JP2007011002A - 排気口構造、投写型表示装置、および計算機 - Google Patents

Abstract

【課題】投写型表示装置において、排気効率に対する影響を抑え、静音性、ランプ破損時の安全性、遮光性を向上させ、外部からの異物混入の危険性を低減する。
【解決手段】排気口構造は、排気を外部に放出する排気開口１と、排気開口１に設けられ、排気が流れる流路開口部１６を備えた排気開口被覆体１０（排気パネル２〜６）とを有している。流路開口部１６の位置は、排気開口被覆体１０の端部からの距離（排気パネル２〜６）に応じて異なっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、排気口構造および投写型表示装置等に関し、特に、携帯型投写型表示装置の排気口構造に関する。

家電製品等においては静音性が求められており、各種の静音化技術が開発されている。この傾向は家電製品だけでなく、一般の電子機器でも同様である。特にパーソナルコンピュータ関連機器においては、コンピュータの構成部品である磁気ディスク装置、ＣＰＵクーラ、電源クーラだけでなく、その周辺装置である投写型表示装置等においても、大型、小型にかかわらず静音化の要求が高い。

投写型表示装置は、特に大きな発熱体を備えており、性能や信頼性の確保のために冷却を行うことが必須である。冷却方法は大きく空冷方式と液冷(水冷)方式の２つに分類され、空冷方式はさらに自然空冷方式と強制空冷方式に分類される。強制空冷方式では、空気を各種のファンによって強制的に被冷却物に当てたり、機器内部の暖まった空気を排気したりしている。冷却用のファンからは騒音が発生するが、電子機器の冷却性能を高めようとすると騒音が増加しやすくなる。この問題は大きな発熱体を備える電子機器で顕著であり、また小型の携帯型機器ではより顕著になる傾向にある。電子機器では、装置内にクリップなどの導電性の異物が入り回路がショートすることなどを防止するために、排気のための開口が制限されているが、特に、携帯型機器では、スペース上の制約等によりその制限が大きい。このため、排気効率がさらに低下し、排気部の温度上昇や騒音の増加が顕在化する傾向にある。

投写型表示装置では、多くの機器で高圧水銀ランプを使用しているため、ランプが破裂し、その際に発生するガラス片が装置外部に飛散する可能性がある。このためランプユニットの構造、装置内部構造、排気パネル構造などによって、ガラス片の飛散を防止する必要がある。また、ランプが排気開口の近傍に配置されていると、ランプからの漏れ光が直接装置外部に漏れ、使用者に不快感を与えてしまうという問題もある。

このように、携帯型機器においては、冷却性能、静音化(低騒音)、安全性、および遮光性への配慮が重要である。このため、安全性および遮光性の向上のために、排気用のダクトを複数回折り曲げる技術（特許文献１参照）や、冷却性能、静音化、および遮光性の向上のために、光源とランプハウスとの間にランプシェードを設ける技術（特許文献２参照）などが開示されている。
特開２００３-２０２６３０号公報 特開平１０−１７１３６２号公報

しかし、上述した従来の技術には以下の問題がある。これらは、特に小型の投写型表示装置において顕在化する問題である。

第一に、大きな発熱体を備える投写型表示装置の冷却に必要な排気風量を得るためには、実装可能な複数個の小型ファンを高回転で動作させる必要があり、騒音が大きくなってしまう。これは、小型のファンでは絶対的な風量が不足することに起因するが、排気開口の開口率の低下によるところも大きい。ここで、開口率とは、ある断面における排気開口の断面積に対する流路開口部の面積比である。また、高回転でファンを回転させることにより、耳障りな音が発生しやすい。このため、騒音レベルを低く抑えても、耳障りな周波数成分が増加し、感覚的にうるさく感じでしまう。

第二に、排気開口はランプ近傍に配置されるため、ランプが破裂した際にガラス片が装置外部に飛び出してしまう危険がある。これは、ランプからの絶対的な距離が短いため、破裂による高いエネルギを装置内部の遮蔽板などで吸収しきれず、遮蔽板などで跳ねかえり、装置外に排出されてしまう可能性があるためである。これを防止するために排気開口に細かい目のメッシュなどを使用することも考えられるが、開口率が低下し内部温度が上昇してしまうため、採用が難しい。

第三に、排気開口はランプ近傍に配置されるため、排気開口の開口率を高くするとランプからの漏れ光が直接装置外部に漏れ、使用者に不快感を与えてしまう。ランプに近い位置で遮光するとランプの温度を上げてしまい、ランプ寿命、騒音などに悪影響を与えてしまうため、採用が難しい。

上記の問題点のうち、第二、第三の問題点はランプの位置を排気開口から離せばある程度解消されるが、小型の投写型表示装置においては筐体内部の配置の制約が大きく、現実には困難である。さらに、排気開口がランプ近傍に配置されることから、排気パネル部が非常に高温になってしまうという問題もある。その理由は、ランプからの絶対的な距離が短いため、排熱を十分に拡散できず、ランプからの非常に高温の排気が直接装置外に排出されてしまうからである。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明は、排気効率に対する影響を抑えつつ、静音性、ランプ破損時の安全性、遮光性を向上させ、さらに外部からの異物混入の危険性を低減できる排気口構造および投写型表示装置等を提供することを目的とする。

本発明の排気口構造は、排気を外部に放出する排気開口と、排気開口に設けられ、排気が流れる流路開口部を備えた排気開口被覆体とを有している。流路開口部の位置は、排気開口被覆体の端部からの距離に応じて異なっている。

本発明の排気口構造によれば、流路開口部として大きな開口面積（開口率）を確保しながら、流路開口部の位置を各断面でずらすことによって、流路形状を非直線的、立体的に構成することができる。流路開口部の開口面積を大きく確保できるので、排気流の圧力損失を抑え排気効率への影響が抑えられ、静音性の向上につながる。また、流路を非直線的、立体的に構成するので、排気開口の内部から外部（または外部から内部）を直視できる断面積が低減され、場合によっては０にすることもできる。このため、内部からの飛散物の排出や外部からの異物の混入の防止、さらには遮光性の向上が容易となる。

上記の端部からの距離は、排気開口の開口面と直交する方向である排気軸方向で測った距離とすることができる。

排気開口被覆体は、排気軸方向に沿って直列に配置された複数のパネルを有し、複数のパネルは、各々が複数の流路開口部を備え、かつ流路開口部が、少なくとも一部の隣接するパネル同士で、排気軸方向の投影面において互いにずれるように配置されている。

複数の流路開口部は、配列ピッチ、大きさ、形状の少なくともひとつが隣接するパネル間で互いに異なっていてもよい。また、複数の流路開口部は、配列ピッチ、大きさ、形状のすべてが隣接するパネル間で同一であり、各流路開口部の中心軸が隣接するパネル間で互いにずれていてもよい。

中心軸のずれの大きさまたは方向の少なくともいずれかは、隣接するパネルの一つの組と隣接するパネルの他の組との間で異なっていることが望ましい。

複数のパネルは排気軸方向に互いに隙間をあけて配置されていることが望ましい。

複数のパネルの少なくとも一部のパネルは金属材料で形成することができる。また、排気方向の最も下流側に設けられたパネルを金属材料で形成し、かつ排気方向側に面する表面に樹脂製のパネルを形成するようにしてもよい。

排気方向の最も下流側に設けられたパネルは樹脂材料で形成されている。

排気開口被覆体は、気孔同士が互いにつながっている金属製の発泡材料を有している。

本発明の投写型表示装置は、上記の排気開口被覆体と、上記の排気開口を形成する筐体とを有している。

本発明の計算機は、上記の排気開口被覆体と、上記の排気開口を形成する筐体とを有している。

以上説明したように、本発明によれば、排気効率に対する影響を抑えつつ、静音性、ランプ破損時の安全性、遮光性を向上させ、さらに外部からの異物混入の危険性を低減できる排気口構造および投写型表示装置等を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の投写型表示装置の一実施形態を示す外観斜視図である。図２は、図１に示す投写型表示装置の排気口構造を分解して示す分解斜視図である。

投写型表示装置１５は、上部筐体９ａと下部筐体９ｂとで構成される筐体９の内部に、光源ランプと光源ランプからの光を反射するリフレクタとが組み込まれた光源ランプユニット１１、投射レンズ、画像表示部、画像制御部、電源部、冷却装置（光源ランプユニット１１を除いて図示せず）等が設置されて構成されている。冷却装置は排気ファン（図示せず）を備えた強制空冷方式であるが、自然空冷方式でもよい。冷却装置は水冷、空冷のいずれでもよい。筐体９の投射レンズ（図示せず）の反対側となる背面部には排気を外部に放出する排気開口１が形成されている。排気ファンからの排気は筐体９内を通って排気開口１から排出される。

排気開口１には、図２に示すように、排気開口被覆体１０が設けられている。排気開口被覆体１０は、５枚の排気パネル２〜６から構成され、パネルホルダ８で支持されている。パネルホルダ８は筐体９の排気開口１に保持されているが、筐体９に一体成形されていてもよい。排気開口１の開口面と直交する方向を排気軸方向Ｐとすると、排気パネル２〜６は、排気軸方向Ｐに沿って排気方向（図２の白抜き矢印参照）に向かって、排気パネル２、３、・・の順に直列に配置されている。排気は排気パネル２、３、・・をこの順で通過し、外部に放出される。各排気パネル２〜６は排気軸方向Ｐに互いに隙間をあけて配置されている。

排気パネル２〜６は、アルミ合金などの熱伝導性の高い金属材料で形成され、熱拡散板としても機能する。すなわち、本実施形態のように光源ランプユニット１１と排気開口１とが近接していても、排気パネル２〜６が受けた熱は筐体９への伝熱や大気への放熱などにより放散され、排熱効果が高まる。この結果、単一のパネルで構成したときと比べ、排気口構造が局部的に高温となることが防止されるとともに、投写型表示装置１５の最外面の排気パネル（本実施形態では排気パネル６）の表面温度を低減することができる。排気パネル６の排気方向側に面する表面、すなわち投写型表示装置１５の外面を構成する部分には樹脂製のパネル７が形成されている。樹脂製のパネル７は熱伝導率が低いため、ユーザーが誤って接触した場合の体感温度が抑制される。排気パネル６は樹脂材料だけで形成してもよい。

排気開口被覆体１０（本実施形態では排気パネルの集合体）の流路開口部の位置は、排気開口の開口面と直交する方向である排気軸方向で測った排気開口被覆体の端部からの距離に応じて異なっている。複数の排気パネルは、各々が複数の流路開口部を備え、かつ流路開口部が、少なくとも隣接する排気パネル同士で、排気軸方向の投影面で互いにずれるように配置されている。以下、この点について図面を参照して詳細に説明する。

図３は、すべての排気パネルが配置された状況を排気軸方向から見た平面図である。同図（ａ）は全体平面図である。同図（ｂ）は同図（ａ）の部分拡大図であり、分かりやすくするために、排気パネル６だけ２つの流路開口部を示し、他の排気パネルは一つの流路開口部だけを示している。図４は、排気方向の最も下流側に設けられた排気パネルとその一つ上流側の排気パネルを排気軸方向から見た部分平面図である。図５は、図４に示す排気パネルの部分斜視図である。

排気軸方向Ｐに沿って排気方向側から見ると、図３（ａ）に示すように、排気パネル６が一番手前に、以下排気パネル５，４，３，２の順に重ねられて配置されている。各排気パネル２〜６の板厚と外形形状は同一で、各排気パネル２〜６には排気が流れる流路である流路開口部１６が複数個格子状に形成されている（図４，５では排気パネル２，３，４は図示していないが、排気パネル５，６と同様である。）。流路開口部１６は各排気パネル２〜６で同一形状かつ同一の大きさ（９ｍｍ四方の正方形）であり、配列ピッチも同一である。流路開口部１６を仕切る格子部１８の幅は１ｍｍである。この結果、各排気パネルの開口率は８０％程度となる。

各排気パネル２〜６の流路開口部１６は、排気軸方向の投影面において、流路開口部１６の集合体の外周部を基準として互いに２ｍｍずつ図の上下、左右方向にずれている。換言すれば、流路開口部１６の位置すなわち各流路開口部１６の中心軸１９は、排気軸方向Ｐから見たときに各排気パネルの間で互いにずれている。図３（ｂ）に示す２つの中心軸１９は各々排気パネル５，６の中心軸を示したものである。このようにして、排気軸方向Ｐから見て投写型表示装置１５の外側から排気開口１の内部まで直視できる開口、すなわち、排気パネル２〜６を排気軸方向Ｐに投影したときに得られる開口１７を、各排気パネル２〜６の重なりを利用して立体的に構成することができる。開口１７は１ｍｍ四方となり、その配列ピッチは２ｍｍとなる。

排気パネルの水平および上下方向のずれピッチＰと、格子部１８の幅ｄと、排気パネルの枚数Ｎと、流路開口部１６の開口長さ（辺長）Ｗの関係は、
Ｗ＝Ｐ＊Ｎ−ｄ・・（式１）
となり、このとき、辺長（Ｐ−ｄ）の開口１７がピッチＰで配列することになる。上記構成の場合、２＊５−１＝９となり、流路開口部１６を９ｍｍ四方まで確保できる。式（１）からはまた、流路開口部の枚数を増やすほど各排気パネルの流路開口部のサイズを大きくできることがわかる。排気パネルのずれピッチＰおよび格子部１８の幅ｄは、開口１７の大きさ（Ｐ−ｄ）および配列ピッチＰを支配するが、これらの仕様は、外部からの異物混入を防ぐために必要な開口１７の目の細かさや、危険部位に直接触れることを防止するバリア機能上要求される目の細かさなどから決定される。

流路開口部１６、すなわち中心軸１９のずれの大きさおよび方向は、隣接するパネルの一つの組と隣接するパネルの他の組との間で異なっている。具体的には、図３（ｂ）において、排気パネル４は排気パネル５に対して右方向、上方向にそれぞれ６ｍｍずれているが、排気パネル３は排気パネル４に対して左方向、下方向にそれぞれ４ｍｍずれている。このように排気パネルが一定の方向に規則的にずらされて並ばないようにすることにより、開口１７が斜め方向などの特定方向に直線状に形成されることが防止される。ずれの大きさと方向は共に異なるようにするのが最も効果的であるが、いずれかが異なっているだけでもよい。このような中心軸１９のずれは、光源ランプユニット１１からの光が直接見えないように配置されていることが望ましい。

流路開口部は、必ずしも配列ピッチ、大きさ、形状のすべてが各排気パネルで互いに一致している必要はなく、少なくともこれらの要素のひとつが隣接するパネル間で互いに異なっていてもよい。すなわち、各パネルの流路開口部は矩形である必要はなく、同一形状である必要もない。開口のピッチと大きさが一定の値以下に抑えられる形状であればどのような形状でも差し支えない。

このように、本実施形態の排気口構造では、排気パネルの流路開口部を各排気パネルでずらすことによって、排気軸方向に沿った流路形状（筐体の内部を外部とを結ぶ空間経路）を非直線的、立体的に構成している。個々の排気パネルの開口率は８０％程度と非常に大きく、排気流の圧力損失を十分に小さく抑えられるため、排気効率は良好であり、従来の１枚パネル構造と比べても全く遜色はない。排気効率が良好であるため排気ファンの回転数も低く抑えることができ、低騒音化の実現に有利となる。一方、光源ランプが破損しガラス片が発生しても、筐体の内部と外部とを結ぶ直線的な経路がほとんどないため、ガラス片はいずれかの排気パネルで阻止され、外部に飛散するおそれが低減する。光源ランプからの光の漏れについても同様であり、直線的な経路がほとんどないことから、外部への光の漏洩が生じにくくなる。異物の外部から内部への侵入についても同様であり、外部から侵入した異物はいずれかの排気パネルで阻止され、筐体内部に入り込むおそれが低減する。さらに、排気パネルは金属製の複数毎のパネルで構成されているため、熱拡散体としての効果も高く、排気口付近の局所的な温度上昇が防止され、安全面での効果が高まる。

図６は、排気パネルの他の配置方法を示す排気パネルの平面図である。同図（ａ）は全体平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の部分拡大図である。図６（ｂ）は、分かりやすくするために、排気パネル１０６だけ２つの流路開口部を示し、他の排気パネルは一つの流路開口部だけを示している。本実施形態では、排気パネルのずれピッチは２ｍｍ、格子部１１８の幅は２ｍｍとしている。また、流路開口部１１６の寸法は、式（１）より８ｍｍとしている。この場合の各排気パネル１０２〜１０６の開口率は６３％程度と通常の開口部と同等になるが、立体的に構成された開口のサイズは０ｍｍとなり、装置内に直線的につながる開口をなくすことができる。これにより、ランプの破裂時に発生するガラス片の飛び出し、および外部からの異物混入をより効果的に防止できる。

図７は、本発明の第２の実施形態を示す投写型表示装置の外観斜視図である。投写型表示装置１１５は排気口構造だけが第１の実施形態と異なり、他の部分は同一構造である。排気開口被覆体は、排気開口１に設置された海綿状構造の金属プレート１２で構成されている。金属プレート１２は、気孔同士が互いにつながった金属製の発泡材料からなり、排気は気孔を順次通過して外部に放出される。金属プレート１２の金属の組織が細かいことによる金属プレート１２の保護と、ユーザーが直接手を触れないためのバリア構造とを兼ねて、金属プレート１２の外側に開口率の高い網１３が配置されている。網１３は金属性でも樹脂製でもよいが、樹脂製とすれば接触時の体感温度を低減することができる。金属プレート１２と網１３は、プレートホルダ１４に保持されている。本実施形態においても、十分な気孔（開口率）を備えた金属プレートを採用すれば、必要な排気効率を確保することが可能となり、また、遮光性やランプ破損時の安全性については第１の実施形態よりもさらに有利な効果が得られる。

以上説明したように、本発明の排気口構造および投写型表示装置によれば、排気効率に対する影響を抑えつつ、静音性、ランプ破損時の安全性、遮光性を向上させ、さらに外部からの異物混入の危険性を低減できる。なお、本発明は特に小型の投写型表示装置に効果的に適用することができるが、これに限られるものではなく、投写型表示装置全般に適用できることは勿論である。さらに、本発明は、パーソナルコンピュータ、大型計算機など、内部に熱源を備えた電子機器一般にも広く適用することができる。

本発明の投写型表示装置の一実施形態を示す外観斜視図である。 図１に示す投写型表示装置の排気口構造を分解して示す分解斜視図である。 すべての排気パネルが配置された状況を排気軸方向から見た平面図である。 排気方向の最も下流側に設けられた排気パネルとその一つ上流側の排気パネルを排気軸方向から見た部分平面図である。 図４に示す排気パネルの部分斜視図である。 排気パネルの他の配置方法を示す排気パネルの平面図である。 本発明の第２の実施形態を示す投写型表示装置の外観斜視図である。

符号の説明

１ 排気開口
２，３，４，５，６ 排気パネル
７ パネル
８ パネルホルダ
９ 筐体
９ａ 上部筐体
９ｂ 下部筐体
１０ 排気開口被覆体
１２ 金属プレート
１３ 網
１４ プレートホルダ
１５，１１５ 投写型表示装置
１６ 流路開口部
１７ 開口
１８ 格子部
１９ 中心軸
Ｐ 排気軸方向

Claims (13)

1. 排気を外部に放出する排気開口と、
   前記排気開口に設けられ、前記排気が流れる流路開口部を備えた排気開口被覆体と、
   を有し、
   前記排気開口被覆体の端部からの距離に応じて、前記流路開口部の位置が異なっている、
   排気口構造。
2. 前記端部からの距離は、前記排気開口の開口面と直交する方向である排気軸方向に測った距離である、請求項１に記載の排気口構造。
3. 前記排気開口被覆体は、前記排気軸方向に沿って直列に配置された複数のパネルを有し、
   前記複数のパネルは、各々が複数の前記流路開口部を備え、かつ該流路開口部が、少なくとも一部の隣接する前記パネル同士で、前記排気軸方向の投影面において互いにずれるように配置されている、
   請求項２に記載の排気口構造。
4. 前記複数の流路開口部は、配列ピッチ、大きさ、形状の少なくともひとつが隣接する前記パネル間で互いに異なっている、請求項３に記載の排気口構造。
5. 前記複数の流路開口部は、配列ピッチ、大きさ、形状のすべてが隣接する前記パネル間で同一であり、各流路開口部の中心軸が隣接する前記パネル間で互いにずれている、請求項３に記載の排気口構造。
6. 前記中心軸のずれの大きさまたは方向の少なくともいずれかは、隣接する前記パネルの一つの組と隣接する前記パネルの他の組との間で異なっている、請求項５に記載の排気口構造。
7. 前記複数のパネルは前記排気軸方向に互いに隙間をあけて配置されている、請求項３から６のいずれか１項に記載の排気口構造。
8. 前記複数のパネルの少なくとも一部のパネルは金属材料で形成されている、請求項３から７のいずれか１項に記載の排気口構造。
9. 排気方向の最も下流側に設けられた前記パネルは、金属材料で形成され、かつ該排気方向側に面する表面に樹脂製のパネルが形成されている、請求項８に記載の排気口構造。
10. 排気方向の最も下流側に設けられた前記パネルは樹脂材料で形成されている、請求項８に記載の排気口構造。
11. 前記排気開口被覆体は、気孔同士が互いにつながっている金属製の発泡材料を有している、請求項１または２に記載の排気口構造。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気開口被覆体と、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気開口を形成する前記筐体と、
    を有する投写型表示装置。
13. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気開口被覆体と、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気開口を形成する前記筐体と、
    を有する計算機。

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