KR100893016B1 - 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치, 그릴 타입 마스크 어셈블리, 마스크 어셈블리에 댐퍼 와이어를 부착하기 위한 방법 - Google Patents

음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치, 그릴 타입 마스크 어셈블리, 마스크 어셈블리에 댐퍼 와이어를 부착하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음극선관의 그릴 타입 마스크 어셈블리에서 진동을 감소시키기 위해 음극선관(10)에서 댐퍼 와이어(54)를 유지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 제1단부(62,76)와 대향 제2단부(64)를 갖는 바이메탈 댐퍼 스프링(50,56,86)에 의해 그릴 타입 마스크를 가로질러 댐퍼 와이어가 유지된다. 제2 단부는 그릴 타입 마스크 어셈블리의 프레임에 결합된다. 댐퍼 스프링의 제1단부에 인접하게 위치한 탭(52)은 마스크를 가로지르는 댐퍼 와이어를 수용하도록 적응된다.

Description

음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치, 그릴 타입 마스크 어셈블리, 마스크 어셈블리에 댐퍼 와이어를 부착하기 위한 방법{APPARATUS FOR RETAINING A DAMPER WIRE ON A GRILL TYPE MASK ASSEMBLY IN A CATHODE RAY TUBE, THE GRILL TYPE MASK ASSEMBLY, AND METHOD OF ATTACHING THE DAMPER WIRE TO THE MASK ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로 음극선 관(cathode ray tube)에 관련되고, 좀더 상세하게는, 그릴 타입의 마스크(grille type mask)내에서 진동을 감소시키기 위해 음극선관 내 댐퍼 와이어를 유지(retain)하기 위한 방법과 장치에 관련된다.
컬러 화상 관은 세 개의 전자 빔을 형성하여 컬러 화상 관의 스크린에 지향(direct)하기 위한 전자총을 포함한다. 상기 스크린은 상기 컬러 화상관의 화면(face plate)의 내부면상에 위치하고 세 개의 다른 컬러를 발산하는 형광체 소자의 어레이(array)를 포함한다. 성형 개구(formed aperture)마스크 이거나 그릴 타입 마스크 일수 있는 섀도우 마스크는, 전자총과 스크린 사이에 끼워 넣어져서 각각의 전자 빔이 상기 빔과 관련된 형광체 소자만을 때리도록 한다.
새도우 마스크는 외부 소스(예를 들어 상기 화상관 근처의 스피커)로부터의 진동에 영향을 받기 쉽다. 그러한 진동은 전자빔이 통과하는 개구의 위치(positioning)를 변화시키고, 가시적인 디스플레이의 요동을 가져온다. 이상적으로는, 상업적으로 생존가능한(viable) 텔레비전 화상관을 생산하기 위해서 이러한 진동은 제거되거나 적어도 완화될 필요가 있다.
본 발명은 음극선관의 그릴 타입 마스크 어셈블리(assembly)에서 진동을 감소시키기 위해 음극선관에서 사용되는 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 댐퍼 와이어는 제1단부와 대향 제2 단부를 구비하는 바이메탈 댐퍼 스프링에 의해 마스크를 가로질러서 유지된다. 제2 단부는 그릴 타입 마스크 어셈블리의 프레임(frame)에 결합된다. 댐퍼 스프링의 제1단부에 가까이 위치한 탭은 마스크를 가로지르는 댐퍼 와이어를 수용하기에 적합하다. 대안적인 실시예에서, 댐퍼 와이어는 탭에 "묶여서"(tied) 스프링이 댐퍼 와이어에 일정한 텐션(tension)을 유지하도록 한다.
본 발명의 교시(teaching)는 이어지는 상세한 설명을 첨부된 도면에 관련하여 고려함으로서 쉽게 이해될 수 있다.
도1은 본 발명에 따르는 그릴 타입 마스크-프레임-어셈블리를 포함하는 컬러 화상 관의 축방향 부분 단면으로의 측면도.
도2는 도1의 그릴 타입 마스크 프레임 어셈블리의 투시도.
도3은 선행 기술 댐퍼 스프링 장치를 도시하는 도면.
도4는 온도 변화 동안의 위치 움직임(positional movement)을 도시하는 선행 기술 댐퍼 스프링의 단면도.
도5는 바이메탈 댐퍼 스프링의 투시도,
도6은 온도 변화 동안의 위치 움직임을 도시하는 바이메탈 스프링의 단면도.
도7은 오목한 제1단부를 갖는 바이메탈 댐퍼 스프링의 투시도.
도8은 각각의 탭에 묶인 댐퍼 와이어를 구비하는 발명의 일 실시예를 도시하는 도면.
이해를 돕기 위하여, 도면들에 공통인 동일한 요소를 가리키도록, 가능한 곳에서는 동일한 참조 번호가 사용되었다.
도1은 직사각형 펀넬(funnel)(18)에 의해 연결되는 관형 네크(tubular neck)(16)와 직사각형 화면(faceplate) 패널(14)을 포함하는 유리 엔벨로프(envelope)(12)를 구비하는 음극선 관(10)을 도시한다. 펀넬(18)은 애노드 버튼(anode button)(20)으로부터 네크(16)로 확장하는 내부 도전 코팅(도시되지 않음)을 갖는다. 패널(14)은 유리 프리트(glass frit)(26)에 의해 펀넬(18)에 밀봉되는 주변 플랜지(peripheral flange) 또는 측벽(24)과 시청 화면(viewing face plate)(22)을 포함한다. 3 컬러 형광체 스크린(28)은 화면(22)의 내측면에 의해 수용된다(is carried by). 스크린(28)은 트라이어드(triad)로 배열된 형광체 라인을 갖는 라인 스크린으로, 각각의 트라이어드는 세가지 컬러 각각의 형광체 라인을 포함한다. 그릴 타입 마스크(30)는 스크린(28)에 대해 미리결정된 간격으로 제거가능하게 장착된다. 전자총(32)(도1에서 점선으로 개략적으로 도시된)은 네크(16)내의 중심에 장착되는데, 마스크(30)를 지나 스크린(28)까지의 집속 경로(convergent path)를 따라 세 개의 인라인(in-line) 전자 빔 즉, 중심빔과 두 개의 사이드빔(side beam)을 생성한다.
상기 음극선관(10)은 펀넬-네크 접합부의 근처에 도시된 요크(34)와 같은 외부 자기 편향 요크와 함께 사용하도록 디자인되어 있다. 작동 될 때, 요크(34)는 세 개의 빔이 자계의 영향을 받아 스크린(28)상에 걸쳐 직사각형 래스터내에서 수평방향 및 수직방향으로 빔을 주사(scan)하게 한다.
도2에서 더 상세하게 도시된 그릴 타입 마스크(30)는 두개의 장변(36,38)과 두 개의 단변(40,42)을 포함한다. 마스크의 두 개의 장변(36,38)은 음극선관의 중앙 주축(x)에 평행하다. 그릴 타입 마스크(30)는 중앙 부축(y)과 서로에 대해서 평행한 스트랜드(strand)(44)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 스트랜드(44)는 약 0.020인치의 폭과 0.006 인치의 두께를 갖고 수직방향으로 확장하는 평평한 스트립(strip)이다.
본 발명이 그릴 타입 마스크와 관련해서 검토될지라도, 본 발명은 성형 개구 어퍼쳐 마스크, 텐스드(tensed) 어퍼처 마스크, 포커스(focus) 타입 마스크 또는 그와 유사한 것에 사용하도록 적응될 수 있다는 것이 당업자에게 인식될 것이다.
도3은 마스크에서의 진동을 감소시키기 위해 마스크를 가로질러 댐퍼 와이어를 유지하는 댐퍼 스프링 장치의 선행기술(미국특허 4,780,641)을 도시한다. 상세하게는, 댐퍼 스프링(50)은 그릴 타입 마스크(30)의 프레임(48)에 부착된다. 좀 더 상세하게는, 각각의 댐퍼 스프링(50)은 단일 금속으로 구성되고, 그릴 타입 마스크(30)의 두 개의 단변(40,42)에 인접하게 프레임(48)에 부착된다. 탭(52)이 각각의 댐퍼 스프링(50)에 배치된다.
댐퍼 와이어(54)는 댐퍼 스프링(50)사이에서 연장되고 그릴 타입 마스크(30) 의 표면과 접한다. 댐퍼 와이어(54)는 스프링(50)과 상기 스프링(50)에 용접된(welded) 탭(52) 사이에 댐퍼 와이어(54)를 끼워넣음(sandwitching)으로써 각 해당 댐퍼 스프링(50)에 부착된다.
댐퍼 와이어(54)는 각 해당 댐퍼 스프링(50)사이에서 약 50N의 높은 텐션력(tension force)하에서 고정된다(is held). 상기 텐션은 댐퍼 와이어(54)가 항상 마스크에 접촉하는 것을 보장하도록 유지되는 것이 바람직하다. 댐퍼 와이어(54)는 텅스텐이나 그와 유사한 것으로 만들어진 작은 직경의 와이어(wire)이다. 섭씨 70도의 정상(normal) 작동 온도에서, 각 해당 댐퍼 스프링(50)은 댐퍼 와이어(54)상에 적절한 텐션을 유지한다. 그러나 음극선관의 제조 공정 동안, 음극선관(10)내의 온도는 섭씨 450내지 480도 사이의 온도 영역에 달할 수 있다. 공정 온도에서 댐퍼 스프링과 댐퍼 와이어 물질의 크리프(creep) 임계값이 정상 작동 온도에서의 크리프 임계값보다 낮고, 댐퍼 와이어(54)의 열 팽창이 높은 공정 온도에서 와이어 텐션과 스프링 응력(stress)을 증가시키기 때문에, 그러한 높은 온도는 댐퍼 스프링 또는 댐퍼 와이어의 크리프 변형(creep strain)을 일으켜서 댐퍼와이어 텐션의 이완(relaxation)을 가져오고 초기 조건으로부터 추정만 가능한 결과적인(resultant) 댐퍼 와이어 텐션을 야기할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같은 높은 온도의 공정 동안, 댐퍼 스프링(50)은 위치(L)로부터 위치(M)로 움직이며 추가적인 직접 텐션을 댐퍼 와이어(54)에 가하고 증가된 휨 응력(bending stress)을 댐퍼 스프링(50)에 가한다. 댐퍼 스프링(50)에서의 크리프 변형(creep strain)은 댐퍼 스프링(50)을 위치(L) 쪽으로 이동 시킬 것이다. 정상 작동 온도로 복귀 되었을 때, 영구 크리프 변형은 위치(L)의 내측의, 위치(N)에 댐퍼 스프링(50)을 위치시키고, 댐퍼 와이어 텐션은 감소된다. 크리프 임계값은 바이메탈과 비-바이메탈 스프링에 대해서 섭씨 460도에서 약 27,000psi 이다. 그러나 바이메탈 스프링은 이 온도에서 실질적으로 더 낮은 응력을 갖는다.
도5는 도3에서의 댐퍼 스프링(50)을 대신하는 바이메탈 댐퍼 스프링의 투시도를 도시한다. 상세하게는, 바이메탈 댐퍼 스프링(56)은 제1 금속 층(58)과 제2 금속 층(60)을 포함한다. 제1 금속 층(58)은 바이메탈 댐퍼 스프링(56)의 내부면(72)에 배치되는 탄소강 같은 금속과 기타 그와 같은 종류의 금속을 포함한다. 제2 금속 층(60)은 제1 금속 층보다 더 높은 열 팽창 특성을 갖는 스테인레스 강 같은 금속과 기타 그와 유사한 종류의 금속을 포함하며, 바이메탈 댐퍼 스프링(56)의 외부면(74)에 배치된다. 바이메탈 댐퍼 스프링(56)은 탄력성(flexibility)을 확보하기 위해 0.008인치에서 0.012 인치 사이의 두께를 갖는다. 제1 금속 층(58)과 제2 금속 층(60)은 용접으로 결합될 수 있는데 이것은 전자 빔 용접(electron beam welding)이나 저항 용접(resistance welding)으로 성취될 수 있다.
바이메탈 댐퍼 스프링(56)은 제1 단부(62)와 대향 제2 단부(64)를 갖는다. 상기 단부(62, 64)는 둘 다 평평하다. 각각의 바이메탈 댐퍼 스프링(56)의 제2 단부(64)는 그릴 타입 마스크(30)의 프레임(48)에 부착된다. 제1 단부(68)와 대향 제2 단부(70)를 갖는 탭(52)이 각 바이메탈 댐퍼 스프링(56)의 제1 단부(62)와 제2 단부(64)사이에 배치된다. 탭(52)의 제1 단부(68)는 바이메탈 댐퍼 스프링(56)에 부착된다.
도6은 온도 변화 동안의 위치 움직임을 도시하는 바이메탈 스프링(56)의 단면도이다. 본 발명의 제1 실시예에서, 댐퍼 와이어(54)는 포인트(600)에서 탭(52)과 바이메탈 댐퍼 스프링(56)사이에 점 용접(spot weld)된다. 음극선관 제조 공정 동안 고온이 얻어진다. 바이메탈 댐퍼 스프링(56)은 내부면(72)상에 낮은 팽창 금속을 갖기 때문에 바이메탈 댐퍼 스프링(56)은 위치(A)에서 위치(B)로 안쪽으로 굽어진다(curl inward). 따라서, 고온의 공정 동안 댐퍼 와이어(54)의 부하를 덜게 된다(unload). 이것에 의해 크리프(creep) 임계값 이하로 댐퍼 스프링 및 댐퍼 와이어 응력을 낮추고 댐퍼 와이어(54) 텐션이 최종의 음극선관 어셈블리 전에 고정(fix)되게 된다.
도7은 오목한 제1 단부(76)를 갖는 오목한(concave) 바이메탈 스프링(57)의 투시도이다. 상세하게는, 오목한 바이메탈 댐퍼 스프링(57)은 제1 단부(76)상에 굴곡부(78)를 갖는다. 굴곡부(78)는 제1 단부(76)상에 더해져서, 스프링을 압축되게 한 채로 굴곡부(78)의 정점(80)을 그릴 타입 마스크(30)의 에지에 정렬시킴으로써, 스프링이 릴리즈(release) 되었을 때 적당한 댐퍼 와이어 앙각(angle of elevation)(82)을 얻을 수 있다. 굴곡부의 바람직한 반경은 1.875인치 정도이다. 적당한 댐퍼 와이어 앙각(82)은 댐퍼 와이어(54)가 그릴 타입 마스크(30)의 에지로부터 접선 방향으로 또는 약간 아래쪽으로의 이탈을 보증하는 것이다. 그러한 앙각은 그 내부의 진동을 감소시키기 위해 그릴 타입 마스크(30)와 적절한 접촉이 유지되는 것을 보증한다. 댐퍼 와이어(54)의 직경, 제1 단부(76)의 만곡도(degree of curvature), 및 바이메탈 댐퍼 스프링(56)이 그릴 타입 마스크(30)의 에지에 얼마나 가까운지와 같은 인자는 댐퍼 와이어 앙각(82)을 결정한다. 제1 단부(76)의 상이한 만곡도는 임의의 타입 또는 사이즈의 음극선관(10)을 수용하기 위해 사용될 수 있다.
도8은 각각의 탭(52)에 묶인 댐퍼 와이어(54)를 구비하는 다른(another) 바이메탈 댐퍼 스프링(86)의 투시도를 도시한다. 탭(52)은 제1 단부(62)에서 다른 바이메탈 스프링(86)에 결합된다. 탭(52)과 다른 바이메탈 댐퍼 스프링(86)사이에 크로치(crotch)(84)가 존재한다. 댐퍼 와이어(54)는 탭(52) 주위에 둥글게 감긴다(looped). 그리고나서 댐퍼 와이어(54)의 둥글게 감긴 부분은 댐퍼 와이어(54)의 상기 둥글게 감긴 부분을 크로치(84)내에 웨징(wedging)함으로써 다른 댐퍼 스프링(86)과 탭(52) 사이에 고정된다.
탭(52)은 다른 바이메탈 댐퍼 스프링(86)의 몸체(body)로부터 형성된 일체형탭(integral tab)(66)일수 있다는 것이 당업자에게는 인식 될 것이다.
바이메탈 댐퍼 스프링(50, 56, 및 86)의 다양한 실시예가 결합될 수 있다는 것 역시 당업자에게는 인식 될 것이다. 예를 들어, 바이메탈 댐퍼 스프링은 굴곡부(78)를 갖는 제1단부(76)를 구비하고, 바이메탈 댐퍼 스프링의 탭(52)에 묶인 댐퍼 와이어(54)를 구비할 수 있다.
다른 실시예에서, 비-바이메탈 댐퍼 스프링은 도7에서 도시된 오목한 제1단부와 유사한 오목한 제1단부를 구비한다. 상기 비-바이메탈 댐퍼 스프링은 제1단부(76)의 굴곡부에 기초한 조정가능한 댐퍼 와이어 앙각(82)을 갖는 이익을 얻을 수 있다.
다른 실시예에서, 비 바이메탈 댐퍼 스프링은 도8에 도시된 것과 같은 방법으로 탭(52)에 묶인 댐퍼 와이어(54)를 구비한다. 그와 같이, 댐퍼 와이어(54)는 탭(52) 주위에 둥글게 감기고, 댐퍼 와이어(54)의 둥글게 감긴 부분을 크로치(84)내에 웨징함으로써 탭(52)의 둥글게 감긴 부분이 고정된다.
본 발명의 교시를 병합하는 실시예가 도시되었고 상세하게 설명되었기 때문에, 당업자는 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 이들 교시를 여전히 병합하는 많은 다른 실시예를 쉽게 고안할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명은 디스플레이 분야에서 실시될 수 있다.

Claims (15)

  1. 음극선관(10) 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리(grill type mask assembly) 상에 댐퍼 와이어(54)를 유지(retain)하기 위한 장치로서,
    프레임(48)과 마스크(30)를 구비하는 그릴 타입 마스크 어셈블리와;
    제1 금속 층(58)과 제2 금속 층(60)을 포함하는 댐퍼 스프링(50,56,86)으로서, 상기 댐퍼 스프링은 제1 단부(62, 76)와 대향 제2단부(an opposing second end)(64)를 구비하는데, 여기서 상기 제2 단부는 상기 프레임에 결합되고, 상기 제 1 금속 층은 상기 제 2 금속 층과 다른 물질이며 서로 다른 열 팽창 특징을 갖는, 댐퍼 스프링(50,56,86)과;
    상기 댐퍼 스프링 상에 형성되고 상기 마스크를 가로지르는 상기 댐퍼 와이어를 수용하는 탭(52)
    을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 금속 층은 탄소강을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 금속 층은 스테인레스 강을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 금속 층은 상기 댐퍼 스프링의 내부면(72) 상에 배치되어, 섭씨 450도 내지 480도의 범위에 있는 고온의 공정 동안 상기 댐퍼 스프링이 내측으로 구부러지고(curl inward) 상기 댐퍼 와이어의 부하를 덜게 하는(unload) 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 금속 층은 상기 댐퍼 스프링의 외부면(74) 상에 배치되어 상기 댐퍼 스프링이 섭씨 70도의 정상 작동 온도 동안 상기 댐퍼 와이어에 텐션(tension)을 가하도록 하는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 댐퍼 스프링의 상기 제1 단부는 상기 댐퍼 스프링의 상기 제1단부에 수직인 굴곡부(78)를 구비하면서, 상기 탭에 부착된 상기 댐퍼 와이어가 상기 마스크의 에지로부터 접선 방향에 있도록 댐퍼 와이어 앙각(damper wire angle of elevation)(82)을 가지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 댐퍼 와이어는 상기 댐퍼 와이어를 상기 탭과 상기 댐퍼 스프링에 용접함(welding)으로써 상기 탭과 상기 댐퍼 스프링 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 댐퍼 와이어는 상기 탭 주위에 상기 댐퍼 와이어를 둥글게 감고(looping), 상기 탭과 상기 댐퍼 스프링 사이 크로치(crotch)(84) 내에 상기 댐퍼 와이어를 웨징(wedging)함으로써 상기 탭에 결합되는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리 상에 댐퍼 와이어를 유지하기 위한 장치.
  9. 음극선관(10) 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리로서,
    프레임(48)과;
    스트랜드(strand)(44)를 포함하며, 상기 프레임 내에 배치된 마스크(30)와;
    상기 프레임에 결합된 댐퍼 스프링(50,56,86)으로서, 상기 댐퍼 스프링은 제1 열팽창 계수를 갖는 제1층(58)에 의해 형성되는 부분을 포함하며, 상기 제1층에 의해 형성되는 부분은, 상기 음극선관 내 대응하는(corresponding) 온도 변화에 의해서 유도되는 변화를 보상하기 위해서 상기 댐퍼 스프링 내의 텐션을 변화시키기 위해 다른 열팽창 계수를 갖는 제2 층(60)에 의해 형성되는 부분에 결합되는, 댐퍼 스프링(50,56,86)
    을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1층과 제2층은 결합되어 바이메탈 배치(bimetal arrangement)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 마스크를 가로지르는 댐퍼 와이어(54)는 온도변화에 의해서 유도되는 상기 댐퍼 와이어의 크리프 변형(creep strain)을 보상하는 상기 제 1층과 제 2층에 결합되는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 댐퍼 스프링 상에는 탭(52)이 형성되고 이 탭(52)은 상기 댐퍼 와이어를 수용하는 것을 특징으로 하는, 음극선관 내의 그릴 타입 마스크 어셈블리.
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