(57)【要約】【課題】溶接後のフィラメントを一対のフィラメントサポートの外側で容易かつ適切に切断する。【解決手段】フィラメント溶接機は、フィラメント１０９の一端を把持してフィラメント１０９を張力がかかった状態で一対のフィラメントサポート１０８に架け渡すフィラメントチャック３と、フィラメント１０９を一対のフィラメントサポート１０８に溶接する溶接ヘッド５と、フィラメントチャック３を溶接の完了後に上昇させる駆動手段４と、フィラメントチャック３の上昇と同時に、フィラメントチャック３とこのフィラメントチャック３に近い方のフィラメントサポート１０８との間に電圧を印加する電源８とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光表示管の陽極基板上に配置される一対のフィラメントサポートにフィラメントの両端を溶接して固定するフィラメント溶接機において、
前記フィラメントの一端を把持して前記フィラメントを張力がかかった状態で前記一対のフィラメントサポートに架け渡すフィラメントチャックと、
この架け渡されたフィラメントを前記一対のフィラメントサポートに溶接する溶接ヘッドと、
前記一対のフィラメントサポートよりも外側で前記フィラメントを把持する前記フィラメントチャックを、前記溶接の完了後に上昇させる駆動手段と、
前記フィラメントチャックの上昇と同時に、前記フィラメントチャックとこのフィラメントチャックに近い方のフィラメントサポートとの間に電圧を印加する電源とを有することを特徴とするフィラメント溶接機。
【請求項２】
請求項１記載のフィラメント溶接機において、
前記電源は、前記フィラメントの温度を７００〜９００℃に上昇させる前記電圧を印加することを特徴とするフィラメント溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光表示管の製造方法に係り、特に蛍光表示管の陽極基板上に配置される一対のフィラメントサポートにフィラメントを溶接して固定するフィラメント溶接機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蛍光表示管は、アノードとグリッドとフィラメントとを有し、フィラメントに電力を供給してフィラメントを発熱させることで熱電子を発生させ、グリッドにより該熱電子を加速し、アノードの蛍光体と熱電子が衝突することで発光する表示素子である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図４は従来の蛍光表示管の分解斜視図である。陽極基板１００は、絶縁基板１０１上に導電性ペーストもしくはＡｌ薄膜で形成された配線層（不図示）と、この配線層を覆って絶縁性ペーストを厚膜印刷して形成された絶縁層１０２と、この絶縁層１０２表面に形成された配線層（不図示）と、この配線層にリード端子やボンディングワイヤ等の外部端子により接続されている半導体素子１１３と、蛍光体ペーストを厚膜印刷して形成された陽極１０３とから構成されている。蛍光体層を有する陽極１０３と所定の距離で離間するようにメッシュ状グリッド１０４が対向配置されている。グリッド１０４はプレス成形された複数個のメッシュ部を位置決め載置した後、導電性または非導電性ペースト１０５を固定部に塗布して焼成固定した後、連結部を切断除去して取り付けられる。
【０００４】
金属部品１０６は、金属材料からなるフレーム１０７と、フレーム１０７に取り付けられたバネ性の金属材料からなるフィラメントサポート１０８とから構成される。タングステン等の金属線からなるフィラメント１０９の両端は、フレーム１０７の両端のフィラメントサポート１０８にそれぞれ溶接固定される。なお、１１４は後の工程でフィラメントサポート１０８に溶接固定されるゲッターである。フィラメント１０９が溶接された金属部品１０６を、フィラメント１０９の表面酸化物が損傷しない程度の高圧窒素ガス等を用いてブロー清掃し、異物を除去する。最後に、外囲器１１５を構成するカバーガラス組立体１１０と陽極基板１００で金属部品１０６を挟持固定した後、カバーガラス組立体１１０に塗布された低融点封着ガラス（不図示）にて溶融固着し、その後に排気管１１６を通じて管内を真空排気して、エージング、検査などの所定の工程を経て蛍光表示管が完成する。
【０００５】
以上のような蛍光表示管の製造工程においては、フィラメント１０９をフレーム１０７の両端のフィラメントサポート１０８に架け渡し、フィラメント１０９をフィラメントサポート１０８に溶接固定する必要がある。このような溶接を行う装置がフィラメント溶接機である。図５は従来のフィラメント溶接機の要部構成を示す正面図である。図５において、１は溶接治具、２はフィラメント１０９が巻き付けられたフィラメントリール、３はフィラメント１０９を把持すると共に引っ張るためのフィラメントチャック、４はフィラメントチャック３を駆動する駆動部、５は溶接ヘッド、６は溶接電極である。
【０００６】
フレーム１０７は、溶接治具１上に載置され保持されるようになっている。フィラメントチャック３は、一対のフィラメントサポート１０８の並設方向（図５の左右方向）に沿ってフィラメント１０９を引っ張ってフィラメントリール２から引き出し、フィラメントサポート１０８の上方を通って図５の左側へフィラメント１０９を引き出す。すなわち、駆動部４がフィラメントチャック３を左側へ移動させることによって、フィラメント１０９が一対のフィラメントサポート１０８に架け渡されることになる。一対の溶接ヘッド５には、それぞれ溶接電極６が最下端部に設けられている。一対の溶接電極６の間隔は、フレーム１０７の一対のフィラメントサポート１０８の間隔と一致している。
【０００７】
溶接電極６によってフィラメント１０９を溶接するにあたっては、溶接強度を高めるためにステンレス薄板などからなるタブ材（不図示）をフィラメント１０９と溶接電極６との間に介在させる。このタブ材は、図示しないタブ材供給装置によって溶接電極６の下面に供給され、溶接電極６は、タブ材を真空吸引によって保持する。溶接ヘッド５を下降させると、溶接電極６がタブ材を介してフィラメント１０９をフィラメントサポート１０８に押し付ける。この状態で溶接電極６から溶接電流を供給することにより、フィラメント１０９をフィラメントサポート１０８に溶接固定する。
【０００８】
溶接ヘッド５は、溶接完了後に上昇する。駆動部４は、フィラメント１０９を把持しているフィラメントチャック３を上昇させて、図５の左側のフィラメントサポート１０８に固定されているフィラメント１０９を引いて切断する。さらに、駆動部４は、フィラメントチャック３を図５の右側に移動させて、右側のフィラメントサポート１０８とフィラメントリール２との間のフィラメント１０９をフィラメントチャック３に把持させた後に、上記と同様にフィラメントチャック３を上昇させて、右側のフィラメントサポート１０８に固定されているフィラメント１０９を引いて切断する。こうして、フィラメント１０９の溶接が完了する。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１９０１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のフィラメント溶接機では、単にフィラメントチャック３を上昇させてフィラメント１０９を引きちぎるだけだったため、抗張力の高いフィラメント１０９の場合、フィラメント１０９を切断できないという問題点があった。フィラメント１０９を切断できない場合は、フレーム１０７が持ち上げられて溶接治具１から引きはがされ、持ち上げられたフレーム１０７がフィラメント溶接機の可動部分と干渉して故障の原因となっていた。また、従来のフィラメント溶接機では、フィラメント１０９の切断に大きな力を必要とするので、フィラメントチャック３からフィラメント１０９が滑り抜けて、フィラメントチャック３の摩耗が加速される可能性があった。
【００１１】
また、従来のフィラメント溶接機では、フィラメント１０９を切断できた場合でも、図６（Ａ）に示すようにフィラメントサポート１０８の近くで切断できた場合には問題がないが、図６（Ｂ）に示すようにフィラメント１０９がフィラメントチャック３の近くで破断した場合には、フィラメント１０９のフレーム１０７側の残部１１１が長くなり、この残部１１１が蛍光表示管内の他の配線等に接触して短絡し、製品が不良品になる可能性があった。製品の不良を避けるためには、作業員が残部１１１を切断しなければならず、工数がかかるという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、溶接後のフィラメントを一対のフィラメントサポートの外側で容易かつ適切に切断することができるフィラメント溶接機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】
【００１３】
本発明は、蛍光表示管の陽極基板上に配置される一対のフィラメントサポートにフィラメントの両端を溶接して固定するフィラメント溶接機において、前記フィラメントの一端を把持して前記フィラメントを張力がかかった状態で前記一対のフィラメントサポートに架け渡すフィラメントチャックと、この架け渡されたフィラメントを前記一対のフィラメントサポートに溶接する溶接ヘッドと、前記一対のフィラメントサポートよりも外側で前記フィラメントを把持する前記フィラメントチャックを、前記溶接の完了後に上昇させる駆動手段と、前記フィラメントチャックの上昇と同時に、前記フィラメントチャックとこのフィラメントチャックに近い方のフィラメントサポートとの間に電圧を印加する電源とを有するものである。
また、本発明のフィラメント溶接機の１構成例において、前記電源は、前記フィラメントの温度を７００〜９００℃に上昇させる前記電圧を印加するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィラメントを把持するフィラメントチャックを溶接の完了後に上昇させ、このフィラメントチャックの上昇と同時に、フィラメントチャックとフィラメントサポートとの間に電圧を印加することにより、フィラメントを発熱させながら引っ張ることになるので、フィラメントの切断を従来よりも容易にすることができる。その結果、製品の不良率やフィラメント溶接機の故障率を低減することができ、フィラメント溶接機の保守費用を低減することができる。さらに、本発明では、フィラメントの切断位置を安定させることができるので、製品の品質を向上させることができる。また、フィラメントの残りを作業員が人手で切断する必要がなくなるので、製造工数を削減することができる。
【００１５】
また、本発明では、フィラメントの温度を７００〜９００℃に上昇させることにより、例えばタングステン線又はレニウムタングステン線からなるフィラメントの場合、抗張力を常温の約半分にすることができ、フィラメントを容易に切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るフィラメント溶接機の構成を示すブロック図であり、図５と同一の構成には同一の符号を付してある。図１において、７はフィラメント１０９の溶接時に溶接電極６に溶接電流を供給する溶接用電源、８はフィラメント１０９の切断時にフィラメントチャック３と溶接治具１との間に電圧を印加する切断用電源、９はフィラメント溶接機全体を制御する制御装置である。
【００１７】
以下、本実施の形態のフィラメント溶接機の動作を説明する。従来と同様に、フレーム１０７は、金属製の溶接治具１によって保持される。
制御装置９は、駆動部４を介してフィラメントチャック３を制御し、フィラメントチャック３にフィラメント１０９の端を把持させる。そして、制御装置９は、フィラメントチャック３を一対のフィラメントサポート１０８の並設方向（図１の左右方向）に沿って左側に移動させて、フィラメント１０９をフィラメントリール２から引き出し、フィラメントサポート１０８の上方にフィラメント１０９を架け渡す。
【００１８】
続いて、制御装置９は、溶接ヘッド５を下降させる。このとき、溶接電極６の下面にはステンレス薄板などからなるタブ材が図示しないタブ材供給装置によって供給される。溶接電極６は、タブ材を真空吸引によって保持する。溶接電極６が下降したときの状態を図２に示す。溶接ヘッド５の下降に伴って溶接電極６が下降すると、溶接電極６は、タブ材１１２を介してフィラメント１０９をフィラメントサポート１０８に押し付ける。
【００１９】
次に、制御装置９は、溶接電極６に溶接電流を供給するよう溶接用電源７に対して指示を出す。これにより、溶接電極６→タブ材１１２→フィラメント１０９→フィラメントサポート１０８→フレーム１０７→溶接治具１という経路で溶接電流が流れ、フィラメント１０９が一対のフィラメントサポート１０８に溶接固定される。このとき、フィラメント１０９はフィラメントチャック３によって引っ張られており、またフィラメントサポート１０８はバネ性の金属材料からなるため、フィラメント１０９は張力が与えられた状態で固定される。
【００２０】
溶接完了後、制御装置９は、溶接ヘッド５を上昇させて溶接電極６を溶接箇所から離す。続いて、制御装置９は、駆動部４を介してフィラメントチャック３を制御し、フィラメント１０９を把持しているフィラメントチャック３を図３の矢印で示すように上昇させると同時に、フィラメントチャック３と溶接治具１との間に電圧を印加するよう切断用電源８に対して指示を出す。フィラメントチャック３と溶接治具１との間に電圧を印加すると、フィラメントチャック３→フィラメント１０９→左側のフィラメントサポート１０８→フレーム１０７→溶接治具１という経路で電流が流れ、フィラメントチャック３と左側のフィラメントサポート１０８との間の区間Ａのフィラメント１０９に電流が流れることにより、この区間Ａのフィラメント１０９が発熱する。
【００２１】
フィラメント１０９は、温度が上昇すると抗張力が低下する。例えばフィラメント１０９として使用されるタングステン線又はレニウムタングステン線は、温度が７００〜９００℃程度になると、抗張力が常温の約半分になる。したがって、フィラメント１０９をフィラメントチャック３に把持させた状態でフィラメントチャック３を上昇させると、フィラメント１０９を容易に引きちぎることができる。また、区間Ａのフィラメント１０９のうち最も温度が高くなるのは区間Ａの中央部である。したがって、フィラメント１０９は区間Ａの中央部から破断するため、切断位置を安定させることができる。
【００２２】
さらに、制御装置９は、フィラメントチャック３を図３の右側に移動させて、右側のフィラメントサポート１０８とフィラメントリール２との間のフィラメント１０９をフィラメントチャック３に把持させた後に、上記と同様にフィラメントチャック３を上昇させると同時にフィラメントチャック３と溶接治具１との間に電圧を印加することにより、フィラメント１０９を図３の区間Ｂで切断する。
以上により、フィラメント１０９の溶接が完了し、またフィラメント１０９の切断が完了したので、フレーム１０７を溶接治具１から取り外すことが可能になる。
【００２３】
本実施の形態において、切断用電源８から供給する電圧は交流電圧又は直流電圧のいずれでもよい。また、供給する電圧値は、フィラメントチャック３とフレーム１０７との距離により調整が必要であるが、本実施の形態では例えば０．５〜２Ｖ程度の交流電圧を印加した。
【００２４】
以上のように、本実施の形態では、フィラメントチャック３の上昇に合わせてフィラメントチャック３と溶接治具１との間に電圧を印加することにより、フィラメント１０９を発熱させながら引っ張ることになるので、フィラメント１０９の切断を従来よりも容易にすることができる。その結果、従来のフィラメント溶接機のようにフィラメント１０９を切断できずにフレーム１０７を持ち上げてしまうことがなくなり、持ち上げられたフレーム１０７がフィラメント溶接機の可動部分と干渉して装置が故障することがなくなる。また、本実施の形態では、フィラメント１０９の切断に必要な力を軽減することができるので、フィラメントチャック３の摩耗を従来よりも軽減することができ、フィラメント溶接機の保守費用を低減することができる。
【００２５】
さらに、本実施の形態では、フィラメントチャック３とフィラメントサポート１０８との間の中央部でフィラメント１０９を切断することができ、切断位置を安定させることができるので、従来のようにフィラメント１０９の残りが蛍光表示管内の配線等に接触して短絡するといった製品不良の発生を回避することができる。また、フィラメント１０９の残りを作業員が人手で切断する必要がなくなり、製造工数を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、フィラメント溶接機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るフィラメント溶接機の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態において溶接電極が下降したときの状態を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るフィラメント溶接機のフィラメント切断時の動作を示す図である。
【図４】従来の蛍光表示管の分解斜視図である。
【図５】従来のフィラメント溶接機の要部構成を示す正面図である。
【図６】従来のフィラメント溶接機の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…溶接治具、２…フィラメントリール、３…フィラメントチャック、４…駆動部、５…溶接ヘッド、６…溶接電極、７…溶接用電源、８…切断用電源、９…制御装置、１０７…フレーム、１０８…フィラメントサポート、１０９…フィラメント、１１２…タブ材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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