JP2005062419A - Light source device - Google Patents
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Abstract
【課題】 固体光源が固着される冷却ケース内の冷却液体を羽根部材によって強制対流させることで、効率よく固体光源を冷却し、固体光源の輝度をあげ、長期にわたって性能を維持できる光源装置を提供する。
【解決手段】 光源装置1は、固体光源であるLED11と、LED11を固着する金属基板21と、金属基板21が固着され、内部に冷却液体90が密閉される冷却ケース31と、冷却ケース31の内部に駆動可能に設けられた羽根部材51とが備えられている。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device capable of efficiently cooling a solid light source, increasing the brightness of the solid light source, and maintaining the performance for a long time by forcibly convection the cooling liquid in the cooling case to which the solid light source is fixed with the blade member. To do.
A light source device includes: an LED that is a solid light source; a metal substrate that fixes the LED; a cooling case that includes the metal substrate that is fixed; The blade member 51 is provided inside the vehicle so as to be drivable.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、固体光源等が発生する熱を筐体内の冷却液体を強制対流させることで、効率よく冷却する光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device that efficiently cools heat generated by a solid light source or the like by forced convection of a cooling liquid in a housing.
近年、発光ダイオード(LED)等の固体光源を照明に用いるプロジェクタ等の電子機器の小型化、高輝度化が促進されて装置内の熱密度が従来に比べて上昇してきたために、電子機器、特に発熱源である光源装置の冷却性能の一層の向上が必要とされてきている。 In recent years, electronic devices such as projectors that use solid-state light sources such as light-emitting diodes (LEDs) for illumination have been promoted in miniaturization and higher brightness, and the heat density in the devices has increased compared to conventional devices. There is a need to further improve the cooling performance of the light source device, which is a heat source.
このことから、LEDのような発光素子が配線基板上に実装され、発光素子の周囲に穴が空いた枠体が配線基板に固着され、この枠体の穴に不活性で透光性がある液体が入れられた後に、透明な樹脂で形成された蓋体であるレンズ板が液体を密閉するように固着され、この液体の自然対流によって発光素子や配線基板からの熱輸送が促進される光源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, a light emitting element such as an LED is mounted on the wiring board, and a frame having a hole around the light emitting element is fixed to the wiring board, and the hole in the frame is inactive and translucent. After the liquid is put in, the lens plate, which is a lid formed of a transparent resin, is fixed so as to seal the liquid, and the natural convection of the liquid promotes heat transport from the light emitting element and the wiring board. An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、LEDが、筐体内に密閉された絶縁性かつ不活性で透光性を有する液体中に浸漬され、この液体に接する部分に筐体に形成された放熱用のフィンが設けられているか、または、筐体を密閉するレンズ部分に金属枠が設けられ、これらのフィンや金属枠に熱を伝導して冷却を促進するという光源装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, the LED is immersed in an insulating, inert and translucent liquid sealed in the casing, and a heat-dissipating fin formed in the casing is provided in a portion in contact with the liquid, Alternatively, a light source device is known in which a metal frame is provided in a lens portion that seals the housing, and heat is conducted to these fins and the metal frame to promote cooling (see, for example, Patent Document 2).
また、発熱部品を筐体である冷却体に固着し、冷却体内の冷媒に気泡を発生させ、この気泡によって冷媒を循環させるという冷却体構造が知られている(例えば、特許文献3参照)。
このような特許文献1では、冷却用液体は枠体内において自然体対流で循環されるため、循環スピードが遅く、充分な冷却が行えないので、LEDの温度が上昇し輝度を高めることができない。
また、枠体外部への放熱部であるレンズ部は、合成樹脂やガラスで構成されているために、熱伝導率の高い金属に比較し、熱伝導率が低く熱抵抗となるという課題がある。
In
Moreover, since the lens part which is a heat radiating part to the outside of the frame body is made of synthetic resin or glass, there is a problem that the thermal conductivity is lower than that of a metal having a high thermal conductivity, resulting in a thermal resistance. .
また、特許文献2では、筐体内に放熱用のフィンを設けてあるか、または筐体を密閉するレンズ部に金属枠を設け、これらのフィンや金属枠にLEDが発生する熱を伝導させるので筐体外部への熱抵抗は小さくなるが、冷却用の液体は自然対流とされる。自然対流では、対流スピードが遅く、充分な冷却は行えないという課題がある。 Moreover, in patent document 2, since the fin for heat radiation is provided in the housing | casing, or the metal frame is provided in the lens part which seals a housing | casing, the heat | fever which LED generate | occur | produces in these fins and a metal frame is conducted. Although the thermal resistance to the outside of the housing is reduced, the cooling liquid is natural convection. In natural convection, there is a problem that the convection speed is slow and sufficient cooling cannot be performed.
また、特許文献3では、発熱部品を冷却体に固着し、冷却体内の冷媒に気泡を発生させ、この気泡によって冷媒を循環させる。気泡が存在する冷媒は比重が低くなり、気泡が混在された冷媒は比重が軽い方へと移動する。
この移動によって冷媒が循環するが、比重が小さい循環の上部と比重が大きい下流部との温度差が大きくなり、発熱部品を均一に冷却ができないという課題がある。
In Patent Document 3, the heat generating component is fixed to the cooling body, bubbles are generated in the refrigerant in the cooling body, and the refrigerant is circulated by the bubbles. The refrigerant in which bubbles are present has a low specific gravity, and the refrigerant in which bubbles are mixed moves to a lighter specific gravity.
Although the refrigerant circulates by this movement, there is a problem that the temperature difference between the upper part of the circulation with a small specific gravity and the downstream part with a large specific gravity becomes large, and the heat generating components cannot be cooled uniformly.
本発明の目的は、固体光源が固着される筐体内の冷却液体を強制対流させることで、効率よく固体光源を冷却し、固体光源の輝度をあげ、長期にわたって性能を維持できる光源装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a light source device capable of efficiently cooling a solid light source, increasing the brightness of the solid light source, and maintaining performance over a long period of time by forcibly convection of a cooling liquid in a housing to which the solid light source is fixed. That is.
本発明の光源装置は、固体光源と、該固体光源を固着する基板と、前記基板が固着され、内部に冷却液体が密閉される筐体と、前記筐体の内部に駆動可能に設けられた羽根部材と、が備えられていることを特徴とする。
ここで、固体光源としては、LED(発光ダイオード)、レーザーダイオード、EL(エレクトロルミネッセンス)等を採用することができる。
また、冷却液体は、特に限定されるものではないが、水や、流動性がよいシリコン系オイルなどが採用される。
The light source device of the present invention is provided with a solid light source, a substrate to which the solid light source is fixed, a casing to which the substrate is fixed and a cooling liquid is sealed inside, and a drivable inside the casing. And a blade member.
Here, as the solid light source, an LED (light emitting diode), a laser diode, an EL (electroluminescence), or the like can be employed.
Further, the cooling liquid is not particularly limited, but water, silicone oil having good fluidity, or the like is employed.
この発明によれば、固体光源が、基板を介して筐体に固着されており、この筐体は密閉された容器であり、内部に冷却液体が収納されている。筐体内部には、回転駆動や往復駆動される羽根部材等が設けられ、例えば、筐体外部の制御回路等によって駆動されるので、冷却液体が筐体内部で強制対流される。このことにより、固体光源から発生される熱が伝導される筐体内面に沿って冷却液体が対流し、高効率の冷却ができる。
また、固体光源から熱が伝達された冷却用の液体は、強制対流される過程で筐体にも伝達されるが、筐体に設けられた例えば、冷却フィンから空気中に放熱されるので、より一層冷却効果が高められる。
このように、効率的な冷却ができるので、固体光源の輝度を高めることができ、また、
温度上昇による、固体光源の劣化を防止することができる。
According to this invention, the solid light source is fixed to the housing via the substrate, and the housing is a sealed container in which the cooling liquid is accommodated. A blade member or the like that is rotationally driven or reciprocally driven is provided inside the housing, and is driven by, for example, a control circuit outside the housing, so that the cooling liquid is forcibly convected inside the housing. As a result, the cooling liquid convects along the inner surface of the casing through which the heat generated from the solid light source is conducted, and highly efficient cooling can be performed.
In addition, the cooling liquid to which heat is transmitted from the solid light source is also transmitted to the casing in the process of forced convection, but for example, heat is radiated from the cooling fins provided in the casing to the air. The cooling effect is further enhanced.
Thus, since efficient cooling can be performed, the brightness of the solid light source can be increased,
Degradation of the solid light source due to temperature rise can be prevented.
本発明では、前記羽根部材は、回転軸と、この回転軸に設けられた複数の羽根と、が備えられ、前記回転軸の一端が前記筐体に挿通され、その端部に固着された磁石と、前記磁石の端面方向に空隙を有して対向する位置に固定子が備えられ、前記磁石と前記固定子の間にあって、前記磁石とは空隙を有する位置に、前記筐体が密閉される密閉板と、が備えられていることが好ましい。
この発明によれば、回転軸には、複数の羽根部が設けられ、この回転軸は、磁石と、この磁石の端面に対向して備えられた固定子(このような磁石と固定子の構成は、アキシャルギャップモータと呼ばれる)によって回転されるため、効率よく羽根部が回転され、冷却効果を高めることができる。
In the present invention, the blade member includes a rotation shaft and a plurality of blades provided on the rotation shaft, and one end of the rotation shaft is inserted into the housing and is a magnet fixed to the end portion. And a stator is provided at a position facing each other with a gap in the direction of the end face of the magnet, and the casing is sealed at a position between the magnet and the stator, where the magnet has a gap. It is preferable that a sealing plate is provided.
According to the present invention, the rotating shaft is provided with a plurality of blade portions, and the rotating shaft includes a magnet and a stator provided facing the end face of the magnet (the configuration of such a magnet and a stator). Is called an axial gap motor), the blades are efficiently rotated, and the cooling effect can be enhanced.
また、磁石と固定子の間には、密閉板が設けられ、この密閉板は、例えば、筐体に圧入、接着、溶接溶着等の手段で固着されるので、冷却用の液体が、筐体から漏れ出すことを防止し、長期間にわたって光源装置の冷却性能を維持することができる。 In addition, a sealing plate is provided between the magnet and the stator, and this sealing plate is fixed to the casing by means such as press fitting, adhesion, welding welding, etc. And the cooling performance of the light source device can be maintained over a long period of time.
また、本発明では、前記羽根部の直径が、2mm以上10mm以下であることが望ましい。
このような構造では、固体光源がLEDである場合、LEDの底辺の一辺は、1mm〜2mmで、LEDが固着される基板は直径8mm、もしくは一辺8mm〜10mm程度の方形であることが多いので、羽根部の直径は2mm以上10mmとされることで、LED光源の冷却が効率よく行われる。
この際、筐体内の液体の対流を効率よく行うためには、筐体内辺の大きさにも影響されるが、羽根部の外径は、筐体内辺の1/3〜2/3の大きさの範囲に設定されることが好ましい。
Moreover, in this invention, it is desirable for the diameter of the said blade | wing part to be 2 mm or more and 10 mm or less.
In such a structure, when the solid light source is an LED, one side of the LED is 1 mm to 2 mm, and the substrate to which the LED is fixed is often a square having a diameter of 8 mm or a side of about 8 mm to 10 mm. The diameter of the blade is 2 mm or more and 10 mm, so that the LED light source is efficiently cooled.
At this time, in order to efficiently perform convection of the liquid in the housing, the outer diameter of the blade portion is 1/3 to 2/3 of the inner side of the housing, although it is also affected by the size of the inner side of the housing. It is preferable to set within the range.
本発明では、前記密閉板が、非磁性、かつ高比抵抗材料で形成されていることが好ましい。
本発明の構造では、羽根部材を回転する手段としては、アキシャルギャップモータが採用されている。このアキシャルギャップモータを構成する磁石と固定子の間に密閉板が設けられている。従って、磁石の漏れ磁界や固定子の磁界の影響を受けない非磁性材料が採用されることで、羽根部材が効率よく回転される。
また、密閉板は、高比抵抗材料で構成されるため、アキシャルギャップモータが駆動される際に渦電流が発生しにくいため、渦電流により発生される熱を低減させることができる。
密閉板の材料としては、セラミック材料、硬質合成樹脂や、金属としては非磁性ステンレス鋼や銅系材料を採用することができる。
In the present invention, the sealing plate is preferably made of a non-magnetic and high specific resistance material.
In the structure of the present invention, an axial gap motor is employed as means for rotating the blade member. A sealing plate is provided between the magnet and the stator constituting the axial gap motor. Therefore, the non-magnetic material that is not affected by the magnetic leakage field of the magnet or the magnetic field of the stator is used, so that the blade member is efficiently rotated.
Moreover, since the sealing plate is made of a high specific resistance material, eddy currents are less likely to be generated when the axial gap motor is driven, so that heat generated by the eddy currents can be reduced.
As the material of the sealing plate, ceramic material, hard synthetic resin, and non-magnetic stainless steel or copper-based material can be adopted as the metal.
本発明では、前記固定子が、コイルコアとコイルとから構成され、その外周が樹脂封止され、前記筐体が、前記固定子が装着されることで密閉されることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said stator is comprised from a coil core and a coil, the outer periphery is resin-sealed, and the said housing | casing is sealed by mounting | wearing with the said stator.
本発明の構造では、羽根部材の回転は、アキシャルギャップモータで行われる。このアキシャルギャップモータを構成する固定子は、例えば、中心部に磁性材料で形成されるコイルコアと、コイルコアの周囲に巻回されたコイルで構成され、このコイルの外周は樹脂封止されている。従って、この樹脂封止された固定子が筐体に圧入や接着固定されることで、液体の漏れを防止することができる。
また、この構造によれば、筐体を密閉するための部材を用いることなく、筐体を密閉し、液体の漏れを防止することができる。
In the structure of the present invention, the blade member is rotated by an axial gap motor. The stator that constitutes this axial gap motor is composed of, for example, a coil core formed of a magnetic material at the center and a coil wound around the coil core, and the outer periphery of the coil is sealed with resin. Therefore, the resin-sealed stator is press-fitted or adhesively fixed to the housing, thereby preventing liquid leakage.
Moreover, according to this structure, without using a member for sealing the casing, the casing can be sealed and liquid leakage can be prevented.
また、本発明では、前記羽根部材は、回転軸と、この回転軸に設けられた複数の羽根と磁石と、前記磁石の外周にリング状の固定子と、が備えられていることを特徴とする。 In the present invention, the blade member includes a rotation shaft, a plurality of blades and magnets provided on the rotation shaft, and a ring-shaped stator on the outer periphery of the magnet. To do.
本発明の構造では、羽根部材を回転させる手段として、磁石の外周にリング状の固定子が設けられている。このような構造は、ラジアルギャップモータと呼ばれる。ラジアルギャップモータでは、回転軸の軸方向にスラスト加重がかからないため、軸受の磨耗が少なく、耐久性が向上するという効果もある。 In the structure of the present invention, a ring-shaped stator is provided on the outer periphery of the magnet as means for rotating the blade member. Such a structure is called a radial gap motor. In the radial gap motor, since thrust load is not applied in the axial direction of the rotating shaft, there is an effect that the wear of the bearing is small and the durability is improved.
本発明によれば、前記羽根部材が、一方の端部が前記筐体の前記固体光源が固着される側に対して反対側に固着され、他方の端部が往復振動される板状部材であることを特徴とする。 According to the present invention, the blade member is a plate-like member whose one end is fixed to the opposite side to the side where the solid light source of the casing is fixed, and the other end is reciprocally vibrated. It is characterized by being.
このような構造では、羽根部材は、例えば、扇型や短冊状の板部材とされ、他方の端部が往復振動されるため、固体光源が固着されている筐体が強制対流された冷却用の液体によって効率よく冷却することができる。
また、羽根部材が往復振動されるので、簡単な構造でコンパクトな冷却装置が構成できる。
In such a structure, the blade member is, for example, a fan-shaped or strip-shaped plate member, and the other end is reciprocally vibrated, so that the casing to which the solid light source is fixed is forcibly convected. The liquid can be cooled efficiently.
Further, since the blade member is reciprocally vibrated, a compact cooling device can be configured with a simple structure.
本発明では、前記羽根部材の両面に圧電素子が固着され、この圧電素子の屈曲振動によって、前記羽根部材が往復振動されることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that piezoelectric elements are fixed to both surfaces of the blade member, and the blade member is reciprocally vibrated by bending vibration of the piezoelectric element.
このような構造では、羽根部材の両面に圧電素子、例えばPZT(チタン酸―ジルコン酸―鉛)が固着されているので、光源装置外部からの電流印加によって圧電素子が屈曲振動される。圧電素子の屈曲振動によって、羽根部材が圧電素子の振動に倣って振幅が拡大されて往復振動される。このことから、簡単な構造で、光源装置の効率的な冷却ができる。 In such a structure, since piezoelectric elements, for example, PZT (titanate-zirconate-lead) are fixed to both surfaces of the blade member, the piezoelectric elements are bent and vibrated by applying a current from the outside of the light source device. Due to the bending vibration of the piezoelectric element, the blade member is reciprocally oscillated with the amplitude enlarged following the vibration of the piezoelectric element. Therefore, the light source device can be efficiently cooled with a simple structure.
本発明の光源装置は、前記羽根部材の振動部長さが、3mm以上20mm以下であることが望ましい。
また、本発明によれば、羽根部材の往復振動によって液体が強制対流されるが、筐体内で、効率よく液体を対流させるためには、少なくともLEDの一辺の長さよりも大きい振動部の長さが必要であり、また、基板の一辺の長さ、または直径よりも大きく、筐体内部の高さの1/2より大きいことが好ましい。このことによって、コンパクトで効率がよい冷却ができる光源装置を提供できる。
In the light source device of the present invention, it is desirable that the vibration member length of the blade member is 3 mm or more and 20 mm or less.
In addition, according to the present invention, the liquid is forcedly convected by the reciprocating vibration of the blade member, but in order to efficiently convect the liquid in the casing, the length of the vibrating portion is at least larger than the length of one side of the LED. Is larger than the length or diameter of one side of the substrate and is preferably larger than 1/2 of the height inside the housing. This makes it possible to provide a light source device that is compact and capable of efficient cooling.
本発明では、前記羽根部材は板状部材であって、前記羽根部材が前記筐体の外部に挿通された端部に備えられた磁極片と、前記羽根部材の長手方向途中を支持し、前記筐体に固着されるヒンジと、前記磁極片の外縁と空隙を有して前記磁極片の磁極と対向する位置に一対の固定磁極と、を備え、前記羽根部材が往復振動されることが好ましい。 In the present invention, the blade member is a plate-like member, and the blade member supports a magnetic pole piece provided at an end portion inserted through the outside of the housing, and a midway in the longitudinal direction of the blade member, It is preferable that a hinge fixed to the housing and a pair of fixed magnetic poles at positions opposite to the magnetic poles of the magnetic pole pieces having an outer edge and a gap are provided, and the blade member is reciprocally vibrated. .
このような構造では、固定磁極は、例えば、軟鉄にコイルを巻回された電磁石であり、羽根部材は、筐体外部から駆動電流が印加されることで、磁極片が吸引または反発されて
ヒンジを支点として往復振動され、その往復振動によって冷却液体が強制対流され光源装置の冷却が効率よくできる。
この往復振動手段では、駆動制御回路が簡素にできるという効果もある。
In such a structure, the fixed magnetic pole is, for example, an electromagnet in which a coil is wound around soft iron, and the blade member is a hinge that is attracted or repelled by applying a drive current from outside the housing. As a fulcrum, the cooling liquid is forcibly convected by the reciprocating vibration, and the light source device can be cooled efficiently.
This reciprocating vibration means also has an effect that the drive control circuit can be simplified.
また、本発明では、前記筐体の一部が、前記羽根部材に備えられた磁極片を覆うように凹部が形成され、前記筐体が密閉されていることが望ましい。 In the present invention, it is desirable that a concave portion is formed so that a part of the casing covers a magnetic pole piece provided on the blade member, and the casing is sealed.
このような構造では、筐体の一部が磁極片を覆うように延出されているため、羽根部材全体を含んで密閉構造が構成されているので、可動部分が筐体内に装着されていることになり、一層、冷却液体の漏れを防止することができ、長期間にわたって安定した冷却性能を維持することができる。
この際、後述するが、筐体に、前述の凹部に該当する別体の密閉枠を形成し、磁極片を覆うように筐体に固着し、筐体を密閉することができる。
In such a structure, since a part of the casing extends so as to cover the magnetic pole piece, the sealing structure is configured to include the entire blade member, so the movable part is mounted in the casing. As a result, leakage of the cooling liquid can be further prevented, and stable cooling performance can be maintained over a long period of time.
At this time, as will be described later, a separate sealing frame corresponding to the above-described concave portion is formed on the casing, and the casing can be sealed by being fixed to the casing so as to cover the magnetic pole pieces.
本発明の光源装置は、固体光源と、該固体光源を固着する基板と、前記基板が固着され、内部に液体が流動される筐体と、前記筐体の内部に駆動可能に設けられた羽根部材と、前記筐体に設けられた液体流入口と液体流出口とが備えられていることを特徴とする。 The light source device of the present invention includes a solid-state light source, a substrate to which the solid-state light source is fixed, a casing to which the substrate is fixed and a liquid flows inside, and a blade provided inside the casing to be drivable A member and a liquid inlet and a liquid outlet provided in the housing are provided.
このような構造では、筐体には、冷却液体が筐体内部を流動させるための液体流入口と液体流出口が設けられ、冷却液体は、液体流入口近傍の筐体外部に、例えばポンプが設けられ、強制流動されている。
筐体内部には、羽根部材が設けられて、この流動された冷却液体を強制撹拌するので、液体は、強制流動されて冷却をすることができるので、冷却液体の流入口付近と流出口付近の温度を均一化することができ、筐体のすべての部分が均一に冷却することができる。
この際、羽根部材としては、例えば遠心ファンや軸流ファンを採用することができる。
In such a structure, the casing is provided with a liquid inlet and a liquid outlet for allowing the cooling liquid to flow inside the casing, and the cooling liquid is provided outside the casing near the liquid inlet, for example, by a pump. It is established and forced to flow.
A vane member is provided inside the casing, and the flowed cooling liquid is forcibly agitated, so the liquid can be forced to flow and cool, so the vicinity of the cooling liquid inlet and the outlet The temperature of the housing can be made uniform, and all parts of the housing can be cooled uniformly.
At this time, for example, a centrifugal fan or an axial fan can be used as the blade member.
本発明によれば、前記羽根部材が、放射状に形成された複数の羽根を有し、前記羽根部材が複数備えられていることが好ましい。
このような構造では、流入口から流入された冷却液体は、複数の羽根部材が強制的に回転され、より早い流れの撹拌が行われるため、筐体全体が均一に冷却されるという効果がある。
According to this invention, it is preferable that the said blade member has a some blade | wing formed radially, and the said blade member is provided with two or more.
In such a structure, the cooling liquid that has flowed in from the inflow port has an effect that the plurality of blade members are forcibly rotated and stirring of the faster flow is performed, so that the entire housing is uniformly cooled. .
本発明の光源装置では、前記複数の羽根部材の回転方向が異なることが好ましい。
このように、複数の羽根部材が、特に、隣接される羽根部材が、相互に回転方向が異なるために、羽根部材の周囲の液体がより強く撹拌されるので、液体の温度が均一化され、筐体全体の温度が均一化されて、冷却効果が一層高められる。
In the light source device of the present invention, it is preferable that the rotation directions of the plurality of blade members are different.
As described above, since the plurality of blade members, particularly the adjacent blade members, have different rotational directions, the liquid around the blade member is more strongly stirred, so that the temperature of the liquid is made uniform. The temperature of the entire casing is made uniform, and the cooling effect is further enhanced.
本発明では、前記羽根部材が、一方の端部が前記筐体の封止部材に固着され、他方の端部が往復振動される板状部材であることを特徴とする。 In the present invention, the blade member is a plate-like member whose one end is fixed to the sealing member of the casing and whose other end is reciprocally oscillated.
このような構造では、冷却用の液体は、流入口から流出口に向かって強制流動されるが、筐体内に設けられた羽根部材が往復振動されるため、液体は強制撹拌されるので、液体の温度が均一化され、筐体全体の冷却を効率的に行うことができる。 In such a structure, the cooling liquid is forced to flow from the inlet to the outlet, but since the blade member provided in the casing is reciprocally vibrated, the liquid is forcibly agitated. Thus, the entire casing can be efficiently cooled.
本発明では、前記基板と前記筐体が一体的に構成されていることが考えられる。
このような構造では、光源が筐体に直接固着されているので、簡素な構造が実現できる。また、冷却効果を一層高めることができる。冷却効果を一層高めることができる。
In the present invention, it is conceivable that the substrate and the housing are integrally formed.
In such a structure, since the light source is directly fixed to the housing, a simple structure can be realized. In addition, the cooling effect can be further enhanced. The cooling effect can be further enhanced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図12は本実施形態の光源装置の冷却構造が示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1-12 shows the cooling structure of the light source device of this embodiment.
本発明の実施例1を図1、図2を用いて説明する。
図1は実施例1の光源装置の断面図を示す。図1において、光源装置1は、固体光源であるLED(発光ダイオード)11、LED11が固着され、内部に冷却液体90が充填されている筐体としての冷却ケース31、冷却ケース31内に設けられた羽根部材51で構成され一体化されている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the light source device according to the first embodiment. In FIG. 1, a
冷却ケース31は、内部に冷却液体90が収納できるような容器状であり、LED11が固着される側(図中、上方)に、冷却ケース蓋22が、冷却ケース31の上部開口部に密着固定されている。また、冷却ケース蓋22とは反対側の冷却ケース31の外周部には、空気冷却のための櫛歯状のフィン35が形成される。冷却ケース31の内部は、冷却液体90が流動しやすいようになだらかな円弧状に連続した形状に形成されている。
冷却ケース31は、熱伝導率が高いアルミニウム合金やマグネシウム合金や銅合金が採用されるが、液体が収納されるので、ステンレス鋼なども採用することができる。
冷却ケース31の内部略中央には、略台形状の凸部31Bが形成されている。
The cooling
The cooling
A substantially trapezoidal
この凸部31Bの中央部には、冷却ケース31の内側から外側に貫通する孔を有する軸受42が挿着され、また、凸部31Bの冷却ケース31の外部は、段上に形成された凹部が設けられている。この凹部の外側の段部に、密閉板65が密着固着され、前述の冷却ケース蓋22と密閉板65によって冷却ケース31に密閉空間が形成される。
この密閉板65は、合成樹脂や、セラミック、非磁性ステンレス鋼、銅系金属などの非磁性材料が採用される。
冷却ケース31の密閉板65が固着されている凹部内に、密閉板31の外側の面(図中、下面)に、固定子61が固着されている。
A bearing 42 having a hole penetrating from the inside to the outside of the cooling
The sealing
The
固定子61は、図示しないが、コイルが巻回されて表面が合成樹脂で被服されており、密閉板65と平面形状が略同じとされる。コイルは、外部の制御回路に接続されている。
Although not shown, the
LED11は、金属基板21に接着等の手段で固着され、冷却ケース蓋22に密着固定される。この際、LED11が固着される基板は金属基板としたが、金属基板に限定されるものではなく、耐熱性、熱伝導率が高い合成樹脂等を採用できる。
金属板21は、LED11の下側に冷却ケース31の内側から厚み方向途中まで穴が穿設され、この穴にセラミック等で形成された軸受41が挿着されている。
The
The
次に、羽根部材51の構造について説明する。図1において、羽根部材51は、回転軸43の長手方向略中央部に回転羽根44が備えられている。また、回転軸43は、軸受42を貫通し、端部には磁石45が、回転軸43の回転中心と磁石45の回転中心を一致させて固着されている。
回転軸43の磁石45とは反対側の端部は、軸受41に挿入される。
この磁石45と固定子61とでアキシャルギャップモータが構成され、磁石45は、2極、4極、6極など偶数極に着磁された永久磁石であり、その極数は、羽根部材51の設定回転スピード、固定子も含めたサイズから適宜選択することができる。
Next, the structure of the
The end of the
The
図2は、羽根部材51を構成する回転羽根44の概略形状を示す正面図である。図2において、回転羽根44は、中心に回転軸43に装着するための貫通孔46が穿設され、中心から放射状に5枚の羽根47が延出されている。この羽根47は、金属で形成され、その断面は略長方形に形成される。
FIG. 2 is a front view showing a schematic shape of the
このような光源装置1では、LED11の底辺の一辺は、1mm〜2mmで、LED11が固着される基板は直径8mm、もしくは一辺8mm〜10mm程度の方形であることが多いので、回転羽根44の直径は2mm以上10mmとされる。この際、冷却ケース31内の液体90の対流を効率よく行うためには、冷却ケース31の内辺の大きさにも影響されるが、回転羽根44の直径は、筐体内辺の1/3〜2/3の大きさの範囲に設定されることが好ましい。
In such a
回転羽根44は、回転軸43に軸止され、回転軸43の回転とともに回転される。回転軸43の軸受41,42に挿入される部分の大きさは、摩擦低減のために1mm以下で、回転時の構造的強度が保持される程度の大きさに設定されることが好ましい。
The
固定子61が、外部の駆動制御回路(図示せず)から電流印加されると、それに同期して磁石45、回転軸43、回転羽根44が一体で回転され、回転羽根44の回転による遠心力で、回転羽根44の中心部から外周方向に向かって、冷却液体90が図中矢印に示されるように強制対流され、LED11の熱が冷却ケース蓋22を介して冷却液体90に伝導されて冷却される。
冷却液体90は、冷却ケース蓋22、冷却ケース31の内面に沿って流れ、冷却ケース31に設けられたフィン35に熱が伝導され、このフィン35から空気中に放熱される。
When a current is applied to the
The cooling
このフィン35に外部から冷却ファン(図示せず)で空気を当てることで放熱を促進することがきる。
Heat can be promoted by applying air to the
従って、実施例1によれば、LED11から発生される熱が伝導される冷却ケース31内面に沿って冷却液体が強制対流されるので高効率の冷却ができる。
また、LED11から熱が伝導された冷却液体90は、強制対流される過程で冷却ケース31にも伝達され放熱されるが、冷却ケース31に設けられたフィン35から空気中に放熱されるので、より一層冷却効果が高められる。
このように、効率的な冷却ができるので、LED11の輝度を高めることができ、また、温度上昇による、固体光源の劣化を防止することができる。
この発明によれば、回転軸43には、複数の羽根47が設けられ、この回転軸43は、磁石45と、この磁石45の端面に対向して備えられた固定子61(このような磁石と固定子の構成は、アキシャルギャップモータと呼ばれる)によって回転されるため、効率よく羽根部材51が回転され、冷却効果を高めることができる。
Therefore, according to the first embodiment, the cooling liquid is forcibly convected along the inner surface of the cooling
In addition, the cooling
Thus, since efficient cooling can be performed, the brightness | luminance of LED11 can be raised and deterioration of a solid light source by the temperature rise can be prevented.
According to the present invention, the rotating
また、磁石45と固定子61の間には、密閉板65が設けられているので、冷却液体90が、冷却ケース31から漏れ出すことを防止し、長期間にわたって光源装置1の冷却性能を維持することができる。密閉板65は、非磁性材料で形成されているため、固定子61からの回転磁界を妨げることなく磁石45に伝達されるため、効率よく回転羽根44を回転させることができることから冷却効果を高めることができる。
In addition, since the sealing
本発明の実施例2を、図3を用いて説明する。
図3は、本発明の光源装置1の断面を示し、特に、固定子61による冷却ケース31の密閉構造に係わり、それ以外の構造は、実施例1と同じ構造であるので説明は省略し、図中の符号も同じに付与されている。図3において、固定子61は、図示しないが、コイルが巻回されて表面が合成樹脂で被服され、外形が冷却ケース31の穿設された外側段部の内面形状と略同じに形成されている。
この固定子61を冷却ケース31に圧入、または、接着固定されることで冷却ケース31が密閉される。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 shows a cross section of the
The cooling
従って、実施例2によれば、固定子61により、冷却ケース31が密閉されるので、密閉のための密閉板等を設けなくても冷却液体90が漏出することを防止することができる。また、磁石45と固定子61の距離を近づけることができるので、固定子61の回転磁界をロスが少なく磁石45に伝えることができるため、効率よく羽根部材51を回転することができ、冷却効果を高めることができる。
Therefore, according to the second embodiment, since the cooling
本発明の実施例3を図4を用いて説明する。
図4は、本発明の実施例3の光源装置1の断面を示す。実施例3は、羽根部材52を回転させる手段としてラジアルギャップモータを採用した光源装置であり、このラジアルギャップモータ周辺以外の構造は、実施例1と同じであり、同じ機能、形状の部材は、図1と同じ符号を付与している。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows a cross section of the
図4において、LED11は金属基板21に固着され、金属基板21は冷却ケース蓋22の上面に固着されている。冷却ケース32は、この冷却ケース蓋22によって冷却液体90が充填された後、密閉封止されるのである。冷却ケース32のLED11とは反対側の背面には、放熱のためのフィン35が設けられている。
冷却ケース32の内面は、液体90が流動しやすいように滑らかな円弧で連続された形状に形成されている。
In FIG. 4, the
The inner surface of the cooling
冷却ケース32の底部略中央には、この底部を貫通しない穴が穿設され、この穴にセラミックで形成された軸受42が挿着され、軸受42の中心と略同心円となるように、軸受42の周囲を取り囲むリング状の固定子62が冷却ケース32の底部表面に固着されている。
冷却ケース蓋22の略中央部には、冷却ケース蓋22を貫通しない穴が穿設され、セラミックで形成された軸受41が挿着されている。これらの軸受41,42の軸穴部に羽根部材52の回転軸43の端部が挿入され、回転自在に支持されている。
A hole that does not penetrate the bottom is formed in the substantially center of the bottom of the cooling
A hole that does not penetrate the
羽根部材52は、回転軸43、回転羽根44、磁石48から構成されている。回転羽根44は、回転軸43の軸方向で冷却ケース蓋22の近傍に軸受41に接触しない範囲の位置挿着され、磁石48は固定子62のリング空間内で軸受42に接触しない位置に挿着されている。
固定子62は、図示しないコイルがリング状に巻回され、周囲が合成樹脂でやはりリング状に封止されている。コイルからは、冷却ケース32外に設けられている駆動制御回路(図示しない)に接続される端子が設けられている。この固定子62の外形は、図4を視認して断面が略台形状とされ、冷却液体90が流動しやすく冷却ケース32の底部から連続した形状に設定される。
The
The
これらの磁石48と固定子62とでラジアルギャップモータが構成されて、図示しない外部駆動制御回路からの駆動電流で固定子62に発生する回転磁界によって、磁石48、回転軸43、回転羽根44が一体となって回転され、冷却用の液体90を強制対流する。冷却液体90は、図中矢印方向に流動され、LED11が発生した熱を冷却液体90、冷却ケース32、フィン35に順次伝導されて空気中に放熱される。
A radial gap motor is constituted by the
従って、実施例3によれば、磁石48と固定子62とで構成されるラジアルギャップモータで回転羽根44が回転されるので、回転軸43に軸方向の加重がかからないため軸受の磨耗が減ぜられ長期間にわたって安定して冷却液体90の強制対流がなされ冷却効果を持続させることができる。
また、密閉部が冷却ケース蓋22の接合部だけになるため、液体90の漏液を防止することができる。
Therefore, according to the third embodiment, the
Further, since the sealed portion is only the joint portion of the
次に、本発明の光源装置1の実施例4を図5、図6を用いて説明する。実施例4は、冷却液体90の強制対流の手段として往復振動をする羽根部材70を採用した光源装置で、羽根部材70とその固定部構造以外は実施例1と同じであり、同じ機能、形状の構成部材は符号も同じに付与されている。
図5は、実施例4の光源装置1の断面を示し、図6は、羽根部材70の要部拡大断面を示す。
Next, a fourth embodiment of the
FIG. 5 shows a cross section of the
図5において、冷却ケース33内部のLED11が設けられた面と対向する底部には、略中央部に封止部材75が挿着されている。この封止部材75の略中央部に羽根部材70が固着されている。羽根部材70の構成は、図6において詳しく説明する。
圧電素子であるPZT72,73は、図示しないが、表面に電極が形成され、外部の駆動制御回路に接続されている。
外部駆動制御回路から電位が印加されることによって、PZT72、73が交互に伸縮され屈曲振動する。このことによって、羽根71が同様に矢印A方向に往復振動される。羽根71が往復振動され、冷却液体90が図中矢印方向に強制対流されて、LED11から伝導される熱が冷却ケース33、冷却用のフィン35を介して空気中に放熱される。
In FIG. 5, a sealing
Although not shown, the
When a potential is applied from the external drive control circuit, the
図6(a)は、羽根部材70と、その固定構造を示す要部拡大断面を示し、図6(b)は、固定構造の他の変形例を示す要部拡大断面を示す。図6(a)において、羽根71は、金属で形成された板状部材であって、短冊状、または振動される側が扇状に広がった形状に形成されている。この羽根71の両面には、封止部材75とは接触しない範囲の近傍にPZT72、73が貼付けられ、封止部材75に設けられた羽根部材71の固定部断面形状と略同じ形状の貫通孔に挿着され密着されている。
封止部材75は、冷却ケース33の外側背面から挿入、固定され、冷却ケース蓋22(図5,参照)と封止部材75によって冷却ケース33は密閉空間が形成されている。
FIG. 6A shows a main part enlarged cross section showing the
The sealing
図6(b)において、封止部材75に設けられた羽根71の挿入穴76は、封止部材75を貫通しない範囲に穿設され、この挿入穴76にPZT72,73が貼付けられた羽根71が装着されている。
In FIG. 6B, the
前述した羽根71は、振動部の長さは3mmから20mmの範囲に設定されるが、冷却ケース33の内部空間の大きさ、形状によって調整されるが、内部空間の厚みの概ね2/3程度に設定されることが好ましい。
In the
従って、実施例4によれば、冷却ケース33の冷却液体90は、この羽根71の往復振動によって、撹拌され、強制対流されるため実施例1と同様の効果が得られる。
また、羽根71は、PZT72,73によって駆動される構造のため、前述の実施例1、実施例3に示したアキシャルギャップモータやラジアルギャップモータによる羽根部材51,52の駆動に比べ、構造が簡素で、光源装置1の小型化ができるという効果がある。
また、図6(b)で示した構造では、羽根部材71は封止部材75を貫通していないため、液体90の漏液可能個所が減り、長期間にわたって冷却性能を維持することができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, the cooling
Further, since the
Further, in the structure shown in FIG. 6B, since the
次に、本発明の光源装置1の実施例5を図7、図8を用いて説明する。実施例5は、羽根部材81の支持構造および駆動構造に係わり、実施例4と共通部分は説明を省略し、同じ機能、同じ形状の部材は、符号も同じに付与されている。
図7は、実施例5の光源装置1の断面図、図8は、羽根部材81の支持構造の変形例を示す要部断面図である。
Next, a fifth embodiment of the
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7において、冷却ケース33内部のLED11が設けられた面と対向する底部には、略中央部に封止部材88が挿着されている。この封止部材88の略中央部に羽根部材81が支持されるベローズ等のヒンジ82の外周部が固着されて冷却ケース33が密閉されている。
ヒンジ82は、羽根部材81が支持される支持部82Aと冷却ケース33に固定される固定部82Bとから構成され断面略U字状に形成され、固定部82Bで接着、または溶接等の固定手段で冷却ケース33に密閉固定される。ヒンジ82は、高弾性、非磁性の材料で形成されることが好ましい。
In FIG. 7, a sealing
The
また、封止部材88が固着されている冷却ケース33の外側に形成された凹部には、空隙を有して平面方向に対向する一対の固定磁極84,86の端部が固着されている。これら固定磁極84、86には、コイル85,87が巻回されており、固定磁極84,86とコイル86,87とで一対の電磁石が構成されている。コイル85、87の端末は図示しないが、外部の駆動制御回路に接続されている。
In addition, the end portions of the pair of fixed
羽根部材80は、短冊状または扇型の板状の羽根71と羽根71の冷却ケース33の外側先端に固着された軟磁性材料の磁極片83から構成されている。
羽根71は、ヒンジ82に中心部に挿入され、ヒンジの揺動中心を支点にして支持される。この際、羽根71とヒンジ82の支持部とは密着されている。
羽根71の端部に固着された磁極片83は、前述の固定磁極84,86の間にそれぞれ空隙を有した位置に配置されている。
羽根部材81の長さは、特に限定されるものではないが、ヒンジ82の支点から磁極片83までの長さと、支点から磁極片側とは反対側先端までの長さの比が1:5程度に設定されることが好ましい。
The
The
The
The length of the
図8(a)において、羽根部材81が冷却ケース33の底部に挿入され、磁極片83が覆われるように突出された凹部31Aが形成されている。この凹部31Aの外縁に隣接して固定磁極84、86がコイル85,87を巻回され、冷却ケース33に固着されている。
図8(b)は、図8(a)を矢印B方向から視認した断面図である。図8(b)において、羽根71の揺動支点部には、両側に一対の突起部77が形成され、冷却ケース33の凹部31A内には、突起部77の形状に対応して、羽根部材81が揺動できるような大きさの一対の支持部が穿設されている。
この際、冷却ケース33の凹部31Aは、対向する固定磁極84,86方向が羽根部材81が揺動できる範囲で、またその幅方向は羽根71および磁極片83が接触しない範囲の大きさとされる。
In FIG. 8A, the
FIG. 8B is a cross-sectional view of FIG. 8A viewed from the arrow B direction. 8B, a pair of
At this time, the recessed
このような実施例5では、冷却ケース33は、熱伝導率が高く、非磁性材料が採用され、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、非磁性ステンレス鋼等が好ましい。
In the fifth embodiment, the cooling
次に、この羽根部材81の駆動について説明する。駆動制御回路(図示せず)から駆動電流が固定磁極84,86に交互に印加されると、固定磁極84,85は電磁石であるので、磁極片83を交互に吸引、反発を繰り返し磁極片83が、ヒンジ82の支持部82A,または支持部77を支点に揺動される。すると、冷却ケース33内の羽根71が、振幅が拡大されて矢印A方向に揺動され、冷却液体90が撹拌され、冷却液体90の温度が均一化されることで光源装置1は冷却される。
Next, driving of the
従って、実施例5によれば、冷却ケース33の冷却液体90は、この羽根71の揺動(往復振動)によって、撹拌され、強制対流されるため実施例4と同様の効果が得られる。
また、羽根部材81は、固定磁極84、86が電磁石であるので、外部の駆動制御回路が簡素化できるという効果もある。
前述の図8(b)のような構造では、羽根部材81を支持するためのヒンジ等を必要とせず、構造が簡単であり、冷却ケース33が凹部31Aで連続して形成されているため、この部分からの冷却液体90の漏れはない。
また、凹部31Aの代わりに、凹部31Aの形状に相当する専用の封止枠を別に設けて、溶接等の手段で冷却ケース33を密閉することができる。この際、この封止枠は非磁性材料が採用されることが好ましい。
Therefore, according to the fifth embodiment, the cooling
Further, since the fixed
In the structure as shown in FIG. 8B described above, a hinge or the like for supporting the
Further, instead of the
次に、本発明の光源装置1の実施例6を図9を用いて説明する。
図9は、実施例6の光源装置1の断面を示す。図9において、冷却ケース34は、一方の側面に冷却液体90が流入される流入口36が設けられ、流入口36に対向する側面に冷却液体90が冷却ケース34から排出される流出口37が設けられている。
また、冷却ケース34のLED11が固着される面と対向する底部には、セラミックで形成された軸受42、密閉板65、固定子61が設けられているが、これらの構造は実施例1(図1、参照)と同じため説明は省略する。
Next, a sixth embodiment of the
FIG. 9 shows a cross section of the
Further, a
羽根部材53は、回転軸43と、プロペラ状の羽根49と、磁石45とから構成されている。この羽根部材53は軸流ファンである。羽根部材53は、冷却ケース蓋22に固着されたセラミック製の軸受41と冷却ケース34の底部に固着された軸受42に回転軸43が回転可能に挿入されている。
回転軸43の端部に固着された磁石45と、固定子61とで前述したようにアキシャルギャップモータが構成されている。
なお、アキシャルギャップモータの他に実施例3(図4、参照)で説明したラジアルギャップモータを採用してもよい。
The
As described above, the axial gap motor is constituted by the
In addition to the axial gap motor, the radial gap motor described in the third embodiment (see FIG. 4) may be employed.
冷却ケース34の外部の流入口36の近傍には、図示しないがポンプが設けられ、冷却された冷却液体90が、冷却ケース34内に送り込まれる。冷却液体90は、磁石45、回転軸43、羽根49が一体で回転され冷却ケース蓋22に直接吹き付けられる。羽根49によって撹拌された冷却液体90は、流出口37に排出され、冷却され、ポンプに送られて循環される。
冷却ケース34内での冷却液体90は、図中、矢印方向に強制撹拌される。
A pump (not shown) is provided near the
The cooling
従って、実施例6によれば、羽根49が強制的に回転されるので、冷却ケース34内で冷却液体90が速い流れの撹拌が行われる。また、羽根49は軸流ファンであるため、冷却液体90が直接被冷却部材である冷却ケース蓋22に直接当てられる。これらのことにより、LEDが冷却されるとともに冷却ケース34内の温度が均一に冷却され、一層冷却効果が高められる。
Therefore, according to the sixth embodiment, since the
次に、本発明の光源装置1の実施例7について図10を用いて説明する。
図10は、実施例7の光源装置1の断面を示す。図10において、冷却ケース34の一方の側面に冷却用の冷却液体90が流入される流入口38が設けられ、流入口38に対向する側面に冷却液体が排出される流出口39が設けられている。
冷却ケース34の内部の高さ方向略中央部には、冷却ケース34の内部を横断して回転可能に支持される2本の回転軸89が設けられ、これら回転軸89の略中央部には、羽根81が固着されている。
Next, Example 7 of the
FIG. 10 shows a cross section of the
Two
これらの羽根81は、図示しないが、前述した実施例1(図1,参照)、実施例3(図4、参照)のようなアキシャルギャップモータやラジアルギャップモータを備え、2本の回転軸89と羽根81とがそれぞれ一体で回転される。この際、隣り合う羽根81は、相互に逆回転される。
Although not shown, these
冷却ケース34の外部で流入口38の近傍には、図示しないがポンプが設けられ、冷却液体90が、冷却ケース34内に送り込まれる。冷却液体90は、羽根81で強制的に撹拌され、流出口39に排出され、冷却され、ポンプに送られて循環される。
A pump (not shown) is provided in the vicinity of the
従って、実施例7によれば、冷却液体90は、二つの羽根81によって強制撹拌され、しかも、これらの羽根81は相互に逆回転されるため、より強力に撹拌されるので、冷却ケース34内の温度が早く均一になり冷却効果が高められる。
Therefore, according to the seventh embodiment, the cooling
なお、実施例6、実施例7の冷却ケース34には、冷却用のフィンが設けられていないが、冷却用のフィンを設ければ、一層冷却効果が高められる。
In addition, although the cooling fin is not provided in the
次に、本発明の光源装置1の実施例8について、図11を用いて説明する。
図11は、実施例8の光源装置1の断面を示す。図11において、冷却ケース33は、冷却ケース蓋22で密閉空間が形成されている。冷却ケース33には、実施例7において説明したように、冷却ケース33の内部の高さ方向略中央部には、冷却ケース33の内部を横断して回転可能に支持される2本の回転軸89が設けられ、回転軸89の略中央部には、それぞれ羽根81が固着されている。
Next, an eighth embodiment of the
FIG. 11 shows a cross section of the
これらの羽根81は、図示しないが、前述した実施例1(図1,参照)、実施例3(図4、参照)のようなアキシャルギャップモータやラジアルギャップモータを備え、回転軸89と羽根81とがそれぞれ一体で回転される。この際、隣り合う羽根81は、相互に逆回転される。
Although not shown, these
従って、実施例8によれば、液体90は、二つの羽根81によって強制撹拌され、しかも、これらの羽根81は相互に逆回転されるため、より強力に撹拌されるので、冷却ケース34内の温度が早く均一になり冷却効果が高められる。
なお、冷却ケース33には、冷却用のフィン35が設けられているので、冷却ケース33内熱が,フィン35を介して空気中に放熱されるため、一層冷却効果が高められる。
また、図示しないが、フィン35を別のファンで送風冷却すれば、なお冷却効果が高められる。
Therefore, according to the eighth embodiment, the liquid 90 is forcibly agitated by the two
In addition, since the cooling
Although not shown, if the
次に、本発明の光源装置1の実施例9について図12を用いて説明する。実施例9は実施例4の冷却ケース33に冷却液体90の流入口、流出口を設けた光源装置1である。
図12は、実施例9の光源装置1の断面を示す。図12において、冷却ケース33の一方の側面には、冷却液体90の流入口36が設けられ、対向する他方の側面には、冷却液体の流出口が設けられている。羽根部材70の構成、取り付け部構造は実施例4と同じため説明は省略する。
Next, a ninth embodiment of the
FIG. 12 shows a cross section of the
このような実施例9では、冷却液体90は、冷却されて流入口36から冷却ケース33内に送り込まれ、羽根部材70の往復振動によって強制撹拌されるので、冷却効果が一層高められる。
In the ninth embodiment, since the cooling
本発明の光源装置1では、前述した実施例は、LED11が固着された金属基板21が冷却ケース蓋22に固着され、冷却ケース31の上部開口部に冷却ケース蓋22が密着固定されているが、LED11を直接筐体を密閉する冷却ケース蓋22に接着等の手段で固着することができる。
このような構造では、LED11が筐体に直接固着されているので、簡素な構造が実現できる。また、冷却効果を一層高めることができる。
固着された金属基板21が冷却ケース蓋22に固着され、冷却ケース31の上部開口部に冷却ケース蓋22が密着固定されているが、LED11を直接筐体を密閉する冷却ケース蓋22に接着等の手段で固着することができる。
このような構造では、LED11が筐体に直接固着されているので、簡素な構造が実現できる。また、冷却効果を一層高めることができる。
In the
In such a structure, since the
The fixed
In such a structure, since the
なお、本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前期実施例1から実施例8では、固体光源としてのLED11がひとつであったが、LED11は複数であってもよく、この場合、前述した各実施例の羽根部材の種類、数量、駆動手段を適宜選択することで、本発明の目的を達成することができる。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.
For example, in the first to eighth embodiments, the number of
本発明は、前述したように、固体光源が固着される冷却ケース内の冷却液体を羽根部材によって強制対流させることで、効率よく固体光源を冷却し、固体光源の輝度をあげ、長期にわたって性能を維持できる光源装置を提供することができる。 As described above, the present invention effectively cools the solid light source by forcibly convection the cooling liquid in the cooling case to which the solid light source is fixed, using the blade member, increases the brightness of the solid light source, and improves the performance over a long period of time. A light source device that can be maintained can be provided.
本発明の活用例としてプロジェクタなどの投写表示装置に活用することができる。また、本発明の光源装置の冷却構造は、半導体装置などように、光源以外の発熱源を備える電子機器にも利用することができる。 As an application example of the present invention, it can be applied to a projection display device such as a projector. Moreover, the cooling structure of the light source device of the present invention can be used for an electronic device including a heat source other than the light source, such as a semiconductor device.
1…光源装置
11…固体光源(LED)
21…金属基板
22…冷却ケース蓋
31…冷却ケース
51…羽根部材
90…冷却液体
DESCRIPTION OF
21 ...
Claims (16)
前記基板が固着され、内部に冷却液体が密閉される筐体と、
前記筐体の内部に駆動可能に設けられた羽根部材と、
が備えられていることを特徴とする光源装置。 A solid light source, and a substrate to which the solid light source is fixed;
A housing to which the substrate is fixed and a cooling liquid is sealed inside;
A blade member provided inside the housing so as to be drivable;
A light source device comprising:
前記羽根部材は、回転軸と、この回転軸に設けられた複数の羽根部と、が備えられ、
前記回転軸の一端が前記筐体に挿通され、その端部に固着された磁石と、
前記磁石の端面方向に空隙を有して対向する位置に固定子が備えられ、
前記磁石と前記固定子の間にあって、前記磁石とは空隙を有する位置に、前記筐体が密閉される密閉板と、
が備えられていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The blade member includes a rotation shaft and a plurality of blade portions provided on the rotation shaft,
One end of the rotating shaft is inserted into the housing, and a magnet fixed to the end portion;
A stator is provided at a position facing the gap with a gap in the direction of the end face of the magnet,
A sealing plate between the magnet and the stator, wherein the magnet is sealed at a position having a gap with the magnet;
A light source device comprising:
前記羽根部の外径が、2mm以上10mm以下であることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2,
The light source device, wherein an outer diameter of the blade portion is 2 mm or more and 10 mm or less.
前記密閉板が、非磁性、かつ高比抵抗材料で形成されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 2,
The light source device, wherein the sealing plate is made of a nonmagnetic and high specific resistance material.
前記固定子が、コイルコアとコイルとから構成され、その外周が樹脂封止され、
前記筐体が、前記固定子が装着されることで密閉されることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 2,
The stator is composed of a coil core and a coil, and its outer periphery is resin-sealed,
The light source device, wherein the housing is sealed by mounting the stator.
前記羽根部材は、回転軸と、この回転軸に設けられた複数の羽根と前記磁石と、を備え、
前記磁石の外周に設けられたリング状の固定子とをさらに備えたことを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The blade member includes a rotation shaft, a plurality of blades provided on the rotation shaft, and the magnet.
A light source device further comprising a ring-shaped stator provided on an outer periphery of the magnet.
前記羽根部材が、一方の端部が前記筐体の前記固体光源が固着される側に対して反対側に支持され、他方の端部が往復振動される板状部材であることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The blade member is a plate-like member whose one end is supported on the opposite side to the side to which the solid-state light source of the casing is fixed, and the other end is reciprocally vibrated. Light source device.
前記羽根部材の両面に圧電素子が固着され、この圧電素子の屈曲振動によって、前記羽根部材が往復振動されることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 1 or 7,
A light source device, wherein a piezoelectric element is fixed to both surfaces of the blade member, and the blade member is reciprocally vibrated by bending vibration of the piezoelectric element.
前記羽根部材の振動部長さが、3mm以上20mm以下であることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1, claim 7, or claim 8,
The light source device characterized in that a vibration part length of the blade member is 3 mm or more and 20 mm or less.
前記羽根部材は板状部材であって、前記羽根部材が前記筐体の外部に挿通された端部に備えられた磁極片と、
前記羽根部材の長手方向途中を支持し、前記筐体に固着されるヒンジと、
前記磁極片の外縁と空隙を有して前記磁極片の磁極と対向する位置に一対の固定磁極と、を備え、
前記羽根部材が往復振動されることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 1 or 7,
The blade member is a plate-shaped member, and a pole piece provided at an end portion where the blade member is inserted outside the housing;
A hinge that supports the blade member in the longitudinal direction and is fixed to the housing;
A pair of fixed magnetic poles at positions opposite to the magnetic poles of the magnetic pole pieces having an outer edge and an air gap of the magnetic pole pieces;
The light source device, wherein the blade member is reciprocally vibrated.
前記筐体の一部が、前記羽根部材に備えられた磁極片を覆うように凹部が形成され、
前記筐体が密閉されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 10,
A recess is formed so that a part of the housing covers the magnetic pole piece provided on the blade member,
The light source device, wherein the casing is sealed.
前記基板が固着され、内部に冷却液体が流動される筐体と、
前記筐体の内部に駆動可能に設けられた羽根部材と、
前記筐体に設けられた液体流入口と液体流出口と、
が備えられていることを特徴とする光源装置。 A solid light source, and a substrate to which the solid light source is fixed;
A housing to which the substrate is fixed and a cooling liquid flows inside;
A blade member provided inside the housing so as to be drivable;
A liquid inlet and a liquid outlet provided in the housing;
A light source device comprising:
前記羽根部材が、放射状に形成された複数の羽根を有し、
前記羽根部材が、複数備えられていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 12,
The blade member has a plurality of radially formed blades,
A light source device comprising a plurality of the blade members.
前記複数の羽根部材の回転方向がそれぞれ異なることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 12 or 13,
The light source device, wherein the plurality of blade members have different rotation directions.
前記羽根部材が、一方の端部が前記筐体の封止部材に固着され、他方の端部が往復振動される板状部材であることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 12,
The light source device according to claim 1, wherein the blade member is a plate-like member having one end fixed to the sealing member of the casing and the other end reciprocally vibrated.
前記基板と前記筐体が一体的に構成されていることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1 or 12,
The light source device, wherein the substrate and the housing are integrally formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003291641A JP2005062419A (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Light source device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003291641A JP2005062419A (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Light source device |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005062419A true JP2005062419A (en) | 2005-03-10 |
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JP2003291641A Withdrawn JP2005062419A (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Light source device |
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JP (1) | JP2005062419A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2182277A2 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-05 | Wen-Chiang Chou | Insulating and dissipating heat structure of an electronic part |
JP2011075657A (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Casio Computer Co Ltd | Optical conversion device, light source unit and projector |
KR20210000030A (en) * | 2019-06-24 | 2021-01-04 | 한라아이엠에스 주식회사 | Cooling Structure |
CN117139418A (en) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 江苏烁源新材料科技有限公司 | Stretching equipment and process for processing clamping type aluminum bar |
-
2003
- 2003-08-11 JP JP2003291641A patent/JP2005062419A/en not_active Withdrawn
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CN117139418B (en) * | 2023-10-31 | 2024-02-23 | 江苏烁源新材料科技有限公司 | Stretching equipment and process for processing clamping type aluminum bar |
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