JPH0363170B2

JPH0363170B2 -

Info

Publication number: JPH0363170B2
Application number: JP57063763A
Authority: JP
Inventors: Berunaa Deietoritsuhi; Raideingaa Rorufu; Fuorasu Raineru
Original assignee: Nokia Unterhaltungselektronik Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1991-09-30
Also published as: DE3265747D1; DE3115799A1; DE3115799C2; EP0063322A1; EP0063322B1; US4806820A; JPS5810353A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、カラーテレビジヨン受像管におい
てカラー選択電極システムとして用いられるマス
ク・枠組立体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の設計によるカラーテレビジヨン受像管に
おいては、三本の電子ビームはスクリーン上の割
当てられた赤、緑、青色蛍光体の領域を正確に直
撃しなければならない。蛍光体の領域を電子ビー
ムに対して必要な角度に依存して割当てること
は、いわゆるマスクを用いることによつて達成さ
れる。スクリーン上の三つ組の蛍光体領域の各々
についてマスク内に一個の開口が存在し、これは
丁度スクリーンの背後にあり、スクリーンに平行
である。

このようなマスクの位置上の、および寸法上の
精度に対する必要要件は極めて厳重なものであ
る。その理由は適切なマスク対スクリーンの関係
は生産の途中にマスクの全領域に亘つて達成さ
れ、それから受像管の全寿命期間にわたつて維持
されねばならない。特にテレビセツトの電源を入
れた場合に温度上昇による位置の変化があつては
ならない。その結果、必要条件は製品の設計と使
用する製造技術を最適化することによつてのみ満
足され得るもので、従つて比較的に費用は高くな
ることになる。

また、マスクとマスクを支持する枠部とを黒化
する必要があるが、これはまた「表面の不活性
化」とも呼ばれ得るものであり、これは使用され
る薄鉄板の腐食を防ぎ、表面を非反射的にし、良
好な熱輻射を確保するのに主として役立つもので
ある。従来の方法によればマスクとその枠とは個
別に黒化された後に組立てられるので、黒化の工
程の間の約600℃の温度による寸法の変化は大部
分組立の途中で補償され得るものである。スポツ
ト溶接により組立てられた後にマスク・枠組立体
は約450℃で安定化され、溶接工程により惹起さ
れた材料内部の内部応力を減少させる。個別に操
作され個別に設備をもつマスクと枠部の二つの熱
処理は処理価格が高くかつ二個の炉設備を必要と
するものである。熱処理中にマスクと枠部とを個
別に積み重ねると、それらの重量を受けて極めて
容易にマスクと枠部に歪みを生ずる結果となるの
で、マスクと枠部とは工場の場所を節約し、必要
とする機器の量を減少させるために積み重ねるこ
とは出来ない。マスクと枠部とが一緒に溶接され
て、取付け用のバネがその上に溶接されると、黒
化の工程の間中、表面は不良導体となつているの
で溶接用フラツクスの飛散するのを防ぐことは不
可能である。もう一つの別の不都合な点は、黒化
中のこれまで使用された最大温度はその結果とし
てマスクに高い変形（へこみ）を惹き起こすこと
である。

〔発明が解決すべき課題〕

従つて、この発明の目的は、上記の不都合な点
をもたない簡略化された製造方法を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のカラーテレビジヨン受像管のマスク・
枠組立体の製造方法は次の工程からなる。

(イ) 複数の開口と内側に曲げられたフランジをも
つ薄い金属板のマスクを、バイメタル製ばね支
持具と取付用ばねとよりなる接続部材を具備し
た枠により支持されるように相互間を点溶接し
て、マスク、枠、バイメタル製ばね支持具及び
取付用ばねからなる一体装置としてのマスク・
枠組立体を形成し、 (ロ) 上記マスク・枠組立体において、溶接点の位
置を (a) マスクの長辺に沿つてこの辺の中心と最も
近い溶接点との間の距離ＡがＤ／4.5≦Ａ≦Ｄ／2.4 であるように選定され、 (b) マスクの短い辺上において、溶接点とマス
クの最も近い隅との間の距離ＢがＤ／8.4≦Ｂ≦Ｄ／3.0 であるように選定され、 (c) 端縁の近くに溶接点が存在するフランジの
幅Ｃが、Ｄをスクリーンの対角線の長さとし
て、Ｃ≧1.6D／100 であるように選定され、また (d) マスクの隅における溶接点による機械的応
力を除去するためその両辺に応力除去手段を
形成し、 (ハ) 上記一体装置としてのマスク枠組立体を一つ
の熱処理工程において表面処理により黒化する
と同時に熱的に安定化させ、この熱処理はマス
クと枠が共通の最終温度T_Eである500℃から
600℃の間の温度に到達するまで実施され、ま
た、この加熱過程において枠とマスクの間の最
大温度差が上記最終温度T_Eの1/3より低く維持
され、また、この表面処理は、炉の雰囲気とし
て発生器ガスを使用してマスク・枠組立体を黒
化すると共に、この黒化をさらに改善するため
約２％から３％の酸素を炉内の発生器ガスに加
えて行ない、 (ニ) 表面処理と熱的安定化のための上記熱処理の
後に、マスク・枠組立体を冷却し、枠の温度が
約４分以内にT_E／２より低く低下するように
炉の加熱力を減少させると共に炉から取出す時
間を選択し、上記接続部材７に用いられている
バイメタルの物理的特性が過度に変化しないよ
うにする。

〔実施例〕

第１図はスクリーン５上に螢光体領域４を電子
ビームがたたく開口２を含むシヤドーマスク１の
動作を示す。

第２図は点溶接によりそのフランジ１３に沿つ
て固着されたフレーム６を有するシヤドーマスク
１を示す。接続部材７はテレビ受像管のフエース
プレート８にマスク・枠部組立体を装着するのに
用いられる。

第３図は、シヤドーマスク１のフランジ１３に
沿つての溶接点９の分布を示す。

第４ａ図および第４ｂ図は溶接点９が刻み目１
０もしくは切抜き加工部１１によつて応力の緩和
される構造を示す。ひだ１２は熱膨張を補償する
のに役立つ。

第５図は、第４図のひだ１２と枠６上のマスク
１のフランジに沿つた溶接点９の位置とを示す断
面図である。

第６図は、本発明に係るマスク・枠部の製造の
フローチヤートである。個々の工程の段階は矩形
により示されている。

工程１５において枠６は洗滌され脱脂される。
この発明によれば従来の工程１６の黒化は、工程
２３において被溶接部分１，６，７の熱的安定化
と共に実施される。工程１７において３個の接続
部材７は、マスク１が工程２２における点溶接に
より固着される枠６上に溶接され、これによりマ
スク１、枠６、接続部材７からなる一体装置とし
てのマスク・枠組立体ができる。これに引続い
て、工程２３の黒化のためと同時に行われる熱的
安定化のための一つの統合熱処理が行なわれる。
この工程２３における一つの熱処理段階において
は、マスク１、枠６、バイメタル製ばね支持具７
ａおよび取付ばね７ｂよりなる一体装置として表
面処理され同時に熱的に安定化され、この熱処理
はマスクと枠とが共通の最終温度T_Eに到達する
まで実施され、加熱工程は枠とマスク間の最大温
度差が500℃ないし600℃、好ましくは570℃ない
し580℃の共通最終温度T_Eの約1/3より小である
ように調整される。マスク１における許容出来な
い歪みを生じさせる応力を制限するために炉内に
おける加熱工程を制御してマスク１と枠６の間の
最大温度差を共通の最終温度T_Eの1/3より低くし
ておくことが重要であり、これは加熱力を制御す
ることにより実行される。マスクと枠の間の温度
差の影響は加熱工程中の変形である。実験結果の
示すところでは、熱処理の最初での加熱力を調節
することによりマスクと枠（これらの熱容量はか
なり異なる）の温度差をT_E／３より低く保つと
変形は所定の限度内に収まる。これよりも小さい
温度差が好ましいが、不経済な加熱工程となる。
共通最終温度は、熱的安定化（好ましくない変化
を生じることなく）のための最良温度である約
450℃と通常の黒化のための温度600℃との妥協点
である。もしこの温度が500℃より低いと黒化の
効果は無視できる程度であり、もし600℃より高
いとマスクの変形は許容限度を超える。

また、黒化のため炉の雰囲気として発生器ガス
を使用するが、この発生器ガスに約２％から３％
の酸素を加えることにより黒化がさらに改善され
る。炉内の酸素の割合は必要とされる黒化の改善
によつて決定される。この割合をより高くすると
費用が不必要に高くなる。

表面処理と熱的安定化のための熱処理の後にマ
スク・枠組立体は冷却されるが、この場合温度勾
配を一定の限度内に維持してバイメタルのばね支
持具７ａの物理的特性が過度に変化しないように
することが重要である。このため、この冷却過程
において枠６の温度が約４分以内にT_E／２より
低下するようにする。このことは、炉内の加熱力
を減少させること及び炉から取出す時間を適切に
選択することにより達成される。このT_E／２の
値は実験によつて見出されたものである。

工程２４はマスク・枠組立体のガラスのフエー
スプレート８への挿入と第４番目の接続部材の取
付けを表わしている。製造工程は更に引続いて工
程２５におけるスクリーンの被覆を行うものであ
る。

接続部材７の各々は、バイメタル製ばね支持具
７ａと取付用ばね７ｂとから成つている。第４番
目の取付用ばねは、黒化と安定化の同時の工程の
完了まで溶接されない。他のすべての溶接部は、
接合されるべき部分の黒化に先立つて点溶接によ
り溶接が行われる。これによつて一層強固な溶接
部が得られ、マスクの開口に付着し得る溶接用フ
ラツクスのしぶきがほとんどないという大きな利
点がある。

マスクと枠の応力を減少するのに従来必要な工
程及びこの工程のために必要な連続炉は、省略し
得るものである。その理由は、本発明によれば溶
接されたマスク・枠の組立体の黒化の間中、最大
温度は580℃に制限されるからであり、また、こ
の温度は枠が同じ温度になるまでのみマスクに作
用するからである。プロセスパラメータを制限
することによつてマスクの変形（「へこみ」）と枠
の歪みとは極めて小さく維持されるので（最大寸
法変化0.3mm）、これらはマスク・枠部組立体によ
つて、許容限界内の弾性領域に収めることができ
る。「へこみ」として言及されている微小量の変
形を補償するために、即ち完成品の所要のマスク
輪郭を確実に得るために、この残存する寸法変化
はマスクの鍛造打型の設計において許容されるべ
きものである。溶接されたマスク・枠部組立体の
黒化の最中に発生した応力除去は、金属部品の十
分なエージングをひきおこす結果となる。第６図
は「黒化安定」工程がマスク・枠部組立体を製造
するための操作の系列において如何に統合される
かを示すものである。矩形１６は従来の製造プロ
セスにおいて黒化がどこでおこるかを示し、矢印
はこれまでマスクと枠部とに関し個別に行われて
来たこのプロセスの工程が今度は、単一操作とし
て、どこで実施されるかを示している。

従来技術の方法の簡略化と改良とは、従つて第
１図ないし第５図に示される設計によつて可能と
なるが、特に、マスクの設計とその寸法の適切な
選定および溶接部の位置の適切な選定とによつて
可能となるのである。少し曲がつたマスク１は、
製造および操作中に惹起される弾性領域における
ひずみをとるように設計されている。一方変形と
位置の変化とは最少に維持される。

これはＡ，Ｂ，Ｃ（第３図、第４図参照）を適
当に選定し、かつひずみをとるのに用いられる刻
み目１０、切抜き加工部１１、周辺部のひだ１
２、およびフランジ１３（「スカート」）の形で応
力除去手段を備えることによつて達成される。こ
れはすべての溶接接合を作るのに必ずしも有利で
はない。特に端縁に近い所の溶接接合は或る状態
の下に除去することができる。

距離Ａ，ＢとＣは、次のように選定される。即
ち、マスクの長辺に沿つてこの辺の中心と最も近
い溶接点９との間の距離ＡがＤ／4.5≦Ａ≦Ｄ／2.4 であり、マスクの短い辺上において、溶接点とマスクの
最も近い隅との間の距離がＤ／8.4≦Ｂ≦Ｄ3.0 であり、また、端縁１４の近くに溶接点が存在するフラ
ンジ１３の幅Ｃが、Ｄをスクリーンの対角線の長
さとして、Ｃ≧1.6D／100 であるように選ばれる。

そして接合部が相互に余り接近せず、かつ四隅
と端縁部とに対して余り接近しなければ、十分な
弾性が保証される。従つて接合部と歪み除去点と
の位置を適当に選定することにより、製造中およ
び操作中のマスクの変位は非常に小さく維持され
るので、改良された簡単な操作のシーケンスは、
マスクと支持枠の製造中に可能となる。

〔発明の効果〕

本発明において、マスク、枠及び接続部材が点
溶接されて一体装置として形成されたマスク・枠
組立体の溶接点の位置を予め選定し、かつマスク
の隅における溶接点の両辺に機械的応力を除去す
る応力除去手段を設けたので、その後の熱処理の
間に、もしくは熱処理終了後引き続いて、惹起さ
れた材料中の内部応力は弾性限界内に留まる許容
し得る変形によつて吸収される。従つてマスクは
すべての辺に対してそれほど極端に曲げなくても
熱膨張を最適条件で補償することができる。ま
た、マスク・枠組立体に対する１つの熱処理工程
において黒化と熱的安定化を行ない、この熱処理
における加熱過程において枠とマスクの最大温度
差を、500℃から600℃の間であるマスクと枠の共
通最終温度T_Eの1/3より低く維持するので、マス
クと枠の変形を所定の限度内に収めることができ
る。

また、熱処理工程における黒化において炉の雰
囲気である発生器ガスに２％から３％の酸素を加
えるので黒化がさらに改善される。

また、熱処理後のマスク・枠組立体の冷却過程
において、炉の加熱力を減少させると共に炉から
取出す時間を選択することにより枠の温度が約４
分以内にT_E／２より低く低下させているので、
接続部材に用いられているバイメタルの物理的特
性が過度に変化しないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スクリーン上の蛍光体、シヤドーマ
スク及び電子ビームとの関係を示す図、第２図
は、フレームが溶接固着されたシヤドーマスクを
示す図、第３図は、シヤドーマスクフランジ上の
溶接部の分布を示す図、第４ａ図及び第４ｂ図
は、シヤドーマスクの応力緩和の構造を示す図、
第５図は、枠上のシヤドーマスクの溶接部を示す
断面図、第６図は、製造工程のフローチヤートで
ある。図面において、１……マスク、６……枠、７…
…接続部材、９……溶接部、１３……フランジ。

Claims

【特許請求の範囲】１ (イ) 複数の開口２と内側に曲げられたフラン
ジ１３をもつ薄い金属板のマスク１を、バイメ
タル製ばね支持具７ａと取付用ばね７ｂとより
なる接続部材７を具備した枠６により支持され
るように相互間を点溶接して、マスク、枠、バ
イメタル製ばね支持具及び取付用ばねからなる
一体装置としてのマスク・枠組立体を形成し、 (ロ) 上記マスク・枠組立体において、溶接点の位
置を (a) マスクの長辺に沿つてこの辺の中心と最も
近い溶接点９との間の距離ＡがＤ／4.5≦Ａ≦Ｄ／2.4 であるように選定され、 (b) マスクの短い辺上において、溶接点とマス
クの最も近い隅との間の距離ＢがＤ／8.4≦Ｂ≦Ｄ／3.0 であるように選定され、 (c) 端縁１４の近くに溶接点が存在するフラン
ジ１３の幅Ｃが、Ｄをスクリーンの対角線の
長さとして、Ｃ≧1.6D／100 であるように選定され、また (d) マスクの隅における溶接点による機械的応
力を除去するためその両辺に応力除去手段１
０，１１を形成し、 (ハ) 上記一体装置としてのマスク・枠組立体を一
つの熱処理工程において表面処理により黒化す
ると同時に熱的に安定化させ、この熱処理はマ
スクと枠が共通の最終温度TEである500℃から
600℃の間の温度に到達するまで実施され、ま
た、このための加熱過程において枠とマスクの
間の最大温度差が上記最終温度T_Eの1/3より低
く維持され、また、この表面処理は、炉の雰囲
気として発生器ガスを使用してマスク・枠組立
体を黒化すると共に、この黒化をさらに改善す
るため約２％から３％の酸素を炉内の発生器ガ
スに加えて行ない、 (ニ) 表面処理と熱的安定化合のための上記熱処理
の後に、マスク・枠組立体を冷却し、枠の温度
が約４分以内にT_E／２より低く低下するよう
に炉の加熱力を減少させると共に炉から取出す
時間を選択し、上記接続部材７に用いられてい
るバイメタルの物理的特性が過度に変化しない
ようにしたカラーテレビジヨン受像管のマス
ク・枠組立体の製造方法。