JP4070546B2 - イオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、空気中の浮遊細菌を殺菌、除去したり、空気中の有害物質を除去するための正負両イオンを発生するイオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、事務所や会議室など、換気の少ない密閉化された部屋では、部屋内に人が多いと、呼吸により排出される二酸化炭素やタバコの煙、ホコリなどの空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる効能を有する負イオンが空気中から減少する。特に、タバコの煙によって負イオンが多量に失われ、通常の１／２〜１／５程度にまで減少することがある。そこで、空気中に負イオンを補給するため、種々のイオン発生装置がこれまで市販されている。
【０００３】
しかし、いずれの装置も、直流高電圧方式で負イオンのみを発生させるものであり、空気中に負イオンを補給することはできるものの、空気中の浮遊細菌や有害物質を積極的に除去するものではなかった。
【０００４】
そこで、近年では、正イオンおよび負イオンの両イオンを発生させるイオン発生素子が開発されており、それを搭載した空気清浄機が既に実用化されている。この空気清浄機は、円筒状ガラス管の誘電体を挟んで外側に網状電極を配設する一方、内側に板状電極を配設した構造となっている。
【０００５】
これら両電極間を放電させることにより、正負両イオンが発生して空気中に放出される。これらの正負両イオンが空気中の浮遊細菌や有害物質表面に付着すると、化学反応を起こして過酸化水素や水酸基ラジカルなどの活性種が発生する。この活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌や有害物質が除去されるようになっている。
【０００６】
また、従来から、図２９に示す構成の電界装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電界装置は、誘電体基板１０１を介して線状放電電極１０２と面状誘導電極１０３とを対向して配置し、線状放電電極１０２の長手方向と直交する方向に複数の電界集中用枝電極１０４を設けた構成となっている。この構成では、線状放電電極１０２と面状誘導電極１０３との間に高電圧で、線状放電電極１０２近傍でコロナ放電させることで、誘電体基板１０１上に正負両イオンを含むプラズマが形成される。このとき、電界集中用枝電極１０４の鋭利部である電界集中部１０５にてコロナ放電が開始し、そこから線状放電電極１０２の全体に放電が広がるため、放電開始性が向上し、放電開始電圧のバラツキも縮小されるものとなっている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−９５４７７号公報（請求項１、図１、発明の効果の欄）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の空気清浄機においては、イオン発生素子の誘電体内部の電極が板状の電極であるため、当該板状電極の全体にわたって誘電体外側の網状電極との間で放電が起こることになる。その結果、このように放電領域が広いことに起因して、放電時に発生する放電音が大きい、放電に伴って発生するオゾン量が増大し、人体への悪影響が大きいという問題が生ずる。
【０００９】
また、上記した特許文献に記載の電界装置においても、上記と同様の問題が起こる。すなわち、誘電体内部（誘電体基板１０１と誘電体基板１０６との間）の電極が板状の電極（面状誘導電極１０３）であるために、面状誘導電極１０３の全体にわたって線状放電電極１０２との間で放電が起こる。その結果、やはり、放電音が大きい、オゾン量の増大による人体への悪影響が大きいという問題が生ずる。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、放電音を低減することができ、安全性にも優れたイオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のイオン発生素子においては、誘電体内部に形成される誘導電極は、誘電体表面に設けられる放電電極と対向する面内でＵ字形に形成されている。
【００１２】
このように誘導電極を屈曲させる構成により、当該誘導電極がはまる矩形の領域全体にわたって誘導電極を板状で形成する場合に比べて、誘導電極における放電面積を小さくすることができる。その結果、素子における放電音を低く抑えることができるとともに、放電に伴って発生する、人体に有害なオゾンの量を低減することができ、安全性の高い素子を提供することができる。また、誘導電極をＵ字状に形成しているので、Ｓ字状やＷ字状に形成した場合に比べて、誘導電極における放電面積を確実に小さくすることができる。これにより、上述の効果をより確実なものとすることができる。
【００１３】
特に、放電電極を格子状に形成するとともに、各格子に、格子内部に向かって突出することで、誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部とその最外辺側からのみ重畳する先鋭部を形成すれば、放電電極の先鋭部と誘導電極との間で電界集中が起こり、誘導電極と放電電極との間での放電が発生しやすくなる。その結果、放電電圧（誘導電極および放電電極に印加する電圧）を従来より低くしても、空気中の浮遊細菌を不活化させたり、空気中の有害物質を除去するのに十分な量の正負両イオンを発生させることができる。なお、上記の不活化とは、空気中の浮遊細菌に対する殺菌、除菌、滅菌作用や、ウィルス類の分解・除去作用を言う。
【００１４】
したがって、放電電圧を低下させることによって、素子の消費電力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
このような効果は、放電電極を、線状の長手部を複数本有する構成とし、かつ、この長手部に、当該長手部の延設方向に対して異なる方向（例えば垂直方向）に突出する突出部を形成する構成とし、その突出部を、その先端部分が両側から互い違いに誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部と重畳するように形成した場合でも、同様に得ることができる。
【００１６】
また、本発明のイオン発生素子と、このイオン発生素子の放電電極と誘導電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とでイオン発生装置を構成しても、上述の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１（ａ）は、本発明に係るイオン発生装置１の概略の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、イオン発生装置１の一側面図であり、図１（ｃ）は、イオン発生装置１の他の側面図である。
【００１８】
本発明のイオン発生装置１は、イオン発生素子２と、電圧印加回路９（電圧印加手段）とを有して構成されている。
【００１９】
イオン発生素子２は、誘電体３と、放電電極４と、誘導電極５と、放電電極接点６と、誘導電極接点７と、コーティング層８と、抵抗を溶着する抵抗接点（図示せず）とを有しており、放電電極４と誘導電極５との間での放電により、正負両イオンを発生させるものである。
【００２０】
誘電体３は、略直方体形状の上部誘電体３ａと下部誘電体３ｂとを貼り合わせた平板状で構成されている。誘電体３の材料としては、有機物であれば耐酸化性に優れた材料が好適であり、例えばポリイミドまたはガラスエポキシ等の樹脂を使用することができる。また、誘電体３の材料として無機物を選択するのであれば、純度の高いアルミナ、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を使用することができる。
【００２１】
なお、耐食性の面を考えれば、誘電体３の材料として無機系のもののほうが望ましく、さらに、成形性や後述する電極形成の容易性を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適である。また、放電電極４と誘導電極５との間の絶縁抵抗が均一であることが望ましいため、材料内部の密度ばらつきが少なく、誘電体３の絶縁率が均一であればあるほど好適である。
【００２２】
誘電体３の形状は、円板や楕円板、多角形板等の他の形状であってもよく、さらには円柱状であってもよいが、生産性を考えると、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように平板状（円板状、直方体状も含む）とするのが好適である。
【００２３】
放電電極４は、誘電体３（上部誘電体３ａ）の表面に誘電体３と一体的に形成されている。放電電極４の材料としては、例えばタングステンのように導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができるが、放電によって溶融する等の変形を起こさないものであることが条件となる。放電電極４は、誘電体３の表面からの深さ（誘電体３の表面より誘導電極５側に放電電極４を設ける場合）あるいは厚み（誘電体３の表面より突出して放電電極４を設ける場合）が均一であるほうが望ましい。
【００２４】
放電電極４の形状は、面状、格子状、線状等のいずれの形状であってもよいが、格子状や線状のように、誘導電極５との電界集中が起こりやすい形状とするほうが、放電電極４と誘導電極５との間に印加する電圧が低くても、上記両電極間を放電させることができるので、できればそのほうが望ましい。
【００２５】
本実施形態では、放電電極４の形状は格子状もしくは櫛刃状となっているが、その詳細については後述する。
【００２６】
誘導電極５は、誘電体３の内部（上部誘電体３ａと下部誘電体３ｂとの間）に形成され、放電電極４と対向して配置されている。これは、放電電極４と誘導電極５との間の絶縁抵抗は均一であることが望ましく、放電電極４と誘導電極５とは平行であることが望ましいからである。このような配置により、放電電極４と誘導電極５との距離（以下、電極間距離と称する）が一定となるので、放電電極４と誘導電極５との間の放電状態が安定し、正負両イオンを好適に発生させることが可能となる。
【００２７】
また、誘電体３を円柱状に形成した場合は、放電電極４を円柱の外周表面に形成する一方、誘導電極５をその円柱の軸状に設けることによって、上記電極間距離を一定とすることができる。
【００２８】
誘導電極５の材料としては、放電電極４と同様に、例えばタングステンのように導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができる。
【００２９】
本実施形態では、誘導電極５の形状は、Ｕ字状となっているが、その詳細については後述する。
【００３０】
放電電極接点６は、放電電極４と同一形成面に設けられる接続端子２３を介して、放電電極４と導通する接点である。銅線からなるリード線の一端を放電電極接点６に接続し、他端を電圧印加回路９と接続することにより、放電電極４と電圧印加回路９とを導通させることができる。なお、リード線の上記他端を接地するようにしてもよい。
【００３１】
放電電極接点６は、リード線との接続の容易性から、誘電体３の表面であればどこに設けられてもよい。ただし、放電電極接点６は放電電極４と同電位となるため、安定した放電状態を得るためには、誘導電極５と放電電極接点６との距離が上記電極間距離よりも遠くなるように、放電電極接点６を誘電体３の表面に設けることが望ましい。
【００３２】
誘導電極接点７は、誘導電極５と同一形成面に設けられる接続端子１３を介して、誘導電極５と導通する接点である。銅線からなるリード線の一端を誘導電極接点７に結線し、他端を電圧印加回路９に接続することにより、誘導電極５と電圧印加回路９とを導通させることができる。なお、リード線の上記他端を接地するようにしてもよい。
【００３３】
誘導電極接点７は、リード線との接続の容易性から、誘電体３の表面であればどこに設けられてもよい。ただし、誘導電極接点７は誘導電極５と同電位となるため、安定した放電状態を得るためには、放電電極４と誘導電極接点７との距離が上記電極間距離よりも遠くなるように、誘導電極接点７を誘電体３の表面に設けることが望ましい。
【００３４】
また、放電電極接点６と誘導電極接点７との距離が上記電極間距離よりも遠くなるように、放電電極接点６と誘導電極接点７とを誘電体３の表面に形成すれば、より安定した放電状態を得ることができるので、このほうが望ましい。
【００３５】
さらに、放電電極接点６および誘導電極接点７を両方とも、誘電体３における放電電極４を設けた面（以下、上面と称する）以外の面に設けることが望ましい。これは、誘電体３における放電電極４を設けた面にリード線等の配線が配置されないため、別途に送風機を設けるなどして、放電電極４を設けた面に空気を送風した場合に、リード線によって空気の流れが乱れるのを回避できるからである。これにより、放電電極４にて発生する正イオンおよび負イオンを確実に空気の流れに乗せて素子外部に放出することができる。
【００３６】
以上のことを考慮して、本実施形態では、放電電極接点６および誘導電極接点７を両方とも、誘電体３における放電電極４を設けた面と相対する面（以下、下面と称する）に設けている。
【００３７】
また、本実施形態では、誘導電極５に接続される接続端子１３および誘導電極接点７は、誘導電極５と放電電極４との対向領域の外側に形成されている。これにより、放電開始時に接続端子１３と放電電極４との間で電界集中が起こることによる放電ムラを確実に回避することができる。つまり、放電開始直後から、誘導電極５と放電電極４との間での放電を、場所によらず均一にすることができる。その結果、安定した量のイオンを放出することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、放電電極４に接続される接続端子２３および放電電極接点６についても、誘導電極５と放電電極４との対向領域の外側に形成されている。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。すなわち、放電開始時に接続端子２３と誘導電極５との間で電界集中が起こることによる放電ムラを確実に回避して、安定した量のイオンを放出することができる。
【００３９】
コーティング層８は、誘電体３の上面に形成された放電電極４を保護するものであり、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）で形成されている。
【００４０】
電圧印加回路９は、イオン発生素子２の放電電極４と誘導電極５とのうち少なくとも一方に電圧を供給するものである。例えば、放電電極４と誘導電極５とをともに電圧印加回路９に接続した場合は、電圧印加回路９により、これら両電極に電圧が印加される。また、放電電極４をグランドに接続して接地電位とし、誘導電極５を電圧印加回路９に接続した場合は、電圧印加回路９により、誘導電極５にのみ電圧が印加される。一方、誘導電極５をグランドに接続して接地電位とし、放電電極４を電圧印加回路９に接続した場合は、電圧印加回路９により、放電電極４にのみ電圧が印加される。
【００４１】
ところで、イオン発生素子２が１個の場合、イオン発生素子２から正負両イオンを発生させるために、電圧印加回路９によって放電電極４と誘導電極５との間に印加される電圧は、交番電圧であることが必要である。この交番電圧は、一般的に商用電源に用いられているような正弦波状の交番電圧（以下、正弦波状の交番電圧を交流電圧と称する）に限られず、矩形波状の交番電圧であってもよく、また、他の波形を用いて交番電圧を印加してもよい。
【００４２】
上記の構成において、電圧印加回路９を動作させ、放電電極４と誘導電極５との間に交流高電圧を印加すると、放電電極４近傍でコロナ放電が起こる。これにより、放電電極４の周辺の空気がイオン化され、例えばＨ+(Ｈ2Ｏ)m（ｍは任意の自然数）からなる正イオンと、例えばＯ2 -(Ｈ2Ｏ)n（ｎは任意の自然数）からなる負イオンとが発生し、これら両イオンが装置外部に放出される。
【００４３】
これら両イオンが空気中の浮遊細菌または有害物質の表面に付着すると、化学反応を起こして、活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）がそれぞれ生成される。これら活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌または有害物質が破壊されることとなる。また、これらの正負両イオンには、脱臭作用があることも確認できている。
【００４４】
このような構成のイオン発生装置１は、様々な電気機器に適用可能である。このような電気機器としては、例えば、空気調節装置、空気調和機（エアーコンディショナー）、除湿機、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒーター、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置等が挙げられる。このような電気機器は、主に、家屋の室内、ビル内の一室、病院の病室若しくは手術室、車内、飛行機内、船内、倉庫内、冷蔵庫の庫内等に配置される。
【００４５】
ここで、図２は、本発明のイオン発生装置１を掃除機４０に適用した例を示している。この掃除機４０は、イオン発生装置１と送風機４１とを備えている。送風機４１は、イオン発生装置１にて発生した正負両イオンを空気中に送出する送出手段を構成している。この送風機４１は、ファン４２と、モータ４３と、モータ駆動回路４４とで構成されている。また、イオン発生装置１と送風機４１との間には、微粒子を除去するためのフィルタ４５が配置されている。
【００４６】
この構成により、モータ駆動回路４４によってモータ４３が駆動されと、ファン４２が回転し、空気の流れが生じる。イオン発生装置１にて発生した正負両イオンは、この空気の流れにのって、掃除機４０の排出口４６から外部に放出される。これにより、掃除機４０を使用している部屋の空気の汚れや、掃除機４０の使用によって生じる空気の汚れを除去することができる。
【００４７】
また、掃除機４０によって吸引した空気を、直接、送風機４１に送り込む構成としてもよい。この場合、吸引した空気は送風機４１によってイオン発生装置１に運ばれ、イオン発生装置１が発生する正負両イオンにより、空気中の浮遊物質および有害物質が除去され、清浄化された空気が掃除機４０の外部に放出される。したがって、このような構成とすれば、掃除機４０の使用に伴う空気の汚れを効果的に除去することができる。
【００４８】
また、図３は、本発明のイオン発生装置１を冷蔵庫５０に適用した例を示している。この冷蔵庫５０は、イオン発生装置１と、上述の掃除機４０に適用したのと全く同様の構成の送風機４１とを備えている。
【００４９】
この構成により、モータ駆動回路４４によってモータ４３が駆動されと、ファン４２が回転し、空気の流れが生じる。イオン発生装置１にて発生した正負両イオンは、この空気の流れにのって、冷蔵庫５０の庫内送出口５１から冷蔵庫５０内部の空間に放出される。これにより、冷蔵庫５０に収容された被冷蔵物から生じる異臭を冷蔵庫５０の収容室内にて除去することができる。
【００５０】
なお、冷蔵庫５０内の空気を吸引して、この吸引した空気を送風機４１に直接送り込む構成としてもよい。この場合、冷蔵庫５０の内部に正負両イオンを送り込む前段階で空気を清浄化することとなるが、この場合であっても、清浄化した空気を冷蔵庫５０の内部に送り込むことができるので、やはり、上記と同様に、冷蔵庫５０内の異臭を除去することができる。
【００５１】
次に、本発明の特徴部分である、イオン発生素子２の誘導電極５の形状の詳細について説明する。
【００５２】
図４は、誘導電極５が形成された下部誘電体３ｂの平面図である。誘導電極５は、放電電極４（図１（ａ）参照）との対向面内で屈曲して下部誘電体３ｂ上に形成されている。
【００５３】
より詳しく説明すると、誘導電極５は、誘電体３（下部誘電体３ｂ）の長手方向に平行に延びる２本の長手部１１と、各長手部１１の一方の端部同士を連結する連結部１２と、この連結部１２と一体的に形成される上述の接続端子１３とで構成されており、全体として平面視でＵ字状に形成されている。そして、下部誘電体３ｂの短手方向の各側辺の中点同士を結んだ軸が誘導電極５における線対称の軸Ｂと一致するように、誘導電極５が下部誘電体３ｂ上に形成されている。
【００５４】
これら各部材のサイズは、例えば以下の通りである。各長手部１１は、幅（下部誘電体３ｂの短手方向の長さ）が１ｍｍで、長さ（下部誘電体３ｂの長手方向の長さ）が２３．７５ｍｍで形成されている。連結部１２は、幅（下部誘電体３ｂの長手方向の長さ）が１．５ｍｍで、長さ（下部誘電体３ｂの短手方向の長さ）が２．５ｍｍで形成されている。すなわち、各長手部１１間の距離は、２．５ｍｍであり、各長手部１１の最外辺同士の距離は、各長手部１１の幅が１ｍｍであることから４．５ｍｍである。また、接続端子１３は、半径１．５ｍｍの半円状で形成されており、その弦となる部分が連結部１２の長辺と一致するように形成されている。
【００５５】
なお、上述した各部材のサイズはあくまでも一例であり、これらの数値に限定されるものではないことは勿論のことである。また、本実施形態では、誘導電極５をＵ字状で形成しているが、例えばＳ字状やＷ字状のような形状で形成してもよい。
【００５６】
次に、上記構成の誘導電極５を備えた本発明のイオン発生素子２に好適な放電電極４の形状について説明する。
【００５７】
図５は、放電電極４が形成された上部誘電体３ａの平面図である。放電電極４は、上部誘電体３ａ上において格子状に形成されている。
【００５８】
より詳しく説明すると、放電電極４は、上部誘電体３ａの長手方向に平行に延びる２本の長手部２１と、各長手部２１の延設方向に対して垂直方向に設けられ、各長手部２１をそれぞれ異なる位置で連結する複数の連結部２２とを有している。したがって、２本の長手部２１と、隣接する２本の連結部２２とで囲まれた部分が１つの格子を形成することになる。
【００５９】
本実施形態では、放電電極４は、上部誘電体３ａの長手方向に４つの格子が連続して並んだ形状となっている。そして、連続して並んでいる３つの格子は、略正方形の形状をなしている一方、残りの１個の格子は、略長方形の形状となっている。この長方形形状の格子の１側辺であって、放電電極４の外周の一部を構成する連結部２２には、その中心が連結部２２上に位置するように、円形の接続端子２３が一体的に設けられている。
【００６０】
そして、さらに、放電電極４における各格子には、格子内部に向かって突出する複数の先鋭部２４が形成されている。より詳しくは、３つの略正方形状の各格子においては、各格子を構成する４つの側辺のほぼ中点から格子内部に向かう方向に突出する４つの三角形状の先鋭部２４が形成されているとともに、各格子の４つの頂点から格子内部に向かう方向に突出する４つの先鋭部２４が形成されている。一方、略長方形状の格子においては、接続端子２３が形成された連結部２２と対向する連結部２２の中点から格子内部に向かって突出する１つの先鋭部２４と、上記連結部２２と隣り合う長手部２１との各交点から格子内部に向かう方向に突出する２つの先鋭部２４とが形成されている。
【００６１】
ここで、上記した格子内部に向かう方向とは、例えば、各格子における２本の対角線の交点に向かう方向を想定することができるが、この方向に限定されるわけではなく、後述するように先鋭部２４の先端部分２４ａ（図６参照）がＵ字状の誘導電極５と重畳するような方向であれば、上記格子の形成面内においてどのような方向であってもよい。以上の構成により、放電電極４には、合計２７個の先鋭部２４が形成されていることになる。
【００６２】
このような格子形状を有する放電電極４は、全体として、長手部２１の延設方向と平行な方向の軸Ｃを中心として線対称となる形状となっており、上部誘電体３ａの短手方向の各側辺の中点同士を結んだ軸が放電電極４における線対称の軸Ｃと一致するように、上部誘電体３ａ上に形成されている。
【００６３】
これら各部材のサイズは、例えば以下の通りである。各長手部２１は、幅（上部誘電体３ａの短手方向の長さ）が０．５ｍｍで、長さ（上部誘電体３ａの長手方向の長さ）が２３．６２５ｍｍで形成されている。連結部２２は、接続端子２３が形成されているもので、幅（上部誘電体３ａの長手方向の長さ）が０．５ｍｍであり、それ以外のもので幅が０．２５ｍｍ、長さ（上部誘電体３ａの短手方向の長さ）が６ｍｍで形成されている。すなわち、各長手部２１間の距離は、６ｍｍであり、各長手部２１の最外辺同士の距離は、各長手部２１の幅がそれぞれ０．５ｍｍであることから７ｍｍである。接続端子２３は、半径３ｍｍの円状で形成されている。
【００６４】
また、長手部２１の延設方向に隣接する各連結部２２間の距離は、６ｍｍとなっている。したがって、上記隣接する各連結部２２の中点同士を結んだ距離は、連結部２２の幅が０．２５ｍｍであることから、６．２５ｍｍとなる。以下では、この距離のことをピッチと称することとする。したがって、放電電極４における各格子も、６．２５ｍｍ間隔で形成されることとなる。
【００６５】
なお、上述した各部材のサイズ、格子の数、先鋭部２４の数は、あくまでも一例であって、これらの数値に限定されるものではないことは勿論のことである。
【００６６】
また、本実施形態では、図６に示すように、放電電極４の各先鋭部２４は、その先端部分２４ａが上述した誘導電極５と重畳するように形成されている。これは、後述する実施例６の実験結果に基づくものであり、その理由については実施例６にて説明することにする。
【００６７】
さらに、長手部２１の延設方向における、各先鋭部２４の先端部分２４ａ同士の距離が一定（例えば２ｍｍ）となるように、各先鋭部２４が形成されている。これにより、放電電極４の各先鋭部２４と誘導電極５との重畳部分が、上記延設方向に均等に並ぶので、放電電極４と誘導電極５との間における電界集中が均一に起こる。その結果、イオン発生素子２から正負両イオンがバランスよく発生するものとなる。
【００６８】
ところで、放電電極４の形状としては、上述の格子状のほかに、例えば櫛刃状を考えることもできる。図７は、櫛刃状の放電電極４を有するイオン発生素子２の平面図である。この放電電極４は、線状の長手部３１を少なくとも１本有しており、本実施形態では３本有している。各長手部３１の一端は、連結部３２により連結されており、この連結部３２には、その中心が連結部３２上に位置するように、上述の円形の接続端子２３が一体的に設けられている。
【００６９】
そして、各長手部３１には、誘導電極５との対向面内で各長手部３１の延設方向とは異なる方向（例えば各長手部３１の延設方向に対して垂直方向）に突出する複数の突出部３３が形成されている。以下では、長手部３１の延設方向に隣接する各突出部３３間の距離のことをピッチと称することとする。
【００７０】
このように櫛刃状の放電電極４を適用する場合でも、放電電極４の各突出部３３の先端部分３３ａは、上述した誘導電極５と重畳するように形成される。この構成により、放電電極４の各突出部３３と誘導電極５との間で電界が集中しやすくなり、低電圧でも上記両電極間で放電が発生しやすくなる。その結果、消費電力を確実に低減することができる。
【００７１】
次に、本発明のイオン発生素子２およびイオン発生装置１の製造方法について説明する。
【００７２】
まず、厚さ０．４５ｍｍの純度の高いアルミナのシートを所定の大きさ（例えば、幅１５ｍｍ×長さ３７ｍｍ）に切断し、２つの略同一の大きさを有するアルミナの基材を形成し、これらを上部誘電体３ａおよび下部誘電体３ｂとする。なお、アルミナの純度は９０％以上であればよいが、ここでは９２％の純度のアルミナを用いている。
【００７３】
次に、上部誘電体３ａの上面に、格子状または櫛刃状にタングステンをスクリーン印刷し、放電電極４および接続端子２３を上部誘電体３ａと一体形成する。一方、下部誘電体３ｂの上面に、Ｕ字状にタングステンをスクリーン印刷し、誘導電極５を下部誘電体３ｂと一体形成するとともに、下部誘電体３ｂの下面に、放電電極接点６および誘導電極接点７をスクリーン印刷して形成する。
【００７４】
さらに、上部誘電体３ａの表面に、アルミナのコーティング層８を例えば膜厚０．２ｍｍで形成して、放電電極４を絶縁コートする。そして、上部誘電体３ａの下面と下部誘電体３ｂの上面とを重ね合わせた後、圧着、真空引きを行い、さらにこれらを炉に入れて１４００〜１６００℃の非酸化性雰囲気で焼成する。このようにして、本発明のイオン発生素子２を容易に製造することができる。
【００７５】
そして、イオン発生素子２の放電電極４と誘導電極５との間に電圧を印加する構成とすべく、別途に設ける回路等（不図示）のグランド電位と放電電極接点６とをリード線で接続し、誘導電極接点７と電圧印加回路９とをリード線で接続すれば、イオン発生装置１が完成する。
【００７６】
以上のように、誘導電極５を屈曲させる構成により、誘導電極５がはまる矩形の領域全体にわたって誘導電極５を板状で形成する場合に比べて、誘導電極５における放電面積を小さくすることができる。その結果、素子における放電音を低く抑えることができるとともに、放電に伴って発生する、人体に有害なオゾンの量を低減することができ、安全性の高い素子を提供することができる。
【００７７】
次に、誘導電極５をＵ字状にした本発明のイオン発生素子２の効果を確認するため、イオン発生素子２の放電電極４および誘導電極５の形状を種々変化させて実験を行った結果を、実施例１〜７として以下に示す。
【００７８】
（実施例１）
本実施例では、図７および図８に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、電圧印加回路９に印加する電圧（以下、入力電圧とも称する）および交流電圧の出力電圧（放電電極４と誘導電極５との間の電圧；以下、線間電圧とも称する）を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図９（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【００７９】
なお、入力電圧の変化範囲は５０〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．６４〜６．６８ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２３．３〜２７．４℃、湿度３８〜４０％とした。
【００８０】
また、図９（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図１０に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図１１に示す。
【００８１】
なお、説明の便宜上、図７に示すイオン発生素子２をロットNo.1と称し、図８に示すイオン発生素子２をロットNo.2と称することにする。
【００８２】
ロットNo.1は、誘導電極５をＵ字状で形成し、放電電極４を櫛刃状に形成したものである。ロットNo.1は、放電電極４の突出部３３の数を３２個としたものであり、各突出部３３の先端部分３３ａは、Ｕ字状の誘導電極５と重畳するように形成されている。したがって、上記両電極間の交点（重畳部分）の数も３２個となっている。また、各突出部３３のピッチは、３ｍｍとなっている。
【００８３】
一方、ロットNo.2は、誘導電極５が平板状で、かつ、放電電極４が格子が密に形成された構成のものである。各格子には、各側辺から格子内部に向かって突出した４本の先鋭部６１が設けられており、放電電極４全体では、合計３７２本の先鋭部６１が設けられている。したがって、放電電極４の先鋭部６１と誘導電極５との交点は、３７２個である。
【００８４】
図９（ａ）（ｂ）ないし図１１を参照すると、ロットNo.1は、ロットNo.2に比べて低い線間電圧でも、ロットNo.2よりも多いイオン濃度が得られていることがわかる。また、ロットNo.2よりも線間電圧を低くすることにより、ロットNo.2よりもオゾン濃度を低減できていることがわかる。また、放電音については、入力電圧１００Ｖのときの放電音が、ロットNo.1とロットNo.2とでほぼ同じ大きさであるものの、入力電圧５０〜９０Ｖでは、ロットNo.1のほうがロットNo.2よりも放電音が小さいことが確認できた。なお、図中の網かけ部分は、放電音がロットNo.2と同じになるときの入力電圧を示している（以下の図面でも同じ）。
【００８５】
したがって、本実施例からは、誘導電極５をＵ字状に形成し、放電電極４と誘導電極５との交点（重畳部分）の数（面積）を少なくすることにより、オゾン量および放電音の低減効果が得られるとともに、線間電圧を低くすることによる低消費電力化を図ることができると言える。
【００８６】
（実施例２）
本実施例では、図１２および図１３に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、入力電圧および線間電圧を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図１４（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【００８７】
なお、入力電圧の変化範囲は５５〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．８０〜４．４０ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２４．６〜２９．３℃、湿度３６〜３８％とした。
【００８８】
また、図１４（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図１５に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図１６に示す。
【００８９】
なお、説明の便宜上、図１２に示すイオン発生素子２をロットNo.3と称し、図１３に示すイオン発生素子２をロットNo.4と称することにする。
【００９０】
ロットNo.3およびロットNo.4は、放電電極４がともに櫛刃状で、誘導電極５がともにＵ字状のものである。ただし、ロットNo.3は、放電電極４の突出部３３の数を２０個、放電電極４と誘導電極５との交点（重畳部分）の数を２０個としたものである。これに対して、ロットNo.4は、放電電極４の突出部３３の数を３６個、放電電極４と誘導電極５との交点の数を３６個としたものである。なお、各突出部３３のピッチは、ロットNo.3およびロットNo.4ともに２ｍｍである。
【００９１】
図１４（ａ）（ｂ）ないし図１６を参照すると、ロットNo.4ではロットNo.3に比べて、同じ線間電圧に対するイオン濃度が高いことから、放電電極４における突出部３３の数が多いほど（放電電極４と誘導電極５との交点が多いほど）、同じ線間電圧におけるイオン発生量は多くなると言える。また、ロットNo.4ではロットNo.3に比べて、同じ線間電圧に対するオゾン濃度が高いことから、放電電極４における突出部３３の数が多いほど、オゾン発生量は多くなると言える。
【００９２】
また、放電音については、ロットNo.3では、入力電圧９０Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜８０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。一方、ロットNo.4では、入力電圧１００Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜９０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。
【００９３】
したがって、本実施例からは、放電電極４の突出部３３の数が少ないほうが、オゾン量および放電音の低減効果が高いことが言える。
【００９４】
（実施例３）
本実施例では、図１２および図１７に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、入力電圧および線間電圧を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図１８（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【００９５】
なお、入力電圧の変化範囲は５５〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．８０〜４．５０ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２４．４〜２７．６℃、湿度２８〜２９％とした。また、図中の空欄は、放電不安定のためにデータが取れなかったことを示している。
【００９６】
また、図１８（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図１９に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図２０に示す。
【００９７】
なお、説明の便宜上、図１２に示すイオン発生素子２をロットNo.5と称し、図１７に示すイオン発生素子２をロットNo.6と称することにする。
【００９８】
ロットNo.5およびロットNo.6は、放電電極４がともに櫛刃状で、誘導電極５がともにＵ字状のものである。ただし、ロットNo.5は、実施例２のロットNo.3と全く同じ構成のものである。すなわち、ロットNo.5は、放電電極４の突出部３３の数を２０個、放電電極４と誘導電極５との交点の数を２０個、各突出部３３のピッチを２ｍｍとしたものである。これに対して、ロットNo.6は、放電電極４の各突出部３３のピッチを４ｍｍとした以外は、ロットNo.5と全く同じ構成である。
【００９９】
なお、ロットNo.5はロットNo.3と全く同じ構成であるにもかかわらず、ロットNo.5に関する図１８（ａ）の結果が、ロットNo.3に関する図１４（ａ）の結果と若干異なっているのは、実験時における環境（例えば温度および湿度）が異なっていることに起因している。
【０１００】
図１８（ａ）（ｂ）ないし図２０を参照すると、ロットNo.6ではロットNo.5に比べて、同じ線間電圧に対するイオン濃度が高いことから、放電電極４における各突出部３３のピッチが大きい（各突出部３３間の距離が広いほど）、同じ線間電圧におけるイオン発生量は多くなると言える。また、ロットNo.5とロットNo.6とでは、同じ線間電圧に対するオゾン濃度はあまり変わらなかった。
【０１０１】
また、放電音については、ロットNo.5およびロットNo.6ともに、入力電圧９０Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜８０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。
【０１０２】
したがって、本実施例からは、放電電極４の各突出部３３のピッチを大きくするほうが、同じ線間電圧でも効率よくイオンを発生させることができると言える。
【０１０３】
（実施例４）
本実施例では、図２１および図２２に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、入力電圧および線間電圧を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図２３（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【０１０４】
なお、入力電圧の変化範囲は５５〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．７６〜４．３４ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２４．９〜２８．８℃、湿度４０〜４４％とした。
【０１０５】
また、図２３（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図２４に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図２５に示す。
【０１０６】
なお、説明の便宜上、図２１に示すイオン発生素子２をロットNo.7と称し、図２２に示すイオン発生素子２をロットNo.8と称することにする。
【０１０７】
ロットNo.7は、誘導電極５の形状を従来と同様の平板状で形成するとともに、放電電極４において格子の数を並列して５個、先鋭部２４の数を３７個形成したものである。したがって、ロットNo.7においては、放電電極４の先鋭部２４と誘導電極５との重畳部分は、先鋭部２４の数と同じ３７個である。
【０１０８】
一方、ロットNo.8は、誘導電極５をＵ字状で形成した以外は、ロットNo.7と同じ構成のものである。したがって、ロットNo.8においても、放電電極４の先鋭部２４の数は、ロットNo.7と同じ３７個である。しかし、ロットNo.8は、誘導電極５をＵ字状で形成したものであり、放電電極４の線対称の軸上にある先鋭部２４は誘導電極５とは重畳しないため、放電電極４の先鋭部２４の先端と誘導電極５との重畳部分は、この部分（９個）を差し引いて２８個となっている。
【０１０９】
図２３（ａ）（ｂ）ないし図２５を参照すると、イオン濃度については、線間電圧の変化に伴い、ロットNo.7とロットNo.8とでほぼ同じような変化を示しているものの、ロットNo.8のほうがロットNo.7よりも、同じ線間電圧に対するオゾン濃度が確実に低減されていることがわかる。
【０１１０】
また、放電音については、ロットNo.7では、入力電圧１００Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜９０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。一方、ロットNo.8では、入力電圧９０Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜８０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。
【０１１１】
したがって、本実施例からは、誘導電極５をＵ字状で形成することによって、誘導電極５を平板状で形成する構成よりも、放電電極４の先鋭部２４と誘導電極５との交点を少なくするほうが、オゾン量および放電音の低減効果が高いことが言える。
【０１１２】
以上の実施例１〜４の結果から、誘導電極５をＵ字状に形成し、放電電極４の先鋭部２４または突出部３３と誘導電極５との交点を少なくし、かつ、各先鋭部２４または各突出部３３のピッチを広くするほうが、線間電圧を下げても、正負両イオンを効率よく発生させることができる。また、線間電圧の低下により、素子の消費電力を確実に低減することができるとともに、素子にて発生するオゾン量および放電音を確実に低減することができる。
【０１１３】
また、誘導電極５をＵ字状に形成しているので、Ｓ字状やＷ字状に形成した場合に比べて、誘導電極５における放電面積を確実に小さくすることができる。これにより、上述の効果をより確実なものとすることができる。
【０１１４】
（実施例５）
本実施例では、放電電極４と誘導電極５との間の電界の均一性と、そのときのイオンバランス（正イオンと負イオンとの量的なバランス）との関係について調べるため、放電電極４の格子パターンが異なる２種類のイオン発生素子２を用意し、それらの各々についてイオンバランスの良否を調べた。
【０１１５】
ここで、一方のイオン発生素子２は、図５に示すように、放電電極４が、格子状に形成されてなっているとともに、同一形成パターンの格子を複数（図５では、略正方形状の格子を３個）有しているものである。これに対して、他方のイオン発生素子２は、図示はしないが、放電電極４の各格子の形成パターンが不均一のものである。例えば、各格子間で格子の大きさを異ならせたり、各格子に設けられる先鋭部２４を、格子ごとに異なる位置に形成したりしたものがこれに相当する。
【０１１６】
これら両方のイオン発生素子２について、イオンバランスを調べたところ、やはり、図５に示すような均一な格子パターンを有するイオン発生素子２のほうがイオンバランスはよかった。つまり、正負でほぼ同量のイオンが得られた。これは、上記イオン発生素子２においては、格子パターンが均一であることにより、放電電極４と誘導電極５との間の電界が均一になるからであり、その結果、発生する正負イオン量のバランスがよくなるものと思われる。したがって、このようなイオンバランスの点を考慮すれば、格子パターンが不均一なイオン発生素子２よりも、格子パターンが均一なイオン発生素子２を用いるほうが望ましいと言える。
【０１１７】
（実施例６）
本実施例では、放電電極４と誘導電極５との位置関係による放電開始電圧の違いを調べた。その結果を図２６に示す。
【０１１８】
なお、図２６において、放電電極４と誘導電極５とが完全にずれているとは、図２７（ａ）に示すように、放電電極４の先鋭部２４が誘導電極５の長手部１１と重畳していない状態を指している。また、放電電極４と誘導電極５とがすれすれの状態とは、図２７（ｂ）に示すように、放電電極４の先鋭部２４が誘導電極５の長手部１１と重畳はしていないものの、その先端部分２４ａが長手部１１と平面視で接している状態を指している。さらに、放電電極４と誘導電極５とが重畳しているとは、図２７（ｃ）に示すように、放電電極４の先鋭部２４の先端部分２４ａが、平面視で完全に誘導電極５上に位置する状態を指している。
【０１１９】
図２６の結果より、放電電極４と誘導電極５との位置関係が、図２７（ａ）の状態から図２７（ｃ）の状態に向かうにつれて、放電開始電圧が次第に減少していることがわかる。そして、図２７（ｃ）のように放電電極４の先鋭部２４の先端部２４ａと誘導電極５とが完全に重畳した状態では、放電開始電圧が最も低くなっている。これは、図２７（ｃ）の状態では、放電電極４の先鋭部２４と誘導電極５との間で電界が集中しやすくなり、低電圧でも上記両量電極間で容易に放電が発生するからと思われる。
【０１２０】
したがって、放電電極４の先鋭部２４を、その先端部分２４ａが誘導電極５と重畳するように形成することにより、放電開始電圧を低く抑えても、安定した放電を行うことができ、その結果、消費電力を確実に低減することができる。
【０１２１】
（実施例７）
本実施例では、放電電極４に対する空気の当て方（空気流れ）を変化させて、そのときのイオン量の変化について調べた。その結果を図２８に示す。なお、放電電極４は、図５に示すような線対称パターンで形成されているものとする。
【０１２２】
図２８に示すように、放電電極４に対する空気の当て方によって、空気中に送り出されるイオン量が変わる。一方、図示はしないが、放電電極４が非線対称パターンの場合は、イオン量の変化の仕方が、線対称パターンの場合よりもさらに激しい結果が得られた。
【０１２３】
したがって、発生するイオン量が空気流れの影響を受けて変化するのを極力抑えるために、放電電極４のパターンを線対称にすることが好ましいと言える。
【０１２４】
なお、実施例６および７では、放電電極４が図５に示したような格子状のもので実験を行っているが、放電電極４が図７に示したような櫛刃状のものであっても、格子状のときと同様の結果が得られることが確認できている。
【０１２５】
なお、本発明は、正イオンあるいは負イオンのいずれかを発生させるイオン発生素子にも適用することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明のイオン発生素子においては、誘電体内部に形成される誘導電極は、誘電体表面に設けられる放電電極と対向する面内で屈曲して形成されている。この構成により、当該誘導電極がはまる矩形の領域全体にわたって誘導電極を板状で形成する場合に比べて、誘導電極における放電面積を小さくすることができる。その結果、素子における放電音を低く抑えることができるとともに、放電に伴って発生する、人体に有害なオゾンの量を低減することができ、安全性の高い素子を提供することができる。また、誘導電極をＵ字状に形成しているので、Ｓ字状やＷ字状に形成した場合に比べて、誘導電極における放電面積を確実に小さくすることができる。これにより、上述の効果をより確実なものとすることができるという効果を奏する。
【０１２７】
また、放電電極を格子状に形成するとともに、各格子に、格子内部に向かって突出することで、誘導電極の各長手部とその最外辺側からのみ重畳する先鋭部を形成すれば、放電電極の先鋭部と誘導電極との間で電界集中が起こり、誘導電極と放電電極との間での放電が発生しやすくなる。その結果、放電電圧（線間電圧）を従来より低くしても、空気中の浮遊細菌を不活化させたり、空気中の有害物質を除去するのに十分な量の正負両イオンを発生させることができる。したがって、放電電圧を低下させることによって、素子の消費電力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。このような効果は、放電電極を、線状の長手部を複数本有する構成とし、かつ、各長手部に、各長手部の延設方向に対して異なる方向に突出する突出部を形成する構成とし、その突出部を、その先端部分が両側から互い違いに誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部と重畳するように形成した場合でも、同様に得ることができる。
【０１２８】
また、本発明のイオン発生素子と、このイオン発生素子の放電電極と誘導電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とでイオン発生装置を構成しても、上述の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明に係るイオン発生装置の概略の構成を示す平面図である。（ｂ）は、上記イオン発生装置を一側面から見たときの側面図である。（ｃ）は、上記イオン発生装置を他の側面から見たときの側面図である。
【図２】 上記イオン発生装置を備えた掃除機の概略の構成を示す説明図である。
【図３】 上記イオン発生装置を備えた冷蔵庫の概略の構成を示す説明図である。
【図４】 上記イオン発生装置のイオン発生素子が備える誘導電極の概略の構成を示す平面図である。
【図５】 上記イオン発生素子が備える放電電極の概略の構成を示す平面図である。
【図６】 図１（ａ）中のＡ部分を拡大して示す平面図である。
【図７】 上記放電電極とは異なる構成の放電電極を備えたイオン発生素子の概略の構成を示す平面図である。
【図８】 上記イオン発生素子の他の構成を示す平面図である。
【図９】 （ａ）は、図７に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図８に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図１０】 図７および図８に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】 図７および図８に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１２】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図１３】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図１４】 （ａ）は、図１２に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図１３に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図１５】 図１２および図１３に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１６】 図１２および図１３に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１７】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図１８】 （ａ）は、図１２に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図１７に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図１９】 図１２および図１７に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２０】 図１２および図１７に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２１】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図２２】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図２３】 （ａ）は、図２１に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図２２に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図２４】 図２１および図２２に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２５】 図２１および図２２に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２６】 放電電極および誘導電極との位置関係と、放電開始電圧との関係を示す説明図である。
【図２７】 （ａ）は、上記放電電極の先鋭部が、上記誘導電極と完全にずれている状態を示す説明図である。（ｂ）は、上記先鋭部が、上記誘導電極とすれすれである状態を示す説明図である。（ｃ）は、上記先鋭部が、上記誘導電極と重畳している状態を示す説明図である。
【図２８】 上記放電電極に対する空気の当て方と、そのとき発生するイオンの量との関係を示す説明図である。
【図２９】 従来の電界装置の概略の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ イオン発生装置
２ イオン発生素子
３ 誘電体
３ａ 上部誘電体
３ｂ 下部誘電体
４ 放電電極
５ 誘導電極
９ 電圧印加回路（電圧印加手段）
１１ 長手部
１２ 連結部
１３ 接続端子
２１ 長手部
２２ 連結部
２３ 接続端子
２４ 先鋭部
２４ａ 先端部分
３１ 長手部
３２ 連結部
３３ 突出部
３３ａ 先端部分
４０ 掃除機（電気機器）
４１ 送風機（送出手段）
５０ 冷蔵庫（電気機器）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、空気中の浮遊細菌を殺菌、除去したり、空気中の有害物質を除去するための正負両イオンを発生するイオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、事務所や会議室など、換気の少ない密閉化された部屋では、部屋内に人が多いと、呼吸により排出される二酸化炭素やタバコの煙、ホコリなどの空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる効能を有する負イオンが空気中から減少する。特に、タバコの煙によって負イオンが多量に失われ、通常の１／２〜１／５程度にまで減少することがある。そこで、空気中に負イオンを補給するため、種々のイオン発生装置がこれまで市販されている。
【０００３】
しかし、いずれの装置も、直流高電圧方式で負イオンのみを発生させるものであり、空気中に負イオンを補給することはできるものの、空気中の浮遊細菌や有害物質を積極的に除去するものではなかった。
【０００４】
そこで、近年では、正イオンおよび負イオンの両イオンを発生させるイオン発生素子が開発されており、それを搭載した空気清浄機が既に実用化されている。この空気清浄機は、円筒状ガラス管の誘電体を挟んで外側に網状電極を配設する一方、内側に板状電極を配設した構造となっている。
【０００５】
これら両電極間を放電させることにより、正負両イオンが発生して空気中に放出される。これらの正負両イオンが空気中の浮遊細菌や有害物質表面に付着すると、化学反応を起こして過酸化水素や水酸基ラジカルなどの活性種が発生する。この活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌や有害物質が除去されるようになっている。
【０００６】
また、従来から、図２９に示す構成の電界装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電界装置は、誘電体基板１０１を介して線状放電電極１０２と面状誘導電極１０３とを対向して配置し、線状放電電極１０２の長手方向と直交する方向に複数の電界集中用枝電極１０４を設けた構成となっている。この構成では、線状放電電極１０２と面状誘導電極１０３との間に高電圧で、線状放電電極１０２近傍でコロナ放電させることで、誘電体基板１０１上に正負両イオンを含むプラズマが形成される。このとき、電界集中用枝電極１０４の鋭利部である電界集中部１０５にてコロナ放電が開始し、そこから線状放電電極１０２の全体に放電が広がるため、放電開始性が向上し、放電開始電圧のバラツキも縮小されるものとなっている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−９５４７７号公報（請求項１、図１、発明の効果の欄）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の空気清浄機においては、イオン発生素子の誘電体内部の電極が板状の電極であるため、当該板状電極の全体にわたって誘電体外側の網状電極との間で放電が起こることになる。その結果、このように放電領域が広いことに起因して、放電時に発生する放電音が大きい、放電に伴って発生するオゾン量が増大し、人体への悪影響が大きいという問題が生ずる。
【０００９】
また、上記した特許文献に記載の電界装置においても、上記と同様の問題が起こる。すなわち、誘電体内部（誘電体基板１０１と誘電体基板１０６との間）の電極が板状の電極（面状誘導電極１０３）であるために、面状誘導電極１０３の全体にわたって線状放電電極１０２との間で放電が起こる。その結果、やはり、放電音が大きい、オゾン量の増大による人体への悪影響が大きいという問題が生ずる。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、放電音を低減することができ、安全性にも優れたイオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のイオン発生素子においては、誘電体内部に形成される誘導電極は、誘電体表面に設けられる放電電極と対向する面内でＵ字形に形成されている。
【００１２】
このように誘導電極を屈曲させる構成により、当該誘導電極がはまる矩形の領域全体にわたって誘導電極を板状で形成する場合に比べて、誘導電極における放電面積を小さくすることができる。その結果、素子における放電音を低く抑えることができるとともに、放電に伴って発生する、人体に有害なオゾンの量を低減することができ、安全性の高い素子を提供することができる。また、誘導電極をＵ字状に形成しているので、Ｓ字状やＷ字状に形成した場合に比べて、誘導電極における放電面積を確実に小さくすることができる。これにより、上述の効果をより確実なものとすることができる。
【００１３】
特に、放電電極を格子状に形成するとともに、各格子に、格子内部に向かって突出することで、誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部とその最外辺側からのみ重畳する先鋭部を形成すれば、放電電極の先鋭部と誘導電極との間で電界集中が起こり、誘導電極と放電電極との間での放電が発生しやすくなる。その結果、放電電圧（誘導電極および放電電極に印加する電圧）を従来より低くしても、空気中の浮遊細菌を不活化させたり、空気中の有害物質を除去するのに十分な量の正負両イオンを発生させることができる。なお、上記の不活化とは、空気中の浮遊細菌に対する殺菌、除菌、滅菌作用や、ウィルス類の分解・除去作用を言う。
【００１４】
したがって、放電電圧を低下させることによって、素子の消費電力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
このような効果は、放電電極を、線状の長手部を複数本有する構成とし、かつ、この長手部に、当該長手部の延設方向に対して異なる方向（例えば垂直方向）に突出する突出部を形成する構成とし、その突出部を、その先端部分が両側から互い違いに誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部と重畳するように形成した場合でも、同様に得ることができる。
【００１６】
また、本発明のイオン発生素子と、このイオン発生素子の放電電極と誘導電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とでイオン発生装置を構成しても、上述の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１（ａ）は、本発明に係るイオン発生装置１の概略の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、イオン発生装置１の一側面図であり、図１（ｃ）は、イオン発生装置１の他の側面図である。
【００１８】
本発明のイオン発生装置１は、イオン発生素子２と、電圧印加回路９（電圧印加手段）とを有して構成されている。
【００１９】
イオン発生素子２は、誘電体３と、放電電極４と、誘導電極５と、放電電極接点６と、誘導電極接点７と、コーティング層８と、抵抗を溶着する抵抗接点（図示せず）とを有しており、放電電極４と誘導電極５との間での放電により、正負両イオンを発生させるものである。
【００２０】
誘電体３は、略直方体形状の上部誘電体３ａと下部誘電体３ｂとを貼り合わせた平板状で構成されている。誘電体３の材料としては、有機物であれば耐酸化性に優れた材料が好適であり、例えばポリイミドまたはガラスエポキシ等の樹脂を使用することができる。また、誘電体３の材料として無機物を選択するのであれば、純度の高いアルミナ、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を使用することができる。
【００２１】
なお、耐食性の面を考えれば、誘電体３の材料として無機系のもののほうが望ましく、さらに、成形性や後述する電極形成の容易性を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適である。また、放電電極４と誘導電極５との間の絶縁抵抗が均一であることが望ましいため、材料内部の密度ばらつきが少なく、誘電体３の絶縁率が均一であればあるほど好適である。
【００２２】
誘電体３の形状は、円板や楕円板、多角形板等の他の形状であってもよく、さらには円柱状であってもよいが、生産性を考えると、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように平板状（円板状、直方体状も含む）とするのが好適である。
【００２３】
放電電極４は、誘電体３（上部誘電体３ａ）の表面に誘電体３と一体的に形成されている。放電電極４の材料としては、例えばタングステンのように導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができるが、放電によって溶融する等の変形を起こさないものであることが条件となる。放電電極４は、誘電体３の表面からの深さ（誘電体３の表面より誘導電極５側に放電電極４を設ける場合）あるいは厚み（誘電体３の表面より突出して放電電極４を設ける場合）が均一であるほうが望ましい。
【００２４】
放電電極４の形状は、面状、格子状、線状等のいずれの形状であってもよいが、格子状や線状のように、誘導電極５との電界集中が起こりやすい形状とするほうが、放電電極４と誘導電極５との間に印加する電圧が低くても、上記両電極間を放電させることができるので、できればそのほうが望ましい。
【００２５】
本実施形態では、放電電極４の形状は格子状もしくは櫛刃状となっているが、その詳細については後述する。
【００２６】
誘導電極５は、誘電体３の内部（上部誘電体３ａと下部誘電体３ｂとの間）に形成され、放電電極４と対向して配置されている。これは、放電電極４と誘導電極５との間の絶縁抵抗は均一であることが望ましく、放電電極４と誘導電極５とは平行であることが望ましいからである。このような配置により、放電電極４と誘導電極５との距離（以下、電極間距離と称する）が一定となるので、放電電極４と誘導電極５との間の放電状態が安定し、正負両イオンを好適に発生させることが可能となる。
【００２７】
また、誘電体３を円柱状に形成した場合は、放電電極４を円柱の外周表面に形成する一方、誘導電極５をその円柱の軸状に設けることによって、上記電極間距離を一定とすることができる。
【００２８】
誘導電極５の材料としては、放電電極４と同様に、例えばタングステンのように導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができる。
【００２９】
本実施形態では、誘導電極５の形状は、Ｕ字状となっているが、その詳細については後述する。
【００３０】
放電電極接点６は、放電電極４と同一形成面に設けられる接続端子２３を介して、放電電極４と導通する接点である。銅線からなるリード線の一端を放電電極接点６に接続し、他端を電圧印加回路９と接続することにより、放電電極４と電圧印加回路９とを導通させることができる。なお、リード線の上記他端を接地するようにしてもよい。
【００３１】
放電電極接点６は、リード線との接続の容易性から、誘電体３の表面であればどこに設けられてもよい。ただし、放電電極接点６は放電電極４と同電位となるため、安定した放電状態を得るためには、誘導電極５と放電電極接点６との距離が上記電極間距離よりも遠くなるように、放電電極接点６を誘電体３の表面に設けることが望ましい。
【００３２】
誘導電極接点７は、誘導電極５と同一形成面に設けられる接続端子１３を介して、誘導電極５と導通する接点である。銅線からなるリード線の一端を誘導電極接点７に結線し、他端を電圧印加回路９に接続することにより、誘導電極５と電圧印加回路９とを導通させることができる。なお、リード線の上記他端を接地するようにしてもよい。
【００３３】
誘導電極接点７は、リード線との接続の容易性から、誘電体３の表面であればどこに設けられてもよい。ただし、誘導電極接点７は誘導電極５と同電位となるため、安定した放電状態を得るためには、放電電極４と誘導電極接点７との距離が上記電極間距離よりも遠くなるように、誘導電極接点７を誘電体３の表面に設けることが望ましい。
【００３４】
また、放電電極接点６と誘導電極接点７との距離が上記電極間距離よりも遠くなるように、放電電極接点６と誘導電極接点７とを誘電体３の表面に形成すれば、より安定した放電状態を得ることができるので、このほうが望ましい。
【００３５】
さらに、放電電極接点６および誘導電極接点７を両方とも、誘電体３における放電電極４を設けた面（以下、上面と称する）以外の面に設けることが望ましい。これは、誘電体３における放電電極４を設けた面にリード線等の配線が配置されないため、別途に送風機を設けるなどして、放電電極４を設けた面に空気を送風した場合に、リード線によって空気の流れが乱れるのを回避できるからである。これにより、放電電極４にて発生する正イオンおよび負イオンを確実に空気の流れに乗せて素子外部に放出することができる。
【００３６】
以上のことを考慮して、本実施形態では、放電電極接点６および誘導電極接点７を両方とも、誘電体３における放電電極４を設けた面と相対する面（以下、下面と称する）に設けている。
【００３７】
また、本実施形態では、誘導電極５に接続される接続端子１３および誘導電極接点７は、誘導電極５と放電電極４との対向領域の外側に形成されている。これにより、放電開始時に接続端子１３と放電電極４との間で電界集中が起こることによる放電ムラを確実に回避することができる。つまり、放電開始直後から、誘導電極５と放電電極４との間での放電を、場所によらず均一にすることができる。その結果、安定した量のイオンを放出することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、放電電極４に接続される接続端子２３および放電電極接点６についても、誘導電極５と放電電極４との対向領域の外側に形成されている。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。すなわち、放電開始時に接続端子２３と誘導電極５との間で電界集中が起こることによる放電ムラを確実に回避して、安定した量のイオンを放出することができる。
【００３９】
コーティング層８は、誘電体３の上面に形成された放電電極４を保護するものであり、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）で形成されている。
【００４０】
電圧印加回路９は、イオン発生素子２の放電電極４と誘導電極５とのうち少なくとも一方に電圧を供給するものである。例えば、放電電極４と誘導電極５とをともに電圧印加回路９に接続した場合は、電圧印加回路９により、これら両電極に電圧が印加される。また、放電電極４をグランドに接続して接地電位とし、誘導電極５を電圧印加回路９に接続した場合は、電圧印加回路９により、誘導電極５にのみ電圧が印加される。一方、誘導電極５をグランドに接続して接地電位とし、放電電極４を電圧印加回路９に接続した場合は、電圧印加回路９により、放電電極４にのみ電圧が印加される。
【００４１】
ところで、イオン発生素子２が１個の場合、イオン発生素子２から正負両イオンを発生させるために、電圧印加回路９によって放電電極４と誘導電極５との間に印加される電圧は、交番電圧であることが必要である。この交番電圧は、一般的に商用電源に用いられているような正弦波状の交番電圧（以下、正弦波状の交番電圧を交流電圧と称する）に限られず、矩形波状の交番電圧であってもよく、また、他の波形を用いて交番電圧を印加してもよい。
【００４２】
上記の構成において、電圧印加回路９を動作させ、放電電極４と誘導電極５との間に交流高電圧を印加すると、放電電極４近傍でコロナ放電が起こる。これにより、放電電極４の周辺の空気がイオン化され、例えばＨ+(Ｈ2Ｏ)m（ｍは任意の自然数）からなる正イオンと、例えばＯ2 -(Ｈ2Ｏ)n（ｎは任意の自然数）からなる負イオンとが発生し、これら両イオンが装置外部に放出される。
【００４３】
これら両イオンが空気中の浮遊細菌または有害物質の表面に付着すると、化学反応を起こして、活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）がそれぞれ生成される。これら活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌または有害物質が破壊されることとなる。また、これらの正負両イオンには、脱臭作用があることも確認できている。
【００４４】
このような構成のイオン発生装置１は、様々な電気機器に適用可能である。このような電気機器としては、例えば、空気調節装置、空気調和機（エアーコンディショナー）、除湿機、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒーター、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置等が挙げられる。このような電気機器は、主に、家屋の室内、ビル内の一室、病院の病室若しくは手術室、車内、飛行機内、船内、倉庫内、冷蔵庫の庫内等に配置される。
【００４５】
ここで、図２は、本発明のイオン発生装置１を掃除機４０に適用した例を示している。この掃除機４０は、イオン発生装置１と送風機４１とを備えている。送風機４１は、イオン発生装置１にて発生した正負両イオンを空気中に送出する送出手段を構成している。この送風機４１は、ファン４２と、モータ４３と、モータ駆動回路４４とで構成されている。また、イオン発生装置１と送風機４１との間には、微粒子を除去するためのフィルタ４５が配置されている。
【００４６】
この構成により、モータ駆動回路４４によってモータ４３が駆動されと、ファン４２が回転し、空気の流れが生じる。イオン発生装置１にて発生した正負両イオンは、この空気の流れにのって、掃除機４０の排出口４６から外部に放出される。これにより、掃除機４０を使用している部屋の空気の汚れや、掃除機４０の使用によって生じる空気の汚れを除去することができる。
【００４７】
また、掃除機４０によって吸引した空気を、直接、送風機４１に送り込む構成としてもよい。この場合、吸引した空気は送風機４１によってイオン発生装置１に運ばれ、イオン発生装置１が発生する正負両イオンにより、空気中の浮遊物質および有害物質が除去され、清浄化された空気が掃除機４０の外部に放出される。したがって、このような構成とすれば、掃除機４０の使用に伴う空気の汚れを効果的に除去することができる。
【００４８】
また、図３は、本発明のイオン発生装置１を冷蔵庫５０に適用した例を示している。この冷蔵庫５０は、イオン発生装置１と、上述の掃除機４０に適用したのと全く同様の構成の送風機４１とを備えている。
【００４９】
この構成により、モータ駆動回路４４によってモータ４３が駆動されと、ファン４２が回転し、空気の流れが生じる。イオン発生装置１にて発生した正負両イオンは、この空気の流れにのって、冷蔵庫５０の庫内送出口５１から冷蔵庫５０内部の空間に放出される。これにより、冷蔵庫５０に収容された被冷蔵物から生じる異臭を冷蔵庫５０の収容室内にて除去することができる。
【００５０】
なお、冷蔵庫５０内の空気を吸引して、この吸引した空気を送風機４１に直接送り込む構成としてもよい。この場合、冷蔵庫５０の内部に正負両イオンを送り込む前段階で空気を清浄化することとなるが、この場合であっても、清浄化した空気を冷蔵庫５０の内部に送り込むことができるので、やはり、上記と同様に、冷蔵庫５０内の異臭を除去することができる。
【００５１】
次に、本発明の特徴部分である、イオン発生素子２の誘導電極５の形状の詳細について説明する。
【００５２】
図４は、誘導電極５が形成された下部誘電体３ｂの平面図である。誘導電極５は、放電電極４（図１（ａ）参照）との対向面内で屈曲して下部誘電体３ｂ上に形成されている。
【００５３】
より詳しく説明すると、誘導電極５は、誘電体３（下部誘電体３ｂ）の長手方向に平行に延びる２本の長手部１１と、各長手部１１の一方の端部同士を連結する連結部１２と、この連結部１２と一体的に形成される上述の接続端子１３とで構成されており、全体として平面視でＵ字状に形成されている。そして、下部誘電体３ｂの短手方向の各側辺の中点同士を結んだ軸が誘導電極５における線対称の軸Ｂと一致するように、誘導電極５が下部誘電体３ｂ上に形成されている。
【００５４】
これら各部材のサイズは、例えば以下の通りである。各長手部１１は、幅（下部誘電体３ｂの短手方向の長さ）が１ｍｍで、長さ（下部誘電体３ｂの長手方向の長さ）が２３．７５ｍｍで形成されている。連結部１２は、幅（下部誘電体３ｂの長手方向の長さ）が１．５ｍｍで、長さ（下部誘電体３ｂの短手方向の長さ）が２．５ｍｍで形成されている。すなわち、各長手部１１間の距離は、２．５ｍｍであり、各長手部１１の最外辺同士の距離は、各長手部１１の幅が１ｍｍであることから４．５ｍｍである。また、接続端子１３は、半径１．５ｍｍの半円状で形成されており、その弦となる部分が連結部１２の長辺と一致するように形成されている。
【００５５】
なお、上述した各部材のサイズはあくまでも一例であり、これらの数値に限定されるものではないことは勿論のことである。また、本実施形態では、誘導電極５をＵ字状で形成しているが、例えばＳ字状やＷ字状のような形状で形成してもよい。
【００５６】
次に、上記構成の誘導電極５を備えた本発明のイオン発生素子２に好適な放電電極４の形状について説明する。
【００５７】
図５は、放電電極４が形成された上部誘電体３ａの平面図である。放電電極４は、上部誘電体３ａ上において格子状に形成されている。
【００５８】
より詳しく説明すると、放電電極４は、上部誘電体３ａの長手方向に平行に延びる２本の長手部２１と、各長手部２１の延設方向に対して垂直方向に設けられ、各長手部２１をそれぞれ異なる位置で連結する複数の連結部２２とを有している。したがって、２本の長手部２１と、隣接する２本の連結部２２とで囲まれた部分が１つの格子を形成することになる。
【００５９】
本実施形態では、放電電極４は、上部誘電体３ａの長手方向に４つの格子が連続して並んだ形状となっている。そして、連続して並んでいる３つの格子は、略正方形の形状をなしている一方、残りの１個の格子は、略長方形の形状となっている。この長方形形状の格子の１側辺であって、放電電極４の外周の一部を構成する連結部２２には、その中心が連結部２２上に位置するように、円形の接続端子２３が一体的に設けられている。
【００６０】
そして、さらに、放電電極４における各格子には、格子内部に向かって突出する複数の先鋭部２４が形成されている。より詳しくは、３つの略正方形状の各格子においては、各格子を構成する４つの側辺のほぼ中点から格子内部に向かう方向に突出する４つの三角形状の先鋭部２４が形成されているとともに、各格子の４つの頂点から格子内部に向かう方向に突出する４つの先鋭部２４が形成されている。一方、略長方形状の格子においては、接続端子２３が形成された連結部２２と対向する連結部２２の中点から格子内部に向かって突出する１つの先鋭部２４と、上記連結部２２と隣り合う長手部２１との各交点から格子内部に向かう方向に突出する２つの先鋭部２４とが形成されている。
【００６１】
ここで、上記した格子内部に向かう方向とは、例えば、各格子における２本の対角線の交点に向かう方向を想定することができるが、この方向に限定されるわけではなく、後述するように先鋭部２４の先端部分２４ａ（図６参照）がＵ字状の誘導電極５と重畳するような方向であれば、上記格子の形成面内においてどのような方向であってもよい。以上の構成により、放電電極４には、合計２７個の先鋭部２４が形成されていることになる。
【００６２】
このような格子形状を有する放電電極４は、全体として、長手部２１の延設方向と平行な方向の軸Ｃを中心として線対称となる形状となっており、上部誘電体３ａの短手方向の各側辺の中点同士を結んだ軸が放電電極４における線対称の軸Ｃと一致するように、上部誘電体３ａ上に形成されている。
【００６３】
これら各部材のサイズは、例えば以下の通りである。各長手部２１は、幅（上部誘電体３ａの短手方向の長さ）が０．５ｍｍで、長さ（上部誘電体３ａの長手方向の長さ）が２３．６２５ｍｍで形成されている。連結部２２は、接続端子２３が形成されているもので、幅（上部誘電体３ａの長手方向の長さ）が０．５ｍｍであり、それ以外のもので幅が０．２５ｍｍ、長さ（上部誘電体３ａの短手方向の長さ）が６ｍｍで形成されている。すなわち、各長手部２１間の距離は、６ｍｍであり、各長手部２１の最外辺同士の距離は、各長手部２１の幅がそれぞれ０．５ｍｍであることから７ｍｍである。接続端子２３は、半径３ｍｍの円状で形成されている。
【００６４】
また、長手部２１の延設方向に隣接する各連結部２２間の距離は、６ｍｍとなっている。したがって、上記隣接する各連結部２２の中点同士を結んだ距離は、連結部２２の幅が０．２５ｍｍであることから、６．２５ｍｍとなる。以下では、この距離のことをピッチと称することとする。したがって、放電電極４における各格子も、６．２５ｍｍ間隔で形成されることとなる。
【００６５】
なお、上述した各部材のサイズ、格子の数、先鋭部２４の数は、あくまでも一例であって、これらの数値に限定されるものではないことは勿論のことである。
【００６６】
また、本実施形態では、図６に示すように、放電電極４の各先鋭部２４は、その先端部分２４ａが上述した誘導電極５と重畳するように形成されている。これは、後述する実施例６の実験結果に基づくものであり、その理由については実施例６にて説明することにする。
【００６７】
さらに、長手部２１の延設方向における、各先鋭部２４の先端部分２４ａ同士の距離が一定（例えば２ｍｍ）となるように、各先鋭部２４が形成されている。これにより、放電電極４の各先鋭部２４と誘導電極５との重畳部分が、上記延設方向に均等に並ぶので、放電電極４と誘導電極５との間における電界集中が均一に起こる。その結果、イオン発生素子２から正負両イオンがバランスよく発生するものとなる。
【００６８】
ところで、放電電極４の形状としては、上述の格子状のほかに、例えば櫛刃状を考えることもできる。図７は、櫛刃状の放電電極４を有するイオン発生素子２の平面図である。この放電電極４は、線状の長手部３１を少なくとも１本有しており、本実施形態では３本有している。各長手部３１の一端は、連結部３２により連結されており、この連結部３２には、その中心が連結部３２上に位置するように、上述の円形の接続端子２３が一体的に設けられている。
【００６９】
そして、各長手部３１には、誘導電極５との対向面内で各長手部３１の延設方向とは異なる方向（例えば各長手部３１の延設方向に対して垂直方向）に突出する複数の突出部３３が形成されている。以下では、長手部３１の延設方向に隣接する各突出部３３間の距離のことをピッチと称することとする。
【００７０】
このように櫛刃状の放電電極４を適用する場合でも、放電電極４の各突出部３３の先端部分３３ａは、上述した誘導電極５と重畳するように形成される。この構成により、放電電極４の各突出部３３と誘導電極５との間で電界が集中しやすくなり、低電圧でも上記両電極間で放電が発生しやすくなる。その結果、消費電力を確実に低減することができる。
【００７１】
次に、本発明のイオン発生素子２およびイオン発生装置１の製造方法について説明する。
【００７２】
まず、厚さ０．４５ｍｍの純度の高いアルミナのシートを所定の大きさ（例えば、幅１５ｍｍ×長さ３７ｍｍ）に切断し、２つの略同一の大きさを有するアルミナの基材を形成し、これらを上部誘電体３ａおよび下部誘電体３ｂとする。なお、アルミナの純度は９０％以上であればよいが、ここでは９２％の純度のアルミナを用いている。
【００７３】
次に、上部誘電体３ａの上面に、格子状または櫛刃状にタングステンをスクリーン印刷し、放電電極４および接続端子２３を上部誘電体３ａと一体形成する。一方、下部誘電体３ｂの上面に、Ｕ字状にタングステンをスクリーン印刷し、誘導電極５を下部誘電体３ｂと一体形成するとともに、下部誘電体３ｂの下面に、放電電極接点６および誘導電極接点７をスクリーン印刷して形成する。
【００７４】
さらに、上部誘電体３ａの表面に、アルミナのコーティング層８を例えば膜厚０．２ｍｍで形成して、放電電極４を絶縁コートする。そして、上部誘電体３ａの下面と下部誘電体３ｂの上面とを重ね合わせた後、圧着、真空引きを行い、さらにこれらを炉に入れて１４００〜１６００℃の非酸化性雰囲気で焼成する。このようにして、本発明のイオン発生素子２を容易に製造することができる。
【００７５】
そして、イオン発生素子２の放電電極４と誘導電極５との間に電圧を印加する構成とすべく、別途に設ける回路等（不図示）のグランド電位と放電電極接点６とをリード線で接続し、誘導電極接点７と電圧印加回路９とをリード線で接続すれば、イオン発生装置１が完成する。
【００７６】
以上のように、誘導電極５を屈曲させる構成により、誘導電極５がはまる矩形の領域全体にわたって誘導電極５を板状で形成する場合に比べて、誘導電極５における放電面積を小さくすることができる。その結果、素子における放電音を低く抑えることができるとともに、放電に伴って発生する、人体に有害なオゾンの量を低減することができ、安全性の高い素子を提供することができる。
【００７７】
次に、誘導電極５をＵ字状にした本発明のイオン発生素子２の効果を確認するため、イオン発生素子２の放電電極４および誘導電極５の形状を種々変化させて実験を行った結果を、実施例１〜７として以下に示す。
【００７８】
（実施例１）
本実施例では、図７および図８に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、電圧印加回路９に印加する電圧（以下、入力電圧とも称する）および交流電圧の出力電圧（放電電極４と誘導電極５との間の電圧；以下、線間電圧とも称する）を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図９（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【００７９】
なお、入力電圧の変化範囲は５０〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．６４〜６．６８ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２３．３〜２７．４℃、湿度３８〜４０％とした。
【００８０】
また、図９（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図１０に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図１１に示す。
【００８１】
なお、説明の便宜上、図７に示すイオン発生素子２をロットNo.1と称し、図８に示すイオン発生素子２をロットNo.2と称することにする。
【００８２】
ロットNo.1は、誘導電極５をＵ字状で形成し、放電電極４を櫛刃状に形成したものである。ロットNo.1は、放電電極４の突出部３３の数を３２個としたものであり、各突出部３３の先端部分３３ａは、Ｕ字状の誘導電極５と重畳するように形成されている。したがって、上記両電極間の交点（重畳部分）の数も３２個となっている。また、各突出部３３のピッチは、３ｍｍとなっている。
【００８３】
一方、ロットNo.2は、誘導電極５が平板状で、かつ、放電電極４が格子が密に形成された構成のものである。各格子には、各側辺から格子内部に向かって突出した４本の先鋭部６１が設けられており、放電電極４全体では、合計３７２本の先鋭部６１が設けられている。したがって、放電電極４の先鋭部６１と誘導電極５との交点は、３７２個である。
【００８４】
図９（ａ）（ｂ）ないし図１１を参照すると、ロットNo.1は、ロットNo.2に比べて低い線間電圧でも、ロットNo.2よりも多いイオン濃度が得られていることがわかる。また、ロットNo.2よりも線間電圧を低くすることにより、ロットNo.2よりもオゾン濃度を低減できていることがわかる。また、放電音については、入力電圧１００Ｖのときの放電音が、ロットNo.1とロットNo.2とでほぼ同じ大きさであるものの、入力電圧５０〜９０Ｖでは、ロットNo.1のほうがロットNo.2よりも放電音が小さいことが確認できた。なお、図中の網かけ部分は、放電音がロットNo.2と同じになるときの入力電圧を示している（以下の図面でも同じ）。
【００８５】
したがって、本実施例からは、誘導電極５をＵ字状に形成し、放電電極４と誘導電極５との交点（重畳部分）の数（面積）を少なくすることにより、オゾン量および放電音の低減効果が得られるとともに、線間電圧を低くすることによる低消費電力化を図ることができると言える。
【００８６】
（実施例２）
本実施例では、図１２および図１３に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、入力電圧および線間電圧を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図１４（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【００８７】
なお、入力電圧の変化範囲は５５〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．８０〜４．４０ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２４．６〜２９．３℃、湿度３６〜３８％とした。
【００８８】
また、図１４（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図１５に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図１６に示す。
【００８９】
なお、説明の便宜上、図１２に示すイオン発生素子２をロットNo.3と称し、図１３に示すイオン発生素子２をロットNo.4と称することにする。
【００９０】
ロットNo.3およびロットNo.4は、放電電極４がともに櫛刃状で、誘導電極５がともにＵ字状のものである。ただし、ロットNo.3は、放電電極４の突出部３３の数を２０個、放電電極４と誘導電極５との交点（重畳部分）の数を２０個としたものである。これに対して、ロットNo.4は、放電電極４の突出部３３の数を３６個、放電電極４と誘導電極５との交点の数を３６個としたものである。なお、各突出部３３のピッチは、ロットNo.3およびロットNo.4ともに２ｍｍである。
【００９１】
図１４（ａ）（ｂ）ないし図１６を参照すると、ロットNo.4ではロットNo.3に比べて、同じ線間電圧に対するイオン濃度が高いことから、放電電極４における突出部３３の数が多いほど（放電電極４と誘導電極５との交点が多いほど）、同じ線間電圧におけるイオン発生量は多くなると言える。また、ロットNo.4ではロットNo.3に比べて、同じ線間電圧に対するオゾン濃度が高いことから、放電電極４における突出部３３の数が多いほど、オゾン発生量は多くなると言える。
【００９２】
また、放電音については、ロットNo.3では、入力電圧９０Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜８０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。一方、ロットNo.4では、入力電圧１００Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜９０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。
【００９３】
したがって、本実施例からは、放電電極４の突出部３３の数が少ないほうが、オゾン量および放電音の低減効果が高いことが言える。
【００９４】
（実施例３）
本実施例では、図１２および図１７に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、入力電圧および線間電圧を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図１８（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【００９５】
なお、入力電圧の変化範囲は５５〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．８０〜４．５０ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２４．４〜２７．６℃、湿度２８〜２９％とした。また、図中の空欄は、放電不安定のためにデータが取れなかったことを示している。
【００９６】
また、図１８（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図１９に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図２０に示す。
【００９７】
なお、説明の便宜上、図１２に示すイオン発生素子２をロットNo.5と称し、図１７に示すイオン発生素子２をロットNo.6と称することにする。
【００９８】
ロットNo.5およびロットNo.6は、放電電極４がともに櫛刃状で、誘導電極５がともにＵ字状のものである。ただし、ロットNo.5は、実施例２のロットNo.3と全く同じ構成のものである。すなわち、ロットNo.5は、放電電極４の突出部３３の数を２０個、放電電極４と誘導電極５との交点の数を２０個、各突出部３３のピッチを２ｍｍとしたものである。これに対して、ロットNo.6は、放電電極４の各突出部３３のピッチを４ｍｍとした以外は、ロットNo.5と全く同じ構成である。
【００９９】
なお、ロットNo.5はロットNo.3と全く同じ構成であるにもかかわらず、ロットNo.5に関する図１８（ａ）の結果が、ロットNo.3に関する図１４（ａ）の結果と若干異なっているのは、実験時における環境（例えば温度および湿度）が異なっていることに起因している。
【０１００】
図１８（ａ）（ｂ）ないし図２０を参照すると、ロットNo.6ではロットNo.5に比べて、同じ線間電圧に対するイオン濃度が高いことから、放電電極４における各突出部３３のピッチが大きい（各突出部３３間の距離が広いほど）、同じ線間電圧におけるイオン発生量は多くなると言える。また、ロットNo.5とロットNo.6とでは、同じ線間電圧に対するオゾン濃度はあまり変わらなかった。
【０１０１】
また、放電音については、ロットNo.5およびロットNo.6ともに、入力電圧９０Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜８０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。
【０１０２】
したがって、本実施例からは、放電電極４の各突出部３３のピッチを大きくするほうが、同じ線間電圧でも効率よくイオンを発生させることができると言える。
【０１０３】
（実施例４）
本実施例では、図２１および図２２に示す２種類のイオン発生素子２を用意し、入力電圧および線間電圧を変化させて、そのときの正負両イオンの発生量と、オゾン発生量と、騒音とを調べた。その結果を図２３（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。
【０１０４】
なお、入力電圧の変化範囲は５５〜１００Ｖ、線間電圧の変化範囲は２．７６〜４．３４ｋＶ、周波数は約４０ｋＨｚ、温度２４．９〜２８．８℃、湿度４０〜４４％とした。
【０１０５】
また、図２３（ａ）（ｂ）の結果に基づいて、線間電圧とイオン濃度との関係をグラフ化したものを図２４に示し、線間電圧とオゾン濃度との関係をグラフ化したものを図２５に示す。
【０１０６】
なお、説明の便宜上、図２１に示すイオン発生素子２をロットNo.7と称し、図２２に示すイオン発生素子２をロットNo.8と称することにする。
【０１０７】
ロットNo.7は、誘導電極５の形状を従来と同様の平板状で形成するとともに、放電電極４において格子の数を並列して５個、先鋭部２４の数を３７個形成したものである。したがって、ロットNo.7においては、放電電極４の先鋭部２４と誘導電極５との重畳部分は、先鋭部２４の数と同じ３７個である。
【０１０８】
一方、ロットNo.8は、誘導電極５をＵ字状で形成した以外は、ロットNo.7と同じ構成のものである。したがって、ロットNo.8においても、放電電極４の先鋭部２４の数は、ロットNo.7と同じ３７個である。しかし、ロットNo.8は、誘導電極５をＵ字状で形成したものであり、放電電極４の線対称の軸上にある先鋭部２４は誘導電極５とは重畳しないため、放電電極４の先鋭部２４の先端と誘導電極５との重畳部分は、この部分（９個）を差し引いて２８個となっている。
【０１０９】
図２３（ａ）（ｂ）ないし図２５を参照すると、イオン濃度については、線間電圧の変化に伴い、ロットNo.7とロットNo.8とでほぼ同じような変化を示しているものの、ロットNo.8のほうがロットNo.7よりも、同じ線間電圧に対するオゾン濃度が確実に低減されていることがわかる。
【０１１０】
また、放電音については、ロットNo.7では、入力電圧１００Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜９０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。一方、ロットNo.8では、入力電圧９０Ｖのときに、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音とほぼ同じ大きさであり、入力電圧５５〜８０Ｖのときには、同じ入力電圧におけるロットNo.2の放電音よりも小さかった。
【０１１１】
したがって、本実施例からは、誘導電極５をＵ字状で形成することによって、誘導電極５を平板状で形成する構成よりも、放電電極４の先鋭部２４と誘導電極５との交点を少なくするほうが、オゾン量および放電音の低減効果が高いことが言える。
【０１１２】
以上の実施例１〜４の結果から、誘導電極５をＵ字状に形成し、放電電極４の先鋭部２４または突出部３３と誘導電極５との交点を少なくし、かつ、各先鋭部２４または各突出部３３のピッチを広くするほうが、線間電圧を下げても、正負両イオンを効率よく発生させることができる。また、線間電圧の低下により、素子の消費電力を確実に低減することができるとともに、素子にて発生するオゾン量および放電音を確実に低減することができる。
【０１１３】
また、誘導電極５をＵ字状に形成しているので、Ｓ字状やＷ字状に形成した場合に比べて、誘導電極５における放電面積を確実に小さくすることができる。これにより、上述の効果をより確実なものとすることができる。
【０１１４】
（実施例５）
本実施例では、放電電極４と誘導電極５との間の電界の均一性と、そのときのイオンバランス（正イオンと負イオンとの量的なバランス）との関係について調べるため、放電電極４の格子パターンが異なる２種類のイオン発生素子２を用意し、それらの各々についてイオンバランスの良否を調べた。
【０１１５】
ここで、一方のイオン発生素子２は、図５に示すように、放電電極４が、格子状に形成されてなっているとともに、同一形成パターンの格子を複数（図５では、略正方形状の格子を３個）有しているものである。これに対して、他方のイオン発生素子２は、図示はしないが、放電電極４の各格子の形成パターンが不均一のものである。例えば、各格子間で格子の大きさを異ならせたり、各格子に設けられる先鋭部２４を、格子ごとに異なる位置に形成したりしたものがこれに相当する。
【０１１６】
これら両方のイオン発生素子２について、イオンバランスを調べたところ、やはり、図５に示すような均一な格子パターンを有するイオン発生素子２のほうがイオンバランスはよかった。つまり、正負でほぼ同量のイオンが得られた。これは、上記イオン発生素子２においては、格子パターンが均一であることにより、放電電極４と誘導電極５との間の電界が均一になるからであり、その結果、発生する正負イオン量のバランスがよくなるものと思われる。したがって、このようなイオンバランスの点を考慮すれば、格子パターンが不均一なイオン発生素子２よりも、格子パターンが均一なイオン発生素子２を用いるほうが望ましいと言える。
【０１１７】
（実施例６）
本実施例では、放電電極４と誘導電極５との位置関係による放電開始電圧の違いを調べた。その結果を図２６に示す。
【０１１８】
なお、図２６において、放電電極４と誘導電極５とが完全にずれているとは、図２７（ａ）に示すように、放電電極４の先鋭部２４が誘導電極５の長手部１１と重畳していない状態を指している。また、放電電極４と誘導電極５とがすれすれの状態とは、図２７（ｂ）に示すように、放電電極４の先鋭部２４が誘導電極５の長手部１１と重畳はしていないものの、その先端部分２４ａが長手部１１と平面視で接している状態を指している。さらに、放電電極４と誘導電極５とが重畳しているとは、図２７（ｃ）に示すように、放電電極４の先鋭部２４の先端部分２４ａが、平面視で完全に誘導電極５上に位置する状態を指している。
【０１１９】
図２６の結果より、放電電極４と誘導電極５との位置関係が、図２７（ａ）の状態から図２７（ｃ）の状態に向かうにつれて、放電開始電圧が次第に減少していることがわかる。そして、図２７（ｃ）のように放電電極４の先鋭部２４の先端部２４ａと誘導電極５とが完全に重畳した状態では、放電開始電圧が最も低くなっている。これは、図２７（ｃ）の状態では、放電電極４の先鋭部２４と誘導電極５との間で電界が集中しやすくなり、低電圧でも上記両量電極間で容易に放電が発生するからと思われる。
【０１２０】
したがって、放電電極４の先鋭部２４を、その先端部分２４ａが誘導電極５と重畳するように形成することにより、放電開始電圧を低く抑えても、安定した放電を行うことができ、その結果、消費電力を確実に低減することができる。
【０１２１】
（実施例７）
本実施例では、放電電極４に対する空気の当て方（空気流れ）を変化させて、そのときのイオン量の変化について調べた。その結果を図２８に示す。なお、放電電極４は、図５に示すような線対称パターンで形成されているものとする。
【０１２２】
図２８に示すように、放電電極４に対する空気の当て方によって、空気中に送り出されるイオン量が変わる。一方、図示はしないが、放電電極４が非線対称パターンの場合は、イオン量の変化の仕方が、線対称パターンの場合よりもさらに激しい結果が得られた。
【０１２３】
したがって、発生するイオン量が空気流れの影響を受けて変化するのを極力抑えるために、放電電極４のパターンを線対称にすることが好ましいと言える。
【０１２４】
なお、実施例６および７では、放電電極４が図５に示したような格子状のもので実験を行っているが、放電電極４が図７に示したような櫛刃状のものであっても、格子状のときと同様の結果が得られることが確認できている。
【０１２５】
なお、本発明は、正イオンあるいは負イオンのいずれかを発生させるイオン発生素子にも適用することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明のイオン発生素子においては、誘電体内部に形成される誘導電極は、誘電体表面に設けられる放電電極と対向する面内で屈曲して形成されている。この構成により、当該誘導電極がはまる矩形の領域全体にわたって誘導電極を板状で形成する場合に比べて、誘導電極における放電面積を小さくすることができる。その結果、素子における放電音を低く抑えることができるとともに、放電に伴って発生する、人体に有害なオゾンの量を低減することができ、安全性の高い素子を提供することができる。また、誘導電極をＵ字状に形成しているので、Ｓ字状やＷ字状に形成した場合に比べて、誘導電極における放電面積を確実に小さくすることができる。これにより、上述の効果をより確実なものとすることができるという効果を奏する。
【０１２７】
また、放電電極を格子状に形成するとともに、各格子に、格子内部に向かって突出することで、誘導電極の各長手部とその最外辺側からのみ重畳する先鋭部を形成すれば、放電電極の先鋭部と誘導電極との間で電界集中が起こり、誘導電極と放電電極との間での放電が発生しやすくなる。その結果、放電電圧（線間電圧）を従来より低くしても、空気中の浮遊細菌を不活化させたり、空気中の有害物質を除去するのに十分な量の正負両イオンを発生させることができる。したがって、放電電圧を低下させることによって、素子の消費電力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。このような効果は、放電電極を、線状の長手部を複数本有する構成とし、かつ、各長手部に、各長手部の延設方向に対して異なる方向に突出する突出部を形成する構成とし、その突出部を、その先端部分が両側から互い違いに誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部と重畳するように形成した場合でも、同様に得ることができる。
【０１２８】
また、本発明のイオン発生素子と、このイオン発生素子の放電電極と誘導電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とでイオン発生装置を構成しても、上述の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明に係るイオン発生装置の概略の構成を示す平面図である。（ｂ）は、上記イオン発生装置を一側面から見たときの側面図である。（ｃ）は、上記イオン発生装置を他の側面から見たときの側面図である。
【図２】 上記イオン発生装置を備えた掃除機の概略の構成を示す説明図である。
【図３】 上記イオン発生装置を備えた冷蔵庫の概略の構成を示す説明図である。
【図４】 上記イオン発生装置のイオン発生素子が備える誘導電極の概略の構成を示す平面図である。
【図５】 上記イオン発生素子が備える放電電極の概略の構成を示す平面図である。
【図６】 図１（ａ）中のＡ部分を拡大して示す平面図である。
【図７】 上記放電電極とは異なる構成の放電電極を備えたイオン発生素子の概略の構成を示す平面図である。
【図８】 上記イオン発生素子の他の構成を示す平面図である。
【図９】 （ａ）は、図７に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図８に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図１０】 図７および図８に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】 図７および図８に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１２】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図１３】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図１４】 （ａ）は、図１２に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図１３に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図１５】 図１２および図１３に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１６】 図１２および図１３に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図１７】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図１８】 （ａ）は、図１２に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図１７に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図１９】 図１２および図１７に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２０】 図１２および図１７に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２１】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図２２】 上記イオン発生素子のさらに他の構成を示す平面図である。
【図２３】 （ａ）は、図２１に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。（ｂ）は、図２２に示す構成のイオン発生素子において、線間電圧を変化させたときの、正負両イオンの発生量およびオゾン発生量の変化を調べた結果を示す説明図である。
【図２４】 図２１および図２２に示す構成のイオン発生素子において、正負両イオンの発生量と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２５】 図２１および図２２に示す構成のイオン発生素子において、発生するオゾンの濃度と線間電圧との関係を示すグラフである。
【図２６】 放電電極および誘導電極との位置関係と、放電開始電圧との関係を示す説明図である。
【図２７】 （ａ）は、上記放電電極の先鋭部が、上記誘導電極と完全にずれている状態を示す説明図である。（ｂ）は、上記先鋭部が、上記誘導電極とすれすれである状態を示す説明図である。（ｃ）は、上記先鋭部が、上記誘導電極と重畳している状態を示す説明図である。
【図２８】 上記放電電極に対する空気の当て方と、そのとき発生するイオンの量との関係を示す説明図である。
【図２９】 従来の電界装置の概略の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ イオン発生装置
２ イオン発生素子
３ 誘電体
３ａ 上部誘電体
３ｂ 下部誘電体
４ 放電電極
５ 誘導電極
９ 電圧印加回路（電圧印加手段）
１１ 長手部
１２ 連結部
１３ 接続端子
２１ 長手部
２２ 連結部
２３ 接続端子
２４ 先鋭部
２４ａ 先端部分
３１ 長手部
３２ 連結部
３３ 突出部
３３ａ 先端部分
４０ 掃除機（電気機器）
４１ 送風機（送出手段）
５０ 冷蔵庫（電気機器）
Claims (4)
- 誘電体の表面に形成される放電電極と、
前記誘電体の内部に形成され、前記放電電極と対向して配置される誘導電極とを備え、前記両電極間を放電させることによってイオンを発生するイオン発生素子において、
前記誘導電極は、前記放電電極との対向面内でＵ字形に形成されており、
前記放電電極は、格子状に形成されているとともに、線対称パターンで形成されており、
各格子には、格子内部に向かって突出することで、前記誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部とその最外辺側からのみ重畳する先鋭部が形成されていることを特徴とするイオン発生素子。 - 誘電体の表面に形成される放電電極と、
前記誘電体の内部に形成され、前記放電電極と対向して配置される誘導電極とを備え、前記両電極間を放電させることによってイオンを発生するイオン発生素子において、
前記誘導電極は、前記放電電極との対向面内でＵ字形に形成されており、
前記放電電極は、線状の長手部を複数本有しており、
前記各長手部には、前記誘導電極との対向面内で各長手部の延設方向とは異なる方向に突出する突出部が形成され、
前記突出部は、その先端部分が両側から互い違いに前記誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部と重畳するように形成されていることを特徴とするイオン発生素子。 - 前記誘導電極のＵ字形を構成する２本の長手部は、前記放電電極の内側で対向するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生素子。
- 請求項１から３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の前記放電電極と前記誘導電極とのうち少なくとも一方に電圧を供給する電圧印加手段とを備えていることを特徴とするイオン発生装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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