JPH038307A - Rotary transformer - Google Patents

Rotary transformer

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JPH038307A
JPH038307A JP1143852A JP14385289A JPH038307A JP H038307 A JPH038307 A JP H038307A JP 1143852 A JP1143852 A JP 1143852A JP 14385289 A JP14385289 A JP 14385289A JP H038307 A JPH038307 A JP H038307A
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JP
Japan
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magnetic
winding
magnetic thin
winding groove
rotary transformer
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Application number
JP1143852A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Himeshima
姫島 克行
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To contrive a broad-band transformer, miniaturization and multi-channeling of a transformer by forming magnetic thin films consisting of an alloy magnetic material at respective winding grooves and stepped parts and allowing each radial length at the stepped parts to be larger than the whole thickness of the magnetic thin films which are formed at the base faces of each winding groove. CONSTITUTION:Both side faces of each winding groove 23 are formed into tapering shapes and stepped parts 29 and 29 are formed so that magnetic reluctance can be reduced at a surface part where a groove width is close to an opposite face 21a. Further, magnetic thin films 25... consisting of an alloy material are formed to constant thickness through insulating layers 26 and 26 at each winding groove 23 and stepped part 29. Each radial length (t3) at each stepped part 29 is set so that its length is larger than the whole thickness (t2) of the magnetic thin films 25... which are formed at base faces of the winding grooves 23 and 23. In this way, when a rotary transformer is installed at the rotary cylinder of a magnetic recording device, magnetic reluctance decreases at each stepped part 29 that is opposite to the other stepped part, even though subtle shift in terms of dimensions occurs between respective fixed and rotation parts. Thus, inductance changes in the transformer are not affected very much by the above shift.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、家庭用V T R[video tape 
recorderl等のように回転ヘッドを用いる磁気
記録再生装置おいて、回転ヘッド側と固定装置側との間
で信号の伝送を行うロータリートランスに関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to home VTR [video tape]
The present invention relates to a rotary transformer that transmits signals between the rotating head side and the fixed device side in a magnetic recording/reproducing device using a rotating head such as a recorder.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ロータリートランスは、装置本体側に固定されたステー
タと回転ヘッドに伴って回転するロータからなる。そし
て、従来のロータリートランスは、これらステータとロ
ータが共に第8図に示すようなコア11によって構成さ
れていた。
A rotary transformer consists of a stator fixed to the main body of the device and a rotor that rotates with a rotating head. In the conventional rotary transformer, both the stator and the rotor were constituted by a core 11 as shown in FIG.

このコア11は、N1−Zn系フェライトからなる酸化
物磁性体を円盤状に形成したものであり、中心に回転軸
を通すための孔12が設けられている。また、このコア
11の一方の端面である対向面11aには、孔12に対
して同心円となる環状の巻線溝13・13が設けられて
いる。なお、ここでは2チヤンネルのロータリートラン
スを例示しているので、巻線溝13・13は、内周側と
外周側に2本形成されることになる。
This core 11 is made of an oxide magnetic material made of N1-Zn ferrite and formed into a disk shape, and has a hole 12 in the center thereof through which a rotating shaft passes. Furthermore, annular winding grooves 13 that are concentric with the hole 12 are provided on the opposing surface 11 a that is one end surface of the core 11 . Note that since a two-channel rotary transformer is illustrated here, two winding grooves 13 are formed on the inner circumferential side and the outer circumferential side.

上記コア11は、結合剤を添加したNi−Znフェライ
ト粉体を高圧で成形し高温(1200°C)で焼成した
後に所定の機械加工を施すことによって製造される。
The core 11 is manufactured by molding Ni--Zn ferrite powder to which a binder is added under high pressure, firing it at a high temperature (1200° C.), and then subjecting it to predetermined machining.

そして、このコア11の各巻線溝13・13内には、巻
線14・14が施されている。
In each of the winding grooves 13, 13 of this core 11, windings 14, 14 are provided.

ステータは、上記のように構成されたコア11を装置本
体側に固定したものであり、このコア11の各巻線14
は、装置本体側の記録再生回路に接続されている。また
、ロータは、同じ構成のコア11をステータのコア11
と中心軸が−敗し、かつ対向面11a同士が互いに僅か
な間隙を介して向かい合うように配置すると共に、回転
ヘッドに伴って回転するようにしたものである。そして
、このロータ側の各巻線14は、回転ヘッドの各磁気ヘ
ッドに接続されている。
The stator has a core 11 configured as described above fixed to the main body of the device, and each winding 14 of this core 11.
is connected to the recording/reproducing circuit on the device main body side. In addition, the rotor has a core 11 of the same configuration as the core 11 of the stator.
The central axis is bent, and the opposing surfaces 11a are arranged to face each other with a small gap between them, and are rotated along with the rotating head. Each winding 14 on the rotor side is connected to each magnetic head of the rotary head.

この結果、回転する磁気ヘッドと固定された記録再生回
路は、ロータリートランスによって磁気的に結合され、
両者間での信号の伝送が可能となる。
As a result, the rotating magnetic head and the fixed recording/reproducing circuit are magnetically coupled by the rotary transformer.
It becomes possible to transmit signals between the two.

(発明が解決しようとする課題〕 ロータリートランスの伝送効率E、/aE、は、下記の
式■によって決定される。
(Problems to be Solved by the Invention) The transmission efficiency E, /aE, of the rotary transformer is determined by the following formula (2).

ここで、Kは結合係数であり、L3はロータ側から見た
組み合わせインダクタンス、L、は磁気ヘッドのインダ
クタンスである。また、一般にり。
Here, K is the coupling coefficient, L3 is the combined inductance seen from the rotor side, and L is the inductance of the magnetic head. Also, general garlic.

<L、の関係を有する。<L.

この式■から、伝送効率El/aE6を高めるには、イ
ンダクタンスLIIを共振周波数がシステムの帯域まで
落ち込まない程度に高くすればよいことが分かる。
From this equation (2), it can be seen that in order to increase the transmission efficiency El/aE6, the inductance LII should be made high enough to prevent the resonance frequency from dropping to the system band.

ところで、磁気回路におけるインダクタンスしは、下記
の式■によって表される。
By the way, the inductance in the magnetic circuit is expressed by the following equation (2).

K。K.

ここで、Nは巻線の巻数、R,は磁路の磁気抵抗である
。
Here, N is the number of turns of the winding, and R is the magnetic resistance of the magnetic path.

また、この磁気抵抗R1は、下記の弐〇によって表され
る。
Moreover, this magnetic resistance R1 is represented by the following ⑐.

ここで、μは磁路のi!!i磁率、Sは磁路の断面積、
!はけ路長である。
Here, μ is the magnetic path i! ! i magnetic flux, S is the cross-sectional area of the magnetic path,
! It is the length of the evacuation route.

このため、式■にこの弐〇を代入すると、下記の弐〇が
求められる。
Therefore, by substituting this 2〇 into formula (■), the following 2〇 can be obtained.

! 従って、インダクタンスしは、透磁率μと断面積Sに比
例することが分かる。そして、式■におけるインダクタ
ンスし、も、第8図に示すコア11の透磁率と断面積に
比例することになる。
! Therefore, it can be seen that the inductance is proportional to the magnetic permeability μ and the cross-sectional area S. The inductance in equation (2) is also proportional to the magnetic permeability and cross-sectional area of the core 11 shown in FIG.

この結果、ロータリートランスの伝送効率は、コア11
の透磁率と断面積に依存し、これらが小さくなるとイン
ダクタンスし、の低下に伴って伝送効率も悪化すること
になる。
As a result, the transmission efficiency of the rotary transformer is
It depends on the magnetic permeability and cross-sectional area of , and as these become smaller, the inductance increases, and the transmission efficiency also deteriorates as .

ところが、近年の磁気記録再生装置は、例えばVTRに
おける高画質・高品位ビデオ信号等の記録のために、ロ
ータリートランスの高帯域化がさらに要請されるように
なっている。ここで、コア11に使用しているNi−Z
n系フェライトの透磁率の周波数特性を第2図の曲線B
に示す。この曲線Bから明らかなようにコア11の透磁
率は周波数が高くなるほど低下し、従来の家庭用VTR
の帯域であるlOMHzを超える周波数では、透磁率も
300以下となる。
However, in recent years, magnetic recording and reproducing apparatuses are required to have rotary transformers with higher bandwidths in order to record high-quality, high-definition video signals in, for example, VTRs. Here, the Ni-Z used for the core 11
The frequency characteristics of magnetic permeability of n-type ferrite are shown in curve B in Figure 2.
Shown below. As is clear from this curve B, the magnetic permeability of the core 11 decreases as the frequency increases;
At frequencies exceeding lOMHz, which is the band of

このため、ロータリートランスの伝送効率もこのコア1
1の透磁率の低下に伴って悪化し、従来のロータリート
ランスを使用して装置の高帯域化を図ることは困難であ
った。
Therefore, the transmission efficiency of the rotary transformer is also
This problem worsens as the magnetic permeability of 1.1 decreases, making it difficult to increase the bandwidth of the device using conventional rotary transformers.

また、設置スペース等の関係で磁気記録再生装置の小型
化が望まれ、これに伴ってロータリートランスも形状を
小型にする必要が生じている。しかも、例えば家庭用V
TRにおけるFM音声記録やフライングイレーズヘッド
等の採用により、ロータリートランスのチャンネル数は
増加傾向にある、ロータリートランスが小型化されると
、コア11における対向面11aの面積(「直径D2の
円の面積]−「直径り、の円の面積」)が小さくなる。
Furthermore, it is desired that magnetic recording and reproducing devices be made smaller in terms of installation space, etc., and as a result, there is a need for rotary transformers to be made smaller in size as well. Moreover, for example, household V
With the adoption of FM audio recording and flying erase heads in TRs, the number of channels in rotary transformers is increasing.As rotary transformers become smaller, the area of the opposing surface 11a of the core 11 (the area of a circle with diameter ] - "Area of the circle with diameter") becomes smaller.

また、ロータリートランスのチャンネル数が増加すると
、1チヤンネルに割り当てられるコア11の対向面11
aの面積が小さくなる。この結果、ロータリートランス
の伝送効率も、ロータリートランスの小型化およびチャ
ンネル数の増加に伴って悪化することになる。また、こ
のような小型化および多チャンネル化は、チャンネル間
の接近によりクロストークを増加させることになる、こ
のため、従来のロータリートランスを使用して装置の小
型化および多チャンネル化を図ることも困難であった。
Also, when the number of channels of the rotary transformer increases, the opposing surface 11 of the core 11 assigned to one channel
The area of a becomes smaller. As a result, the transmission efficiency of the rotary transformer also deteriorates as the rotary transformer becomes smaller and the number of channels increases. In addition, such miniaturization and multichannelization will increase crosstalk due to the proximity of channels, so it is also possible to use conventional rotary transformers to miniaturize the device and increase the number of channels. It was difficult.

従って、従来のロータリートランスは、高帯域化、小型
化および多チャンネル化が容易に図り得ないという問題
点を有していた。
Therefore, the conventional rotary transformer has the problem that it is not easy to increase the bandwidth, reduce the size, and increase the number of channels.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係るロータリートランスは、上記課題を解決す
るために、固定部とこの固定部に対して間隙を介して回
転する回転部とからなり、これら固定部と回転部とにお
けるそれぞれの対向面に巻線溝を形成すると共に、各巻
線溝内に巻線を施すことにより、回転ヘッド側と固定装
置側との間で信号の伝送を行うロータリートランスにお
いて、回転部と固定部とが非磁性体からなる基板を有し
、かつ、各巻線溝と各巻線溝の側面表面部に形成された
段差部とがこれら基板にそれぞれ形成されると共に、上
記各巻線溝および各段差部に合金磁性材料からなる磁性
薄膜が形成され、上記段差部は、径方向の長さが各巻線
溝の底面に形成された磁性薄膜の全厚みよりも大きくな
るように形成されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the rotary transformer according to the present invention includes a fixed part and a rotating part that rotates with respect to the fixed part with a gap therebetween. In a rotary transformer that transmits signals between the rotating head side and the fixed device side by forming winding grooves and winding wires in each winding groove, the rotating part and the fixed part are made of non-magnetic material. Each winding groove and a stepped portion formed on the side surface of each winding groove are respectively formed on these substrates, and each winding groove and each stepped portion is made of an alloy magnetic material. A magnetic thin film is formed, and the stepped portion is characterized in that the length in the radial direction is larger than the total thickness of the magnetic thin film formed on the bottom surface of each winding groove.

〔作 用〕[For production]

上記構成によれば、固定部側の巻線と回転部側の巻線と
がそれぞれの磁性薄膜とこれらの間の間隙からなる磁気
回路を介して磁気的に結合される、そして、この磁性薄
膜は、合金磁性材料からなるので、透磁率が酸化物磁性
材料に比べて高周波領域においても高くなる。
According to the above configuration, the winding on the fixed part side and the winding on the rotating part side are magnetically coupled through a magnetic circuit consisting of the respective magnetic thin films and the gap between them, and the magnetic thin film Since it is made of an alloy magnetic material, its magnetic permeability is higher than that of an oxide magnetic material even in a high frequency range.

従って、この磁気回路における透磁率の向上により伝送
効率を高めることができるので、ロータリートランスの
高帯域化が可能となる。また、このように透磁率が向上
すると、磁路の断面積の減少による伝送効率の低下を補
うことができるようになるので、ロータリートランスの
小型化および多チャンネル化も可能となる。さらに、各
巻線溝に形成された磁性薄膜と他の巻線溝に形成された
磁性薄膜との間は、基板の非磁性体によって磁気的に絶
縁されている。このため、チャンネル間のクロストーク
も減少させることができるので、小型化および多チャン
ネル化を容易にすることができる。
Therefore, since the transmission efficiency can be increased by improving the magnetic permeability in this magnetic circuit, it is possible to increase the bandwidth of the rotary transformer. In addition, when the magnetic permeability is improved in this way, it becomes possible to compensate for the decrease in transmission efficiency due to the decrease in the cross-sectional area of the magnetic path, so it becomes possible to downsize the rotary transformer and increase the number of channels. Furthermore, the magnetic thin film formed in each winding groove and the magnetic thin film formed in other winding grooves are magnetically insulated by the nonmagnetic material of the substrate. Therefore, crosstalk between channels can also be reduced, making it easier to downsize and increase the number of channels.

さらに、固定部と回転部とに形成された段差部は、径方
向の長さが巻線溝底面に形成された磁性薄膜の全厚みよ
りも大きく形成されている。従って、固定部と回転部と
を対向させた場合には、対向する段差部同士の磁気抵抗
が減少することになる。
Further, the stepped portions formed in the fixed portion and the rotating portion are formed to have a radial length larger than the total thickness of the magnetic thin film formed on the bottom surface of the winding groove. Therefore, when the fixed part and the rotating part are made to face each other, the magnetic resistance between the facing step parts is reduced.

これにより、ロータリートランスを磁気記録装置の回転
シリンダに設置した場合、ロータリートランスにおける
インダクタンスの変化は、たとえ固定部と回転部とに寸
法的に微妙なズレが発生しても、このズレによる影響が
上記磁気抵抗の減少により小さいものとなる。
As a result, when a rotary transformer is installed in the rotating cylinder of a magnetic recording device, changes in inductance in the rotary transformer will not be affected by this misalignment, even if there is a slight dimensional misalignment between the fixed part and the rotating part. The magnetic resistance becomes smaller due to the decrease in magnetic resistance.

〔実施例J 本発明の一実施例を第1図乃至第6図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。
[Embodiment J] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6.

本実施例のロータリートランスは、円盤型のステータと
ロータを有するものを示す、ステータは、装置本体側に
固定されている。また、ロータは、回転ヘッドに伴って
回転するようになっている、そして、これらのステータ
およびロータは、第1図に示す基板21によって構成さ
れている。
The rotary transformer of this embodiment has a disk-shaped stator and rotor, and the stator is fixed to the main body of the device. Further, the rotor is adapted to rotate with the rotating head, and these stator and rotor are constituted by a substrate 21 shown in FIG.

基板21は、円盤状の非磁性体からなり、中心に回転軸
を通すための孔22が設けられている。
The substrate 21 is made of a disc-shaped non-magnetic material, and is provided with a hole 22 in the center for passing the rotating shaft.

また、この基板21の一方の端面である対向面21aに
は、孔22に対して同心円となる環状の巻線溝23・2
3が設けられている。なお、ここでは、2チヤンネルの
ロータリートランスを例示しているので、巻線溝23・
23は、内周側と外周側に2本形成されている。
Further, on the opposing surface 21a, which is one end surface of the substrate 21, an annular winding groove 23 and 2 concentric with the hole 22 are formed.
3 is provided. Note that since a two-channel rotary transformer is illustrated here, the winding grooves 23 and
Two 23 are formed on the inner circumferential side and the outer circumferential side.

上記の各巻線溝23は、両側面がそれぞれテーバ状に形
成され、溝幅が対向面21aに近い部分はど広くなるよ
うになっている。上記の各巻線溝23の両側面には、対
向面21aに近い表面部において、磁気抵抗を減少させ
るように段差部29・29が形成されている。また、各
巻線溝23および各段差部29には、第6図(b)に示
すように、絶縁層26・26を介して合金磁性材料から
なる磁性薄膜25・・・が一定の厚さで形成されている
。
Each of the above-mentioned winding grooves 23 is formed in a tapered shape on both side surfaces, and the groove width is widened at a portion close to the opposing surface 21a. Step portions 29 are formed on both side surfaces of each of the winding grooves 23 so as to reduce magnetic resistance in the surface portion near the opposing surface 21a. Further, as shown in FIG. 6(b), in each winding groove 23 and each stepped portion 29, a magnetic thin film 25 made of an alloy magnetic material is coated with a constant thickness through insulating layers 26, 26. It is formed.

上記の各段差部29は、第3図(a)および第3図(b
)に示すように、対向面21aと平行に形成されている
。そして、各段差部29は、径方向の長さり、が巻線溝
23・23の底面に形成された磁性薄膜25・・・の全
厚みt2よりも大きくなるように設定されている。
Each of the above step portions 29 is shown in FIGS. 3(a) and 3(b).
), it is formed parallel to the opposing surface 21a. Each stepped portion 29 is set so that its radial length is greater than the total thickness t2 of the magnetic thin films 25 formed on the bottom surfaces of the winding grooves 23.

これにより、ロータリートランスを磁気記録装置の回転
シリンダに設置した場合、ロータリートランスにおける
インダクタンスの変化は、たとえ固定部と回転部とに寸
法的に微妙なズレが発生しても磁気抵抗が対向する各段
差部29で減少するために、このズレによる影響が小さ
くなるようになっている。
As a result, when a rotary transformer is installed in the rotating cylinder of a magnetic recording device, changes in inductance in the rotary transformer will occur even if there is a slight dimensional misalignment between the fixed part and the rotating part. Since it is reduced at the stepped portion 29, the influence of this shift is reduced.

ここで、合金磁性材料からなる磁性薄膜25として例え
ば4.5μmの膜厚のセンダスト薄膜を2層に積層した
場合における透磁率の周波数特性を第2図の曲線Aに示
す。この曲線Aから明らかなようにセンダスト薄膜は、
前述の曲線Bで示したNi−Zn系フェライトに比べ全
帯域で透磁率が高く、家庭用VTRの帯域上限であるI
OMI(zにおいても、約10dBの差を有することに
なる、従って、この磁性薄膜25をコアとすれば、従来
の酸化物磁性体からなるコアよりも広い帯域で高い透磁
率を得ることができる。
Here, curve A in FIG. 2 shows the frequency characteristic of magnetic permeability when two Sendust thin films having a thickness of 4.5 μm are laminated as the magnetic thin film 25 made of an alloy magnetic material. As is clear from this curve A, the Sendust thin film is
Compared to the Ni-Zn ferrite shown in curve B above, magnetic permeability is higher in all bands, and I is the upper limit of the band for home VTRs.
There is also a difference of about 10 dB in OMI (z). Therefore, if this magnetic thin film 25 is used as a core, higher magnetic permeability can be obtained in a wider band than a core made of a conventional oxide magnetic material. .

上記磁性yl膜25は、後に説明するように、スパッタ
リングや蒸着によって形成される。このため、第3図(
a)に示すように、巻線溝23の両側面が円筒面状に形
成され、対向面21aに対して垂直面となっている場合
には、この両側面に形成される磁性薄膜25の膜厚t1
 ・t、が底面の膜厚し、よりも薄くなり、しかも一定
の厚さに形成、することが困難になる。そこで、本実施
例では、巻線溝23の両側面を前述のようにテーバ状に
形成している。すると、第3図(b)に示すように、こ
の巻線溝23の内面にスパッタリングや蒸着によって磁
性薄膜25を形成した場合にも、両側面における膜厚t
1 ・tlと底面の全厚みt2とがほぼ均等かつ一定に
なるように形成することができる。このように形成され
た磁性薄膜25は、第3図(a)の場合と比較して磁気
抵抗が低下し、かつこの磁気抵抗のバラツキを少なくす
ることができるようになる。
The magnetic yl film 25 is formed by sputtering or vapor deposition, as will be explained later. For this reason, Figure 3 (
As shown in a), when both side surfaces of the winding groove 23 are formed in a cylindrical shape and are perpendicular to the opposing surface 21a, the magnetic thin film 25 formed on both side surfaces Thickness t1
・T is thinner than the bottom film, and it is difficult to form it to a constant thickness. Therefore, in this embodiment, both side surfaces of the winding groove 23 are formed into a tapered shape as described above. Then, as shown in FIG. 3(b), even when a magnetic thin film 25 is formed on the inner surface of this winding groove 23 by sputtering or vapor deposition, the film thickness t on both sides is
1. It can be formed so that tl and the total thickness t2 of the bottom surface are approximately equal and constant. The magnetic thin film 25 formed in this manner has a lower magnetic resistance than the case shown in FIG. 3(a), and can reduce variations in magnetic resistance.

また、上記磁性薄膜25は、第4図に示すように、巻線
溝23の内面に下地層28を介して形成される。この下
地層28は、基板21と磁性薄膜25との間における密
着性向上、応力差の緩和および熱処理時の化学反応の防
止並びに磁性薄膜25の配向性の改善のために形成され
るものである。
Further, the magnetic thin film 25 is formed on the inner surface of the winding groove 23 with a base layer 28 interposed therebetween, as shown in FIG. This underlayer 28 is formed to improve the adhesion between the substrate 21 and the magnetic thin film 25, alleviate stress differences, prevent chemical reactions during heat treatment, and improve the orientation of the magnetic thin film 25. .

さらに、上記磁性薄膜25は、同じく第4図に示すよう
に、電気的絶縁体からなる絶縁層26・26を介した3
層構造となるように形成されている。これは、磁性薄膜
25を絶縁体を介して積層構造とすることにより、磁束
によって生じるうず電流損失を低減させるためである。
Further, as shown in FIG. 4, the magnetic thin film 25 is formed of three
It is formed to have a layered structure. This is because the magnetic thin film 25 has a laminated structure with an insulator interposed therebetween to reduce eddy current loss caused by magnetic flux.

従って、この磁性薄膜25の各層の厚さtは、下記の式
を満足する条件で決定する。
Therefore, the thickness t of each layer of this magnetic thin film 25 is determined under conditions that satisfy the following formula.

ここで、μ。は真空透磁率、μ。は使用帯域の上限周波
数f、における比透磁率、ρは電気比抵抗である。また
、ω=2πfCである。上記各絶縁層26の厚さは、数
百〜数千人程度とする。なお、この磁性yI膜25は、
積層数を多くするほどよいが、加工時間との兼ね合いか
らここでは3層構造としている。
Here, μ. is the vacuum permeability, μ. is the relative magnetic permeability at the upper limit frequency f of the usage band, and ρ is the electrical specific resistance. Further, ω=2πfC. The thickness of each insulating layer 26 is approximately several hundred to several thousand. Note that this magnetic yI film 25 is
Although it is better to have a larger number of laminated layers, a three-layered structure is used here in consideration of processing time.

上記基板21は、第4図に示すように、対向面21a上
および巻線溝23内に形成した磁性薄膜25上の全面を
保護膜27で被われている。この保護膜27は、対向面
21a側の電気的絶縁および磁性薄膜25の保護のため
のものである。
As shown in FIG. 4, the substrate 21 has a protective film 27 covering the entire surface of the magnetic thin film 25 formed on the opposing surface 21a and in the winding groove 23. This protective film 27 is for electrical insulation on the facing surface 21a side and for protecting the magnetic thin film 25.

また、第1図に示すように、上記基板21における各巻
線溝23内には、巻線24が巻回されている。なお、こ
の巻線24は、パターン化処理されたものであってもよ
く、又は、薄膜によって形成されたものであってもよい
。
Further, as shown in FIG. 1, a winding 24 is wound within each winding groove 23 in the substrate 21. As shown in FIG. Note that the winding 24 may be patterned or may be formed of a thin film.

前記ロータリートランスにおけるステータは、上記構成
の基板21を装置本体側に固定したものであり、この基
板21の各巻線24は、装置本体側の記録再生回路に接
続される。また、ロータは、同じ構成の基板21をステ
ータの基板21と中心軸が一致し、かつ対向面21a同
士が互いに僅かな間隔を介して向かい合うように配置す
ると共に、回転ヘッドに伴って回転するようにしたもの
である。そして、このロータ側の各巻線24は、回転ヘ
ッドの各磁気ヘッドに接続される。
The stator of the rotary transformer has a board 21 having the above structure fixed to the main body of the apparatus, and each winding 24 of this board 21 is connected to a recording/reproducing circuit on the main body of the apparatus. In addition, the rotor is arranged such that the substrate 21 having the same structure is aligned with the substrate 21 of the stator so that its central axis coincides with the substrate 21 of the stator, and the opposing surfaces 21a face each other with a small distance therebetween. This is what I did. Each winding 24 on the rotor side is connected to each magnetic head of the rotary head.

この結果、本実施例におけるステータおよびロータは、
透磁率の高い合金磁性材料からなる磁性薄膜25をコア
として使用することができる。従って、磁気回路を構成
するコアの透磁率の向上により、高い周波数においても
伝送効率を高めることができるので、ロータリートラン
スの高帯域化が可能となる。また、全帯域の透磁率も向
上するので、磁路の断面積の減少による伝送効率の低下
を補うことができるようになり、ロータリートランスの
小型化および多チャンネル化も可能となる、さらに、各
巻線溝23に形成された磁性薄膜25と他の巻線溝23
に形成された磁性薄膜25との間が基板21の非磁性体
によって磁気的に絶縁されるので、チャンネル間のクロ
ストークを減少させることができ、上記小型化および多
チャンネル化を容易にすることができる。
As a result, the stator and rotor in this example are
A magnetic thin film 25 made of a magnetic alloy material with high magnetic permeability can be used as the core. Therefore, by improving the magnetic permeability of the core constituting the magnetic circuit, transmission efficiency can be increased even at high frequencies, making it possible to increase the frequency band of the rotary transformer. In addition, magnetic permeability across all bands is improved, making it possible to compensate for the drop in transmission efficiency due to a decrease in the cross-sectional area of the magnetic path, making it possible to downsize rotary transformers and increase the number of channels. Magnetic thin film 25 formed in wire groove 23 and other winding grooves 23
Since the magnetic thin film 25 formed on the substrate 21 is magnetically insulated by the non-magnetic material of the substrate 21, crosstalk between channels can be reduced, and the miniaturization and multichannelization described above can be facilitated. I can do it.

上記のように構成された基板21の製造方法を第5図お
よび第6図に基づいて説明する。
A method for manufacturing the substrate 21 configured as described above will be explained based on FIGS. 5 and 6.

基板21は、第5図(a)に示すように、中心に孔22
が開口された円盤状の非磁性体を使用する。この基板2
1は、磁性薄膜25と同等の線膨張係数を有し、加工性
のよい材料が望ましい。
As shown in FIG. 5(a), the substrate 21 has a hole 22 in the center.
A disc-shaped non-magnetic material with openings is used. This board 2
1 is preferably a material that has a linear expansion coefficient equivalent to that of the magnetic thin film 25 and has good workability.

上記基板21には、第5図(b)に示すように、孔22
に対して同心円となり、基板21表面に対し平行な2本
の環状の段差部29・29を形成する。そして、第5図
(C)に示すように、孔22および段差部29・29に
対し同心円となる2本の環状の巻線溝23・23を形成
する。この際、段差部29・29は、第3図(b)に示
すように、径方向の長さt、が巻線溝23底面に後の工
程で形成される磁性薄膜25の全厚みt2よりも大きく
なるように設定する。
The substrate 21 has holes 22 as shown in FIG. 5(b).
Two annular step portions 29 are formed which are concentric with the substrate 21 and parallel to the surface of the substrate 21. Then, as shown in FIG. 5(C), two annular winding grooves 23, 23 are formed concentrically with respect to the hole 22 and the stepped portions 29, 29. At this time, as shown in FIG. 3(b), the stepped portions 29, 29 have a radial length t that is larger than the total thickness t2 of the magnetic thin film 25 to be formed on the bottom surface of the winding groove 23 in a later step. Set it so that it also becomes larger.

また、上記の段差部29・29および巻線溝23・23
は、前述のようにそれぞれの両側面がテーバ状に形成さ
れる。尚、これらの段差部29・29および巻線溝23
・23は、機械加工による他、選択エツチングにより形
成することが可能である。また、機械加工によって形成
した場合には、各段差部29および各巻線溝23内の表
面粗さを小さくするためにエツチング処理を行うことが
好ましい。
In addition, the step portions 29, 29 and the winding grooves 23, 23
As mentioned above, both sides of each are formed into a tapered shape. In addition, these stepped portions 29, 29 and the winding groove 23
- 23 can be formed not only by machining but also by selective etching. Further, when the grooves are formed by machining, it is preferable to perform an etching process to reduce the surface roughness within each stepped portion 29 and each winding groove 23.

巻線溝23・23が形成されると、第6図(a)に示す
ように、基板21の対向面21a上、各段差部29、お
よび各巻線溝23の内面全面にスパッタリング又は蒸着
によって下地層28を形成する。この下地層2日として
は、前述の密着性向上等の目的に応じて、S to、、
Tags 、AltO,、Cry 03若しくはSiO
等の酸素化合物若しくはこれらの複合物、Cr5Ta、
Nb、Hf若しくはMo等の非磁性金属又はFe、、N
i若しくはNi−Fe等の磁性金属等が用いられる。
Once the winding grooves 23, 23 are formed, as shown in FIG. A stratum 28 is formed. For this base layer 2 days, depending on the purpose of improving adhesion as mentioned above,
Tags , AltO, , Cry 03 or SiO
oxygen compounds such as or composites thereof, Cr5Ta,
Non-magnetic metals such as Nb, Hf or Mo or Fe, N
A magnetic metal such as i or Ni-Fe is used.

下地層28が形成されると、第5図(d)に示すように
、対向面21a上、各段差部29、および各巻線溝23
の内面全面にスパッタリング又は蒸着によって磁性薄膜
25を形成する。
When the base layer 28 is formed, as shown in FIG.
A magnetic thin film 25 is formed on the entire inner surface by sputtering or vapor deposition.

上記磁性薄膜25は、第6図(b)に示すように、絶縁
層26・26を介して3層状に形成される。この磁性薄
WA25の各層は、使用帯域に応じて、N1−Fe系、
Fe−3i系、Fe−Affi系、Fe−Al−3t系
若しくはGo−Fe−Ni系等の合金磁性材料、Co−
Zr系若しくはCo−Nb系等の合金磁性材料又はCr
、Fe、Ni、Ti、、Ta5Zr、Nb、S i、B
SY、Re。
The magnetic thin film 25 is formed in three layers with insulating layers 26 interposed therebetween, as shown in FIG. 6(b). Each layer of this magnetic thin WA25 is N1-Fe based,
Alloy magnetic materials such as Fe-3i series, Fe-Affi series, Fe-Al-3t series or Go-Fe-Ni series, Co-
Alloy magnetic materials such as Zr-based or Co-Nb-based or Cr
, Fe, Ni, Ti, , Ta5Zr, Nb, Si, B
SY, Re.

Hf、Zn、Mn、Au若しくはRu等の元素を1種若
しくは2種類以上含む非晶質の合金磁性材料等が用いら
れる。また、絶縁層26・26もスパッタリング又は蒸
着によって形成され、Sin。
An amorphous alloy magnetic material containing one or more elements such as Hf, Zn, Mn, Au, or Ru is used. Further, the insulating layers 26 are also formed by sputtering or vapor deposition, and are made of Sin.

、ZrO,、Ta、O,又はCr等が用いられる。, ZrO, Ta, O, or Cr.

磁性薄膜25が形成されると、この磁性薄膜25の磁気
特性を安定させるために熱処理を行う。
Once the magnetic thin film 25 is formed, heat treatment is performed to stabilize the magnetic properties of the magnetic thin film 25.

この熱処理は、磁性薄膜25の材料により異なるが、例
えばFe−Aj2−3i系の合金磁性材料の場合には、
500°(1?1時間行う。
This heat treatment varies depending on the material of the magnetic thin film 25, but for example, in the case of Fe-Aj2-3i alloy magnetic material,
500° (1 to 1 hour.

熱処理が完了すると、第5図(e)に示すように、対向
面21aを基板21が露出するまで研磨する。また、こ
の研磨加工後には、加工変質層を除去して磁気特性を改
善するために、エツチング処理を行うことが好ましい。
When the heat treatment is completed, the opposing surface 21a is polished until the substrate 21 is exposed, as shown in FIG. 5(e). Further, after this polishing process, it is preferable to perform an etching process in order to remove the process-affected layer and improve the magnetic properties.

研磨加工が完了すると、第5図(f)に示すように、対
向面21a上および各巻線溝23内の磁性薄膜25上全
面にスパッタリング又は蒸着により保護膜゛27を形成
する。この保護膜27は、Si0.又はCr等が用いら
れる。
When the polishing process is completed, as shown in FIG. 5(f), a protective film 27 is formed on the opposing surface 21a and the entire surface of the magnetic thin film 25 in each winding groove 23 by sputtering or vapor deposition. This protective film 27 is made of Si0. Alternatively, Cr or the like is used.

この保護膜27が形成されると、基Fi、21が完成す
る。そして、第1図に示すように、この基板21の各巻
線溝23に巻線24を巻回し、この巻線24を固定する
と共に線処理を行うことでロータリートランスが形成さ
れる。
Once this protective film 27 is formed, the base Fi, 21 is completed. Then, as shown in FIG. 1, a rotary transformer is formed by winding a winding 24 in each winding groove 23 of this substrate 21, fixing this winding 24, and performing wire processing.

尚、本実施例においては、段差部29に形成された磁性
薄膜25・・・は、対向面21aに対して平行に形成さ
れているが、これに限定されることはなく、例えば第7
図に示すように、段差部29に対して略垂直に形成され
ていても良い。
In this embodiment, the magnetic thin films 25... formed on the step portion 29 are formed parallel to the opposing surface 21a, but are not limited to this, and for example, the magnetic thin films 25...
As shown in the figure, it may be formed substantially perpendicular to the stepped portion 29.

これにより、磁束の伝達効率は、磁性薄膜25が段差部
29に対して平行に形成されていた場合よりも一層向上
させることが可能になる。
Thereby, the magnetic flux transmission efficiency can be further improved than when the magnetic thin film 25 is formed parallel to the stepped portion 29.

また、磁性薄膜25は、等方性または異方性のいずれを
有していても良く、例えば段差部29および巻線溝23
の磁性薄膜25に異方性を持たせた場合には、磁束の伝
達効率を制御することが可能になる。
Further, the magnetic thin film 25 may have either isotropy or anisotropy, for example, the step portion 29 and the winding groove 23
When the magnetic thin film 25 has anisotropy, it becomes possible to control the magnetic flux transmission efficiency.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係るロータリートランスは、以上のように、固
定部とこの固定部に対して間隙を介して回転する回転部
とからなり、これら固定部と回転部とにおけるそれぞれ
の対向面に巻線溝を形成すると共に、各巻線溝内に巻線
を施すことにより、回転ヘッド側と固定装置側と、の間
で信号の伝送を行うロータリートランスにおいて、回転
部と固定部とが非磁性体からなる基板を有し、かつ、各
巻線溝と各巻線溝の側面表面部に形成された段差部とが
これら基板にそれぞれ形成されると共に、上記各巻線溝
および各段差部に合金磁性材料からなる磁性薄膜が形成
され、上記段差部は、径方向の長さが各巻線溝の底面に
形成された磁性薄膜の全厚みよりも大きくなるように形
成されている構成である。
As described above, the rotary transformer according to the present invention includes a fixed part and a rotating part that rotates with a gap with respect to the fixed part, and has winding grooves on the opposing surfaces of the fixed part and the rotating part. In a rotary transformer, the rotating part and the fixed part are made of non-magnetic material, and the rotating part and the fixed part are made of non-magnetic material. It has a substrate, and each winding groove and a stepped portion formed on the side surface of each winding groove are respectively formed on these substrates, and each of the winding grooves and each stepped portion has a magnetic material made of an alloy magnetic material. A thin film is formed, and the stepped portion is formed such that the length in the radial direction is greater than the total thickness of the magnetic thin film formed on the bottom surface of each winding groove.

これにより、磁気回路の透磁率を高め伝送効率を向上さ
せることから、ロータリートランスの高帯域化が可能と
なる。また、このように透磁率が向上すると、磁路の断
面積の減少による伝送効率の低下を補うことができるよ
うになるので、ロータリートランスの小型化および多チ
ャンネル化も可能となる。さらに、基板の非磁性材料に
よりチャンネル間が絶縁されるので、ロータリートラン
スの小型化および多チャンネル化によるクロストークの
増加を防止することができる。
This increases the magnetic permeability of the magnetic circuit and improves the transmission efficiency, making it possible to increase the bandwidth of the rotary transformer. In addition, when the magnetic permeability is improved in this way, it becomes possible to compensate for the decrease in transmission efficiency due to the decrease in the cross-sectional area of the magnetic path, so it becomes possible to downsize the rotary transformer and increase the number of channels. Furthermore, since the channels are insulated by the non-magnetic material of the substrate, it is possible to prevent an increase in crosstalk due to the miniaturization of the rotary transformer and the increase in the number of channels.

従って、本発明は、ロータリートランスの高帯域化並び
に小型化、多チャンネル化を促進することができるとい
う効果を奏する。
Therefore, the present invention has the effect of promoting higher bandwidth, smaller size, and multi-channel rotary transformers.

さらに、段差部の径方向の長さが巻線溝の底面に形成さ
れた磁性薄膜の全厚みよりも大きくされているために、
段差部における磁気抵抗が減少する。従って、ロータリ
ートランスを磁気記録装置の回転シリンダに設置した場
合、固定部と回転部とが寸法的に微妙にズしても、ロー
タリートランスのインダクタンスへの影響が上記磁気抵
抗の減少により小さいものになるという効果を奏する。
Furthermore, since the radial length of the stepped portion is larger than the total thickness of the magnetic thin film formed on the bottom of the winding groove,
Magnetic resistance at the stepped portion is reduced. Therefore, when a rotary transformer is installed in the rotating cylinder of a magnetic recording device, even if the fixed part and the rotating part are slightly misaligned in dimension, the effect on the inductance of the rotary transformer will be small due to the reduction in magnetic resistance mentioned above. It has the effect of becoming.

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

第1図乃至第6図は、本発明の一実施例を示すものであ
る。 第1図は、ロータリートランスの縦断面図である。 第2図は、合金磁性材料と酸化物磁性材料の周波数特性
を比較した図である。 第3図(a)(b)は、ロータリートランスにおける巻
線溝の形状を比較した部分拡大縦断面図である。 第4図は、ロータリートランスにおける巻線溝部の部分
拡大縦断面図である。 第5図(a)〜(f)は、それぞれロータリートランス
の各製造過程を示す縦断面図である。 第6図(a)(b)は、それぞれロータリートランスの
各製造過程における巻線溝部の部分拡大縦断面図である
。 第7図は、本発明の他の実施例を示すものであり、ロー
タリートランスにおける巻線溝部の部分拡大縦断面図で
ある。 第8図は、従来例を示すものであって、ロータリートラ
ンスの縦断面図である。 21は基板、21aは対向面、23は巻線溝、24は巻
線、25は磁性薄膜、29は段差部である。
1 to 6 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the rotary transformer. FIG. 2 is a diagram comparing the frequency characteristics of an alloy magnetic material and an oxide magnetic material. FIGS. 3(a) and 3(b) are partially enlarged vertical cross-sectional views comparing the shapes of winding grooves in a rotary transformer. FIG. 4 is a partially enlarged longitudinal sectional view of a winding groove in a rotary transformer. FIGS. 5(a) to 5(f) are longitudinal cross-sectional views showing each manufacturing process of the rotary transformer. FIGS. 6(a) and 6(b) are partially enlarged vertical cross-sectional views of the winding groove portion in each manufacturing process of the rotary transformer. FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, and is a partially enlarged vertical sectional view of a winding groove in a rotary transformer. FIG. 8 shows a conventional example, and is a vertical sectional view of a rotary transformer. 21 is a substrate, 21a is an opposing surface, 23 is a winding groove, 24 is a winding wire, 25 is a magnetic thin film, and 29 is a stepped portion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.固定部とこの固定部に対して間隙を介して回転する
回転部とからなり、これら固定部と回転部とにおけるそ
れぞれの対向面に巻線溝を形成すると共に、各巻線溝内
に巻線を施すことにより、回転ヘッド側と固定装置側と
の間で信号の伝送を行うロータリートランスにおいて、 回転部と固定部とが非磁性体からなる基板を有し、かつ
、各巻線溝と各巻線溝の側面表面部に形成された段差部
とがこれら基板にそれぞれ形成されると共に、上記各巻
線溝および各段差部に合金磁性材料からなる磁性薄膜が
形成され、上記段差部は、径方向の長さが各巻線溝の底
面に形成された磁性薄膜の全厚みよりも大きくなるよう
に形成されていることを特徴とするロータリートランス
。
1. It consists of a fixed part and a rotating part that rotates with respect to the fixed part through a gap, and a winding groove is formed on each opposing surface of the fixed part and the rotating part, and a winding is inserted into each winding groove. In a rotary transformer that transmits signals between the rotating head side and the fixed device side, the rotating part and the fixed part have a substrate made of a non-magnetic material, and each winding groove and each winding groove A step portion formed on the side surface of the substrate is formed on each of these substrates, and a magnetic thin film made of an alloy magnetic material is formed in each of the winding grooves and each step portion, and the step portion has a radial length. A rotary transformer characterized in that the thickness of each winding groove is greater than the total thickness of a magnetic thin film formed on the bottom surface of each winding groove.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283263A (en) * 2009-06-08 2010-12-16 Nec Tokin Corp Non-contact power transmission device

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