JP2006217690A

JP2006217690A - 給電装置及び給電方法

Info

Publication number: JP2006217690A
Application number: JP2005025580A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hoshino; 優星野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-01
Also published as: JP4469290B2

Abstract

【課題】ショッピングカート等の車両の蓄電池を簡易に充電する。
【解決手段】コイル２２とコア２１とからなる受電部１２を備えるショッピングカートの受電部１２に対して非接触の電磁誘導により給電する給電装置において、コア１８とコア１８に巻回され且つコイル２２と同じ大きさのコイル１９とからなる給電部１３であって、ショッピングカートと共に移動する受電部１２に対向する位置にコア１８及びコイル２２が固定配置された給電部１３と、コア２２を内側に配置させつつ、コイル２１をショッピングカートの移動方向前後に移動させるショッピングカートに備えられたシリンダ３１と、を備え、シリンダ３１は、コイル２２の位置とコイル１９の位置とがその移動方向において一致するようにコイル２２の位置を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ショッピングカート等の車両に非接触で給電する給電装置及び給電方法に関する。

従来、大規模商店等において用いられるショッピングカートに液晶画面等の情報出力部を取り付け、この情報出力部で買い物情報、位置情報、買い物客個人情報等の所望の情報を表示することにより、買い物を円滑化し、販売を促進しようとするシステムが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特開平６−１０７１８３号公報特開２００４−１０６８２６号公報

ところが、ショッピングカートの情報出力部で諸情報を表示するには電力を比較的多く消費するのでその補給について問題を生じる。従来、情報出力部に内蔵された蓄電池を取り出して充電した後再び情報出力部内に組み込んだり、或いは情報出力部自体をショッピングカートから取り外して内部の蓄電池に充電した後再びショッピングカートに取り付けたりしているので、充電作業が煩雑化し、また着脱作業に際し情報出力部が損傷しやすくなる。

この問題点を解決する方法として、例えば電源からコードを引いてきて上記蓄電池に接続することも考えられるが、コードの引出・格納作業が面倒である。また、このような問題はショッピングカートに限らず充電作業を伴う他の車両についても同様に生じる。

そこで、本発明は上記の各問題点に鑑みて為されたもので、その課題は、電力を必要とするショッピングカート等の車両に配置された蓄電池等に対して効果的に給電することが可能な給電装置及び給電方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、受電コイルと当該受電コイルの少なくとも内側に配置された受電コアとからなる受電部を備える車両における前記受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電装置において、給電コアと当該給電コアに巻回され且つ前記受電コイルと同じ大きさを備える給電コイルとからなる給電部であって、前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に前記給電コア及び前記給電コイルが固定配置された給電部と、前記車両に固定された前記受電コアを少なくとも内側に配置させつつ、前記受電コイルを前記車両の移動方向前後に移動させる、前記車両に備えられたシリンダ等の移動手段と、を備え、前記移動手段は、前記車両が移動する際、前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とが前記移動方向において一致するように前記受電コイルの前記移動方向における位置を制御するように構成される。

よって、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。

上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の給電装置において、前記移動手段は、前記車両の移動中において、前記受電コイルを前記車両の移動方向前方に突出させて停止させるシリンダ等の突出停止手段と、前記車両の移動中において、前記経路上に配置され且つ前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とを前記移動方向において一致させるストッパ等の位置規制手段と、前記車両の移動に伴い、前記位置規制手段により規制された前記受電コイルの前記給電コイルに対する位置を維持させるシリンダ等の維持手段と、を備える。

よって、車両の移動中において受電コイルを移動方向前方に突出させて停止させ、位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。

上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の給電装置において、前記移動手段は、移動中の前記車両が予め設定された位置に達したとき、前記受電コイルを前記車両の移動方向前方に突出させて停止させるシリンダ等の突出停止手段と、前記車両の移動中において、前記経路上に配置され且つ前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とを前記移動方向において一致させるストッパ等の位置規制手段と、前記車両の移動に伴い、前記位置規制手段により規制された前記受電コイルの前記給電コイルに対する位置を維持させるシリンダ等の維持手段と、を備える。

よって、車両が予め設定された位置まで移動したときに受電コイルをその移動方向前方に突出させて停止させ、その後の移動に伴って位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。

上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の給電装置において、前記位置規制手段は、前記車両の前縁が接触することにより当該車両自体を一時的に停止させる一時停止手段を兼ねている。

よって、受電コイルに対する位置規制手段が車両の一時停止手段を兼ねているので、車両が大きく移動して給電の効率が低下することを、簡易な構成で抑止することができる。

上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の給電装置において、前記移動手段は、前記受電コイルにおける受電電圧を検出する制御部等の検出手段と、前記検出された受電電圧が最大の効率に対応する受電電圧となるように、前記受電コイルの前記移動方向における位置を制御する制御部等の制御手段と、備える。

よって、受電コイルにおける受電電圧しつつそれが最大効率となるように受電コイルの位置を制御するので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に対する給電を行うことができる。

上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の給電装置において、前記車両がショッピングカートであるように構成される。

よって、車両がショッピングカートであるので、当該ショッピングカートにおける停止位置の規制を緩和しつつ効果的にその受電部に給電することができる。

上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、受電コイルと当該受電コイルの少なくとも内側に配置された受電コアとからなる受電部を備える車両における前記受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電装置において、給電コアと当該給電コアに巻回され且つ前記受電コイルよりも前記車両の移動方向の大きさが大きい給電コイルとからなる給電部であって、前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に前記給電コア及び前記給電コイルが固定配置された給電部を備える。

よって、固定された給電コイルにおける車両の移動方向の大きさが、受電コイルにおけるその移動方向の大きさよりも大きいので、給電実行時において、給電コイルにより形成される電磁界の範囲内の任意の位置に受電コイルが存在しさえすれば当該受電コイルを含む受電部に対する給電が可能となることになり、受電部に対する給電時における車両の位置を厳密に規制せずとも効果的に当該給電を実行することができる。

上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の給電装置において、前記給電コアにおける前記移動方向の大きさが、前記受電コイルにおける前記移動方向の大きさの二倍とされている。

よって、給電時における車両の位置決めに対する許容範囲の広さと給電効率とを両立させつつ当該給電を効果的に実行することができる。

上記の課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、受電コイルと、当該受電コイルの少なくとも内側に配置され且つ車両に固定された受電コアと、からなる当該車両の受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電方法において、給電コアに巻回され且つ前記受電コイルと同じ大きさを備える給電コイルであって前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に固定配置された給電コイルの位置と、前記受電コイルの位置と、が、前記車両が移動する際の移動方向において一致するように、前記受電コアを少なくとも内側に配置させつつ前記受電コイルを前記移動方向前後に移動させる移動工程を含む。

請求項１に記載の発明によれば、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、車両の移動中において受電コイルを移動方向前方に突出させて停止させ、位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、車両が予め設定された位置まで移動したときに受電コイルをその移動方向前方に突出させて停止させ、その後の移動に伴って位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加えて、受電コイルに対する位置規制手段が車両の一時停止手段を兼ねているので、車両が大きく移動して給電の効率が低下することを、簡易な構成で抑止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の給電装置発明の効果に加えて、受電コイルにおける受電電圧しつつそれが最大効率となるように受電コイルの位置を制御するので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に対する給電を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、車両がショッピングカートであるので、当該ショッピングカートにおける停止位置の規制を緩和しつつ効果的にその受電部に給電することができる。

請求項７に記載の発明によれば、固定された給電コイルにおける車両の移動方向の大きさが、受電コイルにおけるその移動方向の大きさよりも大きいので、給電実行時において、給電コイルにより形成される電磁界の範囲内の任意の位置に受電コイルが存在しさえすれば当該受電コイルを含む受電部に対する給電が可能となることになり、受電部に対する給電時における車両の位置を厳密に規制せずとも効果的に当該給電を実行することができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、給電時における車両の位置決めに対する許容範囲の広さと給電効率とを両立させつつ当該給電を効果的に実行することができる。

請求項９に記載の発明によれば、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

（Ｉ）第１実施形態
初めに、本発明に係る第１実施形態について、図１乃至４を用いて説明する。

図１に示すように、車両であるショッピングカートは車台１を備え、車台１上にかご受け２、ハンドル３等を備える。

車台１の機枠は後部から前部に向かって窄まる台形に形成される。また、機枠は後端から前端に向うに連れて低くなるように形成される。台形の機枠内には、線材で形成された荷棚４が設けられる。車台１の下面には前輪５ａ，５ｂと後輪６ａ，６ｂが二つずつ設けられる。これらの車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはいずれもキャスターとして設けられ、車台１下で水平に首振り動作可能である。ショッピングカートはキャスターである車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂに支えられることから店舗の床上を移動しつつ自在に方向変換可能である。

また、ショッピングカートは他のショッピングカートと水平方向で入れ子状に重ねることが可能であり、その場合後方のショッピングカートの車台１が前方のショッピングカートの車台１下に入り込み、車台１，１同士が当接したところで停止する。

車台１の後部の左右端からは管材からなる支柱７，７が起立し、両支柱７，７の上端にかご受け２が取り付けられる。かご受け２は例えば支柱７，７を構成する管材を屈曲させることにより支柱７，７と一体に形成することができる。かご受け２は、支柱７，７の上端から車台１の真上へと斜め上方に突出する。かご受け２には商品等を入れるかご８が着脱自在に挿入される。かご８はそのフランジ８ａがかご受け２に係止されることによりショッピングカート上に保持される。もちろん、かご８をかご受け２に固着するなどしてショッピングカートと一体化することも可能である。

ショッピングカート同士が入れ子状に連結される場合、かご８はかご受け２から予め除去され、後方のショッピングカートのかご受け２が前方のショッピングカートのかご受け２の上に重なり合う。

支柱７，７の上部からは、管材で形成されたハンドル３が後方へと突出する。ハンドル３の左右のアーム３ａ，３ｂが左右の支柱７，７に連結され、両アーム３ａ，３ｂは上記かご受け２よりも幅広い間隔で配置される。これにより、ショッピングカート同士が入れ子状に連結される場合、後方のショッピングカートのかご受け２が前方のショッピングカートのハンドル３のアーム３ａ，３ｂ間を潜り抜けて前方のショッピングカートのかご受け２の上に重なり合うことになる。

このショッピングカートには、液晶画面等からなる情報出力部９が取り付けられる。情報出力部９はホルダ１０によりハンドル３のアーム３ａ，３ｂに固定されるが、その他支柱７、かご受け２等にも固定可能であり、或いはホルダ１０を省略しアーム３ａ，３ｂ、支柱７等と一体的に設けることも可能である。

情報出力部９は、液晶ディスプレイや、図示しないそのドライバ部等により構成されており、専用のソフトウェア等により駆動される。この情報出力部９のディスプレイ９ａで買い物情報、位置情報、買い物客個人情報等の所望の情報が表示される。情報出力部９のディスプレイ９ａはスピーカー、プリンタ等に変更し或いはスピーカー等と併用することも可能である。情報出力部９には必要に応じて操作パネル、送受信器等（図示せず）が付設される。買い物客は情報出力部９のディスプレイ９ａ等から、自己の店舗内での位置、商品情報等を認識することができる。

ショッピングカートには、情報出力部９に作動用の電力を供給するための蓄電池１１が搭載される。蓄電池１１は鉛蓄電池、アルカリ蓄電池等のいずれであってもよい。蓄電池１１はこのショッピングカートでは車台１の前部に固定されるが、その他の場所に固定することも可能である。また、情報出力部９のケーシング内に設けることも可能である。

蓄電池１１の充電には、図１乃至図４に示すように、非接触の給電方法が採用される。

すなわち、ショッピングカートには蓄電池１１に給電する受電部１２が設けられ、ショッピングカートの駐車場には上記受電部１２に電磁誘導により給電する給電部１３が設けられ、受電部１２が給電部１３に正対したところで停止機構によりショッピングカートを停止させ、給電部１３から受電部１２に給電し蓄電池１１を充電するようになっている。

ショッピングカートの駐車場は、店舗内の所定の場所に設けられる。この駐車場の床面にショッピングカートの車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを案内するガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが設けられる。図１及び図２に示すように、駐車場の床面に内ガイドレール１４ａ，１４ｂと外ガイドレール１５ａ，１５ｂとが左右対称に固定され、左右一対の内外ガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ間の各ガイド溝がそれぞれ後輪６ａ，６ｂを案内する。また、左右の内ガイドレール１４ａ，１４ｂの内縁がそれぞれ前輪５ａ，５ｂを案内する。もちろん、ガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂはこれらの形式に限られるものではなく、例えば前輪５ａ，５ｂを案内するものとして内ガイドレール１４ａ，１４ｂの内側に更に他のガイドレールを設けてもよいし、内ガイドレール１４ａ，１４ｂを前輪５ａ，５ｂの内側に当接する位置に変更してもよい。ショッピングカートはその前輪５ａ，５ｂからガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ内へと進入するようになっており、各ガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂにおけるショッピングカートの進入側には前輪５ａ，５ｂと後輪６ａ，６ｂを導入しやすくするための斜面１６が形成される。

上述したようにショッピングカートの車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはキャスターとして構成されるので、車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂがガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ内に一旦入った後にショッピングカートを元の位置へ引き出そうとすると車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが首を振ってガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの内壁面に当り、ショッピングカートの引き出しを阻止しようとする。

給電部１３は、内ガイドレール１４ａ，１４ｂの間において床面上に固定された基台１７に取り付けられる。基台１７の左右縁は前輪５ａ，５ｂのガイドレールとしても機能し、基台１７の左右壁と左右の内ガイドレール１４ａ，１４ｂとの間の各溝に前輪５ａ，５ｂが進入し停止するようになっている。給電部１３は、フェライト製のコア１８の上部平坦面に二本の平行溝１８ａ，１８ａを形成し、この平行溝１８ａ，１８ａ内に導線を複数回巻回してなるコイル１９を嵌め込み、平行溝１８ａ，１８ａ内及びその周辺部に樹脂２０を注入することによりコア１８とコイル１９とを一体化してなるもので、コイル１９とコア１８の平坦面とが水平に延びるように基台１７上に固定される。

上述したように、ショッピングカートは他のショッピングカートと入れ子状に連結可能であるが、連結された複数台のショッピングカートに対して同時に給電することができるように、複数基の給電部１３をショッピングカートの連結ピッチと同じピッチで基台１７上に配置することもできる。

次に、第１実施形態に係る受電部１２の構成について、特に図３を用いて説明する。なお、図３は、第１実施形態に係る受電部１２部分の構成のみを、ショッピングカートの下斜め後方から見た斜視図であり、受電部１２以外のショッピングカートの構成部材についてはその図示を省略している。

第１実施形態に係る受電部１２は、ショッピングカートに固定された平板状の固定ベース３０に、フェライト製のコア２１が固定されている。そして、当該コア２１の下面には、ショッピングカートの移動方向に平行な二本の平行溝２１ａ，２１ａが形成されている。なお、コア２１のショッピングカートの移動方向の長さは、例えばコア１８の当該移動方向の長さの半分とされている。

一方、導線を複数回巻回してなり且つコイル１９と同じ大きさのコイル２２は、三本の平行なスリット３３ａ，３３ａ及び３３ｂが形成されたアルミベース３３に固定されている。ここで、コイル２２はスリット３３ｂの周囲に固定されている。そして、両端のスリット３３ａ，３３ａには、平行溝２１ａ，２１ａが形成されることによりコア２１の両端に夫々形成された突起部２１ｂ，２１ｂが嵌め込まれており、更にコイル２２の内側にあるスリット３３ｂには、同じく平行溝２１ａ，２１ａが形成されることによりコア２１の中央部に形成された突起部２１ｃが嵌め込まれている。この状態のアルミベース３３の外周部が、ショッピングカートの移動方向に多数並べられた回転可能なローラベアリング３５を介して支持部３４ａ、３４ａに支持されており、この支持部３４ａ、３４ａが固定ベース３０に固定されている。この構造により、コイル２２が固定されたアルミベース３３は、コイル２２が平行溝２１ａ，２１ａに嵌め込まれた状態で、固定ベース３０（すなわちショッピングカート）に対して当該ショッピングカートの移動方向に移動可能に支持されることとなる。

なお、アルミベース３３には、コイル２２により発生される電磁界に対するループ回路がそのアルミベース３３内に形成されることを避けるため、絶縁領域としての三箇所のスリット３６，３６，３６が設けられている。

一方、アルミベース３３には支持棒３２が固定されており、更に支持棒３２は、図示しないコイルスプリングを介して移動手段、突出停止手段及び維持手段としての鉛筆型のシリンダ３１に固定されている。そして、ショッピングカートが移動中（すなわち、停止機構により停止されるまで）においては、当該コイルスプリングが伸びた状態で静止することで、ショッピングカートの前方にアルミベース３３の前縁部３３ｂが突出した状態で静止する構成とされている。

これにより、ショッピングカートが前方に移動されることで、その前方に突出している上記前縁部３３ｂが停止機構としての後述する位置規制手段としてのストッパ２５にぶつかると、そのままショッピングカートが前方に移動することで、シリンダ３１内のコイルスプリングにおける弾性によりアルミベース３３の前縁部３３ｂがストッパ２５に押し付けられた状態となり、当該ストッパ２５に対するコイル２２のショッピングカート移動方向の位置が固定されることとなる。よって、この前縁部３３ｂがストッパ２５に押し付けられている状態でショッピングカートが多少前後に移動したとしても、ストッパ２５に対するコイル２２のショッピングカートの移動方向に対する位置は不変となる。

次に、停止機構は、ショッピングカートの駐車場の床面に出没可能に埋設された棒状の上記ストッパ２５として与えられる。ストッパ２５は例えばソレノイドの励磁によって床面上に突出し、ショッピングカートを拘束して所定の停止位置に停止させ、ソレノイドの消磁により床面下に没してショッピングカートを解放する。ショッピングカートが停止機構であるストッパ２５により停止させられると、上述したようにストッパ２５に対するコイル２２のショッピングカート移動方向の位置が固定されることとなるので、これにより、当該位置が固定された受電部１２の位置と同じ位置に形成されている上記給電部１３とが受電部１２が給電部１３に正対することになる。

この状態を、図４を用いてより具体的に説明すると、ストッパ２５によりショッピングカートが停止させられることで、アルミベース３３の前縁部３３ｂが当該ストッパ２５に接触すると、支持棒３２に連結されているシリンダ３１内のコイルスプリングの弾性により当該前縁部３３ｂがストッパ２５に押し付けられた状態となり、これにより、当該ストッパ２５に対するコイル２２の位置が固定されることとなる。そして、このようにストッパ２５に対するコイル２２の位置が固定された後は、コア２２が固定されているショッピングカートが例えばストッパ２５に接触した反動等によりその進行方向前後に多少動いても、それに伴ってコア２２がコイル２１の周囲をその進行方向前後に移動するのみであり、コイル１９とコイル２２の位置関係は不変となる。

次に、上記構成の第１実施形態に係る給電装置の作用について説明する。

ショッピングカートはハンドル３を握る買い物客と共に店舗の床面上を移動し、その情報出力部９のディスプレイ９ａ等により買い物情報、位置情報等の所望の情報を出力する。買い物客はこの情報を利用して商品を探し、かご受け２上のかご８内に探し当てた商品を入れる。

情報出力部９のディスプレイ９ａ等の作動に必要な電力は車台１上に搭載された蓄電池１１から図示しないリード線により情報出力部９に給電される。蓄電池１１に充電された電気は徐々に消費されるが、蓄電池１１には開店時間中に必要とされる電力が充電されている。

蓄電池１１は、例えば店舗の閉店後に充電される。すなわち、閉店後にショッピングカートが図１に示すようにショッピングカートの駐車場へと作業者により搬送され、ガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ内へと押し込められる。ショッピングカートはその前後輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂがガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂに案内されつつ前進し、ストッパ２５に当たることによりショッピングカートの駐車場の定位置に停止する。

ショッピングカートがガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ内に侵入した後、ショッピングカートを元の位置へ引き出そうとしても、キャスターである車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが首を振ってガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの内壁面に当たるので、ショッピングカートの引き出しが阻止される。従って、ショッピングカートの充電の中断が防止される。

ショッピングカートがストッパ２５に当たる前において、ショッピングカートの前後の車輪５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂがガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂに案内されつつ進行すると、車台１側の各ローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｃが各ガイド溝２６ａ，２６ｂ，２６ｃ内に侵入する。そして、ショッピングカートがストッパ２５により所定の停止位置で停止すると、各ローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｃも各ガイド溝２６ａ，２６ｂ，２６ｃ内で停止する。これにより、受電部１２のコア２１は給電部１３のコア１８等他の箇所に当たることなく給電部１３上へと移動する。また、受電部１２のコア２１の平坦面及びコイル２２が給電部１３のコア１８の平坦面及びコイル１９に対しショッピングカートの前後方向、左右方向及び上下方向で一定の位置関係を保つように正対する。例えば上下方向では給電部１３と受電部１２との隙間が２ｍｍ程度に保たれるように規制される。これに加えて、上述した如き受電部１２の構成及び機能により、ショッピングカートが多少前後に移動してもガラスベース３３の前縁部３３ｂがストッパ２５に押し付けられ続けるので、コイル１９とコイル２２の正対する位置関係は不変となる。

受電部１２が給電部１３に微小間隔で正対した後、給電部１３に給電され、電磁誘導により受電部１２のコイル２２に電流が発生し、蓄電池１１に充電される。すなわち、非接
触で蓄電池１１の充電が行われる。

蓄電池１１への充電が完了した後、ストッパ２５が床面下に没する。これにより、ショッピングカートは前進が可能になり、ガイドレール１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ外に取り出され買い物客の利用に供される。

ショッピングカートは他のショッピングカートと入れ子状に連結可能であり、ショッピングカートの駐車場においても同様に連結可能である。基台１７上にショッピングカートのピッチと同じピッチで給電部１３が配置される場合は、連結された複数台のショッピングカートに同時に充電可能である。

以上説明したように、第１実施形態に係る受電部１２の機構によれば、ショッピングカートがストッパ２により停止された以降は、当該ショッピングカートが多少移動方向前後に移動しても、ショッピングカート側のコイル２２と駐車場側のコイル１９との正対する位置関係が不変であるので、当該ショッピングカートの多少の移動があっても効率的且つ迅速に蓄電池１１を充電することができる。

なお、上述した第１実施形態においては、ショッピングカートが駐車場に入るまでの使用中には、シリンダ３１内のコイルスプリングの作用によりショッピングカートの前方にアルミベース３３の前縁部３３ｂが突出する構成としたが、これ以外に、当該ショッピングカートの使用中はシリンダ３１内のコイルスプリングが押し縮めて固定されることでアルミベース３３全体が最も後退した位置（アルミベース３３の可動範囲のうち、ショッピングカートの進行方向の最も後ろの位置）とされ、ショッピングカートが駐車場に進入してきたことを図示しない近接センサ等で検知したときにコイルスプリングを開放し、これにより、アルミベース３３の前縁部３３ｂがショッピングカートの前方に突出してストッパ２５との接触に備えるように構成することもできる。

（II）第２実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第２実施形態に係る受電部について、図５乃至図７を用いて説明する。なお、図５において、図３を用いて説明した第１実施形態に係る受電部１２と同様の構成部材については、同様の部材番号を付して細部の説明は省略する。また、図５は、図３と同様に第２実施形態に係る受電部の構成のみを、ショッピングカートの下斜め後方から見た斜視図であり、受電部以外のショッピングカートの構成部材についてはその厨子を省略している。

上述した第１実施形態に係る受電部１２においては、ストッパ２５にアルミベース３３の前縁部３３ｂが接触すると共に当該アルミベース３３がシリンダ３１によりストッパ２５に押し付けられた状態となることで、ショッピングカート側のコイル２２と駐車場側のコイル１９との正対する位置関係を維持することとしたが、以下に説明する第２実施形態では、アルミベース３３の位置を電気的に制御する。

すなわち、図５に示すように、第２実施形態に係る受電部１２ａにおいては、第１実施形態に係る受電部１２における支持棒３１に代えて、後述するモータにより回転されるネジ棒５２がアルミベース３３に回転のみ可能に設置されており、これをシリンダ５０内の図示しないモータにより回転させることで、電気的にアルミベース３３をショッピングカートの移動方向前後に移動させる。

このため、コイル２２からは、蓄電器１１に接続される図示しない接続線に加えて、検出手段及び制御手段としてのシリンダ５０内の図示しない電圧検出部に接続される可撓性の接続線５４が形成されている。

次に動作を説明する。

先ず、横軸にコイル２２の中心とコイル１９の中心との距離をとり、縦軸にコイル１９への給電電圧を一定としたときの伝送効率（すなわち、接続線５４を介して検出される受電電圧と上記一定の給電電圧との比（受電電圧／給電電圧））を取ると、一般に図６に示すような上記距離がゼロである点を頂点とした山形の関係となり、これは本願の発明者による実験によって証明されている。

そこで、第２実施形態の受電部１２ａでは、接続線５４を介して検出される受電電圧から（上記給電電圧は既知且つ一定であるとして）求めたこの伝送効率が最大となるように、シリンダ５０内の図示しないＣＰＵ等の制御の下、ネジ棒５２を回転させてコイル２２のコイル１９に対する相対的な位置を制御する。

すなわち、その制御を図７に示すフローチャートを用いて説明すると、初めにアルミベース３３を予め設定された単位長さ（図６に示した例を用いると５ミリメートル）だけショッピングカートの移動方向前方に移動させ（ステップＳ１）、その移動前後において伝送効率が向上したか否かを確認する（ステップＳ２）。そして、伝送効率が向上した場合は（ステップＳ２；ＹＥＳ）、更に前方にアルミベース３３を移動させて伝送効率を向上させるべくステップＳ１の処理に戻り、一方、ステップＳ２の判定において伝送効率が低下した場合は（ステップＳ２；ＮＯ）、これ以上アルミベース３３を前方に移動させると伝送効率が更に低下するとして、次にアルミボード３３をショッピングカートの移動方向後方に単位長さだけ後退させ（ステップＳ３）、その後退前後の伝送効率を確認する（ステップＳ４）。そして、伝送効率が低下してしまった場合は（ステップＳ４；ＹＥＳ）、これ以上アルミベース３３を後方に移動させると伝送効率が更に低下するとして、反対に前方にアルミベース３３を移動させるべくステップＳ１の処理に戻る。

一方、ステップＳ４の判定において後退前後において伝送効率が向上した場合には（ステップＳ４；ＮＯ）、現在の位置が図６に示すグラフの頂点に対応するアルミベース３３の位置であるとして、その位置で当該アルミベースの前後移動を停止し（ステップＳ５）、給電を行う。

そして、蓄電池１１の充電が完了してショッピングカートが移動し始めると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、第２実施形態に係る給電は終了し、一方、ショッピングカートが一定の位置に停止しているときは（ステップＳ４；ＮＯ）、上述してきた処理を繰り返すべく、上記ステップＳ１に戻る。

以上説明したように、第２実施形態に係る受電部１２ａの機構によれば、ショッピングカートがストッパ２により停止された以降は、第１実施形態の受電部１２と同様に当該ショッピングカートが多少移動方向前後に移動しても、ショッピングカート側のコイル２２と駐車場側のコイル１９との正対する位置関係が電気的に不変とされるので、当該ショッピングカートの多少の移動があっても効率的且つ迅速に蓄電池１１を充電することができると共に、給電時におけるショッピングカートの位置決めに対する許容範囲の広さと給電の効率とを両立させつつ当該給電を効果的に実行することができる。

（III）第３実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第３実施形態について、図８を用いて説明する。なお、図８は、第３実施形態に係る受電部と給電部との関係を模式的に示す側面図である。

上述した第１及び第２実施形態においては、受電部１２における受電コイル２２のみがショッピングカートに対してその移動方向前後に移動可能とされていたが、以下に説明する第３実施形態は、受電部を構成するコイルは同じく受電部を構成するコアと共にショッピングカートに固定とされる。

すなわち、第３実施形態に係る受電部１２ｂは、コイル６１がコア６０に巻回されてショッピングカートに固定されている。ここで、コイル６１のショッピングカートの移動方向の長さは、コイル１９におけるその長さの半分とされている。

これにより、固定されている駐車場側の給電部１３に対してショッピングカートが移動することで受電部１２ｂが図８（ａ）に示す位置から図８（ｂ）に示す位置に移動しても、そのコイル６１の位置が給電部１３を構成するコイル１９の範囲内（すなわち、図８中前後方向の範囲内）に入ってさえいれば、受電部１２ｂに対する給電部１３からの給電が可能となる。

以上説明したように、第３実施形態に係る受電部１２ｂの構成によれば、駐車場側の給電部１３におけるコイル１９のショッピングカート移動方向の大きさが、ショッピングカート側の受電部１２ｂにおけるコイル２２のその方向の大きさよりも大きいので、給電実行時において、コイル１９により形成される電磁界の範囲内の任意の位置にコイル６１が存在しさえすれば当該コイル６１を含む受電部１２ｂに対する給電が可能となることになり、受電部１２ｂに対する給電時におけるショッピングカートの位置を厳密に規制せずとも効果的に当該給電を実行することができる。

また、駐車場側の給電部１３におけるコイル１９のショッピングカート移動方向の大きさを、例えばショッピングカート側の受電部１２ｂにおけるコイル２２のその方向の大きさの二倍とすれば、給電時におけるショッピングカートの位置決めに対する許容範囲の広さと給電効率とを両立させつつ当該給電を効果的に実行することができる。

なお、上記各実施の形態ではショッピングカートを例にとって説明したが、本発明はゴルフ場のカート、遊園地のカート、自転車等各種の車両の充電に適用することが可能である。

第１実施形態に係る給電装置の構成を示す斜視図である。ショッピングカートを駐車場の定位置で停止させた状態を示す平面図である。第１実施形態に係る受電部の構成を示す外観斜視図である。第１実施形態に係る受電部と給電部の動きを模式的に示す外観側面図である。第２実施形態に係る受電部の構成を示す外観斜視図である。給電における伝送効率とコイル間の距離との関係を示すグラフ図である。第２実施形態に係るコイルの位置決め処理を示すフローチャートである。第３実施形態に係る受電部と給電部の動きを模式的に示す外観側面図であり、（ａ）は第３実施形態に係る受電部の移動前の状態を例示する外観側面図であり、（ｂ）は第３実施形態に係る受電部の移動後の状態を例示する外観側面図である。

符号の説明

９情報出力部
１１蓄電池
１２、１２ａ、１２ｂ受電部
１３給電部
１８、２１コア
１９、２２コイル
２５ストッパ
３１、５０シリンダ
３２支持棒
３３アルミベース
３４ａ支持部
３５ローラベアリング
５２ネジ棒

Claims

受電コイルと当該受電コイルの少なくとも内側に配置された受電コアとからなる受電部を備える車両における前記受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電装置において、
給電コアと当該給電コアに巻回され且つ前記受電コイルと同じ大きさを備える給電コイルとからなる給電部であって、前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に前記給電コア及び前記給電コイルが固定配置された給電部と、
前記車両に固定された前記受電コアを少なくとも内側に配置させつつ、前記受電コイルを前記車両の移動方向前後に移動させる、前記車両に備えられた移動手段と、
を備え、
前記移動手段は、前記車両が移動する際、前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とが前記移動方向において一致するように前記受電コイルの前記移動方向における位置を制御することを特徴とする給電装置。
請求項１に記載の給電装置において、
前記移動手段は、
前記車両の移動中において、前記受電コイルを前記車両の移動方向前方に突出させて停止させる突出停止手段と、
前記車両の移動中において、前記経路上に配置され且つ前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とを前記移動方向において一致させる位置規制手段と、
前記車両の移動に伴い、前記位置規制手段により規制された前記受電コイルの前記給電コイルに対する位置を維持させる維持手段と、
を備えることを特徴とする給電装置。
請求項１に記載の給電装置において、
前記移動手段は、
移動中の前記車両が予め設定された位置に達したとき、前記受電コイルを前記車両の移動方向前方に突出させて停止させる突出停止手段と、
前記車両の移動中において、前記経路上に配置され且つ前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とを前記移動方向において一致させる位置規制手段と、
前記車両の移動に伴い、前記位置規制手段により規制された前記受電コイルの前記給電コイルに対する位置を維持させる維持手段と、
を備えることを特徴とする給電装置。
請求項２又は３に記載の給電装置において、
前記位置規制手段は、前記車両の前縁が接触することにより当該車両自体を一時的に停止させる一時停止手段を兼ねていることを特徴とする給電装置。
請求項１に記載の給電装置において、
前記移動手段は、
前記受電コイルにおける受電電圧を検出する検出手段と、
前記検出された受電電圧が最大の効率に対応する受電電圧となるように、前記受電コイルの前記移動方向における位置を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする給電装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の給電装置において、
前記車両がショッピングカートであることを特徴とする給電装置。
受電コイルと当該受電コイルの少なくとも内側に配置された受電コアとからなる受電部を備える車両における前記受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電装置において、
給電コアと当該給電コアに巻回され且つ前記受電コイルよりも前記車両の移動方向の大きさが大きい給電コイルとからなる給電部であって、前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に前記給電コア及び前記給電コイルが固定配置された給電部を備えることを特徴とする給電装置。
請求項７に記載の給電装置において、
前記給電コアにおける前記移動方向の大きさが、前記受電コイルにおける前記移動方向の大きさの二倍とされていることを特徴とする給電装置。
受電コイルと、当該受電コイルの少なくとも内側に配置され且つ車両に固定された受電コアと、からなる当該車両の受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電方法において、
給電コアに巻回され且つ前記受電コイルと同じ大きさを備える給電コイルであって前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に固定配置された給電コイルの位置と、前記受電コイルの位置と、が、前記車両が移動する際の移動方向において一致するように、前記受電コアを少なくとも内側に配置させつつ前記受電コイルを前記移動方向前後に移動させる移動工程を含むことを特徴とする給電方法。