JP3435543B2

JP3435543B2 - イオン発生装置及びこれを備えた空気調節装置

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Publication number: JP3435543B2
Application number: JP2001315084A
Authority: JP
Inventors: 美徳世古口; 守守川
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Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-08-11
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中にイオンを
発生させるイオン発生装置およびイオン発生装置を備え
た空気調節装置に関するものである。ここでいう空気調
節装置に該当するものの例としては、空気調和機、除湿
機、加湿器、空気清浄機、ファンヒータなどがあり主に
家屋の室内、ビルの一室、病院の病室、車内、飛行機
内、船内などにおいて用いられる。

【０００２】

【従来の技術】近年、居住空間の高気密化に伴い、清潔
で快適な居住空間を実現するための技術、特に、居住空
間内の空気を清浄化する技術の開発が切望されている。
このような空気の清浄化には、従来から、対象となる空
間内の空気を吸い込み、適宜のフィルタを通して吐き出
す循環気流を生ぜしめ、この循環気流中に存在する浮遊
物を前記フィルタに逐次捕捉する構成とした空気調和機
が広く用いられている。

【０００３】しかしながら、この種の空気調和機におい
ては、浮遊物の除去が、本体内に吸い込まれた空気に対
して行われるのみであり、居住空間の全体に清浄化効果
を及ばすことが難しく、例えば、室内に配置された家具
の裏側、居室の角部等、空気の澱みが生じ易く、清浄化
が必要な部位において十分な効果を期待し得ないという
問題があり、また、本来の性能を維持するために、フィ
ルタの清掃及び交換が不可欠であり、これらを含む煩雑
なメンテナンス作業を強いられるという問題がある。

【０００４】更に、居住空間内の浮遊物には、塵埃、煙
粒子等の微粒子と共に、カビ菌、大腸菌等の細菌類が含
まれており、前述の如きフィルタを用いた空気調和機
は、前者（微粒子）については有効であり、所定の除去
効果が得られるが、人体に有害な後者（細菌類）につい
ては、これらが前記フィルタへの捕捉下にて繁殖し、循
環気流と共に居住空間内に戻されることから、十分な除
去効果が得られないという問題がある。近年において
は、抗菌材料製のフィルタを用い、細菌類の除去効果を
高めるようにした空気調和機も実用化されているが、満
足すべき性能が得られていないのが実情である。

【０００５】このような問題点を解消すべく本願出願人
は、空間内にイオンを放出することにより、該空間内の
空気を清浄化するという、新しい発想に基づく清浄化の
方法を提案している。この方法は、対象となる空間に気
流を放出する通気路の中途にプラスイオン及びマイナス
イオンを略同量発生するイオン発生装置を配し、前記気
流と共に対象となる空間に放出する構成としたものであ
る。

【０００６】前記プラスイオン及びマイナスイオンは、
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
により生成されるものであり、水素イオン（Ｈ⁺）又は
酸素イオン（Ｏ₂ ^-）の周囲に複数の水分子が付随した形
態、所謂、クラスターイオンの形態をなしている。空気
中に放出されたこれらのイオンは、浮遊粒子に凝集して
相互に化学反応し、活性物質としての過酸化水素Ｈ₂Ｏ₂
又は水酸基ラジカル・ＯＨとなり、浮遊粒子から水素を
抜き取る酸化反応を行い、浮遊粒子を不活性化し、また
浮遊細菌を殺菌する。

【０００７】以上の如き空気の清浄化は、対象となる空
間内に放出され、該空間の全体に拡がるイオンの作用に
よりなされ、またこれらのイオンは、浮遊細菌に作用し
てこれらを殺菌し、更には、臭い分子及び有害分子に作
用して無臭化及び無害化せしめるから、対象空間の全体
に亘って満足すべき清浄化効果が得られる。また、空間
内に放出されるクラスターイオンは、自然界に存在する
人体に無害なイオンである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の如く空気清浄化
のために用いられるイオン発生装置は、浮遊細菌の殺菌
作用、悪臭物質の脱臭作用、及び有害物質の無害化作用
をなすことから、空気清浄機のみならず、空気調和機、
冷蔵庫、掃除機等、気流を取り扱う電気機器全般に適用
することが切望されている。

【０００９】このイオン発生装置は、誘電体を挾んで対
向配置された放電電極と誘導電極とを有し、これらの電
極間に高圧交流の駆動電圧を印加することによりプラズ
マ放電を行わせる構成としたイオン発生素子を備えてい
る。

【００１０】イオン発生装置を小型化するには、このイ
オン発生素子を、円筒状をなす誘電体の軸心と周面とに
両電極を配した円筒形又は平板状をなす誘電体の両面に
両電極を配した平板形とし、それに、商用電源からの入
力電圧を昇圧し且つ所定の駆動波形を有する駆動電圧と
する昇圧手段及び回路基板を取り付け、一つの容器（ケ
ース）内に収容してユニット化することでコンパクトに
構成することができる。

【００１１】しかし、この場合に前記ユニット内に電
極、昇圧手段及び回路基板の配設位置を相互に絶縁を保
って組み込みをしたとしても、組込んだ容器（ケース）
の材質（組成）によってイオン発生量がばらつき安定し
た両イオンの発生量の比率を得ることが難しいという問
題があった。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、プラスイオン及びマイナスイオンを安定して発
生させるイオン発生装置を提供し、またこのイオン発生
装置を用いてなる空気調節装置を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、本発明は、駆動電圧を印加することによりプラスイ
オン及びマイナスイオンとマイナスイオンを発生させる
イオン発生素子と、該イオン発生素子に印加する駆動電
圧を発生する電圧印加手段と、前記イオン発生素子を装
着する装着部とを、ケースに備えたイオン発生装置にお
いて、前記ケースの体積固有抵抗を１０の１６乗Ω・ｃ
ｍ以上にしたイオン発生装置とする。この構成による
と、ケースの絶縁性が良好に確保され、電気的絶縁の問
題が解消される。

【００１４】また、駆動電圧を印加することによりプラ
スイオン及びマイナスイオンとマイナスイオンを発生さ
せるイオン発生素子と、該イオン発生素子に印加する駆
動電圧を発生する電圧印加手段と、前記イオン発生素子
を装着する装着部とを、ケースに備えたイオン発生装置
において、前記ケースをカーボンを含まない樹脂材料に
より成形したイオン発生装置とする。この構成による
と、ケースの絶縁性が良好に確保され、電気的絶縁の問
題が解消される。

【００１５】そして、前記電圧印加手段は、電圧を昇圧
する昇圧手段と、前記イオン発生素子への入力を制御す
る回路を有する回路基板を備えるものとし、前記昇圧手
段を前記ケース内に第１の充填材により絶縁モールド
し、また前記回路基板と前記イオン発生素子との間を第
２の充填材により絶縁モールドするものとし、前記第１
の充填材及び前記第２の充填材の体積固有抵抗を１０の
１３乗Ω・ｃｍ以上としたイオン発生装置とする。この
構成によると、さらにケース内での絶縁性が良好に確保
され、電気的絶縁の問題が解消される。

【００１６】さらに、交流の駆動電圧を印加することに
よりプラスイオン及びマイナスイオンとマイナスイオン
を発生させるイオン発生素子と、該イオン発生素子に印
加する駆動電圧を発生する昇圧手段及び回路基板と、前
記昇圧手段の収容室及び前記回路基板の支持部が設けら
れたケースと、前記イオン発生素子を装着する装着部を
一体に備え、アノードとカソードを有する整流手段と、
該整流手段に直列接続された開閉手段と、前記整流手段
に並列接続された静電容量部と、前記アノード側は前記
電極の一方に接続され、前記カソード側は前記電圧印加
手段に設けた接地線に接続したイオン発生装置におい
て、前記整流手段と開閉手段を電圧印加手段を搭載した
基板以外の別の基板にし、ケース外に形設したイオン発
生装置とする。この構成によると、ケースの外に形設す
ることで、前記整流手段及び開閉手段を備えた基板と、
電圧印加手段を搭載した基板とを十分に離間でき、それ
により絶縁距離を遠く保つことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる第１の実施
の形態を詳述する。図１は、本発明に係るイオン発生装
置に用いる主要回路図、図２は図１の回路を用いてイオ
ン発生素子に電圧を印加するときの電圧印加波形図、図
３は図１に示すイオン発生装置をイオン発生素子側から
見た外観斜視図、図４は図１に示すイオン発生装置のイ
オン発生素子側とは逆側から見た外観斜視図、図５は本
発明に係るイオン発生装置の実施の形態を示す分解斜視
図である。

【００１８】また、図６はイオン発生素子１０を保持さ
せた蓋板５４の裏面側からの斜視図であり、図７はイオ
ン発生素子１０の外観斜視図であり、図８はイオン発生
素子１０の平面図であり、図９は図８のＣ−Ｃ線による
拡大断面図である。

【００１９】図１において、３０は交流商用電源であ
り、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）を介して電圧印
加手段としての高電圧印加手段４０の一方の入力端であ
る点Ａに接続される。ＳＳＲが接続される点Ａに対し、
高電圧印加手段４０の他方の入力端である点Ｂは直接交
流商用電源３０に接続され、ここでは、点Ｂを接地点即
ち接地線としている。

【００２０】ＳＳＲは、マイクロコンピュータ３３の制
御部３３Ｃからの制御信号ＳＳにより、開閉制御され
る。尚、制御信号ＳＳは、マイコン制御によらず入力ボ
タン等の直接入力手段を別途設けて、直接入力する形態
にしても良い。ＳＳＲは、抵抗Ｒ１を介してダイオード
Ｄ３のアノード側に接続される。ダイオードＤ３のカソ
ード側はコンデンサＣ２の正極側に接続される。また、
コンデンサＣ２の負極側は、ダイオードＤ１を介して交
流商用電源３０に接続されている。ＳＳＲがオンであれ
ば、高電圧印加手段４０に交流商用電源３０から電力が
供給され、イオン発生素子１０に高電圧（イオン発生に
必要な電圧であれば良い）が印加され、イオンを発生す
る。ＳＳＲがオフであれば、高電圧印加手段４０には交
流商用電源３０から電力が供給されず、イオン発生素子
１０には高電圧が印加されないから、イオンは発生しな
い。

【００２１】コンデンサＣ２の正極側にはスイッチング
トランス３１の一次巻線３１Ｐの一端が接続されてい
る。スイッチングトランス３１の一次巻線３１Ｐの他端
はＳＣＲに接続されている。コンデンサＣ１、抵抗Ｒ
３、Ｒ４、Ｒ５はＳＣＲのゲート制御回路を構成してい
る。抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ１とで交流商用電源３０を分圧
し、適当な電圧をコンデンサＣ２に印加する。ダイオー
ドＤ２、Ｄ４は逆流防止用である。スイッチングトラン
ス３１は、二次側に二次巻線３１Ｓを備え、二次巻線３
１Ｓにはイオン発生素子１０が接続されている。イオン
発生素子１０は誘電体１１と誘電体１１を挟んで対向す
る一対の電極（内部電極１２、表面電極１３）とを有し
ている。

【００２２】イオン発生素子１０の一対の電極の一方
（ここでは表面電極１３）と接地線（即ち点Ｂ）との間
に、整流手段及び開閉手段により構成される直列回路が
接続される。整流手段は、アノード及びカソードを備え
ており、ここではダイオードＤ５により構成し、アノー
ドを表面電極１３側に、カソードを接地線側に接続す
る。開閉手段はリレー３２により構成される。整流手段
即ちダイオードＤ５には、静電容量部のコンデンサＣ３
が並列に接続される。

【００２３】リレー３２は、マイクロコンピュータ３３
の制御部３３Ｃからのリレー制御信号３２Ｓにより、開
閉制御（オンオフ制御）される。リレー制御信号３２Ｓ
はマイクロコンピュータ３３の入力部３４への各種の入
力情報ＩＮを適宜処理判断して出力される。入力部３４
への各種の入力情報ＩＮは、例えば、ユーザが運転モー
ドを選択できる操作部からの運転モード指定情報であ
り、環境センサー（例えば汚染度センサー）による周辺
環境の汚染度の測定結果等である。制御部３３Ｃは、制
御信号等を出力する制御回路等により構成される。尚、
マイクロコンピュータ３３内の演算部等は省略してい
る。

【００２４】このような構成において、ＳＳＲをオンす
ると、点Ａ−Ｂ間に交流が印加されるが、点Ａの電位が
点Ｂの電位より高い周期においては、コンデンサＣ２に
充電される（ＳＣＲはオフを維持）。次に交流が反転
（点Ｂの電位が点Ａの電位より高い周期）すると、ゲー
ト制御回路の動作により、ＳＣＲのゲート・カソード間
に閾値電圧以上の電圧が印加され、ＳＣＲはオンする。
ＳＣＲがオンすると、コンデンサＣ２が放電し、コンデ
ンサＣ２→スイッチングトランス３１（一次巻線３１
Ｐ）→ＳＣＲ→ダイオードＤ１の経路で電流が流れ、こ
れにより、スイッチングトランス３１の二次巻線３１Ｓ
にも誘導電圧が発生する。

【００２５】イオン発生素子１０は、擬似的には容量負
荷と抵抗負荷であるため、スイッチングトランス３１の
二次側回路は等価的にはＬＣＲ振動回路となり、一次側
のコンデンサＣ２に充電されたエネルギーに対応するエ
ネルギーを二次側でも放出、消費した後に振動が止ま
る。

【００２６】図２は、イオン発生素子における電位波形
図である。縦軸は電圧Ｖを、横軸は時間Ｔを示す。電圧
は、最大振幅のピーク（正）からピーク（負）までの値
で約５乃至７ｋＶであり、振動波形の振動期間は約０．
１乃至０．２ｍｓである。この振動波形が、交流商用電
源３０の周波数に応じた周期で発生する。同図（ａ）
は、図１の回路におけるリレー３２をオフ状態（つま
り、ダイオードＤ５が接続されない状態）とした場合の
電位波形を示し、マイナスイオンとプラスイオンとが略
同量発生する。

【００２７】また、同図（ｂ）は、図１の回路におい
て、コンデンサＣ３を取り外し、リレー３２をオン状態
（つまり、ダイオードＤ５が接続された状態）とした場
合の電位波形を示す。ダイオードＤ５は、一方向の電流
をカットするために、点Ｂの電位から見て、表面電極１
３の電位は、マイナス方向にシフトした波形となる。従
って、プラスイオンの割合が少なく、マイナスイオンが
多いイオン発生状況となる。

【００２８】そして、同図（ｃ）は、図１の回路におけ
るリレー３２をオン状態（つまり、ダイオードＤ５が接
続され、更に、コンデンサＣ３がダイオードＤ５に並列
に付加された場合）とした場合の電位波形を示す。表面
電極１３の電位は同図（ｂ）の場合に比べてプラス方向
にシフトし、少量のプラスイオンが発生する。このコン
デンサＣ３の静電容量が２００ｐＦでは、プラスイオン
は１４万個／ｃｃ、マイナスイオンは３８万個／ｃｃと
測定された。

【００２９】図３に示す如くイオン発生装置１は、平板
形をなすイオン発生素子１０、昇圧コイル（昇圧手段）
５１及び回路基板５２と、これらを一括して保持するケ
ース５３と、前記イオン発生素子１０を保持してケース
５３閉塞する蓋板５４を備えてなる。

【００３０】前記イオン発生素子１０は、図７から図９
に示すように、厚さ方向に積層された下部誘電体１１ｂ
及び上部誘電体１１ａを相互に一体化させてなる誘電体
１１の一面に、図７及び図８に示すようにグリッド状を
なす放電電極１３を形成し、前記下部誘電体１１ｂ及び
上部誘電体１１ａの間に、図９に示すように前記放電電
極１３と対向するように面状の内部電極１２を埋設し、
更に、図９に示すように前記放電電極１３の上部を、誘
電体製の保護層１１ｃにより被覆して構成されている。

【００３１】誘電体１１を構成する下部誘電体１１ｂ及
び上部誘電体１１ａは、前記保護層１１ｃと共に、ポリ
イミド、エポキシ等の樹脂材料、又はアルミナ、結晶化
ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミッ
クス材料を用いることができるが、耐熱性及び強度面に
おいて優位なセラミックス材料、特に、アルミナを使用
するのが望ましい。

【００３２】放電電極１３及び内部電極１２は、電極形
成のために通常用いられる金属材料により形成すること
ができるが、前記誘電体１１及び保護層１１ｃをセラミ
ックス材料製とする場合、これらの焼成温度に耐えるた
めに、タングステン、モリブデン等の高融点の金属材料
製とするのが望ましい。

【００３３】以上の如きイオン発生素子１０は、例え
ば、アルミナシートからなる下部誘電体１１ｂの表面に
タングステン材料のパターン印刷により内部電極１２を
形成し、次いで、この形成面全体を覆うようにアルミナ
シートからなる上部誘電体１１ａを載置して圧着し、こ
の上部誘電体１１ａの表面に、同じくタングステン材料
のパターン印刷により放電電極１３を形成する。更に、
放電電極１３の形成域全体を覆うようにアルミナ製の保
護層１１ｃをコーティングにより形成し、最後に、これ
らを１４００〜１６００℃なる非酸化性雰囲気下にて焼
成して構成される。

【００３４】図９に示す如く放電電極１３は、前記上部
誘電体１１ａ及び下部誘電体１１ｂを貫通する電極接点
１５により、また内部電極１２は、前記下部誘電体１１
ｂを貫通する電極接点１４により、誘電体１１の裏面に
夫々連通させてあり、放電電極１３と内部電極１２との
間には、前記電極接点１４，１５を介して高圧交流の駆
動電圧が印加されるようになしてある。なお、前記電極
接点１４，１５は、夫々の電極１２、１３の形成過程に
おいて、対応する位置に形成されたスルーホール内に電
極材料を充填せしめることにより一体に形成することが
できる。

【００３５】また、図７及び図８に示す如く、放電電極
１３がグリッド状の電極としてあるのは、前記駆動電圧
の印加に伴って発生するイオン量を可及的に増大させる
ためである。

【００３６】さらに、図８に示す如く内部電極１２は、
放電電極１３と中心を合わせて形成され、該放電電極１
３よりも長さ及び幅が夫々小さい帯状電極としてあり、
内部電極１２の投影面積より放電電極１３の投影面積が
大きい形状にして、イオン量の発生バランスに寄与す
る。

【００３７】イオン発生素子１０の具体例を示すと、共
に約０．４５ｍｍ厚さを有する上部誘電体１１ａ及び下
部誘電体１１ｂを重ねて形成された約１５ｍｍ×３７ｍ
ｍ×０．９ｍｍなるサイズの誘電体１１の表面に、０．
２５ｍｍの線幅を０．８ｍｍピッチにて縦横に並べ、約
１０．４ｍｍ×２８ｍｍなる大きさを有するグリッド状
の放電電極１３を形成する一方、上部誘電体１１ａ及び
下部誘電体１１ｂとの間に、約６ｍｍ×２４ｍｍなる大
きさを有する面状の内部電極１２を形成する。

【００３８】これらの間に、略４．６ｋＶ（ピーク
値）、２２ｋＨｚなる周波数を有する高圧交流の駆動電
圧を印加したところ、両電極１２、１３間に発生するプ
ラズマ放電の作用により、イオン発生素子１０から２５
ｃｍ離れた位置において、夫々２０万個／ｃｃを超える
プラスイオン及びマイナスイオンが発生することが確か
められた。このイオン発生量は、一般的な大きさの居室
用の空気調和機として機能させるために十分な量であ
る。

【００３９】なお、イオン発生量は、イオン発生素子１
０のサイズを大とすることによって増加すると共に、駆
動電圧を高くすることによっても増加する。但し、駆動
電圧を高くした場合、オゾンの発生量が合わせて増大す
るため、駆動電圧を過度に高めることは望ましくない。

【００４０】また、放電電極１３及び内部電極１２の形
状、並びにこれらの間に介在する誘電体（上部誘電体１
１ａ）の大きさ及び厚さは、以上の実施の形態に限ら
ず、適宜に変更することができる。

【００４１】以上の如きイオン発生素子１０を用いてな
るイオン発生装置１は、前述の如く、昇圧コイル５１、
回路基板５２、ケース５３、及び蓋板５４を備えてい
る。昇圧コイル５１は、図５に示す如く、樹脂製ケース
の一側に、一対の高圧端子５５，５５及び一対の入力端
子５６，５６を突設した構成となっている。

【００４２】回路基板５２は、その一面（図５における
下面）にイオン発生素子１０の高電圧印加手段４０が形
成される。高電圧印加手段４０は上記に説明したとおり
図１に示す様に構成されるものであり、ＳＳＲ、コンデ
ンサＣ２等が実装された基板であり、その長手方向の一
側には、前記昇圧コイル５１の高圧端子５５，５５及び
入力端子５６，５６を接続するための４つの接続孔５
８，５８…と、前記イオン発生素子１０の接続のための
接続部５９とが、下面に形成された駆動波形の発生回路
に対応させて設けてあり、また前記接続孔５８、５８…
の形成位置の内側を表裏に貫通する窓孔６０が形成され
ている。更に回路基板５２の他側には、図４に示すよう
に外部接続用の４本の接続ピン６１が前記一面側に突設
されている。

【００４３】ケース５３は、一側の全面に前記回路基板
５２の差し込みが可能な矩形の開口を備え、他側に半円
形断面の底部を備える箱体であり、該底部は、長手方向
と略直交するように横架された所定高さの隔壁６２によ
り、コイル収容室６３と回路部品受容室６４とに分割さ
れている。またケース５３の内面には、前記隔壁６２の
上縁と一致する高さ位置に、全周に亘って内向きに張り
出して前記回路基板５２の支持部となる支持縁６５が設
けてあり、更にケース５３の開口部周縁には、対向する
長辺の相互に離隔した各２か所に、前記蓋板５４係合用
の凹所６６，６６…（片側のみ図示）が形成されてい
る。

【００４４】この、ケース５３の材質は、電気的に絶縁
性に優れた樹脂材料を選択することが好ましい。例え
ば、ケースの色調を黒色とするときのように、樹脂材料
に顔料を混ぜて成形した場合は、この顔料として一般に
カーボンを添加するが、このような場合は、ケースの体
積固有抵抗が約１０の９乗Ω・ｃｍ程度となり、イオン
発生装置１内の各構成の絶縁が十分に確保できなくな
る。このとき、イオン発生素子から発生されるイオン発
生量は、十分に絶縁が確保された状態であれば略同量発
生するはずのプラスイオンとマイナスイオンが、プラス
イオン量１〜１８万個／ＣＣ、マイナスイオン量２０〜
４３万個／ＣＣと極端にマイナスイオン量が多く発生す
るといった問題が起きる。

【００４５】このため、顔料のカーボンを添加しない樹
脂材料にて成形すると、ケースの体積固有抵抗が約１０
の１６乗Ω・ｃｍ以上となり、イオン発生装置１内の各
構成の絶縁が十分に保てるようになる。このときのイオ
ン発生量は、プラスイオンが１９万個／ＣＣ、マイナス
イオンが１８万個／ＣＣとバランス良く略同数発生させ
ている。なお、ケースの体積固有抵抗が約１０の１６乗
Ω・ｃｍ以上の樹脂材料としては、ＰＰＥ，ＰＰＳ等が
挙げられる。

【００４６】蓋板５４は、図６に示すように樹脂材料製
の平板であり、その長手方向一側には、イオン発生素子
１０に対応する矩形形状の凹所６７が設けてあり、該凹
所６７には、イオン発生素子１０の前記放電電極接点１
５及び内部電極接点１４の形成位置に夫々対応するよう
に、表裏に貫通する長円形の窓孔６８，６８が形成され
ている。また、蓋板５４の長手方向他側には、表裏に貫
通する矩形の窓孔６９が形成されており、更に、蓋板５
４の幅方向両側縁には、前記ケース５３の開口部周縁に
形成された前記凹所６６，６６…の夫々に対応する位置
に係止爪７０，７０…（片側のみ図示）が形成されてい
る。

【００４７】以上の如く構成された蓋板５４は、前記凹
所６７にイオン発生素子１０を嵌め込み、これを一体に
保持させることができる。イオン発生素子１０の固定
は、凹所６７の底面への接着、凹所６７の周囲に設けた
図示しない係止爪によるイオン発生素子１０周縁の係合
等、適宜の手段により実現することができる。

【００４８】前述した如く凹所６７に形成された窓６
８，６８は、イオン発生素子１０の裏面における放電電
極接点１５及び内部電極接点１４の露出部に対応してお
り、イオン発生素子１０は、これらの電極接点１５、１
４に各別に溶着されたリード線１５ａ，１４ａにより回
路基板５２に接続される。窓孔６８，６８の周縁には、
幅方向に各一対の鉤状突起７１，７１が突設されてお
り、前記リード線１５ａ，１４ａは、これらの鉤状突起
７１に係止され、幅方向に距離を隔てて前記窓孔６９の
形成側に導かれており、後述の如く回路基板５２との接
続に供されている。

【００４９】このように窓孔６８，６８の周縁に設けた
鉤状突起７１，７１…は、リード線１５ａ，１４ａの止
め部としての作用をなすから、これらのリード線１５
ａ，１４ａ間に十分な絶縁距離を保つことができ、回路
基板５２との接続に際しての取り回しを容易に行わせる
ことができる。

【００５０】本発明に係るイオン発生装置は、以上の如
く構成された昇圧コイル５１、回路基板５２、及びケー
ス５３と、イオン発生素子１０が固着された蓋板５４と
を以下の如く組み付けて構成される。

【００５１】まず昇圧コイル５１を、ケース５３の底部
に設けたコイル収容室６３内に前記高圧端子５５、グラ
ンド端子及び入力端子５６，５６の突出側を上向きとし
て挿入し、コイル収容室６３に充填材７２を、真空引き
により気泡の混入を防ぎつつ充填して絶縁モールドす
る。充填材７２としては、エポキシ樹脂等の絶縁耐力に
優れた樹脂材料を用いるのが望ましい。なお、エポキシ
樹脂の充填材７２は、体積固有抵抗が１０の１３Ω・ｃ
ｍと絶縁性に優れた樹脂材料である。

【００５２】また、充填材７２の一部は、昇圧コイル５
１の挿入に先立ってコイル収容室６３に充填しておけ
ば、昇圧コイル５１の挿入時にこれの外側を良好にモー
ルドすることができ、気泡の混入による絶縁不良の発生
を有効に回避することが可能となる。また充填材７２の
充填は、コイル収容室６３に対してのみ行い、隔壁６２
を介して隣接する回路部品受容室６４内に漏れ出さない
ようにする。

【００５３】その後、充填材７２の乾燥固化を待ち、ケ
ース５３の内部に上側開口部を経て回路基板５２を挿入
する。この挿入は、回路部品５７，５７…の実装面を下
に向け、コイル収容室６４に固着された昇圧コイル５１
の上方に、該昇圧コイル５１との接続のための４つの接
続孔５８，５８…を位置合わせし、回路基板５２の下面
が前記隔壁６２及び支持縁６５に突き当たるまで行われ
る。この挿入の後、前記接続孔５８，５８…から突出す
る前記高圧端子５５、グランド端子及び入力端子５６，
５６の先端を、回路基板５２の上面から該当位置に溶着
する。

【００５４】この溶着により回路基板５２は、前記支持
縁６５及び前記隔壁６２の上縁により下側から支えら
れ、前記充填材７２により固定された昇圧コイル５１に
より、前記高圧端子５５、グランド端子及び入力端子５
６，５６を支持脚として固定される。このとき回路基板
５２に実装された回路部品５７，５７…は、前記コイル
収容室６３に並設された回路部品受容室６４に受容さ
れ、また同側の一縁に突設された４本の接続ピン６１，
６１…は、該当位置に設けた開口を経てケース５３の外
部に突出せしめられ、外部電源及び外部制御回路との接
続用の接続端子７３，７４（図４参照）を構成する。な
お、接続端子７４，７５における各２本の接続ピン６
１，６１の並設間隔は、接続ミスの発生を回避すべく互
いに異ならせてある。

【００５５】このように回路基板５２の取付けを終えた
後、前述の如くイオン発生素子１０を保持させてなる蓋
板５４を取付ける。この取付けは、長手方向一側に開設
された窓孔５２をケース５３内に先に固定された回路基
板５２に開設された窓孔３３の形成位置に合わせ、イオ
ン発生素子１０の保持面を上向きとして前記ケース５３
の上側開口部に蓋板５４を位置合わせし、まず、前述の
如く蓋板５４の裏面に沿わせたイオン発生素子１０のリ
ード線１５ａ，１４ａを前記回路基板５２の上面に設け
た接続部７３，７３に各別に溶着した後、前記蓋板５４
をケース５３の上側開口部に嵌め込むことにより行われ
る。このとき、蓋板５４の両側縁に設けた係止爪７０，
７０…が撓み変形し、ケース５３の開口部周縁に設けた
対応する凹所６６，６６…に弾性復帰により係合せしめ
られ、該蓋板５４は、前記基板５２の上面から適長離隔
した位置に、前記ケース５３の開口部を覆うように取付
けられる。

【００５６】この取付け後、前記蓋板５４に開設された
窓孔６９を経て充填材７４を導入し、該充填材７４を前
記基板５２との間の空間に充填せしめ、該基板５２とイ
オン発生素子１０との間を絶縁モールドし、この充填材
７４の乾燥固化を待って本発明に係るイオン発生装置
が、図３及び図４に示す如く構成される。

【００５７】前記充填材７４としては、前記窓孔６９か
らの充填を確実に行わせるべく、ウレタン樹脂等、流動
性に優れた樹脂を用いるのが望ましい。なお充填材７４
の一部は、前記窓孔６９の下位置に開口する基板５２の
窓孔６０を経て前記昇圧コイル５１が収容されたコイル
収容室６３の上部にも充填され、前記充填材７２による
絶縁を補助する作用をなす。またこのとき充填材７４
は、コイル収容室６３に並設された回路部品受容室６４
にも侵入しようとするが、この侵入は、両室６３，６４
間の隔壁６２により阻止される。従って、回路部品受容
室６４に受容されている前記基板５２の実装部品には、
充填材７４の固化時の収縮に伴うストレスが加わること
がなく、断線、脱落等の不具合の発生を防止することが
できる。

【００５８】一方、充填材７４の収縮に伴うストレス
は、蓋板５４の下面に引き出されたイオン発生素子１０
のリード線１５ａ，１４ａにも加わるが、これらのリー
ド線１５ａ，１４ａは、前述の如く、引き出し用の窓孔
６８，６８の周縁に設けた鉤状突起７１，７１…に係止
されているため、イオン発生素子１０及び基板５２への
溶着部に前記ストレスによる影響は及ばず、確実な接続
状態を維持することができる。

【００５９】このように構成されたイオン発生装置は、
昇圧コイル５１及び回路基板５２を内蔵するケース５３
の外側にイオン発生素子１０を取り付けてなるコンパク
トな構成であり、前記接続端子７４，７５を前記外部電
源及び外部制御回路に接続することによりイオン発生動
作を行わせることができ、空気の清浄化を必要とする各
種の電気機器に容易に組み込んで使用することができ
る。前記電気機器としては、空気清浄機、空気調和器
等、外部に送り出す空気の清浄化が要求される機器が含
まれることは言うまでもなく、冷蔵庫等、内部（庫内）
を循環する空気の清浄化が必要な電気機器、また掃除機
等、外部に排出する空気の清浄化が切望される電気機器
も含まれ、広範囲の電気機器に対して使用することがで
きる。

【００６０】次に本発明にかかる第２の実施の形態につ
いて説明する。本発明の第２の実施の形態は、上記の第
１の実施形態で説明した図１の回路を、図１に記載した
回路のうち、リレー３２、ダイオードＤ５及びコンデン
サＣ３から構成される回路基板３９（以下、リレー基板
３９と称する）と、高電圧印加手段４０とを別の基板と
して構成し、リレー基板３９をケース５３の外に配設さ
せ構成する。

【００６１】なお、高電圧印加手段４０はケース５３の
内部の回路基板５２に備えられる。また、ここでいうケ
ース５３の外とは、ケース５３の外側にリレー基板３９
を保持させる場合と、ケース５３にはリレー基板３９を
保持させず、例えばイオン発生装置１を取付ける空気調
節装置の一部といったケース５３とは別の構成にリレー
基板３９を取付ける場合とを含む概念である。

【００６２】上記の構成を備えた空気調節装置の一例で
ある空気清浄機を、図１０に示す。図１０は、空気清浄
機の正面断面図である。

【００６３】図１０に示す如く空気清浄機８０は、本体
ハウジング８１の内奥部にフィルタ８２により覆われた
吸込口が設けられており、フィルタ８２の内奥側に送風
ファン（図示せず）が設置されている。フィルタ８２の
前方には渦巻き形の通気路８３が形成され、本体ハウジ
ング８１の上部に形成された吹出口８４に連通させてあ
り、送風ファンの回転により吸込口から空気を吸込み、
該空気に含まれる浮遊物をフィルタ８２により捕捉し、
渦巻き形の通気路８３を通気させ、前記吹出口７３から
送り出す構成となしてある。

【００６４】そして、回路基板３９と、高電圧印加手段
４０とを別の基板として構成し、ケース５３にはリレー
基板３９を保持させず、空気清浄機の一部にリレー基板
３９を取付けなしてある。

【００６５】このような空気清浄機８０において、本発
明に係るイオン発生装置は、通気路８３の周壁の一部
に、該通気路８３内を流れる空気流に前記イオン発生素
子１０の装着面が対面するように取付けてある。この取
付けの後、ケース５３外部の接続端子７４，７５（図４
参照）を外部電源及び空気清浄機８０の制御回路を接続
すれば、イオン発生装置は、通気路８３内を流れる空気
中の水蒸気をプラズマ放電によりイオン化し、略同量の
プラスイオンとマイナスイオンとを生成する動作をな
し、これらのイオンは、前記空気と共に吹出口８４から
送り出され、前述の如く、送出空間内の浮遊粒子を不活
性化し、また浮遊細菌を殺菌する作用をなすものであ
る。従って、前記フィルタ８２による塵埃の捕捉との相
乗作用により、空気清浄機８０が設置された居室の内部
を清浄化することができる。

【００６６】また、回路基板３９と、高電圧印加手段４
０とを別の基板として構成し、リレー基板３９をケース
５３の外に配設するとともに、高電圧印加手段４０をケ
ース５３の内に配設させているので、プラスイオンの発
生量とマイナスイオンの発生量を略同量として発生させ
ることができる。このときの、イオン発生量を測定した
ところ、プラスイオンが２４万個／ＣＣ、マイナスイオ
ンが２４万個／ＣＣであった。

【００６７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の構成による
と、ケースの絶縁性が良好に確保され、電気的絶縁の問
題が解消されることから、プラスイオン及びマイナスイ
オンの発生量を安定して略同数発生させることが可能で
ある。

【００６８】また、交流の駆動電圧を印加することによ
りプラスイオン及びマイナスイオンとマイナスイオンを
発生させるイオン発生素子と、該イオン発生素子に印加
する駆動電圧を発生する昇圧手段及び回路基板と、前記
昇圧手段の収容室及び前記回路基板の支持部が設けられ
たケースと、前記イオン発生素子を装着する装着部を一
体に備え、アノードとカソードを有する整流手段と、該
整流手段に直列接続された開閉手段と、前記整流手段に
並列接続された静電容量部と、前記アノード側は前記電
極の一方に接続され、前記カソード側は前記電圧印加手
段に設けた接地線に接続したイオン発生装置において、
前記整流手段と開閉手段を電圧印加手段を搭載した基板
以外の別の基板にし、ケース外に形設したイオン発生装
置と、ケースの外に形設することで、前記整流手段及び
開閉手段を備えた基板と、電圧印加手段を搭載した基板
とを十分に離間でき、それにより絶縁距離を遠く保つこ
とができるため、プラスイオン及びマイナスイオンの発
生量を安定して略同数発生させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイオン発生装置の主要回路図であ
る。

【図２】図１のイオン発生素子における電位波形図であ
る。

【図３】図１に示すイオン発生装置のイオン発生素子の
取付け側から見た外観斜視図である。

【図４】図１に示すイオン発生装置の図２と逆側から見
た外観斜視図である。

【図５】図１のイオン発生装置の分解斜視図である。

【図６】イオン発生素子を保持させた蓋板の裏面側から
の斜視図である。

【図７】イオン発生素子の外観斜視図である。

【図８】イオン発生素子の平面図である。

【図９】図７のＣ−Ｃ線による拡大断面図である。

【図１０】本発明に係るイオン発生装置の空気調和機へ
の使用例を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１イオン発生装置５１昇圧コイル（昇圧コイル）５２回路基板５３ケース５４蓋板１０イオン発生素子１２内部電極１３放電電極７２（第１の）充填材７４（第２の）充填材６３コイル収容室６４回路部品受容室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０３Ｃ 3/40 Ｂ０３Ｃ 3/40 Ａ 3/66 3/66 3/82 3/82 Ｆ２４Ｆ 1/00 Ｆ２４Ｆ 7/00 Ｂ 7/00 1/00 ３７１Ｂ (56)参考文献特開平１−186180（ＪＰ，Ａ) 特開平11−194581（ＪＰ，Ａ) 特開平８−31230（ＪＰ，Ａ) 特開平４−90428（ＪＰ，Ａ) 特開平９−139277（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−88145（ＪＰ，Ａ) 特開2000−316225（ＪＰ，Ａ) 登録実用新案3077376（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01T 23/00 A61L 2/14 A61L 9/22 B03C 3/02 B03C 3/38 B03C 3/40 B03C 3/66 B03C 3/82 F24F 1/00 F24F 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動電圧を印加することによりプラスイ
オン及びマイナスイオンと、マイナスイオンを発生させ
るイオン発生素子と、該イオン発生素子に印加する駆動
電圧を発生する電圧印加手段と、前記イオン発生素子を
装着する装着部とを、ケースに備えたイオン発生装置に
おいて、前記ケースの体積固有抵抗を１０の１６乗Ω・ｃｍ以上
にし、前記電圧印加手段は、電圧を昇圧する昇圧手段と、前記
イオン発生素子への入力を制御する回路を有する回路基
板を備えるものとし、前記昇圧手段を前記ケース内に第１の充填材により絶縁
モールドし、また前記回路基板と前記イオン発生素子と
の間を第２の充填材により絶縁モールドするものとし、
前記第１の充填材及び前記第２の充填材の体積固有抵抗
を１０の１３乗Ω・ｃｍ以上とすることを特徴とするイ
オン発生装置。
【請求項２】駆動電圧を印加することによりプラスイ
オン及びマイナスイオンと、マイナスイオンを発生させ
るイオン発生素子と、該イオン発生素子に印加する駆動
電圧を発生する電圧印加手段と、前記イオン発生素子を
装着する装着部とを、ケースに備えたイオン発生装置に
おいて、前記ケースを顔料としてカーボンを含まない樹脂材料に
より成形し前記電圧印加手段は、電圧を昇圧する昇圧手
段と、前記イオン発生素子への入力を制御する回路を有
する回路基板を備えるものとし、前記昇圧手段を前記ケース内に第１の充填材により絶縁
モールドし、また前記回路基板と前記イオン発生素子と
の間を第２の充填材により絶縁モールドするものとし、
前記第１の充填材及び前記第２の充填材の体積固有抵抗
を１０の１３乗Ω・ｃｍ以上とすることを特徴とするイ
オン発生装置。
【請求項３】前記ケースを、カーボンを含まないＰＰ
Ｅ樹脂またはＰＰＳ樹脂により成形したことを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】前記請求項１から請求項３のいずれか一
つに記載のイオン発生装置を備えることを特徴とする空
気調節装置。
【請求項５】前記回路基板に突設された接続ピンは、
ケースの外部に突設せしめ、外部制御回路との接続用の
接続端子を構成してなることを特徴とする請求項１から
請求項３のいずれか一つに記載のイオン発生装置。