(57)【要約】【課題】小型かつ軽量で持ち運びができ、しかも消費電力の少ない安価な携帯型ＬＥＤ光照射器を提供する。【解決手段】本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器１は、正面に挿入口４が設けられた筐体２と、筐体内に設けられ、義歯床Ｄを収容する大きさの照射室３と、照射室内に設けられ、挿入口４から挿入した義歯床Ｄを載置する載置台５と、照射室内の載置台５と対向する位置に設けられ、直列接続した複数個のＬＥＤを複数列並べて配置したＬＥＤ群１２，１２，…から載置台５に向けて集中的にＬＥＤ光を照射する光源部９と、筐体２に内蔵され、商用電源からの電力をＬＥＤの定格電圧に変換して光源部９に供給する電源部１５と、電源部１５から光源部９のＬＥＤ群１２に流れる電流を検出し、検出した電流が制限電流を超えたときにＬＥＤ群１２に流れる電流を遮断しつつ一定の制限電流が流れるように制御する電流制限回路３０を備えて構成されている。【選択図】図１
2014128484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面に挿入口が設けられた筐体と、
前記筐体内に設けられ、義歯床または石膏模型を収容する大きさの照射室と、
前記照射室内に設けられ、前記挿入口から挿入した義歯床または石膏模型を載置する載置台と、
前記照射室内の前記載置台と対向する位置に設けられ、直列接続した複数個のＬＥＤを複数列並べて配置したＬＥＤ群から前記載置台に向けて集中的にＬＥＤ光を照射する光源部と、
前記筐体に内蔵され、商用電源からの電力をＬＥＤの定格電圧に変換して前記光源部に供給する電源部と、
前記電源部から前記光源部のＬＥＤ群に流れる電流を検出し、検出した電流が制限電流を超えたときに前記ＬＥＤ群に流れる電流を制御する電流制限回路と、
を備えたことを特徴とする携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項２】
前記電源部が、前記商用電源に入力端子を介して接続される巻線と、この巻線を均等に分割した個々の出力端子に接続され、前記ＬＥＤ群に直流電圧を供給する全波整流回路とから構成された等電圧分配方式の電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項３】
前記電源部が、前記商用電源に入力端子を介して接続される巻線と、この巻線の出力端子に接続され、前記ＬＥＤ群に直流電圧を供給するコンデンサインプット型整流回路とから構成されたトランス方式の電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項４】
前記電流制限回路が、前記全波整流回路または前記コンデンサインプット型整流回路の出力端に一端が接続されたバイアス抵抗と、前記バイアス抵抗の他端にゲートが接続され、かつ、前記ＬＥＤ群にドレインが接続されたＦＥＴと、前記バイアス抵抗の他端にコレクタが接続され、かつ、前記ＦＥＴのソースにベースが接続されたトランジスタと、前記ＦＥＴのソースに一端が接続され、かつ、前記トランジスタのエミッタに他端が接続された電流制限抵抗と、からなることを特徴とする請求項２または３に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項５】
前記電流制限回路が、前記全波整流回路または前記コンデンサインプット型整流回路の出力端に一端が接続されたバイアス抵抗と、前記バイアス抵抗の他端にベースが接続され、かつ、前記ＬＥＤ群にコレクタが接続された第１のトランジスタと、前記バイアス抵抗の他端にコレクタが接続され、かつ、前記第１のトランジスタのエミッタにベースが接続された第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタのエミッタに一端が接続され、かつ、前記第２のトランジスタのエミッタに他端が接続された電流検出抵抗と、からなることを特徴とする請求項２または３に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項６】
前記光源部が、前記筐体の天板から前記載置台に向かって開口部が広くなる断面略台形状の基板と、この基板上に実装された複数列のＬＥＤ群とからなるＬＥＤ基板により構成されており、かつ、前記ＬＥＤ基板と前記筐体との間にＬＥＤ光放熱用の隙間あるいはアルミニウム製の放熱板が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項７】
前記照射室の内面に鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、義歯床のリベース材として用いられるアクリル系レジンおよび硬質レジンを硬化させるＬＥＤ光照射器に係り、特に、歯科訪問診療で義歯床を補修する際に使用できるように持ち運び可能とした携帯型ＬＥＤ光照射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、日本では高齢化率が２３％を超える超高齢化社会に突入しており、在宅介護を受ける高齢者に対する歯科訪問診療が重要な課題となっている。また、歯科訪問診療の多くは義歯床の補修であるため、補修用のリベース材を使用する機会が多くなり、変形の少ない光硬化型リベース材の需要も多くなりつつある。しかし、歯科訪問診療で光硬化型リベース材を使用するに当たっては、歯科医が持ち運びできるコンパクトな光照射器が必要となるが、小型かつ軽量でしかも安価な器具は現在のところ市販されていない。したがって、前記のような光硬化型リベース材はほとんど使用されていないのが現状である。
【０００３】
例えば、従来の光照射器として、下記の特許文献１には歯科用修復部材の光硬化装置が開示されている。この装置は、筐体内の上方にハロゲンランプを配設し、その下方にターンテーブルを設置して、ハロゲンランプのエネルギーでターンテーブル上の修復部材を光硬化させ、ターンテーブルに吸引パイプと減圧ゴムパイプを介して接続された真空ポンプにより、ターンテーブル上の隙間の空気を吸引して排気するように構成されている。また、筐体下方にはファンが設けられていて、ファンにより吸気口から外気を吸引し、ターンテーブル上の修復部材を冷却した後、ハロゲンランプの熱を排気口から外部に排気するようになっている。ところが、この装置の場合、ハロゲンランプ、ターンテーブル、真空ポンプ、ファンといった大きなサイズの構成部品が多く、大型で重量が嵩み、とても持ち運びできるものではない。また、光源としてハロゲンランプ（100〜300Ｗ）を使用しているため、熱が発生するとともに、消費電力が多くなり、運転コストが高くなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小型かつ軽量で持ち運びができ、しかも消費電力の少ない安価な携帯型ＬＥＤ光照射器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器は、正面に挿入口が設けられた筐体と、前記筐体内に設けられ、義歯床または石膏模型を収容する大きさの照射室と、前記照射室内に設けられ、前記挿入口から挿入した義歯床または石膏模型を載置する載置台と、前記照射室内の前記載置台と対向する位置に設けられ、直列接続した複数個のＬＥＤを複数列並べて配置したＬＥＤ群から前記載置台に向けて集中的にＬＥＤ光を照射する光源部と、前記筐体に内蔵され、商用電源からの電力をＬＥＤの定格電圧に変換して前記光源部に供給する電源部と、前記電源部から前記光源部のＬＥＤ群に流れる電流を検出し、検出した電流が制限電流を超えたときに前記ＬＥＤ群に流れる電流を制御する電流制限回路と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器において、前記電源部は、等電圧分配方式あるいはトランス方式の電源回路を採用することができる。等電圧分配方式の電源回路は、前記商用電源に入力端子を介して接続される巻線と、この巻線を均等に分割した個々の出力端子に接続され、前記ＬＥＤ群に直流電圧を供給する全波整流回路とから構成される。また、トランス方式の電源回路は、前記商用電源に入力端子を介して接続される巻線と、この巻線の出力端子に接続され、前記ＬＥＤ群に直流電圧を供給するコンデンサインプット型整流回路とから構成される。
【０００８】
ここで、前記電流制限回路が、前記全波整流回路または前記コンデンサインプット型整流回路の出力端に一端が接続されたバイアス抵抗と、前記バイアス抵抗の他端にゲートが接続され、かつ、前記ＬＥＤ群にドレインが接続されたＦＥＴと、前記バイアス抵抗の他端にコレクタが接続され、かつ、前記ＦＥＴのソースにベースが接続されたトランジスタと、前記ＦＥＴのソースに一端が接続され、かつ、前記トランジスタのエミッタに他端が接続された電流制限抵抗と、からなる構成を採用することができる。
【０００９】
また、前記電流制限回路の構成は一例であり、これに代えて、２個のトランジスタを使用した構成としても良い。すなわち、前記電流制限回路が、前記全波整流回路または前記コンデンサインプット型整流回路の出力端に一端が接続されたバイアス抵抗と、前記バイアス抵抗の他端にベースが接続され、かつ、前記ＬＥＤ群にコレクタが接続された第１のトランジスタと、前記バイアス抵抗の他端にコレクタが接続され、かつ、前記第１のトランジスタのエミッタにベースが接続された第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタのエミッタに一端が接続され、かつ、前記第２のトランジスタのエミッタに他端が接続された電流検出抵抗と、からなる構成を採用することもできる。
【００１０】
本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器において、前記光源部が、前記筐体の天板から前記載置台に向かって開口部が広くなる断面略台形状の基板と、この基板上に実装された複数列のＬＥＤ群とからなるＬＥＤ基板により構成されて前記光源部は、前記筐体の天板から前記載置台に向かって開口部が広くなる断面略台形状の基板と、この基板上に実装された複数列のＬＥＤ群とからなるＬＥＤ基板により構成されており、かつ、前記ＬＥＤ基板と前記筐体との間にＬＥＤ光放熱用の隙間あるいはアルミニウム製の放熱板が設けられている構造を採用することができる。また、前記照射室の内面には、鏡面加工が施されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器によれば、前記の構成を採用したことにより、以下のような作用効果が得られる。
（１）小型かつ軽量で、しかも消費電力が少なく、持ち運びが可能であるため、歯科訪問診療用の携帯器具として好適に使用することができる。
（２）電源部として等電圧分配方式あるいはトランス方式の電源回路を使用したことにより、発熱がほとんど起こらないため、放熱用のファンが不要となり、また熱によるリベース材の変形を防ぐことができる。
（３）商用電源（50Hzあるいは60Hz）を扱うため、高周波ノイズ対策の必要がない。
（４）回路構成が少ない部品で済むため、故障しにくく、長寿命である。
（５）商用電源を扱い、直接、交流電圧を分割して使用するため、効率が非常に良い。
（６）商用電源を分割して使用してもトランスの磁心には電流が流れないので、小型かつ軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器の外観を示す正面図である。
【図２】同照射器における光源部の構成を示す説明図である。
【図３】同照射器における等電圧分配方式の電源回路による電源部の配線図である。
【図４】同照射器におけるトランス方式の電源回路による電源部の配線図である。
【図５】同照射器における電流制限回路の一例を示す回路図である。
【図６】同照射器における電流制限回路の他の例を示す回路図である。
【図７】各種光照射器の波長分布を示すグラフである。
【図８】載置台の測定箇所を示す説明図である。
【図９】消費電力の測定結果を示す表である。
【図１０】照度の測定結果を示すグラフである。
【図１１】温度上昇の測定結果を示すグラフである。
【図１２】硬化深さの測定結果を示すグラフである。
【図１３】曲げ強さの測定結果を示すグラフである。
【図１４】試作器Ａの波長分布を示すグラフである。
【図１５】試作器Ｂの波長分布を示すグラフである。
【図１６】試作器Ａの温度上昇の測定結果を示すグラフである。
【図１７】試作器Ｂの温度上昇の測定結果を示すグラフである。
【図１８】試作器Ａの硬化深さの測定結果を示すグラフである。
【図１９】試作器Ｂの硬化深さの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、願書に添付した図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の携帯型ＬＥＤ光照射器（以下、単に「光照射器」という。）１は、歯科訪問診療で義歯床Ｄ（石膏模型でも良い）を補修する際に、リベース材として用いられるアクリル系レジンおよび光重合型硬質レジンを硬化させるための器具である。この光照射器１は、直方体型の筐体２（例．幅139ｍｍ×奥行113ｍｍ×高さ169ｍｍ）を備えており、筐体２の内部には、少なくとも義歯床Ｄを収容することができる大きさの照射室３（例．幅105ｍｍ×奥行90ｍｍ×高さ95ｍｍ）が設けられている。
【００１５】
筐体２の正面には、照射室３に義歯床Ｄを挿入するために開口した挿入口４が設けられており、照射室３内には、挿入口４から挿入した義歯床Ｄを載せて置く載置台５が設けられている。また、筐体２の正面には、電源のＯＮとＯＦＦを切り換える押しボタン式の電源スイッチ６が設けられており、筐体２の背面には、商用電源のコンセントに接続される差込プラグ７と配線コード８が一体に設けられている。なお、筐体２は、軽量化の観点や、後述する光源部９からのＬＥＤ光が反射し易いように、白色の合成樹脂等の素材で構成されていると良い。また、ＬＥＤ光の反射効率を高める観点から、照射室３の内面に、例えばアルミ粘着シートを貼り付けるかあるいはクロムめっきを施すことにより、鏡面加工が施されていても良い。この場合、アルミ粘着シートよりもクロムめっきの方が安価に製作できるので好ましい。
【００１６】
照射室３内には、アクリル系レジンおよび光重合型硬質レジンを硬化させるための光を照射する光源部９が設けられている。光源部９は、載置台５と対向するように、照射室３の天井にボルトで取付固定されたＬＥＤ基板１０により構成されており、基板上に実装された複数個のＬＥＤから載置台５に向けてピーク強度が波長460ｎｍ付近のＬＥＤ光を集中的に照射するようになっている。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態のＬＥＤ基板１０は、放熱性に優れたアルミニウムや銅等の金属製のメタル基板１１と、メタル基板１１に半田付けされた複数列のＬＥＤ群１２，１２，…とから構成されている。メタル基板１１は、ＬＥＤの照射効率を高めるため、図１に示すように、筐体２の天板から載置台５に向かって次第に開口部が広くなるように、折り曲げ角度を１３５度に設定した断面略台形状に成形されている。また、各ＬＥＤ群１２は３個のＬＥＤ（3Ｗ）を導線１３で直列に接続したものであり、この１列３個のＬＥＤ群１２を、上部に４列と左右に各１列奥行方向に沿って並べて配置し、さらに、奥側に１列幅方向に沿って並べて配置することにより、計７列２１個のＬＥＤにより光源部９が構成されている。
【００１８】
ここで、ＬＥＤ群１２を構成する個々のＬＥＤは、レンズ付きＬＥＤで集光して照射効率を高めているが、これに限らず、レンズ無しのＬＥＤやパワーＬＥＤを使用することもできる。本実施形態では、広照射角（１４０度）のＬＥＤランプ「X-Lamp XT-E ロイヤルブルー（CREE.Inc.）」を使用した。なお、ＬＥＤ群１２を構成するＬＥＤの個数は特に限定されない。また、図１に示すように、ＬＥＤ光の放熱性を高める目的でＬＥＤ基板１０と筐体２との間に隙間１４が設けられているが、この構造に代えて、ＬＥＤ基板１０と筐体２との間に熱伝導率の高いアルミニウム製の放熱板（図示略）を介在させた構造にしても良い。
【００１９】
さらに、筐体２には前記光源部９に電力を供給する電源部１５が内蔵されている。電源部１５は、照射室３の下段に設けられた電源格納室１６に格納されており、外部の商用電源から配線コード８を介して入力された電力を照射室３内に設置された光源部９へと供給するように構成されている。また、電源部１５は、商用電源の電源電圧をＬＥＤの定格電圧に変換する機能を有しており、例えば等電圧分配（EVD：Equal Voltage Distributor）方式の電源回路（特許第4657382号）や、トランス方式の電源回路を採用することができる。
【００２０】
図３は等電圧分配方式の電源回路を採用した電源部１５の配線図である。この電源部１５は７分割整流回路であり、前記電源スイッチ６と、入力端子１７と、巻線１８と、出力端子１９と、全波整流回路２０とから構成されている。入力端子１７は前記配線コード８を介して商用電源に接続される。巻線１８は単巻変圧器（オートトランス）からなり、電源スイッチ６を介して入力端子１７に接続されている。また、巻線１８の出力側には７分割された複数の導線を介して出力端子１９，１９，…が設けられており、各出力端子１９には全波整流回路２０を介して３個のＬＥＤが直列に接続されている。この３個のＬＥＤからなるＬＥＤ群１２を７列設けることによって、前記光源部１５が構成されている。
【００２１】
この等電圧分配方式の電源回路によれば、電源スイッチ６をＯＮにすると、商用電源から入力されたＡＣ１００Ｖの電源電圧が巻線１８で降圧されて均等に分割される。そして、均等に分割された交流電圧は、全波整流回路２０で整流されて直流電圧に変換され、安定した電力が各ＬＥＤ群１２に供給される。これにより、各ＬＥＤ群１２のすべてのＬＥＤが点灯し、光源部９から載置台５に向けてＬＥＤ光が照射されるようになっている。
【００２２】
図４はトランス方式の電源回路を採用した電源部１５の配線図である。この電源部１５はコンデンサインプット型整流回路であり、前記電源スイッチ６と、入力端子１７と、巻線１８と、出力端子１９と、全波整流回路２０と、電解コンデンサ２１と、電流制限抵抗２２とから構成されている。この電源回路において、巻線１８はＥＩトランスやトロイダルトランスからなり、電源スイッチ６を介して入力端子１７に接続されている。また、巻線１８の出力側には導線を介して出力端子１９が設けられており、この出力端子１９には全波整流回路２０、電解コンデンサ２１、及び電流制限抵抗２２を介して２１個（３個×７）のＬＥＤが直列に接続されている。この２１個のＬＥＤを直列接続したＬＥＤ群１２，１２，…が、前記光源部９を構成することになる。
【００２３】
このトランス方式の電源回路によれば、電源スイッチ６をＯＮにすると、商用電源から入力されたＡＣ１００Ｖの電源電圧が巻線１８で降圧される。そして、降圧された交流電圧は、全波整流回路２０で整流されて直流電圧に変換され、電解コンデンサ２１によって脈動を除去した安定的な電力がＬＥＤ群１２に供給される。これにより、ＬＥＤ群１２のすべてのＬＥＤが点灯し、光源部９から載置台５に向けてＬＥＤ光が照射されるようになっている。
【００２４】
また、この光照射器１には、全波整流回路２０と光源部９との間に電流制限回路３０が設けられているため、ＬＥＤ群１２に流れる電流が一定に維持され、ちらつきを抑えて安定したＬＥＤ光が照射されるとともに、電源を入れたまま時間が経過しても一定の温度以上に上昇しないようになっている。すなわち、電流制限回路３０は、電源部１５からＬＥＤ群１２に流れる電流を検出し、検出した電流が制限電流を超えたときにＬＥＤ群１２に流れる電流を遮断しつつ一定の制限電流が流れるように制御するものである。
【００２５】
図５は電流制限回路３０の一例を示すものであり、この電流制限回路３０は、バイアス抵抗３１と、ＦＥＴ３２と、トランジスタ３３と、電流制限抵抗３４を備えてなる。バイアス抵抗３１は、一端がダイオード３５を介して全波整流回路２０の出力端に接続され、他端がＦＥＴ３２のゲートに接続されている。ＦＥＴ３２は、ＬＥＤ群１２にドレインが接続され、電流制限抵抗３４の一端にソースが接続されている。トランジスタ３３は、ＦＥＴ３２のソースにベースが接続され、バイアス抵抗３１の他端にコレクタが接続され、電流制限抵抗３４の他端にエミッタが接続されている。なお、ツェナーダイオード３６はＬＥＤ群１２を過電圧から保護するための素子、コンデンサ３７は脈流を取り除いて直流に整流するための素子、コンデンサ３８は発振を防止して安定化するための素子である。
【００２６】
図５の構成によれば、バイアス抵抗３１からＦＥＴ３２のゲート・ソース間に電圧がかかるとＦＥＴ３２がＯＮし、ＬＥＤ群１２に電流が流れてＬＥＤが点灯する。また、ＦＥＴ３２のゲート・ソース間電圧が０．６５Ｖを超える（電流制限抵抗３４に流れる電流が制限電流１．５Ａを超える）と、トランジスタ３３のベースにバイアス電圧がかかり、トランジスタ３３がＯＮし、コレクタ・エミッタ間に電流が流れる。これにより、ＦＥＴ３２がＯＦＦし、ＬＥＤ群１２に流れる電流が遮断される。このＦＥＴ３２とトランジスタ３３のＯＮ／ＯＦＦ切替が高速で行われることにより、ＬＥＤ群１２に定格を超える過電流が流れるのを阻止し、ＬＥＤ群１２に流れる電流が一定の制限電流１．５Ａに維持されるようになっている。したがって、電源スイッチ６を切り忘れても、過電流により筐体２が高温化するのを防止することができる。なお、図示しないが、電流制限抵抗３４と並列にサーミスタ等の温度センサを接続し、温度上昇を検知してＬＥＤ群１２への電流を遮断する回路構成にしても良い。
【００２７】
図６は電流制限回路３０の他の例を示すものであり、この電流制限回路３０は、バイアス抵抗３９と、２個のトランジスタ４０，４１と、電流検出抵抗４２を備えてなる。バイアス抵抗３９は、一端が全波整流回路２０の出力端に接続され、他端が第１のトランジスタ４０のベースと、第２のトランジスタ４１のコレクタに接続されている。第１のトランジスタ４０は、ＬＥＤ群１２にコレクタが接続され、電流検出抵抗４２の一端にエミッタが接続されている。第２のトランジスタ４１は、第１のトランジスタ４０のエミッタにベースが接続され、電流検出抵抗４２の他端にエミッタが接続されている。なお、図示したように、ＬＥＤ群１２を過電圧から保護するためにツェナーダイオード４３を設けても良い。
【００２８】
図６の構成によれば、バイアス抵抗３９から第１のトランジスタ４０のベースにバイアス電圧がかかると、第１のトランジスタ４０がＯＮし、ＬＥＤ群１２に電流が流れてＬＥＤが点灯する。また、電流検出抵抗４２に流れる電流が制限電流を超えると、第２のトランジスタ４１のベースにバイアス電圧がかかり、第２のトランジスタ４１がＯＮし、第１のトランジスタ４０のバイアス電圧が遮断される。これにより、第１のトランジスタ４０がＯＦＦし、ＬＥＤ群１２に流れる電流が遮断される。この２個のトランジスタ４０，４１のＯＮ／ＯＦＦ切替が高速で行われることにより、ＬＥＤ群１２に定格を超える過電流が流れるのを阻止し、ＬＥＤ群１２に流れる電流が一定の制限電流に維持されるようになっている。
【００２９】
なお、電流制限回路３０として図５と図６の２つの例を挙げたが、流れる電流が大きい場合には図５の回路の方が好ましく、流れる電流が小さい場合には構成が簡単な図６の回路の方が好ましい。
【００３０】
以上説明した実施形態において、電源部１５は、上述したものに代えてスイッチング電源を用いることもできる。
【００３１】
以上が本実施形態の光照射器の構成であり、以下その使用方法を説明する。
【００３２】
この光照射器１は、歯科訪問診療で義歯床Ｄを補修する際に、家庭用の商用電源を利用して、義歯床Ｄに接着したアクリル系レジンおよび光重合型硬質レジンを短時間で硬化させる簡易型の器具として使用することができる。
【００３３】
図１において、まず、光照射器１の差込プラグ７を家庭用の商用電源のコンセントに接続する。次に、ペースト状のリベース材を塗布して義歯床Ｄを補修する。ここで、リベース材は、ＬＥＤ光（波長460ｎｍ付近のピーク強度）の照射により硬化する光重合型硬質レジンを使用する。その成分としては、光硬化性モノマー、光重合開始剤（増感剤）、光重合促進剤（還元剤）で構成され、光硬化性モノマーとしてウレタンメタクリレート、増感剤としてカンファーキノン、還元剤としてジメチルアミノエチルメタクリレート等を配合したものを使用することができる。
【００３４】
そして、前記光重合型硬質レジンを義歯床Ｄに塗布して補修した後、その義歯床Ｄを挿入口４から照射室３内に挿入し載置台５の上に置いてセットする。ここで、電源スイッチ６を押して電源をＯＮにすると、電源部１５から光源部９へと電力が供給され、照射室３の天井に配置されたＬＥＤが点灯し、光源部９からＬＥＤ光が照射される。このとき、照射室３内では、複数列のＬＥＤ群１２，１２，…から載置台５の上の義歯床Ｄに向けて一斉にＬＥＤ光が照射される。また、ＬＥＤから照射されたＬＥＤ光は、筐体２の内壁面に反射して載置台５に集光する。これにより、ＬＥＤ光を受けた光重合型硬質レジンは光重合開始剤の架橋反応により素早く硬化するため、極めて短時間（約20〜30秒）で光重合型硬質レジンを硬化させることができる。
【００３５】
また、本実施形態の光照射器１では、光源部９から照射される光がＬＥＤ光であり、ＵＶランプのような有害な波長の紫外線ではないため、長期にわたって安全に、安心して使用することができる。しかも、電源部１５に等電圧分配方式あるいはトランス方式の電源回路を採用したことにより、高周波トランスを使用したスイッチング電源に比べ、通電時に高周波ノイズが発生しないため静かである。また、発熱もほとんど起こらず、故障しにくく長寿命であるといった利点もある。さらに、小型かつ軽量であるため、持ち運びに便利であり、消費電力も少なく安価であるため、省エネ対策の製品である。
【００３６】
最後に、本発明の効果を試験により検証したので以下に説明する。
【００３７】
１．試験材料
《携帯型ＬＥＤ光照射器の試作》
この光照射器は、１列３個のＬＥＤ（3Ｗ）のモジュールを上部４列、左右及び奥側に各１列配置し、計７列２１個のＬＥＤからなる光源部を備える。
電源回路は、当社の開発した等電圧分配器のオートトランスを使用した。
試作した光照射器の寸法は、幅139ｍｍ、奥行113ｍｍ、高さ169ｍｍであり、照射室の内容積は、幅105ｍｍ、奥行90ｍｍ、高さ95ｍｍである。
試験材料は、硬質レジンとして光重合型MFRハイブリッド超硬質レジン「Gradia DA3（GC CORPORATION、Lot
No.1201301）」を使用し、光照射器として比較例１「Α-Light（株式会社モリタ東京製作所）」、比較例２「Dentacolor XSc（Heraeus Kulzer）」、比較例３「LABOLIGHT
LV-III（GC CORPORATION）」、実施例１「試作器T1（本発明者）」、及び実施例２「試作器T2（本発明者）」を使用した。実施例２（試作器T2）は、実施例１（試作器T1）にさらに青色ＬＥＤを７列２１個追加し、計４２個のＬＥＤを装着したものである。なお、これらの光照射器の波長分布を図７に示した。実施例１（T1）と実施例２（T2）は、波長460ｎｍ付近がピーク強度である。
【００３８】
２．試験方法
《試作器の性能試験》
（１）消費電力の測定
消費電力の測定は、検電器「ワットモニターTAP-TST8（サンワサプライ株式会社）」を使用し、20分間測定を行った。
（２）照度の測定
照度の測定は、照度計「LX2（三和電気計器株式会社）」を使用し、図８に示すように、載置台５の手前部の左側ａ、中央ｂ、右側ｃの３箇所、中央部の左側ｄ、中央ｅ、右側ｆの３箇所、及び奥部の左側ｇ、中央ｈ、右側ｉの３箇所の計９箇所の測定を行った。ＬＥＤから載置台５までの距離は55ｍｍである。
（３）温度上昇の測定
温度上昇の測定は、デジタル温度計を使用し、照射室内の温度を20分間測定した。
《歯科理工学的性質試験》
（４）硬化深さの測定
硬質レジンを金型（φ6×12×3ｍｍ穴）に充填し、ポリエステルフィルム（3M-ESPE）及びスライドグラスで上下面を圧接後、スライドグラスを除去して光照射器の照射室内に設置して光照射を行った。
光照射時間は210秒とし、光照射終了直後に金型から硬質レジンを取り外し、未重合部分をアルコールワッテで除去した。
硬化深さの測定には、ダイヤルシックネスゲージ（精度1/100ｍｍ、ピーコック（株式会社尾崎製作所））を用いた。試料はそれぞれ硬質レジンと光照射器の組み合わせで６個とした。
（５）曲げ強さの測定
硬質レジンを金型（2×2×25ｍｍ）に充填し、上下面をポリエチレンストリップスで被覆して圧接した後、光照射器の照射室内に設置して光照射を行った。光照射時間は片面30秒ずつ行い予備重合とし、金型から取り外してから更に150秒間、光照射して重合を完了した。
硬化した試験体は、バリを除去した後、＃1500のカーボランダムペーパーで研磨して仕上げた。その後、37℃の水中に24時間保管して試験に供した。
曲げ強さの測定には、万能試験機5567型（インストロン）を使用し、支点間距離20ｍｍ、クロスヘッドスピード1ｍｍ/ｍｉｎで曲げ試験を行った。試験体はそれぞれ１０個とした。
【００３９】
３．試験結果
（１）消費電力の測定結果
図９に示すように、実施例１（T1）と実施例２（T2）の消費電力はそれぞれ30Ｗと60Ｗであり、比較例１（α）の750Ｗ、比較例２（D）の1300Ｗ、比較例３（L）の130Ｗに比べ、非常に省エネであった。
（２）照度の測定結果
図１０に示すように、実施例１（T1）の場合、手前部、中央部及び奥部の平均値は、それぞれ174kLx、189kLx、167kLxであった。最低値は奥部右側の151kLx、最高値は中央部中央の204kLxであり、若干のばらつきが生じたものの、すべて150kLx以上の照度が得られた。
（３）温度上昇の測定結果
図１１に示すように、実施例１（T1）の場合、電源投入時は27.3℃、30秒後は27.9℃、60秒後は29.9℃、180秒後は33.0℃、300秒後は35.0℃、及び600秒後は39.4℃と、時間の経過に伴いわずかに発熱が起こったが、ファンを使用しなくても作業上問題のないレベルであった。
（４）硬化深さの測定結果
図１２に示すように、硬化深さは、比較例１（G-α）が3.49±0.17ｍｍ、比較例２（G-D）が3.61±0.08ｍｍ、比較例３（G-L）が3.71±0.12ｍｍであったのに対し、実施例１（G-T1）が2.96±0.08ｍｍ、実施例２（G-T2）が3.51±0.10ｍｍの値を示した。
（５）曲げ強さの測定結果
図１３に示すように、曲げ強さは、比較例３（G-L）が93.8±9.9MPa、実施例１（G-T1）が95.2±17.4MPa、実施例２（G-T2）が96.6±11.9MPaの値を示した。
【００４０】
４．結論
実施例１（T1）と実施例２（T2）は、共に既存の光照射器に比べて消費電力が少ないにも関わらず、硬質レジン硬化用の光照射器として十分な機能を発揮できることが判明した。なお、ＬＥＤの個数を２倍にした実施例２（T2）は、硬化深さと曲げ強さの点で実施例１（T1）よりも高い値を示したが、消費電力及び発熱の観点から考えると、実施例１（T1）の方がより優れているといえる。
【００４１】
≪異なる試作器の性能試験≫
試作器の仕様は以下のとおりである。
試作器Ａ
外形寸法：幅140ｍｍ、奥行110ｍｍ、高さ170ｍｍ
内寸法：幅104ｍｍ、奥行93ｍｍ、高さ90ｍｍ
光源部：青色ＬＥＤモジュール
青色ＬＥＤ81個、抵抗8.2Ω9個
出力ピーク波長：460〜466ｎｍ
試作器Ａの波長分布を図１４に示した。
試作器Ｂ
外形寸法：幅140ｍｍ、奥行110ｍｍ、高さ170ｍｍ
内寸法：幅104ｍｍ、奥行93ｍｍ、高さ90ｍｍ
光源部：２波長タイプＬＥＤモジュール
青色ＬＥＤ41個、紫色ＬＥＤ40個、抵抗5.1Ω9個）
出力ピーク波長：460〜466ｎｍ（青色ＬＥＤ）と400〜410ｎｍ（紫色ＬＥＤ）
試作器Ｂの波長分布を図１５に示した。
試験材料は以下のものを使用した。
試料１：Gradia DA3（GC CORPORATION）
試料２：Pearleste DA3（株式会社トクヤマデンタル）
試料３：トクソーライトリベース（株式会社トクヤマデンタル）
試料４：Mild Rebaron
LC（GC CORPORATION）
【００４２】
（１）消費電力の測定結果
試作器Ａの消費電力は19Ｗ、試作器Ｂの消費電力は14Ｗであり、両者とも非常に省エネであった。
（２）温度上昇の測定結果
図１６に示すように、試作器Ａの場合、電源投入時は23.0℃であり、時間の経過とともに徐々に上昇し、3600秒後は68.3℃であった。また、図１７に示すように、試作器Ｂの場合、電源投入時は21.0℃であり、時間の経過とともに徐々に上昇し、3600秒後は67.8℃であった。両者ともに、多少の発熱が起こったが、ファンを使用しなくても作業上問題のないレベルであった。
（３）硬化深さの測定結果
図１８に示すように、試作器Ａによると、試料２を除き、3.0ｍｍ以上の硬化深さが得られた。また、図１９に示すように、試作器Ｂによると、試料１〜４のすべてにおいて3.0ｍｍ以上の硬化深さが得られた。さらに、試料１〜４以外の硬質レジンとして、例えば「セラマージュ（株式会社松風）」、「エステニアC&B（クラレメディカル株式会社）」、「プライムアート（サンメディカル株式会社）」、「プロシモ（GC CORPORATION）」の他、オペークでも3.0ｍｍ以上の硬化が可能であった。
【符号の説明】
【００４３】
１…携帯型ＬＥＤ光照射器
２…筐体
３…照射室
４…挿入口
５…載置台
６…電源スイッチ
７…差込プラグ
８…配線コード
９…光源部
１０…ＬＥＤ基板
１１…メタル基板
１２…ＬＥＤ群
１３…導線
１４…隙間
１５…電源部
１６…電源格納室
１７…入力端子
１８…巻線
１９…出力端子
２０…全波整流回路
２１…電解コンデンサ
２２…電流制限抵抗
３０…電流制限回路
３１…バイアス抵抗
３２…ＦＥＴ
３３…トランジスタ
３４…電流制限抵抗
３５…ダイオード
３６…ツェナーダイオード
３７…コンデンサ（脈流除去用）
３８…コンデンサ（発振防止用）
３９…バイアス抵抗
４０…第１のトランジスタ
４１…第２のトランジスタ
４２…電流検出抵抗
４３…ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明の携帯型ＬＥＤ光照射器は、正面に挿入口が設けられた筐体と、前記筐体内に設けられ、義歯床または石膏模型を収容する大きさの照射室と、前記照射室内に設けられ、前記挿入口から挿入した義歯床または石膏模型を載置する載置台と、前記照射室内の前記載置台と対向する位置に設けられ、直列接続した複数個のＬＥＤを複数列並べて配置したＬＥＤ群から前記載置台に向けて集中的にＬＥＤ光を照射する光源部と、前記筐体に内蔵され、商用電源からの電力をＬＥＤの定格電圧に変換して前記光源部に供給する電源部と、前記電源部から前記光源部のＬＥＤ群に流れる電流を検出し、検出した電流が制限電流を超えたときに前記ＬＥＤ群に流れる電流を制御する電流制限回路と、を備え、前記電流制限回路が、前記電源部を構成する全波整流回路またはコンデンサインプット型整流回路の出力端に一端が接続されたバイアス抵抗と、前記バイアス抵抗の他端にゲートが接続され、かつ、前記ＬＥＤ群にドレインが接続されたＦＥＴと、前記バイアス抵抗の他端にコレクタが接続され、かつ、前記ＦＥＴのソースにベースが接続されたトランジスタと、前記ＦＥＴのソースに一端が接続され、かつ、前記トランジスタのエミッタに他端が接続された電流制限抵抗と、からなるとともに、前記電流制限抵抗と並列に温度センサが接続され、当該温度センサにより温度上昇を検知したときに前記ＬＥＤ群への電流を遮断することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面に挿入口が設けられた筐体と、
前記筐体内に設けられ、義歯床または石膏模型を収容する大きさの照射室と、
前記照射室内に設けられ、前記挿入口から挿入した義歯床または石膏模型を載置する載置台と、
前記照射室内の前記載置台と対向する位置に設けられ、直列接続した複数個のＬＥＤを複数列並べて配置したＬＥＤ群から前記載置台に向けて集中的にＬＥＤ光を照射する光源部と、
前記筐体に内蔵され、商用電源からの電力をＬＥＤの定格電圧に変換して前記光源部に供給する電源部と、
前記電源部から前記光源部のＬＥＤ群に流れる電流を検出し、検出した電流が制限電流を超えたときに前記ＬＥＤ群に流れる電流を制御する電流制限回路と、
を備え、
前記電流制限回路が、前記電源部を構成する全波整流回路またはコンデンサインプット型整流回路の出力端に一端が接続されたバイアス抵抗と、前記バイアス抵抗の他端にゲートが接続され、かつ、前記ＬＥＤ群にドレインが接続されたＦＥＴと、前記バイアス抵抗の他端にコレクタが接続され、かつ、前記ＦＥＴのソースにベースが接続されたトランジスタと、前記ＦＥＴのソースに一端が接続され、かつ、前記トランジスタのエミッタに他端が接続された電流制限抵抗と、からなるとともに、
前記電流制限抵抗と並列に温度センサが接続され、当該温度センサにより温度上昇を検知したときに前記ＬＥＤ群への電流を遮断する
ことを特徴とする携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項２】
前記電源部が、前記商用電源に入力端子を介して接続される巻線と、この巻線を均等に分割した個々の出力端子に接続され、前記ＬＥＤ群に直流電圧を供給する全波整流回路とから構成された等電圧分配方式の電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項３】
前記電源部が、前記商用電源に入力端子を介して接続される巻線と、この巻線の出力端子に接続され、前記ＬＥＤ群に直流電圧を供給するコンデンサインプット型整流回路とから構成されたトランス方式の電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項４】
前記光源部が、前記筐体の天板から前記載置台に向かって開口部が広くなる断面略台形状の基板と、この基板上に実装された複数列のＬＥＤ群とからなるＬＥＤ基板により構成されており、かつ、前記ＬＥＤ基板と前記筐体との間にＬＥＤ光放熱用の隙間あるいはアルミニウム製の放熱板が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。
【請求項５】
前記照射室の内面に鏡面加工が施されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の携帯型ＬＥＤ光照射器。