JPH03174707A

JPH03174707A - ロータリトランス

Info

Publication number: JPH03174707A
Application number: JP2236964A
Authority: JP
Inventors: Haruki Okada; 春樹岡田; Toshio Oji; 陰地　敏男; Yasuo Shibazaki; 柴崎　靖夫; Hiromichi Hiramatsu; 平松　広道
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1991-07-29
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JP2986876B2; KR970004572B1; WO1991003824A1; KR920702000A; DE4091518T1; KR960008791B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等に用いら
れるロータリトランスに関するものである。

〔従来の技術〕

最近、ＶＴＲの小型化、多機能化が進められるのに伴っ
て、そのロータリトランスは従来の平板形に代って円筒
形のものが用いられる趨勢にある。

この円筒形コアのコイルは、コアの内周面から内側に出
ないよう、コアの内周面に形成された巻線用溝内に確実
に収納されなければならない。このような作業は、手作
業でしかも長い時間をかけてしか行えず、能率よく生産
することができないという課題があった。

このため、円筒形コアの内周に設けられた巻線用溝にコ
イルを自動的に装着する方法として、特開昭６２−５４
４１１号公報に記載されている技術が提案されている。

この技術は、コイルの工ないし数箇所を複数の挾持フィ
ンガを備えたコイル変形作業軸により内径側に変形させ
てコイルの外接円形が縮小するようにして変形されたコ
イルをコア内に挿入し、挿入部分をコイル拡大軸によっ
て拡大して、コアの内周面の巻線用溝にコイルの非変形
部分を係入さ７せ、しかる後、コイルの全周を巻線用溝の底面にきめ押
しローラによって順次押し当てることで、内周にコイル
を有する部品を製造するものである。

また、この種のロータリコイルについて、特開昭６４−
４６９１１号に記載された「円筒物内周への巻線装着方
法及び装置」が公知である。しかし、この公知技術では
巻線方法と巻線装置という面から発明を捉えたものであ
って、ロータリトランスそのものについての考慮は開示
されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の特開昭６２−５４４１１号に記載されている技術
は、コア内周面の径よりも大きい環状溝の径に合わせて
コイルを形成しておき、このコイルを、該コイルの弾性
を利用してコア内周面に挿入し、所定の巻線用溝にはめ
込むようにしているため、次のような課題がある。

まず、コイルを所定の径に合わせて形成する治具、その
治具に巻かれたコイルを外側から保持する治具、その保
持されたコイルを内側に変形させてコアに挿入する治具
、挿入されたコイルを拡大８− する治具、溝に順次押し当てる治具を必要とし、多くの
治具を必要とするばかりでなく、工程数が多い。

また、コイルをコア内で拡大した後、ローラなどで巻線
用溝の壁に押当てる必要があるため溝深さにバラツキが
ある場合、コイル内径とコア内径を一致させるのは困難
である。またコイルをコア内で拡大した後、ローラなど
で巻線用溝に順次押し当てる際、コイルに予期しない変
形が生じる恐れがある。特にコアに挿入する前にコイル
の外接円径を小さくするために、コイルを変形させるた
め、その変形部分が完全に復元せずたわみを生じる恐れ
がある。

このため変形部分も含め接着剤にてコイルを巻線用溝に
接゛着固定する必要がある。

さらに、コイルをコアの巻線用溝に合わせて変形してお
くため、コアに挿入する際に、コイルを変形部分と非変
形部分に分けて、変形部分を大きく変形させる必要があ
る。またそのための治具が複雑になる。

一〇− 本発明の第１の目的は、少ない工程で、短時間にかつコ
イルとコアの内径を一致させ装着組立できる円筒形ロー
タリトランスを提供するにある。

本発明の第２の目的は、使用する治具が少なく、かつ簡
易で、経済的な巻線装着方法を適用できる円筒形ロータ
リトランスを提供するにある。

本発明の第３の目的は、対向するコア（ステータまたは
ロータ側）とコイルとの距離を近接せしめて信号の伝達
効率を高めた円筒形ロータリトランスを提供するにある
。

更に、第４の目的として、コア内の巻線用溝内における
コイルの占有率を高くして結合係数を向上せしめた円筒
形ロータリトランスを提供するにある。

第５の目的として、円筒形コアの内周面（工次側）巻線
されたコイルの大部分が２次側のコイルとクリアランス
が一定となるよう同心円とすることで電気的特性を向上
させたロータリトランスを提供することにある。

第６の目的として、トランスの円周上各部で電１０気的特性が均一となるようなロータリトランスを提供す
ることにある。

第７の目的として、コイルの引出線が他のコイルと摩擦
等の干渉しないようにしたロータリトランスを提供する
ことにある。

第８目的として、線材が塑性変形するための最低の伸び
率とトランスの電気的特性より許される最高の伸び率を
考慮して、作業性が良くしかも電気的特性を向上させた
ロータリトランスを提供することにある。

第９の目的として、コアの巻線用溝内にコイルを接着剤
を使わずに嵌め込み固定できるため、接着剤とコイル間
にインダクタンスが発生せず効率の良い円筒形ロータリ
トランスを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記第１．第２．第３の目的を達成するため、本発明の
ロータリトランスは、円筒形のコアの内側にコイルを装
着したロータリトランスにおいて、上記コイルの内径寸
法を前記コアの内径寸法ど等１１しく、若しくは該コイルの内径寸法が該コアの内径寸法
に比して線径寸法の範囲内の寸法差だけ大きくする。

上記の構成において前記のコアの内周面にコイルを収納
する巻線用溝を設け、前記のコイルの巻数を２ターン以
上とし、前記巻線用溝の深さ寸法はコイルの線径寸法よりも大き
くし、前記巻線用溝の幅寸法はコイルの軸心方向寸法よりも大
きくすると製造が容易である。

そして、前記巻線用溝の深さ寸法をコイルの線径寸法よ
りも大きくし、前記巻線用溝の幅寸法をコイルの軸心方向寸法よりも小
さくすると、第４の目的（占有率向」二）の達成に有効
である。

前記巻線用溝の深さ寸法をコイルの線径寸法よりも小さ
くすると共に、前記巻線用溝の幅寸法をコイルの軸心方向寸法よりも大
きくし、かつ、前記のコイルを、その内径寸法がコアの内径寸２法と等しくなるように塑性変形せしめて、その断面形状
が偏平になっていると、占有率は更に向上する。

更に、前記巻線用溝の深さ寸法をコイルの線径寸法より
も小さくし、前記巻線用溝の幅寸法はコイルの軸心方向寸法よりも小
さくし、かつ、前記のコイルを、その内径寸法がコアの内径寸法と等し
くなるように塑性変形せしめて、その断面形状を偏平な
らしめると、占有率は一層向上する。

このようにして、溝内のコイル占有率を大きくするとロ
ータリトランスの結合係数が向上する。

第５、第６の目的を達成するために、拡張ツメが拡張し
たときに、拡張ツメの外径がコア内径と同心円となるよ
うにし、その数を４個とする。

第７の目的を達成させるため、コイルの引出線が挿入さ
れるコアの引き出し溝が拡張コイルの円弧部に位置する
ように拡張ツメを配置する。

さらに、第８の目的を達成するために、最小伸１３び率（コイルをコアに装着するために必要な伸び率）以
上で、しかも最大伸び率（信号伝達効率が急激に低下し
ない伸び率）以下となるよう拡張前に予め伸び率を算出
する。

上記のような構成のロータリトランスは、接着剤を用い
ずに組み立てることができるので、接着剤に起因するト
ラブル（例えば漏洩インダクタンスの増大）を未然に防
止することができる。

〔作用〕

上記の構成を適用してコイルの内径寸法をコアの内径寸
法に等しからしめると、簡単な構造であるため構造が容
易であり、しかも対向するコアに対してコイルが接近し
て結合係数（信号伝達効率）が高い。

コイルの内径寸法がコアの内径寸法よりも大きくても−
・応の機能を果たし得るが、その差が大きすぎると結合
係数（信号伝達効率）が低下するので、この差の寸法は
コイルの線径寸法以内にするのが良い。

また巻線用溝内にコイルを密着させると、溝内１４でのコイルの占有率が高くなり、コアとコイルとの間の
漏洩インダクタンスを小さくできるためトランスとして
の結合係数（信号伝達効率）を高くできる。

コイルをコアの巻線用溝内に挿入後コイルを塑性変形さ
せる拡張方式であるため、コイルの大部分を占める曲率
の大きな部分（円弧部）と曲率の小さな部分（直線部）
から形成される。この時コイルの大部分である円弧部は
コアと同心円となるのでクリアランスが一定に保たれる
。一方、直線部は線材径が小さくなるため線材としての
電気的特性は低下するが、コアの内径に近づけることが
できるため結合係数が高くなりトランスとしての電気的
特性はコイルの円周のどの部分でもほぼ一定となる。

また、コア内に装着されたコイルの引出線は他のコイル
の円弧部の中心に位置し、他のコイルの拡張時には放射
方向の力しか作用せず、その力も直線部に作用する力と
比べ小さい、しかも巻線用溝より深い引き出し溝を通る
ため、他のコイルの１５− 拡張時に、引出線と他のコイルは互いに干渉せず、しか
もコイルの引出線の引きずりが生しない。

コイルの伸び率を最小伸び率（コイルをコアに装着する
ために必要な伸び率）以上で、しかも最大伸び率（信号
伝達効率が急激に低下しない伸び率）以下となるよう拡
張前に予め求めた関係により算出し、この算出した伸び
率により拡張するので作業性が良くしかも電気的特性が
向上する。

そして、上記の構成によりなるロータリトランスは、接
着剤を用いずにコイルをコア内に装着できるので、接着
剤に起因するトラブル（例えば漏電インダクタンスの増
大）が未然に、かつ完全に防止される。

〔実施例〕

第１図（Ａ）は前記第１の発明に係るロータリコアの一
実施例を示す部分破断斜視図である。

円筒形コア１０の内周面に、円周方向の巻線用溝１１が
設けられるとともに、軸心と平行な引き出し溝１２が設
けられている。

上記の巻線用溝１１内に２ターンのコイル１３が巻６− 線されている。このコイル１３の線端は引き出し溝１２
を通って引き出される。

図示の寸法ｄはコイル１３の巻線の径寸法であり、図示
の寸法αはコイル１３の軸心方向の寸法であって、立ま
２ｄである。

上記のコイル１３の内径寸法は、円筒形コア１０の内径
寸法と等しく構威され、若しくは寸法差２ｄ以内の範囲
で円筒形コア１０の内径寸法よりも大きく構成される。

第１図（Ａ）に矢印で指示したａ部付近の拡大断面図を
第１図（Ｂ）〜（Ｅ）に示す。

第工図（Ｂ）は第２の発明における構成を模式的に示し
ている。

仮想線で示したように、円筒形コア１０内に挿入し得る
コイル１３ａを構威し、半径方向に放射状に押し広げ実
線で示した１３の如く巻線用溝１１内に収まるように塑
性変形させる。

本例の巻線用溝１１の幅寸法Ｗ１は前記の寸法立よりも
若干大きく、上記の溝１１の深さ寸法Ｄ１は線径寸法ｄ
よりも大きい。即ち、１７− α≦Ｗ□。

ｄ＜Ｄ工である。

この構成によればコイル１３の成形、取りつけが容易で
ある。

第１図（Ｃ）は第３の発明の実施例を示し、２ｄま悲≧
Ｗ２１ｄ＜Ｄｌである。

この構成によれば第２の発明に比して、溝内のコイルの
占有率が高い。

第１図（Ｄ）は第４図の発明の説明図である。

２ｄ：ｆｆ＜Ｗよ。

ｄ＞Ｄ２となるように構成し、仮想線で示したコイル１３ａを塑
性変形させてコイル１３（実線で描く）を構成する。コ
イルＩ３は、はぼ楕円形の断面となり、占有率がいっそ
う高くなる。

第１図（Ｅ）は第５の発明を模式的に描いたものであっ
て、仮想線で示したコイル１３ａを、１８− ２ｄ＝氾≧Ｗ２゜ｄ＞Ｄ２となるように構威し、これをコイル１３（実線で描く）
のように塑性変形させる。

コイル１３の断面形状はほぼ長方形となり、その占有率
は極めて高くなる。

次に、本発明に係るロータリコアの用法、用例について
説明する。

第２図は、円筒形ロータリトランスをＶＴＲシリンダｌ
に組み込んだＶＴＲのテープ走行系を示す斜視図である
。

第３図は上記ＶＴＲシリンダの断面図である。

第３図に現われている７はロータリトランスであり、こ
のロータリトランスには第４図、第５図に示す如く、「
内周にコイルを収納した円筒形のコア１０」　を有して
いる。

第２図において、ＶＴＲシリンダ１にテープ２が巻き掛
けられている。３はカセットケースである。

第３図に示すように、ＶＴＲシリンダのロータリトラン
ス７は、上シリンダ４によってテープ２から取り出され
た映像信号に対応する電気信号を下シリンダ５（静止し
ている）に伝達するためのものである。６はヘッドであ
る。

第４図に示した９、１０はロータリトランス７の円筒形
コアであるが、１０は、回転部材である上シリンダ４側に取り付けられ
る円筒形コア（ロータ）であって、コイル１３を装着す
るための巻線用溝１１を有している。上記コイル１３は
第１３図に示すような形状をしており、このコイル１３
の内径寸法は円筒形コア（ロータ）１０の内径寸法とほ
ぼ同一である。

１２は前記巻線用溝１１より深く、巻線用溝１１とと直
交する方向にコイルの端末線を収納するための引き出し
溝である。（第５図参照）。

一方、９は、静止部材である下シリンダ５側に取り付け
られる円筒形コア（ステータ）で、その外周にコイルが
装着されている。８は、コイル１３の端末線を巻きつけ
るピンである。

本発明に係るロータリトランスの構成部材であるコイル
１３を円筒形コア（ロータ）１０内に組み立てる方法を
、第６図について説明する。

第６図（Ａ）は、巻線作業を開始する前のコイル保持治
具２０′を示す。このコイル保持治具２０′は、初期状
態ではブツシャ２１が開閉機構２２によって閉じられて
いる。

この治具２０’には、巻線作業の際に線材の一端を掛は
止めしておくワイヤフック２８と、フォーミングしてス
タイル取りした後の巻線の端末を一時的に保持するエン
ドフック２９とが設けられている。

また、前記のブツシャ２１の外周には、巻線を装着し得
る溝幅を有する溝（第１０図参照）を形成したコイルガ
イド２５が備えられている。

第６図（Ｂ）は、線材２４の一端を前記のワイヤフック
２８に掛は止めして、コイルガイド２５二巻回する工程
を示している。

第６図（Ｃ）は、コイル１３の端末線のスタイル取り後
の状態を示す。即ち、コイルガイド２５にコイル１３が
巻線され、その端末はエンドフック２９に掛は止めされ
ていて、円筒形コアの引き出し溝（第２１− ５図参照）１２に端末線が入るように整形される。

第６図（Ｄ）は、コイル保持治具２０′をコア１０に挿
入して位置決めした状態を示す。

第６図（Ｅ）は、４６置決めした状態（第６図（Ｄ））
からブツシャ２１を放射方向（中心軸から離れる方向）
に拡開して、骸ブツシャ２１の外周に巻線されているコ
イル（図において隠れている）を円筒形コア１０の巻線
用溝１１（第５図参照）に嵌め込んだ状態を示す。

第６図（Ｆ）は、円筒形コア１０をコイル保持治具２０
′から引き抜いた状態である。コイル１３はコア１０内
に収納されている。

第６図（Ｇ）は、円筒形コア１０の巻線用溝１１（第５
図参照）内に装着されたコイル１３（第１図参照）を更
に拡開し、コイル１３の内径寸法と円筒コア１０の内径
寸法とを一致させるための治具９１を挿入し、コイル１
３を巻線用溝１１に押圧している状態の外観図である。

第６図（Ｈ）は、円筒形コア１０の巻線用溝１１（第１
図参照）へのコイル１３の装着を完了し、前記の２治具９１を引き抜いた状態を示している。

前記第６図（Ａ）〜（Ｈ）に説明した工程を実施するた
めの装置について、第７図〜第２１図について説明する
。

まず、第７図は、本実施例に適用される装置の１例を示
す斜視図、第８図は第７図に示す装置の正面図である。

また第９図〜第２１図は各部分の詳細を説明するための
説明図である。

これらの図に示す実施例における内周巻線装着装置は第
７図及び第８図に示すように、巻線を行い、その巻線を
保持するコイル保持治具μ比と、そのコイル保持治具２
０′を開閉させるための拡張機構部３０と、前記コイル
保持治具２０′及び拡張機構部３０の回転（ｅ７置決め
を行うモータ部４０と、前記コイル保持治具２０’に巻
かれた巻線の端末線の処理を行うためのフォーミングガ
イド部並と、巻線のフォーミング部分に溶剤を塗布しフ
ォーミング形状を固定させるための溶剤塗布部６０と、
円筒形コア１０を保持固定するためのコア保持部７０と
、前記コア保持部亙の左右方向の位置決めを行うコア３
− 位置決め部８０と、円筒形コア１０の巻線用溝１１に押
し込んだコイル１３を更に拡開するためのコイル拡開部
９０と、各動作をコントロールする制御装置（図示しな
い）とにより構成されている。

前記コイル保持治具２０′は、線材２４を巻線し、かつ
円筒形コア１０に装着するためのブツシャ２１と、フォ
ーミングしスタイル取りした後の巻線の端末線を一時的
りこ保持するエンドフック２９と、巻線中に線材２４の
一端を掛は止めしておくワイヤフック２８とから或って
いる。

ここで、前記ブツシャ２１は、第９図に示すように複数
個（例えば、４個）のブツシャ片炭に分割され、巻線さ
れたコイルを円筒形コアｌＯの巻線用溝１１に直接押し
込むようになっており、巻線を施す部分（コイルガイド
２５）は、第１０図に示すようにブツシャ２１の外周上
に巻線を装着可能な幅を持つ溝２５１を形威し、その両
脇に線径の１７２以下の高さの巻線ガイド２５２を備え
ている。

前記エンドフック２９（第６図参照）は、ブツシャ２１
の端面に設けられており、コイル保持治具２０’２４の外周部への巻線を終了した後の線材２４の端末を円筒
形コア１０の引き出し溝１２に装着できるようにスタイ
ル取りし、−時的に保持するためのものである。

また、前記ワイヤフック２８は、ブツシャ２１の根元部
付近に位置し、ブツシャ２１に取り付けられているため
、ブツシャ２１の回転と同期する。更に、ブツシャ２１
の中心部から外周方向にあり、その径は、コア保持部７
０を摺動移動してコイル保持治具２０′のところへ位置
決めした場合でも干渉しない位置であり、該ワイヤフッ
ク２８には線材２４の始端を掛は止めするフック２８１
（第９図）を設けている。

前記拡張機構部３０は、ブツシャ２１を取り付けるツメ
部３１と、骸ツメ部３１に開閉運動を与えるエアーチャ
ック３２と、開閉量を調整するストッパ３９と、該エア
ーチャック３２に駆動用エアーを供給するエアーフィー
ドパイプ３３と、該エアーチャック３２を保持するフラ
ンジ３４と、骸フランジ３４に取り付けてモータ部４０
の回転力をタイミングベルト３５によ２５り受けるためのタイミングプーリ３６と、フランジ３４
の回転を円滑にするためのベアリング３７と、これらの
拡張機構部３０を保持するためのブラケット３８から或
っている。

ここで、前記ツメ部３１は、ブツシャ２１の根元を保持
し、エアーチャック３２の開閉動作によりブツシャ２１
の外周上に巻かれた線材２４を円筒形コア］０の巻線用
溝１１及び引き出し溝１２に押し込むものである。

前記エアーチャック３２は、所定圧のエアーを供給する
ことにより開閉動作を行うもので、チャックが回転して
もエアーの供給が継続して行えるロータリ形である。

前記ストッパ３９は、ツメ部３１に当接し、ブツシャ２
１が閉じた時の巻線径と拡開した時の押し込みとを調節
するもので、それぞれを調整することにより円筒形コア
１０の内径の異なるものや巻線用溝１１の深さの違うも
のに対応できるようになっている。

前記エアーフィードパイプ３３は、ロータリ形工６アーチャック３２に開動用のエアーを供給するもので、
エアーチャック３２に固定され、その回転に影響される
ことなくエアーを供給することが可能である。

前記フランジ３４は、エアーチャック３２のツメ部３１
と反対側の端面を保持し、その中心部にはエアーフィー
ドパイプ３３を通す孔を設けてあり、その外周にはタイ
ミングプーリ３６とベアリング３７を取り付けるための
軸加工がなされている。

前記モータ部４０は、モータ４１の回転でタイミングプ
ーリ４２を回転させてその動きをタイミングベルト３５
を介して拡張機構部３０のフランジ３４を回転させるも
のであり、これらモータ部４０を保持するブラケット４
３から戒っている。

前記フォーミングガイド部別は、ブツシャ２１の外周に
巻線された線材２４の上から押え込み、スタイル取りす
る際に線材２４の浮き上がりを防止するためのフォーミ
ングガイド５１と、該フォーミングガイド５１を保持す
るガイド板５２と、ガイド板５２に取り付けられ、フォ
ーミングガイド５１の下降を制２７限するためのス１ヘノパ５３と、ス１ヘツパ５３に当接
し下降量を調節するためのアジャスタ５４と、フォーミ
ングガイド５１の上下動を行わせるエアーシリンダ５５
と、」二重動する際の案件となるリニアガイｌ’５６と
、フォーミングガイド部５０を保持するブロック５７と
、該ブロック５７を支えるブラケット５８とから戊って
いる。

ここで、前記フォーミングガイド５１は、第１１図に示
すように線材２４の直径とほぼ同し厚さとすることによ
り、線材２４の端末線のスタイル取りの際にその曲点で
適度な曲率を持たせることができ、かつ円筒形コア１０
の引き出し溝】２の幅内に収納できる寸法とすることが
できる。このフォーミングガイド５１の線材２４に接触
する部分には、第１０図のようなブツシャ２１の外周上
に形成された溝２５１に線材２４を巻線した状態でその
両脇にある巻線ガイド２５２が充分大る程のスリットが
切ってあり、その深さは線材２４の直径とほぼ同程度に
なっている。

このスリットにより、線材２４のスタイル取りを行う場
合、充分押えることができるため、線材２４の８浮き」二がりを防止することができる。

前記溶剤塗布部６０は、自己融着性を持つ線材の線間を
接着するためのものであり、溶剤を線材２４に滴下する
ノズル６１と、収納した溶剤を該ノズル６１に供給する
ためのシリンジ６２と、該シリンジ６２を固定しておく
ための凹形板６３と、シリンジ６２を凹形板６３によっ
て固定するための固定板６４と、固定板６４に取り付け
られシリンジ６２の下降を制限するためのストッパ６５
と、ストッパ６５に接触し下降量を調節するためのアジ
セスタ６６と、シリンジ６２の上下動を行わせるための
エアーシリンダ６７と、上下動する際の案内となるリニ
アガイド６８と、溶剤塗布部６０を保持するブロック６
９と、該ブロック６９を支えるブラケット６９１とから
成っている。

前記コア保持部７０は、円筒形コア１０を挿入保持して
おくためのコアホルダ７１と、コアホルダ７１を保持す
るためのホルダ板７２と、ホルダ板７２に取り付はコア
ホルダ７１の回転方向の位置決めを行う回すドメ７３と
、円筒形コア１０をブツシャ２１に合わせ、上下方向に
偏心させる際のガイド上７４．ガイド下９７５と、該ガイド上７４側に取り付けられたＬ型金具７
６と、ガイド下７５側に取り付けられたＴ型金具７７と
、Ｔ型金具７７へＬ型金具７６を押さえつけておくため
の予圧スプリング７８と、予圧スプリングボルト７９と
、該コア保持部７０を支持するブラケット７２１から成
っている。

前記コア位置決め部Ｕは、前記コア保持部ハを取り付け
るためのプレート８１と、該プレート８１上に設置しコ
ア保持部７０のＴ型金具７７を介して円筒形コア１０を
上下方向に偏心移動させるためのジグシリンタ８２と、
コア保持部７０をブツシャ２１のところへ移動する際の
案内となるリニアガイド８３と、該リニアガイド８３の
側面に取り付は円筒形コア１０の巻線用溝ＩＩのピッチ
に合わせて送るためのコアポジショナ８４と、該コアポ
ジショナ８４の溝部に接触、押圧してイ？ｌ置決めを行
うスプリングプランジャ８５と、該スプリングプランジ
ャ８５を保持するためのボルダ８６と、コア位置決め部
８０が前進した場合に、最前端での衝突を防止するため
のストッパ８７とから或っている。

３０− 前記コイル拡開部９０は、コイル１３を拡開するための
治具９１を固定したＬ型のプレート９２と、該プレート
９２をコア保持部７０に対して前、後進させるためのリ
ニアガイド９３とから或っている。

上記コイル拡開部９０の前進（図の左方）により、治具
９１がコア１０内に挿入させる。

上記の治具９１は、先に第６図（Ｇ）、第６図（Ｈ）に
示した部材であって、コア１０の内径寸法に比して０．
２叫だけ小径の外径で、中空部を有するゴム製の筒であ
って、その中空部へ流体を流し込むことにより、筒の外
径を０．４〜０．５冊拡大させることができる弾性を有
している。９５は、前記の前進を制限するストッパであ
る。上記治具９】の中空部へは、中空部へ流される流体
の代わりに固体を挿入してもかまわない。

この実施例では、コイル１３に用いられている線材２４
の展性により、コイル径を拡大して装着するようにして
いる。

第１２図に線材として用いられている銅線の延び一荷重
線図を示す。第１２図に示すように、０．５％以上の伸
びを生したときに、弾性域から塑性域に移行する。

銅線単独では、２０％程度延びても破断の問題は生じな
いが、回路の短絡等の原因となる被覆のはがれ、破壊等
を考慮すると、巻線径から拡大径への伸びは、３〜１０
％程度が望ましい。それ以上の展延が必要な場合、端末
線側から強制的に線材を送り込み、所定の伸びに押える
ことにより、不良の発生を防止する。

このように線材に、塑性域の範囲で被覆のはがれ等が生
じない程度に伸びを与えることで、コア１０の内周の巻
線用溝１１にコイル１３を装着させることができる。ま
た、装着後、治具２０をコア１０から抜き取ってもコイ
ル１３は元に戻ることはない。

第１５図（Ａ）は、拡張方式によりコイル１３をコア】
Ｏの巻線用溝１２内に装着させたものを示している。

コイル１３は、ブツシャ２１の円弧部と同心円となる円
弧部とブツシャ２】が拡張して生じるすきま部の直線部
からなっている。この円弧部の中心は放射方向にしか力
が作用せず、直線部と比べて作用する力が小さい部分で
ある。引き出し溝１２は拡張字に放射方向に力が作用せ
ず、作用する力も小さいくなる部分に位置するため、端
末線が引き出し溝へ引きずられる恐れや、他のコイルと
の摩擦などの干渉の恐れもない。第１５図（Ｂ）は巻線
用溝１２の中でコイル１３が直線部と円弧部で形成され
ていることを示した第１５図（Ａ）の拡大図である。

次に、コイル１３の伸び率であるが直線部と円弧部では
伸び率が異なる。このことを表すために、円弧部の中心
を角度Ｏ°となるようにして、コイル１３の円周の位置
を第１６図に示すように定め、コイルの各場所における
伸び率を示すと第１７図のようになる。第１７図による
と、伸び率は角度４５°即ちコイル１３の直線部はど大
きく、円弧部の中心ではほぼＯ伸び率はほぼｓｉｎカー
ブを描く。このことからも円弧部の中心では力が作用し
ないことを表している。また本発明では、最大伸び率で
ある４５度の位置でもトランスとしての電気的特性が劣
化しないよう、予めコイルの塑性変形後の伸び率を見込
んだ直径を有する線径２４を使用し、所望３− の特性が得られるようにした。

以上、説明したように塑性変形後の伸び率を見込んだ線
材２４を使用することでトランスとしての性能は向上す
る。線材２４の伸び率の限界値をコイル１３、コア１０
間のｉ電インダクタンス、結合係数等より求め、この限
界値の範囲内の伸び率となるようにコア１０内にコイル
Ｉ３を挿入後拡開することでコア１３は形成される。

これ以後、コイルの伸び率の設定方法について説明する
。コイルが装着される部分のブツシャの外径Ｄ３゜コアの内径（溝の部分を含まない）Ｄ２゜クリアランス
Ｃ，（後述する）コイルの線径ｄ、には、次式の関係がある。

Ｄ３＝Ｄ２−２ａ−２ｄ　　　　　　−（１）ここで、
クリアランスＣは、第１８図に示したようにコア１０の
内径と、ブツシャ２１に巻線されたコイル１３の径との
すきま部の寸法である。

コイル１３をコア１０に接着後、スプリングバックを起
こしても巻線用溝１１よりはみ出さない条件−／−３／
ｌ（以下、幾何学的制約）を満たす伸び率の限界は、次の
式より求めることができる。

ここて、Ｘは、第１９図に模式的に示したようにコイル
１３をブツシャ２１により拡開した後に生しるスプリン
グバック量である。

また、伸び率α□は、電気的性能の制約、即ち、１次コ
イル側から２次コイル側への電気信号の伝達率（結合係
数Ｋ）が、ある一定値より低ければトランスとしての役
目を果たさなくなり、結合係数Ｋが一定値以上をとるよ
うにしなければいけない。以下に、結合係数Ｋを求める
式を表わす。

（３）ここで、Ｋ：結合係数　　　Ｄ：溝中心径ａ１：溝深さ
　　　　Ｑｇ：ギャップ長Ｓｉ：対向面積　　　Ｎ：巻
線数ｄ：線材径 μ：インダクタンス定数上記ギャップ長Ｑｇは、第２０図に示したようにコア１
０に装着されたコイル１３の１次側と２次側とのすきま
の寸法である。

また、上記対向面積Ｓｊは、第２１図において斜線部２
１１で示すように、コイルが挿入されているコアの巻線
用溝１１の両脇のコアとコアが対向する部分の面積であ
る。

結合係数には、］に近ければ近いほど、またコイルの円
周上の場所による結合係数の変化が小さいほど、そのコ
イルの信号の伝達率が良いことになる。

この理論結合係数にの変化する許容範囲として、Ｋ’＝
０．００５と設定する。

次に、本発明によるロータリトランスについて、説明す
る。

本発明によりロータリトランスは、コイルが装着される
部分のブツシャの外径Ｄ３はコアの内径（溝の部分を含
まない）Ｄ２＝１５．３５、クリアランスＣ＝０．１、
コイルの線径ｄ＝０．１６４１　（実測値）を（１）式
に代入すると、Ｄ３＝１４．．８２ｍｍとなる。

また、幾何学的制約による伸び率α１は、（１）式によ
り求めたブツシャの外形Ｄ３、コアの内径（溝の部分を
含まない）Ｄ２、スプリングバック量Ｘを（２）式に代
入すると、 α、＝４．６％となる。

次に、コア１０の巻線用溝１１にコイルを塑性変形して
挿入する際に、コイルを形成する線材に被覆のはがれ、
クラック等の発生により予期できない抵抗の急激な上昇
によるコイルの電気的性能の低下を生じない限界の伸び
重化２を求める。

第１２図に示すように、線材は伸び率２０％以上になら
ないと破断しないが、伸び率１４〜１５％以上になると
被覆のはがれ、クラックを発生して急激な抵抗の変化を
きたす恐れがある。そこで、伸び率は最大でも１３％程
度に押さえる必要がある。

ここで、第１６図のようにコイル１３の円弧部の中心を
角度０°とし円周各部の位置をＸ軸上に、抵抗をｙ軸に
とり位置−抵抗線を表したものでものが第２３図である
。第２３図に示されたように位置−抵抗はほぼｓｉｎカ
ーブを描き、コイルのどの場所でも抵抗の急激な変化が
ないので、塑性変形後の抵抗を拡張前に予想し、所望の
抵抗を得ることができる。

ここで、実際に４つの資料の抵抗値を副側することでコ
アに一回巻線したコイルと引出線の長さ（２７０ｍｍ）
の抵抗値を拡張前と拡張後で比較すると、以下に示す第
１表のようになる。

第１表以上のように、本発明においてトランスに用いられるコ
イルは塑性変形後のコイルの抵抗を予想できる範囲の伸
び率で拡張しているので、一定の抵抗値を有するコイル
をトランスを得ることができる。

さらに、トランスとしての電気的性能の制約によって決
まる伸び率α３を求める。

まず、（３）式に上記各数値を代入すると、Ｋ＝０．９
１となる。

３８− この実際のに＝０．９１は、本発明に係るロータリトラ
ンスのとる値である。また、上記したように結合係数の
変化率の許容範囲として定めたに′＝０．００５から結
合係数は実際には、　　　Ｋ＝０．９０５を満たせば良
いことになる。　結合係数変化後のに＝０．９０５を（
３）式に代入し、線径ｄ、＝０．１５７Ｏｎ＋＋＋どな
る。

即ち、電気的性能の制約により求まる伸び率α２は、塑
性変形前の実測値ｄ＝０．１６４１ｍｍ、及び塑性変形
後のｄ□＝０．１５７０ｎｙｎより、以上説明したよう
に、幾何学的制約、コイルの抵抗位からの制約、トラン
スとしての電気的性能の制約を勘案すると伸び率は、４
．６〜９．２％にすることが最も望ましい。

第２２図に銅線の伸びの許容範囲を伸び一荷重線図によ
って示す。

第２２図に示すように、４．６〜９．２％の許容範囲内
の伸び率で巻線したコイル１３を巻線用溝■１に装着す
ることにより、トランスの電気的性能を向上させること
ができる。

ゝ、 ′：１−４１ｆ−／−３９さらに、コイルｊ３を拡開した後に生じるスプリングバ
ック量を１％とし、拡開後コイル１３に残る変形量であ
る伸び率の平均値が６±０．５％となるようにすること
で結合係数が高く、確実にコイルをコアへ装着させるこ
とができる。

第２４図は拡張前と拡張後のブツシャ２１を示し、つま
り、ブツシャ２１の移動量Ｃとブツシャの数によって決
まる角度０より、伸び率に直接関係する直線部ａと溝の
中に装着するために必要となる放射方向への移動量すが
設定できることを表している。ここでブツシャの数を考
えると、その強度からは数は少ない方が良く、コイルの
円周各部で均一な伸び率を得ようとすればその数は多い
ほど良い。上述したθ、移動電離Ｃ５直線部の長さａ、
放射方向移動量すとから決まる塑性変形後のコイルの形
状及７び伸び率とブツシャの強度を考慮するとその数は
４個が最適である。

第２４図には、インナーコア１０ｂ、センターコア１０
、アウターコア１０ａを備えた、ロータリトランスを示
すが、巻線用溝が、２重に設けられたトラ’　　　−４
０− ンスでも、以上説明したように、塑性変形後のコイルの
抵抗を予測できる範囲でコイルを拡張するため、同様な
効果を得ることができる。

以上の説明は、塑性変形した線材をコア内周に巻線した
円筒形ロータリトランスの製法について述べたものであ
る。

本発明はロータリトランスは上述のようにして構成でき
るので接着剤を使用する必要が無い。従って本発明のロ
ータリトランスは接着剤を含んでいない。このため、接
着剤の使用に伴うトラブルが無く、かつ接着剤に起因す
る漏洩インダクタンスも無く、伝達効率が良い。

前掲の第６図（Ａ）〜（Ｈ）について説明した巻線工程
においては、コイル保持治具２０″を線材２４の巻線用
と、コア１０への挿入用と、コアＩＯの内周への嵌め込
み用とに兼用させている。しかし、本発明のロータリコ
アを構成する場合、上述の如く１個の治具を多目的に兼
用せず、それぞれの専用治具を用いることもできる。即
ち、線材の巻線は別の治具を用いて行ない、巻線された
コイルを装着−４１−。

治具を介してコア内に挿入し、放射方向に開いて装着し
ても良い。要は、］つの治具、あるいは複数の治具を使
っても、治具に巻線された状態でのコイルの外周よりも
、コア内周に装着された状態でのコイルの外周が大きく
なるように、コイルを治具により拡張することにより構
成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のロータリトランスによれば
、コア内に短時間で、少ない工程で組み込むことができ
、所要の治具が少なくかつ簡単であり、塑性変形後のコイルの伸び率を予め考慮した線材を使用
することと、対向するコアとの距離が短かくすることで信号の伝達効
率が高く、溝内のコイルの占有率が高くて結合係数が大きく、コイルを溝内に装着するときのコイルの引きずりや、他
のコイルとの摩擦などの干渉がなく、）、）４２− 装着剤に起因する線材と治具の結合等のトラブルが未然
にかつ完全に防止される。

【図面の簡単な説明】

第工図（Ａ）は本発明に係るロータリトランスの一実施
例を示す部分破断斜視図である。第１図（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ本発
明の一実施例を示し、巻線溝付近の断面を描いた模式的
な説明図である。第２図はＶＴＲのテープ走行系を示す概要的な斜視図、
第３図は上記ＶＴＲのシリンダの断面図である。第４図はロータリトランスの構造の説明図、第５図は円
筒形コアの部分破断斜視図である。第６図（Ａ）〜（Ｈ）は本発明に係るロータリトランス
の一実施例における製作工程図である。第７図は上記の工程を施工するための巻線装着装置の斜
視図、第８図は同じく正面図である。第９図は、ブツシャへの巻線作業の説明図である。第１０図及び第１１図はフォーミングガイドの説明図で
ある。第１２図はコイル巻線材である銅線の伸びと荷重との関
係を示す図表である。第１３図はコアに装着されるコイルの形状を説明するた
めの単品斜視図である。第１４図（Ａ）、（Ｂ）はブツシャの拡張前、拡張後の
形状説明図である。第１５図（Ａ）は溝内に収納されたコイルの形状説明図
で第１５図（Ｂ）は第１５図（Ａ）の部分拡大図である
。第１６図はコイルの円周各部での位置を表す図である。第１７図はコイルの円周各部での位置とその場所での伸
び率の関係を示す図である。第１８図（Ａ）、（Ｂ）はクリアランスＣの説明図であ
る。第１９図、第２０図、第２１図はそれぞれスプリングバ
ック量Ｘ、ギャップ長１．　ｇ、対向面積Ｓ１の説明図
である。第２２図はコイル巻線材である銅線の伸びと荷重との関
係より求められる伸びの許容範囲を示す図表である。第２３図は拡張後のコイルの円周各部と抵抗の関係を示
す図表である。第２４図（Ａ）、（Ｂ）はブツシャの数及び移動距離と
それに伴うコイルの放射方向と接線方向の移動量の関係
を示した図である。第２５図は他の実施例であるロータリトランスの断面図
、第２６図は第２５図に示したロータリトランスの分解
斜視図である。１０・・・円筒形コア、１１・・・巻線用溝、１２・・
・引き出し溝、１３・・・コイル、２０′・・・コイル
保持治具、２１・・・ブツシャ、２２・・開閉機構。

Claims

【特許請求の範囲】

１．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、上記コイルの内径寸法は前記コアの内
径寸法と等しく、若しくは該コイルの内径寸法が該コア
の内径寸法に比して線径寸法の範囲内の寸法だけ大きい
ことを特徴とするロータリトランス。
２．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、前記のコアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記のコイルの巻数は２
ターン以上であり、かつ、前記巻線用溝の深さ寸法はコイルの線径寸法よりも大き
く、前記巻線用溝の幅寸法はコイルの軸心方向寸法よりも大
きいことを特徴とするロータリトランス。
３．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、前記のコアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記のコイルの巻数は２
ターン以上であり、かつ、前記巻線用溝の深さ寸法はコイルの線径寸法よりも大き
く、前記巻線用溝の幅寸法はコイルの軸心方向寸法よりも小
さいことを特徴とするロータリトランス。
４．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、前記のコアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記のコイルの巻数は２
ターン以上であり、前記巻線用溝の深さ寸法はコイルの
線径寸法よりも小さく、前記巻線用溝の幅寸法はコイルの軸心方向寸法よりも大
きく、かつ、前記のコイルは、その内径寸法がコアの内径寸法と等し
くなるように塑性変形せしめられて、その断面形状が偏
平になっていることを特徴とするロータリトランス。
５．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、前記のコアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記のコイルの巻数は２
ターン以上であり、前記巻線用溝の深さ寸法はコイルの
線径寸法よりも小さく、前記巻線用溝の幅寸法はコイルの軸心方向寸法よりも小
さく、かつ、前記のコイルは、その内径寸法がコアの内径寸法と等し
くなるように塑性変形せしめられて、その断面形状が偏
平になっていることを特徴とするロータリトランス。
６．前記のコイルは、軸心と直角な方向に放射状に拡開
，縮小可能な治具に装着してコア内に挿入され、前記の
治具を拡開されて、コアの内径寸法と同一の内径寸法若
しくはそれ以上に成形されたものであることを特徴とす
る、請求項１に記載のロータリトランス。
７．前記のコイルは、巻線された状態で該コイルの外径
の一部がコアの内径よりも小さくなるように変形せしめ
られてコア内に挿入され、治具を用いて拡開されて、該
コイルの内径寸法がコアの内径寸法若しくはそれ以上に
成形されたものであることを特徴とする、請求項１に記
載のロータリトランス。
８．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、上記コイルの内径寸法は前記コアの内
径寸法と等しく、若しくは該コイルの内径寸法が該コア
の内径寸法に比して線径寸法の範囲内の寸法差だけ大き
く、かつ、前記のコイルの巻数は２ターン以上であって
、その断面形状が偏平であることを特徴とするロータリ
トランス。
９．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリト
ランスにおいて、前記コアの内周面にコイルを収納する
巻線用溝が設けられており、前記巻線用溝の深さ寸法は
、コイルの線径寸法よりも大きく、かつ前記コイルは、
その内径寸法がコアの内径寸法よりも大きくなるように
塑性変形せしめられて、そのコイルの各部において、線
径または曲率のいずれか一方が異なっていることを特徴
とするロータリトランス。
１０．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリ
トランスにおいて、前記コアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記巻線用溝と前記巻線
用溝に収納されるコイルが同心円となるように塑性変形
せしめられたコイルを有することを特徴とするロータリ
トランス。
１１．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリ
トランスにおいて、前記コアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記コイルは４つの円弧
部と４つの直線部を形成するよう塑性変形せしめられ、
前記直線部が前記円弧部よりコア内周面に近づいている
ことを特徴とするロータリトランス。
１２．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリ
トランスにおいて、前記コアの内周面にコイルを収納す
る巻線用溝が設けられており、前記コイルは４つの円弧
部と４つの直線部を形成するよう塑性変形せしめられて
前記巻線用溝に収納され、前記巻線用溝に収納された前
記コイルの端末線が前記コアの軸心方向に形成され、前
記コイルの円弧部の中心に位置する引き出し溝の中に収
納されていることを特徴とするロータリトランス。
１３．円筒形のコアの内側にコイルを装着したロータリ
トランスにおいて、上記コイルの内径寸法は前記コアの
内径寸法と等しく、若しくは該コイルの内径寸法が該コ
アの内径寸法に比して線径寸法の範囲内の寸法差だけ大
きく、かつ、前記のコイルの巻数は２ターン以上であり
、該コイルは接着剤を用いることなく前記コアに押しつ
けられる方向に成形されて嵌め合わされていることを特
等とするロータリトランス。