(57)【要約】【課題】  発光球体部から金属反射鏡までの熱伝導不良を解消することにより、発光球体部の劇的な温度低下を実現しようとするものである。【解決手段】高圧放電灯(2)の光を前方に反射する凹面反射部(1)と、その中央背面から後方に突設された取付部(1a)とで構成された、高熱伝導性の凹面反射鏡(A)であって、前記取付部(1a)の中央に高圧放電灯(2)の封止部(3a)がスライド可能に挿入される放電灯取付孔(5)が形成され、前記放電灯取付孔(5)の孔縁から高圧放電灯(2)の発光球体部(4)に接触する熱伝導用接触体(7)が形成されされていることを特徴とするもので、発光球体部(4)に直接接触する熱伝導用接触体(7)の存在により発光球体部(4)の熱が凹面反射部(1)側に直接伝熱され、点灯時の発光球体部(4)の大幅温度低下作用を示す。【選択図】        図１
2005071814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電灯の光を前方に反射する凹面反射部と、その中央背面から後方に突設された取付部とで構成された、高熱伝導性の凹面反射鏡であって、前記取付部の中央に高圧放電灯の封止部がスライド可能に挿入される放電灯取付孔が形成され、前記放電灯取付孔の孔縁から高圧放電灯の発光球体部に接触する熱伝導用接触体が形成されされていることを特徴とする凹面反射鏡。
【請求項２】
(a)  高圧放電灯の光を前方に反射する凹面反射部と、その中央背面から後方に突設された取付部とで構成され、取付部に放熱ブロック収納孔が形成された、高熱伝導性の反射鏡本体と、
(b)  放熱ブロック収納孔内に収納され、凹面反射部の中心線に対して直角方向及び中心線方向に３次元的に位置調整可能で、その中心に高圧放電灯の封止部が挿入される放電灯取付孔が形成され、前記放電灯取付孔の孔縁から高圧放電灯の発光球体部に接触する、高熱伝導性の熱伝導用接触体が突設された放熱ブロックと、
(c)  放熱ブロックの前記３次元的移動を可能とし、凹面反射部に対する高圧放電灯の位置調整が行われた時点で放熱ブロックを反射鏡本体に固定する高熱伝導性の位置調整固定手段とで構成されたことを特徴とする凹面反射鏡。
【請求項３】
放熱ブロックが、
(a)  放熱ブロック収納孔に収納されているリング状のブロック本体と、
(b)  凹面反射部の中心軸方向にて前記ブロック本体に穿設された中心孔にスライド可能に挿入され、高圧放電灯の発光球体部に接触するように凹面反射部の反射面側にその一部が突出した、ブロック本体とは別体の熱伝導用接触体とで構成されていることを特徴とする凹面反射鏡。
【請求項４】
(a)  発光球体部から封止部が突設されている高圧放電灯と、
(b)  請求項１に記載の凹面反射鏡と、
(c)  高圧放電灯の位置調整後、取付部に封止部を固定する固定部材とで構成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
(a)  発光球体部から封止部が突設されている高圧放電灯と、
(b)  請求項２に記載の凹面反射鏡と、
(c)  封止部を放熱ブロックに固定する固定部材と、放熱ブロックを取付部に固定する固定部材とで構成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
放熱ブロックが、
(a)  放熱ブロック収納孔に収納されているリング状のブロック本体と、
(b)  凹面反射部の中心軸方向にて前記ブロック本体の中心孔にスライド可能に挿入され、高圧放電灯の発光球体部に接触するように凹面反射部の反射面側にその一部が突出した熱伝導用接触体とで構成されており、
(c)  高圧放電灯の位置調整後、熱伝導用接触体がブロック本体に固定部材にて固定され且つブロック本体が取付部に固定部材にて固定されるようになっていることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
凹面反射鏡の前面開口が更に前面ガラスにて閉塞されていることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高熱伝導性の凹面反射鏡及び該凹面反射鏡付きの光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のＡＶ業界においては、映像メディアに関し大型画面とデジタル対応製品が伸長している。その中でランプ搭載方式のリアプロジェクションＴＶがコスト、画質面で優位にあり期待が大きい。この大型ＴＶには高効率の高圧放電灯がバックライト光源として必要であるが、最近の高圧放電灯は２００気圧近い点灯圧力になり、常に点灯時の破裂リスクを抱えているので、まず第一にその次に述べる環境問題に直結する破裂リスクを回避する対策が望まれている。
【０００３】
第二に、高圧放電灯には必要充填物として、重金属であり人体に有害な水銀が不可欠であるが、高圧放電灯の破裂時の水銀飛散は環境問題に於ける大きな問題点でもある。
【０００４】
通常、高圧放電灯に装着される凹面反射鏡は、点灯時の高温に耐えることができるように、耐熱ガラスや結晶化ガラスが使用されているが、高圧放電灯の点灯中、凹面反射鏡、特に、高温になる発光球体部近傍部分も共に非常に高い温度となり、耐熱ガラス製の凹面反射鏡では点灯・消灯の繰り返しで次第に内部歪みが発生・蓄積し、それに伴い凹面反射鏡の強度が低下するという問題がある。また、結晶化ガラス製凹面反射鏡に於いても、点灯時の高熱のためにガラスの結晶化が次第に進行して脆性破壊を示す傾向にある。このことはランプ破裂により凹面反射鏡が同時に破損する可能性のあることを示している。
【０００５】
凹面反射鏡は点灯時の発光球体部からの光を前方に反射する働きを示すと同時に前面ガラスと協働し(換言すれば、凹面反射鏡の前面開口が前面ガラスによって閉塞され)、これによりランプ破裂時の充填物質の外部への飛散防止作用も兼ねるものであり、ランプ破裂による凹面反射鏡の破損は前記充填物質(特に水銀)の飛散防止ができないということを意味する。
【０００６】
更に、水銀飛散防止の為、凹面反射鏡の前面開口を前面ガラスで完全密閉する必要があるが、完全密閉すると内部に熱がこもり、熱放散が悪くなって凹面反射鏡内の温度が異常に高くなり、ランプ破裂や前述の凹面反射鏡の脆化や破損の原因となり、凹面反射鏡の前面開口の全面閉塞は現在の技術では技術的に不可能と考えられていた。あえて実施できるとすれば高圧放電灯の発光球体部（楕円体）径を大きくし、電極間に発生するアークからの距離を稼ぎ、発光球体部（楕円体）上部温度を低減する方法しかなかった。
【０００７】
この場合、当然球体径が大きくなるため凹面反射鏡で反射された光線が、発光球体部に衝突し、前方に出光されないので、外径拡大分だけ損失することとなる。また併せて球体の内容積も大きくなるため、封入される水銀量も多くなり環境対策面から逆行する事となる。
【０００８】
このように耐熱性ガラスや結晶化ガラスを使用した凹面反射鏡の問題点に着目した場合、当然、熱放散の高い金属反射鏡がその代替候補に挙がる(特許文献)。しかしながら、単純に凹面反射鏡をアルミニウムなどの高熱伝導率金属物質に変更し、凹面反射鏡に高圧放電灯を接着する耐熱性接着剤として高熱伝導特性を持つ窒化珪素などを主成分とするものを用いたとしても、密閉された凹面反射鏡内の空気温度を若干低下させるだけであり、その温度低下効果はせいぜい数１０℃しか低下しない事が実験的に判明した。これは以下の理由によるものと考えられる。
【０００９】
高圧放電灯の封体は非常に熱伝導の悪い石英ガラスより形成されており、長時間、高温に曝され続けていると不純物の影響やその他のファクタにより次第に失透してしまう。また、電極も同様、長時間、高温に曝され続けていると変形し、アークの安定生成の障害になり、いずれもランプ寿命の点で問題を生じる。これらを勘案して、発明者らは良好なランプ特性を長期間にわたって保つには、一応、点灯中の発光球体部の表面温度が９５０℃以下を保つようにすることが好ましいと判断した。しかしながら、飛躍的な温度低減を図りたい発光球体部部分と金属製凹面反射鏡の接着部分までの部分が熱伝導性の悪い石英ガラスの封止部であるため、発光球体部部分で発生した熱は封止部を通って金属製凹面反射鏡に伝熱する以外に熱伝導ルートがなく、それ故、金属製凹面反射鏡や高熱伝導性耐熱性接着剤を使用したとしても熱伝導性能の飛躍的向上が図れなかったのである。その結果、従来の放電灯では、特に、定格消費電力が１２０W以上のものは凹面反射鏡の前面開口の前面ガラスによる閉塞ができなかった。
【特許文献１】特開平７−２７２６７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の第１の課題は、発光球体部から金属反射鏡までの熱伝導不良を解消することにより、発光球体部の劇的な温度低下を実現しようとするものであり、第２の課題はこのような第１の課題を解決することにより、高ワッテージ(定格消費電力)のものも前面ガラスによる凹面反射鏡の前面開口の全面閉塞構造を採用することができるようにすることである。換言すれば、本発明は密閉構造で封体温度、特に発光球体部部分の温度を効率良く低減させることができる有効な手段を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
「請求項１」に記載の凹面反射鏡(A)は本発明の基本原理に関するもので、「高圧放電灯(2)の光を前方に反射する凹面反射部(1)と、その中央背面から後方に突設された取付部(1a)とで構成された、高熱伝導性の凹面反射鏡(A)であって、前記取付部(1a)の中央に高圧放電灯(2)の封止部(3a)がスライド可能に挿入される放電灯取付孔(5)が形成され、前記放電灯取付孔(5)の孔縁から高圧放電灯(2)の発光球体部(4)に接触する熱伝導用接触体(7)が形成されされている」ことを特徴とする。
【００１２】
このように発光球体部(4)に直接接触する熱伝導用接触体(7)が前記放電灯取付孔(5)の孔縁から突設されているので、熱伝導用接触体(7)を介して発光球体部(4)の熱が凹面反射部(1)側に直接伝熱され、点灯時の発光球体部(4)の大幅温度低下作用を示す。なお、前記熱伝導用接触体(7)の発光球体部(4)への接触部位は、発光球体部(4)の反射面(6)側の基部で反射光に殆ど寄与しない部分であるから、発光球体部(4)からの出光を妨げることはない。
【００１３】
「請求項２」は「請求項１」の具体例で、
(a)  高圧放電灯(2)の光を前方に反射する凹面反射部(1)と、その中央背面から後方に突設された取付部(1a)とで構成され、取付部(1a)に放熱ブロック収納孔(10)が形成された、高熱伝導性の反射鏡本体(a)と、
(b)  放熱ブロック収納孔(10)内に収納され、凹面反射部(1)の中心線(Z)に対して直角方向(X,Y)及び中心線(Z)方向に３次元的に位置調整可能で、その中心に高圧放電灯(2)の封止部(3a)が挿入される放電灯取付孔(5)が形成され、前記放電灯取付孔(5)の孔縁から高圧放電灯(2)の発光球体部(4)に接触する、高熱伝導製の熱伝導用接触体(7)が突設された放熱ブロック(B)と、
(c)  放熱ブロック(B)の前記３次元的移動を可能とし、凹面反射部(1)に対する高圧放電灯(2)の位置調整が行われた時点で放熱ブロック(B)を反射鏡本体(a)に固定する高熱伝導性の位置調整固定手段(9)とで構成されたことを特徴とする。
【００１４】
この場合は、放熱ブロック(B)を介して凹面反射部(1)に対し、高圧放電灯(2)を３次元位置調整することができ、しかも、高熱伝導性の熱伝導用接触体(7)、放熱ブロック(B)及び位置調整固定手段(9)にて高圧放電灯(2)の発光球体部(4)の熱を反射鏡本体(a)に効果的に伝熱させることができ、発光球体部(4)の大幅な温度低下を実現することができる。なお、この場合は放熱ブロック(B)が３次元方向に位置調整され、高熱伝導性の位置調整固定手段(9)で固定されることになる。
【００１５】
「請求項３」は「請求項２」の放熱ブロック(B)に関する他の実施例で、
放熱ブロック(B)が、
(a)  放熱ブロック収納孔(10)に収納されているリング状のブロック本体(12)と、
(b)  凹面反射部(1)の中心軸(Z)方向にて前記ブロック本体(12)に穿設された中心孔(11)にスライド可能に挿入され、高圧放電灯(2)の発光球体部(4)に接触するように凹面反射部(1)の反射面(6)側にその一部が突出した、ブロック本体(12)とは別体の熱伝導用接触体(7)とで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この場合は、放熱ブロック(B)がブロック本体(12)と熱伝導用接触体(7)とで構成されている場合で、ブロック本体(12)でX,Y軸方向の位置調整が行われ、熱伝導用接触体(7)でZ軸方向の位置調整が行われる。位置調整後は位置調整固定手段(9)「X,Y軸方向は位置調整兼固定手段(9a)にて、Z軸方向は固定手段(9b)」にて固定される。
【００１７】
「請求項４」は「請求項１」の凹面反射鏡(A)を用いた光源装置(H)に関し、
(a)  発光球体部(4)から封止部(3a)(3b)が突設されている高圧放電灯(2)と、
(b)  請求項１に記載の凹面反射鏡(A)と、
(c)  高圧放電灯(2)の位置調整後、取付部(1a)に封止部(3a)を固定する固定部材(20)とで構成されていることを特徴とする。
【００１８】
「請求項５」は「請求項２」の凹面反射鏡(A)を用いた光源装置(H)に関し、
(a)  発光球体部(4)から封止部(3a)(3b)が突設されている高圧放電灯(2)と、
(b)  請求項２に記載の凹面反射鏡(A)と、
(c)  封止部(3a)を放熱ブロック(B)に固定する固定部材(9b)と、放熱ブロック(B)を取付部(1a)に固定する位置調整兼固定部材(9a)とで構成されていることを特徴とする。
【００１９】
「請求項６」は「請求項５」に記載の光源装置(H)の放熱ブロック(B)に関し、
放熱ブロック(B)が、
(a)  放熱ブロック収納孔(10)に収納されているリング状のブロック本体(12)と、
(b)  凹面反射部(1)の中心軸(Z)方向にて前記ブロック本体(12)の中心孔(11)にスライド可能に挿入され、高圧放電灯(2)の発光球体部(4)に接触するように凹面反射部(1)の反射面(6)側にその一部が突出した熱伝導用接触体(7)とで構成されており、
(c)  高圧放電灯(2)の位置調整後、熱伝導用接触体(7)がブロック本体(12)に固定部材(9b)にて固定され且つブロック本体(12)が取付部(1a)に位置調整兼固定部材(9a)にて固定されるようになっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項３〜６の光源装置(H)によれば、前述のように熱伝導用接触体(7)による発光球体部(4)の大幅な温度低下(具体的には、石英ガラスの白化防止その他ランプ特性の維持が可能な９５０℃以下の温度への低下)が可能となり、例えば１２０Ｗ以上の定格消費電力を有する高圧放電灯(2)の場合でも凹面反射鏡(1)の前面の前面ガラス(16)による全面閉塞が可能となる。
【００２１】
「請求項７」は、「請求項４〜６」に記載の光源装置(H)の更なる実施例で、「凹面反射鏡(A)の前面開口(15)が更に前面ガラス(16)にて閉塞されている」ことを特徴とするもので、前述のように本発明にあっては発光球体部(4)の放熱効果が優れているので、低定格消費電力の高圧放電灯(2)を使用する場合は勿論、定格消費電力の大きい高圧放電灯(2)を使用する場合でも凹面反射鏡(A)の前面開口(15)を前面ガラス(16)にて閉塞することができ、その結果、ランプ破裂時の水銀飛散を防ぐことができる。なお、前面ガラス(16)がない場合でも後述するように光源装置(H)の収納容器(図示せず)に前面ガラスと同等の保護ガラス(図示せず)を設けておき、保護ガラスに凹面反射鏡(A)の開口部を押圧することで前面ガラス(16)による閉塞状態と同じ状態とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上から、本発明にあっては効果を奏する。
(1)熱伝導用接触体の高伝熱効果により、発光球体部の温度抑制効果に優れている。
(2)請求項２以下では、凹面反射部に対する発光球体部の３次元位置調整が可能となる。
(3)前記発光球体部に対する優れた温度抑制効果により、大定格消費電力の高圧放電灯に対しても、凹面反射鏡の前面開口の前面ガラスによる全面閉塞が可能となる。
(4)なお、凹面反射鏡を金属にて形成すれば、高圧放電灯のランプ破裂が生じたとしても、これによる凹面反射鏡自体の破損がないので、前面ガラス(或いは保護ガラス)が破損しない限り凹面反射鏡内に飛散した水銀が凹面反射鏡外に飛散することがなく、水銀による環境汚染を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を図示実施例に従って説明する。本発明に使用される高圧放電灯(2)は、発光球体部(4)の両側から封止部(3a)(3b)が突設されたダブルエンドタイプのもので、発光球体部(4)内に一対の電極(図示せず)が対向して配設され、封止部(3a)(3b)に埋設されている給電部(図示せず)により、電極間にアークを形成するものである。発光球体部(4)内には水銀のほか必要充填物質や必要充填ガスなどが封入されている。点灯時の発光球体部(4)の内圧は数１０気圧から数１００気圧に達し、温度は１,０００℃以上に達する。ここではダブルエンド型の高圧放電灯(2)を代表例として取り上げるが、発光球体部の一端から一つの封止部が突設され、発光球体部内に対向して配置されている電極につながる給電部が当該封止部内に埋設されているシングルエンド型の放電灯を適用することも勿論可能である。
【００２４】
図１は本発明の基本型で、図２以降はその変形であり、一般的に使用される構造は図３〜８に示すものである。以下、図１の基本型について説明する。凹面反射鏡(A)は凹面反射部(1)と、その中央から後方に一体的に突出した取付部(1a)とで構成されており、前記取付部(1a)の中心に凹面反射部(1)の中心軸(Z)にあわせて放電灯取付孔(5)が形成され、前記放電灯取付孔(5)の孔縁から中心軸(Z)にあわせて熱伝導用接触体(7)が形成されている。
【００２５】
凹面反射鏡(A)は熱伝導用接触体(7)が同一金属で一体的に形成されている場合は、融点の関係で銅もしくは真鍮などの高熱伝導性金属で形成されることになる。図１は、熱伝導用接触体(7)が凹面反射部(1)に一体的に形成された図となっているが、別体で形成し、凹面反射部(1)に圧入のような形で一体化してもよい(図示せず)。その場合は、凹面反射部(1)から取付部(1a)にかけての部分をアルミニウムのような反射性に優れ且つ軽量金属で形成し、熱伝導用接触体(7)については銅もしくは真鍮など高熱伝導性金属で形成することになる。
【００２６】
熱伝導用接触体(7)は、発光球体部(4)の反射面(6)側の基部(4a)に接触するようになっている(勿論、接触している方が好ましい)。その接触端部(7a)は、発光球体部(4)の反射面(6)側の基部(4a)に接触していればよく、必ずしも球面状に形成されている必要がないが、接触面積を大きくするために発光球体部(4)の球面に合わせて球面状に形成することが好ましい。
【００２７】
また、熱伝導用接触体(7)は、前述のように接触端部(7a)が発光球体部(4)の反射面(6)側の基部(4a)に接触していればよく、その形状は特に限定されるものではない(例えば単なる棒状のもの)が、基部(4a)全体に接触させて接触面積(換言すれば、伝熱面面積)を稼ぐため、本実施例では円筒状に形成されている。また、熱伝導用接触体(7)は、前述のように接触端部(7a)が発光球体部(4)の反射面(6)側の基部(4a)に接触するものであればよく、必ずしも凹面反射部(1)の反射面(6)側から突設されている必要はない。本実施例では突設されている場合をその代表例とする。また、突設位置も放電灯取付孔(5)の孔縁に限られるものではないが、反射効率を損なわないようにするために本実施例では放電灯取付孔(5)の孔縁から突設されている。
【００２８】
高圧放電灯(2)は、その一方の封止部(3a)が凹面反射鏡(A)の放電灯取付孔(5)に挿入され、封止部(3a)の挿入端が取付部(1a)の外面に熱伝導性無機接着剤(20)にて固着されている。熱伝導性無機接着剤(20)はたとえば熱伝導性の高い窒化ケイ素(８０％)のような骨材と、シリカ又はアルミナやその他バインダ(２０％)の混合物である。凹面反射鏡(A)の熱伝導用接触体(7)の接触端部(7a)は発光球体部(4)の反射面(6)側の基部(4a)に接触している。
【００２９】
このようにして凹面反射鏡(A)に取り付けられた高圧放電灯(2)の一方の封止部(3a)から導出された給電部(17)および他方の給電部(18)にはそれぞれ導線(22)(23)が接続されている。(21)は取付部(1a)の後端に設けられた絶縁カバーである。導線(23)は凹面反射部(1)に穿設された通孔(24)から外部に引き出されている。
【００３０】
しかして、高圧放電灯(1)を点灯すると電極間にアークが発生し、発光球体部(4)の温度は急速に上昇する。発光球体部(4)の熱は、凹面反射鏡(A)内の空気の対流による放熱、或いは放射による放熱、又は熱伝導による凹面反射鏡(A)への伝熱によって発光球体部(4)の熱は奪われることになる。前二者については本発明の場合も従来例の場合同じであるが、最後の伝熱の場合が本発明と異なる。即ち、従来例では発光球体部の熱は熱伝導性に乏しい石英製の封止部を通って凹面反射鏡の取付部に伝熱されることになるが、封止部が石英のため、熱の移動が非常に小さく、それ故、凹面反射鏡に金属を使用したとしても発光球体部の温度は１,０００℃を越えることになった。
【００３１】
これに対して、本発明の場合は発光球体部(4)に直接熱伝導用接触体(7)が接触して発光球体部(4)の熱を直接凹面反射鏡(A)の取付部(1a)に移動させる。凹面反射鏡(A)は放熱性に優れた部材、前述のアルミニウム、銅、真鍮などで形成されているので、発光球体部(4)から奪った熱を迅速に凹面反射鏡(A)の外周囲に放熱させることができ、その結果、発光球体部(4)の温度を１,０００℃以下(正確には９５０℃以下)にすることができるようになった。なお、熱伝導用接触体(7)の、発光球体部(4)の基部(4a)への接触幅(L)は、熱伝導性を確保するため少なくとも0.1mm以上あることが好ましく、また、発光球体部(4)の基部(4a)全体に接触させるために円筒であることが好ましい。
【００３２】
図２は第２実施例で、凹面反射鏡(A)は反射鏡本体(a)と放熱ブロック(B)とで構成されており、反射鏡本体(a)の中央に放熱ブロック収納孔(10)が形成されている。放熱ブロック(B)の中心には放電灯取付孔(5)が形成されており、放電灯取付孔(5)の孔縁から凹面反射部(1)の反射面(6)側に熱伝導用接触体(7)が突設されている。反射鏡本体(a)と放熱ブロック(B)はいずれも高熱伝導性材料で形成されており、反射鏡本体(a)は例えばアルミニウムで、放熱ブロック(B)は銅または真鍮で形成されている。放熱ブロック収納孔(10)は放熱ブロック(B)より大きく、放熱ブロック(B)が３次元方向に移動可能となっている。そして、放熱ブロック収納孔(10)の周囲の壁面(10a)には４方向からＸＹ軸方向の位置調整兼固定手段(9a)であるネジが螺装されている。その他は第１実施例と同じである。
【００３３】
第１実施例と同様、放熱ブロック(B)の放電灯取付孔(5)に高圧放電灯(2)の一方の封止部(3a)を挿入し、発光球体部(4)に熱伝導用接触体(7)を接触させてたとえば高熱伝導性無機接着剤(9b)で両者を固着する。続いて、高圧放電灯(2)を反射鏡本体(a)の背方から挿入し、放熱ブロック(B)を放熱ブロック収納孔(10)内に収納する。然る後、反射鏡本体(a)の焦点に発光球体部(4)の発光中心が一致するように放熱ブロック(B)を３次元方向に移動させ、位置決めがなされるところで位置調整兼固定手段(9a)であるネジを締め込んで放熱ブロック(B)を反射鏡本体(a)に対して固定する。必要であれば放熱ブロック(B)と放熱ブロック収納孔(10)の周囲の壁面(10a)とを高熱伝導性無機接着剤(30)或いは銀ロー付けその他の固着手段により固着する。これにより、第１実施例と同様、発光球体部(4)の熱が熱伝導用接触体(7)を通って放熱ブロック(B)、反射鏡本体(a)へと伝わり、効果的に放熱される。
【００３４】
図３、４は放熱ブロック(B)が、リング状のブロック本体(12)と別体で例えば筒状の熱伝導用接触体(7)とで構成されており、熱伝導用接触体(7)がブロック本体(12)の中心に穿設されている中心孔(11)にスライド可能に挿入されている。前述同様、ブロック本体(12)も熱伝導用接触体(7)も共に銅や真鍮などの高熱伝導性金属にて形成されている。
【００３５】
高圧放電灯(2)の取り付け方法は第２実施例とほぼ同じで、高圧放電灯(2)の一方の封止部(3a)を熱伝導用接触体(7)に挿入し、熱伝導用接触体(7)の接触端部(7a)を発光球体部(4)に接触させる。そして、熱伝導用接触体(7)をブロック本体(12)の中心孔(11)に挿入し(或いは予め挿入された状態となっている)、この状態で高圧放電灯(2)を反射鏡本体(a)の背部から挿入し、放熱ブロック収納孔(10)に放熱ブロック(B)を収納する。
【００３６】
この状態で、ブロック本体(12)に対して熱伝導用接触体(7)をスライド移動させＺ軸方向の位置調整を行うとともに前記ブロック本体(12)をＸＹ方向に移動させてＸＹ位置調整を行う。３軸方向の位置調整が終わったところで、前述同様、位置調整兼固定手段(9a)であるネジを螺入してブロック本体(12)を反射鏡本体(a)に対して固定する。ブロック本体(12)をネジ固定した後、熱伝導用接触体(7)をブロック本体(12)に高熱伝導性無機接着剤(9b)或いは銀ロー付けその他の固着手段により固着する。これにより、第１実施例と同様、発光球体部(4)の熱が熱伝導用接触体(7)を通って放熱ブロック(B)、反射鏡本体(a)へと伝わり、効果的に放熱される。なお、３軸調整は同時に行う必要なくＸＹ軸調整の後にＺ軸調整或いはその逆としてもよい。
【００３７】
図５、６は図３，４で行われた調整の後、ブロック本体(12)と熱伝導用接触体(7)、ブロック本体(12)と取付部(1a)の後端とを高熱伝導性無機接着剤あるいは銀ロー付けにて接着するもので、これにより熱伝導用接触体(7)、ブロック本体(12)および反射部本体(a)が熱的に一体構造となり、発光球体部(4)からの熱が円滑に伝わり、反射部本体(a)にてより円滑に放熱されることになる。
【００３８】
図７、８はその他の実施例で、たとえばネジのようなZ軸固定手段(9b)で熱伝導用接触体(7)がブロック本体(12)に固定される。また、ブロック本体(12)の反射鏡本体(a)の取付部(1a)への固着は、ＸＹ方向位置調整手段(9a)による位置調整が終わった後、固定ネジ(9c)により固定されることになる。位置調整の方法は図３，４の場合と同じである。
【００３９】
なお、本発明の光源装置(H)は、凹面反射鏡(A)の前面開口(15)が前面ガラス(16)にて閉塞されている。凹面反射鏡(A)の前面開口(15)が前面ガラス(16)にて閉塞されていない場合は、光源装置(H)を収納する収納容器(図示せず)の前面ガラス(図示せず)が前面開口(15)に密着して閉塞することになる。
【実施例】
【００４０】
以下の表は、本発明の熱伝導用接触体の伝熱効果を検証するための実験結果である。
【００４１】
【表１】
2005071814.tif 000003
【００４２】
[実験条件]
(1)接着剤には熱伝導性に優れた窒化珪素を８０％、残りはシリカ又はアルミナ及びバインダの混合物を使用した。
(2)使用した高圧放電灯の定格消費電力は１５０Ｗ(外径１０ｍｍ)で、１５０Ｗの電力を供給して点灯した。
(3)発光球体部の温度スペックは９５０℃以下である(６〜９がスペックを満足する)。
(4)使用した熱伝導用接触体、放熱ブロックは銅を使用し、凹面反射鏡はアルミニウム製で凹面反射面には多層膜コートを施し、可視光の反射率を９５％以上とした。
【００４３】
なお、上記の表において「発光球体部に対する接触寸法(L)」とは、熱伝導用接触体の接触端と発光球体部の基部とのオーバーラップ量(L)で図９に示すとおりである。従って、「−０.５」は０.５ｍｍ離間していることを示し、「０」はオーバーラップしておらず、熱伝導用接触体の接触端が発光球体部の基部に一致していることを示し、「０.１」「０.５」「１」「１.５」はオーバーラップ量(L)がそれぞれ「０.１ｍｍ」「０.５ｍｍ」「１ｍｍ」「１.５ｍｍ」であることを示す。「０.５」「１」「１.５」のオーバーラップ部分である接触端は発光球体部の基部に接触するように発光球体部の球面に合わせて形成されている。「０.１」は極く僅かオーバーラップしている状態であり、接触端の大半は発光球体部の基部に近接している状態である。
【００４４】
上記の表において、試料番号１は従来例で伝熱効率が悪く、発光球体部の温度は１,０７０℃に達した。試料番号２は熱伝導用接触体が存在するが、放熱ブロックがなくオーバーラップもない状態であるから発光球体部から接触端への伝熱が困難であり、従来例とほぼ同じ１,０５０℃を示した。また、この場合、凹面反射鏡と高圧放電灯の封止部との接着に高熱伝導性無機接着剤を使用しているが、加熱乾燥のため接着剤内に気泡が発生しており、所期の熱伝導率を達成できなかった。試料番号３、４、５はオーバーラップ量が０.５ｍｍ、１ｍｍ、１.５ｍｍとそれぞれ増加しているが、加熱乾燥した高熱伝導性無機接着剤の部分が熱伝導の熱伝導の障害となり、１,０３０℃、１,０２５℃と温度の大幅低下は見られなかった。また、試料番号５'のように放熱ブロック(B)を使用する場合でも僅か０.５ｍｍの隙間でも空いておれば温度低下は十分でなかった。
【００４５】
表には記載していないが、試料番号３、４、５の高熱伝導性無機接着剤を自然乾燥させた場合、加熱乾燥の場合より接着剤の稠密度が向上し、試料番号６よりは高いが試料番号５よりは低い温度を示した。
【００４６】
試料番号６'はオーバーラップ量が「０.１ｍｍ」であるが熱伝導用接触体(7)の接触端部(7a)の大半は発光球体部(4)の基部(4a)に近接しているので、発光球体部(4)の熱はある程度熱伝導用接触体(7)に移動する。そして、放熱ブロック(B)と熱伝導用接触体(7)とはほぼ全周において接触し且つ放熱ブロック(B)と取付部(1a)とはネジ(9a)によって固定されているので、熱伝導用接触体(7)に移動した熱はスムーズに反射鏡本体(a)に流れ、周囲に放熱されることになる。その結果、温度スペックの上限に近い９４５℃まで発光球体部(4)の温度低下が実現した。
【００４７】
試料番号７，８，９は、試料番号６のものにオーバーラップ量をそれぞれ「０.５ｍｍ」「１ｍｍ」「１.５ｍｍ」としたもので、オーバーラップ量の増加により、９２５℃、９１０℃、８８０℃と大きな温度低下が見られた。これにより１５０Ｗという大定格消費電力の高圧放電灯についても前面ガラスによる凹面反射鏡の前面開口閉塞が可能となった。
【００４８】
なお、本発明では「接触」による熱伝導効率の向上を図ったが、オーバーラップ量が「０」で、接触端部(7a)が発光球体部(4)の基部(4a)に十分近接しており、接触端部(7a)の対向面が十分大きく、前記基部(4a)から放射された熱が直ちに接触端部(7a)に吸収され、発光球体部(4)の温度が９５０℃以下に低下するような場合(試料番号６)も本発明の「接触」の概念に含まれるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は熱伝導用接触体(7)にて発光球体部(4)の熱を効率よく凹面反射鏡(A)側に移動させてこれを外部に放熱することができるので、従来不可能であった特に高定格消費電力の高圧放電灯(2)についても金属製凹面反射鏡(A)の前面の全面閉塞が可能となり、ランプ破裂時の環境汚染を確実に防止することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の基本型(第１実施例)の断面図
【図２】本発明の第２実施例の断面図
【図３】本発明の第３実施例の断面図
【図４】図３の背面方向から見た図
【図５】本発明の第４実施例の断面図
【図６】図５の背面方向から見た図
【図７】本発明の第５実施例の断面図
【図８】図７の背面方向から見た図
【図９】熱伝導用接触体の接触端と発光球体部の基部との接触部分の拡大図
【符号の説明】
【００５１】
(A)  凹面反射鏡
(1)  凹面反射部
(1a)  取付部
(2)  高圧放電灯
(3a)  封止部
(4)  発光球体部
(5)  放電灯取付孔
(7)  熱伝導用接触体
【図１】
2005071814.tif 000004
【図２】
2005071814.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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