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CN1459819A - 阴极射线管的漏斗状结构 - Google Patents

阴极射线管的漏斗状结构 Download PDF

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CN1459819A
CN1459819A CN02149404A CN02149404A CN1459819A CN 1459819 A CN1459819 A CN 1459819A CN 02149404 A CN02149404 A CN 02149404A CN 02149404 A CN02149404 A CN 02149404A CN 1459819 A CN1459819 A CN 1459819A
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Abstract

一种阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：0.33≤Rhmaj/Rmaj≤0.51，Rhmaj＝Hmaj/Umaj，Rmaj＝amaj/bmaj，这里，将面板和漏斗体相接的密封表面的主轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的主轴外侧端点连接作为一条假想线的主轴评估线的长度被定义为bmaj；从主轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的主轴外侧端点的长度被定义为amaj；所述垂直线的最大长度被定义为Hmaj；以及面板的有效表面的主轴长度的1/2被定义为Umaj。

Description

阴极射线管的漏斗状结构
技术领域
本发明涉及一种阴极射线管，特别是一种能够防止由于应力集中造成损坏的阴极射线管的漏斗状结构。
背景技术
通常，一个阴极射线管可以通过将电子信号转化成一个电子束并将该电子束发射到一个荧光表面来实现一个光学的屏幕。因为此种阴极射线管与它的价格相反，具有良好的显示质量，所以被广泛地使用。
下面将参照附图对该种阴极射线管进行详细地说明。
图1是一个普通阴极射线管的纵向截面示意图。
在该普通阴极射线管中，作为面板1的前面玻璃与作为漏斗管5的后面玻璃结合，并在高真空状态下被密封。
并且，该阴极射线管包括：一个涂覆在面板1的内表面上并完成一定发光材料的功能的荧光表面3；一个发射电子束14的、用于使荧光表面3发荧光的电子枪13；一个安装在漏斗管5外周的偏转线圈10，该偏转线圈10使电子束14发生偏转，以便与荧光表面3的一个区域相适应地予以扫描；一个与荧光表面3保持一段距离安装的荫罩6；以及一个安装在面板1的周边部位的、用于分散发生在面板1和漏斗管5上的应力的加固带15。
该面板具有一个弯曲的内表面和一个非常平的外表面。
该漏斗管5通过与面板1和电子枪13的结合形成的一定的空间完成一个真空体的功能，并且固定地支持偏转线圈10和电子枪13。
该漏斗管5被大致地分为：一个安装有面板1的主体部分51；一个安装有偏转线圈10的线圈部分52；以及一个安装有电子枪13的颈部53。
这里，一条位于主体部分51和线圈部分52之间的划分线被称做TOR(top ofround)7，一条位于线圈部分52和颈部53之间的划分线被称为颈部密封线9，一条作为漏斗管5的总长度的基准的假想线被称做参考线8。
另外，面板1和漏斗管15彼此结合的部分被称为密封表面4；在漏斗管1的中心轴线12和将漏斗管1的中心轴线12和参考线8之间的交叉点与荫罩6的有效表面端点17连接而成假想的线之间的夹角18的两倍被称为偏转角度。
在上述的阴极射线管中，因为阴极射线管具有一个比较大的宽度，所以难以保证安装空间，另外也比较沉重。更具体地说，在当前电子装备越来越轻巧的趋势下，为了缩小阴极射线管，可以使用一种减小面板1总长度的方式和一种减小漏斗管5总长度的方式。
这里，当面板1的总长度被减小时，由于抽气后使阴极射线管形成真空，在面板1和漏斗管5相互结合的密封表面4就会出现很高的应力。此外，因为用于结合加固带15的空间被减小，所以加固带15的应力分散效率被降低。
同时，当漏斗管5的总长度被减小时，较高的应力就会发生在漏斗管5的那些厚度小于面板1的部位。特别是，因为较高的应力发生在面板1和漏斗管5相互结合的密封表面4上，所以在生产过程中容易发生损坏。
因此，必须全面关注真空状态下的应力。通常，设计时的漏斗管5的应力的限度值是不超过12MPa。更具体地说，当漏斗管5的应力值不小于12MPa时，即使一个很小的撞击也可能引起破裂，应力可以导致破裂，因此可能发生漏斗管5的内爆。
同时，为了减小应力集中，漏斗管5的主体部分51的厚度可以被增加，在那种情况下，在线圈部分52和主体部分51之间的厚度差异就会增加，在漏斗管5的制造中的低温处理过程中，由于主体部分51和线圈部分52之间存在的厚度差异导致的热容量的不同就可能引起破裂发生。
另外，当线圈部分52的厚度向内增加时，出现一个BSN(beamshadow neck)，在该BSN中电子束14被该线圈部分52的内表面的干扰(interference)所掩盖，阴极射线管的屏幕质量被降低。
因此，对于按照漏斗管5的缩小来降低应力集中，增加漏斗管5的厚度的方法是不适用的。代替它的更好的方式是使用优化漏斗管5的形状。
因此，为了优化漏斗管5的形状，下面将参照图2A和2B对漏斗管5的一种形状进行说明。
图2A和2B表示了发生在TOR(top ofround)7周围的应力，在该TOR处，密封表面、主体部分51和线圈部分52的线圈部分52相接。在说明任何其他事情之前，首先要对决定漏斗管形状的基本要素进行说明。
更具体地说，将面板1与漏斗管5相接的密封表面4的外侧端点和主体部分51与线圈部分52相接的TOR7的外侧端点连接的评估线21的长度被定义为b。从评估线21上的一个点，该点是评估线21与一条从漏斗管5的外表面到评估线21具有最大长度的垂直线22相交而成，到密封表面4的外侧端点的长度被定义为a。而且，该垂直线22的最大长度被定义为H。
如图2A所示，在如图2(下面被称为A形)所示的漏斗管形状中，因为a值和H值比较小，所以围绕漏斗管5的线圈部分52的应力被分散。
但是，在A形的漏斗管中，当结合漏斗管5和面板1之后，处于真空状态时，发生在密封表面4的应力集中不小于12MPa。
更具体地说，对于A形的漏斗形状，如图2A所示，当测量漏斗管次轴上的最大应力时，在线圈部分52的周围的最大应力是6.3MPa，但是，在密封表面4上的最大应力是15.3MPa。
同时，如图2B所示，在如图2B(下面被称为B形)所示的漏斗管形状中，因为a值和H值比较大，所以围绕漏斗管5的密封表面4的应力被分散。
但是，在B形的漏斗管中，发生在主体部分51与线圈部分52相接位置TOR7周围的应力集中不小于12MPa。
更具体地说，对于B形的漏斗形状，如图2B所示，当测量漏斗管次轴的最大应力时，在密封表面的中心部位处的最大应力是11.5MPa，但是，在线圈部分周围的最大应力是21.1MPa。
在阴极射线管的制造过程中，发生在A形和B形漏斗管中的应力集中可能造成破裂而损坏，因此产出率可能降低。
因此，有必要研究一种方法，它通过按照漏斗的形状掌握应力分散的趋势，能够降低应力集中并能够确保漏斗形状的抗撞击性。
发明内容
为了解决上述问题，为了降低由于缩小漏斗管造成的应力集中，本发明的一个目的是提供一种阴极射线管的漏斗结构，通过改变漏斗形状而不增加其厚度的方式，它能够在生产中减少破裂的劣质产品并能提高生产率。
为了达到上述目的，在一个阴极射线管中，该阴极射线管包括有一内表面覆盖有荧光表面的面板和一个包括有一个连接到面板的主体部分、一个安装有偏转线圈的线圈部分以及一个安装有电子枪的颈部的漏斗管，该阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：0.33≤Rhmaj/Rmaj≤0.51，Rhmaj＝Hmaj/Umaj，Rmaj＝amaj/bmaj，其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的主轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top ofround)的主轴外侧端点连接作为一条假想线的主轴评估线的长度被定义为bmaj；从主轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的主轴外侧端点的长度被定义为amaj；所述垂直线的最大长度被定义为Hmaj；以及面板的有效表面的主轴长度的1/2被定义为Umaj。
附图说明
结合包含的附图可帮助加深理解本发明，它构成本说明书的一部分，说明了本发明的实施例，并且和说明书一起来解释本发明的原理。
在附图中：
图1是一个普通阴极射线管的纵向截面示意图；
图2A和图2B是一个阴极射线管的漏斗形状的示意图和依此结构所产生的应力值；
图3A是按照本发明定义阴极射线管的漏斗形状的设计元素的示意图；
图3B是按照本发明定义阴极射线管的面板有效面积的长度的示意图；
图4是随着按照本发明所做的阴极射线管的漏斗管主轴Rh/R值的变化而变化的在漏斗管上的最大应力的曲线图；
图5是随着按照本发明所做的阴极射线管的漏斗管次轴Rh/R值的变化而变化的在漏斗管上的最大应力的曲线图；
图6是随着按照本发明所做的阴极射线管的漏斗管对角线轴Rh/R值的变化而变化的在漏斗管上的最大应力的曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
在本发明中，对于一个阴极射线管用的漏斗管的最佳的形状设计，所定义的主要的因素如下。
图3A是按照本发明定义阴极射线管的漏斗形状的设计元素的示意图。
图3B是按照本发明定义阴极射线管的面板有效面积的长度的示意图。
如图3A和3B所示，在阴极射线管中，漏斗管105被大致地分为一个安装有面板101的主体部分151，一个安装有偏转线圈的线圈部分152以及一个安装有电子枪的颈部153。
这里，在主体部分151和线圈部分152之间的一条划分线被称为TOR(top of round)107，在线圈部分152和颈部153之间的一条划分线被称为颈部密封线109，一条作为漏斗管101的总长度的基准的假想的线被称做参考线108。
而且，如图3A所示，将面板101与漏斗管105相接的密封表面104的外侧端点121a和主体部分151与线圈部分152相接的TOR107的外侧端点121b连接的评估线121的长度被定义为b。从评估线121上的一个点121c，该点121c是评估线121与一条从漏斗管105的外表面到评估线121具有最大长度的垂直线122相交而成，到密封表面104的外侧端点121a的长度被定义为a。该垂直线122的最大长度被定义为H。并且，在评估线121和TOR107之间的锐角被定义为A。这里，a/b值被定义为R。
并且，如图3B所示，在面板101中，涂覆有荧光表面并且实现实际的屏幕的区域是有效表面116，以漏斗管105的中心轴112为基础，从该基础到主轴123的端点的距离是Umaj，从该基础到次轴124的端点的距离是Umin，从该基础到对角线轴125的端点的距离是Udia。这里，H/U值被定义为Rh。这里，面板101具有平的外表面，而它的内表面具有一定的形状。
因此，通过调整设计元素的量来设计漏斗管105以使它具有一个最佳的形状，作用在密封表面104和TOR107上的高应力可以被降低，当改变R和Rh时，通过测量作用在漏斗管105上的最大应力，可以获得能够使漏斗管具有不超过12MPa的最大应力的最佳设计值。
下面所列的表1～3给出了几组测量值，用于说明根据漏斗形状变化所产生的效果。
更具体地说，在阴极射线管的抽空过程中，参照主轴123、次轴124、对角线轴125和漏斗管105的Rh/R值的变化，表1～3分别给出了作用在按照普通技术所做的A和B形的漏斗管上的最大应力和作用在按照本发明所做的C、D和E形的漏斗管上的最大应力。
这里，电子束的偏转角度不小于100°，面板的有效表面(屏幕)大约为16∶9。
[表1]
主轴          普通技术                本发明
     A形      B形      C形      D形     E形
    a(mm)     92.19     83.7     90.79     73.07     97.85
    b(mm)     295.29     295.47     294.59     300.33     296.52
    R     0.31     0.28     0.31     0.24     0.33
    H(mm)     31.03     50.56     36.45     40.78     36.45
    U(mm)     331.20     331.20     331.20     331.20     331.20
    Rh     0.09     0.15     0.11     0.12     0.11
    Rh/R     0.30     0.54     0.36     0.51     0.33
    MaximumStress(MPa) 13.30 17.10 11.74 11.85 11.91
在表1中，漏斗管101的次轴124和对角线轴125的值无变化，漏斗管101的主轴123的形状变化成几种类型，并且说明了发生在每一种类型中的最大应力值。
另外，对于表1中每一种类型的Rh/R值变化造成的最大应力变化的特征说明在图4中。
如表1中所示，在普通的A和B类型漏斗形状中，会发生最大应力超过作为漏斗管的设计应力限值的12MPa的情况。但是，在按照本发明所做的C、D和E类型漏斗形状中，应力值稳定在作为漏斗玻璃管的设计应力限制的12MPa以下。
更具体地说，如图4所示，当漏斗主轴123的Rh/R值在0.33～0.51的范围内时，作用在漏斗管上的最大应力不大于12MPa。
因此，漏斗主轴123的Rh/R值最好处于0.33～0.51的范围内。
[表2]
次轴          普通技术                  本发明
     A形      B形      C形      D形     E形
    a(mm)     70.26     73.33     65.59     89.63     67.53
    b(mm)     200.52     200.52     200.52     195.01     198.62
    R     0.35     0.37     0.38     0.46     0.34
    H(mm)     22.08     35.40     29.87     41.43     26.08
    U(mm)     186.30     186.30     186.30     186.30     186.30
    Rh     0.12     0.19     0.16     0.22     0.14
    Rh/R     0.34     0.51     0.50     0.48     0.41
    MaximumStress(MPa) 14.30 12.10 11.50 11.70 11.98
在表2中，漏斗管101的主轴123和对角线轴125的值无变化，漏斗管101的次轴124的形状变化成几种类型，并且说明了发生在每一种类型中的最大应力值。
另外，对于表2中每一种类型的Rh/R值变化造成的最大应力变化的特征说明在图5中。
如表2中所示，在普通的A和B类型漏斗形状中，会发生最大应力超过作为漏斗管的设计应力限值的12MPa的情况。但是，在按照本发明所做的C、D和E类型漏斗形状中，应力值稳定在作为漏斗玻璃管的设计应力限制的12MPa以下。
更具体地说，如图5所示，当漏斗次轴124的Rh/R值在0.41～0.50的范围内时，作用在漏斗管上的最大应力不大于12MPa。
因此，漏斗次轴124的Rh/R值最好处于0.41～0.50的范围内。
[表3]
对角线轴          普通技术                   本发明
    A形      B形      C形      D形     E形
    a(mm)     84.35     85.83     87.13     129.94     137.17
    b(mm)     330.74     330.74     330.74     336.04     334.56
    R     0.26     0.26     0.26     0.39     0.41
    H(mm)     29.39     52.72     34.63     33.50     30.40
    U(mm)     380.00     380.00     380.00     380.00     380.00
    Rh     0.08     0.14     0.09     0.09     0.08
    Rh/R     0.30     0.53     0.35     0.23     0.20
  最大应力(MPa)     11.53   不可施用     11.70     11.91     13.25
在表3中，漏斗管101的主轴123和次轴124的值无变化，漏斗管101的对角线轴125的形状变化成几种类型，并且说明了发生在每一种类型中的最大应力值。
另外，对于表3中每一种类型的Rh/R值变化造成的最大应力变化的特征说明在图6中。
如表3中所示，在普通的A和B类型漏斗形状中，会发生最大应力超过作为漏斗管的设计应力限值的12MPa的情况。但是，在按照本发明所做的C、D和E类型漏斗形状中，应力值稳定在作为漏斗玻璃管的设计应力限制的12MPa以下。
更具体地说，如图6所示，当漏斗对角线轴125的Rh/R值在0.23～0.35的范围内时，作用在漏斗管上的最大应力不大于12MPa。
因此，漏斗对角线轴125的Rh/R值最好处于0.23～0.35的范围内。
当在漏斗管105的中心轴112周围的漏斗管105的主轴123和次轴124的形状被确定后，对角线轴125的形状就被限定了。
在按照本发明所做的阴极射线管用的漏斗管中，当主轴、次轴和对角线轴的形状被应用到一个缩小的阴极射线管中时，可以通过只改变漏斗管的形状而不增加其厚度的方式降低发生在漏斗管上的应力集中，从而能够显著地减少次品率和提高生产率。
使用按照本发明所做的阴极射线管的漏斗状结构的优势将参照下列表4说明如下。
[表4]
   样品    破裂    内爆
  普通技术     50     8     6
    本发明     50     0     0
更具体地说，如表4所示，为了掌握破裂程度，按照爆炸试验测试标准进行的通过使用带有一定能量的铁珠撞击漏斗管获得的测试结果中，按照本发明所做的阴极射线管的漏斗管表现出更低的破裂发生率，因此由破裂所造成的内爆可以被减少。
按照本发明所做的阴极射线管的漏斗状结构可以减少发生在缩小体积的阴极射线管里的应力集中，通过只改变漏斗形状而不增加其厚度的方法，在阴极射线管的热处理过程中可以显著地减少次品率和提高生产率。

Claims (16)

1.在一个阴极射线管中，该阴极射线管包括一个内表面覆盖有荧光表面的面板和一个包括有一个连接到面板的主体部分、一个安装有偏转线圈的线圈部分以及一个安装有电子枪的颈部的漏斗管，一个阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.33≤Rhmaj/Rmaj≤0.51
Rhmaj＝Hmaj/Umaj，Rmaj＝amaj/bmaj
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的主轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的主轴外侧端点连接作为一条假想线的主轴评估线的长度被定义为bmaj；从主轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的主轴外侧端点的长度被定义为amaj；所述垂直线的最大长度被定义为Hmaj；以及面板的有效表面的主轴长度的1/2被定义为Umaj。
2.如权利要求1所述的漏斗状结构，其特征在于，所述阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.41≤Rhmin/Rmin≤0.50
Rhmin＝Hmin/Umin，Rmin＝amin/bmin
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的次轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的次轴外侧端点连接作为一条假想线的次轴评估线的长度被定义为bmin；从次轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的次轴外侧端点的长度被定义为amin；所述垂直线的最大长度被定义为Hmin；以及面板的有效表面的次轴长度的1/2被定义为Umin。
3.如权利要求2所述的漏斗状结构，其特征在于，所述阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.23≤Rhdia/Rdia≤0.35
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的对角线轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的对角线轴外侧端点连接作为一条假想线的对角线轴评估线的长度被定义为bdia；从对角线轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的对角线轴外侧端点的长度被定义为adia；所述垂直线的最大长度被定义为Hdia；以及面板的有效表面的对角线轴长度的1/2被定义为Udia。
4.如权利要求1所述的漏斗状结构，其特征在于，所述阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.23≤Rhdia/Rdia≤0.35
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的对角线轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的对角线轴外侧端点连接作为一条假想线的对角线轴评估线的长度被定义为bdia；从对角线轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的对角线轴外侧端点的长度被定义为adia；所述垂直线的最大长度被定义为Hdia；以及面板的有效表面的对角线轴长度的1/2被定义为Udia。
5.如权利要求1所述的漏斗状结构，其特征在于，所述面板具有一个弯曲的内表面和一个非常平的外表面。
6.如权利要求1所述的漏斗状结构，其特征在于，所述面板的有效表面的宽度和高度的比例大约是16∶9。
7.如权利要求1所述的漏斗状结构，其特征在于，所述偏转线圈具有一个不小于100°的偏转角度。
8.在一个阴极射线管中，该阴极射线管包括一个内表面覆盖有荧光表面的面板和一个包括有一个连接到面板的主体部分、一个安装有偏转线圈的线圈部分以及一个安装有电子枪的颈部的漏斗管，一个阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.41≤Rhmin/Rmin≤0.50
Rhmin＝Hmin/Umin，Rmin＝amin/bmin
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的次轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的次轴外侧端点连接作为一条假想线的次轴评估线的长度被定义为bmin；从次轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的次轴外侧端点的长度被定义为amin；所述垂直线的最大长度被定义为Hmin；以及面板的有效表面的次轴长度的1/2被定义为Umin。
9.如权利要求8所述的漏斗状结构，其特征在于，所述阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.23≤Rhdia/Rdia≤0.35
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的对角线轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的对角线轴外侧端点连接作为一条假想线的对角线轴评估线的长度被定义为bdia；从对角线轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的对角线轴外侧端点的长度被定义为adia；所述垂直线的最大长度被定义为Hdia；以及面板的有效表面的对角线轴长度的1/2被定义为Udia。
10.如权利要求8所述的漏斗状结构，其特征在于，所述面板具有一个弯曲的内表面和一个非常平的外表面。
11.如权利要求8所述的漏斗状结构，其特征在于，所述面板的有效表面的宽度和高度的比例大约是16∶9。
12.如权利要求8所述的漏斗状结构，其特征在于，所述偏转线圈具有一个不小于100°的偏转角度。
13.在一个阴极射线管中，该阴极射线管包括一个内表面覆盖有荧光表面的面板和一个包括有一个连接到面板的主体部分、一个安装有偏转线圈的线圈部分以及一个安装有电子枪的颈部的漏斗管，一个阴极射线管的漏斗状结构满足下列等式：
0.23≤Rhdia/Rdia≤0.35
Rhdia＝Hdia/Udia，Rdia＝adia/bdia
其中，将面板和漏斗体相接的密封表面的对角线轴外侧端点与主体部分和线圈部分相接的TOR(top of round)的对角线轴外侧端点连接作为一条假想线的对角线轴评估线的长度被定义为bdia；从对角线轴评估线上的一个到漏斗管的外表面具有最大的垂直线长度的点到密封表面的对角线轴外侧端点的长度被定义为adia；所述垂直线的最大长度被定义为Hdia；以及面板的有效表面的对角线轴长度的1/2被定义为Udia。
14.如权利要求13所述的漏斗状结构，其特征在于，所述面板具有一个弯曲的内表面和一个非常平的外表面。
15.如权利要求13所述的漏斗状结构，其特征在于，所述面板的有效表面的宽度和高度的比例大约是16∶9。
16.如权利要求13所述的漏斗状结构，其特征在于，所述偏转线圈具有一个不小于100°的偏转角度。
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