(57)【要約】【課題】  衣料用、包装用その他の繊維状あるいはフィルム状の樹脂素材の熱延伸等に使用する誘導加熱用電磁コイルにおいて、各層コイル間の層間絶縁体を不用とし、あるいは削減可能とするとともに、絶縁破壊電圧の低い絶縁電線を高電圧仕様にも対応可能とする。【解決手段】  誘導加熱用電磁コイル３０の鉄心３５の外周面に配置した絶縁体４２の外周面にセラミック電線４３を整列巻きし、その上に別のセラミック電線４３を絶縁体を介さずに順次巻き重ねて各層コイル５１〜６０を形成する。そして、隣り合う層間の電圧がゼロとなり、同じ層で隣り合って接続する電線間の電圧がセラミック電線４３の絶縁破壊電圧の低さを考慮しなくてもよい微小な値となるよう、各層コイル５１〜６０を並列に接続する。【選択図】        図２
2005038733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心に絶縁電線を複数層に巻いて形成する誘導加熱用電磁コイルにおいて、
前記鉄心の外周面を絶縁体で覆って、この絶縁体の外周面に最内層のコイルとする１層目の絶縁電線を前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、
２層目以降のコイルとする絶縁電線を隣り合う内層側の絶縁電線の外周面に直接接触させて前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、
これら最内層から最外層までの各層の前記絶縁電線を前記鉄心の一端側に位置するコイル巻き始めを並列に接続するとともに前記鉄心の他端側に位置するコイル巻き終わりを並列に接続し、これら並列に接続した各層のコイル巻き始めとコイル巻き終わりとの間に電源電圧を印加するよう構成したことを特徴とする誘導加熱用電磁コイル。
【請求項２】
鉄心に絶縁電線を複数層に巻いて形成する誘導加熱用電磁コイルにおいて、
前記鉄心の外周面を絶縁体で覆って、この絶縁体の外周面に最内層のコイルとする内側１層目の絶縁電線を前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きするとともに、内側２層目以降のコイルとする絶縁電線を隣り合う内層側の絶縁電線の外周面に直接接触させて前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、
これら内側複数層のコイルを内側層コイル群として各層の前記絶縁電線を前記鉄心の一端側に位置するコイル巻き始めを並列に接続するとともに前記鉄心の他端側に位置するコイル巻き終わりを並列に接続し、
前記内側層コイル群の外周面を絶縁体で覆って、この絶縁体の外周面に外側一層目のコイルとする絶縁電線を前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きするとともに、外側２層目以降のコイルとする絶縁電線を隣り合う内層側の絶縁電線の外周面に直接接触させて前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、
これら外側複数層のコイルを外側層コイル群として各層の前記絶縁電線を前記鉄心の一端側に位置するコイル巻き始めを並列に接続するとともに前記鉄心の他端側に位置するコイル巻き終わりを並列に接続し、
前記内側層コイル群と前記外側層コイル群とを電源電圧に応じて並列または直列に接続して電源電圧を印加するよう構成したことを特徴とする誘導加熱用電磁コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣料用、包装用その他の繊維状あるいはフィルム状の樹脂素材の熱延伸等に使用する誘導加熱用電磁コイルに関し、特に、電磁コイルの層間絶縁体を不用とし、あるいは削減可能とするとともに、絶縁破壊電圧の低い絶縁電線を高電圧仕様にも対応可能となるよう構成した誘導加熱用電磁コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成繊維などの熱延伸に用いられる誘導加熱ローラは、磁性材料からなる一端解放の円筒状のローラシェルの内側に、セラミックコーティングした絶縁電線（セラミック電線）を使用した多層巻きあるいは一層巻きの誘導加熱用電磁コイルを配置し、この電磁コイルに交流電流を流すことによりローラシェルを誘導加熱するよう構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そのうち、多層巻きの誘導加熱用電磁コイルは、例えば図７および図８に示すように構成されている。図７は従来の多層巻きの誘導加熱用電磁コイルの軸方向部分断面を示す模式図、図８はコイル接続図である。
【０００４】
図７および図８に示す誘導加熱用電磁コイル３０は、３層巻きで、一端にフランジ部３２を有し他端に先端フランジ３３が固定されたパイプ状の磁性体３１に電磁鋼板３４が巻かれて鉄心３５が形成され、磁性体３１と電磁鋼板３４には、渦電流を減少させるためのスリットとして軸方向に切り込み（図示せず）が設けられている。
【０００５】
そして、鉄心３５の両側面に例えば石綿シートとマイカからなる中空円板状の絶縁体３８,３９が配置され、また電磁鋼板３４の外周面に例えば石綿シート、アラミッド紙、マイカおよびアラミッド紙を順に巻き重ねて形成した最内層の絶縁体４２が配置されている。
【０００６】
そして、最内層の絶縁体４２の外周面に、高耐熱電線、例えばセラミック電線４３が鉄心３５の一端側から他端側ヘ整列巻きされて１層目コイル７１が形成され、この１層目コイル７１の外周面に、例えばアラミッド紙、マイカおよびアラミッド紙を重ねた層間絶縁体４５が巻かれ、この層間絶縁体４５の外周面に、セラミック電線４３が１層目コイル７１の巻き終わりから折り返され反対方向へ整列巻きされて２層目コイル７２が形成され、さらに、２層目コイル７２の外周面に同様の層間絶縁体４５が巻かれ、この層間絶縁体４５の外周面に、セラミック電線４３が２層目コイル７２の巻き終わりから折り返されて鉄心３５の一端側から他端側ヘ整列巻きされて３層目コイル７３が形成されている。
【０００７】
そして、最外層である３層目コイル７３の外周面には、その保護を兼ねた絶縁体としてガラス偏組テープ４４が巻かれて固定されている。
【０００８】
従来の多層巻きの誘導加熱用電磁コイル３０は、このように１層目コイル７１から最外層の例えば３層目コイル７３までが一続きのセラミック電線４３が折り返されて巻かれることにより形成されている。そして、この一続きのセラミック電線４３は、設計仕様に応じて一本の電線であったり、数本の電線を一束で一本の電線としてパラ巻き（並行巻き）するものであったりする。
【特許文献１】特公昭５７―５３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記従来の誘導加熱用電磁コイル３０において、絶縁皮膜が無機材料であるセラミック電線４３は、絶縁皮膜がポリイミドやポリアミドイミドなどの有機合成樹脂からなる絶縁電線に比べて、絶縁破壊電圧が一桁低くて７００Ｖ程度である。そのため、誘導加熱用電磁コイル３０が印加電圧２００Ｖの仕様である場合は問題なくても、例えば印加電圧４００Ｖの高電圧仕様になると、セラミック電線４３の耐電圧に対する余裕が大幅に減少し、運転に伴う絶縁劣化によってレアショートを生じてコイル焼損に至る確率が激増する怖れがある。
【００１０】
例えば、上記誘導加熱用電磁コイル３０が２００Ｖ仕様で、セラミック電線４３が、２本一束の電線を１本の電線としてパラ巻きしたものであって、その１本のセラミック電線４３を構成する２本の電線の各々の導体径が２．６ｍｍで、各層コイル７１，７２，７３の巻数がそれぞれ４０回で全体の巻数が１２０回である場合、セラミック電線４３の１層目コイル７１の巻き始めと２層目コイル７２の巻き終わりとの間および２層目コイル７２の巻き始めと３層目コイル７３の巻き終わりとの間には、それぞれ、２００Ｖ×２／３≒１３３Ｖの電圧差がかかる。
【００１１】
それに対して、上記誘導加熱用電磁コイル３０を４００Ｖ仕様にするには、セラミック電線４３の導体断面積を半分にして全体の巻数を倍にすればよいので、セラミック電線４３は導体径が２．６ｍｍのままの電線の１本巻きでよく、３層巻きのままでよくて、各層コイル７１，７２，７３の巻数が倍の８０回となり、全体の巻数が２４０回となる。この場合、セラミック電線４３の１層目コイル７１の巻き始めと２層目コイル７２の巻き終わりと間および２層目コイル１７２の巻き始めと３層目コイル１７３の巻き終わりとの間には、それぞれ、４００Ｖ×２／３≒２６７Ｖ、すなわち２００Ｖ仕様の場合の倍の電圧差がかかり、そのためにセラミック電線４３の耐電圧に対する余裕が大幅に減少する。
【００１２】
そのため、４００Ｖ系等の高電圧仕様の場合は、各層コイル７１，７２，７３間の層間絶縁体４５を厚くしたり、枚数を増やすなどの対策が必要となるが、層間絶縁体４５を厚くしたり枚数を増やしたりすると、コストが大きく上昇するとともに、電磁コイルの半径方向寸法が増大し、誘導加熱ローラの既存寸法の収納位置に配置するできなくなるという問題が生じる。
【００１３】
そこで、本願発明は、衣料用、包装用その他の繊維状あるいはフィルム状の樹脂素材の熱延伸等に使用する誘導加熱用電磁コイルにおいて、各層コイル間の層間絶縁体を不用とし、あるいは削減可能とするとともに、絶縁破壊電圧の低い絶縁電線を高電圧仕様にも対応可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、鉄心に絶縁電線を複数層に巻いて形成する誘導加熱用電磁コイルにおいて、前記鉄心の外周面を絶縁体で覆って、この絶縁体の外周面に最内層のコイルとする１層目の絶縁電線を前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、２層目以降のコイルとする絶縁電線を隣り合う内層側の絶縁電線の外周面に直接接触させて前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、これら最内層から最外層までの各層の前記絶縁電線を前記鉄心の一端側に位置するコイル巻き始めを並列に接続するとともに前記鉄心の他端側に位置するコイル巻き終わりを並列に接続し、これら並列に接続した各層のコイル巻き始めとコイル巻き終わりとの間に電源電圧を印加するよう構成したことを特徴とする。
【００１５】
このように構成した誘導加熱用電磁コイルは、各層コイルの巻き始め同士および巻き終わり同士を互いに並列に接続しているので、同じ層のコイルにおいて隣り合って接続する電線間の電圧は、印加電圧の電磁コイル全体の巻数分の1となり、絶縁電線の絶縁破壊電圧（セラミック電線の絶縁破壊電圧は７００Ｖ）に対して無視し得るほど微小な値であり、各層コイルの層間電圧は基本的にゼロとなる。そのため、セラミック電線等の絶縁電線の絶縁破壊電圧が低いことに起因するレアショートの問題を考慮する必要がなく、各層コイルの層間に絶縁体を設ける必要がなくて、絶縁体の材料コストおよび絶縁体を巻き付ける加工コストを削減でき、また、電磁コイルの半径方向寸法の増大を抑制できる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明は、鉄心に絶縁電線を複数層に巻いて形成する誘導加熱用電磁コイルにおいて、前記鉄心の外周面を絶縁体で覆って、この絶縁体の外周面に最内層のコイルとする内側１層目の絶縁電線を前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きするとともに、内側２層目以降のコイルとする絶縁電線を隣り合う内層側の絶縁電線の外周面に直接接触させて前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、これら内側複数層のコイルを内側層コイル群として各層の前記絶縁電線を前記鉄心の一端側に位置するコイル巻き始めを並列に接続するとともに前記鉄心の他端側に位置するコイル巻き終わりを並列に接続し、前記内側層コイル群の外周面を絶縁体で覆って、この絶縁体の外周面に外側一層目のコイルとする絶縁電線を前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きするとともに、外側２層目以降のコイルとする絶縁電線を隣り合う内層側の絶縁電線の外周面に直接接触させて前記鉄心の一端側から他端側へ整列巻きし、これら外側複数層のコイルを外側層コイル群として各層の前記絶縁電線を前記鉄心の一端側に位置するコイル巻き始めを並列に接続するとともに前記鉄心の他端側に位置するコイル巻き終わりを並列に接続し、前記内側層コイル群と前記外側層コイル群とを電源電圧に応じて並列または直列に接続して電源電圧を印加するよう構成したことを特徴とする。
【００１７】
このように構成した誘導加熱用電磁コイルは、内側層コイル群と外側層コイル群とを直列に接続すると、例えば４００Ｖ仕様の場合に、内側２層目コイル６２と外側１層目コイルの対向する電線間には２００Ｖの電圧差があるが、内側２層目コイルと外側１層目コイルとの間には絶縁体が配置されていることで、セラミック電線等の絶縁電線の絶縁破壊電圧が低いことに起因するレアショートを防止できる。そして、内側層コイル群と外側層コイル群のそれぞれおいては、各層コイルの巻き始め同士および巻き終わり同士を互いに並列に接続しているので、同じ層のコイルにおいて隣り合って接続する電線間の電圧は、印加電圧の電磁コイル全体の巻数分の1となり、絶縁電線の絶縁破壊電圧（セラミック電線の絶縁破壊電圧は７００Ｖ）に対して無視し得るほど微小な値であり、各層コイルの層間電圧は基本的にゼロとなる。
【００１８】
そのため、高電圧仕様の場合でも、内側層コイル群と外側層コイル群のそれぞれにおける各層コイルの層間では、セラミック電線等の絶縁電線の絶縁破壊電圧が低いことに起因するレアショートの問題を考慮する必要がなく、各層コイルの層間に絶縁体を設ける必要がなくて、絶縁体の材料コストおよび絶縁体を巻き付ける加工コストを削減でき、また、電磁コイルの半径方向寸法の増大を抑制できる。
【００１９】
また、内側層コイル群と外側層コイル群とを並列に接続すると、内側層コイル群および外側層コイル群の各層コイルの巻き始め同士および巻き終わり同士が全て互いに並列に接続されたものとなり、同じ層のコイルにおいて隣り合って接続する電線間の電圧は、印加電圧の電磁コイル全体の巻数分の1となり、絶縁電線の絶縁破壊電圧（セラミック電線の絶縁破壊電圧は７００Ｖ）に対して無視し得るほど小さな値で、各層コイルの層間電圧は基本的にゼロとなり、セラミック電線等の絶縁電線の絶縁破壊電圧が低いことに起因するレアショートの問題を考慮する必要が一切なくなる。
【００２０】
この場合、内側層コイル群と外側層コイル群との間の絶縁体は、例えば４００Ｖの高電圧仕様では必要であるが、２００Ｖ仕様では本来は必要でない。しかし、内側層コイル群と外側層コイル群との間にこうした絶縁体を配置し、内側層コイル群と外側層コイル群との接続状態を変えるだけで、高電圧仕様にも低電圧仕様にも使用できるものとして、絶縁電線の導体断面積や巻数が同じ誘導加熱用電磁コイルを共通して製作できるため、量産効果によるコスト低減が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本願発明によれば、衣料用、包装用その他の繊維状あるいはフィルム状の樹脂素材の熱延伸等に使用する誘導加熱用電磁コイルにおいて、各層コイル間の層間絶縁体を不用とし、あるいは削減可能とするとともに、絶縁破壊電圧の低い絶縁電線を高電圧仕様にも対応可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１乃至図３は、実施の形態の第１例（請求項１に係る発明に対応する実施の形態）を示す。図１は誘導加熱ローラの全体構造を示す軸方向の断面図、図２は誘導加熱用電磁コイルの軸方向部分断面を示す模式図、図３は誘導加熱用電磁コイルのコイル接続図である。
【００２３】
この実施の形態は、衣料用，包装用等の繊維状あるいはフィルム状樹脂素材の熱延伸に使用する高温仕様の誘導加熱ローラ（ワインダー）に適用したものである。この誘導加熱ローラは、図１に示すように、駆動部１０と、ローラーシェル２０と、誘導加熱用電磁コイル３０とからなるもので、駆動部１０は、ケーシング１１の内側に固定されたステータ１２と、ステータ１２の内側に同心配置されたロータ１３と、ロータ１３に固定された回転軸１４とからなるインバータ駆動のモータにより構成され、その回転軸１４の先端に、磁性材料からなる上記ローラーシェル２０が固定されている。ローラーシェル２０は、内外二重の円筒状で、内筒部２１は両端が貫通し、外筒部２２は一端開口とされている。そして、内筒部２１が上記駆動部１０の回転軸１４に嵌合固定されている。
【００２４】
誘導加熱用電磁コイル３０は、図１および図２に示すように、パイプ状の磁性体３１の一端にフランジ部３２が一体形成されるとともに、他端に先端フランジ３３が固定され、フランジ部３２と先端フランジ３３との間の外周面部分に電磁鋼板３４が巻かれて鉄心３５（アッセンブリ）が形成されている。そして、磁性体３１およびそのフランジ部３２、先端フランジ３３および電磁鋼板３４を軸方向に貫通するように、渦電流を減少させるためのスリットとしての切り込み（図示せず）が設けられている。
【００２５】
また、鉄心３５の両内方側面には、例えば石綿シートとマイカからなる中空円板状の絶縁体３８，３９が配置され、電磁鋼板３４の外周面には、例えば石綿シート、アラミッド紙、マイカおよびアラミッド紙を順に巻き重ねて形成された絶縁体４２が配置されている。なお、石綿シートは必要に応じて設ければよく、無機絶縁材のみで絶縁体４２を構成してもよい。
【００２６】
誘導加熱用電磁コイル３０の上記フランジ部３２には連結フランジ４６が固定され、この連結フランジ４６が連結体４７を介して駆動部１０のケーシング１１に連結されている。連結フランジ４６は、ローラシェル２０の開口端外周面を所定の間隙をもって覆うよう軸方向に張り出した構造のものである。
【００２７】
そして、図２に示すように、絶縁体４２の外周面には高耐熱絶縁電線であるセラミック電線４３が鉄心３５のフランジ部３２側（一端側）から先端フランジ３３側（他端側）へ整列巻きされて、最内層のコイルとなる１層目コイル５１が形成されている。
【００２８】
そして、１層目コイル５１のセラミック電線４３とは別のセラミック電線４３が、１層目コイル５１の外周面に絶縁体を介さず直接接触して鉄心３５のフランジ部３２側から先端フランジ３３側へ整列巻きされて２層目コイル５２が形成され、また、さらに別のセラミック電線４３が、２層目コイル５２の外周面に絶縁体を介さず直接接触して鉄心３５のフランジ部３２側から先端フランジ３３側へ整列巻きされて３層目コイル５３が形成され、同様にして、順次外層側に４層目から１０層目までの各コイル５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０が形成されている。
【００２９】
そして、１層目（最内層）から１０層目（最外層）までの各層のコイル５１〜６０の巻き始めと巻き終わりはそれぞれフランジ部３２および先端フランジ３３の外側に導出されている。
【００３０】
また、最外層である１０層目コイル６０の外側には、外周面の保護を兼ねた絶縁体としてガラス偏組テープ４４が巻かれて固定されている。
【００３１】
そして、１層目から１０層目までの各コイル５１〜６０の巻き始めと巻き終わりは、図３に示すように、それぞれ並列に接続されて電源電圧が印加されるよう構成されている。
【００３２】
この実施の形態の誘電加熱用電磁コイル３０は、例えば４００Ｖ仕様とする場合には、各層コイル５１〜６０の巻回数とセラミック電線４３の導体径およびコイル層数を次のように設定する。
【００３３】
この誘電加熱用電磁コイル３０は、１層目から１０層目までの各コイル５１〜６０の巻き始めと巻き終わりがそれぞれ並列に接続されていて、各層コイル５１〜６０にそれぞれ電源の全電圧が印加されるので、各層コイル５１〜６０はそれぞれ巻数を例えば上記図7および図8に示す従来例の誘導加熱用電磁コイル３０の４００Ｖ仕様の場合の全巻数と同じ２４０回に設定しなくてはならない。
【００３４】
その場合に、フランジ部３２と先端フランジ３３との軸方向幅が上記従来の誘導加熱用電磁コイル３０のフランジ部３２と先端フランジ３３との軸方向幅より大きくならないようにして、そのフランジ部３２と先端フランジ３３の間に各層コイル５１〜６０をそれぞれ２４０回巻くには、セラミック電線４３を導体径０．８ｍｍの電線（電線外径０．９ｍｍ）の１本巻きにすればよい。
【００３５】
すなわち、上記図7および図8に示す従来例の誘導加熱用電磁コイル３０の場合、セラミック電線４３が導体径２．６ｍｍの電線（電線外径２．７ｍｍ）の１本巻きで、各層コイル７１〜７３の巻数が８０回とすると、各層コイル７１〜７３の軸方向長は、２．７ｍｍ×８０＝２１６ｍｍ、であり、それに対し、この実施の形態の誘電加熱用電磁コイル３０の場合は、セラミック電線４３を導体径０．８ｍｍの電線（電線外径０．９ｍｍ）の１本巻きとし、各層コイル５１〜６０の巻数を２４０回とすると、各層コイル５１〜６０の軸方向長は、０．９ｍｍ×２４０＝２１６ｍｍ、となって、上記従来例の４００Ｖ仕様の各層コイル７１〜７３の軸方向長と同じとなり、フランジ部３２と先端フランジ３３との軸方向幅を大きくしなくても、各層コイル５１〜６０がフランジ部３２と先端フランジ３３間に納まることとなる。
【００３６】
また、この実施の形態の誘導加熱用電磁コイル３０の全体に流れる電流を上記従来例の誘導加熱用電磁コイル３０の４００Ｖ仕様の場合の電流と同じにするためには、並列接続した各層コイル５１〜６０のセラミック電線４３の導体断面積の合計を上記従来例の４００Ｖ仕様におけるセラミック電線４３一本の導体断面積と同じにすればよい。そして、上記従来例の４００Ｖ仕様におけるセラミック電線４３一本の導体断面積とこの実施の形態のセラミック電線４３一本の導体断面積の比は、それぞれの導体直径の比の二乗で、（２．６／０．８）2＝１０．５６である。そこで、この実施の形態の誘導加熱用電磁コイル３０のコイル層数は１０または１１とするのがよく、そうすることで、各層コイル５１〜６０のセラミック電線４３の導体断面積の合計が上記従来例の４００Ｖ仕様におけるセラミック電線４３一本の導体断面積と略同じになる。
【００３７】
誘導加熱用電磁コイル３０のコイル層数を１０または１１のいずれにするかは、フランジ部３２および先端フランジ３３の外径に対するセラミック電線４３を巻き重ねた半径方向寸法の余裕度や、セラミック電線４３の温度上昇の余裕度などから判断すればよいことで、この実施の形態では図２および図３に示すようにコイル層数を１０にしている。
【００３８】
この実施の形態の誘導加熱用電磁コイル３０の構成は以上のとおりで、セラミック電線４３を、導体径が０．８ｍｍの電線の１本巻きで、１０層巻きとし、各層コイルの巻数を２４０回としたものであり、各層コイル５１〜６０の巻き始め同士および巻き終わり同士を互いに並列に接続しているので、各層コイル５１〜６０においてそれぞれ同じ層で隣り合って接続する電線間の電圧は、印加電圧の電磁コイル全体の巻数分の1、すなわち、４００Ｖ×（１／２４０）≒１．７Ｖ、で、セラミック電線４３の絶縁破壊電圧である７００Ｖに対して無視し得るほど微小な値である。
【００３９】
また、このように各層コイル５１〜６０においてそれぞれ同じ層で隣り合って接続する一巻き毎の電線間の電圧は約１．７Ｖであって、各層コイル５１〜６０のそれぞれにおいてセラミック電線４３は巻き始めと１巻目との間に約１．７Ｖの電圧差を生じ、巻き始めと２巻目との間に約３．３Ｖの電圧差、巻き始めと３巻目との間に約５Ｖの電圧差、以下、巻き始めとｎ巻目との間に約１．７ｎＶの電圧差を生じるが、各層コイル５１〜６０の隣り合う層間では、層間で互いに接触する電線のそれぞれの巻き始めに対する電圧差は等しいので、各層コイル５１〜６０の層間電圧はゼロとなる。
【００４０】
そのため、各層コイル５１〜６０の層間に絶縁体を設ける必要がなくて、絶縁体の材料コストおよび絶縁体を巻き付ける加工コストを削減でき、電磁コイルの半径方向寸法の増大も抑制できる。
【００４１】
なお、上記実施の形態の構成は４００Ｖ系に限らず２００Ｖ系などの電磁コイルにも勿論適用できる。
【００４２】
また、高耐熱絶縁電線としては、セラミック電線以外に、ガラス巻電線等、他の高耐熱電線を用いてもよい。
【００４３】
図４乃至図６は、実施の形態の第２例（請求項２に係る発明に対応する実施の形態）を示す。図４は誘導加熱用電磁コイルの軸方向部分断面を示す模式図、図５は誘導加熱用電磁コイルの直列接続の場合のコイル接続図、図６は誘導加熱用電磁コイルの並列接続の場合のコイル接続図である。
【００４４】
この実施の形態の第２例は、上記第１例と同様、衣料用，包装用等の繊維状あるいはフィルム状樹脂素材の熱延伸に使用する高温仕様の誘導加熱ローラ（ワインダー）に適用したものである。誘導加熱ローラの全体構造は、図１に示すとおりで、上記第１例と同様である。
【００４５】
そして、この実施の形態では、図４に示すように、絶縁体４２の外周面に高耐熱絶縁電線であるセラミック電線４３が鉄心３５のフランジ部３２側（一端側）から先端フランジ３３側（他端側）へ整列巻きされて、最内層のコイルとなる内側１層目コイル６１が形成され、また、別のセラミック電線４３が、内側１層目コイル６１の外周面に絶縁体を介さず直接接触して鉄心３５のフランジ部３２側から先端フランジ３３側へ整列巻きされて内側２層目コイル６２が形成され、この内側１層目コイル６１と内側２層目コイル６２とで内側層コイル群６５が形成されている。
【００４６】
そして、内側層コイル群６５の外周面に層間絶縁体４５が巻かれ、この層間絶縁体４５の外周面に、セラミック電線４３が鉄心３５のフランジ部３２側から先端フランジ３３側）へ整列巻きされて、外側１層目コイル６３が形成され、また、別のセラミック電線４３が、外側１層目コイル６３の外周面に絶縁体を介さず直接接触して鉄心３５のフランジ部３２側から先端フランジ３３側へ整列巻きされて外側２層目コイル６４が形成され、この外側１層目コイル６３と外側２層目コイル６４とで外側層コイル群６６が形成されている。
【００４７】
そして、内側層コイル群６５の内側１層目コイル６１および内側２層目コイル６２の巻き始めと巻き終わりは、フランジ部３２および先端フランジ３３の外側に導出されて、それぞれ並列に接続され、外側層コイル群６６の外側１層目コイル６３および外側２層目コイル６４の巻き始めと巻き終わりは、同様にフランジ部３２および先端フランジ３３の外側に導出されて、それぞれ並列に接続されている。
【００４８】
また、最外層である外側層コイル群６６の外側２層目コイル６４の外側には、外周面の保護を兼ねた絶縁体としてガラス偏組テープ４４が巻かれて固定されている。
【００４９】
そして、電源電圧に応じて、例えば４００Ｖ仕様に対しては、図５に示すように、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６が直列に接続されて、内側層コイル群６５の巻き始めと外側層コイル群６６の巻き終わり間に電源電圧が印加され、２００Ｖ仕様に対しては、図６に示すように、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６が互いに並列に接続されて、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６のそれぞれの巻き始めと巻き終わりに電源電圧が印加されるよう構成されている。
【００５０】
この実施の形態の誘電加熱用電磁コイル３０は、例えば４００Ｖ仕様として、各層コイル６１〜６４の巻回数とセラミック電線４３の導体径およびコイル層数を次のように設定する。
【００５１】
この誘電加熱用電磁コイル３０は、４００Ｖ仕様に対しては、上述のとおり図５に示すように、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６が直列に接続されて、内側層コイル群６５の巻き始めと外側層コイル群６６の巻き終わり間に電源電圧が印加され、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６にはそれぞれ電源電圧の半分の電圧が印加されるから、各層コイル６１〜６４の巻数を例えば上記図7および図8に示す従来例の誘導加熱用電磁コイル３０の４００Ｖ仕様の場合の全巻数の半分の１２０回に設定しなくてはならない
【００５２】
その場合に、フランジ部３２と先端フランジ３３との軸方向幅が上記従来の誘導加熱用電磁コイル３０のフランジ部３２と先端フランジ３３との軸方向幅より大きくならないようにして、そのフランジ部３２と先端フランジ３３の間に各層コイル６１〜６４をそれぞれ１２０回巻くには、セラミック電線４３を導体径１．７ｍｍの電線（電線外径１．８ｍｍ）の１本巻きにすればよい。
【００５３】
すなわち、上記図7および図8に示す従来例の誘導加熱用電磁コイル３０の場合、セラミック電線４３が導体径２．６ｍｍの電線（電線外径２．７ｍｍ）の１本巻きで、各層コイル７１〜７３の巻数が８０回とすると、各層コイル７１〜７３の軸方向長は、２．７ｍｍ×８０＝２１６ｍｍ、であり、それに対し、この実施の形態の誘電加熱用電磁コイル３０の場合は、セラミック電線４３を導体径１．７ｍｍの電線（電線外径１．８ｍｍ）の１本巻きとし、各層コイル６１〜６４の巻数を１２０回とすると、各層コイル６１〜６４の軸方向長は、１．８ｍｍ×１２０＝２１６ｍｍ、となって、上記従来例の４００Ｖ仕様の各層コイル７１〜７３の軸方向長と同じとなり、フランジ部３２と先端フランジ３３との軸方向幅を大きくしなくても、各層コイル６１〜６４がフランジ部３２と先端フランジ３３間に納まることとなる。
【００５４】
また、この実施の形態の誘導加熱用電磁コイル３０の全体に流れる電流を上記従来例の誘導加熱用電磁コイル３０の４００Ｖ仕様の場合の電流と同じにするためには、内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のそれぞれにおけるセラミック電線４３の導体断面積の合計をそれぞれ上記従来例の４００Ｖ仕様におけるセラミック電線４３一本の導体断面積と同じにすればよい。そして、上記従来例の４００Ｖ仕様におけるセラミック電線４３一本の導体断面積とこの実施の形態のセラミック電線４３一本の導体断面積の比は、それぞれの導体直径の比の二乗で、（２．６／１．７）2＝２．３４である。そこで、この実施の形態の誘導加熱用電磁コイル３０の内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のコイル層数はそれぞれ２または３とするのがよく、そうすることで、内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のそれぞれにおけるセラミック電線４３の導体断面積の合計が上記従来例の４００Ｖ仕様におけるセラミック電線４３一本の導体断面積と略同じになる。
【００５５】
内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のコイル層数をそれぞれ２または３のいずれにするかは、フランジ部３２および先端フランジ３３の外径に対するセラミック電線４３を巻き重ねた半径方向寸法の余裕度や、セラミック電線４３の温度上昇の余裕度などから判断すればよいことで、この実施の形態では図４および図５に示すように内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のそれぞれのコイル層数を２にしている。
【００５６】
この実施の形態の誘導加熱用電磁コイル３０の構成は以上のとおりで、セラミック電線４３を、導体径が１．７ｍｍの電線の１本巻きで、それぞれが２層巻きの内側層コイル群６５と外側層コイル群６６にて構成して、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６との間に絶縁体４５設け、各層コイルの巻数を１２０回、内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のそれぞれの全巻数を２４０回としたものであり、内側層コイル群６５の各層コイル６１，６２が並列に接続され、外側層コイル群６６の各層コイル６３，６４が並列に接続され、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６が直列に接続されて、内側層コイル群６５の巻き始めと外側層コイル群６６の巻き終わり間に電源電圧が印加されるので、各層コイル６１〜６４においてそれぞれ同じ層で隣り合って接続する電線間の電圧は、各層コイル６１〜６４の巻き始めと巻き終わりとの間にかかる電圧（２００Ｖ）の電磁コイル全体の巻数分の1、すなわち、２００Ｖ×（１／１２０）≒１．７Ｖ、で、セラミック電線４３の絶縁破壊電圧である７００Ｖに対して無視し得るほど微小な値である。
【００５７】
また、このように各層コイル６１〜６４においてそれぞれ同じ層で隣り合って接続する一巻き毎の電線間の電圧は約１．７Ｖであって、各層コイル６１〜６４のそれぞれにおいてセラミック電線４３は巻き始めと１巻目との間に約１．７Ｖの電圧差を生じ、巻き始めと２巻目との間に約３．３Ｖの電圧差、巻き始めと３巻目との間に約５Ｖの電圧差、以下、巻き始めとｎ巻目との間に約１．７ｎＶの電圧差を生じるが、内側１層目コイル６１と内側２層目コイル６２との間では互いに接触する電線のそれぞれの巻き始めに対する電圧差は等しく、外側１層目コイル６３と外側２層目コイル６４との間では互いに接触する電線のそれぞれの巻き始めに対する電圧差は等しいので、内側層コイル群６５および外側層コイル群６６のそれぞれにおいて層間電圧はゼロとなる。そのため、内側１層目コイル６１と内側２層目コイル６２との層間には絶縁体を設ける必要がない。
【００５８】
そして、内側２層目コイル６２と外側１層目コイル６３の対向する電線間にはそれぞれに２００Ｖの電圧差があるが、内側２層目コイル６２と外側１層目コイル６３との間、すなわち内側層コイル群６５と外側層コイル群６６との間に絶縁体４５が設けられていることにより、セラミック電線４３の絶縁破壊電圧の低さが補われる。
【００５９】
なお、この実施の形態の場合も、高耐熱絶縁電線としては、セラミック電線以外に、ガラス巻電線等、他の高耐熱電線を用いてもよい。
【００６０】
また、この実施の形態では、２００Ｖ仕様に対しては、図６に示すように、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６が互いに並列に接続し、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６のそれぞれの巻き始めと巻き終わりに電源電圧を印加する。各層コイル６１〜６４の巻回数、セラミック電線４３の導体径およびコイル層数は４００Ｖ仕様のままである。
【００６１】
２００Ｖ仕様の場合は、各層コイル６１〜６４においてそれぞれ隣り合って接触する一巻き毎の電線間の電圧はやはり約１．７Ｖであって、各層コイル６１〜６４のそれぞれにおいてセラミック電線４３は巻き始めと１巻目との間に約１．７Ｖの電圧差を生じ、巻き始めと２巻目との間に約３．３Ｖの電圧差、巻き始めと３巻目との間に約５Ｖの電圧差、以下、巻き始めとｎ巻目との間に約１．７ｎＶの電圧差を生じるが、各層コイル６１〜６４の隣り合う層間では、層間で互いに接触する電線のそれぞれの巻き始めに対する電圧差は等しいので、各層コイル６１〜６４の層間電圧はゼロとなる。
【００６２】
そして、各層コイル６１〜６４の巻き始め同士および巻き終わり同士が互いに並列に接続されたものとなるので、各層コイル６１〜６４においてそれぞれ同じ層で隣り合って接続する電線間の電圧は、印加電圧の電磁コイル全体の巻数分の1、すなわち、２００Ｖ×（１／１２０）≒１．７Ｖ、で、セラミック電線４３の絶縁破壊電圧である７００Ｖに対して無視し得るほど微小な値である。そのため、セラミック電線４３の絶縁破壊電圧の低さを考慮する必要がない。
【００６３】
この実施の形態の第２例の場合は、上記実施の形態の第１例に比べて電磁コイル３０全体の巻数が少なくなってコイル巻の工数を削減でき、第１例と同様にコスト低減を図ることができる。また、２００Ｖ仕様の場合は、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６との間の絶縁体４５は必要でないが、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６との間に絶縁体４５を設けることで、内側層コイル群６５と外側層コイル群６６との接続を直列接続とするか並列接続とするかによって、４００Ｖ仕様にも２００Ｖ仕様にも対応できるので、２００Ｖ用と４００Ｖ用に別々の電磁コイル３０を製作せずともよく、共通に電磁コイル３０を製作でき、量産効果によるコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態に係る誘導加熱ローラの全体構造を示す軸方向の断面図。
【図２】実施の形態の第１例の誘導加熱用電磁コイルの軸方向部分断面を示す模式図。
【図３】実施の形態の第１例の誘導加熱用電磁コイルのコイル接続図。
【図４】実施の形態の第２例の誘導加熱用電磁コイルの軸方向部分断面を示す模式図。
【図５】実施の形態の第２例の誘導加熱用電磁コイルの直列接続の場合のコイル接続図。
【図６】実施の形態の第２例の誘導加熱用電磁コイルの並列接続の場合のコイル接続図。
【図７】従来の多層巻きの誘導加熱用電磁コイルの軸方向部分断面を示す模式図。
【図８】従来の多層巻きの誘導加熱用電磁コイルのコイル接続図。
【符号の説明】
【００６５】
３０  誘導加熱用電磁コイル
３１  磁性体
３２  フランジ部
３３  先端フランジ
３４  電磁鋼板
３５  鉄心
３８，３９，４２  絶縁体
４３  セラミック電線
４４  ガラス偏組テープ（絶縁体）
５１〜６０  コイル（１層目〜１０層目）
６１  内側１層目コイル
６２  内側２層目コイル
６３  外側１層目コイル
６４  外側２層目コイル
６５  内側層コイル群
６６  外側層コイル群
【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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