(57)【要約】  本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物が載置される天板と、前記天板の外周を囲むように形成され、電気的に不連続な不連続部を有する枠部材と、前記天板の下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに電力を供給する駆動回路と、磁気共鳴により電力を送る送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給する送電回路と、を有する本体と、前記送電コイルから磁気共鳴により電力を受ける受電コイルと、前記受電コイルが受電した電力によって動作する負荷回路と、を有する受電装置と、を備えた。
2019073574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が載置される天板と、
前記天板の外周を囲むように形成され、電気的に不連続な不連続部を有する枠部材と、
前記天板の下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに電力を供給する駆動回路と、
磁気共鳴により電力を送る送電コイルと、
前記送電コイルに電力を供給する送電回路と、
を有する本体と、
前記送電コイルから磁気共鳴により電力を受ける受電コイルと、
前記受電コイルが受電した電力によって動作する負荷回路と、
を有する受電装置と、を備えた
誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記不連続部は、前記枠部材の一部に形成された空隙で構成された
請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記不連続部は、非導電性の材料で構成された
請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記枠部材は、全部が非導電性の材料で構成された
請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記送電コイルは、平面視において、前記加熱コイルを囲むように設けられた
請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記加熱コイルを複数備え、
前記送電コイルは、平面視において、複数の前記加熱コイルを囲むように設けられた
請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記送電コイルは、前記天板の下方であって、前記天板の縁に沿うように配置された
請求項１〜６の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記送電コイルは、平面視において、前記加熱コイルと前記天板の縁との間に設けられた
請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記天板は、平面視において、矩形形状に形成され、
前記送電コイルは、平面視において、前記加熱コイルと前記天板の縁との間に、前記矩形形状の辺に沿うように設けられた
請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記天板の下に設けられ、前記加熱コイルを収納する筐体を備え、
前記筐体は、平面視における大きさが前記天板よりも小さく形成され、
前記送電コイルは、平面視において、前記筐体と前記天板の縁との間に設けられた
請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記天板の下に設けられ、前記加熱コイル及び前記送電コイルを収納する筐体を備え、
前記筐体は、
導電性の材料で構成され、側面に開口が形成されている
請求項１〜１０の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
前記開口の下端は、前記送電コイルの下端よりも下方に位置している
請求項１１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１３】
前記天板の下に設けられ、前記加熱コイル及び前記送電コイルを収納する筐体を備え、
前記筐体は、
側面の少なくとも一部が非導電性の材料で構成されている
請求項１〜１０の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１４】
前記送電コイルは、前記天板の下面に接触して配置された
請求項１〜１３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１５】
前記負荷回路は、前記被加熱物の温度を検知する温度センサであり、
前記受電装置は、前記温度センサが検知した前記温度の情報を送信する第１通信装置を備え、
前記本体は、
前記第１通信装置から送信された前記温度の情報を受信する第２通信装置と、
前記温度の情報に応じて、前記駆動回路の駆動を制御する制御装置と、を備えた
請求項１〜１４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１６】
前記負荷回路は、前記本体に対する入力操作を行う操作部であり、
前記受電装置は、前記操作部の前記入力操作の情報を送信する第１通信装置を備え、
前記本体は、
前記第１通信装置から送信された前記入力操作の情報を受信する第２通信装置と、
前記入力操作の情報に応じて、前記駆動回路の駆動を制御する制御装置と、を備えた
請求項１〜１４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１７】
前記負荷回路は、前記本体の動作に関する表示を行う表示部であり、
前記受電装置は、前記表示部に表示させる情報を受信する第１通信装置を備え、
前記本体は、
前記表示部に表示させる情報を送信する第２通信装置を備えた
請求項１〜１４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１８】
前記磁気共鳴の共振周波数は、ＭＨｚ帯域の周波数である
請求項１〜１７の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１９】
前記駆動回路の駆動周波数は、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満であり、
前記磁気共鳴の共振周波数は、６．７８ＭＨｚ又は６．７８ＭＨｚの整数倍である
請求項１８に記載の誘導加熱調理器。
【請求項２０】
前記送電回路は、前記送電コイルへ電力を供給する共振型電源を備え、
前記受電装置は、前記受電コイルにより受信された電力を前記負荷回路へ供給する受電回路を備え、
前記共振型電源の共振特性値をＱｏとし、
前記送電コイルの共振特性値をＱｔとし、
前記受電装置の共振特性値をＱｒとしたとき、
０．５Ｑｒ≦√（Ｑｏ・Ｑｔ）≦１．５Ｑｒを満たすように、
前記共振型電源、前記送電コイル、前記受電コイル及び前記受電回路の特性インピーダンスを設定した
請求項１〜１９の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴方式の非接触電力伝送を行う誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱調理器においては、トッププレート上に配置される温度検出手段を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この誘導加熱調理器は、トッププレートの下面側に配置された第１のコイルと、温度検出手段に設けられた第２のコイルとを備える。第２のコイルが第１のコイルと対向配置されると、第１のコイルと第２のコイルとが電磁誘導結合によって結合する。これにより、第１のコイルから第２のコイルへ電力が供給される。【０００３】
また、従来のワイヤレス送電システムにおいては、送電コイルと受電コイルとの磁界共鳴を利用して電力を伝送するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。磁界共鳴方式では、送電装置及び受電側装置の双方にコイルとキャパシタを用いた共振回路を設け、それらの共振回路の共振周波数を一致させることにより、送電装置から受電側装置に電力を伝送する。この磁界共鳴方式のワイヤレス送電では、送電装置と受電側装置との距離がある程度離れていても、高効率で電力を伝送できるという利点がある。なお、磁界共鳴は、磁気共鳴とも称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４９９５９号公報
【特許文献２】特許第５８３８５６２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に記載の誘導加熱調理器では、電磁誘導結合により電力供給を行っている。このため、電力供給用の送電コイルである第１のコイルと、温度検出手段に設けた受電コイルである第２のコイルとが対向するように設置する必要があり、受電装置の設置位置が制約される、という課題がある。
一方、特許文献２に記載のワイヤレス伝送システムのような磁界共鳴方式の電力伝送は、電磁誘導結合による電力伝送と比較して送電コイルと受電コイルとの間の距離を長くすることができ、受電装置の設置位置の制約を軽減することができる。【０００６】
しかしながら、誘導加熱調理器の本体から受電装置への非接触電力伝送に、磁気共鳴方式を適用すると、次のような課題がある。即ち、誘導加熱調理器は、被加熱物が載置される天板と、天板の外周を囲むように形成された枠部材とを備える。天板は、ガラスなどの非磁性の材料で構成され、枠部材は、ステンレスなどの導電性の材料で構成される。このため、送電コイルからの誘導磁界が枠部材に鎖交すると、天板の外周を囲む枠部材を周回する閉回路に誘導電流が流れ、給電電力が減衰する、という課題がある。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされるもので、本体から受電装置へ磁気共鳴により電力が伝送される誘導加熱調理器において、給電電力の減衰を抑制することができる誘導加熱調理器を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物が載置される天板と、前記天板の外周を囲むように形成され、電気的に不連続な不連続部を有する枠部材と、前記天板の下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに電力を供給する駆動回路と、磁気共鳴により電力を送る送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給する送電回路と、を有する本体と、前記送電コイルから磁気共鳴により電力を受ける受電コイルと、前記受電コイルが受電した電力によって動作する負荷回路と、を有する受電装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る誘導加熱調理器は、天板の外周を囲むように形成された枠部材が、電気的に不連続な不連続部を有する。このため、枠部材を周回する誘導電流が発生することがなく、給電電力の減衰を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体と受電装置を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ部分の拡大図である。
【図４】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体及び受電装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体及び受電装置の構成を示す図である。
【図７】図６の構成の具体的な回路図である。
【図８】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の変形例１を示す斜視図である。
【図９】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の変形例２を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体を示す分解斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体と受電装置を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体及び受電装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の受電装置の変形例１を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の受電装置の変形例２を示す斜視図である。
【図１５】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の変形例３を示す図である。
【図１６】実施の形態３に係る誘導加熱調理器の加熱手段と送電コイルを模式的に示す図である。
【図１７】実施の形態４に係る誘導加熱調理器の加熱手段と送電コイルを模式的に示す図である。
【図１８】実施の形態４に係る誘導加熱調理器の本体を模式的に示す正面図である。
【図１９】実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体と受電装置を示す斜視図である。
【図２０】実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体を模式的に示す側面図である。
【図２１】実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体の変形例を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
（構成）
図１は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体を示す分解斜視図である。
図２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体と受電装置を示す斜視図である。
図３は、図２のＡ部分の拡大図である。
図１〜図３に示すように、誘導加熱調理器の本体１００は、鍋等の被加熱物５が載置される矩形形状の天板４と、天板４下に設けられた筐体３０とを有している。天板４上には、本体１００から電力が伝送される受電装置２００も着脱可能に載置される。本実施の形態１に係る誘導加熱調理器においては、受電装置２００は、被加熱物５の温度を検知する温度センサを備えている。詳細は後述する。
【００１２】
本体１００の天板４には、被加熱物５を誘導加熱するための加熱口として、第１の加熱口１、第２の加熱口２、及び第３の加熱口３を備えている。天板４の下方の筐体３０の内部には、各加熱口に対応して、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２、及び第３の加熱手段１３を備えている。本体１００は、それぞれの加熱口に対して被加熱物５を載置して誘導加熱を行うことができるものである。
【００１３】
本実施の形態１では、本体１００の手前側に左右に並べて第１の加熱手段１１と第２の加熱手段１２が設けられ、本体１００の奥側ほぼ中央に第３の加熱手段１３が設けられている。なお、各加熱口の配置はこれに限るものではない。例えば、３つの加熱口を略直線状に横に並べて配置しても良い。また、第１の加熱手段１１の中心と第２の加熱手段１２の中心との奥行き方向の位置が異なるように配置しても良い。また、加熱口の個数もこれに限るものではなく、１つ又は２つの場合でも良く、あるいは４つ以上の加熱口を有していても良い。
【００１４】
天板４は、耐熱強化ガラス、結晶化ガラス又はホウケイ酸ガラス等の赤外線を透過する材料で構成されている。また、天板４は、非磁性の材料で構成されている。天板４は、本体１００の上面開口外周との間にゴム製パッキン又はシール材を介して水密状態に固定される。天板４には、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２、及び第３の加熱手段１３の加熱範囲となる各加熱口に対応して、鍋の大まかな載置位置を示す円形の鍋位置表示が、塗料の塗布又は印刷等により形成されている。
【００１５】
また、天板４には、天板４の外周を囲むように形成された枠部材６が設けられている。枠部材６は、例えばステンレスなどの導電性の材料で構成されている。枠部材６は、天板４の強度を補強する補強材として機能する。
【００１６】
枠部材６は、天板４の外周のうちの一部に、空隙７が形成されている。即ち、空隙７は、天板４の外周のうち、枠部材６が設けられていない部分である。空隙７は、枠部材６が囲む天板４の外周の一部を、電気的に不連続とする不連続部を構成する。
なお、図１及び図２では、空隙７が、本体１００の後方側の端部に２箇所設けた場合を示すが、本発明はこれに限定されない。空隙７は、天板４の外周の任意の場所に、少なくとも１箇所設ければよい。
【００１７】
天板４の手前側には、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２、及び第３の加熱手段１３で被加熱物５を加熱する際の投入電力及び調理メニュー等を設定するための入力装置として、操作部４０ａ、操作部４０ｂ、及び操作部４０ｃが設けられている。以下、操作部４０ａ、操作部４０ｂ、及び操作部４０ｃを、操作部４０と総称する場合がある。
【００１８】
また、操作部４０の近傍には、本体１００の動作状態及び操作部４０からの入力操作内容等を表示する表示部４１ａ、表示部４１ｂ、及び表示部４１ｃが設けられている。以下、表示部４１ａ、表示部４１ｂ、及び表示部４１ｃを、表示部４１と総称する場合がある。
【００１９】
なお、操作部４０ａ〜４０ｃと表示部４１ａ〜４１ｃは、加熱口毎に設けられている場合、又は各加熱口を一括して１つの操作部４０と表示部４１を設ける場合など、特に限定するものではない。なお、操作部４０ａ〜４０ｃは、例えば、プッシュスイッチ若しくはタクトスイッチなどの機械的なスイッチ、又は電極の静電容量の変化により入力操作を検知するタッチスイッチなどにより構成されている。また、表示部４１ａ〜４１ｃは、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Device）、又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成されている。
なお、以下の説明においては、操作部４０と表示部４１とを一体に構成した操作表示部４３を設ける場合について説明する。操作表示部４３は、例えば、ＬＣＤの上面にタッチスイッチを配置したタッチパネルなどによって構成される。
【００２０】
天板４の下方であって本体１００の内部には、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２、及び第３の加熱手段１３を備えており、各々の加熱手段は加熱コイルで構成されている。なお、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２、及び第３の加熱手段１３の少なくとも１つを、例えば輻射によって加熱するタイプの電気ヒータで構成しても良い。
【００２１】
加熱コイルは、絶縁皮膜された任意の金属からなる導電線を巻き付けることにより構成される。導電線の材料としては、例えば、銅、又はアルミニウムなどがある。駆動回路５０により高周波電力が各加熱コイルに供給されることで、各加熱コイルからは高周波磁界が発生される。
【００２２】
誘導加熱調理器の本体１００の内部には、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２、及び第３の加熱手段１３の加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路５０と、駆動回路５０を含め誘導加熱調理器全体の動作を制御するための制御部４５とが設けられている。
【００２３】
本体１００の天板４の下方には、磁気共鳴により、受電装置２００へ電力を送る送電コイル６５が設けられている。送電コイル６５は、絶縁皮膜された任意の金属からなる導電線を巻き付けることにより構成される。導電線としては、例えば、銅、又はアルミニウムなどがある。送電コイル６５は、インダクタンスが加熱コイルと比較して小さく構成される。
【００２４】
図１に示すように、送電コイル６５は、例えば、天板４の縁に沿うように配置されている。また、送電コイル６５は、平面視において、第１の加熱手段１１、第２の加熱手段１２及び第３の加熱手段１３を囲むように設けられている。これにより、天板４のうち加熱手段が配置されていない領域に、一つの送電コイル６５が配置される範囲を大きくすることができる。
なお、送電コイル６５の形状及び配置はこれに限定されるものではない。例えば、送電コイル６５を、平面視において１つの加熱手段を囲むように設けても良い。また、送電コイル６５を複数設けても良い。また、送電コイル６５の形状は、円形又は楕円形等であっても良い。
【００２５】
図４は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体及び受電装置の構成を示すブロック図である。
この図４は、誘導加熱調理器の本体１００の天板４上の加熱口に被加熱物５が載置され、天板４の加熱口以外の領域に受電装置２００が載置されている状態を示している。
非接触電力伝送装置として機能する誘導加熱調理器の本体１００と、受電装置２００とにより非接触電力伝送システムを構成する。
【００２６】
図４に示すように、誘導加熱調理器の本体１００には、加熱コイル１１ａ、操作表示部４３、制御部４５、本体側通信装置４７、駆動回路５０、送電回路６０、及び送電コイル６５が配置されている。
【００２７】
制御部４５は、マイコン又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成される。制御部４５は、操作表示部４３からの操作内容及び本体側通信装置４７から受信した通信情報に基づいて、駆動回路５０を制御する。また、制御部４５は、動作状態などに応じて、操作表示部４３への表示を行う。
本体側通信装置４７は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信、ＮＦＣ（Near Field Communication：近距離無線通信）など、任意の通信規格に適合した無線通信インターフェースによって構成される。本体側通信装置４７は、受電装置２００の受電側通信装置８５と無線通信を行う。
送電回路６０は、送電コイル６５に電力を供給する。詳細は後述する。
【００２８】
受電装置２００は、例えば天板４の上に載置され、本体１００から非接触で電力を受電する。受電装置２００は、受電コイル８０、受電回路８１、受電側制御部８３、受電側通信装置８５、及び負荷回路である温度センサ９０を備えている。
【００２９】
受電コイル８０は、磁気共鳴により、送電コイル６５から電力を受ける。受電回路８１は、受電コイル８０が受けた電力を負荷へ供給する。詳細は後述する。
【００３０】
受電側制御部８３、受電側通信装置８５、及び温度センサ９０は、受電回路８１から供給された電力によって動作する。
温度センサ９０は、例えば赤外線センサにより構成され、天板４の上に載置された被加熱物５の側面の温度を非接触で検知する。なお、温度センサ９０は、例えばサーミスタなどの接触式のセンサで構成しても良い。温度センサ９０は、検知した温度に相当する電圧信号を受電側制御部８３へ出力する。
【００３１】
受電側制御部８３は、マイコン又はＤＳＰ等で構成される。受電側制御部８３は、温度センサ９０が検知した温度の情報を、受電側通信装置８５に送信させる。
受電側通信装置８５は、本体側通信装置４７の通信規格に適合した無線通信インターフェースによって構成される。受電側通信装置８５は、本体側通信装置４７と無線通信を行う。
【００３２】
なお、本実施の形態１における温度センサ９０は、負荷回路を構成する。
本実施の形態１における受電側通信装置８５は、第１通信装置に相当する。
本実施の形態１における本体側通信装置４７は、第２通信装置に相当する。
【００３３】
（駆動回路）
図５は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。
なお、駆動回路５０は加熱手段毎に設けられているが、その回路構成は同一であっても良いし、加熱手段毎に変更しても良い。図５では１つの駆動回路５０のみを図示する。図５に示すように、駆動回路５０は、直流電源回路２２と、インバータ回路２３と、共振コンデンサ２４とを備える。
【００３４】
入力電流検出手段２５は、例えば電流センサで構成され、交流電源２１から直流電源回路２２へ入力される電流を検出し、入力電流値に相当する電圧信号を制御部４５へ出力する。
【００３５】
直流電源回路２２は、ダイオードブリッジ２２ａ、リアクタ２２ｂ、及び平滑コンデンサ２２ｃを備え、交流電源２１から入力される交流電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路２３へ出力する。
【００３６】
インバータ回路２３は、スイッチング素子としてのＩＧＢＴ２３ａ及びＩＧＢＴ２３ｂが直流電源回路２２の出力に直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ型のインバータである。インバータ回路２３は、フライホイールダイオードとしてダイオード２３ｃが、ＩＧＢＴ２３ａと並列に接続されている。また、インバータ回路２３は、フライホイールダイオードとしてダイオード２３ｄが、ＩＧＢＴ２３ｂと並列に接続されている。
【００３７】
ＩＧＢＴ２３ａとＩＧＢＴ２３ｂは、制御部４５から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。制御部４５は、ＩＧＢＴ２３ａをオンさせている間はＩＧＢＴ２３ｂをオフ状態にし、ＩＧＢＴ２３ａをオフさせている間はＩＧＢＴ２３ｂをオン状態にし、交互にオンオフする駆動信号を出力する。これにより、インバータ回路２３は、直流電源回路２２から出力される直流電力を規定周波数の交流電力に変換して、加熱コイル１１ａと共振コンデンサ２４とからなる共振回路に電力を供給する。なお、規定周波数の交流電力とは、例えば、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満の高周波の交流電力である。
【００３８】
共振コンデンサ２４は、加熱コイル１１ａに直列接続されており、この共振回路は加熱コイル１１ａのインダクタンス及び共振コンデンサ２４の容量等に応じた共振周波数を有する。なお、加熱コイル１１ａのインダクタンスは、金属負荷である被加熱物５が磁気結合した際に金属負荷の特性に応じて変化し、このインダクタンスの変化に応じて共振回路の共振周波数が変化する。
【００３９】
このように駆動回路５０を構成することで、加熱コイル１１ａには数十Ａ程度の高周波電流が流れ、流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって加熱コイル１１ａの直上の天板４上に載置された被加熱物５を誘導加熱する。
【００４０】
なお、スイッチング素子であるＩＧＢＴ２３ａ及びＩＧＢＴ２３ｂは、例えばシリコン系からなる半導体で構成されているが、本発明はこれに限定されない。スイッチング素子は、炭化珪素、あるいは窒化ガリウム系材料などのワイドバンドギャップ半導体を用いた構成でも良い。スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、スイッチング素子の通電損失を減らすことができる。また、スイッチング素子を駆動する際のスイッチング周波数を高周波にしても駆動回路５０の放熱が良好であるため、駆動回路５０の放熱フィンを小型にすることができ、駆動回路５０の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００４１】
コイル電流検出手段２６は、加熱コイル１１ａと共振コンデンサ２４とからなる共振回路に接続されている。コイル電流検出手段２６は、例えば、電流センサで構成され、加熱コイル１１ａに流れる電流を検出し、コイル電流値に相当する電圧信号を制御部４５に出力する。
【００４２】
なお、図５では、ハーフブリッジ駆動回路を示したが、４つのＩＧＢＴと４つのダイオードから構成されるフルブリッジ駆動回路でも良いことは言うまでもない。
【００４３】
（磁気共鳴方式による電力伝送）
図６は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の本体及び受電装置の構成を示す図である。図７は、図６の構成の具体的な回路図である。
なお、図６及び図７は、誘導加熱調理器の本体１００及び受電装置２００の、磁気共鳴方式による電力伝送に関する構成を示している。
誘導加熱調理器の本体１００と受電装置２００とは、共振特性を利用して電力伝送を行う磁気共鳴方式の非接触電力伝送システムを構成する。即ち、誘導加熱調理器の本体１００は、磁気共鳴によって受電装置２００へ電力を送電する共振型電力送電装置を構成する。また、受電装置２００は、磁気共鳴によって本体１００から電力を受電する共振型電力受電装置を構成する。なお、磁気共鳴による電力伝送は、共振結合型電力伝送とも称する。
【００４４】
図６及び図７に示すように、本体１００の送電回路６０は、共振型電源６０ａ及び整合回路６０ｂにより構成されている。
共振型電源６０ａは、送電コイル６５への電力の供給を制御するものであり、直流又は交流の入力電力を所定の周波数の交流に変換して出力するものである。この共振型電源６０ａは、共振スイッチング方式による電源回路で構成され、出力インピーダンスＺｏ、共振周波数ｆｏ及び共振特性値Ｑｏを有する。
また、共振型電源６０ａの共振周波数ｆｏは、ＭＨｚ帯域の周波数に設定されている。共振周波数ｆｏは、例えば、６．７８ＭＨｚである。なお、共振周波数ｆｏは、これに限らず、ＭＨｚ帯域において、６．７８ＭＨｚの整数倍の周波数としても良い。
【００４５】
整合回路６０ｂは、共振型電源６０ａの出力インピーダンスＺｏと送電コイル６５の通過特性インピーダンスＺｔとの間のインピーダンス整合を行うものである。この整合回路６０ｂは、インダクタＬ及びキャパシタＣによるπ型又はＬ型のフィルタで構成され、その通過特性インピーダンスＺｐを有する。
【００４６】
送電コイル６５は、整合回路６０ｂを介した共振型電源６０ａからの交流電力を入力して共振動作を行い、非放射型の電磁界を近傍に発生させることで、受電装置２００の受電コイル８０に対して電力伝送を行うものである。この送電コイル６５は、コイルとキャパシタＣ５とにより共振回路が形成され、共振型のアンテナとして機能する。送電コイル６５は、通過特性インピーダンスＺｔ、共振周波数ｆｔ及び共振特性値Ｑｔを有する。
【００４７】
また、共振型電源６０ａの共振周波数ｆｏ及び共振特性値Ｑｏは、共振型電源６０ａの出力インピーダンスＺｏと整合回路６０ｂの通過特性インピーダンスＺｐから決まる。送電コイル６５の共振周波数ｆｔ及び共振特性値Ｑｔは、送電コイル６５の通過特性インピーダンスＺｔと整合回路６０ｂの通過特性インピーダンスＺｐから決まる。
そして、この２つの共振特性値Ｑｏ及びＱｔから、誘導加熱調理器の本体１００は、下式（１）の共振特性値Ｑｔｘを有することになる。
【００４８】
［数１］
Ｑｔｘ＝√（Ｑｏ・Ｑｔ）                    （１）
【００４９】
受電装置２００の受電回路８１は、整流回路８１ａ及び変換回路８１ｂにより構成されている。
受電コイル８０は、送電コイル６５からの非放射型の電磁界と共振結合動作を行うことで電力を受電し、交流電力を出力するものである。この受電コイル８０は、コイルとキャパシタＣ１１とにより共振回路が形成され、共振型のアンテナとして機能する。受電コイル８０は、通過特性インピーダンスＺｒを有する。
【００５０】
整流回路８１ａは、受電コイル８０からの交流電力を直流電力に変換する整流機能と、受電コイル８０の通過特性インピーダンスＺｒと変換回路８１ｂの入力インピーダンスＺＲＬとの間のインピーダンス整合を行う整合機能を有する整合型整流回路である。整合機能は、インダクタＬ及びキャパシタＣによるπ型又はＬ型のフィルタで構成される。また、整流回路８１ａは、通過特性インピーダンスＺｓを有する。なおここでは、整流回路８１ａが整流機能及び整合機能を有するものとしたが、これに限るものではなく、整流効率は下がるが整流機能のみで構成してもよい。
【００５１】
変換回路８１ｂは、整流回路８１ａからの直流電力を入力し、所定の電圧へ変換して負荷回路である温度センサ９０等へ供給するものである。この変換回路８１ｂは、高周波電圧リップルを平滑するためのＬＣフィルタと、所定の電圧へ変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ等で構成され、その入力インピーダンスＺＲＬを有している。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータを設けず、平滑フィルタであるＬＣフィルタのみで構成してもよい。
【００５２】
また、受電装置２００の共振特性値Ｑｒ及び共振周波数ｆｒは、受電コイル８０の通過特性インピーダンスＺｒと、整流回路８１ａの通過特性インピーダンスＺｓと、変換回路８１ｂの入力インピーダンスＺＲＬから決まる。
【００５３】
そして、共振型電源６０ａの共振特性値Ｑｏ、送電コイル６５の共振特性値Ｑｔ及び受電装置２００の共振特性値Ｑｒに相関関係を持たせるように、各機能部の特性インピーダンスを設定する。すなわち、本体１００の共振特性値Ｑｔｘ（＝√（Ｑｏ・Ｑｔ））と受電装置２００の共振特性値Ｑｒとを近づける（下式（２））。
具体的には下式（３）の範囲内が望ましい。
【００５４】
［数２］
√（Ｑｏ・Ｑｔ）≒Ｑｒ                      （２）
【００５５】
［数３］
０．５Ｑｒ≦√（Ｑｏ・Ｑｔ）≦１．５Ｑｒ    （３）
【００５６】
このように、共振型電源６０ａの共振特性値Ｑｏ、送電コイル６５の共振特性値Ｑｔ及び受電装置２００の共振特性値Ｑｒという３つの共振特性値に、上記のような相関関係を持たせることにより、電力伝送効率の低減を抑制することができる。したがって、磁気共鳴方式による電力伝送は、電磁誘導方式による電力伝送と比較して、送電コイル６５と受電コイル８０との間の距離を長くすることができる。なお、電磁誘導方式による電力伝送は、電磁誘導結合型電力伝送とも称する。
【００５７】
（動作）
次に、本実施の形態１における誘導加熱調理器の動作について説明する。
【００５８】
使用者は、鍋などの被加熱物５を本体１００の天板４の加熱口に載置する。
また、使用者は、受電装置２００を天板４の上に載置する。例えば、受電装置２００の温度センサ９０が、赤外線センサなどの非接触式のセンサで有る場合、使用者は、受電装置２００を天板４上の任意の位置に載置する。また例えば、受電装置２００の温度センサ９０が、サーミスタなどの接触式のセンサで有る場合、使用者は、受電装置２００を、天板４上であって被加熱物５の側面と接触する位置に載置する。上述したように、磁気共鳴方式による電力伝送は、電力伝送が可能となる距離が長いため、受電装置２００を送電コイル６５と対向する位置に配置しなくても良い。
【００５９】
次に、使用者は、操作表示部４３により加熱開始の操作を行う。制御部４５は、設定された電力に応じて、インバータ回路２３を制御する。制御部４５は、インバータ回路２３のＩＧＢＴ２３ａ及びＩＧＢＴ２３ｂに、例えば２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波の駆動信号を入力する。ＩＧＢＴ２３ａ及びＩＧＢＴ２３ｂが、交互にオンオフのスイッチングを行うことで加熱コイル１１ａと共振コンデンサ２４で構成される共振回路に高周波電流が供給される。加熱コイル１１ａに高周波電流が流れると高周波磁界が発生し、被加熱物５の底には磁束変化を打ち消す方向に渦電流が流れ、その流れる渦電流の損失によって被加熱物５が加熱される。
【００６０】
また、制御部４５は、送電回路６０を動作させ、送電コイル６５への電力の供給を開始させる。これにより、磁気共鳴によって送電コイル６５から受電装置２００の受電コイル８０へ電力が供給される。受電コイル８０が受電した電力は、受電回路８１から、受電側制御部８３、受電側通信装置８５、及び温度センサ９０へ供給される。
【００６１】
受電装置２００の温度センサ９０は、被加熱物５の温度を検知する。受電側制御部８３は、温度センサ９０が検知した温度の情報を、受電側通信装置８５に送信させる。
本体１００の本体側通信装置４７は、受電側通信装置８５から送信された温度の情報を受信し、制御部４５へ出力する。本体１００の制御部４５は、受電装置２００の温度センサ９０から取得した温度の情報に応じて、駆動回路５０の駆動を制御する。
【００６２】
（効果）
以上のように本実施の形態１においては、本体１００は、被加熱物５が載置される天板４と、磁気共鳴により電力を送電する送電コイル６５と、送電コイル６５に電力を供給する送電回路６０とを有する。また、受電装置２００は、送電コイル６５から磁気共鳴により電力を受電する受電コイル８０と、受電コイル８０が受電した電力によって動作する負荷回路とを有する。また、天板４の外周を囲むように形成された枠部材６には、電気的に不連続な不連続部を構成する空隙７が設けられている。
このため、送電コイル６５からの誘導磁界が導電性の枠部材６に鎖交しても、枠部材６を周回する誘導電流が発生することがなく、本体１００から受電装置２００へ給電される電力の減衰を抑制することができる。
また、送電コイル６５からの誘導磁界が導電性の枠部材６に遮蔽され難くすることができるため、受電装置２００を、平面視において本体１００の範囲外へ設置した場合であっても、電力伝送を行うことができる。
【００６３】
また、誘導加熱調理器の本体１００から受電装置２００へ、磁気共鳴により電力が伝送される。
このため、電磁誘導結合による電力伝送と比較して、誘導加熱調理器の本体１００から電力が伝送される受電装置２００の、設置位置の制約を軽減することができる。また、送電コイル６５と受電コイル８０とが対向配置されていない状態であっても電力伝送が可能となる。よって、天板４に載置する受電装置２００の設置位置の自由度を向上することができ、使い勝手を向上することができる。例えば、送電コイル６５と受電コイル８０との間の距離が、天板４の幅又は奥行の半分以上の距離において、電力伝送を可能とするように構成することで、受電装置２００を天板上のどこに設置しても安定して電力伝送を行うことができるようになる。したがって、受電装置２００の設置位置の自由度の高い、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
【００６４】
また、送電コイル６５と受電コイル８０とが対向配置されていない状態であっても電力伝送が可能となるので、受電装置２００を載置する位置毎に複数の送電コイル６５を設ける必要がなくなり、安価な誘導加熱調理器を得ることができる。
【００６５】
また、磁気共鳴による電力伝送の共振周波数と、誘導加熱を行う加熱コイル１１ａに流れるコイル電流の周波数とは大きく異なるので、本体１００から受電装置２００への電力伝送が、加熱コイル１１ａに流れるコイル電流による磁界の影響を受けることがない。このため、被加熱物５の誘導加熱と受電装置２００への電力伝送とを同時に行うことが可能となる。
【００６６】
例えば電磁誘導結合による電力伝送の場合、電力伝送の周波数と加熱コイル１１ａに流れるコイル電流の周波数とが近似するため、電磁誘導結合による電力伝送の磁界と加熱コイル１１ａから生じた磁界とが干渉して誤動作することがある。このため、電磁誘導結合による電力伝送の場合、誘導加熱と電力伝送とを同時に行うことが困難となる。よって、電磁誘導結合による電力伝送では、対策として、誘導加熱の投入電力を低下させたり、あるいは一旦停止させる必要がある。
一方、本実施の形態１の誘導加熱調理器においては、磁気共鳴による電力伝送を行うので、誘導加熱を低下又は停止させる必要がない。よって、短時間で調理が可能な、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
【００６７】
また、例えば電磁誘導結合による電力伝送の場合、送電コイルの位置と受電コイルの位置とにずれが生じると、電力伝送の効率が大きく低下する。このため、電磁誘導結合による電力伝送では、送電コイルに流れる電流が過大となり、送電コイルの発熱が大きくなる。更に位置ずれが大きくなると受電装置へ電力伝送をすることができなくなる。
一方、本実施の形態１の誘導加熱調理器においては、磁気共鳴による電力伝送を行うので、送電コイル６５の位置と受電コイル８０の位置とにずれが生じても、つまり対向配置されていなくても、安定して電力伝送を行うことができる。
【００６８】
また、本実施の形態１においては、送電コイル６５は、平面視において、複数の加熱手段を囲むように設けられている。例えば、送電コイル６５は、天板４の下方であって、天板４の縁に沿うように配置されている。
このため、天板４のうち加熱手段が配置されていない領域に、一つの送電コイル６５が配置される範囲を大きくすることができる。また、磁気共鳴による電力伝送の共振周波数と、加熱コイル１１ａの駆動周波数とは大きく異なる。よって、加熱コイル１１ａを囲むように送電コイル６５を設ける構成であっても、本体１００から受電装置２００への電力伝送が、加熱コイル１１ａに流れるコイル電流による磁界の影響を受けることがない。
【００６９】
例えば電磁誘導結合による電力伝送を行う場合、加熱コイルへ流れるコイル電流の周波数と、電力伝送の周波数とが近似するため、本体から受電装置への電力伝送が、加熱コイルに流れるコイル電流による磁界の影響を受けやすくなる。そのため、電磁誘導結合による電力伝送を行う場合には、加熱コイルの存在しない位置に電力伝送の送電コイルを設置する必要があり、送電コイルの設置箇所が制約されてしまう。
一方、本実施の形態１の誘導加熱調理器においては、磁気共鳴による電力伝送を行うので、送電コイル６５の設置箇所の制約を軽減することができる。
【００７０】
また、本実施の形態１においては、磁気共鳴の共振周波数は、ＭＨｚ帯域の周波数である。例えば、駆動回路５０の駆動周波数は、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満であり、磁気共鳴の共振周波数は、６．７８ＭＨｚ又は６．７８ＭＨｚの整数倍である。
このように、磁気共鳴による電力伝送の共振周波数と、加熱コイル１１ａに流れるコイル電流の周波数とは大きく異なるので、本体１００から受電装置２００への電力伝送が、加熱コイル１１ａに流れるコイル電流による磁界の影響を受けることがない。そのため、コイル電流の大小、すなわち投入電力の大小によらず、安定して電力伝送を行うことができる。
また、送電コイル６５から発生した磁界によって、天板４上に載置された導電体（金属）が誘導加熱されることがない。例えば金属製の調理器具などが天板４上に載置された場合であっても、送電コイル６５から発生した磁界によって誘導加熱されることがない。
【００７１】
また、磁気共鳴の共振周波数は、加熱コイル１１ａに流れる高周波電流の周波数と比較して極めて高いため、送電コイル６５のインダクタンスを加熱コイル１１ａと比較して極めて小さくすることができる。よって、送電コイル６５にフェライトなどの磁性体を設ける必要が無い。したがって、本体１００を小型化することができ、安価な誘導加熱調理器を得ることができる。
【００７２】
また、本実施の形態１においては、受電装置２００は、被加熱物５の温度を検知する温度センサ９０が検知した温度の情報を送信する受電側通信装置８５を備える。また、本体１００は、受電側通信装置８５から送信された温度の情報を受信する本体側通信装置４７と、温度の情報に応じて、駆動回路５０の駆動を制御する制御部４５とを備える。
このため、被加熱物５の温度を検知する温度センサ９０の設置位置の制約を軽減することができ、天板４に載置する温度センサ９０の設置位置の自由度を向上することができる。よって、被加熱物５の形状又は大きさなどに応じて、温度センサ９０の設置位置を任意に変更することができる。したがって、使い勝手を向上することができる。
【００７３】
また、温度センサ９０を、例えばサーミスタなどの接触式のセンサで構成し、受電装置２００を被加熱物５の側面に接触する位置に配置した場合であっても、本体１００から受電装置２００への電力伝送が、加熱コイル１１ａに流れるコイル電流による磁界の影響を受けることがない。
よって、温度センサ９０を直接、被加熱物５の側面に取り付けることで、側面温度を直接検知することができ、温度検知精度の高い誘導加熱調理器を得ることができる。
【００７４】
例えば電磁誘導結合による電力伝送の場合、金属製の被加熱物の側面に受電装置を取り付けると、電磁誘導で発生した磁束が、被加熱物の側面の金属部に鎖交することで、磁界が遮蔽されてしまい、電力伝送を行うことができない。
一方、本実施の形態１の誘導加熱調理器は、磁気共鳴により電力が伝送されるので、被加熱物５の金属部の影響を受けにくくなり、電力伝送が可能となる。
【００７５】
（変形例１）
図８は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の変形例１を示す斜視図である。
図８に示すように、枠部材６の一部に、例えば樹脂などの非導電性の材料で構成された非導電部８を形成しても良い。非導電部８は、枠部材６が囲む天板４の外周の一部を、電気的に不連続とする不連続部を構成する。
このような構成においても、枠部材６を周回する誘導電流が発生することがなく、本体１００から受電装置２００へ給電される電力の減衰を抑制することができる。また、樹脂などの非導電性の材料で構成された非導電部８により、天板４の強度を補強することができる。
【００７６】
なお、図８では、非導電部８が、本体１００の後方側の端部に２箇所設けた場合を示すが、本発明はこれに限定されない。非導電部８は、天板４の外周の任意の場所に、少なくとも１箇所設ければよい。
【００７７】
（変形例２）
図９は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の変形例２を示す斜視図である。
図９に示すように、天板４には、天板４の外周を囲むように形成された枠部材９が設けられている。枠部材９は、全部が、例えば樹脂などの非導電性の材料で構成されている。即ち、枠部材９の全部が、電気的に不連続な不連続部を構成する。
このような構成においても、枠部材６を周回する誘導電流が発生することがなく、本体１００から受電装置２００へ給電される電力の減衰を抑制することができる。
【００７８】
実施の形態２．
本実施の形態２においては、受電装置の負荷回路として操作表示部４３を備えた構成について説明する。
なお、以下の説明では、上記実施の形態１と同一部分には同一の符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００７９】
図１０は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体を示す分解斜視図である。
図１１は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体と受電装置を示す斜視図である。
図１２は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体及び受電装置の構成を示すブロック図である。
図１０〜図１２に示すように、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の本体１０１は、操作部４０、表示部４１、及び操作部４０と表示部４１とを一体に構成した操作表示部４３を備えていない。本体１０１のその他の構成は、上述した実施の形態１の本体１００と同様である。
【００８０】
本実施の形態２に係る誘導加熱調理器の受電装置２０１は、負荷回路として操作表示部４３を備えている。
受電装置２０１の操作表示部４３は、受電回路８１から供給された電力によって動作する。操作表示部４３は、誘導加熱調理器の本体１０１に対する入力操作を行う操作部４０と本体１０１の動作に関する表示を行う表示部４１とを一体に構成したものである。受電装置２０１のその他の構成は、上述した実施の形態１の受電装置２００と同様である。
【００８１】
なお、本実施の形態２における操作部４０、表示部４１、及び操作表示部４３は、負荷回路を構成する。
【００８２】
このような構成において、受電側制御部８３は、操作表示部４３からの入力操作の情報を、受電側通信装置８５に送信させる。この入力操作の情報は、例えば、被加熱物５を加熱する際の投入電力又は調理メニューなどの設定情報である。
本体１０１の制御部４５は、本体側通信装置４７が受信した入力操作の情報に応じて、駆動回路５０の駆動を制御する。
【００８３】
また、制御部４５は、本体１０１の動作に関する表示情報を、本体側通信装置４７に送信させる。受電装置２０１の受電側制御部８３は、受電側通信装置８５が受信した表示情報を、操作表示部４３に表示させる。この表示情報は、例えば、被加熱物５を加熱する際の投入電力又は調理メニューなどの設定、及び動作状態などの情報である。
【００８４】
以上のように本実施の形態２においては、受電装置２０１は、誘導加熱調理器の本体１０１に対する入力操作を行う操作部４０と本体１０１の動作に関する表示を行う表示部４１とを一体に構成した操作表示部４３を備えている。
このため、上記実施の形態１の効果に加え、操作表示部４３の設置位置の自由度を向上することができ、使い勝手を向上することができる。また、ＬＣＤなどの比較的消費電力の大きな電子部品が搭載された受電装置２０１であっても、バッテリ切れを気にせずに使用が可能となる。また、バッテリレス化も可能となる。また、本体１０１に、操作部４０、表示部４１、及び操作部４０と表示部４１とを一体に構成した操作表示部４３を備えていないので、本体１０１の構成を簡素化することができ、小型化を実現できる。
【００８５】
なお、本実施の形態２では、本体１０１に、操作部４０、表示部４１、及び操作表示部４３を備えない構成を説明したが、本発明はこれに限定されない。操作部４０又は表示部４１の一方を、本体１０１に備える構成でも良い。また、操作部４０及び表示部４１を、本体１０１と受電装置２０１の両方に備える構成でも良い。また、操作部４０及び表示部４１の一部を備える構成でも良い。
【００８６】
（変形例１）
図１３は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の受電装置の変形例１を示す斜視図である。
図１３に示すように、受電装置２０１を複数備える構成でも良い。複数の受電装置２０１のうちの一つは、例えば、プッシュスイッチ若しくはタクトスイッチなどの機械的なスイッチ、又は電極の静電容量の変化により入力操作を検知するタッチスイッチなどにより構成された操作部４０を負荷回路として備える。また、複数の受電装置２０１のうちの一つは、例えば、ＬＣＤ又はＬＥＤ等で構成された表示部４１を負荷回路として備える。
このような構成においても、複数の受電装置２０１は、それぞれ、１つの送電コイル６５から電力を受電することができる。
【００８７】
（変形例２）
図１４は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の受電装置の変形例２を示す斜視図である。
図１４に示すように、誘導加熱調理器の本体１０１は、シンクなどが設けられたキッチン家具３００に設置される。キッチン家具３００の内部には、誘導加熱調理器の本体１０１が嵌め込まれる収容部（図示せず）が形成され、キッチン家具３００の天面には平板状の作業台３０１が設けられている。誘導加熱調理器の本体１０１がキッチン家具３００に組み込まれた状態において、作業台３０１の上に誘導加熱調理器の天板４が露出している。キッチン家具３００の作業台３０１は、例えば、木材、人工大理石などの樹脂、又は石材など、絶縁性（非金属）の材質で形成されている。
【００８８】
このような構成において、操作表示部４３を有する受電装置２０１は、キッチン家具３００の作業台３０１に載置されても良い。
誘導加熱調理器の本体１０１から受電装置２０１へ、磁気共鳴により電力が伝送されるので、送電コイル６５と受電コイル８０とが対向配置されていない状態であっても電力伝送が可能である。また、作業台３０１は絶縁性の材質であるため、送電コイル６５と受電コイル８０との間が遮蔽されることはない。
このため、受電装置２０１を作業台３０１に載置した場合であっても、本体１０１からの電力伝送が可能となる。よって、受電装置２０１を作業台３０１に載置して操作表示部４３の操作及び表示を行うことができ、誘導加熱調理器の使い勝手を向上することができる。
【００８９】
なお、受電装置２０１として、例えば、スマートフォン又はタブレット端末などの携帯情報端末を用いても良い。具体的には、携帯情報端末に、送電コイル６５から磁気共鳴により電力を受ける受電コイル８０を備え、誘導加熱調理器の本体１００から電力を伝送する。
このような構成により、ＬＣＤなどの比較的消費電力の大きな電子部品が搭載された受電装置２０１であっても、バッテリ切れを気にせずに使用が可能となる。
【００９０】
（変形例３）
図１５は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の変形例３を示す図である。
図１５（ａ）は、天板４の裏面側から見た平面図であり、図１５（ｂ）は、天板４の側面図である。
図１５に示すように、送電コイル６５は、天板４の下面に接触して配置されても良い。例えば、送電コイル６５は、プリント配線によって天板４の下面に設けても良い。
このような構成により、本体１００を小型化することができる。また、本体１００の組立工程が簡易になり、安価な誘導加熱調理器を得ることができる。
【００９１】
実施の形態３．
本実施の形態３においては、送電コイル６５の配置について説明する。
なお、以下の説明では、上記実施の形態１及び２と同一部分には同一の符号を付し、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。
【００９２】
図１６は、実施の形態３に係る誘導加熱調理器の加熱手段と送電コイルを模式的に示す図である。なお、図１６においては、天板４を取り外した状態において、筐体３０内の各加熱手段と送電コイル６５ａ〜６５ｄとの位置関係を模式的に示している。
図１６に示すように、実施の形態３に係る誘導加熱調理器の本体１０３は、送電コイル６５ａ〜６５ｄを備えている。送電コイル６５ａ〜６５ｄは、それぞれ個別に設けられた送電回路６０から電力が供給される。送電回路６０の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【００９３】
送電コイル６５ａ〜６５ｄは、平面視において、各加熱手段と天板４の縁との間に設けられている。
即ち、送電コイル６５ａは、平面視において、第１の加熱手段１１及び第２の加熱手段１２と天板４の縁との間に設けられている。また、送電コイル６５ｂは、平面視において、第１の加熱手段１１と天板４の縁との間に設けられている。また、送電コイル６５ｃは、平面視において、第３の加熱手段１３と天板４の縁との間に設けられている。また、送電コイル６５ｄは、平面視において、第２の加熱手段１２と天板４の縁との間に設けられている。
【００９４】
また、送電コイル６５ａ〜６５ｄは、平面視において、各加熱手段と天板４の縁との間に、天板４の矩形形状の辺に沿うように設けられている。
即ち、送電コイル６５ａは、平面視において、第１の加熱手段１１及び第２の加熱手段１２と天板４の縁との間に、天板４の前面の辺に沿うように設けられている。また、送電コイル６５ｂは、平面視において、第１の加熱手段１１と天板４の縁との間に、天板４の左側面の辺に沿うように設けられている。また、送電コイル６５ｃは、平面視において、第３の加熱手段１３と天板４の縁との間に、天板４の後面の辺に沿うように設けられている。また、送電コイル６５ｄは、平面視において、第２の加熱手段１２と天板４の縁との間に、天板４の右側面の辺に沿うように設けられている。
【００９５】
このような構成により、上記実施の形態１及び２の送電コイル６５と比較して、送電コイル６５ａ〜６５ｄの短軸の径を、短くすることができる。
このため、送電コイル６５ａ〜６５ｄと、受電コイル８０との径の差を小さくすることができる。よって、送電コイル６５ａ〜６５ｄから受電コイル８０への鎖交磁束の割合が増加し、磁気共鳴による電力伝送の給電効率を向上することができる。また、天板４の上面又は本体１０３の周辺に配置された受電装置２００は、送電コイル６５ａ〜６５ｄのうち最も近い位置の送電コイル６５から給電されるため、給電効率を向上することができる。
【００９６】
なお、給電効率の向上を重視する場合、受電コイル８０と送電コイル６５ａ〜６５ｄとの設置位置のずれは、送電コイル６５ａ〜６５ｄの短軸径の１／２以下であることが望ましい。
【００９７】
実施の形態４．
本実施の形態４においては、送電コイル６５の配置について説明する。
なお、以下の説明では、上記実施の形態１〜３と同一部分には同一の符号を付し、実施の形態１〜３との相違点を中心に説明する。
【００９８】
図１７は、実施の形態４に係る誘導加熱調理器の加熱手段と送電コイルを模式的に示す図である。
図１８は、実施の形態４に係る誘導加熱調理器の本体を模式的に示す正面図である。
なお、図１７においては、天板４を上面側から見た状態において、筐体３０と送電コイル６５ｂ及び６５ｄとの位置関係を模式的に示している。また、図１８においては、本体１０４を正面側から見た状態において、天板４及び筐体３０と、送電コイル６５ｂ及び６５ｄとの位置関係を模式的に示している。なお、図１８では、本体１０４の正面に設けられた構成の図示を省略している。
【００９９】
図１７及び図１８に示すように、実施の形態４に係る誘導加熱調理器の本体１０４は、送電コイル６５ｂ及び６５ｄを備えている。送電コイル６５ｂ及び６５ｄは、それぞれ個別に設けられた送電回路６０から電力が供給される。送電回路６０の構成は、上記実施の形態１と同様である。
【０１００】
筐体３０は、平面視における大きさが天板４よりも小さく形成されている。
送電コイル６５ｂ及び６５ｄは、平面視において、筐体３０と天板４の縁との間に設けられている。
即ち、送電コイル６５ｂは、平面視において、筐体３０の左側面と天板４の縁との間に設けられている。また、送電コイル６５ｄは、平面視において、筐体３０の右側面と天板４の縁との間に設けられている。
【０１０１】
また、図１８に示すように、送電コイル６５ｂ及び６５ｄは、天板４の下面に接触して配置されている。例えば、送電コイル６５ｂ及び６５ｄは、プリント配線によって天板４の下面に設けられている。
【０１０２】
このような構成により、筐体３０が導電性の材料で構成された場合であっても、送電コイル６５からの誘導磁界が筐体３０に遮蔽され難くすることができるため、電力伝送を高効率で行うことができる。特に、受電装置２００を、平面視において本体１０４の範囲外へ設置した場合に、この効果は顕著である。
【０１０３】
また、誘導加熱調理器の本体１０４が、キッチン家具の収容部に収容された場合であっても、送電コイル６５ｂ及び６５ｄは、キッチン家具の天面に配置される。このため、送電コイル６５ｂ及び６５ｄからの誘導磁界がキッチン家具に遮蔽され難くすることができる。
【０１０４】
実施の形態５．
本実施の形態５においては、筐体３０の構成について説明する。
なお、以下の説明では、上記実施の形態１〜４と同一部分には同一の符号を付し、実施の形態１〜４との相違点を中心に説明する。
【０１０５】
図１９は、実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体と受電装置を示す斜視図である。
図２０は、実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体を模式的に示す側面図である。
なお、図２０においては、本体１０５が、キッチン家具の収容部に収容され、天板４の下面がキッチン家具の作業台３０１に支持されている状態を示している。
【０１０６】
図１９及び図２０に示すように、実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体１０５の筐体３０は、導電性の材料で構成され、側面に開口３１が形成されている。筐体３０の開口３１の下端は、例えば、送電コイル６５ｄの下端よりも下方に位置するのが望ましい。
なお、開口３１の位置は、筐体３０の右側面に限らず、左側面、前面又は背面に設けても良い。
【０１０７】
このような構成により、筐体３０が導電性の材料で構成された場合であっても、送電コイル６５からの誘導磁界が開口３１を通過して、筐体３０に遮蔽され難くすることができるため、電力伝送を高効率で行うことができる。特に、受電装置２００を、平面視において本体１０５の範囲外へ設置した場合に、この効果は顕著である。
【０１０８】
（変形例）
図２１は、実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体の変形例を模式的に示す側面図である。
図２１に示すように、誘導加熱調理器の本体１０５の筐体３０は、側面の一部に、例えば樹脂などの非導電性の材料で構成された磁界透過部３２が形成されている。筐体３０の磁界透過部３２の下端は、例えば、送電コイル６５ｄの下端よりも下方に位置するのが望ましい。
なお、筐体３０の側面の全部を磁界透過部３２で構成しても良い。また、筐体３０の全部を例えば樹脂などの非導電性の材料で構成しても良い。
【０１０９】
このような構成においても、送電コイル６５からの誘導磁界が磁界透過部３２を通過して、筐体３０に遮蔽され難くすることができるため、電力伝送を高効率で行うことができる。特に、受電装置２００を、平面視において本体１０５の範囲外へ設置した場合に、この効果は顕著である。
【０１１０】
なお、受電装置の負荷回路は、上記実施の形態１〜５の例に限らず、例えば、フライヤー、蒸し器、ロースター、又はトースター等、食品の調理を行う調理機器でも良い。
また例えば、受電装置の負荷回路は、例えば、ブレンダー、ミキサー、ミル、泡だて器、又はフードプロセッサー等、料理の下準備及び下拵え等を行う調理機器でも良い。
また例えば、受電装置の負荷回路は、被加熱物５内に配置され、例えば、塩分、又は糖度等、食品の成分を検知する成分検知センサでも良い。
【０１１１】
また、負荷回路を複数組み合わせても良い。つまり、複数の受電装置を備え、そのうちの少なくとも１つの負荷回路の種類を他の種類と異ならせる構成であっても良い。
【符号の説明】
【０１１２】
１  第１の加熱口、２  第２の加熱口、３  第３の加熱口、４  天板、５  被加熱物、６  枠部材、７  空隙、８  非導電部、９  枠部材、１１  第１の加熱手段、１１ａ  加熱コイル、１２  第２の加熱手段、１３  第３の加熱手段、２１  交流電源、２２  直流電源回路、２２ａ  ダイオードブリッジ、２２ｂ  リアクタ、２２ｃ  平滑コンデンサ、２３  インバータ回路、２３ａ  ＩＧＢＴ、２３ｂ  ＩＧＢＴ、２３ｃ  ダイオード、２３ｄ  ダイオード、２４  共振コンデンサ、２５  入力電流検出手段、２６  コイル電流検出手段、３０  筐体、３１  開口、３２  磁界透過部、４０  操作部、４０ａ  操作部、４０ｂ  操作部、４０ｃ  操作部、４１  表示部、４１ａ  表示部、４１ｂ  表示部、４１ｃ  表示部、４３  操作表示部、４５  制御部、４７  本体側通信装置、５０  駆動回路、６０  送電回路、６０ａ  共振型電源、６０ｂ  整合回路、６５  送電コイル、６５ａ  送電コイル、６５ｂ  送電コイル、６５ｃ  送電コイル、６５ｄ  送電コイル、８０  受電コイル、８１  受電回路、８１ａ  整流回路、８１ｂ  変換回路、８３  受電側制御部、８５  受電側通信装置、９０  温度センサ、１００  本体、１０１  本体、１０３  本体、１０４  本体、１０５  本体、２００  受電装置、２０１  受電装置、３００  キッチン家具、３０１  作業台。
【図１】
2019073574.tif 000003
【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】
2019073574.tif 000009
【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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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月3日(2020.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物が載置される天板と、前記天板の外周を囲むように形成された、導電性の枠部材と、前記天板の外周の一部に設けられ、前記枠部材とともに前記天板の外周を囲むように形成され、前記枠部材の電気特性を不連続にする不連続部と、前記天板の下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに電力を供給する駆動回路と、磁気共鳴により電力を送る送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給する送電回路と、を備えたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が載置される天板と、
前記天板の外周を囲むように形成された、導電性の枠部材と、
前記天板の外周の一部に設けられ、前記枠部材とともに前記天板の外周を囲むように形成され、前記枠部材の電気特性を不連続にする不連続部と、
前記天板の下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに電力を供給する駆動回路と、
磁気共鳴により電力を送る送電コイルと、
前記送電コイルに電力を供給する送電回路と、を備えた
誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記不連続部は、前記枠部材の一部に形成された空隙で構成された
請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記不連続部は、非導電性の材料で構成された
請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記送電コイルは、平面視において、前記加熱コイルを囲むように設けられた
請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記加熱コイルを複数備え、
前記送電コイルは、平面視において、複数の前記加熱コイルを囲むように設けられた
請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記送電コイルは、前記天板の下方であって、前記天板の縁に沿うように配置された
請求項１〜５の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記送電コイルは、平面視において、前記加熱コイルと前記天板の縁との間に設けられた
請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記天板は、平面視において、矩形形状に形成され、
前記送電コイルは、平面視において、前記加熱コイルと前記天板の縁との間に、前記矩形形状の辺に沿うように設けられた
請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記天板の下に設けられ、前記加熱コイルを収納する筐体を備え、
前記筐体は、平面視における大きさが前記天板よりも小さく形成され、
前記送電コイルは、平面視において、前記筐体と前記天板の縁との間に設けられた
請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記天板の下に設けられ、前記加熱コイル及び前記送電コイルを収納する筐体を備え、
前記筐体は、
導電性の材料で構成され、側面に開口が形成されている
請求項１〜９の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記開口の下端は、前記送電コイルの下端よりも下方に位置している
請求項１０に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
前記天板の下に設けられ、前記加熱コイル及び前記送電コイルを収納する筐体を備え、
前記筐体は、
側面の少なくとも一部が非導電性の材料で構成されている
請求項１〜９の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１３】
前記送電コイルは、前記天板の下面に接触して配置された
請求項１〜１２の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１４】
前記磁気共鳴の共振周波数は、ＭＨｚ帯域の周波数である
請求項１〜１３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１５】
前記駆動回路の駆動周波数は、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満であり、
前記磁気共鳴の共振周波数は、６．７８ＭＨｚ又は６．７８ＭＨｚの整数倍である
請求項１４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１６】
前記天板、前記枠部材、前記不連続部、前記加熱コイル、前記駆動回路、前記送電コイル、及び前記送電回路を有する本体と、
前記送電コイルから前記磁気共鳴により電力を受ける受電コイルと、
前記受電コイルが受電した電力によって動作する負荷回路と、
を有する受電装置と、を備えた
請求項１〜１５の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１７】
前記負荷回路は、前記被加熱物の温度を検知する温度センサであり、
前記受電装置は、前記温度センサが検知した前記温度の情報を送信する第１通信装置を備え、
前記本体は、
前記第１通信装置から送信された前記温度の情報を受信する第２通信装置と、
前記温度の情報に応じて、前記駆動回路の駆動を制御する制御装置と、を備えた
請求項１６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１８】
前記負荷回路は、前記本体に対する入力操作を行う操作部であり、
前記受電装置は、前記操作部の前記入力操作の情報を送信する第１通信装置を備え、
前記本体は、
前記第１通信装置から送信された前記入力操作の情報を受信する第２通信装置と、
前記入力操作の情報に応じて、前記駆動回路の駆動を制御する制御装置と、を備えた
請求項１６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１９】
前記負荷回路は、前記本体の動作に関する表示を行う表示部であり、
前記受電装置は、前記表示部に表示させる情報を受信する第１通信装置を備え、
前記本体は、
前記表示部に表示させる情報を送信する第２通信装置を備えた
請求項１６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項２０】
前記送電回路は、前記送電コイルへ電力を供給する共振型電源を備え、
前記受電装置は、前記受電コイルにより受信された電力を前記負荷回路へ供給する受電回路を備え、
前記共振型電源の共振特性値をＱｏとし、
前記送電コイルの共振特性値をＱｔとし、
前記受電装置の共振特性値をＱｒとしたとき、
０．５Ｑｒ≦√（Ｑｏ・Ｑｔ）≦１．５Ｑｒを満たすように、
前記共振型電源、前記送電コイル、前記受電コイル及び前記受電回路の特性インピーダンスを設定した
請求項１６〜１９の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【国際調査報告】
2019073574.tif 000024
2019073574.tif 000025
2019073574.tif 000026
2019073574.tif 000027