光源装置

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【発明の名称】	光源装置
【発明者】	【氏名】菊地孝行
【要約】	【課題】強制空冷を行うことなく、ランプの口金や内蔵部品が高温になるのを防ぐことができ、また、筐体の温度が高温に上昇するのを防ぐこともできる光源装置を提供する。【解決手段】ランプ１と、該ランプ１の発光部を囲み、かつ、前記ランプ１の口金２に熱的に接続した集熱カバー１１と、前記ランプ１と集熱カバー１１を収容する筐体９と、前記集熱カバー１１に熱的に接続し、前記筐体９外に熱を移動させる熱移動手段１２、１３を備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ランプと、該ランプの発光部を囲み、かつ、前記ランプの口金に熱的に接続した集熱カバーと、前記ランプと集熱カバーを収容する筐体と、前記集熱カバーに熱的に接続し、前記筐体外に熱を移動させる熱移動手段を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】ランプと集熱カバーの間に、前記ランプの発光部を囲み、前記集熱カバーに熱的に接続した反射鏡を設けたことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】熱移動手段は相対的に高温用の熱移動手段と中温用の熱移動手段とを熱的に直列に接続してなることを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
【請求項４】熱移動手段は、管状の熱移動体が集熱カバーに巻き付けられてなることを特徴とする請求項１～３記載の光源装置。
【請求項５】筐体内壁の所望の位置に黒化処理を施したフィンを配設したことを特徴とする請求項１～４記載の光源装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高輝度な光を発生するランプなどを内蔵した光源装置に関し、特にその冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】高輝度な光を発生するランプ（例えば、写真現像用のハロゲンランプ）を内蔵した光源装置は、例えば図５（ａ）、（ｂ）に示すような構造をしている。図５において、１はハロゲンランプなどの高輝度な光を発生するランプ、２はその口金、３は口金２に取り付けられた電極リードである。４はランプ１の外周を囲み、例えば開口部が円形状をした回転放物線状の反射鏡である。５は反射鏡４を支持する支持体であって、ステンレスや鉄などの板材を加工したものである。６はファン、７は外気を取り入れるフィルター、８は光を取り出す窓、９は筐体である。この光源装置では、ランプ１は赤外線などの熱線を含み、高輝度に発光し、ランプ１の口金２、反射鏡４などの部品、筐体９などの構造体が高温になる。そこで、ファン６により外部の空気を筐体９内にフィルター７を通して導入し、強制空冷している。また、筐体９などの構造体を熱伝導性のある金属などで構成し、筐体９外への放熱性をよくしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の光源装置には以下のような問題があった。即ち、長時間使用すると、フィルター７が土砂や塵埃などで目ずまりし、強制空冷の性能が低下する。そうすると、ランプ１の口金２が使用限界以上の高温になって、ランプ１の寿命が短くなり、また、反射鏡４などの内蔵部品や筐体９などの構造体が高温になり、部材によっては損傷を受ける恐れがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解決すべくなされたもので、ランプと、該ランプの発光部を囲み、かつ、前記ランプの口金に熱的に接続した集熱カバーと、前記ランプと集熱カバーを収容する筐体と、前記集熱カバーに熱的に接続し、前記筐体外に熱を移動させる熱移動手段を備えたことを特徴とする光源装置である。ここで、集熱カバーは、ランプからの熱線を吸収する良熱伝導体からなるものである。
【０００５】本発明によれば、集熱カバーがランプの発光部を囲み、前記ランプの口金に熱的に接続しているため、ランプの発生する熱は、熱線として集熱カバーに吸収され、また、ランプの口金から集熱カバーに熱伝達される。従って、ランプの発生する熱は、集熱カバーを介して熱移動手段によって筐体外に移動させられる。従って、従来のようにフィルターを用いて強制空冷を行うことなく、ランプの口金や内蔵部品が高温になるのを防ぐことができる。また、ランプの発生する熱は集熱カバーに吸収されるため、筐体の温度が高温に上昇することもない。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（実施形態１）図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明にかかる光源装置の一実施形態の平面説明図およびそのＡ─Ａ断面説明図である。図１は、図５に関して説明した部分と同部分は同符号で指示してある。図１において、１１は集熱カバーである。集熱カバー１１は銅やアルミニウムなどの熱伝導性のよい金属ブロックを加工したもので、上部に回転放物線状の受光面１１ａを有し、受光面１１ａはランプ１の発光部を囲んでいる。また、集熱カバー１１は下部に内径の異なる円筒状部１１ｂ、１１ｃを有し、円筒状部１１ｂの内径はランプ１の円形状の口金２の外径よりも若干大きくなっており、円筒状部１１ｃの内径は口金２の外径よりも小さくなっている。そうして、円筒状部１１ｂ、１１ｃ間のリング状のテラス部１１ｄで口金２を保持している。また、１２、１３はそれぞれ、相対的に温度の高い高温用熱移動手段であるヒートパイプ（例えば１５０℃以上、熱媒体はナトリウムなどの液状金属、硫黄などの無機物、ナフタレン、ビフェニール類、シリコンオイルなどの有機物）、および相対的に温度の低い中温用熱移動手段であるヒートパイプ（例えば１５０℃以下、熱媒体は水、炭化水素系の溶媒などの有機物）、１４は放熱体、１４ａは放熱体１４のフィンである。
【０００７】本実施形態では、集熱カバー１１は筐体９内に固定されている。そうして、ランプ１（例えば、高輝度な発光をするハロゲンランプなど）は集熱カバー１１内に設置され、その口金２が円筒状部１１ｂ内に嵌め込まれ、集熱カバー１１の円筒状部１１ｂ、１１ｃ間のリング状のテラス部１１ｄ上に取り外し可能に固定されている。この状態で、口金２と円筒状部１１ｂの内壁との間隙は狭くなっており、その間隙には熱伝導材１５（例えば、熱伝導グリース）が充填されている。また、集熱カバー１１には、高温熱移動体となる高温用のヒートパイプ１２が２本平行に挿入されており、これらのヒートパイプ１２は中温用のヒートパイプ１３に熱的に接続している。ヒートパイプ１３はＬ型をなして、筐体９を貫通し、筐体９の外壁に沿って立ち上がって、放熱フィン１４ａを有する放熱体１４に挿入され、熱的に接続している。ヒートパイプ１２、１３とそれらが挿入される集熱カバー１１および放熱体１４の挿入部の隙間には熱伝導グリースが充填され、ヒートパイプ１２、１３は着脱可能になっている。なお、着脱の必要がない場合には、ヒートパイプ１２と集熱カバー１１、およびヒートパイプ１３と放熱体１４を半田付け、ろう付け、溶接などにより、密着固定させると、熱伝導性が向上する。
【０００８】本実施形態では、ランプ１の発熱は、熱線が集熱カバー１１の受光面１１ａで吸収され、また、口金２から熱伝導材１５を介して集熱カバー１１の円筒状部１１ｂ、１１ｃに効率よく伝達される。集熱カバー１１に吸収されたランプ１の発熱は、ヒートパイプ１２、１３により筐体９外に移送され、放熱体１４のフィン１４ａから効率よく外部に放熱される。
【０００９】なお、集熱カバー１１の受光面１１ａは、塗料を塗ったり、化成処理により黒化処理をしたり、あるいは凹凸状にすると、熱線の吸収効率を高めることができる。また、受光面１１ａには、銀やアルミニウム、ニッケルなどの光沢のある膜からなる、熱線を選択的に吸収する反射膜を形成してもよい。口金２は、円形に限らず、多角形などの種種の形状をとることができ、それに伴い集熱カバー１１の口金２を保持する保持部の形状も円筒状に限らず、口金２に合わせた種種の形状にしてもよい。また、高温用および中温用熱移動体としては、ヒートパイプに限らず、銅、アルミニウムなどの熱伝導性のよい金属体を用いてもよい。そうして、その形状は、断面が円形に限らず、楕円形、多角形などの棒状体、あるいは管状体でもよく、長手方向には直線状でも波付き状でもよい。また、筐体９や内部構造材としは、ランプ１の放熱性がよくなっているので、銅、アルミニウムなどの金属に限らず、カーボンなどの無機材料、ポリエチレンなどの樹脂材料やＦＲＰ樹脂などを用いることができる。さらに、放熱体１４の冷却は、自然空冷でも、送風機による強制空冷でもよい。
【００１０】（実施形態２）本実施形態は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ランプ１を囲むように回転放物線状の反射鏡４が設けられている。反射鏡４は、その周端部４ａが円環状の集熱カバー２１の上端部で支持されている。集熱カバー２１の集熱カバー上部２１ａは、反射鏡４に面する受光面が黒化処理されて吸熱性を有し、円環状部内に高温用の熱媒体が封入されており、反射鏡４を囲む高温用の熱移動手段を兼ねている。集熱カバー下部２１ｂは円環状をなし、円環状部内には中温用の熱媒体が封入され、口金２を囲む中温用の熱移動手段を兼ねている。集熱カバー下部２１ｂは筐体９外に通じる中温用の２本のヒートパイプ１３に熱的に接合している。また、集熱カバー下部２１ｂには、リング状の口金固定金具２２がネジ２３で取り付けられている。口金固定金具２２の内径は口金２の外径よりもやや大きくなっており、口金２が口金固定金具２２に半田付け、ロー付け、溶接などで接合されている。２４は、集熱カバー下部２１ｂと口金固定金具２２の間隙に詰め込められた熱伝導性のよい熱伝導材（例えば熱伝導グリース）である。本実施形態では、反射鏡４を設けることにより、光源からの反射光の輝度を高くすることができる。
【００１１】（実施形態３）本実施形態は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、集熱カバー３１は環状をなし、内部には熱媒体が注入されている。集熱カバー３１は、直角に曲げられて筐体９外に立ち上がる平板状の容器３２に接続している。集熱カバー３１と容器３２は熱移動体の機能を有する構造をしており、熱移動手段を兼ねている。また、熱媒体は集熱カバー３１と容器３２との間を移動可能になっている。また、本実施形態では、容器３２が筐体９の外壁面に接触するように設けられており、筐体９からの放熱も効率よく行うことができる。なお、本実施形態では、筐体９の四面からなる外壁面の内の一面に接するように放熱体１４を設けたが、容器３２を筐体９の四面の外壁面に接触するように設け、放熱体１４も四面の外壁面に設けてもよく、さらには、放熱体１４を筐体９の上面に設けてもよい。
【００１２】（実施形態４）本実施形態は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ランプ１を囲むように回転放物線状の反射鏡４が設けられている。反射鏡４は、その周端部４ａが円環状の集熱カバー４１の上端部で支持されている。集熱カバー４１の集熱カバー上部４１ａは円筒状をなして、反射鏡４に面する面が黒化処理されて、吸熱性を有している。また、集熱カバー下部４１ｂは円筒状をなし、熱伝導材２４を介して口金固定金具２２に熱的に接している。本実施形態では、集熱カバー４１の外周に管状のヒートパイプ４２ａ～４２ｎがリング状に巻き付けられている。ヒートパイプ４２ａ～４２ｎは筐体９を貫通し、筐体９の外壁に沿って立ち上がって、放熱フィン１４ａを有する放熱体１４に挿入され、熱的に接続している。なお、上記実施形態では、多数本のヒートパイプ４２ａ～４２ｎが集熱カバー４１の外周に巻き付けられているが、一本のヒートパイプを螺旋状に巻き付けてもよい。また、一本または複数本のヒートパイプを巻き付けて、竹籠を編むように、集熱カバー自体を形成してもよい。
【００１３】なお、上記実施形態１～４（図１～４）において、筐体９の内壁の所望の位置（ランプ１の光が当たる位置）に黒化処理を施したフィンを配設すると、筐体９内部の空気の筐体９内壁との接触面積が増加するために、筐体９内部の空気の温度が直接的に下がり、筐体９内部の部品などが高温になるのを防ぎことができるという大きな効果がある。特に、上方に位置する窓８の周辺にフィンを配設するので有効である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従来のようにフィルターを用いて強制空冷を行うことなく、ランプの口金や内蔵部品が高温になるのを防ぐことができ、また、筐体の温度が高温に上昇するのを防ぐこともできるという優れた効果がある。さらに、部品の耐熱性の観点から設計の自由度を拡げることができ、比較的耐熱性の低い部材も採用することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００５２９０【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
【出願日】	平成１１年６月１７日（１９９９．６．１７）
【代理人】
【公開番号】	特開２００１－６４３１（Ｐ２００１－６４３１Ａ）
【公開日】	平成１３年１月１２日（２００１．１．１２）
【出願番号】	特願平１１－１７１５３０