JP2017208214A - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 高い光の利用効率が得られ、従って高い光の放射強度が得られる反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプの提供。【解決手段】 ショートアーク型放電ランプは、前面に凹所を有する柱状の胴体の当該凹所の内表面に設けられた主反射面と、当該主反射面に囲まれて形成される放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、前記胴体における凹所の開口を気密に閉塞する窓部材とを備える反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプであって、前記放電空間において、前記陰極を先端に有する陰極棒に、当該陰極棒の半径方向外方に広がり、前記主反射面に向かって光を反射させる副反射面を有する副反射面部材が設けられていることを特徴とする。【選択図】 図1
Description
本発明は、反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプに関する。
ショートアーク型放電ランプ(以下、単に「放電ランプ」ともいう。)の一形態として、ランプ本体(胴体)が、例えばセラミックなどの不透明の絶縁部材によって形成され、光取り出し部(窓部材)のみが光透過性材料によって形成された反射鏡一体型のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この種の反射鏡一体型の放電ランプは、全体の外観形状が柱状であって、取り扱いが容易であり、安全であるなどのことから、医療用のファイバー照明用光源、ソーラーシミュレータや半導体の検査装置の光源などとして広い分野で利用されている。
この種の反射鏡一体型の放電ランプは、全体の外観形状が柱状であって、取り扱いが容易であり、安全であるなどのことから、医療用のファイバー照明用光源、ソーラーシミュレータや半導体の検査装置の光源などとして広い分野で利用されている。
図3は、従来のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
この放電ランプ40は、前面に凹所を有し、当該凹所の内表面に反射面50aが形成された胴体50と、当該胴体50における凹所の開口よりなる前面開口50bを塞ぐための窓部材60とを有し、胴体50の反射面50aに囲まれて形成される放電空間Sには、キセノンガスなどの希ガスが発光ガスとして封入されると共に、陰極52および陽極53が互いに対向して配置されている。
この放電ランプ40は、前面に凹所を有し、当該凹所の内表面に反射面50aが形成された胴体50と、当該胴体50における凹所の開口よりなる前面開口50bを塞ぐための窓部材60とを有し、胴体50の反射面50aに囲まれて形成される放電空間Sには、キセノンガスなどの希ガスが発光ガスとして封入されると共に、陰極52および陽極53が互いに対向して配置されている。
窓部材60は、窓支持部材65によって支持されている。この窓支持部材65は、筒状の内部リング部65a、当該内部リング部65aよりも大径の筒状の外部リング部65b、および、内部リング部65aと外部リング部65bとを繋ぐ連結部65cを有する断面U字状のリング形状のものである。具体的には、窓部材60は、窓支持部材65の内部リング部65aの内周面に接着層(図示省略)を介して窓部材60の外周面が接触するよう嵌められることにより、当該窓支持部材65によって支持されている。
そして、窓支持部材65に窓部材60が支持されてなる窓組立体66が、胴体50の光放射方向前方にセラミックスペーサリング56および陰極給電用の金属リング55を介して配置され、これらが胴体50と共に円筒状の金属筒体58内に嵌められ、窓支持部材65の端部と金属筒体58の端部とが溶着されて気密にシールされている。これにより、窓組立体66が胴体50に対して固定されると共に気密が保たれている。
図3において、57は、陰極52を所定の位置に配置するための導電性支持部材、59は、胴体50を金属ブロック51に固定および気密にシールするための金属筒体である。
そして、窓支持部材65に窓部材60が支持されてなる窓組立体66が、胴体50の光放射方向前方にセラミックスペーサリング56および陰極給電用の金属リング55を介して配置され、これらが胴体50と共に円筒状の金属筒体58内に嵌められ、窓支持部材65の端部と金属筒体58の端部とが溶着されて気密にシールされている。これにより、窓組立体66が胴体50に対して固定されると共に気密が保たれている。
図3において、57は、陰極52を所定の位置に配置するための導電性支持部材、59は、胴体50を金属ブロック51に固定および気密にシールするための金属筒体である。
このような放電ランプ40においては、放電開始時には陰極52と陽極53との間に高電圧が印加されることによって両電極52,53間で絶縁破壊が生じ、点灯が開始される。その後、所定の電流を流すことによって放電が維持され、アーク(輝点)から光が放射される。輝点から放射された光は、図4に示されるように、反射面50aにより窓部材60に向かって反射され、平行光Laとして窓部材60から出射される。
然るに、輝点から直接、窓部材60に向かう光Lbは、平行光Laの光束から外れるために放電ランプ40からの出射光として利用することができず、光の利用効率が低い、という問題があった。
然るに、輝点から直接、窓部材60に向かう光Lbは、平行光Laの光束から外れるために放電ランプ40からの出射光として利用することができず、光の利用効率が低い、という問題があった。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、高い光の利用効率が得られ、従って高い光の放射強度が得られる反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプを提供することにある。
本発明のショートアーク型放電ランプは、前面に凹所を有する柱状の胴体の当該凹所の内表面に設けられた主反射面と、
当該主反射面に囲まれて形成される放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、
前記胴体における凹所の開口を気密に閉塞する窓部材とを備える反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプであって、
前記放電空間において、前記陰極を先端に有する陰極棒に、当該陰極棒の半径方向外方に広がり、前記主反射面に向かって光を反射させる副反射面を有する副反射面部材が設けられていることを特徴とする。
当該主反射面に囲まれて形成される放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、
前記胴体における凹所の開口を気密に閉塞する窓部材とを備える反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプであって、
前記放電空間において、前記陰極を先端に有する陰極棒に、当該陰極棒の半径方向外方に広がり、前記主反射面に向かって光を反射させる副反射面を有する副反射面部材が設けられていることを特徴とする。
本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、前記副反射面部材が、前記陰極棒に接触して固定される基部を有し、当該基部と前記副反射面との間に、前記陰極棒が接触しない状態で挿入されて当該陰極棒の外周面との間に間隙が形成される筒状の間隙形成部を有することが好ましい。
本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、主反射面に向かって光を反射させる副反射面を有する副反射面部材が設けられている。このため、従来、輝点から直接、窓部材に向かっていた光が、副反射面に捕捉されて反射されて主反射面に戻され、当該主反射面によって反射されて平行光として窓部材を介して出射される。従って、ショートアーク型放電ランプに高い光の利用効率が得られ、その結果、高い光の放射強度が得られる。
以下、本発明のショートアーク型放電ランプの実施の形態について説明する。
図1は、本発明のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図であり、図2は、図1のショートアーク型放電ランプの副反射面部材を拡大して示す説明用断面図である。
この放電ランプ(ショートアーク型放電ランプ)10は、外観形状が柱状、例えば円柱状であって、前面(図1における上面)に凹所を有し、当該凹所の内表面に主反射面20aが形成された胴体20を備えている。
この胴体20の光放射方向前方(図1における上方)には、リング形状の窓支持部材35に支持された窓部材30が、胴体20における凹所の円状の開口よりなる前面開口20bを塞ぐように気密に設けられている。これにより、窓部材30と窓支持部材35とによって構成される窓組立体36と、胴体20の主反射面20aとに囲まれた放電空間Sが形成されている。
この放電空間Sには、陰極12および陽極13よりなる一対の電極が互いに対向するよう近接配置されている。この陰極12と陽極13との間には、主反射面20aの焦点が位置している。陰極12は、放電空間Sに配設された導電性支持部材27によって支持されており、この導電性支持部材27、胴体20の円環状の前端面上に配設された金属リング25および窓支持部材35を介して外部給電部材(図示省略)に電気的に接続される。陽極13は、胴体20の貫通孔24を介して後面開口20cから導出されて外部給電部材に電気的に接続される。また、放電空間Sには、例えばキセノンガスなどの不活性ガスが封入されている。
また、胴体20の光放射方向後方(図1における下方)には、金属ブロック15が配設されており、この金属ブロック15により、胴体20および陽極13が支持固定されている。
図1は、本発明のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図であり、図2は、図1のショートアーク型放電ランプの副反射面部材を拡大して示す説明用断面図である。
この放電ランプ(ショートアーク型放電ランプ)10は、外観形状が柱状、例えば円柱状であって、前面(図1における上面)に凹所を有し、当該凹所の内表面に主反射面20aが形成された胴体20を備えている。
この胴体20の光放射方向前方(図1における上方)には、リング形状の窓支持部材35に支持された窓部材30が、胴体20における凹所の円状の開口よりなる前面開口20bを塞ぐように気密に設けられている。これにより、窓部材30と窓支持部材35とによって構成される窓組立体36と、胴体20の主反射面20aとに囲まれた放電空間Sが形成されている。
この放電空間Sには、陰極12および陽極13よりなる一対の電極が互いに対向するよう近接配置されている。この陰極12と陽極13との間には、主反射面20aの焦点が位置している。陰極12は、放電空間Sに配設された導電性支持部材27によって支持されており、この導電性支持部材27、胴体20の円環状の前端面上に配設された金属リング25および窓支持部材35を介して外部給電部材(図示省略)に電気的に接続される。陽極13は、胴体20の貫通孔24を介して後面開口20cから導出されて外部給電部材に電気的に接続される。また、放電空間Sには、例えばキセノンガスなどの不活性ガスが封入されている。
また、胴体20の光放射方向後方(図1における下方)には、金属ブロック15が配設されており、この金属ブロック15により、胴体20および陽極13が支持固定されている。
陰極12は、ロッド状の陰極棒11の先端に設けられており、陰極棒11が、主反射面20aの光軸に沿って伸びる状態に配置されている。
この陰極12は、陰極棒11の基端部が導電性支持部材27に固定されることによって、支持されている。
この図の例において、陰極棒11は、金属リング25の周上に略等間隔で設けられた3本の導電性支持部材27によって支持されている。
陰極12は、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属よりなり、例えば先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有するものであり、炭化処理されたものであってもよい。
この陰極12は、陰極棒11の基端部が導電性支持部材27に固定されることによって、支持されている。
この図の例において、陰極棒11は、金属リング25の周上に略等間隔で設けられた3本の導電性支持部材27によって支持されている。
陰極12は、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属よりなり、例えば先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有するものであり、炭化処理されたものであってもよい。
導電性支持部材27は、例えば耐熱性と溶接性とを考慮したモリブデンなどからなり、放電空間Sにおいて、金属リング25の半径方向内方に伸びるよう配置されている。
この導電性支持部材27において、先端部は陰極棒11の基端部にロウ付け等によって溶接されており、基端部はロウ付け等によって金属リング25に固定されている。このようにして、陰極12が陰極棒11の先端に設けられ、陰極棒11が導電性支持部材27によって支持固定され、この導電性支持部材27、金属リング25および金属筒体28により、放電空間Sの気密性を保った状態で外部給電部材に電気的に接続されている。
この導電性支持部材27において、先端部は陰極棒11の基端部にロウ付け等によって溶接されており、基端部はロウ付け等によって金属リング25に固定されている。このようにして、陰極12が陰極棒11の先端に設けられ、陰極棒11が導電性支持部材27によって支持固定され、この導電性支持部材27、金属リング25および金属筒体28により、放電空間Sの気密性を保った状態で外部給電部材に電気的に接続されている。
そして、この放電ランプ10においては、陰極棒11に、当該陰極棒11の半径方向外方に広がり、胴体20の主反射面20aに向かって光を反射させる副反射面14aを有する副反射面部材14が設けられている。
具体的には例えば、副反射面部材14は、外観形状が円柱状であり、陰極棒11に接触して固定される基部14bと、当該基部14bから連続して伸びる間隙形成部14cと、当該間隙形成部14cから連続して伸びる、副反射面14aを有する先端部14dとからなる。
基部14bは、陰極棒11が圧入される貫通孔14hを有する筒状のものである。
間隙形成部14cは、内部が基部14bの貫通孔14hと連通する略筒状のものである。間隙形成部14cの基部14b側は、当該内部における基部14b側が当該基部14bに向かって小径となるテーパー状の空間とされる逆テーパー形状とされている。間隙形成部14cにおいては、陰極棒11が接触しない状態で挿入されて当該陰極棒11の外周面との間に間隙が形成される。
先端部14dは、副反射面14aがその内表面に設けられた凹部を有するものである。
副反射面14aと基部14bとの間に間隙形成部14cが設けられていることにより、基部14bは陰極棒11に接触して固定されるので放熱部材として機能してしまうところ、陰極12の温度低下を抑制することができる。
具体的には例えば、副反射面部材14は、外観形状が円柱状であり、陰極棒11に接触して固定される基部14bと、当該基部14bから連続して伸びる間隙形成部14cと、当該間隙形成部14cから連続して伸びる、副反射面14aを有する先端部14dとからなる。
基部14bは、陰極棒11が圧入される貫通孔14hを有する筒状のものである。
間隙形成部14cは、内部が基部14bの貫通孔14hと連通する略筒状のものである。間隙形成部14cの基部14b側は、当該内部における基部14b側が当該基部14bに向かって小径となるテーパー状の空間とされる逆テーパー形状とされている。間隙形成部14cにおいては、陰極棒11が接触しない状態で挿入されて当該陰極棒11の外周面との間に間隙が形成される。
先端部14dは、副反射面14aがその内表面に設けられた凹部を有するものである。
副反射面14aと基部14bとの間に間隙形成部14cが設けられていることにより、基部14bは陰極棒11に接触して固定されるので放熱部材として機能してしまうところ、陰極12の温度低下を抑制することができる。
副反射面部材14は、例えば石英ガラスや、タングステン、モリブデン、チタンなどの高融点部材からなるものとすることができる。
副反射面14aは、主反射面20aに向かって光を反射させることができる形状を有していればよく、具体的には、例えば球面状を有するもの、または、放物面状や楕円面状などの非球面状を有するものとすることができる。
また、副反射面14aは、誘電体多層膜や金属膜によって形成されている。
また、副反射面14aは、誘電体多層膜や金属膜によって形成されている。
副反射面部材14は、当該副反射面部材14の基部14bの貫通孔14hに陰極棒11を、箔を介在させた状態で圧入し、レーザー溶接することにより固定することができる。
このとき、副反射面14aの焦点位置が、主反射面20aの焦点位置から、陰極12側に0.05〜0.50mm離間した位置に一致する状態とされることが好ましい。
このとき、副反射面14aの焦点位置が、主反射面20aの焦点位置から、陰極12側に0.05〜0.50mm離間した位置に一致する状態とされることが好ましい。
陽極13は、ロッド状のものであり、主反射面20aの光軸に沿って伸びる状態に配置されている。
陽極13は、先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有する略柱状の、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属よりなるものである。
この陽極13は、その基端部が、後方円筒部22内を挿通し、金属ブロック15の貫通孔15aに嵌挿されることによって支持固定されおり、また金属ブロック15によって放電空間Sの気密性を保った状態で外部給電部材に電気的に接続されている。
陽極13は、先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有する略柱状の、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属よりなるものである。
この陽極13は、その基端部が、後方円筒部22内を挿通し、金属ブロック15の貫通孔15aに嵌挿されることによって支持固定されおり、また金属ブロック15によって放電空間Sの気密性を保った状態で外部給電部材に電気的に接続されている。
窓部材30は、胴体20の前面開口20bを塞ぐためのものであり、例えば円盤状を有し、サファイアなどの光透過性材料よりなる。
この窓部材30は、図1に示されているように、窓支持部材35と共に前面開口20bを塞ぐことができるよう、前面開口20bよりも小径であって、主反射面20aの前端縁21aによって構成される開口(以下、「反射面開口」ともいう。)に適合した形状を有するものであることが好ましい。
また、窓部材30の厚みは、窓部材30の外径が25mm程度である場合において2.5〜5.0mmであることが好ましい。
この図の例において、窓部材30は、前面開口20bの開口径よりも小径であって反射面開口の開口径と略同等の外径を有するものであり、前面開口20bの光放射方向前方において、反射面開口と対向するように配置されている。
この窓部材30は、図1に示されているように、窓支持部材35と共に前面開口20bを塞ぐことができるよう、前面開口20bよりも小径であって、主反射面20aの前端縁21aによって構成される開口(以下、「反射面開口」ともいう。)に適合した形状を有するものであることが好ましい。
また、窓部材30の厚みは、窓部材30の外径が25mm程度である場合において2.5〜5.0mmであることが好ましい。
この図の例において、窓部材30は、前面開口20bの開口径よりも小径であって反射面開口の開口径と略同等の外径を有するものであり、前面開口20bの光放射方向前方において、反射面開口と対向するように配置されている。
窓支持部材35は、例えばコバールなどの合金よりなり、窓部材30の外径に適合した内径の筒状の内部リング部35a、当該内部リング部35aよりも大径の筒状の外部リング部35b、および、これらを繋ぐ連結部35cを有し、断面U字状のリング形状のものである。
この図の例において、窓支持部材35は、円環状の形状を有しており、外部リング部35bは、胴体20の外径と略同等の外径を有している。すなわち、窓組立体36が胴体20の外径と略同等の外径を有するものとされている。
この図の例において、窓支持部材35の内部リング部35aには、窓部材30よりも光放射方向前方において当該窓部材30の半径方向内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分35dが形成されている。前縁部分35dは、窓部材30に接触しない状態とされることが好ましい。
この図の例において、窓支持部材35は、円環状の形状を有しており、外部リング部35bは、胴体20の外径と略同等の外径を有している。すなわち、窓組立体36が胴体20の外径と略同等の外径を有するものとされている。
この図の例において、窓支持部材35の内部リング部35aには、窓部材30よりも光放射方向前方において当該窓部材30の半径方向内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分35dが形成されている。前縁部分35dは、窓部材30に接触しない状態とされることが好ましい。
また、窓支持部材35は、胴体20の外径および外部リング部35bの外径に適合する内径を有する筒状の金属筒体28により、連結部35cの光放射方向後方側の表面が金属リング25の光放射方向前方側の表面に密接した状態、すなわち電気的に接続された状態で胴体20に固定されている。具体的には、外部リング部35bの外周面の全面と金属筒体28の内周面における光放射方向前方側部分とが溶接され、胴体20の外周面における光放射方向前方側部分と金属筒体28の内周面における光放射方向後方側部分とが接着剤によって接着されることにより、窓支持部材35が胴体20に固定されている。ここに、接着剤としては、銀ロウ材などのロウ材が用いられる。このようにして、窓部材30を支持した状態の窓支持部材35、すなわち窓組立体36が胴体20に固定されることにより、放電空間Sの気密状態が保たれている。
金属筒体28は、例えばコバールなどからなるものである。
金属筒体28は、例えばコバールなどからなるものである。
窓支持部材35においては、内部リング部35aの内周面に包囲された空間内に窓部材30が嵌め込まれ、当該内周面と窓部材30の周側面30aとの間に接着剤が導入されて接着層(図示せず)が形成されることにより、当該窓部材30が支持固定されている。
接着層は、窓部材30の周側面30aと内部リング部35aの内周面との間の全周にわたって、窓部材30の厚み方向に伸びるように形成されている。
接着層を構成する接着剤としては、例えば銀ロウ材が用いられる。
接着層は、窓部材30の周側面30aと内部リング部35aの内周面との間の全周にわたって、窓部材30の厚み方向に伸びるように形成されている。
接着層を構成する接着剤としては、例えば銀ロウ材が用いられる。
窓部材30の周側面30aは、当該窓部材30がサファイアなどよりなるものであり、窓支持部材35がコバールなどの金属よりなるものであることから、窓部材30と窓支持部材35との接着性を向上させるために、例えばモリブデンおよびマンガンの混合物からなる金属によって被覆されてメタライズ加工されている。
具体的に説明すると、窓部材30の周側面30aにメタライズ加工が施されることにより、これらの領域がメタライズ層(図示せず)に被覆され、これにより、窓部材30と接着層との間にメタライズ層が介在されることとなる。
具体的に説明すると、窓部材30の周側面30aにメタライズ加工が施されることにより、これらの領域がメタライズ層(図示せず)に被覆され、これにより、窓部材30と接着層との間にメタライズ層が介在されることとなる。
窓部材30と窓支持部材35との接着方法、すなわち窓組立体36の製造方法としては、Mo−Mnメタライズ法を用いる手法が挙げられる。
具体的に、Mo−Mnメタライズ法を用いて窓組立体36を製造する手法においては、例えば、先ず、窓部材30の周側面30aに、モリブデンとモリブデン酸化物およびマンガンとマンガン酸化物の混合粉末を塗布し、その塗膜を湿潤水素雰囲気において温度1500℃の条件で焼成することにより、メタライズ層を形成する。次いで、窓部材30におけるメタライズ層が形成された領域と窓支持部材35とを銀ロウ材によってロウ付けする。以って、窓組立体36が製造される。
具体的に、Mo−Mnメタライズ法を用いて窓組立体36を製造する手法においては、例えば、先ず、窓部材30の周側面30aに、モリブデンとモリブデン酸化物およびマンガンとマンガン酸化物の混合粉末を塗布し、その塗膜を湿潤水素雰囲気において温度1500℃の条件で焼成することにより、メタライズ層を形成する。次いで、窓部材30におけるメタライズ層が形成された領域と窓支持部材35とを銀ロウ材によってロウ付けする。以って、窓組立体36が製造される。
金属リング25は、放電空間Sにおいて、胴体20の光放射方向前方、具体的には胴体20の前端面と窓支持部材35との間に配設され、例えばコバールなどからなり、陰極用給電部材として機能するものである。
この金属リング25は、内周面において導電性支持部材27に電気的に接続されており、また光放射方向前方側の表面において窓支持部材35を介して金属筒体28に電気的に接続されている。このようにして、金属リング25は、導電性支持部材27を介して陰極12に電気的に接続されていると共に、窓支持部材35および金属筒体28を介して外部給電部材に電気的に接続されている。
また、金属リング25の外径は、図1に示されているように、当該金属リング25の外周面と金属筒体28の内周面との間に、その全周にわたって間隙が形成されるよう、金属筒体28の内径よりも僅かに小径であることが好ましい。
また、金属リング25の内径は、図1に示されているように、当該金属リング25によって光の進行が阻害されることのないよう、反射面開口の開口径および窓部材30の外径と略同等であることが好ましい。
この図の例において、金属リング25は、胴体20の前端面上に、セラミックスペーサリング26を介して配置されている。すなわち、胴体20の前端面には、セラミックスペーサリング26と金属リング25とがこの順に重ねられた状態で配置されている。セラミックスペーサリング26は、金属リング25の内径よりも僅かに大径であって、前面開口20bの開口径よりも僅かに小径の内径を有するものであり、その外周面が金属筒体28の内周面と密着した状態とされている。
この金属リング25は、内周面において導電性支持部材27に電気的に接続されており、また光放射方向前方側の表面において窓支持部材35を介して金属筒体28に電気的に接続されている。このようにして、金属リング25は、導電性支持部材27を介して陰極12に電気的に接続されていると共に、窓支持部材35および金属筒体28を介して外部給電部材に電気的に接続されている。
また、金属リング25の外径は、図1に示されているように、当該金属リング25の外周面と金属筒体28の内周面との間に、その全周にわたって間隙が形成されるよう、金属筒体28の内径よりも僅かに小径であることが好ましい。
また、金属リング25の内径は、図1に示されているように、当該金属リング25によって光の進行が阻害されることのないよう、反射面開口の開口径および窓部材30の外径と略同等であることが好ましい。
この図の例において、金属リング25は、胴体20の前端面上に、セラミックスペーサリング26を介して配置されている。すなわち、胴体20の前端面には、セラミックスペーサリング26と金属リング25とがこの順に重ねられた状態で配置されている。セラミックスペーサリング26は、金属リング25の内径よりも僅かに大径であって、前面開口20bの開口径よりも僅かに小径の内径を有するものであり、その外周面が金属筒体28の内周面と密着した状態とされている。
胴体20は、多結晶アルミナ(Al2 O3 )等のセラミックなどの絶縁部材よりなり、凹状に湾曲した主反射面20aを内部に有する反射部21と、反射部21の光放射方向後方側に連続して主反射面20aの光軸方向外方に伸びる後方円筒部22とを有する基材により構成されている。
この図の例において、胴体20を構成する基材は、多結晶アルミナよりなり、反射部21の光放射方向前方側に連続して主反射面20aの光軸方向外方に伸びる前方円筒部23を有するものである。この前方円筒部23と金属リング25とセラミックスペーサリング26とにより、放電空間Sにおいて、反射面開口の光放射方向前方に、導電性支持部材27を収容するための領域が形成されている。また、前方円筒部23における光放射方向前方の内端縁により、胴体20の前面開口20bが構成されている。
この図の例において、胴体20を構成する基材は、多結晶アルミナよりなり、反射部21の光放射方向前方側に連続して主反射面20aの光軸方向外方に伸びる前方円筒部23を有するものである。この前方円筒部23と金属リング25とセラミックスペーサリング26とにより、放電空間Sにおいて、反射面開口の光放射方向前方に、導電性支持部材27を収容するための領域が形成されている。また、前方円筒部23における光放射方向前方の内端縁により、胴体20の前面開口20bが構成されている。
主反射面20aは、凹状に湾曲した形状を有するものであり、具体的には、例えば回転放物面状、回転楕円面状、非球面状を有するものとすることができる。
また、主反射面20aは、銀やアルミニウムなどによる金属蒸着膜や、誘電体多層膜によって形成されている。
また、主反射面20aは、銀やアルミニウムなどによる金属蒸着膜や、誘電体多層膜によって形成されている。
また、胴体20の外周面においては、金属筒体28および後述の金属筒体29と接着剤によって接着される領域に、メタライズ加工が施されている。
金属ブロック15は、胴体20に接する大径部15bが当該胴体20の外径と同等の外径を有するものであり、電気伝導性および熱伝導性の観点から、コバールよりなることが好ましい。
この金属ブロック15には、後面開口20cを介して後方円筒部22の内部に連通し、光放射方向に貫通する貫通孔15aが形成されている。この貫通孔15aは、陽極13を支持固定することができるよう、陽極13の外径に適合する内径を有するものである。
この図の例において、金属ブロック15は、胴体20の外径と同等の外径の大径部15bと、この大径部15bよりも小径の外径の小径部15cとを有するものである。
この金属ブロック15には、後面開口20cを介して後方円筒部22の内部に連通し、光放射方向に貫通する貫通孔15aが形成されている。この貫通孔15aは、陽極13を支持固定することができるよう、陽極13の外径に適合する内径を有するものである。
この図の例において、金属ブロック15は、胴体20の外径と同等の外径の大径部15bと、この大径部15bよりも小径の外径の小径部15cとを有するものである。
金属ブロック15には、胴体20の外径および金属ブロック15の大径部15bの外径に適合する内径を有する筒状の金属筒体29により、胴体20が固定されている。具体的には、大径部15bの外周面の全面と金属筒体29の内周面における光放射方向後方側部分とが溶接され、胴体20の外周面における光放射方向後方側部分と金属筒体29の内周面における光放射方向前方側部分とが接着剤によって接着されることにより、胴体20が金属ブロック15に固定されている。ここに、接着剤としては、銀ロウ材などのロウ材が用いられる。このようにして、胴体20の後面開口20cが、僅かな間隙を介して、陽極13を支持した状態の金属ブロック15によって密閉されている。
金属筒体29は、例えばコバールなどからなるものである。
金属筒体29は、例えばコバールなどからなるものである。
この放電ランプ10は、放電空間Sに2MPaの静圧力でキセノン等の不活性ガスが充填されており、定格電流20A、消費電力が300Wのものである。
また、放電ランプ10の寸法の一例は以下の通りである。
胴体20においては、全長が20mm、外径が35mmである。
陰極棒11および陰極12においては、合計の全長が14mm、陰極棒11のロッド径が1.5mm、陰極12の先端のテーパー角が65°である。
副反射面部材14においては、外形の外径φ1が5.5mm、長さ(図2において上下方向長さ)h1が4.06mmである。また、間隙形成部14cおよび先端部14dの合計の長さ(図2において上下方向長さ)h2が3.0mm、先端部14dの長さ(図2において上下方向長さ)h3が1.4mmである。基部14bの貫通孔14hの内径φ2が1.5mm、間隙形成部14cの内部のテーパー状の空間の開き角αが120°、間隙形成部14cの内径φ3が3.0mmである。また、副反射面14aは、副反射面部材14の中心軸上の先端(図2における下端)から外方に1.2mm離間した点を中心とする半径3.0mmの球面であり、副反射面14aの表面は光沢面である。さらに、副反射面部材14の先端(図2における下端)から陰極12の先端までの距離dが1.56mmである。
陽極13においては、全長が23mm、直径が4mmである。また、陽極13と陰極12との電極間距離は1.4mmである。
窓部材30においては、外径が25.4mm、厚みが3mmである。また、窓部材30の、窓支持部材35の光放射方向先端からの距離は0.7mmである。
窓支持部材35においては、高さ(図1における上下方向長さ)が5.65mmであり、外部リング部35bの外径が31.5mm、内部リング部35aの外径が26.3mm、厚みが0.65mmである。また、窓部材30の外表面(光出射面)と窓支持部材35の前縁部分35dの内面との距離は0.05mmである。
胴体20においては、全長が20mm、外径が35mmである。
陰極棒11および陰極12においては、合計の全長が14mm、陰極棒11のロッド径が1.5mm、陰極12の先端のテーパー角が65°である。
副反射面部材14においては、外形の外径φ1が5.5mm、長さ(図2において上下方向長さ)h1が4.06mmである。また、間隙形成部14cおよび先端部14dの合計の長さ(図2において上下方向長さ)h2が3.0mm、先端部14dの長さ(図2において上下方向長さ)h3が1.4mmである。基部14bの貫通孔14hの内径φ2が1.5mm、間隙形成部14cの内部のテーパー状の空間の開き角αが120°、間隙形成部14cの内径φ3が3.0mmである。また、副反射面14aは、副反射面部材14の中心軸上の先端(図2における下端)から外方に1.2mm離間した点を中心とする半径3.0mmの球面であり、副反射面14aの表面は光沢面である。さらに、副反射面部材14の先端(図2における下端)から陰極12の先端までの距離dが1.56mmである。
陽極13においては、全長が23mm、直径が4mmである。また、陽極13と陰極12との電極間距離は1.4mmである。
窓部材30においては、外径が25.4mm、厚みが3mmである。また、窓部材30の、窓支持部材35の光放射方向先端からの距離は0.7mmである。
窓支持部材35においては、高さ(図1における上下方向長さ)が5.65mmであり、外部リング部35bの外径が31.5mm、内部リング部35aの外径が26.3mm、厚みが0.65mmである。また、窓部材30の外表面(光出射面)と窓支持部材35の前縁部分35dの内面との距離は0.05mmである。
この放電ランプ10においては、放電開始時には陰極12と陽極13との間に高電圧が印加されることによって両電極12,13間で絶縁破壊が生じ、点灯が開始される。その後、所定の電流を流すことによって放電が維持され、アーク(輝点)から光が放射される。輝点から放射された光のうち、直接、主反射面20aに入射する光L1は、当該主反射面20aによって窓部材30に向かって反射されて当該窓部材30から出射される。図1において光L1の光路を一点鎖線で示す。一方、輝点から放射された光のうち、直接、副反射面14aに入射する光L2は、当該副反射面14aに反射されて主反射面20aに入射され、当該主反射面20aによって窓部材30に向かって反射されて当該窓部材30から出射される。図1において光L2の光路を二点鎖線で示す。
以上のような放電ランプ10においては、主反射面20aに向かって光を反射させる副反射面14aを有する副反射面部材14が設けられている。このため、従来、輝点から直接、窓部材30に向かっていた光が、副反射面14aに捕捉されて反射されて主反射面20aに戻され、当該主反射面20aによって反射されて平行光として窓部材30を介して出射される。従って、放電ランプ10に高い光の利用効率が得られ、その結果、高い光の放射強度が得られる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
10 ショートアーク型放電ランプ
11 陰極棒
12 陰極
13 陽極
14 副反射面部材
14a 副反射面
14b 基部
14c 間隙形成部
14d 先端部
14h 貫通孔
15 金属ブロック
15a 貫通孔
15b 大径部
15c 小径部
20 胴体
20a 主反射面
20b 前面開口
20c 後面開口
21 反射部
21a 前端縁
22 後方円筒部
23 前方円筒部
24 貫通孔
25 金属リング
26 セラミックスペーサリング
27 導電性支持部材
28 金属筒体
29 金属筒体
30 窓部材
30a 周側面
35 窓支持部材
35a 内部リング部
35b 外部リング部
35c 連結部
35d 前縁部分
36 窓組立体
40 放電ランプ
50 胴体
50a 反射面
50b 前面開口
51 金属ブロック
52 陰極
53 陽極
55 金属リング
56 セラミックスペーサリング
57 導電性支持部材
58 金属筒体
59 金属筒体
60 窓部材
65 窓支持部材
65a 内部リング部
65b 外部リング部
65c 連結部
66 窓組立体
S 放電空間
11 陰極棒
12 陰極
13 陽極
14 副反射面部材
14a 副反射面
14b 基部
14c 間隙形成部
14d 先端部
14h 貫通孔
15 金属ブロック
15a 貫通孔
15b 大径部
15c 小径部
20 胴体
20a 主反射面
20b 前面開口
20c 後面開口
21 反射部
21a 前端縁
22 後方円筒部
23 前方円筒部
24 貫通孔
25 金属リング
26 セラミックスペーサリング
27 導電性支持部材
28 金属筒体
29 金属筒体
30 窓部材
30a 周側面
35 窓支持部材
35a 内部リング部
35b 外部リング部
35c 連結部
35d 前縁部分
36 窓組立体
40 放電ランプ
50 胴体
50a 反射面
50b 前面開口
51 金属ブロック
52 陰極
53 陽極
55 金属リング
56 セラミックスペーサリング
57 導電性支持部材
58 金属筒体
59 金属筒体
60 窓部材
65 窓支持部材
65a 内部リング部
65b 外部リング部
65c 連結部
66 窓組立体
S 放電空間
Claims (2)
- 前面に凹所を有する柱状の胴体の当該凹所の内表面に設けられた主反射面と、
当該主反射面に囲まれて形成される放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、
前記胴体における凹所の開口を気密に閉塞する窓部材とを備える反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプであって、
前記放電空間において、前記陰極を先端に有する陰極棒に、当該陰極棒の半径方向外方に広がり、前記主反射面に向かって光を反射させる副反射面を有する副反射面部材が設けられていることを特徴とするショートアーク型放電ランプ。 - 前記副反射面部材が、前記陰極棒に接触して固定される基部を有し、当該基部と前記副反射面との間に、前記陰極棒が接触しない状態で挿入されて当該陰極棒の外周面との間に間隙が形成される筒状の間隙形成部を有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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016099264A JP2017208214A (ja) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | ショートアーク型放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016099264A JP2017208214A (ja) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | ショートアーク型放電ランプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017208214A true JP2017208214A (ja) | 2017-11-24 |
Family
ID=60415039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016099264A Pending JP2017208214A (ja) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | ショートアーク型放電ランプ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017208214A (ja) |
-
2016
- 2016-05-18 JP JP2016099264A patent/JP2017208214A/ja active Pending
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Date | Code | Title | Description |
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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