(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー陰極線管のための全体が矩形状のシャドーマスク支持フレームであって、互いに平行な略直線状の２つの端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）を有し、端部支柱は、フレームの基準面に対して垂直な少なくとも１つの略平坦な壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）を備え、この壁の一端縁は、フレームの基準面に対して略平行な配置状態でシャドーマスクを受けるようになっており、また、全体が管状の２つの側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）を有し、各側方支柱は、略直線状の軸を有する主部と、２つの端部（７ａ、３７ａ、３７ｂ）とを有し、各端部は、フレームの基準面に対して垂直で且つ端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）の略平坦な壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）と平行な配置状態で端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）に接合される部分（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）を含んでおり、側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）は、フレーム（１）の基準面に対して平行な面内に位置する互いに平行な軸を有するシャドーマスク支持フレームにおいて、
前記２つの端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）の各々は、フレームの基準面内にある略平坦な第１の壁（４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ）と、基準面に対して、したがって前記第１の壁（４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ）に対して略垂直な平坦な壁を構成する第２の壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）とを少なくとも備え、前記第２の壁は、端部支柱の長手方向で、縁部（６ａ、３６ａ）を前記第１の壁（４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ）と共有し、２つの側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）は、該側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）の主部に対して垂直で且つ前記端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）の前記第１の壁（４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ）に対して垂直な配置状態で前記端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）に接合される部分（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）を備え、主部は、フレーム（１）の基準面と平行な面内に位置し且つ前記フレーム（１）の基準面に対してオフセットされた配置状態で位置する互いに平行な軸を有しており、
各接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）は、側面によって、フレーム（１）の基準面に対して垂直な略平坦な第２の壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）の内面と接触し、これによって、フレームの端部支柱（２ａ、２ｂ）が側方支柱（３ａ、３ｂ）の接合部と当接し、
前記各接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）は、前記端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）の前記第１の壁（４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ）を貫通して前記端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）内に嵌め込まれるとともに、フレームの基準面に対して垂直な前記第２の壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）の内面に対して固定されることを特徴とするシャドーマスク支持フレーム。
【請求項２】
前記各接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）は、端部支柱（２ａ、２ｂ）の長手方向端部と端部支柱（２ａ、２ｂ）の中央部との間に位置する端部支柱（２ａ、２ｂ）の領域で、端部支柱（２ａ、２ｂ）の略平坦な壁（５ａ、５ｂ）の内側面に対して当接されることを特徴とする請求項１に記載のフレーム。
【請求項３】
前記各接合部（３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）は、前記端部支柱の長手方向に沿う略中央領域で、端部支柱（３２ａ、３２ｂ）の略平坦な前記第２の壁（３５ａ、３５ｂ）の内側面に対して当接されることを特徴とする請求項１に記載のフレーム。
【請求項４】
側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）の端部（７ａ、３７ａ、３７ｂ）は、前記側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）の主部の軸に対して略垂直な第１の直線部と、前記接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）を構成し且つ第１の直線部に対しておよび前記側方支柱の主部に対して垂直な第２の直線部とを有するエルボを備えていることを特徴とする請求項２に記載のフレーム。
【請求項５】
前記側方支柱（３ａ、３ｂ）の端部は、前記側方支柱（３ａ、３ｂ）の主部の軸に対して垂直な直線状の接続部（７’ａ）を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレーム。
【請求項６】
前記側方支柱（３３ａ、３３ｂ）の前記端部（３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ）すなわち延出部は、平坦フレームを構成するように、前記端部支柱（３２ａ、３２ｂ）の方向で前記側方支柱（３３ａ、３３ｂ）の主部の端部同士を対で接合する連続支柱を構成し、平坦フレームの各連続支柱は、端部支柱（３２ａ、３２ｂ）と平行であり、各連続支柱と一体をなす少なくとも１つの接合部（３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）を有していることを特徴とする請求項３に記載のフレーム。
【請求項７】
前記平坦フレームの各連続支柱（３７ａ−３７ｂ、３８ａ−３８ｂ）は、連続支柱の長手方向で互いに離間し且つ連続支柱を構成する前記側方支柱（３３ａ、３３ｂ）の延出部（３７ａ−３７ｂおよび３８ａ−３８ｂ）同士の間にある接続部によって互いに接続される前記２つの接合部（３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）を有していることを特徴とする請求項６に記載のフレーム。
【請求項８】
前記平坦フレームの前記各連続支柱は、前記連続支柱を構成する前記２つの延出部（３７ａ−３７ｂ、３８ａ−３８ｂ）に共通の連続支柱の中央部に配置された１つの接合部を有していることを特徴とする請求項６に記載のフレーム。
【請求項９】
前記各側方支柱は、四辺形状の断面を有するチューブを形成するように折り曲げられる少なくとも１つの薄い金属ストリップ（１０、２０、３０）から成ることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１０】
前記端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）は、三角形の断面を有する中空梁の形態を成すように折り曲げられる薄い金属ストリップによって形成されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１１】
三角形の断面を有する梁の形態を成す前記端部支柱は、シャドーマスクを固定するためのリム（５’ａ、５’ｂ）を有し、リムは、端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）の前記第２の壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）から構成され、フレームの内側に向かって折り曲げられていることを特徴とする請求項１０に記載のフレーム。
【請求項１２】
前記各端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）は、フレームの基準面内にある前記端部支柱（２ａ、２ｂ）の第１の壁（４ａ）を貫通する少なくとも１つの開口（１５、１５’）を有し、開口は、第１の壁に対して略垂直な第２の壁（５ａ、５ｂ）と隣接して位置し、フレーム（１）の側方支柱（３ａ、３ｂ）の嵌め付けられる接合部の通路を形成することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のフレーム。
【請求項１３】
前記端部支柱（２ａ、２ｂ）の夫々は、その端部の近くに、前記フレーム（１）の側方支柱（３ａ、３ｂ）の主部を挿入するための、該端部支柱の傾斜壁（９ａ）を貫通する通孔（２１）を有するとともに、前記端部支柱（２ａ、２ｂ）の長手方向端部から離れて位置する領域に、前記側方支柱（３ａ、３ｂ）の接合部（７ａ’）を嵌め込むための、フレーム（１）の基準面内にある前記端部支柱（２ａ）の第１の壁（４ａ）を貫通する開口（２５）を有していることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のフレーム。
【請求項１４】
前記端部支柱の前記第１の壁（４ａ、４ｂ）は、端部支柱（２ａ、２ｂ）の第１の壁（４ａ、４ｂ）の一部を折り曲げることによって開口（１５）が切り抜かれる時に形成される、前記開口（１５、１５’、２５）の少なくとも１つの縁部に沿う少なくとも１つの固定ラグ（１６、１７）を有していることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のフレーム。
【請求項１５】
前記フレーム（１）の前記側方支柱（３ａ、３ｂ）は、第１の合金によって形成される中央部（２６）と、第１の合金の膨張係数と実質的に異なる膨張係数を有する第２の合金によって形成され且つ長手方向を有する側部（２７ａ、２７’ａ）とを備えた金属ストリップ（３０）から成り、前記金属ストリップ（３０）は、フレームの側方支柱（３ａ）を形成するように折り曲げられ、これによって、前記ストリップ（３０）の前記側部（２７ａ、２７’ａ）は、重ね合わされるとともに互いに固定され、四辺形状の断面を有する管状の側方支柱の１つの側面を構成することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１６】
前記フレーム（１）の前記各側方支柱（３ａ、３ｂ）は、第１の材料によって形成される少なくとも１つの壁を有し、その壁の内面には、すなわち、前記側方支柱（３ａ、３ｂ）の内面には、第１の材料の膨張係数と異なる膨張係数を有する第２の材料によって形成される部材が固定されることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項１７】
前記側方支柱（３３ａ、３３ｂ）の少なくとも１つの壁を構成する第１の材料の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の材料によって形成されるストリップは、フレームの基準面に対して垂直な前記各側方支柱（３３ａ、３３ｂ）の側面の内面上に取り付け固定され、これによって、フレームの加熱時、前記側方支柱は、湾曲変形して、湾曲の凹面がフレームの内側に向けて方向付けられ、端部支柱同士を引き合わせることを特徴とする請求項１６に記載のフレーム。
【請求項１８】
前記側方支柱（３３ａ、３３ｂ）および側方支柱の延出部（７ａ、３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ）のうちの少なくとも１つの壁を構成する第１の材料の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する第２の材料によって形成されるストリップは、フレームの基準面に対して垂直な前記各側方支柱（３３ａ、３３ｂ）の側面の内面上もしくは側方支柱の各延出部の側面の内面上あるいは前記各側方支柱（３３ａ、３３ｂ）および前記各延出部（３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）の両方の側面の内面上に取り付け固定され、これによって、フレームの加熱時、前記側方支柱は、湾曲変形して、湾曲の凹面がフレームの内側に向けて方向付けられるとともに、延出部は、湾曲の凹面がフレームの外側に向けて方向付けられるように変形して、端部支柱同士を引き合わせることを特徴とする請求項６に記載のフレーム。
【請求項１９】
前記側方支柱（３ａ、３ｂ）の接合部（７’ａ）は、リベット、クリンチ、スナップ結合、ネジ締結、接着、溶接、蝋付けのうちのいずれか１つの方法によって、前記端部支柱の前記第２の壁（５ａ、５ｂ）に対して固定されることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項２０】
前記端部支柱は、薄い金属ストリップを折り曲げて溶接することによって形成される三角形の断面を有する中空梁、三角形の断面を有する形材、Ｌ字状のアングルスチールのうちの、１つの部材によって形成されることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項２１】
前記フレーム（１）の側方支柱（２、３ａ、３ｂ）は、薄い金属ストリップを折り曲げることによって得られる四辺形状の断面を有するチューブ、四辺形状の閉じられた断面を有する中空形材のうちの１つの部材によって構成されることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項２２】
実質的に連続する閉じられた線が、前記フレーム（１）の前記支柱（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ）の内側を支柱の長手方向で且つフレーム（１）の全周に沿って通ることができる形状および構造を有していることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載のフレーム。
【請求項２３】
前記端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）および前記側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）が、薄い金属ストリップ（１０、２０、３０）を切り込んで折り曲げることによって形成され、各端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）は、前記薄い金属ストリップを切り込んで折り曲げることによって形成された前記端部支柱の第１の壁（４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ）を貫通する２つの開口（１５、１５’）を有し、各側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）は、接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）を有する少なくとも１つの端部（７ａ、３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ）を備え、前記側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）の各端部の前記接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）は、前記端部支柱の第１の壁を貫通する開口と係合し、これによって、端部支柱内に前記側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）の端部を嵌め込むとともに、前記側方支柱（３ａ、３ｂ、３３ａ、３３ｂ）の端部の接合部（７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ）の１つの側面を、端部支柱（２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ）の第２の壁の内側面と面同士で接触させるように配置し、接合部は、対応する端部支柱の前記第２の壁（５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ）に対して面同士で固定されることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載のフレームの製造方法。
【請求項２４】
前記側方支柱（３ａ、３ｂ）の端部の接合部は、リベット、クリンチ、スナップ結合、ネジ締結、接着、溶接、蝋付けのうちの１つの方法によって、端部支柱（２ａ、２ｂ）の前記第２の壁（５ａ、５ｂ）上に固定されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記薄い金属ストリップを折り曲げて、前記フレームの前記端部支柱（２ａ、２ｂ）および前記側方支柱（３ａ、３ｂ）を形成した後、前記端部支柱（２ａ、２ｂ）および前記側方支柱（３ａ、３ｂ）を重ね合わせる薄い金属シートの一部を透過レーザビームによって溶接し、前記側方支柱の前記接合部と前記端部支柱の前記第２の壁（５ａ、５ｂ）との固定が透過レーザ溶接によって行なわれることを特徴とする請求項２３または請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記各端部支柱（２ａ、２ｂ）は、薄い金属ストリップを折り曲げることにより、前記第１の壁（４ａ）と前記第２の壁（５ａ）と前記第１および第２の壁（４ａ、５ａ）に対して傾斜した第３の壁（９ａ）とを備える三角形の断面を有する中空梁の形態を成して形成され、前記第２の壁（４ａ）および前記第３の壁（９ａ）をスナップ結合して端部支柱（２ａ、２ｂ）を閉じることによって接合を形成するために、前記第２の壁（４ａ）の外縁部は、前記第３の壁の外縁部の上側で折り曲げられることを特徴とする請求項２３から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記側方支柱（３ａ、３ｂ）を形成するために薄い金属ストリップを折り曲げる前に、折り曲げ後に側方支柱の壁の内面を構成するようになっている前記薄い金属ストリップ（１０、２０、３０）の特定の部分上に、例えば溶接により、前記薄い金属ストリップの熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する合金によって形成される薄いストリップを面同士で固定することを特徴とする請求項２３から請求項２６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管のためのシャドーマスク支持フレームに関する。
カラー陰極線管は、中に複数の穴または溝を有する「シャドーマスク」と呼ばれる金属シートを備えている。シャドーマスクは、電子銃とディスプレイスクリーンとの間に配置されている。このシャドーマスクは、ディスプレイスクリーン上への電子ビームの衝突がディスプレイスクリーン上に配置された発光器上の正確な位置で確実に行なわれるようにすることによって、非常に鮮明な画像を得るようになっている。
【０００２】
シャドーマスクは、略矩形状のフレームによって支持されている。フレームは、シャドーマスクをディスプレイスクリーンの近傍の所定の位置で保持するとともに、電子ビームによって引き起こされる局所的な加熱によって生じるいかなる変形をも規制するために、できる限り、シャドーマスクに張力をかけるようにする。
【０００３】
【従来の技術】
既知の技術によれば、シャドーマスク支持フレームは、金属チューブまたはアングルスチールから成る２つの側方支柱と、側方支柱上に配置され且つ接触点を溶接することによって組み立てられるアングルスチールまたはチューブから成る２つの端部支柱とを有している。構成形態および溶接技術に起因して、チューブまたはアングルスチールは、十分な剛性を得るために、比較的厚くなければならない。このように形成されるフレームは、張力をかけられたシャドーマスクに適しているが、重いという欠点及び良好な幾何学的な精度で組み立てることが困難であるという欠点を有している。
【０００４】
他の既知の技術によれば、シャドーマスクのためのフレームは、溶接によって組み立てられる薄いストリップから形成されるアングルスチールから成る。
【０００５】
変形例において、フレームは、略矩形状を成し且つ矩形の中央切り込み部を有する金属シートをプレスすることによって形成される。このように形成されたフレームは、軽量であるという利点を有しているが、あまり剛性がなく、このため、張力をかけて支持しているシャドーマスクの位置がうまく定まらないという欠点を有している。
【０００６】
軽量フレームの剛性を高めるため、特に特許出願ＦＲ−２．７４９．１０４には、互いに対して押圧され且つ水平および垂直な硬化リブを有する２つの薄い金属ストリップからそのようなフレームを組み立てることが提案されている。これらのフレームは、軽量で且つ剛性があり、張力がかけられたシャドーマスクのために使用することはできるが、組立が困難な場合があるという欠点を有している。
【０００７】
フランス特許出願９９０２１２９には、フレームの端部支柱および側方支柱が略管状を成して実質的に連続する閉じられた中空体を構成するシャドーマスク支持フレームが提案されている。この場合、中空体は、中空体の内側全体に位置する少なくとも１つの平らな閉じられた線を含んでいる。
【０００８】
好ましくは、中空体は、中空体の全部または一部を形成するように折り曲げられ且つ例えば溶接によって組み立てられる１または複数の薄い金属膜から成る。
【０００９】
そのような軽量で剛性がある組立が容易なシャドーマスク支持フレームは、実際には、略平坦なフレームの場合に適している。すなわち、フレームにおいて、支柱の長手方向軸は、ほぼ同一の面内にあり、長手方向の支柱は、フレームの角部で端部支柱に接続される。
【００１０】
端部支柱（または水平支柱）と側方支柱（または垂直支柱）を有し且つそれらの軸または水平方向がオフセットされた平行な平面内に位置している他のタイプのフレームが知られている。
【００１１】
そのようなフレームにおいて、端部支柱は、一般に、フレームによって支持されるシャドーマスクの位置と略平行なフレームの基準面内に位置される平坦な第１の壁と、第１の壁に対して垂直な第２の壁とを有するアングルスチールから構成されており、これにより、穴の開いたマスクの溶接中に、圧縮力がフレームに作用し、フレームの端部支柱上の圧縮力が解放された時にフレームに張力がかかるようになっている。
【００１２】
一般に、フレームの側方支柱は、略直線状の主部と、端部支柱と接続されて接合される２つの端部とを有している。
【００１３】
側方支柱の各端部は、端部支柱に接合される接合部を有している。この接合部は、対応する側方支柱の主部と略垂直すなわち略直交するとともに、端部支柱に対して垂直な配置状態で端部支柱に固定される。一般に、側方支柱の端部にある接合部は、端部支柱の第１の壁の外面に対して当接されるとともに、この位置で端部支柱に対して溶接される。
【００１４】
端部支柱に対する側方支柱の当接部の溶接は、ＴＩＧ法やＭＩＧ法等の溶接方法によって行なわれる。そのような方法では、多大なエネルギ量が解放されるため、壁が薄いと、構造変形やアングルスチールやチューブの溶融が生じ易く、したがって、非常に厚いアングルスチールまたはチューブを使用する必要がある。
【００１５】
また、フレームの側方支柱は、一般に、略正方形もしくは略矩形の断面を有する厚いチューブまたはバーを折り曲げることによって形成される。チューブまたはバーは、曲げる際に、曲げ領域で大きく変形する。通常、「骨」または「樽」の形態を成す変形が観察される。
【００１６】
その結果、特に、折り曲げ状態における側方支柱の寸法に関する精度が悪く、したがって、フレームの寸法および幾何学的形状に関して精度が悪くなる。
【００１７】
僅かに湾曲する端部支柱は、一般に、薄いバーをＬ字形状に冷間曲げ或は熱間曲げすることにより形成される。端部支柱に関して正確な形状および寸法を得るためには、厚いバーの曲げ動作を厳重に注意して行なう必要がある。
【００１８】
フレームの端部支柱および側方支柱が組み立てられる場合、側方支柱の端部を当接して溶接することによっては、高精度な組立を得ることができない。
【００１９】
したがって、陰極線管のためのシャドーマスクフレームの製造に必要な寸法精度が得られるように、得られたフレームを組立後に平削りしなければならない。
【００２０】
肉厚の壁、したがって、重い壁を有する支柱を備えたシャドーマスクフレームを使用すると、それ自体厚く、したがって重い陰極線管用のスクリーン板も組み立てる必要がある。陰極線管のコストは、陰極線管のコーンおよびスクリーンを製造するために使用されるガラスの量によって主に決定される。スクリーン板が厚いと、管のコーンそれ自体が大重量化する。したがって、重いフレームを有する陰極線管は、極めて高価となる。
【００２１】
大重量のフレームを使用すると、スクリーン板の前方に吊るされるこのフレームは、例えば輸送中に管から衝撃を受けた際に外れ易くなり、フレームを板に取り付けているスタッドが損傷する可能性がある。
【００２２】
チューブにおける大重量フレーム全体の膨張を補償するためには、フレーム支柱に溶接される補償部材を構成するバイメタリックストリップを使用する必要がある。フレームが重いため、約１ｍｍから３ｍｍの厚さを有する補償ストリップを使用する必要がある。このような補償ストリップは、重く、また、製造コストが高い。一般に抵抗溶接によってストリップをフレームに溶接できるようにするために、また、フレームの支柱の変形を防止するためには、フレームを更に重くしてしまう厚いチューブまたは形鋼を使用する必要がある。
【００２３】
また、フレームの重量によって、強力な取付けバネを使用する必要がある。
【００２４】
大重量のフレームは、大きな熱容量を有しており、陰極線管がＯＮされると、ゆっくりと熱くなる。このため、管における良好な色安定性を得るために必要な時間が比較的長くなる可能性がある。動作中、フレームの温度は８０℃から１００℃に達する場合がある。
【００２５】
管の複数の製造工程中、フレームとシャドーマスクとの組立体は、約５００℃の高温に晒される。
【００２６】
シャドーマスクの張力を取り除く補償システムが無いと、大重量のフレームの膨張によってシャドーマスクが裂かれてしまう場合がある。
【００２７】
このため、シャドーマスクおよびフレームの膨張係数を調整して、約５００℃でシャドーマスクの張力が取り除かれるようにすることができ、あるいは、フレームよりも大きく膨張する補償バーを使用して、フレームの曲げによってシャドーマスクの張力が取り除かれるようにすることもできる。
【００２８】
大重量のフレームの場合における第２の解決策では、大重量の補償バーを使用する必要がある。
【００２９】
張力がかけられたマスクのためにフレームを形成する場合には、フレームの側方支柱と端部支柱とをこれらの支柱の端部近傍で接続することができる。
【００３０】
この場合、均一な圧力が端部支柱に作用すると、端部支柱が２つの側方支柱間で曲がり、これによって、端部支柱の中央部の変形は、側方支柱に接続された端部支柱の端部での変形よりも大きくなる。
【００３１】
したがって、変形は、端部支柱の長手方向に沿って全く均一ではない。
【００３２】
端部支柱における圧縮力が解放されると、端部支柱の長さに応じて、シャドーマスクにおける牽引力がかなり変化する。マスクの良好な表面均一性および均一な張力を得ることが困難な場合がある。
【００３３】
張力がかけられたマスクのためのフレームの端部支柱に沿って張力をより均一に分布させるため、側方支柱と端部支柱との接続点を、各端部支柱の端部から一定の距離まで移動させること、例えば、この支柱の２つの端部に対して、端部支柱の長さの最大で１／４まで移動させることが提案された。
【００３４】
したがって、シャドーマスクにおける応力の分布を制御できるとともに、振動減衰の可能性を伴ってマスクの表面均一性を制御してマスクの振動形態を修正することを可能にする応力分布を得ることができる。
【００３５】
端部支柱に対してオフセットされた面内に側方支柱を有するフレームの場合、大重量を成すシャドーマスクフレームを形成する必要性は、基本的に、側方支柱の当接端部で行なわれる溶接の種類に起因するものであり、また、シャドーマスクが組み立てられる時に、側方支柱と端部支柱との間の溶接接合領域の剪断を引き起こす端部支柱に作用する圧縮応力が強い接続を必要とするためである。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、カラー陰極線管のための全体が矩形状のシャドーマスク支持フレームであって、互いに平行な略直線状の２つの端部支柱を有し、端部支柱は、フレームの基準面に対して略垂直な少なくとも１つの壁を備え、この壁の一端縁は、フレームの基準面に対して略平行な配置状態でシャドーマスクを受けるようになっており、また、全体が管状の２つの側方支柱を有し、各側方支柱は、略直線状の軸を有する主部と、２つの端部とを有し、各端部は、フレームの基準面に対して垂直で且つ端部支柱の略平坦な壁と平行な配置状態で端部支柱に接合される部分に接続され、側方支柱は、フレームの基準面に対して平行な面内に位置する互いに平行な軸を有し、シャドーマスク支持フレームが、軽量で且つそれほど大重量でなく、非常に正確な寸法および幾何学的構成のためのフレームの構成を可能にするとともに、フレームの剛性および力学的な強度において良好な特性を得ることができるシャドーマスク支持フレームを提供することにある。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、各接合部は、側面によって、フレームの基準面に対して垂直な略平坦な壁の内面と接触し、これによって、フレームの端部支柱が側方支柱の接合部と当接される。
【００３８】
好ましい実施形態において、前記２つの各端部支柱は、フレームの基準面内にある略平坦な第１の壁と、基準面に対して、したがって前記第１の壁に対して略垂直な平坦な壁を構成する第２の壁とを少なくとも備え、前記第２の壁は、端部支柱の長手方向で、縁部を前記第１の壁と共有し、前記２つの前記側方支柱は、前記側方支柱の主部に対して垂直で且つ前記端部支柱の第１の壁に対して垂直な配置状態で前記端部支柱に接合される部分を備え、主部は、フレームの基準面と平行な面内に位置し且つフレームの基準面に対してオフセットされた配置状態で位置する互いに平行な軸を有する。この場合、前記各接合部は、前記端部支柱の前記第１の壁を貫通して前記端部支柱内に嵌め付けられるとともに、基準フレームに対して垂直な第２の壁の内面に対して固定される。
【００３９】
特定の実施形態において、前記側方支柱の前記端部すなわち延出部が対になって、完全に平坦な平坦フレームを構成するために、端部支柱の方向で側方支柱の主部の端部同士を対で接合する連続支柱を構成する。前記平坦フレームの各連続支柱は、端部支柱と平行であり、少なくとも１つの接合部を有している。前記接合部が嵌め付けられる端部支柱は、前記側方支柱の前記平坦フレームと平行で且つ多かれ少なかれ前記平坦フレームに対して垂直な方向でオフセットされた基準面を規定する面を有している。
【００４０】
端部支柱と平行な各連続支柱は、連続支柱の長手方向で互いに離間し且つ連続支柱を構成するために側方支柱の延出部同士の間にある接続部によって互いに接続される２つの接合部を有している。各連続支柱は、連続支柱を構成する側方支柱の前記２つの延出部に共通の連続支柱の中央部に配置された１つの接合部を備えることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明を明確に理解するため、以下、図面を参照しながら、一例として、本発明に係るシャドーマスク支持フレームの幾つかの実施形態について説明する。
【００４２】
図１には、本発明に係るマスク支持フレームが参照符号１で概略的に示されている。
【００４３】
マスク支持フレーム１は、２つの端部支柱２ａ、２ｂと、端部支柱２ａ、２ｂとともに全体が矩形のフレームを構成する２つの側方支柱３ａ、３ｂとを備えている。
【００４４】
端部支柱２ａ、２ｂは、それぞれが第１の壁４ａ（または４ｂ）を備えたアングルスチールから構成することができる。端部支柱２ａ、２ｂの第１の壁４ａ、４ｂは、フレームの基準面を構成する同一の面内にある。
【００４５】
端部支柱は第２の壁５ａ、５ｂを有している。第２の壁５ａ、５ｂはそれぞれ、第１の壁４ａ、４ｂに対して垂直であり、端部支柱の長手方向で、６ａ等の内縁部を第１の壁４ａ、４ｂと共有している。シャドーマスクは、フレームの基準面と略平行に配置された状態で、端部支柱２ａ、２ｂの外縁部５’ａ、５’ｂに沿って固定されなければならない。
【００４６】
各側方支柱３ａ、３ｂは、例えば正方形の断面を有する管状部材またはバーから成るとともに、略直線状の中央部と、側方支柱を端部支柱に接合する２つの端部とを有している。
【００４７】
側方支柱の主部の軸は、互いに平行であり、フレームの基準面と平行な面内にあり、また、フレームの基準面に対して垂直な方向で基準面に対しオフセットされている。
【００４８】
側方支柱の端部（例えば７ａ）すなわち延出部は、側方支柱の主部の軸に対し９０°で方向付けられ且つ互いに垂直な２つの連続した部分を有している。
【００４９】
側方支柱３ａの端部７ａの末端部７’ａは、側方支柱３ａの主部の長手方向と直交しており、フレーム１の内側に向かって方向付けられた壁５ａの側面が末端部７’ａの側壁と当接するように、端部支柱２ａに対して配置されている。端部支柱がアングルスチールまたは中空梁である場合、末端部７’ａは、端部支柱２ａの長手方向に対して垂直な方向で、端部支柱に取り付けられる。
【００５０】
また、側方支柱３ａの端部７ａの端部接合部７’ａは、例えば溶接によって、端部支柱の壁５ａの内側面に対して取り付けられて固定される。
【００５１】
側方支柱３ａ、３ｂの各端部は、面同士を嵌め込んで固定することにより、端部支柱の内側に同様にして固定され、これにより、全体が矩形状のフレーム１を形成する。
【００５２】
縁部５’ａ、５’ｂに沿ってシャドーマスクが溶接されて装着されると、図１の矢印８で示されるように、端部支柱２ａ、２ｂの第２の壁５ａ、５ｂによってフレームが圧縮変形される。
【００５３】
このため、スラスト力が側方支柱の例えば７ａ等の端部接続部に伝達される。この場合、このスラスト力は、側方支柱の端部７ａの末端にある接合部７’ａと端部支柱２ａの第２の壁５ａの内側面との間の接続領域に高い応力を形成しない。
【００５４】
フレームの強度は、７’ａ等の接続部と、対応する端部支柱の第２の壁の内側面との間の接続強度に大きくは依存しない。
【００５５】
したがって、支柱３ａ、３ｂおよび端部支柱２ａ、２ｂを形成するために、比較的薄い壁を有するチューブやアングルスチールを使用することができる。したがって、シャドーマスク支持フレームの重量およびコストが低減し、それでいて十分な剛性を有するフレームが得られる。これは、前述したように、側縁部の端部の接合部が端部支柱に当接状態で溶接される従来に係るフレームでは、製造上の問題および当接状態で溶接される接合部の力学的な強度により、基本的に、フレームの支柱に厚い壁を使用する必要があるためである。
【００５６】
端部支柱内に接合部を取り付ける場合、もはや、厚い壁を使用する必要性はないと感じられる。なぜなら、端部の第２の壁と面同士で接触する接合部にスラスト力が直接に伝達され、例えば溶接、リベット、接着、クリンチ、スナップ結合または他の方法によって、接合部と端部支柱との間で大きな強度を必要としない接合を考えることができるためである。
【００５７】
フレームにおける接合部と端部支柱の第２の壁との間のこのような接続の目的は、単に、端部支柱の長手方向に沿う７’ａ等の接合部の位置を固定することである。
【００５８】
良好な剛性を有する肉薄の壁を備えた管状構造または輪郭的な部分を形成できることは知られている。
【００５９】
そのような部材は、軽量で且つ剛性がある本発明に係るシャドーマスクフレームを製造するために使用できる。
【００６０】
本発明に係るマスク支持フレームの特に有利な一実施形態が図２に示されている。
【００６１】
図２中、図１に示されるフレームの部材と対応する部材には、同一の参照符号が付されている。
【００６２】
図２に示されるシャドーマスク支持フレーム１は、薄いストリップを切り込んで折り曲げて組み立てることによってその全体が形成されており、シャドーマスク支持フレームに必要な特性に適合する金属材料から成る。
【００６３】
図２に示された第２の実施形態に係るフレーム１の端部支柱２ａ、２ｂおよび側方支柱３ａ、３ｂは、高い慣性モーメントを有する薄い壁を備えた梁またはチューブの形態を成して形成されている。
【００６４】
第１の実施形態に関する図１に示されるフレームの場合と同様に、図２に示されるフレーム１の第２の実施形態の場合にも、側方支柱３ａ、３ｂの７ａ等の端部は、対応する端部支柱２ａ、２ｂの内側に取り付けられるとともに、７’ａ等の端部接合部によってこれらの端部支柱に固定される。
【００６５】
端部支柱２ａ、２ｂは、三角形の断面を有する略直線状の梁の形態を成して形成され、また、側方支柱３ａ、３ｂは、例えば正方形の断面または矩形の断面を有するチューブの形態を成している。
【００６６】
端部支柱２ａ、２ｂは、全体が矩形状の薄い金属ストリップを、端部支柱の第１の壁４ａおよび第２の壁５ａに対して共通の内縁部６ａに沿って折り曲げるとともに、端部支柱の断面を閉じることができるように、そして例えば０．５ｍｍから１．５ｍｍの厚さを有する薄い金属シートから三角形の断面を有する非常に硬い梁を得ることができるように、端部支柱２ａの傾斜した第３の壁９ａと第１の壁４ａとの接合部にある第２の内縁部６’ａに沿って折り曲げることによって得ることができる。
【００６７】
また、一般に全体形状が湾曲したプレーナー・マスを固定するリム５’ａを構成するために、端部支柱２ａの第２の壁の外縁部は、ほぼ９０°内側に押し曲げることができる。
【００６８】
側方支柱３ａ、３ｂは、真っ直ぐな主部を有するとともに、端部接合部７’ａを構成する７ａ等の端部によって、端部支柱２ａ、２ｂに固定されている。接合部７’ａは、端部支柱の第２の壁５ａと隣接した配置状態で、対応する端部支柱２ａの第１の壁４ａを貫通する開口内に係合される。これにより、接合部７’ａは、端部支柱２ａ内に取り付けられるとともに、フレームの外側に向けて方向付けられた側面により、端部支柱２ａの第２の壁５ａの内面上に、面同士で固定される。
【００６９】
端部支柱２ａ、２ｂは同じ方法で形成され、各側方支柱３ａ、３ｂは、２つの端部すなわち延出部を有している。一方の端部によって、側方支柱を第１の端部支柱に接続することができ、また、他方の端部によって、側方支柱を第２の端部支柱に接続することができる。
【００７０】
２つの端部支柱の長手方向は互いに平行であり、端部支柱の第１の壁４ａ、４ｂは、端部支柱２ａ、２ｂの縁部５’ａ、５’ｂから成るシャドーマスク固定面に対して略平行なフレームの基準面を構成している。
【００７１】
互いに平行な側方支柱３ａ、３ｂの真っ直ぐな主部の軸は、端部支柱の壁４ａ、４ｂによって規定されるフレームの基準面と平行な面内にあり、また、フレームの基準面および側方支柱の軸の面に対して共通して垂直な方向で基準面に対しオフセットされている。
【００７２】
端部支柱の第２の壁に取り付けられて面同士で固定される７’ａ、７”ａ等の接合部の側面は、シャドーマスクが装着される時に端部支柱フレーム上に作用するスラスト力を伝達させるとともに、例えば溶接、リベット、蝋付け、接着によって、端部支柱の第２の壁上の所定位置に固定される。側方支柱の端部が端部支柱の内側面に対して当接するため、１１等の支持面に沿う接続の力学的な強度は重要ではない。
【００７３】
また、７’ａ、７”ａ等の末端接合部は、端部支柱にスナップ固定することができる。この場合、端部支柱は、接合部が通る開口の縁部に沿って、取付部（例えば、支柱の壁を構成するメタルシートから成る折り曲げられた縁部）を有していても良く、また、接合部は、接合部が端部支柱の開口内に係合する時に取付部を受ける穴を有していても良い。穴内で取付部が弾性的に戻ることにより、側方支柱が端部支柱に固定される。
【００７４】
図２に示され且つ図４に詳細に示された実施形態の場合、７ａ等の側方支柱の端部がエルボを構成しており、このエルボによって、接合部７’ａを取り付ける領域を、対応する端部支柱２ａの長手方向端部に対してオフセットすることができる。
【００７５】
２ａ等の端部支柱の第１の壁４ａを貫通して形成され且つ側方支柱３ａ、３ｂの端部の取付けを可能にする貫通孔はそれぞれ、端部支柱２ａの対応する端部に対して、端部支柱の中央部へ向けてオフセットされており、これにより、端部支柱の中央部へ向けてオフセットされた当接領域１１は、固定縁部５’ａ、５’ｂに対するシャドーマスクの固定時に圧縮力が作用すると、端部支柱をより均一に変形させる。
【００７６】
７ａ等の側方支柱の各接合部は、側方支柱の主部の軸方向に対して垂直な第１の直線部と、第１の直線部に対して垂直で且つ対応する側方支柱の軸方向に対して直交する接合部７’ａを構成する第２の直線部とを有している。
【００７７】
各側方支柱３ａ、３ｂは、同じようにして、その端部が端部支柱内に固定されている。
【００７８】
図３は、図２に示される側方支柱３ａの図４に示される端部接続部を構成するように意図された薄い金属ストリップ１０の平面図である。
【００７９】
図３においては、薄いストリップの折り曲げ線が破線で示されており、また、薄いストリップの切り込み線が実線で示されている。
【００８０】
折り曲げ線によって区画された５つの隣接領域を有する金属ストリップの第１の部分１２は、側方支柱の主部の端部領域を構成している。この主部の端部領域は、４つの平坦な壁と、領域１２ａ’を折り曲げる際中に重ね合わされるようになっているフラップ１２ａとを有しており、互いに折り重ねられる領域１２ａ、１２ａ’の面同士を溶接して側方支柱の主部を組み立てられるようになっている。
【００８１】
好ましくは、溶接が透過レーザによって行なわれ、領域１２ａが重ね合わされる領域１２’ａを構成する底壁は、隣接する壁に対して９０°を僅かに超える角度で折り曲げられる。このため、溶接中、壁１２ａに圧力を及ぼすことによって、２つの壁１２ａ、１２ａ’同士の当接が行なわれる。したがって、壁１２’ａは、弾性的な戻りによって、壁１２ａに対して押圧される。
【００８２】
図３に参照符号１３で概略的に示された領域１３は、側方支柱の端部壁７ａの第１の直線部にほぼ対応している。
【００８３】
領域１４は、側方支柱の端部にある接合部７’ａにほぼ対応している。
【００８４】
図７に示されるように、略矩形のストリップを折り曲げることによって形成される端部支柱２ａは、その第１の壁４ａに、２つの開口１５、１５’を有している。これらの開口１５、１５’は、端部壁２ａに嵌め込まれる２つの側方支柱の端部接合部を受けるようになっている。
【００８５】
開口１５、１５’は、端部支柱２ａの第１および第２の壁４ａ、５ａに共通の内縁部６ａに隣接している。また、開口１５、１５’が切り抜かれると、１５、１５’等の嵌め込み開口の３つの縁部で側方支柱の嵌め込まれた端部を保持して固定するため、舌部１６、１７が形成される。
【００８６】
図４に示されるように、側方支柱の異なる壁同士の組立・固定、および、例えば舌部１６、１７および当接面１１を用いた端部支柱と側方支柱との固定は、透過レーザ溶接領域１８によって行なうことができる。
【００８７】
好ましくは、三角形の断面を有する梁の形態を成す端部支柱２ａの壁の固定および硬化は、キャビティ１９の内側で行なわれる。このキャビティ１９は、端部支柱の長手方向に沿って分布し、異なる場所で端部支柱の壁９ａを、シャドーマスク固定縁部５’ａの下側に押圧することによって形成される。押圧によって変形され、キャビティ１９を構成する領域内の端部支柱の壁９ａは、端部支柱の第２の壁５ａと接触されており、これにより、キャビティ１９の内側で互いに接触する２つの壁の溶接を、例えばレーザビームによって行なうことができるようになっている。
【００８８】
図５および図６は、側方支柱の端部の第２の実施形態の第１の変形例であり、側方支柱の端部支柱との接合領域を示している。
【００８９】
図５は、第２の実施形態の第１の変形例に係るフレームの側方支柱を形成するために使用される金属ストリップ２０を示している。
【００９０】
図５では、図７に示される端部支柱と同一の端部支柱２ａに対して図６に示されるような組立位置をとる、側方支柱３ａの端部７ａを得るために、図３と同様、ストリップ２０の折り曲げ線が破線で示されており、また、切り込み線が実線で示されている。
【００９１】
図４に示され且つ図３に示される金属ストリップから得られる側方支柱とは異なり、図６に示され且つ図５に示される金属ストリップ２０から得られる側方支柱は、端部接合部７’ａを接続するためのエルボを全く有しておらず、端部接合部７’ａが側方支柱３ａの主部に対して直角に直接接続されている。
【００９２】
図６に示されるように、側方支柱３ａの端部接合部７’ａは、端部支柱の長手方向端部から一定の距離に位置する端部支柱領域で、端部支柱２ａの第１の壁４ａの開口１５内に係合されている。
【００９３】
図５に示されるように、ストリップ２０は、図３に示されるストリップ１０の部分１２と略同一の部分２２を有している。この部分２２は、折り曲げ線によって分離された５つの連続する隣接領域を有しており、これによって、正方形の断面を有するチューブの形態を成す支柱３ａの真っ直ぐな主部を得ることができるようになっている。
【００９４】
端部領域２２ａは、支柱３ａの主部の壁を構成する反対側の領域２２’ａと当接するようになっている重なり壁すなわちフラップを構成しており、透過レーザビームによって反対側の領域２２’ａ上にフラップ２２を溶接できる。
【００９５】
ストリップ２０の領域２３は、支柱３ａの接合部７’ａを構成するとともに、側方支柱３ａの真っ直ぐな主部の２つの側面に対してレーザビームにより溶接できる２つのフラップを有している。
【００９６】
側方支柱３ａの接合部７’ａは端部支柱内に嵌め込まれ、これにより、ストリップ２０の中央領域２２”ａに対応するその面の一方は、端部支柱２ａの第２の壁５ａの内面と面同士で接触され、例えばレーザ溶接により、あるいは、蝋付け、リベット、接着等の他の任意の固定方法により、第２の壁５ａの内面の所定の位置に固定される。
【００９７】
面同士で接触する側方支柱３ａの壁および端部支柱２ａの壁は当接領域１１を構成しており、この当接領域１１によって、端部支柱２ａに作用するスラスト力を側方支柱３ａに伝達することができる。
【００９８】
舌部１６、１７と端部支柱２ａの当接領域１１に沿う接触面とによって、開口１５内に係合する側方支柱３ａの接合部７’ａを所定位置に保持して固定することができる。
【００９９】
図８は、端部支柱２ａと接合する側方支柱３ａの端部の第２の変形例を示している。
【０１００】
端部支柱２ａは、その長手方向の両端部に、略正方形の斜め胴付短ほぞ差し、例えば図８に示される斜め胴付短ほぞ差し２１を有している。この斜め胴付短ほぞ差し２１は、側方支柱３ａの真っ直ぐな主部の端部の挿通路を形成するようになっている。また、側方支柱３ａの真っ直ぐな主部は、正方形の断面を有するチューブの形態を成すことができ、また、直角なエルボ形状を有する端部接続領域７ａを有している。エルボの２つの連続する部分は、側方支柱３ａの真っ直ぐな主部の軸に対して垂直な面内に位置する軸を有している。開口２１は、端部支柱２ａの傾斜壁９ａを貫通している。端部支柱２ａは、更に、端部支柱２ａの長手方向端部から一定の距離に位置し且つ端部支柱の第２の壁５ａに対して隣接した配置状態で位置する領域に、端部支柱２ａの第１の壁４ａを貫通する開口２５を有している。この開口２５内には、側方支柱３ａの接合部７’ａの端部が嵌め込まれている。
【０１０１】
図８に示されるように、側方支柱３ａの端部７ａが組立位置で端部支柱２ａ内に係合すると、端部７’ａを備える端部７ａの側面のうちの１つは、端部支柱２ａの第２の壁５ａと面同士で接触し、例えば溶接によって第２の壁５ａ上に固定されて、当接領域１１を構成する。
【０１０２】
なお、全ての実施形態において、フレームの端部支柱の第１の壁と側方支柱との間には、基準面に対して垂直な方向で、比較的大きな、あるいは、他の見方をすれば小さい、クリアランスが残されており、これにより、端部支柱と側方支柱との間には、例えばシャドーマスクが装着される時に、または加熱処理の段階中や結果的に優先膨張となるフレームの使用中にフレームの変形を許容する一定の移動領域が存在する。
【０１０３】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃに示されるように、肉厚の高価な補償バーを使用することなく、例えばフレーム製造時の加熱処理中（約５００℃となり得る温度で）に、フレームの構造の変形を補償することができる。
【０１０４】
図９Ａは、図３および図５に関して前述したような切り込み、折り曲げ、溶接の技術によって本発明に係るシャドーマスク支持フレームの側方支柱を形成するために使用される金属ストリップ３０の一部を示している。
【０１０５】
前述した実施形態のフレームに使用されるストリップ１０、２０とは異なり、ストリップ３０は、１つの物質で形成される金属ストリップから同様の方法で形成されるのではなく、低い膨張係数を有する合金から形成される中央部２６と、高い膨張係数を有する合金から形成される２つの側部２７ａ、２７’ａとを有している。あるいは、求められる効果に応じて、中央部２６の合金が高い膨張係数を有し、側部２７ａ、２７’ａの合金が低い膨張係数を有していても良い。
【０１０６】
長手方向の折り曲げ線２８は、ストリップの中央領域２６を側方領域２７ａ、２７’ａから分離するとともに、中央部２６を３つの中央領域２９に分離している。
【０１０７】
図９Ｂに示されるようにストリップを折り曲げることによって、正方形もしくは矩形の断面を有する平行六面体形状の１つの支柱が形成される。支柱の側端面のうちの１つは、高い膨張係数を有する合金から成る２つの側方領域２７ａ、２７’ａによって形成される。
【０１０８】
２つの壁２７ａ、２７’ａは、例えばレーザビームによって形成される例えば溶接点３１により、互いに溶接される。
【０１０９】
このようにして得られた側方支柱３ａは、シャドーマスク支持フレームの製造中に例えば５００℃の処理温度で加熱されると、図９Ｃに示されるように、弓形の形状を成す。
【０１１０】
したがって、高温で管状の側方支柱を湾曲させることにより、フレームに固定されるシャドーマスク上の応力を緩和することができる。しかしながら、フレームの管状の側方支柱は、陰極線管の内部動作温度すなわち８０から１２０℃での作動時には、良好な弾性特性を維持する。
【０１１１】
図９Ａに示されるようなストリップ３０を得るために、低い膨張係数を有する合金から成る第１のストリップ２６の縁部と、高い膨張係数を有する合金から成る２つの側方ストリップの縁部とを溶接することができる。
【０１１２】
例えば、ニッケル合金から形成されるフレームの場合には、約１２．１０−６／°Ｋの高い膨張係数を有する第１の合金と、例えば約１．１０−６／°Ｋの低い膨張係数を有する合金とを使用することができる。
【０１１３】
また、中央ストリップおよび側方ストリップの厚さは、支持フレームの変形の効果が得られるように選択される。
【０１１４】
スチールシャドーマスクのためのフレームの場合には、約１２．１０−６／°Ｋの膨張係数を有する第１のスチールと、例えば約２０．１０−６／°Ｋの膨張係数を有する第２の合金とを使用することができる。
【０１１５】
バイメタルストリップ効果を形成して、フレームの処理中におけるシャドーマスクの張力を除去するためには、一般に、高い熱膨張係数を有し且つ大きな肉厚を有する合金からなるストリップが使用される。このストリップは、管状の側方支柱の外面に対して固定される。金属ストリップを折り曲げた後、支柱の内側に向かって方向付けられた側方支柱の壁面を構成するようになっている金属ストリップの特定の部分に、薄いストリップを、例えば面同士の溶接により取付け固定することにより、本発明に係るフレームを形成することが望ましい。薄い合金ストリップは、フレームの支柱を構成する金属ストリップの合金の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有しており、これにより、フレームの側方支柱の壁上に、バイメタルストリップが形成されるようになっている。
【０１１６】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明に係るシャドーマスク支持フレームの第２の実施形態の第３および第４の変形例を示している。
【０１１７】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示された変形例に係るフレームは、第１の変形例（図２）に係るフレームと同様の方法で、薄い金属ストリップを切り込んで折り曲げて組み立てることにより形成される。これらのフレームは、三角形の断面を有する梁もしくはチューブの形態を成すように形成することが可能な端部支柱３２ａ、３２ｂを有している。
【０１１８】
側方支柱３３ａ、３３ｂは、正方形もしくは矩形の断面を有する梁またはチューブから構成することができる。
【０１１９】
図２に示される第１の変形例の場合、側方支柱の各端部は、支柱の端部７ａによって、フレームの基準面と直交する接合部７’ａを支持する。
【０１２０】
図１０Ａに示される変形例の場合、２つの側方支柱３３ａ、３３ｂの端部３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂは、対を成して、平坦フレームの連続支柱を構成している。各対は、端部支柱３２ａ、３２ｂと平行な方向で、側方支柱の２つの端部を接合している。端部支柱の方向を有する平坦フレームの連続支柱を構成する各端部３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂは、端部支柱の壁３４ａ、３４ｂによって規定されるフレームの基準面に対して垂直な各接合部３７’ａ、３７’ｂ、３８’ａ、３８’ｂと一体になっている。
【０１２１】
同じ端部支柱と平行で且つ互いに一直線上に位置合わせされた３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ等の２つの延出部と一体の２つの接合部間には、平坦フレームの連続支柱の中央部を構成する接続部が設けられている。
【０１２２】
このような構成は、フレームの矩形性を良好に制御できるという利点を有している。
【０１２３】
図１０Ａに示されるフレームは、側方支柱の各端部３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ上に、各接合部３７’ａ、３７’ｂ、３８’ａ、３８’ｂを有している。平坦フレームの同じ連続支柱上に位置された接合部は、側方支柱３３ａ、３３ｂと平行なフレームの対称軸の両側に配置されている。
【０１２４】
接合部３７’ａ、３７’ｂ間の距離または接合部３８’ａ、３８’ｂ間の距離、したがって、連続支柱の接続部の長さは、図２に示された実施形態の場合と同様に選択して、端部支柱３２ａ、３２ｂの機械的な動きを最適化することができる。特に、この距離を０まで減らすことができる。この場合、２つの接合部３７’ａ、３７’ｂまたは２つの接合部３８’ａ、３８’ｂは、この最後の実施形態に関する図１０Ｂに示されるように、部分３７’ａ、３８’ａに沿って融合される。
【０１２５】
図１０Ｂに示されるフレームは、平坦フレームの連続支柱３７ａ、３７ｂおよび連続支柱３８ａ、３８ｂ上にそれぞれ、接合部３７’ａ、３８’ａを１つだけ有している。接合部３７’ａ、３８’ａは、連続支柱の中央部にあり、連続支柱を構成する側方支柱の２つの延出部に共通のものである。
【０１２６】
いずれの場合でも、接合部は、同じ方法によって、形成され、端部支柱に取りつけられ、装着される。このため、以下では、図１０Ｂに対応する第２の実施形態の第４の変形例についてのみ詳細に説明する。
【０１２７】
この変形例において、接合部３７’ａ、３８’ａは、フレームの基準面と平行な対応する支柱の壁３４ａ、３４ｂを貫通する開口をそれぞれ通じて、端部支柱内に取り付けられるとともに、その外側当接面４１によって、フレームの基準面に対して垂直な対応する壁３５ａ、３５ｂの内側面と当接している。端部支柱の第２の壁３５ａ、３５ｂと面同士で当接する接合部３７’ａ、３８’ａは、溶接によって、端部支柱に対して固定することができる。
【０１２８】
端部支柱の第１の壁３４ａ、３４ｂによって規定される基準面は、側方支柱から構成される平坦フレームから多かれ少なかれ離間させることができる。例えば、端部支柱の第１の壁３４ａ、３４ｂは、側方支柱の上面の上に重ね合わせることができ、あるいは、側方支柱の上側に一定距離だけ離間して位置させることもできる。
【０１２９】
図１１に示されるように、側方支柱は、金属ストリップ４０を切り込んで折り曲げて溶接することによって得ることができる。薄い金属ストリップ４０の折り曲げ線が破線で示され、切り込み線が実線で示されている。図１１は、２つの側方支柱の延出部から構成される平坦フレームの連続支柱３７ａ、３７ｂまたは連続支柱３８ａ、３８ｂを形成するための金属ストリップ４０の一部のみを示しているが、２つの側方支柱３３ａ、３３ｂとそれらの延出部３７ａ、３８ａおよび３７ｂ、３８ｂとが単一の金属ストリップから得ることができることは明らかである。また、側方支柱およびそれらの延出部を、複数の金属ストリップ、例えば４つの金属ストリップから形成することも可能である。この場合、正方形の断面を有する管状の側方支柱は、矩形のストリップから得られ、また、延出部は、図１１に示されるように切り出されたストリップから得られる。側方支柱とそれらの延出部とから構成される平坦フレーム全体は、単一の薄い金属ストリップを折り曲げて溶接することによって得られ、あるいは、管状の複数のストリップを折り曲げて溶接し、その後に端部を壁や留め継ぎにより直角をなすように組み立てることによって得られる。溶接、あるいはおそらく平坦なフレーム部品の組み立ては、透過レーザビームによって行なうことができる。
【０１３０】
金属ストリップ４０（単片から、側方縁部の一直線上に位置合わせされた２つの延出部３７ａ、３７ｂを形成するための金属ストリップ）は、正方形の断面を有するチューブの４つの面を構成するための４つの折り曲げ線が設けられた矩形の主部と、フラップによって閉じられる接合部３７’ａ（または３８’ａ）を折り曲げることによって得ることができる、輪郭に沿って切り出された薄いストリップの縁部上にある突出部および組立フラップとを有している。
【０１３１】
図１０Ａに示される実施形態に係るフレームの場合、平坦フレームの３７ａ、３７ｂまたは３８ａ、３８ｂ等の連続支柱を形成するための金属ストリップは、図１１に示されるストリップ４０の突出部と同様な２つの突出部を有している。これらの突出部は、金属ストリップの長手方向に沿って互いに任意の距離だけ離間させることができるとともに、連続支柱の接続部を構成するようになっている金属ストリップの部分によって接続される。
【０１３２】
金属ストリップ４０の突出部は、一直線上に位置合わせされた延出部３７ａ、３７ｂまたは３８ａ、３８ｂから構成される連続支柱の長手方向に沿う中央領域とともに単片を形成する中央部４１と、接合部３７’ａまたは接合部３８’ａの面と組立フラップとを折り曲げることによって構成されるように意図された切り抜きによってストリップ４０の主部から離間される２つの対称な側部とを備えている。
【０１３３】
側方縁部は、単一のストリップまたはストリップ４０の主部と同様な矩形ストリップの一部から形成される。
【０１３４】
金属ストリップを切り込んで折り曲げて溶接することによって得ることができる端部支柱は、フレームの基準面を規定する面３４ａ、３４ｂの中央部に開口を有しており、これらの開口によって、接合部３７’ａ、３８’ａの通過を許容している。端部支柱の金属シートを切り抜くことによって形成されるこれらの開口は、それらの縁に沿って、接合部を固定するための舌部を有していても良い。これらの舌部は、開口が切り抜かれた際に残される。
【０１３５】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、側方縁部の一直線上に位置合わせされた３７ａ、３７ｂ等の２つの延出部から構成される連続支柱の面は、接合部を有するストリップ４０の縁部に沿って折り曲げられるようになっており、折り曲げられた状態で接合部の内側にくる中央部に、接合部の内部を側方支柱の内部と連通させることができる切り込み部４２、４２’を有していても良い。
【０１３６】
切り込み部４２（図１２Ａ）は、切り込まれた面の全幅に沿って接合部のための２つの固定舌部４３ａ、４３ｂを形作るように形成される。切り込み部４２’（図１２Ｂ）は、横方向および縦方向の折り曲げ線のそれぞれに沿って折り曲げられる切り込まれた面の幅の一部のみに沿って３つの固定舌部４３’ａ、４３’ｂ、４３’ｃを形作るように形成される。
【０１３７】
また、端部支柱内への接合部の嵌め込みと、特に、外側当接面４１による壁３５ａ、３５ｂ上へのこれらの部位の当接とによって、側方支柱と端部支柱との間の高強度の接続を簡単に行なうことができる。
【０１３８】
シャドーマスクがフレームに装着される時、すなわち、フレームとシャドーマスクとから成る組立体が一体化される時、この組立体は、マスク中に望ましくない過度の張力を生じさせ得る伸び差を引き起こす熱サイクルに晒される。
【０１３９】
この過度の張力を回避しあるいは制限するため、図１３および図１４に示されるように、フレームの側方支柱３３ａ、３３ｂと、端部支柱と平行な延出部３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂとを、温度が上昇した時に、これらの側方支柱と可能であればそれらの延出部とが、側方支柱の延出部３７ａ、３７ｂの中央部と延出部３８ａ、３８ｂの中央部との間の距離を縮めるように変形するバイメタルストリップと同様に振る舞うように形成することができる。
【０１４０】
このような結果を得るために、側方支柱は、フレームの面内で湾曲するように変形し、変形した側方支柱の凹面がフレームの内側に向けて方向付けられなければならない。側方支柱のこのような変形によって、それらの延出部の中央部同士を互いに接近させるように移動させる延出部の屈曲が引き起こされる。図１４には、変形した状態の側方支柱及びそれらの延出部の外面がそれぞれ、実線および破線の湾曲線で示されている。
【０１４１】
また、側方支柱３３ａ、３３ｂの延出部３７ａ、３７ｂおよび３８ａ、３８ｂは、加熱時にフレームの面内で湾曲して延出部３７ａ、３７ｂおよび３８ａ、３８ｂの凹面がフレームの外側に向くバイメタルストリップとして振る舞うことができる。バイメタルストリップ効果による側方支柱及びそれらの延出部の変形が組み合わされると、側方支柱とそれらの延出部との間の接続領域に形成される力が低減される。
【０１４２】
図１３に示されるように、側方支柱の適切な挙動を得るために、フレームの基準面に対して垂直な側方支柱の２つの側面上には、管状支柱の内側に、側方支柱を形成する材料の膨張係数とは異なる膨張係数を有する材料によって形成される第１のストリップ４４ａ、４４ｂが、面同士で取付け固定される。また、支柱の内側であって、基準面と平行な側面に対して更にストリップを固定しても良い。
【０１４３】
ストリップ４４ａ、４４ｂを形成する材料は、これらが固定される側方支柱の側面（図１３および図１４に示されるようにフレームの外側に向けて方向付けられる側面、または、内側に向けて方向付けられる側面）に応じて、側方支柱を形成する材料の膨張係数よりも大きい或は小さい膨張係数を有することができる。
【０１４４】
図１３に示されるように、フレームの基準面に対して垂直で且つフレームの内側または外側に向けて方向付けられた側方支柱の延出部３７ａ、３７ｂの側面上には、管状の延出部の内側に、第２のストリップ４５ａ、４５ｂを面同士で取付け固定することもできる。
【０１４５】
側方支柱の変形を生じさせるストリップを、側方支柱の１つの側面上に、あるいは、延出部の１つの側面上に、または、側方支柱及びそれらの延出部の両方に固定することができる。
【０１４６】
このように、側方支柱の延出部の挙動は、側方支柱の挙動と比較して逆である（フレームの加熱によって生じる屈曲の方向に関して）。すなわち、
ストリップを形成する材料の膨張係数が、延出部を形成する材料の膨張係数よりも大きい場合、外側に向けて方向付けられた延出部の側面の内面にストリップが固定される。
【０１４７】
逆の場合には、フレームの内側に向けて方向付けられた延出部の側面の内面にストリップが固定される。
【０１４８】
大まかに言うと、支柱または延出部およびストリップを形成する材料、ストリップの長さおよび厚さ、ストリップが固定される支柱または延出部の側面の長さおよび厚さは、前述したように、加熱中にフレームの所望の変形が得られるように選択される。
【０１４９】
当業者であれば、他の任意の等価な構成を考えることができる。特に、フレームの内側または外側に向けて方向付けられ且つフレームの基準面に対して垂直な支柱または延出部の側面の内面にストリップを固定することができる。また、このような構成を第１および第２の実施形態に係るフレームに適用することもできる。
【０１５０】
シャドーマスクを配置する場合には、端部支柱が屈曲によって変形しないように、あるいは、端部支柱の変形が非常に僅かとなるように、端部支柱同士を互いに接近させるように移動させることができる。
【０１５１】
また、図１４に示されるように、熱サイクル中においては、ストリップ４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂによって、フレームの支柱を反対方向に変形させることができる（側方支柱３３ａ、３３ｂに関しては、実線で示されるように、外側への屈曲であり、延出部３７ａ、３７ｂに関しては、破線で示されるように、内側への屈曲）。このため、側方支柱及びそれらの延出部から構成される平坦フレームの角部に作用する力が制限される。また、端部支柱の中央の接続領域は、ほとんど変形されたりせず、また、移動されたりはしない。したがって、これらの領域でそれらの中央部によって固定される端部支柱はほとんど変形せず、その移動によって、シャドーマスクの弛みが生じる。
【０１５２】
大まかに言えば、本発明に係るシャドーマスクフレームを形成する場合、高い弾性限度および高いヤング率を有する合金が使用される。フレームに加えられる応力を減らすために、したがって、フレームの重量を減らすためには、低い熱膨張係数を有する合金を使用することが好ましい。
【０１５３】
従来技術に係るフレームと比較して、本発明に係る実施形態によれば、フレームの重量を多くとも１／２．５にすることができるとともに、陰極線管を製造するために使用されるガラスの重量をかなり減らすことができる。
【０１５４】
特に、本発明に係るシャドーマスク支持フレームを製造するために使用することができる平坦な製品または合金は、以下のタイプのうちの１つであっても良い。すなわち、
鉄−ニッケルタイプの制御された膨張係数を有する合金、
析出によって硬化するタイプ、相変態（マルテンサイト、スピノーダル分解）によって硬化するタイプの構造によって硬化する合金、
高い弾性限度を有する合金、
各合金の物理的特性を組み合わせるために、縁部同士が溶接された異なる合金から成る２つ以上のストリップによって製造されるバイメタルストリップ、
冷間圧延マンガン鋼（Ｍｎの重量比が１１％から３０％）。
【０１５５】
また、高い弾性限度を有する鋼材によってフレームを形成することも可能である。
【０１５６】
前述したように、本発明に係るフレームの端部支柱は、Ｌ字状の断面を有するアングルスチールの形態を成して、あるいは、金属ストリップを折り曲げて溶接することによって得られる三角形の閉じられた断面を有する梁の形態を成して形成することができる。また、端部支柱は、三角形の断面を有する中空形態を成すように形成することもできる。本発明に係るシャドーマスク支持フレームの側方支柱は、例えば正方形または矩形の閉じられた断面を有する略管状を成しており、前述したように、金属ストリップを切り込んで折り曲げることによって得ることができる。あるいは、側方支柱は、例えば四辺形（正方形、矩形、あるいは、台形）の閉じられた断面を有する中空部の形態を成すことができ、あるいは、バーの形態を成すことができる。
【０１５７】
本発明に係るシャドーマスク支持フレームは、一般に、別個に形成され且つ互いに面同士で嵌め込み接続される４つの支柱を備えている。
【０１５８】
大まかに言えば、フレームは、実質的に連続する閉じられた線が、フレームの支柱の内側を支柱の長手方向で且つフレームの全周に沿って通ることができる形状および構造を有している。
【０１５９】
しかしながら、特許出願ＦＲ−９９０２１２９に係るフレームと異なり、連続する線は、平坦ではなく、左側が湾曲した形状を有している。
【０１６０】
フレームの支柱の接続は、例えば、クリンチ、スナップ結合、リベット、蝋付け、ＭＦ（ｍｅｄｉｕｍ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）抵抗溶接、容量放電溶接、クリンピング、接着、ネジ締結、低エネルギＴＩＧ溶接、ＭＴＧ溶接によって行なうことができる。
【０１６１】
同様に、ストリップの接続は、フレームの側方縁部を形成するために折り曲げた後、前述した透過レーザ溶接以外の技術によって行なうことができる。
【０１６２】
フレームの側方支柱と端部支柱との接続は、端部支柱の長手方向端部の近傍で行なうことができ、あるいは、端部支柱の長手方向端部から中央部寄りにずれた領域、すなわち、端部支柱の長手方向端部と中央部との間、あるいは、端部支柱の中央部近傍で行なうことができる。
【０１６３】
エルボを有する側方支柱を形成するために、折り曲げられて溶接される薄い金属ストリップを使用する場合、エルボの曲率半径は、使用されるストリップの厚さと同様の大きさ、すなわち、０．５から１．５ｍｍとすることができる。
【０１６４】
側方支柱の端部接続部は、これらが嵌め込まれる端部支柱の第１の壁に対して非常に僅かなクリアランスを持つことができ、あるいは、クリアランスが全くなくても良く、側方支柱の端部接続部上における端部支柱の第１の壁の面間摺動によって、端部支柱の変形を得ることができる。
【０１６５】
張力がかかったシャドーマスクのための本発明に係る支持フレームは、その後に形状を平削りすることなく、折り曲げや加圧によって直接に得られるシャドーマスクのための溶接リムを有することができる。
【０１６６】
本発明に係るシャドーマスクフレームは、任意のカラー陰極線管に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシャドーマスクの斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るシャドーマスクの斜視図である。
【図３】図２に示される本発明に係るフレームの側方支柱を組み立てるために使用される金属ストリップの平面図である。
【図４】図２に示されるマスク支持フレームの端部支柱と側方支柱との間の接合部の斜視図である。
【図５】第２の実施形態の第１の変形例に係るシャドーマスク支持フレームの側方支柱を製造するための金属ストリップの平面図である。
【図６】第１の変形例に係るマスク支持フレームの端部支柱と側方支柱との間の接合部の斜視図である。
【図７】図２に示される本発明の第２の実施形態に係るフレームの端部支柱の斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るマスク支持フレームの側方支柱と端部支柱との間の接合部の第２の変形例の斜視図である。
【図９Ａ】シャドーマスクの応力を緩和することができる本発明に係るフレームの側方支柱の実施形態を示す図であり、側方支柱を形成するための金属ストリップの平面図である。
【図９Ｂ】シャドーマスクの応力を緩和することができる本発明に係るフレームの側方支柱の実施形態を示す図であり、折り曲げられて溶接された側方支柱の斜視図である。
【図９Ｃ】シャドーマスクの応力を緩和することができる本発明に係るフレームの側方支柱の実施形態を示す図であり、その製造中に、加熱処理温度まで加熱された側方支柱の斜視図である。
【図１０Ａ】第２の実施形態の第３の変形例に係るフレームの斜視図である。
【図１０Ｂ】第２の実施形態の第４の変形例に係るフレームの斜視図である。
【図１１】図１０Ａまたは図１０Ｂに示されるフレームの側方支柱の端部を形成するために切り込まれたストリップの平面図である。
【図１２Ａ】側方支柱における第１の変形例に係る開口を形成するための、図１１に示されるストリップの切り込み部の平面図である。
【図１２Ｂ】側方支柱における第２の変形例に係る開口を形成するための、図１１に示されるストリップの切り込み部の平面図である。
【図１３】図１０Ａまたは図１０Ｂに示されるフレームの側方支柱によって形成される平坦フレームの概略的な平面図である。
【図１４】図１３の平坦フレームの変形状態を示している。
【符号の説明】
１  フレーム
２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ  端部支柱
３ａ、３ｂ  側方支柱
４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ  第１の壁
５ａ、５ｂ、３５ａ、３５ｂ  第２の壁
５’ａ、５’ｂ  リム
６ａ、３６ａ  縁部
７ａ  端部
７’ａ、３７’ａ、３８’ａ、３７’ｂ、３８’ｂ  接合される部分
９ａ  第３の壁
１０、２０、３０、４０  金属ストリップ
１１  当接面
１２ａ  フラップ
１２ａ’１３、１４  領域
１５、１５’  開口
１６、１７  舌部
１８  レーザ溶接領域
１９  キャビティ
２１  通孔
２２  部分１２と略同一の部分
２２ａ  端領域部分
２２’ａ  反対側の領域
２３  ストリップ２０の領域
２５  開口
２６、４０  中央部
２７ａ、２７’ａ  側部
２８  折り曲げ線
３１  溶接点
３３ａ、３３ｂ  側方支柱
３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ  側方支柱の端部
４１  外側当接面
４２、４２’  切り抜き部
４３ａ、４３ｂ  固定舌部
４４ａ、４４ｂ  第１のストリップ
４５ａ、４５ｂ  第２のストリップ
【図１】
0003548559.tif 000002
【図２】
0003548559.tif 000003
【図３】
0003548559.tif 000004
【図４】
0003548559.tif 000005
【図５】
0003548559.tif 000006
【図６】
0003548559.tif 000007
【図７】
0003548559.tif 000008
【図８】
0003548559.tif 000009
【図９Ａ】
0003548559.tif 000010
【図９Ｂ】
0003548559.tif 000011
【図９Ｃ】
0003548559.tif 000012
【図１０Ａ】
0003548559.tif 000013
【図１０Ｂ】
0003548559.tif 000014
【図１１】
0003548559.tif 000015
【図１２Ａ】
0003548559.tif 000016
【図１２Ｂ】
0003548559.tif 000017
【図１３】
0003548559.tif 000018
【図１４】
0003548559.tif 000019