WO2014030287A1 - 非接触受電装置及び非接触給電システム - Google Patents
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- WO2014030287A1 WO2014030287A1 PCT/JP2013/004233 JP2013004233W WO2014030287A1 WO 2014030287 A1 WO2014030287 A1 WO 2014030287A1 JP 2013004233 W JP2013004233 W JP 2013004233W WO 2014030287 A1 WO2014030287 A1 WO 2014030287A1
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Definitions
- the present invention relates to a non-contact power receiving device and a non-contact power supply system that perform electromagnetic power transmission between devices in a non-contact manner.
- Examples of conventional non-contact power feeding systems include those described in Patent Document 1 and Patent Document 2.
- a conventional non-contact power supply system includes a first device operable to form an electromagnetic field, and a first device when separable from the first device and disposed in the vicinity of the first device.
- This system detects a foreign object between the first device and the second device by a power difference. Thus, whether there is a substantial difference between the power supplied from the inductive power from the first device and the power required from the second device, or if there are multiple second devices, The total power requested is detected from the total power requested by the second device. According to this detection, the presence of a foreign object is determined, and the supply of inductive power from the first device is limited or stopped.
- the non-contact power feeding system having the conventional configuration described above has a problem that small foreign matters cannot be detected.
- an object of the present invention is to provide a non-contact power receiving apparatus and a non-contact power feeding system that can detect even a small foreign object.
- a non-contact power receiving device includes: A power receiving coil that receives electric power contactlessly using electromagnetic induction; A load device connected to the power receiving coil and supplied with power from the power receiving coil; A foreign matter detecting means provided in an installation portion provided at a lower portion of the power receiving coil, and detecting a foreign matter at a lower portion of the power receiving coil; Power receiving display means for displaying an abnormal state when the foreign object is detected by the foreign object detection means; Power reception control means for controlling the power reception display means according to the presence or absence of the foreign matter detected by the foreign matter detection means.
- the above-described general and specific aspect may be realized by any combination of the non-contact power receiving apparatus and the non-contact power feeding system.
- the non-contact power receiving device and the non-contact power feeding system according to the present invention, even a small foreign object can be detected by the foreign object detection means.
- the non-contact power feeding system continues to operate unless the foreign object is detected, and the foreign object is heated to generate heat. Due to the heat generated by the foreign matter, the system is damaged, and the safety is lowered.
- the present inventors have found that a small foreign matter, particularly a small metallic foreign matter that damages the device can be detected by providing the non-contact power receiving device with a foreign matter detection means.
- the present inventors have found a configuration in which a space can be formed between the non-contact power receiving device and the non-contact power transmission device so that the metal foreign object or the like generates heat and the device is not damaged, leading to the present invention. It was.
- a non-contact power receiving device includes: A power receiving coil that receives electric power contactlessly using electromagnetic induction; A load device connected to the power receiving coil and supplied with power from the power receiving coil; A foreign matter detecting means provided in an installation portion provided at a lower portion of the power receiving coil, and detecting a foreign matter at a lower portion of the power receiving coil; Power receiving display means for displaying an abnormal state when the foreign object is detected by the foreign object detection means; Power reception control means for controlling the power reception display means according to the presence or absence of the foreign matter detected by the foreign matter detection means.
- the power receiving coil and the load device are provided between the power receiving coil and the load device in the first aspect, and controlled by the power receiving control means. There may be further provided a power reception switching means for switching the connection.
- the foreign matter detection means when the non-contact power receiving device according to the first aspect is installed on the non-contact power transmitting device, the foreign matter detection means is connected to the non-contact power receiving device.
- the power reception control means may operate the power reception display means to display an abnormal state.
- the power reception control unit operates the power reception switching unit to stop energization from the power reception coil to the load device, and operates the power reception display unit. An abnormal state may be displayed.
- the contactless power receiving device further includes an alarm device that notifies the abnormality by an alarm when the power receiving display means in the third or fourth aspect is operated to display the abnormal state. Also good.
- the foreign matter detection means in any one of the first to fifth aspects uses an infrared sensor to detect the foreign matter by detecting the temperature of the foreign matter. It may be detected.
- the foreign matter detection means in any one of the first to fifth aspects may detect the foreign matter using an ultrasonic sensor.
- the foreign matter detection means in any one of the first to fifth aspects uses a capacitance sensor to detect the capacitance of the foreign matter.
- the foreign matter may be detected by.
- the foreign matter detection means in any one of the first to fifth aspects uses a metal detection sensor to detect a metallic foreign matter as the foreign matter. Also good.
- the non-contact power receiving apparatus is configured to form a space between the non-contact power receiving apparatus and the non-contact power transmitting apparatus.
- a light-shielding line is provided around the installation leg in the tenth aspect, and the foreign matter detection means uses an infrared sensor, and the non-contact power receiving device You may detect the said foreign material by detecting the temperature of the foreign material in the said space between the said non-contact power transmission apparatuses.
- a heat receiving plate is provided in the installation portion of the non-contact power receiving device in any one of the first to fifth aspects, and a temperature sensor is provided in the foreign matter detecting means.
- the temperature sensor may be disposed on the heat receiving plate, and the foreign material may be detected by detecting the temperature of the foreign material in contact with the heat receiving plate.
- the heat receiving plate in the twelfth aspect may be formed of a heat conductive ceramic.
- a movable plate capable of moving up and down is provided in the installation portion in any one of the first to fifth aspects, and the movable plate is disposed on the upper surface of the contactless power transmission device.
- a displacement sensor is used as the foreign matter detection means, and the foreign matter is detected by detecting the position of the movable plate. May be detected.
- a non-contact power feeding system is: A contactless power feeding system having a contactless power receiving device and a contactless power transmitting device,
- the non-contact power receiving device is: A power receiving coil that receives electric power contactlessly using electromagnetic induction;
- a load device connected to the power receiving coil and supplied with power from the power receiving coil;
- a foreign matter detecting means provided in an installation portion provided at a lower portion of the power receiving coil, and detecting a foreign matter at a lower portion of the power receiving coil;
- Power receiving display means for displaying an abnormal state when the foreign object is detected by the foreign object detection means; Transmitting means for transmitting a signal when the foreign object is detected by the foreign object detection means;
- a power reception control means for controlling the power reception display means and the transmission means when the foreign matter detection means detects the foreign matter
- the contactless power transmission device is: A power transmission coil for supplying power to the power receiving coil of the non-contact power receiving device;
- Receiving means for receiving a signal from the transmitting means of the non-contact power
- the non-contact power receiving device in the fifteenth aspect is provided between the power receiving coil and the load device, and the power receiving control means performs the power reception. You may further provide the power receiving switching means which switches the connection of a coil and the said load apparatus.
- the non-contact power transmission device includes power transmission display means connected to the power transmission control means and operated by the power transmission control means. Further, it may be provided.
- the foreign matter detecting means of the contactless power receiving device in the fifteenth aspect removes foreign matter between the contactless power receiving device and the contactless power transmitting device.
- the power reception control means operates the power reception display means to display an abnormal state, operates the transmission means to transmit a foreign object detection signal,
- the power transmission control unit operates the power transmission switching unit to disconnect the connection between the power transmission coil and the power transmission control unit and stop power transmission. Good.
- the foreign matter detection means of the contactless power receiving device in the sixteenth aspect removes foreign matter between the contactless power receiving device and the contactless power transmitting device.
- the power reception control means operates the power reception switching means to stop energization from the power reception coil to the load device, operates the power reception display means to display an abnormal state, and transmits the transmission means.
- Send a foreign object detection signal When the signal is received by the receiving unit of the contactless power transmission device, the power transmission control unit operates the power transmission switching unit to disconnect the connection between the power transmission coil and the power transmission control unit and stop power transmission. Good.
- the foreign matter detecting means of the contactless power receiving device removes foreign matter between the contactless power receiving device and the contactless power transmitting device.
- the power reception control means operates the power reception display means to display an abnormal state, operates the transmission means to transmit a foreign object detection signal,
- the power transmission control unit operates the power transmission switching unit, disconnects the power transmission coil and the power transmission control unit, and stops power transmission,
- An abnormal state may be displayed by operating the power transmission display means.
- FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment.
- the non-contact power receiving device 10 according to the first embodiment includes a power receiving coil 2, a load device 3 connected to the power receiving coil 2, and a foreign object detection means 5 provided in the installation unit 4. Further, it has a power reception display means 8 for displaying an abnormal state when the foreign substance detection means 5 detects a foreign substance 9 and a power reception control means 6 for controlling the power reception display means 8.
- the power receiving switching means 7 may be provided, although it is not an essential configuration.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a usage example of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example in which the foreign matter 9 is detected by the foreign matter detecting means 5 of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment.
- the non-contact power receiving device 10 according to the first embodiment is used in a configuration arranged on the non-contact power transmission device 20.
- the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment uses, for example, any one of the infrared sensor 5a, the ultrasonic sensor 5b, the capacitance sensor 5c, and the metal detection sensor 5d as the foreign matter detection means 5. Yes.
- FIG. 1 the infrared sensor 5a, the ultrasonic sensor 5b, the capacitance sensor 5c, and the metal detection sensor 5d as the foreign matter detection means 5.
- the foreign matter 9 between the non-contact power receiving device 10 and the non-contact power transmitting device 20 is detected using any of these sensors.
- Detect. 2 and 3 include the reference numerals 5a, 5b, 5c, and 5d of the sensors, and the reference numeral 10 indicates the reference numerals 10a, 10b, 10c, and 10d of the non-contact power receiving apparatuses corresponding to the sensors.
- the power receiving coil 2 is connected to the load device 3 through the power receiving switching means 7.
- the power receiving coil 2 receives power supplied from the high frequency magnetic field from the power transmitting coil of the non-contact power transmitting device 20 and receives power in a non-contact manner. Then, the power received by the power receiving coil 2 is supplied to the load device 3 via the power receiving switching means 7.
- the load device 3 is connected to the power receiving coil 2 via the power receiving switching means 7.
- the load device 3 is supplied with the power received by the power receiving coil 2 via the power receiving switching means 7.
- the power reception switching unit 7 is operated “OFF”, the power supply from the power reception coil 2 to the load device 3 is stopped.
- the installation unit 4 is a part of the bottom of the main body of the non-contact power receiving apparatus 10 and is a part in contact with the upper surface of the non-contact power transmission apparatus 20.
- the installation unit 4 of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment is provided with a foreign object detection unit 5.
- the foreign matter detection means 5 is provided in the installation unit 4 and connected to the power reception control means 6.
- the foreign matter detection means 5 detects the presence or absence of the foreign matter 9 interposed between the non-contact power receiving device 10 and the non-contact power transmission device 20.
- Examples of the foreign matter detection means 5 include an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a capacitance sensor, a metal detection sensor, a temperature sensor, and a displacement sensor.
- various sensors used as the foreign matter detection means 5 will be described.
- the predetermined temperature is set to a temperature at which the apparatus is not damaged.
- Ultrasonic sensor> The case where the ultrasonic sensor 5b is used for the foreign matter detection means 5 will be described.
- the ultrasonic sensor 5b transmits an ultrasonic wave toward the foreign matter 9 between the non-contact power receiving device 10b and the non-contact power transmitting device 20. And the foreign material 9 can be detected by receiving the reflected wave.
- Capacitance sensor> The case where the electrostatic capacitance sensor 5c is used for the foreign material detection means 5 will be described.
- the capacitance of the foreign matter 9 between the non-contact power receiving device 10c and the non-contact power transmitting device 20 is detected.
- the foreign substance 9 can be detected based on the detected change in capacitance.
- ⁇ Metal detection sensor> A case where a metal detection sensor 5d is used as the foreign matter detection means 5 will be described.
- the metal detection sensor 5d is effective when the foreign material 9 is a metal.
- the metal foreign matter 9 existing between the non-contact power receiving device 10d and the non-contact power transmitting device 20 can be detected by the metal detection sensor 5d.
- the power reception control unit 6 is connected to the foreign matter detection unit 5, the power reception switching unit 7, and the power reception display unit 8.
- the power reception control means 6 controls the operation of the power reception switching means 7 and the power reception display means 8 according to the presence or absence of foreign matter detected by the foreign matter detection means 5, and operates according to a predetermined program.
- the power reception switching unit 7 is connected to the power reception coil 2, the load device 3, and the power reception control unit 6.
- the power reception switching unit 7 is controlled by the power reception control unit 6 and performs a switching operation of the connection between the power reception coil 2 and the load device 3.
- the power reception switching unit 7 is not an essential configuration.
- the power reception display unit 8 is connected to the power reception control unit 6.
- the power reception display unit 8 is controlled by the power reception control unit 6 to display an abnormality of the non-contact power reception device 10. For example, when the foreign matter 9 is detected by the foreign matter detection means 5, the pinching of the foreign matter 9 is abnormally displayed.
- a means for notifying the abnormality by an alarm or the like may be used when the pinching of the foreign material 9 is abnormally displayed.
- FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment.
- the non-contact power receiving device 10 is installed on the non-contact power transmitting device 20 and starts operation.
- the presence or absence of the foreign matter 9 is detected by the foreign matter detection means 5.
- the non-contact power receiving device 10 continues to operate (S1).
- the power reception switching means 7 is operated to “turn off” under the control of the power reception control means 6, and the power supply from the power receiving coil 2 to the load device 3 is stopped (S2).
- the infrared sensor 5a, the ultrasonic sensor 5b, the capacitance sensor 5c, or the metal detection sensor 5d is provided as the foreign matter detection means 5, Small foreign matter 9 can be detected.
- the infrared sensor 5a when used, the presence or absence of the foreign material 9 can be detected by detecting the temperature of the foreign material 9, so that even a small foreign material 9 made of metal, for example, which could not be detected conventionally can be detected.
- the metal detection sensor 5d when the metal detection sensor 5d is used, the metal foreign material 9 which damages the non-contact power receiving apparatus 10 can be reliably detected.
- the non-contact power receiving apparatus 10 of the first embodiment is intended for a blender, for example.
- a DC motor is used for the load device 3.
- the load device 3 is supplied with a high-frequency current (AC current) from the power receiving coil 2 that receives power from the high-frequency magnetic field.
- AC current high-frequency current
- the load device 3 may include an AC-DC conversion circuit. That is, the load device 3 may include a circuit that matches the characteristics of the load.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example in which the foreign matter 9 is detected by the foreign matter detection means 5 of the non-contact power receiving device 10e according to the second embodiment.
- the configuration in which the non-contact power receiving device 10e according to the second embodiment is arranged on the non-contact power transmission device 20 is the same as that of the first embodiment.
- the installation legs 4 are installed on the installation unit 4 of the non-contact power receiving device 10e so that a space 11 is formed between the non-contact power receiving device 10e and the non-contact power transmission device 20.
- 12a is provided.
- symbol 5 of FIG. 5 includes the code
- the foreign matter detection means 5 includes an infrared sensor 5a, an ultrasonic sensor 5b, a capacitance sensor 5c, or a metal detection sensor. Any sensor of 5d can be used.
- the foreign object 9 in the space 11 between the non-contact power receiving device 10e and the non-contact power transmission device 20 can be detected by the sensor.
- the infrared sensor 5a is used for the foreign matter detection means 5
- the light shielding line 13 is provided around the installation leg 12a, a decrease in accuracy of the infrared sensor 5a can be suppressed.
- the power reception control means is similar to the operation of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment. 6 controls the power receiving display means 8. By this control, the abnormal state of the foreign object 9 is displayed. Further, when an abnormal state is displayed, the abnormality may be notified by an alarm or the like. Further, when the power reception switching means 7 is provided, the power supply from the power receiving coil 2 to the load device 3 may be stopped by the control of the power reception control means 6.
- the space 11 is provided between the non-contact power receiving device 10e and the non-contact power transmitting device 20, so that detection by various sensors as the foreign matter detection means 5 is performed.
- a range can be expanded and it becomes easy to detect the foreign material 9.
- the space 11 is preferably narrowed in a range where the non-contact power receiving device 10e and the foreign material 9 do not contact each other.
- the infrared sensor 5a is used as the foreign matter detection means 5, by providing the light shielding line 13, the influence of disturbance light can be reduced, and the detection accuracy of the foreign matter 9 is increased.
- the non-contact power receiving device 10e since the foreign matter 9 does not come into contact with the non-contact power receiving device 10e due to the space 11, the non-contact power receiving device 10e is damaged by the heat generated by the foreign matter 9. There is no.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example in which the foreign matter 9 is detected by the temperature sensor 5e of the non-contact power receiving apparatus 10f according to the third embodiment.
- the configuration in which contactless power receiving device 10f according to the third embodiment is arranged on contactless power transmission device 20 is the same as that in the first embodiment.
- the non-contact power receiving device 10f according to the third embodiment is provided with a heat receiving plate 14 in the installation section 4, and the heat receiving plate 14 includes a temperature sensor 5e as the foreign matter detection means 5. It is different in point.
- the heat receiving plate 14 and the temperature sensor 5e which are the structural members of the non-contact power receiving apparatus 10f according to Embodiment 3 will be described.
- the heat receiving plate 14 is preferably made of a non-metal that does not generate heat and has a high thermal conductivity.
- a high thermal conductive ceramic such as aluminum nitride or silicon nitride can be used.
- ⁇ Temperature sensor> An example of the temperature sensor 5e is a thermistor. The temperature sensor 5 e detects the temperature of the foreign material 9 via the heat receiving plate 14.
- the predetermined temperature is set to a temperature at which the device is not damaged.
- the operation of the power reception display unit 8 is controlled by the control of the power reception control unit 6 in the same manner as the operation of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment.
- the abnormal state of the foreign object 9 is displayed. Further, when an abnormal state is displayed, the abnormality may be notified by an alarm or the like. Further, when the power reception switching means 7 is provided, the power supply from the power receiving coil 2 to the load device 3 may be stopped by the control of the power reception control means 6.
- the temperature sensor 5e is used as the foreign matter detection means 5, and the presence or absence of the foreign matter 9 is detected by detecting the temperature of the foreign matter 9. As a result, even a small metallic foreign material 9 can be detected more reliably.
- the temperature sensor 5e is used as the foreign matter detection means 5, the detection accuracy of the small metallic foreign matter 9 is improved as compared with the conventional system. Therefore, before the foreign matter 9 generates heat and reaches a temperature at which the device is damaged, the trapping of the foreign matter 9 can be detected and an abnormal state can be notified, so that the stability of the device does not deteriorate. Further, by using a thermistor for the temperature sensor 5e, the cost can be reduced.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an example in which the foreign matter 9 is detected by the displacement sensor 5f of the non-contact power receiving apparatus 10g according to the fourth embodiment.
- the configuration in which contactless power receiving device 10g according to the fourth embodiment is arranged on contactless power transmitting device 20 is the same as that of contactless power receiving device 10 according to the first embodiment.
- the contactless power receiving device 10g according to the fourth embodiment is provided with a movable plate 15 that can be moved up and down in the installation unit 4 as compared with the first embodiment, and the movable plate 15 faces the upper surface of the contactless power transmission device 20.
- the difference is that the spring 16 is biased.
- the movable plate 15 includes an installation leg 12b that serves as a guide when the movable plate 15 moves up and down, and includes a displacement sensor 5f as the foreign matter detection means 5.
- a movable plate 15 that is movable up and down is provided in the installation unit 4.
- the movable plate 15 is biased toward the non-contact power transmission device 20 by the spring 16.
- the movable plate 15 is pushed up by the thickness of the foreign substance 9.
- the position of the pushed up movable plate 15 is detected by the displacement sensor 5f. Then, when the amount of displacement from the position of the movable plate 15 when there is no foreign material 9 becomes a predetermined value (for example, 1 mm) or more, it is detected that the foreign material 9 is present.
- the power reception control means 6 controls the operation of the power reception display means 8. By this control, the abnormal state of the foreign object 9 is displayed. Further, when an abnormal state is displayed, the abnormality may be notified by an alarm or the like. Further, when the power reception switching means 7 is provided, the power supply from the power receiving coil 2 to the load device 3 may be stopped by the control of the power reception control means 6.
- the displacement sensor 5f is used as the foreign matter detection means 5 to detect the displacement of the movable plate 15, thereby detecting the presence or absence of the foreign matter 9. Therefore, as compared with the conventional system, a small foreign object 9 can be detected and a stoppage or abnormality of the power supply of the non-contact power feeding system can be notified, so that the safety of the system is not lowered.
- FIG. 8 is a block diagram showing the overall configuration of the non-contact power feeding system 30 according to the fifth embodiment.
- the non-contact power feeding system 30 includes a non-contact power receiving apparatus 10h obtained by adding a transmission unit 21 to the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment and a non-contact power transmitting apparatus 20.
- the non-contact power receiving device 10 h includes a power receiving coil 2, a load device 3 connected to the power receiving coil 2, and a foreign object detection means 5 provided in the installation unit 4. Further, it has a power reception display means 8 for displaying an abnormal state when the foreign substance detection means 5 detects a foreign substance 9 and a power reception control means 6 for controlling the power reception display means 8. Furthermore, a transmission means 21 for transmitting a foreign object detection signal when the foreign object 9 is detected is provided.
- the power receiving switching unit 7 may be provided, although it is not an essential configuration.
- the non-contact power transmission apparatus 20 includes a power transmission coil 22, a receiving unit 23 that receives a foreign object detection signal, and a power transmission switching unit 25 for stopping power transmission. Moreover, the power transmission control means 24 which controls the receiving means 23 and the power transmission switching means 25 is provided. Furthermore, in the non-contact power transmission device 20 in the non-contact power feeding system 30 according to the fifth embodiment, the power transmission display means 26 may be provided, although it is not an essential configuration.
- a non-contact power receiving device 10h in the non-contact power feeding system 30 according to the fifth embodiment will be described. Since the configuration other than the transmission unit 21 is the same as that of the non-contact power receiving apparatus 10 according to the first embodiment, only the transmission unit 21 will be described here.
- Transmission means> The transmission unit 21 is provided in the non-contact power receiving apparatus 10 h and is connected to the power reception control unit 6. The transmission unit 21 is controlled by the power reception control unit 6, and transmits a foreign object detection signal to the reception unit 23 of the non-contact power transmission device 20 when the foreign object detection unit 5 detects the foreign object 9.
- the power transmission coil 22 is connected to the power transmission control unit 24 and the power transmission switching unit 25.
- the power transmission coil 22 supplies power by a high-frequency magnetic field to the power receiving coil 2 of the contactless power receiving device 10h, and transmits power without contact.
- the receiving unit 23 is connected to the power transmission control unit 24.
- the receiving unit 23 receives the foreign object detection signal transmitted from the transmitting unit 21 of the non-contact power receiving apparatus 10h.
- the power transmission control unit 24 is connected to the power transmission coil 22, the reception unit 23, the power transmission switching unit 25, and the power transmission display unit 26.
- the power transmission control unit 24 controls the power transmission switching unit 25 and the power transmission display unit 26 and operates according to a predetermined program.
- the power transmission switching unit 25 is connected to the power transmission coil 22 and the power transmission control unit 24.
- the power transmission switching unit 25 is controlled by the power transmission control unit 24 and performs a connection switching operation with the power transmission coil 22.
- the power transmission display means 26 is connected to the power transmission control means 24.
- the power transmission switching unit 25 is controlled by the power transmission control unit 24. For example, when the reception unit 23 receives a foreign object detection signal from the transmission unit 21 of the non-contact power receiving device 10h, it is abnormal that the foreign material 9 is caught between the non-contact power reception device 10h and the non-contact power transmission device 20 Can be displayed. Further, an abnormality may be notified by an alarm or the like.
- the power transmission display unit 26 is not an essential configuration.
- FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the non-contact power feeding system 30 according to the fifth embodiment.
- the power reception switching means 7 is operated to “OFF” under the control of the power reception control means 6 of the non-contact power reception apparatus 10h, and the power supply to the load device 3 is stopped (S13).
- the presence of the foreign substance 9 is transmitted to the power reception display means 8, and the pinching of the foreign substance 9 is abnormally displayed (S14). Note that an alarm or the like may be notified when the foreign object 9 is abnormally displayed.
- the signal which detected the foreign material 9 is transmitted from the transmission means 21 of the non-contact power receiving apparatus 10h (S15).
- the foreign matter detection signal is received by the receiving means 23 of the non-contact power transmission apparatus 20 (S16).
- the power transmission switching means 25 is operated to "OFF", and the power supply to the power transmission coil 22 is stopped (S17).
- the presence of the foreign substance 9 is transmitted to the power transmission display means 26, and the pinch of the foreign substance 9 is abnormally displayed (S18). Note that an alarm or the like may be notified when the foreign object 9 is abnormally displayed.
- the above (3) operates only when the non-contact power receiving apparatus 10h includes the power receiving switching means 7, and the above (8) operates only when the non-contact power transmitting apparatus 20 includes the power transmission display means 26.
- the power transmission switching unit 25 can be turned off by detecting the load in the load device 3 of the non-contact power receiving apparatus 10h.
- the power transmission control unit 24 of the non-contact power transmission device 20 detects a load in the load device 3 of the non-contact power reception device 10h, and when the detected load value reaches a preset threshold value, the power transmission switching unit 25 is “turned off”. To stop the power transmission coil 22 from being energized. If it does in this way, without using the above-mentioned transmitting means 21 and receiving means 23, power transmission of non-contact power transmission device 20 can be stopped, and cost can also be reduced.
- the foreign matter detection unit 5 can reliably detect the foreign matter 9 interposed between the non-contact power receiving device 10h and the non-contact power transmission device 20. Therefore, as compared with the conventional system, a small foreign object 9 can be detected and a stoppage or abnormality of the power supply of the non-contact power feeding system can be notified, so that the safety of the system is not lowered.
- the non-contact power receiving device 10 is directly placed on the non-contact power transmitting device 20 .
- the contactless power receiving device 10 and A top plate or the like may be interposed between the non-contact power transmission devices 20.
- the first to fifth embodiments have an advantage that the foreign object 9 on the top plate can be detected with the configuration of only the non-contact power receiving apparatus 10.
- the non-contact power transmission device 20 can also be used as an induction heating cooker. When the non-contact power reception device 10 is not mounted, the pan or the like can be induction heated. It can be used, and the usage will be expanded.
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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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
[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。
<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。
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。
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。
[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。
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。
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。
[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。
<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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (20)
- 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。
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WO2014030287A1 true WO2014030287A1 (ja) | 2014-02-27 |
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2013
- 2013-07-09 WO PCT/JP2013/004233 patent/WO2014030287A1/ja active Application Filing
- 2013-07-09 DE DE112013004161.8T patent/DE112013004161T8/de active Active
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