JP2004139896A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

【課題】突出部とスプリングとの間における摺動を可能にして、外部振動を吸収できるカラー陰極線管を提供する。
【解決手段】色選別電極構体は、スプリング１９の孔２０に突出部９が入り込んだ状態で、フェイスパネル２に取付けられており、スプリング１９と突出部９とが、突出部９の軸方向に重なり合う接触部を有しており、かつ突出部９の外周と、孔２０の内周との間に隙間が形成されており、孔２０の径方向における隙間の寸法を変動させながら、接触部において、スプリング１９と突出部９との間の摺動が可能である。このことにより、ピン９の振動は、ピン９とスプリング１９との間で摺動しながらフレームへと伝わることになる。このため、フレームの振動エネルギーは、ピン９とスプリング１９との間の摩擦エネルギーに変換されて消費されるので、フレームの振動が速やかに減衰して抑えられる。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータモニタやテレビジョンセット等のディスプレイ装置に用いられるカラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー陰極線管においては、反射外光の範囲を小さくでき、画像の歪みも防止できるといった利点があることからパネルの平面化が進められている。カラー陰極線管では、電子銃から発射される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たし、複数の開孔を有する板状の色選別電極（シャドウマスク）が、フレームに固定されて色選別電極構体を形成している。色選別電極構体は、パネルと対向するように配置されており、パネルの平面化に伴ない、色選別電極も平面に近い状態で保持される必要がある。
【０００３】
陰極線管動作時においては、電子ビームの射突による熱膨張によって、色選別電極の開孔が変位して、開孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミング現象が生じる。このため、色選別電極の温度上昇による熱膨張を吸収できるような引張力を予め加えて、色選別電極を支持体に架張保持することが行われている。このような、架張保持によれば、色選別電極の温度が上昇しても、色選別電極の開孔と蛍光体スクリーン面の蛍光体ストライプとの相互位置のずれを低減することができる。
【０００４】
図７（ａ）は従来の色選別電極構体の一例の斜視図を示している。
【０００５】
一対の長辺フレーム３１の下面を、一対の短辺フレーム３２の上面に溶接により接合して枠状フレーム３０が形成されている。枠状フレーム３０には、色選別電極３６が接合されて色選別電極構体が形成されている。色選別電極３６には、平板に電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔３７がエッチングにより形成されている。
【０００６】
枠状フレーム３０の４コーナには、短辺フーム３２と一体の取り付け板３３が設けられており、取り付け板３３には、板状部材を折り曲げたスプリング３４が溶接されている。また、一対の各長辺フレーム３１の長手方向の中央部にも、取り付け板３８ａ，３８ｂを介して板状部材を折り曲げたスプリング３９が取り付られている。
【０００７】
また、色選別電極３６両端の無孔部３６ａには、振動防止を目的としたダンパ４１が取り付けられている。ダンパ４１は、本図の例では、棒状体を折り曲げた枠状体であり、このダンパ４１を色選別電極３６の無孔部３６ａに形成した孔に差し込んで取り付けておくことにより、ダンパ４１と色選別電極３６との間の摺動により、色選別電極３６の振動を吸収することができ、色ずれを防止できる。
【０００８】
色選別電極構体の支持は、コーナサスペンション方式が用いられており、フェイスパネル内壁の４コーナに固定されたピンをスプリング３４の孔３５に差し込んで、色選別電極構体はフェイスパネルに支持される。コーナサスペンション方式によれば、温度変化によって、スプリング３４が色選別電極構体を持ち上げる方向に弾性変形することにより、温度変化による色選別電極３６の色ずれを単純かつ効果的に補正することができる。また、特にビーム位置の変化やばらつきの影響を受け易いコーナ部における色ずれを低減させることができる。
【０００９】
一対の各長辺フレーム３１に設けられたスプリング３９は、落下特性を改善するためのものである。図７（ｂ）に、色選別電極構体をフェイスパネル４２に取り付けた状態のスプリング３９付近の要部断面図を示している。スプリング３９の孔４０にピン４３の先端部分が差し込まれている。スプリング３９には、ピン４３の位置決め用のセンタプレート３９ａが接合されており、ピン４３の外周はセンタプレート３９ａの孔と嵌合している。このことにより、落下衝撃は、上下のスプリング３９の弾性変形により吸収されることになる。このような衝撃吸収効果は、重量の大きい大型の陰極線管には特に有効である。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２６０５５１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管には、以下のような問題があった。陰極線管をテレビジョン等に組み込んだ場合、陰極線管外部のスピーカ等からの振動の伝達経路は、フェイスパネル４２とファンネル（図示せず）とが接合された外囲器（ガラス管バルブ）、フェイスパネル４２に取り付けられたピン４３，スプリング３９，フレーム３１，色選別電極３６の順となる。従って、色選別電極３６の振動を抑えるためには、色選別電極３６に振動が伝わる前のフレーム３１において振動を抑えることが効果的である。
【００１２】
しかしながら、図７（ａ）に示したような色選別電極３６にダンパ４１を設けた構成では、色選別電極３６自体の振動吸収には効果的ではあるが、フレーム３１の振動を直接抑えるものではなかった。
【００１３】
更に、落下特性を向上させるための上下のスプリング３９は、センタプレート３９ａを介して、フェイスパネル４２に固定されたピン４３に俵合している。この構成によれば、落下衝撃は、スプリング３９の弾性変形により吸収できるので、落下特性向上を図ることができる。しかしながら、ピン４３とスプリング３９との間の相対的な位置移動が拘束されているので、外部振動の伝達防止という点からみると、外部振動はピン４３からスプリング３９、さらにフレーム３１へと直接伝わってしまい、色ずれや輝度むらなどが発生するという問題があった。
【００１４】
また、このようにフレームが振動した場合、特にフレーム振動の共振点と、色選別電極の振動の共振点とが一致すると、振動が大きくなるという問題もあった。
【００１５】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するためのものであり、突出部とスプリングとの間における摺動を可能にして、外部振動を吸収できるカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管は、フェイスパネルと、フレームに色選別電極が接合された色選別電極構体と、前記フレームの上下の少なくとも一方に設けられ、孔を有するスプリングと、前記フェイスパネルに設けられた突出部とを備え、前記色選別電極構体は、前記スプリングの孔に前記突出部の少なくとも一部が入り込んだ状態で、前記フェイスパネルに取り付けられており、前記スプリングと前記突出部とが接触する接触部を有しており、かつ前記突出部のうち、前記スプリングの孔に入り込んだ部分は、前記突出部の外周の少なくとも一部と、前記スプリングの孔の内周との間に隙間が形成されており、前記スプリングの孔の径方向に、前記隙間の寸法が変動しながら、前記接触部において、前記スプリングと前記突出部との間の摺動が可能であることを特徴とする。
【００１７】
前記のようなカラー陰極線管によれば、外部振動は突出部からスプリングを介してフレームへと直接は伝達されず、突出部の振動は、突出部とスプリングとの間で摺動しながらフレームへと伝わることになる。このため、フレームの振動エネルギーは、突出部とスプリングとの間の摩擦エネルギーに変換されて消費されるので、フレームの振動が速やかに減衰して抑えられることになる。
【００１８】
また、前記カラー陰極線管においては、前記接触部は、前記スプリングと前記突出部とが、前記突出部の軸方向に重なり合う部分であることが好ましい。
【００１９】
また、前記接触部は、前記突出部の外周と前記スプリングの内周とが接触する部分であることが好ましい。
【００２０】
また、前記スプリングの前記突出部に対する圧着力が、３０Ｎ以上であることが好ましい。前記のような圧着力であれば、振動吸収効果が大きく、突出部とスプリングとの間の位置変動を拘束したものと比べ、振動の振幅を半分以下に抑えることができる。
【００２１】
また、前記隙間の寸法が０．０２〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２２】
前記のような範囲であれば、振動吸収に必要な摺動量を確保しつつ、落下衝撃も吸収することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図を示している。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン面２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続されたファンネル３とで外囲器が形成されている。ファンネル３のネック部３ａには、３本の電子ビームを射出する電子銃４が内蔵されており、電子銃４から射出した電子ビームは、ファンネル３の外周面上に配置された偏向ヨーク５によって、偏向されてスクリーン面２ａに到達する。
【００２５】
フェイスパネル２の内部には、蛍光体スクリーン面２ａに対向して設けられた色選別電極（シャドウマスク）６が配置されている。色選別電極６は、電子銃４から発射される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものである。Ａは、電子ビーム軌跡を示している。本実施形態に係る色選別電極６には、平板に電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔がエッチングにより多数形成されている。また、支持体であるフレーム７には、色選別電極６が接合されており、色選別電極６及びフレーム７により、色選別電極構体が形成されている。
【００２６】
この色選別電極構体は、後に詳細を説明するように、上下部分がフレーム７に設けられたスプリング８によってフェイスパネル２のピン９に掛止されている。本図の断面では、図示されていないが、フレーム７の４コーナ部にもスプリングが取り付けられており、これらスプリングがフェイスパネル２の４コーナのピンに掛止されている。
【００２７】
図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係るフレームの斜視図を示している。
【００２８】
一対の長辺フレーム１１の下面を、一対の短辺フレーム１２の上面に溶接により接合して枠状フレーム１０（図１のフレーム７に相当）を形成している。長辺フレーム１１、短辺フレーム１２の長手方向は、それぞれ画面水平方向、画面垂直方向に相当する。
【００２９】
長辺フレーム１１は、板厚１．４〜１．８ｍｍ程度のプレス打ち抜き材料を曲げ加工したものである。また、剛性を高めて所定強度を確保するため、断面形状が三角状となるような曲げ加工部分１１ａを有している。更に、曲げ加工部の終端部１１ｂは長手方向に沿って溶接されている。短辺フレーム１２は、長辺フレーム１１と同様に、板厚１．４〜１．８ｍｍ程度のプレス打ち抜き材料を曲げ加工したものである。１３はスプリング１４（図２（ｂ））の取り付け板である。
【００３０】
図２（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る色選別電極構体の斜視図を示している。図２（ａ）に示した枠状フレーム１０のうち、長辺フレーム１１の上面１１ｃには、色選別電極１６が溶接により接合されている。色選別電極１６には、電子ビーム通過孔である開孔１７がエッチングにより形成されている。色選別電極１６の長辺フレーム１１への接合は、架張工程において行なわれ、色選別電極１６が、枠状フレーム１０に、引張力（矢印ａ方向）が印加された状態で接合される。
【００３１】
ここで、色選別電極に印加する引張力は中央の張力に対して、周辺の張力を小さくすることが好ましい。例えば、中央の張力が１００％に対して、周辺の張力が９０％〜６５％の範囲である。このような張力分布と合わせて、色選別電極の無孔部１６ａに振動防止を目的としたダンパ２１が取り付けられている。ダンパ２１は、本図の例では、棒状体を折り曲げた枠状体であり、このダンパ２１を色選別電極１６の両端の無孔部１６ａに形成した孔に差し込んで取り付けられている。
【００３２】
このような構成としたことにより、色選別電極１６に生じる振動で端部がより大きく揺れるようにして、その振動をダンパ２１と色選別電極１６との間の摺動により減衰させることができ、色選別電極１６に振動が生じても、その振動を速やかに減衰させることができ、色ずれや輝度むらなどを防止できる。
【００３３】
また、枠状フレーム１０の４コーナの取付坂には、板状部材を折り曲げたスプリング１４が溶接されている。各長辺フレーム１１の長手方向の中央部にも取付板１８ａ，１８ｂが溶接されており、各取付板１８ｂには、板状部材を折り曲げたスプリング１９（図１のスプリング８に相当）が溶接されている。
【００３４】
４コーナのスプリング１４は、色選別電極構体を、コーナサスペンション方式で支持するためのものである。すなわち、フェイスパネル内壁の４コーナに固定されたピンをスプリング１４の孔１５に差し込んで、色選別電極構体はフェイスパネルに支持される。また、各長辺フレーム１１に設けられたスプリング１９は、主に落下特性を改善するためのものである。本実施形態では、外部振動の吸収の役割も有している。
【００３５】
図３（ａ）は、色選別電極構体をフェイスパネル２に取り付けた状態における要部断面図を示している。突出部であるピン９の先端部は、スプリング１９の孔２０を挿通している。ピン９の外周と、孔２０の内周との間には、隙間がある。また、ピン９とスプリング１９とは、ピン９の軸方向に重なり合う接触部を有しており、スプリング１９の上面にピン９の平面部が接触している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態におけるスプリング１９の平面図である。ピン９の先端部の外周と孔２０との間の隙間の寸法Ａ，Ｂは、例えばそれぞれ０．０２〜０．５ｍｍの範囲である。後に説明する図４（ａ）に示したように、孔形状が長孔の場合は、長軸側の隙間寸法は、０．５ｍｍ以上としてもよい。また、スプリング１９のピン９への圧接力はスプリングの板厚やスプリングの高さを変えることにより、調節できる。
【００３６】
仮にピン９の位置が固定されている場合についてみると、色選別電極構体が位置変動した場合、スプリング１９は、ピン９の外周と孔２０の内周との間の隙間分だけ、孔２０の径方向に移動可能となり、この移動の間に、スプリング１９は、ピン９との接触部分を摺動することになる。
【００３７】
また、スプリング１９が固定された場合についてみると、ピン９は、ピン９の外周と孔２０の内周との間の隙間分だけ、孔２０の径方向に移動可能となり、この移動の間に、ピン９はスプリング１９上を摺動することになる。すなわち、ピン９の外周と孔２０の内周との間の隙間を設け、かつスプリング１９の上面にピン９の接触部を設けたことにより、スプリング１９とピン９との間で摺動を伴いながら、孔２０の径方向において、接触ピン９とスプリング１９との間の相対的な位置移動が可能になる。
【００３８】
このことにより、外部振動はピン９からスプリング１９を介してフレーム１１へと直接は伝達されず、ピン９の振動は、スプリング１９上を摺動しながらフレーム１１へと伝わることになる。このため、フレーム１１の振動エネルギーは、ピン９の平面部とスプリング１９上面との間の摩擦エネルギーに変換されて消費されるので、フレーム１１の振動が速やかに減衰して抑えられることになる。
【００３９】
図４は、スプリングの孔形状の別の実施形態を示している。スプリングの孔形状は、円形に限るものではなく、図４（ａ）に示したスプリング２２のように長穴２３でもよく、図４（ｂ）に示したスプリング２４のように角穴２５でもよい。
【００４０】
図５（ａ）は、ピンのスプリングへの取付け構造の別の実施形態に係る斜視図を示している。本図では、上側がフェイスパネル側、下側が長辺フレーム側である。図示は省略しているが、ピン９ａの上側は、フェイスパネルに取付けられている。ピン９ａの外周面は、下側に行くにつれて、径が小さくなるように傾斜している。
【００４１】
本図の例では、ピン９ａの外周面は、円錐形状の外周面であり、ピン９ａの外径が孔２０ａの短軸径ｄと略一致する部分で、ピン９ａの外周と、孔２０ａの内周とがｂ部で接触している。ピン９ａは、スプリング１９ａに対して、これ以上は、下側に移動することはできず、本図の状態で、色選別電極構体は、フェイスパネルに取付けられていることになる。
【００４２】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態におけるスプリング１９ａの平面図である。ピン９ａの外周は、２箇所のｂ部において、孔２０ａの内周に接触している。また、ピン９ａの外周と孔２０ａの内周との間には、隙間が形成されている。このため、本図の例では、ピン９ａの外周と、スプリング１９の内周との間で摺動を伴いながら、孔２０ａの径のうち、長軸方向（矢印ｃ方向）に、ピン９ａと孔２０ａとの間の相対的な位置移動が可能になる。
【００４３】
すなわち、本図の実施形態においても、図３の実施形態と同様に、外部振動はピン９ａからスプリング１９ａを介してフレーム１１へと直接は伝達されず、ピン９ａの振動は、ピン９ａがスプリング１９ａの孔２０ａの内周上を摺動しながらフレーム１１へと伝わることになる。このため、フレーム１１の振動エネルギーは、ピン９ａ外周とスプリング１９ａの内周との間の摩擦エネルギーに変換されて消費されるので、フレーム１１の振動が速やかに減衰して抑えられることになる。
【００４４】
以下、本発明の効果について、実験結果を用いながら具体的に説明する。
【００４５】
図６（ａ）は、周波数と色選別電極の振幅との関係を示している。実験は、図２（ｂ）と同じ構成の色選別電極をフェイスパネルに取付けた状態で、フェイスパネル内を陰極線管の完成品と同様に、真空状態にして行なった。
【００４６】
本実験では、スプリング材料に、ＳＵＳ３０４を用いた。また、フェイスパネル前面に振動発生手段を押し当てて振動を印加した。振動は、サイン波形のものとし、周波数を変化させながら、フレームの振幅を測定した。振幅の測定は、例えばフェイスパネルの外側に色選別電極と対向するように設置したレーザ変位計を用いて測定する。
【００４７】
図６（ａ）において、線２６（サンプル１）は、比較サンプルであり、図７（ｂ）に示したように、ピンとスプリングとの間の位置移動を拘束させた場合の測定結果である。線２７，２８は、図３に示したような、スプリング１９とピン９との間の摺動を可能とした場合の測定結果であり、線２７（サンプル２）はスプリングのピンに対する圧着力が１０Ｎの測定結果であり、線２８（サンプル３）は圧着力が３０Ｎの測定結果である。
【００４８】
比較サンプル１は、周波数１４８Ｈｚにおいて最大振幅２２μｍであるのに対して、サンプル２は、周波数１４６Ｈｚにおいて１８μｍ、サンプル３は周波数１５２Ｈｚにおいて８μｍであり、いずれも比較サンプル１の値を下回っていた。
【００４９】
図６（ｂ）は、スプリング圧着力とフレームの振幅との関係を示している。
【００５０】
この実験は、スプリングとピンとの間の摺動を可能とした場合において、スプリング圧着力を変化させた場合の最大振幅を測定したものである。本図の結果から分かるように、圧着力が１０〜３０Ｎの範囲では、圧着力が大きくなるにつれて、振幅は小さくなり、庄着力が３０Ｎ以上の範囲では、比較サンプルの最大振幅２２μｍに対して５０％を下回り、ほぼ安定している。
【００５１】
また、図３に示した実施形態の落下特性についてみると、落下衝撃を受けた場合、図３において、孔２０とピン１９との間の隙間より大きい色選別電極の変動は、孔２０の内周面にピン９の外周面が当接することにより、抑えられるので、落下衝撃によるコーナ部のスプリング１４の変形による色選別電極の位置ずれも防止できる。
【００５２】
このことは、図５に示した実施形態でも、同様であり、孔２０ａとピン１９ａとの間の隙間より大きい色選別電極の変動は、孔２０ａの内周にピン９ａの外周が当接することにより抑えられる。また、色選別電極の変動のうち、孔２０ａの短軸方向（矢印ｄ方向）の変動は、ピン１９ａの外周と、孔２０ａの内周とが接触していることにより、抑えられる。
【００５３】
更に、前記各実施形態によれば、正規位置において、ピン９又は９ａの側面の全周と孔２０の内周とが当接して俵合する構成ではないので、図７に示したセンタプレート３９ａのようなピン位置決め用の部材を別途設ける必要はない。
【００５４】
なお、前記実施形態においては、一対の長辺フレーム１１の双方にスプリング１９又は１９ａを取り付けた例で説明したが、一対の長辺フレーム１１の一方だけにスプリング１９又は１９ａを取り付けた構成でもよい。この構成は、重量の比較的軽い小型の陰極線管に有効である。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、突出部であるピンとスプリングとの接触部を有し、かつピンの外周とスプリングの孔の内周との間に隙間が形成されているので、外部振動はピンからスプリングを介してフレームへと直接は伝達されず、ピンの振動は、ピンとスプリングとの間で摺動しながらフレームへと伝わることになる。このため、フレームの振動エネルギーは、ピンとスプリングとの間の摩擦エネルギーに変換されて消費されるので、フレームの振動が速やかに減衰して抑えられることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の全体断面図
【図２】（ａ）本発明の一実施形態に係る枠状フレームの斜視図
（ｂ）本発明の一実施形態に係る色選別電極の斜視図
【図３】（ａ）本発明の一実施形態に係る色選別電極構体をフェイスパネルに取付けた状態における要部断面図
（ｂ）図３（ａ）の状態におけるスプリングの平面図
【図４】本発明の別の実施形態に係るスプリングの要部斜視図
【図５】（ａ）本発明の別の実施形態に係るピンとスプリングとの構成を示す斜視図
（ｂ）図３（ａ）の状態におけるスプリングの平面図
【図６】（ａ）本発明の一実施形態に係る周波数とフレーム振幅との関係を示す図
（ｂ）本発明の一実施形態に係るスプリング圧着力とフレーム振幅との関係を示す図
【図７】（ａ）従来の色選別電極構体の一例の斜視図
（ｂ）従来の色選別電極構体をフェイスパネルに取付けた状態における要部断面図
【符号の説明】
１　カラー陰極線管
２　フェイスパネル
３　ファンネル
６，１６　色選別電極
７，１０　枠状フレーム
９，９ａ　ピン
８，１４，１９，１９ａ　スプリング
１１　長辺フレーム
１２　短辺フレーム
１３，１８ａ，１８ｂ　取り付け板
１５，２０，２０ａ　孔
１７　電子ビーム通過孔
２１　ダンパ

Claims (5)

1. フェイスパネルと、フレームに色選別電極が接合された色選別電極構体と、前記フレームの上下の少なくとも一方に設けられ、孔を有するスプリングと、前記フェイスパネルに設けられた突出部とを備え、前記色選別電極構体は、前記スプリングの孔に前記突出部の少なくとも一部が入り込んだ状態で、前記フェイスパネルに取り付けられており、
   前記スプリングと前記突出部とが接触する接触部を有しており、かつ前記突出部のうち、前記スプリングの孔に入り込んだ部分は、前記突出部の外周の少なくとも一部と、前記スプリングの孔の内周との間に隙間が形成されており、
   前記スプリングの孔の径方向に、前記隙間の寸法が変動しながら、前記接触部において、前記スプリングと前記突出部との間の摺動が可能であること
   を特徴とするカラー陰極線管。
2. 前記接触部は、前記スプリングと前記突出部とが前記突出部の軸方向に重なり合う部分であること
   を特徴とする請求項１のカラー陰極線管。
3. 前記接触部は、前記突出部の外周と前記スプリングの内周とが接触する部分であること
   を特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
4. 前記スプリングの前記突出部に対する圧着力が、３０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラー陰極線管。
5. 前記隙間の寸法が、０．０２〜０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラー陰極線管。

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