JP2605324B2 - シヤドウマスク成形装置およびシヤドウマスク成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はカラー陰極線管のシヤドウマスクを成形す
る装置およびシヤドウマスク成形方法に関する。

〔従来の技術〕

カラー陰極線管のシヤドウマスクは、ガラスパネル内
に固定され、電子銃から発射された電子ビームと蛍光体
の対応を規定する働きをもつている。

このシヤドウマスクは、フオトエツチング等によりミ
クロン単位以下の精度のピツチとミクロン単位の精度の
大きさのスロツト形または丸形の透孔を所定の配列でも
つて穿孔されている薄い平板シヤドウマスク（以下、
「シャドウマスク素材」という）を、プレス成形加工に
より所定の球面形状に成形したものである。

カラー陰極線管のガラスパネル内面には、各色の蛍光
体がシヤドウマスクの電子ビーム通過孔に対応する位置
に露光されて配置されている。電子ビームの通過孔と蛍
光体との位置関係がずれた場合、電子銃から発射され、
シヤドウマスクの電子ビーム通過孔を通過した電子ビー
ムは所定の蛍光体の中央に到達できないため、カラー陰
極線管の画面上で色ズレやにじみが表われる。

この電子ビーム通過孔と蛍光体との位置関係のずれ
は、種々の要因で発生するが、その１つとしてドーミン
グと呼ばれるシヤドウマスクの熱変形がある。近年この
ドーミング対策として低熱膨張材である鉄−ニツケル系
のインバー合金薄板がシヤドウマスクの素材として採用
され始めた。

次にこのシヤドウマスク成形の為の装置及び成形加工
動作について説明する。

従来のシヤドウマスク成形装置は、第６図に示すよう
に、上型にはシヤドウマスク球面を成形する為にシヤド
ウマスク素材のスプリングバツクを加味した凸状の球面
部（11）、球面部の周囲に環状のビードを成形するため
の溝（121）、および外周形状とスカート部を成形する
ための側壁面（13）とを有するパンチ（１）と、パンチ
（１）の外周に配置され、クランプ面（21）とクランプ
溝（211）を有するブランクホルダ（２）とが配置さ
れ、下型にはパンチ（１）に対向して配設され、周辺部
の上面（311）がパンチ（１）の球面部（11）と同じ球
面で、かつ溝（121）と対向する環状の突起（311）が形
成されているパツド（３）と、パツド（３）の外側にブ
ランクホルダ（２）と対向して配置され、ブランクホル
ダ（２）と共にシヤドウマスク素材の周囲を保持するク
ランプ面（41）とクランプビード（411）が形成されて
いるダイ（４）とで構成されている。

パンチ（１）、ブランクホルダ（２）は複動プレス機
のインナ（５）、アウタ（６）にそれぞれ固定され、パ
ツド（３）はプレス機のノツクアウト（７）にて上方に
持ち上げられている。更にダイ（４）は、図中に示すよ
うに、パツド（３）の周辺に１部が乗つており、パツド
（３）の移動にともなつて上下に移動する。

次に成形動作を、第７図を用いて説明する。第７図
（ａ）に示すように、下型上に置かれたシヤドウマスク
素材（９）は、まずブランクホルダ（２）とダイ（４）
のクランプ面（21）、（41）のクランプ溝（211）とク
ランプビード（411）にて周辺部が固定される。次に第
７図（ｂ）に示すように、パンチ（１）が下降してシヤ
ドウマスク素材（９）に当接して球面張り出しを開始
し、パツド（３）の上面（311）にパンチ（１）が接す
るまで張り出しが行なわれてシヤドウマスク球面部（9
a）および環状の球面ビード（9b）が成形される。パツ
ド（３）はあらかじめダイ（４）に対して段差を持つて
位置されており、加工度の向上が計られている。次に第
７図（ｃ）に示すように、パンチ（１）がパツド（３）
と接して降下を始めるとそれに合せてダイ（４）も下降
するが、ブランクホルダ（２）は図示していないガイド
ポストで支承されて下降しない為に、ダイ（４）とブラ
ンクホルダ（２）の間に隙間ができ、シヤドウマスク素
材（９）の周辺部の固定が解除される。次に第７図
（ｄ）に示すように、ダイ（４）が最下点に来たあとも
パンチ（１）とパツド（３）は下降を続け、その時ダイ
（４）の側壁面（44）と、パンチ（１）の側壁面（13）
との間でシヤドウマスクのスカート部（9c）が成形さ
れ、パンチ（１）、パツド（３）が最下点に達した後は
数秒間その状態が保持されたのち、パンチ（１）、ブラ
ンクホルダ（２）、パツド（３）、ダイ（４）と上昇
し、成形されたシヤドウマスク（９）が得られる。

このように構成されたシヤドウマスク成形装置で、イ
ンバー合金板を用いて成形加工を行うと、インバー合金
が高耐力材料であるため、ブレス成形後、金型からとり
外すと、スプリングバツクの為に第８図に示すように、
球面上に波状のシワ（9d）が発生してしまい、シヤドウ
マスクの球面精度が低下すると共に、カラー陰極線管の
振動特性が低下するという問題が生じる。

これは、プレス成形工程が、球面張り出しおよび球
面ビード形成スカート部形成の順で行なわれるため、
最終工程のスカート部（9c）のスプリングバツクが大き
く球面部に作用する為に発生するものである。

この波状のシワ（9d）の発生を防止するため、第９図
に示すように、スカート部を側方から押圧して成形して
スカート部自体のスプリングバックを減少させるように
構成した成形装置や、第10図に示すように、パンチ
（１）を複動化して球面周辺部の剛性の向上を計つた成
形装置があるが、両装置ともプレス装置の内部又は外部
に別の駆動ユニツト（10）を設ける必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のシヤドウマスク成形装置は以上のように構成さ
れているので、インバー合金などの高耐力材料を精度よ
く加工する際には、プレス装置の内部又は外部に別の駆
動ユニツトを設けることが必要で、構成が複雑となり、
高価になるだけでなく、金型が大形となり大形のプレス
装置が必要となるなどの問題があるので、別の駆動ユニ
ツトを必要とせず、プレス装置だけでスプリングバツク
の大きいシヤドウマスク素材をしわ等の生じない成形を
行う装置および成形方法の実現が要望されていた。

この発明は上記のような課題を解消する為になされた
もので、現在用いられているプレス機以外に別の駆動ユ
ニツトを用いることなく、インバー合金などの高耐力材
料を精度よく成形できるシヤドウマスク成形装置および
成形方法を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るシヤドウマスク成形装置は、下型のパ
ッド部を内側パッドとこの内側パッドの外側に配設され
た外周部パッドとに２分割し、シャドウマスクのスカー
ト部形成完了後に外周部パッドをパンチに押圧させて、
球面張り出し→スカート部形成→球面周辺の再加
工の順でシヤドウマスク素材を成形する構成としたもの
である。

また、この発明に係る成形方法は、上記成形装置を用
いて、スカート部を成形したのち、シヤドウマスク素材
の無孔部の外周部を再加工することを特徴とする。

〔作用〕

この発明におけるシヤドウマスク成形装置および成形
方法によれば、最終工程でシャドウマスクの球面周辺部
の再加工を行うようにしたので、インバー合金などの高
耐力材料を用いても、スカート部のスプリングバツクの
影響を受けにくくなり、球面上に波状のシワ等の生じな
い球面精度の高いシヤドウマスクが得られる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、第６図と同一符号はそれぞれ同一構成部
分を示しており、パンチ（１）は、シヤドウマスクの有
孔部および無孔部の内周部の形状を決定する凸状の球面
部Ａ（11）と、無孔部の外周部の形状を球面部Ａより絞
り込む凸状の球面部Ｂ（12）と、スカート部を形成する
為の側壁部（13）を有している。パツド（３）は外周部
パツド（31）と内部パツド（32）に２分されており、内
部パツド（32）の外周部の上面（321）は球面部Ａ（1
1）と同一の球面に形成され、外周部パツド（31）の上
面（311）は、球面部Ｂ（12）と同一の球面に形成さ
れ、さらに外周部パツドの上面（311）には球面ビード
成形用の突起（3111）が形成されており、それに対向し
て球面部Ｂ（12）には球面ビード形成用の溝（121）が
設けられている。

ブランクホルダ（２）とダイ（４）の対向しているそ
れぞれのホルダ面（21）、（41）は、同一の形状に形成
されており、ダイ（４）のホルダ面（41）上には環状の
クランプビード（411）が、またブランクホルダ（２）
のホルダ面（21）にはクランプビード（411）に対向し
てクランプ溝（211）が設けられている。

内部パツド（32）はノツクアウト（７）にて下面（32
3）が押し上げられ、外周部パツド（31）は、段部（31
2）が内部パツド（32）の段部（322）上に接しており、
内部パツド（32）を介してノツクアウト（７）にて上下
される。ダイ（４）は、下面（42）が外周部パツド（3
1）の段部（313）上に接しており、内部パツド（32）
は、外周部パツド（31）を介してノツクアウト（７）に
より上下される。ブランクホルダ（２）の下死点は、ダ
イ（４）の透孔（43）内を挿通するガイドポスト（41
2）の上面（4121）がブランクホルダ（２）のガイド穴
（212）の底面（2121）に当接することで位置決めさ
れ、ダイ（４）の下死点は、下型補助板（413）の上面
（4131）にダイ（４）の下面（42）が接することで位置
決めされる。パンチ（１）、外周部パツド（31）、およ
び内部パツド（32）の下死点は、外周部パツド（31）の
下面（314）、及び内部パツド（32）の下面（323）がそ
れぞれ基板（８）の上面（81）に接することで位置決め
される。

次に、このシヤドウマスク成形装置の成形動作を順に
追つて説明する。第２図（ａ）に示すように、まず始め
に下型上に置かれた平板シヤドウマスク素材（９）は、
ブランクホルダ（２）の加圧により、ダイ（４）に押え
つけられ、ホルダ面（41）上のクランプビード（411）
とホルダ面（21）上の溝（211）にて強くクランプされ
る。

次に第２図（ｂ）に示すように、パンチ（１）が下降
してきて、平板シヤドウマスク素材（９）に接して球面
張り出しを開始し、パンチの球面部Ａ（11）が内部パツ
ド（32）の外周部上面（321）に接するまで下降して、
球面部Ａ（9a）が成形される。

次に第２図（ｃ）に示すように、内部パツド（32）が
パンチ（１）の下降にしたがつて押し下げられ、これに
したがつて外周部パツド（31）およびダイ（４）も下降
してゆき、ブランクホルダ（２）の下死点をすぎるとブ
ランクホルダ（２）とダイ（４）との間に隙間ができ、
シヤドウマスク素材板（９）の外周部のクランプが解除
されて移動が可能となる。

次に第２図（ｄ）に示すように、パンチ（１）が更に
下降すると、ダイ（４）は下死点に達し、それ以後、シ
ヤドウマスクのスカート部（9c）がパンチ（１）の側壁
面（13）と、ダイ（４）の内側壁面（44）との間で形成
される。

次にパンチ（１）が更に下降し、第２図（ｅ）に示す
ように、球面部Ａ（9a）とスカート部（9c）が形成され
たシヤドウマスク素材（９）は、パンチ（１）が下死点
に達した時に、パンチ（１）の球面部Ｂ（12）と、外周
部パッド（31）の上面（311）間で加圧されて球面部Ｂ
（9e）が成形されると同時に突起（3111）と溝（121）
とで球面ビード（9b）が成形される。

その後、パンチ（１）、ブランクホルダ（２）、内部
パツド（32）、外周部パツド（31）、ダイ（４）の順で
上昇して定位置に戻り、成形されたシヤドウマスクが得
られる。

このようにして得られたシヤドウマスク（９）は、そ
の成形順序が球面張り出し→スカート部形成→球
面周辺部再加工および球面ビード形成となり、スカート
部（9c）の成形後に球面周辺部の再加工が行なわれる
為、シヤドウマスクを金型から取り外したあとでスカー
ト部（9c）のスプリングバツクの影響が球面部（9a）に
及びにくくなり、しわが生じない。

更に、この実施例では、パンチ球面部Ｂ（12）を、パ
ンチ球面部Ａ（11）よりも傾斜をつけて絞り込む形状に
構成しているため、球面部自体の強度が高まる。

そして、球面ビード（9d）は球面部Ａ（11）と内部パ
ッド（32）の上面（321）でシヤドウマスク素材（９）
を押えている状態で形成されるため、球面ビード成形時
に、シヤドウマスクの有孔部が引つ張られて発生する電
子ビーム通過孔の局部伸びや破断が生じない。

更に、第３図に示すように、球面部Ａ（11）と内部パ
ッド（32）の上面（321）の当り部分を、コーナー部で
強く、辺の中央部で弱くなるように構成し、球面ビード
（9b）の高さを、辺の中央部で高くなるようにすると、
球面ビード成形時に辺の中央部が外側に引つ張られ、球
面張り出し時に加工度の低い辺の中央部の加工度を上げ
ることができるので、シヤドウマスクの剛性を更に高め
ることができる。

なお、上記実施例では、外周部パツド（31）、内部パ
ツド（32）を介してノツクアウト（７）の力をダイ
（４）で受けているが、第４図に示すように、外周部パ
ツド（31）を基板（８）に固定しておき、部分的に外周
部パツド（31）に内部パツド（32）が上下に移動できる
切欠部を設け、内部パツド（32）とダイ（４）とが直接
接触するようにしてもよい。

更に、外周部パツド（31）は、外周全域に設ける必要
はなく例えば第５図に示すように、辺部のみに配置する
構成としてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればシヤドウマスク成形
装置のパッドを内側パッドとこの内側パッドの外側に配
設された外周部パッドとに２分割し、シャドウマスクの
スカート部形成完了後に外周部パッドをパンチに押圧さ
せて、球面張り出し→スカート部形成→球面周辺
の再加工という順序で行うように構成したものであるか
ら、高耐力材からなるシャドウマスク素材を成形しても
球面精度の高いシャドウマスクを製造できる安価な成形
装置が得られる効果がある。

また、この発明に係る成形方法によれば、高耐力材を
成形しても球面部にシワのないシヤドウマスクが成形で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す側断面図、第２図は
この実施例のシヤドウマスク成形動作を示す一部拡大側
断面図、第３図はこの実施例の金型の当りの強弱の分布
を示す正面図、第４図および第５図はそれぞれこの発明
の他の実施例の要部を示す一部拡大側断面図および要部
斜視図、第６図は従来のシヤドウマスク成形装置の側断
面図、第７図はこの従来の成形装置の成形動作を説明す
るための一部拡大側断面図、第８図は従来の成形装置を
用いて加工した波状のシワの発生しているシヤドウマス
クの斜視図、第９図および第10図は、それぞれスプリン
グバツク対策の為に駆動ユニツトを備えた成形装置の一
部拡大側断面図である。 （１）……パンチ、（11）……球面部Ａ、（12）……球
面部Ｂ、（121）……球面ビード形成用の溝、（13）…
…側壁面、（２）……ブランクホルダ、（21）……ホル
ダ面、（３）……パツド、（31）……外周部パツド、
（311）……上面、（3111）……球面ビード形成用の突
起、（32）……内部パツド、（321）……上面、（４）
……ダイ、（41）……ホルダ面、（44）……内側壁面、
（５）……プレス機のインナ、（６）……プレス機のア
ウタ、（７）……プレス機のノツクアウト、（９）……
シヤドウマスク素材。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示
す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャドウマスクの有孔部およびこの有孔部
   につづく無孔部の内周部の形状を決定する球面部Ａ、こ
   の球面部Ａにつづく外周部が上記球面部Ａより外周縁が
   後退して形成され上記無孔部の外周部の形状を決定する
   球面部Ｂおよび上記シャドウマスクのスカート部を形成
   するための側壁面を有するパンチと、このパンチの外側
   に配設されかつクランプ面を有するブランクホルダと、
   このブランクホルダのクランプ面に対向するクランプ面
   と上記シャドウマスクのスカート部を形成するための内
   壁面とを有し、上記ブランクホルダが下死点に達したの
   ち下死点に到達してその間に上記パンチの側壁面と上記
   内壁面との間で上記シャドウマスク素材に上記スカート
   部を形成するダイと、上記パンチの球面部Ａの周縁部に
   対向する上面を有し、上記シャドウマスク素材の周縁が
   上記ブランクホルダとダイの両クランプ面間に保持され
   ている間に上記パンチと協働して上記シャドウマスク素
   材に上記有孔部および無孔部を成形し、上記ダイが下死
   点に達したのち下死点に到達する内側パッドと、この内
   側パッドの外側に配設されて上記パンチの球面部Ｂに対
   向する上面を有し、上記スカート部の形成後に上記パン
   チと協働して上記シャドウマスク素材に上記無孔部の外
   周部を再加工する外周部パッドとを備えたシャドウマス
   ク成形装置。
2. 【請求項２】下記の（イ）〜（ハ）の順序で施す工程を
   含むシャドウマスク成形方法。 （イ）装填されたシャドウマスク素材の周縁をブランク
   ホルダのクランプ面とダイのクランプ面との間で保持し
   たのち、パンチの球面部Ａが内側パッドの上面に当接す
   るまで押し下げて、上記シャドウマスク素材にシャドウ
   マスクの有孔部およびこの有孔部につづく無孔部の内周
   部を成形する工程。 （ロ）上記ブランクホルダとダイによる上記シャドウマ
   スク素材の保持を解消したのち、成形された上記無孔部
   の内周部を上記パンチと内側パッドとで保持した状態の
   もとで、上記ダイの内壁面と上記パンチの側壁面との間
   で上記シャドウマスクのスカート部を成形する工程。 （ハ）成形された上記無孔部の内周部を上記パンチと内
   側パッドとで保持した状態のもとで、上記内側パッドの
   外側に配設された外周部パッドの上面を上記パンチの球
   面部Ａにつづく外周部が上記球面部Ａより外周縁が後退
   した球面部Ｂに押圧させて上記無孔部の外周部を再加工
   する工程。