決するためなされたものであり、電磁加熱コイル内
部の磁界強度分布を均一化することで装荷量を増大させ
るとともに、均一な熱処理の実施を可能にし、よって処
理量を増加して生産性向上を図れる電磁加熱コイルを提
供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、電磁加
熱コイル全長の中心付近の巻き部の半径をコイル端部の
巻き部の半径よりも大にすることにより、あるいは／お
よび中心付近の巻き部のピッチをコイル端部の巻き部の
ピッチよりも大にして中心付近の巻き部の密度を粗にす
ることにより、コイル内部の磁界強度の均一性向上を図
るものである。

【００２１】前記課題を解決するため、本発明の請求項
１に係る電磁加熱コイルは、複数の巻き部を有する電磁
加熱コイルであって、前記コイル軸方向両端部の巻き部
の半径を基準としてそれぞれ中心方向に隣接する各巻き
部の半径を徐々に増加させて構成したことを特徴とす
る。

【００２２】前記の構成によれば、半径が増大した巻き
部内側の、軸上に形成される磁界の強度が減少すること
により、該巻き部内側の合成磁界の強度が低下し、よっ
て軸方向の磁界強度が均一化されるとともに、半径方向
の磁界強度差も緩和される。

【００２３】本発明の請求項２に係る電磁加熱コイル
は、請求項１記載の構成において、前記複数の巻き部が
球面の少なくとも胴部を形成して巻かれたことを特徴と
する。

【００２４】前記の構成によれば、巻き部が球面の胴部
を形成することにより、軸方向の磁界強度がさらに均一
化されるとともに、半径方向の磁界強度差の緩和が同時
になされる。

【００２５】本発明の請求項３に係る電磁加熱コイル
は、それぞれ同一半径を有する複数の巻き部が円筒状に
連なる電磁加熱コイルであって、軸方向中心に位置する
巻き部の、隣接する巻き部とのピッチを、コイル端部に
おける巻き部の、隣接する巻き部とのピッチよりも大に
構成したことを特徴とする。

【００２６】前記の構成によれば、ピッチが大である巻
き部の内側の磁界強度が減少することにより、軸方向の
磁界強度分布が平坦化される。

【００２７】本発明の請求項４に係る電磁加熱コイル
は、複数の巻き部を有する電磁加熱コイルの前記巻き部
の半径を、前記コイル軸方向両端部から発してそれぞれ
中心に向かい、前記半径を徐々に増加させて構成し、か
つ、前記コイル軸方向中心に対応する巻き部の、隣接す
る巻き部とのピッチを、コイル端部における巻き部の、
隣接する巻き部とのピッチよりも大に構成したことを特
徴とする。

【００２８】前記の構成によれば、中心側にある巻き部
の半径の増大により、コイル軸方向の磁界強度分布が平
坦化され、ならびにコイル半径方向の磁界強度差が緩和
される。さらに、中心側にある巻き部のピッチ増によ
り、コイル軸方向の磁界強度の均一化がなされる。

【００２９】本発明の請求項５に係る電磁加熱コイル
は、請求項４記載の構成において、前記複数の巻き部が
球面の少なくとも胴部を形成して巻かれたことを特徴と
する。

【００３０】前記の構成によれば、中心側にある巻き部
の半径の増大による磁界強度の減少効果と、中心側にあ
る巻き部のピッチ増による磁界強度の減少効果とが相俟
って、軸方向の磁界強度分布のさらなる平坦化と、半径
方向の磁界強度のさらなる均一化がなされる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。なお、以下の実施形態は本発明の好適な一例で
あり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
この発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を
限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られる
ものではない。

【００３２】図１は、本発明に係る電磁加熱コイルの第
１実施形態の正面図である。図２は、図１に示された電
磁加熱コイル内の径方向の磁界強度分布の説明図であ
る。以下、本発明の第１実施形態に係る電磁加熱コイル
の構成を説明する。

【００３３】両図において、電磁加熱コイルＬ１は、七
巻の巻き部Ｔｔ１〜Ｔｔ７を有する電磁加熱コイルであ
り、コイル軸方向上端部の巻き部Ｔｔ１の径Ｄ１を基準
として、中心方向に隣接する各巻き部Ｔ２、Ｔ３の径を
順に徐々に増加させ、かつ、中心に位置する巻き部Ｔｃ
４の径（中心径）Ｄ２を巻き部Ｔ３の半径よりも大に構
成する。

【００３４】同様に、コイル軸方向下端部の巻き部Ｔｔ
７の径を基準として、中心方向に隣接する各巻き部Ｔ
６、Ｔ５の径を順に徐々に増加させ、しかも前記の、中
心に位置する巻き部Ｔｃ４の径が、巻き部Ｔ５の径より
も大になるよう構成する。すなわち、コイル軸方向両端
部の巻き部Ｔｔ１、Ｔｔ７の径を基準としてそれぞれ中
心方向に隣接する各巻き部の径を徐々に増加させて構成
する。

【００３５】図１のように構成された電磁加熱コイルＬ
１は、巻き部の径がコイル長手方向中心側にある巻き部
の径まで徐々に増大することによって、各巻き部が発生
させる磁界強度の減少効果が得られ、これにより電磁加
熱コイルＬ４内のコイル長手方向磁界強度分布を均一化
できる。

【００３６】ところで、巻き部の径を増加させた場合、
径方向の磁界強度比を低減させ、この比を１に近付ける
ことができる。図２は、この径方向の磁界強度分布を説
明するもので、中心に位置する巻き部Ｔｃ４の径方向の
磁界強度分布の模式図である。以下、図２に基づき、こ
の原理を説明する。

【００３７】同図によれば、磁界強度分布１１は、中心
位置での磁界強度がｈｃ１であり、また巻き部Ｔｃ４の
内周半径をＤ２’とすると、中心から距離Ｄ２’の位置
では、前記中心位置での磁界強度ｈｃ１よりも強い磁界
強度ｈｐ１となる。しかしながら、中心から距離ｒｉの
位置における磁界強度ｈｍ１は、この磁界強度ｈｐ１よ
りも弱い磁界強度となる。

【００３８】したがって、巻き部の径を増加させた場
合、中心位置での磁界強度ｈｃ１からの磁界強度の増加
は緩やかであり、よって中心から距離ｒｉの位置におけ
る磁界強度ｈｍ１の、中心位置での磁界強度ｈｃ１から
の増加は微小になる。この効果は、前述した図１０従来
技術の構成における、中心から距離ｒｉの位置における
磁界強度ｈｐ６０との対比において明らかである。（図
１０参照）

【００３９】これにより、磁界強度の比Ｒ１は、 Ｒ１＝ｈｍ１／ｈｃ１ で、１にさらに近い値となって、径方向の磁界強度比の
低減効果が得られ、これにより径方向磁界強度分布差の
緩和が効果的になされる。

【００４０】前記の結果、電磁加熱コイルＬ１内の加熱
処理可能な領域を、軸方向のみならず径方向へも拡張す
ることが可能になる。この加熱処理可能領域の著しい拡
大によって、被加熱処理物体の装荷量を著しく増大で
き、スループットを大幅に向上させることが可能にな
る。

【００４１】図３は、本発明に係る電磁加熱コイルの第
２実施形態の、被加熱処理物体が装荷された状態の正面
断面図である。同図に示されるように、電磁加熱コイル
Ｌ２は、複数巻の巻き部Ｔｔ２〜Ｔｔ２’を有する電磁
加熱コイルであり、各巻き部はコイル軸方向上下両端部
の巻き部Ｔｔ２、Ｔｔ２’の径を基準として、中心方向
に隣接する各巻き部の径を順に徐々に増加させ、中心に
位置する巻き部Ｔｃ２の径を最大に構成している。

【００４２】この電磁加熱コイルＬ２内には、軸方向に
二段重ねとなった治具５および６と、この治具５、６に
嵌挿された複数本のカソードＣｔｄ２〜Ｃｔｄ５が配置
されている。

【００４３】治具５、６はいずれも円板形状の同一構成
であり、たとえば治具５につき説明すると、中心から所
定の複数の半径にある複数の同心円の円周に沿って離散
的に設けられた複数列で構成された各凹部に、カソード
Ｃｔｄ２とＣｔｄ３が複数列を構成するよう把持されて
いる。

【００４４】すなわち、この構成では、複数本のカソー
ドＣｔｄ３は小さい側の円周上に一列に配置され、さら
にその外側の大きい円周上には、複数本のカソードＣｔ
ｄ２が一列に配置されていて、結局、カソードは二列に
配置されている。また、カソードＣｔｄ５とカソードＣ
ｔｄ４についても同様である。これは、前記説明のよう
に、電磁加熱コイルＬ２内のラジアル方向の磁界強度差
を緩和する構成により、加熱処理領域が半径方向に拡張
されたことを利用するものであり、よって装荷量が増加
する。

【００４５】さらに、前記説明のように、電磁加熱コイ
ルＬ２内の軸方向の磁界強度差を緩和する構成により、
加熱処理領域が軸方向に拡張されたことを利用して、カ
ソードＣｔｄを二段重ねで装荷するものであり、よって
装荷量が増加する。

【００４６】このように、電磁加熱コイルＬ２は、コイ
ル長手方向ならびに径方向の利用可能領域の増大によ
り、コイル内の空間を有効に使用できて、生産性が向上
するとともに、より均一な磁界強度分布によるより均一
な加熱を行うことができ、品質管理にも効果的となる。

【００４７】図４は、本発明に係る電磁加熱コイルの第
３実施形態の正面図である。同図に示されるように、第
４実施形態の電磁加熱コイルＬ３は、複数の巻き部Ｔｔ
３１〜Ｔｔ３７を有して、コイル軸方向上端部の巻き部
Ｔｔ３１と隣接する巻き部Ｔ３２間のピッチｐ３１を基
準として、中心方向に隣接する巻き部Ｔ３２〜Ｔ３３間
のピッチｐ３２、巻き部Ｔ３３〜Ｔｃ３４間のピッチｐ
３３を順に徐々に増加させて構成する。

【００４８】また同様に、コイル軸方向下端部の巻き部
Ｔｔ３７と隣接する巻き部Ｔ３６間のピッチｐ３６を基
準として、中心方向に隣接する巻き部Ｔ３６〜Ｔ３５間
のピッチｐ３５、巻き部Ｔ３５〜Ｔｃ３４間のピッチｐ
３４を順に徐々に増加させて構成する。すなわち、 ｐ３１＜ｐ３２＜ｐ３３ であり、かつ、 ｐ３６＜ｐ３５＜ｐ３４ であるよう構成する。

【００４９】図４のように構成された電磁加熱コイルＬ
３は、巻き部間のピッチがコイル長手方向中心側にある
巻き部まで徐々に増大することによって、巻き部の密度
を粗にすることによる磁界強度の減少効果が得られ、こ
れにより電磁加熱コイルＬ３内のコイル長手方向磁界強
度分布を均一化できる。

【００５０】前記の結果、電磁加熱コイルＬ３内の加熱
処理可能な領域が拡大され、よって被加熱処理物体の装
荷量を増大できて、スループットを向上させることが可
能になる。

【００５１】図５は、本発明に係る電磁加熱コイルの第
４実施形態の正面図である。同図に示されるように、第
４実施形態の電磁加熱コイルＬ４は、複数の巻き部Ｔｔ
４１〜Ｔｔ４７を有して、コイル軸方向上端部の巻き部
Ｔｔ４１の半径を基準として、中心方向に隣接する各巻
き部Ｔ４２、Ｔ４３の半径を順に徐々に増加させ、か
つ、中心に位置する巻き部Ｔｃ４４の半径を巻き部Ｔ４
３の半径よりも大に構成する。

【００５２】同様に、コイル軸方向下端部の巻き部Ｔｔ
４７の半径を基準として、中心方向に隣接する各巻き部
Ｔ４６、Ｔ４５の半径を順に徐々に増加させ、しかも前
記の、中心に位置する巻き部Ｔｃ４４の半径が、巻き部
Ｔ４５の半径よりも大に構成する。

【００５３】さらに、コイル軸方向中心に位置する巻き
部Ｔｃ４４の、隣接する巻き部Ｔ４３、Ｔ４５とのピッ
チｐ４３、ｐ４４を、コイル端部における巻き部Ｔｔ４
１（あるいはＴｔ４７）の、隣接する巻き部Ｔ４２（あ
るいはＴ４６）とのピッチｐ４１（あるいはｐ４６）よ
りも大に構成したものである。

【００５４】しかもこのピッチは、コイル軸方向端部の
巻き部におけるピッチから、コイル軸方向中心に位置す
る巻き部におけるピッチまで、順に徐々に増加させた構
成が好ましい。すなわち、巻き部Ｔｔ４１〜Ｔｔ４７に
おける隣接巻き部とのピッチを図示されるようにｐ４１
〜ｐ４６として、 ｐ４１＜ｐ４２＜ｐ４３ であり、かつ、 ｐ４６＜ｐ４５＜ｐ４４ であるよう構成する。

【００５５】図５のように構成された電磁加熱コイルＬ
４は、巻き部の半径をコイル長手方向中心側にある巻き
部の半径まで徐々に増大させることによって、各巻き部
が発生させる磁界強度の減少効果と、半径方向の磁界強
度比の低減効果の両方が得られ、これにより電磁加熱コ
イルＬ４内のコイル長手方向磁界強度分布を均一化で
き、また半径方向磁界強度分布差を緩和させることがで
きる。

【００５６】さらに前記に加えて、中心側にある巻き部
のピッチ増による磁界強度の減少効果とが相俟って、軸
方向の磁界強度分布の平坦化がさらに効果的になされ
る。

【００５７】前記の結果、電磁加熱コイルＬ４内の加熱
処理可能な領域が著しく拡大され、よって被加熱処理物
体の装荷量を著しく増大できて、スループットを大幅に
向上させることが可能になる。

【００５８】図６は、本発明に係る電磁加熱コイルの第
５実施形態の斜視図である。同図に示されるように、第
５実施形態の電磁加熱コイルＬ５は、複数の巻き部が仮
想球面Ｓｐｈを形成するように巻かれ、結果的に仮想球
面Ｓｐｈの少なくとも胴部Ｂｄを形成するよう巻かれた
ことを特徴としている。

【００５９】ここで、巻き数をＮターン、仮想球面Ｓｐ
ｈの半径をａ、球の中心をＯとした場合、ｚ軸方向を向
く中心軸Ｃｚ上の任意の位置として、中心Ｏから距離ｂ
の点をＰとし、電磁加熱コイルＬ５の巻き部の微小部分
（仮想球面上）が点Ｐに生成させる磁界をΔＨとする
と、電磁加熱コイルＬ５の各巻き部の各部分が点Ｐに生
成させる磁界の合成磁界Ｈは、ビオサバール法則に基づ
き、数１に示されるように中心軸Ｃｚに沿って積分して
得られる。

【００６０】

【数１】

【００６１】このように、中心軸Ｃｚ上の任意の位置で
ある点Ｐに形成される磁界の合成磁界Ｈは、 Ｈ＝４πＮＩ／３ａ となり、半径、ターン数、電流値によって一意に決ま
り、よって位置によらず一定となる。したがって、本実
施形態の電磁加熱コイルＬ５によれば、加熱処理作業が
可能な領域を軸方向にさらに拡張できることになる。

【００６２】また、図６の構成で、コイル軸方向中心に
位置する巻き部の、隣接する巻き部とのピッチを、コイ
ル端部における巻き部の、隣接する巻き部とのピッチよ
りも大にした構成にすることもできる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に係る電磁加熱コイルは、複数の巻き部を有する電磁加
熱コイルの巻き部の半径を、コイル軸方向両端部から発
してそれぞれ中心に向かい、徐々に増加させる構成とす
るものであるから、半径が増大した巻き部内側の、軸上
に形成される磁界の強度が減少し、これにより巻き部内
側の合成磁界強度が低下して軸方向の磁界強度が均一化
されるとともに、半径方向の磁界強度も均一化される。
この結果、被加熱処理物体の装荷領域を拡張でき、よっ
て処理量を増加できるとともに、磁界強度の均一化によ
る熱処理の品質が向上するという効果がある。

【００６４】本発明の請求項２に係る電磁加熱コイル
は、請求項１記載の構成において、前記複数の巻き部が
球面の少なくとも胴部を形成して巻かれた構成とするも
のであるから、軸方向の磁界強度のさらなる均一化を実
現することができる。

【００６５】本発明の請求項３に係る電磁加熱コイル
は、複数の巻き部が円筒形を形成するもので、コイル長
手（軸）方向中心位置にある巻き部の、隣接する巻き部
とのピッチを、コイル端部における巻き部の、隣接する
巻き部とのピッチよりも大に構成するものであるから、
コイル長手（軸）方向の磁界強度を均一化でき、装荷領
域をコイル長手（軸）方向に拡張できる。

【００６６】本発明の請求項４に係る電磁加熱コイル
は、複数の巻き部の半径を、コイル軸方向両端部から発
してそれぞれ中心に向かい、半径を徐々に増加させて構
成し、かつコイル軸方向中心に対応する巻き部の、隣接
する巻き部とのピッチを、コイル端部における巻き部
の、隣接する巻き部とのピッチよりも大に構成するもの
である。

【００６７】したがって中心側にある巻き部の半径の増
大による磁界強度の減少に起因するコイル長手（軸）方
向の磁界強度分布の平坦化効果と、半径方向の磁界強度
差の緩和の効果を実現できる。しかも、中心側にある巻
き部のピッチ増による磁界強度の減少効果と相俟って、
コイル長手（軸）方向の磁界強度分布の平坦化をさらに
効果的に実現することができる。

【００６８】本発明の請求項５に係る電磁加熱コイル
は、請求項４記載の構成において、複数の巻き部が球面
の少なくとも胴部を形成して巻かれた構成とするから、
軸方向の磁界強度のさらなる均一化を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁加熱コイルの第１実施形態の
正面図である。

【図２】図１に示される電磁加熱コイル内の径方向の磁
界強度分布の説明図である。

【図３】本発明に係る電磁加熱コイルの第２実施形態
の、被加熱処理物体が装荷された状態の正面断面図であ
る。

【図４】本発明に係る電磁加熱コイルの第３実施形態の
正面図である。

【図５】本発明に係る電磁加熱コイルの第４実施形態の
正面図である。

【図６】本発明に係る電磁加熱コイルの第５実施形態の
斜視図である。

【図７】従来の電磁加熱コイルの構成例を示す正面図で
ある。

【図８】図７に示された電磁加熱コイルの軸方向の磁界
強度変化を示す図である。

【図９】従来の電磁加熱コイルの軸に直交面上の磁界強
度分布のシミュレーション結果を示す模式図である。

【図１０】図９に示された半径方向の磁界強度分布を説
明する断面模式図である。

【図１１】従来の電磁加熱コイルの他の構成例を示す模
式斜視図である。

【図１２】被加熱処理物体が装荷された図１１の電磁加
熱コイルの断面図である。

【符号の説明】

Ｌ１……電磁加熱コイル、Ｄ１……端部径、Ｄ２……中
心径、Ｔｔ１……端部巻き部、Ｔ２……巻き部、Ｔ３…
…巻き部、Ｔｃ４……中心巻き部、Ｔ５……巻き部、Ｔ
６……巻き部、Ｔｔ７……端部巻き部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の巻き部を有する電磁加熱コイルで
   あって、 前記コイル軸方向両端部の巻き部の半径を基準としてそ
   れぞれ中心方向に隣接する各巻き部の半径を徐々に増加
   させて構成したことを特徴とする電磁加熱コイル。
2. 【請求項２】 前記複数の巻き部が球面の少なくとも胴
   部を形成して巻かれたことを特徴とする請求項１記載の
   電磁加熱コイル。
3. 【請求項３】 それぞれ同一半径を有する複数の巻き部
   が円筒状に連なる電磁加熱コイルであって、 軸方向中心に位置する巻き部の、隣接する巻き部とのピ
   ッチを、コイル端部における巻き部の、隣接する巻き部
   とのピッチよりも大に構成したことを特徴とする電磁加
   熱コイル。
4. 【請求項４】 複数の巻き部を有する電磁加熱コイルで
   あって、 前記コイル軸方向両端部の巻き部の半径を基準としてそ
   れぞれ中心方向に隣接する各巻き部の半径を徐々に増加
   させて構成し、 かつ、前記コイル軸方向中心に位置する巻き部の、隣接
   する巻き部とのピッチを、コイル端部における巻き部
   の、隣接する巻き部とのピッチよりも大に構成したこと
   を特徴とする電磁加熱コイル。
5. 【請求項５】 前記複数の巻き部が球面の少なくとも胴
   部を形成して巻かれたことを特徴とする請求項４記載の
   電磁加熱コイル。