JP2007318055A

JP2007318055A - Rotary transformer

Info

Publication number: JP2007318055A
Application number: JP2006171917A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Onishi; 一正大西
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2007-12-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary transformer capable of holding rotational balance even at a high-speed rotation, reducing rotation power, and transmitting larger electric power. <P>SOLUTION: The rotary transformer 1 comprises a stator 3 and a rotor 2. The stator 3 is constituted of arranging a coil 4b on a soft ferrite core 5b, and the rotor 2 is constituted of arranging a coil 4a on soft ferrite core 5a. The shape of the core 5a of the rotor 2 is an annular plate having the same center axis, and is the most simple shape as a rotating shape. Consequently, the mass becomes the smallest, and rotary inertia also becomes the smallest. Since the shape has no projection or the like, rotational balance can be easily held. In order to fix the coil 4a to the plate-like core 5a, a plastic case 8 of which the cross section is a recessed shape is bonded with the plate-like core 5a by epoxy resin, and the coil 4a is arranged in the recessed space. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力を伝送するためのロータリートランスに関するものである。 The present invention relates to a rotary transformer for transmitting electric power.

一般に、ロータリートランスは、例えばビデオテープレコーダなどにおいて、回転ヘッドの入出力信号を伝送するために用いられ、回転子と固定子とから構成されている。このロータリートランスとしては、平型（ディスク型）のものと縦型（シリンダ型）のものとが知られている。 Generally, a rotary transformer is used to transmit input / output signals of a rotary head, for example, in a video tape recorder, and is composed of a rotor and a stator. As this rotary transformer, a flat type (disk type) and a vertical type (cylinder type) are known.

しかし、従来のロータリートランスは上記のように１Ｗ以下の小電力の信号の伝送に用いられており、機械加工に必要とする１０Ｗ以上の電力を伝送する構成にはなっていない。 However, the conventional rotary transformer is used for transmission of a low power signal of 1 W or less as described above, and is not configured to transmit the power of 10 W or more required for machining.

図８は、特許文献１に記載の従来の中心軸方向に電力を伝送する平型のロータリートランス１の構成例を示す断面側面図であり、そして図９は、従来の半径方向に電力を伝送する縦型のロータリートランス１の構成例を示す断面側面図である。図８、図９のロータリートランス１とも回転子２と固定子３に対向する突起部７がある。そして突起部７の間にコイル４が配置されている。
特開平５−９００５２公報 FIG. 8 is a cross-sectional side view showing a configuration example of a flat rotary transformer 1 that transmits power in the direction of the central axis described in Patent Document 1, and FIG. 9 transmits power in the conventional radial direction. It is a cross-sectional side view which shows the structural example of the vertical type rotary transformer 1 to do. The rotary transformer 1 shown in FIGS. 8 and 9 has a protrusion 7 that faces the rotor 2 and the stator 3. The coil 4 is disposed between the protrusions 7.
JP-A-5-90052

しかし、上記特許文献１の構成は、伝送する電力が大きくなると、回転子のコアの形状が大きくなり、それに従い回転慣性が大きくなるため、回転動力を大きくする必要が生じる。 However, in the configuration of Patent Document 1, when the power to be transmitted increases, the shape of the rotor core increases, and the rotational inertia increases accordingly. Therefore, it is necessary to increase the rotational power.

さらに、突起部を持つ回転子の形状は、毎分５０００回転以上になると回転バランスを保つことが困難になる。 Furthermore, when the shape of the rotor having the protrusions exceeds 5000 revolutions per minute, it becomes difficult to maintain the rotational balance.

本発明の目的は、回転慣性が小さく、そして回転バランスを保ちやすい構成のロータリートランスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rotary transformer having a configuration that has a small rotational inertia and can easily maintain a rotational balance.

回転軸方向に電力を伝送する平型ロータリートランスにおいて、回転子側の磁気コアが平板状とするものである。そして、回転子側の磁気コアの外径が固定子側の外径より大きく、その大きさが固定子側のコアに設けられた突起の幅の０．１倍以上であり、０．５倍以下かつ回転子側の磁気コアの内径が固定子側の内径より小さく、その大きさが固定子側のコアに設けられた突起の幅の０．１倍以上であり、０．５倍以下であるものとすることである。 In a flat rotary transformer that transmits electric power in the direction of the rotation axis, the magnetic core on the rotor side has a flat plate shape. The outer diameter of the magnetic core on the rotor side is larger than the outer diameter on the stator side, and the size is 0.1 times or more the width of the protrusion provided on the stator side core, and 0.5 times The inner diameter of the magnetic core on the rotor side is smaller than the inner diameter on the stator side, and the size is not less than 0.1 times the width of the protrusion provided on the core on the stator side, and not more than 0.5 times It is supposed to be.

回転径方向に電力を伝送する縦型ロータリートランスにおいて、回転側の磁気コアがパイプ状とするものである。そして、回転子側の磁気コアの回転軸方向の長さが固定子側の長さより大きく、その大きさが固定子側のコアに設けられた突起の幅の０．２倍以上であり、１倍以下であるものとすることである。 In a vertical rotary transformer that transmits electric power in the radial direction of rotation, the magnetic core on the rotating side is formed in a pipe shape. The length of the rotor-side magnetic core in the rotation axis direction is larger than the length on the stator side, and the size is 0.2 times or more the width of the protrusion provided on the stator-side core, It shall be less than double.

本発明のロータリートランスは、高速回転においても回転バランスを保つことができ、また回転動力も小さくでき、さらに大きな電力を伝送できる。 The rotary transformer of the present invention can maintain a rotational balance even at high speed rotation, can reduce rotational power, and can transmit larger electric power.

本発明の第１の実施の形態の平型のロータリートランス１を図１の平面図と、そのＡ−Ａ線での断面側面図である図２を用いて説明する。ロータリートランス１は固定子３と回転子２とからなる。固定子３はソフトフェライトのコア５ｂにコイル４ｂを設けたものであり、そして回転子２はソフトフェライトのコア５ａにコイル４ａを設けたものである。 A flat rotary transformer 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the plan view of FIG. 1 and FIG. 2 which is a cross-sectional side view taken along line AA. The rotary transformer 1 includes a stator 3 and a rotor 2. The stator 3 is a soft ferrite core 5b provided with a coil 4b, and the rotor 2 is a soft ferrite core 5a provided with a coil 4a.

回転子２のコア５ａの形状は、同じ中心軸を持つリングの平板であり、回転する形状としては最もシンプルなものである。したがって、最も質量が小さくなり、回転慣性も最も小さくなる。また突起などが全くないため回転バランスを保ち易い形状である。 The shape of the core 5a of the rotor 2 is a flat plate of a ring having the same central axis, and is the simplest shape to rotate. Therefore, the mass becomes the smallest and the rotational inertia becomes the smallest. Moreover, since there is no protrusion etc., it is a shape which is easy to maintain a rotation balance.

平板状のコア５ａにコイル４ａを固着するには、図３に示す断面が凹状のプラスチックケース８を平板状のコア５ａにエポキシ樹脂を用いて接合し、その凹状の空間にコイル４ａを配置する。 In order to fix the coil 4a to the flat core 5a, the plastic case 8 having a concave cross section shown in FIG. 3 is joined to the flat core 5a using epoxy resin, and the coil 4a is disposed in the concave space. .

一方、図４に示す固定子４のコア５ｂの形状は、リング状の平板６に同じ中心軸をリング状の突起部７を持つ構成にする。ただし、突起部７を固定子にだけ設けるため、従来の構成の固定子の突起部の約２倍の高さになる。その分だけ質量は大きくなるが固定側であるので問題はない。そして、固定子のコアにコイルを配置して固定子を作成する。 On the other hand, the shape of the core 5 b of the stator 4 shown in FIG. 4 is configured such that the ring-shaped flat plate 6 has the same central axis and the ring-shaped protrusion 7. However, since the protrusion 7 is provided only on the stator, the height is about twice that of the protrusion of the stator having the conventional configuration. The mass increases accordingly, but there is no problem because it is on the fixed side. Then, a stator is created by arranging a coil in the core of the stator.

回転子のコアの外径は、固定子のコアの外径より大きく、かつ回転子のコアの内径は、固定子のコアの内径より小さくする。このようにすることで、回転子と固定子の中心軸が完全に一致しないときに発生する回転ぶれに対しても磁路の変化がほとんどないため電力を伝送するトランスの特性の変化をほとんど無くすることができる。 The outer diameter of the rotor core is larger than the outer diameter of the stator core, and the inner diameter of the rotor core is smaller than the inner diameter of the stator core. By doing so, there is almost no change in the characteristics of the transformer that transmits electric power because there is almost no change in the magnetic path even with respect to the rotation shake that occurs when the center axes of the rotor and the stator do not completely coincide. can do.

回転子のコアの外径は、固定子のコアの外径より大きく、かつ回転子のコアの内径は、固定子のコアの内径より小さくする。このようにすることで、回転子と固定子の中心軸が完全に一致しないときに発生する回転ぶれに対しても磁路の変化がほとんどないため電力を伝送するトランスの特性の変化をほとんど無くすることができる。 The outer diameter of the rotor core is larger than the outer diameter of the stator core, and the inner diameter of the rotor core is smaller than the inner diameter of the stator core. By doing this, there is almost no change in the characteristics of the transformer that transmits power because there is almost no change in the magnetic path even with respect to the rotation shake that occurs when the center axes of the rotor and the stator do not completely coincide. can do.

上記の関係を図１を用いて説明する。回転子側のコア５ａの外径ｃが固定子側のコア５ｂの外径ｂより大きく、その大きさが固定子側のコア５ｂに設けられた突起の幅ａの０．１倍以上であり、０．５倍以下、かつ回転子側のコア５ａの内径ｄが固定子側の内径ｅより小さく、その大きさが固定子側のコア５ｂに設けられた突起の幅ａの０．１倍以上であり、０．５倍以下である。 The above relationship will be described with reference to FIG. The outer diameter c of the rotor-side core 5a is larger than the outer diameter b of the stator-side core 5b, and the size is 0.1 times or more the width a of the protrusion provided on the stator-side core 5b. The inner diameter d of the rotor-side core 5a is smaller than the inner diameter e of the stator side, and the size thereof is 0.1 times the width a of the protrusion provided on the stator-side core 5b. It is above and is 0.5 times or less.

前記のロータリートランスは、回転する回転子の構成を可能な限りシンプルにし、回転質量を最小限にできので、毎分１万回転以上の高速回転には最適な構成である。 The rotary transformer described above is the optimum configuration for high-speed rotation of 10,000 rpm or more because the configuration of the rotating rotor can be made as simple as possible and the rotating mass can be minimized.

本発明の第２の実施の形態の縦型のロータリートランス１を図５の平面図と、そのＡ−Ａ線での断面側面図である図６を用いて説明する。ロータリートランス１は固定子３と同転子２とからなる。固定子３はソフトフェライトのコア５ｂにコイル４ｂを設けたものであり、そして回転子２はソフトフェライトのコア５ａにコイル４ｂを設けたものである。 A vertical rotary transformer 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to a plan view of FIG. 5 and FIG. 6 which is a cross-sectional side view taken along line AA. The rotary transformer 1 includes a stator 3 and a commutator 2. The stator 3 has a soft ferrite core 5b provided with a coil 4b, and the rotor 2 has a soft ferrite core 5a provided with a coil 4b.

回転子２のコア５ａの形状は、固定子３と同じ中心軸を持つパイプ状であり、回転する形状としては最もシンプルなものである。したがって、最も質量が小さくなり、回転慣性も最も小さくなる。また突起部などが全くないため回転バランスを保ち易い形状である。 The shape of the core 5a of the rotor 2 is a pipe shape having the same central axis as that of the stator 3, and is the simplest shape to rotate. Therefore, the mass becomes the smallest and the rotational inertia becomes the smallest. Moreover, since there is no protrusion etc., it is a shape which is easy to maintain a rotation balance.

パイプ状のコア５ａにコイル４ａを固着するには、断面が凹状のプラスチックをパイプ状のコアにエポキシ樹脂を用いて接合し、その凹状の空間にコイルを配置する。 In order to fix the coil 4a to the pipe-shaped core 5a, a plastic having a concave cross section is joined to the pipe-shaped core using an epoxy resin, and the coil is disposed in the concave space.

一方、固定子のコア５ｂの形状は、パイプの内側にリング状の突起部を持つ構成にする。ただし、突起を固定子だけに設けるため、従来の構成の固定子の突起の約２倍の高さになる。その分だけ質量は大きくなるが固定側であるので問題はない。 On the other hand, the shape of the stator core 5b is configured to have a ring-shaped protrusion on the inside of the pipe. However, since the protrusion is provided only on the stator, the height is about twice that of the conventional protrusion. The mass increases accordingly, but there is no problem because it is on the fixed side.

回転子のコアの軸方向の長さｂを、固定子のコアの軸方向の長さｃより大きくする。そして固定子に対して両側に同じ長さａだけ出るように組み立てる。このようにすることで、回転子と固定子の中心軸ｅが完全に一致しないときに発生する回転ぶれに対しても磁路の変化がほとんどないため電力を伝送するトランスの特性の変化をほとんど無くすることができる。 The axial length b of the rotor core is made larger than the axial length c of the stator core. And it assembles so that only the same length a may come out on both sides with respect to a stator. By doing so, there is almost no change in the magnetic path even with respect to the rotational shake that occurs when the center axis e of the rotor and the stator do not completely coincide with each other. Can be eliminated.

上記の関係を図６を用いて説明する。回転子側のコア５ａの長さｂが固定子側のコア５ｂの長さｃより大きく、その大きさが固定子側のコア５ｂに設けられた突起の幅ｄの０．２倍以上であり、１倍以下かつ固定子の長さ方向に等しい距離ａをもって配置されていることである。ここで距離ａは固定子側のコア５ｂに設けられた突起の幅ｄの０．１倍以上であり、０．５倍以下である。 The above relationship will be described with reference to FIG. The length b of the rotor-side core 5a is larger than the length c of the stator-side core 5b, and the size is 0.2 times or more the width d of the protrusion provided on the stator-side core 5b. The distance a is equal to or less than 1 and equal to the length direction of the stator. Here, the distance a is not less than 0.1 times and not more than 0.5 times the width d of the protrusion provided on the stator-side core 5b.

ここで、図７の断面図を用いて縦型のロータリートランス１の組み立てについて説明する。回転子２に固定子３を挿入するために固定子３のコア５ｂをコア５ｂＡとコア５ｂＢに分割する。 Here, the assembly of the vertical rotary transformer 1 will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. In order to insert the stator 3 into the rotor 2, the core 5b of the stator 3 is divided into a core 5bA and a core 5bB.

そして、コア５ｂＡにコイル４ｂをエポキシ樹脂を用いて接着する。次にコア５ａの外側にコイル４ａをエポキシ樹脂により固着して、回転子２を作成する。この回転子２をコア５ｂＡ挿入し、さらにコア５ｂＢをコア５ｂＡにエポキシ樹脂で接合してロータリートランスを製作する。 Then, the coil 4b is bonded to the core 5bA using an epoxy resin. Next, the coil 4a is fixed to the outside of the core 5a with an epoxy resin, and the rotor 2 is created. The rotor 2 is inserted into the core 5bA, and the core 5bB is joined to the core 5bA with an epoxy resin to manufacture a rotary transformer.

前記のロータリートランスは、回転する回転子の構成を可能な限りシンプルにし、回転質量を最小限にできるため、毎分１万回転以上の高速回転には最適な構成である。また、回転子の形状がシンプルであるので回転バランスを取ることが容易である。さらに、回転子と固定子の軸方向の中心に誤差が生じても磁路の変化がほとんどないため電力を伝送するトランスの特性の変化をほとんど無くすることができる。 The rotary transformer described above is the most suitable for high-speed rotation of 10,000 revolutions per minute or more because the construction of the rotating rotor can be made as simple as possible and the rotational mass can be minimized. Further, since the rotor has a simple shape, it is easy to balance the rotation. Furthermore, even if an error occurs in the axial center between the rotor and the stator, there is almost no change in the magnetic path, so that the change in the characteristics of the transformer that transmits power can be almost eliminated.

本発明のロータリートランスは、特に１０Ｗ以上の大きな電力を高速で回転する機器に供給するために用いられる。 The rotary transformer of the present invention is used particularly for supplying large electric power of 10 W or more to equipment rotating at high speed.

本発明の第１の実施の形態のロータリートランスを示す平面図である。It is a top view which shows the rotary transformer of the 1st Embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. プラスチックの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a plastic. 固定子のコアの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the core of a stator. 本発明の第２の実施の形態のロータリートランスを示す平面図である。It is a top view which shows the rotary transformer of the 2nd Embodiment of this invention. 図５のＡ−Ａ線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 図５のロータリートランスを分解した断面図である。It is sectional drawing which decomposed | disassembled the rotary transformer of FIG. 従来の平型ロータリートランスの断面図である。It is sectional drawing of the conventional flat rotary transformer. 従来の縦型ロータリートランスの断面図である。It is sectional drawing of the conventional vertical rotary transformer.

Explanation of symbols

１ロータリートランス
２回転子
３固定子
４コイル
５コア
６リング状の平板
７突起部
８プラスチックケースDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary transformer 2 Rotor 3 Stator 4 Coil 5 Core 6 Ring-shaped flat plate 7 Protrusion part 8 Plastic case

Claims

In a flat rotary transformer that transmits electric power in the direction of the rotation axis, the magnetic core on the rotor side has a flat plate shape.

The outer diameter of the magnetic core on the rotor side is larger than the outer diameter on the stator side, the size is 0.1 times or more of the width of the protrusion provided on the core on the stator side, and the magnetic force on the rotor side 2. The inner diameter of the core is smaller than the inner diameter on the stator side, and the size thereof is not less than 0.1 times and not more than 0.5 times the width of the protrusion provided on the stator side core. Rotary transformer as described in

In a vertical rotary transformer that transmits electric power in the direction of the radius of rotation, the rotating-side magnetic core is pipe-shaped.

The length of the rotor-side magnetic core in the rotation axis direction is larger than the length on the stator side, and the size is 0.2 times or more and 1.0 times or less the width of the protrusion provided on the stator-side core. The rotary transformer according to claim 3, wherein