JP4624237B2

JP4624237B2 - イオン発生器

Info

Publication number: JP4624237B2
Application number: JP2005309825A
Authority: JP
Inventors: 茂幸原田; 山本　　明
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP2007122910A

Description

本発明はイオン発生器に関し、特に、所定の充填材によって封止が行なわれるイオン発生器に関するものである。

空気清浄機においては清潔で快適な空間を実現するために、室内の空気の浄化が行なわれている。そのような空気の浄化を行なうために、空気清浄機にはイオン発生器が搭載されている。近年、そのようなイオン発生器として、所定のケースとイオン発生素子を装着したユニットとを一体化した態様のものが製品化されている。

たとえば特許文献１に記載されたイオン発生器では、図１８に示すように、まず、所定のケース１０２に昇圧コイル１０３が収容されて充填材１０９によってその昇圧コイル１０３が封止される。そして、回路基板１０４とイオン発生素子１０８とが順次ケース１０２の所定の位置に装着されて、回路基板１０４とイオン発生素子１０８との間には他の充填材１１０が充填される。こうして一体化されたイオン発生器１０１が構成される。
特開２００３−４５６１１号公報

上述したように、従来のイオン発生器１０１では、昇圧コイル１０３が収容された空間に、まず、１回目の充填材１０９が充填されて昇圧コイル１０３が封止され、そして、回路基板１０４とイオン発生素子１０８との間に２回目の充填材１１０が充填される。特に、この２回目の充填材１１０を充填する際には、回路基板１０４から部品が取付けられている側の面へ充填材１１０が漏れるのを防ぐために、回路基板１０４の周囲部分を封止する処置が必要となる。そのため、充填作業としてはこれを連続した作業として行なうことができず、作業工程が多くなる。

本発明は、このような従来のイオン発生器における充填材の充填作業に鑑みて、充填材を充填する工程を減らすとともに、より少ない充填材をもって容易にイオン発生素子を封止するイオン発生器を提供することを目的とする。

本発明に係るイオン発生器は、有底の下部ケースとイオン発生素子と基板部と上部ケースと充填材を導入するための導入口部を備えている。イオン発生素子は、下部ケースの底の部分に設けた開口部に固定され、下部ケースの外へ向かってイオンを発生する。基板部は、イオン発生素子の上方に配設され、イオン発生素子と電気的に接続されてイオン発生素子を駆動するための駆動回路が形成されている。上部ケースは、下部ケースに装着され、下部ケースとで基板部を挟み込んで基板部を覆う。充填材を導入するための導入口部は、上部ケースと下部ケースとで基板部を挟み込んだ状態で、基板部に設けられた切欠きと、切欠きに対応するように上部ケースに形成された凹み部とによって形成され、下部ケースの底と基板部との間の空間に連通している。

下部ケースは、基板受け部と溝部とを備えている。基板受け部は、側面部分に形成され、基板部を下方から支持する。溝部は、底の部分から基板受け部に向かって延在するように側面部分に形成され、導入される充填材を毛細管現象により基板受け部にまで吸い上げる。

この構成によれば、イオン発生素子を駆動する基板部を下部ケースと上部ケースとで挟み込んだ状態で、上部ケースと基板部に設けられた導入口部から充填材を導入することによって、１回の充填材の導入工程をもって下部ケースに取付けられたイオン発生素子を封止することができる。また、下部ケースが、基板受け部と、導入される充填材を毛細管現象により基板受け部にまで吸い上げる溝部とを備えていることで、溝部から吸い上げられる充填材が基板部と基板受け部との間に広がって、より少ない充填材をもって基板部を下部ケースに固定することができる。

その上部ケースは、上部ケースから下部ケースに向かって突出し、導入される充填材に到達して充填材に埋め込まれる部分を含む第１突起部を備えていることが好ましい。

これにより、第１突起部の先端部分が樹脂材に埋め込まれて、上部ケースを下部ケースに確実に固定することができる。

本発明に係る他のイオン発生器は、有底の下部ケースとイオン発生素子と基板部と上部ケースと充填材を導入するための導入口部と第１突起部とを備えている。イオン発生素子は、下部ケースの底の部分に設けた開口部に固定され、下部ケースの外へ向かってイオンを発生する。基板部は、イオン発生素子の上方に配設され、イオン発生素子と電気的に接続されてイオン発生素子を駆動するための駆動回路が形成されている。上部ケースは、下部ケースに装着され、下部ケースとで基板部を挟み込んで基板部を覆う。充填材を導入するための導入口部は、上部ケースと下部ケースとで基板部を挟み込んだ状態で、基板部に設けられた切欠きと、切欠きに対応するように上部ケースに形成された凹み部とによって形成され、下部ケースの底と基板部との間の空間に連通している。第１突起部は、上部ケースから下部ケースに向かって突出するように上部ケースに設けられ、導入される充填材に到達して充填材に埋め込まれる部分を含んでいる。
下部ケースは、側面部分に形成され、基板部を下方から支持する基板受け部を含んでいる。第１突起部と下部ケースの側面部分とは、上部ケースが下部ケースに装着された状態で所定の間隔をもって隔てられている。所定の間隔は、第１突起部と下部ケースの側面部分との隙間に導入された樹脂材が毛細管現象により上方に吸い上げられる間隔である。

この構成によれば、イオン発生素子を駆動する基板部を下部ケースと上部ケースとで挟み込んだ状態で、上部ケースと基板部に設けられた導入口部から充填材を導入することによって、１回の充填材の導入工程をもって下部ケースに取付けられたイオン発生素子を封止することができる。また、下部ケースが基板受け部を含み、上部ケースに形成された第１突起部と、下部ケースの側面部分との隙間から、毛細管現象により上方に吸い上げられる充填材が基板部と基板受け部との間に広がって、より少ない充填材をもって基板部を下部ケースに固定することができる。

さらに、その第１突起部には充填材に埋め込まれる部分にカギ状部が形成されていてもよい。

これにより、カギ状部が充填材に引っ掛かる状態となって上部ケースを下部ケースにより強固に固定することができる。

上部ケースにおける導入口部の部分に露出し、下部ケースの側に向かって突出する第２突起部を有し、第２突起部の位置と充填材の表面の位置とを確認することにより所定の量の充填材を充填するための充填量調整部を備えていることが好ましい。
これにより、決められた充填材をあらかじめ用意することなく、充填量調整部により充填作業を行ないながら目視で容易に所定量の充填材を導入することができる。

また、充填材は、イオン発生素子とその近傍に位置する下部ケースの部分を封止するように充填されることが好ましい。

これにより、イオン発生素子は下部ケースに他の部材を用いることなく固定することができる。

また、さらに、基板部には防湿材が塗布されていることが好ましい。
これにより、基板部を結露から守ることができて、イオン発生素子の安定した動作を確保することができる。

本発明の実施の形態に係るイオン発生器について説明する。当該イオン発生器は、下部ケース、イオンを発生するイオン発生素子、イオン発生素子を駆動する駆動回路基板部および上部ケースを備えて構成される。以下、それぞれの構造について詳しく説明する。

まず、図１に示すように、下部ケース２は有底であり、底の一部にイオン発生素子を装着して外方に向けてイオンを発生させるための開口部２ａが形成されている。下部ケース２の側部内側には、駆動回路基板を下方から支持する基板受部２ｂが形成されている。その基板受部２ｂの一部に、充填材としての樹脂材を毛細管現象によって上方に吸い上げるための溝部２ｃが形成されている。

図２に示すように、駆動回路基板部７では、基板本体８に所定の高電圧を発生させる昇圧トランス１０と電源コネクタ９等が取付けられている。昇圧トランス１０は３〜２００Ｖ程度の電圧をコロナ放電が可能な１ｋＶ以上の高電圧にまで昇圧する。その昇圧トランス１０にイオン発生素子３が所定の高耐圧電線２０を介して電気的に接続されている。また、基板本体８には、樹脂材を注入するための切欠き８ａが形成されている。

図３に示すように、イオン発生素子３は、板状の誘電体板６，６の間に誘導電極５が配設され、その誘導電極５と対向するように誘電体板６の上に放電電極４が配設されている。昇圧トランス１０により発生させた高電圧を誘導電極５と放電電極４との間に印加することによって、誘導電極５と放電電極４との間にコロナ放電が発生し、プラスイオンおよびマイナスイオンが発生することになる。なお、条件により、プラスイオンおよびマイナスのいずれか一方のイオンやオゾンを発生させることもできる。

図４に示すように、上部ケース１１の側部内側の所定の位置には、下部ケース２の側に向かって突出して、下部ケース２に充填される樹脂材にまで到達する樹脂固定用突起部１２が設けられている。また、上部ケース１１には、基板本体８に形成された切欠き８ａに対応した凹み部１４が形成されている。この凹み部１４は、後述するように切欠き部８ａとともに、導入口部としての樹脂注入用開口部となる。また、その凹み部１４の部分には、注入される樹脂材の量を目視で確認するための充填量調整用突起部１５が設けられている。さらに、駆動回路基板部７の電源コネクタ９を露出するコネクタ開口部１３が設けられている。

次に、イオン発生器１の組立て手順について説明する。まず、あらかじめ、図２に示すように、駆動回路基板７に設けられた昇圧トランス１０とイオン発生器３とが高耐圧電線２０により電気的に接続される。次に、図５および図６に示すように、駆動回路基板７と接続されたイオン発生素子３を上部ケース２に設けられた開口部２ａに装着して、開口部２ａからイオン発生素子３を露出させる。次に、下部ケース２の基板受部２ｂに駆動回路基板７を載置する。そして、その駆動回路基板７を覆うように上部ケース１１を載置する。こうして、図７および図８に示すように、上部ケース１１と下部ケース２とで駆動回路基板７（図示せず）が挟み込まれた状態となる。こうして、切欠き８ａと凹み部１４によって樹脂材を充填するための樹脂注入用開口部１８が形成される。

次に、図７に示すように、樹脂注入用開口部１８から充填材としての樹脂材１６が注入される。樹脂注入用開口部１８から注入される樹脂材１６は、図９に示すように、まず、下部ケース２の底の部分において徐々にイオン発生素子３にまで流れ込み、そして、図１０に示すように、イオン発生素子３は樹脂材１６によって封止されることになる。このとき、高耐圧電線２０がイオン発生素子３に接続されている部分と、そのイオン発生素子３の近傍に位置する下部ケース２の底の部分を少なくとも覆うように封止することが好ましい。

また、樹脂材１６の注入により、上部ケース１１に設けた樹脂固定用突起部１２の先端部分が、下部ケース２の底の部分に徐々に溜まる樹脂材１６の中に埋め込まれることになる。

さらに、下部ケース２の底の部分から樹脂材１６が徐々に溜まって、樹脂材１６が下部ケース２の内側に設けられた溝部分２ｃに達すると、図１１に示すように、毛細管現象によって樹脂材１６が上方に吸い上げられることになる。図１２に示すように、吸い上げられた樹脂材１６ａは基板受面２ｂの表面にまで達して、駆動回路基板７と基板受面２ｂとの隙間の部分において毛細管現象によってさらに広がる。最後に、充填された樹脂材１６を所定の温度もとで乾燥して固化させる。

イオン発生素子３に接続されている部分と、そのイオン発生素子３の近傍に位置する下部ケース２の底の部分とを封止する樹脂材１６の部分が固化することによって、その固化した樹脂材１６を介してイオン発生素子３が下部ケース２に固定されることになる。また、樹脂固定用突起部１２の先端部分が埋め込まれた樹脂材１６の部分が固化することによって、上部ケース１１が下部ケース２に固定されることになる。さらに、駆動回路基板７と基板受面２ｂとの隙間に介在する樹脂材１６ａの部分が固化することによって、駆動回路基板７が下部ケース２に固定されることになる。こうしてイオン発生器１の組立てが完了する。

上述したイオン発生器１では、イオン発生素子３を駆動する駆動回路基板７を下部ケース２と上部ケース１１とで挟み込んだ状態で、上部ケース２に設けられた樹脂注入用開口部１４とこれに対応するように形成された駆動回路基板７の切欠き７ａから、樹脂材１６を注入することによって、１回の注入工程によって下部ケース２に取付けられたイオン発生素子３を封止することができるとともに、駆動回路基板７と上部ケース１１とを下部ケース２に固定することができる。

また、下部ケース２に溝部２ｃを設けることで、毛細管現象によって樹脂材１６が上方に吸い上げられて、駆動回路基板７と基板受面２ｂとの隙間の部分に広がる。これにより、より少ない樹脂材１６をもって駆動回路基板７を下部ケース２に固定することができる。

さらに、上部ケース１１に樹脂固定用突起部１２を設けることによって、樹脂固定用突起部１２の先端部分が樹脂材１６中に固定されることになる。これにより、より少ない樹脂材１６をもって上部ケース１１を下部ケース２に確実に固定することができる。こうして、充填する樹脂材１６の量も低減することができて、イオン発生器１の軽量化を図ることができる。

また、上部ケース１１の樹脂注入用開口部１８（凹み部１４）の側壁部分に充填量調整用突起部１５を設けることによって、充填量調整用突起部１５の位置に対して下部ケース２に注入されて上昇する樹脂材１６の表面の位置を目視により確認しながら、容易に所定の量の樹脂材１６を注入することができる。

なお、上述したイオン発生器１では、上部ケース１１に設けられる樹脂固定用突起部１２として、上部ケース１１の側面部分から下部ケースの側に向かって突出する樹脂固定用突起部１２を例に挙げて説明したが、図１３に示すように、上部ケース１１の側面部分から所定の間隔Ｌを隔てて樹脂固定用突起部１２を設けてもよい。

この間隔Ｌとしては、図１４に示すように、上部ケース１１が下部ケース２に装着された状態で、樹脂固定用突起部１２と下部ケース２との側面部分との隙間に注入された樹脂材１６が毛細管現象によって上方に吸い上げられる程度の間隔となるように設定されることが好ましい。こうすることで、溝部２ｃに加えてこの樹脂固定用突起部１２の部分からも樹脂材１６ａが吸い上げられ、その吸い上げられた樹脂材１６ａが駆動回路基板７と下部ケース２との隙間に流れ込んで、駆動回路基板７を下部ケース２により確実に固定することができる。

さらに、図１５に示すように、その樹脂固定用突起部１２を下部ケース２に設けた溝部２ｃと対向するように上部ケース１１に設けてもよい。この場合にも、基板受部２ｂ（溝部２ｃ）と樹脂固定用突起部１２との間隔Ｌを、樹脂固定用突起部１２と基板受部２ｂとの隙間に注入された樹脂材１６が毛細管現象によって上方に吸い上げられる程度の間隔となるように設定することが好ましい。また、この場合には、樹脂固定用突起部１２の位置に対応して基板本体８に切欠きを設けることが好ましい。

なお、発明者らによれば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂板に幅約０．５ｍｍ、深さ約０．５ｍｍの溝を複数形成し、このＡＢＳ樹脂板をウレタン樹脂に浸漬させたところ、毛細管現象によってウレタン樹脂の面から平均約９．０ｍｍの高さにまでウレタン樹脂が吸い上げられることが実験により確認された。

また、図１６に示すように、樹脂固定用突起部１２の先端部にカギ状部１２ａを設けてもよい。こうすることで、固化した樹脂材１６にカギ状部１２ａが引っ掛かって樹脂固定用突起部１２の先端部分が樹脂材１６から容易に抜けるのが阻止されて、下部ケース２に上部ケース１１をより強固に固定することができる。

なお、イオン発生器１を組立てる前に、図１７に示すように、駆動回路基板７の全体に防湿材１７を塗布することが好ましい。防湿材１７としては、たとえばヒューミシール（登録商標）（HumiSeal）等を適用することができる。防湿材１７を駆動回路基板７に塗布することによって、駆動回路基板７を結露から守ることができて、駆動回路の安定した動作を確保することができる。上述したイオン発生器は、空気清浄機をはじめ、エアコン、加湿器、電気ファンヒータ等の空気調節装置等を含めイオンを発生する機器等へ幅広く適用することが可能である。

今回開示された実施の形態は例示にすぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、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でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係るイオン発生器の下部ケースを示す斜視図である。同実施の形態において、イオン発生器の駆動回路基板とイオン発生素子を示す斜視図である。同実施の形態において、図２に示すイオン発生素子の断面図である。同実施の形態において、イオン発生器の上部ケースを示す斜視図である。同実施の形態において、イオン発生器の組立て手順を説明するための上部ケースの側からみた分解斜視図である。同実施の形態において、イオン発生器の組立て手順を説明するための下部ケースの側からみた分解斜視図である。同実施の形態において、イオン発生器の組立て手順を説明するための上部ケースが下部ケースに装着された状態を上部ケースの側からみた斜視図である。同実施の形態において、イオン発生器の組立て手順を説明するための上部ケースが下部ケースに装着された状態を下部ケースの側からみた斜視図である。同実施の形態において、下部ケースに樹脂材が充填される様子を説明するための部分斜視図である。同実施の形態において、下部ケースに樹脂材が充填された状態における図８に示す断面線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。同実施の形態において、溝部に樹脂が吸い上げられる様子を示す部分斜視図である。同実施の形態において、溝部に樹脂が吸い上げられる様子を示す部分断面図である。同実施の形態において、変形例に係るイオン発生器における上部ケースの樹脂固定用突起部を示す部分断面図である。同実施の形態において、変形例に係るイオン発生器における樹脂固定用突起部と下部ケースとの隙間に樹脂材が吸い上げられる様子を示す部分斜視図である。同実施の形態において、他の変形例に係るイオン発生器における上部ケースの樹脂固定用突起部と溝部との配置関係を示す部分平面図である。同実施の形態において、さらに他の変形例に係るイオン発生器における上部ケースの樹脂固定用突起部を示す部分側面図である。同実施の形態において、イオン発生器の組立て手順の変形例を示す斜視図である。従来のイオン発生器の組立て手順を示す斜視図である。

符号の説明

１イオン発生器、２下部ケース、２ａ開口部、２ｂ基板受部、２ｃ溝部、３イオン発生素子、４放電電極、５誘導電極、６誘電体基板、７駆動回路基板、８基板本体、８ａ切欠き、９電源コネクタ、１０昇圧トランス、１１上部ケース、１２樹脂固定用突起部、１２ａカギ状部、１３コネクタ開口部、１４凹み部、１５充填量調整用突起部、１６，１６ａ樹脂材、１７防湿材、１８樹脂材注入用開口部、２０高耐圧電線。

Claims

有底の下部ケースと、
前記下部ケースの底の部分に設けた開口部に固定され、前記下部ケースの外へ向かってイオンを発生するイオン発生素子と、
前記イオン発生素子の上方に配設され、前記イオン発生素子と電気的に接続されて前記イオン発生素子を駆動するための駆動回路が形成された基板部と、
前記下部ケースに装着され、前記下部ケースとで前記基板部を挟み込んで前記基板部を覆う上部ケースと、
前記上部ケースと前記下部ケースとで前記基板部を挟み込んだ状態で、前記基板部に設けられた切欠きと、前記切欠きに対応するように前記上部ケースに形成された凹み部とによって形成され、前記下部ケースの底と前記基板部との間の空間に連通して所定の充填材を導入するための導入口部と
を備え、
前記下部ケースは、
側面部分に形成され、前記基板部を下方から支持する基板受け部と、
底の部分から前記基板受け部に向かって延在するように前記側面部分に形成され、導入される前記充填材を毛細管現象により前記基板受け部にまで吸い上げるための溝部と
を備えた、イオン発生器。
前記上部ケースから前記下部ケースに向かって突出するように前記上部ケースに設けられ、導入される前記充填材に到達して前記充填材に埋め込まれる部分を含む第１突起部を備えた、請求項１記載のイオン発生器。
有底の下部ケースと、
前記下部ケースの底の部分に設けた開口部に固定され、前記下部ケースの外へ向かってイオンを発生するイオン発生素子と、
前記イオン発生素子の上方に配設され、前記イオン発生素子と電気的に接続されて前記イオン発生素子を駆動するための駆動回路が形成された基板部と、
前記下部ケースに装着され、前記下部ケースとで前記基板部を挟み込んで前記基板部を覆う上部ケースと、
前記上部ケースと前記下部ケースとで前記基板部を挟み込んだ状態で、前記基板部に設けられた切欠きと、前記切欠きに対応するように前記上部ケースに形成された凹み部とによって形成され、前記下部ケースの底と前記基板部との間の空間に連通して所定の充填材を導入するための導入口部と
前記上部ケースから前記下部ケースに向かって突出するように前記上部ケースに設けられ、導入される前記充填材に到達して前記充填材に埋め込まれる部分を含む第１突起部と
を備え、
前記下部ケースは、側面部分に形成され、前記基板部を下方から支持する基板受け部を含み、
前記第１突起部と前記下部ケースの側面部分とは、前記上部ケースが前記下部ケースに装着された状態で所定の間隔をもって隔てられ、
前記所定の間隔は、前記第１突起部と前記下部ケースの前記側面部分との隙間に導入された前記樹脂材が毛細管現象により上方に吸い上げられる間隔である、イオン発生器。
前記第１突起部には、前記充填材に埋め込まれる部分にカギ状部が形成されている、請求項２または３に記載のイオン発生器。
前記上部ケースにおける前記導入口部の部分に露出し、前記下部ケースの側に向かって突出する第２突起部を有し、前記第２突起部の位置と前記充填材の表面の位置とを確認することにより所定量の充填材を充填するための充填量調整部を備えた、請求項１〜４のいずれかに記載のイオン発生器。
前記充填材は、前記イオン発生素子とその近傍に位置する下部ケースの部分を封止するように充填される、請求項１〜５のいずれかに記載のイオン発生器。
前記基板部には防湿材が塗布された、請求項１〜６のいずれかに記載のイオン発生器。