KR20030067091A - Mask Assembly of CRT - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 색선별 전극인 새도우 마스크가 고정되어지는 프레임의 강성을 높이고 그에 따르는 무게의 증가를 최소로 하기위한 프레임 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a color cathode ray tube, and more particularly, to a frame structure for increasing the rigidity of a frame to which a shadow mask, which is a color screening electrode, is fixed, and minimizing an increase in weight thereof.
도 1을 참조하여 일반적인 칼라 음극선관의 구성을 한 예로서 살펴보기로 한다.Referring to Figure 1 will be described the configuration of a general color cathode ray tube as an example.
일반적인 칼라 음극선관은 내측면에 형광면(4)이 형성되어 있는 패널(1)과, 상기 패널(1)의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬(2)과, 상기 펀넬(2)의 후방측으로 연장 형성되어진 네크부에 장착되어 전자빔(6)이 정확히 소정의 형광체를 타격하도록 그 진행 궤도를 수정해 주는 2,4,6극의 마그네트(10)와, 네크부 내에 내장되어진 전자총에서 방사된 전자빔(6)을 스크린 전역에 조사하기 위한 편향요크(5)와, 상기 패널(1)의 내측에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 수행하는 색선별전극인 새도우 마스크(3)와, 상기 새도우 마스크(3)에 인장력을 부가하고 패널(1) 내측면과 일정간격을 유지하도록 지지하는 프레임(7)과, 상기 프레임(7)을 패널(1) 내측면에 형성된 스터드핀에 고정시키는 스프링(8)으로 구성되었다.A common color cathode ray tube includes a panel 1 having a fluorescent surface 4 formed on its inner side, a funnel 2 fused using frit glass to the rear of the panel 1, and a rear of the funnel 2. 2, 4, 6-pole magnet 10 mounted on the neck portion extending to the side to correct the traveling trajectory so that the electron beam 6 strikes a predetermined phosphor and radiated from the electron gun embedded in the neck portion. A deflection yoke 5 for irradiating the electron beam 6 over the entire screen, a shadow mask 3 which is coupled to the inside of the panel 1 to perform a color discrimination function of the electron beam, and the shadow mask Frame 7 for applying tensile force to (3) and maintaining a constant distance from the inner surface of panel 1, and a spring 8 for fixing the frame 7 to stud pins formed on the inner surface of panel 1. ).
도면중 미설명 부호 11은 보강밴드를 나타낸다.In the figure, reference numeral 11 denotes a reinforcing band.
이러한 구성을 이루는 칼라 음극선관에 있어서 색선별 전극인 새도우 마스크(3)는 박막(약 0.1∼0.2mm)의 금속판으로 이루어져 있으며 수직 방향등으로 연장 형성된 슬롯 형상의 전자빔 투과공인 어퍼춰그릴이 다수 배열되어 있는 구조로 되어있으며, 그 수직방향(장변)의 양측 가장자리부가 프레임(7)에 의해 인장력을 받아 스트레칭(Stretching)되어 프레임(7)의 양측 메인프레임(7a)에 용접 고정되어있다.In the color cathode ray tube having such a configuration, the shadow mask 3, which is a color-selective electrode, is made of a metal plate of a thin film (about 0.1 to 0.2 mm), and a plurality of aperture grills, which are slot-shaped electron beam transmission holes, are formed extending in a vertical direction. The two edges in the vertical direction (long side) are stretched under tension by the frame 7 and welded to both main frames 7a of the frame 7.
상기 프레임(7)은 크게 수직방향으로 두 장변을 이루며 단면이 "L"자 형상의 메인프레임(7a)과, 수평방향으로 두 단변을 이루고 메인프레임(7a)의 양단부에 용접되어 지지하는 서브프레임(7b)으로 구성된다. 서브프레임(7b)은 메인프레임(7a)을 지지하는 역할과 더불어 메인프레임(7a)을 수직방향의 외측방향으로 팽창하는 팽창력을 인가시키는 역할을 수행하며, 이에 따라 메인프레임(7a)이 상기 외측방향으로 팽창할 때 용접고정된 새도우 마스크(3)가 스트레칭되어 인장력을 받게 된다.The frame 7 has two long sides in a substantially vertical direction and has a "L" shaped main frame 7a in cross section, and a subframe forming two short sides in a horizontal direction and welded to both ends of the main frame 7a. It consists of (7b). The subframe 7b serves to support the mainframe 7a and to apply an inflation force for expanding the mainframe 7a in the outward direction in the vertical direction, so that the mainframe 7a is in the outer side. When expanding in the direction, the welded shadow mask 3 is stretched and subjected to tension.
한편, 종래기술에 있어서 새도우 마스크(3)에 인장력을 가하는 방법으로는 X,Y 두축을 인장하는 방법과 X축이나 Y축만을 인장하는 방법, 즉 한축만 인장하는 방법이 있다.On the other hand, in the prior art, as a method of applying a tensile force to the shadow mask (3), there is a method of stretching the X, Y two axes and a method of pulling only the X-axis or Y-axis, that is, a method of stretching only one axis.
상기의 두 가지 방법에 있어서 주로 대형의 칼라 음극선관을 만드는데 주로 이용하는 한축만을 인장하는 방법을 언급하면, 새도우마스크 기구체는 새도우마스크(3)와 새도우마스크(3)를 지지하는 지지체인 프레임(7)으로 분리할 수 있다. 새도우마스크(3)에 인장력을 가하는 방법으로 새도우마스크(3)를 직접 인장하지 않고 프레임(7)을 압축하고 압축되어 있는 프레임(7)에 새도우마스크(3)를 용접해서 고정한 후 프레임(7)에 가해진 하중을 제거하여 새도우마스크를 인장하는 방법을 사용한다.In the above two methods, referring to a method of tensioning only one axis mainly used to make a large-scale color cathode ray tube, the shadow mask mechanism is a frame (7) which is a support for supporting the shadow mask (3) and the shadow mask (3). Can be separated. By applying tension to the shadow mask 3, the frame 7 is compressed without directly tensioning the shadow mask 3, and the shadow mask 3 is welded and fixed to the compressed frame 7 and then frame 7 The shadow mask is tensioned by removing the load applied to it.
상기의 방법은 프레임(7)에 가해진 하중에 의해 변형된 지지체가 원래의 형상으로 복원하려는 탄성력에 의해서 새도우마스크(3)에 인장력을 가하는 방법으로 새도우마스크(3)에 100%라는 인장력을 주기 위해서는 프레임(7)에는 200%의 하중을 가하여 새도우마스크(3)에는 인장력, 프레임(7)에는 탄성력이 힘의 평형에 의해 서로 100%씩 가해지게 된다. 이러한 방법에서 프레임에 하중을 가할때, 프레임 전체의 항복강도를 고려하여 하중을 결정한다. 그리고 상기와 같이 가해진 하중은 새도우 마스크의 고유 진동수를 결정하여 외부에서 음극선관에 충격이나 진동이 가해졌을 경우 그 외부 요인에 대하여 응답 즉, 진동하는 특성을 결정하게 된다. 새도우 마스크의 고유 진동수가 높으면 외부에 가해진 요인 즉, 충격이나 진동에 대하여 가장 진폭이 크게 진동하는 주파수가 상승하게 되고, 주파수가 높으면 낮은 주파수에서 진동하는 것보다 상대적으로 작은 진폭으로 움직이게 되어 품질에 작은 영향을 주게 됨으로 인해 유리하게 된다.In the above method, the support deformed by the load applied to the frame 7 is applied to the shadow mask 3 by the elastic force to restore to its original shape. 200% of the load is applied to the frame 7, and the tensile force is applied to the shadow mask 3, and the elastic force is applied to the frame 7 by 100% by balance of the forces. In this way, when the frame is loaded, the load is determined by considering the yield strength of the entire frame. The load applied as described above determines the natural frequency of the shadow mask to determine the response, i.e., the vibration characteristic, to the external factors when an impact or vibration is applied to the cathode ray tube from the outside. The higher the natural frequency of the shadow mask, the higher the frequency of the most vibrating vibration in response to external factors, such as shock or vibration, and the higher the frequency, the smaller the quality of the movement. It is advantageous because of its effect.
한편, 새도우 마스크(3)를 가압한 후 이를 프레임(7)에 용접하고, 이후에 가압한 프레임에 하중을 제거하는 방법을 사용하는 인장형 새도우 마스크(3)를 채용한 칼라 음극선관에서는 품질 특성중 가장 중요한 특성중의 하나인 하울링 즉, 외부에서 가해진 충격에 의해 새도우 마스크가 진동하여 전자총에서 방출된 전자빔이 올바른 스크린의 위치를 타격하지 못하고 색 어긋남이 발생하는 현상을 방지하고자 하는 목적으로 새도우마스크를 최대한 인장시키고자 새도우 마스크에 가압하중을 증가시키는 방법을 사용하였다. 그러나 이러한 방법은 프레임 고유의 항복응력으로 인하여 어느 정도 일정 한계이상에서는 소성 변형을 일으켜 새도우 마스크에 더이상 인장력을 가하지 못한다. 그러므로 새도우 마스크에 인장력을 더 가하기 위해서는 프레임의 두께를 두껍게 하거나 부피를 더 크게해야 한다.On the other hand, in the color cathode ray tube employing the tension-type shadow mask (3) using the method of pressing the shadow mask (3) and welding it to the frame (7), and then removing the load on the pressed frame. One of the most important characteristics among them is howling, that is, the shadow mask is vibrated by an external impact, and the shadow mask is intended to prevent the electron beam emitted from the electron gun from hitting the correct screen position and color shift. In order to maximize the tension of the shadow mask was used to increase the pressure load. However, this method causes plastic deformation above a certain limit due to the inherent yield stress of the frame, so that the tension can no longer be applied to the shadow mask. Therefore, in order to apply more tension to the shadow mask, the thickness of the frame should be thicker or larger.
그러나, 이러한 방법으로 프레임을 구성하게 되면, 프레임의 무게가 과도하게 무겁게 되어 음극선관의 무게를 전체적으로 증가시키고, 새도우 마스크와 프레임의 조립체가 너무 무겁게 되어 조립체와 패널과의 연결체인 스프링의 강성 또한 높아져야 하는 문제점을 발생시키게 된다.However, when the frame is constructed in this way, the weight of the frame becomes excessively heavy to increase the weight of the cathode ray tube as a whole, and the assembly of the shadow mask and the frame becomes too heavy to increase the rigidity of the spring, which is the connection between the assembly and the panel. Will cause problems.
또한, 스프링의 강성을 높이기 위하여 두께를 두껍게 하거나 부피를 늘리면 그 자체로 무게 증가의 원인이 되고, 전면 패널에 새도우 마스크를 삽입하기 위하여 스프링을 굽혀서 삽입하게 되면, 마스크 지지체인 프레임에 무리하게 하중을 가하게 되며, 패널에도 무리하게 하중을 가하게 된다.In addition, increasing the thickness or increasing the volume in order to increase the rigidity of the spring itself causes an increase in weight, and when the spring is bent and inserted to insert the shadow mask on the front panel, the load is excessively applied to the frame that is the mask support. It is applied to the panel, and the panel is excessively loaded.
그리고, 음극선관의 무게가 무거워 지면 자체적으로 음극선관이 충격에 약해지고, 음극선관 이송시 설비에 무리하게 하중을 가하게 되는 문제점이 발생된다.In addition, when the weight of the cathode ray tube becomes heavy, the cathode ray tube itself becomes weak to shock, and a problem arises in that the cathode ray tube is excessively loaded on the equipment during transport.
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 새도우 마스크에 인장력을 가하는 프레임의 강성을 증가시킬 수 있는 방법을 제시하여 마스크에 가해지는 인장력을 무게의 증가 없이 커지게 할 수 있고, 동일한 인장력에서는 마스크 프레임의 무게를 효과적으로 줄일 수 있도록 하는데 목적이 있다.The present invention is proposed to solve the above problems in the prior art, by presenting a method that can increase the rigidity of the frame to apply the tension to the shadow mask to increase the tensile force applied to the mask without increasing the weight In addition, the same tensile force is intended to effectively reduce the weight of the mask frame.
도 1은 일반적인 평면형 칼라 음극선관의 내부절개 구성도.1 is an internal cut-away configuration of a typical flat color cathode ray tube.
도 2는 인장형 새도우 마스크가 고정되어진 프레임의 일부 구조도.2 is a partial structural view of a frame to which a tension shadow mask is fixed.
도 3은 프레임에 압축력을 가한 이후 프레임에 작용하는 응력 분포도.3 is a stress distribution diagram acting on the frame after applying a compressive force to the frame.
도 4는 프레임에 압축력 작용시 서브프레임의 응력분포 상세도.Figure 4 is a detailed view of the stress distribution of the subframe when the compressive force acts on the frame.
도 5는 상기 서브프레임의 일정부피를 절개한 이후의 응력분포 상세도.Figure 5 is a detailed view of the stress distribution after cutting a certain volume of the subframe.
도 6은 서브프레임의 코너측을 여러가지 형태로 절개시킨 상태의 실시 단면도.Fig. 6 is a cross sectional view of a state in which a corner side of a subframe is cut in various forms;
도 7은 서브 프레임의 코너측을 여러가지 크기별로 절개시킨 상태의 실시 단면도.7 is a cross-sectional view of a state in which a corner side of a subframe is cut according to various sizes.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
3 : 새도우 마스크7 : 프레임3: shadow mask 7: frame
7a : 메인프레임7b : 서브프레임7a: mainframe 7b: subframe
상기 목적은, 메인프레임과 서브프레임에 의해 사각형상의 틀을 이루는 프레임이 장착되어지며, 상기 프레임의 각 메인프레임에는 전자빔이 투과되도록 슬롯이 다수 형성된 새도우 마스크가 양단에 용접 고정되어진 통상의 칼라 음극선관에 있어서: 상기 프레임의 서브프레임은, 관성축을 중심으로 단면상의 대각방향의 코너측에 절개부를 형성시킴으로서 이룰 수 있게된다.The object is a conventional color cathode ray tube, in which a frame forming a rectangular frame is mounted by a main frame and a subframe, and shadow masks formed with a plurality of slots are welded to both ends of each frame to transmit electron beams. In: The subframe of the frame can be made by forming a cutout at a corner side in the diagonal direction on the cross section about an inertial axis.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 새도우 마스크에 인장력을 가하는 방법을 살펴보면, 첫째로 두께를 가지고 전자빔의 투과공이 형성되어 있는 새도우 마스크에 직접적인 하중을 가하여 목표값까지 인장시키는 방법과, 둘째로 새도우 마스크의 지지체인 프레임을 먼저 압축하고 압축된 프레임의 일정 부분에 새도우 마스크를 용접한 후 프레임의 압축력을 제거하여 프레임의 압축력에 대한 새도우 마스크 인장력의 평형으로 인하여 새도우 마스크를 인장시키게 된다.First, a method of applying a tensile force to the shadow mask, first, a method of applying a direct load to the shadow mask having a thickness and the transmission hole of the electron beam is tensioned to the target value, and secondly compressing the frame that is the support of the shadow mask first After the shadow mask is welded to a predetermined portion of the compressed frame, the shadow mask is tensioned due to the balance of the shadow mask tension force against the compressive force of the frame by removing the compression force of the frame.
본 실시예에서는 상기 방법중 두번째 언급된 프레임의 압축력을 이용한 새도우 마스크의 인장에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.In this embodiment, the tension of the shadow mask using the compression force of the frame mentioned in the second method will be described in detail.
즉, 새도우 마스크에 인장력을 가하기 위하여 새도우 마스크와 프레임을 서로 고정시킬때 Y축 방향, 즉 새도우 마스크의 상하를 용접 고정한다. 그 이유는 새도우 마스크에 형성되어 있는 전자빔 투과공의 형상이 국부적으로 응력집중이 심한 슬롯형상이므로 X, Y 양방향으로 인장하지 않고 Y방향으로만 인장하여 용접 고정하기 때문이다.That is, when the shadow mask and the frame are fixed to each other in order to apply tension to the shadow mask, the Y-axis direction, that is, the upper and lower portions of the shadow mask are welded and fixed. The reason for this is because the shape of the electron beam transmission hole formed in the shadow mask is slot-shaped with a high local concentration of stress, so that it is fixed by welding only in the Y direction instead of stretching in both X and Y directions.
일반적인 프레임(7)은 새도우 마스크와 용접 고정되는 메인프레임(7a)과, 프레임에 가해지는 압축력을 받는 서브프레임(7b)으로 이루어져 있음을 종래 기술에서 나타낸 바 있는데, 새도우 마스크를 인장하기 위하여 프레임에 압축력을 가하면 압축력의 대부분은 서브프레임에서 받게되고 압축력에 대한 변형은 상대적으로 강성이 약한 메인프레임에서 일으키게 된다.The general frame (7) has been shown in the prior art that the main frame (7a) is welded and fixed to the shadow mask, and the subframe (7b) is subjected to a compressive force applied to the frame, to the frame to tension the shadow mask When compressing force is applied, most of the compressive force is received in the subframe, and deformation of the compressive force is generated in the relatively weak mainframe.
즉, 프레임의 형상은 도 2에 도시된 바와같이 메인프레임(7a)은 판재를 굽혀서 제작하고, 서브프레임(7b)은 사각형태의 봉을 사용한다. 그 이유는 메인프레임은 압축력이 가해지면 먼저 서브프레임이 변형을 하고, 압축력에 대하여 회복하고자 하는 탄성력은 서브프레임이 수용하도록 구성되어있기 때문이다. 그러므로 프레임에 가해지는 하중이 커지면 커질수록 메인프레임보다는 서브프레임이 항복하게 되고, 서브프레임에서 소성변형을 일으키게 된다.That is, as shown in FIG. 2, the shape of the frame is manufactured by bending a plate, and the subframe 7b uses a rectangular bar. The reason is that the mainframe is configured to deform the subframe first when the compressive force is applied, and the elastic force to recover from the compressive force is configured to accommodate the subframe. Therefore, as the load on the frame increases, the subframe surrenders rather than the mainframe, and plastic deformation occurs in the subframe.
한편, 프레임의 설계시 서브프레임의 강도를 결정하는 폭과 길이를 무게감소를 위하여 함부로 줄일 수 없다. 그 이유는 구조강도 해석시 프레임에 압축하중이 가해진 상태에서 프레임이 받는 응력을 나타낸 도 3을 보면 "L"자 형상으로 가공된 메인프레임(7a)의 중간부분(B부분)은 응력이 적게 발생하고, 서브프레임의 접합부(A부분)와 가까와 질수록 높은 응력이 발생하며, 서브프레임에서는 전체적으로 프레임의 최대 응력에 가까운 응력이 발생함을 확인할 수 있다.On the other hand, the width and length that determine the strength of the subframe in the design of the frame can not be reduced for weight reduction. The reason for this is that in the structural strength analysis, when the compressive load is applied to the frame, FIG. 3 shows the stress of the frame. The middle part (part B) of the main frame 7a processed in the “L” shape is less generated. And, the closer to the junction (part A) of the subframe, the higher the stress occurs, and the subframe generally produces a stress close to the maximum stress of the frame.
그러나, 프레임의 전체 무게중 2/3이상을 서브프레임이 가지고 있으므로 서브프레임의 부피를 줄이는 것이 무게감소에 가장 효과적이라고 볼 수 있다. 그러므로 서브프레임의 응력분포를 검토하여 응력이 작게 발생하는 부분을 제거함으로서이러한 목적을 얻을 수 있게되는 것이다.However, since the subframe has more than two-thirds of the total weight of the frame, reducing the volume of the subframe is the most effective for weight reduction. Therefore, the purpose of this can be achieved by examining the stress distribution of the subframe and removing the portion where the stress is small.
도 3을 보면 메인프레임(7a)은 압축력의 크기에 따라 지속적인 변형을 하고, 서브프레임(7b)의 형상을 보면 속이 빈 사각형 형태의 관형상으로 구성되어 있으므로, 메인프레임이 많은 변형을 하면 서브프레임도 그에 따라 큰 변형력이 전달된다. 그러나 새도우 마스크를 용접 고정하는 프레임의 변형이 심하게 되면 기구적인 치수를 맞추는 것이 대단히 불리하게 되고, 미량의 응력 변화에 대하여 프레임의 변형이 심하게 발생하게 되면 프레임에 고정된 새도우 마스크도 심하게 변형됨으로 인하여 서브프레임은 과도한 변형을 하면 안되고, 압축력에 대해서 저항할 수 있는 탄성력을 가져야 한다.3, the main frame 7a is continuously deformed according to the size of the compressive force, and the shape of the subframe 7b is composed of a hollow rectangular tubular shape. Also, a large deformation force is transmitted accordingly. However, if the deformation of the frame for welding and fixing the shadow mask is severe, it is very disadvantageous to fit the mechanical dimensions. If the frame is severely deformed against a small amount of stress change, the shadow mask fixed to the frame is also severely deformed. The frame should not be excessively deformed and should have an elastic force that can withstand compression forces.
따라서, 본 발명에서는 이와같은 현상을 이용하여 프레임의 무게에서 가장 큰 비중을 차지하는 서브프레임의 일정면을 제거하여 절개부를 형성시킴으로서 전체적인 무게를 감소시키는 가운데, 서브프레임의 강도에는 큰 영향이 없는 영역을 설정하게 된다.Therefore, the present invention reduces the overall weight by forming a cutout by removing a certain surface of the subframe that occupies the largest portion of the weight of the frame by using such a phenomenon, while reducing the overall weight, and the area having no significant influence on the strength of the subframe. Will be set.
상기에서 설명된 원리를 이용하면 새도우 마스크가 고정되는 메인프레임 보다는 서브프레임의 부피를 줄임으로서 더욱 효과적인 무게절감의 효과를 볼 수 있게됨을 알 수 있다.By using the principle described above, it can be seen that the weight saving effect can be seen by reducing the volume of the subframe rather than the mainframe to which the shadow mask is fixed.
먼저, 상기에서 언급된 프레임의 변형 형상을 보면, 메인프레임을 프레임의 중앙부분으로 압축할 경우 메인프레임의 중앙부가 가장 큰 변형을 하고, 코너부에서는 서브프레임과 고정되어 있으므로 작은 변형을 하게된다. 이와 마찬가지로 서브프레임도 메인프레임에 의해 압축력을 받으므로 일정한 변형을 하게 되는데, 변형의 형상은 최초의 형상에서 바깥쪽으로 활 형상으로 변형하게 된다. 이러한 변형은 프레임을 하나의 물체로 보았을 때, 관성축을 중심으로 한 회전변형으로 볼 수 있다.First, in the above-described deformation shape of the frame, when the main frame is compressed into the center portion of the frame, the center portion of the main frame is the largest deformation, and the corner portion is fixed with the subframe, so that the small deformation. Similarly, the subframe also receives a compressive force by the mainframe, so that a certain deformation occurs, and the shape of the deformation is deformed into a bow shape outward from the original shape. This deformation can be seen as a rotational deformation about the axis of inertia when the frame is viewed as an object.
이러한 변형을 해석하기 위해선 2차 단면 관성모멘트의 정의를 이용한다. 또한, 서브프레임의 강도를 고려하지 않고 무게를 줄일 수 없으므로 서브프레임의 강도을 결정하는 방법으로 본 발명에서는 2차 단면 관성모멘트를 이용한다.To analyze these deformations, we use the definition of the second section moment of inertia. In addition, since the weight cannot be reduced without considering the strength of the subframe, the second cross-sectional moment of inertia is used in the present invention as a method of determining the strength of the subframe.
2차 단면 관성모멘트는 일정한 단면을 가진 물체가 관성축을 기준으로 회전할 때 발생하는 모멘트를 표시한 것으로, 일반적으로 관성 모멘트가 큰것이 강도가 높은 것으로 알려져 있고, 관성축과 면적을 가진 물체의 도심(면적의 중심; 본 발명에서는 서브프레임의 단면중심을 나타냄)이 멀리 떨어져 있을수록 2차 단면 관성모멘트는 높다.Secondary moment of inertia is the moment generated when an object with a constant cross section is rotated about the axis of inertia. In general, the larger the moment of inertia is known to be higher in strength. (The center of the area; the cross-sectional center of the subframe in the present invention) is farther away, and the second moment of inertia is higher.
메인프레임과 서브프레임으로 구성된 프레임의 하나의 단일 구조체로 보면, 메인프레임의 중심과 서브프레임의 중심을 이은 선의 중심에 도심이 있고, 본 발명에서 고려되는 서브프레임의 도심은 직사각형의 중심에 있는것은 자명하다.As a single structure of a frame composed of a mainframe and a subframe, the center of the main frame and the center of the line connecting the center of the subframe is the center of the center, the center of the subframe considered in the present invention is in the center of the rectangle Self-explanatory
또한, 위에서 언급된 도심을 지나는 축을 기준으로 각각의 부재가 변형을 일으키므로 인하여 회전운동의 중심이 되는 관성축이라고 할 수 있다. 서브프레임의 관성축은 직사각형의 면적중심이라 할 수 있다.In addition, it can be said that the inertial axis that is the center of the rotational movement due to the deformation of each member with respect to the axis passing through the center mentioned above. The inertial axis of the subframe may be referred to as the area center of the rectangle.
본 발명에서 가장 먼저 고려할 수 있는것은 상기에서 언급된 서브프레임의 도심을 관성축으로부터 이동시키는 것이 아니라, 압축력이 가해졌을때 응력의 분포를 고려하여 최소 응력이 걸리는 부분을 제거함으로서 무게를 줄일 수 있다.The first consideration in the present invention is that the weight of the subframe mentioned above is not moved from the inertia axis, but the weight can be reduced by eliminating the part that takes the minimum stress in consideration of the distribution of stress when a compressive force is applied. .
도 4에서 보는바와 같이 서브프레임에서 최대 응력발생영역(D)은 서브프레임의 도심 즉 관성축을 중심으로 대각선으로 대칭이고, 응력을 집중적으로 받는 부분을 제외한 일정부분(E)을 제거한 후 재해석한 후 결과를 도 5를 통해 살펴보면, 이전에 수행한 결과와 차이가 없으며 최대 응력의 값에도 영향이 없음을 F부분을 통해 확인할 수 있다. 도 4에서 C부위는 응력이 거의 발생하지 않는 영역 즉, 최소응력에 가까운 영역을 나타낸다.As shown in FIG. 4, the maximum stress generation region D in the subframe is diagonally symmetric about the center of the subframe, that is, the inertia axis, and is reinterpreted after removing a portion E except for the stress-intensive portion. After the results are shown in FIG. 5, it can be seen from the F part that there is no difference from the results performed previously and that there is no influence on the maximum stress value. In FIG. 4, part C represents an area where stress hardly occurs, that is, an area close to a minimum stress.
상기와 같은 점에서 출발한 본 발명은 프레임의 강도에 주는 영향은 최소로 하고, 프레임의 무게는 최대로 줄일 수 있도록 한다.Starting from the above point, the present invention can minimize the influence on the strength of the frame and reduce the weight of the frame to the maximum.
먼저, 2차 면적 관성모멘트를 계산하면 초기의 직사각형 형태에서 관성 모멘트 감소를 최소화하고, 무게를 최대로 줄일 수 있는 것을 계산하면 다음의 [표 1]과 같다. 이 결과에 따르면 일정 면적을 제거함에 따라 도심은 변하지만, 회전의 중심축인 관성축은 변하지 않는다. 그 이유는 메인프레임에 압축력을 가하는 압축점과 압축력의 합력이 바뀌지 않으면 그 회전의 중심인 관성축은 변하지 않기 때문이다. 그러므로 2차 단면 관성모멘트를 최대로 하면서 무게를 최소로 하는 것은 도심을 관성축과 최대한 멀리 위치시키면서 2차 단면 관성모멘트를 최소로 하는 것이므로 그 형상을 도출하면 된다.First, when the second area inertia moment is calculated, the inertia moment reduction is minimized in the initial rectangular shape, and the weight can be reduced to the maximum, as shown in Table 1 below. According to this result, the center of gravity changes as a certain area is removed, but the inertial axis, which is the central axis of rotation, does not change. The reason is that the inertia axis, which is the center of rotation, does not change unless the compression point and compressive force of the compressive force are applied to the mainframe. Therefore, minimizing the weight while maximizing the second section inertia moment minimizes the second section moment of inertia while positioning the center of the city as far as possible from the axis of inertia.
〔표 1〕Table 1
상기 표에서 종래는 도 6a 나타낸 바와같이 일반적인 강재중 19 ×20의 사각형각의 기본적인 면적이고 그 외의 실시예들은 여러가지 형태로 제거되었을 때를 나타낸 것으로서, 자세한 형상은 도 7에 자세하게 도시되어 있다. 관성축은 본 발명에 사용된 프레임의 가압점을 기준으로 한 것이다.In the above table, as shown in FIG. 6A, a basic area of a square angle of 19 × 20 in general steels and other embodiments are shown when removed in various forms, and detailed shapes are shown in detail in FIG. 7. The inertial axis is based on the pressing point of the frame used in the present invention.
따라서 2차 단면 관성모멘트는 관성축을 기준으로 계산한 결과이다.Therefore, the second section moment of inertia is calculated based on the axis of inertia.
그리고 실시예 1∼8 까지는 도 6b의 대각선 제거형상으로 종래에서 1mm씩 제거한 형태이다. 실시예 9의 경우는 대각선 비대칭 형상의 좌/우 비대칭 제거 형태이고, 실시예 10 및 실시예 11은 사각형 비대칭 제거형상이다.In addition, in Examples 1 to 8, the diagonal removal shape of FIG. 6B is conventionally removed by 1 mm. In the case of Example 9, the left and right asymmetric removal forms of the diagonal asymmetric shape, and Example 10 and Example 11 is a rectangular asymmetric removal shape.
상기에서 제거 형태로 보아 제거되는 부분의 형상이 사각형인 것은 무게 감소의 효과는 가장 크지만, 2차 단면 관성모멘트를 가장 크게 감소시킨다. 그러므로 사각형으로 제거하는 것은 강도 즉, 압축력을 프레임에 가했을때 프레임이 소성변형을 일으킬 수 있게된다.The shape of the portion to be removed in the form of a removal in the form of a rectangle is the largest reduction in weight, but the second moment of inertia is greatly reduced. Therefore, removing the rectangles causes the frame to plastically deform when strength, ie compressive force, is applied to the frame.
따라서, 일정 면적을 제거할 때는 대각선 모양으로 제거하고, 좌/우가 비대칭 모양으로 제거하게 되면 관성축으로 부터 도심이 먼쪽으로 이동하는 효과를 볼수 있으므로 2차 단면 관성모멘트를 증가시킬 수 있다. 그리고 비대칭으로 제거할 때는 프레임에서 내측면을 외측면보다 더 많이 제거하는 것이 유리하다.Therefore, when removing a certain area is removed in a diagonal shape, if the left / right asymmetrical shape is removed, the effect of moving the center of the city away from the inertial axis can increase the secondary cross-sectional moment of inertia. And when removing asymmetrically, it is advantageous to remove more of the inner side of the frame than the outer side.
그 이유는 프레임에 압축력을 가하게 되면 서브프레임은 관성축을 중심으로 외측으로 굽힘이 발생하는데, 이때 서브프레임의 외측면은 인장력을, 내측면은 압축력을 받게된다. 이때, 여기서 생기는 반력은 외측에 발생하는 인장력이 압축력 보다 더 크므로 이 부분을 보완하기 위하여 상기와 같은 방법을 채택하는 것이 유리하다.The reason is that when the compressive force is applied to the frame, the subframe is bent outwardly about the inertial axis, where the outer surface of the subframe receives a tensile force and the inner surface receives a compressive force. At this time, since the reaction force generated here is greater than the compressive force of the tensile force generated on the outside, it is advantageous to adopt the above method to compensate for this part.
그리고 실시예 9에 따라 제거되는 부분의 면적을 규정할 수 있다.And according to the ninth embodiment, the area of the part to be removed can be defined.
먼저, 대각선 비대칭으로 형성할 때 양쪽을 다 제거하지 않고 한쪽만 제거하는 것은 제거된 부분의 응력집중을 피할 수 없기 때문에 양쪽을 다 절개하여 제거해야 한다.First, when forming diagonally asymmetrical, removing only one side without removing both sides must be incised and removed because stress concentration of the removed portion cannot be avoided.
여기서 일정 부피를 제거하게 할때 2차 단면 관성모멘트가 사각형태의 70%이하가 되면 압축력을 프레임이 받을때 소성변형하게 되므로 70%이상으로 유지해야 한다. 그리고 무게를 줄이는 평가 기준으로 삼을 수 있는것은 단면적이다. 상기의 실시예별로 계산한 결과에 의하면 사각형 대비면적은 80% 이상이 되어야 한다.If the second section moment of inertia is less than 70% of the rectangular shape when the volume is removed, it should be maintained at 70% or more because the plastic deformation will occur when the frame receives the compressive force. And it is the cross-sectional area that can be used as an evaluation criteria for weight reduction. According to the results calculated for each embodiment, the area relative to the square should be 80% or more.
본 발명에 따른 무게의 절감은 제거하는 부피에 따라 모두 다르지만, 실시예 9의 경우와 같이 제거하면 최초 무게의 5% 내외의 무게절감이 가능하게 된다.The weight savings according to the present invention are all different depending on the volume to be removed, but when removed as in the case of Example 9, weight reduction of about 5% of the initial weight is possible.
또한, 제거되는 부분의 길이가 전체 길이의 12%이하, 상기 실시예 1에서 보는바와 같이 적으면 무게 감소의 효과가 없으며, 또한 제거되는 부분의 길이가 전체 길이의 80%를 넘으면 관성모멘트의 감소가 커져서 압축력에 대해 충분한 반력이발생하지 않아 소성변형을 일으키게 된다.In addition, if the length of the part to be removed is less than 12% of the total length, as shown in Example 1, there is no effect of weight reduction, and if the length of the part to be removed exceeds 80% of the total length, the moment of inertia is reduced. It becomes large enough that the reaction force against compressive force does not occur, causing plastic deformation.
그리고, 대각선으로 비대칭 형상으로 제거하게 되면 탄성부재의 X방향으로 가장 긴 곳의 길이와 가장 짧은곳의 길이 비가 60% 이상일 경우는 상기의 이유와 동일하게 소성변형이 발생하게 되므로 60% 이하로 설계해야 하고, 그 비가 가장 작은 곳은 5%이상으로 설계함이 바람직하다.And, if the diagonally asymmetrical shape is removed, if the ratio of the length of the longest part and the length of the shortest part in the X direction of the elastic member is 60% or more, plastic deformation will occur in the same way as the above reason, so it is designed to 60% or less. It is desirable to design at least 5% where the ratio is the smallest.
이상에서 살펴본 바와같은 본 발명은, 인장형 새도우 마스크를 채용한 음극선관에서 새도우 마스크에 인장력을 가하는 프레임이 새도우 마스크에 더욱 증가된 인장력을 가하기 위한 필수 불가결한 강성 증가를 위해 수반되는 무게와 부피 증가를 초기 형상보다 일정부분 감소할 수 있으며, 무게 감소에 따라 원가를 절감할 수 있고, 프레임 이송시 설비에 가해지는 과부하도 예방할 수 있는 효과를 나타내게 된다.As described above, in the cathode ray tube employing the tensile shadow mask, the weight exerting the weight and volume accompanying the frame for applying the tensile force to the shadow mask to increase the indispensable rigidity for applying the increased tensile force to the shadow mask is increased. It can be reduced to a certain portion than the initial shape, the cost can be reduced according to the weight reduction, and the effect of preventing the overload applied to the equipment during frame transfer.
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