JP2009064987A - Light source unit - Google Patents

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Yoshimasa Fujiwara
祥雅 藤原
Yoshinobu Kawamoto
吉伸 川本
Yoji Urano
洋二 浦野
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source unit further enhancing the degree of thermal coupling between a header and a cooling fluid than in a conventional configuration. <P>SOLUTION: The light source unit 1 is provided with: light-emitting modules M each having a substrate 2 made of an excellent heat-transfer material and a plurality of light-emitting diode chips 3 provided on one surface of the substrate 2; and a header 4 made of an excellent heat-transfer material and allowing the plurality of light-emitting modules M to couple thereto in a way of abutting on the other surface of the substrate 2. The header 4 has flow paths 15 for flowing cooling water for cooling the light-emitting modules M, the plurality of flow paths 15 are formed for one header 4, and the flow paths 15 are each equipped with a flow-in port for allowing the cooling water to flow in from the outside of the header 4, and a flow-out port for allowing the cooling water to flow out to the outside of the header 4. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、良熱伝導性材料からなる基板と、基板の一表面に設けられた複数の発光ダイオードチップとを有する発光モジュールと、発光モジュールを結合可能であって発光モジュールを冷却するための冷却用流体を流す流路を有するヘッダとを備えた光源ユニットに関するものである。   The present invention relates to a light emitting module having a substrate made of a highly heat conductive material, a plurality of light emitting diode chips provided on one surface of the substrate, and cooling for cooling the light emitting module to which the light emitting module can be coupled. The present invention relates to a light source unit including a header having a flow path for flowing a working fluid.

近年、低消費電力化や長寿命化などを目的として、従来から使用されている放電ランプ等に代えて発光ダイオード(以下、LEDという)チップを用いた光源ユニットが種々提案されている。このような光源ユニットは、たとえば紫外線を放射するLEDチップを用いることにより、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化型のインク等を硬化させる印刷システムなどに使用される。   In recent years, various light source units using light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) chips have been proposed for the purpose of reducing power consumption and extending the service life, instead of conventionally used discharge lamps and the like. Such a light source unit is used, for example, in a printing system that cures ultraviolet-curable ink that is cured by receiving ultraviolet rays by using an LED chip that emits ultraviolet rays.

この種の光源ユニットとしては、放電ランプ等の従来の光源ユニットと同程度の光量を得るために、複数のLEDチップを1枚の基板の一表面上に搭載して成る発光モジュールを備えたものが知られている。また、この種の光源ユニットにおいて、光の照射範囲の拡大や光量の増大を図るため、発光モジュールを複数備え、これら複数の発光モジュールのLEDチップを同時に発光させる場合もある。   This type of light source unit includes a light emitting module in which a plurality of LED chips are mounted on one surface of a single substrate in order to obtain the same amount of light as a conventional light source unit such as a discharge lamp. It has been known. Further, in this type of light source unit, there are cases where a plurality of light emitting modules are provided and the LED chips of the plurality of light emitting modules emit light at the same time in order to expand the light irradiation range and increase the amount of light.

ただし、複数のLEDチップを1枚の基板に搭載した構成を採用する場合、LEDチップの発光時に発生する熱の処理が問題となる。すなわち、LEDチップに通電してLEDチップを発光させると、周知のようにLEDチップ自体が発熱するが、上述のように複数のLEDチップを1枚の基板に搭載した発光モジュールでは、発熱量は1個のLEDチップの数倍となる。ここにおいて、LEDチップの発光効率は負の温度係数を持つので、LEDチップは温度が上昇すると発光効率が著しく低下する。そのため、上記光源ユニットでは、発光モジュールで発生する熱を強制的に放熱する構成を適用する必要がある(たとえば、特許文献1参照)。   However, when adopting a configuration in which a plurality of LED chips are mounted on a single substrate, there is a problem with the treatment of heat generated when the LED chips emit light. That is, when an LED chip is energized to emit light, the LED chip itself generates heat as is well known. However, in a light emitting module in which a plurality of LED chips are mounted on a single substrate as described above, the amount of heat generated is This is several times as large as one LED chip. Here, since the luminous efficiency of the LED chip has a negative temperature coefficient, the luminous efficiency of the LED chip significantly decreases as the temperature rises. Therefore, in the light source unit, it is necessary to apply a configuration in which heat generated in the light emitting module is forcibly radiated (see, for example, Patent Document 1).

発光モジュールの熱を強制的に放熱する構成としては、たとえば図7に示すように、発光モジュールM’を結合可能なヘッダ4を備えたものが知られている(たとえば特許文献2参照)。特許文献2に記載の発明では、発光モジュール(ここでは、レーザダイオードアレイ)M’を冷却するための冷却水(冷却用流体)を流す流路15をヘッダ4に形成し、発光モジュールM’で発生した熱を冷却水によって放熱することで発光モジュールM’を冷却する水冷構造を採用している。特許文献2では、図7のように冷却水を流す流路15は、ヘッダ4に設けた給水口23からヘッダ4内に取り込まれた冷却水がヘッダ4に設けた排水口24からヘッダ4外に排水されるように、1つのヘッダ4に対して1本のみ形成される。この光源ユニット1においては、流路15の断面積を大きくすることで冷却水の流量を増やし、冷却水による発光モジュールM’の冷却効率を向上させることができる。
特開2004−362900号公報 特開平8−139479号公報(第0002段落、図3参照)
As a configuration for forcibly radiating the heat of the light emitting module, for example, as shown in FIG. 7, one having a header 4 to which the light emitting module M ′ can be coupled is known (see, for example, Patent Document 2). In the invention described in Patent Document 2, a flow path 15 for flowing cooling water (cooling fluid) for cooling the light emitting module (here, laser diode array) M ′ is formed in the header 4, and the light emitting module M ′ A water cooling structure for cooling the light emitting module M ′ by radiating the generated heat with cooling water is adopted. In Patent Document 2, as shown in FIG. 7, the flow path 15 through which the cooling water flows is that the cooling water taken into the header 4 from the water supply port 23 provided in the header 4 is discharged from the drain port 24 provided in the header 4 to the outside of the header 4. Only one is formed for each header 4 so as to be drained. In the light source unit 1, the flow rate of the cooling water can be increased by increasing the cross-sectional area of the flow path 15, and the cooling efficiency of the light emitting module M ′ by the cooling water can be improved.
JP 2004-362900 A JP-A-8-139479 (see paragraph 0002, FIG. 3)

ところで、上記構成の光源ユニット1では、ヘッダ4は冷却水と流路15の内周面でのみ接触し、ヘッダ4と冷却水との間の熱交換は流路15の内周面で行われるから、流路15の内周面の面積が大きいほどヘッダ4と冷却水との熱的な結合度が高くなって発光モジュールM’の冷却効率が高くなる。しかし、上記光源ユニット1では、流路15は1つのヘッダ4に対して1本のみ形成されているので、たとえ流路15の断面積を大きくしたとしても、流路15の内周面の面積はヘッダ4のサイズによって制限され、ヘッダ4と冷却水との熱的な結合度が制限されてしまう。   By the way, in the light source unit 1 having the above configuration, the header 4 is in contact with the cooling water only on the inner peripheral surface of the flow path 15, and heat exchange between the header 4 and the cooling water is performed on the inner peripheral surface of the flow path 15. Therefore, as the area of the inner peripheral surface of the flow path 15 is larger, the degree of thermal coupling between the header 4 and the cooling water is higher, and the cooling efficiency of the light emitting module M ′ is higher. However, in the light source unit 1, only one flow path 15 is formed for one header 4, so even if the cross-sectional area of the flow path 15 is increased, the area of the inner peripheral surface of the flow path 15. Is limited by the size of the header 4, and the degree of thermal coupling between the header 4 and the cooling water is limited.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、ヘッダと冷却水との熱的な結合度を従来構成よりも向上させることができる光源ユニットを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said reason, Comprising: It aims at providing the light source unit which can improve the thermal coupling degree of a header and cooling water from a conventional structure.

請求項1の発明は、良熱伝導性材料からなる基板と、基板の一表面の発光領域に設けられた複数の発光ダイオードチップとを有する発光モジュールと、良熱伝導性材料からなり複数の発光モジュールが基板の他表面を当接させる形で結合可能なヘッダとを備え、ヘッダが、発光モジュールを冷却するための冷却用流体を流す流路を有し、前記流路が、1つのヘッダに対して複数本形成されており、各流路が、ヘッダの外部から冷却用流体が流入する流入口と、ヘッダの外部に冷却用流体を流出する流出口との両方をそれぞれに具備することを特徴とする。   The invention of claim 1 is a light emitting module having a substrate made of a highly heat conductive material, and a plurality of light emitting diode chips provided on a light emitting region on one surface of the substrate, and a plurality of light emitting devices made of a highly heat conductive material. The module includes a header that can be coupled so as to abut the other surface of the substrate, and the header has a flow path for flowing a cooling fluid for cooling the light emitting module, and the flow path is connected to one header. A plurality of flow paths are formed, and each flow path includes both an inflow port through which the cooling fluid flows from the outside of the header and an outflow port from which the cooling fluid flows out of the header. Features.

この構成によれば、冷却用流体を流す流路が1つのヘッダに対し複数本形成されているので、1つのヘッダに対し流路が1本のみ形成されている従来構成に比べて、流路の内周面の面積を大きくとることができ、したがって、ヘッダにおける冷却用流体との接触面積を従来構成よりも大きくとることができる。これにより、ヘッダと冷却用流体との熱的な結合度が向上し、ヘッダと冷却用流体との間の熱交換の効率が向上して、発光ダイオードチップで発生した熱が冷却用流体に伝達されやすくなり、発光モジュールの冷却効率が向上するという利点がある。しかも、各流路は、ヘッダの外部から冷却用流体が流入する流入口と、ヘッダの外部に冷却用流体を流出する流出口との両方をそれぞれに具備することで、ヘッダ内に冷却用流体を流す経路を個別に形成するから、全ての流路に対してそれぞれの流入口から低温の冷却用流体を供給することができ、発光モジュールの冷却効率の向上を図ることができる。   According to this configuration, since a plurality of flow paths for flowing the cooling fluid are formed for one header, the flow path is compared with the conventional configuration in which only one flow path is formed for one header. The area of the inner peripheral surface of the header can be increased, and therefore, the contact area of the header with the cooling fluid can be increased as compared with the conventional configuration. This improves the thermal coupling between the header and the cooling fluid, improves the efficiency of heat exchange between the header and the cooling fluid, and transfers the heat generated in the light emitting diode chip to the cooling fluid. This is advantageous in that the cooling efficiency of the light emitting module is improved. In addition, each flow path includes both an inflow port through which the cooling fluid flows from the outside of the header and an outflow port through which the cooling fluid flows out of the header, so that the cooling fluid is contained in the header. Therefore, the cooling fluid of a low temperature can be supplied from each inflow port to all the flow paths, and the cooling efficiency of the light emitting module can be improved.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、複数本の前記流路が、複数の前記発光モジュールの前記発光領域が並ぶ方向に沿って前記冷却用流体を流す第1流路と、第1流路に冷却用流体を流したときに前記発光モジュール間に生じる発光領域の温度差を低減するように冷却用流体を流す第2流路との組み合わせを少なくとも1組含むことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of flow paths includes a first flow path for flowing the cooling fluid along a direction in which the light emitting regions of the plurality of light emitting modules are arranged, and It includes at least one combination with the second flow path for flowing the cooling fluid so as to reduce the temperature difference between the light emitting regions generated between the light emitting modules when the cooling fluid is flowed to the one flow path. .

この構成によれば、第1流路に冷却用流体を流したときに前記発光モジュール間に生じる発光領域の温度差は、第2流路に冷却用流体を流すことで低減されるので、第1流路の上流側に配設した発光モジュールと第1流路の下流側に配設した発光モジュールとで発光領域の発光ダイオードチップの温度上昇に起因した発光効率のばらつきを抑制することができ、輝度むらの少ない発光面を実現することができる。   According to this configuration, the temperature difference between the light emitting regions generated between the light emitting modules when the cooling fluid is supplied to the first flow path is reduced by flowing the cooling fluid to the second flow path. Variations in luminous efficiency due to the temperature rise of the light emitting diode chip in the light emitting region can be suppressed between the light emitting module disposed on the upstream side of one flow path and the light emitting module disposed on the downstream side of the first flow path. In addition, it is possible to realize a light emitting surface with less luminance unevenness.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、複数の前記発光モジュールが、前記発光領域が一直線上に並ぶように前記ヘッダに対して結合され、前記第2流路が、前記一直線に対して前記第1流路と対称に配設され、第1流路とは逆向きに前記冷却用流体を流すことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the plurality of light emitting modules are coupled to the header such that the light emitting areas are aligned, and the second flow path is defined relative to the straight line. The cooling fluid is made to flow in a direction opposite to the first flow path.

この構成によれば、発光領域が並ぶ一直線に対して、第1流路と第2流路とを対称に配設するだけの簡単な構成でありながらも、第1流路と第2流路とに冷却用流体を互いに逆向きに流すことにより、発光モジュール間に生じる発光領域の温度差を低減することができる。   According to this configuration, the first flow path and the second flow path are simple in that the first flow path and the second flow path are arranged symmetrically with respect to the straight line in which the light emitting regions are arranged. In addition, by causing the cooling fluids to flow in opposite directions, the temperature difference between the light emitting regions generated between the light emitting modules can be reduced.

請求項4の発明は、請求項2または請求項3の発明において、前記第1流路の前記流出口と、前記第2流路の前記流入口とが、前記ヘッダの外側において連絡管により結合されており、ヘッダの外側には、連絡管内を流れる冷却用流体を強制的に冷却する冷却装置が設けられていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, the outflow port of the first flow path and the inflow port of the second flow path are coupled to each other outside the header by a connecting pipe. And a cooling device for forcibly cooling the cooling fluid flowing in the connecting pipe is provided outside the header.

この構成によれば、第1流路に流した冷却用流体を、連絡管内において冷却してから第2流路に流すので、第1流路に流す冷却用流体と第2流路に流す冷却用流体とを共用することで、第1流路と第2流路とにそれぞれ冷却用流体を個別に流す場合に比べて冷却用流体の流量を低減しながらも、第1流路と第2流路との両方に対して低温の冷却用流体を流すことができる。   According to this configuration, since the cooling fluid that has flowed through the first flow path is cooled in the connecting pipe and then flows into the second flow path, the cooling fluid that flows through the first flow path and the cooling that flows through the second flow path By sharing the cooling fluid, the flow rate of the cooling fluid is reduced compared to the case where the cooling fluid is individually flowed through the first flow path and the second flow path, but the first flow path and the second flow path are reduced. A low-temperature cooling fluid can be supplied to both of the flow paths.

請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明において、前記ヘッダが窒化アルミニウムから形成されており、前記流路の内周面の全面に亘って前記冷却用流体による腐食を防止する薄肉の非反応層を有することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the header is made of aluminum nitride, and the corrosion by the cooling fluid is performed over the entire inner peripheral surface of the flow path. It is characterized by having a thin non-reactive layer for preventing the above.

この構成によれば、流路の内周面には冷却用流体による腐食を防止する非反応層を有するので、流路に冷却用流体を流すことでヘッダにおける流路の周辺が腐食することを回避できる。   According to this configuration, since the inner peripheral surface of the flow path has the non-reactive layer that prevents corrosion due to the cooling fluid, the periphery of the flow path in the header is corroded by flowing the cooling fluid through the flow path. Can be avoided.

本発明は、冷却用流体を流す流路が1つのヘッダに対し複数本形成されているので、従来構成に比べて流路の内周面の面積を大きくとることができる。したがって、ヘッダにおける冷却用流体との接触面積を従来構成よりも大きくとることができ、ヘッダと冷却用流体との熱的な結合度が向上する。しかも、各流路は、流入口と流出口との両方をそれぞれに具備することで、全ての流路に対してそれぞれの流入口から低温の冷却用流体を供給することができ、発光モジュールの冷却効率の向上を図ることができる。   In the present invention, since a plurality of flow paths for flowing the cooling fluid are formed for one header, the area of the inner peripheral surface of the flow path can be increased as compared with the conventional configuration. Therefore, the contact area of the header with the cooling fluid can be made larger than in the conventional configuration, and the degree of thermal coupling between the header and the cooling fluid is improved. In addition, each channel has both an inlet and an outlet, so that a low-temperature cooling fluid can be supplied from each inlet to all the channels. The cooling efficiency can be improved.

(実施形態1)
本実施形態の光源ユニット1は、図1に示すように基板2と、基板2の一表面(以下、前面という)に設けられた複数の発光ダイオード(以下、LEDという)チップ3とを有する発光モジュールMと、複数の発光モジュールMを結合可能なヘッダ4とを備える。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the light source unit 1 according to the present embodiment includes a substrate 2 and a plurality of light emitting diode (hereinafter referred to as LED) chips 3 provided on one surface (hereinafter referred to as a front surface) of the substrate 2. A module M and a header 4 to which a plurality of light emitting modules M can be coupled are provided.

基板2は、前面が一方向に長い長方形状(いわゆる短冊状)に形成されており、複数のLEDチップ3は図2に示すようにこの基板2の前面の縦横にそれぞれ複数個(ここでは4個)ずつ並ぶように格子点状に配列されている。これらLEDチップ3は、基板2の前面の中央部に設定された発光領域(図示せず)に配置される。基板2は、熱伝導性に優れた良熱伝導性材料(たとえば銅)からなる。しかして、LEDチップ3の発光時にはLEDチップ3で発生した熱が基板2に伝わり、さらに熱伝導により基板2内を移動して基板2の背面側に伝達される。ここでは、基板2に導電性材料を用い、LEDチップ3を基板2にダイボンド接続することによって、基板2をLEDチップ3の一方の電極(アノード)と電気的に接続してある。   The substrate 2 is formed in a rectangular shape (so-called strip shape) whose front surface is long in one direction. As shown in FIG. 2, a plurality of LED chips 3 are arranged in the vertical and horizontal directions of the front surface of the substrate 2 (here, 4). Are arranged in lattice points so that they are lined up one by one. These LED chips 3 are arranged in a light emitting region (not shown) set at the center of the front surface of the substrate 2. The substrate 2 is made of a highly heat conductive material (for example, copper) having excellent heat conductivity. Thus, when the LED chip 3 emits light, the heat generated in the LED chip 3 is transmitted to the substrate 2, further moves in the substrate 2 by heat conduction, and is transmitted to the back side of the substrate 2. Here, the substrate 2 is electrically connected to one electrode (anode) of the LED chip 3 by using a conductive material for the substrate 2 and die-bonding the LED chip 3 to the substrate 2.

さらに、発光モジュールMは、基板2の前面に取着される板状のカバー6を有している。カバー6には、複数個のLEDチップ3を前方に露出させるように基板2の発光領域に対応する位置に円形状に開口した露出孔7が貫設されている。露出孔7の内周面は基板2からの距離が大きくなるほど露出孔7の内径を広げるように傾斜している。露出孔7には外周面が凸曲面(たとえば球面の一部)であるレンズ8が装着され、基板2とカバー6とレンズ8とでLEDチップ3が実装された空間を包囲している。これにより、LEDチップ3が実装された空間は湿度などの周囲環境の影響から遮断される。ここで、カバー6は導電性材料(たとえば銅)からなり、LEDチップ3の他方の電極(カソード)をワイヤボンディングによりカバー6に接続してある。しかして、各発光モジュールMにおける複数個のLEDチップ3は、基板2とカバー6とのそれぞれを電極とするように並列に接続される。なお、基板2とカバー6との間には絶縁材料からなる絶縁シート9が介在し、基板2とカバー6とを絶縁している。   Further, the light emitting module M has a plate-like cover 6 attached to the front surface of the substrate 2. The cover 6 is provided with an exposure hole 7 that is opened in a circular shape at a position corresponding to the light emitting region of the substrate 2 so that the plurality of LED chips 3 are exposed forward. The inner peripheral surface of the exposure hole 7 is inclined so as to increase the inner diameter of the exposure hole 7 as the distance from the substrate 2 increases. A lens 8 whose outer peripheral surface is a convex curved surface (for example, a part of a spherical surface) is attached to the exposure hole 7, and the substrate 2, the cover 6, and the lens 8 surround the space where the LED chip 3 is mounted. Thereby, the space in which the LED chip 3 is mounted is blocked from the influence of the surrounding environment such as humidity. Here, the cover 6 is made of a conductive material (for example, copper), and the other electrode (cathode) of the LED chip 3 is connected to the cover 6 by wire bonding. Thus, the plurality of LED chips 3 in each light emitting module M are connected in parallel so that each of the substrate 2 and the cover 6 serves as an electrode. An insulating sheet 9 made of an insulating material is interposed between the substrate 2 and the cover 6 to insulate the substrate 2 and the cover 6 from each other.

ここにおいて、基板2とカバー6とは、図3に示すように正面から見ていずれも長方形状であって、幅寸法が略同一寸法に形成されている。また、基板2とカバー6とでは長手方向の寸法が異なっており、基板2のほうがカバー6よりも長手方向の寸法が大きく形成されている。さらにまた、基板2の長手方向の中心とカバー6の長手方向の中心とは位置が異なっており、基板2の長手方向の中心よりも長手方向の一端寄りにカバー6の長手方向の中心が位置するようにカバー6が基板2に取着される。基板2の長手方向の両端部には、ヘッダ4に基板2を結合する際に使用する取付孔10がそれぞれ貫設されている。さらに、基板2とカバー6とのそれぞれには接続用ねじ孔11,12が形成されている。各接続用ねじ孔11,12は、基板2の長手方向の中心と各取付孔10との間にそれぞれ位置しており、基板2の長手方向の中心から各接続用ねじ孔11,12までの距離は等距離になっている。この接続用ねじ孔11,12は、LEDチップ3を電気的に接続するために使用される。   Here, as shown in FIG. 3, the substrate 2 and the cover 6 are both rectangular when viewed from the front, and are formed to have substantially the same width. Further, the substrate 2 and the cover 6 have different longitudinal dimensions, and the substrate 2 is formed to have a longer longitudinal dimension than the cover 6. Furthermore, the longitudinal center of the substrate 2 and the longitudinal center of the cover 6 are different in position, and the longitudinal center of the cover 6 is located closer to one end in the longitudinal direction than the longitudinal center of the substrate 2. Thus, the cover 6 is attached to the substrate 2. At both ends in the longitudinal direction of the substrate 2, mounting holes 10 used when the substrate 2 is coupled to the header 4 are respectively penetrated. Further, connection screw holes 11 and 12 are formed in each of the substrate 2 and the cover 6. Each connection screw hole 11, 12 is positioned between the longitudinal center of the substrate 2 and each mounting hole 10, and extends from the longitudinal center of the substrate 2 to each connection screw hole 11, 12. The distance is equidistant. The connection screw holes 11 and 12 are used to electrically connect the LED chip 3.

上記構成により、両取付孔10と両接続用ねじ孔11,12とは、それぞれ正面から見て基板2の幅方向に沿った中心線に対して対称に位置する。一方、カバー6は、基板2の幅方向に沿った中心線に対して非対称となるように当該中心線を跨ぐ形に配置されており、当該中心線から基板2の一方の端部までの距離と他方の端部までの距離とが異なっている。さらに、カバー6は基板2に対して絶縁シート9を介して積層されているのであって、一方の接続用ねじ孔11は基板2に形成され、他方の接続用ねじ孔12はカバー6に形成されているから、接続用ねじ孔11と他方の接続用ねじ孔12とでは基板2の厚み方向における開口面の位置が異なっている。   With the above configuration, the mounting holes 10 and the connecting screw holes 11 and 12 are positioned symmetrically with respect to the center line along the width direction of the substrate 2 when viewed from the front. On the other hand, the cover 6 is disposed so as to cross the center line so as to be asymmetric with respect to the center line along the width direction of the substrate 2, and the distance from the center line to one end of the substrate 2. And the distance to the other end is different. Further, the cover 6 is laminated on the substrate 2 via the insulating sheet 9, and one connection screw hole 11 is formed in the substrate 2, and the other connection screw hole 12 is formed in the cover 6. Therefore, the position of the opening surface in the thickness direction of the substrate 2 is different between the connecting screw hole 11 and the other connecting screw hole 12.

一方、ヘッダ4は、直方体状であって、長手方向に沿った一面(以下、前面という)に対して前記長手方向に沿って複数の発光モジュールMが並設される。このヘッダ4は、良熱伝導性材料からなり、LEDチップ3の発光時にLEDチップ3で発生する熱を基板2から吸収し強制的に放熱するものであって、発光モジュールMは、基板2の他表面(以下、背面という)をヘッダ4の前面に当接させる形でヘッダ4に取り付けられる。発光モジュールMをヘッダ4に取り付けるには、基板2の取付孔10を通して取付ねじ13をヘッダ4に螺合させる。なお、ヘッダ4を導電性材料で形成する場合には、ヘッダ4と基板2との間には絶縁部材(図示せず)を介在させることで、ヘッダ4と発光モジュールMとを電気的に絶縁する。   On the other hand, the header 4 has a rectangular parallelepiped shape, and a plurality of light emitting modules M are juxtaposed along the longitudinal direction with respect to one surface along the longitudinal direction (hereinafter referred to as the front surface). The header 4 is made of a highly heat conductive material, absorbs heat generated in the LED chip 3 when the LED chip 3 emits light, and forcibly dissipates it. The other surface (hereinafter referred to as the back surface) is attached to the header 4 in such a manner as to abut the front surface of the header 4. In order to attach the light emitting module M to the header 4, the attachment screw 13 is screwed into the header 4 through the attachment hole 10 of the substrate 2. When the header 4 is formed of a conductive material, an insulating member (not shown) is interposed between the header 4 and the substrate 2 to electrically insulate the header 4 from the light emitting module M. To do.

ここにおいて、本実施形態では、光源ユニット1を構成する複数の発光モジュールMを直列に接続するように、以下の構成を採用する。   Here, in the present embodiment, the following configuration is adopted so that the plurality of light emitting modules M configuring the light source unit 1 are connected in series.

すなわち、図1および図4に示すように、基板2の幅方向に沿った中心線を一致させるように複数の発光モジュールMをヘッダ4の長手方向に並べてヘッダ4に結合し、且つ基板2の幅方向において隣接する発光モジュールMを前記中心線に対してカバー6の位置が交互に入れ替わるように配置する。また、隣接する一対の発光モジュールMの一方の基板2と他方のカバー6とを金属板からなる接続板5を介して電気的に接続する。   That is, as shown in FIGS. 1 and 4, a plurality of light emitting modules M are arranged in the longitudinal direction of the header 4 so as to coincide with the center line along the width direction of the substrate 2 and coupled to the header 4. The light emitting modules M adjacent in the width direction are arranged so that the positions of the covers 6 are alternately switched with respect to the center line. Moreover, one board | substrate 2 and the other cover 6 of a pair of adjacent light emitting module M are electrically connected through the connection board 5 which consists of metal plates.

接続板5は、図1のように基板2の前面に重なる基板接続片5aと、カバー6の前面に重なるカバー接続片5bと、基板2とカバー6との前面の段差に相当する長さ寸法を有し基板接続片5aとカバー接続片5bとを連結する連結片5cとを連続一体に備えるものであって、銅あるいは銅系合金により短冊状に形成された金属板を折曲することで形成される。基板接続片5aとカバー接続片5bとにはそれぞれ貫通孔5dが形成される。隣接する発光モジュールM間において基板2とカバー6とを電気的に接続するには、上記接続板5の基板接続片5aを一方の発光モジュールMの基板2の前面に重ねると共に、カバー接続片6を他方の発光モジュールMのカバー6の前面に重ね、各貫通孔5dを通して接続用ねじ孔11,12にそれぞれ接続用ねじ14を螺合させる。   As shown in FIG. 1, the connecting plate 5 has a board connecting piece 5 a that overlaps the front surface of the substrate 2, a cover connecting piece 5 b that overlaps the front surface of the cover 6, and a length dimension corresponding to a step between the front surface of the substrate 2 and the cover 6. And a connecting piece 5c for connecting the board connecting piece 5a and the cover connecting piece 5b continuously and integrally, and by bending a metal plate formed in a strip shape from copper or a copper-based alloy. It is formed. A through hole 5d is formed in each of the substrate connection piece 5a and the cover connection piece 5b. In order to electrically connect the substrate 2 and the cover 6 between the adjacent light emitting modules M, the substrate connecting piece 5a of the connection plate 5 is overlapped on the front surface of the substrate 2 of one light emitting module M, and the cover connecting piece 6 Are stacked on the front surface of the cover 6 of the other light emitting module M, and the connection screws 14 are screwed into the connection screw holes 11 and 12 through the respective through holes 5d.

上述のように接続板5を用いて隣接する発光モジュールM同士を接続することにより、隣接する発光モジュールMの基板2とカバー6とが互いに電気的に接続され、複数の発光モジュールMのLEDチップ3を直列に接続することができる。しかも、発光モジュールMを配列している方向に沿った基板2の中心線に対して、カバー6の位置が(図1、図4の上下方向に)交互に入れ替わるように発光モジュールMを配置しているので、発光モジュールMの配列方向に隣接する接続用ねじ孔11,12間を接続する程度の簡単な形状の接続板5を用いるだけで、複数の発光モジュールMを直列接続することができる。さらに、カバー6の位置関係により一見して誤った配置を見極めることができるので、誤接続の可能性を低減できる。   By connecting the adjacent light emitting modules M using the connection plate 5 as described above, the substrate 2 and the cover 6 of the adjacent light emitting modules M are electrically connected to each other, and the LED chips of the plurality of light emitting modules M are connected. 3 can be connected in series. In addition, the light emitting modules M are arranged so that the positions of the covers 6 are alternately switched (in the vertical direction in FIGS. 1 and 4) with respect to the center line of the substrate 2 along the direction in which the light emitting modules M are arranged. Therefore, a plurality of light emitting modules M can be connected in series only by using the connection plate 5 having a simple shape that connects the connecting screw holes 11 and 12 adjacent to each other in the arrangement direction of the light emitting modules M. . Furthermore, since it is possible to determine an erroneous arrangement at first glance according to the positional relationship of the cover 6, the possibility of erroneous connection can be reduced.

なお、本実施形態では、光源ユニット1を構成する複数の発光モジュールMを直列に接続する例を示しているが、複数の発光モジュールMを並列に接続してもよく、この場合、基板2の幅方向に沿った中心線に対して各発光モジュールMにおけるカバーの位置を揃え、配列した発光モジュールMの全体に跨る接続用導体(帯状の金属板)により発光モジュールMの幅方向に隣接する接続用ねじ孔11,12間を接続すればよい。   In the present embodiment, an example in which a plurality of light emitting modules M constituting the light source unit 1 are connected in series is shown. However, a plurality of light emitting modules M may be connected in parallel. Connections adjacent to each other in the width direction of the light emitting module M are arranged by connecting conductors (band-shaped metal plates) over the entire light emitting modules M arranged so that the positions of the covers in the respective light emitting modules M are aligned with respect to the center line along the width direction. What is necessary is just to connect between the screw holes 11 and 12 for use.

ところで、ヘッダ4は、基板2の背面側に移動したLEDチップ3の熱を基板2から吸収して放熱するように、発光モジュールMを冷却するための冷却用流体を流す流路15を有する。冷却用流体としては基板2の背面よりも低温の冷却水(図示せず)を用いる。つまり、冷却水は基板2の熱を移動させるための熱媒として用いられる。   By the way, the header 4 has the flow path 15 which flows the cooling fluid for cooling the light emitting module M so that the heat | fever of the LED chip 3 which moved to the back side of the board | substrate 2 may be absorbed from the board | substrate 2, and thermally radiated. As the cooling fluid, cooling water (not shown) having a temperature lower than that of the back surface of the substrate 2 is used. That is, the cooling water is used as a heat medium for moving the heat of the substrate 2.

具体的には、ヘッダ4は、図2に示すように一方向(発光モジュールMが並ぶ方向)に長い長方形状の前壁16と、前壁16の幅方向の両端部からそれぞれ後方に立設された側壁17と、前壁16の背面における両側壁17で囲まれた領域に立設され、前壁16および両側壁17で囲まれた空間を前壁16の幅方向において複数(ここでは4つ)に分割する分割壁18とを具備するダクト本体19を備え、ダクト本体19の背面(図2の上面)に板状の蓋体20を覆着した構成を有する。発光モジュールMはダクト本体19の前壁16の前面側に取り付けられる。ここで、ダクト本体19の前壁16と両側壁17と各分割壁18と蓋体20とで囲まれた各空間がそれぞれ前記流路15として機能する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the header 4 is erected rearward from a rectangular front wall 16 that is long in one direction (the direction in which the light emitting modules M are arranged) and from both ends in the width direction of the front wall 16. A plurality of spaces (in this case, 4 in the width direction of the front wall 16) are provided in the region surrounded by the side wall 17 and the side wall 17 on the back surface of the front wall 16 and surrounded by the front wall 16 and the side wall 17. A duct body 19 having a dividing wall 18 divided into two, and a plate-like lid body 20 is covered on the back surface (upper surface in FIG. 2) of the duct body 19. The light emitting module M is attached to the front side of the front wall 16 of the duct body 19. Here, each space surrounded by the front wall 16, both side walls 17, each partition wall 18, and the lid body 20 of the duct body 19 functions as the flow path 15.

つまり、1つのヘッダ4に対して、それぞれ断面が矩形状の流路15が発光モジュールMの並ぶ方向に沿って複数本(ここでは4本)形成されることになる。ここに、複数の発光モジュールMは、発光領域がヘッダ4の長手方向に沿った一直線上に並ぶようヘッダ4に結合されており、各流路15は当該一直線に沿ってそれぞれ冷却水を流す。各流路15は、ヘッダ4の外部から冷却水が流入する流入口(図示せず)と、ヘッダ4の外部に冷却水を流出する流出口(図示せず)との両方をそれぞれに具備するものであって、冷却水を流す経路を個別に形成する。これら複数本の流路15は、発光モジュールMで発生した熱が流路15を流れる冷却水に伝達され易くなるように、ヘッダ4において発光モジュールMが取り付けられる前面寄りの位置に、当該前面に沿って等間隔で並設されている。   That is, a plurality of (here, four) flow paths 15 each having a rectangular cross section are formed along the direction in which the light emitting modules M are arranged with respect to one header 4. Here, the plurality of light emitting modules M are coupled to the header 4 so that the light emitting regions are aligned on a straight line along the longitudinal direction of the header 4, and each flow path 15 allows cooling water to flow along the straight line. Each flow path 15 includes both an inflow port (not shown) through which cooling water flows from the outside of the header 4 and an outflow port (not shown) through which cooling water flows out of the header 4. It is a thing, Comprising: The path | route which flows cooling water is formed separately. The plurality of flow paths 15 are arranged on the front surface at a position near the front surface where the light emitting module M is attached in the header 4 so that heat generated in the light emitting module M is easily transmitted to the cooling water flowing through the flow path 15. It is arranged in parallel at equal intervals along.

蓋体20とダクト本体19との継目には冷却水の漏洩を防止するパッキン21が装着される。ここでは、ダクト本体19の各側壁17の後端面にダクト本体19の長手方向に沿って凹溝22が形成されており、凹溝22の内周面と蓋体20の前面との間にパッキン21を挟持する形で蓋体20がダクト本体19に取り付けられる。蓋体20はダクト本体19に対してたとえばねじ(図示せず)を用いて結合される。   A packing 21 for preventing leakage of cooling water is attached to the joint between the lid 20 and the duct body 19. Here, a concave groove 22 is formed along the longitudinal direction of the duct main body 19 on the rear end surface of each side wall 17 of the duct main body 19, and packing is provided between the inner peripheral surface of the concave groove 22 and the front surface of the lid body 20. The lid 20 is attached to the duct body 19 so as to sandwich the 21. The lid 20 is coupled to the duct body 19 using, for example, screws (not shown).

しかして、ヘッダ4の各流路15に冷却水を流すことにより、LEDチップ3で発生して基板2に伝わった熱は、良熱伝導性材料からなる基板2内を熱伝導により伝達し、さらに基板2の背面側からヘッダ4を介して冷却水に吸収されることで強制的に放熱される。これにより、LEDチップ3の温度上昇を防止することができ、温度上昇に起因したLEDチップ3の発光効率の低下を抑制することができる。   Thus, by flowing cooling water through each flow path 15 of the header 4, the heat generated in the LED chip 3 and transmitted to the substrate 2 is transmitted through the substrate 2 made of a highly heat conductive material by heat conduction, Further, heat is forcibly radiated by being absorbed by the cooling water from the back side of the substrate 2 through the header 4. Thereby, the temperature rise of LED chip 3 can be prevented and the fall of the luminous efficiency of LED chip 3 resulting from temperature rise can be suppressed.

ここにおいて、本実施形態では、上述したように1つのヘッダ4に対して複数本(4本)の流路15を形成した構成を採用しているから、1つのヘッダ4に対して流路15を1本のみ形成した従来構成に比べて、流路15の内周面の面積を大きくすることができ、流路15を流れる冷却水とヘッダ4との接触面積を大きくすることができる。つまり、本実施形態のダクト本体19は、複数の分割壁18を有し、前壁16および側壁17だけでなく各分割壁18にも冷却水を接触させるので、放熱フィンを有することで空気との接触面積を増やして放熱効率を向上させたヒートシンクと同様に、冷却水との接触面積を増やして放熱効率を向上させることができる。言い換えれば、発光モジュールMで発生した熱は、ダクト本体19における前壁16と側壁17と分割壁18および蓋体20のそれぞれから冷却水に伝達されることとなり、その結果、ヘッダ4と冷却水との熱的な結合度が向上し、ヘッダ4と冷却水との間の熱交換の効率が向上して、発光モジュールMで発生した熱が冷却水に伝達されやすくなり、発光モジュールMの冷却効率が向上するという効果がある。   Here, in the present embodiment, a configuration in which a plurality of (four) flow paths 15 are formed for one header 4 as described above is adopted, so that the flow paths 15 for one header 4 are formed. Compared to the conventional configuration in which only one is formed, the area of the inner peripheral surface of the flow path 15 can be increased, and the contact area between the cooling water flowing in the flow path 15 and the header 4 can be increased. That is, the duct main body 19 of the present embodiment has a plurality of dividing walls 18, and the cooling water contacts not only the front wall 16 and the side wall 17 but also each dividing wall 18. In the same manner as the heat sink in which the contact area is increased to improve the heat dissipation efficiency, the heat dissipation efficiency can be improved by increasing the contact area with the cooling water. In other words, the heat generated in the light emitting module M is transmitted to the cooling water from the front wall 16, the side wall 17, the dividing wall 18, and the lid body 20 in the duct body 19, and as a result, the header 4 and the cooling water. And the heat exchange efficiency between the header 4 and the cooling water is improved, the heat generated in the light emitting module M is easily transferred to the cooling water, and the light emitting module M is cooled. This has the effect of improving efficiency.

ところで、4本の流路15のうち、ヘッダ4の幅方向の中心に対して、幅方向の一端側(図1の上端側)に配置された2本の流路15は、ヘッダ4の長手方向に平行する一方向に沿って冷却水を図1における左側から右側に流す第1流路15aを構成し、一方、幅方向の他端側(図1の下端側)に配置された2本の流路は、冷却水を第1流路15aとは逆向きに(図1における右側から左側に)流す第2流路15bを構成する。ここに、複数の発光モジュールMは発光領域が一直線上に並ぶようヘッダ4に結合されているから、第1流路15aと第2流路15bとは、前記一直線に対して対称となるものを1組として、ここでは2組形成されることとなる。   By the way, of the four flow paths 15, the two flow paths 15 arranged on one end side in the width direction (the upper end side in FIG. 1) with respect to the center of the header 4 in the width direction are the length of the header 4. 1 constitutes a first flow path 15a for flowing cooling water from the left side to the right side in FIG. 1 along one direction parallel to the direction, and two arranged on the other end side in the width direction (lower end side in FIG. 1). This flow path constitutes a second flow path 15b through which the cooling water flows in the opposite direction to the first flow path 15a (from the right side to the left side in FIG. 1). Here, since the plurality of light emitting modules M are coupled to the header 4 so that the light emitting areas are aligned, the first flow path 15a and the second flow path 15b are symmetrical with respect to the straight line. Here, two sets are formed as one set.

ここで、ヘッダ4には、図5に示すように各第1流路15aの流入口に冷却水を供給する給水口23a、および各第1流路15aの流出口から冷却水を排出する排水口24aが設けられ、さらに、各第2流路15bの流入口に冷却水を給水する給水口23b、および各第2流路15bの流出口から冷却水を排水する排水口24bが設けられている。   Here, in the header 4, as shown in FIG. 5, a water supply port 23 a that supplies cooling water to the inlet of each first flow path 15 a, and drainage that discharges the cooling water from the outlet of each first flow path 15 a. A port 24a is provided, and further, a water supply port 23b for supplying cooling water to the inflow port of each second flow path 15b, and a drain port 24b for discharging the cooling water from the outflow port of each second flow path 15b are provided. Yes.

つまり、2本の第1流路15aにおける流入口は互いにヘッダ4内で接続されることで1つの給水口23aを共用し、2本の第1流路15aの流出口は互いにヘッダ4内で接続されることで1つの排水口24aを共用する。同様に、2本の第2流路15bの流入口は互いにヘッダ4内で接続されることで1つの給水口23bを共用し、2本の第2流路15bの流出口は互いにヘッダ4内で接続されることで1つの排水口24bを共用する。これにより、図5のように流路15に冷却水を供給する供給装置25にヘッダ4の各給水口23a,23bを接続し、且つ流路15の冷却水を排出する排出装置26にヘッダ4の各排水口24a,24bを接続することで、ヘッダ4内の各流路15に対して冷却水を流すことができる。供給装置25は、発光モジュールMにおける基板2の背面よりも低温の冷却水を各流路15に供給する。   That is, the inflow ports in the two first flow paths 15 a are connected to each other in the header 4 to share one water supply port 23 a, and the outflow ports of the two first flow paths 15 a are in the header 4 to each other. One drain outlet 24a is shared by being connected. Similarly, the inlets of the two second flow paths 15b are connected to each other in the header 4 to share one water supply port 23b, and the outlets of the two second flow paths 15b are connected to each other in the header 4. By connecting with each other, one drain port 24b is shared. Accordingly, as shown in FIG. 5, the water supply ports 23 a and 23 b of the header 4 are connected to the supply device 25 that supplies the cooling water to the flow path 15, and the header 4 is connected to the discharge device 26 that discharges the cooling water of the flow path 15. By connecting the respective drain outlets 24 a and 24 b, it is possible to flow cooling water through the flow paths 15 in the header 4. The supply device 25 supplies cooling water having a temperature lower than that of the back surface of the substrate 2 in the light emitting module M to each flow path 15.

この構成によれば、第1流路15aにおいては図1における左側から右側に冷却水が流れるものの、第2流路15bにおいては図1における右側から左側に冷却水が流れるので、ヘッダ4に結合された複数の発光モジュールM間に生じる発光領域の温度差を低減することができる。しかも、第1流路15aと第2流路15bとのそれぞれは、個別に流入口および流出口を具備しているから、第1流路15aと第2流路15bとのそれぞれに対しては、熱的に独立した冷却水を供給することができ、第1流路15aに流入する冷却水と第2流路15bに流入する冷却水とは略同一温度となる。したがって、第1流路15aの上流側に配設した発光モジュールMと第1流路15aの下流側に配設した発光モジュールMとで発光領域のLEDチップ3の温度上昇に起因した発光効率のばらつきを抑制することができ、輝度むらの少ない発光面を実現することができる。   According to this configuration, although the cooling water flows from the left side to the right side in FIG. 1 in the first flow path 15a, the cooling water flows from the right side to the left side in FIG. Thus, the temperature difference in the light emitting region generated between the plurality of light emitting modules M can be reduced. Moreover, since each of the first flow path 15a and the second flow path 15b has an inlet and an outlet separately, for each of the first flow path 15a and the second flow path 15b, The cooling water that is thermally independent can be supplied, and the cooling water flowing into the first flow path 15a and the cooling water flowing into the second flow path 15b have substantially the same temperature. Therefore, the light emitting module M disposed on the upstream side of the first flow path 15a and the light emitting module M disposed on the downstream side of the first flow path 15a have a luminous efficiency due to the temperature rise of the LED chip 3 in the light emitting region. Variations can be suppressed, and a light emitting surface with less luminance unevenness can be realized.

なお、ヘッダ4に形成された各流路15に対して冷却水を流す向きは、上述した例に限るものではなく、たとえば隣接する流路15において冷却水を流す向きが交互に入れ替わるように(つまり、第1流路15aと第2流路15bとが交互に位置するように)流路15を配置したり、全ての流路15において冷却水を流す向きが揃うように、全ての流路15を第1流路15a(あるいは第2流路15b)としたりすることも考えられる。また、ヘッダ4に形成する流路15の本数は4本に限るものではなく、複数本であればよい。ヘッダ4において、各流路15ごとにそれぞれ個別の給水口および排水口を設けるようにしてもよい。   Note that the direction in which the cooling water flows to each flow path 15 formed in the header 4 is not limited to the above-described example. For example, the direction in which the cooling water flows in the adjacent flow paths 15 is alternately switched ( In other words, all the flow paths are arranged so that the flow paths 15 are arranged (so that the first flow paths 15a and the second flow paths 15b are alternately positioned) or the directions in which the cooling water flows in all the flow paths 15 are aligned. It is also conceivable that 15 is the first flow path 15a (or the second flow path 15b). Moreover, the number of the flow paths 15 formed in the header 4 is not limited to four, and may be plural. In the header 4, individual water supply ports and drain ports may be provided for each flow path 15.

また、ヘッダ4は、各流路15の内周面の全面に冷却水による腐食を防止する薄肉の非反応層(図示せず)をそれぞれ有している。   Further, the header 4 has a thin non-reactive layer (not shown) for preventing corrosion by cooling water on the entire inner peripheral surface of each flow path 15.

本実施形態では、ヘッダ4の材料として絶縁材料であって比較的高い熱伝導率を持つ窒化アルミニウム(AlN)を用いている。ただし、窒化アルミニウムは、アルカリ性の水と反応し易く、光源ユニット1を長時間使用した場合、流路15内を流れる冷却水により腐食する可能性がある。そこで、流路15の内周面に熱処理を施すことでアルミナ(Al)からなり水と反応し難い非反応層を形成し、流路15内を流れる冷却水によりヘッダ4が腐食することを防止している。アルミナは窒化アルミニウムに比べて熱伝導率は低いものの、非反応層は薄肉であるから、流路15内の冷却水への熱の伝達率が大きく低下することはない。なお、非反応層はアルミナからなるものに限らず、流路15の内周面の全面に対してたとえば合成樹脂等のコーティングを施すことにより形成されるものであってもよい。 In this embodiment, aluminum nitride (AlN) which is an insulating material and has a relatively high thermal conductivity is used as the material of the header 4. However, aluminum nitride easily reacts with alkaline water, and when the light source unit 1 is used for a long time, it may be corroded by the cooling water flowing in the flow path 15. Therefore, by applying heat treatment to the inner peripheral surface of the flow path 15, a non-reactive layer made of alumina (Al 2 O 3 ) that hardly reacts with water is formed, and the header 4 is corroded by the cooling water flowing in the flow path 15. To prevent that. Although alumina has a lower thermal conductivity than aluminum nitride, the non-reactive layer is thin, so that the heat transfer rate to the cooling water in the flow path 15 is not significantly reduced. The non-reactive layer is not limited to the one made of alumina, and may be formed by coating the entire inner peripheral surface of the flow path 15 with, for example, a synthetic resin.

ところで、本実施形態で例示する光源ユニット1は、紫外線を放射するLEDチップ3を採用しており、たとえば紫外線硬化型のインクを硬化させる印刷システムなどに使用される。すなわち、光源ユニット1は、光照射対象(たとえば印刷物)を搬送する搬送手段(たとえばベルトコンベア)の上方に設置され、下方を通過する光照射対象に略均一に光を照射する。この種の光源ユニット1には、従来、キセノンランプが主に用いられており、本実施形態では、複数のLEDチップ3を設けた発光モジュールMをさらに複数並べて配置した状態で使用することにより、キセノンランプに近い光の照射範囲や光量を実現している。ここでは、複数の発光モジュールMは、発光領域がヘッダ4の長手方向に沿った一直線上に並ぶようヘッダ4に結合されるので、各発光モジュールMに設けられたLEDチップ3を発光させることで線光源を形成することができる。ここに、光源ユニット1は線光源の長手方向が光照射対象の搬送方向と交わるように配置される。線光源の長さ寸法は、ヘッダ4に結合させる発光モジュールMの個数によって調節することができるので、光照射対象の大きさに合わせて線光源の長さを調節する(たとえば30〜70cm程度)ことができる。   By the way, the light source unit 1 exemplified in the present embodiment employs an LED chip 3 that emits ultraviolet rays, and is used, for example, in a printing system that cures ultraviolet curable ink. That is, the light source unit 1 is installed above a conveying means (for example, a belt conveyor) that conveys a light irradiation target (for example, printed matter), and irradiates light to the light irradiation target that passes under the light substantially uniformly. Conventionally, a xenon lamp has been mainly used for this type of light source unit 1, and in this embodiment, by using a plurality of light emitting modules M provided with a plurality of LED chips 3 arranged side by side, It achieves the light irradiation range and light quantity close to those of a xenon lamp. Here, since the plurality of light emitting modules M are coupled to the header 4 so that the light emitting areas are aligned in a straight line along the longitudinal direction of the header 4, the LED chips 3 provided in each light emitting module M can emit light. A line light source can be formed. Here, the light source unit 1 is disposed such that the longitudinal direction of the line light source intersects the transport direction of the light irradiation target. Since the length dimension of the line light source can be adjusted by the number of the light emitting modules M coupled to the header 4, the length of the line light source is adjusted according to the size of the light irradiation target (for example, about 30 to 70 cm). be able to.

しかも、本実施形態の光源ユニット1は、1つのヘッダ4に対して複数の発光モジュールMが結合された状態で使用されるので、複数の発光モジュールMの熱を1つのヘッダ4で放熱することが可能となる。言い換えれば、ヘッダ4は複数の発光モジュールMに共用されることとなる。したがって、複数の発光モジュールMを用いる場合でもヘッダ4は1つでよく、ヘッダ4のメンテナンスが面倒になることがない。特に本実施形態では、蓋体20をダクト本体19から取り外せば、冷却水の流路15が露出した状態となるから、当該流路15の清掃などのメンテナンスも容易に行うことができる。   Moreover, since the light source unit 1 of the present embodiment is used in a state where a plurality of light emitting modules M are coupled to one header 4, the heat of the plurality of light emitting modules M is dissipated by one header 4. Is possible. In other words, the header 4 is shared by a plurality of light emitting modules M. Therefore, even when a plurality of light emitting modules M are used, only one header 4 is required, and maintenance of the header 4 does not become troublesome. In particular, in this embodiment, if the lid 20 is removed from the duct body 19, the cooling water flow path 15 is exposed, so that maintenance such as cleaning of the flow path 15 can be easily performed.

また、各発光モジュールMはヘッダ4に結合されるものであるから、LEDチップ3が断線等により発光不能となった場合、該当する発光モジュールMのみをヘッダ4から取り外して交換することで対処でき、ヘッダ4については交換する必要がない。そのため、発光モジュールMの交換に伴ってヘッダ4も交換せざるを得ない構成に比べて、光源ユニット1の修理に掛かるコストを低く抑えることができる。   Since each light emitting module M is coupled to the header 4, when the LED chip 3 becomes unable to emit light due to disconnection or the like, it can be dealt with by removing only the corresponding light emitting module M from the header 4 and replacing it. The header 4 does not need to be exchanged. Therefore, the cost required for repairing the light source unit 1 can be reduced compared to the configuration in which the header 4 must be replaced along with the replacement of the light emitting module M.

ところで、本実施形態では、光源ユニット1の一例として、紫外線を放射するLEDチップ3を採用し、紫外線硬化型のインク等を硬化させる印刷システムに使用される光源ユニット1について説明したが、この例に限るものではなく、LEDチップ3を用いた種々の光源ユニット1に本発明を適用することができる。たとえば可視光を放射するLEDチップ3を用いれば、文字や映像を表示する表示装置用の光源ユニット1を構成することもできる。   By the way, in this embodiment, although the LED chip 3 which radiates | emits an ultraviolet-ray as an example of the light source unit 1 was employ | adopted and the light source unit 1 used for the printing system which hardens an ultraviolet curing ink etc. was demonstrated, this example The present invention can be applied to various light source units 1 using the LED chip 3. For example, if the LED chip 3 that emits visible light is used, the light source unit 1 for a display device that displays characters and images can be configured.

なお、流路15に流す冷却用流体は冷却水に限るものではなく、その他の液体あるいは冷却用のガス等であってもよい。また、各流路15は断面が矩形状のものに限らず、たとえば三角形状や円形状の断面を有するものでもよい。さらに、各流路15は、流入口と流出口との間で一直線状に延長されたものに限らず、たとえば流入口と流出口との間で蛇行する形のものであってもよい。ヘッダ4は、ダクト本体19と蓋体20とに分離可能なものに限らず、一体に形成されたダクト本体19に流路15を複数本貫設したものであってもよい。   The cooling fluid flowing through the flow path 15 is not limited to cooling water, but may be other liquids, cooling gas, or the like. Each flow path 15 is not limited to a rectangular cross section, and may have a triangular or circular cross section, for example. Furthermore, each flow path 15 is not limited to a straight line extending between the inflow port and the outflow port, and may have a shape meandering between the inflow port and the outflow port, for example. The header 4 is not limited to the one that can be separated into the duct body 19 and the lid body 20, but may be one in which a plurality of flow paths 15 are provided in a duct body 19 that is integrally formed.

(実施形態2)
本実施形態の光源ユニット1は、ヘッダ4に設けた流路15への冷却水の流し方が実施形態1の光源ユニット1と相違する。
(Embodiment 2)
The light source unit 1 of the present embodiment is different from the light source unit 1 of the first embodiment in how the cooling water flows into the flow path 15 provided in the header 4.

すなわち、ここでは図6に示すように、第1流路15aの給水口23aが供給装置25に接続され、第2流路15bの排水口24bが排出装置26に接続されるとともに、第1流路15aの排水口24aと第2流路15bの給水口23bとは、ヘッダ4の外側において連絡管27によって結合されている。さらに、ヘッダ4の外部には、連結管27内を流れる冷却水を強制的に冷却する冷却装置28を設けてある。冷却装置28としては、たとえば連絡管27の一部に冷却風を吹き付ける構造のものが用いられる。   That is, here, as shown in FIG. 6, the water supply port 23a of the first channel 15a is connected to the supply device 25, the drain port 24b of the second channel 15b is connected to the discharge device 26, and the first flow The drainage port 24 a of the passage 15 a and the water supply port 23 b of the second flow path 15 b are coupled to each other by the connecting pipe 27 outside the header 4. Further, a cooling device 28 for forcibly cooling the cooling water flowing in the connecting pipe 27 is provided outside the header 4. As the cooling device 28, for example, one having a structure in which cooling air is blown onto a part of the connecting pipe 27 is used.

上述した構成の光源ユニット1によれば、第1流路15aに流した冷却水を、連絡管27を通して第2流路15bに流すので、第1流路15aに流す冷却水と第2流路15bに流す冷却水とを共用することで、実施形態1のように第1流路15aと第2流路15bとにそれぞれ個別に冷却水を流す場合に比較して冷却水の流量を低減することができる。しかも、冷却水は、第1流路15aと第2流路15bとの間の連絡管27を通る際に冷却装置28によって冷却されるので、第1流路15aにおいて発光モジュールMの熱を吸収して冷却水の温度が上昇しても、第2流路15bに対しては低温の冷却水を流すことができる。したがって、第1流路15aと第2流路15bとのそれぞれに対しては、熱的に独立した冷却水を供給することができ、第1流路15aに流入する冷却水と第2流路15bに流入する冷却水とを略同一温度とすることができる。結果的に、ヘッダ4に結合された複数の発光モジュールM間に生じる発光領域の温度差はほとんど生じず、第1流路15aの上流側に配設した発光モジュールMと第1流路15aの下流側に配設した発光モジュールMとで発光領域のLEDチップ3の温度上昇に起因した発光効率のばらつきを抑制することができ、輝度むらの少ない発光面を実現することができる。   According to the light source unit 1 having the above-described configuration, the cooling water that has flowed through the first flow path 15a is caused to flow through the connecting pipe 27 to the second flow path 15b. By using the cooling water that flows to 15b in common, the flow rate of the cooling water is reduced as compared with the case where the cooling water is individually supplied to the first flow path 15a and the second flow path 15b as in the first embodiment. be able to. Moreover, since the cooling water is cooled by the cooling device 28 when passing through the connecting pipe 27 between the first flow path 15a and the second flow path 15b, the heat of the light emitting module M is absorbed in the first flow path 15a. Even when the temperature of the cooling water rises, low-temperature cooling water can be flowed to the second flow path 15b. Therefore, thermally independent cooling water can be supplied to each of the first flow path 15a and the second flow path 15b, and the cooling water flowing into the first flow path 15a and the second flow path. The cooling water flowing into 15b can be set to substantially the same temperature. As a result, there is almost no temperature difference in the light emitting region generated between the plurality of light emitting modules M coupled to the header 4, and the light emitting module M disposed on the upstream side of the first flow path 15a and the first flow path 15a. The light emitting module M disposed on the downstream side can suppress variation in light emission efficiency due to the temperature rise of the LED chip 3 in the light emitting region, and a light emitting surface with less luminance unevenness can be realized.

その他の構成および機能は実施形態1と同様である。   Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

本発明の実施形態1の要部を示す概略分解斜視図である。It is a schematic exploded perspective view which shows the principal part of Embodiment 1 of this invention. 同上の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a structure same as the above. 同上の発光モジュールを示し、(a)は前面側から見た概略斜視図、(b)は背面側から見た概略斜視図である。The light emitting module same as the above is shown, (a) is a schematic perspective view seen from the front side, and (b) is a schematic perspective view seen from the back side. 同上の要部の概略正面図である。It is a schematic front view of the principal part same as the above. 同上の光源ユニットの接続状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the connection state of a light source unit same as the above. 本発明の実施形態2の接続状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the connection state of Embodiment 2 of this invention. 従来例を示し(a)は概略断面図、(b)は概略正面図である。A prior art example is shown, (a) is a schematic sectional view, and (b) is a schematic front view.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源ユニット
2 基板
3 発光ダイオード(LED)チップ
4 ヘッダ
15 流路
15a 第1流路
15b 第2流路
27 連絡管
28 冷却装置
M 発光モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source unit 2 Board | substrate 3 Light emitting diode (LED) chip 4 Header 15 Flow path 15a 1st flow path 15b 2nd flow path 27 Connecting pipe 28 Cooling device M Light emitting module

Claims (5)

良熱伝導性材料からなる基板と、基板の一表面の発光領域に設けられた複数の発光ダイオードチップとを有する発光モジュールと、良熱伝導性材料からなり複数の発光モジュールが基板の他表面を当接させる形で結合可能なヘッダとを備え、ヘッダは、発光モジュールを冷却するための冷却用流体を流す流路を有し、前記流路は、1つのヘッダに対して複数本形成されており、各流路は、ヘッダの外部から冷却用流体が流入する流入口と、ヘッダの外部に冷却用流体を流出する流出口との両方をそれぞれに具備することを特徴とする光源ユニット。   A light emitting module having a substrate made of a highly heat conductive material and a plurality of light emitting diode chips provided on a light emitting region on one surface of the substrate, and a plurality of light emitting modules made of a heat conductive material covering the other surface of the substrate. And a header that can be coupled in contact with each other, the header having a flow path for flowing a cooling fluid for cooling the light emitting module, and a plurality of the flow paths are formed for one header. Each of the flow paths is provided with both an inflow port through which cooling fluid flows from the outside of the header and an outflow port through which cooling fluid flows out of the header. 複数本の前記流路は、複数の前記発光モジュールの前記発光領域が並ぶ方向に沿って前記冷却用流体を流す第1流路と、第1流路に冷却用流体を流したときに前記発光モジュール間に生じる発光領域の温度差を低減するように冷却用流体を流す第2流路との組み合わせを少なくとも1組含むことを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。   The plurality of flow paths include a first flow path for flowing the cooling fluid along a direction in which the light emitting regions of the plurality of light emitting modules are arranged, and the light emission when the cooling fluid is flowed in the first flow path. 2. The light source unit according to claim 1, wherein the light source unit includes at least one combination with a second flow path through which a cooling fluid flows so as to reduce a temperature difference between light emitting regions generated between modules. 複数の前記発光モジュールは、前記発光領域が一直線上に並ぶように前記ヘッダに対して結合され、前記第2流路は、前記一直線に対して前記第1流路と対称に配設され、第1流路とは逆向きに前記冷却用流体を流すことを特徴とする請求項2記載の光源ユニット。   The plurality of light emitting modules are coupled to the header such that the light emitting regions are aligned, and the second flow path is disposed symmetrically with the first flow path with respect to the straight line. The light source unit according to claim 2, wherein the cooling fluid is allowed to flow in a direction opposite to the one flow path. 前記第1流路の前記流出口と、前記第2流路の前記流入口とは、前記ヘッダの外側において連絡管により結合されており、ヘッダの外側には、連絡管内を流れる冷却用流体を強制的に冷却する冷却装置が設けられていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光源ユニット。   The outflow port of the first flow path and the inflow port of the second flow path are coupled to each other by a connecting pipe outside the header, and a cooling fluid flowing in the connecting pipe is placed outside the header. The light source unit according to claim 2, wherein a cooling device for forcibly cooling is provided. 前記ヘッダは窒化アルミニウムから形成されており、前記流路の内周面の全面に亘って前記冷却用流体による腐食を防止する薄肉の非反応層を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の光源ユニット。   The header is made of aluminum nitride, and has a thin non-reactive layer that prevents corrosion by the cooling fluid over the entire inner peripheral surface of the flow path. The light source unit according to any one of 4.
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