JP2004127922A

JP2004127922A - 光照射装置及びその製造方法

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Publication number: JP2004127922A
Application number: JP2003202114A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yoneda; 米田　賢治
Original assignee: CCS Inc
Current assignee: CCS Inc
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】複数の発光体を湾曲面に配置した光照射装置において、製造容易性を担保しつつ、大光量を得ることができ、しかも光度の安定性や長寿命性にも優れるものを得る。
【解決手段】湾曲する発光体装着面２ｃを有しその発光体装着面２ｃ上に複数の発光体１を装着してなる発光体装着部材２と、この発光体装着部材２を保持する保持枠３と、所定の可撓性及び／又は柔軟性を有する平板状の放熱部材６とを備えてなり、その可撓性及び／又は柔軟性を利用して変形させた前記放熱部材６を前記発光体装着面２ｃの裏面２ｄ及びその裏面２ｄに対向する前記保持枠３の支持面３１ａにそれぞれ略密着させるようにした。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光照射装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光照射装置において、ＬＥＤ等の発光体を複数配置し、照射対象部位に対して周囲方向から覆うように光を照射してその照射対象部位の照度をムラなく一定に保つようにしたものが開発されている。
【０００３】
しかして、照射対象部位を周囲方向から覆うためには、円筒内面や円錐凹面等のような湾曲凹面状をなす発光体装着面を形成し、その発光体装着面に複数のＬＥＤをくまなく装着することが望ましい。そこで従来は、保持枠そのものを円筒内面や円錐凹面形状に加工して穿孔し、発光体をその孔に各々直接埋設したうえで手配線を施すという複雑な工程を経てかかる製光照射装置を製造していたところ、その手間やコストを大幅削減すべく本願発明者は、特許文献１に示すように、湾曲可能なプリント基板を平面状に保った状態でＬＥＤを装着し、そのプリント基板を湾曲させてこの種の光照射装置を製造する方法を発明し、特許を取得している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２１７２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の光照射装置において、湾曲する発光体装着面の裏面に放熱構造を設けることは極めて難しく、放熱を積極的に行うような工夫はほとんどなされていないのが実状である。具体的には、図２３に示すように、ＬＥＤ１００の裏側には何ら放熱部材は設けられておらず、空気層ＡＳが介在している。そしてその結果、ＬＥＤの温度を積極的に下げることができないことから大きな光量を得にくく、光度においても不安定で、またその寿命を延ばしにくいという点に改善の余地が残されていた。
【０００６】
さらに、プリント基板を湾曲させてその端部を単に保持枠に係止させただけであると、若干のがたつきや、湾曲面に雑多の歪みが生じるおそれもある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、複数の発光体を湾曲面に配置した光照射装置において、製造容易性を担保しつつ、大光量を得ることができ、しかも光度の安定性や長寿命性にも優れる光照射装置を得ることをその主たる目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明にかかる光照射装置は、切頭円錐状に湾曲する発光体装着面を有しその発光体装着面上に複数の発光体を装着してなる発光体装着部材と、この発光体装着部材を保持する保持枠と、所定の可撓性及び／又は柔軟性を有する平板状の放熱部材とを備え、前記可撓性及び／又は柔軟性を利用して変形させた前記放熱部材を、前記発光体装着面の裏面及びその裏面に対向する前記保持枠の支持面にそれぞれ略密着させていることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、発光体装着部材の裏面と保持枠とを、放熱部材を介して面的に接合できるため、保持枠に発光体から発生する熱を効果的かつ速やかに伝導でき、保持枠全体を利用した発光体の積極的な放熱が可能となる。その結果、発光体に大電流を流して大きな光度を得ることができ、しかもその光度を安定させて寿命をも延ばすことが可能となる。ちなみに空気の熱伝導率は０．０２
ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり、放熱部材にシリコ−ン、フロロシリコ−ン、ＳＥＰ等を主体材料とする部材を用いた場合にはその熱伝導率が１ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度以上となることから、放熱部材を用いずに空気層が介在した場合と、放熱部材を用いた場合とでは、その放熱性に極めて顕著な差が生じることがわかる。
【００１０】
また放熱部材が可撓性及び／又は柔軟性を有し、前記切頭円錐状に湾曲する発光体装着面及び保持枠の支持面に容易に沿わせて変形させこれら双方に密着させることできるため、製造、組み立てにも大きな負担をかけることがない。すなわち、切頭円錐状に湾曲した面に平板状の放熱部材を押し当てるときは、円筒状に湾曲した面に平板状の放熱部材を押し当てるときとは事情が異なり、場所によって曲率が異なるため、単に巻き付けて湾曲変形するだけでは面に密着させることはできない。しかし、放熱部材に可撓性及び／又は柔軟性が付与してあると、３次元状に異形変形して、円錐面に密着することが可能となる。
【００１１】
加えて、この放熱部材が発光体装着部材及び保持枠に密着するため、発光体装着部材のがた等を軽減し、その装着状態を良好なものに保って、光照射の質の向上に寄与することとなる。
【００１２】
ここで、「平板状」とは、部分的に厚みの異なるものも含む意味である。
【００１３】
放熱部材を適正に取り付けるためには、放熱部材を、２枚の放熱板の分割片から、或いは、より細かく分割された放熱板の分割片から構成しておくことが、材料の取り分（板取）の面等から好ましい。
【００１４】
このように放熱部材に分割構造を採用した場合における、光照射装置の好適な製造方法としては、放熱部材を構成する複数の放熱板の分割片を、発光体装着部材を湾曲させた後に当該発光体装着部材の裏面に保持しておき、しかる後、この発光体装着部材と対向する保持枠の支持面とを突き合わせる手順によるものや、放熱部材を構成する複数の放熱板の分割片を、湾曲した保持枠の支持面に保持しておき、この分割片を介して、湾曲させた発光体装着部材の裏面と前記保持枠の支持面とを突き合わせる手順によるものが挙げられる。
【００１５】
この場合、平面状をなす分割片を、発光体装着部材と保持枠との間隙に挟み込むことによって、該分割片をその可撓性及び／又は柔軟性を利用して変形させて発光体装着部材と保持枠との間に密着保持することが可能であり、分割片は、平面状の放熱シートから型を用いて型抜きすることによって生成することが簡便となる。
【００１６】
一方、発光体を取り付けた発光体装着部材の裏面に放熱部材を設け、この発光体装着部材を保持枠の内周に保持させる構造の光照射装置において、放熱部材からオイル状成分が漏出して装置周辺を汚染することを有効に防止するためには、前記保持枠の内周に、放熱部材から漏出するオイル状成分を導くオイル溜め部を設けておくことが望ましい。オイル溜め部は、保持枠の内周に沿って溝状に設けておくことや、オイル溜め部に、オイル状成分を吸収する吸収材を設けておくことが効果的である。
【００１７】
一方、発光体装着面の裏面からは通常リード線や抵抗等が突出し、放熱部材の前記裏面への密着を阻害するところ、前記放熱部材の少なくとも表面部における柔らかさを、発光体装着部材の裏面に突出する発光体のリード線や電子部品等を包み込むように凹んで前記発光体装着面の裏面に密着し得るものに設定しておけば、上述した不具合を解消して本発明の効果を十分に発揮させ得る。
【００１８】
放熱部材をまんべんなく敷き詰めることを可能にするためには、保持枠の支持面が、発光体装着部材の裏面に突出する発光体のリード線取り付け位置に対応する部位に当該支持面に略垂直な引き込み孔を有し、この引き込み孔は保持枠の支持面の下方を通過して外周位に開口する連通路に接続されて、引き込み孔より引き込んだリード線をその連通路を介して外部に導出し得るようにおくことが好ましい。
【００１９】
この場合、リード線を簡単に固定できるようにするためには、保持枠が、前記支持面、引き込み孔及び連通路を備えたケース本体と、このケース本体に対して着脱可能であって発光体装着部材を一部に抱き下端側に切欠を備えた押さえ部材とを具備し、ケース本体の引き込み孔より引き込んだリード線を連通路を介し外部に導出した状態で、押さえ部材をケース本体に取り付けることにより、押さえ部材の切欠を連通路から導出したリード線の一部に被せ、その位置から押さえ部材をケース本体に対して相対回転させることによって、リード線を連通路の開口と切欠との間で固定していることが便利である。
【００２０】
また、放熱部材の柔軟性や可撓性があまりに大きいと、通常状態において放熱部材が定形を保てず組み立てに齟齬を生じるうえ、例えば発光体装着部材の交換に際して、放熱部材が千切れて剥がれない等の不具合も生じ得る。かかる不具合を防止するためには、前記放熱部材を平面に載置した状態で定形性を有する程度のものとすることが望ましく、また特に柔軟性において前記放熱部材を発光体装着部材及び保持枠から剥離可能なものとしておくことが望ましい。このような放熱部材を使用することにより、平面状に形成された放熱部材の細切れ片が、保持枠の支持面と発光体装着部材との間隙に配置されたときに、３次元（立体）形状に異形変形する。そして、これに伴って両者の密着度が増し、放熱を促進させる効果が得られる。
【００２１】
上述した効果を得るための具体的な表面部の硬度としては、アスカーＣ硬度で１０度以上３０度以下が好ましい。保持枠の支持面と発光体装着部材との間隙に応じて放熱部材の厚みを簡単に調整できるようにするためには、放熱部材が、厚み方向に複数の放熱層を重合させて構成されていることが望ましい。併せて、本放熱部材は、単一素材からなるものが好ましい。
【００２２】
製造容易化に大きく寄与し得る具体的な実施態様としては、前記発光体装着部材が、厚み方向に湾曲可能であって一部に切り欠きを有した円環状のプリント基板であり、その一方の面に発光体装着面を設定してなるものであって、その発光体装着部材の一方の切り欠き辺と他方の切り欠き辺とを、前記発光体装着面が凹面側に位置するように接合または近接保持することにより、前記発光体装着面を切頭円錐凹面に形成しているものが好ましい。
【００２３】
放熱効果を簡単な手法で有効に高めるためには、プリント基板の発光体のリード線に接続する配線幅を、電流量に応じて通常必要とされる太さよりも太いものとし、放熱効果をより高めた前記発光体装着面を切頭円錐凹面に形成していることが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態に係る光照射装置４は、図１〜図４に示すように、複数の発光体たるＬＥＤ１と、厚み方向に湾曲可能なものであって一部に切り欠きを有した発光体装着部材たる円環状をなすプリント基板２と、円環状をなす可撓性を有した放熱部材たる放熱板６と、目視あるいは撮影等のための中心孔３１ｂを有し前記プリント基板２を保持する保持枠たるケース３とを備えたものである。
【００２６】
各部を詳述すると、ＬＥＤ１は砲弾型ランプタイプのもので、素子本体をレンズ作用を有する砲弾型の透明樹脂モールドで覆ってなるものである。もちろんチップタイプのものでも構わない。
【００２７】
プリント基板２は、カバー材、銅箔材、ベース材等を階層構造にしてなるフレキシブルなものであり、予めＬＥＤ１の配線をプリントしてなるものである。
【００２８】
放熱板６は、例えばシリコ−ン、フロロシリコ−ン、ＳＥＰ等を主体材料として形成してなる電気的に絶縁性を持った熱伝導性、可撓性及び／又は柔軟性に富む円環状をなすものであり、単一素材、単一層からなる。そして、プリント基板２の裏面２ｄに密着させた状態では、その密着面６ｃが前記裏面２ｄに配設されている抵抗等の各部品や突出するＬＥＤ１の足等を包み込むように凹み変形する一方、平面に載置した状態で定形性を有するような素材を用いている。具体的には、放熱板６の素材にアスカーＣ硬度が１０度以上３０度以下のものを用いている。これは、あまりに硬いと抵抗等の凹凸を吸収できず基板裏面２ｄへの密着度が低下する一方、あまりに柔らかいと放熱板６が定形を保てず組み立てや交換に際して千切れたり剥がれないといった不具合を生じるためである。また、上記アスカーＣ硬度は、放熱板６が硬すぎると取付先の湾曲にならわず、柔らかすぎると取り扱いに不便であるという事情をも勘案したものである。また、通常シリコーンゴム中（本実施形態で用いる放熱板６の材料）には低分子量シロキサン（低分子量のオイル状成分）が含まれており、基板２とケース３との間で長期間放熱板６を介在させておくと、低分子量シロキサン（即ちオイル状の成分）が放熱板６の表面にブリード（じわじわにじみ出てくる）してしまう。単に圧接しているだけでも低分子量シロキサンのブリードがあるが、通電してＬＥＤ１を発光させた状態では基板２等の温度上昇があり、このブリード現象がより加速される。そこで、本実施形態で用いる放熱板６はこの低分子量シロキサンの含有量を３００ｐｐｍ以下にしている。なお、通常のシリコーンゴムでは３０００ｐｐｍ程度含有しており、前記した問題点がある。
【００２９】
ケース３は、照射対象部位を反照射対象部位側から観察するための中心孔３１ｂを有したある程度厚みのある円柱状のケース本体３１と、このケース本体３１の外周に外嵌する円筒状の押さえ部材３２とを有するものである。ケース本体３１の一端面側には、中心部をもっとも窪ませた切頭円錐凹面３１ａが設けてあり、この切頭円錐凹面３１ａが前記プリント基板２の裏面２ｄに対向する支持面としての役割を担う。この切頭円錐凹面３１ａの傾斜角は、前記プリント基板２の切り欠き辺２ａ、２ｂ同士を接合又は近接させて切頭円錐形状とした際のプリント基板２の裏面２ｄの角度と略同一となるように構成している。
【００３０】
押さえ部材３２の一端部には、内方に突出する突出部３２１が設けられており、この突出部３２１が、ケース本体３１に取り付けたプリント基板２の抜け止めを防止する役割を担う。なお、ケース本体３１に穿設されためねじ３３は、この光照射装置４を取着するためのものである。
【００３１】
このような構成において、本実施形態による光照射装置４の組立方法について説明する。まず前記プリント配線基板２を平面状態に保持した上で、該基板２の一方の面である発光体装着面２ｃに、複数のＬＥＤ１をはんだ付け等の方法でくまなく植設する。しかる後に、該基板２の一方の切り欠き辺２ａと他方の切り欠き辺２ｂとを前記発光体装着面２ｃが凹面側に位置するように接合または近接させて湾曲させる。このことにより、該プリント基板２は必然的に切頭円錐型となり、前記発光体装着面２ｃが切頭円錐凹面となって、そこにＬＥＤ１が配置されることとなる。このとき、電源ケーブル５も該基板２にはんだ付け等によって配線する。
【００３２】
次にケース本体３１の前記支持面３１ａに放熱板６を貼り付ける。このとき放熱板６は自身の可撓性により変形して、その一方の面を前記支持面３１ａに密着させる。
【００３３】
そして、前記プリント基板２の一方の切り欠き辺２ａと他方の切り欠き辺２ｂとを接合または近接させ切頭円錐形状にしつつ、その裏面２ｄを前記放熱板６の他方の面に密着させる。もちろん、切頭円錐形状にしたプリント基板２の裏面に先に放熱板６を貼り付け、その後、この放熱板６を貼り付けたプリント基板２を前記支持面３１ａに密着させても構わない。ここで「密着」とは、面同士の一部が密着することも含む。
【００３４】
なお、ケース本体３１の中心孔３１ｂにおける開口周縁部に設けた軸方向に突出する突起部３１１は、その外径が放熱板６の中心孔径及び切頭円錐形状にしたプリント基板２の中心孔径と略等しくなるように設定したもので、これら放熱板６及びプリント基板２をケース本体に装着する際の位置決め部としての役割を担う。
【００３５】
その後、押さえ部材３２を前記ケース本体３１に対しその切頭円錐凹面３１ａ側から嵌め込んで固定し、その突出部３２１をプリント基板２の外周端に当接させて当該プリント基板２の固定と抜け止めを図るようにしている。
【００３６】
したがってこのようなものであれば、ＬＥＤ１の熱が放熱板６を介してケース３に効率よく速やかに伝達され、ケース３全体で放熱させることが可能になるため、無理なくＬＥＤ１の放熱を行ってその温度を積極的に下げ、ＬＥＤ１の温度上昇を抑止することが可能になる。そしてその結果、大きい光度を得られ、製品の長寿命化も促進することができる。
【００３７】
さらに、放熱板６を介在させることで、プリント基板２のがたや変形等を抑止することができ、ＬＥＤ１の向きをより一定化して、集光度を高めたり、照射対象部位における照度むらを抑制することができるようになる。
【００３８】
加えて、放熱板６が可撓性及び／又は柔軟性を有し、前記湾曲する発光体装着面２ｃの裏面２ｄ及びケース３の支持面３１ａに容易に沿わせてこれら双方に密着させることできるため、製造、組み立てにも大きな負担をかけることがない。特に本実施形態では、プリント基板２の切り欠き辺２ａ、２ｂ同士を接合または近接させるだけで、湾曲する発光体装着面２ｃを形成できるので、組立が簡単であり、製造工程を複雑化することもない。
【００３９】
具体的な効果を図５、図６、図７に示す。
【００４０】
まず図５、図６は温度上昇による短時間（２０分）での光量低下度を放熱板６の有無で比較した比較実験データである。図５は赤色ＬＥＤの実験データである。同図に示すように、放熱板６がある場合とない場合とでは、実験開始から２０分後におけるＬＥＤ１の半田部分温度が２５℃度程度相違し、光量においては、放熱板６がある場合には、初期光量に比して略１０％程度しか落ち込まないのに対し、放熱板６がない場合には、初期光量に比して略２５％も落ち込むという顕著な相違が生じる。図６は白色ＬＥＤの実験データである。この実験において放熱板６がないものは、温度がＬＥＤの動作保証温度である１００℃にまで上昇している。これは、白色ＬＥＤや青色ＬＥＤあるいは緑色ＬＥＤの順方向電圧（Ｖｆ）が３．５Ｖと高く、発熱量が大きくなる傾向があることに起因するものであるが、このように放熱板６がないと、使用条件によっては高温化を招いて劣化を惹起し、寿命や光度に極めて大きな影響を及ぼすと考えられる。これに比して放熱板６がないものは温度が４５℃前後に保たれ、温度差が実に５５℃も生じていることがわかる。
【００４１】
一方、図７は長期間に亘る使用の結果、白色ＬＥＤがどれだけ劣化したかを放熱板の有無で比較した比較実験データである。放熱板６がないものは、使用開始から１５００時間で光量が約半分にまで低下し、基板に焦げ付きが生じる等して、品質的に限界がくるのに対して、放熱板６のあるものは、使用開始から１５００時間では光量はわずか２０パーセント程度しか落ち込まず、その後少しずつ落ち込みながらも、さらに長時間十分使用に耐えうることがわかる。すなわち、このように放熱板６があると、放熱板６のないものに比して光量や寿命に格別顕著に好影響を及ぼすことがわかる。
【００４２】
なお、図５、図６の実験は温度による光量低下の比較実験であり、温度が下がれば再びＬＥＤ１は初期光量を取り戻すものである。一方、図７の実験は、劣化実験であり、このようにして光量が低下したＬＥＤ１は、再び初期光量に戻ることはない。
【００４３】
もちろん、その他に、ケース３側にＬＥＤ埋設保持用の孔を穿設するといった必要がなく、ＬＥＤ１を容易に切頭円錐凹面２ｃに配置し、しかも配線することが可能となるといった製造容易化という効果をも奏し得る。
【００４４】
さらに、図８〜図１０に示すように、放熱板６やプリント基板２の切り欠きの大きさや径寸法を適宣変更することにより、種々の切頭円錐凹面を形成することも容易に行える。
【００４５】
本発明は、その他に種々の変形が可能である。なお、以下の説明において前記実施形態に対応するものには同様の符号を付すこととする。
【００４６】
例えば、前記実施形態において、プリント基板２を先に湾曲させて切頭円錐形状とし、その凹面にＬＥＤ１を装着してもよい。
【００４７】
また、発光体装着面は円錐凹面のみならず、湾曲面であれば、凸面、凹面に限られず上記実施形態と同様の効果を奏し得る。例えば、２枚の放熱板６を支持面３１ａに取り付けたり、より細かく分割した複数の放熱板６を支持面３１ａに取り付けるようにしても構わない。
【００４８】
図１１にその一例を示す。放熱部材である放熱板６は円周方向に複数分割されて、各々の分割片６ｘが平面的な切頭扇形状をなしており、相隣接する分割片６ｘの側縁６ａ、６ｂ同士を密着させ或いは近接させつつ円周方向に配列して、支持面３１ａに取り付けた状態で前記実施形態に類する円環形状をなすようにしたものである。なお、図１１においては、分割数が８であるが、分割数は図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、２、３、４等であっても、或いは必要であれば８を超えても構わない。
【００４９】
このような扇形状を用いると、放熱板６のプリント基板に対する高い密着性と、板取りの高効率化とが図られる。
【００５０】
まず、密着性について説明する。平面状に形成された放熱部材の細切れ状態にある分割片６ｘが、保持枠３を構成するケース本体３１の支持面３１ａと発光体装着部材たるプリント基板２との間隙に挟み込まれると、最初は図１６（ａ）の状態にあった分割片６ｘは同図（ｂ）のように厚み方向の圧縮力Ｐを受ける。そして、その可撓性や柔軟性により、分割片６ｘは円錐面に沿う３次元形状に異形変形する。変形量は位置や方向によってまちまちである。この結果、ケース本体３１の支持面３１ａやプリント基板２の裏面に対する密着度が増し、放熱を促進する効果が得られる。したがって、最初の配置状態では隣接する分割片６ｘ、６ｘ間に多少の隙間が存在していたとしても、最終的に各々の分割片６ｘが広がって隙間なく密に詰められた状態となる。図１７（ａ）、（ｂ）は、変形前の平板状態にある分割片６ｘ１が、円錐面に密着して立体変形した分割片６ｘ２（但し、比較のために平面上に展開してある）となる際の異形変形を模式的に図示している。このような異形変形は、図３に示した光照射装置においても生じているものである。つまり、発光体装着部材２の裏面と保持枠３の支持面３１ａとがともに切頭円錐面をなす点、放熱部材６が可撓性及び／又は柔軟性を有する平板状のものである点は前述したところであって、この放熱部材６が円錐面間に挟み込まれるときに、当然に円錐面に沿って放熱部材６が異形変形する結果として当該円錐面に密着した状態が得られているのは明らかである。
【００５１】
次に、板取りの高効率化について説明する。例えば、図１３（ｂ）に示すように、１枚の平板状の放熱シートＳから複数の放熱板６の分割片６ｘを抜くこととする。分割片６ｘは、切頭扇形状の外周と内周が交互に上下反転するようにして横方向に波状に配列して抜き、必要に応じてそれを縦方向に対しても同様に行なう。仮に円環状の放熱板を抜くとなれば、同図（ａ）に示すように１枚の放熱シートの縁部付近や円環の中心付近に不要部分が生じるが、（ｂ）の手法によれば極力分割片６ｘ、６ｘ間を詰めることができるため、板取りの効率化が図られる。したがって、製造効率や製造コストを改善する意味でも扇形は有効な部材形状となり得る。
【００５２】
分割片６ｘは、切頭扇形をなす型（図示省略）を用いて型抜きすることが有効である。この種の放熱シートは、上記アスカーＣ硬度の範囲内にあれば柔らかいものであるため、型を利用して簡単に扇形状等に抜くことができる。最初から３次元状に湾曲させた放熱シートから型抜きを行なう手法も考えられるが、本手法の方が型抜きが遥かに簡単で作業効率のよいものになる。
【００５３】
なお、このような形状の放熱板６を用いた組立方法には、以下の２通りが考えられる。
【００５４】
先ず１つは、分割片６ｘを、押さえ部材３２に装着されるプリント基板２の裏面２ｄに保持しておき（図１４（ａ））、その分割片６ｘを介して、プリント基板２の裏面２ｄとケース本体３１の切頭円錐凹面である支持面３１ａとを突き当てて組み立てる方法である（図１４（ｂ））。分割片６ｘは、同図（ａ）に示すように切頭円錐状に変形させたプリント基板２に対して載置され、このとき分割片６ｘはその可撓性や柔軟性によってプリント基板２の湾曲面にならうように異形変形して密着する。
【００５５】
もう一つは、分割片６ｘを、ケース本体３１の切頭円錐凹面である支持面３１ａに予め保持しておき（図１５（ａ））、この分割片６ｘを介して、押さえ部材３２に装着することにより切頭円錐形状に変形させたプリント基板２の裏面２ｄとケース本体３１の支持面３１ａとを突き合わせて組み立てる方法である（図１５（ｂ））。この場合にも、分割片６ｘは、その可撓性や柔軟性によって切頭円錐状の支持面３１ａにならうように異形変形して密着する。
【００５６】
異形変形を惹起するために必要とされる可撓性や柔軟性には、上記に例示した素材やアスカーＣ硬度等から、粘弾性を有するものが含まれているのは明らかであり、かつこのようなものを用いることが好適である。
【００５７】
また、前記実施形態ではケース本体３１の支持面３１ａと発光体装着面２ｃの裏面とが略平行な関係となるように設定していたため、放熱部材６を等厚のものとしていたが、支持面３１ａと発光体装着面２ｃの裏面２ｄとが平行でない場合や、各面の一部に凹部や凸部がある場合などに対応するためには、放熱部材６の厚みを部位によって異なるようにしたものが好ましい。
【００５８】
もちろん、発光体装着部材がフレキシブルプリント基板である必要はない。
【００５９】
さらに、プリント基板の外周から半径方向に内側に延びるスリットを複数間欠的に設けておいても構わない。このようなものであれば、プリント基板をより簡単に湾曲させることができるようになる。
【００６０】
加えて、プリント基板の配線を、電流量に応じて通常必要とされる太さよりも太いものとし、この配線そのものに放熱或いは電熱促進機能を有させるものとしてもよい。このようにすれば、放熱効果をさらに高めることができる。具体的には、ＬＥＤのリード線に接続する配線幅を大きくすることが、放熱を効率的に行う上で好ましい。
【００６１】
さらに、上記実施形態では、放熱板６のシリコーンゴム中に含まれる低分子量シロキサン等のオイル状成分がブリードすることを防止するために、放熱板６に含有されるオイル状成分の割合を減らす可能性について示唆したが、より安全性を考えて構造的なオイル漏洩防止対策を施すことも考えられる。
【００６２】
例えば、図１８は、発光体１を取り付けた発光体装着部材２の裏面に放熱部材６を設け、この発光体装着部材２を保持枠３を構成する押さえ部材３２の内周に保持させるにあたり、前記保持枠３の内周に、放熱部材６から漏出するオイル状成分を導くオイル溜め部３ａを設けているものである。図示例のオイル溜め部３ａは、保持枠３の内周に沿って設けた溝状のものであり、内面を周回している。この溝３ａは、発光体装着部材２の内周よりも低位に位置する外周縁に対し、高い位置に設けられているが、オイル状成分は毛管現象によってオイル溜め部３ａに導かれ、ここにオイル状成分を貯留して、光照射装置の外部に漏出することを防止するものである。
【００６３】
このようにすると、オイル状成分に配慮して放熱板６の組成を変更せずに済むため、放熱板６に放熱のために最も好ましい組成を採用することができるようになる。
【００６４】
このオイル溜め部３ａに、図示のようにオイル状成分を吸収するスポンジ等の吸収材３ｂを内設しておけば、オイル状成分が溢れ出ることを的確に防止することができる。
【００６５】
このような溝３ａは、図１９に示すように発光体装着部材２の外周縁に直接臨む部位に設けてもよい。このような構造が可能な場合には、漏出したオイル状成分をダイレクトに取り込んで貯留することが可能となる。
【００６６】
一方、図２０は、発光体装着部材２からリード線を引き出すことで放熱部材の一部に大きな切欠が生ずることを回避できる構造を示している。同図（ａ）、（ｂ）は放熱部材及び発光体装着部材２を省略したケース本体３１の平面図及び正面図、同図（ｃ）は放熱部材６及び発光体装着部材２を図示したケース本体３１の断面図である。例えば、発光体装着部材２の裏面２ｄに突出するリード線５をそのままケース本体３１の支持面３１ａと発光体装着部材２との間から外周位に引き出そうとすると、放熱部材６に少なくともリード線の取り付け位置から外周に至る切欠を設けなければならない。そして、放熱特性の低下が不可避となる。そこで、図示のものは、保持枠３を構成するケース本体３１の支持面３１ａが、発光体装着部材２の裏面２ｄに突出するリード線５の取り付け位置に対応する部位に当該支持面３１ａに略垂直な引き込み孔３１ｂを有し、この引き込み孔３１ｂは保持枠３を構成するケース本体３１の支持面３１ａの下方を通過して外周位に開口する連通路３１ｃに接続されて、引き込み孔３１ｂより引き込んだリード線５をその連通路３１ｃを介して外部に導出し得るようにしている。このようにすると、放熱部材６には引き込み孔３１ｂに対応する孔６ｘを設けるだけで済むため、放熱部材６の密着面積を極力確保して、放熱特性を低下させずにリード線５を引き出すことが可能となる。
【００６７】
図２１は、保持枠３が、前記支持面３１ａ、引き込み孔３１ｂ及び連通路３１ｃを備えたケース本体３１と、このケース本体３１に対して着脱可能であって発光体装着部材２を装着し下端側に切欠３２ｂを備えた押さえ部材３２とを具備し、ケース本体３１の引き込み孔３１ｂより引き込んだリード線５を連通路３１ｃを介し外部に導出した状態で、押さえ部材３２をケース本体３１に取り付けることにより、押さえ部材３２の切欠３２ｂを連通路３１ｃから導出したリード線５の一部に被せる（同図（ａ））。そして、その位置から引き続き押さえ部材３２をケース本体３１に対し相対回転させることによって、切欠３２ｂを連通路３１ｃに対し変位させ、リード線５を連通路３１ｃの開口と切欠３２ｂとの間で固定するようにしたものである。これにより、リード線５を固定するためのビス等の固定具を不要にすることができる。
【００６８】
勿論、図２２に示すように、発光体装着部材２に対するリード線の取付位置を、極力発光体装着部材２の外周位に近い位置に設定すれば、ケース本体３１の支持面３１ａや放熱部材６に小さな切欠３１ｅ、６ｙを設けるだけでリード線５を外周位に引き出すことも可能であり、放熱部材６に大きな欠損部分を設けずかつ引き込み孔３１ｂや連通路３１ｃ等の加工を施さずに放熱特性を改善する一つの有効な手立てとなり得る。
【００６９】
その他、放熱部材は、厚み方向に複数の放熱層を重合させて構成されるものであってもよい。放熱層は、同一素材のものであっても異なる素材のものであってもかまわない。各放熱層を放熱部材に必要とされる厚みよりも薄肉なものにしておき、これらの放熱層を組み合わせて用いれば、任意の厚みの放熱部材を構成することができる。
【００７０】
あるいは、放熱板６に円環状以外に楕円環状のものを用いるなど、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によれば、発光体装着部材の裏面と保持枠とを、放熱部材を介して面的に接合できるため、保持枠に発光体から発生する熱を効果的かつ速やかに伝導でき、保持枠全体を利用した発光体の積極的な放熱が可能となる。その結果、発光体に大電流を流して大きな光度を得ることができ、しかもその光度を安定させて寿命をも延ばすことが可能となる。
【００７２】
また放熱部材が可撓性及び／又は柔軟性を有し、前記湾曲する発光体装着面及び保持枠の支持面に容易に沿わせてこれら双方に密着させることできるため、製造、組み立てにも大きな負担をかけることがない。
【００７３】
加えて、この放熱部材が発光体装着部材及び保持枠に密着するため、発光体装着部材のがた等を軽減し、その装着状態を良好なものに保って、光照射の質の向上に寄与することとなる。
【００７４】
さらに、放熱部材を、放熱板を分割してなる複数の分割片から構成し、これを平面状のシートから型抜きするようにすれば、発光体装着部材と保持枠の支持面との間隙に挟み込む際に立体状に異型変形することを利用して密着度、ひいては放熱特性を有効に高めることができ、板取りの効率も高め、作業の平易に行なうことが可能になる。
【００７５】
そして、このように放熱部材を分割した光照射装置は、本発明の製造方法によって簡単、的確に組み立てることが可能となる。
【００７６】
さらにまた、発光体装着部材を保持する保持枠の内周に、放熱部材から漏出するオイル状成分を導くオイル溜め部を設けておけば、光照射装置からオイル状成分が漏出して検査の妨げとなることを有効に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるＬＥＤを装着したプリント基板の平板状態を示す平面図。
【図２】同実施形態における放熱板の平板状態を示す平面図。
【図３】同実施形態における光照射装置の分解斜視図。
【図４】同実施形態における光照射装置の中央縦断面図。
【図５】本発明の効果を示す温度実験データ（赤色ＬＥＤ）。
【図６】本発明の効果を示す温度実験データ（白色ＬＥＤ）。
【図７】本発明の効果を示す劣化実験データ（白色ＬＥＤ）。
【図８】同実施形態の変形例におけるＬＥＤを装着したプリント基板の平板状態を示す平面図。
【図９】同変形例における放熱板の平板状態を示す平面図。
【図１０】同変形例における光照射装置の中央縦断面図。
【図１１】本発明の他の実施形態における光照射装置の分解斜視図。
【図１２】同実施形態の放熱板の変形例を示す模式図。
【図１３】同実施形態における放熱板の板取りの効果を説明する模式図。
【図１４】同実施形態における光照射装置の製造方法を示す図。
【図１５】同実施形態における光照射装置の他の製造方法を示す図。
【図１６】同実施形態における放熱板の異形変形の作用を補足説明する図。
【図１７】同実施形態における放熱板の異形変形の作用を補足説明する図。
【図１８】本発明に係るオイル溜め部の一例を示す要部断面図。
【図１９】本発明に係るオイル溜め部の他の一例を示す要部断面図。
【図２０】本発明の変形例を示す図。
【図２１】本発明の変形例を示す図。
【図２２】本発明の他の変形例を示す図２０に対応した図。
【図２３】従来における光照射装置の中央縦断面図。
【符号の説明】
１・・・発光体（ＬＥＤ）
２・・・発光体装着部材（プリント基板）
２ａ・・・一方の切り欠き辺
２ｂ・・・他方の切り欠き辺
２ｃ・・・発光体装着面
３・・・保持枠（ケース）
３ａ・・・オイル溜め部（溝）
３ｂ・・・吸収材
３１ａ・・・支持面
６・・・放熱部材（放熱板、分割片）

Claims

切頭円錐状に湾曲する発光体装着面を有しその発光体装着面上に複数の発光体を装着してなる発光体装着部材と、この発光体装着部材を保持する保持枠と、所定の可撓性及び／又は柔軟性を有する平板状の放熱部材とを備えてなり、その可撓性及び／又は柔軟性を利用して変形させた前記放熱部材を前記発光体装着面の裏面及びその裏面に対向する前記保持枠の支持面にそれぞれ略密着させていることを特徴とする光照射装置。
前記放熱部材が、発光体装着部材の裏面に突出する発光体のリード線や電子部品等を包み込むように凹んで前記発光体装着面の裏面に密着し得る柔軟性を少なくともその表面部において有するものである請求項１記載の光照射装置。
保持枠の支持面が、発光体装着部材の裏面に突出する発光体のリード線取り付け位置に対応する部位に当該支持面に略垂直な引き込み孔を有し、この引き込み孔は保持枠の支持面の下方を通過して外周位に開口する連通路に接続されて、引き込み孔より引き込んだリード線をその連通路を介して外部に導出し得るようにしている請求項２記載の光照射装置。
保持枠が、前記支持面、引き込み孔及び連通路を備えたケース本体と、このケース本体に対して着脱可能であって発光体装着部材を一部に抱き下端側に切欠を備えた押さえ部材とを具備し、ケース本体の引き込み孔より引き込んだリード線を連通路を介し外部に導出した状態で、押さえ部材をケース本体に取り付けることにより、押さえ部材の切欠を連通路から導出したリード線の一部に被せ、その位置から押さえ部材をケース本体に対して相対回転させることによって、リード線を連通路の開口と切欠との間で固定している請求項３記載の光照射装置。
前記放熱部材が、平面に載置した状態で定形性を有するものである請求項１又は２記載の光照射装置。
前記放熱部材の柔軟性を示すアスカーＣ硬度がその表面部において１０度以上３０度以下である請求項１〜５記載の光照射装置。
放熱部材が、厚み方向に複数の放熱層を重合させて構成されている請求項６記載の光照射装置。
前記発光体装着部材が、厚み方向に湾曲可能であって一部に切り欠きを有した円環状のプリント基板であり、その一方の面に発光体装着面を設定してなるものであって、その発光体装着部材の一方の切り欠き辺と他方の切り欠き辺とを、前記発光体装着面が凹面側に位置するように接合または近接保持することにより、前記発光体装着面を切頭円錐凹面に形成している請求項１〜７記載の光照射装置。
放熱部材を、２枚の放熱板の分割片（を面方向に連接して）から構成している請求項８記載の光照射装置。
放熱部材を、より細かく分割された放熱板の分割片から構成している請求項８記載の光照射装置。
プリント基板の発光体のリード線に接続する配線幅を、電流量に応じて通常必要とされる太さよりも太いものとし、放熱効果をより高めた前記発光体装着面を切頭円錐凹面に形成している請求項８〜１０記載の光照射装置。
請求項９又は１０記載の光照射装置を製造するための方法であって、
放熱部材を構成する複数の放熱板の分割片を、発光体装着部材を湾曲させた後に当該発光体装着部材の裏面に保持しておき、この分割片を介して、発光体装着部材と対向する保持枠の支持面とを突き合わせることを特徴とする光照射装置の製造方法。
請求項９又は１０記載の光照射装置を製造するための方法であって、
放熱部材を構成する複数の放熱板の分割片を、湾曲した保持枠の支持面に保持しておき、この分割片を介して、湾曲させた発光体装着部材の裏面と前記保持枠の支持面とを突き合わせることを特徴とする光照射装置の製造方法。
平面状をなす分割片を、発光体装着部材と保持枠との間隙に挟み込むことによって、その可撓性及び／又は柔軟性を利用して変形させた該分割片を発光体装着部材と保持枠との間に密着保持する請求項１２又は１３記載の光照射装置の製造方法。
分割片を、平面状の放熱シートから型を用いて型抜きすることによって生成する請求項１４記載の光照射装置の製造方法。
発光体を取り付けた発光体装着部材の裏面に放熱部材を設け、この発光体装着部材を保持枠の内周に保持させてなるものにおいて、
前記保持枠の内周に、放熱部材から漏出するオイル状成分を導くオイル溜め部を設けてなることを特徴とする光照射装置。
オイル溜め部が、保持枠の内周に沿って設けた溝状のものである請求項１６記載の光照射装置。
オイル溜め部に、オイル状成分を吸収する吸収材を設けている請求項１６又は１７記載の光照射装置。