JP4808973B2 - 平面型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、平面型表示装置に関し、特にバックカバーにおける排気孔の形成形態に関する。

近年、画像表示部の大型化の要請に伴い、従来ポピュラ-であった陰極線管（ＣＲＴ）表示装置に代り、液晶パネル（以下では、「ＬＣＤ」と記載する。）やプラズマディスプレイパネル（以下では、「ＰＤＰ」と記載する。）を用いた平面型表示装置が広く普及してきている。
平面型表示装置としてのＰＤＰ装置の概略構成について、図１２を用いて説明する。

図１２（ａ）に示すように、ＰＤＰ装置は、ＰＤＰ５１０がその背面を内方に向けてフロントカバー５２０に取り付けられ、フロントカバー５２０の一部を支持枠として駆動回路ユニット５４０が取り付けられている。そして、フロントカバー５２０には、その背面側、即ち、ＰＤＰ５１０の背面側を覆うようにバックカバー５３０が取り付けられており、バックカバー５３０のＺ軸方向上方の部分に排気ファン５５０が内方より固定されている。

また、バックカバー５３０の主面には、Ｚ軸方向の下方および上方の各々に複数の吸気孔５３１および複数の排気孔５３２が設けられている。
図１２（ｂ）に示すように、バックカバー５３０に設けられた吸気孔５３１は、細かな径をもって形成されており、バックカバー５３０のＺ軸方向下部の領域全体に分散して形成されている。一方、バックカバー５３０の上方部分における複数の排気孔５３２は、ファン５５０の固定箇所に対応して設けられている。即ち、図１２（ｂ）に示すように、ファン５５０がＹ軸方向に対をなして２個取り付けられている場合には、排気孔５３２はファン５５０の取り付け部分に設けられている。

ところで、平面型表示パネルの中でもＰＤＰパネルは、ＬＣＤパネルなどに比べて消費電力が高く、駆動時に発生する熱量も多い傾向にある。また、平面型パネルの高精細化などによって駆動回路ユニット５４０などでの発熱量も多くなる傾向にある。このため、平面型表示装置では、排熱効率をより一層高めていくことが必要となる。排熱効率を高めるということだけを検討する場合には、より大きな開孔率を得られるように排気孔５３２の孔径や形成密度を上げればよい。ところが、平面型表示装置では、安全の確保という観点から、特に内部のファン５５０が直接露出する排気孔５３２の孔径を余り大きくすることができない。例えば、排気孔５３２の最大孔径は、１０ｍｍ程度に設定されている。

また、排気のために開孔率を大きくする場合には、駆動時において、バックカバー５３０の排気孔５３２の周辺部分にかかる熱負荷のためにクラックが発生することもある。このため、排熱性を高めるために、単純に排気孔５３２を密集形成することも現実的ではない。
このような問題に対しては、排気孔５３２に金網状のものを取り付けて安全性を確保するという提案（特許文献１）や、バックカバー５３０に梁状の部材を接合してバックカバー５３０の熱負荷に対する強度を確保するという提案（特許文献２）などがなされている。
特開平１０−２３３９７９号公報 特開２００１−３５３９７号公報

しかしながら、上記両特許文献での提案を採用しても、駆動時における熱負荷に起因するバックカバーの割れや変形の発生を抑制しながら、高い効率での排熱を実現することは困難である。即ち、上記特許文献１の場合は、金網を排気孔５３２部分に固着させることによって外部からの異物の侵入などを抑制するものではあるが、開孔率を上げていった場合における熱負荷に起因するクラックの発生などには効果を有さない。また、上記特許文献２の提案のようにバックカバー５３０に梁状のものを追加固定するのは、熱負荷に起因するクラックの発生を根本的に解消するものではなく、発生したクラックが伸展していくのを抑制するに過ぎない。このため、いくら伸展が抑制されたとしても、排気孔の周辺部分などにクラックが発生することを防ぐことができない上記特許文献２に係る表示装置では、品質面での問題が残ることになる。

また、上記特許文献２に係る表示装置では、バックカバー５３０に梁状体を接合する工程が必要となり、コストの増加を招いてしまう。
本発明は、上記課題を解決しようとなされたものであって、安全性の確保および熱負荷等に起因するクラックなどの発生を効果的に抑制しながら、高い効率での排熱が実現可能な平面型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る平面型表示装置では、次のような構成を採用することとする。
本発明に係る平面型表示装置は、一方の主面に画像を表示する平面型表示パネルと、この平面型表示パネルの他方の主面側を覆うように配されるとともに、複数の排気孔が設けられてなる背面カバーと、背面カバー内方の熱を複数の排気孔から排出する排熱ファンとを備える装置を対象とし、排熱ファンは、回転軸方向が熱排出方向に設定され、羽根部が回転軸周りに回転可能な構成を有する軸流ファンであって、背面カバーに設けられた複数の排気孔は、その直径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定された円形状であり、且つ、全ての隣り合う孔間の最小間隙が２ｍｍ以上に設定されているとともに、排熱ファンの羽根部の径方向において、複数の排気孔を、外方に形成されている第１孔群と内方に形成されている第２孔群とに分けるとき、第１孔群が形成された領域と、第２孔群が形成された領域とが、排熱ファンの羽根部中心から外径の７０％を境界として分けられており、第１孔群の開孔率が第２孔群に対して１．３以上５．０以下の比を以って形成されており、第１孔群および前記第２孔群の各開孔率は、下記の式を以って規定されていることを特徴とする。
［式］ 開孔率＝（（開孔面積）／（（（孔の直径）＋（孔間の間隙）） ^２ ）×１００％）

上記構成を採用する本発明に係る平面型表示装置では、第1孔群および第２孔群の各々の開孔率が排熱ファンが有する排気風量分布に基づいて、互いに相違する状態に設定されているので、図１２に示すような従来の表示装置のように全体に均一に開孔した場合に比べて、少ない開孔面積でも高い効率での排熱が実施可能となる。即ち、本発明に係る平面型表示装置では、排熱ファンの排気風量の分布に着目し、排熱ファンの排気風量が多い領域で開孔率を高く設定し、排気風量が少ない領域では開孔率を低く設定する。このようにすることで、必要最小限の開孔で高い排熱を実現可能であり、装置駆動中における発熱により背面カバーの排気孔の周辺部分に熱負荷が集中しても、カバー面にクラックなどを生じるのを抑制することが可能となる。

また、本発明に係る平面型表示装置では、全ての隣り合う排気孔間の最小間隙が２ｍｍ以上に設定されているので、開孔率が高く設定された孔群の部分においても、熱負荷によりクラックの発生が効果的に抑制される。さらに、本発明に係る平面型表示装置では、 全ての排気孔の孔サイズが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定されているので、装置駆動中などに排気孔から人の指や異物が侵入してしまうようなことがなく、安全性についても高いものである。

従って、本発明に係る平面型表示装置は、安全性の確保および熱負荷等に起因するクラックなどの発生を効果的に抑制しながら、高い効率での排熱が実現可能であるという優位性を有する。
なお、排気孔の孔サイズを３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定するのは、上限値１０ｍｍが上述のように安全面からの理由を有するのに対して、下限値３ｍｍが排気孔における吹き出し風量の確保を理由とするものである。即ち、仮に孔サイズを３ｍｍ未満に設定すると、排気孔における吹き出し抵抗が著しく大きくなり、吹き出し風量の著しい現象が生じる。このため、吹き出し風量の確保のため、孔サイズの下限値を３ｍｍ以上に規定するものである。

上記平面型表示装置においては、第１孔群が形成された領域と、第２孔群が形成された領域との境界を、排熱ファンの羽根部中心から外径の略７０％とすることが排熱ファン（軸流ファン）の排気風量の分布を考慮するとき望ましく、また、このときに第１孔群の開孔率を、第２孔群の開孔率に対して１．３以上５．０以下の比に設定することが排気（排熱）効率および熱負荷に対する強度確保という両観点から望ましい。

また、上記本発明に係る平面型表示装置においては、複数の排気孔の各々を略円形状に形成しておき、第１孔群を構成する各孔の孔径を、第２孔群を構成する各孔の孔径よりも大きく設定しておくことが、排気（排熱）効率および熱負荷に対する強度の確保という両観点から望ましい。
また、上記本発明に係る平面型表示装置においては、第１孔群を構成する各孔の孔径を、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で設定することが望ましい。即ち、第１孔群の各孔の孔径を、上記範囲のように第２孔群の各孔の孔径よりも大きくすることで、隣り合う排気孔間の最小間隙を２ｍｍ以上に確保しながら、開孔率を第１孔群の方が第２孔群よりも高くすることが可能となる。よって、このような構成の採用は、排気（排熱）効率および強度確保の両観点からより望ましい選択である。

また、上記本発明に係る平面型表示装置においては、第１孔群を構成する各孔の開孔領域をメッシュ状あるいはストライプ状に区分けすることが、より一層の安全性確保という観点から望ましい。即ち、このようにメッシュ状あるいはストライプ状に開孔領域を区分けすることで、装置の外部から微細な異物が侵入するのも防止することが可能となり、安全性が高まる。

なお、開孔領域をメッシュ状あるいはストライプ状に区分けする具体的方法としては、例えば、排気孔を形成する際にメッシュ状あるいはストライプ状の開孔を形成することも可能ではあるが、細かな開孔形成が必要となる。これに対して、第１孔群を構成する各孔の開孔領域に対してメッシュ状体あるいはストライプ状体を装着するという構成を採用すれば、細かなサイズの開孔形成を行わなくても、開孔領域の区分けが可能となる点で望ましい。

また、上記本発明に係る平面型表示装置においては、背面カバーにおける少なくとも第１孔群の形成領域に、板厚方向に形成された凹凸を有する構成とすることが望ましい。即ち、板厚方向に凹凸を有さない平面的な部分に排気孔が設けられている場合には、装置駆動により熱負荷の影響を受けた場合に、排気孔を臨む外周部分に変形を生じ易くクラックが発生し易いのに対して、板厚方向に凹凸を形成し排気孔形成部分を３次元形状とすることにより、当該部分での剛性を向上させることが可能であって、駆動時の熱負荷によってもより一層クラックを生じ難くなる。凹凸加工の一例としては、第１孔群を構成する各孔の縁部分がバリ状に起こされてなるバーリング等を採用することができる。このようにバーリングを用いれば、排気孔の形成過程で同時に凹凸を形成することが可能であり、工程面でのメリットが大きい。

また、上記本発明に係る平面型表示装置においては、背面カバーの構成材料として、少なくとも焼入れ加工により強度を増す材料を選択的に使用するとき、第１孔群が形成された領域において、隣り合う孔間部分に焼入れ加工を施しておくことが、装置駆動時における熱負荷に対する強度の向上という観点から望ましい。また、背面カバーに焼き入れ加工を施す場合、焼き入れ加工が施された部分は酸化され、これによってこの部分の断熱性の向上が図られる。よって、装置駆動時において、この焼き入れ加工が施された部分の温度上昇は緩やかなものとなり、例えこの部分に人の指などが触れた場合にも安全が確保される。

平面型表示装置の背面カバーには、例えば、Ａｌ合金からなる板材が用いられることが多いが、この中で、例えば ２０００系、６０００系、７０００系（ＪＩＳ規格）のＡｌ合金を用いれば、焼入れ加工による強度向上の効果を確実に得ることが可能である。
上記本発明に係る平面型表示装置では、背面カバーで覆われた領域に平面型表示パネルの表示駆動を司る駆動回路ユニットが内蔵されている場合にも、駆動時にこの部分から発せられる熱を高効率に外部へ排熱することが可能であり、装置の信頼性を駆動時間の長短に関わりなく確保することが可能である。

なお、本発明に係る平面型表示装置では、備える平面型表示パネルに種類の限定を受けるものではないが、特に消費電力が液晶パネルなどに比べて大きいプラズマディスプレイパネルを採用する場合には、上記本発明が有する優位性が顕著なものとなる。

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、数例をあげて説明する。なお、以下での説明に用いる実施の形態については、本発明の構成及び作用面での特徴を解りやすく説明するために用いるあくまでも一例であって、本発明は、これらに限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１．構成
本実施の形態に係るＰＤＰ装置１の構成について、図１および図２を用いて説明する。

図１（ａ）に示すように、ＰＤＰ装置１は、フロントカバー２０とバックカバー３０とで外枠が形成され、フロントカバー２０におけるＸ軸方向手前の開口部分からＰＤＰ１０の画像表示領域が露出された形態を有する。
図１（ｂ）に示すように、フロントカバー２０内には、ＰＤＰ１０が配設され、画像表示面である前面１０ｆｆが外方（Ｘ軸方向左側）に向けて露出されている。ＰＤＰ１０の背面１０ｂｆは、フロントカバー２０の内方に向くようになっている。

また、バックカバー３０は、フロントカバー２０におけるＰＤＰ１０の背面１０ｂｆを覆う側に設けられており、駆動回路ユニット４０および排熱用のファン５０が内蔵されている。この内、駆動回路ユニット４０は、フロントカバー２０の支持体部分に取り付けられており、実際にはＰＤＰ１０に対して電気的に接続されている（図示を省略）。
ファン５０は、バックカバー３０の内壁面におけるＺ軸方向上方に取り付けられており、駆動により排熱を行う際の空気の流れ方向下流に位置する。ＰＤＰ装置１に備えられているファン５０は、所謂、軸流ファンであり、詳しい図示は省略するが、図１（ｂ）のＸ軸方向に回転軸が配され、その回転軸の周りを羽根部５１（図１では、図示を省略。）が回転する構成を有するものである。

図１（ｂ）に示すように、バックカバー３０には、Ｚ軸方向下方に吸気用の孔（以下では、「吸気孔」と記載する。）３１が複数設けられ、また、Ｚ軸方向上方には排気用の孔（以下では、「排気孔」と記載する。）３２が複数設けられている。ここで、複数の排気孔３２は、ファン５０が取り付けられた領域に集中して設けられている。排気孔３２の配置について、図２を用いて説明する。図２は、図１（ｂ）に示すＰＤＰ装置１のＢ矢視図である。

図２に示すように、バックカバー３０に形成された複数の吸気孔３１は、Ｚ軸方向下方部分に分散された形態で形成されている。バックカバー３０における吸気孔３１が形成されてなる部分は、ＰＤＰ装置１を設置するときに装置の下側となる部分であって、また、ファン５０を駆動する際には、空気の流れ方向の上流となる位置である。なお、吸気孔３１の形成形態に付いては、上述の従来構成のＰＤＰ装置と同様のものである。

次に、Ｚ軸方向上方領域に形成された排気孔３２は、ファン５０の形成部分に対応して設けられた主排気孔群３３とファン５０の形成部分に対応せずに設けられた副排気孔群３６とに分けられる。この内、副排気孔群３６は、ファン５０の駆動に関わりなく自然対流を利用する排気孔群である。なお、副排気孔群３６についても、ファン５０を駆動することによりバックカバー３０内で生じる空気の流れによって、高効率な排気がなされるのに有効なものである。

一方、ファン５０の形成部分に対応して設けられた主排気孔群３３には、ファン５０の外周部に対応して設けられた第１孔３４とそれよりも内周部に対応して設けられた第２孔３５とから構成されている。第１孔３４と第２孔３５とは、ともに略円形状に形成されており、第１孔３４が第２孔３５よりもその内径が大きく形成されている。また、換言すると、第１孔３４は、当該形成領域における開孔率が第２孔３５の形成部分よりも高くなるように形成されている。

２．主排気孔群３３の形成形態
本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、図２に示すように、主排気孔群３３を内径の異なる第１孔３４と第２孔３５とから構成することとする。その設計に際しての考え方について、図３および図４を用いて説明する。
図３に示すように、バックカバー３０における主排気孔群３３の内、ファン５０の外周部に対応する領域３０ｂに形成された第１孔３４は、ファン５０の羽根部５１の外周ラインＬ上にその中心を有し形成されている。また、第１孔３４の孔径は、例えば、１０．０ｍｍに設定されている。隣り合う第１孔３４間の間隙ｄ２は、例えば、５．０ｍｍに設定されている。

一方、図３に示すように、ファン５０の内周部に対応した領域３０ａに形成された第２孔３５は、その孔径が上記第１孔３４よりも小さい径、例えば４ｍｍに設定されている。また、隣り合う第２孔３５間の間隙ｄ１は、例えば、３ｍｍに設定されている。
なお、第１孔３４が形成された領域３０ｂと、第２孔３５が形成された領域３０ａとは、ファン５０の羽根部５１の中心から外径の略７０％を境界として設定されている。この設定についての根拠などは、後述する。

また、第1孔３４と第２孔３５とを含む吸気孔３１および排気孔３２に属する全ての孔においては、孔サイズが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定され、且つ、隣り合う孔間の最小間隙が２ｍｍ以上に設定されている。即ち、吸気孔３１および排気孔３２に属する全ての孔は、空気が流通する際の抵抗から最小（下限）サイズである３ｍｍが規定され、外部からの異物侵入防止および人の指が入る等の事態を防止するという観点から最大（上限）サイズ１０ｍｍが規定されている。また、隣り合う孔間の最小間隙である２ｍｍという数値については、装置駆動時における熱負荷に対する機械的強度の観点から規定されている。本実施の形態に係るバックカバー３０に形成された主排気孔群３３についても、上記規定の範囲内で設計がなされている。

以上のように、バックカバー３０における複数の第１孔３４および複数の第２孔３５は、上記寸法規定に基づき形成されており、この結果として、第１孔３４の形成密度、即ち、領域３０ｂにおける開孔率は、領域３０ａにおける開孔率よりも高くなっている。具体的には、領域３０ｂにおける開孔率が、領域３０ａにおける開孔率に対して１．３以上５．０以下の比に設定されている。

なお、排気（排熱）効率およびカバー３０の強度確保という観点からは、各第１孔３４の孔径を５〜１０ｍｍ以下の範囲内で設定することが望ましい。これは、第１孔３４の孔径を、上記のように第２孔群３５の孔径よりも大きくすることで、隣り合う排気孔間の最小間隙を２ｍｍ以上に確保しながら、その開孔率を第１孔３４の方が第２孔３５よりも高くすることが可能となるためである。

ここで、開孔率は、次式で示される。

Ｒ；開孔率
φ；孔の直径
ｄ；隣り合う孔間の間隙
領域３０ａおよび領域３０ｂの各開孔率は、次のような確認に基づいてなされている。
図４に示すように、ファン５０としては、軸流ファンが用いられており、軸周りに羽根部５１が回転する。図４の右半分に示すように、ファン５０からの風量は、羽根部５１の径方向に分布を有する。具体的には、軸流ファンであるファン５０では、羽根部５１の半径をＲとするとき、軸中心からｘＲよりも外側の領域（図４において、（１−ｘ）Ｒで示す領域）内に、最も高い風量Ｆｌｏｗ１が存在する。ここで、"ｘ"とは、"０"より大きく、"１"未満の数値をとるものであって、軸流ファンの特性によって規定されるものである。例えば、平面型表示装置の排熱用ファンとして通常使用されるサイズの軸流ファンの場合には、ｘ≒０．７に規定することができる。

ファン５０では、羽根部５１の径方向内方における風量Ｆｌｏｗ２は上記外周部における風量Ｆｌｏｗ１よりも低いものである。なお、羽根部５１の径方向における最も外周部分では、その風量Ｆｌｏｗ３が風量Ｆｌｏｗ１と比較すると小さいが、これは、羽根部５１の外端に当たるためである。
以上のように、本発明者らは、ファン５０における排気風量の分布（風量Ｆｌｏｗ１と風量Ｆｌｏｗ２）に着目し、この排気風量の分布に基づいて領域３０ａと領域３０ｂとの開孔率が互いに相違する状態で設定している。即ち、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１のバックカバー３０では、ファン５０の羽根部５１の外周ラインＬ上に第１孔３４の中心を設定し、第１孔３４の開孔径を第２孔３５の開孔径よりも大きく設定して、領域３０ｂの開孔率を領域３０ａの開孔率よりも大きくなるようにしている。

３．ＰＤＰ装置１が有する優位性
本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、バックカバー３０における主排気孔群３３を、上述のように領域３０ｂの開孔率が領域３０ａの開孔率に比べて大きくなるように設定している。この開孔率の差異は、ファン５０の排気風量分布に対応するものであり、多い風量Ｆｌｏｗ１に対応する領域３０ｂの開孔率を少ない風量Ｆｌｏｗ２に対応する領域３０ａの開孔率よりも小さく設定している。また、領域３０ｂにおける第１孔３４および領域３０ａにおける第２孔３５は、その開孔サイズが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定され、隣り合う孔間の間隙ｄ１、ｄ２が最小寸法２ｍｍ以上の範囲で設定されている。

以上のように、第１孔３４および第２孔３５が形成されたバックカバー３０では、図１２に示すのように同一径・同一開孔率で排気孔５３２が形成された従来のバックカバー５３０に比べて、最小限の開孔で機械的強度を維持しながら高効率な排熱が可能となる。このため、本実施の形態に係るバックカバー３０では、ＰＤＰ装置１の駆動において、熱負荷によるクラックの発生が効果的に抑制される。即ち、バックカバー３０では、領域３０ａと領域３０ｂとにおける各開孔率を１．３以上５．０以下の比を有するように設定されているので、熱負荷に対する強度を維持しながら、排熱効率を高くすることが可能である。

また、第１孔３４および第２孔３５を含めバックカバー３０に形成される吸気孔３１および排気孔３２の各孔は、その開孔径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されているので、安全性の確保がなされた上で確実な吸排気がなされるのに有効である。
４．バックカバー３０の形成方法
上記構成を有する本実施の形態に係るバックカバー３０は、例えば、Ａｌ合金の板材の所要箇所にパンチングプレス法を用いて、吸気孔３１および排気孔３２を開孔した後、フロントカバー２０の背面に取り付け可能な形状にプレス加工することで形成される。バックカバー３０の形成方法については、上述のような排気孔３２の形成形態以外に従来のバックカバーの製造過程と変わるところはない。このため、詳細な説明を省略する。

なお、Ａｌ合金の板材に対して吸気孔３１および排気孔３２を開孔するに際しては、用いるＡｌ合金の種類によりクラックを生じ易い場合もある。このような場合には、例えば、開孔に際して、熱間プレス加工法などを用いることで工程性を犠牲にせず、加工の品質を高めることができる。
５．確認実験
本実施の形態に係るバックカバー３０における排気孔３２の形成において、各数値を設定するに当たり実施した実験について、図５〜図７を用いて説明する。

５−１．ファン５０の羽根部５１における径方向位置と吹き出し風量との関係
ファン５０からの排出風量の分布について、図５に示す。ここで、"風速"としているのは、ファン５０の径方向各箇所における全方向に排出される空気の風速を示すものであり、吹き出し速度"とは、"風速"の内で図１（ｂ）に示すＸ軸方向右向きの速度成分を示すものである。なお、本実験においては、半径ｒ＝４．０ｃｍの羽根部５１を有するファン５０を用いた。

図５に示すように、中心（ｒ＝０．０ｃｍ）からｒ＝２．５ｃｍまでの範囲においては、風速（実線）が略１．０ｍ／ｓｅｃ．であり、吹き出し速度（破線）が略０ｍ／ｓｅｃ．前後と低い値しか取り得ない。それに対して、ｒ＝２．０ｃｍよりも羽根部５１の外周領域では、風速および吹き出し速度の両方が高い値へと上昇し、ｒ＝３．５〜４．０ｃｍ、即ち、羽根部５１の外縁端部分で速度がともに２．０ｍ／ｓｅｃ．以上となっている。特に、吹き出し速度は、ｒ＝２．５ｃｍよりも外周部分で急激に大きな値をとる。

また、ｒ＝４．０ｃｍよりも外側の部分でも、風速および吹き出し速度はともに小さくなっていくが、ｒ＝４．５ｃｍ程度までは高い値を維持していることが分かる。
以上の結果より、ファン５０における排気風量は、ｒ＝２．５〜４．５ｃｍの範囲で大きな値を示す分布を有することが分かる。換言すると、軸流タイプのファン５０における風量分布は、羽根部５１の径方向において、略７０％を境界として外縁部分で大きな値を有する。よって、ファン５０の羽根部５１における径方向においては、略７０％よりも外側にある領域３０ｂの開孔率を内側の領域３０ａの開孔率よりも大きくすることで、より効率の高い排熱が可能となる。

５−２．開孔率と吹き出し流量との関係
開孔率と吹き出し流量との関係についての確認結果を、図６に示す。
図６に示すように、ファン５０の羽根部５１における径方向において、内周部（上記実施の形態１における領域３０ａに相当する。）では、開孔率を増加させていった際の吹き出し流量の増加は、微小である。例えば、開孔率３０％のときに約０．０７ｍ³／ｓｅｃ．であった吹き出し流量は、開孔率１００％のときには約０．３７ｍ³／ｓｅｃ．まで増加する。よって、内周部では、開孔率３０％の場合と開孔率１００％の場合とで吹き出し流量が約０．３ポイントの差異を有することになる。

一方、外周部（上記実施の形態１における領域３０ｂに相当する。）では、開孔率を増加させていくとき、内周部と比べて大きな傾きをもって吹き出し流量が増加する。例えば、開孔率３０％のときに約０．４３ｍ³／ｓｅｃ．であった吹き出し流量は、開孔率１００％のときには約１．８ｍ³／ｓｅｃ．まで増加する。換言すれば、外周部においては、開孔率３０％の場合と開孔率１００％の場合とで約１．３７ポイントの差異を有することになる。また、外周部においては、開孔率の大小に関係なく、内周部に比べて吹き出し流量が大きい。

以上の結果より、内周部での開孔率を上昇させるよりも外周部での開孔率を上昇させることにより、排気効率の向上を図ることが可能となることが分かる。
５−３．隣り合う孔間の間隙と機械的強度の関係
隣り合う孔間の間隙とバックカバーの機械的強度との関係についての確認結果を、図７に示す。図７には、孔サイズφ＝３ｍｍ、φ＝１０ｍｍの２種類について、隣り合う孔間の間隙ｄと相対強度との関係を表している。ここで、図７における相対強度とは、孔サイズφ＝１０ｍｍで、隣り合う孔間の間隙ｄ＝１０ｍｍのときの強度を基準値とするときの相対値である。

図７に示すように、相対強度は、両孔サイズφ＝３ｍｍ、φ＝１０ｍｍにおいて、隣り合う孔間の間隙ｄが大きくなるに連れてに比例して大きくなる関係を有する。孔サイズφ＝３ｍｍの場合には、隣り合う孔間の間隙ｄ＝１ｍｍのときに相対強度が０．５であり、隣り合う孔間の間隙ｄ＝１０ｍｍのときに相対強度が約２．３である。
一方、孔サイズφ＝１０ｍｍの場合には、隣り合う孔間の間隙ｄ＝１ｍｍのときに相対強度が約０．２であり、隣り合う孔間の間隙ｄ＝１０ｍｍのときに相対強度は基準値である１．０となる。ここで、ＰＤＰ装置をはじめとする平面型表示装置のバックカバーにおいては、相対強度を０．４以上とすることで実質的な強度確保が図られることが経験的に分かっている。

孔サイズφ＝３〜１０ｍｍの範囲において０．４以上の相対強度を確保しようとする場合には、図７より明らかなように、隣り合う孔間の間隙ｄを３ｍｍ以上確保することが必要となる。
（実施の形態２）
実施の形態２に係るＰＤＰ装置２の構成について、図８を用いて説明する。なお、以下の説明においては、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１と同一構成の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、本実施の形態に係るＰＤＰ装置２のバックカバー７０には、吸気孔３１および排気孔７２が設けられている。この内、吸気孔３１については、上記実施の形態１と同様にバックカバー７０の下方部分に均一な分布を持って形成されている。
一方、バックカバー７０の排気孔７２は、ファン５０が取り付けられた部分に対応して形成されており、ファン５０の外周部に相当する箇所に円周上に一列に配置されている。本実施の形態においては、ファン５０の内周部に相当する箇所に排気孔は設けられていない。即ち、バックカバー７０では、ファン５０の内周部に相当する部分の開孔率は０％に設定されている。

図８（ｂ）に示すように、複数の排気孔７２は、各々が円形開孔形状を有しており、その中心はファン５０の外縁周Ｌ上に設定されている。そして、領域７０ｂの開孔率は、上記実施の形態１に係る領域３０ｂと同一に設定されている。本実施の形態に係るバックカバー７０が有する上記バックカバー３０との相違点は、領域７０ａの開孔率を０％としたところである。

このようにファン５０の内周部における開孔率を０％に設定した場合にも、上記実施の形態１に係るバックカバー３０を用いるＰＤＰ装置１よりは全体としての排熱効率は若干低下するものの、上記図５のように内周部の排気風量は微々たるものであり、実質上無視でき得るものである。よって、本実施の形態に係るＰＤＰ２は、上記ＰＤＰ装置１と同様の優位性を有する。

また、本実施の形態に係るＰＤＰ装置２では、バックカバー７０の排気孔７２の形成数を上記バックカバー３０に比べて低減しているので、装置駆動に際して熱負荷を受けた場合の機械的強度の確保という観点からより優位である。
なお、本実施の形態に係るバックカバー７０についても、上記実施の形態１に係るバックカバー３０と同様に、パンチングプレス加工法などを用いて形成することができる。上記実施の形態１との相違点は、パンチングプレスの際に用いる打ち抜き型の形状が異なる点である。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るＰＤＰ装置３の構成について、図９を用いて説明する。

図９に示すように、ＰＤＰ３が有するバックカバー８０は、上記実施の形態１に係るバックカバー３０と同一形状の吸気孔３１および排気孔３２を有している。また、バックカバー８０以外の構成については、上記実施の形態１および実施の形態２に係るＰＤＰ装置１、２と同様である。
本実施の形態に係るバックカバー８０では、少なくともファン５０に対応して形成された主排気孔群３３の周辺部分に焼き入れ加工が施されている。Ａｌ合金などの金属材料からなるバックカバー８０におけるファン５０に対応する部分では、焼き入れ加工が施されることによって表面が酸化され、機械的強度および断熱性の両面で焼き入れ加工を施さなかった場合に比べて向上が図られている。なお、本実施の形態においては、焼き入れ加工を施すことで機械的強度の向上を図ろうとするものであるので、バックカバー８０の構成材料には、焼き入れ加工を施すことで機械的強度の向上を図ろうとすることから、適した材料が選択されている。例えば、Ａｌ合金を材料として用いる場合には、２０００系、６０００系、７０００系（ＪＩＳ規格）などの材料を選択するのが適切である。また、Ａｌ合金以外の材料を用いる場合にも、同様の検討が必要となる。

以上のように、本実施の形態に係るバックカバー８０では、主排気孔群３３の近傍部分に焼き入れ加工が施されているので、機械的強度および断熱性で優位性を有する。このため、ＰＤＰ装置３では、装置の駆動に際して熱負荷に起因するクラックや変形などが主排気孔群３３の周辺で発生しにくく、また、排熱によって温度上昇が最も大きい主排気孔群３３の近傍領域での温度上昇を緩和することができ、強度および安全の両観点からより望ましい。

なお、焼き入れ加工の具体的方法については、本実施の形態のように部分な処理を施す場合には、超音波焼き入れ加工法が望ましい。また、バックカバー８０全体に対して焼き入れ加工を施す場合には、全体の温度を上昇させるという通常の熱処理を施すことでも加工が可能である。
また、一般的な鋼材などを材料として用いる場合には、焼き入れ加工のみを施すと、材料面で脆くなりやすいが、焼き入れ加工の後に焼き鈍し加工を施すことで脆さの解消を図ることができるので望ましい。
（実施の形態４）
実施の形態４に係るＰＤＰ装置について、図１０を用いて説明する。図１０では、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１との相違点であるバックカバー３０における主排気孔群３３の形成部分だけを拡大して示している。

図１０（ａ）に示すように、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、ファン５０に対応して設けられた第１孔３４および第２孔３５の内、開孔径の大きい第１孔３４の開孔領域にメッシュ板９０が取り付けられている。その他の構成に付いては、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１と同一である。図１０（ａ）に示す部分のＣ−Ｃ断面を図１０（ｂ）に示す。

図１０（ｂ）に示すように、本実施の形態では、バックカバー３０とファン５０との間に中心に穴部９２が設けられ、外周部にメッシュ部９１が形成された、ドーナッツ状のメッシュ板９０が介挿されている。
このように第１孔３４の開孔領域がメッシュ板９０のメッシュ部９１で覆われた場合においては、開孔径の大きな第１孔３４を採用していても、上記実施の形態１にも増して安全性が高い。また、第１孔３４の開孔領域をメッシュ板９０のメッシュ部９１で覆っているので、排熱効率の高さに問題を生じるものではない。

なお、本実施の形態では、製造の簡易性を担保するために第１孔３４の開孔領域に別部材であるメッシュ板９０を貼りつけることとしたが、工程能力の観点から問題がないようであれば、パンチングプレス法で第１孔３４を打ち抜く際にメッシュ状にその開孔領域を打ち抜くことでも同様の構成を実現することが可能である。
また、機械的強度の確保という観点からは、第２孔３５が設けられた領域にもメッシュ部が配されるようなメッシュ板を取り付けるようにしてもよい。これによって、メッシュ板を貼り付けた分だけ全体としての強度向上を図ることが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るＰＤＰ装置には、バックカバー３０における第１孔３４の開孔領域にメッシュ板９０を取り付けることとしたが、第１孔３４の開孔領域をストライプ状に区分けすることとしてもよい。
（実施の形態５）
実施の形態５に係るＰＤＰ装置が有するバックカバー１００の構造について、図１１を用いて説明する。

図１１（ａ）に示すように、本実施の形態に係るバックカバー１００は、平面的に見るとき、上記実施の形態１、３などのバックカバー３０、８０と同様の孔径サイズ、配置で形成された第１孔１０４、第２孔３５を有している。本実施の形態においても、ファン５０の径方向において、外周領域１００ｂの開孔率が内周領域１００ａの開孔率よりも高くなるように設定されている。本実施の形態に係るバックカバー１００が有する最大の特徴について、バックカバー１００のＤ−Ｄ断面図である図１１（ｂ）を用いて説明する。

図１１（ｂ）に示すように、バックカバー１００では、第１孔１０４を臨む外縁部分１０４ｅがＸ軸方向左側（フロントカバー２０側）に向けて凸設されている。即ち、第１孔１０４を臨む外縁部分１０４ｅは、バックカバー１００の内方に向けて凸状に張り出した状態とされており、所謂、バーリング加工が施されている。
外縁部分１０４ｅの形成方法については、鋼鈑の形成などで用いられる一般的なバーリング加工法を用いて実現可能である。具体的には、パンチングプレス加工を実施する際に用いる雄型の外径を雌型の内径よりも若干小さく設定し、型どおしのセンターを合わせ適正条件で加工を実施することでバーリング加工が可能である。この加工については、高知の技術であるので、詳しい説明を省略する。

以上のような構成を有するバックカバー１００では、装置駆動時において、熱負荷が掛かる第１孔１０４の外縁部分１０４ｅを凸状に形成することで、主排気孔群が形成された領域で３次元構造を適用できることになる。このため、装置駆動時において、第１孔１０４の周辺部分に熱負荷が掛かった場合にも、この部分でのＸ軸方向への変形などが抑制され、結果としてクラックや変形などが発生しにくくなる。

従って、本実施の形態に掛かるＰＤＰ装置では、バックカバー１００における排気孔１０４、３５の形成領域で３次元構造を有するので、駆動時における機械的強度をより確実なものとすることができる。また、本実施の形態に係るＰＤＰ装置のように第１孔１０４の外縁部分１０４ｅをバーリング加工により凸設させれば、第１孔１０４の形成の際に同じ工程で外縁部分１０４ｅの加工が可能となり、別工程を設けて凸設させるよりも製造コストを低減することができ優位である。

また、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、実施の形態１〜４に各々に係るＰＤＰ装置と同様の作用効果を有する。
なお、本実施の形態に係るバックカバー１００では、第１孔１０４を臨む外縁部分１０４ｅにバーリング加工を施すことで当該孔１０４の形成領域を３次元形状とすることとしたが、３次元形状とするための加工方法は、これに限定されるものではない。例えば、第１孔１０４間の部分に梁状の凹凸部を形成することでも形成領域を３次元形状とすることができる。このような構成を採用することでもバックカバー１００の機械的強度を向上させることができる。
（その他の事項）
上記実施の形態１〜５は、本発明の構成および作用・効果を説明するために用いた一例であって、本発明は、その根幹となる特徴部分以外の適宜の変更が可能である。たとえば、上記実施の形態１〜５では、平面型表示装置の一例としてＰＤＰ装置を採用したが、本発明は、ＬＣＤパネルを備えるＬＣＤ装置やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）パネルを備えるＦＥＤ装置や有機ＥＬディスプレイパネルを備えるＥＬＰ装置等に対して適用しても上記同様の効果を得ることができる。なお、ＰＤＰについては、他のパネルなどに比べて駆動時における消費電力が高く、このために発熱量も多いため特に顕著な効果を奏することができる。

また、上記実施の形態１〜５では、第１孔３４、１０４および第２孔３５を円形の開孔形状を有するものとしたが、本発明は、開孔領域の形状を円形に限定を受けるものではない。例えば、楕円の開孔形状や矩形の開孔形状、さらには多角形の開孔形状を採用することも可能である。
また、上記実施の形態１〜５では、バックカバー３０、７０、８０、１００の構成材料として一例でＡｌ合金を採用することとしたが、本発明に係る平面型表示装置は、バックカバーの構成材料をこれに限定されるものではない。例えば、鋼材や耐熱性を有する樹脂材料やカーボン材料、あるいはセラミック材料などを用いることも可能である。

また、排気孔３２の形成箇所については、上記実施の形態１〜５に係る各ＰＤＰ装置ではバックカバー３０、７０、８０、１００の上方としたが、ファン５０の取り付け箇所および熱の流れ方向に対応していればこれに限定を受けるものではない。
さらに、本発明では、上記実施の形態１〜５の各構成的特徴を任意に組み合わせて採用することも可能である。例えば、実施の形態２に係るバックカバー７０に対して実施の形態３に係るバックカバー８０のように焼き入れ加工を施すこととしてもよいし、実施の形態３のようにメッシュ板９０を取り付ける構成とすることもできる。

本発明は、駆動時における熱負荷によっても排気孔周辺にクラックや変形といったダメージを受けることがないとともに、高効率な排熱が可能であって、且つ、低コストでの製造が可能な平面型表示装置を実現するのに有効な技術である。

実施の形態１に係るＰＤＰ装置１の外観斜視図と、そのＡ−Ａ断面図である。 ＰＤＰ装置１が備えるバックカバー３０を示す正面図である。 バックカバー３０における排気孔３２の配置構成を示す模式図である。 ファン５０を駆動した際における空気の流れを示す模式図である。 ファン５０の中心からの距離と風速との関係を示す特性図である。 開孔率と吹き出し流量との関係を示す特性図である。 バックカバー３０における隣り合う孔間の間隙ｄと強度との関係を示す特性図である。 実施の形態２に係るＰＤＰ装置２のバックカバー７０を示す正面図と、排気孔群７２の構成を示す模式図である。 実施の形態３に係るＰＤＰ装置３のバックカバー８０を示す正面図である。 実施の形態４に係るＰＤＰ装置のバックカバー３０に形成された排気孔３４、３５とその周辺部分の構成を示す模式図と、この部分のＣ−Ｃ断面図である。 実施の形態５に係るＰＤＰ装置のバックカバー１００に形成された排気孔１０４、３５の構成を示す模式図と、Ｄ−Ｄ断面図である。 従来のＰＤＰ装置の構成を示す断面図と、バックカバー５３０を示す正面図である。

符号の説明

１、２、３．ＰＤＰ装置
１０．ＰＤＰ
２０．フロントカバー
３０、７０、８０、１００．バックカバー
３１．吸気孔
３２．排気孔
３４、１０４．第１孔
３５．第２孔
４０．駆動回路ユニット
５０．ファン
５１．羽根部
９０．メッシュ板

Claims (11)

1. 一方の主面に画像を表示する平面型表示パネルと、前記平面型表示パネルの他方の主面側を覆うように配されるとともに、複数の排気孔が設けられてなる背面カバーと、前記背面カバー内方の熱を前記複数の排気孔から排出する排熱ファンとを備える平面型表示装置であって、
   前記排熱ファンは、回転軸方向が前記熱排出方向に設定され、羽根部が前記回転軸周りに回転可能な構成を有する軸流ファンであって、
   前記複数の排気孔は、
   直径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定された円形状であり、
   隣り合う孔間の最小間隙が２ｍｍ以上に設定され、
   前記排熱ファンの羽根部の径方向において、前記複数の排気孔を、外方に形成されている第１孔群と内方に形成されている第２孔群とに分けるとき、
   前記第１孔群が形成された領域と、前記第２孔群が形成された領域とは、前記排熱ファンの羽根部中心から外径の７０％を境界として分けられており、
   前記第１孔群は、その開孔率が前記第２孔群に対して１．３以上５．０以下の比を以って形成されており、
   前記第１孔群および前記第２孔群の各開孔率は、下記［数式１］を以って規定されている
   ことを特徴とする平面型表示装置。
   ［数式１］ 開孔率＝（（開孔面積）／（（（孔の直径）＋（孔間の間隙））^２）×１００％）
2. 前記第１孔群を構成する各孔の直径は、前記第２孔群を構成する各孔の直径よりも大きく設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。
3. 前記第１孔群を構成する各孔の直径は、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の平面型表示装置。
4. 前記第１孔群を構成する各孔は、メッシュ状あるいはストライプ状に開孔領域が区分けされている
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の平面型表示装置。
5. 前記第１孔群を構成する各孔には、メッシュ状体あるいはストライプ状体が装着されており、当該メッシュ状体の装着により前記開孔領域の区分けがなされている
   ことを特徴とする請求項４に記載の平面型表示装置。
6. 前記背面カバーは、少なくとも前記第１孔群が形成された領域において、板厚方向に凹凸加工が施されている
   ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の平面型表示装置。
7. 前記凹凸加工は、前記第１孔群を構成する各孔の縁部分がバリ状に起こされてなるバーリングによりなされる
   ことを特徴とする請求項６に記載の平面型表示装置。
8. 前記背面カバーは、少なくとも焼入れ加工により強度を増す材料から形成されており、
   前記第１孔群が形成された領域では、隣り合う孔間部分に前記焼入れ加工が施されている
   ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の平面型表示装置。
9. 前記背面カバーを構成する材料には、Ａｌを主成分として含有する
   ことを特徴とする請求項８に記載の平面型表示装置。
10. 前記背面カバーで覆われた領域には、前記平面型表示パネルの表示駆動を司る駆動回路ユニットが内蔵されている
    ことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の平面型表示装置。
11. 前記平面型表示パネルとして、プラズマディスプレイパネルが用いられている
    ことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の平面型表示装置。

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