JP2014053083A - イオン発生素子、イオン発生器およびイオン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比して小型化が可能なイオン発生素子を提供する。
【解決手段】イオン発生素子１００は、高電圧側回路基板１３０に設けられた複数の部品と、高電圧側回路基板１３０を収容するケーシング１０１と、ケーシング１０１の内部に位置する部分の高電圧側回路基板１３０および複数の部品を絶縁封止する樹脂封止部１７０とを備える。複数の部品は、第１放電電極１５２ａ、第２放電電極１５２ｂおよび昇圧トランス以外の周辺部品としての第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂを含み、ケーシング１０１は、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂに対応した位置にこれらの端部を収容するダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂを有する。第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの上記端部は、ダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂの内部において樹脂封止部１７０によって覆われる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生素子に関する。また、本発明は、当該イオン発生素子と、当該イオン発生素子を駆動するための駆動ユニットとを備えたイオン発生器に関する。さらに、本発明は、当該イオン発生器と、イオンを送出するための気流を発生させる送風機とを備えたイオン発生装置に関する。

従来、放電現象を利用した各種のイオン発生器が実用化されている。通常、これらのイオン発生器は、イオンを発生させるための電極ユニットと、電極ユニットに高電圧を印加するための昇圧トランスと、昇圧トランスに供給するための駆動電圧を生成するための駆動ユニットとによって構成される。

イオン発生器が開示された文献としては、たとえば特開２００８−１６３４５号公報（特許文献１）がある。当該特許文献１に開示のイオン発生器においては、外装ケースの内部の空間が、上記電極ユニットが収容されるブロックと、上記昇圧トランスが収容されるブロックと、上記駆動ユニットが収容されるブロックとに平面的に区画されることにより、ブロック毎にこれら各構成を絶縁封止可能にし、これにより各構成を接近配置可能にすることでその小型化が図られている。

特開２００８−１６３４５号公報

ところで、近年においては、昇圧トランスの小型化が進んでおり、イオン発生器において利用することが可能な小型の昇圧トランスとして、表面実装型のものが実用化されている。この表面実装型の昇圧トランスを利用した場合には、上述した電極ユニットと昇圧トランスとを一体化させた構成のイオン発生素子とすることが可能になるため、当該イオン発生素子とこれを駆動するための駆動ユニットとによってイオン発生器を構成することが可能になり、結果としてさらなる小型化が期待できる。

しかしながら、この利点を最大限に生かしたイオン発生素子、イオン発生器およびイオン発生装置は未だ存在しておらず、その改善が求められているところである。

したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、従来に比して小型化が可能なイオン発生素子、イオン発生器およびイオン発生装置を提供することを目的とする。

本発明に基づくイオン発生素子は、放電によりイオンを発生させるものであって、回路基板と、上記回路基板に設けられた複数の部品と、上記回路基板を収容するケーシングと、上記ケーシングの内部に位置する部分の上記回路基板および上記複数の部品を絶縁封止する樹脂封止部とを備えている。上記複数の部品は、放電によりイオンを発生させる放電電極と、外部から供給された駆動電圧を昇圧して上記放電電極に印加する昇圧トランスと、上記放電電極および上記昇圧トランス以外の周辺部品とを少なくとも有している。上記昇圧トランスは、上記ケーシングによって覆われることにより、上記樹脂封止部によって完全に封止されている。上記ケーシングは、上記周辺部品に対応した位置に当該周辺部品の上記回路基板側とは反対側に位置する端部を収容する収容孔部を有している。上記本発明に基づくイオン発生素子にあっては、上記ケーシングの内部において上記周辺部品の上記端部を除く部分が上記樹脂封止部によって覆われるとともに、上記収容孔部の内部において上記周辺部品の上記端部が上記樹脂封止部によって覆われることにより、上記周辺部品が上記樹脂封止部によって完全に封止されている。

上記本発明に基づくイオン発生素子にあっては、上記周辺部品が、上記昇圧トランスと上記放電電極との間においてこれらに電気的に接続された整流素子を含んでいることが好ましい。

上記本発明に基づくイオン発生素子にあっては、上記周辺部品が、上記昇圧トランスに電気的に接続されることで外部から供給された駆動電圧に基づいて一時的に充電を行なってこれを上記昇圧トランスに供給するコンデンサを含んでいることが好ましい。

上記本発明に基づくイオン発生素子にあっては、上記周辺部品が、上記回路基板の上記昇圧トランスが設けられた側の主面とは反対側の主面に設けられていることが好ましい。その場合には、上記回路基板から見て上記周辺部品が設けられた側に位置する上記ケーシングの外表面が、上記収容孔部を除く部分において平坦に構成されていることが好ましい。

上記本発明に基づくイオン発生素子にあっては、上記放電電極が、正イオンを発生させる針状の正電極と、負イオンを発生させる針状の負電極とを有していることが好ましい。その場合には、上記正電極が、上記昇圧トランスから見て上記回路基板の所定方向における一端部側に配置されているとともに、上記負電極が、上記昇圧トランスから見て上記回路基板の上記所定方向における他端部側に配置されていることが好ましい。

本発明に基づくイオン発生器は、上記本発明に基づくイオン発生素子と、上記イオン発生素子を駆動するために駆動電圧を生成して上記昇圧トランスに供給する電源回路を含む駆動ユニットとを備えている。

本発明に基づくイオン発生装置は、上記本発明に基づくイオン発生器と、上記放電電極によって発生されるイオンを送出するための気流を発生させる送風機とを備えている。

本発明によれば、従来に比して小型化が図られたイオン発生素子、イオン発生器およびイオン発生装置とすることができる。

本発明の実施の形態におけるイオン発生器の概略斜視図である。 本発明の実施の形態におけるイオン発生素子の回路構成を示す図である。 図２に示すイオン発生素子を斜め上方から見た概略斜視図である。 図２に示すイオン発生素子を斜め下方から見た概略斜視図である。 図２に示すイオン発生素子の上面図である。 図２に示すイオン発生素子の下面図である。 図２に示すイオン発生素子に組み込まれる部品実装後の高電圧側回路基板を斜め上方から見た概略斜視図である。 図２に示すイオン発生素子に組み込まれる部品実装後の高電圧側回路基板を斜め下方から見た概略斜視図である。 図２に示すイオン発生素子の分解斜視図である。 図２に示すイオン発生素子の模式断面図である。 図２に示すイオン発生素子の要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態におけるイオン発生器の概略斜視図である。また、図２は、本実施の形態におけるイオン発生素子の回路構成を示す図である。まず、これら図１および図２を参照して、本実施の形態におけるイオン発生器１の構成およびその動作ならびに本実施の形態におけるイオン発生素子１００の回路構成について説明する。

図１に示すように、イオン発生器１は、イオン発生素子１００と駆動ユニット２００とを備えている。イオン発生素子１００は、各種の電気部品が高電圧側回路基板１３０に実装されることで所定の電気回路を構成する回路モジュールからなり、駆動ユニット２００は、各種の電気部品が低電圧側回路基板２１０に実装されることで所定の電気回路を構成する回路モジュールからなる。

イオン発生素子１００は、全体としておおよそ扁平な略直方体形状の外形を有するケーシング１０１によって覆われており、当該ケーシング１０１の内部に平面視略矩形状の高電圧側回路基板１３０が収容されている。一方、駆動ユニット２００は、平面視略矩形状の低電圧側回路基板２１０が特に筺体等によって覆われることはなく、露出した状態とされている。

イオン発生素子１００は、少なくとも、放電によりイオンを発生させる放電電極と、駆動ユニット２００から供給された駆動電圧を昇圧して上記放電電極に印加する昇圧トランスとを含む回路モジュールであり、本実施の形態においては、図１および図２に示すように、上述した高電圧側回路基板１３０と、放電電極としての第１放電電極（正電極）１５２ａおよび第２放電電極（負電極）１５２ｂと、昇圧トランスとしての表面実装型の昇圧トランス１４０（図７等参照）とを有している。

また、本実施の形態においては、イオン発生素子１００が、さらに、誘導電極としての第１誘導電極１５３ａおよび第２誘導電極１５３ｂと、整流素子としての第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂと、コンデンサ１６１と、トランジスタ１６２と、複数のランド１３１〜１３４とを有している。ここで、上述した構成のうち、第１ダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂ、コンデンサ１６１およびトランジスタ１６２が、周辺部品に相当する。

一方、駆動ユニット２００は、少なくともイオン発生素子を駆動するための電源回路を含む回路モジュールであり、本実施の形態においては、図１に示すように、上述した低電圧側回路基板２１０と、当該低電圧側回路基板２１０に設けられた図示しない電源回路とを有している。

また、本実施の形態においては、駆動ユニット２００が、さらに、複数のランド２１１〜２１４と、図示しない昇圧トランス駆動回路と、コネクタ２２０とを有している。ここで、昇圧トランス駆動回路は、イオン発生素子１００に設けられた昇圧トランス１４０の駆動を制御するためのものであり、コネクタ２２０は、たとえば外部の電源（本実施の形態においては乾電池や蓄電池といった直流電源、場合によっては商用電源等）にイオン発生器１を接続するための電源端子や、外部の制御機器等にイオン発生器１を接続するための信号端子等を含んでいる。

図１に示すように、イオン発生素子１００と駆動ユニット２００とは、図示しないビス等によって近接配置されて物理的に固定されており、また、高電圧側回路基板１３０に設けられた上記複数のランド１３１〜１３４と、低電圧側回路基板２１０に設けられた上記複数のランド２１１〜２１４とが、これらの間の電気的な接続を実現する接続部材３００によってそれぞれ対応づけて接続されることにより、電気的に接続されている。なお、接続部材３００としては、特にその種類が限定されるものではないが、ボンディングワイヤや導電テープ、両端が半田付け等によってランドに接続される導電線（バスバ）等、公知の手段が利用可能である。

本実施の形態におけるイオン発生器１においては、要約すると、駆動ユニット２００に設けられた電源回路にて生成された駆動電圧が、イオン発生素子１００に供給され、これが昇圧トランス１４０に供給されて昇圧されることで第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂに印加され、これにより第１放電電極１５２ａ−第１誘導電極１５３ａ間および第２放電電極１５２ｂ−第２誘導電極１５３ｂ間において放電を生じさせる。当該放電により、第１放電電極１５２ａの近傍の空間において正イオンが発生し、第２放電電極１５２ｂの近傍の空間において負イオンが発生する。以下、この動作を実現する回路構成およびその動作について、図１および図２を参照してより詳細に説明する。

上述した第１放電電極１５２ａ、第２放電電極１５２ｂ、昇圧トランス１４０、第１誘導電極１５３ａ、第２誘導電極１５３ｂ、第１ダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂ、コンデンサ１６１、トランジスタ１６２および複数のランド１３１〜１３４は、いずれもイオン発生素子１００の高電圧側回路基板１３０に設けられており、当該高電圧側回路基板１３０に設けられた配線パターンにより、相互に電気的に接続されている。

高電圧側回路基板１３０に設けられたランド１３１〜１３４のうち、ランド１３１は、電源入力端子であり、ランド１３２は、第１接地端子であり、ランド１３３は、信号入力端子であり、ランド１３４は、第２接地端子である。

コンデンサ１６１は、ランド１３１を介して供給される駆動電圧に基づいて一時的に充電を行なってこれを昇圧トランス１４０に供給するものであり、一端がランド１３１に接続されており、他端がランド１３２に接続されている。コンデンサ１６１は、たとえばフィルムコンデンサからなり、高電圧側回路基板１３０に実装が可能な表面実装部品（図８等参照）にて構成される。

昇圧トランス１４０は、一次巻線１４１と二次巻線１４２とを含み、供給された駆動電圧を昇圧してこれを第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂに印加するためのものである。一次巻線１４１の一端は、ランド１３１に接続されており、一次巻線１４１の他端は、トランジスタ１６２を介してランド１３４に接続されている。二次巻線１４２の一端は、一次巻線１４１の上記一端に接続されるとともに、上述したランド１３１に接続されており、二次巻線１４２の他端は、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂのそれぞれを介して第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂに接続されている。昇圧トランス１４０は、高電圧側回路基板１３０に実装が可能な表面実装部品（図７等参照）にて構成される。

トランジスタ１６２は、昇圧トランス１４０の駆動を制御するためのものであり、そのベースが昇圧トランス１４０の一次巻線１４１の上記他端に接続されており、そのソースがランド１３４に接続されており、そのゲートがランド１３３に接続されている。トランジスタ１６２は、たとえばパッケージ化されたＭＯＳトランジスタからなり、高電圧側回路基板１３０に実装が可能な表面実装部品（図８等参照）にて構成される。

第１ダイオード１５１ａは、電流を整流するためのものであり、そのアノードが昇圧トランス１４０の二次巻線１４２の上記他端に接続されており、そのカソードが第１放電電極１５２ａに接続されている。第２ダイオード１５１ｂは、電流を整流するためのものであり、そのアノードが第２放電電極１５２ｂに接続されており、そのカソードが昇圧トランス１４０の二次巻線１４２の上記他端に接続されている。第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂは、いずれもディスクリート部品にて構成されており、高電圧側回路基板１３０に実装が可能なアキシャルタイプの実装部品（図７、図８、図１０および図１１等参照）にて構成される。

第１放電電極１５２ａは、放電を生じさせることで正イオンを発生させるためのものであり、第１ダイオード１５１ａのカソードに接続されている。第２放電電極１５２ｂは、放電を生じさせるための電極であり、第２ダイオード１５１ｂのアノードに接続されている。第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂは、いずれもその一端が尖鋭状に加工された針状の形状を有しており、高電圧側回路基板１３０に実装が可能なピンタイプの部品（図７、図８および図１０等参照）にて構成される。

第１誘導電極１５３ａは、第１放電電極１５２ａの近傍に配置されることで第１放電電極１５２ａにて放電が生じるように誘導するためのものであり、ランド１３２に接続されている。第２誘導電極１５３ｂは、第２放電電極１５２ｂの近傍に配置されることで第２放電電極１５２ｂにて放電が生じるように誘導するためのものであり、ランド１３４に接続されている。第１誘導電極１５３ａおよび第２誘導電極１５３ｂは、いずれも高電圧側回路基板１３０の表面に形成された導電パターン（図７等参照）にて構成される。

一方、駆動ユニット２００の低電圧側回路基板２１０に設けられたランド２１１〜２１４のうち、ランド２１１は、電源出力端子であり、ランド２１２は、第３接地端子であり、ランド２１３は、信号出力端子であり、ランド２１４は、第４接地端子である。

低電圧側回路基板２１０に設けられた電源回路は、上述したコネクタ２２０を介して外部の直流電源から入力された直流電源電圧を調整して所定の駆動電圧を生成し、ランド２１１を介するとともに、さらに接続部材３００およびランド１３１を経由することで、これをイオン発生素子１００に供給する。

低電圧側回路基板２１０に設けられた昇圧トランス駆動回路は、トランジスタ１６２のオン／オフ動作を制御する信号を生成し、ランド２１３を介するとともに、さらに接続部材３００およびランド１３３を経由することで、これをイオン発生素子１００に導出する。

また、低電圧側回路基板２１０には、接地電位に保持される接地パターンが設けられており、これがランド２１２，２１４に接続されている。当該ランド２１２，２１４は、それぞれ接続部材３００を介してイオン発生素子１００に設けられたランド１３２，１３４に接続されている。

本実施の形態においては、上記回路構成とすることにより、コンデンサ１６１において繰り返し充放電が行なわれることになり、これに同期させてトランジスタ１６２のオン／オフ動作を切り替えることにより、昇圧トランス１４０の一次巻線１４１にインパルス電圧が発生する。これにより、昇圧トランス１４０の二次巻線１４２に正および負の高電圧パルスが交互に発生することになり、発生した正の高電圧パルスは、第１ダイオード１５１ａを介して第１放電電極１５２ａに印加され、負の高電圧パルスは、第２ダイオード１５１ｂを介して第２放電電極１５２ｂに印加される。これにより、第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂの先端でコロナ放電が発生し、それぞれ正イオンおよび負イオンが発生する。

図３および図４は、図２に示すイオン発生素子をそれぞれ斜め上方および斜め下方から見た概略斜視図であり、図５および図６は、図２に示すイオン発生素子の上面図および下面図である。また、図７および図８は、図２に示すイオン発生素子に組み込まれる部品実装後の高電圧側回路基板をそれぞれ斜め上方および斜め下方から見た概略斜視図である。さらに、図９は、図２に示すイオン発生素子の分解斜視図である。次に、これら図３ないし図９を参照して、上述した本実施の形態におけるイオン発生素子１００の具体的な構造について説明する。

図３ないし図６に示すように、イオン発生素子１００の外殻であるケーシング１０１は、下面開口の箱状の上ケース１１０と、上面開口の箱状の下ケース１２０とを含んでおり、これら上ケース１１０と下ケース１２０とが組み合わされることにより、内部に高電圧側回路基板１３０を収容する空間を有している。上ケース１１０および下ケース１２０は、いずれも樹脂製の部材にて構成される。

図７に示すように、平面視略矩形状の高電圧側回路基板１３０の一方の主面である上面には、第１放電電極１５２ａと、第２放電電極１５２ｂと、第１誘導電極１５３ａと、第２誘導電極１５３ｂと、昇圧トランス１４０とが実装されており、さらに当該上面には、ランド１３１〜１３４が設けられている。また、高電圧側回路基板１３０の上面側の部分には、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの一部が達している。

昇圧トランス１４０は、高電圧側回路基板１３０の所定方向（ここでは長手方向）の中央部にその軸方向が上記所定方向と直交するように配置されている。

第１放電電極１５２ａは、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における一端部側に位置する一方の角部近傍に配置されており、第２放電電極１５２ｂは、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における他端部側に位置する一方の角部近傍に配置されている。なお、第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂは、その尖鋭状に加工された先端部が高電圧側回路基板１３０の上面側に配置されるように、その根元部が高電圧側回路基板１３０を貫通した状態で当該高電圧側回路基板１３０に固着されている。

第１誘導電極１５３ａは、第１放電電極１５２ａの近傍に位置するように、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における一端部側の略中央に配置されており、第２誘導電極１５３ｂは、第２放電電極１５２ｂの近傍に位置するように、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における他端部側の略中央に配置されている。

一方、ランド１３１〜１３３は、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における一端部側に位置する他方の角部近傍に配置されており、ランド１３４は、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における他端部側に位置する他方の角部近傍に配置されている。

図８に示すように、平面視略矩形状の高電圧側回路基板１３０の他方の主面である下面には、第１ダイオード１５１ａと、第２ダイオード１５１ｂと、コンデンサ１６１と、トランジスタ１６２とが実装されている。また、高電圧側回路基板１３０の下面には、上述した第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂの根元部が位置している。

第１ダイオード１５１ａは、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における一端部と中央部との間の位置に配置されており、高電圧側回路基板１３０に設けられた切欠き部に嵌まり込むように設けられている。第２ダイオード１５１ｂは、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における他端部と中央部との間の位置に配置されており、高電圧側回路基板１３０に設けられた切欠き部に嵌まり込むように設けられている。

トランジスタ１６２は、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における一端部側に位置する他方の角部近傍に配置されており、コンデンサ１６１は、高電圧側回路基板１３０の上記所定方向における他端部側に位置する他方の角部近傍に配置されている。

なお、図７および図８に示すように、高電圧側回路基板１３０の所定位置には、上述した第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂを収容するための切欠き部に加えて、さらにスリット状に延びる切欠き部が多数形成されている。これら切欠き部は、後述する樹脂封止部１７０（図４および図６参照）の形成の際に、樹脂封止部１７０となる液状樹脂のケーシング１０１内における巡りをよくするためのものである。

図３および図５に示すように、上ケース１１０の昇圧トランス１４０に対応した位置には、昇圧トランス１４０を覆うとともにこれを収容可能にする凸状の昇圧トランス収容部１１１が設けられている。また、上ケース１１０の第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂに対応した位置には、それぞれ第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂを覆うとともにこれらを収容可能にする凸状のダイオード収容部１１２ａ，１１２ｂが設けられている。

さらに、上ケース１１０の第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂに対応した位置には、それぞれ第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂが挿通配置可能となるように放電電極収容孔部１１３ａ，１１３ｂが設けられている。また、上ケース１１０のランド１３１〜１３３に対応した位置には、ランド１３１〜１３４を露出させる窓部１１４ａが設けられており、上ケース１１０のランド１３４に対応した位置には、ランド１３４を露出される窓部１１４ｂが設けられている。

加えて、上ケース１１０の窓部１１４ａ，１１４ｂに隣接した位置であってかつ上述した駆動ユニット２００が配置される部分には、それぞれ支持枠部１１５ａ，１１５ｂが設けられている。当該支持枠部１１５ａ，１１５ｂは、駆動ユニット２００の低電圧側回路基板２１０の端部が載置される部分となるのみならず、高電圧側回路基板１３０の端部も載置される部分である。

図４および図６に示すように、下ケース１２０の略中央部には、樹脂封止部１７０となる液状樹脂をケーシング１０１の内部に注入する際に使用される注入用孔部１２１が設けられている。また、下ケース１２０の第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂに対応した位置には、それぞれ第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの端部を収容可能にするダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂが設けられている。さらに、下ケース１２０のコンデンサ１６１に対応した位置には、コンデンサ１６１の端部を収容可能にするコンデンサ収容孔部１２３が設けられている。

図９に示すように、イオン発生素子１００の組立に際しては、まず、各種部品が実装された後の高電圧側回路基板１３０に上ケース１１０が組付けられ、さらにその後に上ケース１１０に対して下ケース１２０が組付けられる。このとき、上ケース１１０の支持枠部１１５ａ，１１５ｂ上に、高電圧側回路基板１３０の端部が載置されるようにする。

次に、放電電極収容孔部１１３ａとこれに挿通された第１放電電極１５２ａとの間の隙間、放電電極収容孔部１１３ｂとこれに挿通された第２放電電極１５２ｂとの間の隙間、および、窓部１１４ａ，１１４ｂと高電圧側回路基板１３０との間の隙間を閉塞するように、これら部分に液状シール剤を塗布して硬化させることでシール部１８０（図１０参照）を形成する。当該シール部１８０を形成することにより、後述する液状樹脂の注入の際に液状樹脂がこれら隙間から漏れ出すことが防止可能となる。

つづいて、上述した注入用孔部１２１を介してケーシング１０１の内部に液状樹脂を注入してこれを硬化させることで樹脂封止部１７０を形成する。なお、樹脂封止部１７０の材質は、特に限定されるものではないが、好適にはエポキシ樹脂が利用できる。

当該樹脂封止部１７０を用いてケーシング１０１の内部の空間を充填することにより、高電圧部品としての昇圧トランス１４０（特に二次巻線１４２部分）、第１ダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂ、第１放電電極１５２ａの根元部および第２放電電極１５２ｂの根元部を絶縁封止することが可能になるとともに、これに加えて高電圧部品ではないもののコンデンサ１６１およびトランジスタ１６２といった部品や高電圧側回路基板１３０の大部分を絶縁封止することが可能になる。そのため、これら部品の絶縁を図りつつこれらを接近配置させることが可能になるとともに、耐吸湿性といった信頼性の向上が図られることになる。

以上により、図３ないし図６に示す如くのイオン発生素子１００が製作されることになり、当該イオン発生素子１００においては、第１放電電極１５２ａの先端部、第２放電電極１５２ｂの先端部、ランド１３１〜１３４が上ケース１１０から露出した状態となり、さらに下ケース１２０に設けられた注入用孔部１２１、ダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂおよびコンデンサ収容孔部１２３が樹脂封止部１７０によって封止されることで、上述した第１放電電極１５２ａの先端部、第２放電電極１５２ｂの先端部、ランド１３１〜１３４を除く部分がすべてケーシング１０１および樹脂封止部１７０によって覆われることになる。

図１０は、図２に示すイオン発生素子の模式断面図であり、図１１は、図２に示すイオン発生素子の要部拡大断面図である。図１０においては、図５および図６中に示すＸ−Ｘ線に沿ってイオン発生素子１００を切断した場合の断面をイオン発生素子１００の天地を逆にした状態で示している。また、図１１は、図１０に示す領域ＸＩの拡大図である。以下、これら図１０および図１１を参照して、上述した樹脂封止部１７０による封止構造についてより詳細に説明する。

図１０および図１１に示すように、本実施の形態におけるイオン発生素子１００においては、上ケース１１０および下ケース１２０によって規定されるケーシング１０１の内部の空間が、樹脂封止部１７０によって覆われている。

ここで、上述したように、周辺部品としての第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂに対応した位置の下ケース１２０には、それぞれダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂが設けられており、当該ダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂには、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの高電圧側回路基板１３０側とは反対側に位置する端部（ここでは、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの下端（図中においては、上方に位置する端部））がそれぞれ収容されている。また、樹脂封止部１７０は、当該ダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂの内部にまで達しており、これらダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂを閉塞している。

すなわち、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂは、ケーシング１０１の内部においてその上記下端を除く部分が樹脂封止部１７０によって覆われるとともに、ダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂの内部において上記下端が樹脂封止部１７０によって覆われることにより、樹脂封止部１７０によって完全に封止されている。

ここで、その断面の図示は省略するが、本実施の形態においては、コンデンサ１６１についても、第１ダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの場合と同様に、ケーシング１０１の内部においてその下端を除く部分が樹脂封止部１７０によって覆われるとともに、コンデンサ収容孔部１２３の内部において当該下端が樹脂封止部１７０によって覆われることにより、樹脂封止部１７０によって完全に封止されている。

これらダイオード１５１ａおよび第２ダイオード１５１ｂの封止態様ならびにコンデンサ１６１の封止態様は、下ケース１２０によって覆われることで樹脂封止部１７０によってその全体が完全に封止される非周辺部品としての昇圧トランス１４０の封止態様と相違するものであり、また、下ケース１２０を挿通するように配置されることでその根元部のみが樹脂封止部１７０によって封止される非周辺部品としての第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ｂの封止態様とも相違するものである。

また、本実施の形態におけるイオン発生素子１００においては、ケーシング１０１の下面を規定する下ケース１２０の外表面が、上記ダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂが設けられた部分を除いて平坦に構成されている。このように構成することにより、イオン発生素子１００を他の装置に組み込む場合等にこれを安定的に固定することが可能になる。

ここで、仮に、上述した如くのダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂおよびコンデンサ１６１の封止態様ではなく、昇圧トランス１４０と同様の封止態様を採用してこれら周辺部品を封止した場合には、当該周辺部品が下ケース１２０によって覆われることとなってしまい、当該下ケース１２０の厚み分と、これに加えて当該下ケース１２０と周辺部品との間に樹脂封止部１７０が形成されるだけの隙間分とのスペースが必要になってしまい、イオン発生素子１００の大型化（すなわち厚みの増加）は避けられない。

一方、仮に、上述した如くのダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂおよびコンデンサ１６１の封止態様ではなく、第１放電電極１５２ａおよび第２放電電極１５２ａと同様の封止態様を採用してこれら周辺部品を封止した場合には、そもそもこれら周辺部品が完全には封止できない問題が生じてしまう。

さらに、仮に、下ケース１２０の底面の全体にわたって開口を設けた場合には、液状樹脂の硬化の際に、その表面張力と硬化収縮とに伴っていわゆるヒケが発生してしまうことになり、特にイオン発生素子１００の中央部寄りに配置された周辺部品の下端が露出してしまうことにもなりかねない。

すなわち、本実施の形態におけるイオン発生素子１００においては、周辺部品であるダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂおよびコンデンサ１６１の下端の形状に対応してこれよりも僅かに大きい大きさのダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂおよびコンデンサ収容孔部１２３を下ケース１２０に設けるとともに、上記の如くの封止態様でこれを絶縁封止することにより、上述した如くの課題をすべて解決したものである。

したがって、上記のように構成することにより、少なくとも周辺部品である第１ダイオード１５１ａ、第２ダイオード１５１ｂおよびコンデンサ１６１のダイオード収容孔部１２２ａ，１２２ｂおよびコンデンサ収容孔部１２３に挿入された部分の厚み方向における高さＨ（図１１参照）の分だけ、イオン発生素子１００の厚み寸法を削減できることになる。そのため、結果としてイオン発生器１の寸法も低減できることになり、これに伴ってイオン発生器１の小型化が可能となってその占有体積を削減することができる。

したがって、本実施の形態におけるイオン発生素子１００およびこれを備えたイオン発生器１とすることにより、従来に比して小型化が図られたイオン発生素子およびイオン発生器とすることが可能となり、さらには、当該イオン発生器１が組み込まれたイオン発生装置とすることにより、そのイオン発生装置の小型化も図られることになる。

ここで、イオン発生装置とは、イオン発生器と、当該イオン発生器において発生されるイオンを送出するための気流を発生させる送風機とを少なくとも組み合わせることで構成されたものであり、空間中に正イオンおよび負イオンを高密度で混在させることにより、ウイルスやカビ菌等の分解、各種アレルゲンの不活化、臭いの除去、除電等を行なうものである。したがって、イオン発生装置には、たとえば空気清浄機や空気調和機、美容健康機器等、様々なものが含まれる。

以上において説明した本発明の一実施の形態においては、高電圧側回路基板に設けられる複数の周辺部品のうち、第１ダイオードおよび第２ダイオードならびにコンデンサのみを上述した如くの収容孔部を用いた封止態様にて封止した構成とした場合を例示したが、他の周辺部品にこれを適用することも当然に可能であり、いずれの周辺部品に対して当該封止態様を適用するかは、適宜自由に選択が可能である。

また、上述した本発明の一実施の形態においては、イオン発生素子、イオン発生器およびイオン発生装置として、正イオンおよび負イオンの双方を発生させるものを例示して説明を行なったが、正イオンおよび負イオンのうちのいずれか一方のみを発生させるイオン発生素子、イオン発生器およびイオン発生装置に本発明を適用することも当然に可能である。

このように、今回開示した上記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。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ イオン発生器、１００ イオン発生素子、１０１ ケーシング、１１０ 上ケース、１１１ 昇圧トランス収容部、１１２ａ，１１２ｂ ダイオード収容部、１１３ａ，１１３ｂ 放電電極収容孔部、１１４ａ，１１４ｂ 窓部、１１５ａ，１１５ｂ 支持枠部、１２０ 下ケース、１２１ 注入用孔部、１２２ａ，１２２ｂ ダイオード収容孔部、１２３ コンデンサ収容孔部、１３０ 高電圧側回路基板、１３１〜１３４ ランド、１４０ 昇圧トランス、１４１ 一次巻線、１４２ 二次巻線、１５１ａ 第１ダイオード、１５１ｂ 第２ダイオード、１５２ａ 第１放電電極、１５２ｂ 第２放電電極、１５３ａ 第１誘導電極、１５３ｂ 第２誘導電極、１６１ コンデンサ、１６２ トランジスタ、１７０ 樹脂封止部、１８０ シール部、２００ 駆動ユニット、２１０ 低電圧側回路基板、２１１〜２１４ ランド、２２０ コネクタ、３００ 接続部材。

Claims (7)

1. 放電によりイオンを発生させるイオン発生素子であって、
   回路基板と、
   前記回路基板に設けられた複数の部品と、
   前記回路基板を収容するケーシングと、
   前記ケーシングの内部に位置する部分の前記回路基板および前記複数の部品を絶縁封止する樹脂封止部とを備え、
   前記複数の部品は、放電によりイオンを発生させる放電電極と、外部から供給された駆動電圧を昇圧して前記放電電極に印加する昇圧トランスと、前記放電電極および前記昇圧トランス以外の周辺部品とを少なくとも有し、
   前記昇圧トランスは、前記ケーシングによって覆われることにより、前記樹脂封止部によって完全に封止され、
   前記ケーシングは、前記周辺部品に対応した位置に当該周辺部品の前記回路基板側とは反対側に位置する端部を収容する収容孔部を有し、
   前記ケーシングの内部において前記周辺部品の前記端部を除く部分が前記樹脂封止部によって覆われるとともに、前記収容孔部の内部において前記周辺部品の前記端部が前記樹脂封止部によって覆われることにより、前記周辺部品が前記樹脂封止部によって完全に封止されている、イオン発生素子。
2. 前記周辺部品が、前記昇圧トランスと前記放電電極との間においてこれらに電気的に接続された整流素子を含む、請求項１に記載のイオン発生素子。
3. 前記周辺部品が、前記昇圧トランスに電気的に接続されることで外部から供給された駆動電圧に基づいて一時的に充電を行なってこれを前記昇圧トランスに供給するコンデンサを含む、請求項１に記載のイオン発生素子。
4. 前記周辺部品は、前記回路基板の前記昇圧トランスが設けられた側の主面とは反対側の主面に設けられ、
   前記回路基板から見て前記周辺部品が設けられた側に位置する前記ケーシングの外表面が、前記収容孔部を除く部分において平坦に構成されている、請求項１から３のいずれかに記載のイオン発生素子。
5. 前記放電電極は、正イオンを発生させる針状の正電極と、負イオンを発生させる針状の負電極とを有し、
   前記正電極は、前記昇圧トランスから見て前記回路基板の所定方向における一端部側に配置され、
   前記負電極は、前記昇圧トランスから見て前記回路基板の前記所定方向における他端部側に配置されている、請求項１から４のいずれかに記載のイオン発生素子。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のイオン発生素子と、
   前記イオン発生素子を駆動するために駆動電圧を生成して前記昇圧トランスに供給する電源回路を含む駆動ユニットとを備えた、イオン発生器。
7. 請求項６に記載のイオン発生器と、
   前記放電電極によって発生されるイオンを送出するための気流を発生させる送風機とを備えた、イオン発生装置。

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