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】
【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
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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