JP2020113394A - 非接触受電装置および非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の調理を行う際に使い勝手のよい非接触受電装置および非接触給電システムを提供すること。【解決手段】非接触受電装置において、筐体と、筐体内に配置され、非接触で受電し、高周波電流を出力する受電コイルと、高周波電流を変換する電気回路部と、電気回路部からの給電により駆動する負荷を有する負荷プレートと、を備え、負荷プレートは、筐体に対し着脱可能な構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触受電装置および非接触給電システムに関するものである。

従来、磁界結合により非接触で受電装置に給電を行う誘導加熱調理器が知られている。例えば、特許文献１には、加熱コイル上に配置された負荷が被加熱物か受電装置かを判別し、判別結果に応じてインバータ回路を制御する誘導加熱調理器が開示されている。

特許第６３２８５７２号公報

特許文献１の誘導加熱調理器は、複数の受電装置に送電することができる構成となっているものの、１つの加熱口に対しては、一つの受電装置しか動作させることができない。そのため、複数の調理を連続して実行する際には、加熱口上の受電装置をその都度置き換える必要があり、使い勝手が悪いという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するものであり、複数の調理を行う際に使い勝手のよい非接触受電装置および非接触給電システムを提供することを目的とする。

本発明に係る非接触受電装置は、筐体と、筐体内に配置され、非接触で受電し、高周波電流を出力する受電コイルと、高周波電流を変換する電気回路部と、電気回路部からの給電により駆動する負荷を有する負荷プレートと、を備え、負荷プレートは、筐体に対し着脱可能である。

本発明における非接触受電装置によれば、負荷プレートを着脱可能としたことにより、受電装置の筐体を移動させることなく、負荷プレートを交換するだけで、複数の調理を容易に実施することができ、使い勝手が向上する。

実施の形態１における非接触給電システムの概略構成図である。 実施の形態１における誘導加熱調理器の概略構成図である。 実施の形態１の受電装置における電気回路部の概略構成図である。 実施の形態１における負荷プレートの上面図である。 実施の形態１における負荷プレートの底面図である。 実施の形態１における負荷プレートを図４のＡ−Ａ線で切断した断面模式図である。 実施の形態１における負荷の例を示す図である。 実施の形態１における負荷プレートの装着を説明する図である。 実施の形態１における非接触給電システムの動作を示すフローチャートである。 被加熱物と受電装置との抵抗値特性の例を示すグラフである。 実施の形態２における非接触給電システムの概略構成図である。 実施の形態２における非接触給電システムの動作を示すフローチャートである。 実施の形態３における非接触給電システムの動作を示すフローチャートである。 変形例１における負荷プレートの構成を示す図である。 変形例２における受電装置の概略構成図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における非接触給電システム１００の概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態の非接触給電システム１００は、誘導加熱調理器１と、誘導加熱調理器１の天板１１上に配置される受電装置２とからなる。非接触給電システム１００では、誘導加熱調理器１から受電装置２に対し、非接触給電が行われる。なお、本願において「非接触給電」とは、磁束または磁界を利用して電力線を用いずに給電することをいう。

（誘導加熱調理器の構成）
まず、誘導加熱調理器１の構成について、図１および図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１における誘導加熱調理器１の概略構成図である。図２では、説明のため誘導加熱調理器１を一部分解し、斜視図で示している。本実施の形態の誘導加熱調理器１は、家庭用ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）式調理器である。図１および図２に示すように、誘導加熱調理器１は、被加熱物３が載置される天板１１と、被加熱物３を加熱する加熱コイル１２と、加熱コイル１２に出力する電流を制御するインバータ１３と、インバータ１３の動作を制御する送電側制御部１４とを備える。

天板１１は、例えば、耐熱性のガラス板と、ガラス板の周囲に取り付けられた金属の枠体とにより構成される。天板１１には、加熱領域である加熱口１１１が印刷などにより設けられている。図２に示すように、本実施の形態では３つの加熱口１１１が設けられている。天板１１の加熱口１１１には、被加熱物３または受電装置２が載置される。

また、天板１１の手前側には、操作表示部１１２が設けられている。本実施の形態の操作表示部１１２は、例えば複数のＬＥＤを有する表示画面と、静電容量式のタッチセンサとを備え、各加熱口１１１に対応した加熱コイル１２の火力、温度、および調理モードなどの使用者の操作入力を受け付ける。

加熱コイル１２は、導線を平面状に巻線したコイルであり、２０ｋ〜１００ｋＨｚの高周波の電流を流すことにより、被加熱物３の底面にうず電流を発生させ、被加熱物３を加熱させる。また、加熱コイル１２は、送電コイルとして、受電装置２に内蔵される受電コイル２１に非接触で受電し、高周波電流を出力させる。本実施の形態では、３つの加熱コイル１２が、３つの加熱口１１１の下にそれぞれ配置される。

インバータ１３は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚといった周波数の商用電源２００から供給される電流を、２０ｋ〜１００ｋＨｚの高周波電流に変換し、加熱コイル１２に出力する駆動回路である。インバータ１３の回路方式として、フルブリッジまたはハーフブリッジを形成する他、インバータ回路の前段に昇圧回路を接続したものを用いてもよい。

送電側制御部１４は、操作表示部１１２に入力された設定内容などに基づいて、インバータ１３を含め、誘導加熱調理器１全体の動作を制御する。送電側制御部１４は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、プロセッサまたはマイクロコンピュータなどで構成される。

また、誘導加熱調理器１は、商用電源２００からの商用周波数電流を検出する第１電流検出手段１５、およびインバータ１３から出力される高周波電流を検出する第２電流検出手段１６を備える。第１電流検出手段１５および第２電流検出手段１６の検出結果は、送電側制御部１４に送信される。送電側制御部１４は、第１電流検出手段１５および第２電流検出手段１６の検出結果に基づいて、天板１１上の負荷種類の判別およびインバータ１３の制御などを行う。

（受電装置の構成）
次に、本実施の形態における受電装置２の構成について説明する。受電装置２は、非接触受電装置である。図１に示すように、受電装置２は、筐体２０と、筐体２０内に配置される受電コイル２１と、筐体２０内に配置される電気回路部２２と、筐体２０に対し着脱可能に配置される負荷プレート２３と、からなる。受電装置２の負荷プレート２３の上には、被調理物４が載置される。

受電コイル２１は、例えば、加熱コイル１２と同じ構成を有している。誘導加熱調理器１の標準的な加熱コイル１２の径がφ１８０ｍｍの場合、受電装置２の受電コイル２１の径も略φ１８０ｍｍで構成される。なお、これに限定されるものではなく、受電コイル２１の径を加熱コイル１２の径よりも小さくしてもよい。受電コイル２１は、筐体２０の底面近傍に配置され、加熱コイル１２から高周波電力を受電して、加熱コイル１２の電流と同等周波数の高周波電流を電気回路部２２に出力する。

図３は、実施の形態１の受電装置２における電気回路部２２の概略構成図である。電気回路部２２は、受電コイル２１から出力された高周波電流を変換し、負荷プレート２３に電源を供給する。図３に示すように、電気回路部２２は、第１変換部２２Ａ、第２変換部２２Ｂおよび第３変換部２２Ｃを備える。

第１変換部２２Ａは、受電コイル２１から出力される高周波電流（電圧）を直流電流に変換して出力する。第１変換部２２Ａは、高周波電流を直流電流に変換するための直流平滑回路２２１Ａと、変換した直流電流を出力するための第１電極２２５Ａとを有する。

第２変換部２２Ｂは、受電コイル２１から出力される高周波電流（電圧）を直流電流に変換し、変換した直流電流をさらに２０ｋ〜１００ｋＨｚの高周波電流に変換して出力する。第２変換部２２Ｂは、高周波電流を直流電流に変換するための直流平滑回路２２１Ｂと、直流電流から高周波電流を生成するための高周波交流生成回路２２２と、変換した高周波電流を出力するための第２電極２２５Ｂとを有する。

第３変換部２２Ｃは、受電コイル２１から出力される高周波電流（電圧）を直流電流に変換し、変換した直流電流をさらに５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの低周波電流に変換して出力する。第３変換部２２Ｃは、高周波電流を直流電流に変換するための直流平滑回路２２１Ｃと、直流電流から低周波電流を生成するための低周波交流生成回路２２３と、変換した低周波電流を出力するための第３電極２２５Ｃとを有する。

第１電極２２５Ａ、第２電極２２５Ｂおよび第３電極２２５Ｃは、一列に並んで配置され、電気回路部２２の上面から突出して形成される。

図４は、実施の形態１における負荷プレート２３の上面図であり、図５は、実施の形態１における負荷プレート２３の底面図である。また、図６は、実施の形態１における負荷プレート２３を図４のＡ−Ａ線で切断した断面模式図である。図４〜図６に示すように、負荷プレート２３は、ベース２３１と、ベース２３１上に配置され、電気回路部２２からの給電により駆動する負荷２３２と、ベース２３１の外周に形成されるフレーム２３３と、フレーム２３３に支持される天板２３４と、を備える。負荷プレート２３は、平面視で矩形形状を有し、高さは例えば３０ｍｍ〜４０ｍｍである。

ベース２３１は、矩形の平板形状を有し、例えばＡＢＳ樹脂などのプラスチックで構成される。フレーム２３３は、例えば金属などで構成される枠体であり、天板２３４を負荷２３２の上方に支持する。天板２３４は、ベース２３１よりも大きい矩形形状を有する耐熱性のガラス板と、ガラス板の周囲に取り付けられた金属の枠体とにより構成される。天板２３４上に負荷２３２の被調理物４が載置される。天板２３４の上面には、被調理物４の載置場所を示す表示を設けてもよい。

図５に示すように、ベース２３１の底面には、電気回路部２２の第１電極２２５Ａ、第２電極２２５Ｂおよび第３電極２２５Ｃがそれぞれ導入される第１導入口２３５Ａ、第２導入口２３５Ｂおよび第３導入口２３５Ｃが設けられる。第１導入口２３５Ａ、第２導入口２３５Ｂおよび第３導入口２３５Ｃは、ベース２３１の一辺に沿って一列に配置される。また、第１導入口２３５Ａ、第２導入口２３５Ｂまたは第３導入口２３５Ｃの何れか１つには、対応する電極と電気的に接続されるよう電極２３６が設けられ、その他の導入口は絶縁構成とされる。図５の例では、第２導入口２３５Ｂに電極２３６が設けられ、第２電極２２５Ｂが導入されることで、電気的に接続される。その他の第１導入口２３５Ａおよび第３導入口２３５Ｃは絶縁構成とされ、第１電極２２５Ａまたは第３電極２２５Ｃが導入された場合も絶縁される。

何れの導入口に電極２３６を設けるかは、負荷２３２の種類に応じて決められる。具体的には、負荷２３２が直流電流により駆動されるものである場合には、第１導入口２３５Ａに電極２３６が設けられ、その他の導入口は絶縁構成とされる。また、負荷２３２が高周波電流により駆動されるものである場合には、第２導入口２３５Ｂに電極２３６が設けられ、その他の導入口は絶縁構成とされる。また、負荷２３２が低周波電流により駆動されるものである場合には、第３導入口２３５Ｃに電極２３６が設けられ、その他の導入口は絶縁構成とされる。

何れかの導入口に設けられる電極２３６は、図示しない配線等により負荷２３２に接続され、負荷２３２に電源が供給される。図７は、実施の形態１における負荷２３２の例を示す図である。負荷２３２は、電気回路部２２から供給される電力によって駆動し、様々な機能を提供する。

図７（ａ）に示すように、負荷２３２は、ペルチェ素子であってもよい。この場合は、第１導入口２３５Ａに電極２３６が設けられ、負荷２３２は第１電極２２５Ａと電気的に接続される。これにより、第１変換部２２Ａから出力される直流電流がペルチェ素子に供給され、吸排熱動作が開始される。負荷２３２をペルチェ素子とすることで、負荷プレート２３上に載置された被調理物４を冷却することができる。

また、図７（ｂ）に示すように、負荷２３２は、独立して高周波電流が供給される複数の加熱コイルを有する分割コイルであってもよい。図７（ｂ）の分割コイルは内コイル２３２ａと外コイル２３２ｂで構成される。この場合は、第２導入口２３５Ｂに電極２３６が設けられ、負荷２３２は第２電極２２５Ｂと電気的に接続される。これにより、第２変換部２２Ｂから出力される高周波電流が分割コイルに供給され、誘導加熱動作が開始される。ここで、第２変換部２２Ｂから内コイル２３２ａのみに通電、または外コイル２３２ｂのみに通電するよう構成することで、天板２３４に配置された被調理物４（例えば鍋の中の食材など）に対流を発生させることができる。または、外コイル２３２ｂの火力を強くすることで外火力強化を図ることもできる。

また、図７（ｃ）に示すように、負荷２３２は、誘導加熱調理器１の加熱コイル１２の径よりも大きい径を有する加熱コイル（以下、「大口径コイル」という）であってもよい。大口径コイルの径は、例えばφ２４０ｍｍである。この場合は、第２導入口２３５Ｂに電極２３６が設けられ、負荷２３２は第２電極２２５Ｂと電気的に接続される。これにより、第２変換部２２Ｂから出力される高周波電流が大口径コイルに供給され、誘導加熱動作が開始される。負荷２３２を大口径コイルとすることで、誘導加熱調理器１では対応できない大口径鍋などを加熱することができる。

また、図７（ｄ）に示すように、負荷２３２は、ＡＣ１００Ｖコンセントであってもよい。この場合は、第３導入口２３５Ｃに電極２３６が設けられ、負荷２３２は第３電極２２５Ｃと電気的に接続される。これにより、第３変換部２２Ｃから出力される低周波電流がコンセントに供給される。負荷２３２をＡＣ１００Ｖコンセントとすることで、様々な機器に電源を供給することができる。なお、負荷２３２をＡＣ１００Ｖコンセントとする場合は、フレーム２３３および天板２３４を備えない構成、またはこれらを取り外し可能な構成とする。

また、図７（ｅ）に示すように、負荷２３２は、ラジエントヒータであってもよい。この場合は、第３導入口２３５Ｃに電極２３６が設けられ、負荷２３２は第３電極２２５Ｃと電気的に接続される。これにより、第３変換部２２Ｃから出力される低周波電流がラジエントヒータに供給され、加熱動作が開始される。負荷２３２をラジエントヒータとすることで、天板２３４上の被調理物４を加熱することができる。

さらに、図７（ｆ）に示すように、負荷２３２は、回転攪拌機であってもよい。この場合は、第１導入口２３５Ａに電極２３６が設けられ、負荷２３２は第１電極２２５Ａと電気的に接続される。これにより、第１変換部２２Ａから出力される直流電流が回転撹拌機の回転モータに供給され、回転動作が開始される。負荷２３２を回転撹拌機とすることで、例えばブレンダーなどのように、容器の内容物を撹拌させることができる。なお、負荷２３２を回転撹拌機とする場合は、負荷２３２を磁性材料で構成し、非磁性材料で構成される被調理物４の容器の内側に負荷２３２を収めて回転させる構成とする。また、負荷プレート２３にフレーム２３３および天板２３４を備えない構成、またはこれらを取り外し可能な構成とする。

図８は、実施の形態１における負荷プレート２３の装着を説明する図である。負荷プレート２３は、受電装置２の筐体２０に対して、着脱可能に装着される構成となっている。詳しくは、図８に示すように、受電装置２の筐体２０は、上部が開口した箱形状を有している。そして、負荷プレート２３は、筐体２０の上方から開口に嵌めこまれる。このとき、電気回路部２２の上面から突出する第１電極２２５Ａ、第２電極２２５Ｂおよび第３電極２２５Ｃが負荷プレート２３の底面に設けられた第１導入口２３５Ａ、第２導入口２３５Ｂおよび第３導入口２３５Ｃに導入される。これにより、電気回路部２２と負荷プレート２３とが電気的に接続される。また、図８に示すように、負荷プレート２３の天板２３４は、筐体２０の開口よりも大きい形状を有している。これにより、天板２３４上での吹きこぼれなどが、筐体２０内に侵入することを抑制するとともに、負荷プレート２３の着脱を容易にしている。なお、筐体２０の開口に、パッキン等を設ける構成としてもよい。

（非接触給電システムの動作）
次に、非接触給電システム１００の動作について説明する。図９は、実施の形態１における非接触給電システム１００の動作を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、誘導加熱調理器１の送電側制御部１４によって実施される。まず、非接触給電システム１００の動作を開始する前に、使用者により被加熱物３または受電装置２が誘導加熱調理器１の天板１１に配置される。そして、使用者により、操作表示部１１２が操作され、電源スイッチが入れられることにより、誘導加熱調理器１の動作が開始される。

誘導加熱調理器１の動作が開始されると、まず、送電側制御部１４によって、誘導加熱調理器１の天板１１上に載置された負荷の種類が判別される（Ｓ１）。ここでは、天板１１上に載置された負荷が被加熱物３（鍋またはフライパン等）であるか、受電装置２であるかが判別される。具体的には、送電側制御部１４は、動作周波数掃引時において、第１電流検出手段１５により検出された商用周波数電流と、第２電流検出手段１６により検出された高周波電流から抵抗値を換算し、換算した抵抗値特性から負荷判別を行う。

図１０は、被加熱物３と受電装置２との抵抗値特性の例を示すグラフである。図１０の実線は受電装置２を示す代表特性であり、破線は被加熱物３を示す代表特性である。図１０に示すように、受電装置２と被加熱物３とでは抵抗値特性が異なり、この差異を利用して負荷を判別することができる。すなわち、換算した抵抗値が、ピークを有する特性である場合は、受電装置２が天板１１に載置されていると判別される。なお、送電側制御部１４は、第１電流検出手段１５により検出された商用周波数電流値と、第２電流検出手段１６により検出された高周波電流値との２軸マッピングを用いて負荷判別を行ってもよい。

図９に戻って、負荷判別の結果、天板１１上に載置された負荷が受電装置２であると判別されると（Ｓ２：ＹＥＳ）、送電側制御部１４によって、加熱コイル１２が非接触給電コイルとして機能するようインバータ１３が制御される（Ｓ３）。この場合は、加熱コイル１２から最大電力（１５００Ｗ）が受電装置２に送電される。

受電装置２の受電コイル２１は、加熱コイル１２の送電により高周波電流を発生し、電気回路部２２に出力する。電気回路部２２では、負荷プレート２３と導通している第１変換部２２Ａ、第２変換部２２Ｂまたは第３変換部２２Ｃの何れかにて、直流電流、高周波電流または低周波電流への変換が行われ、負荷プレート２３に出力される。これにより、負荷プレート２３の負荷２３２が駆動され、天板２３４上の被調理物４の加熱または冷却などが行われる。なお、受電装置２の動作の開始および停止は、受電装置２に設けられたスイッチ（図示せず）が操作されることにより行われる。

一方、天板１１上に載置された負荷が受電装置２ではなく、被加熱物３であると判別されると（Ｓ２：ＮＯ）、送電側制御部１４によって、加熱コイル１２による加熱動作が行われるよう、インバータ１３が制御される（Ｓ４）。なお上記の負荷判別および加熱コイル１２の制御は、加熱コイル１２毎に行われるものであり、誘導加熱調理器１において、受電装置２への非接触給電と、被加熱物３の加熱の両方を行うことができる。

以上のように、本実施の形態では、負荷プレート２３を着脱可能としたことにより、受電装置２の筐体２０を移動させることなく、負荷プレート２３を交換するだけで、複数の拡張機能を容易に実施することができる。例えば、対流用の分割コイルを備える負荷プレート２３（図７（ｂ））を用いて煮込み調理を実施した後、冷却用のペルチェ素子を備える負荷プレート２３（図７（ａ））に取り換えて調理物を急速冷却させることができる。または、回転撹拌用の負荷プレート２３（図７（ｆ））で内容物を撹拌したのち、外火力強化の負荷プレート２３（図７（ｂ））に取り替えて、外コイル２３２ｂの火力を強くして、フライパンにて加熱調理を開始することもできる。

このように、負荷プレート２３を取り替えるだけで、使用者は様々な調理シーケンスを実行することができる。また、負荷プレート２３は、受電コイル２１および電気回路部２２を備えていないため、薄型とすることができる。これにより、取り替え動作が容易であるとともに、収納も容易となり、使い勝手がさらに向上する。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、受電装置２が誘導加熱調理器１から調理情報を受信する点において、実施の形態１と相違する。図１１は、実施の形態２における非接触給電システム１００Ａの概略構成図である。

図１１に示すように、誘導加熱調理器１Ａは、実施の形態１と同じ構成に加え、受電装置２Ａと無線通信を行うための無線通信部１７を備える。無線通信部１７における無線通信としては、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線、または可視光による通信が用いられる。無線通信部１７は、送電側制御部１４からの指令に基づき、調理情報を受電装置２Ａへ送信する。

また、受電装置２Ａは、実施の形態１と同じ構成に加え、誘導加熱調理器１Ａと無線通信を行うための無線通信部２４と、無線通信部２４が受信した情報を表示するための表示部２５と、表示部２５を制御する受電側制御部２６とを備える。無線通信部２４における無線通信としては、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線、または可視光による通信が用いられる。無線通信部２４は、受信した情報を受電側制御部２６へ送信する。表示部２５は、例えば液晶ディスプレなどである。受電側制御部２６は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、プロセッサまたはマイクロコンピュータなどで構成される。

次に、非接触給電システム１００Ａの動作について説明する。図１２は、実施の形態２における非接触給電システム１００Ａの動作を示すフローチャートである。図１２では、誘導加熱調理器１Ａの送電側制御部１４によって実行されるフローと、受電装置２Ａの受電側制御部２６によって実行されるフローとをまとめて記載している。まず、非接触給電システム１００Ａの動作を開始する前に、使用者により被加熱物３または受電装置２Ａが誘導加熱調理器１Ａの天板１１に配置される。そして、使用者により、操作表示部１１２が操作され、電源スイッチが入れられることにより、誘導加熱調理器１Ａの動作が開始される。また、受電装置２Ａの動作は、受電装置２に設けられたスイッチ（図示せず）が操作されることにより開始される。

誘導加熱調理器１Ａの動作が開始されると、まず、送電側制御部１４によって、誘導加熱調理器１Ａの天板１１上に載置された負荷の種類が判別される（Ｓ１１）。負荷判別の方法は、実施の形態１と同様である。そして、負荷判別の結果、天板１１上に載置された負荷が受電装置２Ａであると判別されると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、無線通信部１７から受電装置２Ａに調理情報が送信される（Ｓ１３）。

調理情報とは、受電装置２Ａを用いた調理に関する情報であり、例えば「対流」、「冷却」、「撹拌」、「外火力強化」などの単一の調理情報、または「対流→冷却」または「撹拌→外火力強化」といった調理シーケンスである。調理情報は、使用者によって、誘導加熱調理器１の操作表示部１１２が操作されることにより入力される。以下の説明では、調理情報が「対流→冷却」の調理シーケンスである場合を例に説明する。なお、調理情報が調理シーケンスの場合も、ステップＳ１３では、現在実施すべき単一の調理情報（例えば「対流」）が受電装置２Ａに送信される。

そして、加熱コイル１２が非接触給電コイルとして機能するよう、インバータ１３が制御される（Ｓ１４）。その後、送電側制御部１４によって「対流」のための非接触給電が終了したと判断されると、次の調理があるか否かが判断される（Ｓ１５）。なお、「対流」のための非接触給電が終了したか否かは、時間の経過、または総電力量などに基づき自動的に判断される。そして、次の調理がない場合は（Ｓ１５：ＮＯ）本処理を終了し、次の調理がある場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、次の調理（例えば「冷却」）の調理情報が受電装置２に送信される（Ｓ１３）。すなわち、誘導加熱調理器１Ａでは、調理シーケンスが終了するまで、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が繰り返され、調理情報が受電装置２Ａに送信される。

一方、天板１１上に載置された負荷が受電装置２ではなく、被加熱物３であると判別されると（Ｓ１２：ＮＯ）、送電側制御部１４によって、加熱コイル１２による加熱動作が行われるよう、インバータ１３が制御される（Ｓ１６）。

また、受電装置２では、無線通信部２４によって、誘導加熱調理器１から送信された調理情報が受信される（Ｓ２１：ＹＥＳ）と、表示部２５に受信した調理情報に対応する負荷プレート２３の使用を促すための表示が行われる（Ｓ２２）。例えば、誘導加熱調理器１Ａから「対流」の調理情報を受信した場合、表示部２５に対流用の負荷プレート２３（図７（ｂ））の負荷プレート番号（例えば「Ｎｏ．１」）を表示する。これにより、使用者は、「Ｎｏ．１」の負荷プレート２３を受電装置２Ａに装着し、被調理物４を天板２３４に載せて対流動作を開始させることができる。

その後、ステップＳ２１に戻り、新たな調理情報を受信した場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、表示部２５に、新たな調理情報に対応する負荷プレート２３の使用を促すための表示が行われる（Ｓ２２）。例えば、新たな調理情報「冷却」用の負荷プレート２３（図７（ａ））の負荷プレート番号（例えば「Ｎｏ．２」）が表示部２５に表示される。これにより、使用者は、「Ｎｏ．２」の負荷プレート２３を受電装置２Ａに装着し、被調理物４を天板２３４に載せて冷却動作を開始させることができる。

また、別の例として「撹拌→外火力強化」の調理シーケンス（ハンバーグ等の焼き物調理を想定）が調理情報として選択されると、誘導加熱調理器１Ａは、受電装置２Ａに、撹拌用の負荷プレート２３の使用を促すための表示を行わせる。具体的には、攪拌用の負荷プレート番号として、例えば「Ｎｏ．３」と表示する。そして、使用者はＮｏ．３の撹拌用の負荷プレート２３を受電装置２Ａに装着し、攪拌動作を開始する。次に、攪拌動作が終了すると、誘導加熱調理器１Ａから受電装置２Ａに対して、次なるシーケンスである外火力強化用の負荷プレート２３の使用を促すための表示を行わせる。具体的には、外火力強化用の負荷プレート番号として、例えば「Ｎｏ．４」と表示する。使用者はＮｏ．４である外火力強化用の負荷プレート２３を受電装置２Ａにセットして、外火力強化動作を開始する。

以上のように、本実施の形態によれば、受電装置２Ａの表示部２５に、調理情報に応じた負荷プレート２３の使用を促す表示を行うことで、使用者が必要な負荷プレート２３を把握し、受電装置２Ａに装着することができる。これにより、誤った負荷プレート２３を装着して動作させるなどの調理の失敗を防ぐことができ、使い勝手をさらに向上させることができる。

なお、上記実施の形態では、調理シーケンスにおける１つの調理の終了を誘導加熱調理器１Ａの送電側制御部１４によって自動で判断する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、誘導加熱調理器１Ａにスイッチを備え、スイッチがオフとされた場合に調理が終了したと判断してもよい。この場合は、例えば、使用者が「対流」が終了したと判断した場合、スイッチをオフにする。送電側制御部１４は、スイッチがオフとなったことを検知し、対流シーケンス完了と判断する。そして、次なるシーケンス「冷却」の調理情報を受電装置２Ａに送信する。また、受電装置２Ａにスイッチを備え、スイッチがオフとされた場合に受電装置２Ａから誘導加熱調理器１Ａに信号を送信してもよい。または、負荷プレート２３に被調理物４の温度を検出する温度センサを備え、被調理物４の温度に応じて調理の終了を判断してもよい。

さらに別の変形例として、受電装置２Ａに操作部を備え、受電装置２Ａに調理情報が入力される構成としてもよい。この場合は、誘導加熱調理器１Ａから調理情報を受信する必要がなく、受電装置２Ａにて、調理情報に基づいて装着すべき負荷プレート２３を表示することができる。また、受電装置２Ａは、誘導加熱調理器１Ａ以外の外部装置（例えば携帯端末装置など）から調理情報を受信する構成としてもよい。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、誘導加熱調理器１が受電装置２から負荷プレート２３に関する情報を受信し、非接触給電の出力制御を行う点において、実施の形態２と相違する。実施の形態３における非接触給電システム１００Ａの概略構成は、実施の形態２と同じである。

図１３は、実施の形態３における非接触給電システム１００Ａの動作を示すフローチャートである。図１３では、誘導加熱調理器１Ａの送電側制御部１４によって実行されるフローと、受電装置２Ａの受電側制御部２６によって実行されるフローとをまとめて記載している。まず、非接触給電システム１００Ａの動作を開始する前に、使用者により被加熱物３または受電装置２Ａが誘導加熱調理器１Ａの天板１１に配置される。そして、使用者により、操作表示部１１２が操作され、電源スイッチが入れられることにより、誘導加熱調理器１Ａの動作が開始される。また、受電装置２Ａの動作は、受電装置２に設けられたスイッチ（図示せず）が操作されることにより開始される。

受電装置２Ａの動作が開始されると、受電側制御部２６により、筐体２０に装着されている負荷プレート２３の種類が判別される（Ｓ２０１）。負荷プレート２３の種類は、第１電極２２５Ａ、第２電極２２５Ｂまたは第３電極２２５Ｃの何れが負荷プレート２３と導通しているかによって判別される。本実施の形態の場合、負荷プレート２３の種類は、下記の何れかである。
（１）直流負荷（第１電極２２５Ａが導通）
（２）高周波交流負荷（第２電極２２５Ｂが導通）
（３）低周波交流負荷（第３電極２２５Ｃが導通）

そして、負荷プレート２３の種類を示す負荷プレート情報が無線通信部２４から誘導加熱調理器１Ａへ送信される（Ｓ２０２）。

誘導加熱調理器１Ａでは、実施の形態１と同様に、負荷判別が行われる（Ｓ１０１）。天板１１上に載置された負荷が被加熱物３であると判別されると（Ｓ１０２：ＮＯ）、送電側制御部１４によって、加熱コイル１２による加熱動作が行われるよう、インバータ１３が制御される（Ｓ１０５）。一方、天板１１上に載置された負荷が受電装置２Ａであると判別されると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、無線通信部１７にて、受電装置２Ａからの負荷プレート情報が受信される（Ｓ１０３）。そして、送電側制御部１４は、受信した負荷プレート情報に基づき、非接触給電制御を行う（Ｓ１０４）。

例えば、負荷プレート２３が（１）直流負荷である場合は、定電圧制御をする必要がある。そこで、送電側制御部１４は、加熱コイル１２からの出力が一定値となるようにインバータ１３を制御する。例えば、負荷プレート２３が攪拌用の負荷プレート２３（図７（ｆ））の場合、モータ電源は定電圧の必要があるため、誘導加熱調理器１Ａからの送電が一定値（例えば非接触給電の法規制上限になると予想される１５００Ｗ）となるように制御されるとよい。送電側制御部１４は、第１電流検出手段１５を用いて、出力の一定値制御を行う。

また、負荷プレート２３が（２）高周波交流負荷である場合は、電力制御を行う必要がある。誘導加熱調理器１Ａはデフォルトで電力制御方式となっているため、負荷プレート２３が高周波交流負荷である場合は、送電側制御部１４は、デフォルト動作制御（例えば１００Ｗ〜１５００Ｗ）となるようインバータ１３を制御する。また、負荷プレート２３が（３）低周波交流負荷である場合は、電気回路部２２での変換で十分であるため、特別な制御は不要となる。

以上のように、本実施の形態では、負荷プレート２３の電気特性に応じた制御を誘導加熱調理器１Ａ側で行うこととしたため、過大または過小な送電を抑制することができる。これにより、消費電力の削減になるとともに、受電装置２Ａにおける電気回路部２２の負荷を軽減することができる。

なお、本実施の形態の変形例として、受電装置２Ａに操作部を備え、受電装置２Ａに負荷プレートの種類が入力される構成としてもよい。この場合は、上記の３種類に限定されるものではなく、誘導加熱調理器１Ａにおいて負荷プレート２３に応じたより詳細な非接触給電を行うことができる。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明は、上記の実施の形態および変形例に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。例えば、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせて、誘導加熱調理器１Ａから受電装置２Ａへの調理情報の送信および負荷プレート番号の表示と、受電装置２Ａから誘導加熱調理器１Ａへの負荷プレート情報の送信および送電制御と、の両方を行ってもよい。

また、負荷プレート２３の種類は、上記実施の形態に限定されるものではく、その他の様々な機能を有する負荷プレートを使用することができる。例えば、負荷プレート２３の負荷２３２として、誘導加熱調理器１の加熱コイル１２と同じ加熱コイルを備えてもよい。また、上記実施の形態では、電気回路部２２にて３種類の変換部を備える構成としたが、これに限定されるものではなく、少なくとも何れか一つを備えればよい。または、負荷プレート２３の種類に応じて、４種類以上の変換部を備えてもよい。

さらに、上記実施の形態では、電気回路部２２を受電装置２の筐体２０内に配置する構成としたが、これに限定されるものではなく、負荷プレート２３に電気回路部２２を配置してもよい。図１４は、変形例１における負荷プレート２３Ａの構成を示す図である。図１４に示すように、負荷プレート２３Ａに負荷２３２と、負荷２３２に対応する変換部とを備える構成としてもよい。図１４の場合は、負荷２３２がＡＣ１００Ｖコンセントであり、第３変換部２２Ｃが負荷プレート２３Ａに設けられる。この場合は、負荷プレート２３Ａの底面に、第３変換部２２Ｃの第３電極２２５Ｃを配置し、受電コイル２１に設けられた出力電極と接続させる構成とすればよい。このように、負荷プレート２３に負荷２３２に対応する電気回路を設けることで、筐体２０内の構成を簡素化することができ、製造が容易となる。

また、上記実施の形態では、負荷プレート２３に天板２３４を設け、負荷プレート２３を筐体２０の上方から装着する構成としたが、これに限定されるものではない。図１５は、変形例２における受電装置２Ｂの概略構成図である。図１５に示すように、受電装置２Ｂの筐体２０Ｂの上面に天板２７を設け、筐体２０Ｂの正面に、負荷プレート２３を挿入するための投入口２８を設けてもよい。この場合、負荷プレート２３は、投入口２８から挿入され、筐体２０Ｂ内をスライドして装着される。このとき、実施の形態１と同様に、負荷プレート２３の底面における導入口に電気回路部２２の電極が導入され、負荷プレート２３と電気回路部２２とが電気的に接続される。なお、天板２７は、取り外し可能な構成とし、負荷２３２がＡＣ１００Ｖコンセントまたは回転攪拌機の場合には、取り外して使用できるようにするとよい。また、負荷プレート２３のフレーム２３３および天板２３４は省略される。その替りに、負荷２３２の上方に取り外し可能なカバーを設けてもよい。

また、筐体２０Ｂは、装着された負荷プレート２３を取り出すための機構をさらに備える。取り出すための機構としては、例えば取り出しボタンを設けること、または負荷プレート２３のプッシュ式などがある。このような構成とすることで、受電装置２Ｂの天板２７上に被調理物４を載置したまま負荷プレート２３を交換することができ、使い勝手がさらに向上する。

１、１Ａ 誘導加熱調理器、２、２Ａ、２Ｂ 受電装置、３ 被加熱物、４ 被調理物、１１ 天板、１２ 加熱コイル、１３ インバータ、１４ 送電側制御部、１５ 第１電流検出手段、１６ 第２電流検出手段、１７ 無線通信部、２０、２０Ｂ 筐体、２１ 受電コイル、２２ 電気回路部、２２Ａ 第１変換部、２２Ｂ 第２変換部、２２Ｃ 第３変換部、２３、２３Ａ 負荷プレート、２４ 無線通信部、２５ 表示部、２６ 受電側制御部、２７ 天板、２８ 投入口、１００、１００Ａ 非接触給電システム、１１１ 加熱口、１１２ 操作表示部、２００ 商用電源、２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃ 直流平滑回路、２２２ 高周波交流生成回路、２２３ 低周波交流生成回路、２２５Ａ 第１電極、２２５Ｂ 第２電極、２２５Ｃ 第３電極、２３１ ベース、２３２ 負荷、２３２ａ 内コイル、２３２ｂ 外コイル、２３３ フレーム、２３４ 天板、２３５Ａ 第１導入口、２３５Ｂ 第２導入口、２３５Ｃ 第３導入口、２３６ 電極。

Claims (9)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置され、非接触で受電し、高周波電流を出力する受電コイルと、
   前記高周波電流を変換する電気回路部と、
   前記電気回路部からの給電により駆動する負荷を有する負荷プレートと、
   を備え、
   前記負荷プレートは、前記筐体に対し着脱可能であることを特徴とする非接触受電装置。
2. 前記電気回路部は、
   前記高周波電流に対し異なる変換を行う複数の変換部と、
   前記複数の変換部に対応する複数の電極と、を備え、
   前記負荷プレートは、前記複数の電極の何れか一つと導通する導入口を備えることを特徴とする請求項１に記載の非接触受電装置。
3. 前記複数の変換部は、
   前記高周波電流を直流電流に変換する第１変換部と、
   前記高周波電流を周波数の異なる高周波電流に変換する第２変換部と、
   前記高周波電流を低周波電流に変換する第３変換部と、の少なくとも何れかを含むことを特徴とする請求項２に記載の非接触受電装置。
4. 前記負荷プレートは、
   前記負荷と、
   前記負荷が載置されるベースと、
   前記負荷の上方に配置される天板と、を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の非接触受電装置。
5. 前記筐体の上部には開口が形成され、
   前記負荷プレートは、前記開口から前記筐体に装着されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の非接触受電装置。
6. 前記負荷は、ペルチェ素子、加熱コイル、ＡＣ１００Ｖコンセント、ラジエントヒータまたは回転攪拌機の何れかであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の非接触受電装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の非接触受電装置と、
   誘導加熱調理器と、を備え、
   前記誘導加熱調理器は、
   被加熱物の加熱および前記受電コイルへの給電を行う加熱コイルと、
   前記加熱コイルを駆動するインバータと、
   前記インバータを制御する送電側制御部と、
   を備えることを特徴とする非接触給電システム。
8. 前記非接触受電装置は、表示部をさらに備え、
   前記送電側制御部は、前記非接触受電装置に調理情報を送信し、
   前記非接触受電装置は、前記調理情報を受信し、前記表示部に、前記調理情報に対応する前記負荷プレートの使用を促す表示を行うことを特徴とする請求項７に記載の非接触給電システム。
9. 前記非接触受電装置は、前記筐体に装着された前記負荷プレートの種類を判別し、前記負荷プレートの種類を示す負荷プレート情報を送信する受電側制御部をさらに備え、
   前記送電側制御部は、前記負荷プレート情報を受信し、前記負荷プレート情報に応じて前記インバータを制御することを特徴とする請求項７または８に記載の非接触給電システム。

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