[發明專利]非接觸式連接器、非接觸式連接器系統和非接觸式連接器的制造方法

有效

• 申請號: 201380038996.9
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN104488044B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: G.哈布拉肯;W.范吉爾斯;P.D.耶格;G.默滕斯;S.倫;L.伯納多德拉克魯茲;R.P.黃;A.阿布多爾卡尼
• 申請（專利權）人: 泰科電子連接荷蘭公司
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;H04B5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 吳艷

技術領域

本發明涉及電感式連接到相應的配合連接器的非接觸式連接器、包括兩種連接器的非接觸式連接器系統和非接觸式連接器制造方法。具體地，本發明提供包括內部鐵氧體磁芯和圍繞內部鐵氧體磁芯纏繞的線圈的非接觸式連接器。此外，提供僅僅包圍部分線圈的外部鐵氧體元件。線圈和鐵氧體元件的布置允許向/從配合的非接觸式連接器電感式傳送/接收電功率。

背景技術

本發明總體涉及用于電感式功率傳輸的非接觸式連接器。非接觸式功率連接器因它們優于常規功率連接器的各種優點而得到廣泛使用，即由于例如對于接觸破壞的高抗性，無限次的配合循環，低磨損，防觸電、火花和電流泄漏以及它們在臟或惡劣環境下的可操作性。

具體地，用于功率傳輸的非接觸式連接器可用在各種工業用裝置中，諸如，例如機器人技術、旋轉應用和成型設備。這種非接觸式連接器需要在惡劣環境影響下可操作，以抵抗在配合循環期間的高磨損量，或者可用于在潮濕、爆破或者可燃環境中的功率傳輸。

非接觸式功率連接器系統的已知構造允許在非接觸式連接器和配合連接器之間傳輸電功率。

但是，在電感式傳輸高功率水平期間，必需考慮到由于例如渦流而產生的明顯量的熱。熱散失因此是重要的方面，但這導致對于適當殼體材料的需求。因此，外殼體可以由金屬形成，這導致部分磁場線趨于流過金屬殼體。因此，殼體內的那些場力線導致額外損耗。整體上，由于在電感式加熱器中的功率損失，功率傳輸減小。

而且，已知的無線功率連接器考慮到配合連接器部分要求準確的對準。

發明內容

因此，存在對于改進的非接觸式連接器的需求，該非接觸式連接器改善了前述缺陷。

本發明的目的在于提出一種非接觸式連接器和非接觸式連接器系統，該非接觸式連接器系統允許實現對非接觸式連接器和配合連接器在配合狀態下在兩者間傳輸功率時的錯位的降低的敏電感式。

本發明另一目的在于提出一種非接觸式連接器和非接觸式連接器系統，該非接觸式連接器系統更有效地傳輸功率以便允許減小非接觸式連接器的全長。

這些目的通過獨立權利要求的主題來解決。在從屬權利要求中列舉了有利實施例。

本發明提供了用于在配合端電感式連接相應的配合連接器的非接觸式連接器，如權利要求1所限定的。有利地，在非接觸式連接器耦接到相應的配合連接器時，建立閉合的磁環。非接觸式連接器包括內部鐵氧體元件。這一元件另外可以稱為中心鐵氧體磁芯，其可例如具有管狀形狀。非接觸式連接器的電感式耦接元件布置成至少部分地包圍內部鐵氧體元件，并且向/從相應的配合連接器傳輸/接收功率。非接觸式連接器的外部鐵氧體元件布置成至少部分地包圍電感式耦接元件，其中外部鐵氧體元件的面向配合端的前端在非接觸式連接器的軸線方向上相對于內部鐵氧體元件的面向配合端的前端凹進，并且其中外部鐵氧體元件的后端磁性連接到內部鐵氧體元件的后端。外部鐵氧體元件另外可以稱為外部鐵氧體磁芯，其可具有管狀形狀。

內部鐵氧體元件和外部鐵氧體元件的該特殊布置有利地可以允許在連接器被電感式耦接到配合連接器時在連接器頭部處的優化磁通量引導和寬的通量場。特別地，外部鐵氧體磁芯的前端可以相對于中心鐵氧體磁芯的前端鑒于連接器的縱向軸線(在下文中，也稱為軸線方向L)凹進。

例如，凹進的外部鐵氧體元件的這種具體布置允許令人滿意的耦接，即使在連接器和配合連接器之間的錯位情況下也是如此。電感式元件例如僅由外部鐵氧體磁芯的后部(后部定義為與非接觸式連接器的配合端相反)覆蓋的另一個優點，在非接觸式連接器的頭部處提供寬的磁通量場。因此，可以實現向/從相應的配合連接器的可靠的功率傳輸/接收。

作為示例，內部和外部鐵氧體元件可以在機械上在它們各自的后部被連接，以便形成U形橫截面，具有面向非接觸式連接器的配合端的開口。替代地，內部鐵氧體元件和外部鐵氧體元件可以例如一體地提供為單件。

根據非接觸式連接器的部件的特殊布置的另一個優點，該構造例如允許適當的功率傳送，即使在被耦接的連接器從它們的縱向軸線看角向錯位時或者垂直于它們的縱向軸線橫向/平面地失配時也是如此。另外，上述構造允許例如對于兩個電感式耦接的連接器之間的變化距離的較小敏電感式。具有對于錯位的較低敏電感式的該有利效果可以例如實現的原因是于，由于凹進的外部鐵氧體元件而產生了寬的通量場。

另外，由于該特殊布置，在配合部件略失準時，磁場線可能例如不在同一非接觸式連接器內形成閉合的磁環。相反，由于在錯位狀態下的寬磁通量場，磁場線可以例如連接到配合連接器的鐵氧體元件。