JP4901645B2 - 冷却ファン取付構造及びそれを用いた投写型映像表示装置並びに電子機器 - Google Patents

Description

本願発明は、冷却ファン取付構造及びそれを用いた液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置並びに電子機器に関するものである。

液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置に限らず、各種の電子機器の冷却に使用するファンユニットの固定は、ファンユニットを直接ネジを使用して固定するものが一般的であるが、ファンから発生する振動が機器本体に伝播して、騒音が大きくなるという問題がある。

上記問題を解決するため、特許文献１には、空気が流通する空胴内に配置された動力源を支持するフレームと、上記空胴内において上記動力源により回転駆動されるファンと、を有するファンユニットに装着される防振ファンカバーであって、上記フレームの外周面の略全体を覆うカバー本体と、上記カバー本体と一体に設けられ且つ上記ファンユニットを装置本体に対して弾性支持させる２点以上の支持凸部とを設けたことを特徴とする防振ファンカバーが提案されている。
特開２０００−２３２２７６号公報

ところで、この種の冷却ファンとしては、一般に、上記特許文献１に示されたような軸流ファン（プロペラファン）と、略円筒状の一端面に吸入口が形成され、外周側に吐出口が形成された遠心ファン（シロッコファン）が用いられている。

しかしながら、上記特許文献１に記載の防振ファンカバーでは、外周側に吐出口がない軸流ファンでも特殊な形状の弾性部材が必要でコスト高となり、外周側に吐出口がある遠心ファンに適用する場合には、軸流ファンと比べてさらに複雑な形状が必要になるという問題点がある。

そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、冷却ファンから発生する振動が機器本体に伝播しにくい構造を安価に実現できる冷却ファン取付構造及びそれを用いた投写型映像表示装置並びに電子機器を提供することを目的とするものである。

上記のような目的を達成するために、本願発明の請求項１に係る冷却ファン取付構造は、は、冷却ファンと、冷却ファンのケーシングと、ケーシングを下方から支持する支持部材と、ケーシングを上方から覆うカバー部材と、ケーシングの外周面から外側に突設された位置決め固定部と、位置決め固定部よりも冷却ファンの羽根側で、支持部材及びカバー部材から夫々突設され、ケーシングを上下両側から挟持する一対の支持部と、一対の支持部の先端に夫々貼り付けられた弾性部材とを備えたことを特徴とするものである。

請求項２に係る冷却ファン取付構造は、請求項１記載の冷却ファン取付構造において、前記冷却ファンは遠心ファンから成ることを特徴とするものである。

請求項３に係る冷却ファン取付構造は、請求項１又は請求項２記載の冷却ファン取付構造において、前記支持部は、前記冷却ファンの中心部に対して対称に配置されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る冷却ファン取付構造は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷却ファン取付構造において、前記支持部は、同軸上に配置されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る冷却ファン取付構造は、請求項１に記載の冷却ファン取付構造において、前記カバー部材に、前記冷却ファンの吸入側ダクトを用いたことを特徴とするものである。

請求項６に係る冷却ファン取付構造は、請求項４又は請求項５記載の冷却ファン取付構造において、前記支持部材に、前記冷却ファンが収納される本体ケースを用いたことを特徴とするものである。

請求項７に係る投写型映像表示装置は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷却ファン取付構造を備えて発熱部品を冷却すると共に、光源ランプから照射された光を映像信号に基づき変調し、変調された映像光を拡大投写することを特徴とするものである。

請求項８に係る電子機器は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷却ファン取付構造を備えて発熱部品を冷却することを特徴とするものである。

本願発明の請求項１記載の冷却ファン取付構造によれば、固定部よりも冷却ファンの羽根側で取付部の離隔した２箇所以上に形成されて冷却ファンを支持する支持部と、この支持部と冷却ファンとの間に介在させる弾性部材とを備えたことにより、特殊な形状の弾性部材を必要とせずに、振動伝播を抑制する構造を安価に実現できる。さらに、冷却ファンの固定部以外で、固定部よりも大きな振動が発生する羽根側を弾性部材を介して支持することで、固定部よりも大きな制振効果を得ることができる。

請求項２記載の冷却ファン取付構造によれば、冷却ファンは遠心ファンから成るものであるから、従来技術であれば軸流ファンと比べてさらに複雑な形状が必要になるので、より効果的である。

請求項３記載の冷却ファン取付構造によれば、支持部は冷却ファンの中心部に対して対称に配置されているので、安定した状態で支持しながら大きな制振効果を得ることができる。

請求項４記載の冷却ファン取付構造によれば、支持部は、冷却ファンを支持する支持部材に形成されて冷却ファンの一面側を支持する支持突起と、冷却ファンを覆うカバー部材に形成されて冷却ファンの反対面側を支持する支持突起とから成り、これらが同軸上に配置されているので、両面側から安定した状態で支持しながら大きな制振効果を得ることができる。

請求項５記載の冷却ファン取付構造によれば、カバー部材に冷却ファンの吸入側ダクトを用いたことにより、吸入側ダクトを有効利用して安価に実現できる。

請求項６記載の冷却ファン取付構造によれば、支持部材に冷却ファンが収納される本体ケースを用いたことにより、本体ケースを有効利用して安価に実現できる。

請求項７記載の投写型映像表示装置によれば、上記のような冷却ファン取付構造を採用したことにより、冷却ファンの振動が装置本体に伝播して騒音が大きくなるのを安価に且つ効果的に防ぐことができるので、より静かな環境で映像を鑑賞できて、特に有効である。

請求項８記載の電子機器によれば、上記のような冷却ファン取付構造を採用することにより、冷却ファンの振動が機器本体に伝播して騒音が大きくなるのを安価に且つ効果的に防ぐことができる。

以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図３は、本願発明の一実施形態である液晶プロジェクタの全体構成を示す斜視図で、図１は背面側斜め上方から見た外観斜視図、図２は同じくその上ケースや制御基板等を取り外して見た斜視図、図３は同じくその光学系を取り外して見た斜視図である。

図１に示すように、この液晶プロジェクタ１の外郭を成す本体ケース２は、やや横長の箱形形状を成し、上ケース２ａの上面中央部には、操作表示部３が設けられている。

また、背面側の左下側には冷却用の吸気口４が形成され、その上方には、映像や音声等の各種入出力ケーブルを接続するための入出力端子群などを露出させたＡＶパネル５が設けられている。上記吸気口４は、スリット状の多数の通気孔が開閉可能な蓋（開閉部材）６に形成されて成り、この開閉蓋６を開けることにより後述するフィルタが着脱可能になっている。

一方、背面側から見て右側面には、スリット状の多数の通気孔から成る排気口７が上ケース２ａから下ケース２ｂにわたって形成されている。

また、図２に示すように、前面側には投写レンズ８が露出している。本体ケース２（下ケース２ｂ）の内部には、前方から見て左側奥部に光源ランプユニット９が配置されていると共に、この光源ランプユニット９から前記投写レンズ３に至る光学系１０が略Ｌ字状に配置されている。

上記投写レンズ８の排気口７側には電源ユニット１１が配置されている。この電源ユニット１１と排気口７間には、排気ファンとして電源周り冷却用の軸流ファン（プロペラファン）１２が内蔵されている。また、排気ファンとしては、上記軸流ファン１２と並設されると共に光源ランプユニット９に隣接してランプ周り冷却用の軸流ファン（プロペラファン）１３が内蔵されている。さらに、光源ランプユニット９は、超高圧水銀ランプ等から成ってかなりの高温になるので、別途ランプ冷却専用の遠心ファン（シロッコファン）１４が備えられている。

一方、図３に示すように、吸気口４の内側には、ＲＧＢ（赤色，緑色，青色）各色毎の液晶パネルと偏光板や偏光ビームスプリッタ等を冷却するための吸気ファンとして２台の遠心ファン（シロッコファン）１５，１５が内蔵されており、これらの遠心ファン１５からの冷却風が吐出側ダクト１６を介して吹出口１７から液晶パネルと偏光板や偏光ビームスプリッタ等の光学部品に送風されて、これらが冷却されるようになっている。

図４，図５は本実施形態の吸気構造を示す図で、図４（ａ）は吸気口部分の分解斜視図、図４（ｂ）は開閉蓋とフィルタの関係を裏側から見た斜視図、図５は吸気口部分の要部縦断面図である。

本実施形態においては、前述した遠心ファン１５における吸入側ダクト１８の吸気口１９にフィルタ着脱用の開閉蓋６を有しており、電磁波を遮蔽するシールド部材２０をフィルタ２１と開閉蓋６の間に挿入すると、フィルタ着脱の際に邪魔になるうえ、吸気口１９周りの他のシールド部材と接触を保つことが困難になるため、吸気口１９にシールド部材２０を装着してからフィルタ２１を装着するようになっている。

外壁となる開閉蓋６と内壁となるシールド部材２０のそれぞれには、図５に示すように、吸気口１９の内側に配置されている遠心ファン１５と一直線上に配置されないように、多数の通気孔から成る吸気口４，２２がずらして形成されている。具体的には、開閉蓋６の吸気口４とシールド部材２０の吸気口２２を上下にずらして、シールド部材２０の吸気口２２が上側で、開閉蓋６の吸気口４が下側に位置するように形成されている。これにより、遠心ファン１５から発せられて吸入側ダクト１８の吸気口１９から漏れ出ようとする駆動音は、破線の矢印で示すように、シールド部材２０又は開閉蓋６の吸気口非形成部分で遮断されるので、開閉蓋６の吸気口４から装置外へ駆動音が直接漏れるのを防ぐことができる。

さらに、開閉蓋６とシールド部材２０間には、フィルタ濾材２３が襞折りされて成るプリーツ型フィルタ２１をその折り溝が開閉蓋６の吸気口４とシールド部材２０の吸気口２２間を繋ぐ方向と平行，すなわち本実施形態では上下方向になるように形成して配置されるようになっている。

なお、本実施形態においては、プリーツ型フィルタ２１の折り溝が上下方向を向くようにしたが、開閉蓋６の吸気口４とシールド部材２０の吸気口２２を左右方向（横方向）にずらして形成する場合は、プリーツ型フィルタ２１の折り溝も左右方向を向くようにする必要がある。

また、図４に示すように、フィルタ濾材（図示せず）が襞折りされて成るプリーツ型フィルタ２１の枠体２４の両端側面には、開閉蓋６方向に向かって延びると共に先端側がやや外側に向けられた弾性片２５が形成されている。一方、上記弾性片２５に対応した開閉蓋６の内面両側には、弾性片２５に向かって突出した状態に形成された押さえ突起２６が形成されており、開閉蓋６を閉じたときに押さえ突起２６がフィルタ枠体２４の弾性片２５の内側に係合摺接して、フィルタ２１をシールド部材２０を介して吸気口１９に弾性的に押さえ付けるように構成されている。

なお、本実施形態においては、上述したようにフィルタ２１の枠体２４側に弾性片２５を形成し、開閉蓋６側に押さえ突起２６を形成したが、逆にフィルタ２１の枠体２４側に突起を形成し、開閉蓋６側に弾性部材を形成しても良い。さらには、フィルタ２１の枠体２４と開閉蓋６のいずれか一方のみに他方に弾性的に当接する弾性部材を設けても良い。要は、フィルタ２１と開閉蓋６の少なくとも一方に、開閉蓋６を閉じたときにフィルタ２１をシールド部材２０を介して吸気口１９に弾性的に押さえ付ける弾性係合部材を備えれば良い。

図６（ａ）は、本実施形態の冷却ファン取付構造の要部を示す斜視図、図６（ｂ）はその要部縦断面図である。

本実施形態においては、上述した吸気口１９の内側に配置される冷却ファンとしての遠心ファン１５が、本体ケース２の下ケース２ｂを遠心ファン支持部材２７とし、遠心ファン１５の吸入口１５ａ側のダクト（吸入側ダクト）１８を遠心ファンカバー部材２８とした取付部２９に取り付けられている。

上記遠心ファン１５は、そのケーシング１５ｂの外周面に突設された一対の位置決め固定部１５ｃ，１５ｃが、これらに対応して遠心ファン支持部材２７から突設された位置決め固定部２７ｃ，２７ｃにネジ等により固定されて上記取付部２９に位置決め固定されるようになっている。

そして、下方の遠心ファン支持部材２７と上方の遠心ファンカバー部材２８の双方から遠心ファン１５に向けて、その位置決め固定部１５ｃよりも遠心ファン１５の羽根側で、遠心ファン１５の中心部に対して対称にそれぞれ一対の支持突起２７ａ，２８ａが突設されている。また、下側と上側の支持突起２７ａ，２８ａはそれぞれ同軸上に配置されている。本実施形態では、遠心ファン１５のケーシング１５ｂのうち大きな強度が得られる外周縁に対応して上記支持突起２７ａ，２８ａを形成している。

さらに、上記各支持突起２７ａ，２８ａの先端面には、合成ゴム等から成るリング状の弾性部材３０が接着剤等により貼り付けられるようになっている。すなわち、遠心ファン１５は、先端面に弾性部材３０が貼り付けられた上下の支持突起２８ａ，２７ａで挟み込まれるようにして弾性的に支持されるように構成されている。

なお、図６では、吸気口１９の内側に配置される２台の遠心ファン１５，１５の一方のみを示したが、他方も同様に構成されている。

本実施形態の液晶プロジェクタ１は以上のように構成されて、図２に示した光源ランプユニット９から照射された光を光学系１０を介してＲＧＢの３色に分離すると共に、各色毎の液晶パネルで映像信号に基づき変調し、変調された映像光を合成して、投写レンズ８を介してスクリーン上に拡大投写するようになっている。

上記光学系１０を構成する各色毎の液晶パネルと偏光板や偏光ビームスプリッタ等の光学部品は、図３に示したように吸気口４の内側に内蔵された２台の遠心ファン１５，１５からの冷却風が吐出側ダクト１６を介して、上記光学部品の下側に形成された吹出口１７から吹き付けられて冷却される。

また、光源ランプユニット９は、図２に示したランプ冷却専用の遠心ファン１４からの吐出風が吹き付けれて冷却されると共に、温度が上昇したランプ周りの空気が軸流ファン１３により吸い込まれて排気口７から装置外に排出されることにより冷却される。

一方、電源ユニット１１は、温度が上昇した内部や周囲の空気が軸流ファン１２により吸い込まれて排気口７から装置外に排出されると共に、当該軸流ファン１２の吸引によって電源ユニット１１の内部や外表面に生じる空気流によって冷却される。

また、本実施形態の吸気構造によれば、フィルタ２１と開閉蓋６の少なくとも一方に、開閉蓋６を閉じたときにフィルタ２１をシールド部材２０を介して吸気口１９に弾性的に押さえ付ける弾性係合部材を備えたことにより、吸気口１９とシールド部材２０とフィルタ２１を密着させることができるので、吸気口１９とフィルタ２１の間にシールド部材２０を配置してもフィルタ性能を向上することができる。

さらに、上記弾性係合部材を、フィルタ２１の枠体２４の両端側面に形成された弾性片２５と、当該弾性片２５に対応した開閉蓋６の内面両側に弾性片２５に向かって突出した状態に形成された押さえ突起２６とから構成したことにより、比較簡単な構成で安価にフィルタ性能を向上することができる。

また、吸気口４，２２をずらして形成した開閉蓋６とシールド部材２０間に、プリーツ型フィルタ２１をその折り溝が開閉蓋６の吸気口４とシールド部材２０の吸気口２２間を繋ぐ方向と平行になるように形成して配置したことにより、プリーツ型フィルタ２１の折り溝が吸気流路となって別途吸気流路のスペースを確保する必要がないので、吸気口４から遠心ファン１５の駆動音が装置外へ直接漏れるのを防ぐことができると共に、フィルタ２１の厚み分のスペースだけで済んで、装置が大型化するのを防ぐことができる。

さらに、開閉蓋６の吸気口４とシールド部材２０の吸気口２２を上下にずらして、シールド部材２０の吸気口２２が上側で開閉蓋６の吸気口４が下側に位置するように形成したことにより、吸気口４から遠心ファン１５の駆動音が僅かに漏れても、漏れた駆動音は下方に向かうので、一般的な床設置形態での利用者への影響が特に少なくなる。

そして、本実施形態の液晶プロジェクタ１のような投写型映像表示装置に上記のような吸気構造を採用したことにより、吸気口４から遠心ファン１５の駆動音が漏れるのを抑制することができると共に、フィルタ２１の厚み分のスペースで済むので、より静かな環境で映像を鑑賞できると共に、装置が大型化するのを防ぐことができ、また、塵埃の侵入を最も嫌う光学系を有しているので、フィルタ性能を向上することができて、特に有効である。

また、従来よりファン外周を覆うような防振ファンカバーはあるが、このような防振ファンカバーでは外周側に吐出口がない軸流ファンでも特殊な形状の弾性部材が必要でコスト高となる。これに対して、本実施形態の冷却ファン（遠心ファン）取付構造によれば、支持突起２７ａ，２８ａの先端面に貼り付ける簡単な弾性部材３０で済むので、特殊な形状の弾性部材を必要とせずに、遠心ファン１５の振動が本体ケース２へ伝播して騒音となるのを抑制する構造を安価に実現できる。さらに、遠心ファン１５の固定部１５ｃ以外で、固定部１５ｃよりも大きな振動が発生する羽根側を弾性部材３０を介して支持することで、固定部１５ｃに弾性部材を備えるよりも大きな制振効果を得ることができる。

また、ファン外周を覆う従来の防振ファンカバーを本実施形態のように外周側に吐出口がある遠心ファン１５に適用する場合には、軸流ファンと比べてさらに複雑な形状が必要になるので、より効果的である。

また、各支持突起２７ａ，２７ａ及び２８ａ，２８ａは遠心ファン１５の中心部に対して対称に配置されているので、安定した状態で支持しながら大きな制振効果を得ることができる。

さらに、下側と上側の支持突起２７ａ，２８ａは同軸上に配置されているので、両面側から安定した状態で支持しながら大きな制振効果を得ることができる。

また、遠心ファンカバー部材２８に遠心ファン１５の吸入側ダクト１８を用いたことにより、吸入側ダクト１８を有効利用して安価に実現できる。

さらに、遠心ファン支持部材２７に遠心ファン１５が収納される本体ケース２の下ケース２ｂを用いたことにより、本体ケース２の下ケース２ｂを有効利用して安価に実現できる。

また、本実施形態の液晶プロジェクタ１のような投写型映像表示装置に上記のような冷却ファン（遠心ファン）取付構造を採用したことにより、遠心ファン１５の振動が本体ケース２に伝播して騒音が大きくなるのを安価に且つ効果的に防ぐことができるので、より静かな環境で映像を鑑賞できて、特に有効である。

なお、上記実施形態では、投写型映像表示装置として光変調素子に液晶パネルを用いた液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本願発明を適用することができる。すなわち、ＤＬＰ（Digital Light Processing；テキサス・インスツルメンツ（TI）社の登録商標）方式等のプロジェクタにおいても本願発明を適用することができる。また、前面投写型の他、背面投写型映像表示装置においても本願発明を適用することができる。

また、投写型映像表示装置に限らず、一般的な電子機器においても、上記のような吸気構造や冷却ファン取付構造を採用することにより、吸気口から冷却ファンの駆動音が漏れるのを抑制することができると共に、フィルタの厚み分のスペースで済むので機器の大型化を防ぐことができ、また、フィルタ性能を向上することができ、さらには冷却ファンの振動が機器本体に伝播して騒音が大きくなるのを安価に且つ効果的に防ぐことができる。

本願発明の一実施形態としての液晶プロジェクタの全体構成を示す斜視図で、背面側斜め上方から見た外観斜視図。 同じくその上ケースや制御基板等を取り外して見た斜視図。 同じくその光学系を取り外して見た斜視図。 本実施形態の吸気構造を示す図で、（ａ）は吸気口部分の分解斜視図、（ｂ）は開閉蓋とフィルタの関係を裏側から見た斜視図。 同じく吸気口部分の要部縦断面図。 本実施形態の冷却ファン取付構造を示す図で、（ａ）はその要部を示す斜視図、（ｂ）はその要部縦断面図。

符号の説明

１ 液晶プロジェクタ
２ 本体ケース
２ａ 上ケース
２ｂ 下ケース
４ 吸気口
６ 開閉蓋
７ 排気口
８ 投写レンズ
９ 光源ランプユニット
１０ 光学系
１１ 電源ユニット
１２，１３ 軸流ファン
１４，１５ 遠心ファン
１５ａ 吸入口
１５ｂ ケーシング
１５ｃ 位置決め固定部
１６ 吐出側ダクト
１７ 吹出口
１８ 吸入側ダクト
１９ 吸気口
２０ シールド部材
２１ フィルタ
２２ 吸気口
２３ フィルタ濾材
２４ フィルタ枠体
２５ 弾性片
２６ 押さえ突起
２７ 遠心ファン支持部材
２７ａ 支持突起
２７ｃ 位置決め固定部
２８ 遠心ファンカバー部材
２８ａ 支持突起
２９ 取付部
３０ 弾性部材

Claims (8)

1. 冷却ファンと、冷却ファンのケーシングと、ケーシングを下方から支持する支持部材と、ケーシングを上方から覆うカバー部材と、ケーシングの外周面から外側に突設された位置決め固定部と、位置決め固定部よりも冷却ファンの羽根側で、支持部材及びカバー部材から夫々突設され、ケーシングを上下両側から挟持する一対の支持部と、一対の支持部の先端に夫々貼り付けられた弾性部材とを備えたことを特徴とする冷却ファン取付構造。
2. 前記冷却ファンは遠心ファンから成ることを特徴とする請求項１記載の冷却ファン取付構造。
3. 前記支持部は、前記冷却ファンの中心部に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷却ファン取付構造。
4. 前記支持部は、同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷却ファン取付構造。
5. 前記カバー部材に、前記冷却ファンの吸入側ダクトを用いたことを特徴とする請求項１記載の冷却ファン取付構造。
6. 前記支持部材に、前記冷却ファンが収納される本体ケースを用いたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の冷却ファン取付構造。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷却ファン取付構造を備えて発熱部品を冷却すると共に、光源ランプから照射された光を映像信号に基づき変調し、変調された映像光を拡大投写することを特徴とする投写型映像表示装置。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の冷却ファン取付構造を備えて発熱部品を冷却することを特徴とする電子機器。