JP2000353469A - 色選別機構の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温で高膨張材に引張応力が発生している
と、低温環境保存テストを行った際に、高膨張材がある
温度で塑性領域に達して、常温に戻したときに元の状態
に戻らなくなってしまう。 【解決手段】 左右のフレームに対して高膨張材を接合
するに当たって、先ず、高膨張材側の温度を常温とし、
フレーム側の温度を高膨張材側よりも５０度程度高い状
態にし（ステップＳ１１）、この状態で左右のフレーム
に対して高膨張材を接合する（ステップＳ１２）。すな
わち、アパーチャグリル（色選別マスク）を接合する前
の常温状態において、高膨張材をこれに圧縮応力を発生
させた状態でフレームに接合するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管に
用いられる色選別機構の製造方法に関し、特にフレーム
に対して色選別マスクの接合側と反対側にフレームと異
なる熱膨張係数の高膨張材を接合する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管においては、電子銃から
出射される３本の電子ビーム、即ちＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の各蛍光体を光らせる３本の電子ビー
ムを、アパーチャグリルやシャドウマスクに代表される
色選別マスクの一点に集中（コンバージェンス）させる
ことで、画面上に所望のカラー画像を再現している。色
選別マスクは薄い軟鋼板からなり、一定の張力が付与さ
れた状態で溶接などによって鋼製のフレームに接合され
ることで色選別機構を構成している。

【０００３】一例として、スリットと線状電極とが縦縞
状に形成されてなるアパーチャグリルを色選別マスクと
して用いた色選別機構において、当該アパーチャグリル
に電子ビームが当たると、アパーチャグリルが熱を発生
し、その熱がフレーム全体に伝導してフレーム自体の熱
が上昇する。すると、フレームが熱変形し、これに伴っ
てアパーチャグリル自体の位置が前後にずれたり、スリ
ットの位置が左右にずれたりし、これに伴って電子ビー
ムの色ズレが発生することになる。

【０００４】この電源投入後の温度上昇によるフレーム
の熱変形の影響を補正するために、フレーム支持部にバ
イメタル材料を用いたり、フレームと熱膨張係数の異な
る材料を当該フレームに接合したりしている。後者の場
合には、その接合部分にフレームに比べて熱膨張係数の
高い材料を用いることによって熱変形の影響に対する補
正効果を得ているが、この部分にはアパーチャグリルに
張力を与えるために常温状態においても引張応力が発生
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、常温で引
張応力が発生している状態において、カラー陰極線管を
摂氏−４０度の環境下に一定時間保持し、その後常温に
戻す、という低温環境保存テストを行ったときに、−４
０度の状態では熱膨張係数の高い高膨張材はフレームよ
りも縮もうとするため、常温状態よりもフレームによっ
てより引っ張られることになり、したがって高膨張材に
は高い引張応力が発生する。このとき、熱膨張係数のよ
り高い材料を用いると、補正効果をより上げることはで
きるが、低温環境保存時に引張応力が降伏応力に達して
塑性変形してしまい、常温に戻したときに、元の状態に
戻らなくなってしまう。

【０００６】すなわち、熱膨張係数の高い材料を高膨張
材として用いることによって、いくらでもフレームの熱
変形の影響を補正することができる訳ではなかった。し
たがって、フレームに接合した高膨張材による熱変形の
影響を補正するだけでは不十分な場合は、他の部分に新
たにバイメタル材料を付加したりしてフレームの熱変形
の影響を確実に補正できるようにしていた。そのため、
新たに付加するバイメタル材料の費用や、その取付作業
の工数などに伴い、カラー陰極線管のコストが上昇する
いう問題があった。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、カラー陰極線管のコ
ストダウンおよび歩留りの向上に寄与し得る色選別機構
の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、色選別マスクを接合するフレームに対
して、色選別マスクの接合側と反対側にフレームと異な
る熱膨張係数の高膨張材を接合するに当たって、色選別
マスクを接合する前の常温状態において、高膨張材をこ
れに圧縮応力を発生させた状態で接合するようにする。

【０００９】色選別マスクを接合する前の常温状態にお
いて、圧縮応力が発生した状態で高膨張材が接合された
フレームに対して、色選別マスクを接合すると、フレー
ムには引張応力が発生する。このとき、その引張応力が
高膨張材に作用するため、高膨張材の圧縮応力が引っ張
られて相殺され、高膨張材は無応力状態となる。この状
態で低温環境保存テストを行った場合、高膨張材は温度
を下げても塑性領域に達せず、したがって常温状態に戻
したときに元の状態に戻るようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明が適用
される色選別機構の構成の一例を示す斜視図、図２はそ
の側面図である。なお、ここでは、色選別マスクとして
アパーチャグリルを用いた色選別機構に適用した場合を
例に採って説明するものとする。

【００１１】図１において、色選別機構１０は、薄い軟
鋼板からなるアパーチャグリル１１と、このアパーチャ
グリル１１が一定の張力を付与された状態で溶接などに
よって接合された鋼製のフレームメンバ１２とを有する
構成となっている。アパーチャグリル１１には、エッチ
ング法などによってスリット１３と線状電極１４とが縦
縞状に形成されている。

【００１２】フレームメンバ１２は、上下のフレーム１
５Ａ，１５Ｂと、これら上下のフレーム１５Ａ，１５Ｂ
の両側部にそれぞれ接合され、かつ両フレーム１５Ａ，
１５Ｂ間に架設された左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂと
を有している。このフレームメンバ１２において、上下
のフレーム１５Ａ，１５Ｂ間には、アパーチャグリル１
１がそのスリット１３の長手方向における両側部におい
て、溶接などによって接合されている。

【００１３】一方、左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂに
は、フレーム材に比べて熱膨張係数の高い高膨張材１７
が、図２に示すように、アパーチャグリル１１の接合側
と反対側、即ちフレーム１６Ａ，１６Ｂの平坦部分に例
えば３箇所で接合されている。この高膨張材１７は、上
下のフレーム１５Ａ，１５Ｂや左右のフレーム１６Ａ，
１６Ｂの熱変形の影響を補正するためのものである。

【００１４】高膨張材１７の材料としては、例えば２２
Ｎｉ材（熱膨張係数：１９．７Ｅ−０６）が用いられ
る。この２２Ｎｉ材を高膨張材１７の材料として用いる
ことにより、上下のフレーム１５Ａ，１５Ｂおよび左右
のフレーム１６Ａ，１６Ｂの熱変形の影響に対する補正
の作用を強くし、温度ドリフト特性を良好にできる利点
がある。

【００１５】ところで、フレームメンバ１２は、アパー
チャグリル１１に対して一定の張力を付与するために、
アパーチャグリル１１を溶接する前に上下方向に荷重が
加えられる。この状態で、アパーチャグリル１１が上下
のフレーム１５Ａ，１５Ｂに溶接され、その後フレーム
メンバ１２に加えた荷重が開放される。これにより、ア
パーチャグリル１１に上下方向の張力が与えられる。こ
のとき、左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂと高膨張材１７
に引張応力が発生する。

【００１６】このように、左右のフレーム１６Ａ，１６
Ｂと高膨張材１７に引張応力が発生することに伴い、先
述したように、低温環境保存テストにおいて、高膨張材
１７がある温度で塑性領域に達して、常温に戻したとき
に元の状態に戻らなくなってしまう、という問題が発生
する。これにより、フレームの熱変形の影響を補正でき
なくなり、その結果、カラー陰極線管の画質が劣化する
ことになる。

【００１７】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、色選別機構１０の製造方法、特に高
膨張材１７を左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂに接合する
際の接合方法を特徴としている。以下に、その接合の手
順について、図３のフローチャートを用いて説明する。

【００１８】左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂに対して高
膨張材１７を接合するに当たって、先ず、高膨張材１７
側の温度を常温とし、フレーム１６Ａ，１６Ｂ側の温度
を高膨張材１７側よりも高い状態にする（ステップＳ１
１）。このとき、フレーム１６Ａ，１６Ｂ側の温度は、
高膨張材１７側の温度に対して好ましくは５０度程度の
温度差を持つようにする。すなわち、フレーム１６Ａ，
１６Ｂ側の温度を常温＋５０度程度に加熱する。

【００１９】このように、高膨張材１７側の温度を常温
とし、フレーム１６Ａ，１６Ｂ側の温度を常温＋５０度
とした状態において、左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂに
対してその平坦部分に高膨張材１７を例えば３箇所で接
合する（ステップＳ１２）。その後、左右のフレーム１
６Ａ，１６Ｂに高膨張材１７が接合されたフレームメン
バ１２に対して上下方向に荷重が加えられた状態で、ア
パーチャグリル１１が上下のフレーム１５Ａ，１５Ｂに
溶接される。

【００２０】上述したように、左右のフレーム１６Ａ，
１６Ｂに高膨張材１７を接合するときに、左右のフレー
ム１６Ａ，１６Ｂの温度を常温よりも上げて引き伸ばし
た状態において、常温状態の高膨張材１７を接合するこ
とにより、その接合後フレーム１６Ａ，１６Ｂの温度を
常温にしたときに、左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂが縮
むことによって高膨張材１７に圧縮応力がかかった状態
となる。

【００２１】この状態で、フレームメンバ１２に上下方
向の荷重を加えつつ、アパーチャグリル１１を上下のフ
レーム１５Ａ，１５Ｂに溶接し、しかる後フレームメン
バ１２に加えた荷重を開放することにより、左右のフレ
ーム１６Ａ，１６Ｂには引張応力が発生する。このと
き、アパーチャグリル１１を溶接する前に圧縮応力がか
かった状態にある高膨張材１７にはフレーム１６Ａ，１
６Ｂの引張応力が作用する。これにより、高膨張材１７
の圧縮応力とフレーム１６Ａ，１６Ｂの引張応力が相殺
されるため、高膨張材１７は無応力状態となる。

【００２２】このように、高膨張材１７が常温で無応力
状態にあることにより、低温環境保存テストを行った場
合に、高膨張材１７は温度を下げても塑性領域に達しな
いため、常温状態に戻したときに元の状態に戻るように
なる。これにより、高膨張材１７の材料として、より高
い熱膨張係数の材料を用いることができるため、熱変形
の影響に対する補正をより強力に行えることになる。

【００２３】その結果、電子ビームの色ズレの余裕が大
きくなるため、カラー陰極線管の設計余裕がでてくる。
しかも、特別な補正機構を追加しなくても、熱変形の影
響に対する補正を確実に行うことができるため、カラー
陰極線管のコストダウンおよび歩留り向上に寄与できる
ことになる。

【００２４】なお、上記実施形態においては、高膨張材
１７側の温度を常温とし、フレーム１６Ａ，１６Ｂ側の
温度を常温＋５０度とした状態で高膨張材１７を接合す
ることにより、アパーチャグリル１１を接合する前の常
温状態において、高膨張材１７に圧縮応力を発生させた
状態で接合するとしたが、フレーム１６Ａ，１６Ｂ側を
常温とし、高膨張材１７側をフレーム１６Ａ，１６Ｂに
対して５０度程度の温度差を持つように冷却した状態で
高膨張材１７を接合することによっても、アパーチャグ
リル１１を接合する前の常温状態において、高膨張材１
７に圧縮応力を発生させた状態で接合することができ
る。

【００２５】さらに、左右のフレーム１６Ａ，１６Ｂに
高膨張材１７を接合するときに、両者に温度差（好まし
くは、５０度程度の温度差）をつけた状態で接合するの
でなく、一方に機械的に応力を加えた状態で両者を接合
する（例えば、フレーム１６Ａ，１６Ｂに曲げ応力を発
生させた状態で高膨張材１７を溶接する）ことによって
も、アパーチャグリル１１を接合する前の常温状態にお
いて、高膨張材１７に圧縮応力を発生させた状態で接合
できる。要は、アパーチャグリル１１を接合する前の常
温状態において、高膨張材１７に圧縮応力を発生させた
状態で接合できれば良い。

【００２６】また、上記実施形態では、スリット１３と
線状電極１４とが縦縞状に形成されてなるアパーチャグ
リル１１を色選別マスクとして用いた色選別機構１０に
適用した場合を例にとって説明したが、これに限定され
るものではなく、規則正しく多数の角長穴が形成されて
構成されたスロット形状のシャドウマスクや、規則正し
く多数の丸穴が形成されて構成されたドット形状のシャ
ドウマスクなどを色選別マスクとして用いた色選別機構
にも同様に適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フレームに高膨張材を接合するに当たって、色選別マス
クを接合する前の常温状態において、高膨張材をこれに
圧縮応力を発生させた状態で接合するようにしたことに
より、低温環境保存テストを行った際に、温度を下げて
も高膨張材が塑性領域に達せず、常温状態に戻したとき
に元の状態に戻るようになるため、高膨張材の材料とし
てより高い熱膨張係数の材料を用いることができる。し
たがって、余分な補正機構を追加しなしくても、熱変形
の影響に対する補正をより強力に行えるとともに、カラ
ー陰極線管のコストダウンおよび歩留りの向上に寄与で
き、さらには電子ビームの色ズレの余裕が大きくなるた
め設計余裕がでてくる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される色選別機構の構成の一例を
示す斜視図である。

【図２】本発明が適用される色選別機構の構成の一例を
示す側面図である。

【図３】フレームに対する高膨張材の接合手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０…色選別機構、１１…アパーチャグリル、１２…フ
レームメンバ、１３…スリット、１４…線状電極、１５
Ａ，１５Ｂ…上下のフレーム、１６Ａ，１６Ｂ…左右の
フレーム、１７…高膨張材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色選別マスクを接合するフレームに対し
   て、前記色選別マスクの接合側と反対側に前記フレーム
   と異なる熱膨張係数の高膨張材を接合するに当たって、 前記色選別マスクを接合する前の常温状態において、前
   記高膨張材をこれに圧縮応力を発生させた状態で接合す
   ることを特徴とする色選別機構の製造方法。
2. 【請求項２】 前記高膨張材を前記フレームの温度より
   も低い温度状態にして前記フレームに接合することを特
   徴とする請求項１記載の色選別機構の製造方法。
3. 【請求項３】 前記フレームに曲げ応力を発生させた状
   態で、前記フレームに前記高膨張材を接合することを特
   徴とする請求項１記載の色選別機構の製造方法。