JP2011107620A - ランプユニット及び機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプ破損時の安全性を確保するとともにプロジェクタへのランプユニットの取付が容易な技術を提供する。
【解決手段】ランプユニット１８のシャッタ３の突起４が、ランプユニット１８をセット１９に組み込む際に、ランプガイド・スロープ１４を摺動する。そのとき、突起４は、スプリング１１の付勢力に逆らい、図示で右方向に移動することになる。その移動に伴い、シャッタ３は冷却風取入口９の位置から外れる方向に移動する。完全に挿入されると、突起４は、突起位置保持部１７で固定される。
【選択図】図６

Description

本発明は、ランプユニット及び機器に係り、例えば、プロジェクタ等の機器に取り付けられるランプユニット及びそのようなランプユニットが取り付けられて使用される機器に関する。

プロジェクタ用の光源として、一般に、高圧水銀ランプが使用されている。高圧水銀ランプは発熱するため、空冷ファンを用いて適正な温度に冷却される必要がある。また、高圧水銀ランプは点灯中、内部が非常な高圧になり破裂の可能性があるため、万一破裂してもガラス破片がランプユニット外部に飛び出さないような防爆構造が必要である。さらに、高圧水銀ランプは寿命があり、定期的に交換が必要なため、ユーザが簡単に交換できるようなユニット構造が必要である。

上記のような要求にあわせて、従来ランプユニットは、高圧水銀ランプをケース内に収納しかつ、冷却用の開口部を備え、その開口部を金属メッシュで覆う方法がある。また、金属メッシュの代わりに複数の小穴が設けられた技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、金属メッシュのかわりに開閉式のシャッタを用いた方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１８５１２４号公報 特開２００８−２６８６９１号公報

ところで、特許文献１に開示の技術では、金属メッシュによる冷却性能の低下と長時間使用によるメッシュへのゴミの目詰まりによる冷却性能の低下の課題があった。また、特許文献２に開示の技術では、ランプユニットの挿入により、自動的な挿入方向と９０度ずれた方向にシャッタの開閉をすることができ、安全且つ利用効率の高いランプユニットを実現している。しかしながら、ランプユニット内部に最低２つの移動部品（開閉移動するシャッタとシャッタを動作させる為のガイド部品）とスプリングとを備えているため、構造が複雑になってしまうと言う課題があった。その結果、摩擦が大きくなるため動作が重くなりがちで、製造ばらつきや使用により、円滑な動作ができなくなるおそれがあり、別の技術が求められていた。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、ランプ破損時の安全性を確保するとともにランプユニットを所定の機器に対して取り付ける作業が容易な技術を提供することにある。

本発明に係る装置は、光源と前記光源を固定するハウジングとが一体になって構成され、前記ハウジングに前記光源を冷却する風を前記光源に供給する冷却風取入用開口部と、冷却後の風を排出するメッシュ状又は格子状の排気用開口部と、前記冷却風取入用開口部を開閉するシャッタとが設けられ、機器に備わるユニット固定手段に取り付けられて使用されるランプユニットであって、前記シャッタを開方向又は閉方向に付勢する付勢手段を備え、
前記シャッタは、所定形状の突起形状を備え、前記突起形状は、前記ユニット固定手段が備えるガイド手段に沿って移動することで前記シャッタを開閉動作させる。
また、前記シャッタの開閉動作方向は、当該ランプユニットの挿入方向に対して９０度回転した方向であってもよい。
また、前記シャッタの開閉動作方向を所定方向に拘束するシャッタカバーを備えてもよい。
また、前記ガイド手段は、斜めに形成されたスロープであって、前記突起形状が前記スロープを摺動することで、前記シャッタが開閉動作してもよい。
本発明に係る別の装置は、上記のランプユニットを取り付けて使用する機器である。
また、当該機器はプロジェクタであってもよい。

本発明によれば、ランプ破損時の安全性を確保するとともにランプユニットを所定の機器に対して取り付ける作業が容易な技術を提供できる。

本発明の実施形態に係る、プロジェクタについてランプユニットの取付態様に着目して示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ランプユニットの外観を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ランプと反射鏡の接続状態を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る、ランプガイドの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ランプユニットがプロジェクタから取り外されたときの状態を示した図である。 本発明の実施形態に係る、ランプユニットをプロジェクタに取り付ける途中の状態を示した図である。 本発明の実施形態に係る、ランプユニットをプロジェクタに完全に取り付けた状態を示した図である。

以下、本実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態では、ランプユニットには開閉移動可能なシャッタとスプリングが備わる。さらに、シャッタには外側に突起部が設けられる。あわせて、ランプユニットが取り付けられるセット側（プロジェクタ本体側）には、ランプユニット挿入時に自動的にシャッタを開ける為の斜めスロープ状の構造が設けられている。そして、ランプユニットをセットに挿入したときは、シャッタの突起部がスロープ状の構造物に沿って移動をし、シャッタが開いた状態になる。また、ランプユニットをセットから抜き出したときは、スプリングによりシャッタが閉じた状態になる。以下、詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ５０について、ランプユニット１８の取付態様に着目して示した斜視図であり、ランプユニット１８がセット１９から取り外された状態を示している。図示のように、プロジェクタ５０は、セット１９にランプユニット１８を取り付ける構造となっている。そして、セット１９の内部には、ランプユニット１８を組み込むためのランプガイド１２が備わる。セット１９の図示で上面側のキャビネットには、ランプガイド１２とランプユニット１８の取り付け及び取り外しのための開口構造として、ランプユニット挿入部２１が設けられている。図示の矢印Ａ１方向にランプユニット１８を挿入することで、ランプユニット１８はランプガイド１２に取り付けられる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、ランプユニット１８の外観を示した斜視図であり、図１のランプユニット１８とは上下が反転している。光源であるランプ１（図３参照）を交換する際には、このランプユニット１８を単位として交換がなされる。なお、便宜上、図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、左右の関係が逆になっている。すなわち、図２（ａ）では左側に向かって光が照射され、図２（ｂ）では右側に向かって光が照射される。ランプユニット１８は、反射鏡２が取り付けられたランプ１と、ランプ１を固定するハウジング３０を備えている。

このランプユニット１８においては、光源であるランプ１には高圧水銀ランプが用いられる。図３は、ランプ１と反射鏡２の接続状態を断面図で示している。ランプ１は、ガラス管の中に電極が設けられ、高圧の水銀蒸気が封入された構造となっている。また、ランプ１には反射鏡２が固定されており、前面以外が覆われている。さらにまた、反射鏡２は十分な強度をもっており、万一ランプ１が破裂しても破壊されることがないように設計されている。

また、図２に示すように、ハウジング３０は、複数の部品が一体化されて構成されている。具体的には、ハウジング３０は、ランプカートリッジベース３１とランプ取付板６とを備えている。ランプカートリッジベース３１は、ハウジング３０の基体となる部分であり、金属又は樹脂で形成され、充分な機械的強度を有する。

ランプ取付板６は、ランプ１が直接固定される部品であり、例えば、ランプカートリッジベース３１にビス止め固定される。その材質は機械的強度、耐熱性の高い材料、例えば金属が好ましい。

ランプ取付板６において、反射鏡２の開口部分に対向する面には、ランプ１から発した有効な光を透過するために開口が形成されている。さらにランプ取付板６の前面の開口は、有効な光を透過することができる防爆ガラス（ＵＶガラス）８と、防爆ガラス８及びランプ取付板６を囲う部品であるＵＶホルダ７で覆われている。防爆ガラス８は、万一ランプ１が破裂したときでも割れないような強度で設計されている。この防爆ガラス８は、例えば、金属製のガラスホルダと固定板バネとの間に挟まれてビス固定される。

ＵＶホルダ７には冷却用の開口が最低２個設けられている。一般に、ランプ１が発光する際には発熱し高温になり、ランプ１のガラス管が破損するおそれがある。そのため、このランプユニット１８は、ランプ１を空冷する構造となっており、セット１９には図１に示すように冷却ファン１３が設けられ、これにより発生した冷却風によりランプ１が冷却される構造となっている。冷却構造のために、ＵＶホルダ７の一方の側面に設けられた開口は冷却風取入口９（図２（ａ））となっており、冷却ファン１３に接続されて冷却風を取り入れる。なお、図示では、冷却風取入口９の外側がシャッタ３及びシャッタカバー５で覆われており、シャッタカバー５のファン側開口２５と冷却風取入口９が一致するように配置されている。

また、ＵＶホルダ７の他方の側面に設けられた開口は、冷却後の空気を排出する冷却風排気口１０（図２（ｂ））となっている。冷却風排気口１０には、金属メッシュ（メッシュ構造部材）が設置されている。すなわち、冷却風は、シャッタ３が開いている状態で冷却風取入口９から吸気され、冷却風排気口１０の金属メッシュを通して排気される。メッシュ構造部材として、網目状や格子状、さらには小穴の集合体状のものがあり、そのメッシュ形状は、破片が内部から散出しないようになっていればよい。

そして、ランプ１にはプロジェクタ５０本体からコネクタを介して電力が供給されることによって発光する。すなわち、この構成によってランプ１はこのハウジング３０に固定され、プロジェクタ５０内で光を出力して用いられる。

また、ランプ取付板６には、冷却風取入口９を開閉するシャッタ３が取り付けられている。このシャッタ３はスプリング１１に接続されている。スプリング１１は、いわゆるねじりコイルバネであって、コイル部分１１ａがランプ取付板６の側面上部に取り付けられ、腕部１１ｂの先端部がシャッタ３に取り付けられている。そして、スプリング１１は、シャッタ３を閉じた状態になるように、つまり、図２（ａ）で左側方向に付勢している。なお、スプリング１１の形状及び取付態様は、シャッタ３を適正な開閉動作が出来るように付勢可能であればよい。

シャッタ３には、外側に突出する突起４が設けられている。この突起４は、ランプユニット１８の取り付け及び取り外しのときに、後述するランプガイド１２のランプガイド・スロープ１４（図４参照）を摺動することで、シャッタ３の開閉動作を行う。

さらに、ランプ取付板６には、移動式のシャッタ３の外側にシャッタカバー５が配置されている。このシャッタカバー５は、シャッタ３を左右方向の移動動作を可能としつつ、上下方向の位置及び奥行き方向の位置を規制する。また、シャッタカバー５にはガイド開口２６が備わり、このガイド開口２６は、横長の形状となっておりシャッタ３の突起４を突出させ、シャッタ３が左右に移動するときに、その移動を阻害しないようになっている。このような構造のシャッタカバー５により、シャッタ３の移動方向はランプ挿入方向に対して約９０度回転した方向に拘束されている。なお、移動の拘束方向は９０度回転した方向に限る趣旨ではなく、シャッタ３の移動及び固定が適当になされるようにすればよい。

図４は、ランプガイド１２の斜視図であり、図１で説明したように、ランプガイド１２にはランプユニット１８が取り付けられる。ランプガイド１２には、ランプユニット１８を固定する一般的な構造の他に、本実施形態で特徴的な構造として、ランプガイド・スロープ１４が設けられている。このランプガイド・スロープ１４は、斜めのスロープ構造であり、ランプユニット１８がセット１９に挿入されたときに、シャッタ３の突起４を自動的にシャッタ３が開く状態に移動させる。また、ランプガイド・スロープ１４の内部側の端部には、ランプガイド・スロープ１４から延出する面が垂直、つまり挿入方向と一致する平面に形成された突起位置保持部１７が設けられている。ランプユニット１８が完全に挿入されたときに突起４がこの突起位置保持部１７によって、左右方向の動きが規制される。

また、ランプガイド１２は、冷却ファン１３の冷却風をランプユニット１８に送る為の冷却用開口部１５を備えており、ランプユニット１８が挿入されたときにランプユニット１８の冷却風取入口９と略一致し、ランプ１に冷却風を適正に送ることができるようになっている。

つぎに、上記の構成による、ランプユニット１８の取付動作に伴うシャッタ３の動作を、図５〜図７を参照して説明する。なお、図５〜７では、シャッタ３の動きが分かり易いようにシャッタカバー５及びランプ１を取り除いて示している。また、セット１９の形状等は、突起４が摺動するランプガイド・スロープ１４を中心として模式的に破線で示している。

図５は、ランプユニット１８がプロジェクタ５０から取り外されたときの状態を示しおり、ちょうど図１の状態に対応している。この状態では、シャッタ３の突起４は、ランプガイド・スロープ１４に接しておらず、何ら力が作用しないため、シャッタ３は閉じた状態になる。

図６は、ランプユニット１８が取付途中の状態を示している。図示のように、シャッタ３の突起４が、ランプユニット１８への組み込みの際に、ランプガイド・スロープ１４を摺動する。そのとき、突起４は、スプリング１１の付勢力に逆らい、挿入方向Ｂ１に対して９０度回転した方向Ｂ２（図示で左側）に移動することになる。その移動に伴い、シャッタ３は冷却風取入口９の位置から外れる方向に移動する。当然に、ランプユニット１８を引き出す動作をしたときは、反対の作用が得られ、シャッタ３は右方向に移動し冷却風取入口９を閉じる。

図７は、ランプユニット１８がセット１９に組み込まれた状態を示した図であり、シャッタ３が開いた状態となっている。上述の図６の状態からさらにランプユニット１８を押し込み完全に挿入された状態である。このとき、突起４は、ランプガイド・スロープ１４の突起位置保持部１７に位置することになる。スプリング１１の付勢力が、突起４に対してシャッタ３を開く方向に作用するが、突起位置保持部１７は、その作用する力に対して垂直な面として形成されことから、ランプユニット１８が引き出されない限り、突起４の位置は動くことはない。なお、ランプユニット１８を引き出す方向（図示では下方向）に移動させると、図６の状態になり、スプリング１１の付勢力によってシャッタ３は、冷却風取入口９を閉じる方向に移動する。

このように、このランプユニット１８のシャッタ３における突起４は、ランプユニット１８が組み込まれる際に、ランプガイド・スロープ１４を摺動することで、自動的に移動するため、セット１９のランプガイド１２に組み込まれた状態ではシャッタ３が開いた状態となる。この状態で、冷却風取入口９からランプ１に冷却風が適正に供給される。そして、冷却風はランプ１を冷却した後に冷却風排気口１０から排気される。冷却風取入口９では、冷却風排気口１０と比較して風速が速いため、金属メッシュ等の抵抗があると、冷却効率が著しく低下した。しかし、本実施形態では、ランプユニット１８の冷却用の開口部である冷却風取入口９に金属メッシュを必要としないので、冷却効率が良く、長期使用での目詰まりによる冷却効率の悪化の心配がない。

一方、このランプユニット１８を取り外す際には、スプリング１１の力によって突起４はシャッタ３が閉じる方向に移動する。ランプユニット１８をセット１９（ランプガイド１２）から取り外した際には、冷却風取入口９はシャッタ３によって閉じた状態となる。また、冷却風排気口１０には金属メッシュが設置されている。従って、例えばガラス管が破損したランプユニット１８を取り外した場合でも、ガラス片が冷却風取入口９から外部にこぼれ落ちることは無い。従って、ユーザは安全かつ容易にランプユニット１８の交換作業を行うことができる。なお、突起４の上下方向の位置は、ランプユニット１８をセット１９から取り出す際に、ランプガイド・スロープ１４の挿入側端部に突起４が位置したときに、冷却風取入口９が完全にセット１９内にあることが好ましい。

また、シャッタ構造が、シャッタ３、スプリング１１及びランプガイド・スロープ１４の部品で実現できる。このような簡単な構造であることから、動作の信頼性が高くなる。さらに、部品点数が少ないのでコスト低減が図られる。さらに、ランプ１がユニット構造になっているため、ユーザによるランプユニット１８着脱が容易である。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、ランプシャッタ駆動用スプリング（スプリング１１）として、引張バネが用いられてもよい。また、ランプ冷却ファンとして軸流ファンが用いられてもよい。さらに、防爆ガラス８に紫外線反射、または、赤外線反射コートが付加されてもよい。また、上記の例では、光源として水銀ランプにつき例示したが、これに限られるものではなく、交換可能な光源であれば、同様にこのランプユニット１８内に設置して用いることができることは明らかである。また、スロープの形状は、直線上に形成されたが、これに限る趣旨ではない。例えば、ランプユニット１８の挿入がし易いように、挿入初期にスロープ角度を急にし徐々に緩やかにしてもよい。また、スプリング１１によって、シャッタ３は、冷却風取入口９を閉じるときに押し出す方向に付勢されていたが、引く方向に付勢するように作用してもよく、その場合は、スプリング１１のランプ取付板６及びシャッタ３への取付配置やランプガイド・スロープ１４の配置が変更される必要がある。また、ランプユニット１８が用いられる機器としてプロジェクタ５０を例示したが、他には例えば、ランプユニット１８を組み込んで使用する照明装置にも適用することができる。

１ ランプ
２ 反射鏡
３ シャッタ
４ 突起
５ シャッタカバー
６ ランプ取付板
７ ＵＶホルダ
９ 冷却風取入口
１０ 冷却風排気口
１１ スプリング
１２ ランプガイド
１４ ランプガイド・スロープ
１５ 冷却用開口部
１７ 突起位置保持部
１８ ランプユニット
１９ セット
２１ ランプユニット挿入部
２５ ファン側開口
２６ ガイド開口
３０ ハウジング
３１ ランプカートリッジベース
５０ プロジェクタ

Claims (6)

1. 光源と前記光源を固定するハウジングとが一体になって構成され、前記ハウジングに前記光源を冷却する風を前記光源に供給する冷却風取入用開口部と、冷却後の風を排出するメッシュ状又は格子状の排気用開口部と、前記冷却風取入用開口部を開閉するシャッタとが設けられ、機器に備わるユニット固定手段に取り付けられて使用されるランプユニットであって、
   前記シャッタを開方向又は閉方向に付勢する付勢手段を備え、
   前記シャッタは、所定形状の突起形状を備え、
   前記突起形状は、前記ユニット固定手段が備えるガイド手段に沿って移動することで前記シャッタを開閉動作させることを特徴とするランプユニット。
2. 前記シャッタの開閉動作方向は、当該ランプユニットの挿入方向に対して略９０度回転した方向であることを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。
3. 前記シャッタの開閉動作方向を所定方向に拘束するシャッタカバーを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のランプユニット。
4. 前記ガイド手段は、斜めに形成されたスロープであって、前記突起形状が前記スロープを摺動することで、前記シャッタが開閉動作することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のランプユニット。
5. 請求項１から４までのいずれかに記載のランプユニットを取り付けて使用することを特徴とする機器。
6. 当該機器はプロジェクタであることを特徴とする請求項５に記載の機器。

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