(57)【要約】【課題】磁界を遠くまで及ぼすことが可能な磁界発生装置を提供する。【解決手段】磁界発生装置１０は、断面が正方形状であって、前記断面に沿う方向の起磁力を発生可能な複数の起磁力発生領域２０と、各起磁力発生領域２０の角部に少なくとも設けられ、起磁力発生領域２０と交差するように配設された複数の導線３０と、を備えている。そして、起磁力発生領域２０は、ｎ（ｎは５以上の整数）個を一組とし、起磁力を２π／ｎ［ｒａｄ］ずつ回転させながら所定方向に沿って配置されている。【選択図】図７
2019140189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が正方形状であって、前記断面に沿う方向の起磁力を発生可能な複数の起磁力発生領域と、
各前記起磁力発生領域の角部に少なくとも設けられ、前記起磁力発生領域と交差するように配設された複数の導線と、を備え、
前記起磁力発生領域は、
ｎ（ｎは５以上の整数）個を一組とし、起磁力を２π／ｎ［ｒａｄ］ずつ回転させながら所定方向に沿って配置される磁界発生装置。
【請求項２】
基準となる電流値をＩとすると、所定の前記起磁力発生領域からｋ番目の前記起磁力発生領域では、
対角となる角部のうちの一方の組の前記導線に対して、Ｉ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）＋ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給され、
対角となる角部のうちの他方の組の前記導線に対して、Ｉ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給される請求項１に記載の磁界発生装置。
【請求項３】
基準となる電流値をＩとし、所定の前記起磁力発生領域おける起磁力の前記所定方向からのずれをα［ｒａｄ］すると、
前記所定の起磁力発生領域からｋ番目の前記起磁力発生領域では、
対角となる角部のうちの一方の組の前記導線に対して、それぞれＩ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α）＋ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給され、
対角となる角部のうちの他方の組の前記導線に対して、それぞれＩ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α）−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給される請求項１に記載の磁界発生装置。
【請求項４】
前記起磁力発生領域では、前記所定方向及び前記所定方向に直交する直交方向の少なくとも一方に対をなす前記導線を、前記角部の対角線に対して対称となるように複数組備え、
前記対角線上にある前記導線には、最寄りの前記角部の前記導線と同じ電流が供給される請求項２又は３に記載の磁界発生装置。
【請求項５】
一の前記対角線上にある第一の前記導線と前記一の対角線と隣接する前記対角線上にある第二の前記導線との間に挟まれる前記導線には、前記第一の導線と前記第二の導線との平均の電流が供給される請求項４に記載の磁界発生装置。
【請求項６】
前記起磁力発生領域において、前記所定方向中央よりも一の前記角部側かつ前記直交方向中央よりも前記一の角部側にある前記導線には、前記一の角部の前記導線と同じ電流が供給される請求項４に記載の磁界発生装置。
【請求項７】
隣り合う前記起磁力発生領域の境界を跨いで隣接する各前記導線は一つの融合導線に融合されており、
前記融合導線には、前記境界を跨いで隣接する各前記導線を融合しない場合における、前記隣接する各前記導線の和の電流が供給される請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁界発生装置。
【請求項８】
前記起磁力発生領域の断面内部に中空部を有さない請求項１〜７の何れか１項に記載の磁界発生装置。
【請求項９】
複数の前記起磁力発生領域において、電流値が等しい前記導線を一つのリッツ線で構成する請求項１〜８の何れか１項に記載の磁界発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性線材に流れる電流によって磁界を発生させる磁界発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁調理器（ＩＨ調理器）は、コイルに高周波電流を供給して磁場を形成し、この磁場に配置される誘導加熱用器具に電磁誘導による渦電流を生じさせて、誘導加熱用器具を加熱する。特許文献１の誘導加熱調理器には、中央コイルが配置されると共に、中央コイルの周囲に複数の周辺コイルが配置されており、中央コイル及び複数の周辺コイルに高周波電流が供給されることで磁場が形成される。また、特許文献１では、中央コイル及び周辺コイルの上方に載置された誘導加熱調理器具を検出し、上方に誘導加熱用器具が検出された中央コイル、及び周辺コイルに選択的に高周波電流を供給することで、誘導加熱用器具の加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１０１２０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、平板状（扁平状）に巻かれたコイルには、該平板状コイルの一方の面側と他方の面側（裏面側）に磁場が発生する。このため、電磁調理器には、コイルの誘導加熱用器具とは反対側（装置裏側）に強磁性材料などを用いた磁気遮蔽部材が配置され、装置裏側に向けて発生する磁束が電磁調理器の内部空間に漏れるのが抑制されている。また、電磁調理器では、磁場を形成するコイルに発熱が生じると共に、磁気遮蔽部材にも発熱が生じる。このため、電磁調理器は、冷却ファンや放熱フィンなどの冷却手段が設けられ、コイル及び磁気遮蔽部材の過熱を抑制している。
【０００５】
他方、冷却ファンや放熱フィンなどの冷却手段を取り付けることで、装置が大型化し、コストの上昇を招いている。こうした問題を解決するため、平板状に形成された扁平コイル群が発生する磁界を扁平コイル群の片面だけに集中させ、当該コイル群のもう一方の片面に発生する磁界を極端に小さくできるように起磁力が９０度ずつ回転する磁界発生装置が提案されたが、特許文献１のような従来の電磁調理器と比べて磁界が遠くに及ばないことが問題となっていた。
【０００６】
本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、磁界を遠くまで及ぼすことが可能な磁界発生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】
【０００７】
第１の態様の磁界発生装置は、断面が正方形状であって、前記断面に沿う方向の起磁力を発生可能な複数の起磁力発生領域と、各前記起磁力発生領域の角部に少なくとも設けられ、前記起磁力発生領域と交差するように配設された複数の導線と、を備え、前記起磁力発生領域は、ｎ（ｎは５以上の整数）個を一組とし、起磁力を２π／ｎ［ｒａｄ］ずつ回転させながら所定方向に沿って配置される。
【０００８】
第１の態様は、断面が正方形状の起磁力発生領域を所定方向に沿って配置させた磁界発生装置である。この磁界発生装置では、所定方向に向けて起磁力発生領域における起磁力を２π／ｎ［ｒａｄ］ずつ回転させることでハルバッハ配列を構成することができる。また、この磁界発生装置では、起磁力発生領域における起磁力の角度の変化量を変えることができる。したがって、起磁力の角度の変化量を小さくすることで起磁力発生領域の一方側に発生する磁界をより遠くまで及ぼすことができる。
【０００９】
第２の態様の磁界発生装置は、第１の態様において、基準となる電流値をＩとすると、所定の前記起磁力発生領域からｋ番目の前記起磁力発生領域では、対角となる角部のうちの一方の組の前記導線に対して、Ｉ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）＋ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給され、対角となる角部のうちの他方の組の前記導線に対して、Ｉ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給される。
【００１０】
第２の態様の磁界発生装置は、少なくとも起磁力発生領域の角部に導線が配されている。そして、第２の態様は、起磁力の角度が０［ｒａｄ］となる起磁力発生領域を基準位置とした場合において、ｋ番目の起磁力発生領域において供給すべき電流値を規定したものである。ここで、「対角となる角部のうちの一方（他方）の組の前記導線に対して、・・・電流が互いに極性を入れ替えて供給され」とは、角部の一方の導線に正の電流が流れる場合、対向する角部の他方の導線に負の電流が流れることをいう。
【００１１】
第３の態様の磁界発生装置は、基準となる電流値をＩとし、所定の前記起磁力発生領域おける起磁力の前記所定方向からのずれをα［ｒａｄ］すると、前記所定の起磁力発生領域からｋ番目の前記起磁力発生領域では、対角となる角部のうちの一方の組の前記導線に対して、それぞれＩ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α）＋ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給され、対角となる角部のうちの他方の組の前記導線に対して、それぞれＩ×（ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α）−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が互いに極性を入れ替えて供給される。
【００１２】
第３の態様の磁界発生装置は、少なくとも起磁力発生領域の角部に導線が配されている。そして、第３の態様は、起磁力の角度がα［ｒａｄ］となる起磁力発生領域を基準位置とした場合において、ｋ番目の起磁力発生領域において供給すべき電流値を規定したものである。
【００１３】
第４の態様の磁界発生装置は、第２又は第３の態様において、前記起磁力発生領域では、前記所定方向及び前記所定方向に直交する直交方向の少なくとも一方に対をなす前記導線を、前記角部の対角線に対して対称となるように複数組備え、前記対角線上にある前記導線には、最寄りの前記角部の前記導線と同じ電流が供給される。
【００１４】
第４の態様では、起磁力発生領域の角部以外にも導線が配されている。各導線は所定方向及び直交方向の少なくとも何れに対を成している。また、複数の導線は起磁力発生領域の対角線に対して対称となるように配置されている。第４の態様によれば、角部のみに導線を配した場合と比べて磁界の強度を増すことができる。
【００１５】
第５の態様の磁界発生装置は、第４の態様において、一の前記対角線上にある第一の前記導線と前記一の対角線と隣接する前記対角線上にある第二の前記導線との間に挟まれる前記導線には、前記第一の導線と前記第二の導線との平均の電流が供給される。
【００１６】
第５の態様は、対角線上の導線以外の導線に供給する電流について規定したものである。
【００１７】
第６の態様の磁界発生装置は、第４の態様の前記起磁力発生領域において、前記所定方向中央よりも一の前記角部側かつ前記直交方向中央よりも前記一の角部側にある前記導線には、前記一の角部の前記導線と同じ電流が供給される。
【００１８】
第６の態様は、角部周辺の導線を一体とみなして、各角部の導線群に供給する電流について規定したものである。
【００１９】
第７の態様の磁界発生装置は、第１から第６の態様の何れかにおいて、隣り合う前記起磁力発生領域の境界を跨いで隣接する各前記導線は一つの融合導線に融合されており、前記融合導線には、前記境界を跨いで隣接する各前記導線を融合しない場合における、前記隣接する各前記導線の和の電流が供給される。
【００２０】
第７の態様によれば、上記の各態様の効果に加えて、導線の数を低減することにより装置を簡素化することができる。
【００２１】
第８の態様の磁界発生装置は、第１から第７の態様の何れかにおいて、前記起磁力発生領域の断面内部に中空部を有さない。
【００２２】
第８の態様は、起磁力発生領域の断面内部に隙間なく導線を配するものである。第８の態様によれば、断面内部に中空部を有する場合と比べて磁界の強度を増すことができる。
【００２３】
第９の態様の磁界発生装置は、第１から第８の態様の何れかの複数の前記起磁力発生領域において、電流値が等しい前記導線を一つのリッツ線で構成する。
【００２４】
第９の態様によれば、電流値の等しい導線を共通化することにより装置を簡素化することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の態様によれば、磁界を遠くまで及ぼすことが可能な磁界発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】磁界発生装置の概略構成図である。
【図２】起磁力を発生させるコイルであって、（Ａ）＋Ｙ側に起磁力を発生させる例を示す図、（Ｂ）＋Ｘ側に起磁力を発生させる例を示す図である。
【図３】起磁力を発生させる導線であって、（Ａ）＋Ｙ側に起磁力を発生させる例を示す図、（Ｂ）＋Ｘ側に起磁力を発生させる例を示す図である。
【図４】磁界発生領域における起磁力の角度を変える原理を説明する図である。
【図５】ハルバッハ配列における磁束密度のシミュレーション結果であって、起磁力を９０度ずつ回転させた場合の図である。
【図６】ハルバッハ配列における磁束密度のシミュレーション結果であって、起磁力を４５度ずつ回転させた場合の図である。
【図７】第１の実施形態の磁界発生部の概略断面図である。
【図８】第２の実施形態の磁界発生部の概略断面図である。
【図９】第３の実施形態の磁界発生部の概略断面図である。
【図１０】第３の実施形態の磁界発生部における導線の配置例を示す斜視図（一部断面図）である。
【図１１】第３の実施形態の磁界発生部における導線の配置例を示す斜視図（一部断面図）である。
【図１２】第４の実施形態の起磁力発生領域の概略断面図である。
【図１３】第５の実施形態の起磁力発生領域の概略断面図である。
【図１４】第６の実施形態の起磁力発生領域の概略断面図であって、一辺に導線を奇数本配した例である。
【図１５】第６の実施形態の起磁力発生領域の概略断面図であって、一辺に導線を偶数本配した例である。
【図１６】第７の実施形態の起磁力発生領域の概略断面図であって、一辺に導線を奇数本配した例である。
【図１７】図１６の導線パターンにおける（Ａ）Ｘ方向の起磁力を発生させる際の通電パターン、（Ｂ）Ｙ方向の起磁力を発生させる際の通電パターンを説明する図である。
【図１８】第７の実施形態の起磁力発生領域の概略断面図であって、一辺に導線を偶数本配した例である。
【図１９】図１８の導線パターンにおける（Ａ）Ｘ方向の起磁力を発生させる際の通電パターン、（Ｂ）Ｙ方向の起磁力を発生させる際の通電パターンを説明する図である。
【図２０】（Ａ）は、ハルバッハ磁石配列を示す概略構成図、（Ｂ）は、一般的磁石配列を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、各図の説明において、起磁力発生領域の断面を交差する導線に電流が流れる場合、＋Ｚ側（図の手前側）に流れる電流を正（＋）、−Ｚ側（図の奥側）に流れる電流を負（−）とする。
【００２８】
〔基本原理の説明〕
図２０（Ａ）には、ハルバッハ磁石配列１００が示され、図２０（Ｂ）には、比較例としての一般的な磁石配列１０２が示されている。なお、図２０（Ａ）及び（Ｂ）は、磁石の配列を直線状に展開した展開図とされている。また、図面では、磁石のＳ極側が網掛けにて示され、着磁方向（磁石内でＳ極からＮ極に向かう方向）が矢印にて示され、磁力線が破線にて示されている。
【００２９】
図２０（Ｂ）に示す磁石配列１０２は、電動機（モ−タ）や発電機などの電気回転機などにおいて、回転軸回りに形成されている。磁石配列１０２では、着磁方向が交互に反対方向に向けられて複数の磁石（永久磁石）１０４が配列されており、配列方向と交差する方向の両側には、Ｎ極とＳ極とが順に配置されている。このため、磁石配列１０２では、磁石１０４の配列方向と交差する方向の両側に磁場（磁界）が形成される。
【００３０】
また、図２０（Ａ）に示されるように、磁石の配列には、隣接する磁石１０４の間において着磁方向が略９０度（π／２［ｒａｄ］）ずつ変更されたハルバッハ磁石配列１００がある。ハルバッハ磁石配列１００では、着磁方向が配列方向と交差する方向の一側に向けられた磁石１０４Ａに対して、配列方向両側の磁石１０４Ｂ、１０４Ｃの着磁方向が磁石１０４Ａ側に向けられている。また、磁石１０４Ｂ、１０４Ｃの磁石１０４Ａとは反対側に隣接する磁石１０４Ｄ、１０４Ｅは、着磁方向が磁石１０４Ａの着磁方向とは反対方向に向けられている。なお、磁石１０４Ｄの磁石１０４Ｂとは反対側には、着磁方向が磁石１０４Ｂとは反対側に向けられた磁石１０４（磁石１０４Ｃと同様の磁石１０４）が配置され、磁石１０４Ｅの磁石１０４Ｃとは反対側には、着磁方向が磁石１０４Ｃとは反対側に向けられた磁石１０４（磁石１０４Ｂと同様の磁石１０４）が配置される（何れも図示省略）。
【００３１】
これにより、ハルバッハ磁石配列１００では、磁石１０４Ａの着磁方向に、磁石配列１０２に比して強い磁場が形成され、磁石１０４Ａの着磁方向とは反対方向の磁場が磁石配列１０２の磁場に比して弱められる。このようなハルバッハ磁石配列１００に用いられる磁石１０４は、例えば略直方体状（着磁方向に平行な断面の一辺の長さがａの正方形）とされて、緊密に接するように配置されることが好ましい。
【００３２】
ここで、ハルバッハ磁石配列を、電磁調理器（ＩＨ調理器）等の磁界発生装置に適用するためには、電磁誘導により渦電流を発生させる必要がある。すなわち、ハルバッハ磁石配列を備える磁界発生装置において、電磁誘導を発生させるためには導電性線材（導線）に交流を流すことで交番磁界を発生させる必要がある。
【００３３】
図１には、磁界発生装置１０の概略構成が示されている。磁界発生装置１０は、磁界発生部１２及び電流供給部としての電源部１４を備えており、電源部１４は、磁界発生部１２に高周波電流（交流電流）を供給する。
【００３４】
一般に、一対の導線（電線）又は導線を巻回したコイルに電流を流すことで、一対の導線又はコイルが電磁石として機能し、電磁石は、磁石１０４と同様に磁場を形成できる。
【００３５】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、断面正方形状である起磁力発生領域２０に導線１３０からなるコイル１３２、１３４を配した例である。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、コイル１３２、１３４は、導電性線材としての導線（電線）１３０が螺旋状に巻かれて形成されたソレノイド（ソレノイドコイル）とされている。
【００３６】
コイル１３２、１３４は、直径（巻回部の直径）と軸線方向に沿った巻回部の長さとが略同様とされている（いずれも距離Ｌ）。コイル１３２、１３４は、導線１３０に電流が流れることで、中空内部を貫通する磁力線（磁束線）が発生して磁石（電磁石）として機能する。また、コイル１３２、１３４は、導線１３０に高周波電流などの交流電流が供給されることで、磁束線の向きが交互に切替わる。図２（Ａ）及び（Ｂ）には、所定のタイミングにおいてコイル１３２、１３４内部に生じる起磁力の方向を矢印にて示しており、コイル１３２、１３４の起磁力の方向が、磁石１０４における着磁方向に相当する。
【００３７】
図２（Ａ）に示されるように、Ｙ方向を軸としてコイル１３２を配置し、＋Ｙ側に右ねじを進める回転方向に電流を流すことにより＋Ｙ側に起磁力を発生させることができる。また、−Ｙ側に右ねじを進める回転方向に電流を流すことにより−Ｙ側に起磁力を発生させることができる。
【００３８】
図２（Ｂ）に示されるように、Ｘ方向を軸としてコイル１３４を配置し、＋Ｘ側に右ねじを進める回転方向に電流を流すことにより＋Ｘ側に起磁力を発生させることができる。また、−Ｘ側に右ねじを進める回転方向に電流を流すことにより−Ｘ側に起磁力を発生させることができる。
【００３９】
以上のように、コイル１３２、１３４の向きとコイル１３２、１３４に流す電流の向きを調整することにより、起磁力発生領域２０は、図２０（Ａ）に示すハルバッハ磁石配列１００における磁石１０４と置き換えることができる。そして、電源部１４から供給される電力（高周波電流）によってハルバッハ磁石配列１００の磁場に近似した磁場を電気的に形成する。また、磁界発生装置１０は、電源部１４が所定周波数の高周波電流を磁界発生部１２に供給することで、磁界発生部１２が高周波交番磁界を発生する。これにより、磁界発生装置１０は、電磁調理器などの電磁誘導機器に適用可能となる。
【００４０】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように起磁力発生領域２０では、上述の導線１３０からなるコイル１３２、１３４に変えて起磁力発生領域２０と垂直に交差する複数対の導線３０が配されている。ここで、起磁力発生領域２０は、Ｘ方向の対向する辺同士の距離及びＹ方向の対向する辺同士の距離が共に距離Ｌであって、断面が正方形状を呈している。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）には、所定のタイミングにおいて起磁力発生領域２０に生じる起磁力の方向を矢印にて示している（以下、図４〜図１９に同じ）。
【００４１】
起磁力発生領域２０においては、導線３０として−Ｘ側＋かつＹ側の角部に導線３０Ａａが、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に導線３０Ｂａが、−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に導線３０Ａｂが、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に導線３０Ｂｂが、それぞれ設けられている。また、起磁力発生領域２０においては、導線３０として−Ｘ側の辺部中央に導線３０Ａｓが、＋Ｘ側の辺部中央に導線３０Ｂｓが、＋Ｙ側の辺部中央に導線３０Ｓａが、−Ｙ側の辺部中央に導線３０Ｓｂが、それぞれ設けられている。
【００４２】
導線３０は、銅線が用いられてもよく、銅線以外の金属線が用いられてもよい。また、導線３０は、リッツ線が用いられてもよく、特に、電源部１４から高周波電流（周波数が数ｋＨｚ以上の電流）が供給される場合には、リッツ線が用いられることが好ましい。また、導線３０は、裸線であってもよいが、後述する各実施形態では、耐熱性の被覆線が用いられている。
【００４３】
ここで、図３（Ａ）に示されるように、−Ｘ側の導線３０Ａａ、導線３０Ａｓ及び導線３０Ａｂに＋Ｚ側に向かう電流を、＋Ｘ側の導線３０Ｂａ、導線３０Ｂｓ及び導線３０Ｂｂに−Ｚ側に向かう電流をそれぞれ流すことにより、＋Ｙ側に向かう起磁力を発生させることができる。また、−Ｘ側の導線３０Ａａ、導線３０Ａｓ及び導線３０Ａｂに−Ｚ側に向かう電流を、＋Ｘ側の導線３０Ｂａ、導線３０Ｂｓ及び導線３０Ｂｂに＋Ｚ側に向かう電流をそれぞれ流すことにより、−Ｙ側に向かう起磁力を発生させることができる。なお、Ｙ方向に起磁力を発生させる場合、Ｘ方向中央の両端部に設けられる導線３０Ｓａ及び導線３０Ｓｂには電流は流れない。
【００４４】
一方、図３（Ｂ）に示されるように、＋Ｙ側の導線３０Ａａ、導線３０Ｓａ及び導線３０Ｂａに−Ｚ側に向かう電流を、−Ｙ側の導線３０Ａｂ、導線３０Ｓｂ及び導線３０Ｂｂに＋Ｚ側に向かう電流をそれぞれ流すことにより、−Ｘ側に向かう起磁力を発生させることができる。また、＋Ｙ側の導線３０Ａａ、導線３０Ｓａ及び導線３０Ｂａに＋Ｚ側に向かう電流を、−Ｙ側の導線３０Ａｂ、導線３０Ｓｂ及び導線３０Ｂｂに−Ｚ側に向かう電流をそれぞれ流すことにより、＋Ｘ側に向かう起磁力を発生させることができる。なお、Ｘ方向に起磁力を発生させる場合、Ｙ方向中央の両端部に設けられる導線３０Ａｓ及び導線３０Ｂｓには電流は流れない。
【００４５】
以上のように、各導線３０の配置と電流の向きを調整することにより、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すコイル１３２、１３４と置き換えることができる。そして、電源部１４から供給される電力（高周波電流）によってハルバッハ磁石配列１００の磁場に近似した磁場を電気的に形成することができる。また、磁界発生装置１０は、電源部１４が所定周波数の高周波電流を磁界発生部１２に供給することで、磁界発生部１２が高周波交番磁界を発生する。これにより、磁界発生装置１０は、電磁調理器などの電磁誘導機器に適用可能となる。
【００４６】
次に、起磁力発生領域２０において、斜め方向の起磁力を発生させる方法について説明する。Ｘ軸（＋Ｘ側）に対する起磁力の傾きをθ［ｒａｄ］とすると、例えば、図４に示されるように、＋Ｘ側（θ＝０）の起磁力と、＋Ｙ側（θ＝π／２）の起磁力とを合成することで、４５度（θ＝π／４）となる起磁力を発生させることができる。ここで、起磁力発生領域２０において起磁力が０度（θ＝０）を向くときの起磁力の大きさをＶｍとすると、起磁力がθ方向を向いた場合において大きさＶｍの起磁力を発生させるためには、Ｘ方向において大きさＶｍ×ｃｏｓθ、及びＹ方向において大きさＶｍ×ｓｉｎθの起磁力を発生させる必要がある。
【００４７】
ここで、＋Ｘ側（θ＝０）を向く場合において大きさＶｍの起磁力を発生させるべく、各導線３０に流す電流をＩとした場合、すなわち、導線３０Ａａ、３０Ｓａ、３０Ｂａに対してそれぞれ電流Ｉ、導線３０Ａｂ、３０Ｓｂ、３０Ｂｂに対してそれぞれ電流−Ｉを流す場合、起磁力Ｖｍは電流Ｉに比例する。したがって、θ方向において大きさＶｍの起磁力を発生させるためには、Ｘ方向の起磁力を発生させる導線３０Ａａ、３０Ｓａ、３０Ｂａに対してそれぞれＩ×ｃｏｓθの電流を流し、導線３０Ａｂ、３０Ｓｂ、３０Ｂｂに対してそれぞれ−Ｉ×ｃｏｓθの電流を流す必要がある。また、Ｙ方向の起磁力を発生させる導線３０Ａａ、３０Ａｓ、３０Ａｂに対してそれぞれＩ×ｓｉｎθの電流を流し、導線３０Ｂａ、３０Ｂｓ、３０Ｂｂに対してそれぞれ−Ｉ×ｓｉｎθの電流を流す必要がある。
【００４８】
そして、起磁力発生領域２０の角部を構成する導線３０においては、Ｘ方向及びＹ方向の双方の起磁力に関与することから、これら角部の導線３０に流れる電流については、各成分の電流の和となる。つまり、導線３０ＡａにはＩ×（ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）の電流を流し、導線３０ＢａにはＩ×（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）の電流を流し、導線３０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）の電流を流し、導線３０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）の電流を流す（図４参照）ことになる。
【００４９】
続いて、起磁力発生領域２０を並べて配置した場合における、起磁力の回転角度と磁界との関係について説明する。図４に示される導線３０の配列を有する起磁力発生領域２０をＸ方向に沿って並べ、ハルバッハ配列となるように磁界を発生させた場合の磁束密度分布を図５及び図６に示す。導線３０によるハルバッハ配列は、正方形状の断面に沿って発生する起磁力を所定の回転角度で回転させながら並べて構成される。ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎとすると、所定の回転角度として３６０／ｎ度（２π／ｎ［ｒａｄ］）ずつ回転することになる。
【００５０】
例えば、図５は起磁力発生領域２０における起磁力を９０度ずつ回転させながら配列させた（ｎ＝４）例であり、図６は４５度ずつ回転させながら配列させた（ｎ＝８）例である。起磁力発生領域２０を構成する正方形状の断面の一片の長さをｌｍ、ポールピッチ（Ｎ極Ｓ極間の距離）をτとすると、例えば、起磁力が＋Ｙ側（θ＝π／２）を向く起磁力発生領域２０の＋Ｙ側の辺上の点Ｏの直上で距離τの地点Ｐの磁束密度は回転角が９０度と４５度の場合で同じとなる。起磁力の回転角は３６０度を整数ｎで除して決定されるので、ポールピッチτはｌｍ×ｎ／２と表すことができる。このため、正方形状の断面の一片の長さｌｍを固定した場合、ハルバッハ配列において配列表面からより遠くの空間の磁束密度を増加させるには回転角度を小さくすればよいことがわかる。すなわち、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数ｎを大きくすればよい。
【００５１】
以上、本発明では、図４に示すように、起磁力発生領域２０を構成する断面に交差する方向に対となる導線３０を複数組設けることにより、起磁力の向きを自由に変えることが可能である。これにより、より遠くの空間の磁束密度を増加させる、つまり磁界が遠くまで及ぶことが可能な磁界発生装置を提供することができる。
【００５２】
〔第１の実施形態〕
図７に示されるように、第１の実施形態の磁界発生装置１０は、複数の起磁力発生領域２０を所定方向であるＸ方向に並べて配置すると共に、隣接する起磁力発生領域２０の起磁力の回転角度を６０度（θ＝π／３）ずつ変化させた磁界発生部１２Ａを有している。つまり、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎとするとｎ＝６とされている。
【００５３】
本実施形態では、起磁力発生領域２０として０度（θ＝０）の方向に起磁力が生じる領域２１、６０度（θ＝π／３）の方向に起磁力が生じる領域２２、１２０度（θ＝２π／３）の方向に起磁力が生じる領域２３を備えている。また、本実施形態は、起磁力発生領域２０として１８０度（θ＝π）の方向に起磁力が生じる領域２４、２４０度（θ＝４π／３）の方向に起磁力が生じる領域２５、３００度（θ＝５π／３）の方向に起磁力が生じる領域２６を備えている。領域２１から領域２６はＸ方向に沿って配列されておりハルバッハ配列を構成している。なお、領域２６において、領域２５と反対側には再び領域２１が配置されている。
【００５４】
本実施形態は、起磁力発生領域２０を構成する断面の交差方向であるＺ方向に８本の導線３０を配して起磁力を発生させるものである。具体的に導線３０は−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ａａと、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ｂａと、−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ａｂと、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ｂｂと、を有している（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。
【００５５】
また、導線３０は＋Ｙ側の辺部中央に設けられた導線３０Ｓａと、−Ｙ側の辺部中央に設けられた導線３０Ｓｂと、−Ｘ側の辺部中央に設けられた導線３０Ａｓと、＋Ｘ側の辺部中央に設けられた導線３０Ｂｓと、を有している（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。
【００５６】
なお、各起磁力発生領域２０において導線３０Ａａ、３０Ｂａ、３０Ａｂ、３０Ｂｂ、３０Ｓａ、３０Ｓｂ、３０Ａｓ、３０Ｂｓを特定する場合は、次のとおり符号を付すこととする。例えば、領域２１においては、導線３１Ａａ、３１Ｂａ、３１Ａｂ、３１Ｂｂ、３１Ｓａ、３１Ｓｂ、３１Ａｓ、３１Ｂｓとする。また例えば、領域２２においては、導線３２Ａａ、３２Ｂａ、３２Ａｂ、３２Ｂｂ、３２Ｓａ、３２Ｓｂ、３２Ａｓ、３２Ｂｓとする。領域２３〜領域２６についても同様である。
【００５７】
本実施形態の磁界発生部において、基準となる電流をＩとし、起磁力が０度（θ＝０）となる領域２１を基準位置とすると、領域２１から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０の各導線３０に流れる電流は次のとおりとなる。
【００５８】
すなわち、角部においては、導線３０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れ、導線３０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）−ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れ、導線３０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れる。
【００５９】
また辺部においては、導線３０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（π×ｋ／３）で求められる電流が流れ、導線３０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（π×ｋ／３）で求められる電流が流れ、導線３０ＡｓにはＩ×ｓｉｎ（π×ｋ／３）で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｓには−Ｉ×ｓｉｎ（π×ｋ／３）で求められる電流が流れる。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、起磁力発生領域２０において起磁力の角度を自由に調整することができる。そして、複数の起磁力発生領域２０をＸ方向に沿って並べて配置すると共に、隣接する起磁力発生領域２０の起磁力の回転角度を所定角度ずつ変化させることにより、ハルバッハ配列を有する磁界発生部１２Ａを構成することができる。なお、本実施形態のように起磁力発生領域２０が＋Ｘ側に向かうにつれて起磁力の角度が反時計回りに変化する場合、起磁力発生領域２０の−Ｙ側では磁界が抑制され、＋Ｙ側では広範に磁界を発生させることができる。
【００６１】
そして、本実施形態の磁界発生部１２Ａの構成によれば、起磁力の回転角度の変化量を少なくすることで、より＋Ｙ側に磁界を発生させることができる。すなわち、遠くの空間の磁束密度を増加させることができる。本実施形態では起磁力が６０度（θ＝π／３）ずつ変化するように、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数を６とした（ｎ＝６）がこれに限らず、従前の回転角度９０度のハルバッハ配列（図５参照）との対比においては、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数を５（ｎ＝５）以上にするとよい。
【００６２】
この場合、基準となる電流をＩとし、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎ、起磁力が０度（θ＝０）となる起磁力発生領域２０を基準位置とすると、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０の各導線３０に流れる電流は以下のとおりとなる。
【００６３】
すなわち、角部においては、導線３０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線３０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線３０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れる。
【００６４】
また辺部においては、導線３０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線３０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線３０ＡｓにはＩ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｓには−Ｉ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れる。
【００６５】
本実施形態では、基準となる電流値をＩのまま回転角度のみを調整する、換言すると、起磁力の回転角度の変化量を調整することにより、起磁力発生領域２０から＋Ｙ側に離れた地点における磁束密度を増減させることができる。つまり、本実施形態の磁界発生装置１０を調理器具に適用した場合、調理器具の天板から調理器具（例えば鍋底）までの距離に応じて渦電流が最大となるように調整することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、起磁力が０度（θ＝０）の領域２１においては、導線３１Ａｓ及び導線３１Ｂｓの電流は０となる。また、起磁力が１８０度（θ＝π）の領域２４においては、導線３４Ａｓ及び導線３４Ｂｓの電流は０となる。つまり、起磁力の回転角度を変化させない場合には、これらの導線３１Ａｓ、３１Ｂｓ、３４Ａｓ及び３４Ｂｓを省略することが可能である。
【００６７】
（変形例）
第１の実施形態の磁界発生部１２Ａでは、起磁力が０度（θ＝０）となる領域２１を基準位置としたがこの限りではない。例えば、起磁力がα［ｒａｄ］（α×１８０／π度）となる起磁力発生領域２０を基準位置とした場合、基準となる電流をＩとし、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎとすると、＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０の各導線３０に流れる電流は以下のとおりとなる。
【００６８】
すなわち、角部においては、導線３０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が流れ、導線３０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が流れ、導線３０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α））で求められる電流が流れる。
【００６９】
また辺部においては、導線３０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α）で求められる電流が流れ、導線３０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ＋α）で求められる電流が流れ、導線３０ＡｓにはＩ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α）で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｓには−Ｉ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ＋α）で求められる電流が流れる。
【００７０】
〔第２の実施形態〕
第１の実施形態の磁界発生部１２Ａでは起磁力発生領域２０の角部及び辺部のそれぞれに導線３０を配していたが、第２の実施形態の磁界発生部１２Ｂは、図８に示されるように、起磁力発生領域２０の角部にのみ導線を配している。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能部品については、第１の実施形態と同様の符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
本実施形態の起磁力発生領域２０における起磁力の回転角度は第１の実施形態と同じである。すなわち、領域２１から領域２６はＸ方向に沿って配列されておりハルバッハ配列を構成している。
【００７２】
本実施形態では、導線３０は−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ａａと、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ｂａと、−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ａｂと、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線３０Ｂｂと、を有している。
【００７３】
なお、各起磁力発生領域２０において導線３０Ａａ、３０Ｂａ、３０Ａｂ、３０Ｂｂを特定する場合は、次のとおり符号を付すこととする。例えば、領域２１においては、導線３１Ａａ、３１Ｂａ、３１Ａｂ、３１Ｂｂとする。また例えば、領域２２においては、導線３２Ａａ、３２Ｂａ、３２Ａｂ、３２Ｂｂとする。領域２３〜領域２６についても同様である。
【００７４】
本実施形態の磁界発生部において、基準となる電流をＩとすると、各導線３０に流れる電流は以下のとおりとなる。すなわち、導線３０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れ、導線３０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）−ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れ、導線３０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れ、導線３０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×ｋ／３））で求められる電流が流れる。
【００７５】
以上のように構成される第２の実施形態の磁界発生部１２Ｂにおいても第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００７６】
〔第３の実施形態〕
第１の実施形態の磁界発生部１２Ａでは起磁力発生領域２０の角部及び辺部のそれぞれに導線３０を配していたが、第３の実施形態の磁界発生部１２Ｃでは、図９に示されるように、隣り合う起磁力発生領域２０の境界部において隣接する導線３０同士が融合導線３００として一つに融合されている。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能部品については、第１の実施形態と同様の符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
本実施形態の起磁力発生領域２０における起磁力の回転角度は第１の実施形態と同じである。すなわち、領域２１から領域２６はＸ方向に沿って配列されておりハルバッハ配列を構成している。
【００７８】
領域２２について見ると、導線３０は領域２１との境界部である−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた融合導線３１２ａと、領域２３との境界部である＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた融合導線３２３ａと、領域２１との境界部である−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた融合導線３１２ｂと、領域２３との境界部である＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた融合導線３２３ｂと、を有している。
【００７９】
また、領域２２における導線３０は＋Ｙ側の辺部中央に設けられた導線３２Ｓａと、−Ｙ側の辺部中央に設けられた導線３２Ｓｂと、領域２１との境界部である−Ｘ側の辺部中央に設けられた融合導線３１２ｓと、領域２３との境界部である＋Ｘ側の辺部中央に設けられた融合導線３２３ｓと、を有している。
【００８０】
なお、各起磁力発生領域２０における導線３０を特定する場合は、次のとおり符号を付すこととする。例えば、領域２６と領域２１との境界部における融合導線３００は、＋Ｙ側から融合導線３６１ａ、３６１ｓ、３６１ｂとする。また例えば、領域２３と領域２４との境界部における融合導線３００は、＋Ｙ側から融合導線３３４ａ、３３４ｓ、３３４ｂとする。他の領域との境界部についても同様である。
【００８１】
また例えば、領域２１の＋Ｙ側及び−Ｙ側の辺部中央の導線３０は、それぞれ導線３１Ｓａ、３１Ｓｂとし、領域２３の＋Ｙ側及び−Ｙ側の辺部中央の導線３０は、それぞれ導線３３Ｓａ、３３Ｓｂとする。領域２４〜領域２６についても同様である。
【００８２】
ここで、本実施形態の融合導線３００には、境界部を跨いで隣接する各導線３０を融合しない場合（図７参照）における、隣接する各導線３０の和の電流が供給される。すなわち、基準となる電流をＩとし、起磁力が０度（θ＝０）となる領域２１を基準位置とすると、領域２１から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０とｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部における融合導線３００に流れる電流は次のとおりとなる。
【００８３】
＋Ｙ側の角部における融合導線３００には、Ｉ×（ｃｏｓ（π×ｋ／３）−ｓｉｎ（π×ｋ／３）＋ｃｏｓ（π×（ｋ+１）／３）＋ｓｉｎ（π×（ｋ+１）／３））で求められる電流が流れる。
【００８４】
また、−Ｙ側の角部における融合導線３００には、Ｉ×（−ｃｏｓ（π×ｋ／３）−ｓｉｎ（π×ｋ／３）−ｃｏｓ（π×（ｋ+１）／３）＋ｓｉｎ（π×（ｋ+１）／３））で求められる電流が流れる。
【００８５】
さらに、Ｙ方向中央の辺部における融合導線３００には、Ｉ×（−ｓｉｎ（π×ｋ／３）＋ｓｉｎ（π×（ｋ＋１）／３））で求められる電流が流れる。
【００８６】
なお、領域２１から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０における導線３０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（π×ｋ／３）で求められる電流が流れ、導線３０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（π×ｋ／３）で求められる電流が流れる。
【００８７】
ところで、本実施形態では隣接する起磁力発生領域２０同士で起磁力の方向が対称となる場合、当該隣接する起磁力発生領域２０同士の境界部における融合導線３００を省略することができる。すなわち、本実施形態においては、領域２２及び領域２３の境界部の融合導線３００である融合導線３２３ａ、３２３ｓ、３２３ｂを省略することができる。また、領域２５及び領域２６の境界部の融合導線３００である融合導線３５６ａ、３５６ｓ、３５６ｂを省略することができる。
【００８８】
図１０及び図１１に本実施形態の磁界発生部１２Ｃの斜視図であって、一部を切り欠いた場合の断面状態を示す。図１０に示されるように、円環状に配置したリッツ線で形成したコイル群により形成するこができる。また、図１１に示されるように、短形状に配置したコイル群により形成するこができる。電流値の等しい導線を共通化することにより装置を簡素化することができる。なお、図１０及び図１１では供給される電流が０となるリッツ線は省略されている。
【００８９】
本実施形態ではハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数を６とした（ｎ＝６）がこれに限らない。本実施形態の磁界発生部１２Ｃの構成において、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎとした場合、基準となる電流をＩとし、起磁力が０度（θ＝０）となる領域２１を基準位置とすると、導線３０に供給する電流は次のとおりとなる。
【００９０】
まず、領域２１から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０とｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部における融合導線３００に流れる電流は次のとおりとなる。
【００９１】
＋Ｙ側の角部における融合導線３００には、Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）＋ｃｏｓ（２π×（ｋ+１）／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×（ｋ+１）／ｎ））で求められる電流が流れる。
【００９２】
また、−Ｙ側の角部における融合導線３００には、Ｉ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）−ｃｏｓ（２π×（ｋ+１）／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×（ｋ+１）／ｎ））で求められる電流が流れる。
【００９３】
さらに、Ｙ方向中央の辺部における融合導線３００には、Ｉ×（−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×（ｋ＋１）／ｎ））で求められる電流が流れる。
【００９４】
なお、領域２１から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０における導線３０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線３０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れる。
【００９５】
以上のように構成される第３の実施形態の磁界発生部１２Ｃにおいても第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。そして、本実施形態によれば、起磁力発生領域２０に配置する導線３０の数を低減させることができる。
【００９６】
なお、本実施形態の磁界発生部１２Ｃの構成によれば、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数ｎが偶数の場合には、ハルバッハ配列は対称性を有する。そのため、図１１に示されるように、リッツ線の束を折り返すことで磁界発生部１２Ｃを形成することができる。図１１の場合、導線３３Ｓａと導線３２Ｓａを、導線３３Ｓｂと導線３２Ｓｂを、導線３４Ｓａと導線３１Ｓａを、導線３４Ｓｂと導線３１Ｓｂを、導線３５Ｓａと導線３６Ｓａを、導線３５Ｓｂと導線３６Ｓｂを、それぞれ１本にまとめることができる。また、融合導線３３４ａと融合導線３１２ａを、融合導線３３４ｓと融合導線３１２ｓを、融合導線３３４ｂと融合導線３１２ｂを、それぞれ１本にまとめることができる。さらに、融合導線３４５ａと融合導線３６１ａを、融合導線３４５ｓと融合導線３６１ｓを、融合導線３４５ｂと融合導線３６１ｂを、それぞれ１本にまとめることができる。
【００９７】
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態の磁界発生部１２Ｄは、起磁力発生領域２０における導線４０の配列が第１の実施形態の磁界発生部１２Ａの導線３０と相違する。図１２に示されるように、本実施形態は、複数の起磁力発生領域２０をＸ方向に沿って配置することにより、ハルバッハ配列を構成することが可能である。そして本実施形態では、起磁力発生領域２０の各角部に導線４０を配置すると共に、辺部に沿って５本の導線４０を並べて配置している。すなわち、本実施形態は起磁力発生領域２０を構成する断面に交差する方向であり、かつ起磁力発生領域２０を囲むように２４本の導線４０が配置されている。
【００９８】
具体的に導線４０は−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線４０Ａａと、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線４０Ｂａと、−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線４０Ａｂと、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線４０Ｂｂと、を有している。
【００９９】
また、導線４０は＋Ｙ側の辺部に設けられた５本の導線４０Ｓａと、−Ｙ側の辺部に設けられた５本の導線４０Ｓｂと、−Ｘ側の辺部に設けられた５本の導線４０Ａｓと、＋Ｘ側の辺部に設けられた５本の導線４０Ｂｓと、を有している。
【０１００】
そして、本実施形態では、基準となる電流をＩとし、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎ、起磁力が０度（θ＝０）となる起磁力発生領域２０を基準位置とすると、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０の各導線４０に流れる電流は以下のとおりとなる。
【０１０１】
すなわち、角部においては、導線４０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線４０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線４０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線４０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れる。
【０１０２】
また辺部においては、導線４０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線４０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線４０ＡｓにはＩ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線４０Ｂｓには−Ｉ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れる。
【０１０３】
本実施形態の磁界発生部１２Ｄによれば、起磁力を発生させる導線４０の数が、第１の実施形態の導線３０よりも多いため、第１の実施形態よりも大きな起磁力を発生させることができる。
【０１０４】
〔第５の実施形態〕
第４の実施形態の磁界発生部１２Ｄでは起磁力発生領域２０の角部及び辺部のそれぞれに導線４０を配していたが、第５の実施形態の磁界発生部１２Ｅでは、図１３に示すように、隣り合う起磁力発生領域２０の境界部において隣接する導線４０同士が融合導線４００として一つに融合されている。なお、第５の実施形態において、第４の実施形態と同様の機能部品については、第４の実施形態と同様の符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態では、起磁力が０度（θ＝０）となる起磁力発生領域２０を基準位置とすると、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０と、ｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部に次の融合導線４００を有している。
【０１０６】
すなわち、ｋ番目の起磁力発生領域２０における導線４０として、ｋ−１番目の起磁力発生領域２０との境界部である−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた融合導線４０Ｕａと、ｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部である＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた融合導線４０Ｖａと、ｋ−１番目の起磁力発生領域２０との境界部である−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた融合導線４０Ｕｂと、ｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部である＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた融合導線４０Ｖｂと、を有している。
【０１０７】
また、ｋ番目の起磁力発生領域２０における導線４０は＋Ｙ側の辺部に設けられた５本の導線４０Ｓａと、−Ｙ側の辺部に設けられた５本の導線４０Ｓｂと、ｋ−１番目の起磁力発生領域２０との境界部である−Ｘ側の辺部に設けられた５本の融合導線４０Ｕｓと、ｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部である＋Ｘ側の辺部に設けられた５本の融合導線４０Ｖｓと、を有している。
【０１０８】
そして、本実施形態では、基準となる電流をＩとし、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎ、起磁力が０度（θ＝０）となる起磁力発生領域２０を基準位置とすると、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０とｋ＋１番目の起磁力発生領域２０との境界部における融合導線４００に流れる電流は次のとおりとなる。
【０１０９】
＋Ｙ側の角部における融合導線４００（４０Ｖａ）には、Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）＋ｃｏｓ（２π×（ｋ+１）／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×（ｋ+１）／ｎ））で求められる電流が流れる。
【０１１０】
また、−Ｙ側の角部における融合導線４００（４０Ｖｂ）には、Ｉ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）−ｃｏｓ（２π×（ｋ+１）／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×（ｋ+１）／ｎ））で求められる電流が流れる。
【０１１１】
さらに、Ｙ方向の辺部における５本の融合導線４００（４０Ｖｓ）には、それぞれ、Ｉ×（−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×（ｋ＋１）／ｎ））で求められる電流が流れる。
【０１１２】
なお、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０における導線４０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線４０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れる。
【０１１３】
以上のように構成される第５の実施形態の磁界発生部１２Ｅにおいても第４の実施形態と同様の作用効果を奏する。そして、本実施形態によれば、起磁力発生領域２０に配置する導線４０の数を低減させることができる。
【０１１４】
〔第６の実施形態〕
第６の実施形態の磁界発生部１２Ｆは、起磁力発生領域２０における導線５０の配列が第１の実施形態の磁界発生部１２Ａの導線３０と相違する。図１４及び図１５に示されるように、本実施形態では、起磁力発生領域２０の各角部及び辺部に導線５０を配置すると共に、起磁力発生領域２０の断面内部にも複数の導線５０を並べて配置している。
【０１１５】
具体的に導線５０は−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線５０Ａａと、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部に設けられた導線５０Ｂａと、−Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線５０Ａｂと、＋Ｘ側かつ−Ｙ側の角部に設けられた導線５０Ｂｂと、を有している。
【０１１６】
また、導線５０は起磁力発生領域２０の角部を結ぶ対角線上に配置され、角部の導線５０Ａａを最寄りとする複数の導線５０ｃ１と、角部の導線５０Ｂａを最寄りとする複数の導線５０ｃ２と、角部の導線５０Ａｂを最寄りとする複数の導線５０ｃ３と、角部の導線５０Ｂｂを最寄りとする複数の導線５０ｃ４と、を有している。
【０１１７】
さらに、本実施形態では、角部を結ぶ対角線に挟まれた場所に導線５０が配置されている。すなわち、導線５０は、導線５０Ａａ及び導線５０ｃ１と導線５０Ｂａ及び導線５０ｃ２との間に配置された複数の導線５０Ｓａと、導線５０Ａｂ及び導線５０ｃ３と導線５０Ｂｂ及び導線５０ｃ４との間に配置された複数の導線５０Ｓｂと、導線５０Ａａ及び導線５０ｃ１と導線５０Ａｂ及び導線５０ｃ３との間に配置された複数の導線５０Ａｓと、導線５０Ｂａ及び導線５０ｃ２と導線５０Ｂｂ及び導線５０ｃ４との間に配置された複数の導線５０Ｂｓと、を有している。
【０１１８】
本実施形態において起磁力発生領域２０に設けられた導線５０は、Ｘ方向及びＹ方向に奇数本ずつ（図１４参照）、Ｘ方向及びＹ方向に偶数本ずつ（図１５参照）配置することができる。ただし、導線５０は、Ｘ方向及びＹ方向の少なくともいずれかに対をなす必要がある。そのため、図１４に示されるように、Ｘ方向及びＹ方向に奇数本ずつ配置する場合は、起磁力発生領域２０の中心部に導線５０は配置されない。
【０１１９】
そして、本実施形態では、基準となる電流をＩとし、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎ、起磁力が０度（θ＝０）となる起磁力発生領域２０を基準位置とすると、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０の各導線４０に流れる電流は以下のとおりとなる。
【０１２０】
すなわち、角部においては、導線５０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線５０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線５０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線５０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れる。
【０１２１】
また対角線に挟まれた場所において、導線５０ＳａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線５０Ｓｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線５０ＡｓにはＩ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線５０Ｂｓには−Ｉ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れる。
【０１２２】
本実施形態の磁界発生部１２Ｆによれば、起磁力を発生させる導線５０の数が、第１の実施形態の導線３０や第３の実施形態の導線４０の数よりも多いため、第１及び第３の実施形態よりも大きな起磁力を発生させることができる。特に本実施形態では、他の実施形態と比べて、起磁力発生領域２０の表面（＋Ｙ側の辺）付近における磁界の歪みが軽減される。なお、第４の実施形態と同様に、隣接する起磁力発生領域２０の境界部において、起磁力発生領域２０を跨いで隣接する導線５０同士を融合させてもよい。
【０１２３】
〔第７の実施形態〕
第７の実施形態の磁界発生部１２Ｇは、起磁力発生領域２０における導線６０の配列が第６の実施形態の導線５０と同様であるが、第６の実施形態の磁界発生部１２Ｆとは電流の供給方法が相違する。
【０１２４】
図１６及び図１８に示されるように、本実施形態の導線６０はＸ方向中央より−Ｘ側かつＹ方向中央より＋Ｙ側に設けられた複数の導線６０Ａａと、Ｘ方向中央より＋Ｘ側かつＹ方向中央より＋Ｙ側に設けられた複数の導線６０Ｂａと、Ｘ方向中央より−Ｘ側かつＹ方向中央より−Ｙ側に設けられた複数の導線６０Ａｂと、Ｘ方向中央より＋Ｘ側かつＹ方向中央より−Ｙ側に設けられた複数の導線６０Ｂｂと、を有している。
【０１２５】
ここで、本実施形態において起磁力発生領域２０に設けられる導線６０は、Ｘ方向及びＹ方向に奇数本ずつ（図１６参照）、Ｘ方向及びＹ方向に偶数本ずつ（図１８参照）配置することができる。ただし、導線６０は、Ｘ方向及びＹ方向の少なくともいずれかに対をなす必要がある。そのため、図１６に示されるように、Ｘ方向及びＹ方向に奇数本ずつ配置する場合は、起磁力発生領域２０の中心部に導線６０は配置されない。
【０１２６】
また、導線６０をＸ方向及びＹ方向に奇数本ずつ配置する場合、Ｘ方向中央に配置されてＸ方向に対を成さない導線６０、及びＹ方向中央に配置されてＹ方向に対を成さない導線６０が存在することになる。すなわち、図１６に示されるように、導線６０は、導線６０Ａａと導線６０Ｂａとの間に配置された複数の導線６０Ｄａと、導線６０Ａｂと導線６０Ｂｂとの間に配置された複数の導線６０Ｄｂと、導線６０Ａａと導線６０Ａｂとの間に配置された複数の導線６０Ａｄと、導線６０Ｂａと導線６０Ｂｂとの間に配置された複数の導線６０Ｂｄと、を有している。
【０１２７】
ここで、本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向に奇数本ずつ導線６０を配置した場合、導線６０Ａａ、導線６０Ｄａ及び導線６０Ｂａの束と、導線６０Ａｂ、導線６０Ｄｂ及び導線６０Ｂｂの束とでＸ方向の起磁力を発生させている（図１７（Ａ）参照）。また、導線６０Ａａ、導線６０Ａｄ及び導線６０Ａｂの束と、導線６０Ｂａ、導線６０Ｂｄ及び導線６０Ｂｂの束とでＹ方向の起磁力を発生させている（図１７（Ｂ）参照）。
【０１２８】
また、Ｘ方向及びＹ方向に偶数本ずつ導線６０を配置した場合、導線６０Ａａ及び導線６０Ｂａの束と、導線６０Ａｂ及び導線６０Ｂｂの束とでＸ方向の起磁力を発生させている（図１９（Ａ）参照）。また、導線６０Ａａ及び導線６０Ａｂの束と、導線６０Ｂａ及び導線６０Ｂｂの束とでＹ方向の起磁力を発生させている（図１９（Ｂ）参照）。
【０１２９】
以上、本実施形態の起磁力発生領域２０における起磁力は、これらＸ方向の起磁力及びＹ方向の起磁力の合成とみなすことができる。したがって各導線６０に供給される電流は各方向の起磁力を発生させるために供給した電流の合成値とみなすことができる。
【０１３０】
つまり、本実施形態では、基準となる電流をＩとし、ハルバッハ配列における単位当たりの起磁力の数をｎ、起磁力が０度（θ＝０）となる起磁力発生領域２０を基準位置とすると、基準位置から＋Ｘ側にｋ番目の起磁力発生領域２０の各導線４０に流れる電流は以下のとおりとなる。
【０１３１】
すなわち、導線６０ＡａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線６０ＢａにはＩ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）−ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線６０ＡｂにはＩ×（−ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れ、導線６０Ｂｂには−Ｉ×（ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）＋ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ））で求められる電流が流れる。
【０１３２】
なお、Ｘ方向及びＹ方向に奇数本ずつ導線６０を配置した場合（図１６参照）においては、導線６０ＤａにはＩ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線６０Ｄｂには−Ｉ×ｃｏｓ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線６０ＡｄにはＩ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れ、導線６０Ｂｄには−Ｉ×ｓｉｎ（２π×ｋ／ｎ）で求められる電流が流れる。
【０１３３】
本実施形態の磁界発生部１２Ｇによれば、起磁力を発生させる導線６０の数が、第１の実施形態の導線３０や第３の実施形態の導線４０の数よりも多いため、第１及び第３の実施形態よりも大きな起磁力を発生させることができる。なお、第４の実施形態と同様に、隣接する起磁力発生領域２０の境界部において、起磁力発生領域２０を跨いで隣接する導線６０同士を融合させてもよい。
【０１３４】
〔まとめ〕
以上説明した第１の実施形態から第７の実施形態に係る磁界発生部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇは、電磁調理器に限らず、産業用ヒータ等の大容量誘導加熱装置に適用することができる。また、電磁誘導によって電気エネルギー（電力）を伝達する給電装置（充電装置）等、各種の機器に適用することができる。各実施形態によれば、エネルギーを伝達するための磁場を効率よく形成できるので、エネルギー伝達の効率向上を図ることができる。この際、磁界発生部の周囲に漏れる磁束を抑制できるので、エネルギー損失を抑制できると共に、周囲に漏れた磁束を抑制するための遮蔽部材を簡略化できる。
【０１３５】
また、各実施形態によれば、起磁力発生領域２０を構成する断面に交差する方向に対となる導線を複数組設けることにより、起磁力の向きを自由に変えることが可能である。これにより、より遠くの空間の磁束密度を増加させる、つまり磁界を遠くまで及ぼすことが可能となる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０  磁界発生装置
１２（１２Ａ〜１２Ｇ）  磁界発生部
１４  電源部
２０（２１〜２６）  起磁力発生領域
３０、４０、５０、６０  導線
３００、４００  融合導線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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