JPH07206460A

JPH07206460A - ロッド状ガラスの製造方法及びその装置

Info

Publication number: JPH07206460A
Application number: JP1703094A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kubota; 良行窪田; Tetsuo Shimada; 哲夫島田; Hisahiro Hayashi; 久裕林; Atsuhiro Abe; 淳博阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1994-01-17
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】モータ７により駆動される回転軸５の先端及
び攪拌アーム５ａがガラス原料融液20Ａ内に浸漬されて
おり、制御機構11内のシーケンサ50からの制御信号で電
−空レギュレータ53を介してバルブ８を制御し、ストッ
パ機構６が坩堝３のノズル３ａから外れてノズル３ａを
開いた状態で制御されたガス圧のガス30’を坩堝３内へ
送ることにより、そのガス圧と溶融ガラス原料20Ａの自
重によってこの融液20Ａを20〜200cm/sec の速度で押し
出し、急冷により急速凝固させ、ロッド状ガラス20を成
形する方法。【効果】従来の技術では不可能であった低融点、低反
応性のガラス組成を用いても、ロッド状のガラスの製造
が急冷急速凝固によって可能になり、生産性が向上し、
このロッド状ガラスを使用した磁気ヘッドは、高性能、
高品質でより高い信頼性が保証される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロッド状ガラスの製造
方法及びその装置に関し、例えば、磁気ヘッドに使用さ
れるコア結合のために用いられるロッド状ガラスの製造
方法及びこの方法を実施する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ヘッドのコアの固着又は埋め込み等
にはガラスが使用される。一対のコアを結合するには、
図13に示すように、コア素材ブロック21、22を突き合わ
せ、コア素材ブロック21の溝23に、ロッド状に形成され
たガラス棒20を挿入し、加熱してガラス融着によるボン
ディングを行い、図14に示すようにコア素材ブロック2
1、22を結合する。図中24は、トラック幅規制用の溝
で、溶融したガラスは多数の溝24を通って供給される。
このようにして、ガラス量の制御を行うと共にガラスセ
ット作業の効率化が図られている。

【０００３】近年、磁気ヘッド用ボンディングガラスの
分野においては、磁気ヘッドの高性能化に伴い、特に融
着温度の低温化及び融着温度におけるガラスのコア材と
の低反応化が要求されてきている。例えば、磁気ヘッド
のコアに高磁束密度のアモルファス合金が用いられるよ
うになってきたが、アモルファス合金は一般に結晶化温
度が低い(400〜500 ℃）ので、ガラスボンディングを結
晶化温度以下のできるだけ低温で行うことが必要であ
る。

【０００４】また、一般にデータストレージ用の磁気ヘ
ッドのコアブロックは、その構成部材の結合のため、高
融点ガラスから低融点ガラスの順に２回以上のボンディ
ング工程を経て製造される。図11はフロッピーディスク
用の磁気ヘッドコアである。先ず、一方の記録再生用コ
ア26Ａは、サイドコア26Ａａとセンタコア26Ａｂ（両コ
ア共一般にフェライトからなる）とが１回目のボンディ
ングでガラス29Ａによって結合されて形成される。

【０００５】同様にして、他方の消去用コア26Ｂも、サ
イドコア26Ｂａとセンタコア26Ｂｂとが１回目のボンデ
ィングでガラス29Ａにより結合されて形成される。次
に、両コア26Ａ、26Ｂはガラス29Ｂによる２回目のボン
ディングで一体化される。続いて、両コア26Ａ、26Ｂは
両面をスライダ27及び28に挟まれ、ガラス29Ｃによって
３回目のボンディングが行われ、コアブロックが形成さ
れる。

【０００６】図９はハードディスク用磁気ヘッドコアを
示すものであり、コア19Ａと19Ｂとがガラス16Ａによる
１回目のボンディングで結合されてから、スライダ18の
所定位置に組み込まれ、ガラス16Ｂによる２回目のボン
ディングが行われる。

【０００７】従って、上記した複数回のボンディングに
よるヘッド作製工程では、２回目以降のボンディングに
用いるガラスは、それ以前にボンディングした部材の結
合位置をずらしたりしないような物性が要求されるた
め、特にそれ以前のボンディングで既に使用したガラス
を軟化させないように低融点のガラスが使用される。

【０００８】更に、磁気ヘッドコアが良好な電磁変換特
性を示すためには、両コアの結合面に幅がサブミクロン
オーダ以下の高精度な磁気ギャップが必要である。とこ
ろが、ボンディングガラスが高温において融着の際にコ
ア材（特に、フェライト材）と多少の侵食拡散反応を生
じることが多く、この侵食によって、図16に示すよう
に、ガラス37Ａとコア材39との界面には40Ｂで示す侵食
領域が発生する。

【０００９】このような侵食拡散反応が大きい場合は、
磁気ギャップの寸法精度を悪くして良好な電磁変換特性
が保証されない不良品となるので、最小限の反応に抑え
ることが望まれ、図12のように侵食拡散反応がない状態
の界面40Ａにすることが理想である。

【００１０】上記したヘッド作製工程において使用され
るボンディングガラスは、ロッド状に加工したものであ
ることは前述したが、このロッド状ガラスの製造方法と
しては引上げ線引法と引下げ線引法との２通りの方法が
ある。

【００１１】図17は、引上げ線引法によるロッド状ガラ
スの製造の概念を示す概略図である。即ち、坩堝30の中
でガラス原料を溶融させ、この融液32が一定の粘度を保
つようにヒータ33で加熱しておき、この状態で融液32を
ピンセット等で摘んで引っ張り上げると自然冷却され、
固体のガラスロッド32Ａになる。これを駆動手段（図示
せず）により回転する一対のゴムロール31、31の間に挟
み込んで連続的に引上げ、ガラスロッドを作製する。

【００１２】図18は引下げ線引法の概念を示す概略図で
ある。即ち、坩堝34の中で溶融させたガラス原料32を、
ヒータ36を上方と下方とで適当に温度制御することによ
り、坩堝34の下部のノズルからゆっくりと自然落下させ
る。そして、これを自然冷却させ、固体化してロッド状
になったガラス32Ａを駆動手段（図示せず）で回転する
一対のゴムロール35、35に挟んで連続的に引下げ、ガラ
スロッドを作製する。

【００１３】ところで、前述の侵食拡散反応を減らすた
め、或いはアモルファス合金を用いたり、複数回のガラ
ス融着を行う磁気ヘッドを作製するため、ガラス自体の
低反応化、低融点化をガラスの組成設計によって実現し
ようとすると、ガラス状態としての組成領域を外れ、結
晶化し易くなってしまう。

【００１４】即ち、ガラス材料は、ガラスを構成する原
子が規則性のないランダムな状態（アモルファス状態）
を保つ必要があるが、ガラス組成を低反応化、低融点化
の方向にシフトさせると、ＳｉＯ₂やＢ₂Ｏ₃などのガ
ラス形成用の酸化物（アモルファス化作用を有する酸化
物）の含有率を相対的に大幅に低減させることになり、
結果としてガラス化し難く、結晶化し易い組成になる。
このような結晶化し易い組成物は、上記した従来の製造
方法でロッド状に製造する場合、アモルファス状態を保
持して確実にロッド状に成形することは困難である。

【００１５】即ち、従来の製造方法で上記のような結晶
化し易い組成物をロッド状に成形したとしても、図19に
示す如く、ガラスロッド37の表面に析出物（結晶粒）38
が隆起し、線径が一定にならず、結晶核となる成分が部
分的に凝集するので、ガラス組成が均一にならない等の
問題を生じることになる。

【００１６】そして、このようなガラスロッドを磁気ヘ
ッドコアのボンディングに用いても、ガラス質部分だけ
しか溶け出さないので、コア同士の結合強度が弱くな
る。その上、磁気ヘッド摺動面のガラス部に上記の析出
物が現れると、磁気テープ等の磁気記録媒体を傷付けて
ドロップアウトが発生する等の悪影響を及ぼす。このた
め、磁気ヘッドコアのボンディング材としての使用は不
可能であった。

【００１７】しかも、図17及び図18に示した従来のガラ
スロッド製造方法では、装置の機構上、引上げ又は引下
げの線引速度を大きくはできず、冷却速度に限界がある
ため、成形されたガラスに結晶核が生成され易い。従っ
て、用いられる原料は均一にガラス化（アモルファス
化）する組成に限られ、ガラス組成設計にも限界があ
る。

【００１８】こうした事情から、前述の要求を全て満た
す磁気ヘッド用ボンディングガラスを完全に実現するこ
とが困難な状況にあり、侵食拡散反応を起こさずかつ低
融点のガラスを使用する理想的な磁気ヘッドコアの製作
は非常に困難であった。また、従来のガラスロッド製造
方法では量産性が低いことも問題であった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に鑑みてなされたものであり、従来の技術では不
可能であった低融点、低反応性のガラス組成であっても
ガラスロッドを量産性良く製造可能であり、得られるガ
ラスロッドの寸法（太さ）を制御できるガラスロッドの
製造方法及びその装置を提供することを目的とするもの
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、容器、
攪拌手段、ストッパ機構、加熱手段、ガス供給手段及び
制御機構を用い、前記容器中で溶融させた液状ガラス原
料をガス圧により前記容器の開口から押し出すに際し、
前記制御機構からのガス圧制御信号に基いてレギュレー
タを作動させ、前記ガス圧を制御する、ロッド状ガラス
の製造方法に係るものである。

【００２１】本発明によれば、ガラスロッドの製造に際
し、制御機構からの制御信号でレギュレータ（特に、電
−空レギュレータ）を作動させ、液状ガラス原料を押し
出すためのガス圧を制御しているので、ガス圧（更には
液状ガラス原料の自重）によって特に20〜200cm/sec の
速度で液状ガラス原料を容器から押し出すことができ
る。従って、押し出された液状ガラスの温度を急勾配で
下げて、従来法ではガラス化が不可能であった低融点、
低反応性の結晶化し易いガラス組成でも結晶核を生成せ
ずに固化させ、アモルファスのロッドに成形することが
でき、かつ、ロッド状ガラスの量産性を向上させること
ができる。

【００２２】また、ガス圧を上記のように制御すること
によって、液状ガラス原料の押し出し量又は押し出し速
度を制御し、得られるガラスロッドの寸法又は太さを目
的に応じて変化させることができる。

【００２３】本発明の方法においては、上記のガス圧制
御信号を電−空レギュレータに加え、ガスバルブ（ガス
供給量調整弁）を制御してガス圧を電気的に制御するこ
とができるが、この場合、レギュレータはガスバルブと
別体にしてよいが、ガスバルブを一体に設けたレギュレ
ータ構造を使用することができる。

【００２４】そして、ガス圧の設定値を入力するデジタ
ルスイッチからの前記設定値を取り込む入出力ユニット
と、この入出力ユニットの出力を受けるＤ／Ａ変換ユニ
ットとからなるシーケンサを制御機構に設け、前記Ｄ／
Ａ変換ユニットからのアナログ制御電圧をレギュレータ
に入力することができる。

【００２５】また、液状ガラス原料を押し出すための容
器の開口は、押し出し操作を行わないときにはストッパ
により閉塞しているが、押し出し時には容器の開口から
ストッパを解除し、制御されたガス圧を容器内に加えて
前記開口から液状ガラス原料を押し出す。このとき、ス
トッパの解除から、制御されたガス圧を加えるまでの時
間を設定することが、原料の押し出しを確実かつ安定に
行う上で望ましい。

【００２６】ガス圧を制御された設定値とするには、容
器内に加えるガス圧を圧力センサで検出し、この検出値
をレギュレータに入力して設定値と比較し、前記検出値
が前記設定値に見合った値になるまで訂正動作を行うこ
とが望ましい。

【００２７】ガス圧が異常値に示すときは、容器内に加
えるガス圧を圧力センサで検出し、この検出値が異常な
値を示すときはシーケンサへ異常信号を入力し、動作を
停止させることができる。

【００２８】本発明においては、押し出された液状ガラ
ス原料を冷却機構によって冷却するのが望ましい。

【００２９】また、本発明において、ガラス融着される
べき材料に対して低反応性で低融点のガラス原料を液状
ガラス原料として用いると、より本発明の特徴を発揮で
きる。

【００３０】本発明は、磁気ヘッド構成材料の結合用の
ロッド状ガラスを製造するのに好適である。

【００３１】本発明はまた、液状ガラス原料を押し出す
ための開口を有する容器、攪拌手段、ストッパ機構、加
熱手段、ガス供給手段、制御機構及びガス圧制御用レギ
ュレータを有する、上記製造方法を実施するための装置
も提供するものである。

【００３２】この装置において、押し出された液状ガラ
ス原料を冷却するための冷却機構を更に有することが望
ましい。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００３４】まず、前述したようなボンディング用のガ
ラスに要求される特性（ガラス化容易、低融点、低反応
性）とガラスを構成する成分組成との関係について、４
元系のガラスであるＰｂＯ−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｆｅ
₂Ｏ₃を例に挙げて説明する。

【００３５】結晶質成分を含まず、完全にガラス化する
ためには、ＳｉＯ₂及びＢ₂Ｏ₃の含有量が高いことが
有利である。しかし、高ＳｉＯ₂では融点を低くでき
ず、高Ｂ₂Ｏ₃ではコア材料と反応し易くなる。

【００３６】融点を低くするには、ＳｉＯ₂の含有量が
低く、ＰｂＯの含有量が高いことが有利である。しか
し、低ＳｉＯ₂ではガラス化し難く、高ＰｂＯでは更に
ガラス化し難くなる。

【００３７】Ｆｅ系のコア材料との反応性を小さくする
には、Ｆｅ₂Ｏ₃を適量含有させ、Ｂ₂Ｏ₃の含有量を
低くすることが有利である。しかし、高Ｆｅ₂Ｏ₃では
ガラス化し難くなり、低Ｂ₂Ｏ₃では更にガラス化し難
くなる。

【００３８】これらのガラス構成成分は、上記のように
互いに背反的な作用を示し、上記３要件（ガラス化容
易、低融点、低反応性）を全て満足し得るガラス組成は
見出されていないのが現状である。

【００３９】本発明者は、鋭意研究の結果、ＳｉＯ₂及
びＢ₂Ｏ₃含有量を低くして、ＰｂＯ含有率を極力多く
して低融点を示し、かつＦｅ₂Ｏ₃を適度に含有させて
低反応性を示すガラス組成（従来法では完全にはガラス
化されない組成）でありながら、完全なガラス化を実現
できるロッド状ガラスの製造方法並びにこの方法に用い
る装置の開発に成功し、本発明に到達したのである。

【００４０】以下、本発明の実施例による方法及び装置
を従来の方法と比較しながら説明する。

【００４１】図１は、ロッド状ガラスを製造するための
装置１の要部を示す概略図である。この装置１のハウジ
ング２の内部上方には、下部をヒータ４で囲まれた坩堝
３が設置されている。ハウジング２の上部には、攪拌手
段５ａの駆動部としてのモータ７が設置され、その駆動
軸の先端にはベベルギヤ12ａが取付けられている。この
ベベルギヤに係合したベベルギヤ12ｂに固定された攪拌
機の回転軸５は、坩堝３の内部に挿入され、その先端に
は攪拌手段としてのアーム５ａが設けられ、融液20Ａ中
に浸漬されている。

【００４２】そして、坩堝３の上蓋３ｂをガス供給管13
が貫通してハウジング２の上方に延設され、途中にバル
ブ８が設けられ、ガス供給管13を経由してガス30が坩堝
３内へ送られるようにしてある。このガス30は、そのガ
ス圧によって後記のようにガラス原料融液をこの自重と
共に所望の速度（20〜200cm/sec)で下方へ押し出す（吹
き出す）ためのものである。

【００４３】坩堝３の下部のノズル（又はオリフィス）
３ａにはストッパ機構６が上下動及び回動可能に設置さ
れ、ガラス原料の融液20Ａを断続的に下方へ押し出す
（落下させる）ようになっている。更に、その下方には
冷却機構９が設置され、また最下部には製品としてのガ
ラスロッド20を収納する収納機構10が設置されている。
外部には制御機構11が設置され、ハウジング２の内部と
は配線によって接続され、各部の動作を制御する仕組み
になっている。

【００４４】予めストッパ機構６を用いてノズル（又は
オリフィス）３ａを塞いだ状態で、坩堝３内に供給され
たガラス原料（ガラス粉末又はカレット）は、ヒータ４
によって加熱されて溶融し、融液20Ａとなる。この溶融
に際しては、ガラス組成が均一になるように融液20Ａの
粘度が0.5Pas・sec 以下程度になる温度にして、一定時
間攪拌しながらガラス原料を完全に溶融させた後、清澄
（泡抜き）工程（攪拌を停止して泡を逃がすこと）を経
てガラスの吹き出し可能な温度に保つ。この温度は、ガ
ラス組成及び吹き出しガス圧やノズルの径等に依存して
決めることができる。

【００４５】ガラス原料融液20Ａの吹き出しは、図２に
示すように、ストッパ機構６を下降及び回動させて坩堝
３のノズル３ａから瞬時のうちに離し、その時点からタ
イミングＴ₃を経てバルブ８を開いてガス30’を坩堝３
内に送り、予め設定したガス圧を坩堝３内にかける。

【００４６】これにより、坩堝３の下部のノズル３ａか
ら融液20Ａが連続的に吹き出され、高速で落下する間に
極めて急速に冷却されて急速凝固し、アモルファス状態
でロッド状に固まってロッド状ガラス20となる。タイミ
ングＴ₃は融液20Ａの表面張力に応じて変えることがで
きる。装置をこのように構成することにより、ロッド状
ガラスの成形（線引き）がスピーディになされ、かつ、
量産に適したものとなる。

【００４７】こうしたガラスの超急冷を実現するため、
装置を上記のように構成し、坩堝３の底部のオリフィス
またはノズル３ａからガラス20Ａをガス圧とガラスの自
重により吹き出させるが、ガラスを吹き出すためのガス
がオリフィスまたはノズル以外の部分から坩堝外へ漏れ
ない構造の装置とし、ガス圧を任意に制御することによ
り、ガラス組成ごとに、冷却速度を変えられるようにし
ている。なお、ガス圧の制御だけでは冷却速度が不十分
な場合は、オリフィスまたはノズル３ａの下側に取付け
た冷却機構９を活用し、この冷却機構での冷却ガスの噴
出等により更に急冷効果を高めて、超急冷によるロッド
状ガラスの作製を一層確実に実現できる。

【００４８】また、吹き出し前の溶融攪拌中に液状のガ
ラス原料20Ａが坩堝３の底部のオリフィスまたはノズル
３ａから漏れないように、上記の可動ストッパ６を密着
させられる構造にしてある。ストッパ６の位置は、図１
のように坩堝３の外側に設けるほか、坩堝内にてオリフ
ィスまたはノズルの内側に設けても良い。

【００４９】ガラスの吹き出し速度（押し出し速度）の
制御は重要である。即ち、ガラスの吹き出し速度が20cm
/sec未満であると超急冷性を失い、従来の図17、図18に
示したような引上げまたは引下げ法でロッド状に作製し
たガラスと同等の性質しか得られず、また、200cm/sec
を超えるとガラス原料や溶融ガラスが飛び散ってしま
い、ロッド状にすることが難しくなる。従って、吹き出
し速度は20〜200cm/secとすることが望ましく、30〜100
cm/sec が更に望ましい。

【００５０】この吹き出し速度は、吹き出し用ガス30’
の圧力及びガラス融液の自重によって制御する。そのガ
ス圧は、ガラスの重量や吹き出し温度、さらに坩堝のオ
リフィス径によって異なる。

【００５１】上記したように、液状ガラス原料20Ａを所
望の速度で吹き出すためには、坩堝３内に加えるガス圧
の制御が非常に重要である。このガス圧制御には、本実
施例によれば、図１及び図２に示すように制御機構11に
設けたシーケンサ50に対してデジタルスイッチ51により
目的とするガス圧を設定し、これに基いてシーケンサ50
からガス圧制御用の電気信号52を電−空レギュレータ53
に加え、このレギュレータの出力54によってガスバルブ
８の開閉を調整し、目的とする供給量（即ち、ガス圧）
でガス圧30を坩堝３内に送り込む。

【００５２】シーケンサ50の出力52はまた、ストッパ６
にも加えられ、ストッパ６の開閉操作も制御する。例え
ば、ストッパ６を解除させて（図２参照）から一定の時
間経過後にガスバルブ８を開閉又は調整し、所望のガス
圧を供給したり、或いは、ストッパ６の解除とバルブ８
の調整とを同期制御することができる。

【００５３】シーケンサ50は、図３に示すように、操作
パネルに設けたデジタルスイッチ51による入力信号を受
ける入出力ユニット54と、このユニットを制御するＣＰ
Ｕユニット55と、入出力ユニット54のデジタル出力を受
けるＤ／Ａコンバータ56とからなり、このコンバータ56
のアナログ出力（アナログ電圧）52を電−空レギュレー
タ53の入力部に加えるように構成されている。

【００５４】具体的には、シーケンサ50が操作パネルの
３桁のデジタルスイッチ51の値を入出力ユニット54に取
り込む。取り込まれた数値はＤ／Ａ変換ユニット56によ
り、0.1kgf/cm²のステップで０〜5.0kgf/cm²の範囲のガ
ス圧制御を行う。

【００５５】即ち、Ｄ／Ａ変換ユニット56からのアナロ
グ電圧に基いて、電−空レギュレータ53により設定され
たガス圧となるようにバルブ８を調整し、坩堝３からス
トッパ６を離した状態で坩堝底部のオリフィス（又はノ
ズル）から液状ガラス原料（溶湯）を連続的に吹き出さ
せ、高速で落下させ、この間に急速冷却させ、ロッド状
に固化させる。

【００５６】ストッパ６を解除したときのガス圧の変動
は、実際には後述のように、電−空レギュレータ53内の
圧力センサ57（図１及び図２では図面上はレギュレータ
とは別に示している。）により検出され、電気信号に変
換をしてレギュレータ53の入力部にフィードバックされ
る。そして、このフィードバック値と上記したシーケン
サの入出力ユニット54からの設定された入力信号Ｒｅｆ
と比較され、この入力信号に見合った出力ガス圧になる
まで訂正動作が働き、ガス圧力の変動を抑え、設定され
た目標ガス圧を得る。

【００５７】坩堝３内のガス圧はデジタル式の圧力セン
サ57によりモニターされ、そのガス圧力が異常な値を示
したときは、図１、図２に仮想線で示すようにシーケン
サ50へ異常信号を出力し、装置をただちに停止するよう
にインターロックすることができる。

【００５８】このように、本発明に基いて坩堝３内のガ
ス圧を制御することにより、オリフィスまたはノズル３
ａから液状ガラス（溶湯）が吹き出す量及び／又は速度
を制御することができる。例えば、ガス圧を大きくする
と、吹き出し量や吹き出し速度又はロッド径を大きくで
き、ガス圧を小さくするとその逆の状態にコントロール
できるので、使用するガラスの種類、重量等に応じたガ
ス圧を適宜電気的に正確に制御することができる。

【００５９】上記したシーケンサ50を有する制御機構11
は、図４に示すように実際には、２つの部分11Ａと11Ｂ
とに分かれている。図４中、61は制御ボックス（操作パ
ネル）、62はプログラム温度調節計（ＥＣ２５０２）、
63は記録計（ＲＥ１０）、64は操作パネル（ＺＥ３３０
４）、65はプログラム温度制御装置（通電ランプ）、66
は熱電対切替スイッチ、67は制御ラックブレーカ、71は
電圧計、72は電流計、73は電源表示灯（主電源ラン
プ）、74は過昇温表示灯、75は外部スパンボリューム、
76は過昇温設定器、77はリセットスイッチ、78は計器電
源スイッチ、79は主電源スイッチである。

【００６０】また、上記した電−空レギュレータ53は、
具体的には図５に示すような構造（ＳＭＣ社製）からな
っていて、シーケンサ50のＤ／Ａコンバータ56のアナロ
グ制御電圧を入力信号として受ける入力部53Ａと、この
入力部53Ａの出力でバルブを制御するガス圧制御部53Ｂ
とによって構成されている。このレギュレータ53の動作
は図６に示すフローに従って行われる。

【００６１】即ち、入力信号が増大すると、コントロー
ラ89により、圧電素子で構成したフラッパ81がノズル82
を閉じる方向にたわみ、その結果、ノズル背圧室83の圧
力が上昇する。この圧力は、ダイヤフラム84の上部に作
用し、排気弁85を押し下げ、これと連動したインナバル
ブ８が下方に動き、給気口87が開く。その結果、供給圧
力の一部は、給気口87を通って出力圧力となる。

【００６２】この出力圧力は、入力信号の大きさに対応
したフラッパ81のたわみ量に比例するものであるから、
上記したシーケンサ50による設定値に相当する圧力とし
て得られることになる。この場合、この出力圧力は、圧
力センサ57を介して電気信号に変換され、コントローラ
89にフィードバックされ、ここで入力信号と比較され、
入力信号に見合った出力圧力になるまで訂正動作が働く
ので、常に入力信号に比例した出力圧力が得られる。

【００６３】本実施例によるガラスロッドの製造方法
は、例えば図７に示すフロー及び図８に示すタイミング
チャートに従って実施することができる。

【００６４】上記の如き吹き出し式によるガラスロッド
の製造においては、坩堝のオリフィスまたはノズルのス
トッパを解除してからＮ₂等の供給ガスのガス圧を加え
るタイミングが定まっていないと、液状ガラス原料の吹
き出しを安定して行えないことがある。

【００６５】これに対し、本実施例では、坩堝内のガス
圧の制御を行い、高温で溶融し、均一組成になるように
攪拌を加えた液状のガラス原料を坩堝の底部のオリフィ
スまたはノズルから高速で吹き出させるに際し、オリフ
ィスまたはノズルのストッパーの解除からガス圧を加え
るまでの時間（図８中のＴ₃）をパラメータとして設定
できるようにしている。

【００６６】これによって、ガス圧を加えるタイミング
を常に適正時間後に設定でき、安定かつ確実に液状ガラ
ス原料の吹き出しを行えることになり、ロッジ状ガラス
の製造を常に良好に行うことができる。

【００６７】次に、本例の装置により、従来の線引き方
法では問題のあったガラス組成を用いてガラスロッドを
作製した結果、及びそのガラスロッドを用いて磁気ヘッ
ドコアを作製した結果について説明する。

【００６８】試料として用いたガラスの組成は下記の表
１に示す通りである。各試料は、夫々下記に示す特徴の
ある組成からなるが、従来の線引き法によっては、ロッ
ド状ガラスに成形し難く、かつ、次のような問題を生じ
た組成のガラスである。

【００６９】試料１：ＳｉＯ₂を少なくして低融点化を
図り、Ｂ₂Ｏ₃を少なくし、かつＦｅ₂Ｏ₃を多量に添
加し、Ｆｅが90％以上のコア材との反応を抑制する特徴
を持つガラス。従来の線引法で作製すると、図19に示し
たようにガラロッド上に必ず析出物が発生した。

【００７０】試料２：上記試料１と略同様（但し、Ｓｉ
Ｏ₂、Ｂ₂Ｏ₃を試料１よりも若干低くし、Ｆｅ₂Ｏ₃
を更に多くしたガラス）。連続的に線引きすることが不
可能で、引上げると数cmごとに切れ、表面に連続して析
出物が発生した。

【００７１】試料３：ＳｉＯ₂を大幅に減少し、Ｂ₂Ｏ
₃を一層少なくし、ＰｂＯをできる限り含有させて一層
の低融点化を図り、磁気ヘッドコア材にマッチングする
ように熱膨張係数を 110×10^-7／℃以下にし、Ａｌ₂Ｏ
₃とＺｎＯで耐水性を確保した超低融点のガラス。特に
アモルファス合金のコアに好適。ＳｉＯ₂及びＢ₂Ｏ₃
の含有量を極力減らしたため、連続的に線引きすること
が不可能で、引上げると数cmごとに切れ、表面に析出物
が発生した。

【００７２】

【００７３】上記のように夫々特徴のあるガラス組成
は、従来の線引き方法では問題を生じていたのが、本例
の装置によってロッドを作製したところ、吹き出し速度
30cm/secで析出物のないロッドを連続的に作製でき、表
面光沢の有る（ガラス質）ロッドを作製できた。

【００７４】次に、本例の装置による上記の結果と比較
するため、従来のロッド作製法で作製可能でＦｅ₂Ｏ₃
が比較的少ない低反応性ガラス（試料４）、及び低Ｓｉ
Ｏ₂として融点を低くしたガラス（試料５）の組成でロ
ッド状ガラスを作製した。これらの成分組成は下記の表
２に示す通りである。

【００７５】（注）１．試料４は表１における試料１及び２に近い組
成のガラス（但し、Fe₂O₃を減少）。２．試料５は表１における試料３の組成よりもSiO₂、B₂
O₃を多くしたガラス。

【００７６】ここで、試料４及び試料５のロッド状ガラ
スをボンディングに用いるヘッドの例について述べる。

【００７７】まず、図９に示すハードディスク用磁気ヘ
ッドの２回目のボンディングガラス16Ｂについて説明す
る。図15は図９の当該部分の抽出拡大図である。この磁
気ヘッドコアはメタルインギャップ型であり、１回目の
ボンディングによってギャップ部分をガラス16Ａで接着
した後、２回目のボンディングによってガラス16Ｂでセ
ラミックス製スライダ18に埋め込む。そして、このボン
ディングガラス16Ｂは、Ｆｅを90％以上含有する鉄系の
高磁束密度を有するメタル薄膜15とフェライトコア19
Ａ、19Ｂとに直接接する。メタル薄膜15は、例えばセン
ダストを改良した高磁束密度合金からなる。

【００７８】このボンディングガラス16Ｂとして、表２
の試料４（低反応性ガラス）の組成で従来の線引き方法
によって作製できるガラスロッドを使用した。ボンディ
ングガラス16Ｂとして使用した試料４のガラスは、コア
材との低反応性を特徴とする材質のガラスであるが、メ
タル15に対して周辺において侵食反応物17を発生させて
いた。また、フェライトコア19Ｂとの間にも若干の反応
が起き、界面がギザギザになっていた。

【００７９】このように、従来のガラスロッド作製方法
で作製可能な低反応性ガラス（試料４）は、低反応性が
十分な組成ではなく、満足できる磁気ヘッドが作れない
ことが多い。特にメタル成分がガラス中に拡散した部分
17については結晶質になってしまい、而も非常に脆い物
質に変化するため、ひび割れが発生し、不良品となるこ
とが多い。

【００８０】これに対し、本実施例の装置で作製した試
料１、２のガラスロッドを用いたハードディスク用磁気
ヘッドは、図９の部分拡大図である図10に示すように、
何れもフェライトとの界面の反応は抑制された。但し、
試料１のものはメタルとの間には若干の反応が現れてい
たが、実用的に問題はなく、また試料２の場合はメタル
との反応は皆無である。

【００８１】次に、表１における試料３の超低融点ガラ
スを用いたフロッピーディスク用磁気ヘッドの３回目の
ボンディングについて説明する。図11がフロッピーディ
スク用磁気ヘッドのコアブロックである。この超低融点
ガラス29Ｃは熱膨張係数が 110×10^-7／℃以下で、ヘッ
ド加工中の研削水でも溶出し難い耐水性のあるガラスで
ある。

【００８２】図11において３回目のボンディングガラス
29Ｃは、リードライト側コア26Ａとイレーズ側コア26Ｂ
とを結合する２回目のボンディングガラス29Ｂのガラス
転移点が 470℃であるため、これより低い融着温度が必
要である。しかも、体積の大きいセラミックス製スライ
ダ27と熱膨張係数αをマッチングさせる必要があるた
め、α＝ 110×10^-7／℃以下であり、研削水によってガ
ラス表面が侵食されて段差を生じないことが必要であ
る。

【００８３】このガラス29Ｃとして本例の装置で作製し
た試料３のガラスロッドを用いた場合、３回目のボンデ
ィングでは 460℃の融着温度で結合が可能であるため、
２回目以前のボンディング部分への影響が軽くてすむ。
また、試料３の組成は耐水性を向上させる成分（Ａｌ₂
Ｏ₃、ＺｎＯ）が添加されているので、信頼性の高いヘ
ッドを作製できる。

【００８４】次に、試料５は、従来使用されていた３回
目のボンディング用のガラスである。これによれば、融
着温度が 500℃になるため、２回目以前のボンディング
部分が若干動いてしまい、歩留を下げる結果になる。

【００８５】試料５の組成は、次のような妥協の結果と
して決められたものである。

【００８６】融着温度を低下させるためにはＰｂＯを増
加させたいのであるが、ＳｉＯ₂やＢ₂Ｏ₃のようなガ
ラス化を容易にする成分を15％程度以上含有させない
と、従来の線引き法ではロッド状に成形することが困難
であり、従ってＰｂＯを増加させるには限界がある。こ
れに加えて、熱膨張係数αの制御、コア材との反応抑
制、耐水性の維持のためにＦｅ₂Ｏ₃を添加しているの
で、更にＰｂＯ含有量を減らさざるを得なくなり、この
ために融着温度が 500℃程度になってしまう。

【００８７】これによって、上記のような不都合が起こ
ることになる。また、耐水性改善のためにＡｌ₂Ｏ₃や
ＺｎＯを添加したいのであるが、ガラスロッドに成形で
きなくなるのでこれも断念せざるを得ず、耐水性にも不
安のあるガラスである。

【００８８】以上説明したように、本実施例によれば、
従来は結晶質を含んでいて完全なロッド状ガラスに成形
できなかった低融点、低反応性の組成（表１の試料１、
２、３の組成）でも、完全なガラス状態としたロッドを
製造でき、磁気ヘッドのコア結合用として極めて有用で
ある。

【００８９】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。

【００９０】例えば、液状ガラス原料を坩堝から押し出
す際に加えるガス圧の制御方法又は操作方法、及びこれ
に使用する制御装置の構成は、上述したものに限定され
ることはない。

【００９１】上述した例では、電−空レギュレータをア
ナログ制御したが、これをデジタル制御にしてステップ
状にバルブ制御することもできる。また、電−空レギュ
レータに組み込む若しくは接続するバルブを上述した構
造以外の電磁式、油圧式等としてもよい。

【００９２】液状ガラス原料の押し出し方向は、ガス圧
と液状ガラス原料の自重とによって可能な範囲で鉛直方
向以外の適宜の方向として良く、上記押出しのためのノ
ズルの位置も、適宜の位置として良い。その他、装置の
各構成部分の構造、形状や配置等も種々変更してよい。

【００９３】また、上述の例は、低融点、低反応性のガ
ラス原料や、従来法ではガラスになり難かった組成の原
料に対して有効であるが、従来法でもガラス化できる組
成の原料にも適用できることは勿論である。

【００９４】また、本発明によって製造されたロッド状
ガラスは、磁気ヘッドのコア結合用以外の目的（電子デ
バイスの封止やブラウン管のパネルとファンネルとの結
合等）に使用しても良好な結果が得られる。この場合、
ロッド状ガラスの組成は、目的に対応できる性質を示す
ような組成にできることは言う迄もない。

【００９５】

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、溶融した液
状ガラス原料をガス圧により容器から押し出すに際し、
ガス圧制御信号に基いてレギュレータを作動させ、ガス
圧を制御しているので、押し出された液状ガラス原料を
急冷して急速に凝固させ、この急速凝固により、従来は
結晶質を含んで完全なロッド状ガラスになり得なかった
組成の液状ガラス原料でも、アモルファス状態の完全な
ロッド状ガラスを所望のサイズで確実に作製することが
できる。

【００９６】その結果、低融点、低反応性等の所望の性
質を示す組成のロッド状ガラスを製造することができ、
ガラス組成設計の自由度が大きくなって種々の目的に対
応できる。また、急冷急速凝固により、ロッド状ガラス
の製造スピードが速くなって量産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるロッド状ガラス製造装置
の概略断面図である。

【図２】液状ガラス原料押出し時の図１と同様の概略断
面図である。

【図３】同押し出し時のガス圧の制御手段のブロック図
である。

【図４】制御機構の外観図である。

【図５】ガス圧制御に用いる電−空レギュレータの断面
図である。

【図６】同電−空レギュレータの作動を説明するための
フロー図である。

【図７】同ロッド状ガラス製造時の全体の制御フロー図
である。

【図８】同制御フローのタイミングチャートである。

【図９】ハードディスク用磁気ヘッドコアの拡大斜視図
である。

【図10】図９の部分拡大図である。

【図11】フロッピーディスク用磁気ヘッドコアの拡大斜
視図である。

【図12】同コアの磁気ギャップ周辺の拡大平面図であ
る。

【図13】ロッド状ガラス（ガラス棒）によるコア素材結
合の要領を示す斜視図である。

【図14】結合された同コア素材の斜視図である。

【図15】従来例によるハードディスク用磁気ヘッドコア
の図10と同様の拡大部分斜視図である。

【図16】低反応性ガラスを使用しない磁気ヘッドコアの
磁気ギャップ周辺の図12と同様の拡大平面図である。

【図17】従来例による引上げ線引法に用いるロッド状ガ
ラス製造装置の概略正面図である。

【図18】従来例による引下げ線引法に用いるロッド状ガ
ラス製造装置の概略正面図である。

【図19】同ロッド状ガラスの正面図である。

【符号の説明】

１・・・ロッド状ガラス製造装置２・・・ハウジング３・・・坩堝３ａ・・・ノズル４・・・ヒータ５・・・回転軸５ａ・・・アーム６・・・ストッパ機構７・・・モータ８・・・バルブ９・・・冷却機構 10・・・ロッド収納機構 11・・・制御機構 12ａ、12ｂ・・・ベベルギヤ 13・・・ガス供給管 15・・・メタル薄膜 16Ａ、16Ｂ、29Ａ、29Ｂ、29Ｃ、37Ａ・・・ボンディン
グガラス 19Ａ、19Ｂ、26Ａａ、26Ａｂ、26Ｂａ、26Ｂｂ、39・・
・コア 20、37・・・ロッド状ガラス 20Ａ・・・融液（溶融ガラス原料） 21、22・・・コア素材ブロック 30、30’・・・ガス 38・・・結晶粒 40Ａ・・・界面 40Ｂ・・・侵食領域 50・・・シーケンサ 51・・・デジタルスイッチ 53・・・電−空レギュレータ 55・・・ＣＰＵユニット 56・・・Ｄ／Ａコンバータ 57・・・圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部淳博東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器、攪拌手段、ストッパ機構、加熱手
段、ガス供給手段及び制御機構を用い、前記容器中で溶
融させた液状ガラス原料をガス圧により前記容器の開口
から押し出すに際し、前記制御機構からのガス圧制御信
号に基いてレギュレータを作動させ、前記ガス圧を制御
する、ロッド状ガラスの製造方法。
【請求項２】制御機構からのガス圧制御信号を電−空
レギュレータに加え、このレギュレータによりガスバル
ブを制御する、請求項１に記載された製造方法。
【請求項３】ガス圧の設定値を入力するデジタルスイ
ッチからの前記設定値を取り込む入出力ユニットと、こ
の入出力ユニットの出力を受けるＤ／Ａ変換ユニットと
からなるシーケンサを制御機構に設け、前記Ｄ／Ａ変換
ユニットからのアナログ制御電圧をレギュレータに入力
する、請求項１又は２に記載された製造方法。
【請求項４】容器の開口からストッパを解除し、制御
されたガス圧を容器内に加えて前記開口から液状ガラス
原料を押し出す、請求項２〜３のいずれか１項に記載さ
れた製造方法。
【請求項５】ストッパの解除から、制御されたガス圧
を加えるまでの時間を設定する、請求項４に記載された
製造方法。
【請求項６】容器内に加えるガス圧を圧力センサで検
出し、この検出値をレギュレータに入力して設定値と比
較し、前記検出値が前記設定値に見合った値になるまで
訂正動作を行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載さ
れた製造方法。
【請求項７】容器内に加えるガス圧を圧力センサで検
出し、この検出値が異常な値を示すときはシーケンサへ
異常信号を入力し、動作を停止させる、請求項３〜６の
いずれか１項に記載された製造方法。
【請求項８】容器の開口からの液状ガラス原料の押し
出し速度が20〜200cm/secとなるようにガス圧を制御す
る、請求項１〜７のいずれか１項に記載された製造方
法。
【請求項９】押し出された液状ガラス原料を冷却機構
によって冷却する、請求項１〜８のいずれか１項に記載
された製造方法。
【請求項10】ガラス融着されるべき材料に対して低反
応性で低融点のガラスの原料を液状ガラス原料として用
いる、請求項１〜９のいずれか１項に記載された製造方
法。
【請求項11】磁気ヘッド構成材料の結合用のロッド状
ガラスを製造する、請求項１〜10のいずれか１項に記載
された製造方法。
【請求項12】液状ガラス原料を押し出すための開口を
有する容器、攪拌手段、ストッパ機構、加熱手段、ガス
供給手段、制御機構及びガス圧制御用レギュレータを有
する、請求項１〜11のいずれか１項に記載された方法を
実施するための装置。
【請求項13】押し出された液状ガラス原料を冷却する
ための冷却機構を更に有する、請求項12に記載された装
置。