JP2005197512A - 閃光放電ランプ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設され、各閃光放電ランプがパルス幅が10μsec以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、最外側ランプのそれぞれの外側に、アルミニウムよりなる金属板がランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、当該金属板は、その厚みが2mm以上のものであって、当該金属板の表面と最外側ランプのランプ中心軸との最近接距離が9〜21mmとなる状態とされている。
【選択図】 図2
Description
このような閃光放射装置においては、各閃光放電ランプが一斉に点灯された場合に、各閃光放電ランプには、他の閃光放電ランプに流れる放電電流によってローレンツ力が加わる結果、当該閃光放電ランプを移動させたり、破損させたりすることがあるので、例えば、隣接する閃光放電ランプ同士において流れる放電電流の向きが互いに逆向きになる状態で多数本の閃光放電ランプを配設し、これにより、隣接する閃光放電ランプ同士によって生起されるローレンツ力を相殺し、各閃光放電ランプに加わるローレンツ力を低減する技術が提案されている(特許文献1参照。)。
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、アルミニウムよりなる金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、 当該金属板は、その厚みが2mm以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が9〜21mmとなる状態とされていることを特徴とする。
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、
当該金属板は、下記(式1)で示されるアルミニウム等価厚みtが2mm以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が9〜21mmとなる状態とされていることを特徴とする。
図1は、本発明に係る閃光放電ランプ装置の一例における構成の概略を示す平面図、図2は、図1に示す閃光放電ランプ装置の、閃光放電ランプに直交する断面を示す部分断面図である。なお、図1においては、便宜上、ランプ支持部材および反射板を省略した状態で示してある。
この閃光放電ランプ装置においては、複数本例えば5本の棒状の閃光放電ランプ10が、各々のランプ中心軸Cが互いに平行に伸び、ランプ点灯時に、隣接する閃光放電ランプ10において放電電流の流れる方向が互いに逆向きとなるよう、配設されており、各々の閃光放電ランプ10は、両端部において、ランプ支持部材20によって各々のランプ中心軸Cが同一平面上に位置された状態で支持されている。
各閃光放電ランプ10の後方(閃光放電ランプ装置の光放射方向の反対側)には、反射板21が閃光放電ランプ10と同方向に伸びるよう設けられている。
発光管11を構成する材料としては、例えば石英ガラス、サファイア、アルミナ等を例示することができる。
各閃光放電ランプ10における発光管11の外表面には、両端が封止された、例えば石英ガラスよりなる直管状の誘電体部材16が、発光管11の外周面に接触した状態で発光管11と平行にその管軸方向に伸びるよう、両端が適宜の支持部材(図示せず)によって支持されて配設されており、誘電体部材16の内部空間には、線条のトリガー電極17が配設されている。トリガー電極17は、誘電体部材16の端部に埋設された金属箔を介して図示しないトリガ電圧印加用リード棒に接続されており、陰極12および陽極13の間に印加される電圧とは独立したトリガー電圧が印加される。
また、各閃光放電ランプ10における発光管11内には、例えばアルゴン、キセノン、クリプトン及びこれらの混合ガスが発光物質として適宜の量で封入されている。
そして、上記のランプ点灯条件の範囲において、例えばパルス幅が200μsecの点灯条件で閃光放電ランプを点灯させる場合について考えると、磁束の周波数fは2.5kHzであり、上記(式2)により、表皮深さδは1.7mm程度と算出される。
従って、パルス幅が200μsec以下の点灯条件に設定される場合には、上記(式2)によりパルス幅が短くなるに従って表皮深さδが小さくなるので、表皮深さδは1.7mm以下となる。一方、パルス幅が200μsecより大きい点灯条件で点灯される場合には、パルス幅が長くなるに従って表皮深さδは大きくなるので、点灯条件に応じてアルミニウムよりなる金属板30の厚みを適宜に設定すればよいことになる。
従って、アルミニウムよりなる金属板30の厚みdが2mm以上であれば、表皮深さδが確実に金属板30の厚みdより小さくなる状態を得ることができ、最外側閃光放電ランプ10A,10Bに生ずる磁界が金属板30を通り抜けることがなく、金属板30の内部においては、当該金属板30の内部に進入してきた磁界が打ち消されるよう、うず電流が生じるその結果、当該うず電流によって生じた磁界によって、ローレンツ力が最外側閃光放電ランプ10A,10Bに当該最外側閃光放電ランプ10A,10Bに隣接する閃光放電ランプ10によるローレンツ力と互いに逆方向に作用し、しかも、最外側閃光放電ランプ10A,10Bと金属板30,30の表面との最近接距離Lを特定の大きさに設定することにより、後述する実験例から明らかなように、金属板30,30による最外側閃光放電ランプ10A,10Bに対するローレンツ力の大きさが適正な大きさに調整される。最外側閃光放電ランプ10A,10Bと金属板30,30の表面との最近接距離Lが9mmより小さい場合および21mmより大きい場合には、いずれも、十分なローレンツ力低減効果を得ることができない。
従って、単に、金属板30,30を配置した構成のものであれば生ずる、最外側閃光放電ランプ10A,10Bの放電電流によって生ずる磁界が金属板30,30を通り抜けたり、あるいは、仮に隣接する閃光放電ランプ10によるローレンツ力と逆向きのローレンツ力が偶発的に生じたとしても、当該ローレンツ力の大きさが隣接する閃光放電ランプ10によるローレンツ力の大きさに対して十分な大きさあるいは適正な大きさでなかったりするなどの不具合が、上記構成の閃光放電ランプ装置によれば生ずることがなく、適正な大きさに調整されたローレンツ力を金属板30,30によって確実に発生させることができる。これにより、図3に示されているように、最外側閃光放電ランプ10Aの金属板30に対する鏡像の位置に、最外側閃光放電ランプ10Aと放電電流の向きが互いに異なる閃光放電ランプDが配置されている場合と実質的に同等の効果が得られ、最外側閃光放電ランプ10Aに作用する隣接する閃光放電ランプ10によるローレンツ力Fが金属板30によるローレンツ力F’によって低減され、これにより、当該最外側閃光放電ランプ10Aが移動したり、破損したりすることを確実に防止することができる。他方の最外側閃光放電ランプ10Bについても同様である。
以下に、金属板をアルミニウム以外の金属材料で構成する場合について説明する。
複合材料のアルミニウム等価厚みtは、下記(式3)により算出することができ、このアルミニウム等価厚みtが2mm以上となるよう各金属材料層の厚みが設定される。
〔閃光放電ランプ装置の作製〕
図4に示す構成に従って本発明に係る閃光放電ランプ装置を作製した。
この閃光放電ランプ装置は、30本の閃光放電ランプ(10)が、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプ(10)に流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなる状態で、配設されて構成されており、隣接する閃光放電ランプ(10)のランプ中心軸間の離間距離(R)は15.2mmである。
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプ(10A,10B)のそれぞれの外側には、アルミニウムよりなる金属板(30,30)が設けられており、この金属板はその先端側部分(同図において下端側部分)がランプ配置面と垂直な平面に対して外方に傾斜して伸びる形態を有する。
各閃光放電ランプ(10)は、いずれも、同一の構成を有するものとされており、発光管(11)は、外径が13mm、内径が10mm、全長が580mmの直管状のものであり、陰極(12)と陽極(13)との間の離間距離で示される発光長の大きさは500mmである。図4において、21は、アルミニウムよりなる反射板である。
評価は、金属板を具備していない構成の閃光放電ランプ装置における最外側閃光放電ランプに加わるローレンツ力の大きさを基準(100%)としたときのローレンツ力の相対値が50%以下である場合を「○」、50%より大きい場合を「△」、金属板によるローレンツ力低減効果がない場合、あるいは金属板によるローレンツ力が所期の方向と逆方向に作用する(逆効果)である場合を「×」とした。
最外側閃光放電ランプに加わるローレンツ力の測定は、閃光放電ランプの点灯時におけるランプ配置位置の変位量を測定することにより算出した。
・ランプ電流値;2.5kA
・パルス幅;200μsec
実験例1群において作製した閃光放電ランプ装置において、アルミニウムよりなる金属板を用いることに代えて、鉄よりなる金属板を用いたこと以外は同様の構成を有する閃光放電ランプ装置を作製し、実験例1群と同様にして、最外側閃光放電ランプに作用するローレンツ力を測定して評価を行った。結果を下記表2に示す。表2中の金属板の厚みの欄におけるかっこ内の数値は、アルミニウム等価厚みt〔mm〕を示す。
実験例1群において作製した閃光放電ランプ装置において、アルミニウムよりなる金属板を用いることに代えて、アルミニウムと銅とからなる複合材料よりなる金属板を用いたこと以外は同様の構成を有する閃光放電ランプ装置を作製し、実験例1群と同様にして、最外側閃光放電ランプに作用するローレンツ力を測定して評価を行った。結果を下記表3に示す。表3中の金属板の厚みの欄におけるかっこ内の数値は、アルミニウム等価厚みt〔mm〕を示す。
また、各閃光放電ランプを400μsecより大きく800μsecまでの範囲内のパルス幅で点灯させた場合には、金属板をその表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離Lが9〜21mmとなる状態で設けると共に、アルミニウムよりなる金属板の厚み、あるいは、アルミニウム以外の金属(鉄)あるいは複合材料(アルミニウムと銅)よりなる金属板のアルミニウム等価厚みを3mm以上となるよう設定することにより、所期のローレンツ力低減効果が確実に得られることが確認された。
さらに、各閃光放電ランプを800μsecより大きく3000μsecまでの範囲内のパルス幅で点灯させた場合には、金属板をその表面と最外側閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離Lが9〜21mmとなる状態で設けると共に、アルミニウムよりなる金属板の厚み、あるいは、アルミニウム以外の金属(鉄)あるいは複合材料(アルミニウムと銅)よりなる金属板のアルミニウム等価厚みを6mm以上となるよう設定することにより、所期のローレンツ力低減効果が確実に得られることが確認された。
10A、10B 最外側閃光放電ランプ
11 発光管
12 陰極
13 陽極
14,15 電極芯棒
16 誘電体部材
17 トリガー電極
20 ランプ支持部材
21 反射板
30 金属板
Claims (3)
- 複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設されてなり、各々の閃光放電ランプがパルス幅が10μsec以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、アルミニウムよりなる金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、 当該金属板は、その厚みが2mm以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が9〜21mmとなる状態とされていることを特徴とする閃光放電ランプ装置。 - 複数本の棒状の閃光放電ランプが、互いに平行に、かつ、隣接する閃光放電ランプに流れる放電電流の向きが互いに逆向きとなるよう、配設されてなり、各々の閃光放電ランプがパルス幅が10μsec以上の点灯条件で一斉に点灯される閃光放電ランプ装置において、
閃光放電ランプの配列方向における最外側に位置される閃光放電ランプのそれぞれの外側に、金属板が当該複数本の閃光放電ランプのランプ中心軸の各々を含むランプ配置平面と交差し、閃光放電ランプと同方向に伸びるよう設けられており、
当該金属板は、下記(式1)で示されるアルミニウム等価厚みtが2mm以上のものであって、当該金属板の表面と最外側に位置される閃光放電ランプのランプ中心軸との最近接距離が9〜21mmとなる状態とされていることを特徴とする閃光放電ランプ装置。
- 金属板が、2種以上の金属が重ね合わされてなる複合材料よりなることを特徴とする請求項2に記載の閃光放電ランプ装置。
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