JP4744564B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、不測の外力が作用しても、発光体が点灯しない等の不具合が生じにくい光照射装置に関するものである。

製品等のワークの表面検査等を行う方法として、底面より発光する光照射装置を用いてワークに照光し、目視又は撮影等を行って検査する方法が従来一般的に知られている。このような表面検査を行なう装置としては、発光体がリング状の配線基板に円状に配設されていて、ワーク表面全体にムラなく均一な光を照射して、中央に設けられた観測孔からワーク表面を観察するように構成された光照射装置が知られている。

このような光照射装置には、素材を無駄なく使用するために、発光体が搭載される配線基板が円周方向に分割された複数の要素基板からなり、それらを接合して一体化された配線基板が用いられたものあるが（特許文献１）、従来、要素基板の端辺同士の接合部は、図７に示すように、要素基板間にガラスエポキシ基板６を掛け渡し、要素基板３１に設けられたピン３３をガラスエポキシ基板６に形成された貫通孔６１に通した状態で、要素基板３１とガラスエポキシ基板６とを半田付けすることにより接合されている。
特開２００６−１７９３８７号公報

しかしながら、光照射装置の筐体も複数の要素筐体からなる場合は、落下時の衝撃等の何らかの外力が光照射装置に作用すると、筐体要素の組み立て時のばらつきにより発生した隙間分だけ、要素基板の接合部も動いてしまうため、要素基板の接合部に負荷がかかり、半田付けによりガラスエポキシ基板を固定した箇所が外れて、電気的連絡が絶たれ発光体が点灯しない等の不具合が起こりやすい。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであって、筐体要素の組み立て時のばらつきにより隙間が発生したり、不測の外力を受けたりした場合であっても、配線基板に負荷が掛かりにくい電気的信頼性の高い光照射装置を提供することを、その主たる所期課題としたものである。

すなわち本発明に係る光照射装置は、筐体と、前記筐体に保持された配線基板と、前記配線基板に取り付けられた複数の発光体と、を備えていて、前記筐体と前記配線基板とは、それぞれ、複数の要素部材からなり前記要素部材の端同士を近接又は接触させて接合して一体化してあり、前記筐体の要素部材の接合部と、前記配線基板の要素部材の接合部とは、対向するように配置してあり、前記配線基板の要素部材の接合部には、フレキシブル配線基板が厚み方向に湾曲した状態で前記配線基板の要素部材間に掛け渡してあることを特徴とする。

このようなものであれば、前記配線基板の要素部材（以下、要素基板という。）の接合部には、フレキシブル配線基板が厚み方向に湾曲した状態で要素基板間に掛け渡してあるので、フレキシブル配線基板が要素基板の接合部の可撓性を担保することができる。このため、筐体の要素部材（以下、要素筐体という。）の組み立て時のばらつきにより要素筐体の接合部に隙間が発生したり、落下時の衝撃等の外力を受けたりした場合であっても、前記フレキシブル配線基板が要素基板の接合部に掛かる負荷を吸収するので、要素基板の接合部に負荷が掛かりにくい。従って、要素基板の接合部の半田付けが外れて、電気的連絡が絶たれ発光体が点灯しない等の不具合を防ぐことができる。

また、本発明に係る光照射装置は、要素基板の接合部と要素筐体の接合部とが対向するように配置してあるので、各要素筐体に要素基板を保持させてから各要素基板及び要素筐体を接合することも可能であるし、もちろん複数の要素基板を接合して一体化してから、別途組み立てた筐体に保持させても構わない。なお、要素基板の接合部と要素筐体の接合部とが対向しないようにずらした場合は、製造工程が煩雑になる一方で、落下時の衝撃等の外力により要素基板の接合部に掛かる負荷は殆ど低減しない。

本発明に係る光照射装置は、製品等のワークの表面検査に用いて、ワーク表面全体にムラなく均一な光を照射して、そのワーク表面を観察することが可能なように、前記筐体は、中心に貫通孔を有しており、前記配線基板は、リング状であって、円周方向に分割された複数の要素基板からなり、前記発光体は、前記配線基板に円状に並べ設けてあることが好ましい。

前記配線基板としては、アルミ基板が好適に用いられる。アルミ基板は、高い放熱性を有しているため、発光体として高出力なフリップチップ型のＬＥＤを取り付けることが可能であり、また、各要素基板の端部を半田付け処理するのにも適している。

前記要素基板の接合部は、より具体的には、例えば、当該要素基板に設けられたピンをフレキシブル配線基板に形成された貫通孔に通した状態で、前記要素基板と前記フレキシブル配設基板とを半田付けすることにより接合されている。

このような構成の本発明によれば、筐体の組み立て時のばらつきにより要素筐体の接合部に隙間が発生したり、落下時の衝撃等の外力を受けたりした場合であっても、前記フレキシブル配線基板が要素基板の接合部に掛かる負荷を吸収するので、要素基板の接合部に負荷が掛かりにくい。このため、要素基板の接合部の半田付けが外れて、電気的連絡が絶たれＬＥＤが点灯しない等の不具合が生じにくい。また、本発明に係る光照射装置は、要素基板の接合部と要素筐体の接合部とが対向するように配置してあるので、製造工程を簡略化することができる。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る光照射装置１は、製品（ワーク）の表面検査等に用いられるもので、図１及び図２に示すように、中央に観測孔１ａを有した平面視概略リング状をなすもので、リング状をなす筐体２と、その筐体２に保持させたやはりリング状をなすプリント配線基板３と、そのプリント配線基板３に搭載された多数のＬＥＤ４と、を備えている。

各部を説明すると、筐体２は、平面視リング状の金属製ブロック体状をなすものであり、凹部の内周面及び外周面には、プリント配線基板３を保持する周回保持溝２ａを形成している。この保持溝２ａの各周辺には鍔部２ｂを設けてプリント配線基板３の内周辺と外周辺とをそれぞれ係合させるようにしてある。筐体２は、図１に示すように、円周方向に４つに等分割された同一の要素筐体２１からなるものであり、要素筐体２１の端同士を近接又は接触させてネジ止め等により接合して一体化してある。

プリント配線基板３は、予め配線がプリントされたアルミ基板であり、図３に示すように、中央にスルーホールが形成してある平板リング状をなし、円周方向に４つに等分割された同一の要素基板３１からなるものである。そして、ＬＥＤ４を搭載した状態で、４つの要素基板３１の端同士を近接又は接触させて接合して一体化した状態で、前記保持溝２ａに嵌め込まれて保持されている。

要素基板３１の接合部Ｄは、図４及び図５に示すように、フレキシブル配線基板３２が厚み方向に湾曲した状態で前記配線基板の要素基板３１間に掛け渡してあり、要素基板３１に設けられたピン３３をフレキシブル配線基板３２に形成された貫通孔３４に通した状態で、要素基板３１とフレキシブル配線基板３２とを半田付けすることにより接合されている。要素基板３１の接合部Ｄは、要素筐体２１の接合部Ｊと平行に対向するように配置されている。

ＬＥＤ４は、高出力ないわゆるフリップチップ型のものであるが、もちろんフェイスアップ型（砲弾型）のものであっても構わない。このＬＥＤ４は、平板リング状に接合されたプリント配線基板３の表面に、円状に搭載される。

更に、この実施形態では、筐体２の凹部底面とプリント配線基板３の裏面との間に、定形性を有しつつも粘弾性を有する、シリコーン等を素材とする粘弾性部材５を略隙間なく介在させている。この粘弾性部材５は、プリント配線基板３の幅と略同一の幅を有する平板円環状のもの、又は、所定幅を有する１又は複数の部分円環状要素からなるものである。粘弾性部材５は、ＬＥＤ４のリードや抵抗等の部品がプリント配線基板３の裏面から突出する場合、それらを包み込むように変形し、筐体２の凹部底面とプリント配線基板３の裏面との隙間を略完全に埋めて双方に密着してガタなく固定する。

次にこのような構成の光照射装置１の組み立て方法について説明する。

まず、各要素基板３１の表面にＬＥＤ４を搭載する。

次に、各要素筐体２１の保持溝２ａに要素基板３１を嵌め入れてから各要素基板３１及び要素筐体２１を接合するか、又は、複数の要素基板３１を接合して一体化したプリント配線基板３としてから、別途組み立てた筐体２の保持溝２ａに嵌め入れる。このとき、要素筐体２１は、ネジ止め等により接合し、要素基板３１は、そのピン３３をフレキシブル配線基板３２に形成された貫通孔３４に通した状態で、要素基板３１とフレキシブル配線基板３２とを半田付けすることにより接合する。

また、プリント配線基板３の裏面と筐体２の凹部底面の間には粘弾性部材５を介在させる。これにより粘弾性部材５は、プリント配線基板３の裏面からＬＥＤ４のリードや抵抗等の部品が突出している場合はそれらを包み込むように変形し、筐体２の凹部底面とプリント配線基板３の裏面との隙間を略完全に埋めて双方に密着してガタなく固定する。

このような本実施形態に係る光照射装置１によれば、要素基板３１の接合部Ｄには、フレキシブル配線基板３２が厚み方向に湾曲した状態で要素基板３１間に掛け渡してあるので、フレキシブル配線基板３２が要素基板３１の接合部Ｄの可撓性を担保することにより、要素筐体２１の組み立て時のばらつきにより要素筐体２１の接合部Ｊに隙間が発生したり、外力を受けたりした場合であっても、フレキシブル配線基板３２が要素基板の接合部Ｄに掛かる負荷を吸収して、要素基板の接合部Ｄに負荷が掛かりにくい。このため、要素基板３１の接合部Ｄの半田付けが外れて、電気的連絡が絶たれＬＥＤ４が点灯しない等の不具合を防ぐことができる。

また、本実施形態に係る光照射装置１は、要素基板３１の接合部Ｄと要素筐体２１の接合部Ｊとが平行に対向するように配置してあるので、各要素筐体２１に要素基板３１を保持させてから各要素基板３１及び要素筐体２１を接合することも可能であるし、複数の要素基板３１を接合して一体化してから、別途組み立てた筐体２に保持させてもよい。

また、プリント配線基板３としては、高い放熱性を有するアルミ基板が用いられているので、高出力なフリップチップ型のＬＥＤ４を取り付けることが可能であり、また、各要素基板３１の端部を半田付け処理するのにも適している。

このような構成を有する光照射装置１によれば、製品等のワークの表面検査に用いて、円状に配設されたＬＥＤ４から、ワーク表面全体にムラなく均一な光を照射して、中央に設けられた観察孔１ａからワーク表面を観察することが可能である。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

前記実施形態では筐体２及びプリント配線基板３の分割数は４であったが、これらの分割数は特に限定されず、目的に合わせて任意に設定することができる。

また、前記実施形態では４つの要素筐体２１と要素基板３１とは、それぞれ等分割された同一のものであったが、複数の要素筐体２１又は要素基板３１は、それぞれ分割角度の異なるものであってもよい。

また、発光体としては、ＬＥＤ４以外のものが用いられても構わない。

また、例えば、図６に示すように、ＬＥＤ４が同心円状に複数列並べ設けてあってもよく、要素基板３１の端同士を近接又は接触させて接合して一体化すると切頭円錐形状のプリント配線基板３が形成されるものであってもよい。このようなものであれば、ＬＥＤ４から発した光をワークの表面により無駄なく集光することができる。

その他、本発明は上記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、前述した種々の構成の一部又は全部を適宜組み合わせて構成してもよい。

本発明の一実施形態における光照射装置の平面図。 同実施形態における光照射装置のＡ−Ａ線縦断面図。 同実施形態における配線基板の平面図。 同実施形態における光照射装置の部分拡大斜視図。 同実施形態における要素基板接合部の縦断面図。 他の実施形態における要素基板を示す組み立て参考図。 従来の光照射装置の部分拡大斜視図。

符号の説明

１…光照射装置
２…筐体
２１…要素筐体
３…配線基板
３１…要素基板
３２…フレキシブル配線基板
４…発光体（ＬＥＤ）

Claims (4)

1. 筐体と、前記筐体に保持された配線基板と、前記配線基板に取り付けられた複数の発光体と、を備えていて、
   前記筐体と前記配線基板とは、それぞれ、複数の要素部材からなり前記要素部材の端同士を近接又は接触させて接合して一体化してあり、
   前記筐体の要素部材の接合部と、前記配線基板の要素部材の接合部とは、対向するように配置してあり、
   前記配線基板の要素部材の接合部には、フレキシブル配線基板が厚み方向に湾曲した状態で前記配線基板の要素部材間に掛け渡してあることを特徴とする光照射装置。
2. 前記筐体は、中心に貫通孔を有しており、
   前記配線基板は、リング状であって、円周方向に分割された複数の要素基板からなり、
   前記発光体は、前記配線基板に円状に並べ設けてある請求項１記載の光照射装置。
3. 前記配線基板は、アルミ基板である請求項１又は２記載の光照射装置。
4. 前記配線基板の要素部材の接合部は、当該要素部材に設けられたピンを前記フレキシブル配線基板に形成された貫通孔に通した状態で、前記要素部材と前記フレキシブル配設基板とを半田付けすることにより接合されている請求項１、２又は３記載の光照射装置。