JPH04100640A - 温間プレス成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、例えば大物のカラー受像管に用いられるシ
ャドウマスクのような物品の温間プレス成形装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 一般に、カラー受像管は色選別機能を持つシャトウマシ
クを内蔵しており、電子銃から射出された赤、緑、青用
の３本の電子ビームを、前記シャドウマスクの規則正し
く配列された微細な透孔を通してパネルの内面に被着さ
れた赤、緑、青に発光する蛍光体に正しく射突発光させ
ることによりカラー映像を映出する。

前記シャドウマスクとしては、前記微細な透孔を正確に
穿設すること、パネル内面と相似の曲面状に形状歪を生
じることなく成形することが重要である。

シャドウマスクは前述のように、電子銃からの電子ビー
ムを透孔を通してパネル内面の蛍光体に射突させるもの
であるが、透孔を通るのは電子ビーム全体の１７３以下
であり、残りはシャドウマスクに射突し、これを加熱す
る。

従来、シャドウマスクの素材としては、一般にアルミキ
ルト脱炭鋼が用いられていた。このアルミキルト脱炭鋼
は熱膨張係数が比較的大きく、上述した加熱により熱膨
張して変形し、シャドウマスクの透孔な通る電子ビーム
のミスランディングが発生する。そこで、このような問
題点を解決すべく、特公昭４２−２５４４６号公報に示
されたように、シャドウマスクの素材として熱膨張係数
の小さい、例えばアンバー材を用いることが提案されて
いる。

しかしながら、シャドウマスク用素材として鉄ニツケル
系合金を主成分とするアンバー合金を用いた場合、特開
昭５９−２００７２１号公報に示される如く、成形加工
に大きな影響を与える降伏点強度が２９〜３０にｇ／ｍ
ｍ２と、従来のアルミキルト脱炭鋼の約２０　Ｋｇ／　
ｍｍ”に比べはるかに大きい。このため鉄−ニッケル系
合金を主成分とするアンバー合金からなる薄板材によっ
て矩形の形状をしたシャドウマスクを形成する場合、プ
レス成形のみによっては、多数の透孔な有する曲面状の
主面部と矩形状の周縁部とを正しく形成するのがきわめ
て困難である。これはプレス成形後にアンバーの板材が
スプリングバックする傾向があるためである。

そこで、鉄−ニッケル系合金を主成分とするアンバー合
金からなる薄板材に多数の透孔を穿設し、焼鈍した後、
温開成形により降伏点強度を低下させ、変形のない高精
度のシャドウマスクを得ている。ここで温開成形とは、
金属薄板材を塑性加工する際、その再結晶温度より低い
温度に加熱して行う成形加工のことである。

ところで、上述した温開成形はプレスにより行うが、加
熱を伴うため成形装置自体に熱膨張に基因する問題が生
じる。

以下、従来の成形装置を第７図により説明する。第７図
は例えば特開昭６２−２７０２５号公報に示された、従
来の温間プレス成形装置を示すものである。図において
（１１）は上型定盤でありこれは図示しない駆動機構に
より、上下方向に駆動される。また、この上型定盤（１
１）の下面にはパンチ（１２）が一体的に取付けられて
おりこのパンチ（１２）の外周にしわ押え（１３）が上
下方向に摺動可能に設けられている。上型定盤（１１）
、パンチ（１２）およびしわ押え（１３）は上部金型（
３１）を構成している。（１４）はピストンで、上型定
盤（１１）としわ押え（１３）との間に設けられ、しわ
押え（１３）を上下方向に駆動する。（１５）はガイド
ビンで、上型定盤（１１）から下方に向って植設されて
おりしわ押え（１３）に設けたガイドブツシュ（１６）
と摺動可能に嵌合し、しわ押え（１３）を上下方向に案
内する。

（１８）は下型定盤である。この上方には下ピストン（
１９）を介して、前記パンチ（１２）と対向するパッド
（２０）が上下動可能に設けられている。（２２）はグ
イで、パッド（２０）の外周に上下方向に沿って摺動可
能に設けられているが、その下端内側の隅部（３３）は
パッド（２０）の下端に設けられた外方への突部（３４
）と係合する。従って、グイ（２２）の下降動作はパッ
ド（２０）の突部（３４）により係止される。下型定盤
（１８）、パッド（２０）およびグイ（２２）は下部金
型（３２）を構成している。（２３）はガイドビンで、
下型定盤（１８）上にスペーサ（２５）とともに設置さ
れ、グイ（２２）に設けたガイドブツシュ（２４）と摺
動可能に嵌合しグイ（２２）を上下方向に案内する。上
記スペーサ（２５）は下型定盤（１８）上に設置され、
グイ（２２）の下降を一定範囲に規制する。

（２７）は前述したアンバー合金からなる被成形材で、
透孔を形成されたのち前記パンチ（１２）、シわ押え（
１３）およびこれらに対向するパッド（２０）、グイ（
２２）等によって構成される金型により、シャドウマス
クとして成形されるこのような成形装置において、温開
成形を行う場合、少なくともパンチ（１２）、しわ押え
（１３）、パッド（２０）、グイ（２２）すなわち、被
成形材（２７）に接する金型には電熱ヒータ（３５）を
内蔵させ、被成形材（２７）を加熱している。この場合
、例えばグイ（２２）とスペーサ（２５）との間に温度
差が生じ、このためグイ（２２）とスペーサ（２５）に
熱膨張の差が生じてグイ（２２）に固定されているガイ
ドブツシュ（２４）とスペーサ（２５）に固定されてい
るガイドビン（２３）とにピッチ誤差が生じる。そして
、このピッチ誤差によりくいつきが発生し、金型として
の所定の動作が困難になる。

また第８図を参照して、同じく特開昭６２−２７０２２
５号公報に示された従来の成形装置を説明する。これは
パンチ（１２）を内側部分としての第１のパンチ部（１
２ａ）と、外側部分としての第２パンチ部（１２ｂ）に
、しわ押え（１３）を内側部分としての第１しわ押え部
（１３ａ）と、外側部分としての第２しわ押え部（１３
ｂ）に、パッド（２０）を内側部分としての第１パッド
部（２０ａ）と、外側部分としての第２パッド部（２０
ｂ）に、グイ（２２）を内側部分としての第１グイ部（
２２ａ）と、外側部分としての第２グイ部（２２ｂ）に
それぞれ分割し、内側部分の金型のみに電熱ヒータ（３
５）を配し、また、それぞれの内側部分と外側部分の間
には断熱板（２９）を配することにより、金型としての
摺動に係るガイドビン（１５）、ガイドブツシュ（１６
）などの部材を断熱された外側部分に持たせて、上記温
度差によるくいつきを避けることも行われている。

しかしながら、断熱板（２９）に完全断熱を期待するの
は不可能であり、それぞれの金型の外側部分も数十度に
昇温され、金型毎に温度差が生じてくる。従って、ガイ
ドビン（１５）及び（２３）とガイドブツシュ（１６）
及び（２４）のすき間は、通常より大きくしておく必要
があり、金型の正確な動きは保証し難い。

また、内側部分としてのしわ押え部（１３ａ）及び内側
部分としてのグイ部（２２ａ）は、常温からの昇温に伴
って膨張し、大きなシャドウマスク用金型では寸法変化
が１　ｍｍを越える場合も出てくる。従って、このよう
な金型を常温で組立て、所定の温度になるまで安定に保
持して、しかも金型間のクリアランスを安定に保つのは
至難の技といえよう。

このような温間プレス成形装置のもう一つの欠点は、被
成形材（２７）の温度が加熱した金型温度より低くなる
ことである。すなわち、成形の初期の段階では、被成形
材（２７）はグイ（２２）としわ押え（１３）にその周
辺をクランプされるのみである。成形の途中よりパンチ
（１２）が下降して、被成形材（２７）を絞り込むが、
被成形材（２７）の球面部下面は最後まで開放されてい
る。従って、金型各部を所定温度に加熱しても、被成形
材（２７）の球面部は必ずその温度を下回ることになり
、各金型を所定温度より高い温度に設定するか、または
、型外で被成形材（２７）を予熱しておく必要があった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の温間プレス成形装置は以上のように構成されてい
るので、金型の各部位に熱膨張の差が生じて、金型とし
ての所定の動作が困難になったりまた、常温から所定の
温度まで加熱する際に各金型な安定に保持し、相互関係
を正確に保つのが非常に困難であるなどの問題点があっ
た。

また、被成形材は金型に比べて温度が低いので、金型を
所定温度より高めに加熱しておくか、あるいは型外で予
熱しておく必要があった。

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、金型各部位間の温度差で熱膨張に差異が生じ
ても、それぞれの金型が自動的に求心され、安定した相
互関係を保ち、しかも上下の金型の位置ぎめが正確に行
える温間プレス成形装置を得ることを目的とする。

また、この発明は、型内で被成形材の温度を効率的に上
昇できる温間プレス成形装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる温間プレス成形装置は、主要金型の一
つ、例えばしわ押えをその保持部材に対して、面接触で
保持させることにより、しわ押えに熱膨張による変位の
みを許すとともに、他の主要金型をそれらの保持部材に
対して、ころがり接触で保持させることにより、水平面
内の移動抵抗を小さくして、成形の際、それらの位置か
しわ押えに対して自動求心できるようにす゛るとともに
、上型と下型の位置ぎめはテーバロックビンなどを用い
て、正確に行えるようにしたものである。

また、パッドの内側に多孔質金属などを用いた温風発生
装置を配することにより、成形前及び成形中に被成形材
を加熱できるようにしたものである。

［作用１ この発明において、主要金型の一つ、例えばしわ押えは
その保持部材により、熱膨張による変位のみが許される
ようすべり接触で保持され、従って所定の温度に到達後
は固定されて、他の金型の位置ぎめの正となる。

他の主要金型（パンチ、ダイ、パッド）はそれらの保持
部材により、ころがり接触で保持され、成形時には上記
しわ押えを正として自動求心される。

また、ガイドビン及びガイドブツシュは通常の金型より
すき間をおおきくして摺動嵌合され、くいつきを防止す
る。成形時の上型、下型の正確な位置ぎめは、しわ押え
とダイに埋設された２対のテーバロックビンが担う。

さらに、この発明における温風発生装置は、金型にセッ
トされた被成形材に温風を供給し、被成形材の温度を速
やかに上昇させる。

［実施例１ 以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。

まず、ガイドビン（１５）及び（２３）とガイドブツシ
ュ（１６）及び（２４）はそれぞれくいつくことがない
ようすき間を大きく設定してあり、金型組立時の大ざっ
ばな相互関係を保つのに用いられる。（１１４）はプレ
スのアウターラムで第７図のピストン（１４）に替り、
しわ押え取付盤（１７）を介して、しわ押え（１３）を
保持し、上下に駆動する。しわ押え取付盤（１７）にし
わ押え（１３）が段付ボルト（４５）で保持されている
。このとき、段付ボルト（４５）を通すしわ押え取付盤
（１７）の孔は段付ボルト（４５）の軸（４５ｂ）より
径を大きくしである。

また、段付ボルト（４５）の軸（４５ｂ）の高さは、し
わ押え取付盤（１７）の孔の深さよりわずかに小さくし
てあり、段付ボルト（４５）の頭部（４５ａ）の下面は
、しわ押え取付盤（１７）のザグリ部の底面に適当な面
圧を持って固定される。従って、しわ押え（１３）はし
わ押え取付盤（１７）に対して水平方向に段付ボルト（
４５）の頭部（４５ａ）の下面のすべり摩擦で変位を拘
束されており、しわ押え（１３）の熱膨張による大きな
力に対してはしわ押え（１３）が自由に変位するが、−
旦温度が決まってしまえば、しわ押え（１３）は少々の
力では動かず、事実上固定されたことになる。

パンチ（１２）は複数の支柱（４１）及び段付ボルト（
４２）を介して上型定盤（１１）に取付けられており、
上型定盤（１１）はスペーサ（６１）を介してプレスの
インナーラム（６２）に固定され、上下に駆動される。

ここで、第２図に詳細を示すように段付ボルト（４２）
の軸（４２ｂ）に対し、上型定盤（１１）の孔は径を大
きくしてあり、さらにこの孔の上方には鋼球受け（４４
）が嵌合されており、その中に配された鋼球（４３）が
上型定盤（１１）の上面よりわずかに突出しており、段
付ボルト（４２）の頭部（４２ａ）の下面と当接してい
る。従って、段付ボルト（４２）はころがり接触で保持
されており、ある範囲で水平面内を軽やかに移動できる
。一方、支柱（４１）の上軸（４１ｂ）の径は上型定盤
（１１）に設けた孔の径より小さくしてあり、また、上
軸（４ｌ　ｂ）の高さは上型定盤（１１）の厚みより大
きくしである。従って、ある範囲では支柱（４１）は上
型定盤（１１）により拘束されることなく、上下左右に
移動できる。ただし、成形終了時にパンチ（１２）が被
成形材（２７）を介してパッド（２０）に当接する時に
受ける大きな荷重は、支柱（４１）の下軸（４１ｃ）の
上面が上型定盤（１１）に当接することにより、担われ
る。以上のような、支柱（４１）と段付ボルト（４２）
に係る構造により、パンチ（１２）は軽やかに水平面内
にある範囲で移動できる。

ダイ（２２）及びパッド（２０）はそれぞれバッキング
プレート（４６）及び（４８）内に埋設された複数のり
フタ−（４７）、（４９）によりころがり接触で保持さ
れている。リフター（４９）は詳細を第３図に示すよう
にその内部にばねで保持された鋼球を有し、この鋼球が
バッキングプレート（４６）又は（４８）の上面より突
出したものである。このばね力はダイ（２２）又はパッ
ド（２０）を持上げるのに十分なもので・成形時にはプ
レスの加圧力を受けて引込み、ダイ（２２）とバッキン
グプレート（４６）、バッド（２０）とバッキングプレ
ート（４８）が面接触するまた、ダイ（２２）の外側に
は図示しないストッパーが配置され、ダイ（２２）の水
平面内での移動をある範囲内に限定している。これによ
り、ダイ（２２）及びバット（２０）はある範囲で水平
面内を軽やかに移動できる。なお、（５ｏ）はパッド取
付板でバッキングプレート（４８）を固定し、クツショ
ンビン（１１９）を介して第７図の下ピストン（１９）
に替る図示しないプレスのクツション機構で上下に駆動
される。

しわ押え（１３）とダイ（２２）には２組のテーバロッ
クビン（５１）が植設され、両者の精密な位置ぎめを行
う。

以上のような構成で、金型を加熱して所定の温度に達す
ると既述したようにしわ押え（１３）はしわ押え取付盤
、従ってアウターラム（１１４）に対しほぼ固定される
。成形の初期の段階は第４図に示すようにアウターラム
（１１４）が降下してしわ押え（１３）とダイ（２２）
で被成形材（２７）の周辺部をクランプする工程である
。この際、ダイ（２２）はある範囲で水平面内を軽やか
に移動できるので、２組配されたテーバロックビン（５
１）により、しわ押え（１３）に対し正確に位置ぎめさ
れる。

次の工程で、第１図に示すようにパンチ（１２）がイン
ナーラム（６２）により下降する。この時、パンチ（１
２）は水平面内である範囲に軽やかに移動できるので、
被成形材（２７）を介してダイ　（２２）に対し自動求
心される。また、バッド（２０）も水平面内を軽やかに
移動でき、その上面がパンチ（１２）の曲面と同一曲面
を持つので、被成形材（２７）を介してパンチ（１２）
に対し自動求心される。成形加工は第５図に示すように
、パッド取付板（５０）が下型定盤（１８）に当った時
点で完了し、被成形材（２７）の絞り込みが終る。

次に本発明の第２の実施例を第６図について説明する。

第６図は本発明における第２の実施例の下型付近の構造
を示したものである。第１の実施例に比べ、多孔質金属
（７１）及び多孔質金属取付板（７２）が追加されたの
みであるので、他は省略する。

多孔質金属（７１）は多孔質金属取付板（７２）を介し
、パッド取付板（５０）に固定される。

パッド取付板（５０）には図示しない温風の導入孔が設
けられ、図示しない温風発生機により、パッド取付板（
５０）、多孔質金属（７１）、多孔質金属取付板（７２
）により構成される密閉空間に温風が導入される。この
温風が多孔質金属（７１）の空孔を通し、上方にほぼ均
一に吹上げこれにより被成形材（２７）は効率よく加熱
される。

なお、上記実施例では金型の加熱源として電熱ヒータ（
３５）を示したが、油、スチームなどの加熱媒体を用い
てもよい。また、断熱板を用いない場合について示した
が、第８図のように断熱板を用いて、被成形材に接する
金型のみを加熱する場合についても、上記実施例と同様
の効果を発揮する。しわ押え（１３）をすべり接触で保
持部材（１７）に保持させ、他の金型の位置ぎめの正と
する場合を示したが、ダイ（２２）を正としてもよい。

さらに、対象製品としてカラー受像管用シャドウマスク
の場合を示したが、温間プレス成形により絞り性が改善
される等の効果があるものなら何でもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によればガイドビン、ガイドブ
ツシュのすき間を通常より大きくした上で主要金型の一
つを保持部材によってすべり接触で保持し、この金型は
熱膨張による変位のみを可能とし、また他の主要金型は
ころがり接触で保持部材によって保持されるようにした
ので、主要金型はすべて第１の金型に自動的に求心され
、相互の位置関係を正確に保って、金型のくいつきを避
けることができる。

また、被成形材の下に多孔質金属よりなる温風発生装置
を配したので、被成形材の温度を速やかに上昇できるの
で、被成形材を予熱したり、金型を所望温度より以上に
昇温させておく必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例により温間プレス成形装置
を示す断面図、第２図及び第３図は第１図のころがり接
触の部分の拡大図、第４図及び第５図は第１図の温間プ
レス成形装置の動作中の二つの状態を示すための断面図
、第６図はこの発明の他の実施例を示す温間プレス成形
装置の一部を示す断面図、第７図及び第８図は従来の二
つの温間プレス成形装置を示す断面図である。 図において、（１１）は上型定盤、（１２）はパンチ、
（１３）はしわ押え、（１７）はしわ押え取付盤、（２
０）はパッド、（２２）はダイ、（２７）は被成形材、
（３５）は電熱ヒータ、（４１）は支柱、（４２）は段
付ボルト、（４３）は鋼球、（４５）は段付ボルト、（
４６）はバッキングプレート、（４７）はりフタ−（４
８）はバッキングプレート、（４９）はりフタ−（５１
）はテーバロックビン、（７１）は多孔質金属、（７２
）は多孔質金属取付板。 なお、図中、同一符号は同一　または相当部分を示す。 代理人　弁理士　　大　　岩　　増　　雄第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金型を加熱して薄板を温間プレス成形する装置にお
   いて、被成形材と接する主要金型の一つを、その保持部
   材にすべり接触で保持させ、他の金型はその保持部材に
   ころがり接触で保持させることを特徴とする温間プレス
   成形装置。 ２、パッド内に被成形材に対向して多孔質金属を配し、
   上記多孔質金属より温風を吹出して、被成形材を加熱す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温間プ
   レス成形装置。