JP2957039B2 - ロータリトランス - Google Patents
ロータリトランスInfo
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- JP2957039B2 JP2957039B2 JP4027291A JP2729192A JP2957039B2 JP 2957039 B2 JP2957039 B2 JP 2957039B2 JP 4027291 A JP4027291 A JP 4027291A JP 2729192 A JP2729192 A JP 2729192A JP 2957039 B2 JP2957039 B2 JP 2957039B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲやＤＡＴなどに
装備される回転ヘッド装置に使用されるロータリトラン
スに係り、特にコアがＭｎ−Ｚｎ系のフェライトに代表
される非絶縁性の磁性材料により形成されているロータ
リトランスに関する。
装備される回転ヘッド装置に使用されるロータリトラン
スに係り、特にコアがＭｎ−Ｚｎ系のフェライトに代表
される非絶縁性の磁性材料により形成されているロータ
リトランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＶＴＲやＤＡＴなどに装備された
回転ヘッド装置に使用されるロータリトランスのコア
は、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト材料により形成されてい
るのが一般的である。またロータリトランスのコアの材
料として使用可能なものにＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材
料がある。上記両材料を比較すると、透磁率μではＭｎ
−Ｚｎ系材料の方がＮｉ−Ｚｎ系材料よりも優れてお
り、例えばＭｎ−Ｚｎ系材料のμがほぼ３１００程度で
あり、Ｎｉ−Ｚｎ系材料のμは６００程度である。また
Ｍｎ−Ｚｎ系材料はインダクタンス（Ｌ）、Ｑ、結合係
数がいずれも高いため、中低帯域での信号伝達の向上を
図ることができる。さらにＭｎ−Ｚｎ系材料はＮｉ−Ｚ
ｎ系材料よりも価格が安い。このようにロータリトラン
スのコアの材料としてＭｎ−Ｚｎ系材料を使用すること
により上記の種々の点で優れたものが得られる。
回転ヘッド装置に使用されるロータリトランスのコア
は、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト材料により形成されてい
るのが一般的である。またロータリトランスのコアの材
料として使用可能なものにＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材
料がある。上記両材料を比較すると、透磁率μではＭｎ
−Ｚｎ系材料の方がＮｉ−Ｚｎ系材料よりも優れてお
り、例えばＭｎ−Ｚｎ系材料のμがほぼ３１００程度で
あり、Ｎｉ−Ｚｎ系材料のμは６００程度である。また
Ｍｎ−Ｚｎ系材料はインダクタンス（Ｌ）、Ｑ、結合係
数がいずれも高いため、中低帯域での信号伝達の向上を
図ることができる。さらにＭｎ−Ｚｎ系材料はＮｉ−Ｚ
ｎ系材料よりも価格が安い。このようにロータリトラン
スのコアの材料としてＭｎ−Ｚｎ系材料を使用すること
により上記の種々の点で優れたものが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｍｎ−
Ｚｎ系材料は、比抵抗値がＮｉ−Ｚｎ系材料よりも大幅
に低い導電性材料であるため、コアとコイルの巻線との
間に短絡が生じやすい問題が生じる。すなわちＭｎ−Ｚ
ｎ系材料では、その組成のうちの大部分を占めるＦｅ、
Ｍｎ，ＺｎのうちのＦｅの割合が上がると透磁率μが上
がって帯域が狭くなり、Ｆｅの割合が下がるとμも下が
り、帯域が狭くなる。またＦｅの割合が上がると抵抗値
が下がり、Ｆｅの割合が下がると抵抗値が上がる。すな
わち図４に示すように、透磁率μが上がると抵抗値が下
がり、μが下がると抵抗値が上がる関係にある。
Ｚｎ系材料は、比抵抗値がＮｉ−Ｚｎ系材料よりも大幅
に低い導電性材料であるため、コアとコイルの巻線との
間に短絡が生じやすい問題が生じる。すなわちＭｎ−Ｚ
ｎ系材料では、その組成のうちの大部分を占めるＦｅ、
Ｍｎ，ＺｎのうちのＦｅの割合が上がると透磁率μが上
がって帯域が狭くなり、Ｆｅの割合が下がるとμも下が
り、帯域が狭くなる。またＦｅの割合が上がると抵抗値
が下がり、Ｆｅの割合が下がると抵抗値が上がる。すな
わち図４に示すように、透磁率μが上がると抵抗値が下
がり、μが下がると抵抗値が上がる関係にある。
【０００４】またＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材料の焼結
工程は、酸化を防止するために窒素と空気の混合気の雰
囲気化で行っている。この混合気の状態や混合気とフェ
ライト材料との接触状態により、コアの表面の酸化の程
度が変化する。酸化されすぎると抵抗値が上昇して、コ
アと巻線との短絡による影響を小さくできるが、酸化が
進行しすぎるとロータリトランスのコアとしての特性が
劣化してしまう。
工程は、酸化を防止するために窒素と空気の混合気の雰
囲気化で行っている。この混合気の状態や混合気とフェ
ライト材料との接触状態により、コアの表面の酸化の程
度が変化する。酸化されすぎると抵抗値が上昇して、コ
アと巻線との短絡による影響を小さくできるが、酸化が
進行しすぎるとロータリトランスのコアとしての特性が
劣化してしまう。
【０００５】このように、Ｍｎ−Ｚｎ系材料は抵抗値が
低い状態で使用しなくてはならず、よって巻線の被覆が
剥がれて巻線とコアとが電気的に接触したときに巻線ど
うしが短絡する問題が生じやすい。このような短絡の問
題は、図２に示すように、コア１の角部１ａに巻線のリ
ード部２が接触しこのリード部２の被覆が剥がれること
により生じる危険性がある。図５は、ステータトランス
においてコイルの巻線の両極がコアと短絡した場合の、
コアのショート抵抗値（横軸）と伝達特性（縦軸：ｄ
Ｂ）との関係を示している。また図５のグラフは伝送周
波数が副搬送波の帯域の６２９ｋＨｚと、伝送周波数が
輝度系のＦＭ信号の帯域である２ＭＨｚと５ＭＨｚの場
合を示している。なお上記各周波数とＶＨＳのＮＴＳＣ
信号との関係は図３に示している。上記図５に示すよう
に、巻線の両極がコアに短絡した場合、コアの抵抗値が
低下するに従って、高帯域での伝送特性がきわめて悪く
なり、ＶＴＲの場合に画質に大きな影響が生じることが
わかる。
低い状態で使用しなくてはならず、よって巻線の被覆が
剥がれて巻線とコアとが電気的に接触したときに巻線ど
うしが短絡する問題が生じやすい。このような短絡の問
題は、図２に示すように、コア１の角部１ａに巻線のリ
ード部２が接触しこのリード部２の被覆が剥がれること
により生じる危険性がある。図５は、ステータトランス
においてコイルの巻線の両極がコアと短絡した場合の、
コアのショート抵抗値（横軸）と伝達特性（縦軸：ｄ
Ｂ）との関係を示している。また図５のグラフは伝送周
波数が副搬送波の帯域の６２９ｋＨｚと、伝送周波数が
輝度系のＦＭ信号の帯域である２ＭＨｚと５ＭＨｚの場
合を示している。なお上記各周波数とＶＨＳのＮＴＳＣ
信号との関係は図３に示している。上記図５に示すよう
に、巻線の両極がコアに短絡した場合、コアの抵抗値が
低下するに従って、高帯域での伝送特性がきわめて悪く
なり、ＶＴＲの場合に画質に大きな影響が生じることが
わかる。
【０００６】このようにＭｎ−Ｚｎ系材料はロータリト
ランスのコアとしての特性が良好であるにもかかわら
ず、巻線との短絡の危険性により、伝送信号に大きな影
響を与えるものであるため、従来Ｍｎ−Ｚｎ系材料をロ
ータリトランスのコアとして使用する場合には、巻線の
接触部に塗料などの非導電材料を塗布するなどの対策が
必要になる。しかしながら、塗料などを塗布する工程は
コアの製造コストをかなり高くすることになる。
ランスのコアとしての特性が良好であるにもかかわら
ず、巻線との短絡の危険性により、伝送信号に大きな影
響を与えるものであるため、従来Ｍｎ−Ｚｎ系材料をロ
ータリトランスのコアとして使用する場合には、巻線の
接触部に塗料などの非導電材料を塗布するなどの対策が
必要になる。しかしながら、塗料などを塗布する工程は
コアの製造コストをかなり高くすることになる。
【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、コアの抵抗値とトランスのインダクタンスなどの
関係を選択することにより、たとえコイル巻線とコアと
の間に短絡が生じても、トランスとしての伝送特性を低
下させることがないようにしたＭｎ−Ｚｎ系材料に代表
される非絶縁性の磁性材料を使用したロータリトランス
を提供することを目的としている。
あり、コアの抵抗値とトランスのインダクタンスなどの
関係を選択することにより、たとえコイル巻線とコアと
の間に短絡が生じても、トランスとしての伝送特性を低
下させることがないようにしたＭｎ−Ｚｎ系材料に代表
される非絶縁性の磁性材料を使用したロータリトランス
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるロータリト
ランスは、コアが例えばＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材料
などの非絶縁性の磁性材料により形成されており、且つ
コアのショート抵抗値Ｒがロータ側で数３の条件を満た
し、および／またはステータ側で数４の条件を満たして
いることを特徴とするものである。
ランスは、コアが例えばＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材料
などの非絶縁性の磁性材料により形成されており、且つ
コアのショート抵抗値Ｒがロータ側で数３の条件を満た
し、および／またはステータ側で数４の条件を満たして
いることを特徴とするものである。
【０００９】
【数３】
【００１０】
【数４】
【００１１】ただし、ｍは定数、ωは２πｆ（ｆは伝送
信号の周波数）、Ｌhはヘッド全体のインダクタンス、
ａは負荷率（＝Ｌ1／Ｌh）（Ｌ1はトランスのロータ側
インダクタンス）、ｎはロータ側とステータ側のコイル
巻数比、ｋは伝達関数である。
信号の周波数）、Ｌhはヘッド全体のインダクタンス、
ａは負荷率（＝Ｌ1／Ｌh）（Ｌ1はトランスのロータ側
インダクタンス）、ｎはロータ側とステータ側のコイル
巻数比、ｋは伝達関数である。
【００１２】以下、上記の数３と数４において定数ｍが
２となる場合の、数式の導きを説明する。図１はロータ
リトランスのＴ型等価回路である。この等価回路におい
て、Ｌhはヘッドのインダクタンス、Ｍはトランスの相
互インダクタンス、Ｌ1はトランスのロータ側インダク
タンス、Ｌ2はトランスのステータ側インダクタンス、
Ｒ1は巻線がロータに短絡した場合のロータ側のショー
ト抵抗値、Ｒ2は巻線がステータに短絡した場合のステ
ータ側のショート抵抗値、Ｒ3はアンプの入力抵抗であ
る。図１に示す等価回路における伝送関数Ｇ(s)を求め
る。伝送関数はＧ(s)＝２０log（Ｖ2／Ｖ1）である。ま
ずロータ側において巻線とコアとの短絡が生じてショー
ト抵抗Ｒ1が発生した場合のロータ側の伝送関数Ｇ(s)1
は数５に示す通りであり、またショート抵抗Ｒ1が発生
していないときの伝送関数Ｇ(s)2は数６に示すとおりで
ある。
２となる場合の、数式の導きを説明する。図１はロータ
リトランスのＴ型等価回路である。この等価回路におい
て、Ｌhはヘッドのインダクタンス、Ｍはトランスの相
互インダクタンス、Ｌ1はトランスのロータ側インダク
タンス、Ｌ2はトランスのステータ側インダクタンス、
Ｒ1は巻線がロータに短絡した場合のロータ側のショー
ト抵抗値、Ｒ2は巻線がステータに短絡した場合のステ
ータ側のショート抵抗値、Ｒ3はアンプの入力抵抗であ
る。図１に示す等価回路における伝送関数Ｇ(s)を求め
る。伝送関数はＧ(s)＝２０log（Ｖ2／Ｖ1）である。ま
ずロータ側において巻線とコアとの短絡が生じてショー
ト抵抗Ｒ1が発生した場合のロータ側の伝送関数Ｇ(s)1
は数５に示す通りであり、またショート抵抗Ｒ1が発生
していないときの伝送関数Ｇ(s)2は数６に示すとおりで
ある。
【００１３】
【数５】
【００１４】
【数６】
【００１５】ただし、ｓはラプラス演算子、Ｙ1は（１
／Ｒ1）である。その他は数１ないし数４と同じであ
る。
／Ｒ1）である。その他は数１ないし数４と同じであ
る。
【００１６】次にショートが発生しているときの伝送関
数Ｇ(s)1とショートが発生していないときの伝送関数Ｇ
(s)2から、ショートが生じたことによる出力低下を求め
る。ここで出力低下レベルを１ｄＢ以内であるとする
と、１ｄＢは約１．１２であるから、出力低下が１ｄＢ
以下となる条件は、数７で示すとおりである。
数Ｇ(s)1とショートが発生していないときの伝送関数Ｇ
(s)2から、ショートが生じたことによる出力低下を求め
る。ここで出力低下レベルを１ｄＢ以内であるとする
と、１ｄＢは約１．１２であるから、出力低下が１ｄＢ
以下となる条件は、数７で示すとおりである。
【００１７】
【数７】
【００１８】上記数７を整理すると、ショート抵抗値Ｒ
1の条件、すなわちロータ側コアのショートによる抵抗
値Ｒの条件が数８に示すようになる。
1の条件、すなわちロータ側コアのショートによる抵抗
値Ｒの条件が数８に示すようになる。
【００１９】
【数８】
【００２０】上記数８は、数１と数３においてｍ＝２と
したものに等しい。なお、上記数８はショートによる出
力低下レベルを１ｄＢ以下に抑えるためのショート抵抗
Ｒの条件であり、例えば出力低下レベルが３ｄＢ程度許
容できる場合には、３ｄＢは約１．４１であるため、ｍ
＝２．４となる。すなわちこのｍは許容すべき出力低下
レベルにより決められる。
したものに等しい。なお、上記数８はショートによる出
力低下レベルを１ｄＢ以下に抑えるためのショート抵抗
Ｒの条件であり、例えば出力低下レベルが３ｄＢ程度許
容できる場合には、３ｄＢは約１．４１であるため、ｍ
＝２．４となる。すなわちこのｍは許容すべき出力低下
レベルにより決められる。
【００２１】同様にして、ステータ側のショート抵抗Ｒ
2が発生した場合のステータ側トランスの伝送関数をＧ
(s)3とし、ショート抵抗Ｒ2が発生していない場合のス
テータ側トランスの伝送関数をＧ(s)4とすると、これら
はそれぞれ数９と数１０に示す通りである。
2が発生した場合のステータ側トランスの伝送関数をＧ
(s)3とし、ショート抵抗Ｒ2が発生していない場合のス
テータ側トランスの伝送関数をＧ(s)4とすると、これら
はそれぞれ数９と数１０に示す通りである。
【００２２】
【数９】
【００２３】
【数１０】
【００２４】ただし、Ｙ2は１／Ｒ2、Ｙ3は１／Ｒ3であ
る。この場合においても、出力低下レベルが１ｄＢ以下
となる条件を求めると、数１１に示す式が得られる。た
だしここでは、Ｒ3がＲ2よりも十分に大きいものとしＲ
3→∞とし、Ｙ3＝０として計算している。
る。この場合においても、出力低下レベルが１ｄＢ以下
となる条件を求めると、数１１に示す式が得られる。た
だしここでは、Ｒ3がＲ2よりも十分に大きいものとしＲ
3→∞とし、Ｙ3＝０として計算している。
【００２５】
【数１１】
【００２６】これを整理すると数１２に示す式が得られ
る。すなわち出力低下レベルが１ｄＢ以内となるための
ステータ側のショートによる抵抗Ｒは、
る。すなわち出力低下レベルが１ｄＢ以内となるための
ステータ側のショートによる抵抗Ｒは、
【００２７】
【数１２】 である。
【００２８】この数１２は、数２と数４においてｍ＝２
としたのと同じである。このｍは巻線がコアとショート
したときに得ようとする出力低下レベルに応じて決まる
ものであり、例えば３ｄＢまで許容できるばあいには、
ｍ＝２．４である。前述のように数１２はＲ3がＲ2より
も十分に大きい場合について計算したものである。よっ
てアンプの入力抵抗Ｒ3を加味した場合には、
としたのと同じである。このｍは巻線がコアとショート
したときに得ようとする出力低下レベルに応じて決まる
ものであり、例えば３ｄＢまで許容できるばあいには、
ｍ＝２．４である。前述のように数１２はＲ3がＲ2より
も十分に大きい場合について計算したものである。よっ
てアンプの入力抵抗Ｒ3を加味した場合には、
【００２９】
【数１３】 であるから、数１２は数１４のように書き換えることが
できる。
できる。
【００３０】
【数１４】
【００３１】
【実施例】以下実施例を説明する。 （ロータ側）Ｌh＝２．０μＨ、Ｌ1＝１０μＨ、ａ＝５
とする。また伝送周波数を図３においてキャリアセンタ
ーの４ＭＨｚとすると、ω＝２π×４×１０6であり、
これらを数８に代入すると、 Ｒ≧８４Ω となる。すなわちロータ側トランスのショートによる抵
抗値が８４Ω以上であれば、巻線とコアとのショートが
生じても、出力低下レベルを１ｄＢ以内に抑えることが
できる。
とする。また伝送周波数を図３においてキャリアセンタ
ーの４ＭＨｚとすると、ω＝２π×４×１０6であり、
これらを数８に代入すると、 Ｒ≧８４Ω となる。すなわちロータ側トランスのショートによる抵
抗値が８４Ω以上であれば、巻線とコアとのショートが
生じても、出力低下レベルを１ｄＢ以内に抑えることが
できる。
【００３２】（ステータ側）Ｌh＝２．０μＨ、Ｌ1＝１
０μＨ、ａ＝５、ｋ＝０．９６とし、伝送周波数をｆ＝
４ＭＨｚとし、これを数１２に代入すると、 Ｒ≧４２５Ω となる。すなわち、ステータ側トランスのショートによ
る抵抗値が４２５Ω以上であれば、巻線とコアとのショ
ートが生じても、出力低下レベルを１ｄＢ以内に抑える
ことができる。さらに、ここでアンプの入力抵抗Ｒ3を
加味し、仮にＲ3＝６８０Ωとすると、数１３からＲ＝
約１．１ｋΩとなる。すなわちアンプの入力抵抗６８０
Ωを加味した場合、ステータ側のショートによる抵抗値
が１．１ｋΩ以上であれば、出力低下レベルを１ｄＢ以
下に抑えることができる。
０μＨ、ａ＝５、ｋ＝０．９６とし、伝送周波数をｆ＝
４ＭＨｚとし、これを数１２に代入すると、 Ｒ≧４２５Ω となる。すなわち、ステータ側トランスのショートによ
る抵抗値が４２５Ω以上であれば、巻線とコアとのショ
ートが生じても、出力低下レベルを１ｄＢ以内に抑える
ことができる。さらに、ここでアンプの入力抵抗Ｒ3を
加味し、仮にＲ3＝６８０Ωとすると、数１３からＲ＝
約１．１ｋΩとなる。すなわちアンプの入力抵抗６８０
Ωを加味した場合、ステータ側のショートによる抵抗値
が１．１ｋΩ以上であれば、出力低下レベルを１ｄＢ以
下に抑えることができる。
【００３３】なお上記実施例では、Ｌhやｎなどの数値
からショート抵抗値Ｒを求めたが、コアのショート抵抗
値Ｒが決められているときには、逆算してそれぞれのイ
ンダクタンスやコイル巻数を前記条件に合うように算出
すればよい。
からショート抵抗値Ｒを求めたが、コアのショート抵抗
値Ｒが決められているときには、逆算してそれぞれのイ
ンダクタンスやコイル巻数を前記条件に合うように算出
すればよい。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明では、Ｍｎ−Ｚｎ系
材料などの非絶縁性の磁性材料によりロータリトランス
のコアを製造した場合で且つコイル巻線とコアとの間に
短絡が生じたとしても、所望の伝達特性を得ることがで
き、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライト材料などをコアとして使
用しやすくなる。
材料などの非絶縁性の磁性材料によりロータリトランス
のコアを製造した場合で且つコイル巻線とコアとの間に
短絡が生じたとしても、所望の伝達特性を得ることがで
き、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライト材料などをコアとして使
用しやすくなる。
【図１】ロータリトランスのＴ型等価回路を示す回路
図、
図、
【図２】ロータリトランスのコアを示す斜視図、
【図３】ＶＨＦのＮＴＳＣ記録信号の帯域説明図、
【図４】Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材料の透磁率と抵抗値
との関係を示す線図、
との関係を示す線図、
【図５】Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト材料のステータにおけ
るショート抵抗値と伝達特性との関係を示す線図、
るショート抵抗値と伝達特性との関係を示す線図、
１ コア ２ 巻線のリード線
Claims (3)
- 【請求項１】 コアが非絶縁性の磁性材料により形成さ
れており、且つコアのショート抵抗値Ｒがロータ側で数
１の条件を満たしていることを特徴とするロータリトラ
ンス。 【数１】 ただし、ｍは定数、ωは２πｆ（ｆは伝送信号の周波
数）、Ｌhはヘッドのインダクタンス、ａは負荷率（＝
Ｌ1／Ｌh）（Ｌ1はトランスのロータ側インダクタン
ス）、ｎはロータ側とステータ側のコイル巻数比、ｋは
伝達関数である。 - 【請求項２】 コアが非絶縁性の磁性材料により形成さ
れており、且つコアのショート抵抗値Ｒがステータ側で
数２の条件を満たしていることを特徴とするロータリト
ランス。 【数２】 ただし、ｍは定数、ωは２πｆ（ｆは伝送信号の周波
数）、Ｌhはヘッドのインダクタンス、ａは負荷率（＝
Ｌ1／Ｌh）（Ｌ1はトランスのロータ側インダクタン
ス）、ｎはロータ側とステータ側のコイル巻数比、ｋは
伝達関数である。 - 【請求項３】 定数がｍ＝２である請求項１または２記
載のロータリトランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027291A JP2957039B2 (ja) | 1992-01-18 | 1992-01-18 | ロータリトランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027291A JP2957039B2 (ja) | 1992-01-18 | 1992-01-18 | ロータリトランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198441A JPH05198441A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2957039B2 true JP2957039B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=12216980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027291A Expired - Fee Related JP2957039B2 (ja) | 1992-01-18 | 1992-01-18 | ロータリトランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957039B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-18 JP JP4027291A patent/JP2957039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05198441A (ja) | 1993-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990713 |
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