JP3994489B2 - 平面型シャドウマスクの矩形フレーム製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーブラウン管に用いるシャドウマスクの矩形フレームの製造方法に関するものであって、特に、剛性が求められる、平面型カラーブラウン管に用いる平面型シャドウマスクのフレームの、桟の加工方法に係わる矩形フレームの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平面型シャドウマスクのフレームを製造する方法として、板厚２．５ｍｍのステンレス鋼板を使用し、図７に示すように、断面形状がＬ形でコの字形の、そのコーナ部Ｗ２・Ｗ２を溶接した、フレーム部品Ａ二本を、それぞれの短辺桟Ａ２・Ａ２の端面Ｗ１・Ｗ１どうしを向かい合わせに当接して溶接し矩形の枠を形成する。次に、板厚２ｍｍのステンレス鋼板を使用した、図８−（ａ）に示す長辺補強板Ｂおよび図８−（ｂ）に示す短辺補強板Ｃを、それぞれが溶接面である、図９のフレームＦの長辺桟Ａ１・Ａ１および短辺桟Ａ２・Ａ２のそれぞれの幅方向両端面Ｗ３・Ｗ４と、長辺補強板Ｂおよび短辺補強板Ｃのそれぞれの幅方向両端面Ｗ３・Ｗ４を、図１０に示すフレームＦ（７）Ｘ−Ｘ´断面図（四辺共同一）の直角三角形の斜辺として、それぞれを当接し、溶接箇所であるＷ３・Ｗ４を四辺全周に亙って溶接する。さらに、図９のフレームＦのコーナ部であり、前記の長辺補強板Ｂおよび短辺補強板Ｃのそれぞれの長手方向両端面Ｗ５が互いに当接する溶接箇所Ｗ５四箇所を溶接し、図９に示すフレームＦを製造する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法では、部品点数が、フレーム部品Ａの２点および長辺補強板Ｂ２点と短辺補強板Ｃ２点とで合計６点と多く、また、溶接箇所も合計１８カ所と多い。部品点数が多く、溶接箇所が多いことは組み立て作業が複雑になり、組み立て工数の増大および寸法精度の維持も困難である。特に、前記両補強板ＢおよびＣの溶接においては、図９に示す溶接箇所Ｗ３および溶接箇所Ｗ４はフレームＦの四辺全周に亙るため、溶接による各辺の桟の歪みや枠組に捩れ等が生じ、その修正作業が必要である。また、部品点数が多いため、そのプレス加工も非効率的であることも含め、量産には不向きであり、製造コストの増大および寸法精度等品質の維持が極めて難しいという問題がある。
【０００４】
また、平面型シャドウマスクは１ｍｍ²あたり１０ｋｇの高張力で張った状態でフレーム上面に溶接し取り付けるものであるため、フレームの内側に向け、各桟には強い引張り荷重が加わるためフレームには大きな剛性が求められる。従ってフレームに使用する材料は板厚２．５ｍｍの、比較的厚いステンレス鋼板であるので、特に曲げ角を際立たせた鋭角曲げ加工は困難である。
また、図１０に示す図９のフレームＦのＸ−Ｘ´拡大断面図において、その斜辺である前記補強板Ｂ・Ｃの面、つまりフレームＦの枠内面は電子ビームが当たるため、特性上その斜辺線方向の平面度は±０．２ｍｍに、同じく、図９の長辺桟Ａ１・Ａ１および短辺桟Ａ２・Ａ２の各桟の補強板の面も長手方向の平面度は±０．７ｍｍに規制されているため、溶接による歪みが問題である。また、図１０に示す溶接箇所Ｗ４のある鋭角部の外側形状Ｒも、同じく前記の特性上半径Ｒ３ｍｍ以内に規制されており、板厚２．５ｍｍのステンレス鋼板を、その鋭角部を曲げ加工で外側形状ＲをＲ３ｍｍ以内に収めることは不可能であるため、補強板を溶接にて接合せざるを得ないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、以上の課題を解決するために、部品点数と溶接箇所の削減他で効率的な平面型シャドウマスクのフレーム製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、ａ板材に凹陥部を形成し、ｂ任意の曲げ箇所Ｂ１と凹陥部を含む曲げ箇所Ｂ２との二か所で板材を直角に曲げ断面がＵ字形状となるように形成するのと同時に、Ｕ字形状断面と垂直な方向における曲げ箇所Ｂ１と曲げ箇所Ｂ２とで囲まれる底面の中央部が、Ｕ字形状の板材の端面方向に曲がった弓状となるように、板材を成形し、ｃ曲げ箇所Ｂ２を鋭角に曲げ、板材の断面が三角形となるように板材の端部同士を当接し、ｄ当接した板材の端部同士を溶接し１本の長辺桟を製作して溶接箇所を収縮させ、底面の曲がった弓状の形状を直線形状にして、そして、ａ、ｂ、ｃ、ｄの工程で１本の長辺桟と長辺桟より短い２本の短辺桟を製作し、長辺桟２本と短辺桟２本を矩形形状に配置し、長辺桟２本と短辺桟２本の互いの端部を溶接し矩形フレームとする平面型シャドウマスクの矩形フレームを製造する方法である。
【０００７】
この方法は、先ず、長辺桟及び短辺桟それぞれの部材を板材からブランク加工をして造り、孔あけ加工の後、そのそれぞれの部材を直角三角形に成型するための直角曲げと鋭角曲げの曲げ箇所二か所のうち、鋭角曲げをする箇所に、長手方向に平行した曲げ線上全長に亙り部材板厚の半分の深さの逆梯形の凹陥部を型押しにて成形する。次に、一次曲げとして前記の二か所の曲げ箇所を直角に曲げる、いわゆるＵ字曲げ成形を行う。このＵ字曲げと同時に、前記直角三角形の頂部の溶接接合部が、溶接による、いわゆる引けによって縦収縮し、桟の両端が頂部の方向へ弓状に反るため、その反り分だけを、あらかじめ桟の底面にあたるＵ字曲げの底部を、桟の長手方向の中央部を中高にした弓状に湾曲成形する。以上の各加工は、長辺桟および短辺桟それぞれを順送り方式のプレス加工にて行う。次に、二次曲げとして、単加工で、板材に前記凹陥部を設けた曲げ箇所の鋭角曲げをする。この鋭角曲げは逆梯形の凹陥部があるため容易にでき、鋭角曲げ部の外形形状も半径Ｒ３ｍｍ以内に収まる。次に、曲げ先端接合部である直角三角形の頂部を桟の全長に亙って溶接する。以上の加工方法は長辺桟および短辺桟とも同じであり、これで長辺桟および短辺桟とも桟として完成する。最後に完成した長辺桟二本と短辺桟二本を四辺として矩形のフレームに枠組みし、四辺の桟の接合部であるフレームのコーナ部四か所を溶接して平面型シャドウマスクのフレームを製造することを特徴とするものである。
【０００８】
この方法によれば、鋭角曲げ箇所に逆梯形の凹陥部をつくる、いわゆるノッチング加工を施すことで最小半径での鋭角曲げ加工が可能になった分溶接箇所が減り従来の方法に比べ、溶接箇所の延べ長さにおいては約３６パーセント削減することができ、部品点数においても従来の６点から４点へ削減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１０】
本実施の形態は、フープ材で板厚２．２ｍｍのステンレス鋼板を使用し、プレス加工にて、前記長辺桟及び短辺桟それぞれを以下の工程順に加工をしていくものであって、最初に、図１−（ａ）の長辺桟１および図１−（ｂ）の短辺桟２をそれぞれの展開図に示すような形状のブランキング加工および孔の打ち抜き加工をし、次に、図１−（ａ）・（ｂ）に示す鋭角曲げ箇所Ｂ２に、図１−（ｃ）に示すＡ−Ａ´拡大断面図のような逆梯形の、開口部幅５ｍｍで底部幅３．５ｍｍの凹陥部Ｖ（長辺桟、短辺桟共同形状）を、板厚の半分の深さに、型押にて成形するノッチング加工をする。
次に、一次曲げとして、図１−（ａ）・（ｂ）・（ｃ）に示す直角曲げ箇所Ｂ１と鋭角曲げ箇所Ｂ２の二か所を図２に示す、図３−（ａ）・（ｂ）のＡ−Ａ´拡大断面図のように直角に曲げる、いわゆるＵ字曲げ成形加工をする。なお、このＵ字曲げ金型の底面成形部を長手方向の中央部を中高に太鼓状にし、前記桟のＵ字曲げ成形と同時に、図３−（ａ）・（ｂ）に示すように桟を中央部が中高の弓状に湾曲した形状に成形する。これは、後述する、桟の上辺、即ち直角三角形の頂部を溶接するため、その溶接による、いわゆる引けによって前記溶接箇所が縦収縮し、桟の両端が前記頂部方向へ弓状に反るため、その反り分に相当する、図３−（ａ）・（ｂ）に示す長辺桟１の湾曲度αを１．５ｍｍ、短辺桟２の湾曲度βを１ｍｍだけ、それぞれを、あらかじめ桟を湾曲させておき、溶接後は前記縦収縮で桟が直線に戻るようにするものである。
最後に、前記Ｕ字曲げ成形加工の後、フープ材の繋ぎ桟から製品である桟を切り離す。以上の加工工程までを、長辺桟１および短辺桟２それぞれを順送り方式のプレス加工ラインで同じ加工を行う。
【００１１】
Ｕ字曲げ加工が終わり、前記順送り加工から切り離した桟、長辺桟１および短辺桟２それぞれを、二次曲げとして、図２に示す鋭角曲げ箇所Ｂ２を単加工のプレス加工にて図４のように鋭角曲げをし、曲げ先端を接合部である図４のＷｅ１の位置で他端に当接し、図５−（ａ）・（ｂ）に示す直角三角形の管状の桟に成形する。
この鋭角曲げは、前記の逆梯形の凹陥部Ｖを加工してあるため容易に曲げることができ、また、図４に示す鋭角部の曲げ部の外側半径ＲｏにおいてもＲ３ｍｍ以内の最小半径にすることができる。
次に、鋭角曲げ加工が終わった長辺桟１および短辺桟２のそれぞれを図４および図５−（ａ）・（ｂ）に示す溶接箇所Ｗｅ１を桟全長に亙って溶接し、長辺桟１と短辺桟２は桟の段階では完成となる。
なお、溶接後の桟は、直角三角形の頂部であり桟の上辺である溶接箇所Ｗｅ１は、溶接による、いわゆる引けにより縦収縮するが、前記のＵ字曲げ加工で、長辺桟１および短辺桟２それぞれに、あらかじめ、図３−（ａ）・（ｂ）に示す湾曲度αおよびβの湾曲加工を施してあるため、その湾曲は、前記の縦収縮によって、長辺桟は前記α分、短辺桟は前記β分引き戻され、それぞれが直線になり、溶接後の反りの修正作業が省ける。
【００１２】
最後に、溶接加工が終わり、桟として完成した長辺桟１二本と短辺桟２二本の四本の桟を四辺として、図６に示す矩形枠のフレームＦに組み立て、各桟の両端どうしの接合部でありフレームＦＬのコーナ部である、桟の端面全周の溶接箇所Ｗｅ２四箇所を溶接してフレームＦＬを完成させる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、直角三角形の管状であるフレームの桟を板材から曲げ加工で造ることで、従来の方法に比べ、部品においては、三種類６点が二種類４点に削減し、また溶接においては、溶接箇所が１８カ所から８カ所に、さらに、溶接面の延長さでは約２．５００ｍｍから約１．６００ｍｍに約３６％削減することができる。
このことは、部品加工の面では、部品の種類が減ったため金型の面数も減り、二種類の部品をそれぞれＵ字曲げ加工までを順送り方式でのプレス加工が可能になり効率化が図れる。
また、組立作業の面では、溶接箇所と溶接面の延長さの削減および溶接後の歪み修正作業の削減とで組立工数が約３０％削減できる。
その他、品質管理の面においても、部品点数の削減と溶接箇所の削減によって、部品加工の自動化および組立作業の簡素化ができ、品質の均一化と品質管理コストの削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示し、（ａ）は長辺桟、（ｂ）は短辺桟それぞれの展開図であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）のＡ−Ａ´拡大断面図である。
【図２】 同実施例の、図３の（ａ）および（ｂ）のＡ−Ａ´拡大断面図であり、Ｕ字曲げの状態を示すものである。
【図３】 同実施例の、Ｕ字曲げ後の正面図であって、桟の湾曲の状態を示し、（ａ）は長辺桟、（ｂ）は短辺桟である。
【図４】 同実施例の、図５のＡ−Ａ´拡大断面図であり、鋭角曲げの状態および溶接箇所を示すものである。
【図５】 同実施例の、鋭角曲げ後の正面図であり、（ａ）は長辺桟、（ｂ）は短辺桟である。
【図６】 同実施例の、平面型シャドウマスクのフレームの完成斜視図である。
【図７】 従来例の、フレーム部品の斜視図である。
【図８】 従来例の、補強板の斜視図であり、（ａ）は長辺補強板、（ｂ）は短辺補強板である。
【図９】 従来例の、平面型シャドウマスクのフレームの完成斜視図である。
【図１０】 従来例の、図９のＸ−Ｘ´拡大断面図であり、補強板の溶接接合の状態を示すものである。
【符号の説明】
１ 長辺桟
２ 短辺桟
α 長辺桟のＵ字曲げ時の湾曲度
β 短辺桟のＵ字曲げ時の湾曲度
Ｂ１ 直角曲げ箇所
Ｂ２ 鋭角曲げ箇所
ＦＬ フレーム
Ｒｏ 鋭角部の曲げ外側半径
Ｖ 逆梯形凹陥部
Ｗｅ１ 桟の曲げ先端接合部の溶接箇所
Ｗｅ２ 桟の接合溶接箇所

Claims (4)

1. 板材を曲げて製作した４本の桟より構成する、平面型カラーブラウン管に用いる平面型シャドウマスク用の矩形フレームの製造において、
   ａ、板材に凹陥部を形成し、
   ｂ、任意の曲げ箇所Ｂ１と前記凹陥部を含む曲げ箇所Ｂ２との二か所で前記板材を直角に曲げ断面がＵ字形状となるように形成するのと同時に、前記Ｕ字形状断面と垂直な方向における前記曲げ箇所Ｂ１と前記曲げ箇所Ｂ２とで囲まれる底面の中央部が、前記Ｕ字形状の板材の端面方向に曲がった弓状となるように、前記板材を成形し、
   ｃ、前記曲げ箇所Ｂ２を鋭角に曲げ、前記板材の断面が三角形となるように前記板材の端部同士を当接し、
   ｄ、前記当接した板材の端部同士を溶接して前記溶接箇所を収縮させ、前記底面の前記曲がった弓状の形状を直線形状にして、１本の長辺桟を製作し、そして、
   前記ａ、ｂ、ｃ、ｄの工程で１本の長辺桟と前記長辺桟より短い２本の短辺桟を製作し、
   前記長辺桟２本と前記短辺桟２本を矩形形状に配置し、前記長辺桟２本と前記短辺桟２本の互いの端部を溶接し矩形フレームとすることを特徴とする平面型シャドウマスクの矩形フレーム製造方法。
2. 前記板材に形成した凹部の深さは、前記板材の板厚の半分の深さであることを特徴とする請求項１に記載の平面型シャドウマスクの矩形フレーム製造方法。
3. 前記長辺桟あるいは前記短辺桟の曲げ箇所Ｂ２の曲げ部の外側の半径は３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の平面型シャドウマスクの矩形フレーム製造方法。
4. 前記板材の板厚は２．２ｍｍのステンレス鋼板であることを特徴とする請求項３に記載の平面型シャドウマスクの矩形フレーム製造方法。

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