JP5805615B2 - 恒温器具 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｇ Ｄｉｏｄｅ）の温度加速寿命試験に使用される恒温器具に関する。

ＬＥＤは長寿命を特長とする光源であるが、その明るさは点灯時間の増大に伴って徐々に減衰していくのが実状である。そこで、ＬＥＤ寿命の評価方法の一つとして「北米照明エンジニアリング協会」が策定した「ＩＥＳ ＬＭ−８０」という規格が知られている。この規格はＬＥＤの点灯時間に対する明るさの維持率（光束維持率）を試験して、その試験結果が一定値以上であるか否かによってＬＥＤ寿命を評価するものである。

具体的には、同一の電流値で駆動する供試体ＬＥＤについて、５５℃，８５℃及びメーカーが決めた任意の温度（最高１２５℃）の３種類の温度条件下で６０００時間（２５０日間）連続的に点灯して、１０００時間ごとにＬＥＤの明るさを測定するという試験方法である。このような試験を行う場合、供試体であるＬＥＤを長期間に亘って一定温度に保持する必要があるが、従来、温風循環式の恒温槽が多用されている。

しかしながら、温風循環式の恒温槽内に供試体であるＬＥＤをセットした場合、温度維持のために恒温槽内を循環する温風が直接ＬＥＤに当たることがあるので、試験結果に悪影響を及ぼす可能性がある。また、従来の温風循環式の恒温槽は、槽内の温度分布の均一性に劣る面があるので、複数のＬＥＤを収容した場合、試験精度が低下することがある。

一方、ＬＥＤの温度加速寿命試験を行う装置として、従来、様々な種類の試験装置が提案されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１記載の試験装置がある。

特開２０１１−１７９９３７号公報

特許文献１記載のＬＥＤ寿命試験装置は、一つの被試験ＬＥＤをＨＡＳＴ装置内に配置して試験を行うので、温度分布の均一性は優れているが、連続して発光するＬＥＤの光線に含まれる熱線成分によって装置内の温度が上昇して設定温度を超えてしまい、試験結果に悪影響を及ぼすことがある。このような状況は、試験対象であるＬＥＤが高出力（高輝度）であるほど顕著であるため、近年、高輝度化する傾向にあるＬＥＤに対し、正確な寿命試験を行うことが困難となっている。

本発明が解決しようとする課題は、ＬＥＤの温度加速寿命試験において、ＬＥＤを均一な温度で安定した雰囲気に保持することができ、構造も簡素な恒温器具を提供することにある。

本発明の恒温器具は、加熱手段及び冷却手段を有する恒温プレートと、前記恒温プレート上に設けられた供試体搭載ステージと、前記恒温プレート上に配置され前記供試体搭載ステージの周りを包囲する開口部を有する平板状の隔壁部材と、前記供試体搭載ステージを覆うように配置された透光性の耐熱ガラス製の天井部材とを備え、前記加熱手段として、前記恒温プレートを加熱する発熱体を設け、前記冷却手段として前記恒温プレートを空冷する送風ファンを設けたことを特徴とする。

ここで、前記恒温プレートと前記送風ファンとの間にヒートシンクを設けることが望ましい。

また、前記送風ファンに冷却気体を供給する冷気供給手段を設けることもできる。

なお、前記恒温器具を複数配列し、複数の前記恒温器具の上面を覆う開閉式のカバーを設けることにより、複数のＬＥＤの温度加速寿命試験を並行して実行可能な恒温装置を形成することもできる。

本発明により、ＬＥＤの温度加速寿命試験において、ＬＥＤを均一な温度で安定した雰囲気に保持することができ、構造も簡素な恒温器具を提供することができる。

本発明の実施形態である恒温器具を示す一部省略斜視図である。 図１に示す恒温器具の一部省略正面図である。 図１に示す恒温器具の一部省略斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態の恒温器具１００は、加熱手段である電気発熱体１１を内蔵した恒温プレート１０と、恒温プレート１０上に設けられた供試体搭載ステージ２０と、恒温プレート１０上に配置され供試体搭載ステージ２０の周りを包囲する開口部３０ａを有する平板状の隔壁部材３０と、供試体搭載ステージ２０及び開口部３０ａを覆うような状態で隔壁部材３０上に配置された透光性の耐熱ガラス製の天井部材４０とを備えている。本実施形態では隔壁部材３０にも電気発熱体３１が内蔵されている。なお、図１，図３は、天井部材４０を取り外した状態を示している。

また、恒温プレート１０の冷却手段として、恒温プレート１０を空冷する送風ファン５０が恒温プレート１０の下方に設けられている。恒温プレート１０と送風ファン５０との間にはヒートシンク６０が恒温プレート１０の下面に密着した状態で配置され、ヒートシンク６０の下面側に送風ファン５０が配置されている。

さらに、恒温プレート１０の左右側面には、隔壁部材３０上に載置される天井部材４０を着脱可能に係止するため、断面Ｌ字状をした一対のロック部材１２ａ，１２ｂが対向状に配置されている。なお、図示していないが、冷却ファン５０による冷却作用を高めるため、送風ファン５０に冷却気体を供給する冷気供給手段を設けることもできる。また、天井部材４０に通気孔を設けることもできる。

図１に示すように、供試体搭載ステージ２０の周縁部分には、供試体搭載ステージ２０上にセットされたＬＥＤへの給電線（図示せず）やＬＥＤ近傍の温度を測定する温度センサの信号線（図示せず）などを配線するための複数の切欠部２０ａ，２０ｂが設けられている。

なお、恒温装置１００においては、供試体搭載ステージ２０及び開口部３０ａの平面視形状はいずれも略円形状としているが、これらに限定するものではないので、他の形状（例えば、平面視形状が正方形状、楕円形状あるいは多角形状など）とすることもできる。

恒温装置１００を使用する場合、図１，図３に示すように、天井部材４０（図２参照）を開いて、供試体搭載ステージ２０上に供試体であるＬＥＤをそれぞれ載置し、給電線及び温度センサの信号線の配線を行った後、天井部材４０を閉止し、ロック部材１２ａ，１２ｂで天井部材４０をロックする。この後、恒温プレート１０及び隔壁部材３０の電気発熱体１１，３１への給電を開始する。これにより、供試体搭載ステージ２０上のＬＥＤは、予め設定された温度（例えば、５５℃，８５℃または１２５℃）まで上昇し、その温度に保持される。

一方、ＬＥＤの連続点灯により、供試体搭載ステージ２０及びＬＥＤ付近が設定温度を超えそうになると、送風ファン５０が自動的に起動して、ヒートシンク６０に向かって送風が開始され、ヒートシンク６０からの放熱により、恒温プレート１０が冷却される。また、供試体搭載ステージ２０及びＬＥＤ付近が設定温度まで下がると、送風ファン５０が自動的に停止する。このように、供試体搭載ステージ２０及びＬＥＤ付近の温度に応じて送風ファン５０が自動的にＯＮ・ＯＦＦするので、供試体搭載ステージ２０及びＬＥＤの過熱や加冷を防止することができ、高い温度精度を維持することができる。また、恒温プレート１０の冷却手段である送風ファン５０は、冷却液を供給するための給液経路や排液経路などが不要であるため、構造も簡素である。

このように、恒温器具１００においては、供試体搭載ステージ２０及びＬＥＤは隔壁部材３０及び天井部材４０によって大気から区画され、且つ、加熱機能を有する恒温プレート１０及び隔壁部材３０によって所定温度に連続的に加熱されるので、供試体搭載ステージ２０にセットされたＬＥＤを均一な温度で安定した雰囲気に保持することができる。従って、ＬＥＤの温度加速寿命試験を高精度で効率良く行うことができる。なお、天井部材４０に通気孔（図示せず）を開設して通気性を持たせれば、ＬＥＤの過熱を防止する上で有効である。

なお、図示していないが、複数の恒温器具１００を縦横に配列するとともに、複数の恒温器具１００の上面を覆う開閉式のカバーなどを設ければ、複数のＬＥＤの温度加速寿命試験を並行して実行可能な恒温装置を形成することもできる。

なお、図１〜図３に基づいて説明した恒温器具１００は本発明の一例を示すものであり、本発明の恒温器具は前述した恒温器具１００に限定されない。

本発明に係る恒温器具は、各種ＬＥＤの温度加速寿命試験が行われる電子・電気機器産業あるいは機械産業などの分野において広く利用することができる。

１０ 恒温プレート
１１，３１ 電気発熱体
１２ａ，１２ｂ ロック部材
２０ 供試体搭載ステージ
２０ａ，２０ｂ 切欠部
３０ 隔壁部材
３０ａ 開口部
４０ 天井部材
５０ 送風ファン
６０ ヒートシンク

Claims (3)

1. 加熱手段及び冷却手段を有する恒温プレートと、前記恒温プレート上に設けられた供試体搭載ステージと、前記恒温プレート上に配置され前記供試体搭載ステージの周りを包囲する開口部を有する平板状の隔壁部材と、前記供試体搭載ステージを覆うように配置された透光性の耐熱ガラス製の天井部材とを備え、前記加熱手段として、前記恒温プレートを加熱する発熱体を設け、前記冷却手段として前記恒温プレートを空冷する送風ファンを設けた恒温器具。
2. 前記恒温プレートと前記送風ファンとの間にヒートシンクを配置した請求項１記載の恒温器具。
3. 前記送風ファンに冷却気体を供給する冷気供給手段を設けた請求項１または２記載の恒温器具。

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