KR20020072335A - 음극선관의 프레임 및 그 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관의 서프트 프레임 및 그 제작 방법에 관한 것으로, 내면에 형광면이 형성되는 패널과; 상기 형광면과 일정간격으로 이격되어 설치되는 새도우마스크와; 상기 새도우마스크가 인장 고정되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정되는 서브프레임을 가지는 서포트프레임과; 상기 패널에 고정되는 펀넬을 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 메인 프레임은 그 폭방향이 메인프레임의 원자재의 압력방향과 일치되도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 메인프레임의 원자재를 냉간가공하고, 원자재의 압연방향과 메인프레임의 폭방향을 일치시켜 블랭킹하고 벤딩하여 메인프레임을 형성함으로써, 새도우마스크에 요구되는 인장력이 작용함에 따라 외부의 진동이나 충격이 프레임을 통하여 새도우마스크에 전달되는 것을 저감시킬 수 있으며, 이에 따라 화면 떨림 즉, 하울링(Howling) 특성을 개선할 수 있다.

Description

음극선관의 프레임 및 그 제작 방법 {Method manufacturing frame of CRT}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간 가공된 열연판재를 냉간가공하고, 이 냉간가공된 냉간판재를 압연방향에 대하여 프레임의 폭방향이 되도록 냉간판재를 절단하여 메인프레임을 형성함으로, 메인프레임의 변형을 방지하기 위한 음극선관의 프레임 및 제작 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 음극선관을 보인 단면도이고, 도 2는 종래 음극선관의 새도우마스크 조립체가 패널에 고정된 상태를 보인 도면이며, 도 3a 내지 도 3c는 종래 음극선관의 구조 및 새도우마스크의 슬롯 구조를 보인 도면이다. 도 4는 종래 음극선관의 프레임 제작 공정을 보인 블록도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 음극선관은 내면에 형광체(10a)가 도포된 패널(10)과, 상기 패널(10)의 내측에 설치되는 새도우마스크 조립체(20)와, 패널(10)의 후방에 결합되는 펀넬(12)과, 펀넬(12)의 후방에 봉입되는 전자총과, 펀넬(12)의 후방 외주에 결합되어 전자총에 방사되는 전자빔을 수평 또는 수직으로 편향시키기 위한 편향요크(14)를 포함하고 있다.

그리고, 펀넬(12)의 후방에는 전자빔이 패널(10) 내면에 도포된 소정의 형광체(10a)를 타격하도록 그 진행 방향을 수정해주는 2,4,6극의 마그네트(16)가 마련되어 색순도의 불량을 방지해 준다. 그리고, 패널(10)의 스커트부(10b) 외주에는 패널(10)과 펀넬(12)이 고 진공으로 결합되기 때문에, 외부의 충격에 의해 쉽게 폭죽이 일어날 수 있으므로 이를 방지하기 위한 보강밴드(17)가 설치된다.

상기 새도우마스크 조립체(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 패널(10) 내측의 스커트부(10b)에 고정되는 것으로, 패널(10)의 형광체(10a)와 일정간격으로 이격 설치되는 새도우마스크(21)와, 새도우마스크(21)가 인장 고정되는 프레임(22)과, 상기 프레임(22)의 외측에 고정되어 패널(10)의 스터드 핀(10c)에 고정되는 스프링(23)을 포함하고 있다.

여기서, 음극선관은 각 구성 및 각 부위에는, 그 구동에 따른 특정 조건이 요구되며, 특히 전자총으로부터 방사된 전자빔은 도 3에 도시된 바와 같이, 전자총 위치 관계와 패널(10) 후면에 형성되는 형광체(10a)까지의 거리 관계 및 편향 관계에 의해 패널(10) 중심과 주변부 사이에는 그루핑 레이트(grouping rate)의 편차가 심화된다.

이러한 그루핑 레이트를 하기의 [식1]로 표현할 수 있다.

[식 1]

그루핑 레이트(beam brouping rate) = (3 ×S ×Q) / (Pitch ×L)

Grouping rate : 세 개의 전자빔 간격 (빔배열)

S : 편향요크 성분(전자빔의 편향 중심점에서 적색과 녹색간의 거리 또는 청색과 녹색간의 거리)

Q : 새도우마스크 슬롯에서 패널 내면의 형광체 까지의 거리

Pitch : 새도우마스크 슬롯 중심에서 슬롯중심까지의 거리

L : 편향요크의 전자빔 편항중심에서 판넬 내면까지의 거리

여기에서, 새도우마스크(21)와 패널(10) 내면까지의 거리가 크거나 작으면 전자빔 배열이 언밸런스하여 색순도에 악영향을 초래하게 된다.

또한, 전자총에서 방사되는 전자가 새도우마스크(21)에 부딪혀 열에너지로 변하여 새도우마스크(21) 팽창시키는 도우밍 현상을 일으킨다. 또한 프레임(22)이 열팽창하여 새도우마스크(21)서 하나의 전자빔이 통과하는 슬롯(slot)의 위치를 이동시킨다. 그리고, 음극선관 외부에서 전달되는 진동이나 충격에 의해 패널(10)에 부착된 스터드 핀(10c)을 통하여 프레임(22)으로 전달되어 떨림현상을 유발시키고, 이러한 떨림이 새도우마스크(21)로 전달되어 화면 떨림 즉, 하울링(Howling) 현상을 발생시킨다.

이와 같이, 새도우마스크(21)를 고정하는 프레임(22)은 매우 중요한 역할을 하게 되는데, 이러한 프레임의 구조와 프레임의 원자재가 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다.

이러한 프레임(22)은 도 4a와 같이, 새도우마스크(21)가 패널(10)의 장축방향으로 인장 고정되는 한 쌍의 메인프레임(22a)과, 상기 메인프레임(22a)의 양단에 고정되는 서브프레임(22b)을 포함한다. 그리고, 상기 메인 프레임(22a)은 그 단면이 대략 "L"자 형상으로 된 열연판재로 형성되고, 상기 서브프레임(22b)은 사각 형상으로 된 사각봉재로 형성된다.

특히, 상기 새도우마스크(21)가 고정되는 메인프레임(22a)은, 도 4b에 도시된 바와 같이, 그 길이 방향이 원자재(30)의 압연 방향과 일치되도록 하여 절단하여 형성한다.

이와 같은 프레임(22)의 제작 과정을 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 메인프레임(22a)의 제작 과정을 보면, 열연판재 즉, 원자재(30)를 그 압연방향이 메인프레임(22a)의 길이방향이 되도록 블랭킹(blanking) 작업으로 일정한 길이로 절단하고(S01), 절단된 자재를 L자 형태로 벤딩한다(S02).

그리고, 서브프레임(22b)은, 먼저 사각봉재를 일정길이로 절단한 후(S03)에, 절단된 사각봉재를 예각부가 형성되도록 벤딩한다(S04).

상기와 같이, L자 벤딩되는 한 쌍의 메인프레임(22a)의 양단에 예각부가 형성되는 한 쌍의 서브프레임(22b)을 용접 고정(S05)함으로써 프레임(22)을 완성한다.

이렇게 프레임(22)이 완성되면, 프레임(22)의 장축방향에서 즉, 메인프레임(22a) 방향에서 압축한 후에, 메인프레임(22a)의 상단에 새도우마스크(21)의 가장자리를 용접 고정한다. 그런 다음, 새도우마스크(21)를 절단하고, 메인프레임(22a)에 가한 압축하중을 제거한다. 그러면, 새도우마스크(21)가 메인프레임(22a)에 인장된 상태로 고정되는 것이다.

상기와 같이, 새도우마스크(21)가 일축으로 텐션을 받도록 형성되는 프레임(22)에서 프레임(22)에 가해지는 압축이 새도우마스크(21)에 인가되는 인장력과 프레임(22)의 강도가 결정되는데, 이러한 프레임(22)의 강도와 새도우마스크(21)의 인장력이 음극선관의 특성 및 품질을 좌우하는 중요한 역할을 한다.

그리고, 프레임(22)에 가해지는 압축하중은 프레임(22)의 재료 강도 특성에 따라 그 크기가 좌우되는데, 이러한 압축하중은 프레임(22)의 메인프레임 원자재(30)의 항복강도를 넘지 않는 범위내에서만 프레임에 인가하는 것이 가능하기 때문에, 결국 이 압축하중은 메인프레임 원자재(30)의 항복강도에 따라 결정되는 것이다.

그러나, 종래 음극선관의 메인프레임(22a)은, 도 5와 같이, 일반적인 열연판재를 블랭킹하여 L자로 벤딩되어 형성되기 때문에, 메인프레임(22a)에 새도우마스크(21)를 부착하기 위하여, 도 6과 같이, 프레임(22)에 소정의 압축하중을 인가할 경우, 메인프레임(22a)은 하기의 [표1]과 같이, 그 중앙부에서 항복강도 이상의 응력이 발생되기 때문에 새도우마스크(21)에는 원하는 장력을 인가하지 못하는 문제점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 압축하중에 의해 발생되는 응력을 저감시키기 위해 메인프레임(22a)의 두께를 증가시킬 수 있으나, 이와 같이, 메인프레임(22a)의 두께를 두껍게 하면, 제작비용이 증가하고 프레임(22)의 진동특성이 악화되어 하울링(Howling)특성이 악화되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 열연판재를 냉간가공한 후에, 냉간가공된 원자재의 압연방향이 메인프레임의 폭방향이 되도록 블랭킹하여 메인프레임을 형성함으로써, 원자재의 높은 항복강도를 얻을 수 있고, 새도우마스크에 요구되는 장력이 인가되도록 한 음극선관의 프레임 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 음극선관을 보인 단면도,

도 2는 종래 음극선관의 새도우마스크 조립체가 패널에 고정된 상태를 보인 도면,

도 3a 내지 도 3c는 종래 음극선관의 구조 및 새도우마스크의 슬롯 구조를 보인 도면,

도 4는 종래 음극선관의 메인프레임과 메인프레임의 원자재를 보인 사시도,

도 5는 종래 음극선관의 프레임 제작 공정을 보인 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 음극선관의 프레임 제작 공정을 보인 블록도,

도 7은 본 발명에 따른 음극선관의 메인 프레임을 형성하는 원자재를 보인 도면,

도 8은 본 발명에 따른 음극선관의 프레임에 압축하중이 인가하는 상태를 보인 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 음극선관의 메인 프레임을 형성하는 원자재 강도시험 결과를 나타낸 그래프이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음극선관의 서포트 프레임은, 내면에 형광면이 형성되는 패널과; 상기 형광면과 일정간격으로 이격되어 설치되는 새도우마스크와; 상기 새도우마스크가 인장 고정되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정되는 서브프레임을 가지는 서포트프레임과; 상기 패널에 고정되는 펀넬을 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 메인 프레임은 그 폭방향이 메인프레임의 원자재의 압력방향과 일치되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음극선관의 서포트프레임의 제조방법은, 메인 프레임의 원자재인 열연판재를 냉간가공시키는 단계와, 냉간가공된 원자재의 강도를 테스트하는 단계와, 강도테스트의 결과에 따라 원자재를 블랭킹 가공하기 위한 블랭킹방향을 결정하는 단계와, 냉간가공된 냉연판재를 메인프레임의 길이로 블랭킹(blanking)하는 단계와, 이렇게 절단된 자재를 L자로 벤딩하여 메인프레임을 제작하는 제1과정과, 사각봉재를 일정길이로 절단하고, 절단된 사각봉재를 예각부가 형성되도록 벤딩하여 서브프레임을 제작하는 제2과정과, 상기 메인프레임에 서브프레임을 용접하는 제3과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 음극선관의 프레임 제작 방법의 구성 및 작용을 보다상세하게 설명하기로 한다.

도 6은 일반적인 음극선관의 프레임에 압축하중이 인가되는 상태를 보인 사시도이고, 도 7은 본 발명에 음극선관의 프레임 제작 과정을 보인 블록도이다. 그리고, 도 8은 본 발명에 따른 음극선관의 메인프레임과 그의 원자재를 보인 사시도며, 도 9는 프레임에 압축하중이 인가되는 상태를 종래와 본 발명을 비교하여 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선관은 내면에 형광면이 형성되는 패널과, 상기 형광면과 일정간격으로 이격되어 설치되는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크가 인장 고정되는 서포트 프레임과, 상기 패널의 후방에 고정되는 펀넬을 포함하고 있다.

상기 서포트 프레임은, 패널의 가장자리에 형성되는 스커트부에 고정되는 것으로, 새도우마스크가 인장 고정되는 한 쌍의 메인프레임과, 상기 메인프레임의 양단에 고정되는 서브프레임으로 이루어진다.

상기 메인프레임은, 원자재인 열연판재를 냉연가공하고, 강도 테스트를 수행한 후에, 강도가 높은 방향으로 블랭킹 가공을 결정하여 블랭킹 가공한다. 그런다음, 블랭킹 가공된 자재를 L자 벤딩하여 메인프레임을 완성하는 것이다.

한편, 메인프레임을 블랭킹 가공으로 형성할 때, 원자재의 압연방향이 메인프레임의 폭방향이 될 수 있도록 원자재를 블랭킹하여 메인프레임을 형성하는 것이다.

여기에서, 상기 메인 프레임의 제조 방법을 도 7을 참조하여 간략하게 살펴보기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 서포트 프레임의 제조방법은, 메인 프레임의 원자재인 열연판재를 냉간가공시키는 단계와, 냉간가공된 원자재의 강도를 테스트하는 단계와, 강도테스트의 결과에 따라 원자재를 블랭킹 가공하기 위한 블랭킹방향을 결정하는 단계와, 냉간가공된 냉연판재를 메인프레임의 길이로 블랭킹(blanking)하는 단계와, 이렇게 절단된 자재를 L자로 벤딩하는 단계를 포함한다.

한편, 상기 서브프레임의 제작방법은 종래의 방법과 동일함으로 여기에서는 생략하기로 한다.

그리고 메인프레임은 상기와 같이 제작되는 메인프레임의 양단에 서브프레임을 용접 고정함으로써 완성하는 것이다.

여기에서, 상기 원자재의 강도 시험은 먼저, 원자재의 압연방향이 도 8과 같이 그 길이방향과 같을 경우에, 이 압연방향과 메인프레임의 길이 방향이 일치되도록 하여 항복테스트를 시험한 후에, 또 도 8에 도시된 압연방향과 메인프레임의 폭이 방향이 일치되도록 하여 항복테스트를 수행한다. 그리고, 원자재의 압연방향이 원자재의 폭방향과 같을 경우에도 상기와 같은 방법으로 원자재의 강도테스트를 실시한다.

이렇게 원자재의 강도테스트가 완료되면, 강도테스트의 실험데이터를 기초로 하여 원자재의 블랭킹 가공 방향을 결정하게 된다.

한편, 메인프레임의 원자재 강도테스트는 원자재의 압연방향과 메인프레임의강도와 매우 깊은 관련을 가지고 있는데, 원자재의 압연방향과 메인프레임의 길이방향과 같은 경우와, 원자재의 압연방향과 메인프레임의 폭방향과 같은 경우를 도 6과 같이 프레임의 메인프레임 방향에서 압축하중을 인가하고, 메인프레임의 중앙부 3방향에서 발생되는 응력크기를 측정하여, 원자재의 압연방향과 메인프레임의 폭방향과 동일할 경우의 항복강도의 평균값을 100% 라고 하였을 때, 이의 관계는 하기의 [표 1]과 도 9에 나타난 바와 같다.

[표 1]

	원자재의 압연방향과 메인프레임의 길이 방향과 동일한 경우	원자재의 압연방향과 메인프레임의 폭방향과 동일한 경우
NO	인장강도	항복강도	인장강도	항복강도
	(가)	(나)	(다)	(라)
σ1	87.83 %	71.51 %	104.49 %	100.90 %
σ2	87.50 %	74.06 %	104.75 %	99.21 %
σ3	85.04 %	74.06 %	104.69 %	99.90 %
평균	86.79 %	74.33 %	104.64 %	100.00 %

즉, 상기한 표와 같이, 원자재의 압연방향에 따라 원자재의 강도 차이가 발생됨으로, 메인 프레임을 형성하기 위하여 블랭킹 가공할 때, 원자재의 압연방향과 메인 프레임의 길이방향과 동일한 경우 즉, 종래보다 원자재의 압연방향과 메인프레임의 폭방향과 동일한 경우 즉, 본 발명의 경우가 원자재의 강도를 약 26% 정도 더 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 메인프레임의 원자재를 냉간가공하고, 원자재의 압연방향과 메인프레임의 폭방향을 일치시켜 블랭킹하고 벤딩하여 메인프레임을 형성함으로써, 동일한 두께의 자재에서도 보다 높은 항복강도를얻을 수 있고, 이에 따라 프레임에 보다 높은 압축하중을 인가함과 동시에 메인프레임에 부착되는 새도우마스크에 요구되는 인장력을 부여할 수 있다.

또한, 새도우마스크에 요구되는 인장력이 작용함에 따라 외부의 진동이나 충격이 프레임을 통하여 새도우마스크에 전달되는 것을 저감시킬 수 있으며, 이에 따라 화면 떨림 즉, 하울링(Howling) 특성을 개선할 수 있다.

Claims (3)

1. 내면에 형광면이 형성되는 패널과; 상기 형광면과 일정간격으로 이격되어 설치되는 새도우마스크와; 상기 새도우마스크가 인장 고정되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 고정되는 서브프레임을 가지는 서포트프레임과; 상기 패널에 고정되는 펀넬을 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 메인 프레임은 그 폭방향이 메인프레임의 원자재의 압력방향과 일치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 서포트프레임.
2. 메인 프레임의 원자재인 열연판재를 냉간가공시키는 단계와, 냉간가공된 냉연판재를 메인프레임의 길이로 블랭킹(blanking)하는 단계와, 이렇게 절단된 자재를 L자로 벤딩하여 메인프레임을 제작하는 제1과정과,

   사각봉재를 일정길이로 절단하고, 절단된 사각봉재를 예각부가 형성되도록 벤딩하여 서브프레임을 제작하는 제2과정과,

   상기 메인프레임에 상기 서브프레임을 용접하는 제3과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 프레임 제작 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 블랭킹 가공 방향은 상기 원자재의 압연방향이 메인프레임의 폭방향과 일치되도록 된 것을 특징으로 하는 음극선관의 프레임 제작 방법.