(57)【要約】【課題】被加熱物を加熱する誘導加熱装置として使用できるとともに、非接触受電機器に対しても効率高く給電することができる誘導加熱装置及び非接触受給電システムを提供する。【解決手段】誘導加熱装置は、被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートの下方に複数の加熱コイルが設けられて、非接触受電機器がトッププレート上に載置されたとき、複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成されており、非接触受給電システムは、非接触受電機器がトッププレート上に載置されたことを検知する構成を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に整列して配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対する動作指令を出力する操作表示部と、を備え、
前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器に給電するために通電する前記複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成された誘導加熱装置。
【請求項２】
前記複数の加熱コイルは、前記トッププレートの下方において平面的な縦横の列に並んで配設された請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記トッププレート上に載置された前記非接触受電機器を検知するための受電機器検知部をさらに備えた請求項１又は２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器により覆われた受電領域に含まれる複数の加熱コイルに対してのみ前記高周波電流を供給するよう構成された請求項１乃至３のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記被加熱物が前記トッププレート上に載置された場合、前記複数の加熱コイルに流れる電流の位相差をπ／２〜０又はπ〜π／２に設定するよう構成された請求項１乃至４のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記非接触受電機器に対して給電する複数の加熱コイルにより構成された給電面が前記非接触受電機器の受電コイルにより構成される受電面より大きく設定された請求項１乃至５のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記非接触受電機器に対して給電する電力が所定値より少ない場合、前記非接触受電機器に給電可能な一部の加熱コイルに対して通電を停止するよう構成された請求項１乃至６のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
前記複数の加熱コイルのそれぞれの周りに配置され、前記トッププレートを通して目視可能に点灯する通電コイル表示部をさらに備え、前記非接触受電機器が載置された領域を点灯表示するよう構成された請求項１乃至７のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
非接触受電機器と誘導加熱装置を有する非接触受給電システムであって、
前記非接触受電機器は、
電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
前記非接触受電機器の存在を報知する受電機器伝達部と、を備え、
前記誘導加熱装置は、
被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に整列して配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対する動作指令を出力する操作表示部と、
前記非接触受電機器の前記受電機器伝達部からの報知により、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知する受電機器検知部と、を備え、
前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器に給電するために通電する前記複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成された非接触受給電システム。
【請求項１０】
前記受電機器伝達部と前記受電機器検知部が通信経路を介して通信可能に接続されており、前記受電機器伝達部からの信号を前記受電機器検知部で受信することにより、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知するよう構成された請求項９に記載の非接触受給電システム。
【請求項１１】
前記受電機器伝達部として磁石を用い、前記受電機器検知部としてホール素子を用いて、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知するよう構成された請求項９に記載の非接触受給電システム。
【請求項１２】
前記非接触受電機器において、前記受電機器伝達部が受電コイルにより構成される受電面の中心位置に配置され、
前記誘導加熱装置において、前記複数の加熱コイルが前記トッププレートの下方において平面的な縦横の列に並んで配設され、前記受電機器検知部が前記複数の加熱コイルに囲まれた位置に設けられた請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の非接触受給電システム。
【請求項１３】
前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器により覆われた受電領域に含まれる複数の加熱コイルに対してのみ前記高周波電流を供給するよう構成された請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の非接触受給電システム。
【請求項１４】
前記非接触受電機器は複数の受電コイルにより構成される受電面を有しており、
前記受電面を構成する前記複数の受電コイルが前記誘導加熱装置の前記複数の加熱コイルのそれぞれと対向するように前記非接触受電機器を前記トッププレート上に載置した場合、前記受電面により覆われた前記複数の加熱コイルにおいて隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差をπに設定するよう構成された請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、誘導加熱装置及び非接触受給電システムに関し、特に、トッププレート上に載置された電気機器に対して磁気結合を用いて給電することができる誘導加熱装置及び非接触受給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器に対して磁気結合を用いて給電する構成を有する従来の誘導加熱装置としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１は、誘導加熱調理器としても使用できるコードレス機器に関する。このコードレス機器は、例えばコーヒー挽機のような回転調理機器を誘導加熱装置である磁気発生部のトッププレート上に載置して駆動する構成である。特許文献１に開示されたコードレス機器は、一次コイルを有する磁気発生部と、一次コイルと磁気結合する二次コイルを有する回転調理機器のような負荷部から構成される。このコードレス機器は、磁気発生部のトッププレート上に負荷部を載置して、一次コイルに高周波電流を供給することにより、二次コイルにおいて電力を受電して、負荷部に電力が供給される構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８４４７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４４９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたコードレス機器は、受電側と給電側のコイルが１対１の対応関係を有することにより、誘導加熱調理器として使用できるとともに、電気的に接触させることなく電気機器（非接触受電機器）に対して給電することができる構成である。
最近、給電側のコイル構成としては、トッププレート下に複数の加熱コイルにより一つの被加熱物を誘導加熱するマルチコイル構成を有する誘導加熱調理器が種々提案されている（特許文献２参照。）。特許文献２には、トッププレートの下方に４つの加熱コイルを配置するマルチコイル構成を有する誘導加熱調理器が開示されている。特許文献２に開示された誘導加熱調理器は、インバータによって４つの加熱コイル全てに電力を供給して、被加熱物である鍋を誘導加熱する構成である。このようなマルチコイル構成を有する誘導加熱装置においても、電気機器（非接触受電機器）に対して電気的に非接触状態で給電可能な構成が求められている。
【０００６】
しかしながら、従来のマルチコイル構成の誘導加熱調理器を用いて、非接触受電機器に対して給電した場合には、非接触受電機器には十分な電力が供給されないという課題を有していた。
【０００７】
そこで、本開示は、被加熱物を加熱する誘導加熱装置として使用することができるとともに、コードレス機器である非接触受電機器に対しても効率高く給電することができるマルチコイル構成を有する誘導加熱装置、及びマルチコイル構成を有する誘導加熱装置を備えた非接触受給電システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示における誘導加熱装置は、
被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に整列して配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対する動作指令を出力する操作表示部と、を備え、
前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器に給電するために通電する前記複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成されている。
【０００９】
また、本開示における非接触受給電システムは、
非接触受電機器と誘導加熱装置を有する非接触給電システムであって、
前記非接触受電機器は、
電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
前記非接触受電機器の存在を報知する受電機器伝達部と、を備え、
前記誘導加熱装置は、
被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に整列して配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対する動作指令を出力する操作表示部と、
前記非接触受電機器の前記受電機器伝達部からの報知により、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知する受電機器検知部と、を備え、
前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器に給電するために通電する前記複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成されている。
【００１０】
上記の概括的かつ特定の態様は、誘導加熱装置、及び非接触受給電システムの任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、複数の加熱コイルに流れる電流の位相差を適切に設定することにより、被加熱物を誘導加熱することができるとともに、非接触受電機器に対して効率高く給電することができる誘導加熱装置及び非接触受給電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の概略平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線により切断した側面断面図である。
【図３】実施の形態１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の誘導加熱装置における複数の加熱コイルに流れる電流の位相差が０のときの電流波形を示す図である。
【図５】実施の形態１の誘導加熱装置における複数の加熱コイルの電流の位相差が０のときの電流の向き及び磁界を示す説明図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線により切断した断面図である。
【図７】実施の形態１の誘導加熱装置において電力供給が効率高く行うことができる状態を示す説明図である。
【図８】実施の形態１の誘導加熱装置において電力供給が困難な状態を示す説明図である。
【図９】実施の形態１の誘導加熱装置に非接触受電機器を載置した場合の給電状態を示す概略側面図である。
【図１０】図９における加熱コイルの給電状態の磁界を示す概略平面図である。
【図１１】実施の形態１の誘導加熱装置における複数の加熱コイルに流れる電流の位相差が０のときの歪んだ電流波形を示す図である。
【図１２】実施の形態１の誘導加熱装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本開示に係る実施の形態２誘導加熱装置のトッププレート上に載置された非接触受電機器の位置の例を示す概略平面図である。
【図１４】実施の形態２の誘導加熱装置において非接触受電機器を最適な位置に載置する例を示す概略平面図である。
【図１５】本開示に係る実施の形態３の非接触給電システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態３における受電機器伝達部を有する非接触受電機器を示す概略平面図である。
【図１７】実施の形態３の非接触受給電システムを示す概略平面図である。
【図１８】本開示に係る実施の形態４の非接触受給電システムにおける誘導加熱装置の複数の加熱コイルに流れる電流の位相差がπのときの電流波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本開示に係る一形態を得るに至った経緯）
前述したように特許文献１で開示されたコードレス機器では、受電側と給電側のコイル構成が１対１の対応関係を有しており、このような対応関係であれば、効率よく十分な給電を行うことが可能である。しかし、特許文献２で開示されたマルチコイル構成の誘導加熱調理器を用いて非接触受電機器に対して給電を行った場合には、複数の加熱コイルに流れる電流の向きによっては、加熱コイルにより所望の高周波磁界を発生させることができず、十分な電力供給を行うことができないという課題を有していた。そこで、本発明者らは、実験を行った結果、複数の加熱コイルに流れる電流の位相差を適切に設定することにより、マルチコイル構成の誘導加熱調理器を用いても非接触受電機器に対して十分な電力供給が可能であることを見出した。
【００１４】
本開示に係る第１の態様の誘導加熱装置は、
被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に整列して配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対する動作指令を出力する操作表示部と、を備え、
前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器に給電するために通電する前記複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成されている。
【００１５】
本開示に係る第２の態様の誘導加熱装置は、前記第１の態様における前記複数の加熱コイルが、前記トッププレートの下方において平面的な縦横の列に並んで配設された構成を有している。
【００１６】
本開示に係る第３の態様の誘導加熱装置は、前記第１又は第２の態様の構成に対して、前記トッププレート上に載置された前記非接触受電機器を検知する受電機器検知部をさらに備えている。
【００１７】
本開示に係る第４の態様の誘導加熱装置において、前記第１乃至第３の態様における前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器により覆われた受電領域に含まれる複数の加熱コイルに対してのみ前記高周波電流を供給するよう構成されている。
【００１８】
本開示に係る第５の態様の誘導加熱装置において、前記第１乃至第４の態様における前記被加熱物が前記トッププレート上に載置された場合、前記複数の加熱コイルに流れる電流の位相差をπ／２〜０又はπ〜π／２に設定するよう構成されている。
【００１９】
本開示に係る第６の態様の誘導加熱装置において、前記第１乃至第５の態様における前記非接触受電機器に対して給電する複数の加熱コイルにより構成された給電面が前記非接触受電機器の受電コイルにより構成される受電面より大きく設定されている。
【００２０】
本開示に係る第７の態様の誘導加熱装置において、前記第１乃至第６の態様における前記制御部は、前記非接触受電機器に対して給電する電力が所定値より少ない場合、前記非接触受電機器に給電可能な一部の加熱コイルに対して通電を停止するよう構成されている。
【００２１】
本開示に係る第８の態様の誘導加熱装置は、前記第１乃至第７の態様の構成に対して、前記複数の加熱コイルのそれぞれの周りに配置され、前記トッププレートを通して目視可能に点灯する通電コイル表示部をさらに備え、前記非接触受電機器が載置された領域を点灯表示するよう構成されている。
【００２２】
本開示に係る第９の態様の非接触受給電システムは、
非接触受電機器と誘導加熱装置を有しており、
前記非接触受電機器が、
電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
前記非接触受電機器の存在を報知する受電機器伝達部と、を備え、
前記誘導加熱装置が、
被加熱物又は非接触受電機器を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に整列して配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対する動作指令を出力する操作表示部と、
前記非接触受電機器の前記受電機器伝達部からの報知により、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知する受電機器検知部と、を備え、
前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器に給電するために通電する前記複数の加熱コイルに流れる高周波電流の位相差を０に設定するよう構成されている。
【００２３】
本開示に係る第１０の態様の非接触受給電システムは、前記第９の態様において、前記受電機器伝達部と前記受電機器検知部が通信経路を介して通信可能に接続されており、前記受電機器伝達部からの信号を前記受電機器検知部で受信することにより、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知するよう構成されている。
【００２４】
本開示に係る第１１の態様の非接触受給電システムは、前記第９の態様において、前記受電機器伝達部として磁石を用い、前記受電機器検知部としてホール素子を用いて、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたことを検知するよう構成されている。
【００２５】
本開示に係る第１２の態様の非接触受給電システムは、前記第９乃至第１１の態様の前記非接触受電機器において、前記受電機器伝達部が受電コイルにより構成される受電面の中心位置に配置され、
前記誘導加熱装置において、前記複数の加熱コイルが前記トッププレートの下方において平面的な縦横の列に並んで配設され、前記受電機器検知部が前記複数の加熱コイルに囲まれた位置に設けられている。
【００２６】
本開示に係る第１３の態様の非接触受給電システムにおいて、前記第９乃至第１２の態様の前記制御部は、前記非接触受電機器が前記トッププレート上に載置されたとき、前記非接触受電機器により覆われた受電領域に含まれる複数の加熱コイルに対してのみ前記高周波電流を供給するよう構成されている。
【００２７】
本開示に係る第１４の態様の非接触受給電システムにおいて、前記第９乃至第１３の態様の前記非接触受電機器は複数の受電コイルにより構成される受電面を有しており、
前記受電面を構成する前記複数の受電コイルが前記誘導加熱装置の前記複数の加熱コイルのそれぞれと対向するように前記非接触受電機器を前記トッププレート上に載置した場合、前記受電面により覆われた前記複数の加熱コイルにおいて隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差をπに設定するよう構成されている。
【００２８】
以下、本開示に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２９】
（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の平面図であり、本開示において主要な要素を概略的に示している。図２は、図１に示した実施の形態１の誘導加熱装置におけるＡ−Ａ線により切断した側面断面図である。図３は、実施の形態１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。
図１〜図３に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０は、トッププレート１３、トッププレート１３の下方に整列して配置された複数の加熱コイル１１、加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ１６、インバータ１６の出力を制御する制御部１７、及び制御部１７に対する動作指令を出力する操作表示部１２を備える。
【００３０】
以下、実施の形態１の誘導加熱装置１０を構成する各要素について詳述する。
＜トッププレート＞
実施の形態１の誘導加熱装置１０は、上部に平板なトッププレート１３を有する。トッププレート１３上には、鍋等の被加熱物１４、又は非接触受電機器１５が載置される。なお、トッププレート１３は、ガラスやセラミック等の電気絶縁物で構成されている。
＜加熱コイル＞
加熱コイル１１は、複数のコイルを有するマルチコイル構成である。複数の加熱コイル１１は、トッププレート１３の下方において所定間隔を有して平面的な縦横の直線状の列に並んで配設されている。また、加熱コイル１１はすべて実質的に同一の形状、同一構成を有している。なお、実施の形態１の誘導加熱装置１０において、加熱コイル１１は、誘導加熱動作を行うと共に、給電動作時における給電コイルとして兼用されている。
【００３１】
＜インバータ＞
インバータ１６は、複数の加熱コイル１１に接続されている。インバータ１６によって複数の加熱コイル１１に高周波電流が供給される。インバータ１６の構成としては、例えば、各加熱コイル１１に対して、それぞれ別々に接続される構成や、幾つかの加熱コイル１１をまとめて接続される構成等がある。その他、給電を要する加熱コイル１１にインバータ１６の接続を切り替える構成もある。また、実施の形態１の誘導加熱装置１０においては、加熱動作時及び給電動作時で複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差の切替えを行うが、その切替えはスイッチング素子の導通（オン）状態と非導通（オフ）状態のタイミング調節で行ってもよい。
【００３２】
＜制御部＞
制御部１７は、インバータ１６と操作表示部１２に接続されている。例えば、制御部１７は、操作表示部１２から動作指令の指示を受けて、インバータ１６の出力を制御する。特に、制御部１７では、加熱動作及び給電動作を切替えるとき、複数の加熱コイル１１のそれぞれに流れる電流の位相差を設定する。
【００３３】
＜操作表示部＞
操作表示部１２は、トッププレート１３において使用者側（図１における下側）の中央に配置されており、使用者が使いやすい構成となっている。また、操作表示部１２は、制御部１７に接続されている。この操作表示部１２が制御部１７に対して電力供給の開始又は停止、電力調整等の動作指令の信号を出力する。例えば、制御部１７に対して、トッププレート１３上に鍋等の被加熱物１４が載置されたとき、加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を出力し、又は非接触受電機器１５が載置されたとき、給電動作の開始を指示する動作指令の信号を出力する。
【００３４】
上記のように、実施の形態１の誘導加熱装置１０においては、トッププレート１３の上に、被加熱物１４又は非接触受電機器１５が載置されたとき、載置された領域において加熱動作又は給電動作の適切な動作が行われる。例えば、図１に示すように、被加熱物１４がトッププレート１３上に載置されたとき、被加熱物１４の下方にある加熱コイル１１ｂｂ、１１ｂｃ、１１ｃｂ、１１ｃｃに高周波電流が流れ、被加熱物１４に対する誘導加熱動作が行われる。一方、図１に示すように、非接触受電機器１５がトッププレート１３上に載置されたとき、非接触受電機器１５の下方にある加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉによって給電動作が行われる。
【００３５】
［給電動作］
次に、実施の形態１の誘導加熱装置１０の上に非接触受電機器１５が載置された場合における給電動作について説明する。実施の形態１の誘導加熱装置１０において、非接触受電機器１５を給電する場合は、非接触受電機器１５を給電する複数の加熱コイル１１のそれぞれに流れる電流の位相差が零（０）に設定される。以下、非接触受電機器１５が図１に示す位置に載置された場合、即ち、加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉの上部に非接触受電機器１５が載置された場合を例として説明する。
【００３６】
図４は、加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに流れる電流の位相差が０のときの電流を示す波形図である。図５は、実施の形態１の誘導加熱装置における加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに流れる電流の位相差が０のときの電流の向き及び磁界を示す説明図である。
【００３７】
図４及び図５に示すように、電流の位相差が０のとき、加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに流れる電流Ｉａｈ、Ｉａｉ、Ｉｂｈ、Ｉｂｉの向きは、すべて同じ方向、例えば時計回り方向に流れる。このとき、加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに発生する磁界は、図５において磁束１８で示すように、加熱コイル１１の外側から上面を通って、加熱コイル１１の内側に入り、コイル下面を通って、加熱コイル１１の外側に戻る閉ループ状態になる。
【００３８】
図６は、図５に示した加熱コイル構成をＢ−Ｂ線により切断した隣接した加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉを模式的に示した断面図である。図６においては、特に、加熱コイル１１ａｈと１１ａｉの磁界を示している。図６に示すように、近接した加熱コイル１１ａｈと加熱コイル１１ａｉの間である近接部付近に着目すると、互いの加熱コイル１１ａｈと加熱コイル１１ａｉにおける近接したコイルに流れる電流の向きは常に反対方向となる。このとき、コイルの上下方向において発生する磁界は、強め合う状態となる。実施の形態１の誘導加熱装置１０において給電動作を行うためには、このように各コイルの近接部で上下方向に発生する磁界が必要となる。
【００３９】
図７は、図５に示した加熱コイル構成をＢ−Ｂ線により切断した２つの加熱コイル１１ａｈ、１１ｂｉを模式的に示した断面図であり、実施の形態１の誘導加熱装置において電力を効率高く供給可能である状態（加熱コイル１１に流れる電流の位相差が０）を示す説明図である。図８は、実施の形態１の誘導加熱装置において電力の供給が困難である状態を模式的に示した説明図である。
【００４０】
給電動作を行う４つの加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉの電流Ｉａｈ、Ｉａｉ、Ｉｂｈ、Ｉｂｉの位相差が０である場合、４つの加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに流れる電流が同じ方向であり、例えば図５に示すように、全ての電流Ｉａｈ、Ｉａｉ、Ｉｂｈ、Ｉｂｉが時計回りの方向に流れる。このとき、４つの加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉにおける隣接する加熱コイルの近接部付近では、互いのコイルに流れる電流が反対方向となり、これらのコイル近接部付近の上下方向においては、例えば、図７の矢印２２ａに示すように、磁界は強め合うように上向きに発生する。一方、各加熱コイル１１の内側は、隣接する加熱コイル１１の近接部に発生する磁界とは反対方向の磁界、つまり図７の矢印２２ｂと２２ｃ、２２ｄと２２ｅに示すように下向きの磁界が発生する。このとき、受電コイル１９の内側に着目すると、図７に示す矢印２２ａの上向きの磁界と、矢印２２ｃ及び２２ｄで示す下向きの磁界の磁束量が同一となることから、加熱コイル１１の近接部領域（図７に示す破線領域２７ａ）では、貫通する磁界の量は零となる。即ち、隣接する加熱コイル１１の近接部から発生する磁界のみでは給電することができない。しかし、加熱コイル１１の近接部以外の領域（図７に示す破線領域２７ｂ、２７ｃ）では、図７に示す矢印２２ｆ、２２ｇのように加熱コイル１１の外側から受電コイル１９の外側を上向きに磁界が発生し、加熱コイル１１の内側に発生する磁界によって図７に示す矢印２２ｂ、２２ｅのように受電コイル１９の内側を下向きに磁界が貫通するため、受電コイル１９の内側を貫通する磁束の総量としては、上から下向きへの一定値が存在する。また、図示していないが、各コイルに流れる電流の向きが反時計回りの方向に流れた場合は、上述した磁界の向き（図７に示す矢印２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ）は反対方向となり、受電コイル１９の内側を貫通する磁束の総量としては、下から上向きへの一定値が存在することになる。この結果、非接触受電機器１５の受電コイル１９に対して給電動作が行われる。
【００４１】
もし、誘導加熱装置１０における給電動作を行う加熱コイル１１に流れる電流Ｉの位相差を０にしない場合には、それぞれの電流Ｉの向きが徐々にずれていき、同じ方向や反対方向になる。その結果、４つの加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉから発生する磁界の方向が異なる場合がある。各加熱コイル１１に発生する磁界の向きが異なると、例えば、図８に示す矢印２２ｈ、２２ｉのように磁界が発生する。このとき、受電コイル１９の内側を貫通する磁束の総量が減少または零になるため、給電動作に好ましい高周波磁界が発生しない期間が生じ、効率の高い電力供給を行うことができない。
上記のように、実施の形態１の誘導加熱装置において電力供給を行う場合には、給電動作すべき複数の加熱コイル１１の電流Ｉの位相差を０と設定することにより、非接触受電機器１５に対して複数の加熱コイル１１から高周波磁界を発生させ、効率の高い給電動作を行うよう構成されている。
【００４２】
図９は、実施の形態１の誘導加熱装置１０上に非接触受電機器１５を載置した場合の給電状態を示す概略側面図である。図１０は、図９における加熱コイル１１の給電状態の磁界を示す概略平面図である。図９に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０において、トッププレート１３上に非接触受電機器１５が載置されると、当該誘導加熱装置１０は給電動作を開始する。このとき、複数の加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに流れる電流の位相差が０に設定されて、加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに高周波電流が供給される。上述したように、複数の加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉに流れる電流の位相差が０に設定されると、各加熱コイルに流れる電流の向きが同じ方向、例えば時計回りの方向に流れる。このとき、複数の加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉの近接部において、互いのコイルに流れる電流が反対方向になり、図９に示す矢印２２ａのように、強め合う磁界が発生する。この矢印２２ａで示す磁界は、各加熱コイル１１の内側に発生する磁界の一部、つまり図９に示す矢印２２ｃ、２２ｄと磁束量が同一であることから、各加熱コイル１１の近接部から受電コイル１９の内側へ貫通する磁界の量は零となる。しかし、各加熱コイル１１の近接部以外では、図９に示す矢印２２ｆ、２２ｇのように加熱コイル１１の外側から受電コイル１９の外側に向かって上向きの磁界を発生する。一方、受電コイル１９の内側では、加熱コイルの内側に発生する磁界によって、図９に示す矢印２２ｂ、２２ｅのように下向きの磁界が発生している。
【００４３】
図１０で説明すると、各コイルに流れる電流の向きがすべて時計方向に流れた場合、各加熱コイル１１の近接部以外の領域において、各加熱コイル１１の外側から受電コイル１９の外側に向かって上向きの磁界が発生し、各加熱コイル１１の内側に発生する一部の磁界によって受電コイル１９の内側では、下向きの磁界が発生する。また、図示していないが、各コイルに流れる電流の向きがすべて反時計回りの方向に流れた場合は、上述した磁界の向きは反対方向となり、受電コイル１９の内側では、上向きの磁界が発生する。したがって、非接触受電機器１５の受電コイル１９は、複数の加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉから、十分な高周波磁界を受けることができ、電磁誘導を利用して非接触受電機器１５に対して効率の高い電力供給が実行される。
【００４４】
なお、図９においては、非接触受電機器１５における受電コイル１９が１つの場合を示しているが、実施の形態１の誘導加熱装置１０は、複数の受電コイル１９を設けた非接触受電機器１５であっても給電可能である。
【００４５】
図１１は、実施の形態１の誘導加熱装置１０における複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差が０のとき、歪んだ電流が流れた場合の波形図である。実施の形態１の誘導加熱装置１０は、図１１に示すように、電流波形が正弦波に比べて歪んだ状態であっても、給電すべき複数の加熱コイルに流れる電流が実質的に位相差０であれば効率の高い給電動作を実行することができる構成である。
【００４６】
［加熱動作］
次に、実施の形態１の誘導加熱装置１０上に鍋等の被加熱物１４を載置した場合における加熱動作について説明する。実施の形態１の誘導加熱装置１０では、従来の誘導加熱調理器と同様に被加熱物１４を誘導加熱するのに使用できる。例えば、被加熱物１４である鍋を誘導加熱する場合は、鍋の下方に配置された複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差をπ／２〜０又はπ〜π／２の範囲内に設定する。
【００４７】
加熱動作すべき複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差をπ／２〜０の間に設定すると、被加熱物１４を均一に加熱することができる。一方、複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差をπ〜π／２の間に設定すると、被加熱物１４を高出力で高効率に加熱することができる。
【００４８】
実施の形態１に係る誘導加熱装置１０では、トッププレート１３上に載置された負荷が、鍋等の被加熱物１４であるか否かを検知する負荷検知機能を有する被加熱物検知部を備えてもよい。この被加熱物検知部によって、被加熱物１４を検知することにより、加熱コイル１１に流れる電流の位相差を加熱条件に応じてπ／２〜０又はπ〜π／２のいずれかに設定し、被加熱物１４を加熱してもよい。なお、被加熱物検知部とは被加熱物１４がトッププレート１３上に載置された場合に、加熱コイル１１に流れる電流の変化、即ち負荷容量（インピーダンスの変化等）を検出して、負荷容量が所定の閾値に達するか否かで被加熱物１４の有無を検知している。このため、給電動作の場合、加熱動作に比べて負荷容量が小さいので、被加熱物検知部によって加熱コイル１１への通電を停止する場合がある。したがって、被加熱物検知部は、加熱動作時のみ動作する構成とするか、又は非接触受電機器１５が載置された場合には、被加熱物検知部が動作する負荷容量の閾値を下げる必要がある。なお、実施の形態１の誘導加熱装置１０においては、操作表示部１２を設けているので、使用者は、この操作表示部１２を操作して給電動作と加熱動作を切替えることも可能である。
【００４９】
［フローチャート］
実施の形態１の誘導加熱装置１０の動作について説明する。
図１２は、本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置１０の動作を示すフローチャートである。以下、図１２に示したフローチャートを用いて説明する。
（１）実施の形態１の誘導加熱装置１０に電源を供給する。
（２）トッププレート１３上に載置された負荷が非接触受電機器１５であるか否かが判別される（ステップ１）。
（３）ステップ１において負荷が非接触受電機器１５である場合には、当該非接触受電機器１５に対して給電動作を行うべき加熱コイル１１を検出する（ステップ２）。
（４）ステップ２において給電動作を行うべき加熱コイル１１を検出した後、当該加熱コイル１１に流す電流の位相差を０に設定する（ステップ３）。
（５）ステップ３において電流の位相差が０に設定された後、当該加熱コイル１１に対して所望の高周波電力が供給される。
（６）一方、ステップ１において負荷が非接触受電機器１５でない場合には、被加熱物１４（鍋等）であるか否かが判別される（ステップ４）。
（７）ステップ４において負荷が被加熱物１４であると判別された場合、被加熱物１４を均一加熱すべきか否かが加熱条件に応じて判別される（ステップ５）。
（８）ステップ５において被加熱物１４を均一加熱すべきであると判定された場合には、被加熱物１４を誘導加熱すべき加熱コイル１１に流れる電流の位相差をπ／２〜０に設定する。（ステップ６）
（９）ステップ５において被加熱物１４を均一加熱すべきではないと判定された場合には、被加熱物１４を誘導加熱すべき加熱コイル１１に流れる電流の位相差をπ〜π／２に設定する。（ステップ７）
（１０）ステップ６、７において電流の位相差が所望の値に設定された後、当該加熱コイル１１に対して所望の高周波電力が供給される。
（１１）ステップ４において、負荷が被加熱物１４（鍋等）ではないと判定された場合には、再びステップ１において非接触受電機器１５であるか否かが判別される。
【００５０】
以上のように、実施の形態１の誘導加熱装置１０においては、複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差を設定することによって、被加熱物１４（鍋等）を加熱する誘導加熱装置として使用できるとともに、非接触受電機器１５に対しても効率高く給電を行うことができる。このため、実施の形態１の誘導加熱装置１０の構成によれば、使用者にとって使い勝手の良い加熱装置を実現することができる。なお、加熱コイルと受電コイルの磁気結合におけるインピーダンスの変化の検出や通信手段等からトッププレート１３上に載置された負荷が非接触受電機器１５であるか否かが判別される場合、ステップ２は省略してもよい。
【００５１】
実施の形態１の誘導加熱装置１０においては、加熱動作を行うための加熱コイル１１が、給電動作を行うための給電コイルとしても用いられており、加熱コイルと給電コイルとを兼用するよう構成されている。ここで、加熱コイル１１及びその周辺回路は、加熱動作時において複数の加熱コイル１１に供給する電力を大きくして被加熱物１４を十分に加熱できるように構成されている。このため、給電動作時のように供給する電力が小さいと、非接触受電機器１５の下部に配置された複数の加熱コイル１１を通電して給電しようとしても、各コイルに供給する電力を制御しきれない場合がある。例えば、加熱動作時において各加熱コイル１１に５００Ｗの電力を供給する構成で、給電動作時において４つの加熱コイル１１に１００Ｗの電力を供給する場合について説明する。この場合、各コイルに供給する電力は、均等に２５Ｗずつ供給できるのが望ましい。しかし、２５Ｗは加熱時の供給電力の２０分の１であり、そのような小さい電力を設定して、精度の高い制御をすることは困難である。したがって、給電動作においては、非接触受電機器１５の下部に配置された複数の加熱コイル１１のうち、例えば一部の加熱コイルの通電を停止する。そして、１つの加熱コイルのみを通電して、その通電した加熱コイルの給電電力を１００Ｗとすることによって、非接触受電機器１５の給電を行ってもよい。これによって、精度の高い制御を行って非接触受電機器１５の給電をすることができる。
【００５２】
実施の形態１の誘導加熱装置１０において、非接触受電機器１５に対して給電する際、受電コイル１９のコイル面積より、複数の加熱コイル１１の合計コイル面積が大きくない場合には、受電コイル１９に対して十分な給電を行うことができない。したがって、非接触受電機器１５に対して給電する複数の加熱コイル１１のコイル面積は、非接触受電機器１５の受電コイル１９のコイル面積よりも大きくするのが好ましい。なお、ここで複数の加熱コイル１１のコイル面積とは、非接触受電機器１５の載置面である受電領域に対向する面（給電面）の面積であり、受電コイル１９のコイル面積とは、受電コイル１９における誘導加熱装置１０のトッププレート１３に対向する面（受電面）の面積を言う。
【００５３】
（実施の形態２）
以下、本開示に係る実施の形態２の誘導加熱装置について添付の図面を参照して説明する。
【００５４】
図１３は、実施の形態２の誘導加熱装置のトッププレート１３上に載置された非接触受電機器の位置の例を示す概略平面図である。図１３に示すように、例えば、非接触受電機器１５が第１位置２３ａに載置された場合、誘導加熱装置１０においては、加熱コイル１１ｂｈのみしか通電せず、当該非接触受電機器１５に対して十分な電力が供給されず、給電効率が悪いものとなる。一方、例えば、非接触受電機器１５が第２位置２３ｂに載置された場合、誘導加熱装置１０においては、４つの加熱コイル１１ｂｅ、１１ｂｆ、１１ｃｅ、１１ｃｆが通電する。この場合、給電側の加熱コイル１１と受電側の受電コイル１９の磁気結合が最も良い磁気結合状態となり、非接触受電機器１５に対して十分な電力供給が行われる配置となる。このように、非接触受電機器１５に対して給電動作を行う場合には、非接触受電機器１５の載置する位置によって、十分な電力供給を行うことができる領域と、十分な電力供給を行うことができない領域がある。
【００５５】
［通電コイル表示］
実施の形態２の誘導加熱装置は、非接触受電機器１５を給電効率が高く十分な電力供給ができる最適な位置に載置することができる構成を有するものである。
【００５６】
図１４は、実施の形態２の誘導加熱装置において非接触受電機器１５を最適な給電位置に載置する例を示す概略平面図である。図１４に示すように、実施の形態２の誘導加熱装置１０ａは、各加熱コイル１１を取り囲むように格子状に構成された表示部である通電コイル表示部２４が設けられている。この通電コイル表示部２４は、加熱動作を行う加熱コイル１１の給電領域を示すために点灯して、トッププレートを通して目視可能に構成されている。通電コイル表示部２４が点灯して給電領域を表示することにより、使用者は非接触受電機器１５を載置する適切な給電位置を確認することが可能となる。例えば、非接触受電機器１５が誘導加熱装置１０ａのトッププレート１３上に載置されると、当該非接触受電機器１５の受電領域（載置面）により覆われた加熱コイル１１の周りに設けられた通電コイル表示部２４が点灯表示される。このように、非接触受電機器１５がトッププレート１３上に載置されると、非接触受電機器１５の外側において、矩形状の給電領域の外枠部分が点灯して表示される。この点灯表示された矩形状の給電領域内の中央部分に当該非接触受電機器１５を配置することによって、給電効率の高い給電位置に非接触受電機器１５が載置されることになる。
また、非接触受電機器１５への給電電力が小さく、非接触受電機器１５が載置されているトッププレート１３の下方に位置する複数の加熱コイル１１の全てに通電していない場合においては、非接触受電機器１５が載置されているが給電していない加熱コイル１１も含めて通電コイル表示部２４を点灯することにより、非接触受電機器１５を載置する適切な位置を表示してもよい。
【００５７】
以上のように、実施の形態２の誘導加熱装置１０ａでは、通電コイル表示部２４を用いることにより、非接触受電機器１５を載置すべき最適な給電領域を表示することが可能となる。その結果、使用者は、表示された給電領域内に非接触受電機器１５を載置することにより、非接触受電機器１５を給電効率の高い最適な給電位置に容易に載置することができる。
【００５８】
（実施の形態３）
以下、本開示に係る実施の形態３の非接触給電システムについて添付の図面を参照して説明する。実施の形態３の非接触給電システムにおいては、マルチコイル構成を有する誘導加熱装置により非接触受電機器に対して給電するとき、非接触受電機器を効率高く十分に供給できる最適な給電位置に正確に、且つ容易に配置することができる構成である。
【００５９】
［全体構成］
まず、実施の形態３の非接触給電システムにおける全体構成について説明する。
図１５は、実施の形態３の非接触給電システムの構成を示すブロック図である。
実施の形態３の非接触給電システム２０は、非接触受電機器１５ａと誘導加熱装置１０ｂを備える。図１５に示すように、非接触受電機器１５ａは、受電コイル１９、負荷装置２１及び受電機器伝達部２５を備える。実施の形態３における誘導加熱装置１０ｂは、前述の実施の形態１の誘導加熱装置１０と比べて、非接触受電機器１５ａを検知する受電機器検知部２６を備える点で異なるが、その他の構成は同じである。
【００６０】
以下、実施の形態３の非接触給電システム２０を構成する各要素について詳述する。まず、非接触受電機器１５ａの構成要素について説明する。
【００６１】
＜受電コイル＞
受電コイル１９は、加熱コイル１１から高周波磁界を受けて電力が供給される。受電コイル１９は、負荷装置２１と接続されており、受電コイル１９に供給された電力を負荷装置２１に入力している。
【００６２】
＜負荷装置＞
負荷装置２１は、受電コイル１９に接続されており、この受電コイル１９からの電力が供給されて駆動される。ここで、非接触受電機器１５ａとしては、例えばブレンダを対象としている。この場合、負荷装置２１には、例えばＤＣモータが使用される。また、負荷装置２１には、高周波磁界による電力を受けた受電コイル１９から高周波電流（ＡＣ電流）が供給される。負荷装置２１にＤＣモータを使用するには、高周波電流（ＡＣ電流）をＤＣ電流に変換する必要があるため、負荷装置２１はＡＣ−ＤＣ変換回路を含む構成にしてもよい。即ち、負荷装置２１は、負荷の特性に合わせた回路を含んでもよい。
【００６３】
＜受電機器伝達部＞
非接触受電機器１５ａにおける受電機器伝達部２５は、誘導加熱装置１０ｂに設けられた受電機器検知部２６に対して信号を出力して、当該非接触受電機器１５ａの位置を伝達するものである。
【００６４】
次に、誘導加熱装置１０ｂの構成要素について説明する。
＜受電機器検知部＞
受電機器検知部２６は、誘導加熱装置１０ｂ上に非接触受電機器１５ａが載置されたことを検知する検知手段である。例えば、非接触受電機器１５ａに設けられた受電機器伝達部２５からの信号を検出することによって、非接触受電機器１５ａがトッププレート１３上に載置されたことと、その載置位置を検知することができる。他の検知手段として、図示していないが、加熱コイル１１に流している電流等の変化、つまり負荷の変化により、非接触受電機器１５ａを検知することもできる。
【００６５】
［動作］
実施の形態３の非接触給電システム２０においては、受電機器検知部２６が受電機器伝達部２５を検知することによって、誘導加熱装置１０ｂ上に非接触受電機器１５ａが載置されたことを検知する構成である。誘導加熱装置１０ｂが非接触受電機器１５ａを検知すると、制御部１７はインバータ１６の出力を制御して、該当する複数の加熱コイル１１に対して所望の高周波電流を供給する。このとき、制御部１７は、給電動作を行うために複数の加熱コイル１１に流れる電流の位相差が０となるように設定する。複数の加熱コイル１１に高周波電流が供給されると、高周波磁界が発生して非接触受電機器１５ａの受電コイル１９に磁束が鎖交して、受電コイル１９に電力が供給される。受電コイル１９に供給された電力は、負荷装置２１に供給される。
【００６６】
なお、実施の形態３の非接触給電システム２０においては、前述の各実施の形態の誘導加熱装置と同様に、誘導加熱装置１０ｂが非接触受電機器１５ａに対する給電を行うだけでなく、トッププレート上に被加熱物１４が載置された場合には、当該被加熱物１４に対する誘導加熱動作が実行される。
【００６７】
［非接触受電機器の載置］
図１６は、実施の形態３の非接触給電システム２０における、自身の存在を報知する受電機器伝達部２５を有する非接触受電機器１５ａを示す概略平面図である。図１６においては、受電機器伝達部２５が非接触受電機器１５ａにおける受電面の中心位置に設けられていることを示している。ここで、受電面の中心位置とは、非接触受電機器１５ａにおいてトッププレート１３に対向する載置面における、受電コイル１９により構成される面の中心位置である。
【００６８】
図１７は、実施の形態３の非接触給電システム２０の概略構成を示す平面図である。図１７では、トッププレート１３の下方において平面的な縦横の列に並んで配設された複数の加熱コイル１１、及び複数の加熱コイル１１に囲まれた位置に設けられた受電機器検知部２６を示している。なお、図１７においては、トッププレート１３の下方に配設された複数の加熱コイル１１が示されているが、実際には複数の加熱コイル１３の全てがトッププレート１３により覆われており、加熱コイル１１の位置を目視できない状態である。
【００６９】
上記したように、実施の形態３の非接触給電システム２０においては、非接触受電機器１５ａが当該非接触受電機器１５ａの存在を報知する受電機器伝達部２５を備え、誘導加熱装置１０ｂが受電機器伝達部２５からの報知により当該非接触受電機器１５ａがトッププレート１３上に載置されたことを検知する受電機器検知部２６を備えている。このように構成された実施の形態３の非接触給電システム２０は、非接触受電機器１５ａを確実に検知することができるとともに、トッププレート１３における非接触受電機器１５ａの正確な位置も検出することが可能となる。さらに、実施の形態３の非接触給電システムにおいては、非接触受電機器１５ａを誘導加熱装置１０ｂのトッププレート１３上における給電効率が高い最適な位置に載置することが可能な構成となる。
【００７０】
図１６に示すように、非接触受電機器１５ａにおける受電面（載置面）の中心には受電機器伝達部２５が設けられている。また、図１７に示すように、誘導加熱装置１０ｂには、平面的な縦横の列に並んで整列された複数の加熱コイル１１の間に受電機器検知部２６が設けられている。即ち、受電機器検知部２６は加熱コイル１１に取り囲まれるように、その中心位置に設けられている。このような構成とすることにより、非接触受電機器１５ａを誘導加熱装置１０ｂの複数の加熱コイル１１上における給電効率の高い最適な給電位置に配置することができる。例えば、非接触受電機器１５ａが図１７において破線で示す位置にある場合、通電する加熱コイル１１は、加熱コイル１１ｃｇの１つのみである。そこで、使用者は、非接触受電機器１５ａを矢印２７の方向に移動させて、受電機器検知部２６が受電機器伝達部２５を検知する位置に非接触受電機器１５ａを載置する。このように非接触受電機器１５ａを載置することにより、通電される加熱コイル１１は、加熱コイル１１ｂｇ、１１ｂｈ、１１ｃｇ、１１ｃｈの４つとなり、非接触受電機器１５ａに対して効率の高い電力供給を行うことができる。
【００７１】
実施の形態３の非接触給電システムにおいては、受電機器伝達部２５を受電機器検知部２６により検出する構成であるため、例えば、受電機器伝達部２５として磁石を用い、受電機器検知部２６としてホール素子を用いてもよい。受電機器伝達部２５として磁石を用いて、受電機器検知部２６としてホール素子を用いた場合には、磁石の磁場をホール素子で検知することによって、非接触受電機器１５ａの位置を正確に検知することができる。その他の構成としては、受電機器伝達部２５と受電機器検知部２６が通信経路を介して通信可能に接続されていてもよく、受電機器伝達部２５からの信号を受電機器検知部２６で受信することにより、非接触受電機器１５ａがトッププレート１３上に載置されたことを検知する事が可能となる。例えば、受電機器伝達部２５として送信部を設け、受電機器検知部２６として受信部を設けて、送信部からの信号を受信部が受信することにより、非接触受電機器１５ａの位置を知ることができる構成となる。このように構成することにより、非接触受電機器１５ａを給電効率の高い最適な位置に載置することができる。
【００７２】
以上のように、実施の形態３の非接触給電システム２０では、非接触受電機器１５ａに受電機器伝達部２５を設け、誘導加熱装置１０ｂに受電機器検知部２６を設けることによって、非接触受電機器１５ａを確実に検知することができる。また、実施の形態３の非接触給電システム２０の構成においては、使用者が非接触受電機器１５ａを誘導加熱装置１０ｂのトッププレート１３上の給電効率の高い最適な給電位置に載置することができる。
なお、実施の形態３の非接触給電システム２０では、平面的な縦横の列に並んで整列された複数の加熱コイル１１の間全ての領域に受電機器検知部２６が設けられているが、複数の加熱コイル１１の間の一部の領域に受電機器検知部２６を設け、非接触受電機器１５ａの給電できる領域を限定してもよい。このように給電できる領域を限定することによって、受電機器検知部２６やインバータ１６の接続を切り替えるリレーなどの部品数を削減して安価にシステムを構成することができる。
【００７３】
（実施の形態４）
以下、本開示に係る実施の形態４の非接触給電システムについて添付の図面を参照して説明する。
【００７４】
実施の形態４の非接触給電システムにおいては、誘導加熱装置が前述の実施の形態１で説明した誘導加熱装置１０と同じ構成を有しているが、非接触受電機器が１つの受電コイルではなく複数の受電コイルを有する構成である。また、実施の形態４における非接触受電機器の複数の受電コイルは、誘導加熱装置のトッププレート上に非接触受電機器が載置されたとき、誘導加熱装置の複数の加熱コイルのそれぞれと互いに対向するように配置される構成である。即ち、実施の形態４における非接触受電機器の複数の受電コイルは、誘導加熱装置の複数の加熱コイルにそれぞれが対向するように略同じコイル形状を有しており、給電動作を行う加熱コイルと同じ個数となるよう構成されている。
【００７５】
図１８は、実施の形態４の非接触給電システムにおける誘導加熱装置の複数の加熱コイルにおいて隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差がπのときの電流波形を示す図である。以下の説明においては、前述の図１に示したように、加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉの上方に非接触受電機器１５が載置された例で説明する。
【００７６】
図１８に示す波形図においては、４つの加熱コイル１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｈ、１１ｂｉにおいて、隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差がπであり、襷がけの位置にある加熱コイルの電流の位相差が０である。したがって、加熱コイル１１ａｉに流れる電流Ｉａｉと、加熱コイル１１ｂｈに流れる電流Ｉｂｈは、同じ方向に流れる。その時、加熱コイル１１ａｈに流れる電流Ｉａｈと、加熱コイル１１ｂｉに流れる電流Ｉｂｉは、同じ方向に流れるが、電流Ｉａｉと電流Ｉｂｈに対しては反対方向である。このように加熱コイルに流れる電流の位相差が設定されたとき、前述の実施の形態１〜３のように非接触受電機器が１つの受電コイル１９の場合においては、加熱コイルからの高周波磁界を効率高く受けることができず、非接触受電機器に対して十分な電力供給ができない状態である。
【００７７】
しかし、実施の形態４の非接触給電システムにおいては、非接触受電機器の複数の受電コイルが誘導加熱装置の複数の加熱コイルに対向するよう構成されているため、誘導加熱装置の複数の加熱コイルにおいて隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差をπに設定しても、十分な給電が可能な構成となる。即ち、非接触受電機器は複数の受電コイルにより構成される受電面を有し、受電面を構成する複数の受電コイルが誘導加熱装置の複数の加熱コイルのそれぞれと対向するように非接触受電機器をトッププレート上に載置した場合、受電面により覆われた複数の加熱コイルにおいて隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差をπに設定しても、十分な給電が可能な構成となる。
また、隣接する加熱コイル１１に流れる電流の位相差をπとすることにより、通電する加熱コイルから外部へ漏洩する磁界は、隣接コイルから発生した磁界によって打ち消し合い、漏洩磁界を減少することができるため、ノイズ源を少なくして周辺機器への悪影響を抑制することができる。
【００７８】
上記のように構成された実施の形態４の非接触給電システムでは、誘導加熱装置の複数の加熱コイルにおいて隣接する加熱コイルに流れる電流の位相差がπの場合であるとき、受電コイルが加熱コイルからの高周波磁界を受けて、非接触受電機器に対して十分な電力供給を行うことが可能となる。
なお、本開示では非接触受電機器に対して複数の加熱コイルで給電を行う誘導加熱装置及び非接触受給電システムに関するものであるが、非接触受電機器自体のサイズが小さく、非接触受電機器の受電コイルが誘導加熱装置の加熱コイル１つで十分給電可能なサイズのものであれば、受電コイルと加熱コイルを１対１の対応関係に配置して給電動作を行ってもよい。
また、本開示で説明した非接触受電機器は加熱コイル４つ分のサイズと略同等であったが、加熱コイルが２つ分のサイズなど、非接触受電機器のサイズを限定するものではなく、加熱コイルを複数用いた場合であれば上記に説明した同様の効果が得られる。
【００７９】
以上のように、本開示から明らかなように、複数の加熱コイルに流れる電流の位相差を適切に設定することにより、被加熱物を誘導加熱することができるとともに、非接触受電機器に対して効率高く給電することができる誘導加熱装置及び非接触受給電システムを構築することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１０ａ、１０ｂ  誘導加熱装置
１１  加熱コイル
１２  操作表示部
１３  トッププレート
１４  被加熱物（鍋）
１５、１５ａ  非接触受電機器
１６  インバータ
１７  制御部
１８  磁束
１９  受電コイル
２０  非接触給電システム
２１  負荷装置
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ  磁界
２３ａ、２３ｂ  位置
２４  通電コイル表示部
２５  受電機器伝達部
２６  受電機器検知部
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ  領域
【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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