スタッドピンの封着方法及びスタッドピンの封着装置
【課題】陰極線管用ガラスパネルのコーナー部内側面にスタッドピンを封着する際に、スタッドピンを効率的に加熱可能で高周波誘導加熱用のコイルが内側面に接触しない封着方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明の封着方法は、ピン保持具１１にスタッドピン１３を保持し、スタッドピン１３の挿入方向長さの０％を超え８０％以下を包囲したコイル２２により、スタッドピン１３を加熱してコイル２２とともに移動させてパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに挿入して封着する。本発明の装置は、ピン保持具１１に保持したスタッドピン１３をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに挿入する移動機構部を具備するピン挿入手段２３と、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３を加熱するコイル２２とを有し、コイル２２のスタッドピン１３挿入側がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに接近可能な面取り形状部２２ｃになっている。
【解決手段】本発明の封着方法は、ピン保持具１１にスタッドピン１３を保持し、スタッドピン１３の挿入方向長さの０％を超え８０％以下を包囲したコイル２２により、スタッドピン１３を加熱してコイル２２とともに移動させてパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに挿入して封着する。本発明の装置は、ピン保持具１１に保持したスタッドピン１３をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに挿入する移動機構部を具備するピン挿入手段２３と、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３を加熱するコイル２２とを有し、コイル２２のスタッドピン１３挿入側がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに接近可能な面取り形状部２２ｃになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管用ガラスパネルにスタッドピンを封着するためのスタッドピンの封着方法及び封着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管用ガラスバルブは、図３に示すように、略矩形の画像表示部を有するガラスパネル（以下パネル１と記す）と、内部空間を電子ビームが通過する略漏斗状のガラスファンネル（以下ファンネル２と記す）と、小径円筒状のガラスネック（以下ネック３と記す）を主要部位とし、ファンネル２の大開口部２ａ及び小開口部２ｂにパネル１とネック３とをそれぞれシールして一体化されてなるものである。このパネル１は、画像を表示する有効面を備えた略矩形のフェース部４と、フェース部４の周縁にブレンドＲ部６を介して略直角に連なるスカート部５とを備えている。
【０００３】
パネル１は、ゴブと呼ばれる溶融ガラス塊を上下の金型を用いて所定の形状にプレス成型された後、図４（Ａ）に示すスタッドピンの封着装置に移載され、パネル１のスカート部５の内側面にスタッドピン１３と呼ばれる略円筒状の金属部材が封着される。スタッドピンの封着装置は、先端にスタッドピン１３を吸引保持する中空軸状の保持具（以下ピン保持具１１と記す）と、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３を包囲して高周波磁界によって加熱するワークコイル１２と、ワークコイル１２に高周波磁界を発生させるための高周波発生手段１０と、ワークコイル１２と高周波発生手段１０とを一体に支持してパネル１のスカート部５の内側面に対して接近離反する方向にスライドベース７上を移動するコイルベース８と、コイルベース８を移動させる駆動装置９とからなる。
【０００４】
スタッドピン１３は、上記スタッドピンの封着装置を用いて次のような工程を経てパネル１のスカート部５の内側面に封着される。最初に、スタッドピン供給手段（図示省略）から、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるスタッドピンの封着装置にスタッドピン１３が供給され、ピン保持具１１の先端に吸引保持される。次いで、高周波発生手段１０を作動させてワークコイル１２に高周波磁界を発生させ、スタッドピン１３を間接的に加熱する。次に、駆動装置９を作動させて、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３の先端とスタッドピン１３が封着されるパネル１のスカート部５の内側面との距離が所定の距離になるまで、コイルベース８をパネル１のスカート部５の内側面に接近する方向に移動させる。スタッドピン１３の先端が所定の位置に到達するとコイルベース８の移動を停止し、ピン保持具１１がワークコイル１２の先端から突出し、スタッドピン１３の先端がパネル１のスカート部５の内側面に当接され、高温加熱されたスタッドピン１３からの熱伝導によってパネル１のスカート部５の内側面が溶融軟化されてスタッドピン１３が挿入される。この後、高周波発生手段１０の作動を停止してスタッドピン１３の加熱を停止し、ピン保持具１１によるスタッドピン１３の吸引を停止し、コイルベース８をパネル１のスカート部５の内側面から離反する方向に移動させると、ピン保持具１１はスタッドピン１３をパネル１のスカート部５の内側面に残して後退し、スタッドピン１３の封着が完了する。
【０００５】
このようなスタッドピンの封着に関連して、ワークコイルがパネルのスカート部の内側面に接触しないようにする工夫がなされている。例えば、特許文献１、２に示されているスタッドピンの封着装置では、スタッドピンの加熱時には、スタッドピンがワークコイルの先端から出ないように配置することによりスタッドピンが効率よく加熱され、スタッドピンをパネルのスカート部の内側面に封着する直前にワークコイルを後方に移動させてスタッドピンがワークコイルの先端から突出するようにし、ワークコイルの先端がパネルのスカート部の内側面に接触するのを防ぐというものである。
【０００６】
また、特許文献３には、パネルのコーナー部を肉厚に形成することでパネルのコーナー部の内側面に平面を形成し、この平面にスタッドピンを封着する発明が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３０３９４１号公報
【特許文献２】特開平９−３２６２３４号公報
【特許文献３】特公昭６２−４７３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２のように、パネルの長辺や短辺のスカート部のほぼ平らな内側面にスタッドピンを封着する場合には特に問題にならないが、特許文献３のような平面が形成されたコーナー部を有するパネルではなく、一般的な形状のパネルの対角軸に位置するコーナー部のスカート部の内側面（以下コーナー部の内側面と記す）にスタッドピンを封着する場合、図４（Ｂ）に示すように、スタッドピン１３をワークコイル１２とともにコーナー部に接近させていくと、ワークコイル１２の先端１２ａ、１２ａがパネル１のコーナー部の内側面に接触して傷つけるという問題がある。
【０００８】
ワークコイル１２の接触を回避するには、予めワークコイル１２をパネル１のコーナー部の内側面に対して後方に位置するように後退させておく必要がある。即ち、スタッドピン１３がワークコイル１２の先端から大きく突出した状態になる。本来、スタッドピン１３の高周波磁界による加熱（以下高周波加熱と記す）は、スタッドピン１３がワークコイル１２で包囲され高周波磁界内で行われるのが最も加熱効率が良いが、スタッドピン１３がワークコイル１２の包囲から遠ざかるに従ってスタッドピン１３の加熱に関与する高周波磁界が減少し加熱効率が低下する。そこで、高周波磁界の減少に対応するため、大容量の電力を流してワークコイル１２に発生する高周波磁界を増大させることも可能であるが、電力消費量が膨大となって現実的ではない。
【０００９】
さらに、スタッドピン１３がワークコイル１２の先端から大きく突出すると、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに最初に接触するスタッドピン１３の先端を一定時間内に効率よく加熱できない。
【００１０】
このようなところから、従来技術のスタッドピンの封着装置を用いてパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂにスタッドピン１３を封着する場合、封着部位の構造上、スタッドピン１３がワークコイル１２の先端から大きく突出した状態にならざるを得ず、スタッドピン１３を所定の温度に達するまで高周波加熱するのに時間がかかる。
【００１１】
さらに、パネル１の増産を行う場合やパネル１に封着するスタッドピン１３の個数が増加した場合、これらの事態に対処するには、スタッドピン１３の封着に要する時間を短縮する必要がある。しかし、スタッドピン１３の封着時間を単に短くすると、スタッドピン１３が十分に加熱されず、スタッドピン１３の先端がパネル１のコーナー部の内側面に接触した際、スタッドピン１３からパネル１のコーナー部の内側面に伝導される熱量が不足し、パネル１のコーナー部の内側面を軟化させるのが難しくなる。この結果、パネル１のコーナー部の内側面に歪みが発生するか、または、スタッドピン１３の先端が変形屈曲するといった問題があった。
【００１２】
また、特許文献３に示される２次コイルによる加熱では、スタッドピンを全く包囲していないため、スタッドピンを効率よく加熱できない上に、特許文献３のような平面が形成されたコーナー部を有するパネルは、肉厚差に起因する破損や、有効画面のサイズに比してパネルのサイズが大きくなる、コスト高等の問題があり現実的ではない。
【００１３】
上記従来のスタッドピンの封着装置を、パネルのコーナー部の内側面へのスタッドピンの封着に適用する場合、パネルのコーナー部の内側面に封着する前にスタッドピンのほぼ全体がワークコイルから突出してしまうため、スタッドピンが急激に冷却されることになり、パネルのコーナー部の内側面に封着される際に、スタッドピンは所望の温度を保持することが困難になり、パネルのコーナー部の内側面をスタッドピンの挿入に適した状態に加熱軟化させるのに支障が生じるか、あるいは過大な電力消費が不可避となる。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、陰極線管用ガラスパネルのコ−ナー部の内側面にスタッドピンを封着する際に、スタッドピンを効率的に加熱可能な状態に保ちつつ、ワークコイルの先端が、陰極線管用ガラスパネルのコ−ナー部の内側面に接触するのを防止することができるスタッドピンの封着方法及びスタッドピンの封着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達するために、本発明のスタッドピンの封着方法は、ピン挿入手段のピン保持具にスタッドピンを保持し、該スタッドピンを挿入方向長さの８０％以下を包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱し、該スタッドピンをコイルとともに移動させて陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するものである。
【００１６】
本発明に用いる高周波誘導加熱用のコイルとしては、スタッドピンを挿入方向長さの０％を超えており、すなわち、スタッドピン全体が完全にコイル先端から突出しておらず、かつ８０％以下を包囲した状態で、一般的な形状の陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に封着可能な形状であれば使用可能である。封着作業性を考慮すると、スタッドピンを挿入方向長さの５０％から８０％の範囲で包囲していることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のスタッドピンの封着方法は、スタッドピンを保持したピン挿入手段を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近させる際に、スタッドピンとコイルの相対位置を固定した状態でスタッドピンをコーナー部の内側面に挿入して封着することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、スタッドピンを挿入方向長さの０％を超え８０％以下、好ましくは５０％から８０％の範囲で包囲した状態で、スタッドピンとコイルの相対位置を固定し、スタッドピンをパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するものである。このようにスタッドピンとコイルの相対位置を固定することで、スタッドピンの封着装置の簡素化も図ることが可能となる。
【００１９】
本発明に係るスタッドピンの封着装置は、スタッドピンを保持するピン保持具及びピン保持具を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に移動させて保持したスタッドピンを挿入する移動機構部を具備するピン挿入手段と、ピン保持具に保持したスタッドピンを加熱する高周波誘導加熱用のコイルとを有し、コイルのスタッドピン挿入側が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状部となっていることを特徴とするものである。また、スタッドピンを挿入方向長さの８０％以下、好ましくは５０％から８０％の範囲で包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱する上で、コイルのスタッドピン挿入側は、陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に１ｍｍ以内まで接近可能な形状となっていることが好ましい。
【００２０】
本発明のスタッドピンの封着装置は、高周波誘導加熱用のコイルのスタッドピン挿入側が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状部になっているので、スタッドピンをコイルの先端から大きく突出させることなく、陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に封着する直前まで、スタッドピンを高温に保持しておくことができ、かつ、スタッドピンをパネルのコーナー部の内側面に封着する際にコイルが陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近したときに、コイルの先端が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接触するのを回避することができる。
【００２１】
本発明に係る陰極線管用ガラスパネルのスタッドピンの封着装置を構成する高周波誘導加熱用のコイルのスタッドピン挿入側の面取り形状部は、スタッドピンの加熱に支障がなければ、必ずしも陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に沿った形状であることを要しない。コイルのスタッドピン挿入側と陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面との距離が１ｍｍ以内に接近可能であれば、コイルのスタッドピン挿入側の面取り形状部は曲面であってもよいし、平面であってもよい。
【００２２】
本発明に係る陰極線管用ガラスパネルのスタッドピンの封着装置を構成する高周波誘導加熱用のコイルを得るには、従来技術のコイルのスタッドピン挿入側を切削加工して所望の面取り形状部を形成してもよく、新たにスタッドピン挿入側に所望の面取り形状部が形成されたコイルを作製してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスタッドピンの封着方法によれば、ピン挿入手段のピン保持具に保持した該スタッドピンの８０％以下を包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱し、スタッドピンをコイルとともに移動させて陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するので、スタッドピンの加熱状態を良好に維持して従来にない高い作業効率で陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面にスタッドピンを封着することが可能となる。
【００２４】
本発明の封着装置によれば、高周波誘導加熱用のコイルのスタッドピン挿入側をパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状部としたので、スタッドピンとコイルの位置関係を、スタッドピンを効率的に加熱可能な状態に保ちつつ、スタッドピンの封着が可能で、かつコイルの先端がパネルのコーナー部の内側面に接触することによる傷不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のスタッドピンの封着装置の実施形態を、図面を参照して説明する。本発明のスタッドピン封着装置の構成は、特徴部以外は先出の図４に示す構成と基本的に同じ構成である。即ち、先端にスタッドピン１３を吸引保持する中空軸状のピン保持具１１、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３の挿入方向長さの０％を超え８０％以下を周りから包囲しスタッドピン１３を高周波磁界によって加熱するワークコイル２２、ワークコイル２２に高周波磁界を発生させる高周波発生手段１０、ピン保持具１１とワークコイル２２と高周波発生手段１０とを一体に支持してパネル１のスカート部５の内側面に対して接近離反する方向にスライドベース７上を移動するコイルベース８、コイルベース８を移動させる駆動手段９とからなるピン挿入手段２３を備えるものである。
【００２６】
本発明のスタッドピンの封着装置は、図１（Ａ）に示すように、ワークコイル２２のスタッドピン挿入側の形状がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに沿った面取り形状部２２ｃとした。
【００２７】
本発明のスタッドピンの封着装置は、スタッドピン１３の加熱効率を良くするため、スタッドピン１３がワークコイル２２の先端から僅かに突出するような位置に来るように、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ピン保持具１１をワークコイル２２の先端から中央部に向かって後退させた位置に固定している。
【００２８】
次に、図２に基づいて、スタッドピン１３をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに封着する際の、ワークコイル２２、スタッドピン１３、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂの位置関係を説明する。ここで、ピン保持具１１によって保持されたスタッドピン１３の先端とワークコイル２２の先端との距離をａ、ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離をｂ、ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離をｃとして、スタッドピン１３の加熱時、スタッドピン１３のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへの封着完了時のそれぞれの位置関係を示して以下に説明する。
【００２９】
図２（Ａ）は、スタッドピン１３の加熱時におけるａ、ｂ、ｃの関係を示し、ａ≧０、ｂ≧ｃ＞０となっている。即ち、スタッドピン１３の先端が、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに接触しない位置にあることを示している。ここで、ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｃは、加熱されたスタッドピン１３の先端からの放射熱により、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに熱的な影響が出ない距離にすることが望ましい。
【００３０】
図２（Ｂ）は、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへのスタッドピン１３の封着完了時におけるａ、ｂ、ｃの関係を示し、ｃ＜０、ａ≧ｂ＞０となっている。即ち、スタッドピン１３の先端はパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに、ある深さで挿入され、かつワークコイル２２の先端がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに接触しない位置にあることを示している。
【実施例】
【００３１】
本実施例では、挿入方向長さで全長１６ｍｍのスタッドピン１３を用い、スタッドピン１３の全長に対する、ワークコイル２２がスタッドピン１３を包囲する長さの割合を、−１％、５％、５０％、８０％及び９０％の場合とし、スタッドピン１３の封着時におけるスタッドピン１３の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｂが一定に保持されるように、それぞれの場合の突出量ａにおけるワークコイル２２の先端の形状をパネル１の内側面１ｂにほぼ平行な面を有するように面取り形状部２２ｃを形成している。ここで、前記包囲する割合が−１％とは、スタッドピン１３がワークコイル２２に内包されず１％の長さ分だけ飛び出している状態を示している。
【００３２】
上記のように構成したスタッドピンの封着装置を用い、３２インチ型の陰極線管用ガラスパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂにスタッドピン１３を封着した。以下にその封着工程を説明する。
【００３３】
まず、スタッドピン供給手段（図示省略）からスタッドピン１３を供給し、ピン保持具１１の先端に吸引して保持する。次いで、スタッドピン封着装置の所定位置にパネル１を所定の姿勢で載置した後、駆動装置９を作動させて、スタッドピン１３の先端のワークコイル２２の先端からの突出量ａに対応した位置にワークコイル２２を移動させて高周波発生手段１０の作動によりピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３を高周波加熱する。
【００３４】
次に、駆動装置９の作動により、ピン保持具１１とワークコイル２２と高周波発生手段１０とを一体に支持するコイルベース８をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに向かって接近移動させ、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂの所定位置に到達すると封着が開始される。スタッドピン１３の先端がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに深さ１ｍｍまで挿入されると、制御装置（図示省略）により駆動装置９の作動が停止し、コイルベース８が移動を停止する。このとき、ピン保持具１１及びワークコイル２２は、図２（Ｂ）に示す位置にある。
【００３５】
その後、高周波発生手段１０の作動を停止してスタッドピン１３の加熱を停止し、さらにピン保持具１１によるスタッドピン１３の吸引を停止し、コイルベース８をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂから離反する方向へ移動させ、図２（Ａ）に示す位置まで後退させると、スタッドピン１３がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに固定されて封着を完了する。このとき、スタッドピン１３のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへの封着時におけるワークコイル２２の先端部からパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂまでの距離ｂは最小で２ｍｍであった。
【００３６】
ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｂは、上記の数値に限られるものではなく、パネル１の大きさ、スタッドピン１３のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへのワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｃを考慮して適宜設定すればよい。
【００３７】
上記の本発明の実施の結果を表１に示す。実施結果においてスタッドピン１３の封着評価は、封着完了後のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂにおけるスタッドピン１３の封着部位の品位を、同じ箇所を従来技術によって封着したスタッドピン１３の封着部位の品位と比較して行った。
【００３８】
スタッドピン１３の全長に対してワークコイル２２が包囲するスタッドピン１３の長さの割合が５０％、８０％の場合、スタッドピンの封着部位の品位は、従来技術によるものよりも良好であった。前記包囲する長さの割合が５％の場合、従来技術によるものと大差がなく、−１％、９０％では従来技術より品位が劣った。このことから、前記包囲する長さの割合が５０％〜８０％の範囲において従来技術によるものよりも良好な結果が得られるものと考えられる。
【００３９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のスタッドピンの封着方法及びスタッドピンの封着装置は、陰極線管用パネルのコーナー部の内側面へのスタッドピンの封着以外に、同様な形状を有するガラス物品に金属部品等を封着する工程にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のスタッドピンの封着装置の説明図であって、（Ａ）は要部平面図、（Ｂ）は要部縦断面図。
【図２】本発明のスタッドピンの封着方法の説明図であって、（Ａ）はスタッドピンの封着前の状態を表す平面図、（Ｂ）はスタッドピン封着時の状態を表す平面図。
【図３】陰極線管用ガラスバルブの模式図。
【図４】従来技術のスタッドピンの封着装置の説明図であって、（Ａ）は要部縦断面図、（Ｂ）は要部平面図。
【符号の説明】
【００４２】
１ パネル
２ ファンネル
３ ネック
４ フェース部
５ スカート部
６ ブレンドＲ部
７ スライドベース
８ コイルベース
９ 駆動手段
１０ 高周波加熱手段
１１ ピン保持具
１２、２２ ワークコイル
２２ｃ 面取り形状部
１３ スタッドピン
２３ ピン挿入手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管用ガラスパネルにスタッドピンを封着するためのスタッドピンの封着方法及び封着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管用ガラスバルブは、図３に示すように、略矩形の画像表示部を有するガラスパネル（以下パネル１と記す）と、内部空間を電子ビームが通過する略漏斗状のガラスファンネル（以下ファンネル２と記す）と、小径円筒状のガラスネック（以下ネック３と記す）を主要部位とし、ファンネル２の大開口部２ａ及び小開口部２ｂにパネル１とネック３とをそれぞれシールして一体化されてなるものである。このパネル１は、画像を表示する有効面を備えた略矩形のフェース部４と、フェース部４の周縁にブレンドＲ部６を介して略直角に連なるスカート部５とを備えている。
【０００３】
パネル１は、ゴブと呼ばれる溶融ガラス塊を上下の金型を用いて所定の形状にプレス成型された後、図４（Ａ）に示すスタッドピンの封着装置に移載され、パネル１のスカート部５の内側面にスタッドピン１３と呼ばれる略円筒状の金属部材が封着される。スタッドピンの封着装置は、先端にスタッドピン１３を吸引保持する中空軸状の保持具（以下ピン保持具１１と記す）と、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３を包囲して高周波磁界によって加熱するワークコイル１２と、ワークコイル１２に高周波磁界を発生させるための高周波発生手段１０と、ワークコイル１２と高周波発生手段１０とを一体に支持してパネル１のスカート部５の内側面に対して接近離反する方向にスライドベース７上を移動するコイルベース８と、コイルベース８を移動させる駆動装置９とからなる。
【０００４】
スタッドピン１３は、上記スタッドピンの封着装置を用いて次のような工程を経てパネル１のスカート部５の内側面に封着される。最初に、スタッドピン供給手段（図示省略）から、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるスタッドピンの封着装置にスタッドピン１３が供給され、ピン保持具１１の先端に吸引保持される。次いで、高周波発生手段１０を作動させてワークコイル１２に高周波磁界を発生させ、スタッドピン１３を間接的に加熱する。次に、駆動装置９を作動させて、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３の先端とスタッドピン１３が封着されるパネル１のスカート部５の内側面との距離が所定の距離になるまで、コイルベース８をパネル１のスカート部５の内側面に接近する方向に移動させる。スタッドピン１３の先端が所定の位置に到達するとコイルベース８の移動を停止し、ピン保持具１１がワークコイル１２の先端から突出し、スタッドピン１３の先端がパネル１のスカート部５の内側面に当接され、高温加熱されたスタッドピン１３からの熱伝導によってパネル１のスカート部５の内側面が溶融軟化されてスタッドピン１３が挿入される。この後、高周波発生手段１０の作動を停止してスタッドピン１３の加熱を停止し、ピン保持具１１によるスタッドピン１３の吸引を停止し、コイルベース８をパネル１のスカート部５の内側面から離反する方向に移動させると、ピン保持具１１はスタッドピン１３をパネル１のスカート部５の内側面に残して後退し、スタッドピン１３の封着が完了する。
【０００５】
このようなスタッドピンの封着に関連して、ワークコイルがパネルのスカート部の内側面に接触しないようにする工夫がなされている。例えば、特許文献１、２に示されているスタッドピンの封着装置では、スタッドピンの加熱時には、スタッドピンがワークコイルの先端から出ないように配置することによりスタッドピンが効率よく加熱され、スタッドピンをパネルのスカート部の内側面に封着する直前にワークコイルを後方に移動させてスタッドピンがワークコイルの先端から突出するようにし、ワークコイルの先端がパネルのスカート部の内側面に接触するのを防ぐというものである。
【０００６】
また、特許文献３には、パネルのコーナー部を肉厚に形成することでパネルのコーナー部の内側面に平面を形成し、この平面にスタッドピンを封着する発明が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３０３９４１号公報
【特許文献２】特開平９−３２６２３４号公報
【特許文献３】特公昭６２−４７３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２のように、パネルの長辺や短辺のスカート部のほぼ平らな内側面にスタッドピンを封着する場合には特に問題にならないが、特許文献３のような平面が形成されたコーナー部を有するパネルではなく、一般的な形状のパネルの対角軸に位置するコーナー部のスカート部の内側面（以下コーナー部の内側面と記す）にスタッドピンを封着する場合、図４（Ｂ）に示すように、スタッドピン１３をワークコイル１２とともにコーナー部に接近させていくと、ワークコイル１２の先端１２ａ、１２ａがパネル１のコーナー部の内側面に接触して傷つけるという問題がある。
【０００８】
ワークコイル１２の接触を回避するには、予めワークコイル１２をパネル１のコーナー部の内側面に対して後方に位置するように後退させておく必要がある。即ち、スタッドピン１３がワークコイル１２の先端から大きく突出した状態になる。本来、スタッドピン１３の高周波磁界による加熱（以下高周波加熱と記す）は、スタッドピン１３がワークコイル１２で包囲され高周波磁界内で行われるのが最も加熱効率が良いが、スタッドピン１３がワークコイル１２の包囲から遠ざかるに従ってスタッドピン１３の加熱に関与する高周波磁界が減少し加熱効率が低下する。そこで、高周波磁界の減少に対応するため、大容量の電力を流してワークコイル１２に発生する高周波磁界を増大させることも可能であるが、電力消費量が膨大となって現実的ではない。
【０００９】
さらに、スタッドピン１３がワークコイル１２の先端から大きく突出すると、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに最初に接触するスタッドピン１３の先端を一定時間内に効率よく加熱できない。
【００１０】
このようなところから、従来技術のスタッドピンの封着装置を用いてパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂにスタッドピン１３を封着する場合、封着部位の構造上、スタッドピン１３がワークコイル１２の先端から大きく突出した状態にならざるを得ず、スタッドピン１３を所定の温度に達するまで高周波加熱するのに時間がかかる。
【００１１】
さらに、パネル１の増産を行う場合やパネル１に封着するスタッドピン１３の個数が増加した場合、これらの事態に対処するには、スタッドピン１３の封着に要する時間を短縮する必要がある。しかし、スタッドピン１３の封着時間を単に短くすると、スタッドピン１３が十分に加熱されず、スタッドピン１３の先端がパネル１のコーナー部の内側面に接触した際、スタッドピン１３からパネル１のコーナー部の内側面に伝導される熱量が不足し、パネル１のコーナー部の内側面を軟化させるのが難しくなる。この結果、パネル１のコーナー部の内側面に歪みが発生するか、または、スタッドピン１３の先端が変形屈曲するといった問題があった。
【００１２】
また、特許文献３に示される２次コイルによる加熱では、スタッドピンを全く包囲していないため、スタッドピンを効率よく加熱できない上に、特許文献３のような平面が形成されたコーナー部を有するパネルは、肉厚差に起因する破損や、有効画面のサイズに比してパネルのサイズが大きくなる、コスト高等の問題があり現実的ではない。
【００１３】
上記従来のスタッドピンの封着装置を、パネルのコーナー部の内側面へのスタッドピンの封着に適用する場合、パネルのコーナー部の内側面に封着する前にスタッドピンのほぼ全体がワークコイルから突出してしまうため、スタッドピンが急激に冷却されることになり、パネルのコーナー部の内側面に封着される際に、スタッドピンは所望の温度を保持することが困難になり、パネルのコーナー部の内側面をスタッドピンの挿入に適した状態に加熱軟化させるのに支障が生じるか、あるいは過大な電力消費が不可避となる。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、陰極線管用ガラスパネルのコ−ナー部の内側面にスタッドピンを封着する際に、スタッドピンを効率的に加熱可能な状態に保ちつつ、ワークコイルの先端が、陰極線管用ガラスパネルのコ−ナー部の内側面に接触するのを防止することができるスタッドピンの封着方法及びスタッドピンの封着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達するために、本発明のスタッドピンの封着方法は、ピン挿入手段のピン保持具にスタッドピンを保持し、該スタッドピンを挿入方向長さの８０％以下を包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱し、該スタッドピンをコイルとともに移動させて陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するものである。
【００１６】
本発明に用いる高周波誘導加熱用のコイルとしては、スタッドピンを挿入方向長さの０％を超えており、すなわち、スタッドピン全体が完全にコイル先端から突出しておらず、かつ８０％以下を包囲した状態で、一般的な形状の陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に封着可能な形状であれば使用可能である。封着作業性を考慮すると、スタッドピンを挿入方向長さの５０％から８０％の範囲で包囲していることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のスタッドピンの封着方法は、スタッドピンを保持したピン挿入手段を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近させる際に、スタッドピンとコイルの相対位置を固定した状態でスタッドピンをコーナー部の内側面に挿入して封着することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、スタッドピンを挿入方向長さの０％を超え８０％以下、好ましくは５０％から８０％の範囲で包囲した状態で、スタッドピンとコイルの相対位置を固定し、スタッドピンをパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するものである。このようにスタッドピンとコイルの相対位置を固定することで、スタッドピンの封着装置の簡素化も図ることが可能となる。
【００１９】
本発明に係るスタッドピンの封着装置は、スタッドピンを保持するピン保持具及びピン保持具を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に移動させて保持したスタッドピンを挿入する移動機構部を具備するピン挿入手段と、ピン保持具に保持したスタッドピンを加熱する高周波誘導加熱用のコイルとを有し、コイルのスタッドピン挿入側が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状部となっていることを特徴とするものである。また、スタッドピンを挿入方向長さの８０％以下、好ましくは５０％から８０％の範囲で包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱する上で、コイルのスタッドピン挿入側は、陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に１ｍｍ以内まで接近可能な形状となっていることが好ましい。
【００２０】
本発明のスタッドピンの封着装置は、高周波誘導加熱用のコイルのスタッドピン挿入側が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状部になっているので、スタッドピンをコイルの先端から大きく突出させることなく、陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に封着する直前まで、スタッドピンを高温に保持しておくことができ、かつ、スタッドピンをパネルのコーナー部の内側面に封着する際にコイルが陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近したときに、コイルの先端が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接触するのを回避することができる。
【００２１】
本発明に係る陰極線管用ガラスパネルのスタッドピンの封着装置を構成する高周波誘導加熱用のコイルのスタッドピン挿入側の面取り形状部は、スタッドピンの加熱に支障がなければ、必ずしも陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に沿った形状であることを要しない。コイルのスタッドピン挿入側と陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面との距離が１ｍｍ以内に接近可能であれば、コイルのスタッドピン挿入側の面取り形状部は曲面であってもよいし、平面であってもよい。
【００２２】
本発明に係る陰極線管用ガラスパネルのスタッドピンの封着装置を構成する高周波誘導加熱用のコイルを得るには、従来技術のコイルのスタッドピン挿入側を切削加工して所望の面取り形状部を形成してもよく、新たにスタッドピン挿入側に所望の面取り形状部が形成されたコイルを作製してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスタッドピンの封着方法によれば、ピン挿入手段のピン保持具に保持した該スタッドピンの８０％以下を包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱し、スタッドピンをコイルとともに移動させて陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するので、スタッドピンの加熱状態を良好に維持して従来にない高い作業効率で陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面にスタッドピンを封着することが可能となる。
【００２４】
本発明の封着装置によれば、高周波誘導加熱用のコイルのスタッドピン挿入側をパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状部としたので、スタッドピンとコイルの位置関係を、スタッドピンを効率的に加熱可能な状態に保ちつつ、スタッドピンの封着が可能で、かつコイルの先端がパネルのコーナー部の内側面に接触することによる傷不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のスタッドピンの封着装置の実施形態を、図面を参照して説明する。本発明のスタッドピン封着装置の構成は、特徴部以外は先出の図４に示す構成と基本的に同じ構成である。即ち、先端にスタッドピン１３を吸引保持する中空軸状のピン保持具１１、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３の挿入方向長さの０％を超え８０％以下を周りから包囲しスタッドピン１３を高周波磁界によって加熱するワークコイル２２、ワークコイル２２に高周波磁界を発生させる高周波発生手段１０、ピン保持具１１とワークコイル２２と高周波発生手段１０とを一体に支持してパネル１のスカート部５の内側面に対して接近離反する方向にスライドベース７上を移動するコイルベース８、コイルベース８を移動させる駆動手段９とからなるピン挿入手段２３を備えるものである。
【００２６】
本発明のスタッドピンの封着装置は、図１（Ａ）に示すように、ワークコイル２２のスタッドピン挿入側の形状がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに沿った面取り形状部２２ｃとした。
【００２７】
本発明のスタッドピンの封着装置は、スタッドピン１３の加熱効率を良くするため、スタッドピン１３がワークコイル２２の先端から僅かに突出するような位置に来るように、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ピン保持具１１をワークコイル２２の先端から中央部に向かって後退させた位置に固定している。
【００２８】
次に、図２に基づいて、スタッドピン１３をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに封着する際の、ワークコイル２２、スタッドピン１３、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂの位置関係を説明する。ここで、ピン保持具１１によって保持されたスタッドピン１３の先端とワークコイル２２の先端との距離をａ、ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離をｂ、ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離をｃとして、スタッドピン１３の加熱時、スタッドピン１３のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへの封着完了時のそれぞれの位置関係を示して以下に説明する。
【００２９】
図２（Ａ）は、スタッドピン１３の加熱時におけるａ、ｂ、ｃの関係を示し、ａ≧０、ｂ≧ｃ＞０となっている。即ち、スタッドピン１３の先端が、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに接触しない位置にあることを示している。ここで、ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｃは、加熱されたスタッドピン１３の先端からの放射熱により、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに熱的な影響が出ない距離にすることが望ましい。
【００３０】
図２（Ｂ）は、パネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへのスタッドピン１３の封着完了時におけるａ、ｂ、ｃの関係を示し、ｃ＜０、ａ≧ｂ＞０となっている。即ち、スタッドピン１３の先端はパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに、ある深さで挿入され、かつワークコイル２２の先端がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに接触しない位置にあることを示している。
【実施例】
【００３１】
本実施例では、挿入方向長さで全長１６ｍｍのスタッドピン１３を用い、スタッドピン１３の全長に対する、ワークコイル２２がスタッドピン１３を包囲する長さの割合を、−１％、５％、５０％、８０％及び９０％の場合とし、スタッドピン１３の封着時におけるスタッドピン１３の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｂが一定に保持されるように、それぞれの場合の突出量ａにおけるワークコイル２２の先端の形状をパネル１の内側面１ｂにほぼ平行な面を有するように面取り形状部２２ｃを形成している。ここで、前記包囲する割合が−１％とは、スタッドピン１３がワークコイル２２に内包されず１％の長さ分だけ飛び出している状態を示している。
【００３２】
上記のように構成したスタッドピンの封着装置を用い、３２インチ型の陰極線管用ガラスパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂにスタッドピン１３を封着した。以下にその封着工程を説明する。
【００３３】
まず、スタッドピン供給手段（図示省略）からスタッドピン１３を供給し、ピン保持具１１の先端に吸引して保持する。次いで、スタッドピン封着装置の所定位置にパネル１を所定の姿勢で載置した後、駆動装置９を作動させて、スタッドピン１３の先端のワークコイル２２の先端からの突出量ａに対応した位置にワークコイル２２を移動させて高周波発生手段１０の作動によりピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３を高周波加熱する。
【００３４】
次に、駆動装置９の作動により、ピン保持具１１とワークコイル２２と高周波発生手段１０とを一体に支持するコイルベース８をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに向かって接近移動させ、ピン保持具１１に保持されたスタッドピン１３がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂの所定位置に到達すると封着が開始される。スタッドピン１３の先端がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに深さ１ｍｍまで挿入されると、制御装置（図示省略）により駆動装置９の作動が停止し、コイルベース８が移動を停止する。このとき、ピン保持具１１及びワークコイル２２は、図２（Ｂ）に示す位置にある。
【００３５】
その後、高周波発生手段１０の作動を停止してスタッドピン１３の加熱を停止し、さらにピン保持具１１によるスタッドピン１３の吸引を停止し、コイルベース８をパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂから離反する方向へ移動させ、図２（Ａ）に示す位置まで後退させると、スタッドピン１３がパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂに固定されて封着を完了する。このとき、スタッドピン１３のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへの封着時におけるワークコイル２２の先端部からパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂまでの距離ｂは最小で２ｍｍであった。
【００３６】
ワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｂは、上記の数値に限られるものではなく、パネル１の大きさ、スタッドピン１３のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂへのワークコイル２２の先端とパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂとの距離ｃを考慮して適宜設定すればよい。
【００３７】
上記の本発明の実施の結果を表１に示す。実施結果においてスタッドピン１３の封着評価は、封着完了後のパネル１のコーナー部１ａの内側面１ｂにおけるスタッドピン１３の封着部位の品位を、同じ箇所を従来技術によって封着したスタッドピン１３の封着部位の品位と比較して行った。
【００３８】
スタッドピン１３の全長に対してワークコイル２２が包囲するスタッドピン１３の長さの割合が５０％、８０％の場合、スタッドピンの封着部位の品位は、従来技術によるものよりも良好であった。前記包囲する長さの割合が５％の場合、従来技術によるものと大差がなく、−１％、９０％では従来技術より品位が劣った。このことから、前記包囲する長さの割合が５０％〜８０％の範囲において従来技術によるものよりも良好な結果が得られるものと考えられる。
【００３９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のスタッドピンの封着方法及びスタッドピンの封着装置は、陰極線管用パネルのコーナー部の内側面へのスタッドピンの封着以外に、同様な形状を有するガラス物品に金属部品等を封着する工程にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のスタッドピンの封着装置の説明図であって、（Ａ）は要部平面図、（Ｂ）は要部縦断面図。
【図２】本発明のスタッドピンの封着方法の説明図であって、（Ａ）はスタッドピンの封着前の状態を表す平面図、（Ｂ）はスタッドピン封着時の状態を表す平面図。
【図３】陰極線管用ガラスバルブの模式図。
【図４】従来技術のスタッドピンの封着装置の説明図であって、（Ａ）は要部縦断面図、（Ｂ）は要部平面図。
【符号の説明】
【００４２】
１ パネル
２ ファンネル
３ ネック
４ フェース部
５ スカート部
６ ブレンドＲ部
７ スライドベース
８ コイルベース
９ 駆動手段
１０ 高周波加熱手段
１１ ピン保持具
１２、２２ ワークコイル
２２ｃ 面取り形状部
１３ スタッドピン
２３ ピン挿入手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピン挿入手段のピン保持具にスタッドピンを保持し、該スタッドピンを挿入方向長さの８０％以下を包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱し、該スタッドピンをコイルとともに移動させて陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するスタッドピンの封着方法。
【請求項２】
スタッドピンを保持したピン挿入手段を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近させる際に、スタッドピンとコイルの相対位置を固定した状態でスタッドピンを陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着する請求項１に記載のスタッドピンの封着方法。
【請求項３】
スタッドピンを保持するピン保持具及び該ピン保持具を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に移動させて保持したスタッドピンを挿入する移動機構部を具備するピン挿入手段と、該ピン保持具に保持したスタッドピンを加熱する高周波誘導加熱用のコイルとを有し、該コイルのスタッドピン挿入側が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状となっていることを特徴とするスタッドピンの封着装置。
【請求項１】
ピン挿入手段のピン保持具にスタッドピンを保持し、該スタッドピンを挿入方向長さの８０％以下を包囲した高周波誘導加熱用のコイルにより加熱し、該スタッドピンをコイルとともに移動させて陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着するスタッドピンの封着方法。
【請求項２】
スタッドピンを保持したピン挿入手段を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近させる際に、スタッドピンとコイルの相対位置を固定した状態でスタッドピンを陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に挿入して封着する請求項１に記載のスタッドピンの封着方法。
【請求項３】
スタッドピンを保持するピン保持具及び該ピン保持具を陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に移動させて保持したスタッドピンを挿入する移動機構部を具備するピン挿入手段と、該ピン保持具に保持したスタッドピンを加熱する高周波誘導加熱用のコイルとを有し、該コイルのスタッドピン挿入側が陰極線管用ガラスパネルのコーナー部の内側面に接近可能な面取り形状となっていることを特徴とするスタッドピンの封着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２８６４６７（Ｐ２００６−２８６４６７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０６４２０（Ｐ２００５−１０６４２０）
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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