JP2017187251A - 照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射部材で反射された光がランプに入射することを抑制する。【解決手段】実施形態の照射装置は、不可視光を発する直線状のランプと、ランプの周方向に沿って設けられ、ランプの光を反射する反射面を有する反射部材と、反射面からランプの外周面に向かって突出し、ランプから放射された光を反射面に向かって反射する突部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、照射装置に関する。

照射装置としては、例えば、直線状のハロゲンランプの周方向の全域から放射された赤外線である光を、所望の照射面側へ集光させるように反射させる反射部材を備える電気ストーブが知られている。また、この種の照射装置には、ランプとして紫外線ランプを備え、反射部材によって紫外線ランプから放射される紫外線を反射させる構成も知られている。

特開２００５−２３３５２１号公報

ところで、上述した照射装置では、反射部材で反射された光の一部がランプへ戻る。このため、ハロゲンランプを備える照射装置では、反射部材で反射された赤外線がハロゲンランプへ入射することで、ハロゲンランプの温度の上昇を招き、ハロゲンランプに黒化や膨らみ、変形、割れが生じるおそれがある。同様に、紫外線ランプを備える照射装置では、反射部材で反射された紫外線がランプへ入射することで、紫外線ランプで一部が吸収され、紫外線の照射効率が低下する不都合がある。

そこで、本発明は、反射部材で反射された光がランプに入射することを抑制できる照射装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る照射装置は、不可視光を発する直線状のランプと、前記ランプの周方向に沿って設けられ、前記ランプの光を反射する反射面を有する反射部材と、前記反射面から前記ランプの外周面に向かって突出し、前記ランプから放射された光を前記反射面に向かって反射する突部と、を具備する。

本発明によれば、反射部材で反射された光がランプに入射することを抑制できる。

実施形態に係る照射装置を正面側から示す模式図である。 実施形態に係る照射装置を示す図１におけるＡ−Ａ断面図である。 実施形態の照射装置における光の反射状態のシミュレーション結果を示す図である。 比較形態の照射装置における光の反射状態のシミュレーション結果を示す図である。 第１の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。 第２の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。 第３の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。 第４の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。

以下で説明する実施形態に係る照射装置１は、直線状のランプと、反射部材と、突部と、を具備する。ランプは、不可視光を発する。反射部材は、ランプの周方向に沿って設けられている。反射部材は、ランプの光を反射する反射面を有する。突部は、反射面からランプの外周面に向かって突出している。突部は、ランプから放射された光を反射面に向かって反射する。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置における突部は、ランプの中心軸に直交する断面においてＶ字状に形成されている。ランプの径方向に対する突部の幅Ｗは、ランプの直径をＤとしたときに、０．５Ｄ以上、１．５Ｄ以下である。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置において、反射部材の反射面は、ランプの中心軸に直交する断面において、ランプの中心軸を通る対称軸を有する。突部は、対称軸上に位置してランプの中心軸に沿って設けられている。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置におけるランプは、ハロゲンランプである。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置におけるランプは、紫外線ランプである。

（実施形態）
以下、実施形態に係る照射装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る照射装置を正面側から示す模式図である。図２は、実施形態に係る照射装置を示す図１におけるＡ−Ａ断面図である。

（照射装置の構成）
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る照射装置１は、不可視光を発する直線状のランプ１０と、ランプ１０の光を反射する反射部材１１と、を備える。また、照射装置１は、ランプ１０の両端に設けられた端子（図示せず）と接続される一組の口金部材１２を有する。口金部材１２は、図示しない電源部と電気的に接続されている。

ランプ１０としては、例えば、不可視光としての赤外線を発するハロゲンランプや、不可視光としての紫外線を発する紫外線ランプが用いられる。ハロゲンランプとしては直径が１０（ｍｍ）程度のランプが用いられ、ＵＶランプとしては直径が１５（ｍｍ）〜４０（ｍｍ）程度のランプが用いられる。

ランプ１０としてハロゲンランプを備える場合、照射装置１は、例えば、屋外等で用いられる暖房器具、いわゆる遠赤外線電気ヒータとして構成される。また、ハロゲンランプを備える照射装置１は、例えば、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を用いた各種の成形品の製造工程においてＰＥＴ樹脂を加熱する加熱用ヒータとして構成されてもよい。また、ランプ１０として紫外線ランプを備える場合、照射装置１は、例えば、液晶パネルの製造工程において液晶基板に紫外線を照射する照射ユニットとして構成される。

反射部材１１は、例えば、金属板を湾曲させて形成されており、ランプ１０の周方向に沿って設けられている。反射部材１１は、例えば、楕円状や放物線状の反射面１３を有する。反射部材１１は、反射面１３からランプ１０に向かって突出する突部１４を有する。反射部材１１の反射面１３は、ランプ１０の中心軸に直交する断面において、ランプ１０の中心軸を通る対称軸を有する。突部１４は、対称軸上に位置してランプ１０の中心軸に沿って設けられている。反射面１３は、ランプ１０の中心軸に直交する断面において、例えば放物線等の曲線をなしている。ここで、反射面１３の対称軸とは、ランプ１０の中心軸に直交する断面において、両端が反射面１３に接する、突部１４の輪郭線における中点と、ランプ１０の中心軸とを結ぶ対称軸を指している。図２においては、突部１４が、反射面１３における下方の照射面側とは反対側である上部の湾曲部分に近接して配置されている。

また、突部１４は、ランプ１０の中心軸に直交する断面において、ランプ１０側に角を向けたＶ字状に形成されており、ランプ１０から上方へ放射された光を、反射面１３に向かって反射する一組の迂回用の反射面１４ａを有する。突部１４は、反射面１３におけるランプ１０の長手方向に沿って設けられている。実施形態における一組の迂回用の反射面１４ａがなす角度は、例えば、９０（°）程度に設定されているが、角度を限定するものではない。

図２に示すように、ランプ１０の中心軸方向から見て、ランプ１０の径方向に対する突部１４の幅Ｗ（ｍｍ）は、ランプ１０の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、０．５Ｄ（ｍｍ）以上、１．５Ｄ（ｍｍ）以下の範囲内に形成されている。この範囲内で突部１４の幅Ｗが形成されることで、ランプ１０へ入射する光を適正に抑えることが可能になる。

突部１４の幅Ｗが０．５Ｄ未満の場合には、突部１４で反射された光が、ランプ１０へ入射することを抑える効果が十分に得られないので、好ましくない。突部１４の幅Ｗが１．５Ｄを超える場合には、反射部材１１の反射面１３で反射される光の配光性、光量が適正に得られにくくなるので好ましくない。より具体的には、例えば、反射部材１１で反射された光が拡散されやすくなったり、反射部材１１で反射された光を所望の照射範囲内へ集光させにくくなったりするので、所望の配光性、光量が得られにくくなり、好ましくない。

突部１４の幅Ｗは、突部１４の形状、突部１４とランプ１０との間の距離等の反射条件によって適宜設定される。本実施形態では、迂回用の反射面１４ａがなす角度が９０（°）程度である突部１４の幅Ｗが０．８Ｄ程度に設定されている。

（照射装置の反射部材による反射光の振る舞い）
図３は、実施形態の照射装置１における光の反射状態のシミュレーション結果を示す図である。図４は、比較形態の照射装置における光の反射状態のシミュレーション結果を示す図である。図３及び図４では、反射部材１１で反射された光の反射状態を簡素に示す便宜上、ランプ１０の中心軸方向から見たときに、ランプ１０の円形断面における上半円部分から放射される光についてのみ図示する。また、実施形態と比較形態では、突部１４の有無を除いて、ランプ１０、反射部材１１の反射面１３の形状を同一とした。

まず、比較形態における光の反射状態について説明する。図４に示すように、比較形態の照射装置１０１では、ランプ１０から上方へ放射された光が、反射部材１１の上部の湾曲部分で反射され、この反射光がランプ１０へ向かって照射されている。このように比較形態の照射装置１０１では、反射部材１１で反射された光がランプ１０へ入射することで、ハロゲンランプの劣化や紫外線ランプの照射効率の低下を招く要因となる。

一方、実施形態の照射装置１では、図３に示すように、ランプ１０から上方へ放射された光が、反射部材１１の上部の突部１４の迂回用の反射面１４ａで反射され、この反射光が反射面１３に向かって進む。このため、突部１４の迂回用の反射面１４ａで反射された光の一部は、下方へ向かって進み、所望の照射範囲へ照射される。このように反射部材１１は、ランプ１０の上方へ向かって放射された光を、突部１４の迂回用の反射面１４ａによって、ランプ１０に入射することを避けるように照射面側へ反射させる。

言い換えると、実施形態の照射装置１では、突部１４で反射された光が、ランプ１０を迂回すると共に、反射面１３によって再度反射されることで、照射面側へ集光される。したがって、ランプ１０から上方へ放射された光は、突部１４によって、ランプ１０からランプ１０の径方向へ離れる方向へ反射されるので、ランプ１０に入射することが抑制される。加えて、突部１４によって反射された光は、反射面１３で反射されることで照射範囲へ集光されるので、照射面における光量の低下が抑えられ、所望の配光性が確保される。

比較形態の照射装置１０１において、反射部材１１で反射された光がランプ１０へ入射する光量を１．０としたときに、突部１４を有する実施形態の照射装置１は、反射部材１１で反射された光がランプ１０へ入射する光量を０．９程度に減らすことができた。

また、突部１４には、必要に応じて、例えば、ブラスト等によって表面処理が施されたり、反射防止膜が設けられたりしてもよく、ランプ１０から照射された光の反射率が下げられてもよい。これにより、突部１４からランプ１０へ入射する光を更に抑えることができる。しかし、この場合、照射面における光量や配光性に影響が及ぶので、適正な光量や配光性が確保されるように反射率が下げられる。

上述したように実施形態の照射装置１は、不可視光を発する直線状のランプ１０の光を反射する反射面１３を有する反射部材１１と、反射面１３からランプ１０の外周面に向かって突出し、ランプ１０から放射された光を反射面１３に向かって反射する突部１４と、を備える。これにより、反射部材１１で反射された光がランプ１０に入射することを抑制できる。

また、実施形態の照射装置１の反射部材１１の突部１４は、ランプ１０の中心軸に直交する断面においてＶ字状に形成され、ランプ１０の径方向に対する突部１４の幅Ｗが、ランプ１０の直径をＤとしたときに、０．５Ｄ以上、１．５Ｄ以下である。これにより、突部１４は、ランプ１０へ入射する光を適正に抑えることが可能になる。

また、実施形態の照射装置１において、反射部材１１の反射面１３は、ランプ１０の中心軸に直交する断面において、ランプ１０の中心軸を通る対称軸を有し、突部１４が、対称軸上に位置してランプ１０の中心軸に沿って設けられている。これにより、反射面１３からランプ１０へ入射する光を、ランプ１０の中心軸方向である長手方向にわたって適正に抑制することができる。

照射装置１は、ランプ１０としてハロゲンランプを備える場合、ランプ１０へ入射する赤外線を突部１４によって抑制できるので、ハロゲンランプの黒化等の劣化を抑え、ハロゲンランプの寿命の低下を抑えることができる。

照射装置１は、ランプ１０として紫外線ランプを備える場合、ランプ１０へ入射する紫外線を突部１４によって抑制できるので、紫外線の照射効率を高めることができる。

反射部材や突部の形状は、実施形態に限定されるものではない。以下、反射部材の変形例について図面を参照して説明する。なお、変形例において、実施形態と同一の構成部材には、実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

（変形例）
図５は、第１の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。図６は、第２の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。図７は、第３の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。図８は、第４の変形例の照射装置が有する反射部材を示す断面図である。第１及び第２の変形例は、突部の形状が実施形態と異なる。第３の変形例は、反射面の形状が実施形態と異なる。第４の変形例は、反射面及び突部の形状が実施形態と異なる。

図５に示すように、第１の変形例の反射部材２１Ａは、ランプ１０の光を反射する曲面状の反射面２３Ａを有する。反射面２３Ａは、ランプ１０と反射面２３Ａとの距離が最小となる位置に、ランプ１０に向かって突出する突部２４Ａが設けられている。突部２４Ａは、ランプ１０の中心軸方向から見たときに断面円弧状に形成されている。

図６に示すように、第２の変形例の反射部材２１Ｂは、ランプ１０の光を反射する曲面状の反射面２３Ｂを有する。反射面２３Ｂには、ランプ１０と反射面２３Ｂとの距離が最小となる位置に、ランプ１０に向かって突出する突部２４Ｂが設けられている。突部２４Ｂは、ランプ１０の中心軸方向から見たときに断面矩形状に形成されている。突部２４Ｂは、ランプ１０に対向する平面を有しており、平面上に反射率を下げるための表面処理や反射防止膜が加えられてもよい。

図７に示すように、第３の変形例の反射部材２１Ｃは、ランプ１０の光を反射する平面状の反射面２３Ｃを有する。反射面２３Ｃには、ランプ１０と反射面２３Ｃとの距離が最小となる位置に、ランプ１０に向かって突出する突部２４Ｃが設けられている。突部２４Ｃは、ランプ１０の中心軸方向から見たときに断面Ｖ字状に形成されている。

図８に示すように、第４の変形例の反射部材２１Ｄには、ランプ１０の光を反射する２つの反射面２３Ｄが連続して形成されている。２つの反射面２３Ｄは、照射面に沿ってランプ１０の中心軸に直交する方向に並んで配置されている。２つの反射面２３Ｄの間には、ランプ１０に向かって突出する突部２４Ｄが設けられている。突部２４Ｄは、ランプ１０の中心軸方向から見たときに断面略Ｖ字状に形成されている。

上述したように各第１ないし第４の変形例においても、実施形態と同様に、各反射部材２１Ａないし２１Ｄで反射された光がランプ１０に入射することを抑制できる。

なお、実施形態及び各変形例では、１つのランプ１０を有して構成されたが、複数のランプと、複数のランプの光を反射する反射部材と、を備えて構成されてもよい。複数のランプを備える構成の場合には、ランプ毎に、反射面における各ランプに対向する位置に突部がそれぞれ設けられる。また、実施形態及び各変形例では、突部が、反射面とランプとが近接する上部のみに設けられたが、反射面が１つの突部を有する構成に限定するものではない。反射部材には、反射面の形状等に応じて、反射面とランプが近接す複数の位置に突部がそれぞれ設けられてもよい。しかし、反射部材の反射面全域での反射効率を確保する観点では、１つの突部が、反射面とランプとが近接する位置に設けられる構成が好ましい。

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 照射装置
１０ ランプ
１１ 反射部材
１３ 反射面
１４ 突部
１４ａ 迂回用の反射面
Ｄ ランプの直径
Ｗ 突部の幅

Claims (5)

1. 不可視光を発する直線状のランプと；
   前記ランプの周方向に沿って設けられ、前記ランプの光を反射する反射面を有する反射部材と；
   前記反射面から前記ランプの外周面に向かって突出し、前記ランプから放射された光を前記反射面に向かって反射する突部と；
   を具備する照射装置。
2. 前記突部は、前記ランプの中心軸に直交する断面においてＶ字状に形成され、
   前記ランプの径方向に対する前記突部の幅Ｗが、前記ランプの直径をＤとしたときに、０．５Ｄ以上、１．５Ｄ以下である、
   請求項１に記載の照射装置。
3. 前記反射部材の前記反射面は、前記ランプの中心軸に直交する断面において、前記中心軸を通る対称軸を有し、
   前記突部は、前記対称軸上に位置して前記中心軸に沿って設けられている、
   請求項１または２に記載の照射装置。
4. 前記ランプは、ハロゲンランプである、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照射装置。
5. 前記ランプは、紫外線ランプである、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照射装置。

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