Brevet FR2000926A1 — publié le 19690919

' ' " 1 2000926 La présente invention concerne une tête de transducteur de type annulaire pour un enregistreur à bande. Les têtes de transducteur du type ci-dessus sont constituées par un anneau de matériau magnétique entouré d'un en-5 roulement destiné à effectuer un enregistrement sur une bande ou une reproduction d'un enregistrement qui y figure, et dans ce but un entrefer, c'est-à-dire une discontinuité magnétique, est ménagé dans le matériau magnétique de l'anneau à l'endroit où, durant le fonctionnement, la bande fait contact avec la tête. Habituelle) lement l'entrefer est constitué par une discontinuité physique dans le matériau magnétique de l'anneau et, par conséquent, les têtes de type annulaire sont constituées à partir de deux moitiés symétriques fabriquées séparément. Du fait qu'elles délimitent l'entrefer les surfaces de contact des deux moitiés de chaque 15 tête doivent être meulées et polies et la tête est alors formée en assemblant les deux moitiés avec une cale non magnétique intermédiaire, par exemple du bronze au béryllium ou du mica, pour constituer l'entrefer. Cependant, cette méthode de construction présente des inconvénients. Ainsi, il est nécessaire de meuler et 20 de polir les surfaces de contact avec une grande précision et les performances de la tête dépendent beaucoup de la microstructure du matériau non magnétique remplissant l'entrefer. De plus, les performances de la tête varient continuellement avec l'usure et dans cette forme de réalisation on ne peut pas utiliser la ferrite 25 comme matériau magnétique, ce matériau étant avantageux par lui-même comme matériau de transducteur mais du fait qu'il est fragile il s'effrite au niveau de l'entrefer sous l'action abrasive de la bande. La présente invention se propose de réaliser une 30 tête de transducteur de type annulaire pour un enregistreur à bande dans lequel l'entrefer par lui même ne se présente pas sous la forme d'une discontinuité physique du matériau magnétique de 1'anneau. La présente invention se propose de réaliser une 35 tête de transducteur de type annulaire pour un enregistreur à bande dans lequel on ajoute un enroulement pour saturer magnétiquement une partie de l'anneau de matériau magnétique, l'anneau étant formé et l'enroulement supplémentaire étant disposé de façon à ce que la partie saturée constitue une zone limite curvi-40 ligne qui affleure la surface de l'anneau sur laquelle passera la c9 01775 2 2000926 bande (cette surface étant appelée ci-après face frontale) et de façon à ce que la bande, lorsqu'elle est en contact avec cette face, soit tangente ou sensiblement tangente à cette zone curviligne. 5 On comprendra qu'en réalité la partie saturée cons titue une discontinuité magnétique de l'anneau puisque sa perméabilité différentielle est extrêmement faible c'est-à-dire qu'elle est de l'ordre de celle de l'espace libre. Les parties de l'anneau séparées par la partie saturée constituent les pôles du 10 transducteur, ces pôles ayant une section transversale nulle à l'endroit où la zone limite curviligne affleure la face frontale de l'anneau. La longueur de l'entrefer formée par la partie saturée dépend du rayon de courbure r de la zone limite curviligne au niveau de la face frontale de l'anneau et de la distance h, mesu-15 rée suivant une ligne normale à la face frontale, entre cette face et le niveau où les pôles sont juste saturés par le flux de la bande. Les paramètres précédents sont reliés par l'expression suivante 1 = 2 /r x /2r-h ; la valeur de h étant de 0, 25 x 10~3 iran et r étant de l'ordre de quelques centièmes de mm. 20 La présente invention utilise le phénomène connu qui est, qu'à la saturation, le flux magnétique circule dans les zones du matériau où la section transversale est minimale. Par conséquent, dans la présente invention il est possible d'obtenir une partie saturée en ménageant un trou qui traverse la branche ou la 25 section de l'anne^au supportant la face frontale, l'axe de ce trou étant parallèle à cette face, puis en passant un enroulement de saturation à travers ce trou. Le trou peut être disposé de façon à se troùver à une distance égale de la face frontale et de la face opposée constituant la périphérie interne de l'anneau et que 30 l'on peut appeler face arrière, ce trou étant disposé sur une ligne normale à la face frontale partageant l'anneau en deux, ou ce trou peut être décalé et être plus proche de la face arrière que de la face frontale. Dans le premier cas, la partie saturée et cylindrique et la surface périphérique de ce cylindre est en con-35 tact, à chaque extrémité d'un diamètre, avec la face frontale et la face arrière. Dans le second cas, la partie saturée est généralement cylindrique mais est en contact avec une zone de saturation entourant toute la périphérie interne de l'anneau, la surface périphérique du cylindre constituant la zone limite curviligne 40 faisant contact avec la face frontale de l'anneau. Dans une va- n i 7 7 r, 2000926 riante, un-* ■-•-■ti-•'"He peut être menacée dans 1'anneau, cette entaille étant découpée dans la face arrière et dirigée vers la face frontale suivant une ligne normale à cette face frontale et partageant l'anneau en deux, l'enroulement supplémentaire étant disposé 5 sur l'anneau en dehors de cette entaille. Dans ce cas, la partie saturée est constituée par une zone entourant la périphérie interne de l'anneau excepté au niveau de l'entaille où une boucle est formée pour suivre les contours de celle-ci, le sommet de cette boucle formant la zone limite curviligne de la partie saturée 10 affleurant la face frontale de l'anneau. Lorsque l'on utilise la tête de transducteur suivant la présente invention, il existe un courant de saturation optimal pour obtenir un signal de reproduction maximal et une largeur d'entrefer minimale. En-dessous de cette intensité de 15 courant il n'existe aucune région complètement saturée et une partie du flux provenant de la bande est dérivée dans la partie qui n'est pas complètement saturée alors que pour un courant dont l'intensité est supérieure à la valeur optimale le rayon de courbure de la zone limite curviligne de la partie saturée augmente 20 et la longueur d'entrefer augmente. L'anneau du transducteur peut être constitué par un matériau magnétique quelconque mais on peut mentionner en particulier les matériaux suivants : Mumétal, Radiométal, Alfénol et ferrite. Lorsque l'on utilise des matériaux magnétiques métalli-25 ques pouvant présenter un durcissement ou des changements de propriétés magnétiques lors de l'usinage, l'anneau peut être réalisé par photogravure ou par usinage par ëtincelage d'un matériau recuit. Dans une variante, on peut utiliser les procédés d'usinage ordinaires tels que le découpage d'un matériau non traité, puis 30 le matériau est ensuite recuit pour lui rendre ses propriétés magnétiques. Si l'on utilise de la ferrite, l'anneau peut être réalisé seulement par moulage quoiqu'il soit préférable de le terminer par usinage, par exemple à l'aide d'un outil en diamant ou d'un outil d'usinage par ultrasons ou en utilisant un jet d'air 35 auquel sont mélangées des particules abrasives. Les propriétés magnétiques de la ferrite ne sont pas affectées par ces procédés et il n'est pas nécessaire de faire subir un traitement quelconque à ce matériau pour lui rendre ses propriétés magnétiques. Afin de renforcer l'anneau, le trou ou l'entaille suivant le cas est rem-40 pli d'une résine époxy ou d'un autre matériau thermodurcissable» 2000926 De préférence la section supportant la -?ace frontale est fermée en premier,, soit sénarément soit comme partie intégrante du reste de l'anneau, sans que le trou ou l'entaille suivant le cas soit ménagé dans cette section, ce trou ou cette entaille étant ménagé 5 par la suite. Il est préférable de construire l'anneau en deux sections séparées, une section se présentant sous la forme générale d'un U et l'autre se présentant sous la forme générale d'une barre rectangulaire pour relier les branches verticales du U à 10 leurs extrémités libres, la face latérale de la barre qui n'est pas en contact avec la partie en forme de ïï constitue alors la face frontale et se présente sous la forme d'un arc pour obtenir un contact minimal avec la bande. Le trou ou l'entaille suivant le cas est ménagé dans la section en forme de barre avant qu'elle ne 15 soit assemblée avec la section en forme de U et dans le premier cas, l'enroulement supplémentaire est bobiné dans le trou. Dans le second cas, l'enroulement supplémentaire peut être enroulé sur une des branches de la section en forme de U. Par conséquent, la forme de réalisation utilisant une entaille convient particulière-20 ment pour constituer une tête à plusieurs pistes. Dans ce cas, les sections en forme de U supportant respectivement l'enroulement supplémentaire et l'enroulement normal, celui-ci étant de préférence monté sur la branche qui ne supporte pas l'enroulement supplémentaire, sont disposées chacune dans un canal séparé d'un 25 organe de support, et les barres transversales sont montées dans " s les rainures d'un autre organe de support constitué de façon à ce que le profil des barres puisse être meulé et poli jusqu'à la forme requise lorsqu'elles sont dans leur organe de support. Les deux organes de support sont alors assemblés de façon à ce que 30 les faces frontales restent exposées pour que la bande puisse être amenée en contact avec ces surfaces lorsque l'on utilise la tête. Si l'on utilise des matériaux métalliques pour les anneaux, les entailles peuvent être découpées suivant une des 35 trois méthodes suivantes : 1) Usinage par étincelage avec une électrode en fil métallique. 2) Sciage avec un fil fin de nylon imprégné d'une solution corrosive, le chlorure ferrique convenant pour la plu- 40 part des matériaux. ov u i / / w c -/ 0177 5 5 2000926 3) Sciage avec un fil imprégné d'un abrasif fin tel que le diamant ou le carbure de silicium. Aucune de ces méthodes n'affecte les propriétés magnétiques des barres puisqu'elles n'introduisent que des chocs 5 mécaniques minimaux et l'on peut utiliser un matériau précuit. Si on utilise la ferrite, les entailles peuvent être découpées au moyen d'une des méthodes suivantes : 1) Découpage avec une fine scie à diamant très rapide. 10 2) Usinage par ultrasons. 3) Rainurage avec un jet d'air contenant des particules abrasives. Après le découpage de l'entaille la région de la section en forme de barre dont la résistance mécanique est dimi-15 nuée est renforcée en remplissant cette encoche avec une résine époxy. Les têtes de transducteur présentant des discontinuités magnétiques obtenues suivant une des méthodes décrites ci-dessus présentent les avantages suivants sur les têtes cons-20 truites de façon classique. 1) Les longueurs effectives d'entrefer sont considérablement plus faibles que la longueur minimale que l'on pourrait obtenir par un procédé mécanique, et par conséquent nécessitent moins de précision dans la fabrication que les têtes possé- 25 dans les entrefers de construction classique de même longueur. 2) La forme des pôles effectifs reste toujours la forme idéale quelle que soit l'usure et par conséquent lors de la reproduction le captage du flux est meilleur. 3) Du fait qu'il n'existe aucune discontinuité mé-30 canique dans les têtes mais qu'elles présentent un profil lisse continu, les têtes construites en ferrite ne s'effritent pas au niveau de l'entrefer comme c'est le cas des têtes de ferrite construites de façon classique. La présente invention sera mieux comprise par la 35 description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel: Les figures 1 à 3 sont des vues de côté de trois formes de réalisation de têtes de type annulaire suivant la présente invention. 40 La figure 4 est une coupe en bout d'une tête à 01775 6 2000926 plusieurs pistes suivant la présente invention. La figure 5 est une coupe transversale du dispositif de la figure 4. La fieure 6 est une vue en plan d'une partie du 5 dispositif de la figure 4. D'après les figures 1 et 3 on peut voir que les têtes de type annulaire sont constituées de deux sections, une section A ayant la forme générale d'une barre rectangulaire et une section B ayant la forme générale d'un U et surmontée par la 10 section A. Les deux sections sont assemblées en les noyant dans un enrobage convenable à l'intérieur d'un moule, d'une façon classique. Dans chacun des cas la section A possède une ïace frontale Fl, F2 et F3 en forme d'arc pour minimiser le contact avec la bande. Dans la forme de réalisation de la figure 1 un trou 15 4 est ménagé à travers la section A, l'axe de ce trou étant parallèle à la face frontale et ce trou étant disposé de façon à être situé à la même distance de la face frontale Fl et de la face opposée ou face arrière RI située sur la périphérie interne de l'anneau, sur une ligne normale à la face frontale et partageant 20 l'anneau en deux. Le trou est muni d'un enroulement de saturation SW1 qui, lorsqu'il est excité, crée une partie saturée ST1 autour du trou. La partie saturée est cylindrique et la surface périphérique de ce cylindre, c'est-à-dire la zone limite du volume saturé aux extrémités d'un même diamètre, fait contact respectivement 25 avec les faces frontale et arrière de la section. Les parties PT^ et PTg de la section, séparées par la partie saturée, constituent les pôles du transducteur et ont une section transversale nulle à l'endroit où la zone limite curviligne de la partie saturée est en contact avec la face frontale de l'anneau. L'enroulement normal de 30 reproduction RW1 peut être enroulé autour d'une autre section quelconque de l'anneau mais est de préférence enroulé sur la partie transversale CP de la section en forme de U. La forme de réalisation de la figure 2 est sensiblement similaire mise à part que le trou est décalé et qu'il est plus proche de la face arrière R2 35 que de la face frontale F2. Il en résulte que lorsque l'enroulement de saturation SW2 est excité la zone de saturation PBS entoure toute la périphérie interne de l'anneau de sorte que le volume de saturation ST2, de forme générale cylindrique, fait contact avec la zone PBS comme représenté dans la figure 2. Dans cet-40 te figure, l'enroulement normal ou l'enroulement de reproduction 2000926 Ri-es't enco.? nroirié sur la partie transversale CP de la section en forme de u. Dans la forme de réalisation de la figure 3 on utilise une entaille à la place du trou utilisé dans les formes de b réalisation des figures 1 et 2, cette entaille étant ménagée à partir de la périphérie interne de l'anneau et étant dirigée vers la face frontale F3 le long d'une ligne partageant l'anneau en deux et dirigée normalement par rapport à la face frontale. Dans ce cas l'enroulement de saturation Sîv3 est enroulé sur la branche 10 L1 de la section en forme de U alors que l'enroulement normal R!\T3 est enroulé sur l'autre branche. Lorsque l'enroulement de saturation est excité une zone de saturation PBS entoure toute la périphérie interne de l'anneau mais au niveau de l'entaille cette zone saturée suit la périphérie de l'entaille pour créer la zone de 15 saturation limite curviligne faisant contact avec la face frontale F3 comme représenté. La dernière forme de réalisation convient particulièrement pour une tête à plusieurs pistes. Cette tête à plusieurs pistes peut être réalisée en utilisant des organes de support 20 comme représenté dans les figures 4 à 6. On utilise deux organes de support, l'un désigné par BH pour les sections B en forme de U et l'autre désigné par TH pour les sections A en forme de barre. L'organe de support BII est en forme de cuve et les sections en U ainsi que leurs enroulements sont noyés dans un enrobage durcis-25 sable M convenable, par exemple constitué par une résine époxy. L'usinage des sections en forme de barre n'est pas terminé lorsque celles-ci sont assemblées et qu'elles sont introduites dans des rainures S ménagées dans l'organe de support où elles occupent la position représentée en pointillé dans la figure 4 de façon à ce 30 que les faces frontale et arrière de chacune des barres soient exposées. Le profil des sections en forme de barre est alors meulé et poli en utilisant des techniques classiques et les entailles N y sont découpées, l'organe de support comportant les sections terminées étant alors adapté sur l'organe de support BH pour former 35 chaque tête annulaire. Les parties des branches des sections en forme de U occupent une partie des gorges pour venir en contact avec les faces arrières des sections en forme de barre et les deux organes de support sont assemblés en utilisant un autre enrobage durcissable pour remplir les entrefers G (figure 4) se trouvant 40 sous les sections en forme de barre. 2000926 Biftn c?iîp' 1.çs têtes s»i? va?>*. 31 présente inventî.oxi soient principalement utilisées comme têtes de reproduction elles peuvent être utilisées comme têtes d'enregistrement en faisant passer un courant convenable à travers l'enroulement enregistre-5 ment/reproduction. Cependant, en pratique on a trouvé qu'il était moins avantageux de les utiliser pour l'enregistrement du fait que lorsque le courant est suffisant pour effectuer cet enregistrement,, le flux d'enregistrement coagit avec le flux de saturation et l'entrefer effectif s'agrandit. Lors de la reproduction le flux 10 provenant de la bande est plus faible que le flux de saturation et l'effet précédent n'apparaît pas0 69 01775 9 2000926 R E V E H D 1 C A T IONS 1. Tête de transducteur de type annulaire pour un enregistreur à bande comportant un enroulement auxiliaire destiné à saturer magnétiquement une partie de l'anneau en matériau magnétique, l'anneau étant formé et l'enroulement supplémentaire 5 disposé de façon à ce que la partie saturée constitue une zone limite curviligne qui affleure la face de l'anneau avec laquelle la bande est en contact lors de l'utilisation de la tête (cette face étant appelée face frontale), et de façon à ce que la bande en contact avec cette face soit tangente ou sensiblement tangente 10 à la zone limite curviligne. 2. Tête de transducteur suivant la revendication 1., dans laquelle un trou est ménagé dans l'anneau, ce trou étant situé sur la branche ou section comportant la face frontale et son axe étant parallèle à cette face, tandis que l'enroulement auxi- 15 liaire traverse ledit trou. 3. Tête de transducteur suivant la revendication 2., dans laquelle le trou est ménagé à égale distance de la face frontale et de la face opposée ou face arrière constituée par la périphérie interne de 1 ' anneau et situé sur une ligne normale à la face 20 frontale passant par le milieu de l'anneau. 4. Tête de transducteur suivant la revendication 2., dans laquelle le trou est situé sur une ligne normale à la face frontale et passant par le milieu de l'anneau et est plus proche de la face opposée ou arrière que de la face frontale. 25 5. Tête de transducteur suivant la revendication 1., dans laquelle une entaille est ménagée dans la branche ou section de l'anneau comportant la face frontale, cette entaille étant ménagée à partir de la face arrière et dirigée vers la face frontale suivant une ligne normale à cette face et passant par le milieu de 30 l'anneau, l'enroulement auxiliaire étant disposé sur l'anneau en dehors de l'entaille. 6. Tête de transducteur suivant l'une quelconque des revendications 2. à 5., dans laquelle le trou ou l'entaille suivant le cas est rempli d'un matériau durcissable pour augmenter la 35 résistance mécanique de la section où est ménagé ce trou ou cette encoche suivant le cas. 7. Tête de transducteur suivant la revendication 6., 69 01775 10 2000926 dans laquelle le matériau aurcissaole est'une résine époxy. 8. Tête de transducteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'anneau est constitué -de deux sections formées séparément, une section se présentant 5 sous le forme générale d'un U et l'autre se présentant sous la forme générale d'une barre rectangulaire pour relier les branches verticales de la section en forme de U à leurs extrémités liores, la face latérale de la section en forme de carre, qui ne s'appuie pas sur la section en forme de U, constituant la face frontale et 10 se présentant sous la forme d'un arc pour que le contact avec la bande soit minimal. 9. Tête de transducteur suivant les revendications 5, 6, 7 et 8, dans laquelle l'enroulement auxiliaire est disposé sur une des branches de la section en forme de U. 15 10. Tête de transducteur à plusieurs pistes compor tant plusieurs têtes suivant les revendications 8. ou 9., dans laquelle les sections en forme de U sont disposées sur un organe de support et les sections en forme de barre sur un second organe de support, ces deux organes de support étant réunis de façon à 20 ce que chaque tête se trouve assemblée et à ce que toutes les têtes se trouvent dans des positions prédéterminées l'une par rapport à l'autre. 11. Tête de transducteur suivant la revendication 9. , ou suivant les revendications 9. et 10., dans laquelle l'enroule- 25 ment normal de la tête destiné à la reproduction et à l'enregistrement, est disposé sur la oranche de la section en forme de U opposée à celle qui supporte l'enroulement auxiliaire. 12. Tête de transducteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'anneau est constitué 30 d'un matériau métallique. 13. Tête de transducteur suivant la revendication 12., dans laquelle l'anneau est formé par photogravure ou usinage par étincelage d'un matériau recuit. 14. Tête de transducteur suivant la revendication 35 12., dans laquelle l'anneau est formé, par découpage d'un matériau non traité, l'anneau formé étant alors recuit. 15. Tête de transducteur suivant l'une quelconque des revendications 12. à 14., dans laquelle le matériau métallique est du Mumétal, du Radiométal ou de l'Alfénol. 40 16. Tête de transducteur suivant l'une quelconque J- -- u : ' : 2000926 des r*venHi»• «r ?~r> 17. Tête de transducteur suivant la revendication 16., dans laquelle l'anneau est obtenu en moulant la ferrite. 18. Tête de transducteur suivant la revendication 17., dans laquelle la ferrite moulée est ensuite usinée. 19. Tête de transducteur suivant la revendication 18., dans laquelle l'usinage est effectué à l'aide d"un outil en diamant ou d'un outil d'usinage par ultrasons ou en utilisant un jet d'air contenant des particules abrasives. 10 20. Tête de transducteur suivant l'une quelconque des revendications 2. à 19., dans laquelle la section de l'anneau comportant la face frontale est formée en premier,, soit séparément soit comme partie intégrante du reste de l'anneau,, sans que le trou ou l'entaille suivant le cas soit ménagé, ce trou ou cette 15 entaille étant ménagé par la suite. 21. Tête de transducteur suivant les revendications 5. et 20., dans laquelle l'anneau est constitué d'un matériau métallique et l'entaille est découpée par : - usinage par étincelage avec une électrode en fil 20 métallique, - sciage avec un fin fil de nylon imprégné d'une solution corrosive, - sciage avec un fil métallique ou non imprégné d'abrasif fin. 25 22. Tête de transducteur suivant la revendication 21., dans laquelle la solution corrosive est du chlorure ferrique. 23. Tête de transducteur suivant la revendication 21., dans laquelle l'abrasif fin est du carbure de silicium. 24. Tête de transducteur suivant les revendications 30 5. et 20., dans laquelle l'anneau est en ferrite et l'entaille est découpée par : - découpage avec une fine scie de diamant à grande vitesse, - usinage par ultrasons, 35 - rainurage avec un jet d'air contenant des particu les abrasives. BAD ORIGiMAf