CN1197279A - 用于电车充电的感应耦合装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于借助于外部电源装置为电车中的存储装置充电的感应耦合装置,其中包括具有一次线圈单元(10)和二次线圈单元(20)的线圈单元组件。一次和二次线圈单元(10,20)包括一次和二次线圈(12,22),和用于支撑各个线圈(12,22)的一次和二次铁心(11,21)。垫片(13,23)被固定在单元(10,20)的铁心(11,21)的臂(11A,21A)上,使得线圈(12,22)和臂(11A,21A)和外周面隔开,借以形成臂(11A,21A)和线圈(12,22)之间的间隙(11D,21D),用于流通冷却介质例如空气。当在充电而使线圈(12,22)产生热量时,在间隙中流动的冷却介质吸收铁心产生的热量。从而阻止热量在铁心和线圈之间积聚,并抑制铁心(11,21)的温度升高。

Description

用于电车充电的感应耦合装置
本发明涉及一种用于电车充电的感应耦合装置。
一般地说，感应耦合装置包括用于构成磁路的铁心组件，用于连接到外部电源的一次线圈装置中的一次线圈与连接到电车中的供电电池的二次线圈装置中的二次线圈之间的磁耦合。当这些装置被互相连接时，一次线圈被通电，由于产生的磁通而在二次线圈中产生感应电动势，从而使电池充电。
在这种感应耦合装置中，铁心组件由于磁性材料的磁滞损失而发热。在铁心装置的铁心的线圈支撑部分容易积聚热量，这是因为线圈覆盖着线圈支撑部分。因而，一直存在由于在充电时来自铁心的热源而使作为一个整体的感应耦合装置温度升高的问题。
本发明的目的在于提供一种可以限制温升的用于电车充电的感应耦合装置。
为了实现上述目的，在按照本发明的用于电车充电的感应耦合装置中，电车中的储存装置通过感应耦合装置借助于外部电源装置被充电，并且感应耦合装置包括线圈单元组件，其包括具有和外部电源装置相连的一次线圈以及用于支撑一次线圈的一次铁心的的一次线圈单元，和具有和存储装置相连的二次线圈以及支撑二次线圈的二次铁心的二次线圈单元，并且一次和二次铁心形成一次儿媳线圈之间的磁路。所述感应耦合装置的特征在于，在一次和二次线圈的每一个和线圈支撑部分之间形成有流动冷却介质的间隙。
按照上述结构，从铁心辐射的热量被在线圈和铁心的线圈支撑部分之间限定的间隙中流动的冷却介质吸收，借以在铁心和线圈之间的空问内积聚热量，并抑制铁心的温升。
在按照本发明的用于使电车充电的感应耦合装置中，最好在一次和二次铁心的每一个的线圈支撑部分上提供适合于限定间隙的垫片。
按照上述结构，铁心和线圈之间的间隙可以被垫片可靠地限定。
此外，在用于使电车充电的感应耦合装置中，所述一次和二次线圈的每一个具有适合于安装在所述线圈支撑部分上的减少直径的部分，从而限定用于流动冷却介质的间隙。
按照上述结构，减少直径的部分作为线圈的其它部分和铁心的垫片，借以使冷却介质通过间隙流动。
本发明的上述和其它特点在结合附图描述之后本领域的技术人员将更加清楚，其中：
图1是按照本发明的用于使电车充电的感应耦合装置的第一实施例的局部纵剖面图，用于说明在连接状态下的装置；
图2是图1所示装置的拆开的透视图，说明线圈单元；
图3是图1所示装置的部分纵向剖视图，说明在耦合状态下的装置；
图4是类似于图2的拆开的透视图，说明按照本发明的装置的第二实施例；以及
图5是类似于图1的局部纵向剖视图，说明按照本发明的第三实施例。
下面参照附图说明按照本发明的用于使电车充电的感应耦合装置。
下面参照图1-图3说明感应耦合装置的第一实施例。
如图2所示，电车的车体一侧具有向外敞开的接收部分30。盖31被可转动地连接在接收部分30的可靠上。当下面将要说明的一次线圈单元10沿箭头A所示的方向被插入接收部分30时，一次线圈单元10和接收部分30耦合。
二次线圈单元20包括例如由烧结铁粉形成的二次铁心21和绕在二次铁心上的二次线圈22。二次线圈22的输出端子22A和在电车中的通过对在二次线圈22中感应的高频电动势进行整流而用于对存储装置50中的电力电池52充电的充电电路51相连。
二次铁心21在图1的侧视图中呈L形。二次铁心21具有截面呈圆形的臂21A和截面呈矩形的柱21B，如图2所示。壁21A沿着连接方向A延伸，柱21B和臂21A垂直地延伸。臂21A的末端表面(耦合表面)和一次线圈单元10的连接方向A垂直地相交。柱21B的侧面(耦合表面)也和连接方向A垂直相交。
由绝缘材料例如阻热合成树脂制成的垫片23被安装在臂21A上。例如，如图2所示，垫片23在相对端被提供有适合于配合在臂21A上的一对弹簧24，24。一对弹簧24，24由被设置在弹簧24的周向上的3等分的位置上的3个杆25彼此相连。
二次线圈22由绞合线绕成一层多匝而形成。二次线圈22通过垫片23被安装在臂21A上，从而盖住臂21A的外圆周表面。因而，在二次线圈22和臂21A之间限定了按照本发明的间隙21D(图1)，借以使冷却介质例如空气可以自由通过间隙21D而流动。接收部分30的下壁内侧被提供有开口30A，用于和接收部分30的外部连通，从而使通过开口30A冷却介质或空气流到接收部分30的外面。
在另一方面，一次线圈单元10包括一次铁心11和一次线圈12，并被容纳在连接器壳体14中。一次铁心11和二次铁心21具有相同的结构。一次铁心11包括具有截面呈圆形的臂11A和截面呈矩形的柱11B，壁11A沿着连接器壳体的纵向(一次线圈单元10的连接方向)延伸，柱11B和臂11A垂直地延伸并被固定在连接器壳体14上。一次铁心11的臂11A的末端表面(耦合表面)和连接方向A垂直地相交。同时柱11B的侧面(耦合表面)也和连接方向A垂直相交。
垫片13和上述的垫片23的结构相同，被安装在臂11A上。一次线圈12以和上述二次线圈22相同的方式由绞合线绕成一层多匝而形成。一次线圈12通过垫片13被安装在一次铁心11的臂11A上，从而以和二次线圈单元20相同的方式盖住臂11A的外圆周表面。因而，在一次线圈12和臂11A之间限定了按照本发明的间隙11D(图1)，借以使冷却介质例如空气可以自由通过间隙11D而流动。连接器壳体14的上壁的内侧被提供有开口14A，用于和连接器壳体14的的外部连通，从而使通过开口14的冷却介质或空气流到连接器壳体14的外面。
连接器壳体14的每个相对侧壁的前侧提供有导向凸起16，而接收部分30每个内相对表面提供有相应于导向凸起16的导向槽32。导向凸起16和和导向槽32用于引导连接器壳体14到接收部分30的预定位置。一次线圈单元10提供有锁紧机构(未示出)，用于把单元10机械地锁紧在部分10中，借以阻止一次线圈单元10在固定之后偶然脱落。
下面说明第一实施例的操作。
盖31从电车车体的接收部分30打开，并且连接器壳体14的一端通过开口插入接收部分30。然后，如图3所示一次铁心11的末端表面和二次铁心21的柱21B的侧表面接触，同时二次铁心21的臂21A的末端表面也和一次铁心11的柱11B的侧表面接触，借以使铁心11和21形成矩形闭合环路的磁路。
当一次线圈12被外部电源装置60通电时，产生的磁通通过铁心11和21，借助于磁感应在一次线圈12中产生感应电势，从而使电车中的电池52充电。
在对电池充电时，在铁心11和21中产生大的磁通，使得铁心11和21辐射热量。然而，因为在铁心11和21的臂11A，21A之间具有间隙11D，21D，它们借助于垫片13，23由线圈12，22覆盖着，所以通过间隙11D，21D的冷却介质或空气可以从铁心11和21吸收热量。被加热的轻的空气从间隙11D，21D的相对侧流出，并最终通过上开口14A流入连接器壳体14的外部。同时，冷的重空气通过下开口30A流入接收部分10，借以从图3的左侧到连接器壳体14的右上侧以及作为一个整体的接收部分30形成空气对流。
因而，空气通过间隙11D和21D从图3的右下位置流到左上部，借以阻止在铁心11，21以及线圈12，22之间的空间内积聚热量，因而抑制铁心11，21的温升。
即使线圈12或22受到外力，间隙11D或21D也不会塌陷，使得通过间隙冷却介质或空气稳定地流过，这是因为在线圈12，22和塌陷11，21之间提供有垫片。
这样，按照第一实施例，可以吸收线圈和铁心之间存储的热量，即使铁心发热也能阻止铁心升温。
图4表示按照本发明的电车充电的感应耦合装置的第二实施例。虽然垫片13，23和在上述第一实施例中的铁心11，21是不同的部分，在第二实施例中垫片装置和铁心11，21作成一个整体。如图4所示，在第二实施例中一次铁心21的臂21A具有3个脊21C，其每一个沿着纵向在臂21A的外周面上延伸，并在臂21A的周向上的三等分位置上设置。一次铁心11具有和二次铁心21相同的结构。为避免重复，在第二实施例中的用和第一实施例中相同的符号表示，并省略其说明。
按照本发明的第二实施例，除去达到和第一手形同心电葫芦效果之外，还可以减少零件数量。
应该注意，本发明不限于上述的实施例，例如下面说明的改变都包括在本发明的技术范围内。此外，不脱离本发明的构思，可以作出各种改型，其中包括：
(1)在第一和第二实施例中虽然垫片装置(垫片13，23或脊21C)作为单独的或整体的部件为铁心提供，但不提供这些垫片装置也可以在铁心和线圈之间限定任何间隙。例如，在第一实施例中由绕成单层多匝的绞线而形成的线圈12，22可以在其每个相对端提供一匝比其它匝直径小的单匝，使得这个单匝配合在铁心11和21的每个臂11A和21A上，而其它匝和臂11A，21A分开，从而限定间隙11D和12D。
(2)线圈和铁心可以直接被固定在壳体上，而不把线圈固定在铁心上并且然后它们再被彼此相对地定位。这可以限定线圈和铁心之间的间隙。
(3)虽然在第一和第二实施例中一次铁心和二次铁心具有L形的侧视图，但铁心的形状不限于L形。
(4)虽然一次和二次线圈在第一和第二实施例中由绞线制成，但线圈可以用其它材料制成。例如把导电管绕多匝而形成线圈，并且使冷却水流入线圈的管中以便冷却线圈本身。
根据上面对本发明的说明，本领域的技术人员将容易作出各种改进，改变和改型。这些都包括在所附权利要求中。
1997，3，10申请的日本专利申请No.HEI9-54675(1997)包括说明书，权利要求书，附图和摘要，在此全文引为参考。

Claims (3)

1、一种用于电车充电的感应耦合装置，其中在电车内的存储装置通过所述感应耦合装置借助于外部电源装置被充电，其中所述感应耦合装置包括线圈单元组件，其包括具有和所述外部电源装置连接的一次线圈的一次线圈单元和用于支撑所述一次线圈的一次铁心，还包括二次线圈单元，其具有和所述存储装置相连的二次线圈和用于支撑所述二次线圈的的二次铁心，并且所述一次和二次铁心形成形成所述一次和二次线圈之间的磁路；
所述感应耦合装置的特征在于，在所述一次和二次线圈的每一个和所述一次和二次铁心的每一个的线圈支撑部分之间形成有用于流通冷却介质的间隙。
2、如权利要求1所述的用于电车充电的感应耦合装置，其中所述一次和二次铁心的每一个的线圈支撑部分上被提供有适用于限定所述间隙的垫片。
3、如权利要求1所述的用于电车充电的感应耦合装置，其中所述一次和二次线圈的每一个具有适合于固定在所述线圈支撑部分上的减少直径的部分，以便限定用于流通冷却介质的间隙。
CN98107843A 1997-03-10 1998-03-10 用于电车充电的感应耦合装置 Pending CN1197279A (zh)

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