(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気をろ過するエアフィルタと、
前記エアフィルタを保持するループ形状のフィルタ枠と、
円筒面に略円周方向に傾斜したブラシ毛を有するブラシで形成された除塵ローラと、
前記ブラシ毛が捕集した塵埃を除去する塵埃除去部と、
前記フィルタ枠を保持し回転することで前記フィルタ枠をループ方向に搬送する第１の搬送軸と
前記第１の搬送軸とともに前記フィルタ枠を保持する第２の搬送軸とを備え、
前記除塵ローラは前記第１の搬送軸とともに前記エアフィルタを挟むように配置され、
前記エアフィルタに対する前記ブラシ毛の移動方向が前記ブラシ毛の逆目方向であり、
前記塵埃除去部に対する前記ブラシ毛の移動方向が前記ブラシ毛の順目方向である
フィルタ掃除機構。
【請求項２】
前記フィルタ枠の搬送速度が前記除塵ローラの外周面の速度より大きい請求項１に記載のフィルタ掃除機構。
【請求項３】
前記第１の搬送軸は、前記エアフィルタに対応する位置に円筒形状の弾性部をさらに有する請求項１又は２に記載のフィルタ掃除機構。
【請求項４】
前記弾性部は、前記第１の搬送軸の半径方向を取り囲み前記第１の搬送軸に対して半径方向に移動する筒部及び前記第１の搬送軸と前記筒部との間に配置された弾性体を有する請求項３に記載のフィルタ掃除機構。
【請求項５】
前記弾性体は板バネである請求項４に記載のフィルタ掃除機構。
【請求項６】
前記弾性部は、クッション材で形成されている請求項３に記載のフィルタ掃除機構。
【請求項７】
前記塵埃除去部は先端がブラシ毛に接触する板材である請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタ掃除機構。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のフィルタ掃除機構を有するフィルタユニット。
【請求項９】
請求項８に記載のフィルタユニットを備える光学ユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載のフィルタユニットまたは請求項９に記載の光学ユニットを備える投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エアフィルタによって捕集された塵埃を除去するフィルタの掃除機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは、年々高輝度化が進む傾向にある。高輝度化を図ることは、明るい環境でも鮮明な映像を見られるという点で、ユーザーにとってもメリットが大きい。
【０００３】
一方、高輝度化に伴って、プロジェクタ内部の発熱量が高くなる傾向にある。特に光学部品は、輝度が高くなる分だけ受熱量も多くなるため、性能および安全性を確保するためにも冷却手段は必須である。従来から、光学部品の冷却には様々な手法が採られてきた。その中でも、プロジェクタの筐体内に外部の空気を取り込み、光学部品に吹き付けて冷却する方式は、安価且つ簡易な構造で実現可能という事もあり、最も多く採用されている。
【０００４】
しかし、外気を取り込むという事は、同時に外部の塵や埃も取り込む事になる。光学部品に付着した塵や埃は、投写映像に影や輝点として現れ、映像の品位を著しく落とす。このため、塵や埃を除去する必要がある。その対策としてエアフィルタを設ける手法が一般的となっており、防塵性を高める技術も存在する。
【０００５】
ところが、エアフィルタは、それ自身が外気を吸引する際の空気抵抗になる。また、長期使用していると塵埃による目詰まりを起こし、更なる冷却能力の低下を招く。そのため定期的に清掃、交換などのメンテナンスが必要となる。例えば、スクリーンの前方から投射するフロントプロジェクタなどで高所に据付けられる場合では、作業を行う事自体が大変な手間となるため、極力メンテナンスをせずに長期間使用可能な防塵対策も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５１９０２号公報（段落００４１、００４２、図２、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のフィルタの掃除機構では、除塵体が回転自在に保持されているため、フィルタの動きに従動し、塵埃の除去効果が小さいという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、フィルタ掃除機構の塵埃の除去効果を向上するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るフィルタ掃除機構は、空気をろ過するエアフィルタと、前記エアフィルタを保持するループ形状のフィルタ枠と、円筒面に略円周方向に傾斜したブラシ毛を有するブラシで形成された除塵ローラと、前記ブラシ毛が捕集した塵埃を除去する塵埃除去部と、前記フィルタ枠を保持し回転することで前記フィルタ枠をループ方向に搬送する第１の搬送軸と前記第１の搬送軸とともに前記フィルタ枠を保持する第２の搬送軸とを備え、前記除塵ローラは前記第１の搬送軸とともに前記エアフィルタを挟むように配置され、前記エアフィルタに対する前記ブラシ毛の移動方向が前記ブラシ毛の逆目方向であり、前記塵埃除去部に対する前記ブラシ毛の移動方向が前記ブラシ毛の順目方向であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、エアフィルタ面の送り速度と除塵ローラの周速とを異なる速度とすることで塵埃の除去効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのフィルタ固定部の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのフィルタカートリッジ部の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのフィルタカートリッジ部の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのフィルタ枠の構成を示す構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのフィルタ枠の構成を示す部分構成図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのフィルタ枠の位置構成を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットの駆動軸とクッション部材との構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットの塵埃除去動作を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るフィルタユニットのクッション部材の別構成を示す構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るフィルタユニットの構成を説明する斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るフィルタユニットの駆動軸の構成を説明する分解斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るフィルタユニットの駆動軸の構成を説明する断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係るフィルタユニットの駆動軸とブラシユニットとの構成を示す構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係るフィルタユニットの塵埃除去動作を説明する説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係るフィルタユニットのフロントプロジェクションへの搭載例を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係るフィルタユニットのプロジェクションテレビへの搭載例を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態３に係るフィルタユニットの光学ユニットへの搭載例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１から図５は本発明の実施の形態１に係るフィルタユニット１０１の構成を示す図である。図１はフィルタユニット１０１の斜視図、図２はフィルタユニット１０１の分解斜視図、図３はフィルタ固定部１０５の分解斜視図、図４、図５はフィルタカートリッジ部１０６の分解斜視図である。ここで、図の説明を容易にするために、フィルタ枠１１の送り方向をＸ軸方向、駆動軸２２の軸方向をＹ軸方向、フィルタユニット１０１の奥行き方向で空気が流れる方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向で駆動機構４と駆動軸２２とが配置された方向を−Ｘ軸方向とし、その逆方向を＋Ｘ軸方向。Ｙ軸方向で駆動機構４が配置された方向を−Ｙ軸方向とし、その逆方向を＋Ｙ軸方向。Ｚ軸方向で外気側を−Ｚ軸方向とし、その逆方向を＋Ｚ軸方向とする。なお、説明上＋Ｙ軸方向を上側、−Ｙ軸方向を下側と呼ぶ。
【００１３】
フィルタユニット１０１はフィルタユニット固定部１０５とフィルタカートリッジ部１０６で構成される。フィルタユニット１０１はメッシュ材を使用したエアフィルタ１０が投写型映像表示装置２００の外気側に位置するように投写型映像表示装置２００に取り付けられ、エアフィルタ１０の＋Ｚ軸方向に配置されたファン６でエアフィルタ１０を通じて外気を吸入する構成となっている。なお、メッシュ材は、例えばＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）で作製された繊維を網目状に編んで作製されたフィルタ部材である。また、投写型映像表示装置２００は、後述する図１７、図１８に示すようなフロントプロジェクタ２００ａやプロジェクションテレビ２００ｂ等である。
【００１４】
図２を用いてフィルタ固定部１０５の構成を説明する。フィルタユニット筐体１は投写型映像表示装置２００に取り付けられる。フィルタカートリッジ部１０６のカートリッジ筐体２０は、フィルタユニット筐体１の中に収められる。カートリッジ筐体２０の＋Ｙ軸方向である上面にはバネ２がネジ止めされている。バネ２は、フィルタユニット筐体１に対してカートリッジ筐体２０を−Ｙ軸方向である下方に押さえつけることで、フィルタユニット筐体１に対するカートリッジ筐体２０の位置決めを行っている。フィルタユニット筐体１の＋Ｚ軸側にはファン６とほぼ同サイズの開口部１ａが設けられ、開口部１ａを覆うように目の粗いフィルタ部材３がフィルタユニット筐体１の−Ｚ軸方向である外側から取り付けられている。
【００１５】
図３を用いて駆動機構４の構成を説明する。フィルタユニット筐体１の−Ｙ軸方向の面である底面にはギアベース７がネジ止めされている。モータ５はギアベース７の＋Ｘ軸方向の側面に取り付けられている。モータ５のモータ軸にはウォーム５ａが圧入され、ウォーム５ａはウォームホイールであるギア４ａとともにウォームギアを構成している。ウォーム５ａと第１から第３までのギア４ａ，４ｂ，４ｃは減速機構を構成している。ギア４ｂは二段ギアである。
【００１６】
駆動ギア９の軸は側面の一部が平面であるＤカット形状となっている。一方、ギア４ｃの軸上には駆動ギア９のＤカットされた軸に対応したＤ形状の穴が形成されている。駆動ギア９の軸をギア４ｃの穴にＤ形状を合わせるように挿入することで、駆動ギア９はギア４ｃと回転方向の位相がずれることなく、つまりギア４ｃに対して駆動ギア９が回転することなくギア４ｃに取り付けられる。圧縮コイルバネ８はギア４ｃと駆動ギア９との間の軸に取り付けられ、ギア４ｃと駆動ギア９とが互いに軸方向に反発するようにバネ力を与えている。つまり、ギア４ｃと駆動ギア９とは互いに回転軸の方向に反発するように圧縮コイルバネ８のバネ力を受けている。なお、駆動ギア９は後述する駆動軸２２に隙間をもって嵌め合わされている。
【００１７】
図４、図５を用いてフィルタカートリッジ部１０６の構成を説明する。カートリッジ筐体２０の−Ｚ側の面には矩形状の開口部２０ａが形成され、外気が開口部２０ａを通して＋Ｚ軸方向に取り込まれる構造となっている。第１の搬送軸である駆動軸２２の軸部２２ｅ，２２ｆと除塵部材で除塵ローラとして機能するブラシユニット２５の回転軸２５ｅとは、カートリッジ筐体２０の＋Ｙ軸方向の側面である上面の内側に設けられたＵ字形状の切欠き部２０ｃ，２０ｄと、カートリッジ筐体２０の−Ｙ軸方向の側面である下面に設けられた長穴２０ｅ，２０ｆに回転自在に取り付けられる。第２の搬送軸である案内軸２３はカートリッジ筐体２０の＋Ｙ軸方向の側面である上面と−Ｙ軸方向の側面である下面とに形成されたＬ字状の長穴２０ｇに回転自在に取り付けられる。
【００１８】
第１のカートリッジカバー２１ａをカートリッジ筐体２０に＋Ｚ軸方向から取り付けることにより、駆動軸２２とブラシユニット２５とは、各々カートリッジカバー２１ａに形成されたＵ字形状の切欠き部２１ｃ，２１ｄによりカートリッジ筐体２０に対するＺ軸方向の位置が決められる。一方、案内軸２３は、板バネ２６ａのＶ字状に折り曲げられた先端部２６ｂにより＋Ｘ軸方向に押し付けられて位置決めされる。板バネ２６ａは、カートリッジ筐体２０の＋Ｙ軸方向の側面と−Ｙ軸方向の側面との内面側に設けられた取付け部２０ｈに板バネ２６ａの取付け部２６ｃを差し込むことで取り付けられる。
【００１９】
ブラシユニット２５の側面には、エアフィルタ１０から塵埃を掻き取るブラシ２５ｃが取り付けられている。このブラシ２５ｃに付着した塵埃を除去するための塵埃除去部として機能する剥離板２４は、先端に三角形状の歯形が形成され、歯形の先端はブラシユニット２５の側面に取り付けられたブラシ２５ｃに接している。このとき、剥離板２４は歯形の先端からブラシユニット２５の円周に沿うように円弧等の曲線で形成されている。剥離板２４は第２のカートリッジカバー２１ｂにネジ止めされている。ブラシユニット２５、剥離板２４と第２のカートリッジカバー２１ｂは、ブラシユニット２５に付着した塵埃が外に漏れないように略密閉空間である集塵部２７を形成し、ブラシユニット２５に付着した塵埃を収納する。
【００２０】
カートリッジ筐体２０の−Ｙ軸方向の下面の内側にはフィルタ枠１１の位置を検出するためのフォトインタラプタを用いたセンサ２０ｂが取り付けられている。フィルタ枠１１の一部に切欠き部１１ｆが形成され、Ｘ軸方向に駆動するフィルタ枠１１の位置を光学的に検出し、ホームポジションである初期位置の検出ならびに位置ずれ防止の効果を有する。
【００２１】
図６、図７にフィルタ枠１１の構成を示す。フィルタ枠１１はループ形状の帯状網体で、フィルタユニット１０１のフィルタカートリッジ部１０６に取り付けられたとき、長方形形状の第１の面である面１１ａと第２の面である面１１ｂを形成する。図６においては、面１１ａは破線枠で示し、面１１ｂは実線枠で示している。
【００２２】
リブ１１ｃは、フィルタ枠１１をループ形状の帯状網体に形成し、エラストマなどの弾性を有するゴム材料で構成されている。フィルタユニット１０１が外気を吸入する状態では、面１１ｂに形成されたリブ１１ｃは、ＸＹ平面上において、面１１ａに形成されたリブ１１ｃと重なるように位置決めされている。つまりＺ軸方向から見ると面１１ｂに形成されたリブ１１ｃと面１１ａに形成されたリブ１１ｃとが重なって見える。このため、開口部１ａからエアフィルタ１０を通して投写型映像表示装置２００内に流入する外気は、リブ１１ｃにその流れを妨げられ難い。
【００２３】
外気をろ過して吸気するためのエアフィルタ１０はフィルタ枠１１の面１１ｂ以外の面に取り付けられており、面１１ｂはエアフィルタ１０が取り付けられていない開口面を形成している。フィルタ枠１１のＹ方向の両端の内側にはラック１１ｄ，１１ｅが形成されている。図７にラック１１ｅの部分を拡大した部分構成図を示している。なお、ラック１１ｅの構成を分かり易くするためにエアフィルタ１０は記載していない。
【００２４】
図８にフィルタ枠１１と駆動軸２２、案内軸２３、ブラシユニット２５との位置関係を示す。駆動機構４から駆動力を伝達される駆動ギア９は駆動軸２２の伝達部２２ａに−Ｙ軸方向から隙間をもって嵌め合わされている。駆動軸２２に対して駆動ギア９が軸まわりに回転しないように伝達部２２ａには３つのリブが設けられている。このため、駆動軸２２に対して駆動ギア９は回転軸まわりに回転しない。つまり駆動ギア９と駆動軸２２は一体として回転する。なお、図８には駆動ギア９は記載されていない。駆動軸２２の両端にはギア２２ｂ，２２ｃが形成され、ギア２２ｂ，２２ｃはフィルタ枠１１のラック１１ｄ，１１ｅにそれぞれかみ合っている。フィルタ枠１１は、１方向のみに回転するモータ５の駆動力により、図８の＋Ｙ軸方向から見て時計回りである矢印方向に駆動される。
【００２５】
案内軸２３のＹ軸方向の両端付近にはギア２３ｂ，２３ｃが形成され、ギア２３ｂ，２３ｃはそれぞれフィルタ枠１１のラック１１ｄ，１１ｅにかみ合っている。さらに、案内軸２３の両端の先端部２３ａは、図５に示すように板バネ２６ａにより、＋Ｘ方向に押し付けられてカートリッジ筐体２０に対して位置決めされている。従って、フィルタ枠１１の＋Ｘ軸方向の端部は＋Ｘ方向に引っ張られているため、フィルタ枠１１はたるむことなく駆動される。
【００２６】
ここで、本実施の形態１では、案内軸２３に形成されたギア２３ｂ，２３ｃが、フィルタ枠１１のラック１１ｄ，１１ｅにかみ合ってフィルタ枠１１を駆動する構成とした。しかし、フィルタ枠１１に形成したラック１１ｄ，１１ｅとギア２３ｂ，２３ｃとがフィルタ枠１１の駆動の際に歯飛びする場合、ラック１１ｄ，１１ｅとギア２３ｂ，２３ｃとのかみ合いが元に戻らない限り、フィルタ枠１１に撓みが生じるという問題がある。この場合は、案内軸２３にギア２３ｂ，２３ｃを形成しない構成とすることができる。フィルタ枠１１のラック１１ｄ，１１ｅが、円柱状の軸に接する構成とすれば、ラック１１ｄ，１１ｅの歯飛びを伴うフィルタ枠１１の撓みが発生せず、安定した駆動が可能となる。しかし、ラック１１ｄ，１１ｅの先端部のみで案内軸２３に接するためラック１１ｄ，１１ｅの変形等を考慮する必要がある。
【００２７】
一方、ブラシユニット２５はブラシ回転軸２５ａと、駆動軸２２からの駆動力を伝達されるギア２５ｂと、ブラシ回転軸２５ａに巻きつけられた起毛を有するブラシ２５ｃで構成されている。駆動軸２２にはブラシユニット２５に形成されるギア２５ｂとかみ合う位置にギア２２ｄが形成されている。
【００２８】
図９に駆動軸２２と弾性体であるクッション部材３０の構成を示す。駆動軸２２の軸方向の中央部分には円筒形状で弾性を有するクッション部材３０が取付けられている。クッション部材３０はスポンジ状の軟らかい材料で形成され、クッション部材３０の外周には、ビニール等のクッション部材よりも耐久性に優れた材料で皮膜が形成されている。クッション部材３０の厚みＴは、駆動軸２２の半径をＡ、ブラシユニット２５の半径をＢ、そして駆動軸２２とブラシユニット２５の軸間距離をＹとしたとき、次式（１）を満たすように構成されている。
【００２９】
【数１】
0005593845.tif 000002
【００３０】
つまり、クッション部材３０は圧縮されるため、駆動軸２２に形成されたクッション部材３０はフィルタ枠１１ならびエアフィルタ１０をブラシユニット２５に対してブラシユニット２５の半径方向に押し付ける機能を有している。なお、エアフィルタ１０の厚みは約０．３ｍｍと薄いため、式（１）の検討からは省いている。さらにクッション部材３０はスポンジ状の軟らかい材料であるため、フィルタ枠１１のリブ１１ｃはクッション部材３０に沈み込む。このため、クッション部材３０がエアフィルタ１０をブラシユニット２５のブラシ２５ｃに押し付け、エアフィルタ１０とブラシ２５ｃの密着性を高めることができる。
【００３１】
図１０はフィルタユニット１０１の塵埃の除去動作を説明する図である。駆動機構４の駆動力により、駆動軸２２は図１０中で時計回りに回転する。それに伴いフィルタ枠１１が図１０中の矢印方向である一つの方向に駆動される。同時に、駆動軸２２に形成されたギア２２ｄとブラシユニット２５に形成されたギア２５ｂとがかみ合うことで、ブラシユニット２５は駆動軸２２に対して反対方向である反時計回りに回転する。
【００３２】
ブラシユニット２５に取り付けられたブラシ２５ｃは、フィルタ枠１１に取り付けられたエアフィルタ１０と接触するため、接触部分においてエアフィルタ１０に付着した塵埃を取り除く。ブラシ２５ｃは起毛を有するので、取り除いた後の塵埃をブラシ２５ｃに付着させることができる。エアフィルタ１０としてメッシュ材を使用することで、ブラシ２５ｃの起毛がメッシュ材の網目状に編まれた繊維の間に入り込み塵埃を掻き出すため、ブラシ２５ｃによる塵埃の除去を容易にすることができる。
【００３３】
一方、ブラシ２５ｃには先端に歯形を有する剥離板２４が接触しているため、剥離板２４の先端の歯形によりエアフィルタ１０で捕集した塵埃を掻き取って集塵することができる。剥ぎ取った塵埃は、略密閉空間２７に堆積させることで略密閉空間２７をゴミ収納ボックスとして機能させる。
【００３４】
以上の動作により、エアフィルタ１０に付着した塵埃はブラシ２５ｃによって除去される。除去された塵埃は剥離板２４によりエアフィルタ１０から掻き取られ、略密閉空間２７に堆積される。外気をろ過するためのエアフィルタ１０に付着した塵埃を除去することで、冷却性能の低下を抑制することが可能となり、エアフィルタ１０に付着した塵埃は略密閉空間２７に堆積されるため、除去した塵埃が投写型映像表示装置２００の内部に入る量を抑制することが可能となる。
【００３５】
ここで、駆動軸２２にクッション部材３０を取り付けることにより、エアフィルタ１０とブラシ２５ｃの密着性を高めることが可能となり、エアフィルタ１０に付着した塵埃の除去効率を高めることが可能となる。加えて、クッション部材３０はスポンジ状の軟らかい材料を使用することにより、リブ１１ｃをブラシ２５ｃに押し付ける力を低減できるため、駆動機構４の負荷の増大を抑えることができる。
【００３６】
以上の構成により、フィルタ枠１１を駆動する駆動軸２２上においても高い塵埃の除去性能を実現することができ、フィルタユニット筐体１の薄型化に有利な構成で、フィルタ支持体として機能する補助ローラを追加することなくエアフィルタ１０に付着した塵埃の高い除去効率を備えるフィルタユニットを実現することができる。
【００３７】
さらに、クッション部材３０の外周にはビニール等のクッション部材よりも耐久性に優れた材料で皮膜を形成しているため、ブラシ２５ｃとの接触による磨耗に対して耐久性を向上させることが可能となり、信頼性を向上することができるという効果を得ることができる。
【００３８】
ここでは、駆動軸２２とクッション部材３０の組合せによる構成を示したが、駆動軸２２の軸部をシリコン材やウレタン材などの弾性材料で作製することでクッション部材３０の機能を果たし、クッション部材３０と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３９】
図１１に本実施の形態１のクッション部材３０の別構成を示す。クッション部材３０の外周には環状の溝３０ａ、３０ｂが形成されている。環状の溝３０ａ、３０ｂはフィルタ枠１１のＸ軸方向のリブ１１ｃと対応するようにクッション部材３０の円周方向に形成されている。つまり、リブ１１ｃのＹ軸方向の位置と溝３０ａ、３０ｂのＹ軸方向の位置とは一致している。
【００４０】
これにより、定常的にクッション部材３０を押し付け、クッション部材３０を変形させるＸ軸方向のリブ１１ｃを避けることができ、クッション部材３０の不要な変形を抑えることができる。
【００４１】
また、以上の構成により、フィルタ枠１１を駆動する際、クッション部材３０はフィルタ枠１１のＸ軸方向のリブ１１ｃと干渉しないため、駆動機構４の負荷の増大を抑えることが可能となり、低負荷で高い塵埃の除去性能を有することが可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
図１２から図１４を用いて実施の形態２に係るフィルタユニット１０２の説明をする。図１２はフィルタ枠１１と駆動軸４２の構成を示す斜視図、図１３は駆動軸４２の構成を示す分解斜視図、図１４は駆動軸４２の断面図である。上述の実施の形態１のフィルタユニット１０１の構成と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００４３】
駆動機構４から駆動力を伝達される伝達ギア９は、駆動軸４２の伝達部４２ａに−Ｙ軸方向から取り付けられる。駆動軸４２に対して駆動ギア９が軸まわりに回転しないように伝達部４２ａには３つのリブが設けられている。このため、駆動軸４２に対して駆動ギア９は回転軸まわりに回転しない。つまり駆動ギア９と駆動軸４２は一体として回転する。駆動軸４２の両端にはギア４２ｂ，４２ｃが形成され、ギア４２ｂ，４２ｃはフィルタ枠１１のラック１１ｄ，１１ｅにそれぞれかみ合い、一つの方向のみに回転するモータ５の駆動力により、フィルタ枠１１は図１２中の矢印方向に駆動される。
【００４４】
バネ部材４４は、駆動軸４２の外径と等しい内径の穴部４４ｃを備える円筒部材４４ａと、円筒部材４４ａのＹ軸方向の両端に、各々４つで合計８つのＹ軸方向に延びる板バネ４４ｂとを備える。板バネ４４ｂは、外周方向にバネ力を発生し、円筒部材４４ａは軸部である駆動軸４２にネジ止めされる。
【００４５】
図１２、図１４に示すように、筒部である筒軸４３の外周の半径は、フィルタ枠１１が折り返す位置でのＸ軸方向のリブ１１ｃの外側の面が形成する円弧の半径と等しくなるように形成されている。筒軸４３の外周面に設けられた環状の溝４３ａ，４３ｂは、フィルタ枠１１のＸ軸方向に形成されたリブ１１ｃとＹ軸方向において同じ位置に設けられている。これにより、Ｘ軸方向のリブ１１ｃが筒軸４３の外周面より突出しないようにし、エアフィルタ１０のＹ軸方向の平坦性を向上して、ブラシユニット２５のブラシ２５ｃとエアフィルタ１０との密着性を向上することができる。筒軸４３は、実施の形態１で説明したクッション部材３０とは異なりプラスチック等で作製され、バネ部材４４によるバネ力により大きく変形しない程度の剛性を有している。
【００４６】
図１４に示すように、筒軸４３の内周面には縦溝４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆが形成されている。縦溝４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆはＹ軸に平行で、バネ部材４４の板バネ４４ｂの位置に対応して略９０度の間隔で形成されている。縦溝４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆの溝幅は、板バネ４４ｂが収まる幅で形成され、底部４３ｈに板バネ４４ｂが接している。板バネ４４ｂは外周方向である筒軸４３を押し広げる方向にバネ力を発生している。
【００４７】
また、筒軸４３の内径がギア４２ｃの歯先円直径より小さい場合、ギア４２ｃは駆動軸４２と一体で形成できず、別部品で構成する必要がある。さらに筒軸４３がＹ軸方向に抜けることを防ぐために、筒軸４３の両端付近の内側には当て面４３ｇを設け、例えばギア４２ｂの＋Ｙ軸方向とギア４２ｃの−Ｙ軸方向とにギア４２ｂ，４２ｃに隣接するようなリブを設け、その図示しないリブと当て面４３ｇとが嵌合することで筒軸４３の抜け止めの効果を得ることができる。また、ギア４２ｂの＋Ｙ軸方向の面とギア４２ｃの−Ｙ軸方向の面とに筒軸４３のＹ軸方向の２つの端面が当たるようにすることで、筒軸４３の抜け止めの効果を得ることができる。ただし、この場合は駆動軸４２に筒軸４３を＋Ｙ軸方向から挿入するためにギア４２ｃを別部品とする必要がある。
【００４８】
以上の構成により、筒溝４３の溝４３ａ，４３ｂは、Ｘ軸方向のリブ１１ｃを中に収めるように形成されているので、筒溝４３の円周面はエアフィルタ１０のみに当接し、エアフィルタ１０とブラシ２５ｃとの密着性を高めることが可能となる。
【００４９】
さらにＹ軸方向のリブ１１ｃが存在する箇所においては、筒軸４３の外周面がＹ軸方向のリブ１１ｃと接してリブ１１ｃから圧力を受けることにより板バネ４４ｂが変形し、筒軸４３はリブ１１ｃから遠ざかる方向へ移動する。これにより、駆動機構４にかかる負荷を低負荷に抑え、パワーの小さいモータを採用によるモータ５の小型化と消費電力の低減を可能にしながら高い塵埃の除去性能を有することが可能となる。
【００５０】
実施の形態３．
図１５、図１６を用いて実施の形態３に係るフィルタユニット１０３の説明をする。図１５は駆動軸５２とブラシユニット５５との構成を示す構成図、図１６はフィルタユニット１０３の塵埃の除去動作を説明する図である。上述の実施の形態１のフィルタユニット１０１の構成と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。なお、図１５においてクッション部材３０とブラシ５５ｃとの間にフィルタ枠１１およびフィルタ枠１１に取り付けられたエアフィルタ１０が挟まれているが、図１５が複雑となるため記載していない。駆動軸５２とブラシユニット５５の軸間の寸法関係は、エアフィルタ１０の厚みが約０．３ｍｍと薄く、フィルタ枠１１のリブ１１ｃの部分は、クッション部材３０が弾性によりクッション部材３０に沈み込むため、図１５を用いた説明上は問題が無い。
【００５１】
ブラシ５５ｃは例えばエチケットブラシ（登録商標）のように、集塵時の移動方向に対して毛足の短いブラシ毛が逆目となる方向に傾斜した構成となっている。エアフィルタ１０に付着した塵埃を除去する際、傾斜したブラシ毛がエアフィルタ１０に接触し、傾斜したブラシ毛の逆目方向に移動することにより、で捕集された塵埃を掻き取って集塵することができる。
【００５２】
上記構成のブラシ５５ｃを使用すれば、除去後の塵埃がエアフィルタ１０に再付着することを抑制することができる。また、上述のように、このようなブラシ材５５ｃを使用する場合、埃除去を容易にするためには、エアフィルタ１０として、メッシュ材であることがのぞましい。
【００５３】
塵埃の除去のために使用する剥離板２４は先端に歯形を形成し、歯形の先端はブラシユニット５５の側面に取り付けられたブラシ５５ｃに接するように配置されている。このとき剥離板２４は、歯形の先端からブラシユニット５５の外周面に沿うような曲面で形成されている。ブラシ５５ｃの傾斜したブラシ毛が剥離板２４の先端に向けて順目方向で移動するように、ブラシユニット５５は回転する。このため、ブラシ５５ｃに付着した塵埃を効率よく除去することが可能となる。順目方向に移動するとは、ブラシユニット５５が回転する際、剥離板２４の先端部がブラシ５５ｃのブラシ毛の根元側から先端部に向けて接触しながら移動していくということである。このため、ブラシ毛に引っかかった塵埃は、ブラシ毛の根元側から先端部の方向に移動することになり、剥離板２４は容易に塵埃をブラシ毛から取り除くことができる。
【００５４】
駆動軸５２からブラシユニット５５に伝達する減速機構５５ｄは、駆動軸５２のギア５２ｄの歯数をＺｋ、ブラシユニット５５のギア５５ｂの歯数をＺｂとして、駆動軸５２の中心からエアフィルタ１０とブラシ毛５５ｃが接触する点Ｓまでの距離の２倍となる値をＤｋ、ブラシユニット５５の直径をＤｂとすると、各値は次式（２）の関係を満たす。なお、Ｄｋはクッション部材３０の変形によりクッション部材３０の直径より若干小さな値となる。
【００５５】
【数２】
0005593845.tif 000003
【００５６】
駆動軸５２の回転数をＲｋ、ブラシユニット５５の回転数をＲｂとし、エアフィルタ１０とブラシ５５ｃと接触する点Ｓにおけるエアフィルタ１０の速度をＶｋ、ブラシ５５ｃの外周の速度をＶｂとすると、速度Ｖｋは次式（３）、速度Ｖｂは次式（４）で表される。
【００５７】
【数３】
0005593845.tif 000004
【００５８】
【数４】
0005593845.tif 000005
【００５９】
高い塵埃の除去機能を得るためには、傾斜したブラシ５５ｃのブラシ毛がエアフィルタ１０に接触し、傾斜したブラシ毛５５ｃの逆目方向にエアフィルタ１０の表面を移動する必要がある。ブラシ５５ｃのエアフィルタ１０と接する部分において、ブラシ毛の移動方向とエアフィルタ１０の移動方向は同一方向であるため、傾斜したブラシ毛がエアフィルタ１０の表面を逆目方向に移動するためには、エアフィルタ１０の速度Ｖｋはブラシ毛の速度Ｖｂより大きな値である必要がある。つまり、Ｖｋ＞Ｖｂである必要がある。従って、減速機構６０は上記の式（３）と式（４）とを満たす必要がある。
【００６０】
以上の構成により、傾斜したブラシ毛のブラシ５５ｃがエアフィルタ１０に接触し、傾斜したブラシ毛の逆目方向に移動するため、高い塵埃の除去機能を備える。また、傾斜したブラシ毛により確実に塵埃を保持しているため除去後の塵埃がエアフィルタ１０に再付着することを抑制することができる。さらに、ブラシユニット５５が、剥離板２４の先端に対して傾斜したブラシ毛の順目方向に接触するように回転するため、ブラシ５５ｃに付着した塵埃を効率よく除去することが可能となる。
【００６１】
また、速度差が小さすぎると高い塵埃の除去性能が確保できないため、ＶｋとＶｂとの速度差は１ｍｍ／ｓ以上であることが望ましい。
【００６２】
本実施の形態３の構成では、減速機構５２ｄを構成することでＶｋとＶｂとが所望の速度差になるように構成したが、駆動軸５２とブラシユニット５５のモータ等の駆動源がそれぞれ独立することでも同様の効果を得ることが可能となる。しかしながら、その場合は駆動源が増加することとなるので、フィルタユニットの小型化が困難となり、また、部品点数の増加による組立性が悪くなり、駆動源の増加による消費電力の増加という欠点がある。
【００６３】
また、上記実施の形態１から３までのフィルタユニット１０１，１０２，１０３は図１７に示すようなフロントプロジェクタ２００ａや図１８に示すようなプロジェクションテレビ２００ｂ等の投写型映像表示装置に使用されるが、これに限ったものではない。図１９は画像をスクリーンに投写するための光学ユニット３００に搭載した例である。光学ユニット３００にはキセノンランプ等の光源３００ｂとスクリーンに映像を投写するための投写レンズ３００ａを備えている。内部に配置された光学系を構成する部品は、塵埃を嫌うため光学ユニット３００はほぼ密閉構造を採用しているが、光源３００ｂの発熱による温度上昇が、内部の光学系の精度に影響するため冷却用のファンを搭載している。また、上述の例とは逆に、内部の塵埃を外に出さずに内部を冷却する場合や、内部の塵埃を集塵する場合のように内部の空気を浄化して外部に放出する場合にも利用が可能である。このように塵埃の侵入や放出を防ぎつつ冷却用の空気の吸気や排気が必要な装置であれば、どのような装置にも適用可能であり、メンテナンス性に有利なフィルタユニット１０１，１０２，１０３の提供が可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  エアフィルタ、  １１  フィルタ枠、  ２２  駆動軸、  ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  ギヤ、  ２３  案内軸、  ２４  剥離板、  ２５  ブラシユニット、  ２５ｂ  ギア、  ２５ｃ  ブラシ、  ３０  クッション部材、  ４２  駆動軸、  ４３  筒軸、  ４４  バネ部材、  ４４ａ  円筒部材、４４ｂ  板バネ、  ５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ  ギア、  ５５ｂ  ギア、  ５５ｄ  減速機構、  １０１，１０２，１０３  フィルタユニット、  ２００  投射型映像表示装置、２００ａ  フロントプロジェクタ、  ２００ｂ  プロジェクションテレビ、  ３００  光学ユニット。
【図１】
0005593845.tif 000006
【図２】
0005593845.tif 000007
【図３】
0005593845.tif 000008
【図４】
0005593845.tif 000009
【図５】
0005593845.tif 000010
【図６】
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【図７】
0005593845.tif 000012
【図８】
0005593845.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005593845.tif 000017
【図１３】
0005593845.tif 000018
【図１４】
0005593845.tif 000019
【図１５】
0005593845.tif 000020
【図１６】
0005593845.tif 000021
【図１７】
0005593845.tif 000022
【図１８】
0005593845.tif 000023
【図１９】
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