JP3817731B2 - 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 - Google Patents

Description

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。

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１２は、視像域となるフェース部１２ａと、フェース１２ａ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。

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。

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。

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１３ｃ１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。

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。

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。

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。

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。

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形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、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し、長辺側の段差部の最大段差ΔＴＬｍａｘと、短辺側の段差部の最大段差ΔＴＳｍａｘとが、ΔＴＳｍａｘ＜ΔＴＬｍａｘの関係を有する構成を提供する。本発明には、第１領域及び第２領域がコーナ部を除く範囲に設けられている構成、第１領域及び第２領域がコーナ部を含んでボディー部の全周に亙って設けられている構成の双方が含まれる。

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３ｃ２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。

本発明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。

また、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。

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。

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る｛図１５（ｂ）の長軸断面｝。このことを考慮して、本発明では、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いる。

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、成型性の点からは、コーナ部には上記段差部が存在しない方が好ましい。

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。

以上の点を踏まえると、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するのが好ましい。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。より好ましくは、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。

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。

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１００００ｍｍ以上であることを意味する。

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。

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。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

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。

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。

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３ｃ１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３ｃ２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。

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３ａ２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のものである。

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。

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。

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２ｂ１、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る。パネル２のシールエッジ面２ｂ１についても同じである。

この実施形態において、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。

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≦ΔＴＳｍａｘ／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。また、最大段差ΔＴＬｍａｘと最大段差ΔＴＳｍａｘとは、ΔＴＳｍａｘ＜ΔＴＬｍａｘの関係となるように設定される。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ＴRに対して０．５≦Ｔ／ＴR≦１の範囲内に設定される。

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。

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３ｅ３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。

さらに、この実施形態では、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。

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。

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３ａ３を構成する円弧の３つの円弧からなる。段差部３ｅ３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Ｘｒ、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。

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Ｙｓの位置（終点）にそれぞれ至る繋ぎ部３ｅ１１を設けている。

また、第２領域３ｅ２とコーナ部３ａ３、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点差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。

上記の諸寸法ｈ、ΔＴ、ＴR、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３ｅ１の外面の延長線Ｗとの交点をＰ３とすると、ＴR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。

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３ｅ２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。）。

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。

また、この実施形態では、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３ｃ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。

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。

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１〜３）、図１３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。各実施例及び従来例ともに、対角軸最大外径７６ｃｍ、バルブ偏向角度１０２°、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：ＸS＝Ｘｏ、ＹS＝Ｙｏ
実施例２：ＸS＝Ｘｒ／２、ＹS＝Ｙｒ／２
実施例３：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）

［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。
（実施例３）
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、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３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。一方、実施例３は実施例１及び２に比較して、ファンネルの成型性が良好ではなかった。

比較試験の結果から明らかなように、実施例１〜３のファンネルは従来例と比較して、強度と軽量化という特性をバランスよく備えたものである。また、実施例１及び２のファンネルは成型性も良好である。

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。 実施形態に係るパネルの斜視図である。 実施形態に係るファンネルの斜視図である。 ファンネルの管軸と平行な方向の部分断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 ファンネルの成型時の状態を示す図である。 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。 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。 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 (2)

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形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し、かつ、
   前記長辺側の段差部の最大段差ΔＴＬｍａｘ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陰極線管用ガラスファンネル。
2. 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。