フランジ付ランプ、光源ユニットおよび光源装置
【課題】ランプユニットに対する着脱が簡単に行え、かつランプユニットに対するランプの位置決め精度の高い構造を備えたフランジ付ランプ、そのフランジ付ランプを備えた光源ユニットおよび光源装置を提供する。
【解決手段】フランジ付ランプ25は、光を放射する放電管10と、その放電管10に固定された位置決めフランジ15とを有する。位置決めフランジ15は、放電管10に固定されている円筒状の首部16と、首部16に固定されかつ首部16よりも径の大きい鍔部17とを有し、首部16に複数の位置決め突起18a,18cが形成されている。
【解決手段】フランジ付ランプ25は、光を放射する放電管10と、その放電管10に固定された位置決めフランジ15とを有する。位置決めフランジ15は、放電管10に固定されている円筒状の首部16と、首部16に固定されかつ首部16よりも径の大きい鍔部17とを有し、首部16に複数の位置決め突起18a,18cが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は位置決めフランジを備えたフランジ付ランプ、光源ユニットおよび光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、キセノンランプ等を備えた光源装置が知られている。この種の光源装置ではランプが寿命をむかえるたびにランプを交換する必要があるため、ランプを光源装置に着脱できるような構造を備えていた。ところが、ランプの交換作業が煩雑なものであったため、従来、ランプの交換を容易に行えるようにした光源装置が知られていた(例えば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2001−176304号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
前述した特許文献1記載の光源装置は、ランプユニット(ランプハウスともいう)を有し、そのランプユニットにランプを装着するようになっている。ランプは円筒状の首部と鍔部とを備えた位置決めフランジを有し、一方、ランプユニットは位置決めフランジの首部よりもわずかに径の大きいフランジ保持部を有している。
【0004】
特許文献1記載の光源装置では、位置決めフランジの首部をフランジ保持部に挿入することによって、ランプユニットに対するランプの上下および左右方向の位置決めが行われ、フランジ保持部の内側に突出するネジの先端部分を首部の位置決め凹部に嵌め合わせることによって、ランプユニットに対するランプの円周方向の位置決めが行われるようになっている。
【0005】
しかし、ネジの先端部分を位置決め凹部に嵌め合わせる際、首部をフランジ保持部に挿入しておかねばならず、先端部分と位置決め凹部との嵌め合わせを双方の位置を目視で確認しながら行えなかったため、ランプユニットに対するランプの円周方向の位置決めに手間取るという課題があった。また、キャップ状の固定部材をランプにかぶせることによってランプを固定していたため、ランプの着脱に合せて固定部材も着脱しなければならなかった。さらに、ネジの先端部分を位置決め凹部に嵌め合わせやすくするため、先端部分の寸法と位置決め凹部の寸法とに相違(あそび)を持たせる必要があり、そのため、ランプの円周方向の位置決め精度を高められないという課題もあった。
【0006】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ランプユニットに対する着脱が簡単に行え、かつランプユニットに対するランプの位置決め精度の高い構造を備えたフランジ付ランプ、そのフランジ付ランプを備えた光源ユニットおよび光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明は、光を放射する放電管と、その放電管に固定された位置決めフランジとを有するフランジ付ランプであって、位置決めフランジは、放電管に固定されている円筒状の首部と、その首部に固定されかつその首部よりも径の大きい鍔部とを有し、首部に複数の位置決め突起が形成されているフランジ付ランプを特徴とする。
【0008】
このフランジ付ランプは、首部に位置決め突起が形成されているから、位置決め突起を目視で確認しながらフランジ保持部への位置合わせを行える。また、位置決め突起が複数形成されているから、フランジ保持部に位置合わせしたあと、位置ずれが起こり難い。
【0009】
また、複数の位置決め突起は、首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成され、鍔部の周側面にシボ加工が施されているようにすることができる。
【0010】
こうすると、フランジ付ランプを装着する際、鍔部を回転させるときに加える力を各位置決め突起にバランスよく加えることができ、しかも、鍔部の周側面にシボ加工が施されているから手が滑りにくい。
【0011】
さらに、上記フランジ付ランプは、首部における鍔部と複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有するようにすることができる。
【0012】
こうすると、フランジ付ランプとばね部材とが一体となって構成され、そのフランジ付ランプをフランジ保持部に装着したときに鍔部でばね部材を押圧することができる。
【0013】
また、ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有するようにすることができる。
【0014】
そして、本発明は、フランジ付ランプと、そのフランジ付ランプが装着されるランプハウスとを有する光源ユニットであって、フランジ付ランプは、光を放射する放電管と、その放電管に固定された位置決めフランジとを有し、位置決めフランジは、放電管に固定されている円筒状の首部と、その首部に固定されかつその首部よりも径の大きい鍔部とを有し、更に首部に複数の位置決め突起が形成され、ランプハウスは、円筒状のフランジ保持部を有し、複数の位置決め突起が係合する突起係合部がフランジ保持部における複数の位置決め突起それぞれに対応した位置に形成されている光源ユニットを提供する。
【0015】
この光源ユニットは各位置決め突起を各突起係合部に位置合わせした上で係合させることによって、フランジ付ランプをランプハウスに装着することができる。
【0016】
上記光源ユニットにおいて、複数の位置決め突起は、首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成され、鍔部の周側面にシボ加工が施されていることが好ましい。
【0017】
また、フランジ付ランプは、首部における鍔部と複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有し、そのばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有するようにすることができる。
【0018】
さらに、突起係合部は、フランジ保持部のうちの鍔部と対向するフランジ受面につながり、複数の位置決め突起それぞれに対応した大きさの突起案内路と、その突起案内路につながる突起係止部とを有するようにすることができる。
【0019】
こうすると、各位置決め突起をそれぞれの突起係合部において、突起案内路を経て突起係止部に案内して突起係止部に係止させることができる。
【0020】
この場合、突起案内路はフランジ受面の直交方向に伸びる第1の案内路と、その第1の案内路からフランジ受面からみて斜め方向に伸びる第2の案内路とを有し、突起係止部は、第2の案内路よりもフランジ受面側に拡張されていることが好ましい。
【0021】
こうすることによって、位置決め突起を突起係止部に係止させたときその位置決め突起をフランジ受面側に位置させることができる。
【0022】
そして、フランジ付ランプの位置決めフランジをフランジ保持部に装着したときに、フランジ付ランプの鍔部と、フランジ保持部のフランジ受面とによってばね部材が押圧されるように構成されているようにすることができる。
【0023】
こうすると、フランジ付ランプをフランジ保持部に装着できたときに、ばね部材を付勢してその付勢力がフランジ付ランプの鍔部にかかるようにすることができる。
さらに、ランプハウスは、フランジ保持部にばね部材が組み込まれ、そのばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有するようにすることもできる。
【0024】
そして、本発明は、上記いずれかの光源ユニットと、光源ユニットを収納するハウジングとを有する光源装置を提供する。
【発明の効果】
【0025】
以上のように本発明によれば、ランプユニットに対する着脱が簡単に行え、かつランプユニットに対するランプの位置決め精度の高い構造を備えたフランジ付ランプ、そのフランジ付ランプを備えた光源ユニットおよび光源装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0027】
(第1の実施形態)
図1は本発明の実施形態に係る光源装置1のカバーを取り外した状態の斜視図、図2はフランジ付ランプ25の正面図、図3はランプハウス30の正面図である。光源装置1はハウジング2と光源ユニット4を有している。ハウジング2は光源ユニット4を収納する直方体状に形成され、かつ図示しないカバーを着脱可能になっている。また、ハウジング2は平坦な板状のランプベース3を有し、そのランプベース3がカバーを取り外したときにハウジング2の出射面1aからみて後ろ側に出現する。そして、ランプベース3上に光源ユニット4が固定されている。さらに、ハウジング2は出射面1aに出射口5を有している。出射口5にはファイバ等の図示しないライトガイドが接続される。
【0028】
そして、光源ユニット4は、フランジ付ランプ25とランプハウス30とを有し、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着および取り外しできるようになっている。
【0029】
フランジ付ランプ25は放電管10と、位置決めフランジ15とを有し、放電管10のアノード電極側に留め具24を用いて位置決めフランジ15を固定した構造を有している。放電管10は不活性ガス(例えばキセノンガス)が封入され、放電によって光を出射する。
【0030】
位置決めフランジ15は、図4、図5、図6に詳しく示すように首部16と、鍔部17とを有している。首部16は円筒状に形成され、その内側に放電管10のアノード電極側部分が挿入されるようになっていて、軸方向一端側端面に鍔部17が固定されている。
【0031】
また、首部16はその周側面16aに形成された、上下左右および周方向の位置決めに用いる位置決め突起としての3本の位置決めピン18a,18b,18cを有している。位置決めピン18a,18b,18cは、周側面16aにおける下端面16bからの高さが等しい部分において周方向等間隔に配置されている。そして、位置決めピン18a,18cは太さの等しい棒状に形成されており、位置決めピン18bだけが他の2本の18a,18cよりも太さの太い棒状に形成されている。すなわち、位置決めピン18a、18cの太さ(直径)をa1とし、位置決めピン18bの太さ(直径)をa2としたときに、a1<a2となっている。
【0032】
鍔部17は首部16よりも径の大きい円板状に形成されていて、その周側面17aにシボ加工が施されている。また、鍔部17は首部16の固定されていない外側表面の中央部分に留め具24の嵌め込み凹部17bが形成され、その中央に挿通孔17cが形成されている。
【0033】
そして、留め具24の螺子部分を挿通孔17cに挿通して首部16に挿入されている放電管10のアノード電極側に固定することによって、放電管10と、位置決め位置決めフランジ15とが一体となってフランジ付ランプ25を構成している。放電管10を量産する(複数製造する)場合、それぞれの発光点の位置にはどうしてもばらつきが生じる。しかしながら、どの放電管10であろうとランプハウス30に装着したときには出射光の届く位置をすべて一致させねばならない。そのため、フランジ付ランプ25は、発光点の位置のばらつきに基づく位置調整を行った上で位置決めフランジ15が固定されている。そのため、どの放電管10をランプハウス30に装着しても正確に位置決めされることになる。
【0034】
次に、ランプハウス30は、概ね直方体状に形成されたハウス本体部31と、フランジ保持部33とを有し、ハウス本体部31の上面31dにフランジ保持部33が固定されて構成されている。ハウス本体部31は、前面31aと、左側面31b、右側面31cと、後面31eとを有している。前面31aは、中央に出射口32が形成されている。上面31dには図7に示すように挿通孔31fが形成され、この挿通孔31fを囲むようにしてフランジ保持部33が固定されている。フランジ保持部33は装着されたフランジ付ランプ25からの出射光が所望の位置に届くように位置決めして、上面31dに固定されている。そして、挿通孔31fの周縁部分と、後述する円筒部34の凹部34bとの間に後述するばね部材40が組み込まれている。
【0035】
フランジ保持部33は、図7、8、9に詳しく示すように、首部16の大きさ(径の大きさと高さ)に応じた円筒部34を有し、その円筒部34に3つの突起係合部35,36,37が形成された構造を有し、さらにアノード側のリード線80(図7,8,9には図示せず)が接続されている。突起係合部35,36,37は、円筒部34における軸方向上側のフランジ受面34aに形成されている。また、突起係合部35,36,37は、フランジ受面34aの、3つの位置決めピン18a,18c,18bのそれぞれに対応した位置に形成されている。突起係合部35,36,37は共通した形状を有するが、突起係合部35,36は位置決めピン18a,18cに対応し、突起係合部37は位置決めピン18bに対応している。突起係合部35,36には位置決めピン18a,18cが係合するも位置決めピン18bは係合不能であり、位置決めピン18bは突起係合部37に係合可能となっている。なお、図8に示すように、位置決めピン18bを突起係合部37に位置合わせしやすくするため、フランジ受面34aの突起係合部37付近に位置合わせの目安となるマーカPを付してもよい。マーカPは、位置決めピン18bを突起係合部37に位置合わせのするときの目安となる。
【0036】
そして、突起係合部35,36,37のうち突起係合部37について詳しく説明すると次のとおりである。突起係合部37は図7に示すように第1の案内路37aと第2の案内路37bと、突起係止部37cとを有している。第1の案内路37aは、フランジ受面34aを直交方向に部分的に除去するなどして形成された凹部であって、位置決めピン18bよりもやや大きい幅を有し、第2の案内路37bとともに位置決めピン18bを突起係止部37cまで案内する突起案内路を構成している。第2の案内路37bは、第1の案内路37aにつながり、フランジ受面34aから離れるような斜め方向にフランジ受面34aを除去する等して形成されている。突起係止部37cは、第2の案内路37bの先端部分につながる部分であって、フランジ受面34a側に拡張して形成された円弧状係止面を有している。突起係止部37cと第2の案内路37bの間の凸状部37dとの位置関係をみると、円弧状係止面は凸状部37dよりもフランジ受面34a側に位置した部分を有している。さらに、突起係止部37cの円弧状係止面はその曲率半径が位置決めピン18bよりもやや大きい大きさになっている。
【0037】
そして、ばね部材40は、円環状の薄板からなる。本実施形態のばね部材40は円環状の薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成して得られる板ばね構造を有している。なお、円環状の薄板からなるバネ部材として、スプリングワッシャーや皿バネにしても良い。ただし、周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状のばね部材や皿バネは円周方向に沿って均等の応圧力を得ることができるので放電管装着の安定性が増す。
【0038】
次に、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着するときの手順および取り外すときの手順と、その際のそれぞれの動作について説明する。
【0039】
まず、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着するときはフランジ付ランプ25の位置決めフランジ15の鍔部17を指でつまみ、放電管10をランプハウス30のフランジ保持部33の円筒部34に外側から挿入する。リード線90は、放電管10のカソード端子21に予め接続してもよいし、挿入後にリード線90をカソード端子21に接続してもよい。
【0040】
首部16は、円筒部34に対応した大きさを有するので、首部16を円筒部34に挿入することができる。その際、首部16は周側面に位置決めピン18a,18b,18cを有し、円筒部34はフランジ受面34aに突起係合部35,36,37が形成されているので、位置決めピン18a,18b,18cと、突起係合部35,36,37の位置を目視で確認しながら各位置決めピン18a,18c,18bをそれぞれに対応した突起係合部35,36,37に位置合わせすることができる。また、フランジ受面34aに付されたマーカPがあれば、マーカPを確認することによって位置合わせは容易となる。
【0041】
このとき、位置決めピン18a,18cと、位置決めピン18bとは太さが異なり(位置決めピン18bが位置決めピン18a,18cよりも太い)、また、突起係合部35,36が位置決めピン18a,18cに対応した大きさを有し、突起係合部37が位置決めピン18bに対応した大きさを有する。そのため、位置決めピン18a,18cを突起係合部35,36に位置合せでき、かつ位置決めピン18bを突起係合部37に位置合せできたとき(以下このときの位置合わせを「適正位置合わせ」という)だけ位置決めピン18a,18b、18cを突起係合部35,36、37に挿入することができる。位置決めピン18a,18b、18cの周方向の位置関係と突起係合部35,36、37の周方向の位置関係とは一致しているので、上記以外の位置合わせ(例えば、位置決めピン18bが突起係合部35に位置する格好の位置合わせ、以下「不適正位置合わせ」という)も可能であるが、位置決めピン18bの太さが突起係合部35、36の大きさよりも太くて挿入不能なので、不適正位置合わせでは、位置決めピン18a,18b、18cの3本とも突起係合部35,36,37に挿入することはできない。
【0042】
そして、前述した適正位置合わせを行うと位置決めピン18a,18b,18cを突起係合部35,37,36に挿入できるようになるが、位置合わせ後、鍔部17から指を離すと、位置決めピン18a,18b,18cが突起係合部35,37、36に入って突起係合部35,37、36内に係止した状態になる。ここで、位置決めピン18bについて、突起係合部37に入り始めたときを図示すると図10(a)のようになり、鍔部17から指を離したときを図示すると図10(b)のようになる。
【0043】
鍔部17から指を離すと、位置決めピン18bはフランジ付ランプ25とともに、方向f1に進み(フランジ付ランプ25が垂直方向に挿入される場合は重力によって落下する)、第1の案内路37aを通って第2の案内路37bの入り口付近で停止する。
【0044】
位置決めピン18a,18b、18cが突起係合部35,37、36に挿入されたことによって首部16の下端面16bがばね部材40に接触するようになるが、その状態のまま、周側面17aを指でつまみながら鍔部17を時計回りに少し回転させる。このとき、鍔部17の周側面17aにシボ加工が施されているので、鍔部17を回転させる際に指がすべり難く、鍔部17を確実に回転させることができる。また、位置決めピン18a,18b、18cが周方向等間隔に形成されているから、鍔部17を回転させるときに加える力をバランスよく位置決めピン18a,18b、18cに加えることができる。
【0045】
すると、図10(c)に示すように、位置決めピン18bが方向f2で示すように第2の案内路37bの奥側に進む。そうすると、首部16が円筒部34に深く嵌まり込むため、下端面16bによってばね部材40が押さえ付けられ、ばね部材40に付勢力が発生する。この付勢力は下端面16bを上方向に持ち上げ、首部16を円筒部34からはずそうとする方向に作用する。そのため、鍔部17をさらに回転させて位置決めピン18bを第2の案内路37bの終点まで移動させたとき、ばね部材40により首部16が押し上げられ、それにより、図10(d)に示すように、位置決めピン18bが方向f3に動いて突起係止部37cの円弧状係止面に押し付けられて係止する。
【0046】
以上の手順によってフランジ付ランプ25のランプハウス30への装着が完了し、それにより、図11に示すように、フランジ付ランプ25とランプハウス30とが一体化される。こうして、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着したときにフランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右および周方向の位置決めがなされ、かつフランジ付ランプ25の位置が固定されるようになる。そして、フランジ付ランプ25について、このような位置決めがなされることによって、放電管10から放出される出射光が出射口32を通って出力され、決められた位置を照射するようになる。
【0047】
位置決めピン18bが突起係止部37cに係止する最終係止状態が得られたときに、フランジ付ランプ25のランプハウス30への装着が完了する。最終係止状態は、鍔部17を周方向に回転させたときの最終段階で得られるものであり、最終係止状態では、フランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右はもとより周方向の位置も決めることができる。しかしながら、突起係止部37cの円弧状係止面と位置決めピン18bとの曲率半径が異なり、前者の方が後者よりも大きいため、最終係止状態では、図10(d)に示すように、位置決めピン18bの表面のごく狭い領域が突起係止部37cに係止しており、したがって、最終係止状態は、フランジ付ランプ25とランプハウス30との位置関係がごく限られた範囲内にあるときにだけ形成される。そのため、最終係止状態においてフランジ付ランプ25とランプハウス30との位置関係が最適なものとなるよう、位置決めフランジ15、フランジ保持部33それぞれの位置決めをしておけばよく、そうすることで、フランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右および周方向の位置決めは極めて精度の高いものとすることができる。突起係合部37は、その入り口となる第1の案内路37aの幅を位置決めピン18bよりもやや大きくしてあるため、位置決めピン18bを挿入しやすく、したがって、光源ユニット4はフランジ付ランプ25の着脱作業を行いやすくなっているが、前述した構造を有することで、フランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右および周方向の位置決め精度を高められるようになっている。
【0048】
そして、放電管10は、キセノンガスを封入したときに形成される突起部19を有するが(図2参照)、この突起部19は光がまっすぐ透過せずに影を形成する。そのため、光源ユニット4では、前述の位置決めによって、突起部19がランプハウス30の角部に位置して出射口32を向かないようにしている。
【0049】
また、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着する際、位置決めピン18a,18b,18cと、突起係合部35,37,36を目視で確認しながら作業を行えるので、双方の位置合わせに手間取るようなことはなく、フランジ付ランプ25の位置合わせを簡単に行うことができる。とりわけ、フランジ受面34aにマーカPを形成していれば、位置合わせをより簡単に行うことができる。その位置合わせは3つの位置決めピン18a,18b,18cを用いて行われているから、位置合わせした後の位置がずれ難くなっている。
【0050】
さらに、光源ユニット4では、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着してその装着状態を固定するのにキャップ部材のような他の部材は一切必要とされない。その上、フランジ付ランプ25をランプハウス30から取り外すときも、鍔部17を反時計回りに回転させることによって位置決めピン18a、18b、18cの突起係合部35、37、36への係合を解除し、その後、鍔部17を指でつまんでフランジ付ランプ25を上に持ち上げればよいので、フランジ付ランプ25は取り外しも簡単に行える。したがって、光源ユニット4では、フランジ付ランプ25の交換作業を簡単に行うことができる。
【0051】
しかも、フランジ付ランプ25のランプハウス30への装着が完了すると、ばね部材40に発生する付勢力を首部16が受けることによって位置決めピン18bが突起係止部37cに係止するようになる(位置決めピン18a,18cについても同様)。そのため、光源ユニット4では、フランジ付ランプ25の位置決め状態を確実に保持することができる。
【0052】
前述したように、フランジ付ランプ25の装着状態では、位置決めピン18bがばね部材40の付勢力を受けながら突起係止部37cの円弧状係止面に係止している。円弧状係止面は、凸状部37dよりもフランジ受面34a側に位置しているので、ある程度の力を加えながら鍔部17を反時計回りに回転させないかぎり、位置決めピン18bは凸状部37dを乗り越えられない。そのため、フランジ付ランプ25の装着状態はしっかりしたものとなっている(位置決めピン18a,18cについても同様)。
【0053】
しかし、位置決めピン18bが凸状部37dを乗り越えられるだけの力を加えながら鍔部17を反時計回りに回転させると位置決めピン18bが凸状部37dを乗り越えて突起係止部37cを脱出する。それに伴い、ばね部材40の付勢力によって首部16が持ち上げられるため、位置決めピン18bが第2の案内路37bを経て第1の案内路37bに至る。したがって、光源ユニット4では、位置決めピン18bの突起係止部37cへの係止状態を容易に解除することができ、フランジ付ランプ25をランプハウス30から比較的簡単に取り外すことができる。
【0054】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る光源ユニット14について、図12〜図21を参照して説明する。本実施形態に係る光源ユニット14は、第1の実施形態に係る光源ユニット4と比較して、フランジ付ランプ26とランプハウス38を有する点で相違し、他は同じ構成を有している。
【0055】
フランジ付ランプ26は第1の実施形態に係るフランジ付ランプ25と比較して、ばね部材40を有する点で相違している。ランプハウス38は第1の実施形態に係るランプハウス30と比較して、ばね部材40を有しない点で相違している。
【0056】
フランジ付ランプ26は位置決めフランジ15と放電管10とを有する。しかし、図12、図14,15に示すように、位置決めフランジ15は、首部16と鍔部17とを有し、鍔部17と位置決めピン18a,18b、18cとの間において、前述したばね部材40が首部16に遊嵌されている。ばね部材40は前述したとおりの板ばね構造を有し、位置決めピン18a、18b、18cに係止した状態で首部16に遊嵌されている。
【0057】
ランプハウス38は図17、図18に示すように、ランプハウス30と同様に円筒部34に突起係合部35,36,37が形成されている。しかし、ランプハウス38は円筒部34の内側にばね部材40が組み込まれてなく、この点でランプハウス30と相違している。
【0058】
そして、第2の実施形態に係る光源ユニット14も、フランジ付ランプ26をランプハウス38に装着するときは、位置決めフランジ15の鍔部17を指でつまみ、放電管10をランプハウス38の円筒部34に上側から挿入する。この場合も、放電管10はそのカソード端子21に予めリード線90が接続されている。
【0059】
すると、首部16は、円筒部34に対応した大きさを有するので、首部16を円筒部34に挿入することができる。その際、前述したとおりの適正位置合せができたときだけ位置決めピン18a,18b、18cを突起係合部35,37、36に挿入することができる。
【0060】
そして、適正位置合わせを行った後、鍔部17から指を離したときの状態が図19に示されている。フランジ付ランプ26では、ばね部材40が首部16における鍔部17と位置決めピン18a,18b、18cとの間に遊嵌されているので、適正位置合わせの行われた時点でばね部材40が鍔部17とフランジ受面34aとに接触して双方に挟まれる格好になる。
【0061】
続いて鍔部17を時計回りに回転させると、位置決めピン18a,18b、18cがそれぞれ突起係合部35,37、36の奥側に進み、それに伴い、鍔部17と、フランジ受面34aとの間隔が狭まるため、ばね部材40が鍔部17の張り出し面17dと、フランジ受面34aとによって押圧される。その結果、ばね部材40に付勢力が発生する。この付勢力は鍔部17を押し上げ、首部16を円筒部34からはずそうとする方向に作用する。そのため、鍔部17をさらに回転させて図20に示すように位置決めピン18bを第2の案内路37bの終点まで移動させたとき、ばね部材40により首部16が押し上げられ、それにより、位置決めピン18bが突起係止部37cの円弧状係止面に押し付けられて係止し、光源ユニット4と同様の最終係止状態が形成される。なお、図20では、位置決めピン18bのみ示し他の位置決めピンは図示を省略している。
【0062】
このようにして、フランジ付ランプ26をランプハウス38に装着することができ、それにより、図21に示すように、フランジ付ランプ26とランプハウス38とが一体化される。フランジ付ランプ26のランプハウス38への装着により、フランジ付ランプ26のランプハウス38に対する位置決めは、第1の実施形態と同様、上下左右および周方向いずれについても正確に行われ、かつその位置決めは極めて高精度である。
【0063】
また、位置決めが行われた際、ばね部材40の付勢力を首部16が受けることによって位置決めピン18bが突起係止部37cに係止しているため、光源ユニット14では、ランプハウス38に対するフランジ付ランプ26の正確な位置決め状態を確実に保持することができる。
【0064】
さらに、フランジ付ランプ26をランプハウス38に装着するときおよびランプハウス38から取り外すときは、位置決めピン18a,18b、18cと突起係合部35,37、36とを目視で確認しながら行えるから位置合わせは手間取らないし、キャップ部材のような他の部材を必要としないので、フランジ付ランプ26の交換作業を簡単に行うことができる。
【0065】
そのうえ、光源ユニット14の場合、ばね部材40がフランジ付ランプ26に遊嵌され、位置決めフランジ15や放電管10とともにフランジ付ランプ26を構成しているので、フランジ付ランプ26を交換することによって、ばね部材40も一緒に交換することができる。
【0066】
前述した光源ユニット4の場合、フランジ付ランプ25の交換を繰り返すことによって、中に組み込まれているばね部材40の凹凸の大きさが小さくなり、所望の付勢力が得られなくなるおそれがある。その場合、ばね部材40を交換する必要が生じるが、ばね部材40は、フランジ付ランプ25とは別体となってランプハウス30の中に組み込まれているので、フランジ付ランプ25とは別に交換しなければならない。しかしながら、光源ユニット14の場合、フランジ付ランプ26を交換することによってばね部材40も一緒に交換することができ、ばね部材40の交換が簡単に行えるようになっている。
【0067】
(変形例)
図23は別の光源ユニット50を示す正面図である。光源ユニット50は前述したフランジ付ランプ26と、ランプハウス48とを有している。ランプハウス48はフランジ保持部33と、フランジ保持部33が固定されるベース部材45と、反射ミラー46と、ベース部材45と反射ミラー46を保持する保持部材47とを有している。反射ミラー46は、例えば楕円集光ミラーなどの所定形状を有し、その内面を反射面とするミラーから構成される。反射ミラー46は、出射開口部を介して外部に出力されるよう、放電管10から放射される光(例えばUV光)を反射させるものである。
【0068】
この光源ユニット50でも、フランジ付ランプ26のフランジ保持部33への着脱は、前述した光源ユニット14と同様にして行うことができる。
【0069】
上記各実施の形態では、3本の位置決めピン18a,18b、18cを有する位置決めフランジ15を例にとって説明しているが、位置決めピンは複数あればよく、2本でもよい。例えば、図22に示す位置決めフランジ55のように、首部16の中心軸を挟んで対向する位置に位置決めピン18a,18bを1本ずつ、合わせて2本だけ設けてもよい。この場合、位置決めピン18a,18bの太さを変えておき、フランジ保持部についても、位置決めピン18a,18bに対応して大きさを異ならせた突起係合部を設けておく。こうすることで、上下左右および周方向の位置決めを正確にかつ精度よく行うことができる。さらに、3本の位置決めピン18a,18b、18cは、位置決めピン18bのみ太さが異なるが、3本すべての太さを変えてもよい。
【0070】
また、各実施の形態では、放電管に封入する不活性ガスとしてキセノンガスを封入したキセノンランプを例にとって説明しているが、不活性ガスとしてクリプトンガスやアルゴンガスを用いてもよい。また、放電管として水銀を封入した水銀ランプ(水銀キセノンランプ)、金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプでもよい。
【0071】
さらに、上記各実施の形態では、ランプハウス30の前面31aの中央に出射口32を設けているが、出射口は、左側面31b、右側面31cおよび後面31eのすべてに設けてもよいし、これらのいずれか少なくとも1つに設けても良い。この場合、突起部19がランプハウス30の角部に位置するようにし、それぞれの出射口32を向かないようにして放電管を位置決めする。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光源装置のカバーを取り外した状態の斜視図である。
【図2】第1の実施形態に係るフランジ付ランプの正面図である。
【図3】第1の実施形態に係るランプハウスの正面図である。
【図4】第1の実施形態に係る位置決めフランジの斜視図である。
【図5】同じく底面図である。
【図6】同じく、図4のVI−VI線断面図である。
【図7】同じく、図8のVII−VII線断面図である。
【図8】第1の実施形態に係るフランジ保持部の斜視図である。
【図9】同じく平面図である。
【図10】(a)は位置決めピン18bを突起係合部37に挿入し始めたときの状態、(b)は鍔部17から指を離したときの状態、(c)は位置決めピン18bが第2の案内路37bの奥側に進んだときの状態、(d)は位置決めピン18bが突起係止部37cの円弧状係止面に押し付けられた状態を示す図である。
【図11】第1の実施形態に係るフランジ付ランプをランプハウスに装着した状態の光源ユニットを示す正面図である。
【図12】第2の実施形態に係るフランジ付ランプの正面図である。
【図13】第2の実施形態に係るランプハウスの正面図である。
【図14】第2の実施形態に係る位置決めフランジの斜視図である。
【図15】同じく底面図である。
【図16】同じく、図14のXVI−XVI線断面図である。
【図17】第2の実施形態に係るフランジ保持部の斜視図である。
【図18】同じく平面図である。
【図19】適正位置合わせを行った後、鍔部から指を離したときの位置決めフランジおよびフランジ保持部を示す正面図である。
【図20】位置決めピンが円弧状係止面に係止したときの位置決めフランジおよびフランジ保持部を示す正面図である。
【図21】第2の実施形態に係るフランジ付ランプをランプハウスに装着した状態の光源ユニットを示す正面図である。
【図22】変形例に係る位置決めフランジの底面図である。
【図23】変形例に係る光源ユニットの正面図である。
【符号の説明】
【0073】
1…光源装置、2…ハウジング、4、14、50…光源ユニット、10…放電管、15…位置決めフランジ、16…首部、17…鍔部、17a…周側面、18a,18a,18c…位置決めピン、25、26…フランジ付きランプ、30…ランプハウス、
33…フランジ保持部、35,36,37…突起係合部、37a…第1の案内路、37b…第2の案内路、37c…突起係止部、40…ばね部材。
【技術分野】
【0001】
本発明は位置決めフランジを備えたフランジ付ランプ、光源ユニットおよび光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、キセノンランプ等を備えた光源装置が知られている。この種の光源装置ではランプが寿命をむかえるたびにランプを交換する必要があるため、ランプを光源装置に着脱できるような構造を備えていた。ところが、ランプの交換作業が煩雑なものであったため、従来、ランプの交換を容易に行えるようにした光源装置が知られていた(例えば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2001−176304号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
前述した特許文献1記載の光源装置は、ランプユニット(ランプハウスともいう)を有し、そのランプユニットにランプを装着するようになっている。ランプは円筒状の首部と鍔部とを備えた位置決めフランジを有し、一方、ランプユニットは位置決めフランジの首部よりもわずかに径の大きいフランジ保持部を有している。
【0004】
特許文献1記載の光源装置では、位置決めフランジの首部をフランジ保持部に挿入することによって、ランプユニットに対するランプの上下および左右方向の位置決めが行われ、フランジ保持部の内側に突出するネジの先端部分を首部の位置決め凹部に嵌め合わせることによって、ランプユニットに対するランプの円周方向の位置決めが行われるようになっている。
【0005】
しかし、ネジの先端部分を位置決め凹部に嵌め合わせる際、首部をフランジ保持部に挿入しておかねばならず、先端部分と位置決め凹部との嵌め合わせを双方の位置を目視で確認しながら行えなかったため、ランプユニットに対するランプの円周方向の位置決めに手間取るという課題があった。また、キャップ状の固定部材をランプにかぶせることによってランプを固定していたため、ランプの着脱に合せて固定部材も着脱しなければならなかった。さらに、ネジの先端部分を位置決め凹部に嵌め合わせやすくするため、先端部分の寸法と位置決め凹部の寸法とに相違(あそび)を持たせる必要があり、そのため、ランプの円周方向の位置決め精度を高められないという課題もあった。
【0006】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ランプユニットに対する着脱が簡単に行え、かつランプユニットに対するランプの位置決め精度の高い構造を備えたフランジ付ランプ、そのフランジ付ランプを備えた光源ユニットおよび光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明は、光を放射する放電管と、その放電管に固定された位置決めフランジとを有するフランジ付ランプであって、位置決めフランジは、放電管に固定されている円筒状の首部と、その首部に固定されかつその首部よりも径の大きい鍔部とを有し、首部に複数の位置決め突起が形成されているフランジ付ランプを特徴とする。
【0008】
このフランジ付ランプは、首部に位置決め突起が形成されているから、位置決め突起を目視で確認しながらフランジ保持部への位置合わせを行える。また、位置決め突起が複数形成されているから、フランジ保持部に位置合わせしたあと、位置ずれが起こり難い。
【0009】
また、複数の位置決め突起は、首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成され、鍔部の周側面にシボ加工が施されているようにすることができる。
【0010】
こうすると、フランジ付ランプを装着する際、鍔部を回転させるときに加える力を各位置決め突起にバランスよく加えることができ、しかも、鍔部の周側面にシボ加工が施されているから手が滑りにくい。
【0011】
さらに、上記フランジ付ランプは、首部における鍔部と複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有するようにすることができる。
【0012】
こうすると、フランジ付ランプとばね部材とが一体となって構成され、そのフランジ付ランプをフランジ保持部に装着したときに鍔部でばね部材を押圧することができる。
【0013】
また、ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有するようにすることができる。
【0014】
そして、本発明は、フランジ付ランプと、そのフランジ付ランプが装着されるランプハウスとを有する光源ユニットであって、フランジ付ランプは、光を放射する放電管と、その放電管に固定された位置決めフランジとを有し、位置決めフランジは、放電管に固定されている円筒状の首部と、その首部に固定されかつその首部よりも径の大きい鍔部とを有し、更に首部に複数の位置決め突起が形成され、ランプハウスは、円筒状のフランジ保持部を有し、複数の位置決め突起が係合する突起係合部がフランジ保持部における複数の位置決め突起それぞれに対応した位置に形成されている光源ユニットを提供する。
【0015】
この光源ユニットは各位置決め突起を各突起係合部に位置合わせした上で係合させることによって、フランジ付ランプをランプハウスに装着することができる。
【0016】
上記光源ユニットにおいて、複数の位置決め突起は、首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成され、鍔部の周側面にシボ加工が施されていることが好ましい。
【0017】
また、フランジ付ランプは、首部における鍔部と複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有し、そのばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有するようにすることができる。
【0018】
さらに、突起係合部は、フランジ保持部のうちの鍔部と対向するフランジ受面につながり、複数の位置決め突起それぞれに対応した大きさの突起案内路と、その突起案内路につながる突起係止部とを有するようにすることができる。
【0019】
こうすると、各位置決め突起をそれぞれの突起係合部において、突起案内路を経て突起係止部に案内して突起係止部に係止させることができる。
【0020】
この場合、突起案内路はフランジ受面の直交方向に伸びる第1の案内路と、その第1の案内路からフランジ受面からみて斜め方向に伸びる第2の案内路とを有し、突起係止部は、第2の案内路よりもフランジ受面側に拡張されていることが好ましい。
【0021】
こうすることによって、位置決め突起を突起係止部に係止させたときその位置決め突起をフランジ受面側に位置させることができる。
【0022】
そして、フランジ付ランプの位置決めフランジをフランジ保持部に装着したときに、フランジ付ランプの鍔部と、フランジ保持部のフランジ受面とによってばね部材が押圧されるように構成されているようにすることができる。
【0023】
こうすると、フランジ付ランプをフランジ保持部に装着できたときに、ばね部材を付勢してその付勢力がフランジ付ランプの鍔部にかかるようにすることができる。
さらに、ランプハウスは、フランジ保持部にばね部材が組み込まれ、そのばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有するようにすることもできる。
【0024】
そして、本発明は、上記いずれかの光源ユニットと、光源ユニットを収納するハウジングとを有する光源装置を提供する。
【発明の効果】
【0025】
以上のように本発明によれば、ランプユニットに対する着脱が簡単に行え、かつランプユニットに対するランプの位置決め精度の高い構造を備えたフランジ付ランプ、そのフランジ付ランプを備えた光源ユニットおよび光源装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0027】
(第1の実施形態)
図1は本発明の実施形態に係る光源装置1のカバーを取り外した状態の斜視図、図2はフランジ付ランプ25の正面図、図3はランプハウス30の正面図である。光源装置1はハウジング2と光源ユニット4を有している。ハウジング2は光源ユニット4を収納する直方体状に形成され、かつ図示しないカバーを着脱可能になっている。また、ハウジング2は平坦な板状のランプベース3を有し、そのランプベース3がカバーを取り外したときにハウジング2の出射面1aからみて後ろ側に出現する。そして、ランプベース3上に光源ユニット4が固定されている。さらに、ハウジング2は出射面1aに出射口5を有している。出射口5にはファイバ等の図示しないライトガイドが接続される。
【0028】
そして、光源ユニット4は、フランジ付ランプ25とランプハウス30とを有し、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着および取り外しできるようになっている。
【0029】
フランジ付ランプ25は放電管10と、位置決めフランジ15とを有し、放電管10のアノード電極側に留め具24を用いて位置決めフランジ15を固定した構造を有している。放電管10は不活性ガス(例えばキセノンガス)が封入され、放電によって光を出射する。
【0030】
位置決めフランジ15は、図4、図5、図6に詳しく示すように首部16と、鍔部17とを有している。首部16は円筒状に形成され、その内側に放電管10のアノード電極側部分が挿入されるようになっていて、軸方向一端側端面に鍔部17が固定されている。
【0031】
また、首部16はその周側面16aに形成された、上下左右および周方向の位置決めに用いる位置決め突起としての3本の位置決めピン18a,18b,18cを有している。位置決めピン18a,18b,18cは、周側面16aにおける下端面16bからの高さが等しい部分において周方向等間隔に配置されている。そして、位置決めピン18a,18cは太さの等しい棒状に形成されており、位置決めピン18bだけが他の2本の18a,18cよりも太さの太い棒状に形成されている。すなわち、位置決めピン18a、18cの太さ(直径)をa1とし、位置決めピン18bの太さ(直径)をa2としたときに、a1<a2となっている。
【0032】
鍔部17は首部16よりも径の大きい円板状に形成されていて、その周側面17aにシボ加工が施されている。また、鍔部17は首部16の固定されていない外側表面の中央部分に留め具24の嵌め込み凹部17bが形成され、その中央に挿通孔17cが形成されている。
【0033】
そして、留め具24の螺子部分を挿通孔17cに挿通して首部16に挿入されている放電管10のアノード電極側に固定することによって、放電管10と、位置決め位置決めフランジ15とが一体となってフランジ付ランプ25を構成している。放電管10を量産する(複数製造する)場合、それぞれの発光点の位置にはどうしてもばらつきが生じる。しかしながら、どの放電管10であろうとランプハウス30に装着したときには出射光の届く位置をすべて一致させねばならない。そのため、フランジ付ランプ25は、発光点の位置のばらつきに基づく位置調整を行った上で位置決めフランジ15が固定されている。そのため、どの放電管10をランプハウス30に装着しても正確に位置決めされることになる。
【0034】
次に、ランプハウス30は、概ね直方体状に形成されたハウス本体部31と、フランジ保持部33とを有し、ハウス本体部31の上面31dにフランジ保持部33が固定されて構成されている。ハウス本体部31は、前面31aと、左側面31b、右側面31cと、後面31eとを有している。前面31aは、中央に出射口32が形成されている。上面31dには図7に示すように挿通孔31fが形成され、この挿通孔31fを囲むようにしてフランジ保持部33が固定されている。フランジ保持部33は装着されたフランジ付ランプ25からの出射光が所望の位置に届くように位置決めして、上面31dに固定されている。そして、挿通孔31fの周縁部分と、後述する円筒部34の凹部34bとの間に後述するばね部材40が組み込まれている。
【0035】
フランジ保持部33は、図7、8、9に詳しく示すように、首部16の大きさ(径の大きさと高さ)に応じた円筒部34を有し、その円筒部34に3つの突起係合部35,36,37が形成された構造を有し、さらにアノード側のリード線80(図7,8,9には図示せず)が接続されている。突起係合部35,36,37は、円筒部34における軸方向上側のフランジ受面34aに形成されている。また、突起係合部35,36,37は、フランジ受面34aの、3つの位置決めピン18a,18c,18bのそれぞれに対応した位置に形成されている。突起係合部35,36,37は共通した形状を有するが、突起係合部35,36は位置決めピン18a,18cに対応し、突起係合部37は位置決めピン18bに対応している。突起係合部35,36には位置決めピン18a,18cが係合するも位置決めピン18bは係合不能であり、位置決めピン18bは突起係合部37に係合可能となっている。なお、図8に示すように、位置決めピン18bを突起係合部37に位置合わせしやすくするため、フランジ受面34aの突起係合部37付近に位置合わせの目安となるマーカPを付してもよい。マーカPは、位置決めピン18bを突起係合部37に位置合わせのするときの目安となる。
【0036】
そして、突起係合部35,36,37のうち突起係合部37について詳しく説明すると次のとおりである。突起係合部37は図7に示すように第1の案内路37aと第2の案内路37bと、突起係止部37cとを有している。第1の案内路37aは、フランジ受面34aを直交方向に部分的に除去するなどして形成された凹部であって、位置決めピン18bよりもやや大きい幅を有し、第2の案内路37bとともに位置決めピン18bを突起係止部37cまで案内する突起案内路を構成している。第2の案内路37bは、第1の案内路37aにつながり、フランジ受面34aから離れるような斜め方向にフランジ受面34aを除去する等して形成されている。突起係止部37cは、第2の案内路37bの先端部分につながる部分であって、フランジ受面34a側に拡張して形成された円弧状係止面を有している。突起係止部37cと第2の案内路37bの間の凸状部37dとの位置関係をみると、円弧状係止面は凸状部37dよりもフランジ受面34a側に位置した部分を有している。さらに、突起係止部37cの円弧状係止面はその曲率半径が位置決めピン18bよりもやや大きい大きさになっている。
【0037】
そして、ばね部材40は、円環状の薄板からなる。本実施形態のばね部材40は円環状の薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成して得られる板ばね構造を有している。なお、円環状の薄板からなるバネ部材として、スプリングワッシャーや皿バネにしても良い。ただし、周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状のばね部材や皿バネは円周方向に沿って均等の応圧力を得ることができるので放電管装着の安定性が増す。
【0038】
次に、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着するときの手順および取り外すときの手順と、その際のそれぞれの動作について説明する。
【0039】
まず、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着するときはフランジ付ランプ25の位置決めフランジ15の鍔部17を指でつまみ、放電管10をランプハウス30のフランジ保持部33の円筒部34に外側から挿入する。リード線90は、放電管10のカソード端子21に予め接続してもよいし、挿入後にリード線90をカソード端子21に接続してもよい。
【0040】
首部16は、円筒部34に対応した大きさを有するので、首部16を円筒部34に挿入することができる。その際、首部16は周側面に位置決めピン18a,18b,18cを有し、円筒部34はフランジ受面34aに突起係合部35,36,37が形成されているので、位置決めピン18a,18b,18cと、突起係合部35,36,37の位置を目視で確認しながら各位置決めピン18a,18c,18bをそれぞれに対応した突起係合部35,36,37に位置合わせすることができる。また、フランジ受面34aに付されたマーカPがあれば、マーカPを確認することによって位置合わせは容易となる。
【0041】
このとき、位置決めピン18a,18cと、位置決めピン18bとは太さが異なり(位置決めピン18bが位置決めピン18a,18cよりも太い)、また、突起係合部35,36が位置決めピン18a,18cに対応した大きさを有し、突起係合部37が位置決めピン18bに対応した大きさを有する。そのため、位置決めピン18a,18cを突起係合部35,36に位置合せでき、かつ位置決めピン18bを突起係合部37に位置合せできたとき(以下このときの位置合わせを「適正位置合わせ」という)だけ位置決めピン18a,18b、18cを突起係合部35,36、37に挿入することができる。位置決めピン18a,18b、18cの周方向の位置関係と突起係合部35,36、37の周方向の位置関係とは一致しているので、上記以外の位置合わせ(例えば、位置決めピン18bが突起係合部35に位置する格好の位置合わせ、以下「不適正位置合わせ」という)も可能であるが、位置決めピン18bの太さが突起係合部35、36の大きさよりも太くて挿入不能なので、不適正位置合わせでは、位置決めピン18a,18b、18cの3本とも突起係合部35,36,37に挿入することはできない。
【0042】
そして、前述した適正位置合わせを行うと位置決めピン18a,18b,18cを突起係合部35,37,36に挿入できるようになるが、位置合わせ後、鍔部17から指を離すと、位置決めピン18a,18b,18cが突起係合部35,37、36に入って突起係合部35,37、36内に係止した状態になる。ここで、位置決めピン18bについて、突起係合部37に入り始めたときを図示すると図10(a)のようになり、鍔部17から指を離したときを図示すると図10(b)のようになる。
【0043】
鍔部17から指を離すと、位置決めピン18bはフランジ付ランプ25とともに、方向f1に進み(フランジ付ランプ25が垂直方向に挿入される場合は重力によって落下する)、第1の案内路37aを通って第2の案内路37bの入り口付近で停止する。
【0044】
位置決めピン18a,18b、18cが突起係合部35,37、36に挿入されたことによって首部16の下端面16bがばね部材40に接触するようになるが、その状態のまま、周側面17aを指でつまみながら鍔部17を時計回りに少し回転させる。このとき、鍔部17の周側面17aにシボ加工が施されているので、鍔部17を回転させる際に指がすべり難く、鍔部17を確実に回転させることができる。また、位置決めピン18a,18b、18cが周方向等間隔に形成されているから、鍔部17を回転させるときに加える力をバランスよく位置決めピン18a,18b、18cに加えることができる。
【0045】
すると、図10(c)に示すように、位置決めピン18bが方向f2で示すように第2の案内路37bの奥側に進む。そうすると、首部16が円筒部34に深く嵌まり込むため、下端面16bによってばね部材40が押さえ付けられ、ばね部材40に付勢力が発生する。この付勢力は下端面16bを上方向に持ち上げ、首部16を円筒部34からはずそうとする方向に作用する。そのため、鍔部17をさらに回転させて位置決めピン18bを第2の案内路37bの終点まで移動させたとき、ばね部材40により首部16が押し上げられ、それにより、図10(d)に示すように、位置決めピン18bが方向f3に動いて突起係止部37cの円弧状係止面に押し付けられて係止する。
【0046】
以上の手順によってフランジ付ランプ25のランプハウス30への装着が完了し、それにより、図11に示すように、フランジ付ランプ25とランプハウス30とが一体化される。こうして、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着したときにフランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右および周方向の位置決めがなされ、かつフランジ付ランプ25の位置が固定されるようになる。そして、フランジ付ランプ25について、このような位置決めがなされることによって、放電管10から放出される出射光が出射口32を通って出力され、決められた位置を照射するようになる。
【0047】
位置決めピン18bが突起係止部37cに係止する最終係止状態が得られたときに、フランジ付ランプ25のランプハウス30への装着が完了する。最終係止状態は、鍔部17を周方向に回転させたときの最終段階で得られるものであり、最終係止状態では、フランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右はもとより周方向の位置も決めることができる。しかしながら、突起係止部37cの円弧状係止面と位置決めピン18bとの曲率半径が異なり、前者の方が後者よりも大きいため、最終係止状態では、図10(d)に示すように、位置決めピン18bの表面のごく狭い領域が突起係止部37cに係止しており、したがって、最終係止状態は、フランジ付ランプ25とランプハウス30との位置関係がごく限られた範囲内にあるときにだけ形成される。そのため、最終係止状態においてフランジ付ランプ25とランプハウス30との位置関係が最適なものとなるよう、位置決めフランジ15、フランジ保持部33それぞれの位置決めをしておけばよく、そうすることで、フランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右および周方向の位置決めは極めて精度の高いものとすることができる。突起係合部37は、その入り口となる第1の案内路37aの幅を位置決めピン18bよりもやや大きくしてあるため、位置決めピン18bを挿入しやすく、したがって、光源ユニット4はフランジ付ランプ25の着脱作業を行いやすくなっているが、前述した構造を有することで、フランジ付ランプ25のランプハウス30に対する上下左右および周方向の位置決め精度を高められるようになっている。
【0048】
そして、放電管10は、キセノンガスを封入したときに形成される突起部19を有するが(図2参照)、この突起部19は光がまっすぐ透過せずに影を形成する。そのため、光源ユニット4では、前述の位置決めによって、突起部19がランプハウス30の角部に位置して出射口32を向かないようにしている。
【0049】
また、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着する際、位置決めピン18a,18b,18cと、突起係合部35,37,36を目視で確認しながら作業を行えるので、双方の位置合わせに手間取るようなことはなく、フランジ付ランプ25の位置合わせを簡単に行うことができる。とりわけ、フランジ受面34aにマーカPを形成していれば、位置合わせをより簡単に行うことができる。その位置合わせは3つの位置決めピン18a,18b,18cを用いて行われているから、位置合わせした後の位置がずれ難くなっている。
【0050】
さらに、光源ユニット4では、フランジ付ランプ25をランプハウス30に装着してその装着状態を固定するのにキャップ部材のような他の部材は一切必要とされない。その上、フランジ付ランプ25をランプハウス30から取り外すときも、鍔部17を反時計回りに回転させることによって位置決めピン18a、18b、18cの突起係合部35、37、36への係合を解除し、その後、鍔部17を指でつまんでフランジ付ランプ25を上に持ち上げればよいので、フランジ付ランプ25は取り外しも簡単に行える。したがって、光源ユニット4では、フランジ付ランプ25の交換作業を簡単に行うことができる。
【0051】
しかも、フランジ付ランプ25のランプハウス30への装着が完了すると、ばね部材40に発生する付勢力を首部16が受けることによって位置決めピン18bが突起係止部37cに係止するようになる(位置決めピン18a,18cについても同様)。そのため、光源ユニット4では、フランジ付ランプ25の位置決め状態を確実に保持することができる。
【0052】
前述したように、フランジ付ランプ25の装着状態では、位置決めピン18bがばね部材40の付勢力を受けながら突起係止部37cの円弧状係止面に係止している。円弧状係止面は、凸状部37dよりもフランジ受面34a側に位置しているので、ある程度の力を加えながら鍔部17を反時計回りに回転させないかぎり、位置決めピン18bは凸状部37dを乗り越えられない。そのため、フランジ付ランプ25の装着状態はしっかりしたものとなっている(位置決めピン18a,18cについても同様)。
【0053】
しかし、位置決めピン18bが凸状部37dを乗り越えられるだけの力を加えながら鍔部17を反時計回りに回転させると位置決めピン18bが凸状部37dを乗り越えて突起係止部37cを脱出する。それに伴い、ばね部材40の付勢力によって首部16が持ち上げられるため、位置決めピン18bが第2の案内路37bを経て第1の案内路37bに至る。したがって、光源ユニット4では、位置決めピン18bの突起係止部37cへの係止状態を容易に解除することができ、フランジ付ランプ25をランプハウス30から比較的簡単に取り外すことができる。
【0054】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る光源ユニット14について、図12〜図21を参照して説明する。本実施形態に係る光源ユニット14は、第1の実施形態に係る光源ユニット4と比較して、フランジ付ランプ26とランプハウス38を有する点で相違し、他は同じ構成を有している。
【0055】
フランジ付ランプ26は第1の実施形態に係るフランジ付ランプ25と比較して、ばね部材40を有する点で相違している。ランプハウス38は第1の実施形態に係るランプハウス30と比較して、ばね部材40を有しない点で相違している。
【0056】
フランジ付ランプ26は位置決めフランジ15と放電管10とを有する。しかし、図12、図14,15に示すように、位置決めフランジ15は、首部16と鍔部17とを有し、鍔部17と位置決めピン18a,18b、18cとの間において、前述したばね部材40が首部16に遊嵌されている。ばね部材40は前述したとおりの板ばね構造を有し、位置決めピン18a、18b、18cに係止した状態で首部16に遊嵌されている。
【0057】
ランプハウス38は図17、図18に示すように、ランプハウス30と同様に円筒部34に突起係合部35,36,37が形成されている。しかし、ランプハウス38は円筒部34の内側にばね部材40が組み込まれてなく、この点でランプハウス30と相違している。
【0058】
そして、第2の実施形態に係る光源ユニット14も、フランジ付ランプ26をランプハウス38に装着するときは、位置決めフランジ15の鍔部17を指でつまみ、放電管10をランプハウス38の円筒部34に上側から挿入する。この場合も、放電管10はそのカソード端子21に予めリード線90が接続されている。
【0059】
すると、首部16は、円筒部34に対応した大きさを有するので、首部16を円筒部34に挿入することができる。その際、前述したとおりの適正位置合せができたときだけ位置決めピン18a,18b、18cを突起係合部35,37、36に挿入することができる。
【0060】
そして、適正位置合わせを行った後、鍔部17から指を離したときの状態が図19に示されている。フランジ付ランプ26では、ばね部材40が首部16における鍔部17と位置決めピン18a,18b、18cとの間に遊嵌されているので、適正位置合わせの行われた時点でばね部材40が鍔部17とフランジ受面34aとに接触して双方に挟まれる格好になる。
【0061】
続いて鍔部17を時計回りに回転させると、位置決めピン18a,18b、18cがそれぞれ突起係合部35,37、36の奥側に進み、それに伴い、鍔部17と、フランジ受面34aとの間隔が狭まるため、ばね部材40が鍔部17の張り出し面17dと、フランジ受面34aとによって押圧される。その結果、ばね部材40に付勢力が発生する。この付勢力は鍔部17を押し上げ、首部16を円筒部34からはずそうとする方向に作用する。そのため、鍔部17をさらに回転させて図20に示すように位置決めピン18bを第2の案内路37bの終点まで移動させたとき、ばね部材40により首部16が押し上げられ、それにより、位置決めピン18bが突起係止部37cの円弧状係止面に押し付けられて係止し、光源ユニット4と同様の最終係止状態が形成される。なお、図20では、位置決めピン18bのみ示し他の位置決めピンは図示を省略している。
【0062】
このようにして、フランジ付ランプ26をランプハウス38に装着することができ、それにより、図21に示すように、フランジ付ランプ26とランプハウス38とが一体化される。フランジ付ランプ26のランプハウス38への装着により、フランジ付ランプ26のランプハウス38に対する位置決めは、第1の実施形態と同様、上下左右および周方向いずれについても正確に行われ、かつその位置決めは極めて高精度である。
【0063】
また、位置決めが行われた際、ばね部材40の付勢力を首部16が受けることによって位置決めピン18bが突起係止部37cに係止しているため、光源ユニット14では、ランプハウス38に対するフランジ付ランプ26の正確な位置決め状態を確実に保持することができる。
【0064】
さらに、フランジ付ランプ26をランプハウス38に装着するときおよびランプハウス38から取り外すときは、位置決めピン18a,18b、18cと突起係合部35,37、36とを目視で確認しながら行えるから位置合わせは手間取らないし、キャップ部材のような他の部材を必要としないので、フランジ付ランプ26の交換作業を簡単に行うことができる。
【0065】
そのうえ、光源ユニット14の場合、ばね部材40がフランジ付ランプ26に遊嵌され、位置決めフランジ15や放電管10とともにフランジ付ランプ26を構成しているので、フランジ付ランプ26を交換することによって、ばね部材40も一緒に交換することができる。
【0066】
前述した光源ユニット4の場合、フランジ付ランプ25の交換を繰り返すことによって、中に組み込まれているばね部材40の凹凸の大きさが小さくなり、所望の付勢力が得られなくなるおそれがある。その場合、ばね部材40を交換する必要が生じるが、ばね部材40は、フランジ付ランプ25とは別体となってランプハウス30の中に組み込まれているので、フランジ付ランプ25とは別に交換しなければならない。しかしながら、光源ユニット14の場合、フランジ付ランプ26を交換することによってばね部材40も一緒に交換することができ、ばね部材40の交換が簡単に行えるようになっている。
【0067】
(変形例)
図23は別の光源ユニット50を示す正面図である。光源ユニット50は前述したフランジ付ランプ26と、ランプハウス48とを有している。ランプハウス48はフランジ保持部33と、フランジ保持部33が固定されるベース部材45と、反射ミラー46と、ベース部材45と反射ミラー46を保持する保持部材47とを有している。反射ミラー46は、例えば楕円集光ミラーなどの所定形状を有し、その内面を反射面とするミラーから構成される。反射ミラー46は、出射開口部を介して外部に出力されるよう、放電管10から放射される光(例えばUV光)を反射させるものである。
【0068】
この光源ユニット50でも、フランジ付ランプ26のフランジ保持部33への着脱は、前述した光源ユニット14と同様にして行うことができる。
【0069】
上記各実施の形態では、3本の位置決めピン18a,18b、18cを有する位置決めフランジ15を例にとって説明しているが、位置決めピンは複数あればよく、2本でもよい。例えば、図22に示す位置決めフランジ55のように、首部16の中心軸を挟んで対向する位置に位置決めピン18a,18bを1本ずつ、合わせて2本だけ設けてもよい。この場合、位置決めピン18a,18bの太さを変えておき、フランジ保持部についても、位置決めピン18a,18bに対応して大きさを異ならせた突起係合部を設けておく。こうすることで、上下左右および周方向の位置決めを正確にかつ精度よく行うことができる。さらに、3本の位置決めピン18a,18b、18cは、位置決めピン18bのみ太さが異なるが、3本すべての太さを変えてもよい。
【0070】
また、各実施の形態では、放電管に封入する不活性ガスとしてキセノンガスを封入したキセノンランプを例にとって説明しているが、不活性ガスとしてクリプトンガスやアルゴンガスを用いてもよい。また、放電管として水銀を封入した水銀ランプ(水銀キセノンランプ)、金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプでもよい。
【0071】
さらに、上記各実施の形態では、ランプハウス30の前面31aの中央に出射口32を設けているが、出射口は、左側面31b、右側面31cおよび後面31eのすべてに設けてもよいし、これらのいずれか少なくとも1つに設けても良い。この場合、突起部19がランプハウス30の角部に位置するようにし、それぞれの出射口32を向かないようにして放電管を位置決めする。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光源装置のカバーを取り外した状態の斜視図である。
【図2】第1の実施形態に係るフランジ付ランプの正面図である。
【図3】第1の実施形態に係るランプハウスの正面図である。
【図4】第1の実施形態に係る位置決めフランジの斜視図である。
【図5】同じく底面図である。
【図6】同じく、図4のVI−VI線断面図である。
【図7】同じく、図8のVII−VII線断面図である。
【図8】第1の実施形態に係るフランジ保持部の斜視図である。
【図9】同じく平面図である。
【図10】(a)は位置決めピン18bを突起係合部37に挿入し始めたときの状態、(b)は鍔部17から指を離したときの状態、(c)は位置決めピン18bが第2の案内路37bの奥側に進んだときの状態、(d)は位置決めピン18bが突起係止部37cの円弧状係止面に押し付けられた状態を示す図である。
【図11】第1の実施形態に係るフランジ付ランプをランプハウスに装着した状態の光源ユニットを示す正面図である。
【図12】第2の実施形態に係るフランジ付ランプの正面図である。
【図13】第2の実施形態に係るランプハウスの正面図である。
【図14】第2の実施形態に係る位置決めフランジの斜視図である。
【図15】同じく底面図である。
【図16】同じく、図14のXVI−XVI線断面図である。
【図17】第2の実施形態に係るフランジ保持部の斜視図である。
【図18】同じく平面図である。
【図19】適正位置合わせを行った後、鍔部から指を離したときの位置決めフランジおよびフランジ保持部を示す正面図である。
【図20】位置決めピンが円弧状係止面に係止したときの位置決めフランジおよびフランジ保持部を示す正面図である。
【図21】第2の実施形態に係るフランジ付ランプをランプハウスに装着した状態の光源ユニットを示す正面図である。
【図22】変形例に係る位置決めフランジの底面図である。
【図23】変形例に係る光源ユニットの正面図である。
【符号の説明】
【0073】
1…光源装置、2…ハウジング、4、14、50…光源ユニット、10…放電管、15…位置決めフランジ、16…首部、17…鍔部、17a…周側面、18a,18a,18c…位置決めピン、25、26…フランジ付きランプ、30…ランプハウス、
33…フランジ保持部、35,36,37…突起係合部、37a…第1の案内路、37b…第2の案内路、37c…突起係止部、40…ばね部材。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を放射する放電管と、該放電管に固定された位置決めフランジとを有するフランジ付ランプであって、
前記位置決めフランジは、前記放電管に固定されている円筒状の首部と、該首部に固定されかつ該首部よりも径の大きい鍔部とを有し、
前記首部に複数の位置決め突起が形成されていることを特徴とするフランジ付ランプ。
【請求項2】
前記複数の位置決め突起は、前記首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成されていることを特徴とする請求項1記載のフランジ付ランプ。
【請求項3】
前記首部における前記鍔部と前記複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有することを特徴とする請求項1または2記載のフランジ付ランプ。
【請求項4】
前記ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有することを特徴とする請求項4記載のフランジ付ランプ。
【請求項5】
フランジ付ランプと、該フランジ付ランプが装着されるランプハウスとを有する光源ユニットであって、
前記フランジ付ランプは、光を放射する放電管と、該放電管に固定された位置決めフランジとを有し、
前記位置決めフランジは、前記放電管に固定されている円筒状の首部と、該首部に固定されかつ該首部よりも径の大きい鍔部とを有し、更に前記首部に複数の位置決め突起が形成され、
前記ランプハウスは、円筒状のフランジ保持部を有し、前記複数の位置決め突起が係合する突起係合部が前記フランジ保持部における前記複数の位置決め突起それぞれに対応した位置に形成されていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項6】
前記複数の位置決め突起は、前記首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の光源ユニット。
【請求項7】
前記フランジ付ランプは、前記首部における前記鍔部と前記複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有し、該ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有することを特徴とする請求項5または6記載の光源ユニット。
【請求項8】
前記突起係合部は、前記フランジ保持部のうちの前記鍔部と対向するフランジ受面につながり、前記複数の位置決め突起それぞれに対応した大きさの突起案内路と、該突起案内路につながる突起係止部とを有することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項記載の光源ユニット。
【請求項9】
前記突起案内路は、前記フランジ受面の直交方向に伸びる第1の案内路と、該第1の案内路から前記フランジ受面からみて斜め方向に伸びる第2の案内路とを有し、
前記突起係止部は、前記第2の案内路よりも前記フランジ受面側に拡張されていることを特徴とする請求項8記載の光源ユニット。
【請求項10】
前記フランジ付ランプの前記位置決めフランジを前記フランジ保持部に装着したときに、前記フランジ付ランプの前記鍔部と、前記フランジ保持部の前記フランジ受面とによって前記ばね部材が押圧されるように構成されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項記載の光源ユニット。
【請求項11】
前記ランプハウスは、前記フランジ保持部にばね部材が組み込まれ、該ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有することを特徴とする請求項5または6記載の光源ユニット。
【請求項12】
請求項5〜11のいずれか一項記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットを収納するハウジングとを有することを特徴とする光源装置。
【請求項1】
光を放射する放電管と、該放電管に固定された位置決めフランジとを有するフランジ付ランプであって、
前記位置決めフランジは、前記放電管に固定されている円筒状の首部と、該首部に固定されかつ該首部よりも径の大きい鍔部とを有し、
前記首部に複数の位置決め突起が形成されていることを特徴とするフランジ付ランプ。
【請求項2】
前記複数の位置決め突起は、前記首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成されていることを特徴とする請求項1記載のフランジ付ランプ。
【請求項3】
前記首部における前記鍔部と前記複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有することを特徴とする請求項1または2記載のフランジ付ランプ。
【請求項4】
前記ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有することを特徴とする請求項4記載のフランジ付ランプ。
【請求項5】
フランジ付ランプと、該フランジ付ランプが装着されるランプハウスとを有する光源ユニットであって、
前記フランジ付ランプは、光を放射する放電管と、該放電管に固定された位置決めフランジとを有し、
前記位置決めフランジは、前記放電管に固定されている円筒状の首部と、該首部に固定されかつ該首部よりも径の大きい鍔部とを有し、更に前記首部に複数の位置決め突起が形成され、
前記ランプハウスは、円筒状のフランジ保持部を有し、前記複数の位置決め突起が係合する突起係合部が前記フランジ保持部における前記複数の位置決め突起それぞれに対応した位置に形成されていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項6】
前記複数の位置決め突起は、前記首部の周方向等間隔に配置され、かつ太さの異なる棒状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の光源ユニット。
【請求項7】
前記フランジ付ランプは、前記首部における前記鍔部と前記複数の位置決め突起との間に遊嵌されたばね部材を更に有し、該ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有することを特徴とする請求項5または6記載の光源ユニット。
【請求項8】
前記突起係合部は、前記フランジ保持部のうちの前記鍔部と対向するフランジ受面につながり、前記複数の位置決め突起それぞれに対応した大きさの突起案内路と、該突起案内路につながる突起係止部とを有することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項記載の光源ユニット。
【請求項9】
前記突起案内路は、前記フランジ受面の直交方向に伸びる第1の案内路と、該第1の案内路から前記フランジ受面からみて斜め方向に伸びる第2の案内路とを有し、
前記突起係止部は、前記第2の案内路よりも前記フランジ受面側に拡張されていることを特徴とする請求項8記載の光源ユニット。
【請求項10】
前記フランジ付ランプの前記位置決めフランジを前記フランジ保持部に装着したときに、前記フランジ付ランプの前記鍔部と、前記フランジ保持部の前記フランジ受面とによって前記ばね部材が押圧されるように構成されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項記載の光源ユニット。
【請求項11】
前記ランプハウスは、前記フランジ保持部にばね部材が組み込まれ、該ばね部材は、円環状薄板を周方向に沿って凹凸を繰り返す波板状に形成した板ばね構造を有することを特徴とする請求項5または6記載の光源ユニット。
【請求項12】
請求項5〜11のいずれか一項記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットを収納するハウジングとを有することを特徴とする光源装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2010−86795(P2010−86795A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−254799(P2008−254799)
【出願日】平成20年9月30日(2008.9.30)
【出願人】(000236436)浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年9月30日(2008.9.30)
【出願人】(000236436)浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Fターム(参考)】
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