JP2000357465A

JP2000357465A - シャドウマスク、シャドウマスクユニット、受像管及び受像管の製造方法

Info

Publication number: JP2000357465A
Application number: JP11166711A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Masunaga; 孝幸益永
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構造でフレームとシャドウマス
クの熱膨張差によるマスク面の変形や落ち込みを低減さ
せることができ、かつ、溶接点近傍の変形を防止できる
構造を提供する。【解決手段】マスク面（１１ｂ）と、このマスク面
（１１ｂ）の周縁に設けられフレーム（１７）に溶接さ
れる溶接点（Ｗ１〜Ｗ１２）が設けられたスカート部
（１１ａ）とを有するシャドウマスク（１１）であっ
て、前記スカート部（１１ａ）には、前記溶接点（Ｗ１
〜Ｗ１２）と前記マスク面（１１ｂ）との間に介在する
スリット（２２、２２ａ）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテレビジョン等に用
いる受像管用のシャドウマスクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン用のディスプレイとして広
く用いられているカラーＣＲＴの受像管においては、螢
光板の背面側に「シャドウマスク」と称される部材が配
設されている。このシャドウマスクは、薄肉部材から構
成され、ＣＲＴの電子銃から放出された電子ビームを前
記蛍光板の予定したカラー螢光点に確実に当てるための
通孔が多数形成されている。

【０００３】図８は、このシャドウマスク１を示す斜視
図である。シャドウマスク１は、その周縁部にスカート
部１ａが一体的に形成され、このスカート部１ａをフレ
ーム２に固定して用いられる。シャドウマスク１とフレ
ーム２の固定は、例えば図にＷ１〜Ｗ１２で示す溶接点
をフレーム２の内側に対してスポット溶接することで行
われる。シャドウマスク１は、主に熱膨張を小さくする
ためにアンバー材等の低熱膨張材料で形成された薄肉部
品であり、前記フレーム２は主に鉄で形成されており、
前記シャドウマスク１を支持する機能を有する。

【０００４】ところで、シャドウマスク１とフレーム２
の一体構造は、ＣＲＴの作動中に加熱され熱膨張する。
ここで、マスク１と比較してフレーム２の方が熱膨張率
が大きいから、その熱膨張差によってシャドウマスク１
のスカート部１ａの溶接点、特に、スカート部１ａの側
面に位置する溶接点Ｗ２、Ｗ３，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ８，Ｗ
９，Ｗ１１，Ｗ１２には、図に矢印αで示すように外側
方向に引っ張られる力が作用することになる。また、こ
のシャドウマスク１とフレーム２の一体構造に熱膨張そ
の他の原因により捩じりが発生すると、前記溶接点Ｗ
２、Ｗ３，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ８，Ｗ９，Ｗ１１，Ｗ１２に
は、矢印βで示すようにフレーム２に沿う方向の捩じり
荷重が作用することになる。このため、この溶接点近傍
の接続構造は、このような熱膨張差等による変位を有効
に吸収し、マスク１の表面（マスク面１ｂ）に変形や落
ち込みを生じさせないような構造であることが要求され
る。

【０００５】図９は、このような不具合を解決するため
に採用されたスカート部１ａの溶接点Ｗ２，Ｗ３近傍の
構造を示す図である。この構造では、溶接点Ｗ２，Ｗ３
を挟む位置に、前記マスク面１ｂと直行する方向に延設
されかつ一端が前記スカート部１ａの一側に解放するよ
うな切込（ノッチ）４を穿設している。このことによ
り、それぞれ前記溶接点Ｗ２，Ｗ３を含む２つの舌片５
ａ、５ｂが形成されている。このような構成によれば、
前記溶接点Ｗ２，Ｗ３に外力が加わった場合でも、この
溶接点Ｗ２，Ｗ３を含む舌片５ａ、５ｂのみが変位して
その外力を吸収し、マスク１の表面１ｂに変形や落ち込
みが生じることを有効に防止する。

【０００６】図１０、図１１は、この作用を説明するた
めのモデルである。図１０に示すように、前記外方向
（α方向）の外力については、溶接点Ｗ２，Ｗ３を有す
る舌片５ａ、５ｂが、外側（α方向）に曲折することに
より、この外力を吸収するようになっている。また、捩
じり荷重については、前記舌片５ａ，５ｂが図１３に示
すβ方向に変位することにより、吸収するようになって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の構成では、以下のような不具合がある。すなわち、
前記構成では、前記外方向の力αが作用した場合、この
力による前記舌片５ａ，５ｂの変位の程度によっては、
マスク面１ｂが図１２に矢印αで示す方向に引っ張られ
落ち込みが生じる（Ｚ方向に変位する）可能性がある。

【０００８】また、捩じり荷重が作用した場合、前記舌
片５ａ，５ｂには、図１３に示すように無理な変形が生
じるからこのノッチ４の底部（４ａ）で応力集中が生じ
てこの部分が永久変形する可能性がある。

【０００９】なお、このような不都合を避けるため、マ
スク１とフレーム２とをバイメタル構造の金属を介して
結合する方法もあるが、このような構成ではコストが高
くなる問題がある。

【００１０】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、比較的簡単な構造でフレームとシャドウマス
クの熱膨張差によるマスク面の変形や落ち込みを低減さ
せることができ、かつ、溶接点近傍の変形を防止できる
構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点によれば、マスク面（１１
ｂ）と、このマスク面（１１ｂ）の周縁に設けられ他部
材（１７）に接合される少なくも１つの接合点（Ｗ１〜
Ｗ１２）が設けられたスカート部（１１ａ）とを有する
シャドウマスク（１１）であって、前記スカート部（１
１ａ）には、前記接合点（Ｗ１〜Ｗ１２）と前記マスク
面（１１ｂ）との間にスリット部（２２、２２ａ）が介
在されているものが提供される。

【００１２】このような構成によれば、前記スリット部
が存在することにより、マスクと他部材（フレーム）の
熱膨張差によってこの他部材から接合点に作用した外力
がマスク面に直線的（直接）に作用することがない。こ
のことにより、マスク面の曲率が変化することが防止さ
れる。

【００１３】なお、前記スリット部（２２，２２ａ）
は、前記マスク面（１１ｂ）と略平行な方向に延設され
ていることが好ましい。

【００１４】前記スカート部（１１ａ）は、さらに、前
記マスク面（１１ｂ）と略平行な方向に隣り合う複数の
接合点（Ｗ１〜Ｗ１２）間に介在する別のスリット部
（２２ｂ）を有していても良い。

【００１５】また、この発明の第２の観点によれば、前
記第１の観点のシャドウマスク（１１）を、前記スカー
ト部（１１ａ）の接合点をこのシャドウマスク（１１）
と熱膨張率の異なる他部材（１７）に溶接することで、
この他部材（１７）に固定したことを特徴とするシャド
ウマスクユニットが提供される。

【００１６】さらに、この発明の第３の観点によれば、
内部にシャドウマスク（１１）を有するシャドウマスク
方式の受像管（１０）であって、前記シャドウマスク
（１１）は、このシャドウマスク（１１）と熱膨張率が
異なるフレーム（１７）に固定されており、マスク面
（１１ｂ）と、このマスク面（１１ｂ）の周縁に設けら
れフレーム（１７）に溶接される溶接点（Ｗ１〜Ｗ１
２）が設けられたスカート部（１１ａ）とを有し、この
スカート部（１１ａ）には、前記溶接点（Ｗ１〜Ｗ１
２）とマスク面（１１ｂ）との間にスリット部（２２，
２２ａ）が介在している受像管（１０）が提供される。

【００１７】さらに、この発明の第４の観点によれば、
内部にシャドウマスク（１１）を有するシャドウマスク
方式の受像管（１０）の製造方法であって、スカート部
の溶接点（Ｗ１〜Ｗ１２）とマスク面（１１ｂ）との間
に介在するようにスリット部（２２，２２ａ）を設ける
シャドウマスク（１１）成形工程と、このシャドウマス
ク（１１）を熱膨張率が異なるフレーム（１７）に固定
する工程を有し、この工程は、前記溶接点（Ｗ１〜Ｗ１
２）のみをフレーム（１７）に溶接するものであること
を特徴とする受像管の製造方法が提供される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面を参照して説明する。

【００１９】図１は、内部にシャドウマスク１１を有す
るカラー受像管１０を示す概略構成図である。このカラ
ー受像管１２は、ファンネル部１３とフェイスパネル部
１４とを有するガラス性の気密チューブであり、前記フ
ェイスパネル部１４の内側には三色蛍光体板からなるス
クリーン１５が保持されている。前記シャドウマスク１
１は、このスクリーン１５の裏側に、フレーム１７によ
って保持された状態で配設されている。

【００２０】また、この受像管１２内には、電子ビーム
を前記マスク１１を通して前記スクリーン１５に投射す
るための電子銃２０が設けられている。そして、この受
像管のネック部には、この電子銃２０から放出された電
子ビームを前記マスク１１及びスクリーン１５に対して
走査させるための磁気偏向ヨーク２１が取り付けられて
いる。

【００２１】図２は、前記シャドウマスク１１及びフレ
ーム１７のみを取り出して示した斜視図である。図２に
示すように、この実施形態のシャドウマスク１１は、マ
スク面１１ｂの周縁部にスカート部１１ａが一体的に形
成され、このスカート部１１ａをフレーム１７に固定し
て用いられる。シャドウマスク１１とフレーム１７の固
定は、例えば図にＷ１〜Ｗ１２で示す溶接点をフレーム
１７の内側に対してスポット溶接することで行われる。
前記シャドウマスク１１は、主に熱膨張を小さくするた
めにアンバー材等の低熱膨張材料で形成された薄肉部品
であり、前記フレーム１７は主に鉄で形成されており、
前記シャドウマスク１１を支持する機能を有する。

【００２２】この実施形態のシャドウマスク１１では、
特に、シャドウマスク１１のスカート部１１ａの側面に
位置する溶接点Ｗ２、Ｗ３，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ８，Ｗ９，
Ｗ１１，Ｗ１２に作用する外力を吸収するため、この部
分に図２及び図３に示すようにＴ字状のノッチ２２を設
けている。図３は、溶接点Ｗ２及びＷ３の部分のみを取
り出して示す平面図である。

【００２３】この図に示されるように、シャドウマスク
１１のスカート部１１ａには、前記Ｔ字状のノッチ２２
によって各溶接点Ｗ２、Ｗ３を含む２つの舌片２４ａ、
２４ｂが形成されることになり、この舌片２４ａ、２４
ｂの長手方向は、従来例の舌片（図９参照）の長手方向
と直交する。また、この実施形態のノッチ２２は、スカ
ート部１１ａの長手方向と平行な第１のスリット２２ａ
と、この第１のスリット２２ａの中途部から延出され前
記スカート部１１ａの一側部に解放する第２のスリット
２２ｂとからなる。

【００２４】第１のスリット２２ａは、前記溶接点Ｗ
２，Ｗ３とマスク面１１ｂとの間に介在し、この溶接点
Ｗ２，Ｗ３に作用した外力が直線的にマスク面１１ｂに
伝達されることを防止する機能を有する。また、第２の
スリット２２ｂは、前記溶接点Ｗ２，Ｗ３を含む部分を
２つの舌片２４ａ、２４ｂに分離させ、これにより舌片
２４ａ、２４ｂの変形を容易にして応力集中を軽減し前
記溶接点Ｗ２，Ｗ３に作用した外力を有効に吸収させる
機能を有する。

【００２５】このような構成によれば、前記溶接点Ｗ
２，Ｗ３に対し、前記フレーム１７とマスク１１の熱膨
張差による外力が加わった場合でも、まずこの溶接点Ｗ
２，Ｗ３を含む舌片２４ａ、２４ｂが変位してその外力
を吸収する。このため、マスク面いかかる外力の影響を
効率よく抑制することが可能になる。この作用について
以下に説明する。

【００２６】図４及び図５は、この作用を説明するため
のモデルである。例えば、外方向（α方向）の外力につ
いては、図４に示すように、この溶接点Ｗ２，Ｗ３の設
けられた舌片２４ａ、２４ｂが外側（α方向）に曲折す
ることにより、フレーム１７とマスク１１の熱膨張差を
吸収する。この時、舌片２４ａ、２４ｂを通じてスカー
ト部１１ａには矢印γで示す力が作用するかも知れない
が、前記第１のスリット２２ａがこの舌片２４ａ、２４
ｂとマスク面１１ｂとの間に介在するために前記矢印γ
方向の力はマスク面１１ｂに直接作用することはない。
このため、従来の構造（図１１、図１２）と比較してマ
スク面１１ｂに及ぼす影響、すなわち、マスク面１１ｂ
に曲率の変化等を生じにくくすることができる。

【００２７】また、捩じり荷重に対してはこれらの舌片
２４ａ，２４ｂが図５に示すように、上下にずれるよう
にして変形することによりこの捩じり荷重を吸収するこ
とができる。このような構成によれば、前記舌片２４
ａ，２４ｂが横方向に大きく変位することがないから、
この第１のスリット２２ａの底部（舌片２４ａ、２４ｂ
の基端部）に応力集中が生じて永久変形が生じてしまう
ことを有効に防止できる。

【００２８】このことを、従来技術の形状（図１０、図
１１に示すモデル）と本発明の形状（図４、図５に示す
モデル）についてＦＥＭ解析を行い、その比較を行うこ
とで検証した。ここでは、シャドウマスク１、１１の板
厚を０．２mm、弾性係数を１２６００kgf/mm²、ポアソ
ン比を０．２７として計算を行った。

【００２９】まず、図４（従来）及び図１０（本発明）
に示すモデルについて、前記舌片５ｂ、２４ｂをそれぞ
れ外側方向（α方向）に１mm強制変位させ、マスク面１
ｂ、１１ｂの落ち込み量を解析した。その結果、従来の
形状では、マスク面１ｂの落ち込み量は最大０．１４２
mmであったのに対して、本発明の場合には、マスク面１
１ｂの落ち込み量（Ｚ方向の変位量）は最大０．１２８
ｍｍであった。

【００３０】次に、図５及び図１１に示すモデルについ
て、溶接点Ｗ２，Ｗ３に対してフレームの面方向（β方
向）に１kgf/mm²の荷重を与えてノッチ底（本発明では
スリット端）に生じる最大主応力を解析した。この結
果、従来技術の形状では、ノッチ底の最大主応力は９．
１２１kgf/mm²であったのに対して、本発明では１．５
６１kgf/mm²であった。このことによりこの発明の効果
が確認された。

【００３１】なお、このようなシャドウマスク１１は、
薄肉のアンバー材をプレス加工することによって前記マ
スク面１１ｂ及びスカート部１ａを成形した後、このス
カート部１１ａに打ち抜き加工により前記スリット２２
ａ、２２ｂを形成することで製造されることが好まし
い。

【００３２】次に、この発明の変形例を図６〜図７を参
照して説明する。なお、前記第１の実施形態と同一の構
成要素については同一符号を付してその説明は省略す
る。

【００３３】図６は第１の変形例を示すものである。前
記第１の実施形態では、前記前記シャドウマスク１１の
スカート部１１ａに第１、第２のスリット２２ａ、２２
ｂからなる略Ｔ字形のノッチ２２（スリット部）を設け
るようにしたが、前記シャドウマスク１１の角部に設け
られた溶接点Ｗ１、Ｗ４、Ｗ７，Ｗ１０のように一点の
み独立している場合には、図６（Ｗ４のみ図示）に示す
ように、第１のスリット２２ａだけでよい。

【００３４】このような構成であっても、溶接点Ｗ４と
前記マスク面１ｂとの間にスリット２２ａが介在するこ
とになるから、前記第１の実施形態と同様の効果を得る
ことができる。

【００３５】また、この形状について、前記図４、図５
と同様のモデルを作成し、ＦＥＭ解析を行ったところ、
α方向の１mmの変位に対してマスク面の落ち込み量は
０．１３５kgf/mm²であり、β方向の捩じり過重１kgf/m
m²に対してノッチ底の集中荷重は１．６１kgf/mm²であ
った。これらの値はいずれも従来の構造と比較して低い
ものである。

【００３６】図７（ａ）〜（ｄ）は、第２〜第５の変形
例を示すものである。図７（ａ）は、シャドウマスク１
１の角部に設けられた溶接点Ｗ４の例であり、スカート
部１１ａの長手方向と平行な第１のスリット２２ａが、
前記溶接点Ｗ４をスカート部１１ａの幅方向に挟むよう
にして一対設けられている。このような構成によれば、
溶接点Ｗ４の変位がより容易になるから、マスク１１と
フレーム１７間の熱膨張差がマスク面１１ｂの落ち込み
を誘発する可能性をさらに低くすることができる。

【００３７】なお、図７（ｂ）に示すように、溶接点Ｗ
２，Ｗ３同士が互いに近接する場合には、溶接点Ｗ２，
Ｗ３を分離させるための第２のスリット２２ｂを追加
し、前記一対の第１のスリット２２ａ同士を連結するよ
うにすることが好ましい。

【００３８】また、溶接点Ｗ４のマスク面１１ｂに及ぼ
す影響を少なくするという観点からは、図７（ｃ）に示
すように溶接点Ｗ４とマスク面１１ｂとの間にスカート
部１１ａの長手方向と平行なスリット２２ａを複数設け
ることが好ましい。この例では、前記スリット２２ａ
が、このスカート部１１ａの長手方向及び幅方向にそれ
ぞれ所定間隔で複数本設けられている。また、この例で
は、スカート部１１ａの幅方向に隣り合うスリット２２
ａは、スリット両端の位置がスカート部１１ａの長手方
向に互いにずらされて千鳥状に配置されている。

【００３９】このような構成によれば、溶接点Ｗ４の変
位の影響がマスク面１１ｂに伝わることがほとんどな
く、しかも前記スリット２２ａが千鳥状に配置されてい
ることからスカート部１１ａに無理な変形が生じること
がない。

【００４０】また、この例においても、図７（ｄ）に示
すように、溶接点Ｗ２，Ｗ３同士が互いに近接する場合
には、溶接点Ｗ２，Ｗ３を分離させるための第２のスリ
ット２２ｂを追加するようにすることが好ましい。

【００４１】なお、この発明は、上掲の実施形態に限定
されるものではなく、その他発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上述べた構成によれば、比較的簡単な
構造でフレームとシャドウマスクの熱膨張差によるマス
ク面の変形や落ち込みを低減させることができ、かつ、
溶接点近傍の変形を防止できる構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るカラー受像管の概
略構成図。

【図２】同じく、シャドウマスクを示す斜視図。

【図３】同じく、シャドウマスクのスカート部の溶接点
部分を拡大して示す正面図。

【図４】同じく、シャドウマスクのスカート部の溶接点
部分をモデル化して示す斜視図。

【図５】同じく、シャドウマスクのスカート部の溶接点
部分をモデル化して示す斜視図。

【図６】第１の変形例を示す正面図。

【図７】第２の変形例を示す正面図。

【図８】従来のシャドウマスクを示す斜視図。

【図９】同じく、シャドウマスクのスカート部の溶接点
部分を拡大して示す正面図。

【図１０】同じく、シャドウマスクのスカート部の溶接
点部分をモデル化して示す斜視図。

【図１１】同じく、シャドウマスクのスカート部の溶接
点部分をモデル化して示す斜視図。

【符号の説明】

Ｗ１〜Ｗ１２…溶接点１１…シャドウマスク１１ｂ…マスク面２…フレーム４…ノッチ１０…ＣＲＴ１１…シャドウマスク１１ｂ…マスク面１１ａ…スカート部１２…カラー受像管１３…ファンネル部１４…フェイスパネル部１５…スクリーン１７…フレーム２０…電子銃２１…磁気偏向ヨーク２２…ノッチ２２ａ…第１のスリット２２ｂ…第２のスリット２４ａ、２４ｂ…舌片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスク面と、このマスク面の周縁に設けられ他部材に接合される少な
くとも一つの接合点が設けられるスカート部とを有する
シャドウマスクであって、前記スカート部には、前記接合点と前記マスク面との間
にスリット部が介在することを特徴とするシャドウマス
ク。
【請求項２】請求項１記載のシャドウマスクにおい
て、前記スリット部は、前記マスク面と略平行な方向に延設
されていることを特徴とするシャドウマスク。
【請求項３】請求項１記載のシャドウマスクにおい
て、前記スカート部は、前記マスク面と略平行な方向に隣り合う複数の接合点間
に介在するスリット部をさらに有することを特徴とする
シャドウマスク。
【請求項４】請求項１記載のシャドウマスクを、前記スカート部の接合点をこのシャドウマスクと熱膨張
率の異なる前記他部材に溶接することで、この他部材に
固定したことを特徴とするシャドウマスクユニット。
【請求項５】内部にシャドウマスクを有するシャドウ
マスク方式の受像管であって、前記シャドウマスクは、このシャドウマスクと熱膨張率
が異なるフレームに固定されており、マスク面と、このマスク面の周縁に設けられフレームに
溶接される溶接点が設けられたスカート部とを有し、このスカート部には、前記溶接点とマスク面との間にス
リット部が介在することを特徴とする受像管。
【請求項６】内部にシャドウマスクを有するシャドウ
マスク方式の受像管の製造方法であって、スカート部の溶接点とマスク面との間に介在するように
スリット部とを有するシャドウマスクを設けるシャドウ
マスク成形工程と、このシャドウマスクを熱膨張率が異なるフレームに固定
する工程とを有し、この工程は、前記溶接点のみをフレ
ームに溶接するものであることを特徴とする受像管の製
造方法。