JP2008293884A - イオン発生装置用トランス、イオン発生装置および電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスと相手部材との接続にカシメや半田付けの作業が不要なイオン発生装置用トランス、イオン発生装置および電気機器を提供する。
【解決手段】コア２８は磁性体よりなっている。１次巻線２１ａおよび２次巻線２２ａは、コア２８の周囲に巻き付けられ、かつ互いに絶縁されている。巻き始め端子２４ａは２次巻線２２ａの巻き始め部分に、巻き終わり端子２４ｂは２次巻線２２ａの巻き終わり部分に電気的に接続されている。巻き始め端子２４ａの接続部分および巻き終わり端子２４ｂの接続部分の少なくとも一方がバネ形状を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、イオン発生装置用トランス、イオン発生装置および電気機器に関し、特に、イオン発生電極にイオンを発生させるために電圧を昇圧して供給するイオン発生装置用トランス、それを用いたイオン発生装置および電気機器に関するものである。

高圧トランスの種類は、大きく２種類に区分される。その１つは、内部に磁性体で作られるコアを挿入した樹脂製のボビンに１次巻線、２次巻線の少なくとも２つの巻線を巻きつけた構造のもので巻線トランスといわれる。巻線トランスは単純には交流をそのまま昇圧する変圧器や昇圧トランスといわれ、出力電圧と入力電圧との比は２次巻線と１次巻線との巻数比で決まる大型のものから、コンデンサ放電回路でのインパルス波形で駆動するスイッチングトランスなどがある。後者は小型化が可能であり、接続される負荷の大きさと１次、２次のインダクタンスや高圧トランスを駆動するための高圧トランス駆動回路の定数により出力電圧を調整される。

もう１つはセラミックの圧電現象を応用した圧電トランスといわれるものである。
イオン発生素子の種類は、大きく２種類に区分される。その１つは、金属線、鋭角部を持った金属板、針形状の金属などを放電電極とし、これに対向する金属板やグリッドなどを配置したもの（たとえば特開２００５−１３６４９号公報参照）、あるいは対向電極を大地として特に対向電極を配置しないものである。この種類のイオン発生素子では、放電電極と対向電極もしくは大地間の空気が絶縁体の役割を果たす。このイオン発生素子は、電極に高電圧を印加した際に、鋭角部をした電極の先端で電界集中が生じ、その先端の極近部分の空気が絶縁破壊することで放電現象を得る方式である。

もう１つは、高耐圧の誘電体内部に埋没された誘導電極と、誘電体表面に配置された放電電極との一対で構成されたものである。この種類のイオン発生素子は、電極に高電圧を印加した際に、表面の放電電極の外縁部近傍で電界集中が生じ、その極近部分の空気が絶縁破壊することで放電現象を得る方式である。

放電現象を利用した多くのイオン発生装置が実用化されている。これらのイオン発生装置は通常、イオンを発生させるためのイオン発生素子と、イオン発生素子に高電圧を供給するための巻線型や圧電素子型の高圧トランスと、高圧トランスを駆動するための高圧トランス駆動回路と、コネクタなどの電源入力部とにより構成されている。

放電現象を利用したイオン発生装置としては、たとえば特開２００２−３７４６７０号公報に記載されたものがある。このイオン発生装置ではイオン発生電極に高電圧を供給する圧電トランスと、その圧電トランスを駆動するための駆動回路とが、ケース内に搭載されている。
特開２００５−１３６４９号公報 特開２００２-３７４６７０号公報

上記の高圧トランスと高圧トランス駆動回路を含むイオン発生装置において、高圧トランスの出力をたとえば特開２００５−１３６４９号公報に記載されたような電極に接続する場合は、通常、高圧リード線を高圧トランスの出力端子および電極に半田接続もしくはカシメなどによる機械的接続をする必要がある。

対向電極や放電電極の材質には、放電に耐えうる材料として、通常ＳＵＳ材や特殊な金属が使用される。これらの金属は半田付けできないことが多く、半田付けするためにメッキなどの表面処理が必要となる。もしくは前記のように、機械的にリード線をカシメて接続したり、溶接する方策をとる。

高圧トランスの出力端子と電極を直接、もしくはリード線にて接続する場合、カシメや半田付けの作業が必要になり、作業が煩雑になるという問題があった。また半田付けのために、メッキなどの表面処理をする必要があるという問題もあった。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、トランスと相手部材との接続にカシメや半田付けの作業が不要なイオン発生装置用トランス、イオン発生装置および電気機器を提供することである。

本発明のイオン発生装置用トランスは、イオン発生電極にイオンを発生させるために電圧を昇圧して供給するイオン発生装置用トランスであって、コアと、１次巻線および２次巻線と、第１端子と、第２端子とを備えている。コアは磁性体を有している。１次巻線および２次巻線は、コアの周囲に巻き付けられ、かつ互いに絶縁されている。第１端子は、２次巻線の巻き始め部分に電気的に接続されている。第２端子は、２次巻線の巻き終わり部分に電気的に接続されている。第１端子の接続部分および第２端子の接続部分の少なくとも一方がバネ形状を有している。

本発明のイオン発生装置用トランスによれば、第１端子の接続部分および第２端子の接続部分の少なくとも一方がバネ形状を有している。このため、相手部材をその接続部分に接続する場合に、バネ力により接続部材が相手部材を押し付ける力が発生する。このため、半田付けやカシメなどの機械的接続なしで安定した接続状態を維持することができる。

また半田付けやカシメなどの機械的接続が不要となるため、メッキなどの表面処理も不要となり、処理工程数を減らすことができる。

上記のイオン発生装置用トランスにおいて好ましくは、第１端子の接続部分および第２端子の接続部分の双方を露出するように、第１端子および第２端子をモールドする絶縁性のモールド材がさらに備えられている。

これにより、高電圧を発生する２次巻線と他の部分、特に１次巻線との絶縁を強化することができる。

本発明のイオン発生装置は、放電電極と、誘導電極と、上記のイオン発生装置用トランスとを備えている。誘導電極は、放電電極との間に誘電体および空気のいずれかを挟んで放電電極に対向するように配置されている。イオン発生装置用トランスのバネ形状の接続部分は放電電極および誘導電極の少なくとも一方に接続されている。

本発明のイオン発生装置によれば、放電電極および誘導電極の少なくとも一方とイオン発生装置用トランスのバネ形状の接続部分との間で、半田付けやカシメなどの機械的接続なしで安定した接続状態を維持することができる。

上記のイオン発生装置において好ましくは、ケースと、そのケースの蓋体とがさらに備えられている。ケースは、放電電極および誘導電極を有するイオン発生素子と、イオン発生装置用トランスとを内部に収容している。ケースの蓋体は、ケースに取付けることで、放電電極および誘導電極の少なくとも一方をイオン発生装置用トランスのバネ形状の接続部分に押し付ける。

このようにケースに蓋体を取付けることにより、放電電極および誘導電極の少なくとも一方をイオン発生装置用トランスのバネ形状の接続部分に押し付ける力を発生させることができる。このため、半田付けやカシメなどの機械的接続なしで安定した接続状態を維持することができる。またケースに蓋体を嵌め込むことで、電極とバネ形状の接続部分との接続が外れることを防止することができる。

本発明の電気機器は、上記のイオン発生装置と、そのイオン発生装置で生じた正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを送風気流に乗せて送るための送風部とを備えている。

本発明の電気機器によれば、イオン発生装置で生じたイオンを送風部により気流に乗せて送ることができるため、たとえば空調機器において機外にイオンを放出することができ、また冷蔵機器において庫内または庫外にイオンを放出することができる。

以上説明したように本発明によれば、放電電極と誘導電極との少なくとも一方に、イオン発生装置用トランスのバネ形状の接続部分を接触接続させるため、半田付けや、カシメ、溶接などの接続作業や、半田付けを可能にするためのメッキなどの表面処理や、カシメのための金具を不要とすることができる。これらを削減することでコスト低減が可能になる。このため、低売価電気機器への搭載への可能性が広がり、イオン発生装置を搭載した電気機器への用途を拡大することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置用トランスの構成を概略的に示す平面図である。図２は図１の矢印ＩＩ方向から見た側面図である。

図１および図２を参照して、本実施の形態の高圧トランス２０は、たとえば巻線トランスよりなっている。この巻線トランス２０は、イオン発生電極（図示せず）にイオンを発生させるために電圧を昇圧して供給するイオン発生装置用トランスであって、ボビン２９と、コア（鉄心）２８と、１次巻線２１ａと、２次巻線２２ａとを主に有している。

ボビン２９はたとえば樹脂製であり、１次巻線部２１と２次巻線部２２とを有している。１次巻線部２１と２次巻線部２２との間には分離壁２５が設けられている。また２次巻線部２２は、複数の分離壁２６によって複数のセクションに分離されている。

コア２８は磁性体を有する材料、たとえばフェライトなどの材料よりなっている。このコア２８は、ボビン２９の１次巻線部２１と２次巻線部２２とを貫通するようにボビン２９の内部に挿入されている。

１次巻線２１ａは、ボビン２９の１次巻線部２１に所定回数巻き付けられており、その巻き始め部分は１次巻線巻き始め端子２３ａに電気的に接続されており、その巻き終わり部分は１次巻線巻き終わり端子２３ｂに電気的に接続されている。

２次巻線２２ａは、ボビン２９の２次巻線部２２に巻き付けられており、１次巻線２１ａとは絶縁されている。２次巻線２２ａは、最初のセクション２７ａに規定回数巻かれた後、分離壁２６の切欠２６ａを通して隣のセクションに規定回数巻かれ、同様にして、各セクション毎に規定回数巻かれた後に、最終のセクション２７ｂに規定回数巻かれている。２次巻線２２ａの巻き始め部分は２次巻線巻き始め端子２４ａに電気的に接続されており、その巻き終わり部分は２次巻線巻き終わり端子２４ｂに電気的に接続されている。

２次巻線巻き終わり端子２４ｂは、バネ形状を有する板金で作られている。巻き終わり端子２４ｂは、たとえば図２に示すように断面形状がＺ字の形状に折れ曲がることによりバネ性（弾性）を有している。また巻き終わり端子２４ｂのバネ形状はこれに限定されるものではなく、コイルばね、板ばね、竹の子ばね、皿ばね、ぜんまいばね、トーションバーなどの形状で、弾性体の復元力を利用し、弾性エネルギーを蓄積できる形状であればよい。

この高圧トランス２０の端子２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂの各々は、ボビン２９にインサート成型されている。特に巻き終わり端子２４ｂは、バネ形状を有する板材を端子として、ボビン２９に直接インサート成型されてもよいし、通常の棒状端子をボビンにインサート成型して巻線した後に、別パーツの板材を半田付けや溶接などで接続することにより製作されてもよい。バネ形状を有する２次巻線巻き終わり端子２４ｂの先端は電極（相手材料）との接触面積を確保するために端子胴体２４ｂ₁よりも広い面積を有していることが好ましい。

次に、上記の高圧トランスを用いたイオン発生装置について説明する。
図３は、上記の高圧トランスを用いたイオン発生装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。図４は図３に示したイオン発生装置において蓋体を除いた状態での概略平面図である。また図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う概略断面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う概略断面図である。図７は図３に示したイオン発生装置に用いられるイオン発生素子の構成を概略的に示す分解斜視図である。

図３〜図６を参照して、本実施の形態のイオン発生装置５０は、高圧回路５（図５）と、イオン発生素子１０と、高圧トランス２０と、高圧トランス駆動回路３０（図５）と、電源入力コネクタ３０ｂ（図５）と、外装ケース４０とを有している。

高圧トランス駆動回路３０は、外部からの入力電圧を受けて高圧トランス２０を駆動するためのものである。高圧トランス２０は、上述したように、高圧トランス駆動回路３０により駆動されて入力電圧を昇圧するためのものである。イオン発生素子１０は、高圧トランス２０により昇圧された電圧を印加されることで正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるものである。

外装ケース４０は、本体４０ａと、蓋体４０ｂとを有している。本体４０ａの内部は、イオン発生素子１０を配置するためのイオン発生素子ブロック４０Ａと、高圧トランス２０を配置するための高圧トランスブロック４０Ｂと、高圧トランス駆動回路３０を配置するための高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃとに平面的に区画されている。各ブロック４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、たとえば本体４０ａ内に配置された壁４１、４２、４３により仕切られている。

イオン発生素子１０は、高圧回路５の構成素子を取付けられた状態でイオン発生素子ブロック４０Ａ内に収容されている。高圧トランス２０は、基板に搭載されない状態で高圧トランスブロック４０Ｂ内に収容されている。高圧トランス駆動回路３０および電源入力コネクタ３０ｂは基板３１に搭載された状態で高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃ内に収容されている。電源入力コネクタ３０ｂの一部は、外装ケース４０の外部に露出しており、外部から電源をコネクタ接続できる構造となっている。

本体４０ａ内に収容された各機能素子は後述するように適宜、電気的に接続され、かつモールドされており、最後に、本体４０ａの上方開口部を閉じるように蓋体４０ｂが取付けられている。なお、この蓋体４０ｂには、イオン放出用の孔４４が設けられている。

次に、上記の各機能素子について、イオン発生素子１０および高圧トランス駆動回路３０の順で具体的に説明する。

図７を参照して、イオン発生素子１０は、たとえばコロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのものであり、誘導電極１と、放電電極２と、支持基板３とを有している。

誘導電極１は、一体の金属板からなっており、かつ放電電極２の個数に対応して天板部１ａに設けられた複数の貫通孔１ｂを有している。この貫通孔１ｂは、コロナ放電により発生するイオンをイオン発生素子１０の外部へ放出するための開口部である。

本実施の形態では貫通孔１ｂの個数はたとえば２個であり、貫通孔１ｂの平面形状はたとえば円形である。貫通孔１ｂの周縁部分は、たとえば絞り加工などの工法により、金属板を天板部１ａに対して屈曲させた屈曲部１ｃとなっている。この屈曲部１ｃにより、図５に示すように、貫通孔１ｂの周縁の壁部の厚みＴ１が天板部１ａの板厚Ｔ２よりも厚くなっている。

なお屈曲部１ｃは支持基板３側に折り曲げられていてもよく、また支持基板３と逆の方向に折り曲げられていてもよい。また屈曲部１ｃは、天板部１ａに対してたとえば略直角に屈曲している。

放電電極２は針状の先端を有している。支持基板３は、放電電極２を挿通させるための貫通孔３ａを有している。

針状の放電電極２は、貫通孔３ａに挿入または圧入されて支持基板３を貫通した状態で支持基板３に支持されている。これにより、放電電極２の針状の一方端は支持基板３の表面側に突き出しており、また支持基板３の裏面側に突き出した他方端には、半田付けによりリード線や配線パターンを電気的に接続することが可能である。

図３を参照して、誘導電極１と針状の放電電極２を挿入された支持基板３とは、外装ケースのイオン発生素子ブロック４０Ａに挿入されている。この状態で、支持基板３は、図５に示すように外装ケース４０のイオン発生素子ブロック４０Ａ内の支持基板保持壁４３ｃにより規定の高さに位置決めされている。また誘導電極１は、図５に示すように、イオン発生素子ブロック４０Ａ内の誘導電極保持壁４３ｂにより規定の高さに位置決めされている。このように支持基板３と誘導電極１とが規定の高さに位置決めされることにより、誘導電極１の天板部１ａを支持基板３に対して所定の距離を保って支持することができる。つまり、誘導電極１は支持基板３に対してその厚み方向に位置決めすることが可能である。

また誘導電極１は、たとえば両端部に小さな貫通孔１ｄを有しており、誘導電極保持壁４３ｂは上面に誘導電極位置決めリブ４３ａを有している。誘導電極１をイオン発生素子ブロック４０Ａに挿入する際に、この貫通孔１ｄに誘導電極位置決めリブ４３ａを嵌め込むことにより、誘導電極１を天板部１ａの面内において位置決めすることができる。

誘導電極１および支持基板３が外装ケース４０に支持された状態で、図４に示すように放電電極２は、その針状の先端が、誘導電極１の円形の貫通孔１ｂの中心Ｃに位置するように、かつ図５に示すように貫通孔１ｂの周縁部の厚み（つまり屈曲部１ｃの屈曲長さ）Ｔ１の範囲内に位置するように配置されている。また支持基板３の裏面（半田面）には、高圧回路５の構成素子が取付けられている。

高圧トランス２０は、基板に搭載されない状態で高圧トランスブロック４０Ｂ内に収容されている。高圧トランス２０の２次巻線２２ａの巻き始め端子２４ａとバネ形状を有した巻き終わり端子２４ｂとはイオン発生素子ブロック４０Ａに突き出している。２次巻線２２ａの巻き始め端子２４ａは支持基板３の一部に、またバネ形状を有した２次巻線２２ａの巻き終わり端子２４ｂの先端は誘導電極１の裏面に接触する位置関係となる。

また高圧トランス２０の１次巻線の巻き始め端子２３ａの一部および巻き終わり端子２３ｂの一部は、壁４１に設けられた切欠部４１ａを介して高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃに突き出している。

寸法上の一例として、貫通孔１ｂの周縁部の厚み（つまり屈曲部１ｃの屈曲長さ）Ｔ１は１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度であり、板状の誘導電極１の板厚Ｔ２は０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下程度である。また支持基板３上面から誘導電極１の表面までの厚みは２ｍｍ以上４ｍｍ以下程度である。これにより、このイオン発生素子１０を内部に収容したイオン発生装置５０の厚みを５ｍｍ以上８ｍｍ以下程度に薄型化することができる。

図５を参照して、高圧トランス駆動回路３０は、電源入力コネクタ３０ｂからの電源供給を受けて、これをコンデンサに充電し、規定以上の電圧に達すれば半導体スイッチなどを用いてコンデンサに充電した電荷を放電させ、高圧トランス２０の１次側に電流を供給する機能を有している。高圧トランス駆動回路３０を構成する素子３０ａは、基板３１の裏面に取付けられている。また基板３１の裏面には、電源入力コネクタ３０ｂの一部または全部が取付けられている。この高圧トランス駆動回路３０および電源入力コネクタ３０ｂを搭載した基板３１が高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃ内に配置された状態で、電源入力コネクタ３０ｂは外装ケース４０の外部に電気的に接続できるように構成されている。

この実施の形態では、高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃの基板３１の半田面が図５の上側で部品面（部品取付面）が図５の下側であり、電源入力コネクタ３０ｂは図５の下側において露出している。

図３を参照して、外装ケース４０の蓋体４０ｂは、イオン発生素子１０の貫通孔１ｂに対向する壁部にイオン放出用の孔４４を有している。これにより、イオン発生素子１０で生じたイオンがこの孔４４を通じてイオン発生装置５０の外部へ放出される。上記のようにイオン発生素子１０の一方の放電電極２は正イオンを発生させるものであり、他方の放電電極２は負イオンを発生させるものであるため、外装ケース４０に設けられた一方の孔４４は正イオン発生部となり、他方の孔４４は負イオン発生部となる。

イオン放出用の孔４４は、感電防止のために、通電部である誘導電極１に直接手が触れないように誘導電極１の貫通孔１ｂの孔径よりも小さい径に設定されている。さらに放電電極２の先端位置も、（外装ケース４０の蓋体４０ｂの厚み）＋（誘導電極１の天板部１ａの厚み）＋（誘導電極１の屈曲長さ）でトータル１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度、外装ケース４０の表面から奥まった構造とされている。このように誘導電極１および放電電極２の先端に手が触れないように、イオン放出用の孔４４の径は小さく設定される必要があるが、逆に小さすぎるとイオン放出量が減少するため、たとえば６ｍｍの寸法とされている。

このイオン発生装置５０は、上述したように５ｍｍ以上８ｍｍ以下の厚みを有しているが、もちろんそれ以上の厚みであってもよい。

次に、各機能素子の電気的接続の状態について説明する。
図８は、本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の機能ブロック図であり、各機能素子の電気的接続を示す図である。図８を参照して、イオン発生装置５０は、上述したように、外装ケース４０と、イオン発生素子ブロック４０Ａに配置されたイオン発生素子１０および高圧回路５と、高圧トランスブロック４０Ｂに配置された高圧トランス２０と、高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃに配置された高圧トランス駆動回路３０と、電源入力コネクタ３０ｂとを有している。なお、電源入力コネクタ３０ｂは一部が高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃ内に配置されており、また他の一部が外装ケース４０の外部に露出しており、外部から電源をコネクタ接続できる構造となっている。

この電源入力コネクタ３０ｂは、入力電源としての直流電源や商用交流電源の供給を受ける部分である。電源入力コネクタ３０ｂは高圧トランス駆動回路３０に電気的に接続されている。この高圧トランス駆動回路３０は高圧トランス２０の１次側に電気的に接続されている。この高圧トランス２０は、１次側に入力された電圧を昇圧して２次側に出力するためのものである。高圧トランス２０の２次側の一方はイオン発生素子１０の誘導電極１に電気的に接続されており、２次側の他方は高圧回路５を通じて放電電極２に電気的に接続されている。

高圧トランス２０における各端子の具体的な接続方法として、１次側の端子２３ａ、２３ｂは、高圧トランス駆動回路３０を搭載する基板３１の表面（半田面）に直接またはリード線を用いた半田接続により接続されている。高圧トランス２０の２次巻線２２ａの巻き始め端子２４ａは高圧回路５を通じて放電電極２に電気的に接続されており、バネ形状を有した２次巻線２２ａの巻き終わり端子２４ｂの先端は誘導電極の裏面の一部に接触して接続されている。

巻き終わり端子２４ｂはバネ形状であるため、誘導電極１を若干天面方向（蓋体４０ｂ側）に浮き上がらせる力を加える。これに対して、外装ケース４０の蓋体４０ｂを取付けることで、この蓋体４０ｂにより誘導電極１を反対方向（巻き終わり端子２４ｂ側）へ押さえることができる。これにより、バネ形状を有した２次巻線２２ａの巻き終わり端子２４ｂの先端と誘導電極１の接触を強固にすることができる。

高圧回路５は、正イオンを発生させる放電電極２には誘導電極１に対し正極性の高電圧を印加し、また負イオンを発生させる放電電極２には誘導電極１に対し負極性の高電圧を印加するよう構成されている。これにより、正と負の２極性のイオンを発生させることができる。もちろん、高圧回路５の構成により正イオンのみ、または負イオンのみを発生させることも可能である。

また電源入力コネクタ３０ｂと高圧トランス駆動回路３０とは、図５に示すように基板３１上に搭載された状態で、図示しないリード線や配線パターンにより電気的に接続されている。また高圧トランス２０とイオン発生素子１０および高圧回路５とは、図５に示すように支持基板３上に搭載された状態で、図示しないリード線や配線パターンにより電気的に接続されている。

次に、モールドについて説明する。
上記のように各機能素子が外装ケース４０内に収容されて電気的に接続された状態で適宜モールドが施されている。ここで、イオン発生素子ブロック４０Ａや高圧トランスブロック４０Ｂは高電圧部であるため、イオン発生素子ブロック４０Ａ内のイオン発生部分（支持基板３の表面側）を除き、支持基板３の裏面側（半田面側）および高圧トランスブロック４０Ｂを樹脂モールド（たとえばエポキシ樹脂）により絶縁を強化することが望ましい。また高圧トランス２０をケース内に入れたうえで高圧トランスブロック４０Ｂに収容する場合には、図９および図１０に示すように、そのケース内を絶縁性のモールド材５１によりモールドすることで独立してモールドすることが好ましい。この場合、１次側の端子２３ａ、２３ｂおよび巻き始め端子２４ａの各接続部分と、巻き終わり端子２４ｂのばね形状を有する部分（接続部分）とがケースおよびモールド材５１から露出している必要がある。

また図３に示すように高圧トランス２０を単独で高圧トランスブロック４０Ｂ内に収容する場合には、イオン発生素子ブロック４０Ａの支持基板３の裏面側とともに高圧トランス２０をモールドすることが好ましい。

後者の場合、外装ケース４０には高圧トランスブロック４０Ｂからのモールドが高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃに流れ込まないように壁４１が設けられているが、一方で高圧トランス２０の端子２３ａ、２３ｂを高圧トランス駆動回路３０に接続するための接続部（リード線など）を通すことも必要になる。そのため図３に示すように壁４１の一部に、接続部を通すための切欠部４１ａを設けることが好ましい。

高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃも、イオン発生装置５０の使用環境によりモールドされてもよい。基本的にこのブロック４０Ｃは印加電圧が家庭用の電源電圧であるため、他のブロックと比較して低電圧であり、高湿や多塵などの特殊環境でない限りは外装ケース４０に覆われているのでモールドまでは必要とされない場合もあり、モールドを選択できる構造（モールド可能な構成）とすることができる。

ここでモールドを選択できる構造（モールド可能な構成）とは、高圧トランス駆動回路３０および電源入力コネクタ３０ｂを搭載した基板３１が高圧トランス駆動回路ブロック４０Ｃ内に配置された状態で、モールド材を基板３１の表面側（蓋側）から裏面側（本体４０ａの底部側）に回り込ませることが可能で、かつ外装ケース４０の本体４０ａの底部からモールド材が漏れないように構成されていることを意味する。

つまり、モールドは各機能素子を外装ケース４０内に配置した後に行われるため、基板３１の表面側からモールド材を注入しても、部品搭載面である裏面側にまでモールド材が回り込むように外装ケース４０および基板３１が構成されていなければならない。また、モールド材は注入の際には液体であるため、外装ケース４０の底部が密閉されていないと外装ケース４０の外部に漏れ出してしまうため、モールド材が漏れ出さないように外装ケース４０の底部を密閉構造とする必要がある。

また上記においては、イオン放出用の孔４４を外装ケース４０の蓋体４０ｂに設けた場合について説明したが、この孔４４は外装ケース４０の本体４０ａの底面に設けられてもよい。つまり、蓋体４０ｂはイオン放出用の孔４４を設ける側とされてもよく、またイオン放出用の孔４４を設けない側とされてもよい。

上記のイオン発生装置において正イオンまたは負イオンのいずれか一方の極性のイオンを発生させる場合、イオンを発生させる放電電極２の針状の先端位置を誘導電極１の貫通孔１ｂの中心に合わせ、かつ誘導電極１の貫通孔１ｂの厚みＴ１の範囲内に配置することにより、誘導電極１と放電電極２の針状の先端とが空気空間を挟んで対向するようにする。

また正イオンと負イオンの両極性のイオンを放出させるためには、正イオンを発生させる放電電極２の針状の先端位置と負イオンを発生させる放電電極２の針状の先端位置との各々を、互いに所定の距離を確保して配置し、かつ誘導電極１の貫通孔１ｂの中心に合わせ、かつ誘導電極１の貫通孔１ｂの厚みＴ１の範囲内に配置することにより、誘導電極１と放電電極２の針状の先端とが空気空間を挟んで対向するようにする。

上記のイオン発生素子１０において、板状の誘導電極１と針状の放電電極２とを上記のように所定の距離を確保して配置し、誘導電極１と放電電極２との間に高電圧を印加すると、針状の放電電極２の先端でコロナ放電が生じる。このコロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかのイオンが発生し、このイオンが誘導電極１に設けられた貫通孔１ｂからイオン発生素子１０の外部に放出される。さらに送風を加えることで、より効果的にイオンを放出することが可能となる。

正イオンと負イオンとの双方を生じさせる場合、一方の放電電極２の先端では正コロナ放電を発生させて正イオンを発生させ、他方の放電電極２の先端では負コロナ放電を発生させて負イオンを発生させる。印加する波形はここでは特に問わず、直流、正負にバイアスされた交流波形や正負にバイアスされたパルス波形などの高電圧とする。電圧値は放電を発生させるに十分かつ、所定のイオン種は生成させる電圧領域を選定する。

ここで、正イオンは、水素イオン（Ｈ⁺）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは任意の自然数）として表される。また負イオンは、酸素イオン（Ｏ₂ ^-）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは任意の自然数）として表される。

正イオンおよび負イオンの両極性のイオンを放出する場合には、空気中の正イオンであるＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは任意の自然数）と、負イオンであるＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは任意の自然数）とを略同等量発生させることにより、両イオンが空気中を浮遊するカビ菌やウィルスの周りを取り囲み、その際に生成される活性種の水酸化ラジカル（・ＯＨ）の作用により、浮遊カビ菌などを除去することが可能となる。

次に、上記のイオン発生装置を用いた電気機器の一例として空気清浄機の構成について説明する。

図１１は、図３に示すイオン発生装置を用いた空気清浄機の構成を概略的に示す斜視図である。また図１２は、図１１に示す空気清浄機にイオン発生装置を配置した様子を示す空気清浄機の分解図である。

図１１および図１２を参照して、空気清浄機６０は前面パネル６１と本体６２とを有している。本体６２の後方上部には吹き出し口６３が設けられており、この吹き出し口６３からイオンを含む清浄な空気が室内に供給される。本体６２の中心には空気取り入れ口６４が形成されている。空気清浄機６０の前面の空気取り入れ口６４から取り込まれた空気が、図示しないフィルターを通過することで清浄化される。清浄化された空気は、ファン用ケーシング６５を通じて、吹き出し口６３から外部へ供給される。

清浄化された空気の通過経路を形成するファン用ケーシング６５の一部に、図３に示すイオン発生装置５０が取り付けられている。イオン発生装置５０は、そのイオン発生部となる孔４４からイオンを上記の空気流に放出できるように配置されている。イオン発生装置５０の配置の例として、空気の通過経路内であって、吹き出し口６３に比較的近い位置Ｐ１、比較的遠い位置Ｐ２などの位置が考えられる。このようにイオン発生装置５０のイオン発生部４４に送風を通過させることにより、吹き出し口６３から清浄な空気とともに外部にイオンを供給するイオン発生機能を空気清浄機６０に持たせることが可能になる。

本実施の形態の空気清浄機６０によれば、イオン発生装置５０で生じたイオンを送風部（空気の通過経路）により気流に乗せて送ることができるため、機外にイオンを放出することができる。

なお本実施の形態においては電気機器の一例として空気清浄機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機器は、これ以外に空気調和機（エアコンディショナー）、冷蔵機器、掃除機、加湿器、除湿機、電気ファンヒータなどであってもよく、イオンを気流に乗せて送るための送風部を有する電気機器であればよい。

また上記においてイオン発生装置５０に入力される電源（入力電源）は商用交流電源および直流電源のいずれであってもよい。入力電源が商用交流電源である場合、１次側回路である高圧トランス駆動回路３０を構成する部品間やプリント基板のパターン間には法的距離をとる必要がある。また部品は電源電圧に対し耐圧確保できる部品が必要となり、大型化を招くが回路構成は簡素化でき、部品点数は少なくできる。一方、入力電源が直流電源である場合、１次側回路となる高圧トランス駆動回路３０を構成する部品間やプリント基板のパターン間の距離は上記商用交流電源の場合と比べると大きく緩和され、近距離で配置でき、かつ部品自体もチップ部品などの小型品が採用でき、高密度配置が可能となるものの、高電圧駆動回路実現のための回路が複雑になり、部品点数が上記商用交流電源の場合と比べて多くなる。

また上記においては、２次巻線２２ａの巻き終わり端子２４ｂのみがばね形状を有する場合について説明したが、巻き始め端子２４ａのみがばね形状を有していてもよく、また巻き終わり端子２４ｂおよび巻き始め端子２４ａの双方がばね形状を有していてもよい。

この巻き始め端子２４ａは図８より高圧回路５に電気的に接続されている必要がある。また、高圧回路５は、図５に示すようにイオン発生素子１０とともに支持基板３の裏面（誘導電極１と反対側）上に形成されている。よって、巻き始め端子２４ａがばね形状を有している場合には、高圧回路５に電気的に接続されたパッド（接続部）を支持基板３の裏面上に設け、そのパッド部分にばね形状の巻き始め端子２４ａが接続される。

また、ばね形状を有する巻き始め端子２４ａおよび／または巻き終わり端子２４ｂには、たとえば鋼材（鉄の錫メッキ品）が用いられる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、イオン発生電極にイオンを発生させるために電圧を昇圧して供給するイオン発生装置用トランス、イオン発生装置および電気機器に特に有利に適用され得る。

本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置用トランスの構成を概略的に示す平面図である。 図１の矢印ＩＩ方向から見た側面図である。 図１および図２に示す高圧トランスを用いたイオン発生装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図３に示したイオン発生装置において蓋体を除いた状態での概略平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う概略断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う概略断面図である。 図３に示したイオン発生装置に用いられるイオン発生素子の構成を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の機能ブロック図であり、各機能素子の電気的接続を示す図である。 高圧トランスをケース内に入れたうえでモールドした様子を概略的に示す平面図である。 図９の矢印Ｘ方向から見た側面図である。 図３に示すイオン発生装置を用いた空気清浄機の構成を概略的に示す斜視図である。 図１１に示す空気清浄機にイオン発生装置を配置した様子を示す空気清浄機の分解図である。

符号の説明

１ 誘導電極、１ａ 天板部、１ｂ 貫通孔、１ｃ 屈曲部、２ 放電電極、３ 支持基板、５ 高圧回路、１０ イオン発生素子、２０ 高圧トランス（巻線トランス）、２１ １次巻線部、２１ａ １次巻線、２２ ２次巻線部、２２ａ ２次巻線、２３ａ，２３ｂ １次巻線端子、２４ａ ２次巻線巻き始め端子、２４ｂ ２次巻線巻き終わり端子、２５，２６ 分離壁、２８ コア、２９ ボビン、３０ 高圧トランス駆動回路、３０ａ 素子、３０ｂ 電源入力コネクタ、３１ 基板、４０ 外装ケース、４０ａ 本体、４０ｂ 蓋体、４０ｅ 誘導電極保持壁、４０ｆ 誘導電極位置決めリブ、４０ｇ 支持基板保持壁、４０Ａ イオン発生素子ブロック、４０Ｂ 高圧トランスブロック、４０Ｃ 高圧トランス駆動回路ブロック、４１，４２，４３ 壁、４１ａ，４１ｂ 切欠部、４３ａ リブ、４３ｂ 誘導電極保持壁、４３ｃ 支持基板保持壁、４４ イオン放出用の孔、５０ イオン発生装置、５１ モールド材、６０ 空気清浄機、６１ 前面パネル、６２ 本体、６３ 吹き出し口、６４ 空気取り入れ口、６５ ファン用ケーシング。

Claims (5)

1. イオン発生電極にイオンを発生させるために電圧を昇圧して供給するイオン発生装置用トランスであって、
   磁性体を有するコアと、
   前記コアの周囲に巻き付けられ、かつ互いに絶縁された１次巻線および２次巻線と、
   前記２次巻線の巻き始め部分に電気的に接続された第１端子と、
   前記２次巻線の巻き終わり部分に電気的に接続された第２端子とを備え、
   前記第１端子の接続部分および前記第２端子の接続部分の少なくとも一方がバネ形状を有している、イオン発生装置用トランス。
2. 前記第１端子の前記接続部分および前記第２端子の前記接続部分の双方を露出するように、前記第１端子および前記第２端子をモールドする絶縁性のモールド材をさらに備えた、請求項１に記載のイオン発生装置用トランス。
3. 放電電極と、
   前記放電電極との間に誘電体および空気のいずれかを挟んで前記放電電極に対向するように配置された誘導電極と、
   請求項１または２に記載の前記イオン発生装置用トランスとを備え、
   前記イオン発生装置用トランスの前記バネ形状の接続部分が前記放電電極および前記誘導電極の少なくとも一方に接続されている、イオン発生装置。
4. 前記放電電極および前記誘導電極を有するイオン発生素子と、前記イオン発生装置用トランスとを内部に収容するケースと、
   前記ケースに取付けることで、前記放電電極および前記誘導電極の少なくとも一方を前記イオン発生装置用トランスの前記バネ形状の接続部分に押し付ける前記ケースの蓋体とをさらに備えた、請求項３に記載のイオン発生装置。
5. 請求項３または４に記載の前記イオン発生装置と、
   前記イオン発生装置で生じた正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを送風気流に乗せて送るための送風部とを備えた、電気機器。

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