JP2001046486A - Ion generating device - Google Patents

Ion generating device

Info

Publication number
JP2001046486A
JP2001046486A JP11222104A JP22210499A JP2001046486A JP 2001046486 A JP2001046486 A JP 2001046486A JP 11222104 A JP11222104 A JP 11222104A JP 22210499 A JP22210499 A JP 22210499A JP 2001046486 A JP2001046486 A JP 2001046486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
electrode
input
ion generating
generator according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11222104A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Giichi Adachi
義一 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Pachinko Parts Co Ltd
Original Assignee
Nippon Pachinko Parts Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Pachinko Parts Co Ltd filed Critical Nippon Pachinko Parts Co Ltd
Priority to JP11222104A priority Critical patent/JP2001046486A/en
Publication of JP2001046486A publication Critical patent/JP2001046486A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve air purifying effect, or a digesting/pasteurizing effect and to reduce generating amount of ozone as least as possible, by providing an exchanging means of a secondary alternating current output of a piezoelectric transformer so that voltage application polarity to an ion generating electrode is dominant on the negative side, and making the ion generating electrode mainly serve as a negative ion generating source. SOLUTION: A pressure-raising portion 39 comprises a piezoelectric transformer 70. Input side terminals 72a, 73a and an output side terminal 74a are formed on a piezoelectric ceramic element 71, and a primary alternating current input voltage from the input side terminals 72a, 73a is exchanged to a secondary alternating current voltage higher than the primary alternating current voltage via mechanical vibration of the piezoelectric ceramic element 71, and is supplied to an ion emitting electrode through the output side terminal 74a. While, an exchanging portion 40 exchanges the secondary alternating output of the piezoelectric transformer 70 so that voltage application polarity to an ion generating electrode 7 is dominant on the negative side. Thus, the ion generating electrode 7 mainly serves as a negative ion generating source.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、イオン発生装置
に関する。
[0001] The present invention relates to an ion generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、室内あるいは自動車内の空気
の浄化、殺菌あるいは消臭等を行うために、イオン発生
装置が使用されている。これらの多くは、筐体内に交流
電源部と昇圧用のトランスと針状電極とを配し、トラン
スにて昇圧された交流高電圧を針状電極に印加してコロ
ナ放電を生じさせ、その放電により発生するイオンを、
筐体に孔設されたイオン放出口から放出させるものであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ion generator has been used to purify, sterilize, or deodorize air in a room or an automobile. In many of these, an AC power supply unit, a step-up transformer and a needle electrode are arranged in a housing, and a high AC voltage boosted by the transformer is applied to the needle electrode to generate corona discharge, and the discharge is performed. Ion generated by
It is emitted from an ion emission port provided in the housing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオン発生
装置から発生するイオンは、負イオンと正イオンとがあ
り、浄化や消臭あるいは殺菌の効果に関しては、負イオ
ンの方が優れるといわれている。ところが、コロナ放電
を利用する上記従来のイオン発生装置では、負イオンの
発生量が少なく、負イオンに基づく浄化や消臭等の効果
はあまり期待できない。他方、コロナ放電は無声放電の
一種であり、空気中ではオゾンを発生しやすい問題があ
る。オゾンは酸化力が強く、殺菌力や有機物等への酸化
分解力にも優れているが、発生量が多くなると不快な刺
激臭が強くなってしまう欠点がある。
By the way, the ions generated from the ion generator are classified into negative ions and positive ions, and it is said that the negative ions are superior in the effect of purification, deodorization or sterilization. . However, in the above-described conventional ion generator using corona discharge, the amount of generated negative ions is small, and effects such as purification and deodorization based on negative ions cannot be expected much. On the other hand, corona discharge is a kind of silent discharge and has a problem that ozone is easily generated in air. Ozone has a strong oxidizing power and is excellent in bactericidal power and oxidative decomposing power to organic substances and the like, but has a drawback that an unpleasant irritating odor becomes strong as the amount of ozone generated increases.

【0004】本発明の課題は、負イオンの発生が主体と
なり、空気清浄効果あるいは浄化・殺菌効果に優れ、か
つオゾンの発生量を可及的に小さくすることができるイ
オン発生装置を提供することにある。
[0004] It is an object of the present invention to provide an ion generator which mainly produces negative ions, has an excellent air purifying effect or purifying / sterilizing effect, and can minimize the amount of ozone generated. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために本発明のイオン発生装置は、先端が
尖鋭に形成されたイオン発生電極と、そのイオン発生電
極に高電圧を印加する高電圧発生部とを備え、高電圧発
生部が、圧電セラミック素子に入力側端子と出力側端子
とが形成され、その入力側端子からの一次側交流入力電
圧を、圧電セラミック素子の機械振動を介して一次側交
流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換し、出力側端
子からイオン放出電極に向けて出力する圧電トランスを
含んで構成される一方、イオン発生電極への電圧印加極
性が負の側に優位となるように、圧電トランスの二次側
交流出力を変換する変換手段が設けられており、イオン
発生電極は主に負イオン発生源として機能することを特
徴とする。
Means for Solving the Problems and Action / Effect To solve the above problems, an ion generator of the present invention comprises an ion generating electrode having a sharp tip and a high voltage applied to the ion generating electrode. A high-voltage generating section, wherein the high-voltage generating section has an input terminal and an output terminal formed on the piezoelectric ceramic element, and transmits a primary AC input voltage from the input terminal to the mechanical vibration of the piezoelectric ceramic element. And a piezoelectric transformer that converts the voltage into a secondary AC voltage higher than the primary AC voltage through the output terminal and outputs the voltage from the output terminal to the ion emitting electrode, while applying the voltage to the ion generating electrode. A conversion means for converting the secondary-side AC output of the piezoelectric transformer is provided so that becomes dominant on the negative side, and the ion generation electrode mainly functions as a negative ion generation source.

【0006】空気中での無声放電によるオゾン発生で
は、印加電圧が極性が交番的に変化する高周波であった
場合に特に著しくなる。従来のイオン発生装置では、高
圧発生回路の昇圧部として、鉄芯にコイルを巻き付けた
通常のトランスを使用しているため、高圧発生のために
二次側の巻線数が多くなっていることもあって、交流周
波数に応じて交番的に変化する漏洩磁界のレベルが高く
なる。そして、この漏洩磁界中にイオン発生電極が配置
されると、イオン発生電極に生ずる高周波誘導電流の影
響で、オゾン発生が助長されることとなる。
The generation of ozone by silent discharge in the air becomes particularly remarkable when the applied voltage is a high frequency whose polarity changes alternately. The conventional ion generator uses a normal transformer with a coil wound around an iron core as the booster of the high-voltage generation circuit, so the number of turns on the secondary side is increased to generate high voltage. For this reason, the level of the leakage magnetic field that changes alternately according to the AC frequency increases. When the ion generating electrode is arranged in the leakage magnetic field, the generation of ozone is promoted by the influence of the high-frequency induced current generated in the ion generating electrode.

【0007】しかし、本発明のイオン発生装置では、巻
線を有さない圧電トランスを使用しているため、イオン
発生電極が感ずる漏洩磁界レベルを小さくすることがで
きる。また、その圧電トランスからの高周波出力が、負
の側に優位となる極性変換により交番的な変化プロファ
イルが和らげられた後、イオン発生電極に印加される。
これにより、オゾンの発生量を可及的に小さくすること
ができる。さらに、イオン発生電極の電圧印加極性は負
の状態が主体的となるため、負イオンを効率的に発生さ
せることができ、空気清浄効果あるいは浄化・殺菌効果
等にも優れる。
However, in the ion generator of the present invention, since the piezoelectric transformer having no winding is used, the level of the leakage magnetic field felt by the ion generating electrode can be reduced. Further, the high frequency output from the piezoelectric transformer is applied to the ion generating electrode after the alternating change profile is attenuated by the polarity conversion that predominates on the negative side.
Thereby, the amount of generated ozone can be reduced as much as possible. Furthermore, since the polarity of the voltage applied to the ion generating electrode is mainly in a negative state, negative ions can be generated efficiently, and the air purifying effect or the purifying / sterilizing effect is excellent.

【0008】上記のようなイオン発生装置の採用によ
り、例えば、イオン発生電極の、電極先端から前方側
に、1m離間した位置において測定される1cm当り
の負イオン発生量を10万個以上としつつ、オゾン発生
量を0.02ppm以下(例えば、実質的にゼロ)に留
めることができる。
By employing the above-described ion generator, for example, the amount of negative ions generated per cm 3 measured at a position 1 m away from the front end of the ion generating electrode is set to 100,000 or more. Meanwhile, the amount of generated ozone can be kept at 0.02 ppm or less (for example, substantially zero).

【0009】極性変換手段は、例えばイオン発生電極を
負極性にチャージアップさせる向きの電荷移動は許容
し、これと逆向きの電荷移動は阻止されるように、圧電
トランスの二次側交流出力を整流する整流手段とするこ
とができる。また、圧電トランスの二次側交流出力に基
づく負電荷を、イオン発生電極に印加するために蓄電す
る蓄電手段を設けておけば、イオン発生電極には一定レ
ベル以上の負極性電圧が持続的に印加され、負イオンを
安定的に発生させることができる。この場合、この蓄電
手段を、上記の整流手段と組み合わせることにより、イ
オン発生電極に負極性高電圧を一層安定的に印加するこ
とができるようになり、例えば専用の高圧直流電源を使
用する場合と比較して、装置を大幅に小型化することが
可能となる。
The polarity conversion means allows, for example, a charge transfer in a direction to charge up the ion generating electrode to a negative polarity, and prevents a charge transfer in a direction opposite to this, so that the secondary side AC output of the piezoelectric transformer is blocked. Rectifying means for rectifying can be provided. In addition, if a power storage means is provided for storing a negative charge based on the secondary-side AC output of the piezoelectric transformer for application to the ion generation electrode, a negative voltage of a certain level or more is continuously applied to the ion generation electrode. When applied, negative ions can be generated stably. In this case, by combining this power storage means with the rectification means described above, it becomes possible to more stably apply a negative high voltage to the ion generating electrode, for example, when a dedicated high-voltage DC power supply is used. In comparison, the size of the device can be significantly reduced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、図面
に示すいくつかの実施例を参照して説明する。図1は、
本発明の一実施例たるイオン発生装置の外観を示すもの
であり、プラスチック成形体にて構成された中空のケー
ス2を有する。該ケース2の形状は特に限定されるもの
ではないが、ここでは前後に長いやや偏平な形状を有
し、その長手方向の一方の端面に、イオン放出口4が形
成されている。また、ケース2の側面には、電源スイッ
チ3が設けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to some embodiments shown in the drawings. FIG.
1 shows the external appearance of an ion generator according to one embodiment of the present invention, and has a hollow case 2 made of a plastic molded body. Although the shape of the case 2 is not particularly limited, it has a slightly flat shape that is long in the front and back, and an ion emission port 4 is formed at one end face in the longitudinal direction. A power switch 3 is provided on a side surface of the case 2.

【0011】図2(a)は図1の平面断面図、(b)は
同じく正面図である。ケース2内には、イオン発生電極
7と、主回路ユニット5とが設けられている。図6に示
すように、イオン発生電極7は金属、例えばNi又はN
i合金により、先端が尖鋭に形成される。ここでは、本
体部7aに尖鋭な放電部7bが一体化された板状形態を
なしており、本体部7aにおいてベース6dの表面に凸
設された取付突起6cに対し、ねじ7cにより取り付け
られている。
FIG. 2A is a plan sectional view of FIG. 1, and FIG. 2B is a front view of the same. In the case 2, an ion generating electrode 7 and a main circuit unit 5 are provided. As shown in FIG. 6, the ion generating electrode 7 is made of a metal such as Ni or N.
The tip is sharply formed by the i alloy. Here, a sharp discharge portion 7b is integrated with the main body portion 7a in a plate-like form, and the main body portion 7a is attached to a mounting projection 6c protruding from the surface of the base 6d by a screw 7c. I have.

【0012】一方、主回路ユニット5は、高圧ケーブル
8を介してイオン発生電極7にイオン発生のための高電
圧を印加するユニットであり、絶縁性基板たるベース6
(ここでは、絶縁製のプラスチックにて構成される)の
板面幅方向における一方の側に寄せて配置されている。
また、イオン発生電極7はベース6の板面長手方向の一
方の端部側において、先端が外向きとなるように取り付
けられている。これにより、ケース2内において、イオ
ン発生電極7の後方側に比較的広いスペースが確保で
き、イオン発生装置に種々の機能を付与する付属部品等
を設けやすくなる。この実施例では、イオン発生電極7
の後方側に送風機(ここでは、公知のシロッコファンを
使用しているが、これに限られるものではない)9を設
けている。送風機9は送風羽根9aの回転により生じた
風を、吹出口9bからイオン発生電極7に向けて放出
し、ここで生じたイオンのイオン放出口4からの放出を
促す役割を果たす。
On the other hand, the main circuit unit 5 is a unit for applying a high voltage for generating ions to the ion generating electrode 7 via the high voltage cable 8 and includes a base 6 serving as an insulating substrate.
(Here, made of insulating plastic) is arranged close to one side in the plate surface width direction.
In addition, the ion generating electrode 7 is attached to one end of the base 6 in the longitudinal direction of the plate surface so that the tip is outward. Thereby, a relatively large space can be secured behind the ion generating electrode 7 in the case 2, and it is easy to provide accessory parts or the like for imparting various functions to the ion generating device. In this embodiment, the ion generating electrode 7
A blower (here, a known sirocco fan is used, but the present invention is not limited to this) 9 is provided on the rear side. The blower 9 discharges the wind generated by the rotation of the blower blades 9a from the outlet 9b toward the ion generating electrode 7, and plays a role of promoting the discharge of the ions generated from the ion discharge port 4.

【0013】図3は、イオン発生装置1の全体回路構成
を示すもので、電源ユニット30に送風機9とイオン発
生ユニット6とが、それぞれコネクタ18,20及び接
続ケーブル19,21を介して接続された構成を有す
る。一方、電源ユニット30には、電源プラグ26及び
電源コード25がコネクタ24を介して接続されてお
り、これらを介して図示しない外部交流電源(例えばA
C100V)から受電するようになっている。電源ユニ
ット30においては、電源スイッチ3及びヒューズ23
を介して受電した交流入力が、トランス16にて所定電
圧(例えば、peak to peakにて24V)に降圧され、さ
らにダイオードブリッジ17により全波整流された後、
コンデンサ11〜13と三端子レギュレータ14とを含
んで構成された安定化部15により電圧が安定化され
て、送風機9とイオン発生ユニット6とそれぞれ分配さ
れる。
FIG. 3 shows the overall circuit configuration of the ion generator 1. The blower 9 and the ion generator 6 are connected to a power supply unit 30 via connectors 18, 20 and connection cables 19, 21, respectively. It has a configuration. On the other hand, a power supply plug 26 and a power supply cord 25 are connected to the power supply unit 30 via a connector 24, and an external AC power supply (for example, A
C100V). In the power supply unit 30, the power switch 3 and the fuse 23
After the AC input received through the DC / DC converter is stepped down to a predetermined voltage (for example, 24 V at peak to peak) by the transformer 16 and further full-wave rectified by the diode bridge 17,
The voltage is stabilized by the stabilizing unit 15 including the capacitors 11 to 13 and the three-terminal regulator 14, and is distributed to the blower 9 and the ion generating unit 6, respectively.

【0014】次に、主回路ユニット5は、イオン発生電
極に高電圧を印加する高電圧発生部として機能するもの
であり、図4に示すように、入力部36,発振部37、
スイッチング部38、昇圧部39及び変換部(変換手
段)40とを含む。図5は、具体的な回路構成の一例を
示すものである。昇圧部39は、圧電トランス70を含
んで構成される。これは、圧電セラミック素子71に入
力側端子72a,73aと出力側端子74aとを形成
し、その入力側端子72a,73aからの一次側交流入
力電圧を、圧電セラミック素子71の機械振動を介して
一次側交流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換し、
出力側端子74aからイオン放出電極に向けて出力する
ものである。一方、変換部40は、イオン発生電極7へ
の電圧印加極性が負の側に優位となるように、圧電トラ
ンスの二次側交流出力を変換するものである。これによ
り、イオン発生電極7は主に負イオン発生源として機能
することとなる。
Next, the main circuit unit 5 functions as a high voltage generating section for applying a high voltage to the ion generating electrode, and as shown in FIG.
It includes a switching section 38, a boosting section 39, and a conversion section (conversion means) 40. FIG. 5 shows an example of a specific circuit configuration. The booster 39 includes a piezoelectric transformer 70. In this method, input terminals 72a and 73a and an output terminal 74a are formed on the piezoelectric ceramic element 71, and a primary AC input voltage from the input terminals 72a and 73a is applied to the piezoelectric ceramic element 71 via mechanical vibration. Convert to a secondary AC voltage higher than the primary AC voltage,
The signal is output from the output terminal 74a to the ion emission electrode. On the other hand, the conversion unit 40 converts the secondary-side AC output of the piezoelectric transformer so that the polarity of the voltage applied to the ion generation electrode 7 becomes dominant on the negative side. Thereby, the ion generating electrode 7 mainly functions as a negative ion generating source.

【0015】入力部36は、電源ユニット30からの直
流定電圧入力を調整用の抵抗器51を介して、回路各所
に分配する役割を果たす。一方、発振部(発振回路)3
7は、直流定電圧入力を受けて、圧電トランス70への
一次側交流入力に対応した周波数にて発振波形を生成す
る。この発振部62の構成や生成波形については特に限
定されないが、ここでは、コンパレータとして機能する
オペアンプ62と周辺のコンデンサ52〜55及び抵抗
器56〜61にて構成される方形波発振回路として構成
されている。
The input section 36 has a function of distributing a DC constant voltage input from the power supply unit 30 to various parts of the circuit via a resistor 51 for adjustment. On the other hand, the oscillation unit (oscillation circuit) 3
7 receives the DC constant voltage input and generates an oscillation waveform at a frequency corresponding to the primary side AC input to the piezoelectric transformer 70. The configuration and generated waveform of the oscillating unit 62 are not particularly limited. Here, the oscillating unit 62 is configured as a square wave oscillating circuit including an operational amplifier 62 functioning as a comparator, peripheral capacitors 52 to 55, and resistors 56 to 61. ing.

【0016】また、スイッチング部(スイッチング回
路)38は、発振部62からの波形信号を受けて、電源
ユニット30からの直流定電圧入力を高速スイッチング
することにより、圧電トランス70の一次側への入力交
流波形を生成する。後述する通り、圧電トランス70に
おいては昇圧比を高めるために、その一次側入力波形
は、圧電セラミック素子71の共鳴振動の周波数に対応
した(望ましくはほぼ一致する)周波数を有するものと
しておく必要がある。
The switching section (switching circuit) 38 receives the waveform signal from the oscillating section 62 and performs high-speed switching of the DC constant voltage input from the power supply unit 30 to input the piezoelectric transformer 70 to the primary side. Generate an AC waveform. As will be described later, in order to increase the voltage step-up ratio in the piezoelectric transformer 70, it is necessary that the primary input waveform has a frequency corresponding to (preferably substantially equal to) the frequency of the resonance vibration of the piezoelectric ceramic element 71. is there.

【0017】上記の構成では、発振部37の発振周波数
により、圧電セラミック素子71の共鳴振動の周波数に
応じて、その一次側交流入力の周波数を任意に選択でき
るので便利である。なお、圧電セラミック素子71は、
寸法ばらつき等に応じて共鳴振動の周波数も微妙に変化
することから、発振部(発振回路)62の発振周波数
を、これに合わせて微調整できるように構成すること
(例えば、抵抗器56〜61のいずれかを可変抵抗器と
して、回路定数を変更可能とする構成)も可能である。
The above configuration is convenient because the frequency of the primary side AC input can be arbitrarily selected according to the frequency of the resonance vibration of the piezoelectric ceramic element 71 by the oscillation frequency of the oscillation section 37. The piezoelectric ceramic element 71 is
Since the frequency of the resonance vibration is also delicately changed according to the dimensional variation or the like, the oscillation frequency of the oscillating unit (oscillation circuit) 62 should be finely adjusted in accordance therewith (for example, the resistors 56 to 61). Is a variable resistor, and a circuit constant can be changed).

【0018】また、スイッチング部38はスイッチング
用の1対のトランジスタ65,66を含む。これらトラ
ンジスタ65,66は、オペアンプ62のコンパレータ
出力(63はプルアップ抵抗である)によりオン・オフ
し、発振部(発振回路)37の発振周波数にて発振する
方形波交流波形を生じさせる。この波形が圧電トランス
70の一次側に入力される。なお、圧電トランス70の
入力側端子72bは接地されている。
The switching section 38 includes a pair of transistors 65 and 66 for switching. These transistors 65 and 66 are turned on / off by the comparator output (63 is a pull-up resistor) of the operational amplifier 62, and generate a square wave AC waveform oscillating at the oscillation frequency of the oscillation unit (oscillation circuit) 37. This waveform is input to the primary side of the piezoelectric transformer 70. The input terminal 72b of the piezoelectric transformer 70 is grounded.

【0019】次に、圧電トランス70の圧電セラミック
素子71は横長板状に形成され、その板面長手方向中間
位置にて、板厚方向に分極処理された第一板状領域71
aと、板面長手方向に分極処理された第二板状領域71
bとに区切られている。そして、第一板状領域71aの
両面を覆う形で、入力側端子72a,73aが接続され
る入力側電極対72,73が形成される一方、第二板状
領域71bの板面長手方向の端面に、出力側端子74a
が接続される出力側電極74が形成されている。
Next, the piezoelectric ceramic element 71 of the piezoelectric transformer 70 is formed in a horizontally long plate shape, and a first plate-like region 71 polarized in the plate thickness direction is provided at an intermediate position in the plate surface longitudinal direction.
a, the second plate-shaped region 71 polarized in the plate surface longitudinal direction
b. The input-side electrode pairs 72 and 73 to which the input-side terminals 72a and 73a are connected are formed so as to cover both surfaces of the first plate-shaped region 71a, while the second plate-shaped region 71b extends in the plate surface longitudinal direction. The output side terminal 74a
The output side electrode 74 to which is connected is formed.

【0020】上記の構成の圧電トランス70では、入力
側電極対72,73を介して第一板状領域71aに対し
交流入力を行うと、第一板状領域71aではその分極方
向が厚さ方向であるから、長手方向に伝播する板波が板
厚方向の電界と強く結合する形となり、電気エネルギー
の大半が、長手方向に伝播する板波のエネルギーに変換
される。他方、この長手方向の板波は第一板状領域71
bに伝わるが、ここでは分極方向が長手方向であるか
ら、該板波は長手方向の電界と強く結合する。そして、
入力側の交流周波数を圧電セラミック素子71の機械振
動の共鳴周波数に対応(望ましくは一致)させるとき、
素子71のインピーダンスは、入力側ではほぼ最小(共
振)となるのに対し出力側ではほぼ最大(反共振)とな
り、このインピーダンス変換比に応じた昇圧比により一
次側入力が昇圧されて二次側出力となる。
In the piezoelectric transformer 70 having the above configuration, when an AC input is made to the first plate-shaped region 71a via the input-side electrode pairs 72 and 73, the polarization direction of the first plate-shaped region 71a is changed in the thickness direction. Therefore, the plate wave propagating in the longitudinal direction is strongly coupled to the electric field in the plate thickness direction, and most of the electric energy is converted into the energy of the plate wave propagating in the longitudinal direction. On the other hand, the plate wave in the longitudinal direction is
In this case, since the polarization direction is the longitudinal direction, the plate wave strongly couples with the electric field in the longitudinal direction. And
When making the input side AC frequency correspond to (preferably match) the resonance frequency of the mechanical vibration of the piezoelectric ceramic element 71,
The impedance of the element 71 is almost minimum (resonance) on the input side, but almost maximum (anti-resonance) on the output side. The primary side input is boosted by a boosting ratio according to the impedance conversion ratio, and the secondary side is boosted. Output.

【0021】このような作動原理を有する圧電トランス
70は構造が簡単であり、また、鉄芯を有する巻線型ト
ランスと比較すると非常に軽量・コンパクトに構成でき
る利点がある。そして、従来より、CRTのフライバッ
クや、蛍光ランプのインバータ電源等への応用が試みら
れてきたが、負荷条件により昇圧比が変動しやすい欠点
があるために、本格的な適用は見送られていた。しかし
ながら、負荷の大きい条件ではインピーダンス変換効率
が高く、安定で高い昇圧比を得ることができる。そし
て、イオン放出に伴う放電電流の発生を除けば負荷開放
に近い条件で駆動されるイオン発生装置では、圧電トラ
ンスの上記のような欠点もほとんど問題とならず、イオ
ン発生に適した高圧を安定的に発生することができ、前
記の圧電トランス特有の利点も有効に活用することがで
きる。
The piezoelectric transformer 70 having such an operation principle has a simple structure, and has an advantage that it can be configured to be extremely lightweight and compact as compared with a wire wound type transformer having an iron core. Conventionally, application to CRT flyback and fluorescent lamp inverter power supply has been attempted, but full-scale application has been postponed because of the drawback that the step-up ratio tends to fluctuate depending on load conditions. Was. However, under conditions of a large load, the impedance conversion efficiency is high, and a stable and high boosting ratio can be obtained. With the ion generator driven under conditions close to the load release except for the generation of discharge current due to ion emission, the above-mentioned drawbacks of the piezoelectric transformer are hardly a problem, and the high pressure suitable for ion generation is stabilized. The advantage inherent in the piezoelectric transformer can be effectively utilized.

【0022】圧電セラミック素子71の材質は特に限定
されないが、例えば本実施例ではジルコン酸チタン酸鉛
系ペロブスカイト型圧電セラミック(いわゆるPZT)
にて構成している。これは、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛
との固溶体を主体に構成されるものであり、インピーダ
ンス変換効率に優れていることから本発明に好適に使用
できる。なお、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛と配合比は、
ジルコン酸鉛/チタン酸鉛のモル比にて0.8〜1.3
程度とすることが、良好なインピーダンス変換効率を実
現する上で望ましい。また、必要に応じてジルコニウム
あるいはチタンの一部を、Ni、Nb、Mg、Co、M
n等で置換することもできる。
The material of the piezoelectric ceramic element 71 is not particularly limited. For example, in this embodiment, a lead zirconate titanate-based perovskite piezoelectric ceramic (so-called PZT) is used.
It consists of. This is mainly composed of a solid solution of lead zirconate and lead titanate, and can be suitably used in the present invention because of its excellent impedance conversion efficiency. The mixing ratio of lead zirconate and lead titanate is as follows:
0.8 to 1.3 in a lead zirconate / lead titanate molar ratio.
It is desirable that the degree be about the same in order to realize good impedance conversion efficiency. If necessary, a part of zirconium or titanium may be replaced with Ni, Nb, Mg, Co, M
It can be replaced by n or the like.

【0023】なお、PZT系の圧電セラミック素子は、
駆動周波数が極端に高くなると共振尖鋭度が急速に鈍く
なり、変換効率の低下を招くことから、一次側交流入力
の周波数は、40〜300kHz(望ましくは、50〜
150kHz)程度の比較的低い周波数範囲にて、素子
71の機械的共鳴周波数に対応した値に設定することが
望ましい。逆に言えば、素子71の機械的共鳴周波数が
上記の周波数範囲に収まるように、素子71の寸法を決
定することが望ましい。
The PZT piezoelectric ceramic element is
When the driving frequency becomes extremely high, the resonance sharpness rapidly becomes dull and the conversion efficiency is lowered. Therefore, the frequency of the primary side AC input is 40 to 300 kHz (preferably 50 to 300 kHz).
It is desirable to set a value corresponding to the mechanical resonance frequency of the element 71 in a relatively low frequency range of about 150 kHz). Conversely, it is desirable to determine the dimensions of the element 71 such that the mechanical resonance frequency of the element 71 falls within the above frequency range.

【0024】なお、PZT系の圧電セラミック素子を使
用する場合、その一次側交流入力の電圧レベルは、負イ
オンの発生効率を確保し、かつ素子の耐久性確保の観点
から、15〜40V程度に設定することが望ましい。こ
れにより、イオン発生電極7への印加電圧レベルは、前
記の一次側交流入力の周波数範囲にて、概ね500〜2
000V程度を確保できる。
When a PZT type piezoelectric ceramic element is used, the voltage level of the primary AC input is set to about 15 to 40 V from the viewpoint of securing the generation efficiency of negative ions and ensuring the durability of the element. It is desirable to set. Thus, the voltage level applied to the ion generating electrode 7 is approximately 500 to 2 in the frequency range of the primary side AC input.
About 000V can be secured.

【0025】次に、変換部40は、整流手段としてのダ
イオード76を含んでいる。このダイオード76は、イ
オン発生電極7を負極性にチャージアップさせる向きの
電荷移動は許容し、これと逆向きの電荷移動を阻止する
ように、圧電トランス70の二次側交流出力を整流する
役割を果たす。この実施例では、圧電トランス70の出
力側端子74aからの出力線74bの末端が接地され、
その中間からイオン発生電極7が分岐して接続されると
ともに、ダイオード76はイオン発生電極7の分岐点よ
りも下流側に接続されている。
Next, the converter 40 includes a diode 76 as rectifying means. The diode 76 has a role of rectifying the secondary-side AC output of the piezoelectric transformer 70 so as to allow the charge transfer in the direction of charging the ion generating electrode 7 to the negative polarity and prevent the charge transfer in the opposite direction. Fulfill. In this embodiment, the end of the output line 74b from the output terminal 74a of the piezoelectric transformer 70 is grounded,
The ion generating electrode 7 is branched and connected from the middle thereof, and the diode 76 is connected downstream of the branch point of the ion generating electrode 7.

【0026】一方、変換部40は、コンデンサ75を含
む。このコンデンサ75は、圧電トランス70の二次側
交流出力に基づく負電荷を、イオン発生電極に印加する
ために蓄電する蓄電手段として機能する。この実施例で
は、コンデンサ75の一方の電極板75bは、出力線7
4bから分岐する形で接続される一方、他方の電極板7
5aは、オペアンプ62への負側入力線から分岐する形
で接続されている。なお、電極板75aに向かう分岐線
上には、コンデンサ75への印加電圧を制限するため
に、コンデンサ81とダイオード82,83を含んで構
成されたリミッタ回路80が設けられている。
On the other hand, conversion section 40 includes a capacitor 75. The capacitor 75 functions as a power storage unit for storing a negative charge based on the secondary-side AC output of the piezoelectric transformer 70 for application to the ion generating electrode. In this embodiment, one electrode plate 75 b of the capacitor 75 is connected to the output line 7.
4b while being branched from the other electrode plate 7
5a is connected in such a manner as to be branched from the negative input line to the operational amplifier 62. Note that a limiter circuit 80 including a capacitor 81 and diodes 82 and 83 is provided on the branch line toward the electrode plate 75a in order to limit the voltage applied to the capacitor 75.

【0027】なお、本実施例では、図6に示すように、
一次側交流入力波形生成回路として機能する入力部3
6、発振部37及びスイッチング部38と、昇圧部39
とが絶縁性基板たる回路基板5aに組み付けられて主回
路ユニット5を形成している。また、該主回路ユニット
5は、ベース6d上において圧電トランス7の実装側が
表側となるように配置され、当該圧電トランス7の実装
側がモールドされる形で絶縁性樹脂6b(例えば、シリ
コン樹脂等である)にてベース6d上に一体化される。
一方、イオン発生電極7は、その主回路ユニット5から
のリード線たる高圧ケーブル8を介して、モールドされ
た圧電トランス7の出力側端子74a(図5)に接続さ
れている。本実施例では、ベース6dの板面から凸設さ
れるモールド枠6a内に主回路ユニット5が配置され、
該モールド枠6a内を絶縁性樹脂6bにて充填する形で
モールドを行っている。
In this embodiment, as shown in FIG.
Input unit 3 functioning as primary-side AC input waveform generation circuit
6, oscillating unit 37, switching unit 38, and boosting unit 39
Are assembled on a circuit board 5a as an insulating substrate to form the main circuit unit 5. The main circuit unit 5 is disposed on the base 6d such that the mounting side of the piezoelectric transformer 7 is on the front side, and the mounting side of the piezoelectric transformer 7 is molded so that the insulating resin 6b (for example, a silicone resin or the like) is used. Is integrated on the base 6d.
On the other hand, the ion generating electrode 7 is connected to an output terminal 74a (FIG. 5) of the molded piezoelectric transformer 7 via a high-voltage cable 8 as a lead wire from the main circuit unit 5. In the present embodiment, the main circuit unit 5 is arranged in a mold frame 6a protruding from the plate surface of the base 6d,
Molding is performed by filling the inside of the mold frame 6a with an insulating resin 6b.

【0028】主回路ユニット5は、高圧が発生する圧電
トランス7の実装側が絶縁性樹脂6bでモールドされる
ことで、放電あるいは漏電による回路(特に発振部37
やスイッチング部38)の誤動作や損傷が効果的に防止
される。また、主回路ユニット5が、イオン発生電極7
とともにベース6dと一体化されてイオン発生ユニット
6を形成することから、イオン発生装置1の組立が大幅
に簡略化され、イオン発生装置の種々の応用製品の設計
も簡単に行うことができる。そして、この実施例では、
モールド用の絶縁性樹脂6bを主回路ユニット5をベー
ス6dと一体化するための結合材としても利用している
ので、イオン発生ユニット6の構造のさらなる簡略化、
ひいては組立工数の削減が達成されている。
The main circuit unit 5 has a circuit (particularly, the oscillating section 37) which is discharged or leaked by molding the side on which the piezoelectric transformer 7 where a high voltage is generated is molded with an insulating resin 6b.
Malfunction or damage of the switching unit 38) is effectively prevented. Further, the main circuit unit 5 includes the ion generating electrode 7.
In addition, since the ion generating unit 6 is formed integrally with the base 6d, the assembly of the ion generating device 1 is greatly simplified, and various applied products of the ion generating device can be easily designed. And in this example,
Since the insulating resin 6b for molding is also used as a binder for integrating the main circuit unit 5 with the base 6d, the structure of the ion generating unit 6 is further simplified,
As a result, a reduction in the number of assembly steps has been achieved.

【0029】また、図7に示すように、圧電トランス7
が組み付けられる回路基板5aは、ガラス繊維強化プラ
スチック板等で構成された絶縁性基板であり、蓄電手段
たるコンデンサ75a(コンデンサ部)は、その絶縁性
基板の両面の、互いに対応する領域を金属膜電極75
a,75bにて覆う形で形成されている。絶縁性基板を
誘電体とする形でコンデンサ75を形成することによ
り、主回路ユニット5が一層コンパクト化されている。
Further, as shown in FIG.
The circuit board 5a on which is mounted is an insulating substrate formed of a glass fiber reinforced plastic plate or the like, and the capacitor 75a (capacitor portion) serving as power storage means is formed by forming a metal film on both surfaces of the insulating substrate corresponding to each other. Electrode 75
a, 75b. By forming the capacitor 75 using the insulating substrate as a dielectric, the main circuit unit 5 is made more compact.

【0030】また、図2に示すように、イオン発生電極
7は、先端をイオン放出口4に臨ませる形でケース2内
に配置されており、発生したイオンが効率的にイオン放
出口4から放出される。一方、主回路ユニット5は、イ
オン放出口4へ向かうイオン流を妨げないように、イオ
ン放出口4から外れた位置に配置されている。そして、
送風機9は、そのイオン放出口4に対応する位置におい
てイオン発生電極7の後方側に配置されている。これに
より、イオンを発生させるイオン発生電極7に対し、イ
オン放出口4に向かう風を直接送ることができるので、
イオン流を効率的にイオン放出口4から放出させること
ができる。
Further, as shown in FIG. 2, the ion generating electrode 7 is arranged in the case 2 with its tip facing the ion emitting port 4, and the generated ions can be efficiently discharged from the ion emitting port 4. Released. On the other hand, the main circuit unit 5 is arranged at a position off the ion emission port 4 so as not to hinder the ion flow toward the ion emission port 4. And
The blower 9 is disposed behind the ion generating electrode 7 at a position corresponding to the ion emission port 4. As a result, it is possible to directly send the wind toward the ion emission port 4 to the ion generation electrode 7 for generating ions.
The ion stream can be efficiently discharged from the ion discharge port 4.

【0031】上記イオン発生装置の作動は以下の通りで
ある。図3において、電源プラグ26を外部交流電源た
るコンセントに接続し、電源スイッチ3をオンにすると
直流定電圧が供給され、送風機9及びイオン発生ユニッ
ト6が作動する。イオン発生ユニット6では、図5の入
力部にて直流定電圧の供給を受け、発振部37及びスイ
ッチング部38の作動により方形波交流を発生させると
ともに、これが圧電トランス70の入力側端子72aに
調整用抵抗67(波形調整用の可変抵抗67aを含む)
一次側交流入力として入力される。圧電トランス70
は、前述の作動原理に従いこれを昇圧し、出力側端子7
4aから二次側交流出力として出力する。
The operation of the above ion generator is as follows. In FIG. 3, when the power plug 26 is connected to an outlet serving as an external AC power supply and the power switch 3 is turned on, a constant DC voltage is supplied, and the blower 9 and the ion generation unit 6 operate. In the ion generating unit 6, a DC constant voltage is supplied from the input unit in FIG. 5, and the oscillating unit 37 and the switching unit 38 operate to generate a square wave AC, which is adjusted to the input terminal 72a of the piezoelectric transformer 70. Resistor 67 (including variable resistor 67a for waveform adjustment)
Input as primary AC input. Piezoelectric transformer 70
Boosts the voltage in accordance with the above-described operation principle, and outputs
4a to output as a secondary side AC output.

【0032】圧電トランス70の二次側が負の半波を出
力するとき、イオン発生電極7及びコンデンサ75の電
極75bは負にチャージアップする。これにより、イオ
ン発生電極7の周囲には負イオン発生に好都合な電界勾
配が生じ、周囲の空気中の分子、例えば水分子を、ヒド
ロキシルイオン(H )等の形でイオン化する。
すなわち、負イオンを発生させる。この負イオンの発生
に伴い、イオン発生電極7をチャージアップさせている
電荷は放電するが、コンデンサ75に蓄えられている電
荷により、少なくとも次の正の半波が到来するまで負極
性帯電状態が維持される。次いで、正の半波が出力され
るときは、イオン発生電極7及びコンデンサ75の負電
荷は、出力線74bを介して接地側に放電しようとする
が、この電荷の流れはダイオード76により阻止され
る。かくして、イオン発生電極7の負極性帯電状態が常
時維持され、負イオンを安定的に発生させることができ
る。
When the secondary side of the piezoelectric transformer 70 outputs a negative half-wave, the ion generating electrode 7 and the electrode 75b of the capacitor 75 are negatively charged up. As a result, an electric field gradient suitable for generating negative ions is generated around the ion generating electrode 7, and molecules in the surrounding air, for example, water molecules are ionized in the form of hydroxyl ions (H 3 O 2 ) or the like.
That is, negative ions are generated. With the generation of the negative ions, the electric charge that is charging up the ion generating electrode 7 is discharged. However, the electric charge stored in the capacitor 75 causes the negatively charged state until at least the next positive half wave arrives. Will be maintained. Next, when a positive half-wave is output, the negative charges of the ion generating electrode 7 and the capacitor 75 try to discharge to the ground side via the output line 74b, but the flow of this charge is blocked by the diode 76. You. Thus, the negatively charged state of the ion generating electrode 7 is constantly maintained, and negative ions can be stably generated.

【0033】また、上記イオン発生装置で1は、巻線を
有さない圧電トランス70を使用しているため、イオン
発生電極7が感ずる漏洩磁界レベルを小さくすることが
でき、また、その圧電トランス7からの高周波出力は、
負の側に優位となる極性変換により、その交番的な変化
プロファイルが和らげられた後イオン発生電極7に印加
されるので、オゾンの発生量を可及的に小さくすること
ができる。
Further, in the ion generator 1, since the piezoelectric transformer 70 having no winding is used, the leakage magnetic field level felt by the ion generating electrode 7 can be reduced. The high frequency output from 7 is
Since the alternating change profile that is dominant on the negative side is applied to the ion generating electrode 7 after the alternating change profile is softened, the amount of generated ozone can be reduced as much as possible.

【0034】なお、送風機9は、イオン発生電極7を経
てイオン放出口4へ向かう風を発生できる形であれば、
他の位置、例えばイオン発生電極7の前方側に配置され
ていてもよい。しかしながら、オキソニウムイオン(H
)と比較して大気中の安定性が幾分小さいヒドロ
キシルイオン(H )の場合、送風機9を後方側
に配置する方が、前方側に配置する場合よりも、発生し
た負イオンがより安定に放出できるので有利であるとも
いえる。
It should be noted that if the blower 9 can generate wind toward the ion discharge port 4 via the ion generating electrode 7,
It may be arranged at another position, for example, on the front side of the ion generating electrode 7. However, the oxonium ion (H
In the case of hydroxyl ions (H 3 O 2 ), whose stability in the atmosphere is somewhat smaller than that of 3 O + ), the arrangement of the blower 9 on the rear side is more significant than the arrangement of the hydroxyl ions on the front side. This can be said to be advantageous because the negative ions can be released more stably.

【0035】なお、本発明の効果を確認するために、以
下の実験を行った。すなわち、図1及び図2に示すイオ
ン発生装置1を、図5の回路構成を有するものとして構
成した。圧電セラミック素子71の組成として、ジルコ
ン酸鉛とチタン酸鉛と配合比はモル比でほぼ1:1、添
加元素としてNbを約2重量%含有するものを選定し、
例えば長さ52mm、幅1.85mm、厚さ13mmの
寸法に形成した。また、イオン発生電極7は厚さ約0.
2mmのNi板にて構成し、その放電部7bは、長さ約
5mmにて尖鋭に形成した。回路基板5aはガラス繊維
強化プラスチック板にて構成し、コンデンサ75の金属
膜電極75a,75bの大きさは、5mm×9mmの方
形とした。
The following experiment was conducted to confirm the effects of the present invention. That is, the ion generator 1 shown in FIGS. 1 and 2 was configured to have the circuit configuration of FIG. As the composition of the piezoelectric ceramic element 71, a compounding ratio of lead zirconate and lead titanate in a molar ratio of about 1: 1, and containing about 2% by weight of Nb as an additive element was selected.
For example, it was formed to have dimensions of 52 mm in length, 1.85 mm in width, and 13 mm in thickness. The ion generating electrode 7 has a thickness of about 0.1 mm.
The discharge portion 7b was made of a 2 mm Ni plate, and the discharge portion 7b was formed to be sharp with a length of about 5 mm. The circuit board 5a was made of a glass fiber reinforced plastic plate, and the size of the metal film electrodes 75a and 75b of the capacitor 75 was a square of 5 mm × 9 mm.

【0036】そして、圧電トランス70への一次側交流
入力の周波数を約70kHz、電圧をpeak to peakにて
24Vとして作動させたところ、イオン発生電極7への
印加電圧レベルは約1000Vとなった。この状態に
て、イオン発生電極7の電極先端から前方側に1m離間
した位置において、1cm当りの負イオン発生量を市
販のイオンカウンタ(供給元:日本MJP株式会社、製
品名:エアーイオンカウンタ、No.IC−1000)
を用いて測定したところ、10万個/cm以上のレベ
ルにて負イオンが発生していることがわかっった。ま
た、オゾン発生量を市販のオゾン濃度計(荏原実業
(株)製、AET−030P)にて測定したところ、オ
ゾン発生量は0.01ppm以下であり、オゾン臭も感
じられなかった。
When the primary-side AC input to the piezoelectric transformer 70 was operated at a frequency of about 70 kHz and a voltage of 24 V from peak to peak, the voltage applied to the ion generating electrode 7 was about 1000 V. In this state, the amount of negative ions generated per 1 cm 3 is measured by a commercially available ion counter (supplier: Japan MJP Co., product name: air ion counter) at a position 1 m away from the tip of the ion generating electrode 7 in front of the electrode tip. No. IC-1000)
As a result, it was found that negative ions were generated at a level of 100,000 / cm 3 or more. When the amount of generated ozone was measured with a commercially available ozone concentration meter (AET-030P, manufactured by Ebara Corporation), the amount of generated ozone was 0.01 ppm or less, and no ozone odor was felt.

【0037】図8は、本発明のイオン発生装置の変形例
を示している。このイオン発生装置100では、ケース
102内に、イオン発生ユニット6及び送風機9ととも
に、紫外線発生源としての公知の殺菌灯101が配置さ
れている。この実施例では、イオン発生ユニット6及び
送風機9は図2とほぼ同じ位置関係にて縦に配置され、
ケース102の前面側に形成されたスリット状のイオン
放出口102aから、発生した負イオンを風とともに放
出するようにしている。また、殺菌灯101は、イオン
放出口102aからの風及びイオンの放出を許容する位
置関係にて、例えばイオン放出口102aの開口縁に沿
う形で配置されている。図9は、その回路構成の一例で
ある。大半は図3の構成と共通するが、電源ユニット3
0へ向かう外部交流電源からの入力線に、殺菌灯101
とこれを作動させるための公知の安定器32及びグロー
スタータ33とを含む殺菌灯点灯ユニット31が接続さ
れている。これにより、発生する負イオンに加えて殺菌
灯101からの紫外線の効果が加わり、殺菌や消臭等の
効果が一層高められる。
FIG. 8 shows a modification of the ion generator of the present invention. In the ion generator 100, a known germicidal lamp 101 as an ultraviolet light source is arranged in a case 102 together with the ion generator 6 and the blower 9. In this embodiment, the ion generating unit 6 and the blower 9 are arranged vertically with almost the same positional relationship as in FIG.
The generated negative ions are released together with the wind from a slit-shaped ion discharge port 102a formed on the front side of the case 102. In addition, the germicidal lamp 101 is arranged, for example, along the opening edge of the ion emission port 102a in a positional relationship that allows the emission of wind and ions from the ion emission port 102a. FIG. 9 shows an example of the circuit configuration. Most of the configuration is common to that of FIG.
0 to the input line from the external AC power supply
And a germicidal lamp lighting unit 31 including a known ballast 32 and a glow starter 33 for operating the germicidal lamp. Thereby, in addition to the generated negative ions, the effect of the ultraviolet light from the germicidal lamp 101 is added, and the effects such as sterilization and deodorization are further enhanced.

【0038】また、上記のイオン発生装置1,100で
は送風機9を使用しているが、これを省略する構成とし
てもよい。また、電源側の構成は、外部交流電源を直流
化して用いる構成であったが、例えば可搬化が可能とな
るように電池式電源を用いることも可能であるし、自動
車搭載用等の場合は、図10に示すイオン発生装置11
0,120(110a,120aはケースである)のよ
うに、シガレットライターソケットから受電するシュガ
ープラグ111を用いる構成としてもよい。一般に、シ
ガレットライターソケットは、自動車用バッテリーによ
る12V直流電源として機能するが、この実施例では、
シュガープラグ111を介して受電したシガレットライ
ターソケットからの入力を、コネクタ112により接続
された安定化直流電源回路113を通して、コネクタ1
14を介してイオン発生ユニット6あるいは送風機9に
供給する形としている。なお、図10(a)は、送風機
9を省略した構成に対応する。
In the above-described ion generators 1 and 100, the blower 9 is used, but this may be omitted. Further, the configuration on the power supply side is a configuration in which an external AC power supply is converted to DC, but for example, a battery-powered power supply can be used so as to be portable, and in a case where the power supply is mounted on an automobile, etc. Is an ion generator 11 shown in FIG.
A configuration using a sugar plug 111 that receives power from a cigarette lighter socket, such as 0 and 120 (110a and 120a are cases), may be used. Generally, a cigarette lighter socket functions as a 12V DC power supply from a vehicle battery, but in this embodiment,
The input from the cigarette lighter socket received through the sugar plug 111 is passed through the stabilized DC power supply circuit 113 connected by the connector 112 to the connector 1.
It is supplied to the ion generating unit 6 or the blower 9 via the power supply 14. FIG. 10A corresponds to a configuration in which the blower 9 is omitted.

【0039】また、図11のイオン発生装置130で
は、上面側にスリット状のイオン放出口102aが形成
されたケース102内に、イオン発生ユニット6が配置
されている。なお、イオン発生電極7の取付けの方向
は、先端がイオン放出口102a側を向くよう、図8と
比較して90°回転させている。そして、イオン発生ユ
ニット6の後方側(下側)には、横長の送風ファン(送
風機)139が、回転軸線がスリット状のイオン放出口
102aの長手方向に沿う形で配置されている。これに
より、イオン放出口102aの長手方向において均一な
風ひいてはイオン流を発生させることができる。
In the ion generating apparatus 130 shown in FIG. 11, the ion generating unit 6 is disposed in the case 102 having the slit-shaped ion emitting port 102a formed on the upper surface side. The direction of attachment of the ion generating electrode 7 is rotated by 90 ° as compared with FIG. 8 so that the tip is directed toward the ion emission port 102a. On the rear side (lower side) of the ion generating unit 6, a horizontally long blower fan (blower) 139 is arranged so that the axis of rotation is along the longitudinal direction of the slit-shaped ion emission port 102a. Thereby, a uniform wind and an ion flow can be generated in the longitudinal direction of the ion emission port 102a.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のイオン発生装置の一例の外観を示す斜
視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an example of an ion generator of the present invention.

【図2】図1の平面断面図及び正面図。FIG. 2 is a plan sectional view and a front view of FIG.

【図3】図1のイオン発生装置の、電気系統の全体構成
の一例を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the overall configuration of an electric system of the ion generator of FIG. 1;

【図4】そのイオン発生ユニットの回路構成を示すブロ
ック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the ion generation unit.

【図5】図4の詳細構成の一例を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a detailed configuration of FIG. 4;

【図6】イオン発生ユニットの外観の一例を示す三面
図。
FIG. 6 is a three-view drawing showing an example of the external appearance of the ion generating unit.

【図7】蓄電手段をなすコンデンサの主回路ユニットへ
の形成形態を示す模式図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a form in which a capacitor serving as a power storage means is formed in a main circuit unit.

【図8】本発明のイオン発生装置の変形例を模式的に示
す説明図。
FIG. 8 is an explanatory view schematically showing a modification of the ion generator of the present invention.

【図9】その電気系統の全体構成の一例を示す回路図。FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the entire configuration of the electric system.

【図10】自動車搭載用のイオン発生装置の回路構成例
をいくつか示す図。
FIG. 10 is a diagram showing some circuit configuration examples of an ion generator mounted on a vehicle.

【図11】本発明のイオン発生装置の別の変形例を模式
的に示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing another modification of the ion generator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,100,110,120,130 イオン発生装置 2 ケース 4 イオン放出口 5 主回路ユニット 5a 回路基板(絶縁性基板) 6 イオン発生ユニット 6b 絶縁性樹脂 6d ベース 7 イオン発生電極 8 高圧ケーブル(リード線) 9 送風機 30 電源ユニット 36 入力部 37 発振部 38 スイッチング部 39 昇圧部 40 蓄電部 70 圧電トランス 71 圧電セラミック素子 71a 第一板状領域 71b 第二板状領域 72,73 入力側電極対 72a,73a 入力側端子 74 出力側電極 74a 出力側端子 75 コンデンサ(蓄電手段) 75a,75b 金属膜電極 76 ダイオード(変換手段,整流手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 100, 110, 120, 130 Ion generator 2 Case 4 Ion discharge port 5 Main circuit unit 5a Circuit board (insulating substrate) 6 Ion generating unit 6b Insulating resin 6d Base 7 Ion generating electrode 8 High voltage cable (lead wire) 9) Blower 30 Power supply unit 36 Input unit 37 Oscillating unit 38 Switching unit 39 Boosting unit 40 Electric storage unit 70 Piezoelectric transformer 71 Piezoelectric ceramic element 71a First plate-like region 71b Second plate-like region 72, 73 Input-side electrode pair 72a, 73a Input side terminal 74 Output side electrode 74a Output side terminal 75 Capacitor (power storage means) 75a, 75b Metal film electrode 76 Diode (conversion means, rectification means)

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 先端が尖鋭に形成されたイオン発生電極
と、そのイオン発生電極に高電圧を印加する高電圧発生
部とを備え、 前記高電圧発生部が、圧電セラミック素子に入力側端子
と出力側端子とが形成され、その入力側端子からの一次
側交流入力電圧を、前記圧電セラミック素子の機械振動
を介して前記一次側交流電圧よりも高圧の二次側交流電
圧に変換し、前記出力側端子から前記イオン放出電極に
向けて出力する圧電トランスを含んで構成される一方、 前記イオン発生電極への電圧印加極性が負の側に優位と
なるように、前記圧電トランスの二次側交流出力を変換
する変換手段が設けられており、前記イオン発生電極は
主に負イオン発生源として機能することを特徴とするイ
オン発生装置。
1. An ion generating electrode having a sharp tip, and a high voltage generating section for applying a high voltage to the ion generating electrode, wherein the high voltage generating section has an input terminal and a piezoelectric ceramic element. An output side terminal is formed, and a primary side AC input voltage from the input side terminal is converted into a secondary side AC voltage higher than the primary side AC voltage through mechanical vibration of the piezoelectric ceramic element, A secondary side of the piezoelectric transformer is configured so as to include a piezoelectric transformer that outputs from the output side terminal toward the ion emitting electrode, while a voltage application polarity to the ion generating electrode is dominant on the negative side. A conversion device for converting an AC output is provided, and the ion generation electrode mainly functions as a negative ion generation source.
【請求項2】 前記イオン発生電極の電極先端から前方
側に、1m離間した位置において測定される1cm
りの負イオン発生量が10万個以上であり、かつオゾン
発生量が0.02ppm以下である請求項1記載のイオ
ン発生装置。
2. The amount of negative ions generated per 1 cm 3 measured at a position 1 m away from the front end of the ion generating electrode at a distance of 1 m is 100,000 or more, and the amount of ozone generated is 0.02 ppm or less. The ion generator according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記圧電トランスの二次側交流出力に基
づく負電荷を、前記前記イオン発生電極に印加するため
に蓄電する蓄電手段が設けられている請求項1又は2に
記載のイオン発生装置。
3. The ion generator according to claim 1, further comprising a power storage unit configured to store a negative charge based on a secondary-side AC output of the piezoelectric transformer to apply the negative charge to the ion generation electrode. .
【請求項4】 前記蓄電手段は、前記圧電トランスを組
み付けた絶縁性基板の両面の、互いに対応する領域を金
属膜電極にて覆う形で形成したコンデンサ部を含む請求
項3記載のイオン発生装置。
4. The ion generator according to claim 3, wherein said power storage means includes a capacitor portion formed by covering regions corresponding to each other on both surfaces of the insulating substrate on which said piezoelectric transformer is mounted with metal film electrodes. .
【請求項5】 前記圧電トランスの圧電セラミック素子
は横長板状に形成され、その板面長手方向中間位置に
て、板厚方向に分極処理された第一板状領域と、板面長
手方向に分極処理された第二板状領域とに区切られると
ともに、前記第一板状領域の両面を覆う形で前記入力側
端子が接続される入力側電極対が形成される一方、前記
第二板状領域の前記板面長手方向の端面に、前記出力側
端子が接続される出力側電極が形成されている請求項1
ないし4のいずれかに記載のイオン発生装置。
5. A piezoelectric ceramic element of the piezoelectric transformer is formed in a horizontally long plate shape, a first plate-like region polarized in a plate thickness direction at an intermediate position in a plate length direction, and a piezoelectric plate in a plate length direction. The input-side electrode pair to which the input-side terminal is connected is formed while being separated from the polarized second plate-shaped region and covers both surfaces of the first plate-shaped region, while the second plate-shaped 2. An output electrode to which the output terminal is connected is formed on an end face of the region in the longitudinal direction of the plate surface.
5. The ion generator according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】 前記圧電セラミック素子は、ジルコン酸
チタン酸鉛系ペロブスカイト型圧電セラミックにて構成
されるとともに、前記一次側交流入力の周波数は、40
〜300kHzの範囲に設定されている請求項5記載の
イオン発生装置。
6. The piezoelectric ceramic element is composed of a lead zirconate titanate-based perovskite piezoelectric ceramic, and the frequency of the primary side AC input is 40.
The ion generator according to claim 5, wherein the ion generator is set in a range of up to 300 kHz.
【請求項7】 前記圧電セラミック素子の前記一次側交
流入力の電圧レベルは15〜40Vであり、前記イオン
発生電極への印加電圧レベルは500〜2000Vであ
る請求項6記載のイオン発生装置。
7. The ion generator according to claim 6, wherein a voltage level of the primary AC input of the piezoelectric ceramic element is 15 to 40 V, and a voltage level applied to the ion generation electrode is 500 to 2000 V.
【請求項8】 前記一次側交流入力に対応した周波数に
て発振する発振回路と、その発振回路からの波形信号を
受けて、所定レベルの直流入力を該発振の周波数にて高
速スイッチングするスイッチング回路とを含む一次側交
流入力波形生成回路が設けられている請求項1ないし7
のいずれかに記載のイオン発生装置。
8. An oscillation circuit that oscillates at a frequency corresponding to the primary side AC input, and a switching circuit that receives a waveform signal from the oscillation circuit and performs high-speed switching of a DC input of a predetermined level at the oscillation frequency. And a primary-side AC input waveform generation circuit including:
The ion generator according to any one of the above.
【請求項9】 前記一次側交流入力波形生成回路と、前
記昇圧部と前記イオン発生電極とが、板状のベースに一
体に組み付けられてイオン発生ユニットが形成されてい
る請求項1ないし8のいずれかに記載のイオン発生装
置。
9. The ion generating unit according to claim 1, wherein the primary side AC input waveform generating circuit, the booster and the ion generating electrode are integrally assembled on a plate-like base. An ion generator according to any one of the above.
【請求項10】 前記一次側交流入力波形生成回路と、
前記昇圧部とが回路基板に組み付けられて主回路ユニッ
トを形成するとともに、該主回路ユニットが前記ベース
上において前記圧電トランスの実装側が表側となるよう
に配置され、当該圧電トランスの実装側がモールドされ
る形で絶縁性樹脂にて前記ベース上に一体化される一
方、前記イオン発生電極は、その主回路ユニットからの
リード線を介して、モールドされた前記圧電トランスの
出力側端子に接続されている請求項9記載のイオン発生
装置。
10. The primary-side AC input waveform generation circuit,
The step-up unit is assembled to a circuit board to form a main circuit unit, and the main circuit unit is disposed on the base such that the mounting side of the piezoelectric transformer is on the front side, and the mounting side of the piezoelectric transformer is molded. While the ion generating electrode is connected to the output terminal of the molded piezoelectric transformer via a lead wire from the main circuit unit. The ion generator according to claim 9.
【請求項11】 前記主回路ユニットは、前記絶縁性基
板の板面幅方向における一方の側に寄せて配置される一
方、前記イオン発生電極は前記絶縁性基板の板面長手方
向の一方の端部側において、先端が外向きとなるように
取り付けられている請求項10記載のイオン発生装置。
11. The main circuit unit is arranged close to one side of the insulating substrate in the width direction of the plate surface, and the ion generating electrode is disposed at one end of the insulating substrate in the plate surface longitudinal direction. The ion generator according to claim 10, wherein the ion generator is attached so that a tip thereof faces outward on the part side.
【請求項12】 前記イオン発生電極を経て前記イオン
放出口へ向かう風を発生させる送風機を設けた請求項1
ないし11のいずれかに記載のイオン発生装置。
12. A blower for generating a wind flowing toward the ion discharge port via the ion generating electrode.
12. The ion generator according to any one of claims 11 to 11.
【請求項13】 前記送風機は前記イオン発生電極の後
方側に配置されている請求項12記載のイオン発生装
置。
13. The ion generator according to claim 12, wherein the blower is disposed behind the ion generation electrode.
【請求項14】 イオン放出口を有するケース内に前記
イオン発生電極が、先端を前記イオン放出口に臨ませる
形で配置される一方、前記一次側交流入力波形生成回路
と、前記昇圧部とが回路基板に組み付けられて主回路ユ
ニットを形成するとともに、これが前記イオン放出口か
ら外れた位置に配置され、前記送風機は、そのイオン放
出口に対応する位置において前記イオン発生電極の後方
側に配置される請求項13記載のイオン発生装置。
14. The ion generating electrode is disposed in a case having an ion emitting port so that a tip of the electrode faces the ion emitting port, and the primary side AC input waveform generating circuit and the boosting section are connected to each other. The main circuit unit is formed on the circuit board, and the main circuit unit is disposed at a position off the ion discharge port.The blower is disposed at a position corresponding to the ion discharge port on the rear side of the ion generating electrode. The ion generator according to claim 13.
JP11222104A 1999-08-05 1999-08-05 Ion generating device Pending JP2001046486A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11222104A JP2001046486A (en) 1999-08-05 1999-08-05 Ion generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11222104A JP2001046486A (en) 1999-08-05 1999-08-05 Ion generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001046486A true JP2001046486A (en) 2001-02-20

Family

ID=16777213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11222104A Pending JP2001046486A (en) 1999-08-05 1999-08-05 Ion generating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001046486A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6954995B2 (en) 2001-11-08 2005-10-18 Sharp Kabushiki Kaisha Drying/washing machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6954995B2 (en) 2001-11-08 2005-10-18 Sharp Kabushiki Kaisha Drying/washing machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI722772B (en) Power supply unit for aerosol inhaler
US6791814B2 (en) Ion generating apparatus
US20120305799A1 (en) Portable ion generator
US11792910B2 (en) Process for producing ozone and apparatus for ozone generation
JP4092895B2 (en) Contactless power supply equipment
JPS58215173A (en) Piezoelectric alter voltage generator for television display unit
US20060073085A1 (en) Anion generator
JP2001046486A (en) Ion generating device
US3501674A (en) High frequency portable power supply for a fluorescent lamp
JPH09350A (en) Hairbrush
JP3947128B2 (en) Ion generator
JP2004178923A (en) Ion generating electrode and ion generator using the same
JP2002374670A (en) Circuit module for ion generator
JP2003051366A (en) Ion generating device
KR100680890B1 (en) Ion generating apparatus
JP3076187U (en) Ion generator
JP2000012257A (en) Discharge lamp lighting device
MY117064A (en) High voltage transformer.
KR101112210B1 (en) Ion generating drive apparatus using single electrode
JP2000268938A (en) Corona discharge apparatus
KR200257908Y1 (en) High voltage generation apparatus for generating an anion and an ozon
JP2002025747A (en) Ion-generating apparatus
JP2509970Y2 (en) Drive power supply for surface corona discharge element
JP2509411Y2 (en) Drive power supply for surface corona discharge element
JP2003189925A (en) Hair drier provided with negative ion generating device