陰極射線管用玻璃通風筒及陰極射線管用玻璃閥的製作方法
2023-05-15 09:43:51 1
專利名稱：陰極射線管用玻璃通風筒及陰極射線管用玻璃閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是關於電視機信號接收用陰極射線管所需要的玻璃通風筒及陰極射線管。
上述組成陰極射線管用玻璃閥11在給軸徑14安裝完電子槍後，進行內部排氣，做真空容器用(排過氣的內部壓力可達10-5Torr左右)。於是，玻璃閥11外部產生由於大氣壓負荷而帶來的應力(以下把該應力稱為「真空應力」)，因此要求玻璃閥11必須充分具備能夠抵抗該真空應力所造成的破壞(真空破壞)的機械性、結構強度。即、由此可以推測由於上述強度不夠，玻璃閥11將無法抵抗上述真空壓力，可能會造成疲勞破損，並還會因為外部細小疤痕和衝擊負荷等來自於外部因素的作用，提前進入疲勞破損狀態。此外，在陰極射線管生產製造過程中，一旦玻璃閥的溫度升高到400℃前後，溫度升高和上面真空應力作用相乘，也能至使破壞的產生。
玻璃閥為非球狀，因此上面真空應力對玻璃閥11呈壓縮壓力以及拉伸應力作用，這些應力如略
圖11所示分布。並且，圖11(a)、(b)、(c)分別顯示玻璃閥11在短軸截面、長軸截面、對角軸截面時的應力分布。在這些應力分布圖裡，向內箭號區域表示壓縮應力作用領域；向外箭號區域表示拉伸應力作用領域。
一般情況下，玻璃結果件破壞強度對拉伸應力比壓縮壓力弱，在作為真空容器的陰極射線管用玻璃閥11裡，真空應力產生拉伸應力(以下把該應力稱為「拉伸真空應力」)所作用的區域，即從閥12相位12a的邊緣直到裙形12b的區域，以及從通風筒13密封邊緣面13c1周邊區域為起點，比較容易進行破壞。特別是閥12的邊緣密封面12b1與通風筒13的邊緣密封面13c1採用密封玻璃15給予結合，該結合部位就成了強度方面的一個弱點，拉伸真空應力在結合部位的周邊區域顯示出峰值{圖11(a)、(b)}，因此要對上面結合部位採取防止破壞措施。處於上述原因，以往陰極射線管用玻璃閥11均通過增大壁厚方法，確保必要的強度。
最近，針對電視接收等顯示提出平面、大型畫面要求，在這種趨勢下，陰極射線管也面向平面化、扁平化方向發展，於是陰極射線管用玻璃閥形狀比原來變大、脫離球狀，真空應力分布不均程度增大，同時增加了陰極射線管用玻璃閥強度水平。其結果是陰極射線管用玻璃閥壁厚增加，於是帶來重量加大，陰極射線管用玻璃閥重量的增加不但帶來搬運、使用上的不便，它將造成內置與陰極射線管最終產品分量變大，降低其商品價值的一大重要因素。尤其是大型陰極射線管用玻璃閥此種傾向更大。
出於以上理由，市場要求陰極射線管用玻璃閥向輕量化發展，其一就是隨著陰極射線管變平、變扁，作用與陰極射線管用玻璃閥真空應力的不均程度加大，確保擁有充分耐真空破壞強度將十分重要。
本發明的另外一個目的是安裝上相位外面確實是平面陰極射線管用玻璃盤的陰極射線管用閥，為了實現它的輕量化及保證它在結構方面具有充分的抗真空破壞強度。
為實現上述目的，本發明在一個側面設大開口部位、在另一個側面設小開口部位，呈漏鬥狀。從大開口處密封邊緣面到模塊配合線密封邊緣部分，和設在小開口處裝著偏轉線圈部分，以及連接模塊配合線和線圈之間的包括部分機身的陰極射線管用玻璃通風筒，它的密封邊緣面壁厚與其結合的陰極射線管用玻璃閥密封邊緣面壁厚幾乎相同，機身部分包括從密封邊緣面開始沿管軸平行方向尺寸h區域和除去前面尺寸h區域的其他所有區域。當組成陰極射線管時，前面尺寸h區域位於因為該陰極射線管真空壓力造成的拉伸真空應力作用的區域內，前面所述其他領域壁厚小於前面尺寸h區域，於是前面尺寸h區域和前面所述其他領域交界處在機身外部形成段差點，段差點的段差ΔT向邊緣密封面壁厚S提供0.06≤ΔT≤/S≤0.3的結構。
這裡所說的「模塊配合線」指的是衝壓成形陰極射線管用玻璃通風筒所用金屬模型當中，組成陽模的下金屬模型(成型除去密封邊緣部位使形成漏鬥狀的金屬模型)和殼型金屬模型(為了讓密封邊緣部位正確成型，而帶有漏鬥狀成型面的金屬模型)的結合面。向下金屬模型和殼型金屬模型組成的陽模裡投入融化玻璃塊(玻璃廢石)，壓入陽模柱，沿內外模型成型面，軋制玻璃廢石，製成陰極射線管用玻璃通風筒。
根據上面成型的陰極射線管用玻璃通風筒，它的密封邊緣面的壁厚S幾乎等同與陰極射線管用玻璃盤密封邊緣面的壁厚，保證兩者密封邊緣面有足夠連接面積，能夠輕鬆並且結實地對密封用密封玻璃進行連接。通過以上步驟，還能讓盤和通風筒的連接部位強度很大。
另外，機身部分區域分為從密封邊緣面開始與管軸平行方向的尺寸h區域和除去前面尺寸h區域的其他區域，兩個區域相互之間存在壁厚的大小關係。即、前面其他區域壁厚小於前面尺寸h區域壁厚。
如同上述，以前的陰極射線管用玻璃閥，位於長邊側和短邊側，其拉伸真空應力在盤和通風筒連接部位旁邊出現峰值(圖11(a)(b))，對此，本發明所採用的陰極射線管用玻璃通風筒，它的機身按上述組成，把壁厚相對較大的前面尺寸h區域放置密封邊緣部位一側，把壁厚相對較小的前面其他區域放置小開口一側，於是形成陰極射線管時，無論長邊一側還是短邊一側，拉伸真空應力峰值將會向小開口一側(軸頸側)而非盤和通風筒連接部位旁邊偏移(參照後面圖7)。結果是作用於強度上處於弱點的上述連接處拉伸真空應力得以緩解，更加提高對真空破壞強度。而且通過設置壁厚相對較小的前面其他區域，能夠實現陰極射線管用玻璃通風筒輕量化。
依據上述理由，由於考慮了前面尺寸h區域和前面其他區域不同壁厚關係，兩個區域交界處在機身外面形成段差部位。如果段差ΔT太小，上面所說的其他區域壁厚去除量就會不夠，將不會實現陰極射線管用玻璃通風筒輕量化及作用於上述連接部位的拉伸真空應力得以緩解；另一方面，如果段差ΔT過大，上面所說的其他區域差ΔT就會太小，將造成真空應力強度不夠。為充分實現陰極射線管用玻璃通風筒輕量化以及作用於上述連接部位的拉伸真空應力得以緩解，並從確保所需強度立場考慮，要設定對密封邊緣面壁厚S，其段差ΔT為0.06≤ΔT≤/S≤0.3，最好在0.06≤ΔT≤/S≤0.2範圍內。
上述結構，如果要充分達到陰極射線管用玻璃通風筒輕量化以及作用於上述連接部位的拉伸真空應力得以緩解，希望前面尺寸h對密封邊緣面壁厚S的設定在0.05≤h/S≤1.5範圍內。
上述結構，對與段差部交界處壁厚TR而言，希望上面所說的其他區域壁厚T在0.05≤T/TR≤1範圍內。
另外，在上述結構時，把上面所說的其他區域外面向模塊配合線擴展，呈傾斜面，並希望把上述外面和與模塊配合線直交平面角度A設定在3°≤A≤15°範圍內，可以提高成型金屬模型的脫模性，上面尺寸h區域外面發生與成型金屬模型的劃傷，使設計上面尺寸h區域效果繼續保存下去。也可以把上面尺寸h區域外面向模塊配合線擴展，呈曲面，並把模塊配合線裡所述外面連接平面與管軸平行平面所成角度設定在3°≤B≤15°範圍內。這樣能夠得到上面同樣效果。
此外，為達到以上目的，本發明將提供如下產品具有真正水平外面的相位部位、與相位邊緣相連的裙形部位、設置於裙形部位一側帶密封邊緣面陰極射線管用玻璃盤，和上面講過的組成陰極射線管用玻璃通風筒、連接在陰極射線管用玻璃通風筒小開口處、帶電子槍的軸頸，陰極射線管用玻璃盤密封邊緣面與陰極射線管用玻璃通風筒密封邊緣面互相結合而組成的陰極射線管用玻璃閥。
這裡的「真正水平」代表沿著相位部位外面對角軸母線曲率半徑是10000mm以上。
陰極射線管用玻璃盤軸頸外面是真正水平的，而陰極射線管用玻璃閥裝有此種陰極射線管用玻璃盤，由於強度關係，有重量化傾向；一旦應用本發明的陰極射線管用玻璃閥，將會由於陰極射線管用玻璃通風筒效果，按照比例很好地形成與強度和輕量化相反特性。
依據本發明，能夠提供輕量、並且具有充分抗真空破壞強度的陰極射線管用玻璃通風筒。
依據本發明，保證帶軸頸外面真正水平陰極射線管用玻璃盤的陰極射線管用玻璃閥，它在實現輕量化同時，具有充分抗真空破壞強度。
圖9以前的玻璃閥管軸和平行方向截面圖；圖10表示以前玻璃閥上閥和通風筒連接處周圍部位局部擴大截面圖；圖11作用於以前玻璃閥真空應力分布圖。
閥2有成視像的相位2a，以及從相位2a周圍開始略微垂直相連的裙形2b部位；如圖2所示，裙形2b的一個側面帶密封邊緣面2b1。相位2a外面，沿其對角軸母線曲率半徑10000mm以上，是真正的水平面。
圖3和圖4表示通風筒3呈漏鬥狀，它的一側有大開口3a，另外一側有小開口3b；有從大開口3a密封邊緣面3c直到模塊配合線3c2的密封邊緣面3c，和位於小開口3b方向、帶偏轉線圈的偏轉部位3d，以及連接模塊配合線3c2和偏轉部位3d的部分機身3e。軸頸4焊接在通風筒3的小開口3b上。在這裡，部分機身3e同偏轉部位3d正交，在通過形成外面形狀的偏曲點位置的交界處U互相連接。通常交界處U比TOP(圓型頂點小開口3b方向圓型截面形逐漸向大開口3a方向變化成矩型截面形的開始位置)更近於大開口3a方向。
圖1所示，通風筒3上焊接閥2和軸頸4，密封邊緣面2b1、3c1雙方使用密封用密封玻璃5互相焊接在一起，從而組成真空容器玻璃閥1。
圖5表示通風筒3大開口3a周圍部分。
設密封邊緣面3c1壁厚S幾乎等於閥2密封邊緣面2b1壁厚S。這樣確保兩個密封邊緣面2b1、3c1有必要結合面積，可以輕鬆並牢固地使用密封玻璃5焊接在一起。此時密封邊緣面3c1壁厚S包括大開口3a圖示倒角C(或成型時形成的圓)的壁厚方向尺寸。閥2密封邊緣面2b1亦相同。
部分機身3c有從密封邊緣面3c1開始沿管軸z平行方向尺寸h領域3e1和除去3e1的其它領域3e2。其它領域3e2壁厚相對小於尺寸h領域3e1壁厚，因此，兩個領域交界處在部分機身3e外面形成段差部位3e3(以下為方便說明，把尺寸h領域3e1稱為「第1領域3e1」，把其它領域3e2稱為「第2領域3e2」)。
第1領域3e1尺寸h對密封邊緣面3c1壁厚s，設定在0.5≤h/s≤1.5範圍內。當通風筒3與盤2一起組成陰極射線管時，第1領域3e1位於(參照圖7)陰極射線管真空壓力導致拉伸真空應力所作用的區域內。此外，段差部位3e3的段差ΔT對於密封邊緣面3c1壁厚s要設計在0.06≤ΔT/s≤0.3，希望設計在0.06≤ΔT/s≤0.2範圍內。位於第2領域3e2任意位置的壁厚T，對於與段差部位3e3交界處壁厚TR要設計在0.5≤ΔT/TR≤1範圍內。
在該實施例中，段差部位3e3由2個曲面3e31、3e32組成，設定第1領域3e1曲面3e31的曲率半徑R1、第2領域3e2曲面3e32的曲率半徑R2滿足1≤R2/R1≤3及2≤R1/ΔT≤20的關係。段差部位3e3是壁厚的變化點，易集中真空應力，但是由於該部位形成了3e31、3e32這2個曲面，其效果緩解應力集中。尤其設定3e31、3e32曲面的曲率半徑R1、R2滿足上面關係，能夠防止產生通風筒3成型不好和傷痕，緩和應力集中。
段差部位3e3也有由3個以上曲面組成的。此時希望設定最接近第1領域3e1方向的曲面的曲率半徑R1和最接近第2領域3e2方向的曲面的曲率半徑R2要滿足上述關係。段差部位3e3也可用1個曲面或直面形成，也可用1個以上曲面和曲面做適當組合。
在該實施例當中，把第1領域3e1外部向模塊配合線擴展呈傾斜面把與上述外邊和管軸z平行的平面Z′形成角度設定在3°≤A≤15°範圍內。這樣，能夠提高壓鑄成型通風筒3成型後從金屬模型裡退出的脫離性，防止在第1領域3e1外部產生成型用金屬模型帶來的劃傷，有效保存設定第1領域3e1的效果。
上述各尺寸h、ΔT、TX、T分別以圖6為準指定。首先，在與管軸Z平行的截面上，求通過段差部分3e3和第2領域3e2交界點P1(圖例中曲面3e3和第2領域3e2交界)的外面法線V1。如果把法線V1與內面交點當成P2，法線V1與第1領域3e1外面延長線W交點當成P3，TR就是線P1、P2的長度；ΔT就是線P1、P3的長度。然後，通過線P1、P3的中心點(位於ΔT/2)，求出法線V1相直交的直線Q再同段差部分3e3相交點-P4。從密封邊緣面3c1處沿著與管軸Z平行方向向下，一直到達交點P4的線長是h。P1n、P2n作為第2領域3e2任意位置上的外面法線Vn跟內外面交點，T就是線P1n、P2n的長度。
盤2和通風筒3相互結合組成陰極射線管用玻璃閥，往軸徑部位4裝上電子槍後進行內部排氣，作為真空容器使用(排完氣內部壓力10-5Torr左右)。圖7表示真空應力在實施例--陰極射線管用玻璃閥1短截面上大致分布。該圖中向內箭號區域代表壓縮應力作用區域，向外箭號區域代表拉伸應力作用區域。2點點化線代表以前陰極射線管用玻璃閥11短軸截面真空應力分布(圖11(a))。同圖顯示，以前陰極射線管用玻璃閥11拉伸真空應力在閥通風筒連接處周圍呈峰值(2點點化線)。實施例陰極射線管用玻璃閥1拉伸真空應力從閥2和通風筒3連接處周圍區域向小開口處3b方向(軸徑管4方向)偏移，考慮目的是在通風筒3的部分機身3e一側，把壁厚相對大的第1領域3e1設置靠密封邊緣3c方向，把壁厚相對小的第2領域3e2設置靠小開口處3b方向(軸徑管4方向)，由於極度薄壁的第2領域3e2彈性變形，上述連接處周圍區域的拉伸真空應力加大對第2領域3e2的負荷程度。
同圖省略長軸截面真空應真空應分布與上面情況大致相同，顯示傾向一致(但是，拉伸真空應力大小要小於短軸截面)。
在上面狀態下，作用於強度處於弱點的連接部位拉伸真空應力緩解之後，更加提高陰極射線管用玻璃閥1真空破壞強度；並且通過設置壁厚相對小的第2領域3e2，能減輕陰極射線管用玻璃用通風筒3甚至陰極射線管用玻璃閥1重量，從而讓實施例中的陰極射線管用玻璃閥1強度、重量平衡地具有相反特性。
圖4、圖5用點畫出圖9、10所表示的以前通風筒13外部，它用模塊形式說明該實施例通風筒3第2領域3e2薄壁狀態。
圖8是1個曲面(圓弧面)，讓通風筒3第1領域3e1外部向模塊配合線3c2擴展。設置模塊配合線3c2外部連接平面Z＂和跟管軸Z平行平面Z｀構成角度B3°≤B≤15°範圍內，能提高通風筒3壓鑄成型後從金屬模型裡脫離性能，防止第1領域3e1外部出現與金屬模型的劃痕，保存設置第1領域效果。
把圖2形狀的閥(平面閥)、圖3～6形狀的通風筒(第1領域外部是圖8曲線)、密封用密封玻璃一起連接，製成圖1形狀--陰極射線管用玻璃閥(實施例1～11，比較例1和2)，與圖9和圖10-以前陰極射線管用玻璃閥(以前例子)做對比試驗，做2種對比試驗，確認對比試驗1(實施例1～6，比較例1和2)、(ΔT/S)設定值的影響；確認對比試驗2(實施例7～11)設定值的影響。所有實施例及以前例子對角軸最大外徑是76cm，閥偏向角度102°。採用下述規格閥，表1是對比試驗1的結果，表2是對比試驗2的結果。
閥中央壁厚13.5mm外部曲率半徑(短軸方向)100000mm外部曲率半徑(長軸方向)100000mm外部曲率半徑(對角軸方向)100000mm內部曲率半徑(短軸方向)1480mm內部曲率半徑(長軸方向)6240mm內部曲率半徑(對角軸方向)5650mm
表1對比試驗1(尺寸單位mm)
表2對比試驗2
(實施例1～6)對比以前例子，可以肯定連接部位及TR處拉伸真空應力得到緩解，重量減輕；另外，作為此種玻璃閥所需機械強度基準之一，如果拉伸真空應力值大致控制8.4Mpa以下，拉伸真空應力值(5.45～8.21Mpa)就會降到上述基準值(8.4Mpa)以下。
(比較例1)對比以前例子，可以看到連接部位拉伸真空應力緩解程度、重量減輕情況不太明顯。
(比較例2)對比以前例子，可以看到連接部位及TR處拉伸真空應力得到緩解，重量也有所減輕。TR處拉伸真空應力(8.63Mpa)，超出基準值(8.4Mpa)。
(實施例7～11)對比以前例子，可以肯定連接部位及TR處拉伸真空應力得到緩解，重量減輕；另外，作為此種玻璃閥所需機械強度基準之一，如果拉伸真空應力值大致控制8.4Mpa以下，拉伸真空應力值(7.45～8.21Mpa)就會降到上述基準值(8.4Mpa)以下。
對比試驗結果明確表明實施例的通風筒與以前例子以及比較例相比較，它非常均衡地具備強度和輕量。
權利要求
1.一種陰極射線管用玻璃通風筒，其特徵是，該玻璃通風筒有如下幾項呈漏鬥狀，一側有大開口，另一側有小開口，從大開口處密封邊緣面起直到模塊配合線的密封邊緣處和設置在小開口部位、裝有偏向線圈的線圈部位以及連接了模塊配合線與軸徑部位機身。線圈密封邊緣面壁厚大致等同於與其相連的陰極射線管用玻璃閥密封邊緣面壁厚；部分機身包括從密封邊緣面開始到與管軸平行方向尺寸區域和去除該區域的其它區域；上述尺寸區域組成了陰極射線管時，使陰極射線管內產生真空壓力，帶來真空應力並成為真空應力活動區域；其它領域壁厚小於尺寸h區域壁厚，於是尺寸h區域和其它領域交界處在部分機身外部形成段差部位；陰極射線管用玻璃通風筒特徵是段差部位ΔT對於密封邊緣面壁厚是0.06≤ΔT/s≤0.3。
2.如權利要求1所述的陰極射線管用玻璃通風筒，其特徵是，尺寸h對於密封邊緣面壁厚S，是0.5≤h/s≤1.5.
3.如權利要求1或2所述的陰極射線管用玻璃通風筒，其特徵是，其它領域壁厚對於與段差部位交界處TR是0.5≤T/TR≤1。
4.如權利要求1至3中任一所述的陰極射線管用玻璃通風筒，其特徵是，尺寸h向模塊配合線擴展成傾斜面，且與外部和跟管軸平行平面成角度A，是3°≤A≤15°。
5.如權利要求1至3中任一所述的陰極射線管用玻璃通風筒，其特徵是，尺寸h外部向模塊配合線擴展成曲面，且模塊配合線外部連接面跟管軸平行平面成角度B，是3°≤B≤15°。
6.一種陰極射線管用玻璃閥，其特徵是，該玻璃陰極射線管用玻璃閥的密封邊緣面與陰極射線管用玻璃通風筒密封面互相連接組成；陰極射線管用玻璃盤包括真正水平的相位部位、連接相位周邊的裙形、設置在裙形部位側面的密封邊緣面；陰極射線管用玻璃通風筒包括如權利要求1至5所述的內容。
全文摘要
設置通風筒(3)的密封邊緣面(3c1)壁厚S與盤92的密封邊緣面(2b1)大致相同。通風筒(3)部分機身(3e)包括從密封邊緣面(3c1)沿著管軸Z平行方向尺寸(h)的第1領域(3e1)、除去第1領域(3e1)的第2領域(3e2)。第2領域(3e2)壁厚相對小於第1領域(3e1)，因此，兩個領域交界處在部分身(3e)外部形成段差部(3e3)。
文檔編號H01J9/26GK1398421SQ01804593
公開日2003年2月19日 申請日期2001年12月7日 優先權日2000年12月7日
發明者教野政也, 柿木浩 申請人:日本電氣硝子株式會社