JP3808404B2 - 放熱遮断構造および投影型映像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つの金属部品をはんだ接合するときの接合ずれの発生を防止するための放熱遮断構造、およびそのような放熱遮断構造を有する投影型映像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5は、投影型映像表示装置としての液晶プロジェクタの一例の主要部を示す構成図である。図5に示す投影型映像表示装置では、光源60から出射された白色の光線は、2枚のダイクロイックミラー61,62で3原色に分離される。1枚目のダイクロイックミラー61は、赤(R)、緑(G)、青(B)の光線のうち1色を透過させる。例えば、青色(B)光線を透過させ、赤色(R)光線と緑色(G)光線を反射する。ダイクロイックミラー61を透過した青色光線は全反射ミラー71で反射し、青色光線用の映像表示素子としての透過型の液晶パネル53に入射する。
【0003】
1枚目のダイクロイックミラー61で反射された赤色光線と緑色光線は、2枚目のダイクロイックミラー62に照射される。ダイクロイックミラー62に照射された光線は、赤色光線と緑色光線のうちのいずれかを透過させ、他方を全反射する。例えば、赤色光線を透過させ、緑色光線を反射する。
【0004】
ダイクロイックミラー62を透過した赤色光線は、全反射ミラー72,73を経て赤色光線用の映像表示素子としての透過型の液晶パネル51に入射する。ダイクロイックミラー62で反射された緑色光線は、緑色光線用の映像表示素子としての透過型の液晶パネル52に入射する。各液晶パネル51,52,53に照射された光線は、各液晶パネル51,52,53を透過することにより映像光線に変換されて各液晶パネル51,52,53から出射される。各液晶パネル51,52,53から出射された光線はクロスプリズム41で合成され、投射レンズ80によってフォーカス合わせ等が行われ、スクリーン90に拡大投射される。
【0005】
液晶プロジェクタとして、小型化および高輝度化されたものの製品開発が進められ、それに伴って、製品の内部における各部品を小型化することが求められ、また、各部品を高精度に組み立てることが求められている。液晶プロジェクタにおいて、クロスプリズム41と液晶パネル51,52,53とを組み合わせた組立品は、液晶プロジェクタ製品中での心臓部とも呼ぶべき特に精度と品質が求められる部品である。
【0006】
次に、図6に斜視図を参照して、クロスプリズム41と液晶パネル51,52,53との組立品の構成を説明する。製品において、この組立品の上下それぞれには、プラスチックまたは金属の部品42,43が取り付けられる。そして、上下の部品42,43に、第1の金属部品10Bがねじ止めされる。液晶パネル51,52,53は、それぞれの第2の金属部品20Bにねじ止めされる。従って、組立品において、液晶パネル51,52,53のそれぞれに対応した第1の金属部品10Bおよび第2の金属部品20Bがある。
【0007】
そして、第1の金属部品10Bと第2の金属部品20Bとが、4箇所のはんだ固着部13においてはんだ接合される。接合の際に、3つの液晶パネル51,52,53の画素位置が合うように、第1の金属部品10Bと第2の金属部品20Bとが接合される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
製品の小型化に伴って、第1の金属部品10Bと第2の金属部品20Bとはんだ固着部13の周囲の形状が小さくなったので、はんだ接合処理時の、はんだ固着部13から他の部品等への熱伝導が以前に比べて促進され、4箇所のはんだ固着部13における熱バランスが崩れやすくなった。すなわち、温度差が大きくなった。また、液晶プロジェクタのハウジングの材料としてマグネシウムが用いられるようになり、第2の金属部品20Bに伝わった熱が放熱されやすくなり、このことも熱バランスを崩す要因になっている。
【0009】
また、はんだ付け作業終了後に組立品に当てられる冷却風の流れによって熱バランスが崩れるという問題もある。特に、上下の部品42,43の材質に差がある場合、例えば上の部品42の材質がプラスチックであって下の部品43の材質がアルミニウムである場合には、それらの熱伝導率の違いから熱バランスの崩れが顕著になる。
【0010】
熱バランスが崩れると、上下の部品42,43の熱膨張や収縮の程度に差が生じやすくなり、第1の金属部品10Bと第2の金属部品20Bとの固着ずれが生じやすくなる。固着ずれが生ずると、3つの液晶パネル51,52,53の間で画素ずれが発生してしまう。
【0011】
本発明は、上記のような課題を解決するための発明であって、2つの金属部品を複数箇所ではんだ接合する際の熱バランスの崩れを防止し、固着の精度を向上させることができる放熱遮断構造および投影型映像表示装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明による放熱遮断構造は、矩形板とその上部および下部それぞれに配されたはんだ固着部とを有する構造の金属部品の放熱遮断構造であって、金属部品における熱バランスが平衡に近づくように矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されていることを特徴とする。金属部品を他の部品にはんだ固着する際に上部のはんだ固着部の温度が下部のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における上部を所定部分とする。また、金属部品を他の部品にはんだ固着する際に下部のはんだ固着部の温度が上部のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における下部を所定部分とする。
【0013】
はんだ固着部と矩形板とを接続する接続領域に貫通穴が設けられていることが好ましい。
【0014】
また、本発明の他の態様の放熱遮断構造は、横長部とその両側に位置する第1のはんだ固着部とを有する第1の金属部品と、矩形板とその上部および下部それぞれに配された第2のはんだ固着部とを有する第2の金属部品とが、第1のはんだ固着部と第2のはんだ固着部とではんだ付けされる接合体の放熱遮断構造であって、第2の金属部品における熱バランスが平衡に近づくように矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されていることを特徴とする。第1のはんだ固着部と第2のはんだ固着部とをはんだ付けする際に上部の第2のはんだ固着部の温度が下部の第2のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における上部を所定部分とする。第1のはんだ固着部と第2のはんだ固着部とをはんだ付けする際に下部の第2のはんだ固着部の温度が上部の第2のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における下部を所定部分とする。
【0015】
第2の金属部品におけるはんだ固着部と矩形板とを接続する接続領域に貫通穴が設けられていることが好ましい。
【0016】
第1の金属部品における横長部とはんだ固着部との間に貫通穴が設けられていることが好ましい。
【0017】
本発明による投影型映像表示装置は、液晶パネルとクロスプリズムとを含む投影型映像表示装置であって、請求項1から請求項9のうちのいずれかに記載の放熱遮断構造を用いて液晶パネルがクロスプリズムに固定されていることを特徴とする。
【0018】
第2の金属部品におけるはんだ固着部と矩形板とを接続する接続領域に貫通穴が設けられていることが好ましい。
【0019】
第1の金属部品における横長部とはんだ固着部との間に貫通穴が設けられていることが好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の第1の実施の形態を説明するための斜視図である。図1は、投影型映像表示装置におけるクロスプリズム41と液晶パネル51,52,53との組立品の構成を示す。図2は、第1の金属部品10の構造を示す斜視図である。この組立品の上下それぞれには、プラスチックまたは金属の部品42,43が取り付けられる。そして、上下の部品42,43に、2つの横長凹形状の第1の金属部品10がねじ止めされる。
【0021】
第1の金属部品10の2箇所にねじ止め用の取付穴11が設けられ、第2の金属部品20には、4箇所のねじ止め用の取付穴21が設けられている。なお、第1の金属部品10と第2の金属部品20の材質は同じであり、例えば、ステンレス鋼板(SUS)、冷延鋼板(SPCC)、アルミニウムなどが用いられる。
【0022】
第1の金属部品10は凹形状であって、図2に示すように、1枚の横長板が2箇所の曲げ部14で折り曲げられ、両端の2箇所がはんだ固着部13であり、はんだ固着部13とは異なる横長部15にねじ止め用の取付穴11が設けられている構造である。2つの曲げ部14には、それぞれ、強度に影響しない程度の伝熱遮断用の穴(貫通穴)12が設けられている。すなわち、はんだ固着部13と、上下の部品42,43に取り付けられるための取付穴11との間に、伝熱遮断用の穴12が設けられている。ここで、穴12の大きさは、曲げ部14の強度に影響しない範囲で、できるだけ大きいことが望ましい。
【0023】
図3は、第2の金属部品20の構造を示す斜視図である。図3に示すように、第2の金属部品20は、額縁状の板(内部に貫通部分が存在する矩形板)の上部と下部のそれぞれ2箇所において、はんだ固着部23が接続領域24を介して額縁状の板に接続されたような形状である。なお、実際には、額縁状の板、はんだ固着部23および接続領域24は一体形成される。液晶パネル51,52,53は、それぞれに対応した第2の金属部品20にねじ止めされる。はんだ固着部23は、第1の金属部品10のはんだ固着部13とはんだ付けされる。
【0024】
第2の金属部品20において、接続領域24には、強度に影響しない程度の伝熱遮断用の穴(貫通穴)22が設けられている。すなわち、はんだ固着部23と、液晶パネル51,52,53を取り付けられるための取付穴21との間に、伝熱遮断用の穴22が設けられている。
【0025】
そして、第1の金属部品10が組立品の上下に位置するプラスチックまたは金属の部品42,43にねじ止めされ、第2の金属部品20に液晶パネル51,52,53がねじ止めされた後、第1の金属部品10と第2の金属部品20とが、4箇所のはんだ固着部13,23においてはんだ接合されて接合体とされる。接合の際に、3つの液晶パネル51,52,53の画素位置が合うように、第1の金属部品10と第2の金属部品20とが接合される。
【0026】
なお、組立品において、液晶パネル51,52,53のそれぞれに対応した2つの第1の金属部品10と第2の金属部品20との接合体がある。なお、図1では、液晶パネル52は見えない位置にあり、液晶パネル53はまだ取り付けられていない。液晶パネル53が取り付けられた後の組立品の外観は、図6に示されたようになる。
【0027】
また、上記した部品以外の構造は、図5および図6に示された従来の構造と同じである。
【0028】
この実施の形態では、第1の金属部品10における曲げ部14に、伝熱遮断用の穴12が設けられている。従って、はんだ付け時に生ずる熱が横長部15に伝導することが妨げられる。横長部15は上下の部品42,43に接している。従って、はんだ固着部13から上下の部品42,43への熱の伝導が妨げられる。すなわち、はんだ接合処理時におけるはんだ固着部13から他の部品等への熱伝導が妨げられ、4箇所のはんだ固着部13における熱バランスは崩れにくい。
【0029】
また、第2の金属部品20において、はんだ固着部23と取付穴21との間に、伝熱遮断用の穴22が設けられている。従って、はんだ付け時に生ずる熱が液晶パネル51,52,53の側に伝導することが妨げられる。すなわち、はんだ接合処理におけるはんだ固着部23から他の部品等への熱伝導が妨げられ、4箇所のはんだ固着部23における熱バランスは崩れにくい。
【0030】
なお、この実施の形態では、伝熱遮断効果を得るために穴12,22が設けられたが、他の構造によって伝熱遮断効果を得るようにしてもよい。例えば、切り欠き部を設けたり、フランジを設けるようにしてもよい。
【0031】
第1の金属部品10および第2の金属部品20として、板厚0.8mmのステンレス鋼板を用い、曲げ部14および接続領域24の上下幅3mmとした場合に直径1.3mmの穴12,22を設けた場合に、液晶パネル51,52,53の上方の10mmの位置で温度を測定した。すると、穴12,22を設けない場合に比べて、温度は約30℃低下した。すなわち、穴12,22を設けると、はんだ固着部13,23から他の部品への熱伝導が妨げられることが確認された。
【0032】
実施の形態2.
図4(B)は、本発明の第2の実施の形態における第2の金属部品の構造を示す斜視図である。また、図4(A)は比較例としての第2の金属部品の構造を示す斜視図である。なお、第2の金属部品以外の構造は、図5および図6に示された従来の構造と同じである。
【0033】
図4(A)に示すように、防錆性や防食性を向上させる等の目的で、第2の金属部品の表面には全面に亘って、樹脂塗料などを用いて電着塗装が施されることが多い。しかし、この実施の形態では、図4(B)に示すように、電着塗装が施される領域25は、第2の金属部品の表面における一部である。つまり、下部のはんだ固着部23および矩形板の下端から中途までの所定部分25aに亘って電着塗装が施されている。電着塗装によって保温効果が生ずるので、表面に電着塗装が施されていない部分は電着塗装が施される領域25に比べて放熱効果が大きい。
【0034】
何らの処置も施さない場合には、第1の金属部品と第2の金属部品とをはんだ付けするときに上下の接合部分の温度差が大きくなるような場合に、すなわち、上側のはんだ固着部23と下側のはんだ固着部23との温度差が大きくなるような場合に、温度が低い側の第2の金属部品の表面に電着塗装を施すようにする。そのような処置が施された第2の金属部品を使用すれば、上側のはんだ固着部23と下側のはんだ固着部23との温度差を小さくすることができる。すなわち、熱バランスを平衡させることができる。
【0035】
なお、図4(B)に示す例は、例えば、組立品の上側に位置する部品42がプラスチック性であり下側に位置する部品43が金属製であって、何らの処置も施さない場合には、はんだ付け時に上側の接合部分の温度が下側の接合部分の温度よりも高くなるような場合に使用される第2の金属部品の例である。従って、はんだ付け時に上側の接合部分の温度が下側の接合部分の温度よりも低くなるような場合には、第2の金属部品の表面において、上側が電着塗装が施される領域とされる。すなわち、この実施の形態では、第2の金属部品に、上部のはんだ固着部23および矩形板の上端から中途までの所定部分に亘って、または下部のはんだ固着部23および矩形板の下端から中途までの所定部分に亘って電着塗装を施す。
【0036】
図4(B)に示すように、第2の金属部品の表面において、下半分に電着塗装を施し、上半分に電着塗装を施さなかった場合には、上下の接合部分の温度差が約10℃になることが確かめられた。
【0037】
従って、この事実から、何らの処置も施さない場合(例えば、第2の金属部品の表面の全面に亘って電着塗装した場合)の上下の接合部分の温度差を測定し、その温度差を解消させるような範囲で、電着塗装が施される領域25を設定すればよい。あるいは、何らの処置も施さない場合(例えば、第2の金属部品の表面の全面に亘って電着塗装した場合)の上下の接合部分の温度差を測定し、その温度差が解消されるまで、電着塗装が施される領域25の広さを変え、最終的な領域25の広さを決定するようにしてもよい。
【0038】
なお、第1の実施の形態は伝熱遮断効果を得るための構造であり、第2の実施の形態は放熱遮断効果(具体的には放熱調整効果)を得るための構造であったが、第1の実施の形態の構造と第2の実施の形態の構造とを組み合わせてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、矩形板とその上部および下部それぞれに配されたはんだ固着部とを有する構造の金属部品の放熱遮断構造を、金属部品における熱バランスが平衡に近づくように矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されている構造にしたので、2つの金属部品を複数箇所ではんだ接合する際の熱バランスの崩れを防止し、固着の精度を向上させることができる。
【0040】
また、横長部とその両側に位置する第1のはんだ固着部とを有する第1の金属部品と、矩形板とその上部および下部それぞれに配された第2のはんだ固着部とを有する第2の金属部品とが、第1のはんだ固着部と第2のはんだ固着部とではんだ付けされる接合体の放熱遮断構造であって、第2の金属部品における熱バランスが平衡に近づくように矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されている構造にしたので、第1の金属部品と第2の金属部品とを複数箇所ではんだ接合する際の熱バランスの崩れを防止し、固着の精度を向上させることができる。
【0041】
そして、投影型映像表示装置を、熱バランスが平衡に近づくように矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されている放熱遮断構造を用いて液晶パネルがクロスプリズムに固定されているように構成したので、金属部品と他の金属部品とを複数箇所ではんだ接合する際の熱バランスの崩れを防止し、液晶パネルの位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を説明するための斜視図である。
【図2】 第1の金属部品の構造を示す斜視図である。
【図3】 第2の金属部品の構造を示す斜視図である。
【図4】 本発明の第2の実施の形態における第2の金属部品の構造を示す斜視図である。
【図5】 液晶プロジェクタの一例の主要部を示す構成図である。
【図6】 従来のクロスプリズムと液晶パネルとの組立品の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 第1の金属部品
11 取付穴
12 穴(貫通穴)
13 はんだ固着部
14 曲げ部
15 横長部
20 第2の金属部材
21 取付穴
22 穴(貫通穴)22
23 はんだ固着部
24 接続領域
41 クロスプリズム
42,43 部品
51,52,53 液晶パネル
Claims (10)
- 矩形板とその上部および下部それぞれに配されたはんだ固着部とを有する構造の金属部品の放熱遮断構造であって、
前記金属部品における熱バランスが平衡に近づくように前記矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されている
ことを特徴とする放熱遮断構造。 - 金属部品を他の部品にはんだ固着する際に上部のはんだ固着部の温度が下部のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における上部を所定部分とする
請求項1記載の放熱遮断構造。 - 金属部品を他の部品にはんだ固着する際に下部のはんだ固着部の温度が上部のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における下部を所定部分とする
請求項1記載の放熱遮断構造。 - はんだ固着部と矩形板とを接続する接続領域に貫通穴が設けられている 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の放熱遮断構造。
- 横長部とその両側に位置する第1のはんだ固着部とを有する第1の金属部品と、矩形板とその上部および下部それぞれに配された第2のはんだ固着部とを有する第2の金属部品とが、前記第1のはんだ固着部と前記第2のはんだ固着部とではんだ付けされる接合体の放熱遮断構造であって、
前記第2の金属部品における熱バランスが平衡に近づくように前記矩形板の所定部分に樹脂塗料で電着塗装が施されている
ことを特徴とする放熱遮断構造。 - 第1のはんだ固着部と第2のはんだ固着部とをはんだ付けする際に上部の第2のはんだ固着部の温度が下部の第2のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における上部を所定部分とする
請求項5記載の放熱遮断構造。 - 第1のはんだ固着部と第2のはんだ固着部とをはんだ付けする際に下部の第2のはんだ固着部の温度が上部の第2のはんだ固着部の温度よりも低くなる場合には、矩形板における下部を所定部分とする
請求項5記載の放熱遮断構造。 - 第2のはんだ固着部と矩形板とを接続する接続領域に貫通穴が設けられている
請求項5から請求項7のうちのいずれか1項に記載の放熱遮断構造。 - 横長部と第1のはんだ固着部との間に貫通穴が設けられている
請求項5から請求項8のうちのいずれか1項に記載の放熱遮断構造。 - 液晶パネルとクロスプリズムとを含む投影型映像表示装置であって、
請求項1から請求項9のうちのいずれか1項に記載の放熱遮断構造を用いて前記液晶パネルが前記クロスプリズムに固定されている
ことを特徴とする投影型映像表示装置。
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