JP2001006955A

JP2001006955A - 非接触型トランス

Info

Publication number: JP2001006955A
Application number: JP11170957A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sato; 崇佐藤; Yoshitaka Saito; 義孝斎藤
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送効率を高められた非接触型トランスを提
供すること。【解決手段】非接触型トランスにおいて、対向する一
方のコア１１の対向面に絶縁体７を張り付け、かつ他方
のコア１２に前記一方のコア１１に対向するように付勢
する支持機構を設けて、前記一対のコア１１，１２の対
向面を前記絶縁体を介して近接もしくは接触させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触型トランス
に関し、詳しくは、４輪自動車のハンドル部分の軸の周
りに装着され、ハンドル部での電力供給及び信号伝達を
行う非接触型トランスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、自動車は世界的に普及している。
エアコンやクルーズコントロール付きの車種も多数でま
わっているが、その電装系統の大半は、フロントパネル
近辺やハンドルの付け根付近に操作系が集中している。
このため、電装系を操作する場合は、一時的ではあるが
ハンドルから片手を離すことになり、事故につながる可
能性が高くなる。

【０００３】この点を改善するため、最近ではハンドル
部分に電装系統のコントロールスイッチを有し、操作時
でもハンドルから手を離す必要のない安全面を考慮した
４輪自動車が普及しつつある。この４輪自動車の場合、
ハンドル部分にある操作系との受給電には、有線式の方
法が用いられ、ハンドル回転操作によって断線しないよ
うに、バネ性をもったフレキシブルな線材が用いられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した有線
式による４輪自動車の電装系統において、フレキシブル
な線材の取り付けは、ハンドル操作時に左右均等に回転
できる必要のあることから、中立の位置になるように取
り付けなければならず、非常に手間のかかる工程になっ
ている。

【０００５】また、ハンドルの動作時には、線材同志が
すれるための音や抵抗を生ずるため快適性が損なわれる
というユーザーの指摘や、物理的接触により製品寿命が
短い等の問題がある。

【０００６】これらの問題点を解決するために、有線式
であったものをフェライトからなるコアを非接触で対向
させて無線化する方法を、本発明者らは、特願平１１−
１２３１３７号において提案した。

【０００７】そして、本発明者らは、特願平１１−１２
３１３７号に示されている非接触のトランス技術をこれ
までに提供するに至っている。

【０００８】しかし、非接触トランスにおいて、対向す
るコアは完全に非接触とする必要があり、設計段階でコ
ア間隔に必ず「あそび」を考慮しなくてはならず、伝送
効率が低かったことに問題があった。

【０００９】そこで、本発明の技術的課題は、伝送効率
が高められた非接触型トランスを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一般に非接触型トランス
において、動作時のコアは、その条件にもよるが、多く
の場合、発熱する。このことから、対向するコアに絶縁
物を張り付けるには、ある程度の耐熱性のあることが要
求される。さらに、コア間の「あそび」をなくした場合
には、コア同志がぶつかり合うことになる。

【００１１】よって、対向するコア内部に適当な材質と
しては、摺動性が高く、耐熱性、耐久性に優れ、ある程
度柔軟性を有している必要がある。

【００１２】本発明者らは、それを解決するものとし
て、テフロン（登録商標）を絶縁材としてコア間に挿入
することで、コアの対向面の密着性を上げることに成功
し、その結果、伝送効率が向上することを見出だし、本
発明をなすに至ったものである。

【００１３】また、対向するコア間隔を維持するために
スプリングなどで支持することで、一定の伝送効率を保
つことが可能である。

【００１４】即ち、本発明によれば、巻線部を格納する
ための同心円状及び放射状の溝を少なくとも１つ有する
一対の円盤状の磁性体コアと、円筒状もしくは底面中央
部に開口部を有する、つぼ型に形成された磁性体のスリ
ーブとを備え、前記一対の磁性体コアを磁性体スリーブ
に内包される空間部にて一定の間隔をおいて対向させ、
かつ同心円状の溝に線材を巻回した線輪からなる前記巻
線部を格納して構成されるトランスにおいて、対向する
上側磁性体コアに摺動性の良いテフロンなどの絶縁体を
張り付けた構成によって、上下対向コアの密着性を高
め、あそびの部分をなくすことにより伝送効率を高くす
ることが可能とするものである。

【００１５】なお、本発明において、絶縁材として使用
する材料は、テフロンに限定されるのではなく、一般的
な樹脂等でも可能である。

【００１６】また、本発明において、上下対向コア間の
密着性を維持するためスプリングなどで支持することが
重要である。このように本発明では、上下対向コア間ギ
ャップの縮小に伴い、周辺機器に悪影響を及ぼす漏洩磁
束も改善されることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１８】図１（ａ）は本発明の実施の形態による非
接触型トランスの要部の概略構成を示す平面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）の非接触型トランスの要部の概略構
成を示す断面図であり、外郭を構成するホルダー部と、
磁性体スリーブの上面が省略されている。

【００１９】また、図２は図１の非接触型トランスの要
部の詳細な構造を示す断面端面図であり、中央の貫通孔
部分の寸法を縮小して描かれている。

【００２０】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ホル
ダー内の非接触型トランス１０は、上下一対の対向する
円盤状のフェライトコア１１，１２（以下、共通に呼ぶ
ときは符号１で示す）と、円盤状のフェライトコア１
１，１２の周囲に設けられた磁性体スリーブ３と、フェ
ライトコア１１，１２の対向面の半径方向外側部に夫々
設けられた同心円状及び放射状の溝５と、その内部に夫
々収容された巻線部２と、フェライトコア１１の溝５及
び巻線部２が形成された対向面を覆うテフロン層からな
る絶縁材７とを備えている。

【００２１】図２に示すように、非接触型トランス１０
は、外径７５ｍｍ、内径４８ｍｍ、厚さ３ｍｍのドーナ
ツ状に形成した一対のフェライトコア１１，１２（共通
に呼ぶときは符号１で示す）と、フェライトコア１の夫
々に設けられた同心円状及び放射状の溝５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ（以下、まとめて符号５で示す）５に収容され
た巻線部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ（以下、まとめて符号
２で示す）と、磁性鋼板からなる磁性体スリーブ３ａと
を備え、これらはホルダー部４に保持されている。

【００２２】図１（ａ）に最も良く示されるように、夫
々のフェライトコア１は、リング状のものを４分割した
形状の部分コア１ａを、４つ組み合わせて形成されてい
る。この部分コア１ａは，５２．７ｍｏ１％Ｆｅ₂Ｏ₃
−３９．３ｍｏｌ％ＮｉＯ−８．０ｍｏｌ％ＺｎＯで示
される組成を有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトからなる。

【００２３】また、図２に示される磁性体スリーブ３ａ
は、厚さ１ｍｍ、幅１０ｍｍの磁性鋼板を、板金加工及
び溶接にて、内径７７ｍｍの円筒形にしたものに、同じ
材質からなる外径７９ｍｍ、内径６０ｍｍ、厚さ１ｍｍ
の円盤を溶接して、つぼ状にしたものである。この磁性
体スリーブ３ａは、接着剤と外側ホルダー４ａとによっ
て、上側のフェライトコア１１に固定されている。

【００２４】外郭を形成する外側ホルダー４ａには、下
部のフェライトコア１２を上下動させるためのガイド孔
１３が４カ所に設けられている。さらに、下部のフェラ
イトコア１２側の内側ホルダー４ｂには、外側ホルダー
４１ａのガイド孔１３に挿通されるように、ガイド孔１
３の位置に対応して下方向に突出して設けられた棒部材
１４が設けられており、外側ホルダー４ｂとコイルスプ
リング８を介して上下のフェライトコア１１、１２は結
合されている。

【００２５】尚、図２では、構造を分かり易くするため
に、上下フェライトコア１１，１２の対向面が互いに密
着していないように示されているが、実際には、対向面
が密着する構造を備えている。

【００２６】巻線部２は、各溝５ａ〜５ｄに各々１つず
つ格納され、接着剤にて固定されている。対向している
上側フェライトコア１１の対向面上には、厚さ５００μ
ｍ程のテフロンを接着剤にて張り合わせて、テフロン層
からなる絶縁材７を形成している。

【００２７】従来技術においては、上下対向フェライト
コア１１，１２の間隔は、３ｍｍ±２ｍｍ、即ち、１ｍ
ｍ程度の「あそび」が必要であったが、本発明の実施の
形態による非接触型トランスでは、上下対向フェライト
コア１１，１２の間隔は、絶縁材７のみの５００μｍと
することが可能で、「あそび」の部分をなくすことがで
きる。

【００２８】なお、本発明の実施の形態による非接触型
トランスにおいては、図２に示されている４つある同心
円状の溝５のうちで、最も内側に格納された巻線２ａを
電力供給用とし、他の巻線２ｂ〜２ｄは信号伝達用とし
て用いている。

【００２９】このように構成された本発明の実施の形態
による非接触トランス１０を用いて伝送効率を測定し
た。測定において、入力は１２Ｖ／１５Ｗとし、ファン
クションジェネレータによる周波数１２５ｋＨｚの正弦
波入力とした。一方、出力はスペクトルアナライザによ
り測定した。このようにして、出力電力を求めたところ
１０Ｗであった。

【００３０】また、同様の方法で、ギャップ内空間に挿
入物のない従来技術による非接触型トランスについて測
定したところ、出力電力７．５Ｗがで得られた。

【００３１】以上説明したとおり、本発明の実施の形態
による非接触型トランスにおいて、伝送効率は１５％以
上改善させることに成功した。

【００３２】なお、電力用巻線の位置は、本発明の実施
の形態によるものに限定されるものではなく、例えば、
最も外側に配置されたものでも、２番目に配置されたも
のでもよく、またトランスに設けられた溝５の数につい
ても、本発明の実施の形態のように、４本に限定される
ものではない。

【００３３】また、磁性体スリーブ３ａに関しても同様
で、実施の形態によるつぼ型に限定されるものではな
く、対向させたコア１の外周部もしくは内周部の少なく
とも一方もしくは双方に円盤状の磁性体スリーブ３ａを
設けても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、対向するコアに、
テフロン層等からなる絶縁材を設けて上下対向コア間隔
を短くすることで伝送効率を改善することができる非接
触型トランスを提供することができ、その産業的意義は
非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態による非接触型ト
ランスの要部の概略構成を示す平面図である。（ｂ）は
（ａ）の非接触型トランスの要部の概略構成を示す断面
図である。

【図２】図１の非接触型トランスの要部の詳細な構造を
示す断面端面図である。

【符号の説明】

１，１１，１２フェライトコア１ａ部分コア２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ巻線部３，３ａ磁性体スリーブ４ホルダー部４ａ外側ホルダー４ｂ内側ホルダー５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ溝７絶縁材８コイルスプリング１０非接触型トランス１３ガイド孔１４棒部材１５貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻線部を格納するための同心円状及び放
射状の溝を少なくとも１本有する一対の円盤状の磁性体
コアと、円筒状もしくは底面中央部に開口部を有するつ
ぼ型に形成された磁性体のスリーブとを備え、前記一対
の磁性体コアを前記磁性体スリーブに内包される空間部
にて対向させ、かつ前記溝内に線材を巻回した線輪から
なる前記巻線部を格納して構成されるトランスにおい
て、対向する一方のコアの対向面に絶縁体を張り付け、
かつ他方のコアに前記一方のコアに対向するように付勢
する支持機構を設け、前記一対のコアの対向面を前記絶
縁体を介して近接もしくは接触させたことを特徴とする
非接触型トランス。
【請求項２】請求項１記載の非接触型トランスにおい
て、前記支持機構は、スプリングを備えていることを特
徴とする非接触型トランス。