JP6599379B2 - 放熱装置及びそれを備える光照射装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る放熱装置200を備えた光照射装置10の概略構成を説明する外観図である。本実施形態の光照射装置10は、オフセット枚葉印刷用のインキとして用いられる紫外線硬化型インキや、FPD(Flat Panel Display)等で接着剤として用いられる紫外線硬化樹脂を硬化させる光源装置に搭載される装置であり、照射対象物に対向して配置され、照射対象物の所定のエリアに紫外光を出射する。本明細書においては、放熱装置200のヒートパイプ203の第1直線部203aが延びる方向をX軸方向、ヒートパイプ203の第1直線部203aが並ぶ方向をY軸方向、X軸及びY軸と直交する方向をZ軸方向と定義して説明する。なお、光照射装置10が搭載される光源装置の用途や仕様によって、求められる照射エリアが異なるため、本実施形態の光照射装置10は、X軸方向及びY軸方向に連結可能に構成されている(詳細は後述)。
図1に示すように、本実施形態の光照射装置10は、LEDユニット100と、放熱装置200と、を備えている。なお、図1(a)は、本実施形態の光照射装置10の正面図(Z軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図1(b)は、平面図(Y軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図1(c)は、右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図1(d)は、左側面図(X軸方向上流側(負の方向側)から見た図)であり、図1(e)は、背面図(Z軸方向上流側(負の方向側)から見た図)である。
図2は、本実施形態のLEDユニット100の構成を説明する図であり、図1のB部拡大図である。図1(a)及び図2に示すように、LEDユニット100は、X軸方向及びY軸方向に略平行な矩形板状の基板105と、基板105上に配置された複数のLED素子110と、を備えている。
図6は、本実施形態の放熱装置200の変形例に係る放熱装置200Mを備えた光照射装置10Mを示す図である。図6(a)は、本変形例の光照射装置10Mの平面図(Y軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図6(b)は、右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)である。図6に示すように、本変形例の光照射装置10Mは、放熱装置200Mが冷却ファン210を備えている点で、本実施形態の光照射装置10と異なる。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る放熱装置200Aを備えた光照射装置20の概略構成を説明する外観図である。図7(a)は、本実施形態の光照射装置20の平面図(Y軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図7(b)は、背面図(Z軸方向上流側(負の方向側)から見た図)であり、図7(c)は、右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図7(d)は、左側面図(X軸方向上流側(負の方向側)から見た図)である。本実施形態の光照射装置20は、ヒートパイプ203Aの第1直線部203Aaの配置間隔が狭く、また第2直線部203Abの配置間隔が広くなっている点で、第1の実施形態の放熱装置200と異なる。つまり、本実施形態の放熱装置200Aにおいては、各ヒートパイプ203Aの第1直線部203Aaは、X軸方向から見たときに、支持部材201Aの中央部に近接してY軸方向に略平行に配置されており、各ヒートパイプ203Aの第2直線部203Abは、X軸方向から見たときに、第1直線部203Aaの間隔よりも広い間隔をおいてY軸方向に略平行に配置されている。このような構成によれば、支持部材201Aの中央部の冷却能力を高めることができるため、例えば、LEDユニット100のLED素子110が基板105のY軸方向略中央部に集中して配置されている場合に有効である。なお、本実施形態の光照射装置20も第1の実施形態の光照射装置10と同様、ヒートパイプ203A及び放熱フィン205Aが、支持部材201Aの第2主面201Abに面する空間から逸脱しないように構成されているため、図8に示すように、支持部材201Aを接合して、支持部材201Aの第1主面201Aaが連続するように連結配置することが可能である。
図9は、本実施形態の放熱装置200Aの変形例に係る放熱装置200AMを備えた光照射装置20Mの右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)である。図9に示すように、本変形例の光照射装置20Mは、放熱装置200AMが冷却ファン210Aを備えている点で、本実施形態の光照射装置20と異なる。
図10は、本発明の第3の実施形態に係る放熱装置200Bを備えた光照射装置30の概略構成を説明する外観図である。図10(a)は、本実施形態の光照射装置30の平面図(Y軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図10(b)は、背面図(Z軸方向上流側(負の方向側)から見た図)であり、図10(c)は、右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図10(d)は、左側面図(X軸方向上流側(負の方向側)から見た図)である。本実施形態の光照射装置30は、X軸方向から見たときに、各ヒートパイプ203Bの第2直線部203Bbの位置がY軸方向及びZ軸方向において異なり(図10(d))、各ヒートパイプ203Bの接続部203Bc(図10(a)、図10(c))の長さがそれぞれ異なっている点、また放熱フィン205Bが、支持部材201Bの第2主面201BbのY軸方向上流側(負の方向側)に形成されており、支持部材201Bの第2主面201BbのY軸方向下流側(正の方向側)に空間P(図10(b)、図10(c)、図10(d))が形成されている点で第1の実施形態の放熱装置200と異なる。従って、このような構成によれば、空間Pに他の部品(例えば、冷却ファン、LED駆動回路等)を配置することができる。なお、本実施形態の各ヒートパイプ203Bの第1直線部203Baは、第2の実施形態の放熱装置200Aと同様、X軸方向から見たときに、支持部材201Bの中央部に近接してY軸方向に略平行に配置されている。従って、支持部材201Bの中央部の冷却能力を高めることができるため、例えば、LEDユニット100のLED素子110が基板105のY軸方向略中央部に集中して配置されている場合に有効である。また、本実施形態の光照射装置30も第1の実施形態の光照射装置10と同様、ヒートパイプ203B及び放熱フィン205Bが、支持部材201Bの第2主面201Bbに面する空間から逸脱しないように構成されているため、図11に示すように、支持部材201Bを接合して、支持部材201Bの第1主面201Baが連続するように連結配置することが可能である。
図12は、本実施形態の放熱装置200Bの変形例に係る放熱装置200BMを備えた光照射装置30Mの右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)である。図12に示すように、本変形例の光照射装置30Mは、放熱装置200BMが冷却ファン210Bを備えている点で、本実施形態の光照射装置30と異なる。
図13は、本発明の第4の実施形態に係る放熱装置200Cを備えた光照射装置40の概略構成を説明する外観図である。図13(a)は、本実施形態の光照射装置40の平面図(Y軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図13(b)は、背面図(Z軸方向上流側(負の方向側)から見た図)であり、図13(c)は、右側面図(X軸方向下流側(正の方向側)から見た図)であり、図13(d)は、左側面図(X軸方向上流側(負の方向側)から見た図)である。本実施形態の光照射装置40は、X軸方向から見たときに、各ヒートパイプ203Cの第2直線部203Cbの位置がY軸方向及びZ軸方向において異なっている(図13(d))。具体的には、Y軸方向下流側(正の方向側)に位置するヒートパイプ203Cの第2直線部203CbのZ軸方向の位置(つまり、第2主面201Cbからの高さ)が、Y軸方向上流側(負の方向側)に位置するヒートパイプ203Cの第2直線部203CbのZ軸方向の位置(つまり、第2主面201Cbからの高さ)よりも高くなるように構成されており、各ヒートパイプ203Cの接続部203Cc(図13(a)、図13(c))の長さがそれぞれ異なっている点、また放熱フィン205Cが、各第2直線部203Cbよりも下側の位置で切欠いた切欠部205Caを有しており、切欠部205Ca、各ヒートパイプ203C、第2主面201Cbで囲まれる空間Q(図13(c)、図13(d))が形成されている点、で第1の実施形態の放熱装置200と異なる。このような構成によれば、空間Qに他の部品(例えば、冷却ファン、LED駆動回路等)を配置することができる。なお、本実施形態の各ヒートパイプ203Cの第1直線部203Caは、第2の実施形態の放熱装置200Aと同様、X軸方向から見たときに、支持部材201Cの中央部に近接してY軸方向に略平行に配置されている。従って、支持部材201Cの中央部の冷却能力を高めることができるため、例えば、LEDユニット100のLED素子110が基板105のY軸方向略中央部に集中して配置されている場合に有効である。また、本実施形態の光照射装置40も第1の実施形態の光照射装置10と同様、ヒートパイプ203C及び放熱フィン205Cが、支持部材201Cの第2主面201Cbに面する空間から逸脱しないように構成されているため、図14に示すように、支持部材201Cを接合して、支持部材201Cの第1主面201Caが連続するように連結配置することが可能である。
図15は、本実施形態の放熱装置200Cの変形例に係る放熱装置200CMを備えた光照射装置40Mの左側面図(X軸方向上流側(負の方向側)から見た図)である。図15に示すように、本変形例の光照射装置40Mは、放熱装置200CMが冷却ファン210Cを備えている点で、本実施形態の光照射装置40と異なる。
100 LEDユニット
105 基板
110 LED素子
200、200M、200A、200AM、200B、200BM、200C、200CM 放熱装置
201、201A、201B、201C 支持部材
201a、201Aa、201Ba、201Ca 第1主面
201b、201Ab、201Bb、201Cb 第2主面
201c 溝部
203、203A、203B、203C ヒートパイプ
203a、203Aa、203Ba、203Ca 第1直線部
203b、203Ab、203Bb、203Cb 第2直線部
203c、203Bc、203Cc 接続部
203ca、203cb 湾曲部
205、205A、205B、205C 放熱フィン
205a 貫通孔
205Ca 切欠部
210、210A、210B、210C 冷却ファン
Claims (13)
- 基板と、
前記基板の表面上に配置された複数のLED素子と、
板状の形状を呈し、第1主面側が前記基板の裏面に密着するように配置される支持部材と、前記支持部材に支持されると共に、前記支持部材と熱的に接合し、前記複数のLED素子からの熱を輸送するヒートパイプと、前記第1主面と対向する第2主面に面する空間内に配置され、前記ヒートパイプと熱的に接合し、前記ヒートパイプによって輸送された熱を放熱する複数の放熱フィンと、を有する放熱装置と、
を備える光照射装置であって、
前記ヒートパイプは、
前記支持部材と熱的に接合される第1直線部と、
前記複数の放熱フィンと熱的に接合される第2直線部と、
前記第1直線部と前記第2直線部が連続するように、前記第1直線部の一端部と前記第2直線部の一端部とを接続する接続部と、
を有し、
前記第1直線部が延びる方向の前記ヒートパイプの長さは、前記第1直線部が延びる方向の前記支持部材の長さと同一か、または僅かに短く、
前記接続部は、前記第1直線部の一端部近傍に前記支持部材と熱的に接合される湾曲部を有し、
前記複数のLED素子は、前記第1直線部が延びる方向に所定のピッチで配置され、
前記第1直線部が延びる方向の両端に位置する前記LED素子は、前記支持部材の一端及び他端から前記所定のピッチの1/2の位置にそれぞれ配置され、
前記第1直線部が延びる方向において、前記第1直線部から前記支持部材の一端までの距離、及び前記接続部から前記支持部材の他端までの距離が前記所定のピッチの1/2以下であり、
複数の光照射装置を前記第1直線部が延びる方向に並べたときに、前記第1主面が連続するように連結可能であることを特徴とする光照射装置。 - 前記ヒートパイプを複数備え、
前記複数のヒートパイプの前記第1直線部は、前記第1直線部が延びる方向と略直交する方向に第1の所定の間隔をおいて配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。 - 前記複数のヒートパイプの前記第2直線部は、前記第2主面に略平行で、かつ前記第1直線部が延びる方向と略直交する方向に前記第1の所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 前記複数のヒートパイプの前記第2直線部は、前記第2主面に略平行で、かつ前記第1直線部が延びる方向と略直交する方向に前記第1の所定の間隔よりも長い第2の所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 前記第2主面に面する空間内に配置され、前記第2主面に対して略垂直な方向に気流を生成するファンを備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記第1直線部が延びる方向から見たときに、前記各ヒートパイプの前記第2直線部の位置が、前記第2主面に略垂直な方向及び略平行な方向において異なることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 前記第2主面に面する空間内に配置され、前記第2主面に対して略平行な方向に気流を生成するファンを備えることを特徴とする請求項6に記載の光照射装置。
- 前記複数の放熱フィンは、前記複数のヒートパイプの前記第1直線部と前記第2直線部とで囲まれた空間内に切欠部を有し、
前記切欠部で形成された空間内に配置され、前記第2主面に対して斜め方向に気流を生成するファンを備えることを特徴とする請求項6に記載の光照射装置。 - 前記第2直線部が、前記第2主面に対して略平行であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記支持部材は、前記第2主面側に、前記第1直線部と前記湾曲部に応じた形状の溝部を有しており、
前記第1直線部と前記湾曲部が、前記溝部に嵌まり込むように配置される
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記複数のLED素子が、前記第1直線部が延びる方向と略直交する方向に複数列に配置されることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記複数のLED素子が、前記基板を挟んで前記第1直線部と相対する位置に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記LED素子が、紫外線硬化樹脂に作用する波長の光を発することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の光照射装置。
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