JP2010073482A - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】ロウ材が溶融してもランプの破損を防止し、また、ランプの高温状態を速やかに検知する。
【解決手段】陰極ヘッド２０、陽極ヘッド３０を鉛直方向に配置し、陽極ヘッド３０をロウ材４０によって電極支持棒１７Ｂと接合させたショートアーク型放電ランプにおいて、棒状の抜け止め部材６０を陽極ヘッド３０内部に挿入し、水平方向に装着させる。このとき、電極支持棒１７Ａに形成された溝３３に抜け止め部材６０の一部を配置する。ロウ材４０が溶融すると、陽極ヘッド３０を距離Ｄ１１だけ降下させ、抜け止め部材６０を溝３３の端部で係止させることにより、その位置で陽極ヘッド３０を保持する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ショートアーク型放電ランプに関し、特に、ロウ材によって電極と電極支持棒とを接合する放電ランプの電極保持構造に関する。

ショートアーク型放電ランプでは、陽極、陰極が発光管内に近接した状態で保持され、電圧を印加することによってアーク放電が電極間で発生し、紫外光など特定波長の光が放射される。放電ランプの電極は、タングステンなどを素材とし、電極ヘッド部分が電極支持棒に支持される構成となっている。

電極ヘッドを電極支持棒に固定する方法として、電極支持棒を電極ヘッドの嵌合部に圧入する方法があるが、それ以外にもロウ付けによって融着、接合させる方法がある（特許文献１、２、３参照）。金属性ロウ材その他融着材を、電極ヘッドと電極支持棒の嵌合部分に流入し、凝固させることによって電極ヘッドが固定される。
特開昭４９−５２７５０号公報 特開昭５０−２８１８２号公報 特開２００３−１３２８３７号公報

近年、ショートアーク型放電ランプを点灯させるのに大電力（数十キロワット）を必要とし、大電力化に伴って放電ランプが高温状態となる。照度一定を維持させる定照度点灯の場合、ランプ寿命末期には点灯初期の頃より大きな電力を供給するため、放電ランプ、特に電極支持棒を嵌挿させる封止管が高温状態になりやすい。

電極が高温状態となってロウ材が溶融すると、ロウ材によって電極支持棒に固定されていた電極ヘッドは支持を失う。そのため、放電ランプを鉛直方向に配置した場合、電極ヘッドが抜け落ちてしまい、ランプ破損を招く。

ランプ点灯中にロウ材が溶融するのを防止するため、比較的高融点の金属材料をロウ材として使用することが考えられる。しかしながら、電極ヘッドを固定するときにロウ材を高温にする必要性、またロウ材に不純物が多く含まれるなどの理由から、ランプ製造工程が著しく煩雑になる。

よって、本発明が解決しようとする課題は、ランプ点灯中、ロウ材溶融によるランプ破損を防止することにある。

本発明のショートアーク型放電ランプは、ロウ材を介して電極ヘッドを電極支持棒に固定させた放電ランプであり、発光管内に設けられる一対の電極ヘッドと、電極ヘッドをそれぞれ支持する一対の電極支持棒とを備える。例えば、一対の電極を、鉛直方向に沿って配置すればよい。

ここでのロウ材を用いた固定は、ロウ材を使用した様々な固定を意味し、電極ヘッドと電極支持棒との間で直接的にロウ材を凝固させる、ロウ材を巻き付けなどによって支持棒周りに形成する、あるいは電極支持棒を覆う圧入部材を設けて電極支持棒に圧着させることなども含まれている。ロウ材の溶融がない状態では、電極ヘッドは電極支持棒に固定されている。

そして本発明の放電ランプは、電極ヘッドを保持可能な保持部を備える。保持部は、一方の電極ヘッド（陽極もしくは陰極）もしくは両方の電極ヘッドに設けられる。電極ヘッドを鉛直方向に配置させる場合、陽極、陰極どちらも上部、下部に配置することが可能である。

本発明では、ロウ材が溶融すると、保持部は、電極ヘッドの自重による相対的移動を所定範囲内に制限し、電極ヘッド保持する。所定範囲は、ランプ異常、あるいはランプ故障、破損を導かない移動距離範囲を示し、例えば、鉛直方向に電極ヘッドを配置する場合、電極間距離より短い距離範囲が設定される。また、ロウ材が溶融する高温状態（異常状態）を検出するため、放電、照度の変動が明らかになる程度の移動距離範囲として定めることも可能である。

ロウ材が溶融すると、ロウ材によって固定されていた電極ヘッドは、自重により電極支持棒に対して相対移動するが、保持部が移動を制限し、電極ヘッドを保持する。このように、ロウ材が凝固していない状態では電極ヘッドの相対的移動を許可し、かつ移動範囲を制限することによって、ロウ材が溶融してもランプ破損の恐れがない。

そして、電極ヘッドが相対的に移動すると放電変動、照度変動が生じるため、ロウ材が溶融していることを検知することができる。例えば、電極ヘッドが放電変動を生じさせる所定距離移動したところで保持部が電極ヘッドの移動を止めるのがよい。

保持部として様々な構成が考えられるが、簡易な構成、すなわち電極ヘッドあるいは電極支持棒の形状を有効に活用しながら簡易な保持構造を実現するのが望まれる。したがって、電極支持棒に、電極ヘッドの移動範囲を制限する溝を設け、保持部として、電極ヘッドに支持されるともに、少なくとも一部が溝に配置される抜け止め部材を設けるのが望ましい。このような構成により、ロウ材が溶融すると、抜け止め部材が溝の端部と係合し、電極ヘッドの移動が止まる。

例えば、電極ヘッドの移動を確実に制限するため、電極ヘッドに対し、電極支持棒を受け、ロウ材が形成される受け孔を設け、抜け止め部材を、電極ヘッドの移動方向と垂直に配置させるのがよい。

このような構成に基づいて電極ヘッドを軽量化し、電極ヘッドの急速な移動を防ぐため、電極ヘッドに、内部空間を形成する凹部を設けるのがよい。この場合、抜け止め部材を、凹部の周縁から溝に向けて延在する部材（例えば、円状部材）として構成すればよい。例えば、電極ヘッドに、電極支持棒を受ける孔であってロウ材が形成される受け孔を設ける。電極支持棒の先端部が、ロウ材によって電極ヘッドと接合する。

あるいは、封止管過熱によって破裂するのを防止するためには封止管側がより高温状態となるのを防ぐことが重要であることを考慮し、電極支持棒の封止管側で高温状態を検知するのが望ましい。そのため、電極支持棒を、溝周りにロウ材を形成させることによって、抜け止め部材と接合させるのがよい。

また、ロウ材を使わない従来知られた圧入構造を利用して、電極ヘッドの移動速度を抑えるのが望ましい。そのため、電極支持棒に、電極ヘッドの移動範囲を制限する溝を設け、電極ヘッドに、電極支持棒を受ける受け孔を設け、保持部として、溝周りに形成されるロウ材を囲みながら、少なくとも一部が溝に配置される抜け止め部材を設けるのが望ましい。抜け止め部材は、受け孔に圧入され、ロウ材が溶融すると、抜け止め部材が溝の端部と係止する。

さらに、封止管の温度状態をより正確、かつ迅速に検知するためには、電極ヘッドより受けの電極支持棒部分でロウ材を溶融させるのが望ましい。そのため、電極支持棒が、それぞれ溝を設けた封止管側電極支持棒と電極側電極支持棒とを備え、２つの部材がロウ材溶融によって分離するように構成するのがよい。

保持部としては、それぞれの溝端部を含めて封止管側電極支持棒と電極側電極支持棒の当接部分を囲み、ロウ材が内部に形成された状態で封止管側電極支持棒と電極側電極支持棒を保持する円筒状抜け止め部材を設けるのがよい。ロウ材が溶融すると、抜け止め部材が溝の端部と係止する。

なお、ロウ材溶融のときに電極ヘッドの固定状態を維持するため、電極ヘッドに電極支持棒を受ける受け孔を設け、ロウ材よりも高融点のロウ材を受け孔に流入させ、凝固させるのがよい。

本発明の照明制御装置は、上記ショートアーク型放電ランプを点灯制御する照明制御装置であり、ロウ材の溶融によって電極ヘッドが相対移動したか否かを、放電変動に基づいて検出する。

ロウ材の溶融は放電ランプ内部の変化であるため、使用者が直接見て判断することが難しい。照明制御装置が放電変動を検知することによって、ロウ材の溶融およびランプの高温状態（異常状態）が確実、かつ速やかに検知される。

例えば、電極ヘッドの変動によりアーク放電の輝点が移動すると放電状態が変わることから、電極ヘッドの相対移動に起因する放電電流の変動が生じているか否かを判断する変動判定手段を設ければよい。あるいは、供給電圧、照度変動によって異常状態を検知することも可能である。

また、放電変動が生じている場合、ランプ点灯を停止するランプ停止手段を設け、自動的にランプ破損を防止するのが望ましい。あるいは、使用者に異常状態を知らせるため、放電変動が生じている場合、ロウ材溶融を報知する報知手段を設けるのがよい。

本発明によれば、ロウ材が溶融してもランプの破損を防止することができ、また、ランプの高温状態を速やかに検知することが可能となる。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態であるショートアーク型放電ランプの概略的外観図である。

ショートアーク型放電ランプ１０は、高電力によって点灯する放電ランプであり、例えば露光装置の照明光源として使用される。放電ランプ１０は、照明制御装置（ここでは図示せず）によって電力供給される。

ショートアーク型放電ランプ１０は、透明な石英ガラス製の発光管１２と、その発光管１２内に陰極（以下、陰極ヘッドという）２０、陽極（以下、陽極ヘッドという）３０を備え、陰極２０、陽極３０は所定間隔Ｄ１をもって対向配置される。発光管１２の両側には、互いに対向する石英ガラス製の封止管１３Ａ、１３Ｂが発光管１２と一体的に形成され、封止管１３Ａ、１３Ｂの両端は、口金１４Ａ、１４Ｂによって塞がれる。放電ランプ１０は、陽極ヘッド３０が上側、陰極ヘッド２０が下側となるように鉛直方向に沿って配置されている。

封止管１３Ａ、１３Ｂの内部には、金属性の陰極ヘッド２０、陽極ヘッド３０を支持する導電性の電極支持棒１７Ａ、１７Ｂが配設され、金属箔１６Ａ、１６Ｂを介して導電性のリード棒１５Ａ、１５Ｂにそれぞれ接続される。封止管１３Ａ、１３Ｂは、封止管１３Ａ、１３Ｂ内に設けられるガラス管（図示せず）と溶着し、これによって発光管１２内の放電空間が封止される。発光管１２内には、水銀、および希ガスが封入されている。

リード棒１５Ａ、１５Ｂは外部の電源部（図示せず）に接続されており、リード棒１５Ａ、１５Ｂ、金属箔１６Ａ、１６Ｂ、そして電極支持棒１７Ａ、１７Ｂを介して陰極２０、陽極３０の間に電圧が印加される。電圧印加によって電極間でアーク放電が発生し、紫外光が発光管１２の外へ放射される。

図２は、陽極ヘッド３０の概略的外観図である。

図２に示すように陽極ヘッド３０は、円柱状の陽極胴体部３２と、円錐状の陽極縮径部３１から成り、陽極縮径部３１の先端面３３は、放電面として構成される。陽極胴体部３２には、後述するように、抜け止め部材６０が電極軸に垂直な方向に沿って圧入されている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿って陽極ヘッド３０を上から見た断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶに沿った陽極ヘッド３０の断面図である。

図４に示すように、電極支持棒１７Ｂは、陽極ヘッド３０に形成された同軸状の受け孔３６に挿入されており、ロウ材４０によって陽極ヘッド３０と融着接合している。ロウ材４０は、所望する融点を得る、さらには通常点灯時の温度で不純ガスを発生しない材料によって生成され、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、マンガン、イリジウム、ハフニウム、チタン、バナジウム、イットリウム、ジルコニウム、バラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、ニオブなどの組み合わせから成る合金であり、通常ランプ点灯時には溶融しない。なお、陰極ヘッド２０も、ロウ材によって電極支持棒１７Ａに固定されている。

電極支持棒１７Ｂの一部１７Ｄ（以下、電極溝形成部という）には、棒軸の方向、すなわち電極軸Ｅの方向（鉛直方向）に沿って溝３３が形成されている。溝３３は、電極支持棒１７Ｂの軸方向に長さＫの範囲に渡って形成され、その底面３３は平面状になっている（図３参照）。電極支持棒１７Ｂの先端部１７Ｆは溝３３の端部を構成し、他方の封止管側端部は電極側軸部１７Ｃによって構成される。

タングステンなどの高融点金属製である棒状抜け止め部材６０は、電極軸Ｅに垂直な水平方向に形成された抜け止め孔６２に嵌挿され、圧入されている。あるいは、抜け止め部材６０を溶着させるように構成してもよい。図４に示すように、抜け止め孔６２の一部は、溝３３の中に位置し、溝３３と接している。抜け止め部材６０は、溝３３の端部から距離Ｄ１１だけ上方に位置する。

ロウ材６０が受け孔３６に流入される前、電極支持棒１７Ｂは、溝３３の長さＫの範囲で電極軸Ｅの方向に移動可能である。そして、陽極ヘッド３０と電極支持棒１７Ｂを同軸状に位置決めし、陰極ヘッド２０と陽極ヘッド３０との距離Ｄ１１の位置でロウ材６０が流入される。ロウ材６０を凝固させることにより、陽極ヘッド３０は電極支持棒１７Ｂに固定され、電気的にも電極支持棒１７Ｂと接続される。

図５は、ロウ材が溶融したときの陽極ヘッドの断面図である。

高電力によるランプ点灯中、陽極ヘッド３０は高温状態になり、次いで電極支持棒１７Ｂ、封止管１３も高温状態になる。通常、ロウ材６０はランプ点灯中に溶融しないが、何らかの原因によって陽極ヘッド３０が予想を超えて過熱してその状態が続くと、電極支持棒１７Ｂ、封止管１３が過熱状態となる。封止管１３は口金１４Ｂを介して冷却されるが、電極支持棒１７Ｂの過熱によって冷却が間に合わなくなり、その結果ロウ材６０が溶融する。ロウ材６０が溶融すると、電極支持棒１７Ｂに固定されていた陽極ヘッド３０は、その自重によって陰極ヘッド２０方向、すなわち鉛直下方に降下する。

陽極ヘッド３０とともに抜け止め部材６０が降下すると、抜け止め部材６０は溝３３の端部、すなわち電極支持棒１７Ｂの先端部１７Ｆと当接する。電極支持棒１７Ｂは、発光管１２と一体的な封止管１３によって保持されており（図１参照）、鉛直方向に沿って固定されている。したがって、先端部１７Ｆは抜け止め部材６０の移動を停止させ、抜け止め部材６０をそのまま保持する。抜け止め部材６０は圧入によって陽極ヘッド３０に固定されていることから、陽極ヘッド３０は電極支持棒１７Ｂに保持される。

電極支持棒１７Ｂの先端部１７Ｆが抜け止め部材６０を係止することにより、陽極ヘッド３０の電極支持棒１７Ｂに対する相対的移動は距離Ｄ１１に制限される。そして、電極間距離Ｄ２を維持した状態で陽極ヘッド３０が保持される。これにより、陽極ヘッド３０が抜け落ちて陰極２０に衝突することが防止される。ここで、Ｄ１＝Ｄ１１＋Ｄ２である。

図６は、ショートアーク型放電ランプを制御する照明制御装置の概略的ブロック図である。

電源部４２は放電ランプ１０に電源供給し、検出部４４は放電電流を検出する。コントローラ４６は、検出部４４において検出される放電電流に基づいて、ランプ点灯を制御する。また、コントローラ４６にはモニタ（図示せず）が接続され、文字情報を表示させることが可能である。また、ブザー音の鳴るブザー（図示せず）もコントローラ４６に接続されている。

図７は、コントローラ４６によって実行される照明制御処理を示したフローチャートである。

スイッチＯＮ操作などによってランプ１０を点灯させると（Ｓ１０１）、電流変動が生じているか否かが判断される（Ｓ１０２）。上述したように、電極支持棒１７Ｂが異常な高温状態になってロウ材６０が溶融すると、陽極ヘッド３０の相対的位置変動が生じる。この位置変動によって電極間距離が変わるため、アーク放電も変化し、放電電流の変動が生じる。

ステップＳ１０２において、放電電流の変動が生じている、すなわちロウ材６０が溶融していると判断されると、ステップＳ１０３に進み、ランプ１０を消灯させる。そして、放電ランプ１０が異常状態であることを、ブザー音、あるいは警告情報のモニタ表示によって、使用者に報知する（Ｓ１０４）。

このように第１の実施形態によれば、陰極ヘッド２０、陽極ヘッド３０を鉛直方向に配置し、陽極ヘッド３０をロウ材４０によって電極支持棒１７Ｂと接合させたショートアーク型放電ランプ１０において、棒状の抜け止め部材６０が陽極ヘッド３０内部に挿入され、水平方向に装着される。電極支持棒１７Ａに溝３３が形成されており、抜け止め部材６０の一部は溝３３に達している。ランプ高温状態によってロウ材４０が溶融すると、陽極ヘッド３０は距離Ｄ１１だけ降下する。そして、抜け止め部材６０と溝３３の端部が当接することによって陽極ヘッド３０の移動が停止し、その位置で陽極ヘッド３０が保持される。

このように、ロウ材が溶融したとき、陽極ヘッドを自重によって相対移動させ、それと同時に移動範囲を制限するように構成しているため、放電変動が生じさせながらランプ破損を防ぐことができる。そして、放電電流の変動を自動的に検出することによって、放電ランプが異常高温状態であることを迅速に検知することができる。なお、放電電流の代わりに、放電電圧、あるいは照度の変動を検知することによって放電変動を検出するようにしてもよい。

次に、図８、９を用いて、第２の実施形態である放電ランプについて説明する。第２の実施形態では、蓋状の抜け止め部材が設けられる。それ以外の構成については、実質的に第１の実施形態と同じである。

図８は、第２の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。図９は、図８のＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。

陽極ヘッド１３０は、円筒状内部空間ＩＳを同軸的に形成する凹部１６５を有し、凹部１６５の底面には、電極支持棒１７０Ｂを受ける受け孔１３６が同軸的に形成されている。電極支持棒１７０Ｂには、溝１３３が周方向全体に渡って形成されており、溝１３３の形成された電極棒小径部１７０Ｄの両側は、電極棒大径部１７０Ｆ、１７０Ｃとして構成される。陽極ヘッド１３０の受け孔１３６には、電極棒大径部１７０Ｆが嵌挿され、ロウ材４０を受け孔１３６に流入、凝固させることによって、陽極ヘッド１３０が電極支持棒１７０Ｂに固定される。

それぞれ半円状の抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂは、凹部１６５の最上部周縁に取り付けられ、凹部１６５を覆う。また、電極棒小径部１７０Ｄを囲むように、半円状凹部である内周部１８８Ａ、１８８Ｂが抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂにそれぞれ形成されている。抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂには、周方向に沿って通気孔１９０Ａ、１９０Ｂがそれぞれ３つずつ形成されている。

抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂは、溶接接合、あるいはより高融点のロウ材などによって陽極ヘッド３０と接合し、また、抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂ同士も接合している。抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂの内周部１８８Ａ、１８８Ｂは、電極支持棒１７０Ｂの溝１３３に達している。

ロウ材４０が溶融すると、陽極ヘッド１３０は鉛直下方に向けて降下する。しかしながら、溝１３３の端部、すなわち電極支持棒１７Ｂの先端部１７Ｆが抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂの内周部１８８Ａ、１８８Ｂを係止するため、陽極ヘッド１３０のさらなる降下が防止される。

このように第２の実施形態によれば、抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂを陽極ヘッド１３０の凹部１６５最上部周縁に装着することより、ロウ材６０が溶融すると、陽極ヘッド３０が制限された距離範囲で移動し、抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂによって保持される。凹部１６５を陽極ヘッド１３０に設けることにより陽極ヘッド１３０が軽量化され、抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂが電極支持棒１７０Ｂの先端部１７０Ｆと当接するときの衝撃を和らげることができる。さらに、陽極ヘッドの熱が、凹部１６５から通気孔を通って凹部外へ排出することができるので、より融点の低いロウ材６０を使用することもできる。

次に、図１０、図１１を用いて、第３の実施形態である放電ランプについて説明する。第３の実施形態では、電極支持棒の溝部にロウ材が形成される。それ以外の構成については、第２の実施形態と実質的に同じである。

図１０は、第３の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。図１１は、図１０のＶＶＩ−ＶＶＩに沿った断面図である。

陽極ヘッド２３０には、内部空間ＩＳを規定する凹部２６５が同軸状に形成されており、第２実施形態と同様、半円状抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂが凹部２６５に取り付けられている。電極支持棒２７０には周方向全体に溝２３３が形成され、溝２３３の形成部分になる電極棒小径部２７０Ｄ両側には、電極棒大径部２７０Ｆ、２７０Ｃが構成される。

ロウ材４０は溝２３３に注入され、ロウ材４０の凝固によって抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂ、すなわち陽極ヘッド２３０が電極支持棒２７０に固定される。ロウ材４０が溶融すると、陽極ヘッド２３０が鉛直下方に降下するが、電極棒大径部２７０Ｆが抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂを係止する。なお、ロウ材４０を注入する代わりに、ロウ材４０を溝２３３に沿ってあらかじめ巻き付け、溝２３３の深さ以下の厚さで覆うようにしてもよい。そして、半円状抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂによって円筒状に形成されたロウ材４０を囲み、抜け止め部材１８０Ａ、１８０Ｂを凹部２６５の最上部周縁に取り付けて凹部２６５を覆うようにしてもよい。

このように第３の実施形態によれば、電極支持棒２７０Ｂの溝２３３にロウ材４０が形成され、抜け止め部材６０を介して陽極ヘッド２３０が電極支持棒２７０に固定される。ロウ材４０が封止管側に形成されるため、封止管の高温状態をより正確に把握することが出来る。

次に、図１２〜図１４を用いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、抜け止め部材がロウ材を介して陽極ヘッドに圧入される。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。

図１２は、第４の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。図１３は、図１２のＶＶＩＩＩ−ＶＶＩＩＩに沿った断面図である。図１４は、第４の実施形態におけるロウ材が溶融したときの断面図である。

陽極ヘッド３３０には、電極支持棒３７０Ｂを受けるテーパー状の受け孔３３６が形成され、電極支持棒３７０Ｂが受け孔３３６に挿入される。電極支持棒３７０Ｂには、周方向全体に溝３３３が形成され、溝３３３の形成された電極棒小径部３７０Ｄの両側は電極棒大径部３７０Ｃ、電極棒軸部３７０Ｆとして構成される。

ロウ材４０は溝３３３に沿って形成され、溝３３３の深さ以下の厚さで覆う。そして、半円筒状の抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂが、円筒状に形成されたロウ材４０を囲む。抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂは、受け孔溝３３３の上方側端部、すなわち電極棒大径部３７０Ｃと係合する位置で固定され、この状態で受け孔３３６に圧入される。

抜け止め部材の外径３８０Ａ、３８０Ｂの内径は、圧入によって縮小する。ロウ材４０は、抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂから受ける圧縮により、電極棒大径部３７０Ｆに近くなるほど圧縮される。これにより、陽極ヘッド３３０は、ロウ材４０、抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂによって電極支持棒３７０Ｂに固定される。

ロウ材４０が溶融すると、陽極ヘッド３３０は距離Ｄ１１だけ降下し、その地点で抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂが電極棒大径部３７０Ｆと当接する（図１４参照）。これによって、陽極ヘッド３０の移動が止まる。

このように第４の実施形態によれば、電極支持棒３７０Ｂの溝３３３にロウ材４０を形成し、ロウ材４０を覆う半円筒状の抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂを電極支持棒３７０Ｂとともに受け孔３３６に圧入させ、固定する。このように従来の圧入工程を適用しているため、製造工程が煩雑とならない。また、抜け止め部材３８０Ａ、３８０Ｂが圧入されているため、陽極ヘッド３０の降下するスピードを抑えることができる。

なお、抜け止め防止部材の圧入方法としては、電極支持棒を挿入後にロウ材を、電極支持棒と抜け止め部材に流し込無方法でもよい。また、円筒状ロウ材を形成し、抜け止め部材とともに電極支持棒を圧入後、さらにロウ材を受け孔に流入し、凝固させてもよい。

なお、陽極ヘッドの高速度を抑えるため、凝固状態から粘性の高い状態に移るロウ材を用いるのがよい。また、ロウ材の容積を小さくして流動性を悪くするようにしてもよい。

次に、図１５〜図１８を用いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、電極支持棒の継ぎ手として抜け止め部材を構成する。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。

図１５は、第５の実施形態における陽極ヘッドの概略的外観図である。図１６は、第５の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。図１７は、ロウ材流入前の抜け止め部材の断面図である。図１８は、第５の実施形態におけるロウ材が溶融したときの陽極ヘッドの断面図である。

電極支持棒４７０Ｂは、封止管側電極支持棒４７０Ｃと、電極側電極支持棒４７０Ｄによって構成され、封止管側電極支持棒４７０Ｃと電極側電極支持棒４７０Ｄとの接続部分を円筒状抜け止め部材４８０が囲んでいる。抜け止め部材４８０は、両端に縮径された小径部４９０Ａ、４９０Ｃを有し、その間に大径部４９０Ｂが形成されている。

封止管側電極支持棒４７０Ｃには、周方向全体に渡って溝４３３Ａが形成され、溝４３３Ａの両端は封止側軸部４７２Ａ、封止側大径部４７５Ａとして構成される。同様に、電極側電極支持棒４７０Ｄにも溝４３３Ｂが形成され、その両端は電極側軸４７２Ｂ、電極側大径部４７５Ｂとして構成される。溝４３３Ａ、４３３Ｂの深さ、電極軸方向長さは同じであり、封止管側電極支持棒４７０Ｃと電極側電極支持棒４７０Ｄとを付き合わせたとき、対称的な位置関係にある。

封止管側電極支持棒４７０Ｃと電極側電極支持棒４７０Ｄとの接合は以下のように行われる。まず、封止管側電極支持棒４７０Ｃの封止側大径部４７５Ａと電極側電極支持棒４７０Ｄの電極側大径部４７５Ｂとを当接させ、径が一定状態の抜け止め部材４８０（図１７参照）で当接部分、および溝４３３Ａ、４３３Ｂの一部を覆う。

抜け止め部材４８０の両端を縮径し、抜け止め部材４８０を図１５に示すような円筒状に形成する。これにより、抜け止め部材４８０の小径部４９０Ａ、４９０Ｃが溝４３３Ａ、４３３Ｂにまで達する。抜け止め部材４８０の内部にロウ材４０を流し込み、凝固させると、封止管側電極支持棒４７０Ｃと電極側電極支持棒４７０Ｄとが一体的に固定される。なお、ロウ材４０を注入する代わりに、ロウ材４０を電極側大径部４７５Ｂと封止側大径部４７５Ａとを囲むように形成し、抜け止め部材４８０の両端を縮径して一体的に固定してもよい。

一方、陽極ヘッド４４０に形成された受け孔４３６に電極側電極支持棒４７０Ｄにロウ材より高融点のロウ材４１が流し込まれ、電極側電極支持棒４７０Ｄが陽極ヘッド４３０と一定的に固定される。これにより、陽極ヘッド４３０は電極支持棒４７０Ｂに固定される。

ランプ点灯中にロウ材４０が溶融すると、電極側電極支持棒４７０Ｄが封止管側電極支持棒４７０Ｃから分離し、これによって陽極ヘッド４３０が降下する。しかしながら、抜け止め部材４８０の小径部４９０Ａ、４９０Ｃが、それぞれ溝４３３Ａ、４３３Ｂの端部、すなわち封止側大径部４７５Ａ、電極側大径部４７５Ｂと係止し、電極側電極支持棒４７０Ｄと一体的に固定された陽極ヘッド４３０を保持する。一方、ロウ材４１は高融点のため、陽極ヘッド４３０は電極側電極支持棒４７０Ｄから抜け落ちることがない。なお、高融点のロウ材４１で固定する代わりに、従来と同様の圧入により固定しても良い。

このように第５の実施形態によれば、電極支持棒４７０Ｂが、封止管側電極支持棒４７０Ｃと電極側電極支持棒４７０Ｄによって構成され、ロウ材４０を充填させて抜け止め部材４８０が電極側電極支持棒４７０Ｄを支える。封止管側にロウ材が設けられるため、封止管の過熱状態を速やかに察知することができる。また、陽極ヘッドの形状に影響がないため、電極ヘッド設計の制限を回避することができる。

第１〜第５の実施形態では、電極支持棒に溝を設け、抜け止め部材が溝と当接して陽極ヘッドの移動を止めるように構成しているが、それ以外の構成を適用することも可能である。例えば、保持部材を電極ヘッド、陽極ヘッド以外の外部に設け、あるいは、陽極ヘッドの移動範囲を全体的に（降下開始から停止まで）制御するように構成してもよい。

本実施形態であるショートアーク型放電ランプの概略的外観図である。 陽極ヘッドの概略的外観図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿って陽極ヘッドを上から見た断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶに沿った陽極ヘッドの断面図である。 ロウ材が溶融したときの陽極ヘッドの断面図である。 ショートアーク型放電ランプを制御する照明制御装置の概略的ブロック図である。 コントローラによって実行される照明制御処理を示したフローチャートである。 第２の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。 図８のＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。 第３の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。 図１０のＶＶＩ−ＶＶＩに沿った断面図である。 第４の実施形態における陽極ヘッドの断面図である。 図１２のＶＶＩＩＩ−ＶＶＩＩＩに沿った断面図である。 第４の実施形態におけるロウ材が溶融したときの陽極ヘッドの断面図である。 第５の実施形態における陽極ヘッドの概略的外観図である。 第５の実施形態における極ヘッドの断面図である。 ロウ材流入前の抜け止め部材の断面図である。 第５の実施形態におけるロウ材が溶融したときの陽極ヘッドの断面図である。

符号の説明

１０ ショートアーク型放電ランプ
１２ 発光管
１３Ａ、１３Ｂ 封止管
１７Ａ、１７Ｂ 電極支持棒
２０ 陰極ヘッド
３０ 陽極ヘッド
３３ 溝
３６ 受け孔
４０ ロウ材
４６ コントローラ
６０ 抜け止め部材（保持部）
１８０Ａ、１８０Ｂ 抜け止め部材
３８０Ａ、３８０Ｂ 抜け止め部材
４８０ 抜け止め部材

Claims (16)

1. 発光管内に設けられる一対の電極ヘッドと、
   前記電極ヘッドをそれぞれ支持する一対の電極支持棒と、
   前記電極ヘッドを保持可能な保持部とを備え、
   前記電極ヘッドがロウ材を介して前記電極支持棒に固定され、
   前記ロウ材が溶融すると、前記保持部が、前記電極ヘッドの自重による相対的移動を所定範囲内に制限して前記電極ヘッドを保持することを特徴とするショートアーク型放電ランプ。
2. 前記電極支持棒が、前記電極ヘッドの移動範囲を制限する溝を有し、
   前記保持部が、前記電極ヘッドに支持されるともに、少なくとも一部が前記溝に配置される抜け止め部材を有し、
   前記ロウ材が溶融すると、前記抜け止め部材が前記溝の端部と係止することを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
3. 前記電極ヘッドが、前記電極支持棒を受け、前記ロウ材が形成される受け孔を有し、
   前記抜け止め部材が、前記電極ヘッドの移動方向と垂直に配置されることを特徴とする請求項２に記載のショートアーク型放電ランプ。
4. 前記電極ヘッドが、内部空間を形成する凹部を有し、
   前記抜け止め部材が、前記凹部の周縁から前記溝に向けて延在することを特徴とする請求項２に記載のショートアーク型放電ランプ。
5. 前記電極ヘッドが、前記電極支持棒を受け、前記ロウ材が形成される受け孔を有し、
   前記電極支持棒の先端部が、前記ロウ材によって前記電極ヘッドと接合することを特徴とする請求項４に記載のショートアーク型放電ランプ。
6. 前記電極支持棒が、前記溝周りに前記ロウ材を形成させることによって前記抜け止め部材と接合することを特徴とする請求項４に記載のショートアーク型放電ランプ。
7. 前記電極支持棒が、前記電極ヘッドの移動範囲を制限する溝を有し、
   前記電極ヘッドが、前記電極支持棒を受ける受け孔を有し、
   前記保持部が、前記溝周りに形成される前記ロウ材を囲みながら、少なくとも一部が前記溝に配置される抜け止め部材を有し、
   前記抜け止め部材が前記受け孔に圧入され、
   前記ロウ材が溶融すると、前記抜け止め部材が前記溝の端部と係止することを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
8. 前記電極支持棒が、それぞれ溝を設けた封止管側電極支持棒と電極側電極支持棒とを有し、
   前記保持部が、それぞれの溝端部を含めて前記封止管側電極支持棒と前記電極側電極支持棒の当接部分を囲み、前記ロウ材が内部に形成された状態で前記封止管側電極支持棒および前記電極側電極支持棒を保持する円筒状抜け止め部材を有し、
   前記ロウ材が溶融すると、前記抜け止め部材が前記溝の端部と係止することを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
9. 前記電極ヘッドが、前記電極支持棒を受ける受け孔を有し、
   前記ロウ材よりも高融点のロウ材が前記受け孔に形成されることを特徴とする請求項８に記載のショートアーク型放電ランプ。
10. 前記保持部材が、放電変動を生じさせる所定距離だけ前記電極ヘッドを移動させて止めることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
11. 前記所定範囲が、電極間距離より短い距離範囲であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のショートアーク型放電ランプ。
12. 前記一対の電極ヘッドが、鉛直方向に沿って配置される請求項１乃至１１のいずれかに記載のショートアーク型放電ランプ。
13. 請求項１に記載されたショートアーク型放電ランプを点灯制御する照明制御装置であって、
    ロウ材の溶融によって電極ヘッドが相対移動したか否かを、放電変動に基づいて検出することを特徴とする照明制御装置。
14. 前記電極ヘッドの相対移動に起因する放電電流、放電電圧、あるいは照度の変動が生じているか否かを判断する変動判定手段を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の照明制御装置。
15. 放電変動が生じている場合、ランプ点灯を停止するランプ停止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の照明制御装置。
16. 放電変動が生じている場合、ロウ材溶融を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の照明制御装置。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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