(57)【要約】【課題】質量の増加を招くことなく、外表面に発生する変形応力の増大を抑えることにより、偏向角が広角で、軽量、安全かつ奥行きの短い陰極線管を製造しうるファンネルの提供。【解決手段】偏向角が１２０°以上であって、ヨーク部９の周囲のファンネルボディ部１０に凹陥部１２が形成され、凹陥部１２の深さが１０ｍｍ以上であり、ファンネルボディ部１０の外表面に発生する引張応力が最大値σＶＴｍａｘとなるべき位置に圧縮応力層が形成され、圧縮応力層の圧縮応力値σＣが８０〜３５０ＭＰａ、かつ圧縮応力層の厚さが６０μｍ以上であって、前記σＶＴｍａｘが１０〜１００ＭＰａであることを特徴とする陰極線管用ガラスファンネル。【選択図】図２
2004071296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形開口状のシールエッジ部を有し、円筒状のネック部、偏向ヨークが装着されるヨーク部、および該ヨーク部と前記シールエッジ部との間に位置するファンネルボディ部からなり、ガラスパネルとともに陰極線管に用いられるガラスバルブを構成する、偏向角が１２０°以上のガラスファンネルであって、
前記ファンネルボディ部は、ヨーク部の周囲に凹陥部が形成され、前記シールエッジ部の外周のうち最も管軸に近い点ＰＳ１と管軸とを含む断面である第１ファンネル断面において、管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点と、管軸方向で最もネック部から離れた前記凹陥部外表面上の点との管軸方向距離である凹陥部深さが１０ｍｍ以上であり、
陰極線管を製造するべくガラスバルブの内部を真空にしたとき、ファンネルボディ部の外表面に発生する引張応力が最大値σＶＴｍａｘとなるべき位置に圧縮応力層が形成され、該圧縮応力層の圧縮応力値σＣが８０〜３５０ＭＰａ、かつ圧縮応力層の厚さが６０μｍ以上であって、前記σＶＴｍａｘが１０〜１００ＭＰａであることを特徴とする陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項２】
前記第１ファンネル断面において、シールエッジ部から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部の外表面上の点をＰＢ１とするとき、該ＰＢ１から管軸までの最短距離が、前記ＰＳ１から管軸までの最短距離よりも短く、
前記ＰＳ１とＰＢ１とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角の角度θ１が１〜７°である請求項１記載の陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項３】
管軸を含み前記第１ファンネル断面と直交する断面において、管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点をＰＴ２とし、
該ＰＴ２を含み前記第１ファンネル断面と平行な断面におけるシールエッジ部外周上の点ＰＳ３から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部の外表面上の点ＰＢ３とし、
前記ＰＳ３とＰＢ３とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角の角度をθ３とするとき、｜θ１−θ３｜≦２°である請求項２記載の陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項４】
前記第１ファンネル断面において、接線が管軸に対し７０°となるファンネルボディ部外表面上の点を境界点、該境界点のうち最も管軸から離れた点を第１境界点、該第１境界点と管軸との間に位置し最も第１境界点に近い境界点を第２境界点、第一境界点と第二境界点との間をルーフ部、第一境界点と第二境界点とを結ぶ直線を仮想ルーフ線とするとき、
前記ルーフ部の平均曲率半径が１０００ｍｍ以上、仮想ルーフ線の長さが２０〜１００ｍｍ、かつ管軸と前記仮想ルーフ線とがなす角度が８０〜１００°である請求項１、２または３に記載の陰極線管用ガラスファンネル。
【請求項５】
ガラスバルブのガラスファンネルが、前記請求項１、２、３または４に記載の陰極線管用ガラスファンネルである陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にテレビジョン放送受像機やコンピュータ用モニタ等の画像表示装置に用いられる陰極線管用ガラスバルブおよび該陰極線管用ガラスバルブを用いた陰極線管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の陰極線管５１の断面を示す図である。この図が示すように、陰極線管５１は、映像を表示するガラスパネル５２（以下、単に「パネル」とも記載する）、偏向コイル５３が装着されるヨーク部５４を有する漏斗形状のガラスファンネル５５（以下、単に「ファンネル」とも記載する）、および電子銃５６が格納されるネック部５７から構成されるガラスバルブ５８（以下、単に「バルブ」とも記載する）を外囲器としている。
【０００３】
図９において５９はスカート部、６０は映像を映し出すフェース部、６１は前記フェース部６０とスカート部５９とを連結するブレンドＲ部、６２は前記パネル５２とファンネル５５とがハンダガラス等で封着された封着部、６３は電子線の照射により蛍光を発する蛍光膜、６４は蛍光膜での発光を前方へ反射するアルミニウム膜、６５は蛍光体上の電子線照射位置を特定するシャドウマスク、６６はシャドウマスク６５をスカート部５９の内面に固定するためのスタッドピン、６７はシャドウマスク６５の電子線による高帯電位を防ぎ外部へ導通接地するためのボタンである。
【０００４】
また、前記スカート部５９の周囲には、衝撃に対する強度を保持するための補強バンドが捲回されている。前記ファンネル５５においては、ヨーク部５４と封着部６２との間の部位をファンネルボディ部６８と称する。また、６９はネック部５７の中心軸とフェース部６０の中心とを結ぶ管軸を示している。
【０００５】
陰極線管５１は、電子線が蛍光膜６３に照射されることにより映像を表示するため、その内部は高真空に保たれている。フェース部において映像が表示される領域を有効画面という。また前記のように各部位の機能が異なるため、バルブ５８は非球殻形状である。そして、球殻と異なる非対称な形状のバルブ５８は、その表面に内外圧差１気圧が負荷されるため、不安定な変形状態にあり、外表面に高い引張応力が発生する。
【０００６】
前記のような状態にあるバルブ５８に亀裂が生じた場合、内在する高い変形エネルギを開放しようとして亀裂が伸長し、該亀裂がバルブ５８全体に及び、結果として大規模な破壊に至ることがある。また、大気中の水分と高い引張応力との相互作用により、疲労破壊を起こし作動不能状態に陥る場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの開発が活発に行われているが、これらに比べ、陰極線管は奥行き寸法が長いことが欠点であると言われているため、近年の陰極線管は偏向角を広角化して奥行きを短縮する試みがなされている。なお、前記の偏向角は社団法人電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）の定める規格「ＥＩＡＪ−ＥＤ−２１３４Ｂ」に規定される角度であり、仮想基準線であるリファレンス線の中心と、フェース内面における対角軸の有効端とを結ぶ直線の角度である。
【０００８】
陰極線管の奥行きを短縮する試みの一例として、本出願人は特開２０００−２５１７６６号公報に「略矩形状の開口端部を一端に有するボディ部と、ボディ部の他端に接続して形成されたヨーク部と、ヨーク部の端部に連結したネック部とからなり、ヨーク部の外側にネック部に内装した電子銃から照射される電子線を偏向するための偏向機構が装着できるようになっている陰極線管用ガラスファンネルであって、前記ヨーク部周辺のボディ部を外側に突出させることにより、ボディ部に接続されているヨーク部の前端が、開口端部から最も遠いボディ部分より開口端部側に位置しており、かつヨーク部の周囲には外側に突出したボディ部により凹部が形成されていることを特徴とする陰極線管用ガラスファンネル」を開示している。
【０００９】
しかし、偏向角の広角化に伴いバルブの形状の非対称性も増大することになり、バルブ外表面に発生する引張応力も増大し、その結果として破壊の可能性も増大するという問題を有している。この問題の解決策としては、ガラスの肉厚を増加させる方法があるが、その場合、陰極線管のもう一つの重大な欠点である質量の増加につながる。
【００１０】
これに対し、化学強化法によってガラスを強化し、質量の増加を防止する試みが以前より行われている。化学強化法の一例としては、Ｎａ２Ｏを５〜８％、Ｋ２Ｏを５〜９％程度含有するストロンチウム−バリウム−アルカリ−アルミナ−シリケートガラスを、約４５０℃でＫＮＯ３の溶融液中に浸漬する方法がある。ここでは、この方法を「熱拡散型化学強化法」と称する。
【００１１】
通常、ファンネルに用いられるガラスは、主要成分としてＳｉＯ２を６０モル％以上含有し、またＸ線吸収能を高めるためにＰｂＯを７〜８．５モル％程度含有している。さらにファンネルとパネルとの熱膨張係数を均衡させる必要性ならびにガラスの溶解性および成型性を考慮し、適度な高温粘性を確保する観点から、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属酸化物を含有している。
【００１２】
また、ファンネルに使用される前記のガラスは、陰極線管動作中の高電圧に耐え絶縁破壊を起こさないように高電気抵抗であることを要する。このため、ナトリウムとカリウムの２成分の含有量を調整し、混合アルカリ効果によって高電気抵抗となるようにしている。例えば、ファンネルに用いる一般的なガラスの組成は、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＰｂＯ−Ｒ２Ｏ−Ｒ’Ｏ系ガラスである（Ｒ２Ｏ：アルカリ金属酸化物、Ｒ’Ｏ：アルカリ土類酸化物）。
【００１３】
ファンネルのガラスの電気抵抗を高めるためには、易動度が高いリチウムイオン、ナトリウムイオンおよびカリウムイオン等のイオン半径が比較的小さいアルカリの含有量に注目すればよい。通常、ファンネルのガラス組成にはリチウム酸化物を含む必要はなく、ナトリウム酸化物とカリウム酸化物とが、ともにモル百分率で５〜９％程度含有されている。
【００１４】
前述の熱拡散型化学強化法によって、ガラス中のナトリウムイオンをカリウムイオンに置換する場合、ナトリウム酸化物とカリウム酸化物の含有量を既に調整しているので、カリウムイオンの易動度が低く、約４５０℃でＫＮＯ３の溶融液中に２４時間浸漬したとしても、圧縮応力層の応力値は最表面で８０ＭＰａ程度の値を有するものの、ガラスの厚さ方向、すなわちガラスの表面から内部に向かって指数関数的に減衰する。
【００１５】
その結果、ガラスの表面からの深さが約４０μｍとなる位置では圧縮応力値がほぼ０ＭＰａとなるため、陰極線管の組み立て工程等で受ける傷の深さが圧縮応力層の厚さ（約４０μｍ）を超えた場合、圧縮応力層による強度向上効果は失われる。さらに、内部が真空となった陰極線管は、バルブの表面に真空引張応力が発生するため、化学強化法により得られた圧縮応力と前記真空引張応力とが相殺され、前記圧縮応力層の厚さの大幅な減少を招く問題がある。また、熱拡散型化学強化法の場合、溶融液中にファンネルを浸漬する方法であるため、全体を強化することは容易であるが、一部のみを強化することは困難である。
【００１６】
これに対し本出願人は、前記の熱拡散型化学強化法の欠点を解消するため、ファンネルの一部のみイオン交換して圧縮応力層を形成することにより、陰極線管の質量を増大させることなくガラスの強度を局所的に向上させた陰極線管用ガラスバルブを特願２００２−１３０２５として提案している。
【００１７】
化学強化法により圧縮応力層が形成されたガラスの表面は、通常のガラスの表面に比べ数倍の強度を有しているため、強化された部分に変形を集中させて、強化を施していない部分での変形の発生を抑制することにより、バルブ全体の強度を向上させることができる。
【００１８】
しかし、一般にバルブの偏向角が大きくなると、パネルとファンネルとの接点である封着部と、ヨーク部との距離が近づくため、必然的にファンネルボディ部は小さくなる。そのためファンネルボディ部に高い引張応力が発生すると、封着部においてもファンネルボディ部に連動して高い引張応力が発生する。
【００１９】
以下、有効画面の対角径が８６０ｍｍ、かつファンネルボディ部が同一の肉厚であって、様々な偏向角を有するバルブにおいて、各バルブの内部を真空にした際に、ファンネルボディ部に発生する最大の引張応力σＶＴｍａｘ（ＭＰａ）および封着部に発生する最大の引張応力σＶＴＳｍａｘ（ＭＰａ）を図１０のグラフに示す。図１０において、実線はσＶＴｍａｘ（ＭＰａ）を表し、二点鎖線はσＶＴＳｍａｘ（ＭＰａ）を表す。
【００２０】
図１０に示すバルブの場合、ファンネルボディ部における許容引張応力は８．５ＭＰａであり、封着部における許容引張応力は８ＭＰａである。しかし、偏向角が１２０°以上になると、σＶＴｍａｘとσＶＴＳｍａｘとは、ともに許容引張応力の値を上回る。
【００２１】
ただし、ファンネルボディ部については、前記特願２００２−１３０２５の発明に係る化学強化法を用いることによって許容引張応力を約１００ＭＰａまで高めることができるため、σＶＴｍａｘを許容引張応力よりも小さくできる。しかし、封着部におけるハンダガラスの組成はパネルともファンネルとも異なっているため、化学強化法による処理を行っても強化できない。そのため、前記の特願２００２−１３０２５の発明に係る化学強化法は、ファンネルボディ部に発生する最大の引張応力σＶＴｍａｘに対しては有効な解決手段となるが、封着部に発生する最大の引張応力σＶＴＳｍａｘの低減は困難であった。したがって、従来よりも大幅にファンネルを軽量化できる新たな技術が望まれていた。
【００２２】
本発明は、前記の諸問題に鑑みなされたものであって、質量の増加を招くことなくガラスの強度を向上させ、外表面に発生する変形応力の増大を抑えることにより、偏向角が広角であって、軽量、安全かつ奥行きの短い陰極線管を製造しうるファンネルを提供することを目的とする。
【００２３】
特に従来封着部に発生していた引張応力を減少させ、引張応力の発生箇所を、化学強化法により強化したファンネルボディ部に集中させることにより、全体の強度が向上されたファンネルの提供を目的とする。また該ファンネルを用いた陰極線管の提供を目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
［第１の発明］
前記の目的を達成するため、本発明は、略矩形開口状のシールエッジ部を有し、円筒状のネック部、偏向ヨークが装着されるヨーク部、および該ヨーク部と前記シールエッジ部との間に位置するファンネルボディ部からなり、ガラスパネルとともに陰極線管に用いられるガラスバルブを構成する、偏向角が１２０°以上のガラスファンネルであって、前記ファンネルボディ部は、ヨーク部の周囲に凹陥部が形成され、前記シールエッジ部の外周のうち最も管軸に近い点ＰＳ１と管軸とを含む断面である第１ファンネル断面において、管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点と、管軸方向で最もネック部から離れた前記凹陥部外表面上の点との間の管軸方向距離である凹陥部深さが１０ｍｍ以上であり、陰極線管を製造するべくガラスバルブの内部を真空にしたとき、ファンネルボディ部の外表面に発生する引張応力が最大値σＶＴｍａｘとなるべき位置に圧縮応力層が形成され、該圧縮応力層の圧縮応力値σＣが８０〜３５０ＭＰａ、かつ圧縮応力層の厚さが６０μｍ以上であって、前記σＶＴｍａｘが１０〜１００ＭＰａであることを特徴とする陰極線管用ガラスファンネルを提供する。
【００２５】
前記の「前記シールエッジ部の外周のうち最も管軸に近い点ＰＳ１と管軸とを含む断面である第１ファンネル断面において、管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点と、管軸方向で最もネック部から離れた前記凹陥部外表面上の点との間の管軸方向距離である凹陥部深さが１０ｍｍ以上」とは、より具体的に説明すると「前記シールエッジ部の外周のうち最も管軸に近い点をシールエッジ部長辺中央ＰＳ１と定義し、かつ該シールエッジ部長辺中央ＰＳ１と管軸とを含む平面での断面を第１ファンネル断面と定義するとき、該第１ファンネル断面において、管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点ＰＴ１と、管軸方向で最もネック部から離れた前記凹陥部外表面上の点ＰＣ１の管軸方向距離ＬＣが１０ｍｍ以上」であることをいう。
【００２６】
［第２の発明］
本発明の陰極線管用ファンネルファンネルは、前記第１ファンネル断面において、シールエッジ部から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部の外表面上の点をＰＢ１とするとき、該ＰＢ１から管軸までの最短距離が、前記ＰＳ１から管軸までの最短距離よりも短く、前記ＰＳ１とＰＢ１とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角の角度θ１が１〜７°であることが好ましい。
【００２７】
すなわち、より具体的に説明すると、本発明の陰極線管用ガラスファンネルは、第１ファンネル断面において、シールエッジ部から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部の外表面上の点をファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１と定義するとき、前記シールエッジ部長辺中央ＰＳ１から管軸までの最短距離ＬＳと、ファンネルボディ部長辺中央から管軸までの最短距離ＬＢとの関係がＬＳ＞ＬＢであって、前記シールエッジ部長辺中央ＰＳ１とファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角θ１が１〜７°であることが好ましいということである。
【００２８】
［第３の発明］
また、本発明の陰極線管用ガラスファンネルは、管軸を含み前記第１ファンネル断面と直交する断面において、管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点をＰＴ２とし、該ＰＴ２を含み前記第１ファンネル断面と平行な断面におけるシールエッジ部外周上の点ＰＳ３から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部の外表面上の点ＰＢ３とし、前記ＰＳ３とＰＢ３とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角の角度をθ３とするとき、｜θ１−θ３｜≦２°であることが好ましい。
【００２９】
すなわち、より具体的に説明すると、本発明の陰極線管用ガラスファンネルは、前記第１ファンネル断面と直交し管軸を含む断面を第２ファンネル断面とし、該第２ファンネル断面において管軸方向で最もネック部側となるファンネルボディ部外表面上の点をＰＴ２とし、該ＰＴ２を含み前記第１ファンネル断面と平行な断面を第３ファンネル断面とし、該第３ファンネル断面におけるシールエッジ部外周上の点ＰＳ３から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部の外表面上の点ＰＢ３とし、前記ＰＳ３とＰＢ３とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の角度をθ３とするとき、該θ３と前記θ１との関係が｜θ１−θ３｜≦２°であることが好ましいということである。
【００３０】
［第４の発明］
さらに、本発明の陰極線管用ガラスファンネルは、前記第１ファンネル断面において、接線が管軸に対し７０°となるファンネルボディ部外表面上の点を境界点、該境界点のうち最も管軸から離れた点を第１境界点、該第１境界点と管軸との間に位置し最も第１境界点に近い境界点を第２境界点、第一境界点と第二境界点との間をルーフ部、第一境界点と第二境界点とを結ぶ直線を仮想ルーフ線とするとき、前記ルーフ部の平均曲率半径が１０００ｍｍ以上、仮想ルーフ線の長さが２０〜１００ｍｍ、かつ管軸と前記仮想ルーフ線とがなす角度が８０〜１００°であると、より好ましい。
【００３１】
すなわち、より具体的に説明すると、本発明の陰極線管用ガラスファンネルは、第１ファンネル断面において、接線が管軸に対し７０°となるファンネルボディ部外表面上の点を境界点とし、該境界点のうち最も管軸から離れた点を第１境界点とし、該第１境界点と管軸との間に位置し最も第１境界点に近い境界点を第２境界点とし、ファンネルボディ部のうち、第一境界点と第二境界点との間をルーフ部、第一境界点と第二境界点とを結ぶ直線を仮想ルーフ線とするとき、前記ルーフ部の平均曲率半径ＲＲＦが１０００ｍｍ以上、仮想ルーフ線の長さＬＶＲが２０〜１００ｍｍ、かつ管軸と前記仮想ルーフ線とがなす角度θＲが８０〜１００°であると、より好ましいということである。
【００３２】
［第５の発明］
加えて、本発明は、ガラスバルブのガラスファンネルが、前記陰極線管用ガラスファンネルである陰極線管を提供する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明のファンネルについて説明する。なお、以下において「パネル」は陰極線管用ガラスパネルをいい、「ファンネル」は陰極線管用ガラスファンネルをいい、また「バルブ」は陰極線管用ガラスバルブをいうものである。
【００３４】
［バルブの構成］
図１は、本発明のファンネルを有するバルブを示した説明図である。この図に示されるように、バルブ１は、パネル２と、円筒状のネック部４を備えたファンネル３とから構成されている。ここで、ファンネル３の偏向角は１２０°以上である。前記パネル２は、映像を映し出すフェース部（図１の姿勢のバルブでは底面にあたる）を備え、前記フェース部の側壁としてのスカート部５を有している。また、前記ネック部４は、電子銃が内部に装着されるため円筒状である。符号６は、ネック部４の中心軸とフェース部の中心点とを結ぶ、バルブ１の管軸を示している。なお、前記の偏向角とは、社団法人電子情報技術産業協会規格ＥＩＡＪ−ＥＤ−２１３４Ｂに規定されるものであって、仮想基準線であるリファレンス線の中心と、フェース内面対角軸の有効端とを結ぶ直線の角度により定められる。前記の偏向角が１２０°未満であると、バルブの管軸方向の長さが長くなり奥行きの短縮が実現できない。したがって、本発明のファンネルにおいては偏向角が１２０°以上であることを要する。なお、本発明において「管軸方向」とは、管軸と平行な方向をいうものである。
【００３５】
［ファンネルの構成］
図２は、図１に示したバルブ１のうち、ファンネル３のみを示した説明図である。本発明のファンネル３は、矩形開口状のシールエッジ部７および円筒状のネック部４を有し、偏向ヨークが装着される、円錐台形状または角錐台形状のヨーク部９と、該ヨーク部９および前記シールエッジ部７の間に位置するファンネルボディ部１０とからなる。該ファンネル３は、シールエッジ部７で前記パネル２と封着される。
【００３６】
なお、矩形開口状のシールエッジ部７は、幾何学的に厳密な定義による矩形（長方形）に限定されず、コーナーが曲線によって構成されている形状、ならびに長辺および／または短辺が非直線状である形状を含む。
【００３７】
［ファンネルに設けられた凹陥部の説明］
そして、本発明のファンネル３は、前記ファンネルボディ部１０のうち管軸６方向における最もネック部４に近い位置、すなわち図１および図２においてファンネルボディ部１０のうちの最も上になる位置が、ヨーク部９とファンネルボディ部１０との境界１１よりもヨーク部９の全周にわたりネック部４方向に突出してヨーク部９の周囲に凹陥部１２が形成されているものである。
【００３８】
［凹陥部の作用］
ファンネル３が、ヨーク部９の周囲に凹陥部１２を有する形状であることにより、低強度のシールエッジ部７とその周辺に発生する引張応力が低減され、ファンネルボディ部１０に発生する引張応力が増大するようになる。すなわち、引張応力がファンネルボディ部１０に集中して発生するようになる。
【００３９】
［第１ファンネル断面］
図３は、本発明のファンネル３を、第１ファンネル断面で切断した場合の断面図であり、図４は、本発明のファンネル３をネック部側から管軸方向に見たときの平面図である。前記の第１ファンネル断面とは、図２に示されるファンネル３のシールエッジ部７の外周のうち、管軸６に最も近い点をシールエッジ部長辺中央ＰＳ１（図２にＰＳ１の位置を示す）と定義すると、該シールエッジ部長辺中央ＰＳ１と管軸６とを含む平面での断面をいう。すなわち、第１ファンネル断面は図４におけるＶ１−Ｖ１’断面であり、ファンネル３の短軸を含む断面である。なお、第１ファンネル断面は管軸６を中心として線対称であるため、図３においては片側のみ示す。
【００４０】
［凹陥部深さ：ＬＣ］
そして、本発明のファンネル３は、第１ファンネル断面において、管軸６方向で最もネック部４に近いファンネルボディ部１０上の点ＰＴ１と、管軸方向で最もネック部４から離れた前記凹陥部１２の外表面上の点ＰＣ１との管軸方向距離ＬＣが１０ｍｍ以上であることを特徴とする。なお、前記のＬＣは、ＰＴ１とＰＣ１とを直接結ぶ直線距離ではなく、管軸方向におけるＰＴ１とＰＣ１との間の距離であり、図３中にＬＣとして示される長さである。以下、前記ＬＣを「凹陥部深さＬＣ」と称する。
【００４１】
前述のように、ファンネル３の形状を、ヨーク部９の周囲に凹陥部１２が形成された形状とすることにより、強度の弱いシールエッジ部７とその周辺に発生する引張応力が低減され、ファンネルボディ部１０に発生する引張応力が増大するようになるが、この効果は凹陥部深さＬＣを１０ｍｍ以上とすることによりさらに顕著になる。なお、本発明のファンネル３は、プレス成形により製造されるので、金型によって溶解ガラス塊を押圧する際の成型容易性の観点から、前記凹陥部深さＬＣは３０ｍｍ以下であるとより好ましい。
【００４２】
［最大真空引張応力および強化圧縮応力］
さらに、本発明のファンネル３を備えたバルブ１は、陰極線管を製造するべく内部を真空にすることにより前記ファンネルボディ部１０の外表面に発生する引張応力の最大値σＶＴｍａｘが１０〜１００ＭＰａであり、少なくとも前記σＶＴｍａｘが発生する位置に圧縮応力層が形成され、該圧縮応力層の圧縮応力値σＣが８０〜３５０ＭＰａ、かつ前記圧縮応力層の深さが６０μｍ以上であることを特徴とするものである。
【００４３】
前述のように、凹陥部深さＬＣを１０ｍｍ以上とすることによって、シールエッジ部７とその周辺に発生する引張応力が低減され、ファンネルボディ部１０に発生する引張応力が増大する。すなわちバルブ１に発生する引張応力をファンネルボディ部１０に集中させることができるようになる。具体的には、バルブ１の内部を真空にすることによりファンネルボディ部１０の外表面に発生する引張応力の最大値σＶＴｍａｘが１０〜１００ＭＰａとなる。
【００４４】
以下、バルブの内部を真空にすることにより発生する引張応力を「真空引張応力」と称し、ファンネルボディ部１０の外表面に発生する真空引張応力の最大値σＶＴｍａｘを「最大真空引張応力σＶＴｍａｘ」とも称する。
【００４５】
前述のように、通常の原料を用いて従来形状のファンネルを製造した場合でさえ、ファンネルボディ部１０の許容引張応力値は少なくとも８．５ＭＰａである。そのため、前記最大真空引張応力σＶＴｍａｘが１０ＭＰａ未満であると、最大真空引張応力と許容引張応力値との差が１．５ＭＰａ未満となり、化学強化による効果が充分に発揮されない。
【００４６】
またσＶＴｍａｘが１００ＭＰａを超えるとファンネルの形状および肉厚の微小な誤差に起因してσＶＴｍａｘの値が大きな変化するため、均質な製品を得られない。したがって、本発明のファンネルを用いて陰極線管を製造するべくガラスバルブの内部を真空にしたとき発生する最大真空引張応力σＶＴｍａｘは、１０〜１００ＭＰａとなるようにする。前記最大真空引張応力σＶＴｍａｘは、ファンネルをより軽量にするためには１３〜１００ＭＰａであるとより好ましく、化学強化工程における生産性の観点から１３〜４０ＭＰａであると最も好ましい。
【００４７】
そして、前記ファンネルボディ部１０においては、少なくとも前記σＶＴｍａｘが発生する位置に圧縮応力層が形成されており、該圧縮応力層の圧縮応力値σＣは８０〜３５０ＭＰａ、かつσＶＴｍａｘが発生する位置における圧縮応力層の深さは６０μｍ以上である。前記圧縮応力値σＣが８０ＭＰａを下回ると、機械的衝撃等によるファンネルボディ部を起点とした破壊が懸念される。また３５０ＭＰａを超えるとパネルが破壊した際に圧縮応力層が剥離して微細化して危険性が高くなるだけでなく、生産上の種々の問題を引き起こすため、前記圧縮応力値σＣは８０〜３５０ＭＰａとする。
【００４８】
［圧縮応力層の形成］
ガラスに圧縮応力層を形成する方法としては、物理強化法および化学強化法が広く知られている。物理強化法とは、溶解ガラス塊をプレス成型後急冷することによって表面に圧縮応力を残留させる方法であり、一方、化学強化法とは、歪点以下の温度で、ガラス中の特定のアルカリイオン（以下「ガラス内イオン」という）を、それよりもイオン半径が大きい注入イオン（以下「大径イオン」という）で置換し、その体積増加で表面に圧縮応力層を作る方法である。
【００４９】
しかし、前記の物理強化法によって８０ＭＰａ以上の圧縮応力値σＣを付与することは非常に困難であるため、本発明のファンネルを製造するにあたっては好適ではない。一方、化学強化法の場合、約３５０ＭＰａまでの圧縮応力層を容易に設けることができ、なおかつ不要な引張応力が生じないため、本発明のファンネルを製造するにあたっては、前記の物理強化法に比べて化学強化法が好適である。
【００５０】
［化学強化法：電界アシスト型化学強化法］
しかし、前述のように、化学強化法の中でも熱拡散型化学強化法は種々の問題を有している。一方、熱拡散型化学強化法以外の化学強化法として、電界を印加した状態でイオン交換を行い化学強化する方法（以下、「電界アシスト型化学強化法」という）が知られている。
【００５１】
この方法は、特開２００１−３０２２７８号公報に例示されている。具体的には、硝酸カリウム溶融液もしくは硝酸ナトリウム溶融液またはこれらを混合した溶融液中にガラスを浸漬し、イオン交換するガラス表面側が浸漬する溶融液中に陽極を設け、ガラス裏面側がが浸漬する溶融液中に陰極を設け、直流電圧を印加し、歪み点以下の温度でイオン交換を行う方法である。
【００５２】
前記の電界アシスト化学強化法の特徴は、電界を印加することによって、注入される大径イオンの易動度を高めて、効率的にガラス内イオンと置換し、短時間内で充分な圧縮応力値と圧縮応力層深さ（厚さ）を形成できることである。
【００５３】
［化学強化法：電界アシスト型ペースト化学強化法］
また、前記電界アシスト型化学強化法のうちのさらに具体的な態様として、電界アシスト型ペースト化学強化法がある。該電界アシスト型ペースト化学強化法とは、大径イオンを含む塩と、粘土と、水とを混合して作成したペーストをガラスに塗布し、前記塩が溶融する温度まで加熱してイオン交換させる方法である。該電界アシスト型ペースト化学強化法は、ペーストを塗布した部分だけ化学強化できる。したがって、ガラス物品の限定された領域を部分的な強化（以下「部分強化」ともいう）に最適である。
【００５４】
［第１ファンネル断面におけるファンネルボディ部の傾き］
図５はファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１とその近傍を示す説明図である。前記ファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１とは、第１ファンネル断面において、シールエッジ部から、管軸方向にネック部側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部１０の外表面上の点である。
【００５５】
本発明のファンネル３においては、シールエッジ部長辺中央ＰＳ１から管軸までの最短距離ＬＳと、ファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１から管軸までの最短距離ＬＢとの関係が図３に示されるようにＬＳ＞ＬＢであり、また前記シールエッジ部長辺中央ＰＳ１とファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１とを結ぶ直線と、管軸と平行な直線との間の鋭角θ１（図５に示す）が１〜７°であることが好ましい。
【００５６】
前記のシールエッジ部長辺中央ＰＳ１から管軸までの最短距離ＬＳとは、前記ＰＳ１と管軸６とを結ぶ管軸６に垂直な直線の長さである。同様に、ファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１から管軸までの最短距離ＬＢとは、前記ＰＢ１と管軸６とを結ぶ管軸６に垂直な直線の長さである。
【００５７】
前記θ１は１°未満であると、ファンネル３をプレス成形した後に金型から抜き取りやすくするための傾き、いわゆる「抜け勾配」が不充分であるため、生産性の観点から好ましくない。それに対し、θ１が１〜７°であると、シールエッジ部７に発生する真空引張応力を低減し、ファンネルボディ部１０に発生する真空引張応力を高めることができる。すなわち、真空引張応力の発生箇所をファンネルボディ部１０に集中できる。
【００５８】
さらに、ファンネルボディ部１０とパネル２のスカート部５とが、連続的でほぼ平坦な面を形成するので、陰極線管内部を真空にしたとき、シールエッジ部７が内側（管軸に近づく方向）に押し込まれるような力が働き、シールエッジ部７の外表面には圧縮性の応力成分が生じる。その結果、総和としてシールエッジ部７に発生していた真空引張応力は減少する。
【００５９】
一方、シールエッジ部７が内側に変形しようとする力、すなわち圧縮性の応力成分を生じさせる力は、ファンネルボディ部１０による逆方向の力、すなわち引張性の応力成分を生じさせる力によって抑えられることになる。そのため、ファンネルボディ部１０において真空引張応力はより高くなる。
【００６０】
ファンネルボディ部１０を以上のような形状とすることにより、シールエッジ部７に発生する真空引張応力を低減し、ファンネルボディ部１０に発生する真空引張応力を高めることができる。すなわち、真空引張応力の発生箇所をファンネルボディ部１０に集中できる。
【００６１】
［第３ファンネル断面におけるファンネルボディ部の傾き］
また、前記のファンネル３において、第１ファンネル断面と直交し管軸を含む断面を第２ファンネル断面とする。すなわち、第２ファンネル断面は図４におけるＶ２−Ｖ２’断面であり、ファンネル３の長軸を含む断面である。第２ファンネル断面を図６に示す。なお、第２ファンネル断面の形状は、管軸を中心に線対称であるため図６には片側のみ示す。
【００６２】
また、図６に示すように、第２ファンネル断面において、管軸６方向で最もネック部４側となるファンネルボディ部１０の外表面上の点をＰＴ２とする。さらに、該ＰＴ２を含み前記第１ファンネル断面と平行な断面を第３ファンネル断面とする。すなわち、第３ファンネル断面は図４におけるＶ３−Ｖ３’断面である。第３ファンネル断面を図７に示す。なお、第１ファンネル断面および第２ファンネル断面と同様に、第３ファンネル断面の形状も管軸を中心に線対称であるため図７には片側のみ示す。
【００６３】
図７に示される第３ファンネル断面において、シールエッジ部７の外周上の点をＰＳ３とし、この点ＰＳ３から管軸６方向にネック部４側へ３０ｍｍ移動した位置にあたるファンネルボディ部１０の外表面上の点をＰＢ３とし、前記ＰＳ３とＰＢ３とを結ぶ直線と、管軸６に平行な直線との間の角度をθ３とする。そして、本発明のファンネル３においては、前記θ３とθ１との関係が｜θ１−θ３｜≦２°であることが好ましい。
【００６４】
ヨーク部９の周囲に凹陥部を有する本発明のファンネル３は、ヨーク部９の周辺において特に剛性が高いため、このような高剛性領域を支える第３ファンネル断面におけるシールエッジ部７の外周上の点ＰＳ３の位置に高い真空引張応力を生じることがある。しかし、｜θ１−θ３｜が２°以下となる形状にすること、すなわち第１ファンネル断面におけるファンネルボディ部１０の傾きと、第３ファンネル断面におけるファンネルボディ部１０の傾きとの差を小さくすることにより力を分散させ、前記ＰＳ３の位置およびその近傍に発生する高い真空引張応力を抑制することができる。
【００６５】
なお前記θ３は、ネック部４側が管軸６に近づく傾きを正（＋）の値の角度で表している。同様に、ネック部４側が管軸６から離れる傾きは負（−）の値として表す。
【００６６】
［ファンネルボディ部のルーフ部］
続いて、図８は第１ファンネル断面におけるファンネルボディ部１０の凹陥部１２の周辺を示す拡大断面図である。図８に示されるように、本発明においては、管軸に対し接線が７０°の角度をなすファンネルボディ部１０の外表面上の点を境界点１３とする。そして、境界点のうち最も管軸から離れた点を第１境界点１３ａとし、該第１境界点１３ａと管軸６との間に位置し最も前記第１境界点１３ａに近い境界点を第２境界点１３ｂとする。
【００６７】
また、第１ファンネル断面におけるファンネルボディ部１０のうち、第一境界点１３ａと第二境界点１３ｂとの間をルーフ部１４、第一境界点１３ａと第二境界点１３ｂとを結ぶ直線を仮想ルーフ線１５と定義する。そして、本発明のファンネル３においては、前記ルーフ部１４の平均曲率半径ＲＲＦが１０００ｍｍ以上、仮想ルーフ線１５の長さＬＶＲが２０〜１００ｍｍ、かつ管軸と前記仮想ルーフ線とがなす角度θＲが８０〜１００°であることが好ましい。
【００６８】
前記ルーフ部１４の平均曲率半径ＲＲＦを１０００ｍｍ以上とするとともに管軸６と前記仮想ルーフ線１５とがなす角度θＲを８０〜１００°とすることは、すなわちファンネルボディ部１０において最もネック部４側となる領域であるルーフ部１４を、ほぼ平坦で、かつ管軸６にほぼ垂直な面とすることである。これらの条件を満たすことにより、ルーフ部１４の剛性が向上し、シールエッジ部７に生じる圧縮性の応力成分が増大するため、シールエッジ部７に発生する真空引張応力をより一層低減することができる。
【００６９】
仮想ルーフ線１５の長さＬＶＲは、２０ｍｍ未満であるとプレス成型時に上部金型（プランジャ）と下部金型（ボトムモールド）との間での溶解ガラス塊の流動を阻害するため生産性が低下する。一方、前記ＬＶＲが１００ｍｍを超えると、ルーフ部１４の剛性の低下につながる。したがって、前記ＬＶＲは２０〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００７０】
以上が本発明のファンネルの説明であるが、このような構成のファンネルを用い、パネルとともにバルブを形成し、陰極線管を製造することにより、奥行き（管軸方向の長さ）が短く、かつ軽量な陰極線管を提供することができる。
【００７１】
【実施例】
以下、例１から例７までに示す実施例および比較例のバルブに基づいて本発明を説明する。なお、いずれのバルブについても表１に示す特性を有する旭硝子社製ガラス原料をパネル、ファンネルおよびネック部に用いた。また、各バルブに共通する設計値を表２に示す。
【００７２】
【表１】
2004071296.tif 000003
【００７３】
【表２】
2004071296.tif 000004
【００７４】
例１〜３は実施例であり、例４〜７は比較例である。これらすべてのバルブについて、有限要素法による数値解析を行い、最大真空引張応力の発生位置とその値（単位：ＭＰａ）を求めた。その結果、いずれの例においても最大真空引張応力の発生位置は、長辺側のファンネルボディ部上であった。また、例１〜３、例６および例７のバルブについては、前述の電界アシスト型ペースト化学強化法によって、前記最大真空引張応力の発生位置に圧縮応力層を形成した。
【００７５】
以下、本実施例および比較例における電界アシスト型ペースト化学強化法について説明する。ペーストに含有せしめる塩としては、試薬の硝酸カリウムを乳鉢で粉砕し平均粒径５μｍ程度にしたものを用いた。また粘土としては、平均粒径２μｍのカオリンを用いた。硝酸カリウムとカオリンの割合は、硝酸カリウム：カオリン＝６５：３５とした。
【００７６】
さらに、前記硝酸カリウムとカオリンとの混合物に溶媒を加えて、ペーストの粘度が約２００Ｐａ・ｓとなるように調整した。前記溶媒としては、常温のプロピレングリコールの液体を使用した。このようにして得たペーストを用いて例１〜３および例６のファンネルのガラスの強化を行うにあたっては、各例とも、温度：４５０℃、印加電圧：３００Ｖ、単位面積当たりの電気量：９クーロン／ｃｍ２、電界印加時間：約９０分とした。
【００７７】
次いで、前記の強化法によって得られた圧縮応力層の応力値および圧縮応力層の厚さの測定法を説明する。ガラスの応力値の測定法の一つとして、ガラスが力を受けた時に生じる主応力方向の屈折率の差が、その応力差に比例するという性質を利用して測定する方法がある。応力が加えられたガラスに直線偏光を通すと、その透過光はそれぞれの主応力の方向へ互いに直交する偏光面を持つようになり、かつ速度の異なる成分波に分解される。
【００７８】
分解された前記成分波の一方はガラスを透過した後に他方の成分波よりも遅れ、またガラスの屈折率も成分波の速度に応じて各主応力方向に異なる。ガラスの応力差は、屈折率の差、いわゆる複屈折に比例するので、成分波の位相差がわかれば応力値を測定できる。このような原理を利用した偏光顕微鏡を用い、残留応力を有するガラス断面に光を透過して、透過後の主応力方向に振動する成分の位相差を測定することにより応力値を測定する。
【００７９】
このとき、光がガラスを透過する前の位置に偏光子を配設し、光がガラスを透過した後の位置に、位相差を有する板と偏光を検出する検光子とを配設する。位相差を有する板（プレート）の例として、ベレックコンペンセータ、バビネコンペンセータおよび１／４波長板がある。これらのプレートを利用することにより、測定したい領域の位相差をゼロとするように暗線をつくることができるので、コンペンセータの調節量から応力の値を知ることができる。本発明の実施例および比較例においては、位相差を有するプレートとしてベレックコンペンセータを使用した。
【００８０】
また、上記コンペンセータの変わりに、約５６５ｎｍの光路差を持たせた、わずかな光路差の変化で干渉色が変化する鋭敏色板を利用することにより、ガラス透過後のわずかな複屈折による位相差に応じた干渉色を表すことができる。その結果、前記干渉色によって応力のレベルを識別可能にすることができる。この性質を利用して、ガラス断面を観察し、応力層の厚さを測定する。
【００８１】
続いて、例１から例６までの各バルブについて以下に説明する。なお、ファンネルのファンネルボディ部の肉厚およびシールエッジ部の肉厚は、それぞれの位置における最大真空引張応力が許容真空引張応力未満となることを条件として、できる限り薄肉化した。
【００８２】
（例１：実施例）
例１のバルブのファンネルは、ファンネルボディ部においてヨーク部の周囲に凹陥部を形成し、第１ファンネル断面における凹陥部深さＬＣを１８．０ｍｍとした。また、第１ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ１を８°、第３ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ３を１１°とした。ファンネルボディ部のルーフ部の平均曲率半径ＲＲＦは１２０ｍｍとした。
【００８３】
ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは１３．７ＭＰａであり、該σＶＴｍａｘの発生位置に前記の電界アシスト型ペースト化学強化法によって圧縮応力層を形成した。前記σＶＴｍａｘの発生位置において、圧縮応力層の応力値σＣは２００ＭＰａ、圧縮応力層の厚さは７５μｍであった。
【００８４】
（例２：実施例）
例２のバルブのファンネルは、ファンネルボディ部においてヨーク部の周囲に凹陥部を形成し、第１ファンネル断面における凹陥部深さＬＣを２２．０ｍｍとした。また、第１ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ１を３°、第３ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ３も３°とした。ファンネルボディ部のルーフ部の平均曲率半径ＲＲＦは１１０ｍｍとした。
【００８５】
ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは１４．１ＭＰａであり、該σＶＴｍａｘの発生位置に前記の電界アシスト型ペースト化学強化法によって圧縮応力層を形成した。前記σＶＴｍａｘの発生位置において、圧縮応力層の応力値σＣは１２０ＭＰａ、圧縮応力層の厚さは６０μｍであった。
【００８６】
（例３：実施例）
例３のバルブのファンネルは、ファンネルボディ部においてヨーク部の周囲に凹陥部を形成し、第１ファンネル断面における凹陥部深さＬＣを１７．０ｍｍとした。また、例２のファンネルと同様に、第１ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ１を３°、第３ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ３も３°とした。ファンネルボディ部のルーフ部の平均曲率半径ＲＲＦは１５００ｍｍとした。このとき、仮想ルーフ線の長さＬＶＲは３５ｍｍであった。
【００８７】
ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは１５．２ＭＰａであり、該σＶＴｍａｘの発生位置に前記の電界アシスト型ペースト化学強化法によって圧縮応力層を形成した。前記σＶＴｍａｘの発生位置において、圧縮応力層の応力値σＣは８０ＭＰａ、圧縮応力層の厚さは６５μｍであった。
【００８８】
（例４：比較例）
例４のバルブは、従来技術に基づいて製造した漏斗状のファンネルを用いたものである。したがって、ヨーク部の周囲のファンネルボディ部において凹陥部は形成されておらず、ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは７．８ＭＰａであった。しかし、ガラスの強化処理を一切施していないため、ファンネルボディ部を厚くする必要があり、その結果、質量は６０．４ｋｇとなった。後述する他の例との比較においては、この例４を基準とする。
【００８９】
（例５：比較例）
例５のバルブにおいては、特開２０００−２５１７６６号公報にて開示されている発明のファンネルを用いた。すなわち、ファンネルボディ部においてヨーク部の周囲に凹陥部を形成し、第１ファンネル断面における凹陥部深さＬＣを３０．０ｍｍとした。また、例２のファンネルと同様に、第１ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ１を３°、第３ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ３も３°とした。ファンネルボディ部のルーフ部の平均曲率半径ＲＲＦは１２０ｍｍとした。
【００９０】
ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは７．８ＭＰａであった。ただし、この例においては、ガラスの強化のための処理を施さなかった。
【００９１】
（例６：比較例）
例６のバルブにおいては、特願２００２−１３０２５号に記載されている発明のファンネルを用いた。したがって、ヨーク部の周囲のファンネルボディ部において凹陥部は形成されておらず、漏斗状の形状である。ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは１０．５ＭＰａであり、該σＶＴｍａｘの発生位置に前記の電界アシスト型ペースト化学強化法によって圧縮応力層を形成した。前記σＶＴｍａｘの発生位置において、圧縮応力層の応力値σＣは８０ＭＰａ、圧縮応力層の厚さは６０μｍであった。
【００９２】
（例７：比較例）
例７のバルブにおいては、ファンネルに凹陥部を設け、かつファンネルボディ部におけるσＶＴｍａｘの発生位置へ電界アシスト型ペースト化学強化法によって圧縮応力層を形成した。すなわち、電界特願２００２−１３０２５号に係る発明と、特開２０００−２５１７６６号公報にて開示されている発明とを組み合わせた発明である。ただし、第１ファンネル断面における凹陥部深さＬＣを５．０ｍｍとした。また、第１ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ１を８°、第３ファンネル断面におけるシールエッジ部近傍のファンネルボディ部の傾きθ３を１１°とした。ファンネルボディ部のルーフ部の平均曲率半径ＲＲＦは１２０ｍｍとした。
【００９３】
ファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力σＶＴｍａｘは１２．２ＭＰａであり、該σＶＴｍａｘの発生位置に形成した圧縮応力層の応力値σＣは２００ＭＰａ、圧縮応力層の厚さは７５μｍであった。
【００９４】
前記のようにして製造した各例のバルブについて、以下の表３に各測定値を示す。なお、表３に示すそれぞれの記号は、次の値を示す。
［ＬＣ］ファンネルの第１ファンネル断面における凹陥部深さ。単位：ｍｍ。
［θ１］ファンネルのシールエッジ部長辺中央ＰＳ１とファンネルボディ部長辺中央ＰＢ１とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角の角度（第１ファンネル断面におけるファンネルボディ部の傾き）。単位：°（度）。
［θ３］ファンネルの第３ファンネル断面における点ＰＳ３とＰＢ３とを結ぶ直線と、管軸に平行な直線との間の鋭角の角度（第３ファンネル断面におけるファンネルボディ部の傾き）。単位：°（度）。
［ＲＲＦ］ファンネルの第１ファンネル断面におけるルーフ部の平均曲率半径。
単位：ｍｍ。
［ＬＶＲ］ファンネルの第１ファンネル断面における仮想ルーフ線の長さ。単位：ｍｍ。
［ＴＳＥ］ファンネルのシールエッジ部肉厚。単位：ｍｍ。
［ＴＦＣ］パネルのフェース部中央の肉厚。単位：ｍｍ。
［σＡＶＴ］ファンネルのファンネルボディ部における許容真空引張応力。単位：ＭＰａ。
［σＡＶＴＳ］バルブの封着部（ファンネルのシールエッジ部）における許容真空引張応力。単位：ＭＰａ。
［σＶＴｍａｘ］ファンネルのファンネルボディ部に発生した最大真空引張応力。単位：ＭＰａ。
［σＶＴＳｍａｘ］バルブの封着部（ファンネルのシールエッジ部）に発生した最大真空引張応力。単位：ＭＰａ。
［σＣ］前記σＶＴｍａｘの発生位置に付与した圧縮応力の値。単位：ＭＰａ。
［ＴＣＳＬ］前記σＶＴｍａｘの発生位置における圧縮応力層の厚さ。単位：μｍ。
［ｍＢ］バルブの質量。単位：ｋｇ。
［ｍＲ］例４のバルブの質量を１００．０％としたときの、各例のバルブの質量比。単位：％。
【００９５】
【表３】
2004071296.tif 000005
【００９６】
以上のように、特開２０００−２５１７６６号公報にて開示される発明により奥行きの短縮を図った例５のバルブは、例４のバルブに比べて１７．１％の軽量化にとどまった。特願２００２−１３０２５号に係る発明によりファンネルボディ部のガラスを強化した例６のバルブは、例４のバルブに比べて約１３．９％の軽量化にとどまった。また、前記特開２０００−２５１７６６号公報にて開示される発明と特願２００２−１３０２５号に記載の発明とを単に組み合わせたに過ぎない例７のバルブは、例４に比べて２４．５％の軽量化にとどまった。
【００９７】
一方、前記の比較例（例４〜７）に対し、本発明のファンネルを用いた例１〜３のバルブはいずれも２９％以上の軽量化を達成した。特に、シールエッジ部近傍のファンネルボディ部を管軸とほぼ平行になるように形成した例２バルブは３２．９％軽量化され、例３のバルブは３４．８％軽量化された。すなわち、従来の技術によるファンネルおよび従来の技術の組み合わせによるファンネルに比べ、本発明のファンネルは大幅に軽量な陰極線管を提供できる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明のファンネルは、１２０°以上の偏向角を有し、さらに従来のファンネルに比べて著しい軽量化を実現できるので、陰極線管の質量増大を招くことなく奥行きを短縮できる。また、最大真空引張応力が発生する位置に圧縮応力層を設けており、強度不足による破壊を防止できるため、きわめて安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のファンネルを用いたバルブの説明図。
【図２】本発明のファンネルの説明図。
【図３】本発明のファンネルにおける第１ファンネル断面の説明図。
【図４】本発明のファンネルの平面図。
【図５】本発明のファンネルにおける第１ファンネル断面のシールエッジ部の拡大図。
【図６】本発明のファンネルにおける第２ファンネル断面の説明図。
【図７】本発明のファンネルにおける第３ファンネル断面の説明図。
【図８】本発明のファンネルにおける凹陥部とその近傍の拡大説明図。
【図９】従来の陰極線管の断面を示す説明図。
【図１０】従来の陰極線管における、偏向角と最大真空引張応力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１：バルブ
２：パネル
３：ファンネル
４：ネック部
５：スカート部
６：管軸
７：シールエッジ部
９：ヨーク部
１０：ファンネルボディ部
１１：ヨーク部とファンネルボディ部との境界
１２：凹陥部
１３：境界点
１４：ルーフ部
１５：仮想ルーフ線
【図１】
2004071296.tif 000006
【図２】
2004071296.tif 000007
【図３】
2004071296.tif 000008
【図４】
2004071296.tif 000009
【図５】
2004071296.tif 000010
【図６】
2004071296.tif 000011
【図７】
2004071296.tif 000012
【図８】
2004071296.tif 000013
【図９】
2004071296.tif 000014
【図１０】
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