(57)【要約】【課題】開発費用および製造工数の増大、設計変更、大型化を抑制することができ、冷却効率を改善することができる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置は、ダクト７内に収容されたラジエータ１を有する。ラジエータ１は、第１の面４０ａと、第１の面４０ａとは反対側の面である第２の面４０ｂと、これら面４０ａ、４０ｂを貫通し、それぞれが貫通する方向が同じである複数の放熱フィン５を有する。各放熱フィン５の貫通方向は、第１の面４０ａと直交しない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と該第１の面とは反対側の面である第２の面とを備えたラジエータを有する冷却装置であって、
前記ラジエータは、前記第１および第２の面を貫通し、それぞれが貫通する方向が同じである複数の放熱フィンを、さらに有し、各放熱フィンの貫通方向が前記第１の面と直交しない、冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置において、
前記ラジエータが収容される筒状のダクトを、さらに有し、
前記ラジエータの前記第１および第２の面は、前記ダクトの一方の開口面に垂直な第１の方向と直交しないように形成され、
前記各放熱フィンの貫通方向が前記第１の方向と平行である、冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却装置において、
前記ラジエータは、
前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられた、それぞれが液体を貯留する第１および第２のタンクと、
前記第１および第２のタンクの間に前記第２の方向に沿って設けられた、前記液体が前記第１および第２のタンクの間を流れる液体流通部と、をさらに有し、
前記第１の方向において、前記液体流通部の前記第１のタンク側の端部が、前記液体流通部の前記第２のタンク側の端部よりも前記ダクトの前記一方の開口面側に配置されている、冷却装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の冷却装置において、
前記ダクトの前記一方の開口面側に設けられ、前記ラジエータに向けて空気を送る冷却ファンを、さらに有する、冷却装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却装置と、
前記冷却装置を介して前記液体が循環する液体循環部と、
光源と、
前記光源からの光を空間的に変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像を投射する投射光学系と、を有し、
前記液体循環部は、前記光源の熱伝導部および前記画像形成部の熱伝導部の少なくとも一方に接するように構成されている、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータを備えた冷却装置とその冷却装置を用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタには、光源や表示パネルなどの熱源を冷却するために、ラジエータを備えた冷却装置が搭載されている。
図８は、冷却装置の構成を示す斜視図である。図９は、図８に示す冷却装置に搭載されるラジエータの外観を示す斜視図である。
図８および図９を参照すると、冷却装置は、ダクト１７と、ダクト１７内に収容されたラジエータ１１と、ダクト１７の一方の開口側に配置された冷却ファン１８とを有する。冷却ファン１８は、ダクト１７内のラジエータ１１に向けて空気を送る。
ラジエータ１１は、上部タンク１２、下部タンク１３、液体流通部１４および放熱フィン１５を有する。ラジエータ１１は、ダクト１７内に固定さる。上部タンク１２および下部タンク１３は、冷却用の液体（冷媒）を貯留する。液体流通部１４は、一端が上部タンク１２に連通し、他端が下部タンク１３に連通した複数の流路１４ａを備える。放熱フィン１５は、流路１４ａ毎に設けられている。
【０００３】
図１０は、図８に示した冷却装置の上面図であり、図１１は、図１０に示した冷却装置の一点鎖線Ｃ−Ｃにおける断面構造を示す断面図である。図１２は、図９に示したラジエータの上面図であり、図１３は、図１２に示すラジエータの一点鎖線Ｄ−Ｄにおける断面構造を示す断面図である。
図１０および図１１に示すように、ダクト１７の内面の対向する二つの面と直交する方向１００において、上部タンク１２および下部タンク１３は互いに対向するように配置されている。液体流通部１４は、上部タンク１２と下部タンク１３の間に方向１００に沿って形成されている。放熱フィン１５は、方向１００と直交する方向１０１に平行な放熱面を備える。冷却ファン１８からの空気流は、放熱フィン１５の放熱面に沿って液体流通部１４を通過する。
【０００４】
図１２および図１３に示すように、流路１４ａの延伸方向Ａ１０と上部タンク１２の上面（流路１４ａ側とは反対側の面）とのなす角度、および、延伸方向Ａ１０と下部タンク１４の下面（流路１４ａ側とは反対側の面）とのなす角度は、いずれも９０°である。延伸方向Ａ１０は、方向１００に等しい。
上記の冷却装置において、液体流通部１４を流れる液体は、熱伝導を利用して放熱することで冷却される。放熱部位は、主に、液体流通部１４の表面および放熱フィン１５の放熱面である。冷却ファン１８からの空気流が液体流通部１４の表面および放熱フィン１５の放熱面を通過することで、熱交換を効率よく行うことができ、冷却効果を高めることができる。液体流通部１４の表面および放熱フィン１５の放熱面が広いほど、冷却効果を高めることができる。
関連技術として、特許文献１には、ラジエータを収容した吸気側ダクトと、この吸気側ダクトを介して筐体内に空気を取り込む冷却ファンとを備えた放熱装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０４１４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プロジェクタにおいて、冷却装置の冷却効率をさらに向上することが求められている。
上述した冷却装置において、冷却ファン１８の風量を増大することで冷却効率を高めることができる。しかし、この場合は、風量を増大できる冷却ファンを新たに開発するための開発費用や製造工数が増える。
また、上述した冷却装置において、液体流通部１４を方向１００または方向１０１に拡大することで、液体流通部１４の表面や放熱フィン１５の放熱面を拡大することができ、その結果、冷却効率を高めることができる。しかし、液体流通部１４の方向１００または方向１０１への拡大は、液体流通部１４の設計変更を招き、その結果、開発費用や製造工数が増える。
加えて、方向１００において、液体流通部１４を拡大すると、ダクト１０８も拡大することになり、その結果、冷却装置が大型化する。
さらに、方向１００における液体流通部１４の拡大は、冷却ファン１８等の周辺部品の設計変更を招き、その結果、開発費用や製造工数が増える。
特許文献１に記載の放熱装置おいても、上記と同様の問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、装置の大型化や、設計変更に伴う開発費用および製造工数の増大を抑制することができ、冷却効率を改善することができる冷却装置、およびその冷却装置を用いたプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、第１の面と該第１の面とは反対側の面である第２の面とを備えたラジエータを有する冷却装置であって、前記ラジエータは、前記第１および第２の面を貫通し、それぞれが貫通する方向が同じである複数の放熱フィンを、さらに有し、各放熱フィンの貫通方向が前記第１の面と直交しない、冷却装置が提供される。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、
上記冷却装置と、
前記冷却装置を介して前記液体が循環する液体循環部と、
光源と、
前記光源からの光を空間的に変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像を投射する投射光学系と、を有し、
前記液体循環部は、前記光源の熱伝導部および前記画像形成部の熱伝導部の少なくとも一方に接するように構成されている、投射型表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置の大型化や、設計変更に伴う開発費用および製造工数の増大を抑制することができ、冷却効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である冷却装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す冷却装置に搭載されるラジエータの外観を示す斜視図である。
【図３】図１に示す冷却装置の上面図である。
【図４】図３に示す冷却装置の一点鎖線Ａ−Ａにおける断面構造を示す断面図である。
【図５】図２に示すラジエータの上面図である。
【図６】図５に示すラジエータの一点鎖線Ｂ−Ｂにおける断面構造を示す断面図である。
【図７】図６に示す液体流通部と比較例である液体流通部とを並べて側面から見た状態を示す模式図である。
【図８】関連技術である冷却装置の構成を示す斜視図である。
【図９】図８に示す冷却装置に搭載されるラジエータの外観を示す斜視図である。
【図１０】図８に示す冷却装置の上面図である。
【図１１】図１０に示す冷却装置の一点鎖線Ｃ−Ｃにおける断面構造を示す断面図である。
【図１２】図９に示すラジエータの上面図である。
【図１３】図１２に示すラジエータの一点鎖線Ｄ−Ｄにおける断面構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である冷却装置の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す冷却装置に搭載されるラジエータの外観を示す斜視図である。
図１および図２を参照すると、冷却装置は、筒状のダクト７と、ダクト７内に収容されたラジエータ１と、ダクト７の一方の開口端側に設けられた冷却ファン８とを有する。冷却ファン８は、ダクト７内のラジエータ１に向けて空気を送る。冷却ファン８として、例えば、軸流ファンや、シロッコファンやターボファンなどの遠心ファンを用いることができる。
【００１３】
ラジエータ１は、上部タンク２、下部タンク３、液体流通部４および複数の放熱フィン５を有する。上部タンク２および下部タンク３は、冷却用の液体（冷媒）を貯留する。上部タンク２には、液体を供給するための供給口２ａが設けられている。下部タンク３には、液体を排出するための排出口３ａが設けられている。上部タンク２および下部タンク３は、アルミニウムなどの金属よりなる。
液体流通部４は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属よりなり、複数の流路４ａを備える。液体流通部４の一端は上部タンク２に接合され、他端は下部タンク３に接合されている。液体流通部４と上部タンク２および下部タンク３とは、溶接等を用いて接合できる。各流路４ａは、一方の開口端が上部タンク２に連通し、他方の開口端が下部タンク３に連通したものであって、所定の間隔で配置されている。液体は、各流路４ａを介して上部タンク２から下部タンク３に向かって流れる。
【００１４】
流路４ａの並び方向における液体流通部４の両端には、上部タンク２および下部タンク３を両側から挟む２枚の固定プレート６が設けられている。一方の固定プレート６は、上部タンク２および下部タンク３それぞれの一方の端部を支持し、他方の固定プレート６は、上部タンク２および下部タンク３それぞれの他方の端部を支持する。各固定プレート６には、ラジエータ１をダクト７に取り付けるための取り付け穴６ａ、６ｂが設けられている。取り付け穴６ａ、６ｂをダクト７側の所定の穴と位置合わせし、ねじ止めすることで、ラジエータ１をダクト７に固定する。
放熱フィン５は、流路４ａ毎に設けられている。放熱フィン５は、折り返し部を備えた波板状の放熱板よりなり、折り返し部が流路４ａに接触した状態で固定されている。放熱フィン５と液体流通部４は一体的に形成されてもよい。
【００１５】
図３は、図１に示した冷却装置の上面図であり、図４は、図３に示した冷却装置の一点鎖線Ａ−Ａにおける断面構造を示す断面図である。図５は、図２に示したラジエータの上面図であり、図６は、図５に示すラジエータの一点鎖線Ｂ−Ｂにおける断面構造を示す断面図である。以下では、図３乃至図６を参照する。
図３および図４に示すように、ダクト７の内面の対向する二つの面７ａ、７ｂそれぞれと交差する方向２００において、上部タンク２および下部タンク３は互いに対向するように配置されている。液体流通部４は、上部タンク２と下部タンク３の間に方向２００に沿って形成されている。方向２００とダクト７の内面７ａ、７ｂそれぞれとのなす角度θ１は、９０°未満である。角度θ１は、冷却効率を考慮して適宜に設定することができる。角度θ１が小さいほど、ダクト７の内面７ａ、７ｂに垂直な方向（図１１に示した方向１００に対応する）に対する液体流通部４の傾きが大きくなる。
【００１６】
液体流通部４は、冷却ファン８側の第１の面４０ａと第１の面４０ａとは反対側の第２の面４０ｂとを有し、各放熱フィン５は、これら面４０ａ、４０ｂを貫通するように形成されている。各放熱フィン５の貫通方向は互いに同じであり、面４０ａ、４０ｂとは直交しない。
ダクト７の一方の開口端（冷却ファン８側の開口端）から他方の開口端に向かう方向２０１において、上部タンク２は、下部タンク３よりも後側に配置されている。換言すると、方向２０１において、液体流通部４の上部タンク２側の端部４１は、液体流通部４の下部タンク３側の端部４２よりも後側に配置されている。より具体的には、ダクト７の冷却ファン８側の開口により形成される面を基準面とすると、液体流通部４の端部４１の基準面からの距離Ｄ１は、液体流通部４の端部４２の基準面からの距離Ｄ２より長い。距離Ｄ１と距離Ｄ２との差が大きいほど、角度θ１は小さくなる。ここで、方向２０１は、基準面に垂直な方向または冷却ファン８からの空気流の方向に一致していてもよい。
なお、方向２０１において、上部タンク２は、下部タンク３よりも前側に配置されてもよい。換言すると、方向２０１において、液体流通部４の上部タンク２側の端部４１は、液体流通部４の下部タンク３側の端部４２よりも前側に配置されてもよい。より具体的には、液体流通部４の端部４１の基準面からの距離Ｄ１は、液体流通部４の端部４２の基準面からの距離Ｄ２より短くてもよい。この場合も、距離Ｄ１と距離Ｄ２との差が大きいほど、角度θ１は小さくなる。
【００１７】
放熱フィン５は、方向２０１に平行な放熱面を備える。冷却ファン８からの空気流は、放熱フィン５の放熱面に沿って液体流通部１４を矢印Ａ１２の方向に通過する。なお、図４において、便宜上、矢印Ａ１２により示された空気流は３つしか示されていないが、実際は、各流路４ａに設けられた放熱フィン５に対応する数の空気流が生じる。
図５および図６に示すように、上部タンク２の上面２ｂ（液体流通部４側の面とは反対側の面）と流路４ａの延伸方向（長手方向）Ａ１１とのなす角度θ２は、角度θ１と同じである。ここで、流路４ａの延伸方向Ａ１１は方向２００に一致する。
下部タンク３の下面３ｂ（液体流通部４側の面とは反対側の面）と延伸方向Ａ１１とのなす角度θ３も、角度θ１と同じである（図６）。すなわち、上部タンク２の上面２ａはダクト７の内面７ａと平行であり、下部タンク３の下面３ａはダクト７の内面７ｂと平行である。ここでは、上部タンク２の上面２ａはダクト７の内面７ａに接し、下部タンク３の下面３ａはダクト７の内面７ｂに接している。
【００１８】
本実施形態の冷却装置によれば、各放熱フィン５の貫通方向を液体流通部４の面４０ａ、４０ｂとは直交しないように構成したことで、冷却ファン８からの空気流の方向に対して、液体流通部４を傾けて配置することが可能である。液体流通部４を傾けて配置することで、以下のような作用効果を奏する。以下、図８乃至図１３に示した冷却装置を比較として、その作用効果を具体的に説明する。
図７は、本実施形態の冷却装置の液体流通部４と比較例である冷却装置の液体流通部１４とを並べて側面から見た状態を示す模式図である。液体流通部４、１４の長さおよび幅はとも同じである。液体流通部４の両端部はタンク２、３内に突き出ている。同様に、液体流通部１４の両端部はタンク１２、１３内に突き出ている。放熱フィン５の数は、放熱フィン１５の数と同じである。
液体流通部４の延伸方向Ａ１１と液体流通部１４の延伸方向Ａ１０とのなす角度をθとすると、タンク２、３の間における液体流通部４の長さＬ１と、タンク１２、１３の間における液体流通部１４の長さＬ３とは、以下の関係を有する。
Ｌ１＝Ｌ３÷ｃｏｓθ
上記の関係によれば、液体流通部４の長さＬ１は液体流通部１４の長さＬ２よりも長いので、液体流通部４の表面の面積は、液体流通部１４の表面の面積よりも大きい。よって、冷却効率の向上が可能である。
【００１９】
また、方向Ａ１２において、液体流通部４の幅Ｌ２と液体流通部１４の幅Ｌ４とは、以下の関係を有する。
Ｌ２＝Ｌ４÷ｃｏｓθ
上記の関係によれば、液体流通部４の幅Ｌ２は液体流通部１４の幅Ｌ４よりも大きいので、放熱フィン５の幅を、放熱フィン１５の幅よりも大きくすることができ、その結果、冷却効率の向上が可能となる。
上述のように、本実施形態の冷却装置によれば、比較例の冷却装置と比較して、液体流通部、タンク、ダクト、冷却ファンなどの設計変更を生じることなく、冷却効率を向上することができる。
なお、タンク２、３の液体流通部４の取り付け穴は、タンク１２、１３の液体流通部１４の取り付け穴よりも大きい。しかし、穴開け加工において、穴のサイズは容易に変更することができる。よって、タンク２、３の取り付け穴のサイズ変更は、設計変更を伴うことなく容易に対応できる。
【００２０】
また、液体流通部４の傾き角度（図４に示したθ１に等しい）が大きいほど、液体流通部４の長さＬ１および幅Ｌ２を増大することができ、冷却効率を向上することができる。よって、傾き角度を増大するという観点から、液体流通部４として、液体流通部１４よりも長いものを用いてもよい。この場合、液体流通部の設計変更を伴うが、タンク、ダクト、冷却ファンなどの設計変更を生じることなく、冷却効率を向上することができる。
本発明の冷却装置は、プロジェクタに代表される電子機器全般に適用することができる。
【００２１】
（プロジェクタ）
以下、本発明の冷却装置を備えたプロジェクタについて説明する。
プロジェクタは、上述した本発明の冷却装置と、この冷却装置を介して液体が循環する液体循環部と、光源と、光源からの光を空間的に変調して画像を形成する画像形成部と、画像を投射する投射光学系と、を有する。液体循環部は、光源の熱伝導部および画像形成部の熱伝導部の少なくとも一方に接するように構成されている。
例えば、画像形成部は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などの表示素子を備える。この表示素子は、熱伝導部を備える。光源は、ＬＥＤなどの固体光源よりなり、この固体光源は、熱伝導部を備える。液体循環部は、表示素子の熱伝導部および固体光源の熱伝導部の少なくとも一方を通る流路を備える。流路の一部には、液体を循環させるためのポンプが設けられている。ラジエータ１から排出された液体は、液体循環部の流路を流れ、表示素子や固体光源の熱伝導部を通過する。液体が表示素子の熱伝導部を通過することで、表示素子を冷却することができる。液体が固体光源の熱伝導部を通過することで、固体光源を冷却することができる。固体光源や表示素子の熱伝導部を通過した液体はラジエータ１に戻る。
【００２２】
本発明は、以下の付記１から５に記載の形態を取り得るが、これらに限定されない。
［付記１］
第１の面と該第１の面とは反対側の面である第２の面とを備えたラジエータを有する冷却装置であって、
前記ラジエータは、前記第１および第２の面を貫通し、それぞれが貫通する方向が同じである複数の放熱フィンを、さらに有し、各放熱フィンの貫通方向が前記第１の面と直交しない、冷却装置。
［付記２］
付記１に記載の冷却装置において、
前記ラジエータが収容される筒状のダクトを、さらに有し、
前記ラジエータの前記第１および第２の面は、前記ダクトの一方の開口面に垂直な第１の方向と直交しないように形成され、
前記各放熱フィンの貫通方向が前記第１の方向と平行である、冷却装置。
［付記３］
付記２に記載の冷却装置において、
前記ラジエータは、
前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられた、それぞれが液体を貯留する第１および第２のタンクと、
前記第１および第２のタンクの間に前記第２の方向に沿って設けられた、前記液体が前記第１および第２のタンクの間を流れる液体流通部と、をさらに有し、
前記第１の方向において、前記液体流通部の前記第１のタンク側の端部が、前記液体流通部の前記第２のタンク側の端部よりも前記ダクトの前記一方の開口面側に配置されている、冷却装置。
［付記４］
付記２または３に記載の冷却装置において、
前記ダクトの前記一方の開口面側に設けられ、前記ラジエータに向けて空気を送る冷却ファンを、さらに有する、冷却装置。
［付記５］
付記１から４のいずれか１つに記載の冷却装置と、
前記冷却装置を介して前記液体が循環する液体循環部と、
光源と、
前記光源からの光を空間的に変調して画像を形成する画像形成部と、
前記画像を投射する投射光学系と、を有し、
前記液体循環部は、前記光源の熱伝導部および前記画像形成部の熱伝導部の少なくとも一方に接するように構成されている、投射型表示装置。
【符号の説明】
【００２３】
１  ラジエータ
２  上部タンク
３  下部タンク
４  液体流通部
５  放熱フィン
６  固定プレート
７  ダクト
８  冷却ファン
２ａ  供給口
３ａ  排出口
【図１】
2017155999.tif 000003
【図２】
2017155999.tif 000004
【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】
2017155999.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017155999.tif 000011
【図１０】
2017155999.tif 000012
【図１１】
2017155999.tif 000013
【図１２】
2017155999.tif 000014
【図１３】
2017155999.tif 000015