JP2000269057A - 分離トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １次側コアと２次側コアとの間隔が所定の間
隔に規制され、信号伝送や電力伝送を確実に行うことの
できる分離トランスを提供する。 【解決手段】 軟磁性材料を含む合成樹脂からなるコア
と電線を巻回したコイルとを有する１次側コア１１及び
２次側コア１２が対向配置され、１次側コア１１と２次
側コア１２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１０であって、一端が、いずれか一
方のコア側に固定され、他端が、両コアが一定間隔以上
離間しないように他方のコアの変位を規制するストッパ
部材１８，１９を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに離間した部
材間を非接触で電気的に接続し、電力あるいは電気信号
を両部材間で非接触で伝送する分離トランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の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）。

【０００３】しかし、前記回転コネクタは、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、軟磁性材料を含む合成樹脂からなるコ
アと電線を巻回したコイルとを有する１次側コアと２次
側コアとを所定のギャップを介して対向配置したもの
で、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ものである。

【０００４】かかる分離トランスは、１次側コアと２次
側コアとを一定間隔離間して対向配置させた状態でケー
スに収容したいわゆる一体型と称する構造と、例えば、
１次側コアをステアリングシャフトに取り付け、２次側
コアをハンドルに取り付け、ハンドルをステアリングシ
ャフトに組み付けることで、１次側コアと２次側コアと
を一定間隔離間して対向配置させる分離型と称する構造
がある。

【０００５】一体型の分離トランスは、回転側ケースと
固定側ケースとで画成される空間内に１次側コアと２次
側コアとが予め配設されているので、コア同士が適正な
ギャップを保持しながら相対回転する。従って、構造的
には安定しているが、両コアから延びている接続用電線
を車体側のコネクタとハンドル側のコネクタに結線しな
ければならない。このような結線作業は、作業者が車両
組立ライン上で手探りで行わなければならず、結線作業
に困難性を伴う。

【０００６】又、１次側コアと２次側コアとがケースに
収容されているので、全体構造がどうしても大型化して
しまう。一方、分離型の分離トランスは、１次側コアと
２次側コアとを夫々予めステアリングコラムとハンドル
に装着しておき、ハンドルをステアリングシャフトに組
み付ける際に分離トランスを同時に組み合わせる構造を
とっている。この構造によって車両組立ライン上での結
線作業が不要となり、コストダウンにつながる。又、全
体構造の小型化を図ることもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】分離型トランスをより
詳細に説明すると、図８に示す分離トランス５０のよう
に、１次側コア５１が車両のステアリングコラム１に固
定され、２次側コア５２がハンドル２に固定されると共
に、１次側コア５１と２次側コア５２との間にはスペー
サ５３が介装され、コア間のギャップＧが一定距離以下
にならないようになっている。又、ハンドル２と２次側
コア５２との間にはコイルバネ５４a，５４bが介装さ
れ、このコイルバネ５４a，５４bによって２次側コア５
２が１次側コア５１に向かって付勢され、１次側コア５
１と２次側コア５２とのギャップＧが許容値を越えて離
間しないようになっている。

【０００８】しかし、この方法では、各コア間の最低ギ
ャップは確保されるが、２次側コア５２をコイルバネ５
４a，５４bで押し付けている関係上、スペーサやコイル
等がシャフトの途中に引っかかり、両コアの間隔を意図
するギャップＧまで狭めることができない場合がある。
ギャップＧが開いたままであると、各コア間の信号伝送
や電力伝送が十分に行われず、動作不良の原因につなが
る。

【０００９】本発明の目的は、両コアの間隔が所定のギ
ャップ内に規制され、信号伝送や電力伝送を確実に行う
ことのできる分離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】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る分離トランスは、軟磁性材料を含む
合成樹脂からなるコアと電線を巻回したコイルとを有す
る１次側コア及び２次側コアが対向配置され、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、一端が、いずれか一
方のコア側に固定され、他端が、両コアが一定間隔以上
離間しないように他方のコアの変位を規制するストッパ
部材を備えたことを特徴としている。

【００１１】ストッパ部材によって１次側コアと２次側
コアとが一定間隔以上離間しないように規制されている
ので、信号伝送や電力伝送を確実に行うことができる。
又、本発明の請求項２に記載の分離トランスは、コア同
士が相対回転可能であり、コアの、ストッパ部材の他端
と離隔して対向した部分に凸部又は凹部が形成され、コ
ア同士が一定距離離間した状態でコア同士が相対回転す
ると、ストッパ部材の他端と凸部又は凹部とが干渉し合
い、異常を知らせることを特徴としている。

【００１２】１次側コアと２次側コアとが一定距離離間
した状態で１次側コアと２次側コアとを相対回転させた
場合、ストッパ部材の他端とコアの凸部又は凹部とが干
渉するので、この干渉によって生じる摺動音や振動で１
次側コアと２次側コアとが許容範囲を超えて離間してい
ることを知らせることができる。又、本発明の請求項３
に記載の分離トランスは、ストッパ部材の他端が弾性を
有し、他方のコアを一方のコアに対向配置させる際に、
他方のコアの周縁部によって拡開されることを特徴とし
ている。

【００１３】他方のコアを一方のコアに対向配置させる
際に、他方のコアがストッパ部材の他端を拡開して配置
させることができるので、予めストッパ部材の備わった
一方のコアを車体側に装着し、他方のコアをハンドル側
に装着して、ハンドルを車両に組み付けることで分離ト
ランスも同時に組み付けることが可能となり、分離トラ
ンスの組み立てをより容易に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
１の実施形態に係る分離トランスについて説明する。本
発明の第１の実施形態に係る分離トランス１０は、図１
に示すように、ステアリングコラム１のフランジ１fに
取り付けられた１次側コア１１と、ハンドル２に取り付
けられた２次側コア１２と、１次側コア１１に一端が固
定された複数の（図１では、２つの）ストッパ部材１
８，１９等とから構成されている。

【００１５】１次側コア１１及び２次側コア１２は、そ
れぞれ軟磁性材料を含む合成樹脂からなり、中央に開口
を有する円板状のコアの互いに対向する面に周方向にそ
れぞれ２つの溝が形成され、各溝に平角線を巻回した電
力伝送用コイル１１p，１２pと信号伝送用コイル１１
s，１２sが埋設されている。ここで、軟磁性材料とは、
残留磁気が極めて少ない性質を有する材料をいう。

【００１６】１次側コア１１と２次側コア１２との間に
は、コア間のギャップＧを適正に保つためのスペーサ１
３が介装され、各コア間で最低限のギャップＧを保つよ
うにしている。尚、１次側コア１１は接着剤やネジ等の
結合手段によってステアリングコラム１cのフランジ部
１fに固定されている。一方、２次側コア１２の一側面
（コイル埋設面と反対側の面）には、トルク伝達ピン１
５，１６が立設している。トルク伝達ピン１５，１６
は、例えば、樹脂材からなり、その先端にはプラグ部１
５p，１６pが形成されている。２次側コア１２は、トル
ク伝達ピン１５，１６のプラグ部１５p，１６pをハンド
ル２のピン挿通孔に嵌入し、貫通させることでハンドル
２に取り付けられる。これによって、２次側コア１２は
ハンドル２と一体に回動する。２次側コア１２とハンド
ル２との間には、コイルスプリング１４a，１４bが介装
され、２次側コア１２を１次側コア１１に常に押し付け
るように付勢力を作用させている。

【００１７】ハンドル２は、ナット２nによってステア
リングシャフト１sに固定され、ステアリングシャフト
１sは、ベアリング１bを介してコラムシャフト１c内に
回動自在に支承されている。ストッパ部材１８，１９
は、例えば、樹脂からなる端面視角形Ｕ字状のブロック
体であり、その一端が１次側コア１１に接着剤等で固着
され、その他端が２次側コア１２と一定間隔離間してい
る。尚、この間隔は、ストッパ部材１８，１９の寸法に
応じて任意に変更することができ、例えば、０．２mm〜
３mmの範囲で適宜設けることが可能である。尚、ストッ
パ部材１８，１９の取り付けは、１次側コア１１をコラ
ムシャフト１cのフランジ部１fに固定し、２次側コア１
２をハンドル２に取り付けた後、ハンドル２をステアリ
ングシャフト１sに嵌合させ、ナット２nによって締結さ
せ、その結果、１次側コア１１と２次側コア１２とを対
向配置させた後に行う。

【００１８】ストッパ部材１８，１９を上述の手順で取
り付けるので、ハンドル２をステアリングシャフト１s
に嵌合させた時、ハンドル２がステアリングシャフト１
sに適正状態で嵌合せずに１次側コア１１と２次側コア
１２とのギャップＧが許容値以上に開いてしまった場
合、ストッパ部材１８，１９を取り付けることができな
くなり、これによってかかる不具合を確実に検出するこ
とができる。

【００１９】又、ハンドル２をステアリングシャフト１
sに組み付けた時には、１次側コア１１と２次側コア１
２とが所定の間隔内で対向配置していても、その後の何
らかの理由によって１次側コア１１と２次側コア１２と
が許容値以上に離間しようとした場合、ストッパ部材１
８，１９によってこのように離間するのを防止する。従
って、分離トランス１０を使用することで、信号伝送や
電力伝送を長期にわたって確実に行うことができる。

【００２０】尚、ストッパ部材１８，１９の個数は２つ
に限定されず、１つ又は３つ以上の複数個であっても良
い。又、上述の第１の実施形態とは異なり、図２に示す
ように、ストッパ部材１８'，１９'の一端を２次側コア
１２に固定し、１次側コア１１と２次側コア１２とが離
間すると、ストッパ部材１８'，１９'の他端が１次側コ
ア１１に当接し、１次側コア１１と２次側コア１２とが
それ以上離間しないようにする構成をとっても良い。

【００２１】更には、ストッパ部材の一方を１次側コア
１１に固定し、ストッパ部材の他方を２次側コア１２に
固定して、１次側コア１１と２次側コア１２とが離間す
ると、一方のストッパ部材の他端が２次側コア１２に当
接し、他方のストッパ部材の他端が１次側コア１１に当
接することで、１次側コア１１と２次側コア１２とが必
要以上に離間しないようにする構成をとっても良い。

【００２２】次に、本発明の第２の実施形態に係る分離
トランスについて説明する。尚、第１の実施形態と同一
の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を
省略する。本発明の第２の実施形態に係る分離トランス
２０は、図３に示すように、第１の実施形態に係る分離
トランス１０と同様に、ステアリングコラム１cのコラ
ムフランジ１fに固定された１次側コア２１と、ハンド
ル２に取り付けられた２次側コア２２と、１次側コア２
１に固定され、２次側コア２２が１次側コア２１に対し
て一定距離離間するのを防止するストッパ部材２８，２
９等から構成されている。

【００２３】２次側コア２２の周縁の、ストッパ部材２
８，２９の他端と対向する部分には、図４に示すよう
に、例えば、樹脂材からなる凸部２２x，２２y，・・・が
形成されている。第２の実施形態に係る分離トランス２
０はこのような構成を有するので、１次側コア２１と２
次側コア２２とが許容範囲を超えて離間した場合、図５
に示すように、ストッパ部材２８，２９の他端側面と凸
部２２x，２２yの側面とが同一の高さとなる。尚、図５
では、ストッパ部材２９の他端は凸部２２yの図中手前
側に位置し、ストッパ部材２８の他端は凸部２２xの図
中向こう側に位置している。

【００２４】この状態でハンドル２を廻すことにより、
コア２２をコア２１に対して相対回転させると、凸部２
２xがストッパ部材２８の端部を押しのけ（部材他端を
変形させ）、凸部２２yがストッパ部材２９の端部を押
しのけながらコア２２が回動する。このように凸部２２
xとストッパ部２８との干渉及び凸部２２yとストッパ部
２９との干渉で異音が生じたり、振動が生じることによ
り、操作者に異常を知らせることができる。

【００２５】係る構成を有することで、例えば、車両の
ステアリング装置などのように分離トランス２０の装着
状態が容易に目視できないような場所に分離トランス２
０を取り付けても、１次側コア２１と２次側コア２２と
のギャップＧが許容範囲内にあるか否かを容易に確認す
ることができる。従って、信頼性のある電力供給や信号
伝送を行うことができる。

【００２６】又、図６に示すように、前記凸部に替えて
凹部をコア２２に形成しても良い。特に、溝幅がストッ
パの幅よりも大きい凹部２２x'，２２y'，・・・をコア２
２に形成することで、各コアの間隔が必要以上に開いた
状態でコアが相対回転すると、ストッパが凹部に嵌り込
んでコアの円滑な相対回転運動を阻止する。又、凸部と
凹部とが連続して形成されていても良い。

【００２７】更に又、前記凸部又は凹部は、図４又は図
６に示すようにコア円周方向の一部ではなく、全周に亘
って形成されていても良い。又、ストッパ部材が幅広の
場合、ストッパ部材の他端の２次側コア２２と対向する
内側面に、ストッパ部材の幅方向に凹部を一定間隔で形
成し、且つストッパ部材の夫々の両側面にテーパ部を形
成することで、コア２１，２２間の間隔が必要以上に開
いた状態でコア２２が回転したとき、凸部２２x，２２y
がストッパ部材の他端の内側面に入り込み、凸部２２
x，２２yとストッパ部材の前記凹部とが干渉し合うこと
により異常を知らせるようにしても良い。

【００２８】続いて、本発明に係る分離トランスの第３
の実施形態について説明する。尚、第１の実施形態、第
２の実施形態と同一の構成については、対応する符号を
付して詳細な説明を省略する。本発明の第３の実施形態
に係る分離トランス３０は、図７に示すように、第１の
実施形態に係る分離トランス１０と同様に、ステアリン
グコラム１cのコラムフランジ１fに固定された１次側コ
ア３１と、ハンドル２に取り付けられた２次側コア３２
と、一端が、１次側コア３１に固定され、他端が、２次
側コア３２が１次側コア３１に対して一定距離離間する
のを防止するストッパ部材３８，３９等から構成されて
いる。

【００２９】しかし、上述の２つの実施形態と異なり、
ストッパ部材３８，３９の他端（図中、上端）には傾斜
部３８s，３９sが形成され、この部分が可撓性を有する
ようになっている。これによって、２次側コア３２の周
縁部によってストッパ部材３８，３９の他端（図７中、
上端）を拡開させながら、２次側コア３２を１次側コア
３１に対向配置させることができるので、ストッパ部材
３８，３９の一端を１次側コア３１に取り付けた状態で
２次側コア３２を１次側コア３１に対向配置させること
ができる。従って、ストッパ部材３８，３９を予め備え
た１次側コア３１をステアリングコラム１cのフランジ
１fに装着し、２次側コア３２をハンドル２に装着し
て、ハンドル２をステアリングシャフト１sに組み付け
ることで分離トランス３０も同時に組み付けることが可
能となり、車両組立ライン上での分離トランスの組立工
数を低減することができる。

【００３０】又、本発明の第２の実施形態と同様に、２
次側コア３２の、ストッパ部材３８，３９の他端と対向
する部分には、例えば、樹脂材からなる凸部３２x，３
２yが形成されている。従って、１次側コア３１と２次
側コア３２とが許容範囲を超えて離間した場合、両コア
が相対回転したときにストッパ部材３８，３９の先端部
と凸部３２x，３２yとが干渉し、これによって生じる摺
動音や振動で１次側コア３１と２次側コア３２とが離間
したことを使用者に容易に知らせることができる。

【００３１】尚、１次側コアと２次側コアには、上述の
実施形態のように必ずしも信号伝送用コイルと電力伝送
用コイルの双方が埋設されている必要はなく、更には、
ハンドルと２次側コアとの間にはコイルバネの代わりに
板バネやゴムブッシュ等の弾性体を介装しても良い。
又、上述の実施形態に係るストッパ部材は、一方のコア
に直接固定されているが、一方のコアを取り付ける部
材、例えば、ステアリングコラム等にブラケット等を介
して固定しても良い。

【００３２】上述の実施形態は、本発明に係る分離トラ
ンスを車両のステアリング装置に適用した場合について
説明したが、車両のボディとドアパネル間の信号伝送や
電力伝送に用いても良く、車両以外の、例えば、ロボッ
トアーム間の信号伝送や電力伝送に用いても良い。更に
又、本発明に係る分離トランスを、例えば、冷蔵庫のド
ア部や掃除機のホースの回転部分等における信号伝送や
電力伝送に用いても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る分離
トランスは、軟磁性材料を含む合成樹脂からなるコアと
電線を巻回したコイルとを有する１次側コア及び２次側
コアが対向配置され、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、一端が、いずれか一方のコア側に固定され、
他端が、両コアが一定間隔以上離間しないように他方の
コアの変位を規制するストッパ部材を備えているので、
ストッパ部材によって１次側コアと２次側コアとが一定
間隔以上離間しないように規制され、信号伝送や電力伝
送を確実に行うことができる。

【００３４】又、本発明の請求項２に記載の分離トラン
スは、コア同士が相対回転可能であり、コアの、ストッ
パ部材の他端と離隔して対向した部分に凸部又は凹部が
形成され、コア同士が一定距離離間した状態でコア同士
が相対回転すると、ストッパ部材の他端と凸部又は凹部
とが干渉し合い、異常を知らせるので、１次側コアと２
次側コアとが一定距離離間した状態で１次側コアと２次
側コアとを相対回転させた場合、ストッパ部材の他端と
コアの凸部又は凹部とが干渉する。そして、この干渉に
よって生じる摺動音や振動で１次側コアと２次側コアと
が許容範囲を超えて離間していることを知らせることが
できる。

【００３５】又、本発明の請求項３に記載の分離トラン
スは、ストッパ部材の他端が弾性を有し、他方のコアを
一方のコアに対向配置させる際に、他方のコアの周縁部
によって拡開されるので、他方のコアを一方のコアに対
向配置させる際に、他方のコアがストッパ部材の他端を
拡開して配置させることができる。従って、予めストッ
パ部材の備わった一方のコアを車体側に装着し、他方の
コアをハンドル側に装着して、ハンドルを車両に組み付
けることで分離トランスも同時に組み付けることが可能
となり、分離トランスの組み立てをより容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る分離トランス１
０を示す断面図である。

【図２】図１の変形例を示す分離トランス１０'の断面
図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る分離トランス２
０を示す断面図である。

【図４】図３の分離トランス２０のコア２２の斜視図で
ある。

【図５】図３の分離トランス２０のコア２１，２２が必
要以上に離れた状態を示す断面図である。

【図６】図４のコア２２の変形例を示す斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る分離トランス３
０を示す断面図である。

【図８】従来の分離トランス５０を示す断面図である。

【符号の説明】

１c ステアリングコラム １f フランジ １s ステアリングシャフト ２ ハンドル １０ 分離トランス １１ １次側コア １２ ２次側コア １５，１６ トルク伝達ピン １８，１９ ストッパ部材 ２０ 分離トランス ２１ １次側コア ２２ ２次側コア ２２x，２２y 凸部 ２８，２９ ストッパ部材 ３０ 分離トランス ３１ １次側コア ３２ ２次側コア ３２x，３２y 凸部 ３８，３９ ストッパ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 肇 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 金 東治 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟磁性材料を含む合成樹脂からなるコア
   と電線を巻回したコイルとを有する１次側コア及び２次
   側コアが対向配置され、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、一端が、いずれか一方のコア側に固定
   され、他端が、前記両コアが一定間隔以上離間しないよ
   うに他方のコアの変位を規制するストッパ部材を備えた
   ことを特徴とする分離トランス。
2. 【請求項２】 前記コア同士は、相対回転可能であり、
   前記コアの、前記ストッパ部材の他端と離隔して対向し
   た部分に凸部又は凹部が形成され、前記コア同士が一定
   距離離間した状態で前記コア同士が相対回転すると、前
   記ストッパ部材の他端と前記凸部又は凹部とが干渉し合
   い、異常を知らせることを特徴とする、請求項１に記載
   の分離トランス。
3. 【請求項３】 前記ストッパ部材の他端は弾性を有し、
   他方のコアを一方のコアに対向配置させる際に、他方の
   コアの周縁部によって拡開されることを特徴とする、請
   求項１に記載の分離トランス。