(57)【要約】【課題】  シャドウマスクが張力を印加されてフレームに架張されてなるシャドウマスク構体が板ばねを介してパネル内面に保持されたカラー陰極線管において、動作開始直後の熱膨張によるシャドウマスク構体の回転が防止され、色ずれの低減されたカラー陰極線管を提供する。【解決手段】  板ばね１は、シャドウマスク構体側の第１屈曲部１ｆと、パネルピン９側の第２屈曲部１ｄと、第１屈曲部１ｆと第２屈曲部１ｄとの間の第３屈曲部１ｈとを有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力が印加された状態でシャドウマスクがフレームに架張されてなるシャドウマスク構体と、パネルの側壁に植設されたパネルピンと、前記シャドウマスク構体を前記パネルピンに懸架し保持させるための板ばねとを有するカラー陰極線管において、
前記張力印加方向における前記シャドウマスク構体の端縁と前記パネルの前記側壁との間に配された前記板ばねは、前記シャドウマスク構体側の第１屈曲部と、前記パネルピン側の第２屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間の第３屈曲部とを有することを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記板ばねは、前記第３屈曲部において前記パネルの前記側壁側が凸となるように屈曲している請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
前記シャドウマスク構体が前記パネルピンに懸架され保持されている状態において、前記第３屈曲部は、前記第２屈曲部よりも前記パネルの前記側壁までの距離が短い請求項１又は２に記載のカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャドウマスク構体が板ばねによりパネル内に懸架され保持されたカラー陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー陰極線管は、外光の映り込みが少なく見栄えが良いという点から、画像が表示されるフェイスパネルが平面化されている。これに伴い、色選別の機能を果たすシャドウマスクは、プレスタイプのものから、張力を印加された状態でフレームに溶接されるタイプが用いられるようになってきた。
【０００３】
このような、シャドウマスクが張力が印加された状態でフレームに溶接された架張型シャドウマスクを備えた従来のカラー陰極線管の一例の断面図を図１に示す。図示したように、カラー陰極線管の管軸をＺ軸、水平方向軸をＸ軸、垂直方向軸をＹ軸とする直交座標系を定義する。Ｘ軸とＹ軸とはＺ軸上で交差する。
【０００４】
本図に示したカラー陰極線管は、内面に蛍光体スクリーン２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル（以下、「パネル」という）２と、パネル２の後方に接続されたファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵された電子銃５と、パネル２の内部に蛍光体スクリーン２ａに対向して設けられたシャドウマスク７と、シャドウマスク７を保持するフレーム８とを備えている。また、電子銃５から出射された電子ビーム４を偏向走査するためにファンネル３の外周面上には偏向ヨーク６が設けられている。シャドウマスク７は、規則正しく配列された多数の電子ビーム通過孔を有しており、電子銃から発射される３本の電子ビーム４（図１では重なった１本の束としてモデル的に示している）に対して色選別の役割を果たしている。
【０００５】
架張型シャドウマスク構体は、図２に示すように、画面垂直方向（Ｙ軸方向、即ち図２の紙面の上下方向。以下、「垂直方向」と称する）の張力Ｔａが印加されたシャドウマスク７と、垂直方向の加圧力Ｔｂが加えられた状態でシャドウマスク７を保持するフレーム８とから構成される。フレーム８は、画面水平方向（Ｘ軸方向、即ち図２の紙面に垂直な方向。以下、「水平方向」と称する）に沿って離間して配された長辺をなす一対の支持部材８ａと、垂直方向に沿って離間して配された短辺をなす一対の連結部材８ｂとを備える。一対の支持部材８ａの両端に一対の連結部材８ｂが溶接されて、矩形枠状のフレーム８が構成されている。一対の支持部材８ａのそれぞれの一側縁８ｃにシャドウマスク７が溶接されている。
【０００６】
このような架張型シャドウマスク構体においては、シャドウマスク７に印加された張力Ｔａとフレーム８に印加された加圧力Ｔｂとがバランスしており、このときフレーム８は加圧力Ｔｂによって垂直方向に圧縮変形している。
【０００７】
このような架張型シャドウマスク構体のパネル２への懸架は、特許文献１に記載されているように、以下のように行われる。フレーム８の支持部材８ａの長手方向の略中央位置にスプリング取り付け部８ａ１を設け、また、フレーム８の連結部材８ｂの長手方向の略中央位置にスプリング取り付け部８ｂ１を設け、それぞれのスプリング取付部８ａ１，８ｂ１に板ばね１を溶接する。一方、パネル２の内側側壁面に複数のパネルピン９を植設する。板ばね１をパネルピン９に係止することによりシャドウマスク構体をパネル２内に懸架し保持させる。
【０００８】
従来の板ばね１を図３に示す。図３に示した板ばね１は、フレーム８のスプリング取付部８ａ１，８ｂ１に溶接するための溶接代を有する溶接部１ｃと、パネルピン９に嵌合して係止するための嵌合孔を有する係止部１ｄと、これら間にはさまれたばねとしての役目を果たす弾性部１ｅとを有する。溶接部１ｃと弾性部１ｅとの間には、フレーム８側（つまりシャドウマスク構体側）に凸となるように屈曲された第１屈曲部１ｆが形成され、弾性部１ｅと係止部１ｄとの間には、パネル２側に凸となるように屈曲された第２屈曲部１ｇが形成されている。第１及び第２屈曲部１ｆ，１ｇを除く溶接部１ｃ、係止部１ｄ、及び弾性部１ｅは、いずれも平板状である。
【特許文献１】特開２００２−１５０９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図３に示す板ばね１を用いてシャドウマスク構体をパネル２に取り付けた場合、カラー陰極線管の動作開始直後にシャドウマスク構体が回転し、シャドウマスク７の電子ビーム通過孔の位置が移動し、これを通過した電子ビーム４が所望の蛍光体を射突せず、表示画像において色ずれを生じるという問題が生じる。
【００１０】
これは、以下の理由によると考えられる。カラー陰極線管の動作開始直後は、シャドウマスク７は電子ビーム４により加熱されるため、フレーム８よりも急激に温度上昇する。従って、シャドウマスク７が急激に熱膨張して張力Ｔａが低下し、これとバランスしているフレーム８への加圧力Ｔｂも低下し、フレーム８の垂直方向の圧縮変形が緩和される。即ち、フレーム８の垂直方向の外寸法が拡大する。これは、スプリング取り付け部８ａ１とこれに対向するパネル２の側壁との間の間隔が縮小することを意味し、スプリング取り付け部８ａ１に取り付けられた板ばね１に垂直方向の圧縮力が作用する。この圧縮力による板ばね１の変形がシャドウマスク構体の回転を招いていると考えられる。
【００１１】
本発明は、従来のカラー陰極線管における上記の問題を解決し、熱膨張によるシャドウマスク構体の回転が防止され、色ずれが低減されたカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管は、張力が印加された状態でシャドウマスクがフレームに架張されてなるシャドウマスク構体と、パネルの側壁に植設されたパネルピンと、前記シャドウマスク構体を前記パネルピンに懸架し保持させるための板ばねとを有する。そして、前記張力印加方向における前記シャドウマスク構体の端縁と前記パネルの前記側壁との間に配された前記板ばねは、前記シャドウマスク構体側の第１屈曲部と、前記パネルピン側の第２屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との間の第３屈曲部とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シャドウマスク構体の回転による電子ビームの蛍光体スクリーンに対する射突位置ずれを低減し、色ずれの少ないカラー陰極線管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上記の本発明のカラー陰極線管において、前記板ばねは、前記第３屈曲部において前記パネルの前記側壁側が凸となるように屈曲していることが好ましい。
【００１５】
また、前記シャドウマスク構体が前記パネルピンに懸架され保持されている状態において、前記第３屈曲部は、前記第２屈曲部よりも前記パネルの前記側壁までの距離が短いことが好ましい。
【００１６】
以下、本発明のカラー陰極線管を図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明のカラー陰極線管の一実施形態の構成は板ばね１の構成を除いて図１に示した従来のカラー陰極線管と同様である。従来と異なる点を中心に本発明のカラー陰極線管を説明する。
【００１８】
本発明のカラー陰極線管では、架張型シャドウマスク構体を懸架するために、図４に示すような板ばね１を使用する。図４に示した板ばね１は、フレーム８のスプリング取付部８ａ１，８ｂ１に溶接するための溶接代を有する溶接部１ｃと、パネルピン９に嵌合して係止するための嵌合孔を有する係止部１ｄと、これら間にはさまれたばねとしての役目を果たす弾性部１ｅＡ，１ｅＢとを有する。溶接部１ｃと弾性部１ｅＡとの間には、フレーム８側（つまりシャドウマスク構体側）に凸となるように屈曲された第１屈曲部１ｆが形成され、弾性部１ｅＢと係止部１ｄとの間には、フレーム８側に凸となるように屈曲された第２屈曲部１ｇが形成され、弾性部１ｅＡと弾性部１ｅＢとの間には、パネル２側に凸となるように屈曲された第３屈曲部１ｈが形成されている。第１〜第３屈曲部１ｆ，１ｇ，１ｈを除く溶接部１ｃ、係止部１ｄ、及び弾性部１ｅＡ，１ｅＢは、いずれも平板状である。
【００１９】
図４に示した板ばね１の作用を、図３に示した板ばね１と比較しながら説明する。
【００２０】
まず、図３に示した板ばね１について説明する。図５は、従来のカラー陰極線管において図３に示した板ばね１によるシャドウマスク構体の回転を説明する正面図である。図５において、実線の矩形８０は熱膨張前のフレーム８の概略の外形形状を、二点鎖線の矩形８１はカラー陰極線管が動作された直後の熱膨張が生じたフレーム８の概略の外形形状をそれぞれ示している。
【００２１】
図示したように、カラー陰極線管が動作していない状態、即ち熱膨張していないフレーム８の垂直方向の外寸法を２Ｙ0とする。カラー陰極線管を動作すると、上述したようにシャドウマスクが熱膨張することにより、フレーム８の垂直方向の圧縮変形が緩和され、その垂直方向の外寸法は２Ｙ1に拡大する。フレーム８の熱膨張の有無にかかわらず、パネル２の内側側壁の垂直方向の内寸法は変化しない。従って、フレーム８の垂直方向における一方の端縁とパネル２の内側側壁との間の垂直方向における間隔は、フレーム８の熱膨張により、ΔＹ＝Ｙ1−Ｙ0だけ狭くなる。従って、フレーム８の垂直方向の両端縁に取り付けられた板ばね１は、実線１０から二点鎖線１１のように変形する。
【００２２】
板ばね１の変形を図６を用いて詳細に説明する。フレーム８の垂直方向の端縁が、フレーム８とパネル２との間の垂直方向における間隔がΔＹだけ狭くなるように変位するとき、フレーム８のスプリング取付部８ａ１に溶接された溶接部１ｃは垂直方向に変位せしめられる。このとき、板ばね１のパネルピン９に係止された係止部１ｄは水平方向及び垂直方向のいずれにも変位することはできないので、溶接部１ｃは、パネル２に接近する方向に、第２屈曲部１ｇを中心として回動するように変位する。従って、第１屈曲部１ｆは、垂直方向にΔＹだけ変位すると同時に、水平方向にΔＸ１ｆだけパネルピン９から遠ざかる方向に変位する。
【００２３】
図５に示すように、フレーム８の垂直方向の両側に配される一対の板ばね１は、管軸に対してほぼ軸対称となるように取り付けられているので、第１屈曲部１ｆの水平方向の変位ΔＸ１ｆは、シャドウマスク構体を矢印Ｒ方向に回転させる。この結果、シャドウマスクに形成された電子ビーム通過孔と蛍光体との相対的位置が変化してしまい、色ずれを生じさせるのである。
【００２４】
このような現象は、カラー陰極線管の動作開始直後だけではなく、カラー陰極線管の製造プロセス中の熱工程においても発生する。熱工程により架張されたシャドウマスクの張力が低下するから、熱工程の前後でフレーム８の垂直方向の外寸法が変化するからである。フレーム８は複数個の板ばね１でパネルピン９に固定保持されている。熱工程の前後でフレーム８の垂直方向の外寸法が変化すると、板ばね１のパネルピン９との嵌合部分における水平方向の応力が変化し、熱工程の前後で嵌合状態が変化する。これにより、嵌合位置が外部衝撃等によってずれやすくなり、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の位置再現性が低下してしまう原因にもなっていた。
【００２５】
次に、図４に示した本発明の板ばね１の変形を図７を用いてを説明する。図６に示したのと同様に、カラー陰極線管の動作開始直後において、フレーム８の垂直方向の端縁が、フレーム８とパネル２との間の垂直方向における間隔がΔＹだけ狭くなるように変位するとき、フレーム８のスプリング取付部８ａ１に溶接された溶接部１ｃは垂直方向に変位せしめられる。このとき、板ばね１のパネルピン９に係止された係止部１ｄは水平方向及び垂直方向のいずれにも変位することはできない。図７の板ばね１は、図６の板バネ１と異なり、第１屈曲部１ｆと第２屈曲部１ｇとの間に第３屈曲部１ｈを有するので、第３屈曲部１ｈが、パネル２に接近する方向に、第２屈曲部１ｇを中心として回動するように変位する。従って、第３屈曲部１ｈはパネル２に接近すると同時に、水平方向にΔＸ１ｈだけパネルピン９に接近する方向に変位する。更に、第３屈曲部１ｈがこのように変位する過程で、弾性部１ｅＡと弾性部１ｅＢとがなす第３屈曲部１ｈでの屈曲角度が変化する。従って、第１屈曲部１ｆが垂直方向にΔＹだけ変位する際の第１屈曲部１ｆの水平方向の変位量ΔＸ１ｆを図６の場合より大幅に低減できる。この結果、シャドウマスク構体の回転量を抑制することが可能となる。このため、本発明のカラー陰極線管では、カラー陰極線管の動作初期時の温度変化によってフレーム８の垂直方向の外寸法が変化しても、シャドウマスク構体の回転が生じにくく、電子ビーム通過孔を通過した電子ビームの蛍光体に対する射突位置ずれを防止することができる。また、カラー陰極線管の製造時の熱工程における嵌合状態の変化を抑えることもできる。
【００２６】
本発明において使用される板ばね１の形状は、図４に示すように、第３屈曲部１ｈは、第１屈曲部１ｆと第２屈曲部１ｇとを結ぶ直線１ｆｇに対して、パネルピン９に係止されていない状態においてフレーム８とは反対側に位置することが好ましい。また、板ばね１がシャドウマスク構体をパネルピン９に懸架し保持させた状態においては、図７に示すように、垂直方向において、第３屈曲部１ｈからパネル２の側壁までの距離は、第２屈曲部１ｇからパネル２の側壁までの距離よりも短いことが好ましい。板ばね１が第１〜第３屈曲部１ｆ，１ｇ，１ｈで以上のように屈曲していることにより、図７で説明したように、第１屈曲部１ｆの水平方向の変位量ΔＸ１ｆを大幅に低減できる。
【００２７】
上記の実施の形態では、シャドウマスク７に垂直方向の張力が印加される場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。シャドウマスク７に印加される張力の方向は、水平方向であってもよく、垂直方向と水平方向の両方であってもよい。いずれの場合であっても、図４に示した板ばね１は、シャドウマスク７に印加される張力の方向におけるシャドウマスク構体の端縁とパネル２の側壁との間に少なくとも配されていればよい。本発明が着目するシャドウマスク構体の管軸回りの回転は、シャドウマスク７の熱膨張により張力印加方向におけるシャドウマスク構体の端縁とパネル２の側壁との間の隙間が縮小して、その隙間に配された板ばねが変形することに起因するからである。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明を、シャドウマスクが短軸方向（垂直方向）に張力が印加されて架張された、画面対角サイズ６６ｃｍのカラー陰極線管へ適用した具体例を示す。
【００２９】
このカラー陰極線管に使用した本発明に対応した図４に示す板ばね１（以下「実施例」という）の、外力が付与されていない単体の状態での各部の寸法は以下の通りである。図４に示すように、溶接部１ｃの面に平行で且つ板ばね１の長手方向に沿って、溶接部１ｃの長さＬ１ｃ＝４０ｍｍ、弾性部１ｅＡの長さＬ１ｅＡ＝１５ｍｍ、弾性部１ｅＢの長さＬ１ｅＢ＝３５ｍｍ、係止部１ｄの長さＬ１ｄ＝３０ｍｍとした。また、溶接部１ｃの下面からの第２屈曲部１ｇの高さＨ１ｇ＝１０ｍｍ、第３屈曲部１ｈの高さＨ１ｈ＝１３ｍｍとした。
【００３０】
このカラー陰極線管に使用されている従来技術に対応した図３に示す板ばね１（以下「比較例」という）の、外力が付与されていない単体の状態での各部の寸法は以下の通りである。図３に示すように、溶接部１ｃの面に平行で且つ板ばね１の長手方向に沿って、溶接部１ｃの長さＬ１ｃ＝４０ｍｍ、弾性部１ｅの長さＬ１ｅ＝５０ｍｍ、係止部１ｄの長さＬ１ｄ＝３０ｍｍとした。また、溶接部１ｃの下面からの第２屈曲部１ｇの高さＨ１ｇ＝１０ｍｍとした。
【００３１】
上記の実施例及び比較例の板ばね１の溶接部１ｃをフレーム８の支持部材８ａのスプリング取付部８ａ１に溶接し且つ係止部１ｄの孔をパネルピン９に嵌合させてシャドウマスク構体をパネル２に懸架したとき、いずれの板ばね１もその高さの寸法が変化し、具体的には第２屈曲部１ｇの高さＨ１ｇ＝５ｍｍであった。更に実施例の板ばね１では第３屈曲部１ｈの高さＨ１ｈ＝８ｍｍであった。このように、板ばね１には高さ方向の圧縮力が作用していた。
【００３２】
このカラー陰極線管では、動作直後に、フレーム８の垂直方向における一方の端縁とパネル２の内側側壁との間の垂直方向における間隔の縮小量ΔＹは約０．１〜０．２ｍｍであった。このとき、比較例に係る板ばねでは図６に示す第１屈曲部１ｆの水平方向の変位量ΔＸ１ｆは約１０μｍであった。このため、シャドウマスク構体が反時計回り方向に回転し、カラー陰極線管の動作開始直後での電子ビームの蛍光体に対する位置ズレ量は約１０μｍ発生した。
【００３３】
これに対して、実施例に係る板ばねでは図７に示す第１屈曲部１ｆの水平方向の変位量ΔＸ１ｆはほとんど認められなかった。このため、カラー陰極線管の動作開始直後での電子ビームの蛍光体に対する位置ズレ量は約０μｍであった。このカラー陰極線管は、色ずれが少なく色純度の良好なカラー画像を表示できた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のカラー陰極線管の利用分野は特に限定はないが、例えばテレビジョン受像機やコンピュータモニタに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のカラー陰極線管の断面図。
【図２】従来の架張型シャドウマスク構体の垂直方向に沿った断面図。
【図３】従来のカラー陰極線管に使用されるスプリング（板ばね）の斜視図。
【図４】本発明のカラー陰極線管に使用されるスプリング（板ばね）斜視図。
【図５】従来のカラー陰極線管においてスプリング（板ばね）によるシャドウマスク構体の回転を説明する正面図。
【図６】従来のカラー陰極線管においてスプリング（板ばね）の変形を説明する図。
【図７】本発明のカラー陰極線管においてスプリング（板ばね）の変形を説明する図。
【符号の説明】
【００３６】
１  板ばね（スプリング）
１ｃ  溶接部
１ｄ  係止部
１ｅＡ，１ｅＢ  弾性部
１ｆ  第１屈曲部
１ｇ  第２屈曲部
１ｈ  第３屈曲部
２  フェイスパネル（パネル）
２ａ  蛍光体スクリーン
３  ファンネル
３ａ  ネック部
４  電子ビーム
５  電子銃
６  偏向ヨーク
７  シャドウマスク
８  フレーム
８ａ  フレームの支持部材
８ｂ  フレームの連結部材
８ｃ  支持部材とシャドウマスクとの溶接箇所
９  パネルピン
【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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