JP7367161B2 - 給電システム - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、実施形態に係る給電システムによって充電するバッテリを搭載したショッピングカート1の構成例を示す図である。
ショッピングカート(以下、単に、カートとも称する)1は、給電システムによって充電されるバッテリを搭載した移動体の例である。給電システムは、非接触で電力を伝送する送電側のシステム(送電システム)と非接触で伝送された電力を受電する受電側のシステム(受電システム)とで構成する。
図2は、実施形態に係る給電システムによって充電されるバッテリ22を搭載する複数のカート1を収納位置に収納した状態を示す斜視図である。
バッテリ22を搭載する各カート1は、図2に示すように、所定の収納位置(カート置場)に収納される。ただし、図2では、2つのカート1(1A、1B)を収納位置に収納した状態を示すが、収納位置には複数のカート1が連なって収納されるものとする。
給電システムは、各カート1に設置する受電器23を含む受電システムと収納位置におけるカート1の位置に対応して設置する送電器32を含む送電システムとを有する。すなわち、給電システムは、収納位置におけるカートの位置に対応して設置する送電器32が各カートに設置した受電器23へ非接触で電力を伝送するシステムである。給電システムにおいて、送電システムの送電器32は、受電システムの受電器23と物理的かつ電気的に接続されていない状態(非接触状態)で、電力を伝送する。
給電システムは、非接触で電力を伝送するシステムであり、送電側のシステム(送電システム)と受電側のシステム(受電システム)とで構成する。送電システムは、収納位置に収納した各カート1に搭載された受電器23へ非接触で電力を伝送するためのシステムである。受電システムは、受電器23が非接触で電力を受電し、受電した電力によってバッテリ22を充電するためのシステムである。
電源回路41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41は、送電回路42に送電を行わせる為の電力を生成し、送電回路42に供給する。また、電源回路41は、制御回路44を動作させる為の電力を生成し、制御回路44に供給する。
受電システムは、各カート1に搭載した受電器23およびバッテリ22を含むシステムである。受電器23は、受電アンテナ51、受電回路52、制御回路53、および、表示部54を有する。また、バッテリ22は、充電回路61および二次電池62を有する。ただし、受電器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。
二次電池62は、充電回路61から供給される充電電力により充電される。また、二次電池62は、電子機器21に接続され、電子機器21へ電力を供給する。
送電器32と受電器23とは非接触で電力を伝送するため、送電アンテナと受電アンテナとの位置合わせが必要である。非接触の電力伝送では、送電アンテナと受電アンテナとの位置合わせが正確であればあるほど電力の伝送効率が高くなる。例えば、送電アンテナ(送電コイル)は、電磁誘導または磁界共振(共鳴)などの磁界結合を利用して受電アンテナ(受電コイル)へ非接触で電力を伝送する。このような磁界結合を利用した非接触の電力伝送では、送電コイルの位置と受電コイルの位置とがマッチしていなければ電力を伝送できない。
実施形態に係る給電システムは、収納位置に収納されたカート1に設けた受電器23に対して送電器32が電力を伝送する構成とする。このため、送電器32は、収納位置に収納されたカート1の位置(カート1の側面に設けた受電器23の位置)に応じた位置に配置される。図4では、収納位置に収納される各カート1の側面に設けた受電器23の位置と各カートの受電器23に対向する位置に配置する複数の送電器32とを示している。
図5は、給電システムにおける送電器32´の変形例を示す図である。
図5に示す変形例では、収納位置に収納される複数のカートの全受電器23に対向する位置を含む領域に電力を伝送する1つの送電器32´を設ける。収納位置において、複数のカート1は、ガイドレール31に沿って前後に並べて収納される。このため、送電器32´は、収納位置に収納可能な複数のカートの各受電器23に電力を伝送できるように帯状の送電面を床面に対して略垂直に設ける。この場合、送電器32´は、図5に示すように、帯状の送電面を各カート1の側面に向けた状態でガイドレール31に沿って配置すれば良い。
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態においては、図4に示すように、収納位置に収納される複数のカートの受電器ごとに対応する複数の送電器を配置する構成を前提として説明するものとする。カートの収納位置に応じて複数の送電器を配置する場合、カートが所定の位置に停止することで、受電アンテナと送電アンテナとの位置合わせが正確になる。
なお、第2の実施形態に係る給電システムは、ガイドレール31に沿って移動する車輪を停止させる構成を具備する以外は、上述した第1の実施形態と同様な構成で実現される。このため、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様な構成については詳細な説明は省略するものとする。
図6及び図7に示す例では、ガイドレール31Frおよび31Flに所定の間隔で複数の凹み部71を設ける。各凹み部71は、ガイドレール31Frおよび31Flを移動する車輪13Frおよび13Flが落ち込んで停止しやすいようにするものである。各凹み部71は、所定の停止位置にカート1を停止する場合におけるカート1の車輪の位置に対応する位置に設ける。図6及び図7に示す例において、各凹み部71は、ガイドレール31Frおよび31Flにおいて、各カート1の前輪13Fr、13Flを停止させるべき位置に設ける。
図8は、凹み部71の第1の構成例を示す図である。また、図9は、凹み部71の第2の構成例を示す図である。
図8に示す第1の構成例において、凹み部71は、カート1の車輪が移動する床面を掘り下げるように形成したものである。例えば、第1の構成例の凹み部71は、ガイドレール31に沿った車輪の移動経路における車輪の停止位置で段差(凹み部と床面との高さの差)H1分だけ床面を掘り下げて形成する。
図10に示す実験結果は、被験者が直径100mmの車輪を具備するカートを凹み部で停止させたり、凹み部から引き出したりした場合の主観評価を示すものである。図10に示す実験結果によれば、凹み部での停止し易さは、2mm以上で良好となり、1mm程度でも許容範囲であると考えられる。また、凹み部からの引き出し易さは、2mm以下で良好となり、3mm程度でも許容範囲であると考えられる。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載した内容を付記する。
[1]
床面を移動するカートに電力を送電する送電装置であって、
収納位置に収納されるカートの側方において、前記カートの側面にある受電アンテナに対向するように、前記収納位置に収納されるカートの側面へ向けて電力を伝送するように配置する送電アンテナと、
前記カートの側面にある受電アンテナに受電させる電力を前記送電アンテナから送電させる送電回路と、
を有する送電装置。
[2]
床面を移動するカートに電力を送電する送電装置を含む給電システムであって、
収納位置において連なって収納される複数のカートの移動方向を制限するガイドを有し、
前記送電装置は、
前記収納位置に収納される複数のカートの側方において、各カートの側面にある受電アンテナに対向するように前記収納位置に収納される各カートの間隔に一致する間隔で並べて配置する複数の送電アンテナと、
前記各カートの側面にある受電アンテナに受電させる電力を複数の送電アンテナからそれぞれ送電させる送電回路と、を有する、
給電システム。
[3]
前記ガイドは、前記収納位置に置かれる各カートの車輪の移動方向を制限するレールであり、前記レールには各カートの車輪を所定の停止位置で停止させるための凹み部を有する、
[2]に記載の給電システム。
[4]
前記凹み部は、前記停止位置に設ける段差が前記カートの車輪の直径に対して1~3%とする、
[3]に記載の給電システム。
[5]
送電装置と受電装置とを有する給電システムであって、
前記受電装置は、
床面を移動するカートに搭載するバッテリと、
前記カートの側面に前記カートの側方から伝送される電力を受電するように配置する受電アンテナと、
前記受電アンテナが受電した電力を前記バッテリへ供給する受電回路と、を有し、
前記送電装置は、
収納位置に収納されるカートの側方における前記カートの側面にある前記受電アンテナに対向する位置に、前記カートの側面へ向けて電力を伝送するように配置した送電アンテナと、
前記送電アンテナから前記受電アンテナへ伝送する電力を前記送電アンテナへ供給する送電回路と、を有する、
給電システム。
Claims (2)
- カートと送電装置とを有する給電システムであって、
前記カートは、
前進方向において前側が狭く後方が広く形成されたフレームと、
前記フレーム後方に設けられた後輪キャスタに支持される後輪と、
非接触で伝送される電力を受電する受電アンテナと、
前記後輪の上方の前記フレームに設けられるとともに、前記受電アンテナが受電面が床面に対して垂直でかつ本体外側を向くように設けられた受電器と、
前記受電アンテナが受電した電力を受電回路によって供給されるバッテリと、を有し、
前記送電装置は、
前記床面に設けたガイドレール上を前記後輪が移動するカートの側方において、前記カートの側面における前記後輪の上方にある前記受電アンテナに対向するように前記ガイドレールに沿って前記床面に設置する送電アンテナと、
前記送電アンテナから前記受電アンテナへ伝送する電力を前記送電アンテナへ供給する送電回路と、を有する、
給電システム。 - 前記送電アンテナは、収納位置に収納される各カートの間隔に一致する間隔で並べて配置する、
請求項1記載の給電システム。
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