CN1004453B - 彩电显像管 - Google Patents
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Abstract
本发明特别有关彩色显像管荫罩板挂架支承结构。为了抑制彩色显像管受冲击时电子束变位量和容易反复进行荫罩板装拆,本发明具有持有圆锤状接合部的柱销,该柱销由埋设在面板的埋设部,接合固定弹性部件的接合固定部和延伸部组成的柱销,柱销的接合固定部和此销的中心轴形成的倾斜角θ≥16°,在延伸部具有一比接合固定部的倾斜角小的倾斜角的部分。本发明能适用于一切具有通过嵌合到柱销上的弹性部件挂架荫罩板结构的彩色显像管。
Description
本发明有关彩色显像管,特别是有关荫罩板的支承结构。
彩色显像管的结构一般是通过弹性件把荫罩板挂架在已埋设在矩形面板内侧壁上的柱销上,并使电子束能碰撞到面板前面内的荧光体屏幕上的规定位置上。
这样的彩色显像管的荫罩板的挂架支承构件如图12所示那样。有的是在矩形面板1的角部内侧壁上,埋设具有和其中心轴15约成12°倾斜角θ的接合部的柱销10,并相对应地设置弹性部件13。为了使此弹性部件13能对因荫罩板7的热膨胀引起的着屏不准(mislanding)进行充分的补正,而使弹性部件13的可动片部份13a作成和管轴14约成55°的角度α,随着荫罩板7的热膨胀,弹性部件13和框架8移动到用虚线表示的位置上,使荫罩板7朝荧光体屏幕4的方向稍微移动,以使着屏不准得到补正。
和上述彩色显像管荫罩板的挂架结构相类似的结构在美国专利US-3873875中也能看到,该挂架结构中的柱销也具有和上述类似的埋设部和圆锥状的接合部。
然而,即使在这样的荫罩板的支承构件中,在彩色显像管受到冲击或振动场合,有时会产生此弹性部件沿柱销滑动,而在和原来相嵌合位置不同的位置上固定下来。此时,由于电子束会使不同的荧光体发光,因而色纯度显著恶化,严重时,弹性部件会从柱销上掉下,也就是,由于当柱销和面板的热膨胀率不大致相等时,则在埋设的面板上会发生裂纹,因而柱销所能使用的金属受到限制。例如,目前使用的材料有铁铬合金(铬的重量百分比为18%),此材料是一种其威氏硬度(以下记作Hv)为150左右的柔软材料。另一方面,一般在弹性部件中使用硬度Hv为380~500的不锈钢。因此当弹性部件的弹性压力达到较大的值时,或者是因来自外部的冲击等,使柱销容易引起屈服现象。这样由于柱销引起屈服和接触位置发生偏移,故荫罩板的位置也发生偏移,因而不能保持良好的电子束着屏。
作为解决问题的对策,可考虑使弹性部件的弹性强度大,但是由于这个大的弹性压力会通过柱销传递到面板玻璃上,从而使玻璃发生变形。因此,在制造时通常对彩色显像管进行热处理过程中,有可能使彩色显像管遭受破损。此外在这样的彩色显像管中,由于在面板内反复进行装拆荫罩板时,操作者较难用手进行这种装拆,因此有必要在各工序设置大规模的装拆装置。还由于在进行这种装拆时。有大的压力加到弹性部件和荫罩板框架以及固定在其上的荫罩板上,因此也可能使荫罩板框架及荫罩板发生变形。
在日本专利JP-56-106349中也揭示了一种上述荫罩板挂架结构所需的带有和上述圆锥状接合部相连续的朝离开面板方面延伸的延伸部的柱销,但可惜该延伸部的倾斜角要比和其连续的圆锥状接合部的倾斜角大,这样的柱销结构和上述柱销结构同样存在耐受冲击或振动性能差的问题。
本发明就是鉴于上述各种问题,以提供一种从显像管动作初期开始,在较长时期内,能充分减少电子束的着屏不准,以抑制图像的色偏差等色纯度的恶化,而且用简单的支承结构可提高其耐冲击性,有利于工业批量制造的彩色显像管为目的。
本发明为具有柱销,该柱销具有圆锥状的接合部,用和此柱销的接合部嵌合的弹性部件挂架支承荫罩板的彩色显像管,其特征是当弹性部件实质上在两处以上与柱销接触嵌合时,把实质上按和柱销的中心轴大约平行的方向加到柱销上的力作为F(kgf),把弹性部件和上述柱销接触的部份,按和柱销的接合部的面大约成直角的方向加的力作为N(kgf)时,N/F≤1.8的关系成立。
弹性部件和柱销嵌合时,弹性部件和柱销实质上是在三个处所接触,把柱销的接合部与此柱销的中心轴形成的角度作为
θ(deg)时θ≥16的关系能够成立。
柱销由埋设在面板内的埋设部份,止住弹性部件的接合部,以及和此接合部连续延伸的延伸部所组成,能使接合部的与弹性部件接触的部份和延伸部顶端部的假想连线与柱销的中心轴形成的倾斜角比与接合部的与弹性部件接触的部份和柱销的中心轴形成的倾斜角小。
能使接合部的与弹性部件接触的部份和柱销轴形成的倾斜角和延伸部的侧壁面和柱销轴所成倾斜角不同。
能够在连续延伸部设置具有比接合部的倾斜角小的倾斜角的部份。
能够把延伸部份的顶端侧直径设成比接合部侧的直径大。
能够将弹性部件设置在对应荫罩板四角的位置上。
通过使沿柱销的轴方向加上的力F,和沿与柱销的接合部大致成直角的方向所加的力N的关系,N/F≤1.8成立,可以减轻当受到冲击或振动时的柱销表面的损伤,和由于柱销和弹性部件的摩擦减少,因此不发生弹性部件在不希望的位置上固定,而能够经常固定在原来嵌合的位置上。
以下对本发明的彩色显像管的实施例作详细说明。
图2为根据本发明的彩色显像管的剖面图。这就是,由大体上为矩形的面板1,漏斗状的玻锥2,以及管颈3而构成真空管壳。在面板1的内面上被覆着由分别按红、绿、兰色发光的条状的荧光体层组成的荧光体屏幕4。管颈3上配设着沿面板1的水平轴成一列配列的,能发射出与红,绿和兰相对应的三根电子束的所谓一字形电子枪6。在靠近并对着荧光体屏幕4的位置上,通过荫罩板框8支承固定着荫罩板7,此荫罩板7是在其垂直方向配列着多数个狭缝状开孔,而在其水平方向又配列着许多此种垂直配列的开孔。此外,荫罩板框8是通过弹性部件23,由埋设在面板1的直立边缘部内壁上的柱销20,制止支承着。
依靠玻锥2外部的偏转装置12使三根一字形配列的电子束5偏转,并使其在对应矩形的面板1的矩形范围内扫描,而且通过荫罩板7的开孔,经过色选择,然后在条状荧光体层上着屏,从而成为再现彩色图像。常有电子束因受地磁等的外界磁场的影响,而不能在条状荧光体层上正确着屏,为了防止再现图像的色纯度恶化,而在玻锥2的内部通过框8制止固定着由强磁性金属板制成的磁屏蔽体11。
此外,用图1表示的其主要部份放大剖面图来对本发明的实施例作详细说明。荫罩板7是由厚约为0.2mm的以铁为主要成份的冷轧钢板制成,其壁固定到由厚约1.6mm的以铁为主要成份的冷轧钢板制成的荫罩板框上。此荫罩板框8和在矩形的面板1的角部位的直立边缘1a上,埋设着柱销20,在荫罩板框8和柱销20之间设置弹性部件23。此弹性部份23是由析出硬化型不锈钢,例如SUS631制成,并具有和柱销20嵌合的孔23C。而且还具有要和柱销20嵌合成与管轴14成为平行的支承片部份23a,从这个支承片部份23a起向荧光体屏幕4一侧延长成和管轴14形成的角度α约为55°那样的可动片部份23b,从这个可动片部份23b起和上述支承片23a大致成为平行那样延长的,并固定到荫罩板框8上的固定片部份23d。
另一方面,柱销20是由18%的Cr-Fe合金制成,由制住使弹性部件23的截头圆锥形的接合部20a,和其一头埋设在面板内部的埋设部份20b形成。接合部20a形成和柱销的中心轴15成倾斜角θ。如图3所示,弹性部件23和柱销20通常在三点(P,P,P)处接触,其各点,由于弹性部件23自身的弹性压力,以力f压向柱销20上。这时,柱销上有与弹性部件接触面成直角方向的各点的抗力n,以及和接触面平行方向的各点的摩擦力r在起作用,作为上述力f的反作用,而存在从柱销20作用到弹性部件23上的力f′以取得平衡。因此,根据斜楔的原理,力f和抗力n以及摩擦力r和关系为
f=n·sinθ′r·cosθ=f′……(1)
r=μn=n·tan……(2)
f=2·n·sinθ=1/3·F
N=F/2·sinθ……(3)因为N=3n。
由于抗力N的大小和柱销20受弹性部件23推压的力的大小相等,故(3)式中的N也可以解释为柱销20受到弹性部件23推压的力。
这时,设定沿柱销20的中心轴15方向施加的力F(kg.f)和沿柱销20的接触面的垂直方向施加的力N(kg.f)成为
N/F≤1.8
也就是在三点接触的场合,各点的抗力n设定成为
n≤0.6F
在具有这样构造的28英寸型110度偏转的彩色显像管中,通过实验试求了经机械冲击过的电子束的着屏不准的量。此外,关于施加冲击的方向,如上述那样,要使着屏不准最显著地出现,使与管轴成直角,即和条状荧光体的长方向成直角,也就是一般把冲击加到与形面板的长边平行的方向。冲击的值是用冲击加速度来表示,并决定加上比在通常搬运和使用彩色显像管时认为应加上的值稍稍大的40Gm/sec。
对这样的冲击进行的实验,汇总在图4上。也就是,其横轴是表示柱销的接合部的倾斜角θ和沿柱销的中心轴方向所加的力F与沿柱销的接触面成直角方向所加的力N的比N/F,纵轴表示当把冲击加到彩色显像管上时的电子束的变位置(在图像面中央的最大值),从这个图能够判明彩色显像管受到冲击时的电子束的变位是和柱销的制止部的倾斜角θ,也就是和沿柱销的中心轴方向所加的力与沿柱销的接触面成直角方向所加的力之比有密切的关系,也就是如令柱销的制止部的倾斜角变大,沿柱销的中心轴方向所加的力F与沿其接触面成直角方向所加的力N之比N/F则减少,而且,由于沿柱销面成直角方向所加的力N变小,因此当受冲击时,使柱销的表面损伤的程度变小。此外,如果沿柱销表面成直角方向加上的力N变小的话,则柱销和弹性部件之间的摩擦力也减少。因此,使沿柱销面成直角方向加上的力N变小的话,则使柱销的损伤减轻,使引起电子束变位的准稳定点,即和原来的嵌合点不相同的一次的嵌合点减少,而且由于柱销和弹性部件间的摩擦力也减少,因此嵌合到柱销上的弹性部件返回到正常的嵌合点(稳定点)的几率增加,因而能够抑制因冲击而产生的电子束的变位。
其次,对接受冲击时电子束的变位量在实用上能允许达到何种程度进行了讨论。也就是一般具有条状荧光体层的荧光屏幕,可以如图5所示,设置宽为Ss的荧光体层50,和在其两侧吸收光的例如由石墨构成的宽为Ds的光吸收带51,宽为Bs的电子束点52,象横跨在两侧的光吸收带51那样碰撞在荧光体层50上而发生特定颜色的光。因此,由于即使电子束点52的碰撞位置改变,只要不使毗连的发出其它颜色光的荧光体层50-1,50-2发光,就不会发生色纯度的恶化。然而,现在实用的彩色显像管的图像中央部份的荧光体层间隔,例如与绿色荧光体层邻接的下一绿色荧光体层的间隔量大约为810μm。把它应用到图5上的各尺寸,则电子束点的宽Bs约为210μm,荧光体层的宽Ss约为170μm,以及光吸收体的宽Ds约为100μm,因此电子束点52到相邻接的发出其它颜色光的荧光体层50-1,50-2止的余裕量G,根据
G=Ds-(Bs-Ss/2)约为80μm,这个值可以看作是已实用的彩色显像管图像中央的最大余裕量。也就是,一般外径尺寸小的彩色显像管,或荧光体层间隔较小的彩色显像管,存在这个余裕量G也有分别随之而变小的倾向,如达到在上述余裕量80μm以上的场合,其色纯度将恶化,彩色显像管的品级就不能够保持住。当把此和本发明者等通过实验得到的图4一起参照来看时,就是电子束的变位量为80μm的点A的柱销的接合部的倾斜角θ约为15.2°,沿柱销的中心轴方向所加的力F和沿接触面成直角方向所加的力N之比N/F约为1.91。如本实施例那样,弹性部件实质上在三处和柱销进行接触嵌合的场合,如将销的倾斜角θ设定为16°以上的话,电子束的变位量则在80μm以下,因而判明可以实用。此外,此时的N/F为1.81,而实质上的N/F的有效值如为1.8以下就是充分的。此外,由于在此场合是三点接触,在各接触点上的抗力N和F的关系成为N/F≤0.6。不用说,在弹性部件实质上在四处和柱销进行接触嵌合场合时的沿柱销中心轴方向所加的力F和沿接触面成直角方向所加的、在接触点一点上的力n的关系成为
n=F/8sinθ……(4)
在此场合,要把n/F作为0.6,θ应为12°,也就是成为可以用同原来一样倾斜角的销。然而,由于使弹性部件与柱销实质上在四个地方接触嵌合是很困难的,因此为了取得本发明的效果,与其使弹性部件和柱销的接触处所增加,还不如使柱销的接合部的倾斜角θ增加为更好。
再有,由于采用本发明能够在不使弹性部件的弹性压力增大下,实现抑制受到冲击时的电子束的变位量,因而有可能使作业者容易用手工进行荫罩板的装拆,对工业上成批生产率的提高甚好。
另一方面,本发明者为了确认本发明的效果,也进行了如下的实验。这就是,在彩色显像管完成后马上,例如排出彩色显像管内部的气体,在高真空状态下使封住,和进行了为防止破坏的防爆处理后,对在图像中央部份的电子束和荧光体屏幕的误差,即着屏不准量进行了测量。图6表示了这个结果。图6中,纵轴为在图像中央的着屏不准量,一个黑点对应一只彩色显像管,横轴(刻度为任意)为柱销的接合部的倾斜角θ,以及括弧()内表示加到柱销上的力之比N/F。从这个图判明,在比原来型的销,即倾斜角θ为12°的场合或者还要小的8°的场合,在图像中央的着屏不准的量变动较大,然而使倾斜角θ增加到20°,30°,也就是使沿柱销面成直角方向施加的力N减小下来时,着屏不准量变小。这个和上述彩色显像管受到冲击时所产生的电子束的变位量,当柱销的接合部的倾斜角θ增加则减少的现象一样,证明了作为本发明的目的,当使沿柱销面的直角方向上加的力N减少时,能提高柱销和弹性部件的嵌合的重现性。
然而,如本发明的实施例那样,当使柱销的接合部的倾斜角θ变大,就能够期待上述那样的效果,然而如图7那样,当沿彩色显像管的管轴方向,就是沿柱销20的中心轴线垂直的方向加上力g(kgf)时,以下式表示的力m就象要把弹性部件23从柱销20上卸下来那样地起作用。力m和g的关系可用下式表示
m=g·sinθ……(5)
因此,当使柱销的倾斜角θ变大时,可使耐冲击性能得到改善,然而根据所加冲击方向的不同,有时相反会使弹性部件,从柱销上卸下的可能性增高。然而这个问题,如图8所示那样,已证实在具有倾斜角θ1的接合部20a的柱销20的顶端,设置具有与柱销的中心轴线15成倾斜角θ2的延伸顶端20C,如果这个角度θ和θ的关系满足下式的话,就能防止从柱销上脱下,即
θ1>θ2……(6)
在图8中,柱销是由埋设在面板(图中未表示)的侧壁内的埋设部份(20b),与此埋设部份20b相连接的成圆锥形状的,制止弹性部件的接合部20a,与此接合部20a连续的向离开面板方向延伸的部份20c组成。使接合部和弹性部件(图中未表示)接触的接触部(P)附近的倾斜角θ1比角度β1大,此角度β1为用虚线A把接触部(P)和延伸部20c的顶端部(Q)连结起来的假想线与柱销的轴线15所成的角度,(以下将此角度简称为假想线的倾斜角)。这果所谓的顶端部(Q)为从接合部20a的接触部(P)一侧看延伸部(20c)的话,是能看见的最突出的顶端。这样从接合部20a的顶端以与此不同的角度延伸,通过作成使假想线的倾斜角β1比倾斜角θ1小的延伸部20c,即使从外部加上冲击,也不会发生弹性部件从柱销上脱下的情况。所谓制止部的倾斜角θ1和假想线的倾斜角β1为相同,就是能够作成使接合部20a和延伸部份20c的倾斜角大致相同,而假想线的倾斜角β和柱销的轴线15相平行场合就成为弹性部件的开口能够制止在柱销20上的界限。因此实际上延伸部20c的顶端部份的直径要设计成不比弹性部件的开口大。
就倾斜角θ1和β1作进一步具体叙述时,倾斜角θ1为12°是原来普通的情况,而在24°的场合。倾斜角θ2为5°。此外,使从延伸部20c和接合部20a的交界处到顶端止的长l为0.7mm,使从同轴交界处到弹性部件和接合部20a的接触部(P)止的长l为0.5mm。这时,由于使θ1成为24°,从上述式(1)得N=1.23F,为θ1=12°的场合(N=2.4F)的约1/2。也就是,当上述的弹性部件沿轴方向压柱销时,能够使柱销受的力比原来大幅度减小。因此使弹性部件容从柱销上进行装拆,此外,也能够消除弹性部件咬入柱销的问题。
当从外部施加大的冲击,成直角方面的力g(参见图7)对柱销轴15起作用时,弹性部件会沿接合部20a滑下来,然而到达延伸部20C时,由于倾斜角θ2小,故由上述(5)式所表示的滑动力m变得非常小,使弹性部件到达这里时被止住。因而不会发生弹性部件从柱销上脱出的情况,当施加的冲击消失后,因弹性部件的弹性压而回复到原来正确的位置。
现将本发明者们对用28英寸型110°偏转的荫罩板型彩色显像管,沿其管轴方向施加冲击时,弹性部件在怎样程度的冲击下会从柱销上脱落所进行的试验结果表示在图9中,图9中,横轴表示冲击加速度Gm/sec,A至D是表示四个例子,这就是数据A为原来的柱销的接合部的倾斜角θ1为12°,数据B倾斜角θ1为17°,数据C是倾斜角θ1为20°的原来型式的柱销,数据D即为如图8所示的采用本发明的柱销的,其θ1为24°,延伸部的倾斜角θ2为5°。图9中用圆圈表示即使加上冲击,荫罩板也不会从柱销上脱落下来的情况,用叉表示已脱落下来的情况。从这个图看出,当使柱销的接合部的倾斜角θ变大时,荫罩板容易脱落,而如本发明那样,当使延伸部的倾斜角θ比制止部的倾斜角θ1小时,即使让接合部的倾斜角θ1变大,也有可能容易防止荫罩板脱落。
图10是表示采用本发明的其他实施例,埋设部份30b和接合部30a是和上面的实施例(图8)一样,而延伸部30c与接合部30a是相反的倾斜,就是也可以使延伸部30c的顶端一侧的倾斜角为θ使其比接合部30a的一侧更离开销轴15那样地倾斜。此时,连结延伸部30c的顶端Q和接合部30a的和弹性部件(图中未表示)接触部份P的假想线A′的倾斜角β2,比接合部30a的倾斜角小的情况和上述实施例一样。此实施例场合,弹性部件即使因外部的冲击而沿接合部30a滑下来,也会靠延伸部30c止住,从而不会使其从柱销上脱落。如本实施例那样,接合部和延伸部不仅是平坦面,而是也可以在两者交界处具有使倾斜角逐步变化那样的曲面,只要在延伸部的一部份上有一比接合部的倾斜角小的部份即可。延伸部的倾斜角,只要在上述假想线的倾斜角比接合部的倾斜角小,且不会和柱销轴成平行的范围内,则把和柱销轴平行场合作为零,把顶端一侧向柱销轴靠近那样的倾斜作为正,而把顶端一侧象远离柱销轴似地倾斜作为负时,无论是那一种倾斜都可以,由于在大量生产中,柱销是用压力加工作成,因而延伸部的倾斜角不是零,而以稍稍是正为好。但是,对于零或负的倾斜角,有较好的防止荫罩板(弹性部件)脱落的效果,而这样的柱销容易用切削加工来制得。
此外,如上述实施例那样,当在矩形面板的四角挂架荫罩板时,由于作为支承框架的荫罩板框的刚性提高,反过来有可能把荫罩板框制成比原来的薄。例如当把荫罩板框的厚度制成0.5mm,和本实施例的28英寸型彩色显像管的1.6mm相比,重量约减少70%,也就是,对于原来为1.6mm重量约1.6kg,而0.5mm的荫罩板框约为0.5kg因而达到了轻量化,凭靠此轻量化,也可成为用来抑制当彩色显像管受到冲未时的电子束的变位量。
另一方面,本实施例是对在矩形面板的四角挂架荫罩板的构造的彩色显像管来作说明的,但本发明不限于这个范围,例如,对于在如图1所示那样的面板1的长边和短边的大约中间部位挂架荫罩板5的构造勿用说,而且还适用于具有通过和柱销40相嵌合的弹性部件来挂架荫罩板5的构造的一切彩色显像管,并能得到相当的效果是不言而喻的。
如以上所述那样,若根据本发明,弹性部件难于咬入柱销,使装拆作业容易进行,即使反复进行这个作业操作,也能经常使这个位置稳定,得到良好的电子束的着屏特性,此外,能得到即使是受到外部冲击,也不会以柱销脱落的耐冲击的彩色显像管。
对附图的简单说明。
图1为表示本发明的一实施例的一部份的剖面图,图2为根据本发明的彩色显像管的剖面图,图3为表示根据本发明的一实施例的柱销和弹性部件的图。其中(a)为正视图,(b)为一部份的剖面图,图4为表示根据本发明的彩色显像管柱销的接合部的倾斜角中受到加在柱销上的力比N/F所引起的冲击时的电子束变化的特性图,图5为对具有条形荧光体屏幕的彩色显像管的荧光体层和电子束的位置关系进行说明的图,图6为表示本发明的彩色显像管,在其图像中央的着屏不准量依赖柱销的接合部的倾斜角和加到柱销上的力的比N/F的特性图,图7为对本发明的实施例作说明的主要部份的放大剖面图,图8为表示本发明的其它实施例的柱销的侧视图,图9为对把冲击加到彩色显像管上时,弹性部件的脱落进行试验时的结果作说明的图,图10为表示根据本发明的其它实施例的柱销的侧视图,图11为采用本发明的另外其它的实施例的面板和荫罩板结构的正视图,图12为表示原来的彩色显像管的荫罩板挂架支承结构的主要部份的放大图。
Claims (7)
1、一种彩色显像管,包括矩形面板、荫罩板框、柱销和弹性部件,在此面板上形成荧光体屏幕,此柱销包含埋设在上述面板内部的埋设部分和与此弹性部件嵌合的圆锥状接合部,上述荫罩板框用此弹性部件挂架到上述柱销上,使与上述面板靠近和面对面对置。
其特征在于上述柱销的接合部和此柱销中心轴线形成的角度θ应满足16°≤θ<24°的关系。
2、一种彩色显像管,包括矩形面板、荫罩板框、柱销和弹性部件,在此面板上形成荧光体屏幕,此柱销包含埋设在上述面板内部的埋设部分、与此弹性部件相嵌合的圆锥状接合部以及和此接合部相连续,且沿离开上述面板方向延伸的延伸部分,上述荫罩板用此弹性部件挂架到上述柱销上,使与上述面板靠近和面对面对置,其特征在于:
上述柱销的接合部和此柱销中心轴线形成的角度应满足条件θ≥16°,
把连结上述柱销接合部和上述延伸部顶端部的假想线和柱销轴线形成的倾斜角作为β,应满足条件:β<θ。
3、根据权利要求2所述的彩色显像管,其特征在于上述柱销延伸部分的倾斜角比上述柱销的制止部分的倾斜角小。
4、根据权利要求2所述的彩色显像管,其特征在于上述柱销延伸部分的顶端的直径比上述柱销的接合部小部一侧的直径大。
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