JP2017033781A - イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の量のイオンを安定して発生させることが可能なイオン発生装置を提供する。
【解決手段】イオン発生装置は、放電電極４１および対向電極４２と、放電電極４１と対向電極４２とを保持する筺体３１とを備え、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質は、超弾性合金または形状記憶合金である。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電電極および対向電極を備えたイオン発生装置に関する。

特開２００６−０１９２６５号公報（特許文献１）に開示されているように、放電電極および対向電極を備えたイオン発生装置が知られている。イオン発生装置を活用することにより、室内に存在している汚染微粒子の濃度を低く抑えることができる。

特開２００６−０１９２６５号公報

イオン発生装置を長時間使用すると、放電電極や対向電極の表面に、ほこりやシリコンなどの付着物が蓄積する。放電により発生するイオンの量が減少することを防ぐために、放電電極や対向電極は、定期的に清掃する必要がある。従来のイオン発生装置においては、これらの電極がステンレスやタングステンなどの金属から構成されていた。

綿棒や小さなブラシなどを用いてこれらの電極を清掃する際、これらの電極には外力が加えられる。外力が加わることにより塑性変形してしまった電極の形状を元の状態に戻すことは容易ではなく、いったん変形してしまった電極は、所望の量のイオンを安定して発生させることができなくなる場合があった。

本発明は、上述のような実情に鑑みて為されたものであって、従来のものに比べて、所望の量のイオンを安定して発生させることが可能な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装置は、放電電極および対向電極と、上記放電電極と上記対向電極とを保持する筺体と、を備え、上記放電電極および上記対向電極のうちの少なくとも一方の材質は、超弾性合金または形状記憶合金である。

好ましくは、上記放電電極および上記対向電極のうちの上記一方の材質は、形状記憶合金であり、上記のイオン発生装置は、上記放電電極および上記対向電極のうちの上記一方を加熱する加熱装置と、上記加熱装置の駆動を制御する制御部と、をさらに備える。

好ましくは、上記のイオン発生装置は、上記放電電極と上記対向電極との間で生成されたイオンの量を検出するイオンセンサをさらに備え、上記制御部は、上記イオンセンサにより検出されたイオン量が予め定められた範囲外である際に、上記加熱装置を駆動する。

好ましくは、上記のイオン発生装置は、上記放電電極および上記対向電極のうちの上記一方の変形量を検出する光学センサをさらに備え、上記制御部は、上記光学センサにより検出された変形量が予め定められた閾値を超える際に、上記加熱装置を駆動する。

好ましくは、上記筺体の内壁面には、上記放電電極および上記対向電極のうちの上記一方の変形量を目視で確認可能とするための目印が設けられている。

好ましくは、上記制御部は、ユーザーから入力された指示に基づいて、上記加熱装置を駆動する。

好ましくは、上記形状記憶合金とは、ニッケルチタンである。

上記の構成によれば、放電電極および対向電極のうちの少なくとも一方が、変形しにくい、あるいは変形したとしても加熱により容易に元の形状に戻すことができるため、所望の量のイオンを安定して発生させることができる。

実施の形態１におけるイオン発生装置の内部構造を示す図である。 実施の形態１におけるイオン発生装置に備えられるイオン発生部を示す平面図である。 実施の形態２におけるイオン発生装置の内部構造を示す図である。 実施の形態２におけるイオン発生装置に備えられるイオン発生部を示す平面図である。 実施の形態３におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 実施の形態４におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 実施の形態５におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 他の実施の形態の第１構成例におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 他の実施の形態の第２構成例におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 他の実施の形態の第３構成例におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 他の実施の形態の第４構成例におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。 他の実施の形態の第５構成例におけるイオン発生装置（イオン発生部）の内部構造を示す斜視図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態１］
（イオン発生装置１００）
図１を参照して、実施の形態１におけるイオン発生装置１００は、プラスイオンおよびマイナスイオンを室内に送出することにより、空気中のウイルスを不活性化もしくは死滅させる機能を有する。イオン発生装置１００は、除湿機として、加湿器として、エアコンディショナとして、あるいは空気清浄機として機能することができる。

本実施の形態におけるイオン発生装置１００は、ケーシング１０と、ケーシング１０の中に収容された２つのイオン送出ユニット２０とを備える。イオン送出ユニット２０は、シロッコファン２２、ダクト２４およびイオン発生部３０を含む。ダクト２４は、シロッコファン２２から送出された空気の通風路を形成する。ケーシング１０およびダクト２４には、イオン発生部３０が着脱可能に挿入される挿入口１２が形成されている。イオン発生部３０は、挿入口１２から挿入され、ダクト２４が形成している通風路上に配置される。

（イオン発生部３０）
図２は、イオン発生部３０を示す平面図である。イオン発生部３０は、イオンを発生させ、通風路内を流れる空気中にイオンを放出する。本実施の形態におけるイオン発生部３０は、筺体３１、基板収容部３２、基板３５、放電電極４１および対向電極４２を備える。筺体３１は、枠状の形状を有しており、筺体３１の内側には空間３４が形成されている。筺体３１の外形形状は、図１に示す挿入口１２の形状に対応している。基板収容部３２は、筺体３１上に設けられており、基板収容部３２の中には基板３５が収容されている。

放電電極４１および対向電極４２は、いずれも針形状を有する。放電電極４１および対向電極４２は、互いに平行であり、間隔を空けて互いに対向している。放電電極４１および対向電極４２の各々の基端部分（根元部分）は、基板３５に固定されている。筺体３１は、基板３５を介して放電電極４１および対向電極４２を保持している。放電電極４１および対向電極４２の各々の先端は、空間３４の中に位置している。

基板収容部３２の中には、図示しない高電圧回路が設けられている。放電電極４１および対向電極４２に電圧が印加されることにより、放電電極４１と対向電極４２との間にコロナ放電が発生し、負イオンおよび正イオンが発生する。なお、放電電極４１および対向電極４２の数、形状および配置は、図２に示す構成に限定されるものではない。

ここで、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質は、超弾性合金または形状記憶合金である。好ましくは、放電電極４１および対向電極４２の双方の材質が、超弾性合金または形状記憶合金である。超弾性合金の具体例としては、ニッケルチタン（Ｎｉ−Ｔｉ）といった組成を有する合金を上げることができる。

冒頭で述べたように、放電電極や対向電極は、定期的に清掃する必要がある。綿棒や小さなブラシなどを用いてこれらの電極を清掃する際、これらの電極には外力が加えられる。本実施の形態において、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が、超弾性合金であるとする。この場合には、清掃時に上記一方の電極に外力が加わったとしても、電極が変形することはほとんどない。ステンレスやタングステンなどの金属から構成された電極に比べて、超弾性合金から構成された電極は塑性変形しにくく、外力が加わったとしても元の状態に戻りやすい。したがって、放電電極４１と対向電極４２とが、商品出荷時の間隔を保ったまま平行に配置されているという状態が従来のものに比べて維持されやすく、所望の量のイオンを安定して発生させることが可能となる。放電電極４１および対向電極４２の双方の材質が超弾性合金である場合には、より高い効果を期待できる。

一方で、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が、形状記憶合金であるとする。この場合には、清掃時に上記一方の電極に外力が加わることにより電極が変形したとしても、その電極をドライヤーやお湯などで加熱することにより、容易に元の形状に戻すことができる。したがって、放電電極４１と対向電極４２とが、商品出荷時の間隔で平行に配置されているという状態が従来のものに比べて復元されやすく、所望の量のイオンを安定して発生させることが可能となる。放電電極４１および対向電極４２の双方の材質が形状記憶合金である場合には、より高い効果を期待できる。

［実施の形態２］
図３および図４を参照して、実施の形態２におけるイオン発生装置１０１について説明する。ここでは、実施の形態１，２の相違点について説明し、実施の形態１と重複する説明は繰り返さないものとする。

本実施の形態におけるイオン発生装置１０１は、イオンセンサ２５（図３）を備え、実施の形態１におけるイオン発生部３０の代わりにイオン発生部３０Ａを備えている。イオンセンサ２５は、ダクト２４が形成している通風路内に配置されており（図３）、放電電極４１と対向電極４２との間で生成されたイオンの量を検出する。

図４に示すように、イオン発生部３０Ａは、加熱装置５０および制御部５２をさらに有している。イオン発生部３０Ａにおいては、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が、形状記憶合金である。制御部５２は、イオンセンサ２５（図３）により検出されたイオン量が予め定められた範囲外である際に、加熱装置５０を駆動する。加熱装置５０は、イオン発生部３０Ａに組み込まれているため、イオン発生部３０Ａをケーシング１０（図３）から外すことなく変形した電極の形状を元に戻すことができる。

イオンセンサ２５を活用するという構成に限られず、制御部５２は、たとえば、ユーザー（メンテナンスマン）から入力された指示（ユーザーの操作により受け付けた指示）に基づいて、加熱装置５０を駆動してもよい。加熱装置５０は、イオン発生部３０Ａに組み込まれているため、変形した電極の形状を、ユーザーはボタン操作によって容易に元に戻すことができる。

制御部５２を活用して加熱装置５０の駆動を制御するという構成に限られず、イオンセンサ２５により検出されたイオン量が予め定められた範囲外である際に、その旨をユーザーに報知し、清掃を促してもよい。

［実施の形態３］
図５を参照して、実施の形態３におけるイオン発生装置（イオン発生部３０Ｂ）について説明する。ここでは、実施の形態１〜３の相違点について説明し、実施の形態１，２と重複する説明は繰り返さないものとする。

本実施の形態においては、筺体３１に開口部３３が設けられており、開口部３３の内側には導電性を有する保持部材４５が配置されている。放電電極４１は、保持部材４５を介して、基板３５に固定されている。放電電極４１の材質は、形状記憶合金である。さらに、筺体３１の内壁面には、放電電極４１の変形量を目視で確認可能とするための目印６０が設けられている。

図５中の矢印で示す様に、放電電極４１の形状を目印６０に投影するような形で、ユーザーは放電電極４１の変形量を確認することができる。放電電極４１が変形していた場合には、イオン発生部３０Ｂをケーシングから取り外し、ドライヤーやお湯などで放電電極４１を加熱することにより、放電電極４１を容易に元の形状に戻すことができる。実施の形態２の場合のように、加熱装置５０や制御部５２と組み合わせて実施してもよい。ここでは放電電極４１に基づき説明しているが、対向電極４２についても同様に実施可能である。

［実施の形態４］
図６を参照して、実施の形態４におけるイオン発生装置（イオン発生部３０Ｃ）について説明する。ここでは、実施の形態１〜４の相違点について説明し、実施の形態１〜３と重複する説明は繰り返さないものとする。

本実施の形態におけるイオン発生部３０Ｃは、放電電極４１の変形量を検出する光学センサ７０をさらに備えている。制御部５２（図４参照）は、光学センサ７０により検出された変形量が予め定められた閾値を超える際に、加熱装置５０（図４参照）を駆動する。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。ここでは放電電極４１に基づき説明しているが、対向電極４２についても同様に実施可能である。

制御部５２を活用して加熱装置５０の駆動を制御するという構成に限られず、光学センサ７０により検出された変形量が予め定められた閾値を超える際に、その旨をユーザーに報知し、清掃を促してもよい。

［実施の形態５］
図７を参照して、実施の形態５におけるイオン発生装置（イオン発生部３０Ｄ）について説明する。ここでは、実施の形態１〜５の相違点について説明し、実施の形態１〜４と重複する説明は繰り返さないものとする。

上述の各実施の形態においては、放電電極４１あるいは対向電極４２の全体が、形状記憶合金ないし超弾性合金から構成されている。本実施の形態においては、放電電極４１が、保持部４１ａと放電部４１ｂとを有している。保持部４１ａのみが、形状記憶合金ないし超弾性合金から構成されている。すなわち、放電電極４１のうち、清掃の際に外力を受けて塑性変形が生じ得る箇所のみ（塑性変形が生じやすい箇所のみ）を、部分的に、形状記憶合金ないし超弾性合金から構成している。当該構成によっても、上述の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。ここでは放電電極４１に基づき説明しているが、対向電極４２についても同様に実施可能である。

［他の実施の形態］
上述の各実施の形態においては、いずれも針状の形状を有する放電電極４１および対向電極４２に基づき説明した。上述の各実施の形態において開示した技術的思想は、針状の形状を有する放電電極４１および対向電極４２に限って適用されるものではない。

図８に示すイオン発生部３０Ｅにおいては、基板３５上に設けられた針状の放電電極４１と、基板３６上に形成された環状の形状を有する対向電極４２との間で放電が行われる。放電電極４１は、基板３６に設けられた貫通部３７内に挿通されている。当該構成によっても、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が超弾性合金または形状記憶合金であることによって、上記と同様の効果が得られる。

図９に示すイオン発生部３０Ｆにおいては、基板３５上に設けられた板状の放電電極４１と板状の対向電極４２との間で放電が行われる。当該構成によっても、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が超弾性合金または形状記憶合金であることによって、上記と同様の効果が得られる。

図１０に示すイオン発生部３０Ｇにおいては、基板３５上に設けられた針状の放電電極４１と板状の対向電極４２との間で放電が行われる。当該構成によっても、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が超弾性合金または形状記憶合金であることによって、上記と同様の効果が得られる。

図１１に示すイオン発生部３０Ｈにおいては、基板３５上に設けられた針状の放電電極４１とＵ字状の対向電極４２との間で放電が行われる。当該構成によっても、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が超弾性合金または形状記憶合金であることによって、上記と同様の効果が得られる。

図１２に示すイオン発生部３０Ｉにおいては、基板３６上に設けられた板状の放電電極４１と、基板３５上に設けられた針状の対向電極４２とが垂直な関係で配置されており、これらの間で放電が行われる。当該構成によっても、放電電極４１および対向電極４２のうちの少なくとも一方の材質が超弾性合金または形状記憶合金であることによって、上記と同様の効果が得られる。

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容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。

１０ ケーシング、１２ 挿入口、２０ イオン送出ユニット、２２ シロッコファン、２４ ダクト、２５ イオンセンサ、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，３０Ｈ，３０Ｉ イオン発生部、３１ 筺体、３２ 基板収容部、３３ 開口部、３４ 空間、３５，３６ 基板、４１ 放電電極、４１ａ 保持部、４１ｂ 放電部、４２ 対向電極、４５ 保持部材、５０ 加熱装置、５２ 制御部、６０ 目印、７０ 光学センサ、１００，１０１ イオン発生装置。

Claims (5)

1. 放電電極および対向電極と、
   前記放電電極と前記対向電極とを保持する筺体と、を備え、
   前記放電電極および前記対向電極のうちの少なくとも一方の材質は、超弾性合金または形状記憶合金である、
   イオン発生装置。
2. 前記放電電極および前記対向電極のうちの前記一方の材質は、形状記憶合金であり、
   前記放電電極および前記対向電極のうちの前記一方を加熱する加熱装置と、
   前記加熱装置の駆動を制御する制御部と、をさらに備える、
   請求項１に記載のイオン発生装置。
3. 前記放電電極と前記対向電極との間で生成されたイオンの量を検出するイオンセンサをさらに備え、
   前記制御部は、前記イオンセンサにより検出されたイオン量が予め定められた範囲外である際に、前記加熱装置を駆動する、
   請求項２に記載のイオン発生装置。
4. 前記放電電極および前記対向電極のうちの前記一方の変形量を検出する光学センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記光学センサにより検出された変形量が予め定められた閾値を超える際に、前記加熱装置を駆動する、
   請求項２または３に記載のイオン発生装置。
5. 前記筺体の内壁面には、前記放電電極および前記対向電極のうちの前記一方の変形量を目視で確認可能とするための目印が設けられている、
   請求項２から４のいずれか１項に記載のイオン発生装置。

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