JPH0982221A - カラーブラウン管用シャドウマスクの成型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成型するシャドウマスクを均一に加熱でき、
また、高精度に成型できるカラーブラウン管用シャドウ
マスクの成型装置を提供すること。 【解決手段】 中央部分の一方の面が凸面に、他方の面
が凹面に成型されるシャドウマスク２０の凸面側に位置
するノックアウト１１と、このノックアウト１１の上部
に位置し、内部に媒体が収容される弾性体１２と、シャ
ドウマスク２０の凹面側に位置し、シャドウマスク２０
の中央部分を弾性体１２との間に挟む凸面を持つポンチ
１７とで構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーブラウン管
用のシャドウマスクを温間成型するカラーブラウン管用
シャドウマスクの成型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーブラウン管用のシャドウマスクを
構成する素材としては、従来、高純度の鉄を主成分とす
るアルミキルド脱炭鋼が用いられている。しかし、アル
ミキルド脱炭鋼を素材とするシャドウマスクは熱膨脹が
大きいため、熱膨脹によるドーミング現象によって電子
ビームのミスランディングが発生する。

【０００３】このようなミスランディングをなくすため
に、鉄・ニッケル系合金（以後アンバー材という）のよ
うに熱膨脹率の低い素材の使用が提案されている。しか
し、アンバー材は、アルミキルド脱炭鋼に比べて降伏点
強度が大きく、加工が難しいという問題がある。

【０００４】したがって、アンバー材を素材とするシャ
ドウマスクを加工する場合、多数の開孔を穿設した平板
状シャドウマスクを焼鈍し、その後、温間成型でプレス
加工を行い降伏点強度を低下させ、変形のない高精度の
製品が得られるようにしている。この場合の温間成型
は、アンバー材を素材とするシャドウマスクの再結晶温
度より低い温度、例えば２００℃に加熱し、そして塑性
加工を行っている。

【０００５】ここで、従来のカラーブラウン管用シャド
ウマスクの成型装置について、温間成型でプレス加工す
る場合を例にとり図２で説明する。

【０００６】２１はノックアウトで、ノックアウト２１
は、凸面に成型されるシャドウマスクのその凸面に対応
するような凹面２１ａを持っている。また、ノックアウ
ト２１を囲むようにダイホルダ２２が配置され、ダイホ
ルダ２２の内側部分にダイブロック２３が設けられてい
る。

【０００７】また、ノックアウト２１と向かい合うよう
にポンチ２４が位置している。ポンチ２４の面は、シャ
ドウマスクを凸面に成型する凸面２４ａになっている。
また、ダイホルダ２２と向き合って板押えホルダー２５
が配置され、板押えホルダー２５の内側部分に、ダイブ
ロック２３と対向して板押えブロック２６が設けられて
いる。

【０００８】そして、アンバー材を主成分とする多数の
開孔を穿設した平板状シャドウマスク２７を凸面に成型
する場合、シャドウマスク２７の周辺がダイブロック２
３と板押えブロック２６で挟まれ固定される。シャドウ
マスク２７が固定された後、ポンチ２４を下降させ、ノ
ックアウト２１との間にシャドウマスク２７を挟み、そ
して、シャドウマスク２７をノックアウト２１方向に押
し付け、シャドウマスク２７を凸面に成型する。

【０００９】このとき、シャドウマスク２７を温間成型
するために、ノックアウト２１やポンチ２４、ダイブロ
ック２３、板押えブロック２６の一部にヒータ等の発熱
体２８が埋設され、発熱体２８によって、シャドウマス
ク２７やノックアウト２１、ポンチ２４などを加熱して
いる。この場合、ノックアウト２１やポンチ２４の熱が
外部に伝わらないようにノックアウト２１やポンチ２
４、ダイブロック２３、板押えブロック２６の外側を断
熱材２９で囲んでいる。

【００１０】上記したようにノックアウト２１やポンチ
２４などにヒータ等の発熱体２８を埋設する構造の場
合、シャドウマスク２７の温度分布は図３の曲線ａのよ
うになり、均一に加熱されない。図３の縦軸は温度で、
横軸はシャドウマスク２７の位置である。符号ＡとＢが
端部で、符号Ｃが中央である。

【００１１】また、平板状シャドウマスク２７を凸面に
成型する場合、シャドウマスク２７の凸面側に位置する
ノックアウト２１の凹面２１ａと、凹面側に位置するポ
ンチ２４の凸面２４ａは、全体にわたって一様に接触す
ることが望まれる。しかし、現実的には、シャドウマス
ク２７が成型される全領域で両者を一様に接触させるこ
とは容易でない。このため、通常、ノックアウト２１の
凹面２１ａの周辺部分が５〜２０ｍｍ程度の幅で、ポン
チ２４の凸面２４ａと一様に接触するようにしている。
そして、その内側の部分では、ノックアウト２１側にニ
ゲ加工２１ｂを施している。

【００１２】したがって、平板状シャドウマスク２７を
凸面に成型する場合、ノックアウト２１のニゲ加工され
た領域２１ｂでは、ノックアウト２１の凹面２１ａとポ
ンチ２４の凸面２４ａ間にシャドウマスク２７が挟まれ
る形にならず、いわゆる非接触状態となる。このため、
シャドウマスク２７の凸面部分の形状は、図４の線４１
で示すように、ポンチ２４の凸面２４ａの張り出し接触
部間を結ぶ仮想曲面となる。この結果、成型されたシャ
ドウマスク２７の凸面部分の変形対策や補強対策のため
などに、ポンチ２４の凸面２４ａに局部的に設けられた
線４２で示すような微妙な凹凸形状がシャドウマスクの
凸面部分に反映されず製品の品位が低下してしまう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】アンバー材のように加
工が難しい材料を高精度に塑性加工する場合、温間成型
は有効な方法とされている。しかし、従来の装置では、
シャドウマスクを均一に加熱することができず、精度の
よい加工が困難であった。

【００１４】また、シャドウマスクは大型化する傾向に
あり、シャドウマスクの成型面積が拡大している。した
がって、より一層の高精度の加工が要求されている。し
かし、従来の装置では、このような要求に応えることが
容易ではなかった。

【００１５】また、従来の装置は、平板状シャドウマス
クの周辺部分のみが、ノックアウト２１の凹面２１ａと
ポンチ２４の凸面２４ａ間に挟まれる。したがって、シ
ャドウマスク成型品の局部的な変形対策や補強対策のた
めに必要とされるポンチ２４凸面２４ａの微妙な凹凸が
シャドウマスクの凸面に反映できず高精度の成型ができ
なかった。

【００１６】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、成型するシャドウマスクを均一に加熱でき、また、
高精度に成型できるカラーブラウン管用シャドウマスク
の成型装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーブラウン
管用シャドウマスクの成型装置は、中央部分で一方の面
が凸面に、他方の面が凹面に成型されるシャドウマスク
の前記凸面側に位置する第１の型と、この第１の型の上
部に位置し、内部に媒体が収容される弾性体と、前記シ
ャドウマスクの前記凹面側に位置し、前記シャドウマス
クの中央部分を前記弾性体との間に挟む凸面を持つ第２
の型とを具備している。

【００１８】また、弾性体の内部に収容される媒体を１
５０℃〜２５０℃に加熱する手段を設けている。

【００１９】また、弾性体の内部に収容される媒体の量
を調整し、外部に与える弾性体の圧力を調整する手段を
設けている。

【００２０】また、第１の型および第２の型を熱膨脹率
の小さい材料で構成している。

【００２１】上記した構成によれば、シャドウマスクの
凸面に形成される側に第１の型が配置され、この第１の
型の上部に、弾性体が設けられている。弾性体は内部に
媒体が収容されているため、表面形状は柔軟性があり、
シャドウマスクを挟んで反対側に位置する第２の型の凸
面形状に合わせて容易に変形する構造になっている。し
たがって、シャドウマスクを凸面に成型する場合に、シ
ャドウマスクの成型部分は、第２の型の凸面に合わせて
変形した弾性体と第２の型との間に挟まれ、第２の型の
微妙な凸面形状を反映した形状に成型される。

【００２２】また、シャドウマスクの成型にあたって、
平板状シャドウマスクを装置に配置した際に、弾性体の
表面形状がシャドウマスクの形状に合わせて平坦にな
り、平板状シャドウマスクとの接触が良好になる。この
ため、弾性体の内部空間に収納された媒体の熱がシャド
ウマスクの成型部分に一様に伝わる。したがって、シャ
ドウマスクは均一に加熱され、良好な温間成型が行え
る。

【００２３】また、弾性体の内部に収容される媒体の量
を調整し、外部に与える弾性体の圧力を調整する手段を
設けている。したがって、シャドウマスクの成型工程そ
れぞれに合わせて弾性体に適性な圧力を与えることがで
きる。

【００２４】また、第１の型および第２の型を熱膨脹率
の小さい材料で構成した場合は、第１の型や第２の型の
温度が上昇しても変形が少ないため、シャドウマスクを
高精度に成型でき、また、その他の構成部品に対する影
響も小さくなり、装置全体の設計が容易になる。

【００２５】また、シャドウマスクを凸面に成型する場
合、シャドウマスクや弾性体は、第２の型の凸面形状に
沿って変形する。そして、弾性体の変形に伴い弾性体内
部の媒体圧力が高くなっていく。この場合、弾性体内部
の媒体圧力が所定の強さに達したところで、例えば塑性
加工を完了させることにより、第２の型の凸面形状を正
確に反映した形でシャドウマスクが成型される。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
を参照して説明する。

【００２７】１１はノックアウトで、一方が凸面に他方
が凹面に成型されるシャドウマスクの凸面側に位置して
いる。ノックアウト１１は低熱膨脹材料で形成されてお
り、そして、ノックアウト１１の周辺部は、凸面に成型
されるシャドウマスクの凸面に一致する凹面に形成され
ている。また中央部には、耐熱シートでなる弾性体１２
が配置されている。

【００２８】弾性体１２の内部には１５０℃〜２５０
℃、好ましくは２００℃程度に加熱された媒体、例えば
油が収容されている。弾性体１２の内部空間は、下方に
延びるパイプ１３を通して油圧調整装置１４に接続され
ている。油圧調整装置１４は、弾性体１３内部に高温の
媒体例えば油を供給したり、排出したりして、外部に対
する弾性体１３の圧力を調整する機能を持っている。な
お、油圧調整装置１４には、弾性体１２に収容される媒
体を加熱する機能が付加されている。

【００２９】また、ノックアウト１１を囲むようにダイ
ホルダ１５が配置され、ダイホルダの内側にはダイブロ
ック１６が設けられている。

【００３０】そして、成型されるシャドウマスクの凹面
側に、ノックアウト１１と向かい合うようにポンチ１７
が位置している。ポンチ１７は、ノックアウト１１と同
様に低熱膨脹材料で形成され、その面は、平板状シャド
ウマスクを凸面に成型できるように凸面になっている。
またダイホルダ１５と向かい合うように板押えホルダー
１８が配置され、板押えホルダー１８の内側にダイブロ
ック１６と対向して板押えブロック１９が設けられてい
る。

【００３１】なお、多数の電子ビーム通過孔が形成さ
れ、凸面に成型されるアンバー材の平板状シャドウマス
ク２０は、板押えブロック１９とダイブロック１６部分
で挟まれ固定される。

【００３２】上記した構成の成型装置において、平板状
シャドウマスク２０を凸面に成型する場合、まず平板状
シャドウマスク２０がダイブロック１６上に位置決めし
て載置される。その後、板押えホルダー１８を下降さ
せ、板押えブロック１９とダイブロック１６間にシャド
ウマスク２０の周辺部を固定する。このとき、シャドウ
マスク２０中央部の平坦な成型部分が弾性体１２と接触
する。シャドウマスク２０の接触により、弾性体１２
は、シャドウマスク２０の成型部分の形状に合わせて変
形し、シャドウマスク２０の成型部分と一様に接触す
る。したがって、弾性体１２内部に収容された油の熱が
シャドウマスク２０の成型部分に一様に伝わり、シャド
ウマスク２０は均一に加熱される。このとき、シャドウ
マスク２０の成型部分に合わせて容易に変形できるよう
に弾性体１２内部の圧力は比較的小さい値に調整されて
いる。

【００３３】シャドウマスク２０が加熱された後、ポン
チ１７を下降させる。ポンチ１７が下降すると、シャド
ウマスク２０の中央部分が、ノックアウト１１や弾性体
１２とポンチ１１との間に挟まれ、そして力が加えられ
る。これによって、シャドウマスク２０の主面部が凸状
に張り出し加工される。

【００３４】次いで、板押えブロック１９とダイブロッ
ク１６によるシャドウマスク２０周辺部の固定を解除
し、ポンチ１７をさらに下降させる。このとき、シャド
ウマスク２０の周辺部分が、ポンチ１７とダイブロック
１６との絞り面に引き出され、シャドウマスク２０のス
カート部が絞り加工される。

【００３５】上記したように、平板状シャドウマスク２
０に対しポンチ１７が接触する前の段階では、平板状シ
ャドウマスク２０は弾性体１２の平坦な面と広い範囲に
わたって接触し、シャドウマスク２０の主面部は均一に
加熱される。

【００３６】また、ポンチ１７とシャドウマスク２０の
主面部が接触し、シャドウマスク２０が張り出し加工さ
れる段階では、シャドウマスク２０の変形に追従して弾
性体１２も変形する。そして、最終的には、弾性体１２
はポンチ１７の凸面の形状に沿った形になり、ノックア
ウト１１と共同してポンチ１７との間でシャドウマスク
２０を狭圧する。このとき、ポンチ１７凸面の微妙な凹
凸形状がシャドウマスク２０に伝わるように、弾性体１
３内に収容される媒体の圧力は、シャドウマスク２０に
対する加熱段階より強くなっている。

【００３７】その後、油圧調整装置１４の働きで、弾性
体１２内に収容された高温油が排出される。そして、ノ
ックアウト１１によって、シャドウマスク２０は初期の
状態の位置に持ち上げられる。

【００３８】上記した構成によれば、シャドウマスク２
０の成型部分は、ポンチ１７と弾性体１２との間に挟ま
れた形で加工される。したがって、シャドウマスク２０
の変形対策や補強対策のために、ポンチ１７の成型凸面
に設けられた微妙な凹凸をシャドウマスクの主面部に反
映でき、成型品位を向上できる。

【００３９】また、ノックアウト１１やポンチ１７は熱
膨張率の小さい材料で形成している。このため、弾性体
１２の発熱による歪や変形を抑えることができる。した
がって、装置の設計に際して、ノックアウト１１やポン
チ１７の熱による変寸を考慮する必要がなくなり、ポン
チ１７やノックアウト１１の曲面形状の設計が容易とな
る。また、ポンチ１７やノックアウト１１をとり囲む他
の構成部品に対しても熱変形の影響を小さくでき、これ
らの構成部品の変寸対策や特殊な構造も必要としなくな
る。

【００４０】上記した実施の形態では、弾性体１２内に
収容される媒体として油を利用している。しかし、油に
代えて加圧された高温ガスを用いることもできる。ま
た、シャドウマスク２０を弾性体１２に収容した媒体の
みで加熱しているが、ポンチ１７やノックアウト１１、
板押えブロック１９、ダイブロック１６などにヒータや
高温油、高温ガス等の発熱体を埋設し、これらを併用し
てシャドウマスク２０を加熱することもできる。なお、
ポンチ１７やノックアウト１１などに発熱体を埋設する
構成の場合は、他の構成部品への熱伝導を遮断するため
に、他の構成部品との間に断熱材を設けることが望まし
い。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、シャドウマスクを均一
に加熱でき、また、高精度に成型できるカラーブラウン
管用シャドウマスクの成型装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】従来例を示す概略構成図である。

【図３】従来例の特性を説明する図である。

【図４】従来例を説明する概略構成図である。

【符号の説明】 １１…ノックアウト １２…弾性体 １３…パイプ １４…油圧調整装置 １５…ダイホルダ １６…ダイブロック １７…ポンチ １８…板押えホルダ １９…板押えブロック ２０…シャドウマスク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部分で一方の面が凸面に、他方の面
   が凹面に成型されるシャドウマスクの前記凸面側に位置
   する第１の型と、この第１の型の上部に位置し、内部に
   媒体が収容される弾性体と、前記シャドウマスクの前記
   凹面側に位置し、前記シャドウマスクの中央部分を前記
   弾性体との間に挟む凸面を持つ第２の型とを具備したカ
   ラーブラウン管用シャドウマスクの成型装置。
2. 【請求項２】 弾性体の内部に収容される媒体を１５０
   ℃〜２５０℃に加熱する手段を設けたことを特徴とする
   請求項１記載のカラーブラウン管用シャドウマスクの成
   型装置。
3. 【請求項３】 弾性体の内部に収容される媒体の量を調
   整し、外部に与える弾性体の圧力を調整する手段を設け
   たことを特徴とする請求項１記載のカラーブラウン管用
   シャドウマスクの成型装置。
4. 【請求項４】 第１の型および第２の型が熱膨脹率の小
   さい材料で構成されていることを特徴とする請求項１記
   載のカラーブラウン管用シャドウマスクの成型装置。