JP4760183B2 - Ion generating component, ion generating unit and ion generating apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、イオン発生部品、特に、空気清浄器やエアコンなどのイオン発生回路に用いられるイオン発生部品、およびそれを用いたイオン発生ユニット、イオン発生装置に関する。   The present invention relates to an ion generating component, in particular, an ion generating component used in an ion generating circuit such as an air purifier or an air conditioner, an ion generating unit using the same, and an ion generating device.

この種のイオン発生装置として、従来、特許文献1に記載されたものが知られている。図11に示すように、このイオン発生装置110は、筺体120と、この筺体120の前面に取り付けられた放電電極112と、対向電極114とを備えている。筺体120の上部には高圧電源部118が配置されている。高圧電源部118は、放電電極112と対向電極114との間に交流高電圧を印加する高電圧発生回路を内蔵している。   As this kind of ion generating apparatus, what was described in patent document 1 is conventionally known. As shown in FIG. 11, the ion generator 110 includes a housing 120, a discharge electrode 112 attached to the front surface of the housing 120, and a counter electrode 114. A high voltage power supply unit 118 is disposed on the top of the housing 120. The high-voltage power supply unit 118 has a built-in high voltage generation circuit that applies an alternating high voltage between the discharge electrode 112 and the counter electrode 114.

放電電極112は複数の鋸歯112aを備えており、放電電極112と対向電極114とは互いに垂直な関係を有している。一方、対向電極114は筺体120の台座部120bに固定されている。対向電極114は誘電体セラミックに金属を埋設した構造からなる。放電電極112と対向電極114は、放電によりオゾンを発生させる作用と、印加された交流高電圧により空気をマイナスイオン化する作用とを行う。
特開平6−181087号公報
The discharge electrode 112 includes a plurality of saw teeth 112a, and the discharge electrode 112 and the counter electrode 114 are perpendicular to each other. On the other hand, the counter electrode 114 is fixed to the pedestal 120 b of the housing 120. The counter electrode 114 has a structure in which a metal is embedded in a dielectric ceramic. The discharge electrode 112 and the counter electrode 114 perform an action of generating ozone by discharge and an action of negatively ionizing air by the applied AC high voltage.
JP-A-6-181087

しかしながら、従来のイオン発生装置110は、マイナスイオンを発生させるために、放電電極112に−5kV〜−7kVの高電圧を印加する必要がある。そのため、電源回路や絶縁構造が複雑になり、イオン発生装置110の製造コストが高価になるという問題があった。   However, the conventional ion generator 110 needs to apply a high voltage of −5 kV to −7 kV to the discharge electrode 112 in order to generate negative ions. Therefore, there is a problem that the power supply circuit and the insulating structure become complicated and the manufacturing cost of the ion generator 110 becomes expensive.

また、−5kV〜−7kVの高電圧を放電電極112に印加すると、オゾンが付随的に発生してしまうため、マイナスイオンだけを選択的に発生させることができなかった。さらに、放電電極112に高電圧が印加されるため、十分な安全対策を講じる必要がある。   Further, when a high voltage of −5 kV to −7 kV is applied to the discharge electrode 112, ozone is incidentally generated, so that only negative ions cannot be selectively generated. Furthermore, since a high voltage is applied to the discharge electrode 112, it is necessary to take sufficient safety measures.

また、放電電極112と対向電極114が互いに垂直に対向している(立体的な配置である)ため、占有体積が大きく、イオン発生装置110の小型化が困難であった。   In addition, since the discharge electrode 112 and the counter electrode 114 face each other vertically (three-dimensional arrangement), the occupied volume is large, and it is difficult to reduce the size of the ion generator 110.

そこで、本発明の目的は、低い印加電圧でマイナスイオン又はプラスイオンを発生させることができるイオン発生部品、イオン発生ユニットおよびイオン発生装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an ion generating component, an ion generating unit, and an ion generating device that can generate negative ions or positive ions with a low applied voltage.

前記目的を達成するため、本発明に係るイオン発生部品は、
絶縁基板と線状電極とグランド電極とを備え、
前記絶縁基板は一辺に凹部を有し、
前記線状電極は、線径が細く、前記絶縁基板に先端側が前記凹部に突出するように取り付けられており、
前記グランド電極は、前記絶縁基板上に設けられ、前記凹部の両側の絶縁基板上に前記線状電極を間に配置して線状電極の長さ方向に対して略平行な二つの脚部を有し、
前記絶縁基板の前記グランド電極の先端部付近で前記線状電極に対向する側の角部がR面取り若しくはC面取りされていること
を特徴とする。
In order to achieve the above object, an ion generating component according to the present invention comprises:
Insulating substrate, linear electrode and ground electrode,
The insulating substrate has a recess on one side;
The linear electrode has a thin wire diameter, and is attached to the insulating substrate so that the tip side protrudes into the recess,
The ground electrode is provided on the insulating substrate, and has two leg portions substantially parallel to the length direction of the linear electrode by placing the linear electrode between the insulating substrates on both sides of the recess. Have
The corner portion of the side opposed to the linear electrodes near the distal end portion of the ground electrode of the insulating substrate is R-chamfered or C-chamfered,
It is characterized by.

線径が細い(100μm以下の線径であることが好ましい)線状電極を用いることにより、電子が線状電極の先端部に集中し易くなり、強電界が生じ易くなる。さらに、絶縁基板のグランド電極の先端部付近で線状電極に対向する側の角部をR面取り若しくはC面取りすることにより、角部にバリや電界集中が発生しにくくなる。   By using a linear electrode with a thin wire diameter (preferably a wire diameter of 100 μm or less), electrons are likely to concentrate at the tip of the linear electrode, and a strong electric field is likely to be generated. Further, by rounding or chamfering the corner portion on the side facing the linear electrode in the vicinity of the tip portion of the ground electrode of the insulating substrate, burrs and electric field concentration are less likely to occur at the corner portion.

本発明に係るイオン発生部品においては、引張り強度が2500N/mm2以上の線状電極を用いることが好ましい。 In the ion generating device according to the present invention, it is not preferable that the tensile strength is used 2500N / mm 2 or more linear electrodes.

以上の構成により、線状電極やグランド電極などを平面状に構成することができ、薄型のイオン発生部品が得られる。   With the above configuration, the linear electrode, the ground electrode, and the like can be configured in a planar shape, and a thin ion generating component can be obtained.

また、グランド電極の表面を絶縁膜で覆うことにより、イオン発生量を殆ど変えることなく、オゾン発生の抑制効果を得ることができる。また、グランド電極には、例えば酸化ルテニウムやカーボン抵抗などの抵抗体が用いられる。線状電極がグランド電極に接触するような事態が生じた場合においても、抵抗体であればショートによる発熱や発火などの危険を低減できるからである。特に、酸化ルテニウムは高電界がかかってもマイグレーションを起こさないので、最適な材料である。   Further, by covering the surface of the ground electrode with an insulating film, it is possible to obtain an effect of suppressing ozone generation with almost no change in the amount of ions generated. For the ground electrode, for example, a resistor such as ruthenium oxide or a carbon resistor is used. This is because even when a situation occurs in which the linear electrode comes into contact with the ground electrode, a resistor can reduce the risk of heat generation or ignition due to a short circuit. In particular, ruthenium oxide is an optimal material because it does not cause migration even when a high electric field is applied.

また、本発明に係るイオン発生ユニットは、前述の特徴を有するイオン発生部品と、絶縁基板上に設けられた、線状電極を取り付けるための高圧電極と、高圧電極に接触接続し、リード線との係止部を有する第1端子と、グランド電極に接触接続し、リード線との係止部を有する第2端子と、イオン発生部品と高圧電極と第1端子と第2端子とを収容するためのケースとを備えたことを特徴とする。   An ion generating unit according to the present invention includes an ion generating component having the above-described characteristics, a high-voltage electrode provided on an insulating substrate for attaching a linear electrode, a contact connection to the high-voltage electrode, a lead wire, A first terminal having a locking portion, a second terminal that is in contact with the ground electrode and has a locking portion with the lead wire, an ion generating component, a high-voltage electrode, a first terminal, and a second terminal. And a case.

さらに、本発明に係るイオン発生装置は、前述のイオン発生部品と、マイナス電圧又はプラス電圧を発生する高圧電源とを備えたことを特徴とする。あるいは、本発明に係るイオン発生装置は、第1端子と第2端子にそれぞれ係止されるリード線を有し、かつ、前述の特徴を有するイオン発生ユニットと、マイナス電圧又はプラス電圧を発生させる高圧電源とを備えたことを特徴とする。高圧電源からの出力電圧の絶対値は2.5kV以下であることが好ましい。   Furthermore, an ion generator according to the present invention includes the above-described ion generating component and a high-voltage power source that generates a negative voltage or a positive voltage. Alternatively, an ion generator according to the present invention has a lead wire that is respectively locked to a first terminal and a second terminal, and generates an ion generation unit having the above-described characteristics and a negative voltage or a positive voltage. A high-voltage power supply is provided. The absolute value of the output voltage from the high-voltage power supply is preferably 2.5 kV or less.

以上の構成により、小型で低コストのイオン発生ユニットやイオン発生装置が得られる。   With the above configuration, a small and low-cost ion generating unit or ion generating device can be obtained.

本発明に係るイオン発生部品は、線径が細い線状電極を用いているので、電子が線状電極の先端部に集中し易くなり、強電界が生じ易くなる。従って、従来よりも低い印加電圧でマイナスイオン又はプラスイオンを発生させることができる。さらに、絶縁基板のグランド電極の先端部付近で線状電極に対向する側の角部をR面取り若しくはC面取りすることにより、角部にバリや電界集中が発生しにくくなり、イオン発生を安定しておこなうことができる。この結果、小型で低コストのイオン発生ユニットやイオン発生装置を得ることができる。   Since the ion generating component according to the present invention uses a linear electrode with a thin wire diameter, electrons tend to concentrate on the tip of the linear electrode, and a strong electric field is likely to be generated. Therefore, negative ions or positive ions can be generated at a lower applied voltage than in the prior art. Furthermore, by rounding or chamfering the corner facing the linear electrode near the tip of the ground electrode of the insulating substrate, burrs and electric field concentration are less likely to occur at the corner, and ion generation is stabilized. Can be done. As a result, a small and low-cost ion generating unit or ion generating device can be obtained.

以下に、本発明に係るイオン発生部品、イオン発生ユニットおよびイオン発生装置の実施例について添付の図面を参照して説明する。   Embodiments of an ion generating component, an ion generating unit, and an ion generating apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1はイオン発生装置1の分解斜視図、図2はその外観斜視図である。図1に示すように、イオン発生装置1は、下側樹脂ケース2と、上側樹脂ケース3と、イオン発生部品4と、第1端子5aと、第2端子5bと、リード線7,8と、高圧電源とを備えている。ここに、下側樹脂ケース2と、上側樹脂ケース3と、イオン発生部品4と、第1端子5aと、第2端子5bとでイオン発生ユニットを構成している。   FIG. 1 is an exploded perspective view of the ion generator 1, and FIG. 2 is an external perspective view thereof. As shown in FIG. 1, the ion generator 1 includes a lower resin case 2, an upper resin case 3, an ion generating component 4, a first terminal 5a, a second terminal 5b, and lead wires 7 and 8. A high-voltage power supply. Here, the lower resin case 2, the upper resin case 3, the ion generating component 4, the first terminal 5a, and the second terminal 5b constitute an ion generating unit.

下側樹脂ケース2は、一方の端部の側壁2aに空気の取入れ口21が形成され、他方の端部の側壁2bに空気の吐出し口22が形成されている。さらに、手前側の側壁2cには、係止腕部23が形成されている。   The lower resin case 2 has an air intake port 21 formed on the side wall 2a at one end portion, and an air discharge port 22 formed on the side wall 2b at the other end portion. Further, a locking arm portion 23 is formed on the side wall 2c on the near side.

上側樹脂ケース3は、一方の端部の側壁3aに空気の取入れ口(図示せず)が形成され、他方の端部の側壁3bに空気の吐出し口32が形成されている。手前側の側壁3cには、爪部31が2個形成されている。これらの爪部31を下側樹脂ケース2の係止腕部23に嵌め込むことにより、上側樹脂ケース3と下側樹脂ケース2は堅固に接合し、通気性のある樹脂ケースとされる。下側樹脂ケース2と上側樹脂ケース3のそれぞれの奥側の側壁2d,3dは図示しないヒンジで連結されている。なお、奥側の側壁2d,3dにも爪部と係止腕部を形成して嵌め込むようにしてもよい。そして、上側樹脂ケース3と下側樹脂ケース2が内部に形成する収容部には、イオン発生部品4と端子5a,5bが配設されている。   The upper resin case 3 has an air intake port (not shown) formed on one side wall 3a and an air discharge port 32 formed on the other side wall 3b. Two claw portions 31 are formed on the front side wall 3c. By fitting these claw portions 31 into the locking arm portions 23 of the lower resin case 2, the upper resin case 3 and the lower resin case 2 are firmly joined to form a resin case with air permeability. The back side walls 2d and 3d of the lower resin case 2 and the upper resin case 3 are connected by hinges (not shown). In addition, you may make it form a nail | claw part and a latching arm part in the side walls 2d and 3d of a back | inner side, and it may be made to fit. An ion generating component 4 and terminals 5a and 5b are disposed in a housing portion formed by the upper resin case 3 and the lower resin case 2 inside.

イオン発生部品4は、図3に示すように、絶縁基板41上にグランド電極42および高圧電極43と、グランド電極42の表面に形成された絶縁膜44と、線状電極45とを備えている。矩形の絶縁基板41は、一辺を切り欠いて凹部41aを設けている。絶縁基板41には、例えば幅10.0mm×長さ20.0mm×厚み0.635mmのアルミナ基板やガラスエポキシ基板などが使用される。線状電極45の根元部は高圧電極43にはんだ付けされ、先端側は凹部41aから突出している。線状電極45は線径が100μm以下の極細線であり、ピアノ線、タングステン線、ステンレス線、チタン線などが用いられる。   As shown in FIG. 3, the ion generating component 4 includes a ground electrode 42 and a high voltage electrode 43 on an insulating substrate 41, an insulating film 44 formed on the surface of the ground electrode 42, and a linear electrode 45. . The rectangular insulating substrate 41 is provided with a recess 41a by cutting out one side. For example, an alumina substrate or a glass epoxy substrate having a width of 10.0 mm × a length of 20.0 mm × a thickness of 0.635 mm is used as the insulating substrate 41. The root portion of the linear electrode 45 is soldered to the high voltage electrode 43, and the tip side protrudes from the recess 41a. The linear electrode 45 is an extra fine wire having a wire diameter of 100 μm or less, and a piano wire, a tungsten wire, a stainless steel wire, a titanium wire or the like is used.

また、線状電極45としては引張り強度が2500N/mm以上のステンレス線を用いることが好ましい。線材の組成比率や伸線後の熱処理により2500N/mm以上の引張り強度を得ている。このように、2500N/mm以上の線状電極45を用いることにより、曲がりにくく、外力が作用しても復元性が良好で、線状電極45が所定位置からずれることがなくなる。 Further, as the linear electrode 45, it is preferable to use a stainless steel wire having a tensile strength of 2500 N / mm 2 or more. The tensile strength of 2500 N / mm 2 or more is obtained by the composition ratio of the wire and the heat treatment after drawing. As described above, by using the linear electrode 45 of 2500 N / mm 2 or more, it is difficult to bend, the resilience is good even when an external force is applied, and the linear electrode 45 is not displaced from a predetermined position.

グランド電極42は、凹部41aの両側の絶縁基板41上に、線状電極45を間にして該線状電極45と平行な一対の脚部42a,42bを有している。絶縁基板41は、グランド電極42の脚部42a,42bの先端部付近で線状電極45に対向する側の角部がR面取りされている。   The ground electrode 42 has a pair of leg portions 42a and 42b parallel to the linear electrode 45 with the linear electrode 45 interposed therebetween on the insulating substrate 41 on both sides of the recess 41a. The insulating substrate 41 has a rounded chamfered corner on the side facing the linear electrode 45 in the vicinity of the ends of the leg portions 42a and 42b of the ground electrode 42.

グランド電極42の表面には、端子5bが接触するコンタクト部42cを残して、絶縁膜44が形成されている。絶縁膜44の材料としてはシリコーン、ガラスグレーズなどが用いられる。グランド電極42は50MΩ程度の抵抗値を持っている。グランド電極42の材料としては、酸化ルテニウムペーストやカーボンペーストなどが用いられる。特に、酸化ルテニウムは高電界がかかってもマイグレーションを起こさないので、最適な材料である。   An insulating film 44 is formed on the surface of the ground electrode 42, leaving a contact portion 42c with which the terminal 5b contacts. As a material of the insulating film 44, silicone, glass glaze, or the like is used. The ground electrode 42 has a resistance value of about 50 MΩ. As the material of the ground electrode 42, ruthenium oxide paste, carbon paste, or the like is used. In particular, ruthenium oxide is an optimal material because it does not cause migration even when a high electric field is applied.

イオン発生部品4は以下のようにして作成される。すなわち、図4(A)に示すように、母基板41Aを金型で打ち抜いて凹部41aを形成する。同時に、グランド電極42の脚部42a,42bの先端部付近で線状電極45に対向する側の角部(凹部41aの角部)に、電界集中を避けるために曲率半径が0.5mm以上のR面取り若しくは0.5mm以上のC面取りを形成する。R面取りはエッジがないので、電界集中に対してC面取りよりも効果が大きい。一方、C面取りは金型の作成が容易であるという特長がある。本実施例では曲率半径が1.0mmのR面取りを形成した。なお、R面取りやC面取りは、金型による打ち抜き加工ではなく、後で切削加工や研磨加工により形成してもよい。   The ion generating component 4 is produced as follows. That is, as shown in FIG. 4A, the mother board 41A is punched out with a mold to form the recess 41a. At the same time, the radius of curvature is 0.5 mm or more in order to avoid electric field concentration at the corner portion (corner portion of the concave portion 41a) on the side facing the linear electrode 45 near the tip portions of the leg portions 42a and 42b of the ground electrode 42. R chamfering or C chamfering of 0.5 mm or more is formed. Since the R chamfer has no edge, it is more effective than the C chamfer for electric field concentration. On the other hand, C chamfering has a feature that a mold can be easily created. In this example, an R chamfer having a radius of curvature of 1.0 mm was formed. In addition, R chamfering and C chamfering may be formed by cutting or polishing later, instead of punching by a mold.

次に、母基板41Aに複数個分のグランド電極42等を形成した後、母基板41Aに設けたV字溝Lに沿って母基板41Aをブレークして(折って)、所定のサイズの絶縁基板41を得る。このとき、図4(B)に示すように、グランド電極42の脚部42a,42bの先端部付近で線状電極45に対向する側の角部がR面取りされていなければ、母基板をブレークした際に、絶縁基板41の凹部41aの角部にひげ状のバリKが発生することがある。   Next, a plurality of ground electrodes 42 and the like are formed on the mother board 41A, and then the mother board 41A is broken (folded) along the V-shaped groove L provided on the mother board 41A to insulate a predetermined size. A substrate 41 is obtained. At this time, as shown in FIG. 4B, if the corner on the side facing the linear electrode 45 is not chamfered in the vicinity of the ends of the legs 42a and 42b of the ground electrode 42, the mother substrate is broken. When doing so, whisker-like burrs K may occur at the corners of the recess 41a of the insulating substrate 41.

金属製端子5a,5bはそれぞれ係止部51と足部52にて構成されている。係止部51は、上側樹脂ケース3の上面3eに形成された保持部33,34に嵌め込まれる。端子5aの足部52は高圧電極43のコンタクト部43aに接触接続し、端子5bの足部52はグランド電極42のコンタクト部42cに接触接続している。   The metal terminals 5a and 5b are constituted by a locking part 51 and a foot part 52, respectively. The locking part 51 is fitted into holding parts 33 and 34 formed on the upper surface 3 e of the upper resin case 3. The foot portion 52 of the terminal 5 a is in contact connection with the contact portion 43 a of the high-voltage electrode 43, and the foot portion 52 of the terminal 5 b is in contact connection with the contact portion 42 c of the ground electrode 42.

高圧用リード線7の端部7aは上側樹脂ケース3の保持部33の正面に形成された開口部(図示せず)に嵌入され、芯線71が端子5aの係止部51に係合して電気的に接続される。同様に、グランド用リード線8の端部8aは保持部34の正面に形成された開口部(図示せず)に嵌入され、芯線81が端子5bの係止部51に係合して電気的に接続される。   The end portion 7a of the high-voltage lead wire 7 is fitted into an opening (not shown) formed on the front surface of the holding portion 33 of the upper resin case 3, and the core wire 71 is engaged with the locking portion 51 of the terminal 5a. Electrically connected. Similarly, the end portion 8a of the ground lead wire 8 is fitted into an opening (not shown) formed on the front surface of the holding portion 34, and the core wire 81 engages with the locking portion 51 of the terminal 5b to be electrically connected. Connected to.

高圧用リード線7は高圧電源のマイナス出力端子に接続され、グランド用リード線8は高圧電源のグランド出力端子に接続される。高圧電源はマイナスの直流電圧を供給するが、マイナスの直流バイアスを重畳した交流電圧を供給してもよい。そして、このイオン発生装置1は空気清浄機や空調機などに組み込まれる。つまり、高圧電源が空気清浄機の電源回路部にセットされ、イオン発生ユニットが送風経路にセットされることにより、空気清浄器などはマイナスイオンを含んだ風を送風する。   The high-voltage lead 7 is connected to the negative output terminal of the high-voltage power supply, and the ground lead 8 is connected to the ground output terminal of the high-voltage power supply. The high-voltage power supply supplies a negative DC voltage, but may supply an AC voltage on which a negative DC bias is superimposed. And this ion generator 1 is incorporated in an air cleaner or an air conditioner. That is, when the high-voltage power supply is set in the power supply circuit section of the air purifier and the ion generation unit is set in the blowing path, the air purifier or the like blows wind containing negative ions.

以上の構成からなるイオン発生装置1は、−1.3kV〜−2.5kVの電圧でマイナスイオンを発生させることができる。すなわち、線状電極45にマイナス電圧をかけると、線状電極45とグランド電極42との間で強電界が形成される。また、線状電極45の先端部は絶縁破壊してコロナ放電状態になる。このとき、線状電極45の先端部周辺では、空気中の分子がプラズマ化されて、分子が+イオンと−イオンとに分かれ、空気中の+イオンは線状電極45に吸収され、マイナスイオンが残ることになる。   The ion generator 1 having the above configuration can generate negative ions at a voltage of −1.3 kV to −2.5 kV. That is, when a negative voltage is applied to the linear electrode 45, a strong electric field is formed between the linear electrode 45 and the ground electrode 42. Moreover, the front-end | tip part of the linear electrode 45 breaks down and becomes a corona discharge state. At this time, in the vicinity of the tip of the linear electrode 45, molecules in the air are turned into plasma, and the molecules are divided into + ions and − ions, and the + ions in the air are absorbed by the linear electrode 45, and negative ions. Will remain.

先端が細い(曲率半径が小さい)線状電極45の方が、先端が太い電極よりも電子が集中しやすく、強電界が生じやすい。従って、線状電極45を用いることで、低い印加電圧でもマイナスイオンを発生させることができる。   The linear electrode 45 with a narrow tip (small radius of curvature) tends to concentrate electrons and generates a strong electric field more easily than an electrode with a thick tip. Therefore, by using the linear electrode 45, negative ions can be generated even at a low applied voltage.

表1は線状電極45に印加する電圧を変化させたときのマイナスイオン発生量を測定した結果を示すものである。測定には、周知のエーベルト式測定装置を用いた。測定地点は、イオン発生装置1から風下側に30cm離れた地点である。風速は2.0m/sとした。表1には、比較のために、図11に示した従来のイオン発生装置110の鋸歯112aが一つの構成のものを使ってマイナスイオン発生量を測定した結果も併せて記載している。   Table 1 shows the result of measuring the amount of negative ions generated when the voltage applied to the linear electrode 45 is changed. A known Ebelt type measuring device was used for the measurement. The measurement point is a point 30 cm away from the ion generator 1 on the leeward side. The wind speed was 2.0 m / s. For comparison, Table 1 also shows the result of measuring the amount of negative ions generated by using the sawtooth 112a of the conventional ion generator 110 shown in FIG. 11 having one configuration.

Figure 0004760183
Figure 0004760183

表1から、本実施例のイオン発生装置1は低電圧でも十分なマイナスイオンを発生していることがわかる。なお、この測定結果はグランド電極42を絶縁膜44にて被覆したときのデータであるが、絶縁膜44が無いときも殆ど同じ数値のデータが得られた。   From Table 1, it can be seen that the ion generator 1 of this embodiment generates sufficient negative ions even at a low voltage. This measurement result is data when the ground electrode 42 is covered with the insulating film 44, but almost the same numerical data was obtained when the insulating film 44 was not provided.

また、図11に示した従来のイオン発生装置110の鋸歯112aは、先端部を削った鉛筆形状のものであるため、使用を続けると先端部がなまる経時変化があり、ちょうど鉛筆の先が削れて丸くなるように次第に曲率半径が大きくなってしまう。そのため、曲率半径が大きくなるにつれて、イオン発生量が減少する。   Further, the sawtooth 112a of the conventional ion generator 110 shown in FIG. 11 has a pencil shape with a sharpened tip, and as a result of continuing use, there is a change over time, and the tip of the pencil is just The radius of curvature gradually increases as it is rounded off. Therefore, the amount of ion generation decreases as the radius of curvature increases.

一方、本実施例の線状電極45は、線径が一定であるため、経時変化によって曲率半径が変わることがない。そのため、イオン発生量は安定する。   On the other hand, since the linear electrode 45 of the present embodiment has a constant wire diameter, the radius of curvature does not change with time. Therefore, the amount of ion generation is stable.

図5は、イオン発生量が100万個/ccになる印加電圧と線状電極45の線径との関係を示すグラフである。測定地点は、イオン発生装置1から風下側へ50cm離れた地点である。風速は3.0m/sとした。グラフから、線状電極45の線径が100μm以下であれば、−2.0kV程度の低い印加電圧で十分な量のマイナスイオンが発生することがわかる。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the applied voltage at which the amount of generated ions is 1 million ions / cc and the wire diameter of the linear electrode 45. The measurement point is a point 50 cm away from the ion generator 1 toward the leeward side. The wind speed was 3.0 m / s. From the graph, it can be seen that when the wire diameter of the linear electrode 45 is 100 μm or less, a sufficient amount of negative ions is generated at a low applied voltage of about −2.0 kV.

さらに、絶縁基板41のグランド電極42の脚部42a,42bの先端部付近で線状電極45に対向する側の角部がR面取りされているため、絶縁基板41の凹部41aの角部にひげ状のバリが発生しにくい。バリが存在すると、バリ先端に電界が集中して強電界を形成する。正規の強電界近傍に同じ極性のバリによる強電界が存在すると、互いに反発し合い、正規の電界強度が弱くなる。従って、一つの強電界を利用する構造では、その強電界の近傍に強電界が存在しないことが望ましい。本実施例の構造は、イオン発生部以外に電界集中が起こりにくい構造であるので、イオン発生部の電界集中がし易く、結果として、イオン発生を安定しておこなうことができる。   Further, since the corner portion on the side facing the linear electrode 45 is rounded in the vicinity of the front ends of the leg portions 42a and 42b of the ground electrode 42 of the insulating substrate 41, the corner portion of the concave portion 41a of the insulating substrate 41 has a whisker. Burrs are less likely to occur. When burrs are present, the electric field concentrates at the burrs and forms a strong electric field. When a strong electric field due to burrs having the same polarity exists in the vicinity of a normal strong electric field, they repel each other and the normal electric field strength becomes weak. Therefore, in a structure using one strong electric field, it is desirable that there is no strong electric field in the vicinity of the strong electric field. Since the structure of this embodiment is a structure in which electric field concentration is unlikely to occur other than in the ion generation portion, electric field concentration in the ion generation portion is easy, and as a result, ion generation can be performed stably.

図6および図7はそれぞれ、イオン発生装置1から風下側へ50cmおよび70cm離れた地点でのイオン発生量と入力電圧との関係を示すグラフである(実線参照)。風速は2〜3m/sとし、イオン測定器の測定上限は123万個/ccである。比較のため、図4(B)に示したR面取りをしない絶縁基板を使用したイオン発生装置のイオン発生量を測定した結果も併せて記載している(点線参照)。グラフから、R面取りをすることにより、イオン発生電圧が若干低くなることがわかる。また、測定限界に達する電圧もR面取りをしない場合と比較して同等か低くなっていることがわかる。   6 and 7 are graphs showing the relationship between the amount of ion generation and the input voltage at points 50 cm and 70 cm away from the ion generator 1 toward the leeward side, respectively (see solid line). The wind speed is 2 to 3 m / s, and the upper limit of measurement of the ion measuring device is 1.32 million pieces / cc. For comparison, the results of measuring the amount of ions generated by an ion generator using an insulating substrate without R chamfering shown in FIG. 4B are also shown (see dotted lines). It can be seen from the graph that the ion generation voltage is slightly lowered by performing the chamfering. It can also be seen that the voltage reaching the measurement limit is equal to or lower than that in the case where the R chamfering is not performed.

図8は、入力電圧を−2.5kVに固定したときの、イオン発生装置から70cm離れた地点でのイオン発生量を示すグラフである(実線参照)。比較のため、図4(B)に示したR面取りをしない絶縁基板を使用したイオン発生装置のイオン発生量を測定した結果も併せて記載している(点線参照)。グラフから、R面取りをすることにより、イオン発生量が多くなることがわかる。   FIG. 8 is a graph showing the amount of ion generation at a point 70 cm away from the ion generator when the input voltage is fixed at −2.5 kV (see solid line). For comparison, the results of measuring the amount of ions generated by an ion generator using an insulating substrate without R chamfering shown in FIG. 4B are also shown (see dotted lines). From the graph, it can be seen that the amount of ions generated increases when the chamfering is performed.

また、線状電極45に印加する電圧を低くできるため、高圧電源のコストを下げることが可能となる。一般に、出力電圧の絶対値が2.5kV以下であれば、電源回路や絶縁構造を簡素化できる。例えば、図9に示すように、交流回路65で発生した交流電圧をトランス66で昇圧し、さらに、コッククロフト回路(コンデンサCとダイオードDを組み合わせて整流、倍圧を行う回路)で昇圧する場合を考える。この場合、従来のイオン発生装置であれば、トランス66で−1kV〜−1.5kV程度で昇圧した後、図9の(A)に示すようなコッククロフト回路67で5倍圧、つまり−5kV〜−7.5kV程度昇圧する必要がある。一方、本実施例のイオン発生装置1であれば、図9の(B)に示すようなコッククロフト回路68で2倍圧、つまり、−2kV〜−3kV程度昇圧するだけでよい。従って、コッククロフト回路のコンデンサCやダイオードDの数を減らすことができ、回路も簡素になる。   In addition, since the voltage applied to the linear electrode 45 can be lowered, the cost of the high-voltage power supply can be reduced. Generally, when the absolute value of the output voltage is 2.5 kV or less, the power supply circuit and the insulating structure can be simplified. For example, as shown in FIG. 9, the AC voltage generated in the AC circuit 65 is boosted by a transformer 66, and further boosted by a cockcroft circuit (a circuit that performs rectification and voltage doubler by combining a capacitor C and a diode D). Think. In this case, in the case of a conventional ion generator, the voltage is boosted by a transformer 66 at about -1 kV to -1.5 kV, and then boosted by a cock croft circuit 67 as shown in FIG. It is necessary to boost the voltage by about -7.5 kV. On the other hand, in the case of the ion generator 1 of the present embodiment, it is only necessary to increase the voltage by a double pressure, that is, about −2 kV to −3 kV by the cockcroft circuit 68 as shown in FIG. Therefore, the number of capacitors C and diodes D in the cockcroft circuit can be reduced, and the circuit is simplified.

また、従来よりも印加電圧を低くできるため、安全性の向上を図ることができる。また、線状電極45とグランド電極42が絶縁基板41上に平面的に構成されるため、占有体積が小さくなり、小型化を図ることができる。   Moreover, since the applied voltage can be made lower than before, safety can be improved. Moreover, since the linear electrode 45 and the ground electrode 42 are planarly configured on the insulating substrate 41, the occupied volume is reduced, and the size can be reduced.

また、表2は線状電極45に印加する電圧を変化させたときのオゾン発生量を測定した結果を示すものである。測定地点は、イオン発生装置1から5mm離れた地点である。風速は0m/sとした。表2には、比較のために、図11に示した従来のイオン発生装置110の鋸歯112aが一つの構成のものを使ってオゾン発生量を測定した結果も併せて記載している。   Table 2 shows the results of measuring the amount of ozone generated when the voltage applied to the linear electrode 45 is changed. The measurement point is a point 5 mm away from the ion generator 1. The wind speed was 0 m / s. For comparison, Table 2 also shows the results of measuring the amount of ozone generated by using the sawtooth 112a of the conventional ion generator 110 shown in FIG. 11 having one configuration.

Figure 0004760183
Figure 0004760183

表2から、本実施例のイオン発生装置1は、使用状態におけるオゾン発生量が極めて少ないことがわかる。さらに、グランド電極42を覆う絶縁膜44が形成されているので、グランド電極42と線状電極45との間の放電開始電圧を空気のみの場合と比較して高くすることができる。この結果、線状電極45の先端部とグランド電極42との間で流れる暗電流(漏れ電流であり、放電ではない)を抑えることができる。これにより、電流の量に比例して発生するオゾンの発生量を低減することができる。   From Table 2, it can be seen that the ion generation apparatus 1 of this example has a very small amount of ozone generation in use. Furthermore, since the insulating film 44 covering the ground electrode 42 is formed, the discharge start voltage between the ground electrode 42 and the linear electrode 45 can be increased as compared with the case of air alone. As a result, dark current (leakage current, not discharge) flowing between the tip of the linear electrode 45 and the ground electrode 42 can be suppressed. Thereby, the generation amount of ozone generated in proportion to the amount of current can be reduced.

また、グランド電極42を絶縁膜44で覆うことにより、小型化の要求でグランド電極42と線状電極45との間隔が狭くなっても、グランド電極42と線状電極45間での異常放電などの不具合を防止できる。   Further, by covering the ground electrode 42 with the insulating film 44, even if the distance between the ground electrode 42 and the linear electrode 45 is reduced due to a demand for miniaturization, abnormal discharge between the ground electrode 42 and the linear electrode 45, etc. Can be prevented.

図10は別のイオン発生部品4Aの平面図である。イオン発生部品4Aのグランド電極42は、線状電極45と平行な脚部42aを一つだけ有している。グランド電極42の脚部42aの先端部付近で線状電極45に対向する側の角部(凹部41aの角部)には、バリ発生および電界集中を避けるために0.5mm以上のC面取りが形成されている。このイオン発生部品4Aは、マイナスイオンの発生量が前記実施例のイオン発生部品4と比較して若干少なくなるが、より小型にできるという特徴がある。   FIG. 10 is a plan view of another ion generating component 4A. The ground electrode 42 of the ion generating component 4 </ b> A has only one leg portion 42 a parallel to the linear electrode 45. In the vicinity of the tip of the leg portion 42a of the ground electrode 42, the corner (on the corner of the recess 41a) facing the linear electrode 45 has a chamfering of 0.5 mm or more in order to avoid generation of burrs and electric field concentration. Is formed. This ion generating component 4A has a feature that the amount of negative ions generated is slightly smaller than that of the ion generating component 4 of the above embodiment, but can be made smaller.

なお、本発明は、前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。   In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change variously within the range of the summary.

例えば、イオン発生部品の線状電極は一つに限るものではなく、二つ以上備えていてもよい。ただし、二つ以上の線状電極を設ける場合には、線状電極同士が接近し過ぎると、電界分布が乱れて放電効率が低下するので、間隔に注意する必要がある。また、本発明はマイナスイオンの発生のみならず、プラスイオンの発生にも適用することができる。この場合、プラス電圧を発生する高圧電源を用い、高圧電極にプラス電圧を印加することになる。   For example, the number of linear electrodes of the ion generating component is not limited to one, and two or more linear electrodes may be provided. However, when two or more linear electrodes are provided, if the linear electrodes are too close to each other, the electric field distribution is disturbed and the discharge efficiency is lowered. Further, the present invention can be applied not only to the generation of negative ions but also to the generation of positive ions. In this case, a positive voltage is applied to the high voltage electrode using a high voltage power source that generates a positive voltage.

本発明に係るイオン発生装置の一実施例を示す分解斜視図。1 is an exploded perspective view showing an embodiment of an ion generator according to the present invention. 図1に示したイオン発生装置の外観斜視図。FIG. 2 is an external perspective view of the ion generator shown in FIG. 1. 図1に示したイオン発生部品を示す平面図。The top view which shows the ion generating component shown in FIG. 図1に示したイオン発生部品の製造方法を示す平面図。The top view which shows the manufacturing method of the ion generating component shown in FIG. イオン発生量が100万個/ccになる印加電圧と線状電極の線径との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the applied voltage and the wire diameter of a linear electrode that an ion generation amount is 1 million pieces / cc. イオン発生装置から50cm離れた地点でのイオン発生量と入力電圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the ion generation amount and input voltage in the point 50 cm away from the ion generator. イオン発生装置から70cm離れた地点でのイオン発生量と入力電圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the ion generation amount and input voltage in the point 70cm away from the ion generator. イオン発生装置から70cm離れた地点でのイオン発生量を示すグラフ。The graph which shows the amount of ion generation in the point 70cm away from the ion generator. 高圧電源の電気回路図。The electric circuit diagram of a high voltage power supply. 本発明に係るイオン発生部品の別の実施例を示す平面図。The top view which shows another Example of the ion generating component which concerns on this invention. 従来のイオン発生装置を示す外観斜視図。The external appearance perspective view which shows the conventional ion generator.

符号の説明Explanation of symbols

1…イオン発生装置
2…下側樹脂ケース
3…上側樹脂ケース
4…イオン発生部品
5a…第1端子
5b…第2端子
41…絶縁基板
41a…凹部
42…グランド電極
42a,42b…脚部
43…高圧電極
44…絶縁膜
45…線状電極
51…係止部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion generator 2 ... Lower resin case 3 ... Upper resin case 4 ... Ion generating component 5a ... 1st terminal 5b ... 2nd terminal 41 ... Insulating substrate 41a ... Recessed part 42 ... Ground electrode 42a, 42b ... Leg part 43 ... High voltage electrode 44 ... Insulating film 45 ... Linear electrode 51 ... Locking part

Claims (9)

絶縁基板と線状電極とグランド電極とを備え、
前記絶縁基板は一辺に凹部を有し、
前記線状電極は、線径が細く、前記絶縁基板に先端側が前記凹部に突出するように取り付けられており、
前記グランド電極は、前記絶縁基板上に設けられ、前記凹部の両側の絶縁基板上に前記線状電極を間に配置して線状電極の長さ方向に対して略平行な二つの脚部を有し、
前記絶縁基板の前記グランド電極の先端部付近で前記線状電極に対向する側の角部がR面取り若しくはC面取りされていること、
を特徴とするイオン発生部品。
Insulating substrate, linear electrode and ground electrode,
The insulating substrate has a recess on one side;
The linear electrode has a thin wire diameter, and is attached to the insulating substrate so that the tip side protrudes into the recess,
The ground electrode is provided on the insulating substrate, and has two leg portions substantially parallel to the length direction of the linear electrode by placing the linear electrode between the insulating substrates on both sides of the recess. Have
The corner portion on the side facing the linear electrode in the vicinity of the front end portion of the ground electrode of the insulating substrate is R-chamfered or C-chamfered,
Ion generating parts characterized by
前記線状電極は線径が100μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のイオン発生部品。   The ion generating component according to claim 1, wherein the linear electrode has a wire diameter of 100 μm or less. 前記線状電極は引張り強度が2500N/mm2以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のイオン発生部品。 The ion generating component according to claim 1 or 2, wherein the linear electrode has a tensile strength of 2500 N / mm 2 or more. 前記グランド電極の表面に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載のイオン発生部品。 The ion generating component according to any one of claims 1 to 3 , wherein an insulating film is formed on a surface of the ground electrode. 前記グランド電極が抵抗体からなることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載のイオン発生部品。 The ion generating component according to any of claims 1 to 4, wherein the ground electrode is formed of a resistor. 請求項1ないし請求項のいずれかに記載のイオン発生部品と、前記絶縁基板上に設けられた、前記線状電極を取り付けるための高圧電極と、前記高圧電極に接触接続し、リード線との係止部を有する第1端子と、前記グランド電極に接触接続し、リード線との係止部を有する第2端子と、前記イオン発生部品と前記高圧電極と前記第1端子と前記第2端子とを収容するためのケースとを備えたことを特徴とするイオン発生ユニット。 An ion-generating component according to any one of claims 1 to 5, wherein provided in the insulating substrate, a high voltage electrode for mounting said linear electrodes, contacts connected to the high voltage electrode, a lead wire A first terminal having a locking portion, a second terminal in contact with the ground electrode and having a locking portion with a lead wire, the ion generating component, the high voltage electrode, the first terminal, and the second terminal. An ion generation unit comprising a case for accommodating a terminal. 請求項1ないし請求項のいずれかに記載のイオン発生部品と、マイナス電圧又はプラス電圧を発生する高圧電源とを備えたことを特徴とするイオン発生装置。 An ion-generating component according to any one of claims 1 to 5, the ion generating device is characterized in that a high-voltage power supply for generating a negative voltage or positive voltage. 前記第1端子と前記第2端子にそれぞれ係止されるリード線を有し、かつ、マイナス電圧又はプラス電圧を発生する高圧電源と、請求項に記載のイオン発生ユニットとを備えたことを特徴とするイオン発生装置。 A high voltage power source having lead wires respectively engaged with the first terminal and the second terminal and generating a negative voltage or a positive voltage, and the ion generation unit according to claim 6. A featured ion generator. 前記高圧電源からの出力電圧の絶対値が2.5kV以下であることを特徴とする請求項又は請求項に記載のイオン発生装置。 The ion generator according to claim 7 or 8 , wherein an absolute value of an output voltage from the high-voltage power supply is 2.5 kV or less.
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