JP3882514B2 - カラー陰極線管 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機、コンピューターディスプレイ等に用いられるシャドウマスク型のカラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー陰極線管の一例について、その断面図を図８に示す。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン面２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続されたファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵された電子銃４と、フェイスパネル２の内部に蛍光体スクリーン面２ａに対向して設けられたシャドウマスク６と、これを固定する長辺フレーム７とを備えている。また、電子ビームを偏向走査するために、ファンネル３の外周面上には偏向ヨーク５が設けられている。
【０００３】
シャドウマスク６は、電子銃４から発射される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔がエッチングにより多数形成されている。Ａは、電子ビーム軌跡を示している。 シャドウマスク６を固定した長辺フレーム７は、その長手方向の両端部に一対の短辺フレーム８が固定されている。これら、一対の長辺フレーム７及び一対の短辺フレーム８によって枠状体が形成されている。この枠状体とこれに固定されたシャドウマスク６とで、シャドウマスク構体９を形成している。
【０００４】
一対の長辺フレーム７には、板状のスプリング取付部材２１が固着され、このスプリング取付部材２１にスプリング部材１０が固定されている。一対の短辺フレーム８には板状のスプリング取付部材１１が固着され、このスプリング取付部材１１にスプリング部材１２が固着されている。
【０００５】
シャドウマスク構体９のフェイスパネル２への固定は、スプリング部材１０の取付け穴１０ａとフェイスパネル２内面の上下のピン１３とを嵌合させ、スプリング部材１２の取付け穴１２ａとフェイスパネル２内面の左右のピン（図示せず）とを嵌合させることにより行われている。
【０００６】
カラー陰極線管では、電子ビームの射突によるシャドウマスク６の熱膨張によって、電子ビーム通過孔が変位して、電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスク６の温度上昇による熱膨張を吸収できるような引張力をあらかじめ加えて、シャドウマスク６を長辺フレーム７に架張保持することが行われている。このような、架張保持によれば、シャドウマスク６の温度が上昇しても、シャドウマスク６の開孔と蛍光体スクリーン面２ａの蛍光体ストライプとの相互位置のずれを低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管には以下のような問題があった。架張保持されているシャドウマスク６に電子ビームが射突して熱膨張して、引張力が小さくなると、シャドウマスク構体９の内力モーメントも変動し、つり合い状態も変動することになる。このつり合い状態の変動により、シャドウマスク６の開孔と蛍光体スクリーン面２ａとの間の距離（ｑ値）のずれ、すなわち、蛍光体スクリーン面２ａに対しシャドウマスク６が管軸方向に離れる位置ずれが生じ、電子ビームが蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するという問題があった。なお、一般に色むらついては、蛍光体スクリーン面２ａに対して、シャドウマスク６が管軸方向に近づく方向の位置ずれよりも離れる方向の位置ずれの方が不利である。
【０００８】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクが管軸方向に離れる位置のずれを抑え、色むらを防止したカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管は、一対の長辺フレームと、前記一対の長辺フレームに固着されてこれを対向した状態で支持する一対の短辺フレームと、引張力が印加された状態で前記一対の長辺フレームに固着されたシャドウマスクと、前記短辺フレームに直接又はスプリング取付部材を介して設けられた短辺フレーム側スプリング部材と、前記長辺フレームにスプリング取付部材を介して設けられた長辺フレーム側スプリング部材とを備えたカラー陰極線管であって、前記短辺フレームは前記シャドウマスク側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有し、前記短辺フレーム側スプリング部材は、前記短辺フレーム又は前記スプリング取付部材と固着される第１の部分と、フェースパネル内面に設けられたピンと嵌合する取り付け穴が設けられた第２の部分とを有し、前記短辺フレーム側スプリング部材における前記第１の部分と前記第２の部分とが前記短辺フレームの長手方向に沿って位置しており、前記長辺フレーム側スプリング部材は、前記長辺フレームに固着される第１の部分と、フェースパネル内面に設けられたピンと嵌合する取り付け穴が設けられた第２の部分とを有し、前記長辺フレーム側スプリング部材における前記第１の部分と前記第２の部分とが前記長辺フレームの長手方向に沿って位置していることを特徴とする（請求項１）。前記のようなカラー陰極線管によれば、シャドウマスク構体の内力モーメントを小さくできるので、電子ビーム射突によりシャドウマスクが熱膨張しても、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクが離れる方向の位置ずれを抑えることができ、ｑ値ずれも抑えることができる。
【００１０】
また、前記略三角形状の屈曲部のうち、前記シャドウマスク側へ突出した頂点部分における中立軸が、前記シャドウマスクの面を越えた位置にある（請求項２）。このようにすることで、シャドウマスクは、その熱膨張によりカラー陰極線管の蛍光体スクリーン面側に近づくことになるので、色ずれ補正効果が得られる。
【００１１】
また、前記略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分の幅寸法は、前記短辺フレームの長手方向における最大長の１／６以上１／２以下である（請求項３）。このようにすることで、色ずれ補正効果を十分に確保できることに加えて、前記カラー陰極線管の製造工程における熱変形が小さく、かつ、ｑ値の精度が安定するため、生産性を向上することができる。
【００１２】
また、前記略三角形状の屈曲部の折れ曲がり部分は、円弧状に形成され、前記円弧の外周側の曲率半径は１５ｍｍ以上である（請求項４）。このようにすることで、折れ曲がり部分における過度の応力集中を防止することができ、十分な剛性を確保することができる。
【００１３】
また、前記略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、前記短辺フレームに支持調整部材がさらに固着されている（請求項５）。このようにすることで、内力モーメント変化を小さくする効果に、短辺フレームの剛性アップの効果が加わることになる。この場合、断面２次モーメントが増加するので、短辺フレームに用いる鋼材の断面サイズを、よりランクの下のものとすることができる。また、電子ビーム射突時におけるカラー陰極線管の蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクの管軸方向の変位をより抑えることができる。
【００１４】
また、前記支持調整部材は、熱膨張係数が前記短辺フレームより大きい（請求項６）。このようにすることで、熱処理工程中におけるシャドウマスクの塑性変形を防止することができ、かつ、カラー陰極線管の動作時における管軸方向の変位を抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。従来技術と同一構成のものは同一番号を付して説明する。
【００１６】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るカラー陰極線管１ａの断面図を示している。図２は、図１のシャドウマスク構体１６の斜視図を示している。図２ではシャドウマスク６の図示は省略している。
【００１７】
角柱体である一対の短辺フレーム１４は、シャドウマスク６側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有している。つまり、屈曲部における頂点１４ｂと面１４ａとの間にはある屈曲高さＨを有している。
【００１８】
板状体である一対の長辺フレーム７の各両端部に、短辺フレーム１４が溶接等で固着されて、枠状体が形成され（図２）、この枠状体のうち長辺フレーム７の上面７ａにシャドウマスク６が固着されてシャドウマスク構体１６が形成されている。一対の長辺フレーム７には、板状のスプリング取付部材２１が固着され、このスプリング取付部材２１にスプリング部材１０が固定されている。一対の短辺フレーム１４にはスプリング部材１２が固着され、スプリング部材１２の取付け穴１２ａは、短辺フレーム１４の長手方向の略中央部に位置する。
【００１９】
そして、枠状体の外周側の短辺フレーム１４の面１４ｃは、単一の平面になるように形成されているのでスプリング取付部材２１の取り付けが容易である。また、短辺フレーム１４を鉄系材料で形成した場合は、短辺フレーム１４の略三角形状の屈曲部により、水平軸方向の地磁気の磁束が通り難くなり、磁気シールド効果も得られることになる。さらに、この屈曲部を略三角形状にし、折り曲げ箇所が３カ所と最小限とすることにより、製造工程における生産性を向上することができる。
【００２０】
次に、シャドウマスク構体１６のフェイスパネル２への固定は、図８に示した従来技術の場合と同様であり、スプリング部材１０の取付け穴１０ａとフェイスパネル２内面の上下のピン１３とを嵌合させ、スプリング部材１２の取付け穴１２ａとフェイスパネル２内面の左右のピン（図示せず）とを嵌合させることにより行われる。
【００２１】
図３は、シャドウマスク構体に加わるモーメントを比較するための図であり、それぞれシャドウマスク構体の側面を部分的に示している。図３（ａ）は、図８に示した従来技術の場合の構成であり、図３（ｂ）は図１に示した本実施形態の場合の構成である。図中のｚ軸の方向は管軸方向と等しく、シャドウマスク６からフェイスパネル２内面に向かう方向を正とする。
【００２２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すシャドウマスク６は、長辺フレーム７の上面７ａに架張保持されており、シャドウマスク６は矢印ａ方向に引張力が加わっている。シャドウマスク６の引張力をＦとすると、長辺フレーム７の上面７ａには、引張力Ｆと同じ大きさの反力Ｆが矢印の方向（上面７ａが内側に倒れ込む方向）に加わることになる。なお、スプリング部材１２は厚さ１ｍｍ程度の単なるバネ材を用いたものである。そのため、シャドウマスク６の熱膨張によるモーメント変化は、すべて枠状体に組み立てられた各フレーム７、１４により決定される。
【００２３】
各図において、反力Ｆによるモーメントについてみると、図３（ａ）に示した従来技術の場合は、反力Ｆによる短辺フレーム８の中立軸上のモーメント中心点であるＡ点回りのモーメントＭは、上面７ａから中立軸までの最短直線距離をＬとすると、Ｍ＝Ｆ×Ｌとなる。すなわち、図３（ａ）に示した状態では、長辺フレーム７の上面７ａの反力ＦによるＡ点回りのモーメントＭが加わった状態でつり合い状態が保たれていることになる。
【００２４】
このつり合い状態から、シャドウマスク６が熱膨張して、引張力Ｆが小さくなると、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントＭも小さくなり、つり合い状態も変動することになる。図３（ａ）の場合では、熱膨張による引張力Ｆの低下により、一点鎖線で示した位置から実線の位置に移動し、この状態で再びつり合い状態が保たれることになる。すなわち、熱膨張により、長辺フレーム７の上面７ａは、ｚ軸の負方向にΔｚだけ変位することになる。実際には短辺フレーム８はスプリング部材１２の取付け穴１２ａで拘束されているため、Δｚだけｚ軸の負方向に変位することになる。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示した本実施形態の場合についてみると、反力ＦによるＡ点回りのモーメントＭ′は、上面７ａから短辺フレーム１４の屈曲部１４ｃ（頂点１４ｂ側）における中立軸までの最短直線距離をＬ′とすると、Ｍ′＝Ｆ×Ｌ′となる。本実施形態の場合は、フレーム１４の頂点１４ｂは、面１４ａに対して、ｚ軸の正方向すなわちシャドウマスク６側に位置している。これに伴って、Ａ点もｚ軸の正方向に変位している。したがって、距離Ｌ′は距離Ｌに比べ屈曲高さＨの分短くなっているので、Ｌ′＜Ｌとなり、Ｍ′＜Ｍの関係が成り立つ。
【００２６】
すなわち、図３（ｂ）に示した状態では、Ｍより小さいモーメントＭ′が加わった状態でつり合い状態が保たれていることになる。図３（ａ）の場合と同様に、シャドウマスク６が熱膨張して、引張力Ｆが小さくなると、モーメントＭ′も小さくなり、つり合い状態も変動することになる。図３（ｂ）の場合では、引張力Ｆの低下により、一点鎖線で示した位置から実線の位置に移動し、この状態で再びつり合い状態が保たれることになる。このとき、一点鎖線で示したようにたわんだ短辺フレーム１４は、解放されるように動く。すなわち、熱膨張により、長辺フレーム７の上面７ａは、ｚ軸の負方向にΔｚ′だけ変位することになる。
【００２７】
ここで、このような引張力の変動によるｚ軸方向の変位量は、短辺フレーム１４のたわみを発生させる長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントに比例する。前記のように、Ｍ′＜Ｍであるので、Δｚ′＜Δｚの関係が成り立つ。したがって、本実施形態によれば、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントを小さくできるので、短辺フレーム１４のたわみの変化量を軽減させ長辺フレーム７の上面７ａのｚ軸方向の変位量も小さくすることができる。すなわち、電子ビーム射突によってシャドウマスク６が熱膨張しても、シャドウマスク６の管軸方向（ｚ軸方向）の変位を抑えることができ、ｑ値ずれも抑えることができる。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示した第一の実施形態に係る短辺フレーム１４には、シャドウマスク６の架張保持の際に圧縮力が加わり、架張保持の後においては、前記のようにＡ点回りのモーメントが加わるので、塑性変形しない程度の一定の剛性が要求される。このため、略三角形状部分における円弧状の折れ曲がり部分１４ｃ、１４ｄの外周側の曲率半径Ｒは１５ｍｍ以上であることが好ましく、３０ｍｍ以上であることがより好ましい。このことは、以下に説明する、図５、図６及び図７に示した第二、第三及び第四の実施形態の場合も同様である。
【００２９】
次に本発明の効果を確認した実施例について説明する。
【００３０】
図１に示したような本実施形態に係るシャドウマスク構体を用いた実施例と、図８に示したような従来のシャドウマスク構体を用いた従来例とで、電子ビーム照射時における電子ビーム移動量を比較した実験結果を以下の表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
表１は、電子ビームをシャドウマスク全体に照射した場合の実験結果である。実験結果中、ＥＷ端部とあるのは、管軸と直交する水平軸の上にあってシャドウマスク左右の両端部のことであり、シャドウマスク表面側からみて右側がＥ端部で、左側がＷ端部であることを意味し、また、外とあるのは、電子ビームが蛍光体面において左右方向の外側に移動したことを意味する。電子ビーム量は、Ｉａ＝１６５０μＡとした。
【００３３】
シャドウマスクが管軸の負方向（蛍光体面から遠ざかる方向）に変位するほど、電子ビームは蛍光体面において、外側に移動することになるが、表１に示した実施例では、従来例のものに比べ電子ビームの外側への移動量が大幅に低減されており、シャドウマスクの管軸方向の変位が大幅に低減していることが分かる。
【００３４】
次に、図１および図３（ｂ）に示したような本発明のカラー陰極線管の第一の実施形態において、屈曲高さＨを約１４．５ｍｍで一定とし、短辺フレーム１４の長手方向における最大長をＷとし、略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分の最大の幅寸法をＤとして、Ｄ／Ｗの割合を変化させた際の、シャドウマスク熱膨張時の電子ビーム移動量と、製造工程でのマスク平面度の熱変形量（平面度の悪化量）の実験結果を図４（ａ）に示す。なお、マスク平面度とは、マスク構体のコーナー部３点で形成される平面に対する、残り１点のずれ量を測定したものである。
【００３５】
図４（ａ）より、Ｄ／Ｗが１／６〜１／２の範囲であれば、電子ビーム移動量を１２μｍ以下に抑えられ、色ずれ補正効果を十分に確保でき、かつシャドウマスクの製造工程におけるマスク平面度の熱変形が１５０μｍ以下に小さく抑えられることがわかる。
【００３６】
続いて、Ｄ／Ｗを１／５で一定とし、略三角形状の傾斜角θを変化させた際の、シャドウマスク熱膨張時の電子ビーム移動量の実験結果を図４（ｂ）に示す。
【００３７】
図４（ｂ）より、傾斜角θが１５°以上において、電子ビーム移動量を１２μｍ以下に抑えられ、色ずれ補正効果を十分に確保することができる。
【００３８】
したがって、傾斜角θが１５°以上においてＤ／Ｗが１／６〜１／２の範囲であれば、画面全域にわたるｑ値の精度が向上し、しかもｑ値の精度が安定するため、生産性を向上することができる。
【００３９】
（第二の実施形態）
図３（ｂ）に示した本発明のカラー陰極線管の第一の実施形態では、フレーム１４の頂点１４ｂは、面１４ａに対してｚ軸の正方向に変位しているが、頂点１４ｂはシャドウマスク６の面までは至っていない。それに対し、図５に示した本発明のカラー陰極線管の第二の実施形態では、短辺フレーム２０の面２０ａと頂点２０ｂとの間の屈曲高さＨａが、図３（ｂ）の場合の屈曲高さＨと比べて高く、頂点２０ｂがさらにｚ軸の正方向に変位しており、頂点２０ｂ部における中立軸が、シャドウマスク６の面を越えた位置にある。
【００４０】
この第二の実施形態では、フレーム２０の中立軸上のモーメント中心点であるＡ点は、図３（ｂ）の場合に示した第一の実施形態と異なり、シャドウマスク６の面より上側に位置しているので、Ａ点回りのモーメントＭの方向が逆になる。このため、シャドウマスク６の熱膨張による長辺フレーム７の上面７ａの変位の方向も逆（ｚ軸の正方向）になる。
【００４１】
したがって、この第二の実施形態によれば、シャドウマスク６が熱膨張したときに、蛍光体スクリーン面２ａ側に近づく位置ずれが生じるこことなり、色むらに対する色ずれ補正効果が得られることになる。
【００４２】
（第三の実施形態）
図６は、本発明のカラー陰極線管の第三の実施形態に係るシャドウマスク構体を示している。本図では、シャドウマスク６の図示は省略している。本図に示したシャドウマスク構体１７は、図２に示した第一の実施形態の枠状体と同様に、角柱体である一対の短辺フレーム１８は、シャドウマスク６側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有している。つまり、屈曲部における頂点１８ｂと面１８ａとの間にはある屈曲高さＨを有している。
【００４３】
短辺フレーム１８は、長辺フレーム７の長手方向において端部から内側に至る延出部１８ｃを有しており、延出部１８ｃの端部と長辺フレーム７とを固着することにより、延出部１８ｃの端部は長辺フレーム７の長手方向における内側に入り込んだ部分で溶接等により固着されている。このため、長辺フレーム７の両端部分においては、長辺フレーム７と短辺フレーム１８とは離間している。
【００４４】
本図に示した第三の実施形態の場合も、図２に示した第一の実施形態の場合と同様に、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントを小さくでき、フレーム１８のたわみ変化を軽減させることができ、シャドウマスク６が熱膨張しても、シャドウマスク６の管軸方向の変位を抑えることができるので、ｑ値ずれも抑えることができる。
【００４５】
本図に示したような、シャドウマスク構体１７を用いれば、長辺フレーム７の長手方向におけるシャドウマスク６の引張力の分布を山型にし易くなり、シャドウマスク６の振動をシャドウマスク６の自由端部で抑え易くなる。この場合、シャドウマスク６の熱膨張により、引張力が小さくなった場合は、図２に示した第一の実施形態のシャドウマスク構体１６に比べて、短辺フレーム１８の延出部１８ｃで応力が吸収される。すなわち、短辺フレーム１８が矢印Ｃ方向に曲がり短辺フレーム１８の水平軸方向への動きが大きくなる。このため、第三の実施形態では前記のようなＡ点回りのモーメントをさらに小さくできる。
【００４６】
（第四の実施形態）
図７は、本発明のカラー陰極線管の第四の実施形態に係るシャドウマスク構体の斜視図を示している。本図では、シャドウマスク６の図示は省略している。第四の実施形態は、図２に示した第一の実施形態の短辺フレーム１４に支持調整部材２２を固着したものである。本図に示したように、短辺フレーム１４の略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、短辺フレーム１４に支持調整部材２２がさらに固着されている。
【００４７】
このことにより、短辺フレーム１４の管軸方向の剛性が向上し、特に、管軸方向の軸である軸２７回りの断面２次モーメントに比べ、水平方向の軸である軸２８回りの断面２次モーメントが大きくなるので、短辺フレーム１４は長手方向の湾曲に対して強度が向上する。すなわち、第四の実施形態では、図２、図５及び図６の第一、第二及び第三の実施形態におけるモーメント変化を小さくする効果に、短辺フレーム１４の剛性アップの効果が加わることになる。
【００４８】
このため、図２、図５及び図６に示した第一、第二及び第三の実施形態に比べ、電子ビーム射突時における前記モーメント変化によるシャドウマスクの管軸方向の変位をより抑えることができる。また、前記のように剛性アップの効果が加わることにより、断面２次モーメントが増加するので、電子ビーム射突時における前記モーメント変化が同じ場合、短辺フレームに用いる鋼材の断面サイズを、よりランクの下のものとすることができる。
【００４９】
さらに、前記のように、短辺フレーム１４は、管軸方向の軸（軸２７）回りの断面２次モーメントに比べ、水平方向の軸（軸２８）回りの断面２次モーメントが大きくなるので、短辺フレーム１４は管軸方向（軸２７方向）の変位が抑えられる一方で、水平方向（軸２８方向）の変位は増大することになる。短辺フレーム１４が水平方向外側に広がる方向に動いた場合、短辺フレーム１４に固定されている板状のスプリングを用いて、短辺フレーム１４を管軸方向に変位させることもできる。すなわち、短辺フレーム１４の水平方向の変位を利用して、管軸方向の補正も可能になる。
【００５０】
本実施形態では、さらに色ずれ補正効果を得るため、支持調整部材２２の材料は、短辺フレーム１４より熱膨張係数の大きい材料であり、短辺フレーム１４が鉄材であれば、支持調整部材２２は例えばＳＵＳ３０４を用いる。この構成では、シャドウマスク熱膨張時の高温状態において、短辺フレーム１４と支持調整部材２２との熱膨張係数の差により、短辺フレーム１４は矢印ｃで示したように凹状に湾曲し、長辺フレーム７の上面７ａの管軸方向の変位に対して逆方向に変位させることができるため、色ずれ補正効果を向上させることができる。具体的には、図７に示したような支持調整部材２２を有する実施形態において、Ｄ／Ｗを１／５とし、略三角形状の傾斜角θを１５°とした場合、電子ビーム移動量がＥＷ端部で「０μｍ」、コーナ部で「外５μｍ」であった。すなわち、上記説明した図１の実施形態に対し、電子ビーム移動量がＥＷ端部及びコーナ部で大幅に低減されていることが分かる。
【００５１】
また、支持調整部材２２の熱膨張係数を短辺フレーム１４より大きくすることにより、フリットシール工程等の生産工程における高温領域での熱シャドウマスクの塑性変形を防止することができることになるが、このように熱膨張係数の差を設けることは、カラー陰極線管の動作時における管軸方向の変位を抑えることにもつながる。
【００５２】
さらに、図７に示した第四の実施形態では、短辺フレーム１４の略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、短辺フレーム１４に高膨張の支持調整部材２２を固着した例で示したが、略三角形状の屈曲部の頂点１４ｂ側の短辺フレーム１４表面に短辺フレーム１４より熱膨張係数の小さい低膨張の支持調整部材を例えば密着するように屈曲部を形成して設けた場合であっても、フリットシール工程等の生産工程における高温領域での熱シャドウマスクの塑性変形を防止することができ、かつ、カラー陰極線管の動作時における管軸方向の変位を抑えることができるという効果が得られる。この場合の低膨張の支持調整部材としては、例えば３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いることができる。
【００５３】
なお、前記各実施形態では、スプリング部材１２を短辺フレーム１４、１８に直接取り付けた例で説明したが、これに限らず、スプリング部材１２をスプリング取付部材１１を介して短辺フレーム１４、１８に取り付けてもよい。また、シャドウマスク構体を４つのスプリング部材で懸架した例で説明したが、３つのスプリング部材で懸架してもよい。
【００５４】
また、短辺フレーム１４の長辺フレーム７への固着部分において、短辺フレーム１４を折り曲げている例で説明したが、これに限らず、短辺フレーム１４を直線状のまま長辺フレーム７へ固着してもよい。また、短辺フレーム１４、１８に形成した略三角形状の屈曲部における頂点１８ｂの形状は、円弧型の例で説明したが、これに限るものではなく、山型や台形型であってもよい。
【００５５】
さらに、一対の長辺フレームの上面にシャドウマスクを固着した例で説明したが、シャドウマスクは必ずしもフレームの上面に固着する必要はなく、長辺フレームの上部に固着されていればよい。例えばシャドウマスク端部を長辺フレームの上面を介して長辺フレーム側面に固着したものでもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、シャドウマスク構体を形成する一対のフレームに、略三角形状の屈曲部が形成されているので、シャドウマスク構体の内力モーメントを小さくでき、電子ビーム射突によりシャドウマスクが熱膨張しても、蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクが離れる方向の位置ずれを抑え、画像の色むらを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るカラー陰極線管を示す断面図
【図２】本発明の第一の実施形態に係るシャドウマスク構体を示す斜視図
【図３】（ａ）従来のシャドウマスク構体に係るモーメントの印加状態の一例を示す図（ｂ）本発明の第一の実施形態のシャドウマスク構体に係るモーメントの印加状態を示す図
【図４】（ａ）本発明の第一の実施形態に係るシャドウマスク構体において、略三角形状の屈曲部に対する電子ビーム移動量と製造工程でのマスク平面度の熱変形量との関係を示す図
（ｂ）同シャドウマスク構体において、略三角形状の傾斜角θに対する電子ビーム移動量の関係を示す図
【図５】本発明の第二の実施形態に係るシャドウマスク構体で、その構体に係るモーメントの印加状態を示す図
【図６】本発明の第三の実施形態に係るシャドウマスク構体を示す斜視図
【図７】本発明の第四の実施形態に係るシャドウマスク構体を示す斜視図
【図８】従来のカラー陰極線管の一例を示す断面図
【符号の説明】
６ シャドウマスク
７ 長辺フレーム
１４ 短辺フレーム
１６ シャドウマスク構体
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機、コンピューターディスプレイ等に用いられるシャドウマスク型のカラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー陰極線管の一例について、その断面図を図８に示す。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン面２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続されたファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵された電子銃４と、フェイスパネル２の内部に蛍光体スクリーン面２ａに対向して設けられたシャドウマスク６と、これを固定する長辺フレーム７とを備えている。また、電子ビームを偏向走査するために、ファンネル３の外周面上には偏向ヨーク５が設けられている。
【０００３】
シャドウマスク６は、電子銃４から発射される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔がエッチングにより多数形成されている。Ａは、電子ビーム軌跡を示している。 シャドウマスク６を固定した長辺フレーム７は、その長手方向の両端部に一対の短辺フレーム８が固定されている。これら、一対の長辺フレーム７及び一対の短辺フレーム８によって枠状体が形成されている。この枠状体とこれに固定されたシャドウマスク６とで、シャドウマスク構体９を形成している。
【０００４】
一対の長辺フレーム７には、板状のスプリング取付部材２１が固着され、このスプリング取付部材２１にスプリング部材１０が固定されている。一対の短辺フレーム８には板状のスプリング取付部材１１が固着され、このスプリング取付部材１１にスプリング部材１２が固着されている。
【０００５】
シャドウマスク構体９のフェイスパネル２への固定は、スプリング部材１０の取付け穴１０ａとフェイスパネル２内面の上下のピン１３とを嵌合させ、スプリング部材１２の取付け穴１２ａとフェイスパネル２内面の左右のピン（図示せず）とを嵌合させることにより行われている。
【０００６】
カラー陰極線管では、電子ビームの射突によるシャドウマスク６の熱膨張によって、電子ビーム通過孔が変位して、電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスク６の温度上昇による熱膨張を吸収できるような引張力をあらかじめ加えて、シャドウマスク６を長辺フレーム７に架張保持することが行われている。このような、架張保持によれば、シャドウマスク６の温度が上昇しても、シャドウマスク６の開孔と蛍光体スクリーン面２ａの蛍光体ストライプとの相互位置のずれを低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管には以下のような問題があった。架張保持されているシャドウマスク６に電子ビームが射突して熱膨張して、引張力が小さくなると、シャドウマスク構体９の内力モーメントも変動し、つり合い状態も変動することになる。このつり合い状態の変動により、シャドウマスク６の開孔と蛍光体スクリーン面２ａとの間の距離（ｑ値）のずれ、すなわち、蛍光体スクリーン面２ａに対しシャドウマスク６が管軸方向に離れる位置ずれが生じ、電子ビームが蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するという問題があった。なお、一般に色むらついては、蛍光体スクリーン面２ａに対して、シャドウマスク６が管軸方向に近づく方向の位置ずれよりも離れる方向の位置ずれの方が不利である。
【０００８】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクが管軸方向に離れる位置のずれを抑え、色むらを防止したカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管は、一対の長辺フレームと、前記一対の長辺フレームに固着されてこれを対向した状態で支持する一対の短辺フレームと、引張力が印加された状態で前記一対の長辺フレームに固着されたシャドウマスクと、前記短辺フレームに直接又はスプリング取付部材を介して設けられた短辺フレーム側スプリング部材と、前記長辺フレームにスプリング取付部材を介して設けられた長辺フレーム側スプリング部材とを備えたカラー陰極線管であって、前記短辺フレームは前記シャドウマスク側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有し、前記短辺フレーム側スプリング部材は、前記短辺フレーム又は前記スプリング取付部材と固着される第１の部分と、フェースパネル内面に設けられたピンと嵌合する取り付け穴が設けられた第２の部分とを有し、前記短辺フレーム側スプリング部材における前記第１の部分と前記第２の部分とが前記短辺フレームの長手方向に沿って位置しており、前記長辺フレーム側スプリング部材は、前記長辺フレームに固着される第１の部分と、フェースパネル内面に設けられたピンと嵌合する取り付け穴が設けられた第２の部分とを有し、前記長辺フレーム側スプリング部材における前記第１の部分と前記第２の部分とが前記長辺フレームの長手方向に沿って位置していることを特徴とする（請求項１）。前記のようなカラー陰極線管によれば、シャドウマスク構体の内力モーメントを小さくできるので、電子ビーム射突によりシャドウマスクが熱膨張しても、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクが離れる方向の位置ずれを抑えることができ、ｑ値ずれも抑えることができる。
【００１０】
また、前記略三角形状の屈曲部のうち、前記シャドウマスク側へ突出した頂点部分における中立軸が、前記シャドウマスクの面を越えた位置にある（請求項２）。このようにすることで、シャドウマスクは、その熱膨張によりカラー陰極線管の蛍光体スクリーン面側に近づくことになるので、色ずれ補正効果が得られる。
【００１１】
また、前記略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分の幅寸法は、前記短辺フレームの長手方向における最大長の１／６以上１／２以下である（請求項３）。このようにすることで、色ずれ補正効果を十分に確保できることに加えて、前記カラー陰極線管の製造工程における熱変形が小さく、かつ、ｑ値の精度が安定するため、生産性を向上することができる。
【００１２】
また、前記略三角形状の屈曲部の折れ曲がり部分は、円弧状に形成され、前記円弧の外周側の曲率半径は１５ｍｍ以上である（請求項４）。このようにすることで、折れ曲がり部分における過度の応力集中を防止することができ、十分な剛性を確保することができる。
【００１３】
また、前記略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、前記短辺フレームに支持調整部材がさらに固着されている（請求項５）。このようにすることで、内力モーメント変化を小さくする効果に、短辺フレームの剛性アップの効果が加わることになる。この場合、断面２次モーメントが増加するので、短辺フレームに用いる鋼材の断面サイズを、よりランクの下のものとすることができる。また、電子ビーム射突時におけるカラー陰極線管の蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクの管軸方向の変位をより抑えることができる。
【００１４】
また、前記支持調整部材は、熱膨張係数が前記短辺フレームより大きい（請求項６）。このようにすることで、熱処理工程中におけるシャドウマスクの塑性変形を防止することができ、かつ、カラー陰極線管の動作時における管軸方向の変位を抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。従来技術と同一構成のものは同一番号を付して説明する。
【００１６】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るカラー陰極線管１ａの断面図を示している。図２は、図１のシャドウマスク構体１６の斜視図を示している。図２ではシャドウマスク６の図示は省略している。
【００１７】
角柱体である一対の短辺フレーム１４は、シャドウマスク６側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有している。つまり、屈曲部における頂点１４ｂと面１４ａとの間にはある屈曲高さＨを有している。
【００１８】
板状体である一対の長辺フレーム７の各両端部に、短辺フレーム１４が溶接等で固着されて、枠状体が形成され（図２）、この枠状体のうち長辺フレーム７の上面７ａにシャドウマスク６が固着されてシャドウマスク構体１６が形成されている。一対の長辺フレーム７には、板状のスプリング取付部材２１が固着され、このスプリング取付部材２１にスプリング部材１０が固定されている。一対の短辺フレーム１４にはスプリング部材１２が固着され、スプリング部材１２の取付け穴１２ａは、短辺フレーム１４の長手方向の略中央部に位置する。
【００１９】
そして、枠状体の外周側の短辺フレーム１４の面１４ｃは、単一の平面になるように形成されているのでスプリング取付部材２１の取り付けが容易である。また、短辺フレーム１４を鉄系材料で形成した場合は、短辺フレーム１４の略三角形状の屈曲部により、水平軸方向の地磁気の磁束が通り難くなり、磁気シールド効果も得られることになる。さらに、この屈曲部を略三角形状にし、折り曲げ箇所が３カ所と最小限とすることにより、製造工程における生産性を向上することができる。
【００２０】
次に、シャドウマスク構体１６のフェイスパネル２への固定は、図８に示した従来技術の場合と同様であり、スプリング部材１０の取付け穴１０ａとフェイスパネル２内面の上下のピン１３とを嵌合させ、スプリング部材１２の取付け穴１２ａとフェイスパネル２内面の左右のピン（図示せず）とを嵌合させることにより行われる。
【００２１】
図３は、シャドウマスク構体に加わるモーメントを比較するための図であり、それぞれシャドウマスク構体の側面を部分的に示している。図３（ａ）は、図８に示した従来技術の場合の構成であり、図３（ｂ）は図１に示した本実施形態の場合の構成である。図中のｚ軸の方向は管軸方向と等しく、シャドウマスク６からフェイスパネル２内面に向かう方向を正とする。
【００２２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すシャドウマスク６は、長辺フレーム７の上面７ａに架張保持されており、シャドウマスク６は矢印ａ方向に引張力が加わっている。シャドウマスク６の引張力をＦとすると、長辺フレーム７の上面７ａには、引張力Ｆと同じ大きさの反力Ｆが矢印の方向（上面７ａが内側に倒れ込む方向）に加わることになる。なお、スプリング部材１２は厚さ１ｍｍ程度の単なるバネ材を用いたものである。そのため、シャドウマスク６の熱膨張によるモーメント変化は、すべて枠状体に組み立てられた各フレーム７、１４により決定される。
【００２３】
各図において、反力Ｆによるモーメントについてみると、図３（ａ）に示した従来技術の場合は、反力Ｆによる短辺フレーム８の中立軸上のモーメント中心点であるＡ点回りのモーメントＭは、上面７ａから中立軸までの最短直線距離をＬとすると、Ｍ＝Ｆ×Ｌとなる。すなわち、図３（ａ）に示した状態では、長辺フレーム７の上面７ａの反力ＦによるＡ点回りのモーメントＭが加わった状態でつり合い状態が保たれていることになる。
【００２４】
このつり合い状態から、シャドウマスク６が熱膨張して、引張力Ｆが小さくなると、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントＭも小さくなり、つり合い状態も変動することになる。図３（ａ）の場合では、熱膨張による引張力Ｆの低下により、一点鎖線で示した位置から実線の位置に移動し、この状態で再びつり合い状態が保たれることになる。すなわち、熱膨張により、長辺フレーム７の上面７ａは、ｚ軸の負方向にΔｚだけ変位することになる。実際には短辺フレーム８はスプリング部材１２の取付け穴１２ａで拘束されているため、Δｚだけｚ軸の負方向に変位することになる。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示した本実施形態の場合についてみると、反力ＦによるＡ点回りのモーメントＭ′は、上面７ａから短辺フレーム１４の屈曲部１４ｃ（頂点１４ｂ側）における中立軸までの最短直線距離をＬ′とすると、Ｍ′＝Ｆ×Ｌ′となる。本実施形態の場合は、フレーム１４の頂点１４ｂは、面１４ａに対して、ｚ軸の正方向すなわちシャドウマスク６側に位置している。これに伴って、Ａ点もｚ軸の正方向に変位している。したがって、距離Ｌ′は距離Ｌに比べ屈曲高さＨの分短くなっているので、Ｌ′＜Ｌとなり、Ｍ′＜Ｍの関係が成り立つ。
【００２６】
すなわち、図３（ｂ）に示した状態では、Ｍより小さいモーメントＭ′が加わった状態でつり合い状態が保たれていることになる。図３（ａ）の場合と同様に、シャドウマスク６が熱膨張して、引張力Ｆが小さくなると、モーメントＭ′も小さくなり、つり合い状態も変動することになる。図３（ｂ）の場合では、引張力Ｆの低下により、一点鎖線で示した位置から実線の位置に移動し、この状態で再びつり合い状態が保たれることになる。このとき、一点鎖線で示したようにたわんだ短辺フレーム１４は、解放されるように動く。すなわち、熱膨張により、長辺フレーム７の上面７ａは、ｚ軸の負方向にΔｚ′だけ変位することになる。
【００２７】
ここで、このような引張力の変動によるｚ軸方向の変位量は、短辺フレーム１４のたわみを発生させる長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントに比例する。前記のように、Ｍ′＜Ｍであるので、Δｚ′＜Δｚの関係が成り立つ。したがって、本実施形態によれば、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントを小さくできるので、短辺フレーム１４のたわみの変化量を軽減させ長辺フレーム７の上面７ａのｚ軸方向の変位量も小さくすることができる。すなわち、電子ビーム射突によってシャドウマスク６が熱膨張しても、シャドウマスク６の管軸方向（ｚ軸方向）の変位を抑えることができ、ｑ値ずれも抑えることができる。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示した第一の実施形態に係る短辺フレーム１４には、シャドウマスク６の架張保持の際に圧縮力が加わり、架張保持の後においては、前記のようにＡ点回りのモーメントが加わるので、塑性変形しない程度の一定の剛性が要求される。このため、略三角形状部分における円弧状の折れ曲がり部分１４ｃ、１４ｄの外周側の曲率半径Ｒは１５ｍｍ以上であることが好ましく、３０ｍｍ以上であることがより好ましい。このことは、以下に説明する、図５、図６及び図７に示した第二、第三及び第四の実施形態の場合も同様である。
【００２９】
次に本発明の効果を確認した実施例について説明する。
【００３０】
図１に示したような本実施形態に係るシャドウマスク構体を用いた実施例と、図８に示したような従来のシャドウマスク構体を用いた従来例とで、電子ビーム照射時における電子ビーム移動量を比較した実験結果を以下の表１に示す。
【００３１】
【表１】
表１は、電子ビームをシャドウマスク全体に照射した場合の実験結果である。実験結果中、ＥＷ端部とあるのは、管軸と直交する水平軸の上にあってシャドウマスク左右の両端部のことであり、シャドウマスク表面側からみて右側がＥ端部で、左側がＷ端部であることを意味し、また、外とあるのは、電子ビームが蛍光体面において左右方向の外側に移動したことを意味する。電子ビーム量は、Ｉａ＝１６５０μＡとした。
【００３３】
シャドウマスクが管軸の負方向（蛍光体面から遠ざかる方向）に変位するほど、電子ビームは蛍光体面において、外側に移動することになるが、表１に示した実施例では、従来例のものに比べ電子ビームの外側への移動量が大幅に低減されており、シャドウマスクの管軸方向の変位が大幅に低減していることが分かる。
【００３４】
次に、図１および図３（ｂ）に示したような本発明のカラー陰極線管の第一の実施形態において、屈曲高さＨを約１４．５ｍｍで一定とし、短辺フレーム１４の長手方向における最大長をＷとし、略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分の最大の幅寸法をＤとして、Ｄ／Ｗの割合を変化させた際の、シャドウマスク熱膨張時の電子ビーム移動量と、製造工程でのマスク平面度の熱変形量（平面度の悪化量）の実験結果を図４（ａ）に示す。なお、マスク平面度とは、マスク構体のコーナー部３点で形成される平面に対する、残り１点のずれ量を測定したものである。
【００３５】
図４（ａ）より、Ｄ／Ｗが１／６〜１／２の範囲であれば、電子ビーム移動量を１２μｍ以下に抑えられ、色ずれ補正効果を十分に確保でき、かつシャドウマスクの製造工程におけるマスク平面度の熱変形が１５０μｍ以下に小さく抑えられることがわかる。
【００３６】
続いて、Ｄ／Ｗを１／５で一定とし、略三角形状の傾斜角θを変化させた際の、シャドウマスク熱膨張時の電子ビーム移動量の実験結果を図４（ｂ）に示す。
【００３７】
図４（ｂ）より、傾斜角θが１５°以上において、電子ビーム移動量を１２μｍ以下に抑えられ、色ずれ補正効果を十分に確保することができる。
【００３８】
したがって、傾斜角θが１５°以上においてＤ／Ｗが１／６〜１／２の範囲であれば、画面全域にわたるｑ値の精度が向上し、しかもｑ値の精度が安定するため、生産性を向上することができる。
【００３９】
（第二の実施形態）
図３（ｂ）に示した本発明のカラー陰極線管の第一の実施形態では、フレーム１４の頂点１４ｂは、面１４ａに対してｚ軸の正方向に変位しているが、頂点１４ｂはシャドウマスク６の面までは至っていない。それに対し、図５に示した本発明のカラー陰極線管の第二の実施形態では、短辺フレーム２０の面２０ａと頂点２０ｂとの間の屈曲高さＨａが、図３（ｂ）の場合の屈曲高さＨと比べて高く、頂点２０ｂがさらにｚ軸の正方向に変位しており、頂点２０ｂ部における中立軸が、シャドウマスク６の面を越えた位置にある。
【００４０】
この第二の実施形態では、フレーム２０の中立軸上のモーメント中心点であるＡ点は、図３（ｂ）の場合に示した第一の実施形態と異なり、シャドウマスク６の面より上側に位置しているので、Ａ点回りのモーメントＭの方向が逆になる。このため、シャドウマスク６の熱膨張による長辺フレーム７の上面７ａの変位の方向も逆（ｚ軸の正方向）になる。
【００４１】
したがって、この第二の実施形態によれば、シャドウマスク６が熱膨張したときに、蛍光体スクリーン面２ａ側に近づく位置ずれが生じるこことなり、色むらに対する色ずれ補正効果が得られることになる。
【００４２】
（第三の実施形態）
図６は、本発明のカラー陰極線管の第三の実施形態に係るシャドウマスク構体を示している。本図では、シャドウマスク６の図示は省略している。本図に示したシャドウマスク構体１７は、図２に示した第一の実施形態の枠状体と同様に、角柱体である一対の短辺フレーム１８は、シャドウマスク６側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有している。つまり、屈曲部における頂点１８ｂと面１８ａとの間にはある屈曲高さＨを有している。
【００４３】
短辺フレーム１８は、長辺フレーム７の長手方向において端部から内側に至る延出部１８ｃを有しており、延出部１８ｃの端部と長辺フレーム７とを固着することにより、延出部１８ｃの端部は長辺フレーム７の長手方向における内側に入り込んだ部分で溶接等により固着されている。このため、長辺フレーム７の両端部分においては、長辺フレーム７と短辺フレーム１８とは離間している。
【００４４】
本図に示した第三の実施形態の場合も、図２に示した第一の実施形態の場合と同様に、長辺フレーム７の上面７ａの反力によるＡ点回りのモーメントを小さくでき、フレーム１８のたわみ変化を軽減させることができ、シャドウマスク６が熱膨張しても、シャドウマスク６の管軸方向の変位を抑えることができるので、ｑ値ずれも抑えることができる。
【００４５】
本図に示したような、シャドウマスク構体１７を用いれば、長辺フレーム７の長手方向におけるシャドウマスク６の引張力の分布を山型にし易くなり、シャドウマスク６の振動をシャドウマスク６の自由端部で抑え易くなる。この場合、シャドウマスク６の熱膨張により、引張力が小さくなった場合は、図２に示した第一の実施形態のシャドウマスク構体１６に比べて、短辺フレーム１８の延出部１８ｃで応力が吸収される。すなわち、短辺フレーム１８が矢印Ｃ方向に曲がり短辺フレーム１８の水平軸方向への動きが大きくなる。このため、第三の実施形態では前記のようなＡ点回りのモーメントをさらに小さくできる。
【００４６】
（第四の実施形態）
図７は、本発明のカラー陰極線管の第四の実施形態に係るシャドウマスク構体の斜視図を示している。本図では、シャドウマスク６の図示は省略している。第四の実施形態は、図２に示した第一の実施形態の短辺フレーム１４に支持調整部材２２を固着したものである。本図に示したように、短辺フレーム１４の略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、短辺フレーム１４に支持調整部材２２がさらに固着されている。
【００４７】
このことにより、短辺フレーム１４の管軸方向の剛性が向上し、特に、管軸方向の軸である軸２７回りの断面２次モーメントに比べ、水平方向の軸である軸２８回りの断面２次モーメントが大きくなるので、短辺フレーム１４は長手方向の湾曲に対して強度が向上する。すなわち、第四の実施形態では、図２、図５及び図６の第一、第二及び第三の実施形態におけるモーメント変化を小さくする効果に、短辺フレーム１４の剛性アップの効果が加わることになる。
【００４８】
このため、図２、図５及び図６に示した第一、第二及び第三の実施形態に比べ、電子ビーム射突時における前記モーメント変化によるシャドウマスクの管軸方向の変位をより抑えることができる。また、前記のように剛性アップの効果が加わることにより、断面２次モーメントが増加するので、電子ビーム射突時における前記モーメント変化が同じ場合、短辺フレームに用いる鋼材の断面サイズを、よりランクの下のものとすることができる。
【００４９】
さらに、前記のように、短辺フレーム１４は、管軸方向の軸（軸２７）回りの断面２次モーメントに比べ、水平方向の軸（軸２８）回りの断面２次モーメントが大きくなるので、短辺フレーム１４は管軸方向（軸２７方向）の変位が抑えられる一方で、水平方向（軸２８方向）の変位は増大することになる。短辺フレーム１４が水平方向外側に広がる方向に動いた場合、短辺フレーム１４に固定されている板状のスプリングを用いて、短辺フレーム１４を管軸方向に変位させることもできる。すなわち、短辺フレーム１４の水平方向の変位を利用して、管軸方向の補正も可能になる。
【００５０】
本実施形態では、さらに色ずれ補正効果を得るため、支持調整部材２２の材料は、短辺フレーム１４より熱膨張係数の大きい材料であり、短辺フレーム１４が鉄材であれば、支持調整部材２２は例えばＳＵＳ３０４を用いる。この構成では、シャドウマスク熱膨張時の高温状態において、短辺フレーム１４と支持調整部材２２との熱膨張係数の差により、短辺フレーム１４は矢印ｃで示したように凹状に湾曲し、長辺フレーム７の上面７ａの管軸方向の変位に対して逆方向に変位させることができるため、色ずれ補正効果を向上させることができる。具体的には、図７に示したような支持調整部材２２を有する実施形態において、Ｄ／Ｗを１／５とし、略三角形状の傾斜角θを１５°とした場合、電子ビーム移動量がＥＷ端部で「０μｍ」、コーナ部で「外５μｍ」であった。すなわち、上記説明した図１の実施形態に対し、電子ビーム移動量がＥＷ端部及びコーナ部で大幅に低減されていることが分かる。
【００５１】
また、支持調整部材２２の熱膨張係数を短辺フレーム１４より大きくすることにより、フリットシール工程等の生産工程における高温領域での熱シャドウマスクの塑性変形を防止することができることになるが、このように熱膨張係数の差を設けることは、カラー陰極線管の動作時における管軸方向の変位を抑えることにもつながる。
【００５２】
さらに、図７に示した第四の実施形態では、短辺フレーム１４の略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、短辺フレーム１４に高膨張の支持調整部材２２を固着した例で示したが、略三角形状の屈曲部の頂点１４ｂ側の短辺フレーム１４表面に短辺フレーム１４より熱膨張係数の小さい低膨張の支持調整部材を例えば密着するように屈曲部を形成して設けた場合であっても、フリットシール工程等の生産工程における高温領域での熱シャドウマスクの塑性変形を防止することができ、かつ、カラー陰極線管の動作時における管軸方向の変位を抑えることができるという効果が得られる。この場合の低膨張の支持調整部材としては、例えば３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いることができる。
【００５３】
なお、前記各実施形態では、スプリング部材１２を短辺フレーム１４、１８に直接取り付けた例で説明したが、これに限らず、スプリング部材１２をスプリング取付部材１１を介して短辺フレーム１４、１８に取り付けてもよい。また、シャドウマスク構体を４つのスプリング部材で懸架した例で説明したが、３つのスプリング部材で懸架してもよい。
【００５４】
また、短辺フレーム１４の長辺フレーム７への固着部分において、短辺フレーム１４を折り曲げている例で説明したが、これに限らず、短辺フレーム１４を直線状のまま長辺フレーム７へ固着してもよい。また、短辺フレーム１４、１８に形成した略三角形状の屈曲部における頂点１８ｂの形状は、円弧型の例で説明したが、これに限るものではなく、山型や台形型であってもよい。
【００５５】
さらに、一対の長辺フレームの上面にシャドウマスクを固着した例で説明したが、シャドウマスクは必ずしもフレームの上面に固着する必要はなく、長辺フレームの上部に固着されていればよい。例えばシャドウマスク端部を長辺フレームの上面を介して長辺フレーム側面に固着したものでもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、シャドウマスク構体を形成する一対のフレームに、略三角形状の屈曲部が形成されているので、シャドウマスク構体の内力モーメントを小さくでき、電子ビーム射突によりシャドウマスクが熱膨張しても、蛍光体スクリーン面に対しシャドウマスクが離れる方向の位置ずれを抑え、画像の色むらを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るカラー陰極線管を示す断面図
【図２】本発明の第一の実施形態に係るシャドウマスク構体を示す斜視図
【図３】（ａ）従来のシャドウマスク構体に係るモーメントの印加状態の一例を示す図（ｂ）本発明の第一の実施形態のシャドウマスク構体に係るモーメントの印加状態を示す図
【図４】（ａ）本発明の第一の実施形態に係るシャドウマスク構体において、略三角形状の屈曲部に対する電子ビーム移動量と製造工程でのマスク平面度の熱変形量との関係を示す図
（ｂ）同シャドウマスク構体において、略三角形状の傾斜角θに対する電子ビーム移動量の関係を示す図
【図５】本発明の第二の実施形態に係るシャドウマスク構体で、その構体に係るモーメントの印加状態を示す図
【図６】本発明の第三の実施形態に係るシャドウマスク構体を示す斜視図
【図７】本発明の第四の実施形態に係るシャドウマスク構体を示す斜視図
【図８】従来のカラー陰極線管の一例を示す断面図
【符号の説明】
６ シャドウマスク
７ 長辺フレーム
１４ 短辺フレーム
１６ シャドウマスク構体
Claims (6)
- 一対の長辺フレームと、前記一対の長辺フレームに固着されてこれを対向した状態で支持する一対の短辺フレームと、引張力が印加された状態で前記一対の長辺フレームに固着されたシャドウマスクと、前記短辺フレームに直接又はスプリング取付部材を介して設けられた短辺フレーム側スプリング部材と、前記長辺フレームにスプリング取付部材を介して設けられた長辺フレーム側スプリング部材とを備えたカラー陰極線管であって、
前記短辺フレームは前記シャドウマスク側に凸となるように形成された略三角形状の屈曲部を有し、
前記短辺フレーム側スプリング部材は、前記短辺フレーム又は前記スプリング取付部材と固着される第１の部分と、フェースパネル内面に設けられたピンと嵌合する取り付け穴が設けられた第２の部分とを有し、前記短辺フレーム側スプリング部材における前記第１の部分と前記第２の部分とが前記短辺フレームの長手方向に沿って位置しており、
前記長辺フレーム側スプリング部材は、前記長辺フレームに固着される第１の部分と、フェースパネル内面に設けられたピンと嵌合する取り付け穴が設けられた第２の部分とを有し、前記長辺フレーム側スプリング部材における前記第１の部分と前記第２の部分とが前記長辺フレームの長手方向に沿って位置していることを特徴とするカラー陰極線管。 - 前記略三角形状の屈曲部のうち、前記シャドウマスク側へ突出した頂点部分における中立軸が、前記シャドウマスクの面を越えた位置にある請求項１に記載のカラー陰極線管。
- 前記略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分の幅寸法は、前記短辺フレームの長手方向における最大長の１／６以上１／２以下である請求項１または請求項２に記載のカラー陰極線管。
- 前記略三角形状の屈曲部の折れ曲がり部分は、円弧状に形成され、前記円弧の外周側の曲率半径は１５ｍｍ以上である請求項１から３のいずれかに記載のカラー陰極線管。
- 前記略三角形状の屈曲部で形成された窪み部分を跨いで、前記短辺フレームに支持調整部材がさらに固着されている請求項１から４のいずれかに記載のカラー陰極線管。
- 前記支持調整部材は、熱膨張係数が前記短辺フレームより大きい請求項５に記載のカラー陰極線管。
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