JPH1079225A - マスクフレームの製造方法 - Google Patents

マスクフレームの製造方法

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JPH1079225A
JPH1079225A JP9194424A JP19442497A JPH1079225A JP H1079225 A JPH1079225 A JP H1079225A JP 9194424 A JP9194424 A JP 9194424A JP 19442497 A JP19442497 A JP 19442497A JP H1079225 A JPH1079225 A JP H1079225A
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gas
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Gerd Bandelin
ゲルト・バンデリン
Guenter Dr Heine
ギュンター・ハイネ
Young-Kwan Kim
ヤンクワン・キム
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    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造材料及び製造エネルギの点で経済的で、
製造時間を短縮でき、製造の自動化が可能で、信頼性を
有しかつ高い品質を有するマスクフレームの製造を可能
とする。 【解決手段】 陰極線管に用いられる金属成形体からな
るマスクフレームの製造方法は、少なくとも２つの素材
を溶接する溶接工程と、深絞り成形する成形工程とから
なり、溶接工程は平坦に成形された素材を位置決めする
位置決め工程と、溶接すべき上記素材の端部間に少なく
とも間隙を有する状態で上記素材を固定する固定工程
と、少なくとも１つのレーザービームにより上記素材を
溶接する溶接工程であり、成形工程は少なくとも２つの
溶接継ぎ目を用いて製造された素材フレームをプレス及
び／又は打ち抜きにより成形加工する成形工程からな
る。レーザービームはＣＯ２ガスレーザー又はＮｄ：Ｙ
ＡＧ固体レーザーを用いて発生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は陰極線管に用いられ
るマスクフレームの製造方法に関し、特にテレビジョン
受像機及びモニター用のカラー受像管のマスクフレーム
の有益な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼製バンドから打ち抜かれた単一片のマ
スクフレームを製造することは周知である。この製造方
法は、第１回目のプレスにおいて、鋼製バンドから１枚
のプレートが打ち抜かれ、プレートの外形は、最終製品
としてのマスクフレームと一致する。第２回目のプレス
によって、マスクフレームはそのプレートから形成され
る。第３回目のプレスによって、内部が打ち抜かれる。
一般に、マスクフレームの内端部は第４回目のプレスに
おいてフランジが付けられる。
【０００３】この打ち抜きの従来技術は内部には用いる
ことができない欠点がある。サイズが小さいため、もし
内部が小さなマスクフレームに用いることができないと
すれば、材料費がかさむことになる。
【０００４】さらに、数多くの素材を組み立ててそれら
を溶接することは既に広く実施されている。この場合、
たとえば、１つの鋼製バンドは、適当な長さに切断され
る。重なり合う端部は互いに溶接されるので、帯状の金
属の輪が成形される。必要とするバンドの幅は、最終製
品のマスクフレームの形と一致する。溶接後、その輪は
打ち抜き技術によってさらに加工される。
【０００５】他の公知の従来例による処理は短いリブ及
び正確な形、例えば、Ｌ字状の形をした部品が２つ打ち
抜かれることである。これらの部分は重ね合わせて互い
に溶接され、その後、打ち抜き技術によってさらに処理
される。
【０００６】米国特許第３，５１６，１４７号には、に
スポット溶接される２つのコーナー連結部材を配置して
２つの部品の連結を開示している。
【０００７】米国特許第３，９４２，０６４号に開示さ
れた他の解決方法によれば、連結部材に代えて、フレー
ム部材の重ね合わせ端部が溶接される。２個及び４個の
部材が組み立てられる。同様に、溶接はスポット溶接に
よって行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】マスクフレームを製造
するための従来の溶接処理は、電気突き合わせ溶接及び
圧接溶接において、溶接継ぎ目に形成される突出ビード
が邪魔になり、マスクフレームの素材を加工装置に挿入
することができないという問題点がある。一般に、突出
した溶接継ぎ目のビードを研磨したり、平らにする必要
性が生じる。このことは、時間がかかり、更にマスクフ
レームの製造の自動化を制限するものとなる。圧接溶接
においては、エネルギの消費が大きいので、マスクフレ
ームの製造に費用がかかりすぎるという欠点がある。
【０００９】この発明は、製造材料及び製造エネルギの
点で経済的で、製造時間を短縮でき、製造の自動化が可
能で、信頼性を有しかつ高い品質を有するマスクフレー
ムの製造が可能な陰極線管用マスクフレームの製造方法
を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、陰極
線管に用いられる金属成形体からなるマスクフレームの
製造方法であって、少なくとも２つの素材を溶接する溶
接工程と、深絞り成形する成形工程とからなり、平坦に
成形された素材を位置決めする位置決め工程と、溶接す
べき上記素材の端部間に少なくとも間隙を有する状態で
上記素材を固定する固定工程と、少なくとも１つのレー
ザービームにより上記素材を溶接する溶接工程と、少な
くとも２つの溶接継ぎ目を用いて製造された素材フレー
ムをプレスにより成形加工する成形工程と、からなるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項２の発明は、上記レーザービームは
ＣＯ２ガスレーザー又はＮｄ：ＹＡＧ固体レーザーによ
って発生されることを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明は、上記素材の上記端部間
の間隙は０乃至０．１ｍｍの範囲であり、その誤差は０
乃至０．６ｍｍであることを特徴とする。
【００１３】請求項４の発明は、上記レザー溶接は希ガ
ス下で行われることを特徴とする。請求項５の発明は、
上記希ガスはアルゴンガス及び／又は窒素ガスであるこ
とを特徴とする。
【００１４】請求項６の発明は、上記レザー溶接は希ガ
スを必要とすることなく行われることを特徴とする。
【００１５】請求項７の発明は、上記素材は、鋼製バン
ドから打ち抜かれた内外の製品輪郭を有する略Ｌ字状の
部材であることを特徴とする。
【００１６】請求項８の発明は、上記Ｎｄ：ＹＡＧ固体
レーザーにより発生された上記レーザービームは、レー
ザー光導波管によって溶接スポットに移動され、レンズ
システムを使用して焦点距離調整がなされることを特徴
とする。
【００１７】請求項９の発明は、上記ＣＯ２ガスレーザ
ーにより発生されたレーザービームは、ミラー光学系に
よって溶接スポットに移動され、かつ焦点距離調整がな
されることを特徴とする。
【００１８】請求項１０の発明は、溶接の開始時におけ
る溶接領域の深さの適正な増加及び溶接の終了時におけ
る溶接領域の深さの適正な減少はパワー標準装置及び／
又は速度標準装置によって得られることを特徴とする。
【００１９】この発明によれば、上記目的は、クレーム
１の前提部分と関連した特徴部分によって達成される。
本願発明の好適な実施例は従属クレームによって、クレ
ームされている。
【００２０】本願の卓越した利点は、重ね合う部分及び
／又はビードは形成されず、素材及び素材フレームの寸
法は変化せずそのまま残る。これは平坦に成形された素
材を位置決めし、そして溶接すべき素材の端部が少なく
とも間隙を有するような方法でその素材を固定し、少な
くとも１つのレザービームによりその素材を溶接して結
合し、少なくとも２つの溶接継ぎ目を用いて製造された
素材フレームをプレス又は打ち抜きによって加工を行う
ことにより達成される。
【００２１】レザー溶接において、熱の影響を受ける領
域が狭ければ、その精度は高くなる。
【００２２】本願発明の他の利点は、レーザービーム
は、ＣＯ２ガスレーザー又はＮｄ：ＹＡＧ固体レザーに
よって発生されることであり、これにより、レーザービ
ームの強さ、焦点距離調整、その他の最も効果的なレー
ザービームのパラメーターや、溶接速度、希ガスその他
の操作パラメーターを、材料のパラメーターに基づい
て、選択しかつ適正化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、本
願発明の好適な実施例をより詳細に説明する。
【００２４】図１から明らかなように、パートＣは加工
すべき素材フレームを成形する。パートＡ及びＢはマス
クフレームの形成には関係ない部分である。
【００２５】図２及び３において、マスクフレームの異
なる２つの実施例が示されている。すなわち、図２は２
つの略Ｌ字状の素材からマスクフレームを製造し、図３
は４つの略長方形状の素材からマスクフレームを製造す
ることを示す。図４は最適な内外形の輪郭を有するＬ字
型素材の配列を示す。
【００２６】レーザービームを用いて製造された個々の
溶接の継ぎ目はＳで示される。製造方法は、下記におい
て記述される。
【００２７】まず初めに、鋼製バンドを用いて、図４で
示すようなＬ字状の部品が、第１回目のプレスによって
打ち抜かれ、そして、移動システム又はコンベヤベルト
の手段によって自動レーザー溶接機へ供給される。ワー
ク片支持台上の部品の正確な位置決めは、溶接中、必要
である。レーザー溶接すべき部品間の間隙は最大０．１
ｍｍであり、その誤差は最大０．６ｍｍである。
【００２８】２つの部品を、図２に示すように、溶接し
た後で、マスクフレームは第２回目のプレスによって深
絞りさせられる。
【００２９】Ｌ字型部品に代えて、２つの長い長方形の
帯状切片と２つの短い長方形の帯状切片を用いることに
よって素材フレームを組み立てて、それらを溶接するこ
とにより、マスクフレームを製造することも可能であ
る。この実施例は図３に示されている。しかしながら、
溶接継ぎ目Ｓ及び溶接する長さの数が２倍になり溶接時
間が増加するという欠点を有する。
【００３０】溶接物を得るために、第１実施例ではＣＯ
２高性能レーザーが、第２実施例ではＮｄ−ＹＡＧ高性
能レーザーが、使用される。
【００３１】上記２つのレーザーは外部プログラミング
を可能にし、かつ、レーザーの電源周波数、パルスプロ
グラム、パルス周波数及びレーザーパワーを要求する機
械制御のインターフェースを有する。ＣＮＣによって直
接的に制御されるアナログレーザーパワー制御において
は、経路依存、速度依存、時間依存又はレーザーパワー
レベルの形式でレーザーパワーを制御する可能性を有す
る。
【００３２】ＣＯ２レーザーを使用するときは、レーザ
ービームはミラー光学系のミラーの反射作用により加工
ポイントに移動させられ、ワーク片は固定される。
【００３３】ＣＯ２レーザーを使用したレーザー溶接の
場合、ミラーの焦点距離を１５０乃至２００ｍｍの間で
調整できるヘッドを備えた溶接ヘッドが焦点距離用調整
手段として使用される。ＣＯ２レーザーの場合、ビーム
は標準装置の５軸ＣＯ２レーザー加工ステーションを使
用する“flying optics ”によって制御される。上記５
軸ＣＯ２レーザー加工ステーションは駆動装置として使
用されるＤＣサーボモータを備え、このＤＣサーボモー
タにトランジスタパルスレギュレータからのパルスが供
給される。操作機構は傾動−旋回可能なテーブルシステ
ム内に３つの並進軸と２つの回転軸を有する。
【００３４】特に、シート溶接における溶接速度は、シ
ートの種類及びシートの厚みだけでなく、ワーク片、溶
接のための光学機構に適用されるレーザーパワーに比例
する。
【００３５】ＣＯ２レーザーを使用する利点は、溶接効
率が高く、駆動ユニットに対してイニシャルコストが低
く、レーザー低コストで安全性に優れ、パワー制御が簡
単で、ビームの品質が高い、ということである。
【００３６】ＣＯ２レーザーに対する不利益な点は、導
波管によって移動することはないレーザーパワーであ
り、３次元加工のためにビームの移動は複雑であり、材
料如何によっては相互影響（吸収）があり、装置が大型
化し、光学装置が高く、保守に及び操作に高い費用がか
かる。
【００３７】Ｎｄ：ＹＡＧ固体レーザーを使用する場合
は、ＣＯ２レーザーに関して既に述べたパラメーターに
加えて、可能な限り溶接速度を早くするために、操作モ
ードは重要である。ビームの結合は、ＣＷ（連続波）操
作におけるよりもパルス操作における方が好ましいの
で、速度を増すことができる。高性能固体レーザーの場
合、Ｎｄ：ＹＡＧレザー照射光ファイバーケーブルを経
由して行われる。この固体レーザーにおける焦点距離調
整はレンズシステムを使用して行われる。６軸自由関節
ロボットは高性能固体レーザーのための操作機構として
使用できる。
【００３８】レーザー溶接を行うときに、例えば、ワー
ク片を固定するためにクランプ装置が使用される。この
クランプ装置によって、０．１ｍｍ幅の溶接ギャップを
超えることが防止できる。
【００３９】溶接すべき素材の許容できる誤差の範囲
は、０乃至０．６ｍｍである。素材はせん断によって生
じたバリを上方に向けてクランプ装置に配置される。溶
接中のガスは、ビームの照射操作及びガスノズルを介し
てレザービームの軸線上に供給される。後方側のビーム
経路は、ビーム照射を調整する焦点距離調整用の耐ガス
性のレンズによりシールドされているので、溶接ガスは
ノズルからのみ直接的にワーク片に吹き付けることが可
能である。ガスの吹き付けレベルは高精度のロタメータ
によって、調整・計測され、そして、一定に維持され
る。ガスとしては、アルゴンガス又は窒素ガスが使用さ
れる。
【００４０】
【発明の効果】以上の発明から理解されるように、この
発明のマスクフレームの製造方法によれば、製造材料及
び製造エネルギの点で経済的で、製造時間を短縮でき、
製造の自動化が可能で、信頼性を有しかつ高い品質を有
するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のマスクフレームの製造のための領域
区分を示す概要図。
【図２】この発明による２つの素材からマスクフレーム
を製造する実施例を示す図。
【図３】この発明による４つの素材からマスクフレーム
を製造する実施例を示す図。
【図４】この発明の鋼製バンドにおいてＬ型素材を成形
し且つその配列を示す図。
【符号の説明】
Ｓ 溶接継ぎ目（シーム）

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 陰極線管に用いられる金属成形体からな
    るマスクフレームの製造方法であって、少なくとも２つ
    の素材を溶接する溶接工程と、深絞り成形する成形工程
    とからなり、 平坦に成形された素材を位置決めする位置決め工程と、 溶接すべき上記素材の端部間に少なくとも間隙を有する
    状態で上記素材を固定する固定工程と、 少なくとも１つのレーザービームにより上記素材を溶接
    する溶接工程と、 少なくとも２つの溶接継ぎ目を用いて製造された素材フ
    レームをプレスにより成形加工する成形工程と、 からなることを特徴とするマスクフレームの製造方法。
  2. 【請求項２】 上記レーザービームはＣＯ２ガスレーザ
    ー又はＮｄ：ＹＡＧ固体レーザーによって発生されるこ
    とを特徴とする請求項１記載のマスクフレームの製造方
    法。
  3. 【請求項３】 上記素材の上記端部間の間隙は０乃至
    ０．１ｍｍの範囲であり、その誤差は０乃至０．６ｍｍ
    であることを特徴とする請求項１記載のマスクフレーム
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記レザー溶接は希ガス下で行われるこ
    とを特徴とする請求項１記載のマスクフレームの製造方
    法。
  5. 【請求項５】 上記希ガスはアルゴンガス及び／又は窒
    素ガスであることを特徴とする請求項４記載のマスクフ
    レームの製造方法。
  6. 【請求項６】 上記レザー溶接は希ガスを必要とするこ
    となく行われることを特徴とする請求項１記載のマスク
    フレームの製造方法。
  7. 【請求項７】 上記素材は、鋼製バンドから打ち抜かれ
    た内外の製品輪郭を有する略Ｌ字状の部材であることを
    特徴とする請求項１記載のマスクフレームの製造方法。
  8. 【請求項８】 上記Ｎｄ：ＹＡＧ固体レーザーにより発
    生された上記レーザービームは、レーザー光導波管によ
    って溶接スポットに移動され、レンズシステムを使用し
    て焦点距離調整がなされることを特徴とする請求項２記
    載のマスクフレームの製造方法。
  9. 【請求項９】 上記ＣＯ２ガスレーザーにより発生され
    たレーザービームは、ミラー光学系によって溶接スポッ
    トに移動され、かつ焦点距離調整がなされることを特徴
    とする請求項２記載のマスクフレームの製造方法。
  10. 【請求項１０】 溶接の開始時における溶接領域の深さ
    の適正な増加及び溶接の終了時における溶接領域の深さ
    の適正な減少はパワー標準装置及び／又は速度標準装置
    によって得られることを特徴とする請求項１乃至９記載
    のいずれか１記載のマスクフレームの製造方法。
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