JPH0554792A - カラーブラウン管用シヤドウマスク構体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーブラウン管用シャドウマスク構体のフ
レーム２に支持構体５を溶接固定するのに抵抗溶接に代
えてレーザー溶接の実現を計る。 【構成】 支持構体５とフレーム２との溶接は薄板溶接
部５１を２箇所以上とし、各１箇所当り溶接点５２を３
点以上の重ね打ちを行う。 【効果】 従来、中容量のヤグレーザーでは溶接強度不
足で導入が実現出来なかったが、溶接点を重ね打ちする
ことで所定の溶接強度が確保され、安価な設備でのレー
ザー溶接の導入が可能となった。その結果、抵抗溶接時
に発生していたフレーム変形を無くすことができ、組立
歪の少ないシャドウマスク構体を得ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカラーブラウン管用シ
ャドウマスク構体の支持構体とフレームの接合に関する
製造方法、及びその方法で組み立てられたシャドウマス
ク構体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般のカラーブラウン管に於ては、電子
銃から発射された電子ビームを所定の蛍光体にのみ到達
させるように、電子銃と蛍光体との間に色選別電極構体
を配置している。この色選別構体には幾つかのタイプの
構造があり、そのひとつとして丸孔または長孔の細孔を
多数形成した金属薄板をプレス加工にて成形したシャド
ウマスクと呼ばれるものを用いたシャドウマスク構体が
ある。

【０００３】このシャドウマスク構体は図４に示すよう
に、プレス成形された板厚０．１〜０．３ｍｍのシャド
ウマスク１、前記シャドウマスク１の補強のために用い
られる板厚０．８〜２．０ｍｍのフレーム２、前記フレ
ーム２に一端が溶接固定され他端にはパネル（図示せ
ず）に埋設されているパネルピンに嵌合するための嵌合
孔４１が設けられているスプリング４にて構成される。
スプリング４とフレーム２との間には必要に応じてカラ
ーブラウン管動作中の温度上昇による熱変形補正用のバ
イメタル材を用いたクリップ３が配置されている。スプ
リング４単体及びスプリング４とクリップ３を総称して
支持構体５と呼んでいる。

【０００４】このシャドウマスク構体はまず所定の装置
を用いてフレームに支持構体を溶接固定したフレーム構
体を作成し、次にこのフレーム構体にシャドウマスク１
を数カ所溶接固定して作られる。

【０００５】フレーム構体の作製時には図５に示すよう
に、フレーム２と支持構体５を所定の位置に設定し抵抗
溶接にて溶接固定する。この際溶接電極２１，２２には
２００〜４００Ｋｇの加圧力と２〜５ＫＡの電流が作用
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のフレーム構体製
造は以上のように抵抗溶接にて実施しているので、電極
加圧力にてフレームに変形力が作用し、その状態で支持
構体を溶接してしまい変形が残留してしまう。

【０００７】また、変形の発生を抑えるために電極２
０，２１の中心合わせに多大の時間を費やし、電極交換
のたびに電極軸ズレのチェックを行う必要がある。

【０００８】製造装置に関しても、加圧時に余分な力が
フレームに作用しないように、フローティング構造や電
極ホルダーサスペンション機構を採用することが必要で
あり、複雑な構造となっている。

【０００９】フレーム構造に大きく変形が発生したもの
をシャドウマスク構体に用いると、カラーブラウン管製
造工程中の熱処理にて変形が発生し、シャドウマスク上
の孔と蛍光体との位置関係が崩れ、カラーブラウン管画
面上で色純度の低下が発生する。

【００１０】また、フレーム構体の変形は製造工程に於
ても、自動機での位置決めが困難となり製品製造歩留り
を低下させる。

【００１１】このフレーム変形の対策として、抵抗溶接
に代えレーザー溶接を導入する方法が何度か検討された
ことがあった（実開昭６２−６６１５３）。レーザー溶
接で溶接可能な出力を発生するにはＣＯ₂ レーザー溶接
があるが、ＣＯ₂ レーザー溶接は光ファイバーで引き回
すことが出来ないため装置としての汎用性に欠けてい
る。

【００１２】また、シャドウマスクを組み立てるのにヤ
グレーザーを用いる提案が特開昭６０−１０５４０に示
されている。ヤグレーザーの場合は光ファイバーで引き
回せるので装置の汎用性があがるが、溶接容量がＣＯ₂
レーザーに比べて小さく、フレームとクリップを溶接す
るためにはビームスポットを小さく絞る必要があり、組
み立てられたものの溶接強度が不十分である。近年、ヤ
グレーザーにおいても１ｋｗ以上の高出力を発生するも
のが開発されているが、非常に高価なものとなってい
る。

【００１３】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、フレーム構体組立時に変形の発
生が少ないレーザー溶接を安価に導入し、かつ十分な溶
接強度を確保できる溶接方法を提供するとともに、溶接
強度が確保され溶接歪の少ないシャドウマスク構体を提
供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるシャド
ウマスク構体用支持構体をフレームに固着するのに、一
般に市販されている中容量のヤグレーザーを用い溶接さ
れ、溶接強度を確保するために溶接は２箇所以上、１箇
所あたり３点以上の重ね打ちを行うものである。

【００１５】

【作用】この発明に係わるシャドウマスク構体用支持構
体は、中容量のヤグレーザーにて溶接できるため、安価
な設備の導入が可能となり、またレーザー溶接の導入に
より溶接歪が少ない組立が実現する。

【００１６】この発明に係わるフレームと支持構体の溶
接は２箇所以上、かつ１箇所当り３点以上重ね打ちによ
る溶接を行うことで十分な溶接強度が確保される。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１に於て、２はフレーム、３はバイメタル材よ
りなるクリップ、４はスプリング、５はクリップ３とス
プリング４よりなる支持構体、５１はフレーム４と溶接
するために加工された支持構体薄板溶接部、５２は支持
構体５とフレーム２との溶接点、６はレーザー出射ユニ
ット、７はレーザー発生装置（図示せず）から発生した
レーザーを出射ユニット６に導くための光ファイバー、
８は支持構体５の位置決めを行うとともに支持構体５と
フレーム２を接触させるための支持構体保持ブロック、
９は支持構体保持ブロック８を動かすためのエアーシリ
ンダー、１０はガラス容器であるパネル（図示せず）に
埋設されたパネルピンの位置関係を製造装置上で再現す
るための治具ピンである。

【００１８】溶接する材料の板厚は２１吋用カラーブラ
ウン管に於て、フレーム板厚が１．２ｍｍ、クリップ板
厚が１．０ｍｍである。溶接する箇所の支持構体薄板溶
接部の板厚は０．６ｍｍになるようにあらかじめ加工し
ている。使用するレーザーはヤグレーザーを用い、最大
定格８０Ｊ／Ｐ、２５０Ｗの装置を用いた。

【００１９】フレーム２はあらかじめ溶接装置上にセッ
テングされ、支持構体５の嵌合孔４１を装置上の治具ピ
ン１０に嵌合させたあと支持構体保持ブロック８にて支
持構体５の位置決めを行う。その後、支持構体保持ブロ
ック８はエアーシリンダー９にてフレーム側におされ、
フレーム２と支持構体５との接合部の隙間がなくなる。

【００２０】次にレーザー出射ユニット６が所定の位置
に配置され、１箇所の溶接部５１につき３点重ね打ちの
溶接を行う。その後もう１箇所の溶接部５１に移動し再
度３点重ね打ちの溶接を実施する。レーザー出射ユニッ
ト６は支持構体５の数だけ装置上に配置されているが、
レーザー電源は１個であり、分岐されたレーザー光を光
ファイバー７で各々のレーザー出射ユニット６に供給し
ている。

【００２１】前記溶接条件を設定するために支持構体薄
板溶接部５１の板厚及び、溶接パワー、１箇所あたりの
溶接点５２の数、溶接点間距離と溶接強度の関係を種々
変えてテストした結果を表１に示す。尚、溶接スポット
径はデフォーカスしない状態でファイバー径と同一の
０．８ｍｍとした。

【００２２】

【００２３】溶接ナゲットは１点あたり溶接パワー６５
Ｊの場合０．４ｍｍ、１１０Ｊの場合０．５５ｍｍ生成
した。つまり６５Ｊの溶接パワーの時、溶接点間隔が
０．３ｍｍであれば、溶接点は０．１ｍｍの重ねシロが
ある状態である。また、６５Ｊの溶接パワーの時、溶接
点間隔が０．８ｍｍであれば、溶接点は重ねシロはなく
各点０．４ｍｍの間隔を持って離れている状態である。

【００２４】表１より判るように、一般に市販されてい
るヤグレーザーの能力では板厚０．７５ｍｍを溶接する
のが限度である。板厚による制限は一般に溶接部の板厚
を薄くするという方法が、レーザー溶接に限らず抵抗溶
接でも用いられる。しかし、中容量のレーザーでは１点
当りに生成するナゲット面積に制限があり、１箇所あた
りの溶接点が２点以下の場合、全体のナゲット面積が不
足し溶接強度不足となる。

【００２５】溶接強度を確保するためには図２に示すよ
うな３角形の頂点に各溶接点を配置し溶接面積の３割程
度を重ねたものや、図３に示すような４角形の頂点に各
溶接点を配置したものが有効である。

【００２６】前記結果より決定した本実施例の溶接仕様
でフレーム構体を作製したものは十分な溶接強度を得る
ことができた。また、レーザー溶接の効果として、溶接
によるフレームの変形は０．０１ｍｍ以下の発生量であ
り、抵抗溶接時に発生していた変形量０．５ｍｍに対し
て大幅な改善効果が得られた。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば一般に
市販されている中容量のレーザー溶接を用いてフレーム
と支持構体を溶接することが出来るので、安価な設備導
入によって、溶接時の歪が少ない接合が可能となり、精
度のよいシャドウマスク構体を得ることが出来る。ま
た、１箇所の溶接部に３点以上の溶接点を重ね打ちする
ことで抵抗溶接と同等の溶接強度が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による、支持構体をフレー
ムに溶接するレーザー溶接を用いた製造方法を示す斜視
図である。

【図２】この発明の一実施例による支持構体とフレーム
の溶接点の配置を示す正面図である。

【図３】この発明の一実施例による支持構体とフレーム
の溶接点の配置を示す正面図である。

【図４】シャドウマスク構体の構造を示す斜視図であ
る。

【図５】従来の抵抗溶接による支持構体とフレームの接
合方法を示す断面図である。

【符号の説明】

２ フレーム ３ クリップ ４ スプリング ５ 支持構体 ５１ 支持構体薄板溶接部 ５２ 溶接点 ６ レーザー出射ユニット ７ 光ファイバー ８ 支持構体保持ブロック ９ エアーシリンダー １０ 治具ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 賢治 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社京都製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色選別電極であるシャドウマスクを固定
   保持するためのフレーム、前記フレームに一端が固定さ
   れ他端にはガラス容器であるパネル内に埋設されたピン
   に嵌合するための孔が設けられた支持構体を含むカラー
   ブラウン管用シャドウマスク構体を製造する方法に於
   て、前記支持構体をフレームに固定するのにヤグレーザ
   ー溶接にて行い、溶接は２箇所以上とし、各１箇所あた
   り３点以上の重ね打ちを行うことを特徴とする内容のカ
   ラーブラウン管用シャドウマスク構体の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する製造方法で組み立て
   られたカラーブラウン管用シャドウマスク構体。