JP2022083180A - 給電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】送受電面の位置合わせが可能な給電装置を提供すること。【解決手段】給電装置は、ベースと、送電装置と、係合部と、を備える。送電装置は、前記ベースに設けられ、一方の側部に受電装置を有するカートの前記受電装置に電力を送電する。係合部は、前記送電装置の送電面と前記受電装置の受電面とが対向する位置で、前記カートの進行方向の前方及び前記カートの幅方向で前記受電装置と係合する。【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、カートの給電装置に関する。
ショッピングカートにタブレット端末やバーコードリーダ等の処理端末を取付けたカートシステムが知られている。例えば、カートシステムは、円滑な買い物の補助や、買い物客自身による精算処理を行うこともできる。このようなカート又は処理端末にはバッテリが搭載されているため、バッテリに非接触で充電する方法が提案されている。
例えば、送電面が床面に対して垂直になるように設けられた送電コイルを有し、カートの側面に設けられた受電コイルへ給電する給電装置が知られている。また、送電コイル及び受電コイルが好適な送受電を行うために、カートを所定の収納位置に導くガイド装置としてのガイドレールが知られている。ガイドレールは、使用するカートに対応したサイズに設定される。
しかしながら、カートの種類によって、車輪幅や左右の車輪間隔が異なるため、一旦ガイドレールを設置すると、ガイドレールのサイズに対応していないカートを使用できない。
特開２０２０－０６６２６７号公報
本発明が解決しようとする課題は、送受電面の位置合わせが可能な給電装置を提供することである。
実施形態に係る給電装置は、ベースと、送電装置と、係合部と、を備える。送電装置は、前記ベースに設けられ、一方の側部に受電装置を有するカートの前記受電装置に電力を送電する。係合部は、前記送電装置の送電面と前記受電装置の受電面とが対向する位置で、前記カートの進行方向の前方及び前記カートの幅方向で前記受電装置と係合する。
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。 同実施形態に係る給電装置の構成を示す斜視図。 同実施形態に係る給電装置の要部構成を示す斜視図。 同実施形態に係る給電装置の送電装置の構成を示す斜視図。 同実施形態に係る給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。 同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。 他の実施形態に係る送電装置の要部構成を示す斜視図。 他の実施形態に係る給電装置の構成を示す斜視図。 同実施形態に係る給電装置の構成を示す側面図。
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、給電装置２の構成であって、ショッピングカート１との関係の一例を示す斜視図である。図３及び図４は、給電装置２の送電装置４２の構成であって、送電装置４２とショッピングカート１の受電装置２３の関係の一例を示す斜視図である。なお、図３及び図４は、異なる方向から示す斜視図である。
図５及び図６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。
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。
カート１は、受電装置２３を搭載し、受電装置２３は、非接触で伝送される電力を受電する。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の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。本実施形態において、バッテリを電子機器が有する例を用いて、カート１の具体例を説明する。
図１及び図５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よりも内側又は下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は、下端に前輪を構成する２つのキャスタ１３が設けられる。
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１３１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１３２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、２つの後輪１３１の間隔は、２つの前輪１３２の間隔よりも広い間隔に設定される。
例えば、キャスタ１３は、フレーム１２に連結される。具体例としては、後輪１３１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。また、前輪１３２が、横フレーム１２２のベースフレーム１２２１の前方下面の二箇所に固定される。
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、単数又は複数設けられる。なお、図１、図４及び図５に電子機器２１の構成例を示すが、他の図において、電子機器２１を省略する。
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、例えば、カート本体１１のハンドル１２３に保持される。図５に示すように、電子機器２１は、バッテリ２２を有する。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、商品情報、店舗情報等を表示する機能又は構成を有していてもよい。また、例えば、電子機器２１は、商品コード等の商品情報の撮像処理、読取処理、登録処理、決済処理等の処理を行う機能又は構成を有していても良い。
具体例として、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、又は、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５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及び商品リーダ２１２を含む。タブレット端末２１１は、例えば、プロセッサやメモリ等を含む制御回路２１１１と、タッチパネルを有するディスプレイ等の表示部２１１２と、他の電子機器２１と接続するＩ／Ｆ部２１１３と、を備える処理端末である。また、タブレット端末２１１は、バッテリ２２を内蔵する。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２１１２を向けて設置される。具体例として、タブレット端末２１１は、ハンドル１２３に取りつけられた高さや姿勢を変更可能なアームシャフト１１１等を介してハンドル１２３に設けられる。
なお、タブレット端末２１１は、フレーム１２に固定してもよい。即ち、タブレット端末２１１を含む電子機器２１は、フレーム１２に取りつけられる構成であれば、種々の取り付け構造及び方法が選択できる。電子機器２１は、姿勢や高さを変更可能にフレーム１２に取りつけられていても良く、姿勢のみ又は高さのみを変更可能に取りつけられていても良く、また、姿勢及び高さを変更できないよう、フレーム１２に固定されていてもよい。
タブレット端末２１１は、例えば、商品リーダ２１２によって読み取った商品の情報を表示部２１１２に表示する。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。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。具体例として、商品リーダ２１２は、ハンドル１２３に取りつけられ、商品の情報を読み取る読み取り部が前方又は収容カゴ１４に向けて姿勢が固定される保持具１１２等を介してハンドル１２３に設けられる。
なお、商品リーダ２１２は、バッテリ２２を内蔵し、プロセッサやメモリ等を含む制御回路、商品識別情報を読み取る読取部、情報を表示する表示部、タブレット端末２１１等の他の電子機器２１と接続するＩ／Ｆ部を備える構成であってもよい。
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か、又は、商品識別情報を含む商品を撮像し、撮像した画像から商品識別情報を取得する処理を行う。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。バッテリ２２は、例えば、電子機器２１に内蔵される。例えば、図５に示すように、バッテリ２２は、例えば、タブレット端末２１１に内蔵される。なお、バッテリ２２は、タブレット端末２１１とは別に、商品リーダ２１２にも内蔵される構成であってもよい。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、を含む。なお、バッテリ２２は、電子機器２１の外部に設けた電源装置とし、バッテリケースに二次電池２２１及び充電回路２２２が収容される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。
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。
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のフレーム１２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、縦フレーム１２１及び横フレーム１２２に亘って設けられる。具体例として、受電装置２３は、後端側の側部に取り付けられる。受電装置２３は、カート本体１１の側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）が送電面に対して平行又は略平行になるように、縦フレーム１２１及び横フレーム１２２に亘って設けられる。
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６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。受電装置２３は、例えば、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がケース２３６に収容されることで構成される。
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の送電面に対して平行になる状態でカート本体１１のフレーム１２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２３２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２３４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、カートガイド（第１ガイド）４１と、複数の送電装置４２と、単数又は複数の支持部材４３と、を備える。本実施形態において、支持部材４３は、送電装置４２と同数設けられる例を用いて説明する。
カートガイド４１は、カート１をスタックして収納するカート置場に設けられる。カートガイド４１は、スタックするカート１のうち、先頭のカート１の位置をガイドする。例えば、カートガイド４１は、カート１の進行方向で後側が前側よりも幅が大きく設定され、端部がカート本体１１の前輪１３２に当接することで、先頭のカート１の進行方向における位置を規定する。なお、カートガイド４１は、少なくともスタックするカート１のうち、先頭のカート１の進行方向における位置を規定できれば、その形状や構成は適宜設定できる。
図６に示すように、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。また、送電装置４２は、電源回路４２１に接続され、店舗の電源等に接続されるＡＣアダプタ４２８を有する。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は、ケース等に一体に設けられ、そして、それぞれが各支持部材４３に配置される。また、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材４３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４２４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、床面に対して直交する姿勢で、受電装置２３の受電コイル２３１の受電面に対向するように、支持部材４３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。
支持部材４３は、給電装置２を設置する床面に設けられる。支持部材４３は、送電コイル４２３の送電面がカート１の受電装置２３の受電コイル２３１と平行となる姿勢で送電装置４２を支持する。また、支持部材４３は、カート１を所定の位置で保持する。複数の支持部材４３は、それぞれ送電装置４２を支持し、カート本体１１の進行方向に沿って等間隔に配置される。
なお、複数の支持部材４３の配置間隔は、カート１を積層したときに、各カート１の受電装置２３と支持部材４３が支持する送電装置４２とが対向する間隔である。
具体例として、支持部材４３は、ベース４３１と、壁部４３２と、係合部４３３と、を備える。ベース４３１は、例えば、矩形板状に形成される。ベース４３１は、カート本体１１の受電装置２３が設けられる側の後輪１３１を上面に配置できる。ベース４３１は、壁部４３２を支持する。また、ベース４３１は、カート本体１１の後輪１３１の位置を規定する後輪ガイド（第２ガイド）４３１１を上面に有する。
後輪ガイド４３１１は、例えば、後輪１３１の進行方向で前方の位置及び幅方向の位置を案内する。具体例として、後輪ガイド４３１１は、ベース４３１上に後輪１３１が配置されたときに、支持部材４３に支持された送電装置４２とカート本体１１の受電装置２３とが所定の位置関係となるように、後輪１３１の位置を案内する。後輪ガイド４３１１は、例えば、ベース４３１の後方側が開口し、そして、壁部４３２と端部が連続するＬ字状の突起である。換言すると、後輪ガイド４３１１は、カート本体１１の進行方向及び該進行方向に直交する幅方向に沿って延びる突起である。
壁部４３２は、例えば、板状に形成される。壁部４３２は、例えば、主面がカート本体１１の進行方向に沿う姿勢で、ベース４３１に設けられる。壁部４３２は、送電装置４２を、カート本体１１と対向する主面に支持する。なお、壁部４３２は、送電装置４２を支持するのではなく、送電装置４２を内蔵する構成であってもよい。
係合部４３３は、受電装置２３と係合することで、受電装置２３と送電装置４２との位置合わせを行うガイドである。係合部４３３は、カート本体１１の進行方向で受電装置２３のケース２３６の前端、及び、ケース２３６の送電装置４２と対向する面と反対側の面と当接、又は、若干離間して対向することで、受電装置２３の位置を規定する。例えば、係合部４３３は、壁部４３２の上端側及び中央側の二箇所に設けられる。
具体例として、図３及び図４に示すように、係合部４３３は、壁部４３２の前端部から、カート本体１１の幅方向に沿って設けられた第１板部４３３１、及び、第１板部４３３１の幅方向で端部からカート本体１１の進行方向に沿った方向で後方に延びる第２板部４３３２により構成される。そして、第１板部４３３１及び第２板部４３３２が受電装置２３のケース２３６と当接又は対向することで、係合部４３３は、受電装置２３の進行方向及び幅方向の位置をガイドする。
係合部４３３は、受電装置２３の位置をガイドしたときに送電装置４２の送電コイル４２３と受電装置２３の受電コイル２３１とが効率的な給電ができる所定の距離関係となる形状に設定される。なお、係合部４３３は、受電装置２３のケース２３６が嵌合し、受電装置２３の位置を規定し、そして、カート本体１１の移動を規制する構成としてもよい。
このような給電装置２は、カートガイド４１、及び、複数の送電装置４２が設けられた複数の支持部材４３がカート置場の床面に設置される。なお、カートガイド４１及び支持部材４３は、カート１によって移動しなければ、床面への設置は適宜設定される。例えば、カートガイド４１及び支持部材４３は、床面にボルト等で固定されてもよく、接着剤等で固定されてもよく、その他の方法によって床面に固定されてもよい。また、カートガイド４１及び支持部材４３は、カート１を収容したときに移動しなければ、床面に固定されていなくともよい。
そして、給電装置２に給電可能にカート１を収容する場合においては、まず、前輪１３２がカートガイド４１に当接するまで先頭のカート１を前進させる。併せて、後輪１３１を図２の矢印に示すように、配置するベース４３１の後輪ガイド４３１１内に移動させる。そして、次のカート１を、既に収容されたカート１とスタックさせるとともに、後輪１３１を図２の矢印に示すように、配置するベース４３１の後輪ガイド４３１１に移動させる。これにより、カート１は、カート置場に収容される。
このように構成された給電装置２によれば、先頭のカート１の一対の前輪１３２をカートガイド（第１ガイド）４１によってガイドする。また、先頭以外のカート１は、カート１の先端部が前方に位置するカート１にスタックして収容される。これにより、カート１は、カートガイド４１又は前方のカート１、係合部４３３及び後輪ガイド４３１１によって進行方向における位置がガイドされ、そして、係合部４３３及び後輪ガイド４３１１によって幅方向における位置がガイドされる。
また、カート置場に収容したカート１は、カートガイド４１又は前方のカート１、係合部４３３及び後輪ガイド４３１１によって進行方向で前方への移動が規制され、係合部４３３及び後輪ガイド４３１１によって、幅方向の移動が規制される。また、このとき、受電装置２３の受電コイル２３１は、送電装置４２の送電コイル４２３と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で対向する。即ち、給電装置２は、受電コイル２３１の位置を、送電コイル４２３に対して給電に好適な位置関係とし、そしてこのような位置関係を維持することができる。
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、給電装置２は、カートガイド４１、後輪ガイド４３１１及び係合部４３３によって、受電装置２３及び送電装置４２の送受電面の位置合わせすることができる。よって、給電装置２は、カート１の位置を規定するガイドレールを有さない構成にできる。よって、給電装置２は小型となる。
また、給電装置２は、支持部材４３の壁部４３２に送電装置４２を設け、そして、ベース４３１を床面に設置する構成である。このため、給電装置２は、店舗において使用するカート１の種類が変わった場合であっても、送電装置４２の配置位置を変更すれば好適な給電が可能となる。
即ち、店舗において用いるカート１が変更された場合には、変更前と変更後でカート１のサイズ、後輪１３１やフレーム１２等の寸形状等、受電装置２３の寸法形状等が異なる場合がある。すると、変更前のカート１の受電コイル２３１において効率的な電力伝送ができる距離に設定された給電装置２を変更後のカート１の受電装置２３に使用できないことがある。
しかしながら、実施形態の給電装置２は、収容するカート１の受電コイル２３１と送電コイル４２３とが非接触給電において効率的な電力伝送ができる距離となる位置に壁部４３２を介して送電装置４２を支持するベース４３１を設置すればよい。このため、店舗において使用するカート１の種類を変更した場合には、変更後のカート１の形状に合わせてベース４３１を配置する位置を変えることで、変更後のカート１の受電コイル２３１に対する送電コイル４２３の位置を調整することができる。よって、給電装置２は、異なるカート１に対しても、大がかりなレイアウトの変更や、新たな給電装置を設置することを要することがない。また、給電装置２は、ガイドレールを要しないことから、使用するカート１の種類を変更した場合に、ガイドレールの設置変更等も要することがない。
また、給電装置２は、ベース４３１の配置を変更することで、受電装置２３及び送電装置４２の送受電面の位置合わせができるため、種々のカート１に適用できる。さらに、給電装置２は、カート１のスタック数に応じて送電装置４２の数を変更することができる。よって、給電装置２は、高い自由度を有する。
上述の実施形態の給電装置２によれば、送受電面の位置合わせが可能となる。
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、送電装置４２の制御回路４２４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、ベース４３１及び係合部４３３によって、カート１の進行方向で前方への移動及び幅方向の移動を規制する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図７に示す他の実施形態に係る給電装置２のように、カート１の進行方向で後方への移動を規制する構成としてもよい。なお、ここで、カート１の後方への移動の規制とは、カート１のスタックの衝撃等の意図しない要因によって、送受電面が合った状態からカート１が後方に移動し難くすることを意味し、使用者によるカート１の後方への移動を規制することは含まない。例えば、カート１の後方への移動を規制する構成としては、ベース４３１の後輪ガイド４３１１の後方に設けられた突起４３１２である。突起４３１２は、後輪１３１の乗り上げが容易となる高さとして、後輪ガイド４３１１よりも低い高さに設定されることが好ましい。
また、他の例のカート１の後方への移動を規制する構成としては、壁部４３２に設けられた縦フレーム１２１又は受電装置２３のケース２３６が当接する規制部材４３１３である。規制部材４３１３は、後輪ガイド４３１１及び係合部４３３に後輪１３１及び受電装置２３のケース２６が配置されたときに、縦フレーム１２１又はケース２３６に当接するか、又は、縦フレーム１２１又はケース２３６の進行方向で後方に位置する。例えば、規制部材４３１３は、弾性変形可能に形成される。例えば、規制部材４３１３は、ゴム板やブラシ等である。
即ち、規制部材４３１３は、カート１が後方に移動したときに縦フレーム１２１又は受電装置２３が当接することで、一定の力が加わるまではカート１の移動を規制し、そして、例えば、使用者がカート１を後方に移動させたときに弾性変形することで、カート１の移動を可能とする。なお、給電装置２は、突起４３１２及び規制部材４３１３の双方が設けられてもよく、また、一方が設けられる構成でもよい。また、例えば、給電装置２は、カート１の後方への移動を規制する構成として、ベース４３１の後輪ガイド４３１１内に存する上面を窪ませることで、カート１の後方への移動を規制する構成としてもよい。
また、上述した例では、給電装置２は、複数の支持部材４３を有する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、支持部材４３を単数とし、この単数の支持部材４３が複数の送電装置４２を支持する構成としてもよい。例えば、このような単数の支持部材４３は、図７に示すように、カート１の進行方向に長い単数のベース４３４を有する。そして、このベース４３４に、複数の後輪ガイド４３１１、複数の壁部４３２が設けられる。また、単数の支持部材４３は、カート１の進行方向に長い単数のベース４３４及び単数の壁部を有し、このベース４３４に複数の後輪ガイド４３１１を設け、単数の壁部に複数の係合部４３３を設ける構成としてもよい。
また、上述した例では、後輪ガイド４３１１の一部が進行方向に沿って延びることで、後輪１３１（カート１）の幅方向の移動を規制する構成を説明したがこれに限定されない。即ち、後輪ガイド４３１１は、後輪１３１の幅方向の移動を規制できればよく、後輪ガイド４３１１の一部が進行方向に対して傾斜して延びる構成であってもよい。
また、上述した例では、給電装置２は、カートガイド４１、複数の送電装置４２及び単数又は複数の送電装置４２を備える構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図８及び図９に示すように、給電装置２は、カートガイド４１、複数の送電装置４２及び単数又は複数の送電装置４２に加えて、カート１の姿勢を調整する調整板４４を備える。調整板４４は、少なくとも、ベース４３１に配置される後輪１３１と反対側の後輪１３１を配置できる。調整板４４は、ベース４３１の上面以上の高さに設定される。
図８及び図９に示すように、例えば、調整板４４の上面は、ベース４３１の上面よりも高く設定される。カート１の後輪１３１がベース４３１及び調整板４４に乗り上げることで、図８及び図９に示すように、カート１は、受電装置２３が設けられた側が低くなるように傾斜する。なお、図８及び図９の例においては、調整板４４の高さをベース４３１の高さよりも２ｃｍ高くすることで、カート１を約２度左側に傾ける例となっている。このように、調整板４４によって受電装置２３側が下方となるようにカート１が傾くことから、給電装置２は、送電装置４２から受電装置２３が離間する方向にカート１が移動することを防止できる。よって、給電装置２は、送電装置４２から受電装置２３が離れて、給電が行われなくなることを防止できる。また、調整板４４によってカート１を傾斜させる構成においては、送電装置４２から受電装置２３が離れる方向へカート１が移動することがないことから、給電装置２は、後輪ガイド４３１１を有さない構成としてもよい。
なお、調整板４４の高さは、ベース４３１の高さと同じ高さとしてもよい。ベース４３１及び調整板４４が同じ高さである場合には、カート１は傾斜しないことから、送電装置４２から受電装置２３が離れる方向へカート１が移動することを抑制できる。
なお、調整板４４によってカート１を傾斜させた場合に図９の床面から前輪１３２が浮く虞がある。このため、床面から前輪１３２が浮く場合には、図９に二点鎖線で示すように、床面と前輪１３２との隙間を埋める板状の部材４５を給電装置２がさらに備える構成としてもよい。このような部材４５は、複数のカート１の前輪１３２が配置される領域に配置される。また、左右の前輪１３２で床面から浮く高さが異なる場合には、部材４５の高さを異なる高さに設定する。
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。
また、上述した例では、係合部４３３は、複数設けられる構成を説明したがこれに限定されない。即ち、係合部４３３は、カート１の進行方向における受電装置２３の位置をガイドできる構成であれば適宜設定可能である。例えば、係合部４３３は、壁部４３２に単数設けられる構成であってもよい。また、係合部４３３は、カート１の進行方向で後方に変形する構成としてもよい。即ち、係合部４３３は、カート１の進行方向で前方の移動において、受電装置２３を支持し、カート１の進行方向で後方の移動において受電装置２３が当接したときに、カート１の移動を阻害しないよう、変形する構成としてもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、送受電面の位置合わせが可能な給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、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、２６…ケース、４０…送電装置、４１…カートガイド（第１ガイド）、４２…送電装置、４３…支持部材、４４…調整板、４５…部材、１１１…アームシャフト、１１２…保持具、１２１…縦フレーム、１２２…横フレーム、１２３…ハンドル、１３１…後輪、１３２…前輪、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、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、２３６…ケース、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、４２８…ＡＣアダプタ、４３１…ベース、４３２…壁部、４３３…係合部、４３４…ベース、１２１１…メインフレーム、１２２１…ベースフレーム、１２２２…サブフレーム、１２２３…固定フレーム、２１１１…制御回路、２１１２…表示部、２１１３…Ｉ／Ｆ部、４３１１…後輪ガイド（第２ガイド）、４３１２…突起、４３１３…規制部材、４３３１…第１板部、４３３２…第２板部。

Claims (5)

  1. ベースと、
    前記ベースに設けられ、一方の側部に受電装置を有するカートの前記受電装置に電力を送電する送電装置と、
    前記送電装置の送電面と前記受電装置の受電面とが対向する位置で、前記カートの進行方向の前方及び前記カートの幅方向で前記受電装置と係合する係合部と、
    を備える給電装置。
  2. 前記送電装置及び前記係合部は、前記進行方向に沿って複数配置され、
    前記進行方向で先頭の前記カートの前輪の位置を規定する第１ガイドを備える、請求項１に記載の給電装置。
  3. 前記ベースは、前記カートの前記一方の側部の後輪の前記進行方向で前方の位置及び前記幅方向の位置を規定する第２ガイドを有する、請求項１又は請求項２に記載の給電装置。
  4. 前記一方の側部の前記後輪の前記進行方向に対する後方への移動を規制する規制部材を備える、請求項３に記載の給電装置。
  5. 前記カートの他方の側部の後輪を支持し、前記カートを前記送電装置側に傾けるプレートを備える、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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