(57)【要約】【課題】  ネック管に存在する圧縮応力層を適切化することにより、製造工程実行時の汚れ等或いは長距離輸送時等の微小傷が原因となってネック管に破損が発生するという事態を可及的に抑制する。【解決手段】  軸Ｚ方向一端に開口端部４を有する径が一様なストレート管部２及びストレート管部２の軸Ｚ方向他端部５に連なるフレア部３を備えたフレア付きネック管１において、ストレート管部２の軸Ｚ方向両端部４、５のうちの少なくとも開口端部４から軸Ｚ方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上に亘る第１環状領域７に圧縮応力層を形成する。この第１環状領域７は、ストレート管部２の軸Ｚ方向端部４（５）からそれぞれ軸方向中央部側に向かって２０ｍｍ以内の領域とされ、その圧縮応力層における最大圧縮応力値は、７ＭＰａ以下であって且つ２．５ＭＰａ以上とされる。【選択図】図１
2005216744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端に開口端部を有する径が一様なストレート管部と、該ストレート管部の軸方向他端に連なるフレア部とを備えた陰極線管用ガラスネック管において、
前記ストレート管部の軸方向両端部のうちの少なくとも前記開口端部から軸方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上に亘る領域に、圧縮応力層が形成されていることを特徴とする陰極線管用ガラスネック管。
【請求項２】
前記圧縮応力層は、前記ストレート管部の端部から軸方向中央部側に向かって２０ｍｍ以内の領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用ガラスネック管。
【請求項３】
前記圧縮応力層における最大圧縮応力値は、７ＭＰａ以下であって且つ２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の陰極線管用ガラスネック管。
【請求項４】
前記フレア部の開口端部に、圧縮応力層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の陰極線管用ガラスネック管。
【請求項５】
軸方向両端に開口端部を有する径が一様なストレート管のみで構成された陰極線管用ガラスネック管において、
前記ストレート管の軸方向両端部のうちの少なくとも一方の開口端部から軸方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上に亘る領域に、圧縮応力層が形成されていることを特徴とする陰極線管用ガラスネック管。
【請求項６】
前記圧縮応力層は、前記ストレート管の端部から軸方向中央部側に向かって２０ｍｍ以内の領域に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の陰極線管用ガラスネック管。
【請求項７】
前記圧縮応力層における最大圧縮応力値は、７ＭＰａ以下であって且つ２．５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項５または６に記載の陰極線管用ガラスネック管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管用ガラスネック管に係り、特に該ネック管の内外表面に存在する圧縮応力層を適切化するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、陰極線管は、主たるガラス部品として、略矩形の画像表示部を有する陰極線管用ガラスパネル（以下、単にパネルともいう）と、該パネルに封着されて内部を電子ビームが通過する陰極線管用ガラスファンネル（以下、単にファンネルともいう）と、該ファンネルに溶着されて内部に電子銃が格納される陰極線管用ガラスネック管（以下、単にネック管ともいう）とを備える。前記ファンネルは、軸方向（管軸方向）の一端に大開口端部を有し且つ他端に小開口端部を有すると共に、前記ネック管は、軸方向の両端にそれぞれ開口端部を有する。そして、該ネック管の一方の開口端部が前記ファンネルの小開口端部に溶着される構成とされている。
【０００３】
この場合、ネック管としては、軸方向一端に開口端部を有する径が一様なストレート管部と、該ストレート管部の軸方向他端に連なるフレア部とから構成されるもの（以下、単にフレア付きネック管ともいう）と、軸方向両端に開口端部を有する径が一様なストレート管のみで構成されるもの（以下、単にストレートネック管ともいう）との２種類が存在する。
【０００４】
前記フレア付きネック管を製作するための製造工程は、先ず、円筒状の長尺な元ガラス管をバーナーフレームで加熱しつつ、その一方の開口端部側に向かって漸次拡径する傘状のフレア部を形成する。次に、元ネック管を切り出すために、元ガラス管の所定位置をバーナーフレームで加熱しつつ、低温のカッターを加熱部位に接触させて所謂サーマルショックを生じさせ、これにより一定長さの元ネック管を切り出す切断処理を行なう。この場合、元ネック管の切断処理により生じた切り口は、鋭利な状態となっており、このままの状態では後続の処理等に支障を来たすことになる。そこで、上記の元ネック管の切断処理により生じた開口端部をバーナーフレームで加熱軟化させることにより、その時に生じる表面張力を利用して該切り口を非鋭利な状態に鈍化させて丸みを持たせる所謂グレージングが行なわれる。なお、フレア部側の開口端部は、フレア成形時の加熱により既にグレージングされた状態となっているが、上記の切断処理により生じた開口端部をグレージングする際に、再度フレア部側の開口端部のグレージングを行なうようにしてもよい。
【０００５】
以上のような各処理によって、図５に示すように、径が一様なストレート管部２の軸Ｚ方向一端にフレア部３が連なるフレア付きネック管１が得られる。しかしながら、上述のように両開口端部４、６（詳しくは、ストレート管部２の両端部４、５及びフレア部３）に対して加熱溶融処理が施されたネック管１を、そのまま放置して自然冷却させたのでは、ストレート管部２の両端部４，５からそれぞれ軸Ｚ方向中央部側に向かって所定寸法離隔した位置に至るまでの第１環状領域７（同図に平行斜線を付した環状領域）に、例えば８ＭＰａ以上の応力値を有する圧縮応力層が出現する。そして、このような圧縮応力層の出現に伴って、各第１環状領域７の軸Ｚ方向中央部側にそれぞれ隣接もしくは略隣接する第２環状領域８（同図に交差斜線を付した環状領域）に、例えば８ＭＰａ以上の不当に応力値の高い引張応力層が必然的に出現する。
【０００６】
また、前記ストレートネック管を製作するための製造工程は、上述のフレア付きネック管の製造工程からフレア部を形成する処理を排除した上で、元ガラス管の所定位置を所謂サーマルショックを生じさせることによる切断処理を順次施すと共に、両端切り口に所謂グレージングを施すことにより行なわれる。
【０００７】
このような処理によって、図６に示すように、径が一様なストレート管２ａのみからなるストレートネック管１ａが得られるが、このネック管１ａも加熱溶融処理後にそのまま自然冷却させたのでは、上記と同様にして、ストレート管２ａの両端部４ａ、５ａからそれぞれ軸Ｚａ方向中央部側に向かって所定寸法離隔した位置に至るまでの第１環状領域７ａに、例えば８ＭＰａ以上の応力値を有する圧縮応力層が出現し、各第１環状領域７ａの軸Ｚａ方向中央部側にそれぞれ隣接もしくは略隣接する第２環状領域８ａに、例えば８ＭＰａ以上の引張応力層が必然的に出現する。
【０００８】
ところで、下記の特許文献１の段落［０００７］には、切断端面から５ｍｍ〜１０ｍｍ離隔した部位、換言すれば切断端面から５ｍｍ離隔した位置を始端として１０ｍｍ離隔した位置を終端とする５ｍｍ幅の部位に引張応力層が形成されることが記載されている。したがって、圧縮応力層が形成される領域は、ストレートネック管１ａについては、ストレート管２ａの軸Ｚａ方向両端部４ａ、５ａからそれぞれ５ｍｍ程度の範囲内に存在し、フレア付きネック管１については、ストレート管部２の軸Ｚ方向両端部４、５からそれぞれ５ｍｍ程度の範囲内に存在することになる。
【０００９】
そして、このような状態にあるネック管は、通例、下記の特許文献１の段落［０００８］に記載されているように、引張応力を消失させる目的で、除歪処理に付される。詳述すると、同文献には、段階的にバーナーの火力を弱めつつ、切断端面と切断端面から約１０ｍｍまでの範囲における外表面に対して万遍無くその炎を照射し、これを約１０秒間に亘って行なうことにより除歪処理を完了させることが記載されている。
【００１０】
すなわち、同文献の記載内容を勘案すれば、除歪処理が極めて短時間（約１０秒間）で行なわれていた関係上、バーナーによる加熱温度を徐冷点よりも遥かに高温（例えば７００℃〜９００℃）に設定した場合であっても、ネック管のガラス肉厚方向の中央部付近まで充分且つ均一に加熱することは困難であった。詳述すると、ネック管のガラス肉厚方向に対しては、伝導によってのみ熱が伝わるものであるため、上述のように約１０秒間のバーナー加熱では、ガラス肉厚方向の中央部付近が充分に加熱されるには至らないことになる。このため、同文献に記載の除歪処理では、引張応力層の応力値が低減されるに留まり、これが原因となって圧縮応力層が形成される第１環状領域の軸方向の幅は、依然として上述の５ｍｍ程度の範囲内となる。
【特許文献１】特開２００３−２１７４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ネック管の製造工程を実行する場合には、ネック管の両端部（フレア付きネック管では、ストレート管部の両端部）から１０ｍｍの範囲に亘って最も汚れや微小傷が付き易く、また製造工程終了後にネック管を取り扱う場合、特にネック管自体を製品として梱包し且つ輸送する場合にも、ネック管の両端部から１０ｍｍの範囲が最も微小傷の付き易い部位となる。
【００１２】
それにも拘わらず、上記の特許文献１に開示もしくは示唆されているように、圧縮応力層がネック管の両端部から５ｍｍの範囲内に存在し、且つ引張応力層が５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲に残存していると、上述の汚れや微小傷が引張応力の作用によって大きな傷に伸展し、これに起因してネック管が破損する等の不具合を招く。このような不具合は、ネック管のファンネルへの溶着時などに生じる可能性が高いことから、特にネック管の両端部のうちのファンネルに溶着される端部側（フレア付きネック管ではストレート管部の開口端部側）において顕著となって現れる。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ネック管に存在する圧縮応力層を適切化することにより、製造工程実行時の汚れ等或いは長距離輸送時等の微小傷が原因となってネック管に破損が発生するという事態を可及的に抑制することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記技術的課題を解決するためになされた本発明は、軸方向一端に開口端部を有する径が一様なストレート管部と、該ストレート管部の軸方向他端に連なるフレア部とを備えた陰極線管用ガラスネック管において、前記ストレート管部の軸方向両端部のうちの少なくとも前記開口端部から軸方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上に亘る領域に、圧縮応力層が形成されていることを特徴とするものである。この場合、１０ｍｍ以上の領域に亘る圧縮応力層は、ストレート管部の開口端部（ファンネルと溶着される端部）に限らず、ストレート管部のフレア部側の端部を基準として形成してもよい。なお、ストレート管部のフレア部側の端部とは、ストレート管部の主たる外表面とフレア部の主たる外表面との仮想交差部を意味する（以下、同様）。
【００１５】
このような構成によれば、フレア付きネック管の製造工程実行時に最も汚れや微小傷が付き易く、或いは製造工程終了後にネック管を取り扱う場合、特にネック管自体を製品として梱包し且つ輸送する場合に最も微小傷の付き易い部位であるストレート管部の開口端部から少なくとも１０ｍｍの範囲が、圧縮応力層によって強化されていることになる。すなわち、既述のように従来の除歪処理ではストレート管部の開口端部から５ｍｍ程度離隔した位置を始端として１０ｍｍ程度離隔した位置を終端とする約５ｍｍ幅の領域に残存していた引張応力層までもが、圧縮応力層に転じて当該領域を強化していることになる。したがって、製造工程実行時に、その範囲に汚れや微小傷が付いた場合であっても、これが大きな傷に伸展することを抑制できると共に、製造工程終了後の取り扱い時においては、その範囲に微小傷が付くこと自体を抑制できることになる。この結果、上記の汚れや微小傷に起因するネック管の破損或いは割れの発生を的確に回避することが可能となる。なお、以上のような利点を享受する上で、圧縮応力層の形成領域は、ストレート管部の軸方向両端部のうちの少なくとも開口端部から軸方向中央部側に向かって１２ｍｍ以上に亘る領域であることが、より好ましい。
【００１６】
なお、上記のように、圧縮応力層の形成領域を、従来の領域（ストレート管部の両端部から５ｍｍの範囲内）よりも大幅に増大するためには、除歪処理を行なうに際して、ネック管のガラス肉厚の中央部付近が徐冷点を上回るまで一旦昇温できるように相対的に長時間に亘って加熱すること、及び上記の徐冷点を上回るに至る昇温が完了するまでの間にガラスが溶けない程度に相対的に低温で加熱すること等が条件とされる。
【００１７】
上記の構成において、圧縮応力層は、前記ストレート管部の端部（開口端部または両端部）からそれぞれ軸方向中央部側に向かって２０ｍｍ以内の領域に形成されていることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、汚れや微小傷に起因するネック管の破損の発生確率が極めて低い領域にまでも圧縮応力層を形成するという無駄を省くことができると共に、上記の２０ｍｍを超える領域に圧縮応力層を形成する場合における除歪処理作業の面倒且つ煩雑化を回避することが可能となる。
【００１９】
以上の構成において、前記圧縮応力層における最大圧縮応力値は、７ＭＰａ以下であって且つ２．５ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、前記最大圧縮応力値は、セナルモン法により測定される値である。
【００２０】
このようにすれば、圧縮応力層は、応力値が過度に高くなく且つ過度に低くもない状態で充分なネック管の強化効果を奏する。また、圧縮応力層の軸方向中央部側に隣接もしくは略隣接して必然的に形成される引張応力層の応力値は、圧縮応力値と同様に過度に高くならないことから、ネック管の長距離輸送時等に、引張応力層の形成領域に擦れ等が生じても引張応力の作用によってネック管が破損に至る確率は極めて低くなる。すなわち、圧縮応力層の最大圧縮応力値が７ＭＰａを超えると、引張応力の作用による長距離輸送時等のネック管の破損を充分に抑制できなくなる一方、２．５ＭＰａ未満であると、圧縮応力の作用によるファンネルとの溶着時のネック管の破損抑制効果を充分に得ることができなくなる。したがって、圧縮応力層の形成領域と引張応力層の形成領域との広い領域に亘る長距離輸送時等の破損の抑制効果と、圧縮応力層の形成領域でファンネルとの溶着時に生じ得る破損の抑制効果とについて、双方の長所を兼ね備えたネック管が得られることになる。この結果、ネック管をそれ自体で製品として取り扱う場合、すなわちガラス物品製造工場等で製作したネック管を梱包して長距離輸送により他の工場等に送り、他の工場等で当該ネック管とファンネルとを溶着する場合に、特に好都合となる。
【００２１】
以上の構成において、前記フレア部の開口端部に、圧縮応力層が形成されていることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、ストレート管部の端部周辺のみならず、フレア部の開口端部についても圧縮応力層によって強化されることになり、フレア付きネック管の全領域における汚れや微小傷に起因する破損の発生確率が効率良く低減される。しかも、フレア付きネック管においては、フレア部が下方となる状態でコンベア上に載置されて搬送される場合があるが、このような場合に、フレア部の開口端部がコンベアから衝撃荷重や振動等を受けても、当該開口端部は圧縮応力層により強化されていることから、微小傷やクラック或いは割れ等の発生が効果的に抑制される。
【００２３】
また、上記技術的課題を解決するためになされた本発明は、軸方向両端に開口端部を有する径が一様なストレート管のみで構成された陰極線管用ガラスネック管において、前記ストレート管の軸方向両端部のうちの少なくとも一方の開口端部から軸方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上（より好ましくは１２ｍｍ以上）に亘る領域に、圧縮応力層が形成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
このような構成によれば、ストレートネック管の全構成要素であるストレート管について、フレア付きネック管のストレート管部における既述の対応する構成に基づく作用効果と同一の作用効果が得られる。
【００２５】
そして、このストレートネック管についても、圧縮応力層は、前記ストレート管の端部（一方または双方の開口端部）からそれぞれ軸方向中央部側に向かって２０ｍｍ以内の領域に形成されていることが好ましく、また圧縮応力層における最大圧縮応力値は、７ＭＰａ以下であって且つ２．５ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、ストレートネック管のストレート管についても、フレア付きネック管のストレート管部における既述の対応するそれぞれの構成に基づく作用効果と同一の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、フレア付きネック管のストレート管部（ストレートネック管ではストレート管）の少なくとも一端の開口端部からそれぞれ軸方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上に亘る領域に、圧縮応力層が形成されていることから、ネック管の製造工程実行時に最も汚れや微小傷が付き易く、或いは製造工程終了後にネック管を取り扱う場合に最も微小傷の付き易い部位が、圧縮応力層によって強化されていることになる。したがって、製造工程実行時に、その範囲に汚れや微小傷が付いた場合であっても、これが大きな傷に伸展することを抑制できると共に、製造工程終了後の取り扱い時においては、その範囲に微小傷が付くこと自体を抑制することができ、汚れや微小傷に起因するネック管の破損或いは割れの発生を的確に回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るネック管を示す概略斜視図、図２は、そのネック管の製造方法の実施状況を示す概略正面図、図３は、本発明の第２実施形態に係るネック管を示す概略斜視図、図４は、前記第１実施形態に係るネック管の強度実験を行なっている状態を示す概略正面図である。なお、以下の説明においては、便宜上、既述の図５及び図６に示す各ネック管と共通の構成要件については、必要に応じて同一符号を使用する。
【００２９】
本発明の第１実施形態に係るネック管１は、図１に示すように、フレア付きネック管であって、軸Ｚ方向の所定距離に亘って一様な径のストレート管部２と、このストレート管部２から遠ざかるに連れて漸次拡径する傘状のフレア部３とを一体化して構成されている。そして、ストレート管部２の一方側には、ファンネルの小開口端部に溶着される小径の開口端部４（以下、溶着側端部４という）が形成されると共に、このストレート管部２の他方側の端部５（以下、フレア側端部５という）には、上述のフレア部３が連なっている。更に、フレア部３の開放端側には、相対的に大径の開口端部６が形成されている。
【００３０】
このネック管１のストレート管部２は、その両端部４、５の周辺にそれぞれ圧縮応力層が形成されている。詳述すると、このネック管１は、ストレート管部２の両端部４、５からそれぞれ軸Ｚ方向中央部側に向かって１０ｍｍ以上に亘り且つ２０ｍｍ以内の第１環状領域７に、圧縮応力層が形成されている。この二つの圧縮応力層は何れも、最大圧縮応力値が７ＭＰａ以下（好ましくは５ＭＰａ以下）で且つ２．５ＭＰａ以上とされ、両者が同等の応力値とされている。したがって、このストレート管部２の両端部４、５は、圧縮応力層によって同等に強化された状態にある。なお、上記の最大圧縮応力値は、より好ましくは、３．５ＭＰａ以下で且つ２．５ＭＰａ以上とされる。
【００３１】
また、このネック管１は、ストレート管部２における各第１環状領域７のそれぞれの軸Ｚ方向中央部側に隣接もしくは略隣接する第２環状領域８に、引張応力層が形成され、この各第２環状領域８の軸Ｚ方向の幅は、それぞれ１０ｍｍ以上であって且つ２０ｍｍ以内とされている。この二つの引張応力層は何れも、最大引張応力値が例えば７ＭＰａ以下（好ましくは５ＭＰａ以下）で且つ２．５ＭＰａ以上とされ、両者が同等の応力値とされている。なお、上記の最大引張応力値は、より好ましくは、例えば３．５ＭＰａ以下で且つ２．５ＭＰａ以上とされる。
【００３２】
更に、このネック管１におけるフレア部３の開口端部６にも、圧縮応力層が形成されている。詳述すると、このフレア部３には、開口端部６側から順に、圧縮応力層、引張応力層、及び圧縮応力層が形成されている。
【００３３】
以上の構成を備えたネック管１は、以下に示すようにして製造される。すなわち、先ず従来と同様に、元ネック管の開口端部となる元ガラス管の開口端部をバーナーフレームで加熱しつつフレア部を形成すると共に、元ガラス管の元ネック管の他端となる部分をバーナーフレームで加熱しつつ一定の長さの元ネック管を切り出し、その元ネック管の切り出し開口端部をバーナーフレームで加熱軟化させることにより所謂グレージングを行なう。
【００３４】
この直後（ネック管１の表面温度は約２５０℃）に、図２に示すように、ストレート管部２の溶着側端部４とフレア側端部５とに対応する２位置を径方向両側から挟むように配列した計四個の所謂赤外線バーナー９（バーナーで金属を赤熱したもの）によって、ストレート管部２の両端部４、５の外周側からそれぞれの両端部４、５に最寄りの引張応力層、圧縮応力層及びその周辺を加熱して除歪処理を行なう。この除歪処理を行なう直前のネック管１は、ストレート管部２の両端部４、５からそれぞれ軸Ｚ方向中央部側に向かって５ｍｍ程度の範囲の第１環状領域７'に圧縮応力層が形成され、各第１環状領域７'のそれぞれの軸Ｚ方向中央部側に隣接もしくは略隣接する第２環状領域８'に、軸Ｚ方向の幅が例えば５ｍｍ程度の引張応力層が形成されている。そして、赤外線バーナー９によって加熱される領域は、ストレート管部２の軸Ｚ方向両端部４、５から軸Ｚ方向中央部側に向かって２０ｍｍ程度の領域と、フレア部３の全領域とである。
【００３５】
上記の除歪処理の実行時には、ネック管１は、四個の赤外線バーナー９によって取り囲まれた状態で、軸Ｚ廻りに矢印ａで示すように回転（自転）するが、その回転は。一定速度、或いは所定周期での可変速度であってもよく、更には間欠的な回転であってもよい。そして、このような除歪処理を、例えば４７５℃で３０秒以上に亘って実行することにより、換言すれば、ネック管１のガラス表面が溶けない程度の加熱であって且つネック管１のガラスの肉厚方向中央部が徐冷点を僅かに上回るまで一旦昇温されるような除歪処理を実行することにより、ストレート管部２の両端部４，５から軸Ｚ方向中央部側に向かって除歪処理前よりも広い領域（図１に示す各環状領域７、８）に圧縮応力層及び引張応力層が形成される。これにより、図２に示す第２環状領域８'の引張応力層が、図１に示す第１環状領域７の圧縮応力層に転じることになる。
【００３６】
なお、上記第１実施形態では、ネック管１のストレート管部２の溶着側端部４とフレア側端部５とについて、両者同等の寸法範囲に、第１環状領域７（圧縮応力層）及び第２環状領域８（引張応力層）を形成したが、フレア側端部５側については、上記のような寸法範囲に限定されるものではない。
【００３７】
図３は、本発明の第２実施形態に係るネック管を例示している。このネック管１ａは、軸Ｚａ方向全長に亘って径が一様なストレート管２ａのみで構成されたストレートネック管である。そして、このストレート管２ａは、両端部（両端開口部）４ａ、５ａをそれぞれ基準として、上述の第１実施形態に係るフレア付きネック管１のストレート管部２と同一位置に、同一軸方向幅の第１環状領域７ａ（圧縮応力層）及び第２環状領域８ａ（引張応力層）が形成されている。また、このストレート管２ａの製造方法も、フレア部の形成に関する工程を除外すれば、上述の第１実施形態に係るネック管１と同一である。なお、この第２実施形態においても、ストレート管２ａの両端部４ａ、５ａのうちの何れか一方の端部側の第１環状領域７ａ及び第２環状領域８ａについては、上記の寸法範囲に限定されるものではない。
【実施例】
【００３８】
下記における本発明の実施例１〜４と、比較例１〜３としては、何れも、ネック管として、外径（ストレート管部の外径）が２９．２ｍｍ、肉厚が２．５ｍｍのフレア付きネック管を作製した。そして、本発明の実施例１〜４と、比較例１〜３とでは、ネック管の製造方法のうちの除歪処理が相違している。すなわち、実施例１〜４は、図２に示す状態で赤外線バーナー９を左右に約６０ｍｍ離間させて配列して除歪処理を行なった後、自然冷却をしたものである。そして、実施例１については、赤外線バーナーによる加熱を受ける時間が約５０秒、実施例２については、当該時間が約４５秒、実施例３については、当該時間が約３８秒、実施例４については、当該時間が、約３０秒である。なお、実施例１〜４は、何れもがネック管を回転させる回転速度を周期的に変化させることによって得られたものであり、また何れもが赤外線バーナーによって加熱される部位のネック管表面の最高温度が約４７５℃になるようにして得られたものである。一方、比較例１は、除歪処理を行なわずに自然冷却させたものである。比較例２は、台車の上にフレア部が下向きの状態でネック管を載置し、雰囲気温度が約６５０℃に設定された徐冷炉にネック管を台車ごと約３５分間にわたって存置させることにより、圧縮応力層の応力値を零としたものである。比較例３は、実施例１と同様の手法を採用しつつ、赤外線バーナーの位置を、図２に示す位置よりもネック管の軸方向中央部から遠ざけた状態で除歪処理を施したものである。
【００３９】
このようにして得られた各ネック管について、ストレート管部の両端部への傷の付き易さを確認した。詳述すると、陰極線管の製造工程においては、ネック管のストレート管部の両端部周辺に付いた汚れや微小傷が原因となる破壊が殆どであることから、ネック管のストレート管部の両端部周辺に、♯３２０のサンドペーパー（エメリ紙）を所定圧力、例えば約５ＭＰａ（５００ｇｆ／ｍｍ2）で押し当てると共に擦過して傷を付け（アブレイド）、その時の傷の深さを測定した。更に、これらのネック管を用いて陰極線管を製造し、その製造時に、ストレート管部の両端部の汚れや微小傷を起点とする破壊が生じる割合を測定した、これらの測定結果を、下記の表１に示す。なお、下記の表１中、最大圧縮応力値は、上記の実験後に各ネック管の破壊した起点付近を切断し、その断面をセナルモン法で観察した際に表面に存在した最大圧縮応力値を意味している。
【００４０】
【表１】
2005216744.tif 000003
【００４１】
上記の表１によれば、比較例１のネック管におけるストレート管部の両端部周辺には、応力値の高い圧縮応力層を確認することができ、この圧縮応力層の存在によりサンドペーパーによる傷が浅くなっていることが伺えるものの、そのような圧縮応力層の長さは、ストレート管部の両端部からそれぞれ５ｍｍの短尺な範囲に留まっている。また、比較例２のネック管におけるストレート管部の両端部周辺には圧縮応力層が形成されないため、サンドペーパーによる擦れで容易に傷が付くことが伺える。更に、比較例３のネック管におけるストレート管部の両端部周辺は、圧縮応力層の存在によりサンドペーパーによる傷が浅くなっていることが伺えるものの、そのような圧縮応力層の長さは、ストレート管部の両端部からそれぞれ６ｍｍの短尺な範囲に留まっている。一方、実施例１〜４のネック管では、ストレート管部の両端部周辺に３．５ＭＰａ及び７ＭＰａの適度な応力値の圧縮応力層が存在しているため、擦れによる傷は付き難いことを把握することができ、且つ、そのような圧縮応力層の長さは、１０ｍｍ及び１２ｍｍの長尺な範囲に亘っている。この場合、仮に陰極線管の製造工程において、ストレート管部の両端部の汚れや微小傷を起点とした破壊が起こっても、不良発生として問題にならない許容範囲は１０００ｐｐｍとされている。この事を勘案すれば、実施例１〜４のネック管は、何れも、陰極線管製造工程における当該ネック管を原因とする破壊の割合が、比較例１〜３よりも小さいことを把握することができる。そして、上記の表１によれば、ストレート管部の両端部周辺の表面を♯３２０のサンドペーパーで擦過した時の傷の深さが１０μｍ以内であれば、実用上問題がないと言える。
【００４２】
次に、上記の実施例１〜４及び比較例１〜３の各ネック管について、ボイルショックテストを実施した。このボイルショックテストは、次のようにして行なった。すなわち、第１番目に、ネック管の外表面および内表面をサンドペーパー（エメリ紙）で擦過して傷を付け（アブレイド）、そのネック管のストレート管部の溶着側端部にゴム栓等で栓をする。第２番目に、図４に示すように、ネック管１を所定温度の湯槽１０に浸けると共に、そのネック管１の内部にも同様の湯を入れ、ネック管１の温度が湯温と同一になるように所定時間保持する。第３番目に、所定時間の経過後、ネック管１を湯槽１０から取り出し、その内部に湯が入った状態のままで冷水槽に浸ける。第４番目に、冷水槽に浸けた場合に、ネック管が（６０秒以内に）割れた時の湯と冷水との温度差ΔＴを確認する。この場合にネック管が割れなかった時には、上記第２番目の処理における湯の温度を上昇させて、第２番目〜第４番目の処理をネック管が割れるまで繰り返す。このようなテストを、実施例１〜４及び比較例１〜３のそれぞれについて、５本ずつ行ない、上記の温度差ΔＴの平均値を算出した。その結果を、下記の表２に示す。なお、下記の表２中における最大圧縮応力値は、上記の実験後に各ネック管の破壊した起点付近を切断し、その断面をセナルモン法で観察した際に表面に存在した最大圧縮応力値を意味している。また、下記の表１中、判定の符号◎は、引張応力層の存在を原因としては割れが殆ど生じないものを意味し、符号○は、そのような割れが生じるものの長距離輸送等を行なう場合に問題とならないものを意味し、符号×は、そのような割れが容易に発生して使用に耐え得ないものを意味する。
【００４３】
【表２】
2005216744.tif 000004
【００４４】
上記のボイルショックテストは、ガラスの破壊し易さを測定するものであって、温度差ΔＴが小さいほど破壊し易いガラスであり、また上記のようにサンドペーパーで擦過することによって特に引張応力層の程度を知ることができる。すなわち、ストレート管部に圧縮応力層が存在すればこれに隣接もしくは略隣接して引張応力層が形成され、その最大圧縮応力値が大きくなるに連れて最大引張応力応力値も大きくなるのが通例である。そして、大きな応力値の引張応力層がネック管の表面に存在すると、サンドペーパーによる傷を起点としては破壊が起こり易くなる。また、サンドペーパーによる擦過を外表面のみならず内表面にも施す理由は、陰極線管を製造する過程でネック管の内部に電子銃を装填する際には、ネック管の内部の所定位置に電子銃を固定するためのバネ部材によりネック管の内表面が擦過されることから、当該内表面にも傷が付くおそれがあることによる。
【００４５】
一般に、ボイルショックテストでは、♯１５０での擦過によるもので５５℃以上、♯３２０以上での擦過によるもので６０℃以上であれば、陰極線管の製造や搬送には支障を来たさないと判断されている。したがって、上記の表１によれば、ネック管のストレート管部の表面（内表面および外表面）の最大圧縮応力値が７ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下であれば、圧縮応力を零にすることにより引張応力も零にした場合と同様に、割れが生じないものであって、仮にネック管の表面に微小傷が付いても、その傷が伸展してネック管が破壊することはないと言える。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るネック管を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るネック管の製造方法の実施状況を概略的に示す概略正面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るネック管を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るネック管の強度実験を行なっている状態を示す概略正面図である。
【図５】従来のネック管の一例を示す斜視図である。
【図６】従来のネック管の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ネック管
２  ストレート管部
３  フレア部
４  ストレート管部の溶着側端部（開口端部）
５  ストレート管部のフレア側端部
６  フレア部の開口端部
７  第１環状領域（圧縮応力層）
８  第２環状領域（引張応力層）
Ｚ  軸（フレア付きネック管の軸）
Ｚａ  軸（ストレートネック管の軸）
【図１】
2005216744.tif 000005
【図２】
2005216744.tif 000006
【図３】
2005216744.tif 000007
【図４】
2005216744.tif 000008
【図５】
2005216744.tif 000009
【図６】
2005216744.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月9日(2004.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記圧縮応力層は、前記ストレート管の端部から軸方向中央部側に向かって２０ｍｍ以内の領域に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の陰極線管用ガラスネック管。