充電連接器的製作方法
2024-03-06 01:18:15
專利名稱：充電連接器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於向電氣車輛充電的充電連接器。
常規的用於向電氣車輛充電的充電連接器包括安裝在車輛上並和安裝在車輛上的電池相連的車輛連接器元件，以及和位於車輛外面的充電電源相連的電源連接器元件。這些連接器元件互相配合，從充電電源向裝在車輛上的電池提供電力，從而進行充電操作。即這種連接器的結構使得通過連接器元件的凸凹端的互相配合接觸而建立電流通路。因此，已有技術中連接器的問題在於，在配合操作時產生大的電阻。
作為一種解決上述問題的方案，可以採用不使兩個連接器元件直接接觸的配合而進行充電操作的方法。在該方法中，車輛連接器元件和電源連接器元件都具有鐵心和線圈，並且由兩個鐵心構成通過兩個線圈的磁路，然後通過由車輛連接器元件的線圈感應的電動勢從電源向車輛提供電力。
然而，在這種情況下，用於形成磁路的鐵心和線圈使得連接器既大又重。
例如，在這種車輛連接器元件中存在下述問題。車輛連接器元件總安裝於電氣車輛上。因此，當其體積大時，必須在車體上預留大的安裝空間，這對車體的設計附加了嚴重的限制。此外，當車輛連接器元件重量大時，將影響其運行性能。
在有些情況下，電源單元可作為手持型的以便於攜帶。在這種情況下，電源連接器元件的結構必須變得既小又輕。
本發明是考慮到上述問題而作出的。本發明的目的在於減小電源連接器元件和車輛連接器元件之一的體積和重量。
本發明的上述目的是這樣實現的提供一種充電連接器，其包括電源連接器元件，帶有和充電電源連接的初級線圈和第一鐵心；以及車輛連接器元件，帶有和裝在車輛上的電池連接的次級線圈和第二鐵心，第一和第二鐵心構成通過初級線圈和次級線圈的磁路，從而利用在次級線圈中感應出的電動勢為電池充電，其中第一和第二鐵心中的一個佔據的區域小於第一和第二鐵心中的另一個佔據的區域。
按照本發明，在磁路中，由一個連接器元件的鐵心佔據的區域小於由另一個連接器元件的鐵心佔據的區域。因此，一個連接器元件的鐵心可被作得既小又輕。可以根據使用條件隨意決定把車輛連接器元件和電源連接器元件中的哪一個作得既小又輕。
圖1是實施例1的透視圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖2是實施例1的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖3是實施例1的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相連接的狀態；圖4是實施例2的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖5是實施例3的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖6是實施例3的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相連接的狀態；圖7是實施例4的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖8是實施例4的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相連接的狀態；圖9是實施例5的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖10是實施例5的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相連接的狀態；圖11是實施例6的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相分開的狀態；圖12是實施例6的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相連接的狀態；圖13是另一個實施例的截面圖，處於電源連接器元件和車輛連接器元件互相連接的狀態；實施例1
下面參照圖1到3說明本發明的實施例1。
本發明的充電連接器具有電源連接器元件(作為本發明的一部分的一個連接器)10，以及車輛連接器元件(作為本發明的另一部分的另一個連接器)20。
電源連接器元件10包括用例如鐵氧體製成的鐵心11和由導線(未示出)繞制的初級線圈12。鐵心11從側面看呈「E」字形，其包括在圖中垂直延伸的本體11A，和三個凸出部分11B、11C和11D，它們分別從本體11A的上下端和中央位置的正面(對著車輛連接器元件的面)向著車輛連接器元件凸出。整體上呈矩形的初級線圈12通過使凸起部分插入其中心孔12A中而被安裝在中央凸出部分11C上。初級線圈12A的上部和下部橫向穿過中央凸起11C和上部凸起11B以及中央凸起11C和下部凸起11D之間的空間。初級線圈12的右側和左側部分從鐵心11向外面凸出。
初級線圈12的厚度大約為凸起11B、11C和11D的凸出長度的一半。初級線圈12和本體11A的前面緊密接觸，三個凸起11B、11C和11D從初級線圈12向前方凸出。
初級線圈12通過未示出的固定裝置例如託架被固定在鐵心11上。初級線圈12的導線和充電電源(未示出)相連。電源連接器元件10的鐵心11和初級線圈12被裝在由例如合成樹脂製成的殼體(未示出)中。
另一方面，車輛連接器元件20具有用例如鐵氧體製成的鐵心21，以及由導線(未示出)繞制的次級線圈22。鐵心21從側面看時呈「I」字形。次級線圈22整體呈矩形，利用託架23固定在鐵心21的前端面(對著電源連接器元件10的端面)。次級線圈22的中央孔22A位於鐵心21的前方。次級線圈22的上部的高度比鐵心21的上端略低，次級線圈22的下部的高度比鐵心21的下端略高。次級線圈22的右側和左側部分從鐵心21向外面凸出。
次級線圈22的厚度等於電源連接器元件10的初級線圈12的厚度。次級線圈22的導線和安裝在電氣車輛上的電池(未示出)相連。鐵心21和次級線圈22被裝在用例如合成樹脂製成的殼體(未示出)中。這樣構成的車輛連接器元件20被固定在電氣車輛本體(未示出)上。
當電池要被充電時，電源連接器元件10和車輛連接器元件20彼此靠近，然後用定位機構(未示出)互相裝配在一起，使其保持預定的位置關係。結果，如圖3所示，電源連接器元件10的鐵心11的中央凸出部分11C通過車輛連接器元件20的次級線圈22的中央孔22A，並且凸出部分11C的末端面靠近車輛連接器元件20的鐵心21的前端面。電源連接器元件10的上下凸出部分11B和11D分別靠近車輛連接器元件20的鐵心21的前端面的上下端部分。因而，電源連接器元件10的鐵心11和車輛連接器元件20的鐵心21構成通過初級線圈12和次級線圈22的磁路。
當在這種狀態下通過充電電源的電力激勵初級線圈12時，在鐵心11和21中便產生磁通，通過感應電動勢在次級線圈21中便產生電磁感應電流，從而為裝在車輛上的電池充電。
在磁路中，由電源連接器元件10的鐵心11佔據的呈「E」字形的區域大於由車輛連接器元件20的鐵心21佔據的且呈「I」字形的區域。換句話說，車輛連接器元件20的鐵心21比電源連接器元件10的鐵心小而輕。因此，車輛連接器元件20比電源連接器元件10小而輕。
實施例2下面結合附圖4說明本發明的第二實施例。
第二實施例和第一實施例的不同之處在於電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心的形狀不同。其它部分都以和實施例1相同的方式構成。因此，這些部分用相同的標號表示，並省略其結構、功能和效果的說明。
電源連接器元件30的鐵心31從側面看時基本上呈「U」字形，具有在圖中為垂直延伸的本體31A，以及分別從本體31A的前端面(對著車輛連接器元件35的端面)的上下端部凸出的兩個凸出部分31B和31C。在另一方面，車輛連接器元件35的鐵心36呈橫向「T」字形，並具有垂直延伸的本體36A和從本體36A的前端面(對著電源連接器元件30的端面)的中央凸出的一個凸出部分36B。凸出36B通過次級線圈37的中心孔37A。
當電源連接器元件30和車輛連接器元件35處於可進行充電操作的裝配狀態時，車輛連接器元件35的凸起36B穿過電源連接器元件30的初級線圈32的中央孔32A，從而靠近電源連接器元件30的鐵心31的本體31A的前端面，並且電源連接器元件30的鐵心31的兩個凸起31B和31C靠近車輛連接器元件35的鐵心36的前端面的上下端部。由鐵心31和36構成的磁路具有和實施例1相同的路徑。
此外，在本實施例中，車輛連接器元件35的鐵心36比電源連接器元件30的鐵心31小而輕。因此，車輛連接器元件35可以作得比電源連接器元件30小而輕。
實施例3下面結合附圖5和6說明本發明的實施例3。
實施例3和實施例1的不同之處在於電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心形狀和線圈在鐵心上的固定方式不同。其它部分以和實施例1相同的方式構成。因此，這些部分用相同的標號表示，並省略其結構、功能和效果的說明。
電源連接器元件40的鐵心41從側面看時基本上呈「U」字形，並具有垂直延伸的本體41A和分別從本體41A的前端面(對著車輛連接器元件45的端面)的上下端部凸出的兩個凸出部分41B和41C。初級線圈42繞在本體41A的上半部分上。在另一方面，車輛連接器元件45的鐵心46呈「I」字形。次級線圈47繞在比鐵心46的中央部分低的位置。
當電源連接器元件40和車輛連接器元件45處於可以進行充電操作的裝配狀態時，電源連接器元件40的鐵心41的兩個凸起41B和41C和車輛連接器元件45的鐵心46的前端面的上下端部靠近。鐵心41和鐵心46構成磁路。這種磁路呈「O」形。
在該實施例中，車輛連接器元件45的鐵心46比電源連接器元件40的鐵心41小而輕。因此，車輛連接器元件45可以做得比電源連接器元件40小而輕。
沿著鐵心相互靠近和分離的方向凸出的凸起的數量比實施例1和2中的少一個。因此，這些鐵心的體積和重量可以減少，減少的程度相應於凸起的數量的減少。
實施例4下面結合附圖7和8說明本發明的實施例4。
實施例4和實施例3的不同之處在於電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心的形狀不同，其它部分以和實施例1相同的方式構成，因此，用相同的標號表示，並省略對其結構、功能和效果的說明。
電源連接器元件50的鐵心51從側面看呈「G」字形，並具有垂直延伸的本體51A，分別從本體51A的前端面(對著車輛連接器元件55的端面)的上下端部凸出的凸起部分51B和51C，以及從下凸起51C的末端向上凸出的升高部分51D。初級線圈52被繞在升高的部分51D上。在另一方面，車輛連接器元件55的鐵心56的高度小於實施例3的鐵心46的高度並略大於次級線圈57的厚度。次級線圈57被繞在鐵心56上。
當電源連接器元件50和車輛連接器元件55處於可以進行充電操作的配合狀態時，車輛連接器元件55的鐵心56進入電源連接器元件50的鐵心51的上凸起51B的末端的下端面和升高部分51D的上端面之間的間隙中。鐵心51和56以實施例3的方式構成「O」形磁路。
在這一實施例中，車輛連接器元件55的鐵心56比電源連接器元件50的鐵心51小而輕。因此，車輛連接器元件55可以作得比電源連接器元件50小而輕。
沿著鐵心互相靠近與分離的方向伸出的凸起的數量比實施例1和2中的少一個。因此，鐵心的體積和重量減少了，減少的程度相應於凸起減少的數量。
和實施例3不同，初級和次級線圈52和57以這樣的方式排列，使得中央孔52A和57A互相對齊，因而使得沿圖中的橫向外部尺寸較小。
實施例5下面參照圖9和圖10說明本發明的實施例5。
實施例5和實施例3的不同之處在於，電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心的形狀不同。其它部分以和實施例1相同的方式構成。因此，這些部分用相同的符號表示，並省略對其結構、功能和效果的說明。
電源連接器元件70的鐵心71從側面看基本呈「U」字形，並具有在圖中垂直延伸的本體71A，以及分別從本體71A的前端面(對著車輛連接器元件75的端面)的上下端部伸出的兩個凸起部分71B和71C。凸起71B和71C的凸出長度比實施例3的凸出長度長。初級線圈72被繞在本體71A的上半部分。在另一方面，車輛連接器元件75的鐵心76呈「I」字形，並具有比凸起71C和71B之間的間隙略小的高度。次級線圈77被繞在鐵心76的下半部分上。
當電源連接器元件70和車輛連接器元件75處於可進行充電操作的配合狀態時，車輛連接器元件75的鐵心76被夾在兩個凸起部分71B和71C之間。鐵心71和76構成和實施例3相同的「O」形磁路。
在本實施例中，車輛連接器元件75的鐵心比電源連接器元件70的鐵心71小而輕。因此，車輛連接器元件75可以作得比電源連接器元件小而輕。
和實施例3不同，車輛連接器元件75的鐵心76的長度相當短，從而使其更小而輕。
實施例6下面結合附圖11和圖12說明本發明的實施例6。
實施例6和實施例2的不同之處在於電源連接器元件和車輛連接器元件的線圈結構不同。其它部分都以和實施例1相同的方式構成。因此，用相同的標號表示，並省略對其結構、功能和效果的說明。
電源連接器元件80的鐵心81從側面看基本呈「U」字形，並具有在圖中垂直延伸的本體81A，和分別從本體81A的前端面(對著車輛連接器元件85的端面)的上下端部凸出的兩個凸起81B和81C。初級線圈82的截面形狀比實施例2的較扁，並且其寬度佔滿凸起81B和81C的整個凸出部分。此外，初級線圈82的中心孔82A的內圓周比實施例2的大。在另一方面，車輛連接器元件85的鐵心86呈橫向「T」字形，並具有垂直延伸的本體86A和從本體86A的前端面(對著電源連接器的端面)的中心凸出的一個凸起86B。凸起86B通過次級線圈87的中心孔87A。次級線圈87具有扁的截面，與初級線圈82類似，並且其寬度佔滿凸起86B的整個凸出部分。此外，次級線圈87的外圓周比實施例2的小。
當電源連接器元件80和車輛連接器元件85處於可進行充電操作的配合狀態時，車輛連接器元件85的凸起86B和次級線圈87被插入初級線圈82的中央孔82A中，使得不僅凸起86B的末端靠近電源連接器元件80的鐵心81的本體81A的前端面，而且電源連接器元件80的鐵心81的兩個凸起81B和81C也靠近車輛連接器元件85的鐵心86的前端面的上下端部。由鐵心81和86構成的磁路的路徑和實施例2的相同。
在本實施例中，車輛連接器元件85的鐵心86比電源連接器元件80的鐵心81小而輕。因此，車輛連接器元件85可以作得比電源連接器元件小而輕。
特別地，在實施例6中，初級、次級線圈82和87被同心地設置，使初級線圈82的內圓周套住次級線圈87的外圓周，從而減少磁損耗。
其它實施例可使用圖13所示的技術，雖然它和本發明沒有直接的關係。
在本實施例中，電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心形狀和實施例3的不同。其它部分以和實施例1相同的方式構成，因此，用相同的標號表示，並省略對其結構、功能和效果的說明。
電源連接器元件60的鐵心61從側面看呈「L」形，並具有垂直延伸的主體61A和從主體61A的前端面(對著車輛連接器的端面)的下端伸出的凸起61B。初級線圈62繞在比本體61A的中心略高的位置上。在另一方面，車輛連接器元件65的鐵心66從側面看呈倒「L」形，並具有垂直延伸的本體66A和從本體66A的前端面(對著電源連接器元件的端面)的上端橫向延伸的凸起66B。次級線圈67繞在比本體66A的中心略低的位置上。
當電源連接器元件60和車輛連接器元件65處於可進行充電操作的配合狀態時，連接器元件60和65的鐵心61和66的凸起61B和66B接近相對的連接器元件65和60的鐵心66和61的前端面的上下端。鐵心61和66以和實施例3相同的方式構成「O」形磁路。線圈62和67以和實施例3相同的方式設置。
沿著鐵心互相靠近和分開的方向伸出的凸起的數量比實施例1和2減少了一個，因此，相應於凸起數量的減少，鐵心可以作得小而輕。
因為電源連接器元件60的鐵心61和車輛連接器65的鐵心66具有相同的形狀而相反的位置關係，所以和使用不同形狀的鐵心相比，可以減少生產成本。
本發明不限於參照附圖已經說明的這些實施例。例如，下列實施例也包括在本發明的範圍之內。除下面的實施例之外，在本發明的範圍內還可以有許多不同的改型。
(1)實施例1可以這樣修改，使得容納線圈的環形槽形成在對著車輛連接器元件的電源連接器元件的鐵心的端面上，而把初級線圈裝於槽內。
(2)電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心形狀不限於這些實施例中所述，可以是各種形狀的組合。
(3)在這些實施例中，車輛連接器元件被作得小而輕。當這些實施例被這樣修改時，即使得電源連接器元件和車輛連接器元件的鐵心以及線圈的結構互換時，可以使電源連接器元件作得小而輕。
(4)在這些實施例中，線圈用固定裝置例如託架被固定在鐵心上。不過，本發明也可應用於這樣的結構，例如，線圈和鐵心單獨固定在連接器殼體上。即，具有這樣的鐵心和線圈的連接器也包括在本發明之內，即使線圈和鐵心的固定結構發生了變化。
權利要求
1.一種充電連接器，包括電源連接器元件，帶有和充電電源連接的初級線圈和第一鐵心，以及車輛連接器元件，帶有和安裝在車輛上的電池連接的次級線圈和第二鐵心，所述第一和第二鐵心構成通過所述初級和次級線圈的磁路，從而利用在所述次級線圈中感應的電動勢為所述電池充電，其特徵在於，所述第一和第二鐵心中的一個佔據的區域小於所述第一和第二鐵心中的另一個佔據的區域。
2.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述第一和第二鐵心中的一個具有E字形截面，所述初級線圈被繞在所述一個鐵心的中央凸起上，所述第一和第二鐵心中的另一個具有I字形截面，所述次級線圈被安裝在所述另一個鐵心的端面上，所述端面對著具有E字形截面的連接器元件，並且藉助於使具有E字形截面的所述一個鐵心的三個凸起部分的末端和具有I字形截面的所述另一個鐵心的中央和兩端部分相連而構成所述磁路。
3.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述第一和第二鐵心中的一個具有基本上呈U形的截面，所述初級線圈被繞在所述一個鐵心上，所述第一和第二鐵心中的另一個具有I字形截面，所述次級線圈被繞在所述另一個鐵心上，並且藉助於使具有所述U形截面的所述一個鐵心的端部和所述具有I字形截面的另一個鐵心的端部相連而構成所述磁路。
4.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述第一和第二鐵心中的一個具有基本上呈U字形的截面，所述初級線圈被固定在所述一個鐵心的端部內，所述第一和第二鐵心中的另一個具有基本上呈T字形的截面，所述次級線圈被繞在所述另一個鐵心的中央凸起上，並且所述磁路這樣構成，使具有所述U形截面的所述一個鐵心的所述端部和具有所述T字形截面的所述另一個鐵心的端部相連，並使所述另一個鐵心的所述凸起的末端和所述一個鐵心的所述中央部分相連，從而使得所述初級和次級線圈圍繞所述另一個鐵心的所述凸起同心設置。
5.如權利要求4所述的充電連接器，其特徵在於，所述初級線圈的內圓周與所述次級線圈的外圓周重疊。
6.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述第一和第二鐵心中的一個具有基本上呈G字形的截面，所述初級線圈被繞在所述一個鐵心上，所述第一和第二鐵心的另一個具有短的I字形截面，其寬度足夠繞制次級線圈，並且通過使具有所述I形截面的所述另一個鐵心的端部和具有G形截面的所述一個鐵心的端部相連而形成所述磁路。
7.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述磁路構成一個閉合的環形。
8.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述第一和第二鐵心的每一個具有當構成所述磁路時互相接觸的連接端面，所述連接端面垂直於所述兩個連接器元件的連接方向。
9.如權利要求1所述的充電連接器，其特徵在於，所述第一和第二鐵心中的每一個具有當構成所述磁路時互相接觸的連接端面，所述連接端面平行於所述兩個連接元件的連接方向。
全文摘要
一種充電連接器,包括:帶有和充電電源連接的初級線圈和第一鐵心的電源連接器元件;以及帶有和車輛上安裝的電池連接的次級線圈和第二鐵心的車輛連接器元件,第一和第二鐵心構成通過初級線圈和次級線圈的磁路,從而利用在次級線圈中感應的電動勢給電池充電,其中第一和第二鐵心中的一個佔據的區域小於第一和第二鐵心中的另一個佔據的區域。
文檔編號H02J17/00GK1173027SQ97115519
公開日1998年2月11日 申請日期1997年6月27日 優先權日1996年6月27日
發明者渡辺邦彥, 有坂秋司 申請人:住友電裝株式會社, 住友電氣工業株式會社