JPH023288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロータリトランス、特にそれのコア
の製造方法に関する。

〔発明の背景〕

回転部電気回路と静止部電気回路とを有する装
置、例えば回転ヘツド型VTRの回転ドラム装置
には、回転部と静止部との相互間の電気信号伝達
手段としてロータリトランスが広く採用されてい
る。

第８図はこの種のロータリトランスのうちの偏
平型と呼ばれるロータリトランスの断面図、第９
図は第８図に示すロータリトランスのステータ側
コアの平面図、第１０図は第８図に示すロータリ
トランスのロータ側コアの平面図である。

これらの図において、１はステータ側コア、２
はロータ側コアであり、両コア１，２は40〜
70μm程度の磁気ギヤツプＧを介して対向してい
る。ステータ側コア１の上面には、同心円状の複
数本のコイル溝１ａと、これらコイル溝１ａに直
交する複数本のコイル引出溝１ｂとがそれぞれ設
けられており、各コイル溝１ａにはコイル３が所
定ターン数巻回され、それぞれのコイル３は各コ
イル引出溝１ｂを通つて静止部電気回路（図示せ
ず）に接続されている。

一方、ロータ側コア２の下面にも、上述したス
テータ側コア１と同様に、同心円状の複数本のコ
イル溝２ａと、各コイル溝２ａに直交する複数本
のコイル引出溝２ｂとが設けられており、各コイ
ル溝２ａにはコイル４が所定ターン数巻回され、
それぞれのコイル４は各コイル引出溝２ｂを通つ
て回転部電気回路（図示せず）に接続されてい
る。

このように構成されたロータリトランスにおい
て、各コイル４に回転部からの電気信号が電流波
形として加えられると、これによつて磁束が発生
し、該磁束の一部は各コイル４に対向するそれぞ
れのコイル３に鎖交し、各コイル３に電圧を誘起
する。このコイル３の誘起電圧は、両コイル３，
４間の結合係数Ｋが一定であればコイル４に加え
られた電圧に比例するため、相対的に回転運動す
るコイル３，４間で信号の伝達ができる。

そして、従来、かかるロータリトランスのコア
１，２の製造方法としては、ソフトフエライト磁
性粉末を金型内で一軸方向に圧縮する圧縮成形法
が一般的に用いられている。以下、この圧縮成形
法によるロータリトランスの製造方法について説
明する。

まず、ソフトフエライト磁性粉末に適量の潤滑
剤（粉末）を混合して粉末状の原材料を造粒し、
これを金型に入れ、機械プレスや油圧プレスで一
軸方向に加圧することによつて、コイル溝とコイ
ル引出溝とを有するコア素体を成形する。次に、
このコア素体を適当な雰囲気中で高温（1000〜
1400℃程度）に加熱し、粉末間の固相化学反応を
進めながら高密度化し、所望の磁気的性質と機械
的強さをもつコア１，２の焼結体を得る。

このようにして得られたコア１，２は、原材料
の粉末同志、あるいは原材料と金型間の摩擦によ
り、圧縮成形時の加圧力が金型内に充填された原
材料に均一に伝達されず、そのため、コア素体を
焼成した際に部分的に収縮率が異なり、変形やソ
リなどを生じる。そこで、焼成後のコア１，２に
表面研摩や研削などの機械加工を施し、両面の平
行度や平面度を出し、最後に各コイル溝１ａ，１
ｂにコイル３，４を巻装・接着して、第８図に示
すロータリトランスを得る。

しかしながら、かかる従来のロータリトランス
の製造方法においては、コイル溝やコイル引出溝
を有する複雑形状のコア素体を圧縮成形法にて製
造してなるため、金型内の原材料の充填度に不均
一性を生じ、その結果、上述の如く、焼成後のコ
ア１，２に変形やソリを生じるという不具合があ
る。これら変形やソリは僅かなものであるが、ロ
ータリトランスでは両コア１，２間の磁気ギヤツ
プＧに高精度が要求されるため、コア１，２の表
面の平行度を10μm以下に保たなければならず、
そのため、表面研摩などの機械加工によつてコア
１，２の表面を精度出しするという煩雑な加工が
必要であつた。

また、焼成時における原材料の熱収縮率は10〜
20％にもおよぶため、金型内の原材料の充填度に
不均一性を生じると、部分的な収縮率の違いによ
りコイル溝１ａ，２ａの溝径精度や同心度が得ら
れず、予め所定形状に成形されたコイル３，４を
各コイル溝１ａ，２ａ内に接着・固定する作業が
困難になるという不具合も生じる。

また、第１１図は、円筒型（同軸型）と呼ばれ
るロータリトランスの断面図であつて、上述した
第８図に対応する部分には同一符号を付けてあ
る。

かかる円筒型ロータリトランスのコア１，２の
製造方法も、基本的には偏平型ロータリトランス
のコア１，２と同様に、ソフトフエライト磁性粉
末に適量の潤滑剤（粉末）を混合して粉末状とし
た原材料を圧縮成形し、これを焼結するものであ
るが、この場合、複雑形状のコア素体を金型で成
形することが困難であるため、まず円筒状のコア
素体を圧縮成形した後、これにコイル溝１ａ，２
ａを機械加工により形成し、その後に焼成すると
いう煩雑な工程が採用されている。

しかしながら、円筒型ロータリトランスにおい
ては、磁気ギヤツプＧの寸法精度は、コア１の内
径寸法とコア２の外径寸法とによつて決まるた
め、コア１，２の径にミクロンオーダの寸法精度
が要求され、そのため、金型内の原材料の充填度
に不均一性を生じ易い圧縮成形法では、焼成後に
コア１，２の周面を研摩するという煩雑な加工が
必要であつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を除
き、コアの表面研摩加工を省略し、安価なロータ
リトランスの製造方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、ソフト
フエライト磁性粉末に15〜50容量％のバインダを
加熱混練してスラリー状の原材料を得た後、この
原材料を金型内に射出してコイル溝を有するコア
素体を成形し、しかる後、このコア素体を300〜
500℃の温度で脱脂し、さらに1000〜1400℃の温
度で焼成してコアを製造するようにした点に特徴
がある。

すなわち、本発明は、特公昭55−33173号公報
などに示された永久磁石の製造方法として知られ
ている射出成形法を利用してコア素体を成形し、
このコア素体を脱脂・焼成してコアを製造するよ
うにしたものである。かかる射出成形法は、原材
料の流動性を良くするために多量のバインダ（結
合剤）が必要であり、そのため、焼成後のコアが
多孔質となつてコアの透磁率μが劣化することが
わかつており、それ故、従来は高い透磁率が必要
とされているロータリトランスの製造方法には不
適であるとされていた。

しかしながら、本発明者らは、コア間の磁気ギ
ヤツプを介して使用されるロータリトランスにお
いては、信号伝達経路中のコアの透磁率μの影響
が直線的にあらわれないことを実験的に見出し
た。

すなわち、第１２図は、磁気ギヤツプＧを約
50μmとし、ロータリトランスの使用条件を同一
にした場合におけるコアの透磁率μと結合係数Ｋ
との関係を示す説明図であり、横軸に透磁率μ
を、縦軸に結合係数Ｋをとつてある。

この第１２図から明らかなように、結合係数Ｋ
は、透磁率μがある値Ａ以下になると急激に劣化
し、透磁率μがＡ点からＢ点の所定範囲にある間
は比例的に変化し、さらに透磁率μがＢ点を越え
るとほぼ飽和状態になることがわかる。

そこで、本発明者らは、原材料におけるバイン
ダの容積比の増大にともなう透磁率μの劣化と、
バインダの容積比の増大にともなう原材料の流動
性との関係を検討し、原材料におけるバインダの
容積比を15〜50％と特定した。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明によるロータリトランスの製造
方法を説明する工程図である。

この第１図に示すように、原材料の流動性を良
くするために、ソフトフエライト磁性粉末にバイ
ンダ（結合材）を混合し、これらを加熱混練して
スラリー状とする。この時のバインダの比率は、
ソフトフエライト磁性粉末の粒径によつて多少異
なるが、少なすぎると、原材料の流動性が低下し
て射出困難となり、しかも後工程の焼成時に亀裂
が入るため、15容積％以上と特定した。

次に、この原材料を金型内に圧入して、コイル
溝やコイル引出溝を有するコア素体を射出成形す
る。この射出成形されたコア素体は多量のバイン
ダを含むため、これを３〜５℃／hrというゆつく
りした昇温速度で300〜500℃まで昇温し、バイン
ダを脱脂する。

第２図は、この時のバインダの配合比％と透磁
率μとの関係を示す説明図で、横軸に原材料中に
おけるバインダの容積比％を、縦軸に透磁率μを
とつてある。この第２図から、原材料中における
バインダの容積比が50％を越えると脱脂が不充分
となり、その後の焼成工程においてソフトフエラ
イト磁性粉末間に非磁性の空孔が多量に発生し、
それらの反磁界の影響により透磁率μが急激に劣
化することがわかるため、原材料中におけるバイ
ンダの容積比は50％以下と特定した。

次に、脱脂後のコア素体を1000〜1400℃の高温
で数時間（ピーク温度で２〜６時間）焼成し、コ
イル溝やコイル引出溝を有するコア（製品）を得
る。このようにして得られたステータ側およびロ
ータ側コアは、流動性の良いスラリー状の原材料
を金型に射出するため、金型内における原材料の
充填度は均一となり、その後の工程時に変形やソ
リは発生しない。従つて、従来の圧縮成形法では
必要不可欠であつた焼成後の表面研摩加工を省略
することができ、しかも、コイル溝やコイル引出
溝の寸法も精度良く出すことができるため、コイ
ルの取付作業も非常に簡単になる。

第３図は上述した製造方法によつて製造された
コアの一実施例を示す平面図、第４図は第３図の
Ａ−A′断面図であつて、５はコイル溝３と反対
側のコア１表面に設けられた凹部、６は該凹部５
内に形成されたゲート部であり、先に説明した第
８図に対する部分には同一符号を付けてある。

すなわち、本発明によるロータリトランスの製
造方法によれば、射出成形法によつてコアを製造
するため、コア１に必ずゲート部６が突出した状
態で残る。そこで、このゲート部６の後処理を不
要とするために、本実施例においては、コイル溝
１ａと反対側のコア１表面に凹部５を設けるとと
もに、ゲート部６がこの凹部５内に位置するよう
にし、ロータリトランスの使用形態にゲート部６
が支障をきたさないように工夫してある。

なお、上述した第３図および第４図に示したコ
ア１はステータ側コアについての説明であるが、
かかるコア構造がロータ側のコア２にも適用可能
なことは勿論である。また、ゲート部６を上記実
施例で示した以外の位置、例えば、コア１の最大
外径よりも凹んだ部分の外周面（第３図において
矢印Ｂで示す部分）に形成しても良い。この場合
も、ゲート部６がコア１の最大外周面よりも突出
しなければ、ゲート部６を研削するなでの後処理
が不要となるため、ロータリトランスの使用に際
し実質的な支障はない。

第５図は本発明によるロータリトランスの製造
方法によつて製造されたコア１，２の他の実施例
を示す断面図である。

本実施例では、コイル溝１ａ，２ａと反対側の
コア１，２の表面に複数本の凹溝７を同心円状に
設け、該凹溝７によつてコア１，２の最外周を除
く部分の肉厚が均一になるようにし、焼成時のコ
ア１，２に変形やソリが一層発生しにくくしてあ
る。

第６図は本発明によるロータリトランスの製造
方法によつて製造されたコア２のさらに他の実施
例を示す断面図、第７図は第６図のＣ−C′拡大断
面図であり、８はコイルに相当する導電ペースト
である。

これらの図において、導電ペースト８は、焼成
前の各コイル溝２ａおよび共通のコイル引出溝２
ｂ内にそれぞれ印刷された後、焼成と同一条件で
同時焼付けされており、従つて、焼成後のコイル
溝２ａおよびコイル引出溝２ｂ内に所定形状のコ
イルを接着固定する従来例に比べて、生産性を一
層向上させることができる。かかる導電ペースト
８によるコイルの形成方法は、コイルの巻数が１
ターンですむロータ側のコア２に適しており、複
数ターン必要なステータ側のコア１の場合は、従
来例と同様に、焼成後のコイル溝１ａおよびコイ
ル引出溝１ｂに所定形状のコイル３を接着固定す
る必要がある。また、かかる導電ペースト８によ
るコイルの形成方法は、焼成時の熱収縮が均一で
ある本発明によるロータ側コア２において著しい
効果を奏するものであつて、従来の圧縮成形法に
よるロータ側コア２に適用した場合は、焼成時の
熱収縮が不均一であるため亀裂が起り易く、不向
きである。

なお、上述した各実施例は、本発明による製造
方法をいずれも偏平型のロータリトランスに適用
したものについて説明したが、本発明による製造
方法を第１１図に示した円筒型（同軸型）のロー
タリトランスに適用できるのは勿論のことであ
る。この円筒型ロータリトランスの場合、偏平型
ロータリトランスに比べてコア形状が複雑である
ため、従来は圧縮成形後に機械加工によつてコイ
ル溝を形成し、さらに焼成後に表面研摩加工する
という複雑な工程を必要としていたが、本発明に
よれば、これらコイル溝の機械加工と焼成後の表
面研摩加工とを省略できるため、円筒型ロータリ
トランスにおいて一層顕著な効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、射出成
形法によつて金型内の原材料の充填度を均一にで
きるため、その後の焼成時にコアに変形やソリを
生じることがなく、それ故、従来不可欠であつた
焼成後のコアの表面研摩加工を省略でき、安価な
ロータリトランスを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロータリトランスの製造
方法の一実施例を示す工程図、第２図は第１図に
示す脱脂工程時におけるバインダの配合比と透磁
率との関係を示す説明図、第３図は本発明に係る
製造方法によつて製造されたステータ側コアの平
面図、第４図は第３図のＡ−A′線断面図、第５
図は本発明に係る製造方法によつて製造されたコ
アの他の実施例を示す断面図、第６図は本発明に
係る製造方法によつて製造されたロータ側コアの
さらに他の実施例を示す平面図、第７図はそれの
Ｃ−C′線断面図、第８図は本発明が対象とする偏
平型ロータリトランスの断面図、第９図はそれの
ステータ側コアの平面図、第１０図はそれのロー
タ側コアの平面図、第１１図は本発明が対象とす
る円筒型ロータリトランスの断面図、第１２図は
ロータリトランスにおけるコアの透磁率μと結合
係数Ｋとの関係を示す説明図である。 １，２……コア、１ａ，２ａ……コイル溝、１
ｂ，２ｂ……コイル引出溝、３，４……コイル、
５……凹部、６……ゲート部、７……凹溝、８…
…導電ペースト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コイル溝を有するステータ側コアと、コイル
   溝を有し、前記ステータ側コアに所定の磁気ギヤ
   ツプを介して対向するロータ側コアとを備えたロ
   ータリトランスの製造方法において、ソフトフエ
   ライト磁性粉末に15〜50容積％のバインダを加熱
   混練してスラリー状の原材料を得た後、この原材
   料を金型内に射出してコイル溝を有するコア素体
   を成形し、しかる後、このコア素体を300〜500℃
   の温度で脱脂し、さらに、1000〜1400℃の温度で
   焼成して前記コアを製造したことを特徴とするロ
   ータリトランスの製造方法。