JPH08194U - 陰極線管の偏向ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】陰極線管の偏向ユニットにおける環状コア・ヨ
ークの、機械的剛性を保持したままで、壁厚を薄くす
る。 【解決手段】環状コア９の素材である強磁性物質の酸化
物の酸素含有量を、その焼結／冷却過程で制御して、環
状コアの表面又は表面の近傍における強磁性物質の酸素
含有量が内部の酸素含有量とほぼ等しくなるようにし、
それにより環状コアにストレスがほとんど生じないよう
にすることにより、環状コアの壁の厚さを６mmより薄い
もの（好適には２mmないし４mm）にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、第１の偏向コイル系と第２の偏向コイル系とを有し、また焼結され た強磁性物質の酸化物で環状コアの形状をしたコイルヨークを有する陰極線管の 偏向ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この偏向ユニットが適用される陰極線管は、例えば各種ディスプレイ管（デー タグラフィック表示管、カラー表示管、テレビジョン投射表示管等）や、オッシ ロスコープ管や、撮像管等である。撮像管用の偏向ユニットが一般に円筒形コア を持っているのに対し、ディスプレイ管用の偏向ユニットは、カップ形又は漏斗 形の環状コアを持っているのが普通である。焼結された強磁性物質の酸化物によ るディスプレイ管用の環状コアを、以後はヨークリングとも呼ぶことにする。

【０００３】 ディスプレイ管用の環状コアはその機械的な剛性を確保するために、通常は現 実の機能上からコアの素材として必要とされる以上に壁の厚みが大きい。例えば 或る種の白黒表示管のフェライト・ヨークリングには、重量が約360g、高さが約 55mm、上端及び下端の内径がそれぞれ約55mm及び約85mmであって、壁厚は６mmと いうものがあり、この数値は特性から云えば不必要に大きい。フェライトのヨー クリングではその壁厚がしばしば６mmになっている。また、かような偏向ユニッ トはディスプレイ管の頸部に締め付けバンドで固定されており、その結果、偏向 ユニットの全重量をディスプレイ管の頸部が支えるので、重さが（余り）大きい のは不都合である。ディスプレイ管の頸部を破損する可能性もないとはいえない 。

【０００４】 在来からフェライトのヨークリングの壁厚を過大にして来た偏見は、製造過程 でもまた偏向ユニットに搭載するときにも必要な機械的剛性が、それによって確 保されるという仮定に基づいていた。そしてこの仮定は、フェライトのヨークリ ングの機械的剛性を定める要因についての洞察力の欠如に結び付いていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

それ故に茲で提起される重要な問題点というのは、焼結された強磁性物質の酸 化物のヨークリングの壁厚を、機械的剛性を維持したままで如何にして減少させ るか、である。壁厚が薄いヨークリングを利用できることは、撮像管用の偏向ユ ニットにとっても重要である。また、実際問題として今日までそのような偏向ユ ニットには、非金属のスリーブの形か又は巻き物の形をしたヨークリングのみが 用いられて来たのは、フェライトのヨークリングでは余りにも過大な空間を占有 すると云われていたからである。本考案はこの問題に解答を与えようとするもの である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、冒頭に述べたタイプの偏向ユニットが、環状コアの壁の厚さ を６mmより薄いものとしたこと、及び、環状コアの表面又は表面の近傍における 前記強磁性物質の酸素含有量を、環状コアのそれ以外の部分の内部における強磁 性物質の酸素含有量とほぼ等しくし、それによって環状コアにストレスがほとん ど生じないようにしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

機械的剛性が壁の厚みに関連するということは事実であるけれども、実際上は 焼結過程で導入される機械的ストレスがしばしば決定的な役割を果たす、という 認識に本考案は立脚する。焼結中のフェライトのヨークリングは還元過程に置か れることになる、という認識が本考案にとって重要である。

【０００８】 ヨークリングにしばしば用いられるフェライト素材の１つの関数として酸素分 圧(partial oxygen pressure) を測定すると、1150°C 以上の温度での平衡圧力 が既に0.021 MPa （空気中）という値を超えていることが示されている。これは 、空気中（又はそれより更に酸素の少ない雰囲気中）において前記1150°C より 相当高い温度でしばしば行なわれる焼結過程では、フェライト素材は酸素を放出 し、冷却時に周りの雰囲気から酸素を取り込むことによりこの酸素の損失を補償 しようと試みる、ということを意味する。この酸素の浸透は、温度が下がるとき に焼結された製品の表面を介して行なわれるものであり、換言すれば、温度が下 がるにつれて次第にゆっくりと行なわれる拡散過程の結果として生じるものであ る。その結果、内部に所在する素材よりも更に豊富に酸素を含む表面の層が形成 される。測定によれば、このような酸素の取り込みは、使用されるフェライトに 依存して、伸長にしろ圧縮にしろ長さの変動を伴うことが示されている。その結 果として、表面層以外の素材に対して圧縮ストレス又は引張ストレスを及ぼすよ うな表面層の形成が行われると想像できる。これらの局所的なストレスがしばし ば焼結製品にひびを入れる。これらのストレスを除くと、ヨークリングの破壊に 対する強さが相当に増大し、機械的剛性が十分高く、それでいて壁の厚さが相当 に薄く、重さもずっと軽い製品が得られるようになる。

【０００９】 本考案の範囲内において、フェライトのヨークリングの長さ及び最大外径に依 存して、壁厚が６mmより薄いもの、特に４mm以下のものが実現できる。本考案で は壁厚が３mmのもの、更には２mmのものまでも製造に成功している。

【００１０】

【考案の効果】

薄壁ヨークリング構造を用いることにより、大幅に重量が軽くなる。これは、 第１に素材の節約、従って価格の低下につながり、第２にヨークリングに使う素 材の幅が広くなり、（高価ではあるが）一層高品質の素材が使えるようになる。 次に、例えば低（電力）損失の素材が使えるようになる。今日の電気回路を用い る場合、損失をできるだけ小さくすることは重要である。

【００１１】 薄壁ヨークリングを用いると、重量が節約される他に、スペースも節約される が、これは、特に撮像管のヨークリングの場合に重要である。

【００１２】 壁の薄いヨークリングのもう一つの利点は、２個の二等分した部材を、接着剤 （特に、高々10μm の接着層）を用いて固着して構成できることである。本考案 ヨークリングの壁は非常に薄いから、二等分したヨークリングの重量も相対的に 軽く、接着層による連結も満足すべきものとなる。実際上も、２個の二等分した 部材を固着する接着剤として接触接着剤を用いることにより良好な接着が得られ ている。従来の壁の厚いヨークリングでは、２個の二等分した部材を固着するの にスプリングが用いられる。

【００１３】 本考案の基礎となる酸素含有量の制御は、種々の方法で行なうことができる。 前述したように、ヨークリングの表面ないしその近傍の酸素含有量と、ヨークリ ングの更に内部の酸素含有量との差異は最小でなければならない。もし、ヨーク リング内部の酸素含有量とは異なる酸素含有量を持つ表面の層の厚みを極めて薄 くして、素材の破壊限界を超える機械的ストレスの生じる余地がないような方策 を講じるならば、或る程度の差異は許容できる。この状態は、ヨークリングの密 度を十分高くすることにより、例えばマンガン亜鉛フェライト(MnZn-ferrite)の 場合には少なくとも4.75g/cm³ の密度を与えることにより、到達できる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面を引用して実施例により本考案を詳細に説明する。

【００１５】 図１は、白黒テレビジョン又はカラーテレビジョンのディスプレイ管１の長手 方向の概略断面図である。これは、円筒形の頸部２と、それに隣接する漏斗状の 部分３を具え、漏斗状の部分３はその前面（図１では左側）が表示スクリーン４ により閉じられている。頸部２の中に電極系５が図式的に示されており、この電 極系５によって、白黒ディスプレイ管の場合には１本の電子ビームが、またカラ ーテレビの場合には１つの平面内に延びる３本の電子ビームが発生する。ディス プレイ管１の上の頸部２から漏斗状部３に変わる領域に、ディスプレイ管１を同 軸的に取り巻くように偏向コイル系６が設けられる。この偏向コイル系は、電子 ビームを水平方向に偏向させるための (鞍形の−saddle-shaped)偏向コイルの１ 番目の対7, 7′と、電子ビームを垂直方向に偏向させるための (ドーナツ形の− toroidal) 偏向コイルの２番目の対8, 8′と、コイル対8, 8′を支えるヨークリ ング９とを具える。図１に示すように、偏向コイル対7, 7′及びヨークリング９ の形はディスプレイ管１の漏斗状部に整合させてある。水平偏向コイル7, 7′は 水平偏向平面の両側に所在する。カラーテレビ管の場合には該平面及び３本の電 子ビームが延びる平面の両側に所在する。垂直偏向コイル8, 8′もこの水平偏向 平面の両側に所在する。垂直偏向平面はこの平面に対し直角であり、従ってそれ はこの図の平面と一致する。

【００１６】 ヨークリング９は焼結された強磁性物質の酸化物から作られる。これは漏斗形 をしており、偏向コイル対7, 7′にぴったり合っており、それとの間の遊びは小 さい。

【００１７】 本考案に係る偏向ユニットを装着するためのヨークリングの後面図を図２a に 示し、長手方向断面図を図２b に示す。本実施例では、ヨークリング10は２個の 二等分した部材から成り、大きい方の外径（カップ形の側）は86mmであり、小さ い方の外径（頸部の側）は54mmである。ヨークリングの壁の厚さは３mmである。 規定の（90°の）偏向ユニットはハイブリッド形、すなわち、ヨークリングの各 半分にドーナツ形のフイールドコイルが巻かれている。ヨークリングの各半分に コイルが巻かれた後、例えばシアノアクリレート(cyanoacrylate) のような接触 接着剤で、それらの各半分を相互に固着する。

【００１８】 図３a は、本考案に係る偏向ユニットのヨークリングのもう１つの実施例の後 面図であり、図３b はその長手方向断面図である。本実施例ではヨークリング11 は一体形であって、その大きい方の外径は113mm 、小さい方の外径は57.5mmであ る。ヨークリング11の壁の厚さは４mmである。規定の(110°) カラー偏向ユニッ トは二重鞍形、すなわちライン偏向コイル系もフィールド偏向コイル系も鞍形で あって、一緒になってヨークリングを取り囲んでいる。

【００１９】 図４a は、本考案に係る偏向ユニットのヨークリングの更にもう１つの実施例 の後面図であり、図４b はその長手方向断面図である。本実施例でもヨークリン グ12は一体形であって、その最大外径は54mmである。ヨークリング12の壁の厚さ は３mmであって、在来のヨークリングの壁の厚さの６mmに較べてかなり薄い。円 筒形の頸部が比較的長いため、これの製造工程は複雑なものになる。ヨークリン グ12が適用される偏向ユニットは、単色(monochrome)データ・グラフィック表示 ユニットである。

【００２０】 焼結／冷却過程で生ずるヨークリングの機械的ストレスを取り除くことは種々 の方法でできるけれども、そのうちの最も普通なものを２つ掲げれば： ａ．低い焼結温度を使用する。それは、例えば空気中で焼結する際に加えられる 酸素の圧力とフェライトの平衡圧力の差が、約 0.06 MPa を超えない程度を好 適とする低い焼結温度である。この結果として、炉の雰囲気の還元性は十分に 低いので、このやり方では素材が極く僅かしか酸素を失なわず、従って冷却時 に酸素を取り込む傾向も低くなる。このアプローチは、素材の磁気的特性が還 元を好ましくないとする場合に有効である。 ｂ．焼結過程で比較的高い密度を実現する。この結果として冷却時の酸素の浸透 が妨げられ、極めて薄い表面層だけが酸化されるのみであって、その表面層の 厚さは、素材の破壊限界すなわち約140 MPa を超えるような機械的ストレスが 到底生じない程に薄くなる。このやり方は、ヨークリングの素材の磁気的特性 にとって或る程度の還元が好ましい場合に有効である。

【００２１】 次に２つの実施例について説明する。 (i) マグネシウム亜鉛フェライトのヨークリングの製造工程は次の通りであ る：原材料の酸化マグネシウムと酸化亜鉛と酸化鉄とを所要の比率で混合して、 約1150°C の温度で予熱し、破砕工程の後で、スプレー乾燥工程を施して圧縮可 能な粉末(powder)とする。次いで乾燥圧縮工程で成形してから、直熱ガス炉内で 焼結を行う。その最大温度は約1260°C であって、炉内の雰囲気の酸素含有量は ８％ないし21％である。冷却後の製品は機械的ストレスがなく、機械的な研削処 理を施すのに十分な強度をもつ。このように製造されたヨークリングの代表的な サンプルの主要ディメンションは、高さが約44mm; 頸部の内径が約47mm; カップ の内径が約87mmで、壁厚は３mmである。このヨークリングの重量は約120gである が、これに対比すべき在来のヨークリングの重量は約250gとなっている。 (ii) マンガン亜鉛フェライトのヨークリングの製造工程は次の通りである： 原材料の酸化マンガンと酸化亜鉛と酸化鉄とを所要の比率で混合し、約 180°C の温度で予熱てから、破砕工程の後で、スプレー乾燥工程を施して圧縮可能な粒 (granulate) とする。次いで乾燥圧縮工程で成形してから、温度が約1350°C の 直熱ガス炉で焼結工程を施すが、その炉内の雰囲気の酸素の含有量は前の実施例 と同じ範囲で僅かに低目とする。その結果は密度が4.75g/cm³ 以上となる。冷却 後のこのヨークリングは機械的ストレスがなく、機械的な研削処理を施すのに十 分な強度をもつ。代表的なサンプルの主要ディメンションは、高さが約55mm; 頸 部の内径が約45mm; カップの内径が約85mmで、壁厚は２mmである。このヨークリ ングの重量は約120gであるが、これに対比すべき在来のヨークリングの重量は約 360gとなっている。

【００２２】 壁の薄いヨークリングを製造するのに適する素材の他の例としては、リチウム 亜鉛(LiZn)フェライト及びニッケル亜鉛(NiZn)フェライトがある。

【００２３】 本考案はまた、撮像管用の偏向ユニットにも応用される。図５は、ターゲット 14と外部接続手段15とを有する撮像管13の概略図である。偏向コイル系16を具え る偏向ユニットが撮像管13の周りに設けられている。集束(focusing)コイル17も また撮像管13の周りに設けられる。ライン数の多いテレビカメラ、例えば（2000 ライン) 高精細テレビジョン用のテレビカメラで使用する場合には、上述のシス テムが大きな利点を与える。

【００２４】 在来は、ミューメタル遮蔽円筒(mu-metal screening cylinder) 又はミューメ タル・ロールを、撮像管のコイル系の周りに設け、それによって偏向磁界を強化 すると共に、外部の妨害磁界（とりわけ地磁気）に対する遮蔽とした。しかし偏 向磁界は交互磁界であり、特に周波数が高い水平偏向磁界では、ミューメタルの 抵抗率が低いため通常のミューメタル遮蔽では干渉渦電流が生ずる。これは重大 な線形性の誤差及び偏向磁界の歪みとなって現れる。これは特に衛星航法用の特 殊のカメラ（いわゆるディセクター管）の場合に望ましくない現象となる。この 用途の場合には、偏向磁界は電流に対しできるだけ線形でなければならない。磁 気誘導は、原理的には偏向コイルを流れる電流と同じ時間の関数である。この磁 界内に導電性の素材の円筒を入れると、主電流の形とは異なる誘起の変化が生ず る。

【００２５】 これらの渦電流は、ディスプレイ管の偏向ユニットの場合と同じく、磁界の増 強用にフェライト環18を用いれば最小化することができる。また、もしそうした ければ、このフェライト環18の周りに更にミューメタル遮蔽円筒をかぶせること もできる。

【００２６】 フェライト環18を設けるためには非常に限られたスペースしか利用できないか ら、薄壁フェライト環を提供することは本考案にとって重要である。壁厚６mmの フェライト環を使えない場合は、壁厚が例えば２mmのフェライト環を用いること もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、偏向装置を持つテレビジョン用ディス
プレイ管の概略図である。

【図２】図２は、90°ハイブリッド偏向ユニット用のヨ
ークリングを示す図で、図２aはその後面図であり、図
２b はその長手方向断面図である。

【図３】図３は、 110°（広角）偏向ユニット用のヨー
クリングを示す図で、図３a はその後面図であり、図３
b はその長手方向断面図である。

【図４】図４は、単色(monochrome)データ・グラフィッ
ク表示ユニット用のヨークリングを示す図で、図４a は
その後面図であり、図４b はその長手方向断面図であ
る。

【図５】図５は、撮像管の長手方向断面の概略図であ
る。

【符号の説明】

１ ディスプレイ管 ２ 頸部 ３ 漏斗状の部分 ４ 表示スクリーン ５ 電極系 ６ 偏向コイル系 ７ 偏向コイルの１番目の対（水平偏向コイル） ８ 偏向コイルの２番目の対（垂直偏向コイル） ９, 10, 11, 12 ヨークリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 テオドルス ヘルハルドゥス ウィルヘル ムス ステインティエス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の偏向コイル系と第２の偏向コイル
   系とを有し、また焼結された強磁性物質の酸化物で環状
   コアの形状をしたコイルヨークを有する陰極線管の偏向
   ユニットにおいて、 環状コアの壁の厚さを６mmより薄いものとしたこと、及
   び、環状コアの表面又は表面の近傍における前記強磁性
   物質の酸素含有量を、環状コアのそれ以外の部分の内部
   における強磁性物質の酸素含有量とほぼ等しくし、それ
   によって環状コアにストレスがほとんど生じないように
   したことを特徴とする陰極線管の偏向ユニット。
2. 【請求項２】 環状コアの壁の厚さを２mmないし４mmの
   範囲としたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管
   の偏向ユニット。