专利名称：电动车辆充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于向装载在安装有电动马达的自行车或电动汽车等电动车辆上的电池充电的充电系统。
背景技术：
近年来，在可由人力驱动的自行车主体上装载电动马达、和在自行车上安装辅助人力驱动力的电动马达开发方面取得了进一步发展。
图49概略地表示装有电动马达的自行车的基本结构，由转矩传感器(21)检测出蹬自行车主体(1)的脚镫时所产生的转矩，检测出的信号被输入控制器(22)。据此，在控制器(22)中形成与输入的转矩检测信号相应的转矩指令，提供给电动马达(2)。结果，对自行车主体(1)提供一个叠加在人力转矩上，具有与人力转矩值相应大小的马达输出转矩，以辅助人力驱动力。
在自行车主体(1)中装载有作为电动马达(2)的电源的电池(20)，当电池(20)的输出电压下降时，将该电池(20)从自行车主体(1)上卸下，用专用的充电装置进行充电。
然而，对于上述充电方法，必须将充电装置的输出端子用电线连接到电池(20)的充电端子上，这项操作是很麻烦的。
因此，本发明的目的是提供一种不用进行电线连接操作就可对电池充电的充电系统。
发明概述本发明的充电系统是对用作装载在电动车辆上的电动马达的电源的电池进行充电的系统，它由初级充电装置和次级充电装置构成。初级充电装置在电动车辆应该停止的规定位置附近，具有可辐射电磁波能量的能量输出部。另一方面，次级充电装置在电动车辆主体内具有可接受电磁波能量辐射的能量输入部，将输入的能量转换成充电电流供给电池。电磁波能量可以是例如微波、磁能或光线等的能量。
对于本发明的充电系统，当要对装载在电动车辆上的电池进行充电时，移动电动车辆使其停在规定的位置上，使次级充电装置的能量输入部接近初级充电装置的能量输出部。这样，可使从初级充电装置的能量输出部辐射出的电磁波能量输入次级充电装置的能量输入部，在该处将该电磁波能量转换成充电电流。然后，将充电电流供给电池，对电池进行充电。
在一个具体的例子中，电磁波能量为磁能，初级充电装置的能量输出部是由卷绕在铁芯上的初级线圈构成的初级线圈装置，次级充电装置的能量输入部是由次级线圈卷绕在铁芯上构成的次级线圈装置。在具有这种具体结构的充电系统中，通过使次级线圈装置靠近初级线圈装置，使从初级线圈的铁芯辐射出的磁力线入射到次级线圈的铁芯并贯穿次级线圈，从而使初级线圈和次级线圈实现相互电磁耦合。从而，在次级线圈中获得电流，该电流被供给电池对电池进行充电。
一个电动车辆的具体例子是电动自行车，次级充电装置的次级线圈装置安装在电动自行车的前轮或后轮的车轴上。在该具体结构中，当要对电池进行充电时，使前轮或后轮上的次级线圈装置靠近初级充电装置的初级线圈装置，并使电动自行车停止。
或者，次级充电装置的次级线圈装置安装在电动自行车的脚镫上。在该具体结构中，当要对电池充电时，使脚镫上的次级线圈装置靠近初级充电装置的初级线圈装置，使电动自行车停止。
或者，次级充电装置的次级线圈装置安装在使自行车主体保持竖立态的支架上。在该具体结构中，当要对电池充电时，使支架上的次级线圈装置靠近初级充电装置的初级线圈装置，使电动自行车停止。
在一个具体的例子中，次级充电装置的次级线圈装置安装在离开支架的接地部的位置上。在具有这种具体结构的充电系统中，由于次级线圈装置安装在离开支架接地部的位置处，当用支架支持自行车主体时，该线圈装置不会与地面直接碰撞，所以次级线圈装置所受的冲击力很轻微。从而，不必为保护次级充电装置不受冲击而设计特殊的结构，可实现其袖珍化和轻巧化。
在一个具体的例子中，初级充电装置配有用于容纳初级线圈装置的壳体，在该壳体中，设有与次级充电装置的次级线圈装置相配合的凹部。在次级充电装置与该凹部相配合的状态下，初级线圈装置和次级线圈装置相对，从而可使两线圈装置电磁耦合。在具有该具体结构的充电系统中，如果使次级线圈装置与凹部相配合好，那样就可将次级线圈装置确定在正确的位置上，确实使初级线圈装置和次级线圈装置相互电磁耦合，从而可实现高效地对电池进行充电。在这种结构中，可以方便的确定要对电池充电时的位置。
在一个具体的例子中，初级线圈装置的铁芯呈C字形或L字形，同时，次级线圈装置的铁芯呈棒状。在次级线圈装置与初级充电装置的凹部相互配合的状态下，初级线圈装置的铁芯两端和次级线圈装置的铁芯两端相互靠近或接触。在具有该具体结构的充电系统中，在次级线圈装置与初级充电装置的凹部相互配合的状态下，由于初级线圈装置的铁芯两端和次级线圈装置的铁芯两端相互靠近或接触，所以从初级线圈装置铁芯辐射出来的大部分磁力线均辐射入次级线圈装置的铁芯中。从而，可以高效地对电池充电。
在一个具体的例子中，初级充电装置具有可在电动自行车停止在规定位置处的状态下，支承自行车后轮的位置确定机构。在后轮置于位置确定机构上的状态下，次级充电装置的次级线圈装置与初级充电装置的凹部相配合。在具有这种具体结构的充电系统中，若将后轮放在位置确定机构上并停住自行车，则次级线圈装置可与初级充电装置的凹部配合。从而，将次级线圈装置确定在正确的位置，使初级线圈装置和次级线圈装置确实相互电磁耦合，可实现高效地对电池进行充电。在这种结构中，当要对电池充电时可方便地进行定位操作。
在一个具体的例子中，初级充电装置配有用于对初级线圈装置通电的通/断开关。次级充电装置配有伴随初级线圈装置和次级线圈装置接近/分离而使上述开头通/断的通/断机构。在具有这种具体结构的充电系统中，当要对电池充电时，一旦使次级线圈装置接近初级线圈装置，开关自动变为“通”，给初级线圈装置提供电流。与此相反，例如在需要乘车时，次级线圈装置与初级线圈装置分离，开关自动变为“断”，切断对初级线圈装置的电流供给。这样，由于仅在两线圈装置相互接近的状态下初级充电装置的开关为“通”并对初级线圈装置供电，因此可保证安全，而且可减少耗电。
在一个具体的例子中，在支架上设有将支架锁定在竖立状态下的锁定机构，次级充电装置配有用于对电池通电的通/断开关，同时，还配有与锁定机构相联系，在锁定机构的锁定状态下使所述开关为“通”，在解除锁定的状态下使所述开关为“断”的通/断机构。在这种具体的结构中，一竖起支架，锁定锁定机构，与其连动的开关就变为“通”。然后在该状态下，在使次级线圈装置接近初级线圈装置时，就可向电池供电。与此相反，在要骑自行车、而解除锁定机构的锁定时，与其连动的开关就变为“断”，切断对电池的电流供给。从而，不会在骑自行车时对电池供电，以便保证安全。
如使用本发明的电动车辆的充电系统，由于通过使次级充电装置的能量输入部接近初级充电装置的能量输出部来对电池充电，所以不必象从前那样进行连接导线的操作。
附图简述
图1是表示第一个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统总体结构示意图；图2是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的结构的示意图；图3是上述系统在充电状态下从前面观察的部分剖面后视图；图4是表示上述系统的框图；图5是第二个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统在充电状态下从左侧观察的侧视图；图6是上述系统在充电状态下从上面观察的部分剖视平面图；图7是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的示意图；图8是表示上述系统的开关机构的示意图；图9是表示上述系统的结构的框图；图10是表示第三个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；图11是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的示意图；图12是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图13是表示第四个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统中的初级充电装置的透视图；图14是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的示意图；图15是上述系统在充电状态下从左侧观察的部分剖视侧视图；图16是上述系统在充电状态下从上面观察的部分平面图；图17是表示第五个实施例的装有电机的自行车的充电系统中的初级充电装置的透视图；图18是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的示意图；
图19是上述系统在充电状态下从上面观察的部分剖视平面图；图20是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图21是表示第六实施例的装有电动马达的自行车的充电系统中的初级充电装置的透视图；图22是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的示意图；图23是上述系统在充电状态下从上面观察的部分剖视平面图；图24是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图25是表示第七个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的示意图；图26是表示上述系统中主要部分的部分剖视放大图；图27是表示上述系统在充电状态下的部分剖视放大图；图28是表示第八个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；图29是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图30是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的结构的示意图；图31是表示第九个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；图32是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图33是表示第十个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；图34是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图35是表示第十一个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；图36是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图37是表示第十二个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；图38是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的结构的示意图；图39是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图40是表示第十三个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统的总体结构的透视图；
图41是上述系统在充电状态下从后面观察的部分剖视后视图；图42是表示第十四个实施例的装有电动马达的自行车的充电系统中的次级充电装置的透视图；图43是上述系统的初级充电装置的透视图；图44是表示上述系统的初级线圈装置和次级线圈装置的结构的示意图；图45是用于说明需要充电时，支架和初级充电装置的凹部的相互配合状态的侧视图；图46是上述系统在充电状态下从左侧观察的侧视图；图47是表示第十五个实施例的电动汽车的充电系统的简要结构的示意图；图48是表示第十六个实施例的电动汽车的充电系统的简要结构的示意图；图49是表示传统的装有电动马达的自行车的总体结构的示意图。
实施发明的最佳形式第一个实施例至第十四个实施例，例如象图1所示那样，是实施本发明的装有电动马达的自行车，这些实施例的充电系统由应设置在住宅或停车场等的规定位置上的初级充电装置(4)和应装配在自行车主体(1)上的次级充电装置(6)构成。此外，在以下的说明中，以在蹬脚镫时自行车前进的方向为前方，面向前方时的左、右方向为左、右方向。
第一实施例在本实施例的充电系统中，如图1所示的自行车主体(1)中装载有作为电动马达(2)的电源的电池(20)。
本实施例的次级充电装置(6)，如图1和图3所示，安装在前轮(12a)的车轴(130)的左侧前端部。次级充电装置(6)中，在壳体(610)中内装有次级线圈装置(50)，整流回路(图示中省略未画)和充电控制回路(图示中省略未画)，次级线圈装置(50)通过沿车轮(130)，前轮叉(11)和车架(13)延伸设置的连接软线(图示中省略未画)与所述电池(20)连接。如图2所示，次级线圈装置(50)由次级线圈卷绕在棒状铁芯(501)上(502)构成，铁芯(501)的初级充电装置(4)侧的端面从壳体(610)中伸出到外部。铁芯(501)可以是例如铁素体磁芯等。
另外，如图1和图3所示，利用树脂模将磁铁(61)固定在壳体(610)内。
此外，本实施例的装有电动马达的自行车，可以在对电池(20)充电时设定为充电模式，在不对电池(20)充电而要停放自行车主体(1)时设定为停车模式，在骑车时设定为骑车模式，前轮叉(11)装有用于切换这些模式的手动切换开关(24)。
另一方面，初级充电装置(4)中，在壳体(410)中内装初级线圈装置(30)、开关(401)和充电回路(图示中省略未画)。初级线圈装置(30)配置在与前轮(12a)的车轴高度相同的位置上，开关(401)配置在初级线圈装置(30)的下方位置上。从壳体(410)中引出应连接到100V商用电源(8)插座上的软线(407)。如图2所示，初级线圈装置(30)由初级线圈装置(302)卷绕在棒状铁芯(301)上构成，铁芯(301)的自行车主体(1)侧端面从壳体(410)向外伸出。铁芯(301)可以是例如铁素体磁芯等。开关(401)在靠近所述磁铁(61)时变为“通”，在离开时变为“断”。此外，在壳体(410)中装有在充电时亮灯的发光二极管(402)。
图4表示本实施例的充电系统的总体结构。
初级充电装置(4)由图中所示的初级线圈装置(30)、开关(401)、由整流回路和高频变换器组成的充电回路(403)、和发光二极管(402)组成，充电回路(403)通过开关(401)与商用电源(8)连接。
开关(401)在接近安装在自行车主体(1)上的磁铁(61)时变为“通”，将从商用电源(8)获得的交流电供给充电回路(403)。与此相反，开关(401)在离开磁铁(61)时变为“断”，切断商用电源(8)对充电回路(403)的供电。
发光二极管(402)在获得由充电回路(403)提供的电流时发亮，切断供电后熄灭。
另一方面，次级充电装置(6)由次级线圈装置(50)、整流回路(601)、充电控制回路(602)、磁铁(61)和切换开关(24)构成，充电控制回路(602)在电池(20)充分充电，两端电压超过规定阈值时，使充电停止。
充电控制回路(602)通过切换开关(24)与电池(20)和负载(23)连接。切换开关(24)与端子a一接通，次级线圈装置(50)、整流回路(601)、充电控制回路和电池(20)就形成闭合回路，从而设定为充电模式。此外，当切换开关(24)与端子b一接通，次级线圈装置(50)、整流回路(601)和充电控制回路(602)就形成闭合回路，从而设定为停车模式。此外，切换开关(24)与端子c接通时，次级线圈装置(50)、整流回路(601)、充电控制回路(602)和负载(23)就形成闭合回路，从而设定为骑车模式。
在本实施例的充电系统中，在需要对自行车主体(1)的电池充电时，使自行车主体(1)前进，如图1至图3所示，使次级充电装置(6)的次级线圈装置(50)与初级充电装置(4)的初级线圈装置(30)接触，同时，将切换开关(24)切换到充电模式。在这里，开关(401)由于接近磁铁(61)而变为“通”。并且，切换开关(24)与端子a接通。
从商用电源(8)获得的交流电流供给充电回路(403)并转换成高频电流后，供给初级线圈装置(30)。由此，初级线圈装置(30)的初级线圈(302)产生出磁力线，该磁力线贯穿次级线圈装置(50)的次级线圈(502)，使初级线圈(302)和次级线圈(502)相互电磁耦合，构成高频变压器。在这里，由于初级线圈装置(30)的铁芯(301)和次级线圈装置(50)的铁芯(501)相互接触，所以从初级线圈装置(30)的铁芯(301)辐射出来的大部分磁力线均辐射入次级线圈装置(50)的铁芯(501)并贯穿次级线圈(502)。
从而，从次级线圈装置(50)获得高频电流，该高频电流通过整流回路(601)转换为直流电流后，由充电控制回路(602)设定为规定的电流值，提供给电池(20)。从而对电池(20)充电。
此外，从商用电源(8)获得的交流电流经过充电回路(403)供给发光二极管(402)，发光二极管(402)获得电流供给后发光。
然后，当对电池(20)充分充电、其两端电压超过规定的阈值时，充电控制回路(602)进行工作，使充电停止。这时，充电回路(403)停止对发光二极管(402)供电。从而使发光二极管(402)熄灭。
利用本实施例的充电系统，只要将次级充电装置(16)的次级线圈装置(50)与初级充电装置(4)的初级线圈装置(30)接触，即可对电池(20)充电。
此外，如图2和图3所示，由于在充电时使次级线圈装置(50)和铁芯(501)与初级线圈装置(30)的铁芯(301)接触，所以可高效地对电池(20)充电。
此外，由于只在两线圈装置(30)、(50)相互接近的状态下，初级充电装置(4)的开关(401)才变为“通”，并从商用电源(8)向初级线圈装置(30)供电，因此可以保证安全，并减少耗电。
此外，在不需要充电而设定为骑车模式或停车模式时，由于不向电池供电，所以可以保证安全。
第二实施例在本实施例的充电系统中，如图5所示，在装有电动马达的自行车后轮(126)上装有可将自行车主体(1)支撑在竖立状态的支架(15)，支架(15)由在支撑自行车主体(1)的状态(以下简称支撑状态)下向斜下方伸出的支腿(15a)和在支撑状态下与地面接触的接地部分(15b)构成。在支架(15)上设置有将支架(15)锁定在竖立状态的公知的锁定机构(7)。在该装有电动马达的自行车中，当需要用支架(15)支撑自行车主体(1)时，在竖起支架(15)之后，将锁定机构(7)设定为锁定状态。此外，当需要骑车时，在解除锁定状态之后，抬起支架(15)并将其设定为水平姿态。
对于本实施例的次级充电装置(6)，如图5和图6所示，在支架(15)的接地部分(15b)中装有次级线圈装置(51)，次级线圈装置(51)通过埋设在支架(15)的支腿(15a)和链拉条(16)内部埋设的线路(图中省略未画)与所示的电池(20)相连接。如图7所示，次级线圈装置(51)由次级线圈(512)卷绕在棒状铁芯(511)上构成，铁芯(511)的前端面露在外面。在支架(15)的锁定机构(7)中设置有由开关(65)和磁铁(66)形成的开关机构(60)。开关机构(60)具体的工作情况将在后面介绍。此外，容纳电池(20)的电池机构(图中省略未画)中内装有整流回路和充电控制回路。
另一方面，对于初级充电装置(4)，壳体(420)内装有初级线圈装置(31)和充电回路(图中省略未画)，用于连接100V商用电源(8)插孔的电源软线(图中省略未画)从壳体(420)中引出。初级线圈装置(31)，如图7所示，由初级线圈(312)卷绕在棒状铁心(311)上构成，铁心(311)的后端部露在壳体(420)的外面。
图9表示本实施例的充电系统的总体结构。
初级充电装置(4)由如图所示的初级线圈装置(31)和由整流回路及高频变换器组成的充电回路(403)构成，充电回路(403)与商用电源(8)连接。
另一方面，次级充电装置(6)由次级线圈装置(51)，开关机构(60)和由整流回路(601)及充电控制回路(602)构成，充电控制回路(602)当电池(20)被充电且两端电压超过规定阀值时使充电停止。
开关机构(60)如图所示，由开关(65)和磁铁(66)构成。开关(65)由当接近磁铁(66)时为“通”，当离开时为“断”的第一开关(65a)和利用所述第一开关(65a)的通/断进行继电器操作的第二开关(65b)构成。
如图8(a)所示，当竖起支架(15)、将锁定机构(7)设定为锁定状态时，磁铁(66)靠近开关(65)。从而使第一开关(65a)为“通”，与此连动，第二开关(65b)变为“通”。从而，使次级线圈装置(51)、整流回路(601)、充电控制回路(602)和电池(20)形成闭合回路。
与此相反，如图8(b)所示，当支架(15)被设定在水平状态，解除锁定机构(7)的锁定状态时，磁铁(66)离开开关(65)。从而使第一开关(65a)为“断”，与此连动，第二开关(65b)变为“断”。从而使前述回路断开。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，在后轮(12b)移动到初级充电装置(4)的右侧附近时，停住自行车主体(1)。然后，竖起支架(15)，如图5至图7所示，使次级充电装置(6)的次级线圈装置(51)与初级充电装置(4)的初级线圈装置(31)接触之后，将锁定机构(7)设定为锁定状态。从而使第一开关(65a)和第二开关(65b)为“通”。
从商用电源(8)获得的交流电流在提供给该充电回路(403)并转换成高频电流之后，供给初级线圈装置(31)。从而由初级线圈装置(31)的初级线圈(312)产生磁力线，该磁力线贯穿次级线圈装置(51)的次级线圈(512)，使初级线圈(312)和次级线圈(512)相互电磁耦合。
从而从次级线圈装置(51)获得高频电流，该高频电流经整流回路(601)转变为直流电之后，由充电控制回路(602)设定为规定的电流值，提供给电池(20)。从而对电池(20)充电。
然后，当对电池充分充电且其两端电压超过规定的阈值时，充电控制回路(602)进行工作，以停止充电。
利用本实施例的充电系统，由于在骑车时解除锁定机构(7)的锁定，次级线圈装置(6)的开关机构(60)为“断”，不对电池(20)供电，因此是安全的。
此外，在解除锁定机构(7)的锁定之后，由于次级充电装置(6)的开关机构(60)自动变为“断”，所以不必象第一个实施例那样，在需充电时或充电终了时进行繁琐的开关切换操作。
此外，代替上述开关机构(60)，可以采用在支架竖立时为“通”，抬起时为“断”的开关机构。
第三实施例在本实施例的充电系统中，如图10所示，在装有电动马达的自行车后轮(12b)上安装有用于使自行车主体(1)保持竖立状态的支架(17)，支架(17)由在支撑状态下向斜下方伸出的左右一对支腿(17a)(17a)、在支撑状态下沿水平方向伸出的左右一对水平部分(17b)(17b)和在支撑状态下与地面接触的左右一对接地部(17c)(17c)构成。而且，在支架(17)上设有锁定机构(7)。
在本实施例的次级充电装置(6)中，如图10和图12所示，在壳体(630)中装有次级线圈装置(52)，该壳体(630)安装在支架(17)的两个水平部分(17b)(17b)之间，将两水平部分(17b)(17b)连接在一起。次级线圈装置(52)通过埋设在支架(17)的水平部分(17b)、接地部分(17c)、支腿(17a)和链拉条(16)中的线路(图中省略未画)与所述电池(20)连接。并且，如图11所示，次级线圈装置(52)由次级线圈(522)卷绕在棒状铁芯(521)上构成。
此外，容纳电池(20)的电池机构(图中省略未画)内装有整流回路和充电控制回路。
此外，在支架(17)的锁定机构(7)中装有用于使对电池(20)的通电通/断的开关机构，由于该开关机构的结构和工作情况与上述第二个实施例的开关机构(60)完全相同，所以省略了对它的图示和说明。
另一方面，在初级充电装置(4)中，C字形的壳体(430)内装有初级线圈装置(32)和充电回路(图中省略未画)，用于与100V的商用电源插座相连接的电源软线(图中省略未画)从壳体(430)中引出。初级线圈装置(32)，如图11所示，由初级线圈(322)卷绕在C字形铁芯(321)上构成，铁芯(321)的两端面露在壳体(430)的外面。该初级线圈装置(32)以与壳体(430)相同的姿态装在壳体(430)之内。
在本实施例的充电系统中，在需要对自行车状态(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，当后轮(12b)移动到初级充电装置(4)的后方附近时，停住自行车主体(1)。然后，竖起支架(17)，如图11和图12所示，使支架(17)的两个水平部分(17b)(17b)与初级充电装置(4)的壳体(430)的后面(430a)(430a)相接。从而将次级充电装置(6)的壳体(630)的一部分插入初级充电装置(4)的凹部(430b)中，在这种状态下，将次级线圈装置(52)配置在接近初级线圈装置(32)的位置上。然后，将锁定机构(图中省略未画)设定为锁定状态。从而，与上述第二个实施例一样，实现对电池(20)的充电。
在以下对第四个实施例至第六个实施例的说明中，与图5所示第二个实施例的装有电动马达的自行车一样，后轮(12b)上安装有内装次级线圈装置的支架(15)，但在初级充电装置(4)中具有特殊的机构。
第四实施例在本实施例的初级充电装置(4)中，如图13所示，在基座(412)上，沿自行车主体(1)的行进方向设置有下凹的自行车主体(1)后轮(12b)定位槽(413)。并且，与商用电源插座相接的电源软线(414)从基座(412)引出。
此外，在基座(412)上设置有装在壳体(41)内的初级线圈装置(33)和充电回路(图中省略未画)。在壳体(41)的右侧面(41a)形成与支架(15)的接地部分(15b)配合的凹部(411)，该凹部(411)在上方和右侧设置有开口。
初级线圈装置(33)，如图14所示，由初级线圈(332)卷绕在C字形的铁芯(331)上构成，该初级线圈(332)具有与自行车主体(1)的前进方向平行的卷轴。该初级线圈装置(33)从左侧包围所述凹部(411)，并装在壳体(41)内。
另一方面，在次级充电装置(6)中，如图15和图16所示，次级线圈装置(53)装在支架(15)的接地部分(15b)中。次级线圈装置(53)，如图14所示，由次级线圈(532)卷绕在棒状铁芯(531)上构成，次级线圈(532)与初级线圈(332)一样，具有平行于自行车主体(1)行进方向的卷轴。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，当后轮(12b)被放置在定位槽(413)上时，停住自行车主体(1)。然后，在竖起支架(15)后，将自行车主体(1)向左侧挪动，使支架(15)的接地部分(15b)与初级充电装置(4)的凹部(411)相互配合。从而，将装在支架(15)的接地部分(16b)内的次级线圈装置(53)设置于接近初级线圈装置(33)的规定位置上。这样，如图14所示，初级线圈装置(33)的铁芯(331)的两端(331a)(331a)和次级线圈装置(53)的铁芯(531)的两端(531a)(531a)互相面对，并稍稍留有一点间隙。
这样，使初级线圈(332)和次级线圈(532)相互电磁耦合，从次级线圈装置(53)获得高频电流。然后，该高频电流经整流回路和充电控制回路提供给电池(20)。从而对电池(20)充电。
在本实施例的充电系统中，如果将后轮(12b)置于定位槽(413)上，使支架(15)的接地部分(15b)与初级充电装置(4)的壳体(41)的凹部(411)相互配合，就可对次级线圈装置(53)正确地定位，使初级线圈(332)和次级线圈(532)确实实现相互电磁耦合。
此外，如图14所示，由于将次级线圈装置(33)的铁芯(331)和次级线圈装置(53)的铁芯(531)置于相互靠近的位置上，所以从初级线圈装置(33)的铁芯(331)辐射出来的磁力线的大部分均辐射入次级线圈装置(53)的铁芯(531)并贯通次级线圈(532)。
从而可高效地对电池(20)进行充电。
此外，使支架(15)的接地部分(15b)与初级充电装置(4)的凹部(411)相互配合，由于将次级线圈装置(53)配置在接近初级线圈装置(33)的位置上，所以在充电时易于确定位置。
第五实施例在第四个实施例中，初级充电装置(4)沿着与自行车主体(1)的行进方向垂直的方向形成深入的凹部(411)，于此相反，如图17所示，本实施例的初级充电装置(4)沿着与自行车主体(1)的行进方向平行的方向形成深入的凹部(421)。
在本实施例的初级充电装置(4)中，在基座(422)上，沿自行车主体(1)的行进方向设置有下凹的自行车主体(1)的后轮(12b)定位槽(423)。此外，与商用电源插座相接的电源软线(424)从基座(422)引出。
并且，在基座(422)上设置有装在壳体(42)内的初级线圈装置(39)和充电回路(图中省略未画)。在壳体(42)的后面(42a)形成与支架(15)的接地部分(15b)相配合的凹部(421)，该凹部(421)在上方和后方设有开口。
初级线圈装置(39)，如图18所示，由初级线圈(392)卷绕在C字形铁芯(391)上构成，初级线圈(392)具有与自行车主体(1)前进方向垂直的卷轴。该初级线圈装置(39)从前方包围所示凹部(421)，并装在壳体(42)内。
另一方面，在次级充电装置(6)中，如图19和20所示，在支架(15)的接地部分(15b)内装次级线圈装置(59)。次级充电装置(6)的次级线圈装置由次级线圈(592)卷绕在棒状铁芯(591)中构成，次级线圈(592)与初级线圈(392)一样，具有与自行车主体(1)的行进方向垂直的卷轴。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，当后轮(12b)置于定位槽(423)上时，使自行车主体(1)停住。然后，一竖起支架(15)，支架(15)的接地部分(15a)就从初级充电装置(4)的壳体(41)的后侧插入凹部(421)内，如图19所示，将其置于凹部(421)内。从而，使装在支架(15)的接地部分(15b)内的次级线圈装置(59)置于接近初级线圈装置(39)的规定位置上。这样，如图18所示，初级线圈装置(39)的铁芯(391)的两端(391a)(391a)和次级线圈装置(59)的铁芯(591)的两端(591a)(591a)互相面对，并稍稍留有一点间隙。从而，与上述第四实施例同样，对电池(20)进行充电。
利用本实施例，由于在把后轮(12b)置于定位机构(423)上的状态下，竖起支架(15)，支架(15)的接地部分(15b)就被置于初级充电装置(4)的凹部(421)内，所以可以省略，例如在第四实施例中，竖起支架(15)后向左侧挪动自行车主体(1)的操作。
第六实施例本实施例的初级充电装置(4)，与具有C字形壳体(42)的第五实施例不同，它具有如图21所示的L字形壳体(43)。
在本实施例的初级充电装置(4)中，在基座(432)上沿自行车主体(1)的行进方向设有下凹的自行车主体(1)的后轮(12b)定位槽(433)。并且，用于连接商用电源插座的电源软线(434)从基座(432)引出。
并且，在基座(432)上设置有装在壳体(43)内的初级线圈装置(34)和充电回路(图中省略未画)。在横跨壳体(43)的右侧面(43a)和后面(43b)的角部，形成与支架(15)的接地部分(15b)相配合的凹部(431)，该凹部(431)向上方，右方和后方开口。
初级线圈装置(34)，如图22所示，由初级线圈(342)卷绕在大体为L字形的铁芯(341)上而构成，初级线圈(342)具有与自行车主体(1)的行进方向平行的卷轴。该初级线圈装置(34)以铁芯(341)沿凹部(431)布置的形态装在壳体(43)内。
另一方面，在次级充电装置(6)中，如图23和图24所示，壳体(15)的接地部分(15b)中内装次级线圈装置(54)。次级充电装置(6)的次级线圈装置(54)由次级线圈(542)卷绕在棒状铁芯(541)上构成，次级线圈(542)具有平行于自行车主体(1)行进方向的卷轴。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，当后轮(12b)置于定位槽(433)上时，停住自行车主体(1)。然后，当竖起支架(15)时，支架(15)的接地部分(15a)就从初级充电装置(4)的壳体(43)后侧进入凹部(431)内，如图23所示置于凹部(431)内。从而将装在支架(15)的接地部(15b)内的次级线圈装置(54)置于接近初级线圈装置(34)的规定位置上。这样，如图22所示，初级线圈装置(34)的铁芯(341)的一个端面(341a)和次级线圈装置(54)的铁芯(541)的一个端部侧面(541b)、初级线圈装置(34)的铁芯(341)的另一端部侧面(341b)和次级线圈装置(54)的铁芯(541)的另一个端面分别相互相对，并稍稍留有一点间隙。从而，可以对电池(20)进行充电。
利用本实施例，如图21所示，由于初级充电装置(4)的凹部(431)在右侧设有开口，所以可以比第五实施例更容易地将支架(15)的接地部分(15b)置于凹部(431)内。
第七实施例在本实施例的次级充电装置(6)中，如图25和图26所示，次级线圈装置(55)装在脚镫(100)内。次级线圈装置(55)由次级线圈(552)卷绕在与脚镫(100)的轴芯相连接的棒状铁芯(551)上构成，铁芯(551)的前端在自行车主体(1)的侧面露出。
曲柄(10)上装有靠近自行车主体(1)一侧的整流装置(75)，该整流装置(75)通过导线(图中省略未画)与次级线圈装置(55)相连接。
在自行车主体(1)中，安装有用于接通和切断次级线圈装置(55)和电池(20)之间的电连接的连接机构(72)，该连接机构(72)由安装在曲柄(10)的靠自行车主体(1)侧的第一机构(73)和安装在链拉条(16)的靠脚镫(100)侧的第二机构(74)构成。当曲柄(10)与链拉条(16)平行时，第一机构部分(73)与第二机构部分(74)相对。
在第一机构(73)中，在铁芯(732)上卷绕有线圈(733)，同时，在铁芯(732)上与第二机构部分(74)相对的面上安装有与铁芯(732)电绝缘的一对正负电极(731)(731)。
另一方面，在第二机构部分(74)中，筒状壳体(740)沿垂直于曲柄(10)旋转面的方向固定筒轴。该壳体(740)内设有滑动配合的铁片(743)，铁片(743)由弹簧(742)弹性支持。在铁片(743)与第一机构部分(73)相对的面上，安装有与第一机构部分(73)的一对正负电极(731)接触的一对正负电极(741)(741)。
如图27所示，从整流装置(75)引出的正极线路(734)和负极线路(735)连接在第一机构部分(73)的线圈(733)两端，同时与一对正负电极(731)(731)连接。此外，第二机构部分(74)的一对正负电极(741)(741)通过正极线路(744)和负极线路(745)与所述电池连接。
在初级充电装置(4)中，如图25和图26所示，壳体(440)中内装有初级线圈装置(35)和充电回路(图中省略未画)，当曲柄(10)与链拉条(16)平行时，初级线圈装置(35)被置于与脚镫(100)中的次级线圈装置(55)相对的高度上。初级线圈装置(35)由初级线圈(352)卷绕在棒状的弹性(351)上构成，铁芯(351)上的次级线圈装置(55)侧的端面露在壳体(440)之外。
在本实施例的充电系统中，当需要对电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，当脚镫(100)移动到初级充电装置(4)旁的位置上时，停住自行车主体(1)。然后，旋转曲柄(10)并设定为与链拉条(16)平行的状态，使第一机构部分(73)与第二机构部分(74)相对。并且使设置在脚镫(100)内的次级线圈装置(55)与初级线圈装置(35)相对。
从商用电源获得的交流电流由充电回路转换成高频电流后，提供给初级线圈装置(35)。从而由初级线圈装置(35)的初级线圈(352)产生磁力线，该磁力线贯穿次级线圈装置(55)的次级线圈(552)，使初级线圈(352)与次级线圈(552)相互电磁耦合。
这样，便从次级线圈装置(55)获得高频电流，该高频电流在由整流装置(75)整流之后经正极线路(734)和负极线路(75)提供给第一机构部分(73)的线圈(733)。从而由线圈(733)产生磁力线，该磁力线使铁芯(732)磁化，形成电磁铁。
这样，第二机构部分(74)的铁片(743)被第一机构部分(73)的铁芯(732)所吸引，如图27所示，克服弹簧(742)的弹力并向第一机构(73)侧凸出，第二机构部分(74)的电极(741)(741)与第一机构部分(73)的电极(731)(731)接触。因此，形成从整流装置(75)至电池的电流供应线路，对电池充电。
在下面所述的第八实施例至第十三实施例中，如图28所示，在装有电动马达的自行车的后轮(12b)上安装有用于支撑自行车主体(1)使其保持竖立状态的支架(18)。支架(18)由在支撑状态下向斜下方伸出的支腿(18a)和在支撑状态下与地面接触的接地部分(18b)构成。
第八实施例至第十三实施例的特征是初级充电装置(4)的壳体的形状和次级充电装置(6)的安装位置具有特殊的结构。
第八实施例本实施例的次级充电装置(6)，如图28和图29所示，由次级线圈装置(56)和由整流回路等形成的次级充电回路(图中省略未画)装在壳体(620)中构成，朝向自行车主体(1)的后轮(126)侧安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置上。
次级线圈装置(56)通过沿支架(18)的支腿(18a)和链拉条(16)延伸设置的线路(图中省略未画)与电池(20)相连。并且，次级线圈装置(56)，如图30所示，由次级线圈(562)卷绕在棒状铁芯(561)上构成。
另一方面，初级充电装置(4)，如图28和图29所示，由初级线圈装置(36)和由开关回路等形成的初级充电回路(图中省略未画)装在壳体(44)中构成，用于连接商用电源插座的电源软线(442)从壳体(44)引出。所述开关回路的开关频率为100KHz。
壳体(44)的左侧面形成与支撑状态下支腿(18a)的倾斜角度大体相同的斜面(44a)。在斜面(44a)上形成容纳所述次级充电装置(6)的凹部(441)，该凹部(441)向壳体(44)的后面(44b)和斜面(44a)开口。
初级线圈装置(36)，如图30所示，由初级线圈(362)(362)卷绕在C字形铁芯(361)上构成，以从前方包围凹部(441)且与斜面(44a)平行的姿态装在壳体(44)内。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，使次级充电装置(6)从初级充电装置(4)的壳体(44)的后面(44b)向凹部(441)移动。而且，当进一步使自行车主体(1)前进时，支架(18)的支腿(18a)沿斜面(44a)向前移动，同时，次级充电装置(6)向前移入凹部(441)内，如图29所示，被置于凹部(441)内的规定位置上。从而，如图30所示，将次级线圈装置(56)的次级线圈(562)置于接近初级线圈装置(36)的初级线圈(362)的规定位置上。在这种状态下，利用初级线圈(362)中流通的高频电流，在该线圈(362)中产生磁力线，该磁力线贯穿次级线圈(562)，使初级线圈(362)和次级线圈(562)相互电磁耦合。从而，在次级线圈(562)中获得高频电流，该高频电流，利用所述次级充电回路转换为直流电流后提供给电池(20)，对电池(20)充电。
第九实施例如图31和图32所示，本实施例的次级充电装置(6)面向自行车主体(1)的后轮(12a)侧安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置上，这种结构与图30所示的上述第一实施例的次级充电装置相同。
另一方面，如图31和图32所示初级充电装置(4)由与上述第八个实施例结构相同的初级线圈装置(36)和初级充电回路(图中省略未画)装在壳体(45)内构成，连接商用电源插座的电源软线(452)从壳体(45)中引出。
壳体(45)的左侧面形成具有与支撑状态下支架(18)的腿部(18a)大体相同的倾斜角度的斜面(45a)。在该斜面(45a)上形成容纳所述次级充电装置(6)的凹部(451)，该凹部(451)在壳体(45)的斜面(45a)和上面(45b)开口。
初级线圈装置(36)从下侧包围凹部(451)且以平行于斜面(45a)的姿态装入壳体(45)内。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，在将初级充电装置(4)夹在后轮(12b)和壳体(18)之间的状态在使自行车主体(1)前进。与此同时，支架(18)的支腿(18a)沿着斜面(45a)向前移动，同时，次级充电装置(6)向前移动。然后，当次级充电装置(6)移动到与初级充电装置(4)的壳体(45)的凹部(451)相对的位置时，停住自行车主体(1)。接着，使自行车主体(1)向右靠拢，如图32所示，使次级充电装置(6)从壳体(45)的斜面(45a)侧装入凹部(451)。从而可对电池(20)充电。
第十实施例如图33和图34所示，本实施例的次级充电装置(6)面向自行车主体(1)的后轮(12a)侧安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置上，其结构与图30所示的上述第八实施例的次级充电装置相同。
另一方面，如图33和图34所示，初级充电装置(4)由与上述第八个实施例结构相同的初级线圈装置(36)和初级充电回路(图中省略未画)装在壳体(46)中构成，连接商用电源插孔的电源软线(462)从壳体(46)中引出。
在壳体(46)上形成从上面(46b)至右侧面(46c)的斜面(46a)，横跨斜面(46a)和右侧面(46c)形成容纳支架(18)的凹部(461)。凹部(461)具有与在支撑状态下支架(18)的支腿(18a)倾斜角度大体相同的斜面(461a)。
初级线圈装置(36)从左上方包围凹部(461)且以平行于斜面(46a)的姿态装在壳体(461)内。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)在初级充电装置(4)的右侧前进。与此同时，支架(18)的支腿(18a)向前移动，同时，次级充电装置(6)向前移动。然后，当次级充电装置(6)移动到与初级充电装置(4)的壳体(46)的凹部相对的位置上时，停住自行车主体(1)。接着，向左侧挪动自行车主体(1)，如图34所示，将壳体(18)和次级充电装置(6)从壳体(46)的右侧面(46c)装入凹部(461)内。这样，将支架(18)的支腿(18a)以沿着凹部(461)的斜面(461a)的姿态装入其中。从而可对电池(20)充电。
第十一实施例如图35和图36所示，本实施例的次级充电装置(6)朝着自行车主体(1)的前方安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置上，这种结构与图30所示的上述第八实施例的次级充电装置相同。
另一方面，如图35和图36所示，初级充电装置(4)由与上述第八个实施例结构相同的初级线圈装置(36)和初级充电回路(图中省略未画)装在壳体(47)中构成，连接商用电源插座的电源软线(472)从壳体(47)中引出。
壳体(47)的上面形成在右侧向下倾斜的斜面(47a)。此外，在壳体(47)的后面上形成容纳从前方深入的支架(18)的凹部(471)，该凹部(471)在壳体(47)的斜面(47a)和后面(47b)开口。此外，凹部(471)具有与支撑状态下支架(18)的支腿(18a)的倾斜角度基本相同的右斜面(471a)和左斜面(471b)。
初级线圈装置(36)从前方包围凹部(471)且以平行于斜面(47a)的姿态装在壳体(47)内。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池(20)充电时，使自行车主体(1)前进，将支架(18)及次级充电装置(6)从初级充电装置(4)的壳体(47)的后方侧(47b)向凹部(471)移动。进一步使自行车主体(1)前进时，支架(18)的支腿(18a)沿着凹部(471)的右斜面(471a)和左斜面(471b)向前方移动，同时，次级充电装置(6)向前方移入凹部(471)内，如图36所示，置于凹部(471)内的规定位置上。从而可对电池(20)进行充电。
第十二实施例如图37和图39所示，本实施例的次级充电装置(6)向着自行车主体(1)的后轮(12b)侧安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置上。
次级充电装置(6)由次级线圈装置(57)和次级充电回路(图中省略未画)装在壳体(630)内构成，该次级线圈装置(57)通过沿支架(18)的支腿(18a)和链拉条(16)延伸设置的线路(图中省略未画)与前述电池(20)相连接，次级线圈装置(57)，如图38所示，由次级线圈(572)卷绕在棒状铁芯(571)上构成。
另一方面，如图37和图39所示，初级充电装置(4)由初级线圈装置(37)和次级充电回路(图中省略未画)装在壳体(48)中构成，连接商用电源插座的电源软线(482)从壳体(48)引出。
壳体(48)的左侧面形成与支撑状态下的支架(18)的支腿(18a)的倾斜角度大体相同的斜面(48a)，在斜面(48a)上形成容纳所述次级充电装置(6)的凹部(481)。
初级线圈装置(37)，如图38所示，由初级线圈(372)卷绕在C字形的铁芯(371)上构成，使铁芯(371)的端面(371a)(371a)与所述凹部(481)的底部(481a)相对，置于壳体(48)内。
在本实施例的充电系统中，当需要对自行车主体(1)的电池充电时，在将初级充电装置(4)夹在后轮(12b)和壳体(18)之间的状态下使自行车前进。与此同时，壳体(18)的支腿(18a)沿着初级充电装置(4)的壳体(48)的斜面(48a)向前移动，同时，次级充电装置(6)向前移动。然后，当次级充电装置(6)移动到与壳体(48)的凹部(481)相对的位置时，停住自行车主体(1)。接着，使自行车主体(1)向右靠拢，如图39所示，将次级充电装置(6)从壳体(48)的斜面(48a)侧装入凹部(481)内。从而，次级线圈装置(57)的次级线圈(572)，如图38所示，被置于接近初级线圈装置(37)的初级线圈(372)的规定位置上。从而，对电池(20)充电。
第十三实施例如图40和图41所示，本实施例的次级充电装置(6)向着自行车主体(1)的后轮(12b)侧安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置上，其结构与上述第十二实施例的次级充电装置相同。
另一方面，如图40和图41所示，初级充电装置(4)由与上述第十二实施例结构相同的初级线圈装置(37)和初级充电回路(图中省略未画)装在壳体(49)内构成，连接商用电源插座的电源软线(492)从壳体(49)引出。
壳体(49)的左侧面形成与支撑状态下的支架(18)的支腿(18a)的倾斜角度大体相同的斜面(49a)，横跨斜面(49a)和后面(49b)形成容纳前述次级充电装置(6)的凹部(491)。
次级线圈装置(37)以铁芯(371)的端部(371a)(371a)与前述凹部(491)的前面(491a)相对的形式装入壳体(49)内。
在本实施例的充电系统中，当需要自行车主体(1)的电池充电时，使自行车主体前进，使次级充电装置(6)从初级充电装置(4)的壳体(49)的后面(49b)侧向凹部(491)移动。进一步使自行车主体(1)前进时，支架(18)的支腿(18a)沿斜面向前移动，同时，次级充电装置(6)向前移入凹部(491)内，如图41所示，装入凹部(491)内的规定位置。从而可以对电池(20)进行充电。
在上述第八实施例至第十三实施例中任何一种充电系统中，只要支架(18)的接地部分(18b)与初级充电装置(4)的壳体的凹部相互配合，即可对电池(20)充电。
并且，由于次级充电装置(6)安装在支架(18)的支腿(18a)的中间位置，当利用支架(18)支撑自行车主体(1)时，次级充电装置(6)不会直接碰撞地面，所以次级充电装置(6)受到的冲击力小。因而，次级充电装置不需要设置防撞击的特殊结构，所以可以更为紧凑、轻巧。
此外，在上述装有电动马达的自行车中，在需要乘车时，从前方将支架(18)的支腿(18a)的下部向后踢，将支架(18)的支腿(18a)设定为大体成水平状态，由于次级充电装置(6)安装在支腿(18a)的中间位置上，所以不会误踢到次级充电装置。
第十四实施例在本实施例的充电系统中，如图42所示，在装有电动马达的自行车的后轮(12b)上安装有用于支撑自行车主体(1)使其呈竖立状态的支架(19)。支架(19)由在支撑状态下向斜下方伸出的左右一对支腿(19a)(19a)、在支撑状态下离开地面一定高度的位置上沿水平方向延伸的水平部分(19b)和在支撑状态下与地面接触的左右一对接地部分(19c)(19c)构成，两支腿(19a)(19a)由水平部分(19b)和两个接地部分(19c)(19c)相互连接。
如图42所示，本实施例的次级充电装置(6)与上述第八实施例的次级充电装置一样，是由次级线圈装置(58)和由整流回路等组成的次级充电回路(图中省略未画)装在壳体(640)中构成的，安装在支架(19)的水平部分(19b)上。
次级线圈装置(58)通过沿支架(19)的水平部分(19b)、接地部分(19c)、支腿(19a)和链拉条(16)延伸设置的线路(图省略未画)与电池(20)相连接。此外，如图44所示，次级线圈装置(58)由次级线圈(582)卷绕在棒状铁芯(581)上构成。
另一方面，如图43和图45所示，初级充电装置(4)由初级线圈装置(38)和由开关回路等组成的初级充电回路(图中省略未画)装在壳体(40)中构成，连接商用电源插座的电源软线(407)从壳体(40)中引出。
壳体(40)在前、后具有高度不同的第一水平面(404)和第二水平面(405)，第一水平面(404)比第二水平面(405)低。在第一水平面(404)的后方端部，形成与支架(19)的下端部相配合的凹部(406)。该凹部(406)具有从第一水平面(404)向后方下斜的斜面(406a)和从第二水平面(405)垂直向下延伸的垂直面(406b)。
如图44所示，初级线圈装置(38)由初级线圈(382)卷绕在C字形铁芯(381)上构成，铁芯(381)的两端面(381a)(381a)与前述凹部(406)的垂直面(406b)相对，装在壳体(40)内。
在本实施例的充电系统中，当需要对电池(20)充电时，从后轮(12b)位于初级充电装置(4)的前方位置上的状态开始，一边使自行车主体(1)后退，一边将支架(19)向下推到倾斜的状态，如图45所示，支架(19)的下端部插入初级充电装置(4)的凹部(406)。在这一过程中，次级充电装置(6)不与初级充电装置(4)的壳体(40)接触。进而，通过将自行车主体(1)向后方抬起，支架(19)的下端部被凹部(406)的垂直面(406b)挡住，如图46所示，一直旋转到垂直的状态，支撑住自行车主体(1)。在这种状态下，次级充电装置(6)的次级线圈装置(58)被置于接近初级充电装置(4)的初级线圈装置(38)的规定位置上。从而，使初级线圈装置(38)和次级线圈装置(58)电磁耦合，开始对电池(20)充电。
此外，在上述装有电动马达的自行车中，当从图46中的支撑状态将自行车主体(1)向前推出时，支架(19)接触到凹部(406)的斜面(406a)并弹起成水平状态。从而，当支架(19)弹起时不必借助脚尖用力。
利用本实施例的充电系统，只要使支架(19)的下端部与初级充电装置(4)的壳体(40)的凹部(406)相配合，就可对电池(20)充电。
此外，由于次级充电装置(6)安装在支架(19)的水平部分(19b)上，当利用支架(19)支撑自行车主体(1)时，次级充电装置(6)不会直接碰撞地面，所以次级充电装置(6)所受的冲击力小。因而，可以使次级充电装置更为紧凑、轻巧。
此外与第一实施例一样，在第二至第十四实施例中，也可在初级充电装置(4)内安装在充电时发光的发光二极管(402)。
此外，与第一实施例一样，可使次级充电装置(6)具有充电模式、停车模式和乘车模式三种切换设定，可以安装用于切换自行车主体(1)的模式的手动切换开关(24)。
此外，与第一实施例一样，在次级充电装置(6)中安装磁铁(61)，同时，在初级充电装置(4)中可安装利用接近和远离磁铁(61)而通/断的开关(401)。
以下所要说明的第十五实施例和第十六实施例是将本发明实施在电动汽车上，如图47和图48所示，在汽车主体(9)中装有作为电动马达(图中省略未画)的电源的电池(25)。
这些实施例的充电系统由设置在规定位置上的初级充电装置(600)和装配在电动汽车上的次级充电装置(900)构成。
第十五实施例在本实施例的次级充电装置(900)中，如图47所示，在汽车主体(9)的下面安装有次级线圈装置(90)。次级线圈装置(90)由次级线圈卷绕在铁芯上构成。此外，在汽车主体(9)中装有整流回路(26)，所述次级线圈装置(90)通过整流回路(26)与电池(25)相连接。另一方面，初级充电装置(600)是设置在停车场的充电装置(62)。充电装置(62)内装有充电回路(图中省略未画)，连接商用电源插座的电源软线(621)从充电装置(62)引出。
此外，在停车场设置初级线圈装置(64)，初级线圈装置(64)由初级线圈卷绕在铁芯上构成。该初级线圈装置(64)通过埋设在地下的线路(94)与充电装置(62)连接。
在初级线圈装置(64)附近，设置有用于检测电动汽车是否停在规定的停车位置上的停车传感器(63)，停车传感器(63)通过埋设在地下的线路(95)与前述充电装置(62)相连接。此外，在从初级线圈装置(64)向后间隔一定距离的位置上，设置有停车挡板(91)，当电动汽车后轮(92b)接触到停车挡板(91)并停住时，初级线圈装置(64)和次级线圈装置(90)互相相对。
在本实施例的充电系统中，当对电池(25)充电时，使汽车主体(9)沿图中箭头方向从充电装置(62)的前方向后退，当后轮(92b)接触到停车挡板(91)时，使汽车(9)停住不再后退。于是，将次级线圈装置(90)置于接近初级线圈装置(64)的对向位置上。
这时，停车传感器(63)向充电装置(62)输出检测信号。充电装置(62)接收检测信号，将从商用电源获得的交流电流转换为高频电流提供给初级线圈装置(64)。从而从初级线圈装置(64)的初级线圈(图中省略未画)产生磁力线，该磁力线贯穿次级线圈装置(90)的次级线圈(图中省略未画)，使初级线圈和次级线圈相互电磁耦合。
从而，从次级线圈装置(90)获得高频电流，该高频电流由整流回路(26)转换成直流并同时进行整流后，提供给电池(25)，从而实现对电池(25)的充电。
利用本实施例的充电系统，只需将电动汽车停在停车场的规定位置上，既可对电池(25)充电。
第十六实施例在本实施例的次级充电装置(900)中，如图48所示，在汽车主体(9)中装有与上述第十五实施例结构相同的次级线圈装置(90)和整流回路(26)。
另一方面，在初级充电装置(600)中，在从交叉点的停车线(93)向后间隔一定距离的位置上，在地下埋设有与第十五实施例结构相同的初级线圈装置(64)，在该初级线圈装置(64)附近的地下埋设有与第十五实施例结构相同的充电装置(62)。初级线圈装置(64)通过埋设在地下的线路(94)与充电装置(62)相连接。在电动汽车前轮(92a)与停车线(93)对齐停住的状态下，初级线圈装置(64)与次级线圈装置(90)相对。
在初级线圈装置(64)附近的地下埋设有停车传感器(63)。停车传感器(63)用于检测电动汽车前轮(92a)是否停在与交叉点停车线(93)对齐的位置上。停车传感器(63)通过埋设在地下的线路(95)与前述充电装置(62)相连接。
在本实施例的充电系统中，当电动汽车的前轮(92a)停在与交叉点处的停车线(93)对齐的位置上时，次级线圈装置(90)置于接近初级线圈装置(64)的对向位置上。
这时，停车传感器(63)向充电装置(62)输出检测信号。充电装置(62)接收该检测信号，将从商用电源获得的交流电流转换为高频电流提供给初级线圈装置(64)。从而，与上述第十五实施例相同，实现对电池(25)的充电。
在本实施例的充电系统中，有效地利用汽车停在交叉点的时间，对电池(25)进行充电。此外，由于本实施例的初级充电装置(600)埋设在交叉点处，所以如果是装有次级充电装置(900)的电动汽车，只要停止在交叉点处，都可以进行充电。
此外，对于第十五实施例和第十六实施例，可采用微波发射器和接收器取代初级线圈装置(64)和次级线圈装置(90)，利用微波作为能量传递方式。
此外，在第十五实施例和第十六实施例中，可以检测是否向次级线圈装置(90)输入磁能的机构，和当确定不向次级线圈装置(90)输入磁能时，切断对充电装置(62)的初级线圈装置(64)的供电机构。在停车场或交叉点上停放不具有次级线圈装置(90)的其它结构的汽车时，这种结构可保证不对初级线圈装置(64)供电，以确保安全。
此外，对于第一实施例至第十六实施例，由初级线圈卷绕在铁芯上构成初级线圈装置，同时由次级线圈卷绕在铁芯上构成次级线圈装置，其中，铁芯可以省略，只由初级线圈构成初级线圈装置，同时只由次级线圈构成次级线圈装置。
权利要求
1．一种对作为装在电动车辆上的电动马达电源的电池进行充电的充电系统，包括初级充电装置，它在电动车辆规定的停车位置附近处设有辐射微波、磁能或光线等电磁波能量的能量输出部，和次级充电装置，它在电动车辆的主体上设有接收电磁波能量辐射的能量输入部，将输入部的能量转换为充电电流提供给电池。
2．如权利要求1所述的电动车辆充电系统，所述电磁波能量为磁能，所述初级充电装置的能量输出部为初级线圈装置，所述次级充电装置的能量输入部为次级线圈。
3．如权利要求2所述的电动车辆充电系统，所述初级线圈装置由初级线圈卷绕在铁芯上构成，所述次级线圈装置由次级线圈卷绕在铁芯上构成。
4．如权利要求3所述的电动车辆充电系统，所述电动车辆为电动自行车。
5．如权利要求4所述的电动车辆充电系统，所述次级充电装置的次级线圈装置安装在电动自行车的前轮或后轮的车轴上。
6．如权利要求4所述的电动车辆充电系统，所述次级充电装置的次级线圈装置安装在电动自行车的脚镫上。
7．如权利要求4所述的电动车辆充电系统，所述次级充电装置的次级线圈装置安装在用于支撑电动自行车主体使其成竖立状态的支架上。
8．如权利要求7所述的电动车辆充电系统，所述次级充电装置的次级线圈装置安装在离开支架接地部分的位置上。
9．如权利要求7或8所述的电动车辆充电系统，所述初级充电装置具有内装初级线圈装置的壳体，该壳体上形成与次级充电装置的次级线圈装置配合的凹部，在次级线圈装置与凹部相互配合的状态下，初级线圈装置和次级线圈装置相互面对，可使两线圈装置相互电磁耦合。
10．如权利要求9所述的电动车辆充电系统，所述初级线圈装置的铁芯是C字形或L字形，同时次级线圈装置的铁芯呈棒状，在次级线圈装置与初级线圈装置的凹部相互配合的状态下，初级线圈的铁芯的两端与次级线圈装置的铁芯的两端相互靠近或接触。
11．如权利要求9或10所述的电动车辆充电系统，所述初级充电装置具有在电动自行车停止在规定位置上的状态下用于放置该电动自行车后轮的定位机构，在后轮放置在定位机构上的状态下，次级充电装置的次级线圈装置与初级充电装置的凹部相互配合。
12．如权利要求2至11中任何一项所述的电动车辆充电系统，所述初级充电装置具有用于对初级线圈装置的通电进行通/断的开关，次级充电装置具有随着初级线圈和次级线圈装置的靠近/远离，而使前述开关通/断的开关机构。
13．如权利要求7至11中任何一项所述的电动车辆充电系统，在支架上设置有将支架锁定在竖立状态下的锁定机构，次级充电装置具有用于接通或切断对电池的通电的开关，并具有与锁定机构连动，在锁定机构为锁定状态时接通前述开关，在锁定解除状态下切断前述开关的开关机构。
全文摘要
本发明的充电系统由设置在规定位置上的初级充电装置(4)和装配在自行车主体(1)上的次级充电装置(6)构成。在次级充电装置(6)中,壳体(610)中装有次级线圈装置(50)、整流回路和充电控制回路,次级线圈装置(50)通过连接软线与装在自行车主体(1)上的电池(20)相连。次级线圈装置(50)由次级线圈(502)卷绕在铁芯(501)上构成。另一方面,在初级线圈装置中装有壳体(410)中的初级线圈装置(30)和充电回路,初级线圈装置(30)由的初级线圈(302)卷绕在铁芯上构成。对于该充电系统,只要使次级线圈装置(50)接近初级线圈装置(30),即可对电池充电。
文档编号H01F38/14GK1220035SQ97194981
公开日1999年6月16日 申请日期1997年5月23日 优先权日1996年5月27日
发明者山田诚, 沓山弘, 青木英明, 鸟田正刚, 角谷和重, 村上诚治, 岸本圭司, 前川正弘 申请人:三洋电机株式会社