JPH0963458A - 含浸形カソード構体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有底金属カップ１、懸架用金属細線６、有底
円筒形金属スリーブ３の溶接時に、懸架用金属細線６の
変形を阻止するとともに、高い信頼性をもって溶接する
ことが可能な含浸形カソード構体を提供する。 【構成】 高融点多孔質金属に電子放射物質を含浸した
カソード基体２を内部に格納する有底金属カップ１と、
ヒータ４を内包する有底円筒形金属スリーブ３と、円筒
状保持部材５の端面に橋絡される複数本の懸架用金属細
線６とを備え、有底金属カップ１の底面と有底円筒形金
属スリーブ３の底面との間に懸架用金属細線６を介在さ
せ、これら２つの底面と懸架用金属細線６とを溶接し、
有底金属カップ１と有底円筒形金属スリーブ３を懸架用
金属細線６とともに一体結合した含浸形カソード構体に
おいて、有底金属カップ１と懸架用金属細線６と有底円
筒形金属スリーブ３とを電子ビーム溶接によって一体結
合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含浸形カソード構体及
びその製造方法に係わり、特に、含浸形カソード構体を
形成する有底金属カップ、懸架用金属細線、有底円筒形
金属スリーブの溶接部の溶接強度が一定になるように電
子ビーム溶接を行うようにした含浸形カソード構体及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管は、多くの構成部品に
より成り立っているが、効率や寿命を大きく左右する構
成部品としてカソードがある。そして、陰極線管のカソ
ードに含浸形カソード構体を用いた場合には、比較的高
い電流密度特性と、長寿命特性を期待することができ
る。

【０００３】ところで、含浸形カソード構体は、通常、
多孔質の高融点金属、例えば、粉末タングステン（Ｗ）
をプレス成形したものに、電子放射物質、例えば、酸化
バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、アル
ミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の混合体を含浸したペレット状カソー
ド基体を内部に格納する高融点金属、例えば、モリブデ
ン（Ｍｏ）製の有底金属カップと、ヒータを内包する高
融点金属、例えば、モリブデン（Ｍｏ）製の有底円筒形
金属スリーブと、金属製アイレット（円筒状保持部材）
の端面に橋絡される高融点金属、例えば、タングステン
（Ｗ）製の複数本の懸架用金属細線とを備え、有底金属
カップの底面と有底円筒形金属スリーブの底面とを、そ
の間に複数本の懸架用金属細線を介在させた状態で対向
配置した後、有底金属カップの底面と有底円筒形金属ス
リーブの底面とを溶接し、有底金属カップと有底円筒形
金属スリーブとを複数本の懸架用金属細線とともに一体
結合させた構成のものからなっている。

【０００４】この場合、既知の含浸形カソード構体にお
ける有底金属カップの底面と有底円筒形金属スリーブの
底面との溶接には、有底金属カップの内部底面と有底円
筒形金属スリーブの内部底面との間にそれぞれ電極を配
置し、これら２つの電極間に高電圧を印加し、これら２
つの電極間に高電流を通流させて溶接部を溶融させるこ
とにより、有底金属カップの底面と有底円筒形金属スリ
ーブの底面を複数本の懸架用金属細線とともに溶接を行
う抵抗溶接が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】既知の含浸形カソード
構体において、有底金属カップと複数本の懸架用金属細
線と有底円筒形金属スリーブとの溶接に抵抗溶接を用い
た場合は、有底金属カップ、懸架用金属細線、有底円筒
形金属スリーブのいずれも高融点金属で構成されている
ため、溶接時に溶接部を高温状態にする必要があり、か
かる高温状態になると、溶接部における構成部品の変形
が大きくなり、特に、溶接部においては、タングステン
（Ｗ）製の金属細線がモリブデン（Ｍｏ）製の有底金属
カップの底面及び／またはモリブデン（Ｍｏ）製の有底
円筒形金属スリーブの底面に食い込んだ状態になる。ま
た、このような構成部品の変形を避けるために、溶接部
の温度を低下させると、溶接部における金属溶融が不十
分になる。

【０００６】このように、既知の含浸形カソード構体
は、有底金属カップ、懸架用金属細線、有底円筒形金属
スリーブの抵抗溶接時に、懸架用金属細線の変形が大き
くなり、その分、陰極線管の寿命、即ち、含浸形カソー
ド構体の寿命短くなったり、その後の陰極線管の製造工
程における各種の熱処理時に、懸架用金属細線の変形が
進まないように注意深く作業を行わねばならないという
問題があり、また、懸架用金属細線の変形を避けようと
すると、溶接部における金属溶融が不十分になることか
ら、信頼性の高い溶接を行うことができないという問題
もある。

【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するもの
で、その目的は、有底金属カップ、懸架用金属細線、有
底円筒形金属スリーブの溶接時に、懸架用金属細線の変
形を阻止するとともに、高い信頼性をもって溶接するこ
とが可能な含浸形カソード構体及びその製造方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、高融点多孔質金属に電子放射物質を含浸
したカソード基体を内部に格納する有底金属カップと、
ヒータを内包する有底円筒形金属スリーブと、円筒状保
持部材の端面に橋絡される複数本の懸架用金属細線とを
備え、前記有底金属カップの底面と前記有底円筒形金属
スリーブの底面との間に前記複数本の懸架用金属細線を
介在させ、前記２つの底面と前記複数本の懸架用金属細
線とを溶接し、前記有底金属カップと前記有底円筒形金
属スリーブを前記複数本の懸架用金属細線とともに一体
結合した含浸形カソード構体において、前記有底金属カ
ップと前記複数本の懸架用金属細線と前記有底円筒形金
属スリーブとを電子ビーム溶接によって一体結合したも
のである第１の手段を備える。

【０００９】また、前記目的を達成するために、本発明
は、高融点多孔質金属に電子放射物質を含浸したカソー
ド基体を内部に格納した有底金属カップと、ヒータを未
だ内包しない状態の有底円筒形金属スリーブと、円筒状
保持部材の端面に橋絡される複数本の懸架用金属細線と
を用意する工程、前記有底金属カップの底面と前記有底
円筒形金属スリーブの底面とを対向させるとともに、前
記２つの底面間に前記複数本の懸架用金属細線を位置決
めした状態で介在させ、前記有底金属カップ、前記複数
本の懸架用金属細線、前記有底円筒形金属スリーブを重
ね合わせる工程、前記有底円筒形金属スリーブの開口側
からその底面側に向かうように電子ビームを照射し、前
記有底金属カップと前記複数本の懸架用金属細線と前記
有底円筒形金属スリーブとを電子ビーム溶接によって一
体結合させる工程を経て含浸形カソード構体を製造する
第２の手段を備える。

【００１０】

【作用】前記第１の手段によれば、有底金属カップの底
面と、複数本の懸架用金属細線と、有底円筒形金属スリ
ーブの底面の溶接する際に、電子ビーム溶接による溶接
を行っており、かかる電子ビーム溶接時に、電子ビーム
のビーム径やビーム強度を調整することによって、溶接
すべき範囲を特定したり、溶接部における金属溶融の度
合いを適宜調整したりしているので、溶接に対する高い
信頼性を有し、溶接時に懸架用金属細線の変形を伴わな
い含浸形カソード構体が得られる。

【００１１】また、前記第２の手段によれば、有底金属
カップの底面、複数本の懸架用金属細線、有底円筒形金
属スリーブの底面をそれぞれ重ね合わせた状態にした
後、有底円筒形金属スリーブの開口側からその底面側に
向かうように電子ビームを照射し、有底金属カップ、複
数本の懸架用金属細線、有底円筒形金属スリーブの溶接
を行っており、その場合、照射する電子ビームはビーム
径やビーム強度を簡単に調整することができるので、溶
接すべき範囲を特定したり、溶接部における金属溶融温
度を微細に調整したりすれば、溶接に対する高い信頼性
を有し、溶接時に懸架用金属細線の変形を伴わない含浸
形カソード構体が製造できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１３】図１は、本発明に係わる含浸形カソード構
体の一実施例の構成を示す断面図である。

【００１４】図１において、１はモリブデン（Ｍｏ）製
の有底金属カップ、２は粉末タングステン（Ｗ）をプレ
ス成形して多孔質金属ペレットを形成し、この多孔質金
属ペレットに酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム
（ＣａＯ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の混合体からなる電
子放射物質を溶融含浸させたカソード基体、３はモリブ
デン（Ｍｏ）製の有底円筒形金属スリーブ、４は傍熱型
ヒータ、５は円筒形金属アイレット、６はタングステン
（Ｗ）製の懸架用金属細線、７は結晶化ガラス保持部、
８はシリンダ部材、９はピン部材である。

【００１５】そして、有底金属カップ１は、カップ内部
にカソード基体２が格納され、有底円筒形金属スリーブ
３は、スリーブ内部に傍熱型ヒータ４が内包される。金
属アイレット５は、円形の１端面側に、径方向に複数本
の懸架用金属細線６が橋絡結合されている。有底金属カ
ップ１と円筒形金属スリーブ３は、複数本の懸架用金属
細線６を挾んで底面同志が接合するように対向配置さ
れ、その接合面の一部が電子ビーム溶接によって溶接さ
れる。結晶化ガラス保持部７は、中央部に金属アイレッ
ト５を嵌め込み、金属アイレット５を保持する。シリン
ダ部材８は、一端部が結晶化ガラス保持部７に溶融結合
され、ピン部材９も、一端部が結晶化ガラス保持部７が
溶融結合され、シリンダ部材８とピン部材９とにより結
晶化ガラス保持部７を金属アイレット５とともに保持す
る。この場合、有底金属カップ１と円筒形金属スリーブ
３は、複数本の懸架用金属細線６とともに一体形成さ
れ、有底金属カップ１内にカソード基体２が格納され、
かつ、円筒形金属スリーブ３内に傍熱型ヒータ４が内包
された状態で、金属アイレット５内に懸架される。

【００１６】前記構成に係わる含浸形カソード構体は、
他の構成部品とともに陰極線管内に組み込まれ、陰極線
管に対する所定の処理が行われて陰極線管が完成する。

【００１７】この完成した陰極線管において、含浸形カ
ソード構体の棒熱型ヒータ４に電力を供給し、図示され
ていない陰極線管内の各種の電極にそれぞれ所定の動作
電圧を供給すると、棒熱型ヒータ４によって加熱された
カソード基体２から電子ビームが放射され、放射された
電子ビームはパネル部内面に設けられている螢光膜を投
射し、螢光膜上に所要の画像を表示させるものである。
そして、陰極線管におけるこのような画像表示動作は、
当該技術分野においてよく知られていることであるの
で、これ以上の詳しい動作説明は、省略する。

【００１８】本実施例の含浸形カソード構体は、有底金
属カップ１の底面と円筒形金属スリーブ３の底面を、複
数本の懸架用金属細線６とともに一体形成する場合に、
既知の含浸形カソード構体のように抵抗溶接を用いず
に、電子ビーム溶接を用いている点に特徴を有するもの
である。そして、電子ビーム溶接を用いれば、溶接部に
照射される電子ビームの強度の調整や絞り込みを簡単に
行うことができるので、溶接部における金属溶融温度の
微細な制御を行って、溶接時の懸架用金属細線６の変形
を最小限に抑えることが可能になるとともに、溶接部の
大きさを適宜調整することも可能になり、溶接部に対し
て高い信頼性を有し、溶接時に懸架用金属細線６の変形
を伴わない含浸形カソード構体が形成できる。

【００１９】次に、図２は、図１に図示された本発明に
係わる含浸形カソード構体を製造する場合に、電子ビー
ム溶接が行われる際の状況を示す断面構成図である。

【００２０】図２において、１０は溶接部、１１は電子
ビームであり、その他、図１に示された構成要素と同じ
構成要素については同じ符号を付けている。

【００２１】ここで、図２を用い、本発明に係わる含浸
形カソード構体の製造方法の一例について説明する。

【００２２】まず、平均粒径が６μｍ程度の粉末タング
ステン（Ｗ）をプレス成形して外径が約１．０ｍｍ、厚
さが約０．５５ｍｍの円柱状体を形成し、この円柱状体
を真空中で１９００℃以上の温度で焼結して、空孔率が
約２０％の多孔質金属ペレットを製造する。次に、酸化
バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、アル
ミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を４：１：１のモル比で混合した電子
放射物質を、多孔質金属ペレットに溶融含浸させ、多孔
質金属ペレットからはみ出した余分な電子放射物質を純
水で洗い流し、カソード基体２を形成する。

【００２３】次いで、板厚が３０μｍのモリブデン（Ｍ
ｏ）製の板をプレス成形し、内径が約１．０ｍｍ、高さ
が約０．５ｍｍの有底金属カップ１を製造する。続い
て、有底金属カップ１のカップ内部にカソード基体２を
収納し、固定する。また、板厚が０．１ｍｍのモリブデ
ン（Ｍｏ）製の板をプレス成形し、有底円筒形金属スリ
ーブ３を製造し、有底円筒形金属スリーブ３に対して黒
化処理を行う。さらに、円筒状の金属アイレット５を形
成し、この金属アイレット５の一端面に線径が３０μｍ
のタングステン（Ｗ）製の懸架用金属細線６を径方向に
複数本溶接する。

【００２４】次に、電子ビーム溶接機を準備し、その
後、図２に示されているように、カソード基体２を収納
した有底金属カップ１の底面と黒化処理を行った有底円
筒形金属スリーブ３の底面との間で、交差した状態に有
る複数本の懸架用金属細線６の位置決めを行う。続い
て、電子ビーム溶接機を用い、有底円筒形金属スリーブ
３の開口側からスリーブ底面の溶接部１０に向けて電子
ビーム１１を照射させ、有底金属カップ１の底面と有底
円筒形金属スリーブ３の底面とを複数本の懸架用金属細
線６とともに溶接し、金属アイレット５内に一体化され
た有底金属カップ１と有底円筒形金属スリーブ３とが懸
架された状態になる。

【００２５】次いで、一体化された有底金属カップ１と
有底円筒形金属スリーブ３とを懸架した金属アイレット
５を、シリンダ部材８やピン部材９が取り付けられた結
晶化ガラス保持部７の中央部に嵌め込み、続いて、有底
円筒形金属スリーブ３内に傍熱型ヒータ４を内包して含
浸形カソード構体を完成させる。

【００２６】本実施例による含浸形カソード構体の製造
方法は、有底金属カップ１と有底円筒形金属スリーブ３
とを複数本の懸架用金属細線６とともに溶接する場合
に、電子ビーム溶接を行っている点に特徴を有するもの
である。そして、電子ビーム溶接を行う場合に、溶接部
に照射される電子ビーム１１は、強度の調整や絞り込み
を簡単に行うことができるので、溶接部１０における金
属溶融温度の微細な制御を行って、溶接時の懸架用金属
細線６の変形を最小限に抑えることが可能になるばかり
か、溶接部１０の大きさを適宜調整することも可能にな
り、溶接部１０に対して高い信頼性を有し、溶接時に懸
架用金属細線６の変形を伴わないで含浸形カソード構体
を製造することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
記載の発明によれば、有底金属カップの底面と、複数本
の懸架用金属細線と、有底円筒形金属スリーブの底面の
溶接する際に、電子ビーム溶接による溶接を用いてお
り、かかる電子ビーム溶接時に、電子ビームのビーム径
やビーム強度を調整することによって、溶接すべき範囲
を特定したり、溶接部における金属溶融の度合いを適宜
調整したりしているので、溶接に対する高い信頼性を有
し、溶接時に懸架用金属細線の変形を伴わない含浸形カ
ソード構体が得られるという効果があり、電子ビーム溶
接は安価に行うことができるので、その分安価な含浸形
カソード構体が得られるという効果もある。

【００２８】また、請求項２に記載の発明によれば、有
底金属カップの底面、複数本の懸架用金属細線、有底円
筒形金属スリーブの底面をそれぞれ重ね合わせた状態に
した後、有底円筒形金属スリーブの開口側からその底面
側に向かうように電子ビームを照射し、有底金属カッ
プ、複数本の懸架用金属細線、有底円筒形金属スリーブ
の溶接を行っており、その場合、照射する電子ビームは
ビーム径やビーム強度を簡単に調整することができるの
で、溶接すべき範囲を特定したり、溶接部における金属
溶融温度を微細に調整したりすれば、溶接に対する高い
信頼性を有し、溶接時に懸架用金属細線の変形を伴わな
い含浸形カソード構体が製造できるという効果があり、
電子ビーム溶接は安価に行うことができるので、含浸形
カソード構体を安価に製造できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる含浸形カソード構体の一実施例
の構成を示す断面図である。

【図２】図１に図示された本発明に係わる含浸形カソー
ド構体を製造する場合に、電子ビーム溶接が行われる際
の状況を示す断面構成図である。

【符号の説明】

１ 有底金属カップ ２ カソード基体 ３ 有底円筒形金属スリーブ ４ 傍熱型ヒータ ５ 円筒形金属アイレット ６ 懸架用金属細線 ７ 結晶化ガラス保持部 ８ シリンダ部材 ９ ピン部材 １０ 溶接部 １１ 電子ビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 隆 千葉県茂原市早野3350番地 日立エレクト ロニックデバイシズ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高融点多孔質金属に電子放射物質を含浸
   したカソード基体を内部に格納する有底金属カップと、
   ヒータを内包する有底円筒形金属スリーブと、円筒状保
   持部材の端面に橋絡される複数本の懸架用金属細線とを
   備え、前記有底金属カップの底面と前記有底円筒形金属
   スリーブの底面との間に前記複数本の懸架用金属細線を
   介在させ、前記２つの底面と前記複数本の懸架用金属細
   線とを溶接し、前記有底金属カップと前記有底円筒形金
   属スリーブを前記複数本の懸架用金属細線とともに一体
   結合した含浸形カソード構体において、前記有底金属カ
   ップと前記複数本の懸架用金属細線と前記有底円筒形金
   属スリーブとを電子ビーム溶接によって一体結合したも
   のであることを特徴とする含浸形カソード構体。
2. 【請求項２】 高融点多孔質金属に電子放射物質を含浸
   したカソード基体を内部に格納した有底金属カップと、
   ヒータを未だ内包しない状態の有底円筒形金属スリーブ
   と、円筒状保持部材の端面に橋絡される複数本の懸架用
   金属細線とを用意する工程、前記有底金属カップの底面
   と前記有底円筒形金属スリーブの底面とを対向させると
   ともに、前記２つの底面間に前記複数本の懸架用金属細
   線を位置決めした状態で介在させ、前記有底金属カッ
   プ、前記複数本の懸架用金属細線、前記有底円筒形金属
   スリーブを重ね合わせる工程、前記有底円筒形金属スリ
   ーブの開口側からその底面側に向かうように電子ビーム
   を照射し、前記有底金属カップと前記複数本の懸架用金
   属細線と前記有底円筒形金属スリーブとを電子ビーム溶
   接によって一体結合させる工程を経て含浸形カソード構
   体を製造することを特徴とする含浸形カソード構体の製
   造方法。