JP2003022922A

JP2003022922A - 電磁誘導型コネクタ

Info

Publication number: JP2003022922A
Application number: JP2001204781A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Watanabe; 邦彦渡辺
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】二次側のコイルユニットが小型軽量であっ
て、一次側及び二次側の両コイルユニットの磁気的結合
が簡便な電磁誘導型コネクタを提供する。【解決手段】電動自転車４側に棒状の二次コア１２と
その周りに扁平に巻回された二次コイル１３からなる二
次コイルユニット７が備えられ、駐輪スタンド１側には
固定側及び可動側の２つのコイルユニット２０Ａ，２０
Ｂからなる一次コイルユニット２が備えられていて、二
次コイルユニット７の進入側と反対側がヒンジ２１によ
り開閉可能に連結されており、且つ圧縮バネ３０によっ
て開位置に付勢され、また二次コイルユニット７が進入
してくる領域Ａには突片２９が突出しており、その突片
２９が、進入してきた二次コイルユニット７に押圧され
ることで可動側ユニット２０Ｂに閉位置方向のモーメン
トＤを生じさせて一次コイルユニット２を閉位置に移動
させ、一次側及び二次側のコイルユニット２，７を簡便
に結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一次及び二次のコ
イルユニットを結合させる電磁誘導型コネクタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、補助的な電動モータを備えた電動
自転車が種々開発されており、そのバッテリを充電する
ために電磁誘導型コネクタの応用が考えられている。そ
の電磁誘導型コネクタの一例として特開平５−２５８９
６２号公報に開示されたものがある。これは図１３及び
図１４に示すように、二次コイルユニット１として一方
の面を開放した容器形状の二次コア２に二次コイル３を
収容したものを一対形成し、各二次コア２の開放側を間
隔をあけて対向させた構成となっている。これは、前記
二次コイルユニット１を電気自動車(図示せず)の車体側
に配置し、ここに充電用電源４に接続した一次コイルユ
ニット５を各二次コア２間の挿入口から差し込んで電磁
結合状態とし一次コイルユニット５に交流を流して二次
コイルユニット１側に電力を発生させるというものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
二次コイルユニット１のために二次コア２と二次コイル
３がそれぞれ２つ必要となり、そのため二次コイルユニ
ット１が大型化し重量も重くなる。電気自動車のような
大型の車両に上述の二次コイルユニット１を搭載するこ
とは問題は少ないが、電動自転車のような小型車両に前
記二次コイルユニット１を搭載すると、電動自転車の重
量増を招いて好ましくない。かといって単に前述の一次
コイルユニット５の構造を電動自転車側に設け、二次コ
イルユニット１の構造を充電器側とすると、電動自転車
のような小容量タイプでは各コア２間の挿入口のギャッ
プが極めて小さくなるため、両コイルユニット１，５の
結合操作が困難になる。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、二次側コイルユニットを小型化しつつ、且つ一次
側と二次側の両コイルユニット同士を簡便に結合させる
ことが可能な電磁誘導型コネクタを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、請求項１の発明は、一次コアに一次コ
イルを巻装してなる一次コイルユニットと二次コアに二
次コイルを巻装してなる二次コイルユニットとを備え、
両コイルユニットを結合させて、前記一次コイルユニッ
ト側から前記二次コイルユニット側に送電するようにし
た電磁誘導型コネクタにおいて、前記二次コイルユニッ
トは棒状の二次コアの周囲に前記二次コイルを扁平に巻
回した平板状をなし、前記一次コイルユニットは前記二
次コイルユニットを両側から挟んで前記二次コアに連な
る第１及び第２の一次コアを備えた第１及び第２の一次
コイルユニットから構成され、これらの第１及び第２の
一次コイルユニットは開位置と閉位置との間で変位が可
能であり、前記開位置にあるときは、前記二次コイルユ
ニットが前記第１及び第２の一次コイルユニット間に挿
入可能であり、前記閉位置にあるときは、前記第１及び
第２の一次コアが前記二次コイルユニットの前記二次コ
アを挟んで結合されるところに特徴を有する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
において、前記二次コイルユニットの進入側とは反対側
においてヒンジにより開閉可能に連結され、常時はスプ
リングにより開位置方向に付勢され、前記二次コイルユ
ニットが進入時に前記閉位置に変位するところに特徴を
有する。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２に記載のもの
において、前記第１及び第２の一次コイルユニットのう
ち一方が固定されて他方がその固定側の一次ユニットに
対し、ヒンジにより開閉可能に連結され、その可動側の
一次コイルユニットには前記二次コイルユニットにより
押圧されることで、前記可動側の一次コイルユニットに
開位置方向へのモーメントを生じさせる押圧部が設けら
れているところに特徴を有する。

【０００８】

【発明の作用及び効果】請求項１の発明では前記二次コ
イルユニットを棒状の二次コアと扁平な二次コイルとか
らなる平板状の構成としたので小型軽量化を図ることが
でき、これにより電動自転車のような小型車両にも搭載
が可能となる。しかも、前記一次コイルユニットが開位
置をとることで、前記二次コイルユニットの挿入を許容
する領域が広くなり挿入が容易になる。

【０００９】請求項２の発明では、前記第１及び第２の
一次コイルユニットは、前記スプリングにより常に開位
置方向に付勢されているので、そこに前記二次コイルユ
ニットを挿入させるときに開位置に変位させる必要がな
い。

【００１０】請求項３の発明によれば、前記二次コイル
ユニットが前記一次コイルユニットに挿入されていく
と、前記二次コイルユニットの先端が前記押圧部に当接
する。そのまま前記先端が押しつけられていくと、それ
に伴って前記可動側の一次コイルユニットには、閉位置
方向へのモーメントが生じ前記一次コイルユニットは閉
位置に移動する。これにより、前記一次コイルユニット
に前記二次コイルユニットを挿入させるといった一つの
動作が行なわれることにより、一次側及び二次側の両コ
イルユニットを簡便に結合させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明を電動自
転車４に適用したものについて示したものである。

【００１２】図１に示すように、例えば駐輪場あるいは
自宅等に設置されている駐輪スタンド１に一次コイルユ
ニット２が備えられており、これが充電用の電源装置３
に接続されている。一方、電動自転車４側には前輪５を
支持するフレーム６に平板状の二次コイルユニット７が
前記一次コイルユニット２と結合可能な位置で、且つ幅
広の面が上下に向いた状態で取付けられている。また、
この二次コイルユニット７には前記電動自転車４のバッ
テリユニット８が接続されており、前記一次コイルユニ
ット２と二次コイルユニット７とを磁気的に結合させ、
そのバッテリユニット８に内蔵した二次電池を充電でき
るようになっている。

【００１３】前記二次コイルユニット７は平板状の二次
側ケーシング１１内にフェライト製の二次コア１２と二
次コイル１３が収容された構成となっており、前記二次
コア１２は円柱形状をしており、前記二次側ケーシング
１１を厚み方向に貫くようにして配され、前記二次コア
１２の両端が前記二次側ケーシング１１の両面から僅か
に突出した構成となっている。また、前記二次コイル１
３は前記二次コア１２の周りに扁平に巻回して設けられ
ている。

【００１４】前記一次コイルユニット２は共に扁平な箱
型をなす第１及び第２の２つの一次コイルユニット２０
Ａ，２０Ｂからなる。第１の一次コイルユニット２０Ａ
は前記駐輪スタンド１の支柱９上端に設けたボックス１
０内に横形に固定されている(以下、これを固定側ユニ
ットという)。一方第２の一次コイルユニット２０Ｂ
は、前記二次コイルユニット７の進入側とは反対側にお
いて固定側ユニット２０Ａとヒンジ２１により連結さ
れ、前記固定側ユニット２０Ａに対して上下に開閉可能
となっている(以下、これを可動側ユニットという)。こ
れらの固定側及び可動側の各コイルユニット２０Ａ，２
０Ｂはそれぞれケーシング２２に一次コア２３及び一次
コイル２４をそれぞれ一組ずつ収容した構成としてい
る。各ケーシング２２のうち、互いに対向した面側には
前記二次コイルユニット７の形状に対応した凹部２５が
形成され、その凹部２５は前記二次コイルユニット７が
進入する側に向かってラッパ状に広がって開口するよう
に形成されている。

【００１５】前記一次コア２３は矩形板状の底壁部２６
とその両端から垂直に立ち上がった側壁部２７を備え、
さらに前記底壁部２６の中央付近に円柱部２８が突出し
て形成されていて、その周りには前記一次コイル２４が
扁平に巻回して設けられている。この構成の一次コア２
３が前記ケーシング２２に収容され、前記二次コイルユ
ニット７の二次コア１２及び二次コイル１３に対応した
位置に配されている。また、前記側壁部２７の先端部２
６ａ及び前記円柱部２８の先端部２８ａが前記ケーシン
グ２２から僅かに突出しており、前記一次コイルユニッ
ト２が図６に示すような閉位置をとるとき、固定側及び
可動側のコイルユニット２０Ａ，２０Ｂの前記側壁部２
７，２７の先端部２７ａ，２７ａ同士は当接する。

【００１６】前記可動側ユニット２０Ｂには、押圧部と
しての板状の突片２９が備えられており、それは前記可
動側ユニット２０Ｂのうちの前記ヒンジ２１付近から前
記二次コイルユニット７が挿入される領域Ａに向けて突
出するように設けられている。また、前記固定側及び
可動側のコイルユニット２０Ａ，２０Ｂの間には圧縮バ
ネ３０が設けられていて、この圧縮バネ３０は前記可動
側ユニット２０Ｂの回転軸Ｂよりも挿入側に寄った位置
に配されており、これにより前記可動側ユニット２０Ｂ
が前記固定側ユニット２０Ａから遠ざかる向きに付勢さ
れて、図５に示すような開いた状態(以下、開位置)を維
持している。

【００１７】本実施形態は以上の構成であり次にその作
用について説明する。駐輪スタンド１を利用して電動自
転車４を駐輪するには、電動自転車４の前輪５側から駐
輪スタンド１に向けて押していく。すると、フレーム６
に備えられた前記二次コイルユニット７が前記駐輪スタ
ンド１に備えられた一次コイルユニット２に接近してゆ
き、前記二次コイルユニット７の先端部７ａが前記固定
側及び可動側のコイルユニット２０Ａ，２０Ｂの間に矢
印Ｃの方向に沿って進入していく。このとき前記一次コ
イルユニット２は開位置をとっており、且つ凹部２５が
ラッパ状に広がって開口するように形成されているの
で、挿入位置がずれても二次コイルユニット７の先端部
７ａが前記凹部２５に沿って正規の結合位置へと案内さ
れる。

【００１８】前記二次コイルユニット７の挿入途中、二
次コイルユニット７の先端部７ａが前記突片２９に当接
し、そこから更に奥に向けて挿入されていくと前記突片
２９が前記先端部７ａに押されながら移動し、それとと
もに前記可動側ユニット２０Ｂに前記閉位置方向へのモ
ーメントＤを生じさせる。これにより前記可動側ユニッ
ト２０Ｂは前記圧縮バネ３０を押し縮めつつ前記固定側
ユニット２０Ａに向かって回動し、最終的に前記二次コ
ア１２が前記第１及び第２の両一次コア２３，２３に挟
まれて磁気的に結合が可能な状態になる。この状態で電
源装置３から前記一次コイルユニット２側に交流電流が
供給されると、電磁誘導作用によって二次コイル１３に
誘導起電力が発生して前記バッテリユニット８内の二次
電池が充電される。

【００１９】充電終了後、前記電動自転車４を前記駐輪
スタンド１から後退させていくと、前記二次コイルユニ
ット７も結合位置から後退し、これに伴い、押し縮めら
れてあった前記圧縮バネ３０の弾発力により前記可動側
ユニット２０Ｂは開位置へと移動する。

【００２０】上述したように本発明によれば、二次コイ
ルユニット７をそれぞれ一個の二次コア１２及び二次コ
イル１３から構成できるので、その小型軽量化が可能で
あって、特に電動自転車４のような小型車両に好適であ
る。一方、一次コイルユニット２は一次コア２３及び一
次コイル２４をそれぞれ２つ有し、電動自転車４のよう
な小容量タイプでは両１次コア２３，２３間のギャップ
が小さい構成となってしまう。しかし、本発明では一次
コイルユニット２を開閉可能とし、且つ二次コイルユニ
ット７の挿入前は常に開位置をとるような構成としたの
で、挿入領域Ａが広くなり挿入が容易になる。しかも前
記突片２９が二次コイルユニット７に押圧されること
で、一次コイルユニット２は自動的に閉位置へと移動す
る構成であるから、駐輪スタンド１に向かって電動自転
車４を押していって駐輪するといった一つの動作が行な
われることで使用者の手を煩わすことなく前記電動自転
車４のバッテリユニット８を充電できる。

【００２１】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。

【００２２】（１）上記実施形態では可動側ユニット２
０Ｂを圧縮バネ３０で開位置に付勢させていたが、引張
バネを回転軸Ｂより後側に設ける構成として開位置に付
勢させてもよい。

【００２３】（２）上記実施形態では二次コイルユニッ
ト７を幅広の面を上下に向けた取付け形態とした例につ
いて示したが、図１２に示すように、その取付け形態か
ら二次コイルユニット７を９０°回転させて垂直に取付
ける形態としてもよい。

【００２４】（３）上記実施形態では突片２９をヒンジ
２１付近に設けたが、その突片２９を進入側に寄せた位
置に設けてもよい。尚、その構成にした場合においても
本実施形態同様に一次コイルユニット２が閉位置をとっ
たときに、一次及び二次の両コイルユニット２，７が整
合する位置に配されていればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電動自転車の駐輪前を示
す側面図

【図２】同電動自転車の駐輪時を示す側面図

【図３】同駐輪スタンドの正面図

【図４】同一次側及び二次側のコイルユニットを示す斜
視図

【図５】同図３における一次側及び二次側の両コイルユ
ニットを示すＸ−Ｘ線断面図

【図６】同図３における一次側及び二次側の両コイルユ
ニットを示すＸ−Ｘ線断面図

【図７】同二次コイルユニットの進入過程を示す側断面
図

【図８】同二次コイルユニットの進入過程を示す側断面
図

【図９】同二次コイルユニットの進入過程を示す側断面
図

【図１０】同図６における一次側及び二次側の両コイル
ユニットを示すＹ−Ｙ線断面図

【図１１】同固定側ユニットの平面図

【図１２】他の実施形態における二次コイルユニットの
側面図

【図１３】従来の電気自動車充電用の二次側コイルユニ
ットを示す斜視図

【図１４】従来の電気自動車充電用の一次側コイルユニ
ットを示す斜視図

【符号の説明】

２…一次コイルユニット７…二次コイルユニット１２…二次コア１３…二次コイル２０Ａ…固定側ユニット（第１の一次コイルユニット）２０Ｂ…可動側ユニット（第２の一次コイルユニット）２１…ヒンジ２３…一次コア２４…一次コイル２９…突片（押圧部）３０…圧縮バネ（スプリング）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次コアに一次コイルを巻装してなる一
次コイルユニットと二次コアに二次コイルを巻装してな
る二次コイルユニットとを備え、両コイルユニットを結
合させて、前記一次コイルユニット側から前記二次コイ
ルユニット側に送電するようにした電磁誘導型コネクタ
において、前記二次コイルユニットは棒状の二次コアの
周囲に前記二次コイルを扁平に巻回した平板状をなし、
前記一次コイルユニットは前記二次コイルユニットを両
側から挟んで前記二次コアに連なる第１及び第２の一次
コアを備えた第１及び第２の一次コイルユニットから構
成され、これらの第１及び第２の一次コイルユニットは
開位置と閉位置との間で変位が可能であり、前記開位置
にあるときは、前記二次コイルユニットが前記第１及び
第２の一次コイルユニット間に挿入可能であり、前記閉
位置にあるときは、前記第１及び第２の一次コアが前記
二次コイルユニットの前記二次コアを挟んで結合される
ことを特徴とする電磁誘導型コネクタ。
【請求項２】前記第１及び第２の一次コイルユニット
は、前記二次コイルユニットの進入側とは反対側におい
てヒンジにより開閉可能に連結され、常時はスプリング
により開位置方向に付勢され、前記二次コイルユニット
が進入時に前記閉位置に変位することを特徴とする請求
項１記載の電磁誘導型コネクタ。
【請求項３】前記第１及び第２の一次コイルユニット
のうち一方が固定されて他方がその固定側の一次ユニッ
トに対し、ヒンジにより開閉可能に連結され、その可動
側の一次コイルユニットには前記二次コイルユニットに
より押圧されることで、前記可動側の一次コイルユニッ
トに開位置方向へのモーメントを生じさせる押圧部が設
けられていることを特徴とする請求項２記載の電磁誘導
型コネクタ。