JP3644754B2 - カラー受像管 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャドウマスク本体の曲面の変形に伴うカラーブラウン管の色純度の劣化を防止する技術に関し、詳しくは、製造工程における熱工程時のシャドウマスクの熱変形を防止するシャドウマスク本体の形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シャドウマスク型カラー受像管は、図２に示すように、パネル１、シャドウマスク２、ファンネル３、偏向ヨーク４、ネック５、電子銃６およびスクリーン８を有している。図２におけるシャドウマスク２は、電子銃６から放出される電子ビーム７を選別してスクリーン８に正しくランディングさせるために設けられている。
【０００３】
シャドウマスク２は、図１に示すように、シャドウマスク本体９とマスクフレーム１０とにより構成されている。このシャドウマスク本体９とマスクフレーム１０とは、シャドウマスク本体９のスカート部１１と、マスクフレーム１０の内面部とがシャドウマスクの長辺中央、短辺中央、各コーナーにあたる位置で溶接されることによって構成されている。
【０００４】
また、スカート部１１とマスクフレーム１０の溶接点近傍、すなわち、シャドウマスク２の対角部および長辺、短辺の各中央部には切り込み１７が設けられている。この切り込み１７は、金属薄板をプレス成型してスカート部１１を形成する際の肉余りの防止のため、また、カラー受像管動作時に電子ビームが射突することによって生ずるシャドウマスク本体９の温度上昇にともなう、マスク曲面の変形を防止するためのものである。
【０００５】
このようなシャドウマスク２は、シャドウマスク本体９の曲面を保持するために、スカート部１１をマスクフレーム１０内に押し込むようにして組み合わされて溶接されるので、スカート部１１とマスクフレーム１０との接合部や、溶接機により相互に押圧される溶接部に応力歪みを残しやすい。
【０００６】
シャドウマスク型カラー受像管を製造する際には、スクリーン８形成後のパネル１の内面にシャドウマスク２が配設され、そのパネル１とファンネル３とに対しフリット封着工程および排気工程等が行われる。そうすると、これらの各工程（フリット封着工程および排気工程等）の際の加熱等により、シャドウマスク２の溶接部分およびその周辺に残っていた歪みが解放され、シャドウマスク本体９の曲面を変形させてしまう。このシャドウマスク本体９の曲面の変形が、カラーブラウン管の色純度を劣化させる。
【０００７】
シャドウマスク本体９に用いるための材料としては、厚さ０．１〜０．２ｍｍ程度のアルミキルド（ＡＫ）材、もしくは近年の受像管の大型高輝度に伴って開発されたインバー材（低膨脹材料）等が考えられる。マスクフレーム１０としては、軟鋼材により形成されているものが一般的である。
【０００８】
以上の二種類（ＡＫ材製、インバー材製）のシャドウマスクについて製造工程時におけるシャドウマスク本体９の変形の大小を調査したところ、インバー材製のものの方が、ＡＫ材製のものに比べて変形が大きいということが確認できた。このシャドウマスク本体９の変形の相違は、シャドウマスク本体９とマスクフレーム１０との熱膨脹の違いによるものである。ＡＫ材製シャドウマスク（以下「ＡＫマスク」ともいう。）はマスクフレーム１０とほぼ同じ熱膨脹率であるが、インバー材製シャドウマスク（以下「インバーマスク」ともいう。）はマスクフレーム１０より熱膨張率が小さいために、溶接部での熱膨張差の影響をシャドウマスク本体９が受け易くなる。
【０００９】
そこで従来から製造工程時においては、シャドウマスク２を加熱して歪みによる変形をあらかじめ除去する、ダミーベーキング処理（例えば４５０度以上で４０〜５０分）を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のシャドウマスクにおいては、シャドウマスク本体に、特に熱工程での変形の大きなインバー材製のものを用いている場合はもちろん、比較的熱変形の小さなＡＫ材製のものであっても、より精度の良いシャドウマスクを得るためにはダミーベーキングが不可欠である。
【００１１】
このダミーベーキングは、後の熱工程でシャドウマスクに加わる熱量よりも大きい熱量を与えなくてはならないので、前述のように最高温度が４５０度以上、その保持時間が４０〜５０分以上とする必要がある。従って、ダミーベーキング工程全体では約３時間の時間が必要となる。
【００１２】
このような、膨大な時間とエネルギーを要する工程が必要であることは、カラー受像管の製造を行う上で、生産効率・生産コストの上で大きな問題となっていた。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、シャドウマスク曲面のカラー受像管製造工程中の熱変形を、ダミーベーキング工程なしで防止し、カラー受像管の色純度を劣化させないとともに、カラー受像管生産工程のコスト削減と生産性の向上を図ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るカラー受像管は、シャドウマスクがシャドウマスク本体とこのシャドウマスク本体の周囲を囲むように備えられたマスクフレームとを有し、前記シャドウマスク本体の周囲に備えられたスカート部が前記マスクフレーム内に押し込まれた状態で前記スカート部が前記マスクフレームの内面と溶接されているカラー受像管において、前記シャドウマスク本体のコーナー部における前記スカート部に切り込みが形成され、前記コーナー部における前記スカート部の長さが前記シャドウマスク本体の対角線の長さの４．５％から６．０％の範囲内にあることを特徴とする。
【００１５】
従来、熱工程によりシャドウマスク本体の熱膨脹変位とマスクフレームの熱膨張変位とが異なるときに、溶接部に歪が加わり溶接部のスカート部が変形して、その影響がシャドウマスク曲面に現れていたが、本発明のような構成にすることにより、規定されたスカート部のその長さによって熱膨張変位を吸収し、スカート部の変形がシャドウマスク曲面に影響するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記切り込みの長さが、前記スカート部の長さの６０％から９０％の範囲内にあることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面および実施例に基づいて説明する。
図２は、シャドウマスク型カラー受像管の断面図を示している。このカラー受像管は、その外側が箱型のパネル１と漏斗型のファンネル３とにより構成され、パネル１の内面に蛍光体の塗布されたスクリーン８を有し、これに対面する形でシャドウマスク２が配置されている。また、ファンネル３のネック５内には電子銃６が備えられており、その電子銃６から放射された電子ビーム７が、ファンネル３の外周に配置された偏向ヨーク４の磁界により偏向してシャドウマスク２の孔を通り、スクリーン８にランディングしてカラー画像を表示している。
【００１８】
図１は、シャドウマスク２の斜視図を示している。この図１に示されているシャドウマスク２は、シャドウマスク本体９とマスクフレーム１０とにより構成され、両者はシャドウマスク本体９のスカート部１１とマスクフレーム１０の側面で溶接されて組立られている。
【００１９】
一例として、シャドウマスク本体９の材料としてインバー材を用いて板厚０．１ｍｍとし、マスクフレーム１０の材料として軟鋼材を用いて板厚１．２ｍｍとし、３６ｃｍ管のシャドウマスクを形成した。このとき、シャドウマスク本体９の対角線の長さは３２０ｍｍ、コーナー溶接部スカート部寸法は、図３に示すように、スカート部の長さ１２は１５ｍｍ（従来は１０ｍｍ）、切り込み１７の長さ１３は１３ｍｍ（従来は８ｍｍ）とした。溶接位置１４は、従来と同様スカート部先端より１〜２ｍｍの範囲とした。
【００２０】
以上のような寸法のシャドウマスク本体９とマスクフレーム１０とを用いてシャドウマスク２を形成すると、コーナー溶接部のスカート部が、溶接時の熱による歪みの発生を効果的に吸収する。そこで、このシャドウマスク２を用いてカラー受像管を作製すると、熱工程の際に、シャドウマスク２の溶接時の歪み等に起因して発生していたシャドウマスク本体９の曲面変形を減少させることが可能となり、従来のダミーベーキングを行った場合と同等の品質のカラー受像管を得ることができる。
【００２１】
したがって、従来のダミーベーキングを行ってカラーブラウン管の色純度を保っていた場合と同様の品質を、本実施形態に係るシャドウマスク２を用いることにより、ダミーベーキングを行わずに得ることができる。
【００２２】
図４は、本実施形態に係るシャドウマスクと従来のシャドウマスクとの熱工程時における曲面変形量を示したグラフであり、それぞれのシャドウマスク２は３６ｃｍ管インバーマスクである。このグラフにおいて、●は、熱工程時における従来のシャドウマスク本体の曲面変形量１５を示し、○は、熱工程時における本実施形態に係るシャドウマスク本体の曲面変形量１６を示している。本実施形態に係るシャドウマスク本体は、上述したように、コーナー溶接部スカート部寸法を規定している。
【００２３】
この図から明らかなように、従来品の曲面変形量１５と、本実施形態に係るシャドウマスク本体の曲面変形量１６とは、各測定位置において、その値が大きく異なっている。コーナー溶接部スカート部寸法を規定した本実施形態に係るシャドウマスク本体の方が、すべての測定位置において良好な結果（曲面変形量が小さい）を示している。
【００２４】
本実施形態において、コーナー溶接部スカート部寸法を規定したのは、スカート部１１の変形に余裕を持たせるためである。コーナー溶接部の剛性は他の溶接部に比べて高いために従来品においては、そのコーナー溶接部の状態がシャドウマスク本体９の曲面に直接影響を与えていた。しかし本実施形態においては、コーナー溶接部スカート部に溶接の際の変形を考慮した切込み等を入れてその寸法を規定したので、溶接時における熱膨脹をスカート部１１で緩和することが可能となり、シャドウマスク本体９への影響を減少させることができる。また、熱膨張によるスカート部１１のシャドウマスク本体９への影響は、コーナー溶接部においては他の溶接部と逆方向の変化を示す。本実施形態によれば、この変化量の絶対値を小さくすることが可能である。
【００２５】
図５は、コーナー部スカート長さとランディング変化量との関係を示すグラフである。この図において、コーナー部スカート長さがシャドウマスク本体の対角線の長さの４．４％以下のときには、ランディング変化量が０．０２ｍｍ以上となるので、十分な効果は得られず、コーナー部スカート長さがシャドウマスク本体の対角線の長さの６．１％以上になると、一定量（ランディング変化量がほぼ０．０１ｍｍ）以下の効果は望めない。したがって本発明に係る実施形態においては、コーナー部スカート長さをシャドウマスク本体の対角線の長さの４．５％から６．０％までとした。
【００２６】
また、スカート部の切り込み寸法については、コーナー部スカート長さの５９％以下では効果が得られず、コーナー部スカート長さの９１％以上では強度的に問題があるという結果が得られた。したがって、本発明に係る実施形態においては、スカート部の切り込み寸法をコーナー部スカート長さの６０％から９０％までとした。
【００２７】
本実施形態においては、３６ｃｍ管の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、他のサイズや品種（大型管、ワイド管）についても、板厚や曲面形状等の条件に合せて、本発明の範囲内でコーナー溶接部のスカート部１１の寸法を調整することにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、インバーマスクを用いてダミーベーキングを行わずにシャドウマスクを製作した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＡＫマスクを用いる場合においても、本発明を実施することにより、熱処理による曲面変形を減少させるという効果を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シャドウマスク本体のコーナー部のスカート部および切り込みの寸法を規定することにより、熱工程時のスカート部の変形に起因するシャドウマスク曲面の変形を防止することができるので、製造工程中の熱処理によるシャドウマスク曲面の変形に伴うカラー受像管の色純度の劣化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー受像管に備えられるシャドウマスクの斜視図
【図２】カラー受像管の概略断面図
【図３】本発明の実施形態に係るシャドウマスクのコーナー溶接部におけるスカート部の概略図
【図４】３６ｃｍ管インバーマスクに、本発明の実施形態に係るシャドウマスク本体と従来技術に係るシャドウマスク本体とを用いて、それぞれに熱工程を経た場合における、それぞれのシャドウマスク本体の各測定位置の曲面変形量を示したグラフ
【図５】シャドウマスク本体のコーナー部のスカート長さ比率と、カラー受像管の色純度劣化基準となるランディング変化量との関係を示したグラフ
【符号の説明】
２ シャドウマスク
９ シャドウマスク本体
１０ マスクフレーム
１１ スカート部
１２ スカート部の長さ
１３ 切り込みの長さ
１７ 切り込み

Claims (2)

1. シャドウマスクが、シャドウマスク本体とこのシャドウマスク本体の周囲を囲むように備えられたマスクフレームとを有し、前記シャドウマスク本体の周囲に備えられたスカート部が前記マスクフレーム内に押し込まれた状態で前記スカート部が前記マスクフレームの内面と溶接されているカラー受像管において、前記シャドウマスク本体のコーナー部における前記スカート部に切り込みが形成され、前記コーナー部における前記スカート部の長さが前記シャドウマスク本体の対角線の長さの４．５％から６．０％の範囲内にあることを特徴とするカラー受像管。
2. 前記切り込みの長さが、前記スカート部の長さの６０％から９０％の範囲内にある請求項１記載のカラー受像管。

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