JP5023436B2

JP5023436B2 - UV irradiation equipment

Info

Publication number: JP5023436B2
Application number: JP2005106462A
Authority: JP
Inventors: 貴弘及川
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2025-04-01
Also published as: JP2006281130A

Description

本発明は、紫外線を出射可能な紫外線発光ダイオードを光源として備えた紫外線照射装置に関し、より特定的には、紫外線硬化型樹脂の硬化に利用される紫外線発光ダイオードを光源として備えた紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation device provided with an ultraviolet light emitting diode capable of emitting ultraviolet rays as a light source, and more particularly to an ultraviolet irradiation device provided with an ultraviolet light emitting diode used for curing an ultraviolet curable resin as a light source. .

紫外線硬化型樹脂は、紫外線（たとえば、波長３６５ｎｍ付近の近紫外線やあるいは波長２５４ｎｍ付近の紫外線）を照射することによって硬化する樹脂であり、硬化時間が短く樹脂の取扱いが比較的容易であるため、幅広い分野において利用されている。従来、この紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線照射手段としては、水銀キセノンランプを使用したものが一般的であった。この水銀キセノンランプを使用した紫外線照射装置として、たとえば国際公開第０１／０８６２６１号パンフレット（特許文献１）に開示のものが知られている。
国際公開第０１／０８６２６１号パンフレット The ultraviolet curable resin is a resin that is cured by irradiating ultraviolet rays (for example, near ultraviolet rays having a wavelength of around 365 nm or ultraviolet rays having a wavelength of around 254 nm), and the curing time is short and the handling of the resin is relatively easy. It is used in a wide range of fields. Conventionally, as an ultraviolet irradiation means for curing the ultraviolet curable resin, a mercury xenon lamp is generally used. As an ultraviolet irradiation apparatus using the mercury xenon lamp, for example, an apparatus disclosed in International Publication No. 01/086261 (Patent Document 1) is known.
International Publication No. 01/086261 pamphlet

しかしながら、近年の半導体技術の進歩により、高出力の紫外線を出射可能な紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）が開発されるに至り、小型かつ安価に製造が可能で取扱い性に優れた紫外線照射手段として、この高出力の紫外線発光ダイオードを用いた紫外線照射装置が注目を浴びている。 However, recent advances in semiconductor technology have led to the development of ultraviolet light-emitting diodes (UV-LEDs) that can emit high-power ultraviolet light. An ultraviolet irradiation device using this high output ultraviolet light emitting diode is attracting attention.

紫外線発光ダイオードを光源とする紫外線照射装置は、電源回路や制御回路、操作部等が設けられる本体部と、この本体部に着脱自在に取り付けられる照射ヘッド部とによって構成されるのが一般的である。照射ヘッド部は、たとえば中空円筒状のハウジングを有しており、このハウジングの内部に紫外線発光ダイオードが設置され、本体部からの電気信号によって駆動されて紫外線を照射するように構成される。 An ultraviolet irradiation device using an ultraviolet light-emitting diode as a light source is generally composed of a main body provided with a power supply circuit, a control circuit, an operation unit, and the like, and an irradiation head unit detachably attached to the main body. is there. The irradiation head unit has, for example, a hollow cylindrical housing, and an ultraviolet light emitting diode is installed inside the housing, and is configured to be irradiated with ultraviolet rays by being driven by an electric signal from the main body unit.

上述の紫外線発光ダイオードを光源として利用する紫外線照射装置においては、紫外線発光ダイオードの駆動時に生じる熱を効率的に装置外部に放熱することが重要である。効率的に放熱が行なえず、紫外線発光ダイオードに熱が蓄積した場合には、紫外線発光ダイオードの発光効率が大幅に低下するとともに、その製品寿命も大幅に劣化することになる。この紫外線発光ダイオードに蓄積される熱の増加による発光効率の低下および製品寿命の劣化は非常に著しいものであり、紫外線発光ダイオードの駆動時における温度が数度程度低減できただけでも、その発光効率や製品寿命が飛躍的に改善されることが分かっている。 In an ultraviolet irradiation device using the above-described ultraviolet light emitting diode as a light source, it is important to efficiently dissipate heat generated when the ultraviolet light emitting diode is driven to the outside of the device. When heat cannot be efficiently radiated and heat is accumulated in the ultraviolet light emitting diode, the light emitting efficiency of the ultraviolet light emitting diode is greatly reduced and the product life is also greatly deteriorated. The decrease in luminous efficiency and product life due to the increase in the heat accumulated in the ultraviolet light emitting diode is extremely remarkable. Even if the temperature during driving of the ultraviolet light emitting diode can be reduced by several degrees, the luminous efficiency can be reduced. And product life has been shown to improve dramatically.

したがって、本発明は、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することが可能な放熱構造を提供することにより、発光効率の向上と製品寿命の向上とが図られた紫外線照射装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an ultraviolet irradiation device that can improve the light emission efficiency and the product life by providing a heat dissipation structure that can efficiently dissipate heat generated in the ultraviolet light emitting diode. For the purpose.

本発明の第１の局面に基づく紫外線照射装置は、紫外線を照射するための紫外線照射口を有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、上記収容空間に配置され、上記紫外線照射口を介して上記ハウジング外部に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードとを備えたものであって、上記ハウジングが、基材部と、上記基材部の上記収容空間に面する部分であって上記紫外線発光ダイオードに対面する部分に設けられた被覆層とを有し、上記基材部が、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成され、上記被覆層が、上記基材部をアルマイト処理することによって形成された黒色アルマイト層であり、上記被覆層の赤外線吸収率が、上記基材部の赤外線吸収率よりも高いことを特徴とするものである。 An ultraviolet irradiation device based on the first aspect of the present invention has an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays, and is provided in a housing provided with an accommodation space therein, and is disposed in the accommodation space. An ultraviolet light emitting diode for irradiating ultraviolet light to the outside of the housing, wherein the housing is a base portion and a portion of the base portion facing the housing space, and the ultraviolet light emitting diode A black alumite layer formed by subjecting the base material portion to an alumite treatment , wherein the base material portion is formed of aluminum or an aluminum alloy. , and the infrared absorption of the coating layer is characterized in that is higher than the infrared absorptivity of the base portion.

このように構成することにより、発熱体である紫外線発光ダイオードから放出された赤外線が他の構造物によって遮蔽されることなく被覆層に確実に照射されて当該被覆層によって効率的に吸収されるようになるため、熱伝導による放熱に加えて輻射による放熱が効率的に行なわれるようになり、放熱性能が向上することになる。したがって、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱をハウジングに放熱することが可能になり、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現されることになる。また、上記のように構成することにより、簡便にハウジングの表面に赤外線吸収率の高い被覆層を形成することが可能になるとともに、被覆層が理想黒体に近付くこととなるため、より効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することが可能になる。したがって、放熱性能に優れた紫外線照射装置を安価に製造することも可能になる。 By configuring in this way, the infrared rays emitted from the ultraviolet light-emitting diode as a heating element are reliably irradiated to the coating layer without being shielded by other structures, and are efficiently absorbed by the coating layer. Therefore, in addition to heat dissipation by heat conduction, heat dissipation by radiation is efficiently performed, and heat dissipation performance is improved. Therefore, the heat generated in the ultraviolet light emitting diode can be efficiently radiated to the housing, so that the light emission efficiency and the product life can be improved. Further, by configuring as described above, it is possible to easily form a coating layer having a high infrared absorption rate on the surface of the housing, and the coating layer approaches an ideal black body. It is possible to dissipate heat generated in the ultraviolet light emitting diode. Therefore, it is possible to manufacture an ultraviolet irradiation device having excellent heat dissipation performance at low cost.

本発明の第２の局面に基づく紫外線照射装置は、紫外線を照射するための紫外線照射口を有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、上記収容空間に配置され、上記紫外線照射口を介して上記ハウジング外部に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードとを備えたものであって、上記紫外線発光ダイオードが、上記ハウジングに固定された、銅、アルミニウム、銅合金およびアルミニウム合金からなる群から選択される一の金属材料にて形成された金属製の基板に実装され、上記ハウジングが、基材部と、上記基材部の上記収容空間に面する部分であって上記基板に対面する部分に設けられた被覆層とを有し、上記基材部が、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成され、上記被覆層が、上記基材部をアルマイト処理することによって形成された黒色アルマイト層であり、上記被覆層の赤外線吸収率が、上記基材部の赤外線吸収率よりも高いことを特徴とするものである。 An ultraviolet irradiation device according to the second aspect of the present invention has an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays, and is provided in a housing provided with an accommodation space therein, and is disposed in the accommodation space. An ultraviolet light emitting diode for irradiating ultraviolet light to the outside of the housing, wherein the ultraviolet light emitting diode is selected from the group consisting of copper, aluminum, copper alloy and aluminum alloy fixed to the housing Mounted on a metal substrate formed of a single metal material, and the housing is provided on a base portion and a portion of the base portion facing the accommodation space and facing the substrate. was and a coating layer, the substrate portion is formed of aluminum or aluminum alloy, the said coating layer is an alumite treatment on the base portion Thus a black alumite layer formed, the infrared absorption of the coating layer is characterized in that is higher than the infrared absorptivity of the base portion.

このように構成することにより、紫外線発光ダイオードが実装された金属製の基板も実質的に紫外線発光ダイオードと同程度の熱を帯びることになり、この基板が発熱体である紫外線発光ダイオードと熱的にほぼ同一視できることになる。そのため、上記構成とすることにより、基板から放射された赤外線が他の構造物に遮蔽されることなく被覆層に確実に照射されて当該被覆層によって効率的に吸収されるようになるため、熱伝導による放熱に加えて輻射による放熱が効率的に行なわれるようになり、放熱性能が向上することになる。したがって、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱をハウジングに放熱することが可能になり、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現されることになる。また、上記のように構成することにより、簡便にハウジングの表面に赤外線吸収率の高い被覆層を形成することが可能になるとともに、被覆層が理想黒体に近付くこととなるため、より効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することが可能になる。したがって、放熱性能に優れた紫外線照射装置を安価に製造することも可能になる。
本発明の第３の局面に基づく紫外線照射装置は、紫外線を照射するための紫外線照射口を有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、上記収容空間に配置され、上記紫外線照射口を介して紫外線を上記ハウジング外部に照射する紫外線発光ダイオードとを備えたものであって、上記ハウジングが、基材部と、上記基材部の上記収容空間に面する部分であって上記紫外線発光ダイオードに対面する部分に設けられた被覆層とを有し、上記被覆層が、上記基材部の表面に塗料を塗装することによって形成された塗装層であり、上記被覆層の赤外線吸収率が、上記基材部の赤外線吸収率よりも高いことを特徴とするものである。
このように構成することにより、発熱体である紫外線発光ダイオードから放出された赤外線が他の構造物によって遮蔽されることなく被覆層に確実に照射されて当該被覆層によって効率的に吸収されるようになるため、熱伝導による放熱に加えて輻射による放熱が効率的に行なわれるようになり、放熱性能が向上することになる。したがって、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱をハウジングに放熱することが可能になり、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現されることになる。また、上記のように構成することにより、簡便にハウジングの表面に赤外線吸収率の高い被覆層を形成することが可能になる。したがって、放熱性能に優れた紫外線照射装置を安価に製造することも可能になる。なお、塗料としては、ハウジングがより理想黒体に近付くこととなるように、黒色の塗料を使用することが好ましい。
本発明の第４の局面に基づく紫外線照射装置は、紫外線を照射するための紫外線照射口を有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、上記収容空間に配置され、上記紫外線照射口を介して紫外線を上記ハウジング外部に照射する紫外線発光ダイオードとを備えたものであって、上記紫外線発光ダイオードが、上記ハウジングに固定された、銅、アルミニウム、銅合金およびアルミニウム合金からなる群から選択される一の金属材料にて形成された金属製の基板に実装され、上記ハウジングが、基材部と、上記基材部の上記収容空間に面する部分であって上記基板に対面する部分に設けられた被覆層とを有し、上記被覆層が、上記基材部の表面に塗料を塗装することによって形成された塗装層であり、上記被覆層の赤外線吸収率が、上記基材部の赤外線吸収率よりも高いことを特徴とするものである。
このように構成することにより、紫外線発光ダイオードが実装された金属製の基板も実質的に紫外線発光ダイオードと同程度の熱を帯びることになり、この基板が発熱体である紫外線発光ダイオードと熱的にほぼ同一視できることになる。そのため、上記構成とすることにより、基板から放射された赤外線が他の構造物に遮蔽されることなく被覆層に確実に照射されて当該被覆層によって効率的に吸収されるようになるため、熱伝導による放熱に加えて輻射による放熱が効率的に行なわれるようになり、放熱性能が向上することになる。したがって、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱をハウジングに放熱することが可能になり、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現されることになる。また、上記のように構成することにより、簡便にハウジングの表面に赤外線吸収率の高い被覆層を形成することが可能になる。したがって、放熱性能に優れた紫外線照射装置を安価に製造することも可能になる。なお、塗料としては、ハウジングがより理想黒体に近付くこととなるように、黒色の塗料を使用することが好ましい。
本発明の第５の局面に基づく紫外線照射装置は、紫外線を照射するための紫外線照射口を有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、上記収容空間に配置され、上記紫外線照射口を介して紫外線を上記ハウジング外部に照射する紫外線発光ダイオードとを備えたものであって、上記ハウジングが、基材部と、上記基材部の上記収容空間に面する部分であって上記紫外線発光ダイオードに対面する部分に設けられた被覆層とを有し、上記被覆層が、上記基材の表面にめっき処理を施すことによって形成されためっき層であり、上記被覆層の赤外線吸収率が、上記基材部の赤外線吸収率よりも高いことを特徴とするものである。
このように構成することにより、発熱体である紫外線発光ダイオードから放出された赤外線が他の構造物によって遮蔽されることなく被覆層に確実に照射されて当該被覆層によって効率的に吸収されるようになるため、熱伝導による放熱に加えて輻射による放熱が効率的に行なわれるようになり、放熱性能が向上することになる。したがって、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱をハウジングに放熱することが可能になり、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現されることになる。また、上記のように構成することにより、簡便にハウジングの表面に赤外線吸収率の高い被覆層を形成することが可能になる。したがって、放熱性能に優れた紫外線照射装置を安価に製造することも可能になる。なお、めっき材料としては、ハウジングがより理想黒体に近付くこととなるように、黒色のめっき材料を使用することが好ましい。
本発明の第６の局面に基づく紫外線照射装置は、紫外線を照射するための紫外線照射口を有し、内部に収容空間が設けられたハウジングと、上記収容空間に配置され、上記紫外線照射口を介して紫外線を上記ハウジング外部に照射する紫外線発光ダイオードとを備えたものであって、上記紫外線発光ダイオードが、上記ハウジングに固定された、銅、アルミニウム、銅合金およびアルミニウム合金からなる群から選択される一の金属材料にて形成された金属製の基板に実装され、上記ハウジングが、基材部と、上記基材部の上記収容空間に面する部分であって上記基板に対面する部分に設けられた被覆層とを有し、上記被覆層が、上記基材の表面にめっき処理を施すことによって形成されためっき層であり、上記被覆層の赤外線吸収率が、上記基材部の赤外線吸収率よりも高いことを特徴とするものである。
このように構成することにより、紫外線発光ダイオードが実装された金属製の基板も実質的に紫外線発光ダイオードと同程度の熱を帯びることになり、この基板が発熱体である紫外線発光ダイオードと熱的にほぼ同一視できることになる。そのため、上記構成とすることにより、基板から放射された赤外線が他の構造物に遮蔽されることなく被覆層に確実に照射されて当該被覆層によって効率的に吸収されるようになるため、熱伝導による放熱に加えて輻射による放熱が効率的に行なわれるようになり、放熱性能が向上することになる。したがって、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱をハウジングに放熱することが可能になり、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現されることになる。また、上記のように構成することにより、簡便にハウジングの表面に赤外線吸収率の高い被覆層を形成することが可能になる。したがって、放熱性能に優れた紫外線照射装置を安価に製造することも可能になる。なお、めっき材料としては、ハウジングがより理想黒体に近付くこととなるように、黒色のめっき材料を使用することが好ましい。 With this configuration, the metal substrate on which the ultraviolet light emitting diode is mounted also has substantially the same heat as the ultraviolet light emitting diode, and this substrate is thermally connected to the ultraviolet light emitting diode as a heating element. Can be identified almost identically. Therefore, by adopting the above-described configuration, the infrared rays emitted from the substrate are reliably irradiated to the coating layer without being shielded by other structures, and are efficiently absorbed by the coating layer. In addition to heat dissipation by conduction, heat dissipation by radiation is efficiently performed, and heat dissipation performance is improved. Therefore, the heat generated in the ultraviolet light emitting diode can be efficiently radiated to the housing, so that the light emission efficiency and the product life can be improved. Further, by configuring as described above, it is possible to easily form a coating layer having a high infrared absorption rate on the surface of the housing, and the coating layer approaches an ideal black body. It is possible to dissipate heat generated in the ultraviolet light emitting diode. Therefore, it is possible to manufacture an ultraviolet irradiation device having excellent heat dissipation performance at low cost.
An ultraviolet irradiation device based on the third aspect of the present invention has an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays, and is provided in a housing provided with a housing space therein, and is disposed in the housing space. An ultraviolet light emitting diode for irradiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the housing, wherein the housing is a base portion and a portion of the base portion facing the accommodating space, the ultraviolet light emitting diode. And the coating layer is a coating layer formed by painting a paint on the surface of the base material portion, and the infrared absorption rate of the coating layer is It is characterized by being higher than the infrared absorption rate of the substrate part.
By configuring in this way, the infrared rays emitted from the ultraviolet light-emitting diode as a heating element are reliably irradiated to the coating layer without being shielded by other structures, and are efficiently absorbed by the coating layer. Therefore, in addition to heat dissipation by heat conduction, heat dissipation by radiation is efficiently performed, and heat dissipation performance is improved. Therefore, the heat generated in the ultraviolet light emitting diode can be efficiently radiated to the housing, so that the light emission efficiency and the product life can be improved. Moreover, by comprising as mentioned above, it becomes possible to form the coating layer with a high infrared absorptivity on the surface of a housing simply. Therefore, it is possible to manufacture an ultraviolet irradiation device having excellent heat dissipation performance at low cost. As the paint, it is preferable to use a black paint so that the housing becomes closer to an ideal black body.
An ultraviolet irradiation device according to a fourth aspect of the present invention has an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays, and is disposed in the housing space provided with a housing space therein, and the ultraviolet irradiation port is disposed in the housing space. An ultraviolet light emitting diode that irradiates ultraviolet light to the outside of the housing, wherein the ultraviolet light emitting diode is selected from the group consisting of copper, aluminum, a copper alloy, and an aluminum alloy fixed to the housing. Mounted on a metal substrate formed of a single metal material, and the housing is provided on a base portion and a portion of the base portion facing the accommodation space and facing the substrate. And the coating layer is a coating layer formed by painting a paint on the surface of the substrate portion, and the infrared absorption rate of the coating layer is It is characterized in that is higher than the infrared absorptivity of the wood part.
With this configuration, the metal substrate on which the ultraviolet light emitting diode is mounted also has substantially the same heat as the ultraviolet light emitting diode, and this substrate is thermally connected to the ultraviolet light emitting diode as a heating element. Can be identified almost identically. Therefore, by adopting the above-described configuration, the infrared rays emitted from the substrate are reliably irradiated to the coating layer without being shielded by other structures, and are efficiently absorbed by the coating layer. In addition to heat dissipation by conduction, heat dissipation by radiation is efficiently performed, and heat dissipation performance is improved. Therefore, the heat generated in the ultraviolet light emitting diode can be efficiently radiated to the housing, so that the light emission efficiency and the product life can be improved. Moreover, by comprising as mentioned above, it becomes possible to form the coating layer with a high infrared absorptivity on the surface of a housing simply. Therefore, it is possible to manufacture an ultraviolet irradiation device having excellent heat dissipation performance at low cost. As the paint, it is preferable to use a black paint so that the housing becomes closer to an ideal black body.
An ultraviolet irradiation device according to a fifth aspect of the present invention has an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays, and is disposed in the housing space provided with a housing space therein, and the ultraviolet irradiation port is disposed in the housing space. An ultraviolet light emitting diode for irradiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the housing, wherein the housing is a base portion and a portion of the base portion facing the accommodating space, the ultraviolet light emitting diode. And the coating layer is a plating layer formed by plating the surface of the substrate, and the infrared absorption rate of the coating layer is as described above. It is characterized by being higher than the infrared absorption rate of the substrate part.
By configuring in this way, the infrared rays emitted from the ultraviolet light-emitting diode as a heating element are reliably irradiated to the coating layer without being shielded by other structures, and are efficiently absorbed by the coating layer. Therefore, in addition to heat dissipation by heat conduction, heat dissipation by radiation is efficiently performed, and heat dissipation performance is improved. Therefore, the heat generated in the ultraviolet light emitting diode can be efficiently radiated to the housing, so that the light emission efficiency and the product life can be improved. Moreover, by comprising as mentioned above, it becomes possible to form the coating layer with a high infrared absorptivity on the surface of a housing simply. Therefore, it is possible to manufacture an ultraviolet irradiation device having excellent heat dissipation performance at low cost. As the plating material, it is preferable to use a black plating material so that the housing is closer to an ideal black body.
An ultraviolet irradiation device based on the sixth aspect of the present invention has an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays, and is disposed in the housing space provided with a housing space therein, and the ultraviolet irradiation port is disposed in the housing space. An ultraviolet light emitting diode that irradiates ultraviolet light to the outside of the housing, wherein the ultraviolet light emitting diode is selected from the group consisting of copper, aluminum, a copper alloy, and an aluminum alloy fixed to the housing. Mounted on a metal substrate formed of a single metal material, and the housing is provided on a base portion and a portion of the base portion facing the accommodation space and facing the substrate. And the coating layer is a plating layer formed by plating the surface of the substrate, and the infrared absorption rate of the coating layer is high. It is characterized in that is higher than the infrared absorptivity of the base portion.
With this configuration, the metal substrate on which the ultraviolet light emitting diode is mounted also has substantially the same heat as the ultraviolet light emitting diode, and this substrate is thermally connected to the ultraviolet light emitting diode as a heating element. Can be identified almost identically. Therefore, by adopting the above-described configuration, the infrared rays emitted from the substrate are reliably irradiated to the coating layer without being shielded by other structures, and are efficiently absorbed by the coating layer. In addition to heat dissipation by conduction, heat dissipation by radiation is efficiently performed, and heat dissipation performance is improved. Therefore, the heat generated in the ultraviolet light emitting diode can be efficiently radiated to the housing, so that the light emission efficiency and the product life can be improved. Moreover, by comprising as mentioned above, it becomes possible to form the coating layer with a high infrared absorptivity on the surface of a housing simply. Therefore, it is possible to manufacture an ultraviolet irradiation device having excellent heat dissipation performance at low cost. As the plating material, it is preferable to use a black plating material so that the housing is closer to an ideal black body.

上記本発明の第３ないし第６の局面に基づく紫外線照射装置にあっては、上記被覆層が黒色であることが好ましい。 In the ultraviolet irradiation apparatus based on the third to sixth aspects of the present invention , the coating layer is preferably black.

このように構成することにより、被覆層が理想黒体に近付くこととなるため、より効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することが可能になる。 With this configuration, the coating layer comes close to an ideal black body, so that heat generated in the ultraviolet light-emitting diode can be radiated more efficiently.

上記本発明の第１ないし第６の局面に基づく紫外線照射装置にあっては、上記ハウジングの外表面にフィンが設けられていることが好ましい。 In the ultraviolet irradiation device according to the first to sixth aspects of the present invention , it is preferable that fins are provided on the outer surface of the housing.

このように構成することにより、ハウジングの外気との接触面積が増大するため、ハウジングと外気との熱交換が促進され、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することができる。 With this configuration, the contact area of the housing with the outside air increases, so heat exchange between the housing and the outside air is promoted, and heat generated in the ultraviolet light-emitting diode can be efficiently radiated.

本発明によれば、効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することが可能になるため、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現された紫外線照射装置とすることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently dissipate heat generated in the ultraviolet light-emitting diode, so that it is possible to provide an ultraviolet irradiation device that realizes improvement in light emission efficiency and product life.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、紫外線照射装置として、その用途が専ら紫外線硬化型樹脂の硬化に利用されるものに本発明を適用した場合を例示して説明を行なう。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment described below, a case where the present invention is applied to an ultraviolet irradiation apparatus whose use is exclusively used for curing an ultraviolet curable resin will be described as an example.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における紫外線照射装置の外観斜視図である。まず、図１を参照して、本実施の形態における紫外線照射装置の外観構造について説明する。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is an external perspective view of an ultraviolet irradiation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. First, with reference to FIG. 1, the external structure of the ultraviolet irradiation device in the present embodiment will be described.

図１に示すように、本実施の形態における紫外線照射装置１００は、本体部１１０と、この本体部１１０に着脱自在に取り付けられる照射ヘッド部１２０とを備えている。本体部１１０の前面１１１には、電源を投入するための電源ボタンや紫外線の照射条件を変更するための操作ボタン等に代表される操作部が設けられており、また、照射条件等を表示するための表示部も設けられている。本体部１１０の内部には、照射ヘッド部１２０に設けられる紫外線発光ダイオード１２７（図２参照）に電源を供給するための電源回路や、上記紫外線発光ダイオード１２７の出力等を制御する制御回路などの各種回路が設けられている。照射ヘッド部１２０は、小型かつ略円柱状に形成されており、その先端部端面に紫外線が出射される紫外線照射口１２０ａが設けられている。本体部１１０と照射ヘッド部１２０とは、照射ヘッド部１２０の後端部から引き出されたコード１５０によって着脱自在に接続される。 As shown in FIG. 1, the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment includes a main body 110 and an irradiation head 120 that is detachably attached to the main body 110. On the front surface 111 of the main body 110, an operation unit represented by a power button for turning on the power, an operation button for changing the irradiation condition of ultraviolet rays, and the like are provided, and the irradiation condition and the like are displayed. A display unit is also provided. Inside the main body 110, there are a power supply circuit for supplying power to the ultraviolet light emitting diode 127 (see FIG. 2) provided in the irradiation head section 120, a control circuit for controlling the output of the ultraviolet light emitting diode 127, and the like. Various circuits are provided. The irradiation head unit 120 is formed in a small and substantially columnar shape, and an ultraviolet irradiation port 120a through which ultraviolet rays are emitted is provided on the end surface of the tip. The main body part 110 and the irradiation head part 120 are detachably connected by a cord 150 drawn from the rear end part of the irradiation head part 120.

図２は、図１に示す紫外線照射装置の照射ヘッド部の内部構造を示す模式断面図であり、図３は、一部破断斜視図である。次に、これら図２および図３を参照して、本実施の形態における紫外線照射装置の照射ヘッド部の内部構造について詳説する。 2 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the irradiation head portion of the ultraviolet irradiation apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially broken perspective view. Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the internal structure of the irradiation head portion of the ultraviolet irradiation apparatus in the present embodiment will be described in detail.

図２に示すように、本実施の形態における紫外線照射装置１００の照射ヘッド部１２０は、ハウジングとして、基板ホルダ１２１、ケース体１２２、コードホルダ１２３およびレンズホルダ１２４，１２５を有している。これらハウジングを構成する個々の部材は、それぞれ略円筒状に形成されており、互いに螺合または嵌合等することによって一体化されて組付けられる。組付け後において、これらハウジングを構成する個々の部材は、略円筒状の外形を有することになり、内部に収容空間が形成されることになる。なお、これらハウジングを構成する個々の部材は、紫外線照射口１２０ａが設けられるハウジングの前方端から順に、レンズホルダ１２５、レンズホルダ１２４、基板ホルダ１２１、ケース体１２２、コードホルダ１２３の順で配置される。 As shown in FIG. 2, the irradiation head part 120 of the ultraviolet irradiation apparatus 100 in the present embodiment includes a substrate holder 121, a case body 122, a cord holder 123, and lens holders 124 and 125 as a housing. The individual members constituting the housing are each formed in a substantially cylindrical shape, and are integrated and assembled by screwing or fitting each other. After the assembly, the individual members constituting these housings have a substantially cylindrical outer shape, and an accommodation space is formed inside. The individual members constituting the housing are arranged in the order of the lens holder 125, the lens holder 124, the substrate holder 121, the case body 122, and the code holder 123 in this order from the front end of the housing provided with the ultraviolet irradiation port 120a. The

基板ホルダ１２１は、たとえばアルミニウムにて形成された略円筒状の部材であり、その前方端において紫外線発光ダイオード１２７が実装された基板１２６を支持している。紫外線発光ダイオード１２７は、たとえば、波長３６５ｎｍ付近の近紫外線を出射可能なものであり、樹脂部材等によって封止されることによりパッケージング化されたものである。基板１２６は、たとえば、銅、アルミニウム、銅合金またはアルミニウム合金のいずれかからなる高熱伝導性の金属製の基板であり、紫外線発光ダイオード１２７を支持するとともに、紫外線発光ダイオード１２７の駆動時に生じる熱を紫外線発光ダイオード１２７から奪うための部材である。また、基板ホルダ１２１と基板１２６との間には、これら部材間における熱的な接触を確保する目的で、高熱伝導性の放熱シート１２８が介装されている。なお、この放熱シートに代えて、高熱伝導性のグリスや高熱伝導性の接着剤等を適用することも可能である。 The substrate holder 121 is a substantially cylindrical member made of, for example, aluminum, and supports a substrate 126 on which the ultraviolet light emitting diode 127 is mounted at the front end thereof. The ultraviolet light emitting diode 127 can emit, for example, near ultraviolet light having a wavelength of around 365 nm, and is packaged by being sealed with a resin member or the like. The substrate 126 is a highly thermally conductive metal substrate made of, for example, copper, aluminum, a copper alloy, or an aluminum alloy. The substrate 126 supports the ultraviolet light emitting diode 127 and generates heat generated when the ultraviolet light emitting diode 127 is driven. It is a member for depriving the ultraviolet light emitting diode 127. Moreover, between the board | substrate holder 121 and the board | substrate 126, in order to ensure the thermal contact between these members, the heat dissipation sheet 128 of high thermal conductivity is interposed. In addition, it can replace with this heat radiating sheet, and can also apply | coat high heat conductive grease, a high heat conductive adhesive, etc. FIG.

ケース体１２２は、たとえばアルミニウムにて形成された略円筒状の部材であり、その内部においてプリント配線基板１３１を支持している。プリント配線基板１３１は、上述の紫外線発光ダイオード１２７とコード１５０と電気的に中継するものである。プリント配線基板１３１には、各種の回路構成部品が実装されており、これにより、たとえば紫外線発光ダイオード１２７を照射させるための投光回路等の回路が形成されている。 The case body 122 is a substantially cylindrical member made of aluminum, for example, and supports the printed wiring board 131 inside thereof. The printed wiring board 131 electrically relays the ultraviolet light emitting diode 127 and the cord 150 described above. Various circuit components are mounted on the printed wiring board 131, thereby forming a circuit such as a light projecting circuit for irradiating the ultraviolet light emitting diode 127, for example.

コードホルダ１２３は、たとえばアルミニウムにて形成された略円筒状の部材であり、その内部に挿通配置されたコード１５０を支持している。 The cord holder 123 is a substantially cylindrical member formed of aluminum, for example, and supports the cord 150 inserted and disposed therein.

レンズホルダ１２４は、たとえばアルミニウムにて形成された略円筒状の部材であり、その内部に挿入されたレンズ１２９を支持している。レンズ１２９は、紫外線発光ダイオード１２７から出射される紫外線を略平行光化して紫外線照射口１２０ａに導くためのものである。また、レンズホルダ１２４の後端面の内側部分は、上述の紫外線発光ダイオード１２７の上端面の周縁に圧接されており、上述の基板ホルダ１２１との間で紫外線発光ダイオード１２７を固定している。 The lens holder 124 is a substantially cylindrical member made of aluminum, for example, and supports the lens 129 inserted therein. The lens 129 is for making the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diode 127 substantially parallel and leading to the ultraviolet irradiation port 120a. The inner part of the rear end surface of the lens holder 124 is in pressure contact with the periphery of the upper end surface of the ultraviolet light emitting diode 127 described above, and fixes the ultraviolet light emitting diode 127 between the substrate holder 121 and the above.

レンズホルダ１２５は、たとえばアルミニウムにて形成された略円筒状の部材であり、その内部に挿入されたレンズ１３０を支持している。レンズ１３０は、レンズ１２９を透過した紫外線をハウジング外部に照射するためのいわゆる対物レンズである。なお、レンズホルダ１２５の前方端には開口が設けられており、この開口によって紫外線照射口１２０ａが形成されている。 The lens holder 125 is a substantially cylindrical member made of aluminum, for example, and supports the lens 130 inserted therein. The lens 130 is a so-called objective lens for irradiating the outside of the housing with ultraviolet light that has passed through the lens 129. An opening is provided at the front end of the lens holder 125, and an ultraviolet irradiation port 120a is formed by this opening.

本実施の形態における紫外線照射装置１００にあっては、発熱体としての紫外線発光ダイオード１２７に生じる熱を効率的に装置外部に放熱するために、紫外線発光ダイオード１２７が実装される基板１２６を銅、アルミニウム、銅合金またはアルミニウム合金等からなる金属製の基板とし、ハウジングを構成する各種部材をアルミニウム製としている。したがって、駆動時に紫外線発光ダイオード１２７に生じる熱は、基板１２６を介してハウジングの一部である基板ホルダ１２１に伝熱し、さらにケース体１２２やコードホルダ１２３、レンズホルダ１２４，１２５等に伝熱されて、これらハウジングを構成する部材から外気に放熱される。また、紫外線発光ダイオード１２７は、レンズホルダ１２４に当接しているため、この部分からもハウジングへと熱が伝熱されて外気に放熱される。これらの放熱経路は、いわゆる熱伝導を利用したものであり、紫外線発光ダイオード１２７に生じる熱の主たる放熱経路となる。 In the ultraviolet irradiation device 100 in the present embodiment, the substrate 126 on which the ultraviolet light emitting diode 127 is mounted is made of copper, in order to efficiently dissipate heat generated in the ultraviolet light emitting diode 127 as a heating element to the outside of the device. A metal substrate made of aluminum, copper alloy, aluminum alloy or the like is used, and various members constituting the housing are made of aluminum. Therefore, heat generated in the ultraviolet light emitting diode 127 during driving is transferred to the substrate holder 121 which is a part of the housing via the substrate 126, and further transferred to the case body 122, the cord holder 123, the lens holders 124, 125, and the like. Thus, heat is radiated from the members constituting the housing to the outside air. Further, since the ultraviolet light-emitting diode 127 is in contact with the lens holder 124, heat is also transferred from this portion to the housing and radiated to the outside air. These heat dissipation paths utilize so-called heat conduction, and become the main heat dissipation paths for heat generated in the ultraviolet light-emitting diode 127.

また、本実施の形態における紫外線照射装置１００にあっては、ハウジング内部に形成される収容空間がハウジング外部と気密に維持されている。この収容空間には、空気が充填されており、発熱体としての紫外線発光ダイオード１２７に生じた熱は、微視的にはこの空気の対流によっても放熱される。具体的には、紫外線発光ダイオード１２７や基板１２６といった高温の部材から熱を受け取り、上記収容空間を対流しつつハウジング等の低温の部材に熱を放出する。この放熱経路は、いわゆる対流熱伝達を利用したものであり、上記熱伝導を利用した放熱経路とは別の副次的な放熱経路である。なお、対流熱伝達による放熱をより効率的に実現するためには、ハウジングの一部にハウジング外部と収容空間とを連通する穴を設け、この穴を通じて熱を帯びた内気がハウジング外部に排気されるとともに低温の外気が収容空間に導入されるように構成するとよい。 Moreover, in the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment, the accommodation space formed inside the housing is kept airtight with the outside of the housing. The housing space is filled with air, and the heat generated in the ultraviolet light emitting diode 127 as a heating element is dissipated microscopically also by the convection of the air. Specifically, heat is received from a high-temperature member such as the ultraviolet light-emitting diode 127 or the substrate 126, and the heat is released to a low-temperature member such as a housing while convection through the housing space. This heat dissipation path uses so-called convective heat transfer, and is a secondary heat dissipation path different from the heat dissipation path using the heat conduction. In order to more efficiently realize heat dissipation by convective heat transfer, a hole is provided in a part of the housing so that the outside of the housing communicates with the receiving space, and the heated inside air is exhausted to the outside of the housing through this hole. In addition, it is preferable that low-temperature outside air is introduced into the accommodation space.

また、本実施の形態における紫外線照射装置１００にあっては、発熱体としての紫外線発光ダイオード１２７から放出された赤外線が、ハウジングの内周面、すなわち収容空間と面する部分において吸収されることによっても放熱される。この放熱経路は、いわゆる輻射によるものであり、上述の熱伝導や対流熱伝達が媒質の分子や自由電子の衝突による運動量変換によるエネルギー伝達であるのに対し、固体表面から放出される光子（赤外線）による熱の移動である点において区別されるものである。ここで、輻射に関与する電磁波は、概ねその波長が１０²ｎｍ〜１０⁵ｎｍ程度のものである。この放熱経路は、上述の熱伝導を利用した放熱経路とは別の副次的な放熱経路となる。 Moreover, in the ultraviolet irradiation device 100 in the present embodiment, the infrared rays emitted from the ultraviolet light emitting diode 127 as a heating element are absorbed by the inner peripheral surface of the housing, that is, the portion facing the accommodation space. Is also dissipated. This heat dissipation path is due to so-called radiation, whereas the above-mentioned heat conduction and convection heat transfer are energy transfer by momentum conversion by collision of molecules of the medium and free electrons, whereas photons (infrared rays) emitted from the solid surface. ) Is distinguished in that it is a heat transfer by. Here, the electromagnetic wave involved in radiation has a wavelength of approximately 10 ² nm to 10 ⁵ nm. This heat dissipation path is a secondary heat dissipation path different from the heat dissipation path utilizing the above-described heat conduction.

本実施の形態における紫外線照射装置１００においては、この輻射を利用した放熱経路における放熱性能を向上すべく、ハウジングの収容空間と面する部分の所定位置に、ハウジングの基材部よりも赤外線吸収率の高い材料からなる被覆層を形成している。このように、ハウジングの収容空間と面する部分をハウジングの基材部よりも赤外線吸収率の高い材料からなる被覆層にて覆うことにより、この被覆層において赤外線が効率的に吸収され、輻射による放熱の促進が図られることになる。 In the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment, in order to improve the heat dissipation performance in the heat dissipation path using this radiation, the infrared absorption rate is higher than the base portion of the housing at a predetermined position in the portion facing the housing space of the housing. A coating layer made of a high material is formed. In this way, by covering the portion facing the housing space of the housing with a coating layer made of a material having a higher infrared absorption rate than the base material portion of the housing, infrared rays are efficiently absorbed in the coating layer, and radiation is caused. Heat dissipation is promoted.

ここで、より好ましくは上記被覆層を黒色の被覆層とする。このように構成することにより、ハウジングを理想黒体に限りなく近い状態とすることができるため、赤外線吸収率が飛躍的に向上して大幅な放熱性能の向上が期待できる。なお、波長が１０²ｎｍ〜１０⁵ｎｍの範囲の赤外線のアルミニウム表面における吸収率は、概ね１５％以下であるのに対し、上記範囲の赤外線の黒色塗料表面における吸収率は、概ね９０％以上である。このため、ハウジングの内周面を金属素地のままとするよりも黒色とすることにより、数倍程度の輻射による放熱が期待できる。 Here, more preferably, the coating layer is a black coating layer. By configuring in this way, the housing can be brought into a state close to an ideal black body, so that the infrared absorptance can be dramatically improved and a significant improvement in heat dissipation performance can be expected. The absorption rate of infrared rays on the aluminum surface in the wavelength range of 10 ² nm to 10 ⁵ nm is approximately 15% or less, whereas the absorption rate of infrared rays in the above range on the black paint surface is approximately 90% or more. It is. For this reason, by making the inner peripheral surface of the housing black rather than leaving a metal substrate, heat dissipation by several times of radiation can be expected.

以下においては、実際に被覆層を形成する位置について詳説する。図３を参照して、被覆層を形成する位置としては、たとえば基板ホルダ１２１の内周面１２１ａ上や、レンズホルダ１２４，１２５の内周面１２４ａ，１２５ａ上などが好適である。これらの部分は、いずれも紫外線発光ダイオード１２７あるいは基板１２６に対向する部分のハウジング表面であり、他の内部構成物に遮蔽されることなく直線赤外線が照射される領域である。また、これらの部分は、いずれも発熱体である紫外線発光ダイオード１２７に近接して設けられる部分である。したがって、効率的な赤外線の吸収が可能となる。ここで、紫外線発光ダイオード１２７に対向する部分のみではなく、基板１２６に対向する部分においても効率的な輻射による放熱が可能となる理由は、紫外線発光ダイオード１２７が実装された基板１２６が高熱伝導性の金属製基板であるためであり、基板１２６が実質的に紫外線発光ダイオード１２７と同程度の熱を帯びてほぼ同じ量の赤外線を放出することになるためである。 In the following, the position where the coating layer is actually formed will be described in detail. With reference to FIG. 3, for example, the position where the covering layer is formed is preferably on the inner peripheral surface 121 a of the substrate holder 121 or on the inner peripheral surfaces 124 a and 125 a of the lens holders 124 and 125. These portions are the housing surface of the portion facing the ultraviolet light emitting diode 127 or the substrate 126, and are regions where linear infrared rays are irradiated without being shielded by other internal components. In addition, these portions are portions provided in the vicinity of the ultraviolet light emitting diode 127 that is a heating element. Therefore, efficient infrared absorption is possible. Here, not only the part facing the ultraviolet light emitting diode 127 but also the part facing the substrate 126 enables efficient heat dissipation by radiation because the substrate 126 on which the ultraviolet light emitting diode 127 is mounted has high thermal conductivity. This is because the substrate 126 is heated substantially as much as the ultraviolet light emitting diode 127 and emits substantially the same amount of infrared rays.

以上のように、最大限に輻射による放熱の促進を図るためには、熱源となる紫外線発光ダイオード１２７や基板１２６に近い部分のハウジングを構成する基板ホルダ１２１やレンズホルダ１２４，１２５の内周面をすべて被覆層にて覆うことが好ましい。また、これに加え、その効果は少ないものの、熱源となる紫外線発光ダイオード１２７や基板１２６に遠い部分のハウジングを構成するケース体１２２やコードホルダ１２３の内周面を被覆層にて覆うこととしてもよい。また、僅かなスペースではあるが、基板１２６の紫外線発光ダイオード１２７が実装される側の露出面に被覆層を形成しても、輻射による放熱の促進が図られることになる。 As described above, in order to maximize the heat dissipation by radiation, the inner peripheral surfaces of the substrate holder 121 and the lens holders 124 and 125 constituting the housing near the substrate 126 and the ultraviolet light emitting diode 127 serving as a heat source. Is preferably covered with a coating layer. In addition to this, although the effect is small, it is also possible to cover the inner peripheral surface of the case body 122 and the cord holder 123 constituting the housing at a portion far from the ultraviolet light emitting diode 127 and the substrate 126 as a heat source with a covering layer. Good. In addition, although it is a small space, even if a coating layer is formed on the exposed surface of the substrate 126 on the side where the ultraviolet light emitting diode 127 is mounted, heat dissipation due to radiation can be promoted.

図４は、図３に示す領域ＩＶの拡大断面図である。次に、図４を参照して被覆層について説明する。被覆層は、ハウジングを構成する部材の基材部の表面に所定の厚みとなるように形成される。図４に示す被覆層１２１ｃは、基板ホルダ１２１の内周面１２１ａ上に形成されたものであり、基板ホルダ１２１の基材部１２１ｂの表面を覆うように基材部１２１ｂ上に形成されている。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of region IV shown in FIG. Next, the coating layer will be described with reference to FIG. The coating layer is formed on the surface of the base material portion of the member constituting the housing so as to have a predetermined thickness. The covering layer 121c shown in FIG. 4 is formed on the inner peripheral surface 121a of the substrate holder 121, and is formed on the base member 121b so as to cover the surface of the base member 121b of the substrate holder 121. .

この被覆層の形成方法としては、種々の方法が考えられる。たとえば、ハウジングの基材部をアルミニウムで形成した場合には、黒色アルマイト処理を適用することが可能である。ここで、アルマイト処理とは、陽極酸化処理と呼ばれる表面処理の一種で、表面処理を行なう部材（ここではハウジング）を陽極とし、鉛等を陰極として電解質溶液中に浸漬して直流電解する処理のことである。上記処理により、アルミニウムにて形成されたハウジングの表面には、アルマイト（Ａｌ₂Ｏ₃）からなる酸化被膜が形成されることになり、この酸化被膜が上述の被覆層となる。なお、アルマイトからなる酸化被膜に含まれる多孔質層中にたとえばニッケルを電気化学的に析出させることにより、被覆層を黒色とすることができ、このアルマイト処理のことを特に黒色アルマイト処理という。 Various methods can be considered as a method of forming the coating layer. For example, when the base portion of the housing is formed of aluminum, it is possible to apply black alumite treatment. Here, the alumite treatment is a kind of surface treatment called anodizing treatment, which is a treatment of direct current electrolysis by immersing in an electrolyte solution using a surface treatment member (here, a housing) as an anode and lead or the like as a cathode. That is. By the above treatment, an oxide film made of alumite (Al ₂ O ₃ ) is formed on the surface of the housing formed of aluminum, and this oxide film becomes the above-described coating layer. The coating layer can be made black by, for example, electrochemically depositing nickel in the porous layer contained in the oxide film made of alumite. This alumite treatment is particularly called black alumite treatment.

この他にも、ハウジングの基材部の表面に塗料を塗装することによって塗装層を形成し、この塗装層にて被覆層を構成することも可能である。この場合、より理想黒体に近付けるためには、塗料として黒色の塗料を使用することが好ましい。また、ハウジングの基材部の表面にめっき処理を施すことによってめっき層を形成し、このめっき層にて被覆層を構成することも可能である。この場合、より理想黒体に近づけるためには、めっき材料として黒色のめっき材料を使用することが好ましい。 In addition to this, it is also possible to form a coating layer by coating a paint on the surface of the base portion of the housing, and to form the coating layer with this coating layer. In this case, in order to make it closer to an ideal black body, it is preferable to use a black paint as the paint. It is also possible to form a plating layer by performing a plating process on the surface of the base portion of the housing, and to form a coating layer with this plating layer. In this case, in order to make it closer to an ideal black body, it is preferable to use a black plating material as the plating material.

以上において説明したように、本実施の形態の如く、ハウジングの収容空間と面する部分の少なくとも一部にハウジングの基材部よりも赤外線吸収率の高い被覆層を形成することにより、輻射による放熱が促進されて効率的に紫外線発光ダイオードに生じる熱を放熱することが可能になる。したがって、発光効率の向上と製品寿命の向上とが実現された紫外線照射装置とすることができる。 As described above, as in the present embodiment, by forming a coating layer having a higher infrared absorption rate than the base portion of the housing on at least a part of the portion facing the housing space of the housing, heat radiation due to radiation is achieved. Is promoted to efficiently dissipate heat generated in the ultraviolet light emitting diode. Therefore, it is possible to provide an ultraviolet irradiation device that realizes improvement in luminous efficiency and product life.

本発明者は、図２および図３に示す構造の紫外線照射装置の照射ヘッド部において、ハウジングの内周面を黒色アルマイト処理にてすべて黒色アルマイト層にて覆った構成とした場合に、ハウジングの内周面をすべてアルミニウムの素地にて構成した場合と比較して、どの程度放熱性能の向上が図られるか、熱解析シミュレーションを行なった。その結果、後者に比べて前者においては、駆動時における紫外線発光ダイオードの温度が確実に低減されることが確認された。この紫外線発光ダイオードの温度の低減は、紫外線発光ダイオードの発光効率の向上と製品寿命の向上とにつながるものである。したがって、ハウジングの内周面を黒色アルマイト処理にてすべて黒色アルマイト層にて覆うことにより、飛躍的に高性能で長寿命の紫外線照射装置とすることができる。 In the irradiation head portion of the ultraviolet irradiation apparatus having the structure shown in FIGS. 2 and 3, the inventor has a structure in which the inner peripheral surface of the housing is entirely covered with a black anodized layer by black anodizing treatment. A thermal analysis simulation was performed to see how much the heat dissipation performance was improved compared to the case where the inner peripheral surface was made entirely of aluminum. As a result, it was confirmed that the temperature of the ultraviolet light emitting diode during driving was reliably reduced in the former compared to the latter. This reduction in the temperature of the ultraviolet light emitting diode leads to an improvement in the light emission efficiency and product life of the ultraviolet light emitting diode. Therefore, by covering all the inner peripheral surface of the housing with a black alumite layer by a black alumite treatment, it is possible to achieve an ultraviolet irradiation device with dramatically high performance and long life.

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における紫外線照射装置の照射ヘッド部の外観斜視図である。また、図６は、図５に示す紫外線照射装置の照射ヘッド部の内部構造を示す一部破断斜視図である。以下においては、これら図５および図６を参照して、本実施の形態における紫外線照射装置の構造について説明する。なお、上述の実施の形態１における紫外線照射装置と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is an external perspective view of the irradiation head portion of the ultraviolet irradiation device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 6 is a partially broken perspective view showing the internal structure of the irradiation head portion of the ultraviolet irradiation apparatus shown in FIG. Hereinafter, the structure of the ultraviolet irradiation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected in the figure about the part similar to the ultraviolet irradiation device in the above-mentioned Embodiment 1, and the description is not repeated here.

図５および図６に示すように、本実施の形態における紫外線照射装置にあっては、照射ヘッド部１２０のハウジングの外表面に複数の環状の凹凸を設けることにより、フィン１２１ｄが設けられている。より具体的には、ハウジングの一部を構成する基板ホルダ１２１の外表面に周方向に向かって延びる環状の溝を形成することにより、フィン１２１ｄを多数形成している。 As shown in FIG. 5 and FIG. 6, in the ultraviolet irradiation device according to the present embodiment, fins 121 d are provided by providing a plurality of annular irregularities on the outer surface of the housing of irradiation head unit 120. . More specifically, a large number of fins 121d are formed by forming an annular groove extending in the circumferential direction on the outer surface of the substrate holder 121 constituting a part of the housing.

このように構成することにより、ハウジングと外気との接触面積が増大するため、上述の熱伝導、対流熱伝達および輻射によって紫外線発光ダイオード１２７および基板１２６から基板ホルダ１２１に伝熱された熱が、効率的に外気に放熱されることになる。 With this configuration, the contact area between the housing and the outside air increases, so that the heat transferred from the ultraviolet light emitting diode 127 and the substrate 126 to the substrate holder 121 by the above-described heat conduction, convection heat transfer, and radiation is as follows. The heat is efficiently radiated to the outside air.

本発明者は、図４および図５に示す構造の紫外線照射装置の照射ヘッド部において、ハウジングの内周面を黒色アルマイト処理にてすべて黒色アルマイト層にて覆い、かつハウジングに図示の如くのフィンを形成した構成とした場合に、ハウジングの内周面をすべてアルミニウムの素地が露出した状態とし、かつハウジングにフィンを形成しない構成とした場合と比較して、どの程度放熱性能の向上が図られるか、熱解析シミュレーションを行なった。その結果、後者に比べて前者においては、駆動時における紫外線発光ダイオードの温度が確実に低減されることが確認された。また、前者においては、黒色アルマイト処理は行なっているがフィンを形成していない構成のものと比較して、さらに駆動時における紫外線発光ダイオードの温度が低減されることも確認された。この紫外線発光ダイオードの温度の低減は、紫外線発光ダイオードの発光効率の向上と製品寿命の向上とにつながるものである。したがって、ハウジングの内周面を黒色アルマイト処理にてすべて黒色アルマイト層にて覆い、かつハウジングに図示の如くのフィンを形成した構成とすることにより、飛躍的に高性能で長寿命の紫外線照射装置とすることができる。 In the irradiation head portion of the ultraviolet irradiation apparatus having the structure shown in FIGS. 4 and 5, the inventor covers the inner peripheral surface of the housing with a black alumite layer by black alumite treatment, and the housing has fins as illustrated. The heat radiation performance can be improved as compared to the case where the inner peripheral surface of the housing is in a state where the aluminum base is exposed and the fin is not formed on the housing. Or a thermal analysis simulation was performed. As a result, it was confirmed that the temperature of the ultraviolet light emitting diode during driving was reliably reduced in the former compared to the latter. In the former, it was also confirmed that the temperature of the ultraviolet light emitting diode during driving was further reduced as compared with a structure in which black alumite treatment was performed but no fin was formed. This reduction in the temperature of the ultraviolet light emitting diode leads to an improvement in the light emission efficiency and product life of the ultraviolet light emitting diode. Therefore, the inner peripheral surface of the housing is covered with a black alumite layer by black alumite treatment, and a fin as shown in the figure is formed on the housing, thereby dramatically improving the performance and extending the life of the ultraviolet irradiation device. It can be.

以上において説明した本実施の形態における紫外線照射装置においては、ハウジングを略円筒状のアルミニウムからなる部材を複数個組合わせることによって構成した場合を例示して説明を行なったが、本発明は、このような構成の紫外線照射装置にその適用が限定されるものではない。ハウジングの形状や大きさ材質等は、必要に応じて適宜変更することが可能であり、それに応じて被覆層を形成する部分やフィンを形成する部分を適宜変更することが可能である。 In the ultraviolet irradiation apparatus in the present embodiment described above, the case where the housing is configured by combining a plurality of members made of substantially cylindrical aluminum has been described as an example. The application is not limited to the ultraviolet irradiation apparatus having such a configuration. The shape, size, and the like of the housing can be appropriately changed as necessary, and the portion for forming the coating layer and the portion for forming the fin can be changed as appropriate.

また、上述の実施の形態における紫外線照射装置においては、被覆層を黒色の層にて形成した場合を例示して説明を行なったが、必ずしも黒色である必要はなく、ハウジングの基材部に比べて赤外線吸収率が高くなる層であれば、どのような色のものでも構わない。 Moreover, in the ultraviolet irradiation device in the above-described embodiment, the case where the coating layer is formed of a black layer has been described as an example. However, it is not always necessary to be black, and compared to the base portion of the housing. Any layer can be used as long as it has a high infrared absorption rate.

このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Thus, the above-described embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態１における紫外線照射装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the ultraviolet irradiation device in Embodiment 1 of this invention. 図１に示す紫外線照射装置の照射ヘッド部の内部構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the internal structure of the irradiation head part of the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 図１に示す紫外線照射装置の照射ヘッド部の内部構造を示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the internal structure of the irradiation head part of the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 図３に示す領域ＩＶの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a region IV shown in FIG. 3. 本発明の実施の形態２における紫外線照射装置の照射ヘッド部の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the irradiation head part of the ultraviolet irradiation device in Embodiment 2 of this invention. 図５に示す紫外線照射装置の照射ヘッド部の内部構造を示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the internal structure of the irradiation head part of the ultraviolet irradiation device shown in FIG.

Explanation of symbols

１００紫外線照射装置、１１０本体部、１１１前面、１２０照射ヘッド部、１２０ａ紫外線照射口、１２１基板ホルダ、１２１ａ内周面、１２１ｂ基材部、１２１ｃ被覆層、１２１ｄフィン、１２２ケース体、１２３コードホルダ、１２４，１２５レンズホルダ、１２４ａ，１２５ａ内周面、１２６基板、１２７紫外線発光ダイオード、１２８放熱シート、１２９，１３０レンズ、１３１プリント配線基板、１５０コード。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ultraviolet irradiation apparatus, 110 Main body part, 111 Front surface, 120 Irradiation head part, 120a Ultraviolet irradiation port, 121 Substrate holder, 121a Inner peripheral surface, 121b Base part, 121c Covering layer, 121d Fin, 122 Case body, 123 Code holder 124, 125 Lens holder, 124a, 125a Inner peripheral surface, 126 substrate, 127 UV light emitting diode, 128 heat dissipation sheet, 129, 130 lens, 131 printed wiring board, 150 cord.

Claims

A housing having an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays and having an accommodation space therein; an ultraviolet light emitting diode disposed in the accommodation space and radiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the ultraviolet irradiation port; An ultraviolet irradiation device comprising:
The housing has a base material part, and a coating layer provided on a part facing the accommodation space of the base material part and facing the ultraviolet light emitting diode,
The base portion is formed of aluminum or an aluminum alloy,
The coating layer is a black alumite layer formed by anodizing the base material portion,
The infrared irradiation apparatus of the said coating layer is higher than the infrared absorption rate of the said base material part, and is an ultraviolet irradiation device.

A housing having an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays and having an accommodation space therein; an ultraviolet light emitting diode disposed in the accommodation space and radiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the ultraviolet irradiation port; An ultraviolet irradiation device comprising:
The ultraviolet light emitting diode is mounted on a substrate fixed to the housing,
The substrate is a metal substrate formed of one metal material selected from the group consisting of copper, aluminum, copper alloy and aluminum alloy,
The housing has a base material part and a coating layer provided on a part facing the accommodation space of the base material part and facing the substrate,
The base portion is formed of aluminum or an aluminum alloy,
The coating layer is a black alumite layer formed by anodizing the base material portion,
The infrared irradiation apparatus of the said coating layer is higher than the infrared absorption rate of the said base material part, and is an ultraviolet irradiation device.

A housing having an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays and having an accommodation space therein; an ultraviolet light emitting diode disposed in the accommodation space and radiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the ultraviolet irradiation port; An ultraviolet irradiation device comprising:
The housing has a base material part, and a coating layer provided on a part facing the accommodation space of the base material part and facing the ultraviolet light emitting diode,
The coating layer is a coating layer formed by painting a paint on the surface of the base material portion,
The infrared irradiation apparatus of the said coating layer is higher than the infrared absorption rate of the said base material part, and is an ultraviolet irradiation device.

A housing having an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays and having an accommodation space therein; an ultraviolet light emitting diode disposed in the accommodation space and radiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the ultraviolet irradiation port; An ultraviolet irradiation device comprising:
The ultraviolet light emitting diode is mounted on a substrate fixed to the housing,
The substrate is a metal substrate formed of one metal material selected from the group consisting of copper, aluminum, copper alloy and aluminum alloy,
The housing has a base material part and a coating layer provided on a part facing the accommodation space of the base material part and facing the substrate,
The coating layer is a coating layer formed by painting a paint on the surface of the base material portion,
The infrared irradiation apparatus of the said coating layer is higher than the infrared absorption rate of the said base material part, and is an ultraviolet irradiation device.

A housing having an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays and having an accommodation space therein; an ultraviolet light emitting diode disposed in the accommodation space and radiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the ultraviolet irradiation port; An ultraviolet irradiation device comprising:
The housing has a base material part, and a coating layer provided on a part facing the accommodation space of the base material part and facing the ultraviolet light emitting diode,
The coating layer is a plating layer formed by performing a plating treatment on the surface of the base material,
The infrared irradiation apparatus of the said coating layer is higher than the infrared absorption rate of the said base material part, and is an ultraviolet irradiation device.

A housing having an ultraviolet irradiation port for irradiating ultraviolet rays and having an accommodation space therein; an ultraviolet light emitting diode disposed in the accommodation space and radiating ultraviolet rays to the outside of the housing through the ultraviolet irradiation port; An ultraviolet irradiation device comprising:
The ultraviolet light emitting diode is mounted on a substrate fixed to the housing,
The substrate is a metal substrate formed of one metal material selected from the group consisting of copper, aluminum, copper alloy and aluminum alloy,
The housing has a base material part and a coating layer provided on a part facing the accommodation space of the base material part and facing the substrate,
The coating layer is a plating layer formed by performing a plating treatment on the surface of the base material,
The infrared irradiation apparatus of the said coating layer is higher than the infrared absorption rate of the said base material part, and is an ultraviolet irradiation device.

The coating layer is black, UV irradiation device according to any of claims 3 to 6.

The housing has a fin on its outer surface, an ultraviolet irradiation device according to any one of claims 1 to 7.