HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen rotierenden Transformator gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger rotierender Transformator ist in einem
rotierenden Magnetkopf-Bauteil enthalten, wie es in einem magnetischen
Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät wie einem Videobandrecorder verwendet wird,
und spezieller betrifft sie einen rotierenden Transformator, der auch im
Hochfrequenzbereich das Übersprechen eines rotierenden Magnetkopf-Bauteils
verringern kann. Ein rotierender Transformator dieses Typs ist z. B. aus
Patent Abstracts of Japan, vol. 8, no. 139,(E-253), 28.06.1984,
entsprechend JP-A-59 048 906 bekannt.
Beschreibung der hintergrundbildenden Technik
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Die Funktion magnetischer Aufzeichnungs-/Wiedergabegeräte wurde in jüngerer
Zeit verbessert. Demgemäß besteht die Tendenz, dass ein rotierender
Transformator, der zwischen einer rotierenden Magnetkopfeinheit und einer
stationären Signalverarbeitungseinheit ein Signal überträgt, mehrere Kanäle
enthält. Es ist erwünscht, dass das Übersprechen eines
Aufzeichnungs-/Abspielsignals zwischen den Kanälen bei einem derartigen rotierenden
Transformator selbst im Hochfrequenzbereich verringert ist.
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Fig. 15 ist ein Vertikalschnitt eines herkömmlichen zylindrischen
rotierenden Transformators. Fig. 16 ist ein Vertikalschnitt eines herkömmlichen
scheibenförmigen rotierenden Transformators. Jeder dieser rotierenden
Transformatoren enthält ein rotierendes Magnetelement 1a und ein
stationäres Magnetelement 1b. Das rotierende Magnetelement 1a ist mit einer darüber
angeordneten rotierenden Trommel (in den Fig. 15 und 16 nicht
dargestellt) verbunden, und das stationäre Magnetelement 1b ist an einer
darunter angeordneten stationären Trommel (in den Fig. 15 und 16 nicht
dargestellt) befestigt.
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Ein entlang
der Mittelachse dieser zwei Magnetelemente 1a, 1b vorhandenes
Durchgangsloch 7 nimmt eine rotierende Achse für die rotierende Trommel
auf.
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Das rotierende Magnetelement 1a und das stationäre Magnetelement 1b
verfügen über jeweilige Gegenflächen, die einander unter Einhaltung eines
kleinen Zwischenraums gegenüberstehen. An der Gegenfläche des rotierenden
Magnetelements 1a sind mehrere Nuten 2a für rotierende Spulen ausgebildet,
und an der Gegenfläche des stationären Magnetelements 1b sind mehrere Nuten
2b für stationäre Spulen ausgebildet. Jede der mehreren Nuten 2a für
rotierende Spulen steht einer entsprechenden der mehreren Nuten 2b für
stationäre Spulen gegenüber. In entsprechenden Nuten 2a für rotierende Spulen sind
rotierende Signalübertragungsspulen 3a und 4a angeordnet. In ähnlicher
Weise sind in entsprechenden Nuten 2b für stationäre Spulen stationäre
Signalübertragungsspulen 3b und 4b angeordnet. Zuleitungen 3A und 4A der
rotierenden Spulen 3a und 4a sind durch eine Leiterbahnnut 8a, die in der
Richtung rechtwinklig zur Spulennut 2a an der Gegenfläche des rotierenden
Magnetelements 1a vorhanden ist, zur rotierenden Trommel nach oben
herausgezogen. Zuleitungen 3B und 48 der stationären Spulen 4a und 4b sind durch
eine Leiterbahnnut 8b, die in der Richtung rechtwinklig zur stationären Nut
2b an der Gegenfläche des stationären Magnetelements 1b vorhanden ist, zur
stationären Signalverarbeitungseinheit nach unten herausgezogen.
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In den Fig. 15 und 16 stehen die Gegenfläche des rotierenden
Magnetelements 1a und die Gegenfläche des stationären Magnetelements 1b einander
unter Einhaltung eines kleinen Zwischenraums 5 von einigen zehn um
gegenüber. Beim Aufzeichnen/Abspielen werden zwischen der rotierenden Spule 3a
und der stationären Spule 3b sowie zwischen der rotierenden Spule 4a und
der stationären Spule 4b Aufzeichnungs-/Abspielsignale übertragen. Wenn vom
rotierenden Magnetkopf ein Abspielsignalstrom z. B. zur rotierenden Spule 3a
fließt, werden Magnetpfade 5a, 5b, wie sie durch gestrichelte Linien
dargestellt sind, ausgebildet, und in der stationären Spule 3b wird durch die
elektrische Wechselwirkung ein Strom induziert. Im Ergebnis ist von der
rotierenden Spule 3a ein Abspielsignal zur stationären Spule 3b zu
übertragen. In ähnlicher Weise erfolgen die Signalübertragung von der stationären
Spule 3b zur rotierenden Spule 3a, die Signalübertragung von der
rotierenden Spule 4a zur stationären Spule 4b und die Signalübertragung von der
stationären Spule 4b zur rotierenden Spule 4a durch die elektrische
Wechselwirkung.
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Es ist zu beachten, dass in der rotierenden Nut 2a zwischen zwei
rotierenden Signalübertragungsspulen 3a und 4a ein rotierender
Kurzschlussspulenring 6a angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist ein stationärer
Kurzschlussspulenring 6b in der stationären Nut 2b zwischen zwei stationären
Signalübertragungsspulen 3b und 4b angeordnet. Diese Spulenringe 6a und 6b sind
allgemein vorhanden, um durch Magnetfeldkopplung verursachtes Übersprechen
zu verringern. Wenn z. B. in der rotierenden Signalübertragungsspule 3a ein
Signalstrom fließt, erzeugen die Spulenringe 6a, 6b einen Wirbelstrom, um
den Magnetfluss im Magnetpfad 5b zu verringern, um dadurch das Übersprechen
zur stationären Signalübertragungsspule 4b zu verringern.
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Einhergehend mit der Erhöhung des Funktionsvermögens magnetischer
Aufzeichnungs-/Wiedergabegeräte mit rotierendem Magnetkopfbauteil ist nun ein
rotierender Transformator erwünscht, der selbst im Hochfrequenzbereich eines
Aufzeichnungs-/Abspielsignals mit hoher Wiedergabetreue übertragen kann.
Durch elektrische Feldkopplung verursachtes Übersprechen im
Hochfrequenzbereich kann nicht länger vernachlässigt werden.
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Spulenringe 6a, 6b, wie sie oben beschrieben sind, können durch
Magnetfeldkopplung hervorgerufenes Übersprechen verringern, jedoch können sie kein
durch elektrische Feldkopplung verursachtes Übersprechen verringern.
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Hochfrequenzverluste, wie sie durch verteilte Kapazitäten von Spulen in
einem rotierenden Transformator verursacht werden, haben großen Einfluss
auf das durch elektrische Feldkopplung hervorgerufene Übersprechen. Wenn
z. B. Zuleitungen von einer Spule, die beim Aufzeichnen/Abspielen bei
rotierender Übertragung ein Signal überträgt, nahe an andere gleichzeitig
Signale übertragende Spulen gelangen und an diesen vorbeilaufen, oder wenn
Zuleitungen von einer ein Signal übertragenden Spule nahe an Zuleitungen von
anderen gleichzeitig Signale übertragenden Spulen angeordnet sind, kann
durch elektrische Feldkopplung unerwünschtes Übersprechen verursacht
werden.
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JP-A-2-214109 offenbart ein Beispiel eines rotierenden Transformators, der
dieses durch elektrische Feldkopplung verursachte Übersprechen verringern
kann. Dieser rotierende Transformator benötigt jedoch ein Durchgangsloch
von einer Spulennut, die an einer Gegenfläche eines Magnetelements
vorhanden ist, zur der Gegenfläche gegenüberstehenden Fläche. Zuleitungen von
einer Spule sind zur Fläche, die der Gegenfläche des Magnetelements
gegenübersteht, durch das Durchgangsloch herausgezogen. Genauer gesagt, müssen
beim in JP-A-2-214109 offenbarten rotierenden Transformator mehrere
Zuleitungen mehrerer Spulen durch eine entsprechende Anzahl kleiner, im
Magnetelement vorhandener Durchgangslöcher hindurchgeführt werden, was den
Herstellprozess für den rotierenden Transformator verkompliziert.
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In JP-A-5-67529 ist ein rotierender Transformator offenbart, der durch
elektrische Kopplung hervorgerufenes Übersprechen verringert. Beim in JP-A-
5-67529 offenbarten rotierenden Transformator ist ein erstes leitendes
Element nahe an einem rotierenden Magnetelement angeordnet. Das rotierende
Magnetelement ist über das erste leitende Element elektrisch mit dem
Massepotential verbunden. In ähnlicher Weise ist ein zweites leitendes Element
nahe an einem stationären Magnetelement angeordnet, das über das zweite
leitende Element elektrische mit dem Massepotential verbunden ist. Jedoch
kann nur eine Verbindung eines rotierenden Magnetelements und eines
stationären Magnetelements mit dem Massepotential das Übersprechen im
Hochfrequenzbereich nicht ausreichend verringern.
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Gemäß Patent Abstracts of Japan, vol. 8, no. 139, (E-253), 28.06.1984,
entsprechend JP-A-59 048 906, worauf der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht,
ist Übersprechen im Hochfrequenzbereich beseitigt, während die Induktivität
dadurch gesenkt ist, dass Kurzschlussringe in ringförmige Nuten zwischen
jedem Spulenpaar in einander gegenüberstehenden Hauptflächen
scheibenförmiger Ferritmagnetkerne angeordnet sind. Die Zuleitungen der Spulen sind
nicht speziell angeordnet, um Übersprechen zwischen den Spulen zu
vermeiden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der
Erfindung, einen rotierenden Transformator zu schaffen, der nicht nur durch
Magnetfeldkopplung hervorgerufenes Übersprechen sondern auch durch
elektrische Feldkopplung in einem Hochfrequenzbereich hervorgerufenes Übersprechen
verringern kann und einfach hergestellt werden kann.
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Die obige Aufgabe ist gemäß einer wesentlichen Erscheinungsform der
Erfindung durch folgendes gelöst: einen rotierenden Transformator mit einem
rotierenden Magnetelement, einem stationären Magnetelement und zwei
Spulenpaaren, wobei die zwei Magnetelemente jeweilige Gegenflächen aufweisen, die
einander unter Einhaltung eines kleinen Zwischenraums gegenüberstehen,
wobei jedes Spulenpaar an der jeweiligen Gegenfläche des rotierenden
Ma
gnetelements und
des stationären Magnetelements vorhanden ist; und wobei
zwei Paare von Spulennuten, die einander gegenüberstehen, um die zwei
Spulenpaare aufzunehmen, an den zwei Gegenflächen ausgebildet sind; und
Leiterbahnnuten in der die Spulennuten schneidenden Richtung so ausgebildet
sind, dass sie mit diesen Spulennuten verbunden sind; dadurch
gekennzeichnet, dass zwei Paare von Zuleitungen, die sich ausgehend von den zwei
Spulen am rotierenden Magnetelement erstrecken, in den Leiterbahnnuten in
Richtungen weg von beiden Spulen verlegt sind, und sie dann zur anderen
Seite, entgegengesetzt zur Gegenfläche des rotierenden Magnetelements
geführt sind, ohne elektrische Feldkopplung mit einer dieser Spulen
hervorzurufen; zwei Paare von Zuleitungen, die sich ausgehend von den zwei Spulen
am stationären Magnetelement erstrecken, in den Leiterbahnnuten in
Richtungen weg von den zwei Spulen verlegt sind, und sie dann zur anderen Seite,
entgegengesetzt zur Gegenfläche des stationären Magnetelements geführt
sind, ohne elektrische Feldkopplung mit einer der Spulen hervorzurufen.
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Beim erfindungsgemäßen rotierenden Transformator kann durch elektrische
Feldkopplung hervorgerufenes Übersprechen verringert werden, da ein Paar
Zuleitungen, das sich ausgehend von einer der Spulen erstreckt, weder
gleichzeitig Signale übertragende Spulen in den Leiterbahnnuten schneidet
noch sich Zuleitungen von anderen gleichzeitig Signale übertragenden Spulen
annähert. Beim erfindungsgemäßen rotierenden Transformator ist der
Herstellprozess nicht kompliziert, da es nicht erforderlich ist, Zuleitungen
von den Spulen durch ein kleines Durchgangsloch hindurchzuführen, das von
den Spulennuten an der Gegenfläche des Magnetelements zur der Gegenfläche
gegenüberstehenden Fläche vorhanden ist.
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Erscheinungsformen und
Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
derselben in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser erkennbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt eines rotierenden Magnetkopfbauteils mit
einem zylindrischen rotierenden Transformator gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 2 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt eines zylindrischen rotierenden
Transformators, der im rotierenden Magnetkopfbauteil der Fig. 1 enthalten
ist.
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Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt eines scheibenförmigen rotierenden
Transformators gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht, die ein rotierendes Magnetelement und
mehrere Spulen des in Fig. 2 dargestellten zylindrischen rotierenden
Transformators zeigt.
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Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt, der ein stationäres Magnetelement und
mehrere Spulen des in Fig. 2 dargestellten zylindrischen rotierenden
Transformators zeigt.
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Fig. 6 ist eine Unteransicht, die ein rotierendes Magnetelement und mehrere
Spulen des in Fig. 3 dargestellten scheibenförmigen rotierenden
Transformators zeigt.
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Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt, der einen zylindrischen rotierenden
Transformator gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Fig. 8 ist ein Vertikalschnitt, der einen scheibenförmigen rotierenden
Transformator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Fig. 9 ist ein Vertikalschnitt, der einen zylindrischen rotierenden
Transformator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Fig. 10 ist ein Vertikalschnitt, der einen scheibenförmigen rotierenden
Transformator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Fig. 11 ist ein Vertikalschnitt, der einen zylindrischen rotierenden
Transformator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Fig. 12 ist ein Vertikalschnitt, der einen scheibenförmigen rotierenden
Transformator gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Fig. 13 ist ein Kurvenbild, das Übersprechcharakteristiken von rotierenden
Transformatoren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung
zeigt.
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Fig. 14 ist ein Kurvenbild, das den Einfluss des Abstands zwischen einem
Magnetelement und einem leitenden Element auf die Übersprechcharakteristik
beim in Fig. 7 dargestellten rotierenden Transformator zeigt.
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Fig. 15 ist ein Vertikalschnitt, der einen herkömmlichen zylindrischen
rotierenden Transformator zeigt.
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Fig. 16 ist ein Vertikalschnitt, der einen herkömmlichen scheibenförmigen
rotierenden Transformator zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Fig. 1 zeigt ein rotierendes Magnetkopfbauteil mit einem zylindrischen
rotierenden Transformator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie es aus diesem Vertikalschnitt erkennbar ist, beinhaltet das rotierende
Magnetkopfbauteil ein rotierendes Magnetelement 11a und ein stationäres
Magnetelement 11b, die in einem rotierenden Transformator enthalten sind,
eine stationäre Trommel 33, eine rotierende Trommel 34, ein Paar
Magnetköpfe 35a und 35b, eine stationäre Achse 36, ein rotierendes Lager 37, einen
Motorstator 38 und einen Motorrotor 39.
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Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Vertikalschnitt des rotierenden
Transformators im rotierenden Magnetkopfbauteil der Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen
Vertikalschnitt eines scheibenförmigen rotierenden Transformators gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Jeder der in den Fig. 2 und 3
dargestellten rotierenden Transformatoren beinhaltet ein mit einer
rotierenden Trommel verbundenes rotierendes Magnetelement 11a und ein an einer
stationären Trommel befestigtes stationäres Magnetelement 11b. Ein entlang
der Mittelachse des rotierenden Magnetelements 11a und des stationären
Magnetelements vorhandenes Durchgangsloch 17 nimmt die Rotationsachse für
die rotierende Trommel auf. Das rotierende Magnetelement 11a und das
stationäre Magnetelement 11b verfügen über jeweilige Gegenflächen, die
einander unter Einhaltung eines kleinen gegenseitigen Zwischenraums S
gegenüberstehen. Mehrere Spulennuten 12a und 12b sind auf den entsprechenden
jeweiligen Gegenflächen ausgebildet. In den mehreren Nuten 12a für rotierende
Spulen am rotierenden Magnetelement 11a sind mehrere rotierende
Signalübertragungsspulen 13a und 14a angeordnet. In ähnlicher Weise sind in den
mehreren Nuten 12b für stationäre Spulen am stationären Magnetelement 11b
stationäre Signalübertragungsspulen 3b und 4b angeordnet.
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Die Fig. 4 und 5 sind eine Seitenansicht, die die Gegenfläche des
rotierenden Magnetelements 11a zeigt, bzw. ein Vertikalschnitt, der die
Gegen
fläche
des statischen Magnetelements 11b beim in Fig. 2 dargestellten
zylindrischen rotierenden Transformator zeigt. Andererseits ist Fig. 6 eine
Unteransicht, die die Gegenfläche des rotierenden Magnetelements 11a beim
in Fig. 3 dargestellten scheibenförmigen rotierenden Transformator zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 können Konstruktionen der in den
Fig. 2 und 3 dargestellten rotierenden Transformatoren deutlich
verstanden werden.
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Bei jedem der in den Fig. 2 und 3 dargestellten rotierenden
Transformatoren stehen die Gegenfläche des rotierenden Magnetelements 11a und die
Gegenfläche des stationären Magnetelements 11b einander unter Einhaltung
eines kleinen gegenseitigen Zwischenraums 5 von einigen zehn um gegenüber.
Beim Aufzeichnen/Abspielen werden zwischen einer rotierenden Spule 13a und
einer stationären Spule 13b sowie zwischen einer rotierenden Spule 14a und
einer stationären Spule 14b Aufzeichnungs-/Abspielsignale übertragen. Wenn
vom rotierenden Magnetkopf ein Abspielsignalstrom z. B. zur rotierenden
Spule 13a fließt, werden Magnetpfade 15a und 15b erzeugt, wie sie durch
gestrichelte Linien angegeben sind. In der rotierenden Spule 13b wird durch
die elektrische Wechselwirkung ein Strom induziert, was dafür sorgt, dass
von der rotierenden Spule 13a ein Abspielsignal zur stationären Spule 13b
übertragen wird. In ähnlicher Weise erfolgen eine Signalübertragung von der
stationären Spule 13b zur rotierenden Spule 13a, eine Signalübertragung von
der rotierenden Spule 14a auf die stationäre Spule 14b und eine
Signalübertragung von der stationären Spule 14b auf die rotierende Spule 14a durch
die elektrische Wechselwirkung zwischen jeweiligen Spulen.
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In einer Nut 12a für rotierende Spulen ist zwischen den rotierenden
Signalübertragungsspulen 13a und 14a ein rotierender Kurzschlussspulenring 16a
angeordnet. Auf ähnliche Weise ist in einer Nut 12b für stationäre Spulen
zwischen den stationären Signalübertragungsspulen 13b und 14b ein
stationärer Kurzschlussspulenring 16b vorhanden. Wenn z. B. in der rotierenden Spule
13a ein Signalstrom fließt, verringert ein in den Spulenringen 16a und 16b
erzeugter Wirbelstrom den Magnetfluss im Magnetpfad 15b, was zu einer
Verringerung des durch Magnetfeldkopplung hervorgerufenen Übersprechens auf
andere Signalübertragungsspulen 14a und 14b führt.
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Wie es aus den Fig. 2 und 4 erkennbar ist, ist das rotierende
Magnetelement 11a im zylindrischen rotierenden Transformator mit zwei
Leiterbahnnuten 18a in der Richtung rechtwinklig zu den mehreren Nuten 12a für
rotierende Spulen auf der Gegenfläche versehen. Diese zwei Leiterbahnnuten 18a
sind symmetrisch zur Mittelachse des rotierenden Magnetelements 11a
angeordnet. Ein Paar Zuleitungen 13A von der rotierenden
Signalübertragungsspule 13a an der Oberseite sind durch eine Leiterbahnnut 18a zum rotierenden
Magnetkopf nach oben herausgezogen. Andererseits ist ein Paar Zuleitungen
14A von der rotierenden Spule 14a an der Unterseite einmal durch die andere
Leiterbahnnut 18a nach unten herausgezogen, im unteren Endabschnitt des
rotierenden Magnetelements 11a umgebogen und dann durch eine Nut nach oben
herausgezogen, die entlang der Innenumfangsfläche zum rotierenden
Magnetkopf vorhanden ist.
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In ähnlicher Weise ist, wie es aus den Fig. 2 und 5 erkennbar ist, das
stationäre Magnetelement 11b des zylindrischen rotierenden Transformators
mit zwei Leiterbahnnuten 18b in der Richtung rechtwinklig zu den mehreren
Nuten 12b für stationäre Spulen versehen. Diese zwei Leiterbahnnuten 18b
sind symmetrisch zur Mittelachse des stationären Magnetelements 11b
angeordnet. Ein Paar Zuleitungen 14B von der stationären
Signalübertragungsspule 14b an der Unterseite sind durch ein Leiterbahnnut 18b zur stationären
Signalverarbeitungseinheit nach unten herausgezogen. Andererseits ist ein
Paar Zuleitungen 13B von der stationären Signalübertragungsspule 13b an der
Oberseite einmal nach oben herausgezogen, im unteren Endabschnitt des
stationären Magnetelements 11b umgebogen und dann durch eine Nut nach unten
herausgezogen, die entlang der Außenumfangsfläche zur stationären
Signalverarbeitungseinheit vorhanden ist.
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Daher liegt beim in den Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichten zylindrischen
rotierenden Transformator für das Paar Zuleitungen von irgendeiner der
Signalübertragungsspulen weder eine Überschneidung mit einer der anderen
Spulen vor, die gleichzeitig Signale in der Leiterbahnnut überträgt, noch
liegt eine Annäherung an eines der Zuleitungspaare von anderen Spulen vor,
das gleichzeitig Signale überträgt. Daher kann Übersprechen im
Hochfrequenzbereich, wie es durch elektrische Feldkopplung aufgrund der verteilten
Kapazität einer Spule hervorgerufen wird, bei einem zylindrischen
rotierenden Transformator, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, verringert werden.
Außerdem ist es bei einem derartigen rotierenden Transformator, wie er in
Fig. 2 dargestellt ist, möglich, eine Verkomplizierung des
Herstellprozesses zu verhindern und einen Anstieg der Herstellkosten zu vermeiden, da es
nicht erforderlich ist, mehrere kleine Löcher im Magnetelement anzubringen
und durch diese Spulen Zuleitungen hindurchzuführen.
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Bei einem derartigen scheibenförmigen rotierenden Transformator, wie er in
den Fig. 3 und 6 dargestellt ist, ist ein Paar Zuleitungen 13A von einer
rotierenden Signalübertragungselektrode 13a an der Außenseite durch einen
Leiterbahnnut 18a und eine Kerbnut 19a entlang der Außenumfangsendfläche
des rotierenden Magnetelements 11a zum rotierenden Magnetkopf nach außen
herausgezogen. Ein Paar Zuleitungen 14A von der rotierenden
Signalübertragungsspule 14a an der Innenseite ist durch eine Leiterbahnnut 18a und eine
Kerbnut 19b, die entlang der Innenumfangsendfläche des rotierenden
Magnetelements 11a vorhanden ist, zum rotierenden Magnetkopf nach oben
herausgezogen.
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In ähnlicher Weise ist ein Paar Zuleitungen 13B von der stationären
Signalübertragungsspule 13b an der Außenseite durch eine Leiterbahnnut 18b und
eine Kerbnut 19a, die entlang der Rußenumfangsendfläche des stationären
Magnetelements 11b vorhanden ist, zur stationären
Signalverarbeitungseinheit nach unten herausgezogen. Ein Paar Zuleitungen 14B von der stationären
Signalübertragungselektrode 14b auf der Innenseite sind durch eine
Leiterbahnnut 18b und eine Kerbnut 19b, die entlang der Innenumfangsendfläche des
stationären Magnetelements 11b vorhanden ist, zur stationären
Signalverarbeitungseinheit nach unten herausgezogen.
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Daher liegt auch bei einem derartigen scheibenförmigen rotierenden
Transformator, wie er in den Fig. 3 und 6 dargestellt ist, für ein Paar
Zuleitungen von einer Signalübertragungsspule weder eine Überschneidung mit
einer der anderen Spulen vor, die gleichzeitig Signale in der Leiterbahnnut
übertragen, noch eine Annäherung an ein beliebiges der Zuleitungspaare von
anderen Spulen, die gleichzeitig Signale übertragen. Durch elektrische
Feldkopplung aufgrund einer verteilten Kapazität einer Spule
hervorgerufenes Übersprechen in einem Hochfrequenzbereich kann verringert werden.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen andere Ausführungsbeispiele, die denen der
Fig. 2 bzw. 3 ähnlich sind. Jedoch ist bei jedem in den Fig. 7 und 8
dargestellten rotierenden Transformator ein rotierendes, leitendes Element
21a mit kleinem Abstand D zur der Gegenfläche des rotierenden
Magnetelements 11a gegenüberstehenden Fläche vorhanden. Das rotierende, leitende
Element 21a ist mit der rotierenden Trommel verbunden, und es dreht sich
mit dieser rotierenden Trommel und dem rotierenden Magnetelement 11a. Das
rotierende, leitende Element 21a ist über eine Massebürste oder
dergleichen, die in Kontakt mit der rotierenden Trommel steht, auch elektrisch mit
dem Massepotential verbunden. Das stationäre Magnetelement 11b ist an der
stationären Trommel befestigt, die ebenfalls elektrisch mit dem
Massepoten
tial verbunden ist. Bei jedem der in den Fig. 7 und 8 dargestellten
rotierenden Transformatoren ist es möglich, das Potential in der Nähe der
Magnetelemente 11a und 11b zu stabilisieren. Daher kann durch elektrische
Feldkopplung hervorgerufenes Übersprechen weiter verringert werden. Obwohl
die Zuleitungen 14A durch die entlang der Innenumfangsfläche des
rotierenden Magnetelements 11a in Fig. 7 vorhandene Nut nach oben herausgezogen
sind, können die Zuleitungen 14A durch eine Nut herausgezogen sein, die
entlang der Außenumfangsfläche des rotierenden, leitenden Elements 21b
vorhanden ist.
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Die Fig. 9 und 10 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, die denen der
Fig. 2 bzw. 3 ähnlich sind. Jedoch ist bei jedem der in den Fig. 9
und 10 dargestellten rotierenden Transformator ein stationäres, leitendes
Element 21b mit kleinem Abstand D zur der Gegenfläche des stationären
Magnetelements 11b gegenüberstehenden Fläche angeordnet. Das stationäre,
leitende Element 21b ist ebenfalls mit dem Massepotential verbunden. Das
stationäre, leitende Element 21b kann das Potential in der Nähe der
Magnetelemente 11a und 11b stabilisieren, um dadurch das durch elektrische
Feldkopplung hervorgerufene Übersprechen weiter zu verringern. Obwohl die
Zuleitungen 13B durch die an der Außenumfangsfläche des stationären
Magnetelements 11b in Fig. 9 vorhandene Nut nach unten herausgezogen sind, können
die Zuleitungen 13B durch eine Nut nach unten herausgezogen sein, die
entlang der Innenumfangsfläche des stationären, leitenden Elements 21b
vorhanden ist.
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Die Fig. 11 und 12 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, die denen der
Fig. 2 bzw. 3 ähnlich sind. Bei jedem der in den Fig. 11 und 12
dargestellten rotierenden Transformatoren ist ein rotierendes, leitendes
Element 21a mit kleinem Abstand D zur der Gegenfläche des rotierenden
Magnetelements 11a gegenüberstehenden Fläche angeordnet. Gleichzeitig ist ein
stationäres, leitendes Element 21b mit kleinem Abstand D zur der
Gegenfläche des stationären Magnetelements 11b gegenüberstehenden Fläche
angeordnet. Sowohl das rotierende, leitende Element 21a als auch das stationäre,
leitende Element 21b sind elektrisch mit dem Massepotential verbunden.
Daher ist gewährleistet, dass das Potential in der Nähe des rotierenden
Magnetelements 11a und des stationären Magnetelements 11b stabilisiert
werden kann und dass durch elektrische Feldkopplung hervorgerufenes
Übersprechen verringert werden kann.
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Fig. 13 ist ein Kurvenbild, das die Übersprechcharakteristik bei
rotieren
den Transformatoren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung
zeigt. In diesem Kurvenbild repräsentiert die horizontale Achse die
Signalfrequenz (Hz) mit logarithmischem Maßstab, und die vertikale Achse
repräsentiert das Übersprechen (dB). Eine Kurve A repräsentiert zum Vergleich
die Übersprechcharakteristik beim herkömmlichen rotierenden Transformator
der Fig. 15. Eine Kurve B repräsentiert die Übersprechcharakteristik des
rotierenden Transformators gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. In
ähnlicher Weise repräsentieren die Kurven C, D und E die
Übersprechcharakteristiken der rotierenden Transformatoren gemäß den Ausführungsbeispielen
der Fig. 7, 9 bzw. 10.
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Wie es aus einem Vergleich der Kurven A und B erkennbar ist, ist beim in
Fig. 2 dargestellten rotierenden Transformator, bei dem die Zuleitungen von
einer Signalübertragungsspule keine andere Spule schneiden, die
gleichzeitig Signale in der Leiterbahnnut überträgt, Übersprechen in einem
Hochfrequenzbereich im Vergleich zum Fall beim in Fig. 15 dargestellten
rotierenden Transformator verringert, bei dem Zuleitungen von einer
Signalübertragungsspule eine andere der Spulen schneiden, die gleichzeitig Signale in
der Leiterbahnnut übertragen. Wie es aus einem Vergleich der Kurven C, D
und der Kurve B erkennbar ist, ist Übersprechen im Hochfrequenzbereich
dadurch weiter verringert, dass in der Nähe des rotierenden Magnetelements
und/oder des stationären Magnetelements beim rotierenden Transformator der
Fig. 2 ein mit dem Massepotential verbundenes leitendes Element vorhanden
ist. Wie es aus einem Vergleich der Kurven C, D und der Kurve E erkennbar
ist, kann Übersprechen in einem Hochfrequenzbereich dadurch weiter
verringert werden, dass in der Nähe sowohl des rotierenden Magnetelements als
auch des stationären Magnetelements des rotierenden Transformators ein mit
dem Massepotential verbundenes leitendes Element angebracht wird. In jedem
Fall ist für die rotierenden Transformatoren gemäß den verschiedenen
Ausführungsbeispielen der Erfindung erkennbar, dass Übersprechen in einem
Hochfrequenzbereich von mindestens 1 MHz oder mehr Übersprechen im
Vergleich zum Fall des herkömmlichen rotierenden Transformators beträchtlich
verringert werden kann.
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Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen dem Abstand D vom Magnetelement zum
leitenden Element und dem Übersprechen. Im Kurvenbild der Fig. 14
repräsentiert die horizontale Achse den Abstand D (um) zwischen dem Magnetelement
und dem leitenden Element, und die vertikale Achse repräsentiert das
Übersprechen (dB). Eine Kurve F repräsentiert die Übersprechcharakteristik beim
rotierenden Transformator gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7.
Ande
rerseits repräsentiert eine gestrichelte Kurve G die
Übersprechcharakteristik des herkömmlichen rotierenden Transformators der Fig. 15, der ein
leitendes Element ähnlich dem in Fig. 7 dargestellten leitenden Element 21a
enthält. Aus der Fig. 14 ist erkennbar, dass die Kurve F immer ein
Übersprechen unter demjenigen des Falls der Kurve G repräsentiert, und zwar
unabhängig vom Abstand D zwischen dem Magnetelement und dem leitenden
Element. Genauer gesagt, ist erkennbar, dass das Übersprechen nicht nur durch
Anbringen des leitenden Elements 21a im rotierenden Transformator weiter
verringert werden kann, sondern auch durch Zuleitungen von einer
Signalübertragungsspule, die nicht irgendeine anderer Spulen überschneiden, die
gleichzeitig Signale in der Leiterbahnnut übertragen. Beim rotierenden
Transformator gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist auch erkennbar,
dass Übersprechen verringert ist, wenn der Abstand D zwischen dem
Magnetelement 11a und dem leitenden Element 21a kleiner wird. Es ist erkennbar,
dass Übersprechen dann stabil verringert werden kann, wenn der Abstand D
zwischen dem Magnetelement 11a und dem leitenden Element 21a speziell
200 um oder weniger beträgt. Aus dem Vorstehenden ist erkennbar, dass
Übersprechen dadurch weiter beachtlich verringert werden kann, wenn Zuleitungen
von einer Signalübertragungsspule nicht eine einzelne anderer Spulen
schneiden, die gleichzeitig Signale in der Leiterbahnnut übertragen, wenn
der Abstand D zwischen dem Magnetelement 11a und dem leitenden Element 21a
200 um oder weniger beträgt. Da Übersprechen bei einem Abstand D von 200 um
oder weniger stabil verringert ist, ist es nicht erforderlich, den Wert von
D genau einzustellen, solange die Beziehung D ≤ 200 um gilt. Der rotierende
Transformator ist ohne Schwierigkeiten herstellbar.
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Messdaten für die Übersprechcharakteristik beim zylindrischen rotierenden
Transformator gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung
sind in den Kurvenbildern der Fig. 13 und 14 dargestellt. Jedoch ist es
selbstverständlich, dass ähnliche verringerte Übersprechcharakteristiken
auch bei den verschiedenen Ausführungsformen scheibenförmiger rotierender
Transformatoren erhalten werden können.
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Wie oben beschrieben, kann durch die Erfindung Übersprechen in einem
Hochfrequenzbereich, wie es durch elektrische Feldkopplung aufgrund einer
verteilten Kapazität einer Spule verursacht wird, verringert werden, da
Zuleitungen von einer Signalübertragungsspule keine andere Spule schneiden, die
gleichzeitig Signale in der Leiterbahnnut überträgt. Gemäß der Erfindung
ist es nicht erforderlich, mehrere kleine Durchgangslöcher von der an der
Gegenfläche des Magnetelements vorhandenen Spulennut zur der Gegenfläche
gegenüberstehenden Fläche anzubringen, um zu vermeiden, dass Zuleitungen
von einer Signalübertragungsspule andere Spulen schneiden, die gleichzeitig
Signale in der Leiterbahnnut übertragen. Daher ist es möglich, einen
rotierenden Transformator zu schaffen, bei dem Übersprechen verringert ist, ohne
dass der Herstellprozess für den rotierenden Transformator verkompliziert
ist und ohne dass die Herstellkosten des rotierenden Transformators erhöht
sind.
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Durch Anbringen eines mit dem Massepotential verbundenen leitenden Elements
in der Nähe des rotierenden Magnetelements und/oder des stationären
Magnetelements im erfindungsgemäßen rotierenden Transformator ist es möglich,
einen rotierenden Transformator zu schaffen, bei dem Übersprechen weiter
verringert ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den Abstand
zwischen dem Magnetelement und dem leitenden Element streng einzustellen,
solange er auf 200 um oder weniger gehalten wird. Daher ist es möglich,
einen rotierenden Transformator zu schaffen, der Übersprechen wesentlich
verringert, ohne dass der Herstellprozess schwierig gemacht ist.
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Obwohl die Erfindung im Einzelnen beschrieben und veranschaulicht wurde,
ist deutlich zu beachten, dass dies nur zur Veranschaulichung erfolgte, da
der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche bestimmt
ist.