用於陰極射線管的玻錐和陰極射線管的製作方法
2023-05-31 16:19:51 2
專利名稱：用於陰極射線管的玻錐和陰極射線管的製作方法
技術領域：
本發明涉及主要用於接收電視廣播信號和用於工業設備的陰極射線管的玻錐，以及使用這種玻錐的陰極射線管。
陰極射線管包括作為抽成真空的管泡的玻璃泡，它主要包括用於顯示圖象的玻璃屏1和具有容納電子槍6用的管頸部分5的玻錐2，如圖7所示。玻錐2的主要部分是用於安裝偏轉線圈7的偏轉線圈部分4和主體部分3，主體部分3與偏轉線圈部分連接並且向用於密封玻璃屏1的開口端部延伸。標號10指出用於以焊料玻璃之類的材料把玻璃屏1與玻錐2密封的密封部分，而符號A指出連接管頸部分5的中心軸和玻璃屏1的中心的管軸。因為圖象是通過在玻泡中發射的電子束顯示的，因此陰極射線管的內部要保持高真空條件。此外，它具有不象球形的不對稱形狀，並且經受玻泡內外之間一個大氣壓的壓差。相應地，總是有一個很高的變形能量，因此，玻泡的結構處於不穩定的狀態。當在這種不穩定狀態下在陰極射線管的玻泡中產生裂紋時，由於高的變形能量有釋放的趨勢，因此裂紋將擴大，由此造成損壞。此外，在高拉伸應力施加至玻泡的外表面部分時，由於大氣中的溼氣的作用，可以造成延遲的損壞，由此玻泡喪失了可靠性。
另一方面，除了陰極射線管之外，近年來已經提出了各種圖象顯示裝置。將陰極射線管和提出的各種圖象顯示裝置作比較，已經提到陰極射線管的缺點是大的深度和大的重量。因此，急待解決的問題是縮短深度和減輕重量。
然而，在企圖縮短常規的陰極射線管的深度時，陰極射線管的不對稱程度增加，由此產生了更多變形能量在玻泡中積聚的問題。此外，在企圖減輕重量時，由於減小了玻泡的堅固性，使得變形能量增加。因為變形能量的增加使得應力增加，加快了由損壞造成的安全性降低以及由延遲的損壞造成的可靠性降低。為了避免應力增加而打算增加玻泡的厚度不可避免地增加了重量。
本發明的一個目的是提供一種用於陰極射線管的玻錐，它是安全和高度可靠的，並且它能實現減小沿深度的尺寸以及玻錐的重量，而不增加玻錐中的應力，本發明還提供使用這種玻玻錐的陰極射線管。
本發明的發明者為降低在玻泡中產生的應力已經做了各種研究，並且已經發現，當在玻錐的主體部分設置一些拱形隆起部分，從而每個拱形隆起部分的兩端端接在或靠近主體部分的開口端部分的角隅部分，能夠抑制主體部分中的變形，即，能夠抑制應力的產生。
按照本發明，提供了一種用於陰極射線管的玻錐，它包括具有在玻錐一端的矩形開口部分的漏鬥形主體部分、與主體部分的另一短相連的偏轉線圈部分、以及與偏轉線圈部分的自由端密封連接的管頸部分，其中，主體部分至少在其長邊上具有大體上平坦的拱形面部分，每個拱形面部分大體上垂直於矩形開口端部的開口端面，並且具有拱形隆起部分，拱形部分的兩端延伸至開口端部的角隅部分鄰近的部分，而主體部分用拱形面部分和圓頂狀部分形成。
本發明通過在玻錐的主體部分提供拱形隆起部分來抑制在主體部分的變形，由此避免在主體部分中增加應力。
首先，將描述玻錐的形狀與在該部分中產生的應力的關係。在常規的陰極射線管中，管頸部分位於與玻璃屏焊接的玻錐的尾部，而偏轉線圈部分位於管頸部分之前，其中，假設主體部分有漏鬥形狀，從而主體部分平緩地連接偏轉線圈部分和玻璃屏。在前端形成開口端部，以對於玻璃屏提供密封部分。開口端部為矩形或近似於矩形。
為了避免應力的增加，將陰極射線管的形狀做成接近於球形是理想的。然而，由於前面部分顯示圖象的功能不同於由發射的電子束掃描的後面部分的功能，陰極射線管具有基本上不對稱的形狀。
一般說來，在玻錐中具有平緩曲線的主體部分由於其不對稱的形狀而具有較低的堅固性。在具有不對稱形狀的陰極射線管中，由真空中沿把玻錐推向玻璃屏方向的擠壓力使玻錐有變形的趨勢，而在主體部分和用於密封玻璃屏的密封部分產生拉伸應力，密封部分是強度最低的部分。特別，因為在主體部分長邊的中央部分具有較低的堅固性，因此在主體部分的開口端部產生較大的應力。產生的應力降低了玻錐的安全性和可靠性。
為了減小這些應力，最好控制主體部分的變形，在主體部分上有力作用，從而將主體部分推向玻璃屏。另一方面，玻錐的開口端部處的角隅部分的堅固性高於邊緣部分的堅固性，並且在真空條件下產生的應力較低。為了抑制主體部分可能的變形，設計低堅固性的主體部分以具有難以變形的形狀是有效的，或者用具有高堅固性和在真空中的低應力角隅部分來支承具有低堅固性的主體部分也是有效的。採取這些措施，能夠預先防止或減小在主體部分中變形的出現。此外，能夠防止在長邊中部的靠近開口端部的一個部分(該部分的堅固性較低，因而易於變形)中的應力集中，因此能夠抑制該部分的變形。
本發明的特徵在於在主體部分中形成拱形隆起部分，從而每個隆起部分的兩端(端點)延伸至主體部分的開口端部的角隅部分或靠近角隅部分的部分，由此可能引起主體部分變形的力被有效地傳遞至開口端部的角隅部分。如一般知曉的，拱形結構能夠將施加至拱形物的力轉變為作用在沿拱形方向的擠壓力，從而把施加的力傳遞至拱形物的兩端。相應地，當在玻錐的主體部分設置拱形隆起部分時，拱形結構呈現出提高主體部分強度的所要的效果。
在本發明中，通過在主體部分的開口端部的各邊上形成一些面，並且這些面大體上垂直於開口端面延伸(即，沿玻錐的管軸方向延伸)，提供拱形隆起部分。即，每個隆起部分提供漏鬥形主體部分和在主體部分的開口端部的一邊形成的一個面之間的邊界。相應地，每個隆起部分呈現拱形形狀，其中，每個隆起部分的兩端到達開口端部角隅部分附近的部分。結果，在主體部分的每一邊，形成具有上部的拱形面部分，它以拱形隆起部分鑲邊。
為具有大體上平坦的表面結構，拱形面部分是有效的，其中，拱形面部分的主要部分是平坦的或稍微彎曲的。雖然主體部分不是平緩地彎曲，而作為一個整體具有漏鬥形狀，但玻錐的主體部分包括分成幾個部分的拱形面部分以及在其餘部分的一個圓頂狀曲面(圓頂狀部分)。在主體部分提供拱形面部分(即，提供大體上垂直於開口端面的表面)抑制了主體部分中沿推向主體部分的開口端部方向的變形。相應地，由於在長邊上的部分的強度特別低，因此拱形面部分應該在開口端部的長邊上以部分的形式形成。
然而，不僅在開口端部的長邊而且在其短邊中中產生高的應力，這取決於玻璃屏的形狀和寬高比。在這種情形中，拱形面部分(即，拱形隆起部分)應該以上面所述的相同的方式在短邊上形成。考慮到減少在長邊上的負荷，最好在短邊上形成拱形隆起部分，由此作為一個整體能夠增加主體部分的堅固性並且增進效果。
在附圖中
圖1是按照本發明的一個實施例的玻錐的透視圖；圖2是示於圖1的玻錐的平面圖；圖3是示於圖1的玻錐的前視圖；圖4沿圖2的A-A線取的隆起部分的截面圖；圖5是按照本發明的另一個實施例的玻錐的透視圖；圖6是按照本發明的另一個實施例的玻錐的透視圖；以及圖7是示出常規的陰極射線管的一部分的截面圖。
下面將參照附圖詳細描述本發明的較佳實施例。
圖1至4示出按照本發明的一個實施例的玻錐，其中，在長邊和短邊處形成拱形隆起部分。
如圖2和3所示，主體部分3不象常規的陰極射線管那樣具有平滑的外表面，而是在主體部分的矩形開口端部的邊緣部分設置有拱形隆起部分8，而每個拱形面部分12大體上垂直於開口端部中的開口端面11。
每個拱形隆起部分12的兩個端部處於或靠近開口端部的角隅部分，如圖1所示。拱形面部分12可以垂直於開口端面11。然而，考慮到把熔化的玻璃填充入模子以及模製產品的脫模，一種特殊的做法是，使這些拱形面部分相對於與端面11垂直的平面成5°-15°的角度，並且大體上平行於矩形開口端部的每一邊。當傾斜角太大，則減小了拱形面部分對於抑制主體部分的變形的效果。大體上垂直於開口端面11的拱形面部分的形成包括這樣的情形，即，拱形面部分有一定的傾斜度。此外，雖然圖中示出平坦的拱形面部分，但拱形面部分12可以稍微彎曲。
為了把在主體部分3中產生的力沿上述的隆起部分8確定地傳遞至開口端部7的高堅固性的角隅部分，應該使每個隆起部分的兩端在從開口端面11算起的預定的範圍內。即，最好是Ha≤0．044D+9．6，這裡，Ha(mm)代表一個隆起部分8的一端與開口端面11之間的距離(圖3)，而D(mm)代表玻錐的開口端部的最大直徑(圖2)。如果Ha不適合這個範圍，即，隆起部分的端部過分遠離開口端面11，則例如在主體部分一邊的中間產生的力傳遞至具有低堅固性的部分，因而可能在那裡產生高的應力。
為了通過隆起部分8(每個具有拱形形狀)得到足夠的效果，並且為了把例如在長邊的中間產生的力傳遞至角隅部分，隆起部分應該具有一定的堅固性。每個隆起部分對於在隆起部分中的交疊(blend)R部分的形狀具有密切的關係。特別，相應於開口端部一邊中心的交疊R部分影響很大。相應地，交疊R部分的形狀相應於應該規定的部分。具體地說，在該部分的交疊R部分的曲率半徑應該確定如下。
將參照圖4進行描述。
相應於開口端部的一邊的中心，隆起部分的交疊R部分的曲率半徑R(mm)與最大直徑D(mm)之間的關係最好是R≤0．07D-9．6。如果R超過該值，則得不到預定的堅固性，因而隆起部分不能提供足夠的效果。考慮到隆起部分破裂的危險和玻璃的模製性，R的下限雖然沒有限制，但最好實際上為5．0mm或更大。
當以這樣的方式來形成隆起部分，即，拱形面部分12連至圓頂狀部分13，以具有某個角度，則連接部分的堅固性增加。本發明採用此種特性。為了得到足夠的效果，以90°≤θ≤120°為好，這裡θ代表由在接觸點15和14處的切線形成的角度，在這些切點處，隆起部分連至拱形面部分12和圓頂狀部分13(圖4)。
當θ超過120°時，由從與隆起部分連接的拱形面部分12和圓頂狀部分13延伸的切線形成的角度太大，因而不能指望有足夠的堅固性。另一方面，當θ小於90°時，不可能從模子中起出模製好的產品。從模製和隆起部分的效果的觀點來看，100°≤θ≤110°更好。
隆起部分8和主體部分的偏轉線圈部分4之間的部分可以具有所要的形狀，只要滿足上面提到的條件即可。示於圖1的玻錐具有最簡單的圓頂狀形狀。本實施例的特徵在於，除了拱形面部分之外，玻錐的主體部分為平緩連續的球形。由於力能夠被分散至拱形隆起部分，雖然主體部分最好具有這種球形，但本發明不限於具有球形。事實上，取決於設計玻錐的要求以及拱形面部分的形狀，確定了主體部分的形狀。
圖5示出按照本發明的另一個實施例的玻錐，其中，主體部分具有不同的形狀。在這個實施例中，為了減小沿玻錐的管軸方向的尺寸，把主體部分做得扁平，而同時提供一種能在真空中耐受應力的結構。具體而言，除去拱形面部分的主體部分包括在長邊上的凸形曲面13和在短邊上的凸形曲面13』。如圖5所示，曲面13、13』的端部終接在隆起部分8上，隆起部分8連至拱形面部分12、12』，而曲面13、13』的另外的端部平滑地連至偏轉線圈部分4，其中，這些曲面是整體形成的，並且相鄰曲面13、13』的連接部分沿矩形玻錐的對角線方向延伸。此外，在曲面13、13』之間沿對角線延伸的連接部分中形成凹入部分17。
由曲面13、13』構成的圓頂狀部分提供了一種包括凸部和凹部的波浪形狀，與以前提到的球形玻錐相比較，波浪形狀頗為複雜。在本發明中，用於形成主體部分的圓頂狀部分包括這種波浪形狀。此外，在本發明中可以使用各種形狀，只要應力能被分散至拱形面部分即可。
本發明還可應用於這樣一種玻錐，其中，在單個主體部分中形成多個偏轉線圈部分和管頸部分。
圖6示出一個實施例，其中，提供了單個主體部分3和兩個偏轉線圈部分4和兩個管頸部分5。能夠在主體部分3中以與前面提到的相同的方式形成拱形面部分12。通過使用這種玻錐，單個圖象用兩個電子槍和兩個偏轉線圈來顯示，因而要被顯示的表面區域由一對電子槍和偏轉線圈共有，即，表面積被分成整個表面積的一半大小。相應地，能夠縮短沿玻錐的管軸方向的尺寸。在單個主體部分3中形成兩個偏轉線圈部分4和兩個管頸部分5時，除去拱形面部分12之外的圓頂狀部分可以為波浪形狀。
在本發明中，對於拱形面部分12而言，重要的是具有足夠的高度，以得到拱形隆起部分的有效的功能。特別，對於在拱形面部分的中心處的高度要十分當心，因為在真空中在主體部分的長邊的中心處產生很大的應力。因為拱形面部分12的高度是從開口端面11至隆起部分8的尺寸，因此在拱形面部分中心處的最大高度是H。
圖4是沿玻錐的長邊的中心取的截面圖。通過圖4中的下述方法能夠得到最大高度H。即，當把拱形面部分12和圓頂狀部分13連至交疊R部分的點視為接觸點14和15，並且把通過這些接觸點的切線相交的點視為交點16，則得到最大高度H為從開口端面11至交點16的高度。為了使拱形面部分12能夠有效地起到防止應力集中至主體部分的長邊的中心部分，或在該部分中增加應力，希望H相對於主體部分3的值具有預定值或更大的值。當H和主體部分3的高度Hb具有關係式H／Hb≥0．5時，可以得到防止應力集中的顯著的效果。在本文中，主體部分3的高度Hb是從開口端面11至主體部分3的頂部(偏轉線圈部分4的下端)的高度，如圖3所示。
按照本發明，其中在玻錐的主體部分中形成拱形隆起部分，由於能夠防止玻錐的變形，因此增加了玻錐的堅固性，並且減小了應力。結果，即使例如在把主體部分做成廣角型以縮短其深度的情形下，也能抑制應力的增加。此外，由於不必為了減小應力而增加壁厚，因此能防止增加重量，由此能夠產生重量輕的玻錐。下面，在表1中描述本發明的例子和比較例。
在這些例子中使用的玻璃屏(下面，簡稱為屏)是用於觀看尺寸為34英寸的電視機的普通的陰極射線管，它具有寬高比為4∶3的有效屏幕；最外面的直徑為859．0mm；屏的外表面的曲率半徑為10000cm而對角線直徑為81cm。通過組裝這種屏和一個玻錐而製備每個陰極射線管，並且測量在陰極射線管中產生的應力。在這些例子中的屏和玻錐使用相同的玻璃配方。
例1除了在主體部分的長邊和短邊上形成拱形隆起部分(如圖1所示)外，本例的玻錐與用常規技術製備的在主體部分無隆起部分的玻錐(比較例1)相同。
例2除了用與例1相同的方式形成拱形隆起部分以及深度尺寸減小90mm之外，本例的玻錐與用常規技術製備的玻錐(比較例1)相同。
比較例1
本例的玻錐是這樣的玻錐，它用常規技術製備，在主體部分沒有隆起部分，如圖7所示。
比較例2除了如例2那樣深度尺寸減小90mm以及當組裝成陰極射線管時，調節玻錐的壁厚從而在主體部分和密封部分中產生的應力大體上與例2應力相等之外，本例的玻錐與例1的玻錐相同。
在這些例子中很清楚，通過在主體部分中形成隆起部分減小了在主體部分中產生的應力。即，即使減小主體部分和密封部分的壁厚，例1也能夠保持與比較例1大體上相等的應力。此外，可以發現，當將玻錐與屏組合而形成陰極射線管時，能減小在屏中產生的應力。在例1的玻錐中，減小主體部分和密封部分的壁厚，從而要在這些部分中產生的應力將與比較例1的應力相等。結果，與比較例1相比，例1的玻錐的重量能減少1．3kg。
在例2中，由於減小了深度尺寸以形成廣角型主體部分，在這種主體部分中應力有相當大的增加。如果增加主體部分的壁厚，從而得到與比較例1相等的應力，則如在比較例2中那樣，重量要增加2．9kg。然而，在例2中重量只增加了1．0kg。
表1
按照本發明的玻錐，其中，在主體部分中形成隆起部分，能夠提高作為抽成真空的玻泡的主要部分的主體部分的堅固性，並能夠抑制在主體部分中產生的應力，其結果是能夠容易地做到減少重量。除此之外，也能縮短玻錐深度的尺寸而同時保持實際使用中的重量。於是，能夠提供一種安全而高度可靠的陰極射線管。
即，在主體部分中出現的隆起部分抑制了對於主體部分開口端部長邊和短邊變形的擴展，其結果是能夠顯著減小密封部分中的應力。相應地，不僅密封部分而且主體部分的壁厚能夠減小，由此能夠實現重量的顯著減小。
常規的玻錐具有這樣的結構，從而在主體部分中造成的變形通過密封部分被傳遞至玻璃屏。相應地，也增加了在玻璃屏中的應力。然而，按照本發明，應力能夠被傳遞至開口端部的高堅固性的角隅部分，由此能夠減小玻璃屏中的應力，並且減小玻璃屏的重量。
在通過減小壁厚來減輕重量的本發明的陰極射線管中，也減小了在製造陰極射線管期間的熱處理中產生的熱應力，因而能夠提高生產率。
此外，在本發明中，拱形隆起部分的兩端處於或靠近開口端部的高堅固性的角隅部分，並且規定了隆起部分的兩端的位置(即，在開口端部角隅部分處從開口端面算起的隆起部分兩端的高度)。相應地，能夠抑制在主體部分的一個部分中的應力擴展至另一部分。
權利要求
1．一種用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，包括漏鬥形的主體部分、偏轉線圈部分和管頸部分，所述主體部分在其一端具有矩形的開口端部，所述偏轉線圈部分與所述主體部分的另一端鄰接，而所述管頸部分密封地連至所述偏轉線圈部分的自由端，其中，所述主體部分至少在其長邊上具有大體上平坦的拱形面部分，每個所述拱形面部分大體上垂直於在所述矩形的開口端部中的開口端面，並且具有拱形隆起部分，所述隆起部分的兩端延伸至所述開口端部的角隅部分附近的部分，並且所述主體部分包括所述拱形面部分和圓頂狀部分。
2．如權利要求1所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，除了長邊之外，還把所述拱形面部分設置在短邊部分。
3．如權利要求1或2所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，所述主體部分的每個所述拱形隆起部分具有將所述拱形面部分連至所述圓頂狀部分的交疊R部分。
4．如權利要求3所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，在所述矩形開口端部的一邊的所述拱形部分的中間，在穿過連接所述交疊R部分和所述拱形面部分的連接點的切線與穿過連接所述交疊R部分和所述圓頂狀部分的連接點的切線之間形成的角度θ在90°≤θ≤120。的範圍內。
5．如權利要求3或4所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，所述交疊R部分的曲率半徑R(mm)與所述開口端部的最大直徑之間的關係是R≤0．07D-9．6。
6．如權利要求1至5任何一項所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，在所述開口端部的所述角隅部分附近的部分中，每個所述拱形隆起部分的兩個端部從所述開口端面算起的高度Ha(mm)與所述開口端部的最大直徑D(mm)之間的關係是Ha≤0．044D+9．6。
7．如權利要求1至6任何一項所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，所述拱形隆起部分的從所述開口端面算起的最大高度H與所述主體部分的高度Hb之間的關係是H／Hb≥0．5。
8．如權利要求1所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，所述主體部分的所述圓頂狀部分具有沿所述主體部分的對角線的凹入部分。
9．如權利要求1至8任何一項所述的用於陰極射線管的玻錐，其特徵在於，所述主體部分設置有多個所述偏轉線圈部分和所述管頸部分。
10．一種陰極射線管，其特徵在於，它使用如權利要求1至9任何一項所述的用於陰極射線管的玻錐。
全文摘要
一種用於陰極射線管的玻錐,它能夠提高具有矩形開口端部的主體部分的堅固性,並且降低玻錐的重量,其中,在主體部分的至少一條長邊上,形成拱形面部分,從而該拱形面部分大體上垂直於主體部分的開口端面,而在每個拱形面部分中的拱形隆起部分延伸至開口端部附近的部分,由此在主體部分中產生的應力能夠沿隆起部分傳遞至開口端部的高度堅固的角隅部分。
文檔編號H01J29/86GK1279502SQ00120049
公開日2001年1月10日 申請日期2000年6月29日 優先權日1999年6月29日
發明者菅原恆彥, 村上敏英, 龍腰健太郎 申請人:旭硝子株式會社