(57)【要約】【課題】接触熱抵抗が低減し放熱効率が向上する積分体保持装置を提供する。【解決手段】積分体保持装置１０は積分体２０外側に設けられる保持部材１１を備える。保持部材１１が外表面に放熱鰭１１２を有する放熱基板１１１からなり、保持部材１１と積分体２０の間に熱伝導物質１２が充填される。積分体２０からの熱は熱伝導物質１２を介して保持部材１１に伝導され、そして、自然対流または強制的対流の方式で放熱される。保持部材１１の熱交換面積が広くて熱伝導物質１２の熱伝導効果が気体のそれより良いため、保持部材１１と積分体２０の接触熱抵抗が大幅低減し、放熱効率が向上する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部材からなる積分体保持装置であって、該保持部材が積分体外側に設けられ、前記保持部材と前記積分体の間に熱伝導物質が設けられることを特徴とする積分体保持装置。
【請求項２】
前記保持部材は放熱基板であることを特徴とする請求項１に記載の積分体保持装置。
【請求項３】
前記放熱基板は熱伝導係数の高い材質を用いることを特徴とする請求項２に記載の積分体保持装置。
【請求項４】
前記放熱基板に放熱鰭が設けられることを特徴とする請求項２に記載の積分体保持装置。
【請求項５】
前記放熱鰭が前記放熱基板の少なくとも一側面に設けられることを特徴とする請求項４に記載の積分体保持装置。
【請求項６】
前記保持部材は中空の柱状であることを特徴とする請求項１に記載の積分体保持装置。
【請求項７】
前記保持部材表面に少なくとも一つの接着剤充填孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載の積分体保持装置。
【請求項８】
前記保持部材がヒートパイプの一端に接続し、該ヒートパイプの他の端が放熱装置に接続することを特徴とする請求項１に記載の積分体保持装置。
【請求項９】
前記放熱装置は放熱板であることを特徴とする請求項８に記載の積分体保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学系の積分体（ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｒｏｄ）に関わり、特に積分体を保持する放熱効果の良い積分体保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の積分体とその固定部材の組合せを示す図である。図１において、積分体１は複数枚のガラス板からなり且つ中空の柱状に形成される。ここで、ガラス板同士は接着剤を介して接合し合う。
【０００３】
積分体１の内壁に反射層が成膜されるため、積分体１内部を通る光束がその反射膜により複数回反射され均一的光束になる。
【０００４】
積分体１を光学系に組み込むとき、積分体１構造の崩壊防止や光学的位置決めのために、保持部材２で積分体１を取り付ける必要がある。
【０００５】
また、強烈な光束から積分体１に蓄積される熱エネルギーを発散させ、積分体１にとって良好な光学的作動温度を維持するために、光学系にて放熱手段を設ける必要がある。
【０００６】
従来、積分体１を保持する保持部材２は、金属板からなり中空状のものである。保持部材２は積分体１外表面を覆い、紫外線硬化接着剤で積分体１に固着する。固着後、調節工具や治具で積分体１を光学系における所定位置に固定する。
【０００７】
位置調節中積分体１に与える力を低減するために、普段、保持部材２表面に孔３を形成する。このため、保持部材２と積分体１との接触面積が減少される。
【０００８】
また、孔３は紫外線硬化接着剤の注入口としても用いられる。
【０００９】
更に、孔３は放熱のためにも利用される。即ち、孔３を利用し、積分体１を自然対流環境またはファンによる強制的対流環境に曝せて、積分体１からの熱を発散させる。
【００１０】
従来、積分体１を放熱するのに用いられる伝導媒体は空気であるが、空気の熱伝導係数が固体物質のそれより小さいため、接触熱抵抗が高くて放熱効率が劣化する。したがって、放熱効率を向上する必要がある場合または有効に放熱できない場合、強制的対流方式を用いる。即ち、ファンを設置することにより空気対流を強化する。
【００１１】
しかしながら、ファンが作動する際騒音が生じられ、周囲環境に悪影響を与える。また、積分体１が伝導係数の小さいガラス材質からなるため、ファンで積分体１からの熱を直接放熱しても、発散する熱量が少ない。
【００１２】
したがって、従来の孔３を用いる自然対流方式またはファンを用いる強制的対流方式によれば、効率的に放熱することができない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような問題点を解決するため、本発明の第一の目的は、放熱機能を有する外表面を備える保持部材を利用し、積分体と保持部材の間に熱伝導物質を充填することにより接触熱抵抗を低減し、積分体からの熱が熱伝導物質及び保持部材を介してスムーズに冷却流体に伝導され、放熱効率が向上する積分体保持装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第二の目的は、同一寸法の保持部材は寸法の異なる各種の積分体に応用でき、部品使用上の柔軟性及びコストの低減が図られる積分体保持装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第三の目的は、ヒートパイプを設けることにより積分体からの熱を自然対流または強制的対流の良い位置に伝導し、放熱効果が増強する積分体保持装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の積分体保持装置は、保持部材からなり、該保持部材が積分体外側に設けられ、前記保持部材と前記積分体の間に熱伝導物質が設けられる。ここで、前記保持部材は放熱基板であって良い。
【００１７】
前記のような構成により、積分体からの熱は前記熱伝導物質を介して保持部材に伝導され、そして、自然対流または強制的対流の方式で放熱される。
【００１８】
また、ヒートパイプを設けても良い。ここで、前記保持部材が該ヒートパイプの一端に接続し、該ヒートパイプの他の端が放熱装置に接続する。これにより、ヒートパイプの特性を利用し積分体からの熱を自然対流または強制的対流の良い位置に伝導して放熱することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
前記の目的を達成して従来の欠点を除去するための課題を実行する本発明の実施の形態の構成とその作用を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
図２は本発明の実施例１に係る積分体保持装置の構造を示す斜視図である。
【００２１】
図２において、本発明の積分体保持装置１０は積分体２０外側に設けられる保持部材１１を備える。保持部材１１と積分体２０の間に熱伝導物資１２が充填されている。
【００２２】
保持部材１１の形状は、スパース状況及び積分体２０の形状によるが、本実施例では、積分体２０の形状に合わせて中空柱状に形成されている。積分体２０が保持部材１１の中空部に収容される。
【００２３】
該保持部材１１はアルミニウムや銅などの熱伝導係数の高い材質からなる放熱基板１１１と、放熱基板１１１の両外表面に設けられる複数の放熱鰭１１２とから構成される。また、装置を調節したり治具を使用したりするために、複数の放熱鰭１１２間に平面１１２１が形成される。
【００２４】
なお、放熱鰭１１２は、放熱基板１１１の少なくとも一つの外表面に設ければ良い。また、放熱鰭１１２の位置や数及び寸法はスペース状況や流路の設計に基いて適宜に設定して良い。例えば、自然対流が良い箇所、より多い放熱鰭１１２を設ける。このため、熱交換面積が増加、熱伝導効率が向上される。
【００２５】
更に、放熱鰭１１２は、放熱基板１１１の全外表面に（図３参照）、または、一つの外表面に（図４参照）設けても良い。また、図５に示すように、放熱鰭１１２は放熱基板１１１の外部へ延長する延長部に形成しても良い。
【００２６】
図２において、保持部材１１の表面に少なくとも第１接着剤充填孔１１３及び第２接着剤充填孔１１４がある。
【００２７】
接着性の良い接着剤（例えば紫外線硬化接着剤）を第１接着剤充填孔１１３から注入することにより、保持部材１１と積分体２０を固着する。
【００２８】
熱伝導物質１２（例えば熱伝導接着剤や熱伝導ペースト等）を第２接着剤充填孔１１４から注入することにより積分体２０と保持部材１１の隙間を充填する。
【００２９】
このように、熱伝導物質の充填により、同一の保持部材１１を寸法の異なる多種の積分体２０に応用することができる。したがって、使用上の柔軟性及びコストの低減が図られる。また、熱伝導物質１２の使用により接触熱抵抗を低減、熱伝導効果を向上することができる。
【００３０】
積分体２０からの熱が熱伝導物質１２を介して保持部材１１及び放熱鰭１１２に伝導する。そして、保持部材１１の熱が光学系内部の自然対流により放熱される。
【００３１】
前記のように、本発明では、積分体２０からの熱は熱伝導物質１２により保持部材１１に伝導されてから放熱するため、その熱伝導効果が従来の熱伝導媒体のそれより向上する。しかも、積分体２０について、直接放熱するのではなく、伝導係数が高くて熱交換面積がより広い保持部材１１に熱伝導した後に放熱する。したがって、放熱効率が向上する。
【００３２】
なお、更なる放熱効果を得るために、強制的対流方式を用い熱交換を強化しても良い。
【００３３】
同一光学系において本発明と従来の積分体保持装置に対するテストが別々に行われた。
【００３４】
図６は積分体保持装置についてテストを行う際温度を測定する箇所を示す図である。
【００３５】
図６に示すように、積分体２０のＡ（出口）、Ｂ（中心）及びＣ（出口）の箇所において、光学系の作動から３０分間を経過した後、温度測定が行われる。
【００３６】
図７は本発明と従来の積分体についての温度測定結果を示す図である。
【００３７】
図７に示すように、積分体２０外側に作動電圧８Ｖのファンを設置した場合、従来と比べると、本発明の温度測定箇所Ａ及びＢにおける温度が２０℃、Ｃにおける温度が３８℃降下した。一方、積分体２０外側にファンがない場合、従来と比べると、本発明の温度測定箇所Ａ及びＢにおける温度が６５℃、Ｃにおける温度が１０６℃降下した。
【００３８】
前記テストデータから、本発明の積分体保持装置を利用すると積分体の温度が大幅に降下し放熱効果がよくなることがわかる。
【００３９】
また、積分体周囲にスペースの制限があることや防塵が要求されることから、冷却系の設置スペースが制限される場合、ヒートパイプを用い保持部材１１からの熱を自然対流または強制的対流の良い位置に伝導、放熱しても良い。
【００４０】
図８はヒートパイプを用いる積分体保持装置の構造を示す図である。
【００４１】
図８において、ヒートパイプ１３の蒸発部１３１を保持部材１１に接続し、ヒートパイプ１３の凝縮部１３２を放熱装置１４に接続する。ここで、放熱装置１４としては、放熱鰭を有する放熱板や低温水槽（図示してない）が用いられる。保持装置１１の熱はヒートパイプ１３を介して放熱装置１４に伝導、冷却される。これにより、放熱が実現される。
【００４２】
本発明は前記実施例の如く提示されているが、これは本発明を限定するものではなく、当業者は本発明の要旨と範囲内において変形と修正をすることができる。従って、本発明の権利範囲は特許請求の範囲に準じるものである。
【００４３】
【発明の効果】
前記のように、本発明によれば、積分体保持装置は、接触熱抵抗が低減し、放熱効率が向上する。
【００４４】
また、同一寸法の保持部材は寸法の異なる各種の積分体に応用でき、部品使用上の柔軟性及びコストの低減が図られる。
【００４５】
更に、ヒートパイプで積分体からの熱を自然対流または強制的対流の良い位置に伝導し、放熱効果が一層増強される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の積分体とその固定部材の組合せを示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る積分体保持装置の構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例２に係る積分体保持装置の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例３に係る積分体保持装置の構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例４に係る積分体保持装置の構造を示す斜視図である。
【図６】積分保持装置に対するテストが行われる際温度を測定する箇所を示す斜視図である。
【図７】本発明と従来の積分体についての温度測定結果の比較を示す図である。
【図８】本発明の実施例に係るヒートパイプを用いる積分体保持装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０  積分体保持装置
１１  保持部材
１２  熱伝導物質
１３  ヒートパイプ
１４  放熱装置
２０  積分体
１１１  放熱基板
１１２  放熱鰭
１１３  第１接着剤充填孔
１１４  第２接着剤充填孔
１３１  蒸発部
１３２  凝縮部
１１２１  平面
【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】
2004264806.tif 000008
【図７】
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【図８】
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