JPH0338642B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は巻線数の少ないビデオヘツドを用いる
磁気記録再生装置に関する。 磁気記録再生装置の一例として家庭用ビデオテ
ープレコーダ（以下VTRと称する）があるが、
これに用いているビデオヘツドの巻線数は15ター
ンから20ターンを必要としており、巻線数の多い
ことがビデオヘツド生産性向上のネツクになつて
いた。第１図はビデオヘツドの構造の一例を示
す。図から解るようにビデオヘツドの巻線は針の
穴のようなヘツドの窓３に銅線２を20回も通すも
のであり、作業に時間がかかるだけでなく、作業
者にとつてもつらい仕事であつた。以下に従来の
VTRを例にとつてビデオヘツドの巻線数が何故
20ターンに選ばれているかを説明する。 第２図に２ヘツドヘリカルスキヤン形VTRの
概要を示すブロツク図を示す。 先ず記録時について説明する。入力端子１２に
印加されたビデオ信号は記録回路１０を通り、記
録信号に変換され、書込みアンプ７で増幅されビ
デオヘツド１，１′に記録電流として流れる。第
２図のビデオヘツド１の巻線数は20ターンでイン
ダクタンス値が約2μHに選ばれている。ロータリ
トランス５ａ，５ｂの巻上げ比は１：２に設定さ
れており、一次側（ヘツド側）の巻線数は５ａが
４ターン、５ｂが３ターンに、二次側（ヘツドア
ンプ側）の巻線数は５ａが８ターン、５ｂが６タ
ーンに夫々選ばれている。 上記の条件において必要な記録電流を流すに要
する書込みアンプ７の出力信号電圧（Ｐ−Ｐ値）
は酸化物テープに対して３〜4V_PPとなる。この
３〜4V_PPという値は書込みアンプ７の電源電圧
が９〜12Vであることから考えると適切な値とな
つている。即ち、ヘツド１，１′の巻線数を減ら
すか、ロータリトランス５ａ，５ｂの巻上げ比を
変えて書込みアンプ７から見たヘツドインピーダ
ンスを上記より下げると記録電流が増加し、消費
電力増加となり好ましくない。 一方、逆にヘツドインピーダンスを上げると、
書込みアンプ７の出力信号電圧が大きくなり、信
号波形に歪を生じ特性劣化を招く。 次に再生時について説明する。ビデオヘツド１
で読み出された信号はロータリトランス５ａ，５
ｂでステツプアツプされヘツドアンプ８ａ，８ｂ
に入力される。コンデンサ９ａ，９ｂはそれぞれ
ヘツドアンプ８ａ，８ｂからヘツド側を見たイン
ダクタンス値と共振させるためのものであり、共
振周波数を再生FM信号の最高キヤリア周波数近
傍に選んでいる。上記共振周波数の選定はインピ
ーダンスノイズの抑圧とヘツドアンプ８ａ，８ｂ
とビデオヘツド１，１′のノイズマツチングの役
割も果している。 即ち、ヘツドの巻数を減らすかロータリトラン
スの巻上げ比を変えて信号源インピーダンスを下
げると上記共振特性を確保することは問題ない
が、アンプ８ａ，８ｂとヘツド１，１′のノイズ
マツチングが悪化する。 逆に信号源インピーダンスを高めることは、上
記ノイズマツチングを取り易くするが、上記共振
特性が取れなくなるという問題点を発生する。上
記共振周波数がヘツドインダクタンスと浮遊容
量、アンプ入力容量、コンデンサ９ａ，９ｂの容
量の合計容量で決定されるので、ヘツドインダク
タンスが大きくなりすぎると、コンデンサ９ａ，
９ｂを除去しても共振周波数が必要周波数まで上
がらないことになる。 次にロータリトランスのターン数が５ａと５ｂ
で異なる理由を説明する。第３図に第２に用いて
いるロータリトランス５の構造図を示す。Ａが平
面図、Ｂが断面図である。家庭用VTRに用いる
ロータリトランスは第３図Ａ，Ｂのようにロータ
コア１４とステータコア１５が平面対向してお
り、第１チヤンネルの巻線１６，１８と第２チヤ
ンネルの巻線１７，１９が同心円状に配置されて
いる。 ここで問題となるのは第１チヤンネル用巻線１
６と第２チヤンネル用巻線１７の直径が異ること
である。すなわち、巻線１６と巻線１７の巻線数
を同一にすれば、直径の大きい第２チヤンネルの
一次側インダクタンスが第１チヤンネルのそれよ
り大きくなり、チヤンネル間に不揃いを生じる。 したがつて、この直径の違いを巻線数を変える
ことで補正するため、たとえば第１チヤンネル１
６の巻線数を４ターン、第２チヤンネル１７の巻
線数を３ターンとしている。 次にロータリトランス５の一次側インダクタン
スとビデオヘツドのインダクタンスの関係につい
て述べる。もしロータリトランス５が結合係数＝
１の理想トランスであれば、ロータリトランスの
インダクタンスとヘツドインダクタンスに特定の
関係を持たせる必要はない。しかし、ロータリト
ランス５は第３図Ｂに示すようにエヤギヤツプ２
０を持ち、結合係数(K)は0.95近傍の値となつてい
る。Ｋ≠１の時のビデオヘツド１，１′のインダ
クタンス（L_h）とロータリトランスの一次側イ
ンダクタンス（L_RP）のマツチング条件は次式と
なる。 上式は再生時のロータリトランス５の２次側か
らヘツド側を見たインダクタンスをL₀、無負荷
出力をl₀としたときl₀／√₀が最大となる条件で
ある。すなわち、再生FM信号帯域（VHS方式の
場合３〜5MHz）においてはl₀／√₀が性能指数
となる。ただし

【式】となることは l₀が変らず√₀が大きくなることであり、これに
よる不都合はインピーダンスノイズの増加であ
る。したがつて、テープから生ずるノイズがイン
ピーダンスノイズより大きいシステムにおいては

【式】でもよいことになる。 またFM信号の下側の周波数帯に多重されたク
ロマ信号の読み出しに着目すると、この周波数帯
における信号源インピーダンスは極めて小さく、
無視できる。したがつてクロマ信号に対する性能
指数はl₀そのものでありL_RP≫L_hであればよい。 以上のことから、現状の家庭用VTRではL_RPと
L_hは次式のように設計することが好ましい。 γ＝1.0〜1.5 γを大きくしすぎるとインダクタンスL₀と浮
遊容量、コンデンサ９ａ，９ｂ、アンプ８ａ，８
ｂの入力容量で生じる共振周波数が低くなり、再
生FM等化特性を確保しにくくなる。したがつ
て、γとしては上記共振周波数が再生FMキヤリ
ア周波数より高くなる範囲で選べばよい。 しかし、従来のVTRにおいてはヘツドの巻数
を減らす努力を全くしておらず、上記L_RPを小さ
くすること、Ｋを大きくすること、γを大きめに
選ぶといつた考慮がされていない。 以上のことから、従来のVTRではビデオヘツ
ドの巻線数20ターン（L_h＝2μH）ロータリトラン
スの一次側巻線数３ターン、４ターン（L_RP＝
10μH〜12μH、Ｋ＝0.97）ロータリトランスの巻
上げ比１：２、記録に必要な信号電圧３〜4V_PP、
ノイズマツチングインピーダンス200Ω〜1KΩの
ヘツドアンプを使用していた。 もう一度、従来技術の問題点を整理すると、(1)
ロータリトランスのチヤンネル毎のインダクタン
スを揃えるために必要な最小ターン数は内側４タ
ーン、外側３ターンである。(2)上記ロータリトラ
ンスにマツチングさせるためにはビデオヘツドの
巻線数を20ターンとする必要がある。(3)以上の条
件下で記録信号出力が大きくなりすぎず、かつヘ
ツドアンプのNFを劣化させないようロータリト
ランスの巻上げ比を１：２に選んでいる。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、巻線数の少ないヘツドを使用しても性能劣
化のないヘリカルスキヤン形VTRを提供するこ
とにある。 本発明では、ロータリトランスの一次側の巻線
数を１ターンとし、このロータリトランスにマツ
チングするようビデオヘツドの巻線数を減らすも
のである。又、ロータリトランスのインダクタン
スのチヤンネル間不揃いについてはロータリトラ
ンスのコアの溝形を工夫することで解決するもの
である。 第２図と第３図を用いて、本発明の基本的構成
を説明する。本発明ではロータリトランス５のロ
ータ側巻線（第３図の１６，１７）を夫々１ター
ンとし、ステータ側巻線（第３図１８，１９）を
例えば夫々８ターンとする。ビデオヘツド（第２
図の１，１′）の巻線は夫々５ターンとする。こ
のような設定においては、ロータリトランス５の
２次側からヘツドを見たインピーダンスは従来と
同じになり、従来通りの書き込みアンプ、プリア
ンプを使用できる。 ここで多少問題となるのは、ヘツドインダクタ
ンスL_hとロータリトランスの第２チヤンネルの
一次側インダクタンスがマツチングしないことで
ある。この問題はプリアンプ回路の定数を変える
ことでほぼ吸収できる。すなわち、ロータリトラ
ンスの第一チヤンネルと第２チヤンネルの巻線数
を同じにすると、第２チヤンネルのインダクタン
スが第１チヤンネルより大きくなる。このためヘ
ツドアンプからヘツド側を見たインダクタンスも
第２チヤンネルが第１チヤンネルよりも大きくな
り、コンデンサ９ａ，９ｂとで生じる共振周波数
がチヤンネル間で異なる。したがつて、第２チヤ
ンネルに設けるコンデンサの値を第１チヤンネル
のコンデンサより小さく選ぶことで問題を解決で
きる。 もう一つの解決策はロータリトランスのコア構
造を工夫することで得られる。第４図は改良され
たロータリトランスの構造を説明するための、第
３図の点数で囲んだ部分に相当する部分を拡大し
た図である。 第４図では第２チヤンネル巻線溝２２の幅を拡
げてl₁を第３図のものより小さくするとともに、
第２チヤンネルと第１チヤンネルの間に溝２１を
設けることでl₂＜l₃としている。これにより、巻
線１７から生じる磁束の通る磁路の抵抗を巻線１
６に対する磁路の抵抗より高くすることで、ロー
タリトランスの第１チヤンネルのインダクタンス
と第２チヤンネルのそれをバランスさせることが
できる。 第５図に本発明の別の一実施例を示す。第５図
ではロータリトランスのロータ巻線、ステータ巻
線を夫々１ターンとするとともに、アンプ７，８
ａ，８ｂとのマツチングを取るため、ステツプア
ツプトランス２３ａ，２３ｂを設けている。ロー
タリトランス５′の特性は結合係数Ｋ＝0.97、イ
ンダクタンスL_R＝0.5μ〜0.7μH（通常の努力でこ
の程度）となり、ビデオヘツドのインダクタンス
は(2)式からL_hはL_Rの1/4〜1/6が望ましくターン
数は５ターンとなる。ロータリトランス５′の巻
上げ比が１：１なのでこのままではインピーダン
スが低すぎる。したがつてステツプアツプトラン
ス２３ａ，２３ｂにより８倍に巻上げることで、
従来並みインピーダンスに上げている。したがつ
て第５図のアンプ７，８ａ，８ｂはそれぞれ第２
図のアンプ７，８ａ，８ｂと同じものを使用でき
る。 第５図に用いるロータリトランス５′は巻線が
全て１ターンなので構造を工夫することで結合係
数を大幅に改善できる。第６図は結合係数を改善
したロータリトランスの構造を説明するための、
第３図の点線で囲んだ部分に相当する部分の拡大
図である。 第６図の特徴は巻線溝２２の深さを従来の半分
以下（300μｍ）程度とし、巻線１６，１７，１
８，１９の全てを平角線としたことである。第６
図に示す構造とすることで、インダクタンスL_P
を変えることなく、漏洩磁束を従来比1/3以下と
することができる。第６図ではエアギヤツプ70μ
ｍにおいて結合係数Ｋ＝0.99程度、L_P＝0.5μHを
得ることができ、ヘツドのインダクタンスはL_P
の1/10〜1/15程度が適当となる。この条件ではヘ
ツドの巻線は２〜３ターンまで減らせることにな
る。 第６図に示す巻線の製造方法は、溝に溶融した
導体を流し込んだ後コアと一緒に表面研摩する方
法、溝の部分だけに導体を蒸着する方法、形どら
れた薄い導体巻線を溝内にはりつける方法などが
考えられる。 第６図においてインダクタンスL_Pを減らすに
は第６図のl₅を大きくするか、巻線の直径を小さ
くすればよい。結合係数を高くし、巻線直径を小
さくすることでビデオヘツドのマツチングインダ
クタンスを十分低下させることができ、ヘツド巻
線を１〜２ターンまで実用化することができる。 第５図のもう一つの特長は(2)式で示したγを大
きく選びやすくヘツドの巻線をさらに減らしやす
いことである。第５図の場合、前述のアンプ入力
部における共振周波数を決める浮遊容量が等化的
に小さくなり、その分γを大きくできる。浮遊容
量の大部分はロータリトランス５′とヘツドアン
プ８ａ，８ｂを接続する部分（普通シールド線で
構成されている。）で発生している。第５図では、
ロータリトランス５′とステツプアツプトランス
２３ａ，２３ｂの間をシールド線で接続してい
る。ロータリトランス５′の出力はインピーダン
スが極めて低く、したがつてシールド線の容量は
全く影響しない。このため、ヘツドの巻数を１タ
ーンとし、ステツプアツプトランス２３ａ，２３
ｂの巻上げ比を１：40（このとき従来方式でヘツ
ド巻線20ターンとしたのとインピーダンスがほぼ
同じになる）程度とすることも可能である。 第７図は第５図に示したシステムに用いる巻線
２ターンのビデオヘツドの巻線構造の一例を示す
図である。第７図ではヘツドベース２７に取付け
られたビデオヘツドの窓３に２本の巻線を通し、
夫々Ｃコア２８に１ターン、Ｉコア２９に１ター
ン巻付け、その線端は端子２４，２５，２６に接
続する。第７図のようにＩコア２９とＣコア２９
に同数巻くことは妨害排除の点から望ましい。
又、２本の線で２ターンを構成する理由は巻線の
自動化をしやすくするためである。 第８図は第７図のヘツドの等価回路図である。
端子２４，２６はヘツドの両端子であり、ロータ
リトランスに接続される。端子２５はヘツド巻線
のセンタータツプとなり、特に他と接続する必要
はない。ただし、妨害排除能力を向上させるた
め、第８図の端子２５を回転上シリンダの金属部
と接続することでアースすることも可能である。
端子２５とアースする効果はヘツド巻線に飛び込
んだ不平衡成分を除去することができ、妨害排除
能力を向上できる。 以上述べたように本発明を用いることでビデオ
ヘツドの巻線数を従来の15〜20ターンから５〜１
ターンに減らすことができ、ヘツドの生産性を大
幅に向上できる。さらに、ロータリヘツドの結合
係数を上げることもでき、ロータリトランスの小
形化、高性能化も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はビデオヘツドの構造の例を示す平面
図、第２図は、２ヘツドヘリカルスキヤン形
VTRの記録再生系の要部を示すブロツク図、第
３図Ａ，Ｂはロータリトランスの構成の一例を示
す平面図及び断面図、第４図は本発明に使用する
ロータリトランスの一例の要部を示す断面図、第
５図は本発明の一実施例の要部を示すブロツク
図、第６図は本発明に使用するロータリトランス
の他の一例の要部を示す断面図、第７図は本発明
に使用するビデオヘツドの構造の一例を示す平面
図、第８図は第７図に示したビデオヘツドの等価
回路図である。 １，１′……ビデオヘツド、２……巻線、５，
５′……ロータリトランス、１６，１７，１８，
１９……ロータリトランスの巻線、７……書込み
アンプ、８ａ，８ｂ……ヘツドアンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転シリンダと固定シリンダとから成るヘツ
   ドドラムと、回転シリンダ上に搭載されたビデオ
   ヘツドと、回転シリンダに搭載されたローターと
   固定シリンダにローターと平面対向するよう取り
   付けられたステータから成るロータリトランスと
   を具備するヘリカルスキヤン形ビデオテープレコ
   ーダにおいて、ローター内に設けられたローター
   巻線はビデオヘツドに直接接続され、その巻数が
   １ターンに定められ、ビデオヘツドの巻線の数は
   ビデオヘツドのインダクタンス値L_hがL_h＝
   L_RP√／γ （ただし、L_RPはロータ巻線のインダクタンス、
   Ｋはロータリトランスの結合係数、1.0≦γ≦
   1.5） を満足する数に選択されていることを特徴とする
   ヘリカルスキヤン形ビデオテープレコーダ。