JP2001319589A - フレーム／マスク組立体を有する陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、小さい熱膨張係数の材料から成る
マスクの使用を可能にすることにより低コストで軽量な
フレーム／マスク組立体を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による陰極線管は、張力下にあり
比較的小さい熱膨張係数を有する材料からなる色選択マ
スク（２）を有し、このマスクはより高い熱膨張係数を
有する材料から成るフレーム（１）によって支持され
る。フレームの少なくとも２つの辺（４）の方向には、
マスクの熱膨張係数と同様の熱膨張係数を有する材料か
らなる２つの金属インサート部（１０）が配置される。
インサート部は、フレームの対向する辺の中央（７）に
おいてこの対向する辺に固定され、マスクは金属インサ
ート部に溶接される。高温での管の製造段階中、マスク
及びフレームを構成する材料の膨張の差に関係する機械
的問題は回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色陰極線管に関わ
り、より特定的には、管のガラス製の外囲容器の中に配
置されるフレーム／色選択マスクのシステムに関する。
本発明は、色選択マスクを有する全てのタイプの管に適
用可能であり、より特定的には、マスクが固定されてい
るフレームを用いてマスクを張力下で保持する管に適し
ている。

【０００２】

【従来の技術】従来の陰極線管は、管のガラス製の前面
の内側から正確な距離に置かれた色選択マスクを含み、
この前面上には赤、緑、及び、青蛍光体のアレイが堆積
されている。決まった原色に夫々対応する３つの電子ビ
ームによる影響の下、蛍光体のアレイは、スクリーン上
に画像を再現することを可能にさせ、マスクは各決まっ
たビームが対応する色の蛍光体のみを照明することを可
能にさせる。

【０００３】管の動作中、色選択マスクは、上記管内で
正確な位置に配置され保持されなくてはならない。保持
機能には、従来マスクが溶接されていた一般的に非常に
剛性のある長方形の金属フレームが用いられる。フレー
ム／マスク組立体は、弾性のある懸架手段を用いて管の
前面に取り付けられ、この懸架手段は、フレームに溶接
された少なくとも３つの金属片を含み、上記片は、夫々
ばねを形成し、ガラス前面に含まれる金属製の植込みボ
ルトの一つに掛合するようアパーチャが貫通された一端
を有する。懸架手段を配置する２つの場所は、従来通り
フレームの辺の中央、又は、フレームのコーナーであ
る。

【０００４】現在の傾向は、より平坦な前面を具備する
管を製造することにあり、いずれこの前面は完全に平坦
となる。このような前面を含む管を製造するために、一
つの技術は、少なくとも一方向に張力下で保持される平
坦なマスクを使用する。このような構造は、例えば、米
国特許第４８２７１７９号に開示される。

【０００５】色選択マスクは、非常に薄い厚さの金属箔
から成り、管の動作中に一般に張力がかけられ張力を維
持するよう相当な機械的強さのフレームに固定される。

【０００６】マスクは、管の動作中、管の電子銃によっ
て出射される電子の半分以上を遮断するため、管の温度
が迅速に上昇され、上記マスクの少なくともある域の膨
張を生じさせ、この結果としてマスクにかけられる張力
及びマスクの平坦さが減少される現象が見られる。マス
クはもはや平坦でなく、管のスクリーン上への３つの電
子ビームの衝突は、ルミネッセント材料の特定の線にも
はや対応せず、従って、スクリーン上で再現される画像
の色を脱色させる。

【０００７】第１の解決策は、例えば、インバーのよう
な非常に小さい熱膨張係数の材料から成るマスクを使用
することであり、インバーの熱膨張係数は１．２５×１
０^{− ６}／℃のオーダである。このときマスクは、管の動
作中非常に少ない程度に膨張され、マスクの平坦さが保
証される。結果として、管の動作中に緩められる危険性
を有すること無くマスクの平坦さを保証するために例え
ば、５ｋｇ／ｍｍ^２のオーダの比較的低いマスクへの張
力を使用することが可能となり、金属支持フレームは従
って、かけられる低い張力に関係する機械的強さを有す
る。

【０００８】第２の解決策は、１．５×１０^−５℃のオ
ーダのより大きい熱膨張係数の標準鋼のマスクを使用す
ることから成り、可能であればインバーマスクにかけら
れるべき張力の最大１０倍のより大きい張力下で平坦に
保持されなくてはならない。これは、使用される相当な
量の材料を通じて得られるフレームの機械的強さが相当
に大きいような保持フレームの使用を必要とする。この
解決策は、材料費が高く又重いといった欠点を有する。

【０００９】しかしながら小さい熱膨張係数の材料から
成るマスクを使用する解決策も幾つかの欠点を示す。

【００１０】マスクを張力下で保持するフレームの熱膨
張係数がマスクの熱膨張係数と類似する材料から形成さ
れない限り、そのフレームに張力マスクは直接的に溶接
され得ず、特に標準鋼から形成され得ない。これは、管
の製造処理段階中、フレーム／マスク組立体は４００℃
以上の温度に上昇され、この温度では、マスクがフレー
ムに溶接される場所の材料の膨張における差が溶接の局
部的な破損、従って、マスクにかけられる張力に対する
局部的及びランダムな変形を生じさせ、この変形は管の
スクリーン上に再現される画像の色に欠陥を生じさせ
る。

【００１１】従って、この解決策は、膨張係数が類似し
小さい例えば、インバーから成るフレーム及びマスクの
使用を必要とするが、このタイプの材料は標準鋼よりも
約３倍とかなり高価であり、それによりフレームの費用
及び結果として製造される管の費用が非常に高くなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低コストで
軽量なフレーム／マスク組立体を得るために、従来の鋼
から成るフレームに関連する小さい熱膨張係数の材料か
ら成るマスクの使用を可能にすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的のためには、本
発明によるフレーム／マスク組立体は、色選択マスク
と、このマスクを支持し少なくとも一方向にこのマスク
を張力下で保持する略長方形の金属フレームとを有し、
マスクはフレームの大部分を構成する材料の熱膨張係数
よりも小さい熱膨張係数の材料から成る。フレームの少
なくとも２つの対向する辺の方向には、上記対向する辺
の方向に延在され固定される２つの金属インサート部が
配置され、上記金属インサート部は熱膨張係数がマスク
の熱膨張係数に類似する材料からなり、マスクは例え
ば、２つの金属インサート部に溶接されることでフレー
ムに固定される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、以下の説明及び添付の
図面を参照してより良く理解される。

【００１５】図１は、特許第ＧＢ２３０８２２３号に記
載されるような最新式のフレーム／マスク組立体を示す
図である。Ｘ、Ｙ、及び、Ｚの方向は、夫々横軸並びに
縦軸及びディスプレイスクリーンの表面に対して垂直な
管の主軸を表わす。略長方形のフレーム１は、２つの横
方向の長辺４及び２つの縦方向の短辺３から成る。フレ
ーム１は、フレームの短辺に平行な少なくとも一方向に
張力下で色選択マスク２を保持する。懸架手段５は、フ
レーム／マスク組立体を管のスクリーンから正確な距離
に保つよう陰極線管の前面のスカートの中に挿入される
金属植込みボルトと協働される。

【００１６】フレームの辺４の方向のマスク２の溶接の
質は、例えば、長辺の中央７においてより高い張力、上
記長辺４の端部８においてより低い張力の所定値に従っ
て上記マスクの張力が維持されることを保証するもので
ある。長辺４の方向の張力の変化は、フレームの寸法及
びフレームの幾何学に依存する。１６／９フォーマット
の管用のマスクは、例えば、Ｙ軸方向の長さに対する横
のＸ軸方向の相当な長さにより４／３フォーマットの管
用のマスクよりも中央７における張力対端部８における
張力のより大きい比に従って張力下で保持されなくては
ならず、これは、マスクの表面が長辺の中央７において
たるむこと無く管のスクリーンから公称の距離で維持す
ることを確実にさせる。

【００１７】管の製造工程段階中及び管の通常の動作中
にマスクの熱膨張に関わる問題を回避するために、製造
者はマスクの組み立てに小さい熱膨張係数を有する材料
を使用する傾向がある。この分野で最も広く使用される
材料は、約３６％のニッケルを含む鉄―ニッケル合金か
らなるインバーである。

【００１８】更に、インバーのような材料から製造され
るマスクを使用することは、フレームの構成材料が小さ
い熱膨張係数を有する材料であることがこれまで必要で
あった。これは、インバーから成るマスクを標準鋼から
成るフレームに溶接することが困難であり、更に、２つ
の材料の非常に異なる熱膨張が４００℃以上で行なわれ
る管の製造段階中に溶接の強さに折り合いをつけ可能で
あれば幾らかの溶接の不十分さを完結させるからであ
る。しかしながら、前述の欠点を回避するためにインバ
ーのフレームを使用することは非常に高価になるといっ
た重要な欠点を有する。

【００１９】図２は、この欠点を示さない本発明の実施
例を示す図である。

【００２０】図２は、遠近法により断面で示されるフレ
ーム／マスク組立体の四分の一を示す。フレームの短辺
３は、Ｌ字の断面を有し、縦方向のフランジ２５は管の
スクリーンの方向に延在され、横方向のフランジ２４は
上記スクリーンに対して略平行な面に延在される。同様
にして、長辺４は管のスクリーンの方向に延在する横方
向のフランジ１５及び管のスクリーンに対して略平行な
面に延在する縦方向のフランジ１４を有する。フレーム
は、従来の鋼から構成される。フレームの熱膨張係数よ
りも熱膨張係数が小さいマスク２は、少なくとも一方
向、例えば、縦方向Ｙに引張られる。フレームの長辺４
は、略長方形の形状を有する横方向のフランジ１５を示
し、このフランジの横方向のエッジ１３はフレームの内
側方向に広がる断面を有する。

【００２１】図３及び図４に示される、この場合略Ｕ字
形状な凹状の断面の金属インサート部１０は、２つのフ
ランジ１５の各エッジ１３のフレームの内側方向に広が
る部分を覆う。インサート部は、溶接１７又はリベット
締め或いはボルト締めによって各対向する辺４の中央７
で固定され、重要な特徴はフレームの辺に結合される域
が長辺４の長さに対して短い点である。結合域７の周り
に延在されるインサート部の端部１８は、自由に移動す
ることできるが、本実施例では、この移動は管のスクリ
ーンに対して略平行なＸＹ面での移動に限られ、フレー
ムの長辺４のエッジ１３の対向する面とインサート部１
０との補完的な形状によりエッジ１３はインサート部の
移動に対して案内の機能を果たす。インサート部は、好
ましくはマスクの熱膨張係数と同一の小さい熱膨張係数
の材料から成る。

【００２２】マスク２は、インサート部１０の外側のエ
ッジ１２に縦方向Ｙの方向に張力下で溶接される。マス
クにかけられる張力は、インサート部の機械的な曲げ及
びマスクへの最初の張力に依存して最大平衡位置までイ
ンサート部の各端部１８をＸＹ面中で移動させる。管製
造の様々な段階中、フレーム／マスク組立体は高温まで
上昇され、インサート部及びマスクは同様の熱挙動を有
する材料から構成されるため同様な方法で膨張される。
更に、インサート部１０は、フレームの長辺４、即ち結
合域７のいずれかの辺に関係なく自由に膨張されこの結
合域は長辺４の長さに対して短い長さ、好ましくは、長
辺４の長さの２５％を超えない長さにわたって延在しな
くてはならない。このようにして、フレーム及びマスク
の膨張は、互いから独立するものとなる。

【００２３】図２並びに図３、及び、図４によるマスク
の表面に対して垂直な面を通る部分によって示される本
発明の構造は幾つかの利点を更に示す。

【００２４】マスクは、その端部全体に沿って同一の力
を加えることで張力がかけられ、マスクの横方向の端部
６がインサート部に溶接された後、マスクに加えられる
力が緩められる。上記の通り、インサート部の端部１８
は曲げられ、マスクにかけられる張力が結合域７の近傍
の中央で最大となり縦方向の自由端部１６の近傍で最少
となる平衡位置に到達される。溶接されるエッジ方向の
張力の値の分布は予め計算されてもよく、マスクに加え
られるべき張力が上記溶接されるエッジ全体の方向にわ
たって一定であるため本発明の構造は実行するのに簡単
な製造工程を可能にさせる。

【００２５】インサート部の断面のＵ字形状は、ＸＹ面
において案内の役割を担い、マスクによってインサート
部の端部１８に加えられる張力がマスクの表面を変形さ
せるてこの効果によりこの端部を回転させることを防止
するよう、エッジ１３に面する表面と協働される。

【００２６】従って、この構造はフレーム及びマスクが
同一の材料、又は、同様の値の熱膨張係数を示す材料か
ら成るフレーム／マスク構造においても有利的に使用さ
れ得る。

【００２７】図５は、インサート部１０の異なる位置決
めから結果として生じられる本発明の別の実施例を示す
図である。インサート部１０は、好ましくはＵ字形状の
断面を有する凹状の内表面を示す。インサート部は、フ
ランジ１５のエッジ５１に配置され、インサート部の凹
状の内表面が管のスクリーンに面する上記エッジの部分
を囲うようにする。前の実施例におけるようにインサー
ト部１０は、フランジ１５の中央７のいずれかの辺の短
い長さの域にわたってフランジ１５に固定される。マス
クは、その対向する端部６の方向にインサート部に張力
下で溶接される。このようにしてマスクの熱膨張はフレ
ームの熱膨張とは独立して行なわれてもよい。

【００２８】図６に示される本発明の別の実施例では、
インサート部は中実断面１９を有し、フランジ１５の外
側の部分上に配置され、フランジ１５のエッジ５１から
突出される。インサート部１０は、フランジの中央７で
フランジ１５に固定され、予め張力がかけられマスクは
エッジ５１から突出されるインサート部の部分に溶接さ
れる。この実施例は、実行するのに経済的であり、フラ
ンジ及びインサート部のプロファイルの簡単な形状がこ
れら部品の費用を減少させるといった利点を有する。

【００２９】上記実施例は制限的でない。例えば、マス
クが横方向及び縦方向と２方向に引張られる場合、前述
のタイプのインサート部はマスクとフレームのフランジ
との間でフレームの横方向の辺４及び縦方向の辺３のフ
ランジの方向に有利的に配置されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】最新式のフレーム／マスク組立体の等角斜視図
である。

【図２】本発明の一実施例によるフレーム／マスク組立
体の四分の一の断面斜視図である。

【図３】フレームとマスクの間でインタフェースとして
機能する金属インサート部を示す図である。

【図４】本発明の様々な実施例を示す、フレーム／マス
ク組立体を通る部分を示す図である。

【図５】本発明の様々な実施例を示す、フレーム／マス
ク組立体を通る部分を示す図である。

【図６】本発明の様々な実施例を示す、フレーム／マス
ク組立体を通る部分を示す図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ マスク ３ 短辺 ４ 長辺 ５ 懸架手段 ６、８、１８ 端部 ７ 長辺の中央 １０ 金属インサート部 １２ 外側のエッジ １３ 横方向のエッジ １４、２５ 縦方向のフランジ １５、２４ 横方向のフランジ １６ 自由端部 １７ 溶接部 １９ 中実断面 ５１ エッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエルルイジ テスタ イタリア国 ローマ チ・ア・ピ 00156 ヴィア・イ・ロッケ エヌ７

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色選択マスク（２）と、上記マスクを支
   持し少なくとも一方向に張力下で上記マスクを保持する
   略長方形の金属フレーム（１）とを有し、上記マスクは
   上記フレームの大部分を構成する材料の熱膨張係数より
   も小さい熱膨張係数の材料から成る陰極線管であって、 上記フレームの少なくとも２つの対向する辺（４）の方
   向には２つの金属インサート部（１０）が上記対向する
   辺の方向に延在され固定され、上記金属インサート部は
   上記マスクの熱膨張係数と同様の熱膨張係数からなり、
   上記マスクは例えば、上記２つの金属インサート部に溶
   接されることにより上記フレームに固定される陰極線
   管。
2. 【請求項２】 上記２つの金属インサート部（１０）
   は、上記対向する辺の長さに対して短い長さの限られた
   域（７）において上記フレーム（１）の上記対向する辺
   （４）に固定される請求項１記載の管。
3. 【請求項３】 上記インサート部（１０）は、上記対向
   する辺（４）の中央（７）において上記フレーム（１）
   の上記対向する辺（４）に固定される請求項２記載の
   管。
4. 【請求項４】 上記フレーム（１）は鋼からなり、上記
   インサート部（１０）はインバーからなる請求項１乃至
   ３のうちいずれか一項記載の管。
5. 【請求項５】 上記インサート部（１０）の断面は凹状
   の内表面を示す請求項１乃至４のうちいずれか一項記載
   の管。
6. 【請求項６】 上記凹状の内表面は上記フレーム（１）
   の上記対向する辺（４）の一部分を覆う請求項５記載の
   管。
7. 【請求項７】 上記インサート部（１０）は上記フレー
   ム（１）の上記２つの対向する辺（４）の内側の表面上
   に配置される請求項６記載の管。
8. 【請求項８】 上記インサート部（１０）は上記フレー
   ム（１）の上記２つの対向する辺（４）のエッジを少な
   くとも部分的に覆う請求項６記載の管。
9. 【請求項９】 上記インサート部（１０）は上記フレー
   ム（１）の上記対向する辺（４）の外側の表面上に配置
   される請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の管。
10. 【請求項１０】 上記色選択マスク（２）は、上記フレ
    ーム（１）の４つの辺（３，４）夫々に固定される４つ
    の金属インサート部（１０）に例えば、溶接されること
    により上記フレームに固定される請求項１乃至９のうち
    いずれか一項記載の管。