JP4652759B2 - ファンユニットおよび光学装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷却ファンを有するファンユニットに関し、さらにこれを備えた光学装置に関するものである。
プロジェクタ(画像投射装置)その他の光学装置において、冷却ファンを筐体等の支持部材に保持させる場合、該支持部材にファンの振動が伝達されて騒音が発生するのを抑制する防振構造が必要となる。ファンの振動による騒音は、画像投射装置を使用しての映画鑑賞、会議でのプレゼンテーション等においては耳障りな音となり、使用者、聴講者に不快感を与えてしまうからである。
例えば、防振構造として、ファンに設けられた取り付け穴の両端面に防振ゴムを配置し、防振ゴムとの間にファンを挟んでネジ止めすることで、支持部材に振動が伝達されにくくしたものがある(特許文献1参照)。
また、ファンに形成した切り欠き穴に、一体成形された防振ゴム(ブッシュ)を組み込んで、この防振ゴム自体をネジ止めすることで支持部材に振動が伝達されにくくした防振構造も提案されている(特許文献2参照)。
さらに、四隅に防振ゴムを取り付けたファンを、防振ゴムを介して支持部材に保持させることで、支持部材にファンの振動が伝達されにくくした防振構造も提案されている(特許文献3参照)。
さらに、ファンに設けられた取り付け穴に弾性軸を挿入し、この弾性軸を支持部材に保持させることで、ファンが直接支持部材に接触しないようにし、支持部材にファンの振動が伝達されにくくした防振構造もある(特許文献4参照)。
しかしながら、特許文献1にて提案の防振構造では、防振ゴムをファンに設けられた取り付け穴からずれないように保持しながら支持部材にネジ止めを行う必要があることから、組立作業性が非常に悪く、組立工数やコストの上昇要因となる。しかも、ネジ止めによって防振ゴム自体がかなり圧縮されるため、防振ゴムの弾性力が減少し、防振効果が薄れてしまう。
また、特許文献2にて提案の防振構造では、防振ゴムの組付け作業性は良いが、特許文献1の防振構造と同様に、ネジ止めにより防振ゴム自体が圧縮され、防振効果が薄れてしまうという問題がある。
また、特許文献3にて提案の防振構造では、ネジ止めによって防振ゴムが圧縮されることによる防振効果の薄れのおそれはないが、ファンの四隅に配置した防振ゴムの支持部材に対する接触面積が大きいために、却ってファンの振動が支持部材に伝達されやすくなってしまうという問題がある。
さらに、特許文献4にて提案の防振構造では、弾性軸のみが支持部材に接触し、その接触面積は小さいが、ファンが片側のみで弾性軸により保持されている(いわゆる片持ち支持状態である)ため、ファンの自重による倒れが発生するおそれがある。その結果、冷却風の吹き出し方向が安定しなくなり、所望の場所への冷却が難しくなるという問題がある。そして、所望の場所の冷却ができないと、例えば画像投射装置において光源ランプの冷却にファンを使用する場合、その冷却性能が低下し、光源および投射画像の明るさが低下してしまう。
本発明は、ファン振動を極力支持部材に伝達させずに低騒音化を図り、かつ組込性が良好なファンユニットおよびこのファンユニットを搭載した光学装置を提供することを目的の1つとしている。
本発明の一側面としてのファンユニットは、軸流ファンと、該軸流ファンに取り付けられた弾性部材と、該弾性部材を介して前記軸流ファンを支持する支持部材とを有し、前記弾性部材は第1の軸部と第2の軸部と保持部とを備えており、前記第1の軸部と前記第2の軸部は前記弾性部材の軸方向に離間しており、前記保持部は前記第1の軸部および前記第2の軸部から離れた位置で前記軸流ファンを保持しており、前記支持部材は、前記弾性部材の前記第1の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第1の支持部と、前記第2の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第2の支持部を有しており、前記軸流ファンは、前記支持部材に対して、前記軸流ファンの回転軸に垂直な方向に空間をあけて支持されていることを特徴とする。
本発明の他の側面としてのファンユニットは、軸流ファンと、該軸流ファンに取り付けられた第1の弾性部材と第2の弾性部材と、前記第1の弾性部材と前記第2の弾性部材を介して前記軸流ファンを支持する支持部材とを有し、前記第1の弾性部材は第1の軸部と第1の保持部を備えており、前記第2の弾性部材は第2の軸部と第2の保持部を備えており、前記第1の保持部は前記第1の軸部から離れた位置で前記軸流ファンを保持しており、前記第2の保持部は前記第2の軸部から離れた位置で前記軸流ファンを保持しており、前記支持部材は、前記第1の弾性部材の前記第1の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第1の支持部と、前記第2の弾性部材の前記第2の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第2の支持部を有しており、前記軸流ファンは、前記支持部材に対して、前記軸流ファンの回転軸に垂直な方向に空間をあけて支持されていることを特徴とする。
本発明によれば、ファンを支持部材に支持させる際にネジ止めを行わないため、組立作業性が良い。また、ネジ止めによって弾性部材が圧縮されないため、良好な防振性能が得られる。したがって、十分な低騒音化を実現できる
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
<全体構成>
図1には、本発明の実施例1である光源装置を備えた画像投射装置(プロジェクタ)の構成を示している。 図1において、1はランプユニット、2はランプユニット1を保持するランプホルダー、3は防爆ガラス、4はガラス押さえである。
αはランプユニット1からの光が入射する照明光学系、βは照明光学系αからの射出光を色分解してRGB3色用の液晶パネル(画像形成素子)に導く色分解合成光学系である。
5は色分解合成光学系βからの射出光を図示しないスクリーン(被投射面)に投射する投射レンズ鏡筒である。投射レンズ鏡筒5内には、後述する投射レンズ光学系が収納されている。
6はランプユニット1、照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒5が固定される光学ボックスである。該光学ボックス6には、ランプユニット1の周囲を囲むランプケース部6aが形成されている。
7は光学ボックス6内に照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。8は電源、9は電源フィルタ、10はランプユニット1を点灯させるバラスト電源、11は電源8からの電力により、液晶パネルの駆動やランプユニット1の点灯を制御する回路基板である。
12は後述する外装キャビネット21の吸気口21aから空気を吸い込むことで色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子を冷却する光学系冷却ファン、13は光学系冷却ファン12により発生した冷却風を色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子に送るファンダクトである。
14はランプユニット1に対して冷却風を吹き付け、ランプユニット1を冷却するランプ冷却ファンであり、ランプユニット1と投射レンズ鏡筒5との間に配置されている。
15はランプ冷却ファン14を保持するファン保持部材である。16はファン押さえ板である。17は後述する外装キャビネット21に設けられた吸気口21bから空気を吸い込むことで、電源8内に冷却風を流通させ、かつバラスト電源10に吹き付け風を流通させることで電源8およびバラスト電源10を同時に冷却する電源冷却ファンである。
18は排気ファンである。この排気ファン18は、ランプ冷却ファン14から吹き出されてランプユニット1を通過した熱風およびバラスト電源10を冷却した熱風を、後述する外装側板24に設けられた排気口24aから画像投射装置外に排出する。
19はランプ放熱板である。20はランプ排気/遮光マスクであり、ランプユニット1の放熱機能およびランプユニット1を冷却した熱風を通過させる通風ダクトの機能を有し、さらにランプユニット1からの光が装置外に漏れないようにする遮光機能を有している。
21は光学ボックス6等を収納する外装キャビネット(外装下部ケース)であり、この外装キャビネット21には、上述した吸気口21a,21bが形成されている。22は外装キャビネット21に光学ボックス6等を収納した状態で蓋をするための外装キャビネット蓋(外装上部ケース)である。23は投射レンズ鏡筒5の前方から見て左側に配置される外装側板であり、24は同右側に配置される外装側板である。外装側板24には、上述した排気口24aが形成されている。
25は色分解合成光学系βを構成する偏光素子等の光学素子を冷却するための素子冷却ファンである。この素子冷却ファン25は、外装キャビネット21の図示しない吸気口からの空気を、外装キャビネット21に形成された図示しないダクト部を通して上記光学素子に吹き付ける。
26は外装側板23の内側に取り付けられたインターフェース補強板である。27は外装放熱板であり、ランプケース6aに取り付けられて、ランプユニット1からの熱を放熱する。
28はランプ蓋である。このランプ蓋28は、外装キャビネット21の底面に着脱自在に設けられており、図示しないビスにより固定される。また、29は外装キャビネット21に固定されたセット調整脚であり、このセット調整脚29は、その脚部29aの高さを調整可能となっている。脚部29aの高さ調整により、画像投射装置の傾斜角度を調整できる。
<光学構成>
次に、図2を用いて、前述したランプユニット1、照明光学系α、色分解合成光学系β、反射型液晶表示素子(液晶パネル)および投射レンズ鏡筒5内の投射レンズ光学系70により構成される画像表示光学系の構成について説明する。
図2において、41は連続スペクトルで白色光を発光する超高圧水銀ランプ等の発光管、42は発光管41からの光を反射して所定の方向に集光するリフレクタである。発光管41とリフレクタ42によりランプユニット1が構成される。γは画像投射光学系の光軸であり、ランプユニット1からの光の進行方向を示す。
43aは図2の紙面に対して垂直な方向(以下、単に垂直方向という)において屈折力を有するレンズアレイで構成された第1のシリンダアレイ、43bは第1のシリンダアレイ43aの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第2のシリンダアレイである。44は紫外線吸収フィルタ、45は無偏光光を所定の偏光方向の光に揃える偏光変換素子である。
46は水平方向(図2の紙面の面内方向)において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサ、47は光軸γを90度方向変換するミラーである。48はコンデンサーレンズ、49は水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により照明光学系αが構成される。
58は青(B)と赤(R)の波長領域の光を反射し、緑(G)の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。59は透明基板に偏光素子を貼り付けた緑用の入射側偏光板であり、S偏光光のみを透過する。60はP偏光光を透過し、S偏光光を反射する第1の偏光ビームスプリッターであり、一対の三角柱形状のガラスブロックの間に偏光分離面(偏光分離膜)を有する。
61R,61G,61Bはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する赤用の反射型液晶表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液晶表示素子である。該液晶表示素子61R,61G,61Bには、これらを駆動する駆動回路110が接続されており、該駆動回路110には、パーソナルコンピュータ、DVDプレーヤー、ビデオデッキ、テレビチューナー等の画像情報供給装置120が接続されている。駆動回路110は、画像情報供給装置120からの映像(画像)情報を受け、該映像情報に応じて液晶表示素子61R,61G,61Bに原画を形成させる。
62R,62G,62Bはそれぞれ、赤用の1/4波長板、緑用の1/4波長板、青用の1/4波長板である。64は透明基板に偏光素子を貼り付けた緑および青用の入射側偏光板であり、S偏光のみを透過する。
65は青光の偏光方向を90度変換し、赤光の偏光方向は変換しない第1の色選択性位相差板である。66はP偏光光を透過し、S偏光光を反射する第2の偏光ビームスプリッターであり、一対の三角柱形状のガラスブロックの間に偏光分離面(偏光分離膜)を有する。67は赤光の偏光方向を90度変換し、青光の偏光方向は変換しない第2の色選択性位相差板である。
68は赤および青用の射出側偏光板(偏光素子)であり、S偏光光のみを透過する。69はP偏光光を透過し、S偏光光を反射する色合成光学部材としての第3の偏光ビームスプリッターであり、一対の三角柱形状のガラスブロックの間に偏光分離面(偏光分離膜)を有する。
以上説明したダイクロイックミラー58から第3の偏光ビームスプリッター69により色分解合成光学系βが構成される。
<光学作用>
次に、上記画像表示光学系の光学的な作用について説明する。発光管41から発した光はリフレクタ42で反射して所定の方向に集光される。リフレクタ42は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に略平行な光束となる。但し、発光管41からの光源は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第1のシリンダアレイ43aに入射する。
第1のシリンダアレイ43aに入射した光束は、それぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割および集光され、水平方向に延びる帯状の複数の光束となる。そして、該複数の光束は、紫外線吸収フィルタ44を介して第2のシリンダアレイ43bを経て、偏光変換素子45の近傍に焦点を形成する。
偏光変換素子45は、偏光分離面と反射面と1/2波長板とからなり、上記複数の光束は、各光束の列に対応した偏光分離面に入射し、透過するP偏光成分と反射するS偏光成分とに分割される。反射したS偏光成分は反射面で反射し、P偏光成分と同じ方向に射出する。一方、透過したP偏光成分の光は、1/2波長板を透過してS偏光成分と同じ偏光成分に変換される。これにより、偏光方向が揃った光が偏光変換素子45から射出する。
偏光変換された複数の光束は、フロントコンプレッサ46を介してミラー47にて90度反射され、コンデンサーレンズ48およびリアコンプレッサ49に至る。フロントコンプレッサ46、コンデンサーレンズ48およびリアコンプレッサ49は、これらの光学的作用により、上記複数の光束の矩形像を相互に重ね、矩形の均一な照明エリアを形成する。この照明エリアに反射型液晶表示素子61R,61G,61Bが配置される。
偏光変換素子45によりS偏光とされた光は、ダイクロイックミラー58に入射する。ダイクロイックミラー58は、青(430〜495nm)と赤(590〜650nm)の光は反射し、緑(505〜580nm)の光は透過する。
次に、緑光(以下、G光という)の光路について説明する。ダイクロイックミラー58を透過したG光は入射側偏光板59に入射する。なお、G光はダイクロイックミラー58によって分解された後もS偏光となっている。そして、G光は、入射側偏光板59から射出した後、第1の偏光ビームスプリッター60に対してS偏光として入射し、該第1の偏光ビームスプリッター60の偏光分離面で反射され、G用の反射型液晶表示素子61Gへと至る。
G用の反射型液晶表示素子61Gにおいては、G光が画像変調されて反射される。画像変調されたG光(反射光)のうちS偏光成分は、再び第1の偏光ビームスプリッター60の偏光分離面で反射し、光源側に戻されて投射光から除去される。一方、画像変調されたG光のうちP偏光成分は、第1の偏光ビームスプリッター60の偏光分離面を透過し、投射光として第3の偏光ビームスプリッター69に向かう。このとき、すべての偏光成分をS偏光に変換した状態(黒を表示した状態)において、第1の偏光ビームスプリッター60とG用の反射型液晶表示素子61Gとの間に設けられた1/4波長板62Gの遅相軸を所定の方向に調整することにより、第1の偏光ビームスプリッター60とG用の反射型液晶表示素子61Gで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。
第1の偏光ビームスプリッター60から射出したG光は、第3の偏光ビームスプリッター69に対してP偏光として入射し、第3の偏光ビームスプリッター69の偏光分離面を透過して投射レンズ光学系70へと至る。
一方、ダイクロイックミラー58を反射した赤と青の光(以下、それぞれR光、B光という)は、入射側偏光板64に入射する。なお、R光とB光はダイクロイックミラー58によって分解された後もS偏光となっている。そして、R光とB光は、入射側偏光板64から射出した後、第1の色選択性位相差板65に入射する。第1の色選択性位相差板65は、B光の偏光方向を90度回転する作用を持っており、これによりB光はP偏光として、R光はS偏光として第2の偏光ビームスプリッター66に入射する。S偏光として第2の偏光ビームスプリッター66に入射したR光は、第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面で反射され、R用の反射型液晶表示素子61Rへと至る。
また、P偏光として第2の偏光ビームスプリッター66に入射したB光は、第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面を透過してB用の反射型液晶表示素子61Bへと至る。
R用の反射型液晶表示素子61Rに入射したR光は画像変調されて反射される。画像変調されたR光(反射光)のうちS偏光成分は、再び第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたR光のうちP偏光成分は第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面を透過して投射光として第2の色選択性位相板67に向かう。
また、B用の反射型液晶表示素子61Bに入射したB光は画像変調されて反射される。画像変調されたB光(反射光)のうちP偏光成分は、再び第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたB光(反射光のうちS偏光成分は第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面で反射して投射光として第2の色選択性位相板67に向かう。
このとき、第2の偏光ビームスプリッター66とR用,B用の反射型液晶表示素子61R,61Bの間に設けられた1/4波長板62R,62Bの遅相軸を調整することにより、G光の場合と同じようにR,B光のそれぞれの黒の表示の調整を行うことができる。
こうして1つの光束に合成され、第2の偏光ビームスプリッター66から射出したRとBの投射光のうちR光は、第2の色選択性位相板67によって偏光方向が90度回転されてS偏光成分となり、さらに射出側偏光板68で検光されて第3の偏光ビームスプリッター69に入射する。また、B光はS偏光のまま第2の色選択性位相板67を透過し、さらに射出側偏光板68で検光されて第3の偏光ビームスプリッター69に入射する。射出側偏光板68で検光されることにより、RとBの投射光は第2の偏光ビームスプリッター66とR用,B用の反射型液晶表示素子61R,61B、1/4波長板62R,62Bを通ることによって生じた無効な成分をカットされた光となる。
そして、第3の偏光ビームスプリッター69に入射したRとBの投射光は第3の偏光ビームスプリッター69の偏光分離面で反射し、前述した該偏光分離面を透過したG光と合成されて投射レンズ光学系70に至る。これにより、合成されたR,G,Bの投射光は、投射レンズ光学系70によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。
以上説明した光路は、反射型液晶表示素子が白表示状態の場合であるため、以下に反射型液晶表示素子が黒表示状態の場合での光学的作用について説明する。
まず、G光の光路について説明する。ダイクロイックミラー58を透過したG光(S偏光光)は入射側偏光板59に入射し、その後、第1の偏光ビームスプリッター60に入射してその偏光分離面で反射され、G用の反射型液晶表示素子61Gへと至る。しかし、反射型液晶表示素子61Gが黒表示状態であるため、G光は画像変調されないまま反射される。従って、反射型液晶表示素子61Gで反射された後もG光はS偏光光のままであり、再び第1の偏光ビームスプリッター60の偏光分離面で反射し、入射側偏光板59を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。
次に、R光とB光の光路について説明する。ダイクロイックミラー58を反射したR光とB光(S偏光光)は入射側偏光板64に入射する。そしてR光とB光は、入射側偏光板64から射出した後、第1の色選択性位相差板65に入射する。第1の色選択性位相差板65は、B光のみその偏光方向を90度回転する作用を持っており、これによりB光はP偏光光として、R光はS偏光光として第2の偏光ビームスプリッター66に入射する。
S偏光光として第2の偏光ビームスプリッター66に入射したR光は、第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面で反射され、R用の反射型液晶表示素子61Rへと至る。また、P偏光光として第2の偏光ビームスプリッター66に入射したB光は、第2の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面を透過してB用の反射型液晶表示素子61Bへと至る。
ここで、R用の反射型液晶表示素子61Rは黒表示状態であるため、R用の反射型液晶表示素子61Rに入射したR光は画像変調されないまま反射される。従って、R用の反射型液晶表示素子61Rで反射された後もR光はS偏光光のままであり、再び第の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面で反射し、入射側偏光板64を通過して光源側に戻され、投射光から除去される。すなわち、被投射面上で黒表示となる。
一方、B用の反射型液晶表示素子61Bに入射したB光は、B用の反射型液晶表示素子61Bが黒表示状態であるため、画像変調されないまま反射される。従って、B用の反射型液晶表示素子61Bで反射された後もB光はP偏光光のままであり、再び第の偏光ビームスプリッター66の偏光分離面を透過し、第1の色選択性位相差板65によりS偏光光に変換され、入射側偏光板64を透過して光源側に戻されて投射光から除去される。
〈ファン支持構造〉
次に ランプ冷却ファン14の支持構造について図3および図4を用いて説明する。ランプ冷却ファン14は、発熱体としてのランプユニット1に対して冷却風を吹き付けることでランプユニット1を冷却する、軸流ファンである。このランプ冷却ファン14におけるファン回転軸方向の両側(吸い込み口側と吐き出し口側)の周囲にはそれぞれ、外形が矩形であるフランジ部14bが形成されており、各フランジ部の四隅には、取り付け穴部14aが形成されている。すなわち、取り付け穴部14aは、吸い込み口側のフランジ部14bの4箇所と吐き出し口側のフランジ部14bの4箇所の計8箇所に設けられている。
ファン保持台15は、ランプ冷却ファン14の吐き出し口側フランジ部14bの支持ベースとなる第1の部材として構成されており、内側にランプ冷却ファン14が挿入される矩形枠部15eを有する。また、ファン保持台15のうち矩形枠部15eの内側空間に対向する壁部15fには、ランプ冷却ファン14から吐き出された冷却風を特定方向に流出させる複数の開口部15bが形成されている。すなわち、ファン保持台15は、ダクト等と同様の導風部材としても機能する。さらに、ファン保持台15の左右外面には、図1に示した外装キャビネット21に該ファン保持台15を固定するための取り付け部15aが形成されている。
ランプ冷却ファン14をファン保持台15の矩形枠部15e内に挿入した後、ファン押さえ16を矩形枠部15eの開口の四隅を覆うようにファン保持台15に取り付ける。ファン押さえ16は、ランプ冷却ファン14の吸い込み口側フランジ部14bの支持ベースとなる第2の部材として構成されている。
ファン押さえ16の四隅には弾性突出片16aが設けられており、該弾性突出片16aに形成された角穴部16bとファン保持台15の矩形枠部15eの外面に設けられた突起部15cとを係合させることにより、ファン押さえ16がファン保持台15に一体的に取り付けられ、ランプ冷却ファン14がファン保持台15から脱落しないように押さえる。なお、ファン押さえ板16には、ランプ冷却ファン14に空気を吸い込ませるための開口部16cが形成されている。
101は弾性支持軸であり、ブチルゴム、シリコンゴム等のゴム材料により形成され、その両端部がランプ冷却ファン14の吐き出し側および吸い込み側のフランジ部14bのうちそれぞれ対角2箇所、すなわちファンの通風開口の中心部を挟んだ2箇所に設けられた取り付け穴部14aに挿入される。この弾性支持軸101は、ランプ冷却ファン14の吐き出し側および吸い込み側の取り付け穴部14aに貫通挿入される一体の部材である。このため、ランプ冷却ファン14への取り付け(取り付け穴部14aへの挿入)がきわめて容易である。また、弾性支持軸101は、両端に軸部101a(第1の軸部)軸部101b(第2の軸部)を有しており、軸部101aがファン保持台15の壁部15fに形成された円形の切り欠き穴部(第1の支持部)15dに、軸部101bがファン押さえ板16に形成された円形の切り欠き穴部(第2の支持部)16dに挿入される。
これにより、ランプ冷却ファン14に取り付けられた弾性支持軸101の両端が、ファン保持台15とファン押さえ板16とが一体化されて構成される支持部材により支持される。言い換えれば、支持部材(ファン保持台15とファン押さえ板16)において弾性支持軸101の軸方向に離間した2箇所で、ランプ冷却ファン14に取り付けられた弾性支持軸101が支持され、ランプ冷却ファン14はいわば宙吊り状態で、かついわゆる両持ち支持状態で支持部材によって支持される。この状態で、弾性支持軸101の軸方向は、ランプ冷却ファン14のファン回転軸の方向に略平行である。
次に、弾性支持軸101の形状について、ランプ冷却ファン14のファン保持台15への取り付け方法とともに図4を用いてさらに詳しく説明する。弾性支持軸101は、前述したように、その両端に軸部101a、101bを有し、さらに軸部101a側(ファン保持台15の壁部15f側)から順に、大径部101c、小径A部101d、中径部101e、テーパ部101f、小径B部101gを有する。
このように構成された弾性支持軸101は、まずランプ冷却ファン14の取り付け穴部14aに軸部101bおよび小径B部101gから挿入される。この際、軸部101bおよび小径B部101gの外径は、取り付け穴部14aの内径より小さいため、スムースに挿入される。
次に、テーパ部101fが取り付け穴部14aに達すると、該テーパ部101fのもともとの外径は取り付け穴部14aの内径より径が大きいが、弾性支持軸101の持つゴム弾性によってテーパ部101fの径が細くなることによって該テーパ部101fも取り付け穴部14aを通り抜ける。
そして、該テーパ部101fが取り付け穴部14aを通り抜け、さらに中径部101eを越えて小径A部101d(保持部)に達すると、大径部101cと吐き出し側フランジ部14bとの当接によってそれ以上の挿入が止められ、大径部101cと中径部101eとの間に取り付け穴部14aが挟まれた形となる。このとき、小径A部101dが取り付け穴部14aに嵌合した状態となる。
一方、小径B部101g(保持部)は、吸い込み側フランジ部14bに設けられた取り付け穴部14aに挿入されて嵌合する。こうして、弾性支持軸101は、その両端付近がランプ冷却ファン14の吸い込み口側および吐き出し口側の取り付け穴部14aに圧入された状態でランプ冷却ファン14に取り付けられる。
次に、弾性支持軸101が装着されたランプ冷却ファン14をファン保持台15の矩形枠部15e内に挿入し、弾性支持軸101の軸部101aをファン保持台15の壁部15fの切り欠き穴部15dに挿入する。続いて、上述したようにファン押さえ板16をファン保持台15に取り付け、該ファン押さえ板16の切り欠き穴部16dに弾性支持軸101の軸部101bを挿入する。これにより、ファン保持台15およびファン押さえ板16によってランプ冷却ファン14が保持されたファンユニットとしての組み立てが完了する。
この組み立て完了状態において、図4に示すように、ランプ冷却ファン14はファン保持台15およびファン押さえ板16に対して、上下左右に所定の空間をあけて(すなわち、弾性支持軸101によって宙吊り状態で)保持されている。しかも、弾性支持軸101とファン保持台15およびファン押さえ板16との接触面積は軸部101a,101bと切り欠き穴部15d,16dとの間のきわめて小さい面積である。したがって、ランプ冷却ファン14が回転作動した際の該ファン14の振動は、弾性支持軸101自体の弾性による防振効果に加えて、上記小さな接触面積による振動伝達抑制効果により、ファン保持台15にほとんど伝達されない。このため、ファン保持台15から外装キャビネット21(図1参照)にファン振動が伝達されることにより増大する騒音の発生が効果的に抑制される。したがって、騒音の少ない高品位なファンユニット、いては画像投射装置を得ることができる。
また、ランプ冷却ファン14は、ファン保持台15およびファン押さえ板16との間で弾性支持軸101を介して両端支持されているため、弾性支持軸101を対角2箇所で支持するだけであっても、ランプ冷却ファン14のファン保持台15に対して倒れが発生しにくい。したがって、ランプ冷却ファン14からランプユニット1への冷却風の吹き付けが的確に行われ、コストダウン効果も含めて、ランプユニット1および投射画像の明るさダウン等の問題発生を防止することができる。このようにして、冷却性能の優れた画像投射装置を実現することができる。
図5には、本発明の実施例2であるファンユニットの構成を示している。なお、本実施例において、実施例1と共通する構成要素には実施例1と同符号を付して説明に代える。
実施例1では、ランプ冷却ファン14の吐き出し口側の取り付け穴部14aと吸い込み口側の取り付け穴部14aの両方に挿入される一体の弾性支持軸101を用いた場合について説明したが、本実施例では、両側の取り付け穴部14aに別々の弾性支持軸101’(第1の弾性部材、第2の弾性部材)を挿入する。
本実施例の弾性支持軸101’は、実施例1の弾性支持軸101のうち一方の軸部101a(第1の軸部、第2の軸部)と、大径部101c、小径A部101d(第1の保持部、第2の保持部)、中径部101eおよびテーパ部101fとを有する。該弾性支持軸101’は、各取り付け穴部14a(吐き出し口側及び吸い込み口側それぞれの対角2箇所の各取り付け穴部14a)に、テーパ部101f側から挿入され、大径部101cと中径部101eとの間に取り付け穴部14aが挟まれた形でランプ冷却ファン14に取り付けられる。
そして、各弾性支持軸101’の軸部101aを、ファン保持台15およびファン押さえ板16の切り欠き穴部15d,16dに挿入することにより、実施例1と同様の状態でランプ冷却ファン14がファン保持台15およびファン押さえ板16により宙吊り状態で両持ち支持される。
本実施例によっても、実施例1と同様に、ランプ冷却ファン14が回転作動した際の該ファン14の振動は、弾性支持軸101’自体の弾性による防振効果に加えて、軸部101aと切り欠き穴部15d,16dとの小さな接触面積による振動伝達抑制効果により、ファン保持台15にほとんど伝達されず、騒音の発生が効果的に抑制される。また、ファン保持台15に対するランプ冷却ファン14の倒れも防止でき、ランプユニット1への冷却風の吹き付けが的確に行われる。
以上説明したように、本実施例によれば、弾性支持軸の軸方向に離間した2箇所で、ファンに取り付けられた弾性支持軸を支持することで、ネジ止めを行わずにファンユニットの組み込みができ、良好な組立作業性が得られる。また、ネジ止めによって弾性支持軸が圧縮されることによる防振性能の劣化が発生しないので、効果的にファンから支持部材への振動伝達を抑制することができる。したがって、十分な低騒音化を図ることができる。さらに、いわゆるファンを両持ち支持するため、ファンの自重による倒れを防止でき、所望の場所へ的確に冷却風を送ることができる。
また、弾性支持軸をその軸方向に離間した位置で支持する第1の部材と第2部材とにより支持部材を構成したので、上述した防振効果を備えたファンユニットを種々の機器に搭載することが容易になる。すなわち、汎用性を持たせることができ、トータル的にコスト面で大幅な改善が得られる。
さらに、ファンを軸流ファンとし、該ファンに一般に設けられている取り付け穴部に弾性支持軸を挿入する構成としたことで、既存の軸流ファンに弾性支持軸を挿入するだけの簡単な作業で高い防振効果を得ることができる。
なお、上記各実施例では、軸流ファンによって冷却対象(ランプユニット)に冷却風を吹き付ける場合について説明したが、本発明のファンユニットにおいて使用するファンは、軸流ファンに限らず、シロッコファン、クロスフローファン等、他のファンでもよい。この場合において、ファンの回転軸の方向と弾性部材の軸方向とが異なっていてもよい。また、冷却空間の空気を吸い込んで排気することによって冷却風を生成するファンを用いてもよい。さらに、冷却対象はランプユニット以外のもの、例えば、電源、回路基板、光学素子であってもよい。
さらに、上記各実施例では、中実タイプの弾性支持軸を用いた場合について説明したが、中空のブッシュタイプ等、他の弾性部材を用いてもよい。
また、上記各実施例では、画像投射装置にファンユニットを設けた場合について説明したが、本発明のファンユニットは画像投射装置に限らず、露光装置、複写機等、他の光学装置における発熱体冷却に用いることができる。
本発明の実施例1である画像投射装置の分解斜視図。 実施例1の画像投射装置の光学構成を示す図。 実施例1におけるファンユニットの構成を示す分解斜視図。 実施例1のファンユニットの断面図。 本発明の実施例2であるファンユニットの構成を示す断面図。
符号の説明
1 ランプユニット
5 投射レンズ鏡筒
6 光学ボックス
8 電源
9 電源フィルタ
10 バラスト電源
14 ランプ冷却ファン
15 ファン保持台
16 ファン押さえ
101,101’ 弾性支持軸

Claims (8)

  1. 軸流ファンと、該軸流ファンに取り付けられた弾性部材と、該弾性部材を介して前記軸流ファンを支持する支持部材とを有し、前記弾性部材は第1の軸部と第2の軸部と保持部とを備えており、前記第1の軸部と前記第2の軸部は前記弾性部材の軸方向に離間しており、前記保持部は前記第1の軸部および前記第2の軸部から離れた位置で前記軸流ファンを保持しており、前記支持部材は、前記弾性部材の前記第1の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第1の支持部と、前記第2の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第2の支持部を有しており、前記軸流ファンは、前記支持部材に対して、前記軸流ファンの回転軸に垂直な方向に空間をあけて支持されていることを特徴とするファンユニット。
  2. 前記弾性部材は、前記第1の支持部から前記第2の支持部まで延びる一体の部材であることを特徴とする請求項1に記載のファンユニット。
  3. 軸流ファンと、該軸流ファンに取り付けられた第1の弾性部材と第2の弾性部材と、前記第1の弾性部材と前記第2の弾性部材を介して前記軸流ファンを支持する支持部材とを有し、前記第1の弾性部材は第1の軸部と第1の保持部を備えており、前記第2の弾性部材は第2の軸部と第2の保持部を備えており、前記第1の保持部は前記第1の軸部から離れた位置で前記軸流ファンを保持しており、前記第2の保持部は前記第2の軸部から離れた位置で前記軸流ファンを保持しており、前記支持部材は、前記第1の弾性部材の前記第1の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第1の支持部と、前記第2の弾性部材の前記第2の軸部が挿入される切欠き穴部が形成された第2の支持部を有しており、前記軸流ファンは、前記支持部材に対して、前記軸流ファンの回転軸に垂直な方向に空間をあけて支持されていることを特徴とするファンユニット。
  4. 前記支持部材は、前記第1の支持部を有する第1の部材と前記第2の支持部を有する第2の部材とにより構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1に記載のファンユニット。
  5. 前記支持部材は、前記軸流ファンからの風を少なくとも1つの方向に導く導風部材であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1に記載のファンユニット。
  6. 発熱体と、
    該発熱体を冷却する冷却風を前記軸流ファンにより生成する請求項1からのいずれか1に記載のファンユニットとを有することを特徴する光学装置。
  7. 画像形成素子により形成された画像を投射する画像投射装置であることを特徴とする請求項に記載の光学装置。
  8. 請求項に記載の光学装置と、
    該光学装置に画像情報を供給する画像情報供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
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