JP2020515037A - 巻線構造の2次側構成および2次側構成を製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくとも1つの2次巻線構造(W)の2次側構成(3)であって、2次側構成(3)は、少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの2次巻線構造(W)を備え、2次側構成は、少なくとも2つの磁性伝導素子(5、5a、5b、5c、5d、5e)を備え、2次側構成は、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5d、5e、5f)および少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5c)を備え、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)の幅は、少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5c)の幅より大きいか、および/または少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5e)の長さ(L_5b、L_5e)は、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5f)の長さ(L_5a、L_5f)より小さい、2次側構成(3)と、かかる2次側構成(3)を製造するための方法とに関する。【選択図】図3
Description
本発明は、巻線構造の2次側構成および2次側構成を製造するための方法に関する。
誘導電力伝送を用いて伝送される電気エネルギーによって、電気車両、特に走路拘束型車両および/または道路自動車を操作できる。かかる車両は、受電デバイスを備える回路構成を備えてよく、この回路構成は、交番電磁場を受電し、電磁誘導により交流電流を生成するように構成された受信装置を含む、車両のけん引システムまたはけん引システムの一部とすることができる。さらに、かかる車両は、交流(AC)を直流(DC)へ変換するようになっている整流器を備えることができる。けん引用電池を充電するため、または電気機械を操作するためにはDCを用いることができる。後者のケースでは、インバータを用いてDCをACへ変換できる。
誘導電力伝送は、巻線構造の2つのセットを用いて行われる。第1のセットは、地上に設置されて(1次巻線構造)、路側電力変換器(WPC)によって給電できる。巻線の第2のセット(2次巻線構造)は、車両上に設置される。例えば、車両の真下に、路面電車のケースでは車両のいくつかのワゴンの下に、巻線の第2のセットを取り付けることができる。自動車については、車両のシャシに巻線の第2のセットを取り付けることができる。2次巻線構造または、一般に、2次側は、ピックアップ構成または受電器としばしば呼ばれる、またはその一部である。電気エネルギーを車両へ伝送するための高周波変圧器を1次巻線構造および2次巻線構造が形成する。(車両の移動がない)静止状態および(車両が移動する)動的状態でこれを行うことができる。
特に道路自動車のケースでは、固定1次ユニットは、しばしば空間的に分離して配置される複数の素子を備える。
特許文献1は、少なくとも1つの2次巻線構造の2次側構成を開示しており、2次側構成が少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの2次巻線構造を備え、2次側構成が少なくとも1つの磁性伝導素子または磁性伝導素子の構成を備え、少なくとも1つの磁性伝導素子の少なくとも1つの区分が2次巻線構造または2次巻線構造の少なくとも1つのサブ巻線構造中へ延びている。しかしながら、開示された構成は、複数のフェライトバーの横方向外側の列に高いフラックス密度を供給するという不利な点を有する。結果として、横方向外側のフェライトバーの温度が動作中に内側フェライトバーの温度より大きく上昇し、フェライト構造における熱的不均衡および余分な損失につながる。
特許文献2は、誘導電力伝送ユニットを開示しており、誘導電力伝送ユニットが少なくとも1つの巻線構造および少なくとも1つのフラックスガイド手段を備え、誘導電力伝送ユニットが少なくとも1つのアンテナ素子をさらに備え、少なくとも1つのフラックスガイド手段の少なくとも一部分がアンテナ素子の一部となっている。
磁性伝導素子間の熱応力分布の不均衡および結果として生じる損失を最小限に抑える、巻線構造の2次側構成および2次側構成を製造するための方法を提供するという技術的課題がある。
前記技術的課題の解決法は、請求項1および13の特徴をもつ主題によって提供される。さらなる有利な実施形態は、従属請求項の特徴をもつ主題によって提供される。
2次構成が少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの巻線構造を備える、少なくとも1つの2次巻線構造の2次側構成が提案される。
2次構成の巻線構造は、例えば、1つ、2つまたは2つより多いサブ巻線構造を備えることができる。少なくとも1つのサブ巻線は、ループもしくはコイルを提供できる。サブ巻線は、巻線構造の少なくとも1つの区分によって設けることができる。同様に、サブ巻線は、例えば、所定のターン数をもつ、コイルもしくはループを設けるかまたは形成することができて、ループもしくはコイルは、巻線構造の1つまたは複数の区分によって設けられる。
サブ巻線構造、特にループもしくはコイルは、円形、卵形または矩形とすることができる。もちろん、他の幾何形状も可能である。
巻線構造は、1つ以上の導体によって設けることができる。巻線構造によって位相線を設けることができて、逆もまた同様である。
2次巻線構造は、2次側構成の縦軸に沿って延びる。好ましくは、2次巻線構造は、1つの巻線構造の縦軸に対して平行にできる、2次側構成の縦軸に沿って延びる2つまたは2つより多いサブ巻線構造を備える。このケースでは、巻線構造の連続するサブ巻線構造を前記縦軸に沿って互いに隣接して配置できる。互いに隣接するとは、サブ巻線の中心軸、特に対称軸が、例えば、縦軸に沿って所定の間隔を伴って、互いに離隔されることを意味することができる。さらに、隣のまたは隣接したサブ巻線を逆向きにすることができる。
巻線構造は、特に、平坦なサブ巻線構造、特に平坦なループもしくはコイルによって設けることができる。これは、2次巻線構造が2次側縦軸および横軸で張られた2次元平面内に実質的に配置されることを意味する。巻線構造が交流で励磁される場合に、各サブ巻線構造は、それぞれの位相線の1つの極を提供できる。
2次側構成の縦軸は、少なくとも1つの2次巻線構造の少なくとも1つのサブ巻線構造がそれに沿って延びる軸を表す。これは、2次巻線構造が前記縦軸に沿って延びる少なくとも1つの区分を備えることを意味する。この2次側縦軸を、例えば、車両のロール軸に対して平行にできる。車両がまっすぐ進む場合、2次側構成の縦軸は、車両の走行方向に平行に向かうことができる。
本発明の文脈では、以下の基準座標系を用いることができる。縦軸またはx軸と呼ぶこともできる、第1の軸は、巻線構造の縦軸、例えば、前述の延長方向に平行に延びることができる。横軸またはy軸と呼ぶこともできる、第2の軸は、巻線構造の横軸に平行に向かうことできる。さらに、横軸は、縦軸に対して直角に向かうことができる。垂直軸またはz軸と呼ぶこともできる、第3の軸は、第1の軸および第2の軸に対して直角に向かうことできる。第3の軸は、電力伝送の所望の方向に平行に、すなわち、1次ユニットから2次ユニットへ向かうことができる。垂直軸は、1次ユニットから2次ユニットへ向く場合、底部から最上部へ向かうことができる。
巻線構造、特に少なくとも1つのまたは各サブ巻線構造は、縦軸に沿って延びる少なくとも1つの巻線区分および横軸に沿って延びる少なくとも1つの巻線区分を備えることが可能である。横軸および縦軸は、巻線構造がその中に実質的に配置される前述の平面を張ることができる。縦軸および横軸は、何れも垂直軸に対して直角に向かうことができて、垂直軸は、サブ巻線構造の対称軸に平行に向かい、1次側構成から2次側構成の方へ向かうことができる。垂直軸を、特に、電力伝送の主方向に対して平行にできる。前記基準座標系の原点は、巻線構造の、または1つのサブ巻線構造の幾何学的中心点とすることができる。
長さは、第1の軸に沿って測定でき、幅は、第2の軸に沿って測定できて、高さは、第3の軸に沿って測定できる。「上に」、「下に」、「上側」、「下側」のような方向を指す方向用語は、垂直軸またはz軸に関係する。用語「上に」および「上側」は、1次側構成から離れる方を向いた2次側構成の側を指す。「外側」「内側」「そばに」のような方向を指す方向用語は、横軸またはy軸に関係する。「前に」、「後に」のような方向を指す方向用語は、縦軸またはx軸に関係する。
2次側構成の巻線構造は、2次側縦軸に沿って互いに隣接して配置された偶数または奇数のサブ巻線を有することができる。
1次側構成および2次側構成が位置合わせされた状態では、1次側構成の縦軸および2次側構成の縦軸を平行にできる。
さらに、2次側構成の少なくとも1つの巻線構造は、2次側縦軸に対して直角に向かう2次側横軸に沿って延びる少なくとも1つの巻線区分を備えることができる。位置合わせされた状態では、1次側横軸および2次側横軸も平行に向かうことができる。2次側横軸は、車両のピッチ軸に平行に向かうことができる。
好ましくは、2次巻線構造は、正確に2つの隣接または連続するサブ巻線を備える。さらに、サブ巻線は、矩形を有することができる。
2次側構成をピックアップと呼ぶこともできる2次ユニットまたは受電ユニットの一部とすることができる。2次ユニットは、整流器、少なくとも1つの補償キャパシタンス、2次ユニットの温度を監視するための手段、少なくとも1つの制御ユニット、例えば、マイクロコントローラ、および/または少なくとも1つの通信手段をさらに備えることができる。例えば、WLANもしくはBluetooth(登録商標)または他の任意の無線通信を介して、対応する1次ユニットとデータを交換または送信するために少なくとも1つの通信手段を用いることができる。
例えば、3.6kWの電力を車両へ伝送できるようにシステムを設計できる。車両は、特に、自動車とすることができる。しかしながら、他のパワーレベル、例えば、11kWまたは200kWのパワーを伝送するようにシステムを設計することが可能である。
2次側構成の巻線構造は、主電磁場の、または誘導電流によって生成される電磁場の少なくとも1つの、2つの、またはさらにそれより多い極を提供できる。主電磁場とは、1次巻線構造が励磁された場合に、前記1次巻線構造によって生成される電磁場を表すことができる。好ましくは、2次側構成は、正確に1つの(2次)巻線構造を備える。
さらに、2次側構成、特に巻線構造は、各横側に巻線ヘッドを備えることができる。巻線ヘッドは、好ましくは、縦方向に平行に配置されて、巻線構造の横方向に延びる電線のうちの2つを接続する。この構成は、サブ巻線構造当たり少なくとも1つの巻線ヘッドを備えることが可能である。特に、この構成は、サブ巻線構造当たり2つの巻線ヘッドを備えることができ、サブ巻線構造の第1の巻線ヘッドがサブ巻線構造の第1の横側に配置され、さらなる巻線ヘッドがサブ巻線構造の対向する横側に配置される。巻線ヘッドをサブ巻線構造もしくは巻線構造の横側または端部に、あるいは横方向に沿ってサブ巻線構造もしくは巻線構造の傍らに配置できる。
さらに、2次側構成は、少なくとも2つの磁性伝導素子を備える。1つの磁性伝導素子は、少なくとも2つの磁性伝導サブ素子を備えることができる。特に、1つの磁性伝導素子を複数の磁性伝導サブ素子によって設けることができて、1つのサブ素子の少なくとも一部分が少なくとも1つの他のサブ素子の少なくとも一部分と境を接する。
磁性伝導(サブ)素子は、フラックスガイド素子と呼ぶこともできる。フラックスガイド素子は、1次側構成によって生成された電磁場の磁束を導くために用いられる。磁性伝導(サブ)素子は、例えば、フェライト素子とすることができ、あるいは1つまたは複数のフェライト素子を備えることができる。従って、本明細書に用いられる磁性伝導素子とは、好ましくは磁束を2次側構成の第1の磁極から第2の磁極へ導くための、複数の磁性伝導サブ素子の構造を表すことができる。
少なくとも1つの磁性伝導素子またはかかる素子の少なくとも一部分、特に1つのサブ素子を2次巻線構造の上に、特に充電動作の間に1次巻線構造から離れて配置されるかまたはそれとは反対の方に面した2次巻線構造の側に配置できる。代わりにまたは加えて、少なくとも1つの磁性伝導素子またはその少なくとも一部分、特にサブ素子を1つの巻線構造が配置された平面内に少なくとも部分的または完全に配置できる。特に、少なくとも1つの磁性伝導(サブ)素子を2次巻線構造の1つのサブ巻線構造によって囲まれた容積または領域内に配置でき、あるいは少なくとも1つの磁性伝導(サブ)素子がその中へもしくはそれを通して延びることができる。
少なくとも1つの磁性伝導素子は、縦軸に沿って延びることができる。特に、少なくとも1つの磁性伝導素子および/またはサブ素子は、ストリップ状または細長い素子とすることができる。言い換えれば、少なくとも1つの磁性伝導素子および/またはかかる磁性伝導素子の少なくとも1つのサブ素子は、バー素子、例えば、フェライトバーとすることができる。これは、有利には、2次側構成から離れて望ましくない方向に延びる磁束を減少させることを可能にする。
さらに、2次側構成は、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子を備える。その上、2次側構成は、少なくとも1つの内側磁性伝導素子をさらに備える。
横方向外側磁性伝導素子とは、提案される構成のすべての磁性伝導素子のセットの横側または端部に磁性伝導素子を提供する磁性伝導素子を表すことができる。
内側磁性伝導素子とは、提案される構成のすべての磁性伝導素子のセットの横側または端部に磁性伝導素子を提供しない磁性伝導素子を表すことができる。
言い換えれば、前記基準座標系の原点から見た場合に内側磁性伝導素子を横方向外側磁性伝導素子の前に横軸に沿った方向に配置できる。同様に、内側磁性伝導素子の横座標、特に内側磁性伝導素子の幾何学的中心または縦軸の横座標の大きさは、横方向外側磁性伝導素子の横座標、特に横方向外側磁性伝導素子の幾何学的中心または縦軸の横座標の大きさより小さい。
特に、2次側構成は、第1の横方向外側磁性伝導素子および第2の横方向外側磁性伝導素子を備える。第1の横方向外側磁性伝導素子および第2の横方向外側磁性伝導素子は、提案される構成のすべての磁性伝導素子のセットの対向する横側または端部に磁性伝導素子を提供する。少なくとも1つの内側磁性伝導素子は、横軸に沿って第1の横方向外側磁性伝導素子および第2の横方向外側磁性伝導素子の間に配置される。特に、2次側構成は、1つ、2つ、3つまたは4つの内側磁性伝導素子を備える。
好ましくは、横軸に沿って互いに隣接して配置された磁性伝導素子の間にゼロでないギャップ、特にエアギャップまたは非磁性伝導材料で満たされたギャップが設けられる。非磁性伝導材料は、好ましくは、磁場にほとんどまたは全く影響を与えない磁気的に中性の材料である。非磁性伝導材料の材料例は、ポリウレタン、ポリエステルおよびエポキシ、ならびに織物もしくは不織ガラス繊維または布などの構造補強材である。前記材料の各々が異なる目的に役立ってよい。ポリウレタンは、磁性素子の分離の容易な設置を維持しながら磁気抵抗を最小限に抑えるように磁性材料の素子を互いに近接近して位置合わせするため、接着部材または固着部材としての役割を果たしてよい。エポキシコーティングは、磁性材料の脆性破壊に対する感受性を低減するために用いることができる。構造全体が注型ポリウレタン樹脂中に配置される。非磁性伝導材料は、バーのような直方体よりも複雑な磁性伝導素子の構造にとって特に重要である。
本発明によれば、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の幅は、少なくとも1つの内側磁性伝導素子の幅より大きい。特に、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の幅は、すべての内側磁性伝導素子の幅のセットの最大幅より大きい。
少なくとも1つの横方向外側および/または少なくとも1つの内側磁性伝導素子の幅が変動する場合、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の最大幅を少なくとも1つの内側磁性伝導素子の最大幅より大きくできる。
すべての磁性伝導素子の長さは、等しいことが可能である。
幅がより大きい少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子を設けると、有利には、外側磁性伝導素子中の、特に少なくとも1つの巻線ヘッドによって供給または生成されるフラックス部分のフラックス密度を減少させる。延いては、磁性伝導素子間のフラックス密度の、従って、熱応力の分布の不均衡、および結果として生じる損失が最小限に抑えられる。
代わりにまたは加えて、少なくとも1つの内側磁性伝導素子の長さは、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の長さより小さい。このケースでは、すべての磁性伝導素子が等しい長さを有するわけではない。特に、すべての内側磁性伝導素子の幅のセットの最小長さは、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の幅より小さい。
幅がより大きい少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子を設けると、有利には、外側磁性伝導素子中の、特に少なくとも1つの巻線ヘッドによって供給または生成されたフラックス部分のフラックス密度を減少させることを可能にする。延いては、磁性伝導素子間のフラックス密度の、従って、熱応力の分布の不均衡、および結果として生じる損失が最小限に抑えられる。さらに、長さが等しい磁性伝導素子の構成と比較して、例えば、締め付け手段、例えば、ねじのための追加の取り付けスペースが設けられる。
別の実施形態では、磁性伝導素子は、バー素子によって設けられる。代わりに、磁性伝導素子は、複数のサブ素子を備え、サブ素子のうちの少なくとも1つがバー素子によって設けられる。バー素子は、その長さに沿って一定の高さを有することができる。このケースでは、バー素子は、立方体形状を有することができる。代わりに、バー素子は、その長さに沿って変化する高さを有することができる。特に、バー素子は、一定の高さをもつ少なくとも1つの区分および増加する高さをもつ少なくとも1つの区分を有することができる。高さは、2次巻線構造の垂直軸に沿って測定できる。
磁性伝導素子の異なるサブ素子を同じ材料、例えば、同じ磁性伝導性をもつ材料から作ることができる。
すべての磁性伝導素子の構成がサブ素子の複数の列を備え、各列が1つまたは複数のサブ素子を備えることが可能である。各列は、好ましくは、縦軸に沿って延びる。
これは、有利には、フェライトの単一列の構成と比較して、フェライトの所望の磁気特性を維持する一方で磁性伝導素子の構成の製造を容易にする。
別の実施形態では、磁性伝導素子は、少なくとも2つの磁性伝導サブ素子の少なくとも1つの列を備える。このケースでは、磁性伝導素子は、複数のサブ素子を備えることができる。これらのサブ素子を縦軸に沿ってサブ素子が延びるように配置できる。複数のサブ素子を直線に沿ってまたはそれに平行に配置できて、直線は、縦軸に平行に向かう。かかる構成をサブ素子の列、すなわち、バー素子と呼ぶこともできる。このケースでは、複数のバー素子の配置が縦軸に沿って延びることができる。
さらに、これら複数のサブ素子は、サブ素子の前端区分または後端区分で境を接するか、または重なることができる。特に、第1のサブ素子の端区分、特に前端区分または後端区分が別のサブ素子の端区分と重なることができる。このケースでは、第1のサブ素子の上側表面または下側表面が他のサブ素子の下側表面または上側表面と境を接することができる。代わりに、第1のサブ素子の面側、例えば、表面側または裏面側が別のサブ素子の面側と境を接することができる。
これは、有利には、磁性伝導素子の構成の簡易な製造を提供する。
別の実施形態では、1つの列の少なくとも2つのサブ素子が少なくとも部分的に重なり合う。特に、列内の少なくとも2つの連続するサブ素子が少なくとも部分的に重なり合う。先に説明されたように、少なくとも2つのサブ素子が磁性伝導素子の前端区分または後端区分で重なり合うことができる。
これは、少なくとも2つの磁性伝導サブ素子が前述の垂直軸に沿って異なる垂直位置に配置されることを意味することができる。重なったサブ素子または重なった部分は、互いに機械的に接触するかまたは境を接することができる。
これは、有利には、2次巻線構造の設計に適合した磁性伝導素子の構成の製造を容易にする。
別の実施形態では、少なくとも2つのサブ素子、特に1つの列の2つの連続するサブ素子が横方向オフセットを伴って互いに位置合わせされる。これは、1次巻線構造の横軸に沿って、これら2つのサブ素子の縦軸または幾何学的中心の間にゼロでない間隔が設けられることを意味することができる。横方向オフセットは、横軸に沿ってまたはそれに対して与えることができる。さらに、この列の1つおきの磁性伝導サブ素子の間に横方向オフセットがなくてよい。
この構成は、複数の列を有することができて、2つの連続するサブ素子の間の横方向オフセットは、選択された、しかしすべてではない列内にのみ、特に内側磁性伝導素子を提供する列内にのみ与えられる。これが意味するのは、この構成が、1つ以上の列、特に、複数のサブ素子が横方向オフセットを伴わずに配置された、横方向外側磁性伝導素子を提供する列と、少なくとも2つの連続するサブ素子が前記横方向オフセットを伴って配置された1つ以上の列とを備えるということである。
もちろん、横方向オフセットに加えて、1つの列の2つの連続する素子の間に垂直方向オフセットを与えることが可能である。横方向オフセットを与えることによって、横方向に沿って2つの隣接する列の間のギャップを変化させる、例えば、増加させることが可能である。これは、有利には、2つの隣接する列の間に他の構成要素、例えば、注型樹脂、または、好ましくはプラスチック材料の、固定部材を包含する固定手段を配置することを可能にする。
別の実施形態では、磁性伝導素子は、少なくとも1つの下側部分および少なくとも1つの上側部分を備える。言い換えれば、下側部分の垂直位置、すなわち、垂直軸に沿った位置、特に中心線、縦軸、または前記下側部分の幾何学的中心を上側部分の垂直位置、すなわち、垂直軸に沿った位置、特に中心線、縦軸、または前記上側部分の幾何学的中心より小さくすることができる。言い換えれば、下側部分および上側部分は、垂直軸に沿って異なる高さレベルに配置される。
さらに、少なくとも1つの下側部分および少なくとも1つの上側部分によって、凹部を設けるかまたは囲むことができる。好ましくは、凹部は、2つの下側部分および1つの上側部分によって設けられるかまたは囲まれる。
特に、複数のサブ素子の1つの列が少なくとも1つの下側磁性伝導サブ素子および少なくとも1つの上側磁性伝導サブ素子を備えることができる。複数のサブ素子の1つの列に沿った2つの連続する素子のセットの1つのサブ素子を上側サブ素子によって設けることができて、前記セットのさらなるサブ素子を下側サブ素子によって設けることができる。
このケースでは、下側部分を下側磁性伝導サブ素子によって、および上側部分を上側磁性伝導サブ素子によって設けることができる。好ましくは、磁性伝導素子は、3つのサブ素子を備え、2つのサブ素子が下側サブ素子であり、1つの素子が上側サブ素子である。列に沿って、特に縦軸に沿って、第1の下側サブ素子の後に上側サブ素子が続くことができて、上側サブ素子の後には第2の下側サブ素子が続く。
下側サブ素子および上側サブ素子は、重なり合うことができる。さらに、下側サブ素子および上側サブ素子を横方向オフセットを伴って互いに位置合わせすることができる。
これは、有利には、磁性伝導素子の幾何学的配置を2次巻線構造の設計に適合させることを可能にする。
別の実施形態では、磁性伝導素子は、2次巻線構造の少なくとも区分を受け入れるための凹部を提供する。特に、横軸に沿ってまたはそれに対して平行に延びる2次巻線構造の区分を受け入れるための凹部を配置および/または設計できる。より詳しくは、縦軸に沿った1つのサブ巻線構造から連続するサブ巻線構造への移行部で2次巻線構造の区分を凹部内に配置できるように凹部を設計および/または配置できる。2次側構成において、2次巻線構造の少なくとも1つの区分を凹部内に配置できる。
先に説明されたように、磁性伝導素子の複数の磁性伝導サブ素子を1つの列内に配置できる。さらに、少なくとも2つの連続する磁性伝導素子を垂直方向オフセットを伴って互いに位置合わせすることができる。これは、垂直軸に沿ってまたはそれに対して、2つの連続する磁性伝導サブ素子の縦軸または幾何学的中心の間にゼロでない間隔が設けられることを意味することができる。さらに、1つの列内の1つおきの磁性伝導サブ素子の間に垂直方向オフセットがなくてよい。垂直方向オフセットを与えることによって、前述の凹部を設けることができる。例えば、垂直方向オフセットのないサブ素子によって設けられた2つのサブ素子の間にゼロでない間隔がある場合に凹部を設けることができる。
言い換えれば、凹部が設けられるように1つの列の磁性伝導サブ素子を配置できる。例えば、1つの磁性伝導素子、特に細長い素子の端区分がそれぞれさらなる磁性伝導素子の端区分と重なる場合に凹部を設けることができる。
例として、1つの列が複数の下側磁性伝導サブ素子および少なくとも1つの上側磁性伝導サブ素子を備えることが可能であり、縦軸に沿ってまたはそれに対して平行に下側磁性伝導素子の間にゼロでないギャップ、すなわち、ゼロでない間隔が設けられるように下側サブ素子が配置される。さらに、下側サブ素子の間の区分が上側サブ素子によって橋渡しされるように上側サブ素子を配置できる。
さらに、2次巻線構造の(サブ)巻線構造によって囲まれた容積または領域内に下側磁性伝導サブ素子を配置できて、2つの隣接するサブ巻線構造の容積の間の巻線構造の区分を上側磁性伝導素子が橋渡しする。このケースでは、上側磁性伝導サブ素子の第1の端区分が第1の下側磁性伝導サブ素子の端区分に重なることができて、上側磁性伝導サブ素子の別の端区分が第2の下側磁性伝導サブ素子の端区分に重なる。
横軸に対して垂直に向かう区分領域における断面では、列内の磁性伝導サブ素子のこの配置が帽子状構造を提供する。
寸法、特に長さおよび/または幅および/または高さは、受電される2次巻線構造の区分の寸法に適合させることができる。
言い換えれば、サブ素子の第1のサブセットが第1の垂直位置に配置され、サブ素子の第2のセットが第2の垂直位置に配置されて、第2の垂直位置が第1の垂直位置より高いかまたは低いように複数の磁性伝導サブ素子の1つの列を設計できる。列に沿ったサブ素子の配置内で、第1のセットおよび第2のセットからのサブ素子が交互に入れ替わる配列を設けることができる。この構成では、1つのセットの2つのサブ素子の間にギャップを設けることができて、このギャップが他のセットの1つのサブ素子によって覆われるか、またはそれと隣り合う。言い換えれば、サブ素子の配置または列が線構造の少なくとも1つの区分を受け入れるための凹部を提供できる。特に、横軸に沿ってまたはそれに対して平行に延びる巻線構造の区分を受け入れるための凹部を配置および/または設計できる。より詳しくは、縦軸に沿った1つのサブ巻線構造から連続するサブ巻線構造への移行部で巻線構造の区分を凹部内に配置できるように凹部を設計および/または配置できる。さらに、サブ素子のまたはサブ素子の列の少なくとも1つの区分が巻線構造の1つのサブ巻線構造中へ延びることができる。これは、少なくとも1つの区分がサブ巻線構造によって囲まれた容積または領域中へ延びることを意味することができる。
凹部を設けると、有利には、提案される構成の設置スペース要件を削減する。
別の実施形態では、少なくとも1つの磁性伝導素子の少なくとも1つの区分が2次巻線構造によって、または2次巻線構造のサブ巻線構造によって囲まれた容積または領域中へもしくはそれを通して延びる。
言い換えれば、少なくとも1つの磁性伝導素子の少なくとも1つの区分を2次巻線構造の(サブ)巻線構造によって囲まれた容積または領域内に配置できる。サブ巻線構造によって囲まれた容積内に配置された磁性伝導素子の高さは、巻線構造の高さより大きく、それに等しく、またはそれより小さくすることができる。これは、有利には、設置スペース要件をさらに削減する。さらに、磁性伝導素子が場を収集する役割を果たすので、磁性伝導素子のその容積内への配置は、有利には、前記容積を通して延びる交番電磁場の力線の量を増加させる。
サブ巻線構造によって囲まれた容積の30%〜70%、好ましくは45%〜55%を1つまたは複数の磁性伝導素子で満たすことが可能である。
磁性伝導素子が1つより多い磁性伝導サブ素子の1つまたは複数の列を備える場合、2次巻線構造の少なくとも1つの区分が1つの列によって設けられた凹部内に配置されるようにその列の磁性伝導サブ素子を配置できて、その列の少なくとも1つの他の区分は、(サブ)巻線構造によって囲まれた容積または領域内に配置される。特に、2次巻線構造の(サブ)巻線構造によって囲まれた容積または領域内に下側磁性伝導サブ素子を配置できて、先に概説されたように、上側磁性伝導素子が下側磁性伝導素子の間の区分を橋渡しする。言い換えれば、1つの列が複数の下側磁性伝導サブ素子および少なくとも1つまたは複数の上側磁性伝導サブ素子を備えることが可能であり、下側磁性伝導サブ素子は、各々がサブ巻線構造によって囲まれた容積または領域内に配置されて、上側磁性伝導サブ素子は、2つの隣接するサブ巻線構造の容積の間の巻線構造の区分を橋渡しする。このケースでは、上側磁性伝導サブ素子の第1の端区分が第1の下側磁性伝導サブ素子の端区分に重なることができて、上側磁性伝導サブ素子の別の端区分が第2の下側磁性伝導サブ素子の端区分に重なる。凹部は、下側磁性伝導素子の間に設けられる。断面では、列内の磁性伝導素子のこの配置が帽子状構造を提供する。
別の実施形態では、横方向に沿って2つの隣接する磁性伝導素子の間にゼロでないギャップが設けられる。これは、前に説明された。これは、有利には、磁性伝導素子の構成を製造することを可能にする。
別の実施形態では、横方向外側磁性伝導素子の幅が横方向外側磁性伝導素子の長さに沿って少なくとも1つの区分において広くなる。横方向外側磁性伝導素子の幅は、横方向外側磁性伝導素子の長さに沿って少なくとも1つのさらなる区分では元に戻ることがさらに可能である。
特に、横方向外側磁性伝導素子は、少なくとも2つの区分を有することができて、第1の区分の幅は、横方向外側磁性伝導素子の第2の区分の幅より小さい。
さらに、横方向外側磁性伝導素子は、第3の区分を有することができて、第3の区分の幅は、第2の区分の幅より小さく、特に第1の区分の幅に等しく、第1の区分、第2の区分、および、該当するならば、第3の区分は、縦軸に沿って連続する区分である。代わりに、第3の区分の幅を第2の区分の幅より広くすることができる。このケースでは、横方向外側磁性伝導素子は、第4の区分を有することができて、第4の区分の幅は、第3の区分の幅より小さく、特に第2の区分の幅に等しい。さらに、横方向外側磁性伝導素子は、第5の区分を有することができて、第5の区分の幅は、第4の区分の幅より小さく、特に第1の区分の幅に等しい。
より一般的には、横方向外側磁性伝導素子が異なる幅をもつ複数の区分を有することが可能であり、これらの区分は、縦軸に沿って連続する区分である。
区分における幅は、区分の長さに沿って一定とすることができる。一区分の長さは、例えば、ゼロでない長さ、例えば、1mmより大きい長さとすることができる。
横方向外側磁性伝導素子が、1つの列内に配置された複数のサブ素子を備える場合、1つのサブ素子またはその一部分によって区分を設けることができる。延いては、区分の幅は、サブ素子の、またはサブ素子の一部分の幅とすることができる。
第1のサブ素子の一部分が第1の区分を提供し、第1のサブ素子の残りの部分、第2のサブ素子および第3のサブ素子の一部分が第2の区分を提供することが可能である。第3のサブ素子の残りの部分が第3の区分を提供できる。その上、第1のサブ素子の一部分が第1の区分を提供し、第1のサブ素子の残りの部分が第2の区分を提供することが可能である。第2のサブ素子は、第3の区分を提供する。第3のサブ素子の一部分は、第4の区分を提供する。第3のサブ素子の残りの部分は、第5の区分を提供できる。第1のサブ素子および第3のサブ素子を下側サブ素子とすることができて、第2のサブ素子を上側サブ素子とすることができる。
内側磁性伝導素子の幅は、内側磁性伝導素子の長さに沿って一定とすることがさらに可能である。代わりに、内側磁性伝導素子の幅は、内側磁性伝導素子の長さに沿って変化する、例えば、増加および/または減少することができる。内側磁性伝導素子の幅は、横方向外側磁性伝導素子と同じように変化することができる。
横方向外側磁性伝導素子に変化する幅を設けると、有利には、2つの隣接する磁性伝導素子の間に他の構成要素、例えば、固定手段を配置するためのスペースを設けることを可能にする。
別の実施形態では、横方向外側磁性伝導素子は、横方向に突き出た区分を有するか、または提供する。横方向に突き出た区分は、外側へ、例えば、横軸に沿って内側磁性伝導素子から離れる方に突き出ることができる。
横方向に突き出た区分を磁性伝導素子のサブ素子によって、特に上側サブ素子、またはその一部分によって設けることができる。
横方向に突き出た区分は、2次巻線構造の上に、特に巻線ヘッドまたはその少なくとも一部分の上に延びることができる。
特に、突き出た区分を磁性伝導素子の少なくとも1つの他の区分の幅より広い、または磁性伝導素子の他のすべての区分の幅より広い幅をもつ区分によって設けることができる。特に、突き出た区分を横方向外側磁性伝導素子の前述の第2の区分または第3の区分によって設けることができる。
別の実施形態では、この構成は、少なくとも1つのアンテナ素子を備え、少なくとも1つの磁性伝導素子の少なくとも1つの部分がアンテナ素子の一部である。アンテナ素子を通信ユニットまたは電力伝送ユニットの測位システムの一部とすることができる。通信ユニットは、例えば、特に一方向通信のための送信機ユニットまたは受信機ユニットとすることができる。少なくとも1つのアンテナ素子は、巻線構造とは別に設計される。これは、このアンテナ素子が巻線構造によって設けられるのではないことを意味する。さらに、アンテナ素子は、通信信号のための受信アンテナ素子または送信アンテナ素子とすることができる。通信信号は、特に低周波数信号とすることができる。これは、100kHz〜400kHzの範囲からの周波数をもつ信号をアンテナ素子によって送信または受信できるように前記アンテナ素子が設計されることを意味することができる。言い換えれば、アンテナ素子の少なくとも一部を少なくとも1つのフラックスガイド手段中またはその上に組み込むことができる。特に、アンテナ素子は、いわゆるフェライトロッドアンテナとすることができて、フェライト素子上にアンテナ巻線構造が配置される。このケースでは、フェライトロッドアンテナのフェライト素子が少なくとも1つのフラックスガイド手段の少なくとも一部に対応するかまたはそれに等しい。一般に、アンテナ素子は、いわゆる磁気ロッドアンテナとすることができて、磁性材料のロッド上にアンテナ巻線構造が配置される。この磁性材料を少なくとも1つのフラックスガイド手段の一部とすることができる。
さらに、アンテナ素子を磁性伝導素子、特に内側磁性伝導素子の少なくとも1つの区分の周りに巻くことができる。さらに、アンテナ素子を複数のフラックスガイド手段の少なくとも1つの区分の周りに巻くことができる。さらに、アンテナ素子の少なくとも一部を共通の投影面内で巻線構造によって囲まれた領域内に配置でき、および/またはアンテナ素子の少なくとも一部を共通の投影面内で巻線構造によって囲まれた領域外に配置できる。
さらに記載されるのは、誘導電力伝送のためのシステムの1次ユニットと2次ユニットとの間の通信の方法であり、2次ユニットは、本発明に開示された実施形態の1つによる巻線構造の2次側構成を備え、2次ユニットは、少なくとも1つのアンテナ素子によって信号を1次ユニットへ送信し、および/または2次ユニットは、少なくとも1つのアンテナ素子によって1次ユニットの信号を受信する。
さらに記載されるのは、誘導電力伝送のためのシステムであり、このシステムは、1次巻線構造の1次側構成を備える。かかる1次側構成は、少なくとも3つの位相線および位相線当たり少なくとも1つの巻線構造を備えることができて、各巻線構造は、少なくとも1つのサブ巻線構造を備え、これらの巻線構造が1次側構成の縦軸に沿って延びる。
さらに、巻線構造の対応するサブ巻線構造の間のピッチが縦軸に沿って変化し、および/または巻線構造のサブ巻線構造の長さが縦軸に沿って変化する。
さらに、第1の巻線構造および第2の巻線構造の対応するサブ巻線構造の間のピッチは、1つのサブ巻線構造の長さの[0,1]の区間から選ぶことができる。
さらに、第1の巻線構造および第3の巻線構造の対応するサブ巻線構造の間のピッチは、第1の巻線構造および第2の巻線構造の対応するサブ巻線構造の間のピッチより小さくすることができる。
1次側構成は、例えば、何れも参照により完全に組み込まれる、国際出願PCT/EP2016/064556号(未公開)および国際出願PCT/EP2016/064557号(未公開)に記載される。特に、1次側構成は、国際出願PCT/EP2016/064556号(未公開)に開示される請求項1〜18の何れか一項に従って、または国際出願PCT/EP2016/064557号(未公開)に開示される請求項1〜5の何れか一項に従って設計できる。
さらに、システムは、本開示において開示される実施形態の1つによる2次側構成を備える。
さらに提案されるのは、少なくとも1つの2次巻線構造の2次側構成を製造する方法であり、本方法は、
− 少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの2次巻線構造を設けるステップと、
− 少なくとも2つの磁性伝導素子を設けるステップと、
− すべての磁性伝導素子のセットの横側に配置されるように磁性伝導素子を配置することによって、磁性伝導素子のうちの1つを横方向外側磁性伝導素子として設けるステップと、
− すべての磁性伝導素子のセットの横側に配置されないように磁性伝導素子を配置することによって、磁性伝導素子のうちの1つを内側磁性伝導素子として設けるステップと、
− 少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の幅が少なくとも1つの内側磁性伝導素子の幅より大きいように、および/または少なくとも1つの内側磁性伝導素子の長さが少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の長さより小さいように、横方向外側磁性伝導素子および内側磁性伝導素子を設けるステップと、
を含む。
− 少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの2次巻線構造を設けるステップと、
− 少なくとも2つの磁性伝導素子を設けるステップと、
− すべての磁性伝導素子のセットの横側に配置されるように磁性伝導素子を配置することによって、磁性伝導素子のうちの1つを横方向外側磁性伝導素子として設けるステップと、
− すべての磁性伝導素子のセットの横側に配置されないように磁性伝導素子を配置することによって、磁性伝導素子のうちの1つを内側磁性伝導素子として設けるステップと、
− 少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の幅が少なくとも1つの内側磁性伝導素子の幅より大きいように、および/または少なくとも1つの内側磁性伝導素子の長さが少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子の長さより小さいように、横方向外側磁性伝導素子および内側磁性伝導素子を設けるステップと、
を含む。
本方法は、有利には、本発明に記載される実施形態の1つに従って2次側構成を提供することを可能にする。従って、本方法は、かかる2次側構成を提供するためのすべてのステップを含むことができる。
添付の図面に示される本発明の例示的な実施形態を参照して本発明を記載する。
以下では、同じかまたは類似した技術的特徴をもつ要素を同じ数字で示す。
図1は、誘導電力伝送2のためのシステム1の斜視図を示し、本システムは、1次巻線構造W1_p、W2_p、W3_pをもつ1次側構成2を備える。かかる1次側構成2は、それぞれ、3つのサブ巻線構造を有する第1の巻線構造W1_p、3つのサブ巻線構造をもつ第2の巻線構造W2_pおよび3つのサブ巻線構造をもつ第3の巻線構造W3_pを備える。これらの巻線構造W1_p、W2_p、W3_pは、各々が3つの位相トポロジーの1つの位相線を提供する。図1に示される例では、サブ巻線構造が矩形ループの形状を有する。
さらに示されるのは、1次側縦軸xpおよび1次側横軸ypをもつ1次側座標系である。これらの軸xp、ypの方向が矢印で示される。これらの軸xp、ypが平面を張り、巻線構造W1_p、W2_p、W3_pは、前記平面に対して平行な平面内に実質的に配置される。1次側垂直軸zpは、前記平面に対して垂直に向かう。垂直軸zpの方向は、矢印で示され、1次側構成2から2次側構成3へ向かう。巻線構造W1_p、W2_p、W3_pが重なり合うようにこれらの構造を異なる平面内に配置することが可能である。さらに示されるのは、1次側構成2の幾何学的中心によって与えられる1次側座標系の原点Opである。
巻線構造W1_p、W2_p、W3_pは、縦軸に沿って延びる。各巻線構造W1_p、W2_p、W3_pが3つのサブ巻線構造を備え、各巻線構造W1_p、W2_p、W3_pのサブ巻線構造が縦軸xpに沿って延びることが示される。1つの巻線構造のサブ巻線構造は、縦軸xpに沿って互いに隣接して配置されて、重ならない。
このシステムは、1つの2次側巻線構造Wの2次側構成3をさらに備える。2次巻線構造Wは、2次側縦軸xに沿って互いに隣接して配置された2つの隣接するサブ巻線構造SW1、SW2を備える。2次巻線構造W2のサブ巻線SW1、SW2は、矩形ループとして成形される。
さらに、2次巻線構造Wは、2次側縦軸xおよび2次側縦軸xに対して直角に向かう2次側横軸yで張られた平面内に実質的に配置される。2次側軸x、yの両方が2次側垂直軸zに対して直角に向かう。これらの軸x、y、zの方向が矢印で示される。2次側垂直軸zは、1次側構成2から遠ざかる方向に向かう。
さらに示されるのは、2次側構成3の幾何学的中心によって与えられる2次側座標系の原点Oである。
2次側構成3を車両、特に自動車に取り付けられる受電ユニットの一部とすることができる。このケースでは、2次側縦軸xは、車両のロール軸に平行に向かうことができ、2次側横軸yは、車両のピッチ軸に平行に向かうことができ、2次側垂直軸zは、車両のヨー軸に平行に向かうことができる。
1次側構成2および2次側構成3の位置合わせされた状態では、対応する軸xp,x;yp,y;zp,zが互いに平行に向かうことができる。さらに、2次巻線構造2の幾何学的中心0を1次側構成1の巻線構造W1_p、W2_p、W3_pによって囲まれた活性領域もしくは前記活性領域の所定のサブ領域または前記活性領域を備える所定の領域の上に配置できる。
図2は、2次巻線構造Wをもつ現状技術の2次側構成3の概略斜視図を示す。この2次巻線構造は、図1に示される2次巻線構造Wのように設計できる。2次側構成3は、横軸yに沿って互いに隣接して配置されたフェライトバー9の複数の、特に5つの列5も備える。
各列5が磁性伝導素子を提供し、1つの列5のフェライトバー9が前記列5の、すなわち、前記磁性伝導素子の磁性伝導サブ素子を提供する。フェライト素子の1つの列5が複数のフェライトバー9、特に3つのフェライトバー9を備える。
列5は、横軸yに沿ってゼロでない間隔を伴って互いに離隔される。各列5は、縦軸に沿って同じ長さを有する。さらに、前記列5の幅は、列5ごとに長さに沿って一定であり、すべての列5の幅が等しい。
図2は、各列5、従って、磁性伝導素子が2次側巻線構造W2の区分を受け入れるための凹部14を提供することを示す。特に、2次側横軸yに沿って延びるサブ巻線構造SW1、SW2の隣接する区分が凹部14内に配置される。各列5の後端区分、特に前記列5の第1のフェライトバー9aは、第1のサブ巻線構造SW1の内容積中へ延び、この内容積とは、第1のサブ巻線構造SW1を提供する矩形ループによって囲まれた容積を表す。各列5の前端区分、特に前記列5の第3のフェライトバー9cは、第2のサブ巻線構造SW2の内容積中へ延びる。各列5の中心区分の後端区分および前端区分、特に前記列5の第2のフェライトバー9bは、凹部14が列5の第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cの間に設けられて、列5の第2のフェライトバー9bによって被われるかまたは橋渡しされるように、それぞれ、第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cに重なる。
第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cを下側フェライトバーと呼ぶこともでき、第2のフェライトバー9bを上側フェライトバー9bと呼ぶことができる。垂直方向zに関して、列5の第2のフェライトバー9bは、凹部14中に配置されたサブ巻線構造SW1、SW2の隣接する区分の上に配置される。さらに、列5の第2のフェライトバー9bは、前記列5の第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cの上に配置される。言い換えれば、各列内の第1のフェライトバー9aおよび第2のフェライトバー9bがz方向に沿ってゼロでない垂直方向オフセットを伴って互いに位置合わせされる。第1のフェライトバー9aおよび第2のフェライトバー9bの間のゼロでない垂直オフセットによって設けられた空きスペースには、フェライトバー9a、9bを互いに位置合わせされた状態に保つため、およびフェライトバー9a、9bの設置を容易にするために接着部材および注型材料を配置できる。各列内の第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cは、垂直方向オフセットなしに互いに位置合わせされて、何れも巻線構造W1、W2と同じ平面内に配置される。
さらに、第1の列5aは、第1の横方向外側磁性伝導素子を提供する。第5の列5eは、横軸yに関して第2の横方向外側磁性伝導素子を提供する。第2の列5b、第3の列5cおよび第4の列5dは、各々が横軸yに関して内側磁性伝導素子を提供する。第1の列5aおよび第5の列5eは、すべての列5のセットの対向する横側または端部に配置された列5である。第2の列2、第3の列3および第4の列4は、すべての列5のセットの横側または端部に列5を提供しない列である。特に、第2の列2、第3の列3および第4の列4は、横軸yに沿って第1の横方向外側の列5aおよび第2の横方向外側の列5eの間に配置される。
図3は、縦軸xに沿って互いに隣接して配置された2つのサブ巻線構造SW1、SW2をもつ2次巻線構造Wの2次側構成3の概略上面図を示す。図3に示される実施形態は、図2に示された実施形態と類似している。
図2に示された実施形態とは対照的に、第1の列5aおよび第4の列5dが第1の横方向外側磁性伝導素子および第2の横方向外側磁性伝導素子を提供し、すべての列5のセットの対向する横側または端部に配置される。第2の列2および第3の列3は、内側磁性伝導素子を提供し、横軸yに沿って第1の横方向外側の列5aおよび第2の横方向外側の列5dの間に配置される。
さらに、第1の列5aの最大幅Wmax_5aおよび第4の列5dの最大幅Wmax_5dは、各々が第2の列5bの幅W_5bおよび第3の列5cの幅W_5cのセットの最大幅より大きい。第2の列5bの最大幅W_5bおよび第3の列5cの最大幅W_5cは、等しくすることができる。同様に、第1の列5aの最大幅Wmax_5aおよび第4の列5dの最大幅Wmax_5dは、等しくすることができる。
第1の列5aの第1のフェライトバー9aの最大幅Wmax_5a_9aは、第2の列5bの幅W_5bおよび第3の列5cの幅W_5cに等しい、それぞれ、前記列5b、5cの第1のフェライトバー9aの幅より大きいことがさらに示される。第2の列5bおよび第3の列5cの幅は、長さに沿って一定である。
同様に、第1の列5aの第2のフェライトバー9bの最大幅Wmax_5a_9bは、第2の列5b幅W_5bおよび第3の列5cの幅W_5cに同じく等しい、それぞれ、前記列5b、5cの第2のフェライトバー9bの幅より大きい。さらに、第1の列5aの第2のフェライトバー9bの最大幅Wmax_5a_9bは、第1の列5aの第1のフェライトバー9aの最大幅Wmax_5a_9aより大きい。しかしながら、これは、好ましいが必須の特徴ではない。第1の列5aの第2のフェライトバー9bの最大幅Wmax_5a_9bが第1の列5aの第1のフェライトバー9aの最大幅Wmax_5a_9aに等しいことも可能である。さらに、第1の列5aの第3のフェライトバー9cの最大幅Wmax_5a_9cは、第2の列5bの幅W_5bおよび第3の列5cの幅W_5cに同じく等しい、それぞれ、前記列5b、5cの第3のフェライトバー9cの幅より大きい。さらにまた、第1の列5aの第3のフェライトバー9cの最大幅Wmax_5a_9cは、第1の列5aの第2のフェライトバー9bの最大幅Wmax_5a_9aより小さい。しかしながら、これは、好ましいが必須の特徴ではない。第1の列5aの第3のフェライトバー9cの最大幅Wmax_5a_9cが第1の列5aの第2のフェライトバー9bの最大幅Wmax_5a_9aに等しいことも可能である。特に、第1の列5aの第3のフェライトバー9cの最大幅Wmax_5a_9cは、第1の列5aの第1のフェライトバー9aの最大幅Wmax_5a_9aに等しい。
図3に示される実施形態では、第1の列5aおよび第4の列5dの幅が前記列5a、5dの長さに沿って変化する。特に、この幅は、長さに沿って少なくとも1つの区分で広くなり、さらなる区分では元に戻る。
第1の列5aの第1のフェライトバー9aの第1の区分は、最小幅Wmin_5a_9aを有し、第1の列5aの第1のフェライトバー9aの第2の区分は、第1のフェライトバー9aの最大幅Wmax_5a_9aに対応する幅より大きい幅を有することが示される。第1のフェライトバー9aの第2の区分は、縦軸xに沿って第1のフェライトバー9aの第1の区分を受け継ぐ。従って、第1のフェライトバー9aの幅がその長さに沿って変化する。縦軸に沿って、第1のフェライトバー9aの幅が増加する。
第1の列5aの第3のフェライトバー9cの第2の区分は、最小幅Wmin_5a_9cを有し、第1の列5aの第3のフェライトバー9cの第1の区分は、第3のフェライトバー9cの最大幅Wmax_5a_9cに対応する幅より大きい幅を有することがさらに示される。第3のフェライトバー9cの第2の区分は、縦軸xに沿って第1のフェライトバー9cの第1の区分を受け継ぐ。従って、第3のフェライトバー9cの幅がその長さに沿って変化する。縦軸に沿って、第3のフェライトバー9cの幅が減少する。
縦軸xに沿った幅の増加および減少が階段状の増減であることが示される。しかしながら、幅の変化の他のコース、例えば、直線状の増減または曲線状の増減が実装可能である。
第1の列5の幅が増減するため、第1の列5aと第2の列5bとの間の間隙も増減する。増加した間隙は、例えば、2次側構成のさらなる構成要素、例えば、ねじのような固定手段を第1の列5aと第2の列5bとの間に配置するために用いることができる。特に、かかる設置スペース6は、第1の列5aの第1のフェライトバー9aの第1の区分と第2の列5bの第1のフェライトバー9aとの間、および、第1の列5aの第3のフェライトバー9cの第2の区分と第2の列5bの第3のフェライトバー9cとの間に設けられる。
第1の列5aは、突き出た区分4を提供するかまたは有し、突き出た区分4は、巻線構造Wのサブ区分、特に巻線構造Wの巻線ヘッドWHの少なくとも一部に重なる。これが意味するのは、垂直軸zに対して垂直に向かう共通の投影面内で(図2を参照)、突き出た区分4が、少なくとも1つの巻線ヘッドWHと、および/または巻線構造W、特に巻線構造Wの少なくとも1つのサブ巻線SW1、SW2と重なるということである。突き出た区分4を第1の列5aの横方向外端または横側に設けることができる。
突き出た区分を、例えば、第1の列5aの第2のフェライトバー9bによって設けることができる。
第4の列5dの設計は、縦軸xおよび垂直軸zで張られた鏡映面により第1の列5aの鏡映を作ることで提供される。従って、第4の列5dおよび前記第4の列5dのフェライトバー9a、9b、9cには対応する幅に関する特徴が当て嵌まる。
さらに示されるのは、アンテナ素子10であり、アンテナ素子10の巻線構造11がフェライトバー9のうちの1つの一区分の周りに、特に第2の列5bのフェライトバー9aの周りに巻かれる。代わりに、アンテナ素子10を第2の列5bの別のフェライトバー9b、9cの周りに、または別の列5a、5c、5dの別のフェライトバー9a、9b、9cの周りに巻かれた巻線構造によってアンテナ素子10を設けることも可能である。
図4は、図3に示された巻線構造Wの切断線A−Aに沿った2次側構成の概略断面図を示す。第4の列5dの第2のフェライトバー9bの後端区分が第4の列5dの第1のフェライトバー9aの前端区分に重なることが示される。さらに、第2のフェライトバー9bの前端区分が第3のフェライトバー9cの後端区分に重なる。
フェライトバー9a、9b、9cは、それらのそれぞれの縦軸に沿って一定の高さを有することがさらに示される。第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cの高さは、等しくすることが可能である。第2のフェライトバー9bの高さも第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cの高さに等しくすることができる。代わりに、第2のフェライトバー9bの高さを第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cの高さより大きくできる。
縦軸xに沿った2つの連続するフェライトバー9a、9b、9cが垂直方向オフセットを伴って互いに位置合わせされる。第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cは、同じ高さに配置される。
さらに、縦軸xに沿って第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cの間にゼロでないギャップが設けられる。巻線構造Wの区分を受け入れるために第1のフェライトバー9a、第2のフェライトバー9bおよび第3のフェライトバー9cの間に凹部14が設けられるように、第1のフェライトバー9aおよび第2のフェライトバー9bの間の垂直方向オフセットならびに第2のフェライトバー9bおよび第3のフェライトバー9cの間の垂直方向オフセットおよびゼロでないギャップが選ばれる。
フェライトバー9a、9b、9cが1つの列5内に配置される。第1のフェライトバー9aおよび第3のフェライトバー9cを下側フェライトバーと呼ぶこともでき、第2のフェライトバーを上側フェライトバー9bと呼ぶことができる。連続するフェライトバー9a、9b、9cの各端区分は、互いに機械的に接触することが示される。特に、第2のフェライトバー9bの前端区分における第2のフェライトバー9bの底側が第3のフェライトバー9cの後端区分における第3のフェライトバー9cの上側に触れる。さらに、第2のフェライトバー9bの後端区分における第2のフェライトバー9bの底側が第1のフェライトバー9aの前端区分における第1のフェライトバー9aの上側に触れる。
図5は、本発明の別の実施形態による巻線構造の2次側構成3の上面図を示す。この構成3は、3つのフェライトバー9a、9b、9cの6つの列5a、5b、5c、5d、5e、5fを備え、1つの列5a、5b、5c、5d、5e、5fが図2に示された列5のように設計される。特に、列5a、・・・、5fが2つの隣接する列5a、・・・、5fの間に設けられたゼロでないギャップを伴って横軸yに沿って互いに隣接して配置される。
図5に示される実施形態では、第1の列5が第1の横方向外側磁性伝導素子、第6の列5fが第2の横方向外側磁性伝導素子を提供する。第2の列5b、第3の列5c、第4の列5dおよび第5の列5eは、各々が内側磁性伝導素子を提供する。
図2に示された実施形態とは対照的に、第2の列5bおよび第5の列5eは、それぞれ、第1の列5aの長さL_5aおよび第6の列5fの長さL_5fより小さい長さL_5b、L_5eを有することが示される。加えて、第2の列5bの長さL_5bおよび第5の列5eの長さL_5eは、それぞれ、第3の列5cの長さL_5cおよび第4の列5dの長さL_5dより小さい。第1の列5aの長さL_5a、第3の列5cの長さL_5c、第4の列5dの長さL_5dおよび第6の列5fの長さL_5fを等しくすることができる。
Claims (13)
- 少なくとも1つの2次巻線構造(W)の2次側構成(3)であって、前記2次側構成(3)は、少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの2次巻線構造(W)を備え、前記2次側構成は、少なくとも2つの磁性伝導素子(5、5a、5b、5c、5d、5e)を備え、前記2次側構成は、少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5d、5e、5f)および少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5c)を備え、
前記少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)の幅は、前記少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5c)の幅より大きいこと、および/または
前記少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5e)の長さ(L_5b、L_5e)は、前記少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5f)の長さ(L_5a、L_5f)より小さいことを特徴とする、
2次側構成(3)。 - 磁性伝導素子(5)は、バー素子(9)によって設けられること、または磁性伝導素子(5)は、複数のサブ素子を備え、1つのサブ素子がバー素子(9a、9b、9c)によって設けられることを特徴とする、請求項1に記載の構成。
- 磁性伝導素子(5)は、少なくとも2つの磁性伝導サブ素子の少なくとも1つの列を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の構成。
- 1つの列(5)の少なくとも2つのサブ素子が、少なくとも部分的に重なり合うことを特徴とする、請求項3に記載の構成。
- 1つの列(5)の少なくとも2つの磁性伝導サブ素子は、横方向オフセットを伴って互いに位置合わせされることを特徴とする、請求項3または4に記載の構成。
- 磁性伝導素子(5)は、少なくとも1つの下側部分および少なくとも1つの上側部分を備えることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の構成。
- 前記少なくとも1つの磁性伝導素子(5)は、前記2次巻線構造(W)の少なくとも区分を受け入れるための凹部(14)を提供することを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の2次側構成。
- 少なくとも1つの磁性伝導素子(5)の少なくとも1つの区分が、前記2次巻線構造(W)によって、または前記2次巻線構造(W)のサブ巻線構造(SW1、SW2)によって囲まれた容積または領域中へもしくはそれを通して延びることを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の2次側構成。
- 横方向に沿って2つの隣接する磁性伝導素子(5、5a、・・・、5f)の間にギャップが設けられることを特徴とする、請求項1〜8の何れか一項に記載の2次側構成。
- 横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)の幅は、前記横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)の前記長さに沿って少なくとも1つの区分において広くなることを特徴とする、請求項1〜9の何れか一項に記載の構成。
- 横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)は、横方向に突き出た区分(4)を有するかまたは提供することを特徴とする、請求項1〜10の何れか一項に記載の構成。
- 前記構成(3)は、少なくとも1つのアンテナ素子(10)を備え、少なくとも1つの磁性伝導素子(5)の少なくとも1つの部分が前記アンテナ素子(10)の一部であることを特徴とする、請求項1〜11の何れか一項に記載の構成。
- 少なくとも1つの2次巻線構造(W)の2次側構成(3)を製造する方法であって、前記方法は、少なくとも1つの位相線および位相線当たり1つの2次巻線構造(W)を設けるステップと、
− 少なくとも2つの磁性伝導素子(5)を設けるステップと、
− すべての磁性伝導素子(5a、・・・、5f)のセットの横側に配置されるように前記磁性伝導素子(5)を配置することによって、前記磁性伝導素子(5)のうちの1つを横方向外側磁性伝導素子(5a、5d、5e、5f)として設けるステップと、
− すべての磁性伝導素子(5a、・・・、5f)の前記セットの横側に配置されないように前記磁性伝導素子(5)を配置することによって、前記磁性伝導素子(5)のうちの1つを内側磁性伝導素子(5b、5c)として設けるステップと、
− 前記少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)の幅が前記少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5c)の幅より大きいように、および/または前記少なくとも1つの内側磁性伝導素子(5b、5e)の長さ(L_5b、L_5e)が前記少なくとも1つの横方向外側磁性伝導素子(5a、5f)の長さ(L_5a、L_5f)より小さいように前記横方向外側磁性伝導素子(5a、5d)および前記内側磁性伝導素子(5b、5c)を設けるステップと、
を含む、方法。
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