(57)【要約】【課題】陰極線管用ガラスパネルの製造工程において、上型で加圧成型された直後の高温状態にあるパネルを冷却する際の内面変形を抑制する。【解決手段】冷却空気を供給する冷却空気供給管３と該冷却空気供給管３の下端に取り付けられた吹き出し部４とから冷却装置を構成し、該吹き出し部４は側壁部１２とその上端に接続した天板部５からなりかつ側壁部１２の下端に開口状の送風口を有しており、前記天板部５に一個以上の開口部６を設けることによりパネル１内の冷却空気の圧力分布を均一化し、パネルの内面変形を抑制する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型によって押圧成型され、シールエッジ部を上向きにして下型内に載置されている陰極線管用ガラスパネルを冷却する冷却装置において、該冷却装置は冷却空気を供給する冷却空気供給管と該冷却空気供給管の下端に接続され下型の上方に設置されている吹き出し部とを備え、該吹き出し部は側壁部と該側壁部の上端に設けられた天板部からなりかつ下端に開口状の送風口を有しており、前記天板部に一個以上の開口部が設けられていることを特徴とする陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項２】
前記陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ部の内周で囲まれる領域の面積をＧとし、前記吹き出し部の天板部に設けられた開口部の総面積をＳとするとき、Ｓ／Ｇが０．０３〜０．２である請求項１に記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項３】
前記開口部の形状が四角形、円形または楕円形である請求項１または２に記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項４】
前記開口部が天板部の周辺部に設けられている請求項１〜３の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項５】
前記天板部が、下型内に載置された陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ部面に平行な方向に設けられている請求項１〜４の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項６】
前記吹き出し部の側壁部の高さが５０ｍｍ以上である請求項１〜５の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項７】
前記冷却空気供給管及び吹き出し部が下型に対し上下動可能になっている請求項１〜６の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項８】
前記吹き出し部の側壁部の横断面形状と送風口とが略同一形状である請求項１〜７の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【請求項９】
前記吹き出し部の送風口に外側へ突出するフランジ部が設けられており、該フランジ部の輪郭が前記陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ部の開口形状と略相似形である請求項１〜８の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管用ガラスパネルの製造工程における加圧成型直後のパネルの冷却に関し、上型が上昇した直後の高温状態にあるパネルを内面の変形を抑制しながら冷却する冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管用ガラスパネル（以下パネルと云うこともある）の製造方法としては、溶融ガラスを一定量下型に供給し、次いで上型を下降させて加圧成型した後、上型を上昇させて引き続き下型内でパネルを冷却した後に取り出す方法が一般的である。以下にこの方法について具体的に説明する。
【０００３】
先ず、ゴブと呼ばれる所定量の溶融ガラス塊が、パネルのシールエッジ部を成型するための中間型を載せた下型に供給される。ゴブを装填した下型は次に加圧成型ポジションに運ばれ、ここでゴブは下降してくる上型により中空箱型のパネル形状に加圧成型される。
【０００４】
このとき上型によって下型内のガラスは急冷されるが、その後、上型が上昇してさらに中間型が下型から外されてからも、下型内のパネルは、下型から取り出せる温度すなわち変形が生じない温度になるまでは引き続き冷却される。この場合、複数の下型が回転盤に等間隔で配置されている成型装置では、下型が回転盤の回動により複数の冷却ポジションに順次運ばれて冷却が行われる。各冷却ポジションにおいて、パネルの下型との接触面は下型によって冷却され、またパネルの内面は下型の上方に設けたダクトからの冷却空気により冷却される。
【０００５】
この冷却工程について更に詳述すると、中間型を外す前のパネルがまだ高温で柔らかいうちは、冷却効率よりもパネルのスカート部が内側に倒れ込む、いわゆる傾到を防止することに重点をおいた冷却がなされる。このための冷却手段をエアフォーマーという。そして、中間型が外された後の冷却は冷却効率に重点をおいて行われ、通常は送風機からの冷却空気をパネルの内面に円形ダクトから吹きつけて冷却する。
【０００６】
特開平７−２５７９３４号公報（以下、特許文献１という）には、このようなエアフォーマー冷却に使用される箱型エアフォーマーについて記載されている。この箱型エアフォーマーの基本構成は、冷却空気供給管の下端に箱型の吹き出し部を設けて、この吹き出し部の下端の送風口から冷却空気を下型内に載置されているパネルに吹きつけて冷却するものである。図１及び図２は本発明の冷却装置の一例であるが、この冷却装置の基本構成も前記箱型エアフォーマーの基本構成と実質同一であるので、図１及び図２に従ってこの箱型エアフォーマーについて説明する。図１に示す如く箱型エアフォーマーは、筒形状の側壁部１２と天板部５とからなる吹き出し部４を冷却空気供給管３の下端に設けることにより構成されており、図示のように下型２内に置かれたパネル１は、下型２の上方に配置した該吹き出し部４の送風口１３から吹き出される冷却空気によって内面が冷却される。そして、パネル内面に吹きつけられた空気はパネルの周辺方向に流動し、吹き出し部４の送風口の外周縁に設けたフランジ部１４とパネル１との隙間から外部へ流出する。
【０００７】
上記の箱型エアフォーマーの特徴は、箱型の吹き出し部４の整流作用によりパネル１内における冷却空気の圧力差を大幅に低減し、成型速度の上昇に伴う冷却不足によって生じるパネル１の変形を抑制することにある。しかし、近年陰極線管の画像表示面のフラット化によって、フェース部の中央と周辺との肉厚差が大きい偏肉形状のパネルが出現している。このような偏肉形状のパネルの成型においては、前記エアフォーマー技術を使用しても前記圧力差の低減に限界があるために、しばしば許容値を超える内面変形が生じることがある。
【０００８】
図４は、従来の箱型エアフォーマーを使用したときの、パネルのフェース部内面における冷却空気の圧力分布等圧線図である。この等圧線図はフェース部の右上の４分の１部分について計測し、これを便宜的にフェース部の全域に普遍している（図５も同じ）。同図から明らかなようにフェース部の周辺部において等圧線が密になっており、すなわちフェース部の周辺部に向かって圧力上昇が強くなっており、このフェース部の中央と周辺とでかなり大きい冷却空気の圧力差が生じていることが確認できる。この圧力差によってパネルのフェース部内面に変形が生じ、特に偏肉形状のパネルではフェース部の周辺に大きな内面変形が生ずる。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２５７９３４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３０９１９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
最近、陰極線管の画像表示面のフラット化に伴って、シャドウマスクタイプの陰極線管では、その構造上からパネルのフェース部内面はフェース部外面に比べて小さな曲率半径の球面である必要があるため、図８に示すようにパネル１のフェース部１０は、周辺部９の厚さが中央部８の厚さの２倍以上となるように設計されるものもある。その結果、フェース部１０の断面は方位により若干の肉厚分布の違いがあっても、中央から周辺に向かって著しく肉厚が増加する偏肉形状となる。
【００１１】
このような偏肉形状のパネルの成型においては、周辺部の肉厚部分が加圧成型直後において相対的に冷却不足になり非常に高温状態にあるため柔らかく変形しやすい。この変形の防止策として、加圧成型直後のパネルの冷却工程では前記のようにエアフォーマーにより冷却し、パネルの側壁部（図８のパネルのスカート部１１）の傾到を防止している。このエアフォーマーによる冷却は、冷却過程においてパネル内面側を高圧状態にすることにより側壁部が内側に倒れ込むのを防止する。このようにパネル内面側が高圧状態になると、この圧力はパネルのフェース部にも同時に作用するため、フェース部が柔らかい状態にあると、前記の高い圧力によって変形が生じる。この変形は、柔かい部分のガラスほど圧力に対し敏感に反応するため変形量が大きくなる。
【００１２】
偏肉形状のフェース部では、特に周辺の厚肉部分が冷却不足で変形しやすいため、エアフォーマーにおける冷却空気の圧力に敏感に反応する。そのため冷却空気の圧力分布がフェース部の周辺において圧力が高くなると、変形しやすいこの部分のガラスには特に局所的な変形が生じる。したがって、フェース部に対する圧力分布が均一な状態で、パネルを冷却することが極めて重要となる。
【００１３】
特開２００１−１３０９１９号公報では、冷却空気の圧力に時間的な強弱変化をもたせてこの問題を解決する方法を提案している。しかし、この方法でも冷却空気の圧力分布差は根本的に解消しないのである。すなわち最初の冷却ポジションで冷却空気の圧力を低くして変形を抑えても、このポジションでの冷却が不足になるために次の冷却ポジションでのガラス温度が逆に上昇し、該冷却ポジションにおいて大きい変形が発生しやすくなるからである。
【００１４】
本発明は、パネル内面の圧力分布をできるだけ均一にして冷却し、周辺部が厚い偏肉のガラスパネルであっても局所変形を抑制できる冷却装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであり、特にフェース部の周辺部肉厚が中央部肉厚より厚い偏肉のパネルの製造工程において、下型内のパネルを成型直後において冷却する際、パネルに作用する冷却空気の圧力差を解消または低減してフェース部の変形を抑えるものである。具体的には、側壁部と天板部から形成され側壁部の下部が開口して送風口になっている吹き出し部を冷却空気供給管の下端に接続し、この吹き出し部の送風口をパネルに近づけて冷却する冷却装置において、吹き出し部の天板部に開口部を一個以上設け、これにより吹き出し部内の空気の流れを変更し、パネル内面側の圧力分布差を解消または低減するものである。すなわち、本発明は次の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置を提供する。
【００１６】
（１）上型によって押圧成型され、シールエッジ部を上向きにして下型内に載置されている陰極線管用ガラスパネルを冷却する冷却装置において、該冷却装置は、冷却空気を供給する冷却空気供給管と該冷却空気供給管の下端に接続され下型の上方に設置されている吹き出し部とを備え、該吹き出し部は側壁部と該側壁部の上端に設けられた天板部からなりかつ下端に開口状の送風口を有しており、前記天板部に一個以上の開口部が設けられていることを特徴とする陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（２）前記陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ部の内周で囲まれる領域の面積をＧとし、前記吹き出し部の天板部に設けられた開口部の総面積をＳとするとき、Ｓ／Ｇが０．０３〜０．２である上記１に記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（３）前記開口部の形状が四角形、円形または楕円形である上記１または２に記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（４）前記開口部が天板部の周辺部に設けられている上記１〜３の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（５）前記天板部が、下型内に載置された陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ部面に平行に設けられている上記１〜４の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（６）前記吹き出し部の側壁部の高さが５０ｍｍ以上である上記１〜５の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（７）前記冷却空気供給管及び吹き出し部が下型に対し上下動可能になっている上記１〜６の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（８）前記吹き出し部の側壁部の横断面形状と送風口とが略同一形状である上記１〜７の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
（９）前記吹き出し部の送風口に外側へ突出するフランジ部が設けられており、該フランジ部の輪郭が前記陰極線管用ガラスパネルのシールエッジ部の開口形状と略相似形である上記１〜８の何れか一つに記載の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。図１は陰極線管用ガラスパネル製造装置の冷却ポジションにおける冷却装置の正面図で、一部を断面で示している。図２は図１のＡ−Ａ部における断面矢視図である。また、図３はかかる冷却装置の斜視図を示す。パネル１は上型（不図示）によって加圧成型された後そのまま図１に示すように下型２の内部に載置され、該パネル１のスカート部の上部及び上部開口部は下型２の上端に嵌合された中間型７によって外側から保持されている。この下型２の上方には、昇降装置（不図示）を装備した冷却空気供給管３がパネル１の中心に向けて設けられており、該冷却空気供給管３の下端に吹き出し部４が取り付けられている。
【００１８】
この吹き出し部４は、側壁部１２と該側壁部の上端に接続して吹き出し部４の天井部を形成している天板部５とから構成され、全体的に箱型をしている。側壁部１２は筒形状をしており、その下端は開口して送風口１３になっている。側壁部１２の好ましい横断面形状は、図２に示すようにパネル１の上部開口部（図では中間型７となっている）の内側形状と略相似しており、該内側形状よりわずかに小さい長方形または略長方形である。吹き出し部４の上部を形成している天板部５は、冷却空気供給管３に例えば溶接等により気密接合されており、通常は本例のようにパネル１のシールエッジ面と平行になっている。このようにパネル１のシールエッジ面に平行な天板部５は、後述の開口部の形成とこの開口部からの空気の排出がしやすくなる点で好ましいが、天板部５の形態はこれに限定されない。
【００１９】
冷却空気供給管３は、下型２の上方において従来のエアフォーマーと同様に昇降装置により吹き出し部４と一体に上下動できる。これにより、吹き出し部４を降下させて下型２内のパネル１に対し冷却できる状態に設置したり、あるいは上昇させてパネル１から離隔させることができる。この場合、吹き出し部４の設置高さは、吹き出し部４の送風口１３がパネル１の上部開口部とほぼ同じかそれより僅かに高くなるのが好ましい。
【００２０】
送風装置（不図示）から送給された冷却空気は、冷却空気供給管３から吹き出し部４に送られ、該吹き出し部４の下端からパネル１に向かって吹きつけられる。この空気流の整流効果を大きくするために、吹き出し部４の側壁部１２の高さｈ（図１参照）は１００〜１５０ｍｍ程度が好ましく、最低でも５０ｍｍ以上にするのが望ましい。ｈが５０ｍｍより小さいと、パネル１に吹きつけられた冷却空気の整流効果が薄れて、パネル１内の圧力差を効率よく低減させることが困難になる。
【００２１】
さらに、吹き出し部４の送風口１３の外周縁にはフランジ部１４を外方向に突出して設けるのが好ましい。このフランジ部１４の輪郭は、パネル１の上部開口部（シールエッジ部）の形状と略相似し略矩形状をしており、該上部開口部の内側形状より僅かに小さく、かつ側壁部１２の輪郭より僅かに大きい外径形状を有している。このフランジ部１４とパネル１との間には通常６〜１０ｍｍ程度の間隙が設けられ、パネル１に吹きつけられた冷却空気をこの間隙から外部に逃すことができる。このとき冷却空気が狭い間隙を通るとき流動抵抗を受けるためにパネル１の空間部内の空気圧が上昇し、この圧力によりパネル１のスカート部の傾到を防止できる。なお、フランジ部１４の幅は限定されないが、通常は５〜２０ｍｍ程度が好ましい。また、フランジ部１４を設けない場合には、吹き出し部４の側壁部１２をその分だけ横方向に拡大することにより、パネル１との間に所定の間隙を得ることができる。
【００２２】
本発明は、図２及び図３に示すように上記吹き出し部４の天板部５に開口部６を設け、冷却空気の一部をこの開口部６から外部に排気することを特徴とする。この排気によってパネル１内における冷却空気の流れが変更されるため、パネル１内の冷却空気の圧力差は開口部６を設けない従来の箱型エアフォーマーに比べて小さくなる。これにより、パネル１のフェース面に作用する冷却空気の圧力分布を均一化できる。この開口部６の形状としては、冷却空気を一様に排気しやすくかつ加工が容易などの点で本例のような四角形が好ましいが、これに限定されないで例えば円形や楕円形などでもよい。
【００２３】
本発明において、開口部６は天板部５に１個又は２個以上を設けることができる。本例では２個の開口部６を図２及び図３に示するように矩形状の天板部５の長軸方向（図２のＸ−Ｘ方向）に冷却空気供給管３の両側に対称に設けている。吹き出し部４からパネル１内に吹きつけられた冷却空気は、その多くがパネル１のフェース部の長軸方向に流動するため、長軸方向の周辺部における圧力は図４に示すように相対的に高くなる。したがって、開口部６は天板部５の中心部寄りに設けるよりは圧力が高い周辺部に設ける方がより効果的である。そして、天板部５の短辺側周辺部から冷却空気を満遍なく排気するために、細長の開口部６を天板部５の短辺に沿って設けるのが好ましい。
【００２４】
本発明において開口部６の開口面積は、パネル１内の圧力レベルを所望の範囲に維持する上で重要である。この開口面積を変えることで該圧力レベルを変更することが可能となり、また圧力レベルを調節することによりスカート部の傾到を抑えて所望のガラス形状を得ることができる。この開口部６の開口面積の目安としては、開口部６の開口面積と、吹き出し部４のフランジ部１４とパネル１との間隙からなる開口面積との合計開口面積を、開口部６を設けない吹き出し部４における前記間隙の開口面積とほぼ同一にする。したがって、本発明の好ましい吹き出し部４のフランジ部１４とパネル１との間隙は、開口部６を設けない吹き出し部４のフランジ部１４とパネル１との間隙よりも狭くなっている。例えば１７型パネルの場合、開口部６を設けないときのフランジ部１４とパネル１との間隙が１０ｍｍとすると、本発明ではフランジ部１４とパネル１との間隙は６ｍｍとし、天板部５に２０ｍｍ×１００ｍｍの開口部６を２個設けることにより、両者の総開口面積をほぼ同じにできる。
【００２５】
このようにフランジ部１４とパネル１との間隙を勘案したときの開口部６の開口面積としては、パネル１のシールエッジ部の内周で囲まれる領域の面積をＧとし、吹き出し部４の天板部５に設けられた開口部６の総面積をＳとするとき、Ｓ／Ｇが０．０３〜０．２であることが好ましく、０．０５〜０．１５であればより好ましい。Ｓ／Ｇが０．０３未満では吹き出し部４内からの冷却空気の排気量の割合が相対的に少なくなるために、パネル１内の周辺部における圧力調整機能が低下し、パネル１のフェース部内面における圧力差を十分に小さくすることが困難になる。その結果、パネル１のフェース部内面の変形防止が不十分になるおそれがある。またＳ／Ｇが０．２より大きいと、逆に吹き出し部４の周辺部からの排気の割合が大きくなり吹き出し部４のフランジ部１４とパネル１との間隙からの排気が少なくなるために、パネル１の周辺部の冷却が十分に得られなくなるので好ましくない。
【００２６】
なお、本例では細長の矩形状の開口部６を天板部５の短辺に沿って設けているため、開口部６の冷却空気の排気量分布は天板部５の短辺方向においてほぼ均一であるが、開口部６の開口面積を必要に応じ天板部５の短辺方向に沿って変更し、その排気量分布を変えることもできる。また、図示はしないが他の実施形態として吹き出し部４の天板部５に設けた開口部６に付加して，該開口部６に近い側壁部１２の上部に補助開口部を設けてもよい。
【００２７】
図５は、２個の開口部を図１及び図２のように天板部の短辺側の周辺部に設けた本発明の冷却装置でパネルを冷却したときの、パネルのフェース部における冷却空気の圧力分布を７０Ｐａピッチの等圧線で例示したものである。これを図４に示す天板部に開口部を設けない従来の箱型エアフォーマーを使用したときの圧力分布と比較すると、本発明で得られた冷却空気の圧力分布の方が全体的に等圧線の密度が小さく、フェース部の中心部と周辺部との圧力分布が均一であり、特に従来の箱型エアフォーマーで十分に圧力差を改善できなかった、フェース部の短辺側周辺部においても圧力が数段に低下していることが分かる。
【００２８】
さらに、図７は図５の圧力分布を有する本発明のエアフォーマーを使用して冷却したパネルの長軸断面におけるフェース部の内面形状データを示したものである。図６は、図４の圧力分布を有する従来の箱型エアフォーマーを用いて同一条件で冷却したパネルの長軸断面におけるフェース部の内面形状データを参考のため示したものである。横軸はパネルの中央からの水平距離、縦軸は設計値からの寸法のずれ（設計値との差）を示している。具体的には設計値との差がプラスのときはフェース部が設計値より外側に出っ張っており、マイナスのときは逆に凹んでいることを現している。フェース部内面の局所的な変形箇所は設計値に対する局所的な差として把握できる。図６と図７とを比較すると、図６ではフェース部の周辺部に局所的に凹凸（点線部）が存在しているが、図７ではこのような凹凸が実質的に存在しないため、本発明の冷却装置においては変形が認識できない程度にまで抑制されていることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の陰極線管用ガラスパネルの冷却装置は、吹き出し部の天板部に開口部を設けているので、吹き出し部内の冷却空気の一部をこの開口部から外部に排気することができる。これにより、押圧成型直後の変形しやすいパネルに吹き出し部から冷却空気を吹きつけて冷却する際、吹き出し部内の冷却空気の流れを変更してパネルの内面に作用する冷却空気の圧力分布を均一化し、パネルのフェース部内面の変形を抑制または防止できるという優れた効果を有する。特に、押圧成型直後の変形が起こりやすい偏肉形状のパネルに対し一層大きい効果を有する。さらに天板部に設ける開口部の開口面積をパネルのシールエッジ部の内周で囲まれる領域の面積に対し所定の割合にすることによって、パネルのスカート部の傾到とフェース面の変形とをより一層防止できる。
【００３０】
その結果、パネルの品質を向上させることができるとともに、従来は内面変形の問題から低い生産タクトを余儀なくされていた偏肉形状のパネルの生産を、本発明では内面変形が実質的に生じないので高い生産タクトを実現し生産性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である陰極線管用ガラスパネルの冷却装置の断面説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線部における断面図。
【図３】図１の冷却装置の斜視図。
【図４】従来の箱型エアフォーマーによる冷却時のフェース部における圧力分布図。
【図５】本発明の好ましいエアフォーマーによる冷却時のフェース部における圧力分布図。
【図６】従来の箱型エアフォーマーで冷却したパネルの長軸断面におけるフェース部の内面形状を示すグラフ。
【図７】本発明の好ましいエアフォーマーで冷却したパネルの長軸断面におけるフェース部の内面形状を示すグラフ。
【図８】陰極線管用ガラスパネルの断面図。
【符号の説明】
１：パネル
２：下型
３：冷却空気供給管
４：吹き出し部
５：天板部
６：開口部
７：中間型
１０：フェース部
１１：スカート部
１２：側壁部
１３：送風口
１４：フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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