JP3966891B2 - 排気装置 - Google Patents

Description

本発明は陰極線管、プラズマディスプレイ等の真空管の排気装置に関し、耐久性に優れ、しかも排気管を破損することのない真空管の排気装置に関する。

従来より、陰極線管等の内部を真空にするため、真空ポンプを備えた排気装置が用いられている。例えば、この種の装置としては、特開平６−９６６７５号公報に記載された真空管の排気装置がある。
前記公報に示された排気装置を図４に示し、その図に基づいて、従来技術を説明する。図に示すように、回転ねじ締め金具３１の外周部に歯車状凹凸３２が設けられ、排気ヘッド筒部３３に支持金具３４が取り付けられて、前記支持金具３４によって、回転軸３５が回転可能に支持され、回転軸３５に歯車３６が取り付けられ、前記歯車状凹凸３２と歯車３６とが噛み合っている。

この真空排気装置においては、排気管３７を挿入穴３８を介して排気ヘッド筒部３３の内部に挿入した後、往復回転エアーモ−タ（図示せず）を作動すれば回転軸３５、歯車３６が回転して、回転ねじ締め金具３１が締め方向に回転するから、弾性変形部材３９が突出部４０と押圧リング４１との間で押しつぶされ、弾性変形部材３９の内側部が排気管３７に押し付けられ、排気ヘッド筒部３３の内部が気密となるので、この状態で真空ポンプを作動すれば、真空管の排気を行うことができる。
そして排気が完了したのちに、真空ポンプを停止し、排気管３７を封着切断し、往復回転エアーモ−タを反対方向に作動すれば、回転ねじ締め金具３１が緩め方向に回転するから、弾性変形部材３９が元の形状に戻り、弾性変形部材３９の内側部が排気管３７から離れる。

ところで、特開平６−９６６７５号公報に記載された真空管の排気装置にあっては、回転ねじ金具を回転することによって、弾性変形部材を押し潰すように構成されているため、回転ねじ金具の回転に伴って、弾性変形部材の回転方向の変形（ねじれ）が生ずる。このように、弾性変形部材にねじれが生ずると、弾性変形部材の耐久性を弱めることとなり、長期間の使用に耐えることができず、頻繁に弾性変形部材を交換しなければならないという技術的課題があった。

また、一般的に、前記排気管はガラス管によって形成されているため、前述したように回転ねじ金具の回転に伴って、弾性変形部材の回転方向の変形（ねじれ）が生ずると、前記排気管の外周部には弾性変形部材によって不均一な力が作用し、前記ガラス管を破損させしまうことがあった。
更に、一般的に、前記排気管はガラス管によって形成され、排気が完了したのち、排気管を溶着切断する。このとき弾性変形部材の近傍のガラス管を溶着するために、その熱が弾性変形部材に伝達され、弾性変形部材はかなりの高温になる。
その結果、弾性変形部材には熱変形等が発生し、弾性変形部材の耐久性を弱める原因となっていた。この課題を解決するために、弾性変形部材の材質等について検討したが、その費用などから新たな課題が生じ、満足したものは得られていない。

本発明の目的は上記課題を解決するためになされたものであり、弾性変形部材の耐久性を高めると共に、排気管に均一に力を作用させることによって、排気管の破損等を防止することができる真空管等の排気装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明にかかる排気装置は、真空管の排気管が挿入される挿入穴と、前記挿入穴を介して真空管の排気管が挿入される挿入穴を備える弾性変形部材と、前記弾性変形部材の挿入穴に対応して形成された排気通路と、前記弾性変形部材を膨張、収縮させるために、前記弾性変形部材に対してエアーを導入、排出するエアー入出通路部と、前記弾性変形部材を冷却する冷却部とを備えた排気ヘッドを備え、前記排気ヘッドの外周部に環状に前記冷却部が形成されると共に、前記冷却部に対向した内周面に内側に突出した金属リング体が設けられ、かつ前記金属リング体に前記弾性変形部材が取り付けられ、前記エアー入出通路部を介して弾性変形部材にエアーを導入することにより、弾性変形部材を膨張させ、また前記エアー入出通路部を介して弾性変形部材のエアーを排出することにより、弾性変形部材を収縮させ、元の状態に戻す排気装置であって、更に、前記排気ヘッド本体と前記排気装置の基台に弾接するスプリングを備え、前記排気ヘッドが基台に対して揺動自在に取り付けられていることを特徴としている。

本発明は上記のように構成され、排気ヘッドは冷却部によって冷却され、所定温度以上に上昇しないようになされるため、弾性変形部材は溶着手段からの熱の影響を極力抑えることができる。そのため、前記弾性変形部材を長期間、使用することができる。
特に、前記排気ヘッドの外周部に環状に冷却部が形成されると共に、前記冷却部に対向した内周面に内側に突出した金属リングが設けられ、前記金属リングに前記弾性変形部材が取り付けられているため、弾性変形部材は充分に冷却される。
また、回転ねじ金具のような回転部材を用いていないため、弾性変形部材の回転方向の変形（ねじれ）が生ずることはなく、前記排気管の外周部に対して、より均一な力を作用させることができ、前記 ガラス管からなる排気管を破損させしまうこともない。

ここで、前記冷却部の供給口、排出口が排気ヘッドの底面に設けられ、また前記排気通路の開口が排気ヘッドの底面に設けられ、更に前記エアー入出通路部の開口が排気ヘッドの底面に設けられていることが望ましい。

また、前記エアー入出通路部が冷却部の内周側に形成され、前記エアー入出通路部を介して、前記弾性変形部材にエアーを導入、排出することが望ましい。

以上の説明から明らかなように、本発明にかかる真空管の排気装置によれば、弾性変形部材の耐久性を高めると共に、排気管に均一に力を作用させることによって、排気管の破損等を防止することができる。

本発明にかかる真空管等の排気装置の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。なお、図１は排気装置の排気ヘッド部分の要部拡大図であり、図２は弾性変形部材の側面図であり、図３は排気装置の概略側面図である。
図１において、１は排気ヘッドであり、この排気ヘッド１は排気ヘッド本体２、底壁部３、締め付けキャップ４とから構成されている。前記排気ヘッド本体２は円筒状に形成され、その内部には環状に冷却部５が形成され、また排気ヘッド本体２の底面部には、冷却水が供給、排出される供給口５ａ、排出口５ｂが設けられている。
したがって、前記供給口５ａから導入された冷却水は、前記冷却部５を経て、前記排出口５ｂから排気ヘッド本体２の外に排出される。

また、円筒状に形成された排気ヘッド本体２の内周面には、金属リング体６が内側に突出した状態で取り付けられ、その金属リング体６には側面がエ字状になされた弾性変形部材８が取り付けられている。前記金属リング体６の内周面には所定の間隔をもってエアー入出口６ａが設けられている。

更に、排気ヘッド本体２の内周側にはエアー入出通路部７が形成され、その上端は前記金属リング体６の内側に開口し、また下端は排気ヘッド本体 ２の底面部において開口している。
そのため、排気ヘッド本体２の底面部の開口７ａからエアー入出通路部７、前記エアー入出通路部７の上記開口７ｂを経て、金属リング体６の内側にエアーが供給され、また前記金属リング体６のエアー入出口６ａから前記エアーが弾性変形部材８に供給され、前記弾性変形部材８は排気ヘッド本体２の内周側に膨張するように構成されている。

また、前記排気ヘッド１を構成する締め付けキャップ４は、中央部分４ａが突出した形状を有し、前記締め付けキャップ４の中央部分４ａが前記排気ヘッド本体２の中央部分と嵌合、あるいは噛合することにより、締め付けキャップ４は前記排気ヘッド本体２の上面に取り付けられる。
この取り付け状態において、締め付けキャップ４の中央部分４ａの下面は、前記弾性変形部材８に接した状態となる。なお、締め付けキャップ４の中央部分４ａの下面に、弾性変形部材８を押える押え部材を介装し、締め付けキャップ４の中央部分４ａの下面はその押え部材に接し、押え部材の下面が弾性変形部材８に接した状態となるように構成しても良い。

前記排気ヘッド１を構成する締め付けキャップ４の中央部分には、陰極線管等の真空管（図示せず）が導出された排気管１０が挿入される挿入穴４ｂが形成され、また、その挿入穴４ｂの周囲には円錐形状の傾斜面４ｃが形成されている。
このように傾斜面４ｃが形成されているため、排気管１０を前記挿入穴４ｂに挿入する際、傾斜面４ｃによって案内されるため、容易に排気管１０を挿入穴４ｂに挿入することができる。

前記排気ヘッド１を構成する底壁部３は円柱形を有し、その中心部分には排気通路３ａが形成されると共に、その上面にはフィルター９を載置する載置部３ｂが形成されている。この底壁部３は前記排気ヘッド本体２の中央部分と嵌合、あるいは噛合することにより、底壁部３は前記排気ヘッド本体２に取り付けられる。
この取り付け状態において、底壁部３の上面は、前記弾性変形部材８に接した状態となる。なお、底壁部３上面に、弾性変形部材８を押える押え部材を介装し、底壁部３上面はその押え部材に接し、前記押え部材の上面が弾性変形部材８に接した状態となるように構成しても良い。

前記排気ヘッド１の下部には、前記したように冷却部５に対して、冷却水を供給する冷却水供給管１１、その冷却水を排出する冷却水排出管１２、排気管１０から排気するために排気通路３ａに取り付けられた真空排気用管１３、前記弾性変形部材８に対して、エアーを入出するエアー管１４が取り付けられている。これら管１１、１２、１３、１４の排気ヘッド１側は金属管１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａで構成され、その金属管の１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの下方にはフレキシブル管１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂが接続されている。

また前記排気ヘッド１の下部には、鍔部１ａが形成され、その下面にはスプリング１５の一端が弾接している。そして前記スプリング１５の他端は排気装置の基台１６に対して、弾接している。
その結果、前記排気ヘッド１は排気装置の基台１６に対して、揺動自在に取り付けられ、排気管１０が所定の位置から位置ずれした時に、その位置ずれを吸収できるように構成されている。また上記したように、フレキシブル管１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ が接続されているため、排気ヘッド１の揺動を阻害することもない。

次に、弾性変形部材８について、図２に基づいて詳述すると、弾性変形部材８はエ型形状をなし、その中央部分には、前記排気管１０が挿入される排気管挿入穴８ａが形成されている。
したがって、前述したエアー入出通路部７からのエアーが導入されると、図中２点鎖線で示すように、排気管挿入穴８ａを狭める方向に膨張する。その結果、排気管１０と弾性変形部材８は密着した状態となる。また前述したエアー入出通路部７からのエアーが排出されると、弾性変形部材８は元の状態に復帰する。
このとき、弾性変形部材８が過大な変形（収縮）をすると、弾性変形部材８の側壁は金属リング体６に当接し、その変形は防止される。その結果、弾性変形部材８の変形量は、一定の範囲に限られるため、長期間の使用にも耐えられる。
なお、弾性変形部材８の材質は弾性変形するものであれば、特に限定されないが、耐熱性に優れた弾性変形部材であることがより好ましい。

次に、図３に基づいて、排気装置の概略を説明する。
前記排気ヘッド１はスプリング１５を介して、排気装置の基台１６に対して揺動自在に取り付けられている。そして、排気装置の基台１６の上面及び真空管１７の載置台１８の下面には、基台１６と載置台１８と距離を一定にする突出部１６ａ、１８ａが形成されている。よって、排気装置の基台１６を上昇させ、あるいは真空管１７の載置台１８を下降させ、排気管１０を排気ヘッド１の排気管挿入穴４ｂに挿入する際、その挿入長さを一定にすることができる。

次に本発明にかかる真空管の排気装置の動作について説明する。まず、排気装置の基台１６を上昇させ、あるいは真空管１７の載置台１８を下降させ、排気管１０を排気ヘッド１の排気管挿入穴４ｂ、８ａに挿入する。このとき突出部１６ａ、１８ａが当接するため、排気管１０は排気ヘッド１に対して一定の長さ、排気管挿入穴４ｂ、８ａに挿入される。この排気管１０の挿入時に、排気装置の基台１６あるいは真空管１７の載置台１８に位置づれがあっても、排気管１０は、締め付けキャップ４の傾斜面４ｃによって、挿入穴４ｂに導かれる。
しかも、排気ヘッド１はスプリング１５によって揺動自在に構成されているため、その位置づれを排気ヘッド１の移動によって吸収することができる。その結果、排気管１０にはあまり外力が加わらず、その排気管１０がガラス管等であっても、破損等することはない。

そして、エアー管１４からエアーを導入し、前記弾性変形部材８を膨張させ、排気管１０の外周面と弾性変形部材８の挿入穴８ａの内壁とを密着させ、気密状態になす。その後、真空ポンプ（図示せず）を用いて、真空排気用管１３、排気管１０を介して、真空管１７から排気する。
その後、前記真空管１７からの排気終了後、溶着手段（図示せず）を用いて排気管１０を溶着封止する。この溶着封止前には、冷却水供給管１１から冷却部５に対して、冷却水を供給する共に、冷却水排出管１２から冷却水を排出することによって、排気ヘッド１が所定温度以上に上昇しないようになされる。その結果、弾性変形部材８は溶着手段（図示せず）からの熱の影響を極力少なくすることができるため、長期間、使用することができる。

溶着手段（図示せず）を用いた排気管１０の溶着封止後、エアー管１４から弾性変形部材８を膨張させたエアーが排出されると、弾性変形部材８は元の状態に復帰する。
このとき弾性変形部材８は金属リング体６に当接し、その変形は防止される。その結果、弾性変形部材８の変形量は、一定の範囲に限られるため、長期間の使用にも耐えられる。そして、排気装置の基台１６を下降させ、あるいは真空管１７の載置台１８を上昇させて、一連の排気装置の動作が終了する。
なお、上記実施形態にあっては、冷却部に供給するものとして、水を用いたが排気ヘッドを冷却できる媒体であれば、特に水に限定されない。

以上の説明から明らかなように、本発明にかかる真空管の排気装置は、陰極線管、プラズマディスプレイ等の真空管の排気装置として、好適に用いることができる。

図１は本発明にかかる真空管の排気装置における排気ヘッドの一実施形態を示す要部拡大断面図である。 図２は図１において用いられる弾性変形部材の側面図である。 図３は本発明にかかる真空管の排気装置の概略側面図である。 図４は従来の真空管の排気装置を示す側面断面図である。

符号の説明

１ 排気ヘッド
２ 排気ヘッド本体
３ 底壁部
３ａ 排気通路
４ 締め付けキャップ
４ｂ 挿入穴
５ 冷却部
６ 金属リング体
７ エアー入出通路部
８ 弾性変形部材
８ａ 挿入穴
９ フィルター
１０ 排気管
１１ 冷却水供給管
１２ 冷却水排水管
１３ 真空排気用管
１４ エアー管
１５ スプリング
１６ 基台
１７ 真空管
１８ 載置台

Claims (3)

1. 真空管の排気管が挿入される挿入穴と、前記挿入穴を介して真空管の排気管が挿入される挿入穴を備える弾性変形部材と、前記弾性変形部材の挿入穴に対応して形成された排気通路と、前記弾性変形部材を膨張、収縮させるために、前記弾性変形部材に対してエアーを導入、排出するエアー入出通路部と、前記弾性変形部材を冷却する冷却部とを備えた排気ヘッドを備え、
   前記排気ヘッドの外周部に環状に前記冷却部が形成されると共に、前記冷却部に対向した内周面に内側に突出した金属リング体が設けられ、かつ前記金属リング体に前記弾性変形部材が取り付けられ、前記エアー入出通路部を介して弾性変形部材にエアーを導入することにより、弾性変形部材を膨張させ、また前記エアー入出通路部を介して弾性変形部材のエアーを排出することにより、弾性変形部材を収縮させ、元の状態に戻す排気装置であって、
   更に、前記排気ヘッド本体と前記排気装置の基台に弾接するスプリングを備え、前記排気ヘッドが基台に対して揺動自在に取り付けられていることを特徴とする真空管の排気装置。
2. 前記冷却部に冷却媒体を供給するための供給口、及び前記冷却部に供給された冷却媒体を排出するための排出口が排気ヘッドの底面に設けられ、また前記排気通路の開口が排気ヘッドの底面に設けられ、更に前記エアー入出通路部の開口が排気ヘッドの底面に設けられていること特徴とする請求項１記載の排気装置。
3. 前記エアー入出通路部が冷却部の内周側に形成され、前記エアー入出通路部を介して、前記弾性変形部材にエアーを導入、排出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の排気装置。

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