专利名称：阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色显像管等阴极射线管，具体来说，涉及减小偏转功率和泄漏磁场的阴极射线管。
对于阴极射线管，例如彩色显像管，具有真空管壳，该真空管壳具有大致矩形的面屏、圆筒状的管颈和介于该面屏与管颈之间的玻锥。玻锥大直径端、小直径端分别与面屏、管颈连着。
面屏内面形成有按蓝、绿、红发光的点状或条状的三色荧光体层所组成的荧光屏，其内侧与该荧光屏相对配置形成有许多电子束通孔的荫罩。管颈内设置有发射3束电子束的电子枪。玻锥从管颈一侧的小直径部一侧起至管颈外侧装着偏转磁轭。
所述彩色显像管，靠偏转磁轭产生的水平、垂直偏转磁场，使电子枪出射的3束电子束在水平、垂直方向上偏转，经荫罩在荧光屏上进行水平、垂直扫描，来显示彩色图像。
作为这种彩色显像管，自会聚一字型彩色显像管得到广泛应用，这种显像管电子枪作成一字形状，以发射在同一水平面上通过的一列配置的3束电子束，另外，使偏转磁轭所产生的水平偏转磁场为枕形，垂直偏转磁场为桶形。利用这些水平、垂直偏转磁场，使电子枪出射的一列配置的3束电子束偏转，以便不需要专门的修正手段，使得3束电子束在荧光屏整个面上会聚。
这种阴极射线管，在节能方面，减小消耗功率是重要课题。因此，阴极射线管中重要的是减小偏转磁轭消耗功率，并且希望减小偏转磁轭所泄漏的泄漏磁场。
具体来说，为了提高阴极射线管的屏幕亮度，最终必须提高加速电子束的阳极电压。而且，为了适应HD(High Definition高清晰度)TV、PC(PersonalComputer个人计算机)等OA(办公自动化)机器，还必须提高偏转频率。但这些都会造成偏转功率增大。
另一方面，操作员靠近并面对阴极射线管的PC等OA机器，对于偏转磁轭泄漏至阴极射线管外的泄漏磁场要加强限制，需要采取相应对策。以往，为了减小该偏转磁轭的泄漏磁场，一般采用增加补偿线圈的方法，但增加补偿线圈就会增大消耗功率。
一般，为了减小阴极射线管偏转功率和泄漏磁场，可以减小管颈直径，减小装有偏转磁轭的玻锥小直径部的外径，有利于提高偏转磁场对电子束的作用效率。
但将管颈直径或玻锥小直径部外径做得太小，致使电子束通过时较靠近玻锥小直径部内表面的话，到达最大偏转角即屏幕对角部的电子束便可能与玻锥小直径部的内壁撞击，因此可能有部分电子束到不了荧光屏角部。电子束持续撞击玻锥小直径部内壁的话，该部分温度便升高直至玻璃熔化，造成向内坍爆的危险。因而，现有的阴极射线管难以通过大幅缩小管颈直径或玻锥小直径部的外径，来减小偏转功率。
作为解决这种问题的手段，特公昭48-34349号公报揭示了一种构思，考虑到在荧光屏上扫描矩形状光栅时装着偏转磁轭的玻锥小直径部其内侧电子束通过区域也形成为大致矩形形状，玻锥小直径部形成为其截面形状从管颈一侧起至面屏方向逐渐变成矩形形状的角锥状锥管部。
若玻锥小直径部形成为角锥状锥管部，便可以使电子束易撞击的对角方向的内径，相对于小直径部的截面为大致圆形的普通玻锥有所增大，避免电子束的撞击。同时，能够减小水平和垂直轴方向的内径，使偏转磁轭的水平、垂直偏转线圈接近电子束轨迹，使电子束高效率地偏转，可减小偏转功率。
但为了有效地减小偏转功率，越使锥管部接近矩形，真空管壳的气压耐压强度就越低，有损安全性。因而，为了实用，必须将锥管部做成带有适当圆角的形状，故而难以充分减小偏转功率。
至于泄漏磁场，偏转磁轭直径从管颈一侧至屏幕一侧慢慢地变大，所以在荧光屏方向上泄漏的磁场影响至远端。因而，为了减小泄漏磁场，需要缩小偏转磁轭在荧光屏一侧的直径。具体来说，为了减小偏转功率和泄漏磁场，需要将锥管部从管颈一侧至荧光屏一侧充分地形成直角形状。
但按照应力计算的分析结果，在最为直角化的锥管部荧光屏一侧端部附近，水平轴(H轴)端部和垂直轴(V轴)端部附近其截面形状为近乎平面形状，所以这些部位加有指向管轴方向的应力，因此，锥管部的对角轴(D轴)端部附近产生辐射方向的应力。在锥管部直角化场合，这种应力稍稍超过通常进行阴极射线管设计时作为参考标准的1200psi，所以应付外部冲击方面较弱，无法满足安全方面的规格要求。
采用锥管部直角化的玻锥时，还可以实现偏转角的广角化。但如上所述对锥管部进行直角化的话，会产生更大的应力，因而不可以单单采用它。最终，为了采用锥管部直角化的玻锥对大偏转角管设计，从安全方面考虑，避免将锥管部做成极端的角锥形状，尽管偏转功率或泄漏磁场的减小效果有所下降，但需要具有某种程度的圆角，以确保气压耐压强度。
此外，若使锥管部直角化，构成真空管壳、偏转磁轭的各个部件的成本便随之升高，若偏转功率或泄漏磁场达不到某种程度的减小效果，就没有采用的意义，锥管部直角化的阴极射线管难以实用化。
另一方面，例如特开昭61-19032号公报揭示了这样一种偏转磁轭，通过在磁芯内表面形成沿中心轴的多条槽，以便磁芯尽可能地靠近电子束轨迹，并且与垂直轴所成的角度越大的位置，该槽深度形成得越浅，在这些槽中配置垂直偏转线圈的绕组，从而减小磁芯垂直方向内径。
例如特开昭63-241843号公报揭示了这样一种偏转磁轭，通过沿中心轴形成多条深度大致相同的槽，以便在磁芯内表面垂直轴附近突出，在这些槽中配置垂直偏转线圈的绕组，从而减小磁芯垂直方向内径。
例如特开平7-37525号公报揭示了这样一种偏转磁轭，通过沿水平偏转线圈的外表面将垂直偏转线圈做成椭圆形状，沿该垂直偏转线圈的外表面将磁芯内表面做成椭圆形状，减小磁芯内径。
但这些偏转磁轭，不论哪一种都是装在横截面为圆形形状的玻锥小直径部上的，因而，与现有的普通偏转磁轭相比，不能充分缩小磁芯内径，无法期望得到好的效果。而且，这样的磁芯相对于现有的普通偏转磁轭磁芯，制作成本高，结果与减小偏转功率相比，成本升高，难以实用化。
本发明正是要解决上述问题，其目的在于提供一种具有所需的气压耐压强度，并能够充分减小偏转功率的阴极射线管。
为了达到上述目的，本发明阴极射线管包括包含大致矩形形状的面屏、圆筒状管颈、面屏与管颈之间延续的玻锥在内的真空管壳，上述玻锥包括外形从上述管颈一侧端部起向上述面屏方向逐渐扩大的锥管部，以及外形从锥管部上述面屏一侧端部起向面屏急剧扩大的玻锥主体；配置在上述管颈内、向上述面屏发射电子束的电子枪；从上述管颈外周起至上述锥管部整个外周安装的偏转磁轭，该偏转磁轭包括中空磁性体磁芯，以及设于上述磁芯内表面一侧、使上述电子枪发射的电子束偏转的水平偏转线圈和垂直偏转线圈。
而且，上述锥管部外表面和上述磁芯内表面，其同上述玻锥中心轴正交的横截面，分别至少有一部分形成为非圆形状，上述锥管部外表面和上述磁芯内表面之间形成有间隙不均匀的部分。
按照本发明阴极射线管，上述磁芯内表面，其同上述玻锥中心轴正交的横截面形成为凹凸状，上述横截面上上述锥管部外表面同上述磁芯内表面凹部和凸部中至少之一部位之间，具有间隙不均匀的部分。
按照本发明阴极射线管，上述非圆形状部分的上述锥管部外表面和上述磁芯内表面，其同上述玻锥中心轴正交的横截面，具有通过上述玻锥中心轴且互相正交的长轴和短轴，上述锥管部外表面和上述磁芯内表面的上述横截面分别按中心位于上述长轴上的第一圆弧、中心位于上述短轴上的第二圆弧、和连接这些第一、第二圆弧的第三圆弧成型，经过上述长轴和短轴的交点与上述锥管部外表面所成型的上述第三圆弧其中心的直线与上述长轴所成的角度，同经过上述长轴和短轴交点与上述磁芯内表面所成型的上述第三圆弧其中心的直线与上述长轴所成的角度有所不同。
按照本发明阴极射线管，上述面屏具有通过上述面屏中心轴且互相正交的长轴和短轴，上述磁芯内表面，其与上述玻锥中心轴正交的横截面形成为非圆形状，在上述管颈一侧端部在上述面屏长轴平行方向上具有最大直径，而在上述面屏一侧端部则在上述面屏对角轴平行方向上具有最大直径。
综上所述，若由非圆形状锥管部构成玻锥小直径部，并使该锥管部安装的非圆形状的偏转磁轭如上所述构成的话，该锥管部即便形成为足以确保真空管壳气压耐压强度所需的形状，也能够充分减小偏转功率和泄漏磁场。所以，可以实现偏转特性的改善足以抵消甚至超过偏转磁轭做成非圆形状所造成的成本升高，对于大偏转角射线管也可以构成可按实用偏转频率偏转的阴极射线管。
图1至图5表示本发明实施例彩色阴极射线管。
图1是上述彩色阴极射线管的剖面图。
图2是上述彩色阴极射线管背面一侧的斜视图。
图3是沿图1线III-III的剖面图。
图4是说明上述彩色阴极射线管构成锥管部外表面和磁芯内表面的圆弧所用的概略图。
图5是概略示意上述彩色阴极射线管电子束轨迹的剖面图。
图6是示意本发明另一实施例彩色阴极射线管、与图3对应的剖面图。
图7是示意本发明又一实施例彩色阴极射线管偏转磁轭其管颈一侧端部的端面图。
以下参照附图详细说明本发明实施例彩色阴极射线管。
如图1所示，彩色阴极射线管包括真空管壳10，该真空管壳10具有大致矩形形状的面屏30、圆筒状管颈31和介于该面屏30和管颈31之间的玻锥32。面屏30一体地具有矩形形状的有效部29和沿有效部29周边部分垂直设置的裙边部28，形成一个整体。有效部29具有通过与玻锥32中心轴相对应管轴Z的长轴(水平轴)H，和通过管轴并与长轴正交的短轴(垂直轴)V。玻锥32其大直径端与面屏30裙边部28连接，小直径端通过管颈密封部与管颈31连接。
面屏30的有效部29内表面形成有按蓝、绿、红发光的3色荧光体层组成的荧光屏33。面屏30的内侧与荧光屏33相对配置有具有许多电子束通孔34a的荫罩34。该荫罩34分别通过支持件26安装在面屏30裙边部28竖立设置的多个销钉27上。
管颈31内配置有发射3束电子束35B、35G、35R的电子枪36。从管颈31外侧起至玻锥32小直径部外侧装着偏转磁轭37。
上述阴极射线管靠偏转磁轭37产生的水平、垂直偏转磁场使电子枪36出射的3束电子束35B、35G、35R偏转，通过荫罩34对荧光屏33进行水平、垂直扫描，显示彩色图像。
更为具体地来说，玻锥32如图1和图2所示包括以下构成外形从管颈31一侧端部起至面屏30方向慢慢扩大的角锥状锥管部40，以及外形从该锥管部40面屏30一侧端部起急剧扩大的玻锥主体41。角锥状锥管部40，其与管轴Z垂直的横截面形状以水平轴为长轴H，垂直轴为短轴V，呈具有适当圆角的大致矩形形状，成为足以确保真空管壳10气压耐压强度的形状。
偏转磁轭37如图3所示，与玻锥32相对，包括产生水平偏转磁场使电子枪36出射的3束电子束35B、35G、35R在水平方向上偏转的水平偏转线圈43H，产生垂直偏转磁场使之在垂直方向上偏转的垂直偏转线圈43V，以及中空磁性体磁芯44，并且装在从管颈31外侧直至锥管部40外侧。
水平偏转线圈43H以长轴H为中心卷绕，在长轴H两端沿锥管部40外表面配置。而垂直偏转线圈43V则以垂直轴(V轴)为中心卷绕，沿锥管部40外表面，并覆盖水平偏转线圈43H，在锥管部40几乎整个外周配置。磁芯44配置于其外侧，包围水平、垂直偏转线圈43H、43V，其外形为大致角锥形状。
具体来说，偏转磁轭37与锥管部40外形相对应，磁芯44也形成为角锥筒状，水平、垂直偏转线圈43H、43V装在磁芯内表面一侧。磁芯44与锥管部40之间的间隙不均匀，沿长轴H方向的间隙如ΔH所示，沿短轴V方向的间隙如ΔV所示，短轴V方向间隙比长轴H方向间隙ΔH窄，垂直方向比水平方向窄(ΔH＞ΔV)。
这时，锥管部40的外表面和磁芯44的内表面如图4所示，对于分别在水平方向上延续的表面来说，分别由中心位于长轴H上的第一圆弧50a、50b构成，对于在垂直方向上延续的表面来说，由中心位于短轴V上的第二圆弧51a、51b构成。第一圆弧50a、50b和第二圆弧51a、51b分别由第三圆弧52a、52b圆滑地连接。经过第三圆弧52a中心和长轴、短轴交点的直线53a与长轴H所成的角度θa，以及经过第三圆弧52b中心和长轴、短轴交点的直线53b与长轴H所成的角度θb设定为θa＞θb。由此，将磁芯44内表面和锥管部40外表面之间的间隙做成不均匀，与长轴方向相比，垂直方向较窄。
象这样玻锥32小直径部采取角锥状锥管部40，锥管部40安装的偏转磁轭37的磁芯44与锥管部40之间的间隙做成不均匀结构的话，就可以将磁芯44的内径缩得相当小，可以大幅减小偏转磁轭37偏转功率和泄漏磁场。
具体来说，一般确定偏转磁轭的绕组分布是使得屏幕上3束电子束会聚特性为最佳。仔细研究偏转磁轭的特性，结果发现，在玻锥32小直径部采取角锥状锥管部40，其截面形状做成水平轴为长轴、垂直轴为短轴的大致矩形场合，尤其可使短轴方向的尺寸相对于该截面对角方向尺寸缩短。因此，对于短轴来说，每一绕组对电子束的影响较大，以往水平偏转线圈按更为靠近水平轴附近一侧配置，靠近垂直轴附近一侧的垂直偏转线圈则趋向整个外周分布。于是，磁芯与锥管部之间的间隙在整个圆周上设定为均匀(ΔH=ΔV)。因此，现有阴极射线管中垂直偏转线圈与锥管部之间出现无法配置线圈的空隙。
与此不同，按照本实施例，通过使磁芯44与锥管部40之间间隙沿锥管部外周方向不均匀，尤其满足ΔH＞ΔV，可以做到垂直偏转线圈43V与锥管部40外表面无空隙，缩小磁芯44短轴V方向尺寸。由此可以减小偏转磁轭37偏转功率和泄漏磁场。
而且，偏转磁轭37的磁芯44用的是以往角锥形状的磁芯，因而磁芯44与锥管部40之间间隙形成得不均匀所造成的风险，所获得的特性改善效果足以抵消甚至超过成本升高。
在如上所述锥管部40采取角锥状，该锥管部40装有角锥状偏转磁轭37的场合，向荧光屏角部偏转的电子束轨迹46如图5所示，其延长线(虚线)与管轴Z的交点即实际的偏转中心C与玻锥的圆锥筒状小直径部安装圆锥状偏转磁轭的普通阴极射线管偏转中心C’相比，在荧光屏方向上更加靠前。这意味着，角锥状锥管部40装着角锥状偏转磁轭37的场合，与上述普通阴极射线管相比，偏转磁轭37接近电子束轨迹，可以使电子束急剧地偏转。这种偏转中心C，通过磁芯44管颈一侧横截面形状采取沿偏转磁轭的非圆形状，使磁芯管颈一侧内径尽可能缩小，加强偏转磁轭后部的偏转力，从而可移动至后方。
具体来说，磁芯44内表面的横截面形状，形成使得管颈31一侧长轴H方向的尺寸为最大，而面屏30一侧则是沿面屏对角轴方向的尺寸为最大，从而可获得所需偏转磁轭37。
以下说明第二实施例。按照本实施例，角锥状锥管部40安装的角锥状偏转磁轭37的磁芯44如图6所示，具有形成于其内面的多条槽48。这些槽48沿磁芯44中心轴即Z轴延伸。
磁芯44内侧以长轴H为中心沿角锥状锥管部40外表面配置水平偏转线圈43H，而且垂直偏转线圈43V在其绕组嵌埋于磁芯44内表面槽48中的状态下配置。磁芯44内表面的凸部、凹部(槽48的底部)至少之一部位与锥管部40外表面之间的间隙不均匀，短轴V方向的比长轴H方向的窄。
这样构成的实施例，也可以获得与前述实施例偏转磁轭具有相同效果的偏转磁轭。
图7示出的是装在角锥状锥管部40上的角锥状偏转磁轭37管颈一侧端部，磁芯44的内表面以沿长轴H的方向为最大直径，形成为沿垂直偏转线圈43V的形状。与此不同，磁芯44面屏一侧端部是沿对角轴方向为最大直径的大致矩形。
这样构成也可以做成与前述实施例偏转磁轭具有相同效果的偏转磁轭。
图7所示的偏转磁轭37中，磁芯44构成为具有平滑的内表面，但也可以该磁芯内表面沿玻锥中心轴形成多条槽，将垂直偏转线圈绕组配置在这些槽内，做成具有相同效果的偏转磁轭。
另外，本发明不限于彩色阴极射线管，也可适用于其他阴极射线管。
权利要求
1．一种阴极射线管，其特征在于包括包含大致矩形形状的面屏、圆筒状管颈、面屏与管颈之间延续的玻锥在内的真空管壳，所述玻锥包括外形从所述管颈一侧端部起向所述面屏方向逐渐扩大的锥管部，以及外形从锥管部所述面屏一侧端部起向面屏急剧扩大的玻锥主体；配置在所述管颈内、向所述面屏发射电子束的电子枪；从所述管颈外周起至所述锥管部整个外周安装的偏转磁轭，该偏转磁轭包括中空磁性体磁芯，以及设于所述磁芯内表面一侧、使所述电子枪发射的电子束偏转的水平偏转线圈和垂直偏转线圈；所述锥管部外表面和所述磁芯内表面，其同所述玻锥中心轴正交的横截面，分别至少有一部分形成为非圆形状，所述锥管部外表面和所述磁芯内表面之间形成有间隙不均的部分。
2．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述磁芯内表面，其同所述玻锥中心轴正交的横截面形成为凹凸状，所述横截面上所述锥管部外表面同所述磁芯内表面凹部和凸部中至少之一部位之间，具有间隙不均匀的部分。
3．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述磁芯其内表面具有沿所述玻锥中心轴形成的多条槽，所述垂直和水平偏转线圈中的某一个配置于所述槽内。
4．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述非圆形状部分的所述锥管部外表面和所述磁芯内表面，其同所述玻锥中心轴正交的横截面，具有通过所述玻锥中心轴且互相正交的长轴和短轴，所述锥管部外表面和所述磁芯内表面的所述横截面分别按中心位于所述长轴上的第一圆弧、中心位于所述短轴上的第二圆弧、和连接这些第一、第二圆弧的第三圆弧成型，经过所述长轴和短轴的交点与所述锥管部外表面所成型的所述第三圆弧其中心的直线与所述长轴所成的角度，同经过所述长轴和短轴交点与所述磁芯内表面所成型的所述第三圆弧其中心的直线与所述长轴所成的角度有所不同。
5．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面屏具有通过所述面屏中心轴且互相正交的长轴和短轴，所述磁芯内表面，其与所述玻锥中心轴正交的横截面形成为非圆形状，在所述管颈一侧端部在所述面屏长轴平行方向上具有最大直径，而在所述面屏一侧端部则在所述面屏对角轴平行方向上具有最大直径。
6．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述锥管部与所述玻锥中心轴正交的横截面，为大致矩形形状，具有通过所述中心轴且互相正交的长轴和短轴，位于所述锥管部外侧所述偏转磁轭与所述玻锥中心轴正交的横截面，为具有所述长轴和短轴的大致矩形形状，沿所述短轴方向的所述锥管部外表面与磁芯内表面的间隙比沿所述长轴方向的所述锥管部外表面与磁芯内表面的间隙小。
7．如权利要求6所述的阴极射线管，其特征在于，所述偏转磁轭包括以所述长轴为中心，沿所述玻锥外表面配置的一对所述水平偏转线圈；以所述短轴为中心，覆盖所述水平偏转线圈，沿所述玻锥外表面配置的一对所述垂直偏转线圈。
全文摘要
本发明目的在于提供一种具有足够的气压耐压强度,并能够充分减小偏转功率的阴极射线管。该阴极射线管包括:玻锥由外形从管颈一侧起至面屏方向慢慢扩大的锥管部和外形从该锥管部面屏一侧端部起急剧扩大的玻锥主体所组成的真空管壳;以及从该管颈外侧起至锥管部外侧安装的偏转磁轭37,其中,锥管部40外表面和磁芯44内表面至少有一部分形成为非圆形状,该锥管部外表面与磁芯内表面之间设有间隙不均匀的部分。
文档编号H01J29/86GK1205542SQ9811499
公开日1999年1月20日 申请日期1998年6月19日 优先权日1997年6月20日
发明者佐野雄一, 横田昌广 申请人:东芝株式会社