DE2013478A1

DE2013478A1 - Magnetkopf mit mehreren Elementarköpfen

Info

Publication number: DE2013478A1
Application number: DE19702013478
Authority: DE
Inventors: Takashi Neyagawa; Masuoka Sadao Hirakata; Morita Minoru Toyonaka; Shiraki (Japan). P 10823
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1969-03-22
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1970-10-01
Also published as: US3639700A; JPS4936251B1; FR2039791A5; GB1308956A; NL7004011A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMME

8 München 2, Rosental 7,

Tei.-Adr. leSnpat München Telefon (0ί11)Μ1»·9

den 20. Maria 1970

Unser Zeichen

' POS-21221

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO.,LTD., Osaka / Japan Magnetkopf mit mehreren Elementarköpfen

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf mit mehreren Elementarköpfen.

Die zur Zeit veoendeten Magnetköpfe gliedern sich in zwei Arten. Bei einer der beiden Arten bestehen die Kerne aus einem Block übereinander geschichteter Plättchen, die jeweils aus Permalloy oder einem anderen Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt sind. Die Kerne sind mit einem Satz von

fest

zwei Befestigungsrahmen durch Harz 'verbunden. Darauf werden Spulen gewickelt, und die Oberfläche der Schichtung, die mit einem effektiven Spalt versehen ist, wird daraufhin einem Läppverfahren unterworfen, woraufhin die beiden Befestigungsrahmen unter Dazwischensetzen eines bestimmten DistanzStückes zur Bildung: eines effektiven Spalts durch Harz miteinander verbunden und zu einem Kopf zusammengesetzt werden.

Ein Magnetkopf dieser Art weist die folgenden Nachteile auf 2

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1) Da der Kopf viele mit Harz miteinander verbundene Teile sowohl zwischen den Kernen als auch im Spaltbereich aufweist, neigt die Fläche des Kopfes, die der Beibung durch ein laufendes Band unterworfen ist, dazu, bei Veränderung der Umgebungstemperatur, in der der Kopf verwendet wird, sich zu verformen, was zu einer unerwünschten Charakteristik des Kopfes führt.

2) Das Permalloy oder ein ähnliches weiches Metall und das organische Harz, die die am Band anliegende Fläche des Kopfes bilden, leiden unter starker Abnutzung, die sich aus der Reibung zwischen dem Band und dieser Fläche des Kopfes ergibt, wodurch die Lebensdauer des Kopfes gewöhnlich auf einige hundert Stunden beschränkt ist. Außerdem neigt das Kernmaterial an den gegenüberliegenden Seiten des Spaltes dazu, durch den Kontakt mit dem laufenden Band verformt zu werden, was oft zu einer Verschlechterung der Leistung des Kopfes führt.

3) Das in der freiliegenden Fläche des Kopfes vorhandene Harz neigt dazu, am organischen Bindemittel des auf die am Band anliegende Fläche des Kopfes aufgebrachten Magnetpulvers kleben zu bleiben. Wenn das Band eine lange Zeit abgespielt wird, haftet daher der am Band vorhandene Staub und das Magnetpulver an dem dem Spalt zunächst liegenden Teil des Kopfes, wodurch ein enger Kontakt zwischen dem Band und dem Kopf so weit verhindert wird, daß keine Aufzeichnung oder kein Abspielen mehr erfolgen kann.

4) Die die Kerne bildende Legierung hat einen geringen spezifischen Widerstand, wodurch ein durch den Wirbelstrom innerhalb der Kerne verursachter VerlusVnohen Frequenzbereich erhöht und dementsprechend die Frequenzkennlinie des Kopfes verschlechtert wird.

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Bei der, ,anderen im Handel befindlichen Art von Magnetköpfen bestehen die Kerne aus Ferrit oder einem anderen gesinterteil magnetischen Oxid. Diese Art weist die folgenden lachteile auf: "

1) die große Härte des den Kopf bildenden Materials verhindert die genaue Bearbeitung seiner Teile, wodurch die Verbindungsmöglichkeiten zwischen den die am Band anliegende Fläche bildenden Kernen und dem verwendeten nichtmagnetischen Material begrenzt sind. Um diesem Problem zu begegnen, weist der bekannte Magnetkopf dieser Art einen im Vergleich zu den Kernen vergrößerten Abschirmbereich auf, wodurch das den Kopf einschließende Gehäuse notwendigerweise eine kompliziertere Konstruktion aufweisen muß. Deshalb sind die Kerne und Abschirmungen häufig so ausgebildet, daß sie die gleiche Breite haben und in einem Gehäuse aus Aluminium oder einem anderen nichtmagnetischen Material befestigt sind. In diesem Fall führt jedoch die gleiche Breite der Kerne und der Abschirmungen zu einem besonders starken Kopiereffekt. Darüber hinaus muß das nicht-magnetische Abschirmgehäuse größer bemessen sein, um Nebenrauschen auszuschalten.

2) Das nicht-magnetische Material muß so beschaffen sein, daß es die gleiche Abriebcharakteristik wie die Kerne aufweist.

! 3) Das die Kerne bildende Material ist so zerbrechlich, daß der Kern durch das zur Verbindung der einzelnen Teile-, mitein-

! ander durch Veikitten oder Pressen verwendete Harz brechen kann, da dieses Harz in eventuell in der am Band anliegenden Fläche des Kopfes vorhandene Hohlräume eindringen kann.

Durch die Erfindung soll ein Magnetkopf geschaffen werden, bei dem diese Nachteile ausgeschaltet sind und der eine

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lange Lebensdauer sowie eine ausgezeichnete Frequenzkennlinie aufweist.

Gemäß der Erfindung wird ein Magnetkopf mit mehreren Elementen unter Verwendung von Ferrit geschaffen, der für die Ausbildung der am Band anliegenden Fläche des Kopfes eine Kombination von Ferritmaterial für die Kerne und nicht-magnetischem Oxidmaterial aufweist. Durch diese Konstruktion wird die Widerstandsfähigkeit des Magnetkopfes gegen Abnützung erhöht ■ und die Zuverlässigkeit der Bewegung des Magnetbandes verbessert Das Gehäuse und die Kerne sind voneinander magnetisch isoliert, wodurch der Magnetkopf in einem Abschirmgehäuse von hoher magnetischer Permeabilität befestigt und somit die gesamte Kopfeinheit kompakt ausgebildet werden kann. Ferner ist die am Band anliegende Fläche des Kopfes an ihren entgegengesetzten Seiten in Richtung der Bewegung des Bandes so geformt, daß das Band gleichmäßig ablaufen kann, wodurch der Formeffekt (shape effect) für den niederen Frequenzbereich verbessert wird.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfinf dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1a bis 1d perspektivische Ansichten zur Erläuterung

der Art und Weise der Herstellung eines Ausführungs- _: beispiels der Erfindung in aufeinanderfolgenden Schritten,

! Fig. 2 einen Schnitt in einer vertikal zur Ebene des Spalts in der Magnetkopfeinheit gemäß Fig. 1 liegenden Ebene,
j Fig. 3 einen Schnitt in einer parallel zur Ebene des Spalts

im Magnetkopf gemäß Fig. 1 liegenden Ebene, ; 009840/1951 _5-

Fig. 4a eine Schnittansicht des Magnetkopfes zur Darstellung seiner am Band anliegenden Fläche,

Fig. 4b eine Teilseitenansicht zur Erläuterung des Lageverhältnisses zwischen dem laufenden Band und der am Band anliegenden Fläche des erfindungsgemäßen Magnetkopfes und

Fig« 5 und 6 Schnittansichten von Beispielen bekannter Magnetköpfe. .

Fig. 1 zeigt einen Satz von zwei Blöcken 1 und 2 aus Ferrit oder einem anderen gesinterten magnetischen Oxid und mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, der zur Herstellung von Magnetkernen verwendet wird, die den Hauptteil der erfindungsgemäßen Magnetkopfeinheit bilden. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Blöcke 1 und 2 werden poliert und daraufhin in Bezug zueinander ausgerichtet, wobei ein bestimmter Zwischenraum frei bleibt. Der Zwischenraum wird dann mit einem ab- : nützunfeefesten nicht-magnetischen Material, z.B. Glas od. dgl. ausgefüllt, wodurch man einen effektiven Spalt 3 erhält. j

Die so.miteinander verbundenen Blöcke 1 und 2 werden dann: in ihrem rückwärtigen Spaltabschnitt weggeschnitten, wie Fig. 1b zeigt, und ferner in Stücke zerschnitten, von denen jedes die für einen Kopf erforderliche länge aufweist, wie in Fig. 1c dargiestellt. Jedes Stück wird dann derart mit einer Querrille versehen, daß jeweils ein Teil des effektiven Spalts an jeder Seite der Querrille liegt. Man erhält demnach an den einander gegenjüberliegenden Seiten zwei Gruppen von Teilen 4 bzw. 4^!, die j die gleiche Breite wie ein Kern aufweisen. \

Daraufhin werden, wie Fig. 1d zeigt, eine Abschirmplatte' 6 aus dem gleichen magnetischen Oxid wie der Kern, zwei Plat- j

ten 7 aus einem gesinterten nicht-magnetischen Oxid, zwei vorher mit einer Spule 8 versehene Joche 9 und zwei Befestigungsrahmen 10 aus gesintertem nicht-magnetischen Oxid so mit einem Kernstück zusammengesetzt, daß dieses in der Mitte der Einheit liegt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Aufbau der vollständigen Magnetkopf einheit, bei der die Teile 4 und 4* Kerne bilden, die jeweils den effektiven Spalt 3 als Verbindungspunkt aufweisen. Wie Fig. 3 zeigt, bilden die Kern-Teile 4 und 4¹ eine U-Form mit einem Verbindungsendstück 4^H. In der durch die Kern-Teile 4 und 4¹ und das Verbindungsendstück 4^M begrenzten Bille sind die magnetische Abschirmplatte 6 und die nicht-magnetischen Platten 7 über die ganze Breite der Kille angeordnet. Die Außenflächen jedes Kerns sind wie Spiegelflächen poliert, von denen ein Teil mit einem Teil der Flächen des entsprechenden Jochs 9 verbunden ist, die ebenfalls wie eine Spiegelfläche poliert sind. Somit bilden die Joche 9 zusammen mit den Stücken 4 und zwei magnetische Kreise, die am Verbindungsendstück 4^M miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen effektiven Spalt 3 aufweisen. Die auf die Joche 9 gewickelten Spulen 8 führen über Klemmen 11 naeh außen. Die so geschaffene Einheit ist in einem Gehäuse 12 untergebracht, das mittels Harz an den Klemmen 11 befestigt ist.

Wenn die ganze Kopfeinheit in ihrer Lage befestigt ist, wird der aus dem Gehäuse 12 herausragende Teil weggeschnitten, wie durch die strichpunktierte Linie 13 in den Fig. 2 und 3 bezeichnet, wodurch das Verbindungsendstück 4^H entfernt wird, so daß die beiden magnetischen Kreise voneinander unabhängige Köpfe mit jeweils einem effektiven Spalt 3 aufweisen.

Die am Band anliegende polierte Fläche des Kopfes ist 0098A0/19B1 _γ_

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derart ausgebildet, daß die entgegengesetzten Enden des Kerns so weggeschnitten werden, daß in Bezug, zu der am Band anliegenden Fläche nach unten geneigte Oberflächen entstehen, die ^; in im Vergleich zur Höhe, der am Band anliegenden Fläche niedrigeren Stufen enden, wie in Fig. 4b dargestellt. Im Betrieb dient eine solche Ausbildung des Kerns zur Verhinderung einer durch plötzliches Lösen des laufenden Bandes von der Kernfläche auf- ; tretenden Störung, d.h. einer Art Resonanzeffekt im unteren _: Frequenzbereich, der "shapeeffect" genannt wird. Dadurch erhält man eine gleichmäßige Frequenzkennlinie des Kopfes.

Ferner ist, wie aus Fig. 4a ersichtlich, ein aufgrund \ von Abmessungstoleranzen verschiedener Teile unvermeidbar auf- i tretender Zwischenraum 15 in dem Abschnitt vorhanden, der j nicht am Band anliegt, so daß die Harzschicht nicht in der am ! Band anliegenden Fläche des Kopfes frei liegt und eine einwand-| freie Bewegung des Bandes sichergestellt ist, j

Gemäß der Erfindung weist die am Band anliegende Fläche des Magnetkopfes, wie oben beschrieben, Magnetkerne auf,- die jeweils mit einem Spalt versehen sind und die von nicht-magnetischen Bauteilen umgeben sind, und ferner eine zwischen den Magnetkernen angeordnete Abschirmplatte einer größeren Breite als die Magnetkerne. Alle diese Teile bestehen aus gesintertem Oxidmaterial, um dem Kopf eine lange Lebensdauer zu geben* Darüber hinaus ist der äußere Umfang der Kerne mit einem nichtmagnetischen Material umgeben, so daß die Kopfeinheit unmittelbar in der Form eines Kopfgehäuses in einem Abschirmgehäuse aus Permalloy oder einem anderen Material mit hoher magnetischer Permeabilität fest verschlossen werden kann. Dies führt zu einem kompakten Aufbau, bei 4ew kein Nebenrauschön auftritt.

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Durch die beschriebene Konstruktion wird auch der Kopiereffekt verringert, da die Abschirmung eine größere Breite als die Kerne aufweist. Ferner wird dadurch, daß die beiden entgegengesetzten Enden der am Band anliegenden Fläche so ausgebildet sind, daß sie allmählich nach unten schräg verlaufen, der "shape effect" für lange Wellenlängen verringert und der durch die Toleranzen der Einzelteile verursachte unvermeidliche Zwischenraum kann in dem oben erwähnten abgeschrägten Endabschnitt des Kopfes untergebracht werden.

Eine solche Wirkung wird auch durch die Tatsache hervorgerufen, daß das die Kerne und die Abschirmung bildende magmetische Material Ferrit ist und daß das nicht-magnetische Material aus hauptsächlich aus FepO* zusammengesetztem Keramikmaterial besteht.

Somit weisen die die am Band anliegende Fläche des Kopfes bildenden Materialien eine ähnliche Zusammensetzung und ähnliche mechanische Eigenschaften auf, wodurch ein einwandfreies und genaues Bearbeiten des Kopfes sowie eine glatte Oberfläche der am Band anliegenden Fläche gewährleistet sind.

Als nicht-magnetisches Material kann ein aus AlpO,, MgO, ^] Si(^» ZrOp, BeO, TiÜ2 od. dgl. zusammengesetztes gesintertes Oxid verwendet werden, wodurch man gleiche Resultate erhält.

Wenn die Kerne und die Abschirmung aus Ferrit bestehen j und das nicht-magnetische Bauteil aus Keramik mit FepO, als j Hauptbestandteil hergestellt ist und wenn die Einheit durch zwei Kopfelemente gebildet wird, erhält man praktisch die in Fig. 4 dargestellte Einheit, die eine Kopfvorrichtung zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von Stereotonsignalen mit einer aus-j

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Claims

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Patentansprüche :

V Magnetkopf mit mehreren Elementarköpfen und mit einer an einem Tonband anliegenden Fläche, die Magnetkerne aufweist, die jeweils mit einem Spalt versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne (4, 4¹) von einem nicht-magnetischen Material (7, 10) umgeben sind, daß eine Abschirmplatte (6) einer größeren Breite als die der Magnetkerne zwischen benachbarten Magnetkernen (4, 4M angeordnet ist und daß alle diese Bauteile aus gesinterten Oxiden bestehen.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Magnetkerne (4, 4¹) und die Abschirmplatte (6) bildende Material Ferrit ist und daß das nicht-magnetische Material hauptsächlich aus Fe₉O* zusammengesetztes Keramikmaterial ist.

5. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Magnetkerne (4, 4^f) und die Abschirmplatte (6) bildende Material Ferrit ist und daß das nicht-magnetische Material ein aus As₉Ox, MgO, SiO₉, ZrO₉, BeO, TiO₉ od. dgl.zusammenge-

Cm J L·* Lm Cm

setztes gesintertes Oxid ist.

4. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenhalten der Magnetkerne (4, 4¹) und der Abschirmplatte (6) mit zwischen diesen angeordneten Abstandsstücken (7) Befestigungsrahmen (10) vorgesehen sind, die aus einem gesinter-r ten Oxid bestehen.

5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Verwendung als Zweikanal-Magnetkopf für Magnettongeräte zwei Sätze Magnetkerne (4, 4¹) aufweist.

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6, Magnetkopf nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Spule (8) umwickelte Joche (9) mit den Außenseiten der Magnetkerne (4, 4^f> verbunden sind.

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