KR100400783B1 - 음극선관용 밴드의 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 밴드의 체결구조에 관한 것으로, 응력에 취약한 평면형 패널에 가해지는 최대응력을 소정치 이하가 될 수 있도록 밴드를 패널에 체결할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 외면 반경이 50000mm이상이고 중심두께와 코너 두께의 비가 1.4이하인 패널의 외주면을 둘러싸며 장력을 인가하는 음극선관용 밴드에 있어서, 패널의 내면 중심점을 원점으로 하여 패널 평면 중심에서부터 수직방향의 축을 y축으로 정의하며, 패널 중심 두께를 T, 밴드 장력 작용 중심을 H, 밴드 폭을 L이라 했을 때, 밴드 장력 작용 중심 H는 y축 좌표 범위 상에서 0 < H ≤1.2T 를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 밴드의 체결구조를 제공한다.

Description

음극선관용 밴드의 체결구조{Structure for Engaging Band to Panel in Cathod Ray Tube}

본 발명은 음극선관용 밴드에 관한 것으로, 특히 음극선관의 패널 외주면을 둘러싸며 장력을 인가하는 음극선관용 밴드를 패널에 체결하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 음극선관은 텔레비젼 수상기 또는 컴퓨터 모니터와 같은 영상 표시 장치에서 화상이 구현되는 주요 구성부로, 음극선관은 첨부된 도면의 도 1에 도시된 것과 같이, 전체적으로 전면에 설치되는 패널(1)과, 상기 패널(1)의 후부에 설치되는 펀넬(2)로 이루어진다.

그리고, 상기 패널(1)과 펀넬(2)에 의해 구획된 내부에는 소정의 발광 역할을 하는 형광면(3)과, 상기 펀넬(2)의 넥크(neck)에 내설되어 상기 형광면(3)을 발광시키기 위한 전자빔(11)을 발사하는 전자총(8)과, 상기 소정의 형광면(3)을 발광시키도록 색을 선별해 주는 섀도우 마스크(4)와, 상기 섀도우 마스크(4)에 장력을 인가하며 지지하는 프레임 어셈블리(5)가 설치된다.

그리고, 상기 펀넬(2)의 넥크 부분 외측에는 전자총(미도시)에서 발사된 전자빔(11)을 상하 및 좌우로 편향시켜 주는 편향요크(8)가 설치되어 있으며, 발사된 전자빔(11)이 정확히 소정의 형광체를 타격할 수 있도록 그 진행 궤도를 수정해주는 2,4,6극의 마그네트(9)가 구비되어 색순도 불량을 방지한다.

또한, 상기와 같은 음극선관은 고진공으로 되어 있기 때문에 외부의 충격에 의해 쉽게 폭축이 일어날 수 있는 바, 이를 방지하기 위하여 패널(1)의스커트(skirt) 외측면을 따라 밴드(10)를 장착함으로써 고진공 상태의 음극선관의 응력을 분산시켜 내충격성을 확보하게 되어 있다.

음극선관의 제조공정시 상기 밴드(10)를 패널(1)에 체결하는 방식으로는 여러 가지가 있으나, 주로 쉴링케이지 방식을 이용하여 팽창 및 수축 과정을 거쳐 패널(1)에 체결되어 장력을 인가한다.

구체적으로, 상기 밴드(10)는 패널(1)의 외주장 형상에 대응하여 성형되며, 그 크기는 패널 외주장에 비해 다소 작게 형성되는데, 이와 같은 밴드(10)와 패널(1)이 포함된 음극선관을 보강기라는 장비에 각각 위치시키고, 보강기에 장착되어 있는 가열판으로 밴드 면을 가열하여 밴드(10)를 팽창시킨 다음, 음극선관을 팽창된 밴드(10) 안으로 삽입한 후, 최종적으로 노즐에서 압축공기를 분사하여 밴드(10) 면을 냉각시켜 수축시킴으로써 밴드(10)와 패널(1)의 체결이 이루어지게 된다.

음극선관의 충격성을 확보하기 위한 방법으로 상기와 같이 밴드(10)에 의해 진공응력을 줄이는 방법외에 유리에 열처리를 가하여 표면에 물리적 강성을 높인 강화유리를 사용하거나, 패널 표면에 필름을 부착하는 방법 등이 이용되고 있다.

한편, 도 2에 도시된 것과 같이 음극선관의 응력에 가장 영향을 많이 주는 인자는 패널의 두께인데, 기존의 곡면형 음극선관용 패널(점선으로 표시됨)들은 중심두께에 비해 코너부의 두께가 약 2.3배 정도 두껍게 형성되어 있으나, 최근에는 패널이 평면화되고 디지털 방송이 가능한 평면 패널의 개발에 따라 패널(실선으로 표시됨)은 중심두께 대비 코너부 두께 비가 1.1~1.4 수준으로 설계되므로 기존 곡면형 패널에 비해 상대적으로 외부 충격에 취약해지는 문제점이 있었다.

구체적으로, 음극선관의 응력 해석 시뮬레이션에서 패널의 충격성에 대한 안전성을 검토하는 척도는 최대 응력을 소정치 이내로 제한함으로써 이루어지는데, 통상 그 값은 10MPa 이하로 제한된다.

패널 중심두께 대비 코너 두께 비가 2.3인 기존의 곡면형 음극선관에서는 진공응력시 최대 응력 제한치인 10MPa이하가 대부분이나, 패널 중심두께 대비 코너 두께 비가 1.1~1.4인 평면형 패널에 대해서는 최대 응력이 12MPa까지 형성되고 있는 바, 기존에 적용하던 밴드의 스팩이나 그 체결위치를 평면형 패널에 그대로 적용할 경우 오히려 취약해지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 고화질의 음극선관에 대응되는 패널 개발에 대응하여 밴드에 의한 응력 저감 설계의 비중도 커지고 있으며, 패널에 대한 적정한 밴드 설계가 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 밴드 두께와 밴드의 하단폭에 의한 밴드 장력작용 중심을 최적화함으로써 평면형 음극선관의 최대 응력을 소정치 이내로 제한할 수 있도록 한 음극선관용 밴드의 체결구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구조를 나타내기 위하여 일부분을 절개하여 나타낸 도면

도 2는 배경기술로서, 기존의 곡면형 음극선관과 평면형 음극선관의 패널 형태를 보여주는 단면도

도 3은 본 발명에 따른 음극선관 밴드의 체결구조를 나타낸 도면

도 4a 및 도 4b는 각각 단일형 밴드와 겹칩형 밴드 형태를 나타내는 단면도

도 5는 표 1을 바탕으로 각 밴드에 대한 응력 분포를 나타낸 그래프

* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *

1 - 패널 1a - 패널 면

1b - 패널 스커트 10 - 밴드

H - 밴드중심 L, L' - 밴드 폭

M - 몰드매치라인 O - 패널 내면 중심

P - 적정 밴드 장력작용 중심 UW - 밴드 상단폭

LW - 밴드 하단폭

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외면 반경이 50000mm이상이고 중심두께와 코너 두께의 비가 1.4이하인 패널의 외주면을 둘러싸며 장력을 인가하는 음극선관용 밴드에 있어서, 패널의 내면 중심점을 원점으로 하여 패널 평면 중심에서부터 수직방향의 축을 y축으로 정의하며, 패널 중심 두께를 T, 밴드 장력 작용 중심을 H, 밴드 폭을 L이라 했을 때, 밴드 장력 작용 중심 H는 y축 좌표 범위 상에서 0 < H ≤1.2T 를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 밴드의 체결구조를 제공한다.

밴드가 단일형인 경우 상기 밴드 장력 작용 중심 H는 L/2이며, 밴드가 겹침형인 경우, 겹쳐진 밴드폭을 L'라 했을 때 상기 밴드 장력 작용 중심(H)은 H=(L÷2)×{1+(L'÷L)}로 정의된다.

이하, 참조하여 본 발명에 따른 음극선관용 밴드의 체결구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 음극선관 밴드의 체결구조를 나타내는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 단일형 밴드와 겹칩형 밴드 형태를 나타내는 단면도이다.

그리고, 표 1은 도 3에 도시된 서로 다른 치수를 갖는 각 밴드에 대해 패널에 나타나는 응력을 시뮬레이션으로 분석한 테스트 결과이며, 도 5는 표 1을 바탕으로 각 밴드에 대한 응력 분포를 나타낸 그래프이다.

먼저, 본 발명의 밴드 체결구조를 설명하기 위해 패널(1) 및 밴드(10)에 대해 하기와 같은 인자를 제시한다.

도 3에 도시된 것과 같이, 음극선관의 패널(1)은 몰드매치라인(M)(mold match line)을 기준으로 하여 패널 면(1a)쪽을 상단부로, 그 반대쪽인 패널 스커트(1b) 쪽을 하단부로 구분할 수 있으며, 상기 패널(1)의 외주면을 둘러싸며체결되는 밴드(10)는 그의 폭을 패널(1)의 몰드매치라인(M)을 기준으로 상단폭(UW)과 하단폭(LW)으로 정의할 수 있다.

그리고, 패널(1)의 내면 중심(O)으로부터 수직으로 패널 스커트(1b)의 끝단쪽을 향한 축을 y축(+)으로 정의한다.

밴드(10)의 장력작용 중심, 즉 밴드중심(H)은 도 4a에 도시된 것과 같은 단일형 밴드인 경우는 밴드 폭(L)의 1/2, 즉 L/2이며, 도 4b에 도시된 것과 같이 겹침형 밴드인 경우 밴드 전체폭(L)과 겹쳐진 부분의 밴드폭(L')에 대해 밴드중심(H)는 H=(L÷2)×{1+(L'÷L)}의 관계를 갖는다.

하기의 표 1은 각 단일형 밴드(10)의 상단폭(UW)을 동일하게 적용하고, 밴드(10)의 두께와 하단폭(LW)을 다르게 하여, 패널 외면 반경이 50,000이상이고 중심두께 대비 코너두께 비가 1.4이하인 패널(1)에 체결하였을 때의 시뮬레이션 결과이며, 도 5는 표 1을 바탕으로 밴드 두께별, 하단폭별 패널에 나타나는 최대응력 값의 변화를 보여준다.

N0.	두께(mm)	하단폭(mm)	밴드중심(mm)	최대응력(MPa)
1	1.2	30	28.5	9.7
2	1.2	40	33.5	10.0
3	1.2	50	38.5	10.5
4	1.5	30	28.5	9.7
5	1.5	40	33.5	9.9
6	1.5	50	38.5	10.5
7	2.0	30	28.5	9.6
8	2.0	40	33.5	11.2
9	2.0	50	38.5	12.5

상기와 같은 표 1에서 패널의 최대응력은 최고 인장 응력을 의미하고, 통상 음극선관의 설계시 최대응력은 10Mpa로 제한된다.

표 1에서 알 수 있는 것처럼, 밴드 두께가 1.2와 1.5에서 하단폭이 40일 때 최대응력이 10MPa 정도로, 이 때의 밴드중심(H)이 도 3에 도시된 적정 밴드중심선(P)에 해당하는 바, 밴드중심(H)이 y축 상에서 적정 밴드중심선(P) 내측에 있을 경우에는 최대응력이 10MPa이하가 되므로 장력작용이 안정적인 밴드 체결구조를 얻을 수 있으나, 밴드중심(H)이 y축 상에서 적정 밴드중심선(P)을 벗어나는 경우에는 최대응력이 10MPa을 초과하게 되어 장력작용이 불안정하게 된다.

또한, 밴드 두께가 너무 두꺼울 경우에도 최대응력이 10MPa을 초과하게 된다.

따라서, 상기와 같은 테스트결과를 바탕으로 패널 최대응력을 소정치 이하로 제한할 수 있는 밴드 체결구조를 얻게 되는데, 본 발명의 밴드 체결구조는 밴드장력중심(H)이 y축 좌표범위 상에서 0 < H ≤1.2T (여기서, T는 패널 중심두께)가 되도록 밴드(10)를 패널(1)에 체결하는 것으로 제한된다.

이와 같은 밴드 체결구조는 밴드가 겹침형 밴드일 경우에도 동일하게 적용되는데, 이 때 겹침형 밴드(10)의 밴드중심(H)은 전술한 것과 같이 H=(L÷2)×{1+(L'÷L)}로 정의된다.

상기와 같은 본 발명의 밴드 체결구조 적용을 위한 시뮬레이션 결과에 따르면 밴드중심(H)이 y축선상에서 패널 스커트(1b) 방향보다는 패널 면 방향으로 갈수록 충격특성에 유리하므로, 상기와 같은 겹침형 밴드(10)와 같은 형태가 유리하지만, 겹칩형 밴드(10)는 겹침부위를 형성하기 위한 롤링공정, 용접공정 등이 추가되어 단일형 밴드(10)에 비해 제작이 매우 어렵고 비용 및 시간도 많이 소요되는 단점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 밴드 체결구조는 단일형 밴드를 적용할 경우 더욱 유리한 내충격 설계상의 이익을 얻을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 밴드를 사용하여 응력에 취약한 평면형 패널에 가해지는 최대응력을 소정치 이하가 될 수 있도록 밴드를 패널에 체결할 수 있게 되므로 음극선관의 내충격성이 확보되어 안전하고 신뢰성이 높은 음극선관 설계를 용이하게 구현할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 외면 반경이 50000mm이상이고 중심두께와 코너 두께의 비가 1.4이하인 패널의 외주면을 둘러싸며 장력을 인가하는 음극선관용 밴드에 있어서,

   패널의 내면 중심점을 원점으로 하여 패널 평면 중심에서부터 수직방향의 축을 y축으로 정의하며, 패널 중심 두께를 T, 밴드 장력 작용 중심을 H, 밴드 폭을 L이라 했을 때, 밴드 장력 작용 중심 H는 y축 좌표 범위 상에서

   0 < H ≤1.2T

   를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 밴드의 체결구조.
2. 제 1항에 있어서, 밴드가 단일형인 경우, 상기 밴드 장력 작용 중심 H는 L/2인 것을 특징으로 하는 음극선관용 밴드의 체결구조.
3. 제 1항에 있어서, 밴드가 겹침형인 경우, 겹쳐진 밴드폭을 L'라 했을 때 상기 밴드 장력 작용 중심(H)은 H=(L÷2)×{1+(L'÷L)}인 것을 특징으로 하는 음극선관용 밴드의 체결구조.