(57)【要約】【課題】冷却効率の低下を抑制できる冷却装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】冷却装置は、蒸発部、凝縮部、蒸気管及び液管を備え、蒸発部は、液管に接続され、液相の作動流体が内部に流入する筐体と、筐体内に設けられ、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体を輸送するウィックと、筐体内に設けられ、筐体に流入された液相の作動流体を貯留するリザーバーと、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路を有し、ウィックに接続されるグルーブと、筐体に設けられる封止部材と、を有し、筐体は、リザーバーが設けられる第１筐体と、ウィック及びグルーブが設けられる第２筐体と、を有し、封止部材は、筐体及びウィックのうち少なくとも一方と同じ金属材料によって構成されており、ウィックに接触して設けられて、第１筐体と第２筐体との間を封止する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、
前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部に流通させる蒸気管と、
前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部に流通させる液管と、を備え、
前記蒸発部は、
前記液管に接続され、液相の前記作動流体が内部に流入する筐体と、
前記筐体内に設けられ、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を輸送するウィックと、
前記筐体内に設けられ、前記筐体に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーと、
液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路を有し、前記ウィックに接続されるグルーブと、
前記筐体に設けられる封止部材と、を有し、
前記筐体は、
前記リザーバーが設けられる第１筐体と、
前記ウィック及び前記グルーブが設けられる第２筐体と、を有し、
前記封止部材は、前記筐体及び前記ウィックのうち少なくとも一方と同じ金属材料によって構成されており、前記ウィックに接触して設けられて、前記第１筐体と前記第２筐体との間を封止することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記グルーブは、前記第２筐体と一体化されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の冷却装置において、
前記ウィックは、前記封止部材と接触する部位に位置し、切削された切削部を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の冷却装置において、
前記ウィックは、前記筐体の内面及び前記封止部材のうち少なくとも一方と溶着されている溶着部を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の冷却装置において、
前記ウィックにおいて、前記筐体の内面及び前記封止部材のうち少なくとも一方と接触する領域における空隙の径は、他の領域における空隙の径より小さいことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
光源と、
前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクターにおいて、
前記冷却対象は、前記光源であることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体の熱を移動させる装置として、ループ型ヒートパイプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のループ型ヒートパイプは、蒸発器、凝縮器、蒸気管及び液管を備え、ループ型ヒートパイプの内部には、水又はフロン等の作動流体が封入されている。作動流体は、蒸発器において発熱体からの熱によって液相の作動流体から気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、熱を伴ったまま蒸気管を通って凝縮器に移動する。凝縮器にて、作動流体の熱が放熱され、気相の作動流体から液相の作動流体に変化する。液相に変化した作動流体は、液管を通って蒸発器に戻る。
【０００３】
特許文献１に記載のループ型ヒートパイプでは、蒸発器は、蒸発器容器と、蒸発器容器内に配置された平板状の第１ウィックと、第１ウィックの上に配置された第２ウィックと、を有する。蒸発器容器は、上側の蓋部材と、下側の底部材とを有し、蓋部材及び底部材により、第１ウィック及び第２ウィックが配置される空間と、第１ウィックの下面側にて発生した蒸気（気相の作動流体）が通る空間と、が形成される。
【０００４】
蓋部材の上面側には、液管及び蒸気管が接続されている。蒸発器容器の内部には、第１ウィック及び第２ウィックが配置される部位と、第１ウィックの下側で発生した蒸気を蒸気管に導く蒸気流路となる部位とを仕切る仕切りが設けられている。また、底部材の内側底面には、蒸気が通るグルーブが設けられている。
底部材と蓋部材とは、はんだ付け、ロウ付け又はねじ止め等によって接合されている。
第１ウィックの下面は、底部材のグルーブ形成面と接触し、第１ウィックの側面は、底部材の側面及び仕切りと接触している。また、第２ウィックは、第１ウィックの上面に接触して配置されており、第２ウィックの一部は、液管の内部に突出している。各ウィックは、いずれも多孔質体により形成されており、第２ウィックの平均気孔径は、第１ウィックの平均気孔径より大きい。
【０００５】
このような蒸発器において、液相の作動流体は、液管から第２ウィックに侵入し、毛細管現象によって第２ウィック内を厚さ方向及び横方向に移動する。そして、液相の作動流体は、第２ウィックの下面から第１ウィックの上面に移動し、更に第１ウィック内を厚さ方向に移動する。第１ウィック内に浸透した液相の作動流体は、発熱体から伝達された熱によって蒸発して気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、グルーブから排出されて蒸気流路を通り、蒸気管に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９３９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のループ型ヒートパイプでは、上記のように、蓋部材及び底部材は、はんだ付け、ロウ付け又はねじ止め等によって接合されている。これに対し、作動流体の蒸発器外への漏れを効果的に抑制するために、蓋部材と底部材との間にゴムパッキンを介装することが考えられる。
しかしながら、ゴムパッキンは、熱によって劣化しやすい。そして、ゴムパッキンが劣化した場合には、作動流体が蒸発器外に漏れる可能性が生じる。また、ゴムパッキンの構成材料が作動流体中に漏出すると、作動流体に不純物が混入することとなり、ループ型ヒートパイプにおける作動流体の循環に悪影響を及ぼし、発熱体の冷却効率が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様に係る冷却装置は、冷却対象から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、前記蒸発部にて液相から気相に変化した前記作動流体を前記凝縮部に流通させる蒸気管と、前記凝縮部にて気相から液相に変化した前記作動流体を前記蒸発部に流通させる液管と、を備え、前記蒸発部は、前記液管に接続され、液相の前記作動流体が内部に流入する筐体と、前記筐体内に設けられ、液相の前記作動流体が浸み込み、液相の前記作動流体を輸送するウィックと、前記筐体内に設けられ、前記筐体に流入された液相の前記作動流体を貯留するリザーバーと、液相から気相に変化した前記作動流体が流通する複数の流路を有し、前記ウィックに接続されるグルーブと、前記筐体に設けられる封止部材と、を有し、前記筐体は、前記リザーバーが設けられる第１筐体と、前記ウィック及び前記グルーブが設けられる第２筐体と、を有し、前記封止部材は、前記筐体及び前記ウィックのうち少なくとも一方と同じ金属材料によって構成されており、前記ウィックに接触して設けられて、前記第１筐体と前記第２筐体との間を封止することを特徴とする。
【０００９】
上記第１態様では、前記グルーブは、前記第２筐体と一体化されていることが好ましい。
【００１０】
上記第１態様では、前記ウィックは、前記封止部材と接触する部位に位置し、切削された切削部を有することが好ましい。
【００１１】
上記第１態様では、前記ウィックは、前記筐体の内面及び前記封止部材のうち少なくとも一方と溶着されている溶着部を有することが好ましい。
【００１２】
上記第１態様では、前記ウィックにおいて、前記筐体の内面及び前記封止部材のうち少なくとも一方と接触する領域における空隙の径は、他の領域における空隙の径より小さいことが好ましい。
【００１３】
本発明の第２態様に係るプロジェクターは、光源と、前記光源から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、上記冷却装置と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記第２態様では、前記冷却対象は、前記光源であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクターの外観を示す斜視図。
【図２】第１実施形態におけるプロジェクターの内部構成を示す模式図。
【図３】第１実施形態における光源装置の構成を示す模式図。
【図４】第１実施形態における蒸発部の外観を示す斜視図。
【図５】第１実施形態における蒸発部の内部構造を模式的に示す断面図。
【図６】第１実施形態における蒸発部の内部構造を模式的に示す断面図。
【図７】第１実施形態における比較例であるウィックの一部を拡大して示す断面図。
【図８】第１実施形態における蒸発部の一部を拡大して示す断面図。
【図９】第１実施形態におけるウィックの一部を拡大して示す断面図。
【図１０】第１実施形態の変形における蒸発部の一部を拡大して示す断面図。
【図１１】第２実施形態におけるプロジェクターが備える蒸発部の一部を拡大して示す断面図。
【図１２】第２実施形態におけるウィックの一部を拡大して示す断面図。
【図１３】第２実施形態の変形における蒸発部の一部を拡大して示す断面図。
【図１４】第２実施形態の変形におけるウィックの一部を拡大して示す断面図。
【図１５】第３実施形態におけるプロジェクターが備える蒸発部の一部を拡大して示す断面図。
【図１６】第３実施形態におけるウィックの一部を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する光源装置４から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター１は、図１に示すように、プロジェクター１の外装を構成する外装筐体２を備える。
【００１７】
［外装筐体の構成］
外装筐体２は、天面部２１、底面部２２、正面部２３、背面部２４、左側面部２５及び右側面部２６を有し、略直方体形状に形成されている。
底面部２２は、プロジェクター１が載置される設置面と接する複数の脚部２２１を有する。
正面部２３は、外装筐体２において画像の投射側に位置する。正面部２３は、後述する投射光学装置３６の一部を露出させる開口部２３１を有し、投射光学装置３６によって投射される画像は、開口部２３１を通過する。また、正面部２３は、プロジェクター１内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体２の外部に排出される排気口２３２を有する。
右側面部２６は、外装筐体２外の空気等の気体を冷却気体として内部に導入する導入口２６１を有する。
【００１８】
［プロジェクターの内部構成］
図２は、プロジェクター１の内部構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、図２に示すように、外装筐体２内にそれぞれ収容される画像投射装置３及び冷却装置５を更に備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター１の電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【００１９】
［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像を形成及び投射する。画像投射装置３は、光源装置４、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３、画像形成装置３４、光学部品用筐体３５及び投射光学装置３６を備える。
光源装置４は、照明光を出射する。光源装置４の構成については、後に詳述する。
【００２０】
均一化装置３１は、光源装置４から出射された照明光を均一化する。この均一化された照明光は、色分離装置３２及びリレー装置３３を経て、画像形成装置３４の後述する光変調装置３４３の変調領域を照明する。均一化装置３１は、２つのレンズアレイ３１１，３１２、偏光変換素子３１３及び重畳レンズ３１４を備える。
色分離装置３２は、均一化装置３１から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置３２は、２つのダイクロイックミラー３２１，３２２と、ダイクロイックミラー３２１によって分離された青色光を反射させる反射ミラー３２３と、を備える。
【００２１】
リレー装置３３は、他の色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、反射ミラー３３２，３３４を備える。なお、本実施形態では、他の色光より光路が長い色光を赤色光とし、赤色光の光路上にリレー装置３３を設けることとした。しかしながら、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー装置３３を設ける構成としてもよい。
【００２２】
画像形成装置３４は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、画像を形成する。画像形成装置３４は、それぞれ入射される色光に応じて設けられる３つのフィールドレンズ３４１、３つの入射側偏光板３４２、３つの光変調装置３４３、３つの視野角補償板３４４及び３つの出射側偏光板３４５と、１つの色合成装置３４６と、を備える。
光変調装置３４３は、光源装置４から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置３４３は、赤色光用の光変調装置３４３Ｒ、緑色光用の光変調装置３４３Ｇ及び青色光用の光変調装置３４３Ｂを含む。本実施形態では、光変調装置３４３は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板３４２、光変調装置３４３、出射側偏光板３４５によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置３４６は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された各色光を合成して画像を形成する。本実施形態では、色合成装置３４６は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
【００２３】
光学部品用筐体３５は、上記した各装置３１〜３４を内部に収容する。なお、画像投射装置３には、設計上の光軸である照明光軸Ａｘが設定されており、光学部品用筐体３５は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に各装置３１〜３４を保持する。なお、光源装置４及び投射光学装置３６は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に配置される。
投射光学装置３６は、画像形成装置３４から入射される画像を被投射面上に拡大投射する。すなわち、投射光学装置３６は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された光を投射する。投射光学装置３６は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
【００２４】
［光源装置の構成］
図３は、光源装置４の構成を示す模式図である。
光源装置４は、照明光を均一化装置３１に出射する。光源装置４は、図３に示すように、光源用筐体ＣＡと、光源用筐体ＣＡ内にそれぞれ収容される光源部４１、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３、偏光分離素子４４、第１集光素子４５、波長変換素子４６、第１位相差素子４７、第２集光素子４８、拡散反射装置４９及び第２位相差素子ＲＰと、を備える。
光源用筐体ＣＡは、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体として構成されている。
【００２５】
光源部４１、アフォーカル光学素子４２、ホモジナイザー光学素子４３、偏光分離素子４４と、第１位相差素子４７、第２集光素子４８及び拡散反射装置４９は、光源装置４に設定された照明光軸Ａｘ１上に配置されている。
波長変換素子４６、第１集光素子４５、偏光分離素子４４及び第２位相差素子ＲＰは、光源装置４に設定され、かつ、照明光軸Ａｘ１に直交する照明光軸Ａｘ２上に配置されている。
【００２６】
［光源部の構成］
光源部４１は、光を出射する光源４１１及びコリメーターレンズ４１５を備える。
光源４１１は、複数の第１半導体レーザー４１２及び複数の第２半導体レーザー４１３と、支持部材４１４と、を備える。
第１半導体レーザー４１２は、励起光であるｓ偏光の青色光Ｌ１ｓを出射する。青色光Ｌ１ｓは、例えば、ピーク波長が４４０ｎｍのレーザー光である。第１半導体レーザー４１２から出射された青色光Ｌ１ｓは、波長変換素子４６に入射される。
第２半導体レーザー４１３は、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐを出射する。青色光Ｌ２ｐは、例えば、ピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光である。第２半導体レーザー４１３から出射された青色光Ｌ２ｐは、拡散反射装置４９に入射される。
【００２７】
支持部材４１４は、照明光軸Ａｘ１と直交する平面にそれぞれアレイ状に配置された複数の第１半導体レーザー４１２及び複数の第２半導体レーザー４１３を支持する。支持部材４１４は、熱伝導性を有する金属製部材であり、後述する蒸発部６Ａに接続される。そして、熱源である各半導体レーザー４１２，４１３、すなわち、光源４１１の熱は、蒸発部６Ａに伝達される。
【００２８】
第１半導体レーザー４１２から出射された青色光Ｌ１ｓ及び第２半導体レーザー４１３から出射された青色光Ｌ２ｐは、コリメーターレンズ４１５によって平行光束に変換され、アフォーカル光学素子４２に入射される。
なお、本実施形態では、光源４１１は、ｓ偏光の青色光Ｌ１ｓと、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐとを出射する構成である。しかしながら、これに限らず、光源４１１は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成としてもよい。この場合、入射された１種類の直線偏光をｓ偏光及びｐ偏光が含まれる光とする位相差素子を、光源部４１と偏光分離素子４４との間に配置すればよい。
【００２９】
［アフォーカル光学素子及びホモジナイザー光学素子の構成］
アフォーカル光学素子４２は、光源部４１から入射される青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子４３に入射させる。アフォーカル光学素子４２は、入射される光を集光するレンズ４２１と、レンズ４２１によって集光された光束を平行化するレンズ４２２とにより構成されている。
ホモジナイザー光学素子４３は、青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子４３は、一対のマルチレンズアレイ４３１，４３２により構成されている。
【００３０】
［偏光分離素子の構成］
ホモジナイザー光学素子４３を通過した青色光Ｌ１ｓ，Ｌ２ｐは、偏光分離素子４４に入射する。
偏光分離素子４４は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるｓ偏光成分とｐ偏光成分とを分離する。具体的に、偏光分離素子４４は、ｓ偏光成分を反射させ、ｐ偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子４４は、ｓ偏光成分及びｐ偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、ｓ偏光の青色光Ｌ１ｓは、偏光分離素子４４にて反射され、第１集光素子４５に入射する。一方、ｐ偏光の青色光Ｌ２ｐは、偏光分離素子４４を透過して、第１位相差素子４７に入射する。
【００３１】
［第１集光素子の構成］
第１集光素子４５は、偏光分離素子４４にて反射された青色光Ｌ１ｓを波長変換素子４６に集光する。また、第１集光素子４５は、波長変換素子４６から入射される蛍光光ＹＬを平行化する。図３の例では、第１集光素子４５は、２つのレンズ４５１，４５２によって構成されているが、第１集光素子４５を構成するレンズの数は問わない。
【００３２】
［波長変換素子の構成］
波長変換素子４６は、入射された光によって励起されて、入射された光より波長が長い蛍光光ＹＬを生成し、蛍光光ＹＬを第１集光素子４５に出射する。換言すると、波長変換素子４６は、入射された光の波長を変換し、変換された光を出射する。波長変換素子４６によって生成された蛍光光ＹＬは、例えば、ピーク波長が５００〜７００ｎｍの光である。波長変換素子４６は、波長変換部４６１及び放熱部４６２を備える。
波長変換部４６１は、図示を省略するが、波長変換層及び反射層を有する。波長変換層は、入射される青色光Ｌ１ｓを波長変換した非偏光光である蛍光光ＹＬを拡散出射する蛍光体を含む。反射層は、波長変換層から入射される蛍光光ＹＬを第１集光素子４５側に反射させる。
放熱部４６２は、波長変換部４６１における光入射側とは反対側の面に設けられ、波長変換部４６１にて生じた熱を放出する。
【００３３】
波長変換素子４６から出射された蛍光光ＹＬは、照明光軸Ａｘ２に沿って第１集光素子４５を通過した後、上記色分離特性を有する偏光分離素子４４に入射される。そして、蛍光光ＹＬは、偏光分離素子４４を照明光軸Ａｘ２に沿って通過し、第２位相差素子ＲＰに入射する。
なお、波長変換素子４６は、モーター等の回転装置によって、照明光軸Ａｘ２と平行な回転軸を中心として回転される構成であってもよい。
【００３４】
［第１位相差素子及び第２集光素子の構成］
第１位相差素子４７は、偏光分離素子４４と第２集光素子４８との間に配置されている。第１位相差素子４７は、偏光分離素子４４を通過した青色光Ｌ２ｐを円偏光の青色光Ｌ２ｃに変換する。青色光Ｌ２ｃは、第２集光素子４８に入射される。
第２集光素子４８は、第１位相差素子４７から入射される青色光Ｌ２ｃを拡散反射装置４９に集光する。また、第２集光素子４８は、拡散反射装置４９から入射される青色光Ｌ２ｃを平行化する。なお、第２集光素子４８を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
【００３５】
［拡散反射装置の構成］
拡散反射装置４９は、波長変換素子４６にて生成及び出射される蛍光光ＹＬと同様の拡散角で、入射された青色光Ｌ２ｃを拡散反射させる。拡散反射装置４９の構成として、入射された青色光Ｌ２ｃをランバート反射させる反射板と、反射板を照明光軸Ａｘ１と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成を例示できる。
拡散反射装置４９にて拡散反射された青色光Ｌ２ｃは、第２集光素子４８を通過した後、第１位相差素子４７に入射される。青色光Ｌ２ｃは、拡散反射装置４９にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第２集光素子４８を介して第１位相差素子４７に入射された青色光Ｌ２ｃは、偏光分離素子４４から第１位相差素子４７に入射された際のｐ偏光の青色光Ｌ２ｃではなく、ｓ偏光の青色光Ｌ２ｓに変換される。そして、青色光Ｌ２ｓは、偏光分離素子４４にて反射されて、第２位相差素子ＲＰに入射される。すなわち、偏光分離素子４４から第２位相差素子ＲＰに入射される光は、青色光Ｌ２ｓ及び蛍光光ＹＬが混在した白色光である。
【００３６】
［第２位相差素子の構成］
第２位相差素子ＲＰは、偏光分離素子４４から入射される白色光をｓ偏光及びｐ偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光ＷＬは、上記した均一化装置３１に入射される。
【００３７】
［冷却装置の構成］
冷却装置５は、プロジェクター１を構成する冷却対象を冷却する。本実施形態において、冷却対象は、光源装置４の光源４１１である。冷却装置５は、図２に示すように、ループ型ヒートパイプ５１及び冷却ファン５５を備える。
冷却ファン５５は、外装筐体２内の空間において排気口２３２とループ型ヒートパイプ５１の後述する凝縮部５３との間に設けられている。冷却ファン５５は、外装筐体２内の冷却気体を吸引して排気口２３２から排出する過程にて、凝縮部５３に冷却気体を流通させ、これにより、凝縮部５３を冷却する。なお、冷却ファン５５は、例えば、外装筐体２内の空間において導入口２６１と後述する凝縮部５３との間に設けられ、外装筐体２外の冷却気体を吸引して凝縮部５３に冷却気体を送出する構成であってもよい。
【００３８】
ループ型ヒートパイプ５１は、減圧状態で封入されることによって比較的低温で相状態が変化する作動流体が循環する循環流路を有する。詳述すると、ループ型ヒートパイプ５１は、冷却対象から伝達される熱によって、減圧状態で内部に封入された作動流体の相状態を液相から気相に相変化させ、作動流体が液相から気相へ相変化した部位以外の部位にて気相の作動流体から熱を奪って、作動流体の相状態を気相から液相に変化させるとともに、奪った熱を放出することによって、冷却対象を冷却する。
このようなループ型ヒートパイプ５１は、蒸発部６Ａ、蒸気管５２、凝縮部５３及び液管５４を備える。なお、蒸発部６Ａの構成は、後に詳述する。
【００３９】
［蒸気管の構成］
蒸気管５２は、作動流体の循環流路において、気相の作動流体が流通可能に蒸発部６Ａと凝縮部５３とを接続する管状部材である。蒸気管５２は、蒸発部６Ａにおいて液相から気相に変化して蒸発部６Ａから蒸気管５２に流入される作動流体を、凝縮部５３に流通させる。
【００４０】
［凝縮部の構成］
凝縮部５３は、気相の作動流体の熱を奪って放熱し、作動流体を気相から液相に相変化させ、液相の作動流体を液管５４に流出させる。すなわち、凝縮部５３は、気相の作動流体を凝縮させることによって、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。凝縮部５３は、図示を省略するが、蒸気管５２及び液管５４が接続される本体部と、本体部に接続される放熱部と、を有する。
本体部は、蒸気管５２から流入される気相の作動流体が流通し、液管５４と連通する相変化流路を内部に有する。気相の作動流体は、相変化流路を流通する過程にて本体部に受熱されて冷却され、これにより液相の作動流体に変化される。そして、液相に変化された作動流体は、相変化流路内を更に流通して、本体部に受熱されて冷却された後、液管５４に流出される。
放熱部は、本体部に伝達された作動流体の熱を放出する部材であり、いわゆるヒートシンクである。放熱部には、冷却ファン５５の駆動によって冷却気体が流通し、これにより、凝縮部５３が冷却される。
【００４１】
［液管の構成］
液管５４は、作動流体の循環流路において、液相の作動流体が流通可能に凝縮部５３と蒸発部６Ａとを接続する管状部材である。液管５４は、凝縮部５３において気相から液相に変化した作動流体を、蒸発部６Ａに流通させる。
【００４２】
［蒸発部の構成］
蒸発部６Ａは、冷却対象としての光源４１１と接続され、光源４１１から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。具体的に、蒸発部６Ａは、光源４１１の支持部材４１４に接続され、支持部材４１４を介して伝達される半導体レーザー４１２，４１３の熱によって液相の作動流体を蒸発させることにより、半導体レーザー４１２，４１３を冷却する。
【００４３】
図４は、蒸発部６Ａの外観を示す斜視図である。また、図５及び図６は、蒸発部６Ａの内部構造を模式的に示す断面図である。具体的に、図５は、図４において点線にて示す仮想線ＶＬ１を含む蒸発部６Ａの断面を示す図であり、図６は、図４において一点鎖線にて示す仮想線ＶＬ２を含む蒸発部６Ａの断面を示す図である。すなわち、図５に示される蒸発部６Ａの断面と、図６に示される蒸発部６Ａの断面とは、直交している。なお、図５においては、見易さを考慮して、複数の流路ＶＣのうち一部の流路ＶＣに符号を付す。
蒸発部６Ａは、図４〜図６に示すように、筐体６１を備える他、図５及び図６に示すように、リザーバー６２、ウィック６３Ａ、グルーブ６４及び封止部材６５を備える。
【００４４】
［筐体の構成］
筐体６１は、金属製の筐体である。筐体６１は、第１筐体６１１及び第２筐体６１２を有し、第１筐体６１１及び第２筐体６１２が組み合わされることによって、全体が略直方体の形状に形成されている。このような筐体６１は、天面部６１Ａ、底面部６１Ｂ及び側面部６１Ｃ〜６１Ｆを有する。
天面部６１Ａ及び底面部６１Ｂは、筐体６１において互いに反対側となる部位である。
側面部６１Ｃ及び側面部６１Ｄは、筐体６１において互いに反対側となる部位である。また、側面部６１Ｅ及び側面部６１Ｆは、筐体６１において互いに反対側となる部位である。すなわち、側面部６１Ｃを筐体６１の正面部としたときに、天面部６１Ａが上側、底面部６１Ｂが下側に位置するように筐体６１を見た場合、側面部６１Ｄは、筐体６１の背面部であり、側面部６１Ｅは、筐体６１の左側面部であり、側面部６１Ｅは、筐体６１の右側面部である。
なお、図示を省略するが、底面部６１Ｂと、ループ型ヒートパイプ５１の冷却対象である光源４１１との間には、受熱部材が設けられている。詳述すると、受熱部材は、光源４１１の支持部材４１４と熱伝達可能に接続される。そして、光源４１１の熱は、受熱部材を介して底面部６１Ｂ、ひいては、第２筐体６１２に伝達される。しかしながら、伝達部材は必須の構成ではなく、冷却対象である光源４１１は、第２筐体６１２に直接接続されていてもよい。
【００４５】
以下の説明では、互いに直交する三方向を、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向とする。そして、＋Ｘ方向を、側面部６１Ｆから側面部６１Ｅに向かう方向とし、＋Ｙ方向を、底面部６１Ｂから天面部６１Ａに向かう方向とし、＋Ｚ方向を、側面部６１Ｄから側面部６１Ｃに向かう方向とする。
また、図示を省略するが、説明の便宜上、＋Ｘ方向の反対方向を−Ｘ方向とし、＋Ｙ方向の反対方向を−Ｙ方向とし、＋Ｚ方向の反対方向を−Ｚ方向とする。
【００４６】
第１筐体６１１は、天面部６１Ａと、側面部６１Ｃ〜６１Ｆにおける＋Ｙ方向の部位とを構成する。第１筐体６１１における内部の空間は、第２筐体６１２と組み合わされたときにリザーバー６２を構成する。すなわち、第１筐体６１１にはリザーバー６２が設けられている。第１筐体６１１は、＋Ｚ方向に突出して液管５４と接続される液管接続部６１１１を有する。液管接続部６１１１は、第１筐体６１１の内部と連通しており、液管５４を流通する液相の作動流体は、液管接続部６１１１を介して、第１筐体６１１内に流入する。
【００４７】
第２筐体６１２は、底面部６１Ｂと、側面部６１Ｃ〜６１Ｆにおける−Ｙ方向の部位とを構成する。第２筐体６１２内には、ウィック６３Ａが配置される他、グルーブ６４を構成する複数の流路ＶＣが形成されており、第２筐体６１２とグルーブ６４とは一体化されている。すなわち、第２筐体６１２にはウィック６３Ａ及びグルーブ６４が設けられている。
第２筐体６１２は、＋Ｘ方向に突出して蒸気管５２と接続される蒸気管接続部６１２１を有する。蒸気管接続部６１２１は、第２筐体６１２内に形成された複数の流路ＶＣと連通しており、詳しくは後述するが、複数の流路ＶＣを流通する気相の作動流体は、蒸気管接続部６１２１を介して、蒸気管５２内に流入する。
【００４８】
［リザーバーの構成］
リザーバー６２は、図５及び図６に示すように、第１筐体６１１と第２筐体６１２とが組み合わされることによって、第１筐体６１１内に形成される。リザーバー６２は、液管５４を介して筐体６１内に流入される液相の作動流体を貯留する。換言すると、リザーバー６２は、筐体６１内において、ウィック６３Ａによって吸引されなかった液相の作動流体が貯留される部位である。
【００４９】
［ウィックの構成］
ウィック６３Ａは、液相の作動流体が浸み込む平板状の多孔質体である。ウィック６３Ａは、リザーバー６２に貯留されている液相の作動流体と接触するように第２筐体６１２内に設けられ、毛管力によって、リザーバー６２から浸み込んだ液相の作動流体を−Ｙ方向に輸送する。ウィック６３Ａは、例えば、銅やステンレス鋼（ＳＵＳ：Steel Use Stainless）等の金属繊維によって構成される。
なお、ウィック６３Ａの構成については、後に詳述する。
【００５０】
［グルーブの構成］
グルーブ６４は、ウィック６３Ａにおける−Ｙ方向の面に接続されている。グルーブ６４は、上記のように、第２筐体６１２と一体化されている。換言すると、グルーブ６４は、第２筐体６１２の一部である。グルーブ６４は、液相から気相に変化した作動流体が流通する溝状の複数の流路ＶＣを有する。
複数の流路ＶＣは、それぞれ＋Ｘ方向に沿って延出しており、＋Ｚ方向に沿って配列されている。複数の流路ＶＣは、蒸気管接続部６１２１と接続されている。複数の流路ＶＣを流通した気相の作動流体は、蒸気管接続部６１２１を介して蒸気管５２に流入する。
【００５１】
ここで、ウィック６３Ａにより−Ｙ方向に輸送された液相の作動流体は、第２筐体６１２からグルーブ６４に伝達された光源４１１の熱によって蒸発されて、作動流体の蒸気、すなわち、気相の作動流体に変化する。液相の作動流体の蒸発部位は、グルーブ６４である場合と、ウィック６３Ａである場合とがある。
蒸発部位がグルーブ６４である場合、ウィック６３Ａによって複数の流路ＶＣの表面に輸送された液相の作動流体が、グルーブ６４に伝達された熱によって蒸発される。
蒸発部位がウィック６３Ａである場合、ウィック６３Ａに保持された液相の作動流体が、グルーブ６４からウィック６３Ａに伝達された熱によって蒸発される。
そして、グルーブ６４又はウィック６３Ａにて蒸発されて、液相から気相に変化した作動流体は、複数の流路ＶＣを流通して、蒸気管接続部６１２１に接続された蒸気管５２に流入する。このように、光源４１１から奪われた熱が液相から気相への作動流体の相変化に利用されることにより熱伝達が促進され、光源４１１が冷却される。
【００５２】
［封止部材の構成］
封止部材６５は、筐体６１に設けられ、図５及び図６に示すように、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間を封止して、筐体６１外への作動流体の漏出を抑制する。封止部材６５は、ウィック６３Ａの外径形状に応じた円環状部材であり、封止部材６５の中央には、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体をウィック６３Ａにおける＋Ｙ方向の面に接触させる孔部６５１が形成されている。そして、封止部材６５を＋Ｙ方向から見た場合、封止部材６５の中心は、ウィック６３Ａの中心と略一致し、封止部材６５の外縁は、ウィック６３Ａの外縁より内側に位置するように、封止部材６５は配置される。
封止部材６５は、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間に介装される。詳述すると、封止部材６５は、第２筐体６１２内に設けられたウィック６３Ａに対して＋Ｙ方向に配置されて、第１筐体６１１とウィック６３Ａとに接続されるように、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間に介装される。本実施形態において、封止部材６５は、ウィック６３Ａに接触して配置されている。
封止部材６５が、第１筐体６１１と組み合わされる第２筐体６１２内に配置されるウィック６３Ａと、第１筐体６１１とに密着するように、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間に配置されることにより、封止部材６５とウィック６３Ａとの間を通って、リザーバー６２内の液相の作動流体が、筐体６１の外部に漏出することが抑制される。
【００５３】
封止部材６５は、本実施形態では、金属材料によって形成されている。詳述すると、封止部材６５は、ウィック６３Ａと同じ金属材料によって形成されている。例えば、ウィック６３Ａが、銅又はステンレス鋼によって形成された多孔質体である場合には、封止部材６５は、銅又はステンレス鋼によって形成される。
【００５４】
［ウィックの詳細構成］
図７は、ウィック６３Ａに対する比較例としてのウィックＷＫの一部を拡大して示す断面図である。
ここで、ウィックＷＫに対する比較例としてのウィックＷＫについて説明する。
ウィックＷＫは、ウィック６３Ａと同様の多孔質体によって構成されている。このため、ウィックＷＫには、ウィックＷＫを構成する繊維ＦＢ間に空隙ＳＰが形成されている。
このようなウィックＷＫが封止部材６５と接触した場合、ウィックＷＫにおいて表面に位置する空隙ＳＰ（ＳＰ１）は、ウィックＷＫの内部に位置する空隙ＳＰ（ＳＰ２）に比べて、径が大きい空隙となる。そして、径が大きい空隙ＳＰ１がウィックＷＫの表面に存在すると、ウィックＷＫの最大毛管力が低下する。
一方、ウィックＷＫの表面に位置する空隙ＳＰ１の径を小さくすると、ウィックＷＫの最大毛管力を改善できる。しかしながら、この場合には、ウィックＷＫ全体での作動流体の浸透率が低下し、圧力損失が増大する。このことは、作動流体への熱伝達率の低下を招き、ひいては、ループ型ヒートパイプ５１による光源４１１の冷却効率の低下を招く。
【００５５】
図８は、蒸発部６Ａの一部を拡大して示す断面図である。
これに対し、ウィック６３Ａの表面において封止部材６５との接触部位ＳＴＡには、図８に示すように、切削加工が施された凹部６３Ａ１が設けられている。すなわち、ウィック６３Ａは、＋Ｙ方向から見て、ウィック６３Ａの外縁に沿う円環状に形成されて、ウィック６３Ａの周面に凹部６３Ａ１を有する。換言すると、ウィック６３Ａにおける＋Ｙ方向の外縁に位置する角部は、切削加工によって切り落とされている。本実施形態では、接触部位ＳＴＡにおいて切削加工された凹部６３Ａ１は、切削部に相当する。すなわち、ウィック６３Ａは、封止部材６５と接触する部位に位置し、切削された切削部としての凹部６３Ａ１を有する。
【００５６】
図９は、ウィック６３Ａの一部を拡大して示す断面図である。
このような凹部６３Ａ１における＋Ｙ方向の面は、図９に示すように、空隙が潰れて平面状となっている。このため、凹部６３Ａ１と封止部材６５とは密着する。
このように、ウィック６３Ａ内には、液相の作動流体が浸み込む空隙ＳＰＡが存在するものの、凹部６３Ａ１において封止部材６５との接触部位ＳＴＡの表面には、作動流体を逆流させる空隙が無くなる。このことから、接触部位ＳＴＡにてウィック６３Ａからリザーバー６２側に気相の作動流体が逆流することが抑制される。従って、ウィック６３Ａの最大毛管力を高めることができるとともに、作動流体の浸透率の低下、及び、圧力損失の増加が抑制される。
【００５７】
なお、ウィック６３Ａと封止部材６５とは、溶接されていてもよい。この場合の溶接材料は、ウィック６３Ａ又は封止部材６５を形成する金属材料と同じ金属材料であることが好ましい。この場合、溶接材料のイオン化、ひいては、腐食の発生を抑制できる。
【００５８】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
プロジェクター１は、光源４１１を有する光源装置４と、光源４１１から出射された光を変調する光変調装置３４３と、光変調装置３４３によって変調された光を投射する投射光学装置３６と、冷却対象である光源４１１を冷却する冷却装置５と、を備える。
冷却装置５は、蒸発部６Ａ、凝縮部５３、蒸気管５２及び液管５４を備える。蒸発部６Ａは、光源４１１から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。凝縮部５３は、気相の作動流体を凝縮させることによって、気相の作動流体を液相の作動流体に変化させる。蒸気管５２は、蒸発部６Ａにて液相から気相に変化した作動流体を凝縮部５３に流通させる。液管５４は、凝縮部５３にて気相から液相に変化した作動流体を蒸発部６Ａに流通させる。蒸発部６Ａは、筐体６１、ウィック６３Ａ、リザーバー６２、グルーブ６４及び封止部材６５を備える。筐体６１は、液管５４に接続されており、筐体６１内には、液相の作動流体が流入する。ウィック６３Ａは、筐体６１内に設けられ、液相の作動流体が浸み込み、液相の作動流体を−Ｙ方向に輸送する。リザーバー６２は、筐体６１内に設けられ、筐体６１内に流入された液相の作動流体を貯留する。グルーブ６４は、液相から気相に変化した作動流体が流通する複数の流路ＶＣを有する。グルーブ６４は、ウィック６３Ａに接続される。筐体６１は、リザーバー６２が設けられる第１筐体６１１と、ウィック６３Ａ及びグルーブ６４が設けられる第２筐体６１２と、を有する。封止部材６５は、筐体６１に設けられるものであり、ウィック６３Ａと同じ金属材料によって構成されている。封止部材６５は、ウィック６３Ａに接触して設けられて、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間を封止する。
【００５９】
このような構成によれば、封止部材６５が金属材料によって形成されていることから、ゴム及び樹脂等により形成されている場合に比べて、封止部材６５の劣化を抑制できる。従って、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間を長期間に亘って封止でき、蒸発部６Ａ、ひいては、冷却装置５を長寿命化できる。
【００６０】
ここで、封止部材がゴム及び樹脂等により形成されている場合、封止部材の劣化に伴って、封止部材に含まれる添加物からガスが発生する可能性がある。この場合、循環流路内にガスが流通することになるため、冷却対象の冷却効率が低下するおそれがある。
これに対し、封止部材６５は、金属材料によって形成されているので、上記ガスの発生を抑制でき、冷却装置５による冷却対象の冷却効率の低下を抑制できる。
特に、封止部材６５は、ウィック６３Ａと同じ金属材料によって形成されている。これによれば、それぞれ異なる金属材料によって封止部材６５とウィック６３Ａとが形成されている場合に生じやすいイオン化、ひいては、腐食の発生を抑制できる。従って、蒸発部６Ａ、ひいては、冷却装置５の長寿命化を図ることができ、冷却装置５を安定して利用できる。
また、冷却装置５の冷却対象は、光源４１１であるので、光源装置４を安定して点灯させることができ、プロジェクター１により安定して画像を投射できる。
【００６１】
グルーブ６４は、第２筐体６１２と一体化されている。
このような構成によれば、気相の作動流体が流通する複数の流路ＶＣを有するグルーブ６４は、第１筐体６１１と組み合わされる第２筐体６１２と一体化されている。これによれば、グルーブ６４と第２筐体６１２とが分離されている場合に比べて、蒸発部６Ａの組立を容易に実施できる。
この他、封止部材６５に接触するウィック６３Ａと、グルーブ６４とが接触した状態にで、第１筐体６１１と第２筐体６１２とを組み合わせやすくできる。従って、第２筐体６１２に伝達された冷却対象の熱を、グルーブ６４を介してウィック６３Ａに伝達しやすくすることができる。
【００６２】
ここで、封止部材６５との接触部位が切削されていないウィックＷＫの表面には、ウィックＷＫの内部に設けられる空隙ＳＰ２より径が大きな空隙ＳＰ１が存在する。このような径が大きな空隙ＳＰ１は、ウィックＷＫの最大毛管力を低下させる。
一方、表面全体に位置する空隙ＳＰ１の径が小さくなるように、ウィックＷＫを構成した場合には、ウィックＷＫによる最大毛管力は改善する。しかしながら、液相の作動流体の浸透率が低下して、圧力損失が大きくなる。この場合、冷却対象から伝達された熱の作動流体への熱伝達率、すなわち、冷却対象の冷却効率が低下する。
これに対し、ウィック６３Ａは、封止部材６５との接触部位ＳＴＡに位置し、切削された切削部としての凹部６３Ａ１を有する。このため、接触部位ＳＴＡの表面であり、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体と接触しない表面は、切削によって空隙が潰された平面状となる。これによれば、接触部位ＳＴＡにて気相の作動流体がウィック６３Ａからリザーバー６２側に逆流することを抑制できる。従って、ウィック６３Ａの最大毛管力を高めることができる他、ウィック６３Ａにおける液相の作動流体の浸透率が低下すること、及び、圧力損失が増大することを抑制でき、ひいては、冷却対象である光源４１１の冷却効率を高めることができる。
【００６３】
［第１実施形態の変形］
ウィック６３Ａにおいて、封止部材６５と接触する接触部位ＳＴＡは、ウィック６３Ａの外縁に沿う円環状に形成された凹部６３Ａ１を有するとした。しかしながら、ウィックにおける封止部材との接触部位の位置、すなわち、凹部の形成位置は、他の部位でもよい。
【００６４】
図１０は、蒸発部６Ａの変形である蒸発部６Ｂの一部を拡大して示す断面図である。
例えば、ウィック６３Ａに代えてウィック６３Ｂを有する蒸発部６Ｂを、冷却装置５に採用してもよい。
蒸発部６Ｂは、図１０に示すように、ウィック６３Ａに代えてウィック６３Ｂを有する他は、蒸発部６Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、蒸発部６Ｂは、第１筐体６１１及び第２筐体６１２を有する筐体６１と、それぞれ筐体６１内に設けられるリザーバー６２、ウィック６３Ｂ、グルーブ６４及び封止部材６５と、を備える。
【００６５】
ウィック６３Ｂは、ウィック６３Ａと同様に、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体を−Ｙ方向に輸送する。ウィック６３Ｂは、ウィック６３Ａと同様の金属材料によって形成された多孔質体であり、＋Ｙ方向から見て略円形状に形成されている。
ウィック６３Ｂは、封止部材６５と接触する接触部位ＳＴＢに、＋Ｙ方向から見てウィック６３Ｂの中央を中心とする円環状の凹部６３Ｂ１を有する。凹部６３Ｂ１は、切削加工によって溝状に形成された切削部であり、凹部６３Ｂ１内には、封止部材６５が配置される。すなわち、ウィック６３Ｂは、封止部材６５と接触する部位に位置し、切削された切削部としての凹部６３Ｂ１を有する。これにより、凹部６３Ｂ１の表面、すなわち、封止部材６５との接触部位ＳＴＢの表面は、空孔が潰れた平面状となっている。
このようなウィック６３Ｂを有する蒸発部６Ｂを備えた冷却装置５によっても、蒸発部６Ａを備える冷却装置５と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、蒸発部の構成が異なる他、筐体へのウィックの固定方法が異なる点で、プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図１１は、本実施形態に係るプロジェクターが備える蒸発部６Ｃの一部を拡大して示す断面図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、蒸発部６Ａに代えて蒸発部６Ｃを有する他は、プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る冷却装置５は、蒸発部６Ａに代えて蒸発部６Ｃを有する。また、蒸発部６Ｃは、図１１に示すように、ウィック６３Ａに代えてウィック６３Ｃを有する他は、蒸発部６Ａと同様の構成及び機能を有する。
【００６８】
ウィック６３Ｃは、ウィック６３Ａ，６３Ｂと同様に、金属繊維によって形成された多孔質体である。ウィック６３Ｃは、リザーバー６２内に貯留された液相の作動流体が浸み込むことによって、液相の作動流体を−Ｙ方向に輸送する。
ウィック６３Ｃには、ウィック６３Ａ，６３Ｂとは異なり、凹部６３Ａ１，６３Ｂ１が設けられていない。これに対し、ウィック６３Ｃにおいて封止部材６５との接触部位ＳＴＣは、第１筐体６１１内に配置される封止部材６５と溶着されている。本実施形態において、封止部材６５と溶着されている接触部位ＳＴＣは、溶着部に相当する。すなわち、ウィック６３Ｃは、封止部材６５と溶着されている溶着部としての接触部位ＳＴＣを有する。このようなウィック６３Ｃと封止部材６５との溶着は、接着剤又は半田付けによる接着、或いは、溶接によって行われる。
なお、ウィック６３Ｃと封止部材６５とが溶接される場合の溶接材料としては、種々の溶接材料が挙げられる。しかしながら、ウィック６３Ｃ又は封止部材６５を構成する金属材料であることが好ましい。この場合、溶接材料のイオン化、ひいては、腐食の発生を抑制できる。
【００６９】
図１２は、ウィック６３Ｃの一部を拡大して示す断面図である。
これにより、ウィック６３Ｃにおいて封止部材６５との溶着部である接触部位ＳＴＣの表面では、図１２に示すように、ウィック６３Ｃの表面に露出される空隙ＳＰＣ１が、溶着材料ＷＭによって埋められる。一方、ウィック６３Ｃ内の空隙ＳＰＣ２については、溶着材料ＷＭによって埋められることはない。
このように、空隙ＳＰＣ１が埋められることによって、ウィック６３Ｃからリザーバー６２側に気相の作動流体が逆流することが抑制される。従って、ウィック６３Ｃの最大毛管力が高められる他、作動流体の浸透率が低下すること、及び、圧力損失が増加することが抑制され、冷却対象である光源４１１の冷却効率が高められる。
【００７０】
［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第１実施形態にて示したプロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
蒸発部６Ｃでは、ウィック６３Ｃは、封止部材６５と溶着されている溶着部としての接触部位ＳＴＣを有する。
これによれば、上記ウィック６３Ａ，６３Ｂと同様に、封止部材６５との接触部位ＳＴＣにて気相の作動流体がウィック６３Ｃからリザーバー６２側に逆流することを抑制できる。従って、ウィック６３Ｃの最大毛管力を高めることができる他、液相の作動流体の浸透率の低下、及び、圧力損失の増大を抑制でき、冷却対象である光源４１１の冷却効率を高めることができる。
【００７１】
［第２実施形態の変形］
ウィック６３Ｃは、封止部材６５と溶着されているとした。しかしながら、これに限らず、ウィックは、筐体６１の内面と溶着されていてもよい。
【００７２】
図１３は、蒸発部６Ｃの変形である蒸発部６Ｄの一部を拡大して示す断面図である。
例えば、ウィック６３Ｃに代えてウィック６３Ｄを有する蒸発部６Ｄを、冷却装置５に採用してもよい。
蒸発部６Ｄは、図１３に示すように、ウィック６３Ｃに代えてウィック６３Ｄを有する他は、蒸発部６Ｃと同様の構成及び機能を有する。また、ウィック６３Ｄは、溶着対象及び溶着部位が異なる他は、ウィック６３Ｃと同様の構成及び機能を有する。すなわち、ウィック６３Ｄは、ウィック６３Ｃと同様の金属材料によって形成されている。
具体的に、ウィック６３Ｄの溶着対象は、封止部材６５及び第２筐体６１２である。ウィック６３Ｄの溶着部位は、ウィック６３Ｄにおいて封止部材６５との接触部位ＳＴＤの他、第２筐体６１２の内面６１２Ａと対向するウィック６３Ｄの周面６３Ｄ１、すなわち、ウィック６３Ｄにおいて＋Ｙ方向に沿う中心線の周方向に沿う周面６３Ｄ１である。そして、ウィック６３Ｄは、ウィック６３Ｃでの場合と同様の溶着材料によって、封止部材６５と第２筐体６１２の内面６１２Ａとに溶着されている。ウィック６３Ｄにおいて、封止部材６５と溶着されている接触部位ＳＴＤ、及び、第２筐体６１２の内面６１２Ａと溶着される周面６３Ｄ１は、溶着部に相当する。すなわち、ウィック６３Ｄは、封止部材６５と溶着されている溶着部としての接触部位ＳＴＤと、第２筐体６１２の内面６１２Ａに溶着されている溶着部としての周面６３Ｄ１と、を有する。
【００７３】
図１４は、ウィック６３Ｄの一部を拡大して示す断面図である。
これにより、ウィック６３Ｄにおいて封止部材６５との接触部位ＳＴＤの表面の他、図１４に示すように、第２筐体６１２の内面６１２Ａと対向する周面６３Ｄ１の表面では、ウィック６３Ｄの表面に露出される空隙ＳＰＤ１が、溶着材料ＷＭによって埋められる。一方、ウィック６３Ｄ内の空隙ＳＰＤ２については、溶着材料ＷＭによって埋められることはない。
このように、溶着部としての接触部位ＳＴＤ及び周面６３Ｄ１にて空隙ＳＰＤ１が埋められることによって、ウィック６３Ｄからリザーバー６２側に気相の作動流体が逆流することが抑制される。従って、ウィック６３Ｄの最大毛管力が高められる他、作動流体の浸透率が低下すること、及び、圧力損失が増加することが抑制され、冷却対象である光源４１１の冷却効率が高められる。
このようなウィック６３Ｄを有する蒸発部６Ｄを備える冷却装置５及びプロジェクターによれば、ウィック６３Ｃを有する蒸発部６Ｃを備える冷却装置５及びプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【００７４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態にて示したプロジェクター１と同様の構成を備えるが、ウィックの構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１５は、本実施形態に係るプロジェクターが備える蒸発部６Ｅの一部を拡大して示す断面図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、蒸発部６Ａに代えて蒸発部６Ｅを有する他は、プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る冷却装置５は、蒸発部６Ａに代えて蒸発部６Ｅを有する。また、蒸発部６Ｅは、図１５に示すように、ウィック６３Ａに代えてウィック６３Ｅを有する他は、蒸発部６Ａと同様の構成及び機能を有する。
【００７６】
ウィック６３Ｅは、ウィック６３Ａ〜６３Ｄと同様に、金属繊維によって形成された多孔質体であり、リザーバー６２から浸み込んだ液相の作動流体を保持して、液相の作動流体を−Ｙ方向に輸送する。
ウィック６３Ｅには、ウィック６３Ａ，６３Ｂとは異なり、凹部６３Ａ１，６３Ｂ１が設けられていない。また、ウィック６３Ｅは、ウィック６３Ｃ，６３Ｄとは異なり、封止部材６５や第２筐体６１２の内面６１２Ａとは溶着されていない。一方、ウィック６３Ｅは、図１５に示すように、空隙の径が互いに異なる第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２を有する。
第１領域Ａ１は、ウィック６３Ｅの中央側に位置している。
第２領域Ａ２は、ウィック６３Ｅにおける外縁側の部位に位置している。詳述すると、第２領域Ａ２は、ウィック６３Ｅにおいて封止部材６５と接触するとともに、第２筐体６１２の内面６１２Ａと接触する接触部位ＳＴＥを有する。
【００７７】
図１６は、ウィック６３Ｅの一部を示す断面図である。
図１６に示すように、リザーバー６２に貯留された液相の作動流体が接触する第１領域Ａ１における空隙の径は、封止部材６５及び第２筐体６１２の内面６１２Ａと接触する第２領域Ａ２における空隙の径より大きい。換言すると、第２領域Ａ２における空隙の径は、第１領域Ａ１における空隙の径より小さい。本実施形態では、第２領域Ａ２は、空隙を略含まない領域、すなわち、バルク状の領域となっている。
これら第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２をウィック６３Ｅが有することにより、ウィック６３Ｅにおいて、封止部材６５と接触する接触部位ＳＴＥ、及び、第２筐体６１２の内面と接触する部位からリザーバー６２側に、気相の作動流体が逆流することが抑制される。このため、ウィック６３Ｅの最大毛管力が高められるとともに、作動流体の浸透率が低下すること、及び、圧力損失の増加が抑制される。従って、冷却対象である光源４１１の冷却効率が高められる。
なお、封止部材６５及び内面６１２Ａのうち少なくとも一方とウィック６３Ｅとは、溶接されていてもよい。この場合の溶接材料は、ウィック６３Ｅ、封止部材６５及び第２筐体６１２のうちの１つかを形成する金属材料であることが好ましい。この場合、溶接材料のイオン化、ひいては、腐食の発生を抑制できる。
【００７８】
［第３実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第１実施形態にて示したプロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
蒸発部６Ｅのウィック６３Ｅにおいて、第２筐体６１２の内面６１２Ａ及び封止部材６５と接触する第２領域Ａ２における空隙の径は、他の部位である第１領域Ａ１における空隙の径より小さい。
このような構成によれば、上記ウィック６３Ａ〜６３Ｄと同様に、気相の作動流体が、封止部材６５との接触部位ＳＴＥ、及び、内面６１２Ａと対向する部位からリザーバー６２側に逆流することを抑制できる。従って、最大毛管力を高めることができる他、液相の作動流体の浸透率の低下、及び、圧力損失の増大を抑制でき、冷却対象である光源４１１の冷却効率を高めることができる。
【００７９】
［第３実施形態の変形］
ウィック６３Ｅにおいて、封止部材６５及び内面６１２Ａと接触する第２領域Ａ２は、空隙を略含まない領域であるとした。しかしながら、これに限らず、第２領域Ａ２は、第２領域Ａ２の空隙径が第１領域Ａ１の空隙径より小さければ、空隙を含むものであってもよい。例えば、第２領域Ａ２は、バルク状でなくてもよく、第１領域Ａ１の空隙径より空隙径が小さいポーラス構造を有する領域であってもよい。
また、第２領域Ａ２は、封止部材６５及び内面６１２Ａのそれぞれと接触するとした。しかしながら、これに限らず、第２領域Ａ２は、ウィック６３Ｅにおいて、封止部材６５及び内面６１２Ａのうち一方とのみ接触する領域であってもよい。この場合でも、ウィック６３Ｅにおいて、筐体６１の内面６１２Ａ及び封止部材６５のうち少なくとも一方と接触する第２領域Ａ２における空隙の径は、他の領域としての第１領域Ａ１における空隙の径より小さい。
【００８０】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、封止部材６５は、ウィック６３Ａ〜６３Ｅと同じ金属材料によって形成されているとした。しかしながら、これに限らず、ウィック６３Ａ〜６３Ｅと接触して設けられて、第１筐体６１１と第２筐体６１２との間を封止する封止部材は、第１筐体６１１又は第２筐体６１２を形成する金属材料と同じ金属材料によって形成されていてもよい。すなわち、封止部材６５は、筐体６１及びウィック６３Ａ〜６３Ｅのうち少なくとも一方と同じ金属材料によって構成されていてもよい。
【００８１】
上記各実施形態では、グルーブ６４は、筐体６１を構成する第２筐体６１２と一体化されているとした。しかしながら、これに限らず、グルーブと第２筐体とは別体であってもよい。この場合、ウィック及びグルーブは、第２筐体の内部に配置されればよい。
【００８２】
上記第１実施形態では、ウィック６３Ａ，６３Ｂにおける封止部材６５との接触部位ＳＴＡ，ＳＴＢには、切削加工によって形成された凹部６３Ａ１，６３Ｂ１が設けられているとした。しかしながら、これに限らず、ウィックが第２筐体６１２の内面６１２Ａと接触する場合には、ウィックにおける内面６１２Ａとの接触部位は切削されていてもよい。
また、ウィックの表面に露出される空隙を潰せることができれば、切削加工に限らず、他の加工が実施されていてもよい。
【００８３】
上記第２実施形態では、ウィック６３Ｃは、封止部材６５と溶着されている溶着部を有し、ウィック６３Ｄは、封止部材６５に溶着されている溶着部と第２筐体６１２の内面６１２Ａに溶着されている溶着部とを有するとした。しかしながら、これに限らず、ウィックは、必ずしも封止部材６５と溶着されていなくてもよく、筐体の内面のみに溶着されていてもよい。すなわち、ウィックは、筐体６１の内面６１２Ａ及び封止部材６５のうち少なくとも一方に溶着されている溶着部を有していればよい。
【００８４】
上記各実施形態では、ウィック６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ，６３Ｅは、銅やステンレス鋼等の金属繊維によって形成されるとした。しかしながら、これに限らず、ウィックは、銅やステンレス鋼以外の金属繊維によって形成されていてもよい。また、ウィックは、複数の金属粒子が結合された構成を有していてもよい。この場合の金属粒子も、銅やステンレス鋼に限らず、他の金属材料によって形成されていてもよい。
【００８５】
上記各実施形態では、光源装置４の光源４１１は、半導体レーザー４１２，４１３を有するものとした。しかしながら、これに限らず、光源装置は、超高圧水銀ランプ等の光源ランプや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の固体光源を、光源として有するものであってもよい。この場合、ループ型ヒートパイプ５１の冷却対象は、光源ランプや他の固体光源であってもよい。
また、冷却装置５の冷却対象は、光源４１１に限らず、他の構成であってもよい。例えば、冷却装置５は、光変調装置３４３及び偏光変換素子３１３等の光学部品を冷却するものでもよく、制御装置や電源装置に設けられた回路素子を冷却するものであってもよい。
【００８６】
上記各実施形態では、プロジェクターは、３つの光変調装置３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）を備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
上記各実施形態では、光変調装置３４３は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置として、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【００８７】
上記各実施形態では、ループ型ヒートパイプ５１を備える冷却装置５をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、本発明の冷却装置は、プロジェクター以外の装置及び機器に適用可能である他、単体で利用することも可能である。すなわち、本発明の冷却装置の用途は、プロジェクターの構成部品を冷却するものに限定されない。
【符号の説明】
【００８８】
１…プロジェクター、３４３（３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒ）…光変調装置、３６…投射光学装置、４１１…光源（冷却対象）、５…冷却装置、５１…ループ型ヒートパイプ、５２…蒸気管、５３…凝縮部、５４…液管、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ…蒸発部、６１…筐体、６１１…第１筐体、６１１１…液管接続部、６１２…第２筐体、６１２Ａ…内面、６１Ａ…天面部、６１Ｂ…底面部、６１Ｃ，６１Ｄ…側面部、６２…リザーバー、６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ，６３Ｅ…ウィック、６３Ａ１，６３Ｂ１…凹部（切削部）、６３Ｄ１…周面（溶着部）、６４…グルーブ、６５…封止部材、ＳＴＣ，ＳＴＤ…接触部位（溶着部）、ＶＣ…流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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