JP2791796B2 - 無電極ランプ装置 - Google Patents

無電極ランプ装置

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JP2791796B2
JP2791796B2 JP1127993A JP12799389A JP2791796B2 JP 2791796 B2 JP2791796 B2 JP 2791796B2 JP 1127993 A JP1127993 A JP 1127993A JP 12799389 A JP12799389 A JP 12799389A JP 2791796 B2 JP2791796 B2 JP 2791796B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/52Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • H01J65/044Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は無電極ランプに関するものであって、更に詳
細には、無電極光源装置即ちマイクロ波放電光源装置に
おけるランプ包囲体を回転させる装置に関するものであ
る。
従来技術 本発明が関係する無電極光源装置は、プラズマ形成用
媒体を収容するランプ包囲体を有している。このランプ
を動作させる為に、該ランプ包囲体内のプラズマ形成用
媒体をマイクロ波、RF、又はその他の電磁エネルギで励
起させ、その際にプラズマを発生させ、該プラズマが紫
外線、可視光線、又は赤外線等のスペクトルの光を放射
する。
無電極ランプは、動作中に多大の熱を包囲体へ伝達す
ることが知られており、ランプ包囲体を冷却することが
可能な実効性が全体的なランプ性能における制限的な要
因であることが判明している。従って、ランプによって
放射されるエネルギの輝度は、ランプ包囲体内における
マイクロ波又はその他のエネルギのパワー密度と共に増
加するが、パワー密度が増加すると、包囲体温度も増加
し、その結果、適切に冷却が行われない場合には、包囲
体が溶融する点に到達する。従って、ランプから得るこ
との可能な輝度は究極的には冷却の関数である。又、ラ
ンプが与えられた包囲体温度で満足に動作している場
合、該包囲体を冷却することは、ランプの寿命を実質的
に増加させる効果をも有している。
無電極ランプを冷却する改良した方法及び装置は、19
84年11月27日に発行された「ランプ冷却用方法及び装置
(Method and Apparatus for Cooling Lamps)」という
名称の米国特許第4,485,332号(発明者:Ury et al.)に
記載されている。それに開示される如く、ランプ包囲体
を回転させる装置が設けられる一方、冷却ガスの流れが
その外側表面上を通過される。ランプ包囲体は電気モー
タによって回転され、該モータのシャフトはランプ包囲
体に取付けられている長尺のステムに固定乃至は固着さ
れている。長尺ステムの外側端には金属フェルールが設
けられており、該フェルールはカップリングに接着され
ている。該カップリングは、セットスクリュー又はボー
ル凹部構成等によってモータのシャフトに固定されてい
る。
無電極ランプの或る改良においては、モータとランプ
包囲体との間の距離の全長を減少させることを必要とす
る。然し乍ら、フェルールとカップリングシャフトの組
合せにおける長さは実質的な程度減少させることは出来
ない。
目 的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上
述した如き従来技術の欠点を解消し、ランプ包囲体を回
転させる為の駆動モータとランプ包囲体との間に改良し
た相互接続部を提供することを目的とする。本発明の別
の目的とするところは、組立体を小型化することを可能
とするランプ包囲体と駆動モータとの間の相互接続部を
提供することである。本発明の更に別の目的とするとこ
ろは、改良したランプ包囲体回転機構を有する無電極放
電光源装置を提供することである。
構 成 本発明によれば、マイクロ波駆動ランプが提供され、
該ランプは電気モータのシャフトに固定乃至は固着され
たステムを持ったラプ包囲体を有しており、該シャフト
は中空であり、且つ該ステムは該中空シャフト内に挿通
されて嵌合を形成すべく適合されている。該ステムを該
中空シャフト内に固定する手段が設けられている。
その結果得られる構成においては、全長が著しく減少
されており、従って装置全体を著しく小型化させること
が可能である。更に、カップリングの部品点数が減少さ
れ、ステムとモータシャフトとの間に一層深い相互接続
係合が確立され、又ステムとシャフトとは積極的に係合
される。ランプ包囲体の取替えは容易であり、且つ長期
の使用の後においてさえもカップリング部品間には殆ど
摩耗が存在しない。
実施例 第1図は、モータ31をステム8へ結合させる従来の手
段を示したマイクロ波駆動無電極光源装置を示してい
る。光源2は、球状ランプ包囲体6及び該ランプ包囲体
6が位置されている球状マイクロ空洞(室)4を有して
いる。尚、図示例においては、ランプ包囲体6及びマイ
クロ波空洞4は球状の形状を有するものとして示されて
いるが、これらはその他任意の形状のものとすることが
可能であることに注意すべきである。該ランプ包囲体
は、典型的には、石英から構成されており、一方マイク
ロ波空洞4は、例えば銅又はアルミニウム等の導電性物
質から構成されており、且つ該ランプ包囲体6は取り付
け用ステム8によってマイクロ波空洞4の中心に保持さ
れている。尚、ランプ包囲体6は、所望により、空洞4
内の中心以外に任意の位置に設定させることも可能であ
る。マイクロ波空洞4は光を外部へ射出させる為の円形
状開口10を有している。開口10は、ランプ包囲体6から
射出される紫外線放射が透過することを許容するが該空
洞4内にマイクロ波エネルギを閉じ込めることが可能な
導電性メッシュ12で被覆されている。従って、マイクロ
波空洞4は、マイクロ波及び光の両方を反射する壁部分
と、マイクロ波は反射するが光は透過させるメッシュ12
によって画定されている。
ランプ包囲体6は、例えば、希ガスと共に水銀等のプ
ラズマ形成用媒体で充填されている。マイクロ波エネル
ギで励起されると、この媒体は高温プラズマとなり、紫
外線放射を射出する。マイクロ波エネルギは、マグネト
ロン14によって供給され、該マグネトロン14は電源回路
16によって駆動される。該マグネトロン14によって射出
されるマイクロ波エネルギは、矩形導電管セクション20
によってマイクロ波空洞4へ結合されており、且つ導波
管20と空洞4との間の結合は同調スタブ22によって最適
化させることが可能である。空洞4は、マイクロ波エネ
ルギを該空洞4内に導入させランプ包囲体6内のプラズ
マを励起させる為に、矩形状の結合スロット24を有して
いる。
モータ31が、ランプ包囲体6のステム8を回転させる
為に設けられている。内部にガスケット27を持ったフラ
ンジ26は空洞4の開口部に配設されており、且つ一端部
においてスクリーン乃至はメッシュ取り付けプレート35
へ固定され、且つ他端においては空洞4に沿って支持ロ
ッド36へ固定することによって支持されている。
ステム8には、その一端にフェルール28が設けられて
おり、該フェルール28は、例えば接着により円筒状カッ
プリング29へ固定されており、モータシャフト30は、セ
ットスクリュー又はボール/凹所係合(不図示)によっ
てカップリングの他端へ固定されている。従って、ステ
ム8は、実効的に、モータシャフト30の延長部である。
該モータ31はフランジ32に取付けられており、フランジ
32は取り付け用ポスト33によってフランジ26へ固定され
ている。
第2図は、本発明の1実施例の概略図であり、第1図
におけるものと同様な部品は対応する参照番号で示して
ある。第2図を参照すると、ランプ6′には長尺ステム
8′が設けられており、該ステム8′はモータ31′の中
空シャフト60内に装着されている。第2図に示した如
く、ステム8′はスプリングクリップ50によってその先
端7近傍に固定されており、該スプリングクリップ50
は、第3図及び第4図に示した如く、中空シャフト60の
スリット61を介してステム8′の溝41内に延在してい
る。本明細書においては、ステム8′及び中空シャフト
60に対しての「先端」という用語は、球状ランプ包囲体
6′から見て遠い端部のことを示している。
第3図は、中空シャフト60の先端近傍の壁62内におけ
るスリット61の位置を示した中空シャフト60の断面を示
している。
第4図及び第5図は、スリット41及び傾斜表面42を示
したステム8′の断面図である。この傾斜表面は、中空
シャフト60内のステム8′の容易な組立及びスプリング
クリップ50とスリット61との係合を与えている。
第6図は、脚部54及び55を相互接続する湾曲部分53を
持ったU形状スプリングクリップ50を斜視図で示してい
る。図示した如く、脚部55は、脚部54,55の分離の範囲
を制限する為に端部位置において2つの90゜ベンド51,5
2が設けられており、従って、シャフト60のスリット61
内に装着された場合に、スプリングクリップが偶発的に
外れることを防止している。
次に、本発明の具体例に付いて説明する。
60Hzにおいて300RPMの速度に設計されている5ワット
同期モータに、内径が0.159インチで、外径が0.25イン
チで長さが1.37インチの中空シャフトを設ける。尚、1
インチ=2.54cmである。0.045インチ幅で0.09インチ深
さのスリットを該シャフトの先端から約0.12インチの位
置に設ける。
約6インチの長さで4mmの直径の球状ランプ包囲体用
ステムに、該ステムの先端から0.15インチの位置に0.03
インチの深さの弦状の溝を設ける。水平線から25゜の角
度のランプ部即ち傾斜部を第4図及び第5図に示した如
くに該ステムの先端に設ける。
該ステムは該中空シャフト内に緊結状態で嵌合し、且
つ該中空シャフト内のスリットを介して延在し且つ該ス
テム内の溝内に挿入されるスプリングクリップによって
所定の位置に固定され、その際にステムとシャフトの相
対的な軸方向又は回転方向の運動が防止される。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明
したが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきも
のでは無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに
種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術におけるモータのシャフトへのステム
のカップリングを示した無電極光源装置を示した概略部
分断面図、第2図は本発明の1実施例の概略断面図、第
3図は中空モータシャフトを示した概略断面図、第4図
は第3図の中空シャフトに係合すべく適合されたステム
の概略側面図、第5図は第4図に示したステムの端部の
概略部分平面図、第6図は中空シャフト内にステムを固
定する為のスプリングクリップを示した概略斜視図、で
ある。 (符号の説明) 4:マイクロ波空洞(室) 6:ランプ包囲体 8:ステム 12:メッシュ 14:マグネトロン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−86153(JP,A) 特開 昭62−130187(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F21S 1/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロ波駆動型光源用の無電極ランプ装
    置において、ランプ包囲体と前記ランプ包囲体と一体的
    な長尺状のステムとを有しており、前記ステムが中空モ
    ータシャフト内に嵌合すべく適合されており且つ前記ス
    テムを前記中空モータシャフト内に所定の位置において
    着脱自在に固定させる手段が設けられていることを特徴
    とする無電極ランプ装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記固定
    させる手段が、前記中空シャフトの半径方向に延在する
    スロットと整合すべく適合された半径方向に延在する弦
    状溝を有することを特徴とする無電極ランプ装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項において、前記ステ
    ムと前記中空モータシャフトとの組立を容易とさせるた
    めに前記ステムは断面積を減少した先端部表面を有する
    ことを特徴とする無電極ランプ装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第3項において、前記ステ
    ムは、前記端部表面から円筒状表面へ延在する傾斜部分
    を具備することを特徴とする無電極ランプ装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項において、前記固定
    する手段が前記ステムの表面内に開口を有することを特
    徴とする無電極ランプ装置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1項において、前記ステ
    ムを着脱自在に固定する中空シャフトを具備する電気モ
    ータ、マイクロ波パワー発生手段、マイクロ波パワーを
    前記包囲体へ結合させる手段、を有することを特徴とす
    る無電極ランプ装置。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第2項において、前記ステ
    ムを着脱自在に固定する中空シャフトを具備する電気モ
    ータ、マイクロ波パワー発生手段、マイクロ波パワーを
    前記包囲体へ結合させる手段、を有しており、前記固定
    する手段が前記スロットを前記溝と整合させるためのワ
    イヤ状スプリングクリップを有することを特徴とする無
    電極ランプ装置。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第7項において、前記スプ
    リングクリップが第1脚部と第2脚部とを具備する実質
    的にU形状ワイヤを有しており、前記U形状ワイヤの前
    記脚部の一方がその一端部において前記脚部の分離を制
    限するように屈曲されていることを特徴とする無電極ラ
    ンプ装置。
JP1127993A 1988-05-23 1989-05-23 無電極ランプ装置 Expired - Lifetime JP2791796B2 (ja)

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US20166088A 1988-05-23 1988-05-23
US201,660 1988-05-23

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JPH0221503A JPH0221503A (ja) 1990-01-24
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