(57)【要約】【課題】発光素子の放熱効率を向上させつつ、ゴミや埃などが基板に付着することを防ぐ。【解決手段】発光素子２０が列状に搭載されたベース４２及びベース４２の発光素子２０とは反対側に設けられた複数の放熱体４１を有する放熱部材４０と、複数の放熱体４１の間に空気を流通させるファン５０とを具備する光射出装置１００であって、ベース４２が、列状に配置されたＬ発光素子２０を挟む位置の一方又は両方に貫通孔Ｈが形成されたものであり、ベース４２よりも光射出側に、前記空気を、発光素子搭載領域３１を通過させないように、貫通孔Ｈと当該光射出装置１００の外部との間で流通させる流通路Ｌが形成されているようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
表面に前記複数の発光素子が列状に搭載されたベース及び前記ベースの裏面に設けられた複数の放熱体を有する放熱部材と、
前記複数の放熱体の間に空気を流通させるファンとを具備する光射出装置であって、
前記ベースには、列状に配置された前記発光素子を挟む位置の一方又は両方に、表裏に貫通する貫通孔が形成されており、
前記ベースよりも光射出側には、前記空気を、前記発光素子が搭載された領域を通過させないように、前記貫通孔と当該光射出装置の外部との間で流通させる流通路が形成されている光射出装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子と前記貫通孔との間に介在して、前記空気が前記発光素子搭載領域を通過することを防ぐ保護部材をさらに具備している請求項１記載の光射出装置。
【請求項３】
前記保護部材が、前記発光素子から射出された光を反射するものである請求項２記載の光射出装置。
【請求項４】
前記発光素子を挟む位置の一方又は両方に設けられた前記貫通孔のさらに外側の前記ベースの表面に、第２の放熱部材が設けられている請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の光射出装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子及び前記放熱部材により光射出ユニットが構成されるとともに、当該ユニットの複数が前記発光素子の配列方向に沿って配置されており、
前記第２の放熱部材が、前記光射出ユニットを連結する請求項４記載の光射出装置。
【請求項６】
前記ベースを収容するとともに、側壁に前記空気が流通する通風窓が形成された筐体をさらに具備し、
前記流通路が、前記通風窓により当該光射出装置の外部に連通している請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の光射出装置。
【請求項７】
前記発光素子の両側に、複数の前記貫通孔が前記発光素子の配列方向に沿って設けられ、
前記通風窓が前記筐体の両側壁に形成されている請求項６記載の光射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばライン状の光を射出する光射出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の光射出装置は、特許文献１に示すように、複数のＬＥＤが列状に搭載された基板を、複数の放熱板がベースに支持されてなるヒートシンクに設けて、このヒートシンクに送風ファンから空気を送り込むことで、ＬＥＤを冷却するように構成されたものがある。
【０００３】
この光射出装置は、基板がベースの幅方向中央に設けられ、放熱板がＬＥＤの配列方向に垂直且つ互いに平行に設けられ、送風ファンが放熱板の先端部から内部に空気を送り込むように構成されており、放熱板の間に送り込まれた空気は、ベース側に向けて流動した後、ベースに沿って流動して放熱板の間から排出されるため、ヒートシンクの外周部に比べ、熱源の直下であるヒートシンクの中央部では風量が少なかったり、空気が滞留し易く、放熱効率が悪い。
【０００４】
そこで、放熱効率を向上させる方法として、例えば、ＬＥＤ近傍のベース部分に貫通孔を設け、送風ファンからの空気がこの貫通孔へ流れ込むようにすることで、ヒートシンクの中央部の風量を増やす方法が考えられる。
【０００５】
しかしながら、単に貫通孔を設けるだけでは、貫通孔へ流れ込んだ空気がＬＥＤの搭載されている領域を通過するので、例えばＬＥＤや配線などにゴミや埃などが付着してしまい、それらが焼けてショート等を引き起こす恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１２２７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、放熱効率を向上させつつ、ＬＥＤなどの発光素子や配線などにゴミや埃などが付着することを防ぐことをその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】
【０００８】
すなわち本発明にかかる光射出装置は、複数の発光素子と、表面に前記複数の発光素子が列状に搭載されたベース及び前記ベースの裏面に設けられた複数の放熱体を有する放熱部材と、前記複数の放熱体の間に空気を流通させるファンとを具備するものであって、前記ベースには、列状に配置された前記発光素子を挟む位置の一方又は両方に、表裏に貫通する貫通孔が形成されており、前記ベースよりも光射出側には、前記空気を、前記発光素子が搭載された領域を通過させないように、前記貫通孔と当該光射出装置の外部との間で流通させる流通路が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
このように構成された光射出装置であれば、ベースに形成された貫通孔に空気が流通するので、熱源である発光素子の直下部近傍において、放熱体を流通する風量を増やしたり、空気が滞留するのを防止することができ、放熱効率を向上させることができる。
そのうえ、ベースよりも光射出側における流通路が、空気を、発光素子が搭載された領域を通過させないように、貫通孔と光射出装置の外部との間で流通させるため、発光素子や配線などにゴミや埃などが付着することを防ぐことができる。
【００１０】
空気が発光素子搭載領域を通過することを防ぐための具体的な構成としては、前記複数の発光素子と前記貫通孔との間に介在して、前記空気が前記発光素子搭載領域を通過することを防ぐ保護部材をさらに具備している構成が挙げられる。
【００１１】
前記保護部材が、前記発光素子から射出された光を反射するものであることが好ましい。
このような構成であれば、発光素子から射出された光の取り出し効率を向上させるという効果も更に得ることができる。
【００１２】
前記発光素子を挟む位置の一方又は両方に設けられた前記貫通孔のさらに外側の前記ベースの表面に、第２の放熱部材が設けられていることが好ましい。
このような構成であれば、第２の放熱部材によって放熱効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
前記複数の発光素子及び前記放熱部材により光射出ユニットが構成されるとともに、当該ユニットの複数が前記発光素子の配列方向に沿って配置されており、前記第２の放熱部材が、前記光射出ユニットを連結することが好ましい。
このような構成であれば、発光素子及び放熱部材をユニット化することができ、不具合を生じた部分の交換等が容易である。そのうえ、第２の放熱部材によって複数の光射出ユニットが連結されるので、これらのユニットを連結する連結具等の専用部材を不要にすることができる。
【００１４】
空気が発光素子搭載領域を通過することをより確実に防ぐためには、前記ベースを収容するとともに、側壁に前記空気が流通する通風窓が形成された筐体をさらに具備し、前記流通路が、前記通風窓により当該光射出装置の外部に連通していることが好ましい。
このような構成であれば、通風窓を介して、流通路内に空気が流入したり、流通路外に空気が流出することとなる。
【００１５】
より具体的な実施態様としては、前記発光素子の両側に、複数の前記貫通孔が前記発光素子の配列方向に沿って設けられ、前記通風窓が前記筐体の両側壁に形成されている構成が挙げられる。
このような構成であれば、複数の貫通孔が発光素子の両側にその配列方向に沿って設けられているので、発光素子の配列方向の様々な箇所における発光素子の直下部近傍において、放熱体を流通する風量を増やしたり、空気の滞留を防止することができ、放熱効率をさらに向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
このように構成した本発明によれば、放熱効率を向上させつつ、発光素子や配線などにゴミや埃が付着することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の光射出装置の全体構成を模式的に示す斜視図。
【図２】本実施形態の光射出装置の筐体内の構成を模式的に示す斜視図。
【図３】本実施形態の光射出装置の筐体内の構成を模式的に示す断面図。
【図４】その他の実施形態の光射出装置の筐体内の構成を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明に係る光射出装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態に係る光射出装置１００は、例えば検査物（ワーク）にライン状の光を照射するものであり、その外観検査などに用いられるライン光射出装置１００である。具体的にこのライン光射出装置１００は、図１及び図２に示すように、略直方体形状をした筐体１０と、複数の発光素子たるＬＥＤ２０と、表面にこれらのＬＥＤ２０が搭載された基板３０と、基板３０の裏面が取り付けられた放熱部材４０（以下、メイン放熱部材４０という）と、メイン放熱部材４０に空気を流通させるファン５０とを具備している。なお、図２では、説明の便宜上、筐体１０及び後述する保護部材７０の記載は省略してある。
【００２０】
筐体１０は、例えば金属製で、ＬＥＤ２０、基板３０、放熱部材４０、保護部材７０を内部に収容している。また、筐体１０は、図１及び図３に示すように、ＬＥＤ２０に対向する上壁１０ａに、ＬＥＤ２０から射出された光を取り出す光取出し窓Ｗ１が形成されている。ここでは、光取出し窓Ｗ１に保護ガラス１１が設けられているが、拡散板や透光板、レンズが設けられていても良い。
【００２１】
ＬＥＤ２０は、基板３０上に列状に等間隔に配置されており、ここでは筐体１０の長手方向に沿って配置されている。本実施形態では、ＬＥＤ２０としてチップ型のものを用いているが、砲弾型のものを用いても良く、その構造は何ら限定されるものではない。また、ＬＥＤ２０から射出される光は、可視光（例えば白色）の他、紫外光や赤外光など何ら限定されるものではない。また、ＬＥＤ２０に代えて、レーザ光を射出する発光素子などを適宜選択することもできる。
【００２２】
基板３０は、図２に示すように、矩形状且つ長尺状に形成されており、その表面の幅方向中央部には、ＬＥＤ２０が搭載されるＬＥＤ搭載領域３１が、長手方向に沿って設定されている。なお、ＬＥＤ搭載領域３１及びこれに搭載されたＬＥＤ２０は筐体１０内の空気に晒されている。
【００２３】
メイン放熱部材４０は、ＬＥＤ２０や基板３０を冷却するためのものである。図１及び図２に示すように、メイン放熱部材４０は、複数の放熱板４１（以下、メイン放熱板４１という）と、これらのメイン放熱板４１を支持するベース４２（以下、メインベース４２という）とを有するヒートシンクである。
【００２４】
メイン放熱板４１は、図２に示すように、ＬＥＤ２０の配列方向に垂直（メインベース４２の長手方向に平行）に設けられており、互いに隣り合うメイン放熱板４１同士が間隔をあけて対面するようにＬＥＤ２０の配列方向（メインベース４２の幅方向）に複数列で配置されている。
【００２５】
メインベース４２は、矩形平板状に形成され、長手方向がＬＥＤ２０の配列方向と垂直、幅方向がＬＥＤ２０の配列方向と平行に設けられており、図３に示すように、メイン放熱板４１を支持する支持面４２１と、支持面４２１の反対側の基板載置面４２２とを有し、基板載置面４２２の長手方向中央に基板３０が載置されている。
【００２６】
そして、複数のメイン放熱部材４０がメインベース４２の幅方向（筐体１０の長手方向）に沿って配置され、これらＬＥＤ２０、基板３０、放熱部材４０により光射出ユニットが構成される。これにより、当該ユニットを適宜連結することで、ライン光の長さを調整することができる。
【００２７】
ファン５０は、各メイン放熱部材４０のメイン放熱板４１にそれぞれ対応してメインベース４２とは反対側に設けられており、筐体１０の下壁１０ｂに取り付けられる。なお、筐体１０の下壁１０ｂには開口が形成されており、この開口を介してファン５０からの空気がメイン放熱板４１の間に送り込まれる。
【００２８】
然して、本実施形態のライン光射出装置１００には、図２及び図３に示すように、メインベース４２に表裏に貫通する複数の貫通孔Ｈが形成されるとともに、メインベース４２よりも光射出側に、空気を、ＬＥＤ搭載領域３１を通過させないように、貫通孔Ｈとライン光射出装置１００の外部との間で流通させる流通路Ｌが形成されている。
【００２９】
より具体的に説明すると、複数の貫通孔Ｈは、メインベース４２の長手方向においてＬＥＤ２０の近傍且つ両外側に、ＬＥＤ２０の配列方向に沿って例えば等間隔で形成されている。なお、貫通孔Ｈは、メインベース４２の支持面４２１及び基板載置面４２２に対して垂直に形成されており、基板３０の縁に近接配置された例えば断面円形状のものである。
【００３０】
このようにメインベース４２に貫通孔Ｈを形成することで、ファン５０からメイン放熱板４１に送り込まれた空気の一部が貫通孔Ｈを通過して、基板３０の表面側にも流れ込む。そして、この空気を筐体１０の外部に流出させるべく、図１及び図３に示すように、本実施形態の筐体１０の側壁１０ｃには通風窓Ｗ２が形成される。これにより、上述した流通路Ｌは、一端側が貫通孔Ｈに連通し、他端側が通風窓Ｗ２に連通することとなる。
【００３１】
なお、具体的に通風窓Ｗ２は、筐体１０の側壁のうち長手方向に延びる一対の側壁１０ｃそれぞれに形成される。すなわち、列状に配置されたＬＥＤ２０の両側に貫通孔Ｈが形成されており、それらの貫通孔Ｈのさらに外側それぞれに通風窓Ｗ２が形成される。
各通風窓Ｗ２は、側壁１０ｃの長手方向のほぼ全域に亘って形成されており、上述したメインベース４２やメイン放熱板４１の一部が通風窓Ｗ２に臨むように配置されている。
【００３２】
本実施形態では、通風窓Ｗ２それぞれに臨むように複数の第２の放熱部材６０（以下、サブ放熱部材６０という）が設けられている。各サブ放熱部材６０は、筐体１０に収容されており、複数のサブ放熱板６１と、これらのサブ放熱板６１を支持するサブベース６２とを有するヒートシンクである。
【００３３】
サブ放熱板６１は、ＬＥＤ２０の配列方向と垂直（サブベース６２の幅方向に平行）に設けられており、互いに隣り合うサブ放熱板６１同士が間隔をあけて対面するようにＬＥＤ２０の配列方向（サブベース６２の長手方向）に配置されている。なお、互いに隣り合うサブ放熱板６１の離間間隔は、互いに隣り合うメイン放熱板４１の離間間隔よりも広い。
【００３４】
サブベース６２は、矩形平板状に形成され、長手方向がＬＥＤ２０の配列方向と平行に設けられており、メインベース４２の長手方向両端部に載置されて、サブ放熱板６１を支持する支持面６２１とは反対側の面がメインベース４２の基板載置面４２２と接触している。本実施形態のサブベース６２は、その長手方向の寸法がメインベース４２の幅方向の寸法よりも長く、隣り合うメインベース４２を一体的に支持して、隣り合うメイン放熱部材４０を連結する。なお、サブベース６２の長手方向寸法は、メインベース４２の幅方向寸法の２倍である。
【００３５】
本実施形態のライン光射出装置１００は、ＬＥＤ２０と貫通孔Ｈとの間に介在して、空気がＬＥＤ搭載領域３１を通過することを防ぐ保護部材７０をさらに具備している。
保護部材７０は、例えばＬＥＤ２０から射出された光を反射するものであり、ここではＬＥＤ２０の配列方向に沿って設けられている。この保護部材７０は、基板３０の幅方向外側に位置しており、メインベース４２の基板載置面４２２から起立して筐体１０の上壁１０ａまで延びている。
本実施形態では、上述した保護部材７０が基板３０の両側それぞれに設けられる。これにより、筐体１０内におけるメインベース４２と上壁１０ａとの間の空間は、一対の保護部材７０によって基板３０を収容する基板収容空間Ｓ１と、上述した流通路Ｌたる空気流通空間Ｓ２とに仕切られる。
【００３６】
このように構成された本実施形態のライン光射出装置１００によれば、メインベース４２のＬＥＤ２０の近傍に形成された貫通孔Ｈに空気が流通するので、メイン放熱板４１のＬＥＤ２０の直下部近傍に位置する部分において、風量を増やしたり、空気が滞留するのを防止することができ、放熱効率を向上させることができる。
そのうえ、基板３０の両側に保護部材７０を設けてあるので、貫通孔Ｈを通り抜けた空気が、ＬＥＤ搭載領域３１を通過することなく、通風窓Ｗ２に抜けていくので、基板３０上のＬＥＤ２０や配線などにゴミや埃などが付着することを防ぐことができる。
【００３７】
また、保護部材７０がＬＥＤ２０から射出された光を反射するので、ＬＥＤ２０から射出された光の取り出し効率を向上させることもできる。
【００３８】
さらに、複数の貫通孔ＨがＬＥＤ２０の配列方向に沿ってその両側に列状に設けられているので、ＬＥＤ２０の配列方向の様々な箇所において、メイン放熱板４１のＬＥＤ２０の直下部近傍における風量をＬＥＤ２０の配列方向の全体に亘って増やしたり、昇温した空気が滞留するのを防止することができる。
【００３９】
さらに、メインベース４２に設けたサブ放熱部材６０により放熱効率のさらなる向上を図ることができるうえ、サブ放熱板６１がＬＥＤ２０の配列方向と垂直に設けられているため、通風窓Ｗ２に向かう空気流を阻害することもない。
【００４０】
加えて、ＬＥＤ２０、基板３０、放熱部材４０をユニット化しているので、不具合の生じた部分の交換等が容易である。そのうえ、サブ放熱部材６０によってこれらのユニットを連結しているので、専用の連結具を不要にすることができる。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４２】
例えば、通風窓Ｗ２は筐体１０の長手方向に沿って延びる側壁１０ｃの一方にのみ形成されていても良い。さらに、長手方向に沿って延びる側壁１０ｃには通風窓Ｗ２を形成することなく、長手方向と直交する側壁に通風窓Ｗ２を形成しても良い。
【００４３】
また、貫通孔Ｈを流通する空気が、ＬＥＤ搭載領域３１を通過し難く、そのほとんどが通風窓Ｗ２に向かうような位置に通風窓Ｗ２が形成されている場合は、保護部材７０は必ずしも設ける必要はない。具体的には、前記実施形態のようにＬＥＤ２０を挟む位置の両方に貫通孔Ｈを設けて、そのさらに外側それぞれに通風窓Ｗ２を形成する場合や、ＬＥＤ２０を挟む位置の一方に貫通孔Ｈを設けて、そのさらに外側に通風窓Ｗ２を形成する場合などが挙げられる。
【００４４】
さらに、前記実施形態では通風窓Ｗ２が筐体１０の側壁１０ｃに形成されていたが、例えば筐体１０の上壁１０ａにおけるＬＥＤ搭載領域３１の上方を除く箇所に通風窓Ｗ２が形成されていても良い。
【００４５】
貫通孔Ｈは、メインベース４２における列状に配置されたＬＥＤ２０を挟む位置の一方にのみ形成されていても良いし、ＬＥＤ２０を挟む位置の一方又は両方において複数列形成されていても良いし、ＬＥＤ２０を挟む位置の一方又は両方において１つだけ形成されていても良い。
また、貫通孔Ｈの形状は、断面円形状に限らず、断面が多角形状や長穴形状のものであっても良い。
【００４６】
さらに、前記実施形態の貫通孔Ｈは、メインベース４２の支持面４２１や基板載置面４２２に対して垂直に貫通して形成されていたが、メインベース４２の支持面４２１や基板載置面４２２に対して斜めに貫通させても良い。具体的には、図４に示すように、メインベース４２の支持面４２１における長手方向中央部と、基板載置面４２２における基板３０よりも長手方向外側とを貫通させた構成が挙げられる。このような構成であれば、ＬＥＤ２０の直下に貫通孔Ｈの一端開口を形成することができるので、ＬＥＤ２０の直下の風量を増やすことができる。そのうえ、貫通孔Ｈを斜め方向に形成することで、貫通孔Ｈの内周面の表面積を増やすことができ、放熱性のさらなる向上を図れる。
【００４７】
保護部材７０は、前記実施形態ではメインベース４２に設けられていたが、基板３０の例えば幅方向端部に設けられていても良い。また、保護部材７０は、必ずしもミラーである必要はなく、材質や形状等は適宜変更して構わない。
【００４８】
貫通孔ＨをＬＥＤ２０に近づけるべく、基板３０に貫通孔を空けても構わない。この場合、基板３０の貫通孔とメインベース４２の貫通孔Ｈとの少なくとも一部が重なり合っていれば良い。
【００４９】
ファン５０は、前記実施形態では放熱部材に空気を送り込むものであったが、放熱部材側から空気を吸引して外部に吐き出すものであっても良い。つまり、空気の流れは、前記実施形態のように貫通孔Ｈから通風窓Ｗ２に流れ込んでも良いし、逆に通風窓Ｗ２から貫通孔Ｈに流れ込んでも良い。
【００５０】
前記実施形態では複数のＬＥＤ２０が直線状に配置されていたが、複数のＬＥＤ２０を円周状や矩形状に配置しても良い。
また、ＬＥＤ２０は、必ずしも基板３０に搭載されている必要はなく、メイン放熱部材４０のメインベース４２に直接搭載されていても良い。この場合、ＬＥＤ搭載領域３１は、メインベース４２上に形成されることになる。
【００５１】
さらに、ライン光射出装置１００としては筐体１０を備えていないものであっても良い。こうしたライン光射出装置１００においては、別の機器に取り付けられることにより、メインベース４２よりも光射出側に、空気を、ＬＥＤ搭載領域３１を通過させないように、貫通孔Ｈと外部との間で流通させる流通路Ｌが形成されれば良い。
【００５２】
また、メイン放熱部材４０やサブ放熱部材６０の構造として、メイン放熱板４１やサブ放熱板６１の態様は、ピン状の放熱フィンや網状の放熱体に変更しても良い。
【００５３】
その他、本願発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１００・・・ライン光射出装置
１０  ・・・筐体
２０  ・・・ＬＥＤ（発光素子）
３０  ・・・基板
３１  ・・・ＬＥＤ搭載領域
４０  ・・・メイン放熱部材
５０  ・・・ファン
Ｈ    ・・・貫通孔
６０  ・・・サブ放熱部材
Ｗ２  ・・・通風窓
【図１】
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【図２】
2019106324.tif 000004
【図３】
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【図４】
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