(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部（２）と可動部（３）とを備えた誘導電力伝達パッド（１）、特に車両（４３）への誘導電力伝達用のシステム（１、１１、１２）の伝達パッド、であって、前記可動部（３）は、電流が一次巻線構造（６）の巻線に流れているときに磁場または電磁場を発生させるための前記一次巻線構造（６）を備え、前記誘導電力伝達パッド（１）は、前記可動部（３）の動作を駆動するためのアクチュエータ（１４、４４）を少なくとも１つ備え、前記可動部（３）は、収縮状態と伸長状態との間で移動するように、前記少なくとも１つのアクチュエータ（１４、４４）によって少なくとも第１の方向に移動可能であり、
−  前記静止部（２）は作動装置（３８）を備え、前記作動装置（３８）は、前記一次巻線構造（６）が前記磁場または電磁場を発生させるように前記一次巻線構造（６）を作動させるべく適合化された電気および／または電子装置であり、前記作動装置（３８）は、前記一次巻線構造（６）に電気的に接続され、作動中に熱を発し、
−  前記静止部（２）は冷却装置（３１）を備え、前記冷却装置（３１）は前記作動装置（３８）に熱的に結合され、前記誘導電力伝達パッド（１）の環境に熱を伝達させるべく適合化され、
−  前記冷却装置（３１）は、前記収縮状態の前記可動部（３）によって覆われ、前記可動部（３）は、前記伸長状態に移動されているときに、前記冷却装置（３１）を露出させる、
誘導電力伝達パッド。
【請求項２】
前記冷却装置（３１）は放熱板を備えることを特徴とする、請求項１に記載の誘導電力伝達パッド。
【請求項３】
前記放熱板はリブ（３２）および／またはフィンを複数備え、これにより、同じ体積の装置に比べ、より大きな表面を有することを特徴とする、請求項２に記載の誘導電力伝達パッド。
【請求項４】
前記作動装置（３８）のうちの少なくとも１つがハウジング（１０）内に配置され、前記ハウジング（１０）の外殻は第１の材料製であり、前記冷却装置（３１）は前記ハウジング（１０）の外側に配置され、前記作動装置（３８）のうちの少なくとも１つは、前記ハウジング（１０）の前記外殻を貫通延在する熱伝導材料（３９）を介して、前記冷却装置（３１）に熱結合され、前記熱伝導材料（３９）は前記第１の材料より高い熱伝導率を有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導電力伝達パッド。
【請求項５】
前記冷却装置（３１）は、前記可動部（３）を前記伸長状態に移動できる前記第１の方向を横切る方向に、前記作動装置（３８）のうちの前記少なくとも１つの側方に載置されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導電力伝達パッド。
【請求項６】
前記可動部（３）は、少なくとも前記第１の方向に、前記冷却装置（３１）を覆うことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の誘導電力伝達パッド。
【請求項７】
静止部（２）と可動部（３）とを備えた誘導電力伝達パッド（１）、特に車両（４３）への誘導電力伝達用システム（１、１１、１２）の伝達パッド、を作動させる方法であって、前記可動部（３）は、一次巻線構造（６）の巻線に電流を伝導することによって磁場または電磁場を発生させるために作動される前記一次巻線構造（６）を備え、前記可動部（３）が少なくとも第１の方向に移動されるように、および前記可動部（３）が収縮状態と伸長状態との間で移動されるように、前記誘導電力伝達パッド（１）のアクチュエータ（１４、４４）が前記可動部（３）の動作を駆動し、
−  前記一次巻線構造（６）が前記磁場または電磁場を発生させるように、前記一次巻線構造（６）に電気的に接続された前記静止部（２）の作動装置（３８）が前記一次巻線構造（６）を作動させ、作動中に熱を発生させ、
−  熱を前記誘導電力伝達パッド（１）の環境に伝達するために、前記作動装置（３８）に熱的に結合された前記静止部（２）の冷却装置（３１）が使用され、
−  前記冷却装置（３１）は前記収縮状態の前記可動部（３）によって覆われ、前記可動部（３）は、前記伸長状態に移動されているときに、前記冷却装置（３１）を露出させる、
方法。
【請求項８】
放熱板が前記冷却装置（３１）として使用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
リブ（３２）および／またはフィンを複数備えた前記放熱板の表面を介して、ひいては同じ体積の装置に比べ増大した表面を介して、熱が前記放熱板から前記環境に伝達されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記作動装置（３８）のうちの少なくとも１つがハウジング（１０）内に配置され、前記ハウジング（１０）の外殻は第１の材料製であり、前記冷却装置（３１）は前記ハウジング（１０）の外側に配置され、熱が前記作動装置（３８）のうちの少なくとも１つから前記冷却装置（３１）に、前記ハウジング（１０）の前記外殻を貫通延在する熱伝導材料を介して、伝導され、前記熱伝導材料は、前記第１の材料より高い熱伝導率を有することを特徴とする、請求項７〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記冷却装置（３１）は、前記可動部（３）を前記伸長状態に移動できる前記第１の方向を横切る方向に、前記作動装置（３８）のうちの前記少なくとも１つの側方に載置されることを特徴とする、請求項７〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記冷却装置（３１）は、少なくとも前記第１の方向に前記収縮状態の前記可動部（３）によって覆われることを特徴とする、請求項７〜１１の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電力伝達パッドおよび、特に車両への、誘導電力伝達用システムに関する。更に、本発明は、誘導電力伝達パッドを作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両、特に走路拘束型車両、および／または路面用自動車、は誘導電力伝達によって伝達されるエネルギーによって作動させることができる。このような車両は、磁場または電磁場を受けて磁気誘導によって電流を発生させるべく適合化された受電装置を備えた回路構成を備え得る。この回路構成は、車両のトラクションシステム、またはトラクションシステムの一部、にすることができる。更に、このような車両は、受電装置が発生させた交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変換するべく適合化された整流器を備えることができる。ＤＣは、走行用バッテリを充電するために、または電気機械を作動させるために、使用可能である。後者の場合、ＤＣは、インバータによってＡＣに変換可能である。
【０００３】
誘導電力伝達は、２セットの巻線構造を用いて行われる。第１のセット（一次巻線構造）は、地上に据え付けられるなどして、固定され、道路沿いの電力変換器（ＷＰＣ）によって給電可能である。第２の巻線セットは、車両に据え付けられる。例えば、第２の巻線セット（二次巻線構造）は、車両に、例えば車両の下側に、取り付け可能であり、路面電車の場合は、その複数の台車のうちのいくつかの下に取り付け可能である。自動車の場合、第２の巻線セット（二次巻線構造）は車両の車台に取り付け可能である。第２の巻線セットまたは、通常、二次側構成、はピックアップまたは受電装置としばしば称される。電気エネルギーを一次側で磁場エネルギーに変換し、この磁場エネルギーを伝達し、この磁場エネルギーを二次側で電気エネルギーに変換し戻すことによって、電気エネルギーを車両に伝達するために、第１の巻線セットと第２の巻線セットとは高周波トランスを形成する。これは、静的状態（車両の移動がないとき）でも、動的状態（車両が移動しているとき）でも行うことができる。静止型の一次側ユニットのほか、一次巻線構造を備えた可動部を備えた可動ユニットも公知である。
【０００４】
特許文献１は、一次要素と、車両に取り付けられた二次要素とを有する誘導伝送機を開示している。一次要素は、所定の空間領域を有する３つの空間座標の全てに移動するべく力行駆動（power driven）される。
【０００５】
特許文献２は、一次コイルを自動的に配置可能な、車両のバッテリの誘導充電のためのシステムを開示している。
【０００６】
特許文献３は、一次導体と二次コイルとの間の距離を狭めるために、駆動手段を有するベースユニットを開示している。
【０００７】
特許文献４は、ベースと、シザーリフトと、台と、ジョイントと、充電器とを備えた可動型の自動充電装置を開示している。この充電器は、物理的に、または近接によって、車両のレセプタクルに結合するべく構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，６５４，６２１号
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０４２３９５（Ａ１）号
【特許文献３】独国特許出願公開第１０  ２００７  ０３３６５４（Ａ１）号
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０２３５００６（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による誘導電力伝達パッドは、静止部と可動部とを備える。可動部は、一次巻線構造を備える。一次巻線構造は、当該構造の巻線に電流が流れているときに、磁場または電磁場を発生させる。少なくとも１つのアクチュエータが可動部の動作を駆動する。可動部は、収縮状態と伸長状態との間で移動するように、この少なくとも１つのアクチュエータによって、少なくとも第１の方向に移動可能である。本発明は、伸長状態における可動部の位置が常に同じであるパッドに限定されない。むしろ、例えば、特許文献１に関連して上で言及したように、可動部は、３つの空間方向の全てに移動され得る。その結果、伸長状態は、静止部に対する可動部の位置を複数含み得る。他方、可動部が収縮状態のとき、可動部は、静止部に対して常に同じ位置および向きであることが好ましい。
【００１０】
一般に、静止部は、作動装置を複数備える。これら作動装置は、一次巻線構造が磁場または電磁場を発生させるように一次巻線構造を作動させるべく適合化された電気および／または電子装置である。これら作動装置は、一次巻線構造に電気的に接続され、作動中に熱を発する。これら作動装置の例は、直流を交流に変換するための変換器の、ＩＧＢＴなどの、半導体スイッチである。この交流は、作動中に一次巻線構造に流れる。あるいは、変換器は、より小さな第１の周波数を有する交流をより大きな第２の周波数に変換し得る。作動装置の別の例は、一次巻線構造の単一または複数のインダクタンスを打ち消すコンデンサである。特に、本構成のリアクタンスは、このコンデンサ（単数または複数）によって減らされるべきである。
【００１１】
一次巻線構造の作動中に作動装置が発した熱は、作動装置から離れる方向に移送される必要がある。そうしないと、作動装置が誤作動し得る、または損傷され得る。また、作動装置の動作温度は、円滑な動作のための最大値によって制限され得る。
【００１２】
更に、誘導電力伝達パッドの大まかな動作条件を考慮する必要がある。誘導電力伝達パッドによってエネルギーが供給される車両から汚れおよび液体が落下し得る。したがって、このような異物がパッドの表面を覆い、環境への熱の移送を低下させ得る。
【００１３】
本発明の第１の態様の一目的は、静止部と、一次巻線構造を備えた可動部とを有する誘導電力伝達パッドであって、異物など外部からの影響にも拘らず、作動装置から環境への熱の移送が維持される、誘導電力伝達パッドを提供することである。本発明の第１の態様の別の目的は、誘導電力伝達パッドと、この誘導電力伝達パッドの作動を制御するための制御装置、および／または車両に取り付けられ得る二次側受電装置（ピックアップ）など、他のシステム構成要素とを備えた、対応するシステムを提供することである。本発明の第１の態様の更なる目的は、誘導電力伝達パッドを作動させるための対応する方法を提供することである。
【００１４】
本発明の第１の態様の基本概念によると、パッドの静止部は、作動装置に熱的に結合されて熱を誘導電力伝達パッドの環境に伝達するべく適合化された冷却装置を備える。このような冷却装置は、環境への熱の移送を向上させる。
【００１５】
可動部が収縮状態のときに冷却装置を外部の影響から保護するために、収縮状態においては冷却装置は可動部によって覆われ、可動部は、伸長状態に移動されているときに、冷却装置を露出させる。したがって、収縮状態において冷却装置が保護されるばかりでなく、伸長状態においては環境への熱伝達が向上される。
【００１６】
したがって、提供されるのは、静止部と可動部とを備えた誘導電力伝達パッド、特に車両への誘導電力伝達用システムの伝達パッド、であって、可動部は、電流が一次巻線構造の巻線に流れているときに磁場または電磁場を発生させるための一次巻線構造を備え、誘導電力伝達パッドは、可動部の動作を駆動するためのアクチュエータを少なくとも１つ備え、可動部は、収縮状態と伸長状態との間で移動するように、この少なくとも１つのアクチュエータによって、少なくとも第１の方向に移動可能であり、
−  静止部は、複数の作動装置を備え、これら作動装置は、一次巻線構造が磁場または電磁場を発生させるように一次巻線構造を作動させるべく適合化された電気および／または電子装置であり、これら作動装置は、一次巻線構造に電気的に接続され、作動中に熱を発し、
−  静止部は、これら作動装置に熱的に結合されて熱を誘導電力伝達パッドの環境に伝達するべく適合化された冷却装置を備え、
−  この冷却装置は収縮状態の可動部によって覆われ、可動部は、伸長状態に移動されているときに、冷却装置を露出させる、
誘導電力伝達パッドである。
【００１７】
また、静止部と可動部を備えた誘導電力伝達パッド、特に車両への誘導電力伝達用システムの伝達パッド、を作動させるための、対応する方法が提案される。可動部は一次巻線構造を備え、この一次巻線構造は、当該構造の巻線に電流を伝導することによって磁場または電磁場を発生させるべく作動され、可動部が少なくとも第１の方向に移動されるように、および可動部が収縮状態と伸長状態との間で移動されるように、誘導電力伝達パッドのアクチュエータが可動部の動作を駆動し、
−  一次巻線構造が磁場または電磁場を発生させるように、一次巻線構造に電気的に接続された静止部の複数の作動装置が一次巻線構造を作動させ、作動中、作動装置は熱を発し、
−  熱を誘導電力伝達パッドの環境に伝達するために、作動装置に熱的に結合された、静止部の冷却装置が用いられ、
−  冷却装置は収縮状態の可動部によって覆われ、可動部は、伸長状態に移動されているときに、冷却装置を露出させる。
【００１８】
冷却装置の好適な一実施形態は、放熱板を備える。特に、放熱板は、リブおよび／またはフィンを複数備え得る。より一般的に言うと、この放熱板は、同じ体積の、特に同じ基本形（直方体など）の、装置に比べ、より大きな表面を有するように形成され得る。特に、この放熱板は、その表面から突出する突起を複数有する。
【００１９】
放熱板を使用することによって、熱が放熱板から空気に効率的に伝達される。複数の突起（例えば、リブおよび／またはフィン）の場合、熱は、放熱板から環境に、対応する形状の表面を介して伝達される。
【００２０】
冷却装置は複数の放熱板を備え得る。この場合、各放熱板は、収縮状態の可動部によって覆われ、可動部が伸長状態に移動すると露出されることが好ましい。
【００２１】
可動部は、必ずしも同じようには移動されない、複数の個別要素を備え得る。例えば、一次巻線構造を備えた要素が第１の方向に押し上げられ得る一方で、冷却装置を覆う追加のカバー要素が異なる方向に移動する、および／または冷却装置から離れる方向に傾斜される。可動部のさまざまな要素の動作は、運動学的に結合されることが好ましい。例えば、結合された動作を駆動するために、同じアクチュエータ、または同じ構成の複数の結合されたアクチュエータ、が使用され得る。
【００２２】
好適な一実施形態によると、これら作動装置のうちの少なくとも１つがハウジング内に配置される。ハウジングの外殻は第１の材料製である。冷却装置は、ハウジングの外側に配置される。作動装置の動作中、熱が作動装置のうちの少なくとも１つから冷却装置に、ハウジングの外殻を貫通延在する熱伝導材料を介して伝わる。この熱伝導材料は、第１の材料より高い熱伝導率を有する。例えば、第１の材料はプラスチック材料であり、好ましくは電気絶縁性である。熱伝導材料は、高い熱伝導率を有する、アルミニウムまたは銅などの金属でも、または高い熱伝導率の別の材料でもよい。外殻を貫通延在する熱伝導材料によって実現された熱ダクトを含む外殻は、作動装置（単数または複数）が収容される液密ハウジングを形成することが好ましい。
【００２３】
特に、冷却装置は、可動部を伸長状態に移動させることができる第１の方向を横切る方向に、作動装置の側方に載置され得る。特に、冷却装置は、静止部の凹部内に載置され得る。可動部は、収縮状態のとき、凹部を部分的に満たし得る。冷却装置は、または冷却装置の一部は、凹部の残りの部分に載置され得る。収縮状態のとき、底板、凹部の側壁、および可動部は、凹部の内容積を完全に覆い得ることが好ましい。これは、冷却装置が無い場合、または冷却装置が凹部内にない場合も、好適な実施形態である。
【００２４】
冷却装置は作動装置の側方に載置され、作動装置と冷却装置とを接続する方向を横切る第１の方向に可動部が移動可能であるので、収縮状態では可動部の（特に蓋の）重なり部または突出部が冷却装置を覆い得る。収縮状態において可動部のこの覆っている部分を冷却装置に接触させる必要はないが、接触させることは可能である。この重なり部または突出部は、一次巻線構造の各巻線の１つ以上の区間を含んでも含まなくてもよい。好適な実施形態において、可動部のハウジング（特に蓋）は、給電線を除き、完全な一次巻線構造を含む。
【００２５】
特に、第１の方向は鉛直方向であり、車両は、誘導電力伝達パッドによってエネルギーが供給されているとき、このパッドの上方に位置付けられ得る。可動部は冷却装置を少なくとも第１の方向に覆うことが好ましい。
【００２６】
本発明の何れか他の態様と組み合わせ可能な、または別個に実現可能な、本発明の第２の態様によると、誘導電力伝達パッドはクリーニング装置を備える。このクリーニング装置は、誘導電力伝達パッドに組み込まれ、静止部と可動部との間の空間から異物（汚れ、微粒子、または液状物質、またはこれらの組み合わせなど）を除去するべく適合化される。ＩＰＴパッドを作動させるための対応する方法によると、このクリーニング装置は異物を当該空間から除去する。
【００２７】
特に、可動部が収縮状態のとき、当該空間は可動部と静止部との組み合わせによって囲まれる、または少なくとも部分的に囲まれる。これに対して、可動部が伸長状態のとき、当該空間は囲まれないか、または囲まれる範囲がより小さい。これは、可動部が収縮状態から伸長状態に移動されている場合に侵入し得る異物に当該空間がさらされることを意味する。
【００２８】
クリーニング装置が組み込まれたことにより、これら異物は当該空間から除去される（または、少なくとも一部が除去される）。したがって、本ＩＰＴパッド、本ＩＰＴパッドを備えた対応するＩＰＴシステム、および対応する作動方法は、環境に露出されているときに異物が空間に侵入し得るという潜在的な問題を解決する。
【００２９】
クリーニング装置は、可動部が伸長状態から収縮状態に移動するときに、異物を空間から除去するために、自動的に作動されることが好ましい。これは、可動部が収縮状態に達して空間が再びより高度に保護される直前に当該空間がクリーニングされるという利点を有する。
【００３０】
特定の一実施形態によると、クリーニング装置は蛇腹を備える（以下に説明する保護用蛇腹でもよい）。この蛇腹は、空気ブラストを静止部と可動部との間の空間の少なくとも一部に向かわせるべく適合化された排気口を少なくとも１つ備えた拡大可能な空気ボリュームを有する。この拡大可能な空気ボリュームは、可動部が収縮状態から伸長状態に移動するときに膨張し、可動部が伸長状態から収縮状態に移動するときにしぼむ。
【００３１】
これは、当該空間をクリーニングするために可動部の伸長状態から収縮状態への移動を利用する１つの実施形態である。加えて、または代わりに、実現可能な別の選択肢によると、クリーニング装置はクリーニング要素（ブラシなど）を備え、このクリーニング要素は、可動部またはアクチュエータに取り付けられ、静止部の一表面から、および／またはアクチュエータから、異物を拭い取るべく構成される。ＩＰＴパッドを作動させるための対応する複数の方法によると、クリーニング装置は異物を吹き飛ばす、および／または拭い取る。空気ブラストを用いる実施形態と同様に、異物を拭い取ること（すなわち、異物を機械的に除去すること）を含む実施形態は、伸長状態から収縮状態への可動部の移動を利用することに限定されないが、この移動を利用することは好適な実施形態である。何れの場合も、この移動を利用することは、クリーニングを行うために追加のアクチュエータを必要としないという利点を有する。
【００３２】
蛇腹の一実施形態によると、拡大可能な空気ボリュームは、可動部と静止部との間の領域を占める。保護用蛇腹に関する更なる詳細を以下に説明する。保護用蛇腹の場合、アクチュエータの少なくとも一部分が拡大可能な空気ボリュームの中に配置される。したがって、アクチュエータのこの部分は、可動部が収縮状態から伸長状態に移動されているときに空気ボリュームに入ってくる空気によって冷却可能である。その後、可動部が収縮状態に戻るとき、加熱された空気の少なくとも一部が空気ボリュームから吹き出される（除去される）。
【００３３】
好適な一実施形態によると、拡大可能な空気ボリュームは、静止部より可動部の方に近い位置に位置付けられた吸気口を有する。特に、この吸気口は、可動部（例えば、一次巻線構造を備えたハウジング）の下面の近くに配置され得る。この場所は、空気が汚染されていない可能性が高い。特に、蛇腹によって画成される空気ボリュームは、可動部のハウジングによって覆われ得る。ハウジングは、空気ボリュームから側方に、第１の方向を横切る方向に突出する。これにより、吸気口が配置される領域は、この突出部によって異物の形態の汚染から更に保護される。
【００３４】
加えて、または代わりに、拡大可能な空気ボリュームの少なくとも１つの排気口が、可動部より静止部の方に近い位置に、配置される。この少なくとも１つの排気口は、異物を除去すべき空間の近くに位置付けられることが好ましい。ただし、空気ダクトを排気口に接続し、この空気ダクトによって空気を排気口からクリーニング対象の空間に必要に応じて案内することも可能である。
【００３５】
クリーニング対象の、したがって静止部と可動部との間の空間に配置された、好適な一物体は、本発明の第１の態様の冷却装置である。特に、冷却装置の複数のリブまたはフィンの間の空間部分が異物で汚染され得る。これは、冷却装置から周囲空気への熱伝達を低下させることになる。空気を冷却装置に吹き付けると、冷却装置から異物が除去され、冷却装置から周囲空気への熱伝達も向上する。空気ブラストは、冷却装置のリブまたはフィンの間の空間の長手方向に空気が流れるように、向けられることが好ましい。
【００３６】
拡大可能な空気ボリュームの吸気口および／または排気口に、フラップ、または複数のフラップの組み合わせ、などの一方向弁を任意に設けることもできる。
【００３７】
蛇腹は、肉薄のシート状、特に可撓性の、プラスチック製とし得る。
【００３８】
本発明の何れか他の態様と組み合わせることができる、または別個に実現可能である、本発明の第３の態様は、ＩＰＴパッドの機能が氷および雪によって妨げられ得るという潜在的な問題に基づく。特に、可動部は、またはアクチュエータの何れかの要素は、静止部に凍り付き得る。したがって、ＩＰＴパッドを加熱するための発熱体をＩＰＴパッドに設けることが提案される。特に、可動部を収縮状態から伸長状態に移動させる前に、発熱体が作動される。これにより、可動部の動作を妨げる如何なる氷も溶解する。
【００３９】
特に、この発熱体は、磁場または電磁場を発生させるために一次巻線構造を作動させるために用いられる作動装置以外の追加の発熱体である。特に、追加の電熱体（少なくとも１本の発熱線を備えた発熱体など）が設けられる。
【００４０】
可動部が収縮状態のとき、発熱体は一方の静止部ともう一方の可動部との間の間隙または境界面に配置されていることが好ましい。可動部が伸長状態に移動すると、この間隙は広がるか、または可動部はそれぞれ境界面において静止部との接触を失うことになる。何れも場合も、間隙または境界面の氷を除去できる（特に、溶かすことができる）。
【００４１】
特に、ＩＰＴパッドは、可動部が収縮状態であり、且つ一次巻線構造が作動されていないときに、発熱体を作動させるべく適合化される。可動部を伸長状態にして一次巻線構造を作動させるために、発熱体を作動させることによって、特に、アクチュエータの作動を準備する。他方、状況によっては、収縮状態で一次巻線構造を作動させることも可能である。この場合は、可動部の動作が不要であり、作動中に一次巻線構造が熱を発し、氷も溶かし得るので、追加の発熱体を必ずしも作動させる必要はないかもしれない。
【００４２】
発熱体は、パッドの温度または環境の温度が０℃などの閾値未満である場合にのみ、作動されることが好ましい。
【００４３】
本発明の第３の態様の下位態様となり得る別の態様によると、潜在的な問題は、特に静止部とアクチュエータ（特に、アクチュエータの可動要素）が水などの液体から保護されることで解決されるべきである。
【００４４】
特に、収縮状態の可動部によって占められる容積を静止部が画成し、その容積をその最下部において限定する区切り体（底板など）を静止部が備える場合、液体をこの容積から誘導電力伝達パッドの環境に排出するべく適合化された開口部（特に貫通孔）を区切り体に少なくとも１つ設け得る。したがって、液体、特に溶けた氷、をこの容積から環境に、区切り体に設けられた少なくとも１つの開口部を通して排出させることができる。
【００４５】
用語「パッド」は、本願明細書においては、静止部と可動部とを備えた装置のために使用されている。この理由により、「パッド」は、モノリシックブロックに限定されない。むしろ、「パッド」は、一次巻線構造を備えた、更にはこの一次巻線構造を作動させるための作動装置を任意に備えた、ユニットのための、ＩＰＴシステムの技術分野においては一般的な、表現である。
【００４６】
上記のように、誘導電力伝達パッド、特に車両への誘導電力伝達用システムの伝達パッド、が提案される。誘導電力伝達パッド（ＩＰＴパッド）は、一次側ユニットの、または誘導電力伝達用システムの構成の、一部になり得る。
【００４７】
更に、電力伝達パッドは少なくとも１つのアクチュエータを備える。この少なくとも１つのアクチュエータによって、可動部は少なくとも第１の（特に鉛直）方向に移動可能である。本発明のコンテキストにおいて、用語「アクチュエータ」は、可動部の動作を引き起こすあらゆる構成要素または要素から成る実体を意味することができる。したがって、用語「アクチュエータ」は、力を発生させる少なくとも１つの駆動装置と、この駆動装置と可動部、および／または可動部の移動を案内する少なくとも１つのガイド、とを機械的に結合するための少なくとも１つの結合装置とを含むことができる。結合装置は、駆動装置が発生させた動きを可動部の動きに変換するべく設計され得る。
【００４８】
可動部は、収縮状態と伸長状態との間で移動可能である。
【００４９】
収縮状態において、可動部は、特に可動部の下面は、静止部から、特にＩＰＴパッドの静止部の取り付け部から、第１の方向に一切の距離を有さないか、または可能最小の距離を有し得る。同様に、伸長状態においては、当該取り付け部からの可動部の距離をより大きな距離、特に、アクチュエータが実現できる可能最大の距離、にすることができる。取り付け部（特に底板）は、ＩＰＴパッドを支持構造に、特にルートの表面に、取り付けるために使用可能である。収縮状態と、可能最大の距離を有する伸長状態とは、機械的要素、例えば停止要素、によって、および／またはアクチュエータの設計によって、任意に規定可能である。
【００５０】
第１の方向の向きは、作動中に一次巻線構造が発生させる電磁場の主伝搬方向に平行にすることができる。特に、第１の方向の向きは、ＩＰＴパッドの取り付け部（特に底板）の表面、またはＩＰＴパッドが接続される地面などの表面、に垂直にすることができる。
【００５１】
収縮状態において、可動部の上面は、静止部の一部（例えば、作動装置のハウジング）の上面と同じ平面に配置可能である。
【００５２】
可動部は、一次巻線構造がその内部に配置されるハウジングを備え得る。更に、可動部は、一次巻線構造と、静止部に配置可能な作動装置、例えばインバータ、との電力接続用の接続端子を少なくとも１つ備えることができる。
【００５３】
可動部は、好ましくは一次巻線構造と同じハウジングに収容される、少なくとも１つの物体検出装置を備え得る。特に、この物体検出装置は、ＩＰＴパッドの充電ボリューム内の異物、特に金属物体、および／または車両を検出できる。特に、この物体検出装置は、充電対象の車両など、動いている物体を検出または監視できる。
【００５４】
少なくとも１つの物体検出装置は、少なくとも１つの誘導検知システムを備え得る。この誘導検知システムは、１つまたは複数の検出巻線（単数または複数）を備え得る。複数の検出巻線を配列構造に配置可能である。この配列構造は、電力伝達パッドの充電面を覆う。したがって、能動的（磁場の発生を含む）または受動的な検出を行うことができる。能動的な検出の場合、１つ以上の励磁巻線（単数または複数）を使用できる。能動的な物体検出は、励磁巻線（単数または複数）が発生させた励磁場の特性を監視することによって行うことができる。受動的な検出の場合、単一または複数の受動巻線（単数または複数）が用いられる。受動的な物体検出は、受動巻線（単数または複数）の特性、特にインダクタンス、を監視することによって行うことができる。（静止部または可動部の）少なくとも１つの物体検出装置は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）ユニットを備え得る。ＲＦＩＤユニットを使用すると、車両を、場合によっては電力伝達パッドに対する車両の位置も、検出できる。
【００５５】
代わりに、または加えて、物体検出装置は画像による物体検出を行い得る。物体検出装置は、カメラなどの画像取り込み装置を備え得る。
【００５６】
より一般的に言うと、静止部および／または可動部は、車両検出システムを備え得る。この車両検出システムは、少なくとも１つのセンサと、この少なくとも１つのセンサの出力信号を評価するための評価ユニットとを備え得る。この車両検出システムは、ＩＰＴパッドの周囲における車両の存在を検出できる。例えば、この車両検出システムは、車両を検出するための誘導センサ（例えばコイル）および／または容量型センサを備える。
【００５７】
静止部は、ＤＣ接続端子および／またはＡＣ接続端子を備え得る。更に、静止部は、この接続端子に電気的に結合された入力側と一次巻線構造に電気的に結合された出力側とを備えた少なくとも１つの電流変換器（例えばＡＣ／ＡＣまたはＤＣ／ＡＣ）を任意に備え得る。
【００５８】
上記のように、静止部はハウジングを備えることができる。このハウジング内に変換器を配置できる。特に、変換器は、静止部のハウジングの内容積内に配置され得る。静止部のハウジングは、ＩＰＴパッドのより大きなハウジングの一部になり得る。
【００５９】
例えば、ＩＰＴパッドは、私有地のカーポートまたは車両ホールに、または自動車用の公共駐車場に、据え付け可能である。この場合、ＩＰＴパッドは、宅内配電網（通常、ＡＣ網）に、または任意の出力電圧レベルのＤＣバッテリ電圧を供給するバッテリパックに、接続端子を介して、接続可能である。一般的に言うと、ＩＰＴパッドの上方に車両を位置決めできるように、ＩＰＴパッドを地面の上に据え付けることができる。
【００６０】
特に、ＩＰＴパッドは、３ｋＷ〜２０ｋＷの範囲内の電力を、例えば、ピックアップとも称され得る対応する受電装置を備えた車両に伝達可能であるように、設計され得る。接続端子における入力電圧の振幅を２３０Ｖにし、入力電流を１６Ａの範囲内にし得る。これにより、３ｋＷ〜７ｋＷの範囲内の電力をＩＰＴシステムの二次側のピックアップに伝達できる。あるいは、例えば、入力電圧の振幅を４６０Ｖ（または何れか他の電圧）にし、入力電流を３２Ａの範囲内にし得る。これにより、約２０ｋＷの電力をピックアップに伝達できる。
【００６１】
静止部は、変換器の作動を制御するための制御ユニットを任意に備える。制御ユニットは、静止部のハウジングの内部に配置され得る。
【００６２】
特に、電力伝達パッドは、例えば、静止部および／または可動部は、一次巻線構造が発生させた磁場または電磁場の磁束を誘導するための誘導構成（すなわち、磁場整形構成）を少なくとも１つ備え得る。特に、電力伝達パッドは、フェライト構成を備えることができる。このフェライト構成は、例えば、１つ以上のフェライトバーまたはフェライト板を備えることができる。
【００６３】
静止部および／または可動部は、一次巻線構造のインダクタンスを補償するための補償ユニットを備えることが好ましい。この補償ユニットは、例えば、一次巻線構造の相線に直列に電気的に接続され得る補償コンデンサを１つ以上備えることができる。
【００６４】
更に、ＩＰＴパッドは、またはＩＰＴパッドに接続された装置（壁に取り付けられる装置など）は、ヒューマン−マシン−インタフェース（ＨＭＩ）および／または信号送受信装置を備え得る。ＨＭＩは、例えば、インバータの作動を制御する制御ユニットへの入力を可能にする。ＨＭＩは、ＩＰＴパッドのステータス、例えば充電プロセスが進行中かどうか、に関する情報をユーザに表示するモニタおよび／またはディスプレイを備え得る。また、ＩＰＴパッドは、タッチ感知ディスプレイおよび／またはキーボードなどの入力装置を備え得る。信号送受信手段は、信号および／またはデータを車両とＩＰＴパッドとの間で送信するべく設計され得る。
【００６５】
一次巻線構造は、磁場または電磁場を発生させる構成であれば如何なる構成でも有し得る。特に、一次巻線構造の巻線は、少なくとも１つのコイルを形成し得る、および／または蛇行コースを有し得る。一次巻線構造は、一相構造でも多相構造でもよい。
【００６６】
静止部および／または可動部は、金属遮蔽体などの遮蔽要素を備えることが好ましい。この遮蔽要素は、一次巻線構造が発生させた磁場または電磁場からＩＰＴパッドの外部領域を遮蔽する。例えば、静止部の、および／または可動部の、底板は、第１の方向に垂直な２つの方向に延在する金属板を備え得る。
【００６７】
特定の一実施形態によると、結合装置は、シザーギアを、特に、第１の方向が鉛直方向である場合はシザーリフトを、備える。可動部は、シザーギアの一方の側に機械的に接続され、静止部（特に底板）は、もう一方の側に機械的に接続される。これにより、シザーギアは可動部を第１の方向に移動させる。
【００６８】
より一般的に言うと、アクチュエータは、可動部が駆動装置によって作動された場合に、可動部を第１の方向に移動させるためのレバー機構を備え得る。代わりに、または加えて、駆動装置は、ピストン−シリンダユニット（油圧式または空気圧式）、リニアモータ、および／または、ウォームドライブに結合された電動機を備え得る。
【００６９】
必要であれば、可動部を、第１の方向に加え、少なくとも１つの横方向に移動可能にできる。この横方向は、第１の方向を横切る（特に、第１の方向に対して垂直の）方向である。第１の方向と横方向とは、可動部の上面に平行な平面を画定し得る。特に、動きの一成分が第１の方向に延在し、同時に、動きの一成分が横方向に延在するように、可動部を移動可能にし得る。
【００７０】
特に、ＩＰＴパッドは、アクチュエータの少なくとも一部を保護するための保護用蛇腹を備え得る。特に、アクチュエータの少なくとも一部、好ましくは全ての要素、を保護用蛇腹の内容積内に配置できる。したがって、内容積への異物の侵入が阻止され、パッドの近くの人間がアクチュエータとの接触による外傷から保護される。可動部は、特に一次巻線構造のハウジングは、保護用蛇腹のカバーを形成し得る。この場合、ハウジングはその内容積を画成し得る。静止部は、特に底板は、保護用蛇腹のカバーを形成し得る。この場合、静止部は、特に底板は、可動部によって形成されるカバーとは反対の側で、静止部の内容積を画定する。蛇腹は、内容積の４つの側面の周囲に延在し、内容積を画定し得る。
【００７１】
代わりに、または加えて、可動部は回転可能である。特に、可動部は、第１の方向に、および／または、第１の方向に垂直に延びる横方向に、軸線を中心に回転可能である。したがって、二次巻線構造に対する一次巻線構造の向きの調整が可能であり、電力の伝達を向上させることができる。
【００７２】
本発明は、特に車両への誘導エネルギー伝達用の、誘導電力伝達システム（ＩＰＴシステム）にも関する。本ＩＰＴシステムは、本願明細書に記載の実施形態のうちの１つによるＩＰＴパッドを備える。更に、本ＩＰＴシステムは、ＩＰＴパッドの一次巻線構造が発生させた磁場または電磁場を受けるための受電装置（ピックアップ）を少なくとも１つ備える。更に、本発明は、本システムを作動させる方法を含む。
【００７３】
以下に、添付の図を参照して本発明の複数の例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】誘導電力伝達システムの略側面図である。
【図２】収縮状態の誘導電力伝達パッドの斜視図である。
【図３】図２に示されている誘導電力伝達パッドの伸長状態の斜視図である。
【図４】別の誘導電力伝達パッドの伸長状態の斜視図である。
【図５】図４に示されている誘導電力伝達パッドの別の斜視図である。
【図６】別の誘導電力伝達パッドの斜視図である。
【図７】ジャッキ状押し上げ装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
図１は、静止部２と可動部３とを有する誘導電力伝達パッド１（ＩＰＴパッド１）を備えた誘導電力伝達システムの略側面図を示す。実線は、収縮状態の可動部３を示し、破線は、車両４３の下面に取り付けられた受電装置１１に接近した伸長状態の可動部３を示す。電力伝達パッド１は、地表面７に載っている。地表面７は、車両４３のための走行面でもよい。図示の実施形態において、可動部３は板部材４から成る。可動部３を鉛直方向に昇降させるためにアクチュエータ４４が板部材４に取り付けられる。
【００７６】
板部材４の内部に、一次巻線構造６が配置される。必要であれば、異物および／または車両検出システム（図示せず）の少なくとも一部を板部材４の内部に配置できる。
【００７７】
静止部２は、ハウジング１０を備える。ハウジング１０は、静止部２の他の周辺要素４５と共に、周縁部を形成する。説明のために、図１の前景にある周辺要素は切り欠かれている。周縁部によって凹部９が画成される。可動部３は、収縮状態において、その少なくとも一部が凹部９の中に配置される。アクチュエータ４４も凹部９の中、可動部３と静止部２の底板４９との間の空間に配置される。
【００７８】
図１は、一次巻線構造６を作動させて磁場または電磁場を発生させる作動装置３８を更に示す。作動装置３８は、作動装置３８からハウジング１０の外殻を貫通して冷却装置３１まで延在する熱伝導材料３９を介して、凹部９内の冷却装置３１に熱結合される。これにより、可動部３の伸長状態において作動装置３８から環境への冷却装置３１を介した熱伝達が向上する。冷却装置３１は放熱板を有する。放熱板は、表面を増大させ、ひいては環境への熱伝達を増やすために、複数のリブ３２を備える。
【００７９】
壁（図示せず）に取り付けられ得る制御装置１２がハウジング１０内の電気および／または電子装置にケーブル４７を介して接続される。
【００８０】
図２は、図１のＩＰＴパッド１などの誘導電力伝達パッドの斜視図を示す。収縮状態の可動部３の板部材４が凹部９に収容されている。静止部２は、図１に示されている作動装置３８などの要素を収容するためのハウジング１０を有する。この図には、ハウジング１０と共に凹部９を画成する他の周辺要素４５が完全に示されている。静止部２のハウジング１０の上面は、可動部３の板部材４の上面６と同じ平面に配置される。
【００８１】
接続ケーブル（図１のケーブル４７など）のための接続端子１３がハウジング１０の側面に配置される。これにより、ハウジング１０内の電気および／または電子部品（ＤＣ／ＡＣインバータの構成要素など）をシステムの外部要素またはユニット、図１に示されている制御装置１２など、に接続できる。ハウジング１０は、可動部３の動作を駆動するアクチュエータ（図１に模式的に示されているアクチュエータ４４など）を制御するための制御装置（図示せず）を更に備え得る。また、一次巻線構造（図示せず）のインダクタンスを補償するための補償要素（図示せず）をハウジング１０内に配置できる。
【００８２】
これにより、可動部３が凹部９から出て伸長状態になっている場合でも、ハウジング１０は、静止部２のハウジング１０内に配置された要素（作動装置など）を保護する。
【００８３】
図３は、図２に示されているＩＰＴパッド１の斜視図を示す。可動部３の動作を駆動するためのアクチュエータの駆動装置を凹部９の中に配置できる。板部材４は、その底部側に別の凹部を備えることができる。この凹部は、可動部３の収縮状態において駆動装置がこの凹部に収容されるように、設計および配置される。本アクチュエータ構成の更なる結合手段が駆動装置を可動部３に、すなわち可動部３の押し上げ機構に、結合する。図３に示されている例において、押し上げ機構は４つの動作ガイド１７（例えばガイドレール）を備える。これら動作ガイド１７は、凹部９の側壁１８によって形成され得る。これら動作ガイドは、上方に傾斜して延在する。可動部３の少なくとも１つの要素（図示せず、例えば支持要素）を動作ガイドの各々に係合（例えば、内部に突出）させ得る。これにより、押し上げ機構が作動されているときに、各支持要素、ひいては可動部３、の動作が案内される。駆動装置が力を水平方向ｘに可動部３に及ぼすと、可動部３は動作ガイドに沿って上方に移動し、結果として押し上げられる。この押し上げ動作は、動作ガイド（例えばガイドレール）の端部などの停止要素によって制限され得る。内部から環境への液体の排出を可能にする複数の貫通孔３５が側壁１８の最下部に存在する。
【００８４】
図４は、ＩＰＴパッドの別の実施形態の斜視図を示す。他の図と同じ、または機能的に同じ、部品および要素には、同じ参照符号が用いられている。この実施形態においても、可動部３は、上面６を有する板部材４を備える。可動部は、シザーリフト１９として設計された押し上げ機構に接続される（いくつかの部分、すなわち蛇腹５の左側部分、左側壁、および前面側壁の上半分、が切り欠かれている図５の拡大図も参照）。押し上げ機構は、保護用蛇腹５の内部に配置される。図４には、可動部３の伸長状態が示されている。
【００８５】
図４および図５には、ハウジング１０に隣接する（好ましくは接触している）リブ付き放熱板の形態の冷却装置３１ａ、３１ｂが示されている。図５に示されているように、ハウジング１０の内部に作動装置３８ａ、３８ｂを配置できる。作動装置３８ｂのうちの少なくとも１つは、図１に模式的に示されているように熱伝導材料を介して、隣接する冷却装置３１ａに接続されることが好ましい。
【００８６】
図５は、図４に示されている電力伝達パッド１の別の斜視図を示す。特に、押し上げ機構の一部を提供するシザーリフト１９が見える。シザーリフト１９は、ＩＰＴパッド１の凹部９の中に配置された駆動装置１４によって駆動される。板部材４に組み込まれた一次巻線構造（図示せず）は、電力ケーブル２０によって、作動装置３８、特にインバータのＡＣ側、に接続される。シザーリフト１９によって、可動部３を鉛直方向ｚに昇降させることができる。
【００８７】
図５の右側の側壁１８の最下部には、液体を凹部９の底部からパッドの外側に排出可能ないくつかの排水穴３５のうちの１つが存在する。
【００８８】
一般に、ＩＰＴパッドの静止部に設けられた排水穴により、ユーザまたは技術者はパッドを水または他の液体で洗浄できる。液体に敏感な全ての構成要素は、可動部の、または静止部の、ハウジングなどに封入されることが好ましい。
【００８９】
ハウジング１０の端縁部に模式的に示されているように、ＩＰＴパッド１は、ＩＰＴパッド１を加熱するための発熱体３６を備える。この発熱体は、（収縮状態の）可動部の板部材４に対して間隙を画定するハウジングの表面に沿って延在する。静止部の側壁１８と板部材４との間の間隙に沿って、同じ、または追加の、発熱体を延在させ得る。あるいは、静止部と可動部との間の氷を溶かすための加熱体として一次巻線構造６を使用し得る。
【００９０】
図６は、ＩＰＴパッドの別の実施形態の斜視図を示す。説明のために、一次巻線構造を備えた（図１〜図５に示されている板部材と同様の）板部材が取り外されている。図６において、可動部３は、エアリフト２１を備える。エアリフト２１の上端に平行移動台２２が配置されている。平行移動台２２は、横方向ｘ、ｙへの平行移動を行えるように設計および配置される。横方向ｘおよび横方向ｙが広がる平面は、板部材４の上面６に平行である。板部材４は、平行移動台２２に機械的に接続される。図４と同じように、エアリフト２１は保護用蛇腹５を備える。
【００９１】
可動部３を鉛直方向ｚに動かすために、シザーリフト１９（図５を参照）をエアリフト２１の代わりに使用できる。
【００９２】
これらの図の何れにも示されているＩＰＴパッドは、可動部３の無制御な動作、特に望ましくない降下、を回避するための安全機構を更に備え得る。この安全機構は、例えば、ばね要素および／または制動要素を備えることができる。このばね要素および／または制動要素は、可動部３、特に板部材４、と静止部２、特に底板４９、との間に配置される。例えば、アクチュエータの電源が故障した場合でも、可動部を制御された方法で降下させることができる。
【００９３】
ＩＰＴパッドは、可動部３、特に板部材４、に作用する力を感知する力センサを任意に備える。特に、感知された力が所定の閾値を超えた場合、可動部３の移動を停止できる。これにより、可動部３の上昇または降下中に物体または四肢が可動部３の上または下に挟まれる危険が減る。力センサに加え、またはその代わりに、可動部３の動作範囲内において物体を検出するための他の物体検出手段を使用できる。
【００９４】
図７は、図５に示されている実施形態の部分斜視図を示す。ただし、図７には、図５において完全に切り欠かれている側壁の一部、すなわち、ハウジング１０に属する部分、が示されている。また、この図の前景に示されている２つの側面の間の角の角部を除き、蛇腹５はほぼ完全に示されている。欠けている角部は、シザーリフトが配置されている蛇腹５の内容積を見せている。
【００９５】
蛇腹５は、板部材４の下側に配置される蛇腹５の上端に吸気穴５２を複数備える。これら吸気穴５２は、水平（横）方向に蛇腹５の先まで突出する板部材４の突出部の下に配置される。可動部が押し上げられると、蛇腹５の内容積が拡大（膨張）し、空気が吸気穴５２から内容積に吸い込まれる。
【００９６】
また、蛇腹５は、その下端に配置された排気穴５１を複数備える。可動部が下げられると、蛇腹５の内容積がしぼみ、空気が内容積から吸気穴５２を通って吹き出される。図７に示されている２つの排気穴５１は、冷却装置３１ａの近くに配置され、冷却装置３１ａの方に向けられている。したがって、空気が冷却装置３１ａに吹き付けられて異物が冷却装置３１ａから除去される。
【００９７】
図７は、排水穴構成の特定の一実施形態を更に示す。図示されている排水穴３５は、ハウジング１０の側壁に配置されている。図示の排水穴３５を凹部９の内部に接続する管が凹部９から存在することが好ましい。これにより、排水能力が向上する。追加の複数の排水穴を凹部９の側壁に配置できる。
【図１】
0006511067.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006511067.tif 000008