JP6504470B2 - 受熱器およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、受熱器およびその製造方法に関し、詳しくは、液晶プロジェクタに用いられる液晶パネルを冷却するための受熱器およびこうした受熱器の製造方法に関する。

従来、この種の技術としては、プロジェクタの内部を流通した空気を送出して、液晶パネルの被冷却面に流通させるダクトを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、液晶パネルの被冷却面に沿う第１方向に空気を送出する送出口と、当該送出口とは異なる位置に開口し、被冷却面に対向する方向から見て第１方向に交差する第２方向に空気を送出する送出口と、を有し、第１方向に送出される空気が、被冷却面と第２方向に送出される空気が流通する領域との間に流通するようにしている。これにより、冷却効率を向上させている。

特開２０１５−１１４３８４号公報

近年、映像を拡大投写するプロジェクタでは、高輝度化と液晶パネルの小型化が進展しており、液晶パネルを通過する光束密度が増大し、結果として液晶パネルの発熱密度が大きくなるため、従来の冷却方法では液晶パネルの十分な冷却が困難なものとなっている。上述の技術のように、プロジェクタの冷却で多く用いられている強制空冷方式の場合には、一般的に冷却能力の増加は冷却システムの大型化を伴う。

本発明の受熱器は、小型で冷却性能が高い冷却を可能とすることを主目的とする。本発明の受熱器の製造方法は、小型で冷却性能が高い冷却を可能とする受熱器を比較的簡易に製造することを主目的とする。

本発明の受熱器およびその製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の受熱器は、
矩形形状の液晶パネルに光を透過して映像を表示する液晶プロジェクタに用いられる前記液晶パネルを冷却するための受熱器であって、
前記液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部と、
前記窓部の外周側に前記窓部を囲むように形成され、前記窓部の一辺に沿った部分に絞り部を有する扁平な環状流路と、
前記窓部の前記絞り部を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の受熱器では、液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部と、この窓部の外周側に窓部を囲むように形成され、窓部の一辺に沿った部分に絞り部を有する扁平な環状流路と、窓部の絞り部を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路と、を有する。受熱器を液晶パネルの表示面が窓部に一致するように取り付け、２つの給排流路の一方から熱交換媒体を供給し、他方から熱交換媒体を排出する。液晶パネルの外周縁は、受熱器の窓部の外周側に形成された環状流路の壁面に当接するから、受熱器は、液晶パネルの熱をその外周縁から環状流路の壁面を介して熱交換媒体に受熱する。熱交換媒体として水やオイルなどの液体を用いることができるから、強制空冷方式に比して、小型で冷却性能の高いものとすることができる。また、絞り部を有するから、一方の給排流路から絞り部を通らないで他方の給排流路に流通する熱交換媒体の流量を確保することができ、冷却性能の高いものとすることができる。

こうした本発明の受熱器において、前記環状流路の向かい合う２つの扁平面の一方を構成する第１部材と、前記２つの扁平面の他方を構成する第２部材と、を接合した状態として構成されており、前記第１部材は、前記液晶パネルに対して垂直方向に切り立って前記窓部の内周側を形成する内周部を有し、前記第２部材は、前記第１部材の前記内周部に外周側で接合される外周部を有するものとすることもできる。こうすれば、第１部材や第２部材を金属製の薄板により形成したときの変形を抑制することができる。

この場合、前記環状流路の厚みより内径が大きく、取付端部が薄肉となるように外周側から段差加工が施されて前記２つの給排流路を形成する２つの管状部材を備え、前記２つの管状部材は、前記第１部材と前記第２部材とにより前記取付端部を挟み込んだ状態として取り付けられているものとすることもできる。こうすれば、受熱器の２つの管状部材を取り付けた部分の厚みを、強度を確保しながら薄くすることができる。

本発明の受熱器の製造方法は、
矩形形状の液晶パネルに光を透過して映像を表示する液晶プロジェクタに用いられる前記液晶パネルを冷却するための受熱器であって、前記液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部と、前記窓部の外周側に前記窓部を囲むように形成され、前記窓部の一辺に沿った部分に絞り部を有する扁平な環状流路と、前記窓部の前記絞り部を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路と、を備える受熱器の製造方法であって、
金属製の薄板により前記環状流路の向かい合う２つの扁平面の一方が構成されると共に少なくとも前記環状流路の内側になる面の少なくとも接合部にロー材が付着しているように第１部材を形成する工程と、
前記第１部材と同一の薄板により前記２つの扁平面の他方が構成されると共に前記環状流路の内側になる面の少なくとも接合部にロー材が付着しているように第２部材を形成する工程と、
前記環状流路が形成されるように前記第１部材と前記第２部材とを組み付けた状態で加熱してロー付けする工程と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の受熱器の製造方法では、受熱器は、液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部と、窓部の外周側にこの窓部を囲むように形成され、窓部の一辺に沿った部分に絞り部を有する扁平な環状流路と、窓部の絞り部を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路と、を備えるものとし、金属製の薄板により環状流路の向かい合う２つの扁平面の一方が構成されると共に少なくとも環状流路の内側になる面の少なくとも接合部にロー材が付着しているように第１部材を形成すると共に、第１部材と同一の薄板により環状流路の向かい合う２つの扁平面の他方が構成されると共に環状流路の内側になる面の少なくとも接合部にロー材が付着しているように第２部材を形成する。そして、環状流路が形成されるように第１部材と第２部材とを組み付けた状態で加熱してロー付けする。このように、第１部材と第２部材と形成し、第１部材と第２部材とを組み付けた状態で加熱するだけで、第１部材と第２部材とをロー材により接合して受熱器を製造することができる。したがって、小型で冷却性能が高い冷却を可能とする受熱器を比較的簡易に製造することができる。なお、少なくとも一方の面にロー材が接合された金属製の薄板により第１部材と第２部材とを形成するものとしてもよいし、金属製の薄板により第１部材と第２部材とを形成してから、接合部にロー材を塗布するものとしてもよい。

こうした本発明の受熱器の製造方法において、前記第１部材を形成する工程は、前記液晶パネルに対して垂直方向に切り立って前記窓部の内周側を形成する内周部を有するように前記第１部材を形成する工程であり、前記第２部材を形成する工程は、前記第１部材の前記内周部に外周側で接合される外周部を有するように前記第２部材を形成する工程であるものとすることもできる。こうすれば、受熱器の変形を抑制することができる。

また、本発明の受熱器の製造方法において、前記環状流路の厚みより内径が大きく、取付端部が薄肉となるように外周側から段差加工を施して前記２つの給排流路を構成する２つの管状部材を形成する工程を備え、前記ロー付けする工程は、前記２つの管状部材を前記第１部材と前記第２部材とにより前記取付端部で挟み込んだ状態として前記第１部材と前記第２部材とを組み付けて行なうものとすることもできる。こうすれば、第１部材と第２部材と２つの管状部材との接合を簡易に行なうことができる。

本発明の一実施例としての受熱器２０を正面から見た正面図である。 受熱器２０を背面から見た背面図である。 図１における受熱器２０のＡ−Ａ面から見た断面図である。 図１における受熱器２０のＢ−Ｂ面から見た断面図である。 受熱器２０を構成する第１部材３０の平面図である。 受熱器２０を構成する第２部材４０の平面図である。 受熱器２０を構成する管状部材５０ａ，５０ｂの概略を示す概略図である。 実施例の受熱器２０の製造方法の一例を示す工程図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としての受熱器２０を正面から見た正面図であり、図２は、受熱器２０を背面から見た背面図であり、図３は図１における受熱器２０のＡ−Ａ面から見た断面図であり、図３は図１における受熱器２０のＢ−Ｂ面から見た断面図である。また、図５は受熱器２０を構成する第１部材３０の平面図であり、図６は受熱器２０を構成する第２部材４０の平面図であり、図７は受熱器２０を構成する管状部材５０ａ，５０ｂの概略を示す概略図である。なお、図４中の破線は、管状部材５０ａ，５０ｂが平行に配置されていることを示すものである。

実施例の受熱器２０は、図１〜図３に示すように、矩形形状の液晶パネルに光を透過して映像を表示するプロジェクタに用いられる液晶パネルを冷却するための冷却装置における受熱部として機能するものであり、中央の矩形形状の窓部２２と、窓部２２の外周側に窓部２２を囲むように形成され、窓部２２の一辺に沿った部分に絞り部２８を有する扁平な環状流路２４と、窓部２２の絞り部２８を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路として機能する２つの管状部材５０ａ，５０ｂと、を備える。

実施例の受熱器２０は、部材としては、アルミニウムにアルミニウム合金のロー材が両面に接合され厚みが０．２ｍｍの薄板として形成されたブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成した第１部材３０と、第１部材と同一のブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成した第２部材４０と、アルミニウムのパイプに加工を施して形成した上述の２つの管状部材５０ａ，５０ｂとを備える。実施例の受熱器２０は、窓部２２は縦１４ｍｍで横２４ｍｍ、環状流路２４は内側の厚み１．１ｍｍで幅４．６ｍｍ、２つの管状部材５０ａ，５０ｂは外径４ｍｍとなるように形成されている。

第１部材３０は、図１，図３〜図５に示すように、中央に窓部２２を形成するための開口部３２が形成されており、開口部３２の周囲に断面が「コ」字状の環状流路形成部３４が形成されている。環状流路形成部３４の「コ」字状の内周側は、液晶パネルに対して垂直方向（図３では上下方向、図５では紙面の表裏方向）に切り立って開口部３２（窓部２２）の内周側を形成する内周部３５として形成されている。また、環状流路形成部３４の外周側には、第２部材４０との接合用の縁部３６が形成されている。第１部材３０の図５中上側両隅には、管状部材５０ａ，５０ｂを取り付けるために半管状の取付部３９ａ，３９ｂが形成されている。また、第１部材３０の取付部３９ａ，３９ｂの間の環状流路形成部３４には、環状流路２４の絞り部２８を形成するために開口部３２側に突出するように絞り部形成部３８が形成されている。

第２部材４０は、図１〜図４および図６に示すように、中央に第１部材３０の開口部３２の内周より第１部材３０の板厚２枚分だけ大きな開口部４２が形成されており、開口部４２の周囲に断面が「Ｌ」字状の環状流路形成部４４が形成されている。環状流路形成部４４の「Ｌ」字状の内周側は、液晶パネルに対して垂直方向（図３では上下方向、図６では紙面の表裏方向）に切り立ち第１部材３０と組み付けたときに第１部材３０の内周部３５の外周側に接触する外周部４５として形成されている。また、環状流路形成部４４の外周側には、第１部材３０の縁部３６と接合される縁部４６が形成されている。第２部材４０の図６中上側両隅には、第１部材３０の取付部３９ａ，３９ｂと同様の半管状の取付部４９ａ，４９ｂが形成されている。また、第２部材４０の図６中上方の取付部４９ａ，４９ｂの中央と、下方の両隅および中央に受熱器２０を取り付けるための貫通孔４８ａ〜４８ｄが形成されている。

２つの管状部材５０ａ，５０ｂは、図７に示すように、取付端部５２ａ，５２ｂは外周側から第１部材３０や第２部材４０の厚みの分だけ段差加工が施されて薄肉となるように形成されており、図４に示すように、取付端部５２ａ，５２ｂを第１部材３０の取付部３９ａ，３９ｂと第２部材４０の取付部４９ａ，４９ｂで挟み込むようにして取り付けられている。

次に、実施例の受熱器２０の製造の様子について説明する。図８は実施例の受熱器２０の製造方法の一例を示す工程図である。受熱器２０の製造では、まず、第１部材３０や第２部材４０，管状部材５０ａ，５０ｂを形成する工程を実行する（工程Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ１２０）。第１部材３０を形成する工程と第２部材４０を形成する工程と管状部材５０ａ，５０ｂを形成する工程の３つの工程は、図８ではこの順に記載されているが、いずれの順に行なってもよいし、同時並行して行なってもよい。第１部材３０を形成する工程は、上述のブレージングシートにプレス加工を施すことにより図１〜図５を用いて説明した形状に第１部材３０を形成することにより行なうことができる。第２部材４０を形成する工程は、上述のブレージングシートにプレス加工を施すことにより図１〜図４および図６を用いて説明した形状に第２部材４０を形成することにより行なうことができる。管状部材５０ａ，５０ｂを形成する工程は、アルミパイプを切断し、取付端部を加工することにより行なうことができる。

続いて、第１部材３０と第２部材４０と２つの管状部材５０ａ，５０ｂを組み付ける工程を実行する（工程Ｓ１３０）。第１部材３０と第２部材４０は、取付部３９ａ，３９ｂと取付部４９ａ，４９ｂで２つの管状部材５０ａ，５０ｂの取付端部５２ａ，５２ｂを挟み込むように、且つ、第１部材３０の内周部３５の外周側に第２部材４０の外周部４５が接触するように、組み付ける。そして、組み付けたものをその状態を保持してロー材は溶融するがアルミニウムは溶融しない温度に調整した炉に入れて加熱することによりロー付けする工程を実行し（工程Ｓ１４０）、受熱器２０を完成する。

次に、こうして構成された受熱器２０で液晶パネルの熱を受熱する様子について説明する。受熱器２０を液晶パネルの表示面が窓部２２に一致すると共に液晶パネルに第２部材４０が当接するように取り付ける。いま、管状部材５０ａから水やオイルなどの熱交換媒体（冷却媒体）を供給し、管状部材５０ｂから熱交換媒体を排出する場合を考える。管状部材５０ａから供給された熱交換媒体は、環状流路２４のうち図１の窓部２２の上側の絞り部２８を通って管状部材５０ｂから排出されると共に、環状流路２４のうち図１の窓部２２の左側と下側と右側とを通って管状部材５０ｂから排出される。液晶パネルの熱は外周縁に接触する第２部材４０の壁面を介して熱交換媒体に供給され、結果として液晶パネルは冷却される。実施例では絞り部２８の開口面積は、液晶パネルに光を照射して映像を連続表示したときに、図１の窓部２２の上側の絞り部２８を通って管状部材５０ｂの排出口近傍に至る熱交換媒体の温度と図１の窓部２２の左側と下側と右側とを通って管状部材５０ｂの排出口近傍に至る熱交換媒体の温度が同程度の温度となるように調整されている。このため、実施例の受熱器２０は、液晶パネルの熱を効率よく受熱することができる。

以上説明した実施例の受熱器２０では、液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部２２と、窓部２２の外周側に窓部２２を囲むように形成され窓部２２の一辺に沿った部分に絞り部２８を有する扁平な環状流路２４と、窓部２２の絞り部２６を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路として機能する２つの管状部材５０ａ，５０ｂと、を備える。そして、２つの管状部材５０ａ，５０ｂの一方から熱交換媒体を供給し、他方から熱交換媒体を排出することにより、液晶パネルの熱を効率よく受熱することができる。しかも、熱交換媒体として水やオイルなどの液体を用いるから、強制空冷によるものに比して、小型で冷却性能の高いものとすることができる。また、絞り部２８の開口面積は、液晶パネルに光を照射して映像を連続表示したときに、図１の窓部２２の上側の絞り部２８を通って管状部材５０ｂの排出口近傍に至る熱交換媒体の温度と図１の窓部２２の左側と下側と右側とを通って管状部材５０ｂの排出口近傍に至る熱交換媒体の温度が同程度の温度となるように調整されているから、液晶パネルの熱を効率よく受熱することができる。

実施例の受熱器２０の製造方法では、ブレージングシートにプレス加工を施すことによって第１部材３０と第２部材４０とを形成すると共にアルミパイプにより２つの管状部材５０ａ，５０ｂを形成し、これらを組み付けたものをその状態を保持してロー材は溶融するがアルミニウムは溶融しない温度に調整した炉に入れて加熱することによりロー付けして受熱器２０を完成する。これにより、溶接したり、掘削加工により形成するものに比して比較的簡易に受熱器２０を製造することができる。

実施例の受熱器２０では、アルミニウムにアルミニウム合金のロー材が両面に接合され厚みが０．２ｍｍ程度の薄板として形成されたブレージングシートを用いて第１部材３０と第２部材４０を形成したが、ステンレスや他の金属によるブレージングシートを用いて第１部材や第２部材を形成するものとしてもよい。また、アルミニウムや他の金属による薄板を用いて第１部材と第２部材の形状をしているがロー材が付着していない準備部材を形成し、その準備部材の環状流路を形成する面にロー材を吹き付け塗装や塗り付け塗装などにより付着させて第１部材と第２部材とを形成するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、受熱器の製造産業などに利用可能である。

２０ 受熱器、２２ 窓部、２４ 環状流路、２８ 絞り部、３０ 第１部材、３２ 開口部、３４ 環状流路形成部、３５ 内周部、３６ 縁部、３８ 絞り部形成部、３９ａ，３９ｂ 取付部、４０ 第２部材、４２ 開口部、４４ 環状流路形成部、４５ 外周部、４６ 縁部、４８ａ〜４８ｄ 貫通孔、４９ａ，４９ｂ 取付部、５０ａ，５０ｂ 管状部材、５２ａ，５２ｂ 取付端部。

Claims (6)

1. 矩形形状の液晶パネルに光を透過して映像を表示する液晶プロジェクタに用いられる前記液晶パネルを冷却するための受熱器であって、
   前記液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部と、
   前記窓部の外周側に前記窓部を囲むように形成され、前記窓部の一辺に沿った部分に絞り部を有する扁平な環状流路と、
   前記窓部の前記絞り部を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路と、
   を備える受熱器。
2. 請求項１記載の受熱器であって、
   前記環状流路の向かい合う２つの扁平面の一方を構成する第１部材と、
   前記２つの扁平面の他方を構成する第２部材と、
   を接合した状態として構成されており、
   前記第１部材は、前記液晶パネルに対して垂直方向に切り立って前記窓部の内周側を形成する内周部を有し、
   前記第２部材は、前記第１部材の前記内周部に外周側で接合される外周部を有する、
   受熱器。
3. 請求項２記載の受熱器であって、
   前記環状流路の厚みより内径が大きく、取付端部が薄肉となるように外周側から段差加工が施されて前記２つの給排流路を形成する２つの管状部材を備え、
   前記２つの管状部材は、前記第１部材と前記第２部材とにより前記取付端部を挟み込んだ状態として取り付けられている、
   受熱器。
4. 矩形形状の液晶パネルに光を透過して映像を表示する液晶プロジェクタに用いられる前記液晶パネルを冷却するための受熱器であって、前記液晶パネルの表示面を表示するための矩形形状の窓部と、前記窓部の外周側に前記窓部を囲むように形成され、前記窓部の一辺に沿った部分に絞り部を有する扁平な環状流路と、前記窓部の前記絞り部を挟む２つの隅部近傍に熱交換媒体を給排する２つの給排流路と、を備える受熱器の製造方法であって、
   金属製の薄板により前記環状流路の向かい合う２つの扁平面の一方が構成されると共に少なくとも前記環状流路の内側になる面の少なくとも接合部にロー材が付着しているように第１部材を形成する工程と、
   前記第１部材と同一の薄板により前記２つの扁平面の他方が構成されると共に前記環状流路の内側になる面の少なくとも接合部にロー材が付着しているように第２部材を形成する工程と、
   前記環状流路が形成されるように前記第１部材と前記第２部材とを組み付けた状態で加熱してロー付けする工程と、
   を備える受熱器の製造方法。
5. 請求項４記載の受熱器の製造方法であって、
   前記第１部材を形成する工程は、前記液晶パネルに対して垂直方向に切り立って前記窓部の内周側を形成する内周部を有するように前記第１部材を形成する工程であり、
   前記第２部材を形成する工程は、前記第１部材の前記内周部に外周側で接合される外周部を有するように前記第２部材を形成する工程である、
   受熱器の製造方法。
6. 請求項４または５記載の受熱器の製造方法であって、
   前記環状流路の厚みより内径が大きく、取付端部が薄肉となるように外周側から段差加工を施して前記２つの給排流路を構成する２つの管状部材を形成する工程を備え、
   前記ロー付けする工程は、前記２つの管状部材を前記第１部材と前記第２部材とにより前記取付端部で挟み込んだ状態として前記第１部材と前記第２部材とを組み付けて行なう、
   受熱器の製造方法。

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