JP2017200331A - 手動カート - Google Patents

Abstract

【課題】発電機を有しながらも組立が簡便で、且つ、操作性の高い手動カートを提供すること。【解決手段】手動カート（１０Ｃ）は、車体（１１）に設けられた軸（２１）と、この軸（２１）に回転可能に取り付けられた車輪（３０）と、この車輪（３０）に設けられ車輪（３０）が回転することにより発電する発電機（４０）と、を備えている。発電機（４０）は、車輪（３０）の側面に沿って設けられ車輪（３０）と共に回転する第１のプレート（４１）と、この第１のプレート（４１）に保持された永久磁石（４３）と、この永久磁石（４３）に対向して設けられ第１のプレート（４１）と共に回転可能な金属板（４５）と、軸（２１）に設けられたコイルホルダ（４７）と、このコイルホルダ（４７）によって保持されたコイル（４８）と、を有している。コイル（４８）は、永久磁石（４３）と金属板（４５）との間に位置している。【選択図】図１３

Description

本発明は、車輪が回転することにより発電する発電機を備えた手動カートに関する。

買い物の際に、買い物かごを載せて押すことのできるカートが知られている。このようなカートとして、車輪に発電機が設けられたカートが知られている。発電機は、車輪が回転することにより発電を行う。このような手動カートに関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

図１５を参照する。図１５は、特許文献１の図２を再掲した図である。符号は、適宜振り直した。

手動カート１００は、車体１０１に設けられた軸１０２と、この軸１０２に回転可能に取り付けられた車輪１０３と、この車輪１０３に設けられ車輪１０３が回転することにより発電する発電機１１０と、を備えている。

発電機１１０は、車輪１０３に固定され車輪１０３と共に回転する永久磁石１１１と、車体１０１に固定され回転不能なコイル１１２と、を有している。コイル１１２、及び、永久磁石１１１は、軸１０２を中心として同心円状に配置されている。永久磁石１１１は、コイル１１２の外周においてコイル１１２に対向して設けられていると共に、プッシュナット１１３によって車輪１０３に向かって押しつけられている。発電機１１０は、自転車の車輪に設けられるハブダイナモと同じ構成が採用されている。

ところで、自転車の車輪の直径は、ハブダイナモの直径に対して、少なくとも数倍以上大きい。このため、車輪が回転する力に対して、ハブダイナモが車輪の回転に抗しようとする力は、極めて小さい。

しかし、特許文献１に開示されたハブダイナモと同じ構造の発電機１１０は、発電機１１０よりも直径が僅かに大きい車輪１０３に用いられている。このような場合には、車輪１０３が回転する力に対して発電機１１０の抵抗が大きく影響する。これにより、手動カート１００の操作性が悪化する。特に、始動性が悪化し、押し出す際に弱い力で動き出すことが求められる手動カートにおいては好ましくない。

また、特許文献１に開示された発電機を備えた車輪は、ステータ支持部材６と取付部８とを介して車体１０１に固定されている。このような構造では、車輪の一部を車体１０１に組み付ける必要がある。即ち、車輪の組み立てに車体１０１が必要となる。このため、車体１０１に発電機を取り付けるのに手間がかかる。

特許第４９７７６９０号公報

本発明は、発電機を有しながらも組み立てが簡便で、且つ、操作性の高い手動カートの提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、車体に設けられた軸と、この軸に回転可能に取り付けられた車輪と、この車輪に設けられ前記車輪が回転することにより発電する発電機と、を備えた手動カートにおいて、
前記発電機は、前記車輪の側面に沿って設けられ前記車輪と共に回転する第１のプレートと、この第１のプレートに保持された永久磁石と、この永久磁石に対向して設けられ前記第１のプレートと共に回転可能な金属板と、前記軸に設けられたコイルホルダと、このコイルホルダによって保持されたコイルと、を有し、
前記金属板は、磁性を有する金属によって構成され、
前記コイルは、前記永久磁石と前記金属板との間に位置していることを特徴とする手動カートが提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記金属板を保持すると共に前記第１のプレートに対向して設けられた第２のプレートをさらに有し、
前記金属板は、前記第２のプレートによって保持されている。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記金属板は、前記第１のプレートに保持されている。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記コイルホルダは、前記コイルを保持するコイル保持部を有し、
前記第１のプレート、又は、前記金属板のいずれかには、前記コイル保持部の形状に沿って欠肉状に形成された欠肉部を有している。

請求項１に係る発明では、軸が延びている方向に沿って永久磁石、及び、金属板が設けられ、これらの間にコイルが配置されている。本発明の構成では、コイルを貫く磁束を変化させるための負荷が発生しない。このため、手動カートの操作荷重の増加をほとんど感じない。即ち、発電機を有しながらも操作性の高い手動カートを提供できる。また、車輪を組み立てる際に、車体を必要としない。このため、車輪のみを組み立てた上で、車体に車輪を取り付けることができる。このため、組立作業が簡便である。

さらに、永久磁石、コイル、及び、金属板は、軸に沿って配置されている。軸の同心円状にこれらを配置した場合に比べ、車輪の周方向に発電機をコンパクトにすることができる。このため、より小さな車輪であっても発電機を取り付けることができる。設計の自由度を高めることができる。

さらに、永久磁石は、第１のプレートによってのみ保持している。発電機を構成する部品点数を少なくすることができ、組み立てやすく、低コスト化できる。また、磁性を有する金属板をカバー部材側に配置した場合には、永久磁石をより車輪の内側に配置することができる。

請求項２に係る発明では、金属板は、第２のプレートによって保持されている。例えば、第１のプレートに第２のプレートを取り付けた場合、容易に永久磁石と金属板とを対向させて配置することができる。さらに組立作業を簡便にすることができる。

請求項３に係る発明では、金属板は、第１のプレートに保持されている。金属板を第１のプレートに直接的に固定することにより、さらに部品点数を削減することができる。

請求項４に係る発明では、第１のプレート、又は、前記金属板のいずれかには、コイル保持部の形状に沿って欠肉状に形成された欠肉部を有している。この欠肉部から永久磁石、及び、金属板の間にコイルを臨ませることができる。発電機の組み立てが容易であり、そのため、発電機を小型にしても容易に製造することができる。

本発明の前提となる参考例１による手動カートの斜視図である。 図１に示された車輪の縦断面図である。 図２に示された車輪及び発電機の分解斜視図である。 図３に示された発電機の組み立て方法について説明する図である。 図３に示された発電機の作用について説明する図である。 本発明の前提となる参考例２による手動カートの斜視図である。 図６に示された車輪の縦断面図である。 図７に示された車輪及び発電機の分解斜視図である。 図７に示された信号送信機の模式図である。 図９に示された信号送信機の作用について説明するフロー図である。 本発明の実施例による手動カートに用いられる車輪の縦断面図である。 図１１に示された車輪及び発電機の分解斜視図である。 変更例による手動カートに用いられる車輪の縦断面図である。 図１３に示された車輪及び発電機の分解斜視図である。 従来の技術の基本構成について説明する図である。

本発明の実施の形態の前提となる技術について添付図に基づいて以下に説明する。

本発明者らは、発電機を有しながらも組立が簡便で、且つ、操作性の高い手動カートの提供を行うべく鋭意研究を重ねた。結果、このような手動カートを少ない部品によって構成することができるようになった。

以下、本発明の前提である操作性の高い手動カートについて、参考例１及び参考例２に基づいて説明する。その後に、このような手動カートを少ない部品点数によって実現した実施例、及び、変更例について説明する。実施例、及び、変更例による発明の基本的な構成は、参考例による発明と共通している。このため、参考例と共通している部分については、図面の符号を流用し、詳細な説明は省略する。
＜参考例１＞

図１を参照する。図１には、参考例１による手動カート１０が示されている。手動カート１０は、例えば買い物において用いられる。手動カート１０は、金属パイプによって構成された車体１１に、車輪支持部材１２を介して車輪３０が取り付けられてなる。

車体１１の下部及び上部は、荷物を載置することのできる下部載置部１４及び上部載置部１５とされている。車体１１の後上部に、操作者が把持する把持部１７が設けられている。操作者は、把持部１７を持って車体１１を押すことにより、任意の方向に手動カート１０を移動させることができる。

車輪３０には、車輪３０が回転することにより発電を行う発電機が内蔵されている。発電機によって発電された電気によって、例えば、車体１１に設けられた灯体１８を光らせることができる。

図２を参照する。車輪支持部材１２は、車輪３０の上方を覆い、断面視において下方に開口する略Ｕ字状を呈する。車輪支持部材１２の左右の側面部にはボルト挿通孔１２ａ，１２ａが設けられている。ボルト挿通孔１２ａ，１２ａにはボルト２１が通され、ボルト２１の先端にはナット２２が取り付けられている。

車輪３０は、ボルト２１によって支持され、このボルト２１を中心に回転する。即ち、ボルト２１は、車輪３０の回転中心である車軸ということもできる。

車輪３０は、ボルト２１が挿通されたハブ部３１と、このハブ部３１の外周に一体的に形成された円盤状のディスク部３２と、このディスク部３２の外周に一体的に設けられたリム部３３と、からなる。ハブ部３１には、軸受３４が設けられている。ハブ部３１、軸受３４、及び、ディスク部３２は、それぞれ車輪３０の側方に配置されたカバー部材３５，３６によって覆われている。

これらの、車輪３０の側面と、カバー部材３５とによって囲われた領域に発電機４０が収納されている。

図３を併せて参照する。発電機４０は、車輪３０の側面に沿って設けられ車輪３０と共に回転する第１のプレート４１と、この第１のプレート４１によって保持された第１の金属板４２と、これらの第１の金属板４２にそれぞれ固定された第１の永久磁石４３（永久磁石４３）と、車輪３０の側面に対向して設けられ第１のプレート４１と共に回転する第２のプレート４４と、この第２のプレート４４によって保持された第２の金属板４５（金属板４５）と、これらの第２の金属板４５にそれぞれ固定された第２の永久磁石４６と、ボルト２１に設けられたコイルホルダ４７と、このコイルホルダ４７によって保持され第１のプレート４１及び第２のプレート４４の間に位置するコイル４８と、を有している。コイルホルダ４７には、制御基板４９が固定されている。

第１のプレート４１は、中央に円形の穴が開いたドーナツ形状の板材である。第１のプレート４１の素材は、例えば、樹脂からなる。第１のプレート４１の中央の穴の縁に沿って、第２のプレート４４に向かって突出する突出部４１ａが設けられている。第１のプレート４１は、第１の永久磁石４３を嵌め込むための磁石嵌め込み穴４１ｂを有している。

これらの磁石嵌め込み穴４１ｂは、車輪側に設けられた金属製の第１の金属板４２，４２によって、一端が塞がれている。第１の金属板４２は、第１のプレート４１に接着されている。第１の永久磁石４３は、第１の金属板４２，４２に、第１の永久磁石４３の磁力により吸着している。即ち、第１の金属板４２，４２は、磁性を有する。第１の金属板４２，４２は、軟鉄板で構成されている。

突出部４１ａは、先端に第２のプレート４４に向かって突出する位置決めピン４１ｃが設けられている。突出部４１ａの先端に第２のプレート４４は、載せられる。即ち、突出部４１ａは、第１のプレート４１と、第２のプレート４４との間に所定の隙間を確保するスペーサということができる。突出部４１ａ、即ち、スペーサは、第１のプレート４１に一体的に形成されている。なお、スペーサは、第２のプレート４４に一体的に形成されていてもよい。

第１の永久磁石４３は、丸型の永久磁石が採用されている。複数の第１の永久磁石４３は、それぞれがボルト２１から同じ距離の位置に円弧状に並べて配置されている。第１の永久磁石４３は、第２の永久磁石４６から見て、正極（Ｎ極）と負極（Ｓ極）とが交互に並ぶよう、配置されている。

第２のプレート４４は、中央に円形の穴が開いたドーナツ形状の板材をベースとし、長円形状に切り欠いた欠肉部４４ａ，４４ａが中心を挟んで２カ所に設けられている。欠肉部４４ａ，４４ａは、第２のプレート４４の周縁に形成され、略Ｃ字状を呈している。第２のプレート４４の素材は、例えば、樹脂からなる。第２のプレート４４は、第２の永久磁石４６を嵌め込むための磁石嵌め込み穴４４ｂを有している。

これらの磁石嵌め込み穴４４ｂは、カバー部材３５側に設けられた金属製の第２の金属板４５によって、一端が塞がれている。第２の金属板４５は、第２のプレート４４に接着されている。第２の永久磁石４６は、第２の金属板４５に、第２の永久磁石４６の磁力により吸着している。即ち、第２の金属板４５，４５は、磁性を有する。第２の金属板４５，４５は、軟鉄板で構成されている。第２のプレート４４は、位置決めピン４１ｃが差し込まれる位置決め穴４４ｃ，４４ｃを有している。

第２の永久磁石４６は、丸型の永久磁石が採用されている。複数の第２の永久磁石４６は、それぞれがボルト２１から同じ距離の位置に円弧状に並べて配置されている。第２の永久磁石４６は、第１の永久磁石４３から見て、正極（Ｎ極）と負極（Ｓ極）とが交互に並ぶよう、配置されている。

第２の永久磁石４６は、それぞれ、第１の永久磁石４３に対向して配置されている。それぞれ対向して配置された第１の永久磁石４３、及び、第２の永久磁石４６は、一方が正極であると、他方は負極となるごとく、異なる極が対向して配置されている。

なお、位置決めピン４１ｃと、位置決め穴４４ｃ，４４ｃとは、これらが逆であってもよい。即ち、第１のプレート４１に位置決め穴が設けられ、第２のプレートに位置決めピンが設けられていてもよい。つまり、第１のプレート４１に対して、第２のプレート４４を位置決めすることができればよい。第１のプレート４１に対して、第２のプレート４４が位置決めされることにより、第１の永久磁石４３は、第２の永久磁石４６に対向して設けられる。

コイルホルダ４７は、例えば、一体成形された樹脂によって形成されている。コイルホルダ４７は、ボルト２１を通すことができるボス部４７ａと、このボス部４７ａのカバー部材３５側の端部から延びる略Ｕ字状のアーム部４７ｂと、このアーム部４７ｂの先端にそれぞれ設けられコイル４８，４８を保持するコイル保持部４７ｃ，４７ｃと、アーム部４７ｂの中央からカバー部材３５に向かって突出する位置決めピン４７ｄと、からなる。アーム部４７ｂの先端は、第２のプレート４４に向かっている。

コイルホルダ４７は、軸受３４の内輪部３４ａに当接するように配置される。コイルホルダ４７は、カバー部材３５と、車輪支持部材１２を介してボルト２１とナット２２とで内輪部３４ａに取り付けられる。車輪３０は、回転軸であるボルト２１に対して自在に回転可能なように構成されている。車輪３０が回転しても軸受３４の内輪部３４ａは回転しない。従って、内輪部３４ａとボルト２１とで挟まれたコイルホルダ４７も、車輪３０の回転に関係なく、固定位置を保持したままとなる。

コイル保持部４７ｃ，４７ｃは、共に長円形状を呈する。コイル保持部４７ｃ，４７ｃの形状は、欠肉部４４ａ，４４ａの形状に略一致している。コイル保持部４７ｃ，４７ｃの大きさは、欠肉部４４ａ，４４ａの大きさよりも僅かに小さい。

コイル４８，４８は、銅線を巻いて形成され、それぞれコイル保持部４７ｃ，４７ｃに保持されている。コイル４８，４８は第１の永久磁石４３と第２の永久磁石４６とによって挟まれる。

制御基板４９、及び、カバー部材３５には、それぞれ位置決め穴４９ａ，３５ａが設けられている。コイルホルダ４７に設けられた位置決めピン４７ｄは、制御基板４９の位置決め穴４９ａを貫通し、カバー部材３５の位置決め穴３５ａまで達している。

なお、これらの位置決めピン４７ｄと、位置決め穴４９ａ，３５ａとは、適宜入れ替えることができる。即ち、制御基板４９にコイル保持部４７ｃに向かって突出すると共にカバー部材３５に向かって突出する位置決めピンを設けることもできる。さらには、カバー部材３５にコイル保持部４７ｃに向かって突出する位置決めピンを設けることもできる。コイル保持部４７ｃ、制御基板４９、カバー部材３５を互いに位置決めすることができればよい。

図４を参照する。図４には、上から第１のプレート４１、第２の永久磁石４６が固定された第２のプレート４４、コイルホルダ４７、及びコイル４８が示されている。説明の便宜上、第２のプレート４４は、第２の金属板４５が取り外された状態で示されている。また、コイルホルダ４７は、左の一部が部分断面によって示されている。

発電機４０を組み立てる際には、矢印（１）によって示されるように、第２のプレート４４を第１のプレート４１に重ね合わせる。第１のプレート４１には、位置決めピン４１ｃ，４１ｃが設けられ、第２のプレート４４には、位置決め穴４４ｃ，４４ｃが設けられている。位置決め穴４４ｃ，４４ｃに位置決めピン４１ｃ，４１ｃが挿入されるよう第２のプレート４４を第１のプレート４１に重ね合わせる。これにより、第１のプレート４１に対して、正確な位置に第２のプレート４４を配置することができる。

第２のプレート４４を正確な位置に配置することにより、第１の永久磁石４３のそれぞれに対向して第２の永久磁石４６が配置される。第１の永久磁石４３の第２の永久磁石４６に対向する面が正極（Ｎ極）であるとき、第２の永久磁石４６の第１の永久磁石４３に対向する面は、負極（Ｓ極）とされている。

図に示される状態において、第２の永久磁石４６は、第１の永久磁石４３に対向する面の裏面が示されている。このため、図に示される状態において、対応する第１の永久磁石４３と第２の永久磁石４６との極は、同極となる。

次に、矢印（２）によって示されるように、コイルホルダ４７を第２のプレート４４に重ね合わせる。重ね合わせる際に、コイル保持部４７ｃ，４７ｃを欠肉部４４ａ，４４ａから、第１のプレート４１と第２のプレート４４との間に臨ませる。

図２を参照する。車体１１（図１参照）を押して移動することにより、車輪３０が回転する。車輪３０が回転すると、車輪３０と共に第１のプレート４１、第１の永久磁石４３、第２のプレート４４、及び、第２の永久磁石４６が回転する。

一方、ボルト２１、ナット２２、コイルホルダ４７、コイル４８、制御基板４９、カバー部材３５，３６は、回転しない。

第１の永久磁石４３、及び、第２の永久磁石４６が回転すると、図２に示されるように、瞬間的にコイル４８を挟んだ状態となる。即ち、コイル４８，４８は、第１の永久磁石４３と第２の永久磁石４６との間に位置する。さらに、車輪３０が回転して第１の永久磁石４３、及び、第２の永久磁石４６が回転すると、コイル４８を貫通する磁束が変化する。電磁誘導によりコイル４８に起電力が生じ、誘導電流が発生する。

以上の構成から、以下の効果を得ることができる。

ボルト２１が延びている方向に沿って第１の永久磁石４３、及び、第２の永久磁石４６が設けられ、これらの間にコイル４８が配置されている。本発明の構成では、コイル４８を貫く磁束を変化させるための負荷が発生しない。このため、手動カート１０の操作荷重はほとんど増加しない。即ち、発電機４０を有しながらも操作性の高い手動カート１０を提供できる。また、車輪３０を組み立てる際に、車体１１を必要としない。このため、車輪３０のみを組み立てた上で、車体１１に車輪３０を取り付けることができる。このため、組立作業が簡便である。

操作性を高めることができる理由は、以下のようにも説明することができる。図５（ａ）、及び、図５（ｂ）を参照する。図５（ａ）には、実施例と比較するための比較例による発電構造が簡略化して示されている。図５（ｂ）には、実施例による発電構造が簡略化して示されている。また、図５（ｂ）には、図５（ａ）の比較例を２点鎖線で示している。比較例におけるボルト１２１の中心からコイル１４８までの距離、及び、実施例におけるボルト２１の中心からコイル４８までの距離は略同一となっている。このため、図５（ｂ）は、比較例におけるボルト１２１、及び、コイル１４８を示すことなく、コイル４８（１４８）と第１の永久磁石１４３の位置関係が理解できるように、比較例の第１の永久磁石１４３のみを２点鎖線で示している。

図５（ａ）の比較例において、ボルト１２１の中心から第１の永久磁石１４３の重心までの距離の２倍をＤ１とする。そして、第１の永久磁石１４３の質量をＷ１とする。この第１の永久磁石１４３の慣性力は、Ｗ１・Ｄ１^２に比例する。Ｄ１が大きいほど、慣性力が大きくなり、加減速時に大きな力が必要となるため、始動時に要する押力は、大きくなる。

本発明においては、図５（ｂ）の実施例に示すように、ボルト２１の中心から第１の永久磁石４３の重心までの距離の２倍がＤ２である。第１の永久磁石４３の質量をＷ２とすると、始動時に要する押力は、Ｗ２・Ｄ２^２に比例することとなる。

図５（ｂ）に示すように、実施例における第１の永久磁石４３は、ボルト２１の中心に対して、コイル４８と略同じ位置に設けられる。それに対して、比較例における第１の永久磁石１４３（図５（ｂ）の二点鎖線を参照）はコイル４８の外周に設けられている。比較例におけるボルト１２１の中心からコイル１４８までの距離、及び、実施例におけるボルト２１の中心からコイル４８までの距離は略同一であるため、図５（ｂ）に示すようにＤ１＞Ｄ２の関係となっている。一方、第１の永久磁石４３の重量Ｗ２は、従来と同じ質量のものを採用することができる。即ち、Ｗ１＝Ｗ２である。このため、Ｗ１・Ｄ１^２＞Ｗ２・Ｄ２^２とすることができる。即ち、本発明による手動カート１０は、始動時に必要な押力が小さく済み、高い操作性を有すると言える。

図５（ｂ）を参照する。第１の永久磁石４３（第１のプレート４１）、コイル４８、及び、第２の永久磁石４６（第２のプレート４４）は、ボルト２１の軸方向に沿って配置されている。二点鎖線で示すように、ボルト１２１（ボルト２１）を中心として、コイル１４８（コイル４８）の外周に第１の永久磁石１４３を配置した場合に比べ、実施例は、車輪３０の周方向に発電機４０をコンパクトにすることができる（即ち、Ｄ１>Ｄ２）。このため、より小さな車輪３０であっても発電機４０を取り付けることができる。設計の自由度を高めることができる。

図３を参照する。第２のプレート４４は、コイル保持部４７ｃの形状に沿って欠肉状に形成された欠肉部４４ａを有している。この欠肉部４４ａから第１の永久磁石４３、及び、第２の永久磁石４６の間にコイル４８を臨ませることができる。発電機４０の小型化を図ることができる。

第１の永久磁石４３、及び、第２の永久磁石４６は、第１のプレート４１の正面視を基準として、正極及び負極が交互に並べられている。これにより、効率よく発電を行うことができる。
＜参考例２＞

次に、本発明の前提となる参考例２による発明を図面に基づいて説明する。

図６を参照する。図６には、参考例２による手動カート１０Ａが示されている。手動カート１０Ａは、店舗内に複数配置され、それぞれ別の操作者によって操作される。手動カート１０Ａは、手動カート用信号発信装置５０を含む。手動カート用信号発信装置５０は、手動カート１０Ａが走行すると、手動カート１０Ａ毎に割り振られたＩＤ番号を送信する。手動カート１０Ａが走行する店舗内には、複数の受信装置が配置されている。どの受信装置が送信信号を受信したかによって、手動カート１０の走行経路を調べることができる。

図７及び図８を参照する。参考例２による手動カート１０Ａの発電機４０Ａは、参考例１に用いた発電機４０（図２参照）に対して、コイルホルダ７７、及び、第２のプレート７４の形状が変更されている。

その他の基本的な構成については、参考例１による手動カート１０と共通する。参考例１と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

手動カート用信号発信装置５０は、車輪３０と、この車輪３０に設けられ車輪３０が回転することにより発電する発電機４０Ａと、この発電機４０Ａが発電した電気により信号を発信する信号送信機６０と、を有する。

電磁誘導式の発電機４０Ａ、及び、信号送信機６０は、ディスク部３２、及び、リム部３３によって凹状に形成された部位に収納されている。

信号送信機６０は、コイルホルダ７７の外側の面に配置され、発電機４０が発電した電気により信号を発信する。

第２のプレート７４は、第１のプレート４１に対向した略円盤状の第２プレート本体部７４ａと、この第２プレート本体部７４ａの周縁から第１のプレート４１の周縁に向かって延びる第２プレート壁部７４ｂと、からなる。

第２プレート本体部７４ａは、中央に円形の穴７４ｃが開いたドーナツ形状の板材をベースとし、円形の穴から周方向外方に向かってさらに正方形状に切り欠いた欠肉部７４ｄ，７４ｄが２カ所に設けられている。欠肉部７４ｄ，７４ｄは、第２プレート本体部７４ａの中心を挟むように２カ所に形成されている。第２のプレート７４の素材は、例えば、樹脂からなる。第２のプレート７４は、第２の永久磁石４６を嵌め込むための磁石嵌め込み穴７４ｆを有している。これらの磁石嵌め込み穴７４ｆは、カバー部材３５側に設けられた金属製の第２の金属板４５，４５によって、一端が塞がれている。第２の金属板４５は、第２プレート本体部７４ａに接着されている。

第２プレート壁部７４ｂは、第２プレート本体部７４ａの周縁に亘って円環状に形成されている。第２プレート壁部７４ｂによって、第２プレート本体部７４ａは、第１のプレート４１に対して所定の距離を保った状態において対向している。即ち、第２プレート壁部７４ｂは、スペーサの役割を果たしている。第２プレート壁部７４ｂは、位置決めピン４１ｃが差し込まれる位置決め穴７４ｅを有している。

なお、第１のプレート４１に第２のプレート７４に向かって立ち上げられた壁部を形成し、これをスペーサとしてもよい。

さらに、位置決めピン４１ｃと、位置決め穴７４ｅとは、これらが逆であってもよい。即ち、第１のプレート４１に位置決め穴が設けられ、第２のプレートに位置決めピンが設けられていてもよい。つまり、第１のプレート４１に対して、第２のプレート７４を位置決めすることができればよい。これにより、永久磁石４３に対向した位置に、第２の金属板４５を位置決めできる。

コイルホルダ７７は、例えば、一体成形された樹脂によって形成されている。コイルホルダ７７は、ボルト２１を通すことができるドーナツ板状のボス部７７ａと、このボス部７７ａから外周に向かって延びコイル４８，４８を保持するコイル保持部７７ｃ，７７ｃと、からなる。

コイル保持部７７ｃ，７７ｃは、共に略正方形状を呈する。コイル保持部７７ｃ，７７ｃの形状は、欠肉部７４ｄ，７４ｄの形状に略一致している。コイル保持部７７ｃ，７７ｃの大きさは、欠肉部７４ｄ，７４ｄの大きさよりも僅かに小さい。

なお、カバー部材３５に、コイル保持部７７ｃに向かって突出する位置決めピンを設けることもできる。コイル保持部７７ｃ、信号送信機６０、カバー部材３５を互いに位置決めすることができればより好ましい。

図９を参照する。信号送信機６０は、発電機４０により発電された交流電力を直流電力に変換する整流回路部６１と、この整流回路部６１において整流された電力を蓄電する蓄電部６２と、この蓄電部６２に蓄電された電力量を監視する監視部６３と、この監視部６３の監視している電力量が所定の電力量に到達した際に後段回路を駆動する信号をだす駆動回路部６４と、この駆動回路部６４からの駆動信号により個別識別番号（ＩＤ番号）を送信する信号送信部６５と、を有している。

図７を参照する。信号送信機６０は車輪３０の回転軸となるボルト２１を回避するように、ドーナツ状に構成されている。信号送信機６０は、コイル４８と電気的に接続されていることから、コイル４８に対して信号送信機６０が回転するようなことが起こると、信号送信機６０とコイル４８の電気的な接続が断線してしまい、発生した電力を取り出せなくなってしまう。従って、信号送信機６０はコイルホルダ７７に対して固定されることが好ましい。信号送信機６０を固定しない場合にはスリップリング等の追加の接続端子などが必要となり、信号送信機６０やコイルホルダ７７が大きくなる傾向にある。

以下に、手動カート用信号発信装置５０の作用について説明する。

図９及び図１０を参照する。車輪３０が回転することにより発電がされる（ステップ０１。以下、ステップを「ＳＴ」と略記する。）。発電された電気は、整流回路部６１において、交流から直流に変換される（ＳＴ０２）。変換された電気は、蓄電部６２に蓄電される（ＳＴ０３）。監視部６３は、蓄電量が所定の量に達したかを監視する（ＳＴ０４）。所定値未満である場合には、ＳＴ０１に戻る。

蓄電量が所定値以上となった場合には、駆動回路部６４は、ＩＤ番号を送信するよう信号送信部６５を作動させる（ＳＴ０５）。このとき、蓄電部６２に蓄電された電力が大きすぎると、蓄電部６２、駆動回路部６４および信号送信部６５に負荷が加わる。そのため、監視部６３は、駆動回路部６４を駆動させるための電圧が所定値未満であることを監視する（ＳＴ０６）。信号送信部６５が作動中に、電圧が所定値以上になった場合は、監視部６３に設けられた保護回路で電圧を抑制する（ＳＴ０７）。この保護動作により、蓄電部６２、駆動回路部６４および信号送信部６５が、過電圧により大きな負荷が加わることを防止することができる。

なお、誘導起電力は、第１の永久磁石４３と第２の永久磁石４６の磁束密度、及び、面積、コイル４８の巻き数、及び、抵抗によって調節することができる。

図６及び図７を参照して、以上を簡単に纏める。手動カート１０を走行させて車輪３０を回転させることにより、信号送信機６０に電気が蓄電される。走行距離が概ね所定量に達すると、蓄電量が所定量に達する。この所定量は、ＩＤ番号を送信するのに必要な電力量と言うこともできる。蓄電量が所定量に達すると、信号送信機６０は、ＩＤ番号を送信する。手動カート１０が走行する店舗内には、複数の受信装置が配置されている。手動カート１０が走行し、信号送信機６０のＩＤ番号を送信する位置が変わることにより、ＩＤ番号を受信する受信装置が変更される。どの受信装置において受信されたかを記録することにより、手動カート１０の走行経路を把握することができる。

以上の構成により、さらに以下の効果を得ることができる。

図８を参照する。欠肉部７４ｄは、ドーナツ板状の中央の円形の穴７４ｃから連続して形成されている。この欠肉部７４ｄから第１のプレート４１と第２のプレート７４との間にコイル保持部７７ｃを臨ませることができるため、コイルホルダ７７全体の径を、第２のプレート７４の径よりも小さくすることができる。これにより、発電機４０Ａのコンパクト化を図ることができる。

図７を参照する。車輪３０のディスク部３２、及び、リム部３３によって凹形状に形成された部位に、発電機４０及び信号送信機６０が収納されている。発電機４０及び信号送信機６０は、車輪３０に内蔵されている。このため、車輪３０を車体１１に取り付けることにより、車体１１への手動カート用信号発信装置５０の取り付け作業を終えることができる。車体１１に簡単に取り付けることのできる手動カート用信号発信装置５０を提供することができる。

加えて、既存の車体１１に手動カート用信号発信装置５０を取り付ける場合も、従来の車輪を取り外した後に、本発明による信号送信機６０等が内蔵された車輪３０を取り付ければよい。手動カート用信号発信装置５０を車体１１に取り付けることができるよう、新たにステー等を準備する必要もなく、好ましい。

さらに、車輪３０の信号送信機６０は、カバー部材３５によって覆われている。車輪３０に内蔵された信号送信機６０をカバー部材３５によって覆うことにより、信号送信機６０が外観に表れず、意匠性を高めることができる。さらに、外部から信号送信機６０に物が衝突することを防止できる。即ち、信号送信機６０の保護性能を高めることができる。

さらに、ディスク部３２に発電機４０が重ねられ、この発電機４０に信号送信機６０が重ねられている。軸線方向を基準として、発電機４０よりも信号送信機６０が外側に配置される。情報を送信する場合に発電機４０が情報の送信を妨げることを防止し、確実に情報の送信を行うことができる。加えて、ディスク部３２を基準として一方側に発電機４０、及び、信号送信機６０が配置されるため、手動カート用信号発信装置５０の組立作業を容易にすることができる。

さらに、発電機４０は、電磁誘導により発電する。電磁誘導式の発電機４０は、非回転側に設けられたコイル４８と、回転側に設けられた第１の永久磁石４３と第２の永久磁石４６と、によって構成することができる。安価な部品によって発電機４０を構成することができ、手動カート用信号発信装置５０を安価に提供することができる。

さらに、欠肉部７４ｄは、ドーナツ板状の中央の円形の穴７４ｃから連続して形成されている。この欠肉部７４ｄから第１のプレート４１と第２のプレート７４との間にコイルホルダ７７を臨ませることができるため、コイルホルダ７７の径を、第２のプレート７４の径よりも小さくすることができる。これにより、発電機４０Ａのコンパクト化を図ることができる。

さらに、第１の永久磁石４３と第２の永久磁石４６をボルト２１を中心に対称となるように配置しているが、この配置に限定されるわけではない。隣接する永久磁石の極性が正極（Ｎ極）、負極（Ｓ極）のように異なっていればよく、ボルト２１に対して対称的に配置しなくともよい。

さらに、手動カート１０Ａは、手動カート用信号発信装置５０が車輪３０に内蔵されている。手動カート１０Ａの車体１１に手動カート用信号発信装置５０を設置する場合と比較して、配線の必要がなく、また、手動カート用信号発信装置５０が手動カート１０Ａの外側に見えることがない。そのため、手動カート１０Ａ自体をコンパクトにでき、意匠性を高めることができる。さらに、手動カート用信号発信装置５０が外から見えないため、手動カート１０Ａが盗難されることを防ぐことができる。

次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例＞

図１１及び図１２を参照する。図１１及び図１２には、実施例による手動カート１０Ｂに用いられる発電機４０Ｂ及び手動カート用信号発信装置５０Ｂが示されている。図７及び図８に示された、発電機４０Ａ、手動カート用信号発信装置５０に対して、永久磁石４３が第１のプレート４１にのみ固定される点において異なる。

その他の基本的な構成については、参考例１による手動カート１０及び／又は参考例２による手動カート１０Ａと共通する。参考例１及び／又は参考例２と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

第２のプレート７４Ｂのうち、永久磁石４３に対向した部位には、磁性を有する金属によって構成された第２の金属板４５（金属板４５）が配置されている。各金属板は、軟鉄板で構成されている。

なお、鉛直方向に延びる車輪の中央線Ｌ１を基準として、第１のプレート４１と第２のプレート７４Ｂを逆に配置することもできる。即ち、外側（カバー部材３５側）に第１のプレートを配置し、内側（ディスク部３２側）に第２のプレートを配置することもできる。この場合には、欠肉部は、第１のプレートに形成されることとなる。

このような構成の発電機４０Ｂを採用した場合にも、本発明所定の効果を得ることができる。

発電機４０Ｂは、軸２１が延びている方向に沿って永久磁石４３、及び、金属板４５が設けられ、これらの間にコイル４８を配置した構成としている。本発明の構成では、コイル４８を貫く磁束を変化させるための負荷が発生しない。このため、手動カート１０Ｂの操作荷重の増加をほとんど感じない。即ち、発電機４０Ｂを有しながらも操作性の高い手動カート１０Ｂを提供できる。また、車輪３０を組み立てる際に、車体１１を必要としない。このため、車輪３０のみを組み立てた上で、車体１１に車輪３０を取り付けることができる。このため、組立作業が簡便である。

さらに、永久磁石４３は、第１のプレート４１によってのみ保持している。発電機４０Ｂを構成する部品点数を少なくすることができ、組み立てやすく、低コスト化できる。また、磁性を有する金属板４５をカバー部材３５側に配置した場合には、永久磁石４３をより車輪３０の内側（中央線Ｌ１側）に配置することができる。

さらに、金属板４５は、第２のプレート７４Ｂによって保持されている。第１のプレート４１に第２のプレート７４Ｂを取り付けることにより、容易に永久磁石４３と金属板４５とを対向させて配置することができる。さらに組立作業を簡便にすることができる。

さらに、２つのプレート４１，７４Ｂのうちの一方のプレート４１のみに永久磁石４３が設けられている。即ち、２つのプレート４１，７４Ｂのうちの他方のプレート７４Ｂには、永久磁石が用いられない。これにより、部品点数を削減することができる。

さらに、永久磁石４３は、第１のプレート４１によって保持されている。第１のプレート４１は、磁性を有する金属板４５よりも内側に配置されている。これにより、永久磁石４３をより車輪３０の内側に配置することができる。これにより、カバー部材３５より外側に磁束がほとんどもれなくなるため、地面に落下している鉄くず等のゴミが永久磁石４３に付着することやカバー部材３５に付着することを抑制できる。

図１３及び図１４を参照する。図１３及び図１４には、変更例による手動カート１０Ｃに用いられる発電機４０Ｃ及び手動カート用信号発信装置５０Ｃが示されている。図１１及び図１２に示された、発電機４０Ｂに対して、金属板８５は、第２のプレートを兼ねる点において異なる。

第１のプレート８１は、ドーナツ板状のプレート本体８１ａと、このプレート本体８１ａの周縁から立ち上げられたプレート壁部８１ｂと、プレート本体８１ａに空けられ車輪３０と締結するための締結部材が通される締結部材挿通穴８１ｃと、プレート壁部８１ｂの端面から立ち上げられた位置決めピン８１ｄと、を有している。

金属板８５は、第１のプレート８１のプレート壁部８１ｂに接着剤を介して固定されている。金属板８５は、中央に円形の穴８５ａが開いたドーナツ形状の板材をベースとし、円形の穴８５ａから周方向外方に向かってさらに正方形状に切り欠いた欠肉部８５ｂ，８５ｂが２カ所に設けられている。欠肉部８５ｂ，８５ｂは、金属板８５の中心を挟むように２カ所に形成されている。さらに、金属板８５は、位置決めピン８１ｄが通される位置決め穴８５ｃが形成されている。

なお、金属板８５は、第１のプレート８１に保持されていればよく、第１のプレート８１に対して必ずしも接着されている必要はない。

位置決めピン８１ｄの位置に位置決め穴８５ｃの位置を合わせて、金属板８５を第１のプレート８１に載せることにより、簡便に第１のプレート８１に対して金属板８５を配置することができる。

以上の構成により、本発明所定の効果を奏する。

金属板８５は、第１のプレート８１に保持されている。金属板８５を第１のプレート８１に直接的に固定することにより、さらに部品点数を削減することができる。

さらに、変更例は、参考例や実施例と比較して、永久磁石４３と金属板４５との間隔をより小さくできる。なぜならば、図７に示される参考例のような第２の永久磁石４６が配置されておらず、また、図１１に示される実施例のような第２のプレート７４Ｂを不要としているためである。第２の永久磁石４６や第２のプレート７４Ｂの厚みの分、これらを不要とした変更例によれば、永久磁石４３と金属板４５との間隔をより小さくできる。これにより、コイル４８を貫く磁束をより多くすることができる。その結果、より効率のいい発電機４０Ｃとなる。同時に、構成部品を少なくすることができ、低コスト化も実現できる。

尚、本発明による手動カートは、ショッピングカートを例に説明したが、台車や乳母車等の手押し式の手動カートであっても適用可能である。さらに、スーツケースやゴルフカート等の手引き式のカートであっても適用可能である。即ち、操作者によって操作されるカートであればよく、これらの形式のものに限られるものではない。

さらに、車輪は、適宜ブレーキや、ダンパーを付加することもできる。即ち、実施例に示された車輪に限らず、任意の車輪を採用することができる。

実施例において、第１のプレートおよび第２のプレートを樹脂製で説明したが、樹脂に限定されず、非磁性物質が好適に利用できる。

実施例において、永久磁石を軸２１に対して対称となるように配置しているが、この配置に限定されるわけではない。隣接する永久磁石の極性が正、負のように異なっていればよく、軸２１に対して対称的に配置しなくともよい。

各参考例、実施例や変更例は、適宜組み合わせることができる。例えば、実施例や変更例の手動カートに用いた発電機を参考例１の灯体が点灯される手動カートに用いることもできる。さらに、参考例２の信号送信機と、灯体の両方が搭載された手動カートとしてもよい。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は実施例に限られない。

本発明の手動カートは、ショッピングカートに好適である。

１０Ｂ，１０Ｃ…手動カート
１１…車体
２１…ボルト（軸）
３０…車輪
４０Ｂ，４０Ｃ…発電機
４１，８１…第１のプレート
４３…第１の永久磁石（永久磁石）
４５…第２の金属板（金属板）
４８…コイル
７４Ｂ…第２のプレート
７４ｄ，８５ｂ…欠肉部
７７…コイルホルダ
７７ｃ…コイル保持部
８５…金属板

Claims (4)

1. 車体に設けられた軸と、この軸に回転可能に取り付けられた車輪と、この車輪に設けられ前記車輪が回転することにより発電する発電機と、を備えた手動カートにおいて、
   前記発電機は、前記車輪の側面に沿って設けられ前記車輪と共に回転する第１のプレートと、この第１のプレートに保持された永久磁石と、この永久磁石に対向して設けられ前記第１のプレートと共に回転可能な金属板と、前記軸に設けられたコイルホルダと、このコイルホルダによって保持されたコイルと、を有し、
   前記金属板は、磁性を有する金属によって構成され、
   前記コイルは、前記永久磁石と前記金属板との間に位置していることを特徴とする手動カート。
2. 前記金属板を保持すると共に前記第１のプレートに対向して設けられた第２のプレートをさらに有し、
   前記金属板は、前記第２のプレートによって保持されていることを特徴とする請求項１記載の手動カート。
3. 前記金属板は、前記第１のプレートに保持されていることを特徴とする請求項１記載の手動カート。
4. 前記コイルホルダは、前記コイルを保持するコイル保持部を有し、
   前記第１のプレート、又は、前記金属板のいずれかには、前記コイル保持部の形状に沿って欠肉状に形成された欠肉部を有していることを特徴とする請求項３に記載の手動カート。

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