(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が光を透過する密封容器内にガスを封入し、前記密封容器内に配置させた陽極部と陰極部との間で放電を発生させることにより、前記密封容器の光透過部から所定の光を放出させるガス放電管において、
前記密封容器は、
前記陰極部及び前記陽極部をそれぞれ独立のステムピンを介して固定させるステムと、
前記陰極部及び前記陽極部を包囲すると共に少なくとも一部が光を透過する材質で形成されたステムに固定されている側管と、を備えており、
前記ステムには、前記側管の管軸方向に対して直交する方向に延在し、前記ガス放電管を外部の固定部材に取り付ける際の位置決め基準となる位置決め部を有するフランジ部が一体的に設けられていることを特徴とするガス放電管。
【請求項２】
前記ステムの前記密閉容器の内側表面上に当接し、反対面で前記陽極部を支持している陽極支持板と、
前記陽極支持板の露出表面に当接しており、前記陽極部を露出させる開口部を有しているセラミック製のスペーサと、
前記スペーサの露出表面に当接して前記陽極部に対峙され、前記スペーサの開口部と同軸の収束開口を有している導電性部材からなる収束電極板と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のガス放電管。
【請求項３】
前記位置決め部は、前記ガス放電管を取り付ける外部の固定部材のステム設置部に設けられた位置決め孔に嵌合する位置決めピン、あるいはステム設置部に立設させた位置決めピンを挿入させる位置決め孔若しくは切込み部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス放電管。
【請求項４】
前記位置決め部は、ガス放電管を取り付ける外部の固定部材のステム設置部の形状に合致するように、フランジ部から側方に突出させた突起部あるいはフランジ部の外周に設けられた切落し部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス放電管。
【請求項５】
前記フランジ部の外周形状は、所定の多角形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス放電管。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ガス放電管に関し、特に、分光光度計やクロマトグラフィなどの光源として利用するためのガス放電管に関する。
背景技術
従来、このような分野の技術として、特開平７−３２６３２４号公報に開示されている技術がある。この公報に記載されたガス放電管（重水素ランプ）１００は、図９に示すように、ガラス製の密封容器１０１を有し、この密封容器１０１内には発光部組立体１０２がフローティング状態で保持されている。この発光部組立体１０２は、セラミックス製の支持板１０３，１０４で挟まれた陽極板１０５と、この陽極板１０５の上方に位置する陰極部１０６と、陽極部１０５と陰極部１０６との間に配置させた収束電極板１０７とからなる。使用に際しては、陽極部１０５と陰極部１０６と収束電極板１０７とに所定の電圧を印加することにより、収束電極板１０７の収束開口１０７ａの上方でアーク放電を発生させ、このアーク放電により発生する光を、密封容器１０１の投光窓部１０１ａを介して外部に照射する。照射された光は、集光させたり、微細なスリットを通過させるなど目的に併せた光学系に導かれる。このとき、光の利用効率を高めるためには、光強度の一番高い部分すなわち発光中心点を光路上に配置する必要がある。そのためには、ランプ１００をランプハウス１０８の所定の場所に確実にセットして発光中心点を正確に位置決めする必要がある。この目的のため、この従来の装置においては、ランプハウス１０８のランプ収容凹部１１０にランプ１００をセッティングし易くするため、ランプ１００に、別部品のフランジ部材１０９を接着剤Ｒを介して固定している。なお、この接着固定にあたって、フランジ部材１０９のランプ１００の発光中心点に対する位置合わせを発光中心点を観察しながら行い、フランジ部材１０９を密封容器１０１の外周面に固定する。また、ランプ１００をランプハウス１０８にセッティングする場合、ランプ収容凹部１１０に設けられた固定ネジ１１１をフランジ部材１０９のネジ挿通穴１１２内に通し、固定ネジ１１１とナット１１３とを用いて、ランプ１００をランプハウス１０８に固定する。そして、ランプ１００のステムピン１１４をソケット１１５に差し込むことでランプ１００をセッティングする。これにより、発光中心点を所定の光路上に配置することができる。
発明の開示
しかしながら、前述した従来のガス放電管には、次のような課題が存在していた。すなわち、ランプ１００に対してフランジ部材１０９は別体であり、接着剤Ｒを介在させてランプ１００に固定されている。その結果、フランジ部材１０９とランプ１００の発光中心点との位置関係が、接着剤Ｒが硬化する間に変わってしまう虞れがあり、しかも、フランジ部材１０９の接着作業に手間がかかる。また、発光中心点とフランジ部材１０９との位置合わせが精密に行われたランプ１００であっても、ランプ収容凹部１１０にランプ１００を設置する場合、ネジ挿通穴１１２はネジ１１１を挿入させる穴ゆえに高精度な位置合わせに適さず、ランプ１００の発光中心点の位置合わせを、作業者の感や所定の調整治具等に頼らなければならず、ランプ収容凹部１１０に対するランプ１００の位置決めを、高い精度をもって簡単かつ確実に行うことができないといった問題点があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、組立作業性及び光学系に対する取付け精度を向上させたガス放電管を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るガス放電管は、少なくとも一部が光を透過する密封容器内にガスを封入し、この密封容器内に配置させた陽極部と陰極部との間で放電を発生させることにより、光透過部から所定の光を放出させるガス放電管において、この密封容器は、陰極部及び陽極部をそれぞれ独立のステムピンを介して固定させるステムと、陰極部及び陽極部を包囲すると共に少なくとも一部が光を透過する材質で形成されたステムに固定されている側管と、を備えており、ステムには、側管の管軸方向に対して直交する方向に延在し、ガス放電管を外部の固定部材に取り付ける際の位置決め基準となる位置決め部を有するフランジ部が一体的に設けられていることを特徴とする。
このガス放電管においては、ステムとフランジ部とが一体に成形されているので、ランプを組み立てる際のフランジ部の組付け固定作業を必要とせず、ランプの組立て作業の簡素化が図られると同時に、大量生産が容易となる。しかも、ステムとの一体化が図られたフランジ部に位置決め部を積極的に設けることで、より高精度なランプセッティングを可能にする。
ステムの密閉容器の内側表面上に当接し、反対面で陽極部を支持している陽極支持板と、陽極支持板の露出表面に当接しており、陽極部を露出させる開口部を有しているセラミック製のスペーサと、スペーサの露出表面に当接して陽極部に対峙され、スペーサの開口部と同軸の収束開口を有している導電性部材からなる収束電極板と、をさらに備えていることが好ましい。
このような構成を採用した場合、ステムと陽極支持板とスペーサと収束電極板とが段積み状態で互いに接触し合っているので、陽極部や収束電極板で発生した熱をステムを介して外部に放出することができ、ステムにヒートシンク機能をもたせることができる。しかも、組み立てにおいては、ステム上に各構成部材を積み上げていくという簡単な組立て作業で、ステムと収束電極板との位置関係を高精度に規定することができる。このことは、ステムに一体化させたフランジ部に対する発光中心点の位置合わせに寄与する。
この位置決め部は、ガス放電管を取り付ける外部の固定部材のステム設置部に設けられた位置決め孔に嵌合する位置決めピン、あるいはステム設置部に立設させた位置決めピンを挿入させる位置決め孔若しくは切込み部を有していることが好ましい。この場合、ピン−孔の関係をもった位置決めを可能にし、フランジ部に位置決めピンあるいは位置決め孔若しくは切込み部を設けるだけの簡単な構造により、高精度なランプセッティングを可能にする。
あるいは、位置決め部は、ガス放電管を取り付ける外部の固定部材のステム設置部の形状に合致するように、フランジ部から側方に突出させた突起部あるいはフランジ部の外周に設けられた切落し部を有していることが好ましい。または、フランジ部の外周形状が所定の多角形であってもよい。この場合、フランジ部の外形自体に特徴をもたせており、利用状況に応じ、突起部又は切落し部あるいは外径自体の形状変更により様々な対応を可能にし、簡単な構成をもって、高精度なランプセッティングを可能にする。
本発明は以下の詳細な説明および添付図面によりさらに十分に理解可能となる。これらは単に例示のために示されるものであって、本発明を限定するものと考えるべきではない。
本発明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な発明から明らかになるだろう。しかしながら、詳細な説明および特定の事例は本発明の好適な実施形態を示すものではあるが、例示のためにのみ示されているものであって、本発明の思想および範囲における様々な変形および改良はこの詳細な説明から当業者には自明であることは明らかである。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して、本発明に係るガス放電管の好適な実施形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明に係るガス放電管の第１の実施形態である重水素ランプを示す断面図である。同図に示す重水素ランプ１はヘッドオン型の重水素ランプであり、この重水素ランプ１は、重水素ガスが数Ｔｏｒｒ程度封入された密封容器２を有し、この密封容器２内には発光部組立体３が収容されている。発光部組立体３は、ステム４上に当接して配置させたセラミックス製の陽極支持板５を有し、この陽極支持板５上に陽極板６を配置させることで、ステム４に対して陽極板６を離間させている。この陽極板６は、ステム４を貫通するように固定させたステムピン１０ａの上端に対して溶接固定されている。
また、この陽極支持板５上には陽極板６を挟み込むようにセラミックス製のスペーサ７が配置され、このスペーサ７上には収束電極板８が当接して配置され、収束電極板８に設けられた収束開口８ａは、スペーサ７の開口７ａに臨むようにして配置されており、収束電極板８を陽極板６と対峙させている。このように、ステム４と陽極支持板５とスペーサ７と収束電極板８とが段積み状態で互いに接触し合っているので、陽極板６や収束電極板８で発生した熱は、陽極支持板５とスペーサ７とステム４を介して外部に伝導させて放出することができ、ステム４にヒートシンク機能をもたせている。また、ステム４と収束電極板８との位置関係が高精度に規定され、このことは、ステム４に対する収束開口８ａの位置決めに寄与する。
さらに、収束開口８ａの側方には、スペーサ７の上方に位置する陰極部９が設けられ、この陰極部９は、ステム４を貫通するように固定させたステムピン１０ｂの上端に溶接固定されて、電圧印加に伴い熱電子を発生する。そして、陰極部９と収束開口８ａとの間には、光路（図中の収束開口８ａの直上方向、つまり矢印Ａ方向に形成される）から外れた位置に放電整流板１１が設けられ、この放電整流板１１には、陰極部９から放出された熱電子を通過させるための矩形開口の電子放出窓１１ａが設けられている。また、放電整流板１１は収束電極板８の上面に溶接固定され、この放電整流板１１には、陰極部９の上方及び電子放出窓１１ａとは反対側にあたる後方を囲むようにして断面Ｌ字形のカバー板１２が設けられている。このカバー板１２は、陰極部９から出るスパッタ物あるいは蒸発物が、石英ガラス又は紫外線透過ガラス製の投光窓部１５に付着しないようにしている。
このような構成の発光部組立体３は密封容器２内に設けられるが、この密封容器２内を数Ｔｏｒｒの重水素ガスで満たす必要性から、ステム４には、排気管１３が固定され、この排気管１３を利用することで、密封容器２内の空気を一旦抜いた後、所定圧の重水素ガスを適切に充填させることが可能になる。充填後は、図に示されるように排気管１３を封止することにより、密封容器２を封止する。また、密封容器２は、ステム４の上面に抵抗溶接させたコバール金属製の側管１４を有し、この側管１４の頂部にはＵＶ透過ガラス製の投光窓部１５が固定されている。なお、側管１４全体をガラスで形成し、側管１４の頂部をガラス製の投光窓部１５としてもよい。
ここで、ステム４は、コバール金属からなり、図１及び図２に示すようにフランジ部４Ａの張り出し成形によって略菱形状の平板に形成されている。このフランジ部４Ａは、側管１４の管軸方向に対して直交する方向に延在し、ステム４に一体的に形成されている。また、このステム４は、重水素ランプ１の発光部分（収束開口８ａの前方でアークボールＳが発生する部分）に対する基準位置として利用される。すなわち、フランジ部４Ａの底面４ａに対してアークボールＳの発光中心点Ｐ（×マーク）が一定の距離関係を保つように組み立てられており、これは、ステム４を利用したランプを高精度に位置決めした状態での装着を可能にする。
このようなステム４は、ランプハウス１６に設けられたキャビティ状のステム設置部１７内に収容され、この場合、ステム４の底面４ａをステム設置部１７の載置面１７ａに当接させる。また、載置面１７ａには左右一対の取付ネジ２０が植設され、ステム４のフランジ部４Ａには、各取付ネジ２０に対応する位置にネジ挿通穴２１が設けられている。よって、ランプ１をランプハウス１６にセッティングする場合、取付ネジ２０をフランジ部４Ａのネジ挿通穴２１内に通し、ステム設置部１７の載置面１７ａにステム４の底面４ａを当接させ、その後、取付ネジ２０とナット１９を用いてランプ１をランプハウス１６にしっかりと固定する。このランプ装着にあたって、発光中心点Ｐの位置は、管軸方向Ｘにおいて正確に位置決めされているが、管軸に対して直交する方向Ｙにおいて不正確になっている。これは、ネジ挿通穴２１自体がもつ許容誤差の大きさからくる。
そこで、ランプ１のＹ方向の位置決めを達成するため、ステム４のフランジ部４Ａには、位置決め部の一例としての位置決め孔２２が設けられており、この位置決め孔２２に対応するように、載置面１７ａには、位置決めピン２３を立設させている。そして、位置決め孔２２と位置決めピン２３との嵌め合い精度を高めることで、取付ネジ２０とネジ挿通穴２１とに依存しない高精度な位置決めを可能にする。この場合、ピン−孔の関係をもった位置決めを可能にしており、フランジ部４Ａに位置決め孔２２を設けるだけの簡単な構造により、高精度なランプセッティングを可能にする。なお、図１の符号２５は、ステムピン１０に所定の電圧を供給するための差し込みソケットである。
次に、前述した重水素ランプ１の動作について、簡単に説明すると、先ず、２０秒程度、外部電源から陰極部９に１０Ｗ程度の電力を供給し、陰極部９を予熱する。その後、陰極部９と陽極板６との間に１５０Ｖ程度の直流開放電圧を印加して、アーク放電の準備を整える。
その準備が整った状態で、陰極部９と陽極板６との間に３５０Ｖ〜５００Ｖ程度のトリガ電圧を印加する。このとき、陰極部９から放出された熱電子は、放電整流板１１で整流させられながら、収束電極板８の収束開口８ａで収斂し、陽極板６に至る。そして、収束開口８ａの前方にアーク放電が発生し、このアーク放電によるアークボールＳから取り出される紫外線は、投光窓部１５を透過して外部に照射される。このとき、発光中心点Ｐ（×マーク）が、図示しない反射ミラーの焦点上に位置すると、受光対象物（例えば、分光光度計における５０〜１００μｍ程度の光学スリット）に入射させる紫外線の光強度を最大限にまで高めることができる。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、各種の変形例が考えられる。例えば、密封容器内に充填されるガスは、重水素ガスに限られるものではなく、水銀、ヘリウム、ネオンなどのアーク放電により発光を利用できる各種の放電ガスを用いることができる。また、位置決め部には各種の実施形態が考えられる。そのいくつかを以下に説明する。
例えば、図３に示すように、菱形のフランジ部４Ｂには、位置決め部の一例として一対の切込み部２６が対向して形成され、各切込み部２６に対応するように、菱形のステム設置部２７の載置面２７ａに、位置決めピン２８を立設させている。そして、切込み部２６と位置決めピン２８との嵌め合い精度を高めることで、ランプ１の高精度な位置決めを可能にする。この場合、ピン−切込みの関係をもった位置決めを可能にし、フランジ部４Ｂに切込み部２６を設けるだけの簡単な構造により、高精度なランプセッティングを可能にする。
同様に、図４に示すように、円形のフランジ部４Ｇには、位置決めピン３１に嵌合させるための切込み部２９が対向して形成されており、フランジ部４Ｇの底面は円形のステム設置部３０の載置面３０ａにセットされる。
図５に示すように、円形のフランジ部４Ｄの底面には、位置決め部の一例として一対の位置決めピン３２が対向して突設し、各位置決めピン３２に対応するように、円形のステム設置部３３の載置面３３ａには位置決め孔３４が設けられている。そして、位置決めピン３２と位置決め孔３４との嵌め合い精度を高めることで、ランプ１の高精度な位置決めを可能にする。この場合、ピン−切込みの関係をもった位置決めを可能にし、フランジ部４Ｄに位置決めピン３２を設けるだけの簡単な構造により、高精度なランプセッティングを可能にする。
図６に示すように、円形のフランジ部４Ｅには、位置決め部の一例として一対の位置決め突出部３５が側方に張り出すように突設され、各位置決め突出部３５に対応するように、円形のステム設置部３６には、位置決め突出部３５の形状に合致するような収容部３６ｂが設けられている。そして、位置決め突出部３５と収容部３６ｂとの嵌め合い精度を高めることで、ランプ１の高精度な位置決めを可能にし、載置面３６ａに対するフランジ部４Ｅの接触面積を大きくすることができ、ステム４のヒートシンク機能を向上させる。
図７に示すように、円形のフランジ部４Ｆには、位置決め部の一例としての切落し部３７が設けられ、弓状の切落し部３７に対応するように、円形のステム設置部３８は、切落し部３７の外形に合致するような形状をもっている。そして、フランジ部４Ｆを載置面３８ａ上に置くだけで、高精度な位置決めを可能にする。
図８に示すように、フランジ部４Ｇは、位置決め部の一例としてその外周形状を正方形にしたものであり、ステム設置部３９は、フランジ部４Ｇの外形に合致するような形状をもっている。そして、フランジ部４Ｇを正方形状の載置面３９ａ上に置くだけで、高精度な位置決めを可能にする。なお、フランジ部４Ｇの外形は、多角形であればよく、正三角形や正六角形などに限定されるものではない。
本発明によるガス放電管は、以上のように構成されているため、組立作業性の向上及び相手側のステム設置部に対する取付け精度の向上が図られる。
以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。
産業上の利用可能性
本発明は、ガス放電管、特に、分光光度計やクロマトグラフィなどの光源として利用される重水素ランプに好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係るガス放電管の第１の実施形態を示す断面図であり、図２は、その平面図である。
図３〜図８は、本発明に係るガス放電管の第２〜第７の実施形態をそれぞれ示す平面図である。
図９は、従来のガス放電管を示す断面図である。
【図１】
0004237411.tif 000002
【図２】
0004237411.tif 000003
【図３】
0004237411.tif 000004
【図４】
0004237411.tif 000005
【図５】
0004237411.tif 000006
【図６】
0004237411.tif 000007
【図７】
0004237411.tif 000008
【図８】
0004237411.tif 000009
【図９】
0004237411.tif 000010