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図面 (5)

課題

LEDパッケージ単独での取替えが可能であり、かつ、使用時にLEDパッケージと外部電極及び放熱手段との接触を確保する光照射装置を提供する。

解決手段

光照射装置10は、アノードバー24、カソードバー26、アノード弾性体32及びカソード弾性体34を備える。アノードバー24は、SMD型LEDパッケージ20のアノード面66に面するアノード端子面108を有するとともにアノード端子面108から延設され導電性熱伝導材料で構成される。アノード弾性体32は、アノードバー24の、アノード端子面108とは延設方向に沿って反対側から、アノード端子面108をSMD型LEDパッケージ20のアノード面66に付勢する。カソード側も同様に構成される。

概要

背景

従来から、特許文献1〜3に示すように、光源としてLEDパッケージを用いた光照射装置が知られている。LEDパッケージはLED素子と、これを載置するケース基板と、LED素子からケース基板外部に引き出される電極と、LED素子を封入する封入部材を備える。

このLEDパッケージには、砲弾型、チップオンボードCOB)、表面実装型(Surface Mount Device、以下適宜SMDと記載する)等、実装形態の違いから幾つかの種類に分類される。このうちSMD型LEDパッケージは、ケース基板の裏面(LED素子の載置面の対向面)に電極が設けられている。このような構造を採ることで、LEDパッケージの電極と外部配線との接続構造を、ケース基板の幅(表面方向)以内に収めることが可能となり、光照射装置の小径化に適するというメリットがある。

例えば特許文献4に開示される光照射ヘッドにおいては、SMD型LEDパッケージの裏面に設けられたアノードカソードとに接続される一対の導電部を備えている。また、SMD型LEDパッケージの裏面の、アノードとカソードとの間に設けられた放熱面に当接するように、一対の導電部の間には放熱体が設けられる。一対の導電部はそれぞれアノード及びカソードに半田付けされる。

概要

LEDパッケージ単独での取替えが可能であり、かつ、使用時にLEDパッケージと外部電極及び放熱手段との接触を確保する光照射装置を提供する。光照射装置10は、アノードバー24、カソードバー26、アノード弾性体32及びカソード弾性体34を備える。アノードバー24は、SMD型LEDパッケージ20のアノード面66に面するアノード端子面108を有するとともにアノード端子面108から延設され導電性熱伝導材料で構成される。アノード弾性体32は、アノードバー24の、アノード端子面108とは延設方向に沿って反対側から、アノード端子面108をSMD型LEDパッケージ20のアノード面66に付勢する。カソード側も同様に構成される。

目的

本発明は、LEDパッケージ単独での取替えが可能であり、かつ、使用時にLEDパッケージと外部電極及び放熱手段との接触が確保される、光照射装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

ケース基板の表面にLED素子が載置され前記表面と対向する裏面にアノード面及びカソード面が形成された、SMD型LEDパッケージと、前記SMD型LEDパッケージの前記アノード面に面するアノード端子面を有するとともに前記アノード端子面から延設され導電性熱伝導材料で構成されるアノードバーと、前記SMD型LEDパッケージの前記カソード面に面するカソード端子面を有するとともに前記カソード端子面から延設され導電性の熱伝導材料で構成されるカソードバーと、前記アノードバーの、前記アノード端子面とは延設方向に沿って反対側から、前記アノードバーの前記アノード端子面を前記SMD型LEDパッケージの前記アノード面に付勢するアノード弾性体と、前記カソードバーの、前記カソード端子面とは延設方向に沿って反対側から、前記カソードバーの前記カソード端子面を前記SMD型LEDパッケージの前記カソード面に付勢するカソード弾性体と、を備える、光照射装置

請求項2

請求項1に記載の光照射装置であって、前記アノードバーは、前記アノード端子面を含むアノード端子と、当該アノード端子と接続されるアノード熱伝導部とを備え、前記カソードバーは、前記カソード端子面を含むカソード端子と、当該カソード端子と接続されるカソード熱伝導部とを備える、光照射装置。

請求項3

請求項2に記載の光照射装置であって、前記アノード熱伝導部は、前記アノード端子よりも熱容量が大きく形成され、前記カソード熱伝導部は、前記カソード端子よりも熱容量が大きく形成される、光照射装置。

請求項4

請求項1から3のいずれか一つに記載の光照射装置であって、前記アノードバー及び前記カソードバーは互いに平行に延設され、前記アノードバー及び前記カソードバーは、その延設方向に沿って相対移動可能である、光照射装置。

請求項5

請求項1から4のいずれか一つに記載の光照射装置であって、前記アノードバー及び前記カソードバーとの間に、摺動面を備える絶縁部材が設けられた、光照射装置。

請求項6

請求項1から5のいずれか一つに記載の光照射装置であって、前記アノードバー及び前記カソードバーの組立体の外周を覆う絶縁チューブを備える、光照射装置。

請求項7

請求項2、請求項3、及び請求項2に従属する請求項4から6のいずれか一つに記載の光照射装置であって、前記アノード熱伝導部の前記アノード端子との接合面と、前記アノード端子の前記アノード熱伝導部との接合面の一方が四半球の凸面であり他方がこれと適合する四半球の凹面であり、前記カソード熱伝導部の前記カソード端子との接合面と、前記カソード端子の前記カソード熱伝導部との接合面の一方が四半球の凸面であり他方がこれと適合する四半球の凹面である、光照射装置。

技術分野

0001

本発明は、光照射装置に関する。

背景技術

0002

従来から、特許文献1〜3に示すように、光源としてLEDパッケージを用いた光照射装置が知られている。LEDパッケージはLED素子と、これを載置するケース基板と、LED素子からケース基板外部に引き出される電極と、LED素子を封入する封入部材を備える。

0003

このLEDパッケージには、砲弾型、チップオンボードCOB)、表面実装型(Surface Mount Device、以下適宜SMDと記載する)等、実装形態の違いから幾つかの種類に分類される。このうちSMD型LEDパッケージは、ケース基板の裏面(LED素子の載置面の対向面)に電極が設けられている。このような構造を採ることで、LEDパッケージの電極と外部配線との接続構造を、ケース基板の幅(表面方向)以内に収めることが可能となり、光照射装置の小径化に適するというメリットがある。

0004

例えば特許文献4に開示される光照射ヘッドにおいては、SMD型LEDパッケージの裏面に設けられたアノードカソードとに接続される一対の導電部を備えている。また、SMD型LEDパッケージの裏面の、アノードとカソードとの間に設けられた放熱面に当接するように、一対の導電部の間には放熱体が設けられる。一対の導電部はそれぞれアノード及びカソードに半田付けされる。

先行技術

0005

特許第4379731号公報
特許第5193091号公報
特許第5195678号公報
特開2007−67113号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、光源を可視光から紫外線切り替えるなど、光源の波長を変更したいとの要望が挙がる場合がある。また、光源が寿命に到達したり故障したときには、光源の取替えが必要となる。

0007

光源波長の切り替え、または光源の取替えに当たり、LED素子が載置されたLEDパッケージが光照射装置から取り出される。このとき、LEDパッケージと外部電極とが半田等で接合されていると、これらをまとめて光照射装置から取り出す必要があり、取替え作業が煩雑となる。また、取替えはLEDパッケージと外部電極とを含めたアセンブリ単位で行われるため、LEDパッケージ単体と比較して高価になる。仮に、LEDパッケージを単独で取り出そうとすると、寿命に達した古いLEDパッケージから半田を取り外し、かつ、新規のLEDパッケージに半田を取り付ける作業が必要となり、取替え作業者の技術が必要となる。そこで本発明は、LEDパッケージ単独での取替えが可能であり、かつ、使用時にLEDパッケージと外部電極及び放熱手段との接触が確保される、光照射装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、光照射装置に関する。当該装置は、SMD型LEDパッケージ、アノードバーカソードバーアノード弾性体、及びカソード弾性体を備える。SMD型LEDパッケージは、ケース基板の表面にLED素子が載置され表面と対向する裏面にアノード面及びカソード面が形成される。アノードバーは、SMD型LEDパッケージのアノード面に面するアノード端子面を有するとともにアノード端子面から延設され導電性熱伝導材料で構成される。カソードバーは、SMD型LEDパッケージのカソード面に面するカソード端子面を有するとともにカソード端子面から延設され導電性の熱伝導材料で構成される。アノード弾性体は、アノードバーの、アノード端子面とは延設方向に沿って反対側から、アノードバーのアノード端子面をSMD型LEDパッケージのアノード面に付勢する。カソード弾性体は、カソードバーの、カソード端子面とは延設方向に沿って反対側から、カソードバーのカソード端子面をSMD型LEDパッケージのカソード面に付勢する。

0009

また、上記発明において、アノードバーは、アノード端子面を含むアノード端子と、当該アノード端子と接続されるアノード熱伝導部とを備えてもよい。また、カソードバーは、カソード端子面を含むカソード端子と、当該カソード端子と接続されるカソード熱伝導部とを備えてもよい。

0010

また、上記発明において、アノード熱伝導部は、アノード端子よりも熱容量が大きく形成され、カソード熱伝導部は、カソード端子よりも熱容量が大きく形成されてもよい。

0011

また、上記発明においてアノードバー及びカソードバーは互いに平行に延設され、アノードバー及びカソードバーは、その延設方向に沿って相対移動可能であってもよい。

0012

また、上記発明においてアノードバー及びカソードバーとの間に、摺動面を備える絶縁部材が設けられてもよい。

0013

また、上記発明において、アノードバー及びカソードバーの組立体の外周を覆う絶縁チューブを備えてもよい。

0014

また、上記発明において、アノード熱伝導部のアノード端子との接合面と、アノード端子のアノード熱伝導部との接合面の一方が四半球の凸面であり他方がこれと適合する四半球の凹面であってよい。また、カソード熱伝導部のカソード端子との接合面と、カソード端子のカソード熱伝導部との接合面の一方が四半球の凸面であり他方がこれと適合する四半球の凹面であってよい。

発明の効果

0015

本発明によれば、LEDパッケージ単独での取替えが可能であり、かつ、使用時にLEDパッケージと外部電極及び放熱手段との接触が確保される。

図面の簡単な説明

0016

本実施形態に係る光照射装置の全体斜視図を例示する図である。
本実施形態に係る光照射装置の分解斜視図を例示する図である。
本実施形態に係る光照射装置のX−Z断面を例示する図である。
別実施形態に係る光照射装置のX−Z断面を例示する図である。

実施例

0017

図1に、本実施形態に係る光照射装置10を例示する。なお図1図4において、光照射装置10の長手方向をX軸とし、X軸に直交するY軸、Z軸を取る。Y軸、Z軸はともに光照射装置10の径方向に延び、相互に直交する。

0018

図1に示す例では、光照射装置10は、いわゆるペン型略円筒形状に構成される。光照射装置10の径(ケース36の外径)は例えば15mmに形成される。また光照射装置10の長さ(X軸方向長さ)は例えば100mm以上120mm以下に形成される。なお、本実施形態に係る光照射装置10は、ペン型に限定されるものではなく、その他の形状、構成であってもよい。

0019

光照射装置10は前端(X軸正方向端部、以下同じ)に照射窓12が形成され、後端(X軸方向負方向端部)にプラグ14が形成される。プラグ14を図示しない直流電源ソケットに差し込むことで、照射窓12から光(可視光、紫外線光等)が照射される。

0020

図2には光照射装置10の分解斜視図が例示されている。光照射装置10は、前キャップ16、前スペーサ18、SMD型LEDパッケージ20、LE固定ケース22、アノードバー24、カソードバー26、絶縁シート28、絶縁チューブ30、アノードスプリング32、カソードスプリング34、ケース36、スプリングホルダ38、後スペーサ40、及び後キャップ42を備える。

0021

前キャップ16は光照射装置10の前端に設けられ、照射窓12が設けられる。照射窓12は例えばガラス石英等の光透過性部材から構成される。照射窓12が嵌め込まれた前キャップ16の開口の内周面鏡面仕上げとすることで照度の向上が可能となる。なお、照射窓12として光透過性部材を設ける代わりに当該部材を省略して空孔としてもよい。

0022

前キャップ16は略有底円筒形状に形成され、その外周面にはネジ山が切られた螺合部44が形成される。螺合部44はケース36前端の内周面に形成されネジ山が切られた螺合部46に螺入される。

0023

このようにケース36と前キャップ16とはネジにより締結されており、手作業にて簡易に前キャップ16をケース36から取り外すことができる。これにより、ケース36内のSMD型LEDパッケージ20の取出しが容易となり、SMD型LEDパッケージ20の交換作業が簡易に行える。前キャップ16は例えばアルミ等の金属から構成される。なお、前キャップ16とケース36の固定は、はめ込み、ネジ留め等でもよい。

0024

前スペーサ18は前キャップ16とSMD型LEDパッケージ20との間に設けられ、両者の接触を防止している。加えて前スペーサ18により、SMD型LEDパッケージ20が前キャップ16に対して摺動可能となる。また前スペーサ18は、LED固定ケース22に対してSMD型LEDパッケージ20を固定させる押さえ部材の機能も備える。

0025

前スペーサ18は例えば絶縁性樹脂材料から形成される。またSMD型LEDパッケージ20に接触することから、前スペーサ18は耐熱性材料から構成される。例えば前スペーサ18はPEEK樹脂から構成される。前スペーサ18は略円盤形状に形成され、径方向中心にはSMD型LEDパッケージ20の光を通過させるための開口48が設けられている。

0026

LED固定ケース22は略円筒形状であり、内周形状はSMD型LEDパッケージ20の形状に合わせて形成される。例えばSMD型LEDパッケージ20が3.5mm×3.5mmの正方形板形状である場合に、LED固定ケース22の内周形状は、SMD型LEDパッケージ20が入り、かつ厚さ方向(X軸方向)に摺動可能となるような形状であり、例えば、3.5mm×3.5mm程度の正方形状となる。光照射装置10の使用時(照射時)には、LED固定ケース22内にSMD型LEDパッケージ20が収容される。LED固定ケース22は絶縁性かつ耐熱性材料から構成され、例えばPEEK樹脂から構成される。また、LED固定ケース22は、アノード及びカソードが識別可能なように印等が付けられていてもよい。

0027

図3左下にはSMD型LEDパッケージ20周辺のX−Z断面の拡大図が例示されている。SMD型LEDパッケージ20は図3に示すように、LED素子88、ケース基板90、アノード電極84、カソード電極86、及び封止用のガラス112を備える。ケース基板90の表面上にLED素子88が載置される。LED素子88は可視光LED素子であってもよいし、紫外線LED素子や赤外線LED素子であってもよい。

0028

またLED素子88の底面に設けられたアノード電極(図示せず)にケース基板90のアノード電極84が接続される。アノード電極84はケース基板90の裏面、つまりLED素子88の載置面の対向面まで延設される。またLED素子88のカソード電極(図示せず)にケース基板90のカソード電極86が接続される。カソード電極86はアノード電極84と同様にして、ケース基板90の裏面まで延設される。アノード電極84の露出面であるアノード面66及びカソード電極86の露出面であるカソード面69は、光照射装置10の組立時にアノードバー24のアノード端子62及びカソードバー26のカソード端子64とそれぞれ対向する。

0029

また、図4には別実施形態に係るSMD型LEDパッケージ20が例示される。この例に係るSMD型LEDパッケージ20は、LED素子88、ケース基板90、アノード電極84、カソード電極86、及び封止樹脂92を備える。ケース基板90上にLED素子88が載置される。

0030

LED素子88の底面に設けられたアノード電極(図示せず)にアノード電極84が接続される。アノード電極84はケース基板90の裏面まで延設される。同様にして、LED素子88のカソード電極(図示せず)にカソード電極86が接続される。カソード電極86はケース基板90の裏面まで延設される。

0031

絶縁チューブ30は、アノードバー24、カソードバー26、及び絶縁シート28を組み立てた円柱組立体の外周を覆う。これによりアノードバー24及びカソードバー26とケース36との導通が避けられる。絶縁チューブ30の外周径はケース36の内周径以下に形成され、また絶縁チューブ30の内周径は円柱組立体の外周以上に形成される。ケース36と絶縁チューブ30との隙間、及び、絶縁チューブ30と円柱組立体との隙間は、極力狭くし、かつ、両者が接触しないことが好適である。また、隙間に絶縁熱伝導グリスを塗布してもよい。絶縁チューブ30は例えばテフロン登録商標)等の樹脂材料から構成される。

0032

ケース36は例えば円筒形状の部材であり、その内部に前スペーサ18、SMD型LEDパッケージ20、LED固定ケース22、アノードバー24、カソードバー26、絶縁シート28、絶縁チューブ30、アノードスプリング32、カソードスプリング34、スプリングホルダ38、及び後スペーサ40を収容する。放熱性を高めるため、ケース36は例えばアルミ等の高熱伝導性の材料から構成される。またケース36の外周面を断面凹凸状にしてフィンを形成することで放熱性を高めてもよい。

0033

ケース36の前端は前キャップ16により封止される。ケース36の後端は後キャップ42により封止される。前キャップ16の螺合部44と噛み合う螺合部46が形成されているのと同様にして、ケース36の後端内周面には後キャップ42の螺合部50と噛み合う螺合部61(図3参照)が形成される。後キャップ42とケース36の固定は、はめ込み、ねじ留め等でもよい。

0034

スプリングホルダ38はアノードスプリング32及びカソードスプリング34の後端(X軸負方向端部)を収容する収容口52A,52Bが形成される。さらに収容口52Aでは、アノードスプリング32とアノード配線54とが導通接合される(図3参照)。同様にして収容口52Bでは、カソードスプリング34とカソード配線56とが導通接合される。アノード配線54及びカソード配線56は、スプリングホルダ38後端から引き出され、後スペーサ40の開口58(図3参照)及び後キャップ42の開口60を経て光照射装置10の外部に引き出される。さらにアノード配線54及びカソード配線56の後端がプラグ14に接続される。

0035

スプリングホルダ38の収容口52A,52Bの内周径は、アノードスプリング32及びカソードスプリング34の外周径以上となるように形成される。また収容口52A,52Bの深さ(奥行き)は、アノードスプリング32及びカソードスプリング34の長さ(X軸方向長さ)の10%以上70%以下、より好適には20%以上50%以下であってよい。

0036

また、収容口52A,52Bに代えて、長手方向に延設されるピンをアノードスプリング32及びカソードスプリング34に挿入してこれらを支持してもよい。この場合、ピンの長さ(X軸方向長さ)は、アノードスプリング32及びカソードスプリング34の長さ(X軸方向長さ)の10%以上70%以下、より好適には20%以上40%以下であってよい。

0037

アノードスプリング32(アノード弾性体)及びカソードスプリング34(カソード弾性体)は、例えばコイルスプリングから構成される。アノードスプリング32及びカソードスプリング34は後述するようにアノードバー24の端子面108(図3参照)及びカソードバー26の端子面110をSMD型LEDパッケージ20のアノード面66及びカソード面69に付勢する付勢手段である。アノードスプリング32及びカソードスプリング34の後端は上述したようにスプリングホルダ38の収容口52A,52Bに収容される。

0038

アノードスプリング32の前端は、アノードバー24の後端、つまりアノード端子面108が設けられた側とは長手方向(延設方向)に沿って反対側に設けられたピン57に嵌入される。同様にしてカソードスプリング34の前端は、カソードバー26の後端、つまりカソード端子面110が設けられた側とは長手方向(延設方向)に沿って反対側に設けられたピン59に嵌入される。

0039

アノードスプリング32及びカソードスプリング34は、アノードバー24及びカソードバー26とアノード配線54及びカソード配線56とを電気的に繋ぐ導体として機能させてもよい。この場合においてアノードスプリング32及びカソードスプリング34は、例えば接点バネと同様に、表面にニッケルめっきや金メッキ等が施された鋼やステンレス等の導電性材料から形成される。

0040

なお、アノードスプリング32に代えて、ゴム等の弾性体を用いてもよい。当該弾性体が絶縁材料である場合には、アノードバー24及びカソードバー26とアノード配線54及びカソード配線56とを電気的に繋ぐ配線を用いてもよい。

0041

アノードバー24は光照射装置10の長手方向、つまりSMD型LEDパッケージ20の裏面に対して垂直な方向に延設される導電性部材である。またこれに加えて、後述するようにアノードバー24は、SMD型LEDパッケージ20のアノード面66(図3参照)に面しこれと接触可能なアノード端子面108を有するとともに、このアノード端子面108から延設される熱伝導材料を備える。

0042

例えばアノードバー24は、前端のアノード端子62からそれより後部の熱伝導部68、及びその後部のピン57に至るまで、銅やアルミ等の導電性部材で構成される。これにより、SMD型LEDパッケージのアノード面66とアノードスプリング32とが導通される。

0043

アノードバー24は、例えば長手方向から見たときに略半円形状となる、言い換えると斜視で略半円柱形状蒲鉾形状)となるように形成される。アノードバー24の前端にはアノード端子62が形成される。アノード端子62はSMD型LEDパッケージ20のアノード面66(図3参照)に面しこれと接触可能なアノード端子面108を備える。アノード端子面108とSMD型LEDパッケージ20のアノード面66とは一致(面積同一)していることが好適である。またアノード面66との接触面以外の箇所に絶縁性熱伝導グリスを塗布して熱伝導効率を向上させてもよい。アノード端子62のY軸方向幅はLED固定ケース22内周の正方形開口のY軸方向幅以下となるように形成され、LED固定ケース22内周の正方形開口内に挿入可能となっている。

0044

アノードバー24は、アノード端子面108を備えるアノード端子62と、アノード端子62に接続される熱伝導部68を備える。例えば熱伝導部68は長手方向に延設される。熱伝導部68はアノード端子62よりも熱容量が大きく形成される。アノードバー24は、導電部材であるとともに、SMD型LEDパッケージ20から生じた熱が伝達される放熱部材としての機能も備えている。熱伝導部68の質量分の熱容量を備えることで効率的にSMD型LEDパッケージ20の熱を受け取ることが可能となる。

0045

また、アノード端子62と熱伝導部68との接続部は、両者が相対移動可能となるような構造であってよい。例えば図3に例示するように、熱伝導部68のアノード端子62との接合面100と、アノード端子62の熱伝導部68との接合面102の一方が、四半球の凸面であり、他方がこれと適合する四半球の凹面となるように形成される。これにより、アノード端子62が熱伝導部68に対して回動首振り)可能となり、その結果、アノード端子62とSMD型LEDパッケージ20のアノード面66との当接がスムーズに行われる。回動がスムーズに行えるように、熱伝導部68の接合面100とアノード端子62の接合面102との間に導電性熱伝導グリスを塗布してもよい。なお、上記回動機能が不要である等の場合には、アノード端子62と熱伝導部68とを別部材とする代わりに一体の部材としてもよい。

0046

またアノードバー24には丸穴70が設けられる。丸穴70は例えば図2のZ軸方向に貫通される。この丸穴70に締結部材78が挿入される。丸穴70は例えば熱伝導部68の前端及び後端に設けられる。

0047

さらにアノードバー24の後端には長手方向に延設されアノードスプリング32の前端が嵌入されるピン57が設けられる。ピン57の外周径は、アノードスプリング32の内周径以下となるように形成される。またピン57の長さ(X軸方向長さ)は、アノードスプリング32の長さ(X軸方向長さ)の10%以上70%以下、より好適には20%以上40%以下であってよい。

0048

また、ピン57に代えて、長手方向前端側に穿孔された収容口にアノードスプリング32の前端を挿入することでこれを支持してもよい。この場合、収容口の深さ(奥行き)は、アノードスプリング32の長さ(X軸方向長さ)の10%以上70%以下、より好適には20%以上50%以下であってよい。

0049

カソードバー26はアノードバー24と同様に、光照射装置10の長手方向に延設される導電性部材である。例えば、カソードバー26及びアノードバー24は互いに平行に延設される。さらに後述するようにカソードバー26及びアノードバー24はその延設方向に沿って相対移動可能となっている。

0050

後述するようにカソードバー26は、SMD型LEDパッケージ20のカソード面69(図3参照)に面しこれと接触可能なカソード端子面110を有するとともに、このカソード端子面110から延設される熱伝導材料を備える。カソードバー26は、例えば長手方向から見たときに略半円形状となる、言い換えると斜視で略半円柱形上となるように形成される。

0051

例えばカソードバー26は前端のカソード端子64からそれより後部の熱伝導部72、及びその後部のピン59に至るまで、銅やアルミ等の導電性の熱伝導材料で構成される。これにより、SMD型LEDパッケージのカソード面69とカソードスプリング34とが導通される。

0052

カソードバー26の前端にはカソード端子64が形成される。カソード端子64はSMD型LEDパッケージ20のカソード面69に面しこれと接触可能なカソード端子面110を備える。カソード端子面110とSMD型LEDパッケージ20のカソード面69とは一致(面積同一)していることが好適である。またカソード面69との接触面以外の箇所に絶縁熱伝導グリスを塗布して熱伝導効率を向上させてもよい。カソード端子64のY軸方向幅はLED固定ケース22内周の正方形開口のY軸方向幅以下となるように形成され、LED固定ケース22内周の正方形開口内に挿入可能となっている。

0053

カソードバー26は、カソード端子面110を備えるカソード端子64と、カソード端子64と接続される熱伝導部72を備える。例えば熱伝導部72は長手方向に延設される。熱伝導部72はカソード端子64よりも熱容量が大きく形成される。アノードバー24と同様に、カソードバー26は導電部材であるとともに、SMD型LEDパッケージ20から生じた熱が伝達される放熱部材としての機能も備えている。熱伝導部72の質量分の熱容量を備えることで効率的にSMD型LEDパッケージ20の熱を受け取ることが可能となる。

0054

SMD型LEDパッケージ20の放熱を促進させるために、つまり高熱容量とするために、熱伝導部68,72は光照射装置10内で大きな質量を占めるように構成される。例えば熱伝導部68,72の質量の和が、光照射装置10全体の質量の20%以上、好ましくは50%以上となるように、熱伝導部68,72の形状が定められる。

0055

さらにカソードバー26の後端には長手方向に延設されカソードスプリング34の前端が嵌入されるピン59が設けられる。ピン59の外周径は、カソードスプリング34の内周径以下となるように形成される。またピン59の長さ(X軸方向長さ)は、カソードスプリング34の長さ(X軸方向長さ)の10%以上70%以下、より好適には20%以上40%以下であってよい。

0056

また、ピン59に代えて、長手方向前端側に穿孔された収容口にカソードスプリング34の前端を挿入することでこれを支持してもよい。この場合、収容口の深さ(奥行き)は、カソードスプリング34の長さ(X軸方向長さ)の10%以上70%以下、より好適には20%以上30%以下であってよい。

0057

ここで、アノードバー24及びカソードバー26の後端にピン57,59を設ける場合には、スプリングホルダ38に収容口52A,52Bを設けることが好適である。また反対に、アノードバー24及びカソードバー26の後端に収容口を設ける場合には、スプリングホルダ38にピンを設けることが好適である。

0058

また、アノードバー24と同様に、カソード端子64と熱伝導部72との接続部は、両者が相対移動可能となるような構造であってよい。例えば図3に例示するように、熱伝導部72のカソード端子64との接合面104と、カソード端子64の熱伝導部72との接合面106の一方が、四半球の凸面であり、他方がこれと適合する四半球の凹面となるように形成される。これにより、カソード端子64が熱伝導部72に対して回動(首振り)可能となり、その結果、カソード端子64とSMD型LEDパッケージ20のカソード面69との当接がスムーズに行われる。回動がスムーズに行えるように、熱伝導部72の接合面104とカソード端子64の接合面106との間に導電性熱伝導グリスを塗布してもよい。なお、上記回動機能が不要である等の場合には、カソード端子64と熱伝導部72とを別部材とする代わりに一体の部材としてもよい。

0059

また、カソードバー26には長穴74が設けられる。長穴74は例えば図2のZ軸方向に貫通される。また長穴74の長手方向(X軸方向)長さはそれと直交する短手方向(Y軸方向)の長さよりも長くなるように形成される。長穴74は例えば熱伝導部72の前端及び後端に設けられる。さらにアノードバー24のアノード端子62とカソードバー26のカソード端子64とを位置合わせしてその前端を揃えたときに、アノードバー24の丸穴70の中心とカソードバー26の長穴74の中心の位置が一致するように、それぞれの穴が形成される。

0060

絶縁シート28はアノードバー24及びカソードバー26の間に設けられる略板状の絶縁部材である。絶縁シート28は絶縁材料から構成される。またSMD型LEDパッケージ20からの熱を受ける熱伝導部68,72に挟まれることから、絶縁シート28は耐熱性材料から構成されることが好適である。例えば絶縁シート28はPEEK等の樹脂材料から構成される。

0061

また、絶縁シート28の、アノードバー24及びカソードバー26と接触する面は摺動面となっていることが好適である。このようにすることで、アノードバー24及びカソードバー26の絶縁シート28に対する移動が円滑に行われる。

0062

さらに絶縁シート28には丸穴76が設けられる。丸穴76は例えば図2のZ軸方向に貫通される。アノードバー24のアノード端子62とカソードバー26のカソード端子64とを位置合わせしてその前端を揃えたときに、アノードバー24の丸穴70の中心、カソードバー26の長穴74の中心、及び絶縁シート28の丸穴76の中心の位置が一致するように、それぞれの穴が形成される。

0063

アノードバー24とカソードバー26に絶縁シート28を挟み込むようにしてそれぞれが組み付けられる。この組立体は締結部材78によって仮固定される。組立体の丸穴70,76及び長穴74に締結部材78の軸部80(図3参照)が挿入される。締結部材78は例えばネジから構成される。アノードバー24及びカソードバー26の導通を防ぐために、締結部材78は絶縁材料から構成される。またSMD型LEDパッケージ20から伝わる熱に耐えられるように、締結部材78は耐熱材料から形成される。例えば締結部材78はPEEKネジから構成される。

0064

締結部材78の軸部80の長手方向(X軸方向)幅L1は、長穴74の長手方向長さL2よりも短くなるように形成される。例えばL2≧2×L1となるようにする。また締結部材78の軸部80は丸穴70,76及び長穴74の合計穴深さよりも長くなるように形成される。軸部80の遠位端(ネジ頭部と対向する側の端部)は長穴74から突出し、ボルト等の締結部材82が軸部80に螺合することでアノードバー24、絶縁シート28、及びカソードバー26が仮固定される。

0065

ここで、締結部材78,82の締結はいわゆる遊嵌締結であって、締結時にアノードバー24及びカソードバー26が長手方向(X軸方向)に相対移動可能となることが好適である。上述したように、締結部材78の軸部80の長手方向(X軸方向)幅L1は、長穴74の長手方向長さL2よりも短くなるように形成される。この長手方向の幅L1と長さL2の差(L2−L1)に基づいて、アノードバー24及びカソードバー26とが移動可能である。この移動形態として、例えばアノードバー24及びカソードバー26が同期して移動することも、互いに独立して相対移動することも可能である。

0066

図3には、光照射装置10のX−Z断面図が例示されている。アノードスプリング32及びカソードスプリング34は、ケース36に収容され前キャップ16及び後キャップ42にてケース36の前後が封止されたときに、自然長よりも縮むように構成される。またアノードスプリング32及びカソードスプリング34の後端はスプリングホルダ38によって固定されている。したがってアノードスプリング32及びカソードスプリング34によってアノードバー24及びカソードバー26が前方(X軸正方向)に付勢される。これによりアノードバー24のアノード端子62及びカソードバー26のカソード端子64がSMD型LEDパッケージ20のアノード面66及びカソード面69に当接する。

0067

なお、当接の際にSMD型LEDパッケージ20に過度押圧力が掛かると破損に繋がるおそれがある。そこで、アノード端子62及びカソード端子64の、アノード面66及びカソード面69を押圧する力は、0.1N以上50N以下となるように、より好適には1N以上3N以下となるように、アノードスプリング32及びカソードスプリング34の縮み量やバネ係数が調整されていることが好適である。

0068

この状態でプラグ14から直流電力が供給され、アノード電極84及びカソード電極86を介してLED素子88に直流電力が供給され、LED素子88から光が照射される。

0069

このように本実施形態に係る光照射装置10は、SMD型LEDパッケージ20が、光照射装置10のいずれの部材とも接合されていないため、光源の交換時には、SMD型LEDパッケージ20のみの交換で済む。その結果、可視光光源から紫外線光源赤外線光源への切り替えや、故障したSMD型LEDパッケージ20の交換が簡便に行える。

0070

また、アノードスプリング32及びカソードスプリング34にてアノードバー24及びカソードバー26を付勢してSMD型LEDパッケージ20に当接させることで、SMD型LEDパッケージ20への給電が確保される。さらにアノードバー24及びカソードバー26がSMD型LEDパッケージ20に直接接触することで、SMD型LEDパッケージ20にて発生した熱が速やかにアノードバー24及びカソードバー26の熱伝導部68,72に伝達される。

0071

なお、上述の実施形態では、SMD型LEDパッケージ20の裏面に、アノード面66(アノードプローブ)及びカソード面69(カソードプローブ)のみが形成されていたが、この形態に限らない。例えばSMD型LEDパッケージ20の裏面に、アノード面66及びカソード面69に加えてヒートシンク面が露出されている場合がある。

0072

この場合、アノードバー24のアノード端子62がアノード面66に加えてヒートシンク面に接触するように形成されてよい。この場合、カソードバー26のカソード端子64はヒートシンク面とは非接触とする。またはこれに代えて、カソードバー26のカソード端子64がカソード面69に加えてヒートシンク面に接触するように形成されてよい。この場合、アノードバー24のアノード端子62はヒートシンク面とは非接触とする。

0073

10光照射装置、12照射窓、14プラグ、16 前キャップ、20SMD型LEDパッケージ、24アノードバー、26カソードバー、28絶縁シート、32アノードスプリング(アノード弾性体)、34カソードスプリング(カソード弾性体)、36ケース、38スプリングホルダ、42 後キャップ、54アノード配線、56カソード配線、62 アノードバーのアノード端子、64 カソードバーのカソード端子、66 SMD型LEDパッケージのアノード面、68 アノードバーの熱伝導部、69 SMD型LEDパッケージのカソード面、70,76丸穴、74長穴、72 カソードバーの熱伝導部、78,82締結部材、80 軸部、82 締結部材、88LED素子、90ケース基板、100 アノード側熱伝導部の接合面、102 アノード端子の接合面、104 カソード側熱伝導部の接合面、106 カソード端子の接合面、108 アノード端子面、110 カソード端子面。

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