JP3539635B2 - 陰極線管用ファンネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管用ガラスバルブを構成するファンネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管用ガラスバルブは、画像が表示される前面のパネルと、その後方にあってパネルと封着してガラス外囲器を形成するファンネルとから構成される。図６に示すように、ファンネル１は、パネルと相似した輪郭形状を有するほぼ矩形の開口端部１０、電子銃を格納する円筒形状のネック部１１、偏向コイルを外装するヨーク部１２、開口端部１０からヨーク部１２に向かって連続的に変化する漏斗状形状を有するボディー部１３からなる。ヨーク部１２とボディー部１３との接続部は一般にＴＯＲ（Ｔｏｐ Ｏｆ Ｒｏｕｎｄ）と呼ばれる。
【０００３】
前記開口端部１０に平行なボディー部１３の横断面Ｐ（ｚ）の輪郭形状は、開口端部１０（ｚ＝０）付近では開口端部１０とほぼ相似形の矩形をなし、ヨーク部１２（ｚ＝Ｔ）付近では一般に円形となる。前記横断面Ｐ（ｚ）の内外表面の輪郭形状は、それぞれ三つの円弧からなり、長辺を構成する円弧ＲＬ、短辺を構成する円弧ＲＳ及びこれらに接する円弧ＲＤとからなる。
【０００４】
対角軸（ＤＡ）が長軸（ＬＡ）となす角度ｄ°は画像表示面のアスペクト比が４：３の場合、３６．８７°であり、アスペクト比が１６：９の場合は、２９．３６°である。従来、前記の円弧ＲＤの中心は、設計の便宜上、対角軸（ＤＡ）上に設定されており、従って、前記横断面Ｐ（ｚ）の輪郭形状の最大外形部Ｄ（ｚ）も対角軸（ＤＡ）上に存在する。斯様なファンネル１においては、ボディー部１３の対角軸（ＤＡ）付近で輪郭形状が急激に変化するため、対角軸の特に長辺側に、対角軸にほぼ平行な稜線状の角立ち形状が形成される。特に、前記アスペクト比が１６：９の横長タイプの場合は、長辺と短辺の比がより大きくなることから、角立ち形状が際立ってくる。
【０００５】
ところで、通常、ファンネルはプレス成形により製造されるが、図７に示すように、底型２０内に一定量の溶融ガラス塊を供給した後、上型（図示せず）を下降させて底型２０と上型の間隙に溶融ガラス塊を押延して成形する。図７のファンネル１は押延を完了（フィルアップ）した状態を示し、図８には底型２０内にあるファンネル１の押延途中の状態を示す。図８の板状の矢印１４にガラスが押延される方向を示すが、溶融ガラスは、短軸（ＳＡ）において最も早く開口端部側に押延され、続いて長軸（ＬＡ）側、最後に対角軸（ＤＡ）側の順番に押延される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、ファンネルの対角軸付近には、対角軸にほぼ平行な稜線状の角立ち形状が形成されるが、この形状はファンネルがプレス成形される場合にガラスの押延を阻害する。即ち、図８の板状の矢印１４で示したように、対角軸方向においてはガラスが短軸側と長軸側から回り込むように伸ばされるが、角立ち形状の部分で押延抵抗が増大するので、他の部分に比べて開口端部までガラスが充填されるフィルアップが遅延する。
【０００７】
このように、対角軸でのフィルアップが遅れるため、対角軸上付近の開口端面部に充填されるガラスの温度が低下し、ガラスに微小なクラックを生じたり、フィルアップに要する時間やプレス圧力が増大するという不都合を生じる。また、斯様な対角軸付近の稜線状の角立ち形状は強度面からも不利である。即ち、ファンネルの取り扱いによって生じる擦り傷が角立ち部分に集中しやすく、またファンネルを陰極線管とするときには内部が真空とされるため、内外気圧差によって生じる真空応力も角立ち部分に集中しやすい。このような擦り傷や真空応力の程度によっては陰極線管が破壊に至る虞があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ファンネルのボディー部をプレス成形に適した形状とし、さらに、強度面でも有利な陰極線管用ファンネルを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するためになされたものであり、ほぼ矩形の開口端部と、電子銃を格納するネック部と、偏向コイルを外装するヨーク部と、前記開口端部とヨーク部の間を構成し開口端部からヨーク部に向かって連続的に変化する漏斗状形状を有するボディー部からなる陰極線管用ファンネルにおいて、前記開口端部に平行な任意の横断面Ｐ（ｚ）での前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）が軸心（Ｃ）回りに長軸（ＬＡ）となす角度をα（ｚ）°とし、対角軸（ＤＡ）が長軸（ＬＡ）となす角度をｄ°とするとき、０＜α（ｚ）＜ｄの関係を有するボディー部を含むことを特徴とする陰極線管用ファンネルを提供する。
【００１０】
また、本発明の前記陰極線管用ファンネルは、前記角度α（ｚ）°が開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）まで連続的に変化する非単調増加または減少関数で表され、一つの極小値を有することを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、本発明の陰極線管用ファンネルは前記角度α（ｚ）°と角度ｄ°が０＜|α（ｚ）−ｄ|＜１０であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記開口端部に平行な任意の横断面Ｐ（ｚ）での前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表すとき、ｚが０からＴまで変化する範囲においてＤｘとＤｙとが下記の式を満たす関係にあることを特徴とする。
【００１３】
Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2＋・・・
Ａn-1・Ｄｘn-1＋Ａn・Ｄｘn
ただし、Ａ0、Ａ1、・・・、Ａn-1、Ａnは定数であり、ｎは自然数とする。
【００１４】
【作用】
本発明においては、ファンネルのボディー部の最大外形部Ｄ（ｚ）を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より短辺側に離れて設けたので、最大外形部Ｄ（ｚ）もファンネルの対角軸より短辺側に移動し、そのために、長辺を構成する円弧の曲率半径を減少させることができ、対角軸付近の稜線状の角立ち形状が緩和される。この結果、先記したファンネルの成形性が改善され、さらに、角立ち部分に集中する擦り傷や真空応力によるファンネルの破壊の虞が抑制される。
【００１５】
開口端面部からヨーク部の間を構成するボディー部は、開口端部からヨーク部に向かって連続的に滑らかに変化する漏斗状形状とするのが、ガラスの押延を円滑にし、成形性を改善するのに好都合である。従って、最大外形部が対角軸から軸心回りに離間する角度、即ち前記［α（ｚ）−ｄ］については＋／−１０°未満とし、好ましくは＋／−５°未満とする。|α（ｚ）−ｄ|が１０以上になると、開口端部やヨーク部との接続が困難となる。
【００１６】
また、角度α（ｚ）°は開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）まで連続的に滑らかに変化する非単調増加または減少関数とし、開口端部とヨーク部との間で一つの極小値または極大値を有する形状とする。極小値や極大値を二つ以上とすると形状が複雑になるので、プレス成形用金型の加工が困難となり、成形性の改善もできなくなる。
【００１７】
さらに、開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）までの任意の横断面Ｐ（ｚ）における前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表すとき、Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2＋・・・Ａn-1・Ｄｘn-1＋Ａn・Ｄｘn（ただし、Ａ0、Ａ1、・・・、Ａn-1、Ａnは定数であり、ｎは自然数とする。）の多項式で関係付けることにより、開口端部からヨーク部までの最大外形部の形状の変化を連続的にまた滑らかにすることができる。
【００１８】
なお、前記多項式の次数は２または３とするのが、好ましい。即ち、次数が１では前記した最大外形部の形状の変化が直線的になり、また、次数が４以上では不必要に複雑になる。
【００１９】
【実施例】
以下、図１乃至図４に基づいて、本発明にかかる陰極線管用ファンネル（サイズ７６ｃｍ、アスペクト比１６：９、偏向角１２０°、ネック外径２９．１ｍｍ）の実施例について説明する。なお、以下の説明において、先記した図６乃至図８に示すものと共通の構成要件については、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
図１は本発明の陰極線管用ファンネル正面図の第１象限のみを示したものであり、２点鎖線は本実施例の横断面Ｐ（ｚ）の外表面輪郭形状、破線は従来の横断面の外表面輪郭形状を表している。例えば、ｚ＝６０（ｍｍ）における三つの円弧ＲＬ、ＲＤ、ＲＳの値は、破線で示した従来の外表面輪郭形状ではＲＬ＝４０７２ｍｍ、ＲＤ＝４０ｍｍ、ＲＳ＝６３６ｍｍであり、２点鎖線で示した本実施例の外表面輪郭形状ではＲＬ＝１４５９ｍｍ、ＲＤ＝４０ｍｍ、ＲＳ＝９３３ｍｍである。本明細書において説明の簡略化のために、陰極線管用ファンネルの第１象限のみを示したが、第２乃至第４象限もそれぞれ第１象限と軸対称の関係となるように構成されている。
【００２１】
また、前記したｚ＝６０ｍｍにおける横断面Ｐ（ｚ）の外表面輪郭形状に関して、ファンネルの軸心（Ｃ）からの距離を従来の輪郭形状（表１にＰｏと記す）と本実施例の輪郭形状（表１にＰｐと記す）とを比較して表１に示す。表１には、長軸（ＬＡ）から短軸（ＳＡ）まで軸心（Ｃ）回りに１０°毎に計算した設計値（単位：ｍｍ）を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
上記から明らかなように、本実施例の横断面Ｐ（ｚ）は長辺側の円弧ＲＬの曲率半径が大きく減少し、輪郭形状の軸心からの距離も軸心（Ｃ）回りに４０°の値で１６ｍｍ程丸みをおびた形状となっており、対角軸付近の角立ち形状が緩和されているのが分かる。なお、説明の簡略化のため図示が省略されているが、前記横断面Ｐ（ｚ）の内表面輪郭形状最大外形部が軸心（Ｃ）回りに長軸（ＬＡ）となす角度は外表面と同じ角度となるように設計されている。
【００２４】
本発明者の研究の結果、ボディー部の横断面の輪郭形状において、長辺側或いは短辺側の円弧が３０００ｍｍを超える曲率半径からなる場合は、先記した対角軸付近の角立ち形状が強くなり、本発明を実施することによる角立ち形状の緩和の効果が顕著に現れることが分かった。
【００２５】
図２は、軸心方向の距離ｚが開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝１２５ｍｍ）まで変化するときの、α（ｚ）と［α（ｚ）−ｄ］の曲線を表す。本実施例のファンネルではｚが１０ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲で最大外形部Ｄ（ｚ）が対角軸（２９．３６°）よりも長軸（ＬＡ）側にあり、ｚが５０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲で［α（ｚ）−ｄ］が−４°の極小値を有していることが分かる。また、開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝１２５ｍｍ）まで、α（ｚ）は滑らかに連続的に変化する曲線であり、単調な増加または減少関数ではないことが分かる。
【００２６】
さらに図３には、前記したファンネルと同一サイズのファンネルに関する本発明の他の実施例を示す。即ち、図２に示した例はヨーク部が丸型のものであるのに対して、図３はヨーク部が矩形状であり、所謂、角型ヨーク部を有するものである。
【００２７】
陰極線管の消費電力を低減させるために、ヨーク部を角型としたものが開発されているが、これは電子ビームが衝突しやすい対角部内径はできるだけ大きくして電子ビームの衝突を避け、長軸及び短軸近傍の内径をできるだけ小さくして偏向コイルを電子ビームに接近させることにより、電子ビームの偏向を効率化するものである。
【００２８】
斯様な角型ヨーク部を有するファンネルでは、陰極線管として内部を真空にしたときの耐気圧強度を考慮して、極端な矩形化は避けなければならない。そこで、必要な耐気圧強度を保持しながら消費電力を低減するために、偏向コイルが外装されるヨーク部をネック側は円形にし、パネル方向に次第に円形から長軸及び短軸以外の方向に最大径を有する非円形の形状として、ヨーク部とボディー部との接続部では最大径部が長軸となす角度を、ファンネルの開口端部の最大外形部が長軸となす角度、即ちファンネルの対角軸の角度と、異なる角度にする提案がなされている。
【００２９】
図３において、前記の角型ヨーク部のヨーク部とボディー部との接続部（ｚ＝１２５ｍｍ）では、横断面の外表面輪郭形状の最大外形部Ｄ（ｚ）が長軸となす角度は３８°とされており、ｚが９０ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲で最大外形部Ｄ（ｚ）のα（ｚ）は２５．３６°から３８°まで変化している。
【００３０】
なお、角型ヨーク部を有するファンネルであっても、ヨーク部とボディー部との接続部において最大径部が長軸となす角度を、ファンネルの開口端部の最大外形部が長軸となす角度、即ちファンネルの対角軸の角度と、同一の角度としたものは図２に示した実施例がそのまま適用できる。
【００３１】
さらに図４には、本発明にかかる他の陰極線管用ファンネル（サイズ８６ｃｍ、アスペクト比１６：９、偏向角１０６°、ネック外径３２．５ｍｍ）の実施例について説明する。
【００３２】
図４において、軸心方向の距離ｚが開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝２２５ｍｍ）まで変化するときの最大外形部Ｄ（ｚ）の軌跡をＬＡとＳＡとの直角座標上に、実施例と従来例を対比して示す。
【００３３】
この実施例では、例えば、ｚ＝６０（ｍｍ）における図１に示す三つの円弧ＲＬ、ＲＤ、ＲＳの値は、破線で示した従来の外表面輪郭形状ではＲＬ＝３１１２ｍｍ、ＲＤ＝３７ｍｍ、ＲＳ＝８３６ｍｍであり、２点鎖線で示した本実施例の外表面輪郭形状ではＲＬ＝２６７６ｍｍ、ＲＤ＝３７ｍｍ、ＲＳ＝８８８ｍｍとなっており、長辺側の円弧ＲＬの曲率半径が大きく減少していることが分かる。
【００３４】
このとき、前記したｚ＝６０ｍｍにおける横断面Ｐ（ｚ）の外表面輪郭形状に関して、ファンネルの軸心（Ｃ）からの距離を従来の輪郭形状と本実施例の輪郭形状とで先記した例と同様に比較したところ、輪郭形状の軸心からの距離は軸心（Ｃ）回りに４０°の値で２．７ｍｍ程丸みをおびた形状となっており、対角軸付近の角立ち形状が緩和されているのが分かった。
【００３５】
さらに図２に対応するα（ｚ）と［α（ｚ）−ｄ］の曲線を調べたところ、本実施例のファンネルでは、軸心方向の距離ｚが開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝２２５ｍｍ）まで変化するとき、ｚが１０ｍｍ〜２２５ｍｍの範囲で最大外形部が対角軸（２９．３６°）よりも長軸（ＬＡ）側にあり、ｚが２１０ｍｍのところで［α（ｚ）−ｄ］が−３．８°の極小値を有していることが分かった。
【００３６】
本実施例では最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表し、ｚが０から２２５ｍｍまで変化する範囲においてＤｘとＤｙとが、下記の２次式を満たす関係にしてある。即ち、
Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2
ただし、Ａ0＝９．７４８０５５Ｅ＋００
Ａ1＝３．５２３４３２Ｅ−０１
Ａ2＝４．６８４９４１Ｅ−０４
【００３７】
以上の説明から明らかなように、本実施例のファンネルは、ボディー部の対角軸付近の横断面輪郭形状を従来のファンネルに比べて滑らかな丸みをおびた形状としたので、ファンネルの成形時にガラスの押延が円滑となることが分かる。
【００３８】
本実施例では、ファンネルのボディー部の最大外形部を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より短辺側に離れて設けることにより、長辺の曲率半径を減少させて、対角軸付近の長辺側に生じる稜線状の角立ち形状を緩和したが、ファンネルの形状によっては、必要に応じて図５に示すように、円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より長辺側に離れて設けることにより、短辺の曲率半径を減少させて、対角軸付近の短辺側に生じる稜線状の角立ち形状を緩和できることは明らかである。
【００３９】
また、本実施例ではファンネルボディー部の内外面ともに、最大外形部を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より離れて設けたが、ファンネルの大きさや、偏向角等の条件により、適宜、本発明を外面または内面のみに実施してもよい。さらに、内外面ともに最大外形部を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より離れて設ける場合においても、本明細書中に前記したα（ｚ）やＤｘ、Ｄｙの関係式は内外面で同一でないものをも含む意味である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の陰極線管用ファンネルによれば、ファンネルのボディー部をプレス成形に適した形状としたので、プレス成形時のガラスの押延が円滑となり、ガラスの押延の遅延に起因して生じる対角軸上付近の開口端面部の微小なクラックが抑制され、またフィルアップに要する時間やプレス圧力が増大するという不都合も解消できた。
【００４１】
また、ファンネルの取り扱いによって、ファンネルボディー部の対角軸外表面に生じる擦り傷や陰極線管とする段階で発生する真空応力が分散されるので、ファンネルや陰極線管の破壊の虞も抑制できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の陰極線管用ファンネル正面図の第１象限図である。
【図２】本発明の陰極線管用ファンネルのボディー部横断面において、外表面輪郭形状のα（ｚ）の曲線を示すグラフ（Ａ）と、［α（ｚ）−ｄ］の曲線を示すグラフ（Ｂ）である。
【図３】本発明の他の実施例を示す陰極線管用ファンネルのボディー部横断面において、外表面輪郭形状のα（ｚ）の曲線を示すグラフ（Ａ）と、［α（ｚ）−ｄ］の曲線を示すグラフ（Ｂ）である。
【図４】本発明の陰極線管用ファンネル背面図において、最大外形部Ｄ（ｚ）の軌跡を示す第１象限図である。
【図５】第２の本発明の陰極線管用ファンネルを示す正面図の第１象限図である。
【図６】従来の陰極線管用ファンネルの正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図７】陰極線管用ファンネルをプレス成形し、押延完了（フィルアップ）した状態を示す要部断面斜視図である。
【図８】陰極線管用ファンネルをプレス成形し、押延途中の状態を示す要部断面斜視図である。
【符号の説明】
１ 陰極線管用ファンネル
１０ 開口端面部
１１ ネック部
１２ ヨーク部
１３ ボディー部
１４ 板状の矢印
２０ 底型
Ｐ（ｚ） 横断面
Ｄ（ｚ） 最大外形部
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管用ガラスバルブを構成するファンネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管用ガラスバルブは、画像が表示される前面のパネルと、その後方にあってパネルと封着してガラス外囲器を形成するファンネルとから構成される。図６に示すように、ファンネル１は、パネルと相似した輪郭形状を有するほぼ矩形の開口端部１０、電子銃を格納する円筒形状のネック部１１、偏向コイルを外装するヨーク部１２、開口端部１０からヨーク部１２に向かって連続的に変化する漏斗状形状を有するボディー部１３からなる。ヨーク部１２とボディー部１３との接続部は一般にＴＯＲ（Ｔｏｐ Ｏｆ Ｒｏｕｎｄ）と呼ばれる。
【０００３】
前記開口端部１０に平行なボディー部１３の横断面Ｐ（ｚ）の輪郭形状は、開口端部１０（ｚ＝０）付近では開口端部１０とほぼ相似形の矩形をなし、ヨーク部１２（ｚ＝Ｔ）付近では一般に円形となる。前記横断面Ｐ（ｚ）の内外表面の輪郭形状は、それぞれ三つの円弧からなり、長辺を構成する円弧ＲＬ、短辺を構成する円弧ＲＳ及びこれらに接する円弧ＲＤとからなる。
【０００４】
対角軸（ＤＡ）が長軸（ＬＡ）となす角度ｄ°は画像表示面のアスペクト比が４：３の場合、３６．８７°であり、アスペクト比が１６：９の場合は、２９．３６°である。従来、前記の円弧ＲＤの中心は、設計の便宜上、対角軸（ＤＡ）上に設定されており、従って、前記横断面Ｐ（ｚ）の輪郭形状の最大外形部Ｄ（ｚ）も対角軸（ＤＡ）上に存在する。斯様なファンネル１においては、ボディー部１３の対角軸（ＤＡ）付近で輪郭形状が急激に変化するため、対角軸の特に長辺側に、対角軸にほぼ平行な稜線状の角立ち形状が形成される。特に、前記アスペクト比が１６：９の横長タイプの場合は、長辺と短辺の比がより大きくなることから、角立ち形状が際立ってくる。
【０００５】
ところで、通常、ファンネルはプレス成形により製造されるが、図７に示すように、底型２０内に一定量の溶融ガラス塊を供給した後、上型（図示せず）を下降させて底型２０と上型の間隙に溶融ガラス塊を押延して成形する。図７のファンネル１は押延を完了（フィルアップ）した状態を示し、図８には底型２０内にあるファンネル１の押延途中の状態を示す。図８の板状の矢印１４にガラスが押延される方向を示すが、溶融ガラスは、短軸（ＳＡ）において最も早く開口端部側に押延され、続いて長軸（ＬＡ）側、最後に対角軸（ＤＡ）側の順番に押延される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、ファンネルの対角軸付近には、対角軸にほぼ平行な稜線状の角立ち形状が形成されるが、この形状はファンネルがプレス成形される場合にガラスの押延を阻害する。即ち、図８の板状の矢印１４で示したように、対角軸方向においてはガラスが短軸側と長軸側から回り込むように伸ばされるが、角立ち形状の部分で押延抵抗が増大するので、他の部分に比べて開口端部までガラスが充填されるフィルアップが遅延する。
【０００７】
このように、対角軸でのフィルアップが遅れるため、対角軸上付近の開口端面部に充填されるガラスの温度が低下し、ガラスに微小なクラックを生じたり、フィルアップに要する時間やプレス圧力が増大するという不都合を生じる。また、斯様な対角軸付近の稜線状の角立ち形状は強度面からも不利である。即ち、ファンネルの取り扱いによって生じる擦り傷が角立ち部分に集中しやすく、またファンネルを陰極線管とするときには内部が真空とされるため、内外気圧差によって生じる真空応力も角立ち部分に集中しやすい。このような擦り傷や真空応力の程度によっては陰極線管が破壊に至る虞があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ファンネルのボディー部をプレス成形に適した形状とし、さらに、強度面でも有利な陰極線管用ファンネルを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するためになされたものであり、ほぼ矩形の開口端部と、電子銃を格納するネック部と、偏向コイルを外装するヨーク部と、前記開口端部とヨーク部の間を構成し開口端部からヨーク部に向かって連続的に変化する漏斗状形状を有するボディー部からなる陰極線管用ファンネルにおいて、前記開口端部に平行な任意の横断面Ｐ（ｚ）での前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）が軸心（Ｃ）回りに長軸（ＬＡ）となす角度をα（ｚ）°とし、対角軸（ＤＡ）が長軸（ＬＡ）となす角度をｄ°とするとき、０＜α（ｚ）＜ｄの関係を有するボディー部を含むことを特徴とする陰極線管用ファンネルを提供する。
【００１０】
また、本発明の前記陰極線管用ファンネルは、前記角度α（ｚ）°が開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）まで連続的に変化する非単調増加または減少関数で表され、一つの極小値を有することを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、本発明の陰極線管用ファンネルは前記角度α（ｚ）°と角度ｄ°が０＜|α（ｚ）−ｄ|＜１０であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記開口端部に平行な任意の横断面Ｐ（ｚ）での前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表すとき、ｚが０からＴまで変化する範囲においてＤｘとＤｙとが下記の式を満たす関係にあることを特徴とする。
【００１３】
Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2＋・・・
Ａn-1・Ｄｘn-1＋Ａn・Ｄｘn
ただし、Ａ0、Ａ1、・・・、Ａn-1、Ａnは定数であり、ｎは自然数とする。
【００１４】
【作用】
本発明においては、ファンネルのボディー部の最大外形部Ｄ（ｚ）を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より短辺側に離れて設けたので、最大外形部Ｄ（ｚ）もファンネルの対角軸より短辺側に移動し、そのために、長辺を構成する円弧の曲率半径を減少させることができ、対角軸付近の稜線状の角立ち形状が緩和される。この結果、先記したファンネルの成形性が改善され、さらに、角立ち部分に集中する擦り傷や真空応力によるファンネルの破壊の虞が抑制される。
【００１５】
開口端面部からヨーク部の間を構成するボディー部は、開口端部からヨーク部に向かって連続的に滑らかに変化する漏斗状形状とするのが、ガラスの押延を円滑にし、成形性を改善するのに好都合である。従って、最大外形部が対角軸から軸心回りに離間する角度、即ち前記［α（ｚ）−ｄ］については＋／−１０°未満とし、好ましくは＋／−５°未満とする。|α（ｚ）−ｄ|が１０以上になると、開口端部やヨーク部との接続が困難となる。
【００１６】
また、角度α（ｚ）°は開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）まで連続的に滑らかに変化する非単調増加または減少関数とし、開口端部とヨーク部との間で一つの極小値または極大値を有する形状とする。極小値や極大値を二つ以上とすると形状が複雑になるので、プレス成形用金型の加工が困難となり、成形性の改善もできなくなる。
【００１７】
さらに、開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）までの任意の横断面Ｐ（ｚ）における前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表すとき、Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2＋・・・Ａn-1・Ｄｘn-1＋Ａn・Ｄｘn（ただし、Ａ0、Ａ1、・・・、Ａn-1、Ａnは定数であり、ｎは自然数とする。）の多項式で関係付けることにより、開口端部からヨーク部までの最大外形部の形状の変化を連続的にまた滑らかにすることができる。
【００１８】
なお、前記多項式の次数は２または３とするのが、好ましい。即ち、次数が１では前記した最大外形部の形状の変化が直線的になり、また、次数が４以上では不必要に複雑になる。
【００１９】
【実施例】
以下、図１乃至図４に基づいて、本発明にかかる陰極線管用ファンネル（サイズ７６ｃｍ、アスペクト比１６：９、偏向角１２０°、ネック外径２９．１ｍｍ）の実施例について説明する。なお、以下の説明において、先記した図６乃至図８に示すものと共通の構成要件については、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
図１は本発明の陰極線管用ファンネル正面図の第１象限のみを示したものであり、２点鎖線は本実施例の横断面Ｐ（ｚ）の外表面輪郭形状、破線は従来の横断面の外表面輪郭形状を表している。例えば、ｚ＝６０（ｍｍ）における三つの円弧ＲＬ、ＲＤ、ＲＳの値は、破線で示した従来の外表面輪郭形状ではＲＬ＝４０７２ｍｍ、ＲＤ＝４０ｍｍ、ＲＳ＝６３６ｍｍであり、２点鎖線で示した本実施例の外表面輪郭形状ではＲＬ＝１４５９ｍｍ、ＲＤ＝４０ｍｍ、ＲＳ＝９３３ｍｍである。本明細書において説明の簡略化のために、陰極線管用ファンネルの第１象限のみを示したが、第２乃至第４象限もそれぞれ第１象限と軸対称の関係となるように構成されている。
【００２１】
また、前記したｚ＝６０ｍｍにおける横断面Ｐ（ｚ）の外表面輪郭形状に関して、ファンネルの軸心（Ｃ）からの距離を従来の輪郭形状（表１にＰｏと記す）と本実施例の輪郭形状（表１にＰｐと記す）とを比較して表１に示す。表１には、長軸（ＬＡ）から短軸（ＳＡ）まで軸心（Ｃ）回りに１０°毎に計算した設計値（単位：ｍｍ）を示す。
【００２２】
【表１】
上記から明らかなように、本実施例の横断面Ｐ（ｚ）は長辺側の円弧ＲＬの曲率半径が大きく減少し、輪郭形状の軸心からの距離も軸心（Ｃ）回りに４０°の値で１６ｍｍ程丸みをおびた形状となっており、対角軸付近の角立ち形状が緩和されているのが分かる。なお、説明の簡略化のため図示が省略されているが、前記横断面Ｐ（ｚ）の内表面輪郭形状最大外形部が軸心（Ｃ）回りに長軸（ＬＡ）となす角度は外表面と同じ角度となるように設計されている。
【００２４】
本発明者の研究の結果、ボディー部の横断面の輪郭形状において、長辺側或いは短辺側の円弧が３０００ｍｍを超える曲率半径からなる場合は、先記した対角軸付近の角立ち形状が強くなり、本発明を実施することによる角立ち形状の緩和の効果が顕著に現れることが分かった。
【００２５】
図２は、軸心方向の距離ｚが開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝１２５ｍｍ）まで変化するときの、α（ｚ）と［α（ｚ）−ｄ］の曲線を表す。本実施例のファンネルではｚが１０ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲で最大外形部Ｄ（ｚ）が対角軸（２９．３６°）よりも長軸（ＬＡ）側にあり、ｚが５０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲で［α（ｚ）−ｄ］が−４°の極小値を有していることが分かる。また、開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝１２５ｍｍ）まで、α（ｚ）は滑らかに連続的に変化する曲線であり、単調な増加または減少関数ではないことが分かる。
【００２６】
さらに図３には、前記したファンネルと同一サイズのファンネルに関する本発明の他の実施例を示す。即ち、図２に示した例はヨーク部が丸型のものであるのに対して、図３はヨーク部が矩形状であり、所謂、角型ヨーク部を有するものである。
【００２７】
陰極線管の消費電力を低減させるために、ヨーク部を角型としたものが開発されているが、これは電子ビームが衝突しやすい対角部内径はできるだけ大きくして電子ビームの衝突を避け、長軸及び短軸近傍の内径をできるだけ小さくして偏向コイルを電子ビームに接近させることにより、電子ビームの偏向を効率化するものである。
【００２８】
斯様な角型ヨーク部を有するファンネルでは、陰極線管として内部を真空にしたときの耐気圧強度を考慮して、極端な矩形化は避けなければならない。そこで、必要な耐気圧強度を保持しながら消費電力を低減するために、偏向コイルが外装されるヨーク部をネック側は円形にし、パネル方向に次第に円形から長軸及び短軸以外の方向に最大径を有する非円形の形状として、ヨーク部とボディー部との接続部では最大径部が長軸となす角度を、ファンネルの開口端部の最大外形部が長軸となす角度、即ちファンネルの対角軸の角度と、異なる角度にする提案がなされている。
【００２９】
図３において、前記の角型ヨーク部のヨーク部とボディー部との接続部（ｚ＝１２５ｍｍ）では、横断面の外表面輪郭形状の最大外形部Ｄ（ｚ）が長軸となす角度は３８°とされており、ｚが９０ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲で最大外形部Ｄ（ｚ）のα（ｚ）は２５．３６°から３８°まで変化している。
【００３０】
なお、角型ヨーク部を有するファンネルであっても、ヨーク部とボディー部との接続部において最大径部が長軸となす角度を、ファンネルの開口端部の最大外形部が長軸となす角度、即ちファンネルの対角軸の角度と、同一の角度としたものは図２に示した実施例がそのまま適用できる。
【００３１】
さらに図４には、本発明にかかる他の陰極線管用ファンネル（サイズ８６ｃｍ、アスペクト比１６：９、偏向角１０６°、ネック外径３２．５ｍｍ）の実施例について説明する。
【００３２】
図４において、軸心方向の距離ｚが開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝２２５ｍｍ）まで変化するときの最大外形部Ｄ（ｚ）の軌跡をＬＡとＳＡとの直角座標上に、実施例と従来例を対比して示す。
【００３３】
この実施例では、例えば、ｚ＝６０（ｍｍ）における図１に示す三つの円弧ＲＬ、ＲＤ、ＲＳの値は、破線で示した従来の外表面輪郭形状ではＲＬ＝３１１２ｍｍ、ＲＤ＝３７ｍｍ、ＲＳ＝８３６ｍｍであり、２点鎖線で示した本実施例の外表面輪郭形状ではＲＬ＝２６７６ｍｍ、ＲＤ＝３７ｍｍ、ＲＳ＝８８８ｍｍとなっており、長辺側の円弧ＲＬの曲率半径が大きく減少していることが分かる。
【００３４】
このとき、前記したｚ＝６０ｍｍにおける横断面Ｐ（ｚ）の外表面輪郭形状に関して、ファンネルの軸心（Ｃ）からの距離を従来の輪郭形状と本実施例の輪郭形状とで先記した例と同様に比較したところ、輪郭形状の軸心からの距離は軸心（Ｃ）回りに４０°の値で２．７ｍｍ程丸みをおびた形状となっており、対角軸付近の角立ち形状が緩和されているのが分かった。
【００３５】
さらに図２に対応するα（ｚ）と［α（ｚ）−ｄ］の曲線を調べたところ、本実施例のファンネルでは、軸心方向の距離ｚが開口端部（ｚ＝０ｍｍ）からヨーク部との接続部（ｚ＝２２５ｍｍ）まで変化するとき、ｚが１０ｍｍ〜２２５ｍｍの範囲で最大外形部が対角軸（２９．３６°）よりも長軸（ＬＡ）側にあり、ｚが２１０ｍｍのところで［α（ｚ）−ｄ］が−３．８°の極小値を有していることが分かった。
【００３６】
本実施例では最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表し、ｚが０から２２５ｍｍまで変化する範囲においてＤｘとＤｙとが、下記の２次式を満たす関係にしてある。即ち、
Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2
ただし、Ａ0＝９．７４８０５５Ｅ＋００
Ａ1＝３．５２３４３２Ｅ−０１
Ａ2＝４．６８４９４１Ｅ−０４
【００３７】
以上の説明から明らかなように、本実施例のファンネルは、ボディー部の対角軸付近の横断面輪郭形状を従来のファンネルに比べて滑らかな丸みをおびた形状としたので、ファンネルの成形時にガラスの押延が円滑となることが分かる。
【００３８】
本実施例では、ファンネルのボディー部の最大外形部を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より短辺側に離れて設けることにより、長辺の曲率半径を減少させて、対角軸付近の長辺側に生じる稜線状の角立ち形状を緩和したが、ファンネルの形状によっては、必要に応じて図５に示すように、円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より長辺側に離れて設けることにより、短辺の曲率半径を減少させて、対角軸付近の短辺側に生じる稜線状の角立ち形状を緩和できることは明らかである。
【００３９】
また、本実施例ではファンネルボディー部の内外面ともに、最大外形部を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より離れて設けたが、ファンネルの大きさや、偏向角等の条件により、適宜、本発明を外面または内面のみに実施してもよい。さらに、内外面ともに最大外形部を形成する円弧ＲＤの中心をファンネルの対角軸より離れて設ける場合においても、本明細書中に前記したα（ｚ）やＤｘ、Ｄｙの関係式は内外面で同一でないものをも含む意味である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の陰極線管用ファンネルによれば、ファンネルのボディー部をプレス成形に適した形状としたので、プレス成形時のガラスの押延が円滑となり、ガラスの押延の遅延に起因して生じる対角軸上付近の開口端面部の微小なクラックが抑制され、またフィルアップに要する時間やプレス圧力が増大するという不都合も解消できた。
【００４１】
また、ファンネルの取り扱いによって、ファンネルボディー部の対角軸外表面に生じる擦り傷や陰極線管とする段階で発生する真空応力が分散されるので、ファンネルや陰極線管の破壊の虞も抑制できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の陰極線管用ファンネル正面図の第１象限図である。
【図２】本発明の陰極線管用ファンネルのボディー部横断面において、外表面輪郭形状のα（ｚ）の曲線を示すグラフ（Ａ）と、［α（ｚ）−ｄ］の曲線を示すグラフ（Ｂ）である。
【図３】本発明の他の実施例を示す陰極線管用ファンネルのボディー部横断面において、外表面輪郭形状のα（ｚ）の曲線を示すグラフ（Ａ）と、［α（ｚ）−ｄ］の曲線を示すグラフ（Ｂ）である。
【図４】本発明の陰極線管用ファンネル背面図において、最大外形部Ｄ（ｚ）の軌跡を示す第１象限図である。
【図５】第２の本発明の陰極線管用ファンネルを示す正面図の第１象限図である。
【図６】従来の陰極線管用ファンネルの正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図７】陰極線管用ファンネルをプレス成形し、押延完了（フィルアップ）した状態を示す要部断面斜視図である。
【図８】陰極線管用ファンネルをプレス成形し、押延途中の状態を示す要部断面斜視図である。
【符号の説明】
１ 陰極線管用ファンネル
１０ 開口端面部
１１ ネック部
１２ ヨーク部
１３ ボディー部
１４ 板状の矢印
２０ 底型
Ｐ（ｚ） 横断面
Ｄ（ｚ） 最大外形部
Claims (4)
- ほぼ矩形の開口端部と、電子銃を格納するネック部と、偏向コイルを外装するヨーク部と、前記開口端部とヨーク部の間を構成し開口端部からヨーク部に向かって連続的に変化する漏斗状形状を有するボディー部からなる陰極線管用ファンネルにおいて、前記開口端部に平行な任意の横断面Ｐ（ｚ）での前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）が軸心（Ｃ）回りに長軸（ＬＡ）となす角度をα（ｚ）°とし、対角軸（ＤＡ）が長軸（ＬＡ）となす角度をｄ°とするとき、０＜α（ｚ）＜ｄの関係を有するボディー部を含むことを特徴とする陰極線管用ファンネル。
- 前記角度α（ｚ）°が開口端部（ｚ＝０）からヨーク部との接続部（ｚ＝Ｔ）まで連続的に変化する非単調増加または減少関数で表され、一つの極小値を有することを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用ファンネル。
- 前記角度α（ｚ）°と角度ｄ°が０＜|α（ｚ）−ｄ|＜１０であることを特徴とする請求項２に記載の陰極線管用ファンネル。
- 前記開口端部に平行な任意の横断面Ｐ（ｚ）での前記ボディー部外表面及び／又は内表面の最大外形部Ｄ（ｚ）を長軸（ＬＡ）と短軸（ＳＡ）とで定義される直角座標上に（Ｄｘ、Ｄｙ）で表すとき、ｚが０からＴまで変化する範囲においてＤｘとＤｙとが下記の式を満たす関係にあることを特徴とする請求項３に記載の陰極線管用ファンネル。
Ｄｙ＝Ａ0＋Ａ1・Ｄｘ＋Ａ2・Ｄｘ2＋・・・
Ａn-1・Ｄｘn-1＋Ａn・Ｄｘn
ただし、Ａ0、Ａ1、・・・、Ａn-1、Ａnは定数であり、ｎは自然数とする。
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