專利名稱：電動車輛充電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于向裝載在安裝有電動馬達的自行車或電動汽車等電動車輛上的電池充電的充電系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，在可由人力驅(qū)動的自行車主體上裝載電動馬達、和在自行車上安裝輔助人力驅(qū)動力的電動馬達開發(fā)方面取得了進一步發(fā)展。
圖49概略地表示裝有電動馬達的自行車的基本結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)矩傳感器(21)檢測出蹬自行車主體(1)的腳鐙時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，檢測出的信號被輸入控制器(22)。據(jù)此，在控制器(22)中形成與輸入的轉(zhuǎn)矩檢測信號相應的轉(zhuǎn)矩指令，提供給電動馬達(2)。結(jié)果，對自行車主體(1)提供一個疊加在人力轉(zhuǎn)矩上，具有與人力轉(zhuǎn)矩值相應大小的馬達輸出轉(zhuǎn)矩，以輔助人力驅(qū)動力。
在自行車主體(1)中裝載有作為電動馬達(2)的電源的電池(20)，當電池(20)的輸出電壓下降時，將該電池(20)從自行車主體(1)上卸下，用專用的充電裝置進行充電。
然而，對于上述充電方法，必須將充電裝置的輸出端子用電線連接到電池(20)的充電端子上，這項操作是很麻煩的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種不用進行電線連接操作就可對電池充電的充電系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明的充電系統(tǒng)是對用作裝載在電動車輛上的電動馬達的電源的電池進行充電的系統(tǒng)，它由初級充電裝置和次級充電裝置構(gòu)成。初級充電裝置在電動車輛應該停止的規(guī)定位置附近，具有可輻射電磁波能量的能量輸出部。另一方面，次級充電裝置在電動車輛主體內(nèi)具有可接受電磁波能量輻射的能量輸入部，將輸入的能量轉(zhuǎn)換成充電電流供給電池。電磁波能量可以是例如微波、磁能或光線等的能量。
對于本發(fā)明的充電系統(tǒng)，當要對裝載在電動車輛上的電池進行充電時，移動電動車輛使其停在規(guī)定的位置上，使次級充電裝置的能量輸入部接近初級充電裝置的能量輸出部。這樣，可使從初級充電裝置的能量輸出部輻射出的電磁波能量輸入次級充電裝置的能量輸入部，在該處將該電磁波能量轉(zhuǎn)換成充電電流。然后，將充電電流供給電池，對電池進行充電。
在一個具體的例子中，電磁波能量為磁能，初級充電裝置的能量輸出部是由卷繞在鐵芯上的初級線圈構(gòu)成的初級線圈裝置，次級充電裝置的能量輸入部是由次級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成的次級線圈裝置。在具有這種具體結(jié)構(gòu)的充電系統(tǒng)中，通過使次級線圈裝置靠近初級線圈裝置，使從初級線圈的鐵芯輻射出的磁力線入射到次級線圈的鐵芯并貫穿次級線圈，從而使初級線圈和次級線圈實現(xiàn)相互電磁耦合。從而，在次級線圈中獲得電流，該電流被供給電池對電池進行充電。
一個電動車輛的具體例子是電動自行車，次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在電動自行車的前輪或后輪的車軸上。在該具體結(jié)構(gòu)中，當要對電池進行充電時，使前輪或后輪上的次級線圈裝置靠近初級充電裝置的初級線圈裝置，并使電動自行車停止。
或者，次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在電動自行車的腳鐙上。在該具體結(jié)構(gòu)中，當要對電池充電時，使腳鐙上的次級線圈裝置靠近初級充電裝置的初級線圈裝置，使電動自行車停止。
或者，次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在使自行車主體保持豎立態(tài)的支架上。在該具體結(jié)構(gòu)中，當要對電池充電時，使支架上的次級線圈裝置靠近初級充電裝置的初級線圈裝置，使電動自行車停止。
在一個具體的例子中，次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在離開支架的接地部的位置上。在具有這種具體結(jié)構(gòu)的充電系統(tǒng)中，由于次級線圈裝置安裝在離開支架接地部的位置處，當用支架支持自行車主體時，該線圈裝置不會與地面直接碰撞，所以次級線圈裝置所受的沖擊力很輕微。從而，不必為保護次級充電裝置不受沖擊而設計特殊的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)其袖珍化和輕巧化。
在一個具體的例子中，初級充電裝置配有用于容納初級線圈裝置的殼體，在該殼體中，設有與次級充電裝置的次級線圈裝置相配合的凹部。在次級充電裝置與該凹部相配合的狀態(tài)下，初級線圈裝置和次級線圈裝置相對，從而可使兩線圈裝置電磁耦合。在具有該具體結(jié)構(gòu)的充電系統(tǒng)中，如果使次級線圈裝置與凹部相配合好，那樣就可將次級線圈裝置確定在正確的位置上，確實使初級線圈裝置和次級線圈裝置相互電磁耦合，從而可實現(xiàn)高效地對電池進行充電。在這種結(jié)構(gòu)中，可以方便的確定要對電池充電時的位置。
在一個具體的例子中，初級線圈裝置的鐵芯呈C字形或L字形，同時，次級線圈裝置的鐵芯呈棒狀。在次級線圈裝置與初級充電裝置的凹部相互配合的狀態(tài)下，初級線圈裝置的鐵芯兩端和次級線圈裝置的鐵芯兩端相互靠近或接觸。在具有該具體結(jié)構(gòu)的充電系統(tǒng)中，在次級線圈裝置與初級充電裝置的凹部相互配合的狀態(tài)下，由于初級線圈裝置的鐵芯兩端和次級線圈裝置的鐵芯兩端相互靠近或接觸，所以從初級線圈裝置鐵芯輻射出來的大部分磁力線均輻射入次級線圈裝置的鐵芯中。從而，可以高效地對電池充電。
在一個具體的例子中，初級充電裝置具有可在電動自行車停止在規(guī)定位置處的狀態(tài)下，支承自行車后輪的位置確定機構(gòu)。在后輪置于位置確定機構(gòu)上的狀態(tài)下，次級充電裝置的次級線圈裝置與初級充電裝置的凹部相配合。在具有這種具體結(jié)構(gòu)的充電系統(tǒng)中，若將后輪放在位置確定機構(gòu)上并停住自行車，則次級線圈裝置可與初級充電裝置的凹部配合。從而，將次級線圈裝置確定在正確的位置，使初級線圈裝置和次級線圈裝置確實相互電磁耦合，可實現(xiàn)高效地對電池進行充電。在這種結(jié)構(gòu)中，當要對電池充電時可方便地進行定位操作。
在一個具體的例子中，初級充電裝置配有用于對初級線圈裝置通電的通/斷開關。次級充電裝置配有伴隨初級線圈裝置和次級線圈裝置接近/分離而使上述開頭通/斷的通/斷機構(gòu)。在具有這種具體結(jié)構(gòu)的充電系統(tǒng)中，當要對電池充電時，一旦使次級線圈裝置接近初級線圈裝置，開關自動變?yōu)椤巴ā保o初級線圈裝置提供電流。與此相反，例如在需要乘車時，次級線圈裝置與初級線圈裝置分離，開關自動變?yōu)椤皵唷?，切斷對初級線圈裝置的電流供給。這樣，由于僅在兩線圈裝置相互接近的狀態(tài)下初級充電裝置的開關為“通”并對初級線圈裝置供電，因此可保證安全，而且可減少耗電。
在一個具體的例子中，在支架上設有將支架鎖定在豎立狀態(tài)下的鎖定機構(gòu)，次級充電裝置配有用于對電池通電的通/斷開關，同時，還配有與鎖定機構(gòu)相聯(lián)系，在鎖定機構(gòu)的鎖定狀態(tài)下使所述開關為“通”，在解除鎖定的狀態(tài)下使所述開關為“斷”的通/斷機構(gòu)。在這種具體的結(jié)構(gòu)中，一豎起支架，鎖定鎖定機構(gòu)，與其連動的開關就變?yōu)椤巴ā薄Ｈ缓笤谠摖顟B(tài)下，在使次級線圈裝置接近初級線圈裝置時，就可向電池供電。與此相反，在要騎自行車、而解除鎖定機構(gòu)的鎖定時，與其連動的開關就變?yōu)椤皵唷?，切斷對電池的電流供給。從而，不會在騎自行車時對電池供電，以便保證安全。
如使用本發(fā)明的電動車輛的充電系統(tǒng)，由于通過使次級充電裝置的能量輸入部接近初級充電裝置的能量輸出部來對電池充電，所以不必象從前那樣進行連接導線的操作。
附圖簡述

圖1是表示第一個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從前面觀察的部分剖面后視圖；圖4是表示上述系統(tǒng)的框圖；圖5是第二個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從左側(cè)觀察的側(cè)視圖；圖6是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從上面觀察的部分剖視平面圖；圖7是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的示意圖；圖8是表示上述系統(tǒng)的開關機構(gòu)的示意圖；圖9是表示上述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖10是表示第三個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖11是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的示意圖；圖12是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖13是表示第四個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)中的初級充電裝置的透視圖；圖14是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的示意圖；圖15是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從左側(cè)觀察的部分剖視側(cè)視圖；圖16是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從上面觀察的部分平面圖；圖17是表示第五個實施例的裝有電機的自行車的充電系統(tǒng)中的初級充電裝置的透視圖；圖18是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的示意圖；
圖19是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從上面觀察的部分剖視平面圖；圖20是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖21是表示第六實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)中的初級充電裝置的透視圖；圖22是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的示意圖；圖23是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從上面觀察的部分剖視平面圖；圖24是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖25是表示第七個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖26是表示上述系統(tǒng)中主要部分的部分剖視放大圖；圖27是表示上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下的部分剖視放大圖；圖28是表示第八個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖29是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖30是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖31是表示第九個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖32是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖33是表示第十個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖34是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖35是表示第十一個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖36是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖37是表示第十二個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖38是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖39是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖40是表示第十三個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；
圖41是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從后面觀察的部分剖視后視圖；圖42是表示第十四個實施例的裝有電動馬達的自行車的充電系統(tǒng)中的次級充電裝置的透視圖；圖43是上述系統(tǒng)的初級充電裝置的透視圖；圖44是表示上述系統(tǒng)的初級線圈裝置和次級線圈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖45是用于說明需要充電時，支架和初級充電裝置的凹部的相互配合狀態(tài)的側(cè)視圖；圖46是上述系統(tǒng)在充電狀態(tài)下從左側(cè)觀察的側(cè)視圖；圖47是表示第十五個實施例的電動汽車的充電系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)的示意圖；圖48是表示第十六個實施例的電動汽車的充電系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)的示意圖；圖49是表示傳統(tǒng)的裝有電動馬達的自行車的總體結(jié)構(gòu)的示意圖。
實施發(fā)明的最佳形式第一個實施例至第十四個實施例，例如象圖1所示那樣，是實施本發(fā)明的裝有電動馬達的自行車，這些實施例的充電系統(tǒng)由應設置在住宅或停車場等的規(guī)定位置上的初級充電裝置(4)和應裝配在自行車主體(1)上的次級充電裝置(6)構(gòu)成。此外，在以下的說明中，以在蹬腳鐙時自行車前進的方向為前方，面向前方時的左、右方向為左、右方向。
第一實施例在本實施例的充電系統(tǒng)中，如圖1所示的自行車主體(1)中裝載有作為電動馬達(2)的電源的電池(20)。
本實施例的次級充電裝置(6)，如圖1和圖3所示，安裝在前輪(12a)的車軸(130)的左側(cè)前端部。次級充電裝置(6)中，在殼體(610)中內(nèi)裝有次級線圈裝置(50)，整流回路(圖示中省略未畫)和充電控制回路(圖示中省略未畫)，次級線圈裝置(50)通過沿車輪(130)，前輪叉(11)和車架(13)延伸設置的連接軟線(圖示中省略未畫)與所述電池(20)連接。如圖2所示，次級線圈裝置(50)由次級線圈卷繞在棒狀鐵芯(501)上(502)構(gòu)成，鐵芯(501)的初級充電裝置(4)側(cè)的端面從殼體(610)中伸出到外部。鐵芯(501)可以是例如鐵素體磁芯等。
另外，如圖1和圖3所示，利用樹脂模將磁鐵(61)固定在殼體(610)內(nèi)。
此外，本實施例的裝有電動馬達的自行車，可以在對電池(20)充電時設定為充電模式，在不對電池(20)充電而要停放自行車主體(1)時設定為停車模式，在騎車時設定為騎車模式，前輪叉(11)裝有用于切換這些模式的手動切換開關(24)。
另一方面，初級充電裝置(4)中，在殼體(410)中內(nèi)裝初級線圈裝置(30)、開關(401)和充電回路(圖示中省略未畫)。初級線圈裝置(30)配置在與前輪(12a)的車軸高度相同的位置上，開關(401)配置在初級線圈裝置(30)的下方位置上。從殼體(410)中引出應連接到100V商用電源(8)插座上的軟線(407)。如圖2所示，初級線圈裝置(30)由初級線圈裝置(302)卷繞在棒狀鐵芯(301)上構(gòu)成，鐵芯(301)的自行車主體(1)側(cè)端面從殼體(410)向外伸出。鐵芯(301)可以是例如鐵素體磁芯等。開關(401)在靠近所述磁鐵(61)時變?yōu)椤巴ā保陔x開時變?yōu)椤皵唷?。此外，在殼體(410)中裝有在充電時亮燈的發(fā)光二極管(402)。
圖4表示本實施例的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。
初級充電裝置(4)由圖中所示的初級線圈裝置(30)、開關(401)、由整流回路和高頻變換器組成的充電回路(403)、和發(fā)光二極管(402)組成，充電回路(403)通過開關(401)與商用電源(8)連接。
開關(401)在接近安裝在自行車主體(1)上的磁鐵(61)時變?yōu)椤巴ā?，將從商用電?8)獲得的交流電供給充電回路(403)。與此相反，開關(401)在離開磁鐵(61)時變?yōu)椤皵唷?，切斷商用電?8)對充電回路(403)的供電。
發(fā)光二極管(402)在獲得由充電回路(403)提供的電流時發(fā)亮，切斷供電后熄滅。
另一方面，次級充電裝置(6)由次級線圈裝置(50)、整流回路(601)、充電控制回路(602)、磁鐵(61)和切換開關(24)構(gòu)成，充電控制回路(602)在電池(20)充分充電，兩端電壓超過規(guī)定閾值時，使充電停止。
充電控制回路(602)通過切換開關(24)與電池(20)和負載(23)連接。切換開關(24)與端子a一接通，次級線圈裝置(50)、整流回路(601)、充電控制回路和電池(20)就形成閉合回路，從而設定為充電模式。此外，當切換開關(24)與端子b一接通，次級線圈裝置(50)、整流回路(601)和充電控制回路(602)就形成閉合回路，從而設定為停車模式。此外，切換開關(24)與端子c接通時，次級線圈裝置(50)、整流回路(601)、充電控制回路(602)和負載(23)就形成閉合回路，從而設定為騎車模式。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，在需要對自行車主體(1)的電池充電時，使自行車主體(1)前進，如圖1至圖3所示，使次級充電裝置(6)的次級線圈裝置(50)與初級充電裝置(4)的初級線圈裝置(30)接觸，同時，將切換開關(24)切換到充電模式。在這里，開關(401)由于接近磁鐵(61)而變?yōu)椤巴ā薄２⑶?，切換開關(24)與端子a接通。
從商用電源(8)獲得的交流電流供給充電回路(403)并轉(zhuǎn)換成高頻電流后，供給初級線圈裝置(30)。由此，初級線圈裝置(30)的初級線圈(302)產(chǎn)生出磁力線，該磁力線貫穿次級線圈裝置(50)的次級線圈(502)，使初級線圈(302)和次級線圈(502)相互電磁耦合，構(gòu)成高頻變壓器。在這里，由于初級線圈裝置(30)的鐵芯(301)和次級線圈裝置(50)的鐵芯(501)相互接觸，所以從初級線圈裝置(30)的鐵芯(301)輻射出來的大部分磁力線均輻射入次級線圈裝置(50)的鐵芯(501)并貫穿次級線圈(502)。
從而，從次級線圈裝置(50)獲得高頻電流，該高頻電流通過整流回路(601)轉(zhuǎn)換為直流電流后，由充電控制回路(602)設定為規(guī)定的電流值，提供給電池(20)。從而對電池(20)充電。
此外，從商用電源(8)獲得的交流電流經(jīng)過充電回路(403)供給發(fā)光二極管(402)，發(fā)光二極管(402)獲得電流供給后發(fā)光。
然后，當對電池(20)充分充電、其兩端電壓超過規(guī)定的閾值時，充電控制回路(602)進行工作，使充電停止。這時，充電回路(403)停止對發(fā)光二極管(402)供電。從而使發(fā)光二極管(402)熄滅。
利用本實施例的充電系統(tǒng)，只要將次級充電裝置(16)的次級線圈裝置(50)與初級充電裝置(4)的初級線圈裝置(30)接觸，即可對電池(20)充電。
此外，如圖2和圖3所示，由于在充電時使次級線圈裝置(50)和鐵芯(501)與初級線圈裝置(30)的鐵芯(301)接觸，所以可高效地對電池(20)充電。
此外，由于只在兩線圈裝置(30)、(50)相互接近的狀態(tài)下，初級充電裝置(4)的開關(401)才變?yōu)椤巴ā?，并從商用電?8)向初級線圈裝置(30)供電，因此可以保證安全，并減少耗電。
此外，在不需要充電而設定為騎車模式或停車模式時，由于不向電池供電，所以可以保證安全。
第二實施例在本實施例的充電系統(tǒng)中，如圖5所示，在裝有電動馬達的自行車后輪(126)上裝有可將自行車主體(1)支撐在豎立狀態(tài)的支架(15)，支架(15)由在支撐自行車主體(1)的狀態(tài)(以下簡稱支撐狀態(tài))下向斜下方伸出的支腿(15a)和在支撐狀態(tài)下與地面接觸的接地部分(15b)構(gòu)成。在支架(15)上設置有將支架(15)鎖定在豎立狀態(tài)的公知的鎖定機構(gòu)(7)。在該裝有電動馬達的自行車中，當需要用支架(15)支撐自行車主體(1)時，在豎起支架(15)之后，將鎖定機構(gòu)(7)設定為鎖定狀態(tài)。此外，當需要騎車時，在解除鎖定狀態(tài)之后，抬起支架(15)并將其設定為水平姿態(tài)。
對于本實施例的次級充電裝置(6)，如圖5和圖6所示，在支架(15)的接地部分(15b)中裝有次級線圈裝置(51)，次級線圈裝置(51)通過埋設在支架(15)的支腿(15a)和鏈拉條(16)內(nèi)部埋設的線路(圖中省略未畫)與所示的電池(20)相連接。如圖7所示，次級線圈裝置(51)由次級線圈(512)卷繞在棒狀鐵芯(511)上構(gòu)成，鐵芯(511)的前端面露在外面。在支架(15)的鎖定機構(gòu)(7)中設置有由開關(65)和磁鐵(66)形成的開關機構(gòu)(60)。開關機構(gòu)(60)具體的工作情況將在后面介紹。此外，容納電池(20)的電池機構(gòu)(圖中省略未畫)中內(nèi)裝有整流回路和充電控制回路。
另一方面，對于初級充電裝置(4)，殼體(420)內(nèi)裝有初級線圈裝置(31)和充電回路(圖中省略未畫)，用于連接100V商用電源(8)插孔的電源軟線(圖中省略未畫)從殼體(420)中引出。初級線圈裝置(31)，如圖7所示，由初級線圈(312)卷繞在棒狀鐵心(311)上構(gòu)成，鐵心(311)的后端部露在殼體(420)的外面。
圖9表示本實施例的充電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。
初級充電裝置(4)由如圖所示的初級線圈裝置(31)和由整流回路及高頻變換器組成的充電回路(403)構(gòu)成，充電回路(403)與商用電源(8)連接。
另一方面，次級充電裝置(6)由次級線圈裝置(51)，開關機構(gòu)(60)和由整流回路(601)及充電控制回路(602)構(gòu)成，充電控制回路(602)當電池(20)被充電且兩端電壓超過規(guī)定閥值時使充電停止。
開關機構(gòu)(60)如圖所示，由開關(65)和磁鐵(66)構(gòu)成。開關(65)由當接近磁鐵(66)時為“通”，當離開時為“斷”的第一開關(65a)和利用所述第一開關(65a)的通/斷進行繼電器操作的第二開關(65b)構(gòu)成。
如圖8(a)所示，當豎起支架(15)、將鎖定機構(gòu)(7)設定為鎖定狀態(tài)時，磁鐵(66)靠近開關(65)。從而使第一開關(65a)為“通”，與此連動，第二開關(65b)變?yōu)椤巴ā?。從而，使次級線圈裝置(51)、整流回路(601)、充電控制回路(602)和電池(20)形成閉合回路。
與此相反，如圖8(b)所示，當支架(15)被設定在水平狀態(tài)，解除鎖定機構(gòu)(7)的鎖定狀態(tài)時，磁鐵(66)離開開關(65)。從而使第一開關(65a)為“斷”，與此連動，第二開關(65b)變?yōu)椤皵唷?。從而使前述回路斷開。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，在后輪(12b)移動到初級充電裝置(4)的右側(cè)附近時，停住自行車主體(1)。然后，豎起支架(15)，如圖5至圖7所示，使次級充電裝置(6)的次級線圈裝置(51)與初級充電裝置(4)的初級線圈裝置(31)接觸之后，將鎖定機構(gòu)(7)設定為鎖定狀態(tài)。從而使第一開關(65a)和第二開關(65b)為“通”。
從商用電源(8)獲得的交流電流在提供給該充電回路(403)并轉(zhuǎn)換成高頻電流之后，供給初級線圈裝置(31)。從而由初級線圈裝置(31)的初級線圈(312)產(chǎn)生磁力線，該磁力線貫穿次級線圈裝置(51)的次級線圈(512)，使初級線圈(312)和次級線圈(512)相互電磁耦合。
從而從次級線圈裝置(51)獲得高頻電流，該高頻電流經(jīng)整流回路(601)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娭?，由充電控制回?602)設定為規(guī)定的電流值，提供給電池(20)。從而對電池(20)充電。
然后，當對電池充分充電且其兩端電壓超過規(guī)定的閾值時，充電控制回路(602)進行工作，以停止充電。
利用本實施例的充電系統(tǒng)，由于在騎車時解除鎖定機構(gòu)(7)的鎖定，次級線圈裝置(6)的開關機構(gòu)(60)為“斷”，不對電池(20)供電，因此是安全的。
此外，在解除鎖定機構(gòu)(7)的鎖定之后，由于次級充電裝置(6)的開關機構(gòu)(60)自動變?yōu)椤皵唷保圆槐叵蟮谝粋€實施例那樣，在需充電時或充電終了時進行繁瑣的開關切換操作。
此外，代替上述開關機構(gòu)(60)，可以采用在支架豎立時為“通”，抬起時為“斷”的開關機構(gòu)。
第三實施例在本實施例的充電系統(tǒng)中，如圖10所示，在裝有電動馬達的自行車后輪(12b)上安裝有用于使自行車主體(1)保持豎立狀態(tài)的支架(17)，支架(17)由在支撐狀態(tài)下向斜下方伸出的左右一對支腿(17a)(17a)、在支撐狀態(tài)下沿水平方向伸出的左右一對水平部分(17b)(17b)和在支撐狀態(tài)下與地面接觸的左右一對接地部(17c)(17c)構(gòu)成。而且，在支架(17)上設有鎖定機構(gòu)(7)。
在本實施例的次級充電裝置(6)中，如圖10和圖12所示，在殼體(630)中裝有次級線圈裝置(52)，該殼體(630)安裝在支架(17)的兩個水平部分(17b)(17b)之間，將兩水平部分(17b)(17b)連接在一起。次級線圈裝置(52)通過埋設在支架(17)的水平部分(17b)、接地部分(17c)、支腿(17a)和鏈拉條(16)中的線路(圖中省略未畫)與所述電池(20)連接。并且，如圖11所示，次級線圈裝置(52)由次級線圈(522)卷繞在棒狀鐵芯(521)上構(gòu)成。
此外，容納電池(20)的電池機構(gòu)(圖中省略未畫)內(nèi)裝有整流回路和充電控制回路。
此外，在支架(17)的鎖定機構(gòu)(7)中裝有用于使對電池(20)的通電通/斷的開關機構(gòu)，由于該開關機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作情況與上述第二個實施例的開關機構(gòu)(60)完全相同，所以省略了對它的圖示和說明。
另一方面，在初級充電裝置(4)中，C字形的殼體(430)內(nèi)裝有初級線圈裝置(32)和充電回路(圖中省略未畫)，用于與100V的商用電源插座相連接的電源軟線(圖中省略未畫)從殼體(430)中引出。初級線圈裝置(32)，如圖11所示，由初級線圈(322)卷繞在C字形鐵芯(321)上構(gòu)成，鐵芯(321)的兩端面露在殼體(430)的外面。該初級線圈裝置(32)以與殼體(430)相同的姿態(tài)裝在殼體(430)之內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，在需要對自行車狀態(tài)(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，當后輪(12b)移動到初級充電裝置(4)的后方附近時，停住自行車主體(1)。然后，豎起支架(17)，如圖11和圖12所示，使支架(17)的兩個水平部分(17b)(17b)與初級充電裝置(4)的殼體(430)的后面(430a)(430a)相接。從而將次級充電裝置(6)的殼體(630)的一部分插入初級充電裝置(4)的凹部(430b)中，在這種狀態(tài)下，將次級線圈裝置(52)配置在接近初級線圈裝置(32)的位置上。然后，將鎖定機構(gòu)(圖中省略未畫)設定為鎖定狀態(tài)。從而，與上述第二個實施例一樣，實現(xiàn)對電池(20)的充電。
在以下對第四個實施例至第六個實施例的說明中，與圖5所示第二個實施例的裝有電動馬達的自行車一樣，后輪(12b)上安裝有內(nèi)裝次級線圈裝置的支架(15)，但在初級充電裝置(4)中具有特殊的機構(gòu)。
第四實施例在本實施例的初級充電裝置(4)中，如圖13所示，在基座(412)上，沿自行車主體(1)的行進方向設置有下凹的自行車主體(1)后輪(12b)定位槽(413)。并且，與商用電源插座相接的電源軟線(414)從基座(412)引出。
此外，在基座(412)上設置有裝在殼體(41)內(nèi)的初級線圈裝置(33)和充電回路(圖中省略未畫)。在殼體(41)的右側(cè)面(41a)形成與支架(15)的接地部分(15b)配合的凹部(411)，該凹部(411)在上方和右側(cè)設置有開口。
初級線圈裝置(33)，如圖14所示，由初級線圈(332)卷繞在C字形的鐵芯(331)上構(gòu)成，該初級線圈(332)具有與自行車主體(1)的前進方向平行的卷軸。該初級線圈裝置(33)從左側(cè)包圍所述凹部(411)，并裝在殼體(41)內(nèi)。
另一方面，在次級充電裝置(6)中，如圖15和圖16所示，次級線圈裝置(53)裝在支架(15)的接地部分(15b)中。次級線圈裝置(53)，如圖14所示，由次級線圈(532)卷繞在棒狀鐵芯(531)上構(gòu)成，次級線圈(532)與初級線圈(332)一樣，具有平行于自行車主體(1)行進方向的卷軸。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，當后輪(12b)被放置在定位槽(413)上時，停住自行車主體(1)。然后，在豎起支架(15)后，將自行車主體(1)向左側(cè)挪動，使支架(15)的接地部分(15b)與初級充電裝置(4)的凹部(411)相互配合。從而，將裝在支架(15)的接地部分(16b)內(nèi)的次級線圈裝置(53)設置于接近初級線圈裝置(33)的規(guī)定位置上。這樣，如圖14所示，初級線圈裝置(33)的鐵芯(331)的兩端(331a)(331a)和次級線圈裝置(53)的鐵芯(531)的兩端(531a)(531a)互相面對，并稍稍留有一點間隙。
這樣，使初級線圈(332)和次級線圈(532)相互電磁耦合，從次級線圈裝置(53)獲得高頻電流。然后，該高頻電流經(jīng)整流回路和充電控制回路提供給電池(20)。從而對電池(20)充電。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，如果將后輪(12b)置于定位槽(413)上，使支架(15)的接地部分(15b)與初級充電裝置(4)的殼體(41)的凹部(411)相互配合，就可對次級線圈裝置(53)正確地定位，使初級線圈(332)和次級線圈(532)確實實現(xiàn)相互電磁耦合。
此外，如圖14所示，由于將次級線圈裝置(33)的鐵芯(331)和次級線圈裝置(53)的鐵芯(531)置于相互靠近的位置上，所以從初級線圈裝置(33)的鐵芯(331)輻射出來的磁力線的大部分均輻射入次級線圈裝置(53)的鐵芯(531)并貫通次級線圈(532)。
從而可高效地對電池(20)進行充電。
此外，使支架(15)的接地部分(15b)與初級充電裝置(4)的凹部(411)相互配合，由于將次級線圈裝置(53)配置在接近初級線圈裝置(33)的位置上，所以在充電時易于確定位置。
第五實施例在第四個實施例中，初級充電裝置(4)沿著與自行車主體(1)的行進方向垂直的方向形成深入的凹部(411)，于此相反，如圖17所示，本實施例的初級充電裝置(4)沿著與自行車主體(1)的行進方向平行的方向形成深入的凹部(421)。
在本實施例的初級充電裝置(4)中，在基座(422)上，沿自行車主體(1)的行進方向設置有下凹的自行車主體(1)的后輪(12b)定位槽(423)。此外，與商用電源插座相接的電源軟線(424)從基座(422)引出。
并且，在基座(422)上設置有裝在殼體(42)內(nèi)的初級線圈裝置(39)和充電回路(圖中省略未畫)。在殼體(42)的后面(42a)形成與支架(15)的接地部分(15b)相配合的凹部(421)，該凹部(421)在上方和后方設有開口。
初級線圈裝置(39)，如圖18所示，由初級線圈(392)卷繞在C字形鐵芯(391)上構(gòu)成，初級線圈(392)具有與自行車主體(1)前進方向垂直的卷軸。該初級線圈裝置(39)從前方包圍所示凹部(421)，并裝在殼體(42)內(nèi)。
另一方面，在次級充電裝置(6)中，如圖19和20所示，在支架(15)的接地部分(15b)內(nèi)裝次級線圈裝置(59)。次級充電裝置(6)的次級線圈裝置由次級線圈(592)卷繞在棒狀鐵芯(591)中構(gòu)成，次級線圈(592)與初級線圈(392)一樣，具有與自行車主體(1)的行進方向垂直的卷軸。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，當后輪(12b)置于定位槽(423)上時，使自行車主體(1)停住。然后，一豎起支架(15)，支架(15)的接地部分(15a)就從初級充電裝置(4)的殼體(41)的后側(cè)插入凹部(421)內(nèi)，如圖19所示，將其置于凹部(421)內(nèi)。從而，使裝在支架(15)的接地部分(15b)內(nèi)的次級線圈裝置(59)置于接近初級線圈裝置(39)的規(guī)定位置上。這樣，如圖18所示，初級線圈裝置(39)的鐵芯(391)的兩端(391a)(391a)和次級線圈裝置(59)的鐵芯(591)的兩端(591a)(591a)互相面對，并稍稍留有一點間隙。從而，與上述第四實施例同樣，對電池(20)進行充電。
利用本實施例，由于在把后輪(12b)置于定位機構(gòu)(423)上的狀態(tài)下，豎起支架(15)，支架(15)的接地部分(15b)就被置于初級充電裝置(4)的凹部(421)內(nèi)，所以可以省略，例如在第四實施例中，豎起支架(15)后向左側(cè)挪動自行車主體(1)的操作。
第六實施例本實施例的初級充電裝置(4)，與具有C字形殼體(42)的第五實施例不同，它具有如圖21所示的L字形殼體(43)。
在本實施例的初級充電裝置(4)中，在基座(432)上沿自行車主體(1)的行進方向設有下凹的自行車主體(1)的后輪(12b)定位槽(433)。并且，用于連接商用電源插座的電源軟線(434)從基座(432)引出。
并且，在基座(432)上設置有裝在殼體(43)內(nèi)的初級線圈裝置(34)和充電回路(圖中省略未畫)。在橫跨殼體(43)的右側(cè)面(43a)和后面(43b)的角部，形成與支架(15)的接地部分(15b)相配合的凹部(431)，該凹部(431)向上方，右方和后方開口。
初級線圈裝置(34)，如圖22所示，由初級線圈(342)卷繞在大體為L字形的鐵芯(341)上而構(gòu)成，初級線圈(342)具有與自行車主體(1)的行進方向平行的卷軸。該初級線圈裝置(34)以鐵芯(341)沿凹部(431)布置的形態(tài)裝在殼體(43)內(nèi)。
另一方面，在次級充電裝置(6)中，如圖23和圖24所示，殼體(15)的接地部分(15b)中內(nèi)裝次級線圈裝置(54)。次級充電裝置(6)的次級線圈裝置(54)由次級線圈(542)卷繞在棒狀鐵芯(541)上構(gòu)成，次級線圈(542)具有平行于自行車主體(1)行進方向的卷軸。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，當后輪(12b)置于定位槽(433)上時，停住自行車主體(1)。然后，當豎起支架(15)時，支架(15)的接地部分(15a)就從初級充電裝置(4)的殼體(43)后側(cè)進入凹部(431)內(nèi)，如圖23所示置于凹部(431)內(nèi)。從而將裝在支架(15)的接地部(15b)內(nèi)的次級線圈裝置(54)置于接近初級線圈裝置(34)的規(guī)定位置上。這樣，如圖22所示，初級線圈裝置(34)的鐵芯(341)的一個端面(341a)和次級線圈裝置(54)的鐵芯(541)的一個端部側(cè)面(541b)、初級線圈裝置(34)的鐵芯(341)的另一端部側(cè)面(341b)和次級線圈裝置(54)的鐵芯(541)的另一個端面分別相互相對，并稍稍留有一點間隙。從而，可以對電池(20)進行充電。
利用本實施例，如圖21所示，由于初級充電裝置(4)的凹部(431)在右側(cè)設有開口，所以可以比第五實施例更容易地將支架(15)的接地部分(15b)置于凹部(431)內(nèi)。
第七實施例在本實施例的次級充電裝置(6)中，如圖25和圖26所示，次級線圈裝置(55)裝在腳鐙(100)內(nèi)。次級線圈裝置(55)由次級線圈(552)卷繞在與腳鐙(100)的軸芯相連接的棒狀鐵芯(551)上構(gòu)成，鐵芯(551)的前端在自行車主體(1)的側(cè)面露出。
曲柄(10)上裝有靠近自行車主體(1)一側(cè)的整流裝置(75)，該整流裝置(75)通過導線(圖中省略未畫)與次級線圈裝置(55)相連接。
在自行車主體(1)中，安裝有用于接通和切斷次級線圈裝置(55)和電池(20)之間的電連接的連接機構(gòu)(72)，該連接機構(gòu)(72)由安裝在曲柄(10)的靠自行車主體(1)側(cè)的第一機構(gòu)(73)和安裝在鏈拉條(16)的靠腳鐙(100)側(cè)的第二機構(gòu)(74)構(gòu)成。當曲柄(10)與鏈拉條(16)平行時，第一機構(gòu)部分(73)與第二機構(gòu)部分(74)相對。
在第一機構(gòu)(73)中，在鐵芯(732)上卷繞有線圈(733)，同時，在鐵芯(732)上與第二機構(gòu)部分(74)相對的面上安裝有與鐵芯(732)電絕緣的一對正負電極(731)(731)。
另一方面，在第二機構(gòu)部分(74)中，筒狀殼體(740)沿垂直于曲柄(10)旋轉(zhuǎn)面的方向固定筒軸。該殼體(740)內(nèi)設有滑動配合的鐵片(743)，鐵片(743)由彈簧(742)彈性支持。在鐵片(743)與第一機構(gòu)部分(73)相對的面上，安裝有與第一機構(gòu)部分(73)的一對正負電極(731)接觸的一對正負電極(741)(741)。
如圖27所示，從整流裝置(75)引出的正極線路(734)和負極線路(735)連接在第一機構(gòu)部分(73)的線圈(733)兩端，同時與一對正負電極(731)(731)連接。此外，第二機構(gòu)部分(74)的一對正負電極(741)(741)通過正極線路(744)和負極線路(745)與所述電池連接。
在初級充電裝置(4)中，如圖25和圖26所示，殼體(440)中內(nèi)裝有初級線圈裝置(35)和充電回路(圖中省略未畫)，當曲柄(10)與鏈拉條(16)平行時，初級線圈裝置(35)被置于與腳鐙(100)中的次級線圈裝置(55)相對的高度上。初級線圈裝置(35)由初級線圈(352)卷繞在棒狀的彈性(351)上構(gòu)成，鐵芯(351)上的次級線圈裝置(55)側(cè)的端面露在殼體(440)之外。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，當腳鐙(100)移動到初級充電裝置(4)旁的位置上時，停住自行車主體(1)。然后，旋轉(zhuǎn)曲柄(10)并設定為與鏈拉條(16)平行的狀態(tài)，使第一機構(gòu)部分(73)與第二機構(gòu)部分(74)相對。并且使設置在腳鐙(100)內(nèi)的次級線圈裝置(55)與初級線圈裝置(35)相對。
從商用電源獲得的交流電流由充電回路轉(zhuǎn)換成高頻電流后，提供給初級線圈裝置(35)。從而由初級線圈裝置(35)的初級線圈(352)產(chǎn)生磁力線，該磁力線貫穿次級線圈裝置(55)的次級線圈(552)，使初級線圈(352)與次級線圈(552)相互電磁耦合。
這樣，便從次級線圈裝置(55)獲得高頻電流，該高頻電流在由整流裝置(75)整流之后經(jīng)正極線路(734)和負極線路(75)提供給第一機構(gòu)部分(73)的線圈(733)。從而由線圈(733)產(chǎn)生磁力線，該磁力線使鐵芯(732)磁化，形成電磁鐵。
這樣，第二機構(gòu)部分(74)的鐵片(743)被第一機構(gòu)部分(73)的鐵芯(732)所吸引，如圖27所示，克服彈簧(742)的彈力并向第一機構(gòu)(73)側(cè)凸出，第二機構(gòu)部分(74)的電極(741)(741)與第一機構(gòu)部分(73)的電極(731)(731)接觸。因此，形成從整流裝置(75)至電池的電流供應線路，對電池充電。
在下面所述的第八實施例至第十三實施例中，如圖28所示，在裝有電動馬達的自行車的后輪(12b)上安裝有用于支撐自行車主體(1)使其保持豎立狀態(tài)的支架(18)。支架(18)由在支撐狀態(tài)下向斜下方伸出的支腿(18a)和在支撐狀態(tài)下與地面接觸的接地部分(18b)構(gòu)成。
第八實施例至第十三實施例的特征是初級充電裝置(4)的殼體的形狀和次級充電裝置(6)的安裝位置具有特殊的結(jié)構(gòu)。
第八實施例本實施例的次級充電裝置(6)，如圖28和圖29所示，由次級線圈裝置(56)和由整流回路等形成的次級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(620)中構(gòu)成，朝向自行車主體(1)的后輪(126)側(cè)安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置上。
次級線圈裝置(56)通過沿支架(18)的支腿(18a)和鏈拉條(16)延伸設置的線路(圖中省略未畫)與電池(20)相連。并且，次級線圈裝置(56)，如圖30所示，由次級線圈(562)卷繞在棒狀鐵芯(561)上構(gòu)成。
另一方面，初級充電裝置(4)，如圖28和圖29所示，由初級線圈裝置(36)和由開關回路等形成的初級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(44)中構(gòu)成，用于連接商用電源插座的電源軟線(442)從殼體(44)引出。所述開關回路的開關頻率為100KHz。
殼體(44)的左側(cè)面形成與支撐狀態(tài)下支腿(18a)的傾斜角度大體相同的斜面(44a)。在斜面(44a)上形成容納所述次級充電裝置(6)的凹部(441)，該凹部(441)向殼體(44)的后面(44b)和斜面(44a)開口。
初級線圈裝置(36)，如圖30所示，由初級線圈(362)(362)卷繞在C字形鐵芯(361)上構(gòu)成，以從前方包圍凹部(441)且與斜面(44a)平行的姿態(tài)裝在殼體(44)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，使次級充電裝置(6)從初級充電裝置(4)的殼體(44)的后面(44b)向凹部(441)移動。而且，當進一步使自行車主體(1)前進時，支架(18)的支腿(18a)沿斜面(44a)向前移動，同時，次級充電裝置(6)向前移入凹部(441)內(nèi)，如圖29所示，被置于凹部(441)內(nèi)的規(guī)定位置上。從而，如圖30所示，將次級線圈裝置(56)的次級線圈(562)置于接近初級線圈裝置(36)的初級線圈(362)的規(guī)定位置上。在這種狀態(tài)下，利用初級線圈(362)中流通的高頻電流，在該線圈(362)中產(chǎn)生磁力線，該磁力線貫穿次級線圈(562)，使初級線圈(362)和次級線圈(562)相互電磁耦合。從而，在次級線圈(562)中獲得高頻電流，該高頻電流，利用所述次級充電回路轉(zhuǎn)換為直流電流后提供給電池(20)，對電池(20)充電。
第九實施例如圖31和圖32所示，本實施例的次級充電裝置(6)面向自行車主體(1)的后輪(12a)側(cè)安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置上，這種結(jié)構(gòu)與圖30所示的上述第一實施例的次級充電裝置相同。
另一方面，如圖31和圖32所示初級充電裝置(4)由與上述第八個實施例結(jié)構(gòu)相同的初級線圈裝置(36)和初級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(45)內(nèi)構(gòu)成，連接商用電源插座的電源軟線(452)從殼體(45)中引出。
殼體(45)的左側(cè)面形成具有與支撐狀態(tài)下支架(18)的腿部(18a)大體相同的傾斜角度的斜面(45a)。在該斜面(45a)上形成容納所述次級充電裝置(6)的凹部(451)，該凹部(451)在殼體(45)的斜面(45a)和上面(45b)開口。
初級線圈裝置(36)從下側(cè)包圍凹部(451)且以平行于斜面(45a)的姿態(tài)裝入殼體(45)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，在將初級充電裝置(4)夾在后輪(12b)和殼體(18)之間的狀態(tài)在使自行車主體(1)前進。與此同時，支架(18)的支腿(18a)沿著斜面(45a)向前移動，同時，次級充電裝置(6)向前移動。然后，當次級充電裝置(6)移動到與初級充電裝置(4)的殼體(45)的凹部(451)相對的位置時，停住自行車主體(1)。接著，使自行車主體(1)向右靠攏，如圖32所示，使次級充電裝置(6)從殼體(45)的斜面(45a)側(cè)裝入凹部(451)。從而可對電池(20)充電。
第十實施例如圖33和圖34所示，本實施例的次級充電裝置(6)面向自行車主體(1)的后輪(12a)側(cè)安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置上，其結(jié)構(gòu)與圖30所示的上述第八實施例的次級充電裝置相同。
另一方面，如圖33和圖34所示，初級充電裝置(4)由與上述第八個實施例結(jié)構(gòu)相同的初級線圈裝置(36)和初級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(46)中構(gòu)成，連接商用電源插孔的電源軟線(462)從殼體(46)中引出。
在殼體(46)上形成從上面(46b)至右側(cè)面(46c)的斜面(46a)，橫跨斜面(46a)和右側(cè)面(46c)形成容納支架(18)的凹部(461)。凹部(461)具有與在支撐狀態(tài)下支架(18)的支腿(18a)傾斜角度大體相同的斜面(461a)。
初級線圈裝置(36)從左上方包圍凹部(461)且以平行于斜面(46a)的姿態(tài)裝在殼體(461)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)在初級充電裝置(4)的右側(cè)前進。與此同時，支架(18)的支腿(18a)向前移動，同時，次級充電裝置(6)向前移動。然后，當次級充電裝置(6)移動到與初級充電裝置(4)的殼體(46)的凹部相對的位置上時，停住自行車主體(1)。接著，向左側(cè)挪動自行車主體(1)，如圖34所示，將殼體(18)和次級充電裝置(6)從殼體(46)的右側(cè)面(46c)裝入凹部(461)內(nèi)。這樣，將支架(18)的支腿(18a)以沿著凹部(461)的斜面(461a)的姿態(tài)裝入其中。從而可對電池(20)充電。
第十一實施例如圖35和圖36所示，本實施例的次級充電裝置(6)朝著自行車主體(1)的前方安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置上，這種結(jié)構(gòu)與圖30所示的上述第八實施例的次級充電裝置相同。
另一方面，如圖35和圖36所示，初級充電裝置(4)由與上述第八個實施例結(jié)構(gòu)相同的初級線圈裝置(36)和初級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(47)中構(gòu)成，連接商用電源插座的電源軟線(472)從殼體(47)中引出。
殼體(47)的上面形成在右側(cè)向下傾斜的斜面(47a)。此外，在殼體(47)的后面上形成容納從前方深入的支架(18)的凹部(471)，該凹部(471)在殼體(47)的斜面(47a)和后面(47b)開口。此外，凹部(471)具有與支撐狀態(tài)下支架(18)的支腿(18a)的傾斜角度基本相同的右斜面(471a)和左斜面(471b)。
初級線圈裝置(36)從前方包圍凹部(471)且以平行于斜面(47a)的姿態(tài)裝在殼體(47)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池(20)充電時，使自行車主體(1)前進，將支架(18)及次級充電裝置(6)從初級充電裝置(4)的殼體(47)的后方側(cè)(47b)向凹部(471)移動。進一步使自行車主體(1)前進時，支架(18)的支腿(18a)沿著凹部(471)的右斜面(471a)和左斜面(471b)向前方移動，同時，次級充電裝置(6)向前方移入凹部(471)內(nèi)，如圖36所示，置于凹部(471)內(nèi)的規(guī)定位置上。從而可對電池(20)進行充電。
第十二實施例如圖37和圖39所示，本實施例的次級充電裝置(6)向著自行車主體(1)的后輪(12b)側(cè)安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置上。
次級充電裝置(6)由次級線圈裝置(57)和次級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(630)內(nèi)構(gòu)成，該次級線圈裝置(57)通過沿支架(18)的支腿(18a)和鏈拉條(16)延伸設置的線路(圖中省略未畫)與前述電池(20)相連接，次級線圈裝置(57)，如圖38所示，由次級線圈(572)卷繞在棒狀鐵芯(571)上構(gòu)成。
另一方面，如圖37和圖39所示，初級充電裝置(4)由初級線圈裝置(37)和次級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(48)中構(gòu)成，連接商用電源插座的電源軟線(482)從殼體(48)引出。
殼體(48)的左側(cè)面形成與支撐狀態(tài)下的支架(18)的支腿(18a)的傾斜角度大體相同的斜面(48a)，在斜面(48a)上形成容納所述次級充電裝置(6)的凹部(481)。
初級線圈裝置(37)，如圖38所示，由初級線圈(372)卷繞在C字形的鐵芯(371)上構(gòu)成，使鐵芯(371)的端面(371a)(371a)與所述凹部(481)的底部(481a)相對，置于殼體(48)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對自行車主體(1)的電池充電時，在將初級充電裝置(4)夾在后輪(12b)和殼體(18)之間的狀態(tài)下使自行車前進。與此同時，殼體(18)的支腿(18a)沿著初級充電裝置(4)的殼體(48)的斜面(48a)向前移動，同時，次級充電裝置(6)向前移動。然后，當次級充電裝置(6)移動到與殼體(48)的凹部(481)相對的位置時，停住自行車主體(1)。接著，使自行車主體(1)向右靠攏，如圖39所示，將次級充電裝置(6)從殼體(48)的斜面(48a)側(cè)裝入凹部(481)內(nèi)。從而，次級線圈裝置(57)的次級線圈(572)，如圖38所示，被置于接近初級線圈裝置(37)的初級線圈(372)的規(guī)定位置上。從而，對電池(20)充電。
第十三實施例如圖40和圖41所示，本實施例的次級充電裝置(6)向著自行車主體(1)的后輪(12b)側(cè)安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置上，其結(jié)構(gòu)與上述第十二實施例的次級充電裝置相同。
另一方面，如圖40和圖41所示，初級充電裝置(4)由與上述第十二實施例結(jié)構(gòu)相同的初級線圈裝置(37)和初級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(49)內(nèi)構(gòu)成，連接商用電源插座的電源軟線(492)從殼體(49)引出。
殼體(49)的左側(cè)面形成與支撐狀態(tài)下的支架(18)的支腿(18a)的傾斜角度大體相同的斜面(49a)，橫跨斜面(49a)和后面(49b)形成容納前述次級充電裝置(6)的凹部(491)。
次級線圈裝置(37)以鐵芯(371)的端部(371a)(371a)與前述凹部(491)的前面(491a)相對的形式裝入殼體(49)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要自行車主體(1)的電池充電時，使自行車主體前進，使次級充電裝置(6)從初級充電裝置(4)的殼體(49)的后面(49b)側(cè)向凹部(491)移動。進一步使自行車主體(1)前進時，支架(18)的支腿(18a)沿斜面向前移動，同時，次級充電裝置(6)向前移入凹部(491)內(nèi)，如圖41所示，裝入凹部(491)內(nèi)的規(guī)定位置。從而可以對電池(20)進行充電。
在上述第八實施例至第十三實施例中任何一種充電系統(tǒng)中，只要支架(18)的接地部分(18b)與初級充電裝置(4)的殼體的凹部相互配合，即可對電池(20)充電。
并且，由于次級充電裝置(6)安裝在支架(18)的支腿(18a)的中間位置，當利用支架(18)支撐自行車主體(1)時，次級充電裝置(6)不會直接碰撞地面，所以次級充電裝置(6)受到的沖擊力小。因而，次級充電裝置不需要設置防撞擊的特殊結(jié)構(gòu)，所以可以更為緊湊、輕巧。
此外，在上述裝有電動馬達的自行車中，在需要乘車時，從前方將支架(18)的支腿(18a)的下部向后踢，將支架(18)的支腿(18a)設定為大體成水平狀態(tài)，由于次級充電裝置(6)安裝在支腿(18a)的中間位置上，所以不會誤踢到次級充電裝置。
第十四實施例在本實施例的充電系統(tǒng)中，如圖42所示，在裝有電動馬達的自行車的后輪(12b)上安裝有用于支撐自行車主體(1)使其呈豎立狀態(tài)的支架(19)。支架(19)由在支撐狀態(tài)下向斜下方伸出的左右一對支腿(19a)(19a)、在支撐狀態(tài)下離開地面一定高度的位置上沿水平方向延伸的水平部分(19b)和在支撐狀態(tài)下與地面接觸的左右一對接地部分(19c)(19c)構(gòu)成，兩支腿(19a)(19a)由水平部分(19b)和兩個接地部分(19c)(19c)相互連接。
如圖42所示，本實施例的次級充電裝置(6)與上述第八實施例的次級充電裝置一樣，是由次級線圈裝置(58)和由整流回路等組成的次級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(640)中構(gòu)成的，安裝在支架(19)的水平部分(19b)上。
次級線圈裝置(58)通過沿支架(19)的水平部分(19b)、接地部分(19c)、支腿(19a)和鏈拉條(16)延伸設置的線路(圖省略未畫)與電池(20)相連接。此外，如圖44所示，次級線圈裝置(58)由次級線圈(582)卷繞在棒狀鐵芯(581)上構(gòu)成。
另一方面，如圖43和圖45所示，初級充電裝置(4)由初級線圈裝置(38)和由開關回路等組成的初級充電回路(圖中省略未畫)裝在殼體(40)中構(gòu)成，連接商用電源插座的電源軟線(407)從殼體(40)中引出。
殼體(40)在前、后具有高度不同的第一水平面(404)和第二水平面(405)，第一水平面(404)比第二水平面(405)低。在第一水平面(404)的后方端部，形成與支架(19)的下端部相配合的凹部(406)。該凹部(406)具有從第一水平面(404)向后方下斜的斜面(406a)和從第二水平面(405)垂直向下延伸的垂直面(406b)。
如圖44所示，初級線圈裝置(38)由初級線圈(382)卷繞在C字形鐵芯(381)上構(gòu)成，鐵芯(381)的兩端面(381a)(381a)與前述凹部(406)的垂直面(406b)相對，裝在殼體(40)內(nèi)。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當需要對電池(20)充電時，從后輪(12b)位于初級充電裝置(4)的前方位置上的狀態(tài)開始，一邊使自行車主體(1)后退，一邊將支架(19)向下推到傾斜的狀態(tài)，如圖45所示，支架(19)的下端部插入初級充電裝置(4)的凹部(406)。在這一過程中，次級充電裝置(6)不與初級充電裝置(4)的殼體(40)接觸。進而，通過將自行車主體(1)向后方抬起，支架(19)的下端部被凹部(406)的垂直面(406b)擋住，如圖46所示，一直旋轉(zhuǎn)到垂直的狀態(tài)，支撐住自行車主體(1)。在這種狀態(tài)下，次級充電裝置(6)的次級線圈裝置(58)被置于接近初級充電裝置(4)的初級線圈裝置(38)的規(guī)定位置上。從而，使初級線圈裝置(38)和次級線圈裝置(58)電磁耦合，開始對電池(20)充電。
此外，在上述裝有電動馬達的自行車中，當從圖46中的支撐狀態(tài)將自行車主體(1)向前推出時，支架(19)接觸到凹部(406)的斜面(406a)并彈起成水平狀態(tài)。從而，當支架(19)彈起時不必借助腳尖用力。
利用本實施例的充電系統(tǒng)，只要使支架(19)的下端部與初級充電裝置(4)的殼體(40)的凹部(406)相配合，就可對電池(20)充電。
此外，由于次級充電裝置(6)安裝在支架(19)的水平部分(19b)上，當利用支架(19)支撐自行車主體(1)時，次級充電裝置(6)不會直接碰撞地面，所以次級充電裝置(6)所受的沖擊力小。因而，可以使次級充電裝置更為緊湊、輕巧。
此外與第一實施例一樣，在第二至第十四實施例中，也可在初級充電裝置(4)內(nèi)安裝在充電時發(fā)光的發(fā)光二極管(402)。
此外，與第一實施例一樣，可使次級充電裝置(6)具有充電模式、停車模式和乘車模式三種切換設定，可以安裝用于切換自行車主體(1)的模式的手動切換開關(24)。
此外，與第一實施例一樣，在次級充電裝置(6)中安裝磁鐵(61)，同時，在初級充電裝置(4)中可安裝利用接近和遠離磁鐵(61)而通/斷的開關(401)。
以下所要說明的第十五實施例和第十六實施例是將本發(fā)明實施在電動汽車上，如圖47和圖48所示，在汽車主體(9)中裝有作為電動馬達(圖中省略未畫)的電源的電池(25)。
這些實施例的充電系統(tǒng)由設置在規(guī)定位置上的初級充電裝置(600)和裝配在電動汽車上的次級充電裝置(900)構(gòu)成。
第十五實施例在本實施例的次級充電裝置(900)中，如圖47所示，在汽車主體(9)的下面安裝有次級線圈裝置(90)。次級線圈裝置(90)由次級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成。此外，在汽車主體(9)中裝有整流回路(26)，所述次級線圈裝置(90)通過整流回路(26)與電池(25)相連接。另一方面，初級充電裝置(600)是設置在停車場的充電裝置(62)。充電裝置(62)內(nèi)裝有充電回路(圖中省略未畫)，連接商用電源插座的電源軟線(621)從充電裝置(62)引出。
此外，在停車場設置初級線圈裝置(64)，初級線圈裝置(64)由初級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成。該初級線圈裝置(64)通過埋設在地下的線路(94)與充電裝置(62)連接。
在初級線圈裝置(64)附近，設置有用于檢測電動汽車是否停在規(guī)定的停車位置上的停車傳感器(63)，停車傳感器(63)通過埋設在地下的線路(95)與前述充電裝置(62)相連接。此外，在從初級線圈裝置(64)向后間隔一定距離的位置上，設置有停車擋板(91)，當電動汽車后輪(92b)接觸到停車擋板(91)并停住時，初級線圈裝置(64)和次級線圈裝置(90)互相相對。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當對電池(25)充電時，使汽車主體(9)沿圖中箭頭方向從充電裝置(62)的前方向后退，當后輪(92b)接觸到停車擋板(91)時，使汽車(9)停住不再后退。于是，將次級線圈裝置(90)置于接近初級線圈裝置(64)的對向位置上。
這時，停車傳感器(63)向充電裝置(62)輸出檢測信號。充電裝置(62)接收檢測信號，將從商用電源獲得的交流電流轉(zhuǎn)換為高頻電流提供給初級線圈裝置(64)。從而從初級線圈裝置(64)的初級線圈(圖中省略未畫)產(chǎn)生磁力線，該磁力線貫穿次級線圈裝置(90)的次級線圈(圖中省略未畫)，使初級線圈和次級線圈相互電磁耦合。
從而，從次級線圈裝置(90)獲得高頻電流，該高頻電流由整流回路(26)轉(zhuǎn)換成直流并同時進行整流后，提供給電池(25)，從而實現(xiàn)對電池(25)的充電。
利用本實施例的充電系統(tǒng)，只需將電動汽車停在停車場的規(guī)定位置上，既可對電池(25)充電。
第十六實施例在本實施例的次級充電裝置(900)中，如圖48所示，在汽車主體(9)中裝有與上述第十五實施例結(jié)構(gòu)相同的次級線圈裝置(90)和整流回路(26)。
另一方面，在初級充電裝置(600)中，在從交叉點的停車線(93)向后間隔一定距離的位置上，在地下埋設有與第十五實施例結(jié)構(gòu)相同的初級線圈裝置(64)，在該初級線圈裝置(64)附近的地下埋設有與第十五實施例結(jié)構(gòu)相同的充電裝置(62)。初級線圈裝置(64)通過埋設在地下的線路(94)與充電裝置(62)相連接。在電動汽車前輪(92a)與停車線(93)對齊停住的狀態(tài)下，初級線圈裝置(64)與次級線圈裝置(90)相對。
在初級線圈裝置(64)附近的地下埋設有停車傳感器(63)。停車傳感器(63)用于檢測電動汽車前輪(92a)是否停在與交叉點停車線(93)對齊的位置上。停車傳感器(63)通過埋設在地下的線路(95)與前述充電裝置(62)相連接。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，當電動汽車的前輪(92a)停在與交叉點處的停車線(93)對齊的位置上時，次級線圈裝置(90)置于接近初級線圈裝置(64)的對向位置上。
這時，停車傳感器(63)向充電裝置(62)輸出檢測信號。充電裝置(62)接收該檢測信號，將從商用電源獲得的交流電流轉(zhuǎn)換為高頻電流提供給初級線圈裝置(64)。從而，與上述第十五實施例相同，實現(xiàn)對電池(25)的充電。
在本實施例的充電系統(tǒng)中，有效地利用汽車停在交叉點的時間，對電池(25)進行充電。此外，由于本實施例的初級充電裝置(600)埋設在交叉點處，所以如果是裝有次級充電裝置(900)的電動汽車，只要停止在交叉點處，都可以進行充電。
此外，對于第十五實施例和第十六實施例，可采用微波發(fā)射器和接收器取代初級線圈裝置(64)和次級線圈裝置(90)，利用微波作為能量傳遞方式。
此外，在第十五實施例和第十六實施例中，可以檢測是否向次級線圈裝置(90)輸入磁能的機構(gòu)，和當確定不向次級線圈裝置(90)輸入磁能時，切斷對充電裝置(62)的初級線圈裝置(64)的供電機構(gòu)。在停車場或交叉點上停放不具有次級線圈裝置(90)的其它結(jié)構(gòu)的汽車時，這種結(jié)構(gòu)可保證不對初級線圈裝置(64)供電，以確保安全。
此外，對于第一實施例至第十六實施例，由初級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成初級線圈裝置，同時由次級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成次級線圈裝置，其中，鐵芯可以省略，只由初級線圈構(gòu)成初級線圈裝置，同時只由次級線圈構(gòu)成次級線圈裝置。
權(quán)利要求
1．一種對作為裝在電動車輛上的電動馬達電源的電池進行充電的充電系統(tǒng)，包括初級充電裝置，它在電動車輛規(guī)定的停車位置附近處設有輻射微波、磁能或光線等電磁波能量的能量輸出部，和次級充電裝置，它在電動車輛的主體上設有接收電磁波能量輻射的能量輸入部，將輸入部的能量轉(zhuǎn)換為充電電流提供給電池。
2．如權(quán)利要求1所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述電磁波能量為磁能，所述初級充電裝置的能量輸出部為初級線圈裝置，所述次級充電裝置的能量輸入部為次級線圈。
3．如權(quán)利要求2所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述初級線圈裝置由初級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成，所述次級線圈裝置由次級線圈卷繞在鐵芯上構(gòu)成。
4．如權(quán)利要求3所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述電動車輛為電動自行車。
5．如權(quán)利要求4所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在電動自行車的前輪或后輪的車軸上。
6．如權(quán)利要求4所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在電動自行車的腳鐙上。
7．如權(quán)利要求4所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在用于支撐電動自行車主體使其成豎立狀態(tài)的支架上。
8．如權(quán)利要求7所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述次級充電裝置的次級線圈裝置安裝在離開支架接地部分的位置上。
9．如權(quán)利要求7或8所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述初級充電裝置具有內(nèi)裝初級線圈裝置的殼體，該殼體上形成與次級充電裝置的次級線圈裝置配合的凹部，在次級線圈裝置與凹部相互配合的狀態(tài)下，初級線圈裝置和次級線圈裝置相互面對，可使兩線圈裝置相互電磁耦合。
10．如權(quán)利要求9所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述初級線圈裝置的鐵芯是C字形或L字形，同時次級線圈裝置的鐵芯呈棒狀，在次級線圈裝置與初級線圈裝置的凹部相互配合的狀態(tài)下，初級線圈的鐵芯的兩端與次級線圈裝置的鐵芯的兩端相互靠近或接觸。
11．如權(quán)利要求9或10所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述初級充電裝置具有在電動自行車停止在規(guī)定位置上的狀態(tài)下用于放置該電動自行車后輪的定位機構(gòu)，在后輪放置在定位機構(gòu)上的狀態(tài)下，次級充電裝置的次級線圈裝置與初級充電裝置的凹部相互配合。
12．如權(quán)利要求2至11中任何一項所述的電動車輛充電系統(tǒng)，所述初級充電裝置具有用于對初級線圈裝置的通電進行通/斷的開關，次級充電裝置具有隨著初級線圈和次級線圈裝置的靠近/遠離，而使前述開關通/斷的開關機構(gòu)。
13．如權(quán)利要求7至11中任何一項所述的電動車輛充電系統(tǒng)，在支架上設置有將支架鎖定在豎立狀態(tài)下的鎖定機構(gòu)，次級充電裝置具有用于接通或切斷對電池的通電的開關，并具有與鎖定機構(gòu)連動，在鎖定機構(gòu)為鎖定狀態(tài)時接通前述開關，在鎖定解除狀態(tài)下切斷前述開關的開關機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的充電系統(tǒng)由設置在規(guī)定位置上的初級充電裝置(4)和裝配在自行車主體(1)上的次級充電裝置(6)構(gòu)成。在次級充電裝置(6)中,殼體(610)中裝有次級線圈裝置(50)、整流回路和充電控制回路,次級線圈裝置(50)通過連接軟線與裝在自行車主體(1)上的電池(20)相連。次級線圈裝置(50)由次級線圈(502)卷繞在鐵芯(501)上構(gòu)成。另一方面,在初級線圈裝置中裝有殼體(410)中的初級線圈裝置(30)和充電回路,初級線圈裝置(30)由的初級線圈(302)卷繞在鐵芯上構(gòu)成。對于該充電系統(tǒng),只要使次級線圈裝置(50)接近初級線圈裝置(30),即可對電池充電。
文檔編號H01F38/14GK1220035SQ97194981
公開日1999年6月16日 申請日期1997年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月27日
發(fā)明者山田誠, 沓山弘, 青木英明, 鳥田正剛, 角谷和重, 村上誠治, 岸本圭司, 前川正弘 申請人:三洋電機株式會社