Brevet FR2492567A1 — publié le 19820423

Bloc de têtes magnétiques tournantes pour dispositifs d'enregistrement et de reproduction de signaux vidéo. L'invention concerne les dispositifs d'enregistrement et de reproduction de signaux vidéo, et notamment les blocs de têtes magnétiques tournantes. L'invention peut être appliquée aux magnétoscopes. On connaît un bloc de têtes magnétiques tournantes (brevet US n0 4 031 558) comportant un tambour constitué de deux parties axiales, l'une fixe et l'autre tournante, montées avec un écartement entre elles et déterminant conjointement une surface périphérique de guidage pour la bande magnétique. Les têtes magnétiques sont montées dans l'écartement, sur la partie tournante du tambour. Un moteur à courant continu est aligné avec les parties du tambour et son arbre tournant est directement accouplé à la partie tournante du tambour dont il a! e la rotation. On prévoit un transformateur rotatif (collecteur de courant sans contact) qui comprend un noyau de rotor et un noyau de stator engagés l'un dans l'autre et fixés respectivement, de façon qu'ils soient coaxiaux, à la partie tournante et à la partie fixe du tambour. Dans la surface intérieure du noyau du stator il y a deux gorges circulaires, dans chacune desquelles est logé un enroulement correspondant du stator. Sur le noyau du rotor il y a aussi deux gorges circulaires, situées en regard des gorges du noyau du stator, et, dans chacune desquelles, est logé un enroulement correspondant du rotor. L'un des enroulements du rotor et l'un des enroulements du stator situés dans deux gorges en regard sont les enroulements de l'une des voies du capteur de courant ; l'autre enroulement du rotor et l'autre enroulement du stator situés dans les deux autres gorges en regard sont les enroulements de la seconde voie du collecteur de courant. Les sorties de l'enroulement rotorique de chacune des voies sont connectées à la tête magnétique correspondante, et les sorties des enroulements statoriques des voies sont respectivement connectées aux sorties de l'amplificateur d'enregistrement du signal vidéo du magnétoscope en régime d'enregistrement, ou bien aux entrées de l'amplificateur de reproduction du signal vidéo du magnétoscope en régime de reproduction. Un tel bloc a un niveau relativement bas des amortissements transitoires du signal entre les deux voies du collecteur de courant, ce qui abaisse la qualité de transmission du signal de reproduction. Ceci est conditionné par la disposition coaxiale et rapprochée des enroulements de chaque voie du collecteur de courant, dont les flux magnétiques de fuite coupent respectivement à angle droit les spires de l'enroulement de la voie voisine, ce qui fait que la force électromotrice (f.e.m.) parasite induite dans cette voie présente une valeur maximale, d'où l'abaissement du niveau des amortissements transitoires du signal entre les voies d'un tel collecteur de courant. On connaît aussi un bloc de têtes magnétiques tournantes, comprenant un boîtier conducteur, dans lequel sont placées les têtes magnétiques qui sont disposées sur un support qui est fixé sur un arbre creux monté de façon qu'il puisse tourner et qui sont reliées électriquement au rotor d'un collecteur de courant sans contact. Ce rotor est placé sur le support. Il comprend un noyau annulaire avec un enroulement toroïdal, couplé magnétiquement avec l'enroulement toroïdal du noyau annulaire du stator du collecteur de courant sans contact au moyen d'une spire tridimensionnelle court-circuitée de couplage, qui est formée par le boîtier conducteur et par un élément conducteur situé à l'intérieur de l'arbre creux et relié électriquement audit boîtier conducteur (demande de brevet RFA n0 2 840 530). Le collecteur de courant dudit bloc est à une seule voie, car il ne comporte qu'un seul enroulement toroïdal rotorique et un seul enroulement toroïdal statorique. Dans ce bloc, les deux têtes magnétiques sont couplées en série avec l'enroulement toroidal rotorique du collecteur de courant. Le bloc venant d'être décrit fonctionne comme suit. En régime d'enregistrement, le signal vidéo modulé en fréquence (dans ce qui suit, "signal" tout court) issu de l'amplificateur d'enregistrement du signal vidéo du magnétoscope attaque l'enroulement toroïdal du stator et engendre dans cet enroulement un champ magnétique dont le flux se concentre dans le noyau du stator dans lequel il se ferme. Ce flux est embrassé par la spire tridimensionnelle courtcircuitée dans laquelle il induit un courant, dont le champ magnétique transmet le signal à l'enroulement rotarique, relié aux têtes magnétiques. En régime de reproduction, le signal lu sur la bande magnétique par les têtes magnétiques est transmis par le collecteur de courant à l'entrée de l'amplificateur de reproduction du magnétoscope, auquel est connecté l'enroulement statorique, d'une manière analogue, mais dans l'ordre inverse. Il ressort de la description du fonctionnement du bloc que les flux magnétiques des enroulements torol- daux statorique et rotorique du collecteur de courant sont entièrement concentrés dans les noyaux annulaires, ce qui accroît l'immunité aux bruits. Il convient de noter ici que la disposition des noyaux du rotor et du stator n'est pas subordonnée à la distance entre eux ce qui simplifie notablement la transmission du signal. On s'est proposé de créer un bloc de têtes magnétiques tournantes, dans lequel le collecteur de courant sans contact serait à deux voies, ce qui assurerait une haute qualité de la transmission du signal de reproduction, tout en étant de réalisation compacte. Selon l'invention, le bloc de têtes magnétiques tournantes comprend un boîtier conducteur dans lequel sont placées les têtes magnétiques, disposées sur un support qui est fixé sur un arbre creux monté de façon qu'il puisse tourner, et reliées électriquement au rotor d'un collecteur de courant sans contact qui est disposé sur le support et comporte un noyau annulaire avec un enroulement toroïdal couplé magnétiquement avec l'enroulement toroïdal du noyau annulaire du stator dudit collecteur de courant sans contact, au moyen d'une spire tridimensionnelle court-circuitée de couplage, constituée par ledit boîtier conducteur et un élément conducteur situé à l'intérieur de l'arbre creux et relié électriquement audit boîtier conducteur, et il est caractérisé en ce que le stator du collecteur de courant sans contact est disposé à proximité de son rotor, dans son alignement, le rotor et le stator portant des enroulements concentriques disposés sur leurs faces en bout, se trouvant l'un vis-à-vis de l'autre, et couplés magnétiquement entre eux, les enroulements toroïdal et concentrique du noyau du rotor étant respectivement reliés électriquement aux têtes magnétiques. Il est avantageux, pour accroître la fiabilité du bloc, de réaliser dans la masse des noyaux du stator et du rotor des rainures radiales pour les enroulements toroïdaux. Il est également avantageux, afin d'accroître la fiabilité du bloc et le coefficient de couplage magnétique entre les enroulements du rotor et du stator, de réaliser dans la masse des noyaux du rotor et du stator des gorges concentriques pour les enroulements concentriques. De préférence, on réalise les enroulements concentriques des noyaux du rotor et du stator sous la forme d'une spirale. Une telle conception du bloc de têtes magnétiques tournantes, conforme à l'invention, assure une haute qualité de transmission du signal de reproduction, tout en permettant de réaliser le collecteur de courant sans contact sous une forme compacte. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation concret et par des dessins dans lesquels la fig. 1 représente, en coupe longitudinale, un bloc de têtes magnétiques tournantes conforme à l'invention ; la fig. 2 représente, en coupe longitudinale, à une échelle plus grande, le rotor et le stator constituant le collecteur de courant sans contact du bloc de têtes magnétiques tournantes de la fig. 1 ; la fig. 3 représente, en vue d'ensemble, le noyau du rotor et du stator constituant le collecteur de courant sans contact du bloc de têtes magnétiques tournantes de la fig. 1 la fig. 4 représente, en vue d'ensemble, le noyau de la fig. 3 avec les enroulements toroïdal et concentrique du rotor et du stator constituant le collecteur de courant sans contact ;; la fig. 5 représente le schéma électrique de principe du bloc de têtes magnétiques tournantes de la fig. 1. Le bloc de têtes magnétiques tournantes conforme à l'invention comprend un boîtier conducteur 1 (fig. 1), ayant un fond 2, des parois 3 et un couvercle 4. Dans le boîtier 1 sont placées des têtes magnétiques 5 et 6, disposées sur la planche 7 d'un support 8, qui est fixé sur son embase 9. Le support 8 est calé sur un arbre creux 10, monté à l'aide de roulements 11, 12 dans un alésage débouchant 13 qui est usiné dans un renflement du fond 2. Le roulement 11 est séparé de l'embase 9 du support 8 par une cale 14. L'arbre creux 10 est monté sur les roulements 11 et 12 de façon qu'il puisse tourner, étant entraîné par un système moteur, qui n'est pas représenté sur le dessin afin de ne pas obscurcir la substance de l'invention et qui peut être réalisé d'une manière connue quelconque, par exemple comme décrit dans la demande de brevet RFA n0 2 840 530. Dans le boîtier 1 est aussi placé un collecteur 15 de courant sans contact, constitué par un rotor 16, monté sur un anneau isolant 17 qui est fixé sur la planche 7 du support 8, et par un stator 18, situé à proximité du rotor 16, dans son alignement, comme le montre clairement la fig. 2. Le rotor 16 et le stator 18 ont des noyaux annulaires 19 et 20 respectivement. Dans la masse des noyaux 19 (fig. 3) et 20 sont réalisées des rainures radiales 21 et 22 respectivement. Dans les faces en bout 12 (fig. 2) et 24 du rotor 16 et du stator 18, se trouvant l'une vis-à-vis de l'autre, sont réalisées des gorges concentriques 25 (fig. 3) et 26 respectivement. Dans les rainures radiales 21 et 22 sont logés des enroulements toroïdaux 27 (fig. 4) et 28, et, dans les gorges concentriques 25 (fig. 3) et 26, des enroulements concentriques 29 (fig. 4) et 30 respectivement. L'enroulement toroïdal 27 (fig. 2) du noyau 19 du rotor 16 est couplé magnétiquement avec l'enroulement toroïdal 28 du noyau 20 du stator 18, au moyen d'une spire tridimensionnelle court-circuitée 31 (fig. 1) de couplage, constituée par le fond 2, les parois 3 et le couvercle 4 du boîtier conducteur 1, et par un élément conducteur 32, réalisé sous la forme d'une colonnette conductrice, placée à l'intérieur de l'arbre creux 10 et reliée électriquement, sans pièce intermédiaire, avec le couvercle 4 du boîtier conducteur 1 et, par l'intermédiaire d'un godet 33, avec son fond 2. Le schéma électrique de ce couplage est montré en fig. 5. L'enroulement concentrique 29 (fig. 2) du noyau 19 du rotor 16 est couplé magnétiquement avec l'enrou- lement concentrique 30 du noyau 20 du stator 18 par l'intermédiaire de l'entrefer 34 laissé entre eux. Le schéma électrique de ce couplage est montré en fig. 5. Les enroulements concentriques 29 et 30 des noyaux 19 et 20 du rotor 16 et du stator 18 sont réalisés sous la forme d'une spirale, comme montré en fig.4. Dans la variante de réalisation décrite, la spirale est plate, ce qui augmente le coefficient de couplage entre les enroulements de la voie considérée du collecteur de courant. Toutefois, on peut utiliser une spirale tridimensionnelle, logée dans une gorge plus étroite du noyau, ce qui élève le niveau des amortissements transitoires du signal entre les voies du collecteur de courant. La tête magnétique 5 (fig. 5) est reliée électriquement à l'enroulement toroidal 27 du noyau 19 du rotor 16, et la tête matnétique 6 est reliée électriquement à lten- roulement concentrique 29 du noyau 19 du rotor 16. De la sorte, comme le montre la description cidessus, le bloc de têtes magnétiques tournantes comporte un collecteur de courant 15 (fig. 1) sans contact à deux voies, dont l'une des voies comprend les enroulements toroïdaux 27 (fig. 2), 28 du rotor 16 et du stator 18, couplés magnétiquement entre eux par la spire tridimensionnelle court-circuitée 31 de couplage, et la seconde voie, les enroulements concentriques 29, 30 du rotor 16 et du stator 18, couplés magnétiquement entre eux par l'intermédiaire de l'entrefer 34. Les sorties 35 (fig. 4), 36, 37, 38 des enroulements toroïdaux 27 et 28 aboutissent respectivement aux lames de contact 39 et 40, qui servent à raccorder, au montage, les sorties 35 (fig. 5) et 37 de l'enroulement 27 à la tête magnétique 5, et les sorties 36 et 38 de l'enroule- ment 28 aux amplificateurs d'enregistrement ou de reproduction de la voie vidée du magnétoscope (non représentés sur le dessin). Les sorties 41 (fig#. 5), 42 et 43, 44 des enroulements concentriques 29, 30, sont respectivement connectées à la tête magnétique 6 et aux amplificateurs d'enregistrement ou de reproduction. Dans l'une des parois 3 (fig. 1) du boîtier 1 est réalisée une fente 45. Quand l'arbre 10 tourne, les têtes magnétiques 5 et 6 se rapprochent périodiquement de cette fente 45 pour coopérer avec la bande magnétique 46. Le principe de fonctionnement du bloc de têtes magnétiques tournantes conforme à l'invention consiste en ce qui suit. A l'aide du système moteur (non représenté sur le dessin), le support 8 (fig. 1) portant les têtes magnétiques 5 et 6 est mis en rotation. Pendant la rotation, les têtes magnétiques 5 et 6 se rapprochent périodiquement de la fente 45 et coopèrent avec la bande magnétique 46. En régime d'enregistrement, le signal issu de l'amplificateur d'enregistrement est alternativement transmis, respectivement, à l'enroulement toroïdal 28 (fig. 2) et à l'enroulement concentrique 30 du stator 18 du collecteur 15 de courant sans contact. Le signal attaquant l'enrou- lement toroïdal 28 du stator 18 engendre dans son noyau 20 un flux magnétique dont le plan de circulation est perpendiculaire à l'axe de rotation des têtes 5 (fig. 1) et 6.Ce flux magnétique induit un courant dans la spire tridimensionnelle court-circuitée 31 de couplage, laquelle, à son tour, engendre un flux magnétique dont le plan de circulation dans le noyau 19 du rotor 16 est lui aussi perpendiculaire à l'axe de rotation des têtes 5 et 6.Ce second flux magnétique induit une f.é.m. signal dans l'enroulement toroïdal 27 du rotor 16, qui est relié électriquement à la tête magnétique 5. Le circuit de la tête 5 est alors parcouru par un courant qui est le courant d'enregistrement de la tête 5. Quand la tête 5 contacte la bande magnétique 46, le signal est enregistré sur cette bande. Quand le signal attaque l'enroulement concentrique 30 du stator 18, celui-ci devient le siège d'un flux magnétique dont le plan de circulation est perpendiculaire à celui du flux des enroulements toroïdaux 27 et 28. Ce flux magnétique de l'enroulement 30, se fermant via l'entrefer 34 (fig. 2) entre les noyaux 20 et 19 du stator 18 et du rotor 15, induit une f.é.m. signal dans l'enroulement concentrique 29 du stator 165 dont les sorties sont reliées électriquement à la tête 6. Le courant signal qui apparaît alors est enregistré sur la bande magnétique 46 par la tête 6 quand celle-ci contacte la bande magnétique 46. En régime de reproduction à partir de la bande magnétique 46, le bloc de têtes magnétiques tournantes fonctionne d'une manière analogue, mais dans l'ordre inverse. La description fait apparaître que, grâce à la disposition orthogonale des champs magnétiques des enroulements toroïdaux et concentriques, on obtient un haut niveau des amortissements transitoires entre les voies du collecteur de courant. REVENDICATIONS 1.- Bloc de têtes magnétiques tournantes, comprenant un boîtier conducteur (1) dans lequel sont placées les têtes magnétiques (5,6) disposées sur un support (8) qui est fixé sur un arbre creux (10) monté de façon qu'il puisse tourner, et reliées électriquement au rotor (16) d'un collecteur de courant sans contact (15) qui est disposé sur le support et comporte un noyau annulaire (19) avec un enroulement toroïdal (27) couplé magnétiquement avec un enroulement toroïdal (28) du noyau annulaire (20) du stator (18) dudit collecteur de courant sans contact (15), au moyen d'une spire tridimensionnelle court-circuitée de couplage (31), constituée par ledit boîtier conducteur (1) et un élément conducteur (32) situé à l'intérieur de l'arbre creux (10) et relié électriquement audit boîtier conducteur (1), caractérisé en ce que le stator (18) du collecteur de courant sans contact (15) est disposé à proximité de son rotor (16), dans son alignement, le rotor (16) et le stator (18) portant des enroulements concentriques (29, 30) disposés sur leurs faces en bout, se trouvant l'une vis-à-vis de l'autre, et couplés magnétiquement entre eux, les enroulements toroïdal (27) et concentrique (29) du noyau du rotor (16) étant respectivement reliés électriquement aux têtes magnétiques (5 > 6). 2.- Bloc de têtes magnétiques tournantes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on a réalisé dans la masse des noyaux du rotor (16) et du stator (18) des rainures radiales (21, 22) pour les enroulements toroïdaux (27, 28). 3.- Bloc de têtes magnétiques tournantes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on a réalisé, dans la masse des noyaux du rotor et du stator, des gorges concentriques (25, 26) pour les enroulements concentriques (29, 30). 4.- Bloc de têtes magnétiques tournantes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les enroulements concentriques (29, 30) des noyaux du rotor (16) et du stator (18) sont réalisés sous la forme d'une spirale.