JP2005197126A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

【課題】 重量増大を抑えつつ、剛性を確保できるフレーム構造を備えた陰極線管を提供する。
【解決手段】 一対の支持材７と、一対の支持材７が対向した状態で各支持材７と接合して各支持材７を支持する一対の弾性部材６と、引張力が印加された状態で各支持材７に接合されたシャドウマスク６とを備え、支持材７は断面略Ｌ字形状であり、支持材７のうち弾性部材８を接合した底面部７ｂに、先端が陰極線管の管軸方向に変位した曲げ部７ｃが形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、テレビジョン、コンピュータディスプレイ等に用いられるカラー陰極線管に関し、より詳しくはシャドウマスクを保持するフレーム構造に関する。

カラー陰極線管では、電子ビームの吸収によるシャドウマスクの熱膨張によってその電子ビーム通過孔が変位した場合には、電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが蛍光体に正しく当たらなくなり電子ビーム軌道ずれによる色ずれ色むら、色ずれが発生するいわゆるドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスクの温度上昇による熱膨張力を吸収できるような引張力を印加して、シャドウマスクをフレームに保持することが行われている。

図６に、従来の陰極線管のフレーム構造の一例の斜視図を示している。本図に示したフレーム構造と同様のものが、下記特許文献１にも記載されている。図６（ａ）は、フレーム組立工程を経て完成したフレームの斜視図を示している。フレーム６０は、シャドウマスクを支持する支持材６１の下面に、弾性部材６２の上面を溶接により接合して形成されている。

図６（ｂ）は、架張工程における斜視図を示している。架張工程を経て、シャドウマスク６３が、フレーム６０に、引張力が印加された状態で接合される。架張工程においては、シャドウマスク６３には、矢印Ａ方向に引張力を加え、フレーム６０には、矢印Ｂ方向に圧縮力が加えられる。

以後、溶接工程において、シャドウマスク６３がフレーム６０に接合され、シャドウマスク６３を所定長さに切断して色選別電極構体が形成される。この色選別電極構体においては、シャドウマスク６３は、矢印Ａ方向に引張力が印加された状態で、フレーム６０に固定されている。
特開平１１−３１７１７６号公報

しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管では、ドーミング現象の防止効果を高めるためには、シャドウマスク６３に印加される引張力を高める必要があり、このためにはフレーム６０への加圧力も高める必要がある。この場合、高い加圧力に耐えるには、フレームの重量を増加させる必要があり、これに伴い製品重量が増大するという問題があった。

特に、シャドウマスク６３を鉄材で形成した場合には、鉄材の熱膨張係数が高いことから、熱膨張による変位も大きく、シャドウマスク６３の引張力をより高める必要があり、重量増大の問題はより顕著になる。

本発明のカラー陰極線管は、前記のような従来の問題を解決するものであり、重量増大を抑えつつ、剛性を確保できるフレーム構造を備えた陰極線管を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の陰極線管は、一対の支持材と、前記一対の支持材
が対向した状態で前記各支持材と接合して前記各支持材を支持する一対の弾性部材と、引張力が印加された状態で前記各支持材に接合されたシャドウマスクとを備えた陰極線管であって、前記支持材は断面略Ｌ字形状であり、前記支持材のうち前記弾性部材を接合した底面部に、先端が前記陰極線管の管軸方向に変位した曲げ部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、重量増大を抑えつつ、剛性を確保できるフレーム構造を備えた陰極線管を提供できる。

本発明の陰極線管によれば、支持材の底面部に曲げ部を形成したことにより、フレームの重量増大を抑えつつ、剛性を確保することができる。

前記本発明においては、前記弾性部材は、前記支持材の長手方向において端部から内側に至る延出部を有しており、前記延出部の端部は前記支持材の長手方向における内側に入り込んだ部分で前記支持材に接合されていることが好ましい。この構成によれば、応力集中部分である弾性部材の延出部端部と支持材との接合部を補強することができる。

また、前記曲げ部は、少なくとも前記弾性部材と前記支持材との接合部の近傍に形成されていることが好ましい。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図を示している。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン面２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続されたファンネル３とで外囲器が形成されている。ファンネル３のネック部３ａには電子銃４が内蔵されており、電子銃４から発される電子ビームは、ファンネル３の外周面上に配置された偏向ヨーク５によって偏向走査される。

シャドウマスク（色選別電極）６は、電子銃４から発される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略長方形の開孔がエッチングにより多数形成されている。Ａは、電子ビーム軌跡を示している
シャドウマスク６を固定した支持材７には、長手方向の両端部に弾性部材８が接合されている。これら一対の支持材７及び一対の弾性部材８によって枠状のフレーム９が形成されている。さらに、このフレーム９とこれに接合されたシャドウマスク６とで、色選別電極構体１０を形成している。色選別電極構体１０は、スプリング部材１４の取付け穴とフェイスパネル２内面の上下のピン１５とを嵌合させて、フェイスパネル２に固定されている。

図２（ａ）は、フレーム組立工程を経て完成したフレームの斜視図を示している。フレーム９は、シャドウマスクを支持する支持材７の下面に、弾性部材８の上面を溶接により接合して形成されている。支持材７は、断面略Ｌ字状であり、例えば板厚１．４−１．８ｍｍ程度のプレス打ち抜き材料を曲げ加工したものである。詳細は後に説明するように、曲げ部７ｃを有している。

図２（ｂ）は、架張工程における斜視図を示している。カラー陰極線管では、電子ビームの射突による熱膨張によって、シャドウマスク６の開孔１１が変位して、開孔１１を通過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスク６の温度上昇による熱膨張を吸収できるような引張力をあらかじめ加えて、シャドウマスク６をフレーム９に架張保持することが
行われている。架張保持によれば、シャドウマスク６の温度が上昇しても、シャドウマスク６の開孔１１と蛍光体スクリーン面２ａ（図１）の蛍光体との相互位置のずれを低減することができる。

このような架張保持を行なうのが架張工程であり、架張工程を経て、シャドウマスク６が、フレーム９に、引張力が印加された状態で接合される。架張工程においては、シャドウマスク６には、矢印Ａ方向に引張力を加え、フレーム９には、矢印Ｂ方向に圧縮力が加えられる。

図３（ａ）は溶接工程におけるフレームの斜視図を示している。溶接工程においては、図２（ｂ）に示したシャドウマスク６への引張力、及びフレーム９への圧縮力の引加状態は、維持されたままである。本工程において、フレーム上面１２に沿って、例えばローラ電極１３を回転させながら、シャドウマスク６をフレーム上面１２に接合させる。

この溶接による接合後、シャドウマスク６を所定長さに切断して、シャドウマスク６と、フレーム９との接合体である色選別電極構体１０が形成される。図３（ｂ）は、この色選別電極構体１０の斜視図を示している。本図の状態では、シャドウマスク６の復元力（縮む方向）と、フレーム９の復元力（伸びる方向）とがつりあっており、シャドウマスク６は、矢印Ａ方向に引張力が印加された状態で、フレーム９に固定されている。

図４は、別の例に係るフレーム２０の斜視図を示している。本図の構成は、弾性部材の形状が図２（ａ）に示したフレーム９と異なっている。弾性部材２１は、支持材７の長手方向において端部から内側に至る延出部２１ａを有しており、延出部２１ａの端部と支持材７とを接合することにより、延出部２１ａの端部は支持材７の長手方向における内側に入り込んだ接合部２２で溶接等により接合されている。このため、フレーム２０の両端部分においては、弾性部材２１と支持体７とは離間している。

このフレーム構造によれば、シャドウマスクの引張力の分布を、支持材の長手方向において中央部で大きく、両端部で小さくなる分布にし易くなり、この引張力の分布によれば、シャドウマスクの振動をシャドウマスクの自由端部で抑え易くなる。

図５（ａ）は、本実施の形態に係る支持材７の断面図を示しており、図５（ｂ）は、比較例に係る支持材３０の断面図を示している。図５（ａ）に示したように、支持材７は断面略Ｌ字形状であり、シャドウマスク６側に立ち上がった立設部７ａと、弾性部材が接合される底面部７ｂとを備えている。底面部７ｂには、先端部が陰極線管の管軸方向（ｚ方向）に変位した曲げ部７ｃが形成されている。本図の例では、曲げ部７ｃはシャドウマスク６側に変位している。また、板厚がｔ、立設部７ａの高さがＬ１で、底面部７ｂの面に沿った幅がＬ２である
図２（ａ）に示したフレーム９では、曲げ部７ｃは、支持材７の長手方向の全長に形成されている。曲げ部７ｃが形成されていることにより、支持材７の剛性が高まり、支持材７は湾曲に対して強くなる。より具体的には、図２（ｂ）において、支持材７を長手方向についてみると、支持材７の曲げのうち、圧縮力印加方向（矢印Ｂ方向）にたわむ湾曲、管軸方向（矢印ｚ方向）にたわむ湾曲に対して強くなる。

図２（ｂ）に示した架張工程においては、支持材７の側面に圧縮力（矢印Ｂ方向）が印加されるので、支持材７を長手方向についてみると、支持材７はフレーム９の内側に凸に湾曲するように圧縮力が作用する。また、圧縮力印加により、フレーム７を側面側から見ると、下に凸に湾曲するように圧縮力が作用する。前記のように、支持材７は、圧縮力印加方向（矢印Ｂ方向）、管軸方向（矢印ｚ方向）に対して剛性を高めているので、このような圧縮力印加による湾曲に対して強くなる。このため、図５（ｂ）に示した比較例に係
る支持材３０を用いたフレームに比べて、圧縮力印加に対する剛性が高くなり、より大きな圧縮力印加が可能になる。

特に図４に示したようなフレーム構造においては、シャドウマスクの架張保持により、溶接部分である接合部２２に応力が集中することになるが、曲げ部７ｃがあることにより、応力の集中部分を補強できることになる。

比較例に係る図５（ｂ）の支持材３０の断面形状は、本実施の形態に係る図５（ａ）の形状に比べ、曲げ部が無い点が異なっている。図５（ｂ）の例では、図５（ａ）の例と同様に、板厚がｔ、立設部３０ａの高さがＬ１で、底面部３０ｂの幅がＬ２である。図５（ａ）に示した支持材７の形状は、底面部３０ａに曲げ加工を追加することにより形成可能である。

この場合、図５（ａ）の支持材７と、比較例に係る図５（ｂ）の支持材３０とを比較すると、断面積は同じでありながら、図５（ａ）の支持材７は比較例に係る図５（ｂ）の支持材３０に比べ、剛性が高められていることになる。すなわち、本実施の形態に係るフレーム構造によれば、特別に重量を増大させることなく、より大きな圧縮力印加に耐え得ることができる。例えば、シャドウマスク６を熱膨張係数が高い鉄材で形成すると、熱膨張による変位も大きく、シャドウマスク６の引張力をより高める必要がある。このような場合に、本実施の形態に係るフレーム構造によれば、重量増大を抑えつつ、高めた引張力にも耐え得るフレームが得られる。

本発明の効果を確認するために、図５（ａ）の支持材７において、Ｌ１＝３０ｍｍ、Ｌ２＝２５ｍｍ、Ｌ３＝６ｍｍ、Ｌ４＝８ｍｍ、ｔ＝４ｍｍとした実施例と、図５（ｂ）の支持材３０において、Ｌ１＝３０ｍｍ、Ｌ２＝２５ｍｍ、ｔ＝４ｍｍとした比較例とを比較した。実施例に曲げ部７ｃがある点以外は、両形状は同じであり、断面積も同じである。

これらの各支持材を用いて、図２（ａ）に示したようなフレームを組み立て、支持材の側面に１００００Ｎの加圧力を印加した。加圧力を解除し、へたり量（塑性変形量）を測定したところ、実施例の支持材間の距離（図２（ａ）の寸法Ｌ）が加圧力印加前に比べ、０．３８６ｍｍ小さくなったのに対して、比較例では０．４５ｍｍ小さくなった。すなわち、実施例では比較例に比べ、へたり量を抑えることができ、フレーム剛性が１５％程度向上しているといえる。

また、前記の実施例は曲げ部７ｃ以外の形状を比較例と統一した例で説明したが、両支持材の各部の寸法を変えて、曲げ部を形成することもできる。この場合であっても、比較例の支持材３０の断面積を維持した状態で、曲げ部７ｃの形成が可能である。すなわち、曲げ部７ｃは、支持材の断面積を特別に増加させることなく形成が可能である。

なお、前記実施の形態においては、曲げ部７ｃの先端がシャドウマスク６側に変位した例で説明したが、シャドウマスク６と反対側に変位した例であっても、フレーム剛性向上の効果は変りなく、前記実施の形態と同様の効果が得られる。

また、前記実施形態においては、支持材７の全長に亘り曲げ部７ｃを形成した例で説明したが、支持材７の長手方向の一部に曲げ部７ｃを形成してもよい。例えば、図４に示したフレーム構造では、少なくとも応力集中部分である接合部２２近傍に曲げ部を形成した例が考えられる。

以上のように、本発明によれば、重量増大を抑えつつ、剛性を確保できるフレーム構造を備えた陰極線管を提供できるので、本発明は、例えばテレビ受像機、コンピュータディスプレイに用いられるシャドウマスク型の陰極線管に有用である。

本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図。 （ａ）は本発明の一実施形態に係るフレームの斜視図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る架張工程の斜視図。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る溶接工程の斜視図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る色選別電極構体の斜視図。 本発明の別の実施形態に係るフレームの斜視図 （ａ）は本発明の一実施形態に係る支持材の断面図、（ｂ）は比較例に係る支持材の断面図。 （ａ）は従来のフレームの一例の斜視図、（ｂ）は従来の架張工程の一例の斜視図。

符号の説明

６ シャドウマスク
７ 支持材
７ａ 支持材の立設部
７ｂ 支持材の底面部
７ｃ 支持材の曲げ部
８，２１ 弾性部材
９,２０ フレーム

Claims (3)

1. 一対の支持材と、前記一対の支持材が対向した状態で前記各支持材と接合して前記各支持材を支持する一対の弾性部材と、引張力が印加された状態で前記各支持材に接合されたシャドウマスクとを備えた陰極線管であって、
   前記支持材は断面略Ｌ字形状であり、前記支持材のうち前記弾性部材を接合した底面部に、先端が前記陰極線管の管軸方向に変位した曲げ部が形成されていることを特徴とする陰極線管。
2. 前記弾性部材は、前記支持材の長手方向において端部から内側に至る延出部を有しており、前記延出部の端部は前記支持材の長手方向における内側に入り込んだ部分で前記支持材に接合されている請求項１に記載の陰極線管。
3. 前記曲げ部は、少なくとも前記弾性部材と前記支持材との接合部の近傍に形成されている請求項２に記載の記載の陰極線管。
   
   
   
   

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