CN1146952C - 用于阴极射线管的玻锥和阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种用于阴极射线管的玻锥，它能够提高具有矩形开口端部的主体部分的坚固性，并且降低玻锥的重量，其中，在主体部分的至少一条长边上，形成拱形面部分，从而该拱形面部分大体上垂直于主体部分的开口端面，而在每个拱形面部分中的拱形隆起部分延伸至开口端部附近的部分，由此在主体部分中产生的应力能够沿隆起部分传递至开口端部的高度坚固的角隅部分。

Description

用于阴极射线管的玻锥和阴极射线管

技术领域

本发明涉及主要用于接收电视广播信号和用于工业设备的阴极射线管的玻锥，以及使用这种玻锥的阴极射线管。

背景技术

阴极射线管包括作为抽成真空的管泡的玻璃泡，它主要包括用于显示图象的玻璃屏1和具有容纳电子枪6用的管颈部分5的玻锥2，如图7所示。玻锥2的主要部分是用于安装偏转线圈7的偏转线圈部分4和主体部分3，主体部分3与偏转线圈部分连接并且向用于密封玻璃屏1的开口端部延伸。标号10指出用于以焊料玻璃之类的材料把玻璃屏1与玻锥2密封的密封部分，而符号A指出连接管颈部分5的中心轴和玻璃屏1的中心的管轴。因为图象是通过在玻泡中发射的电子束显示的，因此阴极射线管的内部要保持高真空条件。此外，它具有不象球形的不对称形状，并且经受玻泡内外之间一个大气压的压差。相应地，总是有一个很高的变形能量，因此，玻泡的结构处于不稳定的状态。当在这种不稳定状态下在阴极射线管的玻泡中产生裂纹时，由于高的变形能量有释放的趋势，因此裂纹将扩大，由此造成损坏。此外，在高拉伸应力施加至玻泡的外表面部分时，由于大气中的湿气的作用，可以造成延迟的损坏，由此玻泡丧失了可靠性。

另一方面，除了阴极射线管之外，近年来已经提出了各种图象显示装置。将阴极射线管和提出的各种图象显示装置作比较，已经提到阴极射线管的缺点是大的深度和大的重量。因此，急待解决的问题是缩短深度和减轻重量。

然而，在企图缩短常规的阴极射线管的深度时，阴极射线管的不对称程度增加，由此产生了更多变形能量在玻泡中积聚的问题。此外，在企图减轻重量时，由于减小了玻泡的坚固性，使得变形能量增加。因为变形能量的增加使得应力增加，加快了由损坏造成的安全性降低以及由延迟的损坏造成的可靠性降低。为了避免应力增加而打算增加玻泡的厚度不可避免地增加了重量。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于阴极射线管的玻锥，它是安全和高度可靠的，并且它能实现减小沿深度的尺寸以及玻锥的重量，而不增加玻锥中的应力，本发明还提供使用这种玻玻锥的阴极射线管。

本发明的发明者为降低在玻泡中产生的应力已经做了各种研究，并且已经发现，当在玻锥的主体部分设置一些拱形隆起部分，从而每个拱形隆起部分的两端端接在或靠近主体部分的开口端部分的角隅部分，能够抑制主体部分中的变形，即，能够抑制应力的产生。

按照本发明，提供了一种用于阴极射线管的玻锥，它包括：具有在玻锥一端的矩形开口部分的漏斗形主体部分、与主体部分的另一短相连的偏转线圈部分、以及与偏转线圈部分的自由端密封连接的管颈部分，其中，主体部分至少在其长边上具有大体上平坦的拱形面部分，每个拱形面部分大体上垂直于矩形开口端部的开口端面，并且具有拱形隆起部分，拱形部分的两端延伸至开口端部的角隅部分邻近的部分，而主体部分用拱形面部分和圆顶状部分形成。

本发明通过在玻锥的主体部分提供拱形隆起部分来抑制在主体部分的变形，由此避免在主体部分中增加应力。

首先，将描述玻锥的形状与在该部分中产生的应力的关系。在常规的阴极射线管中，管颈部分位于与玻璃屏焊接的玻锥的尾部，而偏转线圈部分位于管颈部分之前，其中，假设主体部分有漏斗形状，从而主体部分平缓地连接偏转线圈部分和玻璃屏。在前端形成开口端部，以对于玻璃屏提供密封部分。开口端部为矩形或近似于矩形。

为了避免应力的增加，将阴极射线管的形状做成接近于球形是理想的。然而，由于前面部分显示图象的功能不同于由发射的电子束扫描的后面部分的功能，阴极射线管具有基本上不对称的形状。

一般说来，在玻锥中具有平缓曲线的主体部分由于其不对称的形状而具有较低的坚固性。在具有不对称形状的阴极射线管中，由真空中沿把玻锥推向玻璃屏方向的挤压力使玻锥有变形的趋势，而在主体部分和用于密封玻璃屏的密封部分产生拉伸应力，密封部分是强度最低的部分。特别，因为在主体部分长边的中央部分具有较低的坚固性，因此在主体部分的开口端部产生较大的应力。产生的应力降低了玻锥的安全性和可靠性。

为了减小这些应力，最好控制主体部分的变形，在主体部分上有力作用，从而将主体部分推向玻璃屏。另一方面，玻锥的开口端部处的角隅部分的坚固性高于边缘部分的坚固性，并且在真空条件下产生的应力较低。为了抑制主体部分可能的变形，设计低坚固性的主体部分以具有难以变形的形状是有效的，或者用具有高坚固性和在真空中的低应力角隅部分来支承具有低坚固性的主体部分也是有效的。采取这些措施，能够预先防止或减小在主体部分中变形的出现。此外，能够防止在长边中部的靠近开口端部的一个部分(该部分的坚固性较低，因而易于变形)中的应力集中，因此能够抑制该部分的变形。

本发明的特征在于在主体部分中形成拱形隆起部分，从而每个隆起部分的两端(端点)延伸至主体部分的开口端部的角隅部分或靠近角隅部分的部分，由此可能引起主体部分变形的力被有效地传递至开口端部的角隅部分。如一般知晓的，拱形结构能够将施加至拱形物的力转变为作用在沿拱形方向的挤压力，从而把施加的力传递至拱形物的两端。相应地，当在玻锥的主体部分设置拱形隆起部分时，拱形结构呈现出提高主体部分强度的所要的效果。

在本发明中，通过在主体部分的开口端部的各边上形成一些面，并且这些面大体上垂直于开口端面延伸(即，沿玻锥的管轴方向延伸)，提供拱形隆起部分。即，每个隆起部分提供漏斗形主体部分和在主体部分的开口端部的一边形成的一个面之间的边界。相应地，每个隆起部分呈现拱形形状，其中，每个隆起部分的两端到达开口端部角隅部分附近的部分。结果，在主体部分的每一边，形成具有上部的拱形面部分，它以拱形隆起部分镶边。

为具有大体上平坦的表面结构，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弯曲的。虽然主体部分不是平缓地弯曲，而作为一个整体具有漏斗形状，但玻锥的主体部分包括分成几个部分的拱形面部分以及在其余部分的一个圆顶状曲面(圆顶状部分)。在主体部分提供拱形面部分(即，提供大体上垂直于开口端面的表面)抑制了主体部分中沿推向主体部分的开口端部方向的变形。相应地，由于在长边上的部分的强度特别低，因此拱形面部分应该在开口端部的长边上以部分的形式形成。

然而，不仅在开口端部的长边而且在其短边中中产生高的应力，这取决于玻璃屏的形状和宽高比。在这种情形中，拱形面部分(即，拱形隆起部分)应该以上面所述的相同的方式在短边上形成。考虑到减少在长边上的负荷，最好在短边上形成拱形隆起部分，由此作为一个整体能够增加主体部分的坚固性并且增进效果。

附图说明

在附图中：

图1是按照本发明的一个实施例的玻锥的透视图；

图2是示于图1的玻锥的平面图；

图3是示于图1的玻锥的前视图；

图4沿图2的A-A线取的隆起部分的截面图；

图5是按照本发明的另一个实施例的玻锥的透视图；

图6是按照本发明的另一个实施例的玻锥的透视图；以及

图7是示出常规的阴极射线管的一部分的截面图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的较佳实施例。

图1至4示出按照本发明的一个实施例的玻锥，其中，在长边和短边处形成拱形隆起部分。

如图2和3所示，主体部分3不象常规的阴极射线管那样具有平滑的外表面，而是在主体部分的矩形开口端部的边缘部分设置有拱形隆起部分8，而每个拱形面部分12大体上垂直于开口端部中的开口端面11。

每个拱形隆起部分12的两个端部处于或靠近开口端部的角隅部分，如图1所示。拱形面部分12可以垂直于开口端面11。然而，考虑到把熔化的玻璃填充入模子以及模制产品的脱模，一种特殊的做法是，使这些拱形面部分相对于与端面11垂直的平面成5°-15°的角度，并且大体上平行于矩形开口端部的每一边。当倾斜角太大，则减小了拱形面部分对于抑制主体部分的变形的效果。大体上垂直于开口端面11的拱形面部分的形成包括这样的情形，即，拱形面部分有一定的倾斜度。此外，虽然图中示出平坦的拱形面部分，但拱形面部分12可以稍微弯曲。

为了把在主体部分3中产生的力沿上述的隆起部分8确定地传递至开口端部7的高坚固性的角隅部分，应该使每个隆起部分的两端在从开口端面11算起的预定的范围内。即，最好是Ha≤0.044D+9.6，这里，Ha(mm)代表一个隆起部分8的一端与开口端面11之间的距离(图3)，而D(mm)代表玻锥的开口端部的最大直径(图2)。如果Ha不适合这个范围，即，隆起部分的端部过分远离开口端面11，则例如在主体部分一边的中间产生的力传递至具有低坚固性的部分，因而可能在那里产生高的应力。

为了通过隆起部分8(每个具有拱形形状)得到足够的效果，并且为了把例如在长边的中间产生的力传递至角隅部分，隆起部分应该具有一定的坚固性。每个隆起部分对于在隆起部分中的交叠(blend)R部分的形状具有密切的关系。特别，相应于开口端部一边中心的交叠R部分影响很大。相应地，交叠R部分的形状相应于应该规定的部分。具体地说，在该部分的交叠R部分的曲率半径应该确定如下。

将参照图4进行描述。

相应于开口端部的一边的中心，隆起部分的交叠R部分的曲率半径R(mm)与最大直径D(mm)之间的关系最好是R≤0.07D-9.6。如果R超过该值，则得不到预定的坚固性，因而隆起部分不能提供足够的效果。考虑到隆起部分破裂的危险和玻璃的模制性，R的下限虽然没有限制，但最好实际上为5.0mm或更大。

当以这样的方式来形成隆起部分，即，拱形面部分12连至圆顶状部分13，以具有某个角度，则连接部分的坚固性增加。本发明采用此种特性。为了得到足够的效果，以90°≤θ≤120°为好，这里θ代表由在接触点15和14处的切线形成的角度，在这些切点处，隆起部分连至拱形面部分12和圆顶状部分13(图4)。

当θ超过120°时，由从与隆起部分连接的拱形面部分12和圆顶状部分13延伸的切线形成的角度太大，因而不能指望有足够的坚固性。另一方面，当θ小于90°时，不可能从模子中起出模制好的产品。从模制和隆起部分的效果的观点来看，100°≤θ≤110°更好。

隆起部分8和主体部分的偏转线圈部分4之间的部分可以具有所要的形状，只要满足上面提到的条件即可。示于图1的玻锥具有最简单的圆顶状形状。本实施例的特征在于，除了拱形面部分之外，玻锥的主体部分为平缓连续的球形。由于力能够被分散至拱形隆起部分，虽然主体部分最好具有这种球形，但本发明不限于具有球形。事实上，取决于设计玻锥的要求以及拱形面部分的形状，确定了主体部分的形状。

图5示出按照本发明的另一个实施例的玻锥，其中，主体部分具有不同的形状。在这个实施例中，为了减小沿玻锥的管轴方向的尺寸，把主体部分做得扁平，而同时提供一种能在真空中耐受应力的结构。具体而言，除去拱形面部分的主体部分包括在长边上的凸形曲面13和在短边上的凸形曲面13’。如图5所示，曲面13、13’的端部终接在隆起部分8上，隆起部分8连至拱形面部分12、12’，而曲面13、13’的另外的端部平滑地连至偏转线圈部分4，其中，这些曲面是整体形成的，并且相邻曲面13、13’的连接部分沿矩形玻锥的对角线方向延伸。此外，在曲面13、13’之间沿对角线延伸的连接部分中形成凹入部分17。

由曲面13、13’构成的圆顶状部分提供了一种包括凸部和凹部的波浪形状，与以前提到的球形玻锥相比较，波浪形状颇为复杂。在本发明中，用于形成主体部分的圆顶状部分包括这种波浪形状。此外，在本发明中可以使用各种形状，只要应力能被分散至拱形面部分即可。

本发明还可应用于这样一种玻锥，其中，在单个主体部分中形成多个偏转线圈部分和管颈部分。

图6示出一个实施例，其中，提供了单个主体部分3和两个偏转线圈部分4和两个管颈部分5。能够在主体部分3中以与前面提到的相同的方式形成拱形面部分12。通过使用这种玻锥，单个图象用两个电子枪和两个偏转线圈来显示，因而要被显示的表面区域由一对电子枪和偏转线圈共有，即，表面积被分成整个表面积的一半大小。相应地，能够缩短沿玻锥的管轴方向的尺寸。在单个主体部分3中形成两个偏转线圈部分4和两个管颈部分5时，除去拱形面部分12之外的圆顶状部分可以为波浪形状。

在本发明中，对于拱形面部分12而言，重要的是具有足够的高度，以得到拱形隆起部分的有效的功能。特别，对于在拱形面部分的中心处的高度要十分当心，因为在真空中在主体部分的长边的中心处产生很大的应力。因为拱形面部分12的高度是从开口端面11至隆起部分8的尺寸，因此在拱形面部分中心处的最大高度是H。

图4是沿玻锥的长边的中心取的截面图。通过图4中的下述方法能够得到最大高度H。即，当把拱形面部分12和圆顶状部分13连至交叠R部分的点视为接触点14和15，并且把通过这些接触点的切线相交的点视为交点16，则得到最大高度H为从开口端面11至交点16的高度。为了使拱形面部分12能够有效地起到防止应力集中至主体部分的长边的中心部分，或在该部分中增加应力，希望H相对于主体部分3的值具有预定值或更大的值。当H和主体部分3的高度Hb具有关系式H/Hb≥0.5时，可以得到防止应力集中的显著的效果。在本文中，主体部分3的高度Hb是从开口端面11至主体部分3的顶部(偏转线圈部分4的下端)的高度，如图3所示。

按照本发明，其中在玻锥的主体部分中形成拱形隆起部分，由于能够防止玻锥的变形，因此增加了玻锥的坚固性，并且减小了应力。结果，即使例如在把主体部分做成广角型以缩短其深度的情形下，也能抑制应力的增加。此外，由于不必为了减小应力而增加壁厚，因此能防止增加重量，由此能够产生重量轻的玻锥。

[例]

下面，在表1中描述本发明的例子和比较例。

在这些例子中使用的玻璃屏(下面，简称为屏)是用于观看尺寸为34英寸的电视机的普通的阴极射线管，它具有宽高比为4∶3的有效屏幕；最外面的直径为859.0mm；屏的外表面的曲率半径为10000cm而对角线直径为81cm。通过组装这种屏和一个玻锥而制备每个阴极射线管，并且测量在阴极射线管中产生的应力。在这些例子中的屏和玻锥使用相同的玻璃配方。

例1

除了在主体部分的长边和短边上形成拱形隆起部分(如图1所示)外，本例的玻锥与用常规技术制备的在主体部分无隆起部分的玻锥(比较例1)相同。

例2

除了用与例1相同的方式形成拱形隆起部分以及深度尺寸减小90mm之外，本例的玻锥与用常规技术制备的玻锥(比较例1)相同。

比较例1

本例的玻锥是这样的玻锥，它用常规技术制备，在主体部分没有隆起部分，如图7所示。

比较例2

除了如例2那样深度尺寸减小90mm以及当组装成阴极射线管时，调节玻锥的壁厚从而在主体部分和密封部分中产生的应力大体上与例2应力相等之外，本例的玻锥与例1的玻锥相同。

在这些例子中很清楚，通过在主体部分中形成隆起部分减小了在主体部分中产生的应力。即，即使减小主体部分和密封部分的壁厚，例1也能够保持与比较例1大体上相等的应力。此外，可以发现，当将玻锥与屏组合而形成阴极射线管时，能减小在屏中产生的应力。在例1的玻锥中，减小主体部分和密封部分的壁厚，从而要在这些部分中产生的应力将与比较例1的应力相等。结果，与比较例1相比，例1的玻锥的重量能减少1.3kg。

在例2中，由于减小了深度尺寸以形成广角型主体部分，在这种主体部分中应力有相当大的增加。如果增加主体部分的壁厚，从而得到与比较例1相等的应力，则如在比较例2中那样，重量要增加2.9kg。然而，在例2中重量只增加了1.0kg。

                                表  1

项  目	例1	例2	比较例1	比较例2
					从开口端部至偏转线圈部分的前端的距离Hb(mm)	185.0	95.0	185.0	95.0
偏转线圈部分的长度(mm)	65.0	65.0	65.0	65.0
					玻锥的总长度(mm)	387.5	297.5	387.5	297.5
开口端部的最大外直径(mm)	852.0	852.0	852.0	852.0
					主体部分的壁厚(mm)	6.0	10.5	7.0	18.0
密封部分的壁厚(mm)	9.5	16.0	13.0	20.0

玻锥的重量(kg)	12.1	14.4	13.4	16.3
					在密封部分中产生的最大应力(MPa)	7.0	6.8	7.0	7.0
在主体部分中产生的最大应力(MPa)	10.0	9.5	9.0	9.3
					隆起部分的曲率半径R(mm)	45.0	20.0	-	-
隆起部分一端与开口端面之间的距离Ha(mm)	16.0	16.0	-	-
					拱形面和圆顶状部分之间的角度θ(°)	70	70	-	-
H/Hb	0.65	0.80	-	-
					(备注)主体部分的壁厚：从在短轴上的开口端面算起为90mm

按照本发明的玻锥，其中，在主体部分中形成隆起部分，能够提高作为抽成真空的玻泡的主要部分的主体部分的坚固性，并能够抑制在主体部分中产生的应力，其结果是能够容易地做到减少重量。除此之外，也能缩短玻锥深度的尺寸而同时保持实际使用中的重量。于是，能够提供一种安全而高度可靠的阴极射线管。

即，在主体部分中出现的隆起部分抑制了对于主体部分开口端部长边和短边变形的扩展，其结果是能够显著减小密封部分中的应力。相应地，不仅密封部分而且主体部分的壁厚能够减小，由此能够实现重量的显著减小。

常规的玻锥具有这样的结构，从而在主体部分中造成的变形通过密封部分被传递至玻璃屏。相应地，也增加了在玻璃屏中的应力。然而，按照本发明，应力能够被传递至开口端部的高坚固性的角隅部分，由此能够减小玻璃屏中的应力，并且减小玻璃屏的重量。

在通过减小壁厚来减轻重量的本发明的阴极射线管中，也减小了在制造阴极射线管期间的热处理中产生的热应力，因而能够提高生产率。

此外，在本发明中，拱形隆起部分的两端处于或靠近开口端部的高坚固性的角隅部分，并且规定了隆起部分的两端的位置(即，在开口端部角隅部分处从开口端面算起的隆起部分两端的高度)。相应地，能够抑制在主体部分的一个部分中的应力扩展至另一部分。

Claims (16)

1.一种用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，包括漏斗形的主体部分、偏转线圈部分和管颈部分，所述主体部分在其一端具有矩形的开口端部，所述偏转线圈部分与所述主体部分的另一端邻接，而所述管颈部分密封地连至所述偏转线圈部分的自由端，其中，所述主体部分至少在其长边上具有大体上平坦的拱形面部分，每个所述拱形面部分大体上垂直于在所述矩形的开口端部中的开口端面，并且具有拱形隆起部分，所述隆起部分的两端延伸至所述开口端部的角隅部分附近的部分，并且所述主体部分包括所述拱形面部分和圆顶状部分。

2.如权利要求1所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述主体部分的所述圆顶状部分具有沿所述主体部分的对角线的凹入部分。

3.如权利要求1所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，除了所述主体的长边之外，还把所述拱形面部分设置在所述主体的短边部分。

4.如权利要求1或3所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述主体部分的每个所述拱形隆起部分具有将所述拱形面部分连至所述圆顶状部分的交叠R部分。

5.如权利要求4所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，在所述开口端部的所述角隅部分附近的部分中，每个所述拱形隆起部分的两个端部从所述开口端面算起的高度Ha与所述开口端部的最大直径D之间的关系是Ha≤0.044D+9.6，其中Ha和D的单位是mm。

6.如权利要求4所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述拱形隆起部分的从所述开口端面算起的最大高度H与所述主体部分的高度Hb之间的关系是H/Hb≥0.5。

7.如权利要求4所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述主体部分设置有多个所述偏转线圈部分和所述管颈部分。

8.如权利要求4所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，在所述矩形开口端部的一边的所述拱形部分的中间，在穿过连接所述交叠R部分和所述拱形面部分的连接点的切线与穿过连接所述交叠R部分和所述圆顶状部分的连接点的切线之间形成的角度θ在90°≤θ≤120°的范围内。

9.利要求8所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述交叠R部分的曲率半径R与所述开口端部的最大直径D之间的关系是R≤0.07D-9.6，其中R和D的单位是mm。

10.如权利要求4所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述交叠R部分的曲率半径R与所述开口端部的最大直径D之间的关系是R≤0.07D-9.6，其中R和D的单位是mm。

11.如权利要求1、3、8-10中任何一项所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，在所述开口端部的所述角隅部分附近的部分中，每个所述拱形隆起部分的两个端部从所述开口端面算起的高度Ha与所述开口端部的最大直径D之间的关系是Ha≤0.044D+9.6，其中Ha和D的单位是mm。

12.如权利要求11所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述拱形隆起部分的从所述开口端面算起的最大高度H与所述主体部分的高度Hb之间的关系是H/Hb≥0.5。

13.如权利要求11所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述主体部分设置有多个所述偏转线圈部分和所述管颈部分。

14.如权利要求1、3、5、8-10中任何一项所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述拱形隆起部分的从所述开口端面算起的最大高度H与所述主体部分的高度Hb之间的关系是H/Hb≥0.5。

15.如权利要求1-3、5-6、8-10或12中任何一项所述的用于阴极射线管的玻锥，其特征在于，所述主体部分设置有多个所述偏转线圈部分和所述管颈部分。

16.一种阴极射线管，其特征在于，它使用如权利要求1至15中任何一项所述的用于阴极射线管的玻锥。

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