JP2008003183A - 冷却ファンモータおよび投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量化の要求への対応を損なうことなく、熱による悪影響を排除することが可能となる冷却ファンモータを提供する。
【解決手段】筒状の多翼ファン１１と、前記多翼ファン１１を回転駆動するためのモータ１３とを備えた冷却ファンモータ２において、前記多翼ファン１１の構成部材の一部と、前記モータ１３の構成部品を内包するハウジング１３ｅの構成部材の一部とを、同一部材１４によって形成する。そして、前記多翼ファン１１の筒状部分の外側にて前記構成部品を内包するように、前記ハウジング１３ｅを配する。
【選択図】図４

Description

本発明は、投影画像を表示する投射型表示装置およびその投射型表示装置に用いて好適な冷却ファンモータに関する。

近年、投影画像を表示する投射型表示装置として、液晶プロジェクタ装置が広く知られている。液晶プロジェクタ装置は、光源から出射された光を、液晶パネルを用いて選択的に透過させ、その透過光をスクリーン上に投写することで、大画面の画像表示を実現するものである。

このような液晶プロジェクタ装置では、一般に、光源として、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電灯、すなわち放電によって太陽光に近い白色光を発光するものが用いられる。そして、その高輝度放電灯に対して、過度に高温になってしまうのを防止すべく、冷却ファンモータからの送風を利用した冷却を行うように構成される。

冷却ファンモータとしては、シロッコファンモータを用いることが一般的である（例えば、特許文献１，２参照）。シロッコファンモータは、複数の羽根を持つ筒状の多翼ファン（シロッコファン）と、これを覆うように配された整風器と、多翼ファンを回転駆動するためのモータとが組み合わされ、多翼ファンの回転により生じる遠心力を利用して送風を行うように構成されたものである。

特開平５−５３２００号公報 特許第３４７１６１１号公報

ところで、液晶プロジェクタ装置に対しては、小型軽量化が求められている。この要求に対応するために、液晶プロジェクタ装置には、多翼ファンとモータとが一体に構成された、いわゆる小型シロッコファンモータが用いられる。図５は、従来における小型シロッコファンモータの一具体例を示す断面構成図である。図例の小型シロッコファンモータは、多翼ファン２１とモータ２２との一体化により、多翼ファン２１の構成部材の一部と、モータ２２の構成部品を内包するハウジングの構成部材の一部とが、同一部材２３によって形成されている。当該同一部材２３は、樹脂材であることが一般的である。また、ハウジングは、多翼ファン２１の筒状部分の内側に突出するように配されている。

しかしながら、従来の小型シロッコファンモータにおける小型化のための構造では、耐熱性の点において必ずしも優れたものであるとは言えない。すなわち、従来の構造では、多翼ファン２１が外部から取り入れた空気の熱がモータ２２の側に伝わり易く、高温の空気を取り入れた場合にはモータ２２、特にその制御回路２４が高温になるおそれがある。また、多翼ファン２１の筒状部分の内側にハウジングが突出していると、モータ２２の自己発熱が外部に放熱され難く、その影響によってもモータ２２の制御回路２４が高温になるおそれがある。このような制御回路２４の高温化は、動作安定性の低下を招く要因となり得るため、回避すべきである。

そこで、本発明は、小型軽量化の要求への対応を損なうことなく、熱による悪影響を排除することが可能となる冷却ファンモータおよび投射型表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出された冷却ファンモータで、筒状の多翼ファンと、前記多翼ファンを回転駆動するためのモータとを備え、前記多翼ファンの構成部材の一部と、前記モータの構成部品を内包するハウジングの構成部材の一部とが、同一部材によって形成されているとともに、前記多翼ファンの筒状部分の外側にて前記構成部品を内包するように前記ハウジングが配されていることを特徴とする。

上記構成の冷却ファンモータによれば、多翼ファンの筒状部分の外側にモータのハウジングが配されているので、多翼ファンの筒状部分の内側の熱がモータの側に伝わり難く、またモータの側における熱が外部に放熱され易くなる。しかも、多翼ファンの筒状部分の外側にモータのハウジングが配されても、その分だけ当該筒状部分の内側の容量が当該筒状部分の内側にハウジングが突出する場合に比べて大きくなるので、同一送風量であれば多翼ファンの小型化が可能となり、小型軽量化の要求への対応が損なわれてしまうこともない。

本発明によれば、小型軽量化の要求への対応が損なわれてしまうことなく、熱による悪影響を排除することが可能となる。つまり、小型軽量化の要求に対応しつつ、従来よりも耐熱性に優れた冷却ファンモータを提供することが可能となる。したがって、当該冷却ファンモータを用いて投射型表示装置を構成すれば、従来は配置ができなかった光源や光学系等の近傍にも冷却ファンモータを配置することができ、結果として小型軽量化に対応しつつ装置内の配置構成の自由度（柔軟性）が向上することになる。

以下、図面に基づき本発明に係る冷却ファンモータおよび投射型表示装置について説明する。

先ず、投射型表示装置について説明する。ここでは、投射型表示装置として、液晶プロジェクタ装置を例に挙げて説明する。図１は液晶プロジェクタ装置の概略構成例を示す説明図であり、図２および図３はその要部構成例を示す説明図である。

図１に示すように、液晶プロジェクタ装置は、その筐体内に、光学系ユニット１と、冷却ファンモータ２と、冷却ダクト３と、光源ユニット４と、を備えて構成されている。

光学系ユニット１は、例えばフィルタ、フライアイレンズ、ＰＳ分離合成器、ダイクロイック・ミラー、全反射ミラー、コンデンサー・レンズ、液晶パネル、ダイクロイック・プリズム、投写レンズ等の組み合わせからなるもので、光源ユニット４から出射される光を受け取ると、赤外線や紫外線をカットするフィルタ、フライアイレンズ、無偏光波を偏光波に変換するＰＳ分離合成器を経た後に、特定の波長帯域の光だけを反射するダイクロイック・ミラーによってＲＧＢの各色成分光に分離し、必要に応じて全反射ミラーやコンデンサー・レンズを利用しつつ、ＲＧＢの各色に対応して設けられた各液晶パネルに入射させ、各液晶パネルにて映像信号に応じた光変調が行った後に、光変調された各色成分光をダイクロイック・プリズムによって合成して、投写レンズによって拡大投影するように構成されている。このような構成により、光学系ユニット１は、スクリーン上へのカラー画像の投影表示を行うようになっている。

冷却ファンモータ２は、例えばシロッコファンモータからなるもので、筐体外から空気を吸引するとともに、その吸引した空気を用いて光源ユニット４を冷却するための送風を行うものである。

冷却ダクト３は、図２に示すように、冷却ファンモータ２からの冷却風を光源ユニット４へ導くためのダクトからなるものである。なお、光源ユニット４へ導かれた冷却風は、その光源ユニット４での熱交換を経た後に、排気ダクトを経て筐体外へ排出されることになる。

光源ユニット４は、投影画像を表示するための光を発する光源（ただし不図示）を備えてなるものである。光源としては、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電灯を用いる。

ところで、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電灯は、ランプ寿命によって発光しなくなったり、あるいは何らかの要因により故障または破損等が生じたりすることが考えられる。つまり、高輝度放電灯は消耗品であり、定期的な保守交換が必要であると考えられる。ただし、その保守交換は、作業が煩雑なものであってはならない。このことから、光源ユニット４は、図３に示すように、光源を含むユニット単位、すなわち光源ユニット４毎で、その交換に対応し得るように構成されている。つまり、光源を含む光源ユニット４が、交換可能にモジュール化されているのである。

続いて、以上のような液晶プロジェクタ装置における特徴的な構成である冷却ファンモータ２、すなわち本発明に係る冷却ファンモータの具定例について、さらに詳しく説明する。図４は、本発明に係る冷却ファンモータの構成例を示す断面図である。

図例の冷却ファンモータ２は、複数の羽根を持つ筒状の多翼ファン１１と、これを覆うように配された整風器１２と、多翼ファン１１を回転駆動するためのモータ１３と、が組み合わされて構成されている。このうち、整風器１２には、空気を取り入れるための給気口１２ａと、空気を吐き出すための排気口１２ｂとが設けられている。また、モータ１３は、回転軸１３ａ、ベアリング１３ｂ、コイル１３ｃ、磁石１３ｄ、ハウジング１３ｅ、制御回路基板（Printed Circuit Board；以下「ＰＣＢ」と略す）１３ｆ等を有する、一般的な電動機と同様のものである。そして、電圧印加によりモータ１３が回転すると多翼ファン１１も回転し、これにより給気口１２ａを通じて多翼ファン１１の筒状部分の内側に取り入れた空気が、多翼ファン１１の回転により生じる遠心力を利用して、排気口１２ｂから外部へ送風されるようになっている。

ところで、冷却ファンモータ２は、小型軽量化の要求に対応するために、多翼ファン１１とモータ１３とが一体に構成されている。すなわち、多翼ファン１１の構成部材の一部、具体的には給気口１２ａから離れた側にある円盤状部材と、モータ構成部品を内包するハウジングの構成部材の一部、具体的にはハウジング１３ｅの天板とが、同一部材１４によって形成されている。

そして、ハウジング１３ｅの天板が多翼ファン１１の構成部材である円盤状部材と同一部材１４によって形成されていることから、そのハウジング１３ｅは、多翼ファン１１の筒状部分の外側にて、モータ１３の構成部品（回転軸１３ａ、ベアリング１３ｂ、コイル１３ｃ、磁石１３ｄ等）を内包することになる。つまり、多翼ファン１１の筒状部分の外側にモータ１３の構成部品を内包するようにハウジング１３ｅが配されているのである。

また、多翼ファン１１とモータ１３との間における同一部材（以下「共用部材」という）１４は、多翼ファン１１の側とモータ１３の側とを熱的に遮蔽する断熱部材としての機能を有している。断熱部材としての機能は、共用部材１４の形成厚さや形成材料等によって実現すればよい。例えば、共用部材１４の形成厚さによって実現する場合であれば、従来における厚さ（一般的な小型シロッコファンにおける形成厚さ）よりも例えば１．５〜３倍程度の厚さに形成することが考えられる。また、共用部材１４の形成材料等によって実現する場合であれば、従来における形成材料（一般的な小型シロッコファンにおける形成材料）よりも熱伝導率の低い材料を用いることが考えられる。

以上のように構成された冷却ファンモータ２では、多翼ファン１１の筒状部分の外側にモータ１３のハウジング１３ｅが配されており、多翼ファン１１の部分とモータ１３の部分とが分離して配置される構造となっている。したがって、小型軽量化の要求に対応するために、多翼ファン１１とモータ１３とが一体に構成されている場合であっても、多翼ファン１１の筒状部分の内側の熱がモータ１３の側に伝わり難く、またモータ１３の側における熱が外部に放熱され易くなるので、ＰＣＢ１３ｆの高温化によるモータ１３の動作安定性低下等を未然に回避することが可能となり、結果として従来よりも耐熱性の点において優れたものとなる。

さらには、多翼ファン１１とモータ１３との間における共用部材１４が断熱部材としての機能を有していることから、多翼ファン１１の部分とモータ１３の部分との分離配置にあたり、これらの間に断熱壁（Fire Wall）が形成されることになる。したがって、モータ１３の側の高温化回避の確実化を図ることができ、耐熱性を向上させる上でより一層好適なものとなる。

しかも、多翼ファン１１の部分とモータ１３の部分とを分離配置する構造では、多翼ファン１１の筒状部分の外側にモータ１３のハウジング１３ｅが配されても、その分だけ当該筒状部分の内側の容量が、従来のように当該筒状部分の内側にハウジングが突出する場合に比べて大きくなる。そのため、従来と同一送風量であれば、多翼ファン１１の小型化が可能となる。また、これに伴い、あるいはこれとは別に、多翼ファン１１の回転の低速化による静粛化や低消費電力化等も実現可能となる。つまり、多翼ファン１１の部分とモータ１３の部分との分離配置構造により耐熱性向上をさせても、小型軽量化の要求への対応が損なわれてしまうことがない。

このように、本実施形態で説明した冷却ファンモータ２によれば、小型軽量化の要求への対応が損なわれてしまうことなく、熱による悪影響を排除することが可能となる。つまり、小型軽量化の要求に対応しつつ、従来よりも耐熱性に優れた冷却ファンモータ２を提供することが可能となる。したがって、当該冷却ファンモータ２を用いて液晶プロジェクタ装置を構成すれば、従来は配置ができなかった光源ユニット４の光源や光学系ユニット１等の近傍にも冷却ファンモータ２を配置することができ、結果として小型軽量化に対応しつつ装置内の配置構成の自由度（柔軟性）が向上することになる。

なお、本実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態では、投射型表示装置として液晶プロジェクタ装置を例に挙げて説明したが、光源、冷却ファンモータおよびこれらの間を結ぶダクトを備えたものであれば、他の投射型表示装置であっても、全く同様に適用することが可能である。また、本発明は、投射型表示装置以外に用いられる冷却ファンモータに適用することも可能である。

液晶プロジェクタ装置の概略構成例を示す説明図である。 液晶プロジェクタ装置の要部構成例を示す説明図（その１）である。 液晶プロジェクタ装置の要部構成例を示す説明図（その２）であり、光源ユニットの概略構成例を示す図である。 本発明に係る冷却ファンモータの構成例を示す断面図である。 従来における小型シロッコファンモータの一具体例を示す断面構成図である。

符号の説明

１…光学系ユニット、２…冷却ファンモータ、３…冷却ダクト、４…光源ユニット、１１…多翼ファン、１２…整風器、１２ａ…給気口、１２ｂ…排気口、１３…モータ、１３ａ…回転軸、１３ｂ…ベアリング、１３ｃ…コイル、１３ｄ…磁石、１３ｅ…ハウジング、１３ｆ…ＰＣＢ、１４…共用部材

Claims (3)

1. 筒状の多翼ファンと、
   前記多翼ファンを回転駆動するためのモータとを備え、
   前記多翼ファンの構成部材の一部と、前記モータの構成部品を内包するハウジングの構成部材の一部とが、同一部材によって形成されているとともに、
   前記多翼ファンの筒状部分の外側にて前記構成部品を内包するように前記ハウジングが配されている
   ことを特徴とする冷却ファンモータ。
2. 前記同一部材が断熱部材としての機能を有している
   ことを特徴とする請求項1記載の冷却ファンモータ。
3. 投影画像を表示するための光を発する光源と、
   前記光源を冷却するための送風を行う冷却ファンモータと、
   前記冷却ファンモータからの冷却風を前記光源へ導くダクトとを備える投射型表示装置において、
   前記冷却ファンモータは、
   筒状の多翼ファンと、
   前記多翼ファンを回転駆動するためのモータとを備え、
   前記多翼ファンの構成部材の一部と、前記モータの構成部品を内包するハウジングの構成部材の一部とが、同一部材によって形成されているとともに、
   前記多翼ファンの筒状部分の外側にて前記構成部品を内包するように前記ハウジングが配されている
   ことを特徴とする投射型表示装置。
   

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