JP3745920B2 - 分離型トランス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分離型トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気エネルギーや電気信号を無接触で伝送する分離型トランスとして、例えば、図４に示す回転トランス１が知られている。
回転トランス１は、図示のように、互いに所定のギャップＧをおいて対向配置されるコア２，３を有している。コア２，３は、それぞれ回転体と固定体とに取り付けられ、信号伝送用の信号コイル２ａ，３ａと電気エネルギー伝送用のパワーコイル２ｂ，３ｂとを有している。そして、回転トランス１は、図４に示すように、対応するコイル相互間に形成される磁束の経路Ｒにより電気エネルギーや電気信号を無接触で伝送している。このとき、回転トランス１においては、信号伝送に要するパワーが、電気エネルギー伝送に要するパワーに比べると非常に微弱である。このため、回転トランス１は、信号コイル２ａ，３ａがパワーコイル２ｂ，３ｂに比べると断面積が小さくなるように設計される。
【０００３】
以上のように構成される回転トランス１は、例えば、ステアリング装置に設けてエアバッグシステムや周辺電気機器と電源とを無接触で接続するコネクタとして使用される。このため、回転トランス１は、サイズを可能な限り小さくする必要があり、コア２，３の間に形成されるギャップＧを可能な限り小さく設計することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転トランス１は、ギャップＧを小さくし過ぎると、信号コイル２ａとパワーコイル２ｂとの間あるいは信号コイル３ａとパワーコイル３ｂとの間の干渉によって、図５に示すように、異なる磁束の経路Ｒiが発生し、コイル２，３間での電気エネルギーや電気信号の正確な伝送が阻害される。
【０００５】
このような干渉に伴うクロストークを防止するため、回転トランス１においては、図６に示すように、コア２，３間のギャップＧに銅やアルミニウム等からなる金属製の遮蔽リング４を配置し、経路Ｒiにおける磁束を遮蔽している。
しかし、回転トランス１は、コア２，３間に遮蔽リング４を配置すると、ギャップGの存在や、コア２，３間における回転中心のずれあるいは自動車の走行に伴う振動等によって、遮蔽リング４がコア２，３と接触し、コア２，３や遮蔽リング４の摩耗や不快な異音が発生する。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、コア相互間のギャップを一定に保持し、コアや遮蔽リングの摩耗や不快な異音の発生を抑えた遮蔽リングを有する分離型トランスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記目的を達成するための構成として、所定のギャップを形成して対向配置される第１及び第２のコアの互いに対向する面にそれぞれ複数のコイルを埋設してなり、前記第１及び第２のコア間の互いに対応するコイルをそれぞれ対向させて配置される分離型トランスを前提とする。
【０００８】
そして、本発明は、前記分離型トランスにおいて、前記第１及び第２のコアの上記対向面における前記複数のコイルを区画する位置にそれぞれ配置溝を形成し、これらの配置溝間に前記第１及び第２のコア間のギャップを規定すると共に、同一コア内の隣接するコイル間で発生する磁束を遮蔽する遮蔽リングが嵌め込まれており、前記第１及び第２のコアは、同軸に相対回転可能に設けられたものであって、前記遮蔽リングは上記各コアと同軸に設けられたリング状の配置溝に嵌め込まれる金属リングと、この金属リングを被覆して設けられた前記コアの素材に対して摩擦抵抗の小さい合成樹脂とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の分離型トランスに係る一実施形態を図１乃至図３に示す回転トランスに基づいて詳細に説明する。
回転トランス１０は、図１に示すように、コア１１，１２と遮蔽リング１３を備えている。
【００１０】
コア１１，１２は、電気絶縁性を有する合成樹脂（ナイロン，ウレタン等）に磁性材を混入させた素材からなり、中央に開口１１ａ，１２ａが形成された円板状の部材である。コア１１，１２は、対向面１１ｂ，１２ｂ、それぞれ断面積の異なる信号伝送用の信号コイル１１ｄ，１２ｄと電気エネルギー伝送用のパワーコイル１１ｃ，１２ｃとを有している。コア１１，１２は、対向面１１ｂ，１２ｂにそれぞれＶ溝１１ｅ，１２ｅが周方向に形成され、Ｖ溝１１ｅ，１２ｅに配置した遮蔽リング１３により対向面１１ａ，１２ａの間に所定のギャップＧ1を保持して対向配置されている。
【００１１】
遮蔽リング１３は、銅やアルミニウム等からなる金属リング１３ａをコア１１，１２の素材に対して摩擦抵抗の小さい合成樹脂１３ｂ、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で被覆したものである。遮蔽リング１３は、信号コイル１１ｄとパワーコイル１１ｃとの間あるいは、信号コイル１２ｄとパワーコイル１２ｃとの間の干渉によって生ずる磁束の経路を遮断する。
【００１２】
本発明の回転トランス１０は、以上のように構成されているので、遮蔽リング１３によって、前記のように、コア１１，１２間のギャップＧ1が一定に保持されると共に、コイル相互の干渉に伴うクロストークが防止されることに加え、以下のような効果も生じる。
即ち、回転トランス１０は、遮蔽リング１３の表面が摩擦抵抗の小さい合成樹脂１３ｂで被覆されているので、コア１１，１２が相対回転しても、コア１１，１２や遮蔽リング１３の摩耗や不快な異音の発生が抑えられる他、Ｖ溝１１ｅ，１２ｅに配置した遮蔽リング１３によってコア１１，１２、従ってコア１１，１２の回転中心が正しく位置決めされる。
【００１３】
ここで、遮蔽リングは、図２（ａ）に示す遮蔽リング１５のように、金属リング１５ａを合成樹脂１５ｂで被覆して全体形状を断面楕円形に成形したり、図２（ｂ）に示す遮蔽リング１６のように、金属リング１６ａを合成樹脂１６ｂで被覆して全体形状を断面菱形に成形してもよい。
また、図２（ｃ）に示す遮蔽リング１７のように、金属リング１７ａを合成樹脂１７ｂで被覆して全体形状を断面円形に成形すると共に、係止突起１７ｃを設けてもよい。
【００１４】
更に、本発明の分離型トランスは、図３に示す回転トランス２０のように構成しても、回転トランス１０と同様の効果を発揮することができる。
即ち、回転トランス２０は、コア２１，２２が円筒形で、対向面２１ａ，２２ａに、それぞれ断面積の異なる信号伝送用の信号コイル２１ｂ，２２ｂと電気エネルギー伝送用のパワーコイル２１ｃ，２２ｃとが配置されている。そして、回転トランス２０は、対向面２１ａ，２２ａにそれぞれＶ溝２１ｄ，２２ｄが周方向に形成され、Ｖ溝２１ｄ，２２ｄに配置した遮蔽リング２３により対向面２１ａ，２２ａの間に所定のギャップＧ2を保持してコア２１，２２が対向配置されている。
【００１５】
ここで、遮蔽リング２３は、遮蔽リング１３と同様の素材を用いて、金属リング２３ａを合成樹脂２３ｂで被覆したものである。
尚、前記実施形態の回転トランスは、それぞれのコアに２つのコイルが配置されたものについて説明した。しかし、回転トランスは、それぞれのコアに設けるコイルが複数であれば２つに限定されるものでないことは言うまでもなく、３つ以上のコイルを有する場合には、隣接するコイル間にＶ溝を設けて遮蔽リングを配置する。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、コア相互間のギャップを一定に保持し、コアや遮蔽リングの摩耗や不快な異音の発生を抑えた遮蔽リングを有する分離型トランスを提供することができ、さらに遮蔽リングを簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の分離型トランスに係る一実施形態を示す回転トランスの断面図である。
【図２】 図１に示す回転トランスの変形例を示すもので、回転トランスの左半断面図である。
【図３】 本発明の他の実施形態を示す回転トランスの断面図である。
【図４】 従来の分離型トランスの一例を示す回転トランスの断面図である。
【図５】 図４に示す回転トランスの左半断面図である。
【図６】 遮蔽リングを配置した図４に示す回転トランスの左半断面図である。
【符号の説明】
１０ 回転トランス（分離型トランス）
１１，１２ コア
１１ｂ，１２ｂ 対向面
１１ｃ，１２ｃ パワーコイル
１１ｄ，１２ｄ 信号コイル
１１ｅ，１２ｅ Ｖ溝（配置溝）
１３ 遮蔽リング
１３ａ 金属リング
１３ｂ 合成樹脂
１５ 遮蔽リング
１５ａ 金属リング
１５ｂ 合成樹脂
１６ 遮蔽リング
１６ａ 金属リング
１６ｂ 合成樹脂
１７ 遮蔽リング
１７ａ 金属リング
１７ｂ 合成樹脂
１７ｃ 係止突起
２０ 回転トランス
２１，２２ コア
２１ａ，２２ａ 対向面
２１ｂ，２２ｂ 信号コイル
２１ｃ，２２ｃ パワーコイル
２１ｄ，２２ｄ Ｖ溝（配置溝）
２３ 遮蔽リング
２３ａ 金属リング
２３ｂ 合成樹脂
Ｇ1，Ｇ2 ギャップ

Claims (1)

1. 所定のギャップを形成して対向配置される第１及び第２のコアの互いに対向する面にそれぞれ複数のコイルを埋設してなり、前記第１及び第２のコア間の互いに対応するコイルをそれぞれ対向させて配置される分離型トランスにおいて、
   前記第１及び第２のコアは、その対向面の前記複数のコイルを区画する位置にそれぞれ形成した配置溝を備え、これらの配置溝間に前記第１及び第２のコア間のギャップを規定すると共に、同一コア内の隣接するコイル間で発生する磁束を遮蔽する遮蔽リングが嵌め込まれており、前記第１及び第２のコアは、同軸に相対回転可能に設けられたものであって、前記遮蔽リングは上記各コアと同軸に設けられたリング状の配置溝に嵌め込まれる金属リングと、この金属リングを被覆して設けられた前記コアの素材に対して摩擦抵抗の小さい合成樹脂とを有することを特徴とする分離型トランス。

Images