特許 6599265 非接触給電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6599265

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】非接触給電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20191021BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20191021BHJP

   H02J 50/70 20160101ALI20191021BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20191021BHJP

   A47J 27/21 20060101ALI20191021BHJP

   A47J 27/00 20060101ALI20191021BHJP

   A47J 36/34 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/10

   H02J50/40

   H02J50/70

   H01F38/14

   A47J27/21 101C

   A47J27/00 104A

   A47J36/34

【請求項の数】1

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-38602(P2016-38602)

(22)【出願日】2016年3月1日

(65)【公開番号】特開2017-158275(P2017-158275A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2018年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000187208

【氏名又は名称】昭和飛行機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086092

【弁理士】

【氏名又は名称】合志 元延

(72)【発明者】

【氏名】山本 喜多男

(72)【発明者】

【氏名】望月 正志

(72)【発明者】

【氏名】沖米田 恭之

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 敦

(72)【発明者】

【氏名】風間 祐輔

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５０４７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２７７３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２３２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３０７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４３１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３４２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／００７６２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００１３６６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ５０／１０−５０／９０

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ５／００

Ｈ０１Ｆ３８／１４

Ｂ６０Ｌ５３／００

Ａ４７Ｊ２７／００−２９／０６

Ａ４７Ｊ３３／００−３６／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁誘導の相互誘導作用に基づき、キッチンや食卓の給電テーブル側に配された送電側回路の送電コイルから、電気式調理容器側に配された受電側回路の受電コイルに、非接触で電力を供給する調理用の非接触給電装置であって、
該送電コイルは、径大なループ状に巻回されており、該受電コイルは、該送電コイルより径小なループ状に巻回されており、
該受電コイルは、給電に際し該送電コイルと上下の関係で対応位置し、該送電コイルの磁界位置内に置かれ、
該送電コイルは、偶数の複数の単位コイルの平面的集合体よりなり、多極構造をなしており、各該単位コイルは、直に並んで隣接配置された相互間で、電流の向きそして磁界の向きが逆となる設定よりなり、
もって該送電コイルは、各該単位コイル毎に磁界が広く形成され、該受電コイルが、各該単位コイルの磁力の強いコイル線近くに多く位置するようになり、まず、給電効率低下箇所の発生抑制機能を発揮すると共に、
該送電コイルは径大であり、径小の該受電コイルとの大きな寸法差により、多量の磁界が外部拡散し易いが、偶数の各該単位コイルについて、隣接相互間で磁界の向きが逆となる設定に基づき、隣接磁界間の重なり部分の打ち消し合いにより、磁界外部拡散の低減機能を発揮し、
更に、該送電コイルの磁界の向きが逆で隣接配置された各該単位コイル間に、該受電コイルが跨って位置すると、電磁結合が困難化する虞が発生する場合があるが、
該受電コイルは、Ｘコイル，Ｙコイル，Ｚコイルの３方向コイルの立体的集合体よりなり、該Ｘコイルは、該電気式調理容器の左右側面に配設され、該Ｙコイルは、該電気式調理容器の前後側面に配設され、Ｚコイルは、該電気式調理容器の底面に配設されており、
もって上記場合でも、Ｘコイル，Ｙコイル，Ｚコイルの内、少なくとも一つが該送電コイルの単位コイルとの電磁結合機能を発揮すること、を特徴とする非接触給電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触給電装置に関する。すなわち、電気式調理容器に非接触で電力を供給する、調理用の非接触給電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

《技術的背景》
キッチンや食卓では、各種の電気式調理容器が使用されている。例えば、ミキサー，湯わかしポット，電気保温ポット，コーヒーメーカ，電気保温鍋，その他ｅｔｃ．。
そして、これらの電気式調理容器は、通常、コードでプラグを介しコンセントに接続されて、給電されていた。しかし、このような配線接続方式については、キッチンや食卓の邪魔になり易く煩わしく、電気式調理容器自体の水洗い等にも支障が生じ易く危険でもある、等々の指摘もあった。

【0003】

《従来技術》
このような状況に鑑み、非接触給電装置（ＷＰＴ）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を利用した技術が、開発されていた。
例えば図６に示したように、キッチンや食卓のテーブルＡ側の給電台１に配された送電側回路の送電コイル２から、電気式調理容器３側に配された受電側回路の受電コイル４に、コードレスつまり電気的に非接触で電力を供給する技術が、開発，使用されていた。非接触給電装置５を利用した技術が、開発，使用されていた。
すなわち、送電側回路の送電コイル２が、交流電源からの励磁電流にて通電され、もって、上下で対向位置する受電コイル４との間で、磁束の磁路が形成されて電磁結合されることにより、受電側回路の負荷に電力が供給されていた。
調理用の非接触給電装置５では、このような電磁誘導の相互誘導作用により、コードレスで電気式調理容器３が給電されていた。そして、この非接触給電装置５では、通常の非接触給電装置と同様、送電コイル２と受電コイル４は、上下で対をなす同径の対称構造よりなっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

このような非接触給電装置５としては、例えば、次の特許文献１，２中に示されたものが、挙げられる。

【特許文献1】特開２０１５−２３１４７３号公報

【特許文献2】特開２０１３−０１６４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような従来の非接触給電装置５については、次の問題が課題として指摘されていた。
従来の調理用の非接触給電装置５は、電気式調理容器３毎の個別方式よりなっていた。ミキサー，湯わかしポット，電気保温ポット，ｅｔｃ．等、各種の電気式調理容器３毎に、送電コイル２を備えた給電台１が用いられていた。
すなわち各電気式調理容器３では、それぞれの用途に応じた負荷が使用されており、それぞれの負荷に対応した受電コイル４が用いられている。もって、受電コイル４の大きさ，径，種類等も様々であり、受電コイル４と上下で対をなす対称構造の送電コイル２も、同様に様々となる。送電コイル２の給電台１も、様々となる。
従って、キッチンや食卓のテーブルＡ上にて、必要とされる電気式調理容器３そして受電コイル４の種類に応じ、それぞれに見合った送電コイル２を、個別専用的に使用することを要していた。そのような送電コイル２を備えた給電台１が、テーブルＡ上に置かれていた。
そこで、従来の調理用の非接触給電装置５については、送電コイル２や給電台１に関し、次の問題が指摘されていた。
・電気式調理容器３の種類，大きさに応じて使い分けられており、不便であり手間がかかり煩わしい。
・種類が多く、キッチンや食卓の邪魔になることもあり、この面からも不便である。
・電気式調理容器３の種類，大きさに応じ、個別専用的に使用されるので、その分、製作コストが嵩む。

【0006】

《本発明について》
本発明の非接触給電装置は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、大小各種の電気式調理容器を、給電テーブルのどこに置いても給電可能であり、第２に、便利でありコスト面にも優れると共に、第３に、給電効率低下箇所の発生が抑制され、磁界の外部拡散も低減され、第４に、給電ヌルポイント等の発生が防止される、非接触給電装置を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲の請求項１に記載したように、次のとおりである。
この非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、キッチンや食卓の給電テーブル側に配された送電側回路の送電コイルから、電気式調理容器側に配された受電側回路の受電コイルに、非接触で電力を供給する調理用の非接触給電装置に関する。
そして該送電コイルは、径大なループ状に巻回されている。該受電コイルは、該送電コイルより径小なループ状に巻回されている。
該受電コイルは、給電に際し該送電コイルと上下の関係で対応位置し、該送電コイルの磁界位置内に置かれる。
該送電コイルは、偶数の複数の単位コイルの平面的集合体よりなり、多極構造をなしている。そして各該単位コイルは、直に並んで隣接配置された相互間で、電流の向きそして磁界の向きが逆となる設定よりなる。

【0008】

もって該送電コイルは、各該単位コイル毎に磁界が広く形成され、該受電コイルが、各該単位コイルの磁力の強いコイル線近くに多く位置するようになり、まず、給電効率低下箇所の発生抑制機能を発揮する。
これと共に、該送電コイルは径大であり、径小の該受電コイルとの大きな寸法差により、多量の磁界が外部拡散し易いが、偶数の各該単位コイルについて、隣接相互間で磁界の向きが逆となる設定に基づき、隣接磁界間の重なり部分の打ち消し合いにより、磁界外部拡散の低減機能を発揮する。

【0009】

更に、該送電コイルの磁界の向きが逆で隣接配置された各該単位コイル間に、該受電コイルが跨って位置すると、電磁結合が困難化する虞が発生する場合がある。
これに対し該受電コイルは、Ｘコイル，Ｙコイル，Ｚコイルの３方向コイルの立体的集合体よりなる。該Ｘコイルは、該電気式調理容器の左右側面に配設され、該Ｙコイルは、該電気式調理容器の前後側面に配設され、Ｚコイルは、該電気式調理容器の底面に配設されている。
もって上記場合でも、Ｘコイル，Ｙコイル，Ｚコイルの内、少なくとも一つが該送電コイルの単位コイルとの電磁結合機能を発揮する。

【0010】

《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）給電に際し、電気式調理容器が給電テーブル上に置かれる。
（２）もって、電気式調理容器側の径小な受電コイルが、給電テーブル側の径大な送電コイルに対し、上下の関係で対応位置して磁界位置内に置かれる。
（３）このようにして、送電コイルと受電コイルが電磁結合され、給電テーブル側から電気式調理容器側に、電磁誘導の相互誘導作用に基づき磁界共振結合方式にて、電力が供給される。
（４）そこで、この調理用の非接触給電装置によると、次の第１〜第４のようになる。
第１に、送電コイルと受電コイルに、異径コイルを採用してなるので、電気式調理容器そして受電コイルは、その種類，大きさにかかわらず、給電テーブルそして送電コイル上のどこに置いても、給電可能となる。
第２に、もって使用が容易であり、構成も簡単である。
第３に、更に送電コイルを偶数の多極構造とし、各単位コイルの隣接相互間で磁界の向きを逆としたので、次のようになる。
（イ）給電効率低下箇所の発生が抑制されて、全体的，平均的に高い結合係数が得られ、結合係数に差が生じる事態は解消される。
（ロ）近隣周辺へと外部放射された電磁界は、重なり合い打ち消し合って弱められ、電磁波の外部拡散が低減される。
第４に、送電コイルを、多極構造とすると共に、更に受電コイルを、Ｘ，Ｙ，Ｚコイルの立体的３方向コイルとしたので、電気式調理容器そして受電コイルが送電コイルの各単位コイル間に跨って位置した場合でも、いずれかのコイルが、送電コイルの単位コイルと電磁結合するようになる。もって結合係数の低下、特に給電ヌルポイント発生が回避される。
（５）そこで、本発明は次の効果を発揮する。

【発明の効果】

【0011】

《第１の効果》
第１に、大小各種の電気式調理容器を、給電テーブルのどこに置いても、給電可能である。
本発明の調理用の非接触給電装置において、電気式調理容器は、その種類，大きさにかかわらず、給電テーブル上のどこに置いても給電可能となる。受電コイルは、その種類，大きさにかかわらず、送電コイル上のどこに置いても給電可能である。
前述した従来例の非接触給電装置のように、電気式調理容器の種類，大きさに応じ、個別専用的に送電コイルそして給電台を、各種使用することを要しない。一つの送電コイル，給電テーブルで、各種の受電コイル，各種の電気式調理容器に対応可能である。

【0012】

《第２の効果》
第２に、便利であると共に、コスト面にも優れている。
本発明の調理用の非接触給電装置は、上述したように、一つの送電コイル，給電テーブルで、各種の受電コイル，各種の電気式調理容器に対応可能である。
前述した従来例のように、給電台そして送電コイルを、電気式調理容器そして受電コイルの種類，大きさに応じて、個別専用的に使用することを要しない。もって容易に使用でき、便利であり煩わしさが解消される。又、従来例のように、送電コイルや給電台の種類が多く、キッチンや食卓の邪魔になる事態も、解消される。
更に、電気式調理容器の種類，大きさに応じ、送電コイルや給電台を個別専用的に使用することを要しない。一つの送電コイルや給電テーブルを使用すれば良く、構成が簡単化され、その分、製作コストが軽減される。

【0013】

《第３の効果》
第３に、給電効率低下箇所の発生が抑制され、磁界の外部拡散も低減される。
本発明の調理用の非接触給電装置において、送電コイルを多極構造とし、各単位コイルの隣接相互間で磁界の向きを逆としたので、次の（イ），（ロ）のようになる。
（イ）給電効率低下箇所の発生が抑制される。送電コイルが多極化されていない場合のように、受電コイルが送電コイルのコイル線近くに位置するか否かで、結合係数に差が生じる事態は解消される。全体的，平均的に高い結合係数が得られ、給電効率に優れるようになる。
(ロ)磁界の外部拡散が低減される。送電コイルの偶数の各単位コイルから向きが逆となって形成され、近隣周辺へと外部放射された電磁界は、重なり合い打ち消し合って弱められる。このような送電コイルによる磁場封じ込めにより、外部拡散される電磁波が大幅低減される。
送電コイルが多極化されていない場合のように、径小の受電コイルとの間の寸法差に基づき、多量の電磁波が外部拡散される事態は解消され、近隣周辺に電磁波障害を引き起こす危険は、防止される。

【0014】

《第４の効果》
第４に、給電ヌルポイント等の発生が防止される。
すなわち、本発明の調理用の非接触給電装置において、送電コイルを多極構造とすると共に、受電コイルを、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向コイルにて立体的に構成したので、次のようになる。
立体的でない平面的な受電コイルの場合は、多極構造の送電コイルの誘起磁界の向きが逆の隣接単位コイル間に跨って位置すると、結合係数が低下する。特に、結合係数がゼロとなり、給電不能となる給電ヌルポイント発生の虞がある。
これに対し、３方向コイルとしたので、電気式調理容器そして受電コイルの置かれる位置，方向にかかわらず、最低でも１つが送電コイルと電磁結合され、結合係数の低下は回避される。結合係数がゼロとなり、給電不能となる給電ヌルポイントの発生は、回避される。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る非接触給電装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、第１例（前提例）を示す。そして（１）図は、送電コイルと受電コイルの平面説明図であり、（２）図も、同平面説明図、（３）図は、同正面説明図、（４）図は、全体の正面説明図である。

【図2】同発明を実施するための形態の説明に供し、第１例（前提例）を示す。そして（１）図は、構成ブロック図、（２）図は、基本回路図である。

【図3】同発明を実施するための形態の説明に供し、第２例（送電コイル）を示す。そして（１）図は、送電コイルの平面説明図、（２）図は、送電コイルと受電コイルの平面説明図、（３）図は、送電コイルの他の例の平面説明図である。

【図4】同発明を実施するための形態の説明に供し、第３例（受電コイル）を示す。そして（１）図は、受電コイルの平面説明図、（２）図は、同正面説明図、（３）図は、同底面説明図であり、（４）図は、全体の正面説明図、（５）図は、送電コイルと受電コイルの底面説明図である。

【図5】同発明を実施するための形態の説明に供し、第３例（受電コイル）を示す。そして（１）図、受電側回路の一例の回路図、（２）図は、受電側回路の他の例の回路図である。

【図6】従来例の説明に供し、正面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
《非接触給電装置６について》
まず、本発明の前提となる非接触給電装置６について、図１の（３）図，（４）図，図２の（１）図，（２）図等を参照して、一般的に説明しておく。
この調理用の非接触給電装置６は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、キッチンや食卓のテーブルＡ側に配された送電側回路７の送電コイル８から、電気式調理容器９側に配された受電側回路１０の受電コイル１１に、電気的に非接触で電力を供給する。

【0017】

これらについて、更に詳述する。まず、１次側の送電側回路７は、キッチンや食卓のテーブルＡ側の給電テーブル１２に配設される。給電テーブル１２は、テーブルＡに一体的に組み込まれている場合もあるが、別体として置かれている場合もある。２次側の受電側回路１０は、電気式調理容器９側に配設される。
電気式調理容器９としては、例えばミキサー，湯わかしポット，コーヒーメーカ，蒸し器，パン焼き器，電気保温ポット，電気保温カップ，電気保温鍋，電気保温皿，電気保温丼，ｅｔｃ．その他各種のものが可能である。飲食物を加熱，料理，調製，保温，保冷等する各種の調理器具が対象となる。
電気式調理容器９は、使用に際し、給電テーブル１２上に置かれる。もって、電気式調理容器９側の受電側回路１０の受電コイル１１が、給電テーブル１２側の送電側回路７の送電コイル８上に、対応位置せしめられる。
受電コイル１１と送電コイル８とは、電気式調理容器９底部や給電テーブル１２頂部を形成する樹脂材等を介し、ワイヤレスつまり電気的に非接触で、対応位置する。磁化されず磁界の影響を受けない非磁性，非導電性，高電気抵抗材である樹脂材等を介し、対応位置する。

【0018】

１次側の送電側回路７において、送電コイル８は高周波電源１３に接続されている。高周波電源１３は、高周波への周波数等変換用インバータ等よりなり、例えば数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度の高周波交流を、送電コイル８に向けて通電する。
２次側の受電側回路１０において、受電コイル１１は、負荷１４に接続されている。受電コイル１１からの出力は、図示例では、コンバータ１５にて交流が直流に変換された後、負荷１４に供給される。勿論、負荷１４が、図示例のようなモーター等の直流抵抗ではなく、例えばヒーター等の交流抵抗の場合は、そのまま供給される。
送電側回路７には、並列共振用の並列コンデンサ１６が設けられ、受電側回路１０にも、並列共振用の並列コンデンサ１７が設けられている。送電コイル８と並列コンデンサ１６、受電コイル１１と並列コンデンサ１７は、それぞれ共振回路を形成しており、共振により電力供給量の増大が図られている。
なお、更に直列共振用の直列コンデンサを用いることも考えられるが、共振回路としては、並列共振用の並列コンデンサ１６，１７のみの使用、又は、直列共振用の直列コンデンサのみの使用も可能である。
そして、両並列共振回路の共振周波数が等しく設定されると共に、送電側回路７の高周波電源１３の電源周波数も、共振周波数と等しく揃えられている。

【0019】

電磁誘導の相互誘導作用については、次のとおり。給電に際しては、送電コイル８と受電コイル１１とが、非接触ギャップを存しつつ対応位置せしめられる。そして送電コイル８での磁束形成により、受電コイル１１に誘導起電力を生成させ、もって送電コイル８から受電コイル１１に電力を供給することは、公知公用である。
すなわち送電コイル８に、高周波電源１３からの給電交流を、共振電流，励磁電流として印加，通電することにより、自己誘導起電力が発生して磁界が送電コイル８の周囲に生じ、磁束φがコイル面に対して直角方向に形成される。そして形成された磁束φが、受電コイル１１を貫き鎖交することにより、誘導起電力が生成され磁界が誘起される。
このように誘起される磁界を利用して、数ｋＷ以上〜数１０ｋＷ〜数１００ｋＷ程度の電力供給が可能となっている。送電コイル８側の磁束φの磁気回路と、受電コイル１１側の磁束φの磁気回路は、相互間にも磁束φの磁気回路つまり磁路φが形成されて、電磁結合される。
この非接触給電装置６では、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、非接触給電が行われるが、磁界共振結合方式（磁界共鳴方式）が併用されている。すなわち、前述したように共振周波数，電源周波数を揃えることにより、送電コイル８と受電コイル１１間について、磁界共振（磁界共鳴）現象が生じ、もって、更なる非接触ギャップ拡大が可能となっている。
非接触給電装置６について、一般的説明は以上のとおり。

【0020】

《第１例（前提例）について》
以下、本発明の調理用の非接触給電装置６について、説明する。まず、本発明について、図１，図２に示した第１例（前提例）を参照して説明する。
この非接触給電装置６では、異径コイルが採用されており、送電コイル８は、径大なループ状に巻回されており、受電コイル１１は、送電コイル８より径小なループ状に巻回されている。
そして受電コイル１１は、給電に際し、送電コイル８と上下の関係で対応位置し、送電コイル８の磁界位置内に置かれる。

【0021】

これらについて、更に詳述する。送電コイル８や受電コイル１１は、スパイラル円環状，方形環状，その他の環状，ループ状をなして巻回されている。
そして送電コイル８は、受電コイル１１より大きな設定よりなる。すなわち送電コイル８の巻径は、受電コイル１１の巻径の数倍程度、例えば５〜６倍程度よりなるが、２倍〜２０倍程度とすることも考えられる。
受電コイル１１の巻径は、対象となる電気式調理容器９の種類，大きさにより、大小様々であるが（図１の（４）図を参照）、送電コイル８の巻径は、これらを余裕をもって複数載せることが可能なエリアをカバーしている。つまり送電コイル８の巻径は、受電コイル１１の巻径より遥かに大きい設定よりなる。
なお、送電コイル８の巻回軸と受電コイル１１の巻回軸とは、図示のように平行とするのが、給電上最も効率的である。

【0022】

前述したように、送電コイル８は、給電テーブル１２の下側に組み込まれ，配設される。受電コイル１１は、電気式調理容器９の下側，底部側に組み込まれ，配設されている。もって、上述した送電コイル８と受電コイル１１との径関係に準じ、給電テーブル１２は、電気式調理容器９より遥かに大きい設定よりなる。
そして給電に際し、電気式調理容器９が給電テーブル１２上に置かれることにより、電気式調理容器９側の径小な受電コイル１１が、給電テーブル１２側の径大な送電コイル８に対し、上下の関係で接近した非接触ギャップ距離のもとで対応位置する。電気式調理容器９は、必要に応じ適宜選択され、単数又は複数が給電テーブル１２上に置かれる。
非接触給電装置６では、このようにして、径小な受電コイル１１が、径大な送電コイル８上、つまり送電コイル８の巻回エリア内上、送電コイル８の磁界位置内に置かれ、もって、両者が電磁結合されて給電が行われる。

【0023】

《第２例（送電コイル）について》
次に、図３に示した第２例（送電コイル）について、説明する。
この非接触給電装置６は、送電コイル８に特徴が存する。すなわち送電コイル８は、多極構造よりなり、複数の単位コイル１８の平面的集合体よりなる。各単位コイル１８は、直に並んで隣接配置された相互間で、電流の向きそして磁界の向きが逆となる設定よりなる。
もって送電コイル８は、各単位コイル１８毎に形成される磁界により、給電効率低下箇所の発生抑制機能を発揮する。又、隣接磁界間の重なり部分の打ち消し合いにより、磁界外部拡散の低減機能を発揮する。

【0024】

これらについて、更に詳述する。まず、前述した第１例（前提例）の非接触給電装置６については、次の（イ），（ロ）の点が指摘される（図１を参照）。
（イ）受電コイル１１が送電コイル８の中央ａ付近に位置する場合と、周辺ｂ付近に位置する場合とでは、両者の電磁結合の結合係数が、数倍以上の差で大きく異なるようになる、という指摘があった。
例えば、送電コイル８と受電コイル１１の径が６：１の場合、結合係数に５倍程度の差が生じていた。受電コイル１１が中央ａ付近に位置する場合、つまり送電コイル８のコイル線１９から離れて位置する場合は、コイル線１９からの磁力が弱く、給電効率が悪かった。これに対し、周辺ｂ付近つまり送電コイル８のコイル線１９近くに位置する場合は、コイル線１９からの磁力が強く、給電効率が良かった。
このように図１の第１例（前提例）の非接触給電装置６にあっては、結合係数，給電効率が一様でなくムラが生じ易かった。
(ロ)第１例（前提例）の非接触給電装置６にあっては、多量の電磁波が外部拡散され易い、という指摘もあった。
すなわち、送電コイル８と受電コイル１１に大きな径差，寸法差があるので、給電に際し、送電コイル８にて形成される電磁界により、電磁波が強い強度で外部拡散されてしまう虞があった。送電コイル８にて形成される電磁界について、受電コイル１１と電磁結合されることなく、多量に外部放射されてしまう虞があった。

【0025】

これに対し、図３に示した第２例（送電コイル）の非接触給電装置６にあっては、まず送電コイル８を、磁極が偶数の多極構造とする。
すなわち送電コイル８を、ループ状に巻回された偶数の単位コイル１８の集合体とする。図３の（１）図，（２）図の例は、円を放射状に均等区画した、８個の単位コイル１８の集合体とする。図３の（３）図の例は、均等区画された８個の正方形の単位コイル１８の集合体とする。
そして、このような各単位コイル１８について、直に並んで隣接配置された相互間で、それぞれのコイル線１９の電流の向きが、逆に設定されている。

【0026】

《第２例（送電コイル）の送電コイル８の機能》
図３の第２例（送電コイル）の非接触給電装置６の送電コイル８は、各単位コイル１８の多極構造を採用したことにより、次の（イ），（ロ）の機能を発揮する。
（イ）上述した多極構造により、給電効率低下箇所の発生抑制機能が発揮される。
前述した第１例（前提例）のように、送電コイル８が多極化されていないので、受電コイル１１の位置により結合係数に差が生じる事態は、解消される。
送電コイル８が各単位コイル１８に多極化されている分だけ、つまり発生磁力が各単位コイル１８の分だけ、より広く設定される。もって、受電コイル１１が、単位コイル１８のコイル線１９近くに、より多く位置するようになるので、全体的，平均的にムラなく一様に結合係数が高くなり、給電効率に優れるようになる。

【0027】

(ロ)上述した多極構造により、磁界外部拡散の低減機能が発揮される。
前述した第１例（前提例）のように、給電に際し、送電コイル８にて形成される電磁界にて、電磁波が多量に強力に外部拡散される虞は低減される。
すなわち、送電コイル８の各単位コイル１８は、直に並んで隣接配置された相互間で、電流の向きが逆となっている。
もって、隣り合って隣接配置された単位コイル１８相互間で、磁極のＮ極とＳ極が逆となり、それぞれ形成される高周波電磁界（交流変動電磁界）の向きも逆となる。図３の（１）図の例では、破線表示が電流の流れ方向を示し、プラス方向の高周波電磁界が右回り、マイナス方向の高周波電磁界が左回りとなっている。
そこで、近接周辺へと外部放射された高周波電磁界は、近隣周辺においては、重なりあい打ち消し合って相殺され、密度が大幅低下し弱められる。もって、近隣周辺への拡散される電磁波強度が、大幅に低減されるようになる。
第２例（送電コイル）については、以上のとおり。

【0028】

《第３例（受電コイル）について》
次に、図４，図５に示した第３例（受電コイル）の非接触給電装置６について、説明する。
この非接触給電装置６は、受電コイル１１に特徴が存する。まず前提として、送電コイル８は、前述した第２例（送電コイル）の多極構造のものが使用される。
これと共に受電コイル１１が、Ｘコイル２０，Ｙコイル２１，Ｚコイル２３の３方向コイルの立体的集合体よりなる。
そしてＸコイル２０は、電気式調理容器９の左右側面に配設される。Ｙコイル２１は、電気式調理容器９の前後側面２４に配設される。Ｚコイル２２は、電気式調理容器９の底面２５に配設される。

【0029】

これらについて、更に詳述する。まず、前述した第２例（送電コイル）の非接触給電装置９については、次の点が指摘される。
電気式調理容器式９そして受電コイル１１を置く位置によっては、給電ヌルポイント（ｎｕｌｌ ｐｏｉｎｔ）が、発生する虞がある（図３の（２）図を参照）。
すなわち給電に際し、受電コイル１１が、送電コイル８の単位コイル１８の内側ｃに位置すると、高い結合係数が得られる。これに対し受電コイル１１が、境界ｄに位置すると結合係数が低下し、結合係数がゼロとなり給電不能となる、給電ヌルポイント発生の虞がある。
すなわち受電コイル１１が、送電コイル８の隣接する単位コイル１８間に跨って位置すると、隣接単位コイル１８でそれぞれ誘起形成される磁界の向きが逆のため、両者の電磁結合に支障が生じるようになる。
特に図示したように、隣接する両単位コイル１８の境界ｄ上に、受電コイル１１の中央が跨って位置すると、受電コイル１１にとって磁界の向きが半々ずつ逆となり、磁界が打ち消し合ってゼロとなる。もって、送電コイル８つまり単位コイル１８と、受電コイル１１との間の電磁結合が不成立となり、結合係数がゼロとなってしまう。

【0030】

そこで、図４に示した第３例（受電コイル）の非接触給電装置６にあっては、受電コイル１１として、三方向コイルを立体的に採用してなる。
これまでの受電コイル１１は、平面的に巻回された単一コイルよりなっていたのに対し、この第３例（受電コイル）では、Ｘコイル２０，Ｙコイル２１，Ｚコイル２２の三方向コイルを、立体的に組み合わせて採用してなる。

【0031】

すなわちＸコイル２０は、電気式調理容器９の左右側面２３の片面（図示例）又は両面に、配設される。Ｙコイル２１は、電気式調理容器９の前後側面２４の片面（図示例）又は両面に、配設される。Ｚコイル２２は、電気式調理容器９の底面２５に、配設される。なお、Ｘ，Ｙコイル２０，２１を両面配設すると、給電効率が一段と向上する。図中２６は頂面である。
代表例としては、３次元の直交座標系として、電気式調理容器９の縦面の前後側面２４と、横面の左右側面２３とが直交し、前後側面２４および左右側面２３と、奥行面の底面２５とが直交する。Ｘコイル２０がＸ軸コイルとなり、Ｙコイル２１がＹ軸コイルとなり、Ｚコイル２２がＺ軸コイルとなる。
又、電気式調理容器９について上記各面が形成されている場合は、Ｘ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２は、形成されているそれぞれの面に配設される。これに対し、電気式調理容器９について上記各面のすべて又は一部が形成されていない場合は、電気式調理容器９に不足面が付設されると共に、付設された面に、Ｘ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２のすべて又は一部が配設される。

【0032】

《第３例（受電コイル）の受電コイル１１の機能》
図４の第３例（受電コイル）の非接触給電装置６の受電コイル１１は、このようなＸ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２を採用したことにより、次の機能を発揮する。
電気式調理容器９が、給電テーブル１２上に置かれる位置，方向にかかわらず、つまり受電コイル１１が、送電コイル８の単位コイル１８上に置かれる位置，方向にかかわらず、給電に際し結合係数の低下は、回避される。電磁結合の困難化、そして結合係数がゼロとなる給電ヌルポイントの発生は、回避される。
すなわち、置かれ位置，方向にかかわらず、受電コイル１１のＸ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２の内、少なくとも一つのコイルが、送電コイル８の単位コイル１８と、電磁結合されるようになる。
特に、Ｚコイル２２が、送電コイル８の隣接単位コイル１８間の境界ｄに跨って位置し、Ｚコイル２２について、電磁結合が困難化した場合でも（図３の（２）図を参照）、Ｘ，Ｙコイル２０，２１について電磁結合が成立可能となる。

【0033】

例えば、図４の（５）図に示したように、送電コイル８の単位コイル１８について、放射方向に向けられた各コイル線１９_１，１９_２，１９_３については、次のとおり。
まず各コイル線１９_１，１９_２，１９_３共に、Ｚコイル２２の中央下を通過しているので、Ｚコイル２２との電磁結合はない。
これに対し、受電コイル１１のＸコイル２０，Ｙコイル２１の一方又は両方については、電磁結合が発生する。すなわち、コイル線１９_１については、Ｘコイル２０のみが電磁結合し、コイル線１９_２については、Ｙコイル２１のみが電磁結合し、コイル線１９_３については、Ｘコイル２０およびＹコイル２１が電磁結合する。
なお図５は、図３例の受電側回路１０の回路図である。図５の（１）図は、負荷１４が交流抵抗の例であり、Ｘ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２から各負荷１４に、給電が直接行われる。図５の（２）図は、負荷１４が直流抵抗の例であり、Ｘ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２から、ダイオードの整流コンバータ１５を介して、給電される。
第３例（受電コイル）については、以上のとおり。

【0034】

《作用等》
本発明の調理用の非接触給電装置６は、以上説明したように構成されている。そこで以下のようになる。
（１）給電に際しては、単数又は複数の電気式調理容器９が、給電テーブル１２上に載せられる（図１の（４）図を参照）。

【0035】

（２）もって、電気式調理容器９側の受電側回路１０の径小な受電コイル１１が、給電テーブル１２側の送電側回路７のより径大な送電コイル８に対し、上下の関係で対応位置し、送電コイル８の磁界位置内の内側に置かれる（図１の各図を参照）。

【0036】

（３）この調理用の非接触給電装置６では、このようにして、送電コイル８と受電コイル１１とが、電磁結合され、送電側回路７から受電側回路１０に、高周波電力が供給される。
すなわち、給電テーブル１２側から電気式調理容器９側に、電磁誘導の相互誘導作用に基づき磁界共振結合方式にて、電気的に非接触で非接触ギャップ距離を存しつつ、高周波電力が授受される（図１，図２の各図を参照）。

【0037】

（４）さてそこで、この調理用の非接触給電装置６によると、次の第１，第２，第３，第４のようになる。
第１に、この非接触給電装置６では、送電コイル８と受電コイル１１について、異径コイルを採用してなる。受電コイル１１は、その種類，大きさにかかわらず、より径大な送電コイル８上のどこに置いても、給電可能である（図１を参照）。
つまり電気式調理容器９は、その種類，大きさにかかわらず、給電テーブル１２上のどこに置いても、給電可能となる。

【0038】

第２に、この非接触給電装置６は、異径コイルを基本とした構成よりなり、一つの送電コイル８，給電テーブル１２で、各種の受電コイル１１，電気式調理容器９に、対応可能である。もって、使用が容易で便利であり、邪魔にもならず、構成も簡単化される。

【0039】

第３に、この非接触給電装置６において、更に、前述した第２例（送電コイル）（図３を参照）のように、送電コイル８を、偶数の複数の単位コイル１８よりなる多極構造とすると共に、各単位コイル１８について、隣接相互間で電流，磁界の向きを逆としたので、次の（イ），（ロ）のようになる。
（イ）送電コイル８が、各単位コイル１８に多極化されているので、その分だけ、発生磁力がより広いエリアでより広く設定され、受電コイル４が、コイル線１９近くにより多く位置するようになる。もって、全体的，平均的に高い結合係数が得られ、給電効率に優れるようになる。このように、この送電コイル８は、給電効率低下箇所の発生抑制機能を発揮する。
（ロ）送電コイル８の各単位コイル１８は、それぞれ形成される電磁界の向きが逆となっている。そこで、近隣周辺へと外部放射された電磁界は、重なり合い打ち消し合って弱められる。
もって外部拡散される電磁波が、大幅低減される。このようにこの送電コイル８は、磁界外部拡散の低減機能，磁場封じ込め機能を発揮する。

【0040】

第４に、非接触給電装置６において、送電コイル８の上述した多極構造に加え、更に、前述した第３例（受電コイル）（図４を参照）のように、受電コイル１１を、Ｘ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２の立体的３方向コイルの組み合わせとして構成したので、次のようになる。
電気式調理容器９そして受電コイル１１の置かれる位置，方向にかかわらず、Ｘ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２の内、一つ以上が、送電コイル８の単位コイル１８と電磁結合されるようになる。
多極構造の送電コイル８について、誘起磁界の向きが逆の隣接単位コイル１８間に跨って位置した場合でも、受電コイル１１のＸ，Ｙ，Ｚコイル２０，２１，２２の内、少なくとも一つが、送電コイル８の単位コイル１８と電磁結合する。
もって給電に際し、送電コイル８と受電コイル１１間の結合係数が低下する事態は、回避される。特に、結合係数がゼロとなり給電不能となる、給電ヌルポイントの発生は、回避される。
作用等については、以上のとおり。

【符号の説明】

【0041】

Ａ テーブル
ａ 中央
ｂ 周辺
ｃ 内側
ｄ 境界
φ 磁束
１ 給電台（従来例）
２ 送電コイル（従来例）
３ 電気式調理容器（従来例）
４ 受電コイル（従来例）
５ 非接触給電装置（従来例）
６ 非接触給電装置（本発明）
７ 送電側回路
８ 送電コイル（本発明）
９ 電気式調理容器（本発明）
１０ 受電側回路
１１ 受電コイル（本発明）
１２ 給電テーブル（本発明）
１３ 高周波電源
１４ 負荷
１５ コンバータ
１６ 並列コンデンサ
１７ 並列コンデンサ
１８ 単位コイル
１９ コイル線
１９_１ コイル線
１９_２ コイル線
１９_３ コイル線
２０ Ｘコイル
２１ Ｙコイル
２２ Ｚコイル
２３ 左右側面
２４ 前後側面
２５ 底面
２６ 頂面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】