JP2003223848A - 陰極線管用電子銃の封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネック内に電子銃を封止する際に、ステムを
ネック内に配置して溶着する方法では、ステムに植設さ
れているステムピンのピンサークル径が小さくなって細
ネック型の陰極線管に適用するには不利な構成となって
いる。これを改善した方法にバットシール方式が開発さ
れているが、ネック開口部端面とステムの当接面との間
に隙間が発生し易く、このために溶着部にクラックが発
生する等の問題が発生していたが、本発明ではこれら不
完全な溶着不良をなくし、品質的にも優れた陰極線管用
電子銃の封止方法を提供する。 【解決手段】 ステム６２とネック５８とを所定の間隔
を設けて対峙させて、ステム６２とネック５８開口部６
１外周部分を加熱して軟化状態で両者を当接して溶着
し、その後に両者を引伸ばして接合させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管用電子銃
の封止方法に係り、特にネック開口部の端面とステム面
とを直接当接して溶着するようにした陰極線管用電子銃
の封止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は、図２に示すよ
うに、フェースパネル５１とこのフェースパネル５１に
接合された漏斗状のファンネル５２からなる封着済バル
ブ５３を有し、そのフェースパネル５１の内面には３色
蛍光体層からなる蛍光体スクリーン５４が設けられ、こ
の蛍光体スクリーンに５４対向して、そのフェースパネ
ル５１の内側には、マスクフレーム５５に取着されたシ
ャドウマスク５６が配置されている。また、このマスク
フレーム５５のシャドウマスク５６側とは反対側には、
ファンネル５２の内方向に延在するインナーシールド５
７が取着されている。

【０００３】一方、ファンネル５２の円筒状のネック５
８内には、３電子ビーム５９Ｂ，５９Ｇ，５９Ｒを放出
する電子銃６０が配設され、この電子銃６０はネック５
８開口部６１端部に溶着されたステム６２に環状に植設
された複数のステムピン６３と接続されている。更に、
このステム６２には排気管６４も設けられており、これ
らステムピン６３の根元部分は、ベース６５によって保
持されている。

【０００４】そして、この電子銃６０から放出される３
電子ビーム５９Ｂ，５９Ｇ，５９Ｒを、ファンネル５２
の外側に装着された偏向ヨーク６６によって偏向し、シ
ャドウマスク５６により選別して蛍光体スクリーン５４
を水平、垂直走査することによって、カラー画像を蛍光
体スクリーン５４上に再生表示するように構成されてい
る。

【０００５】このような構成のカラー陰極線管は、蛍光
体スクリーン５４やシャドウマスク５６を内蔵したフェ
ースパネル５１とファンネル５２とを封着炉内でフリッ
トガラスを介して接合することにより封着済バルブ５３
を形成し、脱塵処理を施した後にファンネル５２のネッ
ク５８内に電子銃６０を封止し、バルブ５３内を真空状
態にする排気工程を経て製造されている。

【０００６】この際、ネック５８内に電子銃６０を封止
するために、例えば特開平１１−６７０９５号公報に記
載されているような封止方法が採用されている。即ち、
図３に示すように、バルブ５３のフェースパネル５１を
上側にしてネック５８が垂直になるように、ネック５８
の開口部６１側を下向きにしてバルブ支持具（図示せ
ず）にバルブ５３を保持する。一方、予め別工程にて組
立てられた電子銃６０には、ガラス製の円板状のステム
６２が電子銃６０の各電極の引出線６７とステムピン６
３とを溶接等によって固着接続されており、これら一体
化したステム付電子銃６０を保持治具６８上に同軸的に
保持する。

【０００７】そして、この保持治具６８に保持されたス
テム付電子銃６０を保持治具６８とともに、ネック５８
の開口部６１から電子銃６０側を先頭にしてネック５８
内に挿入する。次いでネック５８の外側に配設されたバ
ーナー６９によって、ステム付電子銃６０のステム６２
のフレア部分と対向するネック５８開口部６１付近を加
熱して軟化させる。この加熱軟化されたネック５８下端
は自重により内側に向けて収縮されるので、このネック
５８の延伸された余剰部分をステム６２のフレア部分方
向に絞り込むことによって、ネック５８の加熱軟化部分
をフレア部分の外周部分に溶着させている。

【０００８】更に、ステム６２のフレア部分と対向する
位置に配設されたバーナー６９によって、ネック５８と
ステム６２のフレア部分との溶着部分を焼き込んで、ネ
ック５８とステム６２とを完全に溶着固定させている。

【０００９】このようにしてステム６２が溶着されたバ
ルブ５３は、保持治具６８を取外した後に、ステム６２
に設けた排気管６４からバルブ５３内の空気を吸引し
て、バルブ５３内を真空もしくは窒素ガス等を充満させ
た後に、排気管６４をバーナー（図示せず）等によって
加熱し溶着させて、気密性を保持させるように構成され
ている。

【００１０】このようにステム６２とネック５８とを溶
着させることによって、電子銃６０をネック５８内の所
定の位置に正しく密封状態で配置させることができる
が、このネック５８内にステム付電子銃６０をステム６
２ごと挿入して溶着させる方法では、ステム６２がネッ
ク５８内に内在されるために、ステム６２に設けたステ
ムピン６３のピンサークル径が必然的に小さくなってし
まい、細ネック型の陰極線管では不利な構成となってい
た。

【００１１】このような不具合点を改善したものとし
て、特開２０００−３１１６３５公報に記載されている
ような、ネック５８開口部６１の端面とステム６２面と
を当接させたバットシール方式と称されている方法が開
発されている。この方法では、ステム６２をネック５８
の下端内面には収納せずに、ネック５８の下端部にステ
ム６２面を当接させて、ネック５８とステム６２との溶
着を行うようにしたものである。

【００１２】即ち、図４に示すように、ネック５８の内
径よりも径大となるようにその外径を設定したステム６
２を有する電子銃６０をネック５８内に挿入し、ネック
５８の開口部６１端面にステム６２面を当接させ、バー
ナー６９によってネック５８端部及びステム６２双方を
加熱することで、相互のガラスを溶着して固定するよう
にしたものである。

【００１３】この方法を採用することによって、ステム
６２をネック５８の外径と略同じ大きさまで拡大するこ
とができるので、ステム６２をネック５８内に挿入する
方法に比較して、その分、ステム６２に環状に植設され
ているステムピン６３のピンサークル径を大きくするこ
とが可能となり、細ネック型の陰極線管には好適であ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このような優れた効果
を有するバットシール方式の封止方法を採用した場合で
も、更に改善する余地があることが判明した。

【００１５】即ち、ガラス製のネック５８端面は、簡便
で尚且つ生産性にも優れていることから、通常一般的に
はバーナーを用いて切断処理が施されているが、その反
面、切断されたネック５８の端面には十分な平坦度が得
られなかった。また、ステム６２側の接合面となるウエ
ハ部分においても、このステム６２は高温でのガラス加
工によって形成されているために、十分な平坦度を持た
せることが不可能である。このために、ネック５８開口
部６１下端面とステム６２との接合面同士を当接させた
としても、両者の接合面間には隙間が発生してしまうこ
とになる。このような隙間が発生している状態で両者を
加熱溶着させたとしても、溶着前の加熱収縮による両者
の溶着接合のし損ない、あるいは不完全な状態で溶着さ
れてしまうものが発生してしまうおそれがあった。

【００１６】また、ネック５８及びステム６２相互のガ
ラスを加熱し軟化させた状態で、隙間が生じないように
配慮したとしても、接合のための設定条件が狭いため
に、最適な状態になるように設定されていないと、ガラ
ス同士の収縮によるへたりが発生して、希望するような
完全な密着接合ができないという問題も発生する。

【００１７】更に、接合後においても、ネック５８及び
ステム６２の両者を加熱しなければならないという構造
的な面から、加熱に係わる熱容量が大きく、このために
軟化したガラス部分が溶融してだれてきて、溶融したガ
ラス部分の自重によって落下し易くなっている。この落
下を抑制するように加熱状態を加減すると溶着のし損な
い、あるいは不完全な接合状態のものが発生し、また、
だれによる溶着部分の変形で、その後のステムピン６３
を保持するベース６５を嵌合させる際に不具合が発生す
る等、溶着後の寸法的な問題も生じている。

【００１８】このような問題の発生により、例えばネッ
ク５８とステム６２との溶着後に、両者の接合部分にＶ
字状の窪みが発生したような場合には、陰極線管を使用
中に発生するヒーターの熱等の応力を受けて、この窪み
部分に応力の集中現象が発生し、溶着部分にクラックを
生じる等、品質保証的にも重大な問題を生じることにな
る。また、製造管理上からもその管理条件幅が狭いこと
から高度な生産技術が要求され、更なる改善が望まれて
いた。

【００１９】本発明は、これらの課題に対処してなされ
たもので、ネックとステムとの溶着を確実なものとする
ばかりでなく、品質的にも優れた陰極線管を得ることが
可能な陰極線管用電子銃の封止方法を提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、フェースパネ
ルとファンネルとを接合した封着済バルブのネック内に
電子銃を配置して、このネック開口部をステムによって
封止するようにした陰極線管用電子銃の封止方法におい
て、ステムの外径をネックの内径よりも径大に構成し、
このステムとネック開口部外周とを加熱して軟化状態で
両者を当接することにより溶着を行い、その後に両者を
引伸ばして接合させるようにしたものである。

【００２１】この封止方法によって電子銃をネック内に
封止することで、確実に且つ品質的にも安定性を有する
陰極線管を得ることが可能となった。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る陰極線管用電
子銃の封止方法について、図面を参照して詳細に説明を
する。なお、以下の説明では、カラー陰極線管の構成自
体については従来のカラー陰極線管と変わらないので、
同じ構成部分については同じ符号を付して、その詳細な
説明は省略する。

【００２３】まず、図１（ａ）に示すように、蛍光体ス
クリーン５４を有しシャドウマスク５６を内蔵した封着
済バルブ５３を、そのバルブ５３のフェースパネル５１
を上側にしてネック５８が垂直になるように、ネック５
８の開口部６１側を下向きにしてバルブ支持具（図示せ
ず）に保持する。一方、予め別工程にて組立てられた電
子銃６０には、ガラス製の円板状のステム６２が電子銃
６０の各電極の引出線６７とステムピン６３とを溶接等
によって固着接続されており、これら一体化したステム
付電子銃６０を保持治具１１上に同軸的に保持する。こ
のステム６２の外径は、ネック５８の内径よりも大き
く、ネック５８外径よりも小さくなるように形成されて
いる。

【００２４】その後、保持治具１１の外周に配置された
複数のバーナー１２によって、ネック５８端部及びステ
ム６２を加熱してガラスを軟化させる。また、保持治具
１１の外周にはニクロム線ヒーター１３が設けられ、こ
れによってステム６２を補助的に予備加熱している。こ
のバーナー１２による加熱の際に、ネック５８内に電子
銃６０を挿入して加熱させる段階で、図１（ｂ）に示す
ように、ネック５８開口部６１下端面とステム６２当接
面との間に所定の間隔ａを設けて、ネック５８下端面と
ステム６２面とを対峙させている。この所定の間隔ａを
設けて対峙させる理由は、ネック５８の内部に収納され
る電子銃６０部分に、ネック５８下端部とステム６２と
を加熱するためのバーナー１２の炎が、ネック５８とス
テム６２間の隙間を通過して熱的、あるいは電子銃５８
部分を炎で汚染する等の損傷を与えないように、炎の流
速及び加熱条件を考慮して決定されているもので、より
安定的な接合条件を得ることにある。この所定の間隔ａ
は狭く構成されているので、バーナー１２の加熱による
流速が早く炎が隙間を通してネック５８内に入らないよ
うな間隔に設定されている。

【００２５】これは、電子銃６０のネック５８内への挿
入時、あるいは加熱開始直前にステム６２の接合面をネ
ック５８開口部６１端面に直接押し当てて接合を行おう
とすると、陰極線管部品の製造時、あるいはこの封止に
使用されるマシンの動作上のばらつき等によって、ネッ
ク５８とステム６２のガラスが軟化する前段階での不具
合、即ち、ネック５８やステム６２、あるいはマシンの
ストロークでの寸法誤差が大きい場合には、ネック５８
とステム６２との当接面がオーバーラップしてしまうこ
とになり、このために当接面が損傷を受ける、所謂かじ
りと称されている突合せによるガラス部分に損傷を受
け、必要なネック５８とステム６２の原形形状の破損等
が発生することになる。

【００２６】このために、通常では±０．５ｍｍ程度あ
るネック５８部の長さや、ステム６２の厚みの製造ばら
つき、及びマシンのばらつきを加えた誤差分を考慮し
て、ネック５８端面とステム６２との間に１ｍｍの所定
の間隔を設けるように設定している。これによって、か
じりによる不都合をなくし、接合前の状態を形成するこ
とができる。

【００２７】次いで、図１（ｃ）に示すように、ネック
５８開口部６１端部とステム６２とに対向するように配
置されたバーナー１２によって、溶着すべきネック５８
下端部及びステム６２部分、この場合に、ステム６２に
比較してネック５８側をより加熱されるように両者を加
熱して軟化させた後に、保持治具１１を図中矢印で示す
ようにネック５８方向に移動させて、加熱軟化されてい
る両者のガラス部分を、ステム６２部分がネック５８下
端面内に食い込むようにオーバーラップさせることで物
理的な接合を行う。この際、陰極線管のフェースパネル
５１が上側となるように封着済バルブ５３を保持治具上
に載置した状態で、バルブ５３に比較して重量の軽い電
子銃６０部分を上へ移動させる方法が最も経済的で簡便
な方法であるが、これらを考慮しないのであれば、バル
ブ５３側を下げる方法を採用することも可能であり、相
対的にステム６２とネック５８とが当接するように移動
させればよい。

【００２８】この電子銃６０、即ちステム６２を上昇さ
せる距離ｂは、ネック５８開口部６１端面とステム６２
間との所定の間隔ａが１ｍｍに設定されているので、こ
の所定の間隔ａ分を除いたネック５８とステム６２の突
合せによって生じる平均的なオーバーラップ量（突合せ
距離）ｃを、部品等のマイナス側（隙間が拡大する側）
のばらつき分を考慮して１ｍｍに設定することで、合計
２ｍｍとなるように設定されている。ここで、突合せ距
離は、前述した部品等のばらつき分の０．５ｍｍは最低
限必要となることは明らかである。

【００２９】このようにネック５８とステム６２とを加
熱溶着させて両者を接合した後に、図１（ｄ）に示すよ
うに、保持治具１１を図中矢印で示すように下方に移動
させ、ネック５８とステム６２との接合部分を引伸ばす
ようにする。この際には、ステム６２部分がネック５８
端面内に押圧され、しかもネック５８の外側の方がより
多く加熱されているために、ステム６２の形状をさほど
崩すことなく引伸ばしができ、しかもこのステム６２の
移動とともに確実にネック５８及びステム６２の軟化部
分を溶融させた状態のままで引伸ばすことが可能とな
る。

【００３０】この引伸ばしを行う理由は、前述のマイナ
ス側のばらつきとは反対方向のプラス側（隙間の縮小方
向）のばらつきが発生した場合における、ネック５８と
ステム６２との接合部分に発生するガラスの肉余り分の
吸収と、ネック５８内部に位置する電子銃６０の各部品
とネック５８内面との隙間部分をより一層広くなるよう
に寸法を確保するためである。この引伸ばしのための移
動距離ｄは、平均的な突合せ距離の１ｍｍに対して、更
に引伸ばし距離の１ｍｍを加えた２ｍｍとなるように設
定する。この引伸ばしのための移動距離ｄは、部品のプ
ラス側のばらつき分である０．５ｍｍの引伸ばし移動距
離分は最低限必要となり、また最大の移動距離分として
は、ネック５８とステム６２との封止部分の肉厚が過度
に薄くなって耐衝撃性の低下を招かないようにするため
に２．５ｍｍ以下が限度となり、従って引伸ばしのため
の移動距離ｄは、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内に設
定するのが最良である。

【００３１】更に、これらの過程で行う溶着部分へのバ
ーナー１２による加熱は、ネック５８のガラス部分を主
体にして加熱を行うと、ステム６２側のガラスの剛性を
保った状態で安定した接合を行うことができる。実験の
結果、加熱軟化時にステム６２側の軟化状態をネック５
８側の軟化状態に比較して、より軟化された状態に形成
すると、両者の突合せが不十分となり、充分な強度で密
接させることができないものとなることが確認された。

【００３２】そして、このように溶着部分の加熱を行っ
た段階から、溶着接合段階を経てガラス部分が冷却固化
するまでの間に、加熱されたガラス部分の軟化時に生じ
る軟化部分の収縮を防止するために、ネック５８にステ
ム６２が接合されたバルブ５３内部を陽圧に保持してお
くことが好適である。このために、図１（ｅ）に示すよ
うに、ステム６２を保持する保持治具１１の内部に図中
矢印で示すように空気等の気体を注入することで加圧
し、この保持治具１１内に位置するステム６２に設けら
れている排気管６４を通して、気体をバルブ５３内に加
圧注入すれば、簡単にしかも効果的にバルブ５３内を陽
圧にすることができる。この加圧によってネック５８と
ステム６２、特にネック５８の軟化部分には外方に向か
う圧力が加わり、ネック５８のガラスの張力と平衡する
ように加圧され、この部分に窪み等が形成されないよう
にすることが可能となる。また加圧するタイミングは、
ガラス部分が軟化を開始してから冷却により固化を完了
するまでの間に行い、加圧力はそれらの段階の固化状態
に応じて最も相応しい圧力となるように適宜設定されて
いる。

【００３３】このようにバルブ５３内を陽圧に保持して
ネック５８とステム６２との軟化部分の収縮を抑制しつ
つ固化させ、固化が完了した以降に排気管６４を通して
バルブ５３内を真空状態にし、その後に排気管６４をバ
ーナー（図示せず）等によって閉鎖して、電子銃６０を
バルブ５３内に密封状態に封止する。

【００３４】このようにしてネック５８内に電子銃６０
を封止することによって、確実にネック５８とステム６
２とを溶着接合することが可能となり、溶着部分の変形
も少なく、窪みの発生に伴うクラックの発生等の問題も
解消させることが可能となる。

【００３５】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されることなく、例えばバーナーを用いて溶着部を加熱
・軟化させる前段階での間隔を、マシンの許容範囲内で
大きく設定し、その分を接合を開始する段階での電子銃
６０及びステム６２の押上げ距離で補うように構成して
も差支えなく、また、ステム６２の外径もネック５８開
口部６１の外径と略同程度に設定することも可能で、そ
の他にも種々の応用や変形が可能なことは言うまでもな
い。

【００３６】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
ネック開口部の端部に、このネック内径よりも径大な外
形を有するステムを対峙させし、その外周方向から加熱
を行い、ネックとステムとの溶着を行う陰極線管用電子
銃の封止方法において、溶着の不完全性等による市場で
の品質事故の発生を予防し、製造条件幅の広いより安定
的な陰極線管用電子銃の封止方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る陰極線管用電子銃の封止方法を説
明する概略工程説明図。

【図２】カラー陰極線管の構成を説明するための断面
図。

【図３】従来の陰極線管用電子銃の封止方法の一例を説
明するための説明図。

【図４】同じく従来の陰極線管用電子銃の封止方法の他
の例を説明するための説明図。

【符号の説明】

１１：保持治具 １２：バーナー ５１：フェースパネル ５２：ファンネル ５３：封着済バルブ ５８：ネック ６０：電子銃 ６１：開口部 ６２：ステム

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェースパネルとファンネルとを接合し
   た封着済バルブのネック内に電子銃を配置して、このネ
   ック開口部をステムによって封止するようにした陰極線
   管用電子銃の封止方法において、 前記ステムの外径を前記ネックの内径よりも径大に構成
   し、このステムとネック開口部外周とを加熱して軟化状
   態で両者を当接することにより溶着を行い、その後に両
   者を引伸ばして接合させることを特徴とする陰極線管用
   電子銃の封止方法。
2. 【請求項２】 前記ネックとステムとを加熱する際に、
   前記ネックとステムとを所定の間隔を設けて対峙させ、
   この状態にて加熱することを特徴とする請求項１記載の
   陰極線管用電子銃の封止方法。
3. 【請求項３】 前記所定の間隔を、０．５ｍｍ以上に設
   定したことを特徴とする請求項２記載の陰極線管用電子
   銃の封止方法。
4. 【請求項４】 前記ネックとステムとを加熱する際に、
   前記ネック側を主体に加熱することを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか１つに記載の陰極線管用電子銃の封
   止方法。
5. 【請求項５】 前記ネックとステムとを当接させる際
   に、前記ネック開口部の端部に前記ステムを相対的に押
   圧することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つ
   に記載の陰極線管用電子銃の封止方法。
6. 【請求項６】 前記押圧のためのストロークは、前記所
   定の間隔よりも大きく、その後の引き伸ばしの距離は、
   押圧のストロークから所定の間隔を差し引いた距離（オ
   ーバーラップ量）より更に０．５〜２．５ｍｍの範囲で
   上廻ることを特徴とする請求項５記載の陰極線管用電子
   銃の封止方法。
7. 【請求項７】 前記ネックとステムとを接合し固化する
   段階において、前記ステムを接合したバルブ内を陽圧に
   することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに
   記載の陰極線管用電子銃の封止方法。