(57)【要約】【課題】ランプに衝撃が加わえられても、陰極を支持する導電性電極支持部材が変形せず、また給電部材の導電性電極支持部材が接合される部分の温度が上昇しても、この部分が熱的に変形することにより、導電性電極支持部材が変形することなく膨張させることのできるショートアークランプを提供すること。【解決手段】絶縁部材からなり、内部に反射面３を有する凹部放電空間４が形成されたランプ本体２と、凹部放電空間４において、反射面３の焦点位置に所定の間隔をもって対向配置された陰極５と陽極６と、ランプ本体２の反射面３の開口部に固定され、内部に窓部材８および陰極５を支持する導電性電極支持部材９が接合されたリング状の給電部材７とからなるショートアークランプにおいて、給電部材７の導電性電極支持部材９が接合される箇所の近傍に、熱膨張に対する強さが弱体化されて変形が容易となる部分７１を設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁部材からなり、内部に反射面を有する凹部放電空間が形成されたランプ本体と、前記凹部放電空間において、前記反射面の焦点位置に所定の間隔をもって対向配置された陰極と陽極と、前記ランプ本体の反射面の開口部に固定され、内部に窓部材および前記陰極を支持する導電性電極支持部材が接合されたリング状の給電部材とからなるショートアークランプにおいて、
前記給電部材の前記導電性電極支持部材が接合される箇所の近傍に、熱膨張に対する強さが弱体化されて変形が容易となる部分を設けたことを特徴とするショートアークランプ。
【請求項２】
前記変形が容易となる部分は、前記導電性電極支持部材が接合される箇所の上部近傍に設けた、円周方向に所定の長さを有する開口部または薄肉部であることを特徴とする請求項１に記載のショートアークランプ。
【請求項３】
前記変形が容易となる部分は、前記導電性電極支持部材が接合される箇所の両側近傍に設けた、光軸方向に所定の長さを有する複数個の開口部または薄肉部であることを特徴とする請求項１に記載のショートアークランプ。
【請求項４】
前記変形が容易となる部分は、さらに、導電性電極支持部材が接合される箇所の下部近傍にあって、前記ランプ本体の先端縁に固定される部分に設けた、円周方向に所定の長さを有する切欠部または薄肉部からなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のショートアークランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はショートアークランプに係わり、特に、映写機、分光計等のように強力な点光源からの光を利用する分野や、内視鏡の光源等のように強力な点光源の光を微小面積に集光し光ファイバー等を通して照明する分野に用いられるショートアークランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から内視鏡等の光源としては、特開２００２−２９８７８９号公報に示されるショートアークランプが知られている。
図６は、同公報に示されるショートアークランプの組立品の一部構成を示す図である。
【０００３】
このショートアークランプ組立品１００は、金属製のリングフレーム１０１内にランプ光が放射する開口部にサファイヤ窓（出力窓）１０２が接合されており、さらにリングフレーム１０１の底部上の対向点にはカソード１０５を支持する１本の支柱１０３がろう付け１０４によって取付けられている。金属製本体スリーブ１０６には、つまみ取られ密閉された状態で示されるキセノン充填用の管部材１０７が嵌合されており、キセノンガス雰囲気１０８がセラミック製反射器１０９内に封入されている。アノード用フランジ１１０がセラミック製反射器１０９の平らな底端部に直接ろう付けされていて、タングステン製アノード１１１を支持している。また、このショートアークランプ組立品１００には、１組のアルミニウム製ヒートシンク１１２，１１３が取付られており、ヒートシンク１１２は金属製本体スリーブ１０６に適合するような形状に形成され、ヒートシンク１１３はアノード用フランジ１１０およびタングステン製アノード１１１の周囲に嵌合するように形成されている。これらのヒートシンク１１２，１１３はそれぞれカソード１０５およびアノード１１１に接続され、簡易な電気的接続端子を構成している。
【０００４】
また、特開平９−１６１７２７号公報には、上記と同様の分野に用いられ、陰極が取付けられる導電性支持部材の構成を改良したショートアークランプが示されている。
図７（ａ）は、同公報に示されるショートアークランプの一部構成を示す図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ方向から見たショートアークランプの断面図である。
【０００５】
このショートアークランプ２００は、胴部２０１がアルミナ製の絶縁部材から構成されており、その内部には反射面２０２を有する凹部放電空間２０３が形成されている。この凹部放電空間２０３には、反射面２０２の焦点位置に間隙を持って配置された１対の陰極２０４と陽極２０５とが配置されている。反射面２０２の開口に続く胴体２０１の先端縁には、セラミックリング２０３を介して胴体２０１の外径とほぼ等しい外径を有する給電リング２０６が配置されている。この給電リング２０６の内面には当接するようにリング状のフランジ２０７が嵌め込まれており、このフランジ２０７の内周面にはサファイア等からなる透明な窓部材２０８が接合されている。給電リング２０６とその内周面に当接して配置されたフランジ２０７および窓部材２０８を胴体２０１に固定するために金属部材２０９が設けられている。凹部放電空間２０３の給電リング２０６の半径方向には耐熱性と溶接性が考慮された導電性支持部材２１０が延在しており、その一端は給電リング２０６に他端は陰極２０４に溶接されている。即ち、導電性支持部材２１０は陰極２０４に電流を流すための経路を形成するとともに、陰極２０４を凹部放電空間２０３内において所定の位置に配置するように支持している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２９８７８９号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平９−１６１７２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開２００２−２９８７８９号公報に示されるショートアークランプは、図６に示すように、金属製のリングフレーム１０１は、カソード１０５を支持する支柱１０３がその両端でろう付け１０４によって接合されている。そのために、点灯中、支柱１０３が高温となり、膨張しようとすると、両端がろう付け１０４によって接合されているために、膨張する応力を逃がすことができず、支柱１０３が、例えば、く字状に曲がり、カソード１０５が所定の位置からずれる問題があった。さらに、点灯が繰り返され、支柱１０３の熱膨張による伸縮が繰り返されると、リングフレーム１０１もその伸縮の影響を受け、リングフレーム１０１の内周面に接合されているサファイヤ窓（出力窓）１０２とリングフレーム１０１間が離間して、セラミック製反射器１０９内に封入されているキセノンガスが外部に漏洩し、ランプが破損するおそれがあった。
【０００９】
また、特開平９−１６１７２７号公報に示されるショートアークランプでは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、導電性支持部材２１０の一端が給電リング２０６に溶接され、他端が陰極２０４に溶接されている。即ち、この導電性支持部材２１０は他端は給電リング２０６に溶接されていないので、点灯中、導電性支持部材２１０が高温となって膨張した場合、膨張する応力を逃がすことができる、いわゆる片持ちタイプの構造となっている。しかし、このような構造では、ランプに強い衝撃が加わると、陰極２０４の重さ等により、導電性支持部材２１０が変形し、陰極２０４が所定の位置からずれるおそれがあった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、ショートアークランプに強い衝撃が加わっても、陰極を支持する導電性電極支持部材が変形せず、また給電部材の導電性電極支持部材が接合される箇所の温度が上昇しても、この箇所近傍を熱的に変形可能に構成することにより、導電性電極支持部材が変形することなく膨張することを可能にし、さらには給電部材と窓部材間が離間破損することのないショートアークランプを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、絶縁部材からなり、内部に反射面を有する凹部放電空間が形成されたランプ本体と、前記凹部放電空間において、前記反射面の焦点位置に所定の間隔をもって対向配置された陰極と陽極と、前記ランプ本体の反射面の開口部に固定され、内部に窓部材および前記陰極を支持する導電性電極支持部材が接合されたリング状の給電部材とからなるショートアークランプにおいて、前記給電部材の前記導電性電極支持部材が接合される箇所の近傍に、熱膨張に対する強さが弱体化されて変形が容易となる部分を設けたことを特徴とする。
【００１２】
第２の手段は、第１の手段において、前記変形が容易となる部分は、前記導電性電極支持部材が接合される箇所の上部近傍に設けた、円周方向に所定の長さを有する開口部または薄肉部であることを特徴とする。
【００１３】
第３の手段は、第１の手段において、前記変形が容易となる部分は、前記導電性電極支持部材が接合される箇所の両側近傍に設けた、光軸方向に所定の長さを有する複数個の開口部または薄肉部であることを特徴とする。
【００１４】
第４の手段は、第２の手段または第３の手段において  前記変形が容易となる部分は、さらに、導電性電極支持部材が接合される箇所の下部近傍にあって、前記ランプ本体の先端縁に固定される部分に設けた、円周方向に所定の長さを有する切欠部または薄肉部からなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１および図２を用いて説明する。
図１は本実施形態の発明に係るショートアークランプの正面断面図、図２（ａ）は図１に示した給電部材７に係わる部分の構成を取り出して９０度回転して示した断面図、図２（ｂ）は図１に示した給電部材７に係わる部分の構成を取り出して９０度回転して示した斜視図である。
【００１６】
これらの図において、１はショートアークランプ、２は、絶縁部材からなり、内部に反射面３を有し、凹部放電空間４が形成されたランプ本体、３は反射面、４はキセノン等のガスが封入された凹部放電空間、５および６はそれぞれ反射面３の焦点位置に所定の間隔を持って対向配置された陰極および陽極、７は、反射面３の開口に続くランプ本体２の先端縁に固定され、導電性電極支持部材９が接合される箇所の上部近傍に、円周方向に長さＬ２の溝状の開口部７１が設けられたリング状の給電部材、８は給電部材７の内周面に凹部放電空間４を密閉するように接合されたサファイア等からなる透明な窓部材、９は、給電部材７の内周面の光軸方向に長さＬ１に亘ってろう付け１０によって接合された、モリブデン等からなる陰極５を支持する導電性電極支持部材、１０はろう付け、１１はランプ本体２および給電部材７を一体に密閉状態に固定するために設けられた金属部材、１２はランプ本体１に固定され、その中心に陽極６を貫通して支持する基部である。
【００１７】
ここで、給電部材７の側面に形成された開口部７１は、導電性電極支持部材９が給電部材７の内面にろう付け１０される箇所の上部近傍に設けられ、少なくとも、開口部７１の長さＬ２は導電性電極支持部材９の給電部材７内面にろう付け１０される箇所の長さＬ１よりも長く形成されている。
なお、図１および図２（ａ）に示す数値は、本実施形態のショートアークランプの寸法（ｍｍ）の一例を示すものである。
【００１８】
本実施形態の発明によれば、陰極５を支持する導電性電極支持部材９が、給電部材７にその両側で接合されているので、ランプに衝撃が加わっても導電性電極支持部材９は変形せず、陰極５と陽極６の位置ずれを防止することができる。また、給電部材７に導電性電極支持部材９が接合された箇所の上部近傍には、開口部７１が形成されているので、この開口部７１近傍の給電部材７は弱体化されて変形が容易となるために、導電性電極支持部材９が温度上昇により膨張しても、給電部材７の導電性電極支持部材９が接合された箇所近傍での変形が可能となる。そのために、導電性電極支持部材９の膨張が吸収され、導電性電極支持部材９自体の変形を防止することができる。その結果、従来のように、導電性電極支持部材９が変形して、例えば、く字状に曲がる等により、陰極５が所定の位置からずれる問題を回避することができる。
【００１９】
また、点灯が繰り返されて、導電性電極支持部材９の熱膨張による伸縮が繰り返されても、熱膨張による伸縮が開口部７１近傍で吸収され、窓部材８が接合されている給電部材７近傍には伸縮による影響が及ばない。そのため、窓部材８と導電性電極支持部材９間が離間し、凹部放電空間４に封入されているガスが外部に漏洩する等の問題を回避することができる。
【００２０】
なお、本実施形態の発明においては、本発明の課題を解決するために、導電性電極支持部材９が接合される給電部材７の近傍に、給電部材７側面の円周方向に開口部７１を設けたが、このような構成に限定されるものではない。即ち、本発明の課題を解決するためには、給電部材７の導電性電極支持部材９が接合される箇所近傍の給電部材７が弱体化され、導電性電極支持部材９の熱膨張による伸縮による変形が容易になるように構成されていれば良い。
【００２１】
次に、本発明の第２乃至第４の実施形態を図３〜図５を用いて説明する。
図３は、第２の実施形態の発明に係り、図１に示したショートアークランプの給電部材に相当する部分の構成を取り出して示した斜視図である。
同図において、１３は、図１に示したショートアークランプの反射面３の開口に続くランプ本体２の先端縁に固定され、導電性電極支持部材９が接合される箇所の両側近傍に、光軸方向に長さＬ３の溝状の２つの開口部１３１，１３２が設けられたリング状の給電部材である。
【００２２】
ここで、給電部材１３の側面に形成された開口部１３１，１３２は、導電性電極支持部材９が給電部材１３の内面にろう付け１０された箇所の両側近傍に設けられ、少なくとも、開口部１３１，１３２の長さＬ３が導電性電極支持部材９の給電部材７内面にろう付け１０された箇所の長さＬ１よりも長く形成されている。
なお、その他の構成は、図１〜図２に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の発明によれば、第１の実施形態の発明と同様に、陰極５を支持する導電性電極支持部材９が、給電部材１３にその両側で接合されているので、ランプに衝撃が加わっても導電性電極支持部材９は変形せず、陰極５と陽極６の位置ずれを防止することができる。また、給電部材１３に導電性電極支持部材９が接合された箇所の両側近傍には、２つの開口部１３１、１３２が形成されているので、この開口部１３１，１３２近傍の給電部材１３は弱体化されて変形が容易となる。そのために、導電性電極支持部材９が温度上昇により膨張しても、給電部材１３の導電性電極支持部材９が接合された箇所近傍での変形が可能となるため、導電性電極支持部材９の膨張が吸収され、導電性電極支持部材９自体の変形を防止することができる。また、点灯が繰り返されて、導電性電極支持部材９の熱膨張による伸縮が繰り返されても、熱膨張による伸縮が開口部１３１，１３２近傍で吸収され、窓部材８が接合されている給電部材１３付近には伸縮による影響が及ばないため、窓部材８と導電性電極支持部材９間が離間し、凹部放電空間４に封入されているガスが外部に漏洩することを防止することができる。
【００２４】
図４は、第３の実施形態の発明に係り、図１に示したショートアークランプの給電部材に相当する部分の構成を取り出して示した斜視図である。
同図において、１４は、図１に示したショートアークランプの反射面３の開口に続くランプ本体２の先端縁に固定され、導電性電極支持部材９が接合される箇所の上下近傍に、円周方向に長さＬ２の溝状の開口部１４１およびランプ本体２の先端縁に固定される部分における円周方向に長さＬ２の切欠部１４２が設けられたリング状の給電部材である。
【００２５】
ここで、給電部材１４の側面に形成された開口部１４１および切欠部１４２は、少なくとも、開口部１４１および切欠部１４２の長さＬ２が導電性電極支持部材９の給電部材７内面にろう付け１０された箇所の長さＬ１よりも長く形成されている。
なお、その他の構成は、図１〜図２に示した同符号の構成に対応する。
【００２６】
本実施形態の発明によれば、第１の実施形態の発明と同様に、陰極５を支持する導電性電極支持部材９が、給電部材１４にその両側で接合されているので、ランプに衝撃が加わっても導電性電極支持部材９が変形せず、陰極５と陽極６の位置ずれを防止することができる。また、給電部材１４に導電性電極支持部材９が接合された箇所の上下近傍には、開口部１４１と切欠部１４２とが形成されているので、この開口部１４１と切欠部１４２付近の給電部材１４は弱体化されて変形が容易となる。そのために、導電性電極支持部材９が温度上昇により膨張しても、給電部材１４の導電性電極支持部材９が接合された箇所近傍での変形が可能となるために、導電性電極支持部材９の膨張が吸収され、導電性電極支持部材９自体の変形を防止することができる。特に、給電部材１４はランプ本体２の先端縁に固定されているので、切欠部１４２を設けることにより、第１の実施形態の給電部材７に比べて、切欠部１４２近傍の給電部材１４の変形が容易になる。また、点灯が繰り返されて、導電性電極支持部材９の熱膨張による伸縮が繰り返されても、熱膨張による伸縮が開口部１４１および切欠部１４２近傍で吸収され、窓部材８が接合されている給電部材１４付近には伸縮による影響が及ばないため、窓部材８と導電性電極支持部材９間が離間して、凹部放電空間４に封入されているガスが外部に漏洩することを防止することができる。
【００２７】
図５は、第４の実施形態の発明に係り、図１に示したショートアークランプの給電部材に相当する部分の構成を取り出して示した斜視図である。
同図において、１５は、図１に示したショートアークランプの反射面３の開口に続くランプ本体２の先端縁に固定され、導電性電極支持部材９が接合される箇所の両側近傍に光軸方向に長さＬ３の２つの溝状の開口部１５１，１５２、および導電性電極支持部材９が接合される箇所の下部近傍にあって、ランプ本体２の先端縁に固定される部分における円周方向に長さＬ２の切欠部１５３が設けられたリング状の給電部材である。
なお、その他の構成は、図１〜図２に示した同符号の構成に対応する。
【００２８】
本実施形態の発明によれば、第１の実施形態の発明と同様に、陰極５を支持する導電性電極支持部材９が、給電部材１５にその両側で接合されているので、ランプに衝撃が加わっても導電性電極支持部材９が変形せず、陰極５と陽極６の位置ずれを防止することができる。また、給電部材１５に導電性電極支持部材９が接合された箇所の両側近傍および下部近傍には、開口部１５１，１５２と切欠部１５３とが形成されているので、この開口部１５１，１５２と切欠部１５３近傍の給電部材は弱体化されて変形が容易となる。そのために、導電性電極支持部材９が温度上昇により膨張しても、給電部材１５の導電性電極支持部材９が接合された箇所近傍での変形が可能となるために、導電性電極支持部材９の膨張が吸収され、導電性電極支持部材９自体の変形を防止することができる。特に、給電部材１５はランプ本体２の先端縁に固定されているので、切欠部１５３を設けることにより、第２の実施形態の給電部材１３に比べて、切欠部１５３近傍での給電部材１５の変形が容易になる。また、点灯が繰り返されて、導電性電極支持部材９の熱膨張による伸縮が繰り返されても、熱膨張による伸縮が開口部１５１，１５２および切欠部１５３近傍で吸収され、窓部材８が接合されている給電部材１５付近には伸縮による影響が及ばないため、窓部材８と導電性電極支持部材９間が離間して、凹部放電空間４に封入されているガスが外部に漏洩することも防止することができる。
【００２９】
なお、上記の第１の実施形態の発明における給電部材７に設けた開口部７１、第２の実施形態の発明における給電部材１３に設けた開口部１３１，１３２、第３の実施形態の発明における給電部材１４に設けた開口部１４１および切欠部１４２、第４の実施形態の発明における給電部材１５に設けた開口部１５１，１５２および切欠部１５３は、それぞれ給電部材の側面に対して貫通するように設けたが、これらの部分を貫通した開口部または切欠部とすることなく、薄肉部で形成するようにしても同様な効果が得られる。
また、図３〜図５に示す数値は、各実施形態のショートアークランプの寸法（ｍｍ）の一例を示すものである。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、絶縁部材からなり、内部に反射面を有する凹部放電空間が形成されたランプ本体と、前記凹部放電空間において、前記反射面の焦点位置に所定の間隔をもって対向配置された陰極と陽極と、前記ランプ本体の反射面の開口部に固定され、内部に窓部材および前記陰極を支持する導電性電極支持部材が接合されたリング状の給電部材とからなるショートアークランプにおいて、前記給電部材の前記導電性電極支持部材が接合される箇所の近傍に、熱膨張に対する強さが弱体化されて変形が容易となる部分を設けたので、陰極を支持する導電性電極支持部材が、給電部材にその両側で接合されているので、ランプに衝撃が加わっても導電性電極支持部材が変形せず、陰極と陽極の位置ずれを防止することができる。また、変形が容易となる部分を設けたので、導電性電極支持部材の温度が上昇して導電性電極支持部材が膨張しても、給電部材の導電性電極支持部材が接合された箇所での変形が可能となる。そのために、導電性電極支持部材の膨張が吸収され、導電性電極支持部材自体の変形を防止し、陰極が所定の位置からずれる問題を回避することができる。
また、点灯が繰り返されて、導電性電極支持部材の熱膨張による伸縮が繰り返されても、熱膨張による伸縮が変形が容易となる部分で吸収され、窓部材が接合されている給電部材付近には伸縮による影響が及ばないために、窓部材と導電性電極支持部材間が離間し、凹部放電空間に封入されているガスが外部に漏洩する等の問題を回避することができる。
【００３１】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、前記変形が容易となる部分を、前記導電性電極支持部材が接合される箇所の上部近傍に設けた円周方向に所定の長さを有する開口部または薄肉部、もしくは前記導電性電極支持部材が接合される箇所の両側近傍に設けた光軸方向に所定の長さを有する複数個の開口部または薄肉部としたので、前記変形が容易となる部分を簡便な加工で容易に形成することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、前記変形が容易となる部分を、さらに、導電性電極支持部材が接合される箇所の下部近傍にあって、前記ランプ本体の先端縁に固定される部分に設けた、円周方向に所定の長さを有する切欠部または薄肉部としたので、前記変形が容易となる部分を簡便な加工で容易に形成することができるとともに、ランプ本体の先端縁に固定される部分も変形し易くなるので、給電部材の導電性電極支持部材の接合部全体に亘ってほぼ均等に変形させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の発明に係るショートアークランプの正面断面図である。
【図２】図１に示した給電部材７に係わる部分の構成を取り出して９０度回転して示した断面図および斜視図である。
【図３】第２の実施形態の発明に係り、図１に示したショートアークランプの給電部材に相当する部分の構成を取り出して示した斜視図である。
【図４】第３の実施形態の発明に係り、図１に示したショートアークランプの給電部材に相当する部分の構成を取り出して示した斜視図である。
【図５】第４の実施形態の発明に係り、図１に示したショートアークランプの給電部材に相当する部分の構成を取り出して示した斜視図である。
【図６】従来技術に係るショートアークランプの組立品の一部構成を示す図である。
【図７】従来技術に係るショートアークランプの一部構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ショートアークランプ
２  ランプ本体
３  反射面
４  凹部放電空間
５  陰極
６  陽極
７  給電部材
７１  開口部
８  窓部材
９  導電性電極支持部材
１０  ろう付け
１１  金属部材
１２  基部
１３  給電部材
１３１，１３２  開口部
１４  給電部材
１４１  開口部
１４２  切欠部
１５  給電部材
１５１，１５２  開口部
１５３  切欠部
【図１】
2004311285.tif 000003
【図２】
2004311285.tif 000004
【図３】
2004311285.tif 000005
【図４】
2004311285.tif 000006
【図５】
2004311285.tif 000007
【図６】
2004311285.tif 000008
【図７】
2004311285.tif 000009