JP2007280745A - 光源用冷却装置及びそれを備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光源部の着脱を容易に行うことができメンテナンス性に優れ、光源部から発せられる熱を斑なく確実に受熱、放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができる冷却の効率性、信頼性に優れた光源用冷却装置及びそれを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
【解決手段】筐体の内部に配設される光源部１０を冷却する光源用冷却装置１であって、光源部１０の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケット２と、液冷受熱ジャケット２で受熱した熱を放熱するラジエータ４と、液冷受熱ジャケット２とラジエータ４との間で冷媒を循環させる循環ポンプ７と、を備え、液冷受熱ジャケット２が、光源部１０の光路側とその反対側の二方向を除いた光源部１０の外側の少なくとも一部に配設され、光源部１０と液冷受熱ジャケット２の間に空気層２ａが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種のプロジェクタ（映写機、投光器）等の光源部を冷却するための光源用冷却装置及びそれを備えたプロジェクタに関するものである。

従来、映像を投写、投影する装置として、ランプを光源としてスクリーン等に画像を投影する各種のプロジェクタ（映写機、投光器）が用いられている。特に近年、小型化、高輝度化が図られた液晶プロジェクタは、映画鑑賞等を目的として一般家庭にも普及している。

図６（ａ）は従来のプロジェクタを示す部分破断模式平面図であり、図６（ｂ）は従来のプロジェクタを示す部分破断模式側面図である。

図６に示すように、従来の空冷式のプロジェクタ１００は、筐体１０１に通風口１０１ａ，１０１ｂが形成され、筐体１０１の内部には投射レンズ１０２、冷却用のファン１０５ａ，１０５ｂ、光源となるランプ１１０ａを備えた光源部１１０が配置されている。

ファン１０５ａにより通風口１０１ａから外気を取り入れ、ファン１０５ｂにより光源となるランプ１１０ａの外側に直接、風を送り、通風口１０１ｂからプロジェクタ１００の外部へ排熱することにより、光源部１１０の冷却を行っている。

また、この他に前面ガラスとリフレクタの間に形成した切り欠き部からシロッコファン等によって、ランプの内部に風を送り、直接、発光バルブ（石英ガラス）を冷却しているものもある。

しかしながら、ファン１０５ｂによる送風では効率的な排熱ができず、熱が光源部１１０の周囲に伝達され、筐体１０１内の温度が上昇し、内装成形品や筐体１０１自身の熱変形が発生し易く、温度上昇によって電子部品の信頼性の確保が困難になるという問題点があった。また、多数のファン１０５ａ，１０５ｂを使用したり、ファン１０５ａ，１０５ｂを高速で回転させたりすることにより、騒音が発生するという問題点あった。

これらの問題点を解決するために、例えば、（特許文献１）には「投影型表示装置用の光源装置において、光線出射面から前方に光線を出射する光源と、前記光源の、光線出射面以外の部分から発生する熱を吸収する集熱部材と、前記集熱部材を構成部材の一部とする密閉容器と、前記密閉容器に充填される冷媒とを含むことを特徴とする光源装置」が開示されている。

また、（特許文献２）には「光源用ランプと、液晶パネルと、電源と、電源及びランプから発生する熱を取り除くファンと、を備えた液晶プロジェクタであって、ランプに対向する液晶プロジェクタの外壁部内面に水冷ジャケットを設け、外壁部に放熱用の金属配管を配置し、水冷ジャケット内を流れる冷却液を駆動するポンプを設け、ランプからの発生熱を受熱した冷却液は、水冷ジャケット、金属配管及びポンプを循環する循環経路を形成して、発生熱を金属配管を通して外部に放出することを特徴とする液晶プロジェクタ」が開示されている。
特開２００２−１０７８２５号公報 特開２００５−１０６３０号公報

しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。

（１）（特許文献１）は、集熱部材が光源の周りを取り囲むように配置されており、特に、光源および集熱部材に接触する熱伝導性の良い接触部材によって光源と集熱部材の隙間をなくして、光源からの熱を効率よく吸収するものであるため、光源の着脱が困難でメンテナンス性に欠けるという課題を有していた。また、運搬時の振動や外部からの衝撃等により光源と集熱部材との位置ずれが発生し易く、光源と集熱部材との密着性を一様に確保することが困難で、冷却の均一性、確実性に欠けるという課題を有していた。更に、光源として多用される高圧水銀ランプには、起動時に高電圧が印加されるため、金属製の集熱部材との間で放電が発生する可能性があり取り扱い性、信頼性に欠けるという課題を有していた。

（２）（特許文献２）は、外壁部内面に水冷ジャケットが設けられ、外壁部に放熱用の金属配管が配置され、金属配管（固定配管）が液晶プロジェクタの外壁に熱的に接合されているので、金属配管から放熱される熱が外壁に伝達され易く、外壁の温度が上昇してしまうので、持ち運びが困難で取り扱い性に欠けるという課題を有していた。また、外壁が熱変形しないように、外壁を耐熱性の高い材質で形成したり、外壁の肉厚を厚くしたりした場合、装置が大型化して重量が増加し、量産性、取り扱い性に欠けると共に、外壁から外部の大気への放熱性が低下し、装置の内部に熱が籠もり易くなって電子部品の信頼性に欠けるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、光源部の着脱を容易に行うことができメンテナンス性に優れ、光源部から発せられる熱を斑なく確実に受熱、放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができる冷却の効率性、信頼性に優れた光源用冷却装置の提供、及び光源部から発せられる熱が筐体及び筐体内部の他の電子部品に伝達されることを防止でき、筐体を薄肉化、小型化でき量産性に優れると共に、電子部品の信頼性を確保することができる省スペース性、設計自在性に優れた光源用冷却装置を備えたプロジェクタの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光源用冷却装置は、筐体の内部に配設される光源部を冷却する光源用冷却装置であって、光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、前記液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、前記液冷受熱ジャケットと前記ラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、前記液冷受熱ジャケットが、前記光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた前記光源部の外側の少なくとも一部に配設され、前記光源部と前記液冷受熱ジャケットの間に空気層が形成された構成を有している。

これにより、光源部の光路を遮ることがなく、光源部の着脱作業を容易に行うことができ、光源部から発せられる熱を斑なく確実に液冷受熱ジャケットで受熱することができ、冷媒を循環ポンプで循環させることによって、液冷受熱ジャケットで受熱した熱をラジエータで放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができるメンテナンスが容易で放熱効率に優れ、信頼性に優れた光源用冷却装置を提供することができる。

上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、筐体の内部に着脱自在に配設される光源部を備えたプロジェクタであって、光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、前記液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、前記液冷受熱ジャケットと前記ラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、前記液冷受熱ジャケットが、前記光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた前記光源部の外側の少なくとも一部に配設され、前記光源部と前記液冷受熱ジャケットの間に空気層が形成された構成を有している。

これにより、光源部から発せられる熱が筐体及び筐体内部の他の電子部品に伝達されることを防止でき、筐体を薄肉化、小型化することができ量産性に優れ、電子部品の信頼性を確保することができる省スペース性、設計自在性に優れた光源用冷却装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

以上説明したように本発明の光源用冷却装置及びそれを備えたプロジェクタによれば、以下のような有利な効果が得られる。

光源部を冷却する液冷受熱ジャケットが、光源部の光路側とその反対側の二方向を除き光源の外側部の少なくとも一部に空気層を介して配設されるので、液冷受熱ジャケットにより光源部の光路が遮られることがなく、光源部の着脱を容易に行うことができメンテナンス性に優れると共に、光源部から発せられる熱を液冷受熱ジャケットにより斑なく確実に受熱し、光源部が必要以上に昇温することを防止できる冷却の信頼性に優れた光源用冷却装置を提供することができる。

光源部の着脱作業を容易に行うことができメンテナンス性に優れ、光源部から発せられる熱を斑なく確実に液冷受熱ジャケットで受熱することができ、冷媒を循環ポンプで循環させることによって、液冷受熱ジャケットで受熱した熱をラジエータで放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができ放熱の効率性に優れ、信頼性に優れた光源用冷却装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

本発明は、光源部の取り替えに支障をきたすことなく、光源部から発せられる熱を確実に受熱、放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができる冷却の信頼性に優れた光源用冷却装置を提供するという目的を、光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、液冷受熱ジャケットとラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、液冷受熱ジャケットが、光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた光源部の外側の少なくとも一部に配設され、光源部と液冷受熱ジャケットの間に空気層が形成された構成を有することにより実現した。

また、本発明は、光源部から発せられる熱が筐体及び筐体内部の他の電子部品に伝達されることを防止でき、筐体を薄肉化、小型化することができ量産性に優れ、電子部品の信頼性を確保することができる省スペース性、設計自在性に優れた光源用冷却装置を備えたプロジェクタを提供するという目的を、光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、液冷受熱ジャケットとラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、液冷受熱ジャケットが、光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた光源部の外側の少なくとも一部に配設され、光源部と液冷受熱ジャケットの間に空気層が形成された光源用冷却装置を備えることにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、筐体の内部に配設される光源部を冷却する光源用冷却装置であって、光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、液冷受熱ジャケットとラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、液冷受熱ジャケットが、光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた光源部の外側の少なくとも一部に配設され、光源部と液冷受熱ジャケットの間に空気層が形成された構成を有している。

光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、液冷受熱ジャケットとラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、光源部の外周と液冷受熱ジャケットの内周との間に空気層を形成することにより、光源部から発せられる熱を空気層を介して液冷受熱ジャケットの全面に略均一に伝達して受熱することができ、光源部を斑なく確実に冷却することができ、光源部が必要以上に昇温することを防止できるという作用を有する。

また、液冷受熱ジャケットが、光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた光源部の外側の少なくとも一部に配設されることにより、液冷受熱ジャケットの光源部の光路側とその反対側が開口しているので、光源部の光路が遮られることがなく、光源部の着脱を容易に行うことができメンテナンス性に優れるという作用を有する。

ここで、光源部は光源となるハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプ等のランプと反射板及びこれらを支持する支持部などを備えたものである。光源部と液冷受熱ジャケットを離間させて配置することにより、光源部と液冷受熱ジャケットを容易に着脱することができ、ランプの交換等を簡便に行うことができる。

液冷受熱ジャケットの材質としては、光源部の発熱に耐えられるだけの耐熱性を有するものであればよい。特に、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属が好適に用いられる。液冷受熱ジャケットの内部に形成される流路は、互いに間隔を開けて平行に配設された一対の平板の間にリブ状の隔壁を配設して形成してもよいし、二枚の平板状の部材の少なくとも一方にプレス等により溝加工したものを接合して形成してもよい。また、アルミシート等の金属製シートや板材の要所を熱溶着する等して貼り合わせることにより流路を形成してもよい。流路を蛇行させて形成した場合、その距離を長くして冷媒の体積を増やすことができるので、液冷受熱ジャケットで受熱できる熱容量を増加させることができ、冷却効果を高めることができる。

液冷受熱ジャケットは、光源部の周りにＬ字状、ニの字状、コ字状、矩形状などの形状で配置することができる。液冷受熱ジャケットをＬ字状、コ字状、矩形状などに配置する場合は、一体に形成してもよいし、各辺毎に分割した平板状のものを冷媒配管で接続して所望の形状に形成してもよい。尚、液冷受熱ジャケットをＬ字状、ニの字状、コ字状等に形成した場合、液冷受熱ジャケットの開口部から光源部の着脱を行うことができメンテナンス性を向上することができる。

また、柔軟性を有するシート材や板材で液冷受熱ジャケットを形成した場合、容易に折り曲げたり、湾曲させたりすることができ、光源部の大きさや形状に応じて液冷受熱ジャケットを円弧状や多角形状等の任意の形状に変形させて光源部を囲むことができ汎用性に優れる。

液冷受熱ジャケットが柔軟性を有する場合、光源部の周りに液冷受熱ジャケットを保持する枠体を配設することにより、液冷受熱ジャケットを固定できると共に、光源部と液冷受熱ジャケットとの距離を略均一に保って空気層を確実に形成することができる。

ラジエータはファンレスのものを使用してもよいが、ラジエータのみで十分な冷却能力が得られない場合は、冷却ファンと組み合わせて使用してもよい。

液冷受熱ジャケット、ラジエータ、循環ポンプの各部を接続する冷媒配管は、金属製でもよいし、合成樹脂製やゴム製でもよい。合成樹脂製やゴム製の冷媒配管は、柔軟性があり容易に変形させることができ設置自在性に優れる。特に水分子が通過し難いブチルゴムを用いた場合、冷媒の減少や増粘を効果的に防ぐことができ信頼性に優れる。尚、冷媒配管の途中にリザーブタンクを備えることにより、蒸発などによって減少する冷媒を補うことができる。また、リザーブタンク内に空気層を設けた場合、冷媒の体積変化を吸収することができ、寒冷地や冬季における破損を効果的に防止することができる。

液冷受熱ジャケットと循環ポンプとの間、液冷受熱ジャケットとラジエータとの間、ラジエータとリザーブタンクとの間などを直接接続するなどして一体化してもよい。これにより、一部の冷媒配管を省略することができ、取り扱い性を向上させて装置への着脱を容易に行うことができると共に、冷媒配管を省略することにより冷媒の減少や増粘を確実に低減でき信頼性を向上できる。

また、リザーブタンクや液冷受熱ジャケットの表面に周囲の空気との熱交換を行うためのフィンを設け、ラジエータの機能を兼ねたりすることもできる。さらに、これらのフィンに冷却用のファンで送風することにより、冷却性能を制御することもでき、効率的な冷却を行うことができる。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明に記載の光源用冷却装置であって、液冷受熱ジャケットが、光源部と近接する筐体の三つの面と光源部との間に配設されている構成を有している。

液冷受熱ジャケットが、光源部と近接する筐体の三つの面と光源部との間に配設されることにより、液冷受熱ジャケットの受熱面積を拡大して光源部の発する熱を効率的に受熱することができ、光源部と近接する筐体の温度が上昇することを確実に防止でき、安全性に優れる。

ここで、液冷受熱ジャケットは略コ字型や略Ｃ型の円弧状などに形成することができる。特に、筐体が直方体状や立方体状等に形成されている場合、筐体の上面、下面及び光源部と近接する側の一側面と光源部との間に液冷受熱ジャケットを配設することができるので、筐体の温度上昇を確実に防止して安全性を確保することができる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第１又は第２の発明に記載の光源用冷却装置であって、ラジエータの通風方向に送風する冷却ファンを備えている構成を有している。

ラジエータの通風方向に送風する冷却ファンを有することにより、短時間でラジエータからの放熱を行うことができ、放熱の信頼性に優れると共に、冷却ファンの回転数でラジエータからの放熱量を制御することにより、光源部の温度を最適に調整することができ、放熱の効率性に優れるという作用を有する。

ここで、冷却ファンはラジエータの通風方向に送風することができる範囲で任意の位置に配置することができる。また、冷却ファンは単独で設置してもよいし、液冷受熱ジャケット，循環ポンプ，ラジエータ或いは光源用冷却装置が配設される筐体などに連設して設置してもよい。尚、冷却ファンの大きさや回転数などは、ラジエータの冷却能力に応じて適宜、選択することができる。また、光源部の近傍に温度検出部を設け、温度検出部で検出した温度に基づいて制御部で冷却ファンの回転数を変化させたり、回転と停止を切り替えたりした場合、効率的な冷却を行うことができ、省エネルギー性に優れると共に、冷却ファンの回転により発生する騒音を最低限に抑えることができ低騒音性に優れる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第３の発明に記載の光源用冷却装置であって、冷却ファンが、ラジエータに連設されている構成を有している。

ラジエータに冷却ファンが連設されていることにより、ラジエータと冷却ファンを一体に取り扱うことができると共に、ラジエータに至近距離から送風することができ、無駄なく効率的にラジエータからの放熱を行うことができ、冷却性能を向上させることができるという作用を有する。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１乃至第４の発明の内いずれか１項の発明に記載の光源用冷却装置であって、ラジエータが、光源部の光路側を除く光源部の外側の少なくとも一部に対向して配設されている構成を有している。

ラジエータを光源部の光路側を除く光源部の外側の少なくとも一部に対向して配設することにより、光源部の着脱を妨げることなくラジエータと液冷受熱ジャケットを近接させることができ、両者を接続する冷媒配管を短くして省スペース性を向上させることができ、また冷媒配管などを透過する冷媒の水分量を低減して冷媒の減少や増粘を防ぐことができ熱輸送の信頼性に優れるという作用を有する。

ここで、ラジエータは、Ｌ字状、ニの字状、コ字状、ロ字状等に形成された液冷受熱ジャケットの開口部で光源部に対向するように配置してもよいし、液冷受熱ジャケットを挟むようにして光源部に対向させて配置してもよい。また、ラジエータは液冷受熱ジャケットに連設して配置することもできる。特に、液冷受熱ジャケットがコ字状に形成されている場合、液冷受熱ジャケットの開口部にラジエータを配置することにより、光源部の光路側とその反対側の二方向を除く光源部の側部の全周を液冷受熱ジャケットとラジエータで囲むことができる。また、液冷受熱ジャケットがロ字状に形成されている場合、光源部の光路側と反対側の液冷受熱ジャケットの開口部にラジエータを配置することにより、光源部の光路側を除く外側を液冷受熱ジャケットとラジエータで完全に囲むことができる。これらの配置により、光源部の周囲への熱伝達を確実に防止することができる。また、光源部のランプが破損した場合でも、破片が周囲へ飛散することを防止できる。

上記課題を解決するためになされた第６の発明は、第１乃至第５の発明の内いずれか１項の発明に記載の光源用冷却装置であって、冷媒が不凍液である構成を有している。

冷媒が不凍液であることにより、冬季或いは寒冷地においても冷媒が凍結することがなく、冷媒配管や循環ポンプ等が破損することを防止でき動作の安定性に優れるという作用を有する。

ここで、不凍液は主成分の水にアルコールの一種であるプロピレングリコールを混合したものが好適に用いられる。また、防錆効果を有する不凍液を用いることにより、金属製の冷媒配管やリザーブタンク等の腐食を防止することができ信頼性に優れる。

上記課題を解決するためになされた第７の発明は、筐体の内部に着脱自在に配設される光源部を備えたプロジェクタであって、第１乃至第６の発明の内いずれか１項に記載の光源用冷却装置を備えている構成を有している。

光源部の着脱を妨げることなくメンテナンス性に優れ、光源部から発せられる熱を確実に液冷受熱ジャケットで受熱することができ、冷媒を循環ポンプで循環させることによって、液冷受熱ジャケットで受熱した熱をラジエータで放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができ放熱の効率性に優れるという作用を有する。

ここで、ラジエータや循環ポンプは、光源部の光路を妨げない範囲で筐体内部の任意の位置に配置することができる。筐体の側面や上面等に通風口を形成することにより、外気を取り入れてラジエータを冷やすことができると共に、温められた空気を外部に排出して筐体の内部に熱が籠もることを防止できる。

上記課題を解決するためになされた第８の発明は、第７の発明に記載のプロジェクタであって、液冷受熱ジャケットが、光源部と筐体との間に配設され及び／又は光源部と筐体の内部の他の電子部品との間に配設されている構成を有している。

液冷受熱ジャケットが光源部と筐体との間に配設され及び／又は光源部と筐体の内部の他の電子部品との間に配設されているので、筐体及び／又は筐体内部の電子部品の温度上昇を確実に防止することができ、筐体を薄肉化、小型化することができ量産性、省スペース性に優れると共に、電子部品の信頼性を確保することができるという作用を有する。

ここで、ラジエータ等から放出される熱が、電子部品やその他の部品に伝わることを防止するために、光源部の光路や着脱を妨げない範囲で、筐体内部に隔離壁を設けてもよい。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。

図１は本発明の実施の形態１における光源用冷却装置の構成を示す全体斜視図である。

図１中、本発明の実施の形態１における光源用冷却装置１は、各種のプロジェクタ（映写機、投光器）等に用いられる光源となるハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプ等のランプ１０ａと反射板及びこれらを支持する支持部などを備えた光源部１０を冷却するために、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属で形成された扁平状の液冷受熱ジャケット２を略コ字型に折り曲げ、光源部１０の外側の３方向に対向するように配置し、液冷受熱ジャケット２と光源部１０を離間させることにより光源部１０の外周と液冷受熱ジャケット２の内周との間に空気層２ａを形成し、略コ字型に形成した液冷受熱ジャケット２の側方には開口部２ｂ形成した。

液冷受熱ジャケット２が、光源部１０の外側に空気層２ａを介して略コ字型に配設されているので、光源部１０から発せられる熱を空気層２ａを介して液冷受熱ジャケット２の全面に略均一に伝達して受熱することができ、光源部１０を斑なく確実に冷却することができ、光源部１０が必要以上に昇温することを防止でき信頼性に優れる。

また、光源部１０と液冷受熱ジャケット２との間に空気層２ａを形成して両者を接触させないことにより、液冷受熱ジャケット２内の冷媒が沸騰したり、光源部１０の温度が必要以上に低下したりすることを防止でき信頼性に優れる。

さらに、光源部１０と液冷受熱ジャケット２との間に空気層２ａがあるので、光源部１０と液冷受熱ジャケット２の細かな位置合わせが不要で、光源部１０の着脱作業を容易に行うことができると共に、液冷受熱ジャケット２が金属製の場合でも光源部１０との間で放電が発生することを防止でき信頼性に優れる。

液冷受熱ジャケット２の光源部１０の光路側及びその反対側が開口しているので、光源部１０の光路が遮られることがなく、光源部１０の着脱を容易に行うことができメンテナンス性に優れる。また、液冷受熱ジャケット２が略コ字型に形成されているので、開口部２ｂを利用して光源部１０の側方からも着脱作業などを行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。

液冷受熱ジャケット２の内部には冷媒を通過させるための流路３が形成され、流路入口３ａには冷媒配管８を介して冷媒を循環させるための循環ポンプ７が接続され、流路出口３ｂには冷媒配管８を介して液冷受熱ジャケット２で受熱した熱を放熱するためのラジエータ４が接続されている。これにより、循環ポンプ７で冷媒を循環させながら、液冷受熱ジャケット２での受熱とラジエータ４での放熱を連続的に繰り返し行うことができ、液冷受熱ジャケット２で受熱した熱をラジエータ４で効率的に放熱することができる。尚、液冷受熱ジャケット２の流路３はアルミシート等の金属製シートや板材の要所を熱溶着して貼り合わせることにより形成した。流路３を蛇行させて形成し、その距離を長くすることで、液冷受熱ジャケット２と流路３との接触面積が増え、熱伝達量を多くすることができ、液冷受熱ジャケット２で受熱できる熱容量を増加させ、冷却効果を高めている。

また、ラジエータ４の通風方向にはラジエータ４に送風して冷却を促進するための冷却ファン５が連設されている。これにより、ラジエータ４と冷却ファン５を一体に取り扱うことができると共に、ラジエータ４に至近距離から送風することができ、無駄なく短時間で確実にラジエータ４からの放熱を行うことができ、放熱の信頼性、効率性に優れる。

ラジエータ４と循環ポンプ７との間には、蒸発などにより減少する冷媒を補うためのリザーブタンク６を配設した。液冷受熱ジャケット２，ラジエータ４，リザーブタンク６，循環ポンプ７の各部を接続して冷媒を循環させる冷媒配管８は水分子が通過し難いブチルゴムで形成した。これにより、冷媒配管８に柔軟性があり容易に変形させることができ、軽量で取り扱い性、設置自在性に優れると共に、冷媒の水分の減少や増粘を効果的に防いでいる。また、冷媒に不凍液を用いることにより、冬季或いは寒冷地においても冷媒が凍結することがなく、冷媒配管８や循環ポンプ７等が破損することを防止でき信頼性に優れる。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における光源用冷却装置の動作について説明する。

光源部１０で発生した熱は、液冷受熱ジャケット２の表面から流路３内の冷媒に伝達され、循環ポンプ７を駆動することにより、ラジエータ４へ移動し、冷却ファン５からの送風によって放熱が行われる。ラジエータ４で冷却された冷媒は、リザーブタンク６を通り、再び循環ポンプ７によって液冷受熱ジャケット２へ送られ、光源部１０の温度を調整する。

尚、液冷受熱ジャケット２の材質は、本実施の形態に限定されるものではなく、光源部１０の発熱に耐えられるだけの耐熱性を有するものであればよい。

また、液冷受熱ジャケット２は、光源部１０の周りにコ字状に配置する以外に、Ｌ字状、ニの字状、矩形状などの形状で配置してもよい。

液冷受熱ジャケット２の流路３は、互いに間隔を開けて平行に配設した一対の平板の間にリブ状の隔壁を配設して形成してもよいし、二枚の平板状の部材の少なくとも一方にプレス等により溝加工したものを接合して形成してもよい。

液冷受熱ジャケット２を柔軟性を有するシート材や板材で形成した場合、容易に折り曲げたり、湾曲させたりすることができ、光源部１０の大きさや形状に応じて液冷受熱ジャケット２を円弧状や多角形状等の任意の形状に変形させて光源部１０を囲むことができ汎用性に優れる。また、液冷受熱ジャケット２が柔軟性を有する場合、光源部１０の周りに液冷受熱ジャケット２を保持する枠体（図示せず）を配設することにより、液冷受熱ジャケット２を固定できると共に、光源部１０と液冷受熱ジャケット２との距離を略均一に保って確実に空気層２ａを形成することができる。

また、本実施の形態では、ラジエータ４に冷却ファン５を連設して使用したが、ラジエータ４と冷却ファン５は離して配置してもよいし、ラジエータ４のみで十分な冷却能力が得られる場合は、ファンレスのラジエータ４を使用してもよい。尚、冷却ファン５の大きさや回転数などは、ラジエータ４の冷却能力に応じて適宜、選択することができる。

また、リザーブタンク６内に循環ポンプ７を設置したり、液冷受熱ジャケット２と循環ポンプ７との間，液冷受熱ジャケット２とラジエータ４との間，ラジエータ４とリザーブタンク６との間などを直接接続したりして、一体化してもよい。これにより、一部の冷媒配管８を省略することができ、各部の取り扱い性を向上させて装置への着脱を容易に行うことができると共に、冷媒配管８を省略することにより冷媒の減少や増粘を確実に低減でき信頼性を向上できる。

尚、液冷受熱ジャケット２やリザーブタンク６の表面をフィン形状に形成してラジエータ４の機能を兼ねることもできる。また、リザーブタンク６内に空気層を設けた場合、冷媒の体積変化を吸収することができ、寒冷地や冬季における破損を効果的に防止することができる。

冷媒配管８は、ゴム製以外に、合成樹脂製や金属製のものを使用してもよい。

以上のように構成された実施の形態１における光源用冷却装置を備えたプロジェクタについて説明する。

図２（ａ）は実施の形態１における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す要部断面模式平面図であり、図２（ｂ）は実施の形態１における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式正面図である。尚、図２においては、説明の都合上、光源用冷却装置１の冷媒配管８は省略した。

図２中、実施の形態１における光源用冷却装置１を備えたプロジェクタ２０は、筐体２１に形成された通風口２１ａ，２１ｂを有し、筐体２１の内部には投射レンズ２２及び電源，駆動回路，ビデオ回路等を備えた基板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、光源部１０から出射された光を反射して投射レンズ２２に入射させる反射ミラー２３ａ，２３ｂ、光源用冷却装置１を制御する制御部２５、光源部１０の近傍の温度を検出する温度検出部２６が配設されている。

液冷受熱ジャケット２が光源部１０と近接する筐体２１の上面、下面及び一側面の合計三つの面と光源部１０との間に配設されていることにより、液冷受熱ジャケット２の受熱面積を拡大して光源部１０の発する熱を効率的に受熱することができ、光源部１０と近接する筐体２１の温度が上昇することを確実に防止でき、安全性に優れると共に、筐体２１を薄肉化、小型化することができ量産性、省スペース性に優れる。また、冷却ファン５を駆動することにより、上流側の通風口２１ａから外気を取り入れてラジエータ４を冷やすことができると共に、下流側の通風口２１ｂから温められた空気を外部に排出して筐体２１の内部に熱が籠もることを防止することができる。このとき、筐体２１の内部に隔離壁２４を設けることにより、温められた空気を確実に通風口２１ｂから排出させることができ、筐体２１内部の基板２２ａ，２２ｂ，２２ｃの電子部品などの温度上昇を確実に防止することができる。尚、通風口２１ａ，２１ｂの形状、大きさ、数、配置は、適宜、選択することができる。また、隔離壁２４には光路を妨げないように切り欠きを形成した。

制御部２５は、光源部１０の近傍に配置した温度検出部２６で検出した温度に応じて冷却ファン５の回転数を変化させたり、回転と停止を切り替えたりする。これにより、効率的な冷却を行うことができ、省エネルギー性に優れると共に、冷却ファン５の回転により発生する騒音を最低限に抑えることができ低騒音性に優れる。

図２（ｂ）に示すように、ラジエータ４を液冷受熱ジャケット２の開口部２ｂで、光源部１０の一側部に対向するように配設することにより、光源部１０の側部全周を液冷受熱ジャケット２とラジエータ４で囲むようにして周囲と隔離することができ、光源部１０から周囲への熱伝達を低減して、周囲の温度上昇を効果的に低下させることができる。また、ラジエータ４と液冷受熱ジャケット２を近接して配置できるので、ラジエータ４と液冷受熱ジャケット２を接続する冷媒配管８を短くすることができ、省スペース性に優れ、冷媒配管８などを透過する冷媒の水分量を低減して冷媒の減少や増粘を防ぐことができる。

液冷受熱ジャケット２、ラジエータ４、循環ポンプ７がそれぞれ独立しているので、筐体２１の内部への設置及び設計の自在性、メンテナンス性に優れる。

尚、ラジエータ４，冷却ファン５，リザーブタンク６，循環ポンプ７の配置は本実施の形態に限定されるものではなく、光源部１０や投射レンズ２２などの配置に応じて、光源部１０の光路や着脱作業を妨げない範囲で筐体２１の内部の任意の位置に配置することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２における光源用冷却装置を備えたプロジェクタについて説明する。

図３は実施の形態２における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式正面図である。

図３において、実施の形態２における光源用冷却装置１ａを備えたプロジェクタ２０ａが実施の形態１と異なるのは、液冷受熱ジャケット２が略Ｌ字型に形成され、光源部１０の外側部の内の上面側と一側面側の２方向に対向して配設されている点である。これにより、光源部１０に近接し、ユーザの手に触れ易い筐体２１の上面と側面における温度上昇を効果的に防止できる。

尚、ラジエータ４は液冷受熱ジャケット２の開口部で光源部１０に対向するように配置する以外に、液冷受熱ジャケット２を挟むようにして光源部１０に対向させて配置してもよいし、液冷受熱ジャケット２に連設して配置してもよい。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３における光源用冷却装置を備えたプロジェクタについて説明する。

図４は実施の形態３における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式正面図である。

図４において、実施の形態３における光源用冷却装置１ｂを備えたプロジェクタ２０ｂが実施の形態１と異なるのは、液冷受熱ジャケット２が略ロ字型（矩形状）に形成され、光源部１０の側部の４方向に対向して配設されている点である。これにより、光源部１０の光路側とその反対側を除く側部の全周を液冷受熱ジャケット２で覆って受熱面積を拡大することができ、光源部１０から発せられる熱を確実に受熱して冷却効果を高めることができる。また、光源部１０のランプ１０ａが破損した場合でも、破片が周囲へ飛散することを防止できる。

尚、ラジエータ４及び冷却ファン５は光源部１０の外側に対向させる必要はなく、任意の位置に配置することができる。ラジエータ４を光源部１０の光路側と反対側の開口部に配置した場合、光源部１０の光路側を除く外側全てを液冷受熱ジャケット２とラジエータ４で完全に囲むことができ、光源部１０の周囲への熱伝達を確実に防止することができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４における光源用冷却装置を備えたプロジェクタについて説明する。

図５（ａ）は実施の形態４における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式平面図であり、図５（ｂ）は実施の形態４における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式側面図である。

図５において、実施の形態４における光源用冷却装置１ｃを備えたプロジェクタ２０ｃが実施の形態１と異なるのは、光源部１０の外側にプロジェクタ２０ｃの前面側、上面側、後面側に分割されて配設された扁平状の液冷受熱ジャケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備え、それらが冷媒配管８を介して接続され略コ字型に配設されている点である。

略コ字型に配設された液冷受熱ジャケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃの内、光源部１０と筐体２１との間に配置された液冷受熱ジャケット１２ａ，１２ｂにより、筐体２１の温度上昇を抑えて、熱変形の発生を防止できる。また、液冷受熱ジャケット１２ｃにより筐体２１の内部の他の電子部品への熱伝達を防止でき、温度上昇による電子部品の信頼性の低下を防ぐことができる。

同一の平板状に形成された液冷受熱ジャケット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを互いに冷媒配管８で接続するだけで所望の形状に形成することができるので、取り扱いが容易で形状の汎用性に優れる。コ字状以外にＬ字状や矩形状にも形成することができるので、実施の形態２及び３の一体に形成された液冷受熱ジャケット２の代わりに用いて同様の作用、効果を得ることができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

（実施例１）
実施の形態４で説明した光源用冷却装置１ｃを備えたプロジェクタ２０ｃを用いて筐体の温度測定を行った。

測定方法は以下の通りである。

まず、常温状態にプロジェクタ２０ｃを設置し、プロジェクタ２０ｃの筐体２１の筐体前面の測定点（Ｐ１）及び筐体上面の測定点（Ｐ２）に熱電対を取り付けた。

また、外気温測定のため、プロジェクタ２０ｃより約１ｍ離れたプロジェクタ２０ｃと同じ高さの場所に、風を遮るように熱電対を設置した。

各部の温度測定は常温で開始し、プロジェクタ２０ｃと共に光源用冷却装置１ｃを駆動した。

筐体２１の筐体前面の測定点（Ｐ１）及び筐体上面の測定点（Ｐ２）の温度上昇がそれぞれ飽和した時点から５分後の測定データを実測値とした。

（実施例２）
光源部１０の一側部（プロジェクタ２０ｃの後面側）のみに液冷受熱ジャケット１２ｃを配置した以外は、実施例１と同様にして、筐体２１の筐体前面の測定点（Ｐ１）、筐体上面の測定点（Ｐ２）における温度を測定した。

（比較例１）
図６に示した従来の空冷式のプロジェクタ１００を用い、ファン１０５ａ，１０５ｂによる従来と同様の空冷を行った以外は、実施例１と同様にして、筐体１０１の筐体前面の測定点（Ｐ１）、筐体上面の測定点（Ｐ２）における温度を測定した。

実施例１，２及び比較例１における温度測定結果を（表１）に示す。

実施例１によれば、実施例２と比べて、筐体２１の筐体前面の測定点（Ｐ１）でΔＴ１−ΔＴ２＝−９９．７℃、筐体上面の測定点（Ｐ２）でΔＴ１−ΔＴ２＝−２５．１℃という優れた冷却効果が得られた。これにより、液冷受熱ジャケット１２ａ，１２ｂの作用によって、筐体２１の温度上昇を効果的に抑えることができることがわかった。

また、実施例１によれば、比較例１と比べて、筐体２１（１０１）の筐体前面の測定点（Ｐ１）でΔＴ１−ΔＴ３＝−１７．０℃、筐体上面の測定点（Ｐ２）でΔＴ１−ΔＴ３＝−１０．７℃という冷却効果が得られた。これにより、実施の形態４における光源用冷却装置１ｃの作用によって、従来の空冷よりも筐体２１の温度上昇を低く抑えることができることがわかった。

本発明は、光源部の着脱を容易に行うことができ、光源部から発せられる熱を斑なく確実に受熱、放熱して光源部の温度を最適な範囲に保つことができる冷却の効率性、信頼性に優れた光源用冷却装置の提供、及び光源部から発せられる熱が筐体及び筐体内部の他の電子部品に伝達されることを防止でき、筐体を薄肉化、小型化でき量産性に優れると共に、電子部品の信頼性を確保することができる省スペース性、設計自在性に優れた光源用冷却装置を備えたプロジェクタの提供を行うことができ、従来の空冷よりも優れた冷却を低騒音で実現し、一般家庭に広く普及させることができる。

本発明の実施の形態１における光源用冷却装置の構成を示す全体斜視図 （ａ）実施の形態１における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す要部断面模式平面図、（ｂ）実施の形態１における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式正面図 実施の形態２における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式正面図 実施の形態３における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式正面図 （ａ）実施の形態４における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式平面図、（ｂ）実施の形態４における光源用冷却装置を備えたプロジェクタを示す部分破断模式側面図 （ａ）従来のプロジェクタを示す部分破断模式平面図、（ｂ）従来のプロジェクタを示す部分破断模式側面図

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 光源用冷却装置
２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 液冷受熱ジャケット
２ａ 空気層
２ｂ 開口部
３ 流路
３ａ 流路入口
３ｂ 流路出口
４ ラジエータ
５ 冷却ファン
６ リザーブタンク
７ 循環ポンプ
８ 冷媒配管
１０ 光源部
１０ａ ランプ
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ プロジェクタ
２１ 筐体
２１ａ，２１ｂ 通風口
２２ 投射レンズ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 基板
２３ａ，２３ｂ 反射ミラー
２４ 隔離壁
２５ 制御部
２６ 温度検出部
１００ プロジェクタ
１０１ 筐体
１０１ａ，１０１ｂ 通風口
１０２ 投射レンズ
１０５ａ，１０５ｂ ファン
１１０ 光源部
１１０ａ ランプ
Ｐ１ 筐体前面の測定点
Ｐ２ 筐体上面の測定点

Claims (8)

1. 筐体の内部に配設される光源部を冷却する光源用冷却装置であって、光源部の発する熱を受熱する液冷受熱ジャケットと、前記液冷受熱ジャケットで受熱した熱を放熱するラジエータと、前記液冷受熱ジャケットと前記ラジエータとの間で冷媒を循環させる循環ポンプと、を備え、前記液冷受熱ジャケットが、前記光源部の光路側とその反対側の二方向を除いた前記光源部の外側の少なくとも一部に配設され、前記光源部と前記液冷受熱ジャケットの間に空気層が形成されたことを特徴とする光源用冷却装置。
2. 前記液冷受熱ジャケットが、前記光源部と近接する前記筐体の三つの面と前記光源部との間に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の光源用冷却装置。
3. 前記ラジエータの通風方向に送風する冷却ファンを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源用冷却装置。
4. 前記冷却ファンが、前記ラジエータに連設されていることを特徴とする請求項３に記載の光源用冷却装置。
5. 前記ラジエータが、前記光源部の光路側を除く前記光源部の外側の少なくとも一部に対向して配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の光源用冷却装置。
6. 前記冷媒が不凍液であることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の光源用冷却装置。
7. 筐体の内部に着脱自在に配設される光源部を備えたプロジェクタであって、請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の光源用冷却装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
8. 前記液冷受熱ジャケットが、前記光源部と前記筐体との間に配設され及び／又は前記光源部と前記筐体の内部の他の電子部品との間に配設されていることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。

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