JP2009205804A - 放電ランプ保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】放電ランプに対して加わる瞬間的な外力を緩衝することにより、放電ランプに装着された口金とランプホルダとの接続を安定な状態で維持することができる放電ランプ保持機構を提供する。
【解決手段】端部に有底筒状の口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを着脱することのできるよう保持する柱状のランプホルダ5とからなり、前記ランプホルダ5は、灯具側ホルダ部53と、その端部に前記ホルダ側本固定機構52が設けられた、当該灯具側ホルダ部53に対して独立に回転可能な状態で灯具側ホルダ部53に連結された口金側ホルダ部51と、前記灯具側ホルダ部53と前記口金側ホルダ部とに接続された弾性体と、前記灯具側ホルダ部53に対する前記口金側ホルダ部51の回転が所定範囲以内となるよう制御する回転制御機構とを備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に、ランプホルダへの取付け作業が困難である大型の放電ランプに対する放電ランプ保持機構に関する。

近年、半導体や液晶の露光、その他の微細加工の分野でフォトリソグラフィの光源としてショートアーク型放電ランプを用いた露光技術が利用されている。
フォトリソグラフィにおける光源は、フォトレジストが感度を有する波長３６５ｎｍ（ｉ線）の光を効率よく放射する放電ランプが適用され、また、液晶やプリント基板の露光では、波長３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの光を放射する放電ランプが適用される。放電ランプは発光物質として水銀が封入されるとともに、始動用ガスとしてアルゴン、キセノンなどの希ガスが封入される。

光源装置は、露光すべき面積が大きくなる一方で、処理時間(スループット)は短くなる傾向にあり、光源である放電ランプも、入力を増加させることで露光量を増加させる傾向にある。しかし、ランプ入力の増大はランプを物理的に大型化させることになり、反射ミラーへの固定作業が一段と煩雑化する。特に、ランプが大型化すると、寸法的にも重量的にも作業者への負担が増大することになる。

図２７は、このような放電ランプを使った光源装置であって、特許文献１に開示されているものを示す。
光源装置は、ランプハウス１００の中に、放電ランプ１０、反射ミラー２０およびランプホルダ５を備えて構成される。反射ミラー２０は凹面形状で、上側開口部２１を上部に向けて設置され、反射ミラー２０の下側開口部２２の下方にランプホルダ５が設置され、それはホルダ固定台３０に取り付けられている。反射ミラー２０の中に口金４が装着された放電ランプ１０が垂直方向に立てるように取り付けられる。放電ランプ１０を取り付けるには、反射ミラー２０の下側開口部２２からリード線１５を先に通し、その後、放電ランプ１０を挿入し、放電ランプ１０を反射ミラー２０の内部空間において片手で保持しつつ、もう一方の片手で反射ミラー２０の外側で、放電ランプ１０に装着された口金４に対してランプホルダ５をネジ止めする。

このような構造の場合、反射ミラー２０の下側開口部２２からリード線１５を通す際に、反射ミラー２０に傷をつける恐れがある。また、上記ネジ止めは、片手で放電ランプ１０を保持しつつ、もう一方の片手で反射ミラー２０の外側で行わなければならないため、非常に煩雑である。

一方、特許文献２，３においては、大型の放電ランプの固定作業を片手のみを使用して容易に行うことのできる放電ランプ保持機構が開示されている。特許文献２，３の放電ランプ保持機構においては、口金が、口金側仮固定機構および口金側本固定機構を備え、ランプホルダが、ホルダ側仮固定機構およびホルダ側本固定機構を備えており、ホルダ側仮固定機構に対して口金側仮固定機構を係合して仮固定を行った後に、ホルダ側本固定機構に対して口金側本固定機構をネジ止めすることによって、放電ランプに装着された口金をランプホルダに固定することが開示されている。同文献に開示される放電ランプ保持機構においては、口金側仮固定機構とホルダ側仮固定機構とを有することにより、放電ランプとランプホルダとが仮固定された状態にすれば放電ランプを片手で支持する必要がなく、仮固定後には口金側本固定機構とホルダ側本固定機構とを作動させて本固定のネジ止め作業を両手で行うことができるので、一方の手で放電ランプを支持しつつ他方の手のみでネジ止め作業を行うといった煩雑なことをしなくても済む。

実公平７−１３１７１号 特開２００７−２７３３８２号 特開２００７−２４２５８７号

しかしながら上記の特許文献１、２に開示される放電ランプ保持機構においては、ランプホルダにネジ止め固定された放電ランプに対して、瞬間的に外力が加わることが原因となって、口金側本固定機構にネジ止めされたホルダ側本固定機構が緩むことが判明した。この原因は、様々に考えられるが、例えば膂力に優れる作業者が放電ランプが正常に点灯したか否かを感覚的に確認するために放電ランプをランプ軸に対して回したりするような場合が考えられる。

そして、上記した口金側本固定機構にネジ止めされたホルダ側本固定機構が緩んだままの状態で放電ランプを点灯させ続けると、放電ランプに装着された口金とランプホルダ間における接触抵抗が大きくなって、口金とランプホルダの接触部分が発熱して高温状態になることにより、最悪の場合には放電ランプの破損に繋がる虞がある。

以上から、本発明においては、放電ランプに対して加わる瞬間的な外力を緩衝することにより、放電ランプに装着された口金とランプホルダとの接続を安定な状態で維持することができる放電ランプ保持機構を提供することを目的とする。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、端部に有底筒状の口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを着脱することのできるよう保持する柱状のランプホルダとからなり、
前記放電ランプに装着された口金は、その底面により形成される口金側平坦部と、口金側仮固定機構及び口金側本固定機構とを有し、
前記ランプホルダは、その基端面により形成されるホルダ側平坦部と、ホルダ側仮固定機構及びホルダ側本固定機構とを有し、
前記口金側仮固定機構と前記ホルダ側仮固定機構とが、前記口金側平坦部と前記ホルダ側平坦部とが当接するよう仮固定されると共に、前記口金側本固定機構と前記ホルダ側本固定機構とが本固定される放電ランプ保持機構において、
前記ランプホルダは、灯具側ホルダ部と、その端部に前記ホルダ側本固定機構が設けられた、当該灯具側ホルダ部に対して独立に回転可能な状態で灯具側ホルダ部に連結された口金側ホルダ部と、前記灯具側ホルダ部と前記口金側ホルダ部とに接続された弾性体と、前記灯具側ホルダ部に対する前記口金側ホルダ部の回転が所定範囲以内となるよう制御する回転制御機構とを備えていることを特徴とする。

前記口金側ホルダ部は、前記灯具側ホルダ部に形成された凹所に挿入される柱状の胴部を備え、
前記灯具側ホルダ部は、前記凹所の内面から突出する突起部を備え、
前記口金側ホルダ部は、前記胴部に形成された凹所を備え、
前記回転制御機構は、前記突起部と、前記胴部に形成された凹所とよりなることを特徴とする。

前記口金側ホルダ部は、凸部と凹部とが、口金側ホルダ部の端部の外表面の周方向に形成され、
前記灯具側ホルダ部は、その幅が前記凹部に比べて小さい凸部が、灯具側ホルダ部の端部に形成され、
前記回転制御機構は、前記口金側ホルダ部に形成された凹部と前記灯具側ホルダ部に形成された凸部とよりなることを特徴とする。

前記弾性体が、ねじりばね又は板ばねであることを特徴とする。

前記口金側仮固定機構が、前記口金側平坦部から突出した柱状部であり、前記ホルダ側仮固定機構が、前記ホルダ側平坦部に形成された凹所であることを特徴とする。

前記口金側本固定機構が、前記口金の外周面に形成された螺子部であり、前記ホルダ側本固定機構が、螺子部が内面に設けられた筒状の回転体であることを特徴とする。

前記放電ランプは、当該放電ランプに対して鉛直方向下方側に位置する前記ランプホルダに対して垂直に固定されることを特徴とする。

前記放電ランプは、当該放電ランプに対して鉛直方向上方側に位置する前記ランプホルダに対して垂直に固定されることを特徴とする。

本発明の放電ランプ保持機構においては、基本的には、口金側仮固定機構をホルダ側仮固定機構に挿入して放電ランプに装着された口金とランプホルダとが仮固定された状態にすることで、作業者は放電ランプから手を離すことができるために、重量の大きい放電ランプをランプホルダに固定する作業の効率が向上する。

しかも、本発明の放電ランプ保持機構においては、口金側ホルダ部が灯具側ホルダ部に対して独立に回転することが可能であると共に、口金側ホルダ部と灯具側ホルダ部に弾性体が接続されているので、突発的に巨大な外力が放電ランプに対して作用した場合であっても、弾性体によってホルダ側本固定機構に作用する力を吸収することができるので、口金側本固定機構にネジ止めされたホルダ側本固定機構が緩むことを確実に防止することができ、口金４とランプホルダ５との接続を常に強固な状態に維持することができる。
さらに、本発明の放電ランプ保持機構においては、灯具側ホルダ部に対する口金側ホルダ部の回転を所定範囲内に制御する回転制御機構を備えているので、口金側ホルダ部の回転が所定距離になったときには口金側ホルダ部が灯具側ホルダに対して相対的に回転することができない状態になり、この状態において、口金側ホルダ部に固定されたホルダ側本固定機構が、口金側ホルダ部と独立に回転することができるようになるため、ランプホルダから放電ランプを確実に着脱することができる。

＜下ホールド方式の放電ランプ保持機構＞
（第１の実施形態）
図１は、本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構を示す。放電ランプ１０（以下、単に「ランプ」ともいう）は、反射ミラー２０の下側開口部２２を通過して、ランプホルダ５に取り付けられる。ここで、口金４を装着したランプ１０とホルダ５を放電ランプ保持機構とし、ランプ１０、反射ミラー２０、ランプホルダ５を光源装置と称する。ランプホルダ５は、例えばネジ止めにより露光装置の保持台３０に固定される。また、ランプホルダ５の下部にはピン３１が設けられ、保持台３０の側面に押し当てられている。なお、反射ミラー２０は、図示略の機構により露光装置などに固定される。

図２は、ホルダ５に固定される前の状態の放電ランプ１０を示す図面である。放電ランプ１０は、例えば、石英ガラスからなる発光管部１１を管軸方向の中央に有し、その両端にロッド状の封止部１２が伸びるように一体的に形成されている。発光管部１１は球形、あるいは管軸方向（図面の上下方向）に細長く伸びる紡錘形になっており、その内部は気密空間が形成されて、発光物質である水銀や始動用ガスであるキセノンやアルゴンが封入される。また、発光管部１１の内部には陽極１３と陰極１４が対向配置しており、その先端同士の間隔が放電ギャップとして形成される。放電ギャップは電極間距離でもあり、例えば、５ｍｍ程度となる。下方側の封止部１２の先端には円筒状の口金４が装着する。なお、図における上方側の封止部の先端にも円筒状の口金４が装着されるが、本発明では必須ではない。
このランプ１０は、何れかの電極を上方に、他方の電極を下方に位置させる垂直配置をしており、この実施例では陰極１４を下方に、陽極１３を上方に配置している。

図１に戻り、反射ミラー２０は、例えばガラス基材の反射面に多層膜をコーティングしたもので、全体が凹面形状でランプ１０からの放射光を良好に反射する。反射ミラー２０は楕円集光鏡が用いられることが多く、その場合は、放電ランプ１０のアークと、反射ミラー２０の第一焦点を一致させる必要がある。このアークは、一般に、放電ギャップ間に形成されるので、反射ミラー２０の第一焦点に放電ギャップが位置するようにランプを設置する。反射ミラー２０の向きは上に開のものを示したが、下（ホルダ側）に開のものもある。

ランプ１０や反射ミラー２０は、近年、大型化している。前述のとおり、この発明の放電ランプ保持機構は、ランプや反射ミラーが大型化した場合に、特に有用となる。
ランプ１０について、数値例を示すと、ランプ電力は定格値３ＫＷ〜４０ＫＷ、ランプ電流は定格値５０Ａ〜２００Ａ、発光管部１１の最大外径（電極の伸びる方向に垂直な方向の径）は５０ｍｍ〜２５０ｍｍである。また、ランプの重量は０．５ｋｇ〜１０ｋｇである。反射ミラー２０について、数値例を示すと、上側開口部２１はφ３００ｍｍ〜１０００ｍｍであり、ランプが伸びる方向の奥行きは２００ｍｍ〜８００ｍｍである。

図３は、図１に示す光源装置を、図１とは異なる方向から眺めた状態を示し、反射ミラー２０の一部を切り欠いて反射ミラー２０の内部構造を表現している。
反射ミラー２０は、大径の上側開口部２１と小径の下側開口部２２を有する。下側開口部２２は、ランプ１０の封止部１２あるいは口金４が通過できるだけの大きさを少なくとも必要とする。下側開口部２２があまりに大きいと、ランプ１０の放射光が、下側開口部２２から漏れてしまい光の利用効率が低下する。

図４は、本発明の放電ランプの封止部に装着される口金の構成を説明するための拡大図である。
口金４は、全体として円筒状に形成され放電ランプ１０の封止部１２に装着される口金側基体部４１と、口金側基体部４１に連続して形成され、管軸に沿って伸びる柱状の口金側仮固定機構４２とを備えている。口金側基体部４１は、ランプ１０の封止部１２に装着される胴部４１１と、胴部４１１の先端側に連続して、胴部４１１よりも管軸に対し直交する方向の幅（以下、単に幅ともいう）が大きくなるよう鍔状に形成されたフランジ部４１２とを備えている。口金側基体部４１と口金側仮固定機構４２とは、物理的に一部材によって構成されており、例えば真鍮などの導電性部材により構成されている。

口金側フランジ部４１２は、底面に口金側平坦部４１３を備えると共に、側面に螺子部が形成されることにより口金側本固定機構４１４が形成されている。口金側平坦部４１３は、放電ランプ１０の管軸に対し直交する方向に広がっており、ランプホルダ５のホルダ側平坦部と面接触することにより、放電ランプ１０と口金４との給電機構を形成する。口金側仮固定機構４２は、口金側基体部４１よりも幅の小さい柱状に形成され、口金側基体部４１に形成された口金側平坦部４１３の概ね中心位置に設けられ、ランプホルダ５側に向けて管軸方向に伸びている。

口金側給電面４１３上の２箇所には、ランプホルダ５のホルダ側平坦部５１１Ａに設けられた２つの突起部５１１Ｃをそれぞれ係合するための凹所４１５が形成されている。さらに、口金側平坦部４１３上の２箇所には、ランプホルダ５のホルダ側平坦部５１１Ａに設けられた２つの突起部５１１Ｄをそれぞれ係合するための凹所４１６が形成されている。

図５及び図６は、本発明に係るランプホルダの構成を説明するための図である。図５は、ランプホルダの全体の構成を示す長手方向の断面図である。図５においては、便宜のため、口金側ホルダ部５１を除く口金側本固定機構５２および灯具側ホルダ部５３の断面を示している。図６は、ランプホルダの一部をその中心軸方向に切断した断面を斜め方向から見た図である。
ランプホルダ５は、口金側基体部４１と係合するための口金側ホルダ部５１と、口金側ホルダ部５１の上端側に取付けられ、口金側ホルダ部５１の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構５２と、口金側ホルダ部５１の下端側に連結された灯具側ホルダ部５３と、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体５４とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。ランプホルダ５は、図３に示すように、放電ランプ１０の一対の電極に給電するための不図示の給電装置につながるリード線６が接続されている。

口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａを有するフランジ部５１１と、口金側フランジ部５１１よりも小径に形成された円柱状の胴部５１２と、胴部５１２よりも大径に形成されたフランジ部５１３と、フランジ部５１３よりも小径に形成された円柱状の胴部５１４と、胴部５１４よりも小径に形成された円柱状の胴部５１５とが、図５の紙面において上方側からこの順に連続して一体的に形成されている。胴部５１４には、同図の紙面において縦方向に比べて横方向の幅の広い凹所５１４Ａが、ランプホルダ５の中心軸に対し直交する方向に伸びるよう形成されている。

口金側ホルダ部５１は、図６に示すように、ホルダ側平坦部５１１Ａの概ね中心位置に、ランプホルダ５の中心軸に沿って胴部５１１の先端側に向けて伸びる凹所よりなるホルダ側仮固定機構５５が形成されている。ホルダ側仮固定機構５５は、上記の口金側仮固定機構４２に比べて若干大きめの幅を有している。放電ランプ１０とランプホルダ５とは、口金側仮固定機構４２をホルダ側仮固定機構５５に係合することによって、仮固定することができるようになっている。

口金側ホルダ部５１に固定されたホルダ側本固定機構５２は、図６に示すように、フランジ部５１１の周囲に配置され、上端面がフランジ部５１１におけるフランジ側平坦部５１１Ａを超えて口金４側に伸びる円筒状の回転螺子部５２１と、回転螺子部５２１の下端側に連続して、回転螺子部５２１よりも小径に形成され、胴部５１２の外周に固定するための固定部５２２とを備え、回転螺子部５２１が手動により口金側ホルダ部５１の円周方向に回転することができるようになっている。ホルダ側本固定機構５２は、周方向に回転することによって、固定部５２２の上端面５２２Ａがフランジ部５１１の下端面５１１Ｂに当接する位置と、固定部５２２の下端面５２２Ｂがフランジ部５１３に当接する位置との間を上下に可動する。放電ランプ１０とランプホルダ５とは、回転螺子部５２１と上記の口金側本固定機構４１４とを螺合させることにより本固定され、回転螺子部５２１の外周面には、手動による回転作業がやりやすいように、例えばローレット加工等の表面処理が施されている。

口金側ホルダ部５１においては、ランプホルダ５と口金４とが完全に本固定されたときのホルダ側本固定機構５２の位置を示す目印５１２Ｂが、フランジ部５１３のやや上方の位置に形成されている。目印５１２Ｂは、胴部５１２の周方向に環状の切欠きを設けたもの、或いは、胴部５１２の外周面に環状に染料を塗布したものなど、目視により視認できるものであれば良い。

口金側ホルダ部５１においては、フランジ部５１１のホルダ側平坦部５１１Ａから突出する突起部５１１Ｃが２箇所に形成されている。各々の突起部５１１Ｃを口金４における各々の凹所４１５にそれぞれ係合させることにより、ホルダ側本固定機構５２を回転させて口金４とランプホルダ５とを本固定する作業の際に、各々の突起部５１１Ｃによって口金４が周方向に回転することが規制されるために、本固定の作業の効率が向上する。

さらに、口金側ホルダ部５１においては、フランジ部５１１のホルダ側平坦部５１１Ａから突出する突起部５１１Ｄが２箇所に形成されている（図５は、断面であるので１箇所のみに突起部５１１Ｄが形成されている）。各々の突起部５１１Ｄを口金４における各々の凹所４１６にそれぞれ係合させることにより、互いに適合することが可能な関係にある口金４を備える放電ランプ１０のみをランプホルダ５に対して固定することができるために、ランプホルダ５との関係で適合しない口金４を備える放電ランプ１０がランプホルダ５に対して固定される虞がない。

灯具側ホルダ部５３は、全体として円柱形状を有しており、灯具側ホルダ部５３の中心軸方向に伸びる凹所５３１が上端面に形成されており、この凹所５３１に上記の口金側ホルダ部５１における胴部５１４及び胴部５１５が挿入されて口金側ホルダ部５１に連結されている。灯具側ホルダ部５３に連結された口金側ホルダ部５１は、灯具側ホルダ５３とは独立に回転することができるようになっている。

灯具側ホルダ部５３は、凹所５３１の内面からランプホルダ５の中心軸に向けて突出する突起部５３２が形成されている。図５においては、灯具側ホルダ部５３は断面で示されているので、本来なら突起部５３２は見えないのであるが、説明の便宜のため、突起部５３２を図示している。口金側ホルダ部５１は、突起部５３２が上記の凹所５１４Ａに係合されることによって、灯具側ホルダ５３に対して独立して回転することが規制される。このように、口金側ホルダ部５１における凹所５１４Ａと灯具側ホルダ部５３における突起部５３２とを併せて回転制御機構とする。

弾性体５４は、コイル部５４１と、コイル部５４１に連続する一対の引出し部５４２とを備えるねじりばねによって構成されており、コイル部５４１の中心に上記の口金側ホルダ部５１の胴部５１５が挿入されると共に、一方の引出し部５４２Ａが胴部５１４に連結され、他方の引出し部５４２Ｂが灯具側ホルダ５３における凹所５３１の底面５３１Ａに連結されている。一方の引出し部５４２Ａと他方の引出し部５４２Ｂとは、紙面の奥行き方向において、胴部５１５を挟んで対称となるよう配置されている。

口金側ホルダ部５１及び灯具側ホルダ部５３は、例えば、銅、真鍮などや、これらの基材にニッケル、銀、金などの低酸化性、耐薬品性のものをコーティングした導電性材料から構成されている。口金４とランプホルダ５とは、ホルダ側平坦部５１１Ａと口金側平坦部４１３とを当接させることにより電気的に接続されている。

次に、上記した放電ランプ保持機構において、ランプホルダ５に対し口金４が装着された放電ランプ１０を固定するための手順について以下に説明する。図７は、ランプホルダ５に対して口金４を備える放電ランプ１０を固定するための手順を説明するための図である。口金４をランプホルダ５に固定するときの手順は（ａ）〜（ｃ）の順であり、口金４をランプホルダ５から取り外すときの手順は（ｃ）〜（ａ）の順となる。（ａ）は口金４がランプホルダ５に挿入される直前の状態を示す。（ｂ）は口金４がランプホルダ５に挿入されて仮固定が完了した状態を示す。（ｃ）は口金４とランプホルダ５との本固定が完了した状態を示す。

図７（ｂ）に示すように、放電ランプ１０をランプホルダ５の上方から移動させて、口金４の口金側平坦部４１３をランプホルダ５のホルダ側平坦部５１１Ａに当接させることにより、口金側仮固定機構４２がホルダ側仮固定機構５５に係合され、ランプホルダ５に対して口金４を備える放電ランプ１０を仮固定する作業が完了する。仮固定が完了した後は、放電ランプ１０が口金４を介してランプホルダ５によって保持されるため、作業者の手で放電ランプ１０を支える必要がなくなる。

このように、口金側平坦部４１３をホルダ側平坦部５１１Ａに当接させることにより、放電ランプ１０の管軸方向の位置が決定されるとともに、ホルダ側仮固定機構５５の外径が口金側仮固定機構４２に比べて若干大きい程度とされているために、口金４を備える放電ランプ１０が管軸に対し直交する方向に揺動することが規制される。

仮固定の終了後には、口金側本固定機構４１４とホルダ側本固定機構５２における回転螺子部５２１とを螺合することによって、放電ランプ１０に装着された口金４をランプホルダ５に対して本固定する作業が必要となる。口金４とランプホルダ５とを仮固定したのみでは、露光装置に対して振動が加わったりしたときに、放電ランプが転倒してする虞があり万全ではないからである。

図７（ｃ）に示すように、ホルダ側本固定機構５２を周方向に回転させ、回転螺子部５２１が口金側本固定機構４１４に螺合されるとともに、固定部５２２の上端面５２２Ａをフランジ部５１１の下端面５１１Ｂに当接するまで回転螺子部５２１を上昇させることによって、ランプホルダ５に対する放電ランプ１０の本固定の作業が完了する。

なお、本発明のランプホルダ５においては、凹所５１４Ａと突起部５３２とよりなる回転制御機構が設けられており、以下に説明するように、放電ランプ１０を確実にランプホルダ５から着脱することができる。すなわち、口金側ホルダ部５１は、灯具側ホルダ部５３に対して相対的に回転することで、突起部５３２が凹所５１４Ａに係合されると、周方向への回転が規制された状態になる。この状態にすることにより、口金側ホルダ部５１に設けられたホルダ側本固定機構５２が、口金側ホルダ部５１に対して相対的に回転することが可能となるので、口金側本固定機構４１４にネジ止めされた回転螺子部５２１を、口金側本固定機構４１４から解除する方向に回転させることによって、放電ランプ１０をランプホルダ５に対して着脱することが可能になる。

本固定の作業においては、仮固定の段階でホルダ側平坦部５１１Ａから突出する各々の突起部５１１Ｃが口金側平坦部４１３における各々の凹所４１５に係合されるので、回転螺子部５２１を回転させる際に、口金４を備える放電ランプ１０が周方向に回転する虞がない。

本固定の完了後には、口金側平坦部４１３とホルダ側平坦部５１１Ａとが当接することで、口金側平坦部４１３がホルダ側平坦部５１１Ａを下方側に押圧し、固定部５２２の上端面５２２Ａがフランジ部５１１の下端面５１１Ｂに当接することで、フランジ部５１１の下端面５１１Ｂが上方側に押圧されることになる。従って、口金側平坦部４１３とホルダ側平坦部５１１Ａとが離間することなく、口金４をホルダ側平坦部５１１Ａ上に載置した状態で、口金４とランプホルダ５とを強固に固定することができる。本固定後においては、口金４とランプホルダ５とが確実に導通し、ランプホルダ５及び口金４を介して放電ランプに確実に給電することができ、しかも、放電ランプ１０が転倒する心配がない。

本固定の作業の終了時には、胴部５１２と回転螺子部５２１及び固定部５２２との間に隠れていて視認することのできなかった目印５１２Ｂが、胴部５１２の外周面上に出現することになり、作業者は目印５１２Ｂを視認することによって本固定の作業が完了したことを認識することができる。

寿命末期の放電ランプ１０を取り外す際には、図７の（ｃ）〜（ａ）の手順をおこなうことになる。すなわち、回転螺子部５２１を本固定のときと逆方向に回転させて、回転螺子部５２１を口金側本固定機構４１４から解除するとともに、固定部５２２の下端面５２２Ｂがフランジ部５１３に当接するまで回転螺子部５２１を図７の紙面下方側に移動させ、図７（ｂ）に示す仮固定の状態にする。そして、放電ランプ１０を上方側に引き抜くことにより、寿命末期の放電ランプ１０をランプホルダ５から取り外すことができる。

以上のような本発明の放電ランプ保持機構によれば、基本的には、口金側仮固定機構４２をホルダ側仮固定機構５５に挿入して口金４とランプホルダ５とが仮固定された状態にすることで、作業者は放電ランプから手を離すことができる。従って、重量の大きい放電ランプ１０をランプホルダ５に固定する場合に、放電ランプ１０を一方の手で支えつつ他方の手で放電ランプ１０を固定するという煩雑な作業を行う必要がないので、ランプホルダ５に対して放電ランプ１０を取付ける作業の効率が向上する。

また、口金側平坦部４１３とホルダ側平坦部５１１Ａとを当接させることにより、口金４とランプホルダ５とを導通することができるので、口金４及びランプホルダ５を介して放電ランプ１０に対して給電することができる。そのため、例えば５０〜２５０Ａ（アンペア）もの大電流を流す必要のある大型の放電ランプ１０を使用する場合であっても、口金４とランプホルダ５とを本固定することで口金側平坦部４１３とをホルダ側平坦部５１１Ａとを強固に面接触させることができるので、確実に放電ランプ１０に大電流を供給することができる。

さらに、本発明の放電ランプ保持機構においては、以下に説明する効果を期待することができる。
図８に示すように、回転ネジ部５２１において、例えばネジ締め回転方向が矢印Ｂの方向であるとし、ネジを緩めるための回転方向が矢印Ａの方向であるとする。ランプホルダ５に対する口金４の本固定が完了した後に、放電ランプ１０に対して外力が加わることにより、ホルダ側本固定機構５２における回転螺子部５２１に対して矢印Ａの方向の力が加わった場合を考える。

ランプホルダ５においては、図５に示すように、口金側ホルダ部５１が灯具側ホルダ部５３に対して独立に回転可能であるとともに、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体５４を備えているので、図８に示すように回転螺子部５２１に矢印Ａの方向に外力が作用すると、このＡ方向の力が弾性体５４によって吸収されるために、口金側本固定機構４１４にネジ止めされた回転螺子部５２１が緩むことを確実に防止することができる。この理由について、以下に図９および図１０を用いて詳細に説明する。

図９は、口金側本固定機構４１４とホルダ側本固定機構５２の回転螺子部５２１とが螺合した部分における拡大図である。図１０は、本発明および比較例の放電ランプ保持機構について、回転螺子部５２１に作用する力と時間との関係を示す図であり、横軸は時間、縦軸は外力の相対値を示している。なお、比較例の放電ランプ保持機構は、口金側ホルダ部５１が灯具側ホルダ部５３と独立に回転することができず、弾性体５４も備えていない構成である。

口金４とランプホルダ５とは、口金側本固定機構４１４におけるネジ山４１４Ａの口金４側の稜線部（図９の４１４Ｂ）と、回転螺子部５２１におけるネジ山５２１Ａのランプホルダ５側の稜線部（図９の５２１Ｂ）との間の静摩擦力と、口金側平坦部４１３とホルダ側平坦部５１１Ａとの間の静摩擦力によって固定されている。ネジの緩みは、ある一定の静摩擦力よりも大きな力（図１０参照）が、突発的に図８に示す矢印Ａ方向に作用したときに生じるものと考えられる。
ところでこのネジを緩めようとする力（外力）Ｆは、質量Ｍと加速度ａとの積（Ｆ＝Ｍａ）で定義されていることから、加速度ａが小さい場合には、加速度ａに比例して小さくなるという関係がある。そして、加速度ａは速度ｖを時間ｔで微分したもの（ｄｖ／ｄｔ）であるから、加速度ａは速度の変化量（ｄｖ）に影響を受ける。速度の変化量（ｄｖ）が小さくなった場合には、加速度ａが小さくなるため、ネジを緩めようとする力を緩和することができると考えられる。

上記したように、図５に示す放電ランプ保持機構においては、ホルダ側本固定機構５２が固定された口金側ホルダ部５１は、灯具側ホルダ部５３に対して独立に回転することができると共に、弾性体５４が口金側ホルダ部５１および灯具側ホルダ部５３に接続されている。従って、本発明の放電ランプ保持機構においては、放電ランプ１０に外力が印加された場合であっても、図１０に示すように、弾性体５４によって平均化された外力が長時間にわたって回転螺子部５２１に対して印加されることになるため、回転螺子部５２１に対して、図１０に示す一定レベルのネジが緩む力（静摩擦力）を超える外力が印加されることはない、と考えられる。従って、放電ランプ１０に装着された口金４とランプホルダ５との接続は、口金側本固定機構４１４にネジ止めされた回転螺子部５２１が緩むことがないために、常に強固な状態に維持されると考えられる。

さらに、本発明の放電ランプ保持機構においては、凹所５１４Ａと突起部５３２とよりなる回転制御機構が設けられているために、口金側ホルダ部５１の円周方向への回転が所定の範囲に制限されるので、先に図７を用いて説明したように、放電ランプ１０をランプホルダ５から確実に着脱することができる。

これに対し、比較例の放電ランプ保持機構においては、外力が放電ランプ１０に印加した場合には、図８に示す矢印Ａ方向の力を吸収する手段がないので、口金側本固定機構４１４にネジ止めされた回転螺子部５２１が緩んで、口金４とランプホルダ５との接続を強固な状態に維持することができないと考えられる。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第２の実施形態を説明するための図である。図１２は、口金側ホルダ部および灯具側ホルダ部の一部を拡大した斜視図である。図５に示すランプホルダと共通する箇所には図５と同一の符号を付しており説明は省略する。
ランプホルダ５は、口金側基体部４１に係合するための口金側ホルダ部５１と、口金側ホルダ部５１の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部５１の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構５２と、口金側ホルダ部５１の先端側に連結された灯具側ホルダ部５３と、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体５４とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。

口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａを有するフランジ部５１１と、口金側フランジ部５１１よりも小径に形成されるとともに、口金側本固定機構５２が設けられた円柱状の胴部５１２と、胴部５１２よりも大径に形成されたフランジ部５１３と、フランジ部５１３よりも小径に形成された円柱状の胴部５１４とが、紙面において上方側からこの順に連続して一体的に形成されている。

灯具側ホルダ部５３は、全体として有底円筒形状を有しており、灯具側ホルダ部５３の中心軸方向に伸びる凹所５３１が基端面に形成されており、この凹所５３１に上記の口金側ホルダ部５１における胴部５１４が挿入されて口金側ホルダ部５１に連結されている。灯具側ホルダ部５３に連結された口金側ホルダ部５１は、灯具側ホルダ５３とは独立に回転することができるようになっている。

弾性体５４は、上記の図５に示すものと同様の構成を有しており、コイル部５４１の中心に口金側ホルダ部５１の胴部５１４が挿入されると共に、一方の引出し部５４２Ａがフランジ部５１３の端面に連結され、他方の引出し部５４２Ｂが灯具側ホルダ５３における凹所５３１の底面５３１Ａに連結され、凹所５３１内をランプホルダ５の中心軸方向に伸びる姿勢で配置されている。一方の引出し部５４２Ａと他方の引出し部５４２Ｂとは、紙面の奥行き方向において、胴部５１４を挟んで対称となるように配置されている。

口金側ホルダ部５１のフランジ部５１３は、図１２に示すように、端部の外表面の３箇所が切り欠かれることによって、複数の（図１２の例では３つ）の凸部５１３Ａと凹部５１３Ｂとが交互に連続するよう形成されている。灯具側ホルダ部５３の先端には、複数の（図１２の例では３つ）凸部５３３Ａが灯具側ホルダ部５３の円周方向において互いに等間隔で離間して順次に並ぶように形成されている。口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とは、灯具側ホルダ部５３の各々の凸部５３３Ａが、口金側ホルダ部５１の各々の凹部５１３Ｂに対してそれぞれ配置されることによって連結されている。口金側ホルダ部５１に形成された凸部５１３Ａの外表面と、灯具側ホルダ部５３に形成された凸部５３３Ａの外表面とは、ランプホルダ５の円周方向において同一周面上に配置されている。

凸部５１３Ａと凸部５３３Ａとは、凸部５３３Ａの幅が口金側ホルダ部５１に形成された凹部５１３Ｂに比べて狭くなっていることにより、凸部５１３Ａの側面からなる回転規制面５１３Ｃと凸部５３３Ａの側面からなる回転規制面５３３Ｃとが互いに離間した状態で配置されている。口金側ホルダ部５１は、凸部５３３Ａの幅と凹部５１３Ｂの幅の差に相当する範囲内において灯具側ホルダ部５３に対して独立に回転することができる。本実施形態の放電ランプ保持機構においては、口金側ホルダ部５１に設けられた凹部５１３Ｂと、灯具側ホルダ部５３に設けられた凸部５３３Ａとを併せて回転制御機構とする。

（第３の実施形態）
図１３は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第３の実施形態を説明する図である。
ランプホルダ５は、口金側基体部４１に係合するための口金側ホルダ部５１と、口金側ホルダ部５１の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部５１の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構５２と、口金側ホルダ部５１の先端側に連結された灯具側ホルダ部５３と、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体６４とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。

口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａを有するフランジ部５１１と、口金側フランジ部５１１よりも小径に形成されるとともに、口金側本固定機構５２が設けられた円柱状の胴部５１２と、胴部５１２よりも大径に形成されたフランジ部５１３とが、紙面において上方側からこの順に連続して一体的に形成されている。

口金側ホルダ部５１に設けられたフランジ部５１３、灯具側ホルダ部５３は、それぞれ図１１、１２に示すものと同じ構成を有している。ランプホルダ５の内部に配置された弾性体６４は、板ばねよりなるものであり、凹所５３１の内部をランプホルダ５の中心軸に沿って伸びる姿勢で配置され、フランジ部５１３の先端面と凹所５３１の底面５３１Ａとに接続されている。

上記した下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る第２および第３の実施形態においては、上記の第１の実施形態と同様にしてランプホルダ５に対して放電ランプ１０が固定されるので、ランプホルダ５に対して放電ランプ１０を取付ける作業の効率が向上すると共に、口金４とランプホルダ５との接続を常に強固な状態に維持することができる。しかも、灯具側ホルダ部５３に対する口金側ホルダ部５１の回転を回転制御機構によって所定の範囲内に制御することができるので、ランプホルダ５に対する放電ランプ１０の着脱を確実に行うことができる。

＜上ホールド方式の放電ランプ保持機構＞
以下に、放電ランプとランプホルダとが、上記した放電ランプ保持機構と異なる方法により固定される上ホールド方式の放電ランプ保持機構について説明する。以下の第４〜第６の実施形態は、上ホールド方式の放電ランプ保持機構である。なお、以下においては、下ホールド方式の放電ランプ保持機構と共通する構成については共通の符号を付すことにより説明を省略する。

（第４の実施形態）
図１４、１５は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第４の実施形態の全体構成を説明する図である。放電ランプ１０は、基本的構成は図２のものと同じであり、ランプホルダ５に固定される口金４が図１４、１５の紙面において上方側に位置された封止部１２に装着されている。すなわち、放電ランプ１０は、反射ミラー２０に形成された開口２２を通過して、ランプホルダ５（以下、単に「ホルダ」ともいう）に取付けられ、陽極１３を鉛直方向上方側、陰極１４を鉛直方向下方側にそれぞれ配置した状態で、図１３、１４の紙面の上方側に位置するランプホルダ５に吊り下げられている。

反射ミラー２０は、放電ランプ１０から放射された光を鉛直方向の下方側に向けて反射するもので、例えば、全体が凹面状に形成されたガラス基材の反射面に多層膜がコーティングされ、図１４、１５の紙面において鉛直方向下方側に光出射開口２１が形成されると共に、同図の紙面において鉛直方向上方側に放電ランプ１０の封止部１２を通過させるための開口２２が形成されている。反射ミラー２０は楕円集光鏡が用いられることが多く、その場合は、放電ランプ１０のアークと、反射ミラー２０の第一焦点を一致させる必要がある。このアークは、一般に放電ギャップ間に形成されるので、反射ミラー２０の第一焦点に放電ギャップ間の適当な箇所が来るようにランプを設置する。放電ランプ１０および反射ミラー２０の仕様は、上記の図１ないし図３の説明に記載したとおりである。

図１６は、放電ランプの封止部に装着される口金の構成の概略を示す斜視図である。口金４は、全体として円筒状に形成され放電ランプ１０の管軸（以下、単に「管軸」ともいう）に沿って伸びて封止部１２に装着される口金側基体部４１と、口金側基体部４１に連続して形成され、管軸に沿って伸びる柱状の口金側仮固定機構４２とを備えている。口金側基体部４１は、ランプ１０の封止部１２に装着される口金側胴部４１１と、この口金側胴部４１１の先端側に連続して、口金側胴部４１１よりも管軸に対し直交する方向の幅（以下、単に「幅」ともいう）が大きくなるよう鍔状に形成された口金側フランジ部４１２とを備えている。口金側基体部４１と口金側仮固定機構４２とは、物理的に一つの部材によって構成されており、例えば真鍮などの導電性部材により構成されている。

口金側仮固定機構４２は、口金側平坦部４１３に連続する胴部４２１と、胴部４２１に連続して胴部４２１よりも小径に形成された胴部４２２と、胴部４２２に連続して口金側仮固定機構４２の先端側に向かうに従って次第に小径となるテーパー部４２３と、テーパー部４２３に連続して胴部４２２よりも小径に形成された胴部４２４とが、図１６の紙面においてこの順に下方側から連続して一体的に形成されている。胴部４２２には、口金側仮固定機構４２の中心軸方向に陥没する鉤状凹所４２５が、胴部４２２およびテーパー部４２３に跨るように形成されている。

鉤状凹所４２５は、後述する図１９〜２３に示すように、一端側がテーパー部４２３において開口する開口溝４２５ａと、開口溝４２５ａに連続して口金側仮固定機構４２の幅方向に伸びる幅方向溝４２５ｂと、幅方向溝４２５ｂに連続して開口溝４２５ａと同一方向に伸びる軸方向溝４２５ｃとにより形成されている。

口金側フランジ部４１２は、先端側に平坦な口金側平坦部４１３を備えると共に、その側面に螺子部が形成されることにより口金側本固定機構４１４が形成されている。口金側平坦部４１３は、放電ランプ１０の管軸に対し直交する方向に広がっており、後述するランプホルダ５のホルダ側平坦部５１１Ａと面接触することにより、口金４とランプホルダ５との電気的給電機構を形成する。口金側仮固定機構４２は、口金側基体部４１よりも幅の小さい柱状に形成され、ランプホルダ５に向けて放電ランプ１０の管軸方向に伸びるように口金側平坦部４１３の概ね中心位置に設けられている。

口金側平坦部４１３上の２箇所には、ランプホルダ５のホルダ側平坦部５１１Ａに設けられた２つの突起部５１１Ｃをそれぞれ係合するための凹所４１５が形成されている。さらに、口金側平坦部４１３上の２箇所には、ランプホルダ５の突起部５１１Ｄを係合するための凹所４１６が形成されている。

図１７、図１８は、本発明に係るランプホルダの構成を説明するための図である。図１７は、ランプホルダの全体の構成を示す長手方向の断面図である。図１７においては、便宜のため、口金側ホルダ部５１を除く口金側本固定機構５２および灯具側ホルダ部５３の断面を示している。図１８は、ランプホルダの一部をその長手方向に切断した断面を斜め方向から見た図である。
ランプホルダ５は、口金側基体部４１と係合するための口金側ホルダ部５１と、口金側ホルダ部５１の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部５１の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構５２と、口金側ホルダ部５１の先端側に連結された灯具側ホルダ部５３と、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体５４とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。

口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａを有するフランジ部５１１と、口金側フランジ部５１１よりも小径に形成されるとともに、口金側本固定機構５２が設けられた円柱状の胴部５１２と、胴部５１２よりも大径に形成されたフランジ部５１３と、フランジ部５１３よりも小径に形成された円柱状の胴部５１４と、胴部５１４よりも小径に形成された円柱状の胴部５１５とが、紙面において下方側からこの順に連続して一体的に形成されている。胴部５１４には、紙面において縦方向に比べて横方向の幅の広い凹所５１４Ａが、ランプホルダ５の中心軸に対し直交する方向に伸びるよう形成されている。

図１８に示すように、口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａの概ね中心位置に、ランプホルダ５の中心軸に沿って胴部５１１の先端側に向けて伸びる凹所よりなるホルダ側仮固定機構５５が形成されている。ホルダ側仮固定機構５５は、上記の口金側仮固定機構４２に比べて若干大きめの幅を有しており、口金側仮固定機構４２を係合することで仮固定することができるようになっている。

ホルダ側仮固定機構５５は、凹所５１１の内面からランプホルダ５の中心軸方向に向けて突出する突起部５５１が形成されている。後述するように、突起部５５１を上記した鉤状凹所４２５に係合することにより、口金４が装着された放電ランプ１０をランプホルダ５に対して宙吊り状態で仮固定することができる。

灯具側ホルダ部５３は、全体として円柱形状を有しており、灯具側ホルダ部５３の中心軸方向に伸びる凹所５３１が基端面に形成されており、この凹所５３１に上記の口金側ホルダ部５１における胴部５１４及び胴部５１５が挿入されて口金側ホルダ部５１に連結されている。ランプホルダ５においては、灯具側ホルダ部５３に連結された口金側ホルダ部５１が、灯具側ホルダ５３に対して独立に回転することができるようになっている。

灯具側ホルダ部５３は、凹所５３１の内面からランプホルダ５の中心軸に向けて突出する突起部５３２が形成されている。図１７においては、灯具側ホルダ部５３は断面で示されているので、本来なら突起部５３２は見えないのであるが、説明の便宜のため、突起部５３２を図示している。
口金側ホルダ部５１は、突起部５３２が上記の凹所５１４Ａに係合されることによって、灯具側ホルダ５３に対して独立して回転することが規制される。本実施形態の放電ランプ保持機構においては、口金側ホルダ部５１に設けられた凹所５１４Ａと灯具側ホルダ部５３に設けられた突起部５３２とを併せて回転制御機構とする。

なお、図１７、１８に示す例においては、紙面において下方側に位置する口金側ホルダ５１は、突起部５３２を凹所５１４Ａに係合させた状態とすることにより、重力の作用により鉛直方向下方側に落下することが回避される。

弾性体５４は、図５に示すものと同じ構成であって、コイル部５４１と、コイル部５４１に連続する一対の引出し部５４２とを備えるねじりばねによって構成され、コイル部５４１の中心に上記の口金側ホルダ部５１の胴部５１５が挿入されると共に、一方の引出し部５４２Ａが胴部５１４に連結され、他方の引出し部５４２Ｂが灯具側ホルダ５３における凹所５３１の底面５３１Ａに連結されている。一方の引出し部５４２Ａと他方の引出し部５４２Ｂとは、紙面の奥行き方向において、胴部５１５を挟んで対称となるよう配置されている。

ホルダ側本固定機構５２は、フランジ部５１１の周囲に配置され、一端がフランジ部５１１におけるフランジ側平坦部５１１Ａを超えて口金４側に伸びる円筒状の回転螺子部５２１と、回転螺子部５２１の他端側に連続する、回転螺子部５２１よりも小径に形成され、胴部５１２の外周に固定するための固定部５２２とを備え、回転螺子部５２１が手動により円周方向に回転するようになっている。ホルダ側本固定機構５２は、周方向に回転することによって、紙面の上下方向に可動することにより、回転螺子部５２１と上記の口金側本固定機構４１４とを螺合させることにより本固定を行うことができる。回転螺子部５２１の外周面には、手動による回転作業がやりやすいように、例えばローレット加工等の表面処理が施されている。

口金側ホルダ部５１においては、ランプホルダ５と口金４とが完全に本固定されたときのホルダ側本固定機構５２の位置を示す目印５１２Ｂが所定の位置に形成されている。目印５１２Ｂは、胴部５１２の周方向に環状の切欠きを設けたもの、或いは、胴部５１２の外周面に環状に染料を塗布したものなど、目視により視認できるものであれば良い。

口金側ホルダ部５１及び灯具側ホルダ部５３は、例えば、銅、真鍮などや、これらの基材にニッケル、銀、金などの低酸化性、耐薬品性のものをコーティングした導電性材料から構成されている。従って、ランプホルダ５におけるホルダ側平坦部５１１Ａと、口金４における口金側平坦部４１３とを当接させることにより、口金４とランプホルダ５とを電気的に接続することができるために、リード線を使用することなく口金４及びランプホルダ５を介して放電ランプ１０に対して給電することが可能になる。

口金側ホルダ部５１においては、フランジ部５１１のホルダ側平坦部５１１Ａから突出する突起部５１１Ｃが２箇所に形成されている。各々の突起部５１１Ｃを口金４における各々の凹所４１５にそれぞれ係合させることにより、ホルダ側本固定機構５２を回転させて口金４とランプホルダ５とを本固定する作業の際に、各々の突起部５１１Ｃによって口金４が周方向に回転することが規制されるために、本固定の作業の効率が向上する。

さらに、口金側ホルダ部５１においては、フランジ部５１１のホルダ側平坦部５１１Ａから突出する突起部５１１Ｄが２箇所に形成されている（図１８は、断面であるので１箇所のみに突起部５１１Ｄが形成されている）。各々の突起部５１１Ｄを口金４における各々の凹所４１６にそれぞれ係合させることにより、互いに適合することが可能な関係にある口金４を備える放電ランプ１０のみをランプホルダ５に対して固定することができるために、ランプホルダ５との関係で適合しない口金４を備える放電ランプ１０がランプホルダ５に対して固定される虞がない。

次に、上記した上ホールド方式の放電ランプ保持機構において、ランプホルダ５に対し口金４が装着された放電ランプ１０を固定するための手順について以下に説明する。図１９〜図２３は、ランプホルダ５に対し口金４が装着された放電ランプ１０を固定するための手順について説明するための図である。口金４をランプホルダ５に固定するときの手順は図１９〜図２３の順であり、口金４をランプホルダ５から取り外すときの手順は図２３〜図１９の順となる。なお、本来であれば省略されている側の断面に突起部５５１が設けられているのであるが、説明の便宜のために図１９〜図２３においては突起部を図示している。

図１９は、口金４の口金側仮固定機構４２がランプホルダ５のホルダ側仮固定機構５５に挿入される直前の状態を示す。作業者は、放電ランプ１０を片手で保持して、口金側仮固定機構４２を、口金４の上方側に位置するランプホルダ５のホルダ側仮固定機構５５に向けて鉛直方向下方側から進出させる。

図２０、２１は、口金４が装着された放電ランプ１０とランプホルダ５との仮固定について説明する図である。口金４は、ホルダ側仮固定機構５５に設けられた突起部５５１が、鉤状凹所４２５の内壁面４２６ａに当接すると共に、口金側平坦部４１３がホルダ側平坦部５１１Ａに当接するように配置する。この作業を行う際においては、口金側仮固定機構４２が突起部５５１に衝突することによってホルダ側仮固定機構５５への口金４の侵入が阻害されることがあるが、この場合には、口金４を回転させて突起部５５１を開口溝４２５ａに一致させる。

突起部５５１が鉤状凹所４２５の内壁面４２６ａに当接した状態とした後に、放電ランプもろとも口金４を回転させ、図２１に示すように、突起部５５１が幅方向溝４２５ｂに沿って進むと共に鉤状凹所４２５の内壁面４２６ｂに当接した状態にする。この状態で、放電ランプ１０から手を離すことにより、放電ランプ１０に重力が作用することによって放電ランプ１０もろとも口金４が鉛直方向下方に落下して、図２２に示すように、突起部５５１が鉤状凹所４２５の内壁面４２６ｃに当接する。これにより、突起部５５１が鉤状凹所４２５に係合され、口金４が装着された放電ランプ１０とランプホルダ５とが仮固定された状態になる。

図２３は、口金４が装着された放電ランプ１０とランプホルダ５との本固定について説明する図である。
図２３に示すように、口金４が装着された放電ランプ１０とランプホルダ５との本固定は、ホルダ側本固定機構５２を胴部５１２に形成された目印５１２Ｂを視認できるまで手動で回転させ、ホルダ側本固定機構５２と口金側本固定機構４１４とを螺合させることによって完了する。この本固定作業の際に、ホルダ側平坦面５１１Ａに設けられた各々の突起部５１１Ｃが、それぞれ口金側平坦部４１３に設けられた各々の凹所４１５に挿入されることにより、ホルダ側本固定機構５２を回転させると同時に口金４までもが回転することを防止することができる。

本発明のランプホルダ５においては、凹所５１４Ａと突起部５３２とよりなる回転制御機構が設けられているため、下ホールド方式の放電ランプ保持機構の第１の実施形態で説明したように、ランプホルダ５から放電ランプ１０を着脱することができる。

本固定後においては、口金側平坦部４１３とホルダ側平坦部５１１Ａとが当接することにより、口金側平坦部４１３がホルダ側平坦部５１１Ａを上方に押圧し、固定部５２２の端面５２２Ａがホルダ側フランジ部５１１の端面５１１Ｂに当接することで、固定部５２２がホルダ側フランジ部５１１を下方側に押圧することになるので、口金側平坦部４１３とホルダ側平坦部５１１Ａとが当接した状態で、口金４とランプホルダ５とを強固に固定することができる。従って、本固定後には、口金４とランプホルダ５とが導通した状態になって電気的給電機構が形成される。

寿命末期を迎えた放電ランプ１０取り外す際には、図２３〜図１９の手順を行うことになる。すなわち、ホルダ側本固定機構５２を本固定時と反対方向に回転させて、回転螺子部５２１を口金側本固定機構４１４から解除すると共に、ホルダ側本固定機構５２を鉛直方向上方側に移動させ、図２２に示す状態にする。この状態で、口金４を周方向に回転させて、突起部５５１を図２１、図２０の順に移動させた後に、放電ランプ１０を口金４もろとも鉛直方向下方側に引き抜くことによって、寿命末期を迎えた放電ランプ１０をランプホルダ５から取り外す。

上記した上ホールド方式の放電ランプ保持機構においては、第１の実施形態の放電ランプ保持機構と同様にしてランプホルダ５に対して放電ランプ１０が固定されるので、ランプホルダ５に対して放電ランプ１０を取付ける作業の効率が向上すると共に、口金４とランプホルダ５との接続を常に強固な状態に維持することができる。しかも、灯具側ホルダ部５３に対する口金側ホルダ部５１の回転を回転制御機構によって所定の範囲内に制御することができるので、ランプホルダ５に対する放電ランプ１０の着脱を確実に行うことができる。

（第５の実施形態）
図２４は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第５の実施形態の構成を説明する図である。図２５は、口金側ホルダ部および灯具側ホルダ部の一部を拡大した斜視図である。図５に示すランプホルダと共通する箇所には図５と同一の符号を付しており説明は省略する。
ランプホルダ５は、口金側基体部４１に係合するための口金側ホルダ部５１と、口金側ホルダ部５１の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部５１の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構５２と、口金側ホルダ部５１の先端側に連結された灯具側ホルダ部５３と、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体５４とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。

口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａを有するフランジ部５１１と、口金側フランジ部５１１よりも小径に形成されるとともに、口金側本固定機構５２が設けられた円柱状の胴部５１２と、胴部５１２よりも大径に形成されたフランジ部５１３と、フランジ部５１３よりも小径に形成された円柱状の胴部５１４と、胴部５１４に連続して鍔状に広がる落下防止部５１５とが、紙面において下方側からこの順に連続して一体的に形成されている。

灯具側ホルダ部５３は、全体として有底円筒形状を有しており、灯具側ホルダ部５３の中心軸方向に伸びる凹所５３１が形成されている。口金側ホルダ部５１は、胴部５１４の端部と落下防止部５１５とが、灯具側ホルダ部５３の凹所５３１の底面５３１Ａに埋め込まれることにより、灯具側ホルダ部５３に連結されている。

弾性体５４は、上記の図５に示すものと同様の構成を有しており、コイル部５４１の中心に上記の口金側ホルダ部５１の胴部５１４が挿入されていると共に、一方の引出し部５４２Ａがフランジ部５１３に連結され、他方の引出し部５４２Ｂが灯具側ホルダ５３の凹所５３１の底面５３１Ａに連結されている。一方の引出し部５４２Ａと他方の引出し部５４２Ｂとは、紙面の奥行き方向において、胴部５１４を挟んで対称となるように配置されている。

図２５に示すように、口金側ホルダ部５１のフランジ部５１３は、端部の外表面の３箇所が切り欠かれることによって、複数（図２５の例では３つ）の凸部５１３Ａと凹部５１３Ｂとが交互に連続して形成、灯具側ホルダ部５３の先端には、複数（図２５の例では３つ）の凸部５３３Ａが灯具側ホルダ部５３の円周方向において互いに等間隔で離間して順次に並ぶように形成されている。口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とは、灯具側ホルダ部５３の各々の凸部５３３Ａが、口金側ホルダ部５１の各々の凹部５１３Ｂにそれぞれ配置されることによって連結されている。口金側ホルダ部５１に形成された凸部５１３Ａの外表面と、灯具側ホルダ部５３に形成された凸部５３３Ａの外表面とは、ランプホルダ５の円周方向において同一周面上に配置されている。

凸部５１３Ａと凸部５３３Ａとは、凸部５３３Ａの幅が口金側ホルダ部５１に形成された凹部５１３Ｂに比べて狭くなっていることにより、凸部５１３Ａの側面からなる回転規制面５１３Ｃと凸部５３３Ａの側面からなる回転規制面５３３Ｃとが互いに離間した状態で配置されている。従って、口金側ホルダ部５１は、凸部５３３Ａの幅と凹部５１３Ｂの幅の差に相当する範囲内において灯具側ホルダ部５３に対して独立に回転することができる。

（第６の実施形態）
図２６は、本発明の放電ランプ保持機構に係る第６の実施形態の構成を説明する図である。ランプホルダ５は、口金側基体部４１に係合するための口金側ホルダ部５１と、口金側ホルダ部５１の基端側に取付けられ、口金側ホルダ部５１の中心軸を中心に回転する円筒状のホルダ側本固定機構５２と、口金側ホルダ部５１の先端側に連結された灯具側ホルダ部５３と、口金側ホルダ部５１と灯具側ホルダ部５３とにそれぞれ接続された弾性体６４とを備え、全体として放電ランプの管軸方向に伸びる柱状に形成されている。

口金側ホルダ部５１は、ホルダ側平坦部５１１Ａを有するフランジ部５１１と、口金側フランジ部５１１よりも小径に形成されるとともに、口金側本固定機構５２が設けられた円柱状の胴部５１２と、胴部５１２よりも大径に形成されたフランジ部５１３とが、紙面において下方側からこの順に連続して一体的に形成されている。

口金側ホルダ部５１に設けられたフランジ部５１３、灯具側ホルダ部５３は、それぞれ図２４、２５に示すものと同じ構成を有している。ランプホルダ５の内部に配置された弾性体６４は、板ばねよりなるものであり、凹所５３１の内部をランプホルダ５の中心軸に沿って伸びる姿勢で配置され、フランジ部５１３の端面と凹所５３１の底面５３１Ａとに接続されている。

上記した上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る第２および第３の実施形態においては、第１の実施形態の放電ランプ保持機構と同様にしてランプホルダ５に対して放電ランプ１０が固定されるので、ランプホルダ５に対して放電ランプ１０を取付ける作業の効率が向上すると共に、口金４とランプホルダ５との接続を常に強固な状態に維持することができる。しかも、灯具側ホルダ部５３に対する口金側ホルダ部５１の回転を回転制御機構によって所定の範囲内に制御することができるので、ランプホルダ５に対する放電ランプ１０の着脱を確実に行うことができる。

本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。 本発明の放電ランプを示す。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る口金を示す。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係るランプホルダを示す。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係るランプホルダを示す。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る放電ランプとランプホルダの固定手順を説明する図である。 ホルダ側本固定機構に外力が加わる様子を示す図である。 口金側本固定機構とホルダ側本固定機構とが螺合した部分を拡大した図である。 本発明の効果を説明する図である。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る他の実施形態を示す。 図１１の口金側ホルダ部及び灯具側ホルダ部の一部を拡大した斜視図である。 本発明の下ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る他の実施形態を示す。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る口金を示す。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係るランプホルダを示す。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係るランプホルダを示す。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る放電ランプとランプホルダの固定手順を説明する図である。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る放電ランプとランプホルダの固定手順を説明する図である。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る放電ランプとランプホルダの固定手順を説明する図である。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る放電ランプとランプホルダの固定手順を説明する図である。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る放電ランプとランプホルダの固定手順を説明する図である。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る他の実施形態を示す。 図２４の口金側ホルダ部及び灯具側ホルダ部の一部を拡大した斜視図である。 本発明の上ホールド方式の放電ランプ保持機構に係る他の実施形態を示す。 従来の放電ランプ保持機構を有する光源装置を示す。

符号の説明

４ 口金
４１ 口金側基体部
４１３ 口金側平坦部
４１４ 口金側本固定機構
４２ 口金側仮固定機構
４２５ 鉤状凹所
５ ランプホルダ
５１ 口金側ホルダ部
５１１ フランジ部
５１２ 胴部
５１３ フランジ部
５１３Ａ 凸部
５１３Ｂ 凹部
５１４ 胴部
５１４Ａ 凹所
５１５ 胴部
５２ ホルダ側本固定機構
５２１ 回転螺子部
５２２ 固定部
５３ 灯具側ホルダ部
５３１ 凹所
５３３Ａ 凸部
５４ 弾性体
５５ ホルダ側仮固定機構
５６ 回転制御機構
６４ 弾性体
１０ 放電ランプ
２０ 反射ミラー
３０ 保持台

Claims (8)

1. 端部に有底筒状の口金が装着された放電ランプと、この放電ランプを着脱することのできるよう保持する柱状のランプホルダとからなり、
   前記放電ランプに装着された口金は、その端面により形成される口金側平坦部と、口金側仮固定機構及び口金側本固定機構とを有し、
   前記ランプホルダは、その端面により形成されるホルダ側平坦部と、ホルダ側仮固定機構及びホルダ側本固定機構とを有し、
   前記口金側仮固定機構と前記ホルダ側仮固定機構とが、前記口金側平坦部と前記ホルダ側平坦部とが当接するよう仮固定されると共に、前記口金側本固定機構と前記ホルダ側本固定機構とが本固定される放電ランプ保持機構において、
   前記ランプホルダは、灯具側ホルダ部と、その端部に前記ホルダ側本固定機構が設けられた、当該灯具側ホルダ部に対して独立に回転可能な状態で灯具側ホルダ部に連結された口金側ホルダ部と、前記灯具側ホルダ部と前記口金側ホルダ部とに接続された弾性体と、前記灯具側ホルダ部に対する前記口金側ホルダ部の回転が所定範囲以内となるよう制御する回転制御機構とを備えていることを特徴とする放電ランプ保持機構。
2. 前記口金側ホルダ部は、前記灯具側ホルダ部に形成された凹所に挿入される柱状の胴部を備え、
   前記灯具側ホルダ部は、前記凹所の内面から突出する突起部を備え、
   前記口金側ホルダ部は、前記胴部に形成された凹所を備え、
   前記回転制御機構は、前記突起部と、前記胴部に形成された凹所とよりなることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
3. 前記口金側ホルダ部は、凸部と凹部とが、口金側ホルダ部の端部の外表面の周方向に形成され、
   前記灯具側ホルダ部は、その幅が前記凹部に比べて小さい凸部が、灯具側ホルダ部の端部に形成され、
   前記回転制御機構は、前記口金側ホルダ部に形成された凹部と前記灯具側ホルダ部に形成された凸部とよりなることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
4. 前記弾性体が、ねじりばね又は板ばねであることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
5. 前記口金側仮固定機構が、前記口金側平坦部から突出した柱状部であり、前記ホルダ側仮固定機構が、前記ホルダ側平坦部に形成された凹所であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
6. 前記口金側本固定機構が、前記口金の外周面に形成された螺子部であり、前記ホルダ側本固定機構が、螺子部が内面に設けられた筒状の回転体であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
7. 前記放電ランプは、当該放電ランプに対して鉛直方向下方側に位置する前記ランプホルダに対して垂直に固定されることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。
8. 前記放電ランプは、当該放電ランプに対して鉛直方向上方側に位置する前記ランプホルダに対して垂直に固定されることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ保持機構。

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