JP4851907B2 - ポンプユニットおよびそれを用いたプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタの冷却装置に関し、特に、ダイヤフラム型ポンプに代表される加圧ポンプにより構成される冷却装置に関する。

液晶プロジェクタは、光源や液晶パネルなどの熱源を冷却するための冷却装置を備える。冷却装置としてファンが広く用いられている。しかし、ファンによる冷却では、単に風を熱源全体に当てるだけであり、十分な冷却効果を得ることは困難である。ファンによる冷却で大きな冷却効果を得るには、モータの回転速度を速くして風速を上げる必要があるが、モータの回転速度を速くすると、モータの振動や動作音が増大するため、あまり好ましくない。また、光源のような、局所的に熱が発生する熱源においては、発熱部を局所的に冷却することが望ましいが、ファンではそのような局所的な冷却を行うことは困難である。

そこで、局所的な冷却を行うことのできる加圧ポンプを用いた冷却装置が提案されている（特許文献１参照）。この冷却装置は、空気を取り込んで圧縮する加圧ポンプ（コンプレッサ）と、加圧ポンプで圧縮された空気を収容するためのエアタンクと、エアタンク内の空気を吐出する冷却ノズルとから構成される。加圧ポンプとエアタンクは連通管により連結されている。冷却ノズルは、その吐出口が熱源の所望の箇所に向くように配置されている。冷却ノズルから吐出された圧縮空気が熱源の所望の箇所に当たることで、熱源が局所的に冷却される。
特開２００５−１４８６２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置には、以下のような問題がある。

加圧ポンプは、偏芯構造の回転体を備える構成上、回転体の回転運動に伴う振動が発生する。加圧ポンプは、通常、ポンプ本体を筐体にネジ止めすることで固定されるため、加圧ポンプの振動が固定部を通じて筐体に伝わって騒音が発生する。

なお、加圧ポンプの振動対策として、加圧ポンプの外周部をクッション材で覆う方法や加圧ポンプと筐体との間に防振シートを設ける方法が考えられる。しかし、加圧ポンプの振動には、吐出口に取り付けられた連通管を通じて筐体に伝わる振動もあり、この振動により生じる騒音を、それらの方法で抑制することは困難である。

本発明の目的は、上記問題を解決し、加圧ポンプの振動により生じる騒音を抑制することのできるポンプユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のポンプユニットは、圧縮した空気を吐出する加圧ポンプと、前記加圧ポンプの吐出口に一端が嵌合された弾性体よりなる連通管と、前記連通管の、前記吐出口との嵌合部以外の部分の一部を固定する固定部と、を有し、前記加圧ポンプが前記固定部によってのみ固定されており、前記固定部は、前記連通管の外形の形状に対応する凹状の第１の受け部を有する押さえ部材と、前記連通管の外形の形状に対応する凹状の第２の受け部を有する受け部材と、前記押さえ部材を前記受け部材に固定するための固定手段と、を有し、前記第１および第２の受け部により前記連通管を固定することを特徴とする。

加圧ポンプの振動は、ポンプを固定する部分を通じて筐体に伝わる。上記のように構成された本発明のポンプユニットによれば、吐出口に取り付けられた連通管の一部のみを固定部で固定し、加圧ポンプ本体は積極的に固定していない。したがって、加圧ポンプの振動は、主として連通管を固定する固定部を通じてのみ筐体に伝わることになる。連通管は弾性体より構成されているので、加圧ポンプから固定部に伝わる振動のほとんどは連通管にて吸収される。

本発明によれば、加圧ポンプの振動が筐体側に伝わることが抑制されるので、加圧ポンプの振動によって発生する騒音を低減することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるポンプユニットの構成を示す斜視図、図２は、図１に示すポンプユニットの分解斜視図である。

図１および図２を参照すると、ポンプユニットは、光源などの熱源を有する電子機器の筐体に取り付けられる、脱着可能なユニットであって、その主要部は、ポンプ本体１、ポンプ固定部２、連通管３およびカバー４からなる。

ポンプ本体１は、吸込口１２から空気を取り込んで圧縮し、圧縮した空気を吐出口１１から吐出する。吸込口１２には、ポンプ内へのゴミの進入を防ぐために、円筒状のフィルタ１４が取り付けられている。ポンプ本体１の他の部材と接触する可能性のある部分は、クッション部材で覆われている。クッション部材は、例えば海綿状のゴムや合成樹脂など、振動や衝撃の吸収が可能な弾性体である。図２中では、ポンプ本体１の外周部が、クッション１３ａ、１３ｂによって覆われている。

連通管３は、ゴムや合成樹脂などの弾性体よりなり、一端が吐出口１１に嵌め込まれている。連通管３の他端には、円板状のパッキン部３ａが設けられている。連通管３の他端を筐体側の通風口が設けられた箇所に押し当てて、連通管３と通風口とを連通させた状態において、パッキン部３ａは、連通管３を通じて送られる圧縮空気の漏れを防止するためのパッキンの役割を果たす。

カバー４は、筐体のユニット取り付け部分の所定の箇所に設けられた穴に差し込むための突起４ａと、ユニット取り付け部分の所定の箇所に設けられた突起と係合する受け部４ｂと、複数の外気導入口４ｃと、カバー４を筐体にネジ止めするための穴４ｄとを備える。突起４ａを筐体側の穴に差し込んだ状態で、筐体側の突起を受け部４ｂと係合させることで、ポンプユニットの筐体への取り付け位置を正確に決めることができる。位置決めした状態で、穴４ｄは筐体の所定の箇所に設けられたネジ穴の真上に位置するようになっており、この穴４ｄを通してネジを筐体側のネジ穴に挿入することで、カバー４を筐体に固定する。

カバー４の内壁には、ポンプ本体１を固定するためのポンプ固定部２および電気接点支持部５が設けられている。電気接点支持部５は、電気接点６を取り付けるためのものであって、電気接点６の取り付け面には、突起５ａとリベット７を差し込むための穴５ｂが設けられている。電気接点６は、ポンプ本体１と不図示のポンプ駆動部とを接続するための複数の接点が基板上に配置されたものであって、基板には、突起５ａが嵌め込まれる穴６ａと、リベット７が差し込まれる穴６ｂとが設けられている。電気接点６の穴６ａを電気接点支持部５の突起５ａに嵌め込んだ状態で、リベット７を穴６ｂ、５ｂに差し込むことで、電気接点６を電気接点支持部５に固定する。

ポンプ固定部２は、押さえ部材２１および受け部材２２からなる。受け部材２２は、断面形状が「コ」の字状の部材であって、前方側（ユニット装着時に筐体の通風口が位置する側）の壁部２２１と、後方側（ポンプ本体１が位置する側）の壁部２２２と、これら壁部の間に設けられた、押さえ部材２１をネジ止めするための円柱状のネジ止め部２２３とを備える。壁部２２１、２２２の上端部にはそれぞれ、前方受け部２２１ａ、後方受け部２２２ａが形成されている。前方受け部２２１ａおよび後方受け部２２２ａは、壁部の一部を凹状に切り欠いたものである。

押さえ部材２１は、下端部が壁部２２１の上端部に当接される前方側の壁部２１１と、下端部が壁部２２２の上端部に当接される後方側の壁部２１２とを有し、これら壁部２１１、２１２の間に、ネジをネジ止め部２２３にねじ込む際のガイドとなる円柱状のガイド部２１３が設けられている。壁部２１１、２１２の下端部にはそれぞれ、前方受け部２１１ａ、後方受け部（不図示）が形成されている。これら前方受け部２１１ａおよび後方受け部は、壁部の一部を凹状に切り欠いたものである。

押さえ部材２１を受け部材２２にネジ止めした状態で、押さえ部材２１の壁部２１１と受け部材２２の壁部２２１とにより一様な面が構成され、その面の一部に、壁部２１１の前方受け部２１１ａと壁部２２１の前方受け部２２１ａとにより開口部が形成される。この開口部の径は連通管３の外径より小さくなっており、これにより、連通管３の一部を開口部で固定することが可能となっている。同様に、ネジ止めした状態で、押さえ部材２１の壁部２１２と受け部材２２の壁部２２２とにより一様な面が構成され、その面の一部に、壁部２１２の後方受け部と壁部２２２の後方受け部２２２ａとにより開口部が形成される。この開口部によって形成される空間は、ポンプ本体１の吐出口１１と吸込口１２を挿入可能な十分な空間であり、ポンプ本体１の吐出口１１と吸込口１２は、壁部２１２の後方受け部および壁部２２２の後方受け部２２２ａと接触しない。

図３は、ポンプ本体１をポンプ固定部２で固定した状態を説明するための図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａにおける断面図である。

図３の（ａ）に示すように、押さえ部材２１は、ネジ８で受け部材２２にネジ止めされている。図３の（ｂ）に示すように、ポンプ本体１の吐出口１１に連通管３の一端が嵌め込まれており、この連通管３の、吐出口１１との嵌合部を除く部分の一部（ここでは、パッキン部３ａが設けられた部分）が、壁部２１１の前方受け部２１１ａと壁部２２１の前方受け部２２１ａとによって固定されている。壁部２１１、２２１により形成される一様な面には、パッキン部３ａが配されており、ユニット装着時には、このパッキン部３ａによって、連通管３を通じて送られる圧縮空気の漏れを防止する。壁部２１２の後方受け部２１２ａと壁部２２２の後方受け部２２２ａとにより形成される開口部内に、ポンプ本体１の吐出口１１および吸込口１２が配置されている。

ポンプ本体１の振動は、ポンプ本体１を固定する部分およびポンプ本体１が接触する部分を通じて筐体に伝わる。図３に示した固定状態によれば、吐出口１１に取り付けられた連通管３の一部をポンプ固定部２で固定している。よって、ポンプ本体１は積極的に固定されてない。つまり、ポンプ本体１自体をカバー４に固定する手段は有していない。したがって、ポンプ本体１が他の部材と接触していなければ、ポンプ本体１の振動は、吐出口１１に取り付けられた連通管３を通じてのみ筐体に伝わることになるが、連通管３は弾性体より構成されているので、ポンプ本体１から連通管３に伝わる振動のほとんどは連通管３にて吸収される。このため、ポンプ本体１の振動がポンプ固定部２を通じて筐体に伝わって騒音が発生する、といった問題は生じない。

なお、連通管３のみでポンプを固定しているため、ポンプ本体１が他の部材と接触することがある。具体的には、ポンプ本体１の後部（吐出口１１が設けられた側とは反対側の部分）が電気接点支持部５に接触したり、吸込口１２が壁部２１２の後方受け部２１２ａと接触したりする。また、ポンプ本体１の、吐出口１１および吸込口１２が設けられた面が、押さえ部材２１の壁部２１２と受け部材２２の壁部２２２とにより形成された面と接触したり、ポンプ本体１の外周部がカバー４の内壁や筐体側の部材に接触したりする。本実施形態のポンプユニットでは、これらの接触箇所にクッション部材を設けている。

図４に、ポンプ本体１に設けられるクッション構造の一例を示す。図４を参照すると、ポンプ本体１の外周部（後部を含む）は、クッション１３ａ、１３ｂで覆われている。吸込口１２の外周部は、クッション１３ｃで覆われている。ポンプ本体１の、吐出口１１および吸込口１２が設けられた面は、クッション１３ｄで覆われている。クッション１３ｄは、吐出口１１および吸込口１２が設けられた面とほぼ同じ大きさになっており、吐出口１１および吸込口１２が挿入される穴が設けられている。

図４に示したクッション構造によれば、ポンプ本体１の外周部がカバー４の内壁（電気接点支持部５を含む）や筐体側の部材に接触する場合における、ポンプ本体１の振動やポンプ本体１への衝撃が、クッション１３ａ、１３ｂによって吸収される。また、吸込口１２が壁部２１２の後方受け部２１２ａと接触する場合における、ポンプ本体１の振動やポンプ本体１への衝撃が、クッション１３ｃによって吸収される。また、吐出口１１および吸込口１２が設けられた面が、押さえ部材２１の壁部２１２と受け部材２２の壁部２２２とにより形成された面と接触する場合における、ポンプ本体１の振動やポンプ本体１への衝撃が、クッション１３ｄによって吸収される。

次に、本実施形態のポンプユニットを電子機器の筐体に取り付けるための構造について説明する。

図５は、本実施形態のポンプユニットを搭載するプロジェクタの構成を示す斜視図である。図５を参照すると、プロジェクタ２００は、光源、液晶パネル、光源からの光を液晶パネルに照射する照明光学系などが収容される筐体２００ａと、筐体２００ａに装着される、脱着可能なポンプユニット１００とを有する。ポンプユニット１００は、上述した本実施形態のポンプユニットである。

筐体２００ａの、ポンプユニット１００を取り付ける部分には、連通管３のパッキン部３ａが押し当てられる本体冷却通風口形成部材２０１と、カバー４の受け部４ｂと係合させる突起２０２と、カバー４の突起４ａを差し込むための穴２０３とが形成されている。

本体冷却通風口形成部材２０１は、図６に示すように、中心部に通風口２０１１が形成された面状の受け部２０１２と、通風口２０１１を筐体２００ａ内の配管（ポンプ本体１から吐出された圧縮空気を熱源まで導くための連通管）と連結するための連通管２０１３とを有する。本体冷却通風口形成部材２０１は、カバー４の突起４ａを差し込む側の壁部に取り付けられている。

図７に、ポンプユニット１００を筐体２００ａに装着した状態における断面構造を示す。図７に示すように、ポンプユニット１００の突起４ａを筐体２００ａの穴２０３に差し込み、ポンプユニット１００の受け部４ｂと筐体２００ａの突起２０２とを係合させることで、ポンプユニット１００を筐体２００ａに対して位置決めする。位置決めした状態で、穴４ｄは筐体２００ａの突起２０２に設けられたネジ穴の真上に位置するようになっている。穴４ｄを通してネジ２０４を筐体２００ａのネジ穴に挿入することで、ポンプユニット１００を筐体２００ａに固定する。

ポンプユニット１００を筐体２００ａに固定した状態において、連通管３のパッキン部３ａは、前方側の壁部２１１、２２１より形成される面によって、適切な力で、本体冷却通風口形成部材２０１の受け部２０１２に押し当てられる。この結果、連通管３の端部の吐出口と受け部２０１２の通風口２０１１とが連通した状態となり、ポンプ本体１の吐出口１１から吐出された高静圧の空気が通風口２０１１から筐体２００ａ内の配管に送り込まれる。配管の先には、光源などの熱源が配置されており、ポンプ本体１からの圧縮空気で熱源の所望の箇所を冷却することができる。

パッキン部３ａを受け部２０１２に押し当てる力は、面全体で一様である。パッキン部３ａを受け部２０１２に押し当てる力を得るために、ポンプユニット１００を筐体２００ａに固定した状態において、前方側の壁部２１１、２２１より形成される面と本体冷却通風口形成部材２０１の受け部２０１２との間隔Ｄは、パッキン部３ａの厚みＴより小さくなっている。厚みＴに対する間隔Ｄの大きさによって、パッキン部３ａを受け部２０１２に押し当てる力が決まる。（Ｔ−Ｄ）の値が大きいほど、パッキン部３ａが押しつぶされ、空気漏れを防ぐ効果が高くなる。

また、壁部２１１、２２１の後方（パッキン部３ａが配置された側とは反対の側）には、ガイド部２１３およびネジ止め部２２３が配置されており、これらにより、壁部２１１、２２１より形成される面の剛性を高めている。よって、パッキン部３ａを十分かつ一様な圧力で受け部２０１２に押し当てることができる。

（他の実施形態）
図８は、本発明の他の実施形態であるポンプユニットの構成を示す断面図、図９は、図８に示すポンプユニットを装着するプロジェクタの斜視図である。

図８および図９を参照すると、ポンプユニットは、プロジェクタ３００の筐体３００ａに取り付けられる、脱着可能なユニットであって、その主要部は、ポンプ本体１、ポンプ固定構造を備える蓋４００および連通管３からなる。ポンプ本体１および連通管３は、図１に示したものと同様のものである。連通管３の一端は、吐出口１１に嵌め込まれている。ポンプ本体１の、吐出口１１および吸込口１２が設けられた面には、クッション１３ｄが設けられている。連通管３の他端には、円板状のパッキン部３ａが設けられている。

筐体３００ａには、ポンプ本体１を収納するためのポンプ収納部３０１が設けられており、ポンプ収納部３０１の開口端近傍に本体冷却通風口形成部材２０１が設けられている。ポンプ収納部３０１の開口端には、蓋４００を固定するためのネジ止め部３０２が設けられている。本体冷却通風口形成部材２０１は、図６に示したものと同じものである。

蓋４００は、開口部が形成された面４０１と、連通管３の一部（吐出口１１との嵌合部を除く部分の一部）を固定する固定部４０２と、外気導入口４０３とを有する。固定部４０２が形成された壁部の外側の面にパッキン部３ａが配置される。面４０１に形成された開口部によって形成される空間は、ポンプ本体１の吐出口１１と吸込口１２を挿入可能な十分な空間であり、ポンプ本体１の吐出口１１と吸込口１２はこの開口部の端部と接触しない。

また、図示されていないが、ポンプ収納部３０１および蓋４００には、突起および該突起を受ける受け部など、蓋４００を固定する位置を正確に決めるための位置決め手段も設けられている。さらに、蓋４００には、位置決めした状態で、ネジ止め部３０２にネジを挿入するためのネジ取り付け穴が設けられている。

本実施形態のポンプユニットでは、図９に示すように、ポンプ本体１をポンプ収納部３０１内に挿入して、蓋４００をポンプ収納部３０１の開口端にネジ止めする。ネジ止めした状態で、固定部４０２が形成された壁部の外側の面によって、パッキン部３ａが本体冷却通風口形成部材２０１の受け部２０１２に押し当てられる。この結果、連通管３と受け部２０１２の通風口２０１１とが連通した状態となり、ポンプ本体１の吐出口１１から吐出された高静圧の空気が通風口２０１１から筐体３００ａ内の配管に送り込まれる。パッキン部３ａを受け部２０１２に押し当てる力は、面全体で一様である。配管の先には、光源などの熱源が配置されており、ポンプ本体１からの圧縮空気で熱源の所望の箇所を冷却することができる。

本実施形態のポンプユニットにおいても、吐出口１１に取り付けられた連通管３の一部を固定部４０２で固定している。つまり、ポンプ本体１を積極的に固定するようにはなっておらず、ポンプ本体１自体を筐体などに固定する手段は有していない。したがって、ポンプ本体１が他の部材と接触していなければ、ポンプ本体１の振動は、吐出口１１に取り付けられた連通管３を通じてのみ筐体に伝わることになる。連通管３は弾性体より構成されているので、ポンプ本体１から連通管３に伝わる振動のほとんどは連通管３にて吸収される。このため、ポンプ本体１の振動が固定部４０２を通じて筐体３００ａに伝わって騒音が発生する、といった問題は生じない。

なお、連通管３のみでポンプを固定しているため、ポンプ本体１が他の部材と接触することがあるため、ポンプ本体１の、他の部材と接触する可能性のある箇所には、クッション部材を設けることが望ましい。

また、固定部４０２は、図１に示したポンプ固定部２のような分離構造であってもよい。分離構造は、連通管３の外形の形状に対応する凹状の第１の受け部を有する押さえ部材と、連通管３の外形の形状に対応する凹状の第２の受け部を有する受け部材と、押さえ部材を受け部材に固定するための固定手段（ネジ止め機構や、爪とその爪が係合される係合部とを用いた固定機構など）とから構成される。分離構造を採用することで、固定部４０２を再利用することが可能となり、製造コストを下げることができる。

以上説明した各実施形態のポンプユニットは、本発明の一例であり、その構成は、ポンプ吐出口に取り付けられた、弾性体よりなる連通管の一部を固定することのみによって、加圧ポンプ本体を固定する、という本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜に変更することができる。例えば、各実施形態では、ポンプ本体の他の部材と接触する可能性のある部分にクッション材を設けているが、これに代えて、ポンプ本体と接触する部材側にクッションを設けても良い。

また、ポンプユニットは、交換可能なユニット構造としているが、筐体に一体的に取り付けられる固定ユニットであってもよい。

本発明のポンプユニットは、プロジェクタ全般、パーソナルコンピュータに代表される情報処理装置全般、液晶表示装置やプラズマディスプレイに代表される表示装置全般に適用することができる。

本発明の一実施形態であるポンプユニットの構成を示す斜視図である。 図１に示すポンプユニットの分解斜視図である。 図１に示すポンプ本体をポンプ固定部で固定した状態を説明するための図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａにおける断面図である。 図１に示すポンプ本体に設けられるクッション構造の一例を示す模式図である。 図１に示すポンプユニットを搭載するプロジェクタの構成を示す斜視図である。 図５に示す本体冷却通風口形成部材の構成を示す斜視図である。 図１に示すポンプユニットを筐体に装着した状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態であるポンプユニットの構成を示す断面図である。 図８に示すポンプユニットを装着するプロジェクタの斜視図である。

符号の説明

１ ポンプ本体
２ ポンプ固定部
３ 連通管
３ａ パッキン部
４ カバー
４ａ 突起
６ 電気接点

Claims (5)

1. 圧縮した空気を吐出する加圧ポンプと、
   前記加圧ポンプの吐出口に一端が嵌合された弾性体よりなる連通管と、
   前記連通管の、前記吐出口との嵌合部以外の部分の一部を固定する固定部と、を有し、
   前記加圧ポンプが前記固定部によってのみ固定されており、
   前記固定部は、
   前記連通管の外形の形状に対応する凹状の第１の受け部を有する押さえ部材と、
   前記連通管の外形の形状に対応する凹状の第２の受け部を有する受け部材と、
   前記押さえ部材を前記受け部材に固定するための固定手段と、を有し、
   前記第１および第２の受け部により前記連通管を固定する、ポンプユニット。
2. 前記加圧ポンプの他の部材と接触する部分に設けられた緩衝部材をさらに有する、請求項１に記載のポンプユニット。
3. 前記固定部が内壁に設けられたカバーをさらに有し、
   前記カバーは、前記加圧ポンプと接触する部分に設けられた緩衝部材を有する、請求項１に記載のポンプユニット。
4. 光源と、該光源からの光を空間変調して得られる画像光を投写する光学系とを有するプロジェクタであって、
   前記光源および光学系を収容する筐体と、
   前記筐体に取り付けられるポンプユニットと、を有し、
   前記ポンプユニットは、
   圧縮した空気を吐出する加圧ポンプと、
   前記加圧ポンプの吐出口に一端が嵌合された弾性体よりなる連通管と、
   前記連通管の、前記吐出口との嵌合部以外の部分の一部を固定する固定部と、
   を有し、
   前記加圧ポンプは、前記固定部によってのみ固定され、少なくとも前記光源が、前記連通管を通じて前記筐体内に導入された圧縮空気で冷却され、
   前記固定部は、
   前記連通管の外形の形状に対応する凹状の第１の受け部を有する押さえ部材と、
   前記連通管の外形の形状に対応する凹状の第２の受け部を有する受け部材と、
   前記押さえ部材を前記受け部材に固定するための固定手段と、を有し、
   前記第１および第２の受け部により前記連通管を固定する、プロジェクタ。
5. 前記筐体の前記加圧ポンプと接触する部分に設けられた緩衝部材をさらに有する、請求項４に記載のプロジェクタ。

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