JP2013105542A - イオン発生装置、イオン発生システム及び収納庫 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で効率良くイオンを放出することができ、さらには直流電源で動作するイオン発生装置、イオン発生システム及び収納庫を提供する。
【解決手段】正イオン発生器３０ａは、高電圧発生部６から正の駆動電圧が印加されて正イオンを発生する。負イオン発生器３０ｂは、高電圧発生部６から負の駆動電圧が印加されて負イオンを発生する。正イオン発生器３０ａが有する誘電電極３２ａ及び負イオン発生器３０ｂが有する誘導電極３２ｂには、固定電位線４３によって、共通の固定電位を与えられており、誘電電極３２ａ及び誘導電極３２ｂの電位が安定することよって、効率よくイオンを放出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、正イオン及び負イオンを効率良く発生するイオン発生装置、イオン発生システム及び収納庫に関するものである。

近年、居住空間内の空気を清浄化するために、正（プラス）及び／又は負（マイナス）のイオンを発生させる装置に関する研究が盛んに行われている。例えば、空気清浄機では、装置内部に設けた通風路の途中に正及び負のイオンを発生するイオン発生器を配置し、通風路を流れる空気とともに、イオン発生器が発生したイオンを外部の空間へ放出するようにしている。

一般的に、イオン発生器は、針状の放電電極と該放電電極に対向する誘導電極との間に高電圧を印加することによってコロナ放電を起こし、正イオン及び負イオンを発生する。イオン発生器で発生する正イオンは、例えばＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_m （ｍは任意の自然数）であり、負イオンは、例えばＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_n （ｎは自然数）である。空気清浄機から放出された正イオン及び負イオンは、空気中の浮遊菌やカビ菌に付着して反応を起こし、そのときに発生する水酸基ラジカル（・ＯＨ）、及び過酸化水素（Ｈ₂ Ｏ₂ ）によって、浮遊菌やカビ菌を殺菌し、ウィルスを不活性化する効果があり、両極性のイオンがより高濃度で一様に存在するほど、その効果は高いとされている。

特許文献１には、送風機と、正の電圧の印加により正イオンを発生する放電電極、及び負の電圧の印加により負イオンを発生する放電電極を有するイオン発生器とを備えた空気清浄機が記載されている。特許文献１に記載された空気清浄機では、イオン発生器により正イオン及び負イオンを交互に発生し、発生したイオンを送風機が送風する空気とともに外部へ吹き出して拡散することにより、正イオン及び負イオンを同時に発生させる場合に比べて、正イオン及び負イオンの結合によるイオンの消滅が抑制されるため、イオンの発生効率を高めることができ、外部の空気中におけるイオンの濃度を高めることができるというものである。

特開２００５−２４３２８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気清浄機は、イオン発生器が発生したイオンを外部へ放出するために送風機を備えるので、消費電力が大きくなるとともに、装置の外形寸法も大きくなり、設置場所が限定されてしまうという課題があった。

そこで、装置の低消費電力化及び小型化のために、送風機を設けずにイオン発生装置で発生したイオンを外部へ放出するようにした場合、送風によるイオンの拡散がないため、正イオン及び負イオンを同時に発生させると、正イオン及び負イオンの結合によるイオンの消滅が生じ易くなり、外部の空気中へ効率良くイオンを放出することができない。

このため、特許文献１に記載のように、正イオン及び負イオンを交互に発生させることが考えられる。しかし、設置場所の自由度を高めるために、電池等の直流電源を用いて高電圧駆動するようにしたイオン発生装置では、誘導電極を接地することなく高電圧駆動すると、帯電により誘導電極に電位が生じ、放電電極と誘電電極との間の電位差が不安定になり、イオンの発生効率が低下するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で効率良くイオンを放出することができ、さらには直流電源で動作するイオン発生装置、イオン発生システム及び収納庫を提供することにある。

本発明に係るイオン発生装置は、正の駆動電圧が印加されて正イオンを発生する正イオン発生器と、負の駆動電圧が印加されて負イオンを発生する負イオン発生器とを備えるイオン発生装置において、前記正イオン発生器及び前記負イオン発生器が有する誘導電極に共通の固定電位を与える固定電位線を備えることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生装置は、直流電源から供給される直流電圧を変換して前記駆動電圧を発生する駆動電圧発生部を備えることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生装置は、前記正イオン発生器及び前記負イオン発生器に交互に駆動電圧を印加する制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生システムは、上述のいずれか１つに記載のイオン発生装置を複数備えるイオン発生システムにおいて、複数の前記イオン発生装置夫々の固定電位線が、接続してあることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生システムは、複数の前記イオン発生装置のうち、一のイオン発生装置は、該一のイオン発生装置が備える正イオン発生器及び負イオン発生器のいずれに駆動電圧を印加しているかを示す信号を出力する出力手段を備え、他のイオン発生装置は、前記信号を取得する取得手段と、該取得手段により取得した前記信号が、正イオン発生器に駆動電圧を印加していることを示すときには、該他のイオン発生装置が備える負イオン発生器に駆動電圧を印加し、負イオン発生器に駆動電圧を印加していることを示すときには、該他のイオン発生装置が備える正イオン発生器に駆動電圧を印加するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る収納庫は、上述のいずれか１つに記載のイオン発生装置と、被収納物を収納する収納庫本体とを備える収納庫であって、前記イオン発生装置は、前記収納庫本体内にイオンを放出するようにしてあること特徴とする。

本発明に係る収納庫は、上述のイオン発生システムと、被収納物を収納する収納庫本体とを備える収納庫であって、前記イオン発生システムは、前記収納庫本体内にイオンを放出するようにしてあること特徴とする。

本発明にあっては、正イオン発生器に正の駆動電圧を印加して正イオンを発生し、負イオン発生器に負の駆動電圧を印加して負イオンを発生し、固定電位線により、正イオン発生器及び負イオン発生器が有する誘導電極に共通の固定電位を与えるため、正イオン発生器及び負イオン発生器に印加される電位が安定し、効率良くイオンを放出する。

本発明にあっては、直流電源から直流電圧が供給され、駆動電圧発生部により変換して駆動電圧を発生するため、装置の小型化を図ることができる。

本発明にあっては、制御手段により正イオン発生器及び負イオン発生器に交互に駆動電圧を印加する制御を行うので、正イオン及び負イオンの結合によるイオンの消滅を抑制する。

本発明にあっては、複数のイオン発生装置を備えるイオン発生システムにおいて、複数のイオン発生装置夫々の固定電位線が接続してあるため、正イオン発生器及び負イオン発生器に印加される電位が安定し、効率良くイオンを放出する。

本発明にあっては、複数のイオン発生装置を備えるイオン発生システムにおいて、一のイオン発生装置が、出力手段により、正イオン発生器及び負イオン発生器のいずれに駆動電圧を印加しているかを示す信号を出力し、他のイオン発生装置は、取得手段により取得した該信号が、正イオン発生器に駆動電圧を印加していることを示すときには、該他のイオン発生装置が備える負イオン発生器に駆動電圧を印加し、負イオン発生器に駆動電圧を印加していることを示すときには、該他のイオン発生装置が備える正イオン発生器に駆動電圧を印加するように制御するため、１のイオン発生装置と他の１のイオン発生装置との間で接続線を介して帯電を打ち消し合い、効率よくイオンを放出する。

本発明によれば、正イオン発生器に正の駆動電圧を印加して正イオンを発生し、負イオン発生器に負の駆動電圧を印加して負イオンを発生し、固定電位線により、正イオン発生器及び負イオン発生器が有する誘導電極に共通の固定電位を与えるので、正イオン発生器及び負イオン発生器に印加される電位が安定し、効率良くイオンを放出することができる。

本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置を搭載する収納庫の構成を示す縦断側面図である。 本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置の構成を示すブロック図である。 イオン発生装置の放電電極に印加される駆動電圧を示す模式図である。 イオン発生装置の一実施例を示す外観図である。 イオン発生装置の他の一実施例を示す外観図である。 本発明の実施の形態１に係るイオン発生システムを搭載する収納庫の構成を示す縦断側面図である。 本発明の実施の形態１に係るイオン発生システムの構成を示すブロック図である。 イオン発生システムにおける各放電電極に印加される駆動電圧を示す模式図である。 イオン発生システムにおけるイオン発生装置が発生するイオンを示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置を搭載する収納庫の構成を示す縦断側面図である。 本発明の実施の形態２に係る正イオン発生部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置の構成を示すブロック図である。 イオン発生装置における各放電電極に印加される駆動電圧を示す模式図である。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１を搭載する収納庫１００の構成を示す縦断側面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態では、収納庫１００が衣類を吊り下げて収納する衣類収納庫である例を示す。

収納庫１００は、イオン発生装置１と、収納庫本体２とを備える。収納庫本体２は、前扉２ａ、背板２ｂ、天板２ｃ、底板２ｄ、ハンガーポール２ｅ、側板（図示略）を備える箱体であり、ハンガーポール２ｅには衣類Ｃが掛けられている。イオン発生装置１は、例えば、図１に示すように天板２ｃの下面に配置する。イオン発生装置１のその他の配置場所としては、底板２ｄの上面、背板２ｂの内側上部（又は下部）、扉２ａの内側上部（又は下部）、側板の内側上部（又は下部）などが考えられる。収納庫１００は、図１に示す衣類収納庫に限られず、靴を収納する収納庫である下駄箱、衣類を折り畳んで収納する収納庫である収納ケース及びタンス等、食品を保管する収納庫である食品保管庫、さらに、書類を保管する収納庫である本棚及びラック等、その他の被収納物を収納するものであればよい。

イオン発生装置１は、正イオンを発生する正イオン発生器３０ａ、負イオンを発生する負イオン発生器３０ｂ、電源から各部へ電力を供給する電源部４、正イオン発生器３０ａ及び負イオン発生器３０ｂがイオンを発生するタイミングを制御する制御回路部５、正イオン発生器３０ａ及び負イオン発生器３０ｂに高電圧の駆動電圧を印加する高電圧発生部６、基準電位信号及びタイミング信号を入出力するインタフェース７（以下、ＩＦ７と表記する）、筐体８を備えている。

正イオン発生器３０ａは、放電電極３１ａ、誘導電極３２ａを備え、正イオンを発生する。放電電極３１ａは、例えば針形状の電極であり、高電圧発生部６から正の駆動電圧が印加されることによりコロナ放電を起こし、正イオンを発生する。誘導電極３２ａは、例えば導電性を有する平板形状の電極であり、放電電極３１ａに対向して設けられ、放電電極３１ａによるコロナ放電時の電界を安定化させる。また、負イオン発生器３０ｂは、放電電極３１ｂ、誘導電極３２ｂを備え、負イオンを発生する。放電電極３１ｂは、例えば針形状の電極であり、高電圧発生部６から負の駆動電圧が印加されることによりコロナ放電を起こし、負イオンを発生する。誘導電極３２ｂは、例えば導電性を有する平板形状の電極であり、放電電極３１ｂに対向して設けられ、放電電極３１ｂによるコロナ放電時の電界を安定化させる。なお、誘電電極３２ａ及び誘電電極３２ｂは、夫々個別の電極であってもよいし、一体の電極であってもよい。

電源部４は、電池等の直流電源４１、該直流電源４１の出力電圧を制御回路部５及び高電圧発生部６への入力電圧に変換する電圧変換回路４２、基準電位線４３を備えている。直流電源４１には、例えば単４乾電池×２本、単３乾電池×２本、リチウムイオン充電池等の各種電池を用いる。また、直流電源４１を電源部４に内蔵せずに、イオン発生装置１の外部に設けてある直流電源から電源部４へ直流電圧を供給する構成としてもよい。電圧変換回路４２は、ＤＣ／ＤＣ変換器であり、直流電源４１の出力電圧を制御回路部５及び高電圧発生部６への入力電圧に変換する。基準電位線４３は、例えば直流電源４１の負極側に接続されており、正イオン発生器３０ａの誘電電極３２ａ及び負イオン発生器３０ｂの誘電電極３２ｂに基準となる固定電位を与える。また、基準電位線４３は、直流電源４１の負極と正極との間の電圧を分圧した所定電位（負極に対する電位）に接続されるものであってもよい。

制御回路部５は、パルス発生回路５１、同期回路５２、スイッチ５３を備え、例えばマイコン回路等により構成する。パルス発生回路５１は、正イオン発生器３０ａから正イオンを発生させる正駆動パルス信号、及び負イオン発生器３０ｂから負イオンを発生させる負駆動パルス信号を発生する。駆動パルス信号は、例えば１６ミリ秒周期のパルス信号であり、後述の高電圧発生部６内のスイッチ６２ａ及びスイッチ６２ｂをオン／オフする。同期回路５２は、スイッチ５３において主系設定がされている場合には、同期のためのタイミング信号を生成して出力し、従系設定がされている場合には、タイミング信号を取得して同期をとる。

具体的には、同期回路５２は、スイッチ５３が主系設定の場合、パルス発生回路５１が発生する正駆動パルス信号及び負駆動パルス信号に基づき、正イオン発生器３０ａ及び負イオン発生器３０ｂのいずれに駆動電圧が印加されているかを示すタイミング信号を生成してＩＦ７へ出力する。例えば、タイミング信号は、正イオン発生器３０ａに駆動電圧が印加されているときに「ハイ」の値をとり、負イオン発生器３０ｂに駆動電圧が印加されているときに「ロー」の値をとる信号とする。同期回路５２は、スイッチ５３が従系設定の場合、ＩＦ７からタイミング信号を取得し、タイミング信号に基づきパルス発生回路５１に正駆動パルス信号及び負駆動パルス信号を生成するタイミングを与える。タイミング信号は、例えば、一つのイオン発生装置１で、正イオンを数ミリ秒〜数秒発生させた後、負イオンを数ミリ秒〜数秒発生させる周期を繰り返す周期信号である。

スイッチ５３は、例えば、スライドスイッチであり、ユーザが主系又は従系の設定操作をする。複数のイオン発生装置１をＩＦ７により接続して使用する場合には、各イオン発生装置１にてスイッチ５３を主系又は従系に設定し、イオン発生装置１を単体で使用する場合には、スイッチ５３を主系に設定する。

高電圧発生部６は、高圧トランス６１ａ，６１ｂ、スイッチ６２ａ，６２ｂ、整流ダイオード６３ａ，６３ｂを備え、制御回路部５からの正駆動パルス信号及び負駆動パルス信号に基づいて、高圧トランス６１ａ，６１ｂで夫々正及び負方向に振動する波形のインパルス状電圧を発生し、整流ダイオード６３ａ，６３ｂ等で整流して、正の高電圧、或いは負の高電圧をイオン発生器３０ａ，３０ｂに出力する。

高圧トランス６１ａ，６１ｂは、１次側巻線の一端を電源部４からの直流電圧出力に接続し、他端にスイッチ６２ａ，６２ｂを接続し、２次側巻線の一端を放電電極３１ａ，３１ｂを接続し、他端を誘導電極３２ａ，３２ｂに接続してある。スイッチ６２ａ，６２ｂによるオン／オフ動作により、１次側巻線に印加される直流電圧を昇圧し、２次側巻線に接続された正イオン発生器３０ａ及び負イオン発生器３０ｂに高圧の駆動電圧を印加する。

整流ダイオード６３ａは、アノードを高圧トランス６１ａの２次側巻線の一端に接続し、カソードを放電電極３１ａに接続してある。従って、整流ダイオード６３ａのアノードを接続した２次側巻線の一端に正の電圧が生じたときに電流が流れ、放電電極３１ａに正の高電圧が印加される。整流ダイオード６３ｂは、カソードを高圧トランス６１ｂの２次側巻線の一端に接続し、アノードを放電電極３１ｂに接続してある。従って、整流ダイオード６３ｂのカソードを接続した２次側巻線の一端に負の電圧が生じたときに電流が流れ、放電電極３１ｂに負の高電圧が印加される。

スイッチ６２ａ，６２ｂはＭＯＳ ＦＥＴであり、ドレイン端子が高圧トランスの一次側巻線の他端に接続され、ソース端子が基準電位線４３に接続され、ゲート端子が制御回路部５のパルス発生回路５１のパルス出力端子にされている。スイッチ６２ａのゲート端子にパルス発生回路５１からの正駆動パルス信号が入力し、スイッチ６２ａがオン／オフする。また、スイッチ６２ｂのゲート端子にパルス発生回路５１からの負駆動パルス信号が入力し、スイッチ６２ｂがオン／オフする。

ＩＦ７は、基準電位線４３が接続された基準電位用端子と、同期回路５２が接続された同期用端子を備え、これらの端子により、他のイオン発生装置１が接続される。筐体８は、電源部４、制御回路部５、高電圧発生部６、正イオン発生器３０ａ、負イオン発生器３０ｂ等を内蔵し、正イオン発生器３０ａの放電電極３１ａ、及び負イオン発生器３０ｂの放電電極３１ｂを外部に露出させるための開口部８１，８１を有する。また、筐体８の側面にはＩＦ７、及びスイッチ５３が配してある。

次に、イオン発生装置１の動作について説明する。制御回路部５は、パルス発生回路５１から出力する正駆動パルス信号及び負駆動パルス信号により、正イオン発生器３０ａ及び負イオン発生器３０ｂに正イオン及び負イオンを交互に発生するように制御する。図３は、イオン発生装置１の放電電極３１ａ，３１ｂに印加される駆動電圧を示す模式図である。図３中Ａ段は放電電極３１ａに印加される駆動電圧の波形を、Ｂ段は放電電極３１ｂに印加される駆動電圧の波形を夫々模式的に示したものであり、横軸は時間経過を示す。制御回路部５は、正駆動パルス信号によりスイッチ６２ａをオン状態、負駆動パルス信号によりスイッチ６２ｂをオフ状態にし、高圧トランス６１ａの２次側に高電圧を発生させ、整流ダイオード６３ａにより放電電極３１ａに正の駆動電圧（例えば＋５ｋＶ）を印加する。続いて、制御回路部５は、正駆動パルス信号によりスイッチ６２ａをオフ状態、負駆動パルス信号によりスイッチ６２ｂをオン状態にし、高圧トランス６１ｂの２次側に高電圧を発生させ、整流ダイオード６３ｂにより放電電極３１ｂに負の駆動電圧（例えば−５ｋＶ）を印加する。これを繰り返すことにより、図３中Ａ段に示す放電電極３１ａへの正の駆動電圧の印加と、図３中Ｂ段に示す放電電極３１ｂへの負の駆動電圧の印加とが交互に行われる。

正イオン発生器３０ａは、正の駆動電圧が放電電極３１ａに印加されると、放電電極３１ａと誘導電極３２ａとの間でコロナ放電を起こし、正イオンであるＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_m （ｍは任意の自然数）を発生する。また、負イオン発生器３０ｂは、負の駆動電圧が放電電極３１ｂに印加されると、放電電極３１ｂと誘導電極３２ｂとの間でコロナ放電を起こし、負イオンであるＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_n （ｎは自然数）を発生する。図３に示すように放電電極３１ａへの正の駆動電圧の印加と、放電電極３１ｂへの負の駆動電圧の印加が交互に行われることにより、正イオンと負イオンが交互に発生し、開口部８１から放出される。

図１に示すように、イオン発生装置１が収納庫１００の天板２ｃ下面に配置してある場合は、正イオン及び負イオンは、収納庫１００の上部空間２０ａに放出され、前側中段空間２０ｂ及び後側中段空間２０ｃ、さらには下部空間２０ｄへと拡散される。通常、収納庫１００内部は、前扉２ａが閉じられることにより閉空間となっているから、イオン発生装置１からイオンを放出し始めたときには、上部空間２０ａと下部空間２０ｄとでイオン濃度に差が生じるが、時間の経過に従ってイオン濃度の差は減少していく。

本実施形態においては、誘導電極３２ａ及び誘導電極３２ｂが、基準電位線４３に接続されているため、誘導電極３２ａ及び誘導電極３２ｂは、帯電が互いに打ち消し合って電位の変動が抑制され、基準電位に保たれる。従って、駆動電圧が印加されたときの放電電極３１ａと誘電電極３２ａとの間の電位差、及び放電電極３１ｂと誘電電極３２ｂとの間の電位差が安定するので、効率よく安定してイオンを発生し、放出することができる。さらには、各放電電極に各々逆極性の高電圧を印加することにより、電界強度が倍増するため、正イオン及び負イオンの放出が良好になり、収納庫１００内のイオン濃度を高めることができる。また、空気を送風する送風機を用いていないので、イオン発生装置１を小型化することができる。

また、直流電源４１から供給される直流電圧を高電圧発生部６により変換して駆動電圧を発生するので、外付け又は内蔵の電池等を用いることができ、イオン発生装置１を設置する場所の自由度を高めることができる。

図４は、イオン発生装置１の一実施例を示す外観図であり、図５は、イオン発生装置１の他の一実施例を示す外観図である。図４に示すイオン発生装置１の実施例では、電池を除いた外径寸法が、Ｗ５８ｍｍ×Ｈ２４ｍｍ×Ｄ３０ｍｍで、直径９ｍｍの開口部８１が約２０ｍｍ隔てて配置され、イオン発生器部分は、針電極型の電極構造を有する。また、図５に示すイオン発生装置１の実施例では、電池を除いた外径寸法が、Ｗ７７ｍｍ×Ｈ８ｍｍ×Ｄ２１ｍｍで、直径６ｍｍの開口部８１が約２０ｍｍ隔てて配置されている。いずれの実施例においても、筐体８内に、正イオン発生器３０ａ、負イオン発生器３０ｂ、高電圧発生部６、制御回路部５、電源部４（直流電源４１を除く）等を備えている。これらの実施例のとおり、イオン発生装置１にかかわる本体部分は、十分に小型化することができて、設置場所の自由度も高く、収納庫１００内に配置できる好適なサイズとなる。

次に、複数のイオン発生装置１を接続してイオン発生システム１０として使用する場合について説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係るイオン発生システム１０を搭載する収納庫１００の構成を示す縦断側面図である。図７は、本発明の実施の形態１に係るイオン発生システム１０の構成を示すブロック図である。本実施形態では、２つのイオン発生装置１を夫々の放電電極が向い合うように収納庫１００内の天板２ｃ下面と底板２ｄ上面とに配置し、基準電位線及びタイミング信号を接続線９により接続している。

２つのイオン発生装置１は、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１における正イオン発生器３０ａの放電電極３１ａと、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１における負イオン発生器３０ｂの放電電極３１ｂとが対向し、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１における負イオン発生器３０ｂの放電電極３１ｂと、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１における正イオン発生器３０ａの放電電極３１ａとが対向するように配置する。

２つのイオン発生装置１は、夫々正イオン発生器３０ａ及び負イオン発生器３０ｂを有するが、単独のイオン発生器を有するイオン発生装置１を２つ接続し、夫々のイオン発生器の放電電極に正の高電圧と負の高電圧とを交互に印加することによって正イオンと負イオンを交互に発生する構成としたイオン発生システムを使用してもよい。

２つのイオン発生装置１における基準電位線４３，４３は、ＩＦ７，７を介して基準電位接続線９１によって接続してある。また、タイミング信号接続線９２により、２つのイオン発生装置１における制御回路部５，５間でタイミング信号の入出力を行う。ユーザの操作により一方のイオン発生装置１におけるスイッチ５３を主系に設定し、他方のイオン発生装置１におけるスイッチ５３を従系に設定することにより、一方のイオン発生装置１の制御回路部５からタイミング信号が出力され、他方のイオン発生装置１の制御回路部５は該タイミング信号を取得する。

図８は、イオン発生システム１０における各放電電極に印加される駆動電圧を示す模式図である。図８中Ａ段及びＢ段は、図６に示す収納庫１００の天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１に印加される駆動電圧の波形を模式的に示したものであり、横軸は時間経過を示す。また、Ｃ段及びＤ段は、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１に印加される駆動電圧の波形を模式的に示したものである。Ａ段及びＣ段は、放電電極３１ａ，３１ａに印加される駆動電圧を示しており、Ｂ段及びＤ段は放電電極３１ｂ，３１ｂに印加される電圧を示している。

図９は、イオン発生システム１０におけるイオン発生装置１，１が発生するイオンを示す模式図である。図９中Ｅ段は、収納庫１００の天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１が発生するイオンを模式的に示したものであり、横軸は時間経過を示す。Ｆ段は、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１が発生するイオンを模式的に示したものである。図９中Ｅ段及びＦ段に示すように、２つのイオン発生装置１は夫々正イオン及び負イオンを交互に発生し、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１から正イオンを発生しているときに、同時に底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１から負イオンを発生し、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１から負イオンを発生しているときには、同時に底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１から正イオンを発生するように、タイミング信号に基づいて制御を行う。

例えば、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１が発生したイオンは、放電電極３１ａ又は放電電極３１ｂの先端から収納庫１００内の空間に向かって放出され、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１における放電電極３１ａと、底板２ｄ上面に対向して配置されているイオン発生装置１の放電電極３１ｂとの間に形成される電界、又は、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１における放電電極３１ｂと、底板２ｄ上面に対向して配置されているイオン発生装置１の放電電極３１ａとの間に形成される電界によって、底板２ｄ上面に配置されたイオン発生装置１に向かって移動する。

同様に、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１が発生したイオンは、放電電極３１ａ又は放電電極３１ｂの先端から収納庫１００内の空間に向かって放出され、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１における放電電極３１ａと、天板２ｃ下面に対向して配置されているイオン発生装置１の放電電極３１ｂとの間に形成される電界、又は、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１における放電電極３１ｂと、天板２ｃ下面に対向して配置されているイオン発生装置１の放電電極３１ａとの間に形成される電界によって、天板２ｃ下面に配置されたイオン発生装置１に向かって移動する。

本実施形態におけるイオン発生システム１０では、２つのイオン発生装置において夫々正イオン及び負イオンを交互に発生させることにより、一つのイオン発生装置１から正負イオンを同時に発生する場合において課題となっていた放出直後の正イオン及び負イオンの結合を抑制できる。

また、本実施形態におけるイオン発生システム１０では、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１から正イオンを発生しているときに、同時に底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１から負イオンを発生し、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１から負イオンを発生しているときには、同時に底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１から正イオンを発生するように、タイミング信号に基づいて制御を行う。これにより、天板２ｃ下面に配置したイオン発生装置１と、底板２ｄ上面に配置したイオン発生装置１との間に形成される電界の効果によって、収納庫１００内部の空間に正イオンと負イオンを効率良く発生し、拡散させることができる。

なお、正イオン及び負イオンを発生する比率（タイミング信号の「ハイ」値及び「ロー」値の比率に等しい）及び周期、並びに高電圧発生部駆動パルスの周期等は、イオン発生システム１０を設置する収納庫１００内の空間によって、目標とするイオン濃度、イオンバランスになるように、任意に調整、設定することができる。

また、本実施形態では、２つのイオン発生装置１の基準電位を接続して正イオン及び負イオンを交互に発生するので、単独のイオン発生装置１によって正イオン及び負イオンを交互に発生する場合に比べて、各誘導電極及び基準電位線等の帯電を互いに打ち消し合う。このため、２つのイオン発生装置１の基準電位が同じ電位レベルに制御され、各放電電極で発生するイオン量のバランスを取ることができ、各放電電極及び各誘導電極が形成する電界が安定するとともに、正イオン及び負イオンの放出が安定する効果が得られる。さらに、本実施形態では、向い合った放電電極に逆極性の高電圧を印加することにより、単独のイオン発生装置１により正イオン及び負イオンを交互に発生する場合に比べて、電界が倍増するため、イオンの放出が加速され、収納庫１００内のイオン濃度を高めることができる。

また、前扉２ａおよび背板２ｂに夫々イオン発生装置１を配置してイオン発生システム１０を構成し、各イオン発生装置１から夫々正イオン及び負イオンを交互に発生するようにしてもよい。同様に、左右の側板に夫々イオン発生装置１を配置してイオン発生システム１０を構成し、各イオン発生装置１から夫々正イオン及び負イオンを交互に発生するようにしてもよい。

本実施形態の収納庫１００では、収納庫１００内に多くの衣類Ｃが吊るされて収納されていると、イオンが自由に拡散できる空間は、前扉２ａと衣類Ｃとの間の前側中段空間２０ｂ、背板２ｂと衣類Ｃとの間の後側中段空間２０ｃ、および衣類Ｃと右側板または左側板との間の空間に限られる。天板２ｃ下面に配置されたイオン発生装置１と底板２ｄ上面に配置されたイオン発生装置１とが互いに逆極性の高圧の駆動電圧を印加されて形成する電界によるイオンの加速によって、イオンが狭い空間を長い距離移動することが可能となる。

発明者らの実験によると、単独のイオン発生装置１から送風等を伴わないでイオンを放出した場合には、イオンは自らの放電電極近傍で形成される電界によって数十ｃｍ飛行するものの、更にその遠方へは拡散現象によって到達することとなる。したがって、本実施形態に例示する衣類の収納庫１００のように空間内に多くの障害物が存在し、かつ距離が長い場合には、その空間に十分にイオンを拡散させることが困難となるが、本発明に係るイオン発生システム１０によれば、上述のように対向配置したイオン発生装置１が形成する電界によって、イオンの拡散を促進させることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置１は、正イオンを発生する正イオン発生部１ａと、負イオンを発生する負イオン発生部１ｂと、接続線９とを備えている。正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂは、夫々単極性のイオンを発生する。図１０は、本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置１を搭載する収納庫１００の構成を示す縦断側面図である。図１１は、本発明の実施の形態２に係る正イオン発生部１ａの構成を示すブロック図である。図１２は、本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態では、収納庫１００が衣類を吊り下げて収納する衣類収納庫である例を示す。

正イオン発生部１ａは、収納庫１００の天板２ｃ下面に配置され、負イオン発生部１ｂは、収納庫１００の底板２ｄ上面に配置されている。正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂのその他の配置場所としては、背板２ｂの内側上部（又は下部）、扉２ａの内側上部（又は下部）、側板の内側上部（又は下部）などが考えられる。また、正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂを対向させて、前扉２ａ及び背板２ｂに配置してもよいし、されるように、左右の側板に配置してもよい。

正イオン発生部１ａは、正イオンを発生する正イオン発生器３０ａ，３０ａ、電源から各部へ電力を供給する電源部４、正イオン発生器３０ａ，３０ａがイオンを発生するタイミングを制御する制御回路部５、正イオン発生器３０ａに正の駆動電圧を印加する高電圧発生部６、基準電位信号及びタイミング信号を入出力するＩＦ７、筐体８ａを備えている。負イオン発生部１ｂは、負イオン発生器３０ｂ，３０ｂ、負イオン発生器３０ｂに負の駆動電圧を印加する高電圧発生部６を備えるほか、正イオン発生部１ａと同等の構成となっている。以下では、主として正イオン発生部１ａについて説明する。

正イオン発生器３０ａ，３０ａは、ともに放電電極３１ａ、誘導電極３２ａを備え、正イオンを発生する。放電電極３１ａ，３１ａは、例えば針形状の電極であり、高電圧発生部６から正の駆動電圧が印加されることによりコロナ放電を起こし、正イオンを発生する。誘導電極３２ａ，３２ａは、例えば導電性を有する平板形状の電極であり、放電電極３１ａ，３１ａに対向して設けられ、放電電極３１ａ，３１ａによるコロナ放電時の電界を安定化させる。なお、誘電電極３２ａ，３２ａは、夫々個別の電極であってもよいし、一体の電極であってもよい。誘電電極３２ａ，３２ａには、電源部４が有する基準電位線４３により基準となる固定電位が与えられる。

制御回路部５は、パルス発生回路５１、同期回路５２、スイッチ５３を備え、例えばマイコン回路等により構成する。パルス発生回路５１は、正イオン発生器３０ａ，３０ａから正イオンを発生させる正駆動パルス信号を発生する。なお、負イオン発生部１ｂにおいては、パルス発生回路５１は、負イオン発生器３０ｂ，３０ｂから負イオンを発生させる正駆動パルス信号を発生する。同期回路５２は、スイッチ５３において主系設定がされている場合には、同期のためのタイミング信号を生成して出力し、従系設定がされている場合には、タイミング信号を取得して同期をとる。

具体的には、同期回路５２は、スイッチ５３が主系設定の場合、パルス発生回路５１が発生する正駆動パルス信号（負イオン発生部１ｂでは負駆動パルス信号）に基づき、正イオン発生器３０ａ，３０ａに駆動電圧が印加されているタイミングを示すタイミング信号を生成してＩＦ７へ出力する。例えば、タイミング信号は、正イオン発生器３０ａに駆動電圧が印加されているときに「ハイ」の値をとり、正イオン発生器３０ａに駆動電圧が印加されていないときに「ロー」の値をとる信号とする。同期回路５２は、スイッチ５３が従系設定の場合、ＩＦ７からタイミング信号を取得し、タイミング信号に基づきパルス発生回路５１に正駆動パルス信号（負イオン発生部１ｂでは負駆動パルス信号）を生成するタイミングを与える。

高電圧発生部６は、高圧トランス６１ａ、スイッチ６２ａ、整流ダイオード６３ａを備え、制御回路部５からの正駆動パルス信号に基づいて、高圧トランス６１ａで正及び負方向に振動する波形のインパルス状電圧を発生し、整流ダイオード６３ａ等で整流して、正の高電圧を正イオン発生器３０ａ，３０ａに出力する。

高圧トランス６１ａは、１次側巻線の一端を電源部４からの直流電圧出力に接続し、他端にスイッチ６２ａを接続し、２次側巻線の一端を放電電極３１ａ，３１ａを接続し、他端を誘導電極３２ａ，３２ａに接続してある。スイッチ６２ａによるオン／オフ動作により、１次側巻線に印加される直流電圧を昇圧し、２次側巻線に接続された正イオン発生器３０ａ，３０ａに高圧の駆動電圧を印加する。

整流ダイオード６３ａは、アノードを高圧トランス６１ａの２次側巻線の一端に接続し、カソードを放電電極３１ａ，３１ａに接続してあり、負イオン発生部１ｂでは、カソードを高圧トランスの２次側巻線の一端に接続し、アノードを放電電極３１ｂ，３１ｂに接続してある。

ＩＦ７は、基準電位線４３が接続された基準電位用端子と、同期回路５２が接続された同期用端子を備え、これらの端子により、正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂが接続線９により接続される。筐体８ａは、電源部４、制御回路部５、高電圧発生部６、正イオン発生器３０ａ、３０ａ等を内蔵し、正イオン発生器３０ａ，３０ａの放電電極３１ａ，３１ａを外部に露出させるための開口部８１，８１を有する。また、筐体８１の側面にはＩＦ７、及びスイッチ５３が配してある。

イオン発生装置１は、天板２ｃ下面に配置した正イオン発生部１ａの放電電極３１a，３１ａと、底板２ｄ上面に配置した負イオン発生部１ｂの放電電極３１ｂ，３１ｂとが対向するように配置してある。

正イオン発生部１ａの基準電位線４３と負イオン発生部１ｂの基準電位線４３は、ＩＦ７，７を介して基準電位接続線９１によって接続してある。また、タイミング信号接続線９２により、正イオン発生部１ａの制御回路部５及び負イオン発生部１ｂの制御回路部５間でタイミング信号の入出力を行う。ユーザの操作により一方のイオン発生部におけるスイッチ５３を主系に設定し、他方のイオン発生部におけるスイッチ５３を従系に設定することにより、一方のイオン発生部の制御回路部５からタイミング信号が出力され、他方のイオン発生部の制御回路部５は該タイミング信号を取得する。

次に実施の形態２に係るイオン発生装置１の動作について説明する。図１３は、イオン発生装置１における各放電電極に印加される駆動電圧を示す模式図である。図１３中Ａ段は、収納庫１００の天板２ｃ下面に配置した正イオン発生部１ａに印加される駆動電圧の波形を模式的に示したものであり、横軸は時間経過を示す。また、Ｂ段は、底板２ｄ上面に配置した負イオン発生部１ｂに印加される駆動電圧の波形を模式的に示したものである。

図１３に示す駆動電圧が正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂに印加されることにより、正イオン発生部１ａは正イオンを発生し、負イオン発生部１ｂは負イオンを発生する。天板２ｃ下面に配置した正イオン発生部１ａから正イオンを発生しているときに、同時に底板２ｄ上面に配置した負イオン発生部１ｂから負イオンを発生するように、タイミング信号に基づいて制御を行う。

例えば、天板２ｃ下面に配置した正イオン発生部１ａが発生したイオンは、放電電極３１ａ，３１ａの先端から収納庫１００内の空間に向かって放出され、天板２ｃ下面に配置した正イオン発生部１ａにおける放電電極３１ａ，３１ａと、底板２ｄ上面に対向して配置されている負イオン発生部１ｂの放電電極３１ｂ，３１ｂとの間に形成される電界によって、底板２ｄ上面に配置された負イオン発生部１ｂに向かって移動する。

同様に、底板２ｄ上面に配置した負イオン発生部１ｂが発生したイオンは、放電電極３１ｂ，３１ｂの先端から収納庫１００内の空間に向かって放出され、底板２ｄ上面に配置した負イオン発生部１ｂにおける放電電極３１ｂ，３１ｂと、天板２ｃ下面に対向して配置されている正イオン発生部１ａの放電電極３１ａ，３１ａとの間に形成される電界によって、天板２ｃ下面に配置された正イオン発生部１ａに向かって移動する。

図１３では、イオン発生と休止とを繰り返す制御を行っているが、休止する期間を設けずに連続してイオンを発生するようにしてもよい。また、イオン発生のための駆動電圧は、脈動するような電圧であってもよい。

本実施形態におけるイオン発生装置１では、正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂにおいて夫々正イオン及び負イオンを発生させることにより、放出直後の正イオン及び負イオンの結合を抑制することできる。

また、本実施形態におけるイオン発生装置１では、天板２ｃ下面に配置した正イオン発生部１ａにおける放電電極３１ａ，３１ａと、底板２ｄ上面に対向して配置されている負イオン発生部１ｂの放電電極３１ｂ，３１ｂとの間に形成される電界の効果によって、収納庫１００内部の空間に正イオンと負イオンを効率良く発生し、拡散させることができる。

また、本実施形態では、正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂの基準電位を接続して正イオン及び負イオンを発生するので、各誘導電極及び基準電位線等の帯電を互いに打ち消し合う。このため、正イオン発生部１ａ及び負イオン発生部１ｂの基準電位が同じ電位レベルに制御され、各放電電極で発生するイオン量のバランスを取ることができ、各放電電極及び各誘導電極が形成する電界が安定するとともに、正イオン及び負イオンの放出が安定する効果が得られる。

本実施形態の収納庫１００では、収納庫１００内に多くの衣類Ｃが吊るされて収納されていると、イオンが自由に拡散できる空間は、前扉２ａと衣類Ｃとの間の前側中段空間２０ｂ、背板２ｂと衣類Ｃとの間の後側中段空間２０ｃ、および衣類Ｃと右側板または左側板との間の空間に限られる。天板２ｃ下面に配置された正イオン発生部１ａと底板２ｄ上面に配置された負イオン発生部１ｂとが互いに逆極性の高圧の駆動電圧を印加されて形成する電界によるイオンの加速によって、イオンが狭い空間を長い距離移動することが可能となる。本実施形態に例示する衣類の収納庫１００のように空間内に多くの障害物が存在し、かつ距離が長い場合には、その空間に十分にイオンを拡散させることが困難となるが、本発明に係るイオン発生装置１によれば、上述のように対向配置した正イオン発生部１ａと負イオン発生部１ｂとが形成する電界によって、イオンの拡散を促進させることができる。

イオンを送出するための送風機を持たない構成により、イオン発生装置の低消費電力化、小型化が可能となり、設置場所の自由度が高く、小空間等でのイオン発生装置の使用用途が拡がる。

１ イオン発生装置
１０ イオン発生システム
１００ 収納庫
４ 電源部（直流電源）
４３ 基準電位線（固定電位線）
５ 制御回路部（制御手段）
５２ 同期回路（出力手段、取得手段）
６ 高電圧発生部（駆動電圧発生部）
３０ａ 正イオン発生器
３０ｂ 負イオン発生器
３２ａ，３２ｂ 誘導電極

Claims (7)

1. 正の駆動電圧が印加されて正イオンを発生する正イオン発生器と、負の駆動電圧が印加されて負イオンを発生する負イオン発生器とを備えるイオン発生装置において、
   前記正イオン発生器及び前記負イオン発生器が有する誘導電極に共通の固定電位を与える固定電位線を
   備えることを特徴とするイオン発生装置。
2. 直流電源から供給される直流電圧を変換して前記駆動電圧を発生する駆動電圧発生部を備え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. 前記正イオン発生器及び前記負イオン発生器に交互に駆動電圧を印加する制御を行う制御手段を備え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. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のイオン発生装置を複数備えるイオン発生システムにおいて、
   複数の前記イオン発生装置夫々の固定電位線が、接続してあることを特徴とするイオン発生システム。
5. 請求項３に記載のイオン発生装置を複数備えるイオン発生システムにおいて、
   複数の前記イオン発生装置のうち、一のイオン発生装置は、該一のイオン発生装置が備える正イオン発生器及び負イオン発生器のいずれに駆動電圧を印加しているかを示す信号を出力する出力手段を備え、
   他のイオン発生装置は、前記信号を取得する取得手段と、該取得手段により取得した前記信号が、正イオン発生器に駆動電圧を印加していることを示すときには、該他のイオン発生装置が備える負イオン発生器に駆動電圧を印加し、負イオン発生器に駆動電圧を印加していることを示すときには、該他のイオン発生装置が備える正イオン発生器に駆動電圧を印加するように制御する制御手段とを備えることを特徴とするイオン発生システム。
6. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のイオン発生装置と、被収納物を収納する収納庫本体とを備える収納庫であって、前記イオン発生装置は、前記収納庫本体内にイオンを放出するようにしてあること特徴とする収納庫。
7. 請求項４又は請求項５に記載のイオン発生システムと、被収納物を収納する収納庫本体とを備える収納庫であって、前記イオン発生システムは、前記収納庫本体内にイオンを放出するようにしてあること特徴とする収納庫。

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