JP2010029554A - イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放出するイオンの量を均一にすることができるイオン発生装置を提供する。
【解決手段】ＰＣＩ制御回路３５６、３５７それぞれは、マイクロコンピュータ３５０からの指令を受けて、イオン発生素子３１、３２の駆動、停止を制御する。制御部３５は、ファン３３の回転数が所定値より小さい場合、イオン発生素子３１、３２の間欠駆動の間隔を所定間隔よりも短くすべく制御する。例えば、ファン３３の回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、中速を所定値としたときに、検出したファン３３の回転数が中速より小さい低速である場合、イオン発生素子３１、３２のオン／オフの間欠駆動の間隔を所定間隔（例えば、１．０秒の都度のオン／オフを基準とする）よりも短く（例えば、０．５秒の都度のオン／オフ）する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、イオンを発生させるイオン発生装置に関する。

従来、脱臭作用や除菌作用を有する液体から霧を発生させ、ファンを用いて発生させた気流によって霧を室内に拡散させることにより、室内の壁面等の脱臭や除菌をすることが可能な空気清浄機が実用化されている。

例えば、床面上に設置する構成であって、空気取入口から取り入れられた空気中にイオン発生器でイオンを発生し、ファンによりイオンを含んだ空気を装置外部に放出する空気清浄装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００７−２３６４７０号公報

特許文献１に開示されたような空気清浄装置では、ファンの風量（回転数）を可変することにより、放出するイオンの量（イオン濃度）を調整している。しかし、イオンの量を増やすためにファンの風量（回転数）を上げた場合、ファンにより発生する騒音が大きくなり、ユーザに不快感を与える場合がある。また、ファンにより発生する騒音を低くするためにファンの風量（回転数）を下げた場合、騒音は低くなるものの、放出されるイオン量が減少するという問題がある。一方で、装置の長寿命化、省電力化が要望されている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、放出するイオンの量を均一にすることができるイオン発生装置を提供することを目的とする。

本発明に係るイオン発生装置は、イオンを発生するイオン発生部と、該イオン発生部で発生したイオンを放出するためのファンとを備えるイオン発生装置において、前記イオン発生部の駆動／停止を制御する制御手段と、前記ファンの回転数を検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段で検出した回転数が所定値より小さい場合、前記イオン発生部の間欠駆動の間隔を所定間隔よりも短くすべく制御するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生装置は、前記イオン発生部を複数備え、前記制御手段は、各イオン発生部を交互に駆動／停止するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生装置は、前記制御手段は、前記検出手段で検出した回転数が前記所定値より大きい場合、前記イオン発生部を連続駆動するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生装置は、運転開始の指示を受け付ける受付手段を備え、前記制御手段は、前記受付手段で運転開始の指示を受け付けた場合、前記イオン発生部を所定時間連続駆動し、その後前記所定間隔で間欠駆動するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生装置は、前記イオン発生部で発生したプラスイオンを放出する第１放出部と、マイナスイオンを放出する第２放出部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、イオン発生装置は、イオン発生部の駆動／停止を制御する制御手段と、ファンの回転数を検出する検出手段とを備える。制御手段は、ファンの回転数（風量、風速にも相当する）が所定値より小さい場合、イオン発生部の間欠駆動の間隔を所定間隔よりも短くすべく制御する。例えば、ファンの回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、中速を所定値としたときに、検出したファンの回転数が中速より小さい低速である場合、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔（例えば、オン時間、オフ時間）を所定間隔（例えば、１．０秒の都度のオン／オフ）よりも短く（例えば、０．５秒の都度のオン／オフ）する。ファンの回転数を下げることで、騒音低下と省電力化が図れるとともに、イオン発生部の間欠駆動の間隔を短くして風量の低下を補って放出するイオンの量（イオン濃度）を均一にすることができる。また、イオン発生部を間欠駆動するので、連続駆動する場合に比べて長寿命化を図ることができる。

本発明にあっては、イオン発生装置は、複数のイオン発生部を備える。制御手段は、各イオン発生部を交互に駆動／停止する。例えば、イオン発生部を２つ備える場合、一方のイオン発生部がオンしている間、他方のイオン発生部がオフするように制御する。そして、例えば、ファンの回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、中速を所定値としたときに、検出したファンの回転数が中速より小さい低速である場合、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を所定間隔（例えば、１．０秒の都度のオン／オフ）よりも短く（例えば、０．５秒の都度のオン／オフ）にする。ファンの回転数を下げることで、騒音低下と省電力化が図れるとともに、イオン発生部の間欠駆動の間隔を短くして風量の低下を補って放出するイオンの量（イオン濃度）を均一にすることができる。また、イオン発生部を間欠駆動するので、連続駆動する場合に比べて長寿命化を図ることができる。また、イオン発生部を複数備えることにより、高いイオン濃度を確保することができる。

本発明にあっては、イオン発生装置は、制御手段は、ファンの回転数（風量、風速にも相当する）が所定値より大きい場合、イオン発生部を連続駆動する。例えば、ファンの回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、中速を所定値としたときに、検出したファンの回転数が中速より大きい高速である場合、イオン発生部の間欠駆動に代えて連続駆動を行う。ファンの風量を上げる場合には、イオンの量（イオン濃度）を多くする必要性が高いと考えられるので、必要とするイオン量を確保することを優先することができる。なお、連続駆動に代えて、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を所定間隔（例えば、１．０秒の都度のオン／オフ）よりも長く（例えば、１．５秒の都度のオン／オフ）することにより、イオンの量を均一にすることもできる。

本発明にあっては、イオン発生装置は、運転開始の指示を受け付ける受付手段を備える。制御手段は、運転開始の指示を受け付けた場合、イオン発生部を所定時間（例えば、３０分、１時間、２時間など）連続駆動し、その後所定間隔で間欠駆動する。例えば、ファンの回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、動作モードが低速であれば、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を０．５秒とし、動作モードが中速であれば、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を１．０秒とし、動作モードが高速であれば、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を１．５秒（あるいは、連続駆動でもよい）とする。これにより、運転開始時には、イオンを十分に放出することができ、一層早くイオン効果（例えば、空気清浄、脱臭、除菌など）を発揮しつつ、省電力化、長寿命化及び必要なイオン量を確保することができる。

本発明にあっては、イオン発生装置は、プラスイオンを放出する第１放出部と、マイナスイオンを放出する第２放出部とを備える。プラスイオンの放出部とマイナスイオンの放出部とを独立させることにより、プラスイオンとマイナスイオンとが中和することを避けて、イオンの拡散性を高めることができ、イオン濃度を均一にすることができる。

本発明によれば、騒音低下と省電力化が図れるとともに、放出するイオンの量（イオン濃度）を均一にすることができる。また、イオン発生部の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るイオン発生装置１００の外観斜視図であり、図２は本発明に係るイオン発生装置１００の前面視の分解斜視図であり、図３は本体ベース３０の分解斜視図であり、図４は本発明に係るイオン発生装置１００の後面視の分解斜視図である。また、図５はケース４０の平面図であり、図６は本体ベース３０の平面図であり、図７は吸込グリル２０の平面図である。

図２に示すように、イオン発生装置１００は、一面が開口した箱状のケース４０、ケース４０に収容される一面が開口した箱状の本体ベース３０、本体ベース３０の上面（前面）に取り付けられる吸込グリル２０、吸込グリル２０の上面（前面）に取り付けられる空気案内板としての前面パネル１０などを備えている。

イオン発生装置１００の前面パネル１０には、中央部に空気吸込口１５を設けてあり、空気吸込口１５と同一面上であって、空気吸込口１５を囲むように、イオンを放出するための放出部としての空気吹出口１１、１２、１３、１４を設けてある。ここで、同一面とは、本実施の形態で例示するように、空気吸込口と空気吹出口とが同一平面にある場合のみならず、同一の屈曲面にある場合（例えば、空気吸込口の開口面の法線方向と空気吹出口の開口面の法線方向とが鋭角をなすようにお互いに傾いて設けられているような場合）、お互いに平行な平面にある場合（例えば、空気吸込口の開口面と空気吹出口の開口面とが段差を有して設けられている場合）などを含むものとする。空気吹出口１１〜１４は、空気吸込口１５を囲んで長方形の略四隅に配置されている。なお、本実施の形態では、イオンを放出する放出部として、空気吹出口を例に挙げて説明するが、放出部はこれに限定されるものではなく、イオンを放出することができる構造であれば、空気とともに吹き出すものに限らず、どのような構成のものでもよい。

図２に示すように、吸込グリル２０の前面（上面）には、空気吸込口１５に対応する位置に略同寸法の吸込孔２５を設けてあり、空気吹出口１１〜１４それぞれに対応する位置に略同寸法の吹出孔２１、２２、２３、２４を設けてある。

また、図３に示すように、本体ベース３０には、イオン発生部としてのイオン発生素子３１、３２、羽根を備えたファン３３、イオン発生装置１００を制御する制御部３５、複数のＬＥＤを備える表示部３６などを取り付けるようになっている。

図３に示すように、本体ベース３０は、中央部にファン３３を取り付けるように構成してある。本体ベース３０の底面であって、ファン３３が取り付けられる箇所は、外側から内側に向かって円形状に絞り込んだ椀状の絞り部３７を形成してある。ファン３３が動作することにより、空気吸込口１５から吸い込まれた空気の流れが本体ベース３０の底面に当たる際に、絞り部３７を形成してあることにより、吸い込まれた空気が本体ベース３０の底面に沿ってスムーズに流れ易くすることができ、空気流の乱れを生じさせることなく空気吹出口１１〜１４へ導くことができる。

本体ベース３０の対向する１組の側壁同士は、前面（上面）に向かって拡がるように傾斜してあり、それぞれの側壁にイオン発生素子３１、３２を取り付けている。イオン発生素子３１、３２は、先端に係止部が形成された固定板３４により側壁に押圧されて取り付けられる。なお、イオン発生素子３１、３２は、固定板３４により着脱可能に取り付けられるようになっている。

イオン発生素子３１は、矩形状の板状体であり、一方の端部近傍にマイナスイオンを発生させる電極部としての電極針３１ａ、３１ｂを適長離隔して設けてあり、他方の端部近傍にプラスイオンを発生させる電極部としての電極針３１ｃ、３１ｄを適長離隔して設けてある。イオン発生素子３１を取り付けた状態で、吹出孔２１及び空気吹出口１１の近傍には、マイナスイオンを発生するイオン発生電極部が配置され、吹出孔２１及び空気吹出口１１からはマイナスイオンを含む空気が吹き出される。また、吹出孔２４及び空気吹出口１４の近傍には、プラスイオンを発生するイオン発生電極部が配置され、吹出孔２４及び空気吹出口１４からはプラスイオンを含む空気が吹き出される。

イオン発生素子３２は、イオン発生素子３１と同様の構成をなす。イオン発生素子３２を取り付けた状態で、吹出孔２２及び空気吹出口１２の近傍には、プラスイオンを発生するイオン発生電極部が配置され、吹出孔２２及び空気吹出口１２からはプラスイオンを含む空気が吹き出される。また、吹出孔２３及び空気吹出口１３の近傍には、マイナスイオンを発生するイオン発生電極部が配置され、吹出孔２３及び空気吹出口１３からはマイナスイオンを含む空気が吹き出される。

イオン発生素子３１、３２は、空気中の水蒸気をプラズマ放電によりイオン化することにより、プラスイオンとしてのＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n （ｎは任意の自然数）と、マイナスイオンとしてのＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m （ｍは任意の自然数）とを発生する。そして、これらが化学反応することにより、活性種である過酸化水素（Ｈ₂ Ｏ₂ ）及び／又は水酸基ラジカル（ＯＨ）が生成され、空気中の浮遊細菌や浮遊ウィルス等が除去される。

これにより、それぞれの空気吹出口１１〜１４は、独立にプラスイオンを含む空気、あるいはマイナスイオンを含む空気を吹き出すことができ、イオン発生装置１００から吹き出した空気中のプラスイオンとマイナスイオンとが直ちに中和することを防止できる。そして、イオンの中和を防止することにより、イオンの拡散性を向上させることができる。

また、表示部３６は、イオン発生装置１００の動作状態を表示するための複数のＬＥＤを備えている。例えば、表示部３６は、イオン発生素子３１、３２が動作中（連続駆動中、間欠駆動中）であることを示す青色ＬＥＤ、空気吸込口１５に取り付けられたフィルタの交換時期を通知するための赤色ＬＥＤ、ファン３３の動作モードを示す青色・緑色・赤色の三色ＬＥＤなどを備えている。この場合、ファン３３の回転数が高速（風量、風速が大に相当）である場合、三色ＬＥＤの青色が点灯し、回転数が中速（風量、風速が中に相当）である場合、三色ＬＥＤの緑色が点灯し、回転数が低速（風量、風速が小に相当）である場合、三色ＬＥＤは点灯しない。また、イオン発生素子３１、３２の交換時期を通知する場合には、三色ＬＥＤの青色及び緑色が点滅する。また、前面パネル１０が外れている場合、あるいは、完全に装着されていない場合、表示部３６のすべてのＬＥＤが消灯する。

また、制御部３５は、イオン発生装置１００の全体の動作を制御するマイクロコンピュータ、イオン発生素子３１、３２、及びファン３３の動作を制御する制御回路、前面パネル１０の着脱を検出するためのマイクロスイッチ３５１などを備えている。制御部３５の詳細は後述する。図４に示すように、前面パネル１０の裏面側に立設した突起棒１６がマイクロスイッチ３５１を押すことにより、マイクロスイッチ３５１はオンとなり、前面パネル１０が装着されていることを検出する。一方、前面パネル１０が外れた場合、突起棒１６がマイクロスイッチ３５１から離れ、マイクロスイッチ３５１がオフして前面パネル１０が離脱したことを検出する。前面パネル１０が離脱した場合、マイクロスイッチ３５１がオフしてイオン発生装置１００の動作は停止又は運転できない状態となる。

図４に示すように、吸込グリル２０の裏面側（後面側）には、吸込孔２５を挟むようにして本体ベース３０の深さ寸法より短い寸法の深さ（高さ）を有する吹出方向設定部材としての吹出方向設定部材としての通気壁２０１、２０１を対設してある。すなわち、本体ベース３０に吸込グリル２０を取り付けた状態で、本体ベース３０の底面内側と通気壁２０１との間は、ファン３３で吸い込まれた空気が流れるのに必要な十分な隙間を設けてある。

通気壁２０１の吹出孔２１〜２４側の側壁は、深さ（高さ）方向に沿ってテーパー状になった吹出方向設定部材としての傾斜面（内壁）２０１ａを有する。また、通気壁２０１の中央部には、通気壁２０１と略同寸法の深さ（高さ）を有し、吹出孔２２、２３に挟まれるように吹出方向設定部材としての通気板２０２を設けている。通気板２０２の吹出孔２２、２３側の側面は、深さ（高さ）方向に沿ってテーパー状になった吹出方向設定部材としての傾斜面（内壁）２０２ａ、２０２ｂを有する。なお、吹出孔２１、２４側の通気板２０２についても同様の構成である。

本体ベース３０に吸込グリル２０を取り付けた状態で、通気壁２０１、通気板２０２は、本体ベース３０の内壁（底面内側、側面内側等）とともに、空気吸込口１５と空気吹出口１１〜１４とを連通する通気路Ｒを形成する。そして、通気路Ｒには、ファン３３の羽根の回転軸が空気吸込口１５及び空気吹出口１１〜１４の面と直交するようにファン３３を取り付けてある。

また、図４及び図７に示すように、吹出孔２２の裏側には、空気の吹き出し方向を設定するための吹出方向設定部材としての整流板２０４、２０４を傾斜面２０２ａと略平行に適長離隔して設けている。吹出孔２４の裏側にも、同様に空気の吹き出し方向を設定するための整流板２０４、２０４を傾斜面２０２ａと略平行に適長離隔して設けている。

図８及び図９は空気の通気路Ｒの概略を示す模式図である。図８はイオン発生装置１００の長手方向から見た状態を示し、図９はイオン発生装置１００の短手方向から見た状態を示す。図８に示すように、ファン３３を動作させることにより、空気吸込口１５から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、ファン３３を介して通気路Ｒを通り、空気吹出口１３、１４（空気吹出口１１、１２は図８では不図示）から吹出される。なお、図８において矢印は空気の流れを示す。空気吹出口１３から吹き出される際に、イオン発生素子３２のマイナスイオン発生電極部で発生したマイナスイオンが空気に含まれ、マイナスイオンを含む空気が吹き出される。また、空気吹出口１４から吹き出される際に、イオン発生素子３１のプラスイオン発生電極部で発生したプラスイオンが空気に含まれ、プラスイオンを含む空気が吹き出される。

また、通気路Ｒの内壁である傾斜面２０１ａにより、空気吹出口１３、１４から吹き出される空気は、傾斜面２０１ａに沿った方向（傾斜面２０１ａと平行な方向）へ拡散する。なお、傾斜面２０１ａと空気吹出口１３、１４の面とのなす角度は、例えば、４５度程度が好ましいが、これに限定されるものではなく、３０度〜６０度程度でもよい。

また、図９に示すように、ファン３３を動作させることにより、空気吸込口１５から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、ファン３３を介して通気路Ｒを通り、空気吹出口１２、１３（空気吹出口１１、１４は図９では不図示）から吹出される。なお、図９において矢印は空気の流れを示す。空気吹出口１２から吹き出される際に、イオン発生素子３２のプラスイオン発生電極部で発生したプラスイオンが空気に含まれ、プラスイオンを含む空気が吹き出される。

また、通気路Ｒの内壁である傾斜面２０２ａ、２０２ｂにより、空気吹出口１２、１３から吹き出される空気は、それぞれ傾斜面２０２ａ、２０２ｂに沿った方向（傾斜面２０２ａ、２０２ｂと平行な方向）へ拡散する。なお、傾斜面２０２ａ、２０２ｂと空気吹出口１２、１３の面とのなす角度は、例えば、４５度程度が好ましいが、これに限定されるものではなく、３０度〜６０度程度でもよい。なお、図８及び図９では、整流板２０４を省略している。

図１０は前面パネル１０の正面図であり、図１１は空気吹出口１１の要部断面図である。図１０に示すように、前面パネル１０の空気吹出口１１は、開口部１１２に複数の吹出方向設定部材としての仕切板１１１を並置したスリット状をなしている。これにより、空気吹出口１１は、空気案内板としての機能を有する。また、図１１に示すように、仕切板１１１は、空気吹出口１１の吹出方向に沿って傾斜してあり、傾斜した仕切板１１１により、図１１の矢印に示すように、空気の吹出方向を設定することができる。例えば、仕切板１１１を空気吹出口１１が設けられた面に対して直角に設けるのではなく、当該面に対して所要の傾斜角（例えば、４５度等）で傾斜させることでイオンを含む空気の吹出方向を仕切板１１１の傾きに応じて空気吹出口１１から斜めにすることができる。これにより、イオンの拡散性をさらに高めることができる。他の空気吹出口１２〜１４についても同様の構成を有する。

図１２は本発明に係るイオン発生装置１００の空気吹き出し方向の一例を示す説明図である。図１２において、矢印は、空気吹出口１１〜１４からの空気の吹き出し方向を示す。空気吹出口１１については、通気壁２０１の内壁としての傾斜面２０１ａ、通気板２０２の傾斜面２０２ｂ、及び空気吹出口１１に設けられた仕切板の傾きにより、イオン発生装置１００の長手方向外側（図１２で左方向）に向かってマイナスイオンを含む空気が拡散される。

また、空気吹出口１２については、通気壁２０１の内壁としての傾斜面２０１ａ、通気板２０２の傾斜面２０２ａ、整流板２０４、２０４及び空気吹出口１２に設けられた仕切板の傾きにより、イオン発生装置１００の短手方向外側（図１２で上方向）に向かってプラスイオンを含む空気が拡散される。

また、空気吹出口１３については、通気壁２０１の内壁としての傾斜面２０１ａ、通気板２０２の傾斜面２０２ｂ、及び空気吹出口１３に設けられた仕切板の傾きにより、イオン発生装置１００の長手方向外側（図１２で右方向）に向かってマイナスイオンを含む空気が拡散される。

また、空気吹出口１４については、通気壁２０１の内壁としての傾斜面２０１ａ、通気板２０２の傾斜面２０２ａ、整流板２０４、２０４及び空気吹出口１４に設けられた仕切板の傾きにより、イオン発生装置１００の短手方向外側（図１２で下方向）に向かってプラスイオンを含む空気が拡散される。

このように、イオン発生装置１００は、空気吹出口１１〜１４を空気吸込口１５と同一平面であって空気吸込口１５の回りに複数設けてある。これにより、中央部に配置された空気吸込口１５から吸い込まれた空気は、イオン発生装置１００の内部でイオンを含む空気となって、空気吸込口１５の回りに設けられた複数の空気吹出口１１〜１４より吹き出されるので、イオンの拡散性を向上させることができる。特に、イオン発生装置１００を室内の天井や壁に取り付けた場合であっても、複数の空気吹出口１１〜１４を設けてあるので、イオンを室内に効率的に拡散することができる。

また、マイナスイオンを含む空気の吹出口１１（又は１３）とプラスイオンを含む空気の吹出口１４（又は１２）とを独立させる（別個に離隔させる）ことにより、プラスイオンとマイナスイオンとが中和することを避けて、イオンの拡散性を高めることができる。

また、各空気吹出口１１〜１４の近傍にイオン発生電極部を備えている。例えば、マイナスイオンを含む空気を吹き出す空気吹出口１１、１３の近傍には、マイナスイオンを発生させるための電極部（例えば、電極針）を設けるとともに、プラスイオンを含む空気を吹き出す空気吹出口１２、１４の近傍には、プラスイオンを発生させるための電極部（例えば、電極針）を設ける。これにより、例えば、空気吹出口１１〜１４に至るまでの通気路Ｒ内でイオンが消滅することを防止し、発生させたプラスイオン及びマイナスイオンを空気吹出口１１〜１４から吹き出すことができ、イオンを一層効率的に拡散させることができる。

また、図１２に示すように、プラスイオンを含む空気を吹き出す空気吹出口とマイナスイオンを含む空気を吹き出す空気吹出口それぞれを交互に周状に配置してある。例えば、空気吹出口を長方形の各四隅の位置に配置した場合、プラスイオン用の空気吹出口とマイナスイオン用の空気吹出口とが順番に並ぶように配置する。この場合、対角線上の空気吹出口のイオンの極性は同じ極性となる。これにより、プラスイオンとマイナスイオンとを均等に拡散させることができるとともに、空間へのイオン分布が良くなりイオンの中和を避けることができる。

また、空気吹出口１１〜１４を空気吸込口１５と同一平面に設けてあるので、例えば、イオン発生装置１００を天井や壁に設置する場合に、空気吹出口１１〜１４及び空気吸込口１５を天井面や壁面と同一面にすることができ、イオン発生装置が天井面や壁面から飛び出した状態で設置しなければならないという制約を排除することができ、見た目も良くなる。

また、図１２に示すように、各空気吹出口１１〜１４から吹き出された空気の前記同一平面に沿った吹出方向をそれぞれ均等に異なる方向へ設定することができる。図１２の例では、一例として、空気吹出口１１〜１４を長方形の各四隅の位置に配置し、各空気吹出口１１〜１４から吹き出す空気の方向を隣接する空気吹出口からの吹出方向と略直角をなすようにする。これにより、イオン発生装置１００の空気吹出口１１〜１４の取り付け面から四方に均等にイオンを拡散することができる。

また、イオン発生装置１００は、空気吹出口１１〜１４及び空気吸込口１５の面と直交する軸回りに回転する羽根を有するファン３３を通気路に内設している。ファン３３を作動させることにより、空気吸込口１５から吸い込まれた空気は通気路Ｒを通って空気吹出口１１〜１４から吹き出される。そして、羽根の回転方向（図１２の矢印方向）と一致する向きに各空気吹出口１１〜１４からの吹出方向を設定してある。例えば、図１２に示すように、ファン３３の回転方向が反時計回りである場合、各空気吹出口１１〜１４からの吹出方向が反時計回りになるように吹出方向を設定する。これにより、ファン３３の回転により生じる渦状の空気の流れに逆らうことなく、イオンを含む空気を吹き出すことができ、イオンの拡散性を向上させることができる。

図１３は制御部３５の構成を示すブロック図である。制御部３５は、イオン発生装置１００全体を制御するためのマイクロコンピュータ３５０、マイクロスイッチ３５１、電源回路３８から所要の電圧を生成するための制御用供給回路（５Ｖ）３５２及びＰＣＩ（イオン発生素子）用供給回路（１２Ｖ）３５３、所定の情報を記憶するメモリ３５４、リモコン受光部３５５、イオン発生素子３１の駆動を制御するＰＣＩ制御回路３５６、イオン発生素子３２の駆動を制御するＰＣＩ制御回路３５７、ファン３３の動作を制御するファン制御回路３５８、表示部３６を制御する表示部制御回路３５９などを備えている。

制御用供給回路（５Ｖ）３５２は、直流５Ｖを生成し、マイクロコンピュータ３５０、メモリ３５４等に直流５Ｖを供給する。また、制御用供給回路（１２Ｖ）３５３は、直流１２Ｖを生成し、ＰＣＩ制御回路３５６、３５７、ファン制御回路３５８などに直流１２Ｖを供給する。

リモコン受光部３５５は、リモコン（不図示）からの赤外光を受光し、受光した光から信号を抽出する。リモコン受光部３５５では、例えば、イオン発生装置１００の運転開始、運転停止、動作モードの設定などの信号を受け付ける。動作モードには、例えば、ファン３３の回転数が高速（風量、風速が大）、中速（風量、風速が中）、低速（風量、風速が小）の３つの動作状態がある。なお、イオン発生装置１００を他の装置、例えば、照明装置などに組み込む場合には、他の装置を制御するための信号を受け付けるリモコン受光部と共用することもできる。

ＰＣＩ制御回路３５６、３５７それぞれは、マイクロコンピュータ３５０からの指令を受けて、イオン発生素子３１、３２の駆動、停止を制御する。例えば、イオン発生素子３１、３２を連続駆動（連続にイオンを発生させる）し、あるいは、イオン発生素子３１、３２を間欠駆動（所定の間隔でオン／オフを繰り返すことで、間欠的にイオンを発生させる）する。なお、イオン発生素子３１、３２を間欠駆動する場合には、一方のイオン発生素子を駆動する場合、他方のイオン発生素子を停止する。

ファン制御回路３５８は、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路を備え、マイクロコンピュータ３５０からの指令を受けて、ファン３３の回転数を調整するとともに、ファン３３の回転数を検出してマイクロコンピュータ３５０へ出力する。ファン制御回路３５８は、ファン３３の回転数が高速（例えば、３０００回／分で風量又は風速が大の状態）、中速（例えば、２７００回／分で風量又は風速が中の状態）、低速（例えば、２４００回／分で風量又は風速が小の状態）の３つの動作モードでファン３３を動作させる。なお、動作モードは、あくまで一例であって、回転数を３段階に分ける構成のみならず、さらに多くの他段階に分けてよく、あるいは、ファン３３の回転数を連続的に可変するように構成することもできる。

図１４はイオン発生素子の間欠駆動の例を示す説明図である。図１４（ａ）は１個のイオン発生素子（Ａ）を備える場合を示し、図１４（ｂ）は２個のイオン発生素子（Ａ）、（Ｂ）を備える場合を示し、図１４（ｃ）は３個のイオン発生素子（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を備える場合を示す。図１４（ａ）に示すように、１個のイオン発生素子（Ａ）を備える場合、間欠駆動は、イオン発生素子のオン／オフを所定の間隔（例えば、オン時間及びオフ時間がそれぞれ０．５秒、１．０秒、１．５秒など）で繰り返す。

また、図１４（ｂ）に示すように、２個のイオン発生素子（Ａ）、（Ｂ）を備える場合、間欠駆動は、各イオン発生素子のオン／オフを所定の間隔（例えば、オン時間及びオフ時間がそれぞれ０．５秒、１．０秒、１．５秒など）で繰り返す。そして、一方のイオン発生素子がオンである時、他方のイオン発生素子をオフにする。

また、図１４（ｃ）に示すように、３個のイオン発生素子（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を備える場合、間欠駆動は、各イオン発生素子のオンを所定の間隔（例えば、０．５秒、１．０秒、１．５秒など）で繰り返す。そして、一方のイオン発生素子がオンである時、他の２つのイオン発生素子をオフにする。なお、本実施の形態のイオン発生装置１００は、２個のイオン発生素子３１、３２を備える構成を示すが、イオン発生素子の個数は２個に限定されるものではない。

制御部３５は、ファン３３の回転数（風量、風速にも相当する）が所定値より小さい場合、イオン発生素子３１、３２の間欠駆動の間隔を所定間隔よりも短くすべく制御する。例えば、ファン３３の回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、中速を所定値としたときに、検出したファン３３の回転数が中速より小さい低速である場合、イオン発生素子３１、３２のオン／オフの間欠駆動の間隔を所定間隔（例えば、１．０秒の都度のオン／オフを基準とする）よりも短く（例えば、０．５秒の都度のオン／オフ）にする。ファン３３の回転数を下げることで、騒音低下と省電力化が図れるとともに、イオン発生素子３１、３２の間欠駆動の間隔を短くして風量の低下を補って放出するイオンの量（イオン濃度）を均一にすることができる。また、イオン発生素子３１、３２を間欠駆動するので、連続駆動する場合に比べて長寿命化を図ることができる。

なお、この場合、制御部３５は、一方のイオン発生素子３１（又は３２）がオンしている間、他方のイオン発生素子３２（又は３１）がオフするように制御する。これにより、ファン３３の回転数を下げることで、騒音低下と省電力化が図れるとともに、イオン発生素子３１、３２の間欠駆動の間隔を短くして風量の低下を補って放出するイオンの量（イオン濃度）を均一にすることができる。また、イオン発生素子３１、３２を間欠駆動するので、連続駆動する場合に比べて長寿命化を図ることができる。また、イオン発生素子３１、３２を複数備えることにより、高いイオン濃度を確保することができる。

制御部３５は、ファン３３の回転数（風量、風速にも相当する）が所定値より大きい場合、イオン発生素子３１、３２を連続駆動する。例えば、ファン３３の回転数が高速、中速、低速の３つの動作モードがある場合に、中速を所定値としたときに、検出したファン３３の回転数が中速より大きい高速である場合、イオン発生素子３１、３２の間欠駆動に代えて連続駆動を行う。ファン３３の風量を上げる場合には、イオンの量（イオン濃度）を多くする必要性が高いと考えられるので、必要とするイオン量を確保することを優先することができる。なお、連続駆動に代えて、イオン発生素子３１、３２の間欠駆動の間隔を所定間隔（例えば、１．０秒の都度のオン／オフ）よりも長く（例えば、１．５秒の都度のオン／オフ）することにより、イオンの量を均一にすることもできる。

図１５はイオン濃度とファン３３の回転数との関係を示す説明図である。図１５において、横軸はファン速、すなわち、ファン３３の回転数、風速、風量に相当する数値を示し、縦軸はイオン濃度（イオンの量）を比率で示す。また、図１５は１個のイオン発生素子から放出されるイオン濃度を示す。また、図中、上側の線分は、イオン発生素子を連続駆動した場合を示し、下側の線分は、イオン発生素子を間欠駆動した場合を示すとともに、オン／オフの間隔がそれぞれ０．５秒、１．０秒、１．５秒の時のイオン濃度の変動幅を示す。なお、イオン濃度は、プラスイオンの濃度とマイナスイオンの濃度との平均値である。また、イオン濃度測定時の環境は、温度が２５〜２７℃、湿度は３５〜４０％である。

イオン発生素子を連続駆動した場合に、ファン３３の回転数が中速でのイオン濃度を１００％（例えば、プラスイオンは１２３１０００個／ｃｍ³ 、マイナスイオンは１３０２０００個／ｃｍ³ ）すると、回転数が高速では、イオン濃度は１０６．６％であり、回転数が低速では、イオン濃度は９４．４％である。

また、イオン発生素子を１．０秒間隔で間欠駆動した場合に、ファン３３の回転数が中速ではイオン濃度は７１．８％であり、回転数が高速では、イオン濃度は７６．１％であり、回転数が低速では、イオン濃度は６６．９％である。

また、イオン発生素子を０．５秒間隔で間欠駆動した場合に、ファン３３の回転数が中速ではイオン濃度は８４．０％であり、回転数が高速では、イオン濃度は８８．６％であり、回転数が低速では、イオン濃度は７７．２％である。

また、イオン発生素子を１．５秒間隔で間欠駆動した場合に、ファン３３の回転数が中速ではイオン濃度は５９．４％であり、回転数が高速では、イオン濃度は６５．５％であり、回転数が低速では、イオン濃度は５６．６％である。

イオン発生装置１００の動作を決定付けるために、まず基準となる動作条件を予め設定しておく。すなわち、図１５において、点Ｓ１で示す動作条件を基準動作状態として設定する。この動作状態Ｓ１では、ファン３３の回転数は中速であり、イオン発生素子は、１．０秒の都度オン／オフを繰り返す間欠駆動である。この動作状態で放出することができるイオン濃度（７１．８％）を所要のイオン濃度（基準値）である７０％を下回らないように設定する。

そして、ファン３３の騒音低減、あるいは省電力化のためにファン３３の回転数を低速にした場合には、ファン３３の回転数の減少により放出するイオン濃度の低下を補うべく、イオン発生素子を１．０秒間隔の間欠駆動から０．５秒間隔の間欠駆動に変更する。これにより動作状態はＳ１からＳ２へ移り、イオン濃度は７７．２％程度を維持することができ、基準値（７０％）を下回ることなくイオン濃度をほぼ均一にすることができる。

一方、ファン３３の騒音や省電力化よりもイオン濃度を速やかに高めることを優先した場合には、ファン３３の回転数を高速にするとともに、イオン発生素子を間欠駆動から連続駆動に変更する。これにより、動作状態は図中Ｓ３で示す点に移り、イオン濃度は１０６．６％に増やすことができる。

なお、ファン３３の回転数を高速にした場合、イオン濃度をできるだけ均一にするために、イオン発生素子を１．５秒間隔の間欠駆動に変更してもよい。この場合、イオン濃度は６５．５％程度を維持することができ、イオン濃度をほぼ均一にすることができる。なお、この場合にイオン濃度を基準値以上にするためには、１．５秒間隔よりも短い間隔で間欠駆動を行えばよい。

図１５の例では、１個のイオン発生素子が放出するイオン濃度について説明したが、本実施の形態のように、２個のイオン発生素子を用いる構成の場合には、イオン濃度をさらに高めることができる。例えば、２個のイオン発生素子を連続駆動した場合、ファン３３の回転数が中速では、イオン濃度は１２９．６％であり、回転数が高速では、イオン濃度は１４１．１％であり、回転数が低速では、イオン濃度は１２０．９％である。また、２個のイオン発生素子を１．０秒間隔で交互に間欠駆動した場合に、ファン３３の回転数が中速ではイオン濃度は１２２．４％であり、回転数が高速では、イオン濃度は１３５．８％であり、回転数が低速では、イオン濃度は１１１．７％である。

次に、本発明に係るイオン発生装置１００の動作について説明する。図１６及び図１７は制御部３５の処理手順を示すフローチャートである。制御部３５は、電源オンされたか否かを判定し（Ｓ１１）、電源オンされていない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続ける。電源オンされた場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部３５は、前面パネル１０が閉じているか否かを判定し（Ｓ１２）、閉じていない場合（Ｓ１２でＮＯ）、すなわち、前面パネルが外れている場合、あるいは、完全に装着されていない場合、前面パネルが「開」の情報（例えば、ＬＥＤの消灯）を出力し（Ｓ１３）、ステップＳ１２以降の処理を続ける。

前面パネル１０が閉じている場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部３５は、ファン３３の動作モードを取得し（Ｓ１４）、タイマをオンする（Ｓ１５）。この場合、動作モードは、メモリ３５４に記憶されたものを使用することができるが、リモコンからの信号を受信した場合には、受信した信号から動作モードを取得してもよい。

制御部３５は、取得した動作モード（例えば、低速、中速、高速など）でファン３３を駆動し（Ｓ１６）、各イオン発生素子３１、３２を連続駆動する（Ｓ１７）。制御部３５は、タイマをオンしてから所定時間（例えば、１時間）経過したか否かを判定し（Ｓ１８）、所定時間経過していない場合（Ｓ１８でＮＯ）、ステップＳ１６以降の処理を続ける。

所定時間経過した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部３５は、動作モードを判定する（Ｓ１９）。この際に、リモコン受光部３５５でリモコンからの信号を取得するようにしてもよい。ファン３３の回転数が中速である動作モードの場合（Ｓ１９で中速）、制御部３５は、各イオン発生素子３１、３２を交互に１秒間隔でオン／オフする間欠駆動する（Ｓ２０）。ファン３３の回転数が低速である動作モードの場合（Ｓ１９で低速）、制御部３５は、各イオン発生素子３１、３２を交互に０．５秒間隔でオン／オフする間欠駆動する（Ｓ２１）。ファン３３の回転数が高速である動作モードの場合（Ｓ１９で高速）、制御部３５は、各イオン発生素子３１、３２を連続駆動する（Ｓ２２）。

制御部３５は、イオン発生素子３１、３２の駆動積算時間が所定の閾値（例えば、２万時間など）以上であるか否かを判定し（Ｓ２３）、閾値以上である場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、イオン発生素子の交換を促す情報（例えば、ＬＥＤの点滅など）を出力する（Ｓ２４）。駆動積算時間が閾値以上でない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部３５は、ステップＳ２４の処理を行わずにステップＳ２５の処理を行う。

制御部３５は、電源がオフされたか否かを判定し（Ｓ２５）、電源がオフされていない場合（Ｓ２５でＮＯ）、ステップＳ１９以降の処理を続け、電源がオフされた場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、処理を終了する。

上述のように、運転開始の指示としての電源オンがされた場合、イオン発生素子３１、３２を所定時間（例えば、３０分、１時間、２時間など）連続駆動し、その後、動作モードが低速であれば、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を０．５秒とし、動作モードが中速であれば、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を１．０秒とし、動作モードが高速であれば、イオン発生部のオン／オフの間欠駆動の間隔を１．５秒（あるいは、連続駆動でもよい）とする。これにより、運転開始時には、イオンを十分に放出することができ、一層早くイオン効果（例えば、空気清浄、脱臭、除菌など）を発揮しつつ、省電力化、長寿命化及び必要なイオン量を確保することができる。

なお、空気吹出口１１〜１４からの空気の吹出方向は、図１２の例に限定されるものではなく、他の方向であってもよい。図１８は本発明に係るイオン発生装置１００の空気吹き出し方向の他の例を示す説明図である。図１８において、矢印は、空気吹出口１１〜１４からの空気の吹き出し方向を示す。図１８に示すように、空気吹出口１１〜１４からの空気の吹き出し方向は、ファン３３の中心から半径方向に沿って４方向となる。なお、この場合、例えば、空気吹出口１１〜１４の仕切板の平面視の向きを変更することにより、空気の吹き出し方向を図１８の例のように設定することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ファンの回転数を下げた場合でもイオン発生素子のオン／オフ時間を変更することにより、イオン濃度の低下を最小限に留めイオン濃度を均一化するとともに、イオン発生素子の通電時間を削減することでイオン発生素子の長寿命化を図ることができる。また、ファンにより発生する騒音低減と省電力化を実現することができる。

上述の実施の形態では、動作モードとしてファンの回転数を３段階に分けた構成を示したが、これに限定されるものではなく、ファンの回転数の高低により４段階以上の他段階に動作モードを分けることもできる。また、ファンの回転数を連続に変化させることで、イオン発生素子のオン／オフの時間間隔も連続的に変更することもできる。

上述の実施の形態において、イオン発生素子のオン／オフの時間間隔（０．５秒、１．０秒、１．５秒等）は、一例であってこれに限定されるものではなく、イオン発生素子の個数、空気吹出口の形状、大きさ、配置等によって適宜変更することができる。

イオン発生装置１００を他の装置、例えば、照明装置と一体化することにより、例えば、照明装置を天井又は壁などに取り付けた場合、床面などに別個のイオン発生装置を設置する必要がなく、室内の省スペース化を図ることができる。また、照明装置に調光機能などの複雑な機能が備えられ、これらの機能をマイクロコンピュータ等で制御するような場合、照明装置とイオン発生装置１００とでマイクロコンピュータを共用することができる。また、照明装置とイオン発生装置１００とで電源回路などを共用化することもできる。また、イオン発生装置１００に具備したファン３３によりケース４０が放熱フィンの役割を果たして照明装置内で発生する熱を放熱することもでき、発光ダイオード等の長寿命化を図ることも可能となる。さらに、一体化により施工性が向上する。また、イオン発生装置単体で天井（天井埋め込みを含む）や壁などに取り付けることができ、あるいは卓上又は床置きでもよい。また、照明装置に限定されず、空気調和機、除湿器、加湿器等の電気機器に取り付けることもできる。

上述の実施の形態において、イオン発生素子は、矩形状をなすものであったが、イオン発生素子の形状や電極部の構成は、これに限定されるものではなく、空気吹出口の位置、寸法等に応じて適宜変更することができる。

本発明に係るイオン発生装置の外観斜視図である。 本発明に係るイオン発生装置の前面視の分解斜視図である。 本体ベースの分解斜視図である。 本発明に係るイオン発生装置の後面視の分解斜視図である。 ケースの平面図である。 本体ベースの平面図である。 吸込グリルの平面図である。 空気の通気路の概略を示す模式図である。 空気の通気路の概略を示す模式図である。 前面パネルの正面図である。 空気吹出口の要部断面図である。 本発明に係るイオン発生装置の空気吹き出し方向の一例を示す説明図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 イオン発生素子の間欠駆動の例を示す説明図である。 イオン濃度とファンの回転数との関係を示す説明図である。 制御部の処理手順を示すフローチャートである。 制御部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明に係るイオン発生装置の空気吹き出し方向の他の例を示す説明図である。

符号の説明

１０ 前面パネル
１１、１２、１３、１４ 空気吹出口
１５ 空気吸込口
１１１ 仕切板
２０ 吸込グリル
２１、２２、２３、２４ 吹出孔
２５ 吸込孔
２０１ 通気壁
２０２ 通気板
２０１ａ、２０２ａ、２０２ｂ 傾斜面
２０４ 整流板
３０ 本体ベース
３１、３２ イオン発生素子
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 電極針
３３ ファン
３４ 固定板
３５ 制御部
３５０ マイクロコンピュータ
３５１ マイクロスイッチ
３５４ メモリ
３５５ リモコン受光部
３５６、３５７ ＰＣＩ制御回路
３５８ ファン制御回路
３５９ 表示部制御回路
３６ 表示部
４０ ケース

Claims (5)

1. イオンを発生するイオン発生部と、該イオン発生部で発生したイオンを放出するためのファンとを備えるイオン発生装置において、
   前記イオン発生部の駆動／停止を制御する制御手段と、
   前記ファンの回転数を検出する検出手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記検出手段で検出した回転数が所定値より小さい場合、前記イオン発生部の間欠駆動の間隔を所定間隔よりも短くすべく制御するように構成してあることを特徴とするイオン発生装置。
2. 前記イオン発生部を複数備え、
   前記制御手段は、
   各イオン発生部を交互に駆動／停止するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
3. 前記制御手段は、
   前記検出手段で検出した回転数が前記所定値より大きい場合、前記イオン発生部を連続駆動するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイオン発生装置。
4. 運転開始の指示を受け付ける受付手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記受付手段で運転開始の指示を受け付けた場合、前記イオン発生部を所定時間連続駆動し、その後前記所定間隔で間欠駆動するように構成してあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。
5. 前記イオン発生部で発生したプラスイオンを放出する第１放出部と、マイナスイオンを放出する第２放出部とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のイオン発生装置。

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