JP2021047985A - Short arc type discharge lamp and light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光管の封止部に口金が装着されたショートアーク型放電ランプおよびこのショートアーク型放電ランプを備えた光照射装置に関する。 The present invention relates to a short arc type discharge lamp having a base attached to a sealing portion of an arc tube and a light irradiation device provided with the short arc type discharge lamp.
例えば半導体素子、液晶表示素子等の製造工程に用いられる露光装置や、種々の映写機においては、光源としてショートアーク型放電ランプが用いられている。このショートアーク型放電ランプは、発光管内に陽極および陰極が互いに対向して配置されると共に、当該発光管内に、水銀、キセノンガス等の発光物質が封入されて構成されている。また、ショートアーク型放電ランプにおいて、発光管の封止部に高い耐圧性が要求される場合には、封止部の封止構造として、封止用の導電箔を用いる箔シール構造が採用されている。 For example, a short arc type discharge lamp is used as a light source in an exposure apparatus used in a manufacturing process of a semiconductor element, a liquid crystal display element, or the like, or in various projectors. This short arc type discharge lamp is configured such that an anode and a cathode are arranged in an arc tube so as to face each other, and a luminescent substance such as mercury or xenon gas is sealed in the arc tube. Further, in a short arc type discharge lamp, when high pressure resistance is required for the sealing portion of the arc tube, a foil sealing structure using a conductive foil for sealing is adopted as the sealing structure of the sealing portion. ing.
このようなショートアーク型放電ランプは、点灯時に発光管が極めて高温となり、これに伴い、発光管の封止部も高温になる。そして、封止部が高温となると、封止部内に埋設された導電箔の酸化が進行することにより、封止部が破損して使用不能になるおそれがある。 In such a short arc type discharge lamp, the arc tube becomes extremely hot when lit, and the sealing portion of the arc tube also becomes hot accordingly. When the temperature of the sealing portion becomes high, the conductive foil embedded in the sealing portion is oxidized, which may damage the sealing portion and make it unusable.
このような問題を解決するために、封止部に装着された口金の周面部に第1の開口を形成すると共に、口金の外端面部に第2の開口を形成し、口金における第1の開口が形成された部分に冷却風を吹き付けることにより、第1の開口から口金内に冷却風を流入させ、第2の開口から口金の外部に冷却風を流出させる技術(特許文献1参照)や、封止部に装着された口金の周面部に流入用空気孔および流出用空気孔を形成し、口金における流入用空気孔が形成された部分に冷却風を吹き付けることにより、当該流入用空気口から口金内に冷却風を流入させ、流出用空気孔から口金の外部に冷却風を流出させる技術(特許文献2参照)が知られている。 In order to solve such a problem, a first opening is formed in the peripheral surface portion of the mouthpiece attached to the sealing portion, and a second opening is formed in the outer end surface portion of the mouthpiece, so that the first opening in the mouthpiece is formed. A technique (see Patent Document 1) in which cooling air is blown into a portion where an opening is formed so that cooling air flows into the mouthpiece from the first opening and flows out from the second opening to the outside of the mouthpiece (see Patent Document 1). , The inflow air hole and the outflow air hole are formed on the peripheral surface of the mouthpiece attached to the sealing part, and the cooling air is blown to the portion of the mouthpiece where the inflow air hole is formed, so that the inflow air port There is known a technique (see Patent Document 2) in which cooling air flows into the mouthpiece and the cooling air flows out from the outflow air hole to the outside of the mouthpiece.
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載のショートアーク型放電ランプにおいては、外部リードには直接冷却風が当たるため、外部リードを高い効率で冷却することは可能であるが、封止部を高い効率で冷却することが困難である。
また、封止部を冷却するために、大きい流量の冷却風を吹き付けたときには、冷却風の一部が口金の外周面に当たった後に、発光管に向かって流れるため、発光管の温度が低下する結果、点灯に不具合が生じるおそれがある。
また、特許文献2に記載のショートアーク型放電ランプにおいては、流出用空気孔が口金の外周面部に形成されていることにより、流出用空気孔に排気口を接続することが困難である。そのため、封止部と口金とを接合する接着剤などによる汚染物が冷却風と共に流出用空気孔から流出する結果、ショートアーク型放電ランプが搭載される装置の内部が汚染されるという問題がある。
However, in the short arc type discharge lamps described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the external reed is directly exposed to the cooling air, it is possible to cool the external reed with high efficiency, but the sealing portion is provided. It is difficult to cool with high efficiency.
Further, when a large flow rate of cooling air is blown to cool the sealing portion, a part of the cooling air hits the outer peripheral surface of the base and then flows toward the arc tube, so that the temperature of the arc tube drops. As a result, there is a risk of malfunction in lighting.
Further, in the short arc type discharge lamp described in Patent Document 2, it is difficult to connect the exhaust port to the outflow air hole because the outflow air hole is formed on the outer peripheral surface portion of the mouthpiece. Therefore, there is a problem that the inside of the device on which the short arc type discharge lamp is mounted is contaminated as a result of the contaminants such as the adhesive that joins the sealing portion and the mouthpiece flowing out from the outflow air holes together with the cooling air. ..
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って、その目的は、発光管の温度を低下させることなしに封止部を高い効率で冷却することができるショートアーク型放電ランプおよびこのショートアーク型放電ランプを備えた光照射装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is a short arc type discharge lamp capable of cooling a sealed portion with high efficiency without lowering the temperature of the arc tube. And to provide a light irradiation device provided with this short arc type discharge lamp.
本発明のショートアーク型放電ランプは、発光部の一端に連続して封止部が形成されてなる発光管と、前記封止部が挿入されて固定された口金とを備え、前記封止部に箔シール構造が形成されたショートアーク型放電ランプであって、
前記口金の外端面部と前記封止部の外端面との間には、内部空間が形成され、
前記口金の外端面部は、前記内部空間に冷却風を流入出させる通風口を有することを特徴とする。
The short arc type discharge lamp of the present invention includes an arc tube in which a sealing portion is continuously formed at one end of a light emitting portion, and a mouthpiece into which the sealing portion is inserted and fixed. A short arc type discharge lamp with a foil seal structure formed on it.
An internal space is formed between the outer end surface portion of the mouthpiece and the outer end surface portion of the sealing portion.
The outer end surface portion of the mouthpiece is characterized by having a ventilation port for allowing cooling air to flow in and out of the internal space.
本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、前記通風口は、前記口金の外端面部に複数形成されていることが好ましい。 In the short arc type discharge lamp of the present invention, it is preferable that a plurality of the ventilation ports are formed on the outer end surface portion of the mouthpiece.
また、本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、前記複数の通風口のうち少なくとも一つ以上が流入用通風口であり、
前記流入用通風口の最大長さを画定する線分の長さが、前記口金の外端面部に対向して配置される送風口の最大長さを画定する線分の長さより小さいことが好ましい。
Further, in the short arc type discharge lamp of the present invention, at least one or more of the plurality of ventilation ports is an inflow ventilation port.
It is preferable that the length of the line segment defining the maximum length of the inflow vent is smaller than the length of the line segment defining the maximum length of the air outlet arranged to face the outer end surface portion of the mouthpiece. ..
また、本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、前記複数の通風口のうち少なくとも一つ以上が流出用通風口であり、
前記流出用通風口の最大長さを画定する線分の長さが、前記口金の外端面部に対向して配置され、前記流出用通風口に対応する排出口の最大長さを画定する線分の長さより小さいことが好ましい。
Further, in the short arc type discharge lamp of the present invention, at least one or more of the plurality of ventilation ports is an outflow ventilation port.
A line segment having a line segment length defining the maximum length of the outflow vent is arranged to face the outer end surface of the mouthpiece and defines the maximum length of the outlet corresponding to the outflow vent. It is preferably smaller than the length of a minute.
また、本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、前記複数の通風口は、前記口金の外周面と同軸の仮想円に沿って配置されており、
前記複数の通風口のうち少なくとも一つ以上が流入用通風口であり、
前記流入用通風口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計が、前記口金の外端面部に対向して配置される送風口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計より小さいことが好ましい。
Further, in the short arc type discharge lamp of the present invention, the plurality of ventilation ports are arranged along a virtual circle coaxial with the outer peripheral surface of the mouthpiece.
At least one or more of the plurality of ventilation openings is an inflow ventilation port.
The total length of the arcs of the virtual circle overlapping the inflow ventilation port is smaller than the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the air outlets arranged so as to face the outer end surface portion of the mouthpiece. preferable.
また、本発明のショートアーク型放電ランプにおいては、前記複数の通風口のうち少なくとも一つ以上が流出用通風口であり、
前記流出用通風口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計が、前記口金の外端面部に対向して配置される排出口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計より小さいことが好ましい。
Further, in the short arc type discharge lamp of the present invention, at least one or more of the plurality of ventilation ports is an outflow ventilation port.
The total length of the arcs of the virtual circle overlapping the outflow ventilation port is smaller than the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the discharge port arranged to face the outer end surface portion of the mouthpiece. preferable.
本発明の光照射装置は、上記のショートアーク型放電ランプと、
前記ショートアーク型放電ランプの前記口金を保持するランプ保持部と、
前記口金の前記外端面部の前記通風口を介して前記内部空間に冷却風を流入出させる送風機構とを備えることを特徴とする。
The light irradiation device of the present invention includes the above-mentioned short arc type discharge lamp and
A lamp holding portion that holds the base of the short arc type discharge lamp, and a lamp holding portion.
It is characterized by including a ventilation mechanism for allowing cooling air to flow in and out of the internal space through the ventilation port on the outer end surface portion of the mouthpiece.
本発明の光照射装置においては、前記ランプ保持部は、それぞれ前記通風口に連通するよう配置された、冷却風を送風する送風口および冷却風を排出する排出口を有することが好ましい。 In the light irradiation device of the present invention, it is preferable that the lamp holding portion has an air outlet for blowing cooling air and an exhaust port for discharging cooling air, which are arranged so as to communicate with the ventilation port, respectively.
本発明によれば、口金の外端面部に、口金の内部空間に冷却風を流入出させる通風口が形成されているため、冷却風を発光管の封止部の外端面に直接当てることができ、その結果、封止部が冷却される効率が向上する。
また、口金における平坦な外端面部に通風口が形成されていることにより、当該通風口に冷却風の送風口および排出口を接続することが可能である。そのため、冷却風によって発光管が冷却されることがない。
従って、発光管の温度を低下させることなしに封止部を高い効率で冷却することができ、これにより、封止部の温度上昇に起因する封止部の破損が抑制される結果、ショートアーク型放電ランプにおいて長い使用寿命が得られる。
また、通風口に冷却風の送風口および排出口が接続されることにより、接合層などによる汚染物によって、ショートアーク型放電ランプが搭載される装置の内部が汚染されることを防止することができる。
According to the present invention, since the ventilation port for allowing the cooling air to flow in and out of the internal space of the mouthpiece is formed on the outer end surface portion of the mouthpiece, the cooling air can be directly applied to the outer end surface of the sealing portion of the arc tube. As a result, the efficiency with which the sealing portion is cooled is improved.
Further, since the ventilation port is formed on the flat outer end surface portion of the mouthpiece, it is possible to connect the ventilation port and the exhaust port of the cooling air to the ventilation port. Therefore, the arc tube is not cooled by the cooling air.
Therefore, the sealing portion can be cooled with high efficiency without lowering the temperature of the arc tube, and as a result, the sealing portion is suppressed from being damaged due to the temperature rise of the sealing portion, resulting in a short arc. A long service life can be obtained in a type discharge lamp.
In addition, by connecting the air outlet and the exhaust port of the cooling air to the ventilation port, it is possible to prevent the inside of the device on which the short arc type discharge lamp is mounted from being contaminated by contaminants such as the joint layer. it can.
また、流入用通風口の最大長さを画定する線分の長さが、口金の外端面部に対向して配置される、流入用通風口に対応する送風口の最大長さを画定する線分の長さより小さい構成によれば、ショートアーク型放電ランプを光照射装置に装着する際に、ショートアーク型放電ランプがその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、流入用通風口が送風口内に位置するため、流入用通風口と送風口との所要の接続が容易に達成される。
また、流入用通風口と重なる仮想円の円弧の長さの合計が、口金の外端面部に対向して配置される送風口と重なる仮想円の円弧の長さの合計より小さい構成によれば、ショートアーク型放電ランプを光照射装置に装着する際に、ショートアーク型放電ランプがその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、流入用通風口が送風口内に位置されるため、流入用通風口と送風口との接続を容易に達成することができる。
In addition, the length of the line segment that defines the maximum length of the inflow vent is the line that defines the maximum length of the air outlet corresponding to the inflow vent, which is arranged so as to face the outer end surface of the mouthpiece. According to the configuration smaller than the length of the minute, when the short arc type discharge lamp is attached to the light irradiation device, even if the short arc type discharge lamp is slightly displaced in the direction of rotation about the tube axis as the central axis. Since the inflow vent is located within the vent, the required connection between the inflow vent and the vent is easily achieved.
Further, according to the configuration in which the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the inflow ventilation port is smaller than the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the air outlets arranged facing the outer end surface of the mouthpiece. , When the short arc type discharge lamp is attached to the light irradiation device, the inflow vent is located inside the air outlet even if the short arc type discharge lamp is slightly displaced in the direction of rotation about the tube axis. Therefore, the connection between the inflow vent and the air outlet can be easily achieved.
また、流出用通風口の最大長さを画定する線分の長さが、口金の外端面部に対向して配置される、流出用通風口に対応する排出口の最大長さを画定する線分の長さより小さい構成によれば、ショートアーク型放電ランプを光照射装置に装着する際に、ショートアーク型放電ランプがその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、流入用通風口が送風口内に位置するため、流出用通風口と排出口との所要の接続が容易に達成される。
また、流出用通風口と重なる仮想円の円弧の長さの合計が、口金の外端面部に対向して配置される排出口と重なる仮想円の円弧の長さの合計より小さい構成によれば、ショートアーク型放電ランプを光照射装置に装着する際に、ショートアーク型放電ランプがその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、流出用通風口が排出口内に位置するため、流出用通風口と排出口との所要の接続が容易に達成される。
In addition, the length of the line segment that defines the maximum length of the outflow vent is the line that defines the maximum length of the outlet corresponding to the outflow vent, which is arranged so as to face the outer end surface of the mouthpiece. According to the configuration smaller than the length of the minute, when the short arc type discharge lamp is attached to the light irradiation device, even if the short arc type discharge lamp is slightly displaced in the direction of rotation about the tube axis as the central axis. Since the inflow vent is located within the vent, the required connection between the outflow vent and the outlet is easily achieved.
Further, according to the configuration in which the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the outflow ventilation port is smaller than the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the discharge port arranged facing the outer end surface of the mouthpiece. , When the short arc type discharge lamp is attached to the light irradiation device, even if the short arc type discharge lamp is slightly misaligned in the direction of rotation around the tube axis, the outflow vent is located inside the discharge port. Therefore, the required connection between the outflow vent and the outlet is easily achieved.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明のショートアーク型放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図である。この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。)10は、略球状の発光部12の両端に狭窄部13を介して連続して外方に伸びる封止部14が形成されてなる発光管11を有する。発光管11における発光部12の内部には発光空間S1が形成され、この発光空間S1には、陽極20および陰極21が互いに対向して配置されている。また、発光空間S1には、水銀などの発光物質やアルゴンガスなどの始動補助用バッファガスが封入されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a configuration in an example of a short arc type discharge lamp of the present invention. In this short arc type discharge lamp (hereinafter, also simply referred to as “discharge lamp”) 10, sealing
発光管11を構成する材料としては、例えば石英ガラスなどの光透過性材料を用いることができる。
また、陽極20を構成する材料としては、タングステンを用いることができ、陰極21を構成する材料としては、トリエーテッドタングステンを用いることができる。
また、発光空間S1に封入される発光物質例えば水銀の封入量は、2〜6mg/cm3 であり、バッファガス例えばアルゴンガスの封入圧は、静圧で0.09〜0.5MPaである。
As the material constituting the
Further, tungsten can be used as the material constituting the
The amount of the luminescent substance, for example, mercury sealed in the light emitting space S1 is 2 to 6 mg / cm 3 , and the sealing pressure of the buffer gas, for example, argon gas is 0.09 to 0.5 MPa in static pressure.
発光管11内には、それぞれ封止部14から発光空間S1に向かって管軸に沿って伸びる2つのロッド状の内部リード22が配置されている。内部リード22の各々の先端には、陽極20または陰極21が固定されている。また、内部リード22の各々の基端部は、封止部14内に管軸に沿って配置された例えばガラスよりなる略円柱状の封止用絶縁体15の一端部に固定支持されている。図示の例では、封止用絶縁体15の一端部分がテーパ状に形成されている。また、封止用絶縁体15の他端部には、封止部14から管軸に沿って外方に突出して伸びる2つのロッド状の外部リード23が固定支持されている。
内部リード22および外部リード23を構成する材料としては、タングステンを用いることができる。
Inside the
Tungsten can be used as the material constituting the
封止用絶縁体15の外周面には、複数(例えば6つ)の帯状の導電箔24が、封止用絶縁体15の周方向に互いに等間隔で離間して並んだ状態で、発光管11の管軸方向に沿って伸びるよう配置されている。これらの導電箔24の各々の一端部は、封止用絶縁体15の一端面に積重された円板状の導電ディスク25と円板状の補助ディスク26との間に介在している。そして、導電箔24の各々の一端部は、溶接により導電ディスク25と一体に接合されている。導電ディスク25および補助ディスク26の各々には、内部リード22が貫通している。そして、これにより、導電箔24が導電ディスク25を介して内部リード22に電気的に接続されている。また、導電箔24の各々の他端部は、外方に開口する有底筒状の金属部材27の外周面に溶接により接合されている。金属部材27には、外部リード23が電気的に接続された状態で貫通しており、これにより、導電箔24が金属部材27を介して外部リード23に電気的に接続されている。
そして、発光管11における封止部14の内面と封止用絶縁体15とが導電箔24を介して溶着されることによって、導電箔24が封止部14内に気密に埋設された箔シール構造が形成されている。
On the outer peripheral surface of the sealing
Then, the inner surface of the sealing
導電箔24を構成する材料としては、例えばタングステン、タンタル、ルテニウム、レニウム等の高融点金属またはそれらの合金を用いることができるが、溶接のしやすさ、溶接熱の伝導性がよいことなどの理由から、モリブデンを主成分とする金属を用いることが好ましい。また、導電箔24の厚みは例えば0.02〜0.06mm、導電箔24の幅は例えば6〜12mmである。
導電ディスク25および補助ディスク26を構成する材料としては、タンタル、ニオブ、タングステン、モリブデンなどの高融点金属を用いることができる。また、封止用絶縁体15の一端面に接する導電ディスク25の厚みは、例えば0.5〜6mmであり、補助ディスク26の厚みは、例えば0.05〜1mmである。
金属部材27を構成する材料としては、モリブデンなどを用いることができる。
As the material constituting the
As a material constituting the
Molybdenum or the like can be used as the material constituting the
図示の例では、発光管11における狭窄部13内には、内部リード22が挿通された例えばガラス製の筒状の内部リード支持部材16が配置されている。また、金属部材27の筒孔内には、外部リード23が挿通された例えばガラス製の筒状の外部リード支持部材17が配置されている。
In the illustrated example, a tubular internal
発光管11における封止部14には、有底筒状の口金30が、その筒孔内に当該封止部14が挿入された状態で設けられている。封止部14の外周面と口金30の内周面との間には、接着剤よりなる接合層40が形成されており、この接合層40によって、口金30が封止部14に固定されている。
The sealing
口金30を構成する材料としては、真鍮、アルミニウムなどを用いることができる。
接合層40を構成する接着剤としては、セラミック系接着剤に代表される無機系接着剤を用いることができる。また、接合層40の厚みは、0.5〜5mmであることが好ましい。
As the material constituting the
As the adhesive constituting the
口金30内における当該口金30の外端面部31と封止部14の外端面14aとの間には、内部空間S2が形成されている。口金30の外端面部31における中心部分には、内部空間S2に開口する底有円筒状の端子部32が、口金30の外端面部31から外方に突出するよう形成されている。この端子部32の筒孔内に外部リード23の先端部が挿入されてロウ付けなどにより固定されることにより、口金30の端子部32に外部リード23が電気的に接続されている。
An internal space S2 is formed between the outer
図2にも示すように、口金30の外端面部31には、内部空間S2に冷却風を流入出させる複数(図示の例では2つ)の円形の通風口33が形成されている。これらの通風口33は、口金33の外周面と同軸の仮想円Cに沿って配置されている。図示の例では、一方の通風口33が流入用通風口33aとされ、他方の通風口33が流出用通風口33bとされている。
As shown in FIG. 2, a plurality of (two in the illustrated example)
通風口33は、口金30の外端面に対する面積の比率(以下、「開口率」という。)が5%以上80%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以上40%以下である。通風口33の開口率が過小である場合には、口金30の内部空間Sに対して冷却風が十分に流入出されず、そのため、封止部14を十分に冷却することが困難となることがある。一方、通風口33の開口率が過大である場合には、口金30の外端面部31の強度が低く、当該外端面部31が破損しやすくなるおそれがある。
The ratio of the area of the
複数の通風口33のうち流入用通風口33aにおいては、図3に示すように、流入用通風口33aと重なる仮想円Cの円弧C1の長さの合計(図示の例では、流入用通風口33aが一つであるため、当該流入用通風口33aに係る円弧の長さ)が、口金30の外端面部31に対向して配置される送風口52と重なる仮想円Cの円弧C2の長さの合計(図示の例では、送風口52が一つであるため、当該送風口52に係る円弧の長さ)より小さいことが好ましい。
流入用通風口33aに係る円弧C1の長さの合計と送風口52に係る円弧C2の長さの合計との比は、1:1.05〜1:1.3であることが好ましく、より好ましくは1:1.1〜1:1.2である。
Of the plurality of
The ratio of the total length of the arc C1 related to the
また、複数の通風口33のうち流出用通風口33bにおいては、流出用通風口33bと重なる仮想円Cの円弧C3の長さの合計(図示の例では、流出用通風口33bが一つであるため、当該流出用通風口33bに係る円弧の長さ)が、口金30の外端面部31に対向して配置される排出口53と重なる仮想円Cの円弧C4の長さの合計(図示の例では、排出口53が一つであるため、当該排出口53に係る円弧の長さ)より小さいことが好ましい。
流出用通風口33bに係る円弧C3の長さの合計と排出口53に係る円弧C4の長さの合計との比は、1:1.05〜1:1.3であることが好ましく、より好ましくは1:1.1〜1:1.2である。
Further, in the
The ratio of the total length of the arc C3 related to the
本発明の光照射装置は、上記の放電ランプ10と、放電ランプ10の口金30を保持するランプ保持部と、口金30の外端面部31の通風口33を介して内部空間S2に冷却風を流入出させる送風機構と備えてなる。
The light irradiation device of the present invention blows cooling air into the internal space S2 via the
図4は、本発明の光照射装置の一例における構成を示す説明図である。この光照射装置は、図1に示す放電ランプ10と、この放電ランプ10を保持するランプ保持部50と、放電ランプ10における発光部12を取り囲むよう配置された凹面反射鏡55とを有し、これらは、ランプハウス60内に収納されている。
図5に示すように、ランプ保持部50は、例えば金属よりなる矩形の板状体によって構成されている。ランプ保持部50には、それぞれ厚み方向に貫通する円形の端子接続用開口51、送風口52および排出口53が、放電ランプ10の口金30における端子部32および2つの通風口33に対応して形成されている。
ランプ保持部50の送風口52は、ランプハウス60の外部に設けられた送風機構65に、配管61によって接続されている。一方、ランプ保持部50の排出口53は、ランプハウス60の外部に設けられたフィルター63に、配管62によって接続されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration in an example of the light irradiation device of the present invention. This light irradiation device includes a
As shown in FIG. 5, the
The
ランプ保持部50において、端子接続用開口51は、口金30における端子部32の外径より僅かに大きい内径を有する。放電ランプ10がランプ保持部50に装着される際には、口金30の通風口33の各々がランプ保持部50の送風口52および排出口53に対向するよう位置合わせした状態で、端子接続用開口51に口金30における端子部32が挿入され、これにより、送風口52および排出口53が、口金30の通風口33に連通した状態とされる。ランプ保持部50の側面には、口金30における端子部32を固定する、ネジよりなる固定部材54が設けられている(図5)。
In the
また、送風口52および排出口53は、放電ランプ10がランプ保持部50に保持された際に、口金30の外端面によってカバーされる範囲内に形成されている。図5に示す例では、距離Lが口金30の外端面の外径より小さくなるよう、送風口52および排出口53が形成されている。これにより、ランプ保持部50の送風口52または口金30の通風口33から冷却風が外部に漏出することを防止することができる。
Further, the
上記の光照射装置においては、放電ランプ10の点灯時に送風機構65が作動されることにより、冷却風が送風口52から口金30の流入用通風口33aを介して内部空間S2に流入する。内部空間S2に流入する冷却風の流量は、例えば1.0〜2.5L/minである。
In the above light irradiation device, the
そして、図6に示すように、流入用通風口33aから内部空間S2に流入した冷却風は、流入用通風口33aに対向する発光管11の封止部14の外端面14aに直接当たる。その結果、封止部14が冷却される効率が向上する。さらに、封止部14の外端面14aに当たった冷却風は、流出用通風口33bから流出する。その後、冷却風は、排出口53を介して排出される。
また、口金30の通風口33に冷却風の送風口52および排出口53が接続されているため、冷却風によって発光管11が冷却されることがない。
従って、発光管11の温度を低下させることなしに封止部14を高い効率で冷却することができ、これにより、封止部14の温度上昇に起因する封止部14の破損が抑制される結果、放電ランプ10において長い使用寿命が得られる。
また、口金30の通風口33に冷却風の送風口52および排出口53が接続されているため、接合層40などによる汚染物によって、光照射装置の内部が汚染することを防止することができる。
Then, as shown in FIG. 6, the cooling air flowing into the internal space S2 from the
Further, since the
Therefore, the sealing
Further, since the cooling
また、流入用通風口33aと重なる仮想円Cの円弧C1の長さの合計が、口金30の外端面部31に対向して配置される送風口52と重なる仮想円Cの円弧C2の長さの合計より小さいことにより、放電ランプ10を光照射装置に装着する際に、放電ランプ10がその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、図7に示すように、流入用通風口33aが送風口52内に位置するため、流入用通風口33aと送風口52との所要の接続を容易に達成することができる。
Further, the total length of the arc C1 of the virtual circle C overlapping the
また、流出用通風口33bと重なる仮想円Cの円弧C3の長さの合計が、口金30の外端面部31に対向して配置される排出口53と重なる仮想円Cの円弧C4の長さの合計より小さいことにより、放電ランプ10を光照射装置に装着する際に、放電ランプ10がその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、流出用通風口33bが排出口53内に位置するため、流出用通風口33bと排出口53との所要の接続を容易に達成することができる。
Further, the total length of the arc C3 of the virtual circle C overlapping the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されず、以下のような種々の変更を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as the following can be made.
(1)図8に示すように、口金30は、例えばDカット形状の切り欠きによって形成された位置決め部34を有していてもよい。このような位置決め部34を設けることにより、放電ランプ10をランプ保持部50に装着する際に、通風口33と送風口52および排出口53との位置合わせを容易にかつ確実に行うことができる。また、位置決め部34は、Dカット形状の切り欠きによって形成されたものに限定されず、種々の形態を採用することができる。
(1) As shown in FIG. 8, the
(2)口金30の通風口33の形状は、円形に限定されず、例えば図9(a)に示すように、矩形状の通風口33が形成されていてもよく、図9(b)に示すように、弓なり形状の通風口33が形成されていてもよい。
(2) The shape of the
(3)口金30の通風口33の数は2つに限定されず、例えば冷却風の流入および流出に兼用される単一の通風口33が形成されていてもよい。単一の通風口33を形成する場合には、通風口33は、図10に示すように、口金30の内部空間S2と同一の内径を有するものであってもよい。同図では、通風口33の内部に放電ランプ10の端部側の封止部14、外部リード23、接合層40が見える状態となっている。このような構成の口金30を用いる場合には、ランプ保持部50は、通風口33をカバーする大きさであることが好ましい。
(3) The number of
(4)口金30には、3つ以上の通風口、例えば図11(a)に示すように、4つの通風口33が、外端面部31における端子部32が形成された中心部分を取り囲むよう形成されていてもよく、図11(b)に示すように、多数の通風口33が、外端面部31における端子部32が形成された中心部分を取り囲むよう形成されていてもよい。
(4) In the
(5)光照射装置においては、ランプ保持部50の送風口52および排出口53の形状は、円形に限定されず、例えば図12(a)に示すように、矩形状の送風口52および排出口53が形成されていてもよく、図12(b)に示すように、トラック状の送風口52および排出口53が形成されていてもよい。
(5) In the light irradiation device, the shapes of the
(6)複数の通風口33は、口金30の外周面と同軸の仮想円に沿って配置されていなくてもよい。このような場合においては、通風口33のうち流入用通風口33aの最大長さを画定する線分の長さが、当該流入用通風口33aに対応する送風口52の最大長さを画定する線分の長さより小さいことが好ましい。通風口33のうち流出用通風口33bの最大長さを画定する線分の長さが、当該流出用通風口33bに対応する排出口53の最大長さを画定する線分の長さより小さいことが好ましい。ここで、最大長さを画定する線分の長さとは、例えば通風口33が円形であれば直径を意味し、通風口33が矩形であれば対角線の長さを意味する。このような構成によれば、放電ランプ10を光照射装置に装着する際に、放電ランプ10がその管軸を中心軸として回転する方向に僅かに位置ずれした場合でも、通風口33が送風口52内または排出口53内に位置するため、通風口33と送風口52または排出口53との所要の接続を容易に達成することができる。
(6) The plurality of
〈実施例1〉
図1および図2に示す構成に従い、下記の仕様の放電ランプを作製した。
[発光管(11)]
材質=石英ガラス,全長=90mm,
発光部(12):最大外径=62mm,最大内径=55mm,
封止部(13):外径=30mm
[陽極(20)]
材質=タングステン,外径=25mm
[陰極(21)]
材質=トリエーテッドタングステン,外径=12mm
[導電箔(24)]
材質=モリブデン
[口金(30)]
材質=真鍮,全長=70mm,内径=31.5mm,外径=33.5mm
通風口の数=2,通風口の径=7mm
[接合層(40)]
材質=セラミック系接着剤,厚み=0.75mm,
<Example 1>
A discharge lamp having the following specifications was produced according to the configurations shown in FIGS. 1 and 2.
[Expression tube (11)]
Material = quartz glass, total length = 90 mm,
Light emitting part (12): maximum outer diameter = 62 mm, maximum inner diameter = 55 mm,
Sealing part (13): Outer diameter = 30 mm
[Anode (20)]
Material = Tungsten, Outer diameter = 25 mm
[Cathode (21)]
Material = Triated Tungsten, Outer Diameter = 12mm
[Conductive foil (24)]
Material = molybdenum [base (30)]
Material = brass, overall length = 70 mm, inner diameter = 31.5 mm, outer diameter = 33.5 mm
Number of ventilation openings = 2, Diameter of ventilation openings = 7 mm
[Joint layer (40)]
Material = ceramic adhesive, thickness = 0.75 mm,
上記の放電ランプにおける口金の一方の通風口に、内径が2.5mmの吹き出し口を有する冷却風供給ノズルを挿入した。この放電ランプを2.7kWのランプ入力(電流=25A,電圧=107V)で点灯させると共に、冷却風供給ノズルから口金内に冷却風を供給した。そして、導電箔における封止部の外端から約20mmの離れた位置の温度を測定し、当該導電箔の温度を350℃に維持するために必要な冷却風の流量を測定したところ、1.0L/minであった。 A cooling air supply nozzle having an outlet having an inner diameter of 2.5 mm was inserted into one of the ventilation openings of the base of the discharge lamp described above. This discharge lamp was lit with a lamp input of 2.7 kW (current = 25 A, voltage = 107 V), and cooling air was supplied into the base from a cooling air supply nozzle. Then, the temperature at a position about 20 mm away from the outer end of the sealing portion of the conductive foil was measured, and the flow rate of the cooling air required to maintain the temperature of the conductive foil at 350 ° C. was measured. It was 0 L / min.
〈比較例1〉
口金に通風口が形成されておらず、接合層が封止部の外端面と口金の底面との間に充填されるよう形成されていること以外は、実施例1と同様の仕様の放電ランプを作製した。 この放電ランプにおける口金の外周面から60mm離間した位置に、内径が25mmの吹き出し口を有する冷却風供給ノズルを配置した。この放電ランプを2.7kWのランプ入力(電流=25A,電圧=107V)で点灯させると共に、冷却風供給ノズルから口金の外周面に向かって冷却風を供給した。そして、導電箔における封止部の外端から約20mmの離れた位置の温度を測定し、当該導電箔の温度を350℃に維持するために必要な冷却風の流量を測定したところ、120L/minであった。
<Comparative example 1>
A discharge lamp having the same specifications as in Example 1 except that a ventilation port is not formed in the base and the joint layer is formed so as to be filled between the outer end surface of the sealing portion and the bottom surface of the base. Was produced. A cooling air supply nozzle having an outlet having an inner diameter of 25 mm was arranged at a
以上の結果から、実施例に係る放電ランプによれば、封止部を高い効率で冷却することができることが確認された。また、他方の通風口から排出される冷却風を光照射装置におけるランプ保持部の排出口に接続することにより、発光管の温度を低下させることなしに封止部を冷却することが可能となる。 From the above results, it was confirmed that the sealed portion can be cooled with high efficiency according to the discharge lamp according to the embodiment. Further, by connecting the cooling air discharged from the other ventilation port to the discharge port of the lamp holding portion in the light irradiation device, it is possible to cool the sealing portion without lowering the temperature of the arc tube. ..
10 ショートアーク型放電ランプ
11 発光管
12 発光部
13 狭窄部
14 封止部
15 封止用絶縁体
16 内部リード支持部材
17 外部リード支持部材
20 陽極
21 陰極
22 内部リード
23 外部リード
24 導電箔
25 導電ディスク
26 補助ディスク
27 金属部材
30 口金
31 外端面部
32 端子部
33 通風口
33a 流入用通風口
33b 流出用通風口
34 位置決め部
40 接合層
50 ランプ保持部
51 端子接続用開口
52 送風口
53 排出口
54 固定部材
55 凹面反射鏡
60 ランプハウス
61,62 配管
63 フィルター
65 送風機構
C 仮想円
C1,C2,C3,C4 円弧
S1 発光空間
S2 内部空間
10 Short arc
Claims (8)
前記口金の外端面部と前記封止部の外端面との間には、内部空間が形成され、
前記口金の外端面部は、前記内部空間に冷却風を流入出させる通風口を有することを特徴とするショートアーク型放電ランプ。 A short arc having a light emitting tube in which a sealing portion is continuously formed at one end of a light emitting portion and a mouthpiece into which the sealing portion is inserted and fixed, and a foil seal structure is formed in the sealing portion. It is a type discharge lamp
An internal space is formed between the outer end surface portion of the mouthpiece and the outer end surface portion of the sealing portion.
A short arc type discharge lamp characterized in that the outer end surface portion of the mouthpiece has a ventilation port for allowing cooling air to flow in and out of the internal space.
前記流入用通風口の最大長さを画定する線分の長さが、前記口金の外端面部に対向して配置される送風口の最大長さを画定する線分の長さより小さい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。 At least one or more of the plurality of ventilation openings is an inflow ventilation port.
The length of the line segment defining the maximum length of the inflow vent is smaller than the length of the line segment defining the maximum length of the air outlet arranged to face the outer end surface portion of the mouthpiece. The short arc type discharge lamp according to claim 2.
前記流出用通風口の最大長さを画定する線分の長さが、前記口金の外端面部に対向して配置され、前記流出用通風口に対応する排出口の最大長さを画定する線分の長さより小さいことを特徴とする請求項3に記載のショートアーク型放電ランプ。 At least one or more of the plurality of ventilation openings is an outflow ventilation port.
A line segment having a line segment length defining the maximum length of the outflow vent is arranged to face the outer end surface of the mouthpiece and defines the maximum length of the discharge port corresponding to the outflow vent. The short arc type discharge lamp according to claim 3, wherein the length is smaller than a minute.
前記複数の通風口のうち少なくとも一つ以上が流入用通風口であり、
前記流入用通風口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計が、前記口金の外端面部に対向して配置される送風口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計より小さい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。 The plurality of ventilation holes are arranged along a virtual circle coaxial with the outer peripheral surface of the mouthpiece.
At least one or more of the plurality of ventilation openings is an inflow ventilation port.
The total length of the arcs of the virtual circle overlapping the inflow ventilation port is smaller than the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the air outlets arranged so as to face the outer end surface portion of the mouthpiece. The short arc type discharge lamp according to claim 2.
前記流出用通風口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計が、前記口金の外端面部に対向して配置される排出口と重なる前記仮想円の円弧の長さの合計より小さいことを特徴とする請求項5に記載のショートアーク型放電ランプ。 At least one or more of the plurality of ventilation openings is an outflow ventilation port.
The total length of the arcs of the virtual circle overlapping the outflow ventilation port is smaller than the total length of the arcs of the virtual circle overlapping the discharge port arranged so as to face the outer end surface portion of the mouthpiece. The short arc type discharge lamp according to claim 5.
前記ショートアーク型放電ランプの前記口金を保持するランプ保持部と、
前記口金の前記外端面部の前記通風口を介して前記内部空間に冷却風を流入出させる送風機構とを備えることを特徴とする光照射装置。 The short arc type discharge lamp according to any one of claims 1 to 6.
A lamp holding portion that holds the base of the short arc type discharge lamp, and a lamp holding portion.
A light irradiation device including a ventilation mechanism for allowing cooling air to flow in and out of the internal space through the ventilation port on the outer end surface portion of the mouthpiece.
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