KR100669044B1 - 음극선관용 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 프레임에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 음극선관에 적용되는 프레임의 자체 강성을 향상시키기 위하여 상기 프레임에 형성되는 비드의 형상을 개선한 음극선관용 프레임에 관한 것이다.

이에 따라 본 발명은 장변부와 단변부를 갖는 직사각형의 형태로 형성되며, 상기 장변부 및 단변부의 중심부와 상기 중심부의 좌우 양측으로 비드가 형성된 음극선관용 프레임에 있어서, 상기 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부 중심으로부터 좌우 양측에 형성된 비드가 계단형태로 형성되고, 계단형태의 비드는 두 개의 층으로 형성되도록 하여 상기 프레임의 진동특성 및 측면하중에 대한 강성을 증가시킴으로써, 특히 고온 과열과정 및 상기 프레임에 스프링 또는 섀도우마스크를 용접시 발생할 수 있는 프레임의 소성변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

비드, 음극선관용 프레임

Description

음극선관용 프레임{Frame for Cathode Ray Tube}

도 1은 일반적인 음극선관의 구조가 도시된 단면도,

도 2는 종래의 비드가 형성되어 있는 프레임을 나타내는 일부 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 음극선관용 프레임의 일부 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 음극선관용 프레임의 계단형 비드를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 프레임 61: 측벽부 62: 밑면부 63: 계단형 비드

본 발명은 음극선관용 프레임에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 음극선관에 적용되는 프레임의 자체 강성을 향상시키기 위하여 상기 프레임에 형성되는 비드의 형상을 개선한 음극선관용 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관(Cathode Ray Tube)은 전기신호를 전자빔으로 형성하고 이를 형광면에 주사시켜 광학상으로 변환하여 표시하는 장치를 말한다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구조가 도시된 단면도이며, 상기 음극선관은 패널(1), 펀넬(2), 섀도우 마스크(3), 전자총(4), 편향요크(5), 프레임(6), 스프링(7) 및 인너쉴드(8)를 포함하여 구성된다.

상기 음극선관의 구성을 통한 동작을 설명하면, 전자총(4)에 의해 방출된 전자빔은 상기 패널(1)을 향해 진행하며, 펀넬(2)의 목 부분에 설치된 편향요크(5)에 의해 상기 전자빔이 상하좌우로 편향된다.

상기 편향된 전자빔은 섀도우 마스크(3)의 유효부에 형성된 통과공을 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면에 도달하게 되고, 형광면이 상기 전자빔의 에너지에 의해 발광함으로써 화상이 재현되고, 사용자는 패널(1)을 통해 재현된 화상을 볼 수 있다.

또한, 상기 섀도우 마스크(3)는 프레임(6)에 용접되어 지지되며, 상기 프레임(6)은 패널(1)의 전면부와 수직하게 절곡된 패널(1)의 스커트부의 내면과 스프링(7)으로 연결되어 있다. 또한, 상기 전자빔이 외부의 지자기의 영향을 받게 되면 이동 경로가 휘어지게 되어 색순도가 저하되는데, 이러한 지자기의 영향을 적게 받도록 인너쉴드(8)가 부가되어 구성되어 있다.

한편, 상기 프레임(6)이 음극선관용으로 사용되기 위해서는 흑화공정 및 상기 섀도우마스크(3)와 스프링(7)과의 용접과정을 반드시 거쳐야만 하는데, 상기 흑 화공정 및 용접과정에서 프레임(6)의 측면으로 수직하중이 가해지게 되어 상기 프레임(6)이 비틀리는 등의 문제가 발생한다.

또한, 상기 음극선관 제조후 낙하 충격 시험을 거치는 과정에서 프레임(6)의 강성이 약한 경우에도 상기한 바와 같이 프레임(6)의 변형이 일어나는데, 이와 같이 프레임(6)이 변형되는 경우에는 이에 용접된 섀도우 마스크(3)의 위치가 연동하여 변화하게 되므로 상기 전자빔이 목적 형광면을 제대로 타격하지 못함으로써 화면의 색순도가 저하되는 문제가 발생한다.

특히, 상기 음극선관에 사용되는 재질의 두께를 감소시키는 경우, 중량을 감소시킬 수 있고 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있는데, 프레임(6)에 있어서 그 두께를 감소시키고자 하는 경우에 상기 자체 강성에 관한 문제가 큰 제한요소가 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 프레임(6)의 자체 강성을 높일 필요가 있는데, 프레임(6)의 두께를 증가시켜 강성을 높이는 경우에는 상기 언급한 바와 같이 음극선관의 중량 및 제조단가가 상승되므로, 이와 같은 문제가 발생하지 않도록 하는 방안으로써 프레임(6)에 비드를 형성하는데, 이와 관련하여 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 종래의 비드가 형성되어 있는 프레임을 나타내는 일부 사시도이다. 도 2와 같이 일반적인 프레임은 장축(x) 및 단축(y)를 따라 장변부와 단변부를 갖는 직사각형 형태로 형성되며, 섀도우 마스크와 용접되는 측벽부(6a)와 상기 측벽부의 끝단으로부터 수직하게 절곡된 밑면부(6b)로 구성된다.

또한, 일반적인 프레임에 형성되는 비드(6c)는 그 형상을 다양한 형태로 형성할 수 있으며, 상기 도 2는 그 일례로서 상기 비드(6c)를 직육면체의 형태로 형성한 경우를 도시한다.

비드(6c)를 형성함에 있어서 그 형상은 다양할 수 있으나, 상기한 일반적인 프레임의 경우 장,단변부에서의 비드의 수가 동일하고 그 형상 또한 대칭이 되도록 설계하고 있으며, 상기 비드(6c)의 크기면에서도 대체적으로 장,단변부의 각 변의 길이에 비례하도록 설계하고 있다.

그러나 이러한 경우에, 상기 프레임(6)의 장,단변부에 동일하중이 발생하는 경우 단변부에 비해서 상대적으로 장변부에 응력이 집중하는 현상이 발생하게 된다. 이는 상기 프레임의 장변부가 단변부에 비해 상대적으로 온도변화, 측면하중에 의한 비틀림에 취약한 구조를 갖고 있기 때문이며, 이에 따라 상기 프레임의 장단변부간의 강성의 차이가 커짐으로 인해 상기 프레임의 전체적인 강도가 약화되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프레임의 장변부에 형성되는 비드의 형상을 계단형 비드로 형성하여 단변부에 형성되는 비드와 비대칭적인 구조를 갖게 함으로써, 상기 프레임의 자체 강성을 강화시켜 흑화공정 및 용접공정 등에 의해 발생되는 프레임의 변형을 방지할 수 있고, 이에 따라 음극선관의 색순도가 저하되는 등의 품위저하가 발생하는 것을 방지할 수 있는 음극선관용 프레임을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 음극선관용 프레임은, 장변부와 단변부를 갖는 직사각형의 형태로 형성되며, 상기 장변부 및 단변부의 중심부와 상기 중심부의 좌우 양측으로 비드가 형성된 음극선관용 프레임에 있어서, 상기 프레임은 그 두께가 0.2mm 내지 0.8mm의 범위를 만족하며, 상기 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부의 중심에서 좌우 양측에 형성된 비드가 계단형태이고, 계단형태의 비드는 두 개의 층을 이루며 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 프레임의 내측 중심으로부터 장변부 끝단까지의 수직거리를 V, 상기 중심으로부터 단변부 끝단까지의 수직거리를 H, 상기 계단형 비드의 전체 길이를 L, 상기 계단형 비드의 1차 비드의 높이를 V1, 2차 비드의 높이를 V2라 할 때, 상기 프레임은 L >

, V2 <

의 식을 만족하도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 비드를 제외한 음극선관용 프레임의 일반적인 형상은 종래와 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 음극선관용 프레임의 사시도이다. 본 발명에 따른 음극선관용 프레임(60)은 장축(x) 및 단축(y)를 따라 장변부와 단변부를 갖는 직사각형 형태로 형성되며, 섀도우 마스크와 용접되는 측벽부(61)와 상기 측벽부(61)의 끝단으로부터 수직하게 절곡된 밑면부(62)로 구성되는 것은 종래와 같다.

본 발명의 프레임(60)에는 장변부 및 단변부를 따라 동일한 수의 비드가 형성되어 있는데, 상기 도 3은 장,단변부 중심에 각각 직육면체 형태의 비드가 하나 형성되어 있고, 상기 중심에서의 좌우 양측으로 각각 하나의 비드가 형성된 프레임을 도시하고 있다.

한편, 상기 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부 중심으로부터 좌우측의 비드가 계단형태로 형성되어 있는데, 특히 상기 계단형 비드(63)는 두 개의 층을 이루며 형성되어 있으며, 프레임의 코너에서 중심쪽으로 향하여 높이가 높아지는 계단 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 장변부에 형성된 비드를 계단형으로 형성하여 전체적으로 비대칭형의 비드가 형성되는 경우에는 장변부의 강도가 향상되어 장,단변부의 형상강도의 차이를 줄여줄 수 있는데, 이에 따라 외력에 대해 상기 장변부로 응력이 집중되었던 형상을 최소화할 수 있어 상기 프레임의 국부적인 소성변형을 방지할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 따라 프레임(60)에 형성되는 비드의 형태를 개선하여 자체 강성을 높이는 경우에는 상기 프레임(60)의 두께를 얇게 형성하는 경우에 크게 효과적일 수 있는데, 상기 프레임(60)의 두께가 약 0.8mm 이상인 경우에는 자체적으로 강성이 높아 비드에 의한 영향이 크지 않으나, 상기 두께가 0.2mm 내지 0.8mm 이하의 범위내로 형성되는 경우에 상기 계단형태의 비대칭형 비드(63)는 외부의 충격 및 음파 등에 의한 진동으로부터 발생할 수 있는 프레임(60)의 변형을 효과적으로 방지한다.

상기 비대칭형의 비드(63)에 의한 음극선관용 프레임(60)의 자체 강성은 상기 비드의 형태 및 형성 위치에 따라 좌우되는데, 본 발명의 음극선관용 프레임(60)의 경우 상기 비드의 위치 및 형태와 관련하여 적절한 범위를 선택함으로써 본 발명이 목적하는 바를 효과적으로 달성할 수 있으며, 이에 관하여 상기 도 3 및 하기하는 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 음극선관용 프레임의 계단형 비드(63)를 나타내는 사시도이다. 상기 프레임(60)의 장변부에 형성되는 비드는 계단형 형태로서 두 개의 층을 가지며 형성되어 있고, 상기 계단형 형태 비드(63)의 높이 방향은 상기 프레임의 측벽부(61)와 평행하고, 상기 비드(63)의 폭의 방향은 밑면부(62)와 평행하도록 형성되어 있다.

본 발명에 따른 음극선관용 프레임(60)은, 상기 프레임(60)의 형태 및 이에 형성되는 계단형 비드(63)가 다음과 같이 정의되는 길이에 대해 소정의 식을 만족하도록 구성한다.

상기 프레임(60)의 내측 중심(o)으로부터 장변부 끝단까지의 수직거리를 V, 상기 중심(o)으로부터 단변부 끝단까지의 수직거리를 H, 상기 계단형 비드(63)의 전체 길이를 L, 상기 계단형 비드(63)의 1차 비드의 높이를 V1, 2차 비드의 높이를 V2라 할 때, 상기 프레임은 L >

, V2 <

의 식을 각각 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는 상기 프레임의 계단형 비드의 1차 비드의 높이(V1)는 5mm ≤ V1 ≤ 15mm 의 범위를 더 만족하도록 형성한다.

상기와 같이 비드를 형성하는 이유는 계단형 비드(63)에서 상기 비드의 전체 폭은 일정값 이상으로 형성되어야 상기 계단형 비드(63)로부터 소정의 구조적 성능을 얻을 수 있기 때문이며, 상기 계단형 비드(63) 전체의 폭(L)은 1차 비드의 높이(V1)의 값에 따라 요구되는 최소값이 달라지는데, 상기 1차 비드의 높이(V1)의 값을 작게 형성하는 경우 요구되는 전체의 폭(L)의 최소값이 커지며, 1차 비드의 높이(V1)의 값을 크게 하는 경우에는 이와 반대로 된다.

또한, 상기 2차 비드의 높이(V2)를 상기 1차 비드의 높이(V1)의 일정값 범위내로 형성하기 위해 V2 <

의 식을 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 계단형 비드(63)의 위치를 적절한 곳에 형성하기 위하여, 도 3에 도시된 상기 프레임(60)의 장변부 중심으로부터 상기 계단형 비드(63)가 형성되기 시작하는 지점까지의 거리를 I라 할 때, 상기 프레임은 I >

의 식을 만족하도록 구성한다.

상기 계단형 비드(63)에서 각 층에 해당하는 비드의 길이 및 폭의 길이와 관 련하여 프레임(60)의 강성에 영향을 줄 수 있는데, 1차 비드의 길이를 s, 2차 비드의 길이를 d, 상기 프레임의 내측을 향하는 면인 밑면부의 폭의 길이를 u, 상기 계단형 비드의 밑면부 방향으로의 폭의 길이를 w라 할 때, 상기 계단형 비드(63)는 d >

, w >

의 식을 더 만족하도록 구성함으로써 상기 프레임의 장변부의 강성을 최적화할 수 있다.

특히, 상기 계단형 비드(63)에서 각 층의 비드의 길이의 비는 1≤

≤2 의 식을 만족하도록 구성하는 것이 바람직한데, 이는 상기 비의 값이 1 미만인 경우에는 1차 비드의 길이가 2차 비드에 비해 상대적으로 과도하게 작아지게 되어 계단형의 역할을 제대로 할 수 없기 때문이며, 마찬가지로 상기 비의 값이 2를 초과하는 경우에는 상기 2차 비드의 길이가 과도하게 작아지게 되어 같은 문제가 발생하기 때문이다.

또한, 상기 계단형 비드(63)의 폭의 길이는 1.5 < u/w < 3 의 식을 만족하도록 구성할 수 있는데, 이는 상기 비의 값이 1.5 이하인 경우에는 성형상에 문제가 발생하고, 상기 비의 값이 3 이상인 경우에는 계단형 비드(63)의 역할이 미약해지기 때문이다.

한편, 상기 계단형 비드(63)의 밑면부 방향으로의 폭의 길이(w)는 프레임의 밑면부의 폭의 길이(u) 및 장변부 중심에 형성된 비드의 폭의 길이(t)를 고려하여 8mm < w < t 의 범위로 형성함으로써 상기 프레임의 강성이 최적화되도록 한다.

표 1은 본 발명에서 제안된 계단형 비드가 형성된 프레임에 비틀림 하중이 부여된 경우 두께별 응력 및 변위를 종래의 대칭형 비드가 형성된 프레임과 비교하여 나타낸 것이다.

프레임 두께 (mm)	기존모델		장변 계단형 비드 모델
			case 1		case 2		case 3
	Z Dis. (mm)	Stress (Mpa)	Z Dis. (mm)	Stress (Mpa)	Z Dis. (mm)	Stress (Mpa)	Z Dis. (mm)	Stress (Mpa)
0.6	0.86	247	0.93	204	0.89	180	0.90	180
0.7	0.72	206	0.79	175	0.76	154	0.77	154
0.8	0.61	175	0.69	153	0.66	135	0.67	135
0.9	0.53	153	0.61	136	0.59	120	0.60	120
1.0	0.47	135	0.54	122	0.53	108	0.54	108

상기 표 1에서 case1 내지 case3은 본 발명에 적용되는 비드에 있어서 2차 비드의 길이(d)를 고정한 상태에서 1차 비드의 길이(s)를 변화시킨 경우이며, 상기 Z Dis. 및 Stress는 각각 하중에 동일한 방향의 변위량 및 장변부의 비대칭 비드에서의 응력을 나타내는 값이다.

상기 표 1에 기재된 변위량(Z Dis.)은 프레임의 소성변형 내의 범위에 있어 이에 의한 상기 프레임의 소성변형에 영향을 주지 않으나, 상기 각각의 비드 적용에 의한 응력의 크기(Stress)는 상기 프레임의 소성 변형과 관련하여 그 기준이 된다.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 장변 계단형 비드 모델을 적용한 프레임의 경우, 동일한 두께를 갖는 프레임하에서 기존의 프레임에 비해 장변부의 응력이 완화된 것을 볼 수 있다. 즉 기존의 비드모델에서 프레임을 0.8mm 두께로 적용하였을 경우의 응력이 175Mpa임에 반해, 본 발명의 비드모델을 적용한 프레임은 0.6mm 두 께로 적용하였을 때 약 180Mpa 이므로, 상기 프레임의 두께를 약 0.2mm 축소한 경우에도 종래에 비해 약 97%에 준하는 정도로 프레임 장변부의 응력을 완화할 수 있다.

이에 따라 상기 프레임의 두께를 줄이면서도 자체 강성을 기존의 프레임과 동일한 수준으로 증가시킬 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 음극선관용 프레임을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기 설명한 바와 같이 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부 중심으로부터 좌우측의 비드를 두 개의 층을 이루는 계단형태로 형성한 음극선관용 프레임은 특히 고온 과열과정 및 상기 프레임에 스프링 또는 섀도우마스크를 용접시 발생할 수 있는 프레임의 소성변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 장변부와 단변부를 갖는 직사각형의 형태로 형성되며, 상기 장변부 및 단변부의 중심부와 상기 중심부의 좌우 양측으로 비드가 형성된 음극선관용 프레임에 있어서,

   상기 프레임은 그 두께가 0.2mm 내지 0.8mm의 범위를 만족하며,

   상기 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부의 중심에서 좌우 양측에 형성된 비드가 계단형태이고,

   계단형태의 비드는 두 개의 층을 이루며 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.
2. 삭제
3. 장변부와 단변부를 갖는 직사각형의 형태로 형성되며, 상기 장변부 및 단변부의 중심부와 상기 중심부의 좌우 양측으로 비드가 형성된 음극선관용 프레임에 있어서,

   상기 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부 중심으로부터 좌우 양측에 형성된 비드가 두 개의 층을 이루는 계단형 비드로 형성되며,

   상기 프레임의 내측 중심(o)으로부터 장변부 끝단까지의 수직거리를 V, 상기 중심(o)으로부터 단변부 끝단까지의 수직거리를 H, 상기 계단형 비드의 전체 길이를 L, 상기 계단형 비드의 1차 비드의 높이를 V1, 2차 비드의 높이를 V2라 할 때, 상기 프레임은 다음과 같은 식을 각각 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.

   L >

   

   , V2 <

   
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 계단형 비드의 1차 비드의 높이(V1)는 5mm ≤ V1 ≤ 15mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 프레임의 장변부 중심으로부터 상기 계단형 비드가 형성되기 시작하는 지점까지의 거리를 I라 할 때, 상기 프레임은 다음과 같은 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.

   I >

   
6. 삭제
7. 장변부와 단변부를 갖는 직사각형의 형태로 형성되며, 상기 장변부 및 단변부의 중심부와 상기 중심부의 좌우 양측으로 비드가 형성된 음극선관용 프레임에 있어서,

   상기 장변부에 형성된 비드는 단변부에 형성된 비드와 그 형상이 비대칭하도록 상기 장변부 중심으로부터 좌우 양측에 형성된 비드가 두 개의 층을 이루는 계단형 비드로 형성되며,

   상기 계단형 비드에서 1차 비드의 길이를 s, 2차 비드의 길이를 d, 상기 프레임의 내측을 향하는 면인 밑면부의 폭의 길이를 u, 상기 계단형 비드의 밑면부 방향으로의 폭의 길이를 w라 할 때, 상기 프레임은 다음과 같은 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.

   d >

   

   , w >

   
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 프레임의 내측 중심(o)으로부터 장변부 끝단까지의 수직거리를 V, 상기 중심(o)으로부터 단변부 끝단까지의 수직거리를 H, 상기 계단형 비드의 전체 길이를 L, 상기 계단형 비드의 1차 비드의 높이를 V1, 2차 비드의 높이를 V2라 할 때, 상기 프레임은 다음과 같은 식을 각각 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.

   L >

   

   , V2 <

   
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 계단형 비드의 1차 비드의 높이(V1)는 5mm ≤ V1 ≤ 15mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 프레임의 장변부 중심으로부터 상기 계단형 비드가 형성되기 시작하는 지점까지의 거리를 I라 할 때, 상기 프레임은 다음과 같은 식을 만족하는 것을 특 징으로 하는 음극선관용 프레임.

    I >

    
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 프레임 장변부의 중심에 형성된 비드의 밑면부 방향으로의 폭의 길이를 t라 할 때, 상기 프레임은 다음과 같은 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 프레임.

    8mm < w < t
12. 삭제

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