JP2022032787A - 給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、効率的な電力伝送ができる給電装置を提供すること。【解決手段】給電装置は、支持部と、レール部と、を備える。支持部は、カートに設けられた受電コイルに電力を送る送電コイルを前記カートの走行方向に沿って複数配する。レール部は、前記カートの下部に配されるキャスタが収容される。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、カート型商品登録装置の給電装置に関する。

給電コイルを備える給電装置と、給電コイルと電磁結合する受電コイルを備える受電装置とからなる非接触給電システムが実用化されている。給電装置は、給電コイルに交流電流を流すことにより、給電コイルに磁界の変化を発生させる。受電装置は、給電コイルに生じた磁界の変化により受電コイルに発生した誘起電圧によって、二次電池（バッテリ）を充電することができる。

受電装置は、例えば、カート型商品登録装置に搭載される。そして、給電装置は、カート型商品登録装置を保管したときにカート型商品登録装置に電力を供給する。給電装置は、カートの進入を誘導するガイド溝と、カートの位置を規定するストッパと、受電装置の受電コイルに送電する送電コイルと、を有する。ガイド溝及びストッパは、カートがストッパまで進入した場合に、受電装置の受電コイルと、給電装置の送電コイルとを正対させる。

例えば、カートの底面部付近に受電コイルを床面に沿って取り付け、床側に取り付けた送電コイルとの間で非接触給電を行う場合、カートに取り付けた受電コイルが、走行中に床面の突起物などと干渉しないように、床面から離れた位置に受電部を設けることがある。

このような構成とする場合には、効率的な電力伝送とすべく、送電コイルを受電コイルに近接して対向するように、昇降させる必要があった。

特開２０１４－１１７０５８号公報

本発明が解決しようとする課題は、簡素な構成で、効率的な電力伝送ができる給電装置を提供することである。

一実施形態に係る給電装置は、支持部と、レール部と、を備える。支持部は、カートに設けられた受電コイルに電力を送る送電コイルを前記カートの走行方向に沿って複数配する。レール部は、前記カートの下部に配されるキャスタが収容される。

実施形態に係る送電装置から送電される電力を受電する受電装置を搭載するショッピングカートを示す斜視図である。 実施形態に係る送電装置の構成を示す平面図。 実施形態に係る送電装置の構成を示す断面図。 実施形態に係る送電装置及び受電装置を用いた送受電システムの構成の一例を示すブロック図。 実施形態に係る送受電システムの構成の一例を示すブロック図。 実施形態に係る送電装置の要部構成を示す平面図。 実施形態に係る送電装置の要部構成を模式的に示す断面図。 実施形態に係る送電装置の要部構成を模式的に示す断面図。

以下、各実施形態に係る給電装置２及び給電装置２から送電される電力を受電する受電装置２３を搭載したショッピングカート１の例について図面を参照して説明する。ここで、給電装置２及び受電装置２３は、所定の位置関係にあることで、非接触給電を行う送受電システムを構成する。なお、以下の説明において、ショッピングカート１の前進方向に沿った方向を前後方向として規定し、前後方向に交差する方向でショッピングカート１の左右の側面を結ぶ方向を幅方向と規定する。

図１は、実施形態に係る給電装置２から送電される電力を受電する受電装置２３を搭載するショッピングカート１を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る給電装置２の構成を示す平面図であり、図３は、実施形態に係る送電装置の構成を、図２中ＩＩＩ－ＩＩＩ線断面で示す断面図である。図４及び図５は、実施形態に係る給電装置２及び受電装置２３を用いた送受電システムの構成の一例を示すブロック図である。図６は、給電装置２の要部構成を模式的に示す平面図であり、図７は、給電装置２の要部構成を模式的に示す断面図であり、図８は、給電装置２の要部構成を図７とは異なる断面で模式的に示す断面図である。

先ず、受電装置２３を搭載するショッピングカート１について、図１を用いて説明する。
ショッピングカート１は、給電装置２から送電される電力を受電する受電装置２３を搭載した移動体の例である。以下、ショッピングカート１を単に、カート１とも称する。

受電装置２３は、カート１に搭載され、非接触で伝送される電力を受電する。例えば、受電装置２３は、非接触で受電する電力をカート１に搭載した電子機器又はバッテリへ電力を供給する。給電装置２は、カート１に搭載した受電システムが受電可能な電力を伝送する。例えば、給電装置２は、カート１を収納するカート置場を構成し、収納したカート１に搭載される受電装置に対して非接触で電力を伝送する。

また、カート１に搭載される受電装置２３によって充電されるバッテリは、例えば、カート１に搭載される電子機器に電力を供給する電源装置である。受電装置２３によって充電されるバッテリは、カート１に搭載される電子機器が具備するものであっても良い。また、受電装置２３によって充電されるバッテリは、電子機器とは別の装置としてカート１に搭載され、電子機器へ電力を供給するものであっても良い。

図１及び図４に示す構成例において、カート１は、商品を収容して移動可能なカート本体１１と、電子機器２１と、バッテリ２２と、受電装置２３と、を備える。カート１は、例えば、カート本体１１に電子機器２１、バッテリ２２及び受電装置２３を取付けることで構成される。カート１は、複数をスタックすることができる。

カート本体１１は、利用者の操作によって移動する。また、カート本体１１は、商品を収容するか、又は、商品を収容する買い物カゴを保持する。図１に示すように、カート本体１１は、フレーム１２と、複数のキャスタ１３と、収容カゴ１４と、を備える。

フレーム１２は、例えば、縦フレーム１２１と、横フレーム１２２と、ハンドル１２３と、を含む。縦フレーム１２１は、下端に後輪を構成する２つのキャスタ１３が設けられ、上端にハンドル１２３が設けられる。縦フレーム１２１は上下方向に延設される。縦フレーム１２１は、部分的に傾斜又は湾曲する構成であってもよく、直線状に延びる形状であってもよい。また、縦フレーム１２１の延設方向は、上下方向に沿っていてもよく、上下方向に対して傾斜していてもよく、適宜設定できる。

縦フレーム１２１は、例えば、カート１の幅方向に配置され、上下方向に延設される一対のメインフレーム１２１１を含む。一対のメインフレーム１２１１は、一部が曲折して形成される。また、縦フレーム１２１は、一対のメインフレーム１２１１に加え、サブフレーム等を含んでいてもよい。

横フレーム１２２は、縦フレーム１２１の下端側に一体に接続される。横フレーム１２２は前後方向に延設される。横フレーム１２２は、部分的に傾斜又は湾曲する構成であってもよく、直線状に延びる形状であってもよい。また、横フレーム１２２の延設方向は、前後方向に沿っていてもよく、前後方向に対して傾斜していてもよく、適宜設定できる。横フレーム１２２の先端側の下面に、前輪を構成する２つのキャスタ１３が設けられる。横フレーム１２２は、例えば、キャスタ１３が設けられるベースフレーム１２２１と、ベースフレーム１２２１よりも内側に設けられたサブフレーム１２２２と、を含む。

ベースフレーム１２２１は、例えば、後方から前方に向かって、幅が狭く設定される。また、ベースフレーム１２２１は、例えば、買い物かごを内側に配置可能な幅に設定される。ベースフレーム１２２１は、前進方向において前方が狭く、後方が広く形成される。また、ベースフレーム１２２１は、例えば、一対のメインフレーム１２１１の幅と同じ又は同程度の幅に設定される。ベースフレーム１２２１の前方の下面の二箇所には、例えば、キャスタ１３を連結する固定フレーム１２２３が設けられる。２つの固定フレーム１２２３は、カート本体１１の幅方向で所定の距離だけ離間して配置される。固定フレーム１２２３は、ベースフレーム１２２１の前方の下面から下方に延設される。

サブフレーム１２２２は、前後方向に延設される。サブフレーム１２２２は、ベースフレーム１２２１の内側に配置される。サブフレーム１２２２は、ベースフレーム１２２１内に買い物かごが配置されたときに、該買い物かごを支持する。また、サブフレーム１２２２は、カート１同士をスタックしたときに、先端が、他のカート１のサブフレーム１２２２と当接することで、隣り合うスタックされたカート１同士を所定の位置関係に規定する。

ハンドル１２３は、縦フレーム１２１の上端に設けられる。ハンドル１２３は、例えば、一対のメインフレーム１２１１の上端に、一対のメインフレーム１２１１を渡して設けられる。ハンドル１２３は、利用者が把持し、利用者により進行方向に押圧されることで、カート本体１１を移動及び旋回させる。なお、ハンドル１２３は、一対のメインフレーム１２１１の上端にそれぞれ設けられる構成であってもよい。

複数のキャスタ１３は、例えば、４つである。４つのキャスタ１３は、例えば、フレーム１２の下端の４箇所に配置される。具体例として、４つのキャスタ１３のうち、後輪を構成する２つのキャスタ１３は、縦フレーム１２１の一対のメインフレーム１２１１の下端に設けられる。

また、４つのキャスタ１３のうち、前輪を構成する２つのキャスタ１３は、横フレーム１２２のベースフレーム１２２１の前端側の下面に設けられる。また、後輪を構成する２つのキャスタ１３の間隔は、前輪を構成する２つのキャスタ１３の間隔よりも広い間隔に設定される。

キャスタ１３は、給電装置２に案内される被案内輪である。キャスタ１３は、車輪１３１と、車輪１３１を覆う本体１３２と、車輪１３１を本体に回転可能に支持するシャフト１３３と、を含む。例えば、キャスタ１３は、本体１３２がフレーム１２に連結される。具体例としては、前輪を構成する２つのキャスタ１３の本体１３２は、横フレーム１２２のベースフレーム１２２１の前方下面に設けられた固定フレーム１２２３の下端に固定される。また、後輪を構成する２つのキャスタ１３の本体１３２は、縦フレーム１２１の一対のメインフレーム１２１１の下端に固定される。

収容カゴ１４は、商品を収容するか、又は、商品を収容する買い物カゴを収容する。収容カゴ１４は、有孔のパネル部材やメッシュ状のワイヤ部材により、上方に開口する箱状である。収容カゴ１４は、例えば、縦フレーム１２１に一体に連結される。例えば、収容カゴ１４は、縦フレーム１２１の一対のメインフレーム１２１１に固定され、そして、支持される。収容カゴ１４は、前進方向において前側が狭く、後方が広く形成される。収容カゴ１４は、後端側に、下端を自由端とし、上端を回転中心として、開閉可能な開閉部１４１を有する。また、収容カゴ１４は、開閉部１４１とする後端側が前端側よりも、幅方向の大きさ及び高さ方向の大きさが大きく設定される。

このようなカート本体１１は、複数のカート本体１１（カート１）を連ねて収納する場合、後ろのカート本体１１は、前のカート本体１１の開閉部１４１を押し上げて前後のカート本体１１の収容カゴ１４が重なる。また、後ろのカート本体１１は、前のカート本体１１の一対のメインフレーム１２１１の間から横フレーム１２２が挿入され、そして、前のカート本体１１の横フレーム１２２のベースフレーム１２２１内に収容される。また、後ろのカート本体１１は、サブフレーム１２２２が前のカート本体１１のサブフレーム１２２２と当接し、隣り合う前後のカート本体１１の位置関係が一定の位置関係となる。これらにより、複数のカート１は、前後にスタックして収容できる。

電子機器２１は、利用者に対する情報の提供、及び、利用者に対するサービスの提供のように供される機器である。

電子機器２１は、カート本体１１に取り付けられる。図１に示す構成例において、電子機器２１は、一方のメインフレーム１２１１にシャフト等を介して固定される。電子機器２１は、バッテリ２２からの電力によって駆動される。電子機器２１は、単数であっても複数であってもよい。例えば、電子機器２１は、利用者に情報を提供するためのタブレット端末等の情報端末、利用者が選択した商品の情報を取得する商品リーダ、あるいはクレジットカードや会員カード等を読み取るためのカードリーダである。また、電子機器２１は、バッテリ２２からの電力によって利用者が所持する携帯端末の電子機器を充電するための充電装置等であっても良い。例えば、利用者が所持する携帯端末としては、携帯電話機、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット端末等が挙げられるが、これらに限定されない。

図１及び図４に示す例において、電子機器２１としては、タブレット端末２１１、商品リーダ２１２、及びカードリーダ２１３を含む。タブレット端末２１１は、例えば、タッチパネルを設けた表示部を有する処理端末である。タブレット端末２１１は、ハンドル１２３側に位置する利用者に表示部を向けて設置される。例えば、タブレット端末２１１は、商品リーダ２１２によって読み取った商品の情報を表示する。また、タブレット端末２１１は、商品リーダ２１２により読取った商品に対する精算処理を行うものであっても良い。

商品リーダ２１２は、商品の情報を読取る装置である。商品リーダ２１２は、読取った商品の情報を表示する表示部を有するものであっても良い。例えば、商品リーダ２１２は、収容カゴ１４に出し入れする商品に添付されたバーコード等の商品識別情報を読み取るスキャナである。また、商品リーダ２１２は、商品に添付されたＲＦＩＤタグ等を読み取るＲＦＩＤタグリーダであっても良い。また、商品リーダ２１２は、タブレット端末２１１や利用者が所持する携帯端末であってもよい。タブレット端末２１１及び携帯端末を商品リーダ２１２とする場合には、例えば、タブレット端末２１１に設けられたカメラや、利用者が所持する携帯端末に設けられたカメラにより、バーコード等の商品識別情報を読み取る処理を行う。カードリーダ２１３は、利用者が所有するクレジットカードや会員カード等を読み取る。

なお、電子機器２１は、タブレット端末２１１に代えて利用者が所持する携帯端末を接続するためのインターフェース機器であってもよい。電子機器２１としてのインターフェース機器に接続する携帯端末は、上述したタブレット端末２１１と同様な処理を行うようにしても良い。また、電子機器２１としてのインターフェース機器は、携帯端末が具備するバッテリを充電するものであっても良い。なお、電子機器２１としてのインターフェース機器は、バッテリ２２を内蔵するものであっても良いし、別途設けたバッテリ２２に接続するものであっても良い。

バッテリ２２は、電子機器２１を動作させるための電源装置である。図１、図４及び図５に示すように、バッテリ２２は、電力を蓄電する二次電池２２１と、受電装置２３からの電力によって二次電池を充電する充電回路２２２と、二次電池２２１及び充電回路２２２を収容するバッテリケース２２３を含む。バッテリ２２は、電子機器２１の内部に設けた電源装置とした構成であっても良い。バッテリ２２は、二次電池に蓄電した電力を電子機器２１へ供給するように構成すれば良い。

二次電池２２１は、充電回路２２２から供給される充電電力により充電される。また、二次電池２２１は、電子機器２１に接続され、電子機器２１へ電力を供給する。

充電回路２２２は、受電装置２３から供給される電力を充電用の電力（充電電力）として二次電池２２１へ供給する。例えば、充電回路２２２は、受電装置２３の後述する受電回路２３２から供給された電力を二次電池２２１の充電に用いる直流電流（充電電力）に変換する。即ち、充電回路２２２は、受電回路２３２からの電力を、二次電池２２１を充電するための所定の電流値及び電圧値の充電電力に変換して二次電池２２１に供給する。

バッテリケース２２３は、例えば、二次電池２２１及び充電回路２２２を収容した状態で、フレーム１２に装着される。バッテリケース２２３は、例えば、収容カゴ１４の下方に配置される。本実施形態の例においては、バッテリケース２２３は、一対のメインフレーム１２１１の間であって、且つ、収容カゴ１４の下方に配置される。また、バッテリケース２２３は、例えば、一対のメインフレーム１２１１に固定された一対のサブフレーム１２１２に取り付けられる。

受電装置２３は、外部装置としての送電装置から伝送される電力を受電する。受電装置２３は、受電した電力によってバッテリ２２を充電する。受電装置２３は、受電した電力を電子機器２１またはバッテリ２２へ供給する。

受電装置２３は、カート本体１１の横フレーム１２２に取り付けられる。例えば、図１に示すように、受電装置２３は、横フレーム１２２のサブフレーム１２２２の例えば、前端側に取り付けられる。受電装置２３は、カート本体１１の下方から送電される電力を非接触で受電する。受電装置２３は、後述する受電コイル２３１が電力を受電する受電面（電力を送電する側の送電コイルに対向する面）が送電面（床面３）に対して平行になるように、横フレーム１２２に設けられる。

受電装置２３は、カート本体１１の下方から伝送される電力を受電する。受電装置２３は、給電装置２に設置した送電装置４２から出力される電力を受電する。受電装置２３は、受電装置２３の受電面となる受電コイル２３１が給電装置２に設置される送電装置４２の送電面となる送電コイル４２３に対向するように配置される。

図５に示すように、受電装置２３は、受電コイル２３１、受電回路２３２、制御回路２３３、表示部２３４及び共振用コンデンサ２３５を有する。

受電コイル２３１は、送電装置４２からの送電電力を受電し、受電した電力を受電回路２３２へ供給する。受電コイル２３１は、電力を受電する受電面が平面状に形成される。受電コイル２３１の受電面は、例えば、送電コイル４２３の送電面（床面３）に対して平行になる状態でカート本体１１の底面に設置される。例えば、受電コイル２３１は、受電用の共振用コンデンサ２３５と直列あるいは並列接続されることにより、共振回路（受電共振回路）を構成する。

受電共振回路としての受電コイル２３１は、送電装置４２の後述する送電コイル４２３に近接すると、受電コイル２３１が送電コイル４２３と電磁結合する。受電コイル２３１では、送電装置４２の送電コイル４２３から出力された磁界によって誘導電流が発生する。受電コイル２３１は、絶縁された電線が巻かれた巻線構造として構成されていても良いし、プリント基板上にコイルパターンが形成されて構成されていても良い。

受電コイル２３１は、受電した交流電力を受電回路５２に供給する。換言すると、受電コイル２３１は、送電装置４２からの交流電力を受電している間、交流電源として機能する。また、例えば、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、受電コイル２３１としての受電共振回路の自己共振周波数は、送電装置４２が送電する周波数と略同一に設定される。これにより、受電コイル２３１と送電コイル４２３とが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。

受電回路２３２は、受電コイル２３１から供給される受電電力をバッテリ２２又は電子機器２１へ供給可能な電力に変換する。例えば、受電回路２３２は、受電コイル２３１から供給される受電電力を整流し、直流に変換する。このような受電回路２３２は、例えば、複数のダイオードにより構成する整流ブリッジを含む回路により実現される。この場合、整流ブリッジの一対の入力端子は、受電コイル２３１と共振用コンデンサ２３５から成る受電共振回路に接続される。受電回路２３２は、受電コイル２３１から供給された受電電力を全波整流することにより、直流電力を一対の出力端子から出力する。

制御回路２３３は、受電回路２３２及び表示部２３４の動作を制御する。制御回路２３３は、プロセッサ２３３１とメモリ２３３２とを備える。プロセッサ２３３１は、演算処理を実行する。プロセッサ２３３１は、例えば、メモリ２３３２に記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリ２３３２は、プログラム及びプログラムで用いられるデータ等を記憶する。制御回路２３３は、マイコン、及び／または発振回路等により構成されていてもよい。例えば、制御回路２３３は、受電装置２３の状態に応じて表示部２３４の表示を切り替える。

表示部２３４は、種々の情報を表示する表示装置である。例えば、表示部２３４は、受電装置２３の状態を示すインジケータである。表示部２３４は、制御回路２３３の制御に応じて表示を切り替える。例えば、表示部２３４はＬＥＤであり、受電装置２３の動作状態に応じて点灯、消灯、あるいは表示色を切り替える。また、表示部５４は液晶画面で、動作状態をメッセージで表示するようにしてもよい。

なお、受電装置２３は、対応する送電装置４２と無線通信を行うための無線通信回路を設けても良い。例えば、無線通信回路は、電力伝送の周波数とは異なる周波数で無線通信を行う回路である。受電装置２３に無線通信回路を設ける場合において、制御回路２３３は、無線通信回路によって送電装置４２と無線通信することにより各部の制御を行うようにしても良い。また、無線通信回路は、負荷変調を利用して、電力伝送の周波数と同一の周波数で無線通信するようにしてもよい。

次に、図２乃至図８を用いて給電装置２について説明する。
図２に示すように、給電装置２は、カートベース４１と、複数の送電装置４２と、を備える。

カートベース４１は、カート１をスタックして収納するカート置場を構成する。例えば、カートベース４１は、カートベース４１の上面がカート置場となる床面３の上面と面一となるように、床面３に埋設される。なお、カートベース４１の周囲には、カートゲートが設けられていても良い。カートベース４１は、カート１のキャスタ１３と同数のスロープ部４１１と、各スロープ部４１１にそれぞれ連続するスロープ部４１１と同数のレール部４１２と、支持部４１３と、を備える。

スロープ部４１１は、カートベース４１の上面から下方に傾斜する。スロープ部４１１は、カート本体１１を下降させる下降部分である。ここで、スロープ部４１１の傾斜角度は、カート本体１１の下降移動を考慮して、適宜設定される。即ち、スロープ部４１１は、使用者がスロープ部４１１からレール部４１２にカート１を移動するとき、及び、レール部４１２からスロープ部４１１を介して床面３にカート１を移動するときに、使用者の操作が容易な傾斜角度に設定される。

スロープ部４１１は、カートベース４１の上面側からレール部４１２に向かって、漸次幅が小さく設定される。スロープ部４１１の幅は、キャスタ１３の幅よりも大きく設定される。即ち、カートベース４１の上面側からレール部４１２側のいずれにおいても、スロープ部４１１の幅は、キャスタ１３の幅よりも大きく設定される。例えば、図６に示すように、スロープ部４１１の入口側（スロープ部４１１のカートベース４１の上面側）の幅をＷ１、スロープ部４１１の出口側（レール部４１２側）の幅をＷ２、カート本体１１のキャスタ１３の最大幅をＷ５としたときに、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ５の関係となる。

スロープ部４１１は、カート本体１１の４つのキャスタ１３がそれぞれ走行可能に、カート本体１１の幅方向において、カート本体１１の４つのキャスタ１３と同じ間隔で４つ設けられる。４つのスロープ部４１１のうち２つのスロープ部４１１は、カート本体１１の前輪が走行し、そして、残り２つのスロープ部４１１は、カート本体１１の後輪が走行する。カート本体１１の前輪が走行する２つのスロープ部４１１と、カート本体１１の後輪が走行する２つのスロープ部４１１とは、例えば、カート本体１１の走行方向で、前輪及び後輪の幅と同じ距離だけ離間して配置される。なお、例えば、カート本体１１を前進させて、カートベース４１にカート本体１１を収容する構成においては、カート本体１１の移動方向で前方側にカート本体１１の前輪が走行する２つのスロープ部４１１が配置され、そして、カート本体１１の移動方向で後方側にカート本体１１の後輪が走行する２つのスロープ部４１１が配置される。

レール部４１２は、複数のカート本体１１のキャスタ１３を収容可能に形成される。レール部４１２は、一方向に延び、カート１の走行方向で一方の端部がスロープ部４１１と連続する。レール部４１２は、キャスタ１３を収容する収容室４１２１と、キャスタ１３を取り付けるフレーム１２の一部が配置される空隙４１２２と、キャスタ１３の位置を規定する段差部４１２３と、を備える。換言すると、レール部４１２は、カートベース４１の一部に設けられた溝部４１２５と、溝部４１２５を覆う天井部４１２６と、を備える。そして、溝部４１２５及び天井部４１２６によって収容室４１２１が構成され、そして、天井部４１２６にフレーム１２の一部が配置される空隙４１２２が形成される。例えば、レール部４１２（溝部４１２５）の底面は、床面３と同方向である水平方向に延びる。

収容室４１２１は、キャスタ１３の幅よりも大きく形成される。ここで、収容室４１２１の幅は、キャスタ１３が走行可能、且つ、キャスタ１３の走行方向を変更可能な幅に設定される。例えば、レール部４１２の収容室４１２１幅をＷ３としたときに、Ｗ２＝Ｗ３、Ｗ３＞Ｗ５の関係となる。また、例えば、キャスタ１３が前方向へ走行し、そして、後方向へ走行するときに、キャスタ１３がフレーム１２周りで回転する構成である場合には、キャスタ１３が回転可能な幅に設定される。

空隙４１２２は、キャスタ１３をカート本体１１に連結する連結部材としての、フレーム１２の一部が配置可能、且つ、カート本体１１の幅方向の位置を規定可能な幅に設定される。空隙４１２２の幅は、収容室４１２１の幅よりも小さい幅に設定される。例えば、空隙４１２２の幅をＷ４とし、キャスタ１３が取り付けられるフレーム１２（メインフレーム１２１１及び固定フレーム１２２３）の幅をＷ６とすると、Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ６の関係となる。

また、空隙４１２２の内面と空隙４１２２に配置されたフレーム１２の一部との隙間は、収容室４１２１の内面と収容室４１２１に配置されたキャスタ１３の走行時の側面部との隙間よりも小さく設定される。即ち、幅方向における、収容室４１２１及びキャスタ１３の隙間（Ｗ３－Ｗ５）と、空隙４１２２及びフレーム１２の隙間（Ｗ４－Ｗ６）との関係は、Ｗ３－Ｗ５＞Ｗ４－Ｗ６となる。

段差部４１２３は、キャスタ１３の位置を規定する。例えば、段差部４１２３は、収容室４１２１（溝部４１２５）の底面に設けられた突起である。段差部４１２３は、レール部４１２に、カートベース４１に収容するカート１の数と同数設けられる。換言すると、段差部４１２３は、支持部４１３（送電装置４２）と同数設けられる。段差部４１２３は、収容したカート１の受電装置２３がカートベース４１の支持部４１３に支持された送電装置４２と対向する位置に、カート１の位置を規定する。

なお、複数の段差部４１２３は、４つのレール部４１２にそれぞれ設けられていてもよく、また、４つのレール部４１２のいずれかに設けられる構成でもよい。即ち、複数の段差部４１２３は、複数のカート１の位置を所定の位置に案内するものであり、カート１の位置を規定できれば、複数のレール部４１２であってもよく、いずれかのレール部４１２に設けられる構成であってもよい。

段差部４１２３は、例えば、キャスタ１３が所定の位置にあるときにおいて、カート本体１１の進行方向で該位置の前後にそれぞれ設けられた一対の突起４１２３１により構成される。なお、段差部４１２３は、一対の突起４１２３１でなく、キャスタ１３の車輪１３１の下部が嵌まる溝等であってもよい。

天井部４１２６のスロープ部４１１側の端部は、スロープ部４１１側から空隙４１２２に向かって傾斜する。換言すると、天井部４１２６の端面は、スロープ部を移動したキャスタ１３に接続されるフレーム１２の一部が当接することで、該フレーム１２の一部を空隙４１２２に案内する案内面を構成する。

支持部４１３は、少なくとも送電装置４２の後述する送電コイル４２３を固定し、保持する。支持部４１３は、カートベース４１の上面に設けられる。支持部４１３は、例えば、前輪であるキャスタ１３が収容される一対のレール部４１２の間に配置される。支持部４１３は、カートベース４１に収容するカート１と同数の送電装置４２を配置する。図２に示す例では、支持部４１３は、カート１の走行方向に沿って、送電装置４２を支持する４つの取付部４１３１を含む。例えば、支持部４１３は、送電装置４２をカートベース４１の上面と面一となるように保持する。

送電装置４２は、電源回路４２１、送電回路４２２、送電コイル４２３、制御回路４２４、表示部４２５、及び、共振用コンデンサ４２６を備える。例えば、電源回路４２１、送電回路４２２、送電コイル４２３、制御回路４２４、表示部４２５、及び、共振用コンデンサ４２６が一体に構成される場合には、支持部４１３に送電装置４２が配置される。例えば、送電装置４２の複数の構成が別体に構成される場合には、少なくとも送電コイル４２３を含む構成が支持部４１３に配置される。

電源回路４２１は、外部からの直流電源の電圧を各回路の動作に適した電圧に変換する。電源回路４２１は、送電回路４２２に送電を行わせる為の電力を生成し、送電回路４２２に供給する。また、電源回路４２１は、制御回路４４を動作させる為の電力を生成し、制御回路４２４に供給する。

送電回路４２２は、送電コイル４２３から送電するための送電電力を生成する。送電回路４２２は、生成した送電電力を送電コイル４２３に供給する。例えば、送電回路４２２は、制御回路４２４の制御に基づき、電源回路４２１から供給される直流電力をスイッチングすることで、送電電力としての交流電力を生成する。

送電コイル４２３は、送電回路４２２から供給される送電電力に応じて受電装置２３が受電可能な電力を出力する。送電コイル４２３は、電力を送電する送電面が平面状に形成される。送電コイル４２３の送電面は、床面３に対して平行になる状態で、受電装置２３の受電コイル２３１の受電面に対向するように、カートベース４１の取付部４１３１に配置される。

例えば、送電コイル４２３は、共振用コンデンサ４２６と直列あるいは並列接続されることにより共振回路（送電共振回路）を構成する。送電共振回路としての送電コイル４２３は、送電回路４２２から交流電力が供給されると、供給された交流電力に応じた磁界を発生させる。送電コイル４２３は、絶縁された電線が巻かれた巻線構造として構成されていても良いし、プリント基板上にコイルパターンが形成されて構成されていても良い。

制御回路４２４は、送電回路４２２及び表示部４２５の動作を制御する。制御回路４２４は、プロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、演算処理を実行する。プロセッサは、例えば、メモリに記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリは、プログラム及びプログラムで用いられるデータ等を記憶する。制御回路４２４は、マイコン、及び／または発振回路等により構成されていてもよい。

例えば、制御回路４２４は、送電装置４２の状態に応じて表示部４２５の表示を切り替える。また、制御回路４２４は、送電回路４２２から出力する交流電力の周波数の制御、及び送電回路４２２の動作のオンオフを制御する。例えば、制御回路４２４は、送電回路４２２を制御することにより、送電コイル４２３に磁界を発生させる状態（送電状態）と送電コイル４２３に磁界を発生させない状態（待機状態）とを切り替える。また、制御回路４２４は、送電コイル４２３に間欠的に磁界を発生させて、送電するタイミングを変更する制御を行うようにしても良い。

表示部４２５は、送電装置４２の状態を示すインジケータである。表示部４２５は、制御回路４２４の制御に応じて表示を切り替える。例えば、表示部４２５はＬＥＤであり、送電装置４２の動作状態に応じて点灯、消灯、あるいは表示色を切り替える。また、表示部４２５は液晶画面で、動作状態をメッセージで表示するようにしてもよい。

このような給電装置２は、レール部４１２の収容室４１２１の底面から支持部４１３の各取付部４１３１に取り付けられた送電コイル４２３の上面までの高さがキャスタ１３の車輪３１１の下端から横フレーム１２２に設けられた受電装置２３の受電コイル２３１の下面までの高さよりも小さく設定される。また、レール部４１２の収容室４１２１の底面から送電コイル４２３の上面までの高さは、カートベース４１に設けられた送電コイル４２３の上面と横フレーム１２２に設けられた受電コイル２３１の下面との間に所定の隙間が生じる高さに設定される。換言すると、収容室４１２１の底面から送電コイル４２３の上面までの高さは、送電コイル４２３に受電コイル２３１が対向する位置にカート１が存するときに、該受電コイル２３１が送電コイル４２３に近接して対向できる高さに設定される。

このように構成された給電装置２は、カートベース４１が床面３と面一となるように、カート置場の床面３にカートベース４１が埋設される。給電装置２は、カート１のキャスタ１３が収容される収容室４１２１は、カートベース４１の上面よりも低い位置に配置される。これにより、カート１をカートベース４１に収容するときに、カート１は、カートベース４１の上面（床面３）よりも低い位置を走行する。

よって、カート１をカートベース４１に収容すると、レール部４１２によってカート１の高さ位置が下がり、カート１に設けられる受電コイル２３１とカートベース４１に設けられる送電コイル４２３が近接して対向する。具体例として、図６及び図７に示すように、キャスタ１３がスロープ部４１１に進入し、さらにカート１が移動すると、空隙４１２２をフレーム１２が通過し、キャスタ１３が収容室４１２１に収容される。

また、受電コイル２３１は、キャスタ１３及び横フレーム１２２によって所定の高さ位置に規定され、同様に、送電コイル４２３は、レール部４１２及び取付部４１３１によって所定の高さ位置に規定される。

このため、カート１がカートベース４１に収容されると、図８に示すように、カート１の受電コイル２３１及びカートベース４１に設けられた送電コイル４２３は、非接触給電において効率的な電力伝送ができる予め設定された距離だけ離間して対向する。このため、受電装置２３及び給電装置２は、効率的な電力伝送が可能となる。

また、本実施形態のカート１及び給電装置２は、カート１をカートベース４１に収容することで、受電コイル２３１及び送電コイル４２３が所定の位置関係となる。よって、カート１や給電装置２は、受電コイルや送電コイルの高さ位置を可変させる昇降装置等を設ける必要がない。よって、カート１及び給電装置２は、簡単な構成とすることができる。

また、レール部４１２には、スロープ部４１１が連続して設けられる。よって、カート１は、スロープ部４１１に進入後、スロープ部４１１からレール部４１２に案内される。

また、スロープ部４１１の幅は、レール部４１２に向かって漸次小さくなる幅に設定される。即ち、スロープ部４１１の入口側の幅Ｗ１からレール部４１２側の幅Ｗ２まで、幅が漸次小さくなる。また、スロープ部４１１のレール部４１２側の幅Ｗ２は、レール部４１２の幅Ｗ３と同じ幅としている。よって、カート１のキャスタ１３は、スロープ部４１１への進入が容易となる。また、スロープ部４１１に進入したキャスタ１３は、スロープ部４１１の幅の変化によって、レール部４１２に案内される。

また、レール部４１２は、天井部４１２６にフレーム１２の一部、本実施形態においては、固定フレーム１２２３及びメインフレーム１２１１が配置される空隙４１２２が設けられる。このため、レール部４１２において、キャスタ１３は、空隙４１２２によって、幅方向における位置合わせができる。また、天井部４１２６のレール部４１２側の端面は、空隙４１２２に向かって傾斜することから、スロープ部４１１を通過したフレーム１２の一部を空隙４１２２に案内することができる。また、空隙４１２２が設けられたレール部４１２は、支持部４３に設けられた送電コイル４２３と所定の配置関係である。このため、給電装置２のカートベース４１は、送電コイル４２３に受電コイル２３１が正対するべく、容易にカート１の幅方向の位置を所定の位置に案内できる。

また、レール部４１２は、カート１の位置を規定する段差部４１２３を有する。段差部４１２３は、カート１の進行方向におけるカート１の位置を、所定の位置に案内できる。また、段差部４１２３は、カート１が乗り上げできる高さに設定される。また、段差部４１２３は、レール部４１２の長手方向で複数設けられることから、図３に示すように、カート１を複数スタックして収容したときに、各カート１の位置を所定の位置に案内できる。

このように、カートベース４１は、カート１を幅方向及び進行方向で位置合わせが可能となることから、カート１に搭載された受電装置２３の受電コイル２３１と給電装置２の送電装置４２の送電コイル４２３との位置合わせが容易にできる。

このように、送電装置４２は、カート１の進行方向（前後方向）、幅方向及び高さ方向において、容易にカート１の送電装置４２に対する位置を案内することができる。よって、カートベース４１にカート１を収容するだけで、効率的な電力伝送ができる位置に、即ち、送電コイル４２３に所定の隙間を空けて正対する位置に、受電コイル２３１の位置を合わせることができる。

また、給電装置２は、上面が床面３と面一とすることができるため、カート置場の領域内に床面３よりも突出する部位が生じることを極力抑制することができる。また、カート１の受電装置２３は、床面３から所定の高さ位置に位置することから、受電装置２３が床面３上の障害物に干渉することを抑制できる。

上述の実施形態の給電装置２によれば、簡素な構成で、効率的な電力伝送ができる。

なお、給電装置２やカート１等の構成は、上述した構成に限定されない。例えば、送電装置４０は、無線通信を行うための無線通信回路を含む構成であってもよい。例えば、無線通信回路は、電力伝送の周波数とは異なる周波数で無線通信を行う回路である。また、制御回路４４は、無線通信回路によって受電装置２３と無線通信することにより各部の制御を行うようにしても良い。また、無線通信回路は、負荷変調を利用して、電力伝送の周波数と同一の周波数で無線通信するようにしてもよい。

また、上述した例では、給電装置２は、床面３に埋設され、カートベース４１の上面が床面３と面一とする例を説明したがこれに限定されない。例えば、給電装置２は、床面３上に配置され、そして固定される構成としてもよい。このような構成とする場合には、カートベース４１に隣接して、床面３上に、カート１をカートベース４１上に案内するスロープ部をさらに設ける構成とすればよい。

また、上述した例では、給電装置２は、４台のカート１を収容し、そして、各カート１の受電装置２３に非接触給電できる例を説明したが、カート１の数は限定されず、適宜設定可能である。

また、上述した例では、給電装置２のレール部４１２（溝部４１２５）の底面は、床面３と同方向である水平方向に延びる構成を説明したがこれに限定されない。例えば、レール部４１２の底面はスロープ部４１１よりも傾斜角度が緩やかに傾斜する構成であってもよく、また、スロープ部４１１を有さずに、レール部４１２が傾斜する構成であってもよい。但し、床面３に対して傾斜するレール部４１２とする場合には、送電コイル４２３の送電面がレール部４１２の底面と平行となるように、送電コイル４２３を支持部４３に支持させる。これは、送電装置４２の送電コイル４２３の送電面と、給電装置２に収納されたカート１の受電装置２３の受電コイル２３１の受電面とを平行とするためである。

また、上述した例では、カート１は、縦フレーム１２１に後輪を構成する２つのキャスタ１３が設けられ、横フレーム１２２に前輪を構成する２つのキャスタ１３が設けられる構成を説明したが、これに限定されない。例えば、キャスタ１３は、横フレーム１２２に４つ設けられる構成であってもよい。また、カート本体１１の構成も適宜設定できる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、簡素な構成で、効率的な電力伝送ができる送電装置を提供できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ショッピングカート（カート）、２…給電装置、３…床面、１１…カート本体、１２…フレーム、１３…キャスタ、１４…収容カゴ、２１…電子機器、２２…バッテリ、２３…受電装置、４０…送電装置、４１…カートベース、４２…送電装置、４３…支持部、４４…制御回路、５２…受電回路、５４…表示部、１２１…縦フレーム、１２２…横フレーム、１２３…ハンドル、１３１…車輪、１３２…本体、１３３…シャフト、１４１…開閉部、２１１…タブレット端末、２１２…商品リーダ、２１３…カードリーダ、２２１…二次電池、２２２…充電回路、２２３…バッテリケース、２３１…受電コイル、２３２…受電回路、２３３…制御回路、２３４…表示部、２３５…共振用コンデンサ、３１１…車輪、４１１…スロープ部、４１２…レール部、４１３…支持部、４２１…電源回路、４２２…送電回路、４２３…送電コイル、４２４…制御回路、４２５…表示部、４２６…共振用コンデンサ、１２１１…メインフレーム、１２１２…サブフレーム、１２２１…ベースフレーム、１２２２…サブフレーム、１２２３…固定フレーム、４１２１…収容室、４１２２…空隙、４１２３…段差部、４１２５…溝部、４１２６…天井部、４１３１…取付部、４１２３１…突起。

Claims (5)

1. カートに設けられた受電コイルに電力を送る送電コイルを前記カートの走行方向に沿って複数配する支持部と、
   前記カートの下部に設けられるキャスタが収容されるレール部と、を備える給電装置。
2. 前記レール部の前記カートの走行方向における端部に接続されたスロープ部を備える、請求項１に記載の給電装置。
3. 前記レール部の幅は、前記キャスタの幅よりも大きく、且つ、前記スロープ部の幅よりも小さく形成され、
   前記レール部は、上部に前記キャスタの幅よりも小さく、且つ、前記キャスタが連結される前記カートのフレームの幅よりも大きい幅の空隙を有する、請求項２に記載の給電装置。
4. 前記レール部の底部に、前記受電コイルが前記送電コイルと対向する位置に前記キャスタの位置を案内する段差部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給電装置。
5. 前記送電コイルを複数備える、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の給電装置。
   

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