JP2001052635A - 陰極線管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異物の鋏込みにより冷却液が漏れにくい構造の
陰極線管と、その製造方法を提供する。 【解決手段】陰極線管本体に取り付けられ、電子銃から
の電子ビームにより加熱した前パネルを冷却する冷却液
が内部空間内に充填された冷却液保持体１０を有し、こ
の冷却液保持体１０に設けられた冷却液の注入口１４
に、冷却液の液漏れを防止する封止部材４２を介して止
め具４０が挿入されている。止め具４０は、封止部材４
２と機械的に結合し一体化した状態で注入口１４に挿入
されている。この封止部材４２は、内部空間と外部との
隙間を塞ぐ封止凸部４２ａのほかに、平坦部４２ｂおよ
びフリンジ部４２ｃを有することから結合面積が大き
く、また、フリンジ部４２ｃにより止め具の角部を矜持
する構造としたことにより、結合の機械的強度が高めら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン上に映
像を投影するプロジェクタ装置などに使用される陰極線
管およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタ装置は、内蔵の陰極線管の
パネル面に映し出される映像を投影レンズにより拡大し
て装置前面のスクリーンに投影する。陰極線管は、Ｒ，
Ｇ，Ｂごとに３個用いられ、その投影像はスクリーン上
で重ねられてカラー画像表示される。この投影型陰極線
管は、プロジェクタ装置内で画面が何倍にも拡大される
ことから、スクリーン上で必要な明るさを確保するため
に、たとえば３倍程度、直視型に比べて高い輝度が要求
される。したがって、投影型陰極線管のパネル面は、高
輝度用の電子銃から強い電子ビームが照射されて高温に
なり、いわゆる焼き付けを起こしてパネル面の光学特性
および装置の耐久性の低下を招きやすい。

【０００３】そこで、投影型陰極線管では、通常、その
陰極線管本体の前パネルを冷却する機構を具備する。す
なわち、陰極線管本体の前パネルに臨む内部空間を形成
するように前パネルを覆う枠体（冷却液保持体）を設
け、その内部空間に冷却液を充填させている。冷却液と
して、前パネルのガラスと同じ屈折率を有するエチレン
グリコール系の液体が用いられる。この冷却液は、電子
銃により前パネルが加熱されると液の粘性が変化し、ま
た温度差が生じる。この粘性および温度の変化により冷
却液は自然対流を起こし、前パネルの温度を均一化する
とともに、たとえばアルミ・ダイカスト法により形成し
た冷却液保持体に熱を伝える媒体として機能し、冷却液
保持体をヒートシンクとして放熱が行われる。

【０００４】このような投影型陰極線管の製造では、陰
極線管本体に冷却機構を取り付けるに際し、まず、陰極
線管本体と冷却液保持体を、間にパッキン（Ｏリングな
どの封止部材）を介在させて突き合わせた後に板バネで
押さえつけて密着させるメカシール法、あるいは、たと
えばシリコン樹脂系の接着剤を用いるシリコンシール法
により固定する。つぎに、陰極線管本体の前パネルによ
って一方側面が閉じられた冷却液保持体の内部空間に、
冷却液を充填する。具体的には、冷却液保持体の側面に
予め開口し、内部空間に連通する注入口から冷却液を注
入する。注入の際は、注入口を上にして冷却液を注入口
付近まで満たし、パッキンを介して止め具で注入口を蓋
する。

【０００５】図６は、止め具としてネジを、パッキンと
してＯリングを用いた場合の斜視図、図７は、止め具で
塞いだ冷却液保持体の注入口付近の要部断面図である。
また、図８は、図７に示すＯリング付近の拡大図であ
る。止め具としてのネジ１００は、外周にネジが切られ
たネジ棒１０１と、ネジ棒１０１の一端に一体として形
成されたネジ頭１０２とを有する。Ｏリング１１０は、
図６に示すようにしてネジ棒１０１に通された状態で、
注入口１２０にねじ込まれる。図７において細部は省略
しているが、注入口１２０の内面には、ネジ棒１０１と
合うサイズ，ピッチのネジが切られている。ネジ頭１０
２をもってネジ棒１０１を回転させることにより、ネジ
１００が注入口１２０内を次第に内部に移動し、その
後、Ｏリング１１０が、ネジ頭１０２のネジ棒１０１周
囲の平坦面と、注入口１２０周囲の冷却液保持体の外面
との間に挟まれる。さらに、ネジを若干回すと、Ｏリン
グ１１０がある程度押しつぶされて隙間を均一に塞ぐた
め、冷却液保持体の内部空間が外部と遮断される。これ
により、冷却液保持体内の内部空間に冷却液が密封され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の投影型陰極線管では、冷却液保持体への冷却液の
封止を、ネジなどの止め具とは別体の封止部材（たとえ
ば、Ｏリング）を用いていたことから、ネジ挿入の際に
異物を挟んで液漏れが発生する可能性が高いという課題
があった。

【０００７】つまり、図８に示すように、接触面でいう
と、Ｏリング１１０とネジ頭１０２の平坦面との間、お
よび、Ｏリング１１０と冷却液保持体１３０の外面との
間の何れにおいても異物を挟み込む可能性がある。Ｏリ
ング１１０とネジ頭１０２の平坦面との間に異物を挟ん
だ場合、図の液漏れ経路Ａを通って冷却液が外部に漏れ
出す。Ｏリング１１０と冷却液保持体１３０の外面との
間に異物を挟んだ場合、図の液漏れ経路Ｂを通って冷却
液が外部に漏れ出す。液漏れは、使用時に陰極線管本体
の前パネルが加熱され冷却液に圧力がかかって初めて発
生する可能性が高い。このため、異物の挟み込みは、出
荷後にユーザーの使用中に冷却液が漏れだすという市場
不良の要因となる。したがって、プロジェクタ装置の設
計段階で極力液漏れしにくい構造とすることが強く望ま
れる。

【０００８】本発明の目的は、冷却液が漏れにくい構造
の投影型陰極線管と、その製造方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る陰極線管
は、陰極線管本体と、当該陰極線管本体に取り付けら
れ、電子銃からの電子ビームにより加熱した陰極線管本
体の前パネルを冷却する冷却液が内部空間内に充填され
た冷却液保持体とを有し、当該冷却液保持体に設けられ
た冷却液の注入口に、上記冷却液の液漏れを防止する封
止部材を介して止め具が挿入されている陰極線管であっ
て、上記止め具は、上記封止部材と機械的に結合した状
態で上記注入口に挿入されている。好適に、上記止め具
と上記封止部材は、一体に成形されている。

【００１０】好適に、上記封止部材は、上記冷却液の注
入口の周囲で上記冷却液保持体の外面に押し当てられ、
上記内部空間と外部との隙間を塞ぐ封止凸部と、当該封
止凸部の占有面積より大きい上記止め具との結合面とを
有する。さらに、好適に、上記接合面は、上記止め具の
角部を含む範囲に及んでいる。

【００１１】具体的に、たとえば、上記止め具は、上記
冷却液の注入口に形成されたネジ孔にねじ込まれたネジ
棒と、ネジ棒の一端に一体として形成され、ネジ棒周囲
の平坦面に上記封止部材が機械的に結合しているネジ頭
とを有する。また、たとえば、上記封止部材は、上記止
め具と機械的に結合した平坦面を有し、上記冷却液の注
入口の周囲で上記冷却液保持体の外面に押し当てられる
封止凸部の断面が半円状の樹脂製リングからなる。好適
に、上記樹脂製リングは、その外周に上記止め具の角部
を覆うフリンジ部を有する。

【００１２】このような構成の陰極線管では、止め具に
封止部材が機械的に結合され、あるいは、一体に形成さ
れている。このため、冷却液保持体の内部空間に冷却液
を入れて、この液を密封したい場合、封止部材付の止め
具を持って冷却液保持体の冷却液の注入口に挿入する際
に、封止部材が止め具から脱落しない。止め具がネジ棒
とネジ頭を一体として形成されたものである場合、ネジ
頭を回すにつれてネジ棒が深く入り、ついには封止部材
の封止凸部が冷却液保持体の外面に当接する。ネジ頭を
更に回すと、封止凸部が押しつぶされて隙間を均一に塞
ぐ。以後、冷却液保持体を横に倒しても、この注入口か
ら冷却液が漏れることはない。このように、本発明の陰
極線管では、止め具を注入口に押し込んだときに、封止
部材との間に異物を挟み込む可能性がある封止部材の接
触面は封止凸部の表面１か所のみである。

【００１３】本発明に係る陰極線管の製造方法は、陰極
線管本体と、当該陰極線管本体に取り付けられ、電子銃
からの電子ビームにより加熱した陰極線管本体の前パネ
ル面を冷却する冷却液が内部空間内に充填された冷却液
保持体とを有し、当該冷却液保持体に設けられた冷却液
の注入口に、上記冷却液の液漏れを防止する封止部材を
介して止め具が挿入されている陰極線管の製造方法であ
って、上記止め具および上記封止部材を、同一の金型に
異なる箇所の注入口から異なる材料を注入して一体とし
て同時に成形する。

【００１４】この止め具および封止部材の形成方法は、
いわゆる２色成形と称され、一回の金型成形で止め具お
よび封止部材が同時に形成され、両者の機械的な結合
が、この２色成形時に達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
投影型陰極線管の要部断面図である。この投影型陰極線
管１は、大別すると、陰極線管本体２と、陰極線管本体
２の前面側に取り付けられ、カプラと称される冷却液保
持体１０とからなる。

【００１６】陰極線管本体２は、ファンネルと称される
ラッパ状のガラス管２ａ、前パネルと称されるガラス板
２ｂおよびネック管（不図示）などの複数のガラス部品
を溶着して組み立てられたものである。とくに図示しな
いが、図示部分より更に右側に設けられたネック管には
電子銃が装着されている。また、前パネル２ｂの内側に
は電子ビームの照射により発色する蛍光体が配列され、
その後方のファンネル内に磁気シールドやアノード電極
などが配置されている。陰極線管本体２の内部は真空に
て保持されている。

【００１７】カプラ１０は、たとえばアルミ・ダイカス
トにより製造され、全体でほぼ四角枠状の形状を有し内
部は中空に形成されている型成形部品である。カプラ１
０の前方面の中央に、広く略四角状に前方開口部１１を
有する。一方、カプラ１０の後方側は、周囲の枠部より
一段窪むように形成された陰極線管本体の取り付け部１
２を有する。この取り付け部１２の底面は、周縁の取り
付けエッジ部１２ａを残して中央が広く開口した後方開
口部１２ｂを有する。後方開口部１２ｂは、上記前方開
口部１１より一回り小さい略四角形状を有する。

【００１８】カプラ１０の取り付け部１２には、陰極線
管本体２が前パネル２ｂ側から装着されている。前パネ
ル２ｂ側の周縁部が、たとえばシリコン樹脂からなる接
着剤を介して取り付けエッジ部１２ａに固着される。こ
の接着剤は、紫外線照射などにより硬化して、前パネル
２ｂと取り付けエッジ部１２ａとを完全に密着させる。
これにより、カプラ１０の後方開口部１２ｂが、陰極線
管本体２の前パネル２ｂによって密封される。

【００１９】一方、カプラ１０の前方開口部１１は、ガ
ラス板２０で塞がれ、ガラス板２０の周縁部が取り付け
金具２１でカプラ１０に押しつけられている。ガラス板
２０とカプラ１０の外面との間には、とくに図示しない
が、たとえば耐熱樹脂からなるＯリングなどがパッキン
として介在する。これにより、カプラ１０の前方開口部
１１が、ガラス板２０によって密封される。

【００２０】このようにして表裏面側が完全密封される
ことによりできたカプラ１０の内部空間に、冷却液が充
填されている。冷却液として、たとえばエチレングリコ
ールとグリセリンの混合液が用いられる。この混合液
は、使用時に電子銃からの高輝度の電子ビームによって
前パネル２ｂが加熱されると液の粘性が変化し、また温
度差が生じる。この粘性および温度の変化により冷却液
は自然対流を起こし、前パネル面の温度を均一化すると
ともに、カプラ１０全体に熱を伝える媒体として機能す
る。これにより、アルミ・ダイカスト製品であるカプラ
１０をヒートシンクとして、放熱が行われる。なお、冷
却液を通して映像が外部に投影されることから、冷却液
の屈折率をガラスの屈折率とほぼ同じにして、界面反射
による輝度低下を招くことがないように冷却液の材料が
選定される。

【００２１】カプラ１０の肉厚な側壁に、ベロフラムと
称される圧力調整弁３０が設けられている。ベロフラム
３０は、カプラ１０の側壁孔１３を塞ぐように保護カバ
ー３１とともにビス留めされている。ベロフラム３０
は、たとえば、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロ
ピレンゴムとシリコンとの配合材、またはブチルゴムか
らなる容易に形状変形可能な膜でできている。ベロフラ
ム３０は、冷却液充填時の状態から液温度に応じて変化
する冷却液の体積変化を吸収して、カプラ１０の外側に
膨らんだり内側にへこんだりする。これにより、冷却液
の体積変化にかかわらず、その圧力がほぼ一定に保た
れ、冷却液の熱膨張による液漏れや冷却液保持部品の破
損が有効に防止される。なお、保護カバー３１は、製造
時などにベロフラム３０に傷がついたり穴が開かないよ
うに保護するために設けてある。また、保護カバー３０
はリークチェック用の孔３１ａを有し、製造後におい
て、この孔３１ａを利用してベロフラム３０自体あるい
はビス留め部分の気密性が調べられる。

【００２２】本例の冷却液保持体（カプラ１０）におい
て、上記ベロフラム３０と反対側の側壁には、冷却液の
注入口１４が設けられ、注入口１４内に止め具としての
ネジ４０が装着されている。

【００２３】図２は、このネジ止めされた注入口付近を
拡大した要部断面図である。また、図３は、ネジの要部
断面図である。なお、これらの図において、ネジの溝な
どの細部は図示が省略されている。カプラ１０の側壁を
貫通した注入口１４の内面に、雌ねじが形成されてい
る。また、注入口１４周囲のカプラ１０の外面に、ネジ
４０のネジ頭４０ｂが落ち込む凹部１５が形成されてい
る。

【００２４】ネジ４０は、雄ねじが周面に切られたネジ
棒４０ａと、ネジ棒４０ａの一端に一体として形成され
たネジ頭４０ｂとを有する。ネジ棒４０ａ周囲のネジ頭
４０ｂの平坦面に、本発明における封止部材として断面
が半円状のリング４１が、ネジ頭４０と機械的に結合し
た状態で設けられている。機械的な結合は、たとえば樹
脂接着でもよいが、本例では両者が一体に形成されるこ
とで達成されている。

【００２５】ネジ４０とリング４１との一体成形法とし
ては、いわゆる２色成形法が好適である。２色成形法で
は、ネジ４０成形用の金型に、ネジ成形材の注入口のほ
かにリング成形材の注入口を新たに設け、この金型を用
いた１回の型成形工程において、２種類の材料を異なる
注入口から適量注入する。２色成形法では、材料の注入
以外に特に手間がかからず、ネジと封止部材（Ｏリング
など）を別々に製造するよりむしろ製造コストを低減で
きる利点がある。

【００２６】投影型陰極線管１の組み立て過程では、冷
却液をカプラ１０内に満杯に充填した後、この封止部材
付きのネジ４０を注入口１４に挿入する。雄ねじと雌ね
じを係合させた状態でネジ頭４０ｂを回すと、ネジ棒４
０ｂが注入口１４内部に深く移動し、リング４１が注入
口１４周囲のカプラ１０の外面に当接する。さらにネジ
を回すと、図２の構造例ではリング４１の当接部分より
更に一段高い面にネジ頭４０ｂの縁部が当接し、これ以
上ネジを回せなくなる。この段差１５ａの高さはリング
４１の大きさ（厚み）に応じて最適値が定められ、この
ネジが最も深くまで移動したときに、リング４１が十分
に液漏れを防止でき、かつ程よく押しつぶされた状態と
なる。したがって、本例の構造では過度にネジを回し過
ぎることがない。

【００２７】図４および図５は封止部材の変形例を示す
ものであり、図４にネジ止めされた注入口付近を拡大し
た要部断面を、図５にネジの要部断面をそれぞれ示す。
この変形例に係る封止部材（リング４２）は、冷却液保
持体（カプラ１０）の外面に押し当てられる封止凸部４
２ａと、封止凸部４２ａの外側の平坦部４２ｂと、平坦
部４２ｂの更に外側でネジ頭４０ｂの角部を覆うフリン
ジ部４２ｃとからなる。このリング４２は、封止凸部４
２ａのほかに、平坦部４２ｂとフリンジ部４２ｃを有す
ることから、リング４２とネジ頭４０ｂとの結合面積が
大きく、それだけ結合強度が高められている。また、と
くにフリンジ部４２ｃによりネジ頭４０ｂの角部を矜持
することから更に高い結合強度が得られている。

【００２８】ネジ頭４０ｂを回していくと、封止凸部４
２ａの表面がカプラ１０の外面に当接し、ある程度押し
つぶされて隙間が無くなり、これによりカプラ１０の内
部空間が外部と遮断され、冷却液が封止される。なお、
図４では省略したが、カプラ１０の外面に平坦部４２ｂ
に接触して、これ以上ネジが回らないようにする段差を
設けてもよい。

【００２９】図１に示す構造例では、冷却液保持体（カ
プラ１０）の前方開口部１１をガラス板２０で塞いだ
が、この開口部を投影レンズ群の第１レンズで塞いでも
よい。この第１レンズは、通常、内側に半球状に窪む凹
レンズであることから、この場合のカプラの内部空間は
図示のものより広く形成される。また、図１ではいわゆ
るシリコンシール法によりカプラ１０と陰極線管本体２
を固着したが、メカシール法を用いることもできる。

【００３０】本実施形態に係る投影型陰極線管１では、
陰極線管本体２の前パネル側に装着され、内部に冷却液
を保持する冷却液保持体（カプラ１０）において、その
液注入口に挿入された止め具（ネジ４０）に封止部材４
１または４２が一体として形成されている。このため、
カプラ１０の内部空間に冷却液を入れて、この液密封用
の止め具としてネジ４０を持ってカプラ１０の冷却液の
注入口１４に挿入するときに、封止部材としてのリング
４１または４２がネジ４０から脱落しない。したがっ
て、作業がやりやすいという利点がある。また、ネジ４
０にリング４１または４２が一体化されているため、ネ
ジ４０の挿入の際にカプラ１０の外面に当接する箇所
は、リングの断面が半円状の部分の表面のみ１箇所であ
る。したがって、従来のＯリングのようにネジと別体に
形成されていた封止部材に比べ、封止部材と冷却液保持
体との間に異物を挟み込みにくい構造であり、このため
殆ど液漏れしないという利点がある。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る投影型陰極線管では、封止
部材が止め具に予め機械的に結合されていることから、
止め具を注入口に挿入していったときに封止部材が新た
に接触する面は、冷却液保持体の外面と接触する（封止
凸部の）表面のみである。したがって、封止部材が止め
具と別体であった従来の構造と比較して、異物を挟み込
む可能性がある箇所が低減されており、そのぶん、冷却
液が漏れる可能性が低い。また、封止部材が止め具に予
め機械的に結合されていることにより、当該投影型陰極
線管の組み立てにおいて冷却液を封入する際に、止め具
から封止部材が脱落しないので、作業性が向上する。

【００３２】本発明に係る投影型陰極線管の製造方法で
は、止め具の成形工程で同時に封止部材の成形も行われ
ることから、止め具と封止部材との機械的結合を実現す
るための特別な工程を必要としない。したがって、基本
的に製造コストは増大せず、むしろ止め具と封止部材を
別々に製造するよりも製造コストを低く抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る投影型陰極線管の要部
断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る図１の投影型陰極線管
において、ネジ止めされた注入口付近を拡大した要部断
面図である。

【図３】本発明の実施形態に係るネジの要部断面図であ
る。

【図４】本発明の実施形態において封止部材の変形例を
示すものであり、ネジ止めされた注入口付近を拡大した
要部断面図である。

【図５】本発明の実施形態において封止部材の変形例を
示すネジの要部断面図である。

【図６】従来の投影型陰極線管に用いられていた、止め
具としてのネジおよびパッキンとしてＯリングの斜視図
である。

【図７】従来の投影型陰極線管において、止め具で塞い
だ冷却液保持体の注入口付近の要部断面図である。

【図８】従来の投影型陰極線管を示す図７のＯリング付
近の拡大図である。

【符号の説明】

１…投影型陰極線管、２…陰極線管本体、２ａ…ファン
ネル、２ｂ…前パネル、１０…カプラ（冷却液保持
体）、１１…前方開口部、１２…陰極線管本体の取り付
け部、１２ａ…取り付けエッジ部、１２ｂ…後方開口
部、１３…側壁孔、１４…冷却液の注入口、１５…凹
部、１５ａ…段差、２０…ガラス板、２１…取り付け金
具、３０…ベロフラム（圧力調整弁）、３１…保護カバ
ー、３１ａ…リークチェック用の孔、４０…ネジ（止め
具）、４０ａ…ネジ棒、４０ｂ…ネジ頭、４１，４２…
リング（封止部材）、４２ａ…封止凸部、４２ｂ…平坦
部、４２ｃ…フリンジ部。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陰極線管本体と、当該陰極線管本体に取り
   付けられ、電子銃からの電子ビームにより加熱した陰極
   線管本体の前パネルを冷却する冷却液が内部空間内に充
   填された冷却液保持体とを有し、当該冷却液保持体に設
   けられた冷却液の注入口に、上記冷却液の液漏れを防止
   する封止部材を介して止め具が挿入されている陰極線管
   であって、 上記止め具は、上記封止部材と機械的に結合した状態で
   上記注入口に挿入されている陰極線管。
2. 【請求項２】上記止め具と上記封止部材は、一体に成形
   されている請求項１に記載の陰極線管。
3. 【請求項３】上記封止部材は、上記冷却液の注入口の周
   囲で上記冷却液保持体の外面に押し当てられ、上記内部
   空間と外部との隙間を塞ぐ封止凸部と、 当該封止凸部の占有面積より大きい上記止め具との結合
   面とを有する請求項１に記載の陰極線管。
4. 【請求項４】上記結合面は、上記止め具の角部を含む範
   囲に及んでいる請求項３に記載の陰極線管。
5. 【請求項５】上記止め具は、上記冷却液の注入口に形成
   されたネジ孔にねじ込まれたネジ棒と、 ネジ棒の一端に一体として形成され、ネジ棒周囲の平坦
   面に上記封止部材が機械的に結合しているネジ頭とを有
   する請求項１に記載の陰極線管。
6. 【請求項６】上記封止部材は、上記止め具と機械的に結
   合した平坦面を有し、上記冷却液の注入口の周囲で上記
   冷却液保持体の外面に押し当てられる封止凸部の断面が
   半円状の樹脂製リングである請求項１に記載の陰極線
   管。
7. 【請求項７】上記樹脂製リングは、その外周に上記止め
   具の角部を覆うフリンジ部を有する請求項６に記載の陰
   極線管。
8. 【請求項８】陰極線管本体と、当該陰極線管本体に取り
   付けられ、電子銃からの電子ビームにより加熱した陰極
   線管本体の前パネルを冷却する冷却液が内部空間内に充
   填された冷却液保持体とを有し、当該冷却液保持体に設
   けられた冷却液の注入口に、上記冷却液の液漏れを防止
   する封止部材を介して止め具が挿入されている陰極線管
   の製造方法であって、 上記止め具および上記封止部材を、同一の金型に異なる
   箇所の注入口から異なる材料を注入して一体として同時
   に成形する陰極線管の製造方法。