JP7033558B2

JP7033558B2 - 電気接続システム

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Publication number: JP7033558B2
Application number: JP2018564928A
Authority: JP
Inventors: ローナントルフラード; アマンディーヌブレイ; ヴィアネポワロン; ブルーノシャゼル
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Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2022-03-10
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Description

本発明は、磁気手段を用いて２つの部分の間の電気的接続を提供する電気接続システムに関する。本発明はまた、電気機器、より具体的には電気車両のための充電設備に関する。

第１の部分を第２の部分に引き付け２つの部分が結合する際の電気的接続を提供するための、磁気効果を利用した２つの部分における電気接続システムが従来技術により知られている。それらは特に特許文献１、特許文献２、特許文献３又は特許文献４に記載されている。また、特許文献５では、電気的接続を提供するためにプラグが磁気効果を利用して筐体に引き付けられる電気接続システムが記載されている。

加えて、電気機器、特に電気車両を再充電するため、誘導による再充電を行うためのいくつもの手段が既に提案されている。それらによると、電気供給回路に接続された一次コイルと電気車両のバッテリに接続された二次コイルが互いに対向するように配置され、二次コイルで誘導再充電電流（ｉｎｄｕｃｅｄｒｅｃｈａｒｇｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ）を発生する。これらの誘導による手段は、人間が介入する必要がないため特に有利である。しかしながら、それらには大規模な配置を困難にさせる一定数の欠点もある。それらの欠点とは以下の通りである。
－性能を最大限にするために一次コイルに対して二次コイルを完璧な位置に配置する必要があること。
－特に重くてコストがかかるインフラが必要とされること。
－２つのコイルの間の位置決めの調整を行うためには特定の手段を用いる必要があり、この手段がさらにインフラの重量とそのコストを増大させる。

以上の記載より、誘導による手段は一定数の障害に直面する傾向があることが理解されよう。したがって、誘導による手段のいくつかの利点、とりわけ人間による介入が不要であるという利点を維持しつつも上に挙げた欠点の全てを有するわけではない電気的接続による手段を提案することが望まれよう。

したがって、本発明の目的は、誘導による手段の利点を維持しつつその欠点を少なくして電気的接続を確実に可能にする電気接続装置を提案することである。本発明の目的はまた、電気車両を再充電するための設備において使用され得る電気接続システムを提案することである。

国際公開第２０１４／２０２８４９Ａ１号国際公開第２０１２／０３２２３０Ａ１号欧州特許第２５９５２５２Ａ１号欧州特許第１６６７４５９Ａ１号欧州特許第２４６１４２９Ｂ１号欧州特許第２６２８２１３Ａ１号欧州特許第２６６７４５９Ａ１号欧州特許第０４４１６１６Ａ１号

上記目的は、
－外側のエンベロープと、
－該エンベロープに統合される第１のコネクタであって、該第１のコネクタは、該エンベロープ上に前面を有し、電気供給回路に接続するように設計された第１の電気接続ユニットと、磁気効果により第２のコネクタを引き付ける第１の磁気手段とを備え、それにより前記第２のコネクタの前面を前記第１のコネクタの前面に対して磁気効果により接着させ、前記第１の電気接続ユニットを前記第２のコネクタの第２の電気接続ユニットに対して電気的に接続させる、第１のコネクタと、
－前記装置の前記エンベロープに統合され、前記第１のコネクタの前記前面の周囲に配置され、前記第２のコネクタを排他的に前記第１のコネクタ側に確実に導くようにし、それらを磁気効果により確実に結合する、機械的ガイド手段及び／又は第２の磁気ガイド手段
を備えることを特徴とする、電気接続装置によって達成される。

ある特定の特徴によれば、前記機械的ガイド手段は、外側に向かって連続的に前記第１のコネクタの前記前面に延ばすガイド面を備える。

ある特定の実施形態によれば、前記ガイド面は凹形状を有し、レセプタクルを形成するようになっており、前記第１のコネクタは前記レセプタクルの底面と一体となっている。

ある特定の実施形態によれば、前記第２の磁気手段は、前記装置の前記エンベロープに収容される少なくとも１つの永久磁石及び／又は少なくとも１つの電磁コイルを備える。

ある特定の実施形態によれば、前記第２の磁気ガイド手段は、前記第１のコネクタに対して同心円状に配置された環状の形状を有する複数のコイルと、該コイルを制御する手段とを備える。

ある特定の実施形態によれば、前記制御手段は、例えば外側のコイルから内側のコイルに向かって前記同心円状に配置されたコイルを作動させる連続的なステップを含む、前記コイルを制御するためのシーケンスを実行するように構成される。

ある特定の実施形態によれば、前記機械的ガイド手段は作動させることが可能な、動きを伴う少なくとも１つのアームを備え、該アームは前記エンベロープに収容され、前記磁気手段を支持する。

ある特定の実施形態によれば、前記第２の磁気手段は、前記エンベロープを少なくとも部分的に構成する磁性プラスチックを備える。

本発明はまた、
－電気供給回路に接続するように設計された第１の電気コネクタを備える第１の部分と、
－電源を供給される電気機器に接続されるように設計された第２の電気コネクタを備える第２の部分と、
－前記第１の電気コネクタを前記第２の電気コネクタに電気的に接続させるように、磁気効果によって前記第２のコネクタを前記第１のコネクタ側に引き付ける第１の磁気手段と、
を備える、電気システムであって、
－前記第１の部分は複数の実施形態の１つに係る、上述した電気接続装置を備える、
ことを特徴とする、
電気システムに関する。

本発明はまた、電気車両のバッテリを充電するための設備に関し、
上述した接続システムを有し、前記第１の部分又は前記第２の部分が電気供給回路に接続され、それぞれ、前記第２の部分又は前記第１の部分は前記電気車両の供給システムに接続される、
ことを特徴とする、
電気車両のバッテリを充電するための設備に関する。

ある特定の実施形態によれば、前記第１の部分は地面上に置かれる。

ある特定の実施形態によれば、前記第１の部分は地面と一体になっている。

ある特定の実施形態によれば、前記第２の部分は前記電気車両の前記供給システムに前記第２の部分を接続するケーブル、及び該ケーブルを巻き取るように設計された巻き取り装置を備える。

ある特定の実施形態によれば、前記第２の部分は支持部上に位置し、地面に対して高くなっている。

ある特定の実施形態によれば、前記第１の部分は地面上を変位するための手段を備える。

ある特定の実施形態によれば、前記変位手段は小型の車輪および該小型の車輪を駆動するように設計されたモータを備える。

ある特定の実施形態によれば、前記変位手段は前記小型の車輪と連携するレールを備える。

ある特定の実施形態によれば、前記第１の部分は前記レールに収容された複数の導電体を備える。

ある特定の実施形態によれば、前記第１の部分は前記制御ユニット及び該制御ユニットに接続された検出ユニットを備える。

ある特定の実施形態によれば、前記第２の部分は、前記第１の部分の前記検出ユニットにより検出されるように設計されたマーカを備える。

他の特徴及び利点は添付の図面に関連して提供される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明に係る電気接続システムの第１の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続システムの他の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続システムの他の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続装置の磁気手段の動作原理を示す図である。本発明に係る電気接続装置の磁気手段の動作原理を示す図である。本発明に係る電気接続装置の磁気手段の動作原理を示す図である。本発明に係る電気接続システムの他の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続装置の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続装置の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続装置の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続装置の変形形態を示す図である。本発明に係る電気接続装置の変形形態を示す図である。第１の実施形態による、本発明に係るシステムの動作原理を示す図である。第１の実施形態による、本発明に係るシステムの動作原理を示す図である。第１の実施形態による、本発明に係るシステムの動作原理を示す図である。本発明に係る電気接続システムの一変形配置を示す図である。本発明に係る電気接続システムの一変形配置を示す図である。本発明に係る電気接続システムの一変形配置を示す図である。本発明に係る電気接続システムの他の変形形態を示す図である。図１３に示す、本発明に係るシステムの動作原理を示す図であり、このシステムが電気車両を再充電するための設備に適用される様子を示す図である。図１３に示す、本発明に係るシステムの動作原理を示す図であり、このシステムが電気車両を再充電するための設備に適用される様子を示す図である。図１３に示す、本発明に係るシステムの動作原理を示す図であり、このシステムが電気車両を再充電するための設備に適用される様子を示す図である。本発明に係るシステムの他の変形形態を示す図である。図１５に示す本発明に係るシステムの動作原理を示す図である。本発明に係る電気接続システムにおいて使用される電気接続アセンブリの例であり、それが非接続位置にある様子を示す図である。本発明に係る電気接続システムにおいて使用される電気接続アセンブリの例であり、それが接続位置にある様子を示す図である。

本発明の目的は、誘導による手段の全ての欠点を有するわけではない、誘導による手段に代わる簡易なシステムを提案することである。本発明に係るシステムは有線接続、すなわち、それは第１のコネクタに存在する第１の接続ユニットと、第２のコネクタに存在する第２の接続ユニットと、の間の物理的な電気的接続を有する。本発明に係るシステムは磁気効果によって動作するという特定の特徴を有し、それにより２つのコネクタの結合が確実になり、かくして電気的接続を可能にする。

より具体的には、本発明に係るシステムは第１の部分１及び第２の部分２として知られる２つの部分から成る。２つの部分のうちの一方は電気供給回路３と接続するように設計され、この電気供給回路３は、例えば主電源に接続されている。２つの部分のうちの他方は電源が供給される電気機器４、例えば電気車両の供給システムに接続するように設計されている。

ケーブル、導電性ロッド、又は他の等価の手段等の、電気機器又は電気供給回路への電気的接続のためのあらゆる角度から手段が考えられる。

システムの第１の部分１は電気接続装置により構成される。この電気接続装置はエンベロープ１５、該エンベロープ１５に統合された電気コネクタ、及び該エンベロープに統合され前記電気コネクタの前面の周囲に配置されたガイド面１５０を備える。電気接続装置は有利には１つの部材で構成されている。電気接続装置のエンベロープ１５は動作に有用ないかなる手段をも組み込むことができる内容積を画定する外表面を有する。このエンベロープ１５は適切な形状を有する１つ又は複数の筐体により構成され得る。エンベロープは例えば円筒の形状を有しており、高さは直径に比べて非常に低いため、非ゼロの厚さのディスク又はワッシャの形状を成している。

システムの各部分は個々の電気コネクタ１０、２０を備える。コネクタ１０、２０はそれぞれ機械的及び電気的接続のための前面１１、２１を有している。２つの前面は磁気効果によって互いに対して支持されるように構成され、それにより２つのコネクタ１０、２０が互いに結合し電気的接続を提供するようになっている。一方のコネクタの前面は他方のコネクタとの機械的な及び電気的な接続面を画定し範囲を定める。

非限定的には、第１のコネクタ１０は少なくとも１つの電気接続ユニットを有し、第２のコネクタ２０は第１のコネクタ１０の電気接続ユニットに電気的に接続するように設計された少なくとも１つの電気接続ユニットを有する。非限定的には、第１のコネクタ１０及び第２のコネクタ２０は例えば図１７Ａ及び１７Ｂに関連して後述するような構造を有する。

非限定的には、第１のコネクタ１０は有利には、例えばプラスチック材料から成る第１の筐体１００を備える。第１のコネクタ１０の第１の筐体１００は前面１１を有し、それに対向して第２のコネクタ２０が配置されていてもよい。第１のコネクタ１０はまた可動型の支持部１２を備え、それが第１の筐体に収容されており、可動型の支持部１２に第１の電気接点１２０、１２１が固定されている。２つの第１の電気接点１２０及び１２１は導電線により電気供給回路３に接続される。第１のコネクタ１０はまた、第１の可動型の磁性部分１３を備え、第１の可動型の磁性部分１３は前記第１の筐体に収容され、可動型の支持部１２と一体的に動き、また第１の位置と第２の位置との間の磁気効果により変位するように設計されている。第１のコネクタの第１の筐体１００の内側に位置するスプリング１４は例えばまず第１のコネクタの筐体１００に固定され、次に可動型の支持部１２に固定され、引き抜きに必要な磁気効果がもはや十分ではない場合第１の磁性部分１３を第１の位置に移動させるように設計されている。第１の磁性部分１３の第１の部分では、第１の電気接点１２０及び１２１は第１のコネクタ１の内部に後退し、また第１の磁性部分１３の第２の位置では、第１の電気接点１２０、１２１は第１のコネクタ１０の外側にあり、前面１１により形成される平面と交わる。第２の位置において、支持部１２及び磁性部分１３により形成される可動アセンブリは例えば筐体１０の一部に当接する。

その部分に関して、第２のコネクタ２０は有利には第２の筐体２００を備える。第２の筐体２００は例えばプラスチック材料から成り、第１のコネクタ１０の前面１１に対して軸（Ｘ）に従って支持されるよう設計された前面２１を有し、かくして接続面を画定する（図１０Ｂでは垂直に画定する）。各コネクタについて、第１のコネクタ１０が、磁気効果によって第２のコネクタに接着している場合、接続面はかくして他のコネクタとの接触面に対応する。それは好ましくは軸（Ｘ）周りに対称に形成されている。

第２のコネクタ２０はまた２つの第２の電気接点２２０、２２１、例えば前面２１と同一面に揃った２つの電気トラック、を有し、これら第２の電気接点２２０、２２１は第１のコネクタ１０の２つの第１の電気接点１２０、１２１と電気的に接続するように設計される。第２のコネクタ２０はまた第２の磁性部分２３を備え、第２の磁性部分２３は筐体の内部に固定され、第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０に近付いた際に、第１の磁性部分１３を引き付けるように設計され、それにより２つの筐体の接続面によるそれらの前面を利用した２つの筐体の互いに対する結合、及び第１の筐体における可動型の支持部１２の変位が確実に行われ、かくして第１の電気接点１２０、１２１が第２の位置に向かって引き抜かれ、それにより第２のコネクタ２０の２つの電気接点２２０及び２２１に電気的に接続される。好ましくは、２つの電気トラックは円形形状であり、同心円状に配置されている。２つの前面の形状に応じて、それらの接続面は異なる形状を有してもよい。非限定的には、それは添付図面に示すようにほぼ平坦であるか、或いは一変形形態に示すように半球状である。

コネクタの第１の磁性部分及び／又は第２の磁性部分は少なくとも１つの永久磁石を有しており、２つの磁性部分の間に少なくとも１つの磁束を生成するように、そして第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０に近付いた時に、又は逆に第１のコネクタ１０が第２のコネクタ２０に近付いた時に上述したような効果を発生するようになっている。したがって、特許文献６、特許文献７等に記載されているように、異なる磁気構造が考えられる。しかしながら、これらは本願の主題ではなく、以下の条件で本発明はどんな構造にも適用可能であることを理解されたい。すなわち、第２のコネクタが第１のコネクタと接するように配置された時、第１の磁性部分と第２の磁性部分との間に最大の磁束が存在することを含み、その磁束は第２のコネクタが第１のコネクタから離れる場合、又は逆に第１のコネクタが第２のコネクタから離れる場合に減少する。添付の図面を参照すると、第１の磁性部分１３は例えば環状の永久磁石１３０を有し、第２の磁性部分２３は環状の永久磁石２３０を有する。図１７Ａ及び１７Ｂでは、永久磁石１３０は例えば強磁性部分４上に固定されている。永久磁石１３０及び永久磁石２３０は、第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０に近づくと、又は第１のコネクタ１０が第２のコネクタ２０に近付くと同軸上に位置するように設計されている。第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０に対向する場合、永久磁石１３０及び永久磁石２３０はそれぞれ結合面Ｐと平行なエアギャップ面を有するように配置されている。

１つの変形形態では、２つのコネクタの間に磁力を提供すべく、第１のコネクタ又は第２のコネクタの磁性部分に電磁石を用いた手段が配置されてもよい。

システムの電気接続装置は、第１のコネクタ１０を第２のコネクタ２０側に導くように、又は逆に第２のコネクタ２０を第１のコネクタ１０側に導くように機械的及び／又は磁気ガイド手段を有してもよく、それにより磁気効果を利用してそれらの結合／接続をアシストすることができる。これらの機械的及び／又は磁気手段は装置のエンベロープ１５に統合され、装置のエンベロープ１５に統合されるコネクタの周りに配置される。それらの手段は２つのコネクタの間の磁気効果を利用して結合をアシストするように設計されている。

本発明の一態様によれば、システムの電気接続装置はコネクタの接続面の周囲に配置されるガイド面１５０を備える。上で記載した２つのコネクタの構造に基づいて、このガイド面１５０は筐体の前面の周囲、すなわち、第１のコネクタ１０の第１の筐体１００又は第２のコネクタ２０の第２の筐体２００、に延在し、２つの筐体が確実に互いに導きあうように、そして２つのコネクタの互いへの接続をアシストするようになっている。このガイド面は任意の適切な形状を有してもよい。

したがって、この表面はコネクタと一体となった筐体の表面の周囲に環（ｃｏｌｌａｒ）を画定し、装置のエンベロープ上に設けられる。それは様々な形状を有することができる。
－平坦、
－レセプタクルを形成することができるように凹形状、又は
－凸形状。

上記表面は好ましくは軸（Ｘ）周りに、又は平面の周りに対称な形状を有し、それにより接続面がこの軸に従って、又はこの平面の軸に従って位置するようになる。加えて、それは任意の形状、例えば円形、矩形、又は他の形状の外縁を有することができる。以後の説明及び図面において、ガイド面１５０は円形外縁を有する。

加えて、上記の表面は次のような他の特定の特徴を有している。
－それはコネクタの前面から離れているため、いかなる電気接点をも有さない。
－ガイド面は、接続面の周囲全体で、装置のエンベロープと一体になったコネクタの前面の周辺に延在する。
－その表面積は装置のコネクタの前面の表面積より大きい。
－それは装置のコネクタの筐体の表面を外部に向かって連続的に延ばす。

凹形状を有する表面は、例えば逆円錐台の形状で設けられ、その逆円錐台の小さな面積を有する底面は一体となったコネクタの前面により占められている。この構成では、その準線は有利には３０°より大きくまた９０°より小さな軸（Ｘ）と角度を成す。その高さは想定される用途に適応する。その高さは好ましくは一体となったコネクタの筐体の高さの少なくとも２倍の高さである。

有利には、ガイド面は、コネクタの接続面の大きさの少なくとも２倍の大きさの表面積を有している。

添付の図面は本発明に係る装置及び電気接続システムのいくつかの異なる実施形態を示している。

図１：
電気接続装置はコネクタ１０の前面１１の周囲に平坦なガイド面を備えている。磁気手段が第２のコネクタ２０を第１のコネクタ側に引き付けるために使用されることは後に示されよう。

図２Ａ及び図２Ｂ：
エンベロープ１５が、凹形状のガイド面１５０を備えたレセプタクルの形状を有している。

レセプタクルの大きさ及び深さ、並びに特にガイド面１５０の表面及び傾きは想定される用途に適応する。それらの特徴は特に上で定義している。電気車両４０を再充電するための設備において、これらのパラメータは、第１のコネクタ１０と第２のコネクタ２０との間の機械的な、したがって電気的接続を得ることができるように決定され、レセプタクル１５に対して車両を、また車両に対してレセプタクルを過度に正確に位置づける必要はない。

したがって、レセプタクルは第２のコネクタ２０に対向する内側の凹形状のガイド面１５０を画定する広がった形状を有する。有利には、レセプタクルは回転軸周りに対称な形状を有する。好ましくは、この軸は第１のコネクタ側への第２のコネクタの変位の方向を規定する軸（Ｘ）と一致する。第１のコネクタ１０の筐体１００は有利にはレセプタクルに統合され、有利にはかくして形成された凹面の底面、好ましくは凹面の中央に位置している。第１のコネクタ１０の前面１１は有利にはレセプタクルの底面に向いており（ｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏ）、電気的接続が可能になっている。それは好ましくはレセプタクルを形成する回転軸（Ｘ）と直交するように配置されている。上記接続面はかくしてこの軸（Ｘ）に直交している。第１のコネクタ１０の筐体１００は任意の適切な手段により上記レセプタクルに統合されている。したがって、レセプタクルと筐体との間のプラスチック材料のオーバーモールドがオプションとして考えられる。レセプタクルにより形成されるガイド面１５０はかくして第１のコネクタ１０の筐体１００の周囲に延在する。

装置は、有利には、磁気効果によって第２のコネクタ２０を第１のコネクタ１０側に導くように設計された磁気手段を有する。より具体的には、これらの磁気手段は第２のコネクタ２０に対して１つ又は複数の磁界を生成するように設計され、これにより第２のコネクタ２０は第１のコネクタ１０が位置する装置の軸（Ｘ）側に向かうことになり、かつ第２のコネクタ２０は第１のコネクタ１０の磁性部分１３により生成される磁界に入ることになる。これらの磁気手段は第１のコネクタ１０及びその前面接続面１１の周囲に配置される。

磁気手段はエンベロープ１５に統合され、または電気接続装置のエンベロープ１５の内容積に収容される。

磁気手段は前記ガイド面１５０に配置されるか又は前記ガイド面の下側に収容されてもよい。

磁気手段は、ガイド面が平坦又は凸形状である時に特に有益である。

図３Ａ～図３Ｃ：
図３Ａ～図３Ｃは装置の磁気手段によりもたらされる磁気効果により提供される、第２のコネクタ２０の変位を示す。

図３Ａでは、第２のコネクタ２０は第１のコネクタ１０とは間隔を空けて配置されているが、第２のコネクタ２０は少なくとも部分的にガイド面１５０に対して垂直である。

図３Ｂでは、第２のコネクタ２０は、第１のコネクタ１０が位置する装置の軸（Ｘ）側に少し引き付けられる。

図３Ｃでは、第２のコネクタ２０は磁気効果により第１のコネクタ１０側に引き付けられ、２つのコネクタの間に結合が生じる。

図４：
第１の変形形態では、装置の磁気手段は、例えば、第１のコネクタ１０の筐体１００の周りに配置され、装置のエンベロープの内側に配置され、又はガイド面１５０を形成する材料に統合される永久磁石５を含む。

永久磁石は例えば、第２のコネクタ２０を引き付けるように実施される引き付け効果と、これら磁気手段により実施される反発効果との間で衝突を引き起こさないように第１のコネクタ１０に対して分散して配置される。永久磁石は例えば第１のコネクタ１０に対して同心円状に配置された少なくとも１つの環状クラウン（ｃｒｏｗｎ）に従って分散して配置される。このクラウンは、ガイド面の中心に向かって第２のコネクタを導くのに十分な直径を有している（後者が対称形状である場合）。

各磁石は例えば反発磁界５０を生成し、それにより磁気効果により第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０側に動く。１つの可能な変形形態によれば、永久磁石５により生成された反発磁界５０は全て平行方向であり、それらの強度は同じである。他の変形形態によれば、それらは互いに異なる向きであり、かつ／又は異なる強度を有しており、それにより第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０側に導かれるのをアシストする。本発明の特定の特徴によれば、最も外側に位置する磁石５により生成される反発磁界５０は、例えば第１のコネクタ１０の最も近くに位置する磁石の強度よりも高い強度を有し、そのため第２のコネクタ２０の向きがレセプタクル１５の中心側に、すなわち第１のコネクタ１０側に向くことになる。

図５乃至図９に示す他の変形形態によれば、特に第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０の軸上にない場合に、装置の磁気手段は第２のコネクタを第１のコネクタ側に戻すよう制御される。この制御は電気的な及び／又は機械的なものである。

磁気手段は装置のエンベロープ１５により規定される内容積に収容される。

図５：
第１の変形形態によれば、磁気手段は有利には複数の電磁コイルＢ１、Ｂ２、及びＢ３を有し、これらは制御手段によって決定される制御シーケンスに従って制御される。磁気手段は少なくとも２つの電磁コイルを含む。非限定的には、図５は３つの電磁コイルＢ１、Ｂ２、及びＢ３を有する構造を示し、これらは軸（Ｘ）の周りに同心円状に配置される。４つの磁気コイルを有する構造がやはり特に有利である。

電磁コイルＢ１、Ｂ２、及びＢ３はそれぞれ環形状に配置され異なる直径を有する。

環状コイルは第１のコネクタの周りに同心円状に配置される。

同心円状に配置されたコイルは制御シーケンスによって次々と電源を供給される。制御シーケンスの２つの例が下で示されるが、制御シーケンスはさまざまなパラメータに応じて、特に、用いられるコイルの数、装置の大きさ、動作時に各コイルにより生成される電磁力、装置の動作環境等に応じて適用される。

非限定的には、制御シーケンスは例えば以下の通りである。
－外側のコイルＢ１、すなわち、第１のコネクタが位置する装置の軸から最も離れたコイル、の作動。外側のコイルＢ１が第１の軸方向磁界を生成し、それにより第２のコネクタ２０が装置の軸に向かって第１の変位を行うことが可能になる。
－中間のコイルＢ２の作動、及び外側のコイルＢ１の作動停止。中間のコイルＢ２は第２の軸方向磁界を生成し、それにより第２のコネクタ２０が引き続き装置の軸側に引き付けられることになる。
－軸に最も近い、内側のコイルＢ３の作動、及び中間のコイルＢ２の作動停止。内側のコイルＢ３は第３の軸方向磁界を生成し、その上に第２のコネクタが配置される。

非限定的には、他の制御シーケンスは次のようなものであってもよい。
－外側のコイルＢ１、すなわち、第１のコネクタが位置する装置の軸から最も離れたコイル、の作動。外側のコイルＢ１が第１の軸方向磁界を生成し、それにより第２のコネクタ２０が装置の軸に向かって第１の変位を行うことが可能になる。
－内側のコイルＢ３の作動及び外側のコイルＢ１の作動停止。内側のコイルＢ１が第２の軸方向磁界を生成し、それにより第２のコネクタ２０が第１のコネクタ側に直接引き付けられる。
－接続が成立した場合、シーケンスは終了する。
－接続が成立しない場合、中間のコイルＢ２の作動及び内側のコイルＢ３の作動停止からシーケンスを続ける。
－第２のコネクタ２０を確実に第１のコネクタ１０に引き付けるため、軸に最も近い内側のコイルＢ３の作動及び中間のコイルＢ２の作動停止。

装置の軸上に位置する第１のコネクタ１０の磁力により、２つのコネクタ１０、２０の結合を確実にするために最終的な磁気吸引が確実に可能になる。

制御手段は、例えば制御シーケンスを実行するように設計されたマイクロコントローラと、制御シーケンスを実行するように設計された方法でマイクロコントローラにより制御される複数のスイッチを含む。それぞれのスイッチは個々のコイルＢ１、Ｂ２、Ｂ３を作動し又は作動停止するようにこれらのコイルを制御できるように設計されている。

２つのコネクタの間の接続を検出する手段は、有利にはシーケンスの進行状態に関する情報をマイクロコントローラに提供するために使用される。非限定的には、これらの検出手段は１つ又は複数のマイクロスイッチを有してもよい。

一実施形態によれば、制御手段は例えば引き抜きシーケンス、すなわち、第２のコネクタの第１のコネクタからの引き抜き、を実行するように構成されている。この引き抜きシーケンスは例えば逆電流により内側コイルＢ３の起動を指令することにより実施される。したがって、このコイルにより生成された磁界は、第２のコネクタを引き付けるのに、また第２のコネクタを第１のコネクタから外すのに十分な強度を有する。その強度は２つのコネクタ１０及び２０に存在する磁気手段間で生成された磁界に対抗するのに十分な大きさである必要がある。

図６：
同心円状に配置された３つのコイルはそれぞれの複数のグループＧの複数のコイル（図６では各グループに３つのコイルＢ）に置き換えられる。各グループのコイルは、軸（Ｘ）周りの半径方向に配置された複数のコイルＢを含む。図６は６つのグループの３つのコイルを使用した変形形態を示す。上述した制御シーケンスは、まず各グループの外側のコイルを、次に各グループの中間のコイルを、最後に各グループの内側のコイルを作動することにより同じ方法で適用され得る。１つの変形形態では、制御シーケンスは、例えば引き付けられるコネクタの位置に応じて選択された１つ又は複数のコイル上で実施され得る。同様に、装置は上述したのと同一の制御シーケンスを実施するのに使用される制御手段を有する。

図７～図９：
装置はガイド面１５０の下で、装置のエンベロープ１５の内部で動いている磁気手段を作動させるための機械的手段を備える。

第１の変形形態によれば、装置は磁気手段を支持する機械的なアーム１８を有してもよい。アーム１８は軸（Ｘ）を中心に回転するように作動させることができる（図７及び図８）。

磁気手段はスライド機構によりアーム１８上で並進的に作動させることができる（図７及び図８）。

他の変形形態によれば、装置は第１のアーム及び第２のアームを有する多関節機構１９を備えてもよい。第１のアームは一端のある固定点を中心に回転するように作動させることができ、第２のアームは第１のアームにスライド接続により接続することができ、かつ軸（Ｘ）を中心に回転するように作動させることができる（図９）。

磁気手段は、第２のコネクタの位置に従って及び／又は制御手段により実施される決定された制御シーケンス（図７及び図８）に従って制御される１つ又は複数の永久磁石及び／又は１つ又は複数の電磁コイルを備える。

本発明の一態様によれば、装置はコネクタを確実に保護し且つ／又は埃からガイド面を確実に保護するための、そして有利には（特に水の）あらゆる粒子から確実に保護するための手段を備えてもよい。これらの保護手段はダイヤフラムあるいは回転式又はスライド式カバーを含んでもよい。これらの制御手段は第２のコネクタが近付くことで及び／又は図９に関連して記載した装置の機械的手段により作動されてもよい。

他の変形形態によれば、ガイド面１５０は例えば磁性プラスチック材料から成る。したがって、当然ながらガイド面１５０は第２のコネクタ２０を第１のコネクタ１０の側に導くように設計された方向及び感覚（ｓｅｎｓｅ）の磁界を生成する。この磁性プラスチックは、例えば特許出願８に開示されているように、複数の粉体を混合することにより得られる。

一般的には、装置のガイド面１５０によりもたらされる機械的ガイド及び／又は装置の磁気手段によりもたらされる磁性ガイドを利用して対向する２つの部分を近づけることにより、そして２つのコネクタを互いに十分近づけることにより、２つのコネクタ１０及び２０は磁気効果により結合することになる。このように、本発明に係るシステムのいくつかの異なる配置が得られる。ここでも、非限定的には、ガイド面１５０がシステムの第１の部分１に統合されることを考慮すると、下記に示す異なる配置が得られる。

図１、２Ａ、及び２Ｂによって示される第１の配置では、ガイド面１５０を支える第１の部分１は地面Ｓ上に置かれ、好ましくは地面に固定され、第２の部分２は第１の部分と接続されるべく第１の部分に接近させられる。したがって、電源の供給を受けるためにケーブル又は他の手段により電気機器４に接続される第２のコネクタ２０は、ガイド面１５０によりまず第１のコネクタ１０の側に特に重力によって導かれ、次に第１のコネクタ１０の磁性部分１３により生成される磁気効果によって第１のコネクタ１０側に導かれて、第１のコネクタと接続される。

第２の配置では、ガイド面を支える第１の部分が地面に統合される。図１１を参照して、第１の部分１はかくして部分的に地面Ｓに埋め込まれ、好ましくは完全に地面に埋め込まれ、前記表面の外縁は地面Ｓにより形成される平面と同一面にある。この実施形態の動作原理は上述した動作原理と同一である。

図１０Ａ～図１０Ｃは上で述べた本発明に係るシステムの動作原理を示す図であり、このシステムが上述した第１の配置、すなわち、電気車両４０に電源を供給するためのシステムの再充電設備、で使用される様子を示す。この動作原理はレセプタクルを形成する凹形状のガイド面に関しての記載である。この動作原理は装置の変形形態にかかわらず、また地面に対する配置の形態にかかわらず適用可能であるであることは理解できよう（地面上に置かれていてもよいし又は図１１に示すように地面に埋め込まれていてもよい）。

図１０Ａ：第１のコネクタ１０及びレセプタクルを有する装置は駐車スペース又はガレージの地面Ｓ上に設置される。１つの変形形態では、この装置は図１１に関連して上記で説明したように地面Ｓに埋め込まれる。地面Ｓ上の位置は注意深く選択される必要があることは理解されよう。第１のコネクタ１０は電気供給回路３に接続される。これらの図面では、第１のコネクタ１０はケーブルにより、主電源に接続された電気コンセント３０に接続される。電気車両４０を再充電する用途では、装置は電気車両４０がその上に位置することができるのに十分薄く嵩張らない必要がある。

図１０Ｂ：電気車両４０が駐車スペースに駐車する場合、電気車両４０が、バッテリに接続された第２のコネクタ２０がおよそ装置に対して垂直になるように装置の上に置かれる。レセプタクルおよび凹形状のガイド面のおかげで、第２のコネクタ２０を第１のコネクタ１０の真上に置く必要がない。

図１０Ｃ：その後運転者はバッテリの充電を行うようコマンドを送信する。このコマンドにより第２のコネクタ２０は取り外され、レセプタクルに置かれることになる。特に凹形状のガイド面１５０のおかげで、第２のコネクタ２０は機械的に及び／又は磁気的に第１のコネクタ１０の側に引き付けられる。第１のコネクタ１０の磁性部分１３によりもたらされる磁界により第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０に引き付けられることがなくなり、ゆえに第２のコネクタ２０と第１のコネクタ１０との機械的結合及び電気的結合が完了することができる。

第２のコネクタ２０の取り外しは任意の適切な手段により実施することができる。例えば、電気車両のシャーシに収容されるモータにより作動される巻き取りシステムが使用されてもよい。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示される他の配置では、装置及び第２のコネクタ２０は、第２のコネクタ２０がまずガイド面１５０により導かれ、次に２つの磁性部分１３、２３の間にもたらされる磁気効果を利用して第１のコネクタ側に吸引されるのに十分互いに近づけられる。電気車両を再充電するための設備では、この手段は例えば装置を再充電される車両の場所に位置づけることを含み、第１のコネクタ１０及びガイド面１５０は地面に面することになる。そして第２のコネクタ２０は磁気効果により吸引されるのに十分な高さに持ってこられる。それは適切な支持部６の頂上に単に置かれるだけもよいし、あるいは何らかの持ち上げるための装置によってこの高さまで持ち上げられてもよい。

図１乃至図１２Ｂに関連して上述した実施形態では、電気接続装置とコンセント３０との間の電気的接続は通常の電気ケーブルによってなされる。有利には、このケーブルは地面に固定された、又は地面に埋め込まれたシース（ｓｈｅａｔｈ）に収容される。巻き取り装置による手段はまた第１の部分１、例えば装置に設けられてもよく、それにより容易に運搬でき容易に動かすことができるユニットを形成することができる。

図１３乃至図１６を参照して、本発明に関連したシステムの他の２つの実施形態によれば、装置は変位の際に移動可能であるものとして示される。したがって、例えば、装置は小型の車輪１６又は他の適切な手段に取りつけられ、モータ、例えば装置に収容された電気モータにより駆動される。装置はまた上記モータを制御しアセンブリを導くように設計された制御ユニットを有する。装置はその方位を知り第２の部分２のマーカ４１を検出するように設計された検出ユニットを有し、それに対して適切な位置に設置されるようになる。電気車両のバッテリを再充電するための設備では、マーカ４１は車両４０に接するように配置され、マーカが発する信号を受信する制御ユニットにより導かれるガイド面１５０を有する装置は、プラグ２０が位置している場所の下に位置するよう車両に対して変位している。

非限定的には、これらの実施形態は、装置のガイド面１５０が凹形状である本発明による接続システムについて説明され表現されたものである。しかしながら、これが上記の他の実施形態及び配置にも適用し得ることを理解されたい。特に、図１２Ａ及び１２Ｂに示される吸引による手段は本実施形態に完全に適用可能であることが理解される。この場合、動くのは第２の部分２であり、第２の部分は、磁気効果により第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０側に吸引されるのに適した高さで第１の部分１の下に配置される。

図１４Ａ～１４Ｃは、図１３と関連して上述した本発明に係るシステムの動作原理を示す図であり、このシステムが電気車両４０の電源再充電システムを再充電するための設備において用いられる様子を示す図である。

図１４Ａ：電気車両４０を駐車する際、運転者は車両の再充電を命令し、それによりマーカ４１を起動させる。マーカ４１により生成される信号により、本発明によるシステムの第１の部分１を構成する装置が起動し、装置の制御ユニット及び検出ユニットのおかげで、マーカの方へ向かうためにマーカの位置を決定することができる。本発明による装置はマーカに到達するために変位する。

図１４Ｂ：装置はマーカ４１の位置に、車の下に位置している。定位置にある時、第２の部分２に供給するための第２のコネクタ２０は車両４０から取り外される。この取り外しは運転者の行動によって実行されるか、或いはマーカ４１又は装置からの信号を受け取った後自動的に実行され、装置がマーカ４１と垂直であること、したがって、第２のコネクタ２０を受け入れる位置にあることが示される。

図１４Ｃ：第２のコネクタ２０は、取り外された後、レセプタクルに置かれる。ガイド面及び／又は磁気ガイド手段のおかげで、装置はプラグ２０を機械的に及び／又は磁気的に第１のコネクタ１０側に導く。第１のコネクタ１０の磁性部分１３によって生成される磁界により第２のコネクタ２０が第１のコネクタ１０側に引き付けられことがなくなり、第２のコネクタ２０と第１のコネクタ１０との機械的結合及び電気的結合を完了することができる。

図１５は、装置が、地面上に配置された１つ又は複数のレール１７上を移動することができる（図１５では２本のレールが示されている）一実施形態を示す。これらのレール１７はかくしてシステムの第１の部分１の一部を構成する。上述したマーカ４１の原理は保持することができるものの、必須ではない。一変形として、車両に設けられた機械的な停止システム又は位置決めシステムにより車両がレール１７に対して、すなわち本発明による装置に対して正確に位置することができるようになる。有利には、停止手段が、装置を第２の部分の下の決まった位置に止めることができるようレール上に配置される。有利には、コンセント３０における電気的接続を提供するために、装置は、１つ又は複数のレール１７に収容され、小型の車輪に存在する接続ユニットに電気的に接続される導電体１７０を備える。したがって、この手段は、コンセント３０と装置との間にワイヤを設ける必要がなくなるという利点をもたらす。図１６はこの最後の構成のためのシステムの動作原理を示す。この最後の２つの接続ステップは既に述べたものと同一である。

有利には、非限定的には、第１のコネクタ１０及びその筐体は例えば電気コンセントの形態であり、第２のコネクタ２０は例えば前記底面に接続されるプラグの形態である。プラグを構成する筐体２００は特に底面により容易に接続されるよう適した形態を有してもよい。第１のコネクタがプラグを受けるために装置のエンベロープに統合され、装置が、地面上にある場合、プラグの筐体は底面に向かって可能な限り最良の方法で配向されるようにするためのいかなる形態を有してもよいことが理解されよう。例えばプラグの筐体はそれが支持体上にある時の不安定性、また軸を中心とした方向決めの能力を維持するためにその側面に丸みを有する形態を有する。

したがって、本発明に係るシステム及びそのガイド面装置は以下の項目を含む多くの利点を有する。
－実施が容易である。最も容易な方法では、装置を地面上に置くだけでよい。
－複雑な人間の介入を要しない。必要なのはプラグを抜くことのみである。
－様々な異なる実施形態が存在することにより、多かれ少なかれ複雑で、様々な異なるインフラに適応する複数の手段を提案することができる。
－特に誘導による再充電のための手段と比べて特に安価である。
－電気車両の大幅な変更を要しない。

Claims

－外側のエンベロープ（１５）と、
－該エンベロープに統合される第１のコネクタ（１０）であって、該第１のコネクタ（１０）は、該エンベロープ上に前面（１１）を有し、電気供給回路（３）に接続するように設計された、第１の電気接点を含む第１の電気接続ユニットと、磁気効果により第２のコネクタ（２０）を引き付ける、前記第１のコネクタが有する第１の磁気手段とを備え、それにより前記第２のコネクタの前面（２１）を前記第１のコネクタの前面（１１）に対して磁気効果により接着させ、前記第１の電気接続ユニットを前記第２のコネクタの第２の電気接続ユニットに対して電気的に接続させる、第１のコネクタ（１０）とを備える電気接続装置であって、
－前記電気接続装置は
－前記装置の前記エンベロープ（１５）に統合され、前記第１のコネクタの前記前面の周囲に配置され、前記第２のコネクタを排他的に前記第１のコネクタ側に確実に導くようにし、それらを磁気効果により確実に結合する、機械的ガイド手段及び第２の磁気ガイド手段を備え、
前記機械的ガイド手段は、外側に向かって連続的に前記第１のコネクタ（１０）の前記前面（１１）を延ばすガイド面（１５０）を備え、
前記第２の磁気ガイド手段は、前記第１のコネクタに対して同心円状に配置された環状の形状を有する複数のコイル（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と、該コイルを制御する手段とを備える、
ことを特徴とする、電気接続装置。
前記ガイド面（１５０）は凹形状を有し、レセプタクルを形成するようになっており、前記第１のコネクタは前記レセプタクルの底面と一体となっている、
ことを特徴とする、
請求項１に記載の装置。
前記制御手段は、前記同心円状に配置されたコイルを作動させる連続的なステップを含む、前記コイルを制御するためのシーケンスを実行するように構成される、
ことを特徴とする、
請求項１に記載の装置。
前記第２の磁気ガイド手段は、前記エンベロープを少なくとも部分的に構成する磁性プラスチックを備える、
ことを特徴とする、
請求項１に記載の装置。
－電気供給回路（３）に接続するように設計された第１の電気コネクタ（１０）を備える第１の部分（１）と、
－電源を供給される電気機器（４）に接続されるように設計された第２の電気コネクタ（２０）を備える第２の部分（２）と、
－前記第１の電気コネクタを前記第２の電気コネクタに電気的に接続させるように、磁気効果によって前記第２のコネクタ（２０）を前記第１のコネクタ（１０）側に引き付ける第１の磁気手段と、
を備える、電気システムであって、
－前記第１の部分（１）は請求項１乃至４のうちの１項に記載の電気接続装置を備える、
ことを特徴とする、
電気接続システム。
電気車両のバッテリを充電するための設備であって、請求項５に記載の電気接続システムを有し、前記第１の部分（１）又は前記第２の部分が電気供給回路（３）に接続され、それぞれ、前記第２の部分（２）又は前記第１の部分は前記電気車両（４０）の供給システムに接続される、
ことを特徴とする、
電気車両のバッテリを充電するための設備。
前記第１の部分（１）は地面上に置かれる、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の充電設備。
前記第１の部分（１）は地面（Ｓ）と一体になっている
ことを特徴とする、
請求項６に記載の充電設備。
前記第２の部分（２）は前記電気車両の前記供給システムに前記第２の部分（２）を接続するケーブル、及び該ケーブルを巻き取るように設計された巻き取り装置を備える、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の充電設備。
前記第２の部分（２）は支持部（６）上に位置し、地面に対して高くなっている、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の充電設備。
前記第１の部分（１）は地面上を変位するための手段を備える、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の充電設備。
前記変位手段は小型の車輪（１６）及び該小型の車輪を駆動するように設計されたモータを備える、
ことを特徴とする、
請求項１１に記載の充電設備。
前記変位手段は前記小型の車輪（１６）と連携するレール（１７）を備える、
ことを特徴とする、
請求項１２に記載の充電設備。
前記第１の部分（１）は前記レール（１７）に収容された複数の導電体（１７０）を備える、
ことを特徴とする、
請求項１３に記載の充電設備。
前記第１の部分（１）は制御ユニット及び該制御ユニットに接続された検出ユニットを備える、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の充電設備。
前記第２の部分（２）は、前記第１の部分（１）の前記検出ユニットにより検出されるように設計されたマーカ（４１）を備える、
ことを特徴とする、
請求項１５に記載の充電設備。