(57)【要約】【課題】流量が確実に検知されるセンサの取付構造と、それを適用したプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】風量センサ２１には貫通孔２２が形成されて、その貫通孔２２内に検出部が配設されている。風量は、貫通孔２２を流れる空気によって、検出部に生じる温度差等に起因する出力電圧に基づいて求められる。ダクト４には、ダクト４の外側から内側へ向かって突出する態様で凹部２４が形成されている。風量センサ２１は、凹部２４を覆うようにダクト４に配設されて、貫通孔２２が凹部２４の空間に連通している。凹部２４の底には開口部２５が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流量または流速を検出するセンサの取付構造であって、
空気が流れる流路と、
貫通孔を有し、前記流路の圧力と前記流路以外の圧力との差圧によって前記貫通孔から前記流路に向かって吸引される空気を検知することにより、前記流路を流れる空気の流量および流速の少なくともいずれかを検出するセンサと、
前記センサの前記貫通孔に連通するように、前記貫通孔から吸引される空気の流れの下流側に設けられた緩衝部と、
を備えた、センサの取付構造。
【請求項２】
前記流路を形成するダクトと、
前記緩衝部として、前記ダクトの外側から内側の前記流路の側へ向かって突出する態様で前記ダクトに設けられた凹部と
を備え、
前記センサは、前記凹部を覆うように前記ダクトに設置され、
前記貫通孔が前記凹部と前記センサによって形成される空間に連通し、
前記凹部には、前記空間に導かれた空気を前記流路に導く開口部が設けられた、請求項１記載のセンサの取付構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサの取付構造を備えたプロジェクタ装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシング内に配設される光源部と、
前記ケーシング内に配設され、所定の入力映像信号に基づいて前記光源部から発せられた光を変調し、投射レンズを介して投射方向に映像を投射する光学部と
前記ケーシング内に配設され、前記ケーシングの外の空気を前記光源部および前記光学部へ送り込むダクトと、
前記ダクトに設けられた前記センサの取付構造と
を備えた、プロジェクタ装置。
【請求項４】
前記ダクトの上流側には、空気に含まれる異物を除去するためのフィルターが配設された、請求項３記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサの取付構造およびそれを備えたプロジェクタ装置に関し、特に、差圧に基づいて吸引される空気の流れを検知することにより風量や風速を検出するセンサの取付構造と、そのようなセンサの取付構造を適用したプロジェクタ装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ装置では、光源から発せられる光が光学系に導かれて映像が生成され、生成された映像は前方のスクリーンへ拡大投射される。そのようなプロジェクタ装置の一例について説明する。図７に示すように、プロジェクタ装置１０１のケーシング１０２内には、映像を生成する光学系ユニット１０５と、光源としての第１ランプユニット１０７および第２ランプユニット１０８と、光学系ユニット１０５等の一連の動作を制御する制御回路基板ユニット１０６等が配設されている。第１ランプユニット１０７および第２ランプユニット１０８のうちの一方のランプユニットは、予備のランプユニットとされる。
【０００３】
プロジェクタ装置１０１の動作時では、光学系ユニット１０５および制御回路基板ユニット１０６が発熱する。また、第１（第２）ランプユニット１０７，１０８に装着されたランプが発光することで、第１（第２）ランプユニット１０７，１０８も発熱をする。光学系ユニット１０５や第１（第２）ランプユニット１０７，１０８等から放出される熱によって、ケーシング１０２内の温度が上昇すると、制御回路基板ユニット１０６の動作に支障をきたすことがある。また、第１（第２）ランプユニット１０７，１０８に装着されたランプの寿命が短くなる。
【０００４】
このような不具合を抑制するために、プロジェクタ装置１０１には、ケーシング１０２内を冷却する冷却機構が設けられている。すなわち、ケーシング内１０２には、ケーシング１０２内に外気（空気）を導入してケーシング１０２内を空冷する第１ファン１０９および第２ファン１１０と、第１（第２）ランプユニット１０７，１０８に空気を送り込む第３ファン１１１が配設されている。
【０００５】
ケーシング１０２の外側に対してケーシング１０２内を陰圧（負圧）にする態様で、第１ファン１０９および第２ファン１１０を回転させることで、外気（空気）は、ケーシング１０２の側方に配設された吸入口１０３からフィルタ１１４を経てケーシング１０２内に取り入れられる。ケーシング１０２内に取り入れられた空気は、ダクト１０４を流れ（矢印１３１）、まず、光学系ユニット１０５および制御回路基板ユニット１０６を冷却する。
【０００６】
光学系ユニット１０５等を冷却した空気は、その後、光学系ユニット１０５等の後方に配設された第１ランプユニット１０７および第２ランプユニット１０８を冷却し、ケーシング１０２の後面からケーシング１０２の外へ排気されることになる。こうして、ケーシング１０２の内部が空冷される。
【０００７】
この一連の空冷動作においては、ケーシング１０２内に取り入れら得る空気の量は、風量センサ１２１によって検知される。図８に示すように、その風量センサ１２１は、ダクト１０４の外表面の所定の位置に取り付けられている。図９に示すように、風量センサ１２１には貫通孔１２２が形成されて、その貫通孔１２２内に、ヒーター等の検出部１２３が配設されている。一方、ダクト１０４には、風量センサ１２１への空気の流入量を調整するために、比較的小さい開口径（１ｍｍ程度）の開口部１２５が形成されている。
【０００８】
ダクト１０４内を空気が流れることにより、ダクト１０４の内側の気圧がダクト１０４の外側の気圧に対して陰圧（負圧）となり、ダクト１０４の外側からセンサ１２１の貫通孔１２２および開口部１２５を経てダクト１０４の内側へ向かって空気の流れが生じる。風量は、風量センサ１２１の貫通孔１２２を流れる空気によって、検出部１２３に生じる温度差等に起因する出力電圧に基づいて求められることになる。なお、冷却機構を備えたプロジェクタ装置を開示した文献の一つとして、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００７−３０４４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のプロジェクタ装置の冷却機構では、次のような問題点があった。空気中に含まれるごみ等の異物が光学系ユニットに悪影響を及ぼすのを防止するために、ダクト１０４の吸入口１０３にはフィルタ１１４が配設されている（図７参照）。図１０に示すように、当初、フィルタ１１４の目詰まりが生じていない状態では、フィルタ１１４からは、所定の量の空気（矢印１３１）がケーシング１０２内に取り入れられることになる。
【００１０】
このとき、ダクト１０４の外側の空間と内側の空間とで、その所定量の空気の流れに基づいた差圧（Ｐ１−Ｐ２）が生じ、ダクト１０４の外側から風量センサ１２１の貫通孔１２２および開口部１２５を経てダクト１０４の内側へ向かって空気の流れ（矢印１４１）が生じる（定常状態）。
【００１１】
一方、図１１に示すように、フィルタ１１４に異物が捕らえられてフィルタ１１４が目詰まりを起こし始めると、フィルタ１１４から取り入れられる空気の量が徐々に減少する（矢印１３２）。そうすると、ダクト１０４の内側の気圧が、定常状態の場合の気圧よりも下がってしまい、ダクト１０４の外側の空間と内側の空間とでその差圧（Ｐ１−Ｐ２）がより大きくなる。そのため、風量センサ１２１の貫通孔１２２を空気がより速く流れようとする（矢印１４２）。
【００１２】
ところが、貫通孔１２２に連通する開口部１２５の開口径は、貫通孔１２２の開口径よりもさらに小さく設定されているため、空気の流速が速くなってしまうと、空気は開口部１２５をスムースに流れることができず、開口部１２５の手前（上流側）に位置する貫通孔１２２内では空気の流れに乱れ（矢印１４３）が生じやすくなる。その結果、風量センサ１２１の検出部１２３によって検知される流量にばらつきが生じてしまい、ケーシング１０２内の冷却を良好に行うことができないことがあった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、流量が確実に検知されるセンサの取付構造を提供することであり、他の目的は、そのようなセンサの取付構造を適用したプロジェクタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るセンサの取付構造は、空気の流量または流速を検出するセンサの取付構造であって、空気が流れる流路とセンサと緩衝部とを備えている。センサは、貫通孔を有し、流路の圧力と流路以外の圧力との差圧によって貫通孔から流路に向かって吸引される空気を検知することにより、流路を流れる空気の流量および流速の少なくともいずれかを検出する。緩衝部は、センサの貫通孔に連通するように貫通孔から吸引される空気の流れの下流側に設けられている。
【００１５】
より具体的には、流路を形成するダクトと、緩衝部としてダクトの外側から内側の流路の側へ向かって突出する態様でダクトに設けられた凹部とを備え、センサは、凹部を覆うようにダクトに設置され、貫通孔が凹部とセンサによって形成される空間に連通し、凹部には、空間に導かれた空気を流路に導く開口部が設けられている。
【００１６】
本発明に係るプロジェクタ装置は、上述したセンサの取付構造を備えたプロジェクタ装置であって、ケーシングと光源部と光学部とダクトとセンサの取付構造とを備えている。光源部はケーシング内に配設されている。光学部はケーシング内に配設され、所定の入力映像信号に基づいて光源部から発せられた光を変調し、投射レンズを介して投射方向に映像を投射する。ダクトはケーシング内に配設され、ケーシングの外の空気を光源部および光学部へ送り込む。センサの取付構造はダクトに設けられている。
【００１７】
そのプロジェクタ装置には、ダクトの上流側に、空気に含まれる異物を除去するためのフィルタが配設されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るセンサの取付構造によれば、センサの貫通孔に連通するように、貫通孔から吸引される空気の流れの下流側に緩衝部が設けられていることで、貫通孔を通過した空気の流れに乱れが生じても、その乱れは緩衝部内で生じることになる。これにより、空気の乱れが貫通孔内に及ぶことが抑制されて、空気の流量あるいは流速を確実に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るセンサの取付構造を採用したプロジェクタ装置について説明する。図１に示すように、プロジェクタ装置１のケーシング２内には、カラー映像光を生成するための光学系ユニット５と、画像を投影する投射レンズ１２と、音を発生するスピーカ１３と、光学系ユニット５の光源となる第１ランプユニット７および第２ランプユニット８と、光学系ユニット５等の一連の動作を制御する制御回路基板ユニット６等が配設されている。なお、第１ランプユニット７および第２ランプユニット８のうちの一方のランプユニットは、予備のランプユニットとされる。
【００２０】
また、ケーシング２内には、ケーシング２内を冷却する冷却機構として、ケーシング２内に外気（空気）を導入してケーシング２内を空冷する第１ファン９および第２ファン１０と、ケーシング２内の空気を第１（第２）ランプユニット７，８に積極的に送り込む第３ファン１１が配設されている。
【００２１】
ケーシング２の側方には、その外気を取り入れる吸気口３が設けられている。吸気口３には、外気に含まれる塵等の異物を捕らえるフィルタ１４が設けられている。そして、ケーシング２内には、吸気口３から取り入れられた外気を、光学系ユニット５等へ導くダクト４が配設されている。そのダクト４の外表面の所定に位置には、ケーシング２内に取り入れられる外気（空気）の量あるいは流速を検知する風量センサ２１が取り付けられている。
【００２２】
図２および図３に示すように、風量センサ２１には貫通孔２２が形成されて、その貫通孔２２内に、ヒーター等の検出部２３が配設されている。風量は、貫通孔２２を流れる空気によって、検出部２３に生じる温度差等に起因する出力電圧に基づいて求められることになる。
【００２３】
一方、ダクト４には、緩衝部として、ダクト４の外側から内側へ向かって突出する態様で凹部２４が形成されている。風量センサ２１は、その凹部２４を覆うようにダクト４に配設されて、貫通孔２２が凹部２４の空間に連通している。凹部２４の底には、凹部２４内の空間と空気が流れる空間とを連通する所定の径（約１ｍｍ程度）の開口部２５が形成されている。
【００２４】
次に、上述したプロジェクタ装置１における一連の冷却動作について説明する。ケーシング２の外側に対してケーシング２内を陰圧（負圧）にする態様で、第１ファン９および第２ファン１０を回転させることで、図４に示すように、外気（空気）が、吸気口３からケーシング２内に取り入れられる（矢印３１）。吸気口３から取り入れられた空気は、フィルタ１４を通過する。このとき、外気に含まれる塵等の異物がフィルタ１４に捕らえられる。異物が除去された空気は、ダクト４を流れ、まず、光学系ユニット５および制御回路基板ユニット６を冷却する。
【００２５】
光学系ユニット５等を冷却した空気の一部は、次に、光学系ユニット５等の後方に配設された第３ファンにより、第１ランプユニット７および第２ランプユニット８に送られて、第１ランプユニット７および第２ランプユニット８のランプ（図示せず）の部分を冷却する。光学系ユニット５等を冷却した空気の残りの部分は、第１ランプユニット７および第２ランプユニット８のランプ以外の部分を冷却する。第１ランプユニット７および第２ランプユニット８の各部分を冷却した空気は、その後、第１ファン９および第２ファン１０を経てケーシング２の背面の排気口（図示せず）から、ケーシング２の外へ排気される。こうして、ケーシング１０２の内部が空冷される。
【００２６】
この一連の冷却動作において、ケーシング２内に取り入れら得る空気の量は、風量センサ２１によって検知される。このとき、ダクト４内を空気が流れることにより、ダクト４の内側の気圧がダクト４の外側の気圧に対して陰圧（負圧）となることで、ダクト４の外側から、センサ２１の貫通孔２２を経てダクト４の内側へ向かって空気の流れが生じる。上述したように、風量は、センサ２１の貫通孔２２を流れる空気によって、検出部２３に生じる温度差等に起因する出力電圧に基づいて求められる。
【００２７】
上述したプロジェクタ装置１の冷却機構では、貫通孔２２の下流側に、緩衝部として凹部２４による空間が形成されている。これにより、貫通孔２２を通過した空気が開口部２５からダクト４内に流れ込む際に、開口部２５の手前の領域において空気の流れに乱れが生じたとしても、その流れの乱れは凹部２４内で生じることになり、空気の乱れが貫通孔２２を通過する空気の流れに影響を及ぼすことが抑制される。その結果、貫通孔２２を通る空気の流れが安定して、より精度の高い風量の検出が可能になる。このことについて、さらに詳しく説明する。
【００２８】
まず、図５に示すように、フィルタ１４の目詰まりが生じていない状態（定常状態）では、フィルタ１４を介して、所定の量の空気（矢印３１）がケーシング２内に取り入れられて、ダクト４の外側の圧力Ｐ１とダクトの内側の圧力Ｐ２との差圧は、ある所定の値となる。このとき、ダクト４の外側の空気は、その差圧に基づいて、矢印４１に示すように、開口部２５からダクト４の内側へ流れることになる。このとき、特に、開口部２５の上流側において流れが乱れることはない。
【００２９】
一方、図６に示すように、フィルタ１４に異物が捕らえられてフィルタ１４が目詰まりを起こし始めると、フィルタ１４を介して取り入れられる空気の量が徐々に減少する。そうすると、ダクト４の内側の気圧Ｐ２が、定常状態の場合の気圧よりも下がってしまい、ダクト４の外側の空間と内側の空間とでその差圧がより大きくなる。そのため、ダクト４の外側の空気は、矢印４２に示すように、より速い速度をもって開口部２５からダクト４の内側へ流れようとする。そうすると、空気は開口部２５をスムースに流れることができなくなり、貫通孔２２を通過した空気が、開口部２５の手前（上流側）のところでその流れに乱れが生じやすくなる（矢印４３）。
【００３０】
このプロジェクタ装置１では、センサ２１と開口部２５との間に、凹部２４による空間が形成されていることで、そのような空気の流れの乱れ（矢印４３）はその空間内において生じることになる。これにより、開口部２５の手前に生じる乱れの影響が、貫通孔２２を通過する空気に及ぶのを抑制して、貫通孔２２内の検出部２３により風量の検出を安定して行うことができる。
【００３１】
発明者らは、空間を構成する凹部２４について、その寸法Ｌと開口部２５の開口径φ（図３参照）とを振り分けて評価を行ったところ、寸法Ｌが約１３ｍｍ程度、開口部２５の開口径φが約１ｍｍ程度の場合に、風量の安定した検知が可能であることを見出した。
【００３２】
一方、凹部２４の寸法Ｌが約６〜７ｍｍ程度の場合には、開口部２５手前の流れの乱れが貫通孔２２に及んでしまい、風量の安定した検知を行うことができないことが確認された。また、開口径φを小さくすれば、寸法Ｌをより長くする必要があり、開口径φを大きくすれば、寸法Ｌは短くてもよい。
【００３３】
また、このような空気の乱れが形成される空間を、ダクト４に凹部２４として設けることで、これを成形により容易に製造することができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明に係るセンサの取付構造によれば、センサの貫通孔に連通するように、貫通孔から吸引される空気の流れの下流側に緩衝部が設けられていることで、貫通孔を通過した空気の流れに乱れが生じても、その乱れは緩衝部内で生じることになる。これにより、空気の乱れが貫通孔内に及ぶことが抑制されて、空気の流量あるいは流速を確実に検知することができる。
【００３５】
また、そのような緩衝部として、ダクトの外側から内側の流路の側へ向かって突出する態様の凹部を設けることで、これを成形により一体的に容易に作成することができる。
【００３６】
さらに、本発明に係るプロジェクタ装置によれば、上述したセンサの取付構造を備えることで、空気の流量あるいは流速を確実に検知することができる。これにより、プロジェクタ装置内をより適切に冷却することができて、映像を安定してスクリーンに投射することができる。また、光源部の光源本体の寿命も延ばすことができる。また、フィルタが目詰まりを起こしても、空気の流量あるいは流速を確実に検知することができる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態では、風量センサの取付構造をプロジェクタ装置１に適用する場合を例に挙げて説明したが、当該風量センサの取付構造は、ケーシング内に外気を導入することによってケーシング内を空冷する態様の冷却機構を採用している装置であれば、プロジェクタ装置に限られず、他の装置にも適用することが可能である。
【００３８】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るセンサの取付構造を適用したプロジェクタ装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態において、センサの取付構造を示す部分拡大斜視図である。
【図３】同実施の形態において、図２に示す断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける部分断面図である。
【図４】同実施の形態において、プロジェクタ装置における冷却機構を説明するための斜視図である。
【図５】同実施の形態において、風量センサを通過する空気の流れを説明するための風量センサの取付部分とその近傍を示す第１の部分断面図である。
【図６】同実施の形態において、風量センサを通過する空気の流れを説明するための風量センサの取付部分とその近傍を示す第２の部分断面図である。
【図７】従来のプロジェクタ装置における冷却機構を説明するための斜視図である。
【図８】従来のプロジェクタ装置におけるセンサの取付構造を示す部分拡大斜視図である。
【図９】図８に示す断面線ＩＸ−ＩＸにおける部分断面図である。
【図１０】従来のプロジェクタ装置において、風量センサを通過する空気の流れを説明するための風量センサの取付部分とその近傍を示す第１の部分断面図である。
【図１１】従来のプロジェクタ装置において、風量センサを通過する空気の流れを説明するための風量センサの取付部分とその近傍を示す第２の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  プロジェクタ装置、２  ケーシング、３  吸気口、４  ダクト、５  光学系ユニット、６  制御回路基板ユニット、７  第１ランプユニット、８  第２ランプユニット、９  第１ファン、１０  第２ファン、１１  第３ファン、１２  投射レンズ、１３  スピーカ、１４  フィルタ、２１  風量センサ、２２  貫通孔、２３  検出部、２４  凹部、２５  開口部、３１  矢印、３２  矢印、４１  矢印、４２  矢印、４３  矢印。
【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】
2010134252.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010134252.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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