專利名稱：陰極射線管用玻璃頸管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種陰極射線管用玻璃頸管，特別是涉及一種使存在于該頸管的內(nèi)外表面的拉伸應(yīng)力層恰當(dāng)化的相關(guān)技術(shù)的陰極射線管用玻璃頸管。
背景技術(shù)：
眾所周知，陰極射線管大部分是玻璃部件，其具備呈簡易矩形圖象顯示部的陰極射線管用玻璃屏(以下簡稱玻屏)、與該屏玻璃相熔接并在內(nèi)部有電子束通過的陰極射線管用玻璃錐(以下簡稱玻錐)、以及同該錐玻璃相熔接并在內(nèi)部裝設(shè)電子槍的陰極射線用玻璃頸管(以下簡稱頸管)。上述玻錐在軸向(管軸方向)一端設(shè)有較大的開口端部，并且另一端設(shè)有較小的開口端部。同時，上述頸管的軸向兩端分別設(shè)有較小直徑的開口端部。而且，該頸管的一側(cè)開口端部和上述玻錐的較小的開口端部是通過熔接而構(gòu)成。
以上所述的頸管有兩種，一種是在軸向一端所設(shè)開口端部的直徑等同于直管部，而該直管部的軸向另一端是呈喇叭口狀的喇叭口(flare)部構(gòu)成的頸管(以下簡稱喇叭口式頸管)，另一種是由在軸向兩端所設(shè)開口端部的直徑等同于直管部的頸管(以下簡稱小頭式頸管)。
上述喇叭口式頸管的制造工序是，首先將呈圓筒狀的長尺寸玻璃材料管用噴頭式火焰持續(xù)加熱，然后在被加熱的開口端部形成一個直徑逐漸擴(kuò)大的傘狀喇叭口部。其次為了將頸管與材料管切開，對材料管的指定位置用噴頭式火焰持續(xù)加熱，讓低溫刀具接觸加熱部位形成所謂熱沖擊，這樣即完成了對一定長度的頸管的切割處理。但此時材料管兩端的切口呈鋒利狀態(tài)，這種狀態(tài)會給后續(xù)處理工序帶來障礙。因此還要對材料管的兩開口端部用噴頭式火焰加熱軟化，利用這時所產(chǎn)生的表面張力對兩端切口進(jìn)行火焰倒角并使其保持圓滑，即進(jìn)行所謂圓口處理(glazing)。
請參閱圖1所示，通過以上的各項處理，在直徑相同的直管部2的Z軸方向一端可以得到帶有喇叭口部3的喇叭口式頸管1。但是，如果對上述的兩個開口端部4、6(詳細(xì)地說是直管部2的兩個端部4、5以及喇叭口部3)實施加熱熔化處理后的頸管1原封不動地放置使其自然冷卻的話，那么在圖中標(biāo)有平行斜線的環(huán)狀區(qū)域7、8上就會異常地出現(xiàn)應(yīng)力值較高的拉伸應(yīng)力層。詳細(xì)地說，在與這個頸管1的直管部2的軸向兩端4、5分別隔離開的指定尺寸的環(huán)狀區(qū)域7、8上，會出現(xiàn)例如8Mpa以上的拉伸應(yīng)力層。
此外，上述小頭式頸管的制作工序是從上述喇叭口式頸管的制造工序中除去形成喇叭口部的處理基礎(chǔ)上，依次進(jìn)行通過在材料管的指定位置產(chǎn)生所謂熱沖擊實施的切割處理，然后對兩端切口實施所謂圓口處理。
通過上述這樣的處理，就能得到各部位直徑都相同的直管構(gòu)成的小頭頸管，如果也讓這個直頸管在加熱熔化處理后自然冷卻，和上述的情況一樣，在與這個小頭頸管的軸向兩端分別隔離開的指定尺寸的環(huán)狀區(qū)域上，也會出現(xiàn)例如8Mpa以上的拉伸應(yīng)力層。
在以下的說明中，為方便起見使用了圖1所示的喇叭口頸管的符號，關(guān)于小頭頸管的說明內(nèi)容也相同。即，對上述形成了拉伸應(yīng)力層的頸管1進(jìn)行處理時，特別是將該頸管1本身作為產(chǎn)品進(jìn)行包裝并向外運送時，形成拉伸應(yīng)力層的環(huán)狀區(qū)域7、8的內(nèi)外表面會因摩擦等因素產(chǎn)生輕傷或裂紋等。并且，該細(xì)小的傷口會通過上述拉伸應(yīng)力的作用而伸展，隨之導(dǎo)致頸管破損等不利的情況發(fā)生。這種不利的情況特別是在對頸管進(jìn)行長距離運送時更加顯著，因為此時存在拉伸應(yīng)力1的環(huán)狀區(qū)域7、8內(nèi)外表面同包裝材料或其它部件摩擦的機(jī)會更多。
另一種情況是，有的時候并不把上述頸管本身作為產(chǎn)品處理，而是把在玻璃部件制造工廠制作的上述頸管1在該工廠等地同玻錐熔接后得到陰極射線管用玻璃部件、或者進(jìn)而把這個玻璃部件和玻屏熔接形成陰極射線管用玻璃真空管并將其作為產(chǎn)品來處理。這種情況時，如果頸管1的和玻錐熔接側(cè)的開口端部4存在應(yīng)力值較高的壓縮應(yīng)力層，那么這個壓縮應(yīng)力層會起到強化層作用，即使頸管1和玻錐熔接時在該頸管的開口端部4發(fā)生摩擦，也很難發(fā)生頸管1擦傷或破損等不利情況?？紤]到這一點，如果不把頸管1本身作為產(chǎn)品處理時，最好是讓其開口端部4的壓縮應(yīng)力層的應(yīng)力值更高一些為好。但是，如果推高這個壓縮應(yīng)力層的應(yīng)力值時，隨之拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值也必然增高。因此，即使想把形成了高應(yīng)力值壓縮應(yīng)力層即強化層的頸管1本身作為產(chǎn)品處理并進(jìn)行長距離運送等時，也會由于應(yīng)力值較高的拉伸應(yīng)力層的原因，造成上述那種破損的發(fā)生率增高，因此這樣處理更不利。這種情況，上述拉伸應(yīng)力層會出現(xiàn)在頸管1用噴嘴火焰加熱的區(qū)域和沒被加熱的區(qū)域之間的邊界附近。另外，壓縮應(yīng)力層以及拉伸應(yīng)力層與玻錐有關(guān)，相關(guān)內(nèi)容會在下述專利文件1中公開。
考慮到以上事項，關(guān)于頸管1形成的壓縮應(yīng)力層以及拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值，隨著對該頸管1的處理狀態(tài)等不同而存在著相反的要求，但由于頸管1的包裝和長距離運送發(fā)生的破損是很重要的問題，因此在以往通常是使用隧道(tunnel)型退火爐，對頸管1進(jìn)行退火處理使其存在的拉伸應(yīng)力為0或接近0(或除應(yīng)力處理以下相同)。采用這種方法是出于考慮到當(dāng)頸管1本身作為產(chǎn)品處理時，有必要將其拉伸應(yīng)力處理為0或接近0。另外，關(guān)于退火爐的構(gòu)造在下述專利文件2以及專利文件3中公開其中一例。
專利文件1專利公開平成7-14530號公報專利文件2專利公開昭和39-1028號公報專利文件3專利公開昭和52-134618號公報但是，像上述那樣，以往為了使頸管存在的拉伸應(yīng)力層為0或接近0需要長時間實施退火處理，因此會導(dǎo)致作業(yè)效率惡化或生產(chǎn)效率降低等問題。不僅如此，由于需要大規(guī)模的隧道型退火爐，同時也會導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備的大型化和設(shè)備費用暴漲的問題。
更嚴(yán)重的是，進(jìn)行上述以往那樣使頸管存在的拉伸應(yīng)力為0或接近0的退火處理時，通過這個退火處理會使頸管的開口端部(詳細(xì)地說是喇叭口式頸管的直管部的端部)所存在的壓縮應(yīng)力也變成0或接近0，這樣同玻錐熔接時頸管的該開口端部會由于強度不足的原因而導(dǎo)致破損發(fā)生率增高。因此，同玻錐熔接時，如何做才能使頸管的開口部在保持足夠的強度，并且還能夠避免該頸管在長距離運送時因拉伸應(yīng)力而發(fā)生的破損就成為一個新問題。
由此可見，上述現(xiàn)有的陰極射線管用玻璃頸管在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決陰極射線管用玻璃頸管存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的陰極射線管用玻璃頸管存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究和創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的陰極射線管用玻璃頸管，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的陰極射線管用玻璃頸管，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有的陰極射線管用玻璃頸管存在的缺陷，考慮了上述情況后研究出來的，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的陰極射線管用玻璃頸管，所要解決的技術(shù)問題是通過使頸管存在的拉伸應(yīng)力層恰當(dāng)化，在力圖提高該頸管制造過程中的生產(chǎn)效率的同時，有效地控制該頸管在長距離運送等情況下發(fā)生的破損，還能夠有效地抑制該頸管和玻錐熔接時發(fā)生的破損，從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種陰極射線管用玻璃頸管，在軸向兩端擁有開口端部，并且一側(cè)的開口端部和陰極射線管用玻璃錐的小開口端部相熔接，上述兩端的開口端部相互之間，且在軸向中途的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)形成拉伸應(yīng)力層的同時，使該拉伸應(yīng)力層上的最大拉伸應(yīng)力值保持在7Mpa、2.5Mpa以上。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的陰極射線管用玻璃頸管，其中所述的拉伸應(yīng)力層是向圓周方向呈分散狀態(tài)形成。
前述的陰極射線管用玻璃頸管，其中所述的拉伸應(yīng)力層是分別形成在上述一端的開口端部側(cè)環(huán)狀區(qū)域內(nèi)以及另一端的開口端部側(cè)環(huán)狀區(qū)域內(nèi)。
前述的陰極射線管用玻璃頸管，其中所述的形成在上述兩個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)的拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值為等值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為解決上述技術(shù)性課題所研究出來的本發(fā)明的特征是，在軸向兩端擁有開口端部，并且一側(cè)的開口端部和陰極射線管用玻璃錐的較小的開口端部相熔接的陰極射線管用頸管中，在上述兩側(cè)的開口端部相互之間在軸向中途的環(huán)狀區(qū)域形成拉伸應(yīng)力層的同時，將該拉伸應(yīng)力層上的最大拉伸應(yīng)力值控制在7Mpa以下，2.5Mpa以上。上述的拉伸應(yīng)力層通常是在頸管中的上述環(huán)狀區(qū)域的內(nèi)外表面形成的。另外，最大拉伸應(yīng)力值是通過賽拿蒙(Senarmont)法測定的數(shù)值。再有，喇叭口式頸管兩側(cè)的開口端部相互之間在軸向中途并且是直管部的軸向中途的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)形成的拉伸應(yīng)力層。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，會使頸管形成的拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值不會像在該頸管的制造工序中，對其開口端部噴嘴加熱后進(jìn)行自然冷卻時的應(yīng)力值過度升高到8Mpa以上。并且也不會像代替自然冷卻在隧道型退火爐里進(jìn)行退火處理時，應(yīng)力值過低到0或接近為0。這樣就形成了最大拉伸應(yīng)力值在7MPa以下并且在2.5Mpa以上的拉伸應(yīng)力層，保持這種程度的拉伸應(yīng)力值時，即使頸管在長距離運送中發(fā)生摩擦等，導(dǎo)致破損的幾率也非常低。而且，這樣的若干拉伸應(yīng)力層殘留下來時，由于在頸管的開口端部(詳細(xì)地說是喇叭口式頸管的直管部的端部)形成壓縮應(yīng)力層，因此同玻錐熔接時能有利地抑制頸管的破損。也就是說，如果拉伸應(yīng)力層的最大拉伸應(yīng)力值超過7Mpa的話，就不能充分抑制長距離運送等情況下頸管的破損。另一方面，拉伸應(yīng)力值低于2.5Mpa時，就不能充分抑制同玻錐熔接時頸管的破損。因此，我們就可以得到在抑制長距離運送等情況下發(fā)生的破損以及同玻錐熔接時產(chǎn)生的破損這兩方面的長處都能夠兼顧到的頸管。其結(jié)果是將頸管本身作為產(chǎn)品處理時，即將玻璃部件制造工廠制作的頸管包裝后通過長距離運輸送到其它工廠，在其它工廠將該頸管同玻錐熔接時，特別適宜。此外，不再需要像以往那樣為使拉伸應(yīng)力值為0或接近0所進(jìn)行的長時間退火處理，這樣在提高了生產(chǎn)效率的同時，也就不再需要隧道型退火處理爐那樣大規(guī)模的設(shè)備，從而能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的小型化和降低設(shè)備費用的目的。
在上述結(jié)構(gòu)中，上述拉伸應(yīng)力層最好是在圓周方向形成分散狀態(tài)。
這樣處理的話，由于拉伸應(yīng)力層不是呈集中狀態(tài)形成在上述環(huán)狀區(qū)域內(nèi)，而是形成分散狀態(tài)，因此能夠在降低因這個環(huán)狀區(qū)域的內(nèi)外表層摩擦等造成的微小碰傷和裂紋的發(fā)生率，還具有抑制傷痕擴(kuò)展，降低由此引起破損概率的優(yōu)點。
另外，在上述結(jié)構(gòu)中，上述拉伸應(yīng)力層最好是在上述一側(cè)的開口端部的環(huán)狀區(qū)域和另一側(cè)的開口端部的環(huán)狀區(qū)域分別形成。確切地說，對于喇叭口式頸管來說，上述拉伸應(yīng)力層最好是分別形成在直管部一側(cè)端部的環(huán)狀區(qū)域和另一側(cè)端部的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)。
這樣處理的話，不僅能抑制上述長距離運送時的破損以及同玻錐熔接時的破損，頸管的熔接側(cè)和相反側(cè)的開口端部還能夠通過壓縮應(yīng)力層而得到強化。因此，即使頸管的熔接側(cè)和相反側(cè)的開口端部發(fā)生摩擦等，也能抑制因此導(dǎo)致的破損。另外，對于喇叭口式頸管來說，有時喇叭口部朝下放在傳送帶上進(jìn)行搬送。這種情況下，即使直管部的喇叭口部一側(cè)的端部受到來自傳送帶的負(fù)載沖擊或振動，那么由于該端部通過壓縮層得到強化，因此能有效抑制微小傷口和裂紋或者破損等情況發(fā)生。此外，由于喇叭口部的開口端部也通過壓縮應(yīng)力層得到強化，因此也能有效抑制上述破損等發(fā)生。
更進(jìn)一步的，在上述結(jié)構(gòu)中，最好是保持上述在二個環(huán)狀區(qū)域形成的拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值相同。
這樣處理的話，由于形成上述兩個同等的拉伸應(yīng)力值，在頸管兩側(cè)的開口端部分別形成同等的壓縮應(yīng)力層并得到同等的強化，因此頸管中心部分整體的應(yīng)力就不會發(fā)生異常偏頗，同時能更有效地抑制微小傷口和裂紋或破損等發(fā)生。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明陰極射線管用玻璃頸管，通過使頸管上存在的拉伸應(yīng)力層恰當(dāng)化，提高該頸管制造過程中的生產(chǎn)效率等同時，在恰當(dāng)抑制該頸管在長距離運輸?shù)葧r發(fā)生破損的情況之外，還能夠有效地抑制該頸管和玻錐熔接時的破損情況的發(fā)生。在頸管1的軸向中途的環(huán)狀區(qū)域7、8形成拉伸應(yīng)力層的同時，將這個拉伸應(yīng)力層的最大拉伸應(yīng)力值控制在7MPa以下2.5MPa以上。另外，在一側(cè)的開口端部4的環(huán)狀區(qū)域7和另一側(cè)的開口端部6的環(huán)狀區(qū)域8分別形成拉伸應(yīng)力層，環(huán)狀區(qū)域7、8形成的這兩個拉伸應(yīng)力層兩者間的應(yīng)力值是相同的。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點及效果
根據(jù)以上所介紹的本發(fā)明可知，本發(fā)明陰極射線管用玻璃頸管，通過將頸管上形成的拉伸應(yīng)力層的最大拉伸應(yīng)力值控制在7MPa以下2.5MPa以上，就能得到抑制長距離運送時發(fā)生的破損以及同玻錐熔接時發(fā)生的破損的兼顧兩方面優(yōu)點的頸管。因此，將頸管本身作為產(chǎn)品處理時特別適宜。此外，還能實現(xiàn)設(shè)備的小型化、削減設(shè)備以及提高生產(chǎn)效率等目的。
另外，由于拉伸應(yīng)力層以分散狀態(tài)形成在圓周方向，這樣在降低了因形成拉伸應(yīng)力層的環(huán)狀區(qū)域的內(nèi)外表面摩擦引起的微小傷口和裂紋發(fā)生率的同時，還能抑制傷口的擴(kuò)展，降低引起破損的概率。
再有，由于拉伸應(yīng)力層分別形成在一側(cè)的開口端部的環(huán)狀區(qū)域和另一側(cè)的開口端部的環(huán)狀區(qū)域(詳細(xì)地說，對于喇叭口式頸管來說是在直管部的一側(cè)端部的環(huán)狀區(qū)域和另一側(cè)端部的環(huán)狀區(qū)域)，因此頸管兩側(cè)的該端部分別通過壓縮應(yīng)力層而得到強化，并有效地提高該頸管的強度。
而且，由于上述兩個環(huán)狀區(qū)域形成的拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值是相同的，因此頸管中心部分整體的應(yīng)力就不會發(fā)生異常偏頗，這樣更能有效地抑制微小傷口、裂紋或破損等發(fā)生。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的陰極射線管用玻璃頸管，通過使頸管存在的拉伸應(yīng)力層恰當(dāng)化，在力圖提高該頸管制造過程中生產(chǎn)效率的同時，可有效地控制該頸管在長距離運送等情況下發(fā)生的破損，還能夠有效地抑制該頸管和玻錐熔接時發(fā)生的破損。其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的陰極射線管用玻璃頸管具有增進(jìn)的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下特舉出較佳實施例，配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是表示與本發(fā)明的實施形態(tài)相關(guān)的頸管側(cè)面俯視圖。
圖2是簡略表示與本發(fā)明實施形態(tài)相關(guān)的頸管制造工序的測試簡圖。
圖3是表示對與本發(fā)明實施形態(tài)相關(guān)的頸管進(jìn)行強度實驗狀態(tài)的測試簡圖。
1頸管 2直管部3喇叭口部 4開口端部(直管部的熔接側(cè)端部)
5端部(直管部的喇叭口側(cè)端部) 6開口端部(喇叭口部的開口端部)7環(huán)狀區(qū)域8環(huán)狀區(qū)域具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的陰極射線管用玻璃頸管其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。另外，為了方便起見，在以下的說明中使用已經(jīng)使用過的圖1。
如圖1所示和本實施形態(tài)有關(guān)的頸管1，是一個由沿Z軸方向在指定距離內(nèi)直徑相同的直管部2和隨著遠(yuǎn)離該直管部2其直徑逐漸擴(kuò)大的傘狀喇叭口部3構(gòu)成一個整體的喇叭口式頸管。在直管部2的開口端側(cè)形成設(shè)有一個和玻錐的小開口端部相熔接的小直徑開口端部4(以下稱為熔接側(cè)端部4)。另外，在該直管部2的另一側(cè)端部5(以下稱為喇叭口側(cè)端部5)連著上述喇叭口部3。進(jìn)而，在喇叭口部3的開口端側(cè)形成一個直徑相對較大的開口端部6。
在該頸管1的直管部2上，與熔接側(cè)端部4相隔指定尺寸的位置的環(huán)狀區(qū)域7(標(biāo)有平行斜線的區(qū)域)上形成拉伸應(yīng)力層的同時，與喇叭口側(cè)端部5相隔指定尺寸的位置的環(huán)狀區(qū)域8(標(biāo)有平行斜線的區(qū)域)上也形成拉伸應(yīng)力層。這兩個拉伸應(yīng)力層的最大拉伸應(yīng)力值都在7MPa以下(最好是5MPa以下)2.5MPa以上，并且兩者間具有相同的應(yīng)力值。此外，如果上述最大拉伸應(yīng)力值能控制在3.5MPa以下、2.5MPa以上的話就更好了。
這兩個拉伸應(yīng)力層分別形成在兩個環(huán)狀區(qū)域7、8上并向圓周分散。并且，隨著這兩個拉伸應(yīng)力層的形成，直管部2的熔接側(cè)端部4和喇叭口側(cè)端部5都形成了應(yīng)力值相同的壓縮應(yīng)力層。因此，該直管部2的兩端部4、5都通過壓縮應(yīng)力層而得到同等的強化。
具備以上結(jié)構(gòu)的頸管1是按如下的方法制作的。首先和以往一樣，先將原頸管的開口端部也就是玻璃材料管的開口端部用噴嘴火焰持續(xù)加熱形成喇叭口部的同時，將玻璃材料管的原頸管另一端在用噴嘴火焰持續(xù)加熱，切割出一定長度的原頸管，然后對原頸管的兩個開口端部用噴嘴火焰加熱軟化，進(jìn)行所謂圓口處理。
這步驟之后(頸管的表面溫度約為250℃)緊接著，請參閱圖2所示，通過在直管部2的熔接側(cè)端部4和喇叭口側(cè)端部5相對應(yīng)的兩個位置設(shè)置4個沿直徑方向像從兩側(cè)夾持似的所謂紅外線燒嘴9(用燒嘴將金屬燒紅)，從直管部2的兩個端部4、5外側(cè)分別對最靠近兩端部4、5的拉伸應(yīng)力層以及圓周加熱并進(jìn)行退火處理。這種情況下的頸管1被4個紅外線燒嘴9所包圍，如標(biāo)記a所示圍繞Z軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))。這樣，通過使用紅外線燒嘴9對頸管1的兩個拉伸應(yīng)力層進(jìn)行局部加熱的方法，由于各拉伸應(yīng)力層在圓周方向很難達(dá)到在溫度均勻的狀態(tài)下加熱，這樣退火處理會在圓周方向產(chǎn)生不均勻，隨之會像上述那樣其拉伸應(yīng)力層將分散在圓周方向。也就是說，采用以往那樣通過退火爐對頸管退火處理的方法，由于頸管的內(nèi)外表面全部區(qū)域處在退火爐內(nèi)高溫的氣氛中，這樣雖然退火處理沒有在頸管的圓周方向產(chǎn)生不均勻，但是如果采用和本發(fā)明相關(guān)的一邊進(jìn)行局部加熱一邊使頸管1旋轉(zhuǎn)的方法的話，就能夠使拉伸應(yīng)力層向圓周方向分散。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，如果使頸管1間斷性旋轉(zhuǎn)，或使其旋轉(zhuǎn)速度按指定的周期變化的話，就能達(dá)到使拉伸應(yīng)力層確實向圓周方向分散的效果。
并且，假設(shè)這樣的退火處理在475℃之下進(jìn)行30秒以上時，換句話說就是，進(jìn)行加熱處理不能使頸管1的玻璃表面熔化，并且在頸管1的玻璃壁厚方向中央部一時升溫至退火點以上的退火處理時，從直管部2的兩端部4、5向沿Z軸的中央部形成大范圍的壓縮應(yīng)力層。因此，直管部2的兩個拉伸應(yīng)力層，分別在沿軸Z方向距其靠近的兩端部4、5面向中央部10mm以上(最好是12mm以上)、20mm以內(nèi)的位置，并沿Z軸方向的中央部形成環(huán)狀區(qū)域7、8，同時這個環(huán)狀區(qū)域7、8的軸Z方向?qū)挾仍?0mm以上(最好是12mm以上并且20mm以內(nèi))。這樣，直管部2的兩端部4、5圓周能夠具備因拉伸應(yīng)力層的存在導(dǎo)致的不良影響率的可能性被適當(dāng)降低的優(yōu)點。
此外，上述實施形態(tài)的本發(fā)明既適用于喇叭口式頸管，也同樣適用于小頭頸管。
下述的比較例1、2和本發(fā)明的實施例1～4中，任何一個頸管都制作成外徑(直管部的外徑)為29.2mm，壁厚2.5mm的喇叭口式頸管。并且，比較例1、2和本發(fā)明的實例1～4中，頸管制造方法中的退火處理各不相同。比較例1是不進(jìn)行退火處理而自然冷卻的喇叭口式頸管。比較例2是將頸管喇叭口部向下放置在推車上，在將溫度設(shè)定為約650℃的退火爐內(nèi)將每個推車的頸管存放35分鐘，使拉伸應(yīng)力層完全為0。而實施例1～4是在如圖2所示的狀態(tài)下將紅外線燒嘴9按左右大約間隔60mm排列并進(jìn)行退火處理后，自然冷卻。實施例1中，用燒嘴加熱的時間約為50秒，實施例2的該時間約為45秒，實施例3的該時間約為38秒，實施例4的該時間約為30秒。此外，實施例1～4都是通過頸管旋轉(zhuǎn)，并且旋轉(zhuǎn)的速度按周期變化得到的。而且都是通過紅外線燒嘴加熱到最高溫度約為475℃的情況下得到的。
然后對上述方法處理過的各個頸管實施沸騰沖擊測試。這種沸騰沖擊測試按如下方式進(jìn)行。即，第一步用砂紙將頸管的外表面以及內(nèi)表面擦過對其施加擦傷(磨傷)，用橡皮塞等將該頸管的直管部的熔接側(cè)端部堵住。第二步如圖3所示，將頸管1在指定溫度的熱水槽10中浸泡的同時，向頸管1的內(nèi)部倒入熱水，在保持一段時間使頸管1的溫度和熱水溫度達(dá)到同一值。第三步，經(jīng)過一定時間后，將頸管1從熱水槽10中取出，在內(nèi)部仍裝著熱水的狀態(tài)下放入冷水槽浸泡。第四步，在冷水槽浸泡時，(60秒以內(nèi))確認(rèn)頸管破碎時熱水和冷水的溫差ΔT。如在這種情況下頸管沒有破碎時，提升上述第二步處理中的熱水溫度，直到頸管破碎為止反復(fù)進(jìn)行第二步～第四步的處理。這樣的測試針對比較例1、2和實施例1～4分別測試5只頸管，然后計算出上述溫差ΔT的平均值。其結(jié)果如表1所示。此外，下面表1中的最大拉伸應(yīng)力值指的是在各個頸管的破壞起點附近切斷，然后將其斷面用賽拿蒙(Senarmont)法觀察時表面存在的最大拉伸應(yīng)力值。另外，下表1中判斷符號◎的意思是幾乎沒有因為拉伸應(yīng)力層的存在而發(fā)生破碎，符號○的意思是雖然發(fā)生了那樣的破碎但不是因為長距離運送的問題造成的，符號×的意思是容易發(fā)生那樣的破碎不耐用。
表一


上述沸騰沖擊測試是用來測定玻璃被破壞的容易程度，溫差ΔT越小就是越容易破碎的玻璃，而且通過上述那樣用砂紙擦拭過更能知道其存在拉伸應(yīng)力的程度。也就是說，如果拉伸應(yīng)力存在于頸管的表面時，破損更容易從砂紙造成的傷痕為起點處發(fā)生。另外，用砂紙不僅要擦拭外表面也要擦拭內(nèi)表面的理由是，在陰極射線管的制造過程中頸管的內(nèi)部裝入電子槍時，在頸管內(nèi)部的指定位置固定電子槍用的彈簧部件會摩擦頸管的內(nèi)表面，因此該內(nèi)表面也有被擦傷的可能。
通常，利用沸騰沖擊測試結(jié)果判斷的標(biāo)準(zhǔn)是，如果用#150的砂紙擦拭后ΔT在55℃以上，用#320以上的砂紙擦拭后ΔT在60℃以上，就不會給陰極射線管的制造和搬送帶來障礙。因此，按照上述表1，如果頸管的直管部表面(內(nèi)表面以及外表面)的最大拉伸應(yīng)力值在7MPa以下，最好是5MPa以下，就和拉伸應(yīng)力完全為0的情況一樣不會發(fā)生破碎，可以說即使頸管的表面有微小的傷，也不會因發(fā)生傷痕擴(kuò)展導(dǎo)致頸管破損的情況。
其次，分別對上述的比較例1、2以及實施例1～4確認(rèn)了熔接側(cè)端部的易受傷程度。詳細(xì)說明的話，在陰極射線管的制造工序中，幾乎所有的破損都是由于頸管直管部的熔接側(cè)端部負(fù)傷的原因造成的，因此對頸管直管部的熔接側(cè)端部用#320的砂紙施加一定壓力例如約5Mpa(500gf/mm)的同時擦拭，并測定此時侯傷口的深度。這個測定結(jié)果如下表2所示。另外，下面的表2中，壓縮應(yīng)力值，即直管部的熔接側(cè)端部的壓縮應(yīng)力值是通過賽拿蒙法來測定的。
表二


根據(jù)上述表2，能夠確認(rèn)比較例1的頸管的熔接側(cè)端部有一個壓力值較高的壓縮應(yīng)力層，由于這個壓縮應(yīng)力層的存在，能夠觀察到砂紙擦傷的傷痕比較淺。與此相反，比較例2中由于頸管的熔接側(cè)端部沒有形成壓縮應(yīng)力層，能觀察到很容易因砂紙的摩擦而負(fù)傷。另一方面，實施例1～4的頸管由于在熔接側(cè)端部存在適當(dāng)應(yīng)力值的壓縮應(yīng)力層，因此能確認(rèn)很難發(fā)生因摩擦負(fù)傷的情形。這時，假設(shè)在陰極射線管的制造工序中，即使發(fā)生以熔接側(cè)端部的傷口為起點的破損，發(fā)生不良又不成為問題的允許范圍認(rèn)為是1000ppm。考慮到這一點，可以把握的是，在陰極射線管的制造工序中，實施例1～4中任何一個因頸管的原因發(fā)生破損的比例都和比較例1略微等同。并且與不存在壓縮應(yīng)力的比較例2相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不容易破損。并且根據(jù)上述表2，如果頸管的熔接側(cè)端部表面用#320的砂紙擦拭時的傷口深度在15μm以內(nèi)的話，可以說實際使用上沒有問題。此外，通過對實施例1～4的頸管用靈敏色法進(jìn)行觀察，能確認(rèn)拉伸應(yīng)力層的確是在頸管的直管部沿圓周方向分散。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種陰極射線管用玻璃頸管，在軸向兩端擁有開口端部，并且一側(cè)的開口端部和陰極射線管用玻璃錐的小開口端部相熔接，其特征在于上述兩端的開口端部相互之間，且在軸向中途的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)形成拉伸應(yīng)力層的同時，使該拉伸應(yīng)力層上的最大拉伸應(yīng)力值保持在7Mpa、2.5Mpa以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極射線管用玻璃頸管，其特征在于其中所述的拉伸應(yīng)力層是向圓周方向呈分散狀態(tài)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰極射線管用玻璃頸管，其特征在于其中所述的拉伸應(yīng)力層是分別形成在上述一端的開口端部側(cè)環(huán)狀區(qū)域內(nèi)以及另一端的開口端部側(cè)環(huán)狀區(qū)域內(nèi)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陰極射線管用玻璃頸管，其特征在于其中所述的形成在上述兩個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)的拉伸應(yīng)力層的應(yīng)力值為等值。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種陰極射線管用玻璃頸管，通過使頸管上存在的拉伸應(yīng)力層恰當(dāng)化，提高該頸管制造過程中的生產(chǎn)效率等同時，在恰當(dāng)抑制該頸管在長距離運輸?shù)葧r發(fā)生破損的情況之外，還能有效地抑制該頸管和玻錐熔接時的破損情況的發(fā)生。在頸管1的軸向中途的環(huán)狀區(qū)域7、8形成拉伸應(yīng)力層的同時，將這個拉伸應(yīng)力層的最大拉伸應(yīng)力值控制在7MPa以下2.5MPa以上。另外，在一側(cè)的開口端部4的環(huán)狀區(qū)域7和另一側(cè)的開口端部6的環(huán)狀區(qū)域8分別形成拉伸應(yīng)力層，環(huán)狀區(qū)域7、8形成的這兩個拉伸應(yīng)力層兩者間的應(yīng)力值是相同的。
文檔編號H01J29/86GK1577713SQ20041006267
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者田尻善美, 南貴博 申請人:日本電氣硝子株式會社