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

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、ランプケース部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の色選択性位相差板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の色選択性位相差板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の色選択性位相差板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の色選択性位相差板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２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２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、ファン押さえ板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。ファン押さえ板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。

ファン押さえ板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、ファン押さえ板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、し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 ファン押さえ板
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項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項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５のいずれか１項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６に記載の光学装置。
8. 請求項７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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