JP3480728B2

JP3480728B2 - 陰極線管用ガラスファンネル及び陰極線管用ガラスバルブ

Info

Publication number: JP3480728B2
Application number: JP2001374838A
Authority: JP
Inventors: 政也教野; 浩柿木
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-12-22
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: JP2002237267A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン受信
用等に用いられる陰極線管のためのガラスファンネル及
びガラスバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に例示するように、テレビジョン
受信用等の陰極線管を構成するガラスバルブ１１は、画
像が映し出されるガラスパネル（以下、「パネル」とい
う。）１２と、その背部を形成する漏斗状のガラスファ
ンネル（以下、「ファンネル」という。）１３と、電子
銃が装着されるネック部１４とからなる。ネック部１４
は、ファンネル１３の小開口部に溶着される。パネル１
２は、視像域となるフェース部１２ａと、フェース１２
ａの周縁から略垂直に連なるスカート部１２ｂとを有
し、図１４に拡大して示すように、スカート部１２ｂの
端面に設けられるシールエッジ面１２ｂ１と、ファンネ
ル１３の大開口部に設けられるシールエッジ面１３ｃ１
とが封着用のシールガラス１５を介して相互に接合され
る。

【０００３】上記のようにして構成された陰極線管用ガ
ラスバルブ１１は、ネック部１４に電子銃を装着した
後、内部の排気を行って、真空容器として使用される
（排気後の内部圧力は、例えば１０-8Ｔｏｒｒ程度であ
る。）。そのため、ガラスバルブ１１の外面には大気圧
の負荷による応力が発生し（以下、この応力を「真空応
力」という。）、ガラスバルブ１１はこの真空応力に起
因する破壊（真空破壊）に耐えうる十分な機械的・構造
的な強度を備えていることが要求される。すなわち、こ
れらの強度が不足していると、ガラスバルブ１１が上記
の真空応力に耐えられずに疲労破壊を起こす可能性があ
るばかりでなく、外面の微細なキズ付きや衝撃荷重の負
荷といった外的要因が付加されると、上記の疲労破壊の
進行が早まることが予測される。さらに、陰極線管の製
造工程において、ガラスバルブ１１は４００°Ｃ前後ま
で昇温されるため、この昇温によって生じた熱応力と上
記の真空応力との相乗作用によって破壊に至る可能性も
ある。

【０００４】上記の真空応力は、ガラスバルブ１１が非
球形状であることから、ガラスバルブ１１に対して圧縮
応力および引張り応力として働き、これらの応力は概ね
図１５に示すような分布を示す。尚、図１５（ａ）
（ｂ）（ｃ）は、それぞれ、ガラスルブ１１の短軸断
面、長軸断面、対角軸断面における応力分布を示してお
り、これらの応力分布図において、内向きの矢印で示す
領域は圧縮応力が作用する領域、外向きの矢印で示す領
域は引張り応力が作用する領域を表している。

【０００５】一般にガラス構造体の破壊強度は圧縮応力
よりも引張り応力に対して弱く、真空容器としての陰極
線管用ガラスバルブ１１では、真空応力により生じる引
張り応力（以下、この応力を「引張り真空応力」とい
う。）が作用する領域、すなわちパネル１２のフェース
部１２ａの周縁からスカート部１２ｂに亙る領域と、フ
ァンネル１３のシールエッジ面１３ｃ１の周辺領域を起
点として破壊が進行し易い。特に、パネル１２のシール
エッジ面１２ｂ１とファンネル１３のシールエッジ面１
３ｃ１とは封着用シールガラス１５を介して接合されて
おり、該接合部は強度上のウィークポイントとなる一
方、引張り真空応力は上記接合部の近傍領域でピーク値
を示すことから｛図１５（ａ）（ｂ）｝、上記接合部を
起点とする破壊の防止策が重要となる。このような理由
から、従来の陰極線管用ガラスバルブ１１にあっては、
肉厚増大によって、必要とされる破壊強度を確保してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近時、テレビジョン受
信用等のディスプレイに対して、画面のフラット化や大
型化の要求がなされてきている。これに伴い、陰極線管
もフラット化、扁平化の方向に進みつつあるが、そのた
めに陰極線管用ガラスバルブの形状が従来にも増して球
形状から離れて、真空応力分布の偏在度合いが大きくな
ることにより、陰極線管用ガラスバルブに要求される強
度レベルも厳しさを増している。その結果、陰極線管用
ガラスバルブの更なる肉厚増大、それによる重量増大を
招いている。陰極線管用ガラスバルブの重量増大は、そ
の運搬、取扱い等に不便をきたすばかりか、陰極線管を
内蔵した最終製品の重量増加をもたらして、その商品価
値を低下させる一因ともなる。特に、大型の陰極線管用
ガラスバルブではその傾向が強い。

【０００７】上記の事情から、陰極線管用ガラスバルブ
の軽量化が求められているが、その一方で、陰極線管の
フラット化や扁平化に伴い、陰極線管用ガラスバルブに
作用する真空応力の偏在度合いも大きくなっており、真
空応力に起因する破壊に耐えうる十分な強度を確保する
ことも重要である。

【０００８】本発明の課題は、軽量で、かつ、陰極線管
を構成したときに、真空応力に起因する破壊に耐えうる
十分な強度を確保することができる陰極線管用ガラスフ
ァンネルを提供することである。

【０００９】本発明の他の課題は、フェース部の外面が
実質的にフラットである陰極線管用ガラスパネルを備え
た陰極線管用ガラスバルブにおいて、その軽量化を図る
と共に、真空応力に起因する破壊に耐えうる十分な強度
を確保することができる構成を提供することである。

【００１０】本発明の更なる課題は、成型性の良い陰極
線管用ガラスファンネルを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、短軸上の長辺、長軸上の短辺、及び長辺
と短辺との間を繋ぐ対角軸上のコーナ部で構成される矩
形状の大開口部を一端側に、他端側に小開口部を有する
漏斗状をなし、大開口部のシールエッジ面からモールド
マッチラインに至るシールエッジ部と、小開口部側に設
けられ、偏向ヨークが装着されるヨーク部と、モールド
マッチラインとヨーク部との間を繋ぐボディー部とを備
えた陰極線管用ガラスファンネルにおいて、シールエッ
ジ面の肉厚は、これに接合される陰極線管用ガラスパネ
ルのシールエッジ面の肉厚とほぼ等しく、ボディー部
は、コーナ部を除く範囲において、シールエッジ面から
管軸に平行な方向に所定寸法の第１領域と、第１領域を
除く第２領域とを有し、第１領域は陰極線管を構成した
ときに、該陰極線管内の真空圧に起因する引張り真空応
力が作用する領域内にあり、第２領域の肉厚は第１領域
の肉厚に比べて小さく、そのために、第１領域と第２領
域との境界部はボディー部の外面において段差部を形成
する構成を提供する。

【００１２】ここで、「モールドマッチライン」とは、
図１２に示すように、陰極線管用ガラスファンネル３を
プレス成型する際に用いる金型のうち、雌型を構成する
ボトム金型２１（シールエッジ部３ｃを除く部分を成型
するための漏斗状の成型面を有する金型）とシェル金型
２２（シールエッジ部３ｃを正確に成型するためにボト
ム金型２１の上に位置決め載置して組み合わされる略矩
形環状の金型）との型合わせ面モールドマッチライン３
ｃ２のことである。ボトム金型２１とシェル金型２２と
で構成される雌型の中に溶融ガラス塊（ガラスゴブ）を
供給し、雄型となるプランジャ金型２３を圧入して、溶
融ガラスを雌雄金型の成型面に沿って圧延して陰極線管
用ガラスファンネル３を成型する。

【００１３】上記構成の陰極線管用ガラスファンネルに
よれば、そのシールエッジ面の肉厚Ｓを陰極線管用ガラ
スパネルのシールエッジ面の肉厚とほぼ等しくしている
ので、両シールエッジ面同士の接合面積が十分に確保さ
れ、封着用シールガラス等による接合を容易かつ強固に
行うことができる。これにより、パネルとファンネルと
の接合部の強度を十分に確保することができる。

【００１４】また、コーナ部を除く範囲において、ボデ
ィー部を、シールエッジ面から管軸に平行な方向に所定
寸法の第１領域と、第１領域を除く第２領域とに分け、
両領域相互間に肉厚の大小関係を与えている。すなわ
ち、第２領域の肉厚を第１領域の肉厚よりも相対的に小
さくしている。

【００１５】前述したように、従来の陰極線管用ガラス
バルブでは、長辺側及び短辺側において、引張り真空応
力はパネルとファンネルとの接合部の近傍領域でピーク
値を示す｛図１５（ａ）（ｂ）｝。これに対して、本発
明の陰極線管用ガラスファンネルでは、ボディー部を上
記の構成とし、肉厚が相対的に大きい第１領域をシール
エッジ部側に、肉厚が相対的に小さい第２領域を小開口
部側に設けているため、陰極線管を構成したとき、長辺
側及び短辺側において、引張り真空応力のピークがパネ
ルとファンネルとの接合部の近傍領域よりも小開口部側
（ネック部側）に偏移する（後述する図１０参照）。そ
の結果、強度上のウィークポイントである上記接合部に
作用する引張り真空応力が緩和され、真空破壊に対する
強度が一層向上する。しかも、肉厚が相対的に小さい第
２領域を設けることによって、陰極線管用ガラスファン
ネルの軽量化を図ることができる。

【００１６】上記の理由から、第１領域と第２領域とに
肉厚の大小関係を与えたことにより、両領域の境界部は
ボディー部の外面において段差部を形成する。しかしな
がら、上記段差部がボディー部の全周に亙って存在して
いると、陰極線管用ガラスファンネルをプレス成型する
際の成型性が阻害されることが懸念される。すなわち、
溶融ガラス塊（ガラスゴブ）を雌雄金型の成型面に沿っ
て圧延してゆくとき、対角軸方向においては溶融ガラス
が短軸側と長軸側から回り込むようにして延ばされる。
そのため、コーナ部に上記段差部が存在すると、その部
分で溶融ガラスの押延抵抗が増大して、シールエッジ部
まで充填される時間が短軸側及び長軸側に比べて遅延す
る。その結果、コーナ部のシールエッジ部に充填される
溶融ガラスの温度が低下して、ガラスに微小なクラック
が生じたり、プレス力が増大するといった不都合が発生
する場合がある。従って、成型性の点から、コーナ部に
は上記段差部が存在しない方が好ましい。

【００１７】また、図１５に示す真空応力分布を参照
すると、上記接合部の近傍領域において、引張り真空応
力は、長辺側で最も大きくなり｛図１５（ａ）の短軸断
面｝、短辺側では長辺側よりも相対的に小さくなり｛図
１５（ｂ）の長軸断面｝、コーナ部では殆ど発生しない
か、短辺側及び長辺側よりもかなり小さくなる｛図１５
（ｃ）の対角軸断面｝。従って、コーナ部は、短辺側と
長辺側に比較して、引張り真空応力の影響を考慮する必
要性は少ない。

【００１８】以上の点を踏まえ、本発明では、第１領域
及び第２領域はコーナ部を除く範囲に設けて、上記段差
部がコーナ部に形成されないようにしている。これによ
り、成型時における上記の懸念を解消して、陰極線管用
ガラスファンネルの成型性を高めることができる。好ま
しくは、第２領域とコーナ部とを段差がない状態で連続
させるのが良い。

【００１９】上記構成において、上記段差部の終点は、
短辺及び長辺とコーナ部との境界上に設定しても良い
し、該境界よりも長軸側及び短軸側に偏移させて設定し
ても良い。このことを、短軸及び長軸を含む９０°範囲
の象限について言い換えると、上記段差部は、短軸から
長辺に沿って距離Ｘｓに至る範囲と、長軸から短辺に沿
って距離Ｙｓに至る範囲に設けられ、かつ、短軸から長
辺とコーナ部との境界に至る距離をＸｏ、長軸から短辺
とコーナ部との境界に至る距離をＹｏとして、距離Ｘｓ
（終点）はＸｓ≦Ｘｏであり、距離Ｙｓ（終点）はＹｓ
≦Ｙｏである構成とすれば良い。

【００２０】一方、上記の距離Ｘｓ、Ｙｓが過小である
と、第２領域の設けられる範囲が小さくなり過ぎ、陰極
線管用ガラスファンネルの軽量化および上記接合部に作
用する引張り真空応力の緩和効果が不十分となる。通
常、この種の陰極線管用ガラスファンネルでは、陰極線
管として色ずれ等のない、適正な画像を表示するため
に、パネル及びネック部との軸心を正確に位置合わせし
て組立てることができるよう、短辺及び長辺側の外面に
それぞれ、パネルとの接合時に治具に当接させて位置決
めを行うための位置決め基準部を設けている。短軸から
長辺側の位置決め基準部の中心に至る距離をＸｒ、長軸
から短辺側の位置決め基準部の中心に至る距離をＹｒと
したとき、距離ＸｓはＸｒ／２≦Ｘｓ≦Ｘｏとし、距離
ＹｓはＹｒ／２≦Ｙｓ≦Ｙｏとするのが好ましい。これ
により、上述した効果を確保することができる。

【００２１】また、上記段差部の段差が過小であると、
第２領域の肉厚削減が不十分となり、陰極線管用ガラス
ファンネルの軽量化および上記接合部に作用する引張り
真空応力の緩和効果が十分に得られない。一方、上記段
差部の段差が過大であると、第２領域の肉厚が小さくな
りすぎ、機械的・構造的な強度が不足する。陰極線管用
ガラスファンネルの軽量化および上記接合部に作用する
真空応力の緩和効果を十分に達成し、かつ、所要強度を
確保する観点から、上記段差部の最大段差ΔＴｍａｘ
は、シールエッジ面の肉厚Ｓに対して０．０６≦ΔＴｍ
ａｘ／Ｓ≦０．３、好ましくは０．０６≦ΔＴｍａｘ／
Ｓ≦０．２の範囲内となるように設定するのが良い。

【００２２】また、上記段差部の段差は短辺側と長辺側
とで同じとしても良いが、上述したように、引張り真空
応力は、長辺側で最も大きくなり｛図１５（ａ）の短軸
断面｝、短辺側では長辺側よりも相対的に小さくなる
｛図１５（ｂ）の長軸断面｝ことを考慮して、長辺側の
最大段差ΔＴＬｍａｘと短辺側の最大段差ΔＴＳｍａｘ
とをΔＴＳｍａｘ≦ΔＴＬｍａｘの関係となるようにし
ても良い。

【００２３】また、上記段差部の終点での急激な肉厚変
化を緩和するため、上記段差部に、その段差を漸次減少
させつつ、距離Ｘｓの位置（終点）と距離Ｙｓの位置
（終点）にそれぞれ至る繋ぎ部を設けても良い。

【００２４】

【００２５】また、上記課題を解決するため、本発明
は、実質的にフラットな外面を有するフェース部と、フ
ェースの周縁に連なるスカート部と、スカート部の端面
に設けられるシールエッジ面とを備えた陰極線管用ガラ
スパネルと、以上に説明した構成の陰極線管用ガラスフ
ァンネルと、陰極線管用ガラスファンネルの小開口部に
接合され、電子銃が装着されるネック部とを備え、陰極
線管用ガラスパネルのシールエッジ面と陰極線管用ガラ
スファンネルのシールエッジ面とが相互に接合されて構
成される陰極線管用ガラスバルブを提供する。

【００２６】ここで、「実質的にフラット」とは、フェ
ース部の外面の対角軸に沿った母線の曲率半径が１００
００ｍｍ以上であることを意味する。

【００２７】前述のように、フェース部の外面が実質的
にフラットである陰極線管用ガラスパネルを備えた陰極
線管用ガラスバルブにあっては、強度との関係から重量
化する傾向にあるが、本発明の陰極線管用ガラスバルブ
によれば、上述した陰極線管用ガラスファンネルに関す
る効果に起因して、強度と軽量化という相反する特性を
バランスよく具備させることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２９】図１は、この実施形態に係る陰極線管用ガ
ラスバルブ１を示している。ガラスバルブ１はテレビジ
ョン受信用等の陰極線管を構成するもので、画像が映し
出されるガラスパネル（以下、「パネル」という。）２
と、その背部を形成する漏斗状のガラスファンネル（以
下、「ファンネル」という。）３と、電子銃が装着され
るネック部４とを備えている。

【００３０】パネル２は、視像域となる矩形状のフェー
ス部２ａと、フェース２ａの周縁から略垂直に連なるス
カート部２ｂとを有し、図２に示すように、スカート部
２ｂの端面にシールエッジ面２ｂ１が設けられている。
フェース部２ａの外面は、その対角軸に沿った母線の曲
率半径が１００００ｍｍ以上で、実質的にフラットな面
である。

【００３１】図３及び図４に示すように、ファンネル
３は、一端側に大開口部３ａ、他端側に小開口部３ｂを
有する漏斗状をなし、大開口部３ａのシールエッジ面３
ｃ１からモールドマッチライン３ｃ２に至るシールエッ
ジ部３ｃと、小開口部３ｂの側に設けられ、偏向ヨーク
が装着されるヨーク部３ｄと、モールドマッチライン３
ｃ２とヨーク部３ｄとの間を繋ぐボディー部３ｅとを備
えている。ネック部４は、ファンネル３の小開口部３ｂ
に溶着される。ここで、ボディー部３ｅとヨーク部３ｄ
とは、管軸Ｚと直交し、外面形状の偏曲点となる位置を
通る境界面Ｕで相互に連続している。境界面Ｕは、通
常、ＴＯＲ（トップオブラウンド：小開口部３ｂ側の円
形断面形状が大開口部３ａ側の矩形断面形状に漸次変化
する開始位置）よりも僅かに大開口部３ａ側に位置す
る。

【００３２】図３に示すように、大開口部３ａは矩形状
をなし、短軸Ｓ上の長辺３ａ１と、長軸Ｌ上の短辺３ａ
２と、長辺３ａ１と短辺３ａ２との間を繋ぐ対角軸Ｄ上
のコーナ部３ａ３とで構成される。また、長辺３ａ１及
び短辺３ａ２の側の外面には、それぞれ位置決め基準部
３ｆが設けられている。これら位置決め基準部３ｆは、
パネル２との接合時に治具に当接させて位置決めを行う
ためものである。

【００３３】図１に示すように、パネル２と、ネック部
４が溶着されたファンネル３とは、互いのシールエッジ
面２ｂ１、３ｃ１同士を、封着用のシールガラス５を介
して相互に溶着され、これにより、真空容器としてのガ
ラスバルブ１が構成される。

【００３４】図５〜図７は、それぞれファンネル３の大
開口部３ａの周辺部を示している。図５は短軸断面、図
６は長軸断面、図７は対角軸断面である。

【００３５】シールエッジ面３ｃ１の肉厚Ｓは、パネル
２のシールエッジ面２ｂ１の肉厚Ｓ’とほぼ等しくなる
ように設定される。これにより、両シールエッジ面２ｂ
１、３ｃ１同士の接合面積が十分に確保され、封着用シ
ールガラス５による接合を容易かつ強固に行うことがで
きる。ここで、シールエッジ面３ｃ１の肉厚Ｓは、大開
口部３ａの角部に同図に示すような面取りＣ（又は成型
時に形成される丸み）が施されている場合は、面取りＣ
（又は丸み）の肉厚方向寸法を含めた寸法であ。パネル
２のシールエッジ面２ｂ１についても同じである。

【００３６】ボディー部３ｅは、コーナ部３ａ３を除く
範囲において、シールエッジ面３ｃ１から管軸Ｚに平行
な方向に所定寸法の第１領域３ｅ１と、第１領域３ｅ１
を除く第２領域３ｅ２とを有する。第２領域３ｅ２の肉
厚は第１領域３ｅ１の肉厚よりも相対的に小さく、その
ために、両領域の境界部はボディー部３ｅの外面におい
て段差部３ｅ３を形成している。

【００３７】第１領域３ｅ１の、管軸Ｚに平行な方向の
最大寸法ｈは、例えば、シールエッジ面３ｃ１の肉厚Ｓ
に対して０．５≦ｈ／Ｓ≦１．５の範囲内に設定され、
第１領域３ｅ１は、ファンネル３がパネル２と共に陰極
線管を構成したときに、該陰極線管内の真空圧に起因す
る引張り真空応力が作用する領域内に位置する（図１０
参照）。また、段差部３ｅ３の段差ΔＴは、例えば、長
辺３ａ１の側での最大段差ΔＴＬｍａｘ（図５）と、短
辺３ａ２の側での最大段差ΔＴＳｍａｘ（図６）とがそ
れぞれ、シールエッジ面３ｃ１の肉厚Ｓに対して、０．
０６≦ΔＴＬｍａｘ／Ｓ≦０．３、０．０６≦ΔＴＳｍ
ａｘ／Ｓ≦０．３、好ましくは０．０６≦ΔＴＬｍａｘ
／Ｓ≦０．２、０．０６≦ΔＴＳｍａｘ／Ｓ≦０．２の
範囲内に設定される。この場合、最大段差ΔＴＬｍａｘ
と最大段差ΔＴＳｍａｘとを、ΔＴＳｍａｘ≦ΔＴＬｍ
ａｘの関係となるように設定することができる。さら
に、第２領域３ｅ２の任意の位置における肉厚Ｔは、例
えば、段差部３ｅ３との境界における肉厚Ｔ_Rに対して
０．５≦Ｔ／Ｔ_R≦１の範囲内に設定される。

【００３８】さらに、この実施形態では、段差部３ｅ３
を２つの曲面３ｅ３１、３ｅ３２で形成すると共に、第
１領域３ｅ１側の曲面３ｅ３１の曲率半径Ｒ１、第２領
域３ｅ２側の曲面３ｅ３２の曲率半径Ｒ２を、１≦Ｒ２
／Ｒ１≦３、かつ、２≦Ｒ１／ΔＴ≦２０の関係を満た
すように設定している。段差部３ｅ３は肉厚の変化点と
なる部位であり、真空応力が集中しやすいが、この部位
を２つの曲面３ｅ３１、３ｅ３２で形成することによっ
て、応力集中を効果的に緩和することができる。特に、
これら曲面３ｅ３１、３ｅ３２の曲率半径Ｒ１、Ｒ２を
上記の関係を満たすように設定することによって、ファ
ンネル３の成型不良や傷発生による欠けを防止しつつ、
応力集中を緩和することができる。

【００３９】尚、段差部３ｅ３は３つ以上の曲面を組み
合わせて形成することもできる。この場合、最も第１領
域３ｅ１に近い側の曲面の曲率半径Ｒ１と、最も薄肉部
３ｅ２に近い側の曲面の曲率半径Ｒ２は、上記の関係を
満たすように設定するのが好ましい。また、段差部３ｅ
３は１つの曲面又は直線面で形成しても良く、あるい
は、１つ以上の曲面と直線面とを適宜組み合わせて形成
しても良い。

【００４０】さらに、この実施形態では、第１領域３ｅ
１の外面を、モールドマッチライン３ｃ２に向かって拡
開する傾斜面とし、かつ、上記外面と管軸Ｚに平行な平
面Ｚ’とのなす角度Ａを３°≦Ａ≦１５°の範囲内に設
定している。これにより、ファンネル３をプレス成型す
る際の金型からの離型性を高めて、第１領域３ｅ１の外
面における成型金型とのすり傷の発生を防止し、第１領
域３ｅ１を設けたことによる効果を実効あらしめること
ができる。

【００４１】図８は、短軸Ｓ及び長軸Ｌを含む９０°範
囲の象限において、段差部３ｅ３の在る範囲を概念的に
示したものである。

【００４２】大開口部３ａは、通常、長辺３ａ１を構成
する円弧と、短辺３ａ２を構成する円弧と、コーナ部３
ａ３を構成する円弧の３つの円弧からなる。段差部３ｅ
３は、短軸Ｓから長辺３ａ１に沿って距離Ｘｓに至る範
囲と、長軸Ｌから短辺３ａ２に沿って距離Ｙｓに至る範
囲に設けられる。段差部３ｅ３は、コーナ部３ａ３を除
く範囲に在り、短軸Ｓから長辺３ａ１とコーナ部３ａ３
との境界に至る距離をＸｏ、長軸Ｌから短辺３ａ２とコ
ーナ部３ａ３との境界に至る距離をＹｏ、短軸Ｓから長
辺３ａ１側の位置決め基準部３ｆの中心に至る距離をＸ
ｒ、長軸Ｌから短辺３ａ２側の位置決め基準部３ｆの中
心に至る距離をＹｒとして、距離ＸｓはＸｒ／２≦Ｘｓ
≦Ｘｏ、距離ＹｓはＹｒ／２≦Ｙｓ≦Ｙｏの範囲に設定
される。

【００４３】さらに、段差部３ｅ３の終点での急激な肉
厚変化を緩和するため、段差部３ｅ３に、その段差ΔＴ
を漸次減少させつつ、距離Ｘｓの位置（終点）と距離Ｙ
ｓの位置（終点）にそれぞれ至る繋ぎ部３ｅ１１を設け
ている。

【００４４】また、第２領域３ｅ２とコーナ部３ａ
３、第２領域３ｅ２とヨーク部３ｄとは、それぞれ段差
がない状態で連続している。これらの部位の境界は外観
上明瞭に現れない場合もあるが、第２領域３ｅ２の範囲
を模式的に示すと、図３に２点鎖線で示す範囲である。
尚、第１領域３ｅ１とコーナ部３ａ３も段差がない状態
で連続している。

【００４５】上記の諸寸法ｈ、ΔＴ、Ｔ_R、Ｔは、それ
ぞれ図９に示す基準に従って定める。まず、管軸Ｚと平
行な切断面において、段差部３ｅ３と第２領域３ｅ２と
の境界点Ｐ１（同図に示す例では曲面３ｅ３２と第２領
域３ｅ２との境界）を通る外面の法線Ｖ１を求める。法
線Ｖ１と内面との交点をＰ２、法線Ｖ１と第１領域３ｅ
１の外面の延長線Ｗとの交点をＰ３とすると、Ｔ_Rは線
分Ｐ１・Ｐ２の長さ、ΔＴは線分Ｐ１・Ｐ３の長さであ
る。つぎに、線分Ｐ１・Ｐ３の中央点（ΔＴ／２の位
置）を通り、法線Ｖ１と直交する直線Ｑが段差部３ｅ３
と交わる点Ｐ４を求める。シールエッジ面３ｃ１の位置
から、管軸Ｚに平行な方向に下りて、交点Ｐ４の位置に
至る線分の長さがｈである。Ｔは、第２領域３ｅ２の任
意の位置における外面の法線Ｖｎと内面及び外面との交
点をＰ１ｎ、Ｐ２ｎとして、線分Ｐ１ｎ・Ｐ２ｎの長さ
である。

【００４６】上記のようなパネル２とファンネル３とを
相互に接合して構成されるこの実施形態の陰極線管用ガ
ラスバルブ１は、ネック部４に電子銃を装着した後、内
部の排気を行って、真空容器として使用される（排気後
の内部圧力は、例えば１０-8Ｔｏｒｒ程度である。）。
図１０は、この実施形態の陰極線管用ガラスバルブ１の
短軸断面における真空応力の分布を概略的に示してい
る。同図で、内向きの矢印で示す領域は圧縮応力が作用
する領域、外向きの矢印で示す領域は引張り応力が作用
する領域を表している。また、２点鎖線は、従来の陰極
線管用ガラスバルブ１１の短軸断面における真空応力の
分布を示している｛図１５（ａ）｝。同図に示すよう
に、従来の陰極線管用ガラスバルブ１１では、引張り真
空応力はパネルとファンネルとの接合部の近傍領域でピ
ーク値を示すが（２点鎖線）、この実施形態の陰極線管
用ガラスバルブ１では、引張り真空応力のピークがパネ
ル２とファンネル３との接合部の近傍領域よりも小開口
部３ｂ側（ネック管４側）に偏移する。これは、ファン
ネル３のボディー部３ｅにおいて、肉厚が相対的に大き
い第１領域３ｅ１をシールエッジ部３ｃ側に、肉厚が相
対的に小さい第２領域３ｅ２を小開口部３ｂ側（ネック
管４側）に設けたことにより、上記接合部の近傍領域の
引張り真空応力が、適度に薄肉化された第２領域３ｅ２
の弾性的な変形能によって分散されて、第２領域側３ｅ
２に負荷される度合いが増したためと考えられる。尚、
図示は省略するが、長軸断面における真空応力の分布も
概ね上記と同様の傾向を示す（但し、引張り真空応力の
大きさは短軸断面よりも小さくなる。）。

【００４７】上記の態様で、強度上のウィークポイント
である上記接合部に作用する引張り真空応力が緩和され
る結果、陰極線管用ガラスバルブ１の真空破壊に対する
強度が一層向上する。しかも、肉厚が相対的に小さい第
２領域３ｅ２を設けることによって、陰極線管用ガラス
ファンネル３、ひいては陰極線管用ガラスバルブ１の軽
量化を図ることができる。このように、この実施形態の
陰極線管用ガラスファンネル３、ひいてはこの実施形態
の陰極線管用ガラスバルブ１は、強度と軽量化という相
反する特性をバランスよく具備したものとなる。尚、図
４〜図６において、図１３及び図１４に示す従来のファ
ンネル１３の外面を点線で表し、この実施形態のファン
ネル３の第２領域３ｅ２が薄肉化されている状態を模式
的に示している。

【００４８】また、第１領域３ｅ１及び第２領域３ｅ２
をコーナ部３ａ３を除く範囲に設け、段差部３ｅ３がコ
ーナ部３ａ３に形成されないようにしているため、ファ
ンネル３の成型時、コーナ部３ａ３のシールエッジ部３
ｃに溶融ガラスが円滑に充填され、ガラスに微小なクラ
ックが生じたり、プレス力が増大するといった不都合が
回避される。従って、ファンネル３の成型性は良好であ
る。特に、この実施形態では、第２領域３ｅ２とコーナ
部３ａ３とを段差がない状態で連続させ、さらに、段差
部３ｅ３に繋ぎ部３ｅ１１を設けているため、短軸側と
長軸側から対角軸方向に向かう溶融ガラスの流れが円滑
になり、成型性の向上に寄与する。

【００４９】図１１に示す実施形態は、ファンネル３の
第１領域３ｅ１の外面をモールドマッチライン３ｃ２に
向かって拡開する曲面（円弧面）としたものである。モ
ールドマッチライン３ｃ２における上記外面の接平面
Ｚ”と、管軸Ｚに平行な平面Ｚ’とのなす角度Ｂは３°
≦Ｂ≦１５°の範囲内に設定している。これにより、フ
ァンネル３をプレス成型する際の金型からの離型性を高
めて、第１領域３ｅ１の外面における成型金型とのすり
傷の発生を防止し、第１領域３ｅ１を設けたことによる
効果を実効あらしめることができる。

【００５０】

【実施例】図２に示す形態のパネル（フラットパネル）
と図３〜９に示す形態のファンネル（但し、第１領域の
外面は図１１に示すような曲面とした。）とを封着用シ
ールガラスで接合して、図１に示す形態の陰極線管用ガ
ラスバルブを製作し（実施例１及び２、比較例）、図１
３及び１４に示す従来の陰極線管用ガラスバルブ（従来
例）と比較試験を行った。各実施例、比較例及び従来例
ともに、対角軸最大外径７６ｃｍ、バルブ偏向角度１０
２°、アスペクト比１６：９、ネック外径２９．１ｍｍ
であり、パネルは下記仕様のものを用いた。比較試験の
結果を表１に示す。［パネル仕様］パネル中央肉厚：１３．５ｍｍ外面曲率半径（短軸方向）：１０００００ｍｍ外面曲率半径（長軸方向）：１０００００ｍｍ外面曲率半径（対角軸方向）：１０００００ｍｍ内面曲率半径（短軸方向）：１４８０ｍｍ内面曲率半径（長軸方向）：６２４０ｍｍ内面曲率半径（対角軸方向）：５６５０ｍｍ［段差部の範囲］実施例１：Ｘ_S＝Ｘｏ、Ｙ_S＝Ｙｏ実施例２：Ｘ_S＝Ｘｒ／２、Ｙ_S＝Ｙｒ／２比較例：ボディー部の全周（第１領域及び第２領域をボ
ディー部の全周に形成）

【００５１】

【表１】［比較試験に基づく評価］（実施例１及び２）従来例に比較して、接合部における
引張り真空応力の緩和効果、および、重量軽減効果が認
められた。また、ファンネルの成型性も良好であった。
さらに、この種のガラスバルブに必要とされる機械的強
度の一基準として、引張り真空応力値を８．４ＭＰａ以
下に抑えることを目安にすると、実施例１及び２は何れ
も引張り真空応力値（７．６６ＭＰａ）が上記基準値
（８．４ＭＰａ）を下回った。（比較例）従来例に比較して、接合部における引張り真
空応力の緩和効果、および、重量軽減効果が認められた
が、ファンネルの成型性が良好ではなかった。

【００５２】比較試験の結果から明らかなように、実施
例のファンネルは比較例及び従来例と比較して、強度と
軽量化という特性をバランスよく備え、かつ、成型性も
良好である。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、軽量で、かつ、陰極線
管を構成したときに、真空破壊に耐えうる十分な強度を
確保することができる陰極線管用ガラスファンネルを提
供することができる。また、本発明によれば、フェース
部の外面が実質的にフラットである陰極線管用ガラスパ
ネルを備えた陰極線管用ガラスバルブにおいて、その軽
量化を図ると共に、真空破壊に耐えうる十分な強度を確
保することができる。さらに、本発明によれば、成型性
の良い陰極線管用ガラスファンネルを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るガラスバルブの管軸と平行な方
向の断面図である。

【図２】実施形態に係るパネルの斜視図である。

【図３】実施形態に係るファンネルの斜視図である。

【図４】ファンネルの管軸と平行な方向の部分断面図で
ある。

【図５】ファンネルの大開口部の周辺部を示す部分拡大
断面図である。

【図６】ファンネルの大開口部の周辺部を示す部分拡大
断面図である。

【図７】ファンネルの大開口部の周辺部を示す部分拡大
断面図である。

【図８】短軸及び長軸を含む９０°範囲の象限におい
て、段差部の在る範囲を概念的に示す図である。

【図９】ファンネルの大開口部の周辺部を示す部分拡大
断面図である。

【図１０】実施形態に係るガラスバルブに作用する真空
応力分布を示す図である。

【図１１】他の実施形態に係るファンネルの大開口部の
周辺部を示す部分拡大断面図である。

【図１２】ファンネルの成型時の状態を示す図である。

【図１３】従来のガラスバルブの管軸と平行な方向の断
面図である。

【図１４】従来のガラスバルブにおけるパネルとファン
ネルの接合部の周辺部を示す拡大部分断面図である。

【図１５】従来のガラスバルブに作用する真空応力分布
を示す図である

【符号の説明】

１ガラスバルブ２パネル２ｂ１シールエッジ面３ファンネル３ａ大開口部３ｂ小開口部３ｃシールエッジ部３ｃ１シールエッジ面３ｃ２モールドマッチライン３ｄヨーク部３ｅボディー部３ｅ１第１領域３ｅ２第２領域３ｅ３段差部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】短軸上の長辺、長軸上の短辺、及び前記
長辺と短辺との間を繋ぐ対角軸上のコーナ部で構成され
る矩形状の大開口部を一端側に、他端側に小開口部を有
する漏斗状をなし、前記大開口部のシールエッジ面から
モールドマッチラインに至るシールエッジ部と、前記小
開口部側に設けられ、偏向ヨークが装着されるヨーク部
と、前記モールドマッチラインとヨーク部との間を繋ぐ
ボディー部とを備えた陰極線管用ガラスファンネルにお
いて、前記シールエッジ面の肉厚は、これに接合される陰極線
管用ガラスパネルのシールエッジ面の肉厚とほぼ等し
く、前記ボディー部は、前記コーナ部を除く範囲において、
前記シールエッジ面から管軸に平行な方向に所定寸法の
第１領域と、前記第１領域を除く第２領域とを有し、前記第１領域は陰極線管を構成したときに、該陰極線管
内の真空圧に起因する引張り真空応力が作用する領域内
にあり、前記第２領域の肉厚は前記第１領域の肉厚に比べて小さ
く、そのために、前記第１領域と前記第２領域との境界
部は前記ボディー部の外面において段差部を形成するこ
とを特徴とする陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項２】前記第２領域と前記コーナ部とは段差が
ない状態で連続していることを特徴とする請求項１記載
の陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項３】前記短軸及び長軸を含む９０°範囲の象
限において、前記段差部は、前記短軸から長辺に沿って
距離Ｘｓに至る範囲と、前記長軸から短辺に沿って距離
Ｙｓに至る範囲にあり、かつ、前記短軸から長辺とコー
ナ部との境界に至る距離をＸｏ、前記長軸から短辺とコ
ーナ部との境界に至る距離をＹｏ、前記短軸から長辺側
の位置決め基準部の中心に至る距離をＸｒ、前記長軸か
ら短辺側の位置決め基準部の中心に至る距離をＹｒとし
たとき、前記距離ＸｓはＸｒ／２≦Ｘｓ≦Ｘｏであり、
前記距離ＹｓはＹｒ／２≦Ｙｓ≦Ｙｏであることを特徴
とする請求項１又は２記載の陰極線管用ガラスファンネ
ル。
【請求項４】前記段差部の最大段差ΔＴｍａｘが、前
記シールエッジ面の肉厚Ｓに対して０．０６≦ΔＴｍａ
ｘ／Ｓ≦０．３であることを特徴とする請求項１から３
の何れかに記載の陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項５】前記長辺側の段差部の最大段差ΔＴＬｍ
ａｘと、前記短辺側の段差部の最大段差ΔＴＳｍａｘと
が、ΔＴＳｍａｘ≦ΔＴＬｍａｘの関係を有することを
特徴とする請求項１から４の何れかに記載の陰極線管用
ガラスファンネル。
【請求項６】前記段差部は、その段差を漸次減少させ
つつ、前記距離Ｘｓの位置と前記距離Ｙｓの位置にそれ
ぞれ至る繋ぎ部を有することを特徴とする請求項１から
５の何れかに記載の陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項７】実質的にフラットな外面を有するフェー
ス部と、該フェースの周縁に連なるスカート部と、該スカート部の端面に設
けられるシールエッジ面とを備えた陰極線管用ガラスパ
ネルと、請求項１から６の何れかに記載の陰極線管用ガ
ラスファンネルと、該陰極線管用ガラスファンネルの小
開口部に接合され、電子銃が装着されるネック部とを備
え、前記陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ面と前
記陰極線管用ガラスファンネルのシールエッジ面とが相
互に接合されて構成される陰極線管用ガラスバルブ。