JP2004241343A

JP2004241343A - イオナイザ

Info

Publication number: JP2004241343A
Application number: JP2003032010A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Otsuki; 敦大槻
Original assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【目的】送風機の風量とは関係なくイオン量を任意に可変可能とするイオナイザを提供する。
【構成】商用電源により駆動する送風モータを備える駆動部と、昇圧用トランスと、当該トランスの２次側にイオンを発生する電極と、前記送風モータの駆動及びイオンの発生量を制御する駆動制御部とを備えるイオナイザにおいて、前記駆動制御部が制御部と時定数切替部と発振回路とスイッチング駆動回路と昇圧回路とから構成され、前記制御部が送風モータの制御を行うと共に少なくとも２種類のイオン発生制御信号を作り、当該イオン発生制御信号の一つがトランスへの通電信号を作り、他のイオン発生制御信号が時定数切替部へ出力されることで発振回路の制御を行いイオン発生量を可変可能としたことを特徴とするイオナイザとする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高電圧発生装置を使用することで空気中にイオンを発生させるイオナイザに関し、特にパルス状出力を行うイオナイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気中に高電圧を用いてイオンを発生させるイオナイザーには、パルス状出力のものと直流出力のものが知られている。当該パルス状出力を行うイオナイザにおいては、パルス周期を変えるものと、間欠的に高電圧を発生させイオン量を制御しようとするものが知られている。
【０００３】
従来技術のパルス状出力を行うイオナイザの回路図を図３に示す。図３において、駆動部１００と駆動制御部２００とから構成されている。
【０００４】
駆動部１００は次の通り構成されている。商用電源１０にはＸ１からＸ３のリレー接点を介して送風モータ２０が接続され、この後段には電源ラインに直列接続となるようにリレー接点Ｘ４が配置され、この後段に高圧発生回路３０が接続されている。当該高圧発生回路３０は、前記リレー接点Ｘ４に直列接続される抵抗Ｒ１とダイオードＤ２３を介してトランスＴＲ１の１次コイルに接続され、当該１次コイルＴＲ１の１次コイル他端はサイリスタＱ１が接続され、当該サイリスタＱ１に並列接続となるようダイオードＤ２２が配置されている。前記ダイオードＤ２３はアノードを抵抗Ｒ１に、カソードをトランスＴＲ１に接続し、サイリスタＱ１はアノードをトランスＴＲ１に、カソードをダイオードＤ２１のアノードに、ゲートを抵抗Ｒ２に接続し、ダイオードＤ２２はカソードをダイオードＤ２３に、アノードをダイオードＤ２１にそれぞれ接続し、ダイオードＤ２１のカソードは送風モータ２０と前記商用電源１０に接続し、また前記サイリスタＱ１のカソードとゲートの間には抵抗Ｒ４を配置すると共に、当該抵抗Ｒ４と並列接続となるようコンデンサＣ１が配置されている。また前記ダイオードＤ２３のカソードとサイリスタＱ１のカソード間には並列接続されるコンデンサＣ２と抵抗Ｒ５とが接続されている。
【０００５】
また前記トランスＴＲ１の２次側一方にはダイオードＤ２７のカソードが接続され、このアノードを高圧出力として取り出しマイナスイオンを発生させている。また当該２次コイルの他方はグランドへ接続されている。
【０００６】
また前記リレーＸ１からＸ３のコイル部を備える駆動制御部２００は次の通り構成されている。前記リレー接点Ｘ１からＸ３のオンオフ信号を作成するリレーコイルＸ１とＸ２、Ｘ３を有し、それぞれのリレーコイルには並列接続されるダイオードＤ８とＤ９、Ｄ１０が配置され、当該リレーコイルＸ１からＸ３にはトランジスタＱ５とＱ６、Ｑ７のコレクタが接続され、当該トランジスタのベースにはそれぞれ抵抗Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１３とＲ１４、Ｒ１５とＲ１６とがそれぞれ接続され、当該抵抗Ｒ１１とＲ１３、Ｒ１５の他端はマイコン等で構成される制御部５０の各ポートに接続されている。当該ポートは例えば強中弱運転入力を行うポートとしてある。また、当該制御部５０には直流電源Ｅ２が接続されると共に、駆動制御部２００の電源となる直流電源Ｅ１が設けられている。また前記トランジスタＱ５とＱ６、Ｑ７のエミッタは前記直流電源Ｅ１のマイナス側に接続されている。また前記制御部５０にはイオン制御信号出力ポートがあり、当該ポートは直列接続の抵抗Ｒ２０とＲ２１との接続部を介してトランジスタＱ９のベースに接続され、このエミッタは直流電源Ｅ１のマイナス側に、このコレクタは並列接続のＤ１１とリレーコイルＸ４に接続されている。前記直流電源Ｅ１とＥ２については、一般には商用電源１０から図示しないトランスや整流素子、コンデンサ等により構成される電源回路から得られるものとなっている。
【０００７】
次に上記図３の回路の動作について述べる。先ず高電圧発生回路３０の動作について述べる。商用電源１０を用い抵抗Ｒ１側が正の電圧の時にはコンデンサＣ２に充電が行われ、逆に負の電圧の時にはサイリスタＱ１をオンさせ、コンデンサＣ２の電荷をトランスＴＲ１の１次コイルに急激に流すことによって高電圧を作っている。この場合、商用電源の周波数（６０Ｈｚ若しくは５０Ｈｚ）と同じ周波数でパルスを発生するので、電源同期タイプと呼ばれる回路となっている。
【０００８】
ここで、トランスＴＲ１の２次側に生じる高圧出力から発生するイオン量は、パルスの周期に反比例して増加するものとなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、マイナスイオンの発生量は、パルスの周期に反比例して増加する。そこで、リレーＸ４をオン、オフさせて周期を変えることになるが、高電圧発生回路３０の回路構成が電源同期タイプであるため、６０Ｈｚ若しくは５０Ｈｚといった周波数以下にしか制御出来ない。それに加えて、パルス周期は商用電源１０の整数倍の周期しか作れず、イオン発生量の微妙な制御は困難である。
【００１０】
さらに、商用電源１０の電源周波数によってパルス発生周期が変化するために、商用電源１０の周波数が５０Ｈｚの地域と６０Ｈｚの地域ではマイナスイオンの発生量が変化してしまい、所望のマイナスイオン発生量が得られないと言った不都合が生じている。
【００１１】
一般にマイナスイオン発生機器には、送風モータ２０等から構成される送風機が備えられており、強中弱等この送風能力の切換機構がついているのが一般的である。しかし、送風機の風量が変化するとイオンは濃度が変化してしまう。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑み、送風機の風量とは関係なくイオン量を任意に可変可能とするイオナイザを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では次のような構成とする。すなわち請求項１においては、商用電源により駆動する送風モータを備える駆動部と、昇圧用トランスと、当該トランスの２次側にイオンを発生する電極と、前記送風モータの駆動及びイオンの発生量を制御する駆動制御部とを備えるイオナイザにおいて、前記駆動制御部が制御部と時定数切替部と発振回路とスイッチング駆動回路と昇圧回路とから構成され、前記制御部が送風モータの制御を行うと共に少なくとも２種類のイオン発生制御信号を作り、当該イオン発生制御信号の一つがトランスへの通電信号を作り、他のイオン発生制御信号が時定数切替部へ出力されることで発振回路の制御を行いイオン発生量を可変可能としたことを特徴とするイオナイザとする。
【００１４】
請求項２では、発振回路が２個以上のトランジスタによるフリップフロップ回路構成により形成し請求項３では、時定数切替部が抵抗から構成し、請求項４では、発振回路の駆動制御がトランジスタによって行われており、請求項５では、発振回路への電源が商用電源を整流する整流部により形成され、時定数切替部がフォトカプラと抵抗により構成され、当該発振回路の駆動制御がリレーにより行われることを特徴としている。
【００１５】
【実施例】
本発明の第１の実施例とするイオナイザの回路図を図１に示す。図１において、イオナイザは、送風モータ部１０１とイオナイザ部２０１、駆動制御部２００とから構成されている。送風モータ部１０１は、商用電源１０に接続され、Ｘ１からＸ３のリレー接点を介して送風モータ２０とから構成されている。
【００１６】
またイオナイザ部２０１は、直流電源Ｅ１を電源として、次のような構成となっている。なお、当該直流電源Ｅ１と後述の制御部５０の電源Ｅ２とは前記商用電源１０を図示しないトランスや整流回路、コンデンサ等を用いて作り出してもよい。当該直流電源Ｅ１のプラス側には前記リレー接点Ｘ１からＸ３のオンオフ信号を作成するリレーコイルＸ１とＸ２、Ｘ３を有し、それぞれのリレーコイルには並列接続されるダイオードＤ８とＤ９、Ｄ１０が配置され、当該リレーコイルＸ１からＸ３にはトランジスタＱ５とＱ６、Ｑ７のコレクタが接続され、当該トランジスタのベースにはそれぞれ抵抗Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１３とＲ１４、Ｒ１５とＲ１６とがそれぞれ接続され、当該抵抗Ｒ１１とＲ１３、Ｒ１５の他端はマイコン等で構成される制御部５０の各ポートに接続されている。当該ポートは例えば強中弱運転入力を行うポートとしてある。また、当該制御部５０には直流電源Ｅ２が接続されると共に、駆動制御部２００の電源となる直流電源Ｅ１が設けられている。また前記トランジスタＱ５とＱ６、Ｑ７のエミッタは前記直流電源Ｅ１のマイナス側に接続されている。また前記制御部５０には、２つのイオン制御信号出力ポートＡとＢとがあり、当該ポートＢは直列接続の抵抗Ｒ１７とＲ１８との接続部を介してトランジスタＱ８のベースに接続され、このエミッタは直流電源Ｅ１のマイナス側に、このコレクタは時定数切替部６０を介して発振回路７０に接続されている。次に当該ポートＡは直列接続の抵抗Ｒ２０とＲ２１との接続部を介してトランジスタＱ９のベースに接続され、このエミッタは直流電源Ｅ１のマイナス側に、このコレクタは直列接続の抵抗Ｒ２３とＲ２２との接続部を介してトランジスタＱ１０のベースに接続され、このエミッタとＲ２２は直流電源Ｅ１のプラス側に、このコレクタはイオナイザ部２０１内の整流用コンデンサＣ１のプラス側に接続されている。また、当該発振回路７０はスイッチング駆動回路８０から昇圧回路９０を通って高圧出力部となるイオン発生電極へ接続される。また直流電源Ｅ１のプラス側とマイナス側との間には整流用コンデンサＣ１が設けられている。このイオン制御信号出力ポートは少なくとの２個以上あればよく、当該出力ポートからはイオン制御信号が出力される。
【００１７】
上記構成においては、時定数切替部６０は抵抗Ｒ１９で構成されている。発振回路７０は前記コンデンサＣ１のプラス側に接続される抵抗Ｒ６と当該抵抗Ｒ６に接続されるエミッタに接続するトランジスタＱ１とＱ２及びコンデンサＣ５とを備え、前記トランジスタＱ１のベースは抵抗Ｒ３を通って、またこのコレクタは抵抗Ｒ１を通ってそれぞれ直流電源Ｅ１のマイナス側に接続され、前記トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ２を通って、またこのコレクタは抵抗Ｒ４を通ってそれぞれ直流電源Ｅ１のマイナス側に接続されている。またトランジスタＱ１のコレクタとトランジスタＱ２のベースとはコンデンサＣ２を介して接続されており、トランジスタＱ１のベースとトランジスタＱ２のコレクタとはコンデンサＣ３を介して接続されている。また前記時定数切替部６０は前記トランジスタＱ１のベースに接続されている。当該発振回路７０はフリップフロップ式発振回路となっており、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ５は当該発振回路の電源となっている。
【００１８】
またスイッチング駆動回路８０は前記のコンデンサＣ１のプラス側に接続される抵抗Ｒ９と、当該抵抗Ｒ９に接続される抵抗Ｒ５とトランジスタＱ３、当該抵抗Ｒ５と後段の昇圧回路９０との間に配置されるコンデンサＣ５と、前記発振回路７０に接続される分圧抵抗Ｒ７とＲ８とから構成され、前記トランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ７とＲ８との接続部に、コレクタは抵抗Ｒ９とＲ５に、エミッタは直流電源Ｅ１のマイナス側にそれぞれ接続されている。当該スイッチング駆動回路８０は前記発振回路７０の出力をを増幅し、後述のトランスＴＲ１を駆動する回路となっている。
【００１９】
昇圧回路９０はトランスＴＲ１と、ＦＥＴ等で構成されるスイッチング素子Ｑ４、前記トランスＴＲ１の１次コイル両端間に接続されるスナバ回路となるコンデンサＣ４と、当該１次コイルとスイッチング素子Ｑ４との間に配置される逆流防止のダイオードＤ６と、当該スイッチング素子のゲートと直流電源Ｅ１のマイナス側との間に配置される抵抗Ｒ１０とで構成され、前記ダイオードはカソードをスイッチング素子Ｑ４に、当該スイッチング素子Ｑ４のゲートは前記スイッチング駆動回路８０にそれぞれ接続されている。
【００２０】
また前記トランスＴＲ１の２次コイルの一端側には高圧整流用のダイオードＤ７を介して図示しない電極が設けられており、上記構成から得られる高電圧よりイオンが発生し、前記２次コイルの他端側はグランドに接続されている。なおダイオードＤ７はアノードを電極側に接続している。
【００２１】
次に上記図１の回路における動作を説明する。図１において、トランジスタＱ９、Ｑ１０を制御部５０のイオン制御信号Ａの出力によりオン、オフさせる。
これにより、イオナイザ部２０１の電源をオン、オフさせ、イオンの発生、停止を行う。フリップフロップ式の発振回路７０によって、スイッチング素子Ｑ４のオフ時間を決めているコンデンサＣ３と抵抗Ｒ３の内、抵抗Ｒ３と並列に抵抗Ｒ１９とトランジスタＱ８の直列回路を入れる。トランジスタＱ８を制御部５０のイオン制御信号Ｂの出力によりオン、オフさせる。
【００２２】
このトランジスタＱ８のオンオフにより、スイッチング素子Ｑ４のオフ時間のみを変化させ、オン時間は変化させない。ここで、出力電圧は、スイッチング素子Ｑ４のオン時間に比例し、変化するが、出力パルスの周期では変わらない。よって、オフ時間のみの変化では、出力電圧は、変化しない。すなわち、スイッチング素子Ｑ８がオンするとイオン発生量が増加し、オフすると低下する。このとき、抵抗Ｒ３とＲ１９の値によって、周期を任意に設定、変化させることができる。また、抵抗Ｒ１９とトランジスタＱ８を複数備えることによってより複雑な制御も可能となる。また出力パルスの周期が、商用電源の周波数によっては変化しないため、電源周波数の異なる地域によるイオン量の変化をなくせる。さらに、送風機が強のときには、イオン制御信号出力ポートＢをハイにし、トランジスタＱ８をオンさせ、スイッチング素子Ｑ４のオフ時間を短くし、パルス発生周期を短くし、イオン発生量を多くする。逆に送風機が弱のときには、イオン制御信号出力ポートＢをローにし、トランジスタＱ８をオフさせ、スイッチング素子Ｑ４のオフ時間を長くし、パルス発生周期を長くし、イオン発生量を減らす。このようにして、風量を変えたときイオン濃度が変化する度合いを抑えることが可能になる。
【００２３】
次に本発明の第２の実施例とするイオナイザの回路図を図２に示す。当該第２の実施例においては、前記第１の実施例と異なっている部分の構成について説明を行う。図２においては、発振回路７０とスイッチング駆動回路８０、昇圧回路９０への電源が、商用電源１０を整流する整流部１５とコンデンサＣ１により全波整流されることで直流電源が供給される。また当該整流部１５に供給される電源のオンオフを行うリレー接点Ｘ４を備え、リレーコイルＸ４はトランジスタＱ９と直流電源Ｅ１のプラス側との間に接続されている。また、時定数切替部６０がフォトカプラＰＣ１と抵抗Ｒ１９とにより構成され、当該フォトカプラＰＣ１の発光部はトランジスタＱ８のコレクタと直流電源Ｅ１との間に、この受光部はトランジスタＱ１のベースと整流部１５のマイナス側にそれぞれ接続されている。また本実施例では商用電源１０と整流部１５により電源を作るために、トランジスタＱ３の保護用ツェナダイオードＺ１が当該トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ間に配置されている。ここでフォトカプラＰＣ１と抵抗Ｒ２４は駆動部１００と駆動制御部２００とを絶縁する回路となっている。
【００２４】
本第２の実施例では、第１の実施例において説明したトランジスタＱ１０に代えてリレーＸ４を入れ、イオン制御信号Ａの出力により、イオナイザ部２０１の電源をオン、オフさせ、イオンの発生、停止を行う。そしてトランジスタＱ８をＲ１９に直接接続する代りに抵抗Ｒ２４とフォトカプラＰＣ１を介して抵抗Ｒ１９をコンデンサＣ１のマイナス側に接続する。このフォトカプラＰＣ１をトランジスタＱ８により制御する。そしてこのトランジスタＱ８を制御部５０のイオン制御信号Ｂで切り替えられる様にした。これら２点以外は前記第１の実施例で説明したものと同一若しくは相当分であるために説明は省略する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のイオナイザでは送風モータの駆動状態に応じてイオン発生量を制御可能としたために、従来のように送風モータの駆動状態の変化に影響されることなく所望のイオン発生量が得られることを特徴としたイオナイザが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すイオナイザの回路図である
【図２】本発明の第２の実施例を示すイオナイザの回路図である
【図３】従来のイオナイザの回路図である
【符号の説明】
図において同一符号は同一、または相当部分を示す。
１０商用電源
１５整流部
２０送風モータ
３０高圧発生部
５０制御部
６０時定数切替部
７０発振回路
８０スイッチング駆動回路
９０昇圧回路
１００駆動部
１０１送風モータ部
２００駆動制御部
２０１イオナイザ制御部
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４リレー

Claims

商用電源により駆動する送風モータを備える駆動部と、昇圧用トランスと、当該トランスの２次側にイオンを発生する電極と、前記送風モータの駆動及びイオンの発生量を制御する駆動制御部とを備えるイオナイザにおいて、前記駆動制御部が制御部と時定数切替部と発振回路とスイッチング駆動回路と昇圧回路とから構成され、前記制御部が送風モータの制御を行うと共に少なくとも２種類のイオン発生制御信号を作り、当該イオン発生制御信号の一つがトランスへの通電信号を作り、他のイオン発生制御信号が時定数切替部へ出力されることで発振回路の制御を行いイオン発生量を可変可能としたことを特徴とするイオナイザ。
発振回路が２個以上のトランジスタによるフリップフロップ回路構成により形成されたことを特徴とする請求項１に記載のイオナイザ。
時定数切替部が抵抗から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のイオナイザ。
発振回路の駆動制御がトランジスタによって行われていることを特徴とする請求項１に記載のイオナイザ。
発振回路への電源が商用電源を整流する整流部により形成され、時定数切替部がフォトカプラと抵抗により構成され、当該発振回路の駆動制御がリレーにより行われることを特徴とした請求項１に記載のイオナイザ。