JP4668294B2 - Ion generator and electrical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、イオン発生装置および電気機器に関し、特に、トランス駆動回路、トランスおよびイオン発生素子を備えたイオン発生装置および電気機器に関するものである。 The present invention relates to an ion generation device and an electric device, and more particularly to an ion generation device and an electric device including a transformer driving circuit, a transformer, and an ion generation element.
放電現象を利用した多くのイオン発生装置が実用化されている。これらのイオン発生装置は通常、イオンを発生させるためのイオン発生素子と、イオン発生素子に高電圧を供給するための高圧トランスと、高圧トランスを駆動するための高圧トランス駆動回路と、コネクタなどの電源入力部とにより構成されている。 Many ion generators using the discharge phenomenon have been put into practical use. These ion generators usually include an ion generating element for generating ions, a high voltage transformer for supplying a high voltage to the ion generating element, a high voltage transformer driving circuit for driving the high voltage transformer, and a connector. And a power input unit.
イオン発生素子の種類は、大きく2種類に区分される。その1つは、金属線、鋭角部を持った金属板、針形状の金属などを放電電極とし、大地電位の金属板やグリッドなどを対向電極としたもの、あるいは対向電極を大地として特に対向電極を配置しないものである。この種類のイオン発生素子では、空気が絶縁体の役割を果たす。このイオン発生素子は、電極に高電圧を印加した際に、鋭角部をした電極の先端で電界集中が生じ、その先端の極近部分の空気が絶縁破壊することで放電現象を得る方式である。 The types of ion generating elements are roughly classified into two types. One of them is a metal wire, a metal plate having an acute angle portion, a needle-shaped metal or the like as a discharge electrode, and a ground potential metal plate or grid as a counter electrode, or a counter electrode as a ground, especially a counter electrode. Is not placed. In this type of ion generating element, air serves as an insulator. This ion generating element is a method in which, when a high voltage is applied to an electrode, electric field concentration occurs at the tip of the electrode having an acute angle, and the air near the tip breaks down to cause a discharge phenomenon. .
もう1つは、高耐圧の誘電体内部に埋没された誘導電極と、誘電体表面に配置された放電電極との一対で構成されたものである。この種類のイオン発生素子は、電極に高電圧を印加した際に、表面の放電電極の外縁部近傍で電界集中が生じ、その極近部分の空気が絶縁破壊することで放電現象を得る方式である。 The other is composed of a pair of an induction electrode embedded in a high-voltage dielectric and a discharge electrode disposed on the dielectric surface. This type of ion generating element is a method in which when a high voltage is applied to an electrode, electric field concentration occurs in the vicinity of the outer edge of the discharge electrode on the surface, and the air in the immediate vicinity breaks down to cause a discharge phenomenon. is there.
上記イオン発生素子に高電圧を印加する高圧トランスとして、一次巻線と二次巻線とを有する巻線トランスや、圧電セラミック素子で作られた圧電現象を利用した圧電トランスが実用化されている。 As high-voltage transformers for applying a high voltage to the ion generating element, a winding transformer having a primary winding and a secondary winding, and a piezoelectric transformer using a piezoelectric phenomenon made of a piezoelectric ceramic element have been put into practical use. .
従来のイオン発生装置としては、たとえば特開2002-374670号公報に記載されたものがある。このイオン発生装置は、イオン発生電極を放電電極とし、対向電極を配置しないタイプのものである。このイオン発生装置では、イオン発生電極に高電圧を供給する圧電トランスと、その圧電トランスを駆動するための駆動回路とがケース内に搭載されて、モールドにより一体化されている。ただし、イオン発生電極はケース外部に配置されており、ケースから引き出されたケーブルに接続されている。 As a conventional ion generator, for example, there is one described in JP-A-2002-374670. This ion generator is of a type in which an ion generating electrode is used as a discharge electrode and a counter electrode is not disposed. In this ion generator, a piezoelectric transformer for supplying a high voltage to the ion generating electrode and a drive circuit for driving the piezoelectric transformer are mounted in a case and integrated by a mold. However, the ion generating electrode is arranged outside the case and is connected to a cable drawn from the case.
また高圧トランスに関しては圧電トランスと巻線トランスの違いや有利不利点が記載されており、圧電トランスでは巻線トランスよりもトランス自体がコンパクト化できるが周辺回路が複雑になることが記載されている。高圧トランスは他の部品と同一の基板上に搭載され、その基板はケース底面から一定距離浮かせた形で外装ケースに内に配置されていることが記載されている。
上記公報に記載されたイオン発生装置では、高圧トランスと駆動回路とがケース内でまとめてモールドされている。このため、たとえば駆動回路をモールドせずに高圧トランスのみをモールドすることができず、高電圧部のみを効率的にモールドできない。また高電圧部をモールドしない場合には、イオン発生電極以外の高電圧部で放電が生じる可能性があり、係る放電を防止するために高電圧部の部品間の絶縁距離を大きく確保する必要がある。一般的には、1kVの電圧当たり1mmの絶縁距離が目安といわれている。このように絶縁距離を大きくするとイオン発生装置が大きくなってしまうため、装置の小型化および薄型化が困難であるという課題があった。 In the ion generator described in the above publication, a high-voltage transformer and a drive circuit are molded together in a case. For this reason, for example, it is not possible to mold only the high-voltage transformer without molding the drive circuit, and it is not possible to mold only the high voltage portion efficiently. In addition, if the high voltage part is not molded, there is a possibility that discharge will occur in the high voltage part other than the ion generating electrode, and it is necessary to ensure a large insulation distance between the components of the high voltage part in order to prevent such discharge. is there. In general, an insulation distance of 1 mm per 1 kV voltage is said to be a standard. When the insulation distance is increased in this way, the ion generating device becomes large, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and thickness of the device.
また上記公報に記載されたイオン発生装置では、高圧トランスは駆動回路と同一の基板上に搭載されている。このため、高圧トランスの配置部では、基板の厚み以外に、基板表面(部品面)側においては高圧トランスの厚み以上の高さが必要であり、基板裏面(半田面)側においては高圧トランスの半田付けしたリード部の長さ以上の高さが必要である。これにより高圧トランスの配置部においてイオン発生装置の厚みが大きくなり、装置の小型化および薄型化が困難であるという課題があった。 In the ion generator described in the above publication, the high-voltage transformer is mounted on the same substrate as the drive circuit. For this reason, in addition to the thickness of the substrate, the high voltage transformer arrangement section requires a height higher than the thickness of the high voltage transformer on the substrate surface (component surface) side, and the high voltage transformer on the substrate back surface (solder surface) side. The height of the lead part soldered or more is required. As a result, the thickness of the ion generating device is increased in the arrangement portion of the high-voltage transformer, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and thickness of the device.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化および薄型化に適したイオン発生装置およびそれを搭載した電気機器を提供することである。 This invention is made | formed in view of said subject, The objective is to provide the ion generator suitable for size reduction and thickness reduction, and an electric equipment carrying the same.
本発明のイオン発生装置は、トランス駆動回路と、そのトランス駆動回路により駆動されて電圧を昇圧するためのトランスと、そのトランスにより昇圧された電圧を印加されることで正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのイオン発生素子とを備えたイオン発生装置であって、基板と、ケースとを備えている。基板は、トランス駆動回路を表面上に搭載している。ケースは、トランス駆動回路を搭載した基板、トランスおよびイオン発生素子を内部に収容している。イオン発生素子は、誘導電極と、複数の放電電極と、支持基板とを含んでいる。誘導電極は、複数の貫通孔を有する一体の金属板からなっている。複数の放電電極のそれぞれは、誘導電極の複数の貫通孔の各々の内であって、貫通孔の厚みの範囲内に位置し、かつ貫通孔の中心に位置する針状の先端を有している。支持基板は、誘導電極と複数の放電電極とを支持している。ケースは、少なくともトランス駆動回路を配置するためのトランス駆動回路ブロックと、トランスの少なくとも二次側を配置するためのトランスブロックと、イオン発生素子を配置するためのイオン発生素子ブロックとに平面的に区画されている。トランスは基板と独立してケース内に収容されている。 An ion generator according to the present invention includes a transformer driving circuit, a transformer driven by the transformer driving circuit to boost a voltage, and a voltage boosted by the transformer to apply at least positive ions and negative ions. An ion generation apparatus including an ion generation element for generating any of the elements includes a substrate and a case. The substrate has a transformer driving circuit mounted on the surface. The case houses therein a substrate on which a transformer driving circuit is mounted, a transformer, and an ion generating element. The ion generating element includes an induction electrode, a plurality of discharge electrodes, and a support substrate. The induction electrode is made of an integral metal plate having a plurality of through holes. Each of the plurality of discharge electrodes has a needle-like tip located within each of the plurality of through-holes of the induction electrode, within the thickness range of the through-hole , and located at the center of the through-hole. Yes. The support substrate supports the induction electrode and the plurality of discharge electrodes. The case is planarly divided into a transformer driving circuit block for arranging at least a transformer driving circuit, a transformer block for arranging at least a secondary side of the transformer, and an ion generating element block for arranging ion generating elements. It is partitioned. The transformer is housed in the case independently of the substrate.
本発明の他のイオン発生装置は、トランス駆動回路と、そのトランス駆動回路により駆動されて電圧を昇圧するためのトランスと、そのトランスにより昇圧された電圧を印加されることで正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのイオン発生素子とを備えたイオン発生装置であって、少なくともトランス駆動回路を配置するためのトランス駆動回路ブロックと、トランスの少なくとも二次側を配置するためのトランスブロックと、イオン発生素子を配置するためのイオン発生素子ブロックとに平面的に区画されたケースを備えている。 Another ion generator of the present invention includes a transformer driving circuit, a transformer driven by the transformer driving circuit to boost the voltage, and a positive voltage and a negative ion by applying the voltage boosted by the transformer. An ion generating device including an ion generating element for generating at least one of a transformer driving circuit block for disposing at least a transformer driving circuit and a transformer for disposing at least a secondary side of the transformer A case is provided that is partitioned in a plane into a block and an ion generating element block for arranging the ion generating elements.
本発明のイオン発生装置によれば、ケース内部がトランス駆動回路ブロックとトランスブロックとイオン発生素子ブロックとに平面的に区画されているため、各ブロックごとに別個にモールドすることができる。たとえばトランスブロックにおいてはトランスの二次側全体をモールドしながらも、イオン発生素子ブロックにおいてはイオン発生部分をモールドせずにイオン発生素子の高圧回路部をモールドすることができる。これにより、イオン発生装置の高圧部分を効率よくモールドで絶縁分離することができるため、各部分を近づけて配置することが可能となり、イオン発生装置の小型化および薄型化が可能となる。 According to the ion generator of the present invention, since the inside of the case is partitioned in a plane into the transformer driving circuit block, the transformer block, and the ion generating element block, each block can be molded separately. For example, the transformer block can mold the entire secondary side of the transformer, but the ion generating element block can mold the high voltage circuit portion of the ion generating element without molding the ion generating portion. Thereby, since the high voltage | pressure part of an ion generator can be efficiently insulated / separated with a mold, it becomes possible to arrange | position each part close | similarly and the size and thickness reduction of an ion generator are attained.
上記のイオン発生装置において好ましくは、トランスブロックおよびイオン発生素子ブロックがモールドされた構成を有している。 The ion generator preferably has a configuration in which a transformer block and an ion generating element block are molded.
これにより、上述したようにたとえばトランスブロックにおいてはトランスの二次側全体をモールドしながらも、イオン発生素子ブロックにおいてはイオン発生部分をモールドせずにイオン発生素子の高圧回路部をモールドすることができ、イオン発生装置の高圧部分を効率よくモールドで絶縁分離することができる。このため、各部分を近づけて配置することが可能となり、イオン発生装置の小型化および薄型化が可能となる。 Thus, as described above, for example, in the transformer block, the entire secondary side of the transformer is molded, but in the ion generating element block, the high voltage circuit portion of the ion generating element can be molded without molding the ion generating portion. In addition, the high pressure portion of the ion generator can be efficiently insulated and separated with a mold. For this reason, it becomes possible to arrange each part close, and the ion generator can be made smaller and thinner.
上記のイオン発生装置において好ましくは、トランス駆動回路ブロックは、トランス駆動回路を配置した状態でモールド可能な構成を有している。 In the above ion generator, the transformer drive circuit block preferably has a configuration that can be molded with the transformer drive circuit disposed.
これにより、必要に応じてトランス駆動回路ブロックもモールドできるため、さらにイオン発生装置の小型化および薄型化が可能となる。 As a result, the transformer drive circuit block can be molded as necessary, and the ion generator can be further reduced in size and thickness.
上記のイオン発生装置において好ましくは、ケースは、トランス駆動回路ブロックとトランスブロックとを仕切るための壁を有し、その壁はトランス駆動回路とトランスとを電気的に接続する接続部を通すための切欠部を有している。 Preferably, in the above ion generator, the case has a wall for partitioning the transformer driving circuit block and the transformer block, and the wall passes through a connection portion that electrically connects the transformer driving circuit and the transformer. Has a notch.
この壁によりトランス駆動回路ブロックとトランスブロックとを平面的に区画できるとともに、その壁に設けた切欠部によりトランス駆動回路とトランスとを電気的に接続することが可能となる。 With this wall, the transformer drive circuit block and the transformer block can be partitioned in a plane, and the transformer drive circuit and the transformer can be electrically connected by a notch provided in the wall.
上記のイオン発生装置において好ましくは、ケースは、トランスの一次側と二次側とを仕切るための壁を有し、トランスは、1次側と2次側との中間部位にトランスの他の部分よりも径の大きな拡径部を有し、トランスの中間部位が壁の切欠部に嵌め込まれた状態で拡径部が壁に当接する。 Preferably, in the above ion generator, the case has a wall for partitioning the primary side and the secondary side of the transformer, and the transformer has another part of the transformer at an intermediate portion between the primary side and the secondary side. The enlarged-diameter portion has a larger-diameter portion than the diameter, and the enlarged-diameter portion contacts the wall in a state where the intermediate portion of the transformer is fitted into the notch portion of the wall.
このようにトランスの中間部位が壁の切欠部に嵌め込まれた状態で拡径部が壁に当接するため、たとえばトランスブロックにモールドする際にトランスブロックからトランス駆動回路ブロックへモールドが流入することを防ぐことができる。 Since the enlarged diameter portion abuts against the wall with the intermediate portion of the transformer fitted in the notch in the wall in this way, for example, when molding into the transformer block, the mold flows from the transformer block to the transformer drive circuit block. Can be prevented.
上記のイオン発生装置において好ましくは、イオン発生素子は、誘導電極と、複数の放電電極と、支持基板とを備えている。誘導電極は、複数の貫通孔を有する一体の金属板からなり、かつ複数の貫通孔の各々の周縁部分を屈曲させることで貫通孔の壁部の厚みを金属板の板厚よりも厚くしたものである。複数の放電電極のそれぞれは、誘導電極の複数の貫通孔の各々の内であって、貫通孔の厚みの範囲内に位置する針状の先端を有している。支持基板は、誘導電極と複数の放電電極とを支持している。 In the above ion generator, the ion generator preferably includes an induction electrode, a plurality of discharge electrodes, and a support substrate. The induction electrode is made of an integral metal plate having a plurality of through holes, and the wall portion of the through hole is made thicker than the thickness of the metal plate by bending the peripheral portion of each of the plurality of through holes. It is. Each of the plurality of discharge electrodes has a needle-like tip located within each of the plurality of through holes of the induction electrode and within the thickness range of the through holes. The support substrate supports the induction electrode and the plurality of discharge electrodes.
このように誘導電極が一体の金属板からなっているため、その厚みを薄くすることができる。また貫通孔の周縁部分を屈曲させているため、誘導電極を一体の金属板で形成しながらも、貫通孔の壁部の厚みを金属板の板厚よりも厚くすることができる。この貫通孔の厚みの範囲内に針状の先端を位置させることにより、誘導電極と放電電極との最短距離は放電電極の針状の先端と誘導電極の貫通孔の周縁部との距離となる。ここで、貫通孔の周縁部の厚みは金属板の板厚よりも厚くなっているため、放電電極の位置が周縁部の厚み方向に多少ずれても、その針状の先端は貫通孔の厚みの範囲内に留まる。このため、誘導電極と放電電極との最短距離は放電電極の針状の先端と誘導電極の貫通孔の周縁部との距離のまま維持され、位置関係のバラツキにより生じるイオン発生量のバラツキを低減することが可能となる。 Thus, since the induction electrode is made of an integral metal plate, its thickness can be reduced. Further, since the peripheral portion of the through hole is bent, the thickness of the wall portion of the through hole can be made larger than the thickness of the metal plate while the induction electrode is formed of an integral metal plate. By positioning the needle-like tip within the thickness range of the through-hole, the shortest distance between the induction electrode and the discharge electrode is the distance between the needle-like tip of the discharge electrode and the peripheral portion of the through-hole of the induction electrode. . Here, since the thickness of the peripheral portion of the through hole is thicker than the thickness of the metal plate, even if the position of the discharge electrode slightly deviates in the thickness direction of the peripheral portion, the needle-shaped tip is the thickness of the through hole. Stay within the range. For this reason, the shortest distance between the induction electrode and the discharge electrode is maintained as the distance between the needle-like tip of the discharge electrode and the peripheral edge of the through hole of the induction electrode, reducing variations in the amount of ions generated due to variations in the positional relationship. It becomes possible to do.
上記のイオン発生装置において好ましくは、ケースは、トランス駆動回路ブロック、トランスブロックおよびイオン発生素子ブロックとに平面的に区画された本体と、その本体を蓋するための蓋体とを有し、その蓋体は、それぞれが複数の貫通孔の各々に対応して設けられた複数のイオン放出用孔を有している。 Preferably, in the above ion generator, the case has a main body that is planarly divided into a transformer driving circuit block, a transformer block, and an ion generating element block, and a lid for covering the main body. The lid has a plurality of ion emission holes provided corresponding to each of the plurality of through holes.
上記のイオン発生装置において好ましくは、ケースは、トランス駆動回路ブロック、トランスブロックおよびイオン発生素子ブロックとに平面的に区画された本体と、その本体を蓋するための蓋体とを有し、その本体の底部は、それぞれが複数の貫通孔の各々に対応して設けられた複数のイオン放出用孔を有している。 Preferably, in the above ion generator, the case has a main body that is planarly divided into a transformer driving circuit block, a transformer block, and an ion generating element block, and a lid for covering the main body. The bottom portion of the main body has a plurality of ion emission holes provided corresponding to each of the plurality of through holes.
上記のイオン発生装置において好ましくは、複数のイオン放出用孔の各々は貫通孔よりも小さな開口寸法を有している。 In the above ion generator, each of the plurality of ion emission holes preferably has an opening size smaller than that of the through hole.
これにより通電部である誘導電極に直接手が触れることを防止でき、感電を防止することができる。 Thereby, it can prevent that a hand touches the induction electrode which is an electricity supply part directly, and can prevent an electric shock.
本発明の他のイオン発生装置は、トランス駆動回路と、そのトランス駆動回路により駆動されて電圧を昇圧するためのトランスと、そのトランスにより昇圧された電圧を印加されることで正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのイオン発生素子とを備えたイオン発生装置であって、基板と、ケースとを備えている。基板は、トランス駆動回路を表面上に搭載している。ケースは、トランス駆動回路を搭載した基板、トランスおよびイオン発生素子を内部に収容している。トランスは基板の表面上に搭載されない状態でケース内に収容されている。 Another ion generator of the present invention includes a transformer driving circuit, a transformer driven by the transformer driving circuit to boost the voltage, and a positive voltage and a negative ion by applying the voltage boosted by the transformer. An ion generation device including an ion generation element for generating at least one of the above, and includes a substrate and a case. The substrate has a transformer driving circuit mounted on the surface. The case houses therein a substrate on which a transformer driving circuit is mounted, a transformer, and an ion generating element. The transformer is accommodated in the case without being mounted on the surface of the substrate.
本発明の他のイオン発生装置によれば、トランスは基板の表面上に搭載されない状態でケース内に収容されているため、トランスブロックにおけるケースの高さにおいて基板の厚み分と、基板への接続のために必要な高さ分とを削除することができる。これにより、トランスブロックにおけるケースの高さを薄型化できるとともに、イオン発生装置の小型化を図ることができる。 According to another ion generator of the present invention, since the transformer is accommodated in the case without being mounted on the surface of the substrate, the thickness of the substrate at the height of the case in the transformer block and the connection to the substrate You can remove the height you need for. Accordingly, the height of the case in the transformer block can be reduced, and the ion generator can be reduced in size.
本発明の電気機器は、上記のいずれかに記載のイオン発生装置と、そのイオン発生装置で生じた正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを送風気流に乗せて送るための送風部とを備えている。 An electrical apparatus according to the present invention includes any of the above-described ion generators, and a blower unit for sending at least one of positive ions and negative ions generated by the ion generators in a blown airflow. Yes.
本発明の電気機器によれば、イオン発生装置で生じたイオンを送風部により気流に乗せて送ることができるため、たとえば空調機器において機外にイオンを放出することができ、また冷蔵機器において庫内または庫外にイオンを放出することができる。 According to the electric equipment of the present invention, ions generated by the ion generator can be sent on the airflow by the blower, so that, for example, ions can be released to the outside in the air conditioner, and in the refrigerator equipment. Ions can be released inside or outside.
以上説明したように本発明によれば、ケース内が各素子ブロックに平面的に区画されているため、またトランスが基板に搭載されない状態でケース内に収容されているため、イオン発生装置の小型化および薄型化が可能となる。このため、これまで大きさの制約によりイオン発生装置を搭載できなかった電気機器への搭載が可能になり、イオン発生装置を搭載した電気機器への用途拡大や搭載箇所の自由度を拡大することが可能となる。 As described above, according to the present invention, since the inside of the case is planarly divided into each element block, and the transformer is accommodated in the case without being mounted on the substrate, the ion generator can be reduced in size. Can be made thinner and thinner. For this reason, mounting on electrical equipment that could not be equipped with ion generators due to size restrictions so far is possible, expanding applications to electrical equipment equipped with ion generating equipment and increasing the degree of freedom of mounting locations. Is possible.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。図2は、図1に示したイオン発生装置において蓋体を除いた状態での概略平面図である。また図3および図4は、図2のIII−III線およびIV−IV線に沿う概略断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of an ion generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view of the ion generator shown in FIG. 1 with the lid removed. 3 and 4 are schematic cross-sectional views taken along lines III-III and IV-IV in FIG.
図1〜図4を参照して、本実施の形態のイオン発生装置50は、高圧回路5(図3)と、イオン発生素子10と、高圧トランス20と、高圧トランス駆動回路30(図3)と、電源入力コネクタ30b(図3)と、外装ケース40とを有している。
With reference to FIGS. 1-4, the
高圧トランス駆動回路30は、外部からの入力電圧を受けて高圧トランス20を駆動するためのものである。高圧トランス20は、高圧トランス駆動回路30により駆動されて入力電圧を昇圧するためのものである。イオン発生素子10は、高圧トランス20により昇圧された電圧を印加されることで正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるものである。
The high-voltage
外装ケース40は、本体40aと、蓋体40bとを有している。本体40aの内部は、イオン発生素子10を配置するためのイオン発生素子ブロック40Aと、高圧トランス20を配置するための高圧トランスブロック40Bと、高圧トランス駆動回路30を配置するための高圧トランス駆動回路ブロック40Cとに平面的に区画されている。各ブロック40A、40B、40Cは、たとえば本体40a内に配置された壁41、42、43により仕切られている。
The
イオン発生素子10は、高圧回路5の構成素子を取付けられた状態でイオン発生素子ブロック40A内に収容されている。高圧トランス20は、基板に搭載されない状態で高圧トランスブロック40B内に収容されている。高圧トランス駆動回路30および電源入力コネクタ30bは基板31に搭載された状態で高圧トランス駆動回路ブロック40C内に収容されている。電源入力コネクタ30bの一部は、外装ケース40の外部に露出しており、外部から電源をコネクタ接続できる構造となっている。
The
本体40a内に収容された各機能素子は後述するように適宜、電気的に接続され、かつモールドされており、最後に、本体40aの上方開口部を閉じるように蓋体40bが取付けられている。なお、この蓋体40bには、イオン放出用の孔44が設けられている。
Each functional element housed in the
次に、上記の各機能素子について、イオン発生素子10、高圧トランス20および高圧トランス駆動回路30の順で具体的に説明する。
Next, each of the functional elements will be specifically described in the order of the
図6および図7は、図1〜図4に示すイオン発生装置に用いられるイオン発生素子の構成を概略的に示す分解斜視図および平面図である。図8は図7のVIII−VIII線に沿う概略断面図である。また図9は、図8のR2部を拡大して示す拡大断面図である。 6 and 7 are an exploded perspective view and a plan view schematically showing the configuration of the ion generating element used in the ion generating apparatus shown in FIGS. FIG. 8 is a schematic sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a portion R2 in FIG.
図6〜図8を参照して、イオン発生素子10は、たとえばコロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのものであり、誘導電極1と、放電電極2と、支持基板3とを有している。
Referring to FIGS. 6 to 8,
誘導電極1は、一体の金属板からなっており、かつ放電電極2の個数に対応して天板部1aに設けられた複数の貫通孔1bを有している。この貫通孔1bは、コロナ放電により発生するイオンをイオン発生素子10の外部へ放出するための開口部である。
The
本実施の形態では貫通孔1bの個数はたとえば2個であり、貫通孔1bの平面形状はたとえば円形である。貫通孔1bの周縁部分は、たとえば絞り加工などの工法により、金属板を天板部1aに対して屈曲させた屈曲部1cとなっている。この屈曲部1cにより、図8、図9に示すように、貫通孔1bの周縁の壁部の厚みT1が天板部1aの板厚T2よりも厚くなっている。
In the present embodiment, the number of through
また誘導電極1は、たとえば両端部に、金属板の一部を天板部1aに対して屈曲させた基板挿入部1dを有している。この基板挿入部1dは、幅の広い支持部分1d1と、幅の狭い挿入部分1d2とを有している。支持部分1d1の一方端は天板部1aに繋がっており、他方端は挿入部分1d2に繋がっている。
Further, the
また誘導電極1は、金属板の一部を天板部1aに対して屈曲させた基板支持部1eを有してもよい。この基板支持部1eは、基板挿入部1dの屈曲方向と同じ方向(図6において下側)に屈曲している。基板支持部1eの折り曲げ方向の長さは、基板挿入部1dの支持部分1d1の折り曲げ方向の長さと略同一である。
The
なお屈曲部1cは基板挿入部1dおよび基板支持部1eと同じ方向(図6において下側)に折り曲げられていてもよく、また基板挿入部1dおよび基板支持部1eと逆の方向(図6において上側)に折り曲げられていてもよい。また屈曲部1c、基板挿入部1dおよび基板支持部1eは、天板部1aに対してたとえば略直角に屈曲している。
The
放電電極2は針状の先端を有している。支持基板3は、放電電極2を挿通させるための貫通孔3aと、基板挿入部1dの挿入部分1d2を挿通させるための貫通孔3bとを有している。
The
針状の放電電極2は、貫通孔3aに挿入または圧入されて支持基板3を貫通した状態で支持基板3に支持されている。これにより、放電電極2の針状の一方端は支持基板3の表面側に突き出しており、また支持基板3の裏面側に突き出した他方端には、図8、図9に示すように、半田4によりリード線や配線パターンを電気的に接続することが可能である。
The
誘導電極1の挿入部分1d2は貫通孔3bに挿入されて支持基板3を貫通した状態で支持基板3に支持されている。また支持基板3の裏面側に突き出した挿入部分1d2の先端には、図8に示すように、半田4によりリード線や配線パターンを電気的に接続することが可能である。
The
誘導電極1が支持基板3に支持された状態で、支持部分1d1と挿入部分1d2との境界にある段部が支持基板3の表面に当接する。これにより誘導電極1の天板部1aは支持基板3に対して所定の距離を保って支持されている。また誘導電極1の基板支持部1eの先端が支持基板3の表面に補助的に当接している。つまり、基板挿入部1dと基板支持部1eとにより、誘導電極1は支持基板3に対してその厚み方向に位置決めすることが可能である。
In a state where the
また誘導電極1が支持基板3に支持された状態で、放電電極2は、その針状の先端が、図7に示すように円形の貫通孔1bの中心Cに位置するように、かつ図9に示すように貫通孔1bの周縁部の厚み(つまり屈曲部1cの屈曲長さ)T1の範囲内に位置するように配置されている。また支持基板3の裏面(半田面)には、図8に示すように高圧回路5の構成素子が取付けられている。
Further, in a state where the
寸法上の一例として、貫通孔1bの周縁部の厚み(つまり屈曲部1cの屈曲長さ)T1は1mm以上2mm以下程度であり、板状の誘導電極1の板厚T2は0.5mm以上1mm以下程度である。また支持基板3上面から誘導電極1の表面までの厚みは2mm以上4mm以下程度である。これにより、このイオン発生素子10を内部に収容したイオン発生装置50の厚みを5mm以上8mm以下程度に薄型化することができる。
As an example of the dimension, the thickness of the peripheral portion of the through
図10は、図1〜図4に示すイオン発生装置に用いられる高圧トランスの構成を概略的に示す平面図である。図10を参照して、高圧トランス20は、たとえば巻線トランスよりなっている。この巻線トランス20は、互いに絶縁された一次巻線21と二次巻線22とを鉄心の周囲のボビンに巻き付けた構成を有しており、一次巻線21と二次巻線22とは並んで配置されている。
FIG. 10 is a plan view schematically showing a configuration of a high-voltage transformer used in the ion generator shown in FIGS. Referring to FIG. 10, high-
巻線トランス20の二次側で発生する電圧は、一般的に一次巻線21と二次巻線22との巻数比およびインダクタンスで決まり、高電圧を発生させるには二次巻線22に通常、数千ターンの巻数を必要とする。この数千ターンの巻数の巻線をボビンの狭い領域に巻き付けると巻線トランス20の厚みが大きくなる。このため、数千ターンの巻数を一度にボビンに巻くのではなく、1本の巻線を可能な限り多数の層に分割して1層当たりの巻数を少なくして巻くボビン構造とし、全体としての薄型化を実現することが好ましい。また極端に分割数を増やすと巻線トランス20の長さが増し、小型化には不利になるので、適度な数に分割するのがよい。
The voltage generated on the secondary side of the winding
なお、一次巻線21の両端子23、23は巻線トランス20の長手方向(一次巻線21と二次巻線22とが隣り合う方向)の端部に配置されており、二次巻線22の両端子24、24は巻線トランス20の側部に配置されている。
Both
高圧トランス20は図10に示す単独の状態で本体40aの高圧トランスブロック40B内に配置されてもよいが、図11に示すように高圧トランス20をケース25に入れた状態で高圧トランスブロック40B内に配置されてもよい。この状態では、高圧トランス20をケース25に入れた状態でモールドが施され、ケース25と高圧トランス20との隙間にはモールド材26が充填されている。これにより、高圧トランス20単体で絶縁性能が確保されている。また高圧トランス20の端子23、24のそれぞれにはリード線27が接続されてケース25の外部に引き出されている。
The high-
図3を参照して、高圧トランス駆動回路30は、電源入力コネクタ30bからの電源供給を受けて、これをコンデンサに充電し、規定以上の電圧に達すれば半導体スイッチなどを用いてコンデンサに充電した電荷を放電させ、高圧トランス20の一次側に電流を供給する機能を有している。高圧トランス駆動回路30を構成する素子30aは、基板31の裏面に取付けられている。また基板31の裏面には、電源入力コネクタ30bの一部または全部が取付けられている。この高圧トランス駆動回路30および電源入力コネクタ30bを搭載した基板31が高圧トランス駆動回路ブロック40C内に配置された状態で、電源入力コネクタ30bは外装ケース40の外部に電気的に接続できるように構成されている。
Referring to FIG. 3, high-voltage
この実施の形態では、高圧トランス駆動回路ブロック40Cの基板31の半田面が図3の上側で部品面(部品取付面)が図3の下側であり、電源入力コネクタ30bは図3の下側において露出している。
In this embodiment, the solder surface of the
図3および図4を参照して、外装ケース40の蓋体40bは、イオン発生素子10の貫通孔1bに対向する壁部にイオン放出用の孔44を有している。これにより、イオン発生素子10で生じたイオンがこの孔44を通じてイオン発生装置50の外部へ放出される。上記のようにイオン発生素子10の一方の放電電極2は正イオンを発生させるものであり、他方の放電電極2は負イオンを発生させるものであるため、外装ケース40に設けられた一方の孔44は正イオン発生部となり、他方の孔44は負イオン発生部となる。
Referring to FIGS. 3 and 4,
イオン放出用の孔44は、感電防止のために、通電部である誘導電極1に直接手が触れないように誘導電極1の貫通孔1bの孔径よりも小さい径に設定されている。さらに放電電極2の先端位置も、(外装ケース40の蓋体40bの厚み)+(誘導電極1の天板部1aの厚み)+(誘導電極1の屈曲長さ)でトータル1.5mm〜3.0mm程度、外装ケース40の表面から奥まった構造とされている。このように誘導電極1および放電電極2の先端に手が触れないように、イオン放出用の孔44の径は小さく設定される必要があるが、逆に小さすぎるとイオン放出量が減少するため、たとえば6mmの寸法とされている。
In order to prevent an electric shock, the
このイオン発生装置50は、上述したように5mm以上8mm以下の厚みを有しているが、もちろんそれ以上の厚みであってもよい。
Although the
次に、各機能素子の電気的接続の状態について説明する。
図12は、本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の機能ブロック図であり、各機能素子の電気的接続を示す図である。図12を参照して、イオン発生装置50は、上述したように、外装ケース40と、イオン発生素子ブロック40Aに配置されたイオン発生素子10および高圧回路5と、高圧トランスブロック40Bに配置された高圧トランス20と、高圧トランス駆動回路ブロック40Cに配置された高圧トランス駆動回路30と、電源入力コネクタ30bとを有している。なお、電源入力コネクタ30bは一部が高圧トランス駆動回路ブロック40C内に配置されており、また他の一部が外装ケース40の外部に露出しており、外部から電源をコネクタ接続できる構造となっている。
Next, the state of electrical connection of each functional element will be described.
FIG. 12 is a functional block diagram of the ion generator according to one embodiment of the present invention, and is a diagram showing electrical connection of each functional element. Referring to FIG. 12,
この電源入力コネクタ30bは、入力電源としての直流電源や商用交流電源の供給を受ける部分である。電源入力コネクタ30bは高圧トランス駆動回路30に電気的に接続されている。この高圧トランス駆動回路30は高圧トランス20の一次側に電気的に接続されている。この高圧トランス20は、一次側に入力された電圧を昇圧して二次側に出力するためのものである。高圧トランス20の二次側の一方はイオン発生素子10の誘導電極1に電気的に接続されており、二次側の他方は高圧回路5を通じて放電電極2に電気的に接続されている。
The
高圧回路5は、正イオンを発生させる放電電極2には誘導電極1に対し正極性の高電圧を印加し、また負イオンを発生させる放電電極2には誘導電極1に対し負極性の高電圧を印加するよう構成されている。これにより、正と負の2極性のイオンを発生させることができる。もちろん、高圧回路5の構成により正イオンのみ、または負イオンのみを発生させることも可能である。
The
具体的な接続の構成としては、たとえば図2に示すように高圧トランス20は一次側の端子23と二次側の端子24とを有しており、端子23は高圧トランス駆動回路30を搭載する基板31の表面(半田面)に半田接続により直接接続されており、端子24は高圧回路5を搭載する支持基板3の裏面(半田面)に半田接続により直接接続されている。また端子23、24によらずにリード線により上記の接続がおこなわれてもよい。
As a specific connection configuration, for example, as shown in FIG. 2, the high-
また電源入力コネクタ30bと高圧トランス駆動回路30とは、図3に示すように基板31上に搭載された状態で、図示しないリード線や配線パターンにより電気的に接続されている。また高圧トランス20とイオン発生素子10および高圧回路5とは、図3に示すように支持基板3上に搭載された状態で、図示しないリード線や配線パターンにより電気的に接続されている。
Further, the
次に、モールドについて説明する。
上記のように各機能素子が外装ケース内に収容されて電気的に接続された状態で適宜モールドが施されている。ここで、イオン発生素子ブロック40Aや高圧トランスブロック40Bは高電圧部であるため、イオン発生素子ブロック40A内のイオン発生部分(支持基板3の表面側)を除き、支持基板3の裏面側(半田面側)および高圧トランスブロック40Bを樹脂モールド(たとえばエポキシ樹脂)により絶縁を強化することが望ましい。図11に示すように高圧トランス20をケース25内に入れる場合には、ケース25内をモールドすることで独立してモールドすることが好ましい。また図1に示すように高圧トランス20を単独で高圧トランスブロック40B内に収容する場合には、イオン発生素子ブロック40Aの支持基板3の裏面側とともに高圧トランス20をモールドすることが好ましい。
Next, the mold will be described.
As described above, each functional element is appropriately molded in a state of being housed in the outer case and electrically connected. Here, since the ion generating
後者の場合、外装ケース40には高圧トランスブロック40Bからのモールドが高圧トランス駆動回路ブロック40Cに流れ込まないように壁41が設けられているが、一方で高圧トランス20の入力端子23を高圧トランス駆動回路30に接続するための接続部(リード線など)を通すことも必要になる。そのため図5に示すように壁41の一部に、接続部を通すための切欠部41aを設けることが好ましい。
In the latter case, the
高圧トランス駆動回路ブロック40Cも、イオン発生装置50の使用環境によりモールドされてもよい。基本的にこのブロック40Cは印加電圧が家庭用の電源電圧であるため、他のブロックと比較して低電圧であり、高湿や多塵などの特殊環境でない限りは外装ケース40に覆われているのでモールドまでは必要とされない場合もあり、モールドを選択できる構造(モールド可能な構成)とすることができる。
The high-voltage transformer
ここでモールドを選択できる構造(モールド可能な構成)とは、高圧トランス駆動回路30および電源入力コネクタ30bを搭載した基板31が高圧トランス駆動回路ブロック40C内に配置された状態で、モールド材を基板31の表面側(蓋側)から裏面側(本体40aの底部側)に回り込ませることが可能で、かつ外装ケース40の本体40aの底部からモールド材が漏れないように構成されていることを意味する。
Here, the structure in which a mold can be selected (a moldable structure) is that the
つまり、モールドは各機能素子を外装ケース40内に配置した後に行われるため、基板31の表面側からモールド材を注入しても、部品搭載面である裏面側にまでモールド材が回り込むように外装ケース40および基板31が構成されていなければならない。また、モールド材は注入の際には液体であるため、外装ケース40の底部が密閉されていないと外装ケース40の外部に漏れ出してしまうため、モールド材が漏れ出さないように外装ケース40の底部を密閉構造とする必要がある。
That is, since the molding is performed after each functional element is arranged in the
なお上記においては、図2に示すように高圧トランス20の全体が高圧トランスブロック40B内に配置された構成について説明したが、図13に示すように高圧トランス20の少なくとも二次側(二次巻線22および端子24)が高圧トランスブロック40B内に配置されていればよく、高圧トランス20の一次側(一次巻線21および端子23)は高圧トランス駆動回路ブロック40C内に配置されていてもよい。この場合、高圧トランスブロック40Bと高圧トランス駆動回路ブロック40Cとを仕切る壁41には、高圧トランス20を嵌め込むための切欠部41bを設ける必要がある。
In the above description, the configuration in which the entire high-
また、この構成において高圧トランス駆動回路ブロック40C内をモールドしない場合には、高圧トランス20は、図14に示すように一次側(一次巻線21および端子23)と二次側(二次巻線22および端子24)との中間部位に、高圧トランス20の他の部分よりも径の大きな拡径部28を有していることが好ましい。これにより、図13に示すように壁41の切欠部41bに高圧トランス20を嵌め込んだ状態において、高圧トランス20の拡径部28の一方端面が壁41に当接することになる。これにより、高圧トランスブロック40B内のモールドが高圧トランス駆動回路ブロック40C内に流入することを防止することができる。
Further, in this configuration, when the inside of the high-voltage transformer
また上記においては、イオン放出用の孔44を外装ケース40の蓋体40bに設けた場合について説明したが、この孔44は図13に示すように外装ケース40の本体40aの底面に設けられてもよい。つまり、蓋体40bはイオン放出用の孔44を設ける側とされてもよく、またイオン放出用の孔44を設けない側とされてもよい。
Further, in the above description, the case where the
また図15に示すように高圧トランスブロック40Bと高圧トランス駆動回路ブロック40Cとの間の外装ケース40底部に段差Sを設けることにより、高圧トランス20を外装ケース40内に配置した状態で、高圧トランス20の端子23の高さ位置が、高圧トランス駆動回路30を搭載した基板31の上面に接する高さ位置とされてもよい。これにより、高圧トランス20の端子23を、基板31に半田付けなどにより直接接続することができる。
Further, as shown in FIG. 15, by providing a step S at the bottom of the
なお図15においては、説明の便宜上、高圧トランスブロック40Bと高圧トランス駆動回路ブロック40Cとの間を仕切る壁の図示が省略されている。
In FIG. 15, for convenience of explanation, illustration of a wall that partitions between the high-
また図16に示すように、高圧トランス駆動回路を構成する素子30aを基板31に搭載する場合、基板31の一部をくり抜いた貫通孔31a内に素子30aが配置されてもよい。この場合、図17に示すように素子30aはリード線32などにより他の素子と電気的に接続されている。このリード線32は図17においては基板31の下側に配置されているが、基板31の上側に配置されてもよい。このように基板31の貫通孔31a内に素子30aを配置することにより、素子30aを基板31上に搭載する場合よりも薄型化が可能となる。
As shown in FIG. 16, when the
上記のイオン発生装置において正イオンまたは負イオンのいずれか一方の極性のイオンを発生させる場合、イオンを発生させる放電電極2の針状の先端位置を誘導電極1の貫通孔1bの中心に合わせ、かつ誘導電極1の貫通孔1bの厚みT1の範囲内に配置することにより、誘導電極1と放電電極2の針状の先端とが空気空間を挟んで対向するようにする。
In the case of generating ions of either positive ions or negative ions in the ion generator, the needle-like tip position of the
また正イオンと負イオンの両極性のイオンを放出させるためには、正イオンを発生させる放電電極2の針状の先端位置と負イオンを発生させる放電電極2の針状の先端位置との各々を、互いに所定の距離を確保して配置し、かつ誘導電極1の貫通孔1bの中心に合わせ、かつ誘導電極1の貫通孔1bの厚みT1の範囲内に配置することにより、誘導電極1と放電電極2の針状の先端とが空気空間を挟んで対向するようにする。
Further, in order to release positive ions and negative ions, both the acicular tip position of the
上記のイオン発生素子10において、板状の誘導電極1と針状の放電電極2とを上記のように所定の距離を確保して配置し、誘導電極1と放電電極2との間に高電圧を印加すると、針状の放電電極2の先端でコロナ放電が生じる。このコロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかのイオンが発生し、このイオンが誘導電極1に設けられた貫通孔1bからイオン発生素子10の外部に放出される。さらに送風を加えることで、より効果的にイオンを放出することが可能となる。
In the
正イオンと負イオンとの双方を生じさせる場合、一方の放電電極2の先端では正コロナ放電を発生させて正イオンを発生させ、他方の放電電極2の先端では負コロナ放電を発生させて負イオンを発生させる。印加する波形はここでは特に問わず、直流、正負にバイアスされた交流波形や正負にバイアスされたパルス波形などの高電圧とする。電圧値は放電を発生させるに十分かつ、所定のイオン種は生成させる電圧領域を選定する。
When both positive ions and negative ions are generated, positive corona discharge is generated at the tip of one
ここで、正イオンは、水素イオン(H+)の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、H+(H2O)m(mは任意の自然数)として表される。また負イオンは、酸素イオン(O2 -)の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、O2 -(H2O)n(nは任意の自然数)として表される。 Here, the positive ion is a cluster ion in which a plurality of water molecules are attached around a hydrogen ion (H + ), and is represented as H + (H 2 O) m (m is an arbitrary natural number). Negative ions are cluster ions in which a plurality of water molecules are attached around oxygen ions (O 2 − ), and are expressed as O 2 − (H 2 O) n (n is an arbitrary natural number).
本実施の形態のイオン発生装置50によれば、図1および図2に示すように外装ケース40の内部が高圧トランス駆動回路ブロック40Cと高圧トランスブロック40Bとイオン発生素子ブロック40Aとに平面的に区画されているため、各ブロックごとに別個にモールドすることができる。たとえば高圧トランスブロック40Bにおいてはトランスの二次側全体をモールドしながらも、イオン発生素子ブロック40Aにおいてはイオン発生部分をモールドせずにイオン発生素子の高圧回路5をモールドすることができる。これにより、イオン発生装置50の高圧部分を効率よくモールドで絶縁分離することができるため、各部分を近づけて配置することが可能となり、イオン発生装置の小型化および薄型化が可能となる。
According to the
また図1および図2に示すように、高圧トランス20が基板31の表面上に搭載されない状態で外装ケース40の高圧トランスブロック40B内に収容されているため、高圧トランスブロック40Bにおける外装ケース40の高さにおいて基板31の厚み分(たとえば1.0mm〜1.6mm)と、基板31への接続のために必要な高さ分(たとえば最低2mm)とを削除することができる。これにより、高圧トランスブロック40Bにおける外装ケース40の高さにおいて薄型化できるとともに、イオン発生装置50の小型化を図ることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, since the high-
また高圧トランス駆動回路ブロック40Cは、高圧トランス駆動回路30を配置した状態でモールド可能な構成を有しているため、必要に応じて高圧トランス駆動回路ブロック40Cもモールドできるため、さらにイオン発生装置50の小型化および薄型化が可能となる。
The high-voltage transformer
また図1および図2に示すように外装ケース40は、高圧トランス駆動回路ブロック40Cと高圧トランスブロック40Bとを仕切るための壁41を有し、その壁41は高圧トランス駆動回路30と高圧トランス20とを電気的に接続する接続部(端子23またはリード線)を通すための切欠部41aを有している。この壁41により高圧トランス駆動回路ブロック40Cと高圧トランスブロック40Bとを平面的に区画できるとともに、その壁41に設けた切欠部41aにより高圧トランス駆動回路30と高圧トランス20とを電気的に接続することが可能となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また図6〜図9に示すようにイオン発生素子10では、誘導電極1が一体の金属板からなっているため、その厚みを薄くすることができる。これにより、薄型化を実現することができる。また貫通孔1bの周縁部分を屈曲部1cのように屈曲させているため、誘導電極1を一体の金属板で形成しながらも、貫通孔1bの壁部の厚みT1を天板部1aの板厚T2よりも厚くすることができる。この貫通孔1bの厚みT1の範囲内に針状の先端を位置させることにより、誘導電極1と放電電極2との最短距離は放電電極2の針状の先端と誘導電極1の貫通孔1bの周縁部分との距離となる。ここで、貫通孔1bの周縁部分の厚みT1は金属板の板厚T2よりも厚くなっているため、放電電極2の位置が周縁部分の厚み方向に多少ずれても、その針状の先端は貫通孔1bの厚みT1の範囲内に留まる。このため、誘導電極1と放電電極2との最短距離は放電電極2の針状の先端と誘導電極1の貫通孔1bの周縁部分との距離のまま維持され、位置関係のバラツキにより生じるイオン発生量のバラツキを低減することが可能となる。
6 to 9, in the
また支持基板3により、誘導電極1と放電電極2との双方が互いに位置決めされて支持されるため、誘導電極1と放電電極2との位置関係のバラツキを抑えることができる。
Further, since both the
また放電電極2および挿入部分1d2の各々が支持基板3を貫通して支持基板3に支持されている。このようにして誘導電極1と放電電極2とが支持基板3に支持されるとともに、支持基板3の裏面側から突き出た放電電極2の端部および誘導電極1の挿入部分1d2の各々に電気回路などを電気的に接続することが可能となる。
Each of the
また基板支持部1eの端部を支持基板3の表面に当接させることにより、誘導電極1を支持基板3に対して位置決めできるため、誘導電極1と放電電極2との位置関係のバラツキをさらに抑えることができる。また基板支持部1eの端部を支持基板3を貫通させずに表面に当接させるだけとしたことにより、放電電極2との絶縁距離を確保することが容易となる。
In addition, since the
また図3および図4に示す複数のイオン放出用の孔44の各々は貫通孔1bよりも小さな開口寸法を有しているため、通電部である誘導電極1に直接手が触れることを防止でき、感電を防止することができる。
Further, each of the plurality of ion emission holes 44 shown in FIGS. 3 and 4 has an opening size smaller than that of the through-
また正イオンおよび負イオンの両極性のイオンを放出すれば、空気中の正イオンであるH+(H2O)m(mは任意の自然数)と、負イオンであるO2 -(H2O)n(nは任意の自然数)とを略同等量発生させることにより、両イオンが空気中を浮遊するカビ菌やウィルスの周りを取り囲み、その際に生成される活性種の水酸化ラジカル(・OH)の作用により、浮遊カビ菌などを除去することが可能となる。 If positive ions and negative ions are released, both positive ions in the air, H + (H 2 O) m (m is an arbitrary natural number), and negative ions, O 2 − (H 2 O) n (n is an arbitrary natural number) is generated in an approximately equivalent amount, so that both ions surround mold fungi and viruses floating in the air, and the active species hydroxyl radicals (・ By the action of OH), it is possible to remove floating fungi and the like.
次に、上記のイオン発生装置を用いた電気機器の一例として空気清浄機の構成について説明する。 Next, the structure of an air cleaner will be described as an example of an electric device using the above ion generator.
図18は、図1〜図3に示すイオン発生装置を用いた空気清浄機の構成を概略的に示す斜視図である。また図19は、図18に示す空気清浄機にイオン発生装置を配置した様子を示す空気清浄機の分解図である。 FIG. 18 is a perspective view schematically showing a configuration of an air cleaner using the ion generator shown in FIGS. 1 to 3. FIG. 19 is an exploded view of the air cleaner showing an ion generator arranged in the air cleaner shown in FIG.
図18および図19を参照して、空気清浄機60は前面パネル61と本体62とを有している。本体62の後方上部には吹き出し口63が設けられており、この吹き出し口63からイオンを含む清浄な空気が室内に供給される。本体62の中心には空気取り入れ口64が形成されている。空気清浄機60の前面の空気取り入れ口64から取り込まれた空気が、図示しないフィルターを通過することで清浄化される。清浄化された空気は、ファン用ケーシング65を通じて、吹き出し口63から外部へ供給される。
Referring to FIGS. 18 and 19,
清浄化された空気の通過経路を形成するファン用ケーシング65の一部に、図1〜図3に示すイオン発生装置50が取り付けられている。イオン発生装置50は、そのイオン発生部となる孔44からイオンを上記の空気流に放出できるように配置されている。イオン発生装置50の配置の例として、空気の通過経路内であって、吹き出し口63に比較的近い位置P1、比較的遠い位置P2などの位置が考えられる。このようにイオン発生装置50のイオン発生部44に送風を通過させることにより、吹き出し口63から清浄な空気とともに外部にイオンを供給するイオン発生機能を空気清浄機60に持たせることが可能になる。
The
本実施の形態の空気清浄機60によれば、イオン発生装置50で生じたイオンを送風部(空気の通過経路)により気流に乗せて送ることができるため、機外にイオンを放出することができる。
According to the
なお本実施の形態においては電気機器の一例として空気清浄機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機器は、これ以外に空気調和機(エアコンディショナー)、冷蔵機器、掃除機、加湿器、除湿機、電気ファンヒータなどであってもよく、イオンを気流に乗せて送るための送風部を有する電気機器であればよい。 In the present embodiment, an air purifier has been described as an example of an electric device. However, the present invention is not limited to this, and the electric device includes an air conditioner (air conditioner), a refrigerator, A vacuum cleaner, a humidifier, a dehumidifier, an electric fan heater, etc. may be sufficient, and what is necessary is just an electric equipment which has a ventilation part for carrying ions on an airflow.
また上記においてイオン発生装置10に入力される電源(入力電源)は商用交流電源および直流電源のいずれであってもよい。入力電源が商用交流電源である場合、一次側回路である高圧トランス駆動回路30を構成する部品間やプリント基板のパターン間には法的距離をとる必要がある。また部品は電源電圧に対し耐圧確保できる部品が必要となり、大型化を招くが回路構成は簡素化でき、部品点数は少なくできる。一方、入力電源が直流電源である場合、一次側回路となる高圧トランス駆動回路30を構成する部品間やプリント基板のパターン間の距離は上記商用交流電源の場合と比べると大きく緩和され、近距離で配置でき、かつ部品自体もチップ部品などの小型品が採用でき、高密度配置が可能となるものの、高電圧駆動回路実現のための回路が複雑になり、部品点数が上記商用交流電源の場合と比べて多くなる。
In the above, the power source (input power source) input to the
また高圧トランス20は巻線トランスおよび圧電トランスのいずれであってもよい。巻線トランスは一般的に一次巻線と二次巻線との巻数比およびインダクタンスで決まり、高電圧を発生させるには通常数千ターンの巻数を必要とするため相応の大きさが必要になる。一方、圧電トランスは実用化されているものには小型で薄型のものはあるが、原理的に一定の長さが必要となる。また、出力の負荷量に制限があることと、駆動回路が複雑であることとが難点である。
The high-
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、コロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのイオン発生素子、イオン発生装置および電気機器に特に有利に適用され得る。 The present invention can be particularly advantageously applied to an ion generating element, an ion generating apparatus, and an electric device for generating at least one of positive ions and negative ions by corona discharge.
1 誘導電極、1a 天板部、1b 貫通孔、1c 屈曲部、1d 基板挿入部、1e
基板支持部、2 放電電極、3 支持基板、3a,3b 貫通孔、4 半田、5 高圧回路、10 イオン発生素子、20 高圧トランス、21 一次巻線、22 二次巻線、23,24 端子、25 ケース、26 モールド材、27 リード線、28 拡径部、30 高圧トランス駆動回路、30a 素子、30b 電源入力コネクタ、31 基板、
31a 貫通孔、32 リード線、40 外装ケース、40a 本体、40b 蓋体、40A イオン発生素子ブロック、40B 高圧トランスブロック、40C 高圧トランス駆動回路ブロック、41,42,43 壁、41a,41b 切欠部、44 イオン放出用の孔、50 イオン発生装置、60 空気清浄機、61 前面パネル、62 本体、63 吹き出し口、64 空気取り入れ口、65 ファン用ケーシング。
1 induction electrode, 1a top plate portion, 1b through hole, 1c bent portion, 1d substrate insertion portion, 1e
Substrate support part, 2 discharge electrode, 3 support substrate, 3a, 3b through hole, 4 solder, 5 high voltage circuit, 10 ion generating element, 20 high voltage transformer, 21 primary winding, 22 secondary winding, 23, 24 terminal, 25 Case, 26 Mold material, 27 Lead wire, 28 Expanded diameter part, 30 High voltage transformer drive circuit, 30a element, 30b Power input connector, 31 Substrate,
31a through hole, 32 lead wire, 40 outer case, 40a body, 40b lid, 40A ion generating element block, 40B high voltage transformer block, 40C high voltage transformer drive circuit block, 41, 42, 43 wall, 41a, 41b notch, 44 ion release hole, 50 ion generator, 60 air purifier, 61 front panel, 62 main body, 63 outlet, 64 air intake, 65 fan casing.
Claims (5)
前記トランス駆動回路を表面上に搭載した基板と、
前記トランス駆動回路を搭載した前記基板、前記トランスおよび前記イオン発生素子を内部に収容するケースとを備え、
前記イオン発生素子は、
複数の貫通孔を有する一体の金属板からなる誘導電極と、
それぞれが、前記誘導電極の前記複数の貫通孔の各々の内であって、前記貫通孔の厚みの範囲内に位置し、かつ前記貫通孔の中心に位置する針状の先端を有する複数の放電電極と、
前記誘導電極と前記複数の放電電極とを支持する支持基板とを含み、
前記ケースは、少なくとも前記トランス駆動回路を配置するためのトランス駆動回路ブロックと、前記トランスの少なくとも二次側を配置するためのトランスブロックと、前記イオン発生素子を配置するためのイオン発生素子ブロックとに平面的に区画されており、
前記トランスは前記基板と独立して前記ケース内に収容されている、イオン発生装置。 A transformer driving circuit, a transformer driven by the transformer driving circuit for boosting a voltage, and ions for generating at least one of positive ions and negative ions by applying a voltage boosted by the transformer An ion generator comprising a generating element,
A substrate on which the transformer driving circuit is mounted;
The substrate on which the transformer driving circuit is mounted, the transformer, and a case that accommodates the ion generating element therein,
The ion generating element is
An induction electrode made of an integral metal plate having a plurality of through holes;
A plurality of discharges each having a needle-like tip located within each of the plurality of through-holes of the induction electrode and within the thickness range of the through-hole and located at the center of the through-hole Electrodes,
A support substrate that supports the induction electrode and the plurality of discharge electrodes;
The case includes at least a transformer driving circuit block for arranging the transformer driving circuit, a transformer block for arranging at least a secondary side of the transformer, and an ion generating element block for arranging the ion generating element. Is divided in a plane,
The ion generator, wherein the transformer is housed in the case independently of the substrate.
前記蓋体は、それぞれが前記イオン発生素子の前記複数の貫通孔の各々に対応して設けられた複数のイオン放出用孔を有していることを特徴とする、請求項1に記載のイオン発生装置。 The case has a main body that is divided in a plane into the transformer driving circuit block, the transformer block, and the ion generating element block, and a lid for covering the main body,
2. The ion according to claim 1, wherein each of the lid bodies has a plurality of ion emission holes provided corresponding to each of the plurality of through holes of the ion generating element. Generator.
前記本体の底部は、それぞれが前記イオン発生素子の前記複数の貫通孔の各々に対応して設けられた複数のイオン放出用孔を有していることを特徴とする、請求項1に記載のイオン発生装置。 The case has a main body that is divided in a plane into the transformer driving circuit block, the transformer block, and the ion generating element block, and a lid for covering the main body,
The bottom portion of the main body has a plurality of ion emission holes each provided corresponding to each of the plurality of through holes of the ion generating element. Ion generator.
前記イオン発生装置で生じた正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを送風気流に乗せて送るための送風部とを備えた、電気機器。 The ion generator according to any one of claims 1 to 4,
An electric device comprising: a blower for sending at least one of positive ions and negative ions generated in the ion generator on a blown airflow.
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