(57)【要約】【課題】コイルを動かすことなく、被加熱体を均一に加熱することが可能な誘導加熱装置を提供する。【解決手段】本発明の誘導加熱装置１００は、被加熱体Ｍを収容する容器１０１と、容器１０１の外側に配されたコイル１０２と、コイル１０２に電流を流した際に発生する誘導磁界を制御する誘導制御部材１０３と、誘導制御部材１０３を駆動する駆動機構１０４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体を収容する容器と、
前記容器の外側に配されたコイルと、
前記コイルに電流を流した際に発生する誘導磁界を制御する誘導制御部材と、
前記誘導制御部材を駆動する駆動機構と、を備えていることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
前記コイルが螺旋形状を有し、前記コイルで囲まれる空間に前記容器が配されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記誘導制御部材が、前記コイルで囲まれる空間の外側に配されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記誘導制御部材が、前記コイルの軸と平行な方向において、前記コイルの少なくとも一端側に配されていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記誘導制御部材が、前記コイルの軸と垂直な方向において、前記コイルの周囲に配されていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記誘導制御部材が、前記コイルと前記容器とで挟まれた空間に配されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記コイルが渦巻き形状を有し、前記コイルの軸方向における一端側に前記容器が配されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
前記誘導制御部材が、前記コイルを挟んで前記容器と反対側に配されていることを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
前記誘導制御部材が、前記コイルと前記容器とで挟まれた空間に配されていることを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱装置。
【請求項１０】
前記誘導制御部材が、前記コイルの軸と垂直な方向において、前記コイルの周囲に配されていることを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱装置。
【請求項１１】
前記誘導制御部材が、円筒形状を有し、その軸が前記コイルの軸と平行となるように配されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項１２】
前記誘導制御部材と前記コイルとの離間距離が、被加熱体とコイルの距離より小さくなる位置まで駆動可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一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】
半導体材料である炭化珪素（ＳｉＣ）は、現在広くデバイス用基板として使用されているＳｉ（珪素）に比べてバンドギャップが広いことから、単結晶ＳｉＣ基板を使用してパワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等を作製する研究が行われている。
【０００３】
炭化珪素を結晶成長させるとき、焼成するとき等に炉を加熱する方式として、高周波電流による誘導加熱方式が用いられている。誘導加熱方式は、コイルに高周波電流を流すことによって発生する誘導磁界を被加熱体に作用させ、そこに誘起される電流を利用して被加熱体を発熱させるものである（特許文献１、２）。
【０００４】
この方式では、単位時間に多くのエネルギーを供給することができるため、高速・高温加熱が可能であるが、上述した被加熱体での発熱量が、被加熱体とコイルとの位置関係に依存するため、被加熱体を均一に加熱することが難しい。例えば、コイルが螺旋形状を有し、その内側に被加熱体が配されている場合、被加熱体の中央部分で発熱しやすく、そこでの温度が相対的に高くなる。
【０００５】
所定のタイミングでコイルを駆動し、コイルと被加熱体との位置関係を変動させれば、発熱しやすい部分が移動し、被加熱体の全体にわたって温度を均一化させられる可能性はある。しかしながら、近年用いられている誘導加熱装置では、炉とともにコイルが巨大化する傾向にあり、その駆動を制御することが難しくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２０７６６８号公報
【特許文献２】特許第４９０３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、コイルを動かすことなく、被加熱体を均一に加熱することが可能な誘導加熱装置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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
【０００９】
（１）本発明の一態様に係る誘導加熱装置は、被加熱体を収容する容器と、前記容器の外側に配されたコイルと、前記コイルに電流を流した際に発生する誘導磁界を制御する誘導制御部材と、前記誘導制御部材を駆動する駆動機構と、を備えている。
【００１０】
（２）前記（１）に記載の誘導加熱装置において、前記コイルが螺旋形状を有し、前記コイルで囲まれる空間に前記容器が配されていてもよい。
【００１１】
（３）前記（１）または（２）のいずれかに記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルで囲まれる空間の外側に配されていてもよい。
【００１２】
（４）前記（３）に記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルの軸と平行な方向において、前記コイルの少なくとも一端側に配されていてもよい。
【００１３】
（５）前記（３）に記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルの軸と垂直な方向において、前記コイルの周囲に配されていてもよい。
【００１４】
（６）前記（１）または（２）のいずれかに記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルと前記容器とで挟まれた空間に配されていてもよい。
【００１５】
（７）前記（１）に記載の誘導加熱装置において、前記コイルが渦巻き形状を有し、前記コイルの軸方向における一端側に前記容器が配されていてもよい。
【００１６】
（８）前記（７）に記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルを挟んで前記容器と反対側に配されていてもよい。
【００１７】
（９）前記（７）に記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルと前記容器とで挟まれた空間に配されていてもよい。
【００１８】
（１０）前記（７）に記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、前記コイルの軸と垂直な方向において、前記コイルの周囲に配されていてもよい。
【００１９】
（１１）前記（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材が、円筒形状を有し、その軸が前記コイルの軸と平行となるように配されていることが好ましい。
【００２０】
（１２）前記（１）〜（１１）のいずれか一つに記載の誘導加熱装置において、前記誘導制御部材と前記コイルとの離間距離が、被加熱体とコイルの距離より小さくなる距離まで駆動可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の誘導加熱装置では、コイルに電流を流した際に、コイルの周囲に発生する磁界のうち誘導制御部材に近い部分が、誘導制御部材との磁気的相互作用によって強制的に歪められる。その影響により、被加熱体のうち誘導制御部材に近い部分に作用する磁界は、他の部分に作用する磁界に比べて弱まることになる。そして、誘導制御部材に近い部分では、誘起される電流が相対的に小さくなり、これに伴う発熱の量が、他の部分での発熱の量に比べて小さくなる。
【００２２】
本発明では、駆動機構を用いて誘導制御部材を駆動し、誘導制御部材とコイルとの距離を調整することにより、誘導加熱部材の近くに発生する磁界の歪み具合を変えることができる。したがって、本発明では、被加熱体において作用する磁界が相対的に弱まる位置を自在に変えることができる。つまり、コイルを動かすことなく、被加熱体の発熱量が小さくなる部分の位置を変えることにより、発熱量が大きくなる部分すなわち加熱中心の位置を自在に変えることができ、ひいては被加熱体を均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）本発明の第一実施形態に係る誘導加熱装置の斜視図である。（ｂ）（ａ）の誘導加熱装置の縦断面図である。
【図２】（ａ）図１の誘導加熱装置において、誘導制御部材を下側に駆動させた状態について説明する図である。（ｂ）（ａ）の状態における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図３】（ａ）図１の誘導加熱装置において、誘導制御部材を上側に駆動させた状態について説明する図である。（ｂ）（ａ）の状態における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】（ａ）本発明の第二実施形態に係る誘導加熱装置の断面図であって、誘導制御部材を上側に駆動させた状態について説明する図である。（ｂ）（ａ）の状態における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】（ａ）本発明の第二実施形態に係る誘導加熱装置の断面図であって、誘導制御部材を下側に駆動させた状態について説明する図である。（ｂ）（ａ）の状態における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】（ａ）本発明の第三実施形態に係る誘導加熱装置の断面図であって、誘導制御部材を上側に駆動させた状態について説明する図である。（ｂ）（ａ）の状態における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】（ａ）本発明の第三実施形態に係る誘導加熱装置の断面図であって、誘導制御部材を下側に駆動させた状態について説明する図である。（ｂ）（ａ）の状態における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】（ａ）本発明の第四実施形態に係る誘導加熱装置の斜視図である。（ｂ）（ａ）の誘導加熱装置を動作させた場合における、誘導加熱装置の温度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２５】
＜第一実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る誘導加熱装置１００の概略構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の誘導加熱装置１００の縦断面図である。
【００２６】
誘導加熱装置１００は、被加熱体Ｍを収容する容器（坩堝）１０１と、容器１０１の外側に配されたコイル１０２と、コイル１０２に電流を流した際に発生する誘導磁界を制御する誘導制御部材１０３と、誘導制御部材１０３を駆動する駆動機構１０４と、を備えている。誘導加熱装置１００は、例えば高温の加熱処理を必要とする炭化珪素の昇華炉、溶融炉、黒鉛化炉、結晶成長炉として活用することができる。
【００２７】
容器１０１は、坩堝として機能する公知の材料からなるものである。例えば、昇華法による炭化珪素の単結晶成長に用いる場合には、２０００℃〜２５００℃程度の高温に耐えられる黒鉛、炭化タンタル等の材料からなるものが用いられる。被加熱体Ｍは、容器内１０１において、容器１０１と同等の耐熱性を有する支持部材１０６等によって支持されている。
【００２８】
容器１０１は、内部の温度を維持し、かつ容器１０１が発する熱によってコイル１０２がダメージを受けるのを防ぐために、図１に示すように断熱材１０５で覆われていることが好ましい。断熱材１０５としては、例えば、炭素繊維等のカーボン材料からなるものが用いられる。
【００２９】
容器１０１は、コイル１０２で囲まれる空間に配されている。コイル１０２は、螺旋形状を有し、高周波発振器（不図示）に接続されている。コイル１０２を構成する複数のリング部分１０２Ａは、それぞれ容器１０１の側壁からの離間距離ｄを保って配置される。離間距離ｄは、誘導加熱装置や容器（坩堝）等の大きさによって適宜選択される。
【００３０】
本実施形態に係る誘導制御部材１０３は、コイル１０２で囲まれる空間の外側であって、コイルの軸１０２ａと平行な方向において、コイル１０３の少なくとも一端側に配されている。図１では、誘導制御部材１０３が、コイルの一端１０２ｂ側（上側）、他端１０２ｃ側（下側）に、それぞれ１つずつ配されている場合について例示している。つまり、２つの誘導制御部材１０３Ａ、１０３Ｂが、コイル１０２を間に挟むように配されている。これらは、互いに同じ材料からなり、同じ形状、同じ大きさを有することが好ましい。２つの誘導制御部材１０３Ａ、１０３Ｂの中心軸同士は、略一致していることが好ましい。
【００３１】
誘導制御部材１０３としては、非磁性で、導電性を示し、耐熱性を有するものであることが好ましく、例えば銅、銅合金、金、プラチナ、銀、パラジウム等の導電材料からなるものを用いることができ、銅または銅合金が好ましい。銅合金としては、亜鉛、スズ、ニッケル、クロム、銀等との合金を用いることができ、亜鉛を主とした銅合金が好ましい。
【００３２】
誘導制御部材１０３は、誘導加熱の過程において温度が上がり過ぎるのを防ぐため、冷却水の供給等の機能を有する冷却手段（不図示）を備えている。
【００３３】
誘導制御部材１０３は、フレキシブルな部材、あるいは構造であってもよい。この場合、誘導制御部材１０３の形状を変化させることによって、コイルから磁界の歪め方を自在に調整することができる。
【００３４】
均熱性を高める観点から、容器１０１、誘導制御部材１０３の形状は、いずれも両端が開口した略円筒状であることが好ましく、コイルの軸１０２ａと容器の中心軸１０１ａと誘導制御部材の中心軸１０３ａとが、略一致していることが好ましい。
【００３５】
この場合、誘導制御部材１０３は、その内部を容器１０２が貫通した配置をとることができるため、容器１０２に遮られることなく、誘導制御部材１０３とコイルとの距離を自在に調整することができる。
【００３６】
誘導制御部材１０３が略円筒状を有する場合、発生する磁界を効果的に歪める観点から、側壁の厚みｔ１や軸方向の長さｔ２は、容器（坩堝）の大きさやコイルの大きさに応じて、誘導制御部材の効果が得られる範囲で適宜選択される。誘導制御部材１０３は、コイル１０２との離間距離ｄ１が被加熱体Ｍとコイル１０２の距離より小さくなる位置まで駆動可能である。誘導制御部材とコイルとの離間距離ｄ１は誘導制御部材の効果が得られる範囲内の遠さで、かつ放電しない範囲内の近さで選択される。放電が起こる距離は、電力、真空度、ガス雰囲気などによって異なるため、使用する環境に応じて定めることができる。
【００３７】
駆動機構１０４は、誘導制御部材１０３を所定の方向に駆動する機能を有している。誘導制御部材１０３の駆動方向は、コイル１０２と誘導制御部材１０３の位置関係によって決定される。本実施形態では、誘導制御部材１０３Ａ、１０３Ｂを、それぞれ駆動機構１０４Ａ、１０４Ｂを用いて、コイルの軸１０２ａ方向（図１では上下方向）に駆動するように構成されている。
【００３８】
本実施形態では、誘導制御部材１０３Ａ、１０３Ｂのそれぞれを、駆動機構１０４Ａ、１０４Ｂで個別に駆動する方式を例示しているが、誘導制御部材１０３Ａ、１０３Ｂ間の距離が制限されている場合には、１つの駆動機構で駆動する方式に置き替えてもよい。
【００３９】
上述した構成においてコイル１０２に高周波電流を流した場合、コイル１０２の周囲に発生する磁界（誘導磁界）が被加熱体Ｍに作用し、そこに電流（誘導電流）が誘起される。そして、電流の誘起に伴うジュール熱によって、被加熱体Ｍの温度が上昇する。
【００４０】
図２（ａ）は、図１の誘導加熱装置１００において、誘導加熱部材１０３Ａ、１０３Ｂを駆動させ、一端１０２ｂ側の誘導加熱部材１０３Ａをコイル１０２に近づけ、他端１０２ｃ側の誘導加熱部材１０３Ｂをコイル１０２から遠ざけた状態について説明する図である。
【００４１】
図２（ｂ）は、この状態でコイル１０２に高周波電流を流した場合について、誘導加熱装置の片側部分（右側部分）１００Ａにおける、温度分布のシミュレーション結果を示す図である。温度分布は色の濃淡で表されており、濃い領域ほど温度が高いことを示している（以下に示す図でも同様）。上昇した温度の分布は、図２（ｂ）に示すように一様ではなく、誘導加熱部材１０３Ａに近い側の部分の温度が、他の部分に比べて低くなる。誘導加熱装置の他の片側部分（左側部分）においては、図２（ｂ）の分布と境界線Ｃを中心とした軸対称な分布を示す。
【００４２】
図３（ａ）は、図１の誘導加熱装置１００において、誘導加熱部材１０３Ａ、１０３Ｂを駆動させ、誘導加熱部材１０３Ａをコイル１０２から遠ざけ、誘導加熱部材１０３Ｂをコイル１０２に近づけた状態について説明する図である。
【００４３】
図３（ｂ）は、この状態でコイル１０２に高周波電流を流した場合について、誘導加熱装置１００の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。上昇した温度の分布は、図３（ｂ）に示すように一様ではなく、誘導加熱部材１０３Ｂに近い側の部分の温度が、他の部分に比べて低くなる。誘導加熱装置の他の片側部分（左側部分）においては、図３（ｂ）の分布と境界線Ｃを中心とした軸対称な分布を示す。
【００４４】
図２、３に示すように、本実施形態に係る誘導加熱装置１００では、コイル１０２に電流を流した際に、コイル１０２の周囲に発生する磁界のうち誘導制御部材１０３に近い部分が、誘導制御部材１０３との磁気的相互作用によって強制的に歪められる。その影響により、被加熱体Ｍのうち誘導制御部材１０３に近い部分に作用する磁界は、他の部分に作用する磁界に比べて弱まることになる。そして、誘導制御部材１０３に近い部分では、誘起される電流が相対的に小さくなり、これに伴う発熱の量が、他の部分での発熱の量に比べて小さくなる。
【００４５】
本実施形態では、駆動機構１０４を用いて誘導制御部材１０３を駆動し、誘導制御部材１０３とコイル１０２との距離を調整することにより、誘導加熱部材１０３の近くに発生する磁界の歪み具合を変えることができる。したがって、本実施形態では、被加熱体Ｍにおいて作用する磁界が相対的に弱まる位置を自在に変えることができる。つまり、コイル１０２を動かすことなく、被加熱体Ｍの発熱量が小さくなる部分の位置を変えることにより、発熱量が大きくなる部分すなわち加熱中心の位置を自在に変えることができ、ひいては被加熱体Ｍを均一に加熱することができる。
【００４６】
＜第二実施形態＞
図４（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る誘導加熱装置２００の縦断面図である。誘導加熱装置２００では、誘導制御部材２０３が、コイル２０２の軸と垂直な方向において、コイル２０２の周囲に配されている。すなわち、誘導制御部材２０３の内壁面がコイル２０２と対向している。誘導制御部材２０３以外の構成は、第一実施形態に係る誘導加熱装置１００の構成と同様であり、誘導加熱装置１００と同等の効果を奏する。
【００４７】
発生する磁界を効果的に歪める観点から、誘導制御部材２０３は、コイルの軸２０２ａに垂直な平面視におけるコイル２０２との離間距離ｄ２が、容器２０１とコイル２０２の距離より小さい範囲を含んで駆動されることが好ましい。すなわち、誘導制御部材２０３は、コイル２０２との離間距離ｄ２が被加熱体Ｍとコイル２０２の距離より小さくなる位置まで駆動可能であることが好ましい。
【００４８】
図４（ａ）では、誘導加熱部材２０３を駆動させ、誘導加熱部材２０３をコイルの軸２０２ａ方向における一端側（上側）２０２ｂに近づけた状態を示している。図４（ｂ）は、この状態でコイル２０２に高周波電流を流した場合について、誘導加熱装置の一部分（右側半分）２００Ａにおける、温度分布のシミュレーション結果を示す図である。上昇した温度の分布は、図４（ｂ）に示すように一様ではなく、誘導加熱部材２０３に近い側の部分の温度が、他の部分に比べて低くなる。誘導加熱装置の他の片側部分（左側部分）においては、図４（ｂ）の分布と境界線Ｃを中心とした軸対称な分布を示す。
【００４９】
図５（ａ）では、誘導加熱部材２０３を駆動させ、誘導加熱部材２０３をコイルの軸２０２ａ方向における他端側（下側）２０２ｃに近づけた状態を示している。図５（ｂ）は、この状態でコイル２０２に高周波電流を流した場合について、誘導加熱装置の一部分（右側半分）２００Ａにおける、温度分布のシミュレーション結果を示す図である。上昇した温度の分布は、図５（ｂ）に示すように一様ではなく、誘導加熱部材２０３に近い側の部分の温度が、他の部分に比べて低くなる。誘導加熱装置の他の片側部分（左側部分）においては、図５（ｂ）の分布と境界線Ｃを中心とした軸対称な分布を示す。
【００５０】
図４、５に示すように、本実施形態に係る誘導加熱装置２００でも、コイル２０２に電流を流した際に、コイル２０２の周囲に発生する磁界のうち誘導制御部材２０３に近い部分が、誘導制御部材２０３との磁気的相互作用によって強制的に歪められる。したがって、駆動機構２０４を用いて誘導制御部材２０３の位置を調整することにより、被加熱体における加熱中心の位置を自在に変えることができ、ひいては被加熱体を均一に加熱することができる。
【００５１】
＜第三実施形態＞
図６（ａ）は、本発明の第三実施形態に係る誘導加熱装置３００の縦断面図である。誘導加熱装置３００では、誘導制御部材３０３が、コイル３０２の軸と垂直な方向において、コイル３０２と容器３０１とで挟まれた空間に配されている。すなわち、誘導制御部材３０３の内壁面は容器３０１と対向し、誘導制御部材３０３の外壁面はコイル３０２と対向している。誘導制御部材３０３以外の構成は、第一実施形態に係る誘導加熱装置１００の構成と同様であり、誘導加熱装置１００と同等の効果を奏する。
【００５２】
本実施形態では、誘導制御部材３０３が、被加熱体Ｍよりコイル３０２に近い位置に配置されることになり、その位置関係を維持して駆動することにより効率的に誘導制御を行うことができる。
【００５３】
図６（ａ）では、誘導加熱部材３０３を駆動させ、誘導加熱部材３０３をコイルの軸３０２ａ方向における一端側（上側）３０２ｂに近づけた状態を示している。図６（ｂ）は、この状態でコイル３０２に高周波電流を流した場合について、誘導加熱装置の一部分（右側半分）３００Ａにおける、温度分布のシミュレーション結果を示す図である。上昇した温度の分布は、図６（ｂ）に示すように一様ではなく、誘導加熱部材３０３に近い側の部分の温度が、他の部分に比べて低くなる。誘導加熱装置内の温度分布は、図６（ｂ）の分布と境界線Ｃを中心とした軸対称な分布を示す。
【００５４】
図７（ａ）では、誘導加熱部材３０３を駆動させ、誘導加熱部材３０３をコイルの軸３０２ａ方向における他端側（下側）３０２ｃに近づけた状態を示している。図７（ｂ）は、この状態でコイル３０２に高周波電流を流した場合について、誘導加熱装置の一部分（右側半分）３００Ａにおける、温度分布のシミュレーション結果を示す図である。上昇した温度の分布は、図７（ｂ）に示すように一様ではなく、誘導加熱部材３０３に近い側の部分の温度が、他の部分に比べて低くなる。誘導加熱装置内の温度分布は、図７（ｂ）の分布と境界線Ｃを中心とした軸対称な分布を示す。
【００５５】
図６、７に示すように、本実施形態に係る誘導加熱装置でも、コイルに電流を流した際に、コイルの周囲に発生する磁界のうち誘導制御部材に近い部分が、誘導制御部材との磁気的相互作用によって強制的に歪められる。したがって、駆動機構を用いて誘導制御部材３０３の位置を調整することにより、被加熱体における加熱中心の位置を自在に変えることができ、ひいては被加熱体を均一に加熱することができる。
【００５６】
＜第四実施形態＞
図８（ａ）は、本発明の第四実施形態に係る誘導加熱装置４００の概略構成を示す斜視図である。誘導加熱装置４００では、コイル４０２が渦巻き形状（蚊取り線香形状）を有し、コイルの軸４０２ａ方向における一端側（上側）に容器４０１が配されている。誘導制御部材４０３は、コイル４０２を挟んで容器４０１と反対側に配されている。
【００５７】
均熱性を高める観点から、容器４０１、誘導制御部材４０３の形状は、いずれも両端が開口した略円筒状であることが好ましく、コイルの軸４０２ａと容器の中心軸４０１ａと誘導制御部材の中心軸４０３ａとが、略一致していることが好ましい。コイル４０２および誘導制御部材４０３以外の構成は、第一実施形態に係る誘導加熱装置１００の構成と同様であり、誘導加熱装置１００と同等の効果を奏する。
【００５８】
図８（ｂ）は、誘導制御部材４０３を、駆動機構４０４を用いてコイルの軸４０２ａ方向（上下方向）に駆動した場合における、被加熱体Ｍの外表面の温度分布を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は容器の中心軸４０１ａ、誘導制御部材の中心軸４０２ａからの距離［ｍｍ］を示し、縦軸はコイル４０２と対向する被加熱体Ｍの表面の温度［℃］を示している。破線がコイル４０２と誘導制御部材４０３との離間距離ｄ４を大きくした場合に対応し、実線がコイル４０２と誘導制御部材４０３との離間距離ｄ４を小さくした場合に対応している。
【００５９】
離間距離ｄ４を大きくした場合には、被加熱体Ｍの外表面の温度が中心軸付近で著しく下がっており、加熱される領域がドーナツの形状（リング状）を有している。一方、離間距離ｄ４を小さくした場合には、中心軸付近での温度の下がり具合が若干軽減されている。
【００６０】
本実施形態に係る誘導加熱装置４００でも、コイル４０２に電流を流した際に、コイル４０２の周囲に発生する磁界のうち誘導制御部材４０３に近い部分が、誘導制御部材４０３との磁気的相互作用によって強制的に歪められる。したがって、駆動機構４０４を用いて誘導制御部材４０３の位置を調整することにより、被加熱体Ｍにおける加熱中心の位置を自在に変えることができ、ひいては被加熱体Ｍを均一に加熱することができる。
【００６１】
なお、誘導制御部材４０３は、コイル４０２と容器４０１とで挟まれた空間に配されていてもよい。また、誘導制御部材４０３は、コイルの軸４０２ａと垂直な方向において、コイル４０２の周囲に配されていてもよい。いずれの場合にも、誘導制御部材４０３をコイルの軸４０２ａと平行な方向に駆動することにより、被加熱体Ｍにおける加熱中心の位置を変えることができ、被加熱体Ｍを均一に加熱することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、炭化珪素の結晶成長、焼成等の高温の熱処理を伴うあらゆる製造プロセスにおいて、広く利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００、２００、３００、４００・・・誘導加熱装置
１００Ａ、２００Ａ、３００Ａ、４００Ａ・・・誘導加熱装置の片側部分
１０１、２０１、３０１、４０１・・・容器
１０２、２０２、３０２、４０２・・・コイル
１０２Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ・・・リング部分
１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ・・・中心軸
１０２ｂ、２０２ｂ、３０２ｂ・・・コイルの一端
１０２ｃ、２０２ｃ、３０２ｃ・・・コイルの他端
１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ、２０３、３０３、４０３・・・誘導制御部材
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ、２０４、３０４、４０４・・・駆動機構
１０５、２０５、３０５、４０５・・・断熱材
Ｃ・・・境界線
ｄ、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４・・・離間距離
Ｍ・・・被加熱体
ｔ１・・・側壁の厚み
ｔ２・・・軸方向の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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