KR20170113127A

KR20170113127A - 방열 장치 및 그것을 구비하는 광 조사 장치

Info

Publication number: KR20170113127A
Application number: KR1020170033046A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 와타나베
Original assignee: 호야 칸데오 옵트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2017-10-12
Also published as: JP6599379B2; CN107388213A; TWI658235B; CN107388213B; JP2017187269A; TW201736775A

Abstract

[과제] 히트 파이프를 사용하여 지지 부재 전체를 확실하게 냉각하면서도, 라인 형상으로 연결 배치 가능한 방열 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] 열원의 열을 공기 중에 방열하는 방열 장치가 제1 주면측이 열원에 밀착하도록 배치되는 지지 부재와, 지지 부재와 열적으로 접합하여 열원으로부터의 열을 수송하는 히트 파이프와, 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되어, 히트 파이프에 의해 수송된 열을 방열하는 복수의 방열핀을 구비하고, 히트 파이프는 지지 부재와 열적으로 접합되는 제1 직선부와, 복수의 방열핀과 열적으로 접합되는 제2 직선부와, 제1 직선부와 제2 직선부를 접속하는 접속부를 갖고, 제1 직선부가 연장되는 방향의 히트 파이프의 길이는 지지 부재의 길이와 동일하거나 또는 약간 짧고, 접속부는 제1 직선부의 일단부 근방에 지지 부재와 열적으로 접합되는 만곡부를 갖고, 복수의 방열 장치를 제1 직선부가 연장되는 방향으로 나열했을 때, 제1 주면이 연속되도록 연결 가능하다.

Description

방열 장치 및 그것을 구비하는 광 조사 장치{HEAT RADIATING APPARATUS AND LIGHT ILLUMINATING APPARATUS WITH THE SAME}

본 발명은 광 조사 장치의 광원 등을 냉각하기 위한 방열 장치에 관한 것으로, 특히, 복수매의 방열핀을 삽입통과하는 히트 파이프를 구비한 히트 파이프식의 방열 장치와, 이 방열 장치를 구비하는 광 조사 장치에 관한 것이다.

종래, 옵셋 낱장 인쇄용의 잉크로서 자외광의 조사에 의해 경화하는 자외선 경화형 잉크가 사용되고 있다. 또한 액정 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등, FPD(Flat Panel Display) 주변의 접착제로서 자외선 경화 수지가 사용되고 있다. 이러한 자외선 경화형 잉크나 자외선 경화 수지의 경화에는, 일반적으로, 자외광을 조사하는 자외광 조사 장치가 사용된다.

자외광 조사 장치로서는 종래부터 고압 수은 램프나 수은 크세논 램프 등을 광원으로 하는 램프형 조사 장치가 알려져 있지만, 최근, 소비 전력의 절감, 장기 수명화, 장치 사이즈의 컴팩트화의 요청으로, 종래의 방전램프 대신에, LED(Light Emitting Diode)를 광원으로서 이용한 자외광 조사 장치가 개발되고 있다.

이러한 LED를 광원으로서 이용한 자외광 조사 장치는, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 자외광 조사 장치는 복수의 발광 소자(LED)가 탑재된 광 조사 디바이스 등을 갖는 광 조사 모듈을 복수 구비하고 있다. 복수의 광 조사 모듈은 일렬로 나열되어 배치되어 있고, 복수의 광 조사 모듈에 대향하여 배치된 조사 대상물의 소정 영역에 대하여 라인 형상의 자외광이 조사되도록 되어 있다.

이와 같이, 광원으로서 LED를 사용하면, 투입한 전력의 대부분이 열로 되기 때문에, LED 자신이 발생하는 열에 의해 발광 효율과 수명이 저하된다고 하는 문제가 있어, 열의 처리가 문제가 된다. 그래서, 특허문헌 1에 기재된 자외광 조사 장치에서는, 각 광 조사 디바이스의 이면에 방열용 부재를 배치하여, LED에서 발생하는 열을 강제적으로 방열하는 구성이 채용되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 방열용 부재는 냉매를 흘림으로써 냉각하는, 소위 수냉 방식의 것이지만, 냉매용의 배관 등이 필요하게 되기 때문에, 장치 자체가 커진다고 하는 문제나, 누수의 대책을 행할 필요가 있는 등의 문제가 있다. 그래서, 공냉이면서도, 높은 방열 효율을 갖는 방식으로서, 히트 파이프를 사용한 구성도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2).

특허문헌 2에 기재된 광 조사 장치는, 복수의 발광 소자(LED)가 탑재된 발광 모듈의 이면측에, 히트 파이프와, 히트 파이프에 삽입 접속되어 이루어지는 복수의 방열핀을 가지고 있어, LED에서 발생하는 열을 히트 파이프로 수송하고, 방열핀으로부터 공기 중에 방열하는 구성을 채용하고 있다.

일본 특개 2015-153771호 공보 일본 특개 2014-038866호 공보

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

특허문헌 2에 개시된 광 조사 장치의 방열 장치에 의하면, LED에 의해 발생한 열이 히트 파이프에 의해 신속하게 수송되어, 다수의 방열핀으로부터 방열되기 때문에, LED가 효율적으로 냉각된다. 이 때문에, LED의 성능의 저하나 손상을 방지할 수 있음과 아울러, 고휘도의 발광이 가능하게 된다. 또한 특허문헌 2에 기재된 방열 장치는 히트 파이프를 コ자 모양으로 구부려, LED의 출사 방향과 상반되는 방향으로 열을 수송하는 구성이기 때문에, LED의 출사 방향에 대하여 수직한 방향의 광 조사 장치의 사이즈를 컴팩트한 것으로 할 수 있다.

그렇지만, 특허문헌 2의 방열 장치와 같이, 히트 파이프를 コ자 모양으로 구부리는 구성의 경우, 히트 파이프의 만곡부가 발광 모듈의 베이스 플레이트(지지 부재)로부터 들떠 버리면, 당해 들뜬 부분의 냉각 능력이 현저하게 저하되어 버리기 때문에, 베이스 플레이트 전체를 확실하게 냉각하려고 하면, 히트 파이프의 직선부를 베이스 플레이트의 이면 전체에 걸쳐 밀착하도록 배치하지 않으면 안 되어, 히트 파이프의 만곡부가 베이스 플레이트의 외측(즉, 발광 모듈의 외형보다도 외측)으로 돌출되어 버린다고 하는 문제가 있다. 그리고, 히트 파이프의 만곡부가 베이스 플레이트의 외측으로 돌출해 버리면, LED의 나열 방향(즉, 히트 파이프의 직선부가 연장되는 방향)에 근접하여 배치할 수 없어, 특허문헌 1에 기재되어 있는 구성과 같이, 광 조사 디바이스를 라인 형상으로 연결 배치할 수 없다.

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 히트 파이프를 사용하여 베이스 플레이트(지지 부재) 전체를 확실하게 냉각하면서도, 라인 형상으로 연결 배치 가능한 방열 장치를 제공하고, 나아가 이 방열 장치를 구비한 광 조사 장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 방열 장치는 열원에 밀착하여 배치되어, 열원의 열을 공기 중에 방열하는 방열 장치로서, 판상의 형상을 보이고, 제1 주면측이 열원에 밀착하도록 배치되는 지지 부재와, 지지 부재에 지지됨과 아울러, 지지 부재와 열적으로 접합하고, 열원으로부터의 열을 수송하는 히트 파이프와, 제1 주면과 대향하는 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되고, 히트 파이프와 열적으로 접합하고, 히트 파이프에 의해 수송된 열을 방열하는 복수의 방열핀을 구비하고, 히트 파이프는 지지 부재와 열적으로 접합되는 제1 직선부와, 복수의 방열핀과 열적으로 접합되는 제2 직선부와, 제1 직선부와 제2 직선부가 연속되도록, 제1 직선부의 일단부와 제2 직선부의 일단부를 접속하는 접속부를 갖고, 제1 직선부가 연장되는 방향의 히트 파이프의 길이는 제1 직선부가 연장되는 방향의 지지 부재의 길이와 동일하거나, 또는 약간 짧고, 접속부는 제1 직선부의 일단부 근방에 지지 부재와 열적으로 접합되는 만곡부를 갖고, 복수의 방열 장치를 제1 직선부가 연장되는 방향으로 나열했을 때, 제1 주면이 연속되도록 연결 가능한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 제1 직선부가 연장되는 방향에서, 냉각 능력의 편차가 적고, 기판을 동일하게(대략 균일하게) 냉각할 수 있어, 기판 상에 배치된 LED 소자도 대략 균일하게 냉각된다. 따라서, 각 LED 소자 간에 있어서의 온도차도 적어, 온도 특성에 기인하는 조사 강도의 편차도 적어진다. 또한 히트 파이프 및 방열핀은, 지지 부재의 제2 주면에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 제1 직선부가 연장되는 방향에서도 복수의 방열 장치를 연결할 수 있다.

또한 히트 파이프를 복수 구비하고, 복수의 히트 파이프의 제1 직선부는 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 제1 소정의 간격을 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 복수의 히트 파이프의 제2 직선부는 제2 주면에 대략 평행하고, 또한 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 제1 소정의 간격을 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 복수의 히트 파이프의 제2 직선부는 제2 주면에 대략 평행하고, 또한 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 제1 소정의 간격보다도 긴 제2 소정의 간격을 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되고, 제2 주면에 대하여 대략 수직한 방향으로 기류를 생성하는 팬을 구비하는 구성으로 할 수도 있다.

또한 제1 직선부가 연장되는 방향에서 보았을 때, 각 히트 파이프의 제2 직선부의 위치가 제2 주면에 대략 수직한 방향 및 대략 평행한 방향에서 상이한 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되고, 제2 주면에 대하여 대략 평행한 방향으로 기류를 생성하는 팬을 구비하는 것이 바람직하다.

또한 복수의 방열핀은 복수의 히트 파이프의 제1 직선부와 제2 직선부로 둘러싸인 공간 내에 절결부를 갖고, 절결부로 형성된 공간 내에 배치되고, 제2 주면에 대하여 경사 방향으로 기류를 생성하는 팬을 구비하는 구성으로 할 수도 있다.

또한 제2 직선부가 제2 주면에 대하여 대략 평행한 것이 바람직하다.

또한 지지 부재는 제2 주면측에 제1 직선부와 만곡부에 따른 형상의 홈부를 가지고 있고, 제1 직선부와 만곡부가 홈부에 끼워 넣어지도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한 다른 관점에서는, 본 발명의 광 조사 장치는 상기의 어느 하나의 방열 장치와, 제1 주면과 밀착하도록 배치되는 기판과, 기판의 표면 상에서, 히트 파이프의 제1 직선부와 대략 평행하게 배치된 복수의 LED 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 복수의 LED 소자는 제1 직선부가 연장되는 방향으로 소정의 피치로 배치되고, 제1 직선부가 연장되는 방향에서, 제1 직선부로부터 지지 부재의 일단까지의 거리, 및 접속부로부터 지지 부재의 타단까지의 거리가 피치의 1/2 이하인 것이 바람직하다.

또한 복수의 LED 소자가 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 복수열로 배치되는 것이 바람직하다.

또한 복수의 LED 소자가 기판을 사이에 끼고 제1 직선부와 마주 대하는 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한 광 조사 장치가 제1 주면이 연속되도록 연결된 복수의 상기 방열 장치를 구비하도록 구성할 수 있다. 또한 이 경우, 복수의 방열 장치가 제1 직선부가 연장되는 방향으로 나열되어 연결되어 있는 것이 바람직하다.

또한 LED 소자가 자외선 경화 수지에 작용하는 파장의 광을 발하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 히트 파이프를 사용하여 베이스 플레이트(지지 부재) 전체를 확실하게 냉각하면서도, 라인 형상으로 연결 배치 가능한 방열 장치와, 당해 방열 장치를 구비한 광 조사 장치가 실현된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치의 개략 구성을 설명하는 외관도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치에 구비되는 LED 유닛의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치를 X축 방향으로 연결한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치를 X축 방향 및 Y축 방향으로 연결한 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치의 변형예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치의 개략 구성을 설명하는 외관도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 방열 장치를 연결한 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 방열 장치의 변형예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치의 개략 구성을 설명하는 외관도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 방열 장치를 연결한 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 방열 장치의 변형예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 방열 장치를 구비한 광 조사 장치의 개략 구성을 설명하는 외관도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 방열 장치를 연결한 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 방열 장치의 변형예의 구성을 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.

(제1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 방열 장치(200)를 구비한 광 조사 장치(10)의 개략 구성을 설명하는 외관도이다. 본 실시형태의 광 조사 장치(10)는 옵셋 낱장 인쇄용의 잉크로서 사용되는 자외선 경화형 잉크나, FPD(Flat Panel Display) 등에서 접착제로서 사용되는 자외선 경화 수지를 경화시키는 광원 장치에 탑재되는 장치이며, 조사 대상물에 대향하여 배치되고, 조사 대상물의 소정의 에리어에 자외광을 출사한다. 본 명세서에서는, 방열 장치(200)의 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)가 연장되는 방향을 X축 방향, 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)가 나열되는 방향을 Y축 방향, X축 및 Y축과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 정의하여 설명한다. 또한, 광 조사 장치(10)가 탑재되는 광원 장치의 용도나 사양에 따라, 요구되는 조사 에리어가 상이하기 때문에, 본 실시형태의 광 조사 장치(10)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 연결 가능하게 구성되어 있다(상세한 것은 후술).

(광 조사 장치(10)의 구성)

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 광 조사 장치(10)는 LED 유닛(100)과, 방열 장치(200)를 구비하고 있다. 또한, 도 1(a)는 본 실시형태의 광 조사 장치(10)의 정면도(Z축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 1(b)는 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 1(c)는 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 1(d)는 좌측면도(X축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이며, 도 1(e)는 배면도(Z축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이다.

(LED 유닛(100)의 구성)

도 2는 본 실시형태의 LED 유닛(100)의 구성을 설명하는 도면이며, 도 1의 B부 확대도이다. 도 1(a) 및 도 2에 도시하는 바와 같이, LED 유닛(100)은 X축 방향 및 Y축 방향에 대략 평행한 직사각형 판상의 기판(105)과, 기판(105) 상에 배치된 복수의 LED 소자(110)를 구비하고 있다.

기판(105)은 열전도율이 높은 재료(예를 들면, 구리, 알루미늄, 질화 알루미늄)로 형성된 직사각형 형상의 배선 기판이며, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 그 표면에는, X축 방향 및 Y축 방향으로 소정의 간격을 두고, 20개(X축 방향)×10열(Y축 방향)의 태양으로, 200개의 LED 소자(110)가 COB(Chip On Board) 실장되어 있다. 기판(105) 위에는, 각 LED 소자(110)에 전력을 공급하기 위한 애노드 패턴(도시하지 않음) 및 캐소드 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 각 LED 소자(110)는 애노드 패턴 및 캐소드 패턴에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한 기판(105)은 도시하지 않은 배선 케이블에 의해 LED 구동 회로(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있고, 각 LED 소자(110)에는, 애노드 패턴 및 캐소드 패턴을 통하여, LED 구동 회로로부터의 구동 전류가 공급되도록 되어 있다.

LED 소자(110)는 LED 구동 회로로부터 구동 전류의 공급을 받고, 자외광(예를 들면, 파장 365nm, 385nm, 395nm, 405nm)을 출사하는 반도체 소자이다. 본 실시형태에서는, 20개의 LED 소자(110)가 X축 방향으로 소정의 행 피치(PX)로 배치되고, 이것을 일렬로 하여 Y축 방향으로 10열의 LED 소자(110)가 소정의 열 피치(PY)로 배치되어 있다(도 2). 따라서, 각 LED 소자(110)에 구동 전류가 공급되면, LED 유닛(100)으로부터는 X축 방향에 대략 평행한 10개의 라인 형상의 자외광이 출사된다. 또한, 본 실시형태의 각 LED 소자(110)는 대략 동일한 광량의 자외광을 출사하도록 각 LED 소자(110)에 공급되는 구동 전류가 조정되어 있고, LED 유닛(100)으로부터 출사되는 자외광은 X축 방향 및 Y축 방향에서 대략 균일한 광량 분포를 가지고 있다. 또한 본 실시형태의 광 조사 장치(10)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 연결 가능함으로써 조사 에리어를 변경할 수 있게 구성되어 있고, 광 조사 장치(10)가 연결되었을 때, 인접하는 광 조사 장치(10)와의 사이에서 LED 소자(110)의 배치가 연속되도록, X축 방향의 양단부에 위치하는 LED 소자(110)는 방열 장치(200)의 지지 부재(201)의 가장자리로부터 1/2PX의 위치에 배치되고, Y축 방향의 양단부에 위치하는 LED 소자(110)는 방열 장치(200)의 지지 부재(201)의 가장자리로부터 1/2PY의 위치에 배치되어 있다(도 2).

(방열 장치(200)의 구성)

도 3은 본 실시형태의 방열 장치(200)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 3(a)는 도 1(c)의 A-A 단면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 C부 확대도이고, 도 3(c)는 도 3(a)의 D부 확대도이다. 방열 장치(200)는 LED 유닛(100)의 기판(105)의 이면(LED 소자(110)가 탑재되는 면과 반대측의 면)에 밀착하도록 배치되어, 각 LED 소자(110)에서 발생한 열을 방열하는 장치이며, 지지 부재(201)와, 복수의 히트 파이프(203)와, 복수의 방열핀(205)으로 구성되어 있다. 각 LED 소자(110)에 구동 전류가 흘러, 각 LED 소자(110)로부터 자외광이 출사되면, LED 소자(110)의 자기 발열에 의해 온도가 상승하여, 발광 효율이 현저하게 저하된다고 하는 문제가 발생한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 기판(105)의 이면에 밀착하도록 방열 장치(200)를 설치하고, LED 소자(110)에서 발생하는 열을 기판(105)을 통하여 방열 장치(200)에 전도하여, 강제적으로 방열하고 있다.

지지 부재(201)는 열전도율이 높은 금속(예를 들면, 구리, 알루미늄)으로 형성된 직사각형 판상의 부재이다. 지지 부재(201)는 제1 주면(201a)이 그리스 등의 열전도 부재를 통하여 기판(105)의 이면에 밀착하도록 부착되어, 열원이 되는 LED 유닛(100)이 발하는 열을 받는다. 본 실시형태의 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)(제1 주면(201a)과 대향하는 면)에는, 후술하는 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)와 만곡부(203ca)의 형상에 따른 홈부(201c)가 형성되어 있고(도 1(d), 도 3), 지지 부재(201)에 의해 히트 파이프(203)가 지지되도록 되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 지지 부재(201)는 히트 파이프(203)를 지지함과 아울러, LED 유닛(100)으로부터의 열을 수열하는 수열부로서 기능하도록 되어 있다.

히트 파이프(203)는 작동액(예를 들면, 물, 알코올, 암모니아 등)이 감압 봉입된, 단면 대략 원형의 중공의 금속(예를 들면, 구리, 알루미늄, 철, 마그네슘 등의 금속이나 이것들을 포함하는 합금 등)의 밀폐관이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 각 히트 파이프(203)는, Y축 방향에서 보았을 때, 대략 역コ자 모양의 형상을 가지고 있고, X축 방향으로 연장되는 제1 직선부(203a)와, 제1 직선부(203a)와 대략 평행하게 X축 방향으로 연장되는 제2 직선부(203b)와, 제1 직선부(203a)와 제2 직선부(203b)가 연속되도록 제1 직선부(203a)의 일단(X축 방향 하류측(정의 방향측)과 제2 직선부(203b)의 일단(X축 방향 하류측(정의 방향측)의 일단)을 접속하는 접속부(203c)로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 히트 파이프(203)는, 광 조사 장치(10)가 연결되었을 때 서로 간섭하지 않도록, 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 배치되어 있다.

각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)는 지지 부재(201)로부터의 열을 받는 부분이며, 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)가 지지 부재(201)의 홈부(201c)에 끼어 들어간 상태에서 도시하지 않은 고정구 또는 접착제에 의해 고정되어, 지지 부재(201)와 열적으로 결합되어 있다(도 3). 본 실시형태에서는, 5개의 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)가 Y축 방향으로 소정의 간격을 두고 균등하에 배치되어 있다(도 1(c), 도 1(d)).

각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)는 제1 직선부(203a)에 의해 받은 열을 방열하는 부분이며, 각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)가 방열핀(205)의 관통구멍(205a)에 삽입통과되어, 방열핀(205)과 기계적 및 열적으로 결합되어 있다(도 3). 본 실시형태에서는, 5개의 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)가 Y축 방향으로 소정의 간격을 두고 나열되어 배치되어 있다(도 1(c), 도 1(d)). 또한, 본 실시형태의 각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)의 길이는 제1 직선부(203a)의 길이와 대략 동일하다.

각 히트 파이프(203)의 접속부(203c)는 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)으로부터 돌출하도록 제1 직선부(203a)의 일단으로부터 Z축 방향 상류측(부의 방향측)으로 연장되고, 제2 직선부(203b)의 일단에 접속되어 있다. 즉, 접속부(203c)는 제2 직선부(203b)가 제1 직선부(203a)와 대략 평행하게 되도록, 제2 직선부(203b)가 되돌려 꺾여 있다. 각 히트 파이프(203)의 접속부(203c)의 제1 직선부(203a)의 근방 및 제2 직선부(203b)의 근방에는, 접속부(203c)가 좌굴하지 않도록, 만곡부(203ca, 203cb)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 만곡부(203ca)도 홈부(201c)에 끼워 넣어진 상태에서 고정되어, 지지 부재(201)와 열적으로 결합하도록 되어 있다.

방열핀(205)은 직사각형 판상의 금속(예를 들면, 구리, 알루미늄, 철, 마그네슘 등의 금속이나 이것들을 포함하는 합금 등)의 부재이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 각 방열핀(205)에는, 각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)가 삽입되는 관통구멍(205a)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 50매의 방열핀(205)이 각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)에 순차적으로 삽입되고, X축 방향으로 소정의 간격을 두고 나열되어 배치되어 있다. 또한, 각 방열핀(205)은 각 관통구멍(205a)에서, 각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b)와 용접이나 납땜 등에 의해 기계적 및 열적으로 결합되어 있다. 또한, 본 실시형태의 방열핀(205)은, 광 조사 장치(10)가 연결되었을 때 서로 간섭하지 않도록, 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 배치되어 있다.

각 LED 소자(110)에 구동 전류가 흘러, 각 LED 소자(110)로부터 자외광이 출사되면, LED 소자(110)의 자기 발열에 의해 온도가 상승하지만, 각 LED 소자(110)에서 발생한 열은 기판(105), 지지 부재(201)를 통하여 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)에 신속하게 전도(이동)된다. 그리고, 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)로 열이 이동하면, 각 히트 파이프(203) 내의 작동액이 열을 흡수하여 증발하고, 작동액의 증기가 접속부(203c), 제2 직선부(203b) 내의 공동을 통과하여 이동하기 때문에, 제1 직선부(203a)의 열은 제2 직선부(203b)로 이동한다. 그리고, 제2 직선부(203b)로 이동한 열은 또한 제2 직선부(203b)에 결합되어 있는 복수의 방열핀(205)으로 이동하고, 각 방열핀(205)으로부터 공기 중에 방열된다. 각 방열핀(205)으로부터 방열되면, 제2 직선부(203b)의 온도도 저하되기 때문에, 제2 직선부(203b) 내의 작동액의 증기도 냉각되어 액체로 되돌아오고, 제1 직선부(203a)로 이동한다. 그리고, 제1 직선부(203a)로 이동한 작동액은 새롭게 기판(105), 지지 부재(201)를 통하여 전도되는 열을 흡수하기 위해 사용된다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 각 히트 파이프(203) 내의 작동액이 제1 직선부(203a)와 제2 직선부(203b) 사이를 순환함으로써, 각 LED 소자(110)에서 발생한 열이 신속하게 방열핀(205)으로 이동하고, 방열핀(205)으로부터 공기 중으로 효율적으로 방열되도록 되어 있다. 이 때문에, LED 소자(110)의 온도가 과도하게 상승하지 않아, 발광 효율이 현저하게 저하되는 것과 같은 문제도 발생하지 않는다.

또한, 방열 장치(200)의 냉각 능력은 히트 파이프(203)의 열 수송량과, 방열핀(205)의 방열량에 의해 결정된다. 또한 기판(105) 위에 이차원으로 배치된 각 LED 소자(110) 사이에 온도차가 발생하면, 온도 특성에 기인하는 조사 강도의 편차가 발생하기 때문에, 조사 강도의 관점에서는, 기판(105)을 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 균일하게 냉각하는 것이 요구되는 바, 특히 본 실시형태의 광 조사 장치(10)에서는, X축 방향 및 Y축 방향으로 연결 가능하게 구성되어 있고, 지지 부재(201)의 단부 주변에까지 LED 소자(110)가 배치되어 있기 때문에, 지지 부재(201)의 단부 주변까지 균일하게 냉각하지 않으면 안 된다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본 실시형태의 방열 장치(200)에서는, 각 히트 파이프(203)의 X축 방향의 길이를, 지지 부재(201)의 X축 방향의 길이와 동일하거나, 또는 약간 짧아지도록 구성함과 아울러, 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)와 만곡부(203ca)가 지지 부재(201)와 열적으로 접합하도록 구성함으로써, X축 방향을 따라 균일하게 냉각하고 있다. 즉, 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)와 만곡부(203ca)를 사용하여 지지 부재(201)로부터의 열을 받는 구성으로 함으로써, 각 히트 파이프(203)가 X축 방향으로 돌출하지 않고, 또한 지지 부재(201)의 X축 방향의 양단부에 걸쳐 균일하게 냉각되도록 되어 있다. 또한 Y축 방향에 대해서는, 복수의 히트 파이프(203)를 Y축 방향으로 균등하게 배치함으로써 Y축 방향을 따라 균일하게 냉각하고 있다. 또한, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)의 선단으로부터 지지 부재(201)의 가장자리까지의 거리(d1)는 (도 2에 도시하는)LED 소자(110)의 X축 방향의 사이즈(Lx)의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 또한 마찬가지로, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 각 히트 파이프(203)의 만곡부(203ca)로부터 지지 부재(201)의 가장자리까지의 거리(d2)는 LED 소자(110)의 X축 방향의 사이즈(Lx)의 1/2 이하인 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 실시형태의 구성에 의하면, Y축 방향 및 X축 방향에 있어서, 냉각능력의 편차가 적어, 기판(105)을 동일하게(대략 균일하게) 냉각할 수 있어, 기판(105) 상에 배치된 200개의 LED 소자(110)도 대략 균일하게 냉각된다. 따라서, 각 LED 소자(110) 사이에 있어서의 온도차도 적어, 온도 특성에 기인하는 조사 강도의 편차도 적다. 또한 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 히트 파이프(203) 및 방열핀(205)은 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 광 조사 장치(10)를 연결해도 서로 간섭하지 않는다.

도 4는 본 실시형태의 광 조사 장치(10)를 X축 방향으로 연결한 상태를 나타내는 도면으로, 도 4(a)는 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 4(b)는 정면도(Z축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이다. 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 광 조사 장치(10)는 히트 파이프(203) 및 방열핀(205)이 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 지지 부재(201)를 접합하여, 지지 부재(201)의 제1 주면(201a)이 연속되도록(즉, 인접하는 광 조사 장치(10)와의 사이에서 LED 소자(110)의 배치가 연속되도록) 연결 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 사양이나 용도에 따라, 여러 사이즈의 라인 형상의 조사 에리어를 형성하는 것이 가능하게 된다.

도 5는 본 실시형태의 광 조사 장치(10)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 연결한 상태를 나타내는 도면으로, 도 5(a)는 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 5(b)는 정면도(Z축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 광 조사 장치(10)는 히트 파이프(203) 및 방열핀(205)이 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 지지 부재(201)를 접합하여, 지지 부재(201)의 제1 주면(201a)이 연속되도록(즉, 인접하는 광 조사 장치(10)와의 사이에서 LED 소자(110)의 배치가 연속되도록), 매트릭스 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 사양이나 용도에 따라, 여러 사이즈의 조사 에리어를 형성하는 것이 가능하게 된다.

이상이 본 실시형태의 설명이지만, 본 발명은 상기의 구성에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 변형이 가능하다.

예를 들면, 본 실시형태의 방열 장치(200)에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, Y축 방향으로 소정의 간격을 두고 나열되는 5개의 히트 파이프(203)와, 50매의 방열핀(205)을 구비하는 구성으로 했지만, 히트 파이프(203) 및 방열핀(205)의 수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 방열핀(205)의 수는 LED 소자(110)의 발열량이나 방열핀(205) 주위의 공기의 온도 등의 관계에서 정해지며, LED 소자(110)에서 발생한 열을 방열할 수 있는, 소위 핀 면적에 따라 적당히 선택된다. 또한 히트 파이프(203)의 수는 LED 소자(110)의 발열량이나 각 히트 파이프(203)의 열 수송량 등과의 관계에서 정해지며, LED 소자(110)에서 발생한 열을 충분히 수송할 수 있도록 적당히 선택된다.

또한 본 실시형태에서는, 기판(105) 상에 20개(X축 방향)×10열(Y축 방향)의 태양으로 LED 소자(110)가 배치되고, 기판(105)의 이면측에 5개의 히트 파이프(203)를 배치하는 구성으로 했지만, 냉각 효율의 관점에서는, 기판(105) 상의 각 LED 소자(110)가 각 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a)와 마주 대하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

또한 본 실시형태에서는, 5개의 히트 파이프(203)의 제1 직선부(203a) 및 제2 직선부(203b)가 Y축 방향으로 소정의 간격을 두고 균등하게 배치되어 있는 것으로서 설명했지만(도 1(c), 도 1(d)), 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 제1 직선부(203a) 및 제2 직선부(203b)의 간격은, LED 소자(110)의 배치에 따라, 서서히 넓어(또는 좁아)지도록 구성해도 된다.

또한 본 실시형태의 방열 장치(200)는 자연 공냉되는 것으로서 설명했지만, 방열 장치(200)에 냉각풍을 공급하는 팬을 더 설치하여, 방열 장치(200)를 강제 공냉하는 것도 가능하다.

(변형예 1)

도 6은 본 실시형태의 방열 장치(200)의 변형예에 따른 방열 장치(200M)를 구비한 광 조사 장치(10M)를 나타내는 도면이다. 도 6(a)는 본 변형예의 광 조사 장치(10M)의 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이며, 도 6(b)는 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 광 조사 장치(10M)는, 방열 장치(200M)가 냉각팬(210)을 구비하고 있는 점에서, 본 실시형태의 광 조사 장치(10)와 상이하다.

냉각팬(210)은 방열 장치(200M)의 Z축 방향 상류측(부의 방향측)에 배치되어, 방열 장치(200M)에 냉각풍을 공급하는 장치이다. 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 냉각팬(210)은 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)에 대하여 수직한 방향(즉, Z축 방향 또는 Z축 방향과 상반되는 방향)으로 기류(W)를 생성한다. 냉각팬(210)에 의해 생성된 기류(W)는 각 방열핀(205)의 사이를 흘러, 각 방열핀(205)을 냉각함과 아울러, 각 방열핀(205)에 삽입통과된 각 히트 파이프(203)의 제2 직선부(203b), 및 지지 부재(201)의 제2 주면(201b)을 냉각한다. 따라서, 본 변형예의 구성에 의하면, 방열 장치(200M)의 냉각능력을 현격하게 향상시킬 수 있다. 또한, 냉각팬(210)은, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같은, 광 조사 장치(10M)를 연결한 구성에서도 적용할 수 있으며, 이 경우, 각 방열 장치(200M)에 대하여 1개의 냉각팬(210)을 형성해도 되고, 또한 복수의 방열 장치(200M)에 대하여 1개의 냉각팬(210)을 형성해도 된다.

(제2 실시형태)

도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 방열 장치(200A)를 구비한 광 조사 장치(20)의 개략 구성을 설명하는 외관도이다. 도 7(a)는 본 실시형태의 광 조사 장치(20)의 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 7(b)는 배면도(Z축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 7(c)는 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이며, 도 7(d)는 좌측면도(X축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이다. 본 실시형태의 광 조사 장치(20)는, 히트 파이프(203A)의 제1 직선부(203Aa)의 배치 간격이 좁고, 또 제2 직선부(203Ab)의 배치 간격이 넓어져 있는 점에서, 제1 실시형태의 방열 장치(200)와 상이하다. 즉, 본 실시형태의 방열 장치(200A)에서는, 각 히트 파이프(203A)의 제1 직선부(203Aa)는, X축 방향에서 보았을 때, 지지 부재(201A)의 중앙부에 근접하여 Y축 방향에 대략 평행하게 배치되어 있고, 각 히트 파이프(203A)의 제2 직선부(203Ab)는, X축 방향에서 보았을 때, 제1 직선부(203Aa)의 간격보다도 넓은 간격을 두고 Y축 방향에 대략 평행하게 배치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 지지 부재(201A)의 중앙부의 냉각능력을 높일 수 있기 때문에, 예를 들면, LED 유닛(100)의 LED 소자(110)가 기판(105)의 Y축 방향 대략 중앙부에 집중하여 배치되어 있는 경우에 유효하다. 또한, 본 실시형태의 광 조사 장치(20)도, 제1 실시형태의 광 조사 장치(10)와 마찬가지로, 히트 파이프(203A) 및 방열핀(205A)이 지지 부재(201A)의 제2 주면(201Ab)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(201A)를 접합하여, 지지 부재(201A)의 제1 주면(201Aa)이 연속되도록 연결 배치하는 것이 가능하다.

(변형예 2)

도 9는 본 실시형태의 방열 장치(200A)의 변형예에 따른 방열 장치(200AM)를 구비한 광 조사 장치(20M)의 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 광 조사 장치(20M)는, 방열 장치(200AM)가 냉각팬(210A)을 구비하고 있는 점에서, 본 실시형태의 광 조사 장치(20)와 상이하다.

냉각팬(210A)은 변형예 1의 냉각팬(210)과 같이 방열 장치(200AM)의 Z축 방향 상류측(부의 방향측)에 배치되어, 방열 장치(200AM)에 냉각풍을 공급하는 장치이다. 도 7 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 본 변형예에서는, 제2 직선부(203Ab)(도 9에 도시되지 않음)의 Y축 방향의 간격이 넓어져 있기 때문에, 변형예 1과 비교하여, 보다 많은 기류(W)가 지지 부재(201A)의 제2 주면(201Ab)에 도달한다. 따라서, 본 변형예의 구성에 의하면, 방열 장치(200AM)의 냉각능력을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 냉각팬(210A)은, 도 8에 도시하는 바와 같은, 광 조사 장치(20M)를 연결한 구성에서도 적용할 수 있고, 이 경우, 각 방열 장치(200AM)에 대하여 1개의 냉각팬(210A)을 형성해도 되고, 또 복수의 방열 장치(200AM)에 대하여 1개의 냉각팬(210A)을 형성해도 된다.

(제3 실시형태)

도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 방열 장치(200B)를 구비한 광 조사 장치(30)의 개략 구성을 설명하는 외관도이다. 도 10(a)는 본 실시형태의 광 조사 장치(30)의 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 10(b)는 배면도(Z축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 10(c)는 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이며, 도 10(d)는 좌측면도(X축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이다. 본 실시형태의 광 조사 장치(30)는, X축 방향에서 보았을 때, 각 히트 파이프(203B)의 제2 직선부(203Bb)의 위치가 Y축 방향 및 Z축 방향에서 상이하고(도 10(d)), 각 히트 파이프(203B)의 접속부(203Bc)(도 10(a), 도 10(c))의 길이가 각각 상이한 점, 또 방열핀(205B)이 지지 부재(201B)의 제2 주면(201Bb)의 Y축 방향 상류측(부의 방향측)에 형성되어 있고, 지지 부재(201B)의 제2 주면(201Bb)의 Y축 방향 하류측(정의 방향측)에 공간(P)(도 10(b), 도 10(c), 도 10(d))이 형성되어 있는 점에서 제1 실시형태의 방열 장치(200)와 상이하다. 따라서, 이러한 구성에 의하면, 공간(P)에 다른 부품(예를 들면, 냉각팬, LED 구동 회로 등)을 배치할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 각 히트 파이프(203B)의 제1 직선부(203Ba)는, 제2 실시형태의 방열 장치(200A)와 마찬가지로, X축 방향에서 보았을 때, 지지 부재(201B)의 중앙부에 근접하여 Y축 방향에 대략 평행하게 배치되어 있다. 따라서, 지지 부재(201B)의 중앙부의 냉각 능력을 높일 수 있기 때문에, 예를 들면, LED 유닛(100)의 LED 소자(110)가 기판(105)의 Y축 방향 대략 중앙부에 집중하여 배치되어 있는 경우에 유효하다. 게다가, 본 실시형태의 광 조사 장치(30)도 제1 실시형태의 광 조사 장치(10)와 동일하게, 히트 파이프(203B) 및 방열핀(205B)이 지지 부재(201B)의 제2 주면(201Bb)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 도 11에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(201B)를 접합하여, 지지 부재(201B)의 제1 주면(201Ba)이 연속되도록 연결 배치하는 것이 가능하다.

(변형예 3)

도 12는 본 실시형태의 방열 장치(200B)의 변형예에 따른 방열 장치(200BM)를 구비한 광 조사 장치(30M)의 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 광 조사 장치(30M)는 방열 장치(200BM)가 냉각팬(210B)을 구비하고 있는 점에서, 본 실시형태의 광 조사 장치(30)와 상이하다.

냉각팬(210B)은 지지 부재(201B)의 제2 주면(201Bb) 위의 공간(P) 내에 배치되고, 방열 장치(200BM)에 냉각풍을 공급하는 장치이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 냉각팬(210B)은 지지 부재(201B)의 제2 주면(201Bb)에 대하여 대략 평행한 방향(즉, Y축 방향 또는 Y축 방향과 상반되는 방향)으로 기류(W)를 생성한다. 냉각팬(210B)에 의해 생성된 기류(W)는 각 방열핀(205B) 사이를 흘러, 각 방열핀(205B)을 냉각함과 아울러, 각 방열핀(205B)에 삽입통과된 각 히트 파이프(203B)의 제2 직선부(203Bb)(도 10)를 냉각한다. 본 변형예에서는, 각 히트 파이프(203B)의 제2 직선부(203Bb)(도 10)의 위치가 Z축 방향으로 상이하기 때문에, 냉각팬(210B)에 의해 생성된 기류(W)가 각 제2 직선부(203Bb)(도 10)에 확실하게 부딪히게 된다. 따라서, 본 변형예의 구성에 의하면, 방열 장치(200BM)의 냉각능력을 현격하게 향상시킬 수 있다. 또한, 냉각팬(210B)은, 도 11에 도시하는 바와 같은, 광 조사 장치(30M)를 연결한 구성에서도 적용할 수 있고, 이 경우, 각 방열 장치(200BM)에 대하여 1개의 냉각팬(210B)을 형성해도 되고, 또 복수의 방열 장치(200BM)에 대하여 1개의 냉각팬(210B)을 형성해도 된다.

(제4 실시형태)

도 13은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 방열 장치(200C)를 구비한 광 조사 장치(40)의 개략 구성을 설명하는 외관도이다. 도 13(a)는 본 실시형태의 광 조사 장치(40)의 평면도(Y축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 13(b)는 배면도(Z축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이고, 도 13(c)는 우측면도(X축 방향 하류측(정의 방향측)에서 본 도면)이며, 도 13(d)는 좌측면도(X축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이다. 본 실시형태의 광 조사 장치(40)는, X축 방향에서 보았을 때, 각 히트 파이프(203C)의 제2 직선부(203Cb)의 위치가 Y축 방향 및 Z축 방향에서 상이하다(도 13(d)). 구체적으로는, Y축 방향 하류측(정의 방향측)에 위치하는 히트 파이프(203C)의 제2 직선부(203Cb)의 Z축 방향의 위치(즉, 제2 주면(201Cb)으로부터의 높이)가 Y축 방향 상류측(부의 방향측)에 위치하는 히트 파이프(203C)의 제2 직선부(203Cb)의 Z축 방향의 위치(즉, 제2 주면(201Cb)으로부터의 높이)보다도 높아지도록 구성되어 있으며, 각 히트 파이프(203C)의 접속부(203cc)(도 13(a), 도 13(c))의 길이가 각각 상이한 점, 또 방열핀(205C)이 각 제2 직선부(203Cb)보다도 하측의 위치에서 절결된 절결부(205Ca)를 가지고 있고, 절결부(205Ca), 각 히트 파이프(203C), 제2 주면(201Cb)으로 둘러싸이는 공간(Q)(도 13(c), 도 13(d))이 형성되어 있는 점에서 제1 실시형태의 방열 장치(200)와 상이하다. 이러한 구성에 의하면, 공간(Q)에 다른 부품(예를 들면, 냉각팬, LED 구동 회로 등)을 배치할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 각 히트 파이프(203C)의 제1 직선부(203Ca)는, 제2 실시형태의 방열 장치(200A)와 같이 X축 방향에서 보았을 때, 지지 부재(201C)의 중앙부에 근접하여 Y축 방향에 대략 평행하게 배치되어 있다. 따라서, 지지 부재(201C)의 중앙부의 냉각능력을 높일 수 있기 때문에, 예를 들면, LED 유닛(100)의 LED 소자(110)가 기판(105)의 Y축 방향 대략 중앙부에 집중하여 배치되어 있는 경우에 유효하다. 게다가, 본 실시형태의 광 조사 장치(40)도 제1 실시형태의 광 조사 장치(10)와 동일하게, 히트 파이프(203C) 및 방열핀(205C)이 지지 부재(201C)의 제2 주면(201Cb)에 면하는 공간으로부터 일탈하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(201C)를 접합하여, 지지 부재(201C)의 제1 주면(201Ca)이 연속되도록 연결 배치하는 것이 가능하다.

(변형예 4)

도 15는 본 실시형태의 방열 장치(200C)의 변형예에 따른 방열 장치(200CM)를 구비한 광 조사 장치(40M)의 좌측면도(X축 방향 상류측(부의 방향측)에서 본 도면)이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 광 조사 장치(40M)는, 방열 장치(200CM)가 냉각팬(210C)을 구비하고 있는 점에서, 본 실시형태의 광 조사 장치(40)와 상이하다.

냉각팬(210C)은 절결부(205Ca), 각 히트 파이프(203C), 제2 주면(201Cb)으로 둘러싸이는 공간(Q) 내에 배치되어, 방열 장치(200CM)에 냉각풍을 공급하는 장치이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 본 변형예의 냉각팬(210C)은 절결부(205Ca)에 대향하여 배치되고, Y축 방향 및 Z축 방향에 대하여 경사지는 방향으로 기류(W)를 생성한다. 냉각팬(210C)에 의해 생성된 기류(W)는 각 방열핀(205C)의 사이를 흘러, 각 방열핀(205C)을 냉각함과 아울러, 각 방열핀(205C)에 삽입통과된 각 히트 파이프(203C)의 제2 직선부(203Cb)를 냉각한다. 본 변형예에서는, 각 히트 파이프(203C)의 제2 직선부(203Cb)가 절결부(205Ca)를 따르도록(즉, 냉각팬(210C)과 대향하도록) 배치되어 있기 때문에, 냉각팬(210C)에 의해 생성된 기류(W)가 각 제2 직선부(203Cb)에 확실하게 부딪히게 된다. 따라서, 본 변형예의 구성에 의하면, 방열 장치(200CM)의 냉각능력을 현격하게 향상시킬 수 있다. 또한, 냉각팬(210C)은, 도 14에 도시하는 바와 같은, 광 조사 장치(40M)를 연결한 구성에서도 적용할 수 있고, 이 경우, 각 방열 장치(200CM)에 대하여 1개의 냉각팬(210C)을 형성해도 되고, 또 복수의 방열 장치(200CM)에 대하여 1개의 냉각팬(210C)을 형성해도 된다.

또한, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니고, 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함될 수 있다.

10, 10M, 20, 20M, 30, 30M, 40, 40M 광 조사 장치
100 LED 유닛
105 기판
110 LED 소자
200, 200M, 200A, 200AM, 200B, 200BM, 200C, 200CM 방열 장치
201, 201A, 201B, 201C 지지 부재
201A, 201Aa, 201Ba, 201Ca 제1 주면
201b, 201Ab, 201Bb, 201Cb 제2 주면
201c 홈부
203, 203A, 203B, 203C 히트 파이프
203a, 203Aa, 203Ba, 203Ca 제1 직선부
203b, 203Ab, 203Bb, 203Cb 제2 직선부
203c, 203Cc 접속부
203ca, 203cb 만곡부
205, 205A, 205B, 205C 방열핀
205a 관통구멍
205Ca 절결부
210, 210A, 210B, 210C 냉각팬

Claims

열원에 밀착하여 배치되어, 상기 열원의 열을 공기 중에 방열하는 방열 장치로서,
판상의 형상을 보이고, 제1 주면측이 상기 열원에 밀착하도록 배치되는 지지 부재와,
상기 지지 부재에 지지됨과 아울러, 상기 지지 부재와 열적으로 접합하여, 상기 열원으로부터의 열을 수송하는 히트 파이프와,
상기 제 주면과 대향하는 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되고, 상기 히트 파이프와 열적으로 접합하여, 상기 히트 파이프에 의해 수송된 열을 방열하는 복수의 방열핀
을 구비하고,
상기 히트 파이프는,
상기 지지 부재와 열적으로 접합되는 제1 직선부와,
상기 복수의 방열핀과 열적으로 접합되는 제2 직선부와,
상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 연속되도록, 상기 제1 직선부의 일단부와 상기 제2 직선부의 일단부를 접속하는 접속부
를 갖고,
상기 제1 직선부가 연장되는 방향의 상기 히트 파이프의 길이는 상기 제1 직선부가 연장되는 방향의 상기 지지 부재의 길이와 동일하거나, 또는 약간 짧고,
상기 접속부는 상기 제1 직선부의 일단부 근방에 상기 지지 부재와 열적으로 접합되는 만곡부를 갖고,
복수의 방열 장치를 상기 제1 직선부가 연장되는 방향으로 나열했을 때, 상기 제1 주면이 연속되도록 연결 가능한 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 히트 파이프를 복수 구비하고,
상기 복수의 히트 파이프의 상기 제1 직선부는 상기 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 제1 소정의 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 히트 파이프의 상기 제2 직선부는 상기 제2 주면에 대략 평행하고, 또한 상기 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 상기 제1 소정의 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 히트 파이프의 상기 제2 직선부는 상기 제2 주면에 대략 평행하고, 또한 상기 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 상기 제1 소정의 간격보다도 긴 제2 소정의 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되고, 상기 제2 주면에 대하여 대략 수직한 방향으로 기류를 생성하는 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 직선부가 연장되는 방향에서 보았을 때, 상기 각 히트 파이프의 상기 제2 직선부의 위치가 상기 제2 주면에 대략 수직한 방향 및 대략 평행한 방향에서 상이한 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 주면에 면하는 공간 내에 배치되고, 상기 제2 주면에 대하여 대략 평행한 방향으로 기류를 생성하는 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 방열핀은 상기 복수의 히트 파이프의 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부로 둘러싸인 공간 내에 절결부를 갖고,
상기 절결부로 형성된 공간 내에 배치되고, 상기 제2 주면에 대하여 경사 방향으로 기류를 생성하는 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 직선부가 상기 제2 주면에 대하여 대략 평행한 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재는, 상기 제2 주면측에, 상기 제1 직선부와 상기 만곡부에 따른 형상의 홈부를 가지고 있고,
상기 제1 직선부와 상기 만곡부가 끼워 넣어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 방열 장치와,
상기 제1 주면과 밀착하도록 배치되는 기판과,
상기 기판의 표면 상에서, 상기 히트 파이프의 상기 제1 직선부와 대략 평행하게 배치된 복수의 LED 소자
를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 LED 소자는 상기 제1 직선부가 연장되는 방향으로 소정의 피치로 배치되고,
상기 제1 직선부가 연장되는 방향에서, 상기 제1 직선부로부터 상기 지지 부재의 일단까지의 거리, 및 상기 접속부로부터 상기 지지 부재의 타단까지의 거리가 상기 피치의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 복수의 LED 소자가 상기 제1 직선부가 연장되는 방향과 대략 직교하는 방향으로 복수열로 배치되는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 LED 소자가 상기 기판을 사이에 끼고 상기 제1 직선부와 마주 대하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 조사 장치가 상기 제1 주면이 연속되도록 연결된 복수의 상기 방열 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 방열 장치가 상기 제1 직선부가 연장되는 방향으로 나열되어 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 LED 소자가 자외선 경화 수지에 작용하는 파장의 광을 발하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.