JP2002117957A

JP2002117957A - イオン発生装置及びそれを用いた室内空気制御装置

Info

Publication number: JP2002117957A
Application number: JP2000305291A
Authority: JP
Inventors: Yasukata Takeda; 康堅竹田; Yoshinori Sekoguchi; 美徳世古口; Takeshi Furukawa; 猛古川; Mamoru Morikawa; 守守川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-04
Also published as: JP4071926B2

Abstract

(57)【要約】【課題】オゾンの発生を抑えながらプラスイオン・マ
イナスイオンを同時に、効率的に発生させるイオン発生
装置を提供することにある。【解決手段】誘電体と、該誘電体を挟んで対向する第
１電極と第２電極とを有し、この第１電極と第２電極間
に交流電圧を印加することによりプラスイオンとマイナ
スイオンとを同時に発生させるイオン発生装置の第１電
極の形状は板状とし、第２電極の形状は多数の孔を有す
る板状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン発生装置お
よびこれを用いた空気清浄機に関するものであり、より
詳細にはプラスイオンとマイナスイオンとを同時に発生
させるイオン発生装置及びそれを用いた空気清浄機やエ
アコンなどの室内空気制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、事務所や会議室などの換気の少
ない密閉化された部屋では、部屋内の人が多いと、呼吸
により排出される二酸化炭素やタバコの煙、ホコリなど
の空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせ
る効能を有するマイナスイオンが空気中から減少してい
く。特にタバコの煙によってマイナスイオンが多量に失
われ、通常の１／２〜１／５程度にまで減少することが
あった。そこで空気中のマイナスイオンを補給するた
め、種々のイオン発生装置がこれまでから市販されてい
るが、いずれの装置も直流高電圧方式でマイナスイオン
のみを発生させるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】マイナスイオンのみを
発生させる従来のイオン発生装置では、空気中にマイナ
スイオンを供給することはできるものの、空気中の浮遊
細菌を積極的に除去することはできなかった。

【０００４】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、オゾンの発生を抑えながらプラスイ
オン・マイナスイオンを同時に、双方が安定してバラン
スよく発生させるイオン発生装置を提供することを目的
としている。

【０００５】また、本発明は、空気中にプラスイオン・
マイナスイオン量を供給しながら浮遊細菌を除去できる
空気清浄機やエアコンといった室内空気制御装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明は、誘電体と、該誘電体を挟んで対向する第
１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電
極との間に交流電圧を印加することによりプラスイオン
とマイナスイオンとを同時に発生させるイオン発生装置
の、前記第１電極の形状は板状とし、第２電極の形状は
多数の孔を有する板状としている。

【０００７】また、本発明は、誘電体と、該誘電体を挟
んで対向する第１電極及び第２電極を有し、前記第１電
極と前記第２電極との間に交流電圧を印加することによ
りプラスイオンとマイナスイオンとを同時に発生させる
イオン発生装置の、前記第１電極の外周を、前記第２電
極の外周よりも内側に設置している。

【０００８】さらに、本発明は、誘電体と、該誘電体を
挟んで対向する第１電極及び第２電極を有し、前記第１
電極と前記第２電極との間に交流電圧を印加することに
よりプラスイオンとマイナスイオンとを同時に発生させ
るイオン発生装置の第１電極若しくは第２電極に、部分
的に短絡し易い強制短絡部を設けている。

【０００９】そして、本発明は、前記第１電極の対向面
には必ず網状電極が存在し、且つ板状の四角形、五角形
あるいはそれ以上の多角形の尖った頂角部を有すること
により、プラスイオンのアンバランスな発生を抑えるこ
とができ、プラスイオンとマイナスイオン量がそれぞ
れ、効率的にバランスよく安定して発生させることがで
きる。

【００１０】さらに、本発明は、前記板状電極の材厚
が、接続するリード線の接着できる限度以上であるの
で、円筒状にロール加工もし易く、リード線との接着強
度も向上できる。

【００１１】そして、本発明は、前記第１電極が、平板
に穴を複数個以上設け、穴の周辺部に突起が、前記誘電
体側に形成したことを特徴とするイオン発生装置を提供
できる。

【００１２】そしてまた、前記第１電極を円筒状にした
ときに、両端部が重なりあう部分を形成したことで、ガ
ラス管との密着が良くなり安定したプラスイオンとマイ
ナスイオンを発生する。

【００１３】さらに、前記誘電体の円筒面に添うように
嵌装された前記円筒状の第１電極の一部を、円筒軸と略
垂直な板状電極の円筒端面より突出させて、前記網状電
極に対向させたことで、プラスイオンとマイナスイオン
量がそれぞれ、効率的にバランスよく安定して発生させ
ることができる。

【００１４】さらにまた、本発明によれば、前記のイオ
ン発生装置を搭載したことを特徴とする空気清浄機やエ
アコンなどの室内空気制御装置が提供できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者等は、空気中にマイナス
イオンを供給すると同時に、空気中の浮遊細菌を除去す
ることもできないか鋭意検討を重ねた結果、プラスイオ
ンとマイナスイオンとを同時に発生させればよいことを
見出し本発明をなすに至った。

【００１６】すなわち、本発明のイオン発生装置の大き
な特徴の一つは、誘電体を挟んで対向する第１電極（以
下内電極という）と第２電極（以下外電極という）間に
交流電圧を印加することによりプラスイオンとマイナス
イオンとを同時に発生させる点にある。内・外電極に交
流電圧を印加することにより、プラスイオンとしてのＨ
⁺（Ｈ₂Ｏ）_nと、マイナスイオンとしてのＯ₂ ^-（Ｈ
₂Ｏ）mとが同時に発生し、これらが化学反応して活性
種である過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）及び／又は水酸化ラジカ
ル（・ＯＨ）を生成し、空気中の浮遊細菌を除去するの
である。

【００１７】イオン発生装置に印加する交流電圧を高く
すれば、発生するプラスイオン、マイナスイオン量も増
加するが、発生するオゾン量も同時に増加する。オゾン
は人の健康上に必要なものではないから、その発生量は
極力抑える必要がある。

【００１８】そこで、本発明のイオン発生装置の第二の
大きな特徴は、外電極を網状電極、内電極を板状電極と
して用い、電極の長手方向の長さが、内電極の板状電極
よりも外電極の網状電極を長くした点にある。このよう
な構成によれば、プラスイオンとマイナスイオン量がそ
れぞれ、効率的にバランスよく発生させることができ、
且つ、オゾンの発生をも抑えることができるのである。

【００１９】以下、本発明のイオン発生装置について図
に基づき説明する。図１に、本発明のイオン発生装置の
一実施態様を示す断面図を示す。図１のイオン発生装置
１は、ガラス管（誘電体）２と、ガラス管２の内周面に
密着するように配設した内電極３と、ガラス管２の外周
面に密着するように配設した外電極４と、ガラス管２の
両側端に嵌着された一対の栓部材５、６とを有し、栓部
材５の中心に形成された孔２０からガラス管２内にリー
ド線７を挿入し内電極３に接続している。

【００２０】一方、外電極４にもリード線８が接続さ
れ、リード線７、８を介して交流電圧電源（不図示）か
ら内電極３および外電極４に交流電圧が印加される。

【００２１】図１のイオン発生装置１では、誘電体２と
してガラス管（商品名、「パイレックス」、外径２０ｍ
ｍ）を用いているが、これに限定されるものではなく、
絶縁性を有するものであれば何でもよい。またその形状
についても特に限定はなく、搭載する機器の形状、構造
などから適宜決定すればよい。

【００２２】誘電体２が円筒体形状の場合、外径が大き
いほど、また肉厚が薄いほど誘電体の静電容量が大きく
なる。また、誘電体の静電容量が大きいほどイオンが発
生しやすくなる。したがって、イオンの効率的発生のみ
を考えれば、誘電体の外径を大きくし、肉厚を薄くする
のがよいといえる。しかし誘電体の外径を大きくすれ
ば、発生するイオン量が増加すると同時にオゾン量も増
加する。そこでオゾン量の増加を抑えながらイオン量を
増加させる手段について検討した。図２〜図４に具体的
データを示す。

【００２３】これらの図は、ガラス管２の大きさを決め
るための実験データの一例で、外電極４と内電極３とも
網目状電極にて実験を行った。

【００２４】内電極３の網目を４０メッシュ、外電極４
の網目を１６メッシュとし、ガラス管２の肉厚を１．２
ｍｍとして、ガラス管２の外径を１７ｍｍ、２０ｍｍ、
２４ｍｍと変化させたときの、マイナスイオン、プラス
イオン、オゾンの印加電圧に対する濃度変化を図２から
図４に示したものである。図２，３によれば、マイナス
イオン及びプラスイオン濃度は印加電圧を上げると高く
なり、また同じ印加電圧であれば管径が２４ｍｍものが
１７、２０ｍｍのものに比べ濃度は高くなっている。一
方図４によれば、オゾン濃度は管径２４ｍｍのものが管
径１７、２０ｍｍのものに比べ格段に高い値を示してい
る。管径を２０ｍｍから２４ｍｍとした場合のイオン濃
度の増加量とオゾン増加量を比較した場合、オゾン増加
量がイオン増加量よりはるかに大きい。したがって、オ
ゾン量の増加を抑えながらイオン量を増加させるには、
円筒体形状の誘電体の管径は２０ｍｍ以下とすることが
推奨される。

【００２５】また、内電極３の網目を４０メッシュ、外
電極４の網目を１６メッシュとし、ガラス管２の外径を
２０ｍｍとして、ガラス管２の肉厚を１．２ｍｍ、１．
６ｍｍとしたときの、マイナスイオン、プラスイオン、
オゾンの印加電圧に対する濃度変化を図５、図６に示し
たものである。これらの図５、図６を比較すると、ガラ
ス管２の肉厚が薄くした方がイオン濃度は格段に高くな
り、また印加電圧による変動率も高くなっている。した
がってガラス管２の肉厚は１．６ｍｍ以下とすることが
推奨される。

【００２６】図１において、内電極３および外電極４と
して材質は、内電極３はステンレス鋼鈑、外電極４はス
テンレス鋼線を使用している。内電極３は一般に高圧電
極と呼ばれ、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３１６からなる
ステンレス鋼鈑を使用している。他方、外電極４は一般
にＧＮＤ電極と呼ばれ、ＳＵＳ３１６またはＳＵＳ３０
４からなるステンレス鋼線を平織りした３０メッシュの
金網を使用している。

【００２７】次に、板状電極の内電極３、網状電極の外
電極４について説明する。内電極３の板形状と、網状電
極の外電極４のメッシュ数とイオン発生量との関係を示
す。

【００２８】内電極３と外電極４ともに網状電極の場合
のイオン発生装置では、内電極３と外電極４が互いに左
右に位置のズレを生じると、プラスイオンが０．１〜１
８万Ｎ／ｃｃ、マイナスイオンが０．３〜１８万Ｎ／ｃ
ｃとイオン量にバラツキが生じる。これは、内電極３と
外電極４の網状電極の関係がガラス管２を介して点対点
となり、放電力が低下しイオン発生量にバラツキが生じ
るためである。このため、安定したプラスイオンとマイ
ナスイオン量を発生させるために、内電極３を板状電
極、外電極４を網状電極とした構造でのイオン発生装置
では、プラスイオンが４０〜６０万Ｎ／ｃｃ、マイナス
イオンが４０〜６０万Ｎ／ｃｃのイオン量が発生する。
尚、内電極３、外電極４共に板状電極にすると、ほとん
どイオン量の発生はない。

【００２９】次に内電極３の形状について説明をする。
図１２、１３に示すように、円筒状の板状電極の端面が
平坦な形状であると、板状電極の内電極３と網状電極の
外電極４の関係がガラス管２を介して線対点となり、板
状電極の内電極３の端面部における放電力が強くなる。
更に、図に示すように、円筒状の板状電極の端面に角を
形成した構造にすると、角部での放電がし易く、放電を
発生させる場所が限定されるので安定して放電をする。

【００３０】次に、板状電極の内電極３と網状電極の外
電極４の関係で、内電極３を板を円筒状で長さを６０ｍ
ｍ、ガラス管２の外径２０ｍｍ肉厚１．６ｍｍとし、外
電極４の長さ６０ｍｍでメッシュを変えたときの、マイ
ナスイオン、プラスイオンの濃度変化を図７に示したも
のである。図に示すように、外電極４のメッシュがイオ
ン量の発生に大きく影響し、メッシュが小さいほどイオ
ン量の発生が増加するが、穴のない板状電極の内電極３
ではイオンの発生はない。

【００３１】また、板状電極の内電極３の長さと網状電
極の外電極４の長さの関係で、外電極４の網目を１６メ
ッシュ長さ５０ｍｍ、ガラス管２の外径を２０ｍｍ肉厚
を１．６ｍｍとし、内電極３を板を円筒状にし長さを変
えたときの、マイナスイオン、プラスイオンの濃度変化
を図８、内電極３を板を円筒状にし長さ５０ｍｍ、ガラ
ス管２の外径を２０ｍｍ肉厚を１．６ｍｍとし、外電極
４の網目を４０メッシュにし長さを変えたときの、マイ
ナスイオン、プラスイオンの濃度変化を図９に示したも
のである。図８、図９に示すように、板状電極の内電極
３の長さと網状電極の外電極４の長さが同じ長さのとき
は、イオン発生量が低いが外電極４に対し、内電極３が
短くなると、イオン量が増加する。但し、短かすぎる
と、イオン量は減少傾向にある。

【００３２】また、内電極３の長さに対し、外電極４の
長さが短くなると、イオン量は多く発生するが、プラス
イオンがマイナスイオンに比べ、極端に増加する傾向に
あるので、内電極３の長さに対し、外電極４の長さを長
くすることがポイントである。

【００３３】イオン発生量を安定して発生させる観点か
ら、内電極３および外電極４をガラス管２に密着させる
構造体である。内・外電極３、４をガラス管２に密着さ
せるには、従来公知の方法を用いればよい。外電極４を
ガラス管２に密着させるには、例えば次のようにすれば
よい。図１０を参照して、円筒としたときに針金が円筒
の軸に対し４５度の角度を有するように切断し、金網の
ほつれ防止するために４隅をスポット溶接した後、ロー
ル加工して円筒とし、両側端を重ねて溶着して外電極４
を作製する。このとき、作製した外電極４の内径はガラ
ス管２の外径よりも小さくしておく。そして軸線方向
（図では上下方向）から外電極４に力を加え、外電極４
を軸方向に圧縮する。すると、外電極４は半径方向に広
がるので、この間にガラス管２を外電極４に挿入する。
そして加えていた力を緩めると、外電極４は元の状態に
戻ろうとして軸方向に伸びる結果、半径方向に縮む。こ
れにより、外電極４はガラス管２にぴったりと密着す
る。

【００３４】外電極をガラス管に密着させる他の方法と
しては、図１１を参照して、円筒状の外電極４の軸線方
向に、半径方向の外方に断面Ｖ字状のリブ２１を設ける
とともに、外電極４の内径をガラス管２の外径よりも小
さくしておく。そして、この外電極４にガラス管２を圧
入していくと、Ｖ字状のリブ２１の２辺からなる挟角が
広がって外電極４の内径が大きくなるので、外電極４に
ガラス管２を挿入できるようになる。ガラス管２を外電
極４に挿入した後、Ｖ字状のリブ２１には元の状態の戻
ろうとする力が生じるので外電極４とガラス管２は良好
に密着する。

【００３５】一方、内電極３の板状電極としては、例え
ば次のようにすればよい。図１２に示すように、板状電
極をプレス加工にて略四角形ＳＴＵＶのブランク抜きを
行う。ここで、辺ＳＴと辺ＵＶは平行で、角度Ｔ＝角度
Ｖ＝９０°、角度Ｓは鋭角、角度Ｖは鈍角とする。辺Ｓ
Ｔと辺ＵＶが円筒軸と平行になるように、ロール加工し
て円筒とし、作製した内電極３の外径はガラス管２の内
径よりも大きくしておく。このとき、内電極３の両側端
（辺ＳＴと辺ＵＶ）は溶着せず自由端としておく。円筒
状にした形状は、辺ＴＵに相当する側の端面部は略平坦
で、他方側は、鋭角の角Ｓが鈍角の角Ｖより外側に飛出
した形状になる。

【００３６】また、全ての角が９０度でない鈍角、鋭角
を組み合わせた形状、例えば図１３に示すように、台形
状ＷＸＹＺにてのブランク抜きのプレス加工し、平行辺
（ＷＸおよびＺＹ）が円筒軸と平行になるようにロール
加工して円筒とし、作製した内電極３の外径はガラス管
２の内径よりも大きくしておく。ここで角度Ｗと角度Ｘ
は鈍角、角度Ｙと角度Ｚは鋭角とする。内電極３の両側
端は溶着せず自由端（辺ＷＸと辺ＺＹ側）としておく。
円筒状にした形状は、二つ鋭角がなすＹ，Ｚが外側に飛
出した形状になる。

【００３７】全ての角が９０度でない形状は、三角、四
角、五角、六角などの円に近い形状まであり、円筒状に
ロール加工した後に、端面部より一つ以上の角が飛出し
た形状であればよい。

【００３８】円筒状にロール加工した板状の内電極３の
接線方向に力を加えて、いわば筒を丸め込むようにし
て、ガラス管２の内径（Ｄ）よりも大きめにした内電極
３の外径ｄを、ガラス管２の内径よりも小さな径（Ｄ−
α）とし、内電極３をガラス管２に挿入する。挿入後、
接線方向に加えていた力を開放すると、元の状態に戻ろ
うとする力により内電極３はガラス管２の内周面に密着
する。

【００３９】このように、平板をロール加工して円筒状
にしたときに、円筒の端面部より一つ以上の角が飛出し
形状と、外電極４より内電極３の長手方向の寸法を短く
したことにより、板状の内電極３の一つの角周辺部から
高圧交流が、網状の外電極４の広い面に対して放電され
るので、調和のとれたプラスイオンとマイナスイオン量
が発生するが、外電極４より内電極３の長手方向の寸法
を長くすると、板状の内電極３の一つの角周辺部から高
圧交流が、網状の外電極４の面に対して局部的に放電さ
れるので、プラスイオンとマイナスイオン量がそれぞれ
バランスが崩れ、プラスイオン量の発生が多くなる。

【００４０】また、内電極３とガラス管２の密着度を上
げる方法としては、平板を所定の寸法にプレス加工し、
更に、作製した内電極３の外径がガラス管２の内径より
も大きくしてロール加工して円筒状に作製する。このと
き、内電極３の両側端は溶着せず自由端としておく。円
筒状にロール加工したときに、両側端部の重なり部分
は、最低でも面状の重なり部分をもち、重なり部分の最
大は円周の１／２以下にするのが好ましく、ガラス管２
の内面の円周長さより重なりあう部分をプラスした長さ
の寸法で加工される。

【００４１】このように、ガラス管２の内面の円周長よ
り重なりあう部分をプラスした長さの寸法で円筒状にロ
ール加工した板状の内電極３を筒を丸め込むようにし
て、更に細い円筒状にしてガラス管２内に挿入し、内電
極３を開放すると、元の状態に戻ろうとする力が内電極
３に働き、重なり部分が多いために、より内電極３が外
側に拡がろうとしてガラス管２の内周面に密着する効果
が大きい。

【００４２】上述の実施形態の他に、図１４に示すよう
に、板に複数の穴３ａを形成し、穴の周囲に突起部３ｂ
を設けた形状にプレス加工し、穴３ａの突起部３ｂがガ
ラス管２側に面するように、ロール加工して円筒状に
し、作製した内電極３の外径はガラス管２の内径よりも
大きくしておく。このとき、内電極３の両側端は溶着せ
ず自由端としておく。円筒状にした形状の穴３ａの突起
部３ｂがガラス管２の内面側になるようにロール加工を
する。

【００４３】円筒状にロール加工した平板状の内電極３
に力を加えて、いわば筒を丸め込むようにして、ガラス
管２の内径（Ｄ）よりも大きくしていた内電極３の外径
ｄを、ガラス管２の内径よりも小さな径（Ｄ−α）と
し、内電極３をガラス管２に挿入する。挿入後、内電極
３の力を開放すると、元の状態に戻ろうとして内電極３
はガラス管２の内周面に密着する。

【００４４】このことにより、板状電極の内電極３と網
状電極の外電極４の関係がガラス管２を介して複数の面
対点となり、面における放電力が強く、突起部での放電
がし易く、放電を発生させる場所が限定されるので安定
して放電をする。

【００４５】図１において、栓部材５、６は円盤状をな
し、一方面側のガラス管２の側端が嵌着する周溝２３が
形成されている。そして栓部材５、６の側面には、イオ
ン発生装置１を取り付けるための外周溝２４が形成され
ている。また栓部材５、６の中心には薄膜が形成された
孔２０が設けられており、この薄膜にはリード線７を通
す際に容易に破れるような加工処理がなされている。

【００４６】また、栓部材５、６に形成する周溝２３の
幅としては、栓部材５、６をガラス管２に強力に嵌着す
る観点からガラス管２の肉厚よりも若干薄くするのが望
ましい。

【００４７】栓部材５、６の材質としては特に限定はな
いが、ガラス管２の側端に嵌着しやすく、またガラス管
２を容易に密封できることから、ゴムなどの弾性部材が
好ましい。弾性部材の中でも、イオン発生装置で発生す
る虞があるオゾンに対して耐久性があることからＥＰＤ
Ｍがより好ましい。

【００４８】内・外電極に接続するリード線７，８とし
ては、特に限定はなく従来公知のものが使用できるが、
耐オゾン性に優れている点でステンレス鋼線をポリフッ
化エチレン系樹脂で被覆したものが好適である。

【００４９】特に、リード線７を平板の内電極３にスポ
ット溶接をするときには、板厚に関係し、薄ければスポ
ット溶接時に穴があく虞があり、反面、ロール加工時に
は、板厚が分厚くなるとロール加工や加工後のガラス管
への挿入がやり難く、実験を重ねた結果、下記の表１の
とおり、板厚は０．０５〜０．０８ｍｍがよい結果が得
られ、０．０８ｍｍで実施している。

【００５０】

【表１】

【００５１】ガラス管２を挟んだ内電極３と、外電極４
とがずれないことが望ましい。内電極３と外電極４の位
置がずれていると、電極に電圧を印加したときに電気容
量に損失が生じるからである。なお、ここでいう「位置
のずれ」とは、左右方向のずれを意味する。

【００５２】内電極３と外電極４の位置のずれで、両電
極が左右に５ｍｍずれた場合に電気容量が位置にずれが
ない場合に比べ約６．７％も電気容量を損失する。その
ため、イオン発生装置において、網状電極の外電極をガ
ラス管に挿入した後に、治具で位置決めをし、図１に示
すように、弾力性のあるバンド９で網状電極の外電極の
左右の端部を固定する。また、板状の内電極は、金属板
の端面部でガラス管の内面を押えるようになり、内電極
３と外電極４の位置のずれが生じ難くなる。

【００５３】図１のイオン発生装置１は、例えば次のよ
うにして組み立てることができる。リード線７を予め溶
着した内電極３をガラス管２の内側に、位置決め治具で
所定位置に挿入する。そしてリード線７の自由端を栓部
材５の孔２０に挿通させながら、ガラス管２の一方の側
端に栓部材５を嵌着する。次に、リード線８を予め溶着
した外電極４をガラス管２の外側に装着し、治具で位置
決めをして弾性力のあるバンド９で外電極４の左右の端
部を固定し、ガラス管２のもう一方の側端に栓部材６を
嵌着する。

【００５４】次に本発明のイオン発生装置を搭載した空
気清浄機について説明する。本発明の空気清浄機の大き
な特徴は、前記説明したイオン発生装置を搭載している
点にある。これにより室内の空気を浄化する本来の作用
に加えて、空気中の浮遊細菌を除去することができるの
である。以下、図を参照しながら説明する。

【００５５】図１５および図１６は、本発明の空気清浄
機の一実施態様を示す外観斜視図および分解斜視図であ
る。空気清浄機は、ベース５１の上に固着された本体５
０と、本体５０の前側に形成された収納部５２に収納さ
れるフィルタ５３と、収納されたフィルタ５３を覆う前
カバー５４と、本体５０の後側を覆う後カバー５５（図
１８に図示）とを備えている。

【００５６】フィルター５３は前面から順に、プレフィ
ルター５６、脱臭フィルター５７、集塵フィルター５８
から構成されている。プレフィルター５６では空気清浄
機に吸引された空気中の塵や埃を捕集する。プレフィル
ター５６の材質としては例えば空気抵抗の大きいポリプ
ロピレン製がよい。脱臭フィルター５７は、長方形状の
枠にポリエステル製の不織布を取付、その上に活性炭を
均一に分散して配設し、そしてその上にポリエステル製
の不織布を取り付けた３層構造をなしている。このよう
な構造により、アセトアルデヒドやアンモニア、酢酸な
ど空気中の臭い成分を吸着除去する。集塵フィルター５
８は、電石加工したメルトブロー不織布（「トレミクロ
ン」東レ社製）と骨材（ポリエステル／ビニロン系不織
布）とからなる濾材を折り畳み、その上・下面に抗菌シ
ートを熱圧着し、これを枠体に挿入した後、枠体を溶着
したものである。この集塵フィルター５８では空気中の
小さな塵や埃を捕集する。

【００５７】前カバー５４、平面視中央が僅かに凸とな
るような湾曲を有し、正面視中央部には室内の空気を吸
い込むための吸込口５９が形成されている。前カバー５
４は本体５０から一定距離をおいて本体５０に係止さ
れ、前カバー５４と本体５０の間隙は室内の空気を吸い
込む側面吸込口６０となる。

【００５８】次に、本体５０の斜視図を図１７に示す。
本体５０は縦長の直方体形状をなし、前面中央部にはフ
ィルター５３を収納するための略矩形状に内側に凹んだ
収納部５２を有し、収納部５２の底面中央部には放射状
の長孔からなる通風口６１が形成されている。さらに通
風口６１の中心には、モータ６２（図１９に図示）を取
り付けるための凹部がさらに形成され、凹部の背面側に
はファン６４（図１９に図示）がモータ６２の回転軸に
取り付けられる。本体５０の前面上部には、電源スイッ
チや風量、タイマー、運転モード切換スイッチ、運転状
況表示ランプなどが設けられた操作部６５と、イオン発
生装置１の作動状態を視認するための視認窓６６が形成
されている。

【００５９】空気清浄機の背面斜視図を図１８に示す。
後カバー５５の上部の傾斜面に、多数のスリット穴を配
列した吹出口６７が形成され、左上部の傾斜面には、多
数のスリット穴を配列したイオン吹出口６８が形成され
ている。また後カバー５５の上部中央には矩形状凹部か
らなる取っ手６９、背面部の４隅には壁かけ用の係止部
７０が設けられている。

【００６０】空気清浄機の側断面図を図１９に示す。モ
ータ６２によってファン６４が回転すると、前カバー５
４の吸込口５９および側面吸込口６０から空気が吸い込
まれ、吸い込まれた空気はフィルター５３を通ってファ
ン６４に至り、ここで上方向に流れを変えて吹出口６７
へ向かう。途中、本体５０の上部（正面右上部）に取り
付けられたイオン発生装置１へ至るバイパス通路７１が
形成されており、排出される空気の一部はこのバイパス
通路７１を通ってイオン発生装置１に導かれる（図２０
参照）。イオン発生装置１に導かれた空気の一部は、イ
オン発生装置１によりマイナスイオンとプラスイオンに
分解され、イオン吹出口６８からはマイナスイオン・プ
ラスイオンを含んだ空気が排出される。

【００６１】バイパス通路７１およびイオン発生装置１
の部分拡大図を図２１に示す。通路口７２はファン６４
の回転方向に向かって開口し、ファン６４により送られ
る空気の一部は、通路口７２からバイパス通路７１に取
り込まれる。バイパス通路７１は、直進（ファン回転方
向）した後、空気清浄機の正面方向に向きを変え、イオ
ン発生装置１の下を潜って上方向にさらに向きを変えて
イオン発生装置１に至る経路からなる。

【００６２】図１７において、イオン発生装置１に対向
する本体正面部には、イオン発生装置１の作動状態を外
から視認できるように視認窓６６が設けられている。そ
して視認窓６６の表面には、機内から空気が漏れ出さな
いように保護カバー７３が取り付けられている。この保
護カバー７３は、視認窓６６を含め本体５０の前面すべ
てを保護する（収納部を除く）、収納部５２に相当する
部分を開口としたシート状の形状がよい。例えば、材料
として透明の樹脂材料を使用し、メタリックシルバー色
を裏面に塗布やシルク印刷をすれば、正面から見たとき
に重厚感を与えるようになる。

【００６３】次に、空気清浄機の運転についてその一例
を説明する。まず、操作部６５の電源スイッチを「入」
にすると、自動運転モードで運転が開始される。モータ
６２によりファン６４が回転し、前カバー５４の吸込口
５９および側面吸込口６０から機内に空気が吸い込まれ
る。そして、プレフィルター５６で空気中の大きい塵や
埃が捕集され、脱臭フィルター５７で臭気成分が吸着除
去され、集塵フィルター５８で小さな塵や埃が捕集され
る。フィルター５３で塵、埃、臭気を除去された空気
は、ファン６４により吹出口６７から機外へ排出され、
一部は通路口７２からパイバス通路７１を経てイオン発
生装置１に送られる。

【００６４】イオン発生装置１では、空気清浄機の運転
開始から約１．７５Ｖの交流電圧が印加されている。こ
こで空気からマイナスイオンとプラスイオンが生成され
る。このときの各濃度は、マイナスイオン・プラスイオ
ン濃度が２万個／ｃｃである。イオン発生装置で同時に
生成したマイナスイオンとプラスイオンの作用で空気中
の浮遊細菌が除去される。発明者による実験によれば細
菌の除去率は、運転を開始してから２時間後で８６％、
４時間後で９３％、２０時間後で９９％であった。

【００６５】本発明のイオン発生装置を搭載する商品と
して、ここで説明した空気清浄機以外に、空気調和機、
除湿機、加湿器などの空調機器に搭載できる。

【００６６】

【発明の効果】本発明のイオン発生装置は、誘電体と、
該誘電体を挟んで対向する第１電極及び第２電極を有
し、前記第１電極と前記第２電極との間に交流電圧を印
加することによりプラスイオンとマイナスイオンとを同
時に発生させるイオン発生装置の、前記第１電極の形状
は板状とし、第２電極の形状は多数の孔を有する板状と
しているので、電極の設置位置が多少ずれた場合や量産
によるばらつきによって電極間の絶縁距離が安定しない
場合であっても、電極間の絶縁距離を略一定とすること
となり安定した放電状態を得ることができる。それによ
って、殺菌に必要とされる所定のイオン量を安定して供
給することができるのである。

【００６７】また、本発明のイオン発生装置は、誘電体
と、該誘電体を挟んで対向する第１電極及び第２電極を
有し、前記第１電極と前記第２電極との間に交流電圧を
印加することによりプラスイオンとマイナスイオンとを
同時に発生させるイオン発生装置であって、前記第１電
極の外周は、前記第２電極の外周よりも内側に設置され
ているので、交流電圧の印加によって発生するイオン中
のプラスイオン濃度が過剰と成ることがなく、プラスイ
オンとマイナスイオンの濃度のバランスを良好な状態で
発生させることができる。

【００６８】さらに、本発明は、誘電体と、該誘電体を
挟んで対向する第１電極及び第２電極を有し、前記第１
電極と前記第２電極との間に交流電圧を印加することに
よりプラスイオンとマイナスイオンとを同時に発生させ
るイオン発生装置の前記第１電極若しくは前記第２電極
に部分的に短絡し易い強制短絡部を設けている。それに
よって、前記電極間に交流電圧を印加したときは常に強
制短絡部から短絡することとなるため、イオン発生装置
に電極を設置するときのばらつきに影響されることな
く、安定して放電させることができる。

【００６９】そして、本発明は、誘電体を挟んで対向す
る位置に第１電極と第２電極（内電極と外電極）を配設
し、この外電極として網状電極、内電極として板状電極
を用い、ガラス管の誘電体を挟んで第１電極である板状
電極の対向面は前記第２電極である網状電極の対向面よ
りいかなるポイントでも大きくなく構成し、この内電極
と外電極間に交流電圧を印加することによりプラスイオ
ンとマイナスイオンとを同時に発生させ、プラスイオン
のアンバランスな発生を抑え、プラスイオンとマイナス
イオン量をそれぞれ効率的にバランスよく、空気中に放
出するので、空気中の浮遊細菌を除去できる。

【００７０】さらに、本発明は、前記誘電体の円筒面に
添うように嵌装された前記円筒状の板状電極の一部を、
円筒軸と略垂直な板状電極の円筒端面より突出させて、
前記網状電極に対向させたことで、プラスイオンとマイ
ナスイオン量がそれぞれ、効率的にバランスよく安定し
て発生させることができる。

【００７１】また、本発明は、前記板状電極の対向面に
は必ず網状電極が存在し、且つ板状電極の四角形、五角
形あるいはそれ以上の多角形の尖った頂角部を有し、両
端部が重なりあう部分を形成することによりガラス管と
の密着がよく、プラスイオンのアンバランスな発生を抑
えることができ、プラスイオンとマイナスイオン量がそ
れぞれ、効率的にバランスよく安定して発生させること
ができる。

【００７２】さらに、本発明は、前記板状電極の材厚
が、接続するリード線の接着できる限度以上であるの
で、円筒状にロール加工もし易く、リード線との接着強
度も向上できる。

【００７３】そして、本発明は、前記板状電極が、平板
に穴を複数個以上設け、穴の周辺部に突起が、前記誘電
体側に形成したことで、バラツキにないプラスイオンと
マイナスイオンを量を同時に発生させ、さらに、プラス
イオンとマイナスイオン量がそれぞれ、効率的にバラン
スよく安定して発生させることができる。

【００７４】また、本発明によれば、前記のイオン発生
装置を搭載したことを特徴とする空気清浄機などの室内
空気制御装置よりプラスイオンとマイナスイオンを同時
に放出し、空気中の浮遊細菌を除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン発生装置の一実施態様を示す断
面図である。

【図２】誘電体の外径とマイナスイオン濃度との関係を
示す図である。

【図３】誘電体の外径とプラスイオン濃度との関係を示
す図である。

【図４】誘電体の外径とオゾン濃度との関係を示す図で
ある。

【図５】誘電体の肉厚とプラスイオン・マイナスイオン
・オゾン濃度との関係を示す図である。

【図６】誘電体の肉厚とプラスイオン・マイナスイオン
・オゾン濃度との関係を示す図である。

【図７】外電極の網目とプラスイオン・マイナスイオン
濃度との関係を示す図である。

【図８】内電極の長さとプラスイオン・マイナスイオン
濃度との関係を示す図である。

【図９】外電極の長さとプラスイオン・マイナスイオン
濃度との関係を示す図である。

【図１０】外電極をガラス管に密着させる手段の一例を
示す図である。

【図１１】外電極をガラス管に密着させる手段の他の例
を示す図である。

【図１２】内電極をガラス管に密着させる手段の一例を
示す図である。

【図１３】内電極をガラス管に密着させる手段の他の例
を示す図である。

【図１４】内電極の他の実施形態の内電極をガラス管に
密着させる手段の例を示す図である。

【図１５】本発明のイオン発生装置を搭載した空気清浄
機の外観斜視図である。

【図１６】図１５の空気清浄機の分解斜視図である。

【図１７】図１５の空気清浄機の本体の斜視図である。

【図１８】図１５の空気清浄機の裏側斜視図である。

【図１９】図１５の空気清浄機の側断面図である。

【図２０】図１５の空気清浄機の空気の流通路を示す図
である。

【図２１】図１５の空気清浄機のイオン発生装置への空
気通路を示す図である。

【符号の説明】

１イオン発生装置２ガラス管（誘電体）３内電極（板状）、第１電極４外電極（網状）、第２電極５、６栓７、８リード栓９バンド５０本体５３フィルタ５４前カバー５６プレフイルター５７脱臭フィルター５８集塵フィルタ− ５９吸込口６０側面吸込口６４モータ６５操作部６７吹出口６８イオン吹出口７１バイパス通路７２通路口

フロントページの続き (72)発明者古川猛大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者守川守大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 4C080 AA09 BB05 QQ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体と、該誘電体を挟んで対向する第
１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電
極との間に交流電圧を印加することによりプラスイオン
とマイナスイオンとを同時に発生させるイオン発生装置
であって、前記第１電極の形状は板状とし、第２電極の形状は多数
の孔を有する板状としたことを特徴とするイオン発生装
置。
【請求項２】誘電体と、該誘電体を挟んで対向する第
１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電
極との間に交流電圧を印加することによりプラスイオン
とマイナスイオンとを同時に発生させるイオン発生装置
であって、前記第１電極の外周は、前記第２電極の外周よりも内側
に設置されていることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項３】誘電体と、該誘電体を挟んで対向する第
１電極及び第２電極を有し、前記第１電極と前記第２電
極との間に交流電圧を印加することによりプラスイオン
とマイナスイオンとを同時に発生させるイオン発生装置
であって、前記第１電極若しくは前記第２電極に部分的に短絡し易
い強制短絡部を設けたことを特徴とするイオン発生装
置。
【請求項４】前記第１電極は、多数の頂角を有する多
角形であることを特徴とする請求項１から請求項３の何
れか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項５】前記第１電極の板厚は、接続するリード
線の接着できる限度以上であることを特徴とする請求項
１から請求項４のいずれか一項に記載のイオン発生装
置。
【請求項６】前記第１電極が、板に穴を複数個設け、
穴の周辺部に突起を形成したことを特徴とする請求項１
から請求項５のいずれか一項に記載のイオン発生装置。
【請求項７】前記穴の周辺部の突起は、前記誘電体側
に形成したことを特徴とする請求項６に記載のイオン発
生装置。
【請求項８】前記誘電体は円筒形状を有し、前記第１
電極を円筒状にロール加工して前記誘電体の円筒面に添
わすよう嵌装したときに、そのロール面の両側端がオー
バーラップして重なり合うようにしたことを特徴とする
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のイオン発
生装置。
【請求項９】前記誘電体の円筒面に添うように嵌装さ
れた前記円筒状の板状電極の一部を、円筒軸と略垂直な
板状電極の円筒端面より突出させて、前記網状電極に対
向させたことを特徴とする請求項８に記載のイオン発生
装置。
【請求項１０】請求項１から請求項９のいずれかに記
載のイオン発生装置を搭載したことを特徴とする室内空
気制御装置。