(57)【要約】  【課題】多くの品種のシャドウマスク13とマスクフレーム14との溶接処理に容易に対応でき、省スペース化もできる陰極線管の製造装置21を提供する。  【解決手段】陰極線管の品種別にシャドウマスク13及びマスクフレーム14を組み合わせて位置決めする複数の品種別の位置決めヘッド26を備える。水平方向の回転軸24を中心に回転する回転体23の外周部に沿って、複数の品種別の位置決めヘッド26を配設する。回転体23を回転させ、溶接処理する品種に対応した位置決めヘッド26を切換使用する。多くの品種のシャドウマスク13とマスクフレーム14との溶接処理に対応し、複数の品種別の位置決めヘッド26を備えていながら省スペース化する。  【選択図】図１
2005079026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周辺部に沿って配設された複数の品種別の位置決めヘッドのうち、溶接処理する品種に対応した位置決めヘッドを回転体の回転によって切換使用し、
この切換使用する位置決めヘッドに溶接処理する品種のシャドウマスク及びマスクフレームを組み合わせて位置決めし、
この切換使用する位置決めヘッドに位置決めされたシャドウマスクとマスクフレームとを溶接する
ことを特徴とする陰極線管の製造方法。
【請求項２】
回転体が水平方向の回転軸を中心に回転し、この回転体の外周部に配設された品種別の位置決めヘッドを回転体の回転によって切換使用する
ことを特徴とする請求項１記載の陰極線管の製造方法。
【請求項３】
位置決めヘッド上で、シャドウマスクを位置決めするとともに、この位置決めされたシャドウマスクに対するマスクフレームの位置を品種別に切り換える
ことを特徴とする請求項１または２記載の陰極線管の製造方法。
【請求項４】
位置決めヘッドに位置決めしたシャドウマスクをパッドで位置決めヘッドに押え、このパッドの周囲から空気を吐出させシャドウマスクの面に沿って外側のマスクフレームへ向かって流れる空気流を形成させる
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の陰極線管の製造方法。
【請求項５】
陰極線管の品種別にシャドウマスク及びマスクフレームを組み合わせて位置決めする複数の品種別の位置決めヘッドと、
これら品種別の位置決めヘッドが周辺部に沿って配設された回転体を有し、この回転体を回転させて溶接処理する品種に対応した位置決めヘッドを切換使用する品種切換ユニットと、
この品種切換ユニットで切換使用する位置決めヘッドに位置決めされたシャドウマスクとマスクフレームとを溶接する溶接ユニットと
を具備していることを特徴とする陰極線管の製造装置。
【請求項６】
回転体は水平方向の回転軸を中心に回転し、この回転体の外周部に品種別の位置決めヘッドが配設された
ことを特徴とする請求項５記載の陰極線管の製造装置。
【請求項７】
位置決めヘッドは、シャドウマスクを位置決めするマスク受部と、このマスク受部に位置決めされたシャドウマスクに対するマスクフレームの位置を品種別に切り換えるマスクフレーム位置決め手段を備えた
ことを特徴とする請求項５または６記載の陰極線管の製造装置。
【請求項８】
位置決めヘッドにシャドウマスクを押えるパッドを有し、このパッドの周囲から空気を吐出させシャドウマスクの面に沿って外側のマスクフレームへ向かって流れる空気流を形成させるマスク押え手段を備えた
ことを特徴とする請求項５ないし７いずれか記載の陰極線管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管のシャドウマスクとマスクフレームとを溶接する陰極線管の製造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、陰極線管の製造工程では、陰極線管の品種別にシャドウマスクとマスクフレームとを組み合わせて溶接する溶接工程がある。
【０００３】
従来、溶接工程に用いられる溶接装置は、溶接ユニットを有する溶接ブースの両側に作業ポジションをそれぞれ形成し、これら溶接ブースから両側の作業ポジションにわたって直線状のスライドレールが配設され、このスライドレールの両端側に２台のスライドテーブルがそれぞれ直線移動可能に配設され、これら各スライドテーブル上に陰極線管の品種別のシャドウマスク及びマスクフレームを位置決めする品種別の位置決めヘッドが配設されている。
【０００４】
そして、各作業ポジションに移動した位置決めヘッドにシャドウマスク及びマスクフレームを組み合わせて位置決めし、これらシャドウマスク及びマスクフレームを位置決めした位置決めヘッドを溶接ブース内に移動させ、溶接ブース内の溶接ユニットによってシャドウマスクとマスクフレームとを溶接する。溶接完了後には、位置決めヘッドを対応する作業ポジションに移動させ、位置決めヘッドからシャドウマスクとマスクフレームとを溶接したマスク構造体を取り出す。このような溶接処理は、双方の作業ポジションで交互に可能としている。
【０００５】
また、一般に陰極線管の製造工程においては、共通の工程路を用いて多くの品種の陰極線管を製造する混合生産形式が多く採用されている。このような混合生産形式に対応するために、従来の溶接装置では、一方の作業ポジションに移動したスライドテーブル上の位置決めヘッドを取り外して次に溶接処理する品種の位置決めヘッドを取り付けている。このような位置決めヘッドの取換え作業は、他方の位置決めヘッドで溶接処理を継続したまま可能としている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−２５０９８３号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の製造方法では、２台のスライドテーブルに異なる品種の位置決めヘッドを配設した場合には２種類の品種の溶接処理に対応できるが、２種類以外の別の品種を溶接処理する場合には、スライドテーブル上の位置決めヘッドの取換え作業が必要となり、多くの品種の切り換えには容易に対応できない問題がある。
【０００７】
また、溶接ブースと両側に作業ポジションとの間で２台の位置決めヘッドを直線移動させるため、その直線移動方向に大形になり、設置スペースを大きくなる問題がある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、多くの品種のシャドウマスクとマスクフレームとの溶接処理に容易に対応でき、省スペース化もできる陰極線管の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、回転体の周辺部に沿って配設された複数の品種別の位置決めヘッドのうち、溶接処理する品種に対応した位置決めヘッドを回転体の回転によって切換使用し、この切換使用する位置決めヘッドに溶接処理する品種のシャドウマスク及びマスクフレームを組み合わせて位置決めし、この切換使用する位置決めヘッドに位置決めされたシャドウマスクとマスクフレームとを溶接するものである。
【００１０】
そして、回転体の周辺部に沿って複数の品種別の位置決めヘッドを配設し、この回転体の回転によって溶接処理する品種に対応した位置決めヘッドを切換使用することにより、多くの品種のシャドウマスクとマスクフレームとの溶接処理に容易に対応可能で、複数の品種別の位置決めヘッドを備えていながら省スペース化が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転体の周辺部に沿って複数の品種別の位置決めヘッドを配設し、この回転体の回転によって溶接処理する品種に対応した位置決めヘッドを切換使用するため、多くの品種のシャドウマスクとマスクフレームとの溶接処理に容易に対応でき、複数の品種別の位置決めヘッドを備えていながら省スペース化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図６ないし図８に、陰極線管のパネル11に組み込まれるマスク構造体12を示し、このマスク構造体12は、シャドウマスク13とマスクフレーム14とを溶接によって一体化して構成されている。
【００１４】
シャドウマスク13は、シャドウマスク素材から曲面状のマスク部13a及びこのマスク部13aの周縁部から折曲されたスカート部13bがプレス成形され、洗浄の後、黒化処理によって表面に黒化膜の被覆が形成されている。
【００１５】
マスクフレーム14は、マスクフレーム素材からスカート部13bの外周に嵌合する枠部14aを有する枠形状にプレス成形され、洗浄の後、黒化処理によって表面に黒化膜の被覆が形成されている。さらに、マスクフレーム14の４つのコーナー部や辺上部にパネル11に設けられたパネルピン11aと嵌合する嵌合孔15を有する複数のホルダ16が溶接されている。このマスクフレーム14は、ホルダ16を基準として所望の組立精度を保つようにパネル11の内部に保持されている。
【００１６】
図５に示すように、マスク構造体12は、組み合わされたシャドウマスク13のスカート部13bとマスクフレーム14の枠部14aとの複数の溶接点17が抵抗溶接によるスポット溶接によって一体化されている。
【００１７】
また、図１及び図２に、陰極線管の製造装置（溶接装置）21を示し、この製造装置21は、床面などに設置される機体22を有し、この機体22の中央位置に回転体23が水平方向の回転軸24を中心として鉛直面内を回転可能に支持されている。
【００１８】
回転体23の外周面部には周方向に等角度であって所定のヘッド取付角度毎に複数のヘッド取付部25が形成され、各ヘッド取付部25に陰極線管の品種別に対応したシャドウマスク13とマスクフレーム14とを位置決めする品種別の位置決めヘッド26が取り付けられている。
【００１９】
各位置決めヘッド26は、図３に示すように、シャドウマスク13を位置決めする金型であるマスク受部27を有し、このマスク受部27の表面にはシャドウマスク13のマスク部13aの曲率に対応した曲率の凹面であるマスク受面28が形成されている。マスク受部27の４つのコーナー部には、マスクフレーム14の各ホルダ16を利用し、マスク受部27に位置決めされたシャドウマスク13に対するマスクフレーム14の位置を品種別に切り換えるマスクフレーム位置決め手段29が配設されている。このマスクフレーム位置決め手段29は、ホルダ16の嵌合孔15に係合する位置決めピン30を有し、この位置決めピン30を設けたピン支持台31が、マスク受部27に取り付けられたスライドユニット32によって所定の調整方向へ移動可能に支持されているとともに、スライドユニット32に取り付けられたシリンダ33の作動によって調整方向に移動する。この調整方向とは、マスク受面28の中央部に対し垂直な方向、すなわちシャドウマスク13のマスク部13aの中央部に対し垂直な方向であって、シャドウマスク13とマスクフレーム14との相対的な組み合わせ方向に対応する。
【００２０】
回転軸24の一端は機体22に設けられた軸受34によって回転自在に軸受けされ、回転軸24の他端は品種切換ユニット35によって軸受けされている。品種切換ユニット35は、品種別の位置決めヘッド26を取り付けた回転体23、駆動部としてのモータ36の駆動力を回転軸24に伝達して回転体23に各位置決めヘッド26を設けたヘッド取付角度と同じ角度ずつ回転体23を回転させる割出装置37、回転体23の回転位置を検知する図示しない回転位置検知部を備えている。そして、回転体23の上方に臨む位置決めヘッド26が水平となる位置を溶接位置Ａとし、この溶接位置Ａから機体22の前面側に１つのヘッド取付角度分だけ回転した位置をシャドウマスク13およびマスクフレーム14を装着したり溶接後のマスク構造体12を取り出す作業位置Ｂとしている。
【００２１】
また、図１及び図２に示すように、溶接位置Ａに対応して、機体22の左右両側には、品種切換ユニット35で切換使用する位置決めヘッド26に位置決めされたシャドウマスク13とマスクフレーム14とを溶接する左右両側の一対の溶接ユニット41が配設されている。各溶接ユニット41は、溶接ロボットであり、溶接ヘッド42、この溶接ヘッド42をシャドウマスク13とマスクフレーム14との溶接点17の位置に対応して上下方向及び水平方向に移動させるロボット本体43を有している。図４に示すように、溶接ヘッド42は、ロボット本体43に支持される支持部44を有し、この支持部44にバック電極45が取り付けられ、このバック電極45に対して対向する電極46が支持部44に取り付けられたシリンダ47によって開閉可能に支持されている。
【００２２】
また、図２及び図４に示すように、溶接位置Ａの上方には、位置決めヘッド26のマスク受部27にシャドウマスク13の内側を押え付けるマスク押え手段51が配設されている。このマスク押え手段51は、シャドウマスク13のマスク部13aをマスク受部27のマスク受面28に押し付けるパッド52を有し、このパッド52にはパッド本体53が設けられているとともにこのパッド本体53の下面にシャドウマスク13に接触する弾性体54が取り付けられており、機体22に配設されたシリンダ55によって上下方向に移動する。
【００２３】
パッド本体53とシリンダ55とが中空状のロッド56で連結され、パッド本体53内にはロッド56内に連通する中心部から放射方向に複数の流路57が形成され、ロッド56内に空圧機器58から供給される高圧空気が各流路57を通じてパッド52の周囲から吐出する。このパッド52の周囲から高圧空気が吐出することにより、シャドウマスク13のマスク部13aの内面に沿って外側のマスクフレーム14へ向かって流れる空気流59が形成される。
【００２４】
なお、空圧機器58からの高圧空気の供給は、シリンダ47などの他の空気圧作動機器にも供給される。
【００２５】
また、図２に示すように、機体22には制御盤61が設置され、この制御盤61は上位の中央制御処理端末からの指令により製造装置21を制御する。中央処理端末には、例えば、シャドウマスク13及びマスクフレーム14の外形寸法が異なる管種、外形寸法が同一でホルダ16の溶着高さが異なる種類、シャドウマスク13に形成されるマスク孔形状が異なる種類などを含む品種の情報、品種切換ユニット35の回転体23に取り付ける品種別の位置決めヘッド26の情報、溶接ユニット41による品種別の溶接条件の情報などが設定され、これら情報が制御盤61に入力され、これら情報に基づき制御盤61が製造装置21を制御する。すなわち、制御盤61は、入力情報に基づき、溶接処理する品種に対応した位置決めヘッド26を選定して切換使用し、溶接処理する品種に対応して溶接ユニット41を制御する。
【００２６】
制御盤61は、タッチパネル画面を備え、このタッチパネル画面によって溶接処理する品種の変更設定などができる。
【００２７】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
制御盤61は、中央制御処理端末から入力される情報に基づき、あるいはタッチパネル画面で入力される情報に基づき、溶接処理する品種に対応した位置決めヘッド26つまり切換使用する位置決めヘッド26を選定し、品種切換ユニット35の割出装置37の駆動によって切換使用する位置決めヘッド26が少ない移動回数で作業位置Ｂに到達する回転方向に回転体23を回転させ、切換使用する位置決めヘッド26を作業位置Ｂに停止させる。図示しない品種切換えスイッチで、位置決めヘッド26に具備したマスクフレーム位置決め手段29のシリンダ33を作動させ、位置決めピン30を品種に対応した設定高さに切り換える。
【００２９】
そして、作業者は、作業位置Ｂの位置決めヘッド26に対してシャドウマスク13及びマスクフレーム14を組み合わせて位置決め装着する。このとき、シャドウマスク13のマスク部13aをマスク受部27のマスク受面28に沿うように位置決め装着し、マスクフレーム14の各ホルダ16の嵌合孔15を各マスクフレーム位置決め手段29の位置決めピン30に嵌合させて位置決めする。その後、図示しない溶接スタートスイッチを操作し、溶接処理を起動させる。
【００３０】
起動信号により、品種切換ユニット35の割出装置37の駆動によって回転体23を回転させ、シャドウマスク13及びマスクフレーム14を位置決め装着した位置決めヘッド26を溶接位置Ａに移動させる。
【００３１】
溶接位置Ａでは、押え手段51のシリンダ55の作動によってパッド52を下降させ、このパッド52でシャドウマスク13の中央域をマスク受部27のマスク受面28に押え付けて位置決めする。さらに、パッド52の周囲から高圧空気を吐出させ、シャドウマスク13のマスク部13aの内面に沿って外側のマスクフレーム14へ向かって流れる空気流59を形成する。
【００３２】
制御盤61は、中央制御処理端末から入力される情報に基づき、あるいはタッチパネル画面で入力される情報に基づき、図４に示すように、各溶接ユニット41のロボット本体43によって溶接ヘッド42を上下方向及び水平方向に移動させてシャドウマスク13とマスクフレーム14との溶接点17に対応する位置に配置し、溶接ヘッド42のバック電極45と電極46とを閉じ、マスクフレーム14の枠部14aとシャドウマスク13のスカート部13bとを挟んで加圧しながら溶接電流を印加し、抵抗溶接によって溶接する。１つの溶接点17の溶接が完了したら次の溶接点17に順次移動させて溶接する。図５には、左右の溶接ユニット41が溶接を行うシャドウマスク13及びマスクフレーム14の溶接点17の範囲A1，A2を示し、これら範囲A1，A2は対象的な範囲であり、両範囲A1，A2内の対称位置に位置する溶接点17を左右の溶接ユニット41によって同時に溶接していく。
【００３３】
この溶接時には、パッド52の周囲から高圧空気を吐出させ、シャドウマスク13のマスク部13aの内面に沿って外側のマスクフレーム14へ向かって流れる空気流59を形成しているため、溶接箇所からシャドウマスク13のマスク部13aへ向けて飛散するスプラッシュをマスク部13aに到達する前に空気流59によって吹き飛ばし、スプラッシュがシャドウマスク13のマスク部13aに付着するのを抑制でき、マスク部13aのマスク孔などに対する影響を低減できる。
【００３４】
全ての溶接点17の溶接処理が完了し、シャドウマスク13とマスクフレーム14とを溶接したマスク構造体12を形成したら、マスク押え手段51のシリンダ55の作動によってパッド52を上昇させ、品種切換ユニット35の割出装置37の駆動によって回転体23を回転させ、マスク構造体12を装着している位置決めヘッド26を作業位置Ｂに移動させる。
【００３５】
そして、作業者は、作業位置Ｂの位置決めヘッド26からマスク構造体12を取り外す。続けて、同一の品種の溶接処理をする場合には、上述したように、作業位置Ｂの位置決めヘッド26に対してシャドウマスク13及びマスクフレーム14を組み合わせて位置決め装着する。
【００３６】
また、別の品種の溶接処理をする場合には、上述したように、次に切換使用する位置決めヘッド26を選定し、品種切換ユニット35の割出装置37の駆動によって回転体23を回転させ、次に切換使用する位置決めヘッド26を作業位置Ｂに停止させる。その後、作業者によって、作業位置Ｂの位置決めヘッド26に対してシャドウマスク13及びマスクフレーム14を組み合わせて位置決め装着する。
【００３７】
このように、製造装置21によれば、回転体23の周辺部に沿って複数の品種別の位置決めヘッド26を配設し、この回転体23の回転によって溶接処理する品種に対応した位置決めヘッド26を切換使用するため、多くの品種のシャドウマスク13とマスクフレーム14との溶接処理に容易に対応でき、複数の品種別の位置決めヘッド26を備えていながら省スペース化できる。
【００３８】
特に、回転体23が水平方向の回転軸24を中心に鉛直面内を回転する縦形であるため、複数の品種別の位置決めヘッド26を備えていながら省スペース化できる。
【００３９】
さらに、各位置決めヘッド26上で、シャドウマスク13を位置決めするとともに、この位置決めされたシャドウマスク13に対するマスクフレーム14の位置を品種別に切り換えることができ、１つの位置決めヘッド26を複数の品種に対応できる。
【００４０】
また、溶接時には、パッド52の周囲から高圧空気を吐出させ、シャドウマスク13のマスク部13aの内面に沿って外側のマスクフレーム14へ向かって流れる空気流59を形成しているため、溶接箇所からシャドウマスク13のマスク部13aへ向けて飛散するスプラッシュをマスク部13aに到達する前に空気流59によって吹き飛ばし、スプラッシュがシャドウマスク13のマスク部13aに付着するのを抑制でき、マスク部13aのマスク孔詰まりなどに対する影響を低減できる。
【００４１】
なお、前記実施の形態では、回転体23は水平方向の回転軸24を中心に鉛直面内で回転し、この回転体23の外周面部に複数の品種別の位置決めヘッド26を設けたが、回転体は鉛直軸を中心に水平面内で回転し、この回転体の上面周辺部に沿って複数の品種別の位置決めヘッドを設けても、同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態を示す陰極線管の製造装置の側面図である。
【図２】同上製造装置の正面図である。
【図３】同上製造装置の位置決めヘッドの一部の側面図ある。
【図４】同上製造装置の溶接処理時の溶接ユニットおよび押え手段の側面図である。
【図５】同上製造装置によるシャドウマスクとマスクフレームとの溶接箇所を示す説明図である。
【図６】同上シャドウマスクとマスクフレームとを一体化したマスク構造体の斜視図である。
【図７】同上マスクフレームに取り付けられるホルダの斜視図である。
【図８】同上マスク構造体とパネルとを組み合わせた断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
13    シャドウマスク
14    マスクフレーム
21    製造装置
23    回転体
24    回転軸
26    位置決めヘッド
27    マスク受部
29    マスクフレーム位置決め手段
35    品種切換ユニット
41    溶接ユニット
51    マスク押え手段
52    パッド
【図１】
2005079026.tif 000003
【図２】
2005079026.tif 000004
【図３】
2005079026.tif 000005
【図４】
2005079026.tif 000006
【図５】
2005079026.tif 000007
【図６】
2005079026.tif 000008
【図７】
2005079026.tif 000009
【図８】
2005079026.tif 000010