JPH07118277B2

JPH07118277B2 - 架張形シヤドウマスク

Info

Publication number: JPH07118277B2
Application number: JP62087408A
Authority: JP
Inventors: 健男藤村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-04-08
Filing date: 1987-04-08
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS63252342A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、有孔板を、張力がかかつた状態で、略長方
形のフレームに取り付けてなる架張形シヤドウマスクに
関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、カラー陰極線管用シヤドウマスクは、無数の孔
が規則正しい間隔で設けられた薄い金属板（以下、「有
孔板」という。）がフレームに取り付けられている。

シヤドウマスクは、大きく分けて、つぎの２種類のもの
がある。

ひとつは、有孔板を略球面状の凸曲面に形成し、これを
フレームにとりつけて受像管内に固定するもの。もうひ
とつは、有孔板は平坦なままとし、これに張力をかけて
フレームにとりつけて、カラー陰極線管内に固定するも
のである。後者を架張形シヤドウマスクと呼び、両者の
基本的な相異については、米国特許第2,690,518にやや
詳しい記述がある。

カラー陰極線管の画面が略長方形の場合、従来の架張形
シヤドウマスクの典型例を第８図に示す。

図において、架張形シヤドウマスク（１）は、薄い金属
板からなる有孔板（２）が、厚手の金属材からなるフレ
ーム（10）に取り付けられたものである。

フレーム（10）は、有孔板（２）に張力をかけて、有孔
板（２）を所定の状に保つている。

有孔板（２）は、電子ビーム透過のための無数の小孔
（３）を規則正しい間隔で有している。また、フレーム
（10）は、側壁部（11）と、補強のためのある程度の巾
Ｗを持つたつば部（12）とからなる。側壁部（11）は、
平坦に加工された端面（11a）を有しており、この端面
（11a）に有孔板（２）が当接され、張力を印加された
状態で、無数のまたは帯状に連続した溶接部（20）によ
つて、両者が溶接固着されている。

フレーム（10）のコーナー部（13）は、一般に強度を確
保するため、小さい半径の丸味を持つて作られている。

この架張形シヤドウマスク（１）をとりつけるべきカラ
ー陰極線管の有効画面を第９図に示す。有効画面（30）
は、略長方形をなし、その短辺部（30x）および長辺部
（30y）が、直線または外に向つてわずかにふくらみ出
たいわゆるタル形状をなしている。

ここで、タル形状の有効画面（30）において、上記短辺
部（30x）の半径R_xと、長辺部（30y）の半径R_yとの関係
は、通常、R_x≦R_yとなるように定められ短辺部（30x）
と長辺部（30y）とでは、短辺部の方が大きくふくらみ
出ている。これは、有効画面（30）の各辺を直線に近く
見せ、全体として出来るだけ美しい長方形に見せようと
して慣例的になされている配慮である。また、第８図の
架張形シヤドウマスク（１）のフレーム（10）も、上記
有効画面（30）に対応して、タル形状の略長方形をな
し、やはり、その長辺部と短辺部とでは、短辺部の方が
大きくふくらみ出るように形成されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕従来の架張形シヤドウマスク（１）では、フレーム（1
0）が有孔板（２）に張力をかけているので、フレーム
（10）が、有孔板（２）から力を受けることになる。そ
こで、フレーム（10）の変形を防止するために、フレー
ム（10）を強固な厚手のものとしなければならないの
で、フレーム（10）が重くなるという問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、重量が軽くても、変形しにくいフレームを有
する架張形シヤドウマスクを提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる架張形シヤドウマスクは、略長方形の
フレームの長辺部が、外側に向つて円弧もしくは略円弧
状にふくらみ出た形状であり、短辺部が、外側に向つて
円弧もしくは略円弧状にふくらみ出た形状または直線で
あり、かつ、上記長辺部と短辺部との形状に特定の関係
が付与されて、従来とは逆に、長辺部の方が短辺部より
も大きくふくらみ出ている。

〔作用〕

この発明において、略長方形のフレームには、その全周
で固定保持された有孔板に加えられている張力に相当す
る力がかかるが、フレームの長辺部の方が、短辺部より
も大きくふくらみ出ているので、長辺部と短辺部との接
続点に現われる力のアンバランスが緩和される。したが
つて、フレームは、薄手の軽量なものであつても、変形
しにくいものとなる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面にしたがつて説明す
る。

第１図において、架張形シヤドウマスク（１）は、平坦
な有孔板（２）と略長方形のフレーム（10）とを備えて
いる。上記有孔板（２）は多数の小孔（３）を有してお
り、この小孔（３）は、第２図のように、等間隔に互い
に60゜の角度をなす仮想の３組の直線群の交点上に位置
するように設けられている。上記x,y方向は、有孔板
（２）の平面形の中心点に座標の中心を置き、フレーム
（10）の長辺部（10y）に沿つてｘ軸を、短辺部（10x）
に沿つてｙ軸をそれぞれ設定したものである。第１図の
有孔板（２）は、ｘおよびｙ方向に張力が加えられた状
態で、フレーム（10）に取り付けられており、有孔板
（２）の周辺部がその全周にわたってフレーム（10）
に、たとえば、溶接で固定されている。

略長方形のフレーム（10）の短辺部（10x）は半径R_xを
もつて外側にふくらみ出ており、長辺部（10y）は半径R
_yをもつて外側にふくらみ出ている。ここで、半径R_xと
半径R_yとの関係は、R_x＞R_yとなるように設定されてい
る。

つぎに、R_x＞R_yとする理由を第３図で説明する。

同図では、説明のために、フレーム（10）を短辺部（10
x）と長辺部（10y）に分割して表わしている。

点A,Bは短辺部（10x）の両端、点A,Cは長辺部（10y）の
両端を示し、同図における短辺部（10x）と長辺部（10
y）とは、互いの点Ａで接続される。

フレーム（10）には、張力が加えられた有孔板（２）
（第１図）が取り付けられているので、フレーム（10）
は、上記有孔板（２）（第１図）から上記張力に相当す
る力を受ける。

フレーム（10）が受ける力のうち、ｘ方向の力は、ほぼ
全部が短辺部（10x）にかかり、その結果、短辺部（10
x）の点Ａには、上記ｘ方向の力の約1/2の力U_xが現われ
る。また、点Ａは固定点であり、かつ、短辺部（10x）
が外側にふくらみ出ているので、上記短辺部（10x）の
点Ａには、ｙ方向の力U_yが現われる。つまり、短辺部
（10x）の点Ａには、上記U_xとU_yとを合成した力F_uが現
われることになる。ここで、上記力F_uの方向は、点Ａに
おける短辺部（10x）の延在方向であり、力F_uの大きさ
は、力F_uのｘ方向成分となる上記力U_x（AB間で負担する
全張力）により決定される。したがつて、力F_uのｙ方向
成分となる上記力U_yは、上の２つの因子（短辺部（10
x）の延在方向と、AB間で負担するｘ方向の全張力）と
から決定される。

同様に、フレーム（10）が受ける力のうち、ｙ方向の力
は、ほぼ全部が長辺部（10y）にかかり、長辺部（10y）
の点Ａには、上記ｙ方向の力の約1/2の力V_yが現われ
る。その結果、長辺部（10y）の点Ａには、力F_vがあら
われる。この力F_vの方向は、点Ａにおける長辺部（10
y）の延在方向であり、そのｙ成分V_yは、AC間で負担す
る有孔板のｙ方向の全張力によつて決定される。したが
つて、力F_vのｘ方向成分V_xは、やはり２つの因子（長辺
部（10y）の延在方向と、AC間で負担する全張力）とか
ら決定される。

ここで、第２図のように、有孔板（２）には多数の小孔
（３）が設けられており、この小孔（３）は、等間隔に
互いに60゜の角度をなす仮想の３組の直線群の交点上に
位置している。このため、有孔板（２）の巨視的な引張
り強度はほぼ等方的である。したがつて、有孔板（２）
の単位部分にかかる張力はx,y両方向にほぼ同じ大きさ
であるのが好ましい。この状態が実現した場合、第３図
の短辺部（10x）の長さが長辺部（10y）のそれよりも短
いことから、短辺部（10x）が点A,B間で受ける力よりも
長辺部（10y）が点A,C間で受ける力の方が大きくなる。
このため、上記力U_xと力V_yとの関係は、U_x＜V_yとなる。

ここで、長辺部（10y）の点Ａにおける延在方向がｘ方
向となす角をθ_ｖとしたとき、仮に、θ_ｖ＜45゜であれ
ば、上述したF_v,U_x,V_yの関係からV_x＞V_yとなり、これよ
り、V_x＞U_xとなる。

したがつて、短辺部（10x）と長辺部（10y）とを互いの
点Ａで接続したときには、上記U_xが所定値よりも大きく
なつて上記V_xとつり合わなければならない。このため、
U_x＞V_yとなり、短辺部（10x）が点A,B間で受けるｘ方向
の力が、長辺部（10y）が点A,C間で受けるｙ方向の力よ
り大きい状態となる。つまり、短辺部（10x）の単位部
分が受けるｘ方向の力が、長辺部（10y）の単位部分が
受けるｙ方向の力よりもかなり大きくなる。このよう
な、力の不均一が、フレーム（10）の変形を招くことに
なる。

また、力U_yと力V_yとの間にも、上記と同様の問題が起る
可能性があるが、当初、U_x＜V_yであるのでフレーム（1
0）に与える影響は小さい。

このような問題を解決するには、フレーム（10）を完全
な円形にしてしまえばよいのであるが、これは、カラー
陰極線管の画面が長方形であることから実現が困難であ
る。

そこで、次善の策として、この発明では、上記角度θ_ｖ
をできるだけ大きく取ることによつて、力V_xを小さくし
て、力V_xと力U_yとの差をできるだけ小さくしている。上
記角度θ_ｖをできるだけ大きく取つて、かつ、フレーム
（10）の形状を略長方形に保つには、角度θ_ｖと角度θ
_ｕとの関係をθ_ｖ＞θ_ｕとすることが好ましい。

また、長辺部（10y）とｙ軸との交点、つまり長辺部（1
0y）の中点をM_yとし、短辺部（10x）とｘ軸との交点、
つまり短辺部（10x）の中点をM_xとしたとき、点A,M_y間
および点Ａ、M_x間で、フレーム（10）の曲がり具合が急
変するのは好ましくない。

これらを考慮すれば、フレーム（10）の形状としては、
短辺部（10x）を直線または半径R_xの円弧とし、長辺部
（10y）を半径R_yの円弧とし、半径R_xと半径R_yとの関係
をR_x＞R_yとする結論に到達する。

上に述べたフレーム（10）の形状をより一般的な形とし
て整理すると、つぎのようになる。第４図を参照して、短辺部（10x）は直線または外に向つてふくらみ出
ていること。

長辺部（10y）は外に向つてふくらみ出ているこ
と。

１つの象限、たとえば第１象限において、短，長辺
部上の点U,Vをのようにとるとき、Ｕ点におけるフレームの延在方向が
ｙ軸方向となる角をθ_ｕ、Ｖ点におけるフレームの延在
方向がｘ軸方向となす角をθ_ｖとするとき、０＜α＜１
に対して、θ_ｕ＜θ_ｖである。ここで、上記αは、点U,
Vがそれぞれ中点M_x,M_yから同じ割合だけ離れていること
を表している。

すなわち、この発明は、短辺部（10x）および長辺部（1
0y）が上記を満足していることがフレーム（10）、
したがつてシヤドウマスク（１）の形状安定化のために
好ましいことを述べているものであり、したがつて各辺
の形状は、必ずしもそれらが円弧の一部をなすものでな
くても良いのは勿論である。

このような形状のフレーム（10）は、形状を略長方形に
保ちながら角度θ_ｖをできるだけ大きく取つて、力V_xを
小さくすることが可能である。このため、力V_xと力U_xと
の差を小さくできる。つまり、力V_xと力U_xとのアンバラ
ンスを緩和することができる。したがつて、短辺部（10
x）の単位部分にかかるｘ方向の力が大きくなるのが抑
制されるから、フレーム（10）は、薄手の軽量なもので
あつても変形しにくい。

上記実施例では、フレーム（10）の短辺部（10x）を半
径R_xの円弧状に形成し、長辺部（10y）を半径R_yの円弧
状に形成したが、先にも述べたように、この発明はこれ
に限られるものではなく、フレーム（10）が、形状を略
長方形に保ちながら、上記角度θ_ｖをできるだけ大きく
取れる形状であれば、上記実施例と同様の効果を奏する
ことができる。

なお、ここまでは、フレーム（10）の短辺部（10x）と
長辺部（10y）とが、折れ角度をなして点Ａで接続され
ているものとして説明したが、通常、フレーム（10）
は、コーナ部である点Ａ近傍が、さらに、強度を増すた
めに、適度に丸められる。このとき、コーナ部での角度
θ_ｖは十分に大きくなるので、必ずしも、上述のθ_ｖ＞
θ_ｕの関係は満たされなくてもよい。つまり、フレーム
（10）は、コーナ部が適度に丸められる場合は、コーナ
部を除いた範囲、たとえば、０＜α＜0.8で、θ_ｖ＞θ
_ｕとなればよい。

また、フレーム（10）は、第５図のように、多数の折点
（10N）を有する直線で形成される場合がある。この場
合は、上記折点（10N）をなめらかにつないだ曲線をフ
レーム（10）の実質的形状とみなすべきである。

なお、この発明において、フレームの形状をいう場合、
たとえば、第６図のフレーム（10）全体の形状をいうの
ではなく、有孔板（２）との溶接部（20）付近、つま
り、フレーム（10a）の形状のことをいう。つまり、こ
の発明が適用されるのは、上記フレーム（10a）の形状
についてである。これは、フレーム（10）は、有孔板
（２）との溶接部（20）付近がわずかに変形しただけで
も、有孔板（２）に生じるフレーム（10）の延在方向の
力の分布に大きく影響するからである。

つぎに、上記フレーム（10a）について説明する。

フレーム（10）は、仮想の境界線Ｓによつて、溶接部
（20）に近いフレーム（10a）と、溶接部（20）から遠
いフレーム（10b）とに分けて考えることができる。フ
レーム（10）が有孔板（２）の張力Ｔを受けると、フレ
ーム（10a）は、矢印T1で示すように、主として、有孔
板（２）の中心点Ｍに向かう方向に回転しようとする。
一方、フレーム（10b）は、矢印T2で示すように、主と
して、上記中心点Ｍから遠ざかる方向に回転しようとす
る。つまり、フレーム（10a）とは、フレーム（10）の
うち、主として、有孔板（２）の中心点Ｍに向かう方向
に力を受ける部分である。

ここで、フレーム（10a）の断面が、部分的に一様でな
い場合や、第７図のように、張出し部（11b）を有する
複雑なものである場合フレーム（10a）の形状をどのよ
うにとらえるかが問題となるが、この場合、フレーム
（10a）を単位部分毎に、有孔板（２）を含む面内で、
フレーム（10a）の延在方向に対して直角方向に曲げた
ときの中立面がなす形状を、フレーム（10a）の形状と
みなす。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、フレームは変形しにく
い構造となるので、フレームの厚さを薄くして、軽量化
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による架張形シヤドウマス
クを示す斜視図、第２図は有孔板の平面図、第３図はこ
の発明の原理を示すためのフレームの分解図、第４図は
フレームの平面図、第５図は他の実施例を示すフレーム
の平面図、第６図および第７図は架張形シヤドウマスク
の断面図、第８図は従来の架張形シヤドウマスクを示す
破断斜視図、第９図はカラー陰極線管の有効画面を示す
平面図である。（１）……架張形シヤドウマスク、（２）……有孔板、
（３）……小孔、（10）……フレーム、（10x）……短
辺部、（10y）……長辺部。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに60゜の角度をなす仮想の３組の直線
群の交点上に小孔が等間隔に多数設けられた平坦な有孔
板と、この有孔板に張力を加えた状態で、その周辺部を
全周にわたって固定保持する略長方形のフレームとを有
し、このフレームは、短辺部が外側に向って円弧もしく
は略円弧状にふくらみ出た形状または直線であり、長辺
部が外側に向かって円弧もしくは略円弧状にふくらみ出
た形状であり、上記有孔板の平面形の中心点に座標の中
心を置いて、上記長辺部に沿ってｘ軸を、上記短辺部に
沿ってｙ軸をそれぞれ設定し、１つの象限において上記
ｘ軸と上記短辺部との交点をMx、上記ｙ軸と上記長辺部
との交点をMy、上記短辺部と上記長辺部の接続点をＡと
し、つぎの条件を満たす上記短辺部上の点Ｕおよび上記
長辺部上の点Ｖを設定したとき、上記接続点の近傍を除いた部分または全体において、点
Ｕにおける上記短辺部の延在方向が上記ｙ軸となす角度
θｕと、点Ｖにおける上記長辺部の延在方向が上記ｘ軸
となす角度θｖとが、θｕ＜θｖの関係であることを特
徴とする課架張形シャドウマスク。
【請求項２】上記フレームは、上記長辺部が半径Ryの円
弧状に形成され、上記短辺部が無限大を含む半径Rxの円
弧状に形成され、上記短辺部の半径Rxが上記長辺部の半
径Ryよりも大きい特許請求の範囲第１項記載の架張形シ
ャドウマスク。