JP4498096B2 - 非接触給電装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ショッピングカート等に非接触で給電する非接触給電装置の製造方法に関する。

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。）。

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ついて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。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することも考えられるが、そのような方法では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。電源からコードを引いてきて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或いはその他の機器についても同様に生じる。

上記問題点を解決する手段として、非接触給電装置を採用することが考えられる。すなわち、給電部を所定の位置に設置し、受電部をショッピングカート等の機器に取り付けておき、給電部から受電部へと電磁誘導を利用して非接触で給電するものとすると、上記問題点を解決することができるものと考えられる（例えば、特許文献３参照。）。
特開平６−１０７１８３号公報 特開２００４−１０６８２６号公報 特開２００３−３７９４９号公報

上記非接触給電装置において、給電部及び受電部の一例として用いられるＥ型コアは、複数本の山部及びこれら山部間に形成された複数本の谷部を有し、これら複数本の谷部間をコイルが環状に巡るように配置されている。

ところで、上記Ｅ型コアにおいて、通常コアの谷部の容積とコイルの容積とが異なり、コアの谷部にコイルを単純に実装してもコイルが谷部の最も深い部分に配置されることから、給電部と受電部との対向距離が長くなるため、漏洩磁束が増加すると共に、伝送効率が低下するという問題点がある。

また、コアの谷部の最も深い部分にコイルを配置した場合には、コアの山部と谷部との間に段差が形成されるため、この段差部に不意に他の部材が衝突してコアに欠けやクラックが生じることがある。このようにコアに欠けやクラックが生じた場合には、上記と同様に漏洩磁束が増加すると共に、伝送効率が低下するという問題点がある。

従って、本発明はこのような問題点を解決することができる手段を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、複数本の山部（１８ａ）及びこれら山部（１８ａ）間に形成された複数本の谷部（１８ｂ）を有するコア（１８）と、コア（１８）の複数本の谷部（１８ｂ）間を環状に巡るコイル（１９）とを備えた給電部（１３）に、同様な構成の受電部（１２）を正対させ、電磁誘導により給電部（１３）から受電部（１２）に給電するようにした非接触給電装置の製造方法において、コア（１８）を覆うように形成されたハウジング（３７）の内面に同一深さのコイル実装溝（３７ａ）及びコア実装溝（３７ｂ）を形成し、コイル実装溝（３７ａ）に巻回されたコイル（１９）を実装するコイル実装工程と、前記コイル（１９）を前記コイル実装溝（３７ａ）に実装した後にコア（１８）の谷部（１８ｂ）間をコイル（１９）が環状に巡るようにコア実装溝（３７ｂ）にコア（１８）を実装するコア実装工程と、前記コア実装溝（３７ｂ）にコア（１８）を実装した後にコア（１８）の谷部（１８ｂ）及びその周辺部に充填材（２０）を充填する充填工程とを備えることを特徴とする非接触給電装置の製造方法を採用する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の非接触給電装置の製造方法において、コイル（１９）を平角線により形成し、かつ周方向に厚さを揃えたことを特徴とする非接触給電装置の製造方法を採用する。

請求項１に係る発明によれば、コア（１８）の山部（１８ａ）の高さとコイル（１９）とが同一高さとなるため、給電部（１３）の漏洩磁束を減少させると共に、給電部（１３）側のコイル（１９）から受電部（１２）側のコイル（２２）への伝送効率が高められる。

また、露出面である外面側がハウジング（３７）で覆われるため、コイル（１９）とコア（１８）の平坦面表面が保護されることにより、コア（１８）に欠けやクラックが生じるのを未然に防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、コイル（１９）の線積率を高めると共に、給電部（１３）の漏洩磁束を減少させることができる。

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。

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下で水平方向に対して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から入れ子状に重ねること（スタッキング）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スタッキングされる場合、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スタッキングされる場合、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を介してよりハンドル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、ディスプレイや、図示しないドライバーソフト、ソフトウェア等を含む。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情報、商品情報等を取得することができる。

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３に示すように、非接触給電方法及び装置が採用される。

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手段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内へと侵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侵入側には前輪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が侵入し停止するようになっている。

給電部１３は、図９及び図１０に示すようなフェライト製のコア１８を備える。図２及び図３に示すように、給電部１３は、このコア１８上部平坦面を形成する三つの山部（脚部）１８ａ，１８ａ，１８ａと、これら三つの山部１８ａ，１８ａ，１８ａ間に形成された二本の平行溝である谷部１８ｂ，１８ｂを形成し、この谷部１８ｂ，１８ｂ内に幅０．４ｍｍ、高さ２ｍｍの平角線からなる導線を複数回巻回して周方向に厚さを揃えたコイル１９を嵌め込み、谷部１８ｂ，１８ｂ内及びその周辺部に樹脂からなる充填材としての絶縁性樹脂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。そして、一体化したコイル１９とコア１８の平坦面上には、フィルム状の保護カバー３２が図示しない接着剤層を介して密着固定されて被覆される。なお、コア１８の谷部１８ｂ，１８ｂへのコイル１９の配置及び固定方法については、受電部１２及び給電部１３の製造方法の説明において述べる。

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スタッキング可能であるが、スタッキング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スタッキング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。

受電部１２は、給電部１３と同様な構造であり、図３に示すように、フェライト製のコア２１の上部平坦面を形成する三つの山部（脚部）２１ａ，２１ａ，２１ａと、これら三つの山部２１ａ，２１ａ，２１ａ間に形成された二本の平行溝である谷部２１ｂ，２１ｂを形成し、この谷部２１ｂ，２１ｂ内に幅０．４ｍｍ、高さ２ｍｍの平角線からなる導線を複数回巻回して周方向に厚さを揃えたコイル２２を嵌め込み、谷部２１ｂ，２１ｂ内及びその周辺部に樹脂（図示せず）を注入することによりコア２１とコイル２２とを一体化してなるものである。この受電部１２は、そのコイル２２とコア２１の平坦面とが下向きになって水平に延びるようにショッピングカートの車台１の底に支持部材２４を介して固定される。そして、一体化したコイル２２とコア２１の平坦面上には、フィルム状の保護カバー３５が図示しない接着剤層を介して密着固定されて被覆される。なお、コア２１の谷部２１ｂ，２１ｂへのコイル２２の配置及び固定方法については、上記と同様に後述する。

停止手段は、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手段であるストッパ２５により停止させられると、受電部１２が給電部１３に正対する。

なお、停止手段は他の構成とすることも可能であり、例えば店舗内の壁面とすることもできる。その場合は、前輪５ａ，５ｂを首振り動作しない固定式とし、ガイドレールは前輪５ａ，５ｂに対してのみ配置する。そして、ショッピングカートは前進時その前輪５ａ，５ｂがガイドレールで案内されつつ店舗内の壁面に当たって停止し、その後ショッピングカートを後方に引くと前輪５ａ，５ｂは首を振ることなくガイドレールに沿って後退しショッピングカートは壁面から離れる。

ショッピングカートとその駐車場との間には、ショッピングカートを駐車場へと導入する際に受電部１２の位置をショッピングカートの進行方向に対し左右方向と上下方向で規制する規制手段が設けられる。

すなわち、ショッピングカートの駐車場に固定された上記基台１７の左右壁及び上壁にそれぞれガイド溝２６ａ，２６ｂ，２６ｃが水平に形成され、各ガイド溝２６ａ，２６ｂ，２６ｃに侵入可能なローラ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｃがショッピングカートの車台１に夫々回転自在に取り付けられる。図２及び図３に示すように、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内に侵入し、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上へと移動することとなり、比較的脆いコア２１，１８の破損が防止される。また、受電部１２のコア２１の平坦面及びコイル２２は給電部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こととなり、給電効率が高められる。このように受電部１２が給電部１３に正対した後、給電部１３に給電されると、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。

上記規制手段であるガイド溝、ローラ等はその本数、個数、形状、設置位置等を適宜変更可能である。ガイド溝に代えてガイドレールを用いることも可能であり、ローラに代えてスライダ、ボール等を用いることも可能である。

上述したように、給電部１３から受電部１２に電力を供給する際、コイル１９，２２が発熱し、給電部１３、受電部１２およびその周辺が高温になるが、これを防止するため、この実施の形態においては給電部１３と受電部１２との間の磁束の通り道を避けるように放熱体を設け、この放熱体をコイル１９，２２に接触させることにより給電中この放熱体から放熱するようになっている。

具体的には、給電部１３が図４乃至図８に示すように構成される。すなわち、図９及び図１０に示したようなコア１８の二本の平行溝である谷部１８ｂ内に、図１１に示す放熱体である放熱板２８がコイル１９の下面に接するように挿入される。放熱板２８は、図１１及び図４に示すように、略Ｃ字形を呈し、コア１８の二本の谷部１８ｂ内でコイル１９に接する二本の脚部２８ａ，２８ａと、コア１８の一端面外でコイル１９に接する屈曲部２８ｂ，２８ｂと、コア１８の他端面外でコイル１９に接すると共にコイル１９の外側へと突出する突出部２８ｃとを具備する。このように放熱板２８がコイル１９下の屈曲部２８ｂ，２８ｂ及び脚部２８ａ，２８ａから突出部２８ｃへとコア１８の谷部１８ｂ内からコア１８及びコイル１９の外側へと突出するので、コイル１９で発生した熱は放熱板２８を伝わってその突出部２８ｃから大気中へと放散され、コイル１９、コア１８等が冷却される。

また、図８に示すように、放熱板２８はコア１８の谷部１８ｂ内に挿入される結果、給電時に給電部１３と受電部１２との間に生じる磁束Ａの通り道から外れることになる。従って、給電効率を低下させることなくコイル１９での発熱を外部に放出することができる。放熱板２８は熱伝導性の良好な非磁性材料例えばアルミニウムで形成される。また、この放熱板２８はその屈曲部２８ｂ，２８ｂが分断されることにより、非コイル化される。これにより、給電効率の低下が防止される。放熱板２８の非コイル化は突出部２８ｃを分断することによって行ってもよいし、脚部２８ａ，２８ａをコア１８の溝１８ａに沿って二条の板とすることによって行ってもよい。

放熱板２８の上下両面には熱拡散シート２９，３０がそれぞれ図示しない接着剤層を介して密着固定される。熱拡散シート２９，３０は比較的軟質の合成樹脂で形成される。

コイル１９は、コア１８の二本の谷部１８ｂ，１８ｂ間を環状に巡る。このコイル１９は平角導線を一平面上で多数回巻回することにより厚さを揃えて横断面が略長方形の環体として形成される。図７および図８に示すように、このコイル１９の下面が熱拡散シート３０を介し上記谷部１８ｂ内の放熱板２８の上面に密着固定される。この放熱板２８の下面には熱拡散シート２９が密着固定される。そして、コイル１９が放熱板２８上に固定され、熱拡散シート２９の下側から絶縁性樹脂２０をモールドすると、図８に示すように、その反対側の端面がコア１８の谷部１８ｂより上の平坦面と同一面上に並ぶ。すなわち、コイル１９の反対側の端面は、熱拡散シート２９の下側から絶縁性樹脂２０をモールドすることにより、コイル１９がコア１８の山部１８ａの高さ位置に配置される。これにより、給電部１３のコイル１９と受電部１２のコイル２２との対向距離が極端に短くなり、給電部１３の漏洩磁束を減少させると共に、給電部１３側のコイル１９から受電部１２側のコイル２２への伝送効率が高められる。なお、コイル１９からは二本のリード線１９ａ，１９ｂが引き出される。

また、給電部１３のコイル１９及び受電部１２のコイル２２は、それぞれ平角線からなる導線を複数回巻回して周方向に厚さを揃えて形成したことにより、線積率を高めると共に、給電部１３の漏洩磁束を減少させることができる。

図４乃至図７に示すように、上記放熱板２８のコア１８外に突出した突出部２８ｃには多数の冷却フィン３１が設けられる。これにより、放熱板２８のコア１８外における表面積の増大が図られ、給電中コイル１９で発生する熱が効率的に放散される。冷却フィン３１は望ましくは図６及び図７に示すように放熱板２８からコイル１９の位置と反対方向に突出するように設けられる。

図４乃至図８において、絶縁性樹脂２０は、絶縁性のある樹脂をモールドしてなる絶縁体であり、コア１８、コイル１９及び放熱板２８を局所的に囲む図示しない成形型に液状樹脂が注入され固化されることにより形成される。絶縁性樹脂２０により、コア１８、コイル１９、放熱板２８等が電気的に絶縁されて電気的に非コイル化される。これにより、放熱板２８内での起電力の発生が防止され給電ロスが低減する。また、この絶縁性樹脂２０により、コア１８、コイル１９及び放熱板２８は給電部１３として一体化される。なお、絶縁性樹脂２０の樹脂としては、二液タイプのエポキシ樹脂を使用することができる。

図５乃至図８に示すように、絶縁性樹脂２０により一体化された給電部１３の底、すなわちコア１８における谷部１８ｂと反対側の底面には、熱拡散シート３３を介し上記放熱板２８と同じ材料で形成された基板３４が固定される。この基板３４を図３に示す上記基台１７上に固定することにより、給電時にコイル１９で発生する熱が基板３４からも放散される。基板３４は図示しない固定ネジ等により着脱自在に上記基台１７に取り付けられる。図５及び図６に示すように、冷却フィン３１は、給電部１３が基台１７に取り付けられたとき、基台１７から離れるように設けられる。

受電部１２は、上記給電部１３と同様にして形成され、図３に示すように、ショッピングカートの車台１の底の支持部材２４に給電部１３の基板３４と同様な基板２３を介して固定される。基板２３は固定ネジ等により支持部材２４に着脱自在に取り付けられる。受電部１２の図示しない冷却フィンも給電部１３の冷却フィン３１と同様に支持部材２４に接触しないように設けられる。この受電部１２は、図３、図７及び図８に示すように、給電時に給電部１３に正対させられる。

なお、受電部１２及び給電部１３の基板２３，３４は必要に応じて設けられ、基板２３，３４を設けないでコア２１，１８を支持部材２４と基台１７に直接取り付けるようにしてもよい。

次に、上記受電部１２及び給電部１３の第１の製造方法を図１２（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。

なお、図１２では、簡略化するために放熱板２８及び熱拡散シート２９，３０を省略している。また、受電部１２と給電部１３とは、同様の構造であるため、図１２では給電部１３を製造する場合について説明する。

（１−１）まず、図１２（Ａ）に示すように、容器状に５面を有して形成された型材としての樹脂ケース３６を水平面上に配置し、その樹脂ケース３６内面に離型剤を予め塗布しておく。

（１−２）次に、図１２（Ｂ）に示すように、平角線からなる導線を複数回巻回して周方向に厚さを揃えたコイル１９を樹脂ケース３６の底面に接するように位置決めして、樹脂ケース３６にコイル１９を実装する。

（１−３）さらに、図１２（Ｃ）に示すように、コア１８の三つの山部１８ａ，１８ａ，１８ａを下側にし、これら三つの山部１８ａ，１８ａ，１８ａ間に形成された二本の谷部１８ｂ，１８ｂ間をコイル１９が環状に巡るように樹脂ケース３６底面にコア１８の三つの山部１８ａ，１８ａ，１８ａが当接するようにして樹脂ケース３６底面にコア１８を実装する。

（１−４）そして、図１２（Ｄ）に示すように、谷部１８ｂ，１８ｂ内及びその周辺部に二液タイプのエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂２０を充填して硬化させることによりコア１８とコイル１９とを一体化させる。

（１−５）次いで、図１２（Ｅ）に示すように、絶縁性樹脂２０が硬化してコア１８とコイル１９とを一体化したものから樹脂ケース３６を取り外す。その結果、コイル１９がコア１８の山部１８ａの高さ位置に配置され、コイル１９とコア１８の平坦面とが水平に延びるようになる。これにより、給電部１３のコイル１９と受電部１２のコイル２２との対向距離が極端に短くなり、給電部１３の漏洩磁束を減少させると共に、給電部１３側のコイル１９から受電部１２側のコイル２２への伝送効率が高められる。

また、上述したようにコイル１９とコア１８の平坦面上には、フィルム状の保護カバー３２が接着剤層を介して密着固定されて被覆される。したがって、コイル１９とコア１８の平坦面とが水平に延びるようになり、かつ保護カバー３２によってコイル１９とコア１８の平坦面表面が保護されることにより、コア１８に欠けやクラックが生じるのを未然に防止することができる。

次に、上記受電部１２及び給電部１３の第１の製造方法を図１３（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて説明する。

なお、図１３では、簡略化するために放熱板２８を省略し、前記受電部１２と給電部１３と異なる構造の受電部及び給電部を製造する場合について説明する。また、図１３でも受電部と給電部とは、同様の構造であるため、給電部を製造する場合について説明する。さらに、前記第１の製造方法と同一又は対応する部材には、同一の符号を付して説明する。

（２−１）まず、図１３（Ａ）に示すように、容器状に５面を有して予めコア１８の５面を覆うような大きさに樹脂製のハウジング３７を一体に成形しておく。なお、ハウジング３７は、露出面である外面側（図１３では上面側）を平坦に形成する一方、コア１８の装着側となる内面側（図１３では下面側）は、複数のリブからコイル１９を実装するためのコイル実装溝であるコイル溝３７ａと、コア１８を実装するためのコア実装溝であるコア溝３７ｂとが形成されている。これらコイル溝３７ａ及びコア溝３７ｂの深さ（高さ）は、コイル１９及びコア１８を実装した時にコイル１９及びコア１８が同一高さになるように形成しておく。

（２−２）次に、図１３（Ｂ）に示すように、平角線からなる導線を複数回巻回して周方向に厚さを揃えたコイル１９をハウジング３７のコイル溝３７ａに実装し、コイル溝３７ａの上面にコイル１９を接着固定し、ハウジング３７にコイル１９を実装する。

（２−３）さらに、図１３（Ｃ）に示すように、コア１８の三つの山部１８ａ，１８ａ，１８ａを上側にし、これら三つの山部１８ａ，１８ａ，１８ａ間に形成された二本の谷部１８ｂ，１８ｂに図１４に示すように放熱板２８と同様に平面略Ｃ字状に形成されたアルミニウム製の放熱板３８を接着固定した後、この放熱板３８上に絶縁樹脂板３９を接着固定する。そして、放熱板３８及び絶縁樹脂板３９が固定されたコア１８の山部１８ａ，１８ａ，１８ａ上面をコア溝３７ｂに接着固定し、ハウジング３７にコア１８を実装する。

（２−４）そして、図１３（Ｄ）に示すように、コア１８の側面、谷部１８ｂ，１８ｂ内及びその周辺部に二液タイプのエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂２０を充填して硬化させることにより、図１４にも示すようにハウジング３７にコア１８及びコイル１９を一体化させる。

このように第２の製造方法によれば、コア１８の山部１８ａの高さとコイル１９とが同一高さとなるため、給電部１３の漏洩磁束を減少させると共に、給電部１３側のコイル１９から受電部１２側のコイル２２への伝送効率が高められる。

また、第２の製造方法によれば、露出面である外面側がハウジング３７で覆われるため、コイル１９とコア１８の平坦面表面が保護されることにより、コア１８に欠けやクラックが生じるのを未然に防止することができる。

次に、上記構成の非接触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。

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。

ここで、給電部１３では、コイル１９がコア１８の山部１８ａの高さ位置に配置されることにより、この給電部１３の漏洩磁束を減少させると共に、給電部１３側のコイル１９から受電部１２側のコイル２２への伝送効率が高められる。同様に、受電部１２のコイル２２がコア２１の山部（脚部）２１ａの高さ位置に配置されることにより、この受電部１２の漏洩磁束を減少させると共に、給電部１３側のコイル２２への伝送効率が高められる。

そして、給電時には、給電部１３及び受電部１２の各コイル１９，２２で熱が発生するが、この熱はコア１８，２１を通して放熱板２８及び冷却フィン３１から更には基板３４，２３から効率よく放散され、発熱による各種トラブルが防止される。

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スタッキング可能であり、ショッピングカートの駐車場においても同様にスタッキング可能である。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、スタッキング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。

給電部１３及び受電部１２を基板３４，２３を介して基台１７、支持部材２４にそれぞれ着脱自在に固定する場合は、給電部１３及び受電部１２を床上、車台から簡易に取り外して保守点検に付することができる。

なお、上記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、その他様々な機器の充電に適用することが可能である。

本発明に係る非接触給電装置の一実施態様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。 図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 給電部及び受電部の詳細をコイル側から見た平面図である。 図４に示す給電部及び受電部の正面図である。 図４に示す給電部及び受電部の右側面図である。 図４中、ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。 図４中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。 コアの溝側から見た平面図である。 図９中、Ｘ−Ｘ線矢視断面図である。 放熱板の平面図である。 受電部及び給電部の第１の製造方法を示す概略図である。 受電部及び給電部の第２の製造方法を示す概略図である。 第２の製造方法により製造された受電部及び給電部を示す平面図である。

符号の説明

１２…受電部
１３…給電部
１８…コア
１８ａ…山部
１８ｂ…谷部
１９…コイル
２８…放熱板
３１…冷却フィン
３２…保護カバー
３７…ハウジング
３７ａ…コイル溝
３７ｂ…コア溝

Claims (2)

1. 複数本の山部及びこれら山部間に形成された複数本の谷部を有するコアと、コアの複数本の谷部間を環状に巡るコイルとを備えた給電部に、同様な構成の受電部を正対させ、電磁誘導により前記給電部から前記受電部に給電するようにした非接触給電装置の製造方法において、前記コアを覆うように形成されたハウジングの内面に同一深さのコイル実装溝及びコア実装溝を形成し、前記コイル実装溝に巻回されたコイルを実装するコイル実装工程と、前記コイルを前記コイル実装溝に実装した後に前記コアの谷部間を前記コイルが環状に巡るように前記コア実装溝にコアを実装するコア実装工程と、前記コア実装溝にコアを実装した後に前記コアの谷部及びその周辺部に充填材を充填する充填工程とを備えることを特徴とする非接触給電装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の非接触給電装置の製造方法において、前記コイルを平角線により形成し、かつ周方向に厚さを揃えたことを特徴とする非接触給電装置の製造方法。

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