光源装置及发光管 【技术领域】
本发明涉及一种光源装置及适用于该光源装置的发光管，其中该光源装置具有：发光管，其在长度方向的两端部具有外部连接用电极；冷却用构件，其形成为大致筒状，冷却以非接触状态配置于内部空间的所述发光管。
背景技术
这样的光源装置为下述装置：用于将从例如紫外线灯等的发光管射出的光对各种的处理对象物照射，进行树脂的硬化等规定的处理。
这样的光源装置由于在点灯动作时发光管变成高温，因此具有用于抑制发光管的过度的温度上升的冷却机构。
作为该冷却机构的结构，例如下述专利文献1所述地，考虑将水冷套等冷却用构件配置成围绕发光管的周围的状态。
下述专利文献1的水冷套为使从发光管射出的光透过而由石英制的双层管构成，其构成为在该双层管的内管和外观之间的空间流动冷却水。
以往，从使冷却作用均等地作用于发光管的角度考虑，水冷套的内部空间中的发光管的配置方式采用以下结构：使内部空间的中心轴(内管的中心轴)与发光管的中心轴一致，且配置于内部空间的中央位置。
专利文献1：日本特开2004-39511号公报
但是，随着近年来发光管的输出的增大，若配置如上述现有构造的发光管，则会产生对发光管的冷却效率不充分的情况。
【发明内容】
本发明鉴于上述问题，其目的在于，避免装置成本的增大，同时尽可能地提高对发光管的冷却效率。
本申请的第一发明的光源装置，具有：发光管，其在长度方向的两端部具有外部连接用电极；冷却用构件，其形成为大致筒状，且冷却以非接触状态配置于内部空间的所述发光管，其中，在所述内部空间中，以所述发光管的上端和所述冷却用构件的内壁的间隔比所述发光管的下端和所述冷却用构件的内壁的间隔短的方式来设定所述发光管的存在位置。
即，伴随发光管输出的增大，来自发光管的发热也增大。由发光管放射的热量在围绕发光管的冷却用构件的内部空间中不均等地扩散，而是受重力的影响集中在发光管的上方。其结果是，在所述内部空间内为不均匀的热量分布。
因此，若将发光管配置于冷却用构件的内部空间的中央，则对发光管地上部的冷却效果不充分。
因此，作为在冷却用构件的内部空间中的发光管的配置，以发光管的上端和冷却用构件的内壁的间隔比发光管的下端和冷却用构件的内壁的间隔短的方式配置。换言之，使发光管在冷却用构件的内部空间中偏向上方侧地配置。
并且，上端、下端、上方、下方是指重力的方向，即铅直方向中的上下的意思。
通过这样配置，发光管的上端更接近于冷却用构件的内壁，来自冷却用构件的内壁的冷却效果更强。
并且，若来自发光管的发热变得极大，则会发生该热量引起发光管向下方弯曲的情况。
在像这样发光管向下方弯曲的情况下，若发光管的下端侧接触冷却用构件的内壁，则由于发光管上的该接触部位过度冷却而不能维持正常的点灯状态。因此，将发光管如上述地配置，通过使发光管的下端侧和冷却用构件的内壁的间隔相对长，发光管即使弯曲也能够避免其与冷却用构件的内壁接触的情况。
并且，本申请的第二发明，在上述第一发明的结构的基础上，所述发光管为直管形状的发光管。
由于直管形状的发光管容易受上述热量问题的影响，容易发生发光管的弯曲等问题，因此如上述地配置发光管特别有用。
并且，本申请的第三发明，在上述第一或第二发明的结构的基础上，所述冷却用构件以所述内部空间呈大致圆柱形状的方式形成，在所述发光管中，所述外部连接用电极的存在部位通过支承构件支承，所述支承构件内嵌于所述冷却用构件的内壁，所述支承构件形成为，在沿所述长度方向观察的情况下与所述冷却用构件的内壁之间形成间隙的形状，在沿所述长度方向观察的情况下，在所述支承构件中的所述发光管的支承位置设定为靠向所述冷却用构件的内部空间的上方侧，在所述冷却用构件上具有止转构件，该止转构件与所述支承构件的至少一部分抵接，并止转所述支承构件，所述光源装置具有冷却风生成机构，其将所述支承构件和所述冷却用构件的内壁之间的间隙作为通风路径，生成冷却所述发光管的冷却风。
即，在所述内部空间呈大致圆柱形状的情况下，作为用于使所述内部空间中的发光管的存在位置偏向上方侧偏移的结构，通过仅使支承所述外部连接用电极的存在部位的支承构件中的所述发光管的支承位置靠向上方偏移的简单结构来实现。
并且，利用在该支承构件的端缘和冷却用构件的内壁之间形成间隙，作为用于冷却发光管的冷却风的通风路径。
进而，通过与支承构件的至少一部分抵接的单纯的结构，能够构成阻止支承构件在冷却用构件的内部空间内旋转的止转构件，能够维持发光管的适当姿势。
并且，本申请的第四发明，在上述第一或第二发明的结构的基础上，所述冷却用构件以所述内部空间呈大致圆柱形状的方式形成，在所述发光管中，所述外部连接用电极的存在部位通过支承构件支承，所述支承构件内嵌于所述冷却用构件的内壁，所述支承构件形成为，在沿所述长度方向观察的情况下为多边形的形状，在沿所述长度方向观察的情况下，在所述支承构件中的所述发光管的支承位置设定为比所述支承构件的外接圆的中心更靠上方侧，在所述冷却用构件上具有止转构件，该止转构件与多边形形状的所述支承构件的至少一边抵接，并止转所述支承构件，所述光源装置具有冷却风生成机构，其将所述支承构件和所述冷却用构件的内壁之间的间隙作为通风路径，生成冷却所述发光管的冷却风。
即，在所述内部空间呈大致圆柱形状的情况下，作为使在所述内部空间中的发光管的存在位置偏向上方侧的结构，通过仅使在支承所述外部连接用电极的存在部位的支承构件中的所述发光管的支承位置靠向上方侧偏移的简单结构来实现。
并且，该支承构件在发光管的沿长度方向观察的情况下为多边形形状，利用在支承构件的端缘和冷却用构件的内壁之间形成间隙，作为用于冷却发光管的冷却风的通风路径。
进而，通过支承构件为多边形形状，由其至少一边抵接的简单结构，能够构成阻止支承构件在冷却用构件的内部空间内旋转的止转构件，能够维持发光管的适当姿势。
并且，本申请的第五发明，在上述第二发明的结构的基础上，所述发光管具有支承所述外部连接用电极的存在部位的支承构件，且在沿所述长度方向观察的情况下，以所述支承构件的外接圆的中心与所述长度方向中央部的所述发光管的外接圆的中心呈错位的状态形成。
因此，仍旧利用以往存在的内部空间呈大致圆柱形状的筒状的冷却用构件，仅通过在该内部空间内设置具备具有上述结构的支承构件的发光管，则在光源装置中，能够以发光管的上端和冷却用构件的内壁的间隔比发光管的下端和冷却用构件的内壁的间隔短的方式设定在所述内部空间中的发光管的位置关系。
并且，本申请的第六发明，在长度方向的两端部具有外部连接用电极的直管形状的发光管中，具有支承所述外部连接用电极的存在部位的支承构件，且在沿所述长度方向观察的情况下，以所述支承构件的外接圆的中心与所述长度方向中央部的所述发光管的外接圆的中心呈错位的状态形成。
因此，对于将该结构的发光管安装到光源装置，仍旧利用以往存在的内部空间呈大致圆柱形状的筒状的冷却用构件，仅通过在该内部空间内设置具备具有上述结构的支承构件的发光管，则能够以发光管的上端和冷却用构件的内壁的间隔比发光管的下端和冷却用构件的内壁的间隔短的方式设定在所述内部空间中的发光管的位置关系。
根据上述第一发明，仅通过将发光管在冷却用构件的内部空间中偏向上方侧配置，则发光管的上端更接近冷却用构件的内壁，来自冷却用构件的内壁的冷却作用变得更强。
因此，能够避免装置成本的增大，同时尽可能地提高对发光管的冷却效率。
并且，根据上述第二发明，在使用直管形状的发光管的情况下，能够有效地提高对发光管的冷却效率，能够避免发光管的弯曲等问题。
并且，根据上述第三发明，利用发光管的支承构件，其中发光管具有用于使在冷却用构件的内部空间中的发光管的存在位置偏向上方侧的结构，从而形成用于冷却发光管的冷却风的通风路径且能够利用于止转发光管而使其维持于适当姿势，因此，能够将支承发光管的支承构件多功能化而有效灵活运用。
并且，根据上述第四发明，通过使发光管的支承构件设置为多边形形状，其中发光管具有用于使在冷却用构件的内部空间中的发光管的存在位置偏向上方侧的结构，从而形成用于冷却发光管的冷却风的通风路径且能够利用于止转发光管而使其维持于适当姿势，因此，能够将支承发光管的支承构件多功能化而有效灵活运用。
并且，根据上述第五发明，仍旧利用以往存在的内部空间呈大致圆柱形状的筒状的冷却用构件，仅通过在该内部空间内设置具备具有上述结构的支承构件的发光管，则在光源装置中，能够以发光管的上端和冷却用构件的内壁的间隔比发光管的下端和冷却用构件的内壁的间隔短的方式设定在所述内部空间中的发光管的位置关系，因此，能够避免装置成本的增大，同时尽可能地提高对发光管的冷却效率。
并且，根据上述第六发明，在发光管组装到光源装置时，仍旧利用以往存在的内部空间呈大致圆柱形状的筒状的冷却用构件，仅通过在该内部空间内设置具备具有上述结构的支承构件的发光管，则在光源装置中，能够以发光管的上端和冷却用构件的内壁的间隔比发光管的下端和冷却用构件的内壁的间隔短的方式设定在所述内部空间中的发光管的位置关系，因此，能够避免装置成本的增大，同时尽可能地提高对发光管的冷却效率。
【附图说明】
图1为本发明的实施方式所涉及的光源装置的局部剖面图。
图2为本发明的实施方式所涉及的主要部分局部剖面图。
图3为本发明的实施方式所涉及的光源装置的侧视图。
图4为表示本发明的另一实施方式所涉及的发光管的图。
图5为本发明的另一实施方式所涉及的光源装置的侧视图。
图中：1-发光管；28-止转构件；CA-冷却风生成机构；CM-冷却用构件；EO-外部连接用电极；SP-支承构件。
【具体实施方式】
以下，根据附图说明本发明的光源装置的实施方式。
如图1的局部剖面图所示，本发明的方式的光源装置UL由发光管1和作为冷却发光管1的冷却用构件CM的水冷套2作为主要部分而构成。
并且，在图1中，为便于观察附图，发光管1以外的部分用剖面图表示，且在细节部分适当地省略表示剖面的斜线的图示。
在本实施方式的发光管1为紫外线灯，整体形成为棒状的直管形状，在其长度方向的两端部，密封有与发光管1内部的放电用电极11连接的电极用引线12，该电极用引线12的向发光管1的外部延伸出的部分作为外部连接用电极EO被抽出。
电极用引线12的向玻璃管的密封部位及外部连接用电极EO的存在部位由金属盖13保护，金属盖13的存在部位与外用连接用电极EO的存在部位一致。
在长度方向两端部的一对金属盖13上以外嵌状态安装有支架14，该支架14的外边缘以内嵌于水冷套2的内壁的状态配置在水冷套2内。
即，在发光管1中，支架14为支承外部连接用电极EO的存在部位的支承构件SP。
水冷套2的结构包括：圆筒形状的内管21、同样为圆筒形状且比内管21直径大的外管22、用于保持它们的构件，整体形成为大致筒状。
发光管1以与水冷套2的内部非接触状态配置在水冷套2的内部空间(更具体地说，主要是内管21的内部空间)中，构成水冷套2围绕发光管1的周围的状态。
内管21和外管22均为石英制，它们配置为同轴状，内管21和外管22之间的空间构成冷却水的通路。
内管21形成为比外管22略长条状，配置为同轴状的内管21及外管22的长度方向两端部由密封用环23夹持，将内管21和外管22之间的间隔保持为一定。
在密封用环23上具有用于导入或排出冷却水的给排水孔23a，在图1中，在右侧的密封用环23的给排水孔23a连接给水管24而作为给水侧，并且，在左侧的密封用环23的给排水孔23a连接排水管25而作为排水侧。
一对密封用环23分别由环状的保持构件26保持而定位，外管22和密封用环23之间、内管21和密封用环23及保持构件26之间通过O型环来密封。
配置有发光管1的水冷套2的内部空间在内管21和保持构件26的边界附近存在微小的台阶，但整体呈大致圆柱形状。
在保持构件26上连接有用于向水冷套2的内部空间送入冷却风的给气通道3。
在内管21和外管22之间，在水冷套2的上部中央附近，以将内管21及外管22的管壁贯通的状态安装有排气用的管道27。
各管道27与内管21及外管22的连接部位被气密密封而防止冷却水的漏出。
由给水管24供给的冷却水经过由密封用环23的内表面侧和内管21的外表面形成的空间，流入内管21和外管22之间的空间，进而经过由相反侧(排水侧)的密封用环23的内表面和内管21的外表面形成的空间向排水管25排出。
在发光管1中支承长度方向两端部的金属盖13的支架14与内管21的长度方向的端缘相接，并且以内嵌于保持构件26的状态定位。
如水冷套2的长度方向端部附近的放大图的图2及在沿发光管1的长度方向观察的情况下的侧视图的图3所示，支架14在沿发光管1的长度方向观察下形成为多边形的形状(更具体地说，为三角形形状)，其各顶点与水冷套2的内壁(具体地说，为保持构件26的内壁26a)抵接。支架14所形成的三角形的形状为正三角形或接近于正三角形的等边三角形，并且使各顶点平衡良好地抵接于水冷套2的内壁。
在沿所述长度方向观察的情况下，内壁26a呈圆形，在仅有支架14内嵌于保持构件26的支承结构中，支架14围绕水冷套2的内部空间的中心轴(后述的轴β)旋转。
在保持构件26的侧壁上安装有止转该支架14的止转构件28。
如图2所示，止转构件28为将板材弯曲形成为L字状的构件，下部的纵向姿态的部分固定于保持构件26的侧面，上部的水平姿态的部分与支架14的底边抵接，从而进行支架14的止转。
为将多边形形状(具体地说，为三角形)的支架14止转，如上所述，通过使回转构件28抵接到多边形形状的一边而能够实现，但为进行更牢固地止转，也可使止转构件与其他的边(斜边)也抵接而止转支架14，在沿所述长度方向观察的情况下与多边形形状的支架14的至少一边抵接而止转支架14也可。
进而，因为支架14的各顶点抵接的保持构件26的内壁26a为在沿发光管1的长度方向观察的情况下呈圆形的关系，所以如通过图3明确地，在保持构件26的内壁26a和支架14的外边缘之间存在间隙，该间隙成为从给气通道3供给的冷却风的通风路径。
并且，图2为表示图1的右侧端部(给水侧的端部)的图，相反侧的左侧端部(排水侧的端部)的结构对称地构成为完全相同的结构。
在该图2中，与图1同样，发光管1以外的部分用剖面图表示，且在细节部分适当地省略表示剖面的斜线的图示。
另外，图3为表示从图1的右侧端部(给水侧的端部)的沿所述长度方向观察的情况下的图，相反侧的左侧端部(排水侧的端部)的结构也完全相同地构成。
进而，在图3中，为便于观察附图，省略给气通道3、给水管24及外部连接用电极EO的图示。
水冷套2的内部空间中的发光管1的配置位置如图1至图3所示，并不是发光管1位于水冷套2的内部空间的中心，而是使发光管1比所述内部空间的中心更靠向上方偏移。
根据图3说明，在沿发光管1的长度方向观察的情况下，轴α为沿长度方向延伸的发光管1的中心轴，并且，由于同样是金属盖13的中心，因此为代表支架14上的发光管1的支承位置的位置。
并且，轴β在沿发光管1的长度方向观察的情况下为水冷套2的内部空间的中心轴、支架14的外接圆的中心。在本实施方式中，由于水冷套2的内部空间呈大致圆柱状的关系，因此保持构件26的内壁26a所成的圆相当于支架14的外接圆。
轴α和β在上下方向上并列，在沿发光管1的长度方向观察的情况下，在支架14上的发光管1的支承位置设定为，相对于支架14的外接圆的中心仅向上方偏移相当于轴α和β在上下方向上的间隔的距离。
由于在长度方向的两端部将发光管1安装于图3所示的位置，因此其结果是，发光管1与大致圆柱形状的所述内部空间的中心轴呈平行姿态，并且其存在位置设定为：在所述内部空间中，发光管1的上端和水冷套2的内壁(在此为内管21的内壁)的间隔(图2中用距离a表示)比发光管1的下端和水冷套2的内壁(内管21的内壁)的间隔(图2中用距离b表示)短，即，为a＜b的关系。
以上，对水冷套2的内部空间中的发光管1的存在位置的观点进行了说明，但若着眼于为采用这样的存在位置的发光管1的结构，则在沿发光管1的长度方向观察的情况下，以下述状态形成：作为支承外部连接用电极EO的存在部位的支承构件SP的支架14的外接圆的中心(图3中的轴β的位置)与所述长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心α呈现错位。
在本实施方式中，发光管1除去长度方向端部为圆柱形状，并且，由于相对于中心轴为轴对称的形状，因此所述长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心的位置与在图3中轴α所示的位置一致。
由于发光管1这样构成，仅通过将发光管1插入大致圆柱形状的水冷套2的内部空间，就能够实现如上述的在所述内部空间中的发光管1的存在位置的设定。
在水冷套2和发光管1如图1所示地安装后的状态下，由给水管24供给冷却水，并且，冷却风由作为生成冷却发光管1的冷却风的冷却风生成机构CA的鼓风扇4供给且经过一对给气通道3，在该状态下，发光管1被点灯驱动。
发光管1伴随点灯驱动而发热，特别是有热量集中在上部侧的倾向，但通过发光管1的上部接近水冷套2的内壁而有效地除去该热量。
进而，冷却风经过左右的给气通道3且将支架14和保持构件26的内壁26a之间的间隙作为通风路径供给，该冷却风通过发光管1的周围空间冷却发光管1，且从管道27向水冷套2的外部排出。
[其他实施方式]
以下，列述本发明的其他实施方式。
(1)在上述实施方式中，由于发光管1本身形成为，支架14的外接圆的中心(图3中的轴β)和所述长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心(图3中的轴α的位置)呈错位的状态，因此水冷套2的结构没有采用特别的结构，但也可以采用与此相反的组合。
即，也可以采用以下结构：发光管1本身形成为，支架14的外接圆的中心和所述长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心一致的单纯的形状，而使在水冷套2的两端部的支架14的支持位置靠向上方错位。
(2)在上述实施方式中，在沿发光管1的长度方向观察的情况下，举例表示了作为支承外部连接用电极EO的存在部位的支承构件SP的支架14的形状采用三角形的情况，但也可以为四边形以上的多边形。
(3)在上述实施方式中，举例表示了设置作为冷却风生成机构CA的鼓风扇4向水冷套2的内部空间供给冷却风的情况，但也可以采用以下结构：通过从设置于水冷套2的壁面的管道27侧吸气，从而向水冷套2的内部空间送入冷却风。
进而，可以采用从给气通道3侧吸气的结构。
(4)在上述实施方式中，作为发光管1举例表示了紫外线灯，但紫外线以外的各种波长的发光管1也可以适用于本发明。
(5)在上述实施方式中，发光管1本身的形状采用相对于其中心轴α轴对称的形状，通过使由支架14决定的金属盖13的保持位置从支架14的外接圆的中心(轴β)错位，从而，在沿发光管1的长度方向观察的情况下，支承构件SP(支架14)的外接圆中心和长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心呈错位的状态，但也可以设置为：发光管1的形状采用图4所示的形状且为与上述同样的位置关系。
根据图4及在沿发光管1的长度方向观察的情况下表示发光管1的支承状态的图5(上述实施方式中图3对应的图)进一步具体地说明。并且，在图4及图5中，对与上述实施方式中的构件对应的构件付以同样的符号。另外，在图4中省略支架14的图示。
即，发光管1整体上形成为与上述实施方式同样的大致圆柱形状，但在沿发光管1的长度方向观察的情况下的金属盖13的存在位置形成为，从长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心(与上述实施方式同样地用轴α表示)错位的形状。
在图4中同样将支承构件SP(支架14)的外接圆的中心用轴β表示，如图5所示，支架14以在沿发光管1的长度方向观察的情况下金属盖13的中心与轴β一致的状态支承金属盖13。在图5所示例中，在形成为正三角形的支架14的重心位置保持金属盖13。
通过这样的配置结构，在沿发光管1的长度方向观察的情况下，支承构件SP(支架14)的外接圆的中心(轴β)和长度方向中央部的发光管1的外接圆的中心(轴α)呈错位的状态。
详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但技术人员明确可以不脱离本发明的精神和范围而添加各种变更和修正。本申请基于2007年7月10日申请的日本专利申请(专利申请2007-180476)，其内容在此作为参照而引入。