JPH0221503A - 無電極ランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技揉氷裏 本発明は無電極ランプに関するものであって、更に詳細
には、無電極光源装置即ちマイクロ波放電光源装置にお
けるランプ包囲体を回転させる装置に関するものである
。

丈釆遺亙 本発明が関係する無電極光源装置は、プラズマ形成用媒
体を収容するランプ包囲体を有している。

このランプを動作させる為に、該ランプ包囲体内のプラ
ズマ形成用媒体をマイクロ波、ＲＦ、又はその他の電磁
エネルギで励起させ、その際にプラズマを発生させ、該
プラズマが紫外線、可視光線、又は赤外線等のスペクト
ルの光を放射する。

無電極ランプは、動作中に多大の熱を包囲体へ伝達する
ことが知られており、ランプ包囲体を冷却することが可
能な実効性が全体的なランプ性能における制限的な要因
であることが判明している。

従って、ランプによって放射されるエネルギの輝度は、
ランプ包囲体内におけるマイクロ波又はその他のエネル
ギのパワー密度と共に増加するが、パワー密度が増加す
ると、包囲体温度も増加し、その結果、適切に冷却が行
われない場合には、包囲体が溶融する点に到達する。従
って、ランプから得ることの可能な輝度は究極的には冷
却の関数である。又、ランプが与えられた包囲体温度で
満足に動作している場合、該包囲体を冷却することは、
ランプの寿命を実質的に増加させる効果をも有している
。

無電極ランプを冷却する改良した方法及び装置は、１９
８４年１１月２７日に発行された「ランプ冷却用方法及
び装置（Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　
ｆ。

ｒ　Ｃｏｏｌｉｎｇ　Ｌａｍｐｓ）Ｊという名称の米国
特許節４゜４８５．３３２号（発明者：　Ｕｒｙ　ｅｔ
　ａｌ、）に記載されている。それに開示される如く、
ランプ包囲体を回転させる装置が設けられる一方、冷却
ガスの流れがその外側表面上を通過される。ランプ包囲
体は電気モータによって回転され、該モータのシャフト
はランプ包囲体に取付けられている長尺のステムに固定
乃至は固着されている。長尺ステムの外側端には金属フ
ェルールが設けられており、該フェルールはカップリン
グに接着されている。

該カップリングは、セットスクリュー又はボール凹部構
成等によってモータのシャフトに固定されている。

無電極ランプの成る改良においては、モータとランプ包
囲体との間の距離の全長を減少させることを必要とする
。然し乍ら、フェルールとカップリングシャフトの組合
せにおける長さは実質的な程度減少させることは出来な
い。

１−血 本発明は１以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、ランプ包囲体を回転
させる為の駆動モータとランプ包囲体との間に改良した
相互接続部を提供することを目的とする。本発明の別の
目的とするところは、組立体を小型化することを可能と
するランプ包囲体と駆動モータとの間の相互接続部を提
供することである０本発明の更に別の目的とするところ
は。

改良したランプ包囲体回転機構を有する無電極放電光源
装置を提供することである。

１−双 本発明によれば、マイクロ波駆動ランプが提供され、該
ランプは電気モータのシャフトに固定乃至は固着された
ステムを持ったランプ包囲体を有しており、該シャフト
は中空であり、且つ該ステムは該中空シャフト内に挿通
されて嵌合を形成すべく適合されている。該ステムを該
中空シャツ１〜内に固定する手段が設けられている。

その結果得られる構成においては、全長が著しく減少さ
れており、従って装置全体を著しく小型化させることが
可能である。更に、カップリングの部品点数が減少され
、ステムとモータシャフトとの間に一層深い相互接続係
合が確立され、又ステムとシャフトとは積極的に係合さ
れる。ランプ包囲体の取替えは容易であり、且つ長期の
使用の後においてさえもカップリング部品間には殆ど摩
耗が存在しない。

失庭剪 第１図は、モータ３１をステム８へ結合させる従来の手
段を示したマイクロ波駆動無電極光源装置を示している
。光源２は、球状ランプ包囲体６及び該ランプ包囲体６
が位置されている球状マイクロ空洞（室）４を有してい
る。尚１図示例においは、ランプ包囲体６及びマイクロ
空洞４は球状の形状を有するものとして示されているが
、これらはその他任意の形状のものとすることが可能で
あることに注意すべきである。該ランプ包囲体は。

典型的には、石英から構成されており、一方マイクロ波
空洞４は１例えば銅又はアルミニウム等の導電性物質か
ら構成されており、且つ該ランプ包囲体６は取り付は用
ステム８によってマイクロ波空洞４の中心に保持されて
いる。尚２ランプ包囲体６は、所望により、空洞４内の
中心以外に任意の位置に設定させることも可能である。

マイクロ波空洞４は光を外部へ射出させる為の円形状開
口１０を有している。開口１０は、ランプ包囲体６から
射出される紫外線放射が透過することを許容するが該空
洞４内にマイクロ波エネルギを閉じ込めることが可能な
導電性メツシュ１２で被覆されている。従って、マイク
ロ波空洞４は、マイクロ波及び光の両方を反射する壁部
分と、マイクロ波は反射するが光は透過させるメツシュ
１２によって画定されている。

ランプ包囲体６は、例えば、希ガスと共に水銀等のプラ
ズマ形成用媒体で充填されている。マイクロ波エネルギ
で励起されると、この媒体は高温プラズマとなり、紫外
線放射を射出する。マイクロ波エネルギは、マグネトロ
ン１４によって供給され、該マグネトロン１４は電源回
路１６によって駆動される。該マグネトロン１４によっ
て射出されるマイクロ波エネルギは、矩形導波管セクシ
ョン２０によってマイクロ波空洞４へ結合されており、
且つ導波管２０と空洞４との間に結合は同調スタブ２２
によって最適化させることが可能である。空洞４は、マ
イクロ波エネルギを該空洞４内に導入させランプ包囲体
６内のプラズマを励起させる為に、矩形状の結合スロッ
ト２４を有している。

モータ３１が、ランプ包囲体６のステム８を回転させる
為に設けられている。内部にガスケット２７を持ったフ
ランジ２６は空洞４の開口部に配設されており、且つ一
端部においてスクリーン乃至はメツシュ取り付はプレー
ト３５へ固定され、且つ他端においては空洞４に沿って
支持ロッド３６へ固定することによって支持されている
。

ステム８には、その一端にフェルール２８が設けられて
おり、該フェルール２８は、例えば接着により円筒状カ
ップリング２９へ固定されており、モータシャフト３０
は、セットスクリュー又はボール／凹所係合（不図示）
によってカップリングの他端へ固定されている。従って
、ステム８は。

実効的に、モータシャフト３０の延長部である。

該モータ３１はフランジ３２に取付けられており、フラ
ンジ３２は取り付は用ポスト３３によってフランジ２６
へ固定されている。

第２図は、本発明の１実施例の概略図であり、第１図に
おけるものと同様な部品は対応する参照番号で示しであ
る。第２図を参照すると、ランプ６′には長尺ステム８
′が設けられており、該ステム８′はモータ３１′の中
空シャフト６ｏ内に装着されている。第２図に示した如
く、ステム８′はスプリングクリップ５０によってその
先端７近傍に固定されており、該スプリングクリップ５
０は、第３図及び第４図に示した如く、中空シャフト６
０のスリット６１を介してステム８′の溝４１内に延在
している。本明細書においては、ステム８″及び中空シ
ャフト６０に対しての「先端」という用語は、球状ラン
プ包囲体６′から見て遠い端部のことを示している。

第３図は、中空シャフト６０の先端近傍の壁６２内おけ
るスリット６１の位置を示した中空シャフト６０の断面
を示している。

第４図及び第５図は、スリット４１及び傾斜表面４２を
示したステム８′の断面図である。この傾斜表面は、中
空シャフト６０内のステム８′の容易な組立及びスプリ
ングクリップ５０とスリット６１との係合を与えている
。

第６図は、脚部５４及び５５を相互接続する湾曲部分５
３を持ったＵ形状スプリングクリップ５０を斜視図で示
している。図示した如く、脚部５５は、脚部５４．５５
の分離の範囲を制限する為に端部位置において２つの９
０°ベンド５１，５２が設けられており、従って、シャ
フト６０のスリット６１内に装着された場合に、スプリ
ングクリップが偶発的に外れることを防止している。

次に、本発明の具体例に付いて説明する。

６０Ｈｚにおいて３００　ＲＰＭの速度に設計されてい
る５ワット同期モータに、内径が０．１５９インチで、
外径が０．２５インチで長さが１゜３フインチの中空シ
ャフトを設ける。尚、１インチ＝２．５４ｃｍである。

０．０４５インチ幅で０．０９インチ深さのスリットを
該シャフトの先端から約０．１２インチの位置に設ける
。

約６インチの長さで４ｍｍの直径の球状ランプ包囲体用
ステムに、該ステムの先端から０．１５インチの位置に
０．０３インチの深さの弦状の溝を設ける。水平線から
２５°の角度のランプ部即ち傾斜部を第４図及び第５図
に示した如くに該ステムの先端に設ける。

該ステムは該中空シャフト内に緊結状態で嵌合し、且つ
該中空シャフト内のスリットを介して延在し且つ該ステ
ム内の溝内に挿入されるスプリングクリップによって所
定の位置に固定され、その際にステムとシャフトの相対
的な軸方向又は回転方向の運動が防止される。

以上１本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが１本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術におけるモータのシャフトへのステム
のカップリングを示した無電極光源装置を示した概略部
分断面図、第２図は本発明の１実施例の概略断面図、第
３図は中空モータシャフトを示した概略断面図、第４図
は第３図の中空シャフトに係合すべく適合されたステム
の概略側面図、第５図は第４図に示したステムの端部の
概略部分平面図、第６図は中空シャフト内にステムを固
定する為のスプリングクリップを示した概略斜視図、で
ある。 ４　： ６　： ８　： （符号の説明） マイクロ波空洞（室） ランプ包囲体 ステム ：メツシュ ：マグネトロン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波光源装置において、マイクロ波空洞内に
   取付けられているランプ包囲体、及び前記包囲体を軸周
   りに回転させる手段を有しており、前記包囲体を回転さ
   せる手段が、 （ａ）中空シャフトを具備した電気モータ、（ｂ）前記
   包囲体に取付けられており且つ前記中空シャフト内を延
   在する長尺円筒状ステム、（ｃ）前記ステムを前記中空
   シャフト内に固定させる手段、 を有することを特徴とするマイクロ波光源装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記中空シャフト
   はその壁内にスリットが設けられており、前記スリット
   は前記シャフトの回転軸に垂直な面内にあり、前記ステ
   ムには前記スリットと整合する溝が設けられており、且
   つ前記ステムを前記シャフトに固定する前記手段が前記
   スリットを前記溝と整合状態を維持させる為のワイヤ状
   スプリングクリップを有していることを特徴とするマイ
   クロ波光源装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記スプリングク
   リップは、第１脚部及び第２脚部を持　った実質的にＵ
   形状ワイヤを有しており、前記Ｕ形状ワイヤの前記脚部
   の１つはその一端が曲折されており前記脚部の分離を制
   限していることを特徴とするマイクロ波光源装置。 ４、特許請求の範囲第２項において、前記ステムは実質
   的に前記シャフトの長さを介して延在しており、且つ前
   記ステム内の前記溝及び前記シャフト内の前記スリット
   はその先端近傍であることを特徴とするマイクロ波光源
   装置。 ５、特許請求の範囲第２項において、前記ステムの先端
   表面は減少した断面区域が設けられていることを特徴と
   するマイクロ波光源装置。 ６、特許請求の範囲第２項において、前記ステムの先端
   部分は、その端部表面から前記溝へ向かって延在するラ
   ンプ状部分を有することを特徴とするマイクロ波光源装
   置。