JPS63155523A

JPS63155523A - ビデオプロジエクタ−用冷却装置

Info

Publication number: JPS63155523A
Application number: JP61301589A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hasegawa; 伸一長谷川
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-06-28
Also published as: US4780640A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はビデオプロジェクタ−における投写管　　　　
゛を冷却するための冷却装置に関する。

〔従来の技術〕

従来における冷却液を利用した冷却装置を第３図及び第
４図に基づいて説明する。

２１は投写管、２２はガラス板、２３は放熱器にして、
該放熱器２３を挟んで投写管２１とガラス板２２がシリ
コン系接着剤２４で接着され、投写管２１とガラス板２
２の間に空間が形成されている。Ａは前記放熱器２３に
開口されたネジ孔２３ａから注入充填された冷却液にし
て、この冷却液Ａが充填された後、ネジ２５とパツキン
２６にてネジ孔２３ａをシールしている。なお、２７は
レンズである。

そして、投写管２１に信号を印加すると、該投写管２１
の前面は加熱され温度は上昇するが、前記したような冷
却を行わないと前面中心部で約１２０℃、周辺で約７２
°Ｃともなり、さらに投写管２１のフロントの螢光面の
温度はそれよりも２０℃以上にも高くなる。そこで、前
記したように空間に冷却液Ａを充填すれば、該冷却液Ａ
は第４図に示すように対流する。すなわち、投写管２１
の中央部の熱は冷却液Ａに伝わり加熱され上方に移動し
、上部の放熱器２３によって外部に熱が逃がされ下方に
移動するというように対流するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記した冷却液Ａは、エチレングリコールと
水の混合液のものが一般的であり、その混合比はエチレ
ングリコール：水＝４＝１の割合となっていて、その物
性は下表の如くである。

従って、冷却液Ａは屈折率が１．４１のため第３図に示
す構造の境界面の反射率（Ｒ＋　　、Ｒｚ）は、となる
。但し、１．５４はガラスの屈折率である。

このように冷却液Ａと投写管２１およびガラス板２２と
の境界面の反射率は、計０．３８％となり、これがコン
トラスト低下の一つの原因となっていた。

また、前記冷却液Ａは水を２０％も含んでいるため、温
度１００℃における蒸気圧は０．４７気圧にもなり、こ
の圧力が投写管２１やガラス板２２に直接加わり、従っ
てこれ等を破損する虞れもある。

さらに、前記ガラス板２２に代えプラスチック製のレン
ズに置き換えようとすると、冷却液中に２０％もの水が
含まれているため、プラスチックが水を吸収して白濁し
たり、クラックが入ったりしてしまうため、冷却液と直
接接触する部分にプラスチックを使用できず、従ってガ
ラス板２２の前面にプラスチックレンズを配置する構造
となり、軽量化、コストダウンの障害となっていた。

また、エチレングリコールには毒性が有り、作業中に蒸
発すると人体に悪影響を及ぼすため、換気を行う等、取
扱に注意が必要であった。

〔発明の目的〕

本発明は叙上の点に着目して成されたもので、境界面の
反射率が小さくなりコントラストを上げることができる
と共に蒸気圧も小さく投写管等を破損する虞れもなく、
しかもプラスチックを採用できることによりプラスチッ
クレンズを直接冷却面とすることができ、従って軽量化
とコストダウンを図ることができると共に作業上の安全
性をも考慮したビデオプロジェクタ−用冷却装置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は前述の目的を達成するために、投写管を冷却す
るための冷却液を１，３−ブチレングリコールで形成し
たことを要旨とする。また、１．３−ブチレングリコー
ルにエチレングリコールを混合した混合液、あるいは、
１．３−ブチレンゲリコールにグリセリンを混合した混
合液で形成したものでも可能である。

〔実施例〕

以下、実施例を図面と共に説明するに、第１図、第２図
のものはビデオプロジェクタ−を構成する３つの単色投
写管の内の１つを示すものである。

図中、１は投写管であり、螢光面に近接した側縁外周に
はＸ線の放出を遮断するための金属製帯体１ａが固着さ
れている。２はアルミダイキャスト製等によるフレーム
にして、上方外周面に多数のフィン２ａが形成されてい
る。また、フレーム２の中央には段部２ｂが形成されて
いて、該段部２ｂによって区切られる大径室側は前記投
写管１が挿入される投写管室２Ｃが、小径室側は後述す
る冷却液Ａが封入される冷却室２ｄが形成される。

そして、投写管室２Ｃを構成する側壁の内面四隅には前
記投写管１の側縁外周と当接し、フレーム２に対する投
写管１の位置決めを行うための突条２ｅが形成されてい
る。一方、冷却室２ｄを構成する側壁の端面四隅には後
述するレンズ１）の小突起ｌｉｄと当接し、フレーム２
に対するレンズ１）の位置決めを行うための突起２ｆが
形成されている。従って、フレーム２に対し投写管１と
レンズ１）とが位置決めされるため、投写管ｌとレンズ
１）との中心線は一致することとなる。また、フレーム
２には冷却室２ｄを構成する側壁の下面内側に一端が開
口され、他端が投写管室２Ｃの外壁に形成された調圧室
２ｇに開口する連通孔２ｈが形成されている。さらに、
冷却室２ｄを構成する側壁の上面は中央に向かってテー
パ状になっており、その中央には冷却液注入孔２１が形
成されると共にこの注入孔２１の下面は該注入孔２ｊに
向ってテーパ面２ｊとなっている。従って上壁面は２段
のテーパ面となっている。そして、注入孔２１の上面は
大径孔２にとなっていて、ここにパツキン３が嵌合され
ている。

４は内周縁に断面柱状の膨大部４ａが形成された薄板状
の角形パツキンにして、前記フレーム２における断部２
ｂの内面に形成された溝２ｔｚに前記膨大部４ａが配置
されている。

５は投写管１の背面より挿入される金属製の押え仮にし
て、投写管１をフレーム２に固定させるためのものであ
る。

而して、投写管ｌはフレーム２の投写管室２Ｃ側に投写
面側を対向して挿入される。この時、フレーム２におけ
る段部２ｂの溝２ｔｚにはパツキン４が配置されている
ので、投写管１の投写面はパツキン４に当接する。次い
で、投写管１の背面より押え板５を挿入し、該押え板５
の孔５ａよりネジ６を挿入してフレーム２の取付用脚柱
部２１に螺合して固定するものであるが、ここで、投写
管１の背面に突出形成された支持部１ｂに弾性材７を介
して押え仮５が当接するので、ネジ６の締め付け（四隅
において）によって投写管１はパツキン４を押し潰した
状態で取付けられる。

ところで、この取付けにおいて、投写管１のパツキン４
に対する押圧力を全体に亘って均一に行わないと、部分
的に僅かながらも隙間のできることがあり、後述する冷
却液の漏れが生じることがある。そこで、押え板５のフ
レーム１に対する締め付は力を均一に行う必要があるの
で、本実施例にあっては、押え板５の孔５ａを介して一
端がフレーム２の脚柱部２１に当接するようにカラー８
を挿入すると共に該カラー８の外周にスプリング９を一
端が押え板５に当接するように挿入する。

さらに、ワッシャ１０に挿通したネジ６をカラー８を介
してフレーム２の脚柱部２１にネジ込み、ワッシャ１０
がカラー８の他端に当接するまで締め付け、スプリング
９を撓ませる。これにより、押え板５は４個所において
スプリング９のばね力で投写管１を押圧するので、該投
写管ｌは均等な押圧力でパツキン４に押し付けられ、フ
レーム２の段部２ｂと投写管１の投写面との間に隙間が
生じるようなことはない。

１）はアクリル樹脂等によるレンズにして、−面にのみ
一定の曲率半径をもって弯曲された弯曲面１）ａが形成
されると共に四辺が直角に切り落されて平面形状におい
て長方形に形成されている。

そして、切り落された各辺には垂直壁部１）ｂが形成さ
れると共に全周に亘って鍔部１）Ｃが一体的に形成され
ている。なお、本実施例では弯曲面１）ａの四隅がアー
ルをもって形成されているが、これは弯曲面１）ａに圧
力が加った時に隅部に亀裂が生じたりしないようにする
ためであり、必ずしもアールを付ける必要はない。また
、前記鍔部ｌｉｅの隅部には小突起ｌｉｄが形成されて
いて、これが前記フレーム２の突起２「に当接する。

１２は断面丸状のパツキンにして、レンズ１）の鍔部１
）Ｃ上に嵌合されている。

１３は金属製のレンズ取付板にして、前記レンズ１）の
鍔部１）Ｃを囲むような形状に形成されると共にレンズ
１）の垂直壁部１）ｂの内面と重ね合される遮光板部１
３ａが一体に形成されている。また、レンズ１）の鍔部
１）Ｃと重なる部分には段部１３ｂが形成されている。

而して、フレーム２における冷却室２ｄを構成する側壁
の端面に弯曲面１）ａを内側にしてレンズ１）を配置す
る。この時、レンズ１）の鍔部１）Ｃと側壁の端面との
間にはパツキン１２が介在される。また、レンズ１）の
小突起ｌｉｄがフレーム２の突起２ｆの側面に当接する
ので、レンズ１）はフレーム２に対し位置決めされる。

次いで、レンズ取付板１３をレンズ１）の鍔部１）Ｃを
覆うように配置すると共にレンズ取付板１３の四隅に形
成された孔１３Ｃよりネジ１４を挿通し、フレーム２に
おける突起２「の上面に形成されたネジ孔２「１にネジ
込み締め付けることによりレンズ１）をフレーム２に固
定する。この時、レンズ取付板１３の段部１３ｂとパツ
キン１２とでレンズ１）の鍔部１）Ｃを両面から挟み込
むようにして取付けたので、鍔部１）Ｃに曲げ応力が加
わるようなことがなく、圧縮応力しか加わらないように
した。

なお、本実施例にあっては、レンズ取付板１３に段部１
３ｂを形成したものを示した。が、該段部１３ｂに代え
、レンズ１）の鍔部１４　Ｃにおけるレンズ取付板１３
との接触面側に突条を設けても良い。

また、レンズ取付板１３の少なくとも遮光板部１３ａを
黒色等で無反射状態とすることにより、レンズ１）を透
過した光がレンズ取付板１３で反射されるようなことは
ない。

１５は前記フレーム２の調圧室２ｇに被覆されたダイヤ
フラムにして、その周縁部１５ａに締着リング１６が嵌
合され、ネジにてフレーム２に固定されている。従って
、ダイヤフラム１５は締着リング１６によってフレーム
２の調圧室２ｇの開口部に固定される。なお、１７は締
着リング１６の開口部に被せられるキャップである。

次に前記した構成に基いて作用を説明する。

先ず、フィン２ａを有するフレーム２の投写管室２Ｃに
投写管１を取付けるのであるが、この時、段部２ｂの溝
２ｂ１にパツキン４を配置し、投写管１の投写面をパツ
キン４に当接させる。この状態において投写管ｌの四隅
はフレーム２の投写管室２Ｃの四隅内面に突出された突
条２ｅに当接し、従って、フレーム２に対する投写管ｌ
の位置決めが行われる。次いで、投写管１の背面より押
え板５を挿入し、投写管１の背面に形成された支持部１
ｂに弾性材７を介して載置する。ここで、押え仮５の孔
５ａよりネジ６にワッシャ１０、スプリング９、カラー
８を順次挿通したものを挿入しネジ６を締め付けると、
ネジ６はフレーム２の取付用脚柱部２βにネジ込まれる
。そして、ネジ６を締め付はワッシャ１０がカラー８に
当接するまで行うと、押え仮５とフレーム２はスプリン
グ９のばね力で固定されたこととなる。すなわち、投写
管１はパツキン４を介して、その四隅がスプリング９の
ばね力で押圧されることとなる。従って、投写管１はフ
レーム２の段部２ｂに均一な力で密閉状態で固定される
。またパツキン４はその膨大部４ａがフレーム２におけ
る段部２ｂの溝２ｂ１内に入っているので、該パツキン
４のフレーム２に対する位置決めが容易に行えると共に
膨大部４ａと偏平部４ｂとが投写管１と接触するので、
両者の接触面積が大きくなり、しかも膨大部４ａが投写
管１に押圧された時にこの部分が主に押し潰されるので
、投写管１とフレーム２の段部２ｂとの間を水密に保持
できるという効果を有する。

次に、レンズ１）をフレーム２に取付けるのであるが、
先ず、レンズ１）の鍔部１）Ｃにパツキン１２を嵌合し
、このパツキン１２側をフレーム２の開口部に、レンズ
１）の弯曲部側をレンズ室２ｄに入れるようにして載置
する。この時、レンズ１）の四隅に形成された小突起ｌ
ｉｄがフレーム２の突起２「に当接するので、フレーム
２に対するレンズ１）の位置決めが行われ、従って、フ
レーム２に対して位置決めされた投写管１とレンズ１）
とは常に一定の位置関係に保持される。

次いで、レンズ取付板１３をレンズ１）に被せネジ１４
によってフレーム２の突起２ｆに締め付けることによっ
て、レンズ１）をフレーム２に取付ける。このレンズ取
付板１３によるレンズ１）の取付は時において、レンズ
１）の鍔部１）ｃはその両面の対応する位置にパツキン
１２とレンズ取付板１３の段部１３ｂとが対向し、この
状態で両面から挟み込まれるので、レンズ１）の鍔部１
）ｃは全体が均一な力で圧縮され、従って鍔部１）ｃに
曲げ応力が加わることなく折損したりすることはない。

また、レンズ１）は円形の四辺の直角に切り落した平面
形状で長方形としたことにより、大きな曲率半径をもっ
たレンズであっても小型化が図れ、従って隣接する投写
管１を近接することができ、各投写管の光軸長を同じ長
さに近ずけて色調の強さを均一化できるという効果を有
する。

さらに、レンズ１）を前記した如く四角形とすることに
より、レンズ１）に垂直壁部１）ｂが形成され、投写管
ｌよりの投写光がここで反射し干渉する可能性が生じる
。そこで、本実施例においてはレンズ取付板１３に前記
垂直壁部１）ｂと略同じ大きさの、しかも無反射処理を
行った遮光板部１３ａを形成し、この遮光板部１３ａを
レンズ１）の垂直壁部１）ｂの内面に重ね、これにより
投写光が反射することのないようにし、光干渉がないよ
うにした。

次に、ダイヤフラム１５をフレーム２の調圧室２ｇに嵌
着すると共に締着リング１６をフレーム２にネジ止めす
ることにより、ダイヤフラム１５を固定し、さらに締着
リング１６の開口部にキセップ１７を取付ける。

次いで、フレーム２の注入口２１より冷却液Ａを注入し
、ダイヤフラム１５および投写管１の投写面とレンズ１
）の弯曲面との間に形成された空間に充填する。この充
填において冷却液Ａが満されると空気が前記空間の上面
に残る可能性がある。

そこで、本実施例におていは、注入口２１の下面にテー
パ面２ｊを形成し、前記空気がテーパ面２ｊに沿って注
入口２１より排出されるようにした。

これによって、空間内に空気が残るようなことはなく、
冷却液Ａによって満されることとなる。そして、注入孔
２１にパツキン３がネジ３ａによって取付けられるので
、冷却液Ａは封入される。

なお、注入口２１の封止において本実施例ではパツキン
３とネジ３ａ、とによって行っているが、他の封止手段
として、フランジ付きの中空ゴム部材を注入口２１に挿
入すると共にこの中空ゴム部材の中空部にステンレス、
アルミ合金、真鍮等の軸状柱を嵌入することにより行う
こともできる。

この場合、中空ゴム部材の注入口２１の下面より突出す
る部分の内周に膨出部を形成すれば、軸状柱を中空部に
嵌入した時に該膨出部が外方に拡開され、注入口２１の
下面を密閉し、より封止状態の向上が図れる。

この冷却液Ａが封入された状態で、投写管１に信号が印
加され、該投写管１が加熱されると、冷却液Ａは膨張す
るが、この膨張した分だけはダイヤフラム１５にて吸引
され、投写管ｌやレンズ１）に余分な圧力が加わるよう
なことがないと共に冷却液Ａは空間内で対流し、かつフ
レーム２によって冷却されて一定温度以上には上界する
ことはない。

また、冷却液Ａの温度上昇に伴ってレンズ１）も加熱さ
れ膨張し、その四隅がフレーム２の突片２ｒに当接し、
レンズ１）に応力が加わり破損の虞れがあるが、本実施
例にあっては、レンズ１）の四隅に小突起ｌｉｄを形成
し、この小突起１）ｄを潰すことでレンズ１）への応力
を逃げ、破損を防止している。

ところで、本実施例にあっては、冷却液Ａとして１．３
−ブチレングリコールを使用した。

これにより、投写管１の前面と冷却液Ａとの境界面の反
射率Ｒ，は、（ここで、１．５４はガラスの屈折率、１．４４１は冷
却液Ａの屈折率）となり、また、プラスチックレンズ１）と冷却液Ａとの
境界面の反射率Ｒ２は、（ここで、１．４９２はプラスチックの屈折率）となり
、従って、全体の反射率は０．１４２％で、従来の冷却
液Ａを使用した場合の半分以下となって、投写管１より
のコントラストを大幅に向上することができる。

また、１．３−ブチレングリコールを使用したことによ
り、１．３−ブチレングリコール自体の蒸気圧は２０℃
で０．００００８　　（ａｔｍ）以下と非常に小さく、
従って冷却液Ａとしての蒸気圧も従来のものより小さく
でき、圧力による投写管１、レンズ１）の破損を防止で
きると共に蒸発による冷却液Ａの減少（シリコン樹脂に
よるパツキン等の通気性があり冷却液Ａの蒸発が多いと
パツキン等より蒸発する）も少なくできる。

さらにまた、１．３−ブチレングリコールは金属あるい
はプラスチックに対して腐蝕性が非常に低いので、フレ
ーム等が腐蝕によって劣化することもないばかりかプラ
スチックを溶解することもないので、プラスチックレン
ズ１）を直接冷却液と接触させることもでき、従って、
従来のようなガラス板２を用いる必要もなくなり、従来
と同じ投写管１とレンズ１）との距離とすれば、冷却液
Ａを封入する空間を大きくでき、さらに１，３−ブチレ
ングリコールの粘度は２５℃で１０４ｃｐｓ（センチポ
アズ）と小さいので対流が容易になされ、それだけ冷却
効率を向上できるものである。すなわち、本実施例によ
るときは、投写管１の中央部で温度が６８℃、その周辺
部で温度が５５℃となって、液冷しない場合に比べ中央
部で５２度も低く、かつ中央と周辺部との温度差が１３
°Ｃしかないため、投写管１の投写面に加わる熱応力が
大幅に減少し信頬性が向上する。

なお、冷却液として１，３−ブチレングリコールとグリ
セリンの混合液を使用する場合は、グリセリンの重量比
が３０％程度であれば、グリセリンの粘性も対流にさほ
ど影響を及ぼすことはない。

また、１，３−ブチレングリコールは化粧水、シャンプ
ーあるいは練り歯磨などの製品にも使用されているよう
に毒性がほとんどないので、作業上の安全性を向上する
ことができる。

なお、１，３−ブチレングリコールにエチレングリコー
ルを混合したものにあっては、エチレングリコールの重
量比を大くても５０％程度にとどめる方が安全上好まし
い。

さらに、前掲の表にも示したように、１．３−ブチレン
グリコールの屈折率は１．４４１であり、従来のように
混合液を使用して屈折率の管理を行う必要もないので、
製造が容易となる。また、１，３−ブチレングリコール
は水和性があるので、外気からの水分の浸透を考慮して
も長期の使用に対しても安定した性能を維持する冷却装
置を得ることができる。また、１．３−ブチレングリコ
ールは無色透明であるので、透過光に対する周波数特性
がフラットでありビデオプロジェクタ−等の光学系に使
用するのに適している。

なお、前記のように冷却液Ａとして、１．３−ブチレン
グリコールにエチレングリコールあるいはグリセリンを
混合した混合液を使用することもできることはいうまで
もない。

〔発明の効果〕

本発明は前記したように、投写管の前面を冷却するため
の冷却液として、１．３−ブチレングリコール、または
、１，３−ブチレングリコールにエチレングリコールを
混合した混合液、あるいは、１，３−ブチレングリコー
ルにグリセリンを混合した混合液を使用したので、境界
面での反射率が小さくコントラストを従来より大幅に上
げることができ、しかも冷却液の蒸発量も小さく蒸気圧
も小さいので、投写管等を破損することもない外、プラ
スチックレンズを直接冷却液と接触させることもできる
ことから、軽量化、小型化およびコストダウンを図るこ
とができる等の効果を有するものである。

なお、前記実施例によれば、従来のように混合液を使用
して屈折率の管理を行う必要もないので、製造が容易と
なるばかりか長期の使用に対しても安定した性能を維持
する冷却装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体の分解斜視図、第２図は同上の組立状態の
断面図、第３図は従来例の断面図、第４図は投写管の投
写面における冷却液の対流を示す説明図である。１・・・投写管、２・・・フレーム、３，４．１２・・
・パツキン、５・・・押え板、９・・・スプリング、１
）・・・レンズ、１３・・・レンズ取付板。特許出願人　　パイオニア株式会社第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投写管を冷却液によって冷却するビデオプロジェ
クター用冷却装置において、１，３−ブチレングリコールを冷却液として用いたこと
を特徴とするビデオプロジェクター用冷却装置。
（２）少なくとも１，３−ブチレングリコールを用い、
１，３−ブチレングリコールに５０重量％を越えないエ
チレングリコールを混合した混合液を冷却液として用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビデオ
プロジェクター用冷却装置。
（３）少なくとも１，３−ブチレングリコールを用い、
１，３−ブチレングリコールに３０重量％を越えないグ
リセリンを混合した混合液を冷却液として用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビデオプロジェ
クター用冷却装置。