JPH0766060A - ロータリートランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータ部の回転直径及び対応するステータ部の
外径が小さく、高密度実装に適し、高周波特性及び高速
応答性に優れ、クロストークを確実に防止し得るロータ
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は両者含んで少
なくとも３つある。ロータ部１及びステータ部２１、２
２は、ロータ部１の回転軸Ｏ１上に交互に対向して設け
られている。ロータ部１は回転軸方向Ｘの両回転面１
４、１５の側のそれぞれにコイル１１、１２を有してい
る。ステータ部２１は、ロータ部１の回転面１４と対向
する端面２１５の側に、コイル１１と電磁結合するコイ
ル２１１を有する。ステータ部２２はロータ部１の回転
面１５と対向する端面２２４の側にコイル１２と電磁結
合するコイル２２１を有する。

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
ヘッドへ書き込み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４は従来のロータリートランスの部分断
面図、図５は同じく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、
静止側回路装置へ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１１、１２を有し、コイル１１とコイル１２との間
に短絡コイル１３が設けられている。コイル１１〜１３
はロータ部１の回転軸Ｏ１の周りに巻回されている。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２１１、２２１を有し、コイル２１１とコイル２
２１との間に短絡コイル２３１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
磁性部分と、ハッチングで示す非磁性絶縁部分とを有し
ている。コイル１１、１２、２１１、２２１及び短絡コ
イル１３、２３１は非磁性絶縁部分に形成されている。
コイル１１及びコイル２１１は録画・再生スピードが標
準モード時に使用され、コイル１２及びコイル２２１は
録画・再生スピードが倍速モード時に使用される。

【０００５】コイル１１とコイル２１１は、互いに電磁
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１１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２１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１２とコイル２２１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１２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２２は、主磁束φ４と鎖交し、誘導起
電力Ｅ２を生ずる。

【０００６】参照符号φ２は、主磁束φ１に基づき、第
１チャンネルのコイル２１１から第２チャンネルのコイ
ル２２１にクロストークを生ずる漏洩磁束である。短絡
コイル１３及び短絡コイル２３１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
るロータリー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、従来のロータリトランスは、ロータ部
１及びステータ部２の一つの対向面にコイルを設けてあ
るので、コイル数に応じて、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。このため、高密度実装の要求に応えられない
場合がある。 （Ｂ）ロータ部及びステータ部２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
くなり、高周波特性が悪くなる。 （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）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をコイル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。 （Ｅ）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、積層ロータリートランスでは、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、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。

【０００９】本発明のもう一つの課題は、ロータ部の回
転モーメントが小さく、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。

【００１０】本発明の更にもう一つの課題は、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
ータ部は、両者を含んで少なくとも３つであり、それぞ
れが前記ロータ部の回転軸上に交互に対向して設けら
れ、互の対向部分にコイルによる電磁結合部を有する。

【００１２】

【作用】ロータ部及びステータ部は、両者を含んで３つ
の組合せとして構成され、それぞれがロータ部の回転軸
上に交互に対向して設けられ、互の対向部分にコイルに
よる電磁結合部を有するから、小型で、高密度実装の要
求に適合したロータリートランスが得られる。例えば、
ロータ部を中間に配置し、ロータ部の回転軸方向の両側
にステータ部を配置した構成では、回転軸上のロータ部
の両回転面と、これらの回転面と対向するステータ部の
各端面にコイルを分散して設けることができる。このた
め、従来、径方向に設けられていたコイルを軸方向に分
散して設け、ロータ部の回転直径及び対応するステータ
部の外径を小さくすることができる。ステータ部及びロ
ータ部の外径を従来と同一に保った場合は、チャンネル
数を増大させることができる。

【００１３】また、ロータ部の回転直径が小さくなるの
で、回転モーメントも小さくなる。このため、ロータ部
の駆動または停止時の高速応答性の改善、駆動電力の低
減等が可能となる。

【００１４】ロータ部及びステータ部は、互の対向部分
にコイルによる電磁結合部を有するから、信号伝送は中
間部に位置するロータ部またはステータ部の両側で行な
われる。この構成により、クロストークを生じる漏洩磁
束に対する磁路が、中間部に位置するロータ部またはス
テータ部の回転軸方向の厚みを含む長い磁路となる。こ
のため、中間部に位置するロータ部またはステータ部の
両側に配置された電磁結合間において、クロストークを
生じる漏洩磁束に対する磁気回路の磁気抵抗が大きくな
り、漏洩磁束が減少するので、クロストークが防止され
る。従って、中間部に位置するロータ部またはステータ
部の両側に配置された電磁結合間では、短絡コイルを省
略しても、クロストークを確実に防止できる。

【００１５】しかも、短絡コイルを省略できるので、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。積層ロータリトランスでは信号伝送用コイ
ル積層工程の繰り返しで済み、積層工程が簡単になる。

【００１６】ロータ部及びステータ部は、磁性部分と非
磁性絶縁部分とを有し、磁性部分が非磁性絶縁部分を覆
い、コイルが非磁性絶縁部分に設けられる。ロータ部の
コイル及びステータ部のコイルは、非磁性絶縁部分を覆
った磁性部分の最短磁路を介して、電磁結合される。こ
れにより、ロータ部またはステータ部を突き抜けていく
漏洩磁束が減少するので、クロストークが防止される。
また、クロストークを生じる磁束に対しては磁路を長く
して磁気抵抗を大きくしたものと等価になるから、ロー
タ部及びステータ部の厚みも薄くできる。

【００１７】ロータ部及びステータ部のうち、中間に位
置するものが、ロータ部の回転軸方向で見てその中間部
に非磁性層を有する構成も有効である。このような構成
であると、クロストークを生じる漏洩磁束に対する磁気
抵抗が非磁性層により増大するので、クロストークが防
止される。これにより、中間に位置するロータ部または
ステータ部の厚みが更に薄くできる。

【００１８】

【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はその等価回路図である。図
において、図４及び図５と同一参照符号は同一構成部分
を示している。

【００１９】ロータ部１及びステータ部２は、両者を含
んで少なくとも３つある。実施例では、ステータ部２
は、第１のステータ部２１及び第２のステータ部２２を
含んでいる。第１のステータ部２１、ロータ部１及び第
２のステータ部２２は、ロータ部１の回転軸Ｏ１上に交
互に設けられている。

【００２０】ロータ部１は、回転軸方向Ｘの両回転面１
４、１５の側のそれぞれにコイル１１、１２を有してい
る。コイル１１、１２は回転軸Ｏ１の周りに巻回されて
いる。第１のステータ部２１は、ロータ部１の回転面１
４と対向する端面２１５の側に、コイル１１と電磁結合
するコイル２１１を有する。第２のステータ部２２はロ
ータ部１の回転面１５と対向する端面２２４の側にコイ
ル１２と電磁結合するコイル２２１を有する。コイル２
１１、２２１も回転軸Ｏ１の周りに巻回されている。

【００２１】図示する如く、ロータ部１を中間に配置
し、ロータ部１の回転軸方向Ｘの両側に第１のステータ
部２１及び第２のステータ部２２を配置した構成では、
回転軸Ｏ１上のロータ部１の両回転面１４、１５と、回
転面１４、１５と対向する第１ステータ部２１の端面２
１５及び第２のステータ部２２の端面２２４にコイル１
１、１２及びコイル２１１、２２１を分散して設けるこ
とができる。このため、従来、径方向に設けられていた
コイル１１、１２及びコイル２１１、２２１を回転軸方
向Ｘに分散して設け、ロータ部１の回転直径及び対応す
る第１のステータ部２１及び第２のステータ部２２の外
径を小さくすることができる。これにより、小型で高密
度実装の要求に適合したロータリートランスが得られ
る。

【００２２】また、ロータ部１の回転直径が小さくなる
ので、回転モーメントも小さくなる。このため、ロータ
部１の駆動または停止時の高速応答性の改善、駆動電力
の低減等が可能となる。

【００２３】ロータ部１はロータ巻線１１、１２が対向
する回転面１４、１５の側に設けられ、第１のステータ
部２１はステータ巻線２１１が対向する端面２１５の側
に設けられ、第２のステータ部２２はステータ巻線２２
１が対向する端面２２４の側に設けられ、ロータ巻線１
１及びステータ巻線２１１、ロータ巻線１２及びステー
タ巻線２２１がそれぞれ電磁結合しているから、信号伝
送は、ロータ部１及び第１のステータ部２１、ロータ部
１及び第２のステータ部２２の対向面の間隔Ｌ１を隔て
て確実に行なわれる。

【００２４】また、上記構成により、クロストークを生
じる漏洩磁束φ２に対する磁路が、中間部に位置するロ
ータ部１の回転軸方向Ｘの厚みＬ２を含む長い磁気回路
となる。このため、クロストークを生じる漏洩磁束φ２
に対する磁気回路の磁気抵抗が大きくなり、漏洩磁束φ
２が減少するので、クロストークが防止される。従っ
て、短絡コイルを省略しても、クロストークを確実に防
止できる。

【００２５】しかも、短絡コイルを省略できるので、積
層ロータリトランスでは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。

【００２６】ロータ部１及びステータ部２は、磁性部分
１６、２１６、２２６と、非磁性材料で形成された非磁
性絶縁部分１７、２１７、２２７とを有している。磁性
部分１６、２１６、２２６は、非磁性絶縁部分１７、２
１７、２２７を覆っている。コイル１１、１２及びコイ
ル２１１、２２１は、非磁性絶縁部分１７、２１７、２
２７の内部に埋設されている。上記構造により、コイル
１１及びコイル２１１は、非磁性絶縁部分１７、２１７
を覆った磁性部分１６、２１６の最短経路Ｊ１を介して
電磁結合される。同様に、コイル１２及びコイル２２１
は、非磁性絶縁部分１７、２２７を覆った磁性部分１
６、２２６の最短経路Ｊ２を介して電磁結合される。こ
れにより、ロータ部１を突き抜けていく漏洩磁束φ２が
減少するので、クロストークが防止される。また、クロ
ストークを生じる漏洩磁束φ２の磁路を長くして磁気抵
抗を大きくしたものと等価になるから、ロータ部１の厚
みＬ２も薄くできる。

【００２７】積層ロータリートランスにおいて、磁性部
分１６、２１６、２２６はフェライト等で構成され、非
磁性絶縁部分１７、２１７、２２７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１１、１２及び
コイル２１１、２２１は比抵抗の低い電極材料、例えば
Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ等を用いて構成される。ロータ部１及
びステータ部２１、２２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
ば特開平３ー３５８１９号公報等で公知である。

【００２８】更に、中間に位置するロータ部１は、回転
軸方向Ｘの中間部に非磁性層１８を有する。非磁性層１
８により、クロストークを生じる漏洩磁束φ２が中間部
で遮断されので、クロストークが防止される。従って、
磁性部分１６を薄くでき、ロータ部１の厚みＬ２を更に
薄くできる。非磁性層１８は非磁性絶縁部分１７、２１
７、２２７と同様の材料によって構成できる。

【００２９】図示は省略するが、ロータ部１とステータ
部２とを置き替えた構成をとることもできる。このよう
な場合も、図１に示した実施例と同一の作用効果が得ら
れる。また、第１のステータ部２１または第２のステー
タ部２２の外側に別のロータ部またはロータ部とステー
タ部の組み合わせを設けて、更に層数を増やすこともで
きる。この場合も、ロータ部１と第２のステータ部２２
とによって、図１に示した実施例と同一の作用効果が得
られる。更に、ロータ部１及びステータ部２が、径方向
Ｒに独立する複数のコイルによる複数の電磁結合部を有
する場合でも、同様の作用効果が得られる。

【００３０】図３は本発明に係るロータリートランス第
２の実施例の断面図である。図において、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、コイル１１、１２及びコイル２２１、２２２を二重
巻にし、同一方向に電流を流すようにしたものである。
図１の実施例との相違点は、単数巻か二重巻かの相違し
かないので、図１に示した実施例と同一の作用効果が得
られる。

【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）ロータ部の回転直径及び対応するステータ部の外
径が小さく、小型であり、高密度実装に適し、高周波特
性に優れたロータリートランスを提供できる。 （ｂ）ロータ部の回転モーメントが小さく、高速応答性
に優れたロータリートランスを提供できる。 （ｃ）短絡コイルを省略しても、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断面図であ
る。

【図２】図１に示したロータリートランスの電気回路図
である。

【図３】本発明に係るロータリートランスの別の実施例
の断面図である。

【図４】従来のロータリートランスの断面図である。

【図５】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、１２ コイル １６ 磁性部分 １７ 非磁性絶縁部分 ２ ステータ部 ２１ 第１のステータ部 ２２ 第２のステータ部 ２１１、２２１ コイル φ１ 主磁束 φ２ 漏洩磁束

Claims (3)

【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は、両者を含んで少な
   くとも３つであり、それぞれが前記ロータ部の回転軸上
   に交互に対向して設けられ、互の対向部分にコイルによ
   る電磁結合部を有するロータリートランス。
2. 【請求項２】 前記ロータ部及びステータ部は、磁性部
   分と非磁性絶縁部分とを有し、前記磁性部分が前記非磁
   性絶縁部分を覆い、前記コイルが前記非磁性絶縁部分に
   設けられているロータリートランス。
3. 【請求項３】 中間に配置された前記ロータ部または前
   記ステータ部は、前記回転軸方向の略中央部に非磁性層
   を有する請求項１または２に記載のロータリートラン
   ス。