JP2534206B2 - シヤドウマスク構体 - Google Patents

シヤドウマスク構体

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    • H01J29/07Shadow masks for colour television tubes
    • H01J29/073Mounting arrangements associated with shadow masks

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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はカラー陰極線管用シヤドウマスク構体に関
し、詳しくはフレームをパネル内に支持するのに用いら
れるフレーム支持構体に関する。
〔従来の技術〕
一般にカラー陰極線管のシヤドウマスク構体(10)
は、第6図に示すように、多数の電子ビーム透過孔を有
するシヤドウマスク(1)がフレーム(2)に取り付け
られ、フレーム(2)の側壁にはバイメタル(3)を介
してスプリング(4)の一方の端部(4a)が溶接されて
いる。スプリング(4)の他方の端部(4b)には透孔が
形成されており、この透孔がカラー陰極線管のパネル
(5)の側壁に取り付けられたスタツドピン(6)に嵌
合してシヤドウマスク構体(10)をパネル(5)内面に
支持するように構成されており、バイメタル(3)とス
プリング(4)とでフレーム支持構体(7)を構成して
いる。
カラー陰極線管が動作状態にあるときは、電子銃から
発射された電子ビームのうち80%近くがシヤドウマスク
(1)あるいはフレーム(2)の1部に射突し、シヤド
ウマスク構体(10)の温度上昇を引き起こす。この温度
上昇は、民生用カラー陰極線管の場合、シヤドマスク
(1)の中央部で50℃程度、フレーム(2)およびフレ
ーム支持構体(7)で20℃程度である。
この温度上昇は、シヤドウマスク(1)から始まるの
で、動作開始時から比較的短い時間の間は、まず、シヤ
ドウマスク(1)の温度が上昇し、第7図(a)に破線
(イ)で示したように、シヤドウマスク(1)は、カラ
ー陰極線管の管軸Z方向の変位を起こし、長い時間が経
過してフレーム(2)の温度が上昇すると、第7図
(b)に破線(ロ)で示したように、シヤドウマスク
(1)およびフレーム(2)は、管軸Zに垂直なX、Y
方向の変位を起こす。このために電子ビームと蛍光体の
位置関係が崩れ、カラー陰極線管の色純度余裕の低下、
さらには色純度の劣化を生じる。前者の比較的短い時間
内に発生する変位を一般に「ドーミング」と呼び種々の
対策が講じられている。また、後者の比較的長い時間経
過後に生じる変位を一般に「ランデイングドリフト」と
呼び、この中には前者のドーミング成分も含まれるが、
この主な要因は、フレーム(2)とシヤドウマスク
(1)のX、Y方向への熱膨張である。バイメタル
(3)は、このランデイングドリフトへの対策として設
けられたもので、フレーム(2)およびフレーム支持構
体(7)の温度上昇にともなって、シヤドウマスク
(1)を第7図(c)中に一点鎖線ハで示したように、
管軸Z方向に移動させてパネルの内面に近づけることに
よつてランデイングドリフトの軽減を図つている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のランデイングドリフトの対策は、管軸Z方向の
補正に重点が置かれ、フレーム(2)とフレーム支持構
体(7)間の熱膨張差による変位はあまり考慮されてい
なかつた。この理由は、フレーム(2)を鉄で、スプリ
ング(4)をステンレスばね鋼板で構成した場合、両者
の熱膨張係数の差は1.5×10-6/℃程度であり、上昇温度
を20゜フレーム支持構体(7)の有効長を50mmとした場
合でも1.5μm程度の変位しか生じないので、大きな問
題とはならなかつた。
しかし、ドーミング対策の一つとしてシヤドウマスク
(1)およびフレーム(2)に鉄−ニツケル系合金を主
成分とする低熱膨張材が用いられると、スプリング
(4)に今までと同様にステンレスばね鋼板を用いる
と、前記条件の下では12μm程度の変位が発生し、さら
に周辺環境温度が変化すると30μmもの変位が発生する
ようになる。
この場合、フレーム支持構体(7)とフレーム(2)
との取り付け構造によつてフレーム(2)の変位量は違
つてくるが、第8図に示すようにフレーム支持構体
(7)を一方向のみの回転方向に取りつけると、温度上
昇にともなつて、フレーム(2)が破線で示したよう
に、矢印A方向に回転する。この回転を阻止するため、
フレーム支持構体(7)をフレーム(2)の短辺側で逆
方向に取りつけると、フレーム(2)が第9図に示すよ
うに、管軸Zと垂直なX−Y平面上で、矢印Bで示した
方向にシフトするとともに、管軸Z方向への変位も発生
してしまう。
このようなフレーム(2)の変位は、シヤドウマスク
(1)の変位となり、カラー陰極線管の色純度低下につ
ながる。
一般に、高解像度用カラー陰極線管の色純度低下裕度
は、21インチ、0.3ピツチドツトタイプで約25μm、他
色打ち裕度は約40μmであり、種々の要因を考慮する
と、フレーム(2)と、フレーム支持構体(7)との熱
膨張差に起因して起こる色ズレ量は、5μm以下に押え
る必要がある。X−Y平面上のシヤドウマスク(1)の
動きは、ほぼそのまま蛍光面上に投影されるので、蛍光
面上の動きを5μm以下にするためには、フレーム
(2)と、フレーム支持構体(7)との熱膨張係数の差
を2×10-6/℃以下に押えることが必要となる。
第9図に示した構成において、スプリング(4)にフ
レーム(2)と同じ低熱膨張材を用いることができれば
熱膨張差により発生する変位を無くすことができるが、
鉄−ニツケル系合金を主成分とする低熱膨張材のばね性
は極めて低く、カラー陰極線管の製造工程中の加熱工程
で弾性が失われてしまうため、シヤドウマスク構体(1
0)をパネル(5)内の所定の位置に保持する役目を果
たすことができない。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、熱変形の少い低熱膨張材でシヤドウマスク
およびフレームが構成されたランデイングドリフトが少
なく、かつ、シヤドウマスクとパネルとの位置関係を正
常に保つことができるシヤドウマスク構体を得ることを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るシヤドウマスク構体は、鉄・ニツケル
系合金を主成分とし低熱膨張でばね性が低い材料から成
りシヤドウマスクの周囲を保持しているフレームと、こ
のフレームと同質の材料から成り固定部とこれにつづく
フリーアームの端部にカラー陰極線管のパネルの側周内
壁面に植立てられているスタツドピンと嵌合する透孔が
形成されている支持部材と、この支持部材より高熱膨張
でばね性の高い材料から成り固定部とこれにつづくフリ
ーアームの自由端部に形成されている押圧部が上記支持
部材のフリーアームに当接して外方向に向う押圧力を加
える弾性部材とにより構成されたフレーム支持構体を備
えたものである。
〔作用〕
この発明における弾性部材は、支持部材のフリーアー
ムの端部に外方に向う押圧力を加えて、支持部材のフリ
ーアームの透孔をパネル内壁面に植立てられているスタ
ツドピンに強固に嵌着させ、フレームをパネル内面に支
持部材を介して支持させる作用を行う。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、フレーム2は、36%NiとFeを主成分
とする低熱膨張でばね性が低い合金材で構成されてい
る。8はフレーム2と同質の材料で構成され、一端に後
述する弾性部材の固定部を介してフレーム2に固着され
る固定部8aと、これにつづくフリーアーム8bの端部にス
タツドピン6に嵌合する透孔8cが形成されている支持部
材、9は上記支持部材8よりも高熱膨張でばね性が高い
材料(例えばステンレス鋼ばね材で構成され、フレーム
2に固着される固定部9aと、これにつづくフリーアーム
9bの自由端部に支持部材8のフリーアーム8bの先端近傍
において当接する押圧部9cが形成されている弾性部材
で、フリーアーム9bの弾性力をもって、支持部材のフリ
ーアーム8bを外方向に押圧付勢している。
21インチドツトタイプのカラー陰極線管に於いては、
フレーム(2)は板厚2.0mm、支持部材(8)は板厚1.0
mm、弾性部材(9)は板厚0.75mmもので構成している。
この実施例のフレーム支持構体(7)は、塗着工程前
にベーキング工程を通すと、支持部材(8)のみで構成
したものの初期ばね圧が2.3kgであつたものが0.2kgまで
低下するのに対し、弾性部材(9)を取り付けたもの
は、初期ばね圧が2.3kgであつたものが1.4kgまで低下し
たが、その後の熱処理工程でのばね圧の低下は認められ
ず、パネル内面の所定の位置にシヤドウマスク構体(1
0)を保持することができた。このように弾性部材
(9)の初期ばね圧を所望値より高く設定しておき、塗
着工程前にベーキング工程を通すことで、支持部材
(8)に弾性部材(9)によつて所望の弾性力を付与す
ることができる。したがつて、支持部材(8)に低熱膨
張係数の小さい、フレーム(2)の同質の材料を使用し
ても塗着工程中およびそれ以後の工程において、安定し
たばね圧を維持することができるので、温度特性の優れ
たカラー陰極線管の製造が可能となつた。
なお、上記実施例では、弾性部材(9)のフリーアー
ム(9b)の先端部分に形成した押圧部(9c)で支持部材
(8)に小さい接触面積でもつて押圧する構成とした
が、これは弾性部材(9)の全面、もしくはある程度の
面積でもつて2つの部材を接触させると、その接触部内
にゴミ等の不純物が入り込み易くなり、カラー陰極線管
の製造工程中、あるいは完成後に特性に悪影響を及ぼす
可能性が高いので、ゴミ等の不純物が留らないようにし
たものである。
また、部材間に隙間を設けることで部材間のすべり抵
抗が少なくなるので、パネルへのシヤドウマスク構体
(10)のスムーズな着脱が可能となつた。
なお、上記実施例では、現在のシヤドウマスク構体の
構造をできるだけ残し、製造装置および治工具の共用性
を高めるために従来のバイメタルの代りに弾性部材
(9)を用いている構造となつているが、シヤドウマス
ク(1)、フレーム(2)、および支持部材(8)のい
ずれも低熱膨張材料を用いているので、従来のシヤドウ
マスク構体のようにバイメタルで熱補正する必要はな
い。
仮に周辺温度の変化でパネルの熱膨張まで問題となつ
た場合には、第2図に示すようにバイメタル(3)を、
フレーム(2)と弾性部材(9)との間に取り付けるこ
とで解決できる。
第3図ないし第5図は、それれぞれこの発明の他の実
施例を示す図で、従来のシヤドウマスク構体の構造にと
らわれない構成としたものであつて、第3図の実施例
は、支持部材(8)と弾性部材(9)とを別々に直接フ
レーム(2)に固着したものであり、第4図の実施例
は、弾性部材(9)の向きを逆向きとしたものである。
また、第5図の実施例は、弾性部材(9)をコイルば
ねで構成したもので、いずれも第1図の実施例と同様の
効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上の様に、この発明によれば、フレーム支持構体
を、フレームと熱膨張係数の差が小さい材料で構成した
支持部材と、この支持部材のフリーアームに外方に向う
弾性力を付与する弾性部材とで構成したので、温度上昇
時に、フレームとフレーム支持構体との熱膨張差を小さ
くすることができ、ランデイングドリフトの少ないカラ
ー陰極線管が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の要部であるフレーム支持
構体を示す斜視図、第2図はこの発明の他の実施例の斜
視図、第3図ないし第5図はこの発明のそれぞれ異なる
他の実施例の側面図、第6は従来のシヤドウマスク構体
とパネルとの組立状態を示す正面図、第7図はシヤドウ
マスクの熱変位状態を示す側面図、第8図および第9図
はそれぞれフレーム支持構体の取り付け方によつて生じ
るフレームの熱変位状態を示す正面図である。 (1)……シヤドウマスク、(2)……フレーム、
(3)……バイメタル、(5)……パネル、(6)……
スタツドピン、(7)……フレーム支持構体、(8)…
…支持部材、(8a)……固定部、(8b)……フリーアー
ム、(8c)……透孔、(9)……弾性部材、(9a)……
固定部、(9b)……フリーアーム、(9c)……押圧部。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示
す。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄・ニツケル系合金を主成分とし低熱膨張
    でばね性が低い材料から成り、シヤドウマスクの周囲を
    保持しているフレームと、このフレームと同質の材料か
    ら成り固定部とこれにつづくフリーアームの端部にカラ
    ー陰極線管のパネルの側周内壁面に植立てられているス
    タツドピンと嵌合する透孔が形成されている支持部材
    と、この支持部材より高熱膨張でばね性が高い材料から
    成り固定部とこれにつづくフリーアームの自由先端部に
    形成されている押圧部が上記支持部材のフリーアームに
    当接して外方向に向う押圧力を加える弾性部材とにより
    構成されたフレーム支持構体を備えたことを特徴とする
    シヤドウマスク構体。
  2. 【請求項2】弾性部材のフリーアームに形成されている
    押圧部は、支持部材のフリーアームと点接触もしくは線
    接触する形状に形成されたものである特許請求の範囲第
    1項記載のシヤドウマスク構体。
  3. 【請求項3】シヤドウマスク、フレームおよび支持部材
    はそれぞれ熱膨張係数が4×10-6/℃以下の材料で、か
    つフレームと支持部材とは熱膨張係数の差が2.0×10-6/
    ℃以内の材料で構成されてなる特許請求の範囲第1項記
    載のシヤドウマスク構体。
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