JPH07201611A - ロータリートランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コイルターン間の分布容量を著しく小さくし、
自己共振周波数を高くし、周波数帯域幅を拡大したロー
タリートランスを提供する。 【構成】ロータ部１及びステータ部２のそれぞれは、基
体１０、２０と、コイル１１〜１７、２１〜２７とを有
する。基体１０、２０は少なくとも一つの対向面１０
０、２００を有し、対向面１００、２００が間隔Ｇを隔
てて対向している。コイル１１〜１７、２１〜２７は回
転軸の周りを回るように基体１０、２０の対向面１０
０、２００寄りに埋設されている。ロータ部１及びステ
ータ部２の少なくとも一方は、同一チャンネルに属し、
かつ、複数回巻回されたコイル（１１、１３、１４、１
６、１７）、（２１、２３、２４、２６、２７）と、空
隙溝４１、５１、５２とを含み、空隙溝４１、５１、５
２がコイル（１１、１３、１４、１６、１７）、（２
１、２３、２４、２６、２７）のターン間に設けられて
いる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリートランスに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリートランスは、回転装置と静止
装置との間の信号伝送を非接触状態で行なう装置とし
て、従来より広く知られている。主な用途例としては、
ビデオテープレコーダの回転ヘッドで読み出された信号
を静止側回路装置に伝送し、または静止側回路装置から
回転ヘッドへ書き込まれる信号を伝送する信号伝送手段
や、各種の制御装置もしくは検出装置において、回転セ
ンサと静止側回路装置との間の信号伝送手段を挙げるこ
とができる。

【０００３】ロータリートランスは、ロータ部と、ステ
ータ部とを含んでおり、ロータ部とステータ部との間の
電磁結合により信号の授受を行うもので、種々のタイプ
のものが提案され、実用に供されている。その中で、積
層型ロータリートランスと称されるものは、小型で、信
頼性が高く、量産性に富む。このような積層型ロータリ
ートランスは、例えば、特開平３−１５９２０６号公報
等に開示された積層技術により形成される。

【０００４】積層型ロータリートランスにおいて、基体
は磁性部分と、この磁性部分の内部に埋設された環状の
非磁性絶縁部分とを含み、コイルは非磁性絶縁部分に埋
設される。同一チャンネルのコイルは、必要な変圧比を
得るため、非磁性絶縁部分の内部で複数回巻回される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コイル
を非磁性絶縁部分の内部に複数回巻回して埋設した構造
であるため、コイルターン間に基体の誘電率に起因する
分布容量が発生する。この分布容量のために自己共振周
波数が低くなり、周波数帯域が狭くなるという問題点が
ある。非磁性絶縁部分の典型的材料として、非磁性フェ
ライトを用いた場合、比誘電率εｓが１４〜１６にも達
する。

【０００６】本発明の課題は、ロータ部及びステータ部
の間で最短距離でトランス結合し、信号伝送を行うロー
タリートランスを提供することである。本発明のもう一
つの課題は、コイル巻き回数に応じた変圧比を有するロ
ータリートランスを提供することである。

【０００７】本発明の更にもう一つの課題は、空隙溝に
より、コイルターン間の分布容量を著しく小さくし、自
己共振周波数を高くし、周波数帯域幅を拡大したロータ
リートランスを提供することである。

【０００８】本発明の更にもう一つの課題は、電気絶縁
性に優れ、磁気効率の高いロータリートランスを提供す
ることである。

【０００９】本発明の更にもう一つの課題は、空隙溝を
介したコイルの酸化を防止し、信頼性を向上させたロー
タリトランスを提供することである。

【００１０】本発明の更にもう一つの課題は、空隙溝に
よる磁性部分の切断が生じず、磁気効率を犠牲にするこ
とのないロータリートランスを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係るロータリートランスは、ロータ部と、
ステータ部とを含んでおり、前記ロータ部及び前記ステ
ータ部のそれぞれは、基体と、コイルとを有しており、
それぞれの前記基体は少なくとも一つの対向面を有し、
前記対向面が間隔を隔てて対向しており、それぞれの前
記コイルは前記回転軸の周りを回るように前記基体の前
記対向面寄りに埋設されており、前記ロータ部及び前記
ステータ部の少なくとも一方は、同一チャンネルに属
し、かつ、複数回巻回されたコイルと、空隙溝とを含
み、前記空隙溝が前記コイルのターン間において前記基
体に設けられている。

【００１２】一般的には、前記基体は、磁性部分と、非
磁性絶縁部分とを含み、前記非磁性絶縁部分が前記磁性
部分中に埋設され前記回転軸の周りに環状に設けられて
おり、前記コイルは前記非磁性絶縁部分に埋設されてお
り、前記空隙溝は前記非磁性絶縁部分に設けられてい
る。この構造の下では、前記空隙溝は、前記対向面に開
口し、前記非磁性絶縁部分の内部で終る深さを有するこ
とが望ましい。

【００１３】

【作用】ロータ部及びステータ部のそれぞれは、基体
と、コイルとを有しており、それぞれの基体は少なくと
も一つの対向面を有し、対向面が間隔を隔てて対向して
おり、それぞれのコイルは回転軸の周りを回るように基
体の対向面寄りに埋設されているから、両コイルが最短
距離でトランス結合し、ロータ部及びステータ部の間で
信号伝送を行うことができる。

【００１４】ロータ部及びステータ部の少なくとも一方
は、同一チャンネルに属し、かつ、複数回巻回されたコ
イルを含むから、コイル巻き回数に応じた変圧比を有す
るロータリートランスが得られる。

【００１５】ロータ部及びステータ部の少なくとも一方
は、空隙溝とを含み、空隙溝がコイルのターン間におい
て基体に設けられているから、同一チャンネルを構成す
るコイルターン間に、比誘電率が約１の空隙溝による層
が形成される。このため、コイルターン間の分布容量が
著しく小さくなり、自己共振周波数が高くなり、周波数
帯域幅が拡大される。

【００１６】基体が、磁性部分と、非磁性絶縁部分とを
含み、前記非磁性絶縁部分が前記磁性部分中に埋設され
前記回転軸の周りに環状に設けられており、前記コイル
は前記非磁性絶縁部分に埋設されており、前記空隙溝は
前記非磁性絶縁部分に設けられている構造の場合、非磁
性絶縁部分の電気絶縁特性により、コイル間が電気絶縁
されると共に、その非磁性特性によりコイル電流によっ
て生じた磁束が非磁性絶縁部分の周りの磁性部分を通っ
て流れる。このため、電気絶縁性に優れ、磁気効率の高
いロータリートランスが得られる。しかも、空隙溝があ
るにもかかわらず、コイルは非磁性絶縁部分に埋設され
ているから、空隙溝を介したコイルの酸化を防止し、信
頼性を向上させることができる。

【００１７】更に、上記構造の下で、空隙溝が対向面に
開口し非磁性絶縁部分の内部で終る深さを有する場合、
空隙溝による磁性部分の切断が生じないので、磁気効率
を犠牲にすることがない。

【００１８】本発明は、種々のタイプのロータリートラ
ンスに適用できる。一つの適用例は、前記基体の前記対
向面が前記回転軸の軸方向にあって回転平面を構成し、
前記複数回巻回された前記コイルが前記回転直径方向に
分布されているタイプのロータリートランスである。こ
のタイプのロータリトランスにおいては、前記複数回巻
回された前記コイルは、更に、前記回転軸の軸方向にも
分布されていてもよい。

【００１９】もう一つの適用例は、前記基体の前記対向
面が回転周面を構成しており、前記複数回巻回された前
記コイルは、前記回転軸の軸方向に分布されているタイ
プのロータリートランスである。

【００２０】何れのタイプのロータリトランスにおいて
も、上述した作用を奏する。

【００２１】

【実施例】図１は本発明に係るロータリートランスの部
分破断斜視図、図２はコイル結合部分の部分拡大断面図
である。本発明に係るロータリートランスは、ロータ部
１と、ステータ部２とを含んでいる。参照符号３は回転
軸である。回転軸３はロータ部１に結合される。ロータ
部１は、基体１０と、コイル１１〜１７とを有してい
る。ステータ部２も、基体２０と、コイル２１〜２７と
を有している。ロータ部１及びステータ部２のそれぞれ
の基体１０、２０は少なくとも一つの対向面１００、２
００を有し、対向面１００、２００が間隔Ｇを隔てて対
向している。ロータ部１及びステータ部２のそれぞれの
コイル１１〜１７、２１〜２７は、回転軸３の周りを回
るように基体１０、２０の対向面寄りに埋設され、電磁
変換部を構成するように互いに対向している。

【００２２】図２を参照すると、ロータ部１は、同一チ
ャンネルに属し、かつ、複数回巻回されたコイル１１、
１３、１４、１６、１７と、空隙溝４１とを含んでい
る。空隙溝４１は、例えばコイル１１を代表的に取り出
して説明すると、ターン１１１ー１１２間において、基
体１０に設けられている。ステータ部２も、同一チャン
ネルに属し、かつ、複数回巻回されたコイル２１、２
３、２４、２６、２７と、空隙溝５１、５２とを含んで
いる。空隙溝５１、５２は、例えばコイル２１を代表的
に述べると、図３に示すように、ターン２１１ー２１２
間、２１２ー２１３間において、基体２０に設けられて
いる。

【００２３】コイル１１〜１７、２１〜２７のターン数
は、得ようとする変圧比、インダクタンス値または直流
抵抗値等によって定められる。従って、図示のターン数
に限定されるものではない。場合によっては、ロータ部
１またはステータ部２の何れか一方のコイル１１〜１７
または２１〜２７が１ターンで統一されている場合も含
む。

【００２４】一般的には、基体１０、２０は、磁性部分
１０１、２０１と、非磁性絶縁部分１０２、２０２とを
含み、非磁性絶縁部分１０２、２０２が磁性部分１０
１、２０１中に埋設され、回転軸３の周りに環状に設け
られてている。コイル１１〜１７、２１〜２７は非磁性
絶縁部分１０２、２０２に埋設されており、空隙溝４
１、５１、５２は非磁性絶縁部分１０２、２０２に設け
られている。この構造の下では、空隙溝４１、５１、５
２は、対向面１００、２００に開口し、非磁性絶縁部分
１０２、２０２の内部で終る深さｄ１、ｄ２を有するこ
とが望ましい。基体１０、２０は、インダクタンス値が
犠牲になるけれども、全体を非磁性絶縁材料によって構
成することも可能である。磁性部分１０１、２０１は磁
性フェライト材料で構成でき、非磁性絶縁部分１０２、
２０２は非磁性フェライト材料で構成できる。

【００２５】上述のように、ロータ部１及びステータ部
２のそれぞれの基体１０、２０は、少なくとも一つの対
向面１００、２００を有し、対向面１００、２００がロ
ータ部１の回転時に間隔Ｇを隔てて対向しており、それ
ぞれのコイル１１〜１７、２１〜２７は回転軸３の周り
を回るように基体１０、２０の対向面１００、２００寄
りに埋設されているから、両コイル（１１〜１７）と
（２１〜２７）が最短距離でトランス結合し、両コイル
（１１と２１）、（１２と２２）．．．（１７と２７）
間で効率良く信号伝送を行うことができる。

【００２６】しかも、ロータ部１及びステータ部２の少
なくとも一方は、同一チャンネルに属し、かつ、複数回
巻回されたコイル（１１、１３、１４、１６、１７）ま
たは（２１、２３、２４、２６、２７）を含むから、コ
イル巻き回数に応じた変圧比、インダクタンス値及び直
流抵抗値を有するロータリートランスが得られる。

【００２７】ロータ部１及びステータ部２の少なくとも
一方は、空隙溝４１または５１、５２を含み、空隙溝４
１または５１、５２がコイルのターン間、例えば図２、
図３に示したように、コイル２１のターン（２１１と２
１２）間、（２１２と２１３）間またはコイル１１のタ
ーン（１１１と１１２）間において、回転軸３の周りを
回るように、基体１０または２０に設けられているか
ら、同一チャンネルを構成するコイルターン間に、比誘
電率が約１の空隙溝４１または５１、５２による層が形
成される。このため、コイルターン間の分布容量が著し
く小さくなり、自己共振周波数が高くなり、周波数帯域
幅が拡大される。

【００２８】基体１０、２０が、磁性部分１０１、２０
１と、非磁性絶縁部分１０２、２０２とを含み、非磁性
絶縁部分１０２、２０２が磁性部分１０１、２０１中に
埋設され回転軸３の周りに環状に設けられており、コイ
ル１１〜１７、２１〜２７は非磁性絶縁部分１０２、２
０２に埋設されており、空隙溝４１または５１、５２は
非磁性絶縁部分１０２、２０２に設けられている構造の
場合、非磁性絶縁部分１０２、２０２の電気絶縁特性に
より、コイルターン間が電気絶縁されると共に、その非
磁性特性によりコイル電流によって生じた磁束が非磁性
絶縁部分１０２、２０２の周りの磁性部分１０１、２０
１を通って、破線φの如く流れる。このため、電気絶縁
性に優れ、磁気効率の高いロータリートランスが得られ
る。しかも、空隙溝があるにもかかわらず、コイル１１
〜１７、２１〜２７は非磁性絶縁部分１０２、２０２に
埋設されているから、空隙溝４１、５１、５２を介した
コイル１１〜１７、２１〜２７の酸化を防止し、信頼性
を向上させることができる。

【００２９】更に、上記構造の下で、空隙溝４１、５
１、５２が対向面１００、２００に開口し非磁性絶縁部
分１０２、２０２の内部で終る深さを有する場合、空隙
溝４１、５１、５２による磁性部分１０１、２０１の切
断が生じないので、磁気効率を犠牲にすることがない。

【００３０】空隙溝４１、５１、５２は、印刷積層法、
シート積層法、薄膜積層法またはこれらの組み合わせに
よって、コイル１１〜１７、２１〜２７を埋設した基体
１０、２０を製造した後、対向面１００、２００にレー
ザ加工または超音波加工等を施すことによって形成でき
る。コイルを導出するコイル導体と重なる領域は導体切
断を回避するために、空隙溝は設けない。従って、空隙
溝４１、５１、５２は、一般的には、コイル導体導出構
造に対応して部分的に不連続になる。参照符号１８１、
１８２、２８１〜２８８は端子電極である。こられの端
子電極１８１、１８２、２８１〜２８８はコイル１１〜
１７、２１〜２７に導通接続されている。

【００３１】本発明は、種々のタイプのロータリートラ
ンスに適用できる。図１〜図３は基体１０、２０の対向
面１００、２００が回転軸３の軸方向にあって回転平面
を構成し、複数回巻回されたコイル（１１、１３、１
４、１６、１７）、（２１、２３、２４、２６、２７）
が回転直径方向に分布されているタイプのロータリート
ランスを構成している。

【００３２】図４及び図５は基体１０、２０の対向面１
００、２００が回転軸３の軸方向にあって回転平面を構
成し、複数回巻回されたコイル（１１、１３、１４、１
６、１７）、（２１、２３、２４、２６、２７）が回転
直径方向に分布されている他、回転軸３の軸方向にも、
複数ターン分布されている例を示している。空隙溝４
１、５１はコイル（１１、１３、１４、１６、１７）、
（２１、２３、２４、２６、２７）の巻き軸方向に設け
られている。

【００３３】図６及び図７はもう一つの適用例を示して
いる。この実施例では、基体１０、２０の対向面１０
０、２００が回転周面を構成しており、複数回巻回され
たコイル２１〜２４、１１〜１４は、回転軸３の軸方向
に分布されている。

【００３４】何れのタイプのロータリトランスにおいて
も、上述した作用効果を奏する。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）ロータ部及びステータ部の間で最短距離でトラン
ス結合し、信号伝送を行うロータリートランスを提供す
ることができる。 （ｂ）コイル巻き回数に応じた変圧比を有するロータリ
ートランスを提供できる。 （ｃ）空隙溝によりコイルターン間の分布容量を著しく
小さくし、自己共振周波数を高くし、周波数帯域幅を拡
大したロータリートランスを提供できる。 （ｄ）電気絶縁性に優れ、磁気効率の高いロータリート
ランスを提供できる。 （ｅ）空隙溝を介したコイルの酸化を防止し、信頼性を
向上させたロータリトランスを提供できる。 （ｆ）空隙溝による磁性部分の切断が生じず、磁気効率
を犠牲にすることのないロータリートランスを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロータリートランスの部分破断斜
視図である。

【図２】図１に示した本発明に係るロータリトランスの
コイル結合部分を拡大して示す部分拡大断面図である。

【図３】図１に示した本発明に係るロータリートランス
のコイル部分の構成を示す部分平面図である。

【図４】本発明に係るロータリートランスの他の実施例
を示す部分破断斜視図である。

【図５】図４に示した本発明に係るロータリトランスの
コイル結合部分における部分拡大断面図である。

【図６】本発明に係るロータリートランスの更に別の実
施例を示す部分破断斜視図である。

【図７】図６に示した本発明に係るロータリトランスの
コイル結合部分における部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ロータ部 ２ ステータ部 １０ 基体 ２０ 基体 １１〜１７ コイル ２１〜２７ コイル ４１ 空隙溝 ５１、５２ 空隙溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ部と、ステータ部とを含むロータ
   リートランスであって、 前記ロータ部及び前記ステータ部のそれぞれは、基体
   と、コイルとを有しており、それぞれの前記基体は少な
   くとも一つの対向面を有し、前記対向面が間隔を隔てて
   対向しており、それぞれの前記コイルは前記回転軸の周
   りを回るように前記基体の前記対向面寄りに埋設されて
   おり、 前記ロータ部及び前記ステータ部の少なくとも一方は、
   同一チャンネルに属し、かつ、複数回巻回されたコイル
   と、空隙溝とを含み、前記空隙溝が前記コイルのターン
   間の前記基体に設けられているロータリートランス。
2. 【請求項２】 前記基体は、磁性部分と、非磁性絶縁部
   分とを含み、前記非磁性絶縁部分が前記磁性部分中に埋
   設され前記回転軸の周りに環状に設けられており、 前記コイルは、前記非磁性絶縁部分に埋設されており、 前記空隙溝は、前記非磁性絶縁部分に設けられている請
   求項１に記載のロータリートランス。
3. 【請求項３】 前記空隙溝は、前記対向面に開口し、前
   記非磁性絶縁部分の内部で終る深さを有する請求項２に
   記載のロータリートランス。
4. 【請求項４】 前記基体は、前記対向面が前記回転軸の
   軸方向にあって回転平面を構成し、 前記複数回巻回された前記コイルは、前記回転直径方向
   に分布されている請求項１、２または３に記載のロータ
   リートランス。
5. 【請求項５】 前記複数回巻回された前記コイルは、前
   記回転軸の軸方向にも分布されている請求項４に記載の
   ロータリートランス。
6. 【請求項６】 前記基体は、前記対向面が回転周面を構
   成しており、 前記複数回巻回された前記コイルは、前記回転軸の軸方
   向に分布されている請求項１、２または３に記載のロー
   タリートランス。