JPH05258963A

JPH05258963A - ロータリートランス

Info

Publication number: JPH05258963A
Application number: JP4053659A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Akiyasu; 均秋保; Naoki Ono; 直樹小野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】コアの面精度を向上させると共に、実効透磁
率の劣化を抑えるようにして、ロータリートランスとし
ての結合効率及び伝送効率を向上させる。【構成】ロータリートランスを構成するコアのうち、
ステータコアＳＣを、フェライト粉末をプレス成形して
得たコア（フェライト焼結コア）にて作製し、ロータコ
アＲＣを、上記フェライト粉末に高分子材料からなるバ
インダーを混練してフェライト樹脂を得た後、該フェラ
イト樹脂を射出成形して得たコア（フェライト樹脂コ
ア）にて作製して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダ（ＶＴＲ）やデジタルオーディオテープレコーダ
（ＤＡＴ）等に用いられるロータリートランスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロータリートランスは、例えば
ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）やデジタルオーディオ
テープレコーダ（ＤＡＴ）等において、回転ヘッドの入
出力信号を伝送するために用いられ、ステータとロータ
とから構成されている。このロータリートランスとして
は、現在、平型（ディスク型）のものと縦型（シリンダ
型）のものとが知られている。

【０００３】そして、ロータリートランスのコアは、必
要な磁気特性を得るために、フェライト等の高い透磁率
を有する材料を用いて形成されている。

【０００４】従来のロータリートランス用コアの製造方
法は、フェライト粉末を金型内で一軸方向に圧縮するプ
レス成形法が一般に用いられている。

【０００５】しかし、コイル巻線用溝が設けられた複雑
形状のロータリートランス用コアを上記プレス成形法に
て作製した場合、金型内に投入される原材料の充填度に
不均一が生じ、その結果、焼成後のコアに変形や反りが
生じたり、また、成形ショット毎の原材料の充填度が不
均一なため、再現性が低く、個々のコアにおいて寸法の
ばらつきが生じるという問題があった。

【０００６】そこで、従来では、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェラ
イト粉末にポリアミド粉末を混練してコア原料を作り、
このコア原料を一旦押し出しによりペレット状に仮成形
した後、射出成形してコア（以下、フェライト樹脂コア
と記す）を得るという技術が提案されている（特開昭６
２−１８８３０３号公報参照）。

【０００７】この技術の場合、コアの面精度が飛躍的に
向上し、それに伴い、その後の研磨工程を省略すること
ができ、製造コストの低廉化を図ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フェライト樹
脂のみでコアを形成した場合、フェライト樹脂の比透磁
率μｓがフェライト焼結コアよりも低いため、チャネル
間のクロストークが発生し易くなり、ロータリートラン
スとしての結合効率及び伝送効率が劣化する。

【０００９】仮に比透磁率μｓを高くしたい場合には、
フェライト粉末の粒子径として約１ｍｍ程度必要であ
り、この１ｍｍ程度の粒子径を有するフェライト粉末を
用いて射出成形した場合、コアの面精度が大幅に劣化す
るという新たな問題が生じる。

【００１０】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、コアの面精度を向上
させることができると共に、実効透磁率の劣化を抑える
ことができ、ロータリートランスとしての結合効率及び
伝送効率を向上させることができるロータリートランス
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータコア
及びロータコアを有するロータリートランスにおいて、
一方のコアを焼結体で作製し、他方のコアがフェライト
入り樹脂コアで作製して構成する。

【００１２】

【作用】上述の本発明の構成によれば、他方のコアが寸
法精度の高いフェライト入り樹脂コアにて作製されてい
るため、対向面精度が大幅に向上する。また、一方のコ
アが焼結体にて作製されているため、従来のフェライト
入り樹脂コアのみで構成したコアよりもその実効透磁率
が向上し、それに伴って、ロータリートランスの結合効
率及び伝送効率を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜図６を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係る２チャンネル
用平型ロータリートランスを一部省略して示す断面図で
ある。図において、１はモータ軸が挿通される貫通孔、
ｇはギャップを示す。

【００１４】この本実施例に係るロータリートランスを
構成するコアのうち、ステータコアＳＣは、フェライト
粉末をプレス成形して得たコア（以下、フェライト焼結
コアと記す）にて作製されている。また、ロータコアＲ
Ｃは、上記フェライト粉末に高分子材料からなるバイン
ダーを混練してフェライト樹脂を得た後、該フェライト
樹脂を射出成形して得たコア（以下、フェライト樹脂コ
アと記す）にて作製されている。

【００１５】ステータコアＳＣ及びロータコアＲＣは共
に円板平板状に形成され、夫々その対向面側に１チャン
ネル用コイル２ｓ及び２ｒが挿入される巻線溝３ｓ及び
３ｒと２チャンネル用コイル４ｓ及び４ｒが挿入される
巻線溝５ｓ及び５ｒが同心円状に形成されている。

【００１６】ここで、本例に係るフェライト粉末の作り
方を図２及び図３に基いて説明する。

【００１７】まず、酸化鉄を主成分とする例えばＮｉ−
Ｚｎ系の原料組成物をボールミルで粉砕し、これに添加
剤（バインダー、消泡剤、潤滑剤、可塑剤）を投入しな
がらスラリー濃度を調整し、スラリー組成物を調製す
る。下記に原料組成物及び添加剤の各組成を示す。

【００１８】原料組成物（Ｎｉ−Ｚｎ系）Ｆｅ₂Ｏ₃ ４９．７２ｍｏｌ％ＺｎＯ３１．７０ｍｏｌ％ＮｉＯ９．１１ｍｏｌ％ＣｕＯ９．４７ｍｏｌ％添加剤バインダ（ＰＶＡ）１２０リットル消泡剤１リットル潤滑剤８．５ｋｇ可塑剤１．０ｋｇスラリー濃度（原料組成物％）５５％

【００１９】このようにして調製したスラリー組成物を
スプレー乾燥し、ほぼ球形の造粒粉とする。図３に本実
施例で使用した造粒粉を製造するための造粒装置１０を
示す。

【００２０】この造粒装置１０は、下端部１１ａが円錐
形状とされた造粒炉１１と、この造粒炉１１内に臨むよ
うにして取り付けられたパイプ１２を有する。このパイ
プ１２は、一端１２ａから送風機（図示せず）によって
空気が送り込まれるように構成されており、中途部分に
は、上記スラリー組成物を収容しておくためのタンク１
３が設けられている。

【００２１】また、パイプ１２の他端１２ｂには、ノズ
ル１４が回転自在に取り付けられている。このノズル１
４は、回転方向の接線方向に向かってスラリー組成物を
噴出する４個の吹き出し口１４ａを有し、これら吹き出
し口１４ａからスラリー組成物を吹き出すことによって
回転する。

【００２２】この造粒装置１０は、造粒炉１１内の温度
が１２０〜２００℃に維持され、造粒炉１１の下端部１
１ａに設けられた開口部１１ｂに対向する位置には、炉
１１内で乾燥された造粒粉１５を回収するための受け皿
１６が配置されている。

【００２３】このように構成された造粒装置１０によっ
て造粒粉１５の製造を行う場合は、まず、上記タンク１
３内にスラリー組成物を入れ、パイプ１２の一端１２ａ
より空気を送り込む。このとき、パイプ１２にまで落下
したスラリー組成物は、空気圧によって押し出され、パ
イプ１２を通ってノズル１４の吹き出し口１４ａより噴
出する。

【００２４】噴出したスラリー組成物は、表面張力によ
ってほぼ球形状となりながら造粒炉１１の内壁面に付着
する。この内壁面に付着したスラリー組成物は、炉１１
内で乾燥され、ほぼ球形の造粒粉１５となって剥がれ落
ち、受け皿１６に回収される。

【００２５】このようにして製造されたほぼ球形の造粒
粉１５は、粒子径が４４〜１４９μｍの範囲に分布して
おり、全体的にほぼ均一な粒子径を有する。

【００２６】尚、上記造粒装置１０の造粒条件を下記に
示す。造粒条件ノズル径１．７ｍｍφ ノズル本数１本熱風温度３００〜３６７℃ 排風温度１３０℃

【００２７】そして、上記のようにして得られた造粒粉
１５を例えば既知の撹拌羽根付きロータリーキルンを用
いて約１０５０〜１１００℃の温度で撹拌しながら焼成
してほぼ球形のフェライト粉末（粒子径＝数μｍ〜数１
０μｍ）を得る。

【００２８】上記例では、原料組成物としてＮｉ−Ｚｎ
系の組成物を示したが、他の組成物（Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｍ
ｎ−Ｚｎ系）も可能なので、以下にそれらの例を示す。

【００２９】原料組成物（Ｍｇ−Ｚｎ系）Ｆｅ₂Ｏ₃ ４８．０ｍｏｌ％ＭｇＯ２０．５ｍｏｌ％ＣｕＯ７．５ｍｏｌ％ＺｎＯ２４．０ｍｏｌ％

【００３０】原料組成物（Ｍｎ−Ｚｎ系）Ｆｅ₂Ｏ₃ ５３．０ｍｏｌ％ＭｎＣＯ₃ ３４．０ｍｏｌ％ＺｎＯ１３．０ｍｏｌ％

【００３１】そして、上記のようにして得られたフェラ
イト粉末を、例えば金型内で一軸方向に圧縮するプレス
成形法を用いて本例に係るステータコアＳＣを作製す
る。

【００３２】一方、ロータコアＲＣは、上記のようにし
て得られたフェライト粉末を、高分子材料に重量比で７
０〜９８重量％（本例では、９０％程度）ほど混練して
フェライト樹脂を得た後、射出成形法、プレス成形法又
は加熱プレス成形法を用いて作製する。

【００３３】上記フェライト粉末に混合する高分子材料
としては、本例では、ポリプロピレン、ポリアミド、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアク
リレート、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０
−ナイロン、１１−ナイロン、１２−ナイロン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等
の熱可塑性樹脂やフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ジア
リルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることがで
きる。本実施例では、ナイロン系の高分子材料を用い
た。

【００３４】上記射出成形法は、図４Ａに示すように、
上記フェライト樹脂（フェライト粉の粒子径＝数μｍ〜
数１０μｍ）から、径１ｍｍ〜１０ｍｍ、長さ２〜１０
ｍｍの粒状ペレットを多数作製し、このペレットを射出
成形機に投入して加熱溶融することにより、ロータコア
ＲＣを得る。

【００３５】上記プレス成形法は、図４Ｂに示すよう
に、上記フェライト樹脂（フェライト粉の粒子径＝数μ
ｍ〜数１００μｍ）から径１ｍｍ〜１０ｍｍ、長さ２〜
１０ｍｍの粒状ペレットを多数作製し、その後、上記ペ
レットを粉砕して、プレスに適した粒径のフェライト樹
脂粉を得る。これは、フェライト樹脂粉のプレス成形用
金型への充填率を高めるために行う。そして、上記フェ
ライト樹脂粉をプレス成形機に投入して、プレス成形す
ることにより、ロータコアＲＣの形を有する成形体を得
る。その後、高分子材料が接着する程度の温度で加熱処
理してロータコアＲＣを得る。

【００３６】上記加熱プレス成形法は、図４Ｃに示すよ
うに、上記フェライト樹脂（フェライト粉の粒子径＝数
μｍ〜数１００μｍ）から径１ｍｍ〜１０ｍｍ、長さ２
〜１０ｍｍの粒状ペレットを多数作製し、その後、上記
ペレットを粉砕して、プレスに適した粒径のフェライト
樹脂粉を得る。その後、このフェライト樹脂粉をプレス
成形機に投入して、加熱しながらプレス成形することに
より、ロータコアＲＣを得る。

【００３７】尚、プレス成形法及び加熱プレス成形法に
おける粉砕処理で得たフェライト樹脂粉の粒径は、その
粒径が小さいほど流動性に優れ、粒径が大きいほど磁気
特性が良くなるため、目的に応じ適宜選定する。実施例
では、平均粒径が４０μｍ〜８０μｍのフェライト樹脂
粉と、平均粒径が１ｍｍ〜２ｍｍのフェライト樹脂粉を
用いた。

【００３８】また、プレス成形法及び加熱プレス成形法
で行う加熱処理の最適温度は、フェライト樹脂に含まれ
る高分子材料の種類によって異なるが、フェライト粉
（焼結体）を得るときの焼結温度（概ね１０００℃前
後）よりも非常に低い温度に設定できる。本実施例で
は、ナイロン系の高分子材料を用いているため、約２２
０℃の温度で加熱を行った。

【００３９】上記３つの成形法は、成形後の加工を必要
とせず、コアの製造コストを低廉化する上で有効な方法
である。特に、上記３つの成形法中、加熱プレス成形法
は、高い透磁率のコアが得られる可能性があり、本例の
ロータコアＲＣのようにフェライト樹脂コアを作製する
方法として最も有利な方法と思われる。

【００４０】射出成形法は、フェライト樹脂中に含まれ
るフェライト粉の粒子径が数１００μｍ程度に大きい場
合又はフェライト樹脂に含まれるフェライト粉の重量比
が８０％以上に大きい場合、フェライト樹脂の流動性が
悪くなり、成形難になる可能性があるため、注意を要す
る。

【００４１】ところで、本例の場合、ステータコアＳＣ
をフェライト焼結コアにて作製し、ロータコアＲＣをフ
ェライト樹脂コアにて作製することから、完成されたス
テータコアＳＣとロータコアＲＣとで寸法に違いが生じ
る虞がある。

【００４２】そこで、本例では、まず、フェライト粉末
をプレス成形してフェライト焼結コアによるテスト用ス
テータコアを作製する。その後、このテスト用ステータ
コアの寸法を検査してデータ化する。次に、上記データ
に基いてプレス成形の圧力を換算する。この換算は、換
算された圧力でフェライト樹脂粉をプレス成形したと
き、上記テスト用ステータコアの寸法と同じ寸法を有す
るロータコアが得られるようなパラメータに基いて行う
ことができる。

【００４３】この場合、上記パラメータをメモリの配列
変数領域に登録することによりデータベース化し、テス
ト用ステータコアの寸法値をインデックスとして、メモ
リから該当するパラメータを取り出し、取り出したパラ
メータに基いて、プレス成形の圧力を演算することによ
り求めることができる。

【００４４】上述のように、本例によれば、ステータコ
アＳＣが寸法精度の高いフェライト樹脂コアにて作製さ
れているため、対向面精度が大幅に向上する。また、ロ
ータコアＲＣがフェライト焼結コアにて作製されている
ため、従来のフェライト樹脂コアのみで構成したコアよ
りもその実効透磁率が向上し、それに伴って、ロータリ
ートランスの結合効率及び伝送効率を向上させることが
できる。

【００４５】ここで、フェライト焼結コアとフェライト
樹脂コアの特性について説明する。フェライト樹脂コア
の比透磁率（μｓ）は、μｓ＝１０〜５０が一般的であ
る（通常、μｓ＝２０）。

【００４６】比透磁率が低い原因は、フェライト磁性体
を粉砕して数μｍ〜数１００μｍの粒子径にしているこ
とと、非磁性の高分子材料が含有されてフェライトの充
填率が低下しているためである。

【００４７】フェライト樹脂の比透磁率を高くするに
は、以下のことが必要である。フェライト磁性体として高比透磁率のものを使用す
る。フェライト粉の粒子径を大きくする（１ｍｍ程度）。高分子材料に対するフェライト粉の重量比を高くする
（８０％以上）。

【００４８】上記の方法は、表１で示す通り、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライト（μｓ＝１０００〜１００００）でフ
ェライト樹脂を作ることが考えられる（μｓ＝３０）。
しかし、比抵抗が１０〜１０（５）Ω・ｃｍと低いとい
う不都合がある。また、上記及びの方法では、フェ
ライト樹脂の流動性が悪くなり、射出成形が困難になる
という不都合がある。

【００４９】

【表１】

【００５０】ロータリートランスの伝送特性を表す一つ
のパラメータとして結合係数がある。図５に結合係数−
比透磁率特性を示す。一般に、フェライト焼結コアを用
いたロータリートランスは、比透磁率の比較的高い材料
（μｓ＞５００）、例えばＭｇ−ＺｎフェライトやＮｉ
−Ｚｎフェライトが使用され、結合係数もｋ＝０．９２
以上となっている。

【００５１】一方、フェライト樹脂コアでロータリート
ランスを作製したものは、フェライト樹脂コアの比透磁
率がμｓ＝２０と非常に低く、結合係数もｋ＝０．８４
で、実用的でない。そこで、通常は、回転ドラム内にヘ
ッドアンプを内蔵させて、出力レベル及びＳ／Ｎを高く
する必要があり、構造が複雑になるという不都合があ
る。

【００５２】本例の場合は、フェライト樹脂コア（μｓ
＝２０）とフェライト焼結コア（μｓ＝１４００）の組
合せのため、結合係数がｋ＝０．９３となり、実用化レ
ベルの範囲にある。

【００５３】上記実施例では、２チャンネル用平型ロー
タリートランスに適用した例を示したが、もちろん図６
に示すように、２チャンネル用縦型ロータリートランス
にも適用することができる。この図６において、図１と
対応するものについて同符号を記してある。

【００５４】尚、上記例では、フェライト焼結コアでス
テータコアＳＣを作製し、フェライト樹脂コアでロータ
コアＲＣを作製した例を示したが、その逆の構成、即ち
フェライト樹脂コアでステータコアＳＣを作製し、フェ
ライト焼結コアでロータコアＲＣを作製しても同様の効
果を得ることができる。

【００５５】また、本実施例では、磁性粉として、フェ
ライト粉末を用いたが、その他、センダスト、パーマロ
イ、珪素鋼板等の金属粉を用いてもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明に係るロータリートランスによれ
ば、コアの面精度を向上させることができると共に、実
効透磁率の劣化を抑えることができ、ロータリートラン
スとしての結合効率及び伝送効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る２チャンネル用平型ロータリー
トランスを一部省略して示す断面図。

【図２】本実施例に係るフェライト粉末の作り方を示す
工程ブロック図。

【図３】本実施例で用いられる造粒装置を示す構成図。

【図４】本実施例に係るロータコアを作るための３種類
の成形法を示す工程ブロック図。Ａは、射出成形法。Ｂ
は、プレス成形法。Ｃは、加熱プレス成形法。

【図５】結合係数−比透磁率特性を示す特性図。

【図６】他の実施例に係る２チャンネル用縦型ロータリ
ートランスを示す断面図。

【符号の説明】

ＳＣステータコアＲＣロータコア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータコア及びロータコアを有するロ
ータリートランスにおいて、一方のコアが焼結体であり、他方のコアがフェライト入
り樹脂コアであることを特徴とするロータリートラン
ス。