(57)【要約】主軸（７０１）の外周面に複数枚の主翼（７０２）を取付け、各主翼（７０２）間に補助翼（７０３）を取り付ける。Ｘ軸に対する補助翼（７０３）の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼（７０２）の回転方向前端部の位置とは一致している。また、補助翼（７０３）の高さ寸法（Ｈ２）は、主翼（７０２）の高さ寸法（Ｈ１）の約３／４となっている。さらに、主翼（７０２）及び補助翼（７０３）の主軸の軸方向に沿った断面の形状は、流線形状となっている。
2004003391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の外周面にその軸方向に傾斜して設けられた複数枚の主翼を備え、前記主翼の回転方向前縁を吸気側、回転方向後縁を排気側として送気を行う軸流ファンであって、
互いに隣接する前記各主翼間には補助翼が設けられており、
前記補助翼の回転方向後端部から回転方向前端部までの前記主軸の軸方向に沿った高さ寸法は、前記主翼の回転方向後端部から回転方向前端部までの前記主軸の軸方向に沿った高さ寸法の１／２以上、４／５以下であり、
前記主翼の回転方向のピッチ寸法をＷとした場合、前記補助翼の回転方向前端部は、反回転方向に隣接する前記主翼の回転方向前端部から回転方向に沿って−１／８Ｗから＋１／８Ｗの範囲内に位置していることを特徴とする軸流ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の軸流ファンにおいて、
前記主翼の回転方向のピッチ寸法をＷとした場合、前記補助翼の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼の回転方向後端部から回転方向にＷ／２離れていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の軸流ファンにおいて、
前記主軸に対する前記補助翼の取付角度をθ２、前記主軸に対する前記主翼の取付角度をθ１とした場合、最大でθ２＝θ１＋５°であることを特徴とする軸流ファン。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の形状は、流線形状またはこれに近似した形状であり、
前記補助翼は、前記主翼と略相似形状あるいは近似形状であることを特徴とする軸流ファン。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記補助翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法は、前記主翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法以下であることを特徴とする軸流ファン。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
排気側から見た際に、前記主翼は、隣接する主翼に重なり合うように配置されていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主翼の正圧面及び負圧面には、光沢面が形成されていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主軸を駆動するモータと、
前記主軸、主翼、補助翼及び前記モータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口した筒状のフレームとを備え、
前記フレームには、前記フレームの排気側の開口周縁から開口の略中心に向かって延び、前記モータを保持するスポークが設けられており、
前記スポークは、前記主翼により送気された気体を前記フレームの外部へ排気するための導翼となることを特徴とする軸流ファン。
【請求項９】
請求項８に記載の軸流ファンにおいて、
前記スポークは、前記主翼の回転方向と反対方向に湾曲し、
前記主翼により送気された気体をすくい上げるような曲面を有していることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の軸流ファンにおいて、
前記フレームは金属製あるいは、熱伝導性の高い樹脂製であることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、
前記フレームの吸気側の開口周縁には、反送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状の整流板が設けられていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、
前記フレームには、吸気側の開口を覆うフィルタが取り付けられていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１３】
請求項１２に記載の軸流ファンにおいて、
前記フィルタの開口は、多角形状または円形形状であり、
前記フィルタの厚さ寸法は、０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１４】
請求項１３に記載の軸流ファンにおいて、
前記フィルタの開口の径寸法は、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、
開口率は７０％以上、９０％以下であることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１５】
請求項１２から１４の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記フィルタは、前記フレームの開口から所定の間隔をあけて取り付けられていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１６】
請求項１から１５の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主軸、主翼、補助翼及び主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、
前記フレームの排気側には、内部にルーバが取り付けられた筒状のカバーが設けられており、
前記ルーバを構成する複数のルーバ部材は、前記カバーの中心から周縁に向かって延びており、前記主翼により送気された気体を前記フレームの外部へ排気するための導翼となることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１７】
請求項１６に記載の軸流ファンにおいて、
前記ルーバ部材は、前記主翼の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置されていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１８】
請求項１から１５の何れかに記載の軸流ファンにおいて、
前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、
前記フレームの排気側には、内部にルーバが取り付けられた筒状のカバーが設けられており、
前記ルーバを構成する複数のルーバ部材は、略平行に配置されており、
前記ルーバ部材の遮光面と前記主翼の傾斜方向とが略直交する部分における隣接するルーバ部材間の間隔は、前記ルーバ部材の遮光面と前記主翼の傾斜方向とが略平行となる部分における前記ルーバ部材間の間隔よりも広くなっていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項１９】
請求項１６から１８に記載の軸流ファンにおいて、
前記ルーバは、前記フレームの排気側の開口から所定の間隔をあけて設置されていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項２０】
光源から出射された光束を光変調装置により画像情報に応じて変調し、拡大投写して投写画像を形成する光学系と、空気を流通させるためのファンとを備えるプロジェクタであって、
前記ファンは、請求項１から１９の何れかに記載の軸流ファンであることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、軸流ファン及びプロジェクタに関する。
【背景技術】  従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタが用いられている。プロジェクタは、光源装置から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像を拡大投写している。
このようなプロジェクタでは、投写される光学像を鮮明に表示させるために光源の高輝度化が必要とされており、これに伴って、光源で発生する熱を外部へと排気する必要がある。このため、プロジェクタには、外部の冷却空気をファンによって吸気し、この吸気した冷却空気をダクトによって所定の場所まで導いた後に、このダクトの排気口から、外部へと排気する冷却構造が採用されている。
吸気した冷却空気を排気口まで導き、プロジェクタの内部を充分に冷却するには、高い静圧を確保する必要がある。従来から使用されているファンは、静圧を得ることよりも、風量を得ることを重視したものとなっており、所定の風量を確保しつつ、高い静圧を確保するためには、ファンを高速で回転させなければならない。また、プロジェクタの小型化が進むにつれて、発熱源の熱密度が高まっており、充分な冷却を行うには、所望の静圧と、風量を確保する必要がある。そのため、ファンを高速で回転しなくてはならない。このように、所定の風量及び静圧を確保し、充分な冷却を行うには、ファンの高速回転化は避けられず、騒音が発生してしまうという問題がある。特に、近年、プロジェクタは、プレゼンテーションのみならず、家庭内でのホームシアター等にも使用されることが多くなってきているため、騒音の低減は強く望まれている。
本発明の目的は、高い静圧を確保でき、かつ、騒音の低減を図ることができる軸流ファン及びこの軸流ファンを備えるプロジェクタを提供することである。
【発明の開示】
本発明の軸流ファンは、主軸の外周面にその軸方向に傾斜して設けられた複数枚の主翼を備え、前記主翼の回転方向前縁を吸気側、回転方向後縁を排気側として送気を行う軸流ファンであって、互いに隣接する前記各主翼間には補助翼が設けられており、前記補助翼の回転方向後端部から回転方向前端部までの前記主軸の軸方向に沿った高さ寸法は、前記主翼の回転方向後端部から回転方向前端部までの前記主軸の軸方向に沿った高さ寸法の１／２以上、４／５以下であり、前記主翼の回転方向のピッチ寸法をＷとした場合、前記補助翼の回転方向前端部は、反回転方向に隣接する前記主翼の回転方向前端部から回転方向に沿って−１／８Ｗから＋１／８Ｗの範囲内に位置していることを特徴とする。
この構成の本発明では、補助翼を設けることにより、軸流ファンの中を流れる気体の速度が向上し、速度が均一化するので、乱流の発生を抑制できる。従って、高い回転数でファンを回転させた場合であっても、乱流と主翼及び補助翼とがぶつかることにより発生する騒音を低減でき、高静圧かつ低騒音の軸流ファンとすることができる。
また、補助翼の高さ寸法を主翼の高さ寸法の１／２以上、４／５以下とし、補助翼の回転方向前端部の位置を反回転方向に隣接する主翼の回転方向前端部から回転方向に沿って−１／８Ｗから＋１／８Ｗ（特に好ましくは−１／９Ｗから＋１／９Ｗ）の範囲内とすることで、乱流の発生をより効果的に防止できる。
さらに、補助翼を設けることで、例えば、この軸流ファンをプロジェクタ等の光源を有する機器に使用した場合、ファンの主翼間の隙間から漏れる光の量を少なくすることができる。
この際、前記主翼の回転方向のピッチ寸法をＷとした場合、前記補助翼の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼の回転方向後端部から回転方向にＷ／２離れていることが好ましい。
補助翼の回転方向後端部の位置を反回転方向に隣接する主翼の後端部からＷ／２離れた位置とすることで、より効果的に、軸流ファンの中を流れる気体の速度を均一化でき、乱流の発生を防止できる。
また、前記主軸に対する前記補助翼の取付角度をθ２、前記主軸に対する前記主翼の取付角度をθ１とした場合、最大でθ２＝θ１＋５°であることが好ましい。
補助翼の取付角度θ２を最大で主翼の取付角度θ１＋５°とし、補助翼と主翼との間を狭めることで、気体の流速を高め、さらに流れを整えることができる。これにより、乱流の発生を効果的に防止でき、低騒音化を図ることができる。
この際、前記主翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の形状は、流線形状またはこれに近似した形状であり、前記補助翼は、前記主翼と略相似形状あるいは近似形状であることが好ましい。
主翼及び補助翼の主軸の軸方向に沿った断面形状を流線形状またはこれに近似した形状とすることで、軸流ファンの中を流れる気体と、主翼、補助翼との間の抵抗を少なくすることができるため、騒音の発生を低減できる。
さらに、前記補助翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法は、前記主翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法以下であることが好ましい。
補助翼の主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法を主翼の主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法以下とすることで、気流の抵抗を低減し、さらに効果的に乱流の発生を防止できる。
また、排気側から見た際に、前記主翼は、隣接する主翼に重なり合うように配置されていることが好ましい。
排気側から見た際に、隣接する主翼同士が重なるように配置することで、例えば、この軸流ファンをプロジェクタ等の光源を有する機器に使用した場合、光の主翼間の隙間からの漏れを防止できる。
さらに、前記主翼の正圧面及び負圧面には、光沢面が形成されていることが望ましい。
ここで、正圧面とは、軸流ファン内を流れる気体により圧力がかかる面をいい、負圧面とは、主翼の前記正圧面と反対側の面をいう。
正圧面や負圧面に光沢面を形成する方法としては、例えば、正圧面や負圧面を磨いて光沢面とする方法や、光沢のあるシールを貼り付けたりする方法が考えられる。
主翼の正圧面及び負圧面に光沢面を形成することで、軸流ファンの中を流れる気体と、主翼の正圧面及び負圧面との間の気流の剥離を少なくすることができる。従って、乱流の発生を略確実に防止でき、軸流ファンの低騒音化を図ることができる。
また、前記主軸を駆動するモータと、前記主軸、主翼、補助翼及び前記モータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口した筒状のフレームとを備え、前記フレームには、前記フレームの排気側の開口周縁から開口の略中心に向かって延び、前記モータを保持するスポークが設けられており、前記スポークは、前記主翼により送気された気体を前記フレームの外部へ排気するための導翼となることが好ましい。
スポークを導翼とすることで、主翼により送気される気体をスムーズに外部に排気することができる。従って、主翼により送気される気体とスポークとがぶつかり合うことによって発生する騒音を低減することができる。
この際、前記スポークは、前記主翼の回転方向と反対方向に湾曲し、前記主翼により送気された気体をすくい上げるような曲面を有していることが好ましい。
スポークは、主翼の回転方向と反対方向に湾曲しており、気体をすくいあげるような曲面を有しているので、主翼から送気された気体は、スポーク上をスムーズに流れることとなる。これにより、よりスムーズに気体を排気することが可能となり、気体とスポークとがぶつかり合うことによって発生する騒音をより効果的に低減できる。
前記フレームは金属製あるいは、熱伝導性の高い樹脂製であることが好ましい。
フレームを熱伝導性の低い部材で成形した場合には、放熱しにくいため、主軸を駆動するモータのコイルの熱により、コイル及びモータ駆動用のＩＣが損傷しまうという問題がある。
これに対し、本発明では、フレームを金属製または、熱伝導性の高い樹脂製としたため、放熱性を向上させることができ、コイル及びモータ駆動用のＩＣが熱により影響を受けてしまうことを防止できる。従って、軸流ファンの耐久性も向上できる。
また、フレームを金属製とすれば、フレームの剛性と精度も確保できる。
この際、前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームの吸気側の開口周縁には、反送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状の整流板が設けられていることが好ましい。
整流板を設けない場合には、ファンの強い吸気力により、あらゆる方向から気体が吸気されるため、乱流が生じ騒音が発生しやすい。これに対し、本発明のように、テーパー形状の整流板を設けることで、軸流ファンに吸気される気体の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。
また、整流板をフレームの開口と同じ径とした場合には、整流板が吸気の流れを阻害することとなるため、充分な騒音低減効果が得られないが、本発明では、整流板をテーパー形状としたので、整流板により吸気の流れが阻害されることがなく、充分に騒音を低減できる。
さらに、前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームには、吸気側の開口を覆うフィルタが取り付けられていることが好ましい。
通常、フィルタには、略同一形状の複数の開口が形成されているため、フレームの吸気側の開口にフィルタを設け、このフィルタを介して軸流ファン内に気体を通気することで、軸流ファンに吸気される気体の流れを揃えることができる。これにより、騒音の低減を図ることができる。
さらに、前記フィルタの開孔は、多角形状または円形形状であり、前記フィルタの厚さ寸法は、０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。
フィルタの開口を多角形状または円形形状とし、厚さ寸法を０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることで、最も効果的に騒音を低減できる。
また、前記フィルタの開口の径寸法は、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、開口率は７０％以上、９０％以下であることが好ましい。また、このようなフィルタは、前記フレームの開口から所定の間隔をあけて取り付けられていることが好ましい。
フィルタの開口径が０．３ｍｍ未満である場合や、開口率が７０％未満である場合には、気体の通りが悪くなり、流量が低下する虞がある。また、開口径が３ｍｍよりも大きいと、気体の流れを揃えることが困難となる虞がある。さらに、開口率を９０％を超えるものとした場合にはフィルタの加工性が低下する可能性がある。
本発明では、開口率を７０％以上、９０％以下とし、開口径を０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下としているのでこのような問題は生じない。
また、フレームの開口から所定の間隔をあけてフィルタを取り付けることで、さらに、騒音を低減できる。
この際、前記主軸、主翼、補助翼及び主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームの排気側には、内部にルーバが取り付けられた筒状のカバーが設けられており、前記ルーバを構成する複数のルーバ部材は、前記カバーの中心から周縁に向かって延びており、前記主翼により送気された気体を前記フレームの外部へ排気するための導翼となることが好ましい。
フレームの排気側に、導翼となるルーバを備えたカバーを設けることにより、排気される気体を整流することができる。従って、乱流の発生を防止でき、さらなる低騒音化を図ることができる。
この際、前記ルーバ部材は、前記主翼の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置されていることが好ましい。
ルーバ部材を主翼の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置することで、例えば、この軸流ファンをプロジェクタ等の光源を有する機器に搭載した際に、隣接する主翼間から漏れる光を遮断することができる。
また、本発明の軸流ファンは、前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームの排気側には、内部にルーバが取り付けられた筒状のカバーが設けられており、前記ルーバを構成する複数のルーバ部材は、略平行に配置されており、前記ルーバ部材の遮光面と前記主翼の傾斜方向とが略直交する部分における隣接するルーバ部材間の間隔は、前記ルーバ部材の遮光面と前記主翼の傾斜方向とが略平行となる部分における前記ルーバ部材間の間隔よりも広くなっているものであってもよい。
ルーバが設けられたカバーを取り付けることで、排気される気体の流れを整えることができるので、乱流の発生を防止でき、さらなる低騒音化を図ることができる。
また、ルーバ部材の遮光面と主翼の傾斜方向とが略直交する部分におけるルーバ部材間の間隔は、ルーバ部材の遮光面と主翼の傾斜方向とが略平行となる部分におけるルーバ部材間の間隔よりも広くなっている。このようにルーバ部材間の間隔を広くとることで、風量損失を抑制することが可能となり、さらなる低騒音化を図ることができる。
さらに、本発明では、ルーバ部材を略平行に配置しているため、ルーバ部材の設置作業に手間を要さない。
この際、前記ルーバは、前記フレームの排気側の開口から所定の間隔をあけて設置されていることが好ましい。
ルーバと、フレームの開口との間をあけることで、さらに騒音を低減できる。
本発明のプロジェクタは、光源から出射された光束を光変調装置により画像情報に応じて変調し、拡大投写して投写画像を形成する光学系と、空気を流通させるためのファンとを備えるプロジェクタであって、前記ファンは、請求項１から１９の何れかに記載の軸流ファンであることを特徴とする。
このプロジェクタは、上述した軸流ファンを備えているため、軸流ファンと同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタを上方前面側から見た斜視図である。
図２は、前記プロジェクタを下方背面側から見た斜視図である。
図３は、前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図１の状態からアッパーケースを外した図である。
図４は、前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図３の状態から制御基板を外した図である。
図５は、前記プロジェクタを構成する光学ユニットを示す分解斜視図である。
図６は、前記光学ユニットを模式的に示す図である。
図７は、前記光学ユニットを構成する光学装置本体を示す斜視図である。
図８は、前記プロジェクタの内部における冷却系を説明するための斜視図であり、具体的には、図４から上ライトガイドおよび前記光学装置本体を取り外し、冷却系を示した図である。
図９は、前記光学ユニットの冷却系を説明するための斜視図である。
図１０は、軸流ファンを示す斜視図である。
図１１は、軸流ファンを示す断面図である。
図１２は、軸流ファン本体を示す斜視図である。
図１３は、軸流ファン本体の正面図である。
図１４は、軸流ファン本体の展開図である。
図１５は、軸流ファンのフレームを示す斜視図である。
図１６は、軸流ファンのフレーム及びフィルタを示す斜視図である。
図１７は、軸流ファンのフィルタを示す平面図である。
図１８は、主翼及び補助翼と、ルーバ部材との関係を示す模式図である。
図１９は、第２実施形態にかかる軸流ファンを示す斜視図である。
図２０は、前記軸流ファンの断面図である。
図２１は、主翼及び補助翼と、ルーバ部材との関係を示す模式図である。
図２２は、前記軸流ファンのカバーを示す平面図である。
図２３は、実施例における軸流ファン本体の展開図である
【発明を実施するための最良の形態】    以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
１．第１実施形態
〔１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
図１または図２に示すように、プロジェクタ１は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース２を備える。この外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２とを備え、これらのケース２１，２２は、互いに着脱自在に構成されている。
アッパーケース２１は、図１，２に示すように、プロジェクタ１の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１Ａ、側面部２１Ｂ、前面部２１Ｃおよび背面部２１Ｄを含んで構成される。
同様に、ロアーケース２２も、図１，２に示すように、プロジェクタ１の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、前面部２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。
従って、図１，２に示すように、直方体状の外装ケース２において、アッパーケース２１およびロアーケース２２の側面部２１Ｂ，２２Ｂ同士が連続的に接続されて直方体の側面部分２１０が構成され、同様に、前面部２１Ｃ，２２Ｃ同士の接続で前面部分２２０が、背面部２１Ｄ，２２Ｄ同士の接続で背面部分２３０が、上面部２１Ａにより上面部分２４０が、下面部２２Ａにより下面部分２５０がそれぞれ構成される。
図１に示すように、上面部分２４０において、その前方側には操作パネル２３が設けられ、この操作パネル２３の近傍には音声出力用のスピーカ孔２４０Ａが形成されている。
前方から見て右側の側面部分２１０には、２つの側面部２１Ｂ，２２Ｂを跨る開口２１１が形成されている。ここで、外装ケース２内には、後述するメイン基板５１と、インターフェース基板５２とが設けられており、この開口２１１に取り付けられるインターフェースパネル５３を介して、メイン基板５１に実装された接続部５１Ｂと、インターフェース基板５２に実装された接続部５２Ａとが外部に露出している。これらの接続部５１Ｂ，５２Ａにおいて、プロジェクタ１には外部の電子機器等が接続される。
前面部分２２０において、前方から見て右側で、前記操作パネル２３の近傍には、２つの前面部２１Ｃ，２２Ｃを跨ぐ円形状の開口２２１が形成されている。この開口２２１に対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口２２１から投写レンズ４６の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。
前面部分２２０において、前記開口２２１の反対側の位置には、排気口２２２が形成されている。この排気口２２２には、安全カバー２２２Ａが形成されている。
図２に示すように、背面部分２３０において、背面から見た右側には矩形状の開口２３１が形成され、この開口２３１からインレットコネクタ２４が露出するようになっている。
下面部分２５０において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口２５１が形成されている。開口２５１には、この開口２５１を覆うランプカバー２５が着脱自在に設けられている。このランプカバー２５を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。
また、下面部分２５０において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面２５２が形成されている。この矩形面２５２には、外部から冷却空気を吸気するための吸気口２５２Ａが形成されている。矩形面２５２には、この矩形面２５２を覆う吸気口カバー２６が着脱自在に設けられている。吸気口カバー２６には、吸気口２５２Ａに対応する開口２６Ａが形成されている。開口２６Ａには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。
さらに、下面部分２５０において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ１の脚部を構成する後脚２Ｒが形成されている。また、下面部２２Ａにおける前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２Ｒおよび２つ前脚２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。
また、図１，２に示すように、下面部分２５０と前面部分２２０とを跨るように、外装ケース２における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部２５３が形成されている。この凹部２５３には、該凹部２５３の下側および前側を覆う前後方向にスライド自在なファンカバー２７が設けられている。このファンカバー２７により、凹部２５３には、プロジェクタ１の遠隔操作を行うための図示しないリモートコントローラ（リモコン）が収納される。
ここで、図３，４は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。具体的には、図３は、図１の状態からプロジェクタ１のアッパーケース２１を外した図である。図４は、図３の状態から制御基板５を外した図である。
外装ケース２には、図３，４に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット３と、この電源ユニット３の前側に配置された平面視略Ｌ字状で光学系としての光学ユニット４と、これらのユニット３，４の上方および右側に配置される制御部としての制御基板５とを備える。これらの各装置３〜５によりプロジェクタ１の本体が構成されている。
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の下方に配置された図示しないランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源３１は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板５等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する図３，４では図示しない光源ランプに、電源３１から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。
電源３１および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ１の背面側で左右方向に延びている。
また、電源３１および前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材３１Ａによって周囲を覆われている。
シールド部材３１Ａは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源３１や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。
制御基板５は、図３に示すように、ユニット３，４の上側を覆うように配置されＣＰＵや接続部５１Ｂ等を含むメイン基板５１と、このメイン基板５１の下側に配置され接続部５２Ａを含むインターフェース基板５２とを備える。
この制御基板５では、接続部５１Ｂ，５２Ａを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板５１のＣＰＵ等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
メイン基板５１は、金属製のシールド部材５１Ａによって周囲を覆われている。メイン基板５１は、図３ではわかり難いが、光学ユニット４を構成する上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａ（図４）に当接している。
〔２．光学ユニットの詳細な構成〕
ここで、図５は、光学ユニット４を示す分解斜視図である。図６は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図６に示すように、光源装置４１１を構成する光源ランプ４１６から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を拡大して投射するユニットであり、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写レンズ４６と、これらの光学部品４１〜４４，４６を収納する合成樹脂製のライトガイド４７（図５）とを備える。
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
以上説明した液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３およびクロスダイクロイックプリズム４４４は、一体的にユニット化された光学装置本体４５として構成されている。図７は、光学装置本体４５を示す斜視図である。
光学装置本体４５は、図７に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４４と、このクロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定された合成樹脂製の固定板４４７と、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けられ、射出側偏光板４４３を保持する金属製の保持板４４６と、この保持板４４６の光束入射側に取り付けられた透明樹脂製の４つのピン部材４４５によって保持される液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）とを備える。
保持板４４６と液晶パネル４４１との間には、所定間隔の空隙が設けられており、この空隙部分に冷却空気が流れるようになっている。
光学装置本体４５は、固定板４４７に形成された４つの腕部４４７Ａの丸穴４４７Ｂを介して、下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
ライトガイド４７は、図５に示すように、各光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上側開口を閉塞する蓋状の上ライトガイド４７２とを備えて構成される。
図５に示すように、平面視略Ｌ字状の下ライトガイド４７１の一端側には、光源装置４１１が収容されている。他端側には、下ライトガイド４７１に形成されたヘッド部４７３を介して、投写レンズ４６がねじ止め固定されている。
また、図５に示すように、下ライトガイド４７１に収納された光学装置本体４５は、２つのばね部材５０を挟んだ状態で下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。この２つのばね部材５０は、フィールドレンズ４１８および入射側偏光板４４２を下方へと付勢して位置を特定する。
〔３．冷却構造〕
図８は、図４から前記上ライトガイドおよび光学装置本体４５を取り外した図である。また、図９は、光学ユニット４を示す斜視図である。
ここで、プロジェクタ１には、図８，９に示すように、液晶パネル４４１を主に冷却するパネル冷却系Ａと、偏光変換素子４１４を主に冷却する偏光変換素子冷却系Ｂと、電源ユニット３を主に冷却する電源冷却系Ｃと、光源装置４１１を主に冷却する光源冷却系Ｄとが設けられている。
図８に示すように、パネル冷却系Ａでは、電源ユニット３の下側に配置された大型のシロッコファン６１が用いられている。
パネル冷却系Ａでは、図８または図９に示すように、シロッコファン６１によって、外装ケース２の下面部分２５０に形成された吸気口２５２Ａ（図２）から吸気された外部の冷却空気は、図示しないダクトによって光学装置本体４５の下方へと導かれ、下ライトガイド４７１における各液晶パネル４４１の下側に形成された吸気口からライトガイド４７内部へと入る。この冷却空気は、図９に示すように、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとクロスダイクロイックプリズム４４４との間の空隙を通って、液晶パネル４４１と前記射出側偏光板を冷却し、上ライトガイド４７２と前記制御基板との間の空間に排気される。また、この冷却空気は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとフィールドレンズ４１８との間の空隙を通って、液晶パネル４４１と前記入射側偏光板を冷却し、上ライトガイド４７２と前記入射側偏光板との間の空間に排気される。
なお、この空間に排気された空気は、上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａと前記制御基板５との当接により、投写レンズ４６側へは流れないようになっている。
偏光変換素子冷却系Ｂでは、前記シロッコファン６１によって吸気された冷却空気は、下ライトガイド４７１の下側に配置された図示しないダクトによって、偏光変換素子４１４の下側まで導かれ、下ライトガイド４７１における偏光変換素子４１４の下側に形成された吸気口からライトガイド４７内へ入り、偏光変換素子４１４を冷却した後に、上ライトガイド４７２に形成された排気口４７４から排気される。
電源冷却系Ｃでは、図８に示すように、金属製の板材を挟んでシロッコファン６１の上側に配置された小型のシロッコファン６２が用いられている。
電源冷却系Ｃでは、パネル冷却系Ａによって上ライトガイド４７２と前記制御基板５の間に流れてきた冷却空気は、制御基板５を冷却しつつシロッコファン６２によって吸気され、電源ユニット３の内部側へと排気される。この内部に排気された空気は、シールド部材３１Ａに沿って流れて電源３１および前記ランプ駆動回路を冷却し、シロッコファン６２とは反対側の開口から排気される。
光源冷却系Ｄでは、光源装置４１１の前面側に配置された軸流ファン７と、この軸流ファン７に取り付けられたダクト６４とが用いられている。
光源冷却系Ｄでは、電源冷却系Ｃおよび偏光変換素子冷却系Ｂから排気された空気は、軸流ファン７の吸引によって、光源装置４１１の側面部分に形成されたスリット状の開口から光源装置４１１内に入り込んで光源ランプ４１６を冷却し、ダクト６４を介して、外装ケース２の排気口２２２から外部へと排気される。
〔４．軸流ファンの構造〕
次に、軸流ファン７について説明する。図１０及び図１１に軸流ファン７を示す。この軸流ファン７は、軸流ファン本体７０と、この軸流ファン本体７０を収納するフレーム７１と、このフレーム７１に取り付けられたカバー７２とを備える。
図１１及び図１２に示すように、軸流ファン本体７０は、主軸７０１と、ケーシング７００と、ケーシング７００を介して主軸７０１の外周面に取り付けられた複数枚、例えば、７枚の主翼７０２と、各主翼７０２間に配置された補助翼７０３と、主軸７０１を駆動するモータ７３とを備えている。
ケーシング７００は、円筒状であり、一方の端面が開口している。このケーシング７００内には、主軸７０１及びモータ７３が収容されている。
モータ７３は、ケーシング７００の内側に設けられた円筒状のステータ７３４と、ステータ７３４の内周面に固定された磁石７３１と、この磁石７３１に対向配置された磁石７３２と、基板７３５とを備える。磁石７３２の周囲にはコイル７３３が巻回されている。基板７３５上には、図示しないがモータ駆動用のＩＣや回路等が実装されており、コイル７３３に流れる電流が制御されている。
主軸７０１は、その先端がステータ７３４の内側に固定され、このステータ７３４及びケーシング７００を支持している。
流体軸受け７０４は、主軸７０１を回転可能に支持するものであり、主軸７０１が挿入される軸受け孔７０４Ａ１が形成された円筒状の本体７０４Ａと、この本体７０４Ａに形成された台部７０４Ｂとを備える。本体７０４Ａの軸受け孔７０４Ａ１には、潤滑剤としての流体が注入されている。
主翼７０２及び補助翼７０３は、主軸７０１の軸方向に対して傾斜して設けられている。図１４に示すように、主軸７０１に対する補助翼７０３の取付角度をθ２、主軸７０１に対する補助翼７０３の取付角度をθ１とした場合、θ２は、θ１−１０°以上、θ１＋５°以下となっている。なかでも、θ２＝θ１＋５°が好ましい。主翼７０２の主軸７０１に沿った断面形状は、流線形状となっている。
なお、主軸７０１を駆動させると、気体は、図１１の矢印Ｐ方向に流れ、主翼７０２の回転方向前縁が吸気側、回転方向後縁が排気側となる。
図１２に示すように、主翼７０２の正圧面（軸流ファン７内を流れる気体により圧力がかかる面）７０２Ａ及び負圧面（前記正圧面７０２Ａと反対側の面）７０２Ｂには、光沢面７０２Ｃが形成されている。この光沢面７０２Ｃは、正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂの中心から、回転方向後縁に向かって形成されている。この光沢面７０２Ｃは、正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂを直接、磨くことで形成してもよく、また、光沢のあるシールを貼り付けることで形成してもよい。
さらに、図１３に示すように、主翼７０２は、隣接する主翼７０２が排気側から見た際に、例えば１ｍｍ程度重なり合うように配置されている。
また、図１４に示すように、主翼７０２は、回転方向に沿ってピッチ寸法（主翼７０２の回転方向前端部間の寸法）Ｗで等間隔に配置されている。このピッチ寸法Ｗは、例えば１８．７ｍｍである。また、主翼７０２の回転方向後端部から回転方向前端部までの主軸７０１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈ１は、例えば１３．６ｍｍである。
さらに、主翼７０２の主軸７０１の軸方向に沿った断面の厚さ寸法Ｔ１は、例えば、１．２ｍｍである。
補助翼７０３は、主翼７０２の相似形状となっている。補助翼７０３の回転方向後端部から回転方向前端部までの主軸７０１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈ２は、Ｈ１の約３／４であり、例えば９．８ｍｍである。また、回転方向に沿ってＸ軸を設定した場合、Ｘ軸に対する補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部の位置とは一致している。
さらに、補助翼７０３の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部から回転方向（Ｘ軸の＋方向）にＷｂ、例えば、Ｗ／２離れている。すなわち、補助翼７０３は、互いに隣接する主翼７０２間の略中央に設けられていることとなる。
また、補助翼７０３の主軸７０１の軸方向に沿った断面の厚さ寸法Ｔ２は、主翼７０２の前記断面の厚さ寸法Ｔ１よりも小さくなっており、例えば、１．０ｍｍである。
図１１及び図１５に示すように、フレーム７１は、アルミニウム、マグネシウム等の金属製であり、その外径は、例えば、５０ｍｍ以下である。フレーム７１は、その吸気側及び排気側の端面が開口した円筒形状のフレーム本体７１１と、４個の固定部７１２とを備えている。
固定部７１２は、フレーム本体７１１の排気側の開口周縁からフレーム本体７１１の外方に向かって延びている。固定部７１２には、ねじ止め用の孔７１２Ａが形成されており、この固定部７１２にダクト６４がねじ止めされることとなる。
フレーム本体７１１の内周側と、主翼７０２との間には、０．５ｍｍ以下、好ましくは、０．３ｍｍ以下の隙間が形成されている。
また、フレーム本体７１１の排気側の開口には、モータ７３を保持するスポーク７１３が設けられている。このスポーク７１３は、フレーム本体７１１の排気側の開口周縁から開口の略中心に向かって延びており、フレーム本体７１１の開口の略中心に配置された台座７１４に一体成形されている。この台座７１４上にモータ７３が載置される。さらに、この台座７１４の略中央部分には、段部７１４Ａが形成された孔７１４Ｂが形成されており、この孔７１４Ｂの段部７１４Ａに流体軸受け７０４の台部７０４Ｂが係合する。
スポーク７１３は、主翼７０２の回転方向と反対方向に湾曲し、主翼７０２により送気された空気をすくい上げるような曲面が形成されている。これにより、スポーク７１３は、主翼７０２により送気された空気をフレーム本体７１１の外部へ排気するための導翼としての役割を果たすこととなる。
また、スポーク７１３と、主翼７０２の回転方向後縁との間には約５ｍｍ以下の隙間が形成されている。
このようなスポーク７１３は、例えば４本設けられており、主翼７０２の数からスポーク７１３の数を引いた数が奇数となっている。
一方、図１６に示すように、フレーム本体７１１の吸気側の開口には、吸気側の開口を覆うようにフィルタ７１５が取り付けられている。フィルタ７１５は、フレーム本体７１１の吸気側の開口との間に所定の間隔をあけて配置されている。例えば、フィルタ７１５と、フレーム本体７１１の吸気側の開口との間に３ｍｍ前後の隙間を形成する。
フィルタ７１５は、ＳＵＳやアルミニウム等の金属板や樹脂板を部分的に接着し、積層した後、これを金属板または樹脂板の直交方向に引っ張る方法や金属板をエッチングする方法により得られる。
フィルタ７１５としては、例えば、図１６及び図１７（Ａ）に示すような、フィルタ７１５Ａが挙げられる。このフィルタ７１５Ａは、金属板等をエッチングすることにより得られたものであり、開口形状が正六角形形状である。
本実施形態では、開口が正六角形状のフィルタ７１５Ａを採用したが、これに限らず、例えば、図１７（Ｂ）〜（Ｄ）にあげるようなものも採用できる。
図１７（Ｂ）に示すようなフィルタ７１５Ｂは、ＳＵＳ等の金属や、耐熱樹脂製のワイヤを平織りしたものであり、開口形状が四角形状となっている。
さらに、図１７（Ｃ）に示すようなフィルタ７１５Ｃは、いわゆるハニカムメッシュと呼ばれるフィルタであり、フィルタ７１５Ｃの開口形状は、六角形形状である。
また、図１７（Ｄ）に示すようなフィルタ７１５Ｄは、板状の材料に略円形形状の孔をあけたものである。
以上のような、フィルタ７１５（７１５Ａ〜７１５Ｄ）の厚さ寸法Ｔは、好ましくは０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、特に好ましくは３ｍｍ以下である。開口径Ｒは０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下が好ましく、開口率Ｑは、７０％以上、９０％以下が好ましい。また、開口を形成する枠の幅ＦＷは、特に限定されない。
なお、フィルタ７１５Ａでは、開口径Ｒは、０．３ｍｍ程度が特に好ましく、フィルタ７１５Ｂでは、開口径Ｒは１．２ｍｍ程度が特に好ましい。
また、ここでは、開口の形状が六角形、四角形、円形のものを例示したが、これに限らず、他の形状、例えば、六角形、四角形以外の多角形等であってもよい。
次に、図１０に戻って、フレーム本体７１１の排気側に取り付けられた筒状のカバー７２について説明する。カバー７２は、樹脂または金属製であり、送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状となっている。カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法は、２〜５ｍｍ程度である。このカバー７２の略中央には、平面略円形形状の支持部７２０が設置されている。また、このカバー７２の内部には、ルーバ７２１が取り付けられている。
ルーバ７２１は、カバー７２の中心に設置された支持部７２０からカバー７２周縁に向かって延びるとともに、等間隔で配置された複数枚のルーバ部材７２２を備えている。図１８にも示すように、このルーバ部材７２２は、主翼７０２の傾斜方向と反対方向に傾斜し、主翼７０２の回転方向と反対方向に湾曲している。そのため、主翼７０２間から漏れた光Ｐは、ルーバ部材７２２に当たることとなる。
また、ルーバ部材７２２には、主翼７０２により送気された空気をすくい上げるような曲面が形成されている。さらに、ルーバ部材７２２の主軸７０１の軸方向に沿った方向の断面形状は、流線形状となっている。これにより、ルーバ部材７２２は、主翼７０２により送気された空気をフレーム７１の外部へ排気する導翼としての役割を果たすこととなる。
また、ルーバ部材７２２と、フレーム本体７１１との間には、例えば、０．５〜２ｍｍの隙間が形成されている。ルーバ部材７２２の本数は、主翼７０２の本数の２倍であり、本実施形態では主翼７０２は７枚であるため、ルーバ部材７２２は１４本となる。
従って、本実施の形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１−１）補助翼７０３を設けることで、軸流ファン７の中を流れる気体の速度が向上し、速度が均一化するため、乱流の発生が防止できる。そのため、高い回転数で軸流ファン７を回転させた場合であっても、乱流と主翼７０２及び補助翼７０３とがぶつかることにより発生する騒音を低減でき、高静圧かつ低騒音の軸流ファン７とすることができる。
（１−２）また、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２を主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の約３／４とし、Ｘ軸に対する補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部の位置とを一致させることで、乱流の発生をより効果的に防止できる。
（１−３）さらに、補助翼７０３を設けることで、主翼７０２間の隙間から漏れる光の量を少なくすることができる。
（１−４）補助翼７０３の回転方向後端部と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部との距離ＷｂをＷ／２とすることで、より効果的に、軸流ファン７の中を流れる気体の速度を均一化でき、乱流の発生を抑制できる。
（１−５）補助翼７０３の取付角度θ２を最大で主翼７０２の取付角度θ１＋５°とし、補助翼７０３と反回転方向に隣接する主翼７０２と間を狭めることで、空気の流速を高め、流れを整えることができる。これにより、効果的に乱流の発生が防止でき、低騒音化を図ることができる。
（１−６）主翼７０２及び補助翼７０３の主軸７０１の軸方向に沿った断面形状を流線形状としたため、軸流ファン７の中を流れる空気と、主翼７０２、補助翼７０３との間の抵抗を少なくすることができ、騒音の発生を低減できる。
（１−７）補助翼７０３の断面の厚さ寸法を主翼７０２の断面の厚さ寸法以下とすることで、さらに効果的に乱流の発生を防止できる。
（１−８）排気側から見た際に、隣接する主翼７０２同士が重なるように配置することで、主翼７０２間の隙間からの光の漏れを略確実に防止できる。
（１−９）主翼７０２の正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂに光沢面７０２Ｃを形成したため、空気が主翼７０２に当たる際の気流の剥離を少なくできる。従って、乱流の発生を略確実に防止でき、軸流ファン７の低騒音化を図ることができる。
（１−１０）フレーム本体７１１の排気側の開口周縁に取り付けられるスポーク７１３を主翼７０２の回転方向と反対方向に湾曲させ、さらに主翼７０２により送気された空気をすくい上げるような曲面を形成したので、スポーク７１３は、導翼としての役割を果たすこととなり、よりスムーズに空気を排気することが可能となる。従って、排気される空気とスポーク７１３とがぶつかり合うことによって発生する騒音を低減することができる。
（１−１１）主翼７０２の数からスポーク７１３の数を引いた数を奇数としたので、共鳴が防止され、騒音を低減させることができる。
（１−１２）フレーム７１を熱伝導性の低い部材で成形した場合には、放熱しにくいため、主軸７０１を駆動するコイル７３３の熱により、モータ７３のコイル７３３及び基板７３５上のモータ駆動用のＩＣが損傷してしまうという問題がある。これに対し、本実施形態では、フレーム７１を金属製としたので、放熱性を向上させることができ、コイル７３３及びモータ駆動用のＩＣが熱により影響を受けてしまうことを防止できる。従って、軸流ファン７の耐久性も向上できる。
（１−１３）また、フレーム７１を金属製としたので、フレーム７１の剛性と精度を確保できる。
（１−１４）さらに、フレーム７１を金属製とすることで、フレーム７１をリサイクルすることも可能となり、環境に対応したものとすることができる。
（１−１５）フレーム本体７１１の内周側と、主翼７０２との間の隙間を０．５ｍｍ以下とすることで、高静圧化することができる。これにより、軸流ファン７を高い回転数で回転させる必要がなくなるので、さらなる低騒音化を図ることができる。
（１−１６）フレーム本体７１１の開口縁全周に沿ってフランジを設け、このフランジにねじ孔を形成してもよいが、この場合には開口縁全周に沿ってフランジが設けられているので、軽量化を図ることが難しい。これに対し、本実施形態では、フレーム本体７１１の開口縁全周にフランジを形成せず、固定部７１２のみを開口周縁に設けたので、フレーム７１の軽量化を図ることができる。
（１−１７）フィルタ７１５を設けない場合には、軸流ファン７の強い吸気力により、あらゆる方向から空気が吸気されるため、乱流が生じ騒音が発生しやすい。これに対し、本実施形態のような正六角形形状の開口が形成されたフィルタ７１５を設けることで、軸流ファン７に吸気される空気の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。さらに、フィルタ７１５と、フレーム本体７１１の開口との間には隙間が形成されているので、より効果的に騒音を低減できる。
（１−１８）また、フィルタ７１５の開口をハニカム形状としてもよいが、ハニカム形状とした場合には、開口が崩れやすいという問題がある。これに対し、本実施形態では、正六角形状の開口を備えたフィルタ７１５Ａを採用したので、ハニカム形状に比べて開口が崩れにくい。そのため、騒音低減効果を確実に発揮することができる。
なお、開口が四角形状のフィルタ７１５Ｂを採用した場合にも、同様の効果を奏することができる。
（１−１９）フィルタ７１５の開口径Ｒが０．３ｍｍ未満である場合や、開口率が７０％未満である場合には、気体の通りが悪くなり、流量が低下する虞がある。また、３ｍｍよりも大きいと、気体の流れを揃えることが困難となる虞がある。さらに、開口率を９０％を超えるものとした場合にはフィルタの加工性が低下する可能性がある。
本実施形態では、フィルタ７１５の開口径Ｒを０．３ｍｍ〜３ｍｍとし、開口率Ｑを７０以上、９０％以下としたので、このような問題は生じない。
（１−２０）フレーム本体７１１の排気側に取り付けられたカバー７２には、導翼となるルーバ７２１が設けられているので、排気される空気を整流することができる。従って、乱流の発生を防止でき、さらなる低騒音化を図ることができる。また、ルーバ７２１と、フレーム本体７１１の開口との間には隙間が形成されているので、より一層の低騒音化を図ることができる。
（１−２１）カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法を長くするほど、ルーバ部材７２２の取付角度（主軸７０１の軸方向に対するルーバ部材７２２の傾斜角度）を大きくすることができ、ルーバ部材７２２を俳気される空気の流れに沿った方向に延びるものとすることができるため、ルーバ部材７２２と、排気される空気との間に生じる抵抗を小さくできる。従って、カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法を長くすることが好ましいが、長くしすぎると、軸流ファン７にダクト６４を取り付けることが困難となる。本実施形態では、カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法は、２〜５ｍｍ程度としたので、排気される空気との抵抗を抑えることができ、かつ、ダクト６４の取付けも容易に行うことができる。
（１−２２）ルーバ部材７２２を主翼７０２の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置し、かつ、ルーバ部材７２２の本数を主翼７０２の二倍とすることで、主翼７０２間及び主翼７０２と補助翼７０３間から漏れる光Ｐを遮断することができる（図１８参照）。従って、ユーザに光漏れによる不快感を与えず、使用しやすいプロジェクタ１とすることができる。
（１−２３）軸流ファンの軸受けは、ボールベアリングを採用することが一般的であるが、ボールベアリングを採用した場合には、主軸７０１の回転に伴って擦過音が発生しやすい。これに対し、本実施形態では流体軸受け７０４としているため、主軸７０１の回転に伴う擦過音の発生を防止でき、低騒音化を図ることができる。
２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
第１実施形態では、フレーム本体７１１の吸気側の開口にフィルタ７１５を取り付けたが、本実施形態では、図１９に示すように、整流板７１６が取り付けられている。この整流板７１６は、反送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状となっている。
図２０に示すように、整流板７１６の主軸７０１に対する傾斜角度θ３は、例えば、４５°となっている。
また、整流板７１６の主軸７０１の軸方向の長さ寸法は、例えば、１．５〜１０ｍｍ以下となっている。
なお、この整流板７１６の吸気口に前記第１実施形態と同様のフィルタ７１５を装着することも可能である。このようにフィルタ７１５を設けることで、軸流ファン７に吸気される空気の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。
また、第１実施形態では、ルーバ７２１は、カバー７２の中心から周縁に向かって延びる複数枚のルーバ部材７２２を備えているとした。これに対し、本実施形態では、図２１及び図２２に示すように、ルーバ部材７２３は、所定の間隔で略平行に配置されている。このルーバ部材７２３は、図２２奥側に傾斜している。
なお、図２２においては、ルーバ部材７２３と、ルーバ部材７２３間の隙間とを明確にするため、ルーバ部材７２３に斜線を施している。
主翼７０２の傾斜方向と、ルーバ部材７２３の遮光面とが略直交する部分（図２２右側部分）においては、図２１に示すように、主翼７０２及び補助翼７０３間からの光Ｐがルーバ部材７２３に当たり、確実に遮光できるため、ルーバ部材７２３間の間隔Ｈ３は広くなっている。主翼７０２の傾斜方向と、ルーバ部材７２３の遮光面とが平行に配置される部分においては（図２２左側部分）、ルーバ部材７２３間の間隔Ｈ４は狭くなっており、ルーバ部材７２３は密に配置されている。
このような本実施形態によれば、第１実施形態の（１−１）〜（１−１６）、（１−２１）、（１−２３）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。
（２−１）整流板７１６を設けない場合には、軸流ファン７の強い吸気力により、あらゆる方向から空気が吸気されるため、乱流が生じ騒音が発生しやすい。これに対し、本実施形態のように、テーパー形状の整流板７１６を設けることで、軸流ファン７に吸気される空気の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。
さらに、整流板７１６の吸気口にフィルタ７１５を装着することで、整流板７１６の騒音低減効果に加え、フィルタ７１５の騒音低減効果を得ることができ、軸流ファン７のより一層の騒音低減を可能にすることができる。
（２−２）また、整流板をフレーム本体７１１の開口と同じ径のものとした場合には、整流板が吸気の流れを阻害することとなるため、充分な騒音低減効果が得られない。本実施形態では、整流板７１６をテーパー形状としたので、整流板７１６により吸気の流れが阻害されることがなく、充分に騒音を低減できる。
（２−３）ルーバ部材７２３の遮蔽面が主翼７０２の傾斜方向に略直交するように、ルーバ部材７２３を配置したので、隣接した主翼７０２間からの光の漏れをルーバ部材７２３により遮光できる。
（２−４）本実施形態では、主翼７０２の傾斜方向と、ルーバ部材７２３の遮光面とが略直交する部分においては、隣接するルーバ部材７２３間の間隔を広くしている。これにより、風量損失を抑制することが可能となり、さらなる低騒音化を図ることができる。
また、ルーバ部材７２３の遮光面と、主翼７０２の傾斜方向が略平行になるような部分では、ルーバ部材７２３間の間隔を狭くし、密に配置しているので、ルーバ部材７２３間からの光漏れを防止することができる。
（２−５）さらに、本実施形態では、ルーバ部材７２３を略平行に配置しているため、ルーバ部材７２３の設置を容易に行うことができる。
なお、本発明は前述の実施の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。
例えば、前記実施形態では、フレーム本体７１１にカバー７２を取り付けていたが、カバー７２を外装ケース２に取り付けてもよい。ただし、外装ケース２にカバー７２を取り付けた場合には、軸流ファン７の設置位置がずれることにより、カバー７２内のルーバ部材７２２，７２３と、主翼７０２及び補助翼７０３との位置関係がずれてしまうこととなる。そのため、ルーバ部材７２２，７２３の遮光効果が充分に発揮できない可能性があり、これを改善する構造を考慮する必要がある。
これに対し、フレーム本体７１１にカバー７２を取り付けた場合には、例え、軸流ファン７の設置位置がずれてしまっても、ルーバ部材７２２，７２３と、主翼７０２、補助翼７０３と間には、ずれが生じないので、効果的に光漏れを防止できる。さらに、排気側から見たカバーの平面形状は、前記実施形態のような円形形状に限らず、例えば、矩形形状であってもよい。
さらに、第１実施形態では、フィルタ７１５の厚さ寸法は、０．１〜５ｍｍとしたが、この範囲には限られない。
また、第１実施形態では、フィルタ７１５の開口は正六角形としたが、円形形状であってもよい。また、フィルタは、ＳＵＳ等の金属や、耐熱性樹脂材のワイヤーを平織りした矩形の開口を有する部材であってもよい。
さらに、フィルタ７１５の開口径Ｒを、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下としたが、この範囲内には限られない。また、開口率は７０〜９０％としたが、この範囲には限られず、例えば、５０〜９５％の範囲内であってもよい。
さらに、第１実施形態では、フィルタ７１５のみを取付け、整流板７１６は取り付けていなかったが、整流板７１６を取り付けてもよい。整流板７１６及びフィルタ７１５の双方を取り付けることで、さらなる低騒音化を図ることができる。
また、第２実施形態では整流板７１６の主軸７０１に対する傾斜角度θ３を４５°としたが、この角度には限らず、θ３は、３０°〜９０°の範囲であればよい。３０°〜９０°であれば、整流板７１６により吸気の流れを阻害されることがなく、充分に騒音を低減できるからである。具体的なθ３の値は、対象となる軸流ファンのもつ静圧と、流量によって定まる主要流速のベクトルに適合させればよい。
さらに、前記実施形態では、フレーム７１は、金属製としたが、これに限らず、熱伝導性の高い樹脂製としてもよい。この場合にも、金属製とした場合と同様、フレーム７１の放熱性を向上できる。
また、前記実施形態では、スポーク７１３は、導翼としての役割を果たすものとしたが、単にモータ７３を保持するだけのものであってもよい。この場合は、スポークを湾曲させたり、送気された気体をすくい上げるような曲面を形成したりする必要がないので、スポークの形成が容易となる。
さらに、主翼７０２の正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂに光沢面７０２Ｃが形成されているとしたが、光沢面７０２Ｃは形成されていなくてもよい。光沢面７０２Ｃを形成しなければ、主翼７０２の加工にかかる手間を省くことができる。
また、主翼７０２は排気側から見た際に、隣接する主翼７０２に重なり合う様に配置されているとしたが、例えば、カバー７２のルーバ７２１のみで略完全に光漏れを防止できる場合には、主翼７０２同士を重なり合うように配置しなくてもよい。このようにすれば、主翼７０２の取付けを容易化できる。
また、前記実施形態では、主翼７０２の厚さ寸法Ｔ１よりも補助翼７０３の厚さ寸法Ｔ２が小さいものとしたが、Ｔ２はＴ１と同じ厚さ寸法であってもよく、さらには、Ｔ１よりも大きくてもよい。
主軸７０１に対する補助翼７０３の取付角度をθ２、主軸７０１に対する主翼７０２の取付角度をθ１とした場合、θ２は、θ１−１０°以上、θ１＋５°以下、なかでもθ２＝θ１＋５°が好ましいとしたが、この角度には限られず、騒音低減効果が発揮できる範囲内であればよい。
前記実施形態では、主翼７０２及び補助翼７０３の主軸７０１の軸方向に沿った断面形状は流線形状であるとしたが、これに限らず、単なる矩形形状としてもよい。ただし、この場合、空気との抵抗が大きくなってしまうため、流線形状にした場合に比べ、低騒音効果が低減する可能性もある。
さらに、補助翼７０３の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部からＷ／２離れた位置としたが、これに限らず、例えば、１／４Ｗ離れた位置としてもよい。
補助翼７０３の回転方向前端部のＸ軸に対する位置は、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部と一致しているとしたが、これに限らず、補助翼７０３の回転方向前端部は、主翼７０２の回転方向前端部から−１／８Ｗから＋１／８Ｗの範囲内にあればよい。また、補助翼７０３の高さ寸法は主翼７０２の高さ寸法の３／４としたが、１／２〜４／５の範囲内であればよい。以上のような範囲内であれば、騒音を低減させることが可能だからである。ただし、前記実施形態のように、補助翼７０３の高さ寸法を主翼７０２の高さ寸法の約３／４とし、補助翼７０３の回転方向前端部と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部とを一致させた場合に、最も高い騒音低減効果を発揮できる。
【実施例】  本発明の効果を確認するために以下の実験を行った。
［補助翼と主翼との関係］
充分な気体の流量を確保し、かつ、低騒音化を図るための補助翼と主翼との関係を確認するために以下のような実験を行った。
主翼７０２及び補助翼７０３の形状及び配置を仮定し、軸流ファン内に流入した気体における主翼７０２及び補助翼７０３の周辺の乱流エネルギーの発生状況をシュミレーションした。
ここで、乱流エネルギーとは、一般的に慣性抵抗と言われるもので、速度の２乗で表される。慣性抵抗（圧力抵抗ともいう）は、流体が物体に衝突し速度を変えられるときの反作用として現れる抵抗であり、流体が物体表面に働く法線応力を意味する。また、ファンの翼壁面（主翼７０２の表面及び補助翼７０３の表面）の圧力変動からＣｕｒｌｅの式を用いて騒音レベルを算出する方法は一般的に行なわれている。したがって、ファンの翼壁面の圧力変動より騒音レベルを算出できることから、今回の実験では、翼壁面に働く法線応力を意味する乱流エネルギーの発生状況より騒音レベルを判定した。
まず、軸流ファンが所望の空気流を発生させた場合における軸流ファンへの空気導入の条件を測定し、この測定結果から、軸流ファンへの気体の流入の条件を算出した。これにより、流入角６０°、流入速３．２ｍ／ｓｅｃとなった。
また、主翼７０２の高さ寸法Ｈ１を１３．６ｍｍ、ピッチ寸法Ｗを１８．７ｍｍ、取付角度θ１を４０°、主翼７０２の厚さ寸法Ｔ１を１．２ｍｍとした。補助翼７０３の厚さ寸法Ｔ２は、１．０ｍｍとする。また、図２３に示すように、軸流ファンの回転方向に沿ってＸ軸を設定し、回転方向を＋、反回転方向を−とした。また、補助翼７０３の回転方向前端部から、この補助翼７０３の反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部までのＸ軸上の寸法をＷｆとし、補助翼７０３の反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部から、補助翼７０３の回転方向後端部までのＸ軸上の寸法をＷｂとした。
（１）補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２と、乱流エネルギーとの関係
Ｗｆを０とし、Ｗｂを約Ｗ／２、すなわち、９．４ｍｍとした。
【実施例１−１】
Ｈ２の寸法を６．８ｍｍ（Ｈ１の約１／２）とした。
【実施例１−２】
Ｈ２の寸法を９．１ｍｍ（Ｈ１の約２／３）とした。
【実施例１−３】
Ｈ２の寸法を９．８ｍｍ（Ｈ１の約３／４）とした。
【実施例１−４】
Ｈ２の寸法を１０．９ｍｍ（Ｈ１の約４／５）とした。
（比較例１−１）
Ｈ２の寸法を３．４ｍｍ（Ｈ１の１／４）とした。
（比較例１−２）
Ｈ２の寸法を１１．３ｍｍ（Ｈ１の５／６）とした。
実施例１−１〜１−４、比較例１−１、１−２の結果を表１に示す。
2004003391.tif 000003
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。
実施例１−１〜１−４では、何れも１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーの発生箇所が１箇所以下であり、騒音を低減できることが確認された。なかでも、実施例１−３（Ｈ２＝９．８ｍｍ）では１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーは発生せず、最も高い騒音低減効果を得ることができることが確認された。
一方、比較例１−１，１−２では、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーの発生箇所が２箇所以上であり、騒音低減効果を確認することができなかった。
以上より、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２は、主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の１／２以上、４／５以下であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
（２）補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係
補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係について調べた。Ｗｂを約Ｗ／２、すなわち９．４ｍｍとし、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２を、主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の約１／２、すなわち６．８ｍｍとした。
なお、補助翼の反回転方向に隣接する主翼の回転方向前端部の位置を０とし、Ｘ軸上における回転方向を＋、反回転方向を−としている。
【実施例２−１】
Ｗｆを−２．３ｍｍ（−１／８Ｗ）とした。
【実施例２−２】
Ｗｆを−２．１ｍｍ（−１／９Ｗ）とした。
【実施例２−３】
Ｗｆを０ｍｍとした。
【実施例２−４】
Ｗｆを＋２．１ｍｍ（＋１／９Ｗ）とした。
【実施例２−５】
Ｗｆを＋２．３ｍｍ（＋１／８Ｗ）とした。
（比較例２−１）
Ｗｆを−２．７ｍｍ（−１／７Ｗ）とした。
（比較例２−２）
Ｗｆを＋２．７ｍｍ（＋１／７Ｗ）とした。
実施例２−１〜２−５、比較例２−１、２−２の結果を表２に示す。
2004003391.tif 000004
2004003391.tif 000005
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。
実施例２−１〜２−５では、何れも１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所は、１箇所以下であり、騒音低減効果を得ることができた。
一方、比較例２−１，２−２では、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が２箇所以上であり、騒音低減効果を得ることができなかった。以上より、主翼７０２のピッチ寸法Ｗの−１／８以上、１／８以下の範囲内であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
なお、実施例２−１〜２−５では、乱流エネルギーの発生状況に大差はなかった。従って、設計及び加工のしやすさを考慮すると、補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部とを略一致させること（Ｗｆ＝０）が好ましい。
このようにすることで、製造コストを低減し、かつ低騒音化を図ることができる。
（３）補助翼７０３の回転方向後端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係
補助翼７０３の回転方向後端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係について調べた。
Ｗｆを０とし、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２を主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の約１／２、すなわち、６．８ｍｍとした。
【実施例３−１】
Ｗｂを９．４ｍｍ（１／２Ｗ）とした。
【実施例３−２】
Ｗｂを７．４ｍｍ（２／５Ｗ）とした。
【実施例３−３】
Ｗｂを４．７ｍｍ（１／４Ｗ）とした。
（比較例３−１）
Ｗｂを１２．５ｍｍ（２／３Ｗ）とした。
（比較例３−２）
Ｗｂを１１．４ｍｍ（３／５Ｗ）とした。
（比較例３−３）
Ｗｂを３．７ｍｍ（１／３Ｗ）とした。
結果を表３に示す。
2004003391.tif 000006
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。さらに、１．５ｍ２／ｓｅｃ２以上、１．９ｍ２／ｓｅｃ２未満の乱流エネルギーが発生した箇所が２箇所以下であるものを「◎」とした。
実施例３−２、実施例３−３では、何れも１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であり、騒音低減効果を得ることができた。また、実施例３−１では、１．５ｍ２／ｓｅｃ２以上、１．９ｍ２／ｓｅｃ２未満の乱流エネルギーが発生した箇所が２箇所以下であり、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーは発生しなかった。実施例３−１のように、補助翼７０３を互いに隣接する主翼７０３間の略中央に設けた場合に、軸流ファン内を流れる空気の速度をより効果的に均一化でき、乱流の発生を防止できるため、より一層の騒音低減を図ることができることが確認された。
一方、比較例３−１〜３−３では、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが２箇所以上で発生し、騒音低減効果を得ることができなかった。
以上より、補助翼７０３の回転方向後端部の位置が、主翼７０２の回転方向に沿ったピッチ寸法Ｗの１／２以上、１／４以下の範囲内であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
（４）補助翼７０３の取付角度θ２と、乱流エネルギーの発生との関係
Ｗｆを０とし、Ｗｂを１／２Ｗ、すなわち、９．４ｍｍとした。
【実施例４−１】
取付角度θ２を３０°（θ２＝θ１−１０°）とした。
【実施例４−２】
取付角度θ２を４０°（θ２＝θ１）とした。
【実施例４−３】
取付角度θ２を４５°（θ２＝θ１＋５°）とした。
（比較例４−１）
取付角度θ２を２０°（θ２＝θ１−２０°）とした。
（比較例４−２）
取付角度θ２を５０°（θ２＝θ１＋１０°）とした。
結果を表４に示す。
2004003391.tif 000007
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。
実施例４−１〜４−３では、何れも１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であり、騒音低減効果を得ることができた。なかでも、実施例４−３（取付角度θ２＝４５°）では、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが発生した箇所は全くなく、最も高い騒音低減効果を得ることができた。
一方、比較例４−１，４−２では、１．９ｍ２／ｓｅｃ２以上の乱流エネルギーが２箇所以上で発生し、騒音低減効果を得ることができなかった。
以上より、補助翼７０３の取付角度θ２が、θ１−１０°以上、θ１＋５°以下の範囲内であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
［フィルタと騒音との関係］
フィルタ７１５Ａ、フィルタ７１５Ｂ、フィルタ７１５Ｃを用いて、軸流ファンのフレーム本体７１１の吸気側の開口に装着し、軸流ファンの騒音量及び軸流ファンに吸気される気体の速度（吸気流速度）を測定した。以下の実施例及び比較例における測定はすべて同じ条件のもと行われた。
【実施例５−１】
フィルタ７１５Ａを使用し、開口径Ｒを０．３０ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．０４ｍｍ、開口率Ｑを７８％とした。
【実施例５−２】
フィルタ７１５Ｂを使用し、開口径Ｒを１．２ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．３０ｍｍ、開口率Ｑを７０％とした。
【実施例５−３】
フィルタ７１５Ｃを使用し、開口径Ｒを０．８７ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．０２ｍｍ、開口率Ｑを８１％とした。
（比較例５−１）
フィルタ７１５Ｂを使用し、開口径Ｒを０．３２ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．１０ｍｍ、開口率Ｑを５８％とした。
（比較例５−２）
フィルタ７１５Ｂを使用し、開口径Ｒを５．５０ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．８０ｍｍ、開口率Ｑを７６％とした。
（参考例）
フィルタ７１５を装着しなかった。
結果を表５に示す。
2004003391.tif 000008
2004003391.tif 000009
参考例のフィルタを装着しなかった軸流ファンと比較して、騒音が１０％以上低下し、かつ、吸気流速度の低下が５％未満のものを「○」とし、これ以外を「×」とした。
実施例５−１〜５−３では、参考例のフィルタを装着しなかった軸流ファンと比較して騒音が１０％以上低下し、かつ、吸気流速度の低下が５％未満であった。
一方、比較例５−１では、騒音は低下するものの、吸気流速度が大幅に低下した。開口率Ｑが７０％未満の場合には、気体の流れが悪くなり流量が低下することが確認された。
また、比較例５−２では、開口径Ｒが３ｍｍを超えており、気体の流れをそろえることが困難となったため、騒音低減効果を得ることができなかった。
以上より、開口径Ｒが０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、開効率Ｑが７０％以上であるフィルタが騒音を低減し、かつ吸気流速度を損なわないことが確認された。なかでも、フィルタの加工性を考慮すると、開効率Ｑは７０％以上、９０％以下が好ましい。
なお、実施例５−１〜５−３において、開口の形状による差がほとんど確認できなかったことから、開口径Ｒや開口率Ｑが上記範囲内であれば、開口形状が円形であるフィルタ７１５Ｄや、その他、四角形、六角形以外の形状であっても同様の効果を得ることができると考えられる。
【産業上の利用可能性】  本発明は、高い静圧を確保でき、かつ、騒音の低減を図ることができる軸流ファンであり、特に光源を有する機器、例えば、プロジェクタに用いるのに適している。
【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】
2004003391.tif 000024
【図１６】
2004003391.tif 000025
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流ファン及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションにプロジェクタが用いられている。プロジェクタは、光源装置から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像を拡大投写している。
【０００３】
このようなプロジェクタでは、投写される光学像を鮮明に表示させるために光源の高輝度化が必要とされており、これに伴って、光源で発生する熱を外部へと排気する必要がある。このため、プロジェクタには、外部の冷却空気をファンによって吸気し、この吸気した冷却空気をダクトによって所定の場所まで導いた後に、このダクトの排気口から、外部へと排気する冷却構造が採用されている。
【０００４】
吸気した冷却空気を排気口まで導き、プロジェクタの内部を充分に冷却するには、高い静圧を確保する必要がある。従来から使用されているファンは、静圧を得ることよりも、風量を得ることを重視したものとなっており、所定の風量を確保しつつ、高い静圧を確保するためには、ファンを高速で回転させなければならない。また、プロジェクタの小型化が進むにつれて、発熱源の熱密度が高まっており、充分な冷却を行うには、所望の静圧と、風量を確保する必要がある。そのため、ファンを高速で回転しなくてはならない。このように、所定の風量及び静圧を確保し、充分な冷却を行うには、ファンの高速回転化は避けられず、騒音が発生してしまうという問題がある。特に、近年、プロジェクタは、プレゼンテーションのみならず、家庭内でのホームシアター等にも使用されることが多くなってきているため、騒音の低減は強く望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、高い静圧を確保でき、かつ、騒音の低減を図ることができる軸流ファン及びこの軸流ファンを備えるプロジェクタを提供することである。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の軸流ファンは、主軸の外周面にその軸方向に傾斜して設けられた複数枚の主翼を備え、前記主翼の回転方向前縁を吸気側、回転方向後縁を排気側として送気を行う軸流ファンであって、互いに隣接する前記各主翼間には補助翼が設けられており、前記補助翼の回転方向後端部から回転方向前端部までの前記主軸の軸方向に沿った高さ寸法は、前記主翼の回転方向後端部から回転方向前端部までの前記主軸の軸方向に沿った高さ寸法の１／２以上、４／５以下であり、前記主翼の回転方向のピッチ寸法をＷとした場合、前記補助翼の回転方向前端部は、反回転方向に隣接する前記主翼の回転方向前端部から回転方向に沿って−１／８Ｗから＋１／８Ｗの範囲内に位置していることを特徴とする。
【０００７】
この構成の本発明では、補助翼を設けることにより、軸流ファンの中を流れる気体の速度が向上し、速度が均一化するので、乱流の発生を抑制できる。従って、高い回転数でファンを回転させた場合であっても、乱流と主翼及び補助翼とがぶつかることにより発生する騒音を低減でき、高静圧かつ低騒音の軸流ファンとすることができる。
また、補助翼の高さ寸法を主翼の高さ寸法の１／２以上、４／５以下とし、補助翼の回転方向前端部の位置を反回転方向に隣接する主翼の回転方向前端部から回転方向に沿って−１／８Ｗから＋１／８Ｗ（特に好ましくは−１／９Ｗから＋１／９Ｗ）の範囲内とすることで、乱流の発生をより効果的に防止できる。
さらに、補助翼を設けることで、例えば、この軸流ファンをプロジェクタ等の光源を有する機器に使用した場合、ファンの主翼間の隙間から漏れる光の量を少なくすることができる。
【０００８】
この際、前記主翼の回転方向のピッチ寸法をＷとした場合、前記補助翼の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼の回転方向後端部から回転方向にＷ／２離れていることが好ましい。
補助翼の回転方向後端部の位置を反回転方向に隣接する主翼の後端部からＷ／２離れた位置とすることで、より効果的に、軸流ファンの中を流れる気体の速度を均一化でき、乱流の発生を防止できる。
【０００９】
また、前記主軸に対する前記補助翼の取付角度をθ2、前記主軸に対する前記主翼の取付角度をθ1とした場合、最大でθ2＝θ1＋５°であることが好ましい。
補助翼の取付角度θ2を最大で主翼の取付角度θ1＋５°とし、補助翼と主翼との間を狭めることで、気体の流速を高め、さらに流れを整えることができる。これにより、乱流の発生を効果的に防止でき、低騒音化を図ることができる。      
【００１０】
この際、前記主翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の形状は、流線形状またはこれに近似した形状であり、前記補助翼は、前記主翼と略相似形状あるいは近似形状であることが好ましい。
主翼及び補助翼の主軸の軸方向に沿った断面形状を流線形状またはこれに近似した形状とすることで、軸流ファンの中を流れる気体と、主翼、補助翼との間の抵抗を少なくすることができるため、騒音の発生を低減できる。
【００１１】
さらに、前記補助翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法は、前記主翼の前記主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法以下であることが好ましい。
補助翼の主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法を主翼の主軸の軸方向に沿った断面の厚さ寸法以下とすることで、気流の抵抗を低減し、さらに効果的に乱流の発生を防止できる。
【００１２】
また、排気側から見た際に、前記主翼は、隣接する主翼に重なり合うように配置されていることが好ましい。
排気側から見た際に、隣接する主翼同士が重なるように配置することで、例えば、この軸流ファンをプロジェクタ等の光源を有する機器に使用した場合、光の主翼間の隙間からの漏れを防止できる。
【００１３】
さらに、前記主翼の正圧面及び負圧面には、光沢面が形成されていることが望ましい。
ここで、正圧面とは、軸流ファン内を流れる気体により圧力がかかる面をいい、負圧面とは、主翼の前記正圧面と反対側の面をいう。
正圧面や負圧面に光沢面を形成する方法としては、例えば、正圧面や負圧面を磨いて光沢面とする方法や、光沢のあるシールを貼り付けたりする方法が考えられる。
主翼の正圧面及び負圧面に光沢面を形成することで、軸流ファンの中を流れる気体と、主翼の正圧面及び負圧面との間の気流の剥離を少なくすることができる。従って、乱流の発生を略確実に防止でき、軸流ファンの低騒音化を図ることができる。
【００１４】
また、前記主軸を駆動するモータと、前記主軸、主翼、補助翼及び前記モータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口した筒状のフレームとを備え、前記フレームには、前記フレームの排気側の開口周縁から開口の略中心に向かって延び、前記モータを保持するスポークが設けられており、前記スポークは、前記主翼により送気された気体を前記フレームの外部へ排気するための導翼となることが好ましい。
スポークを導翼とすることで、主翼により送気される気体をスムーズに外部に排気することができる。従って、主翼により送気される気体とスポークとがぶつかり合うことによって発生する騒音を低減することができる。
【００１５】
この際、前記スポークは、前記主翼の回転方向と反対方向に湾曲し、前記主翼により送気された気体をすくい上げるような曲面を有していることが好ましい。
スポークは、主翼の回転方向と反対方向に湾曲しており、気体をすくいあげるような曲面を有しているので、主翼から送気された気体は、スポーク上をスムーズに流れることとなる。これにより、よりスムーズに気体を排気することが可能となり、気体とスポークとがぶつかり合うことによって発生する騒音をより効果的に低減できる。
【００１６】
前記フレームは金属製あるいは、熱伝導性の高い樹脂製であることが好ましい。
フレームを熱伝導性の低い部材で成形した場合には、放熱しにくいため、主軸を駆動するモータのコイルの熱により、コイル及びモータ駆動用のＩＣが損傷しまうという問題がある。
これに対し、本発明では、フレームを金属製または、熱伝導性の高い樹脂製としたため、放熱性を向上させることができ、コイル及びモータ駆動用のＩＣが熱により影響を受けてしまうことを防止できる。従って、軸流ファンの耐久性も向上できる。
また、フレームを金属製とすれば、フレームの剛性と精度も確保できる。
【００１７】
この際、前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームの吸気側の開口周縁には、反送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状の整流板が設けられていることが好ましい。
整流板を設けない場合には、ファンの強い吸気力により、あらゆる方向から気体が吸気されるため、乱流が生じ騒音が発生しやすい。これに対し、本発明のように、テーパー形状の整流板を設けることで、軸流ファンに吸気される気体の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。
また、整流板をフレームの開口と同じ径とした場合には、整流板が吸気の流れを阻害することとなるため、充分な騒音低減効果が得られないが、本発明では、整流板をテーパー形状としたので、整流板により吸気の流れが阻害されることがなく、充分に騒音を低減できる。
【００１８】
さらに、前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームには、吸気側の開口を覆うフィルタが取り付けられていることが好ましい。
通常、フィルタには、略同一形状の複数の開口が形成されているため、フレームの吸気側の開口にフィルタを設け、このフィルタを介して軸流ファン内に気体を通気することで、軸流ファンに吸気される気体の流れを揃えることができる。これにより、騒音の低減を図ることができる。
【００１９】
さらに、前記フィルタの開孔は、多角形状または円形形状であり、前記フィルタの厚さ寸法は、０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。
フィルタの開口を多角形状または円形形状とし、厚さ寸法を０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることで、最も効果的に騒音を低減できる。
【００２０】
また、前記フィルタの開口の径寸法は、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、開口率は７０％以上、９０％以下であることが好ましい。また、このようなフィルタは、前記フレームの開口から所定の間隔をあけて取り付けられていることが好ましい。
フィルタの開口径が０．３ｍｍ未満である場合や、開口率が７０％未満である場合には、気体の通りが悪くなり、流量が低下する虞がある。また、開口径が３ｍｍよりも大きいと、気体の流れを揃えることが困難となる虞がある。さらに、開口率を９０％を超えるものとした場合にはフィルタの加工性が低下する可能性がある。
本発明では、開口率を７０％以上、９０％以下とし、開口径を０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下としているのでこのような問題は生じない。
また、フレームの開口から所定の間隔をあけてフィルタを取り付けることで、さらに、騒音を低減できる。
【００２１】
この際、前記主軸、主翼、補助翼及び主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームの排気側には、内部にルーバが取り付けられた筒状のカバーが設けられており、前記ルーバを構成する複数のルーバ部材は、前記カバーの中心から周縁に向かって延びており、前記主翼により送気された気体を前記フレームの外部へ排気するための導翼となることが好ましい。
フレームの排気側に、導翼となるルーバを備えたカバーを設けることにより、排気される気体を整流することができる。従って、乱流の発生を防止でき、さらなる低騒音化を図ることができる。
【００２２】
この際、前記ルーバ部材は、前記主翼の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置されていることが好ましい。
ルーバ部材を主翼の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置することで、例えば、この軸流ファンをプロジェクタ等の光源を有する機器に搭載した際に、隣接する主翼間から漏れる光を遮断することができる。
また、本発明の軸流ファンは、前記主軸、主翼、補助翼及び前記主軸を駆動するモータを収納し、吸気側及び排気側の端面が開口したフレームとを備え、前記フレームの排気側には、内部にルーバが取り付けられた筒状のカバーが設けられており、前記ルーバを構成する複数のルーバ部材は、略平行に配置されており、前記ルーバ部材の遮光面と前記主翼の傾斜方向とが略直交する部分における隣接するルーバ部材間の間隔は、前記ルーバ部材の遮光面と前記主翼の傾斜方向とが略平行となる部分における前記ルーバ部材間の間隔よりも広くなっているものであってもよい。
ルーバが設けられたカバーを取り付けることで、排気される気体の流れを整えることができるので、乱流の発生を防止でき、さらなる低騒音化を図ることができる。
また、ルーバ部材の遮光面と主翼の傾斜方向とが略直交する部分におけるルーバ部材間の間隔は、ルーバ部材の遮光面と主翼の傾斜方向とが略平行となる部分におけるルーバ部材間の間隔よりも広くなっている。このようにルーバ部材間の間隔を広くとることで、風量損失を抑制することが可能となり、さらなる低騒音化を図ることができる。
さらに、本発明では、ルーバ部材を略平行に配置しているため、ルーバ部材の設置作業に手間を要さない。
【００２３】
この際、前記ルーバは、前記フレームの排気側の開口から所定の間隔をあけて設置されていることが好ましい。
ルーバと、フレームの開口との間をあけることで、さらに騒音を低減できる。
本発明のプロジェクタは、光源から出射された光束を光変調装置により画像情報に応じて変調し、拡大投写して投写画像を形成する光学系と、空気を流通させるためのファンとを備えるプロジェクタであって、前記ファンは、請求項１から１９の何れかに記載の軸流ファンであることを特徴とする。
このプロジェクタは、上述した軸流ファンを備えているため、軸流ファンと同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタを上方前面側から見た斜視図である。
【図２】前記プロジェクタを下方背面側から見た斜視図である。
【図３】前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図１の状態からアッパーケースを外した図である。
【図４】前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図３の状態から制御基板を外した図である。
【図５】前記プロジェクタを構成する光学ユニットを示す分解斜視図である。
【図６】前記光学ユニットを模式的に示す図である。
【図７】前記光学ユニットを構成する光学装置本体を示す斜視図である。
【図８】前記プロジェクタの内部における冷却系を説明するための斜視図であり、具体的には、図４から上ライトガイドおよび前記光学装置本体を取り外し、冷却系を示した図である。
【図９】前記光学ユニットの冷却系を説明するための斜視図である。
【図１０】軸流ファンを示す斜視図である。
【図１１】軸流ファンを示す断面図である。
【図１２】軸流ファン本体を示す斜視図である。
【図１３】軸流ファン本体の正面図である。
【図１４】軸流ファン本体の展開図である。
【図１５】軸流ファンのフレームを示す斜視図である。
【図１６】軸流ファンのフレーム及びフィルタを示す斜視図である。
【図１７】軸流ファンのフィルタを示す平面図である。
【図１８】主翼及び補助翼と、ルーバ部材との関係を示す模式図である。
【図１９】第２実施形態にかかる軸流ファンを示す斜視図である。
【図２０】前記軸流ファンの断面図である。
【図２１】主翼及び補助翼と、ルーバ部材との関係を示す模式図である。
【図２２】前記軸流ファンのカバーを示す平面図である。
【図２３】実施例における軸流ファン本体の展開図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
1.第１実施形態
〔１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
図１または図２に示すように、プロジェクタ１は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース２を備える。この外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２とを備え、これらのケース２１，２２は、互いに着脱自在に構成されている。
【００２６】
アッパーケース２１は、図１，２に示すように、プロジェクタ１の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１Ａ、側面部２１Ｂ、前面部２１Ｃおよび背面部２１Ｄを含んで構成される。
同様に、ロアーケース２２も、図１，２に示すように、プロジェクタ１の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、前面部２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。
従って、図１，２に示すように、直方体状の外装ケース２において、アッパーケース２１およびロアーケース２２の側面部２１Ｂ，２２Ｂ同士が連続的に接続されて直方体の側面部分２１０が構成され、同様に、前面部２１Ｃ，２２Ｃ同士の接続で前面部分２２０が、背面部２１Ｄ，２２Ｄ同士の接続で背面部分２３０が、上面部２１Ａにより上面部分２４０が、下面部２２Ａにより下面部分２５０がそれぞれ構成される。
【００２７】
図１に示すように、上面部分２４０において、その前方側には操作パネル２３が設けられ、この操作パネル２３の近傍には音声出力用のスピーカ孔２４０Ａが形成されている。
前方から見て右側の側面部分２１０には、２つの側面部２１Ｂ，２２Ｂを跨る開口２１１が形成されている。ここで、外装ケース２内には、後述するメイン基板５１と、インターフェース基板５２とが設けられており、この開口２１１に取り付けられるインターフェースパネル５３を介して、メイン基板５１に実装された接続部５１Ｂと、インターフェース基板５２に実装された接続部５２Ａとが外部に露出している。これらの接続部５１Ｂ，５２Ａにおいて、プロジェクタ１には外部の電子機器等が接続される。
【００２８】
前面部分２２０において、前方から見て右側で、前記操作パネル２３の近傍には、２つの前面部２１Ｃ，２２Ｃを跨ぐ円形状の開口２２１が形成されている。この開口２２１に対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口２２１から投写レンズ４６の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。
前面部分２２０において、前記開口２２１の反対側の位置には、排気口２２２が形成されている。この排気口２２２には、安全カバー２２２Ａが形成されている。
【００２９】
図２に示すように、背面部分２３０において、背面から見た右側には矩形状の開口２３１が形成され、この開口２３１からインレットコネクタ２４が露出するようになっている。
下面部分２５０において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口２５１が形成されている。開口２５１には、この開口２５１を覆うランプカバー２５が着脱自在に設けられている。このランプカバー２５を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。
【００３０】
また、下面部分２５０において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面２５２が形成されている。この矩形面２５２には、外部から冷却空気を吸気するための吸気口２５２Ａが形成されている。矩形面２５２には、この矩形面２５２を覆う吸気口カバー２６が着脱自在に設けられている。吸気口カバー２６には、吸気口２５２Ａに対応する開口２６Ａが形成されている。開口２６Ａには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。
【００３１】
さらに、下面部分２５０において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ１の脚部を構成する後脚２Ｒが形成されている。また、下面部２２Ａにおける前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２Ｒおよび２つ前脚２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。
【００３２】
また、図１，２に示すように、下面部分２５０と前面部分２２０とを跨るように、外装ケース２における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部２５３が形成されている。この凹部２５３には、該凹部２５３の下側および前側を覆う前後方向にスライド自在なファンカバー２７が設けられている。このファンカバー２７により、凹部２５３には、プロジェクタ１の遠隔操作を行うための図示しないリモートコントローラ（リモコン）が収納される。
【００３３】
ここで、図３，４は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。具体的には、図３は、図１の状態からプロジェクタ１のアッパーケース２１を外した図である。図４は、図３の状態から制御基板５を外した図である。
外装ケース２には、図３，４に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット３と、この電源ユニット３の前側に配置された平面視略Ｌ字状で光学系としての光学ユニット４と、これらのユニット３，４の上方および右側に配置される制御部としての制御基板５とを備える。これらの各装置３〜５によりプロジェクタ１の本体が構成されている。
【００３４】
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の下方に配置された図示しないランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源３１は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板５等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する図３，４では図示しない光源ランプに、電源３１から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。
【００３５】
電源３１および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ１の背面側で左右方向に延びている。
また、電源３１および前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材３１Ａによって周囲を覆われている。
シールド部材３１Ａは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源３１や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。
【００３６】
制御基板５は、図３に示すように、ユニット３，４の上側を覆うように配置されＣＰＵや接続部５１Ｂ等を含むメイン基板５１と、このメイン基板５１の下側に配置され接続部５２Ａを含むインターフェース基板５２とを備える。
この制御基板５では、接続部５１Ｂ，５２Ａを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板５１のＣＰＵ等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
メイン基板５１は、金属製のシールド部材５１Ａによって周囲を覆われている。メイン基板５１は、図３ではわかり難いが、光学ユニット４を構成する上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａ（図４）に当接している。
【００３７】
〔２．光学ユニットの詳細な構成〕
ここで、図５は、光学ユニット４を示す分解斜視図である。図６は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図６に示すように、光源装置４１１を構成する光源ランプ４１６から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を拡大して投射するユニットであり、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写レンズ４６と、これらの光学部品４１〜４４，４６を収納する合成樹脂製のライトガイド４７（図５）とを備える。
【００３８】
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。
【００３９】
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
【００４０】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００４１】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００４２】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
【００４３】
また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００４４】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００４５】
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００４６】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
【００４７】
以上説明した液晶パネル４４１、射出側偏光板４４３およびクロスダイクロイックプリズム４４４は、一体的にユニット化された光学装置本体４５として構成されている。図７は、光学装置本体４５を示す斜視図である。
光学装置本体４５は、図７に示すように、クロスダイクロイックプリズム４４４と、このクロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定された合成樹脂製の固定板４４７と、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けられ、射出側偏光板４４３を保持する金属製の保持板４４６と、この保持板４４６の光束入射側に取り付けられた透明樹脂製の４つのピン部材４４５によって保持される液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）とを備える。
保持板４４６と液晶パネル４４１との間には、所定間隔の空隙が設けられており、この空隙部分に冷却空気が流れるようになっている。
【００４８】
光学装置本体４５は、固定板４４７に形成された４つの腕部４４７Ａの丸穴４４７Ｂを介して、下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
ライトガイド４７は、図５に示すように、各光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上側開口を閉塞する蓋状の上ライトガイド４７２とを備えて構成される。
【００４９】
図５に示すように、平面視略Ｌ字状の下ライトガイド４７１の一端側には、光源装置４１１が収容されている。他端側には、下ライトガイド４７１に形成されたヘッド部４７３を介して、投写レンズ４６がねじ止め固定されている。
また、図５に示すように、下ライトガイド４７１に収納された光学装置本体４５は、２つのばね部材５０を挟んだ状態で下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。この２つのばね部材５０は、フィールドレンズ４１８および入射側偏光板４４２を下方へと付勢して位置を特定する。
【００５０】
〔３．冷却構造〕
図８は、図４から前記上ライトガイドおよび光学装置本体４５を取り外した図である。また、図９は、光学ユニット４を示す斜視図である。
ここで、プロジェクタ１には、図８，９に示すように、液晶パネル４４１を主に冷却するパネル冷却系Ａと、偏光変換素子４１４を主に冷却する偏光変換素子冷却系Ｂと、電源ユニット３を主に冷却する電源冷却系Ｃと、光源装置４１１を主に冷却する光源冷却系Ｄとが設けられている。
図８に示すように、パネル冷却系Ａでは、電源ユニット３の下側に配置された大型のシロッコファン６１が用いられている。
【００５１】
パネル冷却系Ａでは、図８または図９に示すように、シロッコファン６１によって、外装ケース２の下面部分２５０に形成された吸気口２５２Ａ（図２）から吸気された外部の冷却空気は、図示しないダクトによって光学装置本体４５の下方へと導かれ、下ライトガイド４７１における各液晶パネル４４１の下側に形成された吸気口からライトガイド４７内部へと入る。この冷却空気は、図９に示すように、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとクロスダイクロイックプリズム４４４との間の空隙を通って、液晶パネル４４１と前記射出側偏光板を冷却し、上ライトガイド４７２と前記制御基板との間の空間に排気される。また、この冷却空気は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとフィールドレンズ４１８との間の空隙を通って、液晶パネル４４１と前記入射側偏光板を冷却し、上ライトガイド４７２と前記入射側偏光板との間の空間に排気される。
なお、この空間に排気された空気は、上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａと前記制御基板５との当接により、投写レンズ４６側へは流れないようになっている。
【００５２】
偏光変換素子冷却系Ｂでは、前記シロッコファン６１によって吸気された冷却空気は、下ライトガイド４７１の下側に配置された図示しないダクトによって、偏光変換素子４１４の下側まで導かれ、下ライトガイド４７１における偏光変換素子４１４の下側に形成された吸気口からライトガイド４７内へ入り、偏光変換素子４１４を冷却した後に、上ライトガイド４７２に形成された排気口４７４から排気される。
【００５３】
電源冷却系Ｃでは、図８に示すように、金属製の板材を挟んでシロッコファン６１の上側に配置された小型のシロッコファン６２が用いられている。
電源冷却系Ｃでは、パネル冷却系Ａによって上ライトガイド４７２と前記制御基板５の間に流れてきた冷却空気は、制御基板５を冷却しつつシロッコファン６２によって吸気され、電源ユニット３の内部側へと排気される。この内部に排気された空気は、シールド部材３１Ａに沿って流れて電源３１および前記ランプ駆動回路を冷却し、シロッコファン６２とは反対側の開口から排気される。
【００５４】
光源冷却系Ｄでは、光源装置４１１の前面側に配置された軸流ファン７と、この軸流ファン７に取り付けられたダクト６４とが用いられている。
光源冷却系Ｄでは、電源冷却系Ｃおよび偏光変換素子冷却系Ｂから排気された空気は、軸流ファン７の吸引によって、光源装置４１１の側面部分に形成されたスリット状の開口から光源装置４１１内に入り込んで光源ランプ４１６を冷却し、ダクト６４を介して、外装ケース２の排気口２２２から外部へと排気される。
【００５５】
〔４．軸流ファンの構造〕
次に、軸流ファン７について説明する。図１０及び図１１に軸流ファン７を示す。この軸流ファン７は、軸流ファン本体７０と、この軸流ファン本体７０を収納するフレーム７１と、このフレーム７１に取り付けられたカバー７２とを備える。
図１１及び図１２に示すように、軸流ファン本体７０は、主軸７０１と、ケーシング７００と、ケーシング７００を介して主軸７０１の外周面に取り付けられた複数枚、例えば、７枚の主翼７０２と、各主翼７０２間に配置された補助翼７０３と、主軸７０１を駆動するモータ７３とを備えている。
【００５６】
ケーシング７００は、円筒状であり、一方の端面が開口している。このケーシング７００内には、主軸７０１及びモータ７３が収容されている。
モータ７３は、ケーシング７００の内側に設けられた円筒状のステータ７３４と、ステータ７３４の内周面に固定された磁石７３１と、この磁石７３１に対向配置された磁石７３２と、基板７３５とを備える。磁石７３２の周囲にはコイル７３３が巻回されている。基板７３５上には、図示しないがモータ駆動用のＩＣや回路等が実装されており、コイル７３３に流れる電流が制御されている。
主軸７０１は、その先端がステータ７３４の内側に固定され、このステータ７３４及びケーシング７００を支持している。
【００５７】
流体軸受け７０４は、主軸７０１を回転可能に支持するものであり、主軸７０１が挿入される軸受け孔７０４Ａ１が形成された円筒状の本体７０４Ａと、この本体７０４Ａに形成された台部７０４Ｂとを備える。本体７０４Ａの軸受け孔７０４Ａ１には、潤滑剤としての流体が注入されている。
主翼７０２及び補助翼７０３は、主軸７０１の軸方向に対して傾斜して設けられている。図１４に示すように、主軸７０１に対する補助翼７０３の取付角度をθ2、主軸７０１に対する補助翼７０３の取付角度をθ１とした場合、θ2は、θ1−１０°以上、θ1＋５°以下となっている。なかでも、θ2＝θ1＋５°が好ましい。主翼７０２の主軸７０１に沿った断面形状は、流線形状となっている。
なお、主軸７０１を駆動させると、気体は、図１１の矢印Ｐ方向に流れ、主翼７０２の回転方向前縁が吸気側、回転方向後縁が排気側となる。
【００５８】
図１２に示すように、主翼７０２の正圧面（軸流ファン７内を流れる気体により圧力がかかる面）７０２Ａ及び負圧面（前記正圧面７０２Ａと反対側の面）７０２Ｂには、光沢面７０２Ｃが形成されている。この光沢面７０２Ｃは、正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂの中心から、回転方向後縁に向かって形成されている。この光沢面７０２Ｃは、正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂを直接、磨くことで形成してもよく、また、光沢のあるシールを貼り付けることで形成してもよい。
さらに、図１３に示すように、主翼７０２は、隣接する主翼７０２が排気側から見た際に、例えば１ｍｍ程度重なり合うように配置されている。
また、図１４に示すように、主翼７０２は、回転方向に沿ってピッチ寸法（主翼７０２の回転方向前端部間の寸法）Ｗで等間隔に配置されている。このピッチ寸法Ｗは、例えば１８．７ｍｍである。また、主翼７０２の回転方向後端部から回転方向前端部までの主軸７０１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈ１は、例えば１３．６ｍｍである。
さらに、主翼７０２の主軸７０１の軸方向に沿った断面の厚さ寸法Ｔ１は、例えば、１．２ｍｍである。
【００５９】
補助翼７０３は、主翼７０２の相似形状となっている。補助翼７０３の回転方向後端部から回転方向前端部までの主軸７０１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈ２は、Ｈ１の約３／４であり、例えば９．８ｍｍである。また、回転方向に沿ってＸ軸を設定した場合、Ｘ軸に対する補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部の位置とは一致している。
さらに、補助翼７０３の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部から回転方向（Ｘ軸の＋方向）にＷｂ、例えば、Ｗ／２離れている。すなわち、補助翼７０３は、互いに隣接する主翼７０２間の略中央に設けられていることとなる。
また、補助翼７０３の主軸７０１の軸方向に沿った断面の厚さ寸法Ｔ２は、主翼７０２の前記断面の厚さ寸法Ｔ１よりも小さくなっており、例えば、１．０ｍｍである。
【００６０】
図１１及び図１５に示すように、フレーム７１は、アルミニウム、マグネシウム等の金属製であり、その外径は、例えば、５０ｍｍ以下である。フレーム７１は、その吸気側及び排気側の端面が開口した円筒形状のフレーム本体７１１と、４個の固定部７１２とを備えている。
固定部７１２は、フレーム本体７１１の排気側の開口周縁からフレーム本体７１１の外方に向かって延びている。固定部７１２には、ねじ止め用の孔７１２Ａが形成されており、この固定部７１２にダクト６４がねじ止めされることとなる。
フレーム本体７１１の内周側と、主翼７０２との間には、０．５ｍｍ以下、好ましくは、０．３ｍｍ以下の隙間が形成されている。
【００６１】
また、フレーム本体７１１の排気側の開口には、モータ７３を保持するスポーク７１３が設けられている。このスポーク７１３は、フレーム本体７１１の排気側の開口周縁から開口の略中心に向かって延びており、フレーム本体７１１の開口の略中心に配置された台座７１４に一体成形されている。この台座７１４上にモータ７３が載置される。さらに、この台座７１４の略中央部分には、段部７１４Ａが形成された孔７１４Ｂが形成されており、この孔７１４Ｂの段部７１４Ａに流体軸受け７０４の台部７０４Ｂが係合する。
スポーク７１３は、主翼７０２の回転方向と反対方向に湾曲し、主翼７０２により送気された空気をすくい上げるような曲面が形成されている。これにより、スポーク７１３は、主翼７０２により送気された空気をフレーム本体７１１の外部へ排気するための導翼としての役割を果たすこととなる。
また、スポーク７１３と、主翼７０２の回転方向後縁との間には約５ｍｍ以下の隙間が形成されている。
このようなスポーク７１３は、例えば４本設けられており、主翼７０２の数からスポーク７１３の数を引いた数が奇数となっている。
【００６２】
一方、図１６に示すように、フレーム本体７１１の吸気側の開口には、吸気側の開口を覆うようにフィルタ７１５が取り付けられている。フィルタ７１５は、フレーム本体７１１の吸気側の開口との間に所定の間隔をあけて配置されている。例えば、フィルタ７１５と、フレーム本体７１１の吸気側の開口との間に３ｍｍ前後の隙間を形成する。
フィルタ７１５は、ＳＵＳやアルミニウム等の金属板や樹脂板を部分的に接着し、積層した後、これを金属板または樹脂板の直交方向に引っ張る方法や金属板をエッチングする方法により得られる。
フィルタ７１５としては、例えば、図１６及び図１７（Ａ）に示すような、フィルタ７１５Ａが挙げられる。このフィルタ７１５Ａは、金属板等をエッチングすることにより得られたものであり、開口形状が正六角形形状である。
本実施形態では、開口が正六角形状のフィルタ７１５Ａを採用したが、これに限らず、例えば、図１７（Ｂ）〜（Ｄ）にあげるようなものも採用できる。
図１７（Ｂ）に示すようなフィルタ７１５Ｂは、ＳＵＳ等の金属や、耐熱樹脂製のワイヤを平織りしたものであり、開口形状が四角形状となっている。
さらに、図１７（Ｃ）に示すようなフィルタ７１５Ｃは、いわゆるハニカムメッシュと呼ばれるフィルタであり、フィルタ７１５Ｃの開口形状は、六角形形状である。
また、図１７（Ｄ）に示すようなフィルタ７１５Ｄは、板状の材料に略円形形状の孔をあけたものである。
【００６３】
以上のような、フィルタ７１５（７１５Ａ〜７１５Ｄ）の厚さ寸法Ｔは、好ましくは０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、特に好ましくは３ｍｍ以下である。開口径Ｒは０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下が好ましく、開口率Ｑは、７０％以上、９０％以下が好ましい。また、開口を形成する枠の幅ＦＷは、特に限定されない。
なお、フィルタ７１５Ａでは、開口径Ｒは、０．３ｍｍ程度が特に好ましく、フィルタ７１５Ｂでは、開口径Ｒは１．２ｍｍ程度が特に好ましい。
また、ここでは、開口の形状が六角形、四角形、円形のものを例示したが、これに限らず、他の形状、例えば、六角形、四角形以外の多角形等であってもよい。
【００６４】
次に、図１０に戻って、フレーム本体７１１の排気側に取り付けられた筒状のカバー７２について説明する。カバー７２は、樹脂または金属製であり、送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状となっている。カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法は、２〜５ｍｍ程度である。このカバー７２の略中央には、平面略円形形状の支持部７２０が設置されている。また、このカバー７２の内部には、ルーバ７２１が取り付けられている。
ルーバ７２１は、カバー７２の中心に設置された支持部７２０からカバー７２周縁に向かって延びるとともに、等間隔で配置された複数枚のルーバ部材７２２を備えている。図１８にも示すように、このルーバ部材７２２は、主翼７０２の傾斜方向と反対方向に傾斜し、主翼７０２の回転方向と反対方向に湾曲している。そのため、主翼７０２間から漏れた光Ｐは、ルーバ部材７２２に当たることとなる。
【００６５】
また、ルーバ部材７２２には、主翼７０２により送気された空気をすくい上げるような曲面が形成されている。さらに、ルーバ部材７２２の主軸７０１の軸方向に沿った方向の断面形状は、流線形状となっている。これにより、ルーバ部材７２２は、主翼７０２により送気された空気をフレーム７１の外部へ排気する導翼としての役割を果たすこととなる。
また、ルーバ部材７２２と、フレーム本体７１１との間には、例えば、０．５〜２ｍｍの隙間が形成されている。ルーバ部材７２２の本数は、主翼７０２の本数の２倍であり、本実施形態では主翼７０２は７枚であるため、ルーバ部材７２２は１４本となる。
【００６６】
従って、本実施の形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(1-1) 補助翼７０３を設けることで、軸流ファン７の中を流れる気体の速度が向上し、速度が均一化するため、乱流の発生が防止できる。そのため、高い回転数で軸流ファン７を回転させた場合であっても、乱流と主翼７０２及び補助翼７０３とがぶつかることにより発生する騒音を低減でき、高静圧かつ低騒音の軸流ファン７とすることができる。
(1-2) また、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２を主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の約３／４とし、Ｘ軸に対する補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部の位置とを一致させることで、乱流の発生をより効果的に防止できる。
(1-3) さらに、補助翼７０３を設けることで、主翼７０２間の隙間から漏れる光の量を少なくすることができる。
【００６７】
(1-4) 補助翼７０３の回転方向後端部と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部との距離ＷｂをＷ／２とすることで、より効果的に、軸流ファン７の中を流れる気体の速度を均一化でき、乱流の発生を抑制できる。
(1-5) 補助翼７０３の取付角度θ2を最大で主翼７０２の取付角度θ1＋５°とし、補助翼７０３と反回転方向に隣接する主翼７０２と間を狭めることで、空気の流速を高め、流れを整えることができる。これにより、効果的に乱流の発生が防止でき、低騒音化を図ることができる。
(1-6) 主翼７０２及び補助翼７０３の主軸７０１の軸方向に沿った断面形状を流線形状としたため、軸流ファン７の中を流れる空気と、主翼７０２、補助翼７０３との間の抵抗を少なくすることができ、騒音の発生を低減できる。
【００６８】
(1-7) 補助翼７０３の断面の厚さ寸法を主翼７０２の断面の厚さ寸法以下とすることで、さらに効果的に乱流の発生を防止できる。
(1-8) 排気側から見た際に、隣接する主翼７０２同士が重なるように配置することで、主翼７０２間の隙間からの光の漏れを略確実に防止できる。
(1-9) 主翼７０２の正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂに光沢面７０２Ｃを形成したため、空気が主翼７０２に当たる際の気流の剥離を少なくできる。従って、乱流の発生を略確実に防止でき、軸流ファン７の低騒音化を図ることができる。
【００６９】
(1-10) フレーム本体７１１の排気側の開口周縁に取り付けられるスポーク７１３を主翼７０２の回転方向と反対方向に湾曲させ、さらに主翼７０２により送気された空気をすくい上げるような曲面を形成したので、スポーク７１３は、導翼としての役割を果たすこととなり、よりスムーズに空気を排気することが可能となる。従って、排気される空気とスポーク７１３とがぶつかり合うことによって発生する騒音を低減することができる。
(1-11) 主翼７０２の数からスポーク７１３の数を引いた数を奇数としたので、共鳴が防止され、騒音を低減させることができる。
(1-12) フレーム７１を熱伝導性の低い部材で成形した場合には、放熱しにくいため、主軸７０１を駆動するコイル７３３の熱により、モータ７３のコイル７３３及び基板７３５上のモータ駆動用のＩＣが損傷してしまうという問題がある。
これに対し、本実施形態では、フレーム７１を金属製としたので、放熱性を向上させることができ、コイル７３３及びモータ駆動用のＩＣが熱により影響を受けてしまうことを防止できる。従って、軸流ファン７の耐久性も向上できる。
【００７０】
(1-13) また、フレーム７１を金属製としたので、フレーム７１の剛性と精度を確保できる。
(1-14) さらに、フレーム７１を金属製とすることで、フレーム７１をリサイクルすることも可能となり、環境に対応したものとすることができる。
(1-15) フレーム本体７１１の内周側と、主翼７０２との間の隙間を０．５ｍｍ以下とすることで、高静圧化することができる。これにより、軸流ファン７を高い回転数で回転させる必要がなくなるので、さらなる低騒音化を図ることができる。
【００７１】
(1-16) フレーム本体７１１の開口縁全周に沿ってフランジを設け、このフランジにねじ孔を形成してもよいが、この場合には開口縁全周に沿ってフランジが設けられているので、軽量化を図ることが難しい。これに対し、本実施形態では、フレーム本体７１１の開口縁全周にフランジを形成せず、固定部７１２のみを開口周縁に設けたので、フレーム７１の軽量化を図ることができる。
(1-17) フィルタ７１５を設けない場合には、軸流ファン７の強い吸気力により、あらゆる方向から空気が吸気されるため、乱流が生じ騒音が発生しやすい。これに対し、本実施形態のような正六角形形状の開口が形成されたフィルタ７１５を設けることで、軸流ファン７に吸気される空気の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。さらに、フィルタ７１５と、フレーム本体７１１の開口との間には隙間が形成されているので、より効果的に騒音を低減できる。
(1-18) また、フィルタ７１５の開口をハニカム形状としてもよいが、ハニカム形状とした場合には、開口が崩れやすいという問題がある。これに対し、本実施形態では、正六角形状の開口を備えたフィルタ７１５Ａを採用したので、ハニカム形状に比べて開口が崩れにくい。そのため、騒音低減効果を確実に発揮することができる。
なお、開口が四角形状のフィルタ７１５Ｂを採用した場合にも、同様の効果を奏することができる。
【００７２】
(1-19)フィルタ７１５の開口径Rが０．３ｍｍ未満である場合や、開口率が７０％未満である場合には、気体の通りが悪くなり、流量が低下する虞がある。また、３ｍｍよりも大きいと、気体の流れを揃えることが困難となる虞がある。さらに、開口率を９０％を超えるものとした場合にはフィルタの加工性が低下する可能性がある。
本実施形態では、フィルタ７１５の開口径Ｒを０．３ｍｍ〜３ｍｍとし、開口率Ｑを７０以上、９０％以下としたので、このような問題は生じない。
(1-20) フレーム本体７１１の排気側に取り付けられたカバー７２には、導翼となるルーバ７２１が設けられているので、排気される空気を整流することができる。従って、乱流の発生を防止でき、さらなる低騒音化を図ることができる。また、ルーバ７２１と、フレーム本体７１１の開口との間には隙間が形成されているので、より一層の低騒音化を図ることができる。
(1-21) カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法を長くするほど、ルーバ部材７２２の取付角度（主軸７０１の軸方向に対するルーバ部材７２２の傾斜角度）を大きくすることができ、ルーバ部材７２２を俳気される空気の流れに沿った方向に延びるものとすることができるため、ルーバ部材７２２と、排気される空気との間に生じる抵抗を小さくできる。従って、カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法を長くすることが好ましいが、長くしすぎると、軸流ファン７にダクト６４を取り付けることが困難となる。本実施形態では、カバー７２の主軸７０１の軸方向に沿った長さ寸法は、２〜５ｍｍ程度としたので、排気される空気との抵抗を抑えることができ、かつ、ダクト６４の取付けも容易に行うことができる。
【００７３】
(1-22) ルーバ部材７２２を主翼７０２の傾斜方向と反対方向に傾斜して配置し、かつ、ルーバ部材７２２の本数を主翼７０２の二倍とすることで、主翼７０２間及び主翼７０２と補助翼７０３間から漏れる光Ｐを遮断することができる（図１８参照）。従って、ユーザに光漏れによる不快感を与えず、使用しやすいプロジェクタ１とすることができる。
(1-23) 軸流ファンの軸受けは、ボールベアリングを採用することが一般的であるが、ボールベアリングを採用した場合には、主軸７０１の回転に伴って擦過音が発生しやすい。これに対し、本実施形態では流体軸受け７０４としているため、主軸７０１の回転に伴う擦過音の発生を防止でき、低騒音化を図ることができる。
【００７４】
２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
第１実施形態では、フレーム本体７１１の吸気側の開口にフィルタ７１５を取り付けたが、本実施形態では、図１９に示すように、整流板７１６が取り付けられている。この整流板７１６は、反送気方向に向かって径が大きくなるテーパー形状となっている。
図２０に示すように、整流板７１６の主軸７０１に対する傾斜角度θ3は、例えば、４５°となっている。
また、整流板７１６の主軸７０１の軸方向の長さ寸法は、例えば、１．５〜１０ｍｍ以下となっている。
なお、この整流板７１６の吸気口に前記第１実施形態と同様のフィルタ７１５を装着することも可能である。このようにフィルタ７１５を設けることで、軸流ファン７に吸気される空気の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、ルーバ７２１は、カバー７２の中心から周縁に向かって延びる複数枚のルーバ部材７２２を備えているとした。これに対し、本実施形態では、図２１及び図２２に示すように、ルーバ部材７２３は、所定の間隔で略平行に配置されている。このルーバ部材７２３は、図２２奥側に傾斜している。
なお、図２２においては、ルーバ部材７２３と、ルーバ部材７２３間の隙間とを明確にするため、ルーバ部材７２３に斜線を施している。
主翼７０２の傾斜方向と、ルーバ部材７２３の遮光面とが略直交する部分（図２２右側部分）においては、図２１に示すように、主翼７０２及び補助翼７０３間からの光Ｐがルーバ部材７２３に当たり、確実に遮光できるため、ルーバ部材７２３間の間隔Ｈ３は広くなっている。主翼７０２の傾斜方向と、ルーバ部材７２３の遮光面とが平行に配置される部分においては（図２２左側部分）、ルーバ部材７２３間の間隔Ｈ４は狭くなっており、ルーバ部材７２３は密に配置されている。
【００７６】
このような本実施形態によれば、第１実施形態の(1-1)〜(1-16)、(1- 21)、(1- 23)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。
(2-1) 整流板７１６を設けない場合には、軸流ファン７の強い吸気力により、あらゆる方向から空気が吸気されるため、乱流が生じ騒音が発生しやすい。これに対し、本実施形態のように、テーパー形状の整流板７１６を設けることで、軸流ファン７に吸気される空気の方向を揃えることができ、騒音を低減させることができる。
さらに、整流板７１６の吸気口にフィルタ７１５を装着することで、整流板７１６の騒音低減効果に加え、フィルタ７１５の騒音低減効果を得ることができ、軸流ファン７のより一層の騒音低減を可能にすることができる。
(2-2) また、整流板をフレーム本体７１１の開口と同じ径のものとした場合には、整流板が吸気の流れを阻害することとなるため、充分な騒音低減効果が得られない。本実施形態では、整流板７１６をテーパー形状としたので、整流板７１６により吸気の流れが阻害されることがなく、充分に騒音を低減できる。
【００７７】
(2-3) ルーバ部材７２３の遮蔽面が主翼７０２の傾斜方向に略直交するように、ルーバ部材７２３を配置したので、隣接した主翼７０２間からの光の漏れをルーバ部材７２３により遮光できる。
(2-4) 本実施形態では、主翼７０２の傾斜方向と、ルーバ部材７２３の遮光面とが略直交する部分においては、隣接するルーバ部材７２３間の間隔を広くしている。これにより、風量損失を抑制することが可能となり、さらなる低騒音化を図ることができる。
また、ルーバ部材７２３の遮光面と、主翼７０２の傾斜方向が略平行になるような部分では、ルーバ部材７２３間の間隔を狭くし、密に配置しているので、ルーバ部材７２３間からの光漏れを防止することができる。
(2-5) さらに、本実施形態では、ルーバ部材７２３を略平行に配置しているため、ルーバ部材７２３の設置を容易に行うことができる。
【００７８】
なお、本発明は前述の実施の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。
例えば、前記実施形態では、フレーム本体７１１にカバー７２を取り付けていたが、カバー７２を外装ケース２に取り付けてもよい。ただし、外装ケース２にカバー７２を取り付けた場合には、軸流ファン７の設置位置がずれることにより、カバー７２内のルーバ部材７２２，７２３と、主翼７０２及び補助翼７０３との位置関係がずれてしまうこととなる。そのため、ルーバ部材７２２，７２３の遮光効果が充分に発揮できない可能性があり、これを改善する構造を考慮する必要がある。
これに対し、フレーム本体７１１にカバー７２を取り付けた場合には、例え、軸流ファン７の設置位置がずれてしまっても、ルーバ部材７２２，７２３と、主翼７０２、補助翼７０３と間には、ずれが生じないので、効果的に光漏れを防止できる。さらに、排気側から見たカバーの平面形状は、前記実施形態のような円形形状に限らず、例えば、矩形形状であってもよい。
【００７９】
さらに、第１実施形態では、フィルタ７１５の厚さ寸法は、０．１〜５ｍｍとしたが、この範囲には限られない。
また、第１実施形態では、フィルタ７１５の開口は正六角形としたが、円形形状であってもよい。また、フィルタは、ＳＵＳ等の金属や、耐熱性樹脂材のワイヤーを平織りした矩形の開口を有する部材であってもよい。
さらに、フィルタ７１５の開口径Ｒを、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下としたが、この範囲内には限られない。また、開口率は７０〜９０％としたが、この範囲には限られず、例えば、５０〜９５％の範囲内であってもよい。
さらに、第１実施形態では、フィルタ７１５のみを取付け、整流板７１６は取り付けていなかったが、整流板７１６を取り付けてもよい。整流板７１６及びフィルタ７１５の双方を取り付けることで、さらなる低騒音化を図ることができる。
【００８０】
また、第２実施形態では整流板７１６の主軸７０１に対する傾斜角度θ3を４５°としたが、この角度には限らず、θ3は、３０°〜９０°の範囲であればよい。３０°〜９０°であれば、整流板７１６により吸気の流れを阻害されることがなく、充分に騒音を低減できるからである。具体的なθ3の値は、対象となる軸流ファンのもつ静圧と、流量によって定まる主要流速のベクトルに適合させればよい。
さらに、前記実施形態では、フレーム７１は、金属製としたが、これに限らず、熱伝導性の高い樹脂製としてもよい。この場合にも、金属製とした場合と同様、フレーム７１の放熱性を向上できる。
また、前記実施形態では、スポーク７１３は、導翼としての役割を果たすものとしたが、単にモータ７３を保持するだけのものであってもよい。この場合は、スポークを湾曲させたり、送気された気体をすくい上げるような曲面を形成したりする必要がないので、スポークの形成が容易となる。
さらに、主翼７０２の正圧面７０２Ａ及び負圧面７０２Ｂに光沢面７０２Ｃが形成されているとしたが、光沢面７０２Ｃは形成されていなくてもよい。光沢面７０２Ｃを形成しなければ、主翼７０２の加工にかかる手間を省くことができる。
また、主翼７０２は排気側から見た際に、隣接する主翼７０２に重なり合う様に配置されているとしたが、例えば、カバー７２のルーバ７２１のみで略完全に光漏れを防止できる場合には、主翼７０２同士を重なり合うように配置しなくてもよい。このようにすれば、主翼７０２の取付けを容易化できる。
【００８１】
また、前記実施形態では、主翼７０２の厚さ寸法Ｔ１よりも補助翼７０３の厚さ寸法Ｔ２が小さいものとしたが、Ｔ２はＴ１と同じ厚さ寸法であってもよく、さらには、Ｔ１よりも大きくてもよい。
主軸７０１に対する補助翼７０３の取付角度をθ2、主軸７０１に対する主翼７０２の取付角度をθ１とした場合、θ2は、θ1−１０°以上、θ1＋５°以下、なかでもθ2＝θ1＋５°が好ましいとしたが、この角度には限られず、騒音低減効果が発揮できる範囲内であればよい。
前記実施形態では、主翼７０２及び補助翼７０３の主軸７０１の軸方向に沿った断面形状は流線形状であるとしたが、これに限らず、単なる矩形形状としてもよい。ただし、この場合、空気との抵抗が大きくなってしまうため、流線形状にした場合に比べ、低騒音効果が低減する可能性もある。
【００８２】
さらに、補助翼７０３の回転方向後端部は、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部からＷ／２離れた位置としたが、これに限らず、例えば、１／４Ｗ離れた位置としてもよい。
補助翼７０３の回転方向前端部のＸ軸に対する位置は、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部と一致しているとしたが、これに限らず、補助翼７０３の回転方向前端部は、主翼７０２の回転方向前端部から−１／８Ｗから＋１／８Ｗの範囲内にあればよい。また、補助翼７０３の高さ寸法は主翼７０２の高さ寸法の３／４としたが、１／２〜４／５の範囲内であればよい。以上のような範囲内であれば、騒音を低減させることが可能だからである。ただし、前記実施形態のように、補助翼７０３の高さ寸法を主翼７０２の高さ寸法の約３／４とし、補助翼７０３の回転方向前端部と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部とを一致させた場合に、最も高い騒音低減効果を発揮できる。
【００８３】
［実施例］
本発明の効果を確認するために以下の実験を行った。
［補助翼と主翼との関係］
充分な気体の流量を確保し、かつ、低騒音化を図るための補助翼と主翼との関係を確認するために以下のような実験を行った。
主翼７０２及び補助翼７０３の形状及び配置を仮定し、軸流ファン内に流入した気体における主翼７０２及び補助翼７０３の周辺の乱流エネルギーの発生状況をシュミレーションした。
ここで、乱流エネルギーとは、一般的に慣性抵抗と言われるもので、速度の２乗で表される。慣性抵抗（圧力抵抗ともいう）は、流体が物体に衝突し速度を変えられるときの反作用として現れる抵抗であり、流体が物体表面に働く法線応力を意味する。また、ファンの翼壁面（主翼７０２の表面及び補助翼７０３の表面）の圧力変動からＣｕｒｌｅの式を用いて騒音レベルを算出する方法は一般的に行なわれている。したがって、ファンの翼壁面の圧力変動より騒音レベルを算出できることから、今回の実験では、翼壁面に働く法線応力を意味する乱流エネルギーの発生状況より騒音レベルを判定した。  
【００８４】
まず、軸流ファンが所望の空気流を発生させた場合における軸流ファンへの空気導入の条件を測定し、この測定結果から、軸流ファンへの気体の流入の条件を算出した。これにより、流入角６０°、流入速３．２ｍ／ｓｅｃとなった。
また、主翼７０２の高さ寸法Ｈ１を１３．６ｍｍ、ピッチ寸法Ｗを１８．７ｍｍ、取付角度θ1を４０°、主翼７０２の厚さ寸法Ｔ１を１．２ｍｍとした。補助翼７０３の厚さ寸法Ｔ２は、１．０ｍｍとする。また、図２３に示すように、軸流ファンの回転方向に沿ってＸ軸を設定し、回転方向を＋、反回転方向を−とした。また、補助翼７０３の回転方向前端部から、この補助翼７０３の反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部までのＸ軸上の寸法をＷｆとし、補助翼７０３の反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向後端部から、補助翼７０３の回転方向後端部までのＸ軸上の寸法をＷｂとした。  
【００８５】
（１）補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２と、乱流エネルギーとの関係
Ｗｆを０とし、Ｗｂを約Ｗ／２、すなわち、９．４ｍｍとした。
（実施例1-1）
Ｈ２の寸法を６．８ｍｍ（Ｈ１の約１／２）とした。
（実施例1-2）
Ｈ２の寸法を９．１ｍｍ（Ｈ１の約２／３）とした。
（実施例1-3）
Ｈ２の寸法を９．８ｍｍ（Ｈ１の約３／４）とした。
（実施例1-4）
Ｈ２の寸法を１０．９ｍｍ（Ｈ１の約４／５）とした。
（比較例1-1）
Ｈ２の寸法を３．４ｍｍ（Ｈ１の１／４）とした。
（比較例1-2）
Ｈ２の寸法を１１．３ｍｍ（Ｈ１の５／６）とした。
実施例1-1〜1-4、比較例1-1、1-2の結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2004003391.tif 000033
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。
実施例1-1〜1-4では、何れも１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーの発生箇所が１箇所以下であり、騒音を低減できることが確認された。なかでも、実施例1-3（Ｈ２＝９．８ｍｍ）では１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーは発生せず、最も高い騒音低減効果を得ることができることが確認された。
一方、比較例1-１，1-2では、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーの発生箇所が２箇所以上であり、騒音低減効果を確認することができなかった。
以上より、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２は、主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の１／２以上、４／５以下であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
【００８７】
（２）補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係
補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係について調べた。Ｗｂを約Ｗ／２、すなわち９．４ｍｍとし、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２を、主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の約１／２、すなわち６．８ｍｍとした。
なお、補助翼の反回転方向に隣接する主翼の回転方向前端部の位置を０とし、Ｘ軸上における回転方向を＋、反回転方向を−としている。
（実施例2-1）
Ｗｆを−２．３ｍｍ（−１／８Ｗ）とした。
（実施例2-2）
Ｗｆを−２．１ｍｍ（−１／９Ｗ）とした。
（実施例2-3）
Ｗｆを０ｍｍとした。
（実施例2-4）
Ｗｆを+２．１ｍｍ（+１／９Ｗ）とした。
（実施例2-5）
Ｗｆを+２．３ｍｍ（+１／８Ｗ）とした。
（比較例2-1）
Ｗｆを−２．７ｍｍ（−1／７Ｗ）とした。
（比較例2-2）
Ｗｆを＋２．７ｍｍ（＋1／７Ｗ）とした。
実施例2-1〜2-5、比較例2-1、2-2の結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
2004003391.tif 000034
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。
実施例2-1〜2-5では、何れも１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所は、１箇所以下であり、騒音低減効果を得ることができた。
一方、比較例2-1,2-2では、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が２箇所以上であり、騒音低減効果を得ることができなかった。以上より、主翼７０２のピッチ寸法Ｗの−１／８以上、１／８以下の範囲内であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
なお、実施例2-1〜2-5では、乱流エネルギーの発生状況に大差はなかった。従って、設計及び加工のしやすさを考慮すると、補助翼７０３の回転方向前端部の位置と、反回転方向に隣接する主翼７０２の回転方向前端部とを略一致させること（Ｗｆ＝０）が好ましい。
このようにすることで、製造コストを低減し、かつ低騒音化を図ることができる。
【００８９】
（３）補助翼７０３の回転方向後端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係
補助翼７０３の回転方向後端部の位置と、乱流エネルギーの発生との関係について調べた。
Ｗｆを０とし、補助翼７０３の高さ寸法Ｈ２を主翼７０２の高さ寸法Ｈ１の約１／２、すなわち、６．８ｍｍとした。
（実施例3-1）
Ｗｂを９．４ｍｍ（１／２Ｗ）とした。
（実施例3-2）
Ｗｂを７．４ｍｍ（２／５Ｗ）とした。
（実施例3-3）
Ｗｂを４．７ｍｍ（１／４Ｗ）とした。
（比較例3-1）
Ｗｂを１２．５ｍｍ（２／３Ｗ）とした。
（比較例3-2）
Ｗｂを１１．４ｍｍ（３／５Ｗ）とした。
（比較例3-3）
Ｗｂを３．７ｍｍ（１／３Ｗ）とした。
結果を表３に示す。
【００９０】
【表３】
2004003391.tif 000035
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。さらに、１．５ｍ２／sec２以上、１．９ｍ２／sec２未満の乱流エネルギーが発生した箇所が２箇所以下であるものを「◎」とした。
実施例3-2、実施例3-3では、何れも１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であり、騒音低減効果を得ることができた。また、実施例3-1では、１．５ｍ２／sec２以上、１．９ｍ２／sec２未満の乱流エネルギーが発生した箇所が２箇所以下であり、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーは発生しなかった。実施例3-1のように、補助翼７０３を互いに隣接する主翼７０３間の略中央に設けた場合に、軸流ファン内を流れる空気の速度をより効果的に均一化でき、乱流の発生を防止できるため、より一層の騒音低減を図ることができることが確認された。
一方、比較例3-1〜3-3では、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが２箇所以上で発生し、騒音低減効果を得ることができなかった。
以上より、補助翼７０３の回転方向後端部の位置が、主翼７０２の回転方向に沿ったピッチ寸法Ｗの１／２以下、１／４以上の範囲内であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
【００９１】
（４）補助翼７０３の取付角度θ2と、乱流エネルギーの発生との関係
Ｗｆを０とし、Ｗｂを１／２Ｗ、すなわち、９．４ｍｍとした。
（実施例4-1）
取付角度θ2を３０°（θ2＝θ1−１０°）とした。
（実施例4-2）
取付角度θ2を４０°（θ2＝θ1）とした。
（実施例4-3）
取付角度θ2を４５°（θ2＝θ1＋５°）とした。
（比較例4-1）
取付角度θ2を２０°（θ2＝θ1−２０°）とした。
（比較例4-2）
取付角度θ2を５０°（θ2＝θ1＋１０°）とした。
結果を表４に示す。
【００９２】
【表４】
2004003391.tif 000036
ここで、シミュレーションの結果、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であれば、「○」とし、２箇所以上であれば、「×」とした。
実施例4-1〜4-3では、何れも１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所が１箇所以下であり、騒音低減効果を得ることができた。なかでも、実施例4-3（取付角度θ2＝４５°）では、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが発生した箇所は全くなく、最も高い騒音低減効果を得ることができた。
一方、比較例4-1,4-2では、１．９ｍ２／sec２以上の乱流エネルギーが２箇所以上で発生し、騒音低減効果を得ることができなかった。
以上より、補助翼７０３の取付角度θ2が、θ１−１０°以上、θ１＋５°以下の範囲内であれば、騒音低減効果を得ることができることが確認された。
【００９３】
［フィルタと騒音との関係］
フィルタ７１５Ａ、フィルタ７１５Ｂ、フィルタ７１５Ｃを用いて、軸流ファンのフレーム本体７１１の吸気側の開口に装着し、軸流ファンの騒音量及び軸流ファンに吸気される気体の速度（吸気流速度）を測定した。以下の実施例及び比較例における測定はすべて同じ条件のもと行われた。
（実施例5-1）
フィルタ７１５Ａを使用し、開口径Ｒを０．３０ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．０４ｍｍ、開口率Ｑを７８％とした。
（実施例5-2）
フィルタ７１５Ｂを使用し、開口径Ｒを１．２ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．３０ｍｍ、開口率Ｑを７０％とした。
（実施例5-3）
フィルタ７１５Ｃを使用し、開口径Ｒを０．８７ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．０２ｍｍ、開口率Ｑを８１％とした。
（比較例5-1）
フィルタ７１５Ｂを使用し、開口径Ｒを０．３２ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．１０ｍｍ、開口率Ｑを５８％とした。
（比較例5-2）
フィルタ７１５Ｂを使用し、開口径Ｒを５．５０ｍｍ、開口を形成する枠の幅ＦＷを０．８０ｍｍ、開口率Ｑを７６％とした。
（参考例）
フィルタ７１５を装着しなかった。
結果を表５に示す。
【００９４】
【表５】
2004003391.tif 000037
参考例のフィルタを装着しなかった軸流ファンと比較して、騒音が１０％以上低下し、かつ、吸気流速度の低下が５％未満のものを「○」とし、これ以外を「×」とした。
実施例5-1〜5-3では、参考例のフィルタを装着しなかった軸流ファンと比較して騒音が１０％以上低下し、かつ、吸気流速度の低下が５％未満であった。
一方、比較例5-1では、騒音は低下するものの、吸気流速度が大幅に低下した。開口率Ｑが７０％未満の場合には、気体の流れが悪くなり流量が低下することが確認された。
また、比較例5-2では、開口径Ｒが３ｍｍを超えており、気体の流れをそろえることが困難となったため、騒音低減効果を得ることができなかった。
以上より、開口径Ｒが０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、開効率Ｑが７０％以上であるフィルタが騒音を低減し、かつ吸気流速度を損なわないことが確認された。なかでも、フィルタの加工性を考慮すると、開効率Ｑは７０％以上、９０％以下が好ましい。
なお、実施例5-1〜5-3において、開口の形状による差がほとんど確認できなかったことから、開口径Ｒや開口率Ｑが上記範囲内であれば、開口形状が円形であるフィルタ７１５Ｄや、その他、四角形、六角形以外の形状であっても同様の効果を得ることができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、高い静圧を確保でき、かつ、騒音の低減を図ることができる軸流ファンであり、特に光源を有する機器、例えば、プロジェクタに用いるのに適している。
【国際調査報告】
2004003391.tif 000038
2004003391.tif 000039