特許 7408404 充放電制御装置及びカート型商品登録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-22

(45)【発行日】2024-01-05

(54)【発明の名称】充放電制御装置及びカート型商品登録装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231225BHJP

   G07G 1/00 20060101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 H

H02J7/00 301D

G07G1/00 301C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020003389

(22)【出願日】2020-01-14

(65)【公開番号】P2021112058

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】荻島 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅一

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１０９７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０１５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１４０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０９６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１１－００５３１０２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ５０／００ －５０／９０

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０７Ｇ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力端子及び出力端子を有し、負荷に電力を供給する二次電池と、
給電装置の送電コイルと電磁結合する受電コイルと、
前記受電コイルに接続される入力端子と、前記二次電池の前記入力端子に接続される出力端子と、を有し、前記受電コイルに生じた電圧を整流して前記二次電池に充電電力を供給する受電回路と、
前記二次電池の前記出力端子に接続する入力端子と、前記負荷に接続可能な出力端子と、前記二次電池の前記入力端子と前記受電回路の出力端子との双方に接続する制御端子と、を有するスイッチ回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、前記二次電池の入力端子にアノードが接続された発光ダイオードを有するフォトカプラ又はフォトＭＯＳＦＥＴを有し、前記二次電池に前記充電電力が供給されている間、前記制御端子に印加された電圧により前記二次電池と負荷とを開放し、前記二次電池に前記充電電力が供給されていない間、前記二次電池と前記負荷とを接続する、
充放電制御装置。

【請求項2】

前記スイッチ回路は、前記充電電力が供給されている状態から供給されていない状態に変わったタイミングから、前記二次電池が前記負荷への放電を可能にする動作が完了するまでの所定時間遅延させて、前記二次電池と前記負荷とを接続する請求項１に記載の充放電制御装置。

【請求項3】

前記スイッチ回路は、ノーマリクローズ型の前記フォトカプラを備える請求項１または２に記載の充放電制御装置。

【請求項4】

前記スイッチ回路は、ボディダイオードが互いに逆向きで導通経路が直列接続された少なくとも２つ以上のノーマリクローズ型の前記フォトＭＯＳＦＥＴを備える請求項１または２に記載の充放電制御装置。

【請求項5】

前記スイッチ回路は、前記フォトＭＯＳＦＥＴによって前記二次電池と前記負荷とが接続された場合に導通するバイパス経路を備える請求項４に記載の充放電制御装置。

【請求項6】

商品登録装置と、入力端子及び出力端子を有し、前記商品登録装置に電力を供給する二次電池と、充放電制御回路と、前記商品登録装置、前記二次電池、及び前記充放電制御回路を支持するカート本体と、を具備するカート型商品登録装置であって、
前記充放電制御回路は、
給電装置の送電コイルと電磁結合する受電コイルと、
前記受電コイルに接続される入力端子と、前記二次電池の前記入力端子に接続される出力端子と、を有し、前記受電コイルに生じた電圧を整流して前記二次電池に充電電力を供給する受電回路と、
前記二次電池の前記出力端子に接続する入力端子と、前記商品登録装置に接続可能な出力端子と、前記二次電池の前記入力端子と前記受電回路の出力端子との双方に接続する制御端子と、を有するスイッチ回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、前記二次電池の入力端子にアノードが接続された発光ダイオードを有するフォトカプラ又はフォトＭＯＳＦＥＴを有し、前記二次電池に前記充電電力が供給されている間、前記制御端子に印加された電圧により前記二次電池と前記商品登録装置とを開放し、前記二次電池に前記充電電力が供給されていない間、前記二次電池と前記前記商品登録装置とを接続する、
カート型商品登録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、充放電制御装置及びカート型商品登録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

給電コイルを備える給電装置と、給電コイルと電磁結合する受電コイルを備える受電装置とからなる非接触給電システムが実用化されている。給電装置は、給電コイルに交番電流を流すことにより、給電コイルに磁束の変化を発生させる。受電装置は、給電コイルに生じた磁束の変化により受電コイルに発生した誘導電流によって、二次電池（バッテリー）を充電することができる。また、電力消費を抑えるために、受電装置の有無を検出し、受電装置が検出された場合のみ、給電コイルへの通電を行う給電装置が実用化されている。

【0003】

また、店舗などにおいて、例えば、利用者が購入する商品を登録する商品登録装置（タブレット）と、商品を投入するカゴ（収容部）とを備えるカート型商品登録装置が実用化されている。また、カート型商品登録装置は、商品登録装置に電力を供給する二次電池と、二次電池を充電する受電回路と、を備える。しかしながら、このような構成において、二次電池が、充電完了後に自動的に放電を開始しない構成である場合、負荷である商品登録装置に電力が二次電池から供給されないという課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－５５７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、利便性が高い充放電制御装置及びカート型商品登録装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係る充放電制御装置は、二次電池と、受電コイルと、受電回路と、スイッチ回路とを具備する。二次電池は、入力端子及び出力端子を有し、負荷に電力を供給する。受電コイルは、給電装置の送電コイルと電磁結合する。受電回路は、前記受電コイルに接続される入力端子と、前記二次電池の前記入力端子に接続される出力端子と、を有し、前記受電コイルに生じた電圧を整流して二次電池に充電電力を供給する。スイッチ回路は、前記二次電池の前記出力端子に接続する入力端子と、前記負荷に接続可能な出力端子と、前記二次電池の前記入力端子と前記受電回路の出力端子との双方に接続する制御端子と、を有する。前記スイッチ回路は、前記二次電池の入力端子にアノードが接続された発光ダイオードを有するフォトカプラ又はフォトＭＯＳＦＥＴを有し、前記二次電池に前記充電電力が供給されている間、前記制御端子に印加された電圧により前記二次電池と負荷とを開放し、前記受電装置から前記二次電池に前記充電電力が供給されていない間、前記二次電池と前記負荷とを接続する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る非接触給電システムの構成の例について説明する為の図である。

【図2】図２は、一実施形態に係るカート型商品登録装置の構成例について説明する為の図である。

【図3】図３は、一実施形態に係るカート給電装置の構成例について説明する為の図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る充放電制御装置の構成例について説明する為の図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る充放電制御装置の動作の例について説明する為の図である。

【図6】図６は、第２の実施形態に係る充放電制御装置の構成例について説明する為の図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る非接触給電システム１の構成例について説明する為の説明図である。

【0009】

非接触給電システム１は、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの電磁結合により、給電装置から受電装置に電力を伝送する。給電装置は、給電コイルを備え、受電装置は、給電コイルと電磁結合する受電コイルを備える。図１の例では、非接触給電システム１は、受電装置として、カート型商品登録装置２を備え、給電装置として、カート給電装置３を備える。

【0010】

まず、カート型商品登録装置２の構成例について説明する。
図２は、カート型商品登録装置２の構成例について説明する為の説明図である。
カート型商品登録装置２は、例えば、店舗などにおいて利用者がカゴ（収容部）に投入する商品を登録し、登録情報を会計に用いる装置である。カート型商品登録装置２は、カート本体１１、商品リーダ１２、商品登録装置１３、及び充放電制御装置１４を備える。

【0011】

カート本体１１は、商品リーダ１２、商品登録装置１３、及び充放電制御装置１４を支持する。カート本体１１は、収納カゴ２１、フレーム２２、及び複数のキャスタ２３を備える。

【0012】

収納カゴ２１は、商品を収納する収容部である。収納カゴ２１は、フレーム２２により支持されている。

【0013】

フレーム２２は、収納カゴ２１、商品リーダ１２、商品登録装置１３、及び充放電制御装置１４を支持する部材である。例えば、フレーム２２は、一部はユーザが把持するハンドル２４として構成されている。ハンドル２４は、フレーム２２の収納カゴ２１の手前側に設けられる。

【0014】

複数のキャスタ２３は、カート本体１１の移動を容易にするための部材である。複数のキャスタ２３は、それぞれフレーム２２の下部の四隅に設けられる。複数のキャスタ２３は、それぞれ移動方向に回転する車輪を備える。カート本体１１は、複数のキャスタ２３の車輪が床面上で回転することにより移動する。本実施形態では、ユーザが把持するハンドル２４から収納カゴ２１を押す方向をカート本体１１の前進方向とするものとする。なお、複数のキャスタ２３のうち、カート本体１１の前進方向の前方の１対のキャスタを前輪、カート本体１１の前進方向の後方の１対のキャスタを後輪と称する。

【0015】

商品リーダ１２は、商品の情報を読取る装置である。商品リーダ１２は、カート本体１１のフレーム２２に設けられる。商品リーダ１２は、読取った商品の情報を商品登録装置１３に転送する。商品リーダ１２は、商品に添付されたコード（例えば、バーコード、二次元コード等）を読取、商品の情報を取得するスキャナとして構成される。また、商品リーダ１２は、例えば収納カゴ２１に投入された商品に添付されたＲＦＩＤタグ（無線タグ）等を読み取るＲＦＩＤタグリーダ（無線タグリーダ）として構成されていてもよい。

【0016】

商品登録装置１３は、商品リストを生成する装置である。商品登録装置１３は、カート本体１１のフレーム２２に設けられる。商品登録装置１３は、例えば、商品登録用のプログラムが組み込まれたタブレット端末などの情報端末により構成される。商品登録装置１３は、商品リーダ１２から転送された商品の情報に基づいて、ユーザが収納カゴ２１に投入した商品のリストを表示する。商品登録装置１３は、操作入力に応じて、商品リストの商品の代金の精算を行ってもよい。商品登録装置１３は、例えば、図示されない通信インタフェース、プロセッサ、メモリ、タッチパネル、及び二次電池などを備える。

【0017】

通信インタフェースは、他の機器と通信する為のインタフェースである。商品登録装置１３は、通信インタフェースを介して、商品リーダ１２から商品の情報を取得する。また、通信インタフェースは、生成した商品リストを店舗サーバに送信する。

【0018】

プロセッサは、演算処理を実行する演算素子である。プロセッサは、例えばＣＰＵとして構成される。プロセッサは、メモリに記憶されているプログラムに基づいて種々の処理を行う。

【0019】

メモリは、プログラム及びデータを記憶する記憶装置である。メモリは、例えば、読み出し専用の不揮発性メモリであるＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータを記憶するストレージのいずれか、または複数を備える。

【0020】

タッチパネルは、画面の表示と、操作に基づく操作信号の生成とを行う装置である。タッチパネルは、ディスプレイ及びタッチセンサを備える。ディスプレイは、プロセッサまたは図示されないグラフィックコントローラから供給される表示用のデータ（画面データ）に基づいて画面を表示する。タッチセンサは、ディスプレイに表示された画面上においてユーザがタッチした位置を示す操作信号を生成する。

【0021】

充放電制御装置１４は、商品リーダ１２及び商品登録装置１３に動作用の直流電力を供給する構成である。充放電制御装置１４は、バッテリー収納箱３１、受電装置３２、二次電池３３、及びスイッチ回路３４を備える。

【0022】

バッテリー収納箱３１は、二次電池３３、及びスイッチ回路３４を収容する。バッテリー収納箱３１は、カート本体１１のフレーム２２に取り付けられる。

【0023】

受電装置３２は、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの電磁結合を利用して、カート給電装置３から供給される電力を受電する。即ち、受電装置３２は、電気的に接続されていない非接触状態で、電力を受電する。受電装置３２は、受電した電力によって、二次電池３３に直流電力（充電電力）を供給する。受電装置３２は、カート本体１１のフレーム２２に取り付けられる。受電装置３２は、受電コイル３５及び受電回路３６を備える。

【0024】

受電コイル３５は、磁束の変化によって誘導電力を発生させる素子である。例えば、受電コイル３５は、プリント基板上にコイルパターンとして形成される。また、例えば、受電コイル３５は、絶縁された電線が平面状に巻かれて巻線構造として構成されてもよい。受電コイル３５は、床面と平行に導線が配設されるように、カート本体１１のフレーム２２に取り付けられる。

【0025】

受電コイル３５は、直列、または並列に共振コンデンサが接続されることにより、共振回路（受電共振回路）を構成する。受電コイル３５は、後述する給電コイルに生じる磁束と鎖交することにより誘導電流が生じる。

【0026】

受電回路３６は、受電コイル３５に生じた誘導電流を用いて、二次電池３３の充電電力を供給する回路である。受電回路３６の詳細については後述する。

【0027】

二次電池３３は、例えば、セパレータを介して正極及び負極が積層された電極群を備えるリチウムイオン二次電池として構成される。二次電池３３は、入力端子及び出力端子を備える。

【0028】

二次電池３３の入力端子は、受電装置３２の受電回路３６の出力端子に接続されている。二次電池３３は、所定の電圧の直流電力が入力端子に入力された場合に充電を行う。即ち、二次電池３３は、受電装置３２から供給された充電電力によって充電を行う。二次電池３３の出力端子は、スイッチ回路３４に接続されている。二次電池３３は、出力端子から所定の電圧の直流電力を出力する。

【0029】

なお、二次電池３３は、負荷が出力端子に接続された場合、出力端子から負荷に対して直流電力を出力する。即ち、二次電池３３は、出力端子への負荷の接続をトリガとして、放電を開始する。また、二次電池３３は、入力端子に充電電力が供給された場合、放電を終了する。即ち、二次電池３３は、充電が開始された場合に放電を終了する。またさらに、二次電池３３は、充電が終了しても、放電を再開しないように構成されているものとして説明する。

【0030】

スイッチ回路３４は、二次電池３３と負荷である商品リーダ１２及び商品登録装置１３との接続を切り替える回路である。スイッチ回路３４は、受電装置３２からの充電電力の出力の状態に応じて、二次電池３３と負荷との接続を切り替える。なお、スイッチ回路３４の詳細な構成及び動作については後述する。

【0031】

次に、カート給電装置３の構成の例について説明する。
図３は、カート給電装置３の構成例について説明する為の説明図である。
カート給電装置３は、カート型商品登録装置２に対して電力をワイヤレスで供給する。カート給電装置３は、給電ベース４１、ガイド溝４２、ストッパ４３、給電面４４、給電コイル４５、及び給電回路４６を備える。なお、カート給電装置３は、例えば、給電コイル４５、及び給電回路４６を複数備えていてもよい。図３の例では、カート給電装置３は、例えば、給電コイル４５、及び給電回路４６の組合せを４つ備えている。なお、複数の給電コイル４５、及び給電回路４６は、それぞれ同様の構成である為、１つを代表して説明する。

【0032】

給電ベース４１は、ガイド溝４２、ストッパ４３、給電面４４、及び給電コイル４５などが設けられる筐体である。給電ベース４１は、床面に設置される。

【0033】

ガイド溝４２は、カート型商品登録装置２の給電ベース４１への進入方向を誘導する。ガイド溝４２は、例えば、カート型商品登録装置２のキャスタ２３の車輪を誘導する溝として構成される。図２の例では、ガイド溝４２は、カート型商品登録装置２の前輪を誘導する１対の溝として構成されている。

【0034】

ストッパ４３は、カート型商品登録装置２の停止位置を誘導する。ストッパ４３は、ガイド溝４２に沿って進入してきたカート型商品登録装置２の前輪に当接する部材として構成される。ストッパ４３は、カート型商品登録装置２の前輪に当接することにより、カート型商品登録装置２を停止させる。

【0035】

給電面４４は、給電コイル４５が設けられる面である。給電面４４は、例えば、ガイド溝４２の１対の溝の間に、床面と平行に構成される。なお、給電面４４が設けられる位置は、カート型商品登録装置２の受電コイルの位置に応じて適宜変更されてもよい。

【0036】

給電コイル４５は、流れる交番電流に応じて磁束を変化させる素子である。例えば、給電コイル４５は、プリント基板上にコイルパターンとして形成される。また、例えば、給電コイル４５は、絶縁された電線が平面状に巻かれて巻線構造として構成されてもよい。給電コイル４５は、給電面４４と平行に導線が配設されるように、給電面４４に埋め込まれる。給電コイル４５は、受電コイル３５と対向した場合に、給電コイル４５に生じる磁束が受電コイル３５と鎖交するように配置される。給電コイル４５は、受電コイル３５よりも大きいサイズで構成される。また、給電コイル４５は、磁性体の上部に設けられていてもよい。

【0037】

給電コイル４５は、直列、または並列に共振コンデンサが接続されることにより、共振回路（給電共振回路）を構成する。給電コイル４５に交番電流が流れた場合、給電コイル４５に発生した磁束が受電コイル３５に鎖交し誘導電流が生じる。即ち、給電コイル４５は、磁界共振方式によって、受電コイルに電力を伝送する。なお、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、給電共振回路の自己共振周波数は、受電共振回路の自己共振周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成される。これにより、給電コイルと受電コイルとが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。

【0038】

なお、複数の給電コイル４５のうちの少なくとも１つは、カート型商品登録装置２の前輪がストッパ４３に当接している状態で、カート型商品登録装置２の受電コイル３５と対向する位置に設けられている。また、他の給電コイル４５は、複数のカート型商品登録装置２が入れ子状に重ねられて収納された場合に、各カート型商品登録装置２の受電コイル３５と対向する位置に設けられている。

【0039】

給電回路４６は、給電コイル４５への電流の供給を制御する。

【0040】

次に、カート給電装置３及び充放電制御装置１４の回路について詳細に説明する。
図４は、カート給電装置３及び充放電制御装置１４の回路の構成例について説明する為の説明図である。

【0041】

まず、カート給電装置３について説明する。カート給電装置３の給電コイル４５は、共振コンデンサＣ１と直列に接続されることにより、給電共振回路５１を構成している。給電回路４６は、給電共振回路５１毎に設けられる。

【0042】

給電回路４６は、商用電源ＡＣからＡＣアダプタ５２などの直流電源を用いて、給電コイル４５を動作させる。なお、カート給電装置３の筐体内に、商用電源ＡＣからの交流電力を直流電力に変換する電力変換回路が設けられていてもよい。また、給電回路４６は、図示されない半導体スイッチ及び制御回路を備える。

【0043】

半導体スイッチは、制御回路によりオンオフされるスイッチ素子である。半導体スイッチは、例えばシリコン半導体やＳｉＣ、ＧａＮ、酸化ガリウム、またはダイヤモンドなどのワイドバンドギャップ半導体により構成されたＦＥＴである。半導体スイッチは、ドレイン端子、ゲート端子、及びソース端子を備える。半導体スイッチは、共振回路５１の共振コンデンサＣ１を介して給電コイル４５に接続されている。

【0044】

半導体スイッチのゲート端子には、制御回路から駆動信号が入力される。駆動信号は、例えばパルス信号として構成される。半導体スイッチは、駆動信号に応じて、ドレイン端子とソース端子とを導通させる状態と、導通させない状態とを切り替える。

【0045】

制御回路は、駆動信号を生成し、半導体スイッチのゲート端子に駆動信号を出力することにより、半導体スイッチのオンオフを制御（スイッチング制御）する。

【0046】

半導体スイッチのスイッチング制御により、共振コンデンサＣ１を介して、給電コイル４５に交番電流が流れる。この結果、給電コイル４５に生じる磁束が周期的に変化する。

【0047】

次に、充放電制御装置１４について説明する。
受電装置３２の受電コイル３５は、共振コンデンサＣ２と直列に接続されることにより、受電共振回路５３を構成している。受電コイル３５は、共振コンデンサＣ２を介して、受電回路３６の入力端子に接続されている。

【0048】

受電回路３６は、整流平滑回路及び電圧変換回路を備える。
整流平滑回路は、受電回路３６の入力側回路を構成する。整流平滑回路は、受電コイル３５から流れる誘導電流を整流し、平滑し、出力する。整流平滑回路は、受電コイル３５に直列に接続されたダイオードまたは複数のダイオードにより構成された整流ブリッジと平滑コンデンサと、を備える。整流平滑回路は、平滑コンデンサの両端子間の電圧を出力する。

【0049】

電圧変換回路は、整流平滑回路の出力電圧を負荷に応じた電圧の直流電力に変換し、出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。電圧変換回路は、整流平滑回路の平滑コンデンサの両端子に接続されている。例えば、電圧変換回路は、整流平滑回路の平滑コンデンサの両端子間の電圧を、二次電池３３の仕様に応じた電圧に変換し、二次電池３３の充電に用いられる充電電力を二次電池３３に出力する。なお、整流平滑回路の出力電圧が二次電池３３の仕様に対応している場合、電圧変換回路は省略されてもよい。

【0050】

上記した構成によると、カート給電装置３の給電コイル４５によって、カート型商品登録装置２の受電装置３２の受電コイル３５に鎖交する磁束が変化し、受電コイル３５に誘導電流が生じる。受電装置３２は、誘導電流を整流及び平滑し、二次電池３３の定格電圧に応じた電圧変換を行うことにより、二次電池３３に充電電力を供給する。これにより、受電装置３２は、非接触で伝送された電力を用いて二次電池３３を充電するワイヤレス充電を行うことができる。

【0051】

（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態に係るスイッチ回路３４について説明する。
上記したように、スイッチ回路３４は、受電装置３２からの充電電力の出力の状態に応じて、二次電池３３と負荷である商品登録装置１３または商品リーダ１２などとの接続を切り替える。ここで商品リーダ１２は、商品登録装置１３と並列に接続されていてもよいし、商品登録装置１３から出力される電力で駆動されるものでもよい。

【0052】

スイッチ回路３４は、切替回路６１及びＲＣ遅延回路６２を備える。また、スイッチ回路３４は、入力端子、出力端子、及び制御端子を備える。

【0053】

スイッチ回路３４の入力端子は、二次電池３３の出力端子に接続されている。

【0054】

スイッチ回路３４の出力端子は、負荷である商品登録装置１３または商品リーダ１２などと接続されている。

【0055】

スイッチ回路３４の制御端子は、二次電池３３の入力端子、即ち、受電装置３２の出力端子に接続されている。例えば、スイッチ回路３４の制御端子は、高抵抗を介して受電装置３２の出力回路に接続されている。

【0056】

切替回路６１は、抵抗Ｒ及びフォトカプラ７１を備える。ここで抵抗Ｒは、半導体リレーデバイス（フォトカプラ７１）の動作抵抗である。

【0057】

フォトカプラ７１は、ノーマルクローズ型の半導体リレーデバイスである。フォトカプラ７１のエミッタ端子は、二次電池３３の出力端子に接続されている。フォトカプラ７１のコレクタ端子は、負荷である商品登録装置１３または商品リーダ１２などと接続されている。即ち、フォトカプラ７１のトランジスタは、スイッチ回路３４の入力端子と出力端子とを構成している。

【0058】

また、フォトカプラ７１のアノード端子は、ＲＣ遅延回路６２を介してスイッチ回路３４の制御端子に接続されている。フォトカプラ７１のカソード端子は、接地されている。

【0059】

即ち、フォトカプラ７１は、スイッチ回路３４の制御端子に電圧が印加され、ＲＣ遅延回路６２を介して発光ダイオードに電流が流れると、コレクタ－エミッタ間がオフ（非導通状態）になり、発光ダイオードに電流が流れていない間、コレクタ－エミッタ間がオン（導通状態）になる。

【0060】

ＲＣ遅延回路６２は、抵抗とコンデンサとにより構成される回路である。ＲＣ遅延回路６２は、信号の立ち上がり及び立ち下がりを、抵抗値とコンデンサの容量とから決まるＲＣ時定数に応じた時間だけ遅延させる。ＲＣ遅延回路６２は、上記したように、スイッチ回路３４の制御端子とフォトカプラ７１のアノード端子との間に接続されている。即ち、ＲＣ遅延回路６２は、受電装置３２の出力端子電圧の立ち上がり及び立ち下がりをＲＣ時定数に応じた時間だけ遅延させ、フォトカプラ７１のアノードに入力する。

【0061】

次に、上記の構成におけるスイッチ回路３４の動作について説明する。
図５は、二次電池３３を充電から放電に切り替える際のスイッチ回路３４の各部における電圧について、すなわち二次電池３３の充放電状態を説明する為の説明図である。
図５の第１のグラフ８１は、スイッチ回路３４の制御端子の電圧（以下制御信号と称する）を示す。図５の第２のグラフ８２は、スイッチ回路３４の入力端子の電圧を示す。図５の第３のグラフ８３は、スイッチ回路３４の出力端子の電圧を示す。

【0062】

図５の例では、タイミングｔ０では、受電装置３２から二次電池３３に充電電力が供給されている。この場合、スイッチ回路３４の制御端子に入力される制御信号は、受電装置３２から出力される充電電力（電圧）に応じて、Ｈレベルに引き上げられる。即ち、スイッチ回路３４の制御端子には、所定の電圧が印加されている状態になっており、フォトカプラ７１の発光ダイオードに電流が流れる。この結果、フォトカプラ７１のコレクタ－エミッタ間がオフになる。即ち、スイッチ回路３４は、受電装置３２から二次電池３３に充電電力が供給されている間、二次電池３３と負荷とを開放する。

【0063】

次に、タイミングｔ１で、受電装置３２から二次電池３３への充電電力の供給が終了したとする。例えば、カート型商品登録装置２が移動され、カート給電装置３からの電力を受け取れない状態になった場合、充電電力の供給が終了する。この場合、スイッチ回路３４の制御端子に入力される制御信号は、受電装置３２から二次電池３３に充電電力が供給されない状態になる為、ＨレベルからＬレベルになる。

【0064】

スイッチ回路３４の制御端子に入力される制御信号がＨレベルからＬレベルになると、ＲＣ遅延回路６２のＲＣ時定数に応じた時間が経過した後、フォトカプラ７１の発光ダイオードが消灯する。フォトカプラ７１の発光ダイオードが消灯するタイミングを、タイミングｔ２とする。即ち、タイミングｔ１とタイミングｔ２との間隔は、ＲＣ遅延回路６２のＲＣ時定数に応じた時間である。

【0065】

タイミングｔ２で、フォトカプラ７１のコレクタ－エミッタ間がオンになる。即ち、スイッチ回路３４の入力端子と出力端子とが導通する。この結果、二次電池３３と商品登録装置１３または商品リーダ１２などの負荷とが接続され、二次電池３３から負荷への放電が開始される。即ち、スイッチ回路３４は、受電装置３２から二次電池３３への充電電力の供給が終了し、ＲＣ時定数に応じた時間の経過後に二次電池３３と負荷とを接続し、二次電池３３から負荷への放電を開始させる。

【0066】

上記したように、カート型商品登録装置２の充放電制御装置１４は、二次電池３３と、受電装置３２と、スイッチ回路３４とを備える。スイッチ回路３４は、受電装置３２から二次電池３３に対して充電電力が供給されている場合、二次電池３３と負荷とを開放する。また、スイッチ回路３４は、受電装置３２から二次電池３３への充電電力の供給が終了した場合、二次電池３３と負荷とを接続する。これにより、二次電池３３が、充電完了後に自動的に放電を開始しない構成であっても、二次電池３３の出力端子の状態が切り替わることで、スイッチ回路３４は、充電完了後に出力端子に負荷が接続された場合と同様の状態を構成する。この結果、スイッチ回路３４は、二次電池３３の充電が完了した場合に、二次電池３３から負荷である商品登録装置１３に放電を開始させることができる。

【0067】

また、スイッチ回路３４は、充電が完了してから、二次電池３３に負荷を接続するまでのタイミングを、ＲＣ遅延回路６２により遅らせることができる。即ち、スイッチ回路３４は、充電電力が供給されている状態から供給されていない状態に変わったタイミングｔ１から、ＲＣ遅延回路６２のＲＣ時定数に応じた時間遅延させて、二次電池３３と負荷とを接続する。これにより、スイッチ回路３４は、二次電池３３の制御回路に依存する動作（例えば、二次電池３３の内部キャパシタの放電）が完了するまで、二次電池３３からの放電が開始されないように制御することができる。この結果、二次電池３３の動作と切り離すことができるため、安全性を向上させることができる。

【0068】

なお、上記の実施形態では、スイッチ回路３４は、制御端子に印加される電圧に応じて入力端子と出力端子とを導通させるフォトカプラ７１を備えると説明したが、この構成に限定されない。スイッチ回路３４は、半導体リレーデバイスではなく、メカニカルリレーなどにより同様の動作をするように構成されていてもよい。

【0069】

（第２実施形態）
次に、第２の実施形態に係るカート型商品登録装置２について説明する。第２の実施形態のカート型商品登録装置２は、半導体リレーデバイスとしてフォトＭＯＳＦＥＴがフォトカプラ７１の代わりに用いられたスイッチ回路３４Ａを有する充放電制御装置１４Ａを備える点が第１の実施形態と異なる。なお、第１の実施形態と同様の構成には、同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0070】

図６は、第２の実施形態に係る充放電制御装置１４Ａの構成例について説明する為の説明図である。充放電制御装置１４Ａは、バッテリー収納箱３１、受電装置３２、二次電池３３、及びスイッチ回路３４Ａを備える。

【0071】

スイッチ回路３４Ａは、二次電池３３と負荷である商品リーダ１２及び商品登録装置１３との接続を切り替える回路である。スイッチ回路３４Ａは、受電装置３２からの充電電力の出力の状態に応じて、二次電池３３と負荷との接続を切り替える。

【0072】

スイッチ回路３４Ａは、切替回路６１Ａ、ＲＣ遅延回路６２、及び損失抑制回路９１を備える。また、スイッチ回路３４Ａは、入力端子、出力端子、及び制御端子を備える。

【0073】

スイッチ回路３４Ａの入力端子は、二次電池３３の出力端子に接続されている。

【0074】

スイッチ回路３４Ａの出力端子は、負荷である商品登録装置１３または商品リーダ１２などと接続されている。

【0075】

スイッチ回路３４Ａの制御端子は、二次電池３３の入力端子、即ち、受電装置３２の出力端子に接続されている。例えば、スイッチ回路３４Ａの制御端子は、高抵抗を介して受電装置３２の出力端子に接続されている。

【0076】

切替回路６１Ａは、抵抗Ｒ、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２、第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３を備える。ここで抵抗Ｒは、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３の動作抵抗（オン抵抗損失）として構成される。

【0077】

第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３は、ノーマルクローズ型の半導体リレーデバイスである。

【0078】

第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のソース端子は、二次電池３３の出力端子に接続されている。即ち、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のソース端子は、スイッチ回路３４Ａの入力端子として構成されている。

【0079】

第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のドレイン端子は、第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のドレイン端子に接続されている。即ち、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３は、互いにボディダイオードが逆向きになるように直列に接続されている。

【0080】

第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のソース端子は、負荷である商品登録装置１３または商品リーダ１２などと接続されている。即ち、第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のソース端子は、スイッチ回路３４Ａの出力端子として構成されている。

【0081】

また、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のアノード端子は、ＲＣ遅延回路６２を介してスイッチ回路３４Ａの制御端子に接続されている。

【0082】

第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のカソード端子は、第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のアノード端子と接続されている。

【0083】

第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のカソード端子は、接地されている。

【0084】

即ち、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３は、スイッチ回路３４Ａの制御端子に電圧が印加され、発光ダイオードに電流が流れると、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のソース－ドレイン間及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のドレイン－ソース間がオフ（非導通状態）になる。また、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３は、発光ダイオードに電流が流れていない間、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２のソース－ドレイン間及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３のドレイン－ソース間がオン（導通状態）になる。

【0085】

二次電池３３の中には、充電中に出力端子電圧が負の値になるものがある。例えば、二次電池３３の出力端子電圧が負の値になり、且つスイッチ回路３４Ａ内のフォトＭＯＳＦＥＴが１つである場合、フォトＭＯＳＦＥＴのボディダイオードを負荷から二次電池３３の向きで通る電流（逆向き電流）が生じる。しかしながら、スイッチ回路３４Ａは、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３が互いにボディダイオードが逆向きになるように直列に接続されている。これにより、スイッチ回路３４Ａは、逆向き電流が生じることを防ぐことができる。

【0086】

なお、上記のように、ノーマルクローズ型デバイスを直列接続した場合、動作損失が大きく成る可能性がある。そこで、スイッチ回路３４Ａは、切替回路６１Ａと並列に接続され、バイパス経路を構成する損失抑制回路９１を備える。

【0087】

損失抑制回路９１は、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４及び第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５を備える。

【0088】

第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４及び第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５は、ノーマルオープン型の半導体リレーデバイスである。第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４及び第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５は、第１のフォトＭＯＳＦＥＴ９２及び第２のフォトＭＯＳＦＥＴ９３に比べて動作抵抗が小さい。

【0089】

第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４のドレイン端子は、二次電池３３の出力端子に接続されている。

【0090】

第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４のソース端子は、第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５のソース端子に接続されている。即ち、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４及び第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５は、互いにボディダイオードが逆向きになるように直列に接続されている。

【0091】

第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５のドレイン端子は、負荷である商品登録装置１３または商品リーダ１２などと接続されている。即ち、第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５のドレイン端子は、スイッチ回路３４Ａの出力端子として構成されている。

【0092】

また、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４のアノード端子は、二次電池３３の出力端子に接続されている。

【0093】

第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４のカソード端子は、第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５のアノード端子と接続されている。

【0094】

第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５のカソード端子は、接地されている。

【0095】

上記の構成において、切替回路６１Ａによって二次電池３３と負荷とが接続されると、二次電池３３からスイッチ回路３４Ａに流れる電流が生じる。二次電池３３からスイッチ回路３４Ａに流れると、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４及び第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５の発光ダイオードにも電流が流れる。これにより、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４のドレイン－ソース間及び第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５のソース－ドレイン間がオンされ、切替回路６１Ａと並列であり、且つ動作抵抗の小さいバイパス経路が形成される。この結果、スイッチ回路３４Ａは、損失を抑制し、二次電池３３に充電されている電力を有効利用することができる。

【0096】

なお、二次電池３３の出力端子の充放電中の制御状態（電圧）に応じて、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４を使わない構成にすることも可能である。即ち、損失抑制回路９１は、第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４が省略され、第４のフォトＭＯＳＦＥＴ９５を備える構成であってもよい。損失抑制回路９１から第３のフォトＭＯＳＦＥＴ９４が省略された場合、更に損失を抑制する効果が高まる。

【0097】

上記の実施形態では、カート型商品登録装置２のカート本体１１に商品登録装置１３が設置されていると説明したが、この構成に限定されない。カート型商品登録装置２の商品登録装置１３は、ユーザの所持する情報端末（例えばスマートフォン、タブレット端末、ディジタルカメラなど）に置き換えられてもよい。即ち、カート型商品登録装置２の充放電制御装置１４は、ユーザの所持する情報端末に電力を供給する構成であってもよい。

【0098】

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

【0099】

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。

【符号の説明】

【0100】

１…非接触給電システム、２…カート型商品登録装置、３…カート給電装置、１１…カート本体、１２…商品リーダ、１３…商品登録装置、１４…充放電制御装置、１４Ａ…充放電制御装置、２１…収納カゴ、２２…フレーム、２３…キャスタ、２４…ハンドル、３１…バッテリー収納箱、３２…受電装置、３３…二次電池、３４…スイッチ回路、３４Ａ…スイッチ回路、３５…受電コイル、３６…受電回路、４１…給電ベース、４２…ガイド溝、４３…ストッパ、４４…給電面、４５…給電コイル、４６…給電回路、５１…給電共振回路、５２…ＡＣアダプタ、５３…受電共振回路、６１…切替回路、６１Ａ…切替回路、６２…ＲＣ遅延回路、７１…フォトカプラ、９１…損失抑制回路、Ｃ１…共振コンデンサ、Ｃ２…共振コンデンサ、９２…第１のフォトＭＯＳＦＥＴ、９３…第２のフォトＭＯＳＦＥＴ、９４…第３のフォトＭＯＳＦＥＴ、９５…第４のフォトＭＯＳＦＥＴ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】