JP3541592B2

JP3541592B2 - 色選別電極構体の製造方法

Info

Publication number: JP3541592B2
Application number: JP34349796A
Authority: JP
Inventors: 英也伊藤; 祥嗣森本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JPH10188795A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アパーチャーグリル方式の色選別電極構体の製造方法に関し、製造工程で発生するグリル変形を解消する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４はアパーチャグリル方式の色選別電極構体の構成を示す斜視構成図である。図において、１０はスリット状の孔（以下、細条スリット孔と記す）１１を形成する細条グリッドが多数配列されたアパーチャーグリル、２はアパーチャーグリル１０に一端が固定される一対の保持部材２１と、保持部材間に差し渡って配置され、保持部材２１に固定されたアパーチャーグリル１０に所定の架張力を発生するための一対の弾性部材２２とから構成されるフレーム、３はフレーム２に一端が固定され、他端がカラーブラウン管のガラスバルブの一部であるパネルに埋設されたピン（図示せず）に係合するための嵌合孔３１１を有する支持構体、４は上記フレーム２の弾性部材２２に溶接固定され、弾性部材２２とバイメタル構造を形成する高膨張プレート、５は上記アパーチャグリル１０に接するように配置され、アパーチャグリル１０の振動を減衰する働きを持つダンパ線、６は上記ダンパ線５に所定の張力を付加する働きのダンパスプリングである。
【０００３】
アパーチャーグリル１０は金属素材に化学エッチングで細条スリット孔１１を形成し、図５に示すような１枚のフラットアパーチャーグリル１として供給される。このフラットアパーチャーグリル１は細条スリット孔１１を形成する細条グリッド１２からなる有孔部、及び有孔部に続く外周部１３から形成されている。
【０００４】
上記のようなフラットアパーチャーグリル１をフレーム２に接合する方法としては、図６（ａ）に示すように、フラットアパーチャーグリル１の細条グリッドの長手方向の外周部を、フレーム２とほぼ同じ曲率を有するグリッド長手方向クランプ板８で保持し、次に図６（ｂ）に示すように、フレーム２を下方から突き上げることで、細条グリッドのたるみを取り除いた状態で、外周部のフレームと接触している箇所をシーム溶接で接合している。その後外周部の不要部分をトリミングして、アパーチャーグリル１０とフレーム２の接合は完了する。
【０００５】
アパーチャーグリル１０の接合されたフレーム２は防錆の目的の黒化膜が形成され、その後支持構体３やダンパ線５が取り付けられる。その後、ガラスパネルと一体化され、蛍光面作成などの後工程に回される。カラーブラウン管の製造工程には上記の黒化膜形成工程や、ガラスパネルの背面に取りつくファンネルを接合するフリット工程、真空引きの為の排気工程があり３５０〜４８０℃程度の熱工程となっている。この際にアパーチャーグリル１０とフレーム２の接合面に波状のシワが発生することがある。
【０００６】
このシワの発生メカニズムを図７に示す。図７（ａ）は室温状態でのアパーチャーグリル１０とフレームの保持部材２１との関係を示すもので、図では便宜上離れて描かれているが、実際はグリル溶接線７で接合されている。室温状態ではアパーチャーグリル１０上のＧ１−Ｇ２間の距離と、フレーム保持部材２１上のＦ１−Ｆ２間の距離は同じである。
【０００７】
図７（ｂ）は熱工程中の昇温時に発生するアパーチャーグリル１０とフレーム保持部材２１の純粋な熱膨張量を示すものである。フレーム保持部材２１の板厚は一般的に５mm程度の板厚であるのに対して、アパーチャーグリル１０の板厚は０.１mm 程度であり、アパーチャーグリルの熱容量はフレームに比べてはるかに小さい。そのため熱工程中の昇温時にはアパーチャーグリルの温度がフレームに対して上昇し、１００℃程度の温度差がつく場合もある。そのため、熱膨張量にも差が発生し、アパーチャーグリル１０上のＧ１−Ｇ２間の距離は、フレーム保持部材２１上のＦ１−Ｆ２間の距離よりも長くなってしまう。
【０００８】
実際の場合アパーチャーグリルとフレームの接合部の長さは同じでなければならない。そのため図７（ｃ）に示すように剛性の低いアパーチャーグリルには圧縮応力が発生することになる。
【０００９】
この圧縮応力が一定の値を超えると、図７（ｄ）に示すようにアパーチャーグリル１０に座屈による波状のシワが発生する。このシワが塑性変形まで達すると熱工程終了後にもアパーチャーグリル上に残ることになる。
【００１０】
この波状のシワの対策方法としては、フラットアパーチャーグリル１をフレーム２に溶接する際に用いるクランプ板８の曲率を変更したり、フレーム２のクランプ板８に対する突き上げ量を調整したりして、個々の形状のフレーム２に対応してシワの発生しない条件を実験で求めていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の色選別電極構体の製造方法は以上のようなものであるため、シワの発生しない条件を決定するのにフレームの形状が違う場合には毎回実験を行わなくてはならず、実験に必要な部品や治具を手配しなくてはならず、また、求められた条件でも部品や装置の微妙なバラツキでシワが再発してしまうなどの問題点があった。
【００１２】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、フレームの形状に拘わらずシワの発生を解消することが出来、さらに、部品や装置のバラツキが発生してもシワが発生しない色選別電極構体の製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の方法に係る色選別電極構体の製造方法は、スリット孔を形成するグリッドからなる有孔部とこの有孔部の外周に延在する外周部とからなるグリル、上記グリルの外周部の一部が接合され、上記グリッドの長手方向に所定の張力を発生するためのフレーム、及び上記フレームに一端が取着され、他端がパネル側壁部に取り付けられる支持構体からなる色選別電極構体の製造方法において、上記グリルを上記フレームに接合する際に、接合部に下記式で表される引っ張り応力σ（ｋｇ／ｍｍ ² ）が上記グリッドの長手方向に垂直な方向に発生するようにしたものである。
【００１４】
σ≧２ . ５×（０．１００／ｔ） ^1.5
（式中ｔは、上記グリルの板厚（ｍｍ）。）
【００１５】
本発明の第２の方法に係る色選別電極構体の製造方法は、グリルのグリッドの長手方向の外周部をクランプし、上記グリッドの長手方向の変位を拘束した状態で、上記グリルの接合部の接合線の延長線上をクランプする引っ張り機構により、上記接合部に上記グリッドの長手方向に垂直な方向に引っ張り応力を発生させるようにしたものである。
【００１６】
本発明の第３の方法に係る色選別電極構体の製造方法は、上記引っ張り機構が接合線の両側に配置され、それぞれ可動式であるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による色選別電極構体の製造方法を図１の斜視図に基づいて説明する。図において、１は細条スリット孔を形成する多数の細条グリッドからなる有孔部と外周部とからなるフラットアパーチャーグリル、２はフラットアパーチャーグリル１の細条グリッドに張力を付加するためのフレーム、７はフラットアパーチャーグリル１とフレーム２とを固着する位置を表わすグリル溶接線、８はフラットアパーチャーグリル１の細条グリッドの長手方向の変位を拘束するグリッド長手方向クランプ板、９はフラットアパーチャーグリル１のグリル溶接線７の延長線上をクランプし、フラットアパーチャーグリル１に細条グリッドの長手方向に垂直な方向に引っ張り応力を発生させるためのグリル溶接線上クランプ板である。グリル溶接線上クランプ板９は４箇所に配置されているが、それぞれが独立して細条グリッドの長手方向に垂直な方向に可動する機構となっており、４箇所それぞれで引っ張り力が制御される。
【００１８】
フラットアパーチャーグリル１の外周部はグリッド長手方向クランプ板８の下側部品上に置かれる。その後、グリッド長手方向クランプ板８の上側部品でフラットアパーチャーグリル１をはさんでクランプする。この状態でフレーム２を下側から突き上げてフラットアパーチャーグリル１と接触させ、さらに細条グリッドの垂みを取るためにフレーム２を１mm程度突き上げる。次に、グリル溶接線上クランプ板９がフラットアパーチャーグリル１のグリル溶接線７上の外周部をクランプする。その後、グリル溶接線上クランプ板９が外側に移動して、フラットアパーチャーグリル１のグリル溶接線７上に所定の張力を付加する。この状態でグリル溶接線７上にシームローラー溶接機で溶接を行い、フラットアパーチャーグリル１とフレーム２とを接合する。
【００１９】
本発明はフラットアパーチャーグリル１の板厚が０.１００mm のもので適用した。上記グリル溶接線上クランプ板９を使用しない状態でフラットアパーチャーグリル１とフレーム２を溶接した場合には、熱工程後に波状のシワが発生した。これをフレーム２の突き上げ量や、グリッド長手方向クランプ板８の曲率を変更したりして調整すると改善される。しかしフレーム２の曲率等の条件が変動すると波状のシワが再発する。そこでグリル溶接線上７に発生する引っ張り応力を測定したところ、このフレーム２の突き上げだけでは中央部のみ発生する引っ張り応力が高くなり、中央部で３０kg／mm² の引っ張り応力が発生していても、波状のシワが発生しやすい端部では数kg／mm² 程しか発生しないことが判明した。種々の試験の結果、引っ張り応力が２kg／mm² 以下では波状シワが発生しやすいことが判明した。そこで安定的に引っ張り応力を発生させるために、図１に示すように、グリル溶接線上クランプ板９を用いてフラットアパーチャーグリル１のグリル溶接線７上に所定の張力を付加することにより、安定して中央部、端部とも５kg／mm² の引っ張り応力を発生させることが出来た。
【００２０】
以上のように、本実施の形態では、フラットアパーチャーグリル１のフレーム２との接合部にあらかじめ引っ張り応力を発生させた状態でフレーム２と接合するために、フレーム２に溶接されたアパーチャーグリル１には室温状態で引っ張り応力が発生している。熱工程の昇温時にはアパーチャーグリル１はフレーム２よりも熱膨張量が大きくなるが、あらかじめ引っ張り応力がアパーチャーグリル１には付加されているために、アパーチャーグリル１とフレーム２の熱膨張差はアパーチャーグリル１内の引っ張り応力の低下という形で発生し、アパーチャーグリル１の座屈による波状のシワの原因となる圧縮応力の発生を抑えることが出来る。
【００２１】
また、本実施の形態ではフラットアパーチャーグリル１の細条グリッドの長手方向の外周部を、グリッド長手方向クランプ板８で拘束し、目的とする細条グリッドの長手方向に垂直な方向の引っ張り応力を作用させるようにしているいるために、図２（ａ）に示すように、細条グリッドの垂みは発生せず、安定した架張力を細条グリッドに発生させることが出来た。即ち、細条グリッドの長手方向の変位を拘束せずにグリッドの長手方向に垂直な方向に引っ張り応力を付加したり、フレームの突き上げを行った場合には、図２（ｂ）に示すように、材料のすべりが発生してグリッドがたるむ箇所が発生する。本実施の形態ではクランプ板８によりグリッドの長手方向のすべりが発生しないため、グリットのたるみが抑えられ、グリッドの長手方向の必要な張力を安定して確保することが出来る。
【００２２】
また、本実施の形態では、アパーチャーグリル１の細条グリッドの長手方向の外周部をクランプ板８でクランプした状態で、グリル溶接線上クランプ板９が、接合部の両側で可動するようになっているために、接合部に発生させる引っ張り応力の非対称差が少なくなり、小さな力で目的とする応力を確保することが出来る。即ち、片側しか動かない機構では可動しない側の引っ張り応力が十分に上がらないという問題があるが、本実施の形態では両側に対称な引っ張り応力を発生させることが出来、その結果、製造したアパーチャーグリル方式の色選別電極構体を熱工程に通しても、波状のシワは全く発生しなかった。
【００２３】
実施の形態２．
次に、図１に示される色選別電極構体の製造方法において、フラットアパーチャーグリル１の板厚を０.０５０mm にしたものについて説明する。これはフラットアパーチャーグリル１の板厚を薄くすることでフレーム２に必要な剛性を低下させ、軽量化を計る目的のものである。この場合には実施の形態１に示すような引っ張り応力５kg／mm² を付加した状態で熱工程を通すと波状のシワが発生した。そこで、グリル溶接線７上の全域にかけて１０kg／mm² 以上の引っ張り応力が発生するようにした。その結果製造したものは熱工程を通しても、波状のシワは全く発生しなかった。
【００２４】
以下に、フラットアパーチャーグリル１のフレーム２との接合部にあらかじめ付加する引っ張り応力を、グリルの板厚の関数として定義する。
図３はアパーチャーグリル１の板厚と、アパーチャーグリル１に付加する引っ張り応力とをパラメーターとした、座屈発生条件の検証テストを示す実験結果である。テスト結果から求められたシワが発生しなかったものの最低引っ張り応力は、引っ張り応力をσ（ｋｇ／ｍｍ²）、グリルの板厚をｔ（ｍｍ）とした場合に、近似的に、
σ＝２.５×（０．１００／ｔ）^1.5
となった。一般に、単純板の座屈応力は板厚の２乗に比例するものであるが、色選別電極構体のように複雑な構造の場合はこの一般式は適用出来ない。本実験により得られた、アパーチャーグリルの板厚にて決定される最低必要応力以上の引っ張り応力を、フレームとの接合前にアパーチャーグリルに付加することで、波状のシワの発生を抑えることが出来る。即ち、グリルの板厚が薄いものほど高い引っ張り応力をかけるようにする。また、上式は一般的な座屈式よりも板厚の応力に関する感度が低いものとなっており、実験結果ではグリル板厚が薄くなっても０.０２５mm 程度までであれば十分必要な引っ張り応力を発生させられる実用範囲であることがわかった。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の方法によれば、グリッドの長手方向に張力を付加しながらグリルをフレームに接合する際に、接合部にグリッドの長手方向に垂直な方向に引っ張り応力が発生するようにしたので、部品や工程のばらつきが発生しても、熱処理後の波状のシワの発生を解消でき、良品率が向上する。
【００２６】
更に、グリルのフレームとの接合部にあらかじめ付加する引っ張り応力をグリルの板厚の関数で定義し、グリルの板厚を薄くしても、波状のシワが発生しない必要引っ張り応力を発生させることにより、低剛性で軽量のフレームを採用することが出来る。
【００２７】
本発明の第２の方法によれば、グリルのグリッドの長手方向の外周部をクランプした状態で、目的とするグリッドの長手方向に垂直な方向の引っ張り応力を発生させるようにしているので、グリッドの長手方向のすべりが発生しないために、グリッドのたるみが抑えられ、本来目的とするグリッドの長手方向に必要な張力が安定して確保され、製品間のバラツキが少ない製品を得ることが出来る。
【００２８】
本発明の第３の方法によれば、グリルのグリッドの長手方向の外周部をクランプした状態でグリッドの長手方向に垂直な方向の引っ張り応力を作用させるためのクランプ板を、接合線の両側に配置し、それぞれ可動式としたので、接合部に発生する引っ張り応力の非対称差が少なくなり、小さな力で安定して製品を作ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１及び２に係る色選別電極構体の製造方法を示す斜視図である。
【図２】グリッド長手方向外周部をクランプした状態としない状態のグリッドのたるみを説明する説明図である。
【図３】アパーチャーグリルの板厚とアパーチャーグリルに付加する引っ張り応力とをパラメーターとした座屈発生条件の検証テストを示す図である。
【図４】色選別電極構体を示す斜視構成図である。
【図５】フラットアパーチャーグリルを示す概略構成図である。
【図６】従来の色選別電極構体の製造方法を示す斜視図と一部断面構成図である。
【図７】グリルに熱工程で発生する波状のシワの発生メカニズムを示す説明図である。
【符号の説明】
１フラットアパーチャーグリル、１０アパーチャーグリル、１１スリット孔、１２グリッド、１３外周部、２フレーム、２１保持部材、２２弾性部材、３支持構体、３１１嵌合孔、４高膨張プレート、５ダンパ線、６ダンパスプリング、７グリル溶接線、８グリッド長手方向クランプ板、９グリル溶接線上クランプ板。

Claims

スリット孔を形成するグリッドからなる有孔部とこの有孔部の外周に延在する外周部とからなるグリル、上記グリルの外周部の一部が接合され、上記グリッドの長手方向に所定の張力を発生するためのフレーム、及び上記フレームに一端が取着され、他端がパネル側壁部に取り付けられる支持構体からなる色選別電極構体の製造方法において、上記グリルを上記フレームに接合する際に、接合部に下記式で表される引っ張り応力σ（ｋｇ／ｍｍ ² ）が上記グリッドの長手方向に垂直な方向に発生するようにしたことを特徴とする色選別電極構体の製造方法。
σ≧２ . ５×（０．１００／ｔ） ^1.5
（式中ｔは、上記グリルの板厚（ｍｍ）。）
グリルのグリッドの長手方向の外周部をクランプし、上記グリッドの長手方向の変位を拘束した状態で、上記グリルの接合部の接合線の延長線上をクランプする引っ張り機構により、上記接合部に上記グリッドの長手方向に垂直な方向に引っ張り応力を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の色選別電極構体の製造方法。
グリルの接合部の接合線の延長線上をクランプする引っ張り機構は、上記接合線の両側に配置され、それぞれ可動式であることを特徴とする請求項２記載の色選別電極構体の製造方法。