JP3076187U

JP3076187U - イオン発生装置

Info

Publication number: JP3076187U
Application number: JP2000006504U
Authority: JP
Inventors: 義一足立; 雄二加藤
Original assignee: 日本ぱちんこ部品株式会社
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2006-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】イオン発生電極に付着する汚れを簡便かつ効
果的に除去することができ、ひいては汚れ付着によるイ
オン発生効率の低下を効果的に防止ないし抑制すること
ができる機能を備えたイオン発生装置を提供する。【解決手段】イオン発生装置１は、イオン発生電極７
に付着した汚れを電気的発熱により焼失させる電気的ク
リーニング機構７９を有する。イオン発生電界が集中す
る電極先端部に汚れ等が付着すると、イオン発生効率が
極めて著しく妨げられる。そこで、電気的クリーニング
機構７９により、該イオン発生電極７の先端部７ａに付
着した付着物を焼失させるようにすれば、そのような不
具合防止を図る上で極めて効果的である。この場合、イ
オン発生に寄与する電極７の先鋭な先端部に付着した汚
れを選択的に除去するようにすれば、クリーニングの目
的は十分に果たすことができ、かつ電気的クリーニング
機構による電気的発熱能力をそれほど高くしなくともよ
いから、装置の簡略化にも寄与する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、イオン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、室内あるいは自動車内の空気の浄化、殺菌あるいは消臭等を行うために、イオン発生装置が使用されている。これらの多くは、筐体内に交流電源部と昇圧用のトランスと針状電極とを配し、トランスにて昇圧された交流高電圧を針状電極に印加してコロナ放電を生じさせ、その放電により発生するイオンを、筐体に孔設されたイオン放出口から放出させるものである。イオン発生装置から発生するイオンは、負イオンと正イオンとがあり、例えば負イオンは浄化や消臭あるいは殺菌の効果に関しては、負イオンの方が優れるといわれている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなイオン発生装置を長期間使用していると、気流に含まれている埃や油、あるいはその他の汚れ物質がイオン発生電極に付着し、やがては放電面がそれらの汚れ物質にて覆われてしまう。このような状態になると、イオン発生のための放電が著しく妨げられ、イオン発生効率の低下や、甚だしい場合にはイオン発生の停止につながる場合がある。

【０００４】例えば、特開平１１−１１１４２７号公報には、イオン発生用の針状負電極に対し、接地された正電極を対向させて負イオンを発生させる装置において、平行配置された負電極と正電極との先端間距離を調整することにより、汚れの付着防止を、オゾン臭の防止及びマイナスイオンの発生効率向上とともに図るようにした提案がなされている。しかしながら、該公報技術では、針状負電極自体への汚れ付着防止を図ることは全くできない問題がある。

【０００５】本考案の課題は、イオン発生電極に付着する汚れを簡便かつ効果的に除去することができ、ひいては汚れ付着によるイオン発生効率の低下を効果的に防止ないし抑制することができる機能を備えたイオン発生装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決しようとする手段及び作用・効果】

上記課題を解決するために、本考案のイオン発生装置は、負極性の高電圧印加により負イオンを発生させるイオン発生電極と、交流電源部と、その交流電源部からの交流出力を整流して、前記イオン発生電極にイオン発生のために印加するための負の高電圧を発生させる整流部とを含んで構成され、イオン発生電極への印加電圧レベルが８００〜３０００Ｖであるイオン発生用高電圧発生部と、イオン発生電極に付着した付着物を電気的発熱により焼失させるための電気的クリーニング機構と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】上記本考案の構成によれば、イオン発生電極への印加電圧レベルが８００〜３０００Ｖとされることで効率的に負イオンを発生させることができる。他方、該印加電圧レベルにおいてはイオン発生電極に静電気的に付着する汚れの量も増大するが、本考案では、このようなイオン発生電極に付着した汚れを電気的発熱により焼失させる電気的クリーニング機構を設けたので、汚れを確実かつ簡単に除去することができ、ひいては汚れ付着によるイオン発生効率の低下を効果的に防止ないし抑制することができる。特に、イオン発生電極は先端が尖鋭に形成されている場合、イオン発生電界が集中する先端部に汚れ等が付着すると、イオン発生効率が極めて著しく妨げられる。そこで、電気的クリーニング機構により、該イオン発生電極の先端部に付着した付着物を焼失させるようにすれば、そのような不具合防止を図る上で極めて効果的である。この場合、イオン発生に寄与する電極の先鋭な先端部に付着した汚れを選択的に除去するようにすれば、クリーニングの目的は十分に果たすことができ、かつ電気的クリーニング機構による電気的発熱能力をそれほど高くしなくともよいから、装置の簡略化にも寄与する。

【０００８】なお、イオン発生電極は、対向電極を設けてコロナ放電形態によりイオン発生を行わせることも可能である。この場合は対向電極は集塵電極として活用することもできる。他方、この構成では、発生した負イオンが対向電極側に引き寄せられ、吸着や分解等によりイオン放出効率が必ずしも良好でない場合がある。従って、集塵電極が特に必要でない場合に等においては、イオン発生電極を放電用対向電極を伴わない孤立電極として構成することが、イオン発生効率を高める上で有効である。この場合、イオン発生させるための放電形態は、コロナ放電に近いものであると考えられるが、明確な対向電極が存在しない点で一般に言うコロナ放電とは相違する。ただし、多くの場合、意図的に電極として機能させることを想定はしていないが、結果的に対向電極として機能してしまうような装置外の導電物が対向電極として機能する結果、事実上、コロナ放電と同一の形態になることもありうる。

【０００９】電気的クリーニング機構は、イオン発生電極と対向する火花放電用の火花放電対向電極と、イオン発生電極と火花放電対向電極との間に、火花放電用の高電圧を印加する火花放電用高電圧発生部とを備え、その高電圧印加にてイオン発生電極と火花放電対向電極との間に発生する放電火花により、イオン発生電極に付着した付着物を焼失させるように構成することができる。火花放電を使用すれば、火花の発熱を電極表面に効果的に集中することができ、付着した汚れ等を一層確実に除去することができる。さらに、イオン発生電極は先端が尖鋭に形成されている場合、火花放電対向電極を、電界集中しやすいイオン発生電極の先端部と対向させることにより、クリーニングのための火花放電を確実に生じさせることができる。

【００１０】火花放電させる際のイオン発生電極と火花放電対向電極との対向間隔（以下、ギャップ間隔という）は、印加電圧の大きさにもよるが、例えば４０００Ｖ程度までの電圧であれば、２ｍｍ以下、望ましくは１ｍｍ以下とすることが、火花発生をより確実なものとする上で望ましい。また、放電火花の発生は連続的に行ってもよいし、電極温度の過度の上昇を避けるために間欠的に行うこともできる。

【００１１】この場合、火花放電対向電極をイオン発生電極に対して、イオン発生電極からイオン発生させるための離間位置と、火花放電対向電極とイオン発生電極との間で放電火花を発生させるための接近位置との間で少なくとも、相対的に接近・離間させる火花放電対向電極移動機構を設けることができる。イオン発生時には火花放電対向電極をイオン発生電極から離間させることで、本来イオンを発生させるべき時期に望まざる火花放電が生ずることを効果的に防止できる。ただし、火花放電対向電極とイオン発生電極との対向距離を固定として、イオン発生時よりも高電圧を電極間に印加することにより、火花放電を生じさせるようにしてもよい。

【００１２】一方、電気的クリーニング機構は、イオン発生電極を抵抗発熱させることにより、イオン発生電極に付着した付着物を焼失させる抵抗加熱機構を含むものとして構成することもできる。イオン発生電極を、少なくともクリーニングしたい部位において抵抗発熱させることにより、汚れ等の付着物を効果的に除去することができる。通電加熱機構は、例えば、イオン発生電極に当接する当接位置と、該イオン発生電極から離間した離間位置との間で移動可能に設けられた通電部材と、イオン発生電極に当接させた状態にて該通電部材を介してイオン発生電極に抵抗発熱用の電流を通電する通電加熱電源部とを備えるものとして構成できる。特に、先端が先鋭に構成されたイオン発生電極の場合、通電断面積が縮小する該先端部に通電部材を当接させて通電を行うことにより、イオン発生させる上で重要な電極先端部を選択的に昇温させることができ、ひいては電極先端部の付着物除去（クリーニング）を小電力で確実に行うことが可能となる。

【００１３】本考案のイオン発生装置では、イオン発生電極のクリーニングのために、予め定められたタイミングにて電気的クリーニング機構を自動作動させるクリーニング機構自動制御部を設けることができる。このようにすると、イオン発生電極のクリーニングを自動的に行うことができ、イオン発生電極を常時清浄な状態に保ちやすくなる。

【００１４】次に、本考案のイオン発生装置は、高電圧発生部をトランスにて構成できる。トランスは、巻き線型のトランスを用いてもよいが、圧電セラミック素子板に入力側端子と出力側端子とが形成され、その入力側端子からの一次側交流入力電圧を、圧電セラミック素子板の機械振動を介して一次側交流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換し、出力側端子からイオン放出電極に向けて出力する圧電トランスを使用することもできる。圧電トランスは、コアや巻線部を有さないのでコンパクトで軽量であり、イオン発生装置の小型化や軽量化に有利である。さらに、後述する通り、冷房や暖房等の空調装置にイオン発生機構を組み込んで使用する場合、イオン発生機構の回路基板が顕著に小型化されるため、空調装置内の空きスペースを利用して簡単に組みつけられるメリットもある。

【００１５】また、空気中での無声放電によるオゾン発生では、印加電圧が、極性が交番的に変化する高周波であった場合に特に著しくなる。巻線型のトランスを使用した場合、高圧発生のために二次側の巻線数が多くなっていることもあって、交流周波数に応じて交番的に変化する漏洩磁界のレベルが高くなる。そして、この漏洩磁界中にイオン発生電極が配置されると、イオン発生電極に生ずる高周波誘導電流の影響で、オゾン発生が助長される場合がある。この場合、巻線を有さない圧電トランスを使用すると、イオン発生電極が感ずる漏洩磁界レベルを小さくすることができ、ひいてはオゾン発生抑制に一層有利となる場合がある。

【００１６】なお、極性変換手段は、例えばイオン発生電極を負極性にチャージアップさせる向きの電荷移動は許容し、これと逆向きの電荷移動は阻止されるように、圧電トランスの二次側交流出力を整流する整流手段とすることができる。また、圧電トランスの二次側交流出力に基づく負電荷を、イオン発生電極に印加するために蓄電する蓄電手段を設けておけば、イオン発生電極には一定レベル以上の負極性電圧が持続的に印加され、負イオンを安定的に発生させることができる。この場合、この蓄電手段を、上記の整流手段と組み合わせることにより、イオン発生電極に負極性高電圧を一層安定的に印加することができるようになり、例えば専用の高圧直流電源を使用する場合と比較して、装置を大幅に小型化することが可能となる。

【００１７】

【考案の実施の形態】

本考案の実施の形態につき、図面に示すいくつかの実施例を参照して説明する。図１は、本考案の一実施例たるイオン発生装置の外観を示すものであり、プラスチック成形体にて構成された、筐体としての中空のケース２を有する。該ケース２の形状は特に限定されるものではないが、ここでは前後に長いやや偏平な形状を有し、その側面のひとつにイオン放出口４が形成されている。また、ケース２の側面には、電源スイッチ３が設けられている。

【００１８】図２は図１の平面断面図である。ケース２内には、イオン発生電極７と、イオン発生用主回路ユニット５とが設けられている。イオン発生電極７は金属、例えばＮｉ又はＮｉ合金により、先端が尖鋭に形成される。ここでは、本体部７ａに尖鋭な放電部７ｂが一体化された板状形態をなしており、本体部７ａにおいてねじ等によりによりケース２内に取り付けられている。

【００１９】一方、イオン発生用主回路ユニット５は、高圧ケーブル８を介してイオン発生電極７にイオン発生のための高電圧を印加するユニットであり、図６に示すように、絶縁性基板６とこれに組みつけられた回路部品とからなる。また、図２に示すように、ケース２内には、イオン発生電極４を経てイオン放出口４へ向かう気流Ｗを発生させる送風機９を、例えばイオン発生電極７の後方側に設けている。送風機９は図示しない送風羽根の回転により生じた風を、吹出口９ｂからイオン発生電極７に向けて放出し、ここで生じたイオンのイオン放出口４からの放出を促す役割を果たす。

【００２０】図３は、イオン発生装置１の全体回路構成を示すもので、電源ユニット３０に送風機９とイオン発生用主回路ユニット５とが、それぞれコネクタ１８，２０及び接続ケーブル１９，２１を介して接続された構成を有する。一方、電源ユニット３０には、電源プラグ２６及び電源コード２５がコネクタ２４を介して接続されており、これらを介して図示しない外部交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から受電するようになっている。電源ユニット３０においては、電源スイッチ３及びヒューズ２３を介して受電した交流入力が、トランス１６にて所定電圧（例えば、peak to peakにて３２Ｖ）に降圧され、さらにダイオードブリッジ１７により全波整流された後、コンデンサ１１〜１３と三端子レギュレータ１４とを含んで構成された安定化部１５により電圧が安定化されて、送風機９とイオン発生ユニット６とそれぞれ分配される。

【００２１】次に、イオン発生用主回路ユニット５は、イオン発生電極に高電圧を印加する高電圧発生部として機能するものであり、図４に示すように、入力部３６，発振部３７、スイッチング部３８、昇圧部３９及び変換部（変換手段）４０とを含む。図５は、具体的な回路構成の一例を示すものである。昇圧部３９は、圧電トランス７０を含んで構成される。これは、圧電セラミック素子板７１に入力側端子７２ａ，７３ａと出力側端子７４ａとを形成し、その入力側端子７２ａ，７３ａからの一次側交流入力電圧を、圧電セラミック素子板７１の機械振動を介して一次側交流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換し、出力側端子７４ａからイオン放出電極に向けて出力するものである。一方、変換部４０は、イオン発生電極７への電圧印加極性が負の側に優位となるように、圧電トランスの二次側交流出力を変換するものである。これにより、イオン発生電極７は主に負イオン発生源として機能することとなる。

【００２２】入力部３６は、電源ユニット３０からの直流定電圧入力を調整用の抵抗器（図示せず）を介して、回路各所に分配する役割を果たす。一方、発振部（発振回路）３７は、直流定電圧入力を受けて、圧電トランス７０への一次側交流入力に対応した周波数にて発振波形を生成する。この発振部３７は、本実施形態では、オペアンプ６２と、負帰還側の抵抗器５２とコンデンサ５３にて構成される方形波発振回路として構成されている。なお、抵抗器５４，５５及び５６は、発振入力の基準電圧、つまり、発振の電圧振幅の中心値を規定するためのものであり、可変抵抗器５６により、その設定値を変更できるようになっている。

【００２３】また、スイッチング部（スイッチング回路）３８は、発振部３７からの波形信号を受けて、電源ユニット３０からの直流定電圧入力を高速スイッチングすることにより、圧電トランス７０の一次側への入力交流波形を生成する。具体的には、スイッチング部３８は、１対のトランジスタ６５，６６を含むプッシュプルスイッチング回路として構成されている。これらトランジスタ６５，６６は、オペアンプ６２の出力（４３はプルアップ抵抗である）によりオン・オフし、発振部（発振回路）３７の発振周波数にて発振する方形波交流波形を生じさせる。この波形が圧電トランス７０の一次側に入力される。

【００２４】次に、圧電トランス７０の圧電セラミック素子板７１は横長板状に形成され、その板面長手方向中間位置にて、板厚方向に分極処理された第一板状領域７１ａと、板面長手方向に分極処理された第二板状領域７１ｂとに区切られている。そして、第一板状領域７１ａの両面を覆う形で、入力側端子７２ａ，７３ａが接続される入力側電極対７２，７３が形成される一方、第二板状領域７１ｂの板面長手方向の端面に、出力側端子７４ａが接続される出力側電極７４が形成されている。

【００２５】上記の構成の圧電トランス７０では、入力側電極対７２，７３を介して第一板状領域７１ａに対し交流入力を行うと、第一板状領域７１ａではその分極方向が厚さ方向であるから、長手方向に伝播する板波が板厚方向の電界と強く結合する形となり、電気エネルギーの大半が、長手方向に伝播する板波のエネルギーに変換される。他方、この長手方向の板波は第一板状領域７１ｂに伝わるが、ここでは分極方向が長手方向であるから、該板波は長手方向の電界と強く結合する。そして、入力側の交流周波数を圧電セラミック素子板７１の機械振動の共鳴周波数に対応（望ましくは一致）させるとき、素子７１のインピーダンスは、入力側ではほぼ最小（共振）となるのに対し出力側ではほぼ最大（反共振）となり、このインピーダンス変換比に応じた昇圧比により一次側入力が昇圧されて二次側出力となる。

【００２６】このような作動原理を有する圧電トランス７０は構造が簡単であり、また、鉄芯を有する巻線型トランスと比較すると非常に軽量・コンパクトに構成できる利点がある。そして、負荷の大きい条件ではインピーダンス変換効率が高く、安定で高い昇圧比を得ることができる。また、イオン放出に伴う放電電流の発生を除けば負荷開放に近い条件で駆動されるイオン発生装置では、イオン発生に適した高圧を安定的に発生することができ、前記の圧電トランス特有の利点も有効に活用することができる。

【００２７】圧電セラミック素子板７１の材質は、例えば本実施例ではジルコン酸チタン酸鉛系ペロブスカイト型圧電セラミック（いわゆるＰＺＴ）にて構成している。これは、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体を主体に構成されるものであり、インピーダンス変換効率に優れていることから本考案に好適に使用できる。なお、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛と配合比は、ジルコン酸鉛／チタン酸鉛のモル比にて０．８〜１．３程度とすることが、良好なインピーダンス変換効率を実現する上で望ましい。また、必要に応じてジルコニウムあるいはチタンの一部を、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｍｎ等で置換することもできる。

【００２８】なお、ＰＺＴ系の圧電セラミック素子板は、駆動周波数が極端に高くなると共振尖鋭度が急速に鈍くなり、変換効率の低下を招くことから、一次側交流入力の周波数は、４０〜３００ｋＨｚ程度の比較的低い周波数範囲にて、素子７１の機械的共鳴周波数に対応した値に設定することが望ましい。逆に言えば、素子７１の機械的共鳴周波数が上記の周波数範囲に収まるように、素子７１の寸法を決定することが望ましい。

【００２９】なお、ＰＺＴ系の圧電セラミック素子板を使用する場合、その一次側交流入力の電圧レベルは、負イオンの発生効率を確保し、かつ素子の耐久性確保の観点から、１５〜４０Ｖ程度に設定することが望ましい。これにより、イオン発生電極７への印加電圧レベルは、前記の一次側交流入力の周波数範囲（４０〜３００ｋＨｚ程度）を考慮すれば、８００〜３０００Ｖ程度（例えば２０００Ｖ）を確保できる。

【００３０】次に、変換部４０は、整流手段としてのダイオード７６を含んでいる。このダイオード７６は、イオン発生電極７を負極性にチャージアップさせる向きの電荷移動は許容し、これと逆向きの電荷移動を阻止するように、圧電トランス７０の二次側交流出力を整流する役割を果たす。この実施例では、圧電トランス７０の出力側端子７４ａからの出力線７４ａの末端が接地され、その中間からイオン発生電極７が分岐して接続されるとともに、ダイオード７６はイオン発生電極７の分岐点よりも下流側に接続されている。なお、本実施形態では、耐電圧を確保するために複数個（ここでは４個）のダイオード７６を直列接続している。

【００３１】一方、圧電トランス７０の二次側交流出力を発振部（発振回路）３７に帰還させるための経路７５ａ上に、帰還キャパシタンスが設けられている。圧電トランス７０は、作動の安定化を図るために、圧電セラミック素子板７１の共鳴周波数を中心とした比較的狭い範囲に駆動周波数を維持することが必要である。上記のような帰還キャパシタンスを設けることは、圧電トランス７０の駆動周波数を安定化させる上で有効である。

【００３２】本実施形態では、図６に示すように、絶縁性基板６に圧電トランス７０が、圧電セラミック素子板７１と基板面とが互いに略平行となるようにしている。絶縁性基板６は、例えばガラス繊維強化プラスチック板等で構成される。そして、絶縁性基板６の裏面側において圧電セラミック素子板７３に対応する領域が金属膜電極７５にて覆われており、該金属膜電極７５と圧電セラミック素子板７１とが、絶縁性基板６の両者の間に位置する部分とともに帰還キャパシタンスを構成している。なお、図６（ａ）は表面側の平面図、（ｂ）は裏面側のレイアウトを示す表面側からの透視図、（ｃ）は横断面図である。帰還キャパシタンスは単体のコンデンサ部品として構成してもよいが、圧電セラミック素子板７１を帰還キャパシタンスの構成要素の一つとして流用することにより、コンデンサ部品を省略することが可能となり、基板のコンパクト化に寄与する。また、圧電セラミック素子板７１を基板６と略平行に取り付ける構造となるので、デッドスペースが生じにくく、コンパクト化に一層寄与する。なお、６ａは実装部品の配線パターンである。

【００３３】例えば、一般生活用の負イオン発生装置として、空気清浄効果、殺菌効果あるいは消臭効果等を有効に引き出すためには、イオン発生電極７の電極先端から前方側に、１ｍ離間した位置において測定される１ｃｍ３当りの負イオン発生量が１０万個以上のイオン発生量を確保することが望ましい。この場合、イオン発生電極７への印加電圧は１０００〜３０００Ｖとするのがよい。また、圧電トランス７０の二次側出力電圧は、前述の通り変換部４０にて整流された負極性脈流の形でイオン発生電極７に印加される。イオン発生放電がいわゆる無声放電に近い形態となる場合、空気中ではオゾンを発生しやすい問題がある。オゾンは酸化力が強く、殺菌力や有機物等への酸化分解力にも優れているが、発生量が多くなると不快な刺激臭が強くなってしまう欠点がある。例えば、上記の脈流の周波数（整流前の交流周波数で代用する）が大きすぎると、オゾン発生量が増大してオゾン臭が強まる場合がある。この観点において、イオン発生電極７に印加される脈流周波数は１５０ｋＨｚ以下とするのがよく、これによってかつオゾン発生量を０．１ｐｐｍ以下に留めることができ、過度のオゾン臭の発生を抑制することができる。他方、少量のオゾンの発生は、負イオンとの相乗効果により殺菌効果等をより高めることができる。この観点において、オゾン発生量は０．０１ｐｐｍ以上０．０４ｐｐｍ以下とするのがよい。この場合、イオン発生電極７への印加電圧を１０００〜２５００Ｖとし、脈流周波数を５０〜１５０ＫＨｚとするのがよい。また、本実施形態のように、本質的に対向電極を有さない、先鋭先端を有する接地されたイオン発生電極７を用いることも、オゾン発生を抑制する観点において有効である。

【００３４】図２に示すように、イオン発生電極７は、先端をイオン放出口４に臨ませる形でケース２内に配置されており、発生したイオンが効率的にイオン放出口４から放出される。一方、イオン発生用主回路ユニット５は、イオン放出口４へ向かうイオン流を妨げないように、イオン放出口４から外れた位置に配置されている。そして、送風機９は、そのイオン放出口４に対応する位置においてイオン発生電極７の後方側に配置されている。これにより、イオンを発生させるイオン発生電極７に対し、イオン放出口４に向かう風を直接送ることができるので、イオン流を効率的にイオン放出口４から放出させることができる。送風機９は、イオン発生電極７を経てイオン放出口４へ向かう風を発生できる形であれば、他の位置、例えばイオン発生電極７の前方側に配置されていてもよい。しかしながら、オキソニウムイオン（Ｈ_３Ｏ＋）と比較して大気中の安定性が幾分小さいヒドロキシルイオン（Ｈ３Ｏ２⁻）が負イオンとして発生する場合、送風機９を後方側に配置する方が、前方側に配置する場合よりも、発生した負イオンがより安定に放出できる場合がある。

【００３５】図３において、電源プラグ２６を外部交流電源たるコンセントに接続し、電源スイッチ３をオンにすると直流定電圧が供給され、送風機９及びイオン発生用主回路ユニット５が作動する。イオン発生用主回路ユニット５では、図５の入力部にて直流定電圧の供給を受け、発振部３７及びスイッチング部３８の作動により方形波交流を発生させるとともに、これが圧電トランス７０の入力側端子７２ａに調整用抵抗６７（波形調整用の可変抵抗６７ａを含む）一次側交流入力として入力される。圧電トランス７０は、前述の作動原理に従いこれを昇圧し、出力側端子７４ａから二次側交流出力として出力する。

【００３６】圧電トランス７０の二次側が負の半波を出力するとき、イオン発生電極７は負にチャージアップする。これにより、イオン発生電極７の周囲には負イオン発生に好都合な電界勾配が生じ、周囲の空気中の分子、例えば水分子を、ヒドロキシルイオン等の形でイオン化する。すなわち、負イオンを発生させる。次いで、正の半波が出力されるときは、イオン発生電極７の負電荷は接地側に放電しようとするが、この電荷の流れはダイオード７６により阻止される。かくして、イオン発生電極７の負極性帯電状態が常時維持され、負イオンを安定的に発生させることができる。

【００３７】なお、本考案の効果を確認するために、以下の実験を行った。すなわち、図１及び図２に示すイオン発生装置１を、図５の回路構成を有するものとして構成した。圧電セラミック素子板７１の組成として、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛と配合比はモル比でほぼ１：１、添加元素としてＮｂを約２重量％含有するものを選定し、例えば長さ５２ｍｍ、厚さ１．８５ｍｍ、幅１３ｍｍの寸法に形成した。また、イオン発生電極７は厚さ約０．２ｍｍのＮｉ板にて構成し、その放電部７ｂは、長さ約５ｍｍにて尖鋭に形成した。回路基板５ａはガラス繊維強化プラスチック板にて構成した。

【００３８】そして、圧電トランス７０への一次側交流入力の周波数を約７０ｋＨｚ、電圧をpeak to peakにて２４Ｖとして作動させたところ、イオン発生電極７への印加電圧レベルは約１０００Ｖとなった。この状態にて、イオン発生電極７の電極先端から前方側に１ｍ離間した位置において、１ｃｍ^３当りの負イオン発生量を市販のイオンカウンタ（供給元：日本ＭＪＰ株式会社、製品名：エアーイオンカウンタ、Ｎｏ．ＩＣ−１０００）を用いて測定したところ、１０万個／ｃｍ^３以上のレベルにて負イオンが発生していることがわかった。また、オゾン発生量を市販のオゾン濃度計（荏原実業（株）製、ＡＥＴ−０３０Ｐ）にて測定したところ、オゾン発生量は０．０１〜０．２１ｐｐｍであり、オゾン臭も感じられなかった。

【００３９】図１のイオン発生装置１は、イオン発生電極７に向けて気流Ｗを送る送風機（シロッコファン）９をケース２内に組み込んだ構成であったが、イオン発生機構を冷暖房等の空調装置内に組み込んで、その空調された気流に発生したイオンを混入させる構成も可能である。具体的には、気流を、冷凍サイクル機構を用いて冷却又は加熱することにより空調済み気流となす空調機構を備え、イオン放出口をその空調済み気流の吹き出し口に兼用する構成とすることができる。

【００４０】図２１（ａ）は、そのような空調機構２００を概念的に示すものである。冷凍サイクル機構は、閉回路を構成する冷媒ガスの主配管１９９、その配管経路上に設けられて冷媒ガスを圧縮するコンプレッサー２０５、その圧縮された冷媒ガスをラジエター（放熱部）２０８により冷却して液化させる凝縮器２０６、減圧絞り機構等により構成され、液化した冷媒ガスを減圧する減圧器２０７、減圧した冷媒ガスを冷却対象物である気流と管壁間接的に接触させて蒸発させ、該冷媒ガスの蒸発時の気化熱を気流から奪ってこれを冷却する蒸発器２０４とを含む。このような冷凍サイクル機構自体は公知のものであるので詳細な説明は省略する。

【００４１】蒸発器２０４は空調機ケース２０１に収納されるとともに、図２１（ｃ）に示すように、ファン２０９により、該空調機ケース２０１に形成された気流取り込み口２０１ｃからフィルタＦを介して外気が吸入され、蒸発器２０４と接触することにより冷却された後、吹き出しダクト２０１ａを通って吹き出し口２０１ｄから空調済み気流Ｗとなって吹き出される。以上は、冷房として使用する場合の動作であるが、コンプレッサー２０５による圧縮冷媒ガスの送り方向を反転可能に構成し、反転駆動時において凝縮器２０６と蒸発器２０４との機能を入れ替えることにより、凝縮器として機能反転させられた蒸発器２０４により外気を加熱して吹き出すこと、すなわち暖房として使用することも可能である。

【００４２】そして、空調済みの気流は、筐体としての吹き出しダクト２０１ａ内の取付け部２０３上に配置されたイオン発生電極７と接触し、負イオンを含んだ空調済み気流となって放出される。なお、図２１（ｂ）に示すように、含有させる負イオン量を増加させる目的で、複数のイオン発生電極７を吹き出しダクト２０１ａ内に設けることもできる。この場合、個々のイオン発生電極７に対応してイオン発生用主回路ユニット５も複数設けることができる。また、ファン回転数により吹き出す気流量が調整可能となっている場合には、作動させるイオン発生電極７及びイオン発生用主回路ユニット５の組の数を増減させること、具体的には吹き出す気流量が多い場合に、より多くのイオン発生電極７及びイオン発生用主回路ユニット５の組を作動させるように構成することもできる。

【００４３】なお、ここまでに説明した実施態様は、イオン発生装置に対して、以下に説明するイオン発生電極の電気的クリーニング機構を、特に設けない場合においても適用可能である。

【００４４】次に、図１のイオン発生装置１あるいは同様のイオン発生ユニットを組み込んだエアコンユニット２００には、イオン発生電極７に付着する付着物、具体的にはイオン発生電極７の先端部に付着した、埃や油分その他の汚れ物質からなる付着物を電気的発熱により焼失させる電気的クリーニング機構７９を備えている。電気的クリーニング機構７９は、具体的には、イオン発生電極７と対向する火花放電用の火花放電対向電極８３を有する。そして、圧電トランス７０を含む昇圧部３９と変換部４０とからなるイオン発生用高電圧発生部が火花放電用高電圧発生部に兼用され、イオン発生電極７と火花放電対向電極８３との間に形成されるギャップに、火花放電用の高電圧が印加される。そして、その高電圧印加にてイオン発生電極７と火花放電対向電極８３との間に発生する放電火花により、イオン発生電極に付着した付着物が焼失・除去される。なお、火花放電対向電極８３は接地しておくこともできるが、火花放電時間が短ければ装置キャパシタンスにて放電電流を吸収することができるので、特に接地しない構成としてもよい。

【００４５】火花放電対向電極８３はイオン発生電極７の先端部７ａと対向する形で配置される。具体的には火花放電対向電極８３は棒状に形成され、その棒状の火花放電対向電極８３の先端面又は側面（本実施形態では側面）がイオン発生電極７の先端部７ａと対向する。

【００４６】また、図８に示すように、火花放電対向電極８３をイオン発生電極７に対して、イオン発生電極７からイオン発生させるための離間位置（（ｂ））と、火花放電対向電極８３とイオン発生電極７との間で放電火花を発生させるための接近位置（（ａ））との間で少なくとも、相対的に接近・離間させる火花放電対向電極移動機構７８が設けられている。ここでは、イオン発生電極７の位置が固定とされ、火花放電対向電極移動機構７８は火花放電対向電極８３を移動させるものとして構成されている。

【００４７】図２に示すように、電気的クリーニング機構７９は、イオン発生電極７のイオン放出方向に対して側方に位置し、火花放電対向電極移動機構７８は、イオン発生電極７の先端を正面から臨む向き（つまりイオン放出方向）に対して略直角に交差する方向において、棒状の火花放電対向電極８３を軸線方向に接近・離間させるようになっている。このようにすると、退避位置に移動した火花放電対向電極８３が、イオン発生電極７の先端から放出されるイオン流をさえぎりにくいので都合がよい。

【００４８】具体的には、火花放電対向電極移動機構７８は、ケース２の底部２ａに取り付けられたソレノイド８０を含み、その進退ロッド８１の先端部に結合部材８２を介して棒状の火花放電対向電極８３の後端部が結合されており、進退ロッド８１がソレノイド８０によって進退駆動されることにより、火花放電対向電極８３の先端部がイオン発生電極７の先端部に向けて接近・離間する。なお、８４ａはソレノイド８０を固定するための位置決めプレートである。また、８４は火花放電対向電極８３が挿通されるガイド穴を有したガイドプレートであり、火花放電対向電極８３がイオン発生電極７に向けて略水平に接近・離間するから、火花放電のギャップ形成精度を高めることができる。

【００４９】図７は、火花放電対向電極移動機構７８の電気的構成の一例を示す回路図である。ソレノイド８０は、コネクタ８７より直流電源に接続されている。本実施形態では、イオン発生用主回路ユニット５と電源（ここでは直流３２Ｖ）共有されている。他方、ソレノイド８０の付勢信号は、スイッチ機構８５（本実施形態ではフォトＭＯＳにて構成している）を介して制御部８６より供給される。制御部８６は、出入力ポート８６ａと、これに接続されたＣＰＵ８６ｂ、ＲＡＭ８ｃ及び８６ｄとが組み込まれたマイクロプロセッサにて構成され、ＲＯＭ８６ｄには火花放電対向電極移動機構７８の動作制御プログラムが書き込まれている。ＣＰＵ８６ｂは、ＲＡＭ８６ｃをワークエリアとして動作制御プログラムを実行することにより、放電対向電極移動機構７８の動作制御主体として機能する。制御部８６が火花放電対向電極移動機構７８の駆動指令信号を発すると、フォトＭＯＳ８５がターンオンし、ソレノイド８０が直流駆動電圧を受電して付勢されるようになっている。

【００５０】図１３（ａ）に示すように、火花放電対向電極８３はソレノイド８０の付勢によりイオン発生電極７に向けて接近する。その前進限界位置において、火花放電対向電極８３の先端部８３ａはイオン発生電極７の先端部７ａに対し、電極板厚方向におけるいずれか一方の側に所定量のギャップが形成されるように位置決めされる。例えば、この状態でイオン発生電極７に放電用の電圧、ここでは１０００〜３０００Ｖのイオン発生用電圧を印加しておくことで、ギャップには放電火花ＳＰが発生し、火花による熱集中によりイオン発生電極７の先端部７ａに付着した埃や汚れなどの付着物が焼き飛ばされる。他方、火花放電対向電極８３が後退すれば電極間距離ｇが拡大し、これが火花放電可能限界距離ｇmaxを超えると放電火花の発生は停止する。しかしながら、イオン発生電極７には引き続きイオン発生電極７にイオン発生用電圧が印加されているから、火花放電が終了するとともに直ちにイオン発生モードに移行することができる。

【００５１】なお、火花放電のためのギャップ形成形態及び火花放電対向電極８３のイオン発生電極７に対する接近・離間形態は上記の態様に限られるものではなく、種々の形態が可能である。例えば、図１３（ｂ）は、イオン発生電極７の先端に火花放電対向電極８３の先端部側面が対向してギャップ形成するようにするとともに、火花放電対向電極８３をイオン発生電極７の先端に対して前方側から接近・離間させる方式（あるいは、イオン発生電極７の板厚方向において接近・離間させるようにしてもよい）の例を示している。図１３（ｃ）は、イオン発生電極７の先端に火花放電対向電極８３の中間部側面が対向してギャップ形成するようにするとともに、イオン発生電極７の板厚方向において接近・離間させる方式を示している。図１３（ｄ）は、火花放電対向電極８３の曲げて形成された先端部８３ａを、イオン発生電極７の先端に前方側から接近・離間させる方式を示すものである。

【００５２】以上、火花放電対向電極８３を、火花放電不能となるように遠方に設定された離間位置から、火花放電可能な所定量のギャップが形成される接近位置へ移動させることにより火花放電させる例を示したが、例えば図９に示すように、火花放電対向電極８３をイオン発生電極７に一旦当接させ、その状態から火花放電対向電極８３を後退させることによりギャップ形成して火花放電させる方式を採用してもよい。この場合、火花放電対向電極８３の接近時の前進限界位置を、自由状態では電極先端部７ａの位置を横切って反対側に多少突出する形となるように調整しておき、イオン発生電極７との当接によりソレノイド８０の付勢解除時の復帰用スプリング８１ａを押し戻すようにすれば、スプリング８１ａの弾性変形により、イオン発生電極７に過度の押し付け力が作用することを防止することができる。

【００５３】図１１（ａ）に示す離間状態（ギャップ量は火花放電不能なｇ0になっている）から（ｂ）に示す接触状態へ移行し、次いでソレノイド８０の付勢解除等により火花放電対向電極８３が後退を開始すると、同図（ｂ）に示すように、イオン発生電極７との間にギャップが形成されて直ちに放電火花ＳＰが発生し、付着物Ｄが焼ききられる。放電火花ＳＰは、（ｄ）に示すように、ギャップ量が火花放電可能限界距離ｇmaxに到達するまでは持続するが、ｇmaxを超えた時点で停止する。ｇmaxは、例えば印加電圧が１０００〜２０００Ｖの場合、おおむね１ｍｍ以下である。

【００５４】なお、火花放電対向電極移動機構７８はソレノイドを使用する態様に限らず、図１０（ａ）に示すように、モータ９３を用いた前進・後退機構を用いてもよい。ここでは、火花放電対向電極８３（ここでは針状に形成している）の基端側にベース９０を介してラック９１を取り付け、これとかみ合うピニオン９２を正逆両方向に回転可能かつ任意の位置を保持可能なモータ９３にて駆動するようにしている。例えば、図１１に示すように、火花放電対向電極８３の後退時のギャップ形成により火花放電させる態様では、モータ９３の速度制御により、火花放電可能限界距離ｇmaxに到達するまでの時間、すなわち火花放電の持続時間を自由に調整することが可能になるほか、任意のギャップ量にて火花放電対向電極８３を停止保持させることもできる。例えば、汚れ付着が大きかったり、温度・湿度等が高く汚れ除去が行いにくい場合等に、ギャップ間隔を短くして火花放電のエネルギーを集中させ、汚れ除去のパワーを増大させたりするといった方式も可能となる。

【００５５】図１２（ａ）は、種々の動作パターンの例を示すものであり、縦軸は形成されるギャップ量ｇを、横軸は時間を表している。（ａ）は、まず離間位置（ｇ＝ｇ 0）から当接位置（ｇ＝０）へ火花放電対向電極８３が移動し、次いで離間しながらギャップ量ｇが次第に大きくなる様子を示す。ｇ＝０からギャップ量が増加し始めてｇmaxに到達するまでの時間ｔaが火花放電の持続時間である。（ｂ）は、初期段階にて火花放電対向電極８３の移動速度を小さくすることにより、火花放電の持続時間（ｔb）を大きくした例を示す（この方式は、ソレノイド８０を用いる場合においても、オイルダンパー等による減速後退機構を設ければ実現可能である）。また、（ｃ）は、ｇmaxに到達するまでの間に、所定のギャップ値ｇsにて火花放電対向電極８３を停止保持する期間を設けることにより、火花放電の持続時間（ｔc）を大きくした例を示す。

【００５６】また、図１２（ｄ）は、火花放電対向電極８３をイオン発生電極７に当接させず、初期ギャップ量ｇ0から、ｇmax以下の放電ギャップ値ｇsに一定時間ｔdだけ保持させる制御パターンを示すものである。例えば図中破線で示すように、付着物の除去が行いにくい場合には、放電ギャップ値ｇsをより小さいｇs’とすることもできる。

【００５７】また、図１０（ｂ）に示すように、火花放電対向電極８３を位置固定とし、イオン発生電極７を火花放電対向電極８３に向けて接近・離間させる方式も採用可能である。この例では、火花放電対向電極８３が固定ベース９４に保持されるとともに、ソレノイド８０により進退駆動される可動ベース９５にイオン発生電極７が取り付けられており、ソレノイド８０の付勢により可動ベース９５とともにイオン発生電極７が火花放電対向電極８３に向けて接近することとなる。

【００５８】次に、前述のマイクロプロセッサからなる制御部８６は、制御プログラムにより、電気的クリーニング機構７９を、イオン発生電極７のクリーニングのために、予め定められたタイミングにて自動作動させるクリーニング機構自動制御部として機能させることができる。このクリーニング機構自動制御部は、例えば、イオン発生装置の電源投入時に電気的クリーニング機構を作動させるものとして構成することができる。本実施形態では、イオン発生装置の電源スイッチを入れると、制御部８６は電源投入信号を受け、これをトリガとしてクリーニング機構７９の動作プログラムをスタートさせる。図１４（ａ）は、この場合のタイミングチャートの一例を示すもので、イオン発生電圧の供給が開始されるとともに、クリーニング機構の作動回路（以下、クリーニング回路ともいう）が作動して（作動状態をＨレベルにて表している）、イオン発生電極７のクリーニングがなされる。これにより、イオン発生装置１を使用する際には、イオン発生モードに入る前に、まずイオン発生電極７のクリーニングが行われるので、汚れ付着によりイオン発生が妨げられる不具合を確実に防止することができる。

【００５９】なお、図１４（ｂ）に示すように、クリーニング機構自動制御部は、イオン発生装置の電源投入後、予め定められた時間（Ｔ）が経過したときに電気的クリーニング機構７９を作動させるものとして構成することもできる。このようにすれば、イオン発生装置１の作動中において定期的にイオン発生電極７のクリーニングがなされる形となるので、イオン発生電極７はより恒常的に清浄な状態に維持することが可能となる。

【００６０】この場合、図１４（ｃ）に示すように、クリーニング機構自動制御部は、イオン発生装置の積算作動時間が所定値（Ｔ）に達した場合に電気的クリーニング機構７９を作動させるものとして構成することもできる。このような構成は、例えば図７に示すように、制御部８６を構成するマイクロプロセッサのＲＡＭ８６ｃ内に、積算作動時間計測手段として機能する積算タイマーメモリを形成することにより、公知のタイマープログラムにて容易に実現できる。なお、イオン発生装置１の主電源がオフになっている場合でも、積算タイマーがクリアされないように、マイクロプロセッサの電源端子には、バックアップ用の電源部（本実施形態では、コンデンサ８６ｅにて構成しておく）を接続しておく。また、電気的クリーニング機構の作動により一旦クリーニングがなされた後には、これに対応して積算作動時間の計測値、つまり積算タイマーメモリの内容をリセットするように、制御プログラムを組んでおくことが望ましい。

【００６１】次に、本考案のイオン発生装置には、イオン発生装置の配置される環境状態を反映した環境状態情報検出部と、その環境状態情報検出部の出力情報に基づいて電気的クリーニング機構の作動を制御するクリーニング機構作動制御部を設けることができる。イオン発生電極７への付着物の付着状況や、その付着の強さ（あるいは除去の難易度）は、気流源となる周囲の空気環境によって変化する場合がある。上記の構成によると、環境状態情報検出部により空気環境の状態を検出し、その検出結果に応じてイオン発生電極７のクリーニングが十分になされるように、最適条件にて電気的クリーニング機構の作動を制御することができるようになる。その結果、周囲の空気環境がどのような状態であっても、常にイオン発生電極７を清浄な状態に保つことができ、ひいては良好なイオン発生状態を確保することができる。

【００６２】図２２は、この場合の電気的な構成例を概念的に示すブロック図である。マイクロプロセッサを主体に構成されたクリーニング機構作動制御部としての制御回路２１４に、環境状態情報検出部として公知の温度センサ２１０、湿度センサ２１１、汚れセンサ２１２あるいは臭いセンサ２１３（これらの一部のみが接続されていてもよい）が接続されている。さらに、制御対象としてのイオン発生ユニット２１５（イオン発生用主回路ユニット５とイオン発生電極７とからなる）、前記したものと同様の構成の電気的クリーニング機構２１６及びエアコンユニット２００が接続されている。

【００６３】制御回路２１４は、例えば温度センサ２１０の検出する温度が高くなるほど、湿度センサ２１１の検出する湿度が高くなるほど、イオン発生電極７のクリーニングのための電気的発熱の出力（例えば火花放電のための電圧）や、発熱時間（火花放電の持続時間）の少なくともいずれかを増加させることにより、汚れが除去しにくくなる温度あるいは湿度の高い状況下においても、イオン発生電極７のクリーニングを必要十分なレベルにて行うことができるようになる。なお、温度あるいは湿度の増加に対して、電気的発熱の出力や発熱時間は連続的に（つまり無段階に）増加させてもよいし、基準温度値あるいは湿度値を境に段階的に増加させるようにしてもよい。

【００６４】また、臭いセンサ２１３や汚れセンサ２１２の検出する臭いあるいは汚れのレベルが高いほど、イオン発生電極７のクリーニングのための電気的発熱の出力（例えば火花放電のための電圧）や、発熱時間（火花放電の持続時間）の少なくともいずれかを増加させるように構成することもできる。例えば上記のような機能をエアコンユニット２００に組み込む場合、図２１（ｃ）に示すように、汚れセンサ２１２は、フィルタＦの汚れを光反射等により検出する光センサにより構成することができる。

【００６５】さらに、図２２に示すように、イオン発生電極７からの発生イオン量を測定するイオン発生量測定センサ２１７を設け、クリーニング機構自動制御部としての機能も兼ねる制御回路２１４は、発生イオン量が予め定められたレベル以下となった場合に、イオン発生電極のクリーニングのために電気的クリーニング機構２１６を作動させるものとすることができる。イオン発生量測定センサ２１７としては、前述の市販のイオンカウンタと同様の機構を有するものを使用することができる。すなわち、イオン発生電極７への汚れの付着状況は、イオン発生量に最も直接的な情報として現われるので、これを検出するとともに、その発生イオン量が所定値以下となった場合にイオン発生電極７のクリーニングを行うようにすれば、電極７を常に清浄な状態に保つことができるようになり、ひいては安定的なイオン発生状態を常に確保することができる。

【００６６】なお、電気的クリーニング機構は、図１５に示すように、イオン発生電極７を抵抗発熱させることにより、イオン発生電極７に付着した付着物を焼失させる抵抗加熱機構を含むものとして構成することもできる。図１５の例では、イオン発生電極７に当接する当接位置と、該イオン発生電極７から離間した離間位置との間で移動可能に設けられた通電部材１８３と、イオン発生電極７に当接させた状態にて該通電部材１８３を介してイオン発生電極７に抵抗発熱用の電流を通電する通電加熱電源部９７とを備えるものとして構成されている。具体的には、棒状の通電部材１８３がソレノイド８０により、イオン発生電極７の先端部７ａに対して接近・離間駆動されるようになっている。また、通電部材１８３の基端部に通電端子８２が一体化され、ここに直流の通電加熱電源９７が接続される。そして、通電加熱時には通電部材１８３をイオン発生電極７に当接させ、これを直接通電することにより、先鋭に断面縮小された先端部７ａを選択的に発熱させて付着した汚れ等を焼き飛ばすようにする。

【００６７】また、昇圧部３９に使用するトランスは、図１６に示すような巻線式のトランス２２１を用いてもよい（２２０は交流電源であり、２２２は負極性印加整流用のダイオードである）。この構成によると、圧電トランスの共鳴周波数に合わせた高周波交流が不要となり、商用交流（例えば５０ないし６０ＨｚのＡＣ１００Ｖ）により直接駆動することも不可能ではなくなる。また、発振部も当然省略できる。

【００６８】図１７は、本考案のイオン発生装置の変形例を示している。このイオン発生装置１００では、ケース１０２内に、イオン発生ユニット６０及び送風機９とともに、紫外線発生源としての公知の殺菌灯１０１が配置されている。この実施例では、イオン発生ユニット６０及び送風機９は図２とほぼ同じ位置関係にて縦に配置され、ケース１０２の前面側に形成されたスリット状のイオン放出口１０２ａから、発生した負イオンを風とともに放出するようにしている。また、殺菌灯１０１は、イオン放出口１０２ａからの風及びイオンの放出を許容する位置関係にて、例えばイオン放出口１０２ａの開口縁に沿う形で配置されている。図１８は、その回路構成の一例である。大半は図３の構成と共通するが、電源ユニット３０へ向かう外部交流電源からの入力線に、殺菌灯１０１とこれを作動させるための公知の安定器３２及びグロースタータ３３とを含む殺菌灯点灯ユニット３１が接続されている。これにより、発生する負イオンに加えて殺菌灯１０１からの紫外線の効果が加わり、殺菌や消臭等の効果が一層高められる。

【００６９】また、上記のイオン発生装置１，１００では送風機９を使用しているが、これを省略する構成としてもよい。また、電源側の構成は、外部交流電源を直流化して用いる構成であったが、例えば可搬化が可能となるように電池式電源を用いることも可能であるし、自動車搭載用等の場合は、図１９に示すイオン発生装置１１０，１２０（１１０ａ，１２０ａはケースである）のように、シガレットライターソケットから受電するシュガープラグ１１１を用いる構成としてもよい。一般に、シガレットライターソケットは、自動車用バッテリーによる１２Ｖ直流電源として機能するが、この実施例では、シュガープラグ１１１を介して受電したシガレットライターソケットからの入力を、コネクタ１１２により接続された安定化直流電源回路１１３を通して、コネクタ１１４を介してイオン発生ユニット６０あるいは送風機９に供給する形としている。なお、図１９（ａ）は、送風機９を省略した構成に対応する。

【００７０】また、図２０のイオン発生装置１３０では、上面側にスリット状のイオン放出口１０２ａが形成されたケース１０２内に、イオン発生ユニット６０が配置されている。なお、イオン発生電極７の取付けの方向は、先端がイオン放出口１０２ａ側を向くよう、図８と比較して９０゜回転させている。そして、イオン発生ユニット６０の後方側（下側）には、横長の送風ファン（送風機）１３９が、回転軸線がスリット状のイオン放出口１０２ａの長手方向に沿う形で配置されている。これにより、イオン放出口１０２ａの長手方向において均一な風ひいてはイオン流を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のイオン発生装置の一例を外観にて示す
斜視図。

【図２】図１の平面断面図。

【図３】図１のイオン発生装置の、電気系統の全体構成
の一例を示す回路図。

【図４】そのイオン発生ユニットの回路構成を示すブロ
ック図。

【図５】図４の詳細構成の一例を示す回路図。

【図６】イオン発生用主回路ユニットの平面図及び裏面
側透視図。

【図７】電気的クリーニング機構の一例を示す回路図。

【図８】火花放電対向電極移動機構の一例を作用ととも
に示す側面図。

【図９】火花放電対向電極をイオン発生電極に当接させ
る場合の説明図。

【図１０】火花放電対向電極移動機構のいくつかの変形
例を示す模式図。

【図１１】火花放電対向電極をイオン発生電極に当接さ
せ後、後退させるときに火花放電させる過程を説明する
図。

【図１２】火花放電対向電極の移動に伴う火花放電用の
ギャップ量の制御パターンをいくつか例示して示す図。

【図１３】火花放電対向電極のイオン発生電極に対する
種々の駆動パターンを模式的に示す説明図。

【図１４】電気的クリーニング機構の種々の作動制御例
を示すタイミングチャート。

【図１５】通電加熱方式を用いた電気的クリーニング機
構の例を示す模式図。

【図１６】昇圧部を巻線式トランスにて構成する例を示
す図。

【図１７】本考案のイオン発生装置の変形例を模式的に
示す説明図。

【図１８】その電気系統の全体構成の一例を示す回路
図。

【図１９】自動車搭載用のイオン発生装置の回路構成例
をいくつか示す図。

【図２０】本考案のイオン発生装置の、別の変形例を模
式的に示す説明図。

【図２１】エアコンユニットにイオン発生ユニットを組
み込んだ例を、その変形例とともに示す模式図。

【図２２】種々の環境状態情報検出部の検出結果に基づ
いて、電気的クリーニング機構の作動制御を行う場合の
電気的構成例を示すブロック図。

【符号の説明】

１，１００，１１０，１２０，１３０イオン発生装置２ケース４イオン放出口５イオン発生用主回路ユニット５ａ回路基板（絶縁性基板）６絶縁性基板７イオン発生電極７ａ先端部８高圧ケーブル（リード線）９送風機３０電源ユニット３６入力部３７発振部３８スイッチング部３９昇圧部４０変換部６０イオン発生ユニット７０圧電トランス７１圧電セラミック素子板７１ａ第一板状領域７１ｂ第二板状領域７２，７３入力側電極対７２ａ，７３ａ入力側端子７４出力側電極７４ａ出力側端子７５金属膜電極７６ダイオード（変換手段，整流手段）７８火花放電対向電極移動機構７９電気的クリーニング機構８０ソレノイド８３火花放電対向電極

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】負極性の高電圧印加により負イオンを発
生させるイオン発生電極と、交流電源部と、その交流電源部からの交流出力を整流し
て、前記イオン発生電極にイオン発生のために印加する
ための負の高電圧を発生させる整流部とを含んで構成さ
れ、前記イオン発生電極への印加電圧レベルが８００〜
３０００Ｖであるイオン発生用高電圧発生部と、前記イオン発生電極に付着する付着物を電気的発熱によ
り焼失させるための電気的クリーニング機構と、を備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】前記イオン発生電極は先端が尖鋭に形成
され、前記電気的クリーニング機構は、該イオン発生電
極の先端部に付着した付着物を焼失させるものである請
求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】前記電気的クリーニング機構は、前記イ
オン発生電極と対向する火花放電用の火花放電対向電極
と、前記イオン発生電極と前記火花放電対向電極との間
に、火花放電用の高電圧を印加する火花放電用高電圧発
生部とを備え、その高電圧印加にて前記イオン発生電極
と前記火花放電対向電極との間に発生する放電火花によ
り、前記イオン発生電極に付着した付着物を焼失させる
ようにしたものである請求項１又は２に記載のイオン発
生装置。
【請求項４】前記イオン発生電極は先端が尖鋭に形成
され、前記火花放電対向電極は前記イオン発生電極の先
端部と対向する請求項３記載のイオン発生装置。
【請求項５】前記火花放電対向電極は棒状に形成さ
れ、その棒状の火花放電対向電極の先端面又は側面が前
記イオン発生電極の先端部と対向する請求項４記載のイ
オン発生装置。
【請求項６】前記火花放電対向電極を前記イオン発
生電極に対して、イオン発生電極からイオン発生させる
ための離間位置と、火花放電対向電極とイオン発生電極
との間で前記放電火花を発生させるための接近位置との
間で少なくとも、相対的に接近・離間させる火花放電対
向電極移動機構を備える請求項３ないし５のいずれかに
記載のイオン発生装置。
【請求項７】前記イオン発生電極の先端が尖鋭に形成
され、前記火花放電対向電極移動機構は、そのイオン発
生電極の先端を正面から臨む向きに対して交差する方向
に、前記火花放電対向電極を相対的に接近・離間させる
ものである請求項６記載のイオン発生装置。
【請求項８】前記イオン発生電極の位置が固定とさ
れ、前記火花放電対向電極移動機構は前記火花放電対向
電極を移動させるものである請求項６又は７に記載のイ
オン発生装置。
【請求項９】前記イオン発生用高電圧発生部が前記火
花放電用高電圧発生部に兼用されている請求項１ないし
８のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項１０】前記イオン発生用高電圧発生部は、出
力側が前記イオン発生電極に接続される昇圧トランスを
含んで構成されている請求項９記載のイオン発生装置。
【請求項１１】前記電気的クリーニング機構は、前記
イオン発生電極を抵抗発熱させることにより、前記イオ
ン発生電極に付着した付着物を焼失させる抵抗加熱機構
を含む請求項１又は２に記載のイオン発生装置。
【請求項１２】前記通電加熱機構は、前記イオン発生
電極に当接する当接位置と、該イオン発生電極から離間
した離間位置との間で移動可能に設けられた通電部材
と、前記イオン発生電極に当接させた状態にて該通電部
材を介して前記イオン発生電極に抵抗発熱用の電流を通
電する通電加熱電源部とを備える請求項１１記載のイオ
ン発生装置。
【請求項１３】前記電気的クリーニング機構を、前記
イオン発生電極のクリーニングのために、予め定められ
たタイミングにて自動作動させるクリーニング機構自動
制御部を備える請求項１ないし１２のいずれかに記載の
イオン発生装置。
【請求項１４】前記クリーニング機構自動制御部は、
イオン発生装置の電源投入時に前記電気的クリーニング
機構を作動させるものである請求項１３記載のイオン発
生装置。
【請求項１５】前記クリーニング機構自動制御部は、
前記イオン発生装置の電源投入後、予め定められた時間
が経過したときに前記電気的クリーニング機構を作動さ
せるものである請求項１３又は１４に記載のイオン発生
装置。
【請求項１６】前記クリーニング機構自動制御部は、
前記イオン発生装置の積算作動時間が所定値に達した場
合に前記電気的クリーニング機構を作動させるものであ
る請求項１３ないし１５のいずれかに記載のイオン発生
装置。
【請求項１７】前記イオン発生装置の積算作動時間を
計測する積算作動時間計測手段と、前記電気的クリーニ
ング機構の作動に対応して前記積算作動時間の計測値を
リセットするリセット手段とを備える請求項１６記載の
イオン発生装置。
【請求項１８】前記イオン発生装置の配置される環境
状態を反映した環境状態情報検出部と、その環境状態情報検出部の出力情報に基づいて前記電気
的クリーニング機構の作動を制御するクリーニング機構
作動制御部を含む請求項１３ないし１７のいずれかに記
載のイオン発生装置。
【請求項１９】前記環境状態情報検出部は温度センサ
を含み、前記クリーニング機構作動制御部は、その温度
センサの検出する温度が高くなるほど、前記電気的発熱
の出力及び発熱時間の少なくともいずれかを段階的又は
無段階に増加させるものである請求項１８記載のイオン
発生装置。
【請求項２０】前記環境状態情報検出部は湿度センサ
を含み、前記クリーニング機構作動制御部は、その湿度
センサの検出する湿度が高くなるほど、前記電気的発熱
の出力及び発熱時間の少なくともいずれかを段階的又は
無段階に増加させるものである請求項１８又は１９に記
載のイオン発生装置。
【請求項２１】前記イオン発生電極からの発生イオン
量を測定するイオン発生量測定センサを含み、前記クリ
ーニング機構自動制御部は、測定される発生イオン量が
予め定められたレベル以下となった場合に、前記イオン
発生電極のクリーニングのために前記電気的クリーニン
グ機構を作動させるものである請求項１３ないし２０の
いずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項２２】前記イオン発生電極がイオン放出口を
有する筐体内に配置される一方、前記イオン発生電極を
経て前記イオン放出口へ向かう気流を発生させる送風機
を設けた請求項１ないし２１のいずれかに記載のイオン
発生装置。
【請求項２３】前記気流を、冷凍サイクル機構を用い
て冷却又は加熱することにより空調済み気流となす空調
機構を備え、前記イオン放出口はその空調済み気流の吹
き出し口に兼用されている請求項２２記載のイオン発生
装置。
【請求項２４】前記筐体内に前記イオン発生電極が複
数個配置されている請求項２２又は２３に記載のイオン
発生装置。
【請求項２５】前記イオン発生用高電圧発生部が、圧
電セラミック素子板に入力側端子と出力側端子とが形成
され、その入力側端子からの一次側交流入力電圧を、前
記圧電セラミック素子板の機械振動を介して前記一次側
交流電圧よりも高圧の二次側交流電圧に変換し、前記出
力側端子から前記イオン放出電極に向けて出力する圧電
トランスを含んで構成される一方、前記イオン発生電極への電圧印加極性が負の側に優位と
なるように、前記圧電トランスの二次側交流出力を変換
する変換手段が設けられている請求項１ないし２４のい
ずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項２６】前記イオン発生電極の電極先端から前
方側に、１ｍ離間した位置において測定される１ｃｍ^３
当りの負イオン発生量が１０万個以上であり、かつオゾ
ン発生量が０．１ｐｐｍ以下である請求項２５記載のイ
オン発生装置。
【請求項２７】前記オゾン発生量が０．０１ｐｐｍ以
上０．０４ｐｐｍ以下である請求項２６記載のイオン発
生装置。
【請求項２８】前記圧電セラミック素子板は、ジルコ
ン酸チタン酸鉛系ペロブスカイト型圧電セラミックにて
構成されるとともに、前記一次側交流入力の周波数は、
４０〜３００ｋＨｚの範囲に設定され、前記圧電セラミ
ック素子板の前記一次側交流入力の電圧レベルは１５〜
４０Ｖであり、前記イオン発生電極への印加電圧レベル
は８００〜２０００Ｖである請求項２５ないし２７のい
ずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項２９】前記一次側交流入力に対応した周波数
にて発振する発振回路と、その発振回路からの波形信号
を受けて、所定レベルの直流入力を該発振の周波数にて
高速スイッチングするスイッチング回路とを含む一次側
交流入力波形生成回路が設けられており、前記圧電トランスの二次側交流出力を前記発振回路に帰
還させるための経路上に帰還キャパシタンスが設けられ
ている請求項２５ないし２８のいずれかに記載のイオン
発生装置。
【請求項３０】前記絶縁性基板に圧電トランスが、圧
電セラミック素子板と基板面とが互いに略平行となるよ
うに組みつけられる一方、前記絶縁性基板の裏面側にお
いて前記圧電セラミック素子板に対応する領域が金属膜
電極にて覆われており、該金属膜電極と前記圧電セラミ
ック素子板とが、前記絶縁性基板の両者の間に位置する
部分とともに前記帰還キャパシタンスを構成している請
求項２９記載のイオン発生装置。