JP2003059736A - Rotary transformer and non-contact intercircuit power transfer system using the same - Google Patents

Rotary transformer and non-contact intercircuit power transfer system using the same

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JP2003059736A
JP2003059736A JP2001248966A JP2001248966A JP2003059736A JP 2003059736 A JP2003059736 A JP 2003059736A JP 2001248966 A JP2001248966 A JP 2001248966A JP 2001248966 A JP2001248966 A JP 2001248966A JP 2003059736 A JP2003059736 A JP 2003059736A
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shaped core
pot
signal
control circuit
rotary transformer
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JP2001248966A
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Takeshi Harada
武史 原田
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a rotary transformer which is small in total shape and does not require severeness in work accuracy and in assembling accuracy by simplifying core shape. SOLUTION: This rotary transformer is constituted by a pot-shaped core 102A formed of an annular magnetic-material element and having a roughly U-shaped cross section in axial direction, a disk-shaped core 104A formed of an annular magnetic-material element and having a radial-direction width which is the same as that of the pot-shaped core 102A, a primary coil 114 annularly arranged on an inner circumferential face of the feet 102a, 102b of the pot- shaped core 102A, and a secondary coil 116 annularly arranged on a position of the disk-shaped core 104A facing the primary coil 114 and keeping a specified distance from the primary coil 114. The secondary coil 116 is placed between the feet 102a, 102b of the pot-shaped core 102A, while the disk-shaped core 104A and the pot-shaped core 102A are arranged so as to be able to mutually rotate against each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、相互に相対回転
する2つの部材に配置した電気回路間で非接触にて電力
あるいは電気信号を電送する非接触による回路間電送方
式に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact circuit-to-circuit transmission system for transmitting electric power or an electric signal in a non-contact manner between electric circuits arranged on two members that rotate relative to each other.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来このような方式により回路間で電力
あるいは電気信号を電送する手段として、例えば特開平
8−51041号公報に記載されているように回転型ト
ランスフォーマがある。この回転型トランスフォーマ1
00は図6に示すように軸方向断面がほぼU字形状に形
成された環状の強磁性素材からなる一次ステータ102
と、同じく軸方向断面がU字形状に形成された環状の強
磁性素材からなり、前記一次ステータ102の脚部10
8とその脚部106とを組み合わせた二次ロータ104
と、巻線の軸線が一次ステータ102の軸線に一致し、
前記ステータU字形状の脚部112の一方に受入れられ
ている一次コイル114と、巻線の軸線が前記二次ロー
タ104の軸線に一致しており、前記U字形状ロータの
脚部106の一方に受け入れられ、前記一次コイル11
4と共通の軸方向位置に配置されている二次コイル11
6とを有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a means for transmitting electric power or electric signals between circuits by such a system, there is a rotary transformer as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-51041. This rotary transformer 1
00 is a primary stator 102 made of an annular ferromagnetic material whose axial cross section is formed into a substantially U-shape as shown in FIG.
And a leg portion 10 of the primary stator 102, which is also made of an annular ferromagnetic material whose axial section is U-shaped.
Secondary rotor 104 in which 8 and its legs 106 are combined
And the axis of the winding matches the axis of the primary stator 102,
The primary coil 114 received in one of the stator U-shaped leg portions 112 and one of the leg portions 106 of the U-shaped rotor whose winding axis line coincides with the axis line of the secondary rotor 104. Accepted by the primary coil 11
4 and the secondary coil 11 arranged at the same axial position.
6 and 6.

【0003】そして、一次ステータ102および二次ロ
ータ104におけるU字形状の半径方向内側および外側
の脚部108−106,110−112が、それぞれ一
次ステータ102および二次ロータ104間の磁束を形
成するために半径方向内側および外側のエアギャップG
1,G2を形成しており、一次ステータ102および二
次ロータ104は相互に相対回転可能に配置されてい
る。
The U-shaped radially inner and outer legs 108-106 and 110-112 of the primary stator 102 and the secondary rotor 104 form magnetic fluxes between the primary stator 102 and the secondary rotor 104, respectively. For radially inner and outer air gaps G
1, G2 are formed, and the primary stator 102 and the secondary rotor 104 are arranged so as to be rotatable relative to each other.

【0004】このような構成の回転型トランスフォーマ
100において、一次ステータ102を図示しない車両
の固定コラムに取付、この固定コラムに挿通した図示し
ないステアリングシャフトに二次ロータ104を取り付
ける。そして、一次ステータ102より二次ロータ10
4に電磁誘導された交流電圧を電源電圧としてステアリ
ングシャフトに取り付けられたステアリングホィールに
装着された電子回路で受電することで、固定コラムより
ステアリングホィールの回転と共に回転する電子回路に
非接触で電力が電送され、例えばステアリングホィール
に装着したエアバッグを起動することができる。
In the rotary transformer 100 having such a structure, the primary stator 102 is attached to a fixed column of a vehicle (not shown), and the secondary rotor 104 is attached to a steering shaft (not shown) inserted through the fixed column. Then, the primary stator 102 causes the secondary rotor 10
By receiving the AC voltage electromagnetically induced in 4 as the power supply voltage by the electronic circuit mounted on the steering wheel attached to the steering shaft, electric power is supplied from the fixed column to the electronic circuit rotating with the rotation of the steering wheel in a non-contact manner. It is possible to activate an air bag that is transmitted by electric power and is attached to the steering wheel, for example.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の回転型トランス
フォーマは以上のように一次コイル、二次コイルを配置
した一次ステータと二次ロータはそれぞれ個々の断面U
字型形状のコアに配置され、これらコアを一次コイルと
二次コイルとが対向するように交互に噛み合わせて構成
するため全体形状が大型化すると共に、最適電力特性を
得るには各コイルと対向するコアとのギャップ長精度が
要求され、この要求を満たすためにはコアの加工精度お
よび組み付け精度等が厳しくなり製造コストが上がると
いう問題点がある。
As described above, in the conventional rotary type transformer, the primary stator and the secondary rotor, in which the primary coil and the secondary coil are arranged, each have an individual cross section U.
It is arranged in a V-shaped core, and these cores are alternately meshed so that the primary coil and the secondary coil face each other. Accuracy of the gap length between the cores facing each other is required, and in order to meet this requirement, the processing accuracy and the assembly accuracy of the core become strict and the manufacturing cost increases.

【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、コア形状が単純でしかも小型化
され、厳密な加工精度や組み付け精度を要求されない回
転型トランスフォーマおよび回転型トランスフォーマを
使用した非接触による回路間電送方式を得ることを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a rotary transformer and a rotary transformer which have a simple core shape and are miniaturized, and do not require strict machining accuracy and assembly accuracy. The purpose is to obtain the non-contact inter-circuit transmission method used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る回転型ト
ランスフォーマ100Aは図1に示すように、軸方向断
面がほぼU字形状に形成された環状の磁性素材からなる
ポット型コア102Aと、このポット型コア102Aの
径方向の幅を半径方向の幅とした環状の磁性素材からな
る円盤型コア104A、前記ポット型コア102Aの脚
部102a、102bの一内周面に環状に配置した一次
コイル114と、前記円盤型コア104Aに、前記一次
コイル114と所定間隙を設けて対向する位置に環状に
配置した二次コイル116とを備え、前記二次コイル1
16を前記ポット型コア102Aの脚部102a、10
2b間に臨ませ、円盤型コア104Aおよびポット型コ
ア102Aを互いに相互回転可能に配置して構成したも
のである。この発明によれば、内周面に環状に一次コイ
ル114を配置した断面U字形状のポット型コア102
Aの脚部102a、102b間を、環状に二次コイル1
16を配置した円盤型コア104Aで同軸状に覆い、一
次コイル114と二次コイル116とを所定間隙を設け
て対向配置させることで、全体平面の大きさが円盤型コ
ア104Aの平面形状とほぼ同等のポット型コア102
Aの軸方向の厚みに収まる回転型トランスフォーマ10
0Aを構成できる。
As shown in FIG. 1, a rotary transformer 100A according to the present invention includes a pot type core 102A made of an annular magnetic material having an axially U-shaped cross section, and a pot type core 102A. A disk-shaped core 104A made of an annular magnetic material whose radial width is the radial width of the pot core 102A, and a primary coil annularly arranged on one inner peripheral surface of the leg portions 102a and 102b of the pot core 102A. 114 and a secondary coil 116 disposed in the disk-shaped core 104A in an annular shape at a position facing the primary coil 114 with a predetermined gap therebetween.
16 to the leg portions 102a of the pot type core 102A, 10
The disc type core 104A and the pot type core 102A are arranged so as to be mutually rotatable so as to face each other between 2b. According to the present invention, the pot type core 102 having a U-shaped cross section in which the primary coil 114 is annularly arranged on the inner peripheral surface.
The secondary coil 1 is formed in an annular shape between the legs 102a and 102b of A.
16 is arranged coaxially with the disk-shaped core 104A, and the primary coil 114 and the secondary coil 116 are arranged so as to face each other with a predetermined gap, so that the size of the entire plane is almost the same as that of the disk-shaped core 104A. Equivalent pot type core 102
A rotary transformer 10 that fits within the axial thickness of A
0A can be configured.

【0008】この発明に係る回転型トランスフォーマ1
00Aを使用した非接触による回路間電送方式は、軸方
向断面がほぼU字形状に形成された環状の磁性素材から
なるポット型コア102Aと、このポット型コア102
Aの径方向の幅を半径方向の幅とした環状の磁性素材か
らなる円盤型コア104A、前記ポット型コア102A
の脚部102a、102bの一内周面に環状に配置した
一次コイル114と、前記円盤型コア104Aに、前記
一次コイル114と所定間隙を設けて対向する位置に環
状に配置した二次コイル116とを備え、前記二次コイ
ル116を前記ポット型コア102Aの脚部102a、
102b間に臨ませ、円盤型コア104Aおよびポット
型コア102Aを互いに相互回転可能に配置して回転型
トランスフォーマ100Aを構成し、前記ポット型コア
102Aを、図2に示すように電源部に一次コイル11
4の端部を接続する一次側制御回路CTR1に備え付
け、前記円盤型コア104Aをその中空部に挿通するシ
ャフトに固定すると共に、二次コイル116の端部を前
記シャフトに固定された二次側制御回路CTR2の電源
部に接続し、前記各制御回路CTR1,CTR2間で前
記回転型トランスフォーマ100Aを介して電力または
電気信号を非接触電送する。この発明によれば、本発明
に係る回転型トランスフォーマ100Aを介して固定系
と回転系のそれぞれに配置した制御回路CTR1,CT
R2間で電力または電気信号を非接触にて電送させる。
Rotary transformer 1 according to the present invention
In the non-contact inter-circuit power transmission method using 00A, a pot type core 102A made of an annular magnetic material having an axially U-shaped cross section, and the pot type core 102
A disk-shaped core 104A and a pot-shaped core 102A made of an annular magnetic material having a radial width of A as a radial width.
Primary coil 114 annularly arranged on one inner peripheral surface of each leg 102a, 102b, and secondary coil 116 annularly arranged at a position facing the primary coil 114 with a predetermined gap in the disk-shaped core 104A. And the secondary coil 116 is connected to the leg portion 102a of the pot type core 102A,
102b, the disk-shaped core 104A and the pot-shaped core 102A are rotatably arranged with respect to each other to form a rotary transformer 100A, and the pot-shaped core 102A is connected to a primary coil in a power supply unit as shown in FIG. 11
The secondary side fixed to the primary side control circuit CTR1 for connecting the ends of the No. 4 and the disk-shaped core 104A is fixed to the shaft inserted into the hollow part, and the end of the secondary coil 116 is fixed to the shaft. It is connected to the power supply unit of the control circuit CTR2, and non-contact electric power is transmitted between the control circuits CTR1 and CTR2 via the rotary transformer 100A. According to the present invention, the control circuits CTR1 and CT arranged in the fixed system and the rotary system respectively via the rotary transformer 100A according to the present invention.
Electric power or electric signals are transmitted between R2 without contact.

【0009】この発明に係る回転型トランスフォーマを
使用した非接触による回路間電送方式では、一次側制御
回路CTR1は一次コイル114に印加される交流信号
を制御信号で変調して二次コイル116に電磁誘導して
二次側制御回路CTR2に電送する。この発明によれ
ば、回転型トランスフォーマ100Aを用いて交流電力
の電送を行うだけでなく、一次側制御回路CTR1で発
生した制御信号で所定周波数の交流信号を変調して得た
被変調波を一次コイル114より二次コイル116に電
磁誘導して二次側制御回路CTR2に送り、そこで被変
調波を復調して元制御信号を取り出し回転系側での制御
動作に供する。
In the non-contact circuit-to-circuit transmission system using the rotary transformer according to the present invention, the primary side control circuit CTR1 modulates the AC signal applied to the primary coil 114 with the control signal to electromagnetically control the secondary coil 116. It is induced and transmitted to the secondary side control circuit CTR2. According to the present invention, not only the AC power is transmitted using the rotary transformer 100A, but also the modulated wave obtained by modulating the AC signal of a predetermined frequency with the control signal generated in the primary side control circuit CTR1 Electromagnetic induction from the coil 114 to the secondary coil 116 is sent to the secondary side control circuit CTR2, where the modulated wave is demodulated and the original control signal is extracted and provided for control operation on the rotary system side.

【0010】この発明に係る回転型トランスフォーマ1
00Aを使用した非接触による回路間電送方式では、一
次側制御回路CTR1および二次側制御回路CTR2の
少なくとも一方の制御回路は、外部信号による電磁誘導
にて発生した電圧にて信号発生回路を起動して交流信号
を出力し、この交流信号を回転型トランスフォーマ10
0Aにより他方の制御回路に電送する。この発明によれ
ば、外部から電源供給を受けない一次側制御回路CTR
1あるいは二次側制御回路CTR2に高周波信号を送り
電磁誘導にて発生した電圧で信号発生回路を起動させ、
この信号発生回路より出力された交流信号を回転型トラ
ンスフォーマ100Aにより他方の制御回路に非接触で
電送する。
The rotary transformer 1 according to the present invention
In the non-contact electric circuit transmission method using 00A, at least one of the primary side control circuit CTR1 and the secondary side control circuit CTR2 starts a signal generation circuit with a voltage generated by electromagnetic induction by an external signal. Then, an AC signal is output and this AC signal is output to the rotary transformer 10.
Electric power is transmitted to the other control circuit by 0A. According to the present invention, the primary side control circuit CTR which is not supplied with power from the outside
1 or a high-frequency signal is sent to the secondary side control circuit CTR2 to start the signal generation circuit with a voltage generated by electromagnetic induction,
The alternating current signal output from this signal generating circuit is transmitted to the other control circuit in a contactless manner by the rotary transformer 100A.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本実施の形
態に係る非接触による回路間電送方式に用いる回転型ト
ランスフォーマの軸方向の断面図である。本実施の形態
に係る回転型トランスフォーマ100Aには軸方向の断
面形状がほぼU字形状で、U字形状の半径方向外側の脚
部102aとこの脚部102aと軸方向に同じ長さの半
径方向内側の脚部102bより構成される環状の強磁性
体のポット型コア102Aがステータとして設けられて
いる。ポット型コア102Aの脚部102bの内周面に
コイルボビン114aにより一次コイル114が巻回さ
れている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. FIG. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of a rotary transformer used in the non-contact inter-circuit power transmission system according to the present embodiment. The rotary transformer 100A according to the present embodiment has a substantially U-shaped axial cross-sectional shape, and the U-shaped radially outer leg portion 102a and the radial direction having the same axial length as the leg portion 102a. An annular ferromagnetic pot-shaped core 102A composed of the inner leg portion 102b is provided as a stator. The primary coil 114 is wound around the inner peripheral surface of the leg portion 102b of the pot type core 102A by a coil bobbin 114a.

【0012】また、回転型トランスフォーマ100A
は、強磁性体の円盤型コア104Aがポット型コア10
2Aと同軸状にロータして配置されている。この円盤型
コア104Aの裏面には同軸状にコイルボビン116a
が形成され、このコイルボビン116aに円周方向に二
次コイル116が巻回されている。円盤型コア104A
は二次コイル116が巻回されてコイルボビン116a
をポット型コア102Aの脚部102aと102bとの
間に臨ませ、一次コイル114と所定間隙を設けて対向
するようにポット型コア102Aに同軸状に組み合わさ
れている。
Also, the rotary transformer 100A
Is a ferromagnetic disk-shaped core 104A is a pot-shaped core 10
The rotor is arranged coaxially with 2A. A coil bobbin 116a is coaxially formed on the back surface of the disk-shaped core 104A.
Is formed, and the secondary coil 116 is wound around the coil bobbin 116a in the circumferential direction. Disc type core 104A
Is wound with the secondary coil 116 and the coil bobbin 116a
Is faced between the leg portions 102a and 102b of the pot type core 102A and is coaxially combined with the pot type core 102A so as to face the primary coil 114 with a predetermined gap.

【0013】ここで各コア104A、102A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
フィルド(pps)等の合成樹脂中に所定量混入したも
のを環状に成型したものである。尚、各コア104A,
102Aは環状に成型された軟磁性フェライト焼結体
(例えば、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剤を混ぜて焼結したもの)を
用いてもよい。各コアはこれら素材に限定されるもので
ない。
Each of the cores 104A and 102A is made by mixing a predetermined amount of soft magnetic ferrite powder such as Ni-Zn ferrite or Mn-Zn ferrite into a synthetic resin such as nylon or polyphenylene filled (pps). It is a ring shaped. Incidentally, each core 104A,
102A is a soft magnetic ferrite sintered body molded in a ring shape (for example, Ni-Zn ferrite or Mn-Zn).
It is also possible to use a material obtained by mixing a system ferrite or the like with a binder agent and sintering the mixture. Each core is not limited to these materials.

【0014】このような構成の回転型トランスフォーマ
100Aにおいて、ポット型コア102Aは図示しない
ステアリングシャフトに設けたステアリングコラム(固
定系)に取り付けられる。このステアリングコラムには
一次コイル114に電力を供給あるいは電気信号を入出
力する一次側制御回路が設けられている。この一次側制
御回路より一次コイル114に電力供給あるいは信号を
入出力する。
In the rotary transformer 100A having such a structure, the pot core 102A is attached to a steering column (fixed system) provided on a steering shaft (not shown). The steering column is provided with a primary side control circuit for supplying electric power to the primary coil 114 or inputting / outputting an electric signal. The primary side control circuit supplies power or inputs / outputs a signal to / from the primary coil 114.

【0015】円盤型コア104Aは図示しないカップリ
ングを介してステアリングシャフト(回転系)に取り付
けられる。円盤型コア104Aに設けられた二次コイル
116よりステアリングシャフトに接続されるステアリ
ングホィールに取り付けられた二次側制御回路には、一
次コイル114より二次コイル116に電磁誘導された
交流電力が供給される。あるいは二次側制御回路は二次
コイル116を通して一次コイル114との間で信号入
出力を行う。
The disk-shaped core 104A is attached to the steering shaft (rotating system) via a coupling (not shown). AC power electromagnetically induced from the primary coil 114 to the secondary coil 116 is supplied to the secondary side control circuit attached to the steering wheel connected to the steering shaft from the secondary coil 116 provided on the disk-shaped core 104A. To be done. Alternatively, the secondary side control circuit inputs / outputs signals to / from the primary coil 114 through the secondary coil 116.

【0016】図2は本実施の形態における非接触による
回路間電送方式を説明する図である。図において、CT
R1は、例えば車両前方のエンジンルーム内に設けられ
た衝撃センサよりセンサ信号を入力し、このセンサ信号
に基づいてステアリングホィールに設けたエアバック膨
張器に起動信号を交流電圧を出力する一次側制御回路、
100Aは一次側制御回路CTR1より出力された交流
電圧を一次コイル114より二次コイルに例えば昇圧し
て電磁誘導する回転型トランスフォーマ、CTR2は二
次コイル116に誘導された交流電圧に基づいてエアバ
ック膨張器の起動信号を生成する二次側制御回路であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining a non-contact inter-circuit power transmission system according to the present embodiment. In the figure, CT
R1 is a primary side control for inputting a sensor signal from, for example, an impact sensor provided in the engine room in front of the vehicle, and outputting a start signal and an AC voltage to an airbag inflator provided in the steering wheel based on the sensor signal. circuit,
100A is a rotary transformer that electromagnetically induces the AC voltage output from the primary side control circuit CTR1 by boosting the AC voltage from the primary coil 114 to the secondary coil. CTR2 is an airbag based on the AC voltage induced in the secondary coil 116. It is a secondary side control circuit which produces | generates the starting signal of an expander.

【0017】一次側制御回路CTR1は図3に示すよう
にステアリングコラムにポット型コア102A(図1を
参照)を介して固定的に設けられた一次コイル114と
配線R,Sにより接続されている。また、二次側制御回
路CTR2はステアリングホィールSWに電子回路EC
として設けられている。電子回路ECは、一次コイル1
14の周囲をステアリングシャフトSSに取り付けられ
た円盤型コア104Aを介して回転する二次コイル11
6に配線U,Vが接続されている。
As shown in FIG. 3, the primary side control circuit CTR1 is connected by wirings R and S to a primary coil 114 fixedly provided on a steering column via a pot type core 102A (see FIG. 1). . Further, the secondary side control circuit CTR2 is connected to the steering wheel SW by an electronic circuit EC.
Is provided as. The electronic circuit EC has a primary coil 1
Secondary coil 11 that rotates around 14 via a disk-shaped core 104A attached to the steering shaft SS
Wirings U and V are connected to 6.

【0018】この様な構成において、衝撃センサ(エア
バッグセンサ)が車両の他車両への衝突を検知すると、
一次側制御回路CTR1は入力されたセンサ信号に基づ
いて交流電圧を生成して回転型トランスフォーマ100
Aの一次コイル114に印加する。この交流電圧は一次
コイル114と二次コイル116との巻線比で決まる値
に昇圧され二次コイル116に電磁誘導にて誘起されて
二次側制御回路CTR2に送られる。二次側制御回路C
TR2は誘起された交流電圧によりエアバッグ膨張器を
起動させて瞬時にエアバッグを膨張させる。
In such a structure, when the impact sensor (airbag sensor) detects a collision of the vehicle with another vehicle,
The primary side control circuit CTR1 generates an AC voltage based on the input sensor signal to generate the rotary transformer 100.
It is applied to the primary coil 114 of A. This AC voltage is boosted to a value determined by the winding ratio between the primary coil 114 and the secondary coil 116, induced in the secondary coil 116 by electromagnetic induction, and sent to the secondary side control circuit CTR2. Secondary side control circuit C
TR2 activates the airbag inflator by the induced AC voltage to instantly inflate the airbag.

【0019】尚、上記説明では、回転型トランスフォー
マ100Aは一次コイル114より二次コイル116へ
の電力送電であったが、図4(a)に示すように一次コ
イル114に印加される所定周波数の交流信号(搬送
波)を一次側制御回路CTR1としての変調回路でセン
サ信号(変調信号)で変調して、二次コイル116に被
変調波として電磁誘導した後、ステアリングホィール側
において二次側制御回路CTR2としての復調回路(図
4(b))で復調してセンサ信号を取り出してもよい。
In the above description, the rotary transformer 100A transmitted electric power from the primary coil 114 to the secondary coil 116. However, as shown in FIG. 4A, a predetermined frequency applied to the primary coil 114 has a predetermined frequency. An AC signal (carrier wave) is modulated with a sensor signal (modulation signal) by a modulation circuit as the primary side control circuit CTR1 and electromagnetically induced as a modulated wave in the secondary coil 116, and then the secondary side control circuit is provided on the steering wheel side. The sensor signal may be extracted by demodulation with the demodulation circuit (FIG. 4B) as the CTR2.

【0020】このセンサ信号を各フィルタ(BPF)に
かけて周波数を判定してセンサ信号内容を読みだし、セ
ンサ信号に応じたランプPL1〜PL4を点灯して異常
を報知したり、発振回路を起動して車内無線LANに供
してもよい。
This sensor signal is applied to each filter (BPF) to determine the frequency, read the content of the sensor signal, and turn on the lamps PL1 to PL4 corresponding to the sensor signal to notify the abnormality or activate the oscillation circuit. It may be provided to an in-vehicle wireless LAN.

【0021】上記説明では回転型トランスフォーマ10
0Aで電送される信号をアナログ信号としたが、図5
(a)に示すように変調回路としての一次側制御回路C
TR1に入力されるデータ01010を信号変換回路
で、例えばON/OFFパルスであるベースバンド信号
に変換した後、ベースバンド信号をミキサに送り、そこ
で発振器より入力された搬送波を変調して被変調波とし
て回転型トランスフォーマ100Aの一次コイル114
に送ってもよい。
In the above description, the rotary transformer 10 is used.
Although the signal transmitted at 0 A is an analog signal,
As shown in (a), the primary side control circuit C as a modulation circuit
The data 01010 input to TR1 is converted into a baseband signal which is an ON / OFF pulse by a signal conversion circuit, and then the baseband signal is sent to a mixer, where the carrier wave input from the oscillator is modulated to modulate the modulated wave. As the primary coil 114 of the rotary transformer 100A
May be sent to.

【0022】一次コイル114に送られた被変調波は二
次コイル116に電磁誘導されて復調部としての二次側
制御回路CTR2に送られ、そこでバンドパス(BP
F)フィルタにかけられて搬送波周波数以外の周波数成
分は除去されて後に、ミキサにおいて搬送波と混合され
て復調される。復調された信号はローパスフィルタ(L
PF)にかけられて搬送波周波数成分を除去したベース
バンド信号を生成して判定回路に入力する。判定回路で
はベースバンド信号より[1]、[0]を判定して元デ
ータを出力する。また、判定回路は出力されるデータを
搬送波再生用同期信号として前記発振器に入力し、ミキ
サに搬送波を入力させる。出力された元データは、前記
同様データに応じたランプPL1〜PL4を点灯して異
常を報知したり、発振回路を起動して車内無線LANに
供してもよい。
The modulated wave sent to the primary coil 114 is electromagnetically induced by the secondary coil 116 and sent to the secondary side control circuit CTR2 as a demodulator, where the band pass (BP) is applied.
F) After being filtered, frequency components other than the carrier frequency are removed, and then mixed with the carrier in the mixer and demodulated. The demodulated signal is a low-pass filter (L
PF) to remove a carrier frequency component to generate a baseband signal, which is input to the determination circuit. The determination circuit determines [1] or [0] from the baseband signal and outputs the original data. Further, the determination circuit inputs the output data to the oscillator as a carrier wave reproduction synchronizing signal, and causes the mixer to input the carrier wave. The output original data may be provided to the in-vehicle wireless LAN by turning on the lamps PL1 to PL4 corresponding to the data to notify the abnormality, or by starting the oscillation circuit.

【0023】このようにデータ通信にディジタル無線を
用いることで、回転型トランスフォーマ100Aによる
データ送信の際に波形歪みが発生しても受信データを波
形整形して[1],[0]を判定することである程度の
品質を保ってデータ通信を行うことができる。
As described above, by using digital radio for data communication, even if waveform distortion occurs during data transmission by the rotary transformer 100A, the received data is subjected to waveform shaping to determine [1], [0]. As a result, data communication can be performed while maintaining a certain level of quality.

【0024】尚、本実施の形態では回転型トランスフォ
ーマ100Aを通して一次側制御回路CTR1より二次
側制御回路CTR2に電気信号を送信したが、ステアリ
ングホィールSWに設けた二次側制御回路CTR2中の
信号送信回路より回転型トランスフォーマ100Aを通
して一次側制御回路に非接触で信号を送信するようにし
てもよい。
In this embodiment, the electric signal is transmitted from the primary side control circuit CTR1 to the secondary side control circuit CTR2 through the rotary transformer 100A. However, the signal in the secondary side control circuit CTR2 provided in the steering wheel SW is transmitted. A signal may be transmitted from the transmission circuit through the rotary transformer 100A to the primary side control circuit in a non-contact manner.

【0025】この信号送信方法の一例として、ステアリ
ングホィールSWに装着された二次側制御回路CTR2
は外部より入力された無線信号による電磁誘導で電源電
圧を得たならば、この電源電圧により制御信号発生部を
起動させて制御信号を二次コイル116に入力する。二
次コイル116は電磁誘導により制御信号を一次コイル
114を通して一次側制御回路CTR1に非接触で送る
ことで、一次側制御回路CTR1は制御信号に基づいて
制御対象を動作させる。この場合、制御信号はアナログ
信号であってもディジタル信号であってもよい。
As an example of this signal transmission method, the secondary side control circuit CTR2 mounted on the steering wheel SW is provided.
When a power supply voltage is obtained by electromagnetic induction by a radio signal input from the outside, the power supply voltage activates the control signal generator to input the control signal to the secondary coil 116. The secondary coil 116 sends a control signal to the primary-side control circuit CTR1 through the primary coil 114 in a non-contact manner by electromagnetic induction, so that the primary-side control circuit CTR1 operates a controlled object based on the control signal. In this case, the control signal may be an analog signal or a digital signal.

【0026】二次側制御回路CTR2は、入力された無
線信号に基づいて電源電圧を得ると共に信号内容を判別
し、信号内容に応じた制御信号を生成して一次側制御回
路CTR1に送り、一次側制御回路CTR1は制御信号
内容を判別して内容に基づいて制御対象を動作させるよ
うにしてもよい。ディジタル無線データ通信方式はこの
方式に限らず、FSK,PSK,QAM等を用いた他の
方式を用いてもよい。
The secondary-side control circuit CTR2 obtains the power supply voltage based on the input radio signal, determines the signal content, generates a control signal according to the signal content, and sends the control signal to the primary-side control circuit CTR1. The side control circuit CTR1 may determine the content of the control signal and operate the controlled object based on the content. The digital wireless data communication system is not limited to this system, and other systems using FSK, PSK, QAM, etc. may be used.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明によれば、内周面に環状に一次
コイルを配置した断面U字形状のポット型コアの開放部
を、環状に二次コイルを配置した円盤型コアで同軸状に
覆い一次コイルと二次コイルと所定間隙を対向配置させ
ることで、全体形状が円盤型コアの平面形状とほぼ同等
のポット型コアの厚みで収まる回転型トランスフォーマ
を構成できるため全体形状を小型化できると共に、コア
形状が単純なため厳しい加工精度および組み付け精度を
要求されず価格を低く抑えることができるという効果が
ある。
According to the present invention, the open portion of the pot type core having a U-shaped cross section in which the primary coil is annularly arranged on the inner peripheral surface is made coaxial with the disc type core in which the secondary coil is annularly arranged. By arranging the covering primary coil and the secondary coil so as to face each other with a predetermined gap, it is possible to configure a rotary transformer that fits within the thickness of the pot core whose overall shape is almost the same as the planar shape of the disk core, so the overall shape can be made smaller. At the same time, since the core shape is simple, strict machining accuracy and assembly accuracy are not required, and the price can be kept low.

【0028】この発明によれば、本発明に係る小型化さ
れた回転型トランスフォーマを介してポット型コアを含
む固定系と円盤型コアを含む回転系のそれぞれに配置し
た制御回路間で電力または電気信号を非接触で電送させ
る構成としたので、回転型トランスフォーマと周囲の機
器との干渉を極力排除して各制御回路間で非接触電送を
行うことができるという効果がある。
According to the present invention, power or electricity is provided between the control circuits arranged in each of the fixed system including the pot type core and the rotating system including the disc type core through the miniaturized rotary type transformer according to the present invention. Since the signal is transmitted in a contactless manner, there is an effect that the interference between the rotary transformer and surrounding devices can be eliminated as much as possible and the contactless transmission can be performed between the control circuits.

【0029】この発明によれば、回転型トランスフォー
マを用いて交流電力の電送を行うのみならず、一次側制
御回路で発生した制御信号で所定周波数の交流信号を変
調して得た被変調波を一次コイルより二次コイルに電磁
誘導して二次側制御回路に送り、そこで被変調波を復調
して元制御信号を取り出し回転系側での制御動作に供す
ることで、二次側制御回路は単一の信号路を通して各種
の制御信号を一次側制御回路より受信することができる
ため、回路の多機能化を図ることができるという効果が
ある。
According to the present invention, not only the AC power is transmitted using the rotary transformer, but also the modulated wave obtained by modulating the AC signal of a predetermined frequency with the control signal generated in the primary side control circuit. The secondary side control circuit performs electromagnetic induction from the primary coil to the secondary coil and sends it to the secondary side control circuit, where the modulated wave is demodulated and the original control signal is extracted and used for control operation on the rotary system side. Since various control signals can be received from the primary side control circuit through a single signal path, there is an effect that the circuit can be made multifunctional.

【0030】この発明によれば、外部から電源供給を受
けない一次側制御回路あるいは二次側制御回路に高周波
信号を送り電磁誘導にて発生した電圧で信号発生回路を
起動させ、この信号発生回路より出力された交流信号を
回転型トランスフォーマにより他方の制御回路に非接触
で電送することで、制御回路内に電源部を含むことによ
る信号送信方向の制約を受けずに双方の制御回路間にて
信号の授受を行うことができるという効果がある。
According to the present invention, a high frequency signal is sent to the primary side control circuit or the secondary side control circuit which is not supplied with power from the outside to activate the signal generation circuit by the voltage generated by electromagnetic induction, and the signal generation circuit is activated. By transmitting the AC signal output by the rotary transformer to the other control circuit in a non-contact manner, the control circuit can be connected between both control circuits without being restricted by the direction of signal transmission due to the inclusion of the power supply section. There is an effect that signals can be exchanged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は本発明に係る非接触による回路間電送方
式に用いる回転型トランスフォーマの軸方向の断面図で
ある。
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a rotary transformer used in a non-contact inter-circuit power transmission system according to the present invention.

【図2】図2は本実施の形態に係る非接触による回路間
電送方式の概要を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of a non-contact inter-circuit power transmission system according to the present embodiment.

【図3】図3は本実施の形態に係る非接触による回路間
電送方式を車両のステアリング装置に用いた場合の図で
ある。
FIG. 3 is a diagram when a non-contact inter-circuit power transmission system according to the present embodiment is used in a vehicle steering device.

【図4】図4は非接触による回路間電送方式にてアナロ
グ信号を送受信する場合の一次側制御回路と二次側制御
回路の概略構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a primary side control circuit and a secondary side control circuit in the case of transmitting and receiving an analog signal by a non-contact inter-circuit power transmission method.

【図5】図5は非接触による回路間電送方式にてディジ
タル信号を送受信する場合の一次側制御回路と二次側制
御回路の概略構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a primary side control circuit and a secondary side control circuit in the case of transmitting and receiving a digital signal by a non-contact inter-circuit electric transmission system.

【図6】従来の回転型トランスフォーマの軸方向におけ
る断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional rotary transformer in the axial direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100A 回転型トランスフォーマ 102A ポット型コア 102a,b 脚部 104A 円盤型コア 114 一次コイル 116 二次コイル CTR1 一次側制御回路 CTR2 二次側制御回路 100A rotary transformer 102A pot type core 102a, b legs 104A disc type core 114 primary coil 116 secondary coil CTR1 Primary side control circuit CTR2 Secondary side control circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸方向断面がほぼU字形状に形成された
環状の磁性素材からなるポット型コアと、このポット型
コアの径方向の幅を半径方向の幅とした環状の磁性素材
からなる円盤型コア、前記ポット型コアの脚部の一内周
面に環状に配置した一次コイルと、前記円盤型コアに、
前記一次コイルと所定間隙を設けて対向する位置に環状
に配置した二次コイルとを備え、前記二次コイルを前記
ポット型コアの脚部間に臨ませ、円盤型コアおよびポッ
ト型コアを互いに相互回転可能に配置して構成したこと
を特徴とする回転型トランスフォーマ。
1. A pot-shaped core made of an annular magnetic material having an axially U-shaped cross section, and an annular magnetic material having a radial width of the pot-shaped core. A disk-shaped core, a primary coil annularly arranged on one inner circumferential surface of the leg portion of the pot-shaped core, and the disk-shaped core,
The secondary coil is arranged annularly at a position facing the primary coil with a predetermined gap, the secondary coil is faced between the legs of the pot-shaped core, the disk-shaped core and the pot-shaped core to each other. A rotary transformer characterized by being arranged so as to be mutually rotatable.
【請求項2】 軸方向断面がほぼU字形状に形成された
環状の磁性素材からなるポット型コアと、このポット型
コアの径方向の幅を半径方向の幅とした環状の磁性素材
からなる円盤型コア、前記ポット型コアの脚部の一内周
面に環状に配置した一次コイルと、前記円盤型コアに、
前記一次コイルと所定間隙を設けて対向する位置に環状
に配置した二次コイルとを備え、前記二次コイルを前記
ポット型コアの脚部間に臨ませ、円盤型コアおよびポッ
ト型コアを互いに相互回転可能に配置して回転型トラン
スフォーマ構成し、 前記ポット型コアを、電源部に一次コイルの端部を接続
する一次側制御回路に備え付け、前記円盤型コアをその
中空部に挿通するシャフトに固定すると共に、二次コイ
ルの端部を前記シャフトに固定された二次側制御回路の
電源部に接続し、前記各制御回路間で前記回転型トラン
スフォーマを介して電力または電気信号を非接触で電送
することを特徴とする回転型トランスフォーマを使用し
た非接触による回路間電送方式。
2. A pot-shaped core made of an annular magnetic material having an axially U-shaped cross section, and an annular magnetic material having a radial width of the pot-shaped core. A disk-shaped core, a primary coil annularly arranged on one inner circumferential surface of the leg portion of the pot-shaped core, and the disk-shaped core,
The secondary coil is arranged annularly at a position facing the primary coil with a predetermined gap, the secondary coil is faced between the legs of the pot-shaped core, the disk-shaped core and the pot-shaped core to each other. The rotary type transformer is arranged so as to be rotatable relative to each other, and the pot type core is provided in a primary side control circuit for connecting an end of a primary coil to a power source section, and the disk type core is attached to a shaft to be inserted into the hollow portion. In addition to fixing, the end of the secondary coil is connected to the power supply unit of the secondary side control circuit fixed to the shaft, and electric power or electric signals are contactlessly transmitted between the control circuits via the rotary transformer. A non-contact inter-circuit electrical transmission method that uses a rotary transformer that is characterized by electrical transmission.
【請求項3】 前記一次側制御回路は、一次コイルに印
加される交流信号を制御信号で変調して二次コイルに電
磁誘導して二次側制御回路に電送することを特徴とする
請求項2に記載の回転型トランスフォーマを使用した非
接触による回路間電送方式。
3. The primary side control circuit modulates an AC signal applied to the primary coil with a control signal, electromagnetically induces the secondary coil, and transmits the electromagnetic signal to the secondary side control circuit. A non-contact inter-circuit power transmission method using the rotary transformer described in 2.
【請求項4】 一次側制御回路および二次側制御回路の
少なくとも一方の制御回路は、外部信号による電磁誘導
にて発生した電圧にて信号発生回路を起動して交流信号
を発生し、この交流信号を回転型トランスフォーマによ
り他方の制御回路に電送することを特徴とする請求項2
に記載の回転型トランスフォーマを使用した非接触によ
る回路間電送方式。
4. A control circuit of at least one of a primary side control circuit and a secondary side control circuit activates a signal generating circuit with a voltage generated by electromagnetic induction by an external signal to generate an AC signal, and the AC signal is generated. The signal is transmitted to the other control circuit by a rotary transformer.
A non-contact inter-circuit power transmission method using the rotary transformer described in.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008243985A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Nitta Ind Corp Core object of power transfer unit
KR101735860B1 (en) 2009-08-11 2017-05-15 리텐스 오토모티브 파트너쉽 Electromagnet and electromagnetic coil assembly
US11456115B2 (en) 2016-05-11 2022-09-27 Ntn Corporation Electric transmission device in relatively rotating parts
WO2024005605A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 유형주 Electromagnet unit
KR102692649B1 (en) * 2022-05-12 2024-08-06 유형주 Electromagnet Unit

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