JPH0766057A - ロータリートランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短絡コイルを省略しても、クロストークを確
実に防止し、トランス結合度を向上し得るロータリート
ランスを提供する。 【構成】 ロータ部１及びステータ部２は、磁性基体１
１、２１がロータ部１の回転軸Ｏ１上で端面１ａ、２ｂ
が対向して設けられている。ロータ部１は、非磁性絶縁
部分１２、１３が磁性基体１１中に間隔Ｇ１を隔てて回
転軸Ｏ１の周りに環状に配置され、コイル１４、１５が
非磁性絶縁部分１２、１３の内部に埋設されている。ス
テータ部２は、非磁性絶縁部分２２、２３が磁性基体２
１中に間隔Ｇ２を隔てて回転軸Ｏ１の周りに環状に配置
され、コイル２４、２５が非磁性絶縁部分２２、２３の
内部に埋設されている。凹溝２６は、端面２ｂとは反対
側の磁性基体２１の端面２ａに、コイル２１、２２の間
隔Ｇ２内に位置するように設けられている。

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】図５は従来のロータリートランスの断面
図、図６はその電気回路図である。ロータリートランス
は、ロータ部１と、ステータ部２とを含んでおり、ロー
タ部１とステータ部２との間の電磁結合により信号の授
受を行う。図は、回転ヘッドの読み出し信号を静止側回
路装置に伝送する場合を示している。ロータ部１及びス
テータ部２は、磁性体中に非磁性体とコイル形成用導体
とが交互に積層されて形成されている。このようなタイ
プは積層ロータリートランスと称され、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】ロータ部１は、巻半径の異なる２種類のコ
イル１４、１５を有し、コイル１４とコイル１５との間
に短絡コイル１４５が設けられている。ロータ部１は、
回転軸体３と一体化され、回転軸体３と共に回転する。
ステータ部２は、巻半径の異なる２種類のコイル２４、
２５を有し、コイル２４とコイル２５との間に短絡コイ
ル２４５が設けられている。ロータ部１及びステータ部
２は、ハッチングを省略して示した磁性基体１１、２１
と、ハッチングで示す非磁性絶縁部分１２、１３、１２
３、２２、２３、２２３とを有している。コイル１４、
１５、コイル２４、２５及び短絡コイル１４５、２４５
は非磁性絶縁部分１２、１３、２２、２３、１２３、２
２３に形成されている。

【０００５】コイル１４とコイル２４は、電磁結合して
第１の信号伝送系（第１チャンネル）を構成している。
コイル１４は、回転ヘッド１４１から検出信号Ｓ１が与
えられ、検出信号Ｓ１に基づき主磁束φ１を生ずる。コ
イル２４は、主磁束φ１と鎖交し、誘導起電力Ｅ１を生
ずる。同様に、コイル１５とコイル２５は、電磁結合し
て第２の信号伝送系（第２チャンネル）を構成してい
る。コイル１５は、回転ヘッド１４２から検出信号Ｓ２
が与えられ、検出信号Ｓ２に基づき主磁束φ４を生ず
る。コイル２５は、主磁束φ４と鎖交し、誘導起電力Ｅ
２を生ずる。

【０００６】参照符合φ２は、主磁束φ１に基づき、第
１チャンネルのコイル２４から第２チャンネルのコイル
２５にクロストークを生ずる漏洩磁束である。短絡コイ
ル１４５及び短絡コイル２４５は、漏洩磁束φ２と鎖交
して誘導起電力を発生し、漏洩磁束φ２に対抗する磁束
φ３を発生する。これにより、クロストークが防止され
る。第２チャンネルから第１チャンネルへの漏洩磁束に
起因するクロストークも、同様にして防止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ロータリートランスは、以下のような問題点を有してい
る。 （Ａ）ロータリートランスの主な用途は、前述したよう
に、ビデオテープレコーダである。ビデオテープレコー
ダは高密度実装機器の代表例であり、その実装部品であ
るロータリトランスはできるだけ小型にしなければなら
ない。しかし、ロータ部１及びステータ部２がクロスト
ーク防止手段としての短絡コイル１４５及び短絡コイル
２４５をコイル１４、１５間及びコイル２４、２５間に
有しているので、その分だけロータ部１及びステータ部
２の外径を大きくする必要があり、径方向の小型化に限
界がある。 （Ｂ）ロータ部及びステータ部はその大部分がフェライ
ト等の磁性体で構成されており、形状が大きくなると、
分布容量が増え、高周波特性が悪くなる傾向にある。従
って、形状の大きな従来構造では分布容量が大きく、高
周波特性が悪くなっている。 （Ｃ）ロータ部１の外径が大きくなるため、回転モーメ
ントが大きくなり、高速応答性の改善に限界を生じる。 （Ｄ）信号伝送用コイルと巻数の異なる短絡コイルを設
ける必要があるから、積層ロータリトランスでは、信号
伝送用コイル積層工程と、短絡コイル積層工程とを別工
程として実行しなければならない。このため、積層工程
数が増大し、製造能率の低下及びコストアップ等を招
く。

【０００８】本発明の課題は、短絡コイルを省略して
も、クロストークを確実に防止し、トランス結合度を向
上し得るロータリートランスを提供することである。

【０００９】本発明のもう一つの課題は、ロータ部の回
転直径及び対応するステータ部の外径を小さくでき、高
密度実装に適し、高周波数特性に優れたロータリートラ
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、ロータ部
の回転モーメントを小さくし、高速応答性に優れたロー
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、本発明は、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、磁性基体と、少なくとも２つの非磁性
絶縁部分と、少なくとも２つの独立するコイルとを有
し、前記磁性基体の一端面が対向するように、前記ロー
タ部の回転軸上に配置され、前記非磁性絶縁部分のそれ
ぞれが前記磁性基体中に間隔を隔てて前記回転軸の周り
に環状に配置され、前記コイルのそれぞれが前記回転軸
の周りを回るように前記非磁性絶縁部分の内部に埋設さ
れ前記ロータ部及び前記ステータ部の間で電磁結合部を
構成しており、前記ロータ部及び前記ステータ部は、少
なくとも一方が前記一端面とは反対側の前記磁性基体の
他端面に前記回転軸の周りを回る凹溝を有し、前記凹溝
が前記コイルの間隔内に位置するように設けられてい
る。

【００１２】

【作用】ロータ部及びステータ部は、磁性基体の一端面
が対向するように、ロータ部の回転軸上に配置され、非
磁性絶縁部分が磁性基体中に間隔を隔てて回転軸の周り
に環状に配置され、コイルが回転軸の周りを回るように
非磁性絶縁部分の内部に埋設されロータ部及びステータ
部の間で電磁結合部を構成しているから、対向する非磁
性絶縁部分の周りに磁性基体及び対向面のギャップを磁
路とする最短の磁気回路が構成され、対向する両コイル
がトランス結合し、両コイル間で信号伝送ができる。

【００１３】ロータ部及びステータ部は、少なくとも一
方が一端面とは反対側の磁性基体の他端面に回転軸の周
りを回る凹溝を有し、凹溝がコイルの間隔内に位置する
ように設けられているから、例えば、ステータ部に凹溝
が設けられた場合を想定すると、ステータ部内の一のコ
イルから他のコイルへ漏洩し他のコイルと鎖交する漏洩
磁束は、凹溝を貫通する場合には空気の磁気抵抗より全
体の磁気抵抗が増し、凹溝を迂回する場合は磁路が長く
なることにより全体の磁気抵抗が増す。何れの場合にも
凹溝がないときと比較して減少する。従って、短絡コイ
ルを省略した場合でも、クロストークを確実に防止でき
る。このように、クロストークが防止される結果、反射
的効果としてロータ部とステータ部とのトランス結合度
が上昇する。

【００１４】凹溝は、対向する端面とは反対側の端面に
設けられているから、凹溝を追加工することにより、ト
ランス結合度の上昇及びクロストークの更なる低減等の
微調整が可能になる。

【００１５】凹溝を設けることにより短絡コイルを省略
できるから、ロータ部の回転直径及び対応するステータ
部の外径を小さくでき、高密度実装に適し、高周波数特
性に優れたロータリートランスが得られる。また、製造
工程数が減少し、製造能率が上がり、コストダウンが達
成される。特に、積層ロータリートランスでは、信号伝
送用コイルの積層工程の繰り返しで済み、積層工程が簡
単になる。

【００１６】短絡コイルを省略することによりロータ部
の回転直径を小さくできるから、ロータ部の回転モーメ
ントを小さくできる。このため、ロータ部の起動・停止
時の応答性の改善、駆動電力の軽減等が可能となり、高
速応答性に優れたロータリートランスが得られる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明に係るロータリートランスの第
１の実施例の断面図、図２はその平面図である。本発明
に係るロータリートランスは、ロータ部１及びステータ
部２を含んでいる。ロータ部１及びステータ部２のそれ
ぞれは、ロータ部１の回転軸Ｏ１上で端面１ａ、２ｂが
対向して設けられている。

【００１８】ロータ部１は、ハッチングを省略して示す
磁性基体１１と、ハッチング領域で示す少なくとも２つ
の非磁性絶縁部分１２、１３と、少なくとも２つの独立
するコイル１４、１５とを有している。非磁性絶縁部分
１２、１３のそれぞれは、磁性基体１１中に間隔Ｇ１を
隔てて回転軸Ｏ１の周りに環状に配置されている。実施
例では、最適なトランス結合を得るため、磁性基体１１
の一端面１ａに露出して設けられている。コイル１４、
１５のそれぞれは、回転軸Ｏ１の周りを回るように非磁
性絶縁部分１２、１３の内部に個別に埋設されている。
３は回転軸体であり、ロータ部１に一体的に取り付けら
れている。

【００１９】ステータ部２は、ハッチングを省略して示
す磁性基体２１と、ハッチング領域で示す少なくとも２
つの非磁性絶縁部分２２、２３と、少なくとも２つの独
立するコイル２４、２５とを有している。非磁性絶縁部
分２２、２３のそれぞれは、磁性基体２１中に間隔Ｇ２
を隔てて回転軸Ｏ１の周りに環状に配置されると共に、
磁性基体２１の一端面２ｂに露出して設けられている。
間隔Ｇ２は間隔Ｇ１と一致している。コイル２４、２５
のそれぞれは、回転軸Ｏ１の周りを回るように非磁性絶
縁部分２２、２３の内部に個別に埋設され、ロータ部１
に設けられたコイル１４、１５との間で主磁束φ１、φ
４による電磁結合部を構成している。

【００２０】ステータ部２は、端面２ｂとは反対側の磁
性基体２１の端面２ａに回転軸Ｏ１の周りを回る凹溝２
６を有している。凹溝２６は、コイル２４とコイル２５
との間隔Ｇ２内に位置するように設けられている。凹溝
２６は、成形時に形成してもよく、成形後に超音波加工
等の切削加工により形成してもよい。

【００２１】上述したように、ロータ部１及びステータ
部２のそれぞれは、ロータ部１の回転軸Ｏ１上で端面１
ａ及び端面２ｂが対向して設けられ、非磁性絶縁部分１
２、１３及び非磁性絶縁部分２２、２３が磁性基体１１
及び磁性基体２１中に間隔Ｇ１及び間隔Ｇ２を隔てて回
転軸Ｏ１の周りに環状に配置され、コイル１４、１５及
びコイル２４、２５が回転軸Ｏ１の周りを回るように非
磁性絶縁部分１２、１３及び非磁性絶縁部分２２、２３
の内部に個別に埋設され、ロータ部１及びステータ部２
の間で電磁結合部を構成しているから、対向する非磁性
絶縁部分１２及び非磁性絶縁部分２２、非磁性絶縁部分
１３及び非磁性絶縁部分２３の周りに磁性基体１１、ギ
ャップＧ３及び磁性基体２１を磁路とする最短経路Ｊ１
及び最短経路Ｊ２の磁気回路が構成され、対向するコイ
ル１４及びコイル２４、コイル１５及びコイル２５がそ
れぞれトランス結合し、コイル１４及びコイル２４、コ
イル１５及びコイル２５の間で信号伝送ができる。

【００２２】ステータ部２は、端面２ｂとは反対側の端
面２ａに回転軸Ｏ１の周りを回る凹溝２６を有し、凹溝
２６がコイル２４、２５の間隔Ｇ２内に位置するように
設けられているから、コイル２４からコイル２５へ漏洩
しコイル２５と鎖交する漏洩磁束φ２は、凹溝２６を貫
通する場合には空気の磁気抵抗より全体の磁気抵抗が増
し、凹溝２６を迂回する場合は磁路が長くなることによ
り磁気抵抗が増し、何れの場合にも凹溝２６がないとき
と比較して減少する。これにより、従来の短絡コイルを
省略した場合でも、クロストークを確実に防止し得るロ
ータリートランスが得られる。このように、クロストー
クが防止される結果、反射的効果としてロータ部１とス
テータ部２とのトランス結合度が上昇する。

【００２３】凹溝２６は、対向する端面２ｂとは反対側
の端面２ａに設けられているから、凹溝２６を追加工す
ることにより、トランス結合度の上昇及びクロストーク
の更なる低減等の微調整が可能になる。

【００２４】凹溝２６を設けることにより短絡コイルを
省略できるから、ロータ部１の回転直径及び対応するス
テータ部２の外径を小さくでき、高密度実装に適し、高
周波数特性に優れたロータリートランスが得られる。ま
た、製造工程数が減少し、製造能率が上がり、コストダ
ウンが達成される。

【００２５】短絡コイルを省略することによりロータ部
１の回転直径を小さくできるから、ロータ部１の回転モ
ーメントが小さくなり、ロータ部１の起動・停止時の応
答性の改善、駆動電力の軽減等が可能となり、高速応答
性に優れたロータリートランスが得られる。

【００２６】積層ロータリートランスにおいて、磁性基
体１１及び磁性基体２１はフェライト等で構成され、非
磁性絶縁部分１２、１３及び非磁性絶縁部分２２、２３
は例えば非磁性フェライト材料、誘電体セラミック材
料、またはその他の無機質絶縁材料によって構成され
る。コイル１４、１５及びコイル２４、２５は直流抵抗
の低い電極材料、例えばAg 等が用いられる。ロータ部
１及びステータ部２は、前述のような材料を主成分とす
るペーストを印刷積層技術によって積層した後、焼成し
て製造される。そのような印刷積層製造技術は、例えば
特公平３ー３５８１９号公報等で公知である。

【００２７】積層ロータリートランスでは、短絡コイル
が省略可能になると、信号伝送用コイルの積層工程の繰
り返しで済み、積層工程が簡単になる。このため、製造
工程数が減少し、製造能率が上がり、コストダウンが達
成される。

【００２８】図３は本発明に係るロータリートランスの
第２の実施例の断面図である。図１と同一参照符号は同
一性ある構成部分を示している。本実施例は、凹溝２６
を非磁性体２７で満たしている。非磁性体２７は、磁性
材料よりも非透磁率が低いものであればよく、例えば非
磁性フェライト材料、誘電体セラミック材料、またはそ
の他の無機質絶縁材料によって構成される。凹溝２６は
非磁性体２７により磁気抵抗が増加するから、第１の実
施例と同一の作用効果が得られる。

【００２９】第１の実施例及び第２の実施例において、
凹溝２６は、表面開口部が円形状となっている。このた
め、コイル２４、２５が同心円状に設けられた場合に最
も効果的にクロストークを防止できる。また、図示はし
ないが、凹溝２６は途中で分断されていてもよい。更に
凹溝を複数設け、一の凹溝の分断部を他の凹溝によりオ
ーバーラップするように構成して、実質的に円を描くよ
うにしてもよい。

【００３０】図４は本発明に係るロータリートランスの
第３の実施例の断面図である。図１と同一参照符号は同
一性ある構成部分を示している。本実施例は、ロータ部
１に凹溝１６を設けている。凹溝１６は、漏洩磁束φ２
が通る磁気回路中に設けられているから、凹溝２６と同
様の作用効果を奏する。従って、第１の実施例と同様
に、クロストークを確実に防止できる。

【００３１】

【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）短絡コイルを省略しても、クロストークを確実に
防止し、トランス結合度を向上し得るロータリートラン
スを提供できる。 （ｂ）ロータ部１の回転直径及び対応するステータ部の
外径を小さくでき、高密度実装に適し、高周波数特性に
優れたロータリートランスを提供できる。 （ｃ）ロータ部１の回転モーメントを小さくし、高速応
答性に優れた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第１の実施
例の断面図である。

【図２】図１に示すロータリートランスの平面図であ
る。

【図３】本発明に係るロータリートランスの第２の実施
例の断面図である。

【図４】本発明に係るロータリートランスの第３の実施
例の断面図である。

【図５】従来のロータリートランスの断面図。

【図６】従来のロータリートランスの電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータ部 １１ 磁性基体 １２、１３ 非磁性絶縁部分 １４、１５ コイル １６ 凹溝 ２ ステータ部 ２１ 磁性基体 ２２、２３ 非磁性絶縁部分 ２４、２５ コイル ２６ 凹溝 ２７ 非磁性体 φ１、φ４ 主磁束 φ２ 漏洩磁束

Claims (2)

【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、磁性基
   体と、少なくとも２つの非磁性絶縁部分と、少なくとも
   ２つの独立するコイルとを有し、前記磁性基体の一端面
   が対向するように、前記ロータ部の回転軸上に配置さ
   れ、前記非磁性絶縁部分のそれぞれが前記磁性基体中に
   間隔を隔てて前記回転軸の周りに環状に配置され、前記
   コイルのそれぞれが前記回転軸の周りを回るように前記
   非磁性絶縁部分の内部に埋設され前記ロータ部及び前記
   ステータ部の間で電磁結合部を構成しており、 前記ロータ部及び前記ステータ部は、少なくとも一方が
   前記一端面とは反対側の前記磁性基体の他端面に前記回
   転軸の周りを回る凹溝を有し、前記凹溝が前記コイルの
   間隔内に位置するように設けられているロータリートラ
   ンス。
2. 【請求項２】 前記凹溝は、非磁性体で満たされている
   請求項１に記載のロータリートランス。