JP2000114077A - 分離トランス - Google Patents
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- JP2000114077A JP2000114077A JP10278657A JP27865798A JP2000114077A JP 2000114077 A JP2000114077 A JP 2000114077A JP 10278657 A JP10278657 A JP 10278657A JP 27865798 A JP27865798 A JP 27865798A JP 2000114077 A JP2000114077 A JP 2000114077A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
- H01F19/04—Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
- H01F19/08—Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses
- H01F2019/085—Transformer for galvanic isolation
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 防塵性、磁気遮蔽性に優れ、回転時の騒音を
防止できる分離トランスを提供する。 【解決手段】 １次側コア２及び２次側コア４がギャッ
プＧを介して相対回転可能に対向配置され、１次側コア
２と２次側コア４との間で電力あるいは電気信号を非接
触で伝送する分離トランス１であって、導電性材料から
成り１次側コア２に装着される第１のカバー３と、導電
性材料から成り円筒壁５ｂを有する回転体形状に形成さ
れ、２次側コア４に装着される第２のカバー５とを備
え、円筒壁５ｂはギャップＧより１次側コア２側に延設
され、ギャップＧより離間した位置で第１のカバー２と
第２のカバー４が隙間Ｓを存して配置されている。
防止できる分離トランスを提供する。 【解決手段】 １次側コア２及び２次側コア４がギャッ
プＧを介して相対回転可能に対向配置され、１次側コア
２と２次側コア４との間で電力あるいは電気信号を非接
触で伝送する分離トランス１であって、導電性材料から
成り１次側コア２に装着される第１のカバー３と、導電
性材料から成り円筒壁５ｂを有する回転体形状に形成さ
れ、２次側コア４に装着される第２のカバー５とを備
え、円筒壁５ｂはギャップＧより１次側コア２側に延設
され、ギャップＧより離間した位置で第１のカバー２と
第２のカバー４が隙間Ｓを存して配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに相対回転す
る固定部材と回転部材との間を非接触で電気的に接続
し、両部材間で電力あるいは電気信号を伝送する分離ト
ランスに関し、さらに詳しくは車両のステアリング装置
に取付けられて好適に使用される分離トランスに関す
る。
る固定部材と回転部材との間を非接触で電気的に接続
し、両部材間で電力あるいは電気信号を伝送する分離ト
ランスに関し、さらに詳しくは車両のステアリング装置
に取付けられて好適に使用される分離トランスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車のステアリングホイール（ハンド
ル）とステアリングコラムのように、互いに相対回転す
る回転部材と固定部材との間を電気的に接続するコネク
タとして、渦巻き状に巻回したフラットケーブルを回転
ケースと固定ケースとによって形成される環状の空間内
に収容した回転コネクタが知られている（例えば、特開
昭５９−２１４８号公報参照）。
ル）とステアリングコラムのように、互いに相対回転す
る回転部材と固定部材との間を電気的に接続するコネク
タとして、渦巻き状に巻回したフラットケーブルを回転
ケースと固定ケースとによって形成される環状の空間内
に収容した回転コネクタが知られている（例えば、特開
昭５９−２１４８号公報参照）。
【０００３】しかし、上述のような回転コネクタは、フ
ラットケーブルを使用し、回転数に制限があり、さらに
は回転時に騒音が発生することから、近年、互いに相対
回転する部材間を非接触で電気的に接続するコネクタと
して分離トランスの使用が検討されている。分離トラン
スは、軟磁性材料からなるコア材に電線を巻回したコイ
ルをそれぞれ備えた１次側コアと２次側コアが所定のギ
ャップを介して対向配置されたもので、電磁誘導によっ
て１次側コアと２次側コアとの間で電力あるいは電気信
号を非接触で伝送することができる。
ラットケーブルを使用し、回転数に制限があり、さらに
は回転時に騒音が発生することから、近年、互いに相対
回転する部材間を非接触で電気的に接続するコネクタと
して分離トランスの使用が検討されている。分離トラン
スは、軟磁性材料からなるコア材に電線を巻回したコイ
ルをそれぞれ備えた１次側コアと２次側コアが所定のギ
ャップを介して対向配置されたもので、電磁誘導によっ
て１次側コアと２次側コアとの間で電力あるいは電気信
号を非接触で伝送することができる。
【０００４】このような分離トランスにおいては、一方
のコアには電源装置や制御回路等を接続する必要がない
ため、スペースに制約がある場合に有利であり、例え
ば、自動車のエアバッグ装置に用いることが提案されて
いる。このエアバッグ装置では、例えば、リング状の分
離トランス中心部の軸穴にステアリングシャフトが挿通
されて、ステアリング装置にエアバッグ装置が取付けら
れ、１次側コアは車体側に固定されて電源装置に接続さ
れ、２次側コアはハンドル側に固定されてステアリング
シャフトと一体に回転可能になっている。
のコアには電源装置や制御回路等を接続する必要がない
ため、スペースに制約がある場合に有利であり、例え
ば、自動車のエアバッグ装置に用いることが提案されて
いる。このエアバッグ装置では、例えば、リング状の分
離トランス中心部の軸穴にステアリングシャフトが挿通
されて、ステアリング装置にエアバッグ装置が取付けら
れ、１次側コアは車体側に固定されて電源装置に接続さ
れ、２次側コアはハンドル側に固定されてステアリング
シャフトと一体に回転可能になっている。
【０００５】そして、１次側コアのコイルにはインフレ
ータ（窒素ガス発生装置）の制御ユニットが接続され、
２次側コアのコイルには起爆装置（Ｓｑｕｉｂ）が接続
されて、２次側コアのコイルに短時間に所定の電流が流
れると起爆装置が作動するように設定されている。
ータ（窒素ガス発生装置）の制御ユニットが接続され、
２次側コアのコイルには起爆装置（Ｓｑｕｉｂ）が接続
されて、２次側コアのコイルに短時間に所定の電流が流
れると起爆装置が作動するように設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分離ト
ランスの１次側コアと２次側コア間のギャップに粉塵等
が混入すると、コアが回転する度に研磨剤として作用
し、分離トランスの長期間の使用によってコア材に巻回
されたコイルの絶縁皮膜を破壊したり、コアの回転を妨
げるおそれがある。
ランスの１次側コアと２次側コア間のギャップに粉塵等
が混入すると、コアが回転する度に研磨剤として作用
し、分離トランスの長期間の使用によってコア材に巻回
されたコイルの絶縁皮膜を破壊したり、コアの回転を妨
げるおそれがある。
【０００７】さらに、分離トランスが交流磁場中に置か
れた場合、１次側コアや２次側コアのコイルに、外部磁
界による好ましくない誘導電流が誘起される可能性があ
る。一方で、分離トランスは種々の回転装置に取付けら
れるものであるため、回転時に騒音を発生させず、回転
動作を妨げないことが必要となってくる。本発明は分離
トランスにおける上記した問題を解決することができ、
防塵性、磁気の遮蔽性に優れ、かつ回転時に騒音が生じ
ない分離トランスの提供を目的とする。
れた場合、１次側コアや２次側コアのコイルに、外部磁
界による好ましくない誘導電流が誘起される可能性があ
る。一方で、分離トランスは種々の回転装置に取付けら
れるものであるため、回転時に騒音を発生させず、回転
動作を妨げないことが必要となってくる。本発明は分離
トランスにおける上記した問題を解決することができ、
防塵性、磁気の遮蔽性に優れ、かつ回転時に騒音が生じ
ない分離トランスの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の本発明においては、１次側コア
及び２次側コアがギャップを介して相対回転可能に対向
配置され１次側コアと２次側コアとの間で電力あるいは
電気信号を非接触で伝送する分離トランスであって、導
電性材料から成り１次側コアに装着される第１のカバー
と、導電性材料から成り円筒壁を有する回転体形状に形
成され、２次側コアに装着される第２のカバーとを備
え、前記円筒壁は前記ギャップより１次側コア側に延設
され、該ギャップより離間した位置で第１のカバーと第
２のカバーが隙間を存して配置されていることを特徴と
する分離トランスが提供される。
ために、請求項１記載の本発明においては、１次側コア
及び２次側コアがギャップを介して相対回転可能に対向
配置され１次側コアと２次側コアとの間で電力あるいは
電気信号を非接触で伝送する分離トランスであって、導
電性材料から成り１次側コアに装着される第１のカバー
と、導電性材料から成り円筒壁を有する回転体形状に形
成され、２次側コアに装着される第２のカバーとを備
え、前記円筒壁は前記ギャップより１次側コア側に延設
され、該ギャップより離間した位置で第１のカバーと第
２のカバーが隙間を存して配置されていることを特徴と
する分離トランスが提供される。
【０００９】好ましくは、車両のステアリング装置に取
付けられ、１次側コアが固定側に、２次側コアが回転側
にそれぞれ取付けられることを特徴とする分離トランス
が提供される（請求項２）。また、ステアリング装置は
車体側に固定された円板状のステアリングステータを有
し、第１のカバーは該ステータで代用されていることを
特徴とする分離トランスが提供される（請求項３）。
付けられ、１次側コアが固定側に、２次側コアが回転側
にそれぞれ取付けられることを特徴とする分離トランス
が提供される（請求項２）。また、ステアリング装置は
車体側に固定された円板状のステアリングステータを有
し、第１のカバーは該ステータで代用されていることを
特徴とする分離トランスが提供される（請求項３）。
【００１０】さらに、第１のカバー及び第２のカバーの
厚みは前記導電性材料の導電率κ（Ｓ／ｍ）に対して、 １／√（ω×κ×μ0）（ｍ） （但し、ω：外部磁界の周波数（Ｈｚ）、μ0：真空の
透磁率（Ｈ／ｍ））で表される値以上であることを特徴
とする分離トランスが提供される（請求項４）。
厚みは前記導電性材料の導電率κ（Ｓ／ｍ）に対して、 １／√（ω×κ×μ0）（ｍ） （但し、ω：外部磁界の周波数（Ｈｚ）、μ0：真空の
透磁率（Ｈ／ｍ））で表される値以上であることを特徴
とする分離トランスが提供される（請求項４）。
【００１１】
【作用】本発明では、１次側コア及び２次側コアにそれ
ぞれ第１及び第２のカバーが装着され、第２のカバーは
円筒壁を有する回転体形状に形成されその円筒壁が１次
側コア側に延設されてギャップより離間している。従っ
て、ギャップに粉塵等が侵入することを防止し、１次側
コア及び２次側コアを外部磁界から遮蔽する。また、第
１及び第２のカバーの間にはギャップより離間した位置
に隙間を備え、１次側コア及び２次側コアが相対回転す
る際の騒音発生を防止し、回転動作をスムーズにする。
ぞれ第１及び第２のカバーが装着され、第２のカバーは
円筒壁を有する回転体形状に形成されその円筒壁が１次
側コア側に延設されてギャップより離間している。従っ
て、ギャップに粉塵等が侵入することを防止し、１次側
コア及び２次側コアを外部磁界から遮蔽する。また、第
１及び第２のカバーの間にはギャップより離間した位置
に隙間を備え、１次側コア及び２次側コアが相対回転す
る際の騒音発生を防止し、回転動作をスムーズにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の分離トランスの実
施形態を断面図１に基づいて詳細に説明する。図１にお
いて、本発明の分離トランス１は、所定のギャップＧ
（＝約２〜0.２ｍｍ）を介して対向配置されている１次
側コア２と２次側コア４、１次側コア２に装着される第
１のカバー３、及び２次側コア４に装着される第２のカ
バー５等から成っている。この実施の形態では、２次側
コア４は１次側コア２より上方に位置しており、通常
は、１次側コアに電源回路等が接続され、１次側コアか
ら２次側コアに電力や電気信号が伝送されるが、２次側
コアから１次側コアに電力や電気信号が伝送されるよう
になっていてもよい。要は、後述する粉塵の侵入防止の
点から、本明細書全体を通して、２次側コア４は１次側
コア２より上方に位置するコアと定義し、このコア４に
第２のカバー５が装着されていればよい。
施形態を断面図１に基づいて詳細に説明する。図１にお
いて、本発明の分離トランス１は、所定のギャップＧ
（＝約２〜0.２ｍｍ）を介して対向配置されている１次
側コア２と２次側コア４、１次側コア２に装着される第
１のカバー３、及び２次側コア４に装着される第２のカ
バー５等から成っている。この実施の形態では、２次側
コア４は１次側コア２より上方に位置しており、通常
は、１次側コアに電源回路等が接続され、１次側コアか
ら２次側コアに電力や電気信号が伝送されるが、２次側
コアから１次側コアに電力や電気信号が伝送されるよう
になっていてもよい。要は、後述する粉塵の侵入防止の
点から、本明細書全体を通して、２次側コア４は１次側
コア２より上方に位置するコアと定義し、このコア４に
第２のカバー５が装着されていればよい。
【００１３】１次側コア２及び２次側コア４は、それぞ
れコア材２ａ，４ａにコイル２ｃ，４ｃを巻回すること
によって製造される。コア材２ａ，４ａは中心部に軸穴
を有するリング状に形成され、互いに対向する面の周方
向にはコア材と同心にそれぞれリング状の溝２ｂ，４ｂ
が形成され、各溝に電線を巻回してコイル２ｃ，４ｃが
構成されている。
れコア材２ａ，４ａにコイル２ｃ，４ｃを巻回すること
によって製造される。コア材２ａ，４ａは中心部に軸穴
を有するリング状に形成され、互いに対向する面の周方
向にはコア材と同心にそれぞれリング状の溝２ｂ，４ｂ
が形成され、各溝に電線を巻回してコイル２ｃ，４ｃが
構成されている。
【００１４】コア材２ａ，４ａとしては、例えば、Ｎｉ
−Ｚｎ系フェライトやＭｎ−Ｚｎ系フェライト等の軟磁
性フェライト粉末をナイロンやポリフェニレンスルフィ
ド（ＰＰＳ）等の合成樹脂中に所定量混入して成形した
もの（軟磁性材料を含む合成樹脂）や、Ｎｉ−Ｚｎ系フ
ェライトあるいはＭｎ−Ｚｎ系フェライト等にバインダ
ー剤を混ぜて焼結したもの（軟磁性フェライトの焼結
体）を用いることができる。ここで、軟磁性材料とは、
外部磁界によって磁化されやすく、また磁化方向が容易
に反転し、残留磁気が極めて少ない性質を有する材料
（磁心材料）をいう。
−Ｚｎ系フェライトやＭｎ−Ｚｎ系フェライト等の軟磁
性フェライト粉末をナイロンやポリフェニレンスルフィ
ド（ＰＰＳ）等の合成樹脂中に所定量混入して成形した
もの（軟磁性材料を含む合成樹脂）や、Ｎｉ−Ｚｎ系フ
ェライトあるいはＭｎ−Ｚｎ系フェライト等にバインダ
ー剤を混ぜて焼結したもの（軟磁性フェライトの焼結
体）を用いることができる。ここで、軟磁性材料とは、
外部磁界によって磁化されやすく、また磁化方向が容易
に反転し、残留磁気が極めて少ない性質を有する材料
（磁心材料）をいう。
【００１５】コイル２ｃ，４ｃは、例えば、ポリウレタ
ン系絶縁被膜の上にポリアミド系融着被膜をオーバーコ
ートした巻線等の電線をそれぞれ使用目的に応じて所定
回数巻回してリング状に成形したもので、一方の巻回端
面がコア２ａ，４ａの対向面に面一に露出している。コ
イル２ｃ，４ｃは、リング状に成形できれば、前記電線
の導体の断面形状は円形でも矩形でも何でもよい。
ン系絶縁被膜の上にポリアミド系融着被膜をオーバーコ
ートした巻線等の電線をそれぞれ使用目的に応じて所定
回数巻回してリング状に成形したもので、一方の巻回端
面がコア２ａ，４ａの対向面に面一に露出している。コ
イル２ｃ，４ｃは、リング状に成形できれば、前記電線
の導体の断面形状は円形でも矩形でも何でもよい。
【００１６】そして、１次側コア２と２次側コア４の中
央軸穴にステアリングシャフト１０をそれぞれ挿通し、
１次側コア２は、後述する第１のカバー３を介在させて
ステータ６に螺子で固定され、２次側コア４は、後述す
る第２のカバー５を介在させてローテータ８に螺子で固
定される。このとき、１次側コア２と２次側コア４はギ
ャップＧを保持しつつ、ステアリング装置に取付けられ
る。
央軸穴にステアリングシャフト１０をそれぞれ挿通し、
１次側コア２は、後述する第１のカバー３を介在させて
ステータ６に螺子で固定され、２次側コア４は、後述す
る第２のカバー５を介在させてローテータ８に螺子で固
定される。このとき、１次側コア２と２次側コア４はギ
ャップＧを保持しつつ、ステアリング装置に取付けられ
る。
【００１７】次に、第１のカバー３及び第２のカバー５
について説明する。図１において、第１のカバー３は円
板状に形成され、その外径は１次側コアの外径と略同一
になっている。一方、第２のカバー５は円筒壁５ｂを有
する回転体形状に形成され、その内径は２次側コアの外
径や第１のカバー３の直径より僅かに大きくなってい
る。ここで、円筒壁５ｂは、ギャップＧより図示下方、
すなわち１次側コア側に延設され、１次側コア２および
２次側コア４の側面全体を覆っている。また、第１のカ
バー３は第２のカバー５の内側に遊嵌して配置され、円
筒壁５ｂの内壁と第１のカバー３の端面の間には隙間Ｓ
が形成されている。
について説明する。図１において、第１のカバー３は円
板状に形成され、その外径は１次側コアの外径と略同一
になっている。一方、第２のカバー５は円筒壁５ｂを有
する回転体形状に形成され、その内径は２次側コアの外
径や第１のカバー３の直径より僅かに大きくなってい
る。ここで、円筒壁５ｂは、ギャップＧより図示下方、
すなわち１次側コア側に延設され、１次側コア２および
２次側コア４の側面全体を覆っている。また、第１のカ
バー３は第２のカバー５の内側に遊嵌して配置され、円
筒壁５ｂの内壁と第１のカバー３の端面の間には隙間Ｓ
が形成されている。
【００１８】そして、各カバーの中心位置には挿通孔
（３ａ、５ａ）が穿設され、ここにステアリングシャフ
ト１０を挿通することによって、第１のカバー３は１次
側コア２の外側に、第２のカバー５は２次側コア４の外
側にそれぞれ装着される。図１に示すように、第１のカ
バー３はステータ６に、第２のカバー５はローテータ８
に電気的に接触しており、各カバーは車両のシャーシ等
の金属部分を介して互いに電気的に接続してアースさ
れ、同電位に保持される。
（３ａ、５ａ）が穿設され、ここにステアリングシャフ
ト１０を挿通することによって、第１のカバー３は１次
側コア２の外側に、第２のカバー５は２次側コア４の外
側にそれぞれ装着される。図１に示すように、第１のカ
バー３はステータ６に、第２のカバー５はローテータ８
に電気的に接触しており、各カバーは車両のシャーシ等
の金属部分を介して互いに電気的に接続してアースさ
れ、同電位に保持される。
【００１９】ここで、ステアリングステータ６とは車体
側に固定され、ステアリングシャフト１０を軸支する円
板状の金属製部材を、ステアリングローテータ８とはス
テアリングシャフト１０に密着して固定され、ステアリ
ングシャフト１０と一体に回転可能になっている金属製
部材をいう。上述のように、円筒壁５ｂは１次側コア２
側に延設されているため、ギャップＧに直接粉塵が侵入
することが防止されるとともに、２次側コア４が磁気的
に遮蔽されることになる。なお、円筒壁５ｂは、この実
施の形態では１次側コア２の下面より僅かに垂下させる
ように延設したが、理論上、ギャップＧから延設する距
離は長ければ長いほどよい。但し、設置スペース、及び
コストを考慮すると、１次側コア２の下面より１ｍｍ程
度長くし、例えば厚さ７ｍｍのコアの場合はギャップＧ
から８ｍｍ程度延設するのがよい。
側に固定され、ステアリングシャフト１０を軸支する円
板状の金属製部材を、ステアリングローテータ８とはス
テアリングシャフト１０に密着して固定され、ステアリ
ングシャフト１０と一体に回転可能になっている金属製
部材をいう。上述のように、円筒壁５ｂは１次側コア２
側に延設されているため、ギャップＧに直接粉塵が侵入
することが防止されるとともに、２次側コア４が磁気的
に遮蔽されることになる。なお、円筒壁５ｂは、この実
施の形態では１次側コア２の下面より僅かに垂下させる
ように延設したが、理論上、ギャップＧから延設する距
離は長ければ長いほどよい。但し、設置スペース、及び
コストを考慮すると、１次側コア２の下面より１ｍｍ程
度長くし、例えば厚さ７ｍｍのコアの場合はギャップＧ
から８ｍｍ程度延設するのがよい。
【００２０】そして、隙間ＳはギャップＧより下方の離
間した位置に形成されているため、粉塵が隙間Ｓから侵
入した場合であってもギャップＧ内に粉塵が到達するこ
とが防止され、さらに外部磁界が１次側コア２や２次側
コア４に貫入することが防止される。また、１次側コア
２と２次側コア４が相対回転する際に、第２のカバー５
が第１のカバー３に接触して騒音が発生することを防止
し、回転をスムーズにしている。
間した位置に形成されているため、粉塵が隙間Ｓから侵
入した場合であってもギャップＧ内に粉塵が到達するこ
とが防止され、さらに外部磁界が１次側コア２や２次側
コア４に貫入することが防止される。また、１次側コア
２と２次側コア４が相対回転する際に、第２のカバー５
が第１のカバー３に接触して騒音が発生することを防止
し、回転をスムーズにしている。
【００２１】このようなことから、隙間Ｓは第１のカバ
ー３と第２のカバー５が接触しない程度に小さければ小
さいほどよく、具体的には組立て誤差や製造誤差を考慮
して、適宜値に設定される。次に、第１及び第２のカバ
ーによって外部磁界を遮蔽する機構について図１に基づ
いて説明する。
ー３と第２のカバー５が接触しない程度に小さければ小
さいほどよく、具体的には組立て誤差や製造誤差を考慮
して、適宜値に設定される。次に、第１及び第２のカバ
ーによって外部磁界を遮蔽する機構について図１に基づ
いて説明する。
【００２２】図１において、一点鎖線Ｂ（Ｂ1、Ｂ2、Ｂ
3）は外部磁界による磁束を表している。第２のカバー
５の直上から第２のカバー５を横切る磁束Ｂ1は、第２
のカバー５表面で磁気的に遮蔽されてコア４への貫入が
防止される。同様にローテータ８を横切る磁束Ｂ2はロ
ーテータ８表面で遮蔽され、ステアリングシャフト１０
を横切る磁束Ｂ3はステアリングシャフト１０によって
遮蔽される。このように、１次側コア２及び２次側コア
４の内周面はステアリングシャフトによって遮蔽されて
いるため、コアの内周面にはカバーが延設されている必
要はない。
3）は外部磁界による磁束を表している。第２のカバー
５の直上から第２のカバー５を横切る磁束Ｂ1は、第２
のカバー５表面で磁気的に遮蔽されてコア４への貫入が
防止される。同様にローテータ８を横切る磁束Ｂ2はロ
ーテータ８表面で遮蔽され、ステアリングシャフト１０
を横切る磁束Ｂ3はステアリングシャフト１０によって
遮蔽される。このように、１次側コア２及び２次側コア
４の内周面はステアリングシャフトによって遮蔽されて
いるため、コアの内周面にはカバーが延設されている必
要はない。
【００２３】ここで、磁気に対する遮蔽効果を生じさせ
るため、各カバーは導電性材料から成っていて、外部磁
界に対して主として渦電流を生じさせることによってカ
バー内部への磁束の貫入を防止している。導電性材料と
しては、例えば、銅，鉄，アルミニウム等の金属や、導
電性の化合物などを用いることができる。さらに、分離
トランスのコンパクト化の点からは、渦電流による磁気
の遮蔽効果を損なわない範囲で、カバーの厚みをできる
だけ薄くするのが好ましく、具体的には導電性材料の導
電率κ（Ｓ／ｍ）に対して、 １／√（ω×κ×μ0）（ｍ） （１） （但し、ω：外部磁界の周波数（Ｈｚ）、μ0：真空の
透磁率（Ｈ／ｍ））で表される値以上の厚みとなってい
ればよい。例えば、外部磁界の周波数が３０ｋＨｚの場
合、アルミニウムを用いたカバーでは厚みは０．３５ｍ
ｍ以上となっていればよいことになる。
るため、各カバーは導電性材料から成っていて、外部磁
界に対して主として渦電流を生じさせることによってカ
バー内部への磁束の貫入を防止している。導電性材料と
しては、例えば、銅，鉄，アルミニウム等の金属や、導
電性の化合物などを用いることができる。さらに、分離
トランスのコンパクト化の点からは、渦電流による磁気
の遮蔽効果を損なわない範囲で、カバーの厚みをできる
だけ薄くするのが好ましく、具体的には導電性材料の導
電率κ（Ｓ／ｍ）に対して、 １／√（ω×κ×μ0）（ｍ） （１） （但し、ω：外部磁界の周波数（Ｈｚ）、μ0：真空の
透磁率（Ｈ／ｍ））で表される値以上の厚みとなってい
ればよい。例えば、外部磁界の周波数が３０ｋＨｚの場
合、アルミニウムを用いたカバーでは厚みは０．３５ｍ
ｍ以上となっていればよいことになる。
【００２４】ここで、製品のコスト、カバーの機械的強
度、その安全係数等を考慮して、厚みを１．０ｍｍとし
たアルミニウム製の第１及び第２のカバーを備えた分離
トランスを組み立て、第２のカバー直上に電線を配置し
た。そして、この電線に５００Ａの交流電流を流して、
表１に示した各周波数の外部磁界を生じさせ、カバー内
部の２次側コアのコイルに誘起された誘導電流を測定し
た。
度、その安全係数等を考慮して、厚みを１．０ｍｍとし
たアルミニウム製の第１及び第２のカバーを備えた分離
トランスを組み立て、第２のカバー直上に電線を配置し
た。そして、この電線に５００Ａの交流電流を流して、
表１に示した各周波数の外部磁界を生じさせ、カバー内
部の２次側コアのコイルに誘起された誘導電流を測定し
た。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から明らかなように、第１及び第２の
カバーを備えた本発明の分離トランスでは、外部磁気が
十分に遮蔽され、誘導電流は要求値（例えば０．２Ａ）
より充分に小さい結果が得られた。なお、上述のよう
に、各コア（２，４）は各カバー（３，５）を介在させ
てステータ６やローテータ８に固定され、コアの重量自
体はステータ６やローテータ８に支持されている。その
ため、各カバー（３，５）はそれほど強度を要求され
ず、カバーの厚みを式（１）に従って薄くして、分離ト
ランスをコンパクト化することができる。
カバーを備えた本発明の分離トランスでは、外部磁気が
十分に遮蔽され、誘導電流は要求値（例えば０．２Ａ）
より充分に小さい結果が得られた。なお、上述のよう
に、各コア（２，４）は各カバー（３，５）を介在させ
てステータ６やローテータ８に固定され、コアの重量自
体はステータ６やローテータ８に支持されている。その
ため、各カバー（３，５）はそれほど強度を要求され
ず、カバーの厚みを式（１）に従って薄くして、分離ト
ランスをコンパクト化することができる。
【００２７】さらに、各カバー（３，５）はそれぞれ別
々にコアに取付けることができるので、分離トランスの
組み立て作業を簡便化することが可能となる。次に、本
発明の他の実施形態について説明する。図２は本発明の
分離トランスの実施形態を示す別の例を示している。図
２において、円板状の第１のカバー３と第２のカバー５
の外径は同一であり、円筒壁５ｂは１次側コア２の下面
に僅かに届かない位置まで延設されている。そして、隙
間Ｓは、第１のカバー３の上面端縁と第２のカバー５の
端面の間（１次側コア２の側面）に形成されている。こ
の場合も、隙間ＳはギャップＧと離間しており、実施例
１と同様に、粉塵に対する防塵効果や磁気の遮蔽効果を
有し、さらに、１次側コア２と２次側コア４が相対回転
する際の騒音発生を防止している。
々にコアに取付けることができるので、分離トランスの
組み立て作業を簡便化することが可能となる。次に、本
発明の他の実施形態について説明する。図２は本発明の
分離トランスの実施形態を示す別の例を示している。図
２において、円板状の第１のカバー３と第２のカバー５
の外径は同一であり、円筒壁５ｂは１次側コア２の下面
に僅かに届かない位置まで延設されている。そして、隙
間Ｓは、第１のカバー３の上面端縁と第２のカバー５の
端面の間（１次側コア２の側面）に形成されている。こ
の場合も、隙間ＳはギャップＧと離間しており、実施例
１と同様に、粉塵に対する防塵効果や磁気の遮蔽効果を
有し、さらに、１次側コア２と２次側コア４が相対回転
する際の騒音発生を防止している。
【００２８】図３は本発明の分離トランスの実施形態を
示すさらに別の例を示している。図３において、ステア
リングステータ６の直径は第２のカバー５の外径とほぼ
同一となっていて、ステータ６に１次側コア２が直接固
定され、ステータ６が第１のカバーを代用している。こ
のように、ステータ６が１次側コア２の下面全体を覆っ
ている場合には第１のカバー３を代用することが可能と
なる。ここで、ステータ６が第１のカバー３を代用して
いることを除いては、図２と同様である。
示すさらに別の例を示している。図３において、ステア
リングステータ６の直径は第２のカバー５の外径とほぼ
同一となっていて、ステータ６に１次側コア２が直接固
定され、ステータ６が第１のカバーを代用している。こ
のように、ステータ６が１次側コア２の下面全体を覆っ
ている場合には第１のカバー３を代用することが可能と
なる。ここで、ステータ６が第１のカバー３を代用して
いることを除いては、図２と同様である。
【００２９】なお、上記した各実施形態においては、第
１のカバー３が円板状である場合について説明したが、
第１のカバー３はこれに限定されることはなく、第２の
カバー５と同様、円筒壁を有する回転体形状であっても
よい。その場合、第１のカバー３及び第２のカバー５は
同一の外径であってもよく、また異なっていてもよい。
１のカバー３が円板状である場合について説明したが、
第１のカバー３はこれに限定されることはなく、第２の
カバー５と同様、円筒壁を有する回転体形状であっても
よい。その場合、第１のカバー３及び第２のカバー５は
同一の外径であってもよく、また異なっていてもよい。
【００３０】さらに、上記した各実施形態は、分離トラ
ンスを自動車のステアリング装置に搭載する場合につい
て説明したが、本発明の分離トランスはこれに限定され
ることはなく、例えば、自動車のドア等のヒンジ部や回
転の自由度を持つロボットアーム相互間を非接触で電気
的に接続する場合にも使用可能である。
ンスを自動車のステアリング装置に搭載する場合につい
て説明したが、本発明の分離トランスはこれに限定され
ることはなく、例えば、自動車のドア等のヒンジ部や回
転の自由度を持つロボットアーム相互間を非接触で電気
的に接続する場合にも使用可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、分離トランスの１次側コア及び２次側コアにそ
れぞれカバーが装着されてギャップを覆っているので、
ギャップに粉塵等が侵入することを防止し、１次側コア
及び２次側コアを外部磁界から遮蔽することができる。
よれば、分離トランスの１次側コア及び２次側コアにそ
れぞれカバーが装着されてギャップを覆っているので、
ギャップに粉塵等が侵入することを防止し、１次側コア
及び２次側コアを外部磁界から遮蔽することができる。
【００３２】さらに、それぞれのカバーの間にはギャッ
プより離間した位置に隙間を備えているので、１次側コ
アと２次側コアを相対回転させる際に騒音が発生するの
を防止し、回転動作をスムーズにすることができる。ま
た、これらのカバーはコアの重量を直接支えていないの
で、カバーの厚みを薄くすることができ、分離トランス
をコンパクト化することができる。そして、各カバーは
別々に取りつけることができるので、分離トランスの組
み立て作業を簡便化することができる。
プより離間した位置に隙間を備えているので、１次側コ
アと２次側コアを相対回転させる際に騒音が発生するの
を防止し、回転動作をスムーズにすることができる。ま
た、これらのカバーはコアの重量を直接支えていないの
で、カバーの厚みを薄くすることができ、分離トランス
をコンパクト化することができる。そして、各カバーは
別々に取りつけることができるので、分離トランスの組
み立て作業を簡便化することができる。
【図１】本発明の分離トランスの実施形態を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の分離トランスの別の実施形態を示す断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の分離トランスのさらに別の実施形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
２ １次側コア ２ａ，４ａ コア材 ２ｃ，４ｃ コイル ３ 第１のカバー ３ａ、５ａ 挿通孔 ４ ２次側コア ５ 第２のカバー ５ｂ 円筒壁 ６ ステアリングステータ ８ ステアリングローテータ １０ ステアリングシャフト Ｇ ギャップ Ｓ 隙間
Claims (4)
- 【請求項１】 １次側コア及び２次側コアがギャップを
介して相対回転可能に対向配置され前記１次側コアと２
次側コアとの間で電力あるいは電気信号を非接触で伝送
する分離トランスであって、 導電性材料から成り前記１次側コアに装着される第１の
カバーと、 導電性材料から成り円筒壁を有する回転体形状に形成さ
れ、前記２次側コアに装着される第２のカバーとを備
え、 前記円筒壁は前記ギャップより１次側コア側に延設さ
れ、該ギャップより離間した位置で前記第１のカバーと
前記第２のカバーが隙間を存して配置されていることを
特徴とする分離トランス。 - 【請求項２】 車両のステアリング装置に取付けられ、
前記１次側コアが固定側に、前記２次側コアが回転側に
それぞれ取付けられることを特徴とする請求項１に記載
の分離トランス。 - 【請求項３】 前記ステアリング装置は車体側に固定さ
れた円板状のステアリングステータを有し、前記第１の
カバーは該ステータで代用されていることを特徴とする
請求項２に記載の分離トランス。 - 【請求項４】 前記第１のカバー及び前記第２のカバー
の厚みは前記導電性材料の導電率κ（Ｓ／ｍ）に対し
て、 １／√（ω×κ×μ0）（ｍ） （但し、ω：外部磁界の周波数（Ｈｚ）、μ0：真空の
透磁率（Ｈ／ｍ））で表される値以上であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の分離トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278657A JP2000114077A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 分離トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278657A JP2000114077A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 分離トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114077A true JP2000114077A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17600347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10278657A Pending JP2000114077A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 分離トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000114077A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008094919A2 (en) | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| JP2011131343A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Kira Corporation:Kk | 超音波振動加工装置 |
| WO2013118745A1 (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | 株式会社Ihi | 非接触給電システム |
| US20140085042A1 (en) * | 2003-02-26 | 2014-03-27 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| KR101483690B1 (ko) * | 2013-05-10 | 2015-01-16 | (주)다이나텍 | 회전체의 무선전력 공급시스템 |
| US9490063B2 (en) | 2003-02-26 | 2016-11-08 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| JP2017017100A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社ロボテック | 回転型非接触給電変圧器及びこれを用いたトルク検出器 |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10278657A patent/JP2000114077A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170053735A1 (en) * | 2003-02-26 | 2017-02-23 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| US8350655B2 (en) | 2003-02-26 | 2013-01-08 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| US10607771B2 (en) * | 2003-02-26 | 2020-03-31 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
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| US9368272B2 (en) | 2003-02-26 | 2016-06-14 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| US9490063B2 (en) | 2003-02-26 | 2016-11-08 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| EP2109866A2 (en) * | 2007-01-29 | 2009-10-21 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| JP2010517309A (ja) * | 2007-01-29 | 2010-05-20 | アナロジック コーポレーション | シールドされた電力結合装置 |
| EP2109866A4 (en) * | 2007-01-29 | 2011-03-30 | Analogic Corp | SHIELDED DRIVE COUPLING DEVICE |
| WO2008094919A2 (en) | 2007-01-29 | 2008-08-07 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| JP2014160862A (ja) * | 2007-01-29 | 2014-09-04 | Analogic Corp | シールドされた電力結合装置 |
| EP2109866B1 (en) | 2007-01-29 | 2015-04-15 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| EP2916332A1 (en) * | 2007-01-29 | 2015-09-09 | Analogic Corporation | Shielded power coupling device |
| JP2011131343A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Kira Corporation:Kk | 超音波振動加工装置 |
| US9345177B2 (en) | 2012-02-06 | 2016-05-17 | Ihi Corporation | Wireless power supply system |
| WO2013118745A1 (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | 株式会社Ihi | 非接触給電システム |
| KR101483690B1 (ko) * | 2013-05-10 | 2015-01-16 | (주)다이나텍 | 회전체의 무선전력 공급시스템 |
| JP2017017100A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社ロボテック | 回転型非接触給電変圧器及びこれを用いたトルク検出器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20050928 |