DE112013004166T5

DE112013004166T5 - Induktionsheizeinrichtung, kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung, und kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System

Info

Publication number: DE112013004166T5
Application number: DE201311004166
Authority: DE
Inventors: c/o Panasonic Corporation Kitaizumi Takeshi; c/o Panasonic Corporation Kataoka Akira; c/o Panasonic Corporation Nishimura Makoto; c/o Panasonic Corporation Nakanishi Kuniyuki; c/o Panasonic Corporation Kurose Yoichi; c/o Panasonic Corporation Fujinami Tomoya
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-05-13
Also published as: WO2014030314A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Induktionsheizeinrichtung und eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung zur Verfügung, und stellt auch ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System zur Verfügung, das mit der Induktionsheizeinrichtung und/oder der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung ausgestattet ist. Die Induktionsheizeinrichtung ist derart aufgebaut, dass mehrere Heizspulen unter einer Deckplatte vorgesehen sind und die Differenz zwischen den Phasen von hochfrequenten Strömen, die durch die Heizspulen fließen, auf null eingestellt wird, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt ist. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung ist mit mehreren aufnehmenden Spulen für die Leistungszufuhr in einer kontaktlosen Weise ausgestattet, indem elektromagnetische Induktion verwendet wird, und eine Lastschaltung, zu welcher die Leistung von den aufnehmenden Spulen eingespeist wird, wobei die aufnehmen den Spulen aneinander angeschlossen sind, so dass Ströme durch die aufnehmenden Spulen in der gleichen Richtung fließen.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Induktionsheizeinrichtung, eine berührungslose bzw. kontaktlose Leistungsaufnahmeeinrichtung, und ein berührungs- bzw. kontaktloses Leistungsaufnahme- und -zuführsystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Induktionsheizeinrichtung, die unter Verwendung einer magnetischen Kopplung einer elektrischen Einrichtung eine elektrische Leistung zuführt, die auf einer Deckplatte angeordnet ist, eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung, der elektrische Leistung in einem elektrisch nicht kontaktierten Zustand unter Verwendung der Induktionsheizeinrichtung als einer kontaktlosen Leistungszufuhreinrichtung zugeführt wird, einem kontaktlosen Leistungsaufnahme- und -zuführsystem, das die Induktionsheizeinrichtung und/oder die kontaktlose Leistungsaufnahmeeinrichtung enthält.
Stand der Technik
Eine herkömmliche Induktionsheizeinrichtung, die eine Konstruktion zur Zufuhr elektrischer Leistung zu einer elektrischen Einrichtung, die eine magnetische Kopplung verwendet, aufweist, kann eine Einrichtung sein, wie sie zum Beispiel in der Patentliteratur 1 beschrieben ist.
Die Patentliteratur 1 bezieht sich auf eine drahtlose Einrichtung, die auch als eine durch Induktion geheizte Kocheinrichtung verwendbar ist. Diese drahtlose Einrichtung ist aufgebaut, um eine rotierende Kocheinrichtung, wie etwa eine Kaffeemühle, anzutreiben, nachdem die rotierende Kocheinrichtung auf einer oberen Platte bzw. Deckplatte eines Magnetismus erzeugenden Abschnitts (einer Induktionsheiz-Kocheinrichtung) angeordnet ist, d. h., einer Induktionsheizeinrichtung. Die drahtlose Einrichtung, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, enthält einen Magnetismus erzeugenden Abschnitt, der eine primäre Spule und einen Lastabschnitt, wie etwa eine rotierende Kocheinrichtung, enthält, welche eine Sekundärspule enthält, um magnetisch mit der Primärspule gekoppelt zu sein. Diese drahtlose Einrichtung ist konstruiert, um den Lastabschnitt aufzuweisen, der auf die Deckplatte des Magnetismus erzeugenden Abschnittes gestellt ist, um einen hochfrequenten Strom zu der primären Spule zuzuführen, um dadurch elektrische Leistung, unter Verwendung der sekundären Spule aufzunehmen, und um dem Lastabschnitt die elektrische Leistung zuzuführen.
Literaturliste
Patentliteratur

PLT 1: JP H05-184471 A
PLT 2: JP 2010-244926 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die drahtlose Einrichtung, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, ist konstruiert, um als die Induktionsheiz-Kocheinrichtung verwendbar zu werden und um dazu in der Lage zu sein, elektrische Leistung der elektrischen Einrichtung der berührungsfreien bzw. kontaktlosen Leistungsaufnahmeeinrichtung ohne irgendeinen elektrischen Kontakt zuzuführen, da die elektrische Leistung empfangende oder aufnehmende seitliche Spule und die elektrische Leistung zuführende Seitenspule in einem Korrespondenzverhältnis von 1:1 zueinander sind.
Kürzlich sind verschiedene Arten von Induktionsheiz-Kocheinrichtungen, als die Spulenkonstruktionen zur Zufuhr elektrischer Leistung vorgeschlagen worden, wobei jede eine Konstruktion mit mehreren Spulen enthält, die eine Induktionsheizoperation für ein Objekt ausführt, das zu erhitzen ist, wobei mehrere Heizspulen unter der Deckplatte (siehe Patentliteratur 2) verwendet werden. Die Patentliteratur 2 offenbart eine Induktionsheiz-Kocheinrichtung, die eine Konstruktion mit mehreren Spulen enthält, die vier Heizspulen hat, die unter der Deckplatte angeordnet sind. Die Induktions-Heizkocheinrichtung, die in der Patentliteratur 2 offenbart ist, ist konstruiert, um einen Induktionsheizbetrieb in Bezug auf eine Pfanne auszuüben, die das Objekt ist, das zu heizen ist, indem über einen Inverter sämtlichen der vier Heizspulen elektrische Leistung zugeführt wird. Die Induktionsheizeinrichtung, die eine Konstruktion mit mehreren Spulen aufweist, erfordert es auch, eine Konstruktion zu haben, die dazu in der Lage ist, einer elektrischen Einrichtung (eine berührungsfreie Leistung empfangende Einrichtung) in dem elektrisch nicht kontaktierten Zustand elektrische Leistung zuzuführen.
Wenn elektrische Leistung zu einer berührungsfreien bzw. nicht kontaktierten Leistung aufnehmenden Einrichtung zugeführt wird, die die Induktionsheiz-Kocheinrichtung verwendet, die die herkömmliche Konstruktion mit mehreren Spulen hat, hat diese jedoch ein Problem, indem ausreichend elektrische Leistung der berührungsfreien bzw. kontaktlosen Leistungsempfangseinrichtung nicht zugeführt wird.
Bei der Konstruktion der Induktionsheiz-Kocheinrichtung mit mehreren Spulen kann auch elektrische Leistung zugeführt werden, nachdem der äußere Durchmesser der aufnehmenden Spule mit dem äußeren Durchmesser der zuführenden Spule zur Passung gebracht ist, um die aufnehmende Spule und die zuführende Spule in dem Korrespondenzverhältnis von 1:1 anzuordnen. Jedoch haben die zuführenden Spulen der Konstruktion mit mehreren Spulen jede den äußeren Durchmesser, der kleiner als der der Spule der Konstruktion mit der einzelnen Spule ist. Deshalb gibt es ein Problem, wonach die Effizienz der Zufuhr der elektrischen Leistung beeinträchtigt ist, oder die elektrische Leistung, die dazu in der Lage ist zugeführt zu werden, ist begrenzt usw.
Die vorliegende Offenbarung stellt zur Verfügung: eine Induktionsheizeinrichtung, die als eine Induktionsheizeinrichtung zum Heizen eines Gegenstandes bzw. Objektes, das zu heizen ist, verwendbar ist, und eine Konstruktion mit mehreren Spulen hat, die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung mit hoher Effizienz selbst einer kontaktlosen Leistung empfangenen Einrichtung zuzuführen, die eine drahtlose Einrichtung ist; eine kontaktlose Leistung empfangende Einrichtung, die dazu in der Lage ist, äußerst effizient elektrische Leistung zu empfangen und zuzuführen, ungeachtet der Konstruktion der zuführenden Spule; und ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System, das die Induktionsheizeinrichtung und/oder die kontaktlose Leistungsempfangseinrichtung enthält.
Lösung des Problems
Die Induktionsheizeinrichtung nach der vorliegenden Offenbarung enthält:
eine Deckplatte, auf der ein Gegenstand, der zu erhitzen ist oder eine kontaktlos Leistung aufnehmende bzw. empfangende Einrichtung angeordnet wird;
mehrere Heizspulen, die unter der Deckplatte angeordnet sind und in Linien bzw. Zeilen angeordnet sind;
einen Inverter, welcher einen hochfrequenten elektrischen Strom den mehreren Heizspulen zuführt;
einen Steuerabschnitt, welcher einen Ausgang des Inverters steuert; und
einen einen Betrieb anzeigenden Abschnitt, welcher einen Betriebsbefehl zu dem Steuerabschnitt ausgibt, wobei
wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte angeordnet ist, eine Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten elektrischen Strömen, die in den mehreren Heizspulen fließen, die erregt werden, auf null gesetzt wird, um der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung elektrische Leistung zuzuführen.
Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der vorliegenden Offenbarung enthält:
mehrere aufnehmende Spulen, welchen elektrische Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion zugeführt wird; und
eine Lastschaltung, in welche die elektrische Leistung von den mehreren der Leistung aufnehmenden Einrichtungen eingegeben wird, wobei
die mehreren aufnehmenden Spulen so angeschlossen sind, dass die Ströme der mehreren aufnehmenden Spule in die gleiche Richtung fließen.
Das kontaktlos Leistung aufnehmende und empfangende System nach der vorliegenden Offenbarung enthält:
eine kontaktlos Leistung empfangende bzw. aufnehmende Einrichtung; und
eine Induktionsheizeinrichtung, wobei
die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung enthält:
eine aufnehmende Spule, die eine Zufuhr von elektrischer Leistung, in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion aufnimmt;
eine Lasteinrichtung, der die elektrische Leistung von der Aufnahmespule zugeführt wird; und
einen Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, der über die Gegenwart der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung informiert, wobei
die Induktionsheizeinrichtung enthält:
eine Deckplatte, auf der ein Gegenstand, der zu erhitzen ist, oder die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung angeordnet wird;
mehrere Heizspulen, die unter der Deckplatte angeordnet sind und die in Linien bzw. Zeilen angeordnet sind;
einen Inverter, der einen hochfrequenten elektrischen Strom zu den mehreren Heizspulen zuführt;
einen Steuerabschnitt, der einen Ausgang des Inverters steuert;
einen Betriebsanzeigeabschnitt, der einen Betriebsbefehl zu dem Steuerabschnitt ausgibt, und
einen Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, der erfasst, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte angeordnet ist, auf der Grundlage der Information von dem Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung von der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, wobei
wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte angeordnet ist, der Steuerabschnitt eine Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten elektrischen Strömen, die in den mehreren Heizspulen, die erregt werden, fließen, auf null setzt bzw. einstellt, um so elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen.
Die obigen schematischen und spezifischen Aspekte können durch willkürliche Kombination der Induktionsheizeinrichtung, der berührungsfreien Leistung aufnehmenden Einrichtung und des berührungsfreien Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems in die Tat umgesetzt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung können derartige Einrichtungen und ein System wie eine Induktionsheizeinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die dazu in der Lage ist, äußerst effizient elektrische Leistung einer berührungslosen Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen, wobei die berührungslose Leistung aufnehmende Einrichtung dazu in der Lage ist, hocheffizient elektrische Leistung aufzunehmen, ungeachtet der zuführenden Spulenkonstruktion, und einem berührungslosen Leistung aufnehmenden und zuführenden System, das die Induktionsheizeinrichtung und/oder die berührungslose Leistung aufnehmende Einrichtung enthält.
Kurzbeschreibung der Darstellungen
1 ist eine schematische Draufsicht von einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische seitliche querschnittliche Ansicht der Induktionsheizeinrichtung nach 1 geschnitten entlang einer Linie A-A.
3 ist eine Blockdarstellung einer Konstruktion der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Darstellung von Wellenformen elektrischer Strömung, die erhalten werden, wenn eine Phasendifferenz zwischen Strömen, die in mehreren Heizspulen in der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsformen fließen null beträgt.
5 ist eine Darstellung zur Erläuterung von Richtungen und magnetischen Feldern von Strömen, die erhalten werden, wenn die Phasendifferenz unter den Strömen, die in den mehreren Heizspulen in der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform fließen, null beträgt.
6 ist eine querschnittliche Darstellung, die durch Schneiden der 5 entlang einer Line B-B erhalten worden ist.
7 ist eine Darstellung, um einen Zustand zu erläutern, wo elektrische Leistung hocheffizient über die Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform zugeführt werden kann.
8 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Zustandes, in welchem die Induktionsheizeinrichtung der ersten Ausführungsform bei der Zufuhr elektrischer Leistung Schwierigkeiten hat.
9 ist eine schematische seitliche Darstellung eines Zustandes der Zufuhr elektrischer Leistung, der erhalten wird, wenn eine berührungslose Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Induktionsheizeinrichtung der ersten Ausführungsform montiert bzw. aufgebaut ist.
10 ist eine schematische Draufsicht der Magnetfelder in dem Zustand der Zufuhr elektrischer Leistung der Heizspulen nach 9.
11 ist eine Darstellung von Wellenformen elektrischer Ströme die verzerrt sind, wenn die Phasendifferenz unter den Strömen, die in den mehreren Heizspulen in der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform fließen, null beträgt.
12 ist ein Flussdiagramm von Betätigungen der Induktionsheizvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
13 ist eine schematische Draufsicht eines Beispiels einer berührungsfreien Leistung aufnehmenden Einrichtung, die auf einer Deckplatte einer Induktionsheizeinrichtung einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung abgestellt ist.
14 ist eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel von einem Beispiel, bei dem die berührungslose Leistung aufnehmende Einrichtung in einer optimalen Position auf der Induktionsheizeinrichtung nach der zweiten Ausführungsform aufgebaut bzw. platziert ist.
15 ist eine Blockdarstellung einer Konstruktion eines berührungslosen Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems nach einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
16 ist eine schematische Draufsicht von einer berührungslosen Leistung aufnehmenden Einrichtung, die einen Übertragungsabschnitt einer leistungsaufnehmenden Einrichtung in der dritten Ausführungsform enthält.
17 ist eine schematische Draufsicht des berührungslosen Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems nach der dritten Ausführungsform.
18 ist eine Darstellung von Wellenformen elektrischer Ströme, die erhalten werden, wenn die Phasendifferenz unter den Strömen, die in den mehreren der Heizspulen der Induktionsheizeinrichtung in einem berührungsfreien Leistung empfangenden und zuführenden System nach einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung fließen, π beträgt.
19 ist eine schematische Draufsicht auf eine Konstruktion einer berührungslosen Leistung empfangenden bzw. aufnehmenden Einrichtung einer fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
20 ist eine schematische Seitenansicht der Konstruktion der berührungsfreien leistungsaufnehmenden Einrichtung nach der fünften Ausführungsform.
21 ist eine schematische Draufsicht zur Erläuterung des Falles, in dem die berührungsfreie bzw. kontaktlose Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf einer berührungsfreien bzw. kontaktlosen Leistung zuführenden Einrichtung platziert ist, die eine Zufuhrspule enthält.
22 ist eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung des Falles, in welchem die berührungsfreie Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der berührungsfreien Leistung zuführenden Einrichtung, die die eine Zufuhrspule enthält, platziert bzw. angeordnet ist.
23 ist eine schematische Draufsicht zur Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlose leistungsaufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlosen Leistungszuführeinrichtung, die mehrere Zufuhrspulen enthält, platziert ist.
24 ist eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlose Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlosen Leistungszufuhreinrichtung, die die mehreren Zufuhrspulen enthält, platziert ist.
25 ist eine schematische Draufsicht zur Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlose Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf einer kontaktlosen Leistung zuführenden Einrichtung, die einen dem Magnetismus abschirmenden Abschnitt enthält, angeordnet ist.
26 ist eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung, die den Magnetismus abschirmenden Abschnitt enthält, angeordnet ist.
27 ist eine schematische Draufsicht zur Erläuterung des Falles, in welchem eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach einer sechsten Ausführungsform auf einer kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung, die eine Zufuhrspule enthält, angeordnet ist.
28 ist eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der sechsten Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung angeordnet ist, die die eine Zufuhrspule enthält.
29 ist eine schematische Draufsicht von einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System einer siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
30 ist eine schematische Seitenansicht von einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System nach der siebten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
(Einzelheiten der Akquisition von einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung)
Wie oben, wie zu der drahtlosen Einrichtung, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, sind die Spulenkonstruktionen zum Aufnehmen und Zuführen elektrischer Leistung in dem Korrespondenzverhältnis von 1:1 und dieses Korrespondenzverhältnis ermöglicht eine effiziente und ausreichende elektrische Leistungszufuhr. Wenn elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung unter Verwendung der Induktionsheiz-Kocheinrichtung zugeführt wird, die die in der Patentliteratur 2 offenbarte Konstruktion mit mehreren Spulen hat, ergibt sich jedoch ein Problem, wonach ein gewünschtes Hochfrequenzmagnetfeld durch die Heizspulen nicht erzeugt werden kann und eine ausreichende elektrische Leistung abhängig von den Richtungen der Ströme, die in den mehreren Heizspulen fließen, nicht zugeführt werden kann. Die Erfinder haben Experimente durchgeführt und haben ein Ergebnis herausgefunden, wonach ausreichend elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zugeführt werden konnte, wobei selbst die Induktionsheiz-Kocheinrichtung, die die Konstruktion mit den mehreren Spulen hat verwendet wurde, indem die Phasendifferenz unter den Strömen, die durch die mehreren Heizspulen fließen, passend eingestellt wurde.
Im Hinblick auf die herkömmliche kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung hat es ein Problem gegeben, wonach die elektrische Leistung nicht hocheffizient abhängig von der Spulenkonstruktion zur Zufuhr elektrischer Leistung zugeführt werden kann. Zum Bespiel kann elektrische Leistung nicht ausreichend zugeführt werden, wenn die Spulenkonstruktionen zum Aufnehmen und Zuführen elektrischer Leistung nicht in dem Korrespondenzverhältnis von 1:1 von der drahtlosen Einrichtung, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, ist. Die Erfinder haben herausgefunden, dass elektrische Leistung hocheffizient aufgenommen und zugeführt werden kann, indem die Spulenkonstruktion zum Aufnehmen elektrischer Leistung eingestellt wird, um die Konstruktion mit mehreren Spulen aufzuweisen, die mehrere Aufnahmespulen enthält, wobei die mehreren Aufnahmespulen in Serie bzw. in Reihe angeschlossen werden, und diese Spulen werden angeordnet, Seite an Seite in einer Anordnung, und die Richtungen der Ströme, die in den aufnehmenden Spulen fließen werden konfiguriert, um in die gleiche Richtung zu fließen, und dadurch kamen die Erfinder auf die vorliegende Erfindung.
Eine Induktionsheizeinrichtung nach einem ersten Gesichtspunkt gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält folgende Merkmale:
eine Deckplatte, auf der ein Objekt, das zu erhitzen ist, oder eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung abgestellt wird;
mehrere Heizspulen bzw. Heizwicklungen, die unter der Deckplatte vorgesehen sind und in Linien bzw. Zeilen angeordnet sind;
einen Inverter, der einen hochfrequenten elektrischen Strom zu den mehreren Heizspulen zuführt;
einen Steuerabschnitt, der einen Ausgang des Inverters steuert; und
einen Betriebsanzeigeabschnitt, der einen Betriebsbefehl zu dem Steuerabschnitt ausgibt, wobei
wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt ist, eine Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten elektrischen Strömen, die durch die mehreren Heizspulen bzw. -wicklungen fließen, die erregt werden, eingestellt wird, um 0 zu sein, um der kontaktlos Leitung aufnehmenden Einrichtung elektrische Leistung zuzuführen.
In einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden die mehreren Heizspulen gemäß dem ersten Gesichtspunkt unter der Deckplatte vorgesehen und in vertikalen und horizontalen Linien in einer Ebene angeordnet.
In einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält die Induktionsheizeinrichtung gemäß dem ersten oder dem zweiten Gesichtspunkt eine Erfassungseinrichtung für eine Leistung aufnehmende Einrichtung, um zu erfassen, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt bzw. angeordnet ist.
Bei einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, die in irgendeinem der ersten bis dritten Gesichtspunkte, der Steuerabschnitt, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt ist, dass der hochfrequente elektrische Strom nur den mehreren der Heizspulen zugeführt wird, die in einem Leistung aufnehmenden Bereich enthalten sind, der durch die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung bedeckt ist.
Bei einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einem fünften Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung, wie bei irgendeinem der ersten bis vierten Gesichtspunkte, wird die Phasendifferenz eingestellt, um in einem Bereich zwischen π/2 und 0 oder zwischen π und π/2 zwischen den elektrischen Strömen zu liegen, die in den mehreren der Heizspulen fließen, wenn der Gegenstand bzw. das Objekt, das zu erhitzen ist, auf der Deckplatte platziert ist.
In einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einem sechsten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung sowie in sämtlichen der ersten bis fünften Gesichtspunkte wird eine Leistung zuführende Fläche durch die mehreren Heizspulen, die die elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuführen, aufgebaut ist, eingestellt, um größer zu sein als eine Leistung aufnehmende Fläche, die durch eine aufnehmende Spule der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung aufgebaut ist.
Bei einer Induktionsheizeinrichtung gemäß einem siebten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung sowie sämtlichen der ersten bis sechsten Gesichtspunkte stoppt der Steuerabschnitt die Erregung bzw. den Betrieb eines Abschnittes der Heizspulen, der dazu in der Lage ist, elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen, wenn ein Wert der elektrischen Leistung, die der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zugeführt wird, niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
Eine Induktionsheizeinrichtung gemäß einem achten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält bei sämtlichen der ersten bis siebten Gesichtspunkte einen Anzeigeabschnitt für die erregte Spulen bzw. Spulen, welcher Anzeigeabschnitt um jede der mehreren Heizspulen herum angeordnet ist, und welcher Anzeigeabschnitt angepasst ist, um erleuchtet zu werden, um so visuell durch die Deckplatte beobachtbar zu werden, wobei der Anzeigeabschnitt für die erregte Spule bzw. Spulen aufgebaut ist, um erleuchtet zu werden, um so einen Bereich anzuzeigen, auf dem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung abgestellt ist bzw. abzustellen ist.
Eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung gemäß einem neunten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung enthält Folgendes:
mehrere aufnehmende Spulen, denen elektrische Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion zugeführt wird; und
eine Lastschaltung, in welche die elektrische Leistung von den mehreren der Leistung aufnehmenden Einrichtungen eingegeben wird, wobei
die mehreren der aufnehmenden Spulen angeschlossen sind, um Ströme der mehreren der aufnehmenden Spulen in eine gleiche Richtung fließen zu lassen.
Bei einer kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung gemäß einem zehnten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung sind die mehreren der aufnehmenden Spulen gemäß dem neunten Gesichtspunkt Seite an Seite in einer Fläche von Aufnahmespulen angeordnet, welchen Spulen elektrische Leistung zugeführt wird, und sind symmetrisch über eifern Zentrum der Fläche der Aufnahmespule bzw. -spulen angeordnet.
Bei einer kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung gemäß einem elften Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung enthält die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung gemäß dem zehnten Gesichtspunkt einen eine Position übertragenden Abschnitt, der auf einer zentralen Achse der Fläche der Leistungsaufnahme angeordnet ist, wobei der die Position übertragende Abschnitt eine Funktion zur Übertragung einer zentralen Position der mehreren der aufnehmenden Spulen hat.
Bei einer kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung gemäß einem zwölften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Aufnahmespulenfläche der mehreren aufnehmenden Spulen gemäß irgendeiner der neunten bis elften Gesichtspunkte entsprechend einer Zuführspulenfläche einer zuführenden Spule einer kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung, die elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuführt, eingestellt.
Ein berührungslos Leistung aufnehmendes und zuführendes System gemäß einem dreizehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung enthält Folgendes:
eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung; und
eine Induktionsheizeinrichtung, wobei
die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung enthält:
eine Aufnahmespule bzw. Wicklung, welche eine Zufuhr von elektrischer Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion aufnimmt;
eine Lasteinrichtung, zu welcher die elektrische Leistung von der aufnehmenden Spule zugeführt wird; und
einen Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, welcher Übertragungsabschnitt über die Gegenwart der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung informiert, wobei
die Induktionsheizeinrichtung enthält:
eine Deckplatte, auf welcher ein Gegenstand bzw. Objekt, das zu heizen ist, oder die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung abgestellt bzw. platziert wird;
mehrere Heizspulen, welche unter der Deckplatte angeordnet sind und in Linien bzw. Zeilen angeordnet
einen Inverter, welcher einen hochfrequenten elektrischen Strom zu den mehreren der Heizspulen zuführt;
einen Steuerabschnitt, welcher einen Ausgang des Inverters steuert;
einen Betriebsanzeigeabschnitt, welcher einen Betriebsbefehl zu dem Steuerabschnitt ausgibt, und
einen Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, welcher Erfassungsabschnitt erfasst, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte angeordnet ist, basierend auf der Information von dem Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung von der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, wobei
der Steuerabschnitt eine Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten elektrischen Strömen, die in den mehreren von Heizspulen fließen, die erregt werden, auf null gesetzt wird, um so die elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt bzw. angeordnet ist.
Bei einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem vierzehnten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung wird bei dem dreizehnten Gesichtspunkt der Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung und der Erfassungsabschnitt für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung zur Kommunikation miteinander über einen Kommunikationspfad zur Kommunikation angeschlossen und wobei
der Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung erfasst bzw. detektiert, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte platziert ist, indem ein Signal von dem Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung empfangen wird.
Bei einem kontaktlos Leistung empfangenden und zuführenden System gemäß einem fünfzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, sowie bei dem dreizehnten Gesichts punkt, wird die Platzierung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung auf der Deckplatte erfasst, indem ein Magnet als der Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung verwendet wird, und indem ein Hall-Element als der Erfassungsabschnitt für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung verwendet wird.
Bei einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem sechzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sowie bei irgendeinem der dreizehnten bis fünfzehnten Gesichtspunkte, hat die Leistung aufnehmende Einrichtung den Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung bei einer zentralen Position einer Fläche zur Aufnahme von Leistung, die durch die Aufnahmespule definiert ist, angeordnet, und wobei
die Induktionsheizeinrichtung weist die mehreren der Heizspulen, die unter der Deckplatte angeordnet sind, angeordnet in vertikalen und horizontalen Linien in einer Ebene, auf, und der Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung ist an einer Position angeordnet, die durch die mehreren Heizspulen umgeben ist.
In einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem siebzehnten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung sowie bei irgendeinem von dem dreizehnten bis fünfzehnten Gesichtspunkt verursacht der Steuerabschnitt, dass der hochfrequente elektrische Strom nur den mehreren der Heizspulen zugeführt wird, die in einem Leistung aufnehmenden Bereich enthalten sind, der durch die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung bedeckt ist, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte platziert bzw. abgestellt ist.
Bei einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem achtzehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sowie irgendeinem der dreizehnten bis siebzehnten Gesichtspunkte enthält die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung eine Leistung aufnehmende Fläche, welche durch mehrere der aufnehmenden Spulen bzw. Wicklungen definiert ist, und wobei
die Induktionsheizeinrichtung konstruiert ist, so dass eine Phasendifferenz von Strömen, die in benachbarten Heizspulen der mehreren von Heizspulen, die durch die Leistung aufnehmende Fläche bedeckt sind, fließen, auf π eingestellt bzw. gesetzt wird, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte platziert ist, so dass die mehreren der aufnehmenden Spulen, die die Leistungsaufnahmefläche definieren, jede einer entsprechenden der mehreren der Heizspulen der Induktionsheizeinrichtung gegenüber sind.
Ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System gemäß einer neunzehnten Ausführungsform enthält Folgendes:
eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung; und
eine kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung, wobei
die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung enthält:
mehrere aufnehmende Spulen bzw. Wicklungen, auf welche elektrische Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion übertragen bzw. zugeführt wird;
eine Lasteinrichtung, in welche die elektrische Leistung von den mehreren aufnehmenden Spulen eingegeben wird, und
einen Übertragungsabschnitt für die Position, welcher Übertragungsabschnitt eine Funktion der Übertragung einer zentralen bzw. mittigen Position der mehreren der aufnehmenden Spulen hat, wobei
die mehreren der aufnehmenden Spulen derart angeschlossen sind, dass Ströme der mehreren der aufnehmenden Spulen in eine gleiche Richtung fließen, wobei die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung enthält:
eine Deckplatte, auf der die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung platziert bzw. abgestellt werden kann;
eine Zufuhrspule, welche unter der Deckplatte angeordnet ist;
einen Inverter, welcher elektrische Leistung zu der Zufuhrspule zuführt;
einen Steuerabschnitt, welcher einen Ausgang des Inverters steuert; und
einen Erfassungsabschnitt für eine Position, welcher Erfassungsabschnitt eine zentrale Position der mehreren der aufnehmenden Spulen erfasst, indem eine Position des Positionsübertragungsabschnittes erfasst wird.
Bei einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem zwanzigsten Gesichtspunkt nach der vorliegenden Erfindung, sowie der kontaktlos Leistung empfangenden bzw. aufnehmenden Einrichtung gemäß dem neunzehnten Gesichtspunkt ist eine Aufnahmespulenfläche enthalten, auf der die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung platziert ist, die mit elektrischer Leistung zu versorgen ist, und wobei
die mehreren der aufnehmenden Spulen Seite an Seite in einer Form in der Aufnahmespulenfläche angeordnet sind und symmetrisch um ein Zentrum der Aufnahmespulenfläche angeordnet sind.
Bei einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem einundzwanzigsten Gesichtspunkt nach der Erfindung sowie dem zwanzigsten Gesichtspunkt hat die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung einen ringförmigen Magnetismus abschirmenden Abschnitt, der darin angeordnet ist, wobei der Magnetismus abschirmende Abschnitt eine Magnetismus abschirmende Funktion hat und die zuführende Spule angeordnet ist, die ein hochfrequentes magnetisches Feld zuführt, und wobei
die Aufnahmespulenfläche, die die mehreren der aufnehmenden Spulen enthält, innerhalb des Magnetismus abschirmenden Abschnitts angeordnet ist.
In einem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System gemäß einem zweiundzwanzigsten. Gesichtspunkt nach der Erfindung sowie bei irgendeinem des neunzehnten bis einundzwanzigsten Gesichtspunkts enthält der Positionsübertragungsabschnitt einen Magneten, und wobei
der Positionserfassungsabschnitt ein Hall-Element enthält.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Darstellungen beschrieben. In sämtlichen der unten befindlichen Darstellungen werden sämtliche oder die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen angegeben und eine doppelte Beschreibung wird weggelassen.
(Erste Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Induktionsheizeinrichtung beschrieben, wobei die Einrichtung eine kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung ist, die eine Konstruktion mit mehreren Spulen hat, die als eine Induktionsheizeinrichtung verwendbar ist, um einen Gegenstand bzw. ein Objekt zu erhitzen, und die dazu in der Lage ist, hocheffizient elektrische Leistung selbst einer kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, die eine drahtlose Einrichtung ist, zuzuführen.
[Gesamtkonstruktion]
Die 1 ist eine Draufsicht von der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung und zeigt schematisch die Hauptbestandteile der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine schematische seitliche querschnittliche Ansicht der Induktionsheizeinrichtung, geschnitten entlang einer Linie A-A der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. 3 ist eine Blockdarstellung einer Konstruktion der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, enthält die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform eine Deckplatte 13, mehrere Heizspulen 11, die in Linien bzw. Zeilen unter der Deckplatte 13 angeordnet sind, einen Inverter 16, der einen hochfrequenten Strom zu jeder der Heizspulen 11 zuführt, einen Steuerabschnitt 17, der einen Ausgang des Inverters 16 steuert, und einen Betriebsanzeigeabschnitt 12, der einen Betriebsbefehl zu dem Steuerabschnitt 17 ausgibt.
Die Bestandteile, die die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform aufbauen, werden im Einzelnen beschrieben.
<Deckplatte>
Die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform enthält eine tafelförmige Deckplatte 13 in ihrem oberen Abschnitt. Ein Gegenstand bzw. Objekt 14, das zu erhitzen ist, wie etwa eine Pfanne, oder eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 wird auf der Deckplatte 13 abgestellt bzw. platziert. Die Deckplatte 13 enthält ein elektrisch isolierendes Material, wie etwa Glas oder Keramik.
<Heizspulen>
Die Heizspulen 11 haben die Konstruktion mit mehreren Spulen, welche Konstruktion mehrere Spulen enthält. Die mehreren Heizspulen 11 sind unter der Deckplatte 13 angeordnet und sind in vertikalen und horizontalen gradlinigen Reihen in einer Ebene in vorbestimmten Abständen angeordnet. Sämtliche der Heizspulen 11 haben im Wesentlichen die gleiche Form und die gleiche Konfiguration. Bei der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform führen die Heizspulen 11 eine Induktionsheizbetätigung durch und werden auch als Zufuhrspulen während einer Zuführoperation für elektrische Leistung verwendet.
<Inverter>
Der Inverter 16 ist an die mehreren Heizspulen 11 angeschlossen. Der Inverter 16 führt eine hochfrequenten Strom zu den mehreren der Heizspulen 11. Die Konstruktion des Inverters 16 kann zum Beispiel eine Konstruktion sein, die an jede der Heizspulen 11 getrennt voneinander angeschlossen werden kann, oder eine Konfiguration um kollektiv an einige der Heizspulen 11 angeschlossen zu werden. Zusätzlich gibt es eine Konstruktion zum Schalten des Anschlusses des Inverters 16 an einige der Heizspulen 11, die eine Zufuhr von elektrischer Leistung benötigen. Die Induktionsheizeinrichtung 10 der ersten Ausführungsform schaltet die Phasendifferenz der Ströme, die in den mehreren Heizspulen 11 während des Heizbetriebes fließen und den Zufuhrbetrieb für elektrische Leistung während das Schalten ausgeführt werden kann, wobei eine zeitliche Abstimmung zwischen einem Erregungszustand („Ein-Zustand”) und zwischen einem Nichterregungszustand („Aus-Zustand”) durch ein Schaltelement.
<Steuerabschnitt>
Der Steuerabschnitt 17 ist an den Inverter 16 und den Betriebsanzeigeabschnitt 12 angeschlossen. Zum Beispiel empfängt der Steuerabschnitt 17 einen Befehl von einem Betriebsbefehl von der Betriebsanzeige dem Betriebsanzeigeabschnitt 12 und steuert den Ausgang des Inverters 16. Insbesondere stellt der Steuerabschnitt 17 die Phasendifferenz zwischen den Strömen ein, die in den mehreren Heizspulen 11 fließen, wenn der Steuerabschnitt 17 zwischen der Heizoperation und der Zuführoperation für elektrische Leistung schaltet.
<Betriebsanzeigeabschnitt>
Der Betriebsanzeigeabschnitt 12 ist in der Mitte auf der Benutzerseite der Deckplatte 13 (die untere Seite in 1) angeordnet und weist eine für den Benutzer verwendbare Konstruktion auf. Der Betriebsanzeigeabschnitt 12 ist an dem Steuerabschnitt 17 angeschlossen. Der Betriebsanzeigeabschnitt 12 gibt zu dem Steuerabschnitt 17 ein Signal für einen Betriebsbefehl, wie etwa dem Start oder dem Stopp der Zufuhr von elektrischer Leistung, oder dessen Einstellung aus. Zum Beispiel gibt der Betriebsanzeigeabschnitt 12 das Signal des Betriebsbefehls zu dem Steuerteil 17 aus, wobei der Start des Heizbetriebes angewiesen wird, wenn der Gegenstand 14, der zu erhitzen ist, wie etwa eine Pfanne, auf der Deckplatte 13 platziert ist, oder gibt ein Signal des Betriebsbefehls auf, das den Start der Zufuhr der elektrischen Leistung instruiert, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Deckplatte 13 angeordnet ist.
Wie oben in Hinblick auf die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform, wird, wenn ein Objekt 14, das zu erhitzen ist, oder ein kontaktlos Leistung auf nehmende Einrichtung 15 auf der Deckplatte 13 platziert wird, ein zutreffender Betrieb der Heizbetätigung oder Zuführbetrieb für elektrische Leistung in einem Bereich für die Platzierung durchgeführt. Wenn, wie zum Beispiel in 1 gezeigt, das Objekt 14, das zu erhitzen ist, auf der Deckplatte 13 platziert wird, fließt der hochfrequente Strom in die Heizspulen 11bb, 11bc, 11cb und 11cc unter dem Objekt 14, das zu erhitzen ist, und der Induktionsheizbetrieb wird in Bezug auf das Objekt 14, das zu erhitzen ist, durchgeführt. Andererseits wird, wie in 1 gezeigt, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Deckplatte 13 abgestellt ist, der Zuführbetrieb für elektrische Leistung durch die Heizspulen 11ab, 11ai, 11bh und 11bi unter der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 durchgeführt.
[Zufuhrbetrieb für elektrische Leistung]
Die elektrische Leistungszufuhroperation ist für den Fall beschrieben, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform platziert ist. Wenn die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 zuführt, wird die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den mehreren Heizspulen 11 fließen, auf null (Zahl 0) gesetzt bzw. eingestellt, wobei die Heizspulen 11 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 Leistung zuführen. Die unten angegebene Beschreibung wird für ein Beispiel gemacht, bei dem die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 15 in einer Position platziert wird, die in 1 gezeigt ist, d. h., wo die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 in dem oberen Abschnitt der Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi platziert ist.
Die 4 ist eine Darstellung von Wellenformen von elektrischen Strömen, die erhalten werden, wenn die Phasendifferenz zwischen Strömen, die durch die mehreren der Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi fließen, 0 ist. 5 ist eine Darstellung zur Erläuterung von Richtungen und magnetischen Feldern der Strömung, die erhalten werden, wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die durch die Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi in der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform fließen 0 ist.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, fließen, wenn die Phasendifferenz 0 ist, die Richtungen der Ströme Iah, Iai, Ibh und Ibi, die durch die Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi fließen, alle in die gleiche Richtung, wie etwa der Richtung im Uhrzeigersinn. In diesem Fall bilden, wie durch die Magnetfluxe 18 in 5 angedeutet, die Magnetfelder, die durch die Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi erzeugt werden, geschlossene Schleifen indem diese durch die oberen Oberflächen der Heizspulen 11 von den äußeren Umfängen durchgehen, in die Innenseite der Heizspulen 11 eintreten, durch die unteren Flächen der Heizspulen hindurchgehen und zu den äußeren Umfängen der Heizspulen 11 zurückkehren.
6 ist eine schematische querschnittliche Darstellung der Heizspulen 11ah und 11ai, die benachbart zueinander sind, die durch Schneiden der Heizspulenkonstruktion, die in 5 dargestellt ist, entlang einer Linie B-B erhalten wird. 6 zeigt im Besonderen die Magnetfelder der Heizspulen 11ah und 11ai. Wie in 6 gezeigt, bemerkt man die Umgebung des proximalen Abschnittes zwischen den benachbarten Heizspulen 11ah und 11ai, sind die Richtungen immer entgegengesetzt zueinander von den Strömen, die in den benachbarten Heizspulen in den Heizspulen 11ah und 11ai fließen. In diesem Falle verstärken einander die Magnetfelder, die in der Auf- und Ab-Richtung der Heizspulen erzeugt werden. Die magnetischen Felder die in der Auf- und Ab-Richtung an dem proximalen Abschnitt der Heizspulen erzeugt werden, wie bei der oben erläuterten Induktionsheizeinrichtung 10 von der ersten Ausführungsform, sind nötig, um den Zuführbetrieb der elektrischen Leistung auszuführen.
Die 7 ist eine schematische Darstellung eines Abschnittes der Heizspulenkonstruktion, die in 5 gezeigt ist, und der obere Abschnitt von 7 zeigt die Richtungen der Ströme Iah und Iai, die durch die Heizspulen 11ah und 11ai fließen. Der untere Abschnitt von 7 ist eine schematische querschnittliche Darstellung der zwei Heiszpulen 11ah und 11ai, geschnitten entlang der Linie B-B in 5, und ist eine Darstellung zur Erläuterung des Zustandes, in welchem elektrische Leistung hocheffizient zu der Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform zugeführt werden kann (die Phasendifferenz unter den Strömen, die durch die Heizspulen 11 fließen, ist 0). 8 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Zustandes, in welchem die Induktionsheizeinrichtung nach der ersten Ausführungsform Schwierigkeiten hat, die elektrische Leistung zuzuführen.
Wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen Iah, Iai, Ibh und Ibi für die vier Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi, die die Zufuhroperation für elektrische Leistung ausführen, null beträgt, verlaufen die Ströme, die durch die vier Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi fließen, in der gleichen Richtung, und, wie zum Beispiel in 5 gezeigt wird, fließen sämtliche der Ströme Iah, Iai, Ibh und Ibi in der Richtung im Uhrzeigersinn. In diesem Falle sind in der Umgebung des proximalen Abschnittes der benachbarten Heizspulen der vier Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi die Ströme, die durch die Heizspulen fließen in entgegengesetzten Richtungen und in der Auf- und Ab-Richtung in der Umgebung bzw. Nähe des proximalen Abschnitts von diesen Heizspulen, wie zum Beispiel durch einen Pfeil 22a in 7 angedeutet, werden die Magnetfelder, die erzeugt werden, sich gegenseitig in aufwärtiger Richtung verstärken. Andererseits wird die Innenseite von jeder der Heizspulen 11 ein magnetisches Feld in der Richtung entgegengesetzt zu dem magnetischen Feld, das an dem proximalen Abschnitt der benachbarten Heizspulen 11 erzeugt wird, das heißt, ein abwärts gerichtetes magnetisches Feld, wie durch Pfeile 22b, 22c, 22d und 22e in 7 angezeigt, erzeugt. In diesem Falle, wird das Innere einer aufnehmenden Spule 19 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 betrachtet, sind der Betrag des magnetischen Fluxes des aufwärts gerichteten Magnetfeldes des Pfeils 22a, der in 7 gezeigt ist, und der des abwärts gerichteten Magnetfeldes, das durch die Pfeile 22c und 22d angedeutet wird, gleich zueinander, und deshalb ist der Betrag des durchdringenden magnetischen Feldes in dem proximalen Flächenabschnitt der Heizspulen 11 0 (eine gestrichelte Linie eingekreiste Fläche 27a, die in 7 gezeigt ist). Die elektrische Leistung kann nicht nur durch das Magnetfeld, das von dem proximalen Abschnitt der benachbarten Heizspulen 11 erzeugt wird, zugeführt werden. In einer anderen Fläche als dem proximalen Abschnitt der Heizspulen 11 (gestrichelt eingekreiste Flächen 27b und 27c, gezeigt in 7) werden jedoch aufwärts gerichtete magnetische Felder von den äußeren Umfängen der Heizspulen 11 zu den äußeren Umfängen der aufnehmenden Spulen 19 wie Pfeile 22f und 22g, gezeigt in 7, erzeugt, und abwärts gerichtete Felder dringen in die Innenseite der aufnehmenden Spulen 19 wie die Pfeile 22b und 22e, gezeigt in 7, durch Magnetfelder, die innerhalb der Heizspulen 11 erzeugt werden, ein. Deshalb ist ein abwärts gerichteter konstanter Wert vorhanden, der von oben stammt, als der gesamte Betrag des magnetischen Fluxes, der das Innere der Aufnahmespule 19 durchdringt. Auch wenn dieses nicht gezeigt wird, werden die obigen Richtungen der magnetischen Felder (die Pfeile 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f und 22g, gezeigt in 7), wenn die Richtung des Stromes, der in jeder der Heizspulen fließt, in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn fließt, in eine entgegengesetzte Richtung gehen, und ein aufwärts gerichteter konstanter Wert ist vorhanden, der von darunter kommt als der Gesamtbetrag des magnetischen Fluxes, der das Innere der aufnehmenden Spule 19 durchdringt. Im Ergebnis wird der Energie zuführende Betrieb für die aufnehmende Spule bzw. Wicklung 19 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 durchgeführt.
Wenn die Phasendifferenz zwischen Strömen I, die durch die Heizspulen 11 fließen, die den Betrieb der Zufuhr elektrischer Leistung zu der Induktionsheizeinrichtung 10 durchführen, nicht auf null gesetzt wird, werden die Richtungen der Ströme I jeweils um einen geringen Betrag verschoben und verschiedene Stromrichtungen werden miteinander vermischt wie etwa die gleiche Richtung und die entgegengesetzten Richtungen. Im Ergebnis können die Richtungen der magnetischen Felder, die von den vier Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi erzeugt werden, voneinander abweichen. Wenn die Richtungen der magnetischen Felder, die durch die Heizspulen 11 erzeugt werden, voneinander abweichen, werden zum Beispiel die magnetischen Felder erzeugt, wie sie von den Pfeilen 22h und 22i in 8 gezeigt sind. In diesem Fall wird der Gesamtbetrag des magnetischen Fluxes, der in die aufnehmende Spule 19 eindringt, verringert, oder wird zu 0, und dadurch instabil. Deshalb wird eine Zeitdauer erzeugt, während welcher kein hochfrequentes magnetisches Feld, das für den Betrieb der Leistungszufuhr zu bevorzugen ist, erzeugt, und keine hocheffiziente Zufuhr elektrischer Leistung kann durchgeführt werden.
Wie oben ist die Induktionsheizeinrichtung 10 derart aufgebaut, dass die Phasendifferenz auf null eingestellt wird, unter den Strömen I der mehreren Heizspulen 11, um den Betrieb der Zufuhr durchzuführen, und dadurch werden die hochfrequenten magnetischen Felder von den mehreren Heizspulen 11 für die kontaktlos Leistung aufnehmende Leistung 15 erzeugt, und der Betrieb der Zufuhr von Leistung in hocheffizienter Weise wird durchgeführt, wenn die Induktionsheizeinrichtung 15 nach der ersten Ausführungsform elektrische Leistung zuführt.
Die 9 ist eine schematische Seitendarstellung des Zustandes der Zufuhr elektrischer Leistung, wenn eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform abgestellt ist. Die 10 ist eine schematische Draufsicht des Magnetfeldes des Zustandes der Zufuhr elektrischer Leistung der Heizspulen 11 nach 9. Wie in 9 gezeigt, beginnt für die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Deckplatte platziert ist, die Induktionsheizeinrichtung 10 den Betrieb der Zufuhr elektrischer Leistung. In diesem Fall wird die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den mehreren Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi fließen, auf null eingestellt, und der hochfrequente Strom wird an jede der Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi angelegt. Wie oben werden, wenn die Phasendifferenz unter den Strömen, die durch die mehreren Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi fließen, auf null gesetzt wird, die Richtungen der Ströme, die durch die Heizspulen fließen, in dieselbe Richtung, wie etwa die Richtung im Uhrzeigersinn, fließen bzw. ausgerichtet werden. In diesem Fall sind in den proximalen Abschnitten der mehreren Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi die Richtungen der Ströme, die in den Gegenspulen fließen, entgegengesetzt zueinander, und magnetische Felder, die einander verstärken, werden erzeugt, wie es der Pfeil 22a in 9 zeigt. Die magnetischen Felder die durch den Pfeil 22a angedeutet werden, haben den Betrag des magnetischen Fluxes, der gleich dem eines Abschnittes des magnetischen Feldes ist, das innerhalb von jeder der Heizspulen 11 erzeugt wird, das heißt, den Betrag des magnetischen Flusses der Pfeile 22c und 22d, die in 9 gezeigt sind, und, deshalb ist der Betrag des magnetischen Feldes, das von dem proximalen Abschnitt von jeder der Heizspulen 11 in das Innere der aufnehmenden Spule 19 eindringt, gleich 0. In der Fläche bzw. dem Bereich, der nicht den proximalen Abschnitt von jeder der Heizspulen 11 entspricht wird jedoch ein aufwärts gerichtetes magnetisches Feld von den äußeren Umfängen der Heizspulen 11 in Richtung des äußeren Umfanges der aufnehmenden Spule 19 erzeugt, wie dies den Pfeilen 22f und 22e entspricht, die in 9 dargestellt sind. Andererseits wird auf der Innenseite der aufnehmenden Spule 19 das Magnetfeld, das innerhalb jeder der Heizspulen 11 erzeugt wird, ein abwärts gerichtetes magnetisches Feld verursachen, das wie die Pfeile 22b und 22e, die in 9 gezeigt sind, erzeugt wird.
Unter Bezugnahme auf 10 wird beschrieben, dass, wenn die Richtungen der Ströme durch die Heizspulen allesamt in der Richtung im Uhrzeigersinn fließen, in dem Bereich, der den proximalen Abschnitten der Heizspulen 11 entspricht, ein aufwärts gerichtetes magnetisches Feld von den äußeren Umfängen der Heizspulen 11 in Richtung des äußeren Umfanges der aufnehmenden Spule 19 erzeugt wird, und innerhalb der aufnehmenden Spule 19 verursacht ein Abschnitt der magnetischen Felder, die durch die Heizspulen 11 erzeugt werden, die Erzeugung eines abwärts gerichteten Magnetfelds. Obwohl dies nicht gezeigt ist, werden, wenn die Richtungen der Ströme, die durch die Heizspulen fließen, allesamt entgegen dem Uhrzeigersinn fließen, die obigen Richtungen der magnetischen Felder entgegengesetzt dazu und in dem Inneren der aufnehmenden Spulen 19 wird ein aufwärts gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Die aufnehmende Spule 19 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 kann deshalb ausreichend hochfrequente magnetische Felder von den mehreren der Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi aufnehmen, und eine hocheffiziente Zufuhr elektrischer Leistung wird für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 unter Verwendung elektromagnetischer Induktion ausgeführt.
Die 9 zeigt den Fall, in welchem die aufnehmende Spule 19 eine in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15. Die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform kann jedoch selbst dann Leistung bzw. Energie zuführen, wenn die kontaktlos Leistung bzw. Energie aufnehmende Einrichtung 15 mehrere aufnehmende Spulen 19 darin angeordnet hat.
Die 11 ist eine Darstellung von Wellenform für den Fall, wo verzerrte Ströme fließen, wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den mehreren Heizspulen 11 in der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform fließen, 0 ist. Wie in 11 gezeigt, ist die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform konstruiert, um dazu in der Lage zu sein, einen Betrieb der Zufuhr von Leistung bzw. Energie hocheffizient auszuführen, wenn die Phasendifferenz im Wesentlichen 0 zwischen den Strömen ist, die in den mehreren Heizspulen 11 fließen, um Leistung selbst in dem Fall zuzuführen, in welchem die Wellenformen der Ströme im Vergleich mit einer Sinuswelle verzerrt sind.
[Heizbetrieb]
Da wird ein Heizbetrieb beschrieben, wenn das Objekt 14, wie etwa eine Pfanne, das zu erhitzen ist, auf der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform abgestellt bzw. darauf platziert ist. Die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform ist für eine induktive Erhitzung des Objektes 14, das zu erhitzen ist, ähnlich wie herkömmlichen induktiven Heiz-Kocheinrichtungen verwendbar. Wenn zum Beispiel eine Pfanne, die das Objekt 14 darstellt, das zu erhitzen ist, mittels Induktion erhitzt wird, wird die Phasendifferenz eingestellt um in einem Bereich von π/2 bis 0 π bis π/2 bis 0 oder von π bis π/2 zwischen den Strömen zu sein, die in den mehreren der Heizspulen 11, die unter der Pfanne angeordnet sind, zu fließen.
Wenn die Phasendifferenz eingestellt wird, um zwischen π/2 bis 0 zwischen den Strömen zu sein, die in den mehreren Heizspulen 11 fließen, um den Heizbetrieb auszuführen, kann das zu erhitzende Objekt 14 gleichmäßig erhitzt werden. Wenn andererseits die Phasendifferenz eingestellt wird, um zwischen π bis π/2 zwischen den Strömen, die durch die mehreren Heizspulen 11 fließen, zu sein, kann das Objekt 14, das zu erhitzen ist, hocheffizient unter Verwendung eines hohen Ausganges erhitzt werden.
Die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform kann einen Erfassungsabschnitt für ein Objekt, das zu erhitzen ist, enthalten, wobei der Erfassungsabschnitt eine Lasterfassungsfunktion hat, um zu erfassen, ob eine Last auf der Deckplatte 13 das Objekt 14 ist, das zu erhitzen ist, wie etwa eine Pfanne. Indem das Objekt 14, das zu erhitzen ist, unter Verwendung des Erfassungsabschnittes für das zu erhitzende Objekt erfasst wird, kann die Phasendifferenz eingestellt werden, um entweder von π/2 bis 0 oder von π bis π/2 entsprechend zu den Heizbedingungen zu sein, zwischen den Strömen, die durch die Heizspulen 11 fließen, und das Objekt 14, das zu erhitzen ist, kann erhitzt werden. Wenn das Objekt 14, das zu erhitzen ist, auf der Deckplatte 13 platziert ist, erfasst der Erfassungsabschnitt für das zu erhitzende Objekt eine Veränderung des Stromes, der in jeder der Heizspulen 11 fließt, das heißt, eine Lastkapazität (Veränderung der Impedanz, usw.), und erfasst die Gegenwart oder die Abwesenheit des Objektes 14, das zu erhitzen ist, basierend darauf, ob die Lastkapazität einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht. Für den Betrieb der Leistungszufuhr kann, weil die Kapazität der Last klein im Vergleich mit dem Heizbetrieb ist, die Erregung der Heizspulen 11 durch den Erfassungsabschnitt für das zu erhitzende Objekt gestoppt werden. Deshalb ist es erforderlich, den Erfassungsabschnitt für das zu erhitzende Objekt so zu konstruieren, dass es nur für den Heizbetrieb arbeitet, oder, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 abgestellt bzw. platziert ist, ist es erforderlich, den Schwellenwert der Lastkapazität für den Erfassungsabschnitt für das zu erhitzende Objekt, damit es arbeiten kann, zu reduzieren. Die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform enthält den Betriebsanzeigeabschnitt 12, und deshalb kann der Benutzer zwischen dem Betrieb der Leistungszufuhr und dem Erhitzungsbetrieb durch Betätigen des Betriebsanzeigeabschnitts 12 schalten.
[Flussdiagramm]
Die Funktionen der Induktionsheizeinrichtung 10 der ersten Ausführungsform werden beschrieben.
Die 12 ist ein Flussdiagramm der Betätigungen bzw. Funktionen der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die unten aufgeführte Beschreibung wird unter Bezugnahme auf das in 12 dargestellte Flussdiagramm gemacht.

(1) Eine Leistungs- bzw. Energiequelle der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform ist eingeschaltet.
(2) Es wird bestimmt, ob eine Last auf der Deckplatte 13 die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 ist (Schritt 1).
(3) Wenn die Last die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 bei dem Schritt 1 ist, werden die Heizspulen bzw. -wicklungen 11 so erfasst, um den Betrieb der Zufuhr elektrischer Leistung für die kontaktlos Leistung aufnehmende Leistung 15 (Schritt 2) durchzuführen.
(4) Nachdem die Heizspulen 11 in dem Schritt 2 so erfasst worden sind, um den Betrieb zur Zufuhr elektrischer Leistung auszuführen, wird die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die durch die Heizspulen 11 fließen (Schritt 3), auf null gesetzt.
(5) Nachdem die Phasendifferenz unter den Strömen bei Schritt 3 auf null gesetzt ist, wird eine gewünschte hochfrequente elektrische Leistung zu jeder der Heizspulen 11 zugeführt.
(6) Wenn andererseits die Last nicht die kontaktlos Leistung aufnehmende Leistung 15 bei Schritt 1 ist, wird bestimmt (Schritt 4), ob die Last das Objekt 14, das zu erhitzen ist (wie etwa eine Pfanne), ist
(7) Wenn es bei Schritt 4 bestimmt worden ist, dass die Last das Objekt 14, das zu erhitzen ist, ist, wird bestimmt, ob das Objekt 14, das zu erhitzen ist, gleichmäßig entsprechend den Erhitzungsbedingungen (Schritt 5) erhitzt wird.
(8) Wenn es in Schritt 5 bestimmt worden ist, dass der Gegenstand bzw. das Objekt 14, das zu erhitzen ist, es erfordert gleichmäßig erhitzt zu werden, wird die Phasendifferenz von π/2 bis 0 zwischen den Strömen eingestellt, die durch die Heizspulen 11 zu dem Objekt 14, das zu erhitzen ist (Schritt 6), fließen.
(9) Wenn es bei Schritt 5 bestimmt worden ist, dass das Objekt, das zu erhitzen ist, nicht gleichmäßig zu erhitzen ist, wird die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die durch die Heizspulen 11 zu dem zu erhitzenden Objekt 14, das mit Induktion zu erhitzen ist (Schritt 7), fließen, auf π bis π2 eingestellt.
(10) Nachdem die Phasendifferenz des Stromes auf einen gewünschten Wert bei den Schritten 6 oder 7 eingestellt worden ist, wird eine gewünschte hochfrequente elektrische Leistung zu den Heizspulen 11 zugeführt.
(11) Wenn es bei Schritt 4 bestimmt worden ist, dass die Last nicht das Objekt 14, das zu erhitzen ist (wie etwa eine Pfanne) ist, wird wieder bei Schritt 1 bestimmt, ob die Last die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 ist.

Wie oben ist die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform als die Induktionsheizeinrichtung zum Erhitzen des Objektes 14, das zu erhitzen ist (wie etwa eine Pfanne) verwendbar, indem die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die durch die mehreren Heizspulen 11 fließen verwendbar, und können auch hocheffizient Leistung auch der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 als einer kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuführen. Die Konstruktion der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform kann eine Heizeinrichtung verwirklichen, die für den Verwender benutzbar ist. Schritt 2 kann gemieden werden, wenn bestimmt wird, ob die Last, die auf der Deckplatte angeordnet ist, die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 ist, wobei die Erfassung der Änderung der Impedanz bzw. des Scheinwiderstandes der magnetischen Kopplung zwischen den Heizspulen und der aufnehmenden Spule und/oder einer Kommunikationseinrichtung, usw.
Bei der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform werden die Heizspulen 11 zum Durchführen des Heizbetriebes auch als die zuführenden Spulen verwendet, um den Betrieb der Zufuhr der elektrischen Leistung auszuführen, und sind konfiguriert, um als die Heizspulen und auch als die zuführenden Spulen verwendet zu werden. In diesem Falle sind die Heizspulen 11 und die peripheren Schaltungen so konfiguriert, um dazu in der Lage zu sein, ausreichend Hitze dem Objekt 14, das zu erhitzen ist, durch Erhöhen der elektrischen Leistung, die den mehreren Heizspulen 11 während des Heizbetriebes zugeführt wird. Deshalb kann in dem Fall, in welchem die zugeführte elektrische Leistung gering ist, wie während des Betriebes der Zufuhr elektrischer Leistung selbst wenn die Zufuhr elektrischer Leistung durch Erregung der mehreren Heizspulen 11 versucht wird, die in den unteren Abschnitt der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 angeordnet sind, die elektrische Leistung, die den Heizspulen zugeführt wird, unkontrolliert sein. Zum Beispiel wird der Fall beschrieben, bei dem elektrische Leistung von 100 W zu den vier Heizspulen 11 während des Betriebes der Zufuhr elektrischer Leistung zugeführt wird, wobei eine Konfiguration zur Zufuhr elektrischer Leistung von 500 W zu den Heizspulen 11 während des Heizbetriebes verwendet wird. In diesem Fall ist wünschenswerterweise die elektrische Leistung, die jeder der Heizspulen zuzuführen ist, gleich 25 W. 25 W ist jedoch 1/20 der elektrischen Leistung, die während des Erhitzens zugeführt wird und es ist schwierig, die elektrische Leistung hochgenau zu steuern, wenn eine derart niedrige elektrische Leistung eingestellt wird. Während des Betriebes der Zufuhr elektrischer Leistung wird deshalb zum Beispiel die Erregung eines Abschnittes der Heizspulen der mehreren von Heizspulen 11, die in dem unteren Abschnitt der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 angeordnet sind, angehalten. Nur eine Heizspule wird erregt und die zugeführte elektrische Leistung der erregten Heizspule wird auf 100 W eingestellt, und dadurch kann die elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 zugeführt werden. Dadurch kann der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 die elektrische Leistung zugeführt werden, wobei eine hochgenaue Steuerung ausgeführt wird.
In dem Fall, in welchem die Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform elektrische Leistung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 zuführt, kann, wenn der gesamte Spulenbereich der mehreren von Heizspulen 11 nicht größer als der Spulenbereich der aufnehmenden Spule 19 ist, keine Zufuhr von ausreichend elektrischer Leistung für die aufnehmende Spule 19 durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Spulenfläche bzw. der Spulenbereich der mehreren von Heizspulen 11 zur Zufuhr von Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 deshalb eingestellt bzw. konstruiert, um größer zu sein als der Spulenbereich der aufnehmenden Spule 19 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15. Der „Spulenbereich bzw. die Spulenfläche der mehreren von mehreren Heizspulen 11” ist die Fläche einer Oberfläche (einer Leistungszufuhrfläche) die einer Leistungsaufnahmefläche gegenüberliegt, die die Abstellfläche für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 ist, und die „Spulenfläche bzw. der Spulenbereich der aufnehmenden Spule 19” bezieht sich den Bereich einer Fläche (einer Leistung aufnehmenden Fläche), die der Deckplatte 13 der Induktionsheizeinrichtung 10 von der aufnehmenden Spule 19 gegenüber ist.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Induktionsheizeinrichtung nach der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Darstellungen beschrieben.
13 ist eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel einer Position bzw. Stellung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, die auf der Deckplatte einer Induktionsheizeinrichtung nach der zweiten Ausführungsform abgestellt ist. Wie in 13 zum Beispiel gezeigt, erregt den Induktionsheizeinrichtung 10, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 an einer ersten Position 23a platziert ist, nur die Heizspule 11bh, führt jedoch keine ausreichende elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 zu, was eine niedrige Zufuhreffizienz für die elektrische Leistung führt. Wenn zum Beispiel andererseits die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 bei einer zweiten Position 23b abgestellt ist, erregt die Induktionsheizeinrichtung 10 vier Heizspulen 11be, 11bf, 11ce und 11cf. In diesem Fall ist die magnetische Kopplung zwischen den Heizspulen 11 zur Zufuhr elektrischer Leistung und der aufnehmenden Spule 19 zur Aufnahme von elektrischer Leistung in dem Zustand ihrer besten magnetischen Kopplung und die Anordnung wird festgelegt bzw. eingerichtet, um ausreichend Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 zuzuführen. Auf diese Weise kann, wenn der Leistung zuführende Betrieb für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 durchgeführt wird, sind der Bereich, mit welchem ausreichend Leistung zuführt werden kann, und der Bereich, mit welchem nicht ausreichend Leistung zugeführt werden kann abhängig von der Position vorhanden, bei welcher die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 abgestellt bzw. platziert ist.
[Anzeige von erregten Spulen]
Die Induktionsheizeinrichtung nach der zweiten Ausführungsform weist eine Konfiguration für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15, die auf einer optimalen Position abgestellt bzw. platziert werden soll, bei welcher ausreichend Leistung mit hoher Leistungszufuhreffizienz zugeführt werden kann, platziert bzw. abgestellt werden soll.
Die 14 ist eine schematische Draufsicht auf ein Beispiel bei welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 an der optimalen Zufuhrposition für elektrische Leistung auf der Induktionsheizeinrichtung nach der zweiten Ausführungsform abgestellt bzw. platziert wird. Wie in 14 gezeigt hat die Induktionsheizeinrichtung 10a nach der zweiten Ausführungsform einen Anzeigeabschnitt 24 für erregte Spulen, der darauf angeordnet ist, der ein Anzeigeabschnitt ist, der in einem Gitter konfiguriert ist, um die Heizspulen 11 zu umgeben. Der Anzeigeabschnitt 24 für erregte Spulen ist konstruiert, um erleuchtet zu werden, um den Zufuhrbereich für elektrische Leistung der Heizspulen 11 zur Durchführung des Heizbetriebes anzuzeigen um visuell durch die Deckplatte 13 beobachtbar zu sein. Der Anzeigeabschnitt 24 für erregte Spulen wird erleuchtet und zeigt den Leistungszufuhrbereich an und der Benutzer kann deshalb die passende Leistungszufuhrposition prüfen, um bei dieser die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 abzustellen bzw. zu platzieren. Wenn zum Beispiel die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Deckplatte 13 der Induktionsheizeinrichtung 10a abgestellt ist, wird der Anzeigeabschnitt 24 für erregte Spulen erleuchtet und angezeigt, der um die Heizspulen 11 angeordnet ist, die durch den Leistung aufnehmenden Bereich (eine Abstellfläche) der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 bedeckt ist. Auf diese Weise hat, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 auf der Deckplatte 13 abgestellt ist, der äußere Rahmenabschnitt der Leistungszufuhrfläche eine rechtwinklige Form auf dem äußeren Umfang der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15. Die Anordnung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 in dem zentralen Abschnitt in dem rechtwinklig geformten Leistungszufuhrbereich, der erleuchtet und angezeigt ist, verursacht, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 an der Leistungszufuhrposition abgestellt wird, deren Leistungszufuhreffizienz hoch ist.
Wenn die elektrische Leistung, die der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15 zugeführt wird, niedrig ist und sämtliche der mehreren von Heizspulen 11, die unter der Deckplatte 13 angeordnet sind, auf welcher die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 abgestellt ist, nicht erregt werden, kann die passende Position für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15, die abgestellt werden soll, durch Erleuchten des Anzeigeabschnittes 24 für erregte Spulen angezeigt werden, die die Heizspulen 11 enthalten, auf welchen die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 abgestellt wird, während zu diesen Heizspulen keine elektrische Leistung zugeführt wird.
Wie oben kann gemäß der Induktionsheizeinrichtung 10a nach der zweiten Ausführungsform der Zufuhrbereich für optimale Leistung für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15, indem diese abgestellt wird, durch Verwendung des Anzeigeabschnittes 24 für erregte Spulen angezeigt werden. Im Ergebnis kann der Benutzer die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 leicht an der optimalen Zufuhrstellung für Leistung, deren Leistungszufuhreffizienz hoch ist, abstellen, indem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 in dem angezeigten Zufuhrbereich für elektrische Leistung platziert wird.
(Dritte Ausführungsform)
Ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Darstellungen beschrieben. Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System nach der dritten Ausführungsform ist konfiguriert, um dazu in der Lage zu sein, die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung an der optimalen Position genau und einfach abstellen zu können, an welcher elektrische Leistung hocheffizient und ausreichend zugeführt werden kann, wenn eine Induktionsheizeinrichtung, die die Konfiguration mit mehreren Spulen hat, als die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung verwendet wird, und dadurch elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zugeführt wird.
[Gesamtkonstruktion]
Nachfolgend wird die Gesamtkonstruktion des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems nach der dritten Ausführungsform beschrieben.
15 ist eine Blockdarstellung einer Konfiguration bzw. Konstruktion des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems nach der dritten Ausführungsform. Ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System 20 nach der dritten Ausführungsform enthält eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a und eine Induktionsheizeinrichtung 10b. Wie in 15 gezeigt, enthält die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a die aufnehmende Spule 19, eine Lasteinrichtung 21 und einen Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung. Verglichen mit der Induktionsheizeinrichtung 10 nach der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die Induktionsheizeinrichtung 10b nach der dritten Ausführungsform in dem die Induktionsheizeinrichtung 10b einen Erfassungsabschnitt 26 für eine Leistung empfangende Einrichtung enthält, um die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a zu erfassen, während die anderen Konstruktionen gleich sind.
Die Bestandteile, die das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 20 nach der dritten Ausführungsform aufbauen bzw. konfigurieren werden im Einzelnen beschrieben. Die Aufbaubestandteile der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a werden beschrieben.
<Aufnahmespule>
Der aufnehmenden Spule 19 wird elektrische Leistung zugeführt, indem das hochfrequente magnetische Feld von den Heizspulen 11 aufgenommen wird. Die aufnehmende Spule 19 ist an die Lasteinrichtung 21 angeschlossen und gibt die elektrische Leistung ein, die der aufnehmenden Spule 19 innerhalb der Lasteinrichtung 21 zugeführt wird.
<Lasteinrichtung>
Die Lasteinrichtung 21 ist an die aufnehmende Spule 19 angeschlossen und wird mit der elektrischen Leistung von der Aufnahmespule 19 versorgt und wird dadurch angetrieben. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a wird zum Beispiel durch einen Mixer repräsentiert. In diesem Falle wird ein DC-Motor als die Lasteinrichtung 21 verwendet. Die Lasteinrichtung 21 wird mit einen hochfrequenten Strom (einem AC-Strom) von der aufnehmenden Spule 19, die die elektrische Leistung von dem hochfrequenten magnetischen Feld aufnimmt, versorgt. Um den DC-Motor als die Lasteinrichtung 21 zu verwenden, muss der hochfrequente Strom (der AC-Strom) in einem DC-Strom gewandelt werden und die Lasteinrichtung 21 kann deshalb konstruiert sein, um eine AC-DC-Konverterschaltung zu enthalten. Die Lasteinrichtung 21 kann eine Schaltung enthalten, die an die Eigenschaften der Last angepasst ist.
<Übertragungsabschnitt der Leistung aufnehmenden Einrichtung>
Der Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a überträgt die Position der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a durch Ausgeben eines Signales zu dem Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung, welche in der Induktionsheizeinrichtung 10b angeordnet ist.
Die aufbauenden Bestandteile der Induktionsheizeinrichtung 10b werden beschrieben.
<Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung>
Der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung ist ein Erfassungsabschnitt, um zu erfassen, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a auf der Induktionsheizeinrichtung 10b abgestellt ist. Zum Beispiel kann der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung erfassen bzw. detektieren, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a auf der Deckplatte 13 platziert ist, und deren Position, indem das Signal von dem Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung, der in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a angeordnet ist, erfasst werden. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a auch auf der Grundlage einer Variation des Stromes, usw., der in jeder der Heizspulen 11 fließt, das heißt, einer Variation der Last als einer anderen Erfassungseinrichtung, erfasst werden.
[Betrieb]
Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 20 nach der dritten Ausführungsform ist so aufgebaut, dass der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung den Übertragungsabschnitt 25 der Leistung aufnehmenden Einrichtung so erfasst, um die Platzierung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a auf der Induktionsheizeinrichtung 10b zu erfassen. Wenn die Induktionsheizeinrichtung 10b die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a erfasst, steuert der Steuerabschnitt 17 den Ausgang des Inverters 16, um einen gewünschten hochfrequenten Strom zu den entsprechenden mehreren Heizspulen 11 zuzuführen. In diesem Fall stellt der Steuerabschnitt 17 die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den mehreren Heizspulen 11 fließen, um den Zufuhrbetrieb für den elektrischen Strom bzw. die elektrische Leistung auszuführen, auf null ein. Wenn der hochfrequente Strom zu jeder der mehreren der Heizspulen 11 zugeführt wird, werden hochfrequente magnetische Felder erzeugt und die magnetischen Fluxe bzw. Flüsse verbinden sich bzw. verkoppeln sich in der aufnehmenden Spule 19 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a, um die Leistung bzw. Energie der aufnehmenden Spule 19 zuzuführen. Die elektrische Leistung, die der aufnehmenden Spule 19 zugeführt wird, wird der Lasteinrichtung 21 zugeführt.
Bei dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 20 nach der dritten Ausführungsform führt die Induktionsheizeinrichtung 10b, ähnlich wie bei den Induktionsheizeinrichtungen nach den obigen Ausführungsformen, nicht nur Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a zu, sondern führt auch, wenn das Objekt 14, das zu erhitzen ist, auf der Deckplatte 13 abgestellt ist, den Betrieb der induktiven Erhitzung für das Objekt 14, das zu erhitzen ist, durch.
[Platzierung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung]
16 ist eine schematische Draufsicht der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a, die den Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung enthält, der von der Gegenwart des Abschnittes 25 in dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 20 nach der dritten Ausführungsform informiert. 16 zeigt, dass der Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung an der zentralen Position der Leistung aufnehmenden Fläche der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a angeordnet ist. Die „zentrale Position der Leistung aufnehmenden Fläche” ist die zentrale Position der Fläche, die durch die aufnehmende Spule 19 in der Abstellfläche konfiguriert ist, die der Deckplatte 13 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a gegenüberliegt.
17 ist eine schematische Draufsicht der Konstruktion des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems 20 nach der dritten Ausführungsform. 17 zeigt die mehreren der Heizspulen 11, die unter der Deckplatte 13 positioniert sind und in vertikalen und horizontalen Reihen bzw. Zeilen in einer Ebene angeordnet sind, und der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung ist an einer Position angeordnet, die durch die mehreren Heizspulen 11 umgeben ist. Obwohl die 17 die mehreren der Heizspulen 11 zeigt, die unter der Deckplatte 13 angeordnet sind, werden sämtliche der mehreren der Heizspulen 11 in der Praxis durch die Deckplatte 13 bedeckt und die Position von jeder der Heizspulen 11 kann visuell nicht beobachtet werden.
Wie oben in dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 20 nach der dritten Ausführungsform enthält die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung den Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung, der von der Gegenwart der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a informiert, und die Induktionsheizeinrichtung 10b enthält den Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung, der erfasst bzw. detektiert dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a auf der Deckplatte platziert bzw. abgestellt ist, basierend auf der Information von dem Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung. Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 20 der dritten Ausführungsform, das wie oben konfiguriert ist, kann die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a sicher detektieren und kann die genaue Position der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung auf der Deckplatte 13 erfassen. Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System nach der dritten Ausführungsform ist konstruiert, um dazu in der Lage zu sein, die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a in der optimalen Position, bei welcher die Effizienz der Leistungszufuhr auf der Deckplatte 13 von der Induktionsheizeinrichtung 10b hoch ist, zu platzieren.
Wie in 16 gezeigt, ist der Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung an dem Zentrum der Leistung aufnehmenden Fläche (die Abstellfläche) der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a angeordnet. Wie in 17 gezeigt, sind die Erfassungsabschnitte 26 der Leistung aufnehmenden Einrichtung bei der Induktionsheizeinrichtung 10b zwischen den mehreren von Heizspulen 11 angeordnet, die in vertikalen und horizontalen Reihen in einer Ebene vorgesehen sind. Die Erfassungsabschnitte 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung sind jeweils an der zentralen Position von den Heizspulen 11 angeordnet, die dadurch umgeben sind. Die Einrichtung der Konfiguration, wie oben beschrieben, ermöglicht die Platzierung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a an der optimalen Position für die Zufuhr von Leistung an welcher die Leistungszufuhreffizienz auf den mehreren von Heizspulen 11 der Induktionsheizeinrichtung 10b hoch ist. Wenn zum Beispiel die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a an einer Position platziert ist, die durch gepunktete Linien in 17 angedeutet ist, wird nur eine der Heizspulen 11, die eine Heizspule 11eg ist, erregt. Der Benutzer bewegt die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a in eine Richtung von einem Pfeil 27, um die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a an der Position zu platzieren, an welcher der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung den Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung detektiert bzw. erfasst. Die Platzierung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a in dieser Weise verursacht, dass die Anzahl von Heizspulen 11, die erregt werden, 4 beträgt, das sind die Heizspulen 11bg, 11bh, 11eg und 11ch, und eine hocheffiziente Zufuhr elektrischer Leistung kann für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a durchgeführt werden.
Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System nach der dritten Ausführungsform ist konstruiert, um den Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung unter Verwendung des Erfassungsabschnitts 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung zu erfassen und dadurch kann zum Beispiel ein Magnet als der Erfassungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung und ein Hall-Element als der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung verwendet werden. Wenn ein Magnet als der Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung verwendet wird und ein Hall-Element als der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung verwendet wird, kann die Position von der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a genau durch Erfassung des Magnetfeldes von dem Magneten unter Verwendung des Hall-Elements erfasst werden. Der Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung und der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung können zur Kommunikation aneinander über einen Kommunikationspfad gemäß einer anderen Konstruktion angeschlossen sein, und ein Empfang eines Signales von dem Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung kann der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung sein, der die Detektion bzw. sensorische Erfassung der Platzierung bzw. des Abstellens der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a auf der Deckplatte 13 erfasst. Zum Beispiel wird eine Konstruktion, die dazu in der Lage ist, die Position der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a zu kennen ausgebildet durch: Anordnen eines Übertragungsabschnittes als im Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung; Anordnen eines Empfangs- bzw. Aufnahmeabschnitts als dem Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung; und Empfangen eines Signales durch den Empfangsabschnitt von dem Übertragungsabschnitt. Das Einstellen der Konstruktion in dieser Weise ermöglicht die Platzierung bzw. das Abstellen der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 15a bei der optimalen Position bei welcher die Zufuhreffizienz für die elektrische Leistung hoch ist.
Wie oben bei dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 20 nach der dritten Ausführungsform ist die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a dem Übertragungsabschnitt 25 für die Leistung aufnehmende Einrichtung ausgestattet und die Induktionsheizeinrichtung 10b ist mit dem Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung versehen, und dadurch kann die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a sicher detektiert bzw. sensorisch erfasst werden. Mit der Konfiguration des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems 20 nach der dritten Ausführungsform kann der Benutzer die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15a an der optimalen Position für die Zufuhr elektrischer Leistung, an welcher die Effizienz der Leistungszufuhr auf der Deckplatte 13 der Induktionsheizeinrichtung 10b hoch ist, platzieren bzw. abstellen.
Bei dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 20 nach der dritten Ausführungsform ist der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung in jeder von sämtlichen der Bereiche zwischen den mehreren von Heizspulen 11, die in vertikalen und horizontalen Reihen in einer Ebene angeordnet sind, vorgesehen. Der Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung kann jedoch in einem Abschnitt der Bereiche zwischen den mehreren der Heizspulen 11 angeordnet sein, und die Bereiche in welchen elektrische Leistung zu dem kontaktlos Leistung aufnehmenden Apparat 15a zugeführt werden kann, können beschränkt sein. Die Beschränkung der Bereiche in welchen die elektrische Leistung zugeführt werden kann in dieser Weise ermöglicht eine kostengünstige Konfiguration des Systems indem die Anzahl von Teilen reduziert werden kann, wie etwa dem Erfassungsabschnitt 26 für die Leistung aufnehmende Einrichtung und einem Relay, usw., um den Anschluss des Inverters 16 zu schalten.
(Vierte Ausführungsform)
Ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Darstellungen beschrieben.
Die Induktionsheizeinrichtung des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems nach der vierten Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie die Induktionsheizeinrichtung 10, die bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist. Ihre kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung ist jedoch derart konstruiert, um nicht nur eine aufnehmende Spule sondern mehrere aufnehmende Spulen zu umfassen. Die mehreren aufnehmenden Spulen der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung nach der vierten Ausführungsform sind jeweils aufgebaut, um angeordnet zu sein, um gegenseitig der entsprechenden der mehreren von Heizspulen in der Induktionsheizeinrichtung gegenüberzuliegen, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte der Induktionsheizeinrichtung abgestellt ist. Die mehreren aufnehmenden Spulen der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung nach der vierten Ausführungsform sind wie folgt aufgebaut: Zu jeder ist eine im Wesentlichen gleiche Spulenform zu jeder Fläche der entsprechenden einen der mehreren von Heizspulen der Induktionsheizeinrichtung vorhanden; und um die gleiche Anzahl zu haben, wie die Heizspulen, die den Betrieb dazu vor elektrischer Leistung ausführen.
18 ist eine Darstellung von Wellenformen von elektrischen Strömen, die erhalten werden, wenn die Phasendifferenz unter den Strömen, die in den vertikalen und horizontalen benachbarten Heizspulen der mehreren von Heizspulen der Induktionsheizeinrichtung in dem kontaktlos Leistung zuführenden und aufnehmenden System nach der vierten Ausführungsform fließen, beträgt π. Bei der Beschreibung, die unten aufgeführt ist, wird eine Beschreibung vorgenommen, die ein Beispiel nimmt, bei dem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 15 über den Heizspulen 11ah, 11ai, 11bh und 11bi, wie in 1 gezeigt, angeordnet wird.
In den Darstellungen von Wellenformen, die in 18 gezeigt sind, beträgt die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den vertikal und horizontal benachbarten Heizspulen fließen, π und die Phasendifferenz zwischen den Strömen der diagonal benachbarten Heizspulen beträgt 0. Der Strom Iai, der durch die Heizspule 11ai fließt und der Strom Ibh der durch die Heizspule 11bh fließt, fließen deshalb in die gleiche Richtung. Obwohl zu dieser Zeit der Strom Iah, der durch die Heizspule 11ah fließt und der Strom, der durch die Heizspule 11bi fließt, in die gleiche Richtung fließen, fließen diese Ströme in die entgegengesetzte Richtung zu den Strömen Iai und Ibh. Wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die durch die Heizspulen fließen, auf diese Weise eingestellt ist, kann die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung, die die eine aufnehmende Spule 19 wie bei der ersten der dritten Ausführungsform enthält, das hochfrequente magnetische Feld von den Heizspulen 11 nicht effizient aufgenommen werden und eine ausreichende Zufuhr an elektrischer Leistung kann für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nicht bewerkstelligt werden.
Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System nach der vierten Ausführungsform ist jedoch konfiguriert für die mehreren aufnehmenden Spulen der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, um jeweils der entsprechenden der mehreren Heizspulen 11 in der Induktionsheizeinrichtung gegenüberzuliegen und deshalb ermöglicht die Konfiguration ausreichend elektrische Leistung zuzuführen, selbst wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den vertikal und horizontal benachbarten Heizspulen 11 der mehreren von Heizspulen 11 in der Induktionsheizeinrichtung fließen, π beträgt. In dem Fall, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung die Leistung aufnehmende Fläche umfasst, die mehrere aufnehmende Spulen enthält, und die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt ist, so dass die mehreren aufnehmenden Spulen, die in der Leistung aufnehmenden Fläche enthalten sind, jeweils der entsprechenden einen der mehreren Heizspulen 11 der Induktionsheizeinrichtung gegenüber sind, selbst wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den vertikal und horizontal benachbarten Heizspulen der mehreren von Heizspulen 11 fließen, die durch die Leistung aufnehmende Fläche bedeckt sind, π beträgt, ermöglicht die Konstruktion eine ausreichende elektrische Leistungszufuhr.
Das Einstellen der Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den vertikal und horizontal benachbarten Heizspulen, wie oben, fließen, auf π, ermöglicht es den magnetischen Feldern von den erregten Heizspulen nach der Außenseite zu lecken bzw. auszutreten, um verringert bzw. gedämpft zu werden, indem sie von magnetischen Feldern kompensiert bzw. ausgelöscht werden, die von den vertikal und horizontal benachbarten Spulen erzeugt werden. Störungs- bzw. Rauschquellen können deshalb verringert werden und irgendein hinderlicher Effekt auf die peripheren Einrichtungen kann unterdrückt werden.
Bei den kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System nach der vierten Ausführungsform, die wie oben konstruiert ist, empfangen die aufnehmenden Spulen selbst wenn die Phasendifferenz zwischen den Strömen, die in den vertikal und horizontal benachbarten Heizspulen der mehreren von Heizspulen der Induktionsheizeinrichtung fließen, π beträgt, die hochfrequenten magnetischen Felder von den Heizspulen und eine ausreichende Zufuhr elektrischer Leistung kann für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung ausgeführt werden.
Die ersten bis vierten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf die Induktionsheizeinrichtung und das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System, das eine Leistungszufuhr für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung unter Verwendung von mehreren Heizspulen durchführt. Wenn jedoch die Größe der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung selbst klein ist und die aufnehmenden Spulen der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung jeweils eine Größe hat, welche eine Heizspule der Induktionsheizeinrichtung ausreichend Leistung zuführen kann, können die empfangenen Spulen und die Heizspulen in der Korrespondenzrelation von 1:1 angeordnet werden und der Betrieb der Leistungszufuhr kann ausgeführt werden.
Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung, die in der ersten bis vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben worden ist, hat eine Größe, die im Wesentlichen die der vier Heizspulen ist. Jedoch ist die Größe der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung nicht beschränkt, sondern erlaubt eine Größe entsprechend zu der von den zwei Heizspulen, usw. Wenn die mehreren der Heizspulen verwendet werden, kann der gleiche Effekt bzw. die gleiche Wirkung erzielt werden, wie oben beschrieben.
Wie oben ersichtlich von der ersten bis zu der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglicht die genaue Einstellung der Phasendifferenz der Ströme, die durch die mehreren Heizspulen fließen, das zu erhitzende Objekt durch Induktion zu erhitzen und ermöglicht auch die Konstruktion der Induktionsheizeinrichtung und des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems, das dazu in der Lage ist, elektrische Leistung hocheffizient dem kontaktlos Leistung aufnehmenden Apparat zuzuführen.
(Fünfte Ausführungsform)
Bei der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung dazu in der Lage, elektrische Leistung hocheffizient aufzunehmen und zuzuführen, ungeachtet des Aufbaus der zuführenden Spule bzw. Spulen.
Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden 19 bis 26 beschrieben. Die 19 ist eine schematische Draufsicht von einer Konstruktion der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung nach der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die 20 ist eine schematische Seitendarstellung der Konstruktion der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung nach der fünften Ausführungsform.
Wie in den 19 und 20 gezeigt, enthält die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform mehrere aufnehmende Spulen 32 und eine Lastschaltung 34. Die Lastschaltung 34 enthält eine rotierende Einrichtung, wie etwa ein Motor, eine Antriebsschaltung zum Antreiben der rotierenden Einrichtung, eine Steuerschaltung zum Steuern der Antriebsschaltung, usw. Die mehreren aufnehmenden Spulen 32 sind Seite an Seite in einem Ring angeordnet und sind aneinander angeschlossen, so dass die Richtungen der Ströme, die in den aufnehmenden Spulen 32 fließen, gleich sind. Wie zum Beispiel in 19 gezeigt, sind die mehreren aufnehmenden Spulen 32 elektrische in Reihe angeschlossen, und dadurch fließen die Ströme sämtlicher der aufnehmenden Spulen 32 in der Richtung im Uhrzeigersinn (eine Richtung, die in 19 mit einem Bezugszeichen „33” benannt ist). Für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 in der fünften Ausführungsform sind beispielhaft vier aufnehmende Spulen als die mehreren empfangenden Spulen 32 vorgesehen. Die Anzahl der aufnehmenden Spulen 32 ist jedoch nicht beschränkt und die aufnehmenden Spulen haben nur mehrere aufnehmende Spulen zu umfassen. Bevorzugt ist eine Empfangsspulenfläche, die die mehreren Empfangsspulen 32 enthält, angeordnet, um zuführenden Spule (eine Zufuhrspulenfläche) der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 30 gegenüberzuliegen, die als Induktionsheizeinrichtung verwendet wird. Obwohl die zuführenden Spulen die Heizspulen der Induktionsheizeinrichtung darstellen, sind die zuführenden Spulen als zuführende Spulen in der unten aufgeführten Beschreibung beschrieben. Deshalb sind bevorzugt die gleiche Anzahl von aufnehmenden Spulen 32 angeordnet, um den zuführenden Spulen in der gegenüberliegenden Fläche der Zufuhrspulenfläche der zuführenden Spulen als die Anzahl von Spulen in der Aufnahmespulenfläche, die die mehreren aufnehmenden Spulen 32 enthält, gegenüberliegen. Die „Aufnahmespulenfläche” ist die Fläche, die den zuführenden Spulen der mehreren empfangenden Spulen 32 gegenüber ist und bezieht sich auf die Grund- bzw. Bodenfläche der mehreren aufnehmenden Spulen 32. Der „Bereich” der Aufnahmespulenfläche ist eine Fläche, die durch Hinzufügen von Flächen der Aufnahmespulenflächen gebildet wird, die den entsprechenden der zuführenden Spulen der mehreren aufnehmenden Spulen 32 gegenüberliegt.
Wie in 20 gezeigt, sind die mehreren aufnehmenden Spulen 32 in dem anderen Abschnitt der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 angeordnet und sind an die Lastschaltung 34 angeschlossen. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 ist aufgebaut, so dass die elektrische Leistung der Lastschaltung 34 zugeführt wird, wenn die mehreren aufnehmenden Spulen 32 elektrische Leistung aufnehmen, indem sie den Einfluss der hochfrequenten magnetischen Felder von den zuführenden Spulen in der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung aufnehmen, die die Induktionsheizeinrichtung darstellt.
Bei der fünften Ausführungsform wird ein Fall als ein Beispiel beschrieben, bei dem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a angeordnet ist, die die Induktionsheizeinrichtung ist, um der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung elektrische Leistung in einem elektrisch kontaktlosen Zustand zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 zuzuführen. Insbesondere wird der Fall beschrieben, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30, die die vier aufnehmenden Spulen 32 umfasst, auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a platziert ist, die die zuführende Spule 35 enthält.
Die 21 ist eine schematische Draufsicht zur beispielhaften Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform nach der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung montiert bzw. abgestellt ist, die die eine zuführende Spule umfasst. Die 22 ist eine schematische Seitenansicht des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems zur beispielhaften Erläuterung des Falles, in dem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung; die die eine zuführende Spule enthält, platziert ist.
Wie in den 21 und 22 gezeigt enthält die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40a, die die Induktionsheizeinrichtung darstellt, auf welcher die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 abgestellt bzw. platziert wird, die eine zuführende Spule 30, einen Inverter 36 und eine Deckplatte 37. Obwohl dies nicht gezeigt wird, enthält die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40a die Schaltungen, die für eine allgemeine Induktionsheizeinrichtung nötig sind, wie etwa einen Steuerabschnitt zum Steuern des Ausganges des Inverters 36, und einen Betriebsabschnitt zum Ausgeben eines Befehlssignales zum Beginnen oder Stoppen der elektrischen Leistungszufuhr zu dem Steuerabschnitt in Reaktion auf eine Betätigung durch den Benutzer. In der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a wird die zuführende Spule 35 durch den Ausgang des Inverters 36 erregt und erzeugt ein hochfrequentes magnetisches Feld 38. Die aufnehmenden Spulen 32 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30, die auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a abgestellt ist, hat einen Strom, der darin durch Verkopplung der magnetischen Flüsse durch die erzeugten hochfrequenten magnetischen Felder fließt und elektrische Leistung aufnimmt.
Wie in 21 gezeigt, sind die mehreren aufnehmenden Spulen 32 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform konstruiert, um elektrisch zum Beispiel in Serie bzw. in Reihe angeschlossen zu sein, so dass die Ströme in den aufnehmenden Spulen 32 in die gleiche Richtung fließen. Deshalb fließen die Ströme, wenn die aufnehmenden Spulen 32 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 elektrische Leistung empfangen, zum Beispiel zu einem Zeitpunkt, der in 21 gezeigt ist, wie durch einen Pfeil mit einem Bezugszeichen „33” gezeigt, allesamt in den aufnehmenden Spulen 32 in der Richtung im Uhrzeigersinn. Bei der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 sind die mehreren aufnehmenden Spulen 32 Seite an Seite in einem Ring (in einer Schleife) in der Aufnahmespulenfläche angeordnet, der die elektrische Leistung zugeführt wird. Die mehreren aufnehmenden Spulen 32 sind symmetrisch um das Zentrum der Aufnahmespulenfläche angeordnet, und sind angeordnet, um elektrische in Serie bzw. in Reihe an den Positionen auf den vier Seiten der Aufnahmespulenfläche in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 angeordnet zu sein. Die aufnehmenden Spulen 32 sind jeweils für die Fläche (die Leistungsaufnahmefläche), die der zuführenden Spule bzw. Wicklung 35 gegenüber ist, angeordnet, um die im Wesentlichen gleiche Ebene auszubilden, und sind in einem Ring entlang der Spulenform der zuführenden Spule 35 angeordnet. Deshalb ist die Aufnahmespulenfläche unmittelbar über der Zufuhrspulenfläche der zuführenden Spule 35 angeordnet, und die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40a führt den Betrieb der Zufuhr elektrischer Leistung für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 durch.
Im Hinblick auf die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform, die wie oben konstruiert ist, sind die Richtungen der Ströme, die in den mehreren Aufnahmespulen 32 fließen, gleich eingestellt, wodurch das hochfrequente magnetische Feld 38 von der zuführenden Spule 35, wie in 22 gezeigt, empfangen bzw. aufgenommen wird und die elektrische Leistung kann hocheffizient aufgenommen werden. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform wird deshalb konstruiert, um dazu in der Lage zu sein, hocheffizient elektrische Leistung aufzunehmen, ähnlich zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, die die eine aufnehmende Spule wie die herkömmliche Konstruktion enthält, obwohl die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 konstruiert ist, um die mehreren aufnehmenden Spulen 32 zu umfassen.
Wenn die Richtungen der Ströme, die fließen, nicht gleich für die mehreren aufnehmenden Spulen sind, löschen sich die magnetischen Felder, die durch die Ströme, die in den aufnehmenden Spulen fließen einander aus und diese Konfiguration ermöglicht eine hocheffiziente Leistungsaufnahme. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung ist nicht wie die obige fünfte Ausführungsform aufgebaut, wobei die mehreren aufnehmenden Spulen den Einfluss von den hochfrequenten magnetischen Feldern von den zuführenden Spulen nicht hocheffizient aufnehmen können, und deshalb taucht ein Problem auf, wonach ausreichend elektrische Leistung nicht erzeugt werden kann. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform ist jedoch konstruiert, derart, dass jede der mehreren aufnehmenden Spulen 32 (die Aufnahme spulenfläche) angeordnet ist, um der zuführenden Spule 35 (der Zufuhrspulenfläche) gegenüber zu sein, und die mehreren Aufnahmespulen sind in Reihe bzw. in Serie angeschlossen, um die Ströme dazu zu veranlassen, in der gleichen Richtung zu fließen. Deshalb ermöglicht die Konstruktion, dass die hocheffiziente Leistungsaufnahme durchgeführt werden kann.
Bei der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform sind die aufnehmenden Spulen 32 in Serie bzw. in Reihe angeschlossen. Die mehreren aufnehmenden Spulen bzw. Wicklungen 32 können jedoch parallel zueinander nur angeschlossen werden, wenn die Ströme, die in den aufnehmenden Spulen 32 fließen, in die gleiche Richtung fließen. Wenn die mehreren aufnehmenden Spulen 32 parallel zueinander angeschlossen sind ist jedoch die Induktanz verringert und die aufnehmenden Spulen 32 müssen deshalb konstruiert sein, um zum Beispiel die gleiche Form, die gleiche Anzahl von Wicklungen bzw. Windungen, die gleiche Anordnung, usw., aufzuweisen, wie jene der zuführenden Spule 35, so dass die aufnehmenden Spulen 32 ausreichend elektrische Leistung von der zuführenden Spule 35 aufnehmen können.
Es wird der Fall beschrieben, wonach die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung angeordnet ist, um elektrische Leistung auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung, die mehrere zuführende Spulen enthält, aufzunehmen.
23 ist eine schematische Draufsicht zur beispielhaften Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung abgestellt ist, die eine Induktionsheizeinrichtung ist, die mehrere zuführende Spulen umfasst. Die 24 ist eine schematische Seitenansicht des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems zum beispielhaften Erklären des Falles, in dem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung platziert bzw. abgestellt ist, die die mehreren zuführenden Spulen enthält.
Wie in den 23 und 24 gezeigt hat die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40b, die die Induktionsheizeinrichtung ist, die Konfiguration mit mehreren Spulen, die die mehreren zuführenden Spulen (die Heizspulen) 35 umfasst. Die anderen Konfigurationen sind die gleiche wie jene von der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a, die die eine zuführende Spule 35 umfasst, wie in 22 gezeigt. Wenn der Inverter 36 der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40e elektrische Leistung zu den mehreren zuführenden Spulen 35 zuführt, erzeugen die mehreren zuführenden Spulen 35 die hochfrequenten magnetischen Felder 38. In jeder der aufnehmenden Spulen 32 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30, die auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40b abgestellt bzw. platziert ist, ist der magnetische Fluss durch das erzeugte hochfrequente magnetische Feld 38 verknüpft bzw. verkoppelt und ein Strom fließt, um elektrische Leistung aufzunehmen. Insbesondere weist die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform die Konstruktion mit mehreren Spulen auf, die elektrische Leistung für die Konfiguration mit mehreren Spulen aufnimmt, um elektrische Leistung zuzuführen, und die Spulen zum Aufnehmen elektrischer Leistung und die Spulen zum Zuführen elektrischer Leistung werden konfiguriert, um einander in einer Relation bzw. im Verhältnis von im Wesentlichen 1:1 gegenüber zu sein. Deshalb ist der magnetische Fluss durch das hochfrequente magnetische Feld zwischen den Spulen verknüpft und elektrische Leistung wird den aufnehmenden Spulen 32 zugeführt. Im Ergebnis kann die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40b hocheffizient elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 zuführen.
Wie oben hat die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform die Konfiguration mit mehreren Spulen, die die mehreren aufnehmenden Spulen 32 umfasst, um elektrische Leistung aufzunehmen, wobei die Richtungen der Ströme, die in den aufnehmenden Spulen 32 fließen, eingestellt sind, um gleich zu sein, indem die mehreren aufnehmenden Spulen 32 in Serie bzw. in Reihe geschaltet werden, und können dadurch hocheffizient elektrische Leistung zuführen, ungeachtet der Konfigurationen der Spule bzw. der Spulen um elektrische Leistung zuzuführen.
Bevorzugt sind die mehreren aufnehmenden Spulen 32 symmetrisch um das Zentrum der Aufnahmespulenfläche, um die Abstellfläche der kontaktlos Leistung auf nehmenden Einrichtung 30 darzustellen, angeordnet, als der Anordnung der mehreren aufnehmenden Spulen 32 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30. In dem Fall zum Beispiel, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a platziert bzw. abgestellt ist, die die zuführende Spule 35 enthält, ist, wenn die mehreren aufnehmenden Spulen 32 den zuführenden Spulen 35 an den Positionen symmetrisch um das Zentrum der Aufnahmespulenfläche der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30, wie in 21 gezeigt, gegenüberliegen die magnetische Kopplung zwischen den aufnehmenden Spulen 32 und den zuführenden Spulen 35 in ihrem optimalen Zustand.
Wenn die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40b die Konfiguration bzw. Konstruktion mit mehreren Spulen aufweist, sind jede der vier aufnehmenden Spulen 32 und die entsprechende eine der vier zuführenden Spulen 35 einander gegenüberliegend angeordnet, wie in 23 gezeigt, und die Einstellung dieser Konfiguration veranlasst die magnetische Kopplung zwischen den aufnehmenden Spulen 32 und den zuführenden Spulen 35 dazu, in ihrem optimalen Zustand zu sein.
Wie oben sind die mehreren aufnehmenden Spulen 32 symmetrisch um das Zentrum der Leistungsaufnahmefläche (die Abstellfläche) der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 als der Anordnung der mehreren aufnehmenden Spulen 32 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 angeordnet, wodurch die Platzierung an der optimalen Position durchgeführt werden kann, an welcher Position die magnetische Kopplung zwischen den zuführenden Spulen 35 und den aufnehmenden Spulen 32 optimal ist, und die Effizienz der Zufuhr elektrischer Leistung kann gesteigert werden.
Es wird der Fall beschrieben, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung platziert werden kann, welche Magnetismus abschirmende Abschnitte enthält, die jeweils eine Magnetismus abschirmende Funktion haben, die um die zuführenden Spulen angeordnet ist.
Die 25 ist eine schematische Draufsicht um beispielhaft den Fall zu erläutern, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung abgestellt ist, die die einen Magnetismus abschirmenden Abschnitte enthält. Die 26 ist eine schematische Seitendarstellung des kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems, um beispielhaft den Fall zu erläutern, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung, die die einen Magnetismus abschirmenden Abschnitte enthält, abgestellt ist.
Wie in den 25 und 26 gezeigt hat die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40c, die die Induktionsheizeinrichtung ist, den ringförmigen Magnetismus abschirmenden Abschnitt 39 auf der Grundfläche bzw. Bodenfläche der Deckplatte 37. Der Magnetismus abschirmende Abschnitt 39 ist an dem äußeren Umfang der zuführenden Spulen 35 angeordnet und enthält einen Ring von einem Material, dessen magnetische Permeabilität und dessen Widerstandswert beide niedrig sind, wie etwa bei einem Aluminiummaterial. Der Magnetismus abschirmende Abschnitt 39 hat die Magnetismus abschirmende Funktion, um die magnetischen Felder auszulöschen, die aus den zuführenden Spulen 35 zu der Außenseite herauskommen, wobei das magnetische Feld in der entgegengesetzten Richtung, das von dem Magnetismus abschirmenden Abschnitt 39 selbst erzeugt wird, verwendet wird. Die anderen Konfigurationen der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40 sind die gleichen wie jene der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a, die in 22 dargestellt ist. Wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40c abgestellt ist, die wie oben ausgeführt aufgebaut ist, um elektrische Leistung zuzuführen und aufzunehmen, ist bevorzugt die Aufnahmespulenfläche, die die mehreren aufnehmenden Spulen 32 enthält, konstruiert, um innerhalb des inneren Durchmessers des ringartigen Magnetismus abschirmenden Abschnittes 39 platziert zu sein, wie dies in 25 gezeigt ist. Wenn sogar ein Abschnitt der aufnehmenden Spulen 32 außerhalb des inneren Durchmessers des Magnetismus abschirmenden Abschnitts 39 angeordnet ist, haben die aufnehmenden Spulen 32, die außerhalb des inneren Durchmessers des Magnetismus abschirmenden Abschnitts 39 angeordnet sind, Schwierigkeiten, den Einfluss der hochfrequenten magnetischen Felder 38 aufgrund des Magnetismus abschirmenden Abschnitts 39 aufzunehmen. Im Ergebnis haben die aufnehmenden Spulen 32 die verringerte Verzahnung bzw. Verknüpfung der magnetischen Flüsse durch die hochfrequenten magnetischen Felder 38 durch die zuführenden Spulen 35 und können keine ausreichende elektrische Leistung aufnehmen. Die Anordnung der Konstruktion der mehreren aufnehmenden Spulen 32 wird deshalb derart eingestellt, dass die aufnehmenden Spulen 32 innerhalb des inneren Durchmessers des Magnetismus abschirmenden Abschnitts 39 angeordnet sind. Der Spulendurchmesser der empfangenden Spulen 32 kann derart eingestellt sein, dass die aufnehmenden Spulen 32 innerhalb des inneren Durchmessers des Magnetismus abschirmenden Abschnitts 39 angeordnet sind.
Die kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtungen 40 (40a, 40b und 40c) nach der fünften Ausführungsform sind jeweils konfiguriert, um elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 zuzuführen und um als die Induktionsheizeinrichtung verwendbar zu sein. In diesem Falle werden die zuführenden Spulen 35 der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung (die Induktionsheizeinrichtung) 40 auch als die Heizspulen verwendet, und der Spulendurchmesser der zuführenden Spulen (der Heizspulen) 35 ist deshalb auf ungefähr 150 bis 200 mm beschränkt, wobei die Form der Last, die durch die Induktion zu erhitzen ist (wie etwa eine Pfanne) in Betracht zu ziehen ist.
Für die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung (die Induktionsheizeinrichtung) 40 sind derartige Konstruktionen von den zuführenden Spulen (den Heizspulen) 35 einsetzbar, wie eine Konfiguration um elektrische Leistung unter Verwendung einer einzigen zuführenden Spule zuzuführen, die den obigen Spulendurchmesser hat und die Konfiguration mit mehreren Spulen, um elektrische Leistung gleichzeitig von ungefähr 2 bis 4 Spulen gleichzeitig zuzuführen, die jeweils einen kleinen Durchmesser verglichen mit dem der zuführenden Spulen (den Heizspulen) 35 haben. Bevorzugt weist die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform die Konstruktion mit den aufnehmenden Spulen 32 auf, die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung effizient mit entweder der Konfiguration, die die einzelne zuführende Spule enthält oder der Konfiguration mit mehreren Spulen zuzuführen. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform konfiguriert die aufnehmenden Spulen 32 speziell unter Verwendung der mehreren (zum Bespiel vier) Spulen als den für das obige bestimmten Aufbau.
Die Anzahl der Spulen kann erhöht werden, indem die mehreren aufnehmenden Spulen 32 unter Verwendung von Spulen konfiguriert werden, die jeweils einen kleinen Durchmesser haben. Wenn der Spulendurchmesser von jeder der aufnehmenden Spulen 32 übermäßig klein ist, kann jedoch die magnetische Kopplung mit der Last nicht ausreichend eingerichtet werden und deshalb kann elektrische Leistung nicht effizient zugeführt werden. Deshalb kann bevorzugt der Spulendurchmesser von jeder der mehreren aufnehmenden Spulen 32 eingestellt werden bzw. vorgegeben werden, um um einen Durchmesser zu liegen, mit welchem die magnetische Kopplung mit der Last ausreichend eingerichtet werden kann.
Wie oben wird, wenn der Magnetismus abschirmende Abschnitt 39 auf der Zufuhrseite für elektrische Leistung der Leistung zuführenden Einrichtung 40c enthalten ist, die Anordnungskonfiguration der mehreren aufnehmenden Spulen 32 derart eingestellt bzw. ausgebildet, dass die mehreren aufnehmenden Spulen 32 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 auf der Aufnahmeseite für elektrische Leistung innerhalb des inneren Durchmessers des Magnetismus abschirmenden Abschnittes 39 positioniert sind. Deshalb können die mehreren aufnehmenden Spulen 32, selbst wenn die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40c den Magnetismus abschirmenden Abschnitt 39 umfasst, die Aufnahme elektrischer Leistung hocheffizient ausführen.
(Sechste Ausführungsform)
Eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der sechsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird nun beschrieben.
Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform darin, dass die Anzahl der aufnehmenden Spulen 32 zwei beträgt. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie jene der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform.
Die 27 ist eine schematische Draufsicht zur beispielhaften Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der sechsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung montiert bzw. darauf abgestellt wird, die eine zuführende Spule umfasst. Die 28 ist eine schematische Seitenansicht eines kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systems zur beispielhaften Erläuterung des Falles, in welchem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach der sechsten Ausführungsform auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung platziert bzw. abgestellt ist, die die eine zuführende Spule enthält.
Wie in den 27 und 28 gezeigt, ist die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30a auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a platziert, um elektrische Leistung in dem elektrisch kontaktlosen Zustand bzw. nicht berührenden Zustand durch die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40a zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a zuzuführen. Die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40a, die in den 27 und 28 gezeigt ist, enthält eine zuführende Spule. Ähnlich zu der fünften Ausführungsform wird bei der sechsten Ausführungsform die zuführende Spule 35 durch den Ausgang des Inverters 36 erregt und erzeugt das hochfrequente magnetische Feld 38. Die mehreren aufnehmenden Spulen 32a der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a, die auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a abgestellt ist, haben jeweils einen Strom, der darin durch Verzahnung bzw. Verknüpfung der magnetischen Flüsse fließt, die durch die hochfrequenten Magnetfelder erzeugt werden, um elektrische Leistung aufzunehmen.
Wie in 27 gezeigt, sind ähnlich wie bei der fünften Ausführungsform bei der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a nach der sechsten Ausführungsform die mehreren aufnehmenden Spulen 32a elektrisch in Serie bzw. in Reihe angeschlossen. Wenn deshalb die aufnehmenden Spulen 32a den Einfluss des hochfrequenten Magnetfeldes durch die zuführende Spule 35 von der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40a aufnehmen, fließt zum Beispiel zu einem Zeitpunkt, der in 27 dargestellt ist, wie durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen „33” angezeigt, der Strom in der Richtung im Uhrzeigersinn. Deshalb ist, ähnlich zu der fünften Ausführungsform, selbst wenn die zwei aufnehmenden Spulen 32a umfasst werden, die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30a nach der sechsten Ausführungsform konstruiert, um dazu in der Lage zu sein, hocheffizient aufzunehmen und elektrische Leistung von den zuführenden Spulen 35 zuzuführen. Ähnlich zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform ist die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30a nach der sechsten Ausführungsform aufgebaut, um dazu in der Lage zu sein, hocheffizient elektrische Leistung aufzunehmen und zuzuführen, selbst wenn die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40a die Konfiguration mit mehreren Spulen aufweist, die die mehreren zuführenden Spulen 35 enthält.
Wie in 27 gezeigt, ist bei der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a nach der sechsten Ausführungsform die Form von jeder der aufnehmenden Spulen 32a konstruiert, um ausgedehnt bzw. erstreckt zu sein zu einer ovalen Form verglichen mit den aufnehmenden Spulen 32 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünften Ausführungsform, um so hocheffizient das hochfrequente magnetische Feld 38 von der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung aufzunehmen. Dies trifft in dem Fall zu, in welchem die mehreren aufnehmenden Spulen konstruiert sind, um die magnetischen Flüsse zu verzahnen bzw. miteinander für die hochfrequenten magnetischen Felder 38 von den zuführenden Spulen 35 zu verzahnen bzw. zu verknüpfen, wobei eine hocheffiziente elektrische Leistungsaufnahme nicht ausgeführt werden kann, wenn der Bereich, der durch die Leistungsaufnahmefläche besetzt wird (die Fläche gegenüber den zuführenden Spulen bzw. der zuführenden Spule) relativ klein in Bezug auf die Fläche der zuführenden Spule(n) ist (die Fläche gegenüber den aufnehmenden Spulen). Beispielsweise in dem Fall, in welchem elektrische Leistung unter Verwendung von zwei aufnehmenden Spulen, wie den aufnehmenden Spulen 32 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a gemäß der sechsten Ausführungsform aufgenommen wird, wenn die zwei aufnehmenden Spulen verwendet werden, die jeweils die gleiche Größe wie der aufnehmenden Spulen 32 der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 gemäß der fünften Ausführungsform haben, wird die durch die Aufnahmespulen besetzte Fläche, relativ zu der Zuführspulenfläche um die Fläche verringert, die der verringerten Anzahl von aufnehmenden Spulen entspricht. Wenn auf diese Weise der Bereich, der durch die Aufnahmespulenfläche besetzt ist, die durch Aufsummierung jener der mehreren aufnehmenden Spulen 32a ausgebildet wird, klein relativ zu der Zufuhrspulenfläche der zuführenden Spule 35 ist, haben die aufnehmenden Spulen 32a den verringerten Bereich, um den Einfluss bzw. die Wirkung der hochfrequenten magnetischen Felder 38 von den zuführenden Spulen 35 aufzunehmen und können keine ausreichende Aufnahme von elektrischer Leistung durchführen. Die gesamte Aufnahmespulenfläche der aufnehmenden Spulen 32a wird deshalb bevorzugt konfiguriert, um so viel Bereich bzw. Fläche wie möglich relativ zu der Zufuhrspulenfläche der zuführenden Spulen 35 zu besitzen. Die Form von jeder der Spulen wird zum Beispiel erstreckt bzw. ausgedehnt, um die ovale Form zu erhalten, um die Aufnahmespulenfläche auszudehnen, passend zu der Zufuhrspulenfläche wie die aufnehmenden Spulen 32a der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 30a nach der sechsten Ausführungsform. Wenn die Aufnahmespulenfläche der aufnehmenden Spulen 32a übermäßig ausgedehnt wird, wird die Größe der Einrichtung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a selbst erhöht und die Einrichtung ist für den Benutzer nicht mehr brauchbar. Die Aufnahmespulenfläche der aufnehmenden Spulen 32a wird deshalb bevorzugt genau innerhalb eines Bereiches für die Einrichtung eingestellt, um nicht übermäßig relativ zu der Zufuhrspulenfläche der zuführenden Spulen 35 groß ausgebildet zu sein, entsprechend zu den Spezifikationen der Einrichtung, usw.
Wie oben kann die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30a nach der sechsten Ausführungsform die elektrische Leistungsaufnahme ungeachtet der Spulenkonfiguration der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung hocheffizient ausführen, um elektrische Leistung selbst dann zuzuführen, wenn die zwei aufnehmenden Spulen 32a verwendet werden.
Die Aufnahmespulenfläche der aufnehmenden Spulen 32a in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30a ist passend bzw. genau entsprechend zu der Zufuhrspulenfläche der zuführenden Spulen 35 der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung eingestellt bzw. bemessen und die magnetischen Flüsse durch die hochfrequenten magnetischen Felder 38 von den zuführenden Spulen 35 eingestellt, und dadurch verzahnen bzw. verbinden sich die magnetischen Flüsse der hochfrequenten magnetischen Felder 38 von den zuführenden Spulen 35 hocheffizient miteinander und die Aufnahmeeffizienz für die elektrische Leistung kann gesteigert werden. Wird die Aufnahmeeffizienz für die elektrische Leistung zwischen dem Fall der zwei aufnehmenden Spulen und dem Fall der vier aufnehmenden Spulen verglichen, ist der Bereich bzw. die Fläche für die magnetischen Flüsse, um miteinander zu verzahnen bzw. zu verknüpfen, um den Betrag verringert, entsprechend zu der Verzerrung der Spulenform in dem Fall der zwei aufnehmenden Spulen, und die Aufnahmeeffizienz für die elektrische Leistung davon ist deshalb niedriger als die in dem Fall der vier aufnehmenden Spulen.
(Siebte Ausführungsform)
Ein kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach der siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird nun beschrieben.
Die 29 ist eine schematische Draufsicht von dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System nach der siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die 30 ist eine schematische Seitenansicht der kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden Systemanordnung nach der siebten Ausführungsform.
Wie in den 29 und 30 gezeigt, enthält das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 50 gemäß der siebten Ausführungsform eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b und eine kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40d, die die Induktionsheizeinrichtung ist. Die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b wird durch Anordnung eines Positionsübertragungsabschnitts 51 ausgebildet, der eine Positionsübertragungsfunktion in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30 nach der fünf ten Ausführungsform hat. Der Positionsübertragungsabschnitt 41 ist angeordnet, um durch die mehreren aufnehmenden Spulen 32, die in einer Ringform angeordnet sind, umgeben zu sein, und ist an dem Zentrum der vier aufnehmenden Spulen 32 angeordnet, die in Reihe angeschlossen sind und auf den vier Seiten angeordnet sind.
Die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40b ist aufgebaut, um die eine zuführende Spule 35 aufzuweisen, die unter der Deckplatte 37 angeordnet ist, und um die zuführende Spule 35 zu enthalten, die an dem Inverter 36 angeschlossen ist, um die gewünschte hochfrequente elektrische Leistung zuzuführen. Die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40d hat in dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 50 gemäß der siebten Ausführungsform einen Positionserfassungsabschnitt 42, der eine Positionserfassungsfunktion hat, und der an dem Zentrum der zuführenden Spulen 35 angeordnet ist.
Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 50 nach der siebten Ausführungsform ist konstruiert, um den Positionsübertragungsabschnitt 41 zu detektieren bzw. zu erfassen, der dem Positionserfassungsabschnitt 42 gegenüberliegt, wobei der Positionserfassungsabschnitt 42 verwendet wird, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40d abgestellt bzw. platziert ist. Wie in 30 gezeigt, ist die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40d platziert ist, an der Position, an welcher der Positionsübertragungsabschnitt 41 durch den Positionserfassungsabschnitt 42 detektiert bzw. erfasst wird. Im Ergebnis wird die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b in dem Zustand platziert, in welchem das Zentrum der Aufnahmespulenfläche, die durch die mehreren aufnehmenden Spulen 32 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30b ausgebildet wird, und das Zentrum der Zufuhrspulenfläche, die durch die zuführenden Spulen 35 in der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40b ausgebildet wird, in Passung zueinander sind. In diesem Fall ist die magnetische Kopplung zwischen der zuführenden Spule 35 um elektrische Leistung zuzuführen und den aufnehmenden Spulen 32, um elektrische Leistung aufzunehmen, optimal und elektrische Leistung wird mit einer hohen Effizienz der Leistungsaufnahme zugeführt. Für das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 50 nach der siebten Ausführungsform wird eine Beschreibung für die Konstruktion für die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40d angegeben, die die eine zuführende Spule enthält. Selbst wenn jedoch die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung 40d die Konfiguration mit mehreren Spulen aufweist, die mehrere Spulen enthält, kann die gleiche Wirkung durch Anordnung des Positionsübertragungsabschnitts 41 und des Positionserfassungsabschnitts 42 erzielt werden, an welchen die magnetische Kopplung optimal ist.
Zum Beispiel ist ein Magnet als der Positionsübertragungsabschnitt 41 in dem kontaktlos Leistung aufnehmenden und zuführenden System 50 nach der siebten Ausführungsform verwendbar. Andererseits ist zum Beispiel ein Hall-Element als der Positionserfassungsabschnitt 42 verwendbar. Durch eine Konstruktion dieser Weise wird, wenn der Positionserfassungsabschnitt 42 ein magnetisches Feld des Magneten, der den Positionserfassungsabschnitt 41 darstellt, erfasst, dies dem Benutzer zum Beispiel unter Verwendung von Licht, Geräusch oder einer Anzeige mitgeteilt, und dadurch kann die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 30b leicht an der optimalen Position auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40d abgestellt bzw. platziert werden.
Das kontaktlos Leistung aufnehmende und zuführende System 50 nach der siebten Ausführungsform verwendet, wie oben, den Positionsübertragungsabschnitt 41 in der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung 30b und den Positionserfassungsabschnitt 42 in der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40d. Dadurch kann der Benutzer die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung 40d einfach an der optimalen Position auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung 40d abstellen und eine gute und hocheffiziente Zufuhr elektrischer Leistung kann durchgeführt werden.
Die vorliegende Offenbarung ist mit einem bestimmten Ausmaß an Einzelheiten in den Ausführungsformen beschrieben worden. Der Inhalt der Offenbarung dieser Ausführungsformen kann jedoch natürlich in Bezug auf die einzelnen Konstruktionen variiert werden und Änderungen in Bezug auf die Kombination und die Ordnung bzw. Reihenfolge von Elementen in den Ausführungsformen können realisiert werden, ohne den Bereich und die Idee der Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10, 10a, 10b: Induktionsheizeinrichtung
11: Heizspule
12: Betriebsanzeigeabschnitt
13: Deckplatte
14: zu erhitzender Gegenstand (Pfanne)
15, 15a: kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung
16: Inverter
17: Steuerabschnitt
18: magnetischer Fluss bzw. Flux
19: aufnehmende Spule
20: kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System
21: Lasteinrichtung
22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i: magnetisches Feld
23a, 23b: Position
24: erregter Spulenanzeigeabschnitt
25: Übertragungsabschnitt für Leistungsaufnahmeeinrichtung
26: Erfassungsabschnitt für Leistung aufnehmende Einrichtung
27a, 27b, 27c: Bereich bzw. Fläche
30, 30a, 30b: kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung
32, 32a: aufnehmende Spule
33: Richtung eines fließenden Stromes
34: Lastschaltung
35: zuführende Spule
36: Inverter
37: Deckplatte
38: hochfrequentes magnetisches Feld
39: Magnetismus abschirmender Abschnitt
40, 40a, 40b, 40c, 40d: kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung (Induktionsheizeinrichtung)
41: Positionsübertragungsabschnitt
42: Positionserfassungsabschnitt
50: kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System

Claims

Induktionsheizeinrichtung, die aufweist: eine Deckplatte, auf der ein Objekt, das zu erhitzen ist, oder eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung platziert bzw. abgestellt wird; mehrere Heizspulen, welche unter der Deckplatte angeordnet sind und in Linien bzw. Zeilen angeordnet sind; einen Inverter, welcher einen hochfrequenten elektrischen Strom zu den mehreren von Heizspulen zuführt; einen Steuerabschnitt, welcher einen Ausgang des Inverters steuert; und einen Betriebsanzeigeabschnitt, welcher einen Betriebsbefehl für den Steuerabschnitt ausgibt, wobei wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt bzw. platziert ist, eine Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten elektrischen Strömen, die in dem mehreren von Heizspulen fließen, die erregt werden, um elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen, einstellt bzw. justiert, um null zu betragen.
Induktionsheizeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die mehreren von Heizspulen unter der Deckplatte angeordnet sind und in vertikalen und horizontalen Linien in einer Ebene angeordnet sind.
Induktionsheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die ferner aufweist, einen Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, um die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung, die auf der Deckplatte abgestellt bzw. platziert ist, zu erfassen bzw. zu detektieren.
Induktionsheizeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte platziert ist, der Steuerabschnitt den hochfrequenten elektrischen Strom veranlasst, nur den mehreren von Heizspulen zugeführt zu werden, die in einem Leistungsaufnahmebereich enthalten sind, der durch die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung bedeckt ist.
Induktionsheizeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Phasendifferenz in einem Bereich zwischen π/2 und 0 oder zwischen π und π/2 zwischen den elektrischen Strömen eingestellt wird, die in den mehreren der Heizspulen fließen, wenn das Objekt, das zu erhitzen ist, auf der Deckplatte abgestellt ist.
Induktionsheizeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Leistungszufuhrfläche, die durch die mehreren von Heizspulen, die die elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuführen, aufgebaut wird, bemessen ist, um größer als eine Leistungsaufnahmefläche zu sein, die durch eine aufnehmende Spule bzw. Spulen der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung aufgebaut ist.
Induktionsheizeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Steuerabschnitt die Erregung von einem Abschnitt der Heizspulen unterbricht, der dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen, wenn ein Wert der elektrischen Leistung, die zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zugeführt wird, niedriger als ein vorbestimmter Wert.
Induktionsheizeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner aufweist, einen Anzeigeabschnitt für eine erregte Spule bzw. Spulen, welcher Anzeigeabschnitt um jede der mehreren von Heizspulen angeordnet ist, und welcher angepasst ist, um erleuchtet zu werden, um so visuell durch die Deckplatte beobachtbar zu sein, wobei der Anzeigeabschnitt für eine erregte Spule bzw. Spulen aufgebaut ist, um erleuchtet zu werden, um so einen Bereich bzw. eine Fläche anzuzeigen, auf dem die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung abgestellt bzw. platziert ist bzw. zu platzieren ist.
Kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung, die aufweist: mehrere aufnehmende Spulen, welchen elektrische Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion zugeführt wird; und eine Lastschaltung, welcher die elektrische Leistung von den mehreren von Leistung aufnehmenden Einrichtungen bzw. Spulen eingegeben wird, wobei die mehreren von aufnehmenden Spulen angeschlossen sind damit die Ströme in den mehreren der aufnehmenden Spulen in eine gleiche Richtung fließen.
Kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach Anspruch 9, wobei die mehreren der aufnehmenden Spulen Seite an Seite in einem Ring in einer Aufnahmespulenfläche angeordnet sind, zu welcher elektrische Leistung zugeführt wird, und die symmetrisch um ein Zentrum der Aufnahmespulenfläche angeordnet sind.
Kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach Anspruch 10, die ferner aufweist, eine Positonsübertragungsabschnitt, der auf einer zentralen Achse der Leistungsaufnahmefläche angeordnet ist, wobei der Positionsübertragungsabschnitt eine Funktion zur Übertragung einer zentralen Position der mehreren der Aufnahmespulen hat.
Kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Aufnahmespulenfläche der mehreren von Aufnahmespulen entsprechend zu einer Zufuhrspulenfläche von einer zuführenden Spule einer kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung, die elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuführt, bemessen ist.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System, das aufweist: eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung; eine Induktionsheizeinrichtung, wobei die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung aufweist; eine aufnehmende Spule bzw. Wicklung, welche eine Zufuhr an elektrischer Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion aufnimmt; eine Lasteinrichtung, welcher die elektrische Leistung von der aufnehmenden Spule zugeführt wird; und einen Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, welcher über die Gegenwart der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung informiert, wobei die Induktionsheizeinrichtung aufweist: eine Deckplatte, auf welcher ein Objekt, das zu erhitzen ist, oder die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung abgestellt bzw. platziert wird; mehrere Heizspulen, welche unter der Deckplatte angeordnet sind und in Linien bzw. Zeilen angeordnet sind; einen Inverter, welcher einen hochfrequenten elektrischen Strom zu den mehreren von Heizspulen zuführt; einen Steuerabschnitt, welcher einen Ausgang des Inverters steuert; einen Betriebsanzeigeabschnitt, der einen Betriebsbefehl zu dem Steuerabschnitt ausgibt, und einen Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, welcher erfasst bzw. detektiert, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte platziert ist, basierend auf der Information von dem Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung, wobei der Steuerabschnitt eine Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten elektrischen Strömen, die in den mehreren Heizspulen fließen, die erregt werden, um so die elektrische Leistung zu der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung zuzuführen, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte angeordnet bzw. abgestellt ist, auf null einzustellen.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach Anspruch 13, wobei der Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung und der Erfassungsabschnitt für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung zur Kommunikation bzw. Datenübertragung miteinander über einen Kommunikationspfad verbunden sind und wobei der Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung erfasst, dass die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte platziert ist, in dem ein Signal von dem Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung empfangen wird.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach Anspruch 13, wobei das Abstellen bzw. Deplatzierung der kontaktlos Leistung aufnehmenden Einrichtung auf der Deckplatte eines Magneten als dem Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung und durch Verwendung eines Hall-Elements als dem Erfassungsabschnitt für die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung detektiert bzw. erfasst wird.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung den Übertragungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung, die an einer zentralen Position von einer Leistungsaufnahmefläche angeordnet ist, die durch die aufnehmende Spule definiert ist, hat, und wobei die Induktionsheizeinrichtung die mehreren der Heizspulen, die unter der Deckplatte angeordnet sind und in vertikalen und horizontalen Linien in einer Ebene vorgesehen sind, und den Erfassungsabschnitt für die Leistung aufnehmende Einrichtung aufweist, der an einer Position angeordnet ist, die durch die mehreren Heizspulen umgeben ist.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Steuerabschnitt veranlasst, dass der hochfrequente elektrische Strom nur den mehreren von Heizspulen zugeführt wird, die in einem Leistungsaufnahmebereich enthalten sind, der durch die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung bedeckt ist, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt bzw. platziert ist.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung eine Leistungsaufnahmefläche, die durch die mehreren aufnehmenden Spulen definiert ist, aufweist, und wobei die Induktionsheizeinrichtung derart aufgebaut ist, dass eine Phasendifferenz von Strömen, die in den benachbarten Heizspulen der mehreren von Heizspulen, die durch die Leistungsaufnahmefläche bedeckt sind, eingestellt wird, um π zu betragen, wenn die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung auf der Deckplatte abgestellt bzw. platziert ist, so dass die mehreren der aufnehmenden Spulen, die die Leistungsaufnahmefläche definieren, jeweils einer entsprechenden Spule der mehreren der Heizspulen in der Induktionsheizeinrichtung gegenüber sind.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System, das aufweist: eine kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung; und eine kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung, wobei die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung aufweist: mehrere aufnehmende Spulen, welchen elektrische Leistung in einer kontaktlosen Weise unter Verwendung elektromagnetischer Induktion zugeführt wird; eine Lasteinrichtung, welcher die elektrische Leistung von den mehreren der aufnehmenden Spulen eingegeben wird; und eine Positionsübertragungsabschnitt, welcher eine Funktion der Übertragung einer zentralen Position der mehreren der aufnehmenden Spulen hat, wobei die mehreren der aufnehmenden Spulen derart angeschlossen sind, dass Ströme in den mehreren der aufnehmenden Spulen in eine gleiche Richtung fließen, wobei die kontaktlos Leistung zuführende Einrichtung aufweist: eine Deckplatte, auf der die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung platziert bzw. abgestellt ist; eine zuführende Spule bzw. Wicklung, welche unter der Deckplatte angeordnet ist; einen Inverter, der elektrische Leistung zu der zuführenden Spule zuführt; einen Steuerabschnitt, welcher einen Ausgang von dem Inverter steuert; und einen Positionserfassungsabschnitt, welcher eine zentrale Position der mehreren der aufnehmenden Spulen erfasst indem eine Position des Positionsübertragungsabschnittes detektiert bzw. sensorisch erfasst wird.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach Anspruch 19, wobei die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung eine Aufnahmespulenfläche aufweist, die auf der kontaktlos Leistung zuführenden Einrichtung platziert ist, um mit elektrischer Leistung versorgt zu werden, und wobei die mehreren der aufnehmenden Spulen Seite an Seite in einer Ringform in der Auf nahmespulenfläche angeordnet sind und um ein Zentrum der Aufnahmespulenfläche symmetrisch angeordnet sind.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach Anspruch 20, wobei die kontaktlos Leistung aufnehmende Einrichtung einen ringförmigen Magnetismus abschirmenden Abschnitt aufweist, der darin angeordnet ist, wobei der Magnetismus abschirmende Abschnitt eine Funktion zur Abschirmung eines Magnetismus aufweist und dieser um die zuführende Spule, die ein hochfrequentes magnetisches Feld zuführt, herum angeordnet ist, und wobei die Aufnahmespulenfläche, die die mehreren der aufnehmenden Spulen umfasst, ist innerhalb des Magnetismus abschirmenden Abschnittes angeordnet.
Kontaktlos Leistung aufnehmendes und zuführendes System nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der Positionsübertragungsabschnitt einen Magneten aufweist, und wobei der Positionserfassungsabschnitt ein Hall-Element aufweist.