JP2022036464A - 充電装置および充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 外部バッテリの充電中であっても内部バッテリで動作する電子機器の動作を停止させないようにできる充電装置および充電システムを提供することである。
【解決手段】 実施形態によれば、充電装置は、第１のコネクタと第２のコネクタとスイッチ回路と制御回路とを有する。第１のコネクタは、外部からの電力が入力される。第２コネクタは、内部バッテリを具備する電子機器と接続する。スイッチ回路は、第１コネクタに入力部が接続される外部バッテリの出力部と第２コネクタとの間に設ける。制御回路は、第１コネクタに外部から電力が入力される場合、第１コネクタからの電力を外部バッテリと第２コネクタとの両方へ供給するようにスイッチ回路を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、充電装置および充電システムに関する。

近年、ショッピングカートには、バッテリが内蔵されているタブレット端末などの電子機器が取り付けられたものがある。このようなショッピングカートは、取り付けられた電子機器の長時間の連続動作を可能にするために、電子機器に電力を供給する外部バッテリを搭載する。ショッピングカートに搭載された電子機器は、外部バッテリから供給される電力で内蔵されているバッテリ（内部バッテリ）を充電しながら動作する。

しかしながら、外部バッテリとして使用されるモバイルバッテリは、充電中に電力を出力しないという仕様になっているものが一般的である。このような仕様の外部バッテリは、充電中にタブレット端末などの電子機器への電力を供給できなくなる。バッテリ（内部バッテリ）を内蔵する電子機器は、外部バッテリの充電中であっても、内部バッテリに蓄えた電力を消費する。このため、ショッピングカートは、外部バッテリへの充電中に電子機器の内部バッテリの残量が空となってしまうことがあり得る。内部バッテリの残量が空になると、タブレット端末等の電子機器は、シャットダウンしてしまうため、再度使用するまでに再起動などが必要となってしまう。

特開２０１９－１５１２１９号公報

本発明が解決しようとする課題は、外部バッテリの充電中であっても内部バッテリで動作する電子機器の動作を停止させないようにできる充電装置および充電システムを提供することである。

実施形態によれば、充電装置は、第１のコネクタと第２のコネクタとスイッチ回路と制御回路とを有する。第１のコネクタは、外部からの電力が入力される。第２コネクタは、内部バッテリを具備する電子機器と接続する。スイッチ回路は、第１コネクタに入力部が接続される外部バッテリの出力部と第２コネクタとの間に設ける。制御回路は、第１コネクタに外部から電力が入力される場合、第１コネクタからの電力を外部バッテリと第２コネクタとの両方へ供給するようにスイッチ回路を制御する。

図１は、実施形態に係る充電システムを搭載するショッピングカートの構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る充電装置を含む充電システムの構成例（第１の構成例）を示す図である。 図３は、実施形態に係る充電システムにおける外部バッテリの構成例を示す図である。 図４は、実施形態に係る充電装置を含む充電システムがＡＣアダプタに接続される場合の構成例を示す図である。 図５は、実施形態に係る充電装置を含む充電システムが非接触で受電する場合の構成例を示す図である。 図６は、実施形態に係る充電装置を含む充電システムの変形例（第２の構成例）を示す図である。 図７は、実施形態に係る充電システムの変形例による動作例を説明するためのフローチャートである。

以下、実施形態に係る充電装置および充電システムについて図面を参照しつつ説明するものとする。
図１は、実施形態に係る充電システム２を搭載したショッピングカート１を示す斜視図である。
ショッピングカート（以下、単に、カートとも称する）１は、充電システム２が搭載される移動体の一例である。ショッピングカート１は、例えば、店舗等における買い物などに使用される。

充電システム２は、充電回路（充電装置）２１と外部バッテリ２２とを有する。充電システム２は、外部から供給される電力を充電回路２１により受電する。充電システム２において充電回路２１は、外部から受電した電力で外部バッテリ２２を充電する。また、充電回路２１は、外部から受電した電力を当該カート１に搭載される電子機器３へ供給する機能も有する。

カート１に搭載される電子機器３には、バッテリ（内部バッテリ）を内蔵する電子機器３１が含まれる。電子機器３１は、内部バッテリに蓄えた電力を電源として動作する。電子機器３１は、充電システム２から供給される電力によって内部バッテリを充電する。例えば、ショッピングカート１の移動中などの充電システム２が外部から電力を受電していない場合、電子機器３１は、外部バッテリ２２から供給される電力によって内部バッテリを充電しながら動作する。また、充電システム２が外部から電力を受電している場合、電子機器３１は、充電回路２１により外部から受電する電力が供給された場合に内部バッテリを充電する。

図１に示す構成例において、カート１は、商品を収納して移動可能なカート本体１１を有する。カート本体１１は、利用者の操作によって商品を収納して移動する構成を有する。
カート本体１１は、商品を収納する収納カゴ１２を有する。収納カゴ１２は、４つのキャスタ１５（１５Ｆｒ、１５Ｆｌ、１５Ｒｒ、１５Ｒｌ）を設けたフレーム１４によって支持される。４つのキャスタ１５は、フレーム１４の下部の四隅に設けられる。各キャスタ１５（１５Ｆｒ、１５Ｆｌ、１５Ｒｒ、１５Ｒｌ）は、それぞれ移動方向に回転する前輪１３Ｆｒおよび１３Ｆｌ、後輪１３Ｒｒおよび１３Ｒｌを有する。カート本体１１は、各キャスタ１５の車輪１３が床面上で回転することにより移動する。また、各キャスタ１５は、車輪１３の回転方向が自在に回動するように構成される。これにより、カート本体１１は、移動方向を自在に変えることができる。

フレーム１４において収納カゴ１２の手前側には、ハンドル１６が設けられる。ハンドル１６は、利用者が把持する。例えば、利用者は、ハンドル１６を把持してカート本体１１を移動させる。本実施形態では、利用者が把持するハンドル１６から収納カゴ１２を押す方向を前進方向とするものとする。

また、４つのキャスタ１５が四隅に設けられるフレーム１４の下部は、前進方向において前側が狭く、後方が広く形成される。このため、前輪を支持するキャスタ１５Ｆｒおよび１５Ｆｌは、後輪を支持するキャスタ１５Ｒｒおよび１５Ｒｌよりも左右の幅が狭くなる。これにより、複数のカートを前後に連ねて収納する場合、後ろのカートのフレームは、前のカートのフレームに沿って重なるように収納される。

また、実施形態においては、収納カゴ１２に対してハンドル１６側を手前側とし、その反対側であるカート前方を先端側と称するものとする。収納カゴ１２は、手前側の面が下端を自由端として開閉可能な開閉面１２ａを有する。また、収納カゴ１２は、開閉面１２ａとする手前側の面よりも先端側の面が小さく形成される。これにより、複数のカートを前後に連ねて収納する場合、後ろのカートは、前のカートの開閉面１２ａを押し上げて前後のカートの収納カゴ１２が重なるように収納される。

カート本体１１には、内部バッテリを具備する電子機器３１を含む電子機器３（３１、３２、３３）が取り付けられる。電子機器３は、利用者に対して情報を提供したり、サービスを提供したりするための機器である。例えば、電子機器３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。ただし、本実施形態に係るカートに搭載される電子機器３には、内部バッテリを具備する電子機器３１が含まれるものとする。

図１に示す構成例において、電子機器３は、収納カゴ１２のハンドル１６に取り付けられている。図１は、電子機器３として、タブレット端末３１、商品リーダ３２、および、カードリーダ３３を例示するものとする。タブレット端末３１は、内部バッテリを具備する電子機器の一例である。タブレット端末３１は、内部バッテリが蓄積した電力によって動作し、タッチパネルを設けた表示部を有するコンピュータである。タブレット端末３１は、ハンドル１６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３１は、商品リーダ３２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３１は、商品リーダ３２により読み取った商品に対する精算処理を行う機能を有するものであっても良い。

電子機器３としての商品リーダ３２は、商品の情報を読み取る装置である。商品リーダ３２は、読み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３２は、収納カゴ１２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３２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。電子機器３としてのカードリーダ３３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ためのカードリーダである。

カート本体１１には、充電システム２を構成する充電回路２１（充電装置）と外部バッテリ２２とを搭載したボックスが取り付けられる。充電回路２１は、外部装置から伝送される電力を受電し、受電した電力を外部バッテリ２２又は電子機器３１へ出力するための回路を含む。外部バッテリ２２は、電子機器３１を含む各電子機器３を動作させるための電源装置となる。また、外部バッテリ２２は、充電回路２１を介して供給される電力によって充電される。

次に、実施形態に係わる充電システム２の構成について説明する。
図２は、実施形態に係わる充電システム２の構成例（第１の構成例）を示す図である。
図２に示すように、充電システム２は、充電装置としての充電回路２１と外部バッテリ２２とを有する。充電回路２１は、第１コネクタ４１と、制御回路４２と、スイッチ回路４３と、第２コネクタ４４とを有する。充電回路２１は、外部バッテリ２２の入力部と出力部とに接続される。

第１コネクタ４１は、外部電源からの電力を入力するためのインターフェースである。図１に示す構成例において、第１コネクタ４１は、外部バッテリ２２における電力入力用の入力部、制御回路４２およびスイッチ回路４３に接続される。第１コネクタ４１は、外部から受電した電力を外部バッテリ２２へ供給する。また、第１コネクタ４１は、スイッチ回路４３によって第２コネクタ４４に接続された場合、外部から受電した電力を第２コネクタ４４にも供給する。

制御回路４２は、スイッチ回路４３を制御する。制御回路４２は、論理回路で構成しても良いし、プロセッサとメモリとを備えるマイコンで構成しても良いし、マイコンと回路とを組み合わせて構成しても良い。制御回路４２は、第１コネクタ４１が外部バッテリ２２へ供給する電力を受電していることを検知する機能を有する。制御回路４２は、第１コネクタ４１が外部からの電力を受電していない場合、スイッチ回路４３により外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とを接続させる。また、制御回路４２は、第１コネクタ４が外部からの電力を受電している場合、外部バッテリ２２を介さずに第１コネクタ４１と第２コネクタ４４とを接続させる。

第２コネクタ４４は、充電システム２から電力を出力するためのインターフェースである。第２コネクタ４４は、電子機器３に接続される。すなわち、第２コネクタ４４は、充電システム２が電子機器３１を含む各電子機器３へ電力を出力するためのインターフェースである。

スイッチ回路４３は、第２コネクタ４４の接続先を切り替えるスイッチである。スイッチ回路４３は、制御回路４２からの制御信号に応じてスイッチを切り替える。スイッチ回路４３は、第２コネクタ４４と外部バッテリ２２とを接続させるか、第２コネクタ４４と第１コネクタ４１とを接続させるかを切り替える。

図２に示す例において、スイッチ回路４３は、制御回路４２からの制御信号に従って、一端がｏ端子に接続されるスイッチの他端をａ端子又はｂ端子の何れかに接続する。例えば、外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とを接続させる場合、制御回路４２は、スイッチ回路４３によりｏ端子とａ点とを接続させる。また、第１コネクタ４１と第２コネクタ４４とを接続させる場合、制御回路４２は、スイッチ回路４３によりｏ端子とｂ端子とを接続させる。

次に、実施形態に係わる充電システム２における外部バッテリ２２の構成について説明する。
図３は、実施形態に係わる充電システム２における外部バッテリ２２の構成例を示す図である。
図３に示すように、充電システム２の外部バッテリ２２は、入力部５０、バッテリセル５１、充電回路５２、制御回路５３、スイッチ５４、出力部５５を有する。
入力部５０は、充電用の電力を入力するためのインターフェースである。入力部５０には、充電システム２における充電装置としての充電回路２１から電力が入力される。入力部５０は、充電回路５２に接続される。入力部５０は、充電システム２から供給された電力を充電回路５２へ供給する。

バッテリセル５１は、充電回路５２から供給される電力を蓄える。バッテリセル５１は、スイッチ５４の切り替えに応じて蓄えた電力を出力する。
充電回路５２は、制御回路５３からの制御に従って入力部５０に入力した電力をバッテリセル５１に蓄電させる。

制御回路５３は、充電回路５２およびスイッチ５４を制御する。制御回路５３は、入力する電力でバッテリセル５１を充電させる場合、充電回路５２に対してバッテリセル５１の充電を指示する制御信号を出力する。また、制御回路５３は、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力する場合には、バッテリセル５１に蓄えた電力する出力するようにスイッチ５４を切り替える制御信号を出力する。

スイッチ５４は、バッテリセル５１に接続される。スイッチ５４は、制御回路５３からの制御に従って動作する。スイッチ５４は、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力させる状態と出力させない状態との何れかにセットされる。すなわち、スイッチ５４は、制御回路５３からの制御に応じて、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力させるか否かを切り替える。

出力部５５は、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力するためのインターフェースである。出力部５５は、スイッチ５４がバッテリセル５１からの電力を出力するようにセットされた場合、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力する。

例えば、制御回路５３は、バッテリセル５１の充電中には電力を出力しないように制御する。制御回路５３は、入力部５０に電力が入力されると、充電回路５２にバッテリセル５１の充電を指示するとともに、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力しないようにスイッチ５４を切り替える。また、制御回路５３は、入力部５０への電力の入力がない場合、バッテリセル５１に蓄えた電力を出力部５５から出力するようにスイッチ５４を切り替える。
なお、出力部から所定の電圧を出力するように、バッテリセルとスイッチ間、又はスイッチと出力部間に、バッテリセルの出力電圧を降圧／昇圧する、降圧回路もしくは昇圧回路が設けられる。

次に、実施形態に係わる充電システム２が外部から電力を受電するための構成について説明する。
図４は、実施形態に係わる充電システム２が外部から電力を受電する場合の第１の例を示す図である。
図４に示す構成例において、充電システム２の充電回路２１は、外部から電力を受電する第１コネクタ４１を有する。第１コネクタ４１は、ＡＣアダプタ６１を接続するインターフェースとして構成される。

ＡＣアダプタ６１は、外部電源としての商用の交流電源に接続される。ＡＣアダプタ６１は、外部電源からの交流電力を所定値の直流電力に変換する。例えば、ＡＣアダプタ６１は、外部電源からの交流電力を充電システム２における充電回路２１の動作に適した電圧の直流電力に変換する。

充電回路２１の第１コネクタ４１は、ＡＣアダプタ６１の出力部に接続される。第１コネクタ４１には、ＡＣアダプタ６１が外部の交流電源から生成した所定値の直流電力が入力される。

図１に示すように、充電回路２１を含む充電システム２は、カート１に搭載される。図４に示す構成は、外部バッテリ２２を充電する場合、カート１に搭載された充電システム２の第１コネクタ４１にＡＣアダプタ６１を接続する運用となる。充電回路２１の第１コネクタ４１は、接続されたＡＣアダプタ６１からの電力を受電する。充電回路２１は、第１コネクタ４１にＡＣアダプタ６１が接続されると、第１コネクタ４１が受電する電力を外部バッテリ２２と第２コネクタ４４に接続される電子機器３１とへ供給する。

図５は、実施形態に係わる充電システム２が、外部から非接触で電力を受電する場合の第２の例を示す図である。
図５に示す構成例において、非接触で電力を伝送する送電器６２から、カート１に搭載された、非接触で電力を受電する受電器２３を有する。受電器２３の出力は、第１コネクタ４１に接続される。

送電器６２は、ＡＣアダプタ６１を介して商用の交流電源などの外部電源に接続される。送電器６２は、外部電源からの電力を受電器２３が非接触で受電可能な電力に変換して出力する。例えば、送電器６２は、送電回路および送電コイルなどにより構成される。

送電回路は、ＡＣアダプタ６１から供給された直流電力を、送電コイルから送電するための交流電力に変換する。送電回路は、生成した交流電力を送電コイルに供給する。例えば、送電回路は、制御回路の制御に基づき、ＡＣアダプタ６１から供給される直流電力をスイッチングすることにより、送電電力としての交流電力を生成する。

送電コイルは、送電回路から供給される送電電力に応じて受電器が受電可能な電力を出力する。送電コイルは、電力を送電する送電面が平面状に形成される。送電コイルの送電面は、充電位置において、受電器の受電コイルの受電面に対向するように配置される。例えば、送電コイルの送電面は、床面に対して平行になる状態で、受電器の受電コイルの受電面に対向するように配置される。

送電コイルは、共振用コンデンサ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）を構成するようにしても良い。送電共振回路としての送電コイルは、送電回路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。

なお、送電器６２は、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。制御回路は、無線通信回路によって受電器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。

受電器２３は、送電器から出力される電力を非接触で受電する。例えば、受電器２３は、受電コイルおよび受電回路などを有する。
受電コイルは、送電器６２の送電コイルからの送電電力を受電する。受電コイルは、受電した電力を受電回路へ供給する。例えば、受電コイルは、電力を受電する受電面が平面状に形成される。受電コイルの受電面は、送電コイルに対向するように設置されるものであれば良い。例えば、送電コイルが床面に設置される場合、受電コイルは、床面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。

また、受電コイルは、受電用の共振用コンデンサ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）を構成するようにしても良い。受電共振回路としての受電コイルは、送電器６２の送電コイルに近接すると、送電コイルと電磁結合する。受電コイルは、送電器の送電コイルから出力された磁界によって誘導電流が発生する。受電共振回路としての受電コイルは、受電した交流電力を受電回路に供給する。つまり、受電コイルは、送電器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、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、受電コイルとしての受電共振回路の自己共振周波数は、送電器が送電する周波数と略同一となるように構成する。これにより、受電コイルと送電コイルとが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。

受電器２３において、受電回路は、受電コイルから供給される受電電力を外部バッテリ２２および第２コネクタ４４に接続される電子機器３１へ供給可能な電力に変換する。例えば、受電回路は、受電コイル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は、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ようにしても良い。この場合、整流ブリッジの一対の入力端子は、受電コイルと共振用コンデンサから成る受電共振回路に接続される。受電回路は、受電コイル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。

なお、受電器２３は、対応する送電器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。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。制御回路としての制御回路４２又は受電器に設けた制御部は、無線通信回路によって送電器から受信する情報に基づいて各部の制御を行うようにしても良い。

上記のように、実施形態に係わる充電システムは、カートなどの移動体に取り付けた内部バッテリを具備する電子機器へ電力を供給する外部バッテリを充電する充電装置を含む。第１の構成例に係る充電システムは、第１コネクタが外部からの電力を受電すると、第１コネクタからの電力を外部バッテリと第２コネクタに接続される内部バッテリを具備する電子機器との両方に電力を供給するように制御する。これにより、充電システムは、外部バッテリへの充電中であっても、電子機器へ電力を供給することができる。この結果として、外部バッテリの充電中に電子機器が具備する内部バッテリの残量がなくなってしまうことを防止できる。

次に、実施形態の変形例（第２の構成例）としての充電システム２´について説明する。
図６は、実施形態の変形例（第２の構成例）に係わる充電システム２´の構成例を示す図である。
図６に示すように、充電システム２´は、充電装置としての充電回路２１´と外部バッテリ２２とを有する。充電回路２１´は、第１コネクタ４１と、制御回路４２´と、スイッチ回路４３と、第２コネクタ４４と、電流検出回路７１と、抵抗７１Ｒとを有する。充電回路２１´は、外部バッテリ２２の入力部５０と出力部５５とに接続される。

第１コネクタ４１、スイッチ回路４３および第２コネクタ４４は、図２に示す構成と同様なもので実現して良い。
例えば、第１コネクタ４１は、外部からの電力を受電するインターフェースである。図６に示す構成例において、第１コネクタ４１は、電流検出用の抵抗７１Ｒを介して、外部バッテリ２２の電力入力用の入力部５０、および、スイッチ回路４３のｂ端子に接続される。第１コネクタ４１には、図４に示すようなＡＣアダプタ６１が接続されても良いし、図５に示すような非接触で電力を受電する受電器が接続されても良い。

第２コネクタ４４は、電力を出力するためのインターフェースである。第２コネクタ４４には、電子機器３１を含む各電子機器３が接続される。
また、スイッチ回路４３は、図２に示す構成と同様に、第２コネクタ４４へ電力を出力する経路を切り替えるスイッチである。スイッチ回路４３は、制御回路４２´からの制御信号によってスイッチを切り替える。スイッチ回路４３は、制御回路４２´からの制御信号に従って、一端がｏ端子に接続されるスイッチの他端をａ端子又はｂ端子の何れかに接続する。例えば、外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とを接続させる場合、制御回路４２´は、スイッチ回路４３によりｏ端子とａ端子とを接続させる。また、第１コネクタ４１と第２コネクタ４４とを接続させる場合、制御回路４２´は、スイッチ回路４３によりｏ端子とｂ端子とを接続させる。

電流検出回路７１は、第１コネクタ４１から供給される電力量を検出する電力検出回路の一例である。電流検出回路７１は、第１コネクタ４１と外部バッテリ２２との間を流れる電流の電流値を検出する回路である。抵抗７１Ｒは、電流検出回路７１が電流を検出するための電流検出用の抵抗である。電流検出回路７１は、検出した電流値を示す信号を制御回路４２´へ出力する。

制御回路４２´は、スイッチ回路４３を制御する。制御回路４２は、プロセッサとメモリとを備えるマイコンで構成しても良いし、マイコンと比較回路などの回路とを組み合わせて構成しても良い。制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出する電流値を取得する。制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出する電流値に応じてスイッチ回路４３を制御する。制御回路４２´は、第１コネクタ４１を通して外部から入力する電力量に応じて、第１コネクタ４１からの電力を供給する経路を制御する。

例えば、制御回路４２´は、外部バッテリ２２の充電を優先しながら第２コネクタ４４に接続される電子機器３１へも電力を供給する制御を行う。具体的には、制御回路４２´は、第１コネクタに接続されるＡＣアダプタ６１や受電器２３の最大出力電流（電力）値Ｘが、外部バッテリ２２の最大入力値Ａと電子機器３１の最大入力値Ｂとの合計値以上である場合（Ｘ≧Ａ＋Ｂの場合）、スイッチ回路４３によりｂ端子とｏ端子とを接続させる。つまり、制御回路４２´は、Ｘ≧Ａ＋Ｂであれば、第１コネクタ４１と第２コネクタ４４とを直接接続させる。この結果、制御回路４２´は、外部バッテリ２２の充電中、第１コネクタ４１に入力される電力を外部バッテリ２２と第２コネクタ４４に接続される電子機器３１との両方に供給するようにスイッチ回路４３を制御する。

また、制御回路４２´は、最大出力電流値Ｘが外部バッテリ２２の最大入力値Ａと電子機器３１の最大入力値Ｂとの合計値未満である場合（Ｘ＜Ａ＋Ｂの場合）、スイッチ回路４３によりａ端子とｏ端子とを接続させる。つまり、制御回路４２´は、Ｘ＜Ａ＋Ｂであれば、外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とを接続させる。この結果、制御回路４２´は、第１コネクタ４１に入力される電力を外部バッテリ２２へ供給するようにスイッチ回路４３を制御する。

ただし、制御回路４２´は、Ｘ＜Ａ＋Ｂである場合であっても、外部バッテリ２２が満充電近くなり、充電電力量が減少し、所定の電流（電力）値を下回ったことを検出すると、スイッチ回路４３によりａ端子とｏ端子とを接続させる。つまり、制御回路４２´は、Ｘ＜Ａ＋Ｂであっても、実際に外部バッテリに充電される電流（電力）値と、電子機器３１の入力電流（電力）値がＸを超えない範囲で、第１コネクタ４１と第２コネクタ４４とを接続させる。この結果、制御回路４２´は、ＡＣアダプタ６１や受電器２３の最大出力電流（電力）値Ｘを超えない範囲で、外部バッテリ２２の充電と電子機器３１の駆動を有効に行うことができる。

なお、制御回路４２´は、電子機器３１が具備する内部バッテリの充電を優先するように、まず、スイッチ回路４３のｂとｏを接続するようにしても良い。そして、制御回路４２´は、電子機器３１の内部バッテリの充電量が所定値を超えたら、外部バッテリ２２へ電力を供給するようにしても良い。これにより、電子機器３１の内部バッテリの充電量を確保した状態で外部バッテリ２２を充電させるようにすることもできる。

次に、第２の構成例に係る充電回路２１´を含む充電システム２´の動作例について説明する。
図７は、第２の構成例に係る充電回路２１´を含む充電システム２´の動作例を説明するためのフローチャートである。
第１コネクタ４１に外部から電力が入力されると、制御回路４２は、スイッチ回路４３により外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とを接続させる（ＡＣＴ１１）。これは、図６に示す構成において、制御回路４２´が、スイッチ回路４３でａ端子とｏ端子とを接続させることに相当する。

ここで、外部バッテリ２２は、入力部５０に入力された電力でバッテリセル５１を充電し、充電中においては出力部５５から電力を出力しないように構成されるものとする。従って、外部バッテリ２２の出力部５５を第２コネクタ４４に接続した状態で第１コネクタ４１から外部バッテリ２２へ電力を供給すると、第２コネクタ４４には電力が供給されないことになる。

また、充電システム２´において、制御回路４２´は、常時もしくは所定の周期で、電流検出回路７１が検出する電流値を取得する。制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出した電流値が所定の閾値を下回ったか否かを監視する（ＡＣＴ１２）。所定の閾値は、外部バッテリに充電される電流（電力）値と電子機器３１の入力電流（電力）値の和が、第１コネクタ４１に接続されたＡＣアダプタ６１などの最大出力値Ｘを超えないかを判定するための値である。ここで、外部バッテリ２２は、充電電力量が満充電に近くなると、入力する電流値が減少するように設計されていることが一般であり、制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出する電流値が所定の閾値を下回った場合に、外部バッテリ２２が満充電に近い状態になったものと判定することもできる。

電流値が所定の閾値を下回った場合、制御回路４２´は、スイッチ回路４３により第１コネクタ４１と第２コネクタ４４とを接続させる（ＡＣＴ１３）。これは、図６に示す構成において、制御回路４２´が、スイッチ回路４３でｂ端子とｏ端子とを接続させることに相当する。スイッチ回路４３でｂ端子とｏ端子とが接続されると、第２コネクタ４４には、外部バッテリ２２を介さずに第１コネクタ４１から第１コネクタ４１が受電する電力が供給される。この結果、第２コネクタ４４に接続される電子機器３１には電力が供給され、電子機器３１の内部バッテリが充電されることとなる。

また、制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出した電流値が閾値を下回った後、当該電流値が０になったか否かを監視する（ＡＣＴ１４）。電流検出回路７１が検出する電流値が０になった場合（ＡＣＴ１４、ＹＥＳ）、制御回路４２´は、スイッチ回路４３により外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とを接続させる（ＡＣＴ１５）。これは、図６に示す構成において、制御回路４２´が、スイッチ回路４３でａ端子とｏ端子とを接続させることに相当する。

電流検出回路７１が検出する電流値が０である場合、外部バッテリ２２には、電力が供給されていないことになる。外部バッテリ２２は、入力部５０への電力供給がなければ、出力部５５からバッテリセル５１に蓄えた電力を出力する。従って、電流値が０になったことによって外部バッテリ２２と第２コネクタ４４とが接続されると、第２コネクタ４４には、外部バッテリ２２から出力される電力が供給される。この結果、第２コネクタ４４に接続される電子機器３１には、外部バッテリ２２からの電力が供給される状態となる。

なお、図７のＡＣＴ１４は、第１コネクタ４１に入力される電力が０であることを検出するものとしても良い。この場合、制御回路４２´は、第１コネクタ４１に入力される電力が０となったら、スイッチ回路４３のａ端子とｏ端子とを接続させるようにすれば良い。例えば、制御回路４２´への第１コネクタ４１からの電力供給が停止したら、スイッチ回路４３がａ端子とｏ端子とを接続するように構成しても良い。

また、第２の構成例における第１コネクタ４１には、図５に示すような非接触で電力を受電する受電器２３を接続しても良い。この場合、制御回路４２´は、受電器２３がワイヤレス電力伝送によって受電する電力を示す値を取得するようにしても良い。
制御回路４２´は、受電器２３の受電電力Ｘが外部バッテリ２２の最大入力値Ａと電子機器３１の最大入力値Ｂとの合計値以上であれば、スイッチ回路４３のｂ端子とｏ端子とを接続させる。これにより、制御回路４２´は、Ｘ≧Ａ＋Ｂ（ただし、Ｘ＝０以外）であれば、受電器２３の受電電力を外部バッテリ２２と第２コネクタ４４に接続される電子機器３１との両方に供給させる。

また、制御回路４２´は、受電器２３の受電電力Ｘが外部バッテリの最大入力値Ａと電子機器３１の最大入力値Ｂとの合計値未満であれば、図７で説明したような動作制御を行うものとする。すなわち、制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出する電流値が所定の閾値以上、又は、０である場合、スイッチ回路４３のｂ端子とｏ端子とを接続させる。また、制御回路４２´は、電流検出回路７１が検出する電流値が所定の閾値未満、かつ、０でない場合、スイッチ回路４３のａ端子とｏ端子とを接続させる。

以上のように、実施形態に係る充電システムは、外部バッテリと外部バッテリから供給される電力で動作するタブレット端末等の内部バッテリを具備する電子機器とを有する。充電システムは、外部バッテリと内部バッテリを具備する電子機器との間にスイッチ回路を設ける。充電システムは、外部からの電力で外部バッテリを充電している場合に、電子機器の内部バッテリも充電するようにスイッチを切り替える。

これにより、実施形態に係る充電システムでは、外部バッテリの充電中であっても、電子機器に内蔵されている内部バッテリを充電することができる。この結果として、実施形態に係る充電システムでは、外部バッテリの充電中に、電子機器の内部バッテリの充電量が０になってしまうことを防止できる。

また、実施形態に係る充電システムは、外部から供給される電力が外部バッテリを充電するための電力と電子機器の内部バッテリを充電するための電力との両方を賄えない場合、制御回路によって外部バッテリへ供給される電力（又は電流）に応じてスイッチを制御する。外部バッテリへ供給される電力（又は電流）が所定の閾値よりも小さい場合、制御回路は電子機器の内部バッテリを充電するようにスイッチを切り替える。
これにより、実施形態に係る充電システムでは、外部バッテリの充電を優先して実施しながら電子機器に内蔵されている内部バッテリも充電することができる。

なお、上述した実施形態では、外部から受電する電力で外部バッテリおよび電子機器の内部バッテリを充電する充電装置をショッピングカートに搭載した例を説明した。しかし、充電装置は、ショッピングカートに搭載するものに限るものではない。例えば、充電装置は、倉庫で使われるピッキングカート等のカートに搭載するものであっても良いし、カート以外の移動体等に搭載するものであっても良い。

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（移動体）、２、２´…充電システム、２１、２１´…充電回路（充電装置）、２２…外部バッテリ、２３…受電器、３１…電子機器（タブレット端末）、４１…第１コネクタ、４２…制御回路、４３…スイッチ回路、４４…第２コネクタ（コネクタ）、７１…電流検出回路（電力検出回路）。

Claims (5)

1. 外部からの電力が入力される第１コネクタと、
   内部バッテリを具備する電子機器と接続する第２コネクタと、
   前記第１コネクタに入力部が接続される外部バッテリの出力部と前記第２コネクタとの間に設けるスイッチ回路と、
   前記第１コネクタに外部から電力が入力される場合、前記第１コネクタからの電力を前記外部バッテリと前記第２コネクタとの両方へ供給するように前記スイッチ回路を制御する制御回路と、
   を有する充電装置。
2. 前記制御回路は、前記第１コネクタに外部から電力が入力される場合には前記第１コネクタと前記第２コネクタとを接続するように前記スイッチ回路を制御し、前記第１コネクタに外部から電力が入力されない場合には前記外部バッテリの出力部と前記第２コネクタとを接続するように前記スイッチ回路を制御する、
   請求項１に記載の充電装置。
3. さらに、前記第１コネクタから出力される電力量を検出する電力検出回路を有し、
   前記制御回路は、前記第１コネクタに外部から電力が入力された場合に前記外部バッテリの出力部と前記第２コネクタとを接続するように前記スイッチ回路を制御した後、前記電力検出回路が検出する電力が閾値を下回った場合に前記第１コネクタと前記第２コネクタとを接続するように前記スイッチ回路を制御する、
   請求項１又は２の何れか１項に記載の充電装置。
4. 前記第１コネクタには、外部からの電力を非接触で受電した電力が入力される、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の充電装置。
5. 移動体に設置される内部バッテリを具備する電子機器と、
   前記移動体に搭載され、前記電子機器と接続される外部バッテリと、
   外部からの電力が入力される第１コネクタと、
   前記第１コネクタに入力部が接続される外部バッテリの出力部と前記電子機器との間に設けるスイッチ回路と、
   前記第１コネクタに外部から電力が入力される場合、前記第１コネクタからの電力を前記外部バッテリと前記電子機器との両方へ供給するように前記スイッチ回路を制御する制御回路と、
   を有する充電システム。

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