專利名稱：用于電動(dòng)車輛的充電連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電磁感應(yīng)系統(tǒng)給電動(dòng)車輛的蓄電池充電的充電連接器。
最近已提出了采用電磁感應(yīng)系統(tǒng)給電動(dòng)車輛的蓄電池充電的方法。這種充電方法的一個(gè)例子示于

圖11-13。
如圖11所示，在電動(dòng)車輛1的車體上設(shè)有一電能接收部分2，其與電池(未示出)相連。也參照圖12，該電能接收部分2包括設(shè)置在電動(dòng)車輛1上形成的凹口3附近的第二線圈4，并且充電連接器5插入該凹口3內(nèi)。充電連接器5經(jīng)電纜7連接到設(shè)置在車庫等地方中的充電電源6。
如圖13所示，充電連接器5具有包容在連接器殼體9內(nèi)的第一線圈8，該殼體9最好由合成樹脂制成，當(dāng)充電連接器5插入凹口3內(nèi)時(shí)，第一線圈8與第二線圈4電磁耦合，從而將電能從充電電源6經(jīng)充電連接器5和電能接收部分2輸送到電池中，如圖11所示。
在電動(dòng)車輛中，大量的電能輸送到電池，以縮短充電時(shí)間，因此從第一線圈8傳輸給第二線圈4的電流強(qiáng)度很高，并且由兩線圈8、4和芯部所產(chǎn)生的熱量趨于很大。
充電連接器5的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量緊湊以易于操縱，因此其散熱能力就非常差，這樣就會(huì)在線圈附近和芯部中產(chǎn)生高溫。
連接器殼體9具有一開口(未示出)，它能使線圈和芯部連接到相配的線圈和芯部。連接器殼體9內(nèi)的線圈8和芯部通過該開口易于露出到外部，因此可能會(huì)損壞線圈8和芯部，并可在其上沉積外界物質(zhì)，因此，可能影響其應(yīng)有的性能。
本發(fā)明包括用于電動(dòng)車輛的充電連接器，它可防止操作者意外地觸及到充電連接器的加熱部分。該充電連接器可防止連接器內(nèi)的線圈和芯部經(jīng)過連接開口的損壞。
充電連接器也可防止經(jīng)連接器開口而在其上沉積外界物質(zhì)。用于電動(dòng)車輛的充電連接器包括一連接器殼體，該殼體可與在電動(dòng)車輛上形成的一電能接收部分相連。在連接器殼體內(nèi)設(shè)有一第一線圈，第一線圈可與設(shè)置在電動(dòng)車輛的電能接收部分的第二線圈電磁耦合。當(dāng)連接器殼體連接于電能接收部分時(shí)，兩線圈電磁耦合到一起，以便于通過電磁感應(yīng)將電能由第一線圈傳輸給第二線圈，由此對電動(dòng)車輛的蓄電池進(jìn)行充電。在連接器殼體的連接開口設(shè)置有一可操作的活門，經(jīng)此活門安放電能接收部分。該活門設(shè)有一聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)連接器殼體與電動(dòng)車輛的電能接收部分相連時(shí)，該活門打開。
本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)在對優(yōu)選實(shí)施例的下列詳細(xì)描述中予以敘述，并且通過下面的敘述可更加清楚本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)。
附圖中相同的參考數(shù)字標(biāo)示相應(yīng)的零件，下面對照附圖詳述最佳實(shí)施例。
圖1A，1B是本發(fā)明第一實(shí)施例的充電連接器的垂直剖視詳圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的電能接收部分的主視圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的充電連接器的局部剖視主視圖；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的充電連接器的側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的活門的右頂側(cè)透視圖；圖6是處于連接狀況下的本發(fā)明第一實(shí)施例的充電連接器的垂直剖視詳圖；圖7A，7B是本發(fā)明第二實(shí)施例的充電連接器的垂直剖視詳圖；圖8是本發(fā)明第二實(shí)施例的活門的右前頂側(cè)透視圖；圖9是本發(fā)明第三實(shí)施例的充電連接器的局部剖視主視圖；圖10是本發(fā)明第三實(shí)施例的充電連接器的水平剖視詳圖；圖11是本發(fā)明用于電動(dòng)車輛的充電系統(tǒng)的垂直示意圖；圖12是圖11的充電系統(tǒng)的局部平面圖；圖13A，13B是圖11的充電連接器的放大的右前頂側(cè)透視圖。
現(xiàn)參照圖1-6來描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。
在一電動(dòng)車輛的車體1000的外表面100設(shè)有一向外開口的電能接收部分10，用于容納一將在下面更詳細(xì)地描述的充電連接器。一開口102可由蓋子11封閉。下面將要描述的第二裝置20安裝在電能接收部分10內(nèi)。
第二裝置20包括第二芯部22和第二線圈23，第二芯部可由例如鐵素體制造，第二芯部和第二線圈23兩者都被封裝在裝置殼體21內(nèi)。第二線圈23的輸出端子(未示出)連接到充電線路上，用以對電動(dòng)車輛的蓄電池(未示出)進(jìn)行充電。產(chǎn)生在第二線圈23內(nèi)感應(yīng)的高頻電動(dòng)力是已整流的，所以可對電池進(jìn)行充電。
如圖1所示，在從側(cè)面看時(shí)，第二芯部22大體上具有L形狀。該L形的第二芯部22的水平部分構(gòu)成一連接支柱22A，它具有在相應(yīng)于充電連接器30的A方向延伸的圓筒形狀。L形的第二芯部的垂直部分從支柱22A處大體上垂直地延伸，構(gòu)成具有棱柱形的連接部分22B。最好連接部分22B的寬度稍大于連接支柱22A的直徑。第二線圈23是由在第二芯部22的連接支柱22A上層層纏繞的交織線形成。
將第二芯部22與第二線圈23容納在一護(hù)殼24內(nèi)，擴(kuò)殼最好是由合成樹脂制成。護(hù)殼24固定在一裝置殼體21上，這樣第二芯部22與第二線圈23就相對于車體1000安裝固定。連接支柱22A的末端222從護(hù)殼24中稍微突出。在連接部分22B向前設(shè)有一開口224，由此而使第二芯部22露出。在裝置殼體21的左右側(cè)內(nèi)表面，形成有用于放置充電連接器30的活門打開銷44的一對導(dǎo)槽25。
充電連接器30包括一第一芯部32和一第一線圈33，它們被封裝在連接器殼體31內(nèi)。第一芯部32和第一線圈33與第二芯部22和第二線圈23在結(jié)構(gòu)上分別相似。第一芯部32包括一連接支柱32A，它具有在充電連接器30的連接方向A延伸的圓筒形狀；和一連接部分32B，它具有從連接支柱32A基本上垂直延伸的棱柱形狀。第一線圈33纏繞在連接支柱32A上。第一線圈33經(jīng)充電電纜(未示出)連接到充電電源，并由例如100Hhz的高頻電流來激勵(lì)。
在連接器殼體31上設(shè)有一手柄36，這樣該連接器殼體31就可手動(dòng)插入第二裝置20的殼體21內(nèi)。一上連接開口31A使第一芯部32的連接支柱32A的末端表面320朝向連接器殼體31的前端310。一下連接開口31B朝向連接器殼體31的前端310內(nèi)的連接部分32B的前側(cè)表面322。
設(shè)有用于分別關(guān)閉連接開口31A和31B的一上活門40和一下活門41。如圖5所示，上活門40具有多個(gè)矩形部段42，這些部段沿活門寬度方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。上活門40整體上很象一百葉門，并且可彎曲。每一部段42的相對端420和422插入導(dǎo)槽37中，如圖1所示，導(dǎo)槽37形成在連接開口31A的周邊。采用這一結(jié)構(gòu)，活門40可滑動(dòng)地支承在連接器殼體31上，由螺旋彈簧43推壓到關(guān)閉位置。上活門40通常關(guān)閉連接器殼體31內(nèi)的上連接開口31A。當(dāng)活門40打開時(shí)，它壓縮螺旋彈簧43?；铋T打開銷44相當(dāng)于一聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，它從上活門40的左右側(cè)突出，并通過形成在連接器殼體31左右側(cè)壁上的銷導(dǎo)槽38向外延伸。活門打開銷44與第二裝置20的殼體21上形成的導(dǎo)槽25相配。
下活門41具有一最好由合成樹脂制造的平板，其由充電連接器30的前側(cè)310上的樞軸45可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。該活門41通常由一扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧(未示出)沿順時(shí)針方向推壓，以關(guān)閉下連接開口31B，其自由端則靠在連接器殼體31的接收部分31C上。
參照圖6，將描述具有上述結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的操作。為給電動(dòng)車輛充電，用手握住手柄36并將充電連接器30的末端部分500插入第二裝置20的殼體21內(nèi)，而蓋子11已被預(yù)先打開。第二裝置20的護(hù)殼24的端部接觸到下活門41，并使其繞樞軸45轉(zhuǎn)動(dòng)地上移，由此打開下連接開口31B?；铋T打開銷44進(jìn)入裝置殼體21的導(dǎo)槽25內(nèi)，并且向上接觸到導(dǎo)槽25的最內(nèi)部分，隨著充電連接器30的插入，活門40后移。百葉型活門40從上連接開口31A移動(dòng)直到連接開口31A完全打開。當(dāng)充電連接器30完全插入時(shí)，露出的第二芯部32的連接支柱32A的末端320，抵靠到第二芯部22的連接部分22B上。第一芯部32的連接部分32B的前表面322，也抵靠到第二芯部22的連接支柱22A的末端222上。結(jié)果，由兩個(gè)芯部22和32形成了矩形的閉合磁回路。當(dāng)?shù)谝痪€圈33被激勵(lì)時(shí)，就會(huì)在第二線圈23內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)力，從而產(chǎn)生可對電池充電的電流。
在充電結(jié)束后，用手握住手柄36，并從第二裝置20中拔出充電連接器30?；铋T40在螺旋彈簧43的作用下沿關(guān)閉連接開口31A的方向滑動(dòng)?；铋T41在扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的作用下，沿關(guān)閉連接開口31B的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，兩個(gè)開口31A和31B被完全關(guān)閉。即使線圈23和33以及芯部22和32在充電操作中產(chǎn)生熱量，而使得這些元部件的溫度升高，但由于其被活門40和41掩蓋，因此能可靠的防止操作者意外地接觸到這些元部件。而且，也能可靠地防止外界物質(zhì)進(jìn)入連接器殼體31內(nèi)，因此可防止由于在第一芯部32的表面上沉積外界物質(zhì)，而在第一芯部32與第二芯部22之間形成間隙，也可防止損壞第一芯部的表面。
在該實(shí)施例中，活門打開銷44設(shè)置在活門40上，活門41可轉(zhuǎn)動(dòng)，第二裝置20的護(hù)殼24可抵靠在活門41上，并且由于這一結(jié)構(gòu)，活門40和41隨著充電連接器30的插入而打開。因此，在充電連接器30插入第二裝置20之前，無需先打開活門40和41。而且，隨著充電連接器30的拔出，設(shè)置在活門40上的螺旋彈簧43和設(shè)置在活門41上的扭轉(zhuǎn)彈簧，用來自動(dòng)地關(guān)閉活門40和41。因此，在完成充電后，無需進(jìn)行為關(guān)閉活門40和41的任何單獨(dú)操作即可獲得活門40和41的保護(hù)功能。
上活門40具有多個(gè)矩形部段42，它們沿其寬度方向連接在一起，以便形成一“百葉門”，該百葉門可在這些矩形部段的連接方向彎曲，每一部段的相對端，可滑動(dòng)地支承在連接開口31A的周邊部分的槽25內(nèi)。因此，上活門40可在窄的連接器殼體中使用。
圖7和圖8表示了本發(fā)明的第二實(shí)施例。該實(shí)施例區(qū)別于第一實(shí)施例的是上活門40由不同方法來驅(qū)動(dòng)。其它結(jié)構(gòu)則與第一實(shí)施例的相同，因此省去對它的詳細(xì)描述。
可隨活門40變形的從動(dòng)齒條部分47，整體地形成在活門40的左、右邊緣部分。與從動(dòng)齒條部分47相配的操作桿46，以伸出的方式設(shè)置在第二裝置20上。用于與相應(yīng)的從動(dòng)齒條部分47嚙合的驅(qū)動(dòng)齒條部分46A，形成在每一操作桿46的末端。當(dāng)一充電連接器30插入第二裝置20內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒條部分46A與從動(dòng)齒條部分47嚙合，以向后滑動(dòng)活門40。活門40隨著充電連接器30的插入而打開，并且活門40隨著充電連接器30的拔出而關(guān)閉，因此可獲得與第一實(shí)施例類似的效果。
圖9和圖10表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。該實(shí)施例區(qū)別于第一實(shí)施例的是活門的滑動(dòng)方向。在該實(shí)施例中，兩個(gè)活門50垂直地設(shè)置，并且相互接觸以關(guān)閉連接器殼體31內(nèi)的連接開口31A和31B。這兩個(gè)活門50可大體上水平地滑動(dòng)，以打開兩個(gè)連接開口31A和31B。與第一實(shí)施例中活門40相似，每一活門50包括多個(gè)矩形部段51，它們沿其寬度方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在一起，以形成一百葉門。兩個(gè)活門50共同打開和關(guān)閉兩個(gè)連接開口31A和31B，這樣部段51可垂直地設(shè)置。在每一活門50的后端設(shè)有一螺旋彈簧52，并且通常沿關(guān)閉方向推壓活門50。容納在導(dǎo)槽中的打開銷53形成在其后端的活門50的上、下邊緣，導(dǎo)槽設(shè)置在第二裝置(未示出)的殼體內(nèi)?；铋T50隨著充電連接器30的插入和拔出而打開與關(guān)閉，因此可防止操作者意外地接觸到發(fā)熱部分，并且防止外界物質(zhì)沉積和損壞連接器的內(nèi)部。
本發(fā)明的其它實(shí)施例包括，例如安裝在活門上的刷子，從而每當(dāng)活門打開和關(guān)閉時(shí)，可由該刷子清掃芯部的接觸表面。在該實(shí)施例中，芯部的接觸表面總是保持正常情況，從而可保持良好的磁耦合狀況。
本發(fā)明的再一實(shí)施例包括采用活門來覆蓋兩個(gè)連接開口，每一活門均采用一平板的形式?；蛘?，兩個(gè)連接開口都可由百葉門覆蓋。
活門可采用柔性葉片形式，可通過卷繞該柔性葉片而打開。
雖然本發(fā)明結(jié)合上述具體的實(shí)施例作了描述，但顯而易見，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可作多種選擇、修改及變更。因此本發(fā)明的上述最優(yōu)實(shí)施例只是示例性的而非限定性的。只要不脫離權(quán)利要求書限定的實(shí)質(zhì)和范圍，可作出各種變化。
權(quán)利要求
1.用于電動(dòng)車輛的充電連接器，包括一連接器殼體，它可連接到在電動(dòng)車輛上形成的一電能接收部分；一第一線圈，它設(shè)置在所述連接器殼體內(nèi)，并且可與設(shè)置在所述電動(dòng)車輛的電能接收部分內(nèi)的第二線圈電磁耦合，從而當(dāng)所述連接器殼體連接到所述電能接收部分時(shí)，所述的第一和第二線圈電磁地耦合在一起，由此通過電磁感應(yīng)將電能從所述第一線圈傳輸?shù)剿龅诙€圈，以給電動(dòng)車輛的蓄電池充電；和一活門，它設(shè)置在所述連接器殼體內(nèi)的連接開口上，所述的連接器殼體經(jīng)所述連接開口可連接到所述的電能接收部分。
2.如權(quán)利要求1所述的充電連接器，其中，所述活門包括一聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，隨著所述連接器殼體連接到所述電動(dòng)車輛的所述電能接收部分上，該聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)打開所述活門。
3.如權(quán)利要求1所述的充電連接器，其中，所述活門包括多個(gè)矩形部段，它們沿活門的寬度可轉(zhuǎn)動(dòng)地相連，每一所述部段的相對端，可滑動(dòng)地支承在所述連接開口的周邊部分的槽中，所述活門打開和關(guān)閉所述連接開口。
4.一種電源輸送裝置，包括一殼體；一第一線圈，它安裝在所述殼體內(nèi)；和一第一活門，其可移動(dòng)地安裝在所述殼體的開口處，可選擇地提供經(jīng)過所述開口到達(dá)所述第一線圈的通道。
5.如權(quán)利要求4所述的電源輸送裝置，其中，所述第一活門是百葉型、鉸鏈門型和可滾動(dòng)葉片型中的至少一種。
6.如權(quán)利要求4所述的電源輸送裝置，其中，當(dāng)所述電源輸送裝置安放在電源接收器內(nèi)時(shí)，所述第一活門適于移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求4所述的電源輸送裝置，其中，所述第一活門包括銷子，其適于安放在電源接收器殼體的槽內(nèi)。
8.如權(quán)利要求4所述的電源輸送裝置，其中，所述第一活門包括第一齒條，其適于與電源接收器殼體內(nèi)的第二齒條嚙合，并由第二齒條驅(qū)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求4所述的電源輸送裝置，其中，所述第一線圈包括一第一部分，它適于與第二線圈的第一部分感應(yīng)耦合；和一第二部分，它適于與第二線圈的第二部分感應(yīng)耦合；由此當(dāng)它們感應(yīng)耦合時(shí)，所述第一線圈和第二線圈構(gòu)成一電磁回路。
10.如權(quán)利要求9所述的電源輸送裝置，其中，所述第一線圈的所述第一部分具有圓筒形狀，它帶有可與所述第二線圈的所述第一部分的平面相接觸的圓形平面；和所述第一線圈的所述第二部分具有一平面，它可與所述第二線圈的所述第二部分的圓筒形的平徑向表面相接觸。
11.如權(quán)利要求9所述的電源輸送裝置，其中，還包括第二活門，所述第一活門提供到達(dá)所述第一線圈的所述第一部分的通道，而所述第二活門則提供到達(dá)所述第一線圈的所述第二部分的通道。
12.如權(quán)利要求11所述的電源輸送裝置，其中，所述第二活門為百葉型、鉸鏈門型或可滾動(dòng)葉片型中的至少一種。
13.一種充電系統(tǒng)，包括一電源輸送裝置，該裝置包括一殼體；一第一線圈；和一第一活門，它可移動(dòng)地安裝在所述殼體的開口上，可選擇地提供到達(dá)所述第一線圈的通道；和一電源接收裝置，該裝置包括一第二線圈；其中，所述第一線圈適于電磁地感應(yīng)所述第二線圈。
14.如權(quán)利要求13所述的充電系統(tǒng)，其中，所述第一活門為百葉型、鉸鏈門型或可滾動(dòng)葉片型中的至少一種。
15.如權(quán)利要求13所述的充電系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述電源接收裝置接收所述電源輸送裝置時(shí)，所述第一活門適于移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求13所述的充電系統(tǒng)，其中，所述電源接收裝置還包括安裝在所述第二線圈上的具有一槽的殼體；和所述第一活門包括一銷子，它適于安放在所述槽內(nèi)。
17.如權(quán)利要求13所述的充電系統(tǒng)，其中，所述第一活門包括第一齒條；和所述電源接收裝置還包括第二齒條，它與所述第一齒條相嚙合。
18.如權(quán)利要求13所述的充電系統(tǒng)，其中，所述第一線圈包括第一部分和第二部分；和所述第二線圈包括第一部分和第二部分；其中所述第一線圈的所述第一部分適于與所述第二線圈的所述第一部分感應(yīng)地耦合；和所述第一線圈的所述第二部分適于與所述第二線圈的所述第二部分感應(yīng)地耦合；從而當(dāng)它們感應(yīng)地耦合時(shí)，所述第一線圈和第二線圈構(gòu)成電磁回路。
19.如權(quán)利要求18所述的充電系統(tǒng)，其中，所述第一線圈的所述第一部分具有圓筒形狀，它帶有可與所述第二線圈的所述第一部分的平面相接觸的圓形平面；和所述第一線圈的所述第二部分具有一平面，它可與所述第二線圈的所述第二部分的圓筒形的平徑向表面相接觸。
20.如權(quán)利要求18所述的電源輸送裝置，其中，還包括所述殼體上的第二活門，所述第一活門提供到達(dá)所述第一線圈的所述第一部分的通道，而所述第二活門則提供到達(dá)所述第一線圈的所述第二部分的通道。
21.如權(quán)利要求20所述的電源輸送裝置，其中，所述第二活門為百葉型、鉸鏈門型或可滾動(dòng)葉片型中的至少一種。
全文摘要
用于電動(dòng)車輛的充電連接器,包括連接器殼體和第一線圈。連接器殼體可連接到形成在電動(dòng)車輛上的電源接收部分。第一線圈設(shè)置在連接器殼體內(nèi),并與第二線圈電磁耦合,第二線圈設(shè)置在電動(dòng)車輛的電源接收部分。當(dāng)連接器殼體連接到電源接收部分時(shí),兩個(gè)線圈電磁耦合在一起,通過電磁感應(yīng)將電源從第一線圈輸送到第二線圈,從而使蓄電池充電。并設(shè)有打開連接器殼體并連接到電源接收部分的活門。
文檔編號H01R13/533GK1207602SQ98106958
公開日1999年2月10日 申請日期1998年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月25日
發(fā)明者九鬼平次, 近田一元, 嶋田俊郎 申請人:住友電裝株式會(huì)社, 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社