JP2016187364A - 磁束照射装置 - Google Patents

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山 鋼太郎 平
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Abstract

【課題】磁束照射装置と照射対象物との位置関係に応じて、磁束の照射パターンを容易に変更することができる磁束照射装置を提供する。【解決手段】筒状のコイルと、前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された磁心と、を備え、前記コイルに電流を供給することによって前記磁心の一方側の端部から磁束を照射する磁束照射装置であって、前記コイルの内部に前記磁心が挿入された状態において、前記コイルに対する当該コイルの軸線方向の前記磁心の相対位置が所望量だけ調整可能となっていることを特徴とする磁束照射装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、コイルに電流を供給することによって当該コイルの内部に挿入された磁心の一方側の端部から磁束を照射する磁束照射装置に関する。
現在、局部温熱療法（ハイパーサーミア法）において、患部を局所的に加熱するために、磁束照射装置と呼ばれる装置が用いられている。具体的には、磁束照射装置は、筒状のコイルと、当該コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された磁心と、を備えており、磁心の一方側の端部が患部に対向して配置された状態で、コイルに交流電流が供給されることにより、磁心の一方側の端部から患部に対して交番磁束が照射され、患部に設けられた微粒子の感磁発熱体が発熱することにより患部が加熱される。
ところで、このような磁束照射装置において、磁心の一方側の端部から放射される磁束は、当該端部から軸方向に離れるにつれて拡散する（磁束密度が減衰する）。そのため、磁心の一方側の端部から放射される磁束を患部に効果的に照射するためには、当該端部を患部に十分に近づけておくことが必要である。
しかしながら、例えば口腔内に患部が存在する場合のように、患部の周囲の形状によっては、磁心またはコイルが患部の周囲の構造体と物理的に干渉するため、磁心の一方側の端部を患部に十分に近づけることができない場合がある。この場合、磁心の一方側の端部から放射される磁束は、患部に到達する前に大きく拡散してしまって、患部に十分に照射され得ないという問題がある。
特開２００４−２２８２８９（特許文献１）の図４（ａ）には、磁心の一方側の端部から放射される磁束密度を高めるために、当該端部の断面積を小さくして、当該端部から放射される磁束を集束させる方法が記載されている。この方法は、磁心の一方側の端部を患部に十分に近づけることができる場合、有効である。しかしながら、この方法においても、磁心の一方側の端部から放射される磁束の拡散を抑制することはできないため、磁心の一方側の端部を患部に十分に近づけることができない場合、前記問題点は依然として存在している。
特開２００４−２２８２８９号公報
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、被照射部に対する位置関係に応じて、磁束の照射パターンを容易に変更することができる磁束照射装置を提供することにある。
本発明は、筒状のコイルと、前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された磁心と、を備え、前記コイルに電流を供給することによって前記磁心の一方側の端部から磁束を照射する磁束照射装置であって、前記コイルの内部に前記磁心が挿入された状態において、前記コイルに対する当該コイルの軸線方向の前記磁心の相対位置が所望量だけ調整可能となっていることを特徴とする磁束照射装置である。
本発明によれば、コイルの内部に磁心が挿入された状態において、コイルに対する当該コイルの軸線方向の磁心の相対位置が所望量だけ調整されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散開始位置がコイルの軸線方向に所望量だけ調整され得る。これにより、被照射部に対する磁束照射装置の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを容易に変更することができる。
具体的には、例えば、前記コイルは、内周側に空洞を有するコイル用ハウジング内に収容されており、前記磁心は、前記空洞内に挿入された磁心用ハウジング内に収容されており、前記コイル用ハウジングの内周面にはコイル側ネジ部が形成されており、前記磁心用ハウジングの外周面には、前記コイル側ネジ部に対応する磁心側ネジ部が形成されている。このような態様によれば、コイル用ハウジングと磁心用ハウジングとがコイルの軸線回りに相対的に回転されることにより、ネジの作用により、コイル用ハウジング内に収容されたコイルに対する磁心用ハウジング内に収容された磁心の相対位置がコイルの軸線方向に所望量だけ容易に調整され得る。
好ましくは、前記コイルの内部であって前記磁心の外部に当該コイルの軸線と平行に挿入された補助磁心を更に備える。このような態様によれば、例えば、磁心の一方側端部が補助磁心の一方側端部より軸方向外側に突出している場合、補助磁心に形成される磁束は磁心の突出部分により集束された後で放出されることになり、磁束密度が高められ得る。
この場合、具体的には、例えば、前記補助磁心は、内周側に空洞を有する補助磁心用ハウジング内に収容されており、前記磁心は、前記空洞内に挿入された磁心用ハウジング内に収容されており、前記補助磁心用ハウジングの内周面には補助磁心側ネジ部が形成されており、前記磁心用ハウジングの外周面には、前記補助磁心側ネジ部に対応する磁心側ネジ部が形成されている。このような態様によれば、補助磁心用ハウジングと磁心用ハウジングとがコイルの軸線回りに相対的に回転されることにより、ネジの作用により、補助磁心用ハウジング内に収容されたコイルに対する磁心用ハウジング内に収容された磁心の相対位置がコイルの軸線方向に所望量だけ容易に調整され得て、例えば、補助磁心がコイルに対して静止している場合には、コイルに対する磁心の相対位置がコイルの軸線方向に所望量だけ容易に調整され得る。
また、この場合、更に好ましくは、前記磁心用ハウジングは、磁性材料を含有する樹脂からなり、前記補助磁心用ハウジングの内周面を含む領域も、磁性材料を含有する樹脂からなる。このような態様によれば、補助磁心と磁心との間の磁気的なカップリングが向上され、補助磁心から磁心への磁束の集束効果が一層高められる。
また、この場合、具体的には、例えば、前記補助磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置された複数の柱状の補助磁心要素を有する。
また、本発明は、筒状のコイルと、前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された第１磁心と、を備え、前記コイルに電流を供給することによって前記第１磁心の一方側の端部から磁束を第１のパターンで照射する磁束照射装置であって、前記第１磁心は、前記コイルに対して挿脱可能となっており、前記コイルの内部から前記第１磁心が脱出された後、当該コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿脱可能に挿入され得る第２磁心を更に備え、前記第２磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、前記コイルに電流を供給することによって当該第２磁心の一方側の端部から磁束を第２のパターンで照射するようになっていることを特徴とする磁束照射装置である。
本発明によれば、コイルの内部から第１磁心が脱出された後に当該コイルの内部に第２磁心が挿入されることにより、被照射部に対する磁束照射装置の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを第１パターンから第２パターンへと容易に変更することができる。
好ましくは、前記コイルの内部に前記第１磁心が挿入された状態で、当該第１磁心は当該コイルに対して樹脂製のネジを用いて固定されるようになっており、前記コイルの内部に前記第２磁心が挿入された状態で、当該第２磁心は当該コイルに対して樹脂製のネジを用いて固定されるようになっている。このような態様によれば、コイルの内部に第１磁心が挿入された状態で、コイルに対する第１磁心の相対位置が所定位置に維持され得て、これにより、第１磁心の一方側端部から照射される磁束は第１パターンに維持され得る。また、コイルの内部に第２磁心が挿入された状態で、コイルに対する第２磁心の相対位置も所定位置に維持され得て、これにより、第２磁心の一方側端部から照射される磁束は第２パターンに維持され得る。樹脂製のネジを用いているため、コイルが形成する磁場によるネジの誘導加熱が防止される。
また、好ましくは、前記第１磁心は、前記一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と、当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部と、を有し、前記第２磁心も、前記一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と、当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部と、を有する。このような態様によれば、コイルの内部に第１磁心が挿入される場合、第１磁心の一方側の端部から放射される磁束は、当該磁心の小断面積の柱状部により集束され、磁束密度が高められる。また、コイルの内部に第２磁心が挿入される場合、第２磁心の一方側の端部から放射される磁束は、当該磁心の小断面積の柱状部により集束され、磁束密度が高められる。
また、好ましくは、前記第１磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、当該第１磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部と同じ平面上に位置するようになっており、前記第２磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、当該第２磁心の前記小断面積の柱状部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向外側に突出されるようになっている。このような態様によれば、コイルの内部に第２磁心が挿入される場合、第２磁心の内部に形成される磁束は、第２磁心の小断面積の柱状部が当該コイルの一方側の端部に対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、第２磁心の一方側の端部から軸方向に放射され得る。そのため、コイルの内部に第１磁心の代わりに第２磁心が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散開始位置が延伸され得て、例えば第１磁心の一方側の端部を十分に近づけることができない被照射部に対しても磁束を効果的に照射することができる。
あるいは、前記第１磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、当該第１磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部と同じ平面上に位置するようになっており、前記第２磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、当該第２磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向内側に没入されるようになっていてもよい。このような態様によれば、コイルの内部に第２磁心が挿入される場合、コイルの内部において第２磁心の一方側の端部と対向する位置に中空の空間が形成され、当該中空の空間には、第２磁心の一方側の端部から放射される磁束に加えて、コイルによって強力な磁束が形成され得る。そのため、コイルの内部に第１磁心の代わりに第２磁心が挿入されることにより、前記中空の空間において大きな磁束密度が実現され得て、例えば当該中空の空間内に挿入され得る被照射部に対して磁束を一層効果的に照射することができる。
あるいは、前記第１磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、当該第１磁心の前記小断面積の柱状部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向外側に突出されるようになっており、前記第２磁心が前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された状態で、当該第２磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向内側に没入されるようになっていてもよい。このような態様によれば、コイルの内部に第２磁心が挿入される場合、コイルの内部において第２磁心の一方側の端部と対向する位置に中空の空間が形成され、当該中空の空間には、第２磁心の一方側の端部から放射される磁束に加えて、コイルによって強力な磁束が形成され得る。そのため、コイルの内部に第１磁心の代わりに第２磁心が挿入されることにより、前記中空の空間において大きな磁束密度が実現され得て、例えば当該中空の空間内に挿入され得る被照射部に対して磁束を一層効果的に照射することができる。また、このような態様によれば、コイルの内部に第１磁心が挿入される場合、第１磁心の内部に形成される磁束は、第１磁心の小断面積の柱状部が当該コイルの一方側の端部に対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、第１磁心の一方側の端部から軸方向に放射され得る。そのため、コイルの内部に第２磁心の代わりに第１磁心が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束開始位置が延伸され得て、例えば第２磁心の一方側の端部を十分に近づけることができない被照射部に対しても磁束を効果的に照射することができる。
あるいは、前記第１磁心は、前記一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と、当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部と、を有し、前記第２磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置され得る複数の柱状の第２磁心要素を有していてもよい。本件発明者による実際の検証によれば、このような態様において、コイルの内部に第２磁心が挿入される場合、第２磁心の一方側の端部から軸方向に放射される磁束は拡散しにくい（磁束密度が減衰しにくい）ことが確認された。そのため、コイルの内部に第１磁心の代わりに第２磁心が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散が抑制され得て、例えば第１磁心の一方側の端部を十分に近づけることができない被照射部に対しても磁束を効果的に照射することができる。
あるいは、前記第１磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置され得る複数の柱状の第１磁心要素を有し、前記第２磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置され得る複数の柱状の第２磁心要素を有し、前記第２磁心要素の数は、前記第１磁心要素の数とは異なっていてもよい。このような態様によれば、コイルの内部に第１磁心の代わりに第２磁心が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の照射距離が容易に変更され得る。
本発明の一態様によれば、コイルの内部に磁心が挿入された状態において、コイルに対する当該コイルの軸線方向の磁心の相対位置が所望量だけ調整されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散開始位置がコイルの軸線方向に所望量だけ調整され得る。これにより、被照射部に対する磁束照射装置の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを容易に変更することができる。
本発明の別の態様によれば、コイルの内部から第１磁心が脱出された後に当該コイルの内部に第２磁心が挿入されることにより、被照射部に対する磁束照射装置の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを第１パターンから第２パターンへと容易に変更することができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。 図２は、図１の磁束照射装置において、コイルに対する当該コイルの軸線方向の磁心の相対位置が所望量だけ調整された状態を示す概略側面視断面図である。 図３は、図１の磁束照射装置における磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。 図４は、図２の磁束照射装置における磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。 図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の磁束照射装置を示す概略内部平面図である。 図６は、図５（ａ）の磁束照射装置において、コイルに対する当該コイルの軸線方向の磁心の相対位置が所望量だけ調整された状態を示す概略側面視断面図である。 図７は、本発明の第３の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。 図８は、図７の磁束照射装置における第１磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。 図９は、図７の磁束照射装置における第２磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。 図１０は、本発明の第４の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。 図１１は、図１０の磁束照射装置における第３磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。 図１２は、本発明の第５の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。 図１３は、本発明の第６の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。 図１４は、図１３の磁束照射装置における第４磁心を示す概略内部平面図である。 図１５は、図１３の磁束照射装置において第１磁心及び第４磁心から照射される磁束密度を説明するためのグラフである。 図１６は、図１３の磁束照射装置における第４磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。 図１７は、本発明の第５の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。 図１８は、図１７の磁束照射装置を示す概略内部平面図である。
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。図２は、図１の磁束照射装置において、コイルに対する当該コイルの軸線方向の磁心の相対位置が所望量だけ調整された状態を示す概略側面視断面図である。
図１に示すように、本実施の形態による磁束照射装置２０１は、筒状のコイル２０と、コイル２０の内部に当該コイル２０の軸線と平行に挿入された磁心２１と、を備えている。
図１に示すように、コイル２０は、円筒形状のソレノイドコイルであり、例えば、コイル２０の直径は、７０ｍｍであり、コイル２０の軸方向の長さは、１２０ｍｍである。
一方、本実施の形態の磁心２１は、四角柱形状を有しており、例えば、磁心２１の軸方向に対して直角な断面の一辺の長さは、２０ｍｍであり、軸方向の長さは、１２０ｍｍである。磁心２１の材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。
コイル２０には、不図示の電源が電気的に接続されている。電源からコイル２０に所定の周波数（例えば、５０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚ）で交流電流が供給されることにより、コイル２０の内部に挿入された磁心２１に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は、磁心２１の一方側の端部２１ａから軸方向に放射されるようになっている。
本実施の形態では、図１及び図２に示すように、コイル２０の内部に磁心２１が挿入された状態において、コイル２０に対する当該コイル２０の軸線方向の磁心２１の相対位置が所望量だけ調整可能となっている。
より詳細には、図１及び図２に示すように、コイル２０は、内周側に空洞を有するコイル用ハウジング２０ｈ内に収容されており、磁心２１は、前記空洞内に挿入された磁心用ハウジング２１ｈ内に収容されている。そして、コイル用ハウジング２０ｈの内周面にはコイル側ネジ部２０ｓが形成されており、磁心用ハウジング２１ｈの外周面には、コイル側ネジ部２０ｓに対応する磁心側ネジ部２１ｓが形成されている。コイル用ハウジング２０ｈと磁心用ハウジング２１ｈとがコイル２０の軸線回りに相対的に回転されることにより、ネジの作用により、コイル用ハウジング２０ｈ内に収容されたコイル２０に対する磁心用ハウジング２１ｈ内に収容された磁心２１の相対位置がコイル２０の軸線方向に所望量だけ容易に調整されるようになっている。
コイル２０の一方側端部２０ａに対する磁心２１の一方側端部２１ａの調整可能な突出量は、５０ｍｍ以下であることが好ましい。突出量が５０ｍｍより大きい場合、磁心２１の内部に形成される磁束は、突出部分の側面から外部に抜け出しやすくなり、一方側の端部２１ａから放射される磁束密度が減少する。
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。
図３に示すように、凸面状を有する照射対象物３０の内部に位置する被照射部３１に磁束を照射する場合、磁心２１の一方側の端部２１ａがコイル２０の一方側の端部２０ａと同じ平面上に位置するように、当該コイル２０に対する当該磁心２１の相対位置が調整された状態で、当該磁心２１の一方側の端部２１ａが被照射部３１に十分に（例えば被照射部３１から５ｍｍの位置まで）近づけて位置決めされる。
この状態で、不図示の電源からコイル２０に所定の周波数（例えば１００ｋＨｚ）で交流電流が供給される。これにより、コイル２０の内部に挿入された磁心２１に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は磁心２１の一方側の端部２１ａから被照射部３１に向けて放射される。ここでは、磁心２１の一方側の端部２１ａは被照射部３１に十分に近づけて位置決めされており、被照射部３１には、例えば２０ｍＴの磁束密度で磁束が効果的に照射される。これにより、被照射部３１に予め設けられた微粒子の感磁発熱体が磁気加熱され、当該感磁発熱体が発熱することにより被照射部３１が加熱される。
次に、図４に示すように、凹面状を有する照射対象物４０の底部に位置する被照射部４１に磁束を照射する場合、磁心２１の一方側の端部２１ａがコイル２０の一方側の端部１０ａより軸方向外側に所望量（例えば２０ｍｍ）だけ突出するように、当該コイル２０に対する当該磁心２１の相対位置が調整された状態で、当該磁心２１の一方側の端部２１ａが被照射部４１に対向して配置される。
図４に示すように、コイル２０は被照射部４１の周囲の構造体と物理的に干渉するため、コイル２０の一方側の端部２０ａを被照射部４１に十分に（例えば被照射部４１から５ｍｍの位置まで）近づけることはできない。しかしながら、磁心２１の一方側の端部２１ａは、コイル２０の一方側の端部２０ａより軸方向に所望量だけ突出しているため、被照射部４１の周囲の構造体と物理的に干渉せずに、被照射部４１に対して十分に（例えば被照射部３１まで５ｍｍの位置まで）近づけて位置決めされ得る。
この状態で、不図示の電源からコイル２０に所定の周波数（例えば１００ｋＨｚ）で交流電流が供給されることにより、コイル２０の内部に挿入された磁心２１に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は磁心２１の一方側の端部２１ａから被照射部４１に向けて照射される。
ここで、磁心２１の内部に形成される磁束は、磁心２１の一方側の端部２１ａがコイル２０の一方側の端部２０ａに対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、磁心２１の一方側の端部２１ａから軸方向に放射される。そのため、コイル２０の一方側の端部２０ａを被照射部４１に十分に近づけることはできなくても、磁心２１の一方側の端部２１ａは被照射部４１に十分に近づけて位置決めされ得るから、被照射部４１には、例えば１０ｍＴの磁束密度で磁束が効果的に照射され得る。これにより、被照射部４１に予め設けらえた微粒子の感磁発熱体が磁気加熱され、当該感磁発熱体が発熱することにより被照射部４１が加熱される。
以上のような本実施の形態によれば、コイル２０の内部に磁心２１が挿入された状態において、コイル２０に対する当該コイル２０の軸線方向の磁心２１の相対位置が所望量だけ調整されることにより、磁心２１の一方側の端部２１ａから照射される磁束の拡散開始位置がコイル２０の軸線方向に所望量だけ調整され得る。これにより、被照射部３１又は４１に対する磁束照射装置２０の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを容易に変更することができる。
なお、本実施の形態では、磁心２１は、四角柱形状を有していたが、これに限定されず、円柱形状、または、Ｎ角柱形状（Ｎは３または５以上の自然数）を有していてもよい。
また、本実施の形態では、コイル用ハウジング２０ｈの内周面及び磁心用ハウジング２１ｈの外周面に互いに対応するネジ部２０ｓ、２１ｈが設けられており、ネジの作用により、コイル２０に対する磁心２１の相対位置が軸方向に調整可能となっていたが、これに限定されず、例えば、コイル用ハウジング２０ｈの内周面及び磁心用ハウジング２１ｈの外周面に互いに対応するラック・ピニオン構造が設けられており、ラック・ピニオンの作用により、コイル２０に対する磁心２１の相対位置が軸方向に調整可能となっていてもよい。
次に、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５（ａ）は、第２の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図であり、図５（ｂ）は、同概略内部平面図である。図６は、図５（ａ）の磁束照射装置において、コイル２０に対する当該コイル２０の軸線方向の磁心２１の相対位置が所望量だけ調整された状態を示す概略側面視断面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第２の実施の形態による磁束照射装置２０２は、第１の実施の形態による磁束照射装置２０１に加えて、コイル２０の内部であって磁心２１の外部に当該コイル２０の軸線と平行に挿入された補助磁心２２を更に備えている。
本実施の形態では、図５（ｂ）に示すように、補助磁心２２は、コイル２０の周方向に均等に配置された６個の柱状の補助磁心要素２２ｅを有している。例えば、各補助磁心要素２２ｅは、直径１５ｍｍ、軸方向の長さ１２０ｍｍの円柱形状を有している。各補助磁心要素２２ｅの材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。図示された例において、周方向に隣り合う補助磁心要素２２ｅは、互いに離間して配置されているが、これに限定されず、互いに当接して配置されていてもよい。ただし、磁心要素数が増えて磁心断面積が大きくなることにより、磁束密度の分散（低下）につながるため、離間配置がより好ましい。
図５（ａ）に示すように、補助磁心２２がコイル２０の内部であって磁心２１の外部に当該コイル２０の軸線と平行に挿入された状態で、補助磁心２２の一方側の端部２２ａは、コイル２０の一方側の端部２０ａと同じ平面上に位置するようになっている。
本実施の形態では、図５（ａ）及び図６に示すように、補助磁心２２は、内周側に空洞を有する補助磁心用ハウジング２２ｈ内に収容されており、磁心２１は、前記空洞内に挿入された磁心用ハウジング２１ｈ内に収容されている。磁心用ハウジング２１ｈは、磁性材料を含有する樹脂（例えば、フェライトが混入されたポリエチレン樹脂）からなり、補助磁心用ハウジング２２ｈの内周面を含む領域も、磁性材料を含有する樹脂（例えば、フェライトが混入されたポリエチレン樹脂）からなる。これにより、補助磁心２２と磁心２１との間の磁気的なカップリングが向上されている。
図５（ａ）及び図６に示すように、補助磁心用ハウジング２２ｈの内周面には補助磁心側ネジ部２２ｓが形成されており、磁心用ハウジング２１ｈの外周面には、補助磁心側ネジ部２２ｓに対応する磁心側ネジ部２１ｓ’が形成されている。補助磁心用ハウジング２２ｈと磁心用ハウジング２１ｈとがコイル２０の軸線回りに相対的に回転されることにより、ネジの作用により、補助磁心用ハウジング２２ｈ内に収容された補助磁心２２に対する磁心用ハウジング２１ｈ内に収容された磁心２１の相対位置がコイル２０の軸線方向に所望量だけ容易に調整されるようになっている。
本実施の形態では、補助磁心用ハウジング２２ｈはコイル用ハウジング２０ｈの空洞内に挿入された状態で当該コイル用ハウジング２０ｈに対して固定されており、補助磁心用ハウジング２２ｈ内に収容された補助磁心２２は、コイル用ハウジング２０ｈ内に収容されたコイル２０に対して静止されている。そのため、補助磁心２２に対する磁心２１の相対位置がコイル２０の軸線方向に所望量だけ調整されることにより、コイル２０に対する磁心２１の相対位置もコイル２０の軸線方向に所望量だけ調整され得る。
その他の構成は図１及び図２に示す第１の実施の形態と略同様である。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６において、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
以上のような第２の実施の形態による磁束照射装置２０１では、不図示の電源からコイル２０に所定の周波数で交流電流が供給されることにより、コイル２０の内部に挿入された磁心２１及び補助磁心２２にそれぞれ軸方向と平行な交番磁束が形成される。
図５（ａ）に示すように、磁心２１の一方側端部が補助磁心２２の一方側端部と同一の平面上に位置するように、コイル２０に対する磁心２１の相対位置が調整された状態では、磁心２１に形成される交番磁束は、当該磁心２１の一方側端部２１ａから軸方向外側に放射されると共に、補助磁心２２に形成される交番磁束は、当該補助磁心２２の一方側端部２２ａから軸方向外側に放射される。
一方、図６に示すように、磁心２１の一方側端部２１ａが補助磁心２２の一方側端部２２ａより軸方向外側に突出するように、コイル２０に対する磁心２１の相対位置が調整された状態では、補助磁心２２に形成される交番磁束は、磁心２１の突出部分により集束された後で、当該磁心２１に形成される交番磁束と一緒に、当該磁心２１の一方側端部２１ａから軸方向外側に放射される。
以上のように第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる他、磁心２１の一方側端部２１ａが補助磁心２２の一方側端部２２ａより軸方向外側に突出している場合、補助磁心２２に形成される磁束は磁心２１の突出部分により集束された後で放出されることになり、第１の実施の形態に比べて磁束密度が一層高められ得る。
また、本実施の形によれば、磁心用ハウジング２１ｈは、磁性材料を含有する樹脂からなり、前記補助磁心用ハウジングの内周面を含む領域も、磁性材料を含有する樹脂からなるため、補助磁心２２と磁心２１との間の磁気的なカップリングが向上され、補助磁心２２から磁心２１への磁束の集束効果が一層高められ得る。
なお、本実施の形態では、補助磁心要素２２ｅは、６個であったが、これに限定されず、２個〜５個であってもよく、７個以上であってもよい。
また、本実施の形態では、各補助磁心要素２２ｅは、それぞれ、円柱形状を有していたが、これに限定されず、それぞれ、角柱形状を有していてもよい。
また、本実施の形態では、補助磁心２２は、コイル２０の周方向に均等に配置された複数の補助磁心要素２２ｅを有していたが、これに限定されず、コイル２０の内部において磁心２１の周囲を取り囲むような円筒形状を有していてもよい。
また、本実施の形態では、補助磁心用ハウジング２２ｈの内周面及び磁心用ハウジング２１ｈの外周面に互いに対応するネジ部２２ｓ、２１ｈが設けられており、ネジの作用により、補助磁心２２に対する磁心２１の相対位置が軸方向に調整可能となっていたが、これに限定されず、例えば、補助磁心用ハウジング２２ｈの内周面及び磁心用ハウジング２１ｈの外周面に互いに対応するラック・ピニオン構造が設けられており、ラック・ピニオンの作用により、補助磁心２２に対する磁心２１の相対位置が軸方向に調整可能となっていてもよい。
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。図８は、図７の磁束照射装置における第１磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。図９は、図７の磁束照射装置における第２磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。
図７に示すように、本実施の形態による磁束照射装置１０１は、筒状のコイル１０と、コイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に挿脱可能に挿入された第１磁心１１と、を備えている。
図７に示すように、コイル１０は、円筒形状のソレノイドコイルであり、例えば、コイル１０の直径は、７０ｍｍであり、コイル１０の軸方向の長さは、１２０ｍｍである。
本実施の形態では、図７に示すように、第１磁心１１は、一方側の端部１１ａを規定する小断面積の柱状部１１ｂと、当該小断面積の柱状部１１ｂの軸方向に同軸に隣接する大断面積の柱状部１１ｃと、を有している。例えば、小断面積の柱状部１１ｂは、直径２０ｍｍ、軸方向の長さ２０ｍｍの円柱形状を有している。また、例えば、大断面積の柱状部１１ｃは、直径５０ｍｍ、軸方向の長さ１００ｍｍの円柱形状を有している。第１磁心１１の材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。
本実施の形態では、第１磁心１１の一方側の端部１１ａは、コイル１０の一方側の端部１０ａと同じ平面上に位置するようになっている。本明細書において「コイル１０の一方側の端部１０ａと同じ平面」には、コイル１０の一方側の端部１０ａから軸方向内側に１ｍｍ以内に位置する平面が含まれる。
コイル１０には、不図示の電源が電気的に接続されている。電源からコイル１０に所定の周波数（例えば、５０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚ）で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第１磁心１１に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は小断面積の筒状部１１ｂにおいて集束された後、第１磁心１１の一方側の端部１１ａから軸方向に第１のパターンで放射されるようになっている。
本実施の形態では、コイル１０の内部に第１磁心１１が挿入された状態で、当該第１磁心１１は当該コイル１０に対して樹脂製のネジ１９を用いて固定されるようになっている。
より詳細には、図７に示すように、コイル１０は、内周側に空洞を有するコイル用ハウジング１０ｈ内に同軸に収容されており、第１磁心１１は、前記空洞内に挿入され得る第１磁心用ハウジング１１ｈ内に同軸に収容されている。第１磁心用ハウジング１１ｈの他方側の端部には、コイル用ハウジング１０ｈの空洞よりも径方向外側に延伸するフランジ部分が設けられており、当該フランジ部分がコイル用ハウジング１０ｈの他方側端部に密着された状態で、当該フランジ部分を貫通する樹脂製のネジ１９が、コイル用ハウジング１０ｈに設けられたネジ穴に挿嵌されている。これにより、コイル１０の内部に第１磁心１１が挿入された状態で、コイル１０に対する第１磁心１１の相対位置が所定位置に維持されるようになっている。また、樹脂製のネジ１９を用いているため、コイル１０が形成する交番磁場によりネジ１９が誘導加熱されることが防止されている。
図７に示すように、本実施の形態による磁束照射装置１０１は、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後、当該コイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に挿脱可能に挿入され得る第２磁心１２を更に備えている。
本実施の形態では、図７に示すように、第２磁心１２は、一方側の端部１２ａを規定する小断面積の柱状部１２ｂと、当該小断面積の柱状部１２ｂの軸方向に同軸に隣接する大断面積の柱状部１２ｃと、を有している。例えば、小断面積の柱状部１２ｂは、直径２０ｍｍ、軸方向の長さ７０ｍｍの円柱形状を有している。また、例えば、大断面積の柱状部１２ｃは、直径５０ｍｍ、軸方向の長さ１００ｍｍの円柱形状を有してる。第２磁心１２の材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。
本実施の形態では、図７に示すように、第２磁心１２がコイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に挿入された状態で、第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂはコイル１０の一方側の端部１０ａより軸方向外側に突出されるようになっている。コイル１０の一方側の端部１０ａに対する第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂの突出量は、例えば２０ｍｍである。
コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入された状態で、電源からコイル１０に所定の周波数で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第２磁心１２に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は小断面積の柱状部１２ｂにおいて集束された後、第２磁心の一方側の端部１２ａから軸方向に第２のパターンで放射されるようになっている。
ここで、第２磁心１２の内部に形成される磁束は、第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂがコイル１０の一方側の端部１０ａに対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、第２磁心１２の一方側の端部１２ａから軸方向に放射され得る。そのため、コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入される場合、コイル１０の内部に第１磁心１１が挿入される場合と比べて、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散開始位置が延伸され得る。
コイル１０の一方側の端部１０ａに対する第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂの突出量は、５０ｍｍ以下であることが好ましい。突出量が５０ｍｍより大きい場合、第２磁心１２の内部に形成される磁束は、小断面積の柱状部１２ｂの側面から外部に抜け出しやすくなり、一方側の端部１２ａから放射される磁束密度が減少する。
本実施の形態では、コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入された状態で、当該第２磁心１２は当該コイル１０に対して樹脂製のネジ１９を用いて固定されるようになっている。
より詳細には、図７に示すように、第２磁心１２は、コイル用ハウジング１０ｈの空洞内に挿入され得る第２磁心用ハウジング１２ｈ内に同軸に収容されている。第２磁心用ハウジング１２ｈの他方側の端部には、コイル用ハウジング１０ｈの空洞よりも径方向外側に延伸するフランジ部分が設けられており、当該フランジ部分がコイル用ハウジング１０ｈの他方側端部に密着された状態で、当該フランジ部分を貫通する樹脂製のネジ１９が、コイル用ハウジング１０ｈに設けられたネジ穴に挿嵌されている。これにより、コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入された状態で、コイル１０に対する第２磁心１２の相対位置が所定位置に維持されるようになっている。
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。
図８に示すように、凸面状を有する照射対象物３０の内部に位置する被照射部３１に磁束を照射する場合、第１磁心１１がコイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に挿入された状態で、第１磁心１１の一方側の端部１１ａが被照射部３１に対向して配置される。第１磁心１１の一方側の端部１１ａは、被照射部３１に十分に（例えば被照射部３１から５ｍｍの位置まで）近づけて位置決めされる。
この状態で、不図示の電源からコイル１０に所定の周波数（例えば１００ｋＨｚ）で交流電流が供給される。これにより、コイル１０の内部に挿入された第１磁心１１に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は小径の筒状部１１ｂにおいて集束された後、第１磁心１１の一方側の端部１１ａから被照射部３１に第１のパターンで照射される。ここでは、第１磁心１１の一方側の端部１１ａは被照射部３１に十分に近づけて位置決めされており、被照射部３１には、例えば２０ｍＴの磁束密度で磁束が効果的に照射される。これにより、被照射部３１に予め設けられた微粒子の感磁発熱体が磁気加熱され、当該感磁発熱体が発熱することにより被照射部３１が加熱される。
次に、図９に示すように、凹面状を有する照射対象物４０の底部に位置する被照射部４１に磁束を照射する場合、第１磁心用ハウジング１１ｈ及びコイル用ハウジング１０ｈから樹脂製のネジ１９が外されて、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後、当該コイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に第２磁心１２が挿入され、第２磁心用ハウジング１２ｈがコイル用ハウジング１０ｈに対して樹脂製のネジ１９を用いて固定される。
そして、コイル１０の内部に挿入された第２磁心１２の一方側の端部１２ａが、被照射部４１に対向して配置される。図９に示すように、コイル１０は被照射部４１の周囲の構造体と物理的に干渉するため、コイル１０の一方側の端部１０ａを被照射部４１に十分に（例えば被照射部４１から５ｍｍの位置まで）近づけることはできない。しかしながら、第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂは、コイル１０の一方側の端部１０ａより小径であって、当該端部１０ａより軸方向に突出しているため、被照射部４１の周囲の構造体と物理的に干渉せずに、被照射部４１に対して十分に（例えば被照射部３１まで５ｍｍの位置まで）近づけて位置決めされ得る。
この状態で、不図示の電源からコイル１０に所定の周波数（例えば１００ｋＨｚ）で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第２磁心１２に軸方向と平行な交番磁束が形成され、交番磁束は小断面積の柱状部１２ｂにおいて集束された後、第２磁心１２の一方側の端部１２ａから被照射部４１に第２のパターンで照射される。
ここで、第２磁心１２の内部に形成される磁束は、第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂがコイル１０の一方側の端部１０ａに対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、第２磁心１２の一方側の端部１２ａから軸方向に放射される。そのため、コイル１０の一方側の端部１０ａを被照射部４１に十分に近づけることはできなくても、第２磁心１２の一方側の端部１２ａは被照射部４１に十分に近づけて位置決めされ得るから、被照射部４１には、例えば１０ｍＴの磁束密度で磁束が効果的に照射され得る。これにより、被照射部４１に予め設けられた微粒子の感磁発熱体が磁気加熱され、当該感磁発熱体が発熱することにより被照射部４１が加熱される。
以上のような本実施の形態によれば、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後に当該コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入されることにより、被照射部３１又は４１に対する磁束照射装置１０１の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを第１のパターンから第２のパターンへと容易に変更することができる。
また、本実施の形態によれば、コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入される場合、第２磁心１２の内部に形成される磁束は、第２磁心１２の小断面積の柱状部１２ｂが当該コイル１０の一方側の端部１０ａに対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、第２磁心１２の一方側の端部１２ａから軸方向に放射され得る。そのため、コイル１０の内部に第１磁心１１の代わりに第２磁心１２が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散開始位置が延伸され得て、第１磁心１１の一方側の端部１１ａを十分に近づけることができない被照射部４１に対しても磁束を効果的に照射することができる。
なお、本実施の形態では、第１磁心１１における小断面積の柱状部１１ｂと大断面積の柱状部１１ｃとは、それぞれ、円柱形状を有していたが、これに限定されず、それぞれ、角柱形状を有していてもよい。また、第２磁心１２における小断面積の柱状部１２ｂと大断面積の柱状部１２ｃとは、それぞれ、円柱形状を有していたが、これに限定されず、それぞれ、角柱形状を有していてもよい。
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０は、第４の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。図１１は、図１０の磁束照射装置における第３磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。
図１０に示すように、第４の実施の形態による磁束照射装置１０２は、第３の実施の形態による磁束照射装置１０１の第２磁心１２の代わりに、第３磁心１３（特許請求の範囲の請求項１１及び１２における第２磁心）を備えている。
本実施の形態では、図１０に示すように、第３磁心１３は、一方側の端部１３ａを規定する小断面積の柱状部１３ｂと、当該小断面積の柱状部１３ｂの軸方向に同軸に隣接する大断面積の柱状部１３ｃと、を有している。例えば、小断面積の柱状部１３ｂは、直径２０ｍｍ、軸方向の長さ２０ｍｍの円柱形状を有している。また、例えば、大断面積の柱状部１３ｃは、直径５０ｍｍ、軸方向の長さ９０ｍｍの円柱形状を有している。第３磁心１３の材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。
本実施の形態では、図１０に示すように、第３磁心１３がコイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に挿入された状態で、第３磁心１３の一方側の端部１３ａはコイル１０の一方側の端部１０ａより内側に没入されるようになっている。コイル１０の一方側の端部１０ａに対する第３磁心１３の一方側の端部１３ａの没入量は、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍである。
コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入された状態で、電源からコイル１０に所定の周波数で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第３磁心１３に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は小径の筒状部１３ｂにおいて集束された後、第３磁心１３の一方側の端部１３ａから軸方向に第３のパターンで照射されるようになっている。
本実施の形態では、コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入された状態で、当該第３磁心１３は当該コイル１０に対して樹脂製のネジ１９を用いて固定されるようになっている。
より詳細には、図１０に示すように、第３磁心１３は、コイル用ハウジング１０ｈの空洞内に挿入され得る第３磁心用ハウジング１３ｈ内に同軸に収容されている。第３磁心用ハウジング１３ｈの他方側の端部には、コイル用ハウジング１０ｈの空洞よりも径方向外側に延伸するフランジ部分が設けられており、当該フランジ部分がコイル用ハウジング１０ｈの他方側端部に密着された状態で、当該フランジ部分を貫通する樹脂製のネジ１９が、コイル用ハウジング１０ｈに設けられたネジ穴に挿嵌されている。これにより、コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入された状態で、コイル１０に対する第３磁心１３の相対位置が所定位置に維持されるようになっている。
その他の構成は図７乃至図９に示す第３の実施の形態と略同様である。図１０及び図１１において、図７乃至図９に示す第３の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。
図８に示すように、凸面状を有する照射対象物３０の内部に位置する被照射部３１に磁束を照射する場合については、第１の実施の形態の場合と同様である。
一方、図１１に示すように、凸面状を有する照射対象物５０の表面から突出する被照射部５１に磁束を照射する場合、第１磁心用ハウジング１１ｈ及びコイル用ハウジング１０ｈから樹脂製のネジ１９が外されて、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後、当該コイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に第３磁心１３が挿入され、第３磁心用ハウジング１３ｈがコイル用ハウジング１０ｈに対して樹脂製のネジ１９を用いて固定される。第３磁心１３の一方側の端部１３ａはコイル１０の一方側の端部１０ａより軸方向内側に没入されているため、コイル１０の内部において第３磁心１３の一方側の端部１３ａと対向する位置に中空の空間が形成される。
そして、コイル１０の内部に挿入された第３磁心１３の一方側の端部１３ａが、被照射部５１に対向して配置される。コイル１０の内部において第３磁心１３の一方側の端部１３ａと対向する位置に中空の空間が形成されているため、被照射部５１は、当該中空の空間内に挿入されて位置決めされ得る。
この状態で、不図示の電源からコイル１０に所定の周波数（例えば１００ｋＨｚ）で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第３磁心１３に軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は小断面積の柱状部１３ｂにおいて集束された後、第３磁心１３の一方側の端部１３ａから被照射部５１に第３のパターンで照射される。
ここで、被照射部５１が挿入された前記中空の空間には、第３磁心１３の一方側の端部１３ａから放射される磁束に加えて、コイル１０によって強力な磁束が形成されている。そのため、当該中空の空間において大きな磁束密度が実現され得て、当該中空の空間内に挿入された被照射部５１には、例えば３０ｍＴの磁束密度で磁束が効果的に照射され得る。これにより、被照射部５１に予め設けられた微粒子の感磁発熱体が磁気加熱され、当該感磁発熱体が発熱することにより被照射部５１が加熱される。
以上のような第４の実施の形態によれば、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後に当該コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入されることにより、被照射部３１又は５１に対する磁束照射装置１０２の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを第１のパターンから第３のパターンへと容易に変更することができる。
また、本実施の形態によれば、コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入される場合、コイル１０の内部において第３磁心１３の一方側の端部１３ａと対向する位置に中空の空間が形成され、当該中空の空間には、第３磁心１３の一方側の端部１３ａから放射される磁束に加えて、コイル１０によって強力な磁束が形成され得る。そのため、コイル１０の内部に第１磁心１１の代わりに第３磁心１３が挿入されることにより、前記中空の空間において大きな磁束密度が実現され得て、当該中空の空間内に挿入され得る被照射部５１に対して磁束を一層効果的に照射することができる。
なお、本実施の形態では、第３磁心１３における小断面積の柱状部１３ｂと大断面積の柱状部１３ｃとは、それぞれ、円柱形状を有していたが、これに限定されず、それぞれ、角柱形状を有していてもよい。
次に、図１２を参照して、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１２は、第５の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。
図１２に示すように、第５の実施の形態による磁束照射装置１０３は、第４の実施の形態による磁束照射装置１０２の第１磁心１１の代わりに、第２磁心１２（特許請求の範囲の請求項１２における第１磁心）を備えている。第２磁心１２の構成は、図７乃至図９に示す第３の実施の形態における第２磁心１２と同様である。
その他の構成は図１０及び図１１に示す第４の実施の形態と略同様である。図１２において、図１０及び図１１に示す第４の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
以上のような第５の実施の形態によれば、コイル１０の内部から第２磁心１２が脱出された後に当該コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入されることにより、被照射部４１又は５１に対する磁束照射装置１０３の相対位置に応じて、磁束の照射パターンが第２のパターンから第３のパターンへと容易に変更され得る。
また、本実施の形態によれば、図１１に示すように、コイル１０の内部に第３磁心１３が挿入される場合、コイル１０の内部において第３磁心１３の一方側の端部１３ａと対向する位置に中空の空間が形成され、当該中空の空間には、第３磁心１３の一方側の端部１３ａから放射される磁束に加えて、コイル１０によって強力な磁束が形成され得る。そのため、コイル１０の内部に第２磁心１２の代わりに第３磁心１３が挿入されることにより、前記中空の空間において大きな磁束密度が実現され得て、中空の空間内に挿入され得る被照射部５１に対して磁束を一層効果的に照射することができる。また、本実施の形態によれば、図９に示すように、コイル１０の内部に第２磁心１２が挿入される場合、第２磁心１２の内部に形成される磁束は、第２磁心１２の小径の筒状部１２ｂが当該コイル１０の一方側の端部１０ａに対して突出している分だけ長い距離を、軸方向と平行な状態で維持された後、第２磁心１２の一方側の端部１２ａから軸方向に放射され得る。そのため、コイル１０の内部に第３磁心１３の代わりに第２磁心１２が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散開始位置が延伸され得て、第３磁心１３の一方側の端部１３ａを十分に近づけることができない被照射部４１に対しても磁束を効果的に照射することができる。
次に、図１３乃至図１６を参照して、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１３は、第６の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。図１４は、図１３の磁束照射装置における第４磁心を示す概略内部平面図である。図１５は、図１３の磁束照射装置において第１磁心及び第４磁心から照射される磁束密度を説明するためのグラフである。図１６は、図１３の磁束照射装置における第４磁心から磁束が照射される態様を説明するための図である。
図１３に示すように、第４の実施の形態による磁束照射装置１０４は、第１の実施の形態による磁束照射装置１０１の第２磁心１２の代わりに、第４磁心１４（特許請求の範囲の請求項１３及び１４における第２磁心）を備えている。
本実施の形態では、図１４に示すように、第４磁心１４は、コイル１０の周方向に均等に配置され得る４個の柱状の第４磁心要素１４ｅ（特許請求の範囲の請求項１３及び１４における第２磁心要素）を有している。例えば、各第４磁心要素１４ｅは、直径１５ｍｍ、軸方向の長さ１２０ｍｍの円柱形状を有している。各第４磁心要素１４ｅの材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。図示された例において、周方向に隣り合う第４磁心要素１４ｅは、互いに離間して配置されているが、これに限定されず、互いに当接して配置されていてもよい。ただし、磁心要素数が増えて磁心断面積が大きくなることにより、磁束密度の分散（低下）につながるため、離間配置がより好ましい。
図１３に示すように、第４磁心１４がコイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に挿入された状態で、第４磁心１４の一方側の端部１４ａ（すなわち、各第４磁心要素１４ｅの一方側の端部）は、コイル１０の一方側の端部１０ａと同じ平面上に位置するようになっている。
コイル１０の内部に第４磁心１４が挿入された状態で、電源からコイル１０に所定の周波数で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第４磁心１４の各第４磁心要素１４ｅに軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は第４磁心１４の一方側の端部１４ａから軸方向に第４のパターンで照射されるようになっている。
図１５は、本実施の形態による磁束照射装置１０４において第１磁心１１及び第４磁心１４から照射される磁束密度を説明するためのグラフである。図１５において、横軸はコイル１０の一方側の端部１０ａを始点とする軸方向の距離を示し、符号Ｌ１は、第１磁心１１の一方側の端部１１ａから照射される磁束密度を示し、符号Ｌ４は、第４磁心１４の一方側の端部１４ａから照射される磁束密度を示している。
本件発明者の実際の検証によれば、図１５に示すように、第４磁心１４の一方側の端部１４ａから照射される磁束密度は、第１磁心１１の一方側の端部１１ａから照射される磁束密度と比べて、減衰しにくい（磁束が拡散しにくい）ことが確認された。そのため、コイル１０の内部に第１磁心１１の代わりに第４磁心１４が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散が抑制され得る。
本実施の形態では、コイル１０の内部に第４磁心１４が挿入された状態で、当該第４磁心１４は当該コイル１０に対して樹脂製のネジ１９を用いて固定されるようになっている。
より詳細には、図１３に示すように、第４磁心１４は、コイル用ハウジング１０ｈの空洞内に挿入され得る第４磁心用ハウジング１４ｈ内に同軸に収容されている。第４磁心用ハウジング１４ｈの他方側の端部には、コイル用ハウジング１０ｈの空洞よりも径方向外側に延伸するフランジ部分が設けられており、当該フランジ部分がコイル用ハウジング１０ｈの他方側端部に密着された状態で、当該フランジ部分を貫通する樹脂製のネジ１９が、コイル用ハウジング１０ｈに設けられたネジ穴に挿嵌されている。これにより、コイル１０の内部に第４磁心１４が挿入された状態で、コイル１０に対する第４磁心１４の相対位置が所定位置に維持されるようになっている。
その他の構成は図７乃至図１０に示す第３の実施の形態と略同様である。図１３及び図１４において、図７乃至図１０に示す第３の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。
図８（ａ）に示すように、凸面状を有する照射対象物３０の内部に位置する被照射部３１に磁束を照射する場合については、第３の実施の形態の場合と同様である。
一方、図１６に示すように、凹面状を有する照射対象物６０の底部に位置する被照射部６１（特に、周囲の構造体が上方を遮るように突出している被照射部６１）に磁束を照射する場合、第１磁心用ハウジング１１ｈ及びコイル用ハウジング１０ｈから樹脂製のネジ１９が外されて、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後、当該コイル１０の内部に当該コイル１０の軸線と平行に第４磁心１４が挿入され、第４磁心用ハウジング１４ｈがコイル用ハウジング１０ｈに対して樹脂製のネジ１９を用いて固定される。
そして、コイル１０の内部に挿入された第４磁心１４の一方側の端部１４ａが被照射部６１に対向して配置される。コイル１０は被照射部６１の周囲の構造体と物理的に干渉するため、第４磁心１４の一方側の端部１４ａを被照射部６１に十分に（例えば被照射部６１から５ｍｍの位置まで）近づけることはできず、被照射部６１に対して、例えば３０ｍｍ離されて位置決めされる。
この状態で、不図示の電源からコイル１０に所定の周波数（例えば１００ｋＨｚ）で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第４磁心１４の各第４磁心要素１４ｅに軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は第４磁心１４の一方側の端部１４ａから被照射部６１に第４のパターンで照射される。
ここで、図１５に示すように、第４磁心１４の一方側の端部１４ａから照射される磁束は拡散しにくい（磁束密度が減衰しにくい）。そのため、第４磁心１４の一方側の端部１４ａは被照射部６１から３０ｍｍ離れた位置に位置決めされていても、被照射部６１には、例えば１０ｍＴの磁束密度で磁束が効果的に照射され得る。これにより、被照射部６１に予め設けられた微粒子の感磁発熱体が磁気加熱され、当該感磁発熱体が発熱することにより被照射部６１が加熱される。
以上のような第６の実施の形態によれば、コイル１０の内部から第１磁心１１が脱出された後に当該コイル１０の内部に第４磁心１４が挿入されることにより、被照射部３１又は６１に対する磁束照射装置１０４の相対位置に応じて、磁束の照射パターンを第１のパターンから第４のパターンへと容易に変更することができる。
また、本実施の形態によれば、コイル１０の内部に第４磁心１４が挿入される場合、第４磁心１４の一方側の端部１４ａから放射される磁束は拡散しにくい（磁束密度が減衰しにくい）。そのため、コイル１０の内部に第１磁心１１の代わりに第４磁心１４が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の拡散が抑制され得て、第１磁心１１の一方側の端部１１ａを十分に近づけることができない被照射部６１に対しても磁束を効果的に照射することができる。
なお、図１６に示すように被照射部６１の周囲の構造体が当該被照射部６１の上方を遮るように突出している場合、前述の第３の実施の形態及び第５の実施の形態における第２磁心１２は、第２磁心１２の一方側の端部１２ａを被照射部６１に十分に近づけることができないため、有効に作用し得ないが、第６の実施の形態における第４磁心１４は、第４磁心１４の一方側の端部１４ａを被照射部６１に十分に近づけることができなくても、有効に作用し得る。
また、被照射部がコイル１０の一方側の端部１０ａから２０ｍｍ以上離れている場合、前述の第３の実施の形態及び第５の実施の形態における第２磁心１２は、磁束の拡散抑制効果を２０ｍｍ以上維持することが難しいため、有効に作用し得ないが、第６の実施の形態における第４磁心１４は、磁束の拡散抑制効果を２０ｍｍ以上維持することが可能であり、有効に作用し得る。
なお、本実施の形態では、第４磁心要素１４ｅの数は、４個であったが、これに限定されず、２個または３個であってもよく、５個以上であってもよい。
また、本実施の形態では、各第４補助磁心要素１４ｅは、それぞれ、円柱形状を有していたが、これに限定されず、それぞれ、角柱形状を有していてもよい。
また、本実施の形態では、一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部とを有する磁心として、第１磁心１１が採用されていたが、これに限定されず、前述の第２磁心１２または第３磁心１３が採用されていてもよい。
次に、図１７及び図１８を参照して、本発明の第７の実施の形態について説明する。図１７は、第７の実施の形態による磁束照射装置を示す概略側面視断面図である。図１８は、図１７の磁束照射装置を示す概略内部平面図である。
図１７及び図１８に示すように、第７の実施の形態による磁束照射装置１０５は、第６の実施の形態による磁束照射装置１０４の第１磁心１１の代わりに、第５磁心１５（特許請求の範囲の請求項１４における第１磁心）を備えている。
本実施の形態では、図１８に示すように、第５磁心１５は、コイル１０の周方向に均等に配置され得る６個の筒状の第５磁心要素１５ｅ（特許請求の範囲の請求項１４における第１磁心要素）を有している。例えば、各第５磁心要素１５ｅは、直径１０ｍｍ、軸方向の長さ１２０ｍｍの円柱形状を有している。各第５磁心要素１５ｅの材質は、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材である。図示された例において、周方向に隣り合う第５磁心要素１５ｅは、互いに離間して配置されているが、これに限定されず、互いに当接して配置されていてもよい。ただし、磁心要素数が増えて磁心断面積が大きくなることにより、磁束密度の分散（低下）につながるため、離間配置がより好ましい。
図１７に示すように、第５磁心１５の一方側の端部１５ａ（すなわち、各第５磁心要素１５ｅの一方側の端部）は、コイル１０の一方側の端部１０ａと同じ平面上に位置するようになっている。
コイル１０の内部に第５磁心１５が挿入された状態で、電源からコイル１０に所定の周波数で交流電流が供給されることにより、コイル１０の内部に挿入された第５磁心１５の各第５磁心要素１５ｅに軸方向と平行な交番磁束が形成され、当該交番磁束は第５磁心１５の一方側の端部１５ａから軸方向に第５のパターンで照射されるようになっている。
本実施の形態では、コイル１０の内部に第５磁心１５が挿入された状態で、当該第５磁心１５は当該コイル１０に対して樹脂製のネジ１９を用いて固定されるようになっている。
より詳細には、図１７に示すように、第５磁心１５は、コイル用ハウジング１０ｈの空洞内に挿入され得る第５磁心用ハウジング１５ｈ内に同軸に収容されている。第５磁心用ハウジング１５ｈの他方側の端部には、コイル用ハウジング１０ｈの空洞よりも径方向外側に延伸するフランジ部分が設けられており、当該フランジ部分がコイル用ハウジング１０ｈの他方側端部に密着された状態で、当該フランジ部分を貫通する樹脂製のネジ１９が、コイル用ハウジング１０ｈに設けられたネジ穴に挿嵌されている。これにより、コイル１０の内部に第５磁心１５が挿入された状態で、コイル１０に対する第５磁心１５の相対位置が所定位置に維持されるようになっている。
その他の構成は図１３乃至図１６に示す第６の実施の形態と略同様である。図１７及び図１８において、図１３乃至図１６に示す第６の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
以上のような第７の実施の形態によれば、コイル１０の内部から第５磁心１５が脱出された後に当該コイル１０の内部に第４磁心１４が挿入されることにより、被照射部に対する磁束照射装置１０５の相対位置に応じて、磁束の照射パターンが第５のパターンから第４のパターンへと容易に変更され得る。
また、本実施の形態によれば、第４磁心要素１４ｅの数が第５磁心要素１５ｅの数とは異なっているため、コイル１０の内部に第５磁心１５の代わりに第４磁心１４が挿入されることにより、磁心の一方側の端部から照射される磁束の照射距離が容易に変更され得る。
なお、本実施の形態では、第４磁心要素１４ｅの数は４個であり、第５磁心要素１５ｅの数は６個であったが、第４磁心要素１４ｅの数と第５磁心要素１５ｅの数とが互いに異なる限りでは、これらの数の組み合わせに限定されない。
また、本実施の形態では、各第５補助磁心要素１５ｅは、それぞれ、円柱形状を有していたが、これに限定されず、それぞれ、角柱形状を有していてもよい。
前述の第３〜第７の実施の形態では、１個のコイル１０に対して当該コイル１０の内部に挿脱可能に挿入され得る磁心が、２個設けられていたが、これに限定されず、３個以上設けられていてもよい。コイル１０の内部に挿脱可能に挿入され得る複数の磁心の組み合わせとしては、前述の第１〜第５磁心１１〜１５から任意の組み合わせが選択され得る。
１０１ 磁束照射装置
１０２ 磁束照射装置
１０３ 磁束照射装置
１０４ 磁束照射装置
１０５ 磁束照射装置
１０ コイル
１０ａ 一方側の端部
１０ｈ コイル用ハウジング
１１ 第１磁心
１１ａ 一方側の端部
１１ｂ 小断面積の柱状部
１１ｃ 大断面積の柱状部
１１ｈ 第１磁心用ハウジング
１２ 第２磁心
１２ａ 一方側の端部
１２ｂ 小断面積の柱状部
１２ｃ 大断面積の柱状部
１２ｈ 第２磁心用ハウジング
１３ 第３磁心
１３ａ 一方側の端部
１３ｂ 小断面積の柱状部
１３ｃ 大断面積の柱状部
１３ｈ 第３磁心用ハウジング
１４ 第４磁心
１４ａ 一方側の端部
１４ｅ 第４磁心要素
１４ｈ 第４磁心用ハウジング
１５ 第５磁心
１５ａ 一方側の端部
１５ｅ 第５磁心要素
１５ｈ 第５磁心用ハウジング
１９ 樹脂製のネジ
２０１ 磁束照射装置
２０２ 磁束照射装置
２０ コイル
２０ａ 一方側の端部
２０ｈ コイル用ハウジング
２０ｓ コイル側ネジ部
２１ 磁心
２１ａ 一方側の端部
２１ｈ 磁心用ハウジング
２１ｓ 磁心側ネジ部
２１ｓ’ 磁心側ネジ部
２２ 補助磁心
２２ａ 一方側の端部
２２ｈ 補助磁心用ハウジング
２２ｓ 補助磁心側ネジ部
３０ 照射対象物
３１ 被照射部
４０ 照射対象物
４１ 被照射部
５０ 照射対象物
５１ 被照射部
６０ 照射対象物
６１ 被照射部

Claims (14)

  1. 筒状のコイルと、
    前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された磁心と、
    を備え、前記コイルに電流を供給することによって前記磁心の一方側の端部から磁束を照射する磁束照射装置であって、
    前記コイルの内部に前記磁心が挿入された状態において、前記コイルに対する当該コイルの軸線方向の前記磁心の相対位置が所望量だけ調整可能となっている
    ことを特徴とする磁束照射装置。
  2. 前記コイルは、内周側に空洞を有するコイル用ハウジング内に収容されており、
    前記磁心は、前記空洞内に挿入された磁心用ハウジング内に収容されており、
    前記コイル用ハウジングの内周面にはコイル側ネジ部が形成されており、
    前記磁心用ハウジングの外周面には、前記コイル側ネジ部に対応する磁心側ネジ部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁束照射装置。
  3. 前記コイルの内部であって前記磁心の外部に当該コイルの軸線と平行に挿入された補助磁心を更に備えた
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁束照射装置。
  4. 前記補助磁心は、内周側に空洞を有する補助磁心用ハウジング内に収容されており、
    前記磁心は、前記空洞内に挿入された磁心用ハウジング内に収容されており、
    前記補助磁心用ハウジングの内周面には補助磁心側ネジ部が形成されており、
    前記磁心用ハウジングの外周面には、前記補助磁心側ネジ部に対応する磁心側ネジ部が形成されている
    ことを特徴とする請求項３に記載の磁束照射装置。
  5. 前記磁心用ハウジングは、磁性材料を含有する樹脂からなり、
    前記補助磁心用ハウジングの内周面を含む領域も、磁性材料を含有する樹脂からなる
    ことを特徴とする請求項４に記載の磁束照射装置。
  6. 前記補助磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置された複数の柱状の補助磁心要素を有する
    ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の磁束照射装置。
  7. 筒状のコイルと、
    前記コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿入された第１磁心と、
    を備え、前記コイルに電流を供給することによって前記第１磁心の一方側の端部から磁束を第１のパターンで照射する磁束照射装置であって、
    前記第１磁心は、前記コイルに対して挿脱可能となっており、
    前記コイルの内部から前記第１磁心が脱出された後、当該コイルの内部に当該コイルの軸線と平行に挿脱可能に挿入され得る第２磁心を更に備え、
    前記コイルの内部に前記第２磁心が挿入された状態で、当該コイルに電流を供給することによって当該第２磁心の一方側の端部から磁束を第２のパターンで照射するようになっている
    ことを特徴とする磁束照射装置。
  8. 前記コイルの内部に前記第１磁心が挿入された状態で、当該第１磁心は当該コイルに対して樹脂製のネジを用いて固定されるようになっており、
    前記コイルの内部に前記第２磁心が挿入された状態で、当該第２磁心は当該コイルに対して樹脂製のネジを用いて固定されるようになっている
    ことを特徴とする請求項７に記載の磁束照射装置。
  9. 前記第１磁心は、前記一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と、当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部と、を有し、
    前記第２磁心も、前記一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と、当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部と、を有する
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の磁束照射装置。
  10. 前記コイルの内部に前記第１磁心が挿入された状態で、当該第１磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部と同じ平面上に位置するようになっており、
    前記コイルの内部に前記第２磁心が挿入された状態で、当該第２磁心の前記小断面積の柱状部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向外側に突出されるようになっている
    ことを特徴とする請求項９に記載の磁束照射装置。
  11. 前記コイルの内部に前記第１磁心が挿入された状態で、当該第１磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部と同じ平面上に位置するようになっており、
    前記コイルの内部に前記第２磁心が挿入された状態で、当該第２磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向内側に没入されるようになっている
    ことを特徴とする請求項９に記載の磁束照射装置。
  12. 前記コイルの内部に前記第１磁心が挿入された状態で、当該第１磁心の前記小断面積の柱状部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向外側に突出されるようになっており、
    前記コイルの内部に前記第２磁心が挿入された状態で、当該第２磁心の前記一方側の端部は、当該コイルの前記一方側の端部より軸方向内側に没入されるようになっている
    ことを特徴とする請求項９に記載の磁束照射装置。
  13. 前記第１磁心は、前記一方側の端部を規定する小断面積の柱状部と、当該小断面積の柱状部に隣接する大断面積の柱状部と、を有し、
    前記第２磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置され得る複数の柱状の第２磁心要素を有する
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の磁束照射装置。
  14. 前記第１磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置され得る複数の柱状の第１磁心要素を有し、
    前記第２磁心は、前記コイルの周方向に均等に配置され得る複数の柱状の第２磁心要素を有し、
    前記第２磁心要素の数は、前記第１磁心要素の数とは異なる
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の磁束照射装置。
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