KR100962908B1 - 방전 램프 유지 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형화된 방전 램프라 하더라도, 용이하게 방전 램프를 고정할 수 있고, 또, 반사 미러 등에 손상을 주지 않고 전기적 접속을 실현할 수 있는 방전 램프 유지 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

적어도 일측의 단부에 구금(口金)이 장착된 방전 램프와, 이 방전 램프를 수직 방향으로 세우도록 유지하고, 또한 착탈 가능하게 유지하는 홀더로 이루어진 방전 램프 유지 기구로서,

상기 방전 램프의 구금은 도전성 부재로 이루어진 구금측 평탄부를 갖고,

상기 홀더는 해당 구금측 평탄부와 걸어맞춤 되는 도전성 부재로 이루어진 홀더측 평탄부를 갖고,

상기 방전 램프의 구금을, 상기 홀더측 평탄부와 수직인 방향으로부터 눌러, 구금측 가(假)고정 기구와 홀더측 가고정 기구를 작동시켜 양자의 가고정을 행하고, 그 후, 구금측 본(本)고정 기구와 홀더측 본고정 기구를 작동시켜, 양자를 본고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

방전 램프 유지 기구{MECHANISM FOR SUSTAINING A DISCHARGE LAMP}

도 1은 본 발명에 따른 방전 램프 유지 기구를 갖는 광원 장치를 도시하고,

도 2는 본 발명에 따른 방전 램프를 도시하고,

도 3은 본 발명에 따른 방전 램프 유지 기구를 갖는 광원 장치를 도시하고,

도 4는 본 발명에 따른 방전 램프의 구금을 도시하고,

도 5는 본 발명에 따른 홀더를 도시하고,

도 6은 본 발명에 따른 홀더와 구금을 도시하고,

도 7은 본 발명에 따른 홀더와 구금의 구동 원리를 나타내고,

도 8은 본 발명에 따른 방전 램프의 구금을 도시하고,

도 9는 본 발명에 따른 홀더를 도시하고,

도 10은 본 발명에 따른 홀더와 구금의 구동 원리를 나타내고,

도 11 종래에 따른 방전 램프 유지 기구를 갖는 광원 장치를 도시한다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 방전 램프 11: 발광 관부

12: 봉지부 13: 양극

14: 음극 15: 리드선

20: 반사 미러 21: 상측 개구부

22: 하측 개구부 100: 램프 하우스

200: 홀더 고정대 30: 홀더

31: 중심 바디 32: 회전부

321: 홀더측 나사 기구 322: 제어편

3221: 열림상태 면 3222: 닫힘상태 면

33: 축부 34: 홀더측 평탄부

331: 회전부 멈춤 341: 홀더측 상측 평탄면

342: 홀더측 하측 평탄면 343: 삽입 구멍

344: 홀더측 후크부 3431: 홀더측 끼워맞춤부

3432: 홀더측 회전 방지부 3441: 힌지

3442: 가압부 3443: 제지부

3444: 후크 테이퍼부 40: 구금

41: 전체 바디 42: 구금측 평탄부

421: 구금측 평탄면 422: 구금측 나사 기구

423: 구금측 후크부 431: 구금측 끼워맞춤부

432: 구금측 회전 방지부 433: 선단 소직경부

본 발명은 방전 램프 유지 기구에 관한 것으로, 특히, 홀더로의 장착 작업이 곤란한 대형의 방전 램프에 대한 방전 램프 유지 기구에 관한 것이다.

최근, 반도체나 액정의 노광(露光), 그 밖의 미세 가공의 분야에서 포토리소그래피의 광원으로서 쇼트 아크형 방전 램프를 이용한 노광 기술이 이용되고 있다.

포토리소그래피에 있어서의 광원은, 포토레지스트(photoresist)가 감도를 갖는 파장 365nm(i선)의 광을 효율적으로 방사하는 방전 램프가 적용되고, 또, 액정이나 프린트 기판의 노광에서는, 파장 350nm∼450nm의 광을 방사하는 방전 램프가 적용된다. 방전 램프는 발광 물질로서 수은이 봉입됨과 동시에, 시동용 가스로서 아르곤, 크세논 등의 희가스가 봉입된다.

광원 장치는, 노광해야 할 면적이 커지는 한편, 처리 시간(스루풋, throughput)은 짧아지는 경향에 있어, 광원인 방전 램프도, 입력을 증가시킴으로써 노광량을 증가시키는 경향에 있다.

그러나, 램프 입력의 증대는 램프를 물리적으로 대형화시키게 되어, 반사 미러로의 조립하는 작업이 한층 더 복합해진다. 특히, 램프가 대형화되면, 치수적으로도 중량적으로도 작업자에게 주는 부담이 증대하게 된다.

도 11은, 이러한 방전 램프를 사용한 광원 장치를 도시한다.

광원 장치는, 램프 하우스(100) 내에, 방전 램프(10), 반사 미러(20) 및 홀더(30)를 구비하여 구성된다. 반사 미러(20)는 오목면 형상으로, 상측 개구부(21)가 상부를 향하여 설치되고, 반사 미러(20)의 하측 개구부(22)의 하방에 홀더(30)가 설치되며, 그것은 홀더 고정대(300)에 장착되어 있다. 반사 미러(20) 내에 방전 램프(10)가 수직 방향으로 세우도록 장착된다.

방전 램프(10)를 장착하기 위해서는, 반사 미러(20)의 하측 개구부(22)로부터 리드선(15)을 먼저 통과시키고, 그 후, 방전 램프(10)를 삽입하고, 반사 미러(20)의 내부 공간에서 한 손으로 유지하면서, 다른 한 손으로 반사 미러(20)의 외측에서 홀더(30)를 나사 고정한다.

이와 같은 구조의 경우, 반사 미러(20)의 하측 개구부(22)로부터 리드선(15)을 통과시킬 때에, 반사 미러(20)에 손상을 줄 우려가 있다. 또, 상기 나사 고정은, 한 손으로 방전 램프(10)를 유지하면서, 다른 한 손으로 반사 미러(20)의 외측에서 행해져야만 하기 때문에, 매우 번잡하다. 특히 램프가 대형화된 경우에, 리드선(15)이 반사 미러(20)의 내면에 손상을 주지 않게 램프를 탈착하는 것은 매우 곤란한 작업이 되어, 이상에 제시한 문제가 현저하게 된다.

(특허 문헌 1) 일본국 실공평7-13171호 공보

본 발명은, 대형화된 방전 램프라 하더라도, 용이하게 방전 램프를 고정할 수 있고, 또, 반사 미러 등에 손상을 주지 않고 전기적 접속을 실현할 수 있는 방전 램프 유지 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 방전 램프용 유지 기구는, 적어도 일측의 단부(端部)에 구금이 장착된 방전 램프와, 이 방전 램프를 수직 방향으로 세우도록 유지하고, 또한 착탈 가능하게 유지하는 홀더로 이루어진 방전 램프 유지 기구로서, 상기 방전 램프의 구금은 도전성 부재로 이루어진 구금측 평탄부를 갖고, 상기 홀더는 해당 구금측 평탄부와 걸어맞춤 되는 도전성 부재로 이루어진 홀더측 평탄부를 갖고, 상기 방전 램프의 구금을, 상기 홀더측 평탄부와 수직인 방향으로부터 눌러, 구금측 가고정 기구와 홀더측 가고정 기구를 작동시켜 양자의 가고정을 행하고, 그 후, 구금측 본고정 기구와 홀더측 본고정 기구를 작동시켜, 양자를 본고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구금측 평탄부는, 방전 램프의 길이 방향의 축과 수직으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구금측 가고정 기구는 구금측 평탄부에 형성된 돌출부이고, 홀더측 가고정 기구는, 홀더측 평탄부에 형성된 삽입 구멍인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구금측 본고정 기구는 구금측 평탄부의 측면에 형성된 구금측 나사 기구이고, 상기 홀더측 본고정 기구는 홀더의 회전부의 내벽에 형성된 홀더측 나사 기구인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방전 램프는 정격(定格) 전류가 50A 이상인 것을 특징으로 한다.

(발명의 실시 형태)

도 1은 노광 장치의 유지대(50)에 장착된 홀더(30)에 방전 램프(10)가 장착되고, 양자가 고정된 상태의 방전 램프 유지 기구를 도시한다.

방전 램프(10)(이하, 간단히 「램프」라고도 한다)는, 반사 미러(20)의 하측 개구부(22)를 통과하여, 홀더(30)에 장착된다. 여기서, 램프(10)와 홀더(30)를 방전 램프 유지 기구라 하고, 램프(10), 반사 미러(20), 홀더(30)를 광원 장치라고 칭한다. 홀더(30)는, 예를 들면 나사 고정에 의해 노광 장치의 유지대(50)에 고정 된다. 또, 홀더(30)의 하부에는 핀(51)이 설치되고, 유지대(50)의 측면에 눌려 있다. 또한 반사 미러(20)는, 도시하지 않은 기구에 의해 노광 장치 등에 고정된다.

도 2는, 홀더(30)에 방전 램프(10)가 고정되기 전의 상태인 램프(10)를 도시한 도면으로, 예를 들면, 석영 유리로 이루어진 발광 관부(管部)(11)를 대략 중앙에 갖고, 그 양단에 로드 형상의 봉지부(12)가 신장되도록 일체적으로 형성된다. 발광 관부(11)는 구형(球形), 혹은 관축 방향(도면의 상하 방향)으로 가늘고 길게 신장되는 방추형으로 되어 있으며, 그 내부는 기밀 공간이 형성되어, 발광 물질인 수은이나 시동용 가스인 크세논이나 아르곤이 봉입된다. 또, 발광 관부(11)의 내부에는 양극(13)과 음극(14)이 대향 배치되어 있으며, 그 선단들의 간격이 방전갭으로서 형성된다. 방전갭은 전극 간 거리이기도 하며, 예를 들면, 5mm 정도가 된다. 봉지부(12)의 선단에는 캡 형상의 구금(40)이 장착된다. 또한, 도면에서의 상방에 있는 봉지부의 선단에도 캡 형상의 구금(40)이 장착되지만, 본 발명에서는 필수는 아니다.

이 램프(10)는, 어느 하나의 전극을 상방에, 타방의 전극을 하방에 위치시키는 수직 배치를 하고 있으며, 이 실시예에서는 음극을 하방에, 양극을 상방에 배치하고 있다.

도 1로 돌아가, 반사 미러(20)는, 예를 들면 유리 기재의 반사면에 다층막을 코팅한 것으로, 전체가 오목면 형상으로 램프(10)로부터의 방사광을 양호하게 반사한다. 반사 미러(20)는 타원 집광경이 이용되는 경우가 많고, 그 경우는, 방전 램프(10)의 아크와, 반사 미러(20)의 제1 초점을 일치시킬 필요가 있다. 이 아크는, 일반적으로, 방전갭 간에 형성되기 때문에, 반사 미러(20)의 제1 초점에 방전갭이 위치하도록 램프를 설치한다. 반사 미러(20)의 방향은 위로 열림인 것을 도시하였지만 아래(홀더측)로 열림인 것도 있다.

램프(10)나 반사 미러(20)는, 최근, 대형화되고 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 방전 램프 유지 기구는, 램프나 반사 미러가 대형화된 경우에, 특히 유용해진다.

램프(10)에 대해, 수치 예를 나타내면, 램프 전력은 정격값 3KW∼40KW, 램프 전류는 정격값 50A∼200A, 발광 관부(11)의 최대 외경(전극이 신장되는 방향에 수직인 방향의 직경)은 50mm∼250mm이다. 또, 램프의 중량은 0.5kg∼10kg이다.

또, 반사 미러(20)에 대해, 수치 예를 나타내면, 전면(前面) 개구는

300mm∼1000mm이고, 램프가 신장되는 방향의 깊이는 200mm∼800mm이다.

도 3은, 도 1에 도시한 광원 장치를, 도 1과는 다른 방향에서 바라본 상태를 도시하고, 반사 미러(20)의 일부를 절결(切缺)하여 반사 미러(20)의 내부 구조를 표현하고 있다.

반사 미러(20)는, 대(大)직경의 상측 개구부(21)와 소(小)직경의 하측 개구부(22)를 갖는다. 하측 개구부(22)는, 램프(10)의 봉지부(12) 혹은 구금(40)이 통과할 수 있을 만큼의 크기를 적어도 필요로 한다. 하측 개구부(22)가 너무 크면, 램프(10)의 방사광이, 하측 개구부(22)로부터 새어나와 광의 이용 효율이 저하한다.

도 4는 본 발명에 따른 방전 램프의 구금, 특히, 홀더(30)에 장착되는 구금 (40)의 확대 구조를 도시한다.

구금(40)은, 캡 형상의 전체 바디(41)와, 이 전체 바디(41)의 단부에 구성되는 구금측 평탄부(42)와, 구금측 평탄부(42)의 대략 중심으로부터 신장되는 돌출부(43)로 구성된다. 이들 전체 바디(41), 구금측 평탄부(42) 및 돌출부(43)는 물리적으로 하나의 부재로 구성되고, 예를 들면 놋쇠 등의 도전성 부재로 이루어진다.

전체 바디(41)는, 석영 유리로 이루어진 봉지부(12)의 단부(端部)에 이어지는 부위이다. 전체 바디(41)는 캡 형상으로서, 봉지부(12)를 씌우도록 삽입하여 장착하는 것으로, 봉지부(12) 내부의 급전 기구와 전기적으로 접속함으로써 전체 바디(41) 자체가 급전 경로의 일부가 된다.

구금측 평탄부(42)는, 홀더(30)와 면접촉함으로써 방전 램프 외부와 전기적 접속 구조를 형성하는 구금측 평탄면(421)을 갖는다. 구금측 평탄면(421)은 방전 램프(10)의 축과 수직인 평면에 형성되어 있으며, 홀더(30)와 밀접하게 접촉하여 전기 경로가 된다. 또, 구금측 평탄부(42)의 측부에는 후술하는 구금측 나사 기구(422)가 형성된다.

돌출부(43)는, 홀더 내에 삽입될 때의 선단 부분으로, 구금측 끼워맞춤부(431), 구금측 회전 방지부(432) 및 선단 소직경부(433)로 구성된다. 끼워맞춤부(431)는, 단면(斷面) 원형상으로, 구금측 평탄부(42)에 이어져 형성되어 있다. 끼워맞춤부(431)에 이어서, 끼워맞춤부(431)보다 세경(細徑)으로 되어 있는 회전 방지부(432)가 형성된다. 회전 방지부(432)의 단면(斷面)은, 예를 들면 삼각형에서 팔각형의 다각형 형상으로, 도 4에서는 육각형으로 되어 있다. 회전 방지부(432) 에 이어서, 회전 방지부(432)보다 세경으로 되어 있는 단면 원형상의 선단 소직경부(433)가 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 홀더(30)의 확대 구조를 도시한다.

홀더(30)는, 봉 형상의 중심 바디(31)와, 그 선단에 위치하는 회전부(32)로 구성된다. 중심 바디(31)는, 예를 들면, 구리, 놋쇠 등의 전기 저항이 낮은 것이나 이들 기재에 니켈, 은, 금 등의 전기 저항이 낮고 내산화, 내약품성인 것을 코팅한 것으로 구성된다. 회전부(32)는, 내마모, 내산화, 내약품성을 갖는 부재로 이루어지며, 예를 들면, 스테인리스, 니켈 도금된 놋쇠 등으로 이루어진다. 중심 바디(31)는, 축부(軸部)(33)와 홀더측 평탄부(34)로 구성되고, 상부의 홀더측 평탄부(34)는 하부의 축부(33)에 비해 직경 방향으로 크게 되어 있다.

홀더측 평탄부(34)는, 상측 표면은 수평하게 가공되어, 홀더측 상측 평탄면(341)을 형성하고, 하측 표면도 수평하게 가공되어, 홀더측 하측 평탄면(342)을 형성하고 있다. 또, 홀더측 평탄부(34)에는, 상측 평탄면(341)의 중앙을 개구부로 하는 삽입 구멍(343)이 형성되어 있다. 삽입 구멍(343)은, 끼워맞춤용 구멍부(3431)와 회전 방지용 구멍부(3432)로 구성되어 있다. 삽입 구멍(343)의 개구부는 R 형상으로 가공되고, 개구부에 이어서 단면 원형상의 끼워맞춤용 구멍부(3431)로 되어 있다. 끼워맞춤용 구멍부(3431)에 이어, 끼워맞춤용 구멍부(3431)보다 세경으로 되어 있는 회전 방지용 구멍부(3432)가 형성된다. 회전 방지용 구멍부(3432)의 단면은, 도 4에서 도시한 구금측 회전 방지부(432)에 대응하고, 예를 들면 삼각형에서 팔각형의 다각형 형상으로, 도 5에서는 육각형으로 되어 있다.

축부(33)는, 원기둥 형상인 것으로, 바깥 둘레 측면에 회전부(32)가 하방으로 떨어지는 것을 방지하는 회전부 멈춤(331)이 형성된다. 또, 중심 바디(31)에는, 회전부(32)와 구금(40)이 본고정하였을 때의, 회전부(32)의 위치를 나타내는 표시부(314)가 형성된다. 표시부(314)는, 중심 바디(31)에 선 형상의 절결부를 설치한 것, 선 형상으로 색을 도포한 것 등, 육안으로 선을 알 수 있는 것이면 된다. 또, 축부(33)의 하부(315)가 도시되지 않은 홀더 고정대에 장착되어 있기 때문에, 홀더(30)는 광원 장치에 대해 소정의 위치에 고정된다.

회전부(32)는 중심 바디(31)의 선단에 장착되고, 구금(40)의 탈착 작업에서, 사람이 중심 바디(31)를 축으로 하여 회전부(32)를 수동으로 회전시킨다. 회전부(32)의 내벽에는 구금(40)이 삽입된 경우에 본고정하기 위한 홀더측 나사 기구(321)가 형성되고, 그 하부는 내저부(內底部)(342)가 된다. 또, 회전부(32)의 외측 표면에는 수동에 의한 회전 작동을 하기 쉽도록, 예를 들면 로렛 가공이 실시된다. 회전부(32)는, 구금(40)과의 본고정을 달성하는 부위이다.

중심 바디(31)의 외측(도면에서의 하방)은 도시되어 있지 않지만, 급전선(給電線)이 중심 바디(31)의 일부에 접속된다. 혹은, 중심 바디(31)의 일부에 급전을 위한 기구가 접속되거나 한다. 또한, 회전 방지용 구멍부(3432)는 삽입 구멍(343)에 단면 육각형의 공동(空洞)을 형성한 것을 도시하였지만, 전술한 구금측 회전 방지부(432)와 걸어맞춤 하는 형태이면 된다. 또, 도면에서는 회전부 멈춤(331)은 중심 바디(31)의 일부로 되어 있지만, 회전부(32)를 중심 바디(31)의 소정의 위치에 넣은 후에 장착되는 구조로 하는 편이 경제적이다.

도 6은, 도 5에 도시하는 홀더(30)에, 가압부(35)를 설치하고, 구금(40)을 삽입한 도면이다.

가압부(35)는, 접시 스프링(351)과 표시부(352)를 갖고, 중심 바디(31)와 회전부(32) 사이에 장착된다. 회전부(32)의 상하 이동에 수반하여, 가압력이 작용하도록 접시 스프링(351)이 설치된다. 또, 가압부(35)에는, 회전부(32)와 구금(40)이 본고정되었을 때의, 회전부(32)의 위치를 나타내는 표시부(352)가 형성된다. 표시부(352)는, 선 형상의 절결부를 설치한 것, 선 형상으로 색을 도포한 것 등, 육안으로 선을 알 수 있는 것이면 된다. 또한, 여기서는 접시 스프링(351)을 이용한 것을 도시하였지만, 압착 코일 스프링을 이용할 수도 있다.

도 7은, 구금(40)(방전 램프)을 홀더(30)에 장착할 때의 양(兩) 기구의 원리를 모식적으로 도시한 것이다. (a)∼(c)는 각각 구금과 홀더의 움직임을 나타낸다. 반대로, 구금(40)을 홀더(30)로부터 탈착시킬 때는, (c)로부터 (a)에 이르는 순서가 된다. 또한, 홀더(30)는 단면도를 나타낸다.

(a)는 구금(40)이 홀더(30) 내에 삽입되기 직전의 상태를 나타낸다.

(b)는 구금(40)이 홀더(30) 내에 삽입된 상태를 나타낸다. 구체적으로는, 구금의 돌출부(43)가 중심 바디(31)의 삽입 구멍(343) 속에 삽입되어 있다.(가고정)

(c)는 구금(40)과 홀더(30)의 본고정이 완료된 상태를 나타낸다. 상기 (b)에서 도시하는 가고정 상태로부터 홀더(30)의 회전부(32)를 회전시킴으로써, 나사 기구가 작동한다.(본고정)

도 7(b)에서, 이 장치의 움직임을 설명하면, 우선, 구금(40)에 고정된 방전 램프는, 구금(40)의 돌출부(43)가 홀더(30)의 삽입 구멍(343)에 삽입되도록, 유지하면서 수직 상방으로부터 하방으로 이동된다.

이때, 구금(40)의 선단 소직경부(433)와 구금측 회전 방지부(432)의 축경(軸徑)은, 홀더(30)의 끼워맞춤용 구멍부(3431)의 구멍 직경보다 충분히 작게 가공되어 있으며, 또, 구금(40)의 선단 소직경부(433)의 축경은, 홀더(30)의 회전 방지용 구멍부(3432)의 구멍 직경보다 충분히 작게 가공되어 있다.

구금측 회전 방지부(432)의 단면 형상과, 회전 방지용 구멍부(3432)의 단면 형상이 걸어맞춤 되도록 가공되어 있다. 구금측 회전 방지부(432)를, 회전 방지용 구멍부(3432)에 삽입할 때에는, 방전 램프를 직경 방향으로 회전시켜, 구금측 회전 방지부(432)와 회전 방지용 구멍부(3432)의 단면 형상을 맞추어 삽입한다. 이로써, 방전 램프는 회전 방향으로 회전하지 않게 된다.

여기서, 구금측 회전 방지부(432)와 회전 방지용 구멍부(3432)의 간극은, 예를 들면 0.1mm 필요하게 된다. 그 이유는, 양호한 삽입성, 양호한 회전 방지성, 양호한 내마모성을 얻을 수 있기 때문이다.

구금측 끼워맞춤부(431)는, 끼워맞춤용 구멍부(3431)와 끼워맞춤의 관계가 되도록 가공되어 있다. 구금측 끼워맞춤부(431)와 끼워맞춤용 구멍부(3431)의 끼워맞춤은, 단면 원형상으로 정밀도가 높은 것이 바람직하며, 예를 들면 그 직경의 차는 0.01∼0.05mm 필요하게 된다. 그 이유는, 방전 램프를 삽입한 구금(40)이 직경 방향으로 움직여 편심(偏芯)되지 않도록 하기 위해서이다. 구금측 끼워맞춤부 (431)와 끼워맞춤용 구멍부(3431)를 밀착하여 끼워 맞추면, 방전 램프를 삽입한 구금(40)이 직경 방향으로 움직이지 않게 하여, 방전 램프의 수평 방향의 위치 결정을 행할 수 있다.

돌출부(43)는, 구금측 평탄면(421)이 홀더측 상측 평탄면(341)에 접촉할 때까지, 삽입 구멍(343)에 삽입된다. 구금측 평탄면(421)과 홀더측 상측 평탄면(341)은 수평으로 가공되어 있기 때문에, 구금측 평탄부(42)와 홀더측 상측 평탄면(341)이 접촉한 면은 기울어지지 않고, 방전 램프의 중심(重心)이 구금측 평탄부(42)의 수직 방향에 있으면, 방전 램프를 삽입한 구금(40)을 중심 바디(31)에 올려둘 수 있다.

구금측 평탄면(421)과 홀더측 상측 평탄면(341)을 접촉시켜, 방전 램프를 삽입 장착한 구금(40)을 중심 바디(31)에 올려둠으로써, 구금측 평탄부(42)의 높이 위치를 결정할 수 있다. 그리고, 방전 램프의 수직 방향의 위치 결정을 할 수 있다.

이상과 같이 하여, 방전 램프에 삽입된 구금(40)은, 돌출부(43)를 삽입 구멍(343)에, 구금측 평탄부(42)와 홀더측 상측 평탄면(341)이 접촉할 때까지 삽입하는 것만으로, 용이하게 위치 결정을 할 수 있다. 즉, 구금측 끼워맞춤부(431)와 끼워맞춤용 구멍부(3431)를 끼워맞춤 시켜 수평 방향의 위치 결정을 하고, 구금측 평탄부(42)와 홀더측 상측 평탄면(341)을 접촉시켜 수직 방향의 위치 결정을 한다. 또한, 구금측 회전 방지부(432)와 회전 방지용 구멍부(3432)를 끼워맞춤 시켜, 방전 램프가 직경 방향으로 회전하지 않게 할 수도 있다.

이 실시예에서, 「가고정」은, 홀더(30)에 대해, 방전 램프의 구금(40)을 삽입한 것을 말한다. 「구금측 가고정 기구」는 구금측 평탄부(42)에 형성된 돌출부(43)가 상당하고, 「홀더측 가고정 기구」는, 홀더측 평탄부(34)에 형성된 삽입 구멍(343)이 상당한다

가고정에서는, 방전 램프를 손을 놓고도 유지할 수 있기 때문에, 종래와 같이, 한 손으로 램프를 유지하면서, 다른 한 손으로 램프를 고정시키는 곤란을 겪을 필요가 없다.

또한, 여기서는 돌출부(43)는 그 중심이 중심 바디(41)의 축에 일치된 것을 도시하였지만, 중심 바디(41)의 축으로부터 어긋난 원통(圓筒)의 볼록 혹은 오목하여도 된다.

도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 방전 램프를 중심 바디(31)에 고정할 필요가 있다. 방전 램프는 중심 바디(31)에 올려두는 것만으로는, 광원 장치가 약간 진동하였을 뿐으로, 방전 램프가 쓰러져 파손되므로 매우 위험하기 때문이다.

방전 램프는, 구금측 나사 기구(422)와 홀더측 나사 기구(321)를 나사 결합시킴으로써, 중심 바디(31)에 고정된다. 구금측 나사 기구(422)는, 홀더측 나사 기구(321)와 끼워맞춤의 관계로 가공되고, 구금측 나사 기구(422)는 수나사, 홀더측 나사 기구(321)는 암나사가 된다. 나사는 미터 나사, 사다리꼴 나사, 다조(多條) 나사, 우(右)나사, 좌(左)나사 등 상황에 따라 적절히 선택할 수 있다. 회전부(32)를 직경 방향으로 회전시키면, 홀더측 나사 기구(321)와 구금측 나사 기구(422)가 나사 결합한다. 내저부(322)가 홀더측 하측 평탄면(342)에 도달할 때까 지, 회전부(32)를 직경 방향으로 회전시켜 상승시킨다.

내저부(322)가 홀더측 하측 평탄면(342)에 도달하면, 홀더측 평탄부(34)는, 위로부터는 구금측 평탄면(421)이 홀더측 상측 평탄면(341)을 하방으로 가압하고, 아래로부터는 내저부(342)가 홀더측 하측 평탄면(342)을 상방으로 가압하기 때문에, 상하 방향으로부터 협압(狹壓)된다. 이로써, 구금(40)을 중심 바디(31) 상에 올려둔 상태에서 고정할 수 있기 때문에, 방전 램프가 쓰러지는 일이 없고, 구금측 평탄면(421)과 홀더측 상측 평탄면(341)이 떨어지는 일 없이 밀착할 수 있다. 이에 따라 본고정이 완료된다. 또, 홀더(30)는, 도 1에 도시한 핀(51)이 유지대(50)의 측면에 눌려지기 때문에, 회전부(32) 등을 회전함에 따라 홀더(30)가 함께 회전하여, 홀더(30)의 나사 고정이 느슨해져 유지대(50)로부터 빠지는 것이 억제된다. 또한, 본고정 상태에 있는 회전부(32)의 위치를 나타내는 표시부(314)가 보일 때까지 회전부(32)를 회전시킴으로써, 작업자는 본고정이 완료된 것을 확인할 수 있다.

그렇지만, 회전부(32)와 중심 바디(31)와 같이 금속들을 나사 결합시켜 본고정시키는 경우, 나사가 완전히 체결되어야 비로소 부하가 걸리기 때문에, 작업자는 나사가 서서히 체결되고 있다는 감각을 느낄 수 없다. 그래서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 회전부(32)를 단단히 체결하였을 때에 반발력이 작용하도록 가압부(35)를 설치하고, 접시 스프링(351)을 찌그러뜨림으로써 반발력을 일으키게 할 수도 있다. 도 6(a)의 상태로부터 회전부(32)를 회전시키면, 나사 기구(321)가 구금에 나사 결합하여 회전부(32)가 올라가, 도 6(b)의 상태가 된다. 회전부(32)를 가압부(35)에 설치된 표시부(352)가 보일 때까지 올리면, 접시 스프링(351)이 눌려 찌그 러진다. 그 반발력으로서 부하가 발생하고, 작업자는 회전부(32)가 체결된 것을 인식할 수 있다.

이와 같이, 구금측 평탄면(421)은 홀더측 상측 평탄면(341)에 밀착되어 있기 때문에, 중심 바디(31)에 전기를 흘려보냄으로써, 구금(40)에 도통(導通)하여, 방전 램프에 전력을 가할 수 있다. 대형의 방전 램프에는, 예를 들면 50∼250A의 전류를 흘려보낼 필요가 있으며, 방전 램프와 홀더(30)가, 구금측 평탄면(42)과 홀더측 상측 평탄면(341)의 면접촉으로 접속되어 있기 때문에, 효율적으로 통전(通電)할 수 있다. 만일 점(点) 접촉 등 접촉 면적이 작으면, 충분한 전류를 흘려보낼 수 없으며, 방전 램프가 필요로 하는 충분한 전력을 공급할 수 없다.

또, 구금측 나사 기구(422)와 홀더측 나사 기구(321)가 나사 결합하여, 구금측 평탄면(421)은, 홀더측 상측 평탄면(341) 방향으로 가압하는 힘이 항상 작용하여, 떨어지는 일 없이 밀착되어 있기 때문에, 전기적 접촉 불량이 발생하지 않는다.

방전 램프를 홀더(30)로부터 떼어내는 경우는, 상기 장착 순서를 반대로 행하면 된다. 즉, 먼저, 홀더(30)의 회전부(32)를 회전시킴으로써, 본고정으로부터 가고정의 상태로 만든다. 다음에, 방전 램프를 홀더(30)로부터 빼낸다.

이 실시예에서는, 「본고정」은, 회전부(32)를 회전시켜 구금측 나사 기구(422)와 홀더측 나사 기구(321)을 나사 결합시키는 것을 말한다. 「구금측 본고정 기구」는 구금측 평탄부(42)의 측면에 형성된 구금측 나사 기구(422)가 상당하고, 「홀더측 본고정 기구」는 홀더(30)의 회전부(32)의 내벽에 형성된 홀더측 나사 기 구(321)가 상당한다.

본고정에서는, 구금측 평탄부(42)와 홀더측 평탄부(34)가 수직인 방향으로부터 눌려져서 전기적으로 급전하기 때문에, 방전 램프(10)로의 급전을 홀더(30)에 접하는 구금측 평탄부(42)에서 행할 수 있고, 종래와 같이, 리드선을 이용할 필요가 없기 때문에, 반사 미러를 손상시킬 우려가 없다.

본 발명의 방전 램프 유지 구조는, 방전 램프의 정격 전류가 50A 이상인 램프, 특히 70A 이상의 대형 램프에 적합하다. 정격 전류가 50A 이상, 특히 70A 이상의 사이즈에서, 반사 미러(20)로의 방전 램프(10)의 삽입 작업, 구금(40)과 홀더(30)의 전기적 접속, 및 구금(40)과의 고정 작업이 어려워지기 때문이다.

또한, 구금(40)과 홀더(30)의 위치 맞춤의 정밀도는, JIS0401-1(1998), JIS0401-1(1998)로부터 선택할 수 있다. 예를 들면, 구멍(H7, H8), 축(e7, e8, f6, f7, g6, h6, h7) 등의 구멍과 축의 조합이 된다.

도 4, 도 5, 도 7의 구조에 대해, 일례를 제시하면, 구금(40)의 길이는 50mm, 외경은 40mm, 돌출부(43)의 돌출 길이는 20mm, 외경은 10mm, 홀더(30)의 회전부(32)의 외경은, 45mm이다. 중심 바디(31)의 삽입 구멍(343)의 내벽면은, 예를 들면 스테인리스강이나 세라믹스에 실시할 수 있다. 삽입 구멍(343)의 내벽면은, 전기를 흘려보내는 경로는 아니기 때문에, 삽입·탈착을 위해 내마모성이 우수하고, 내약품성을 중시한 재료로 하면 된다.

도 8, 도 9, 도 10은 본 발명에 따른 방전 램프의 구금(40), 홀더(30)의 다른 실시예이다. 도 4, 5, 6에 도시하는 실시예에 대해 본고정으로서 나사 기구를 도시하였지만, 이 실시예에서는 후크 기구를 도시한다. 구체적으로는, 구금측 평탄부(42), 회전부(32), 및, 홀더측 나사 기구(321)가 다르고, 그 이외에는 기본적으로 동일하다.

도 8은 본 발명에 따른 방전 램프의 구금(40), 특히, 홀더(30)에 장착되는 구금(40)의 확대 구조를 도시한다.

구금측 평탄부(42)는, 전체 바디(41)보다 직경 방향으로 크게 되어 있으며, 그 측부는 구금측 후크부(423)가 된다. 구금측 후크부(423)는 구금측 평탄면(421)에 이어서, 구금측 평탄면(421)에 수직으로 형성된다. 또한, 구금측 후크부(423)의 상부는 테이퍼 형상으로 가공되고, 전체 바디(41)로 이어진다.

도 9는 본 발명에 따른 홀더(30)의 확대 구조를 도시한다.

홀더(30)는 중심 바디(31)와 회전부(32)로 이루어진다. 중심 바디(31)는, 축부(33)와 홀더측 평탄부(34)로 구성되고, 상부의 홀더측 평탄부(34)는 하부의 축부(33)에 비해 직경 방향으로 크게 되어 있다.

중심 바디(31)의 상부는 홀더측 평탄부(34)로서, 회전부(32)와 걸어맞춤 되어 있다. 또, 홀더측 평탄부(34)의 상단면은 홀더측 상측 평탄면(341)이다. 홀더측 상측 평탄면(341)에는 홀더측 후크부(344)와 걸림핀(345)이 설치된다. 홀더측 후크부는 가늘고 긴 작은 조각으로 이루어지고, 일측의 단부는 가압부(3442)이고, 타측의 단부는 제지부(3443)이다. 홀더측 후크부(344)의 중앙에는 힌지(3441)가 설치되고, 가압부(3442) 및 제지부(3443)는 힌지(3441)를 축으로 하여 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 가압부(3442)의 내측면에는 후크 테이퍼부(3444)가 설 치된다. 또, 걸림핀(345)은, 홀더측 상측 평탄면(341)으로부터 돌출하도록 설치되어 있다.

회전부(32)에는, 상방으로 돌출하도록 제어편(322)이 신장되어 있다. 제어편(322)의 내측면은 내측 중앙이 돌출하도록 테이퍼 형상으로 가공되어 있다. 제어편(322)의 내측면의 일측 면을 열림상태 면(3221), 타측 면을 닫힘상태 면(3222)으로 한다. 또, 홀더측 후크부(344)의 외측면이 제어편(322)의 내측면에 접해 있다.

도 10은, 구금(40)을 홀더(30)에 장착할 때의 양 기구의 원리를 모식적으로 도시한 것이다. (a) 내지 (c)는 각각 구금와 홀더의 움직임을 나타낸다. 또, 구금을 홀더로부터 탈착시킬 때는, (c)로부터 (a)에 이르는 순서가 된다.

(a)는 구금(40)이 홀더(30) 내에 삽입되기 직전 상태를 나타낸다. 후크 기구는 열린 상태이다.

(b)는 구금(40)이 홀더(30) 내에 삽입된 상태를 나타낸다. 구체적으로는, 구금의 돌출부가 중심 바디(31)의 삽입 구멍 속에 삽입되어 있다. 후크 기구는 열린 상태이다.(가고정)

(c)는 구금(40)과 홀더(30)의 본고정이 완료된 상태를 나타낸다. 상기 (b)에서 도시하는 가고정 상태로부터 홀더(30)의 회전부(32)를 회전시킴으로써, 후크 기구가 작동한다.(본고정)

도 10(b)에서, 홀더측 후크부(344)의 제지부(3443)의 외측면은, 제어편(322)의 열림상태 면(3221)에 접하고, 제지부(3443)의 내측면은, 걸림핀(345)에 접해 있 다. 이와 같이 홀더측 후크부(344)의 회전을 억제함으로써, 홀더 후크부(322)가 시계 방향으로 회전하여 제지부(3443)가 홀더측 상측 평탄면(341)의 내측으로 들어가는 일이 없다. 따라서, 방전 램프(10)의 삽입을 방해하는 일이 없다. 이러한 후크 기구의 상태를 「열림 상태」로 한다. 또, 홀더(30)에 방전 램프(10)의 구금(40)을 삽입한 도 10(b)의 상태가, 후크 기구에서의 「가고정」이 된다.

도 10(c)에 도시하는 바와 같이, 도 10(b)에 도시하는 가고정 상태로부터, 회전부(32)를 반시계 방향으로 회전시키면, 제어편(322)의 내측면이, 홀더측 후크부(344)의 외측면에 접하면서, 제지부(3443)로부터 가압부(3442)로 슬라이딩한다. 그리고 홀더측 후크부(344)의 가압부(3442)의 외측면은, 제어편(322)의 닫힘상태 면(3222)에 접한다. 이와 같이 가압부(3442)가 제어편(322)로부터 내측으로 힘이 작용한다. 후크 테이퍼부(3444)는 구금측 후크부(423)에 걸어맞춤 되도록 가공되어 있기 때문에, 홀더측 후크부(344)는 구금(40)을 누른다. 또, 후크 테이퍼부(3444)에 의해, 구금(40)을 비스듬하게 누름으로써, 홀더측 후크부(344)는 구금(40)을 직경 방향 내측으로 누를 뿐만 아니라, 구금(40)을 홀더측 상측 평탄면(341)에 누르는 힘이 작용한다. 이러한 후크 기구의 상태를 「닫힘 상태」로 하며, 이것으로써 본고정이 완료된다.

여기서, 구금측 평탄면(421)은, 홀더측 상측 평탄면(341) 방향으로 가압하는 힘이 항상 작용하여, 구금(40)을 중심 바디(31) 위에 올려둔 상태로 고정할 수 있다. 또, 구금측 평탄면(421)은 홀더측 상측 평탄면(341)에 밀착해 있기 때문에, 중심 바디(31)에 전기를 흘려보냄으로써, 구금(40)에 도통하여, 방전 램프(10)에 전력을 가할 수 있다.

방전 램프(10)를 홀더(30)로부터 떼어내는 경우는, 상기 장착 순서를 반대로 행하면 된다. 즉, 회전부(32)를 시계 방향으로 회전시키고, 제어편(322)의 내측면이, 홀더측 후크부(344)의 외측면에 접하면서, 가압부(3442)로부터 제지부(3443)로 슬라이딩한다. 후크 테이퍼부(3444)는 외측을 향해 이동하고, 후크 기구는 열림 상태로 되돌아간다.

또한, 후크 기구에서는, 나사 기구와 달리, 구금(40)이 회전하더라도 본고정 동작을 방해하지 않기 때문에, 구금측 회전 방지부(432) 및 홀더측 회전 방지부(3432)를 설치하지 않아도 된다.

이 실시예에서는, 「본고정」은, 회전부(32)를 회전시켜 후크 기구를 작동시키는 것을 말한다. 「구금측 본고정 기구」는 구금측 평탄부(42)의 측면에 형성된 구금측 후크부(423)에 상당하고, 「홀더측 본고정 기구」는 홀더(30)의 홀더측 평탄부(34)에 형성된 홀더측 후크부(423)에 상당한다.

본고정에서는, 구금측 평탄부(42)와 홀더측 평탄부(34)가 수직인 방향으로부터 눌려져서 전기적 급전을 하기 때문에, 방전 램프(10)로의 급전을 홀더(30)에 접하는 구금측 평탄부(42)에서 행할 수 있고, 종래와 같이, 리드선을 이용할 필요가 없기 때문에, 반사 미러를 손상시킬 우려가 없다.

도 4∼7에 도시하는 제1 실시예와 도 8∼10에 도시하는 제2 실시예는, 모두 이하의 효과를 갖는다. 구금측 평탄부(42)와 홀더측 평탄부(34)가 수직인 방향으로부터 눌려져서 전기적 급전이 되고 있다. 이 때문에, 방전 램프(10)로의 급전을 홀더(30)에 접하는 구금측 평탄부(42)에서 행할 수 있고, 종래와 같이, 리드선을 이용할 필요가 없기 때문에, 반사 미러를 손상시킬 우려가 없다. 또, 구금측 가고정 기구와 홀더측 가고정 기구를 동작시킴으로써, 방전 램프(10)를 손을 놓고도 유지할 수 있기(가고정) 때문에, 종래와 같이, 한 손으로 램프를 유지하면서, 다른 한 손으로 램프를 고정시키는 곤란이 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 방전 램프 유지 기구는, 구금측 평탄부와 홀더측 평탄부가 수직인 방향으로부터 눌러 전기적 급전이 되고 있다. 이 때문에, 방전 램프로의 급전을 홀더에 접하는 구금측 평탄부에서 행할 수 있고, 종래와 같이, 리드선을 이용할 필요가 없기 때문에, 반사 미러를 손상시킬 우려가 없다. 또, 구금측 가고정 기구와 홀더측 가고정 기구를 동작시킴으로써, 방전 램프를 손을 놓고도 유지할 수 있기(가고정) 때문에, 종래와 같이, 한 손으로 램프를 유지하면서, 다른 한 손으로 램프를 고정시키는 곤란을 겪을 필요가 없다.

Claims (5)

1. 적어도 일측의 단부에 구금이 장착된 방전 램프와, 이 방전 램프를 수직 방향으로 세우도록, 또한 착탈 가능하게 유지하는 홀더로 이루어진 방전 램프 유지 기구로서,

   상기 방전 램프의 구금은, 도전성 부재로 이루어진 방전 램프의 축과 수직으로 형성된 구금측 평탄부와, 그 구금측 평탄부에 설치된 구금측 끼워맞춤부 및 구금측 회전 방지부와, 구금측 평탄부의 측부에 형성된 구금측 나사 기구를 구비하고,

   상기 홀더는, 상기 구금측 평탄부와 맞닿는 도전성 부재로 이루어진 홀더측 평탄부와, 그 홀더측 평탄부에 설치된 홀더측 끼워맞춤부와, 상기 구금측 회전 방지부와 걸어맞춤하는 홀더측 회전 방지부와, 상기 구금측 나사 기구와 걸어맞춤하는 홀더측 나사 기구가 형성된 회전부를 구비하고,

   상기 구금측 회전 방지부와 상기 홀더측 회전 방지부를 걸어맞춤시킴과 함께 상기 구금측 끼워맞춤부와 상기 홀더측 끼워맞춤부를 끼워맞추는 것에 의해, 양자의 가고정을 행하고,

   그 후, 상기 회전부를 회전시키는 것에 의해, 상기 구금측 나사 기구와 상기 홀더측 나사 기구를 걸어맞춤시켜, 양자를 본고정하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 유지 기구.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 방전 램프는 정격 전류가 50A 이상인 것을 특징으로 하는 방전 램프 유지 기구.
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