JP2000344534A - ガラスロッド製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば、磁気ヘッドとなる一対の磁気ヘッド
コアをガラス接合する場合に使用されるガラスロッドを
ガラス原料の材質や坩堝の形状や大きさに左右されずに
高精度に安定製作し得るガラスロッド製造装置を提供す
る。 【解決手段】 ガラス原料６の投入される坩堝５の下端
に下方に向かって垂直に伸延して配設される引き出しノ
ズル１のノズル先端部２の第２のヒータ３内における位
置を特定し、ノズル先端部２から引き出されるガラス６
ｂを所望の安定状態のものにしてローラ９，１０間で成
形されるガラスロッドの線径のバラツキを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、磁気ヘッ
ドとなる一対の磁気ヘッドコアをガラス接合する際に用
いられるガラスロッド製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ビデオテープレコーダ
（以下、「ＶＴＲ」という）等に搭載される磁気ヘッド
を製造するためには、ロッド（棒）状に形成されたガラ
スロッドを溶融させることにより、一対の磁気コア半体
同士を接合一体化させる所謂ガラス接合（「ガラスボン
ディング」又は「ガラス融着」とも言う）が行われてい
る。このガラス接合は、例えば、図５に示すように、磁
気コア半体となる一対の磁気コア半体ブロック１２，１
３を予め製造しておき、この一対の磁気コア半体ブロッ
ク１２，１３を突き合わせる。その後、一方の磁気コア
半体ブロック１２に形成されたガラス溝１４と巻線溝１
５に前記ガラスロッド１１を長手方向に貫通させ、ガラ
スロッド１１を加熱して溶融させる。そして図６に示す
ように、この溶融したガラス１６が、ガラス溝１４と磁
気ギャップのデプス零位置となる巻線溝１５の解放端近
傍や接合部分に融着や埋め込み等のために充填させるこ
とにより、接合一体化させる。

【０００３】このような磁気ヘッドの製造工程に使用さ
れるガラスロッドは、ガラス溶融量の制御とガラスセッ
ト作業効率の点からロッド（棒）状に形成されるが、ガ
ラスロッドの製造方法としては、数多くの方法がある。
その中の代表的な一つは、ガラス原料が入れられた坩堝
をヒータにより加熱して、該加熱により溶融した液状ガ
ラスを小径の引き出しノズルから引き出し、一対のロー
ラ間で一定の線径に調節して製造する所謂「引き下げ
法」と称されているものである。そして、従来の「引き
下げ法」に使用されるガラスロッドの製造装置は、引き
出しノズルに対し、前記ヒータとは別に前記引き出しノ
ズルを加熱する加熱装置が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ＶＴ
Ｒ等に搭載される磁気ヘッドの分野における磁気ヘッド
の高性能化小型化並びにヘッドの多機種化に伴って、前
記ガラス接合には、「ロッド間及び材質に左右されない
ガラスロッドの高精度化」が強く要求されている。然し
乍ら、前記従来の「引き下げ法」では、ガラスをロッド
状に作製した場合、坩堝に原料を投入するロット毎にガ
ラスロッドの線径にバラツキが生じて、ガラスロッドの
線径精度が著しく低下したロットが製造されることもあ
るのが現状である。加えて、ヘッドの特性を十分に引き
出すために、ガラスの熱膨張率や融着温度が様々に変え
たガラスが要求されているが、材質又は希望のガラスロ
ッドサイズにより、坩堝形状を変えたり、坩堝サイズを
変える事により、ガラスロッドの線径精度に違いが発生
するのが現状である。従って、このような問題を有する
ガラスロッドを、磁気ヘッドのガラス接合用に実際に使
用した場合には、ガラスロッドの製造に係わる歩留りの
低下や検査の廃止、更に融着した場合での余分なガラス
又はガラス不足による歩留り等の低下の原因となってお
り、磁気ヘッドの製品価値に大きな影響を与える結果と
なっていた。係る問題は、他面、ガラスロッドが磁気ヘ
ッドコアの融着や埋め込み等に多量に使用されるため、
磁気ヘッドの製造に係るコストを考慮した場合、無視す
ることのできない大きな問題となっていた。このため、
装置に機械的改良を加えることにより、係る問題点を解
決することが当然考えられる。しかし、これではコスト
アップにつながり好ましくない。

【０００５】本発明は、以上の事情に鑑みて発明された
ものであり、所謂引き下げ法において、線径精度の高い
ガラスロッドをロット間のバラツキ並びに材質の違いに
左右されないで全てのロットを通して安定して製作でき
るガラスロッド製造装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、装置の機械的改
良を加えなくても、簡易な改良を加えるだけで、前記の
課題を克服する高精度のガラスロッドを作製することが
できることを見い出した。従来のガラスロッド製造で
は、引き出しノズルの位置を設定するようなことは特別
にしていなかった。そのため、毎回材料投入し、ガラス
ロッドを作製する際に、ロットの違いによりガラスロッ
ドの線径精度が悪くなったり、ましてや材質や希望ガラ
スロッドサイズが変わる度に、坩堝形状を変えたり、坩
堝サイズを変える事により、ガラスロッドの線径精度が
悪くなっていたのである。そこで、本発明は、以上の目
的を達成するために、部材同士をガラス接合する場合に
使用されるガラスロッドの製造装置であって、該装置
は、ガラス原料が投入される坩堝と、該坩堝の下端から
下方に垂直に伸延し坩堝内で溶融された液状ガラスをノ
ズル先端部から引き出す引き出しノズルと、該引き出し
ノズルを覆い、且つその下端が前記引き出しノズルの前
記ノズル先端部より更に下方に配設され前記引き出しノ
ズル全体を加熱する加熱手段と、前記ノズル先端部の下
方に配設され前記ノズル先端部から送り出された半固形
状態のガラスを所定の線径に形成すべく相対向して配置
される一対のローラとを有するものからなり、前記引き
出しノズルの前記ノズル先端部が、前記加熱手段の下端
に最も近い位置で、且つその部分の前記液状ガラスの温
度が設定温度を保持する位置に配設されるガラスロッド
製造装置を構成するものである。

【０００７】以上のように、本発明のガラスロッド製造
装置は、液状ガラスを引き出すノズル先端部の位置を特
定することにより、ノズル先端部から引き出されて半固
形状態に冷却されるガラスロッドの形状が安定し、ロッ
トや材質に左右されず、坩堝の形状やサイズを変えるこ
となく低コストで良質のガラスロッドを安定製作するこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガラスロッド製造
装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。なお、以
下の説明は、本発明の好適な具体例であるから、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
が無い限り、これらの態様に限られるものではない。ま
ず、図１により、本発明のガラスロッド製造装置の全体
構造を説明する。受け台８により支持され坩堝５はガラ
ス原料６が投入される拡径部５ａと拡径部５ａの下端に
下方に向かって垂直に連結されて伸延する引き出しノズ
ル１からなる。引き出しノズル１の下端のノズル先端部
２は開口される。坩堝５の拡径部５ａのまわりには拡径
部５ａ内のガラス原料６を加熱して溶融させる加熱手段
の第１のヒータ７が設けられる。また、引き出しノズル
１のまわりには拡径部５ａから引き出しノズル１側に滴
下された液状ガラス６ａを更に適温の設定温度に加熱す
る加熱装置の第２のヒータ３が配置される。なお、図示
のように第２のヒータ３の下端４は引き出しノズル１の
ノズル先端部２よりも更に下方の位置に配置される。図
示のようにノズル先端部２から引き出されて冷却され半
固形状態となったガラス６ｂはノズル先端部２の真下に
配置される一対のローラ９，１０間の間隙を通り所定の
線径ｄのガラスロッドとして製作される。勿論、前記の
第１及び第２のヒータ７，３の加熱温度やローラ９，１
０間の間隙等は図略の制御調節手段により所望の状態に
調整可能に形成される。

【０００９】本発明のガラスロッド製造装置は、前記の
構造からなるが、引き出しノズル１のノズル先端部２の
位置を特定することに特徴を有するものであり、以下、
その特定の方法について図３，図４及び次の表１により
説明する。

【００１０】

【表１】

【００１１】表１は、比較例１乃至６と実施例について
縦欄に記載した条件により製作されたガラスロッドの標
準偏差等を記載したものであり、実施例に記載された内
容が本発明のガラスロッド製造装置の実施の形態に相当
するものである。表１に示すように、実施例及び比較例
１乃至６共ガラス原料溶融槽の径（坩堝５の径）は６０
ｍｍで一定であり、形状も一定のものを用いる。また、
引き出しノズル１の内径８ｍｍ，ロット引き上げ速度２
ｍ／ｍｉｎ，ガラスロッドの目標ロッド径０．５３０ｍ
ｍ，ガラスロッド長１９０ｍｍ等はすべて一定とした。
また、使用されるガラス原料の熱膨張係数やガラス転移
点温度やガラス屈服点温度も一定のものを使用した。

【００１２】以上の条件により、抜き取り測定数ｎ＝１
００で実施例，比較例１乃至６について製作されたガラ
スロッドの線径を測定した結果が表１に示され、図３及
び図４に夫々図示されている。なお、表１における「出
口からのノズル位置」は図１及び図４におけるノズル先
端部４から第２のヒータ３の下端４までの距離ａを表わ
し、具体的に実施例はａ＝５０ｍｍであり、比較例１乃
至６のａに相当する値は７０ｍｍ，８０ｍｍ，９０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，３０ｍｍ，２０ｍｍである。

【００１３】一方、第２のヒータ３により引き出しノズ
ル１は加熱されるが、本実施形態ではこの加熱温度の設
定値（設定温度）を５２０℃とした。図１に示したよう
に、第２のヒータ３により引き出しノズル１は均一に加
熱されるが、液状ガラス６ａはノズル先端部２から引き
出された瞬間に冷却されるためノズル先端部２における
液状ガラス６ａの温度はノズル先端部２の位置により必
ずしも設定温度に一致しない。即ち、図４に示すよう
に、比較例６の場合はノズル先端部２までの前記の寸法
ａが２０ｍｍであり、第２のヒータ３の下端４に最も近
い。このためこの部分の実効温度は第２のヒータ３の所
定温度５２０℃より低い値となり、この位置におけるノ
ズル先端部２の液状ガラス６ａの温度は表１に示すよう
に４５０℃位になる。なお、図４にはその状態が示され
ている。以上の実効温度を比較例５，４，３，２，１と
実施例について測定すると、表１に示すように４８０
℃，５００℃，５２０℃，５２０℃，５２０℃，５２０
℃となり、比較例１，２，３及び実施例のみが設定温度
と実効温度か一致する。以上のように、第２のヒータ３
により引き出しノズル１を均一に加熱したとしても第２
のヒータ３の下端４が開口されているため下端４に近い
位置の第２のヒータ３内の温度は低下し、ノズル先端部
２の液状ガラス６ａの温度がそれに伴って低くなり、設
定温度に加熱されない状態となる。設定温度に加熱され
ない場合にはノズル先端部２から引き出されて急冷され
るガラス６ｂの半固形化が進みローラ９，１０による成
形が安定しない結果となる。

【００１４】一方、前記したように、ノズル先端部２の
位置が第２のヒータ３の下端４から離れるとノズル先端
部２における液状ガラス６ａの実効温度は設定温度と一
致するが、ノズル先端部２の位置によりノズル先端部２
から引き出された液状ガラス６ａが急冷されず第２のヒ
ータ３により加熱されながら引き出されるためローラ
９，１０側に送られてくるガラス６ｂの半固形状態が所
望の状態にならず成形が安定しない結果となる。

【００１５】表１に示すように、以上の条件においてｎ
＝１００についての線径ｄを測定した結果が実施例及び
比較例１乃至６について示されている。表１には線径ｄ
の最大線径，最小線径，平均線径及び標準偏差（バラツ
キ）が記載されている。また、図３は実施例及び比較例
１乃至６の標準偏差が図示されている。表１及び図３に
よると、ノズル先端部２の位置が第２のヒータ３の下端
４に最も近い比較例６と最も遠い比較例３では実際上所
望のガラスロッドが形成されない。一方、下端４に近い
比較例５や遠い比較例２の標準偏差は悪く、その中間の
位置に標準偏差の最も小さい位置が存在することがわか
る。本実施の形態では実施例のａ＝５０ｍｍの位置がベ
ストの条件にある。

【００１６】以上のように、ノズル先端部２の位置が第
２のヒータ３の下端４に近い場合にはノズル先端部２の
部分における液状ガラス６ａの実効温度が低くなり安定
したガラスロッドが得られない。逆に遠い場合は実効温
度は設定温度に一致するが、ノズル先端部２から引き出
された状態で適温に冷却されず更に第２のヒータ３によ
り加熱されるためこの場合も安定したガラスロッドが得
られないことになり、丁度よい条件の位置が存在するこ
とになる。本実施の形態ではこの条件を満足するものが
実施例であり、図１におけるａ＝５０ｍｍの位置にノズ
ル先端部２が配置されると最も安定したガラスロッドを
製作することができる。

【００１７】次に、以上の条件を満足する状態にガラス
ロッド製造装置１を段取りしてガラスロッドを安定製作
する方法を図１及び図２のフローチャートにより説明す
る。本実施の形態に係るガラスロッドの製造装置を使用
してガラスロッドを製造するためには、予め第２のヒー
タ３を所望するガラスロッドの融着温度程度に加熱して
おく（フローチャート１）。そして、前記したように第
２のヒータ３内部の温度分布の測定を行う（フローチャ
ート２）。この温度分布結果をもとに、設定温度条件で
克第２のヒータ３の引き出し側下部に近い位置を確認す
る（フローチャート３）。そして、坩堝５の引き出しノ
ズル１のノズル先端部４が、前記の位置にくるよう予め
受け台８の高さを設定しておく（フローチャート４）。
その後、ガラス原料６を秤量して（フローチャート
５）、坩堝５に投入しておき（フローチャート６）、坩
堝５をセットする（フローチャート７）。その後、第１
のヒータ７を加熱して（フローチャート８）、溶解、撹
拌、清澄（泡抜き）工程を必要に応じて行う（フローチ
ャート９）。他方、所望するガラスロッドの線径や長さ
等に合わせて一対のローラ９，１０の間隔と回転速度を
調節しておく（フローチャート１０）。その後、ヒータ
３を加熱してゆき（フローチャート１１）適度な粘性と
なったガラス原料６を引き出しノズル１から滴下させて
（フローチャート１２）一対のローラ９，１０間に挟み
込み（フローチャート１３）この一対のローラ９，１０
の適切な回転速度によって引き下げる（フローチャート
１４）。このように製造されたガラスロッドは所定長さ
に切断されて使用されることとなる。このように、本発
明は、装置の各種制御機構や機械的改良を加えなくて
も、引き出しノズル１の位置を第２のヒータ３の設定温
度を保ちつつ且つ引き出し側下部に最も近い位置に設定
するだけで、前述した「ロット間及び材質、坩堝の形状
や坩堝サイズに左右されないガラスロッドの高精度化」
の要求を満足するガラスロッドを製作することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明のガラスロッド製造装置は、引き
出しノズルがヒータの設定温度を保ち且つ引き出し側下
部に最も近い位置に設置することで、引き出しノズルか
ら引き出されたガラス溶融原料が急冷化される事によ
り、ロッド間及び材質、坩堝の形状や坩堝サイズに左右
されない高精度なガラスロッドを安定して作製すること
ができる。従って、多機種にわたる磁気ヘッドのガラス
接合用に実際に使用した場合、ガラスロッドの製造に係
る歩留りの低下や検査の廃止、更に、融着下場合での余
分なガラス又はガラス不足による不良を低下させること
ができる。このような結果は、ガラスロッドが磁気ヘッ
ドコアの融着や埋め込み等に大量に使用されるため、磁
気ヘッドの製造に係るコストを大幅に削減することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラスロッド製造装置の全体概要構造
を模式的に示す断面図。

【図２】本発明のガラスロッド製造装置によるガラスロ
ッドの製作方法を説明するためのフローチャート。

【図３】本発明の実施例及び比較例１乃至６の標準偏差
の比較を示す説明図。

【図４】本発明の実施例と比較例１乃至６のヒータ内部
温度（略ノズル先端部の温度）の比較を示す説明図。

【図５】従来行われている磁気ヘッド加工中のガラスボ
ンディング（ギャップ接合）工程におけるガラスロッド
をフェライトブロックの溝にセットする前の状態を示す
斜視図。

【図６】フェライトブロックにガラスが充填された状態
を示す斜視図。

【符号の説明】

１……引き出しノズル、２……ノズル先端部、３……第
２のヒータ、４……下端、５……坩堝、５ａ……拡径
部、６……ガラス原料、６ａ……液状ガラス、６ｂ……
ガラス、７……第１のヒータ、８……受け台、９……ロ
ーラ、１０……ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部材同士をガラス接合する場合に使用さ
   れるガラスロッドの製造装置であって、 該装置は、ガラス原料が投入される坩堝と、該坩堝の下
   端から下方に垂直に伸延し坩堝内で溶融された液状ガラ
   スをノズル先端部から引き出す引き出しノズルと、該引
   き出しノズルを覆い、且つその下端が前記引き出しノズ
   ルの前記ノズル先端部より更に下方に配設され前記引き
   出しノズル全体を加熱する加熱手段と、前記ノズル先端
   部の下方に配設され前記ノズル先端部から引き出された
   半固形状態のガラスを所定の線径に形成すべく相対向し
   て配置される一対のローラとを有するものからなり、前
   記引き出しノズルの前記ノズル先端部が、前記加熱手段
   の下端に最も近い位置で、且つその部分の前記液状ガラ
   スの温度が設定温度を保持する位置に配設されることを
   特徴とするガラスロッド製造装置。