DE2907806C2

DE2907806C2 - Magnetkopf

Info

Publication number: DE2907806C2
Application number: DE2907806A
Authority: DE
Inventors: Saichiro Midori Yokohama Amano; Atsushi Hanno Saitama Goto; Junji Hamana; Hiroaki Machida Tokio/Tokyo Kato; Yoshio Chichibu Saitama Kawakami; Akeo Sakai
Original assignee: Canon Inc; Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Electronics Inc
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1979-02-28
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE2907806A1; US4368496A

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 5 und 10.
Ein Magnetkopf, der für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Information bzw. Daten durch Reibungskontakt mit einem Magnetband konstruiert ist, wird an seiner Berührungsfläche mit dem Magnetband allmählich abgerieben, wodurch er seine anfänglich vorhandene Gebrauchsleistung in bezug auf die Aufzeichnung im höheren Frequenzbereich verliert, was schließlich bei fortschreitendem Abrieb dazu führt, daß sich die Gebrauchsleistung in bezug auf die Aufzeichnung über den gesamten Frequenzbereich verschlechtert. Ein solcher Nachteil kann verhindert werden, indem man die Abriebfestigkeit erhöht, um das Ausmaß des Abriebs zu vermindern und einen gleichmäßigen Abrieb hervorzurufen. Zum Beispiel ist der Stereomagnetkopf im Fall eines Tonfrequenz-Kassettentonbandgeräts mit einer Aufzeichnungsspurweite von etwa 0,6 mm aus vier dünnen, geschichteten Platten mit einer Dicke von jeweils 0,15 mm zusammengesetzt, um die vorstehend erwähnte Spurweite zu erhalten, da eine einzige Platte mit einer Dicke von 0,6 mm zu einem bedeutenden Wirbelstromverlust und damit zu einem Verlust des Wirkungsgrades in bezug auf die elektromagnetische Umwandlung führen würde. Bei einer solchen Struktur müssen die dünnen, geschichteten Platten gegeneinander elektrisch isoliert sein; sie bestehen daher aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität wie Permalloy oder Sendust, das jeweils an seinen Oberflächen mit einem harzartigen, isolierenden Klebstoff versehen ist. Infolgedessen besteht die Spurfläche des Magnetkopfes aus einer geschichteten Struktur, die alternierend aus dem Material mit hoher magnetischer Permeabilität und der Klebstoffschicht gebildet wird. Eine solche geschichtete Struktur wird im allgemeinen erhalten, indem man z. B. durch Aufsprühen auf dünnen Platten mit hoher magnetischer Permeabilität eine dünne Schicht, z. B. aus einem Epoxidharz, bildet und solche Platten unter Erhitzen zusammenpreßt. Bei einer solchen Struktur neigt die Harzschicht jedoch bei der Erhärtung des Harzes nach dem Laminieren zur Erzeugung einer Spannung entlang der Oberfläche der dünnen Platten, was eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften zur Folge hat. Andererseits ergibt ein Harz, das eine niedrige Spannung erzeugt, im allgemeinen eine zu niedrige Klebfähigkeit. Bei den herkömmlichen Magnetköpfen ist als Material mit hoher magnetischer Permeabilität Permalloy gegen weniger abreibbare Materialien wie hartes Permalloy oder Sendust ausgetauscht worden, während der Klebstoff eine niedrigere Abriebfestigkeit als das Material mit hoher magnetischer Permeabilität hatte, um eine befriedigende Klebfähigkeit sicherzustellen, wozu jedoch angemerkt werden muß, daß durch die Abriebfestigkeit des Klebstoffs auch die Abriebfestigkeit des gesamten Kopfkerns beeinflußt wird. Außerdem wird der Kopfkern nach dem Wickeln der Spule in ein Kopfgehäuse eingesetzt und darin mittels eines Befestigungsmaterials befestigt, das zwischen den Kern und das Gehäuse gefüllt wird, so daß ein Teil des Befestigungsmaterials zusammen mit dem Kopfkern die Berührungsfläche mit dem Magnetband bildet. Um die anfängliche Gebrauchsleistung des Magnetkopfes über eine ausgedehnte Zeitdauer aufrechtzuerhalten, ist es daher notwendig, daß der Kern und das Befestigungsmaterial gleichmäßig abgerieben werden, damit immer eine flache bzw. ebene Berührungsfläche beibehalten wird. Bei den herkömmlichen Magnetköpfen war die Nutzungsdauer jedoch in nicht vermeidbarer Weise begrenzt, weil der Abrieb des Kopfkerns und der Abrieb des Befestigungsmaterials unausgeglichen waren.
Aus der DD-PS 1 21 998 ist ein Magnetkopf bekannt, der aus Lamellen aus physikalisch weichem, hochpermeablem Material geschichtet ist und mit verschleißminderndem, hartem Material im Bereich des Magnetkopfspiegels kombiniert ist. Die Lamellen aus dünnen, physikalisch weichen, hochpermeablen Blechen sind auf mindestens einer Oberfläche mit einer dünnen Schicht aus einem Material mit sehr großer physikalischer Härte und Abriebfestigkeit versehen, wodurch im fertigen Magnetkopf ein System von in Richtung der Relativbewegung längs stehenden dünnen Gleitschienen gebildet wird. Das Material mit sehr großer physikalischer Härte ist in Form einer Aufdampfschicht oder Glasur fest und weitgehend homogen mit dem physikalisch weichen Material verbunden. Die physikalisch harte Schicht wird durch Verdampfen von Substanzen gebildet, die beispielsweise zu Carbiden oder Oxiden reagieren. Die mit Schichten aus physikalisch hartem Material versehenen Bleche können auf bekannte Weise verfestigt und insbesondere verklebt werden.
Aus der DE-OS 21 48 898 ist ein geschichteter Magnetkopf bekannt, der durch abwechselndes Aufdampfen von Magnetmaterialschichten und isolierenden Schichten erhalten wird.
Aus der DE-PS 9 61 662 ist eine Spaltfüllung für einen Magnetkopf bekannt, die aus einer Masse besteht, die ein Bindemittel und feinstverteilte, magnetisch nichtleitende, sehr harte Teilchen enthält, wobei die Teilchen und das Bindemittel in einem Volumenverhältnis von 1 : 1 (entsprechend einem Gewichtsverhältnis von etwa 3 : 1) vermischt sind. Diese Spaltfüllung hat lediglich die Wirkung, daß in unmittelbarer Nähe des Magnetkopfspaltes die Abriebfestigkeit verbessert werden kann, während andere mit dem Magnetband in Berührung kommende Oberflächen nicht geschützt sind.
Aus der US-PS 34 17 465 ist ein Magnetkopf aus Kernhälften bekannt, die jeweils aus dünnen Plattenelementen mit einer hohen magnetischen Permeabilität und aus zwischen den Plattenelementen befindlichen, isolierenden Harzschichten aus einem Klebstoffmaterial bestehen und unter Bildung eines Kopfkerns miteinander verbunden sind. Bei diesem Magnetkopf können die Plattenelemente miteinander in Berührung kommen, wenn das Klebstoffmaterial bei der Herstellung beispielsweise durch äußere Druckausübung herausgepreßt wird. Als Folge treten Wirbelstromverluste auf, und die elektromagnetischen Eigenschaften werden beeinträchtigt. Während der Herstellung neigen die Harzschichten beim Erhärten des Harzes zur Erzeugung einer mechanischen Spannung entlang der Oberfläche der Plattenelemente, was zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften führt. Darüber hinaus erfolgt bei Kontakt mit dem Magnetband im Bereich der isolierenden Harzschichten ein stärkerer Abrieb als im Bereich der Plattenelemente, so daß die Abriebfestigkeit noch unbefriedigend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den im Oberbegriff der Patentansprüche 1, 5 und 10 beschriebenen Magnetkopf in der Weise zu verbessern, daß die Abriebfestigkeit über die gesamte Magnetkopfoberfläche gleichmäßig hoch ist und daß die Wirbelstromverluste des Magnetkopfs auf ein Minimum herabgesetzt sind.
Diese Aufgabe wird jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1, 5 und 10 gelöst.
Da die Harzschichten mit der körnigen Substanz, die eine höhere Härte als die dünnen Plattenelemente hat, gleichmäßig über die gesamte Abriebfläche des Magnetbandes verteilt sind, wird über der gesamten Kopfkernoberfläche eine verbesserte Abriebfestigkeit des Kopfkerns beim Kontakt mit dem Magnetband erhalten. Darüber hinaus dient die körnige Substanz in den Harzschichten als Abstandshalter für die Plattenelemente, so daß ein Kontakt der Plattenelemente miteinander, der z. B. auf äußere Druckausübung bei der Herstellung zurückzuführen sein könnte, vermieden wird. Hierbei kann der Abstand zwischen benachbarten Plattenelementen in einfacher Weise reguliert werden, indem die Teilchengröße der körnigen Substanz eingestellt wird. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Wirbelstromverluste zwischen benachbarten Plattenelementen auf ein Minimum herabgesetzt werden. Durch diese zweifache Funktion der körnigen Substanz werden die guten elektromagnetischen Eigenschaften lange beibehalten.
Nachstehend werden die Zeichnungen kurz erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines durch Aufwickeln einer Spule auf einen Kern gebildeten, zur Verwendung für einen erfindungsgemäßen Magnetkopf konstruierten Kopfelements;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Kopfelements, bei der das Kopfelement in ein Kopfgehäuse eingesetzt ist;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Magnetkopfes, bei der sich der Magnetkopf mit einem Magnetband und einem Band-Andruckkissen in Berührung befindet;
Fig. 4 ist ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen der effektiven Permeabilität und der Frequenz bei einem erfindungsgemäßen Magnetkopf mit der entsprechenden Beziehung bei einem bekannten Magnetkopf verglichen wird;
Fig. 5 ist ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen der Abriebtiefe des Kerns und der Laufzeit des Magnetbandes bei einem erfindungsgemäßen Magnetkopf mit der entsprechenden Beziehung bei einem bekannten Magnetkopf verglichen wird;
Fig. 6(a) ist eine Teilquerschnittsansicht eines bekannten Mehrelement-Magnetkopfes im abgeriebenen Zustand und
Fig. 6(b) ist eine Teilquerschnittsansicht einer Mehrelement-Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes im abgeriebenen Zustand.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend näher erläutert.
In Fig. 1 wird eine perspektivische Ansicht eines aus den Kernhälften 1, 2 zusammengesetzten Kopfkerns gezeigt, auf dem zum Teil eine Spule 3 vorgesehen ist. Die dünnen Platten 1 a, 1 b, 1 c und 1 d, aus denen die Kernhälfte 1 gebildet wird, bestehen jeweils aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität wie Permalloy (Vickers-Härte: 139) oder Sendust (Vickers- Härte: 480) mit einer festgelegten Dicke, das auf seinen Oberflächen mit einer Harzschicht aus einem isolierenden Klebstoffmaterial versehen sind, das wegen der körnigen Substanz eine höhere Abriebfestigkeit als das Material hoher Permeabilität und eine Dicke hat, die in ausreichendem Maße kleiner ist als die vorstehend erwähnte, festgelegte Dicke der dünnen Platten. Die auf diese Weise aus den laminierten, dünnen Platten 1 a bis 1 d mit dazwischenliegenden Harzschichten gebildete Kernhälfte 1 wird unter Bildung eines Kernspalts 4 mit einer anderen, durch Strichpunktlinien bezeichneten Kernhälfte 2 verbunden, die den gleichen Aufbau wie die Kernhälfte 1 hat, wobei durch die Kernhälften 1 und 2 ein geschlossener magnetischer Stromkreis gebildet wird.
In Fig. 2 wird eine perspektivische Teilansicht des erfindungsgemäßen Magnetkopfes gezeigt, der aus den Kernhälften 1 und 2 und aus der Spule 3 von Fig. 1 besteht, die in einem Kopfgehäuse 6 angeordnet und darin mittels eines in das Gehäuse eingefüllten Befestigungsmaterials 7 befestigt sind.
Fig. 3 ist eine von der Richtung des Pfeils A her gesehene Querschnittsansicht des Magnetkopfes von Fig. 2 entlang der Strichpunktlinie 5, in der zusätzlich ein Band-Andruckkissen 8 und ein Magnetband 9 gezeigt werden. In Fig. 3 befindet sich das vorstehend erwähnte Klebstoffmaterial 10 in den Lücken zwischen den dünnen Platten 1 a bis 1 d, wodurch die dünnen Platten mit hoher magnetischer Permeabilität miteinander verklebt und gegeneinander isoliert werden, so daß auf diese Weise der Wirbelstromverlust in den Platten vermindert wird. Das Klebstoffmaterial 10 besteht z. B. aus einem isolierenden, klebfähigen Epoxidharz, das eine körnige Substanz mit einer Teilchengröße zwischen 0,5 µm und 15 µm enthält. Die körnige Substanz ist ein anorganisches Material, das mindestens aus einem Vertreter der folgenden Substanzen besteht: Metalloxide wie SiO₂, Al₂O₃ (Vickers-Härte: 1950), Zr(SiO₄), Al₂O₃-SiO₂ -Verbindungen (in die nachstehend angegebenen Verbindungen sind definitionsgemäß jeweils alle Verbindungen der Gruppe eingeschlossen), Al₂O₃-MgO (MgO-Vickers-Härte: 600), Al₂O₃-MgO-SiO₂, MgO-SiO₂, K₂O-Al₂O₃-SiO₂, Ti-O, Zr-O, Hf-O, V-O, Nb-O, Ta-O, Cr-O, Pd-O, Re-O, Mo-O, W-O, Mn-O, Fe-O, Co-O, Rh-O, Ih-O, Ni-O, Pt-O, Ti-Zr-O, Ti-Hf-O, Ti-Ta-O, Ti-Co-O, Ti-V-O, Ti-Nb-O, Ti-W-O, Ti-Mn-O, Ti-Fe-O, Zr-Hf-O, Zr-V-O, Zr-Nb-O, Zr-Ta-O, Zr-Cr-O, Zr-Mo-O, Zr-W-O, Zr-Mn-O, Zr-Re-O, Zr-Fe-O, Zr-Co-O, Zr-Ni-O, V-Nb-O, V-Ta-O, V-Cr-O, V-Mo-O, V-W-O, V-Mn-O, V-Re-O, V-Fe-O, V-Co-O, V-Ni-O, Nb-Ta-O, Nb-Cr-O, Nb-Mo-O, Nb-W-O, Nb-Mn-O, Nb-Re-O, Nb-Fe-O, Nb-Co-O, Nb-Ni-O, Ta-Cr-O, Ta-Mo-O, Ta-W-O, Ta-Mn-O, Ta-Re-O, Ta-Fe-O, Ta-Co-O, Ta-Ni-O, Cr-Mo-O, Cr-W-O, Cr-Mn-O, Cr-Re-O, Cr-Fe-O, Cr-Co-O, Cr-Ni-O, Mo-W-O, Mo-M-O, Mo-Fe-O, Mo-Co-O, Mo-Ni-O, W-Mn-O, W-Re-O, W-Fe-O, W-Co-O, W-Ni-O, Mn-Re-O, Mn-Co-O, Mn-Ni-O, Re-Fe-O, Re-Co-O, Re-Ni-O, Co-Ni-O usw., Metallcarbide wie Ti-C (Vickers-Härte: 3000), Zr-C, Hf-C, V-C, Nb-C, Ta-C, Cr-C, Mo-C, W-C, Mn-C, Fe-C, Fe-W-C, Fe-Mo-C, Co-Fe-C, Co-Mo-C, Ni-W-C, V-Zr-C, Cr-Nb-C, Mn-Mo-C, Mn-W-C, Ni-Mo-C usw., Metallnitride wie Ti-N, Zr-N, V-N, Nb-N, Ta-N, Cr-N, Mo-N, W-N, Mn-N, Fe-N, Co-N, Ti-Zr-N, Ti-Hf-N, Ti-V-N, Ti-Nb-N, Ti-Ta-N, Ti-Co-N, Ti-Ni-N, Zr-Nb-N, V-Nb-N, V-Ta-N, Ta-Cr-N, Ta-Mn-N, Ta-Fe-N, Ta-Co-N, Ta-Ni-N, Cr-Mo-N, Cr-Mn-N, Cr-Fe-N, Mo-(Mn, Fe, Co, Ni)-N, Mo-Co-N, Mo-Ni-N, Mn-Fe-N, Fe-Ni-N, Fe-Pd-N usw., Metallboride wie Ti-B, Zr-B, Hf-B, V-B, Nb-B, Ta-B, Cr-B, Mo-B, W-B, Mn-B, Ni-B, Pd-B, Ti-Zr-B, Ti-Hf-B, Zr-Hf-B, Ti-V-B, Ti-Nb-B, Ti-Ta-B, Ti-Cr-B, Ti-Mo-B, Zr-Nb-B, Zr-Ta-B, Zr-Mo-B, V-Cr-B, Nb-Cr-B, Ta-Cr-B, Ta-Fe-B, Ta-Co-B, Ta-Ni-B, Cr-Mo-B, Cr-Mn-B, Cr-Fe-B, Cr-Co-B, Cr-Ni-B, Mo-Fe-B, Mo-Co-B, Mo-Ni-B, Mn-Fe-B, Mn-Co-B, Mn-Ni-B, Fe-Co-B, Mo-Al-B, Co-Al-B, Ni-Al-B, Co-Mg-B, Ni-Mg-B, Co-Zn-B, Ni-Zn-B, Co-Ga-B, Ni-Ga-B, Co-Ge-B, Ni-Ge-B, Co-Sn-B, Ni-Sn-B, Co-In-B, Ni-In-B usw. und Metallsilicide wie Ti-Si (Vickers-Härte: 700), Zr-Si, Hf-Si, V-Si, Nb-Si, Ta-Si, Cr-Si, Mo-Si, W-Si, Mn-Si, Fe-Si, Co-Si, Rh-Si, Ir-Si, Ni-Si, Pb-Si, Pt-Si, Ti-Zr-Si, Ti-Hf-Si, Ti-V-Si, Ti-Ta-Si, Ti-Cr-Si, Ti-Mo-Si, Ti-W-Si, Ti-Ni-Si, Ti-Mn-Si, Ti-Re-Si, Zr-V-Si, Zr-Nb-Si, Zr-Ta-Si, Zr-Mo-Si, Zr-W-Si, Hf-W-Si, Zr-Co-Si, Zr-Ni-Si, Hf-Ni-Si, Zr-Fe-Si, Hf-Fe-Si, V-Nb-Si, V-Mo-Si, V-Mn-Si, V-Fe-Si, V-Co-Si, V-Ni-Si, Nb-Gr-Sie, Ta-Cr-Si, Ta-Mo-Si, Nb-W-Si, Ta-W-Si, Nb-Fe-Si, Nb-Co-Si, Ta-Co-Si, Nb-Ni-Si, Ta-Ni-Si, Nb-Mo-Si, Cr-Mo-Si, Cr-W-Si, Cr-Mn-Si, Cr-Fe-Si, Cr-Co-Si, Cr-Ni-Si, Mo-W-Si, W-Mn-Si, Mo-Re-Si, Mo-Fe-Si, W-Fe-Si, Mo-Co-Si, W-Co-Si, Mo-Ni-Si, W-Ni-Si usw.
Um einen zufriedenstellenden Effekt zu erzielen, sollte eine solche körnige, anorganische Substanz in einer Menge von mindestens 20% vorliegen, gleichzeitig jedoch eine Menge von 70% nicht überschreiten, um eine Verschlechterung der Haftung an den dünnen Platten zu vermeiden und auch um zu verhindern, daß der Arbeitsgang der Beschichtung bei einer hohen Viskosität unrationell bzw. unwirksam ist. Für die Menge der körnigen, anorganischen Substanz wird daher ein Bereich von 20% bis 70% bevorzugt.
Wenn die körnige, anorganische Substanz eine Teilchengröße von mehr als 15 µm hat, wird der Zwischenraum zwischen den dünnen Platten übermäßig vergrößert, wodurch die Empfindlichkeit des Magnetkopfes verschlechtert wird, da die effektive Dicke der magnetischen Schicht auf der Bandkontaktfläche für eine gegebene Spurweite vermindert wird. Durch das Vorhandensein solcher großen Körnchen wird auch die Menge des harzartigen Klebstoffmaterials örtlich vermindert, wodurch seine Klebkraft herabgesetzt wird.
Andererseits können Körnchen mit einer geringeren Größe als 0,5 µm wegen der bedeutenden Erhöhung der Viskosität nur in einer begrenzten Menge mit dem Epoxidharz vermischt werden, weshalb sie keine ausreichende Spannungs-Relaxation zustandebringen können. Auch ein minimaler Teilchendurchmesser von 0,5 µm ist erforderlich, um die gegenseitige Berührung der dünnen PLatten mit hoher Permeabilität, die im allgemeinen Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Größenordnung von ±0,2 µm zeigen, zu verhindern. Für die Teilchengröße der körnigen, anorganischen Substanz wird daher ein Bereich von 0,5 &ominus;m bis 15 µm bevorzugt. Auf dise Weise zeigt die vorstehend erläuterte, für den erfindungsgemäßen Magnetkopf eingesetzte isolierende Harzschicht zufriedenstellende Eigenschaften in bezug auf die elektrische Isolierung, die Abriebfestigkeit, den Wirkungsgrad der Beschichtung, die Klebkraft und die Spannungs-Relaxation, wobei die Spannungs-Relaxation zur Verhinderung der möglichen Deformation des Kerns beim Erhärten des harzartigen Klebstoffmaterials dient und dadurch einen Verlust an effektiver, magnetischer Permeabilität verhindert.
In Fig. 4 ist die effektive Permeabilität als Ordinate gegen die Frequenz als Abszisse aufgetragen. In Fig. 4 zeigt die Kurve 11 die Ergebnisse von Messungen an einer herkömmlichen, ringförmigen Kernprobe, die mit einem Epoxidharz allein laminiert ist, während die Kurve 12 die Ergebnisse von Messungen an einer ringförmigen Kernprobe zeigt, die mit einem Epoxidharz laminiert ist, in dem gepulvertes Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 µm in einer Menge von 30 Gew.-% enthalten ist. Man beobachtet, daß die Kurve 12 über den gesamten Frequenzbereich von 0,3 kHz bis 100 kHz, insbesondere im Hochfrequenzbereich, eine höhere Permeabilität zeigt. Auch zeigt der kleinere Abstand zwischen den Kurven 12 a und 12 b im Vergleich mit dem Abstand zwischen den Kurven 11 a und 11 b, daß die Schwankungen der Kenndaten bzw. Eigenschaften zwischen mehreren Kernproben bei erfindungsgemäßen Kernproben geringer sind. Dieses Ergebnis wird der Tatsache zuzuschreiben sein, daß die körnige Substanz mit großer Oberfläche einen beträchtlichen Anteil der durch die Zusammenziehung des Klebstoffmaterials erzeugten Spannung absorbiert, wodurch eine Relaxation der auf der Oberfläche des Kerns erscheinenden Spannung hervorgerufen wird. Durch die körnige Substanz wird auch die gegenseitige Berührung der nebeneinanderliegenden, dünnen Platten verhindert, wodurch der Wirbelstromverlust in den Platten vermindert und die Verschlechterung der Hochfrequenzeigenschaften bzw. -kenndaten verhindert wird. Beim Fehlen einer solchen körnigen Substanz neigen etwaige Oberflächenunregelmäßigkeiten auf den dünnen Platten zur Verursachung einer gegenseitigen Berührung der dünnen Platten durch feine Löcher oder unregelmäßige Stellen der Harzschicht. Auf diese Weise besitzt der erfindungsgemäße Magnetkopf, bei dem die laminierten, dünnen Platten unter Zugabe der körnigen, anorganischen Substanz verwendet werden, eine verbesserte Empfindlichkeit im Hochfrequenzbereich und einen verminderten Hochfrequenz- Vormagnetisierungsstrom. Auch kann dadurch, daß die Dicke des Klebstoffmaterials 10 (Dimension in der seitlichen Richtung in Fig. 3) in ausreichendem Maße kleiner gemacht wird als die Dicke der dünnen Platte (Dimension in der seitlichen Richtung in Fig. 3), die Berührungsfläche zwischen dem Material mit hoher Permeabilität und dem Magnetband erhöht werden, um einen Verlust an Empfindlichkeit zu vermeiden.
Fig. 5 zeigt die Abriebtiefe des Magnetkerns als Funktion der Laufzeit des Bandes bei einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm/s. Die Linie 13 bezieht sich auf ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes mit einer Spurweite von etwa 0,6 mm, der hergestellt wurde, indem man sechs jeweils 0,1 mm dicke Platten aus hartem Permalloy laminierte, die jeweils mit einem Klebstoffmaterial in einer Dicke von 0,001 mm beschichtet waren, das wegen der körnigen Substanz eine höhere Härte und eine höhere Abriebfestigkeit als das harte Permalloy hatte. Dieser Magnetkern zeigte nach einer Laufzeit von 300 h eine Abriebtiefe von 8 &ominus;m. Die Linie 15 bezieht sich auf einen ansonsten identischen Magnetkopf, bei dem jedoch ein anderes Klebstoffmaterial mit einer niedrigeren Abriebfestigkeit eingesetzt wurde. Dieser Magnetkern zeigte nach einer Laufzeit von 300 h eine Abriebtiefe von 48 µm. Ein zweites Beispiel für einen erfindungsgemäßen Magnetkopf mit einer Spurweite von etwa 0,6 mm wurde hergestellt, indem man zwei dünne, jeweils 0,3 mm dicke Platten aus Sendust mit hoher Permeabilität laminierte, die jeweils mit einem Klebstoffmaterial in einer Dicke von 0,01 mm beschichtet waren, der wegen der körnigen Substanz eine höhere Härte und eine höhere Abriebfestigkeit als das Sendust hatte. Das zweite Beispiel des erfindungsgemäßen Magnetkopfes zeigte, wie aus der Linie 14 hervorgeht, nach einer Laufzeit von 300 h eine Abriebtiefe des Kerns von 6 µm. Die Linie 16, die nach einer Laufzeit von 300 h eine Abriebtiefe von 18 µm zeigt, bezieht sich auf einen ansonsten identischen Magnetkopf, für den jedoch ein Klebstoffmaterial mit einer niedrigeren Abriebfestigkeit als das Sendust eingesetzt wurde. Die Magnetköpfe des ersten und des zweiten erfindungsgemäßen Beispiels zeigen auch fast keine Änderung in den elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften bzw. -kenndaten vor und nach dem Lauftest.
Zwar werden bei den vorstehend beschriebenen Beispielen mehrere dünne, laminierte Platten eingesetzt, es ist jedoch auch dann möglich, die Abriebfestigkeit zu verbessern, wenn eine einzige Platte mit hoher magnetischer Permeabilität verwendet wird, falls diese Platte auf beiden Seiten mit einem Klebstoffmaterial beschichtet ist, das wegen der körnigen Substanz eine hohe Abriebfestigkeit hat. Zum Beispiel hat der Kern für einen Magnetkopf mit einer Spurweite von 0,1 mm bis 0,03 mm, zum Beispiel für einen Video-Aufzeichnungskopf, eine nicht-laminierte Struktur, jedoch kann auch in einem solchen Fall der Abrieb des Kerns vermindert werden, indem man beide Seiten der Kernplatte mit einem Klebstoffmaterial der vorstehend erwähnten Art beschichtet. Auf diese Weise wird es, wie vorstehend erläutert wurde, möglich gemacht, einen Magnetkopf mit einer verlängerten Nutzungsdauer herzustellen, ohne daß die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften bzw. -kenndaten verschlechtert werden, indem man ein Klebstoffmaterial wählt, daß wegen der körnigen Substanz eine höhere Abriebfestigkeit als die dünnen Platten mit hoher Permeabilität hat, und indem man auch die Dicke des Klebstoffs so wählt, daß sie in befriedigendem Maße geringer ist als die Dicke der dünnen Platten.
Die Fig. 6a und 6b sind von der Richtung des Pfeils A her gesehene Querschnittsansichten des Magnetkopfes von Fig. 2 entlang der Strichpunktlinie 5, wobei der Kopf mit vier Kanälen konstruiert ist und worin c und d die Grenzen der Berührungsfläche mit dem Magnetband darstellen. Fig. 6a erläutert zum Vergleich den Querschnitt eines bekannten Mehrkanal-Magnetkopfes, worin durch die Strichpunktlinie 17 a bzw. durch die ausgezogene Linie 17 b die Bandberührungsflächen vor und nach dem Abriebtest bezeichnet werden. Fig. 6b erläutert den Querschnitt des erfindungsgemäßen Magnetkopfes, worin durch die Linie 18 a bzw. durch die ausgezogene Linie 18 b die Bandberührungsflächen vor und nach dem Abriebtest bezeichnet werden. Der in den Fig. 6a und 6b dargestellte Abrieb wurde durch einen 200stündigen Lauftest verursacht, der mit einem nicht dargestellten, mit einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm/s laufenden Magnetband durchgeführt worden war. Zur Verdeutlichung des Abriebzustands ist die senkrechte Dimension gegenüber der waagerechten Dimension 100fach vergrößert. Aus dem Vergleich dieser beiden Zeichnungen geht hervor, daß der in Fig. 6b dargestellte, erfindungsgemäße Magnetkopf eine überlegene Abriebfestigkeit hat. In dem darin dargestellten, dritten erfindungsgemäßen Beispiel ist das Klebstoffmaterial 10 a in den Lücken zwischen den laminierten, dünnen Platten 1 a bis 1 d vorgesehen, um die nebeneinanderliegenden dünnen Platten mit hoher Permeabilität elektrisch zu isolieren und dadurch den Wirbelstromverlust in den Platten zu vermindern und auch um die Abriebfestigkeit zu verbessern. Das Klebstoffmaterial 10 a besteht aus einem Epoxidharz, zu dem eine körnige, anorganische Substanz hinzugegeben worden ist, die aus mindestens einem Vertreter der vorstehend erwähnten Metalloxide, Metallcarbide, Metallnitride, Metallboride und Metallsilicide besteht. Die körnige, anorganische Substanz wird, wie schon im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurde, in einer Menge von vorzugsweise 20 bis 70% hinzugegeben und besteht vorzugsweise aus Aluminiumoxid.
Das Befestigungsmaterial 7 a besteht aus einem Epoxidharz, zu dem SiO₂ (Siliciumdioxid) in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-% oder Al&sub2;O&sub3; (Aluminiumoxid) in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% hinzugegeben worden ist. Außerdem wird CaCO₃ (Calciumcarbonat) in einer solchen Weise hinzugegeben, daß die vorstehend erwähnten Zusatzstoffe in einer Gesamtmenge von 30 bis 80 Gew.-% der Mischung vorliegen, um die zeitabhängige Verschlechterung zu verhindern und um eine Relaxation der Spannung hervorzurufen, die durch das Zusammenziehen bei der Erhärtung verursacht wird.
Der mit dem Klebstoffmaterial und dem Befestigungsmaterial der vorstehend erläuterten Zusammensetzung hergestellte, erfindungsgemäße Magnetkopf weist an der Bandberührungsfläche eine erhöhte Abriebfestigkeit auf und wird, wie in Fig. 6b gezeigt wird, auf dieser Fläche gleichmäßig abgerieben. Es ist daher ermöglicht worden, über eine ausgedehnte Zeitdauer zufriedenstellende magnetische Kenndaten bzw. Eigenschaften aufrechtzuerhalten und auf diese Weise eine verlängerte Nutzungsdauer zu erzielen.
Zusammenfassend sei erläutert, daß der Magnetkern des erfindungsgemäßen Magnetkopfes aus dünnen Platten mit hoher magnetischer Permeabilität zusammengesetzt ist, die jeweils mit einer eine körnige Substanz enthaltenden isolierenden Harzschicht aus einem Klebstoffmaterial versehen sind. Bei einer solchen Struktur wird durch die mittels der körnigen Substanz erzielte Spannungs-Relaxation der Verlust der effektiven magnetischen Permeabilität des Kerns verhindert, wodurch die Hochfrequenzeigenschaften bzw. -kenndaten verbessert werden. Die Gegenwart der körnigen Substanz führt auch dazu, daß die Härte in der Nähe des Klebstoffmaterials größer wird als die Härte, die die dünnen Platten mit hoher magnetischer Permeabilität haben, wodurch die Abriebfestigkeit des Kerns verbessert wird. Außerdem wird die isolierende Harzschicht in befriedigendem Maße dünner gemacht als die dünne Platte, um einen Empfindlichkeitsverlust zu verhindern und wird ein zum Tragen des Kerns dienendes Befestigungselement mit einer solchen Zusammensetzung hergestellt, daß es gleichmäßig mit dem Kern abgerieben wird, wodurch verhindert wird, daß sich der Kopf infolge des Abriebs durch das Aufzeichnungsmedium deformiert bzw. verformt, so daß auf diese Weise die anfänglichen elektromagnetischen Umwandlungskenndaten bzw. -eigenschaften über eine ausgedehnte Zeitdauer beibehalten werden können.
Es sei erwähnt, daß Sendust eine Legierung von 6,2 Gew.-% Aluminium, 9,6 Gew.-% Silicium und 84,2 Gew.-% Eisen ist.

Claims

1. Magnetkopf aus Kernhälften, die jeweils aus dünnen Plattenelementen mit einer hohen magnetischen Permeabilität und aus islierenden Harzschichten aus einem Klebstoffmaterial besteht, wobei das Klebstoffmaterial auf jedes der dünnen Plattenelemente aufgebracht ist und wobei die Kernhälften unter Bildung eines Kopfkerns miteinander verbunden sind, und wobei um den Kopfkern eine Spule gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial eine körnige Substanz in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% enthält, die eine höhere Härte als die dünnen Plattenelemente hat.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial aus einem Epoxidharz besteht und daß die körnige, anorganische Substanz eine Teilchengröße von 0,5 µm bis 15 µm aufweist.

3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige, anorganische Substanz aus Metalloxiden, Metallcarbiden, Metallnitriden, Metallboriden und/oder Metallsiliciden besteht.

4. Magnetkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial, das aus einem Epoxidharz besteht, gepulvertes Aluminiumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 µm in einer Menge von 30 Gew.-% enthält.

5. Magnetkopf aus Kernhälften, die jeweils aus dünnen Plattenelementen mit einer hohen magnetischen Permeabilität und aus isolierenden Harzschichten aus einem Klebstoffmaterial besteht, wobei das Klebstoffmaterial auf jedes der dünnen Plattenelemente aufgebracht ist und wobei die Kernhälften unter Bildung eines Kopfkerns miteinander verbunden sind, und wobei um den Kopfkern eine Spule gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkern aus der Vielzahl von laminierten, dünnen Plattenelementen (1 a-1 b) gebildet ist, und eine Vielzahl der Kernhälften unter Bildung eines Kopfkerns miteinander verbunden sind, wobei das Klebstoffmaterial (10; 10 a) in den Lücken zwischen den laminierten, dünnen Plattenelementen vorgesehen ist und eine körnige Substanz in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% enthält, die eine größere Härte als die laminierten, dünnen Plattenelemente hat.

6. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial aus einem Epoxidharz besteht, in dem die körnige, anorganische Substanz mit einer Teilchengröße von 0,5 µm bis 15 µm enthalten ist.

7. Magnetkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige Substanz aus Metalloxiden, Metallcarbiden, Metallnitriden, Metallboriden und/oder Metallsiliciden besteht.

8. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkern aus sechs jeweils 0,1 mm dicken, laminierten Platten aus einer Eisen-Nickellegierung mit 36 bis 81% Nickel besteht und daß das Klebstoffmaterial in einer Dicke von 0,001 mm zwischen den laminierten Platten vorgesehen ist.

9. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkern aus zwei jeweils 0,3 mm dicken, laminierten Platten aus einer Legierung von 6,2 Gew.-% Al, 9,6 Gew.-% Si und 84,2 Gew.-% Fe besteht, und daß das Klebstoffmaterial in einer Dicke von 0,01 mm zwischen den laminierten Platten vorgesehen ist.

10. Magnetkopf aus Kernhälften, die jeweils aus dünnen Plattenelementen mit einer hohen magnetischen Permeabilität und aus isolierenden Harzschichten aus einem Klebstoffmaterial besteht, wobei das Klebstoffmaterial auf jedes der dünnen Plattenelemente aufgebracht ist und wobei die Kernhälften unter Bildung eines Kopfkerns miteinander verbunden sind und wobei um den Kopfkern eine Spule gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkern aus einer Vielzahl von Kernhälften besteht, daß der Kopfkern und die Spule in einem Gehäuse (6) durch ein Befestigungsmaterial (7; 7 a), das aus einem mindestens SiO₂ oder Aluminiumoxid enthaltenden Harz besteht, befestigt ist, und daß das Klebstoffmaterial eine körnige Substanz in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-% enthält, die eine höhere Härte als die dünnen Plattenelemente hat.

11. Magnetkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkern aus einer Vielzahl von laminierten, dünnen Platten (1 a-1 b) gebildet ist und daß das Klebstoffmaterial (10; 10 a) in den Lücken zwischen den laminierten, dünnen Platten vorgesehen ist.

12. Magnetkopf nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial (10; 10 a) ein Epoxidharz ist, das Aluminiumoxid als körnige Substanz enthält, und daß das Befestigungsmaterial (7; 7 a) aus einem mindestens SiO₂ in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-% enthaltenden Epoxidharz besteht.

13. Magnetkopf nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmaterial (7; 7 a) aus einem SiO₂ und CaCO₃ in einer Gesamtmenge von 30 bis 80 Gew.-% enthaltenden Epoxidharz besteht.

14. Magnetkopf nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial ein Epoxidharz ist, das Aluminiumoxid als körnige Substanz enthält, und daß das Befestigungsmaterial (7; 7 a) aus einem mindestens Aluminiumoxid in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% enthaltenden Epoxidharz besteht.

15. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1, 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffmaterial eine Dicke aufweist, die in ausreichendem Maße kleiner ist als die Dicke der dünnen Plattenelemente.