以下、第１実施形態に係る給電システムについて図１乃至図６を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る給電システムの構成を示す斜視図であり、図２は給電システムのカートの斜視図である。図３は給電システムの制御系の構成を示すブロック図である。図４は、受電装置及び送電装置の構成を示す斜視図であり、図５は送電装置の構成を示す斜視図である。図６は受電装置及び送電装置の構成を示す断面図である。
A power supply system according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a power supply system according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of a cart of the power supply system. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system of the power feeding system. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the power receiving device and the power transmission device, and FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the power transmission device. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the power receiving device and the power transmitting device.
図１及び図３に示すように、給電システム１は、受電装置２３と、送電装置３５と、を備える。受電装置２３は、例えば、カート２に設けられる。送電装置３５は、例えば、複数のカート２を収容するカートベース３に複数設けられる。以下の実施形態の説明において、給電システム１は、受電装置２３及び送電装置３５をカート２及びカートベース３に適用した例を説明する。
As shown in FIGS. 1 and 3 , the power feeding system 1 includes a power receiving device 23 and a power transmitting device 35 . The power receiving device 23 is provided on the cart 2, for example. A plurality of power transmission devices 35 are provided, for example, on a cart base 3 that accommodates a plurality of carts 2 . In the description of the embodiments below, the power supply system 1 will be described as an example in which the power receiving device 23 and the power transmitting device 35 are applied to the cart 2 and the cart base 3 .
図１に示すように、給電システム１は、受電装置２３を備えるカート２と、複数のカート２を設置するとともに送電装置３５を備えるカートベース３と、を備える。給電システム１は、複数の送電装置３５を一方向に並べて備えるカートベース３において、受電装置２３をそれぞれ備える複数のカート２が、一方向に並べて収納され、複数の送電装置３５と複数の受電装置２３が所定の間隔で対向配置される。
As shown in FIG. 1 , the power supply system 1 includes a cart 2 having a power receiving device 23 and a cart base 3 having a plurality of carts 2 installed thereon and a power transmitting device 35 . In the power supply system 1, a cart base 3 having a plurality of power transmission devices 35 arranged in one direction accommodates a plurality of carts 2 each having a power reception device 23 arranged side by side in one direction. 23 are arranged facing each other at a predetermined interval.
図２に示すカート２は、移動体であり、例えばショッピングカートである。カート２は、フレーム１１と、かご部１２と、キャスタ１５１、１５２と、電子機器２１と、バッテリ２２が内部に設けられたバッテリボックス２２３と、受電装置２３と、を備える。
The cart 2 shown in FIG. 2 is a mobile object, such as a shopping cart. The cart 2 includes a frame 11 , a basket portion 12 , casters 151 and 152 , an electronic device 21 , a battery box 223 in which a battery 22 is provided, and a power receiving device 23 .
フレーム１１は、異なる複数の方向に延びる複数のフレーム部材が組みつけられて構成される。フレーム１１は、かご部１２、複数のキャスタ１５１、１５２、各種の電子機器２１、及び受電装置２３をそれぞれ所定箇所に支持する。
The frame 11 is configured by assembling a plurality of frame members extending in a plurality of different directions. The frame 11 supports the cage portion 12, the plurality of casters 151 and 152, various electronic devices 21, and the power receiving device 23 at predetermined locations.
フレーム１１は、例えば、左右一対の縦フレーム部１１１と、下フレーム部１１２と、横フレーム部１１３と、ハンドル部１１４と、取付フレーム１１５と、を備える。縦フレーム部１１１、下フレーム部１１２及び横フレーム部１１３は、互いに交差する方向に延びる。
The frame 11 includes, for example, a pair of left and right vertical frame portions 111 , a lower frame portion 112 , a horizontal frame portion 113 , a handle portion 114 and a mounting frame 115 . The vertical frame portion 111, the lower frame portion 112, and the horizontal frame portion 113 extend in mutually intersecting directions.
縦フレーム部１１１は、後輪キャスタ１５２から上方に延びる一対のメインフレーム１１１１と、メインフレーム１１１１の後ろ側に設けられた一対のサブフレーム１１１２と、メインフレーム１１１１の前側に設けられた一対のサブフレーム１１１３と、を備える。縦フレーム部１１１は、かご部１２の後方において上下方向に延び、下端部に後輪キャスタ１５２が配置される。
The vertical frame portion 111 includes a pair of main frames 1111 extending upward from the rear wheel casters 152, a pair of sub-frames 1112 provided on the rear side of the main frames 1111, and a pair of sub-frames 1112 provided on the front side of the main frames 1111. a frame 1113; The vertical frame portion 111 extends vertically behind the car portion 12, and rear wheel casters 152 are arranged at the lower end portion thereof.
下フレーム部１１２は、床面に沿って配される複数のフレーム部材を備える。下フレーム部１１２は、例えば一対のメインフレーム１１２１と、サポートフレーム１１２３と、前連結部１１２４と、サポートフレーム１１２３の下方に設けられる取付部１１２５と、を備える。メインフレーム１１２１は、後輪キャスタ１５２から前輪キャスタ１５１に向けて前方に延びる。
The lower frame portion 112 includes a plurality of frame members arranged along the floor surface. The lower frame portion 112 includes, for example, a pair of main frames 1121 , a support frame 1123 , a front connecting portion 1124 , and a mounting portion 1125 provided below the support frame 1123 . The main frame 1121 extends forward from the rear wheel caster 152 toward the front wheel caster 151 .
サポートフレーム１１２３は横フレーム１１３から下方に延び、所定の高さで前方に屈曲し、前方に向けて延び、前端部が上方に向けて屈曲するフレーム部材である。サポートフレーム１１２３は、例えば前方で湾曲して折り返すＵ字状のフレーム部材で構成される。サポートフレーム１１２３は、メインフレーム１１２１の内側において床面と平行な面に沿って延びる。サポートフレーム１１２３は、その上側にバスケット置場を構成する。
The support frame 1123 is a frame member that extends downward from the horizontal frame 113, bends forward at a predetermined height, extends forward, and bends upward at its front end. The support frame 1123 is composed of, for example, a U-shaped frame member that bends and folds forward. The support frame 1123 extends along a plane parallel to the floor inside the main frame 1121 . The support frame 1123 constitutes a basket storage area on its upper side.
前連結部１１２４は、カート２の下端の前端部において幅方向に延び、一対のメインフレーム１１２１の前端を連結する。
The front connecting portion 1124 extends in the width direction at the front end portion of the lower end of the cart 2 and connects the front ends of the pair of main frames 1121 .
取付部１１２５は、上端部がサポートフレーム１１２３の所定箇所に固定される。取付部１１２５は、サポートフレーム１１２３から下方に延び、所定の高さで後方に屈曲し、後方に向けて延びる。取付部１１２５は、受電装置２３を取り付けるフレーム部材である。取付部１１２５は、メインフレーム１１２１の内側において床面と平行な面に沿って延び、サポートフレーム１１２３の下側に受電装置２３を支持する支持面を構成する。例えば取付部１１２５は、カート２がカートベース３に設置された際に、カートベース３に設けられた送電装置３５と取付部１１２５に設けられた受電装置２３とが所定の間隔で対向配置される寸法に設定される。
The attachment portion 1125 is fixed to a predetermined location on the support frame 1123 at its upper end. The mounting portion 1125 extends downward from the support frame 1123, bends rearward at a predetermined height, and extends rearward. The attachment portion 1125 is a frame member to which the power receiving device 23 is attached. The mounting portion 1125 extends along a plane parallel to the floor inside the main frame 1121 and constitutes a support surface that supports the power receiving device 23 on the lower side of the support frame 1123 . For example, in the mounting portion 1125, when the cart 2 is installed on the cart base 3, the power transmitting device 35 provided on the cart base 3 and the power receiving device 23 provided on the mounting portion 1125 are arranged to face each other at a predetermined interval. set to dimensions.
横フレーム部１１３は、左右の縦フレーム部１１１間に渡されて幅方向に延びる複数本のリンクフレーム１１３１、１１３２、１１３３を備える。
The horizontal frame portion 113 includes a plurality of link frames 1131, 1132, and 1133 that span between the left and right vertical frame portions 111 and extend in the width direction.
ハンドル部１１４は、カート２の後端部の上方に配置される。ハンドル部１１４は、縦フレーム部１１１の上端部に連続して配される。一例として、ハンドル部１１４は、幅方向に延びる。
The handle portion 114 is arranged above the rear end of the cart 2 . The handle portion 114 is arranged continuously with the upper end portion of the vertical frame portion 111 . As an example, the handle portion 114 extends in the width direction.
取付フレーム１１５は、縦フレーム部１１１に接続される。取付フレーム１１５は、例えば、一方の縦フレーム部１１１の上方に延び、各種電子機器２１を支持する。
The mounting frame 115 is connected to the vertical frame portion 111 . The mounting frame 115 , for example, extends above one vertical frame portion 111 and supports various electronic devices 21 .
フレーム１１において、縦フレーム部１１１にかご部１２が支持され、かご部１２の下方に配される下フレーム部１１２の前端部及び後端部に、前輪キャスタ１５１及び後輪キャスタ１５２がそれぞれ設けられる。また、フレーム１１において、下フレーム部１１２の、床面に沿って配されるフレーム部材である取付部１１２５に、受電装置２３が設けられる。また、縦フレーム部１１１にバッテリボックス２２３が設けられる。例えば縦フレーム部１１１の一対のサブフレーム１１１２にバッテリボックス２２３が支持される。
In the frame 11, the cage portion 12 is supported by the vertical frame portion 111, and front wheel casters 151 and rear wheel casters 152 are provided at the front end portion and the rear end portion of the lower frame portion 112 arranged below the cage portion 12, respectively. . Further, in the frame 11 , the power receiving device 23 is provided on the mounting portion 1125 of the lower frame portion 112 , which is a frame member arranged along the floor surface. A battery box 223 is provided on the vertical frame portion 111 . For example, the battery box 223 is supported by a pair of sub-frames 1112 of the vertical frame portion 111 .
また、下フレーム部１１２において一対のメインフレーム１１２１は、前側の幅方向の間隔が狭くなるように、前方が中央に向けて斜めに延びている。したがって、フレーム１１は、カート２の前進方向において前側の幅が狭く、後方の幅が広く、形成される。
In the lower frame portion 112, the pair of main frames 1121 extend obliquely toward the center at the front so that the distance in the width direction on the front side is narrowed. Therefore, the frame 11 is formed to have a narrow front width and a wide rear width in the advancing direction of the cart 2 .
かご部１２は、例えば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に構成される。かご部１２は、縦フレーム部１１１の前方において、床面から上方に離間した高さに配される。かご部１２は、その後端部の左右両側が縦フレーム部１１１に支持される。
The basket portion 12 is configured in a box-like shape with an upward opening by using, for example, a perforated panel member or a mesh-like wire member. The cage portion 12 is arranged in front of the vertical frame portion 111 at a height spaced upward from the floor surface. The cage portion 12 is supported by the vertical frame portions 111 on both left and right sides of the rear end portion thereof.
前輪キャスタ１５１及び後輪キャスタ１５２は、移動方向に回転する車輪１５３と、車輪１５３を回転可能に軸支するブラケット部１５４と、をそれぞれ備える。ブラケット部１５４はフレーム１１に対して回動可能に取り付けられている。キャスタ１５の車輪１５３が床面上で回転することによりカート２が移動する。また、キャスタ１５のブラケット部１５４が回転することにより、カート２の走行方向が変更可能である。
The front-wheel caster 151 and the rear-wheel caster 152 each include a wheel 153 that rotates in the movement direction and a bracket portion 154 that rotatably supports the wheel 153 . The bracket portion 154 is rotatably attached to the frame 11 . The cart 2 is moved by rotating the wheels 153 of the casters 15 on the floor. Further, the traveling direction of the cart 2 can be changed by rotating the bracket portion 154 of the caster 15 .
フレーム１１及びかご部１２の形状と同様に、前方の前輪キャスタ１５１は後方の後輪キャスタ１５２よりも左右の幅が狭くなるように配置されている。したがって、カート２は、例えば複数のカート２を前後に連ねて収納する場合に、後ろのカート２のフレーム１１が、前のカート２のフレーム１１に沿って重なるように収納できる。
Similar to the shapes of the frame 11 and the cage portion 12, the front wheel caster 151 in the front is arranged so that the lateral width thereof is narrower than the rear wheel caster 152 in the rear. Therefore, the carts 2 can be stored so that the frame 11 of the rear cart 2 overlaps along the frame 11 of the front cart 2, for example, when a plurality of carts 2 are stored in a row.
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などの情報端末、あるいは、利用者が選択した商品の情報を取得する商品リーダである。電子機器２１は、例えばバッテリ２２に接続され、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、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（例えば、携帯電話機、スマートフォン、デジタルカメラなど）の電子機器を充電するための充電装置などであっても良い。
The electronic device 21 is an information terminal such as a tablet terminal for providing information to the user, or a product reader for acquiring information on products selected by the user. The electronic device 21 is connected to, for example, a battery 22 , and the electronic device 21 is driven by power from the battery 22 . The electronic device 21 may be a charging device or the like for charging an electronic device such as a mobile terminal (for example, a mobile phone, a smart phone, a digital camera, etc.) possessed by the user with power from the battery 22 .
本実施形態において、例えば電子機器２１として、タブレット端末２１１および商品リーダ２１２を備える例を示す。タブレット端末２１１は、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２１１は、ハンドル部１１４側に位置する利用者に表示部を向けて設置される。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。
In this embodiment, for example, the electronic device 21 includes a tablet terminal 211 and a product reader 212 . The tablet terminal 211 is a computer having a display unit provided with a touch panel. The tablet terminal 211 is installed with the display section facing the user positioned on the side of the handle section 114 . The tablet terminal 211 displays, for example, product information read by the product reader 212 . Moreover, the tablet terminal 211 may perform settlement processing for the product read by the product reader 212 .
商品リーダ２１２は、商品の情報を読取る装置である。また、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。商品リーダ２１２は、例えば、かご部１２に出し入れする商品に添付されたＲＦＩＤタグなどを読み取るＲＦＩＤタグリーダである。また、商品リーダ２１２は、商品に添付されたバーコードなどの商品識別情報を読み取るスキャナであっても良い。
The product reader 212 is a device that reads product information. Moreover, the product reader 212 may have a display section for displaying information on the read product. The commodity reader 212 is, for example, an RFID tag reader that reads RFID tags attached to commodities to be put in and taken out of the basket section 12 . Also, the product reader 212 may be a scanner that reads product identification information such as a bar code attached to the product.
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（スマートフォン、タブレット端末など）を接続するためのインターフェース機器であっても良い。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。
Note that the electronic device 21 may be an interface device for connecting a portable terminal (smartphone, tablet terminal, etc.) possessed by the user instead of the tablet terminal 211 . A mobile terminal connected to an interface device as the electronic device 21 may perform processing similar to that of the tablet terminal 211 described above. Further, the interface device as the electronic device 21 may charge a battery included in the mobile terminal. The interface device as the electronic device 21 may incorporate the battery 22 or may be connected to the battery 22 provided separately.
バッテリボックス２２３は、フレーム１１に設けられる。バッテリボックス２２３は、例えばかご部１２の開閉パネル１２１の下方に配された一対のサブフレーム１１１２に固定され、支持されている。バッテリ２２は、カート２に搭載される電子機器２１に電力を供給する電源装置であり、充電回路２２１及び組電池２２２を備える。バッテリ２２は、受電装置２３に接続され、受電装置２３によって充電される。
Battery box 223 is provided on frame 11 . The battery box 223 is fixed to and supported by, for example, a pair of sub-frames 1112 arranged below the opening/closing panel 121 of the car portion 12 . The battery 22 is a power supply device that supplies electric power to the electronic equipment 21 mounted on the cart 2 , and includes a charging circuit 221 and an assembled battery 222 . The battery 22 is connected to the power receiving device 23 and charged by the power receiving device 23 .
充電回路２２１は、受電装置２３の負荷回路２３２５から供給される電力を充電用の電力（充電電力）として組電池２２２へ供給する。例えば、充電回路２２１は、負荷回路２３２５から供給された電力を組電池２２２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２２１は、負荷回路２３２５からの電力を、組電池２２２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組電池２２２に供給する。充電回路２２１は、受電装置２３からの電力によって組電池２２２を充電する。
The charging circuit 221 supplies power supplied from the load circuit 2325 of the power receiving device 23 to the assembled battery 222 as charging power (charging power). For example, the charging circuit 221 converts the power supplied from the load circuit 2325 into direct current (charging power) used for charging the assembled battery 222 . That is, the charging circuit 221 converts the power from the load circuit 2325 into charging power with a predetermined current value and voltage value for charging the assembled battery 222 and supplies the charged power to the assembled battery 222 . The charging circuit 221 charges the assembled battery 222 with power from the power receiving device 23 .
組電池２２２は、充電回路２２１から供給される充電電力により充電される。また、組電池２２２は、電子機器２１に接続され、電子機器２１へ電力を供給する。
The assembled battery 222 is charged with charging power supplied from the charging circuit 221 . Also, the assembled battery 222 is connected to the electronic device 21 and supplies power to the electronic device 21 .
受電装置２３は、非接触で伝送される電力を受電し、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。なお、受電装置２３は、電子機器２１に電力を供給する出力端子を備える構成としても良い。この場合、バッテリ２２は、電子機器２１を介して供給される電力によって充電される構成としても良い。
The power receiving device 23 receives power transmitted in a contactless manner and supplies the received power to the electronic device 21 or the battery 22 . Note that the power receiving device 23 may be configured to include an output terminal for supplying power to the electronic device 21 . In this case, the battery 22 may be configured to be charged with power supplied via the electronic device 21 .
受電装置２３は、カート２の下部に設けられる。受電装置２３は、例えば、下フレーム部１１２の下方に配置される。受電装置２３は、カートベース３に保管されたときに、カートベース３に設けられた複数の送電装置３５のいずれかと対向する。
The power receiving device 23 is provided below the cart 2 . The power receiving device 23 is arranged, for example, below the lower frame portion 112 . The power receiving device 23 faces one of the plurality of power transmitting devices 35 provided on the cart base 3 when stored on the cart base 3 .
受電装置２３は、例えば、ケーシング２３０と、受電コイル２３１と、受電基板２３２と、を備える。
The power receiving device 23 includes, for example, a casing 230 , a power receiving coil 231 , and a power receiving substrate 232 .
ケーシング２３０は、例えば矩形状の筐体であり、内部に受電コイル２３１及び受電基板２３２を収容する。ケーシング２３０は、例えば、下フレーム部１１２の下方に接続される。具体例として、ケーシング２３０は、下フレーム部１１２の取付部１１２５に固定される。
The casing 230 is, for example, a rectangular housing, and accommodates the power receiving coil 231 and the power receiving substrate 232 inside. The casing 230 is connected below the lower frame portion 112, for example. As a specific example, casing 230 is fixed to mounting portion 1125 of lower frame portion 112 .
ケーシング２３０の下面は、カート２が走行する床面に沿う姿勢でカート２に配置される。ケーシング２３０は、複数のカート２がスタックされて連なってカートベース３に保管された場合に、カート２の進行方向で前後に隣接するカート２の受電装置２３のケーシング２３０と互いに重ならない形状である。また、ケーシング２３０は、複数のカート２がスタックされて連なってカートベース３に保管された場合に、カート２の進行方向で前後に隣接するカート２の受電装置２３と互いに重ならない位置又は干渉しない位置に配置される。
The lower surface of the casing 230 is arranged on the cart 2 so as to follow the floor surface on which the cart 2 travels. The casing 230 has a shape that does not overlap with the casing 230 of the power receiving device 23 of the cart 2 adjacent to the front and back in the traveling direction of the cart 2 when a plurality of carts 2 are stacked and stored on the cart base 3 . . Further, when a plurality of carts 2 are stacked and stored on the cart base 3, the casing 230 is positioned so as not to overlap or interfere with the power receiving devices 23 of the carts 2 adjacent to each other in the traveling direction of the carts 2. placed in position.
受電コイル２３１は、ケーシング２３０内に配置される。受電コイル２３１は、例えば、リッツ線を巻回して形成される平面コイルである。あるいは、受電コイル２３１は、プリント基板上にコイルパターンが形成される平面コイルである。受電コイル２３１は、例えば、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、カート２が走行する床面に対向して配置される。なお、受電コイル２３１は、送電装置３５と電力伝送ができれば、平面コイルに限定されない。
Power receiving coil 231 is arranged within casing 230 . The power receiving coil 231 is, for example, a planar coil formed by winding a litz wire. Alternatively, the receiving coil 231 is a planar coil with a coil pattern formed on a printed circuit board. The power receiving coil 231 has, for example, a planar power receiving surface that receives power. The power receiving surface of the power receiving coil 231 is arranged to face the floor on which the cart 2 travels. Note that the power receiving coil 231 is not limited to a planar coil as long as power transmission with the power transmitting device 35 is possible.
受電コイル２３１は、受電装置２３が送電装置３５に対向した場合、送電コイル３５１と電磁結合する。受電コイル２３１は、送電装置３５の送電コイル３５１から出力された磁界によって、誘導電流を発生させる。
The power receiving coil 231 is electromagnetically coupled with the power transmitting coil 351 when the power receiving device 23 faces the power transmitting device 35 . The power receiving coil 231 generates an induced current by the magnetic field output from the power transmitting coil 351 of the power transmitting device 35 .
受電コイル２３１は、受電基板２３２の後述するコンデンサ２３２１と直列接続される。受電コイル２３１は、コンデンサ２３２１と接続されることにより、受電共振回路（共振素子）２３９を構成する。
The power receiving coil 231 is connected in series with a later-described capacitor 2321 of the power receiving substrate 232 . The power receiving coil 231 configures a power receiving resonance circuit (resonant element) 239 by being connected to the capacitor 2321 .
ここで、受電コイル２３１及びコンデンサ２３２１により構成される受電共振回路２３９は、例えば、受電共振回路２３９に接続された整流回路２３２２に交流電力を供給する交流電源として機能する。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とコンデンサ２３２１とから構成される受電共振回路２３９の共振周波数が、送電装置３５の後述する送電コイル３５１とコンデンサ３５２１とから構成される送電共振回路３５９の共振周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成されることが望ましい。これにより、受電共振回路と送電共振回路とが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。
Here, the power receiving resonance circuit 239 configured by the power receiving coil 231 and the capacitor 2321 functions, for example, as an AC power supply that supplies AC power to the rectifier circuit 2322 connected to the power receiving resonance circuit 239 . For example, when the magnetic resonance method is used for power transmission, the resonance frequency of the power receiving resonance circuit 239 composed of the power receiving coil 231 and the capacitor 2321 is determined by the power transmitting coil 351 and the capacitor 3521 described later of the power transmitting device 35. It is desirable to be configured to have the same or substantially the same resonance frequency as the power transmission resonance circuit 359 . This improves the power transmission efficiency when the power receiving resonant circuit and the power transmitting resonant circuit are electromagnetically coupled.
なお、電力伝送に電磁誘導方式を利用する場合、受電共振回路２３９は、コンデンサ２３２１を有さず、受電コイル２３１により構成されていてもよい。
Note that when an electromagnetic induction method is used for power transmission, the power receiving resonance circuit 239 may not have the capacitor 2321 and may be configured by the power receiving coil 231 .
受電基板２３２は、コンデンサ２３２１と、整流回路２３２２と、電圧変換回路２３２３と、切替回路２３２４と、負荷回路２３２５と、制御回路２３２６と、通信回路２３２７と、を備える。受電基板２３２は、例えば、電子部品や配線パターンが実装されることで、コンデンサ２３２１、整流回路２３２２、電圧変換回路２３２３、切替回路２３２４、負荷回路２３２５、制御回路２３２６、通信回路２３２７等を含む各種処理回路が構成される。
The power receiving board 232 includes a capacitor 2321 , a rectifying circuit 2322 , a voltage converting circuit 2323 , a switching circuit 2324 , a load circuit 2325 , a control circuit 2326 and a communication circuit 2327 . The power receiving substrate 232 is mounted with electronic components and wiring patterns, for example, to form various circuits including a capacitor 2321, a rectifier circuit 2322, a voltage conversion circuit 2323, a switching circuit 2324, a load circuit 2325, a control circuit 2326, a communication circuit 2327, and the like. A processing circuit is configured.
コンデンサ２３２１は、共振用のコンデンサである。
整流回路２３２２は、受電共振回路から供給される交流電力を整流し、直流電力に変換する。整流回路２３２２は、例えば複数のダイオードにより構成された整流ブリッジを備える。整流ブリッジの一対の入力端子は、受電共振回路２３９に接続される。整流回路２３２２は、受電共振回路２３９から供給された交流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。整流回路２３２２は、直流電力を電圧変換回路２３２３に供給する。
A capacitor 2321 is a capacitor for resonance.
The rectifier circuit 2322 rectifies the AC power supplied from the power receiving resonance circuit and converts it into DC power. The rectifier circuit 2322 includes, for example, a rectifier bridge composed of a plurality of diodes. A pair of input terminals of the rectifying bridge are connected to the power receiving resonant circuit 239 . The rectifier circuit 2322 outputs DC power from a pair of output terminals by full-wave rectifying the AC power supplied from the power receiving resonance circuit 239 . The rectifier circuit 2322 supplies DC power to the voltage conversion circuit 2323 .
電圧変換回路２３２３は、整流回路２３２２から出力された直流電圧を所望の直流電圧に変換する。例えば、電圧変換回路２３２３は、二つ設けられる。一方の電圧変換回路２３２３１は、例えば、整流回路２３２２及び切替回路２３２４（負荷回路２３２５）に接続される。一方の電圧変換回路２３２３１は、整流回路２３２２から供給される直流電力を、負荷回路２３２５に出力する、充電処理に適した電圧の直流電力に変換する。他方の電圧変換回路２３２３２は、整流回路２３２２及び制御回路２３２６に接続される。他方の電圧変換回路２３２３２は、整流回路２３２２から供給される直流電力を、制御回路２３２６を動作させる電圧に適した直流電力に変換する。
The voltage conversion circuit 2323 converts the DC voltage output from the rectifier circuit 2322 into a desired DC voltage. For example, two voltage conversion circuits 2323 are provided. One voltage conversion circuit 23231 is connected to, for example, a rectifier circuit 2322 and a switching circuit 2324 (load circuit 2325). One voltage conversion circuit 23231 converts the DC power supplied from the rectifier circuit 2322 into DC power with a voltage suitable for the charging process, which is output to the load circuit 2325 . The other voltage conversion circuit 23232 is connected to the rectifier circuit 2322 and the control circuit 2326 . The other voltage conversion circuit 23232 converts the DC power supplied from the rectifier circuit 2322 into DC power suitable for the voltage for operating the control circuit 2326 .
切替回路２３２４は、電圧変換回路２３２３１及び負荷回路２３２５の接続及び切断を切り替える。切替回路２３２４は、例えば、制御回路２３２６からの信号に基づいて、電圧変換回路２３２３１及び負荷回路２３２５の接続及び切断を切り替える。
The switching circuit 2324 switches connection and disconnection of the voltage conversion circuit 23231 and the load circuit 2325 . The switching circuit 2324 switches connection and disconnection of the voltage conversion circuit 23231 and the load circuit 2325 based on a signal from the control circuit 2326, for example.
負荷回路２３２５は、電圧変換回路２３２３１により生成された電圧の直流電力を受け取る負荷である。負荷回路２３２５は、例えば、組電池２２２に電力を充電する充電回路２２１に接続される。負荷回路２３２５は、例えば、電圧変換回路２３２３１により生成された電圧の直流電力を組電池２２２に蓄える充電処理を、充電回路２２１とともに行う。なお、負荷回路２３２５は、受電装置２３に設けられず、バッテリ２２の充電回路２２１が負荷回路２３２５の機能を発揮してもよい。また、受電装置２３が、電子機器２１に電力を供給する出力端子を備える構成である場合には、負荷回路２３２５を受電装置２３が有さない構成であってもよい。即ち、本実施形態において、受電装置２３が負荷回路２３２５を有する構成を説明しているが、負荷回路２３２５を受電装置２３の外部に設け、受電装置２３の切替回路２３２４を、コネクタ等を介して外部に設けられた負荷回路に接続する構成であってもよい。
The load circuit 2325 is a load that receives the DC power of the voltage generated by the voltage conversion circuit 23231 . The load circuit 2325 is connected to, for example, a charging circuit 221 that charges the assembled battery 222 with electric power. The load circuit 2325 performs, together with the charging circuit 221, a charging process of storing the DC power of the voltage generated by the voltage conversion circuit 23231 in the assembled battery 222, for example. Note that the load circuit 2325 may not be provided in the power receiving device 23 and the charging circuit 221 of the battery 22 may function as the load circuit 2325 . Further, when the power receiving device 23 is configured to include an output terminal for supplying power to the electronic device 21 , the power receiving device 23 may be configured without the load circuit 2325 . That is, in the present embodiment, the configuration in which the power receiving device 23 has the load circuit 2325 is described, but the load circuit 2325 is provided outside the power receiving device 23, and the switching circuit 2324 of the power receiving device 23 is connected via a connector or the like. It may be configured to be connected to a load circuit provided outside.
制御回路２３２６は、負荷回路２３２５の動作を制御する。制御回路２３２６は、処理回路である。制御回路２３２６は、例えば、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２３２６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。
Control circuit 2326 controls the operation of load circuit 2325 . The control circuit 2326 is a processing circuit. Control circuitry 2326 includes, for example, a processor and memory. The processor performs arithmetic processing. The processor, for example, performs various processes based on programs stored in memory and data used by the programs. The memory stores programs and data used by the programs. The control circuit 2326 may be configured by a microcomputer and/or an oscillator circuit or the like.
通信回路２３２７は、送電装置３５と、送電及び受電に関する情報を非接触で通信する。
The communication circuit 2327 communicates information on power transmission and power reception with the power transmission device 35 in a non-contact manner.
カート２は、図１や図２に示すように、所定の収納位置に設けられたカートベース３に収納される。図１及び図２では、カートベース３には、複数台以上のカート２が入れ子状に連なって収納される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cart 2 is housed in a cart base 3 provided at a predetermined housing position. 1 and 2, the cart base 3 accommodates a plurality of carts 2 in a nested manner.
カート２を収納する収納装置としてのカートベース３は、ベース部としてのガイドベース３１と、カートゲート３２と、ガイドベース３１に支持される複数の送電装置３５と、を備える。
A cart base 3 as a storage device for storing the cart 2 includes a guide base 31 as a base portion, a cart gate 32 , and a plurality of power transmission devices 35 supported by the guide base 31 .
ガイドベース３１は所定の収納位置に敷設されるプレート状の支持台３１１を備える。支持台３１１は、その上面に、一方向に延びる複数のガイドレール３１２と、複数のガイドレール３１２の間に形成される案内溝３１３と、を有する。また、支持台３１１は、複数のカート２の収納位置を案内する突起や溝を有する。ガイドベース３１は、ガイドレール３１２及び案内溝３１３によって前後の車輪１５３の移動を規定することで、支持台３１１上のカート２の走行方向を案内する。また、ガイドベース３１は複数の送電装置３５を等間隔に支持する。
The guide base 31 has a plate-like support base 311 laid at a predetermined storage position. The support base 311 has a plurality of guide rails 312 extending in one direction and guide grooves 313 formed between the plurality of guide rails 312 on its upper surface. Further, the support base 311 has protrusions and grooves that guide the storage positions of the plurality of carts 2 . The guide base 31 guides the traveling direction of the cart 2 on the support base 311 by regulating the movement of the front and rear wheels 153 with the guide rails 312 and the guide grooves 313 . Also, the guide base 31 supports a plurality of power transmission devices 35 at regular intervals.
カートゲート３２は、ガイドベース３１の両側部から立設する一対のポール３２２と、ガイドベース３１の両側縁において所定高さに配されて一方向に延びるサイドバー３２３と、を備える。
The cart gate 32 includes a pair of poles 322 erected from both sides of the guide base 31 and side bars 323 arranged at predetermined heights on both side edges of the guide base 31 and extending in one direction.
送電装置３５は、カート２の前方の一対の車輪１５３が案内されるガイドベース３１の一対の案内溝３１３の間に、複数設けられる。複数の送電装置３５は、ガイドベース３１の一対の案内溝３１３の延設方向に並んで配置される。ここで、案内溝３１３の延設方向とは、ガイドベース３１上におけるカート２の進行方向である。換言すると、案内溝３１３の延設方向とは、ガイドベース３１上における複数のカート２のスタック方向である。複数の送電装置３５は、カートベース３上にスタックして保管される複数のカート２の受電装置２３と対向する。送電装置３５は、対向したカート２の受電装置２３に対して非接触で電力を伝送する。
A plurality of power transmission devices 35 are provided between a pair of guide grooves 313 of the guide base 31 in which a pair of front wheels 153 of the cart 2 are guided. The plurality of power transmission devices 35 are arranged side by side in the extending direction of the pair of guide grooves 313 of the guide base 31 . Here, the extension direction of the guide groove 313 is the traveling direction of the cart 2 on the guide base 31 . In other words, the extending direction of the guide grooves 313 is the stacking direction of the plurality of carts 2 on the guide base 31 . The plurality of power transmitting devices 35 face the power receiving devices 23 of the plurality of carts 2 stacked and stored on the cart base 3 . The power transmission device 35 transmits power to the power reception device 23 of the cart 2 facing it in a contactless manner.
送電装置３５は、例えば、ケーシング３５０と、送電コイル３５１と、送電基板３５２と、ファン３５３と、ＡＣアダプタ３５４と、を備える。
The power transmission device 35 includes, for example, a casing 350, a power transmission coil 351, a power transmission substrate 352, a fan 353, and an AC adapter 354.
ケーシング３５０は、例えば、矩形箱状に形成される。ケーシング３５０は、内部に、送電コイル３５１、送電基板３５２、ファン３５３を収容する。ケーシング３５０は、カートベース３に収容されたカート２の受電装置２３と、所定の間隔を開けて対向する。ケーシング３５０と受電装置２３のケーシング２３０との間隔は、数ｍｍであり、具体例として、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍである。
The casing 350 is formed in, for example, a rectangular box shape. Casing 350 accommodates power transmission coil 351 , power transmission substrate 352 , and fan 353 inside. The casing 350 faces the power receiving device 23 of the cart 2 housed in the cart base 3 with a predetermined gap therebetween. The distance between the casing 350 and the casing 230 of the power receiving device 23 is several millimeters, and as a specific example, it is 1 mm to 10 mm.
ケーシング３５０は、例えば、矩形状の底壁３５０１と、底壁３５０１と対向する矩形状の上壁３５０２と、底壁３５０１及び上壁３５０２を連続する４つの側壁３５０３と、を有する。
The casing 350 has, for example, a rectangular bottom wall 3501 , a rectangular top wall 3502 facing the bottom wall 3501 , and four side walls 3503 connecting the bottom wall 3501 and the top wall 3502 .
例えば、底壁３５０１と上壁３５０２との間の空間には、送電基板３５２が配置される。例えば、上壁３５０２には、送電コイル３５１が固定される。カートベース３に送電装置３５が設けられた姿勢で、上壁３５０２の上面は、例えば、カート２の進行方向に沿って延びる。例えば、上壁３５０２の上面は、水平方向に延びる。
For example, the power transmission board 352 is arranged in the space between the bottom wall 3501 and the top wall 3502 . For example, the power transmission coil 351 is fixed to the upper wall 3502 . With the cart base 3 provided with the power transmission device 35 , the upper surface of the upper wall 3502 extends along the traveling direction of the cart 2 , for example. For example, the top surface of top wall 3502 extends horizontally.
上壁３５０２には、例えばカート２の進行方向において、上壁３５０２に固定される送電コイル３５１の一方側の位置に、排気口３５０５が形成され、他方側の位置に吸気口３５０６が形成される。排気口３５０５と吸気口３５０６とは、例えばカート２の進行方向において、送電コイル３５１の一方側と他方側にそれぞれ形成される。
The upper wall 3502 has an exhaust port 3505 formed on one side of the power transmission coil 351 fixed to the upper wall 3502 and an air intake port 3506 formed on the other side in the traveling direction of the cart 2, for example. . The exhaust port 3505 and the intake port 3506 are respectively formed on one side and the other side of the power transmission coil 351 in, for example, the traveling direction of the cart 2 .
排気口３５０５及び吸気口３５０６は、それぞれ、円形状、矩形状、円弧状等の種々の形状に形成される１又は複数の開口により構成される。一例として排気口３５０５と吸気口３５０６は、排気口３５０５と吸気口３５０６の並び方向に対して直交する幅方向に沿って延びるスリット状の開口である。なお、排気口３５０５と吸気口３５０６とは異なる形状であってもよい。
Each of the exhaust port 3505 and the intake port 3506 is composed of one or more openings formed in various shapes such as a circular shape, rectangular shape, and arc shape. As an example, the exhaust port 3505 and the intake port 3506 are slit-shaped openings extending along the width direction perpendicular to the direction in which the exhaust port 3505 and the intake port 3506 are arranged. Note that the exhaust port 3505 and the intake port 3506 may have different shapes.
排気口３５０５は、排気口３５０５から排出された空気が、送電装置３５に対向する受電装置２３のケーシング２３０に当接し、上壁３５０２の送電コイル３５１が設けられる範囲に移動できる位置に配置される。例えば、排気口３５０５及び吸気口３５０６は、上壁３５０２における、受電装置２３のケーシング２３０と対向する領域に、設けられる。
The exhaust port 3505 is arranged at a position where the air discharged from the exhaust port 3505 contacts the casing 230 of the power receiving device 23 facing the power transmitting device 35 and can move to the range where the power transmitting coil 351 of the upper wall 3502 is provided. . For example, the exhaust port 3505 and the intake port 3506 are provided in a region of the upper wall 3502 facing the casing 230 of the power receiving device 23 .
ケーシング３５０の上壁３５０２と、対向配置される受電装置２３のケーシング２３０の対向面との間には、所定の隙間３５０４が形成される。ここで、上壁３５０２と、及び受電装置２３の所定の隙間３５０４とは、上壁３５０２に形成された排気口３５０５から吸気口３５０６までの空気の流れを形成できる間隔である。
A predetermined gap 3504 is formed between the upper wall 3502 of the casing 350 and the facing surface of the casing 230 of the power receiving device 23 arranged to face the casing 350 . Here, the top wall 3502 and the predetermined gap 3504 of the power receiving device 23 are spaces that can form an air flow from the exhaust port 3505 formed in the top wall 3502 to the intake port 3506 .
したがって、排気口３５０５から送られる空気は、対向配置されるケーシング２３０の下面に当たり、ケーシング２３０とケーシング３５０との間の隙間３５０４において、排気口３５０５が配される一方から、送電コイル３５１が配置される中央の冷却領域を通って、吸気口３５０６が配される他方側に、案内される。すなわち、ケーシング２３０とケーシング３５０との間の隙間３５０４において、上壁の外面となる上面に沿って、排気口３５０５と吸気口３５０６の並び方向に、案内される。
Therefore, the air sent from the exhaust port 3505 hits the lower surface of the casing 230 that is arranged oppositely, and the power transmission coil 351 is arranged in the gap 3504 between the casings 230 and 350 from the side where the exhaust port 3505 is arranged. through the central cooling area where the air inlet 3506 is arranged. That is, in the gap 3504 between the casing 230 and the casing 350, it is guided in the direction in which the exhaust port 3505 and the intake port 3506 are aligned along the upper surface, which is the outer surface of the upper wall.
排気口３５０５及び吸気口３５０６の少なくともいずれかに、ファン３５３からの風を上壁の外面に沿う方向に案内するガイド部材３５０８、３５０９が設けられる。本実施形態においては、排気口３５０５及び吸気口３５０６の開口縁に、空気の流れを案内するガイド部材３５０８、３５０９がそれぞれ設けられる。
At least one of the exhaust port 3505 and the intake port 3506 is provided with guide members 3508 and 3509 for guiding the wind from the fan 353 along the outer surface of the upper wall. In this embodiment, guide members 3508 and 3509 for guiding the flow of air are provided at the opening edges of the exhaust port 3505 and the intake port 3506, respectively.
ガイド部材３５０８、３５０９は、例えば排気口３５０５及び吸気口３５０６のスリット状の開口の延出方向に沿って延びる板状あるいはシート状の部材である。ガイド部材３５０８、３５０９は、ケーシング３５０の内外方向となる上下方向と、上壁３５０２の外面の面方向において、傾斜する。例えば排気口３５０５に設けられるガイド部材３５０８は、排気口３５０５の開口縁から、ファン３５３が配置されるケーシング３５０内部かつ一方側に向けて斜めに延びる。ガイド部材３５０８はファン３５３から送られる空気を、ケーシング３５０の外方に案内するとともに、上壁３５０２の外面である上面に沿って、送電コイル３５１が配される側である、他方側に向けて、案内する。
The guide members 3508 and 3509 are, for example, plate-shaped or sheet-shaped members extending along the extending direction of the slit-shaped openings of the exhaust port 3505 and the intake port 3506 . The guide members 3508 and 3509 are inclined in the vertical direction, which is the inside-outside direction of the casing 350 , and the surface direction of the outer surface of the upper wall 3502 . For example, a guide member 3508 provided at the exhaust port 3505 extends obliquely from the opening edge of the exhaust port 3505 toward the inside of the casing 350 where the fan 353 is arranged and toward one side. The guide member 3508 guides the air sent from the fan 353 to the outside of the casing 350, and along the upper surface, which is the outer surface of the upper wall 3502, toward the other side where the power transmission coil 351 is arranged. ,invite.
吸気口３５０６に設けられるガイド部材３５０９は、吸気口３５０６の開口縁から、ケーシング３５０内部かつ他方側に向けて斜めに延びる。ガイド部材３５０８は隙間３５０４に送られた空気を、他方側、かつ、ケーシング３５０の内方に、案内する。すなわち、隙間３５０４において排気口３５０５から吸気口３５０６に至る空気の流れを形成する。
A guide member 3509 provided at the intake port 3506 extends obliquely from the opening edge of the intake port 3506 toward the inside of the casing 350 and toward the other side. Guide member 3508 guides the air sent to gap 3504 to the other side and to the inside of casing 350 . That is, an air flow is formed from the exhaust port 3505 to the intake port 3506 in the gap 3504 .
送電コイル３５１は、例えば、リッツ線を巻回して形成される平面コイルである。あるいは、送電コイル３５１は、プリント基板上にコイルパターンである巻線が形成される平面コイルである。送電コイル３５１は、例えば、電力を送電する送電面が平面状に形成される。
The power transmission coil 351 is, for example, a planar coil formed by winding a litz wire. Alternatively, the power transmission coil 351 is a planar coil in which windings, which are coil patterns, are formed on a printed circuit board. The power transmission coil 351 has, for example, a planar power transmission surface that transmits power.
送電コイル３５１の送電面は、カート２が走行する床面に沿って配置される。また、送電コイル３５１の送電面は、カートベース３に収容され、対向するカート２に設けられた受電コイル２３１の受電面に沿う。複数の送電装置３５の各送電コイル３５１は、カートベース３に収納される複数のカート２の各受電装置２３の受電コイル２３１と対向する位置に設けられる。
The power transmission surface of the power transmission coil 351 is arranged along the floor on which the cart 2 runs. Moreover, the power transmission surface of the power transmission coil 351 is housed in the cart base 3 and runs along the power reception surface of the power reception coil 231 provided on the cart 2 facing it. Each power transmission coil 351 of the plurality of power transmission devices 35 is provided at a position facing the power reception coil 231 of each power reception device 23 of the plurality of carts 2 accommodated in the cart base 3 .
送電コイル３５１は、受電装置２３及び送電装置３５が対向した場合、受電コイル２３１と電磁結合する。
The power transmission coil 351 is electromagnetically coupled with the power reception coil 231 when the power reception device 23 and the power transmission device 35 face each other.
送電コイル３５１は、送電基板３５２の後述するコンデンサ３５２１と直列接続される。送電コイル３５１は、コンデンサ３５２１と接続されることにより、送電共振回路（共振素子）３５９を構成する。
The power transmission coil 351 is connected in series with a later-described capacitor 3521 of the power transmission substrate 352 . The power transmission coil 351 configures a power transmission resonance circuit (resonant element) 359 by being connected to a capacitor 3521 .
ここで、送電コイル３５１及びコンデンサ３５２１により構成される送電共振回路３５９の共振周波数は、制御回路３５２８の発振回路の発振周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成されることが望ましい。これにより、受電共振回路２３９と送電共振回路３５９とが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。なお、電力伝送に電磁誘導方式を利用する場合、受電共振回路２３９は、コンデンサ２３２１を有さず、受電コイル２３１により構成されていてもよい。
Here, the resonance frequency of the power transmission resonance circuit 359 configured by the power transmission coil 351 and the capacitor 3521 is desirably configured to be the same or substantially the same as the oscillation frequency of the oscillation circuit of the control circuit 3528 . This improves the power transmission efficiency when the power receiving resonance circuit 239 and the power transmission resonance circuit 359 are electromagnetically coupled. Note that when an electromagnetic induction method is used for power transmission, the power receiving resonance circuit 239 may not have the capacitor 2321 and may be configured by the power receiving coil 231 .
送電基板３５２は、コンデンサ３５２１と、送電回路３５２２と、電圧変換回路３５２３と、切替回路３５２４と、電流センサ３５２６と、電流検出回路３５２７、制御回路３５２８と、通信回路３５２９と、を備える。送電基板３５２は、例えば、電子部品や配線パターンが実装されることで、コンデンサ３５２１、送電回路３５２２、電圧変換回路３５２３、切替回路３５２４、電流センサ３５２６、電流検出回路３５２７、制御回路３５２８、通信回路３５２９等を含む各種処理回路が構成される。
The power transmission board 352 includes a capacitor 3521 , a power transmission circuit 3522 , a voltage conversion circuit 3523 , a switching circuit 3524 , a current sensor 3526 , a current detection circuit 3527 , a control circuit 3528 and a communication circuit 3529 . For example, the power transmission substrate 352 is mounted with electronic components and wiring patterns to form a capacitor 3521, a power transmission circuit 3522, a voltage conversion circuit 3523, a switching circuit 3524, a current sensor 3526, a current detection circuit 3527, a control circuit 3528, and a communication circuit. Various processing circuits including 3529 and the like are configured.
コンデンサ３５２１は、送電コイル３５１と共に、共振回路を構成する。
The capacitor 3521 configures a resonance circuit together with the power transmission coil 351 .
送電回路３５２２は、送電電力を生成し、生成した送電電力を送電コイル３５１に供給する。例えば、送電回路３５２２は、制御回路３５２８の制御に基づき、ＡＣアダプタ３５４などを介して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３５１は、送電回路３５２２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。送電回路３５２２は、送電共振回路の共振周波数と同一、あるいは略同一の周波数の交流電力を発生する。送電回路３５２２は、ＦＥＴ等のスイッチング素子を有する。送電回路３５２２は、制御回路３５２８内の発振回路の出力で、オン及びオフが切り替えられる。送電回路３５２２から出力された電力は、送電コイル３５１と受電コイル２３１との間の電磁誘導または磁界共鳴等の電磁結合を利用して、受電装置２３に伝送される。
The power transmission circuit 3522 generates transmission power and supplies the generated transmission power to the power transmission coil 351 . For example, the power transmission circuit 3522 generates AC power as transmission power by switching DC power supplied via the AC adapter 354 or the like based on the control of the control circuit 3528 . The power transmission coil 351 outputs power that can be received by the power receiving device 23 according to the power transmitted from the power transmission circuit 3522 . The power transmission circuit 3522 generates AC power having a frequency that is the same as or substantially the same as the resonance frequency of the power transmission resonance circuit. The power transmission circuit 3522 has switching elements such as FETs. The power transmission circuit 3522 is switched on and off with the output of the oscillator circuit in the control circuit 3528 . The power output from the power transmission circuit 3522 is transmitted to the power reception device 23 using electromagnetic coupling such as electromagnetic induction or magnetic resonance between the power transmission coil 351 and the power reception coil 231 .
電圧変換回路３５２３は、例えば商用電源に接続するＡＣアダプタ３５４などを介して供給される直流電源の電圧を所望の直流電圧に変換する。具体例として、電圧変換回路３５２３は、制御回路３５２８を動作させる為の電力を生成し、制御回路３５２８に供給する。
The voltage conversion circuit 3523 converts the voltage of a DC power supply supplied via, for example, an AC adapter 354 connected to a commercial power supply into a desired DC voltage. As a specific example, the voltage conversion circuit 3523 generates power for operating the control circuit 3528 and supplies the power to the control circuit 3528 .
切替回路３５２４は、ＡＣアダプタ３５４及び送電回路３５２２の接続及び切断を切り替える。切替回路３５２４は、制御回路３５２８からの制御信号に基づいて、ＡＣアダプタ３５４及び送電回路３５２２を接続または切断することで、送電装置から受電装置への電力の供給状態を切替える。例えば、切替回路３５２４は、外部の直流電源から供給される電圧の直流電力と、外部の直流電源から供給される直流電力が電圧変換回路３５２３により降圧された電圧の直流電力とのいずれかを送電回路３５２２に供給する。切替回路３５２４は、送電回路３５２２に供給する直流電力を制御回路３５２８の制御に基づいて切り替える。
The switching circuit 3524 switches connection and disconnection of the AC adapter 354 and the power transmission circuit 3522 . The switching circuit 3524 connects or disconnects the AC adapter 354 and the power transmission circuit 3522 based on the control signal from the control circuit 3528, thereby switching the power supply state from the power transmission device to the power reception device. For example, the switching circuit 3524 transmits either the DC power of the voltage supplied from the external DC power supply or the DC power of the voltage obtained by stepping down the DC power supplied from the external DC power supply by the voltage conversion circuit 3523. It feeds into circuit 3522 . The switching circuit 3524 switches DC power to be supplied to the power transmission circuit 3522 based on the control of the control circuit 3528 .
電流センサ３５２６は、送電回路３５２２に入力される直流電流を検出する。電流センサ３５２６は、切替回路３５２４と送電回路３５２２との間に接続された微小抵抗である。電流センサ３５２６には、切替回路３５２４から送電回路３５２２に伝送される電流に応じた電位（電流検出信号）が生じる。
Current sensor 3526 detects a direct current input to power transmission circuit 3522 . Current sensor 3526 is a micro resistor connected between switching circuit 3524 and power transmission circuit 3522 . A potential (current detection signal) corresponding to the current transmitted from the switching circuit 3524 to the power transmission circuit 3522 is generated in the current sensor 3526 .
電流検出回路３５２７は、電流センサ３５２６で検出した微小な信号を増幅し、制御回路３５２８に出力する。
The current detection circuit 3527 amplifies the minute signal detected by the current sensor 3526 and outputs it to the control circuit 3528 .
制御回路３５２８は、送電回路３５２２の動作を制御する。制御回路３５２８は、処理回路である。制御回路３５２８は、例えば、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３５２８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。
Control circuit 3528 controls the operation of power transmission circuit 3522 . The control circuit 3528 is a processing circuit. Control circuitry 3528 includes, for example, a processor and memory. The processor performs arithmetic processing. The processor, for example, performs various processes based on programs stored in memory and data used by the programs. The memory stores programs and data used by the programs. The control circuit 3528 may be configured by a microcomputer and/or an oscillator circuit or the like.
例えば、制御回路３５２８は、送電回路３５２２から出力する交流電力の周波数の制御、及び送電回路３５２２の動作のオン及びオフを制御する。例えば、制御回路３５２８は、切替回路３５２４を制御することにより、送電コイル３５１に磁界を発生させる状態（送電状態）と送電コイル３５１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３５２８は、送電コイル３５１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。
For example, the control circuit 3528 controls the frequency of the AC power output from the power transmission circuit 3522 and controls the ON/OFF of the operation of the power transmission circuit 3522 . For example, the control circuit 3528 switches between a state in which the power transmission coil 351 generates a magnetic field (power transmission state) and a state in which the power transmission coil 351 does not generate a magnetic field (standby state) by controlling the switching circuit 3524 . Further, the control circuit 3528 may intermittently cause the power transmission coil 351 to generate a magnetic field and perform control to change the timing of power transmission.
制御回路３５２８は、送電装置３５上に受電装置２３が対向すると、まず受電装置２３が正規の受電装置２３であるか否かを確認する認証処理を行う。
When the power receiving device 23 faces the power transmitting device 35 , the control circuit 3528 first performs an authentication process to confirm whether the power receiving device 23 is a legitimate power receiving device 23 .
また、制御回路３５２８は、送電装置３５と受電装置２３の間に配される金属異物９９を検出する異物検出処理を行う。
The control circuit 3528 also performs a foreign object detection process for detecting a metallic foreign object 99 placed between the power transmitting device 35 and the power receiving device 23 .
ここで、金属異物９９とは、少なくとも一部又は全部が金属材料で形成されるものである。また、金属異物９９は、受電装置２３及び送電装置３５の間であって、且つ、送電コイル３５１上に存し、送電コイル３５１が送電を行うときに発熱するものである。例えば、金属異物９９の例として、コイン、金属片、アルミニウム等の金属膜が設けられた紙片や樹脂フィルム、クリップ、ヘアピン等、種々のものが挙げられる。
Here, the metal foreign matter 99 is formed at least partially or wholly of a metal material. Moreover, the metallic foreign object 99 exists between the power receiving device 23 and the power transmitting device 35 and on the power transmitting coil 351, and generates heat when the power transmitting coil 351 performs power transmission. Examples of the metal foreign matter 99 include coins, metal pieces, pieces of paper provided with a metal film such as aluminum, resin films, clips, hairpins, and various other objects.
例えば、制御回路３５２８のメモリは、金属材料で形成された所定の大きさの金属異物９９が、送電コイル３５１及び受電コイル２３１の間に存するときに流れる電流値を閾値として記憶する。そして、制御回路３５２８は、電流センサ３５２６及び電流検出回路３５２７で検出された電流値及び閾値を比較する。制御回路３５２８は、電流センサ３５２６及び電流検出回路３５２７で検出された電流値が閾値を超えた場合等、正常な電流値と異なる場合には、切替回路３５２４を制御して、送電コイル３５１に磁界を発生させない待機状態とする。
For example, the memory of the control circuit 3528 stores, as a threshold value, the current value that flows when a metal foreign object 99 made of a metal material and having a predetermined size exists between the power transmitting coil 351 and the power receiving coil 231 . The control circuit 3528 then compares the current values detected by the current sensor 3526 and the current detection circuit 3527 with the threshold. When the current value detected by the current sensor 3526 and the current detection circuit 3527 exceeds a threshold value and is different from a normal current value, the control circuit 3528 controls the switching circuit 3524 to apply a magnetic field to the power transmission coil 351. It is set to a standby state that does not generate
認証が確立後、異物が検出されない場合に、制御回路３５２８は、送電装置３５から受電装置２３に電力を伝送し、充電動作に移る。
After authentication is established, if no foreign object is detected, the control circuit 3528 transmits power from the power transmitting device 35 to the power receiving device 23, and proceeds to charging operation.
また、制御回路３５２８は、例えば、ファン３５３の駆動及び停止を制御する。具体例として、制御回路３５２８は、送電コイル３５１を送電状態としたときに、ファン３５３を駆動する。また、制御回路３５２８は、送電コイル３５１を待機状態としたときに、ファン３５３を停止する。
Also, the control circuit 3528 controls driving and stopping of the fan 353, for example. As a specific example, the control circuit 3528 drives the fan 353 when the power transmission coil 351 is in the power transmission state. Further, the control circuit 3528 stops the fan 353 when the power transmission coil 351 is placed in the standby state.
通信回路３５２９は、受電装置２３の通信回路２３２７と、送電及び受電に関する情報を非接触で通信する。
The communication circuit 3529 communicates information on power transmission and power reception with the communication circuit 2327 of the power receiving device 23 in a non-contact manner.
ファン３５３は、ケーシング３５０内に配置され、吸気口３５０６から吸気を行い、排気口３５０５から排気を行う。ファン３５３は、例えば、排気口３５０５に隣接して、送電コイル３５１の一方側の上壁３５０２の内面と、送電コイル３５１の一方側の側壁３５０３の内面との間に設けられる。ファン３５３は、例えば上壁３５０２及び側壁３５０３のいずれかまたは両方に固定され、支持される。ファン３５３は、例えば、制御回路３５２８に接続され、駆動及び停止が制御回路３５２８により制御される。
The fan 353 is arranged inside the casing 350 and takes in air through an air inlet 3506 and exhausts air through an air outlet 3505 . The fan 353 is provided, for example, adjacent to the exhaust port 3505 between the inner surface of the upper wall 3502 on one side of the power transmission coil 351 and the inner surface of the side wall 3503 on one side of the power transmission coil 351 . Fan 353 is fixed to and supported by, for example, top wall 3502 and side wall 3503, or both. The fan 353 is connected to, for example, a control circuit 3528 and controlled to be driven and stopped by the control circuit 3528 .
ＡＣアダプタ３５４は、例えば、ケーシング３５０外に配置され、送電基板３５２に接続される。
The AC adapter 354 is arranged outside the casing 350 and connected to the power transmission board 352, for example.
上記実施形態の送電装置３５及び給電システム１によれば、温度上昇を抑制できる。すなわち、送電装置３５において、ケーシング３５０内にファン３５３を設けるとともに、受電装置２３のケーシング２３０との対向領域において、送電コイル３５１の一方側に、排気口３５０５が形成されることにより、送電装置３５のケーシング３５０と受電装置２３のケーシング２３０との間隙に上壁３５０２に沿う風の流れを作ることができる。したがって、高い冷却効果を実現でき、異物９９による発熱を抑えることができる。
According to the power transmission device 35 and the power supply system 1 of the above embodiment, temperature rise can be suppressed. That is, in the power transmission device 35 , the fan 353 is provided inside the casing 350 , and the exhaust port 3505 is formed on one side of the power transmission coil 351 in the area facing the casing 230 of the power reception device 23 . A wind flow along the upper wall 3502 can be created in the gap between the casing 350 of the power receiving device 23 and the casing 230 of the power receiving device 23 . Therefore, a high cooling effect can be achieved, and heat generation by the foreign matter 99 can be suppressed.
また、送電装置３５は、送電コイル３５１を挟んで他方側に吸気口３５０６が形成されることで、一方から他方に空気を案内することができ、冷却性能を向上できる。また、上記送電装置３５及び給電システム１によれば、送電中にファン３５３を動作させるように制御することにより、効果的な冷却が実現できる。さらに、送電装置３５は、ガイド部材３５０８、３５０９により、空気を上壁３５０２に沿って案内することで、より冷却性能を向上できる。したがって、金属異物９９の発熱を低下させ、例えば異物検出できないような小さいサイズの異物があっても、発熱による影響を回避できる。小さいサイズの異物は、熱容量が小さいため、わずかな風の流れがあれば温度が低下する。そのため、送電コイル３５１上に風の流れを作ることは、異物検出できないような小さい異物の発熱を抑える点で有効である。特に、カート２の給電システム１のように、送電装置と受電装置との間に隙間がある場合に、異物による影響を抑えることができる。
In addition, since the power transmission device 35 has the intake port 3506 formed on the other side with the power transmission coil 351 interposed therebetween, the air can be guided from one side to the other side, and the cooling performance can be improved. Further, according to the power transmission device 35 and the power supply system 1, effective cooling can be realized by controlling the operation of the fan 353 during power transmission. Furthermore, the power transmission device 35 guides the air along the upper wall 3502 with the guide members 3508 and 3509, thereby further improving the cooling performance. Therefore, the heat generation of the metal foreign matter 99 is reduced, and even if there is a small size foreign matter that cannot be detected, the influence of heat generation can be avoided. A small-sized foreign object has a small heat capacity, so the temperature will drop if there is even a slight air flow. Therefore, creating a flow of air over the power transmission coil 351 is effective in suppressing heat generation from a small foreign object that cannot be detected. In particular, when there is a gap between the power transmitting device and the power receiving device as in the power feeding system 1 of the cart 2, the influence of foreign matter can be suppressed.
なお、本発明は上記実施形態において例示したものに限られず、適宜変更可能である。例えば上記実施形態においては、ガイド部材３５０８、３５０９が、ケーシング３５０の内方に向かって延出する部材である例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図７に示すように、ケーシング３５０の外方、すなわち受電装置２３側に向かって延出するガイド部材３５５１、３５５２を備える構成であってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to those exemplified in the above embodiments, and can be modified as appropriate. For example, in the above-described embodiment, the guide members 3508 and 3509 are members extending inwardly of the casing 350, but the present invention is not limited to this. For example, as another embodiment, as shown in FIG. 7, a configuration including guide members 3551 and 3552 extending outward from the casing 350, that is, toward the power receiving device 23 side may be employed.
また、他の実施形態として図８及び図９に示すように、排気口３５０５、吸気口３５０６を含む領域の外周に配置される風除部材２３０１を備える構成としてもよい。例えば風除部材２３０１は、受電装置２３のケーシング２３０と送電装置３５のケーシング３５０が対向する対向領域であって、送電コイル３５１とその両側に配置される排気口３５０５及び吸気口３５０６を含む冷却領域を囲む部材である。例えば風除部材２３０１は、ケーシング３５０、２３０のいずれか一方から他方に向かって延びる部材であり、排気口３５０５及び吸気口３５０６を含む冷却領域の外周を囲む。風除部材２３０１は例えば可撓性を有するシート状あるいはブラシ状の部材で構成される。本実施形態によれば、風除部材２３０１によって、風が送電コイル３５１を通るように案内することができ、冷却性能を向上できる。
As another embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, a configuration including a windbreak member 2301 arranged on the outer periphery of the area including the exhaust port 3505 and the intake port 3506 may be employed. For example, the windbreak member 2301 is a facing region where the casing 230 of the power receiving device 23 and the casing 350 of the power transmitting device 35 face each other, and is a cooling region including the power transmitting coil 351 and the exhaust port 3505 and the intake port 3506 arranged on both sides thereof. It is a member that surrounds the For example, the windshield member 2301 is a member extending from one of the casings 350 and 230 toward the other, and surrounds the outer circumference of the cooling area including the air outlet 3505 and air inlet 3506 . The windbreak member 2301 is composed of, for example, a flexible sheet-like or brush-like member. According to this embodiment, the wind shield member 2301 can guide the wind to pass through the power transmission coil 351, and the cooling performance can be improved.
風除部材２３０１は、図８及び図９に示すように、受電装置２３のケーシング２３０側から送電装置３５のケーシング３５０側に向けて延出する部材である。風除部材２３０１は、カート２の移動によって、送電装置３５上を相対移動することになり、異物９９を送電コイル３５１上から外れた位置へ移動させて除去するワイプ部材としても機能する。また、風除部材２３０１は、ケーシング３５０から上側に延出する部材であってもよい。また、冷却領域の外周の一部に設けられる構成であってもよく、例えばカート２の進行方向の前後にそれぞれ配置される構成であってもよい。
The windbreak member 2301 is a member that extends from the casing 230 side of the power receiving device 23 toward the casing 350 side of the power transmitting device 35, as shown in FIGS. The windshield member 2301 relatively moves on the power transmission device 35 as the cart 2 moves, and also functions as a wiping member that removes the foreign matter 99 by moving it to a position away from the power transmission coil 351 . Also, the windbreak member 2301 may be a member that extends upward from the casing 350 . Moreover, the configuration may be such that they are provided on a part of the outer periphery of the cooling area, or, for example, the configuration may be such that they are respectively arranged in the forward and backward directions in the traveling direction of the cart 2 .
また、上述した例においては、非接触で電力を給電する給電システム１の受電装置２３をカート２としてショッピングカートを例に説明した。しかし、受電装置２３を搭載するカート２は、ショッピングカートに限るものではなく、例えば、倉庫などで使われるピッキングカート等であってもよい。
Further, in the above-described example, the shopping cart is described as an example, with the power receiving device 23 of the power feeding system 1 that feeds power in a contactless manner as the cart 2 . However, the cart 2 on which the power receiving device 23 is mounted is not limited to a shopping cart, and may be, for example, a picking cart used in a warehouse or the like.
例えば充電の対象はカートに限られるものではなく、その他各種端末の充電システムに適用できる。また、例えばカート２やカートベース３の形状や具体的な構成は上記実施形態に限られるものではない。例えば吸気口３５０６は、上壁３５０２に限らず、他方側の側壁３５０３に設けられていてもよい。
For example, charging targets are not limited to carts, and can be applied to charging systems for various other terminals. Further, for example, the shape and specific configuration of the cart 2 and the cart base 3 are not limited to those of the above embodiments. For example, the intake port 3506 may be provided not only on the upper wall 3502 but also on the side wall 3503 on the other side.
以上説明した少なくともひとつの実施形態の送電装置及び給電システムによれば、温度上昇を抑制できる。
According to the power transmission device and the power supply system of at least one embodiment described above, temperature rise can be suppressed.
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。
While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
