WO2014030287A1

WO2014030287A1 - 非接触受電装置及び非接触給電システム

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Publication number: WO2014030287A1
Application number: PCT/JP2013/004233
Authority: WO
Inventors: 片岡　章; 北泉　武; 西村　誠; 藤濤　知也
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-02-27
Also published as: DE112013004161T5; DE112013004161T8; JP6152629B2; JP2014045543A

Abstract

　本発明に係る非接触受電装置は、電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、前記受電コイルと接続され、前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、前記受電コイルの下部に設けられた設置部に具備され、前記受電コイルの下部の異物を検知する異物検知手段と、前記異物検知手段で前記異物を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段と、前記異物検知手段によって検知される前記異物の有無によって前記受電表示手段を制御する受電制御手段と、を備える。

Description

非接触受電装置及び非接触給電システム

　本発明は、電磁誘導を利用して、機器間の電力伝送を非接触にて行う非接触受電装置及び非接触給電システムに関する。

　従来の非接触給電システムとしては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のものがある。

　従来の非接触給電システムは、電磁場を形成するように動作可能な第１の装置と、第１の装置と分離可能で、かつ第１の装置の近傍に配置されたときに、第１の装置とは直接的な電気誘導接点を持たずに第１の装置から誘導的に電力を受信可能に、電磁場と連結するように構成される、少なくとも１つの第２の装置と、を備える。このシステムは、第１の装置と第２の装置との間にある異物を電力差によって検知する。このため、第１の装置からの誘導電力から供給される電力と第２の装置から要求される電力との間に実質的な差異があるかどうか、または第２の装置が複数ある場合に、第２の装置によって要求された全体の電力から要求される総電力を検出する。この検出にしたがって、異物の存在を決定し、第１の装置からの誘導電力の供給を制限又は停止する。

欧州特許第１７５１８３４号明細書特表２００７－５３７６８８号明細書

　しかしながら、上記した従来の構成の非接触給電システムにおいては、小さい異物は検知できないという課題があった。

　したがって、本発明の目的は、小さい異物でも検知可能な非接触受電装置及び非接触給電システムを提供することである。

　本発明に係る非接触受電装置は、
　電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
　前記受電コイルと接続され、前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
　前記受電コイルの下部に設けられた設置部に具備され、前記受電コイルの下部の異物を検知する異物検知手段と、
　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段と、
　前記異物検知手段によって検知される前記異物の有無によって前記受電表示手段を制御する受電制御手段と、を備える。

　上記の概括的かつ特定の態様は、非接触受電装置、及び非接触給電システムの任意の組み合わせにより実現してもよい。

　本発明に係る非接触受電装置、及び非接触給電システムによれば、異物検知手段によって小さい異物でも検知することが可能である。

本実施の形態１に係る非接触受電装置の全体構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る非接触受電装置の使用例を示す概略断面図である。本実施の形態１に係る非接触受電装置の異物検知手段で異物を検知する例を示す概略断面図である。本実施の形態１に係る非接触受電装置の動作を示すフローチャートである。本実施の形態２に係る非接触受電装置の異物検知手段で異物を検知する例を示す概略断面図である。本実施の形態３に係る非接触受電装置の温度センサで異物を検知する例を示す概略断面図である。本実施の形態４に係る非接触受電装置の変位センサで異物を検知する例を示す概略断面図である。本実施の形態５に係る非接触給電システムの全体構成を示すブロック図である。本実施の形態５に係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。

　（本発明に係る一形態を得るに至った経緯）
　前述の「背景技術」の欄で説明したように、従来の非接触給電システムにおいては、第１の装置からの誘導電力と第２の装置が要求する電力の差を検出した場合に、異物の存在を決定し、第１の装置からの誘導電力の供給を制限又は停止している。しかし、例えば、小さい異物においては、第１の装置からの誘導電力と第２の装置が要求する電力に実質的な差が出ない。したがって、従来の非接触給電システムでは、このような小さい異物を検知することができないという課題を有していた。

　また、異物が発熱するもの、例えば金属等の異物であった場合、異物が検知されないと非接触給電システムは動作し続けるので、異物が加熱されて発熱する。この異物の発熱によって、システムが損傷を受け、安全性が低下するという課題もあった。

　そこで、本発明者らは、非接触受電装置に異物検知手段を設けることで、小さい異物、特に装置が損傷を受ける小さい金属異物を検知できることを見出した。また、本発明者らは、金属異物等が発熱して、装置が損傷を受けないように、非接触受電装置と非接触送電装置との間に空間を形成できる構成を見出し、本発明に至った。

　本発明の第１の態様に係る非接触受電装置は、
　電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
　前記受電コイルと接続され、前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
　前記受電コイルの下部に設けられた設置部に具備され、前記受電コイルの下部の異物を検知する異物検知手段と、
　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段と、
　前記異物検知手段によって検知される前記異物の有無によって前記受電表示手段を制御する受電制御手段と、を備える。

　本発明の第２の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１の態様における前記受電コイルと前記負荷装置の間に設けられ、前記受電制御手段の制御によって前記受電コイルと前記負荷装置との接続を切替える受電切替え手段をさらに備えてもよい。

　本発明の第３の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１の態様における前記非接触受電装置を非接触送電装置の上に設置したとき、前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間にある異物を検知すると、前記受電制御手段は、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示してもよい。

　本発明の第４の態様に係る非接触受電装置においては、前記第２の態様における前記非接触受電装置を非接触送電装置の上に設置したとき、前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間にある異物を検知すると、前記受電制御手段は、前記受電切替え手段を動作させて前記受電コイルから前記負荷装置への通電を停止し、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示してもよい。

　本発明の第５の態様に係る非接触受電装置においては、前記第３又は４の態様における前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示する際、アラームで異常を知らせるアラーム装置をさらに備えてもよい。

　本発明の第６の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記異物検知手段は、赤外線センサを用い、前記異物の温度を検出することによって前記異物を検知してもよい。

　本発明の第７の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記異物検知手段は、超音波センサを用い、前記異物を検知してもよい。

　本発明の第８の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記異物検知手段は、静電容量センサを用い、前記異物の静電容量を検出することによって前記異物を検知してもよい。

　本発明の第９の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記異物検知手段は、金属検知センサを用い、前記異物として金属製の異物を検知してもよい。

　本発明の第１０の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記非接触受電装置と非接触送電装置との間に空間を形成するように、前記非接触受電装置の前記設置部に設けられた設置脚が有ってもよい。

　本発明の第１１の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１０の態様における前記設置脚の周囲に遮光ラインを設け、前記異物検知手段は、赤外線センサを用い、前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の前記空間にある異物の温度を検出することによって前記異物を検知してもよい。

　本発明の第１２の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記非接触受電装置の前記設置部に受熱板を設け、前記異物検知手段に温度センサを用い、前記温度センサを前記受熱板に配置し、前記受熱板に接する異物の温度を検出することによって前記異物を検知してもよい。

　本発明の第１３の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１２の態様における前記受熱板は、熱伝導性セラミックで形成されてもよい。

　本発明の第１４の態様に係る非接触受電装置においては、前記第１～５のいずれかの態様における前記設置部に上下移動可能な可動板を設け、前記可動板を非接触送電装置の上面に向けて付勢するばねを有し、前記可動板が上下移動する際にガイドとなる設置脚を備え、前記異物検知手段に変位センサを用い、前記可動板の位置を検出することによって前記異物を検知してもよい。

　本発明の第１５の態様に係る非接触給電システムは、
　非接触受電装置と非接触送電装置とを有する非接触給電システムであって、
　前記非接触受電装置は、
　　電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
　　前記受電コイルと接続され、前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
　　前記受電コイルの下部に設けられた設置部に具備され、前記受電コイルの下部の異物を検知する異物検知手段と、
　　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段と、
　　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに信号を送信する送信手段と、
　　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに前記受電表示手段及び前記送信手段を制御する受電制御手段と、を備え、
　前記非接触送電装置は、
　　前記非接触受電装置の前記受電コイルに電力を供給する送電コイルと、
　　前記非接触受電装置の前記送信手段からの信号を受信する受信手段と、
　　前記受信手段で信号を検知したときに送電を停止する送電切替え手段と、
　　前記受信手段と接続され、かつ前記送電切替え手段を介して前記送電コイルと接続され、前記送電切替え手段の動作を制御する送電制御手段と、を備える。

　本発明の第１６の態様に係る非接触給電システムにおいては、前記第１５の態様における前記非接触受電装置には、前記受電コイルと前記負荷装置の間に設けられ、前記受電制御手段によって前記受電コイルと前記負荷装置との接続を切替える受電切替え手段をさらに備えてもよい。

　本発明の第１７の態様に係る非接触給電システムにおいては、前記第１５の態様における前記非接触送電装置には、前記送電制御手段に接続され、前記送電制御手段によって動作される送電表示手段をさらに備えてもよい。

　本発明の第１８の態様に係る非接触給電システムにおいては、前記第１５の態様における前記非接触受電装置の前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の異物を検知したとき、前記受電制御手段は、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示し、前記送信手段を動作させて異物検知の信号を送信し、
　前記信号を前記非接触送電装置の前記受信手段で受信すると、前記送電制御手段が前記送電切替え手段を動作させて、前記送電コイルと前記送電制御手段との接続を切って送電を停止してもよい。

　本発明の第１９の態様に係る非接触給電システムにおいては、前記第１６の態様における前記非接触受電装置の前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の異物を検知したとき、前記受電制御手段は、前記受電切替え手段を動作させて前記受電コイルから前記負荷装置への通電を停止させ、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示し、前記送信手段を動作させて異物検知の信号を送信し、
　前記信号を前記非接触送電装置の前記受信手段で受信すると、前記送電制御手段が前記送電切替え手段を動作させて、前記送電コイルと前記送電制御手段との接続を切って送電を停止してもよい。

　本発明の第２０の態様に係る非接触給電システムにおいては、前記第１７の態様における前記非接触受電装置の前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の異物を検知したとき、前記受電制御手段は、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示し、前記送信手段を動作させて異物検知の信号を送信し、
　前記信号を前記非接触送電装置の前記受信手段で受信すると、前記送電制御手段が前記送電切替え手段を動作させて、前記送電コイルと前記送電制御手段との接続を切って送電を停止し、前記送電表示手段を動作させて異常状態を表示してもよい。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（実施の形態１）
［全体構成］
＜非接触受電装置＞
　図１は、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０の全体構成を示すブロック図である。
　本実施の形態１に係る非接触受電装置１０は、受電コイル２と、受電コイル２と接続された負荷装置３と、設置部４に具備された異物検知手段５を備える。また、異物検知手段５で異物９を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段８と、この受電表示手段８を制御する受電制御手段６を有する。なお、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０では、必須の構成ではないが、受電切替え手段７を備えてもよい。

　図２は、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０の使用例を示す概略断面図である。図３は、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０の異物検知手段５で異物９を検知する例を示す概略断面図である。
　図２に示すように、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０は、非接触送電装置２０の上に配置した構成で使用される。本実施の形態１に係る非接触受電装置１０は、異物検知手段５に、例えば、赤外線センサ５ａ、超音波センサ５ｂ、静電容量センサ５ｃ、又は金属検知センサ５ｄのいずれかのセンサを用いている。図３に示すように、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０では、これらのいずれかのセンサを用いて、非接触受電装置１０と非接触送電装置２０との間にある異物９を検知する。なお、図２及び３で示す符号５は、各センサの符号５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを包括し、符号１０は、各センサに対応する非接触受電装置の符号１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを包括する。

以下に、この非接触受電装置１０を構成する各構成部材について説明する。
＜受電コイル＞
　受電コイル２は、受電切替え手段７を介して負荷装置３と接続される。受電コイル２は、非接触送電装置２０の送電コイルからの高周波磁界による電力の供給を受け、非接触で受電する。そして、受電コイル２で受電した電力は、受電切替え手段７を介して負荷装置３に供給される。

＜負荷装置＞
　負荷装置３は、受電切替え手段７を介して受電コイル２と接続される。負荷装置３は、受電切替え手段７を介して受電コイル２で受電された電力が供給される。なお、受電切替え手段７が「切り」に動作されている場合は、受電コイル２から負荷装置３への通電を停止する。

＜設置部＞
　設置部４は、非接触受電装置１０本体底部の部分であり、非接触送電装置２０の上面と接する部分である。本実施の形態１に係る非接触受電装置１０の設置部４には、異物検知手段５が設けられている。

＜異物検知手段＞
　異物検知手段５は、設置部４に設けられ、受電制御手段６と接続される。異物検知手段５は、非接触受電装置１０と非接触送電装置２０との間に介在する異物９の有無を検知する。異物検知手段５としては、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、静電容量センサ、金属検知センサ、温度センサ、変位センサ等がある。特に、装置に損傷を与える小さい発熱する異物９、例えば小さい金属異物９を検知するのに、赤外線センサと温度センサを用いるのが好ましい。
　次に、異物検知手段５として使用される各種センサについて説明する。
　＜赤外線センサ＞
　異物検知手段５に赤外線センサ５ａを用いた場合を説明する。図３に示すように、非接触受電装置１０ａの設置部４と非接触送電装置２０の上面との間に異物９がある状態で、非接触受電装置１０ａが動作を継続すると、異物９が加熱されて異物９の温度が上昇する。本実施の形態１に係る非接触受電装置１０ａでは、赤外線センサ５ａで異物９の温度を検出し、検出された温度の値が所定の温度（例えば、５０℃）以上になったときに、異物９があると検知する。なお、所定の温度は、装置が損傷を受けない温度に設定される。
　＜超音波センサ＞
　異物検知手段５に超音波センサ５ｂを用いた場合を説明する。本実施の形態１に係る非接触受電装置１０ｂでは、非接触受電装置１０ｂと非接触送電装置２０の間にある異物９に向けて、超音波センサ５ｂが超音波を発信する。そして、その反射波を受信することによって異物９を検知することができる。
　＜静電容量センサ＞
　異物検知手段５に静電容量センサ５ｃを用いた場合を説明する。本実施の形態１に係る非接触受電装置１０ｃでは、非接触受電装置１０ｃと非接触送電装置２０の間にある異物９の静電容量を検出する。その検出された静電容量の変化によって、異物９を検知することができる。
　＜金属検知センサ＞
　異物検知手段５に金属検知センサ５ｄを用いた場合を説明する。金属検知センサ５ｄは、異物９が金属である場合に有効である。本実施の形態１に係る非接触受電装置１０ｄでは、金属検知センサ５ｄによって、非接触受電装置１０ｄと非接触送電装置２０との間にある金属製の異物９を検知することができる。

＜受電制御手段＞
　受電制御手段６は、異物検知手段５、受電切替え手段７、及び受電表示手段８と接続される。受電制御手段６は、異物検知手段５で検知する異物の有無によって、受電切替え手段７及び受電表示手段８の動作を統括制御するものであり、所定のプログラムによって動作する。

＜受電切替え手段＞
　受電切替え手段７は、受電コイル２、負荷装置３、及び受電制御手段６と接続されている。受電切替え手段７は、受電制御手段６によって制御され、受電コイル２と負荷装置３の接続の切替え動作を行う。なお、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０では、受電切替え手段７は必須の構成ではない。

＜受電表示手段＞
　受電表示手段８は、受電制御手段６と接続されている。受電表示手段８は、受電制御手段６によって制御され、非接触受電装置１０の異常表示を行う。例えば、異物検知手段５によって異物９が検知された場合に、異物９の挟まりを異常表示する。また、異物９の挟まりを異常表示する際に、アラーム等で異常を知らせる手段を用いてもよい。

［動作］
　次に、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０の動作について説明する。
　図４は、本実施の形態１に係る非接触受電装置１０の動作を示すフローチャートである。
（１）非接触受電装置１０を非接触送電装置２０の上に設置し、動作を開始する。
（２）異物検知手段５によって異物９の有無を検知する。異物９が検知されない場合、非接触受電装置１０は、動作を継続する（Ｓ１）。
（３）異物９が検知された場合、受電制御手段６の制御によって受電切替え手段７を「切り」に動作させ、受電コイル２から負荷装置３への通電を停止する（Ｓ２）。
（４）受電制御手段６の制御によって受電表示手段８に異物９の存在を伝達し、異物９の挟まりを異常表示する（Ｓ３）。このとき、前述したように異物９の挟まりをアラーム等で知らせてもよい。
　なお、上記（３）は、受電切替え手段７を備える場合にのみ動作する。

［効果］
　上記のように本実施の形態１に係る非接触受電装置１０では、異物検知手段５として、赤外線センサ５ａ、超音波センサ５ｂ、静電容量センサ５ｃ、又は金属検知センサ５ｄを設けたことによって、小さい異物９を検知することができる。特に、赤外線センサ５ａを用いた場合は、異物９の温度を検出することによって異物９の有無を検知できるので、従来では検知できなかった、例えば金属製の小さい異物９でも検知することができる。また、金属検知センサ５ｄを用いた場合は、非接触受電装置１０に損傷を与える金属製の異物９を確実に検知することができる。その結果、装置に損傷を与えるような小さい異物９がある場合でも、非接触受電装置１０の動作を停止し、異物９の挟まりの異常状態を知らせることができるので、装置の安全性が低下することがない。
　なお、本実施の形態１の非接触受電装置１０は、例えばブレンダを対象としている。この場合、負荷装置３には、例えばＤＣモータが使用される。ここで、負荷装置３には、高周波磁界による電力を受けた受電コイル２から高周波電流（ＡＣ電流）が供給される。負荷装置３にＤＣモータを使用するには、高周波電流（ＡＣ電流）をＤＣ電流に変換する必要があるため、負荷装置３はＡＣ－ＤＣ変換回路を含む構成にしてもよい。即ち、負荷装置３は、負荷の特性に合わせた回路を含んでもよい。

（実施の形態２）
［全体構成］
　図５は、本実施の形態２に係る非接触受電装置１０ｅの異物検知手段５で異物９を検知する例を示す概略断面図である。
　図５に示すように、本実施の形態２に係る非接触受電装置１０ｅを非接触送電装置２０の上に配置した構成は、実施の形態１と同様である。本実施の形態２は、実施の形態１と比べて、非接触受電装置１０ｅと非接触送電装置２０との間に空間１１を形成するように、非接触受電装置１０ｅの設置部４に設置脚１２ａを設けている点で異なる。なお、図５の符号５は、各センサの符号５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを包括する。

　本実施の形態２に係る非接触受電装置１０ｅでは、前述した実施の形態１と同じように、異物検知手段５に、赤外線センサ５ａ、超音波センサ５ｂ、静電容量センサ５ｃ、又は金属検知センサ５ｄのいずれかのセンサを用いることができる。上記センサによって、非接触受電装置１０ｅと非接触送電装置２０との間の空間１１にある異物９を検知することができる。特に、異物検知手段５に赤外線センサ５ａを用いる場合、異物９の温度検出に対して周囲の光が強く混入すると、赤外線センサ５ａの精度が低下するという課題（外乱光の影響）があるが、設置脚１２ａの周囲に遮光ライン１３を設ければ、赤外線センサ５ａの精度の低下を抑制できる。

［動作］
　前述した赤外線センサ５ａ、超音波センサ５ｂ、静電容量センサ５ｃ、又は金属検知センサ５ｄで異物９を検知した後、実施の形態１に係る非接触受電装置１０の動作と同様に、受電制御手段６によって受電表示手段８を制御する。この制御によって、異物９の挟まりの異常状態を表示する。また、異常状態の表示の際に、アラーム等で異常を知らせてもよい。さらに、受電切替え手段７を備える場合、受電制御手段６の制御によって、受電コイル２から負荷装置３への通電を停止してもよい。

［効果］
　上記構成により、本実施の形態２に係る非接触受電装置１０ｅでは、非接触受電装置１０ｅと非接触送電装置２０との間に空間１１があるため、異物検知手段５としての各種センサでの検出範囲を広げることができ、異物９を検知し易くなる。但し、空間１１が広すぎると給電効率が落ちるため、空間１１は非接触受電装置１０ｅと異物９が接触しない範囲で狭くするのがよい。また、異物検知手段５として、赤外線センサ５ａを用いた場合、遮光ライン１３を設けることで、外乱光の影響を減らすことができ、異物９の検知精度が上がる。その結果、従来のシステムでは検知できなかった小さい金属製の異物９を検知し易くなる。さらに、本実施の形態２に係る非接触受電装置１０ｅでは、空間１１があることにより異物９が非接触受電装置１０ｅと接触しないため、異物９の発熱によって非接触受電装置１０ｅが損傷を受けることがない。

（実施の形態３）
［全体構成］
　図６は、本実施の形態３に係る非接触受電装置１０ｆの温度センサ５ｅで異物９を検知する例を示す概略断面図である。
　図６に示すように、本実施の形態３に係る非接触受電装置１０ｆを非接触送電装置２０の上に配置した構成は、実施の形態１と同様である。本実施の形態３に係る非接触受電装置１０ｆは、実施の形態１と比べて、設置部４に受熱板１４を設け、受熱板１４に異物検知手段５として、温度センサ５ｅを具備している点で異なる。

　以下に、実施の形態３に係る非接触受電装置１０ｆの構成部材である受熱板１４及び温度センサ５ｅについて説明する。
＜受熱板＞
　受熱板１４は、発熱しない非金属製、かつ熱伝導率の高いものがよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ケイ素等の高熱伝導性セラミックを用いることができる。
＜温度センサ＞
　温度センサ５ｅとしては、例えば、サーミスタがある。温度センサ５ｅは、受熱板１４を介して異物９の温度を検出する。

［動作］
　非接触受電装置１０ｆと非接触送電装置２０との間に、例えば、金属製の異物９がある場合、非接触受電装置１０ｆと非接触送電装置２０が動作すると、異物９が加熱される。図６に示すように、本実施の形態３に係る非接触受電装置１０ｆでは、設置部４に受熱板１４を設けているため、受熱板１４と異物９が接触している。よって、異物９の熱が受熱板１４を介して温度センサ５ｅに伝わり、温度センサ５ｅは、異物９の温度を検出できる。そして、温度センサ５ｅで検出した温度が所定の温度（例えば、６０℃）以上になったとき、異物９として検知する。所定の温度は、装置が損傷を受けない温度に設定される。異物９を検知すると、実施の形態１に係る非接触受電装置１０の動作と同様に、受電制御手段６の制御によって、受電表示手段８の動作を制御する。この制御によって、異物９の挟まりの異常状態を表示する。また、異常状態の表示の際に、アラーム等で異常を知らせてもよい。さらに、受電切替え手段７を備える場合、受電制御手段６の制御によって、受電コイル２から負荷装置３への通電を停止してもよい。

［効果］
　上記のように本実施の形態３に係る非接触受電装置１０ｆでは、異物検知手段５として、温度センサ５ｅを用いることで、異物９の温度を検出することによって異物９の有無を検知する。その結果、小さい金属製の異物９でも、より確実に検知できる。このように、異物検知手段５として温度センサ５ｅを用いると、従来のシステムに比べ、小さい金属製の異物９の検知精度が上がる。したがって、異物９が発熱して装置が損傷を受ける温度になる前に異物９の挟まりを検知して異常状態を知らせることできるため、装置の安定性が低下しない。また、温度センサ５ｅにサーミスタを用いることで、コストを安く構成できる。

（実施の形態４）
［全体構成］
　図７は、本実施の形態４に係る非接触受電装置１０ｇの変位センサ５ｆで異物９を検知する例を示す概略断面図である。
　図７に示すように、本実施の形態４に係る非接触受電装置１０ｇを非接触送電装置２０の上に配置した構成は、実施の形態１に係る非接触受電装置１０と同様である。本実施の形態４に係る非接触受電装置１０ｇは、実施の形態１と比べて、設置部４に上下移動可能な可動板１５を設け、可動板１５を非接触送電装置２０の上面に向けて付勢するばね１６を有している点で異なる。また、可動板１５が上下移動する際にガイドとなる設置脚１２ｂを備え、異物検知手段５として、変位センサ５ｆを備えている点でも異なる。

［動作］
　本実施の形態４に係る非接触受電装置１０ｇでは、設置部４に上下移動可能な可動板１５を設けている。可動板１５は、ばね１６によって非接触送電装置２０に向かって、付勢している。図７に示すように、非接触給電装置１０ｇと非接触送電装置２０との間に異物９があると、異物９の厚みの分だけ可動板１５が押し上げられる。この押し上げられた可動板１５の位置を変位センサ５ｆによって検出する。そして、異物９がない場合の可動板１５の位置からの変位量が所定の値（例えば、１ｍｍ）以上になった時に、異物９があるものと検知する。異物９を検知すると、受電制御手段６によって受電表示手段８の動作を制御する。この制御によって、異物９の挟まりの異常状態を表示する。また、異常状態の表示の際に、アラーム等で異常を知らせてもよい。さらに、受電切替え手段７を備える場合、受電制御手段６の制御によって、受電コイル２から負荷装置３への通電を停止してもよい。

［効果］
　上記のように本実施の形態４に係る非接触受電装置１０ｇでは、異物検知手段５として変位センサ５ｆを用いて、可動板１５の変位量を検出することによって、異物９の有無を検知する。したがって、従来のシステムに比べ、小さい異物９を検知でき、非接触給電システムの電力供給の停止や異常を知らせることができるので、システムの安全性が低下しない。

（実施の形態５）
［全体構成］
＜非接触給電システム＞
　本実施の形態５に係る非接触給電システム３０について、図８を用いて説明する。
　図８は、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０の全体構成を示すブロック図である。
　この非接触給電システム３０では、実施の形態１に係る非接触受電装置１０に送信手段２１を加えた非接触受電装置１０ｈと、非接触送電装置２０を備える。

　非接触受電装置１０ｈは、受電コイル２と、受電コイル２と接続された負荷装置３と、設置部４に具備された異物検知手段５を備える。また、異物検知手段５で異物９を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段８と、この受電表示手段８を制御する受電制御手段６を有する。さらに、異物９を検知したときに異物検知信号を送信する送信手段２１を備える。なお、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０における非接触受電装置１０ｈでは、必須の構成ではないが、受電切替え手段７を備えてもよい。

　非接触送電装置２０は、送電コイル２２と、異物検知信号を受信する受信手段２３と、送電を停止するための送電切替え手段２５を備える。また、受信手段２３と送電切替え手段２５とを制御する送電制御手段２４を備える。さらに、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０における非接触送電装置２０では、必須の構成ではないが、送電表示手段２６を備えてもよい。

　本実施の形態５に係る非接触給電システム３０における非接触受電装置１０ｈについて説明する。なお、送信手段２１以外の構成は、実施の形態１に係る非接触受電装置１０と同じであるため、ここでは送信手段２１のみを説明する。
＜送信手段＞
　送信手段２１は、非接触受電装置１０ｈ内に設けられており、受電制御手段６と接続される。送信手段２１は、受電制御手段６によって制御され、異物検知手段５で異物９を検知したとき、非接触送電装置２０の受信手段２３に異物検知の信号を送信する。

　次に、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０における非接触送電装置２０について説明する。
＜送電コイル＞
　送電コイル２２は、送電制御手段２４、及び送電切替え手段２５と接続される。送電コイル２２は、非接触受電装置１０ｈの受電コイル２に高周波磁界による電力を供給し、非接触で送電する。

＜受信手段＞
　受信手段２３は、送電制御手段２４と接続される。受信手段２３は、非接触受電装置１０ｈの送信手段２１から送信された異物検知の信号を受信する。

＜送電制御手段＞
　送電制御手段２４は、送電コイル２２、受信手段２３、送電切替え手段２５、及び送電表示手段２６と接続される。送電制御手段２４は、送電切替え手段２５、及び送電表示手段２６を統括制御するものであり、所定のプログラムによって動作する。

＜送電切替え手段＞
　送電切替え手段２５は、送電コイル２２、及び送電制御手段２４と接続されている。送電切替え手段２５は、送電制御手段２４によって制御され、送電コイル２２との接続切替え動作を行う。

＜送電表示手段＞
　送電表示手段２６は、送電制御手段２４と接続されている。送電切替え手段２５は、送電制御手段２４によって制御される。例えば、受信手段２３が非接触受電装置１０ｈの送信手段２１から異物検知の信号を受信した場合に、非接触受電装置１０ｈと非接触送電装置２０との間に異物９の挟まりがあることを異常表示することができる。また、アラーム等で異常を知らせてもよい。なお、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０では、送電表示手段２６は必須の構成ではない。

［動作］
　次に、本実施の形態５に係る非接触受給電システム３０の動作について説明する。
　図９は、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０の動作を示すフローチャートである。
（１）非接触受電装置１０ｈ及び非接触送電装置２０の動作が開始して、非接触給電システム３０が動作を開始する（Ｓ１１）。
（２）非接触受電装置１０ｈの異物検知手段５によって異物の有無を検知する。異物９が検知されない場合、非接触給電システム３０の動作は、継続する（Ｓ１２）。
（３）異物９が検知された場合、非接触受電装置１０ｈの受電制御手段６の制御によって、受電切替え手段７を「切り」に動作させ、負荷装置３への通電を停止する（Ｓ１３）。
（４）受電制御手段６の制御によって、受電表示手段８に異物９の存在を伝達し、異物９の挟まりを異常表示する（Ｓ１４）。なお、異物９の挟まりを異常表示する際にアラーム等で知らせてもよい。
（５）非接触受電装置１０ｈの送信手段２１から異物９を検知した信号を送信する（Ｓ１５）。
（６）非接触送電装置２０の受信手段２３で異物検知信号を受信する（Ｓ１６）。
（７）送電制御手段２４の制御によって、送電切替え手段２５を「切り」に動作させ、送電コイル２２の通電を停止する（Ｓ１７）。
（８）送電制御手段２４の制御によって、送電表示手段２６に異物９の存在を伝達し、異物９の挟まりを異常表示する（Ｓ１８）。なお、異物９の挟まりを異常表示する際にアラーム等で知らせてもよい。
　なお、上記（３）は、非接触受電装置１０ｈが受電切替え手段７を備える場合のみ動作し、上記（８）は、非接触送電装置２０に送電表示手段２６を備える場合のみ動作する。
　また、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０では、非接触受電装置１０ｈの負荷装置３における負荷を検出することで、送電切替え手段２５を「切り」にすることもできる。例えば、非接触送電装置２０の送電制御手段２４が非接触受電装置１０ｈの負荷装置３における負荷を検出し、検出した負荷の値が予め設定された閾値に達すると送電切替え手段２５を「切り」に動作させて送電コイル２２の通電を停止する。このようにすれば、上記した送信手段２１及び受信手段２３を用いず、非接触送電装置２０の送電を停止することができ、さらにコストも低減することができる。

［効果］
　上記構成により、本実施の形態５に係る非接触給電システム３０では、非接触受電装置１０ｈと非接触送電装置２０の間に介在する異物９を異物検知手段５で確実に検知することができる。したがって、従来のシステムに比べ、小さい異物９を検知でき、非接触給電システムの電力供給の停止や異常を知らせることができるので、システムの安全性が低下しない。

　本実施の形態１～５において、非接触受電装置１０を非接触送電装置２０の上に直接載置する場合について説明してきたが、厨房機器等で使用される場合では、非接触受電装置１０と非接触送電装置２０の間に天板等を介在させることも有り得る。このとき、天板上に異物９があった場合、非接触送電装置２０によって天板の下から異物９を検知することは困難である。しかし、本実施の形態１～５においては、非接触受電装置１０のみの構成で、天板上の異物９を検知することができるという利点がある。
　なお、本実施の形態１～５において、非接触送電装置２０は、誘導加熱調理器としても使用することができ、非接触受電装置１０を載せていない時は、鍋等を誘導加熱することができ、利用する用途が広がる。

　２　受電コイル
　３　負荷装置
　４　設置部
　５　異物検出手段
　５ａ　赤外線センサ
　５ｂ　超音波センサ
　５ｃ　静電容量センサ
　５ｄ　金属検知センサ
　５ｅ　温度センサ
　５ｆ　変位センサ
　６　受電制御手段
　７　受電切替え手段
　８　受電表示手段
　９　異物
　１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ　非接触受電装置
　１１　空間
　１２ａ、１２ｂ　設置脚
　１３　遮光ライン
　１４　受熱板
　１５　可動板
　１６　ばね
　２０　非接触送電装置
　２１　送信手段
　２２　送電コイル
　２３　受信手段
　２４　送電制御手段
　２５　送電切替え手段
　２６　送電表示手段
　３０　非接触給電システム

Claims

　電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
　前記受電コイルと接続され、前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
　前記受電コイルの下部に設けられた設置部に具備され、前記受電コイルの下部の異物を検知する異物検知手段と、
　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段と、
　前記異物検知手段によって検知される前記異物の有無によって前記受電表示手段を制御する受電制御手段と、
　を備える、非接触受電装置。
　前記受電コイルと前記負荷装置の間に設けられ、前記受電制御手段の制御によって前記受電コイルと前記負荷装置との接続を切替える受電切替え手段をさらに備える、請求項１に記載の非接触受電装置。
　前記非接触受電装置を非接触送電装置の上に設置したとき、前記異物検知手段が前記非接触受電装置を前記非接触送電装置との間にある異物を検知すると、前記受電制御手段は、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示する、請求項１に記載の非接触受電装置。
　前記非接触受電装置を非接触送電装置の上に設置したとき、前記異物検知手段が前記非接触受電装置を前記非接触送電装置との間にある異物を検知すると、前記受電制御手段は、前記受電切替え手段を動作させて前記受電コイルから前記負荷装置への通電を停止し、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示する、請求項２に記載の非接触受電装置。
　前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示する際、アラームで異常を知らせるアラーム装置をさらに備える、請求項３又は４に記載の非接触受電装置。
　前記異物検知手段は、赤外線センサを用い、前記異物の温度を検出することによって前記異物を検知する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　前記異物検知手段は、超音波センサを用い、前記異物を検知する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　前記異物検知手段は、静電容量センサを用い、前記異物の静電容量を検出することによって前記異物を検知する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　前記異物検知手段は、金属検知センサを用い、前記異物として金属製の異物を検知する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　前記非接触受電装置と非接触送電装置との間に空間を形成するように、前記非接触受電装置の前記設置部に設けられた設置脚を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　前記設置脚の周囲に遮光ラインを設け、前記異物検知手段は、赤外線センサを用い、前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の前記空間にある異物の温度を検出することによって前記異物を検知する、請求項１０に記載の非接触受電装置。
　前記非接触受電装置の前記設置部に受熱板を設け、前記異物検知手段に温度センサを用い、前記温度センサを前記受熱板に配置し、前記受熱板に接する異物の温度を検出することによって前記異物を検知する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　前記受熱板は、熱伝導性セラミックで形成される、請求項１２に記載の非接触受電装置。
　前記設置部に上下移動可能な可動板を設け、前記可動板を非接触送電装置の上面に向けて付勢するばねを有し、前記可動板が上下移動する際にガイドとなる設置脚を備え、前記異物検知手段に変位センサを用い、前記可動板の位置を検出することによって前記異物を検知する、請求項１～５のいずれか一項に記載の非接触受電装置。
　非接触受電装置と非接触送電装置とを有する非接触給電システムであって、
　前記非接触受電装置は、
　　電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を受ける受電コイルと、
　　前記受電コイルと接続され、前記受電コイルから電力を供給される負荷装置と、
　　前記受電コイルの下部に設けられた設置部に具備され、前記受電コイルの下部の異物を検知する異物検知手段と、
　　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに異常状態を表示する受電表示手段と、
　　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに信号を送信する送信手段と、
　　前記異物検知手段で前記異物を検知したときに前記受電表示手段及び前記送信手段を制御する受電制御手段と、を備え、
　前記非接触送電装置は、
　　前記非接触受電装置の前記受電コイルに電力を供給する送電コイルと、
　　前記非接触受電装置の前記送信手段からの信号を受信する受信手段と、
　　前記受信手段で信号を検知したときに送電を停止する送電切替え手段と、
　　前記受信手段と接続され、かつ前記送電切替え手段を介して前記送電コイルと接続され、前記送電切替え手段の動作を制御する送電制御手段と、を備える、非接触給電システム。
　前記非接触受電装置には、前記受電コイルと前記負荷装置の間に設けられ、前記受電制御手段によって前記受電コイルと前記負荷装置との接続を切替える受電切替え手段をさらに備える、請求項１５に記載の非接触給電システム。
　前記非接触送電装置には、前記送電制御手段に接続され、前記送電制御手段によって動作される送電表示手段をさらに備える、請求項１５に記載の非接触給電システム。
　前記非接触受電装置の前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の異物を検知したとき、前記受電制御手段は、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示し、前記送信手段を動作させて異物検知の信号を送信し、
　前記信号を前記非接触送電装置の前記受信手段で受信すると、前記送電制御手段が前記送電切替え手段を動作させて、前記送電コイルと前記送電制御手段との接続を切って送電を停止する、請求項１５に記載の非接触給電システム。
　前記非接触受電装置の前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の異物を検知したとき、前記受電制御手段は、前記受電切替え手段を動作させて前記受電コイルから前記負荷装置への通電を停止させ、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示し、前記送信手段を動作させて異物検知の信号を送信し、
　前記信号を前記非接触送電装置の前記受信手段で受信すると、前記送電制御手段が前記送電切替え手段を動作させて、前記送電コイルと前記送電制御手段との接続を切って送電を停止する、請求項１６に記載の非接触給電システム。
　前記非接触受電装置の前記異物検知手段が前記非接触受電装置と前記非接触送電装置との間の異物を検知したとき、前記受電制御手段は、前記受電表示手段を動作させて異常状態を表示し、前記送信手段を動作させて異物検知の信号を送信し、
　前記信号を前記非接触送電装置の前記受信手段で受信すると、前記送電制御手段が前記送電切替え手段を動作させて、前記送電コイルと前記送電制御手段との接続を切って送電を停止し、前記送電表示手段を動作させて異常状態を表示する、請求項１７に記載の非接触給電システム。