JP7453451B2

JP7453451B2 - 非接触給電装置

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Publication number: JP7453451B2
Application number: JP2023077294A
Authority: JP
Inventors: 英樹榎本; 和行松村
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: US20220212703A1; EP3761481B1; JP2021010272A; CN112186906A; US11318975B2; US20210001910A1; JP2023099597A; JP7278891B2; EP3761481A1

Description

本発明の実施形態は、非接触給電装置に関する。

従来、スーパーマーケット等の小売店では、顧客が購入対象の商品を載せる所謂ショッピングカートが使用されている。このようなカートに、商品を識別可能な商品情報を読み取らせる商品登録装置等の装置を取り付けることで利便性を向上させることができる。

カートに装置を取り付けた場合、装置が使用する電力を充電する必要がある。そこで、非接触給電により充電させる方法が考えられる。この場合、非接触給電により送電する非接触給電装置を店舗に設置することになる。

しかしながら、店舗に設置する非接触給電装置の規模は、店舗毎の状況に応じて異なっている。すなわち、何台のカートに非接触給電により充電させる必要があるのは、店舗毎の状況に応じて異なっている。そのため、店舗の状況等に応じて充電台数を任意に変更可能な非接触給電装置が求められている。

本発明が解決しようとする課題は、充電台数を容易に変更可能な非接触給電装置を提供することである。

実施形態の非接触給電装置は、トップユニットと、増設ユニットと、エンドユニットとの上面に、受電する受電部を有するカートが複数載置される。前記トップユニットと前記エンドユニットとの間に配置され、前記カートの進入方向に増設可能な前記増設ユニットは、載置部と、送電部と、を備える。前記載置部は、前記カートが載置される。前記送電部は、前記載置部に設けられ、前記受電部に非接触給電により送電する。

図１は、本実施形態に係る非接触給電システムの一例を示す斜視図である。図２は、カートの一例を示す斜視図である。図３は、非接触給電装置の一例を示す斜視図である。図４は、非接触給電装置の一例を示す上面図である。図５は、位置決め部の断面の一例を示す断面図である。図６は、トップユニットの一例を示す上面図である。図７は、増設ユニットの一例を示す上面図である。図８は、エンドユニットの一例を示す上面図である。

以下、添付図面を参照して、非接触給電ユニットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、非接触給電ユニットの一実施形態であって、その構成や仕様等を限定するものではない。本実施形態の非接触給電ユニットは、小売店における商品登録装置を搭載したカートに対して非接触で給電する非接触給電装置が有する非接触給電ユニットへの適用例である。

図１は、本実施形態に係る非接触給電システム１の一例を示す斜視図である。非接触給電システム１は、カート１０と、非接触給電装置２０とを備えている。図１は、小売店でカート１０が置かれるカート置場に、非接触給電装置２０が設置された場合を示している。

図２は、カート１０の一例を示す斜視図である。カート１０は、スーパーマーケット等の小売店において、顧客が収集した購入対象の商品が載せられる。そして、カート１０は、操作者の手押しにより移動する荷車である。

更に詳しくは、カート１０は、移動用の基台部１１を備えている。基台部１１は、カート１０の車輪として、一対の前輪１１１、１１２と、一対の後輪１１３、１１４とを備えている。前輪１１１と、前輪１１２との間隔は、後輪１１３、１１４の間隔よりも狭くなっている。また、基台部１１の下方には、非接触給電により受電する受電部１１６が取り付けられる取付部１１７が配置されている。受電部１１６は、略水平に配置されている。

基台部１１の上方には、上面を開口した籠状の収納部１２が配置されている。収納部１２は、基台部１１から伸びる支持柱１３により支持されている。収納部１２は、カート１０の進入方向後方の面１２１が開閉可能になっている。そのため、図１に示すように、カート１０の収納部１２には、後続のカート１０の収納部１２を挿入することにより、狭い面積により多くのカート１０を集積することが可能になっている。なお、カート１０は、自らが収納部１２を備える形態でなくてもよい。カート１０は、例えば、商品を収納する商品籠を受ける籠受部を有し、この籠受部が受ける商品籠を収納部１２とする形態であってもよい。

また、収納部１２の下方には、２次電池（不図示）を収納したホルダ１４が配置されている。２次電池は、受電部１１６が受電した電力を充電する電池である。

また、支持柱１３は、カート１０を移動させる顧客が把持するハンドル部１５を備えている。また、支持柱１３は、販売対象の商品を登録する商品登録装置１６を支持する支持部１７が取り付けられている。

商品登録装置１６は、販売対象の商品を登録する装置である。商品登録装置１６は、スキャナ１６１と、表示部１６２とを備えている。スキャナ１６１は、販売対象の商品の商品情報を読み取る。例えば、スキャナ１６１は、バーコード等により示された商品を識別可能な商品コードを読み取る。表示部１６２は、例えば、タッチパネルディスプレイである。表示部１６２は、例えば、スキャナ１６１が読み取った商品を表示する。また、商品登録装置１６は、ホルダ１４に収納された２次電池に充電された電力を用いて駆動する。

次に、非接触給電装置２０について説明する。図３は、非接触給電装置２０の一例を示す斜視図である。図４は、非接触給電装置２０の一例を示す上面図である。非接触給電装置２０は、載置されたカート１０の受電部１１６に対して非接触給電により電力を送電する送電部２１を備えている。しかし、カート１０の受電部１１６が、非接触給電装置２０の送電部２１と対向する位置に無い場合、給電効率が悪化してしまう。そこで、非接触給電装置２０は、受電部１１６と、送電部２１との位置が対向する位置に、カート１０を容易に配置させることが可能な形態になっている。図１乃至８において、カート１０の非接触給電装置２０への進入方向はＹ方向であるとする。

更に詳しくは、非接触給電装置２０は、筐体２２に覆われている。筐体２２には、１以上の送電部２１が内蔵されている。非接触給電装置２０は、送電部２１に周囲には、発光部２１１を備えている。発光部２１１は、送電部２１に対向する位置に受電部１１６がある場合に発光する。これにより、小売店の管理者等は、非接触給電により充電されているか否かを識別することができる。なお、図３及び図４は、送電部２１及び発光部２１１を４つ備えた非接触給電装置２０を示している。

さらに、非接触給電装置２０は、筐体２２には送電部２１が内蔵されているため、厚みを有している。そこで、非接触給電装置２０は、カート１０が進入する進入側に、傾斜面２３を有している。傾斜面２３は、非接触給電装置２０が設置された地面から、カート１０が載置される載置部２４に上げる傾斜を有している。

載置部２４は、傾斜面２３から上がった非接触給電装置２０の上面に設けられている。そして、載置部２４は、商品登録装置１６と、商品登録装置１６に供給する電力を受電する受電部１１６とを有するカート１０が載置される領域である。また、送電部２１は、載置部２４における受電部１１６と対向する位置に略水平に設置され、鉛直方向に磁界を発生させる。このようにして、送電部２１は、カート１０の受電部１１６に非接触給電により送電する。非接触給電の方式としては、電磁誘導式、磁界共振式など様々な方式が知られているが、各種方式を用いることができる。なお、本実施形態では、「非接触」の用語を、電力伝送が無線により行われるものとして、使用している。そのため、仮に、送電部２１と受電部１１６とが、意図するしないにかかわらず、何らかの要因で、給電時に接触していたとしても、電力伝送が無線により行われているものであれば、非接触で給電しているものとする。

また、送電部２１と、受電部１１６とを対向する位置に配置するためには、非接触給電装置２０は、カート１０の進入方向と直交する幅方向、つまりＸ軸方向においても適切な位置にカート１０が載置される必要がある。

非接触給電装置２０は、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７と、を備えている。中央車輪誘導部２５は、非接触給電装置２０の略中央に配置された凸部である。また、中央車輪誘導部２５は、カート１０の進入側から、カート１０が載置される載置部２４の終端まで伸びている。また、中央車輪誘導部２５は、カート１０の進入側から載置部２４に進むに従い、幅が広がっている。そして、中央車輪誘導部２５は、載置部２４においては、カート１０の前輪１１１から前輪１１２までの幅と略同じ幅を有している。このような形状により、中央車輪誘導部２５は、カート１０の前輪１１１、１１２における幅方向の位置を決定する。すなわち、中央車輪誘導部２５は、非接触給電装置２０におけるカート１０のＸ軸方向の位置を決定する。

第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７とは、中央車輪誘導部２５におけるカート１０の進入方向に対して、側方に配置された凸部である。また、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７とは、カート１０の進入側から、カート１０が載置される載置部２４の終端まで伸びている。また、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７は、カート１０の進入側から載置部２４に進むに従い、幅が広がっている。また、第１側面車輪誘導部２６は、載置部２４においては、カート１０の前輪１１１から後輪１１３までの幅と略同じ幅を有している。第２側面車輪誘導部２７は、載置部２４においては、カート１０の前輪１１２から後輪１１４までの幅と略同じ幅を有している。

また、第１側面車輪誘導部２６の内側から、中央車輪誘導部２５までの間隔は、前輪１１１の幅と略同じ幅を有している。第２側面車輪誘導部２７の内側から、中央車輪誘導部２５までの間隔は、前輪１１２の幅と略同じ幅を有している。

また、第１側面車輪誘導部２６の外側から、第２側面車輪誘導部２７の外側までの幅は、カート１０の後輪１１３から後輪１１４までの幅と略同じ幅を有している。このような形状により、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７とは、カート１０の前輪１１１、１１２及び後輪１１３、１１４の幅方向の位置を決定する。

よって、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７とは、カート１０が載置部２４に載置された場合に、非接触給電装置２０における幅方向のカート１０の位置を決定することができる。すなわち、非接触給電装置２０は、カート１０のＸ軸方向の位置を決定することができる。

中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６との間隙の幅は、前輪１１１の幅と略同一になっている。中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６とによって誘導された前輪１１１は、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６との間隙を走行する。すなわち、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６とは、カート１０の前輪１１１が走行する第１前輪走行路２４２を形成する。

同様に、中央車輪誘導部２５と、第２側面車輪誘導部２７との間隙の幅は、前輪１１２の幅と略同一になっている。中央車輪誘導部２５と、第２側面車輪誘導部２７とによって誘導された前輪１１２は、中央車輪誘導部２５と、第２側面車輪誘導部２７との間隙を走行する。すなわち、中央車輪誘導部２５と、第２側面車輪誘導部２７とは、カート１０の前輪１１２が走行する第２前輪走行路２４３を形成する。

さらに、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７とは、カート１０の進入側から載置部２４に進むに従い、幅が広がっている。言い換えると、第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３は、載置部２４においては、前輪１１１、１１２の幅と略同じ幅であるが、第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３に進入する部分は幅方向に広がっている。また、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７とは、凸形状を有している。

すなわち、載置部２４は、カート１０が進入する進入側からカート１０の進入方向に進むに従い進入方向と直交する方向の幅が狭くなる、カート１０の車輪の走行路である第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３を備えている。また、載置部２４は、第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３の進入部２４４を備えている。

このように、中央車輪誘導部２５、第１側面車輪誘導部２６、及び第２側面車輪誘導部２７は、カート１０の前輪１１１、１１２を誘導する。よって、操作者は、非接触給電装置２０の進入側からカート１０を押し込むことで、容易に第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３をカート１０に走行させることができる。

第１前輪走行路２４２、及び第２前輪走行路２４３には、カート１０の進入方向の位置を決める位置決め部２４１が設けられている。位置決め部２４１は、カート１０の車輪、つまり前輪１１１、１１２を係止する。ここで、図５は、位置決め部２４１の断面の一例を示す断面図である。図５に示すように、位置決め部２４１は、例えば、滑らかな曲線を有する凹部である。このように、位置決め部２４１は、凹形状を有しているため、前輪１１１、１１２が転がり底面に配置される。よって、位置決め部２４１は、前輪１１１、１１２の位置を決定することができる。すなわち、非接触給電装置２０は、載置部２４におけるカート１０の進入方向の位置を決定することができる。

さらに、図５に示すように、位置決め部２４１は、滑らかな曲線を有している。よって、位置決め部２４１をカート１０が通過する場合に、操作者が、カート１０を押す負荷を軽減することができる。なお、位置決め部２４１は、滑らかな曲線を有する凹部に限らず、曲線を有しない単なる凹部であってもよい。さらに、位置決め部２４１は、滑らかな曲線を有する凸部であってもよいし、曲線を有しない単なる凸部であってもよい。

さらに、図１に示すように、カート１０は、カート１０の収納部１２には、後続のカート１０の収納部１２を挿入することにより、狭い面積により多くのカート１０を集積することが可能になっている。そのため、位置決め部２４１と、位置決め部２４１に対してカート１０の進入方向後方に配置された位置決め部２４１との間隔は、カート１０の進入方向の全長よりも短くなっている。

また、非接触給電装置２０の載置部２４は、カート１０の進入方向前方に載置部２４上面を走行するカート１０を停止させる停止部２８が設けられている。更に詳しくは、非接触給電装置２０の載置部２４は、第１前輪走行路２４２、及び第２前輪走行におけるカート１０の進入方向の終端に、停止部２８を備えている。停止部２８は、第１側面車輪誘導部２６の外側から第２側面車輪誘導部２７の外側まである凸部である。このような形状により、停止部２８は、カート１０が操作者に押し込まれた場合に、前輪１１１、１１２が載置部２４の外側に押し出されてしまうことを防止する。すなわち、停止部２８は、カート１０が載置部２４の外側に押し出されてしまうことを防止する。なお、停止部２８は、第１側面車輪誘導部２６の外側から第２側面車輪誘導部２７の外側まである凸部に限らず、第１前輪走行路２４２、又は第２前輪走行に設けられた突起等であってもよい。

ここで、小売店の店舗毎に必要なカート１０の数は異なっている。また、店舗毎にカート置場の広さ等も異なっている。すなわち、店舗に設置する非接触給電装置２０の規模は、店舗毎の状況に応じて異なっている。そのため、非接触給電装置２０が同時に充電させることができるカート１０の台数は任意に変更可能であることが好ましい。

非接触給電装置２０は、非接触給電装置ユニットを連結することで形成される。非接触給電装置ユニットは、自装置の載置部２４と、自装置とは異なる非接触給電ユニットの載置部２４とを連結する連結部２９１、２９２、２９３、２９４とを備えている。そして、非接触給電装置２０は、連結部２９１、２９２、２９３、２９４を介して非接触給電装置ユニットを連結することで、同時に充電可能なカート１０の台数を任意に増やすことができる。また、連結部２９１、２９２、２９３、２９４は、非接触給電装置ユニットの種別に応じた位置に設けられている。

非接触給電装置ユニットの種別には、トップユニット２０１、増設ユニット２０２、及びエンドユニット２０３がある。図６は、トップユニット２０１の一例を示す上面図である。図７は、増設ユニット２０２の一例を示す上面図である。図８は、エンドユニット２０３の一例を示す上面図である。

図６に示すように、トップユニット２０１は、非接触給電装置２０の先端に配置される非接触給電装置ユニットである。トップユニット２０１は、カート１０の進入方向前方に、載置部２４上面を走行するカート１０を停止させる停止部２８が設けられ、カート１０の進入方向後方に、連結部２９１が設けられている。

ここで、連結部２９１、２９２、２９３、２９４は、自装置の載置部２４と、自装置とは異なる非接触給電ユニットの載置部２４とが接する接触面における凹部又は凸部である。連結部２９１、２９２、２９３、２９４が凹部の場合、連結部２９１、２９２、２９３、２９４は、連結対象の非接触給電ユニットに設けられた連結部２９１、２９２、２９３、２９４を形成する凸部に嵌め込まれることで連結する。または、連結部２９１、２９２、２９３、２９４は、自装置の載置部２４と、自装置とは異なる非接触給電ユニットの載置部２４とが接する接触面に開けられた孔である。この場合、連結部２９１、２９２、２９３、２９４は、孔に金具等が挿入されることで連結する。なお、これら連結方法は一例であって、連結部２９１、２９２、２９３、２９４は、如何なる方法で自装置の載置部２４と、自装置とは異なる非接触給電ユニットの載置部２４とを連結してもよい。

また、トップユニット２０１のカート１０の進入方向後方に設けられた連結部２９１は、増設ユニット２０２の連結部２９２、又はエンドユニット２０３の連結部２９４と連結することできる。よって、トップユニット２０１には、増設ユニット２０２、又はエンドユニット２０３と連結することができる。また、図６に示すトップユニット２０１は、送電部２１が３台設けられている。しかしながら、トップユニット２０１は、３台に限らず、任意の台数の送電部２１を備えていてもよい。

図７に示すように増設ユニット２０２は、非接触給電装置２０の中間に配置される非接触給電装置ユニットである。また、増設ユニット２０２は、非接触給電装置２０に任意の台数連結することができる。すなわち、非接触給電装置２０において、増設ユニット２０２は、連結されていなくてもよいし、１台以上連結されていてもよい。

増設ユニット２０２は、カート１０の進入方向前方、及びカート１０の進入方向後方に、連結部２９２、２９３が設けられている。増設ユニット２０２のカート１０の進入方向前方に設けられた連結部２９２は、トップユニット２０１の連結部２９１及び、自装置とは異なる増設ユニット２０２の連結部２９３と対応している。よって、増設ユニット２０２は、トップユニット２０１及び、増設ユニット２０２と連結することができる。

また、増設ユニット２０２のカート１０の進入方向後方に設けられた連結部２９３は、エンドユニット２０３及び、自装置とは異なる増設ユニット２０２の連結部２９２と対応している。よって、増設ユニット２０２は、エンドユニット２０３及び、増設ユニット２０２と連結することができる。また、図７に示す増設ユニット２０２は、送電部２１が３台設けられている。しかしながら、増設ユニット２０２は、２台に限らず、任意の台数の送電部２１を備えていてもよい。

図８に示すようにエンドユニット２０３は、非接触給電装置２０の終端に配置される非接触給電装置ユニットである。また、エンドユニット２０３は、カート１０の進入方向前方に、連結部２９４が設けられ、カート１０の進入方向後方に、カート１０が進入する進入側からカート１０の進入方向に進むに従い進入方向と直交する方向の幅が狭くなる、カート１０の車輪の走行路の進入部２４４が設けられている。

エンドユニット２０３のカート１０の進入方向前方に設けられた連結部２９４は、トップユニット２０１の連結部２９１及び、増設ユニット２０２の連結部２９２と対応している。よって、エンドユニット２０３は、トップユニット２０１及び、増設ユニット２０２と連結することができる。また、図８に示すエンドユニット２０３は、送電部２１が１台設けられている。しかしながら、エンドユニット２０３は、１台に限らず、任意の台数の送電部２１を備えていてもよい。

このような形態により非接触給電装置２０は、非接触給電装置ユニットを増やすことで、同時に充電可能なカート１０の台数を任意に増やすことが可能になっている。例えば、１０台のカート１０を同時に充電する非接触給電装置２０を形成する場合、１台のトップユニット２０１と、３台のトップユニット２０１と、１台のトップユニット２０１とを連結すればよい。

以上のように、本実施形態に係る非接触給電装置２０が有するトップユニット２０１、増設ユニット２０２、及びエンドユニット２０３等の非接触給電ユニットは、カート１０が載置される載置部２４を備えている。載置部２４には、受電部１１６に非接触給電により送電する送電部２１が設けられている。また、非接触給電ユニットは、自装置の載置部２４と、自装置とは異なる非接触給電ユニットの載置部２４とを連結する連結部２９１、２９２、２９３、２９４を備えている。よって、非接触給電ユニットは、任意な数の非接触給電ユニットを連結することができる。従って、本実施形態に係る非接触給電ユニットは、充電台数を容易に変更することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

また、上記実施形態では、非接触給電装置２０は、カート置場に置かれる場合について説明した。しかしながら、非接触給電装置２０は、カート置場に埋め込んでもよい。カート置場に非接触給電装置２０を埋め込む場合、非接触給電装置２０と、地面との間に段差が無くなるため、非接触給電装置２０は、傾斜面２３を有していなくてもよい。

また、載置部２４の上面が、地面よりも低い位置になるように非接触給電装置２０をカート置場に埋め込んでもよい。この場合、非接触給電装置２０は、地面から載置部２４に下る傾斜面を有していてもよい。このように、非接触給電装置２０は、地面から載置部２４に下る傾斜面を有することにより、操作者が意図的にカート１０を引き出さない限り、載置部２４にカート１０を載置することができる。

また、上記実施形態では、非接触給電装置２０は、中央車輪誘導部２５と、第１側面車輪誘導部２６と、第２側面車輪誘導部２７との凸部で囲うことにより第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３を形成した。しかしながら、第１前輪走行路２４２及び第２前輪走行路２４３は、凹部形状により形成されてもよい。

１非接触給電システム
１０カート
１６商品登録装置
１１１、１１２前輪
１１３、１１４後輪
１１６受電部
２０非接触給電装置
２１送電部
２４載置部
２４２第１前輪走行路
２４３第２前輪走行路
２４４進入部
２５中央車輪誘導部
２６第１側面車輪誘導部
２７第２側面車輪誘導部
２８停止部
２０１トップユニット
２０２増設ユニット
２０３エンドユニット
２９１、２９２、２９３、２９４連結部

特開２０１７－２０４９５１号公報

Claims

トップユニットと、増設ユニットと、エンドユニットとの上面に、受電する受電部を有するカートが複数載置される非接触給電装置であって、
前記トップユニットと前記エンドユニットとの間に配置され、前記カートの進入方向に増設可能な前記増設ユニットは、
前記カートが載置される載置部と、
前記載置部に設けられ、前記受電部に非接触給電により送電する送電部と、
を備える非接触給電装置。
前記トップユニットは、前記載置部の上面を走行する前記カートを停止させる停止部を備える、
請求項１に記載の非接触給電装置。
前記エンドユニットは、前記カートが進入方向に進むに従い当該進入方向と直交する方向の幅が狭くなる進入部が設けられている、
請求項１又は２に記載の非接触給電装置。
前記載置部は、前記載置部に進入する前記カートの走行路に、前記カートの前輪の位置を決める位置決め部を有する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の非接触給電装置。
前記エンドユニットは、前記カートが進入方向に進むに従い高くなる傾斜面を有する、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の非接触給電装置。