JP2003163477A - 電源冷却構造及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロジェクタを含む各種機器に利用できる放
熱能力をより向上させた電源冷却構造を提供すること、
及びそれを用いたプロジェクタを提供すること。 【解決手段】 複数の回路素子を実装した回路基板１０
１と、その回路基板１０１をカバーする熱伝導性を有す
るカバー部材１１０とを備えた電源１００において、カ
バー部材１１０を複数の回路素子の内の発熱性トランジ
スタ１０３や発熱性トランス１０８と熱伝導可能に当接
させる。また、カバー部材１１０の底面及び対応する下
側外装ケース２１０の底面には通気口１１３，１１４，
２１１，２１２を設け、カバー部材１１０の天面及び対
応する上側外装ケース２２０の天面には通気口１１１，
１１２，２２１，２２２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種機器に利用でき
る電源冷却構造に係り、さらにその電源冷却構造を利用
したプロジェクに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種機器に組み込まれて用いられる電源
はトランスやトランジスタなどの発熱性部品を含んでい
るため、使用時間が長くなるとそれらの発熱により電源
の内部温度が上昇してくる。そのため、従来は、空気の
自然対流あるいはファン等による送風を利用して、電源
を空冷しその温度上昇を防止していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ように各種機器の小型化、携帯化が進むと、その熱密度
が増加しそれらの内部温度が一層上昇し易くなってい
る。一方では、機器の小型化、携帯化のために、大きな
ファンの使用やファンの回転数増加等の対策は不可能に
なってきている。特に、プロジェクタにあっては、その
高輝度化とも相俟って、電源の発熱量が大きくなってき
ているため、その放熱対策が重要な課題となっている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、プロジェ
クタを含む各種機器に利用できる放熱能力をより向上さ
せた電源冷却構造を提供すること、及びそれを用いたプ
ロジェクタを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の電源冷却構造は
以下のような構成を採用する。 （１）複数の回路素子を実装した回路基板と、前記回路
基板をカバーする熱伝導性を有するカバー部材とを備え
た電源において、前記カバー部材が前記複数の回路素子
の内の発熱性回路素子と熱伝導可能に当接していること
を特徴とする。これにより、発熱性回路素子が対流の放
熱に加えて、熱伝導でも放熱されるため、電源の冷却能
率が向上する。

【０００５】（２）上記構造において、前記カバー部材
と前記発熱性回路素子との当接は、前記カバー部材が備
える弾性力を利用して行われていることを特徴とする。
これにより、発熱性回路素子とカバー部材との間の熱伝
導を、効率よく行うことができる。

【０００６】（３）上記構造において、前記カバー部材
は前記発熱性回路素子の周囲を保持する回路素子保持部
を備え、該回路素子保持部において前記発熱性回路素子
との当接が行われていることを特徴とする。これによ
り、発熱性回路素子とカバー部材との間の熱伝導を、よ
り効率よく行うことができる。

【０００７】（４）上記構造において、前記カバー部材
の回路素子保持部が少なくとも１つのスリットを有して
なることを特徴とする。このスリットは、回路素子保持
部の弾性変形をし易くしてその保持部への発熱性回路素
子の取付を容易とする他、このスリットを通して回路素
子保持部に保持された回路素子を直接空冷する作用も果
たす。

【０００８】（５）上記構造において、前記カバー部材
と前記発熱性回路素子との当接部にそれらの間の隙間を
熱伝導可能に充填する充填剤を塗布したことを特徴とす
る。これにより、発熱性回路素子とカバー部材との間に
おける熱伝導ロスを低減することができる。

【０００９】（６）上記構造において、前記回路基板が
基板固定部材を介して前記カバー部材と一体化され、前
記基板固定部材が前記電源を収納する外装ケースに熱伝
導可能に固着されていることを特徴とする。これによ
り、回路基板〜基板固定部材〜外装ケースの熱伝導経路
が追加形成されるため、電源の放熱能力が向上する。

【００１０】（７）上記構造において、前記回路基板が
前記カバー部材の端部に形成された折曲部に固定されて
前記カバー部材と一体化されていることを特徴とする。
これにより、回路基板〜カバー部材の熱伝導経路が追加
形成されるため、電源の放熱能力が向上する。また、基
板固定部材を別途備える必要もない。

【００１１】（８）上記構造において、前記カバー部材
が前記電源を収納する外装ケースに熱伝導可能に固着さ
れていることを特徴とする。これにより、発熱性回路素
子〜カバー部材〜外装ケースの熱伝導経路が形成される
ため、電源の放熱能力が向上する。

【００１２】（９）上記構造において、前記カバー部材
と前記外装ケースとの隙間にそれらの間を熱伝導可能に
充填する充填材を配置したことを特徴とする。これによ
り、カバー部材と外装ケースとの間の熱伝導面積が増大
するため、電源の放熱能力が向上する。

【００１３】（１０）上記構造において、前記回路基板
を立設配置したことを特徴とする。冷却空気は下方から
上方に自然に流れるため、回路基板を立設配置すること
で、回路基板内のより多くの回路素子が冷却空気で冷却
されて、電源の放熱能力が向上する。

【００１４】（１１）上記構造において、前記カバー部
材を樹脂から構成したことを特徴とする。樹脂は、軽量
で適切な弾性力を持たせることができ、さらに回路素子
と接触しても回路素子に損傷を与える恐れもないという
利点を有する。

【００１５】（１２）なお、上記構造において、前記カ
バー部材の前記発熱性回路素子との当接部を樹脂から構
成し、該カバー部材の他の部分を金属から構成してもよ
い。

【００１６】（１３）上記構造において、前記カバー部
材は前記樹脂を前記金属に圧接結合してなるものである
ことを特徴とする。このように樹脂と金属を圧接結合す
ることで、これらの間の熱伝導ロスを低減することがで
きる。

【００１７】（１４）上記構造において、前記外装ケー
スを金属から構成したことを特徴とする。金属は、一般
に他の材料より熱伝導性がよいので、電源のカバー部材
から外装ケースへの熱伝導が促進され、電源の放熱能力
が向上する。

【００１８】（１５）上記構造において、前記カバー部
材の少なくとも上下２箇所に空気を通す通気口を設けた
ことを特徴とする。これにより、電源を構成するカバー
部材の内側に空気の流れが形成されるため、電源を構成
する回路素子が直接空冷され、電源の放熱能力が向上す
る。

【００１９】（１６）前記電源を収納する外装ケースの
下部に前記電源を冷却する空気を通す通気口を設け、該
外装ケースの上部に前記電源を冷却した空気を通す通気
口を設けたことを特徴とする。この構成により、電源の
内部及び周囲への空気の自然な流れが促進され、電源の
放熱能力が向上する。

【００２０】（１７）上記構造において、前記外装ケー
スの前記通気口の部分は固定部材と該固定部材に対して
摺動する可動部材とからなり、前記可動部材を前記ケー
ス内の温度に応じて移動させることにより該通気口の通
気面積を調整することを特徴とする。これにより、電源
不使用時には通気口を閉じ又は小さくしておき、電源使
用時には電源の放熱に必要な適量の空気を電源へ供給す
ることが可能となる。

【００２１】（１８）そして、本発明のプロジェクタ
は、上記（１）〜（１７）のいずれかに記載の電源冷却
構造を備えたプロジェクタである。このプロジェクタ
は、電源冷却性能が改善された分、使用するファンの数
やファン回転数を減少させることができ、従って、プロ
ジェクタの小型化及び高輝度化に貢献する。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施形態１ 図１は電源のカバー部材を取り外してその内部構成の一
例を示す回路素子の組付斜視図であり、この電源はプロ
ジェクタで使用しているものである。電源１００を構成
する個々の素子の説明は省略するが、この電源１００の
場合、基板１０１に固定されたヒートシンク１０２に取
付けられているチョッパー用スイッチ等の各種トランジ
スタ１０３〜１０６、チョッパー用チョーク１０７、１
次側出力用トランス１０８等の回路素子が電源の使用に
より高温発熱する。なお、電源の使用により発熱する回
路素子を発熱性回路素子と称するものとする。また、図
２は電源として作用するバラスト（安定器）のカバー部
材を取り外してその内部構成の一例を示す回路素子の組
付斜視図であり、このバラストもプロジェクタで使用し
ているものである。ここでもバラスト１２０を構成する
個々の素子の説明は省略するが、このバラスト１２０の
場合、基板１２１に固定されたハイブリッド用基板１２
２、１２５に取付けられれているインバータ用の各種ト
ランジスタ１２３、１２４及びチョッパー用スイッチ等
１２６、１２７、トランス１２８等の回路素子がバラス
トの使用により高温発熱する。このような構成の電源
は、従来から空気の対流による放熱対策が取られてきた
が、本実施形態ではそれに加えて、発熱性回路素子、特
に上記に示したような高温発熱性を有する回路素子を熱
伝導によっても放熱させ、全体として電源の放熱能力を
向上させるものである。以下では、電源１００を用いて
その具体例を示すが、バラスト（安定器）１２０にも同
様に適用できるものである。

【００２３】図３は本発明の実施形態に係る電源冷却構
造を示す略断面図（電源を構成する一部の回路素子みを
表示）であり、電源１００が下側外装ケース２１０と上
側外装ケース２２０との間に立設配置されている状態を
示している。ここでは、電源を構成する各種回路素子が
実装された基板１０１が基板固定部材１３０にネジ又は
プッシュ型ラッチ素子１３１、１３２により締付固定さ
れ、その基板固定部材１３０は下側外装ケース２１０の
ボス部２１３にネジ１３３で締付固定されている。外装
ケース２１０、２２０や基板固定部材１３０は、できる
だけ熱伝導性の良い樹脂、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の軽い金
属、あるいはこれらの金属の少なくとも一部を含む合金
等から形成するのがよい。

【００２４】一方、電源を構成する各種回路素子を保護
するカバー部材１１０は、基板１０１側に対応する部分
が開口した略升形状であって、その天面に少なくとも１
以上の通気口１１１、１１２を、底面に少なくとも１以
上の通気口１１３、１１４をそれぞれ備えている。また
カバー部材１１０は、トランジスタ１０３をその周面を
利用して圧接保持するトランジスタ保持部１１６、２次
側出力用トランス１０８をその周面を利用して圧接保持
するトランス保持部１１７を備えている。なお、図では
省略しているが、先述したその他の高温発熱性回路素子
に関しても、カバー部材１１０はそれらに対する圧接保
持部（以下、発熱性回路素子用保持部と称す）を備えて
いるものとする。更に、トランジスタ１０３等をそれら
を実装しているヒートシンク型の基板と一緒にカバー部
材１１０で挟持して熱伝導させる構造としてもよい。こ
のカバー部材１１０は下側外装ケース２１０のボス部２
１４にネジ１３４で締付固定されている。さらに、カバ
ー部材１１０と上側外装ケース２２０との隙間には、で
きるだけ良好な熱伝導性を有する充填部材１４０、例え
ば下記に示すような樹脂製の熱伝導シートを充填してい
る。

【００２５】カバー部材１１０はできるだけ良好な熱伝
導性を有する樹脂、例えばポリフェニレンスルファイド
（ＰＰＳ）等からなる商品ＣｏｏｌＰｏｌｙ（Ｃｏｏｌ
Ｐｏｌｙｍｅｒｓ、Ｉｎｃ．の登録商標）、又は、Ｍ
ｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の軽い金属、あるいはこれらの金属の
少なくとも一部を含む合金等から形成するのがよい。こ
の場合、カバー部材１１０が備えるトランジスタ保持部
１１６やトランス保持部１１７等の発熱性回路素子用保
持部は、例えば図４に示すカバー部材１１０のように、
カバー部材１１０の他の部分と一体成形してもよいし、
その保持部を予め別体に作りそれを後からカバー部材１
１０に取付けても良い。なお、カバー部材１１０を金属
で形成した場合には、発熱性回路素子用保持部を上記の
ような樹脂で構成するのが、回路素子のカバー部材１１
０への取付性や回路素子保護の観点から好ましい。発熱
性回路素子用保持部をカバー部材１１０と別体として作
る場合、その保持部をカバー部材１１０にカシメや嵌合
（嵌合にはバーリング嵌合やバネを利用した嵌合も可）
を利用して圧接結合させると、それらの間での熱伝導ロ
スをより少なくすることができる。

【００２６】また、カバー部材１１０の発熱性回路素子
用保持部は、発熱性回路素子と圧接する突出部（突出部
は発熱性回路素子を収納する凹部を備えるのが好まし
い）からなり、その突出部の弾性力を利用してトランジ
スタ１０３やトランス１０８等の発熱性回路素子を嵌合
及び／又は挟持して保持するものである。従って、この
突出部に少なくとも１つのスリットを形成することで、
その弾性力を調整したり、そのスリットを通して保持し
た発熱性回路素子を直接空冷することが可能になる。図
４に示した本実施形態に適用可能なカバー部材は、トラ
ンジスタ保持部１１６に１個のスリット１１６ａを、そ
してトランス保持部１１７に１個のスリット１１７ａを
有したものである。また、発熱性回路素子用保持部と発
熱性回路素子との間には、グリス等のできるだけ熱伝導
性の良い充填剤（ギャップ充填剤）を塗布して、発熱性
回路素子用保持部と発熱性回路素子との間に隙間が形成
されるのを防止し、それらの間における熱伝導ロスをで
きるだけ少なくなくするのがよい。なお、上記発熱性回
路素子は、通常はカバー部材１１０に取付けた後に、基
板１０１に実装される。

【００２７】さらに、電源１００を収納している下側外
装ケース２１０にあっては、電源１００の底面に対応す
る位置及び／又はその近傍に、冷却空気取込用の通気口
２１１、２１２を設け、上側外装ケース２２０にあって
は、電源１００の天面に対応する位置及び／又はその近
傍に、冷却に使用した空気を排出する通気口２２１、２
２２を設けている。

【００２８】図３の電源冷却構造にあっては、下側外装
ケース２１０の通気口２１１、２１２〜カバー部材１１
０底面の通気口１１３、１１４〜カバー部材１１０天面
の通気口１１１、１１２〜上側外装ケース２２０の通気
口２２１、２２２の経路による空気流によって、電源１
００を構成する回路素子が空冷されて内部の熱が放熱さ
れると共に、下側外装ケース２１０の通気口２１１、２
１２〜上側外装ケース２２０の通気口２２１、２２２の
経路による空気流によって、カバー部材１１０等の電源
外側面の熱も放熱される。これに加えて、トランジスタ
１０３やトランス１０８等の発熱性回路素子で発生した
熱が、それぞれの発熱性回路素子用保持部１１６、１１
７等を介してカバー部材１１０に熱伝導され、さらにカ
バー部材１１０からボス部２１４を介して下側外装ケー
ス２１０へ、また、カバー部材１１０から充填部材１４
０を介して上側外装ケース２２０へ、それぞれ熱伝導さ
れて放熱される。また、基板１０１を固定する基板固定
部材１３０も、ボス部２１３を介して電源１００の発熱
を下側外装ケース２１０に熱伝導する作用を果たしてい
る。以上のように、図３に示すような電源冷却構造は、
高温発熱した回路素子の熱が空気の対流と熱伝導とによ
って放熱されるため、従来の電源冷却構造に比べて電源
の冷却能力が大きく向上する。なお、図３中の矢印は、
空気の流れを示すものである。

【００２９】実施形態２ 図５は本発明の第２の実施形態に係る電源冷却構造を示
す略断面図（電源を構成する一部の回路素子みを表示）
であり、電源１００が下側外装ケース２１０と上側外装
ケース２２０との間に立設配置されている状態を示して
いる。図３との相違点は、基板１０１を基板固定部材で
固定することなしに、カバー部材１１０の先端を折曲て
形成した先端折曲部１１８を利用して基板１０１をカバ
ー部材１１０に固定した点である。すなわち、基板１０
１の外側面には絶縁部材１５０が取付けられ、基板１０
１と絶縁部材１５０とが、カバー部材１１０の先端折曲
部１１８にネジ又はプッシュ型ラッチ素子１５１、１５
２により固定されている。

【００３０】図５の電源冷却構造にあっては、下側外装
ケース２１０の通気口２１１、２１２〜カバー部材１１
０底面の通気口１１３、１１４〜カバー部材１１０天面
の通気口１１１、１１２〜上側外装ケース２２０の通気
口２２１、２２２の経路による空気流によって、電源１
００を構成する回路素子が空冷されて内部の熱が放熱さ
れると共に、下側外装ケース２１０の通気口２１１、２
１２〜上側外装ケース２２０の通気口２２１、２２２の
経路による空気流によって、カバー部材１１０等の電源
外側面の熱も放熱される。これに加えて、トランジスタ
１０３やトランス１０８等で発生した熱が、それぞれの
発熱性回路素子用保持部１１６、１１７等を介してカバ
ー部材１１０に熱伝導され、さらにカバー部材１１０か
らボス部２１４を介して下側外装ケース２１０へ、ま
た、カバー部材１１０から充填部材１４０を介して上側
外装ケース２２０へ、それぞれ熱伝導されて放熱され
る。以上のように、図５に示すような電源冷却構造も、
高温発熱した回路素子の熱が空気の対流と熱伝導とによ
って放熱されるため、従来の電源冷却構造に比べて電源
の冷却能力が大きく向上する。なお、図５中の矢印は、
空気の流れを示すものである。

【００３１】なお、上記実施例形態１又は２において
は、カバー部材１１０が発熱性回路素子を圧接保持する
ようにしたが、必ずしもそのようにする必要はなく、カ
バー部材１１０と発熱性回路素子とを熱伝導可能に単に
接触させてもよい。また、圧接保持と単なる接触による
ものとを組合わせた構成としてもよい。ただし、カバー
部材１１０に単に接触させる回路素子は、基板１０１に
取付けた後に、カバー部材１１０と当接させることにな
る。また、必ずしも電源回路を構成する全ての発熱性回
路素子をカバー部材１１０に当接（圧接保持、単なる接
触等を含む）させる必要はなく、どの発熱性回路素子を
カバー部材１１０に当接させるかは、目的とする電源の
冷却能力に応じて定めればよい。さらに、上記実施例形
態１又は２においては、カバー部材１１０と下側外装ケ
ース２１０、及び基板固定部材１３０と下側外装ケース
２１０との固定を、ネジによる締付固定としたが、それ
らの間で熱伝導が可能な他の方法を用いてそれらを固定
してもよい。

【００３２】実施形態３ 上記電源冷却構造においては、対応する外装ケース２
（下側外装ケース２１０と上側外装ケース２２０をまと
めて外装ケース２と称す）の通気口を、電源の不使用時
には、防塵対策や耐衝撃性等を考慮して通気口を小さく
するか又は閉じておき、一方使用時には、通気口の通気
面積を内部温度に応じて大きくして、電源の冷却性能を
向上させる構成も採用できる。図６は、その構成の一例
を示す外装ケースの通気口部分の拡大構造図である。通
気口部分の外装ケース２は二重構造となっており、複数
の細孔７１が形成されている外側の固定枠体７０と、そ
の固定枠体７０の内側に配置され固定枠体７０に対して
摺動可能に配置された複数の細孔８１が形成されている
可動部材８０とから構成されている。可動部材８０は、
所定の間隔で固定枠体７０に設けらている支持片７２に
支持されて固定枠体７０に取付られている。この構造に
おいて、可動部材８０を固定枠体７０に対して直線状又
は円弧状に摺動させることで、固定枠体７０の細孔７１
と可動部材８０の細孔８１とが重なり合う面積を変化さ
せることにより、通気口の通気面積の大きさを調整す
る。

【００３３】ここで、二重構造外装ケースの可動部材８
０を動作させる力には、弾性体の変形力が利用されてい
る。このために特に好ましい弾性体は、周囲温度の変化
を感知して伸縮又は膨張する部材であり、例えば、バイ
メタル又は形状記憶合金である。このような弾性体９０
を、図６の右側部に示すように、弾性体９０の一端を可
動部材８０の端部に形成されたフック８３に係合させ、
そして弾性体９０の他端を固定枠体７０の弾性体取付部
７３に固定する。なお、弾性体９０の形状をコイル状、
Ｖ字状、又はＵ字状等としておくと、その弾性力と形状
との双方の作用により、弾性体９０の弾性力を効果的に
利用できる。

【００３４】また、固定枠体７０と可動部材８０とは、
通常の温度環境、例えば常温である摂氏０〜３５度の範
囲内では、固定枠体７０と可動部材８０が互いに相手の
細孔７１、８１を塞ぐ図６（ａ）のような状態としてお
く。そして、プロジェクタ１の使用によってその内部温
度が常温以上に上がるに応じて、弾性体９０がその温度
上昇に反応して伸び又は膨張して変形することで、その
変形力によって可動部材８０が押圧されて摺動し、固定
枠体７０と可動部材８０の細孔７１、８１の重なり面積
を大きくして行くように、固定枠体７０、可動部材８
０、及び弾性体９０の組み合わせを予め設定しておくも
のとする。ただし、プロジェクタの使用時において予想
される最高温度の時に、図６（ｂ）のように、細孔７
１、８１の重なり面積が最大となるようにするのがよ
い。

【００３５】上記の構成において、固定枠体７０、可動
部材８０、及び弾性体９０を適切に組み合わせることに
より、電源の冷却に必要とする冷却用空気を適量だけ外
装ケース内に取り込むことが可能となる。

【００３６】実施形態４ 次に、これまでに説明してきた電源冷却構造を採用し
て、プロジェクタを構成する例を説明する。図７は本発
明の実施形態によるプロジェクタの外観を示す斜視図で
ある。本例のプロジェクタ１は縦型（又は縦置き）であ
り、その外装ケース２は直方体形状をしている。この外
装ケース２は、基本的には、サイドケース３、４と、フ
ロントケース５から構成されている。そして、フロント
ケース５の中央からは投写レンズ６の先端側の部分が突
出している。

【００３７】図８はプロジェクタ１の外装ケース２の内
部における構成部分の概略配置を示す側面図、図９は図
８に対応したプロジェクタ１の平面図である。これらの
図に示すように、外装ケース２の内側後端部には電源ユ
ニット７が配置されている。また、電源ユニット７の前
側に隣接した位置には、ランプ８と後述する液晶パネル
が取付けられた色光合成プリズム２０とを含んだ画像生
成用光学ユニット９が配置されている。さらに、光学ユ
ニット９の前側には、投写レンズ６の基端側が位置して
いる。

【００３８】光学ユニット９の一方の面側には、プロジ
ェクタ１を動作させるための信号処理を行う回路基板１
２が、光学ユニット９と隙間を介してほぼ平行に配置さ
れている。この回路基板１２には、液晶パネルの駆動回
路、ビデオ及び音声信号の処理回路、外部からの指示に
よる動作制御回路等が含まれる。なお、これらの回路
は、それぞれ独立の基板で構成することも可能である。
さらに、フロントケース５付近の左右端には、スピーカ
１４、１４が備えられている。

【００３９】光学ユニット９の左右側には、プロジェク
タ内部へ冷却用空気を取り込む吸気ファン１５、１６が
配置されている。また、ランプ８の上部の天面側には、
冷却に使用された空気を排出する排気ファン１７が配置
されている。

【００４０】次に、画像生成用光学ユニット９の配置構
成を示す側面図である図１０、及び画像生成用光学ユニ
ット９の詳細な構成を示す構成図である図１１に基づ
き、画像生成用光学ユニット９について詳しく説明す
る。

【００４１】光学ユニット９は、その大部分が箱状のラ
イトガイド（図示せず）に保持されており、そのライト
ガイドが立設されて外装ケース２に固定ねじに等で固定
された構成となっている。光学ユニット９の一部を成す
色光合成プリズム２０は、ダイキャスト板であるヘッド
板３０の裏面に固定ねじによって固定されている。この
ヘッド板３０の前面には、投写レンズ６の基端側が同じ
く固定ねじによって固定されている。したがって、この
例では、ヘッド板３０を挟み、色光合成プリズム２０と
投写レンズ６とが一体となるように固定された構造とな
っている。

【００４２】光学ユニット９は、光源ランプ８と、均一
照明光学素子であるインテグレータレンズ９２１、９２
２を有する均一照明光学系９２３と、この照明光学系９
２３から出射される光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束
Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束
を変調する光変調装置としての３枚の液晶パネル４０
Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂと、変調された色光束を合成する色
光合成プリズム２０と、合成された光束を投写面上に拡
大投写する投写レンズ６とから構成されている。また、
色分離光学系９２４によって分離された各色光束のう
ち、青色光束Ｂを対応する液晶パネル４０Ｂに導くリレ
ー光学系９２７も備える。

【００４３】色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロ
イックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９
４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑
反射ダイクロイックミラー９４１において、均一照明光
学系９２３を通った光束Ｗのうち、そこに含まれている
青色光束Ｂ及び緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射
ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒ
は、このミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９
４３で直角に反射されて、赤色光束の出射部９４４から
液晶パネル４０Ｒの側に出射される。次に、緑反射ダイ
クロイックミラー９４２において、ミラー９４１におい
て反射された青及び緑の光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇ
のみが直角に反射されて、緑色光束の出射部９４５から
液晶パネル４０Ｇの側に出射される。ミラー９４２を通
過した青色光束Ｂは、青色光束の出射部９４６からリレ
ー光学系９２７の側に出射される。本例では、均一照明
光学素子９２３の光束出射部から、色分離光学系９２４
における各色光束の出射部９４４、９４５、９４６まで
の距離が全てほぼ等しくなるように設定されている。

【００４４】色分離光学系９２４の赤色光束及び緑色光
束の出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光
レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、
各出射部から出射した赤色光束及び緑色光束は、これら
の集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。

【００４５】平行化された赤色及び緑色の光束Ｒ、Ｇ
は、偏光板６０Ｒ、６０Ｇによって偏光方向が揃えられ
た後、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇに入射して変調され、
各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、こ
れらの液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇは、画像情報に対応す
る画像信号によってスイッチング制御され、これによ
り、ここを通過する各色光の変調が行われる。

【００４６】一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７
を介し、さらに、偏光板６０Ｂによって偏光方向が揃え
られた後、対応する液晶パネル４０Ｂに入射して、ここ
で同様に画像情報に応じて変調が施される。

【００４７】リレー光学系９２７は、集光レンズ９７４
と入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２
と、これらのミラー間に配置した中間レンズ９７３と、
液晶パネル４０Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３
から構成される。各色光束の光路の長さ、すなわち、ラ
ンプ８から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最
も長くなり、したがって、この光束の光量損失が最も多
くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させること
により、光量損失を抑制することができる。

【００４８】各液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを通
って変調された各色光束は、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６
１Ｂに入射し、これを透過した光が色光合成プリズム２
０に入射されここで合成される。そして、色光合成プリ
ズム２０で合成されたカラー画像は、投写レンズ６を介
して、スクリーン１０等に投写される。

【００４９】次に、プロジェクタ１を構成する外装ケー
ス２の構造、及び外装ケース２とその内部に配置される
電源ユニット７、光学ユニット９、回路基板１２との配
置関係等について説明する。図８、図９に示すように、
このプロジェクタ１においては、外装ケース２の内側後
部に電源ユニット７が立設（縦置き）配置され、電源ユ
ニット７の手前側に光学ユニット９を立設（縦置き）配
置し、さらに、その光学ユニット９と平行にインターフ
ェース基板１３が取付けられた回路基板１２を立設（縦
置き）配置している。なお、外装ケース２と電源ユニッ
ト７の間、外装ケース２と光学ユニット９の間、外装ケ
ース２と回路基板１２の間、光学ユニット９と回路基板
１２の間は、それぞれ隙間を設けてそれらのケース、ユ
ニット及び基板を平行に配置している。

【００５０】また、外装ケース２は、内部に冷却用空気
を取り込む複数の細孔からなる吸気用通気口と、冷却に
使用された空気を排出する複数の細孔からなる排気用通
気口とを備える。これらの通気口は、冷却用空気の下方
から上位方への自然な流れを考慮して、吸気用通気口を
排気用通気口より下側に位置させるのが好ましい。従っ
て、吸気用通気口と排気用通気口は、底面と天面、底面
と側面、又は側面と天面との組み合わせでそれぞれ設け
るのが好ましい。また、外装ケース２の内部で、温度の
上昇に対して特に注意を払う必要のある装置は、電源ユ
ニット７、光学ユニット９（特に、ランプ８及び液晶パ
ネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの部分）、そして各種回路
素子が配置されている回路基板１２である。従って、こ
れらの機器及びその周辺を冷却用空気が通れるような態
様に、通気口を配置するのが好ましい。

【００５１】本実施形態のプロジェクタ１は、上記の点
を考慮して通気口が設けられている。例えば、電源ユニ
ット７の冷却用に、図８に示すように、電源ユニット７
の底面及び天面に対応する外装ケース２の底面及び天面
に、それぞれ吸気用通気口５１と排気用通気口６１を設
けている。また、光学ユニット９の冷却用に、図８及び
図９に示すように、外装ケース２の底面に吸気用通気口
５２を、外装ケース２の側面に吸気用通気口５３を、そ
して外装ケース２の天面に排気用通気口６２を設けてい
る。さらに、回路基板１２の冷却用に、外装ケース２の
側面に吸気用通気口５４を設け、外装ケース２の天面に
排気用通気口６２を設けている。なお、電源ユニット７
を構成する外側カバーの底面及び天面の通気口について
は、図示を省略している。

【００５２】このように設定した各位置に設ける通気口
の設置範囲の大きさは適宜定めることができるが、電源
ユニット７、光学ユニット９、及び回路基板１２等と外
装ケースとで形成される隙間部分にまで通気口を拡大し
て形成しておくと、その隙間部分にも冷却用空気が良好
に流れるため、それらの冷却効率をより向上させること
ができる。また、通気口を上記の他に追加設置しても良
い。

【００５３】なお、これらの通気口を図６で説明したよ
うな、通気面積が調整可能な構成としてもよい。その場
合、必ずしも全ての通気口を通気面積調整可能にする必
要はなく、特に必要と思われる部分の通気口だけを調整
可能にしても良い。

【００５４】続いて、本実施形態のプロジェクタにおけ
る冷却用空気の流れを、電源ユニット７、光学ユニット
９、回路基板１２の冷却との関係で説明する。なお、こ
こでは、図１２の本発明の実施形態によるプロジェクタ
を背面方向から見た冷却用空気の流れを示す説明図、図
１３の本発明の実施形態によるプロジェクタを側面方向
から見た冷却用空気の流れを示す説明図、及び図１４の
本発明の実施形態によるプロジェクタを前面方向から見
た冷却用空気の流れを示す説明図を利用する。

【００５５】（１）電源ユニットの冷却 プロジェクタ１の後部に配置された電源ユニット７は、
主として、外装ケース２の後部の底面に設けられた吸気
用通気口５１から外装ケース２内に入った空気により冷
却される。吸気用通気口５１から外装ケース２内に入っ
た空気は、図１２の矢印Ａで示されるように、電源ユニ
ット７を冷却した後、外装ケース２の後部の天面に設け
られた排気用通気口６１から外装ケース２外に出る。な
お、電源ユニット７の放熱作用の詳細は、実施形態１及
び２で説明した通りである。なお、電源ユニット７内部
の発熱素子を冷却した空気の一部を、排気ファン１７に
より生じる負圧を利用して排気すれば、さらに効率的な
冷却が可能となる。

【００５６】（２）光学ユニットの冷却 プロジェクタ１の中間部に配置された光学ユニット９
は、外装ケース２の中間部の底面に設けられた吸気用通
気口５２から外装ケース２内に入った空気、及び、外装
ケース２の中間部の側面に設けられた吸気用通気口５３
から外装ケース２内に入った空気等により冷却される。
ケース底面の吸気用通気口５２から外装ケース２内に入
った空気は、図１３及び図１４の矢印Ｂで示されるよう
に、主として、ランプ８を冷却して排気用通気口６２か
ら外装ケース２外へ出る。一方、吸気用通気口５３から
外装ケース２内に入った空気は、図１３及び図１４の矢
印Ｃで示されるように、主として、液晶パネル４０Ｒ、
４０Ｇ、４０Ｂ及びその周辺を冷却して、天面の排気用
通気口６２から外装ケース２外へ出る。

【００５７】（３）回路基板の冷却 プロジェクタ１の側面に沿って、電源ユニット７及び光
学ユニット９と平行に配置された回路基板１２は、外装
ケース２の底面に設けられた吸気用通気口５１、５２か
ら外装ケース２内に入った空気、及び、外装ケース２の
中間部の側面に設けられた吸気用通気口５４から外装ケ
ース２内に入った空気等により冷却される。なお、吸気
用通気口５４から外装ケース２内に入った空気は、図１
４の矢印Ｄで示されるように、回路基板１２を冷却して
の排気用通気口６２から外装ケース２外へ出る。また、
図１４中の空気の流れを示す他の矢印Ａ、Ｂ、Ｃは、既
に説明したものと同じものとする。

【００５８】なお、インターフェース基板１３は、上記
実施形態のようにプロジェクタの側面にではなく、プロ
ジェクタの背面に配置しても、また、側面と背面の両方
に配置しても良い。そして、インターフェース基板１３
をプロジェクタの背面に配置する場合には、インターフ
ェース基板１３と電気的に接続される回路基板１２を、
電源ユニット７の背後に電源ユニット７と隙間を介して
平行に配置するようにするのが好ましい。

【００５９】また、外装ケース２の側面内側には、外装
ケース２を補強するリブを側面の上下方向に沿って設け
るのが好ましい。特に、このようなリブを、吸気用通気
口５１と排気用通気口６１の間、及び／又は、吸気用通
気口５２と排気用通気口６２の間の上下方向に設ける
と、リブがプロジェクタ１の内部に入った冷却用空気の
ガイドとして作用するので、外装ケース２の壁面付近の
冷却空気の流れを促進させる効果を奏する。

【００６０】さらに、外装ケース２の内側面には、その
熱放射率を低くする、すなわち熱吸収率を高める表面処
理、例えば、外装ケースの素材より熱吸収率の高い物質
（例えば、シリコン系樹脂）の塗装又はシート貼り付け
等を施しておくのが望ましい。このようにすることで、
プロジェクタ内部の熱が外装ケース２へ放熱されやすく
なり、プロジェクタ内部の放熱を促進させることができ
る。

【００６１】上記実施形態のプロジェクタは、組込まれ
た電源の冷却性能が向上したことで、その分ファンの個
数を減らしたり、回転数を小さくすることができる。ま
た、外装ケースの通気口をプロジェクタ不使用時には閉
じ又は小さくしておき、プロジェクタの使用に伴う内部
温度上昇に応じてその通気口を大きくすることで、プロ
ジェクタの防塵性を上げることができると共に、プロジ
ェクタの放熱も適切に実施することが可能となった。

【００６２】なお、上記実施形態においては、電源を縦
置（基板１０１を立設配置）したものを例に挙げて説明
したが、本発明による電源冷却構造は、電源を横置（基
板１０１を水平配置）したものにも適用できる。さら
に、上記実施形態で説明した電源冷却構造は、プロジェ
クタばかりでなく、他の各種装置の電源冷却構造として
も適用することができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明の電源冷却構造によれば、電源を
構成する発熱性回路素子の対流及び熱伝導による放熱作
用により、電源の放熱能力が向上する。また、上記電源
冷却構造を用いた本発明のプロジェクタによれば、電源
の放熱能力が向上したことで、さらなるプロジェクタの
小型化、高輝度化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電源の内部構成の一例を示す回路素子の組付斜
視図。

【図２】電源としての安定器の内部構成の一例を示す回
路素子の組付斜視図。

【図３】本発明の実施形態に係る電源冷却構造を示す略
断面図。

【図４】本発明の実施形態に係る電源冷却構造で使用可
能なカバー部材の略断面図。

【図５】本発明の他の実施形態に係る電源冷却構造を示
す略断面図。

【図６】本発明の実施形態に係る電源冷却構造における
外装ケースの通気口の調整機構を説明する拡大構造図。

【図７】本発明の実施形態に係るプロジェクタの外観を
示す斜視図。

【図８】図７のプロジェクタの内部における構成部品の
概略配置を示す側面図。

【図９】図７のプロジェクタの内部における構成部品の
概略配置を示す平面図。

【図１０】画像生成用光学ユニットの配置構成を示す側
面図。

【図１１】画像生成用光学ユニットの詳細な構成を示す
構成図。

【図１２】本発明の実施形態に係るプロジェクタを背面
方向から見た冷却用空気の流れを示す説明図。

【図１３】本発明の実施形態に係るプロジェクタを側面
方向から見た冷却用空気の流れを示す説明図。

【図１４】本発明の実施形態に係るプロジェクタを前面
方向から見た冷却用空気の流れを示す説明図。

【符号の説明】

１００ 電源 １１０ バラスト（安定器） １０１ 基板 １０３ チョッパー用トランジスタ １０８ 出力用トランス １１０ カバー部材 １１１、１１２、１１３、１１４ カバー部材の通気口 １１６ トランジスタ保持部 １１６ａ スリット １１７ トランス保持部 １１７ａ スリット １１８ カバー部材の先端折曲部 １３０ 基板固定部材 １４０ 充填部材 １５０ 絶縁部材 ２１０ 下側外装ケース ２１１、２１２ 下側外装ケースの通気口 ２１３、２１４ 下側外装ケースのボス部 ２２０ 上側外装ケース ２２１、２２２ 上側外装ケースの通気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｅ 21/16 21/16 Ｈ０５Ｋ 5/02 Ｈ０５Ｋ 5/02 Ｊ 7/14 7/14 Ｈ Ｆターム(参考） 4E360 AB02 AB14 CA01 EA27 ED02 ED27 EE08 FA17 GA24 GB97 5E322 AA03 AB01 AB06 AB07 BA01 FA06 5E348 AA08 AA21 AA32 CC06 CC08 CC09 EE37 EE38 EE39 FF01

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の回路素子を実装した回路基板と、 前記回路基板をカバーする熱伝導性を有するカバー部材
   とを備えた電源において、 前記カバー部材が前記複数の回路素子の内の発熱性回路
   素子と熱伝導可能に当接していることを特徴とする電源
   冷却構造。
2. 【請求項２】 前記カバー部材と前記発熱性回路素子と
   の当接は、前記カバー部材が備える弾性力を利用して行
   われていることを特徴とする請求項１記載の電源冷却構
   造。
3. 【請求項３】 前記カバー部材は前記発熱性回路素子の
   周面を保持する回路素子保持部を備え、該回路素子保持
   部において前記発熱性回路素子との当接が行われている
   ことを特徴とする請求項２記載の電源冷却構造。
4. 【請求項４】 前記カバー部材の回路素子保持部が少な
   くとも１つのスリットを有してなることを特徴とする請
   求項３記載の電源冷却構造。
5. 【請求項５】 前記カバー部材と前記発熱性回路素子と
   の当接部にそれらの間の隙間を熱伝導可能に充填する充
   填剤を塗布したことを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の電源冷却構造。
6. 【請求項６】 前記回路基板が基板固定部材を介して前
   記カバー部材と一体化され、前記基板固定部材が前記電
   源を収納する外装ケースに熱伝導可能に固着されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電
   源冷却構造。
7. 【請求項７】 前記回路基板が前記カバー部材の端部に
   形成された折曲部に固定されて前記カバー部材と一体化
   されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載の電源冷却構造。
8. 【請求項８】 前記カバー部材が前記電源を収納する外
   装ケースに熱伝導可能に固着されていることを特徴とす
   る請求項１乃至７のいずれかに記載の電源冷却構造。
9. 【請求項９】 前記カバー部材と前記外装ケースとの隙
   間にそれらの間を熱伝導可能に充填する充填材を配置し
   たことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
   電源冷却構造。
10. 【請求項１０】 前記回路基板を立設配置したことを特
    徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電源冷却構
    造。
11. 【請求項１１】 前記カバー部材を樹脂から構成したこ
    とを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電
    源冷却構造。
12. 【請求項１２】 前記カバー部材の前記発熱性回路素子
    との当接部を樹脂から構成し、該カバー部材の他の部分
    を金属から構成したことを特徴とする請求項１乃至１０
    のいずれかに記載の電源冷却構造。
13. 【請求項１３】 前記カバー部材は前記樹脂を前記金属
    に圧接結合してなるものであることを特徴とする請求項
    １２記載の電源冷却構造。
14. 【請求項１４】 前記外装ケースを金属から構成したこ
    とを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の電
    源冷却構造。
15. 【請求項１５】 前記カバー部材の少なくとも上下２箇
    所に空気を通す通気口を設けたことを特徴とする請求項
    １乃至１４のいずれかに記載の電源冷却構造。
16. 【請求項１６】 前記電源を収納する外装ケースの下部
    に前記電源を冷却する空気を通す通気口を設け、該外装
    ケースの上部に前記電源を冷却した空気を通す通気口を
    設けたことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに
    記載の電源冷却構造。
17. 【請求項１７】 前記外装ケースの前記通気口の部分は
    固定部材と該固定部材に対して摺動する可動部材とから
    なり、前記可動部材を前記ケース内の温度に応じて移動
    させることにより該通気口の通気面積を調整することを
    特徴とする請求項１６記載の電源冷却構造。
18. 【請求項１８】 前記各請求項のいずれかに記載の電源
    冷却構造を備えたプロジェクタ。