(57)【要約】【課題】長さや吹き出し口の大きさが異なるダクトが用いられた場合でも、空気の逆流を確実に抑制することができる、共用化が可能な多翼ファンを提供する。【解決手段】多翼ファン１は、羽根車３と、羽根車３を収容するケーシング２と、を有する。羽根車３は、第１の方向に空気が流入する流入口を備え、該流入口より流入した空気が第１の方向と直交する全ての方向に流出する。ケーシング１は、羽根車３の入口側の部分を覆うカバー２１に開口２１ｂが形成され、羽根車３の空気が流出する部分を囲む側面に排出口２０ａが形成されており、カバー２１と羽根車３の入口側の部分との間には、隙間が形成されている。リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造が、隙間の一部を塞ぐように設けられている。リブ２１ａ、２２ａは連携して遮蔽構造の遮蔽範囲を変化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に空気が流入する流入口を備え、該流入口より流入した空気が前記第１の方向と直交する全ての方向に流出する羽根車と、前記羽根車を収容するケーシングと、を有し、前記ケーシングは、前記羽根車の前記流入口側の部分を覆う、前記流入口に空気を供給するための吸気口を備えたカバーと、前記羽根車の空気が流出する部分を囲む、前記羽根車より流出した空気を排出するための排出口を備えた収容部とを備えた、多翼ファンであって、
前記カバーと前記羽根車との間の隙間の一部を塞ぐように設けられた遮蔽構造を有し、
前記遮蔽構造は、互いに重なるように設けられた第１及び第２のリブを有し、前記第１及び第２のリブが連携して前記遮蔽構造の遮蔽範囲を変化させる、多翼ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の多翼ファンにおいて、
第１の開口を備え、該第１の開口の中心と前記吸気口の中心とを通る直線を回転軸として回転するように前記第１の側面に取り付けられた第１の回転板を、さらに有し、
前記第１のリブが、前記第１の回転板の前記第１の開口の周縁部に形成されている、多翼ファン。
【請求項３】
請求項２に記載の多翼ファンにおいて、
前記第２のリブが、前記第１の側面の前記吸気口の周縁部に形成されている、多翼ファン。
【請求項４】
請求項２に記載の多翼ファンにおいて、
第２の開口を備え、該第２の開口の中心と前記吸気口の中心とを通る直線を回転軸として回転するように、前記第１の回転板に重ねて前記第１の側面に取り付けられた第２の回転板を、さらに有し、
前記第２のリブが、前記第２の回転板の前記第２の開口の周縁部に形成されている、多翼ファン。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の多翼ファンと、
前記多翼ファンの排出口に取り付けられたダクトと、
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、
前記ダクトは、前記排出口より排出された空気を前記光源または画像形成部よりなる熱源の冷却すべき部位に供給する、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多翼ファンおよびそれを用いた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９に、多翼ファンの一例を示す。図９を参照すると、多翼ファンは、円筒状の羽根車１００と、羽根車１００を収容するケーシング１０１と、を有する。羽根車１００は、回転軸１０２を軸に回転可能であって、回転軸１０２の軸方向に沿って吸気が行われ、遠心方向に空気が流出するように構成されている。
ケーシング１０１は、回転軸１０２の軸方向と直交する第１の方向に向けて、羽根車１００より遠心方向に排気された空気を排出する。または、ケーシング１０１は、羽根車１００の回転軸１０２の軸方向と交差する部分に円形の吸気口を備えたファンカバーを有する。空気は、この吸気口を介して羽根車１００内に流入する。
関連技術として、特許文献１、２には、一方向に向けて空気を排出する多翼ファンが記載されている。
【０００３】
一般に、投射型表示装置では、多翼ファンを用いて光源や表示パネルなどの熱源を冷却している。
冷却風を熱源の所望の部位に供給するために、ダクトが多翼ファンの排出口に取り付けられる。ダクトは、流路断面の大きさが吹き出し口に向かって徐々に小さくなるように構成されており、これにより、多翼ファンの静圧を高めることができる。
多翼ファンは熱源毎に設けられ、各多翼ファンには、それぞれ異なるダクトが取り付けられる。熱源の冷却すべき部位の大きさに応じて、ダクトの吹き出し口の大きさが決定される。多翼ファンと熱源との位置関係や筐体内の空きスペースなどを考慮して、ダクトの長さが決定される。
最近の投射型表示装置では、コスト削減のために、多翼ファンの共用化が図られている。例えば、投射型表示装置内の複数の熱源に対して同じ構造の多翼ファンが用いられる。また、機種が異なる複数の投射型表示装置の間で、同じ構造の多翼ファンが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０８７７３２号公報
【特許文献２】特開２００５−６１３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図９に示した多翼ファンにおいては、ダクトを取り付けた場合に、以下のような問題を生じる。
図１０に、多翼ファンの排出口にダクトを取り付けた場合のケーシング内の空気の流れを模式的に示す。図１０において、空気の流れは矢印で示されている。
図１０に示すように、ダクト１０４は、ケーシング１０１の排出口に取り付けられており、ケーシング１０１より排出した空気が吹き出し口より排出される。ダクト１０４の流路断面の大きさは、吹き出し口に向かって徐々に小さくなるように構成されている。ダクト１０４の吹き出し口は、ケーシング１０１の排出口よりも小さいため、このダクト１０４は多翼ファンの排気抵抗となる。
ファンカバーと羽根車１００との間には隙間があるため、排気抵抗があると、排出口に向かう空気流の一部が逆流し、ファンカバーと羽根車１００との隙間を介して吸気口から漏れ出す。図２に示した矢印Ａが、ファンカバーと羽根車１００との隙間を介して吸気口から漏れ出す空気の流れ（逆流）を示す。このような空気の逆流が生じると、ダクト１０４より吹き出す風量（排気流量）が減少して、冷却効率が低下する。
【０００６】
なお、上記の空気の逆流を抑制するために、多翼ファンの吸気口を小さくすることが考えられる。しかし、吸気口を小さくすると、吸気抵抗が増大し、その結果、ダクト１０４より吹き出す風量が減少して、冷却効率が低下する。
また、空気の逆流を抑制することができ、かつ、吸気抵抗の増大を必要最小限とすることができるように、多翼ファンの吸気口を最適な形状に設計する方法も考えられる。しかし、この方法には、以下のような問題がある。
熱源の種類によっては、冷却すべき部位の大きさが異なる場合があり、その場合、熱源毎に、吹き出し口の大きさが異なるダクトが用いられる。また、空きスペースの有無によっては、熱源毎に、長さが異なるダクトが用いられる場合もある。
多翼ファンの排気抵抗の大きさは、ダクトの長さや吹き出し口の大きさに依存する。多翼ファンの空気の逆流が生じる範囲は、排気抵抗の大きさに応じて変化することから、熱源毎に、ダクト長や吹き出し口の大きさが異なるダクトが用いられた場合は、空気の逆流が生じる範囲も、熱源毎に異なる。このため、多翼ファンの吸気口を最適な形状に設計する方法では、熱源毎に異なる設計が必要となり、多翼ファンの共用化は困難である。
【０００７】
本発明の目的は、長さや吹き出し口の大きさが異なるダクトが用いられた場合でも、空気の逆流を確実に抑制することができる多翼ファン、およびそれを用いた投射型表示装置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、本発明の一実施態様によれば、
第１の方向に空気が流入する流入口を備え、該流入口より流入した空気が前記第１の方向と直交する全ての方向に流出する羽根車と、前記羽根車を収容するケーシングと、を有し、前記ケーシングは、前記羽根車の前記流入口側の部分を覆う、前記流入口に空気を供給するための吸気口を備えたカバーと、前記羽根車の空気が流出する部分を囲む、前記羽根車より流出した空気を排出するための排出口を備えた収容部とを備えた、多翼ファンであって、
前記カバーと前記羽根車との間の隙間の一部を塞ぐように設けられた遮蔽構造を有し、
前記遮蔽構造は、互いに重なるように設けられた第１及び第２のリブを有し、前記第１及び第２のリブが連携して前記遮蔽構造の遮蔽範囲を変化させる、多翼ファンが提供される。
【０００９】
本発明の別の実施態様によれば、
上記の多翼ファンと、
前記多翼ファンの排出口に取り付けられたダクトと、
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、
前記ダクトは、前記排出口より排出された空気を前記光源または画像形成部よりなる熱源の冷却すべき部位に供給する、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、長さや吹き出し口の大きさが異なるダクトが用いられた場合でも、設計変更なしに、空気の逆流を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による多翼ファンの外観を示す模式図である。
【図２】図１に示す多翼ファンの分解斜視図である。
【図３】図１に示す多翼ファンの調整板を回転させた状態を示す模式図である。
【図４】図３に示す多翼ファンの分解斜視図である。
【図５】図１に示す多翼ファンのファンカバーのリブが空気の逆流を抑制する様子を示す模式図である。
【図６】図１に示す多翼ファンのファンカバーのリブの配置例を示す模式図である。
【図７】図１に示す多翼ファンを用いて光源を冷却する冷却システムの一例を示す模式図である。
【図８】図１に示す多翼ファンを用いて光源を冷却する冷却システムの別の例を示す模式図である。
【図９】多翼ファンの一例を示す模式図である。
【図１０】図９に示す多翼ファンの排出口にダクトを取り付けた場合のケーシング内の空気の流れを示す模式図である。
【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による多翼ファンの外観を示す模式図である。図２は、図１に示す多翼ファンの分解斜視図である。
図１及び図２を参照すると、多翼ファン１は、シロッコファン等に代表される送風機であって、羽根車３と、羽根車３を収容するケーシング２とを有する。羽根車３は、互いに対向して配置された２枚の円環プレートと、これら円環プレートの間に挟持された複数の羽根と、を有する。羽根車３では、モーターが一方の円環プレートを回転することで、回転軸Ａ１の軸方向である第１の方向に空気が流入し、遠心方向（第１の方向と直交するすべての方向）に空気が流出する。他方の円環プレートの開口が、第１の方向に空気が流入する流入口である。
【００１３】
ケーシング２は、羽根車３を収容する収容部２０と、ファンカバー２１と、円環状の回転板２２とを有する。収容部２０は、羽根車３の空気が流出する部分を囲む側面を備え、この側面に、回転軸Ａ１の軸方向と直交する方向に向けて、羽根車３より流出した空気を排出する排出口２０ａを備える。ケーシング２は、流路断面の大きさが排出口２０ａに向かって徐々に増大するように構成された流路を備える。ケーシング２は、所謂、スクロールケーシングである。
ファンカバー２１は、羽根車３の流入口側の部分を覆うように収容部２０に固定される。ファンカバー２１の回転軸Ａ１の軸方向と交差する部分には、吸気口である円形の開口２１が設けられている。ファンカバー２１と羽根車３の流入口側の部分との間には、排出口２０ａと吸気口である開口２１とに連通する隙間が形成されている。ファンカバー２１の羽根車３側の面には、開口２１の縁に沿って、隙間を塞ぐための遮蔽構造として用いられるリブ２１ａが形成されている。
【００１４】
回転板２２は、円形の開口２２ｂを備え、開口２２ｂの中心と開口２１の中心とを通る直線を回転軸として回転するようにファンカバー２１に取り付けられている。回転板２２の開口２２ｂの周縁部には、上記隙間を塞ぐための遮蔽構造として用いられるリブ２２ａが形成されている。開口２２ｂの直径は、開口２１ｂの直径よりも小さい。回転板２２は、開口２２ｂが開口２１ｂと重なった状態で、ファンカバー２１に回転可能に支持されている。
ファンカバー２１は、回転板２２を回転可能に支持する支持構造を有する。この支持構造は、例えば、ファンカバー２１の開口２１ｂの周縁部に所定の間隔で設けられた、回転板２２の開口２２ｂの部分を支持する複数の支持部を有する。各支持部は、回転板２２を回転方向に摺動することができ、かつ、板バネのような、たわみを許容するような部材で構成することが望ましい。なお、支持構造は、Ｌ字型のものに限定されない。支持構造は、回転板２２を回転することができるのであれば、どのような構造であってもよい。また、支持構造は、ファンカバー２１側ではなく、回転板２２側に設けられてもよい。
【００１５】
リブ２１ａ、２２ａは互いに重なった状態で一つの遮蔽構造を構成しており、リブ２１ａ、２２ａが連携して遮蔽構造の遮蔽範囲を調整するように構成されている。具体的には、リブ２１ａ、２２ａは互いに重なっており、回転板２２が回転することで、リブ２２ａがファンカバー２１の開口２１ｂの縁に沿って移動する。リブ２２ａが移動することで、遮蔽構造の長さが変化し、これにより、排気抵抗が変化しても、空気の逆流が生じる範囲をカバーすることができる。ここで、リブ２１ａの周方向の長さＬ１とリブ２２ａの周方向の長さＬ２とは、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たす。リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造の最大長は、Ｌ１＋Ｌ２であり、最小長はＬ１である。Ｌ１を基準に、遮蔽構造の両端それぞれで、Ｌ２の範囲内で遮蔽構造の長さ（遮蔽範囲）を調整することができる。
図３は、リブ２２ａを羽根車３の回転方向に移動させた状態の多翼ファン１を示し、図４は、リブ２２ａを羽根車３の回転方向に移動させた状態の多翼ファン１の分解斜視図である。図３及び図４に示すように、リブ２２ａを羽根車３の回転方向に移動させることで、リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造が、羽根車３の回転方向に延伸する。
【００１６】
本実施形態の多翼ファンによれば、遮蔽構造の長さを調整することができるので、以下のような作用効果を奏する。
図５は、ファンカバー２１のリブ２１ａが空気の逆流を抑制する様子を説明するための模式図である。図５に示すように、リブ２１ａは、空気の逆流Ａの進行方向に配置されているので、開口２１ｂよりなる吸気口から空気が漏れ出すことを抑制することができる。
排気抵抗の増大のために、空気の逆流Ａの範囲が広がったり、空気の逆流Ａの経路が変わったりした場合は、図３に示したように、リブ２２ａを移動させて、リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造を延伸させる。これにより、空気の逆流Ａを確実に遮蔽し、吸気口から空気が漏れ出すのを抑制することができる。
【００１７】
なお、吸気口の全周に渡って遮蔽構造を形成することで、排気抵抗が変化しても、吸気口から空気が漏れ出すのを確実に抑制することができる。しかし、吸気口付近に形成された遮蔽構造は、羽根車３に流入する空気流の抵抗（吸気抵抗）になるので、吸気口の全周に渡って遮蔽構造を形成すると、吸気抵抗が増大する。本実施形態では、リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造の遮蔽範囲を調整することができるので、必要最小限の吸気抵抗で、空気の逆流Ａのために吸気口から空気が漏れ出すのを抑制することができる。
また、リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造の遮蔽範囲を調整することができるので、吹き出し口の大きさや形状、ダクト長が異なる、種々のダクトを適用することができる。
【００１８】
本実施形態の多翼ファンは、本発明の一例であり、その構成は適宜に変更可能である。例えば、図６に示すように、カバー２１の面内における回転軸Ａ１の軸方向と直交する方向Ａ２において、排出口２０ａの開口２１ｂ側の端部を上端とした場合、遮蔽構造の少なくとも一部が、上端と下端の間に位置してもよい。図６において、破線Ａ３は、方向Ａ２における上端の位置を示す。リブ２１ａの少なくとも一部は、破線Ａ３よりも下端側に位置している。
また、空気の逆流Ａを効率的に遮蔽し、かつ、吸気抵抗を最小限にするために、リブ２１ａの開口２１ｂの円周方向における長さは、開口２１ｂの円周の長さの１／４であることが望ましい。
本実施形態の多翼ファンにおいて、回転板２２とは別に、第２の開口を備えた第２の回転板を設けてもよい。第２の回転板は、第２の開口の中心と吸気口である開口２１ｂの中心とを通る直線を回転軸として回転するように、回転板２２に重ねてカバー２１に取り付けられる。リブ２１ａは、第２の回転板の第２の開口の周縁部に形成される。
カバー２１は、回転板２２と第２の回転板の両方を回転可能に支持する支持構造を有する。例えば、回転板２２の外径が、第２の回転板の外径よりも大きい場合、カバー２１の外側の面に、回転板２２の外周を支持する複数の支持部が形成され、カバー２１の内側の面に、第２の回転板の第２の開口の周縁部を支持する複数の支持部が形成される。各支持部は、
【００１９】
（投射型表示装置）
投射型表示装置は、上述した多翼ファンと、多翼ファンの排出口に取り付けられたダクトと、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。ダクトは、排出口より排出された空気を光源または画像形成部よりなる熱源の冷却すべき部位に供給する。光源は、ＬＥＤや高圧水銀ランプなどである。画像形成部は、液晶表示デバイス（ＬＣＤ）やマイクロミラーデバイス（ＭＤＭ）などである。投射型表示装置は、複数の光源を備える場合は、多翼ファンおよびダクトは、光源毎に設けられる。
【００２０】
図７に、多翼ファンを用いて光源を冷却する冷却システムの一例を示す。図７を参照すると、冷却システムは、多翼ファン１、ファンホルダ４、ダクト５およびＬＣＤユニット６を有する。多翼ファン１は、ファンホルダ４に固定される。ダクト５は、多翼ファン１の排出口２０ａに取り付けられており、排出口２０ａより排出した空気をＬＣＤユニット６の冷却すべき部位に供給する。
図８に、多翼ファンを用いて光源を冷却する冷却システムの別の例を示す。図８を参照すると、冷却システムは、多翼ファン１、ファンホルダ７、ダクト８およびランプユニット９を有する。多翼ファン１は、ファンホルダ７に固定される。ランプユニット９は、超高圧水銀ランプを備える。ダクト８は、多翼ファン１の排出口２０ａに取り付けられており、排出口２０ａより排出した空気をランプユニット９の冷却すべき部位に供給する。
【００２１】
図７に示したＬＣＤ用冷却システムでは、図８に示したランプ用冷却システムと比較して、多翼ファン１の回転数を低く設定しており、ダクト５の流路はダクト８よりも長いため、多翼ファン１の排気抵抗は小さく、逆流の発生は少ない。一方、図８に示したランプ用冷却システムでは、静圧を高めるために、多翼ファン１の回転数を高く設定しており、ダクト８は、ダクト５よりも短く、かつ、吹き出しく口に向かって流路径を絞った構造になっている。このため、図７に示したＬＣＤ用冷却システムと比較して、排気抵抗が大きく、逆流が多く発生する。このようなことから、図７に示したＬＣＤ用冷却システムでは、リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造を短くして空気の逆流の発生を抑制し、図８に示したランプ用冷却システムでは、リブ２１ａ、２２ａからなる遮蔽構造を長くして、空気の逆流の発生を抑制している。
【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の方向に空気が流入する流入口を備え、該流入口より流入した空気が前記第１の方向と直交する全ての方向に流出する羽根車と、前記羽根車を収容するケーシングと、を有し、前記ケーシングは、前記羽根車の前記流入口側の部分を覆う、前記流入口に空気を供給するための吸気口を備えたカバーと、前記羽根車の空気が流出する部分を囲む、前記羽根車より流出した空気を排出するための排出口を備えた収容部とを備えた、多翼ファンであって、
前記カバーと前記羽根車との間の隙間の一部を塞ぐように設けられた遮蔽構造を有し、
前記遮蔽構造は、互いに重なるように設けられた第１及び第２のリブを有し、前記第１及び第２のリブが連携して前記遮蔽構造の遮蔽範囲を変化させる、多翼ファン。
［付記２］
付記１に記載の多翼ファンにおいて、
第１の開口を備え、該第１の開口の中心と前記吸気口の中心とを通る直線を回転軸として回転するように前記第１の側面に取り付けられた第１の回転板を、さらに有し、
前記第１のリブが、前記第１の回転板の前記第１の開口の周縁部に形成されている、多翼ファン。
［付記３］
付記２に記載の多翼ファンにおいて、
前記第２のリブが、前記第１の側面の前記吸気口の周縁部に形成されている、多翼ファン。
［付記４］
付記２に記載の多翼ファンにおいて、
第２の開口を備え、該第２の開口の中心と前記吸気口の中心とを通る直線を回転軸として回転するように、前記第１の回転板に重ねて前記第１の側面に取り付けられた第２の回転板を、さらに有し、
前記第２のリブが、前記第２の回転板の前記第２の開口の周縁部に形成されている、多翼ファン。
［付記］
付記１から４のいずれか一つに記載の多翼ファンと、
前記多翼ファンの排出口に取り付けられたダクトと、
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、
前記ダクトは、前記排出口より排出された空気を前記光源または画像形成部よりなる熱源の冷却すべき部位に供給する、投射型表示装置。
【符号の説明】
【００２３】
１  多翼ファン
２  ケーシング
３  羽根車
２０  収容部
２０ａ  排出口
２１  カバー
２１ａ、２２ａ  リブ
２１ｂ、２２ｂ  開口
２２  調整板
【図１】
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【図２】
2017160888.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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