JP2007173157A

JP2007173157A - イオン発生素子及びイオン発生装置

Info

Publication number: JP2007173157A
Application number: JP2005372144A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kaneko; 雅博金子
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】誘電体を介して対向して配置された電極に電圧を印加することにより周囲の雰囲気をイオン化するイオン発生素子及びイオン発生装置に関し、効率よくイオン化を行なうことができるイオン発生素子及びイオン発生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、誘電体部と、第１の電極と、誘電体部を介して該第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有するイオン発生素子において、誘電体部は多面体形状に成形されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はイオン発生素子及びイオン発生装置に係り、特に、誘電体を介して対向して配置された電極に電圧を印加することにより周囲の雰囲気をイオン化するイオン発生素子及びイオン発生装置に関する。

イオン化した空気を放出することにより空気を浄化するイオン発生装置が開発されている。このイオン発生装置は、平板上の誘電体の表裏に電極を設け、表裏の電極間に電圧を印加することにより、沿面放電を行い、イオン化を行なっていた（特許文献１参照）。
特開２００３−４７６５１号公報

しかるに、従来のイオン発生装置は、平板状の誘電体基板の表裏面に導電パターンを形成し、表裏面の導電パターンに電圧を印加することによって、イオン化を行なっていたため、沿面距離が短く、沿面放電効率が悪かった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、効率よくイオン化を行なうことができるイオン発生素子及びイオン発生装置を提供することを目的とする。

本発明は、誘電体部と、第１の電極と、誘電体部を介して該第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有するイオン発生素子において、誘電体部は多面体形状に成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、沿面距離を稼ぐことができるため、沿面放電効率を向上させることができる。

〔第１実施例〕
図１は本発明の第１実施例のブロック構成図を示す。

本実施例のイオン発生装置１００は、イオン発生素子ユニット１１１、駆動回路１１２、送風装置１１３から構成されている。

イオン発生素子ユニット１１１は、複数のイオン発生素子１２１及びソケット１２２から構成されている。複数のイオン発生素子１２１は、ソケット１２２に装着され、駆動回路１１２からソケット１２２を介して駆動電圧を印加される。

駆動回路１１２は、電源回路１３１、発振回路１３２、周波数調整回路１３３、電圧調整回路１３４、電圧増幅回路１３５から構成されており、交流電源１０１によりイオン発生素子ユニット１１１を駆動する。

交流電源１０１は、電源回路１３１に供給される。電源回路１３１は、交流電源１０１から駆動電源を生成する。電源回路１３１で生成された駆動電源は、発振回路１３２、周波数調整回路１３３、電圧調整回路１３４に供給される。

発振回路１３２は、電源回路１３１からの駆動電源により駆動されて、電圧増幅回路１３５に交流電圧を供給する。このとき、発振回路１３２から電圧増幅回路１３５に供給される交流電圧の周波数は、周波数調整回路１３３により最適値に調整され、電圧は電圧調整回路１３４により最適値に調整される。

周波数調整回路１３３は、発振回路１３２から電圧増幅回路１３５に供給される交流電圧の周波数を検出し、発振回路１３２から電圧増幅回路１３５に供給される交流電圧の周波数が所定の周波数となるように発振回路１３２を制御する。電圧調整回路１３４は、発振回路１３２から電圧増幅回路１３５に供給される交流電圧の電圧を検出し、発振回路１３２から電圧増幅回路１３５に供給される交流電圧の電圧が所定の電圧となるように発振回路１３２を制御する。電圧増幅回路１３５は、発振回路１３２から供給される交流電圧を増幅して、イオン発生素子ユニット１１１に供給する。

図２はイオン発生素子ユニット１１１の斜視図を示す。

イオン発生素子ユニット１１１は、複数のイオン発生素子１２１をソケット１２２に装着した構成とされている。イオン発生素子１３１は、第１の電極１３２、又は／及び、第２の電極１３３が形成される面が立体形状とされている。

図３はイオン発生素子１２１の一実施例の斜視図を示す。

第１の電極１２２と第２の電極１２３には、駆動回路１１２から駆動電圧が印加される。
本実施例のイオン発生素子１２１は、全体の形状が平板状ではなく、立体形状である四角柱形状とされており、第１の電極１４２と、誘電体部１４２、誘電体部１４２を介して第１の電極１４１に対向して配置された第２の電極１４３とを有し、誘電体部１４２は第１の電極１４２、又は／及び、第２の電極１４３が形成される面が立体形状とされている。
第１の電極１４１は、金属部材を四角柱形状に成形した構成とされており、周囲に誘電体部１４２が所定の厚さに形成されている。

誘電体部１４２は、第１の電極１４１の周囲に未焼成のセラミックスを所定の厚さに積層させた後に焼成することにより形成されている。誘電体部１４２は、焼成後、第１の電極１４１の側面に所定の厚さｄ、例えば、１ｍｍ程度となるように形成されている。

第２の電極１４３は、誘電体部１４２の４つの側面に各々短冊状に形成される。これにより、第１の電極１４１と第２の電極１４３とは、誘電体部１４２を介して対向するように形成される。このとき、第２の電極１４３は、例えば、誘電体部１４２の表面に印刷などによって形成される。

第１の電極１４１には、接続端子１４４が植設されている。また、第２の電極１４３には、接続端子１４５が半田付けされている。接続端子１４４、１４５はソケット１２２に挿入される。ソケット１２２は、電力増幅回路１３５より駆動電圧が印加されており、接続端子１４４、１４５を介して第１の電極１４１と第２の電極１４３との間に駆動電圧を印加する。

イオン発生素子１２１は、第１の電極１４１と第２の電極１４３との間に駆動電圧が印加されることにより電極周囲の気体を電離して、イオン化を行なう。

送風装置１１３は、モータ１５１、羽根部１５２から構成されている。モータ１５１は、駆動回路１１２のモータ駆動回路１３６から供給される駆動信号に応じて回転する羽根部１５２は、モータ１５１の回転軸１６１に固定されており、モータ１５１の回転に応じて回転して、気流は発生する。羽根部１５２で発生した気流によりイオン発生素子ユニット１１１で発生したイオン化された気体が外部に放出される。イオン化された気体によってカビや細菌の増殖を防止できる。

〔第１変形例〕
図４はイオン発生素子１２１の変形例の斜視図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例のイオン発生素子２１１は、第２の電極２２１が矩形状金属板から構成されており、誘電体部１４２にエポキシ系接着剤２２２により接着した構成とされている。第２の電極２２１は、端部から接続端子２２３が延出しており、ソケット１２２に挿入されて、電圧増幅回路１３５に接続される。これによって、第１の電極１４１と第２の電極２２３との間に駆動電圧が印加され、第２の電極２２３に沿面放電が発生し、周囲の気体をイオン化する。

本変形例によれば、第２の電極２２１を誘電体部１４２の焼成後により取り付けるため、第２の電極２２１の金属材を高融点金属材にする必要がなく、よって、使用材料に自由に選択できる。

〔第２変形例〕
図５はイオン発生素子１２１の第２変形例の斜視図を示す。

本変形例のイオン発生素子３１１は、発熱部３２１を有する構成とされている。発熱部３２１は、例えば、抵抗体３３１から構成されている。抵抗体３３１は、第２の電極１４３の周囲に高抵抗材料を印刷などに形成することにより構成されている。抵抗体３３１には、一端に接続端子３２３が接続されており、他端に接続端子３２４が接続されている。

接続端子３２３、３２４は、誘電体部１４２の端面から外部に延出しており、ソケット１２２に接続される。ソケット１２２は、接続端子３２３と接続端子３２４との間に加熱用の電圧を印加する。抵抗体３３１は、ソケット１２２から接続端子３２３、３２４を介して印加された加熱用電圧により電流が流れ、発熱する。抵抗体３３１が発熱することにより、第２の電極１４３の周囲が加熱される。

本変形例によれば、発熱部３２１を発熱させることにより、沿面放電が行なわれる第２の電極１４３の周囲を高温、かつ、低湿度とすることができる。これによって、沿面放電の効率が向上し、イオン化を安定して行なえる。

〔第３変形例〕
図６はイオン発生素子１２１の第３変形例の斜視図を示す。

本変形例のイオン発生素子４１１は、第１の電極４２１を矩形状の複数の金属板で構成した構成とされている。第１の電極４２１は、４枚の金属板からなり、誘電体部１４２の内部に第２の電極１４３に対向するように埋め込まれている。

本変形例のイオン発生素子４１１は、まず、誘電体部１４２を構成する未焼成のセラミックスを成形するときに、第１の電極４２１を埋め込んで、成形し、表面に第２の電極１４３を印刷した後に、焼成することにより製造される。

第１の電極４２１は、接続端子４２２が一体に形成されている。接続端子４２２は、誘電体部１４２の端面から外部に延出され、ソケット１２２に挿入され、電圧増幅回路１３５に接続されている。電圧増幅回路１３５は、ソケット１２２を介して第１の電極４２１と第２の電極１４３との間に駆動電圧を印加する。

本変形例によれば、第１の電極４２１を板状とすることにより、イオン発生素子１２１を軽量化することができる。

〔第４変形例〕
図７はイオン発生素子１２１の第４変形例の斜視図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例のイオン発生素子５１１は、全体形状が立体形状である四角錐形状とされている。第１の電極５２１は、金属部材を四角錐形状に成形した構成とされており、周囲に誘電体部５２２が所定の厚さに形成されている。

誘電体部５２２は、第１の電極５２１の周囲に未焼成のセラミックスを所定の厚さに積層させた後に焼成することにより形成されている。誘電体部５２２は、焼成後、第１の電極５２１の側面に所定の厚さｄ、例えば、１ｍｍ程度となるように形成されている。

第２の電極５２３は、誘電体部５２２の４つの側面に各々三角形状に形成される。これにより、第１の電極５２１と第２の電極５２３とは、誘電体部５２２を介して対向するように形成される。このとき、第２の電極５２３は、例えば、誘電体部５２２の表面に印刷などによって形成される。

第１の電極５２１には、接続端子５２４が植設されている。接続端子５２４は、誘電体部５２２を通して外部に延出しており、ソケット１２２に挿入され、電圧増幅回路１３５に接続される。

第２の電極５２３は、誘電体部５２２の表面で接続端子５２５に接続されている。接続端子５２５は、ソケット１２２に挿入され、電圧増幅回路１３５に接続される。

第１の電極５２１と第２の電極５２３との間には、電圧増幅回路１３５からソケット１２２を介して駆動電圧が印加される。これによって、第２の電極５２３に沿面放電が発生し、周囲の気体をイオン化する。

本実施例によれば、イオン発生素子５１１を四角錐形状とすることにより、先端部分での空気の流れを良好にできる。また、先端部分が鋭角となることにより、沿面放電の効率を向上させることができる。

〔第５変形例〕
図８はイオン発生素子１２１の第５変形例の斜視図を示す。

本変形例のイオン発生素子６１１は、全体形状が十二面体形状とされている。第１の電極６２１は、金属部材を十二面体に成形した構成とされており、周囲に誘電体部６２２が所定の厚さに形成されている。

誘電体部６２２は、第１の電極６２１の周囲に未焼成のセラミックスを所定の厚さに積層させた後に焼成することにより形成されている。誘電体部６２２は、焼成後、第１の電極６２１の側面に所定の厚さｄ、例えば、１ｍｍ程度となるように形成されている。

第２の電極６２３は、誘電体部６２２の表面に各々６角形状に形成されている。これにより、第１の電極６２１と第２の電極６２３とは、誘電体部２２２を挟んで対向するように形成される。このとき、第２の電極６２３は、例えば、誘電体部６２２の各表面に印刷などによって形成される。

第１の電極６２１には、接続端子６２４が植設されている。接続端子６２４は、誘電体部６２２を通して外部に延出しており、ソケット１２２に挿入され、電圧増幅回路１３５に接続される。

第２の電極６２３は、誘電体部６２２の表面に印刷などによって形成されたプリント配線６２５によって接続端子６２６に接続されている。接続端子６２６は、ソケット１２２に挿入され、電圧増幅回路１３５に接続される。

第１の電極６２１と第２の電極６２３との間には、電圧増幅回路１３５からソケット１２２を介して駆動電圧が印加される。これによって、第２の電極６２３に沿面放電が発生し、周囲の気体をイオン化する。

本実施例によれば、第２の電極６２３の沿面を多くすることができるため、沿面放電効率を向上させることができる。

〔その他〕
なお、本実施例では、イオン発生素子の形状を四角柱形状、四角錐形状、十二面体とした例について説明したが、三角柱形状、五角柱、六角柱など多角柱形状、あるいは、三角錐、六角錐などの多角錐形状、さらには、円柱形状、円錐形状、六面体、二十面体など多面体、あるいは、球体であってもよく、要は、立体形状であれば、これらの形状に限定されるものではない。

また、第１の電極は、筒状、中空構造、あるいは、金属板を組み合わせた構造としてもよい。

また、第２の電極は、未焼成のセラミックスの表面に金属板を埋め込んで、形成するようにしてもよい。

さらに、本実施例では、駆動回路１１２は、イオン発生素子１２１に交流電圧を印加する例について説明を行なったが、直流電圧を印加するようにしてもよい。

本発明の第１実施例のブロック構成図である。イオン発生素子ユニット１１１の斜視図である。イオン発生素子１２１の斜視図である。イオン発生素子１２１の第１変形例の斜視図である。イオン発生素子１２１の第２変形例の斜視図である。イオン発生素子１２１の第３変形例の斜視図である。イオン発生素子１２１の第４変形例の斜視図である。イオン発生素子１２１の第５変形例の斜視図である。

符号の説明

１００イオン発生装置、１０１交流電源
１１１イオン発生ユニット、１１２駆動回路、１１３交流電源
１２１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１イオン発生素子
１２２ソケット
１３１電源回路、１３２発振回路、１３３周波数調整回路
１３４電圧調整回路、１３５電圧増幅回路
１４１、４２１、６２１第１の電極、１４２、５２２、６２２誘電体部
１４３、２２１、５２３、６２３第２の電極
１４４、１４５、２２３、３２３、３２４、４２２、５２４、５２５、６２４、６２６
接続端子
１５１モータ、１５２羽根
１６１回転軸
２２２エポキシ系接着剤
３２１発熱部、
３３１抵抗体
６２５プリント配線

Claims

誘電体部と、第１の電極と、該誘電体部を介して該第１の電極に対向して配置された第２の電極とを有するイオン発生素子において、
前記誘電体部は、多面体形状に成形されていることを特徴とするイオン発生素子。
前記誘電体部は、多角柱形状に構成されていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
前記誘電体部は、多角錐形状に構成されていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
前記第１の電極は、前記誘電体部を内部に設けられ、
前記第２の電極は、前記誘電体部の表面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
前記誘電体部は、誘電体からなる板材を多面体形状に組み合わせたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のイオン発生素子。
前記誘電体部を加熱する発熱手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のイオン発生素子。
前記第１の電極は、前記多面体形状を縮小相似した形状に成形されていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
前記第２の電極は、前記誘電体部に印刷により形成されていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
前記第２の電極は、金属板からなり、前記誘電体部に接着されていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生素子。
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加する駆動回路を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項記載のイオン発生素子を用いたイオン発生装置。
前記イオン発生素子を複数有することを特徴とする請求項１０記載のイオン発生装置。
前記イオン発生素子に駆動電圧として交流電圧を供給する駆動回路を有することを特徴とする請求項１０記載のイオン発生装置。
前記イオン発生素子に駆動電圧として直流電圧を供給する駆動回路を有することを特徴とする請求項１０記載のイオン発生装置。
前記イオン発生素子で発生したイオンを送出する送風手段を有することを特徴とする請求項１０記載のイオン発生装置。