JP7052835B2 - ホイール部材 - Google Patents
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Description
上記特許文献1のホイール部材は、重心位置を調整し、高速回転時のバランスをとるために、その表面に接着剤の液溜めからなるバランス補正材を設け、振動等の発生を抑制していた。
また、本発明に係る第2の態様のホイール部材は、光を透過又は反射し、回転状態で使用される外周形状が真円のホイール板を備え、前記ホイール板が、当該ホイール板における表裏面の平面内に重心調整部を有し、前記重心調整部は、前記ホイール板の外周に設けられ、前記外周の他の部分よりも密度の高い材質で形成した部位からなる、ことを特徴とする。
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1はプロジェクターの投光系に組み込まれるホイール部材としての蛍光体ホイール10の平面図、図2は蛍光体ホイール10の分解斜視図、図3は図1のV-V線に沿った断面図である。
この蛍光体ホイール10は、プロジェクターの光源から発せられる所定の色(所定波長帯域)の励起光をそれよりも収束性の低い同色の光に変換することと、その励起光を異なる色(異なる波長帯域)の光に変換することとを行うものである。
上記蛍光体ホイール10は、略円形のホイール板20と、ホイール板20の一方の面に装備された円板としてのハブ30と、ホイール板20の他方の面に装備された円板としての押さえ板40と、ホイール板20に装備された透過部材としての拡散板50とを備えている。
なお、上記蛍光体ホイール10、ホイール板20、ハブ30、押さえ板40及び拡散板50については、図1における紙面表側の面を表面、その反対側の面を裏面というものとする。
ホイール板20は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属製の略円形の円板である。
ホイール板20は、図1~3に示すように、全体的に厚さが均一であって、その中心部に表面から裏面に貫通する中心孔21が形成されている。この中心孔21は前述した蛍光体ホイール10の中心孔を構成するものであり、蛍光体ホイール10の使用時には回転軸が挿入されて回転が付与される。ホイール板20は、この中心孔21が形成されている部分が中心部であり、当該中心孔21の中心が蛍光体ホイール10の回転中心Cとなっている。
なお、ホイール板20はその表裏面が回転中心Cを通る回転中心線に対して垂直となっている。
この開口部22は、前述した回転中心Cを中心とする円弧状に形成されている。この開口部22は、円周方向については90°に満たない範囲で開口している。
また、開口部22の外周部の半径はホイール板20の外周より小さく、内周部の半径は後述するハブ30の半径よりも小さくなっている。
蛍光体層23は、透光性バインダー(例えば、セラミックバインダー、樹脂バインダー、シリコーンバインダー)に蛍光体を分散させたものである。
また、蛍光体層23を回転円周方向に複数に分割し、各々に蛍光色が異なる蛍光体層を形成してもよい。各蛍光体層から発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであればよいが、単色の可視光であることが好ましい。
この重心調整部24は、外周の他の部分よりも回転中心Cからの距離が離れている外周部からなる。
つまり、ホイール板20は、その回転中心線方向から外周の形状を見ると、回転中心Cに対して開口部22の逆側の半分の外周形状は真円であり、開口部22側の半分の外周形状は長円状となっている。
図1における一点鎖線F1は、回転中心Cを中心とする真円を示しており、図1から分かるように、ホイール板20の開口部22側の半分の外周形状は、開口部22の周方向の中心位置に最も近い位置が回転中心Cから最も遠くなっている。
そして、この位置から回転中心Cからの距離が前述した真円の半径に近づくように漸減している。
つまり、ホイール板20における一点鎖線F1より半径方向外側に延出された部分からなる重心調整部24の重量により、ホイール板20の重心位置が回転中心C上となるように調整し、回転時のバランスを調整している。
拡散板50は、励起光を拡散透過させるものである。例えば、拡散板50は、無色透明なガラス等からなる透光板の内部に微粒子又は細孔が分散したものであるか、又は無色透明な透光板の表面に微小凹凸を形成したものである。従って、拡散板50を透過した励起光の収束性は、拡散板50を透過する前の励起光よりも低くなる。
拡散板50は、ホイール板20とほぼ等しい厚さに形成されており、開口部22内に配置された状態で、ホイール板20と拡散板50との間で凹凸の発生が極力抑えられている。
なお、ホイール板20に対する垂直方向については、開口部22内の拡散板50は、ハブ30と押さえ板40とによって両側から保持される。また、拡散板50の平面の一部をハブ30と押さえ板40のいずれか一方又は両方に接着により固定しても良い。
図2及び図3に示すように、押さえ板40は、ホイール板20の裏面側に対して接着により固定される。
押さえ板40は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属製の円板であって、ホイール板20の蛍光体層23の内周部よりも外径が僅かに小さくなっている。また、押さえ板40は、全体的に厚さが均一になっている。
また、押さえ板40は、拡散板50の内周部側と重合するが、押さえ板40の外径は蛍光体層23の内周部よりも小さい。蛍光体ホイール10の回転時の照射される励起光は、回転中心Cを中心とする半径方向について蛍光体層23の内周部と外周部との間となる位置に照射されるので、押さえ板40は、拡散板50に励起光が入射する場合でも、透過する拡散光を遮蔽しないようになっている。
図1~図3に示すように、ハブ30は、ホイール板20の表面側に対して接着により固定される。
ハブ30は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属製の円板であって、押さえ板40よりも外径が小さくなっている。また、ハブ30は、全体的に厚さが均一になっている。
また、ハブ30は、拡散板50の内周部側と重合するが、ハブ30の外径は蛍光体層23の内周部よりも小さいので、拡散板50に励起光が入射する場合でも、透過する拡散光を遮蔽しないようになっている。
蛍光体ホイール10の使用動作について説明する。蛍光体ホイール10の使用時には、前述したように、その中心孔に回転軸Pが固定装備され、スピンドルモーターにより回転駆動が行われる。そして、回転中の蛍光体ホイール10に対して、表面側から回転中心線に平行となる方向に沿った光軸で、蛍光体層23を含む円周帯状の領域内の所定の照射位置S(図1参照)に励起光が照射される。
上記蛍光体ホイール10は、ホイール板20の表裏面の平面内に重心調整部24を有しているので、例えば、ホイール板20に開口部22を形成し、拡散板50を格納した場合でも、重心調整部24により蛍光体ホイール10全体の重心が回転中心Cを通る回転中心線上となるように又は回転中心線に近づくように調整することができ、バランスを良好な状態にするので、回転時の振動の発生を効果的に低減することが可能となる。
さらに、重心調整部24は、ホイール板20の表裏面の平面内に設けられ、凹凸を生じない構造であることから、高速回転時でも風切り音の発生を抑制し、静音化を図ることが可能となる。
従って、ホイール板20の外周形状を変えるだけで上記効果を実現することができ、生産の容易な蛍光体ホイール10を提供することが可能となる。
第二の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Aの平面図を図4に示す。
この蛍光体ホイール10Aについては、前述した蛍光体ホイール10と異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、蛍光体ホイール10Aは、ホイール板20Aの外周形状が回転中心Cを中心とする真円であり、重心調整部24を有していない。
そして、重心調整部24に替えて、ハブ30Aが、その表裏面の平面内に重心調整部34Aを有している。
この重心調整部34Aは、ハブ30Aの表裏面に対して凹凸を生じない構造であり、ハブの30Aの外周の他の部分よりも回転中心Cからの距離が離れている外周部からなる。
つまり、ハブ30Aは、その回転中心線方向から外周の形状を見ると、回転中心Cに対してホイール板20Aの開口部22の逆側の半分の外周形状は真円であり、開口部22側の半分の外周形状は長円状となっている。
図4における一点鎖線F2は、回転中心Cを中心とする真円を示しており、図4から分かるように、ハブ30Aのホイール板20Aの開口部22側の半分の外周形状は、開口部22の周方向の中心位置に最も近い位置が回転中心Cから最も遠くなっている。
これにより、蛍光体ホイール10Aの重心を回転中心C上にする又は近づけることができ、回転時の振動の発生を効果的に低減し、静音化を図ることが可能となる。
また、ハブ30Aの外周形状を変えるだけで上記効果を実現することができ、生産の容易な蛍光体ホイール10Aを提供することが可能となる。
第三の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Bの平面図を図5に示す。
この蛍光体ホイール10Bについては、前述した蛍光体ホイール10,10Aと異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、ホイール板20Bの外周形状は、回転中心Cを通る回転中心線方向から見て真円だが、当該ホイール板20Bの中心C1に対して回転中心Cが開口部22の反対側に偏心している。
なお、ホイール板20Bの中心孔21と開口部22と蛍光体層23は、その機能上、回転中心Cを中心とする形状及び配置であり、ハブ30及び押さえ板40も回転中心Cを中心とする配置となっている。
これにより、蛍光体ホイール10Bの重心を回転中心C上にする又は近づけることができ、回転時の振動の発生を効果的に低減し、静音化を図ることが可能となる。
また、回転中心Cを偏心させるだけで上記効果を実現することができるので、ホイール板20Bを真円の円板から形成することができ、生産の容易な蛍光体ホイール10Bを提供することが可能となる。
第四の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Cの平面図を図6に示す。
この蛍光体ホイール10Cについては、前述した蛍光体ホイール10~10Bと異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、ハブ30Cの外周形状は、回転中心Cを通る回転中心線方向から見て真円だが、当該ハブ30Cの中心C2に対して回転中心Cがホイール板20Aの開口部22の反対側に偏心している。
なお、ハブ30Cの中心孔31は、その機能上、回転中心Cを中心とする配置となっている。
これにより、蛍光体ホイール10Cの重心を回転中心C上にする又は近づけることができ、回転時の振動の発生を効果的に低減し、静音化を図ることが可能となる。
また、回転中心Cを偏心させるだけで上記効果を実現することができるので、ハブ30Cを真円の円板から形成することができ、生産の容易な蛍光体ホイール10Cを提供することが可能となる。
第五の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Dの平面図を図7に示す。
この蛍光体ホイール10Dについては、前述した蛍光体ホイール10~10Cと異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、ホイール板20Dは、その外周形状が回転中心Cを中心とする真円となっている。
さらに、当該ホイール板20Dの外周における開口部22側の部位を、当該部位以外の他の部分に比べて比重の大きい金属等の材料で形成し、比重の大きな部位を重心調整部24Dとしている。この重心調整部24Dは、ホイール板20Dの表裏面の平面内に設けられ、凹凸を生じない構造である。
また、材料の一部の変更により上記効果を実現することができるので、ホイール板20Dを真円の円板から形成することができ、生産の容易な蛍光体ホイール10Dを提供することが可能となる。
第六の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Eの平面図を図8に示す。
この蛍光体ホイール10Eについては、前述した蛍光体ホイール10~10Dと異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、ハブ30Eは、その外周形状が回転中心Cを中心とする真円となっている。
さらに、当該ハブ30Eの外周におけるホイール板20Aの開口部22側の部位を、当該部位以外の他の部分に比べて比重の大きい金属等の材料で形成し、比重の大きな部位を重心調整部34Eとしている。この重心調整部34Eは、ハブ30Eの表裏面の平面内に設けられ、凹凸を生じない構造である。
また、材料の一部の変更により上記効果を実現することができるので、ホイール板20Aやハブ30Eを真円の円板から形成することができ、生産の容易な蛍光体ホイール10Eを提供することが可能となる。
第七の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Fの回転中心Cを通る回転中心線に沿った断面図を図9に示す。
この蛍光体ホイール10Fについては、前述した蛍光体ホイール10~10Eと異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、ホイール板20Fは、回転中心Cを通る回転中心線方向から見て真円だが、当該ホイール板20Fは、回転中心Cを挟んで開口部22の逆側から開口部22側に向かう方向にホイール板20Fの厚さが漸増する構造からなる重心調整部24Fを備えている。この重心調整部24Fは、ホイール板20Fの表裏面の平面内に設けられ、凹凸を生じない構造である。
なお、押さえ板40Fは、平行平板状であるが、上述のようにホイール板20Fの傾斜した傾斜平面上に配置されるので、その中心孔41Fがその平板面に対して傾斜した方向に貫通形成されている。
これにより、蛍光体ホイール10Fの重心を回転中心C上にする又は近づけることができ、回転時の振動の発生を効果的に低減し、静音化を図ることが可能となる。
また、ホイール板20Fに傾斜面を形成するだけで上記効果を実現することができるので、生産の容易な蛍光体ホイール10Fを提供することが可能となる。
第八の実施形態であるホイール部材としての蛍光体ホイール10Gの回転中心Cを通る回転中心線に沿った断面図を図10に示す。
この蛍光体ホイール10Gについては、前述した蛍光体ホイール10~10Fと異なる点について主に説明し、同一部分については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
そして、ハブ30Gの外周形状は、回転中心Cを通る回転中心線方向から見て真円だが、当該ハブ30Gは、回転中心Cを挟んでホイール板20Aの開口部22の逆側から開口部22側に向かう方向にハブ30Gの厚さが漸増する構造からなる重心調整部34Gを備えている。この重心調整部34Gは、ハブ30Gの表裏面の平面内に設けられ、凹凸を生じない構造である。
なお、ハブ30Gの中心孔31は、ハブ30Gの裏面に対して垂直方向に貫通形成されている。
これにより、蛍光体ホイール10Gの重心を回転中心C上にする又は近づけることができ、回転時の振動の発生を効果的に低減し、静音化を図ることが可能となる。
また、ハブ30Gに傾斜面を形成するだけで上記効果を実現することができるので、生産の容易な蛍光体ホイール10Gを提供することが可能となる。
上記各実施形態では、ホイール部材として蛍光体ホイールを例示したが、これに限らない。例えば、無色又は色彩が付された複数の透過部が円周方向に沿って並んで形成され、光源からの照射光を透過させて色彩を付するホイール部材としてのカラーホイール等にも、上記第一~第八の実施形態における重心形成部を適用することが可能である。
例えば、ホイール板20~20Fに対して拡散板50をハブ30又は押さえ板40,40Fを使用せずに固定することができる構造であって、ハブ30や押さえ板40,40Fが重心調整部を有していない場合には、ハブ30又は押さえ板40,40Fを省略することができる。
また、第二の実施形態のハブ30Aの場合も同様である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
光を透過又は反射し、回転状態で使用されるホイール板を備え、
前記ホイール板が、その表裏面の平面内に重心調整部を有することを特徴とするホイール部材。
<請求項2>
前記重心調整部は、前記ホイール板の外周の他の部分よりも回転中心からの距離が離れている外周部からなることを特徴とする請求項1記載のホイール部材。
<請求項3>
前記重心調整部は、円形の前記ホイール板の中心に対して回転中心を偏心させることで形成されていることを特徴とする請求項1記載のホイール部材。
<請求項4>
前記重心調整部は、前記ホイール板の外周に設けられ、
前記重心調整部は、前記外周の他の部分よりも密度の高い材質で形成した部位からなることを特徴とする請求項1記載のホイール部材。
<請求項5>
前記重心調整部は、回転中心を挟んで一方から他方に向かう方向に前記ホイール板の厚さが漸増する構造からなることを特徴とする請求項1記載のホイール部材。
<請求項6>
光を透過又は反射し、回転状態で使用されるホイール板と、
前記ホイール板に重ねて配置される円板と、
を備え、
前記円板が、その表裏面の平面内に重心調整部を有することを特徴とするホイール部材。
<請求項7>
前記重心調整部は、前記円板の外周の他の部分よりも回転中心からの距離が離れている外周部からなることを特徴とする請求項6記載のホイール部材。
<請求項8>
前記重心調整部は、円形の前記円板の中心に対して回転中心を偏心させることで形成されていることを特徴とする請求項6記載のホイール部材。
<請求項9>
前記重心調整部は、前記円板の外周に設けられ、
前記重心調整部は、前記外周の他の部分よりも密度の高い材質で形成した部位からなることを特徴とする請求項6記載のホイール部材。
<請求項10>
前記重心調整部は、回転中心を挟んで一方から他方に向かう方向に前記円板の厚さが漸増する構造からなることを特徴とする請求項6記載のホイール部材。
20~20F ホイール板
21 中心孔
22 開口部
23 蛍光体層
24~24F 重心調整部
30~30G ハブ(円板)
31 中心孔
34A~34G 重心調整部
40 押さえ板(円板)
41,41F 中心孔
50 拡散板(透過部材)
C 回転中心
C1,C2 中心
Claims (2)
- 光を透過又は反射し、回転状態で使用されるホイール板を備え、
前記ホイール板が、当該ホイール板における表裏面の平面内に外周形状が長円状である重心調整部を有し、
前記重心調整部は、前記ホイール板の外周の他の部分よりも回転中心からの距離が離れている外周部からなることで形成されている、
ことを特徴とするホイール部材。 - 光を透過又は反射し、回転状態で使用される外周形状が真円のホイール板を備え、
前記ホイール板が、当該ホイール板における表裏面の平面内に重心調整部を有し、
前記重心調整部は、前記ホイール板の外周に設けられ、前記外周の他の部分よりも密度の高い材質で形成した部位からなる、
ことを特徴とするホイール部材。
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