JP4726753B2 - イオン発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、イオン発生装置に関し、特に、ケース内にトランスなどを配置して充填部材を充填する構成を有するイオン発生装置に関するものである。

近年、清潔で快適な居住空間を実現するための技術、特に、居住空間内の空気を清浄化する技術の開発が望まれている。このような空気の清浄化には、対象となる空気を吸い込んでフィルタに通して吐き出し、循環気流を生じさせて、この循環気流に存在する浮遊物をフィルタにより捕捉するように構成した空気清浄機が広く使用されている。

一方、居住空間内にイオンを放出することにより、居住空間内の空気を清浄化する空気清浄機が提案されている（特許文献１参照）。この空気清浄機は、空間へ気流を放出する通気路の中途に、プラスイオンおよびマイナスイオン、またはマイナスイオンのみを発生するイオン発生装置を配置し、イオンを空気と共に放出する構成を有している。空気中に放出されたイオンは、浮遊粒子を不活性化したり、浮遊細菌を死滅させたりするので、空間全体の清浄化効果が得られる。

図７は、従来のイオン発生装置の構成を概略的に示す斜視図である。また図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う概略断面図である。図７および図８を参照して、従来のイオン発生装置１１０においては、ケース１０１の内部にトランス１０６と回路基板１０８とイオン発生素子１０３とが順に縦方向に配置されている。トランス１０６と回路基板１０８とはリード線１０７などにより電気的に接続されており、回路基板１０８とイオン発生素子１０３とはリード線１０９などにより電気的に接続されている。この状態で、ケース１０１内には、液状の樹脂１０４が注入されて固化（硬化）されている。

イオン発生装置１１０においては、トランス１０６により入力電圧が昇圧され、その昇圧された電圧がイオン発生素子１０３の電極に印加され、その電極間で放電が生じることによりイオンが発生される。またトランス１０６は入力電圧を昇圧する部分であってトランス１０６からイオン発生素子１０３までは高電圧部となるため、その高電圧部を絶縁する目的で樹脂１０４がケース１０１内に充填されている。

上記のようなイオン発生装置は、たとえば特開２００６−９２８７６号公報、特開２００６−１６４９１３号公報などに開示されている。
特開２００３−４５６１１号公報 特開２００６−９２８７６号公報 特開２００６−１６４９１３号公報

上記のイオン発生装置１１０では、発生するイオンを効率よく外部に放出する目的で、イオン発生素子１０３の電極表面を樹脂１０４から露出させ、その露出した電極に風を当てることでイオンが外部に放出されている。機器によってはその風の流れに用いるスペースが小さいものがあるため、イオン発生装置１１０の厚みを薄くすることが望まれている。

しかし従来のイオン発生装置１１０では、トランス１０６と回路基板１０８とイオン発生素子１０３とが縦方向に配置されているため、イオン発生装置１１０の厚みが厚くなる。

また、仮に回路基板とイオン発生素子とをトランスの横に単純に並べる構成としても、樹脂注入高さをトランスの上面以上にする必要があるため、イオン発生装置の薄型化が困難であった。

このようにイオン発生装置の厚みが厚くなると、イオン発生素子の電極に当てる風を通すためのスペースが小さくなるため、イオンを外部へ効率的に放出することができない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、イオン発生装置の厚みを薄くすることでイオンを外部へ効率的に放出することが可能なイオン発生装置を提供することである。

本発明のイオン発生装置は、ケースと、仕切板と、第１の充填部材と、第２の充填部材と、トランスと、イオン発生素子とを備えている。ケースは、上方に開口した内部空間を有している。仕切板は、内部空間を第１の内部空間と第２の内部空間とに区画し、かつ第１の内部空間と第２の内部空間とがケースの底部にて連通するようにケースに支持されている。第１の充填部材は、第１および第２の内部空間の各々に同一の充填高さで充填されている。第２の充填部材は、第２の内部空間にて第１の充填部材上に充填されている。トランスは、第２の内部空間内にて第１および第２の充填部材により覆われている。イオン発生素子は、第１の内部空間内にて第１の充填部材から外部に露出された表面を有し、かつトランスと電気的に接続されている。ケースに溝が設けられており、溝に仕切板が嵌合されることにより仕切板がケースに支持されている。

本発明のイオン発生装置によれば、ケース内の内部空間が仕切板によって第１および第２の内部空間に区画されているため、第１の内部空間にイオン発生素子を、第２の内部空間にトランスを別々に配置することができる。また第１の内部空間と第２の内部空間とがケースの底部にて連通しているため、この底部を通じてトランスとイオン発生素子とを電気的に接続することができる。また第２の内部空間を第１および第２の充填部材で充填することによりトランスを第１および第２の充填部材で覆うことができる。また第１の内部空間を第１の充填部材のみで充填することにより第１の内部空間の充填高さを低くすることができる。これにより、第１の充填部材から露出したイオン発生素子の表面に当てる風を通すためのスペースを大きく確保することができ、イオンを外部へ効率よく放出することができる。

またケースに溝が設けられており、その溝に仕切板が嵌合されることにより仕切板がケースに支持されている。これにより、仕切板の位置決めが容易となり、第２の充填部材が第２の内部空間から第１の内部空間に漏れ出ることを防止することができる。

上記のイオン発生装置において好ましくは、第１の内部空間における第１の充填部材の表面と第２の内部空間における第２の充填部材の表面との間に段差がある。

この段差により、第１の充填部材の表面が第２の充填部材の表面よりも低くなり、第１の内部空間の充填高さを低くすることができる。

以上説明したように本発明によれば、第１の内部空間を第１の充填部材のみで充填することにより第１の内部空間の充填高さを低くすることができる。これにより、第１の充填部材から露出したイオン発生素子の表面に当てる風を通すためのスペースを大きく確保することができ、イオンを外部へ効率よく放出することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
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斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。図１および図２を参照して、本実施の形態のイオン発生装置１０は、ケース１と、仕切板２と、イオン発生素子３と、第１および第２の充填部材４、５と、トランス６と、回路基板８と、接続導体７、９とを主に有している。

ケース１は内部空間を有しており、その内部空間は上方（図２中上側）に開口している。ケース１の一方側側面１ｃの上端は他方側側面１ｄの上端より低くなっており、一方側側面１ｃと他方側側面１ｄとを繋ぐ側面１ｂには段差１ｂ₁が設けられている。これにより、段差１ｂ₁と一方側側面１ｃとの間に位置するケース１の内部空間（第１の内部空間）の高さは、段差１ｂ₁と他方側側面１ｄとの間に位置するケース１の内部空間（第２の内部空間）の高さよりも低くなっている。

仕切板２は、ケース１の内部空間を第１の内部空間（図２中の左側）と第２の内部空間（図２中の右側）とに区画し、かつ第１の内部空間と第２の内部空間とがケース１の底部にて連通するようにケース１に支持されている。側面１ｂの内壁面であって、ケース１の段差１ｂ₁よりも他方側側面１ｄ側には溝１ａが設けられている。この溝１ａに仕切板２が嵌合されることにより仕切板２はケース１に支持されている。この仕切板２の上端の高さは、第２の内部空間を区画する側面１ｂおよび他方側側面１ｄの上端の高さと略同一である。

イオン発生素子３および回路基板８は第１の内部空間内に配置されており、トランス６は第２の内部空間内に配置されている。イオン発生素子３とトランス６とは、第１の内部空間と第２の内部空間とを連通させるケース１の底部を通じて、かつ回路基板８を介して互いに電気的に接続されている。トランス６と回路基板８とはたとえばリード線などの接続導体７により互いに電気的に接続されており、イオン発生素子３と回路基板８とはたとえばリード線などの接続導体９により互いに電気的に接続されている。

イオン発生素子３は、誘電体基板３ｃと、その誘電体基板３ｃの表面に形成された放電電極３ａと、誘電体基板３ｃの内部に埋め込まれた誘導電極３ｂとを有している。これらの放電電極３ａおよび誘導電極３ｂの双方が回路基板８を介してトランス６に電気的に接続されている。これにより、放電電極３ａおよび誘導電極３ｂの双方にトランス６で昇圧された高電圧を印加することが可能である。

第１の充填部材４は、たとえば樹脂よりなっており、第１および第２の内部空間の各々に同一の充填高さで充填されている。第２の充填部材５は、たとえば樹脂よりなっており、第２の内部空間にて第１の充填部材４上に充填されている。第１の内部空間における第１の充填部材４の表面（上面）と第２の内部空間における第２の充填部材５の表面（上面）との間に段差がある。

回路基板８は第１の内部空間内にて第１の充填部材４により覆われている。イオン発生素子３の放電電極３ａが形成された表面は第１の内部空間内にて第１の充填部材４から外部に露出している。またイオン発生素子３の放電電極３ａが形成された面とは反対側の面（裏面）は第１の充填部材４により覆われている。トランス６は、第２の内部空間内にて第１および第２の充填部材４、５により、その周囲全体（下面、側面、上面）を覆われている。

次に、本実施の形態のイオン発生装置の製造方法について説明する。
図３〜図６は、本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図３を参照して、上方に開口した内部空間を有するケース１が準備される。このケース１の内部空間に、イオン発生素子３とトランス６と回路基板８とが配置される。これらのイオン発生素子３とトランス６と回路基板８とは、トランス６と回路基板８とが接続導体７を介して電気的に接続され、イオン発生素子３と回路基板８とが接続導体９により電気的に接続された状態で、ケース１の内部空間内に配置されている。イオン発生素子３と、トランス６とは互いに横並びになるように配置される。また回路基板８はトランス６と互いに横並びとなるように配置され、かつイオン発生素子３の下側に配置される。

図４を参照して、イオン発生素子３とトランス６との間に仕切板２が配置される。この配置は、図１に示すケース１の溝１ａに仕切板２を嵌合させることにより行なわれる。これにより、イオン発生素子３および回路基板８を内部に有する第１の内部空間と、トランス６を内部に有する第２の内部空間とにケース１の内部空間が仕切板２によって区画される。また仕切板２の下端はケース１の底面には達していないため、仕切板２の下端とケース１の底面との間には隙間が生じる。この隙間により第１の内部空間と第２の内部空間とはケース１の底部において連通する。そして、このケース１の底部の隙間を通じて接続導体７が第１の内部空間と第２の内部空間との双方に位置する。

図５を参照して、ケース１の第１の内部空間および第２の内部空間の各々に同一の充填高さでたとえば液状樹脂よりなる第１の充填部材４が充填される。この際、第１の充填部材が液状の樹脂よりなっており、かつ第１および第２の内部空間とがケース１の底部において連通しているため、第１および第２の内部空間のいずれかに第１の充填部材４が充填されれば自然に、第１の内部空間および第２の内部空間にて同一の充填高さが得られる。この第１の充填部材４の充填高さは、イオン発生素子３の放電電極３ａが形成された表面を露出するとともに、イオン発生素子３の裏面を第１の充填部材４が覆う高さとされる。この充填高さでは、第１の充填部材４はトランス６の上面には達していない。この第１の充填部材４は充填された後に固化（硬化）される。

図６を参照して、第２の内部空間内にてトランス６の上面を覆うように第１の充填部材４上に、たとえば液状樹脂よりなる第２の充填部材５が充填される。この際、第２の充填部材５は第１の内部空間には充填されず、第２の内部空間内にのみ充填される。この第２の充填部材５は充填された後に固化される。以上より、本実施の形態のイオン発生装置１０が製造される。

なお、ケース１と仕切板２との間に隙間があっても液状樹脂よりなる第１の充填部材４の毛細管現象によりその隙間が埋められる。このため、第１の充填部材４の固化後には液状樹脂よりなる第２の充填部材５が第２の内部空間から第１の内部空間へ漏れ出すことは防止される。

次に、本実施の形態のイオン発生装置のイオン発生動作について説明する。
図１および図２を参照して、まずイオン発生装置１０のコネクタ（図示せず）に外部から入力電圧が印加される。この入力電圧はトランス６により、たとえば３ｋＶの高電圧に昇圧される。昇圧された電圧は、回路基板８に形成された駆動電圧制御回路により、予め定められた波形の駆動電圧に制御される。この制御された高電圧がイオン発生素子３の放電電極３ａと誘導電極３ｂとに印加される。これにより放電電極３ａと誘導電極３ｂとの間にプラズマ放電が生じて、空気中の水蒸気がイオン化してイオンが発生する。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態のイオン発生装置１０によれば、ケース１内の内部空間が仕切板２によって第１および第２の内部空間に区画されているため、第１の内部空間にイオン発生素子３を、第２の内部空間にトランス６を別々に配置することができる。また第１の内部空間と第２の内部空間とがケース１の底部にて連通しているため、この底部を通じてトランス６とイオン発生素子３とを電気的に接続することができる。また第２の内部空間を第１および第２の充填部材４、５で充填することによりトランス６を第１および第２の充填部材４、５で覆うことができる。また第１の内部空間を第１の充填部材４のみで充填することにより第１の内部空間の充填高さを第２の内部空間の充填高さよりも低くすることができる。これにより、第１の充填部材４から露出したイオン発生素子３の表面に当てる風を通すためのスペースを大きく確保することができ、イオンを外部へ効率よく放出することができる。

またケース１に溝１ａが設けられており、その溝１ａに仕切板２が嵌合されることにより仕切板２がケース１に支持されているため、仕切板２の位置決めが容易となり、第２の充填部材５が第２の内部空間から第１の内部空間に漏れ出ることを防止することができる。

また第１の内部空間における第１の充填部材４の表面と第２の内部空間における第２の充填部材５の表面との間に段差があるため、第１の充填部材４の表面が第２の充填部材５の表面よりも低くなり、第１の内部空間の充填高さを低くすることができる。

上記の実施の形態におけるトランス６は、圧電トランスであってもよく、また巻線トランスであってもよい。またイオン発生素子３はプラズマ放電によりイオンを発生させるものについて説明したが、これに限定されるものではなく、コロナ放電などの他の方式によりイオンを発生させるものであってもよい。

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。

本発明は、トランスなどをケース内に配置して充填部材をケースに充填する構成を有するイオン発生装置およびその製造方法に特に有利に適用され得る。

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斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。 本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 従来のイオン発生装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う概略断面図である。

符号の説明

１ ケース、１ａ 溝、１ｂ 側面、１ｂ₁ 段差、１ｃ 一方側側面、１ｄ 他方側側面、２ 仕切板、３ イオン発生素子、３ａ 放電電極、３ｂ 誘導電極、３ｃ 誘電体基板、４ 第１の充填部材、５ 第２の充填部材、６ トランス、７，９ 接続導体、８ 回路基板、１０ イオン発生装置。

Claims (2)

1. 上方に開口した内部空間を有するケースと、
   前記内部空間を第１の内部空間と第２の内部空間とに区画し、かつ前記第１の内部空間と前記第２の内部空間とが前記ケースの底部にて連通するように前記ケースに支持された仕切板と、
   前記第１および第２の内部空間の各々に同一の充填高さで充填された第１の充填部材と、
   前記第２の内部空間にて前記第１の充填部材上に充填された第２の充填部材と、
   前記第２の内部空間内にて前記第１および第２の充填部材により覆われたトランスと、
   前記第１の内部空間内にて前記第１の充填部材から外部に露出された表面を有し、かつ前記トランスと電気的に接続されたイオン発生素子とを備え、
   前記ケースに溝が設けられており、前記溝に前記仕切板が嵌合されることにより前記仕切板が前記ケースに支持されている、イオン発生装置。
2. 前記第１の内部空間における前記第１の充填部材の表面と前記第２の内部空間における前記第２の充填部材の表面との間に段差があることを特徴とする、請求項１に記載のイオン発生装置。

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