JP4469290B2 - 給電装置及び給電方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ショッピングカート等の車両に非接触で給電する給電装置及び給電方法に関する。
従来、大規模商店等において用いられるショッピングカートに液晶画面等の情報出力部を取り付け、この情報出力部で買い物情報、位置情報、買い物客個人情報等の所望の情報を表示することにより、買い物を円滑化し、販売を促進しようとするシステムが提案されている(例えば、特許文献1,2参照。)。
特開平6−107183号公報 特開2004−106826号公報
ところが、ショッピングカートの情報出力部で諸情報を表示するには電力を比較的多く消費するのでその補給について問題を生じる。従来、情報出力部に内蔵された蓄電池を取り出して充電した後再び情報出力部内に組み込んだり、或いは情報出力部自体をショッピングカートから取り外して内部の蓄電池に充電した後再びショッピングカートに取り付けたりしているので、充電作業が煩雑化し、また着脱作業に際し情報出力部が損傷しやすくなる。
この問題点を解決する方法として、例えば電源からコードを引いてきて上記蓄電池に接続することも考えられるが、コードの引出・格納作業が面倒である。また、このような問題はショッピングカートに限らず充電作業を伴う他の車両についても同様に生じる。
そこで、本発明は上記の各問題点に鑑みて為されたもので、その課題は、電力を必要とするショッピングカート等の車両に配置された蓄電池等に対して効果的に給電することが可能な給電装置及び給電方法を提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、受電コイルと当該受電コイルの少なくとも内側に配置された受電コアとからなる受電部を備える車両における前記受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電装置において、給電コアと当該給電コアに巻回され且つ前記受電コイルと同じ大きさを備える給電コイルとからなる給電部であって、前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に前記給電コア及び前記給電コイルが固定配置された給電部と、前記車両に固定された前記受電コアを少なくとも内側に配置させつつ、前記受電コイルを前記車両の移動方向前後に移動させる、前記車両に備えられたシリンダ等の移動手段と、を備え、前記移動手段は、前記車両が移動する際、前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とが前記移動方向において一致するように前記受電コイルの前記移動方向における位置を制御するように構成される。
よって、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。
上記の課題を解決するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の給電装置において、前記移動手段は、前記車両の移動中において、前記受電コイルを前記車両の移動方向前方に突出させて停止させるシリンダ等の突出停止手段と、前記車両の移動中において、前記経路上に配置され且つ前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とを前記移動方向において一致させるストッパ等の位置規制手段と、前記車両の移動に伴い、前記位置規制手段により規制された前記受電コイルの前記給電コイルに対する位置を維持させるシリンダ等の維持手段と、を備える。
よって、車両の移動中において受電コイルを移動方向前方に突出させて停止させ、位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。
上記の課題を解決するために、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の給電装置において、前記移動手段は、移動中の前記車両が予め設定された位置に達したとき、前記受電コイルを前記車両の移動方向前方に突出させて停止させるシリンダ等の突出停止手段と、前記車両の移動中において、前記経路上に配置され且つ前記受電コイルの位置と前記給電コイルの位置とを前記移動方向において一致させるストッパ等の位置規制手段と、前記車両の移動に伴い、前記位置規制手段により規制された前記受電コイルの前記給電コイルに対する位置を維持させるシリンダ等の維持手段と、を備える。
よって、車両が予め設定された位置まで移動したときに受電コイルをその移動方向前方に突出させて停止させ、その後の移動に伴って位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。
上記の課題を解決するために、請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の給電装置において、前記位置規制手段は、前記車両の前縁が接触することにより当該車両自体を一時的に停止させる一時停止手段を兼ねている。
よって、受電コイルに対する位置規制手段が車両の一時停止手段を兼ねているので、車両が大きく移動して給電の効率が低下することを、簡易な構成で抑止することができる。
上記の課題を解決するために、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の給電装置において、前記移動手段は、前記受電コイルにおける受電電圧を検出する制御部等の検出手段と、前記検出された受電電圧が最大の効率に対応する受電電圧となるように、前記受電コイルの前記移動方向における位置を制御する制御部等の制御手段と、備える。
よって、受電コイルにおける受電電圧しつつそれが最大効率となるように受電コイルの位置を制御するので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に対する給電を行うことができる。
上記の課題を解決するために、請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか一項に記載の給電装置において、前記車両がショッピングカートであるように構成される。
よって、車両がショッピングカートであるので、当該ショッピングカートにおける停止位置の規制を緩和しつつ効果的にその受電部に給電することができる。
上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、受電コイルと、当該受電コイルの少なくとも内側に配置され且つ車両に固定された受電コアと、からなる当該車両の受電部に対して非接触の電磁誘導により給電する給電方法において、給電コアに巻回され且つ前記受電コイルと同じ大きさを備える給電コイルであって前記車両と共に移動する前記受電部に対向する経路上の位置に固定配置された給電コイルの位置と、前記受電コイルの位置と、が、前記車両が移動する際の移動方向において一致するように、前記受電コアを少なくとも内側に配置させつつ前記受電コイルを前記移動方向前後に移動させる移動工程を含む。
よって、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。
請求項1に記載の発明によれば、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、車両の移動中において受電コイルを移動方向前方に突出させて停止させ、位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、車両が予め設定された位置まで移動したときに受電コイルをその移動方向前方に突出させて停止させ、その後の移動に伴って位置規制手段により受電コイルの位置を規制して給電コイルとの位置関係を一定に維持させるので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に給電することができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の発明の効果に加えて、受電コイルに対する位置規制手段が車両の一時停止手段を兼ねているので、車両が大きく移動して給電の効率が低下することを、簡易な構成で抑止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項1に記載の給電装置発明の効果に加えて、受電コイルにおける受電電圧しつつそれが最大効率となるように受電コイルの位置を制御するので、簡易な構成で且つ効果的に受電部に対する給電を行うことができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1から5のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、車両がショッピングカートであるので、当該ショッピングカートにおける停止位置の規制を緩和しつつ効果的にその受電部に給電することができる。
請求項に記載の発明によれば、受電コイルのみを車両に対してその移動方向前後に移動可能とし、更に車両が移動する際、受電コイルの位置と給電コイルの位置とが車両の移動方向において一致するように受電コイルの移動方向における位置を制御するので、車両がその移動方向前後に移動しても受電コイルと給電コイルの位置が一致することとなり、当該受電コイルを含む車両の受電部に対して効果的に給電することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(I)第1実施形態
初めに、本発明に係る第1実施形態について、図1乃至4を用いて説明する。
図1に示すように、車両であるショッピングカートは車台1を備え、車台1上にかご受け2、ハンドル3等を備える。
車台1の機枠は後部から前部に向かって窄まる台形に形成される。また、機枠は後端から前端に向うに連れて低くなるように形成される。台形の機枠内には、線材で形成された荷棚4が設けられる。車台1の下面には前輪5a,5bと後輪6a,6bが二つずつ設けられる。これらの車輪5a,5b,6a,6bはいずれもキャスターとして設けられ、車台1下で水平に首振り動作可能である。ショッピングカートはキャスターである車輪5a,5b,6a,6bに支えられることから店舗の床上を移動しつつ自在に方向変換可能である。
また、ショッピングカートは他のショッピングカートと水平方向で入れ子状に重ねることが可能であり、その場合後方のショッピングカートの車台1が前方のショッピングカートの車台1下に入り込み、車台1,1同士が当接したところで停止する。
車台1の後部の左右端からは管材からなる支柱7,7が起立し、両支柱7,7の上端にかご受け2が取り付けられる。かご受け2は例えば支柱7,7を構成する管材を屈曲させることにより支柱7,7と一体に形成することができる。かご受け2は、支柱7,7の上端から車台1の真上へと斜め上方に突出する。かご受け2には商品等を入れるかご8が着脱自在に挿入される。かご8はそのフランジ8aがかご受け2に係止されることによりショッピングカート上に保持される。もちろん、かご8をかご受け2に固着するなどしてショッピングカートと一体化することも可能である。
ショッピングカート同士が入れ子状に連結される場合、かご8はかご受け2から予め除去され、後方のショッピングカートのかご受け2が前方のショッピングカートのかご受け2の上に重なり合う。
支柱7,7の上部からは、管材で形成されたハンドル3が後方へと突出する。ハンドル3の左右のアーム3a,3bが左右の支柱7,7に連結され、両アーム3a,3bは上記かご受け2よりも幅広い間隔で配置される。これにより、ショッピングカート同士が入れ子状に連結される場合、後方のショッピングカートのかご受け2が前方のショッピングカートのハンドル3のアーム3a,3b間を潜り抜けて前方のショッピングカートのかご受け2の上に重なり合うことになる。
このショッピングカートには、液晶画面等からなる情報出力部9が取り付けられる。情報出力部9はホルダ10によりハンドル3のアーム3a,3bに固定されるが、その他支柱7、かご受け2等にも固定可能であり、或いはホルダ10を省略しアーム3a,3b、支柱7等と一体的に設けることも可能である。
情報出力部9は、液晶ディスプレイや、図示しないそのドライバ部等により構成されており、専用のソフトウェア等により駆動される。この情報出力部9のディスプレイ9aで買い物情報、位置情報、買い物客個人情報等の所望の情報が表示される。情報出力部9のディスプレイ9aはスピーカー、プリンタ等に変更し或いはスピーカー等と併用することも可能である。情報出力部9には必要に応じて操作パネル、送受信器等(図示せず)が付設される。買い物客は情報出力部9のディスプレイ9a等から、自己の店舗内での位置、商品情報等を認識することができる。
ショッピングカートには、情報出力部9に作動用の電力を供給するための蓄電池11が搭載される。蓄電池11は鉛蓄電池、アルカリ蓄電池等のいずれであってもよい。蓄電池11はこのショッピングカートでは車台1の前部に固定されるが、その他の場所に固定することも可能である。また、情報出力部9のケーシング内に設けることも可能である。
蓄電池11の充電には、図1乃至図4に示すように、非接触の給電方法が採用される。
すなわち、ショッピングカートには蓄電池11に給電する受電部12が設けられ、ショッピングカートの駐車場には上記受電部12に電磁誘導により給電する給電部13が設けられ、受電部12が給電部13に正対したところで停止機構によりショッピングカートを停止させ、給電部13から受電部12に給電し蓄電池11を充電するようになっている。
ショッピングカートの駐車場は、店舗内の所定の場所に設けられる。この駐車場の床面にショッピングカートの車輪5a,5b,6a,6bを案内するガイドレール14a,14b,15a,15bが設けられる。図1及び図2に示すように、駐車場の床面に内ガイドレール14a,14bと外ガイドレール15a,15bとが左右対称に固定され、左右一対の内外ガイドレール14a,14b,15a,15b間の各ガイド溝がそれぞれ後輪6a,6bを案内する。また、左右の内ガイドレール14a,14bの内縁がそれぞれ前輪5a,5bを案内する。もちろん、ガイドレール14a,14b,15a,15bはこれらの形式に限られるものではなく、例えば前輪5a,5bを案内するものとして内ガイドレール14a,14bの内側に更に他のガイドレールを設けてもよいし、内ガイドレール14a,14bを前輪5a,5bの内側に当接する位置に変更してもよい。ショッピングカートはその前輪5a,5bからガイドレール14a,14b,15a,15b内へと進入するようになっており、各ガイドレール14a,14b,15a,15bにおけるショッピングカートの進入側には前輪5a,5bと後輪6a,6bを導入しやすくするための斜面16が形成される。
上述したようにショッピングカートの車輪5a,5b,6a,6bはキャスターとして構成されるので、車輪5a,5b,6a,6bがガイドレール14a,14b,15a,15b内に一旦入った後にショッピングカートを元の位置へ引き出そうとすると車輪5a,5b,6a,6bが首を振ってガイドレール14a,14b,15a,15bの内壁面に当り、ショッピングカートの引き出しを阻止しようとする。
給電部13は、内ガイドレール14a,14bの間において床面上に固定された基台17に取り付けられる。基台17の左右縁は前輪5a,5bのガイドレールとしても機能し、基台17の左右壁と左右の内ガイドレール14a,14bとの間の各溝に前輪5a,5bが進入し停止するようになっている。給電部13は、フェライト製のコア18の上部平坦面に二本の平行溝18a,18aを形成し、この平行溝18a,18a内に導線を複数回巻回してなるコイル19を嵌め込み、平行溝18a,18a内及びその周辺部に樹脂20を注入することによりコア18とコイル19とを一体化してなるもので、コイル19とコア18の平坦面とが水平に延びるように基台17上に固定される。
上述したように、ショッピングカートは他のショッピングカートと入れ子状に連結可能であるが、連結された複数台のショッピングカートに対して同時に給電することができるように、複数基の給電部13をショッピングカートの連結ピッチと同じピッチで基台17上に配置することもできる。
次に、第1実施形態に係る受電部12の構成について、特に図3を用いて説明する。なお、図3は、第1実施形態に係る受電部12部分の構成のみを、ショッピングカートの下斜め後方から見た斜視図であり、受電部12以外のショッピングカートの構成部材についてはその図示を省略している。
第1実施形態に係る受電部12は、ショッピングカートに固定された平板状の固定ベース30に、フェライト製のコア21が固定されている。そして、当該コア21の下面には、ショッピングカートの移動方向に平行な二本の平行溝21a,21aが形成されている。なお、コア21のショッピングカートの移動方向の長さは、例えばコア18の当該移動方向の長さの半分とされている。
一方、導線を複数回巻回してなり且つコイル19と同じ大きさのコイル22は、三本の平行なスリット33a,33a及び33bが形成されたアルミベース33に固定されている。ここで、コイル22はスリット33bの周囲に固定されている。そして、両端のスリット33a,33aには、平行溝21a,21aが形成されることによりコア21の両端に夫々形成された突起部21b,21bが嵌め込まれており、更にコイル22の内側にあるスリット33bには、同じく平行溝21a,21aが形成されることによりコア21の中央部に形成された突起部21cが嵌め込まれている。この状態のアルミベース33の外周部が、ショッピングカートの移動方向に多数並べられた回転可能なローラベアリング35を介して支持部34a、34aに支持されており、この支持部34a、34aが固定ベース30に固定されている。この構造により、コイル22が固定されたアルミベース33は、コイル22が平行溝21a,21aに嵌め込まれた状態で、固定ベース30(すなわちショッピングカート)に対して当該ショッピングカートの移動方向に移動可能に支持されることとなる。
なお、アルミベース33には、コイル22により発生される電磁界に対するループ回路がそのアルミベース33内に形成されることを避けるため、絶縁領域としての三箇所のスリット36,36,36が設けられている。
一方、アルミベース33には支持棒32が固定されており、更に支持棒32は、図示しないコイルスプリングを介して移動手段、突出停止手段及び維持手段としての鉛筆型のシリンダ31に固定されている。そして、ショッピングカートが移動中(すなわち、停止機構により停止されるまで)においては、当該コイルスプリングが伸びた状態で静止することで、ショッピングカートの前方にアルミベース33の前縁部33bが突出した状態で静止する構成とされている。
これにより、ショッピングカートが前方に移動されることで、その前方に突出している上記前縁部33bが停止機構としての後述する位置規制手段としてのストッパ25にぶつかると、そのままショッピングカートが前方に移動することで、シリンダ31内のコイルスプリングにおける弾性によりアルミベース33の前縁部33bがストッパ25に押し付けられた状態となり、当該ストッパ25に対するコイル22のショッピングカート移動方向の位置が固定されることとなる。よって、この前縁部33bがストッパ25に押し付けられている状態でショッピングカートが多少前後に移動したとしても、ストッパ25に対するコイル22のショッピングカートの移動方向に対する位置は不変となる。
次に、停止機構は、ショッピングカートの駐車場の床面に出没可能に埋設された棒状の上記ストッパ25として与えられる。ストッパ25は例えばソレノイドの励磁によって床面上に突出し、ショッピングカートを拘束して所定の停止位置に停止させ、ソレノイドの消磁により床面下に没してショッピングカートを解放する。ショッピングカートが停止機構であるストッパ25により停止させられると、上述したようにストッパ25に対するコイル22のショッピングカート移動方向の位置が固定されることとなるので、これにより、当該位置が固定された受電部12の位置と同じ位置に形成されている上記給電部13とが受電部12が給電部13に正対することになる。
この状態を、図4を用いてより具体的に説明すると、ストッパ25によりショッピングカートが停止させられることで、アルミベース33の前縁部33bが当該ストッパ25に接触すると、支持棒32に連結されているシリンダ31内のコイルスプリングの弾性により当該前縁部33bがストッパ25に押し付けられた状態となり、これにより、当該ストッパ25に対するコイル22の位置が固定されることとなる。そして、このようにストッパ25に対するコイル22の位置が固定された後は、コア22が固定されているショッピングカートが例えばストッパ25に接触した反動等によりその進行方向前後に多少動いても、それに伴ってコア22がコイル21の周囲をその進行方向前後に移動するのみであり、コイル19とコイル22の位置関係は不変となる。
次に、上記構成の第1実施形態に係る給電装置の作用について説明する。
ショッピングカートはハンドル3を握る買い物客と共に店舗の床面上を移動し、その情報出力部9のディスプレイ9a等により買い物情報、位置情報等の所望の情報を出力する。買い物客はこの情報を利用して商品を探し、かご受け2上のかご8内に探し当てた商品を入れる。
情報出力部9のディスプレイ9a等の作動に必要な電力は車台1上に搭載された蓄電池11から図示しないリード線により情報出力部9に給電される。蓄電池11に充電された電気は徐々に消費されるが、蓄電池11には開店時間中に必要とされる電力が充電されている。
蓄電池11は、例えば店舗の閉店後に充電される。すなわち、閉店後にショッピングカートが図1に示すようにショッピングカートの駐車場へと作業者により搬送され、ガイドレール14a,14b,15a,15b内へと押し込められる。ショッピングカートはその前後輪5a,5b,6a,6bがガイドレール14a,14b,15a,15bに案内されつつ前進し、ストッパ25に当たることによりショッピングカートの駐車場の定位置に停止する。
ショッピングカートがガイドレール14a,14b,15a,15b内に侵入した後、ショッピングカートを元の位置へ引き出そうとしても、キャスターである車輪5a,5b,6a,6bが首を振ってガイドレール14a,14b,15a,15bの内壁面に当たるので、ショッピングカートの引き出しが阻止される。従って、ショッピングカートの充電の中断が防止される。
ショッピングカートがストッパ25に当たる前において、ショッピングカートの前後の車輪5a,5b,6a,6bがガイドレール14a,14b,15a,15bに案内されつつ進行すると、車台1側の各ローラ27a,27b,27c,27cが各ガイド溝26a,26b,26c内に侵入する。そして、ショッピングカートがストッパ25により所定の停止位置で停止すると、各ローラ27a,27b,27c,27cも各ガイド溝26a,26b,26c内で停止する。これにより、受電部12のコア21は給電部13のコア18等他の箇所に当たることなく給電部13上へと移動する。また、受電部12のコア21の平坦面及びコイル22が給電部13のコア18の平坦面及びコイル19に対しショッピングカートの前後方向、左右方向及び上下方向で一定の位置関係を保つように正対する。例えば上下方向では給電部13と受電部12との隙間が2mm程度に保たれるように規制される。これに加えて、上述した如き受電部12の構成及び機能により、ショッピングカートが多少前後に移動してもガラスベース33の前縁部33bがストッパ25に押し付けられ続けるので、コイル19とコイル22の正対する位置関係は不変となる。
受電部12が給電部13に微小間隔で正対した後、給電部13に給電され、電磁誘導により受電部12のコイル22に電流が発生し、蓄電池11に充電される。すなわち、非接
触で蓄電池11の充電が行われる。
蓄電池11への充電が完了した後、ストッパ25が床面下に没する。これにより、ショッピングカートは前進が可能になり、ガイドレール14a,14b,15a,15b外に取り出され買い物客の利用に供される。
ショッピングカートは他のショッピングカートと入れ子状に連結可能であり、ショッピングカートの駐車場においても同様に連結可能である。基台17上にショッピングカートのピッチと同じピッチで給電部13が配置される場合は、連結された複数台のショッピングカートに同時に充電可能である。
以上説明したように、第1実施形態に係る受電部12の機構によれば、ショッピングカートがストッパ2により停止された以降は、当該ショッピングカートが多少移動方向前後に移動しても、ショッピングカート側のコイル22と駐車場側のコイル19との正対する位置関係が不変であるので、当該ショッピングカートの多少の移動があっても効率的且つ迅速に蓄電池11を充電することができる。
なお、上述した第1実施形態においては、ショッピングカートが駐車場に入るまでの使用中には、シリンダ31内のコイルスプリングの作用によりショッピングカートの前方にアルミベース33の前縁部33bが突出する構成としたが、これ以外に、当該ショッピングカートの使用中はシリンダ31内のコイルスプリングが押し縮めて固定されることでアルミベース33全体が最も後退した位置(アルミベース33の可動範囲のうち、ショッピングカートの進行方向の最も後ろの位置)とされ、ショッピングカートが駐車場に進入してきたことを図示しない近接センサ等で検知したときにコイルスプリングを開放し、これにより、アルミベース33の前縁部33bがショッピングカートの前方に突出してストッパ25との接触に備えるように構成することもできる。
(II)第2実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第2実施形態に係る受電部について、図5乃至図7を用いて説明する。なお、図5において、図3を用いて説明した第1実施形態に係る受電部12と同様の構成部材については、同様の部材番号を付して細部の説明は省略する。また、図5は、図3と同様に第2実施形態に係る受電部の構成のみを、ショッピングカートの下斜め後方から見た斜視図であり、受電部以外のショッピングカートの構成部材についてはその厨子を省略している。
上述した第1実施形態に係る受電部12においては、ストッパ25にアルミベース33の前縁部33bが接触すると共に当該アルミベース33がシリンダ31によりストッパ25に押し付けられた状態となることで、ショッピングカート側のコイル22と駐車場側のコイル19との正対する位置関係を維持することとしたが、以下に説明する第2実施形態では、アルミベース33の位置を電気的に制御する。
すなわち、図5に示すように、第2実施形態に係る受電部12aにおいては、第1実施形態に係る受電部12における支持棒31に代えて、後述するモータにより回転されるネジ棒52がアルミベース33に回転のみ可能に設置されており、これをシリンダ50内の図示しないモータにより回転させることで、電気的にアルミベース33をショッピングカートの移動方向前後に移動させる。
このため、コイル22からは、蓄電器11に接続される図示しない接続線に加えて、検出手段及び制御手段としてのシリンダ50内の図示しない電圧検出部に接続される可撓性の接続線54が形成されている。
次に動作を説明する。
先ず、横軸にコイル22の中心とコイル19の中心との距離をとり、縦軸にコイル19への給電電圧を一定としたときの伝送効率(すなわち、接続線54を介して検出される受電電圧と上記一定の給電電圧との比(受電電圧/給電電圧))を取ると、一般に図6に示すような上記距離がゼロである点を頂点とした山形の関係となり、これは本願の発明者による実験によって証明されている。
そこで、第2実施形態の受電部12aでは、接続線54を介して検出される受電電圧から(上記給電電圧は既知且つ一定であるとして)求めたこの伝送効率が最大となるように、シリンダ50内の図示しないCPU等の制御の下、ネジ棒52を回転させてコイル22のコイル19に対する相対的な位置を制御する。
すなわち、その制御を図7に示すフローチャートを用いて説明すると、初めにアルミベース33を予め設定された単位長さ(図6に示した例を用いると5ミリメートル)だけショッピングカートの移動方向前方に移動させ(ステップS1)、その移動前後において伝送効率が向上したか否かを確認する(ステップS2)。そして、伝送効率が向上した場合は(ステップS2;YES)、更に前方にアルミベース33を移動させて伝送効率を向上させるべくステップS1の処理に戻り、一方、ステップS2の判定において伝送効率が低下した場合は(ステップS2;NO)、これ以上アルミベース33を前方に移動させると伝送効率が更に低下するとして、次にアルミボード33をショッピングカートの移動方向後方に単位長さだけ後退させ(ステップS3)、その後退前後の伝送効率を確認する(ステップS4)。そして、伝送効率が低下してしまった場合は(ステップS4;YES)、これ以上アルミベース33を後方に移動させると伝送効率が更に低下するとして、反対に前方にアルミベース33を移動させるべくステップS1の処理に戻る。
一方、ステップS4の判定において後退前後において伝送効率が向上した場合には(ステップS4;NO)、現在の位置が図6に示すグラフの頂点に対応するアルミベース33の位置であるとして、その位置で当該アルミベースの前後移動を停止し(ステップS5)、給電を行う。
そして、蓄電池11の充電が完了してショッピングカートが移動し始めると(ステップS6;YES)、第2実施形態に係る給電は終了し、一方、ショッピングカートが一定の位置に停止しているときは(ステップS4;NO)、上述してきた処理を繰り返すべく、上記ステップS1に戻る。
以上説明したように、第2実施形態に係る受電部12aの機構によれば、ショッピングカートがストッパ2により停止された以降は、第1実施形態の受電部12と同様に当該ショッピングカートが多少移動方向前後に移動しても、ショッピングカート側のコイル22と駐車場側のコイル19との正対する位置関係が電気的に不変とされるので、当該ショッピングカートの多少の移動があっても効率的且つ迅速に蓄電池11を充電することができると共に、給電時におけるショッピングカートの位置決めに対する許容範囲の広さと給電の効率とを両立させつつ当該給電を効果的に実行することができる。
(III)第3実施形態
次に、本発明に係る他の実施形態である第3実施形態について、図8を用いて説明する。なお、図8は、第3実施形態に係る受電部と給電部との関係を模式的に示す側面図である。
上述した第1及び第2実施形態においては、受電部12における受電コイル22のみがショッピングカートに対してその移動方向前後に移動可能とされていたが、以下に説明する第3実施形態は、受電部を構成するコイルは同じく受電部を構成するコアと共にショッピングカートに固定とされる。
すなわち、第3実施形態に係る受電部12bは、コイル61がコア60に巻回されてショッピングカートに固定されている。ここで、コイル61のショッピングカートの移動方向の長さは、コイル19におけるその長さの半分とされている。
これにより、固定されている駐車場側の給電部13に対してショッピングカートが移動することで受電部12bが図8(a)に示す位置から図8(b)に示す位置に移動しても、そのコイル61の位置が給電部13を構成するコイル19の範囲内(すなわち、図8中前後方向の範囲内)に入ってさえいれば、受電部12bに対する給電部13からの給電が可能となる。
以上説明したように、第3実施形態に係る受電部12bの構成によれば、駐車場側の給電部13におけるコイル19のショッピングカート移動方向の大きさが、ショッピングカート側の受電部12bにおけるコイル22のその方向の大きさよりも大きいので、給電実行時において、コイル19により形成される電磁界の範囲内の任意の位置にコイル61が存在しさえすれば当該コイル61を含む受電部12bに対する給電が可能となることになり、受電部12bに対する給電時におけるショッピングカートの位置を厳密に規制せずとも効果的に当該給電を実行することができる。
また、駐車場側の給電部13におけるコイル19のショッピングカート移動方向の大きさを、例えばショッピングカート側の受電部12bにおけるコイル22のその方向の大きさの二倍とすれば、給電時におけるショッピングカートの位置決めに対する許容範囲の広さと給電効率とを両立させつつ当該給電を効果的に実行することができる。
なお、上記各実施の形態ではショッピングカートを例にとって説明したが、本発明はゴルフ場のカート、遊園地のカート、自転車等各種の車両の充電に適用することが可能である。
第1実施形態に係る給電装置の構成を示す斜視図である。 ショッピングカートを駐車場の定位置で停止させた状態を示す平面図である。 第1実施形態に係る受電部の構成を示す外観斜視図である。 第1実施形態に係る受電部と給電部の動きを模式的に示す外観側面図である。 第2実施形態に係る受電部の構成を示す外観斜視図である。 給電における伝送効率とコイル間の距離との関係を示すグラフ図である。 第2実施形態に係るコイルの位置決め処理を示すフローチャートである。 第3実施形態に係る受電部と給電部の動きを模式的に示す外観側面図であり、(a)は第3実施形態に係る受電部の移動前の状態を例示する外観側面図であり、(b)は第3実施形態に係る受電部の移動後の状態を例示する外観側面図である。
符号の説明
9 情報出力部
11 蓄電池
12、12a、12b 受電部
13 給電部
18、21 コア
19、22 コイル
25 ストッパ
31、50 シリンダ
32 支持棒
33 アルミベース
34a 支持部
35 ローラベアリング
52 ネジ棒

Claims (7)

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