JPH0745196A - 排気管封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 陰極線管のバルブの排気管を電熱ヒータで部
分加熱して、一定した断面形状で溶融させて封止する。 【構成】 排気管４の外径に沿わせて挿入される電熱ヒ
ータ５は、内径が排気管４の外径の２．５倍以下で、か
つ陰極線管のネック３の先端に排気管４と同心円状に突
設させた複数の電極ピン６の配列円の外径以上で、電熱
ヒータ５を収納したヒータ外筒１７を熱伝導率の小さい
耐熱性絶縁部材で形成する。また、ヒータ外筒１７の内
壁と電熱ヒータ５の外周面との間に所定の空隙層２３を
形成して、電熱ヒータ５の外方への放熱を防ぎ、電熱ヒ
ータ５の加熱温度の均一性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は陰極線管のバルブのネ
ックより突出させた排気管を電熱ヒータで部分的に加熱
溶融して陰極線管を封止する電熱式の排気管封止装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種陰極線管の排気工程は、バルブの
ネック先端より突出させた排気管でバルブ内の排気処理
を行った後、排気管の根元近くを部分加熱して封止し、
この封止した部分で排気管を切断して陰極線管を製造し
ている。この陰極線管の排気工程では排気管を電熱ヒー
タで部分加熱して溶融する電熱式の排気管封止装置が使
用されている。

【０００３】図８はかかる陰極線管の排気工程で使用さ
れる排気管封止装置１の要部縦断面図であり、本発明者
が発明し、本出願人により出願がなされ、特開平４−２
１２２４０号公報で公開されたものである。

【０００４】この排気管封止装置１は陰極線管のバルブ
２のネック３の先端に突出させた排気管４の根元近くま
でコイル状の電熱ヒータ５を挿入し、排気管４を電熱ヒ
ータ５で部分加熱して封止するものである。なお、陰極
線管バルブ２のネック３の先端には排気管４を囲んで同
心円状に複数個の電極ピン６が突設されている。

【０００５】排気管封止装置１はバルブ２のネック３を
下方に向け垂直に支持した状態で、排気管４と電極ピン
６の根元部に配置されるオーブン上蓋７と、排気管４の
根元近くの封止予定部分ｍに配置され、内部に電熱ヒー
タ５を収容したヒータ外筒８と、ヒータ外筒８の外壁面
に係合され、ヒータ外筒８とオーブン上蓋７とを一体に
結合する中蓋９、下蓋１０などから構成されている。

【０００６】オーブン上蓋７はバルブ２のネック３部や
ネック３の先端部に突設された電極ピン６を電熱ヒータ
５から遮蔽すると共に、その中央部に排気管４の根元部
を挿通する貫通孔１１、貫通孔１１の周辺に電極ピン６
を挿通するピン孔１２を有して、これらを挿通してバル
ブ２のネック３部に装着することにより、排気管封止装
置１をバルブ２の所定位置に位置決めするように構成し
ている。

【０００７】ヒータ外筒８は内部にコイル状の電熱ヒー
タ５を収容する耐熱性良好なアルミナで形成された円筒
状ボビンで構成されており、電熱ヒータ５を該円筒状ボ
ビンの内周面に沿わせて位置決め収納し、電熱ヒータ５
の発生熱をヒータ外筒８内に籠らせて排気管の加熱効率
を上げるように構成している。

【０００８】ところで、かかる電熱式の排気管封止装置
に使用する電熱ヒータ５は、一般に加熱効率などの面か
ら小径の電熱ヒータ５が用いられ、排気管４の外径Ｄ1
に若干の裕度を持たした程度の内径Ｄ3 に設定されてい
た。

【０００９】そのため、排気管４の配置位置が偏心など
で電熱ヒータ５の中心軸から僅かにずれると、電熱ヒー
タ５の加熱のバランスがくずれ、封止予定部分ｍを周方
向に均一に加熱することができないものであった。すな
わち、電熱ヒータ５などの放射熱は加熱源からの距離の
二乗に反比例するものであり、小径の電熱ヒータ５を用
いた排気管封止装置においては、排気管４の配置位置が
電熱ヒータ５の中心軸から少しでもずれると、排気管４
表面に受ける輻射熱がずれた両面側で大きく異なり、そ
の加熱バランスがずれるからである。

【００１０】図９はこのように加熱バランスのくずれた
状態で封止した排気管４の封止形態を示す一部断面正面
図であり、封止部分ｎの外側に、高温側の吸い込まれに
よる曲った凹み部ｐが生じ、この凹み部ｐに肉厚の偏肉
部ｑが生じる。このように、封止部分ｎに曲った凹み部
ｐや肉厚の偏肉部ｑができるとその近傍に大きな残留歪
みが生じてガラスクラックの発生原因となっていた。

【００１１】また、封止部分ｎの断面形状が真円形にな
らず、図１０の断面図に示すような楕円形と なる。こ
のため、排気管切断工程で、同図（イ）に示すように、
長径面が自動カッター １３と直交方向に形成されると
きは問題がないが、同図（ロ）に示すように、長径面が
自動カッター１３と平行方向に形成されるときは、自動
カッター１３がとどかず傷ｒが浅くなって、切断ミスを
生じる原因となっていた。

【００１２】そこで、電熱ヒータ５の内径Ｄ3 を排気管
４の外径Ｄ1 の２．５倍以下で、かつネック３先端に排
気管４と同心円状に突設された複数個の電極ピン６の配
列外径Ｄ2 より大きく設定し、大径の電熱ヒータ５を用
いて上記問題点を解決した。

【００１３】すなわち、このような大径の電熱ヒータ５
を用いると排気管４の加熱バランスが次のように改善す
る。すなわち、小径の電熱ヒータ５を用いた排気管封止
装置においては、例えば、排気管４の外径Ｄ1 が９．１
５ｍｍで、電熱ヒータ５の内径Ｄ3 が９．９５ｍｍとす
ると、排気管４の偏心がない場合、片側０．４ｍｍの隙
間となる。ここで、排気管４が０．２ｍｍ片側に偏心し
たとすると、一側の隙間は０．２ｍｍ、他側の隙間は
０．６ｍｍとなり、加熱バランスが大きくずれる。

【００１４】しかしながら、大径の電熱ヒータ５を用い
た排気管封止装置１においては、例えば電熱ヒータ５の
内径Ｄ3 を１９．１５ｍｍに設定すると、排気管４の偏
心がない場合、片側５ｍｍの隙間となる。従って、排気
管４が多少偏心しても、隙間の差は相対距離として極め
て小さいものとなり、加熱バランスが大きくずれること
はない。

【００１５】従って、排気管４の封止予定部分ｍは略均
一に加熱され、封止部分ｎが真円形の断面形状となって
上記封止形態の変形や偏肉がなくなり、残留歪みによる
ガラスクラックや排気管切断工程における切断ミスが解
消される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
対策処理のなされた大径の電熱ヒータを用いた排気管封
止装置も封止形態の変形や封止断面の形状の改善されな
いものが発生することがあった。

【００１７】本発明者は上記原因について鋭意調査し検
討を重ねた結果、次のことが判明した。

【００１８】イ．電熱ヒータ５は、被封止部材である排
気管４がガラス部品であり、熱衝撃を与えないために、
通常は図１１に示すようにステップ式に加熱される。こ
の加熱段階において、電熱ヒータ５を最上に加熱した溶
融温度（同図Ａ点）の時点ではヒータ温度が飽和状態と
なり、電熱ヒータ５は全体が略均一な温度になる。しか
し、電熱ヒータ５が飽和していない段階の、排気管４の
ガラスが軟化温度（同図Ｂ点）の時点では電熱ヒータ５
の温度にバラツキが見られた。

【００１９】ロ．排気管４はガラスの軟化点に達した時
点で軟化しだし、温度の高い側面から凹んで変形する。
そして、最終の封止形態の形状は、この軟化時点の凹み
によってその形状が略決定され、その後ヒータ温度が最
上に加熱されて電熱ヒータ５が均一な温度になっても、
上記変形は改善されることはない。

【００２０】ハ．ヒータ温度が飽和する前段階でヒータ
温度がバラツク原因は電熱ヒータ５の外周部がヒータ外
筒の内壁に部分的に接触して放熱するためであり、接触
しているところは温度が下がり、接触していないところ
は温度が上がる。

【００２１】以上から、大径の電熱ヒータ５を用いた排
気管封止装置１は、電熱ヒータ５の外周部がヒータ外筒
８の内壁に接触して放熱し、そこでの温度が下がるため
に、排気管４の軟化時に電熱ヒータ５の温度が不均一と
なって加熱バランスをくずし、結果的に従来と同様の封
止形態不良や封止断面形状不良を生じ、偏肉によるクラ
ックや楕円形の封止断面による切断ミスを生じることを
つきとめた。

【００２２】従って、本発明は上記検討結果に基づきな
されたものであり、上記大径の電熱ヒータを用いた排気
管封止装置において生じる封止形態不良や封止断面不良
をなくし、クラックやや排気管切断ミスをなくすことを
目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は排気
管がガラスの軟化点に達した時点で電熱ヒータの温度が
不均一となって加熱バランスを崩すことがないよに、電
熱ヒータをヒータ外筒内に収納するように構成したもの
で、電熱ヒータを収納するヒータ外筒を熱伝導率の小さ
い耐熱性部材で形成する構成および電熱ヒータの外周面
とヒータ外筒の内壁間に空気層を設ける構成によりこれ
を解決したものである。即ち、本発明の排気管封止装置
は、内径が排気管の外径の２．５倍以下で、かつネック
先端の排気管と同心円状に突設された複数個の電極ピン
の配列外径より大きく設定したコイル状電熱ヒータの外
周部を被覆するヒータ外筒内に収納し、この電熱ヒータ
をバルブのネック先端より突設した排気管の外周に沿わ
せて配置させ、部分的に加熱溶融する排気管封止装置に
おいて、前記ヒータ外筒は熱伝導率がアルミナの熱伝導
率より小さく設定した耐熱性絶縁部材で形成したことを
特徴としている。前記耐熱性絶縁部材はセラミックのコ
ージライトであることを特徴としている。内径が排気管
の外径の２．５倍以下で、かつネック先端の排気管と同
心円状に突設された複数個の電極ピンの配列外径より大
きく設定したコイル状電熱ヒータの外周部を被覆するヒ
ータ外筒内に収納し、この電熱ヒータをバルブのネック
先端より突設した排気管の外周に沿わせて配置させ、部
分的に加熱溶融する排気管封止装置において、前記ヒー
タ外筒はその内壁面と電熱ヒータの外周面との間に空気
層を配設したことを特徴としている。前記ヒータ外筒は
電熱ヒータと対接した内壁面に前記電熱ヒータの外周面
と当接するスペーサが配設され、このスペーサで前記空
気層を形成させたことを特徴としている。

【００２４】

【作用】ヒータ外筒は熱伝導率の小さい耐熱性絶縁部
材、たとえばセラミックのコージライトで形成されるか
ら、電熱ヒータがヒータ外筒の内壁に部分的に接触して
いても、ヒータの熱低下が押さえられ、電熱ヒータの温
度のバラツキが緩和される。また、ヒータ外筒はその内
壁面と電熱ヒータの外周面との間に空気層が配設される
から、電熱ヒータの外周面が空気層で絶縁され、部分的
な熱放出がなくなり、電熱ヒータの温度のバラツキがな
くなる。また、ヒータ外筒の電熱ヒータと対接した内壁
面にスペーサを配設すると、電熱ヒータをヒータ外筒内
に位置規制して安定に収納できる。また、スペーサ手段
をヒータ外筒の内壁面に突起などで一体に構成すると、
スペーサ手段を別体で構成する必要がなく、装置の構成
が簡単になる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２６】図１は本発明の排気管封止装置１４の要部
断面図であり、陰極線管のバルブ２のネック３より突出
させた排気管４を電熱ヒータ５で部分的に加熱し、溶融
させて封止する電熱式の排気管封止装置である。

【００２７】この排気管封止装置１４は、前記排気管封
止装置１と同様に、電熱ヒータ５に、内径Ｄ3 が排気管
４の外径Ｄ1 の２．５倍以下で、かつネック３の先端の
排気管４と同心円状に突設された複数の電極ピン６の配
列外径Ｄ2 より大きく設定した大径の電熱ヒター５を用
い、排気管４の配置位置が若干軸振れしても、電熱ヒー
タ５の加熱バランスがとれるよう構成されている。

【００２８】この排気管封止装置１４もバルブ２のネッ
ク３を下方にして垂直に支持した状態で、排気管４と電
極ピン６の根元部に配置されるオーブン上蓋７と、排気
管４の根元近くの封止予定部分ｍに配置されるヒータ外
筒１５と、ヒータ外筒１５の外周面に係合され、ヒータ
外筒１５とオーブン上蓋７とを一体に結合する中蓋９、
下蓋１０などから構成されている。

【００２９】この排気管封止装置１４において前記排気
管封止装置１と異なる点は電熱ヒータ５を収納するヒー
タ外筒１５を熱伝導性の小さい耐熱性絶縁部材で形成し
た点のみで、その他は同様の構造であり、同一機能部品
は図８と同じ参照符号を付し、その説明は省略する。

【００３０】即ち、このヒータ外筒１５は耐熱性が良好
で、熱伝導率がアルミナなどに比べて格段に小さいセラ
ミックのコージライトが用いられている。コージライト
は耐熱性が良好である上、その熱伝導率が０．００４Ｃ
ａｌ／℃・ｃｍ・Ｓと従来のヒータ外筒８で使用してい
たアルミナの熱伝導率の０．０４Ｃａｌ／℃・ｃｍ・Ｓ
に比べて一桁も小さいものである。

【００３１】このような構成の排気管封止装置１４はヒ
ータ外筒１５が熱伝導率がアルミナなどに比べて格段に
小さいコージライトで形成されているから、電熱ヒータ
５をステップ加熱して排気管４を封止するとき、電熱ヒ
ータ５の外周面がヒータ外筒１５の内壁に部分的に接触
していても、ヒータ外筒１５への放熱が少なくなり、排
気管４のガラスの軟化時、排気管４を周面より均一に加
熱することができる。

【００３２】図２は本発明の他の実施例の排気管封止装
置１６の要部断面図であり、上記実施例と同様に、陰極
線管のバルブ２のネック３より突出させた排気管４を電
熱ヒータ５で部分的に加熱溶融させて封止する電熱式の
排気管封止装置である。

【００３３】この排気管封止装置１６において、前記従
来の排気管封止装置１と異なる点はヒータ外筒１７の電
熱ヒータ５の収容構造のみであり、その他は従来と同様
の構造である。

【００３４】ヒータ外筒１７は従来のヒータ外筒８と同
様に、耐熱性良好なアルミナで形成され、図３に示すよ
うに、上面にフランジ状凸部１８を有した円筒状ボビン
１９と、円筒状ボビン１９の底部に配置され電熱ヒータ
５を下方より支持する受板２０とから構成されている。
更に詳細には、円筒状ボビン１９と受板２０の周面の
一端には電熱ヒータ５のリード５ａ、５ｂを導出するス
リット２１、２２が配設されていて、図示しないが、電
熱ヒータ５を傾けた状態で円筒状ボビン１９内に挿入し
て一端側のリード５ａを上側のスリット２１から導出さ
せた後、受板２０を円筒状ボビン１９の下面開口部に当
てがって他端側のリード５ｂを下側のスリット２２から
導出することにより、電熱ヒータ５をヒータ外筒１７内
に収納するように構成している。

【００３５】このヒータ外筒１７において、従来の排気
管封止装置１のヒータ外筒８と基本的に異なる点はヒー
タ外筒１７の内壁面と電熱ヒータ５の外周面との間に空
気層２３を配設した点であり、ヒータ外筒１７は電熱ヒ
ータ５の収納時、その内壁面に電熱ヒータ５の外周面が
接触しないように所定の幅員Ｇ、例えば０．５〜１．５
ｍｍ程度の余裕をもった寸法に形成されている。

【００３６】このため、ヒータ外筒１７はその内壁面の
上下３箇所に、図４及び図５に示すように、電熱ヒータ
５の外周面と当接し、電熱ヒータ５を位置規制する突起
状のスペーサ２４が一体に形成されていて、電熱ヒータ
５の外周面とヒータ外筒１７の内壁面との間に所定幅員
の空気層２３が形成されるように構成されている。

【００３７】このような構成のヒータ外筒１７は電熱ヒ
ータ５とヒータ外筒１７の内壁面間に空気層２３が形成
されているから、電熱ヒータ５をステップ加熱して排気
管４を封止するとき、電熱ヒータ５の外面からヒータ外
筒１７への放熱が防止され、排気管４のガラスの軟化
時、排気管４を周面より均一に加熱することができる。
また、ヒータ外筒１７の内壁面に電熱ヒータ５を位置規
制するスペーサ２４をヒータ外筒１７と一体に形成する
ように構成したから、電熱ヒータ５をヒータ外筒１７内
に収納するだけで、所定の幅員の空気層が電熱ヒータ５
の外周面とヒータ外筒１７の内壁面との間に位置合わせ
して配設でき、電熱ヒータ５の組付けが簡単となる。ま
た、電熱ヒータ５の変形や位置ずれ等に対処できる。

【００３８】図６および図７は本発明の排気管封止装置
１４および１６により封止して得られた陰極線管の排気
管４の封止形態と封止部分ｎの断面形状を示すものであ
る。図６から明らかなように、封止部分ｎの断面形状は
左右対称であり、従来例（図９）のような封止部分ｎの
外側の曲った凹み部ｐや偏肉部ｑは発生していない。こ
のため、封止部分ｎの近傍に生じる残留歪みも小さくガ
ラスクラックの発生が解消する。また、封止部分ｎの断
面形状は、図７に示すように真円形となり、自動カッタ
ー１３による切断ミスが解消する。

【００３９】尚、上記実施例において、電熱ヒータを収
納するヒータ外筒部材としてセラミックのコージライト
を例示したが、本発明はこれに限定することなく、熱伝
導率が少なくともアルミナの熱伝導率より小さく設定さ
れ、排気管がガラスの軟化点に達した時点で前記電熱ヒ
ータの温度が不均一にならないような耐熱性絶縁部材で
あれば同様に適用できる。また、電熱ヒータの外周面を
位置規制するスペーサはヒータ外筒の電熱ヒータの外周
面と対接した内壁面の上下３箇所にヒータ外筒と一体に
形成したが、これを別体に形成したり、配置位置を変え
るなど適宜変更することも可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば電熱ヒー
タを収納するヒータ外筒を熱伝導率の小さい耐熱性部材
で構成したので、電熱ヒータの外周面が部分的にヒータ
外筒の内壁面に接触しても、この部分からの放熱が防止
でき、排気管の軟化時点でヒータ温度の均一が保たれ、
均一加熱ができる。また、ヒータ外筒内壁と電熱ヒータ
の外周面との間に空気層を形成し、電熱ヒータの外周面
がヒータ外筒の内壁面に接触しないように構成したか
ら、電熱ヒータが断熱され、外方への放熱が防止されて
同様に均一加熱ができる。従って、排気管の軟化時、排
気管を周面より均一に加熱することができ、陰極線管の
封止形態不良や封止断面形状不良の発生が防止され、ク
ラックの発生や排気管切断ミスをなくすことができる。
また、ヒータ外筒の内壁面の適宜箇所に電熱ヒータを位
置規制するスペーサを配設するよう構成したから、電熱
ヒータの外周面とヒータ外筒内壁面との間の位置合わせ
が容易にでき、かつ電熱ヒータの変形等が防止でき、信
頼性の高い排気管封止装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す排気管封止装置の
要部縦断面図

【図２】本発明の第２の実施例を示す排気管封止装置の
要部縦断面図

【図３】図２の構成部品でヒータ外筒の縦断面図

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図

【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図

【図６】本発明の装置で封止された陰極線管の封止部の
一部断面正面図

【図７】図６の封止部分の切断工程での断面図

【図８】従来の排気管封止装置の要部縦断面図

【図９】図８の装置で封止された陰極線管の封止部の一
部断面正面図

【図１０】図９の封止部分の切断工程での断面図

【図１１】排気管封止装置の電熱ヒータのステップアッ
プ加熱を説明する図

【符号の説明】

2 バルブ 3 ネック 4 排気管 5 電熱ヒータ 6 電極ピン 14 16 排気管封止装置 15 17 ヒータ外筒 23 空気層 24 スペーサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内径が排気管の外径の２．５倍以下で、
   かつネック先端の排気管と同心円状に突設された複数個
   の電極ピンの配列外径より大きく設定したコイル状電熱
   ヒータの外周部を被覆するヒータ外筒内に収納し、この
   電熱ヒータをバルブのネック先端より突設した排気管の
   外周に沿わせて配置させ、部分的に加熱溶融する排気管
   封止装置において、 前記ヒータ外筒は熱伝導率がアルミナの熱伝導率より小
   さく設定した耐熱性絶縁部材で形成したことを特徴とす
   る排気管封止装置。
2. 【請求項２】 前記耐熱性絶縁部材はセラミックのコー
   ジライトであることを特徴とする請求項１記載の排気管
   封止装置。
3. 【請求項３】 内径が排気管の外径の２．５倍以下で、
   かつネック先端の排気管と同心円状に突設された複数個
   の電極ピンの配列外径より大きく設定したコイル状電熱
   ヒータの外周部を被覆するヒータ外筒内に収納し、この
   電熱ヒータをバルブのネック先端より突設した排気管の
   外周に沿わせて配置させ、部分的に加熱溶融する排気管
   封止装置において、 前記ヒータ外筒はその内壁面と電熱ヒータの外周面との
   間に空気層を配設したことを特徴とする排気管封止装
   置。
4. 【請求項４】 前記ヒータ外筒は電熱ヒータと対接した
   内壁面に前記電熱ヒータの外周面と当接するスペーサを
   配設し、このスペーサで前記空気層を形成させたことを
   特徴とする請求項３記載の排気管封止装置。