JPH07220961A - 固定コアの導電性充電装置 - Google Patents

固定コアの導電性充電装置

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JPH07220961A
JPH07220961A JP6260563A JP26056394A JPH07220961A JP H07220961 A JPH07220961 A JP H07220961A JP 6260563 A JP6260563 A JP 6260563A JP 26056394 A JP26056394 A JP 26056394A JP H07220961 A JPH07220961 A JP H07220961A
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ハーバート・ジェイ・タンザー
John T Hall
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、固定した充電ポートと挿入可能な
充電結合装置を使用し、正確なギャップが充電結合装置
と充電ポートとの間で維持されることのできる誘導型充
電装置を提供することを目的とする。 【構成】 充電ポート11は、充電ポートハウジングの内
周に近接して位置する熱交換装置13とそれに隣接する磁
気コアの各半分の部分14a, bと、それらの磁気コア部分
14a, 14bの隣接する表面間に予め定められた間隔の開口
と、２次巻線17a,bと、それらの２次巻線17a, bと磁気
コア部分14a, bとの間に位置する第１および第２の内部
熱交換装置15a, bとを具備し、充電結合装置は、結合装
置ハウジング中の中心磁気コア21と、その周囲に位置す
る１次巻線22とを具備し、充電結合装置が充電ポートに
挿入されるとき中心磁気コア21の端面と磁気コア部分14
a, bの隣接表面との間に一定のギャップが形成されるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導型充電装置、特に
固定した２次コアと２次巻線を含む充電ポートと、１次
コアと１次巻線を含む挿入可能な充電結合装置を具備す
る電気自動車で使用するための誘導型充電装置に関し、
正確なギャップが各コアの間に設けられている。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車で使用するように設計されて
いるインダクチィブ結合の従来技術は機械化されたコア
構造を有する搭載充電ポートを含み、２つのコアの半分
の部分がコア間に挿入されるオフボードの結合装置を受
けるために開閉する。従来技術の装置の機械化機構は２
つのコアの半分の部分を付勢するばねとレバーを含んで
おり、この方法には幾つか欠点がある。ばねとレバーの
機構は故障しがちであり、道路によって生じる振動と衝
撃中に生じるチャッターとコアの故障の問題がある。さ
らにコアの表面はごみを堆積するので、コアの半分の部
分間に結合装置を挿入した後では、コアの半分の部分が
十分に閉じることができない。これはコア間の可変で許
容範囲外のギャップのために磁気結合を非効率にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、固定した充電ポートと挿入可能な充電結合装置を使
用し、正確なギャップが前述の問題を除くために結合装
置とポートとの間で維持される誘導型充電装置を提供す
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述および他の目的を達
成するため、本発明は充電ポートと、そこに挿入可能な
充電結合装置とを具備する改良された誘導型結合変成器
充電装置を提供する。充電結合装置は１次コアの周囲に
位置する１次巻線を具備する。充電ポートは２つの２次
コアの半分の部分と２つの２次巻線とを具備する固定し
た２次コアを具備し、充電結合装置が挿入される開口を
含む。熱交換装置は充電期間中に熱を除去するため充電
ポートの一部分として設けられる。開口は２次コアの半
分の部分と挿入される充電結合装置との間に形成される
予め定められたギャップが存在するような寸法にされ、
従って充電結合装置は“スリップフィット”として通常
知られている方法で充電ポートに滑動して挿入される。
本発明は機械的に可動の２次コアの半分の部分を使用せ
ずに、充電ポートに充電結合装置を直接挿入することを
可能にしている。また、充電結合装置と充電ポートとの
間の近接した適合関係は充電ポートに挿入されたときの
充電結合装置に存在するごみの堆積を除去するように作
用する。
【０００５】特に、本発明はハウジングとそのハウジン
グの内周に近接して位置する外側熱交換装置を具備する
充電ポートを含んだ誘導型充電装置を提供する。Ｅ−型
のコア部分を有する第１および第２の磁気コアの半分の
部分は外側熱交換装置に隣接するハウジング中に配置さ
れ、第１および第２の２次巻線はＥ−型コアの第１およ
び第２の磁気コア内の半分の部分内に位置する。内部熱
交換装置は第１および第２の２次巻線と第１および第２
の磁気コアの半分の部分との間に配置されている。充電
結合装置を受けるように構成された各第１および第２の
磁気コアの半分の部分との間に開口が形成される。充電
結合装置はＥ−コアの中心部を形成する磁気コアと、磁
気コア周囲に配置された１次巻線とを具備する。予め定
められたギャップが結合装置の各外部表面と開口に隣接
する充電ポートの内部表面との間に設けられている。
【０００６】中心磁気コアは磁気設計形状に基づいて円
形、方形または長方形に形成されてもよい。コアの形状
は例えば“ＥＥ”、“ＥＰ”、“ＲＳ”のコア形状のよ
うな挿入の必要条件を満たす構造である。１次および２
次巻線は箔から作られる円形の螺旋型巻線、多重層の巻
線、または例えば単一の層を有する箔またはワイヤから
作られる平面の渦巻状の巻線として形成されてもよい。
本発明の基本的な構成は磁気コアの半分の部分を有する
２次コアが固定した不動の構造をもち、中心磁気コアと
１次巻線を有する結合装置が２次コア中に挿入可能であ
り、中心磁気コアが２次コアと共に完成した磁気回路部
分を構成することである。
【０００７】本発明の利点は簡単さと信頼性である。１
次コアの半分の部分の開閉に使用される機構は存在しな
い。１次コアの半分の部分は固定した静止位置に配置さ
れ、縛らずに結合装置の挿入を許容するのに十分の大き
さの開口またはスロットが設けられている。２次コアの
半分の部分と挿入された結合装置との間に設けられてい
る固定したギャップは１次コアが最小の予め定められた
距離により２次コアの半分の部分から分離されるように
設計されており、この両者は充電装置の電気設計の重要
なパラメータである。結合装置が挿入されるときの充電
ポートにより行われる拭き動作によって堆積したごみに
関する問題が減少する。また実効的な熱伝達媒体が充電
中に発生される熱を除去するため２次コア構造内に集積
される。
【０００８】
【実施例】本発明の種々の特徴と利点は添付図面を伴っ
て後述の詳細な説明を参照してよりよく理解されるであ
ろう。図面を参照すると、図１は本発明の原理による充
電装置10を示している。充電装置10は充電ポート11と充
電結合装置20を具備する。充電ポート11は充電結合装置
20が挿入される開口19を有するハウジング12を含んでい
る。充電ポート11は収納されている電気自動車30の電池
（図示せず）に結合されている。充電結合装置20は内部
を露出して示されており、ハンドル26、中心磁気コア21
または“パック21”を有するハウジング23からなり、中
心磁気コアは例えばフェライトで構成されてもよく、そ
の周辺には１次巻線22が配置されている。充電結合装置
20は電流を外部電源（図示せず）から電池に結合するた
めに充電ポート11の開口19に挿入されるように設計され
る。
【０００９】図２は充電装置10の側面の断面図を示して
おり、図３および４は充電装置10の正面の断面図を示し
ている。充電ポート11のハウジング12は内部側面端部の
周辺に近接して配置する外側熱交換装置13を含む。ハウ
ジング12は形状がほぼ長方形であるがこれに限定される
ものと考えてはならず任意の便利な形態が使用されるこ
とができる。外側熱交換装置13の内部には例えばフェラ
イトから構成され共に２次コア14を形成する２つの磁気
コアの半分の部分14ａ、14ｂが配置されている。磁気コ
アの半分の部分14ａ、14ｂは例えば“Ｅ−コア”の形状
で形成されてもよく、これは図３でより明白に示されて
いる。内部熱交換装置15ａ、15ｂは磁気コアの半分の部
分14ａ、14ｂ中に形成される開口16ａ、16ｂ内に配置さ
れている。内部熱交換装置15ａ、15ｂは例えば接着剤28
により開口16ａ、16ｂ中に固定されてもよい。第１およ
び第２の２次巻線17ａ、17ｂはそれぞれ磁気コアの半分
の部分14ａ、14ｂに近接して配置される。開口19は近接
した表面間に予め定められた間隔を与えるそれぞれ第１
および第２の磁気コアの半分の部分14ａ、14ｂの間で形
成される。
【００１０】結合装置20は例えばフェライトからなる中
心磁気コア21を具備し、その周辺に１次巻線22が配置さ
れる。中心磁気コア21と１次巻線22は例えばプラスチッ
クから作られ、ワンドの形状であるか使用者が握ること
ができるハンドル26を有するハウジング23に収納され
る。結合装置20の中心磁気コア21は充電ポート11の開口
19に挿入されるとき完成した磁気回路部を形成し、特に
磁気コアの半分の部分14ａ、14ｂの中心部を共に結合す
るＥ−コアの磁気設計の中心部を提供する。
【００１１】磁気設計の形状に基づいて中心磁気コア21
は例えば円形、方形、長方形または６角形等の形状で構
成される。さらに、コア形状は例えば“ＥＥ”コア形
状、“ＥＰ”コア形状、“ＲＳ”コア形状を有してもよ
い。さらに１次または２次巻線17ａ、17ｂ、22は箔で作
られている円形螺旋型巻線、多重層巻線、または例えば
単一層を有する箔またはワイヤで作られている平面渦巻
き状巻線として形成されてもよい。結合装置20はその周
辺に位置される円形巻線22を有する円形パック21または
そこに配置されている対応する方形または長方形巻線22
を有する方形または長方形パック21を使用してもよい。
本発明の基本的な必要条件は磁気コアの半分の部分14
ａ、14ｂから構成される２次コア14が固定した不動の構
造を有し、中心磁気コア21と１次巻線22を具備する結合
装置20が２次コア14に挿入可能であり、中心磁気コア21
が２次コア14の磁気コアの半分の部分14ａ、14ｂと共に
完全な磁気回路部を形成することである。
【００１２】本発明の充電装置10の特徴は結合装置ハウ
ジングの各外部表面18ａ、18ｂと充電ポート11の各内部
表面27ａ、27ｂとの間に形成される固定ギャップ25によ
り与えられる。挿入された結合装置20の外部表面18ａ、
18ｂと充電ポート11の内部表面27ａ、27ｂとの間に全長
０．０１０±０．００４インチの公称固定ギャップ25が
設けられる。２つの固定磁気コアの半分の部分14ａ、14
ｂとパック21はその間のギャップ25が前述したように公
称固定ギャップを生成するような相対的寸法を有する。
【００１３】固定磁気コア設計は例えば通常の“Ｅ−コ
ア”磁気構造を利用してもよい。本発明の充電装置10の
滑動挿入に固有であるのはＥ−コアの大部分が充電ポー
ト11の部分であるが、分離した中心磁気コア21が結合装
置20中に挿入されて一体化されることである。従って、
充電ポート11が２次巻線17ａ、17ｂと、２つのコアの半
分の部分14ａ、14ｂを含むが、結合装置20はＥ−コアを
完成する１次巻線22とパック21とを収納する。コアの中
心部の結合表面の間に固定ギャップ25を維持することは
電気性能に本質的なことであり、挿入と整列が容易で、
ごみの堆積による問題を最小化するように頑丈である。
挿入された結合装置20と充電ポート11の内部表面27ａ、
27ｂとの間の全長０．０１０±０．００４インチの公称
固定ギャップ25は所望の電気的必要条件を満たし、充電
装置10の製造を容易にする。充電ポート11のコアの半分
の部分14ａ、14ｂの内部に位置する内部熱交換装置15
ａ、15ｂはコアの半分の部分14ａ、14ｂと巻線17ａ、17
ｂ、22から発生する熱を放散する。
【００１４】充電装置10の構造を以下に説明する。充電
ポート11の２つのコアの半分の部分14ａ、14ｂはプレス
で大体の成形をされ、臨界的インターフェイスで正確に
機械加工される。２つのコアの半分の部分14ａ、14ｂは
接着剤またはストラップにより近接する境界面で恒久的
に結合される。中心コア21は結合装置20のプラスチック
ハウジング12に圧入して固定されるかまたはモールドさ
れる。中心コア21は結合装置20のプラスチックハウジン
グ23の僅かに上に突出するように正確に機械加工され、
従って結合装置20の中心コアの両側面で予測可能な小さ
いギャップ25を確保し、同時に挿入中のプラスチック干
渉を避けるため小さい空間を提供する。正確な機械加工
動作はコアの境界面で±０．００１インチまで寸法と平
坦性を保持することができ、予測可能なギャップ25の大
きさにする。
【００１５】充電ポート11の２次巻線は空気冷却された
延在する表面のヒートシンクに積層される。各２次巻線
17ａ、17ｂと熱交換装置13、15ａ、15ｂの積層の許容誤
差が比較的大きいので充電ポート11の中心コアに対する
２次巻線17ａ、17ｂの同一平面性を維持する方法が必要
である。これは各２次巻線17ａ、17ｂと熱交換装置13を
収容するコア部分の深さを、内部熱交換装置13と各内部
の半分の部分14ａ、14ｂとの間の空間に熱伝導性の接着
剤28を注入することを可能にする予め定められた量だけ
結合した厚さよりも深く切り込むことにより達成され
る。同一平面は結合ジグまたは取付け具を使用して維持
される。
【００１６】一度、装置の組立てが行われると、各コア
の半分の部分14ａ、14ｂの間の距離は結合装置20と充電
ポート11との間の固定した正確なギャップ25を与えられ
る空間を有する。結合装置20のプラスチックハウジング
23の寸法はそれを製造する注入モールド処理の使用によ
り厳密に、一貫して保持される。
【００１７】以上、固定した２次コアとその間に正確な
ギャップを有する挿入可能な１次コアを使用する誘導型
充電装置を説明した。前述の実施例は本発明の原理の応
用を表す多数の特定の実施例のいくつかのものの単なる
例示であることが理解されよう。明白に、多数および他
の装置が本発明の技術的範囲を逸脱することなく当業者
により実施されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による充電装置の斜視図。
【図２】図１の充電装置の縦方向の垂直断面図。
【図３】図１の充電装置の横方向の垂直断面図。
【図４】図１の充電装置の部分的断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーバート・ジェイ・タンザー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90290、トパンガ、ウエーブビュー 20894 (72)発明者 ジョン・ティー・ホール アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91364、ウッドランド・ヒルズ、アンバ ー・ドライブ 21831

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 充電ポートと充電結合装置とを具備して
    いる誘導型充電装置において、 前記充電ポートは、 充電ポートハウジングと、 充電ポートハウジングの内周に近接して位置する外側熱
    交換装置と、 熱交換装置に隣接する充電ポートハウジング中に位置し
    ている第１および第２の磁気結合された磁気コアの半分
    の部分と、 第１および第２の磁気コアの半分の部分の隣接する表面
    間に予め定められた間隔を与えている各第１および第２
    の磁気コアの半分の部分の間に形成された開口と、 第１および第２の磁気コアの半分の部分間に形成された
    開口に近接して位置し、各第１および第２の磁気コアの
    半分の部分に形成された開口中に配置された第１および
    第２の２次巻線と、 第１および第２の２次巻線と第１および第２の磁気コア
    の半分の部分との間に位置する第１および第２の内部熱
    交換装置とを具備し、 前記充電結合装置は、 結合装置ハウジングと、 結合装置ハウジング中に位置する中心磁気コアと、 中心磁気コアの周囲に位置する１次巻線とを具備し、 前記中心磁気コアは充電結合装置が前記充電ポートに挿
    入されるとき第１および第２の磁気コアの半分の部分の
    各隣接表面と中心磁気コアの各外部表面との間の予め定
    められた、比較的固定したギャップを形成するような寸
    法を有することを特徴とする誘導型充電装置。
  2. 【請求項２】 充電ポートと充電結合装置とを具備して
    いる誘導型充電装置において、 前記充電ポートは、 充電ポートハウジングと、 充電ポートハウジングの内周に近接して位置する外側熱
    交換装置と、 熱交換装置に隣接する充電ポートハウジング中に位置す
    る第１および第２の磁気結合されたフェライトコアの半
    分の部分と、 第１および第２のフェライトコアの半分の部分の近接表
    面間の予め定められた間隔を与える各第１および第２の
    フェライトコアの半分の部分の間に形成された開口と、 第１および第２のフェライトコアの半分の部分の間に形
    成された開口に近接して位置し、各第１および第２のフ
    ェライトコアの半分の部分に形成された開口に隣接して
    配置されたい第１および第２の２次巻線と、 それら第１および第２の２次巻線と第１および第２のフ
    ェライトコアの半分の部分との間に配置されている第１
    および第２の内部熱交換装置とを具備し、 前記充電結合装置は、 結合装置ハウジングと、 結合装置ハウジング中に位置するフェライト中心コア
    と、 フェライト中心コアの周囲に位置する１次巻線とを具備
    し、 フェライト中心コアは、充電結合装置が充電ポートに挿
    入されるとき第１および第２のフェライトコアの半分の
    部分の各近接表面とフェライト中心コアの各外部表面と
    の間に予め定められた、比較的固定したギャップを与え
    るような寸法を有することを特徴とする誘導型充電装
    置。
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