(57)【要約】【課題】無駄な配線スペースを省いてコンパクト化を図りながら、重量や製造コストを増加させずに各放熱フィンの間の隙間を流れる気体の流れを制御して光源の冷却効率を高めること。【解決手段】光照射装置１００は、電線取付領域と光源取付領域とが異なる表面位置に設定された基板２０，３０、及びこの基板２０，３０の裏面に立設される複数の放熱フィン４１を有する放熱体４０と、光源取付領域に設けられた光源１０と、電線取付領域に一端が設けられ、光源１０と電気的に接続される電線６０とを備え、複数の放熱フィン４１は、互いに間隔を空けて、その隙間に気体が流動するように形成されており、電線の一端側は、基板の表面側から放熱フィン側に配線され、かつ、放熱体の外形形状の範囲内で該放熱フィンの付け根側から先端側まで該放熱フィンに沿って這わされている。【選択図】図２
2018110051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線取付領域と光源取付領域とが異なる表面位置に設定された基板、及びこの基板の裏面に立設される複数の放熱フィンを有する放熱体と、
前記光源取付領域に設けられた光源と、
前記電線取付領域に一端が設けられ、前記光源と電気的に接続される電線とを備え、
前記複数の放熱フィンは、互いに間隔を空けて、その隙間に気体が流動するように設けられており、
前記電線の一端側は、前記基板の表面側から前記放熱フィン側に配線され、かつ、前記放熱体の外形形状の範囲内で該放熱フィンの付け根側から先端側まで該放熱フィンに沿って這わされることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記電線は、前記放熱体の前記基板側とは反対側の外面に沿って配線される請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
前記電線は、前記各放熱フィンの前記光源取付領域に対応した部分を避けて配線される請求項１又は２記載の光照射装置。
【請求項４】
前記基板には、その表裏に貫通する貫通孔、又は、表裏及び側面に開口する切欠き部が形成され、
前記電線は、前記貫通孔又は前記切欠き部を介して前記基板の表面側から裏面側に配線される請求項１乃至３のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項５】
前記放熱フィンの隙間に気体を供給する給気手段、又は、前記放熱フィンの隙間から気体を排出する排気手段をさらに備えている請求項１乃至４のいずれかに記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光照射装置として、特許文献１には、光源と、光源の裏面側に設けられる放熱体と、放熱体に空気を送り込むファンと、これらを収容するケースとを具備し、放熱体が、互いに間隔を空けて配置される複数の放熱フィンからなり、放熱体の所定面に仕切板を宛がうことにより、前記各放熱フィンの間の隙間を流れる空気の流路を調整したものが開示されている。
【０００３】
しかしながら、この光照射装置においては、前記仕切板を別途用意してケース内に設置する必要があるため、装置全体の重量や製造コストが増加するという問題点があった。また、この種の光照射装置においては、光源に電力を供給するための電線をケース内に配線する必要があるが、前記各放熱フィンの間の隙間に送り込まれる空気の流れを阻害しないように配線することは非常に面倒であり、また、配線スペースの確保のために、ケース内の放熱体やファンの配置に制約が生じ、これに伴って装置自体が大型化するという問題点もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２４９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、従来に比べ、無駄な配線スペースを省いてコンパクト化を図りながら、重量や製造コストを増加させずに各放熱フィンの間の隙間を流れる気体の流れを制御して光源の冷却効率を高めることを主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明に係る光照射装置は、電線取付領域と光源取付領域とが異なる表面位置に設定された基板、及びこの基板の裏面に立設される複数の放熱フィンを有する放熱体と、前記光源取付領域に設けられた光源と、前記電線取付領域に一端が設けられ、前記光源と電気的に接続される電線とを備え、前記複数の放熱フィンは、互いに間隔を空けて、その隙間に気体が流動するように設けられており、前記電線の一端側は、前記基板の表面側から前記放熱フィン側に配線され、かつ、前記放熱体の外形形状の範囲内で該放熱フィンの付け根側から先端側まで該放熱フィンに沿って這わされることを特徴とする。
【０００７】
このように、電線の一端側を、基板の表面側から放熱フィン側に配線し、かつ放熱体の外形形状の範囲内で放熱フィンの付け根側から先端側までこれに沿って這わすようにすれば、あえて放熱体の周囲に電線の配線スペースを設ける必要もなく、放熱体を避けて電線を配線する場合に比べ、装置のコンパクト化を図ることができる。なお、電線は、必ずしも放熱フィンに接して配線される必要はなく、若干の距離を隔てながらも放熱フィンに沿って配線されている場合も本発明に含まれる。また、電線は、放熱体（放熱フィン）の外面に這わせる場合の他、放熱フィンの間の隙間に這わせるようにしても良い。
【０００８】
また、前記光照射装置において、前記電線は、前記放熱体の前記基板側とは反対側の外面に沿って配線されているのが好ましい。このようにすれば、配線スペースの確保や配線処理に、より効果的である。
【０００９】
また、前記光照射装置において、前記電線は、前記放熱フィンの前記光源取付領域に対応した部分を避けて配線されることが好ましい。このようにすれば、電線を這わせることによって、光源取付領域に対応した部分の放熱フィン（例えば、光源の裏面側に位置する放熱フィン）における気体の流れが阻害されることがないため、光源の冷却効率が低下することがない。そのうえ、這わせた電線により放熱フィン周辺の空気の流れを制御することも可能であり、光源取付領域に対応した部分の放熱フィン、即ち、熱源に最も近い放熱フィン部分に気体を確実に通過させて冷却効率を高めることもできる。
【００１０】
また、前記光照射装置において、前記基板には、その表裏に貫通する貫通孔、又は表裏及び側面に開口する切欠き部が形成され、前記電線は、前記貫通孔又は前記切欠き部を介して前記基板の表面側から裏面側（前記放熱フィン側）に配線されていることが好ましい。このようにすれば、電線の配線処理をより簡単にし、放熱体の周囲に電線の配線スペースを設ける必要がなくなり、放熱体を避けて電線を配線する場合に比べ、装置のコンパクト化を図ることができる。そのうえ、電線が他の部材に干渉して損傷するのを防止することができる。
【００１１】
また、前記光照射装置は、前記放熱フィンの隙間に気体を供給する給気手段、又は前記放熱フィンの隙間から気体を排出する排気手段をさらに備えていることが好ましい。このようにすれば、放熱フィンの間の隙間に気体の流れを強制的に生じさせ、光源で生じた熱をより効率的に放熱することができる。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明に係る光照射装置によれば、無駄な配線スペースを省いてコンパクト化を図りながら、重量や製造コストを増加させずに各放熱フィンの間の隙間を流れる気体の流れを制御して光源の冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る光照射装置の概略構成を示した断面図である。
【図２】図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。
【図３】本実施形態の光源ユニットを示した分解斜視図である。
【図４】本実施形態の光源ユニットを光源側から見た斜視図である。
【図５】本実施形態の光源ユニットを放熱フィン側から見た斜視図である。
【図６】本実施形態の光照射装置を示した外観斜視図である。
【図７】他の実施形態の光源ユニットを示した斜視図である。
【図８】他の実施形態の光源ユニットを示した斜視図である。
【図９】他の実施形態の光源ユニットを示した斜視図である。
【図１０】他の実施形態の光源ユニットを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る光照射装置について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る光照射装置１００は、図１及び図２に示すように、同一構造をした３つの光源ユニットＰＵと、３つのファンＦＮ（排気手段）と、これらを収容するケースＣＡとを備えて構成されており、光源ユニットＰＵは、図３〜図５に示すように、複数のＬＥＤ１１からなる光源１０と、光源１０が取り付けられる放熱体４０と、ＬＥＤ１１に電気的に接続される電線６０とを備えている。
【００１６】
光源１０は、矩形状かつ熱伝導率に優れた金属製の基板２０に設けられる。この基板２０の表面には、幅方向（Ｙ方向）の中央に、長さ方向（Ｘ方向）の一端側から他端側にかけて光源取付領域２１ａ（図３中、一点鎖線にて示す）が設定され、それ以外の部分が電線取付領域２１ｂとして設定されており、この光源取付領域２１ａには、複数のＬＥＤ１１が幅方向に複数列で長さ方向に沿って取り付けられ、この電線取付領域２１ｂのうち、基板２０の四隅に対応する部分には、電線６０が接続される基板端子５０がそれぞれ取り付けられている。なお、ＬＥＤ１１としては、可視光、紫外光、赤外光などを射出するものが挙げられるが、射出される光の種類は何ら限定されるものではない。
【００１７】
放熱体４０は、表面に基板２０が取り付けられる矩形板状のベース板３０と、ベース板３０の裏面に立設される複数の放熱フィン４１とからなり、熱伝導率に優れた金属から構成されている。ベース板３０及び基板２０は、同形状に形成され、Ｙ方向両端がＸ方向に凹んで、Ｙ方向の中央（光源取付領域２１ａに対応する部分）と端部では段差２２，３１が生じる形状となっている。放熱フィン４１は、Ｙ方向に沿った平板状の部材から構成され、Ｘ方向に間隔を空けて平行に設けられており、放熱フィン４１の間の隙間を空気が流動するようになっている。また、放熱フィン４１は、Ｙ方向両端の高さが低く、Ｙ方向の中央（光源取付領域２１ａに対応する部分）と端部ではＸ方向に段差４２が生じる形状となっている。なお、ベース板３０及び基板２０は特許請求の範囲に言う基板に対応し、段差２２，３１は特許請求の範囲に言う切欠き部に対応する。
【００１８】
電線６０は、複数のリード線を束ねた可撓性を有する面状又は扁平状の電線である。電線６０の一端には、基板端子５０に接続される第１端子６１が設けられており、電線６０の他端には、図１に示すように、ケースＣＡ内に設けられる電源端子７０に接続される第２端子６２が設けられている。なお、各基板端子５０には、それぞれ対応する段差３１側に向かって開口した接続口５１が形成されている。
【００１９】
ケースＣＡは、図１、図２及び図６に示すように、直方体状に形成されており、ケースＣＡの所定面には、矩形状の光射出口７１が設けられ、その所定面の反対面には、ケースＣＡ外へ空気を排気するための３つの排気口７２が設けられている。また、ケースＣＡの両側面には、それぞれケースＣＡ内へ空気を取り込むための３つの吸気口７３が設けられている。
【００２０】
そして、ケースＣＡに対する３つの光源ユニットＰＵ及び３つのファンＦＮの収容状態を説明すると、３つの光源ユニットＰＵは、図１、図２及び図６に示すように、Ｘ方向に直列に並べてケースＣＡに収容され、光源１０、基板２０、ベース板３０、放熱フィン４１、放熱フィン４１の先端の段差４２が一続きとなる。また、光源ユニットＰＵは、光源１０からの光が光射出口７１から外側に射出されるようにケースＣＡ内に設置され、放熱体４０は、対応する排気口７２と対向すると共に、放熱フィン４１の間の隙間が対応する吸気口７３と対向して配置される。一方、ファンＦＮは、放熱フィン４１の先端と排気口７２との間に設置されており、ケースＣＡ内の空気を外部に排気するように構成されている。
【００２１】
次に、ケースＣＡ内における電線６０の配線について説明すると、光源ユニットＰＵの基板端子５０に接続された電線６０は、その対応する段差２２，３１を通って基板２０の表面側から裏面側に回され、放熱フィン４１の付け根側から先端側まで放熱フィン４１に沿って這わされた後、放熱フィン４１の先端の段差４２に沿って導かれ、ケースＣＡ内のＸ方向の一方側に設けられた電源端子７０、又は他方側に設けられた電源端子７０に接続される。
【００２２】
なお、ケースＣＡ内には、前記段差４２と対向してガイド板７４が設置されており、このガイド板７４によって電線６０がファンＦＮに巻き込まれるのを防止している。また、特に図示はしないが、ケースＣＡ内には、光源ユニットＰＵやファンＦＮを固定するための固定部材が適宜設けられ、また、電線６０が撓まないようにするための留め具等が適宜設けられている。また、電線６０は、放熱フィン４１に接して配線される場合だけでなく、若干の距離を隔てながらも放熱フィン４１に沿って配線されていても構わない。
【００２３】
このように、本実施形態の光照射装置１００によれば、ファンＦＮによって吸気口７３からケースＣＡ内に空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、各放熱フィン４１の間の隙間を通過して、排気口７２から排気される（図２及び図５中、矢印参照）が、電線６０の配線によって光源１０の冷却効率が低下することはない。即ち、空気は、放熱フィン４１の横側から放熱フィン４１の間の隙間に流入し、放熱フィン４１の先端側から流出するが、空気流入側についてみると、電線６０は空気の流れを阻害しない位置に沿って配線されているため（最もＸ方向の端部に位置する放熱フィン４１に沿った後、放熱フィン４１の先端部に沿ってＸ方向に配線されるため）、これによって冷却効率は低下しない。
【００２４】
一方、空気流出側についてみると、電線６０は、放熱フィン４１の、光源取付領域２１ａに対応した部分（光源１０の裏面側に位置する部分）を避けて段差４２に沿って配線されており、放熱フィン４１の間の隙間が電線６０によって塞がれた状態となって、この段差４２部分からは空気が流出し難くなるため、空気は放熱フィン４１の、光源取付領域２１ａに対応した部分（光源１０の裏面側に位置する部分）の先端側から流出する。これにより、放熱フィン４１の、熱源（光源１０）に最も近い部分を確実に空気が通過するように空気流が制御され、冷却効率をより向上させることができる。
【００２５】
また、電線６０を基板２０の表面側から放熱フィン４１側に配線すると共に、放熱フィン４１の付け根側から先端側まで放熱フィン４１に沿って這わし、かつ、その放熱フィン４１に沿って這わした部分全体を該放熱フィン４１に対向させている（即ち、放熱体４０の外形形状の範囲内で電線６０が配線されている）ので、あえて放熱体４０の周囲に電線６０の配線スペースを設ける必要もなく、放熱体４０を避けて電線６０を配線する場合に比べ、装置１００のコンパクト化を図ることができる。また、段差２２，３１を通して基板２０の表面側から裏面側に電線６０を配線しているので、配線スペースの確保や配線処理に、より効果的であり、更に、放熱フィン４１の先端の段差４２に沿って電線６０を配線していることによっても、電線６０の配線処理をより簡単にしたり、電線６０が他の部材に干渉して損傷するのを防止することができる。
【００２６】
また、基板端子５０と接続口５１の開口方向が基板２０の表面と平行に設けてあり、基板２０の表面に沿わせて電線６０を配線できるため、ケースＣＡの光射出口７１が設けられた面に対して光源ユニットＰＵを近づけて配置することができる。このことによっても、装置１００のコンパクト化を更に図ることができる。
【００２７】
上記実施形態における光源ユニットＰＵの変形例としては、図７に示すものがある。この光源ユニットＰＵでは、放熱フィン４１が、Ｙ方向に間隔を空けて平行に設けられており、Ｙ方向の中央（光源取付領域２１ａに対応する部分）に位置するものと、端部に位置するものとでフィン高さが異なって段差４２が生じている。このような光源ユニットＰＵをＸ方向に並べても、上記と同様の効果が得られる。なお、ケースＣＡには、光源ユニットＰＵの放熱フィン４１の横側に対応する位置に吸気口７３を設ければよい。
【００２８】
また、上記実施形態における光源ユニットＰＵの別の変形例としては、図８に示すものがある。この光源ユニットＰＵは、複数の放熱フィン４１が基板２０及びベース板３０と平行に設けられており、電線６０の一端側は、基板２０の表面側から放熱フィン４１側に配線されると共に、各放熱フィン４１の先端に沿って這わされ、かつ、その各放熱フィン４１の先端に沿って這わせられる部分の幅全体が各放熱フィン４１の先端と対向している構成、言い換えれば、前記電線６０の一端側は、前記基板２０の表面側から前記放熱フィン４１側に配線され、かつ、前記放熱体４０の外形形状の範囲内で該各放熱フィン４１の先端に沿って這わされている構成になっている。また、電線６０が、複数の放熱フィン４１のうちで基板２０から最も離れた放熱フィン４１の外面に沿わせて配線される構成、言い換えれば、放熱体４０の基板２０側と反対側の外面に沿わせて配線される構成になっており、また、電線６０が、基板２０から最も離れた放熱フィン４１の光源取付領域２１ａに対応した部分を避けて配線される構成になっている。なお、光源取付領域２１ａは基板２０の中央に設定されて光源１０が当該中央部に設けられている。このような光源ユニットＰＵでも、上記と同様の効果が得られる。
【００２９】
さらに、例えば、図９に示すように、基板２０及びベース板３０に対して、表裏両面及び側面に開口する切欠き部２２ａ，３１ａを、光源取付領域２１ａに対応しない部分に設け、この切欠き部２２ａ，３１ａを通して基板２０の表面側からベース板３０の裏面側に電線６０を配線しても良い。また、図１０に示すように、基板２０及びベース板３０に対して、表裏両面に貫通する貫通孔２２ｂ、３１ｂを、光源取付領域２１ａに対応しない部分に設け、この貫通孔２２ｂ、３１ｂを通して基板２０の表面側からベース板３０の裏面側に電線６０を配線しても良い。なお、図１０では、線状の電線６０としているが、面状や扁平状の電線６０でも構わない。
【００３０】
また、前記実施形態では、放熱フィン４１を板状のものとしているが、これに限定されることなく、例えば、ピン状のものであってもよい。また、放熱体４０の形状や光源１０の設置位置などについても、上記に限定されるものではない。
【００３１】
この他、前記実施形態では、ファンＦＮを設けて光照射装置１００を構成したが、ファンＦＮは省略しても構わない。また、ファンＦＮを排気ファンとしたが、空気をケースＣＡ内に供給する給気ファン（給気手段）としても良い。また、排気、給気の機構はファンに限らず、これ以外の機構を採用しても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
１００  光照射装置
ＰＵ  光源ユニット
ＦＮ  ファン
ＣＡ  ケース
１０  光源
２０  基板
３０  ベース板
４０  放熱体
４１  放熱フィン
５０  基板端子
６０  電線
【図１】
2018110051.tif 000003
【図２】
2018110051.tif 000004
【図３】
2018110051.tif 000005
【図４】
2018110051.tif 000006
【図５】
2018110051.tif 000007
【図６】
2018110051.tif 000008
【図７】
2018110051.tif 000009
【図８】
2018110051.tif 000010
【図９】
2018110051.tif 000011
【図１０】
2018110051.tif 000012