JP2002110070A - チタン材料を用いたブラウン管 - Google Patents

チタン材料を用いたブラウン管

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JP2002110070A
JP2002110070A JP2000299087A JP2000299087A JP2002110070A JP 2002110070 A JP2002110070 A JP 2002110070A JP 2000299087 A JP2000299087 A JP 2000299087A JP 2000299087 A JP2000299087 A JP 2000299087A JP 2002110070 A JP2002110070 A JP 2002110070A
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glass
funnel
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titanium
cathode ray
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JP2000299087A
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English (en)
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Wataru Takahashi
渉 高橋
Mitsuo Hashimoto
光生 橋本
Masamichi Okada
正道 岡田
Masataka Mitoku
正孝 三徳
Tamao Asaki
玲生 浅木
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Nippon Steel Corp
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で製造が容易な、特に36インチ以上とい
う大型であっても軽量なブラウン管を提供する。 【解決手段】それぞれ別々に作成されたパネル部、ファ
ンネル部、およびネック部を組み立ててなるブラウン管
であって、ファンネル部がチタンまたはチタン合金から
なり、ネック部および/またはパネル部がガラス製であ
って、ファンネル部とガラス製ネック部および/または
ガラス製パネル部とが低融点ガラスを用いて接合されて
いる。前記ファンネル部がプレス加工および/または溶
接組立で作られており、さらに表面に絶縁被膜が接着さ
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、テレビ受像器用ブ
ラウン管に関し、詳しくはブラウン管を構成するファン
ネル部の材料の改良に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】一般のテレビ受像器に用いられるCRT
(CATHODE RAY TUBE)、いわゆるブラウン管は、図1に示
すように、パネル部1、ガラス製のファンネル部3、お
よびネック部4から構成されている。パネル部1には内
面に蛍光膜を塗布した蛍光体塗布面2が設けられてお
り、ネック部4には電子銃5が内蔵されている。
【0003】ブラウン管は構造上、ネック部に内蔵され
る電子銃5から放出される電子ビームをパネル部1の蛍
光体塗布面2に到達させる真空容器として機能するよう
に作られている。
【0004】ブラウン管の材料には、透明性、加工性の
点および真空容器として必要な特性を備えていることか
ら一般にBaO 、Li2Oあるいは質量吸収係数の高いSnO 、
PbOを含むガラスが使用されている。またファンネル部
とネック部との接合部近辺には電子ビーム偏向装置が取
り付けられているため、ファンネル部は複雑な形状をし
ており、耐衝撃性や耐気密性を確保する観点から部位に
よりガラスの肉厚を適正にすることが重要であるとされ
ており、概してガラスの肉厚は厚くなっている。
【0005】ブラウン管の製造に際しては、上述のよう
なパネル部、ファンネル部およびネック部はそれぞれ別
々に作成され、接合によって組み立てられる。ファンネ
ル部とパネル部およびネック部の接合には、通常フリッ
トガラスなどを用いた融着法が用いられ、欠陥なく接合
される。
【0006】また、真空処理、封止処理を高温で行うた
め、その過程で発生するガスを吸収するゲッター材を使
用するなど製造上の工夫も必要である。従来、ファンネ
ル部の製造をより容易にし、加工性の向上や機械的特性
の向上を図るためにファンネル部の材質にセラミックス
を用いる提案 (特開昭52−115164号公報) もあるが、ガ
ラスで作られたパネル部やネック部との接合に問題があ
って、実用化されることはなかった。
【0007】つまり、前面のパネル部との接合には従来
と同様のガラスフリットによる融着法を用いているた
め、接合部がファンネル本体部に比し、著しく強度が低
下する懸念があり、実用に供されるには至らなかった。
【0008】ブラウン管は内部を高真空にして使用され
る。内外気圧差によりブラウン管のガラス管体に生じる
応力は側壁部、つまりファンネル部とパネル部との接合
部分でもっとも大きくなり、側壁部の強度向上が重要な
課題であった。
【0009】接合部の強化に関しては、接合部付近のガ
ラス内に埋設した金属環帯に代えて、炭素繊維など高強
度繊維を埋没することにより強化することも提案されて
いる(特開昭63−96850 号公報参照) 。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近ブラウ
ン管の大型化が求められるようになり、ガラスで作られ
た大型ブラウン管では、大幅な重量増加が避けられな
い。
【0011】上記のようにセラミックスを使ってブラウ
ン管のファンネル部を構成する方法はセラミックスが高
コストであると共に、ネック部およびパネル部との接合
が問題であり、両者を高強度で接合する方法が見い出さ
れていない。
【0012】ガラス質内質内に炭素繊維を埋設すること
を教える上述の特開昭63−96850 号公報にあっては、フ
ァンネル部のガラス内にも炭素繊維を埋設することを示
唆しているが、これは従来と同様にガラスを用いること
でその強化を図るものであって、ガラス厚さを薄くでき
軽量化は可能だが、大型ブラウン管での大幅なコスト増
加と共に、重量増加は避けられない。
【0013】ここで、本発明の目的は、安価で製造が容
易な、特に36インチ以上という大型であっても軽量なブ
ラウン管を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決するため、安価に製造するという観点から、
36インチ以上という大型ブラウン管の場合にはブラウン
管の各構成部材のうち、ファンネル部を金属材料で構成
することにより必要な強度を確保するとともに軽量化を
図ることを着想し、種々検討を重ねた。
【0015】36インチ以上の大型ブラウン管ではパネル
全面にかかる大気圧の荷重は約3.7ton 以上となり、材
料の曲げ強度として2kg/mm2程度以上が求められる。し
かし、パネル部およびネック部の材質変更は難しいの
で、ファンネル部が材料代替の対象となる。ファンネル
部の対角線長さは90cm以上となることから、一体成形が
可能な金属材料しか適用はできない。
【0016】ブラウン管の内部真空度は10-6torr程度で
あることから、金属ファンネル部とガラスパネル部およ
びガラスネック部の接合強度、封止性が問題となる。そ
こで、本発明者らは現状のブラウン管の製造工程を大き
く変えないことを前提として、通常のガラスフリットを
使用して金属ファンネル部とガラスパネル部およびガラ
スネック部を接合することを検討した。
【0017】その結果、次のような知見を得た。 ファンネル部金属材料は非磁性である必要があるが、
低コストの金属材料であり、かつ非磁性材としてAl、Al
合金、Mg、Mg合金、42アロイ、コバール、ステンレス
鋼、チタン、チタン合金等があるが、接合試験の結果、
チタンまたはチタン合金のみが、接合強度が高く封止性
に優れる接合部を有するブラウン管の製造を可能とする
ことを見い出した。
【0018】ガラスとの接合のためには、ガラスフリ
ットとの濡れ性と線膨張率に差がないことが重要である
が、チタンまたはチタン合金はそれらの条件を満たす。
Al、Mg、ステンレス鋼は線膨張率がガラスより大きく、
42アロイ、コバールは小さい。そのため接合処理時、金
属材とガラス間で剥離したり、ガラスが割れたりする
が、チタンは約9.0 ×10-6でブラウン管用ガラスとほと
んど同じであり、欠陥なく接合される。因みに軟質ガラ
スの線膨張係数は9〜11.0×10-6である。
【0019】ファンネル外面は30kVの電圧の電子銃に
対し、絶縁されていなければならないが、エポキシ樹脂
等の厚さ3mm以下の樹脂被膜を接着することで絶縁性が
十分であることを確認した。
【0020】よって、本発明は、(1) それぞれ別々に作
成されたパネル部、ファンネル部、およびネック部を組
み立ててなるブラウン管であって、ファンネル部がチタ
ンまたはチタン合金からなり、ネック部および/または
パネル部がガラス製であって、ファンネル部とガラス製
ネック部および/またはガラス製パネル部とが低融点ガ
ラスを用いて接合されていることを特徴とするチタン材
料を用いたブラウン管、(2) 前記ファンネル部がプレス
加工および/または溶接組立で作られており、さらに表
面に絶縁被膜が設けられていることを特徴とする上記
(1) に記載のチタン材料を用いたブラウン管である。
【0021】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明の実施
の形態をさらに具体的に説明する。図2は、本発明にか
かるブラウン管を概念的に示す模式図である。図1と同
一部材は同一符号をもって示す。図中、筐体として、ガ
ラスで作られる前面のパネル部1およびガラス製ネック
部4はチタン製ファンネル部3と低融点ガラスフリット
(図示せず) を用いて接合されており、さらにチタン製
ファンネル部の表面には3mm厚以下の絶縁樹脂被膜6が
接着されている。
【0022】筐体としての金属製ファンネル部は電子銃
5から発生する電子ビームを偏向装置、つまりコイル(
図示せず) により前面のパネル部1上の蛍光体塗布面
(図示せず) に走査到達させるための真空空間を与える
もので、ファンネル部における外部大気圧と内部の真空
空間との気圧差によって生じる外圧に耐えなくてはなら
ない。
【0023】また、電子ビーム偏向装置は通常ファンネ
ルの外側に設置されるため、偏向装置が発生する磁界を
正確に内部に伝えるためファンネル部を構成する材料は
非磁性材料でなければならない。
【0024】以上のことから、軽量な非磁性材料で機械
的強度が高く、かつ低コスト材料でファンネルに成形可
能な実用材料としては、アルミニウム、マグネシウム、
チタンおよびそれらの合金が挙げられるが、本発明にお
いて、チタンおよびチタン合金としたのは熱膨張係数が
パネル部およびネック部ガラス (約10×10-6/℃) とほ
ぼ等しく、ガラスフリットを用いた接合時に熱膨張差に
起因する接合割れが生じにくいためである。
【0025】チタンおよびチタン合金( 以下、チタン材
料と総称する) は成形加工または溶接が可能な材料なら
問題はなく、たとえば純チタン1〜3種、α型チタン合
金のTi-5Al-2.5Sn、α+β合金のTi-6Al-4V 、Ti-3Al-
2.5V 、β型チタン合金のTi-15V-3Al-3Cr-3Sn、Ti-3Al-
8V-6Cr-4Mo-4Zr 、Ti-13V-11Cr-3Al が適用できる。純
チタンはもっとも低コストである。
【0026】チタン材料製ファンネル部にはガラス製の
パネル部および同じくガラス製のネック部が接合される
が、本発明によれば低融点ガラスフリットを接合面に介
在させてその融点以上に加熱することで接合を行う。つ
まり、本発明の場合、チタン材料製ファンネル部とガラ
ス製パネル部および/またはガラス製ネック部とを低融
点ガラスで接合するのである。
【0027】接合メカニズムとしては、チタン表面のチ
タン酸化物とガラスフリットが大気炉での加熱中に化学
的に反応し、接合するものである。それゆえチタン酸化
物とチタン母材との密着強度が十分でないと、チタン酸
化物とチタン母材との界面で剥離してしまい、十分な接
合強度が得られない。
【0028】ファンネル部の形状への成形には塑性加工
法または溶接による組み立て法で製造可能である。塑性
加工は0.3 〜2.0mm 程度のチタン薄板を所定の寸法に切
断後、プレスにより深絞りすればよい。
【0029】溶接組立では所定の寸法に切断後、リブ等
で補強しながら組立てをする。ファンネル部外面には絶
縁被膜が設けられているが、そのときの絶縁被膜として
エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリスチレン、テフロン等が好ましいが、絶
縁性(30kV)が十分な厚さ以上(0.1mm以上) であればよ
い。また厚さ3mmを超えるとコスト高となるとともに重
量増で軽量化が図られないので好ましくない。
【0030】本発明によれば、ファンネル部を軽量化す
ることができ、その製造工程中や搬送中のコストが低減
できる。またブラウン管が強固な構造体となるので、振
動や落下による損傷危険が低くなる。また金属材料部分
のリサイクルが促進され、資源のより一層の有効活用が
図られる。
【0031】
【実施例】以下に実施例によって、本発明の作用効果を
さらに具体的に説明する。 [実施例1]図2に本発明のブラウン管の実施例を示す。
ブラウン管は前面のパネル部1とファンネル部3とネッ
ク部4とから構成され、パネル部とファンネル部、ネッ
ク部とファンネル部とはガラスフリットを用いて接合さ
れ、内部は10-6の高真空にシールされている。ファンネ
ル部の外面は厚さ1.0tのエポキシ樹脂6でコートされて
いる。
【0032】本発明にかかるブラウン管の製造工程を以
下に示す。厚さ1.0mm の純チタン2種の薄板を用い、プ
レス成形によりファンネル部を一体的に成形加工した。
焼き付きを防止するために、チタン表面にフッ素樹脂を
塗布し成形した。加工は2段加工により行い、1段目で
台形のファンネル部を絞ったのち2段目の加工でネック
部を絞った。ファンネル部の重量は従来のガラス製ファ
ンネルに比較し、1/3 に軽量化している。
【0033】次いで、このようにして成形したチタン材
料から成るファンネル部に、別途製造したパネル部およ
びネック部をそれぞれガラスフリットを用いて接合し
た。その際、各接合面にガラスフリットを介在させて組
立て、ガラスフリットの融点以上に加熱して、接合を行
った。
【0034】加熱後の冷却は割れ防止のため1.0 ℃/分
とした。その結果、割れ等の欠陥はなく、シール性も問
題なく、ブラウン管の組立てが行われた。
【0035】その後チタン製ファンネル部の外面に約1.
0mm 厚さのエポキシ樹脂を接着して絶縁被膜を設け、ブ
ラウン管を完成させた。このようにして製造したブラウ
ン管を用いて、テレビに組立、映像を確認したところ、
従来のブラウン管を用いた場合と差はなかった。封止性
の低下も見らなかった。
【0036】本実施例におけるパネル部、ネック部のガ
ラスは通常のブラウン管で用いられているものと同一の
材質であった。
【0037】
【発明の効果】以上より、本発明によれば、ファンネル
部は従来のガラス製に比べ、非常に軽くすることがで
き、かつ製造中の取り扱いも容易で、製造能率を向上さ
せることができ、また軽くなったため輸送コストの低減
にも効果がある。
【0038】さらに従来設備をそのまま使用できるた
め、新たな設備投資が不要でコストアップがないという
利点もある。なお、品質上もファンネル部がガラス製で
ある従来のブラウン管で見られた蓄電作用によって電子
ビームが曲げられ、像が変化するということがなくな
り、解像度の高いブラウン管となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のブラウン管の模式的説明図である。
【図2】本発明のブラウン管の模式的説明図である。
【符号の説明】
1:パネル部 (ガラス) 2:蛍光体塗布面 3:ファンネル部 (チタン) 4:ネック部 (ガラス) 5:電子銃 6:絶縁被膜 (樹脂) 7:ガラスフリット
フロントページの続き (72)発明者 橋本 光生 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岡田 正道 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三徳 正孝 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 浅木 玲生 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C032 AA02 BB11 BB18

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ別々に作成されたパネル部、フ
    ァンネル部、およびネック部を組み立ててなるブラウン
    管であって、ファンネル部がチタンまたはチタン合金か
    らなり、ネック部および/またはパネル部がガラス製で
    あって、ファンネル部とガラス製ネック部および/また
    はガラス製パネル部とが低融点ガラスを用いて接合され
    ていることを特徴とするチタン材料を用いたブラウン
    管。
  2. 【請求項2】 前記ファンネル部がプレス加工および/
    または溶接組立で作られており、さらに表面に絶縁被膜
    が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のチ
    タン材料を用いたブラウン管。
JP2000299087A 2000-09-29 2000-09-29 チタン材料を用いたブラウン管 Withdrawn JP2002110070A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236816A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Railway Technical Res Inst 距離あるいは変位を検出する検出器およびこれを用いるレール変位量測定装置

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JP2009236816A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Railway Technical Res Inst 距離あるいは変位を検出する検出器およびこれを用いるレール変位量測定装置

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Effective date: 20071204