JPH04307719A - ロータリートランスの製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダや
デジタルオーディオテープレコーダなどの回転する磁気
ヘッドに対する信号の授受に用いるロータリートランス
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダやデジタルオーデ
ィオテープレコーダなどの磁気記録再生機器に使用され
るロータリートランスには円板型と円筒型の２種類があ
るが、近年、機器の高性能化，多機能化に伴い必要とさ
れるチャンネル数の増加と高密度化によって、円筒型ロ
ータリートランスの使用が増えてきた。

【０００３】この構造の断面概略図を図１３に示した。 同図にみられるように、ロータリートランスの構造は円
筒型のフェライトからなる内側コア１とフェライトから
なる外側コア２の両者が同軸に相対向して一定の極小間
隙に保たれて配置されており、対向するそれぞれの表面
には必要とするチャンネル数のコイル用凹溝３が設けら
れ、そのコイル用凹溝３内にコイル４が装着されている
。また内側コア１の各チャンネル間にはショートリング
６をはめこむ凹溝５が設けてある。

【０００４】上記構成のロータリートランスにおいては
、記録再生信号電流の損失を極力少なくする上で回転に
支障をきたさない限り、内側コア１と外側コア２の相対
向間隙は狭ければ狭い程好ましい。実際には７０μｍ以
下という極めて高精度の間隙量が要求されている。この
要求を満たすためには、各々の内側コア１，外側コア２
の特に対向面となる表面粗度，真円度，同軸度さらには
組立て精度を正確に制御しなければならない。

【０００５】ロータリートランス用フェライトコアは通
常次のようにして作製される。まず、図１７に示すよう
に、円筒型フェライト焼結体を作成し、次に所望の寸法
精度を得るために特殊な機械加工で仕上げるが、上記フ
ェライト焼結体を作成する方法としては、同図において
所望の組成で原料を配合・混合した後、１０００℃以下
の温度で仮焼成する。次にこの仮焼成物を粉砕し、この
粉砕粉末に適量のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶
液などバインダーを加え造粒した後、この造粒粉を金型
で圧縮成形する。こうして得られた円筒型成形体を１０
００℃以上の高温で本焼成して円筒型フェライト焼結体
を得るか、あるいは上記フェライト仮焼粉砕粉末を樹脂
と混練し、円筒状にトランスファー成形した後、脱脂の
ための熱処理工程を経て同じく１０００℃以上の高温本
焼成を行って同様のフェライト焼結体を得るという２つ
の方法がある（特開昭６１−８４００６号公報参照）。

【０００６】しかし、上記のどちらの方法であっても得
られたフェライト焼結体は、焼成前の成形体寸法に比べ
１０％以上の大きい収縮や反りが発生するので、そのま
までは寸法および精度的にもロータリートランスコアと
しての厳しい要求仕様内に納めることは非常に困難であ
る。

【０００７】従って、たとえば円筒型コアを作る場合は
通常次のようになされている。まずその内外径が所望の
寸法よりも約１ｍｍ以上の余裕をもった円筒型フェライ
ト焼結体を用意し、この円筒型コアの外周面をセンタレ
スグラインダで１次研削し、次にこの外周面を基準にし
て内周面を内面研削機で粗研削し、その後内外周面両方
ともに特殊研削機で表面仕上げした後、必要チャンネル
数のコイル用凹溝を内周もしくは外周に沿って溝研削砥
石または回転連続刃で同時溝加工されて円筒型ロータリ
ートランスコアの最終製品としての寸法精度を得ている
。

【０００８】この際、特に精度が必要な部分は２つの円
筒型コアの相対間隙寸法であり、また加工工数としては
溝加工の占める割合が最も高い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来法によ
るフェライト焼結技術では、焼結品が大幅に収縮するこ
とや反りの現象は不可避で、収縮量をあらかじめ見込ん
で余裕ある寸法で円筒型もしくは円板型フェライト焼結
品を作製し、粗研削から最終的に精密加工で所望の寸法
，精度を出し、さらにコイル装着用の溝加工を行うこと
によってロータリートランス用フェライトコアに仕上げ
ている。しかし、この方法では特に溝加工をはじめとし
て加工工数が多いことや、また材料が堅いため加工時に
割れや欠けなどが生じるなど工程歩留が悪いため、低コ
ストで作るのが難しいという大きな課題があった。

【００１０】さらにまた従来の方法では外側コアの内周
面の溝形成を金型成形によって作製する方法はなく、溝
加工は全て機械加工で行う方法しかなかった。

【００１１】本発明の目的は上述した従来技術の欠点を
解消し、金型成形によって外側コアの内周面に溝形成を
することで円筒型ロータリートランスを安価に製造でき
る方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、中心軸の少なくとも一部に放射方向に突出
する縦溝形成片をもった縦溝形成用金型の中心軸の周辺
に２つ以上に分割され上記縦溝形成用金型の周辺に横溝
を形成する突条を複数個周面に設けた横溝形成用金型を
組合わせて内形金型とし、この内形金型の外周に円筒状
の外形金型を被せ、この外形金型と内形金型の間に磁性
粉を充填し上記内形金型と外形金型との間に押し金型を
入りこませて上記磁性粉を圧縮成形した後、押し金型を
抜きとった後、内形金型の縦溝形成用金型を抜き出し、
横溝形成用金型を中心軸方向に移動させて成形体より抜
き出し、外形金型から抜き出した成形体を高温処理して
円筒状コアとし、この円筒状コアの内周面の横溝にコイ
ルを組込んで外側コイルを構成し、また外周面の横溝に
コイルを形成した内側コイルを上記外側コイル内に組込
むロータリートランスの製造方法に関するものである。

【００１３】上記コアの製造方法としては、まず所望の
組成で原料を配合・混合した後、１０００℃以下の温度
で仮焼成する。次にこの仮焼成物を粉砕し、この粉砕粉
末に適量のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液など
バインダーを加え造粒した後、この造粒粉を上記金型内
に適当な量を充填し圧縮成形して成形体を作製する。次
にこうして得られた成形溝を有する成形体を仮焼成温度
以上で本焼成して円筒型コアを得るか、または必要に応
じて成形溝以外の部分を最少限の機械加工を施してロー
タリートランス用コアを得る方法である。

【００１４】あるいは所望の組成で原料を配合・混合し
た後、この混合物をＰＶＡ水溶液で造粒したものを本焼
成と同様の高温焼成を行い、これを粉砕して十分にフェ
ライト化が進んだ高結晶性ソフトフェライト磁性粉末（
本焼粉という）を得、次にこの本焼粉にこの焼成温度よ
り低い軟化点をもつガラス粉末を混合・造粒し、上記金
型に適当な量を充填し圧縮成形した成形体を作製する。 次にこうして得られた成形溝を有する成形体を上記ガラ
ス粉末の軟化温度以上で、かつ上記フェライト粉末の焼
成温度以下の範囲で加熱処理してロータリートランス用
コアを得る方法とするものである。

【００１５】もう一つの方法としては、上記フェライト
磁性粉末とガラス粉末との混合物あるいはその磁性粉末
とそれら混合物に樹脂を含んだものを成形する際に加熱
しながら磁性粉末間に介在するガラス粉末あるいは樹脂
を軟化溶融させて圧縮成形し成形体を作製した後、同様
に加熱処理してロータリートランス用コアを得ることも
できる。

【００１６】

【作用】本発明によるロータリートランスの製造方法は
、従来の円筒型コアの内周面の溝形成を機械加工で行う
方法とは異なり、金型成形によって作製するため、これ
までに行われていた溝加工工程が不要になるという効果
があるため、従来のものよりはるかに安価なものが得ら
れるという特徴がある。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１８】上記ロータリートランス用コアの製造方法
としては、一例として図２に示すように、まず中心軸７
に放射方向に突出した４枚の板状の縦溝形成片８をもっ
た縦溝形成金型９の周辺に、４つに分割されしかも両端
にテーパ部をもち横溝を形成する突条を所望のチャンネ
ル数だけ周辺に設けた横溝形成用金型１０を内側円筒部
にテーパを有するキャップ１１，１２で縦溝形成用金型
９の周辺に組合せて固定し図３に示すような内形金型１
３を得る。次に図４のように内形金型１３を下押し金型
１４に挿入した後、図５に示すようにこの内形金型１３
の外周に円筒状の外形金型１５を被せ、この外形金型１
５と内形金型１３の間に所望量の磁性粉１６を粉体供給
ノズル１８などで均一に充填し、上記内形金型１３と外
形金型１５との間に下押し金型１４と上押し金型１７を
入り込ませて上記磁性粉１６を図６のように圧縮成形す
る。

【００１９】次に図７に示すように４個の横溝形成用金
型１０の固定用キャップ１１，１２を抜きとった後、図
８に示すように縦溝形成用金型９を抜き出す。

【００２０】次に図８に示すように上下端部に相反する
ネジ部をそれぞれ有する中心棒３０を縦溝形成用金型９
を抜き取った空間に挿入し、上下端部のネジ部の内側円
筒部にテーパをもつ抜き型３１，３２を上下方向から４
個の横溝形成用金型１０のテーパ部直前までねじ込む。 そして図１０に示すように中心棒３０を抜き型３１，３
２がお互いが接近する方向に回転させることにより、抜
き型３１，３２を同速度で可動させ、抜き型と横溝形成
用金型のお互いのテーパを利用することで、４個の横溝
形成用金型１０を中心軸方向に移動させて図１１のよう
に成形体１９より抜き出し、そして最後に図１２に示す
ように外形金型１５から成形体１９を抜き型２０によっ
て抜き出すのである。

【００２１】この際、成形体の取り出し順序はこの例に
限ることはなく、まず外形金型１５から成形体１９を抜
いた後に内形金外１３の縦溝形成用金型９を抜き出し、
横溝形成用金型１０を上記と同様に中心軸方向に移動さ
せて成形体１９より抜き出してもよいものである。

【００２２】次にこうして得られた成形体１９を高温処
理して円筒状コアとし、図１３に示すように、この円筒
状コアを外側コア２としてその内周面の横溝にコイル４
を組込み外側コイルを構成し、また内側コアではその外
周面の横溝にコイル４を形成して内側コイルとし、これ
を上記外側コイル内に組込んでロータリートランスを作
製するのである。

【００２３】ここでは縦溝数が４本の場合の一例につい
て説明したが、これに限られるものではなく、基本的に
は２本以上の縦溝数をもった縦溝形成金型とそれに相当
した数に分割された横溝形成金型とが組合わされた構成
をしていればよいものである。

【００２４】また磁性粉としてはフェライトの仮焼成粉
、または高温焼成で十分フェライト化が進んだ高結晶性
フェライト磁性粉とガラス粉末との混合物、あるいはそ
れらと樹脂の混合物からなるものでもよい。

【００２５】さらに圧縮成形の際、上記ガラス粉末ある
いは樹脂の混合物の場合はそのガラス粉末あるいは樹脂
が溶融する温度の加熱状態で行うこともできる。また樹
脂は熱硬化性，熱可塑性のいずれも使用できるものであ
る。

【００２６】以下、具体的な実施例について説明する。 （実施例１）図１に示すようにＦｅ２Ｏ３　　４８ｍｏ
ｌ％，ＮｉＯ　　１４ｍｏｌ％，ＺｎＯ　　３４ｍｏｌ
％，ＣｕＯ　　４ｍｏｌ％よりなる出発原料を配合・混
合し、この混合物にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の
５ｗｔ％水溶液を５ｗｔ％加え、これを造粒したものを
１２５０℃で６時間焼成したものを粉砕して、平均粒径
５０μｍのＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系ソフトフェライト本焼成
粉を準備した。この粉末をＸ線解析した結果、ソフトフ
ェライト特有の鋭いスピネル構造回折線が得られ結晶性
の非常に高い磁性粉末であることを確認した。次に上記
高結晶性フェライト磁性粉末に対して軟化点（Ｔｄ）３
７０℃，平均粒径１μｍの無アルカリホウケイ酸鉛系ガ
ラス粉末を３ｗｔ％加えて混合した後、造粒する。

【００２７】次に、２つの円筒型コアがそれぞれ対向す
る面に各々コイルが巻装されるための凹溝と縦溝を成形
によって作製するため、外側コア成形の場合は図２〜図
１２に示す製造方法で金型内に所望量の造粒粉を充填し
、３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形し、横溝，縦溝を有し
た外側コア用の円筒成形体を得る。

【００２８】また内側コアの場合、外周面に凹溝を形成
するため、図１５，図１６に示すように凸部を有した４
個の割り金型２２に上記造粒粉を所望量充填し、上記と
同様３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で上下の押し金型２３，２
４で加圧成形しコイル用凹溝およびショートリング用凹
溝、さらには縦溝を有した内側コア用の円筒成形体２５
を作製した。

【００２９】そしてこれら成形体を電気炉内に個々に設
置し、１２００℃，６０分間空気中で加熱処理しガラス
結着型の円筒型ロータリートランス用フェライトコアを
得た。

【００３０】次に図１３に示すようにこれら凹溝３，５
にコイル４あるいはショートリング６を巻装し、２個の
コア１，２を組合わせてロータリートランスを作製した
。

【００３１】上記実施例１の材料特性を（表１）に示し
た。実施例１では、コアの収縮率が０．１％以下と、ほ
とんど熱処理によるコア収縮がないため金型寸法どおり
のものが得られ、外側コアと内側コア間の間隙は、７０
μｍ以下の極めて高精度の円筒型ロータリートランスが
実現でき、また磁気特性，トランス特性にも優れたもの
が得られた。

【００３２】

【表１】

【００３３】（実施例２）実施例１で用いた同一のフェ
ライト本焼粉に対して同一のガラス粉末を３ｗｔ％、樹
脂としてエポキシ粉末を５ｗｔ％加えて混合した後、樹
脂の軟化温度以上の９０℃で２分間熱混練し、これを粉
砕・造粒した後、この造粒粉を所望量だけ実施例１と同
様の金型に充填し、金型温度１８０℃で３０秒間、１ｔ
ｏｎ／ｃｍ２で圧縮成形し、円筒型成形体をそれぞれ２
個作製した。

【００３４】次にこれら成形体を電気炉内に個々に設置
し、脱脂工程を経た後、１２００℃，６０分間空気中で
加熱処理しガラス結着型の円筒型ロータリートランス用
フェライトコアを得、そして実施例１と同様にしてロー
タリートランスを作製した。

【００３５】上記実施例２の材料特性を（表１）に示し
た実施例２では、コアの収縮率が０．１％以下と、ほと
んど熱処理によるコア収縮がないため金型寸法どおりの
ものが得られ、外側と内側コア間の間隙は、７０μｍ以
下の極めて高精度の円筒型ロータリートランスが実現で
き、また磁気特性，トランス特性にも優れたものが得ら
れた。

【００３６】（実施例３）実施例１と同一の配合組成を
もった出発原料の混合物に５ｗｔ％ＰＶＡ水溶液を５ｗ
ｔ％加え、この造粒粉を１０００℃，２時間で仮焼成を
行い、これを２〜５μｍに微粉砕し、この造粒粉を実施
例１，２と同様にして円筒型成形体をそれぞれ２個作製
した。

【００３７】この成形品を電気炉内に設置し、１２００
℃，３時間空気中で焼成した後、除冷しながら降温させ
Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト焼結型の円筒型コアを得
た。

【００３８】上記実施例３の材料特性を（表１）に示し
た。実施例３ではコア収縮率が１０％になったが、内側
コア，外側コアともに成形溝以外の内外周面を所望の寸
法に最小限の機械加工を施すことだけで簡単に高精度の
円筒型ロータリートランスを得ることができ、また磁気
特性，トランス特性にも優れたものが得られた。

【００３９】（実施例４）実施例１で用いた同一のフェ
ライト本焼粉に対して同一のガラス粉末を１０ｗｔ％加
えて混合した後、ＰＶＡ水溶液で造粒した。次にこの造
粒粉を実施例２と同様の方法でステライト製の同金型に
所望量均一に充填する。この際外形金型には図１４に示
すように金型の周囲にヒータが取りつけられ、温度４５
０℃で１分間、１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で上下押し金型
を圧縮し、磁性粉間に介在するガラス粉末を軟化溶融さ
せながら成形を行った。そして成形が終了した後、金型
を冷却しコアを実施例２と同様にして取り出し、円筒型
成形体をそれぞれ２個作製した。

【００４０】次にこれら成形体を電気炉内に個々に設置
し、１２００℃，６０分間空気中で加熱処理しガラス結
着型の円筒型ロータリートランス用フェライトコアを得
、そして実施例２と同様にしてロータリートランスを作
製した。

【００４１】上記実施例４の材料特性を（表１）に示し
た。実施例４では、コアの収縮率が１％で熱処理による
コア収縮が小さいため金型寸法に近いものが得られ、外
側と内側コア間の隙は、７０μｍ以下の極めて高精度の
円筒型ロータリートランスが実現でき、また磁気特性，
トランス特性にも優れたものが得られた。

【００４２】ここで本実施例１，２，３，４では造粒粉
の充填法を粉末で金型内に充填したが、予めこの粉末を
円筒型に予備成形した円筒型成形物を金型に投入して以
下同様な方法で円筒型コアを作製してもよいものである
。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によるロータリート
ランスの製造方法は、従来方法が全てコアを機械加工に
よって得るのに対し、金型成形によって作製するため製
造プロセスが非常に簡単になり、加工コストも大幅に低
減できることで、従来よりもはるかに安価なロータリー
トランスが得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロータリートランスの製造方法の一実
施例を示す製造工程の工程図

【図２】同方法に用いる内形金型の分解斜視図

【図３】
同内形金型の斜視図

【図４】同内形金型を下押し金型に組込んだ状態の斜視
図

【図５】同内形金型に外形金型を組込んで磁性粉を供給
する状態の斜視図

【図６】同成形金型の成形時の斜視図

【図７】同成形後キャップを取除く状態を示す一部切欠
斜視図

【図８】同縦溝形成用金型を抜きとった状態の一部切欠
斜視図

【図９】同抜き型を組込んだ状態を示す一部切欠斜視図

【図１０】同抜き型を組込んだ状態の一部切欠斜視図

【
図１１】同横溝形成用金型を抜いた状態の斜視図

【図１
２】同成形体を取出す状態を示す一部切欠斜視図

【図１
３】同方法によって形成したロータリートランスの断面
図

【図１４】他の実施例の成形金型の斜視図

【図１５】本
発明における内側コアの成形を示す断面図

【図１６】同
説明図

【図１７】従来のロータリートランスの製造方法の工程
を示す工程図

【符号の説明】

１　　内側コア ２　　外側コア ３　　コイル用凹溝 ４　　コイル ５　　ショートリング用凹溝 ６　　ショートリング ７　　中心軸 ８　　縦溝形成片 ９　　縦溝形成用金型 １０　　横溝形成用金型 １１，１２　　キャップ １３　　内形金型 １４　　下押し金型 １５　　外形金型 １６　　磁性粉 １７　　上押し金型 １８　　粉体供給ノズル １９　　成形体 ２０　　抜き型 ２１　　ヒーター ２２　　割り金型 ２３　　上押し金型 ２４　　下押し金型 ２５　　成形体 ３０　　中心棒 ３１，３２　　抜き型

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心軸の少なくとも一部に放射方向に突出
   する縦溝形成片をもった縦溝形成用金型の中心軸の周辺
   に２つ以上に分割され上記縦溝形成用金型の周辺に横溝
   を形成する突条を複数個周面に設けた横溝形成用金型を
   組合せて内形金型とし、この内形金型の外周に円筒状の
   外形金型を被せ、この外形金型と内形金型の間に磁性粉
   を充填し上記内形金型と外形金型との間に押し金型を入
   りこませて上記磁性粉を圧縮成形した後、押し金型を抜
   きとった後、内形金型の縦溝形成用金型を抜き出し、横
   溝形成用金型を中心軸方向に移動させて成形体より抜き
   出し、外形金型から抜き出した成形体を高温処理して円
   筒状コアとし、この円筒状コアの内周面の横溝にコイル
   を組込んで外側コイルを構成し、また外周面の横溝にコ
   イルを形成した内側コイルを上記外側コイル内に組込む
   ロータリートランスの製造方法。
2. 【請求項２】磁性粉が高温焼成で十分にフェライト化が
   進んだ高晶性フェライト磁性粉末とガラス粉末との混合
   物からなものか、あるいはその磁性粉末またはそれら混
   合物に樹脂を含むものからなる請求項１記載のロータリ
   ートランスの製造方法。
3. 【請求項３】圧縮成形がガラス粉末、あるいは樹脂を溶
   融する加熱状態で行われる請求項２記載のロータリート
   ランスの製造方法。