专利名称：一种保持荫罩张力的机构的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及彩色显像管，更确切地说，涉及一种保持阴极射线管荫罩张力的机构。
背景技术：
传统的彩色显像管包括电子枪用于产生和发射三个电子束到显像管的荧光屏。荧光屏位于显像管面屏的内表面上，由发射三种不同颜色的磷光体元件阵列组成。彩色选择电极，也称作荫罩，设置在电子枪与荧光屏之间，使得每个电子束只撞击与该电子束相关的磷光体元件。荫罩是一块金属(如钢)薄板，通常其截面形状近似平行于显像管面屏的内表面。
一种类型的彩色显像管荫罩是张力荫罩，其安装在显像管的面屏内。为了保持荫罩上的张力，必须把荫罩连接在比较结实的支撑框架上。虽然这样的显像管已获得众多用户的接受，但仍然需要进一步改进，降低这种显像管荫罩-框架组件的重量和成本。
已经提出过建议，如果能减少荫罩所要求的张力，张力荫罩就可能采用较轻的框架。降低荫罩张力的一种途径是采用具有低热膨胀系数的材料来制造荫罩。但是，用这种材料制成的荫罩要求用具有相同热膨胀系数的材料制成的支撑框架，这是为了防止在制造显像管的热处理期间以及在显像管工作期间出现膨胀系数失配。因为具有低热膨胀系数的金属材料比较贵，如果荫罩和框架都用同样的或类似的低膨胀系数材料来制造，成本就很高。因此，希望采用低膨胀系数的张力荫罩与较高膨胀系数的支撑框架的组合，同时对张力荫罩与支撑框架之间热膨胀系数的明显失配问题提出解决办法。
发明内容
本发明提出一种保持荫罩张力的机构。本发明能够补偿低膨胀系数材料与高膨胀系数材料之间的热膨胀系数的失配，比如分别用于张力荫罩和荫罩框架的低膨胀材料如殷钢(INVAR)，这是一种主要由镍和铁组成的合金；和高膨胀材料如钢。在张力荫罩中保持张力对彩色电视中阴极射线管的正常工作至关重要。
在本发明中，荫罩框架通常具有矩形平面形状，由两个长边框和两个短边框形成。与支座结合的角撑结构连接在各短边框每一端。支座的顶面焊接长边构件，长边构件由具有三角形横断面的支撑结构组成，在本文中称作三角形构架。三角形构架的第一边(腿)连接在支座上，斜边朝内面向荫罩框架。三角形构架的第二边(腿)固定在低膨胀材料，如殷钢INVAR，托板的侧边。托板垂直定位，托板的顶部支撑殷钢INVAR的荫罩。在荫罩钢框架的短边框与钢三角形构架之间连接了由低膨胀材料，如殷钢INVAR，制成的斜撑。当加热时，低热膨胀系数的斜撑与钢荫罩框架的短边框之间热膨胀失配和几何形状分离造成钢三角形构架围绕支座旋转。斜撑的尺寸可使三角形构架的向内旋转能补偿框架的膨胀，由此当框架受热时能保持由托板支撑的荫罩的张力。此系统是专门设计用于保持荫罩框架组件热循环期间荫罩中的张力，由此使得荫罩均匀蠕变并且消除了由于荫罩蠕变差异所造成的荫罩折皱。
图1是包括根据本发明的张力荫罩-框架组件的彩色显像管的部分轴向侧剖视图；图2是图1的张力荫罩的透视图；图3是根据本发明的荫罩框架组件局部剖开透视图；和图4是表示本发明工作原理的图表。
具体实施例方式
图1所示是具有玻壳12的阴极射线管10，玻壳包括矩形面屏14和通过矩形玻锥18连接的颈状部分16。玻锥18具有从阳极钮20延伸到颈状部分16的导电内涂层(未示出)。面屏14包括观看屏22和周边凸缘或侧壁24，侧壁通过玻璃料26与玻锥18进行密封。三色荧光屏28设置在面屏14的内表面。荧光屏28是一种行荧光屏，设有三色磷光行组，各磷光行包括三原色中的一个颜色。张力荫罩30以可拆卸方式安装在相对荧光屏28的规定距离处。荫罩可能是张力聚焦荫罩(未示出)，或是张力荫罩(如图2所示)。电子枪32(如图1虚线示意所示)对中安装在颈状部分16内，可产生三个适当排列的电子束，中心电子束和两个侧边电子束，沿会聚路径通过张力荫罩30到达荧光屏28。
阴极射线管10设计成与外磁场偏转线圈一起使用，如图中所示在玻锥与颈状部分连接区域附近的线圈34。当被激励时，线圈34使磁场作用于三个电子束，使电子束水平和垂直扫描荧光屏28上的矩形光栅。
在矩形光栅中水平向和垂直向扫描整个荧光屏28。
图2中详细显示的张力荫罩30包括两个长边36和38以及两个短边40和42。张力荫罩30的两个长边36和38平行于阴极射线管的中心长轴线X，张力荫罩的两个短边40和42平行于阴极射线管的中心短轴线Y。张力荫罩30包括孔隙部分，这部分具有许多金属狭条或带44，在这些狭条之间有许多平行于荫罩短轴的伸长缝隙。
图3所示是本发明荫罩框架组件300的局部透视图，框架支承图2的张力荫罩30。图3所示的框架组件300部分在荫罩框架组件300的所有四个角上重复同样的结构。
本发明开发的张力荫罩用于这样的阴极射线管，其荫罩框架组件由钢制荫罩框架306和低膨胀铁镍合金材料(如殷钢INVAR)的张力荫罩30组成。对于荫罩框架组件300，在张力荫罩30与荫罩框架306之间存在很大的热膨胀差异。在阴极射线管制作期间会在张力荫罩30中产生过大的应力，由此造成张力浪费或造成折皱。这种情况如图4曲线501所示。
本发明在荫罩框架306上设置了低膨胀斜撑308，通过机械系统使张力荫罩30的张力水平(见图4中曲线502)保持在张力荫罩30焊接到荫罩框架306上时的原始张力(见图4中曲线503)。这种张力控制形式优于张力荫罩30在阴极射线管的热处理期间进行的常规释放形式。在可导致蠕变差异折皱的热处理期间，传统的释放方法(见图4中曲线504)在张力荫罩30中产生较大的张力梯度，即沿荫罩长轴的不均匀蠕变引起的有害作用得不到补偿，从而产生折皱。
荫罩框架组件300的部件包括一组钢制中空的框架件324，形成荫罩框架306的短边框；以及连接框架件324各端的一组支座304。框架组件300包括两个长边框，其具有三角形横断面的支撑结构，以下称作三角形构架310。钢制的三角形构架310是用钢板形成直角三角形的形状。三角形构架310的第一边(腿)312连接在支座304上，形成一个完整的矩形框架，三角形构架310的第二边(腿)314垂直于荫罩框架306，而三角形的斜边316则朝内面向框架组件300。将三角形构架310连接到钢制支座304上可以通过下列方法但不限于，缝焊、激光焊、点焊、定位搭焊或电阻焊。
当三角形构架310连接在支座304上后，由低膨胀材料，如INVAR，制成的托板302则垂直定位并平行邻接在三角形构架310的第二边314上。托板302用作荫罩框架306与张力荫罩30的界面。图2所示的张力荫罩30焊接在托板302的顶面322上，为了清楚起见，这部分没有在图上显示。
斜撑308由低热膨胀系数材料，如殷钢INVAR，制成，是具有厚度，两端308A和308B的矩形条板。两端之一308A连接在框架元件324的顶面325。另一端308B则连接在三角形构架310的斜边316。斜撑308可以通过缝焊、点焊、定位搭焊或电阻焊连接到三角形构架310和框架元件324。围绕框架总共采用四根斜撑308，以保持张力荫罩30的张力。
这种荫罩框架组件300具有如下的功能在显像管制造或工作中受热的热处理期间，殷钢INVAR的斜撑308与钢制框架元件324短边框之间热膨胀失配和几何形状分离造成三角形构架310在加热期间围绕支座304向内旋转；斜撑308的尺寸可使三角形构架310的向内旋转补偿框架元件324的膨胀，由此保持荫罩30中焊后的张力。由于斜撑308可使三角形构架310进行旋转补偿荫罩框架组件300的膨胀，因此荫罩30就能在整个加热过程和加热之后保持原始张力。也就是说，热循环之前张力并没有降低，热循环之后张力也没有升高。殷钢INVAR的线性热膨胀系数(1.6×10-6/℃)要比低合金钢的膨胀系数(12.0×10-6/℃)低，使得可用殷钢INVAR来制造小关键零件或关键区域，这样就可以形成主体是钢制的荫罩框架组件300，但具有全殷钢INVAR荫罩框架的膨胀特性。就可以在制造中减少殷钢INVAR材料的用量，从而降低总的成本。
至此已显示了结合本发明内容的实施例，并作了详细介绍，对所属领域的专业技术人员来说，在不脱离本发明精神的情况下，可容易地提出许多仍然与这些内容结合的其它不同的实施例。
权利要求
1.一种阴极射线管(10)，具有安装在阴极射线管内的荫罩框架组件(300)，其与荧光屏(28)有一间距，所述荫罩框架组件包括张力荫罩(30)；周边框架(306)和至少一个周边三角形构架(310)，可将所述张力荫罩跨接到所述框架上；以及斜撑构件(308)，与所述框架组件有不同热膨胀系数，所述斜撑构件在至少一个周边三角形构架的相对两端连接到所述组件上，由此，在阴极射线管工作期间温度变化，所述斜撑和所述组件膨胀系数的不同造成所述至少一个三角形构架弯曲。
2.根据权利要求1所述的荫罩框架组件，其特征在于，所述三角形构架一般具有三角形横断面，包括第一边(312)，正交连接于所述第一边的第二边(314)，以及在所述第一和第二边之间延伸的斜边(316)，形成三角形。
3.根据权利要求2所述的荫罩框架组件，其特征在于，还包括托板(302)，所述托板连接在各所述三角形构架的所述第二边上，以连接所述荫罩到所述三角形构架上。
4.根据权利要求3所述的荫罩框架组件，其特征在于，所述托板和斜撑构件具有类似的膨胀系数。
5.一种彩色阴极射线管(10)的荫罩框架组件(300)，所述彩色阴极射线管具有玻锥(18)，在所述玻锥的颈状部分(16)内的电子枪(32)，面屏(14)，以及布置在所述面屏内侧的荧光屏(28)，所述荫罩框架组件包括布置在所述荧光屏附近的荫罩(30)；基本上呈矩形的框架(306)，由相对的两个第一边框(36，38)和相对的两个第二边框(40，42)形成；三角形构架(310)，沿所述两个所述第一边框形成，所述荫罩在施加规定的张力条件下固定到所述三角形构架上；以及至少一根斜撑(308)，联接于各所述三角形构架，并联接于所述框架的各所述第二边框，其中所述三角形构架的膨胀系数不同于所述斜撑的膨胀系数，由此，在阴极射线管工作期间当所述荫罩框架组件受热时，所述框架的膨胀造成所述三角形构架弯曲。
6.根据权利要求5所述的荫罩框架组件，其特征在于，还包括位于所述三角形构架与所述第一边框之间的支座(304)。
7.根据权利要求6所述的荫罩框架组件，其特征在于，所述支座的膨胀系数与所述基本上呈矩形的框架的膨胀系数类似。
8.根据权利要求5所述的荫罩框架组件，其特征在于，还包括至少一个从所述三角形构架延伸的托板构件，用于将所述荫罩固定到所述三角形构架上。
全文摘要
一种保持阴极射线管荫罩(30)张力的机构(300)。此机构可按规定的张力将荫罩固定到沿荫罩框架(306)相对的两边框(36，38)布置的两个三角形构架(310)上。两个三角形构架通过斜撑(308)连接于荫罩框架，斜撑具有与三角形构架不同的热膨胀系数，可补偿阴极射线管热循环期间荫罩框架的膨胀。因此，可能保持通过荫罩框架施加给荫罩的张力。
文档编号H01J29/07GK1481573SQ01820931
公开日2004年3月10日 申请日期2001年12月18日 优先权日2000年12月21日
发明者G·L·迪文, J·A·雷德, G L 迪文, 雷德 申请人:汤姆森许可公司