JP3139104U - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁破壊電圧で放電ランプの接続端子からハウジングへのリーク電流が流れるおそれをなくす点である。
【解決手段】光源装置は、第１端子と第２端子とを有し輝点から光を放射する放電管１０と、第１焦点と第２焦点とを有し放電管から放射された光を第１焦点から第２焦点へと反射させる反射ミラー１３と、放電管及び反射ミラーを格納するハウジング２、３と、このハウジングに取り付けられるとともに第１端子と接続する接続部材３２，３３，３９と、第２焦点の付近に形成された出射口５０と、を備える。そして光源装置の接続部材の一部は絶縁部材３３で形成されており、この絶縁部材の絶縁距離が長くなるように接続部材がハウジングに取り付けられている。
【選択図】図３

Description

本考案は、光源装置に置ける放電ランプの電極端子と接続する接続部材に関するものである。

光源装置の放電ランプから放射された光は、楕円集光ミラーによって反射され、出射口に集光されて、出射口に接続された光ファイバーによって外部に出射される。

特許文献１の光源装置は放電ランプ及び楕円集光ミラーを備える光源部と放電ランプを駆動制御する駆動部とにハウジング内を分けている。そして光源部と駆動部との間に設けた開口部にセラミックからなる絶縁板を配置している。その絶縁板には、放電ランプのアノード端子又はカソード端子の一方の端子と接続される接続部材が固定される。この絶縁板は電極端子と接続部材のハウジングとの絶縁を兼ねているので、接続部材のハウジングへの固定に対し新たな絶縁部材を設置してはいない。
特開２００１−２１６８３２号公報

しかし、放電ランプを始動させるために、アノードとカソードとの間に火花放電を起こさせる絶縁破壊電圧は非常に高い。放電ランプ消灯直後などのバルブ内圧力が高い間は、瞬時点灯できないが、再点灯に要する時間を少しでも短くする場合などの絶縁破壊電圧も、非常に高く例えば３０ＫＶ以上となる。そのため、放電ランプを始動させる接続部材からハウジングへのリーク電流が生じるおそれがある。

解決しようとする問題点は、放電ランプの始動時などにおける絶縁破壊電圧で放電ランプの一方の接続端子からハウジングへのリーク電流が流れるおそれをなくす点である。

本考案は、より完全に絶縁破壊電圧のリーク電流をなくすため以下のような構成にする。
すなわち、第１の観点の光源装置は、第１端子と第２端子とを有し輝点から光を放射する放電管と、第１焦点と第２焦点とを有し、放電管から放射された光を第１焦点から第２焦点へと反射させる反射ミラーと、放電管及び反射ミラーを格納するハウジングと、このハウジングに取り付けられるとともに、第１端子と接続する接続部材と、第２焦点の付近に形成された出射口と、を備える。そして接続部材の少なくとも一部は絶縁部材で形成されており、この絶縁部材の絶縁距離が長くなるように接続部材がハウジングに取り付けられている。
この構成により、絶縁部材の絶縁距離が長くなるので絶縁破壊電圧で接続端子からハウジングへのリーク電流が流れるおそれがなくなる。なお、絶縁距離とは碍子などの絶縁部材の長さを意味する。

第２の観点の光源装置は、ハウジングの断面は矩形形状であり、接続部材は矩形形状の隅部から対角線方向に延びている。
ハウジングは製造や光源装置の設置のためにその断面が矩形形状に形成されている。このような場合には接続部材は矩形形状の隅部から対角線方向に延びていると絶縁部材の絶縁距離を長くすることができる。

第３の観点の光源装置は、第２の観点において、接続部材は固定部材を有し、その固定部材が矩形形状の隅部に取り付けられる。
この構成により、固定部材があるために接続部材が取り付けやすくなる。固定部材として角ブロックや角板などを使用することができる。

第４の観点の光源装置は、第２の観点において接続部材は、板厚が薄く形成された第１焦点から第２焦点方向に所定の幅を備える板部材を有し、絶縁部材は碍子を含みこの碍子は板部材を支えるとともに固定部材で保持されている。
接続部材が板部材であると製造し易く、また絶縁性の高い碍子で絶縁破壊電圧によるハウジングへのリーク電流を防ぐことができる。

第５の観点の光源装置は、第４の観点において放電管の光が通る第１焦点から第２焦点までの光路内に板部材が配置され、光路外に碍子が配置される。

第６の観点の光源装置は、第４又は第５の観点において板部材の板厚が第１焦点から第２焦点方向と交差する方向の碍子の厚さよりも薄い。
板部材の板厚が薄いと放電管からの第２焦点までの光路を遮る面積が小さくなり、光が遮られる量が少なくなる。

第７の観点の光源装置は、第４ないし第６の観点において碍子の外周がひだが形成されている。
この構成により、絶縁距離が長くなり絶縁性能を高めることができる。

本考案の光源装置は、放電管の出射光を遮ることなく、放電管の輝点より照射した光を効率よく光ファイバー束の出射端に導光することができる。また、放電管の絶縁破壊電圧においても、接続端子からハウジングへリーク電流が流れるおそれはない。

＜実施例１＞
図１は、本考案の第１実施例の第１光源装置１００の断面図である。出射口５０に光ファイバー束５１を備える第１光源装置１００の一例を示す。（ａ）は第１光源装置１００の側面断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。

図１（ａ）の第１光源装置１００は、水銀キセノンランプ又は超高圧水銀ランプの放電ランプ１０と、放電ランプ１０を取り付けるランプホルダー取り付け金具１２と、ハウジング１とを備える。

放電ランプ１０のカソード端子には、固定用口金２０がセラミック接着剤などで固定される。またアノード端子にはバナナ端子３０が固定される。放電ランプ１０はｉ線（３６５ｎｍ）などの波長を含む紫外光を照射する。

ランプホルダー取り付け金具１２は、楕円集光ミラー１３、ランプホルダー２５、クランプ２６及び電極リード線２７を備えている。放電ランプ１０の固定用口金２０がランプホルダー２５に正しい位置に装着されると、クランプ２６で固定用口金２０を締め付けることができるようになっている。これにより固定用口金２０はランプホルダー２５に固定される。ランプホルダー２５には電極リード線２７が取り付けられ、グランド（アース）に接続されている。

楕円集光ミラー１３は第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを有しており、放電ランプ１０の固定用口金２０がランプホルダー２５に正しい位置に装着されると、放電ランプ１０の輝点が第１焦点Ｆ１に配置される。第１焦点Ｆ１で発光した放電ランプ１０の光の一部は、楕円集光ミラー１３で反射されて出射口５０に向かう。楕円集光ミラー１３の第２焦点Ｆ２は出射口５０の近傍にあるので、放電ランプ１０からの光は出射口５０の近傍に集光する。光ファイバー束５１の一端は出射金具５２に固定されており、光ファイバー束５１は第２焦点Ｆ２で集光した光を外部に出射することができる。

ハウジング１は、下部ハウジング２、出射口側ハウジング３及び開閉扉６１を備える。下部ハウジング２の内部に、放電ランプ１０などの装置各部を駆動制御する駆動装置７０が格納されている。開閉扉６１は、開閉自在で放電ランプ１０の交換の際には開閉扉６１を開放して、放電ランプ１０の取り出し又は取り付けを行う。開閉扉６１は放熱ファン６０を備えている。第１光源装置１００の稼働中は、放熱ファン６０を作動してハウジング１内の空気を排気することにより、放電ランプ１０、楕円集光ミラー１３及び駆動装置７０などを冷却する。

図１（ａ）に示すように、出射口５０の出射金具５２に固定された光ファイバー束５１の一端は第１光源装置１００のハウジング１に接続される。光ファイバーで導かれた光を光ファイバー束５１の他端からワークに照射する。また、第１光源装置１００は、光量を変化させる不図示の絞り部やシャッターなどを出射口５０の近傍に備えている。また、出射口側ハウジング３の内側面には、放電ランプ１０のアノード端子のバナナ端子３０が挿入される接続部であるカプラー３１を備えている。

図１（ｂ）に示すように、ハウジング１の断面形状は製造し易いように且つ光源装置１００を配置しやすいように矩形になっている。カプラー３１は、Ｌ型支柱３２、第１碍子３３及び角ブロック３９で支持される。カプラー３１及びＬ型支柱３２は、出射口側ハウジング３と下部ハウジング２との接面の隅部Ｅ２に第１碍子３３及び角ブロック３９を介して取り付けられる。角ブロック３９は隅部Ｅ２に碍子材料又はその他の絶縁材料で形成することが望ましい。隅部Ｅ２以外にも、隅部Ｅ１にカプラー３１及びＬ型支柱３２を取り付けてもよい。つまり、カプラー３１は、第１碍子３３などを介して隅部Ｅ１又は隅部Ｅ２から対角線上に中央に向かって取り付けられ、下部ハウジング２又は出射口側ハウジング３の壁面へ垂直方向には取り付けられていない。

なお、角ブロック３９は隅部Ｅ２の形状に合わせて取り付けやすくするためのものであって、第１碍子３３を加工して隅部Ｅ２の形状に合わせることができれば必ずしも必要ない。また角ブロック３９は板金で形成されたものであってもよい。さらに、カプラー３１及びＬ型支柱３２を一体に形成してもよく、カプラー３１、Ｌ型支柱３２、第１碍子３３及び角ブロック３９を含めて接続部材と称する。

ここで、図２を使ってカプラー３１、Ｌ型支柱３２及び第１碍子３３について説明する。図２（ａ）は、カプラー３１などの構成を示す斜視図である。また、図２（ｂ−１）は第１碍子３３の縦断面図であり（ｂ−２）は上面図である。

図２（ａ）に示すように、カプラー３１は、スプリング３６及び電極リード線３７を備え、Ｌ型支柱３２に取り付けられている。カプラー３１はバナナ端子３０と導通を取るため金属性であり、電極リード線３７を介して絶縁破壊電圧が供給される。

Ｌ型支柱３２は耐熱性の高いセラミック材料等が好ましいが、本実施例では、加工性・弾性変形のし易さから金属を使用した。Ｌ型支柱３２は放電ランプ１０の第１焦点Ｆ１から第２焦点Ｆ２への方向と交差する方向には弾性変形しやすくするために、板厚ｄｙは薄く、またバナナ端子３０がカプラー３１に挿入される力に抗するために板幅ｄｘは幅広になっている。またＬ型支柱３２の板厚ｄｙが薄くすることにより、放電ランプ１０の光が楕円集光ミラー１３から出射口５０までの途中でＬ型支柱３２により遮られる量を少なくしている。

図２（ｂ−１）及び（ｂ−２）に示すように、第１碍子３３は円柱形状をしており一定の直径φｄを有している。第１碍子３３の内筒部分にセラミック接着剤（例えばシリカセメント）などを用いて、取り付け金具３８を１個ずつ内筒部分の上下に取り付けている。この取り付け金具３８を用いて第１碍子３３の角ブロック３９及びＬ型支柱３２への取り付けが行われる。図２（ａ）から理解されるように、Ｌ型支柱３２を下部ハウジング２又は出射口側ハウジング３へ取り付けるのに２個の第１碍子３３が用いられる。Ｌ型支柱３２を支えるため、第１碍子３３の直径φｄはＬ型支柱３２の板厚ｄｙよりもかなり大きくなる。

図３は、楕円集光ミラー１３から出射口５０までの拡大断面図である。
図３の点線Ｌ１で示すように、放電ランプ１０からの光路（点線Ｌ１）は楕円集光ミラー１３によって反射されて出射口５０に向かう。放電ランプ１０の第１焦点Ｆ１からカプラー３１又はＬ型支柱３２までの距離Ｘ１は放電ランプ１０の外形寸法でほぼ決まっている。カプラー３１の位置で、絶縁距離をできるだけ長くするため第１碍子３３の長さＺ１を延ばそうとすると、第１碍子３３が光路（点線Ｌ１）内に入ってきてしまう。第１碍子３３の直径φｄがＬ型支柱３２の板厚ｄｙよりもかなり大きいため、放電ランプ１０からの光路（点線Ｌ１）を大きく遮ることになる。

このため、放電ランプ１０からの光をできるだけ遮らない位置で第１碍子３３の長さを長く確保するよう、出射口側ハウジング３と下部ハウジング２との接面の隅部Ｅ２に第１碍子３３及び角ブロック３９を取り付ける。隅部Ｅ２に取り付けることによって、第１碍子３３の長さを長くすることができ、絶縁性能を高めることができる。

図４は、（ａ−１）は第２碍子３４の断面図であり、（ａ−２）は（ａ−１）の平面図であり、（ｂ−１）は第３碍子３５の断面図であり、（ｂ−２）は、（ｂ−１）の平面図である。

図４（ａ−１）に示す第２碍子３４は、円柱形状で外周部に波状のひだ（襞）が形成されている。第２碍子３４は、波状のひだが形成されることにより絶縁距離が長くなり絶縁性能が高められている。第２碍子３４の内筒部分には、セラミック接着剤などを用いて取り付け金具３８を１個ずつ内筒部分の上下に取り付けている。この取り付け金具３８を用いて第２碍子３４は出射口側ハウジング３又は下部ハウジング２と及びＬ型支柱３２とへの取り付けが行われる。

図４（ｂ−１）に示す第３碍子３５は、楕円柱形状で外周部に波状のひだが形成されている。絶縁距離が長くなり絶縁性能が高められている。第３碍子３５の内筒部分にセラミック接着剤などを用いて、取り付け金具３８を２個ずつ内筒部分の上下に取り付けている。この取り付け金具３８を用いて第２碍子３４は出射口側ハウジング３又は下部ハウジング２と及びＬ型支柱３２とへの取り付けが行われる。１個の第３碍子３５でＬ型支柱３２を筺体へ取り付けることができる。
＜実施例２＞

図５は、本考案の第２実施例の第２光源装置１１０の断面図である。出射口５０に光ファイバー束５１を備える光源装置１１０の一例を示す。（ａ）は，光源装置１１０の側面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。

図５（ａ）に示すように、第２光源装置１１０は、駆動装置７０を収納する上部ハウジング４がハウジング１の上部に配置されている。その他の構造は第１光源装置１００と同一に構成されている。同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図５（ｂ）に示すように、カプラー３１及びＬ型支柱３２は、出射口側ハウジング３の上部頂部Ｅ３又は頂部Ｅ４に第１碍子３３及び角ブロック３９を介して取り付けられる。つまり、カプラー３１は、Ｌ型支柱３２及び第１碍子３３を介して、隅部Ｅ３又は隅部Ｅ４から対角線上に中央に向かって取り付けられ、上部ハウジング４又は出射口側ハウジング３の壁面から垂直方向に取り付けられていない。また、図５（ａ）に示すように、出射口側ハウジング３の出射口側に角ブロック３９が取り付けられている。このため、放電ランプ１０から放射されて、楕円集光ミラー１３によって反射され出射口に向かう光は、第１碍子３３を長くしても遮ることはない。第１碍子３３を長くすることで、絶縁距離が長くなり絶縁性能を高めることができる。

以上、実施例１及び実施例２で説明してきたように、第１カプラー３１及びＬ型支柱３２は、第１碍子３３を介して出射口側ハウジング３と下部ハウジング２との隅部Ｅ１、Ｅ２、及び出射口側ハウジング３と上部ハウジング４との上部隅部Ｅ３、Ｅ４のいずれかに固定される。カプラー３１は、下部ハウジング２、出射口側ハウジング３又は上部ハウジング４からなる隅部から対角線上に中央に向かって取り付けられるため、碍子の長さを最大限長く確保でき、絶縁性能を高めることができる。

光源装置の実施例１を示した説明図である。 カプラー３１、Ｌ型支柱３２及び第１碍子３３を示した説明図である。 楕円集光ミラー１３から出射口５０までの拡大断面図である。 絶縁碍子の実施方法を示した説明図である。 光源装置の実施例２を示した説明図である。

符号の説明

Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
１ ハウジング
２ 下部ハウジング
３ 出射口側ハウジング
４ 上部ハウジング
１０ … 放電ランプ
１２ … ランプホルダー取り付け金具
１３ … 楕円集光ミラー
２０ … 固定用口金
２５ … ランプホルダー
２６ … クランプ
２７，３７ … 電極リード線
３０ … バナナ端子
３１ … カプラー
３２ … Ｌ形支柱
３３，３４，３５ … 第１碍子、第２碍子、第３碍子、
３６ … スプリング
５０ … 出射口
５１ … 光ファイバー束
６０ … 放熱ファン
６１ … 開閉扉
７０ … 駆動装置

Claims (7)

1. 第１端子と第２端子とを有し、輝点から光を放射する放電管と、
   第１焦点と第２焦点とを有し、前記放電管から放射された光を前記第１焦点から前記第２焦点へと反射させる反射ミラーと、
   前記放電管及び前記反射ミラーを格納するハウジングと、
   このハウジングに取り付けられるとともに、前記第１端子と接続する接続部材と、
   前記第２焦点の付近に形成された出射口と、を備える光源装置であって、
   前記接続部材の少なくとも一部は絶縁部材で形成されており、この絶縁部材の絶縁距離が長くなるように前記接続部材が前記ハウジングに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
2. 前記ハウジングの断面は矩形形状であり、前記接続部材は矩形形状の隅部から対角線方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記接続部材は固定部材を有し、その固定部材が前記矩形形状の隅部に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記接続部材は、板厚が薄く形成された前記第１焦点から前記第２焦点方向に所定の幅を備える板部材を有し、
   前記絶縁部材は碍子を含み、この碍子は板部材を支えるとともに前記固定部材で保持されていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記放電管の光が通る第１焦点から第２焦点までの光路内に前記板部材が配置され、光路外に前記碍子が配置されることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記板部材の板厚は、前記第１焦点から前記第２焦点方向と交差する方向の前記碍子の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光源装置。
7. 前記碍子の外周はひだ（襞）が形成されていることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の光源装置。