JPH03174707A - ロータリトランス - Google Patents

ロータリトランス

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JPH03174707A
JPH03174707A JP2236964A JP23696490A JPH03174707A JP H03174707 A JPH03174707 A JP H03174707A JP 2236964 A JP2236964 A JP 2236964A JP 23696490 A JP23696490 A JP 23696490A JP H03174707 A JPH03174707 A JP H03174707A
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rotary rotary
core
rotary
inner diameter
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春樹 岡田
Toshio Oji
陰地 敏男
Yasuo Shibazaki
柴崎 靖夫
Hiromichi Hiramatsu
平松 広道
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings

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  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
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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≧
W21 d<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9 75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、 ′:1−41 f−/−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 (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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。
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