JP6004525B2 - イオン発生装置およびそれを用いた電気機器 - Google Patents

Description

この発明はイオン発生装置およびそれを用いた電気機器に関し、特に、複数の針電極を備え、イオンを発生するイオン発生装置と、それを用いた電気機器に関する。

従来より、イオン発生装置は、基板と、２組の誘導電極および針電極を備える。各誘導電極は、環状に形成され、基板の表面に搭載される。各針電極の基端部は基板に設けられ、その先端部は対応の誘導電極の中央部に配置される。一方の組の針電極と誘導電極の間に正の高電圧を印加すると、針電極の先端部でコロナ放電が発生し、正イオンが発生する。他方の組の針電極と誘導電極の間に負の高電圧を印加すると、針電極の先端部でコロナ放電が発生し、負イオンが発生する。発生した正イオンと負イオンは、送風機によって室内に送出され、空気中に浮遊するカビ菌やウィルスを取り囲み、それらを分解する（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０４４９１７号公報

ところで、２組の誘導電極および針電極を搭載した基板と、正の高電圧と負の高電圧を印加する電源とを１つの筐体に収容してイオン発生装置を製品化する場合、２本の針電極の先端部で発生した正イオンおよび負イオンを筐体外に効率良く放出する必要がある。また、針電極の先端部などに触れてユーザーが指などに怪我をすることを防止する必要もある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、イオンを効率良く発生することが可能で安全なイオン発生装置と、それを用いた電気機器を提供することである。

この発明に係るイオン発生装置は、複数の針電極を備え、イオンを発生するイオン発生装置において、複数の針電極を搭載した基板と、基板を収容した筐体とを備えたものである。複数の針電極の先端部は、Ｚ方向に向けられてＸ方向に配列され、筐体から突出している。このイオン発生装置は、さらに、複数の針電極の先端部を覆う保護カバーを備える。この保護カバーには、Ｚ方向からそれぞれ複数の針電極の先端が見えるように複数の第１の孔が開けられるとともに、Ｙ方向から複数の針電極が見えるように第１の開口部が設けられている。複数の針電極の先端部は、それぞれ複数の第１の孔を通して第１の開口部を覗いたとき視認可能なように、複数の第１の孔と第１の開口部とを直線的に結ぶ領域内に配置されている。

したがって、複数の針電極の先端部が筐体から突出しているので、針電極の先端部で発生したイオンを筐体外に効率良く放出することができる。また、複数の針電極の先端部を覆う保護カバーを設けたので、針電極の先端部に触れてユーザーが指などに怪我をすることを防止することができる。

また、Ｚ方向からそれぞれ複数の針電極の先端が見えるように保護カバーに複数の第１の孔を開けたので、各針電極の先端部の周辺に発生する電界が保護カバーで阻害されてイオン発生量が減少するのを防止することができる。また、Ｙ方向から複数の針電極が見えるように保護カバーに第１の開口部を設けたので、Ｙ方向に風を送ることにより、イオンを効率良く送出することができる。

好ましくは、さらに、基板を覆うようにして筐体を閉じる蓋部材を備え、蓋部材には、各針電極に対応する位置に第２の孔が開けられている。保護カバーは、蓋部材に対向して設けられ、複数の第１の孔が開けられた天板と、天板と蓋部材の間に設けられ、第１の開口部が開けられた支持部材とを含む。各針電極の先端部は、対応の第２の孔を貫通して蓋部材と天板の間に配置されている。

また好ましくは、保護カバーには、Ｘ方向から複数の針電極のうちの少なくとも１本の針電極が見えるように第２の開口部がさらに設けられている。

また好ましくは、さらに、基板を覆うようにして筐体を閉じる蓋部材を備え、蓋部材には、各針電極に対応する位置に第２の孔が開けられている。保護カバーは、蓋部材に対向して設けられ、複数の第１の孔が開けられた天板と、天板と蓋部材の間に設けられ、第１および第２の開口部が開けられた支持部材とを含む。各針電極の先端部は、対応の第２の孔を貫通して蓋部材と天板の間に配置されている。

また好ましくは、保護カバーには、複数の第１の孔の周縁部から複数の第１の孔内側に向かって突出した複数の突起部を有し、複数の突起部は、Ｚ方向から見たときに、それぞれ複数の針電極の先端からの距離が略等しくなるように形成されている。

また好ましくは、第１の孔は、第２の開口部と連通している。

また好ましくは、各隣接する２つの針電極は、互いに異なる極性のイオンを発生する。

また、この発明に係る電気機器は、上記イオン発生装置と、所定の方向に風を送るダクトとを備えたものである。イオン発生装置の複数の針電極はダクト内に設けられている。

好ましくは、所定の方向とＸ方向とは交差している。

また好ましくは、所定の方向とＹ方向とは斜めに交差している。

以上のように、この発明によれば、イオンを効率良く発生することができ、ユーザーが怪我をするのを防止することができる。

この発明の実施の形態によるイオン発生装置の構成を示す断面図である。 図１に示したイオン発生装置の斜視図である。 図２に示したイオン発生装置から蓋部材および保護カバーを外した状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態によるイオン発生装置の構成を示す断面図である。 図１に示したイオン発生装置の構成を示す回路図である。 図１に示したイオン発生装置を用いた空気清浄機の構成を示す断面図である。 図６に示したダクト内の風の方向と針電極１，２の配列方向との関係を示す図である。 実施の形態の比較例１によるイオン発生装置の構成を示す断面図である。 ダクト内の風の方向とイオン発生素子の配置関係を示す図である。 実施の形態の比較例２を示す図である。 実施の形態の比較例３を示す図である。

図１（ａ）は本発明の実施の形態１によるイオン発生装置の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２はイオン発生装置の斜視図であり、図３は図２に示したイオン発生装置から保護カバー１２を外した状態を示す斜視図である。図４は図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図１〜図３において、このイオン発生装置は、正イオンを発生するための針電極１と、負イオンを発生するための針電極２と、針電極１との間に電界を形成するための環状の誘導電極３と、針電極２との間に電界を形成するための環状の誘導電極４と、２枚の長方形状のプリント基板５，６とを備える。

プリント基板５，６は、所定の間隔を開けて図１（ｂ）中の上下に平行に配置されている。誘導電極３は、プリント基板５の長手方向の一方端部の表面に、プリント基板５の配線層を用いて形成されている。誘導電極３の内側には、プリント基板５を貫通する孔５ａが開口されている。また、誘導電極４は、プリント基板５の長手方向の他方端部の表面に、プリント基板５の配線層を用いて形成されている。誘導電極４の内側には、プリント基板５を貫通する孔５ｂが開口されている。

針電極１，２の各々は、プリント基板５，６に対して垂直に設けられている。すなわち、針電極１の基端部はプリント基板６の孔に挿嵌されており、その先端部はプリント基板５の孔５ａの中心を貫通している。また、針電極２の基端部はプリント基板６の孔に挿嵌されており、その先端部はプリント基板５の孔５ｂの中心を貫通している。針電極１，２の各々の基端部は、半田によってプリント基板５に固定されている。針電極１，２の各々の先端部は、鋭く尖っている。

また、このイオン発生装置は、プリント基板５，６よりも若干大きな長方形の開口部を有する直方体状の筐体１０と、筐体１０の開口部を閉じる蓋部材１１と、針電極１，２の先端部を覆う保護カバー１２と、回路基板１６と、回路部品１７と、トランス１８とを備える。

筐体１０は、絶縁性の樹脂で形成されている。筐体１０の下部は上部よりも若干小さく形成されており、筐体１０の内壁において筐体１０の上部と下部の境界には段差が形成されている。また、筐体１０の下部は、仕切り板１０ａによって長手方向に２分割されている。トランス１８は、仕切り板１０ａの一方側の底に収容されている。回路基板１６は、仕切り板１０ａの他方側の空間を閉じるように、仕切り板１０ａと段差の上に設けられている。回路部品１７は、回路基板１６の下面に搭載され、仕切り板１０ａの他方側の空間に収容されている。

プリント基板５，６は、筐体１０の上部に水平に収容されている。回路基板１６３とトランス１８とプリント基板５，６とが配線によって電気的に接続されている。筐体１０内の高電圧部には、絶縁用の樹脂１９が充填されている。樹脂１９は、プリント基板６の下面まで充填されている。なお、本実施の形態１では、トランス１８の１次側に接続されている回路部品１７は樹脂１９によって絶縁する必要がないので、仕切り板１０ａの他方側の空間には樹脂１９を充填していない。

蓋部材１１は、絶縁性の樹脂で形成されている。筐体１０の内壁の上端部には溝が形成されており、蓋部材１１の長手方向の両端には筐体１０の溝に挿入される係止部が突設されている。また、蓋部材１１の下面には、孔５ａおよび針電極１に対応する位置に円筒状のボス１１ａが形成されている。また、蓋部材１１の下面には、孔５ｂおよび針電極２に対応する位置に円筒状のボス１１ｂが形成されている。

ボス１１ａ，１１ｂの内径は、それぞれ針電極１，２の外径よりも大きい。また、ボス１１ａ，１１ｂの外径は、それぞれプリント基板５の孔５ａ，５ｂの内径よりも小さい。ボス１１ａ，１１ｂは、それぞれプリント基板５の孔５ａ，５ｂを貫通している。ボス１１ａ，１１ｂの先端面（下端面）とプリント基板６の表面との間には、わずかな隙間が形成される。針電極１，２はそれぞれボス１１ａ，１１ｂを貫通しており、針電極１，２の先端部は蓋部材１１の上に１０ｍｍ程度突出している。

保護カバー１２は、絶縁性の樹脂を用いて蓋部材１１と一体的に形成されている。保護カバー１２は、天板１３と支持部材１４，１５を含む。天板１３は、蓋部材１１の上面に対向して設けられている。天板１３の長手方向の両端は、それぞれ支持部材１４，１５によって蓋部材１１の上面に固定されている。天板１３のうちの針電極１，２の中心線と交差する位置には、それぞれ孔１３ａ，１３ｂが開けられている。

孔１３ａ，１３ｂは、針電極２を略中心としてＸ方向を長手方向とする小判型の孔で、孔１３ａ，１３ｂの周縁部からはそれぞれ４箇所の突起部１３ｅが突出して形成されており、略山型形状をしている。突起部１３ｅの略山型形状の頂点よりも針電極２側は、針電極２を中心とする内径約９ｍｍの円弧の一部となる形状をなす。４箇所の突起部はＺ方向から見たときに、針電極２から略等しい距離になるように形成されている。天板１３の下面と、針電極１，２の先端とは、ほぼ同一面か若干の隙間ができる程度にされている。

支持部材１４，１５には、それぞれ開口部１４ａ，１５ａを設け、天板１３に切り欠き部１３ｃ，１３ｄを設けている。開口部１４ａ，１５ａは、それぞれ孔１３ａ，１３ｂと連通している。支持部材１４，１５はそれぞれ開口部１４ａ，１５ａによって２分割されており、天板１３の四隅のみが支持部材１４，１５によって支持されている。また、切り欠き部１３ｃ，１３ｄによって天板１３の中央部の幅が狭められている。

すなわち、プリント基板６の長辺の方向をＸ方向とし、プリント基板６の短辺の方向をＹ方向とし、プリント基板６の表面に垂直な方向をＺ方向とすると、２本の針電極１，２はＺ方向に向けられてＸ方向に配列され、筐体１０および蓋部材１１から突出している。また、保護カバー１２には、Ｚ方向からそれぞれ２本の針電極１，２の先端が見えるように２つの孔１３ａ，１３ｂが開けられるとともに、Ｙ方向から針電極１，２が見えるように開口部が設けられている。また、図４に示すように、針電極２の先端部は、孔１３ａ，１３ｂから開口部を臨む領域内に配置されている。イオン発生装置を斜め上方から見た時に孔１３ａ，１３ｂを通して開口部を見ると、針電極２の先端部が見えるようになっている。

図５は、イオン発生装置の構成を示す回路図である。図５において、イオン発生装置は、針電極１，２および誘導電極３，４の他に、電源端子Ｔ１、接地端子Ｔ２、ダイオード２０，２４，２８，３２，３３、抵抗素子２１〜２３，２５、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２６、昇圧トランス２７，３１、コンデンサ２９、および２端子サイリスタ３０を備える。図５の回路のうちの針電極１，２および誘導電極３，４以外の部分は、図１では回路基板１６、回路部品１７、およびトランス１８などで構成されている。

電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続される。電源端子Ｔ１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ２は接地される。ダイオード２０および抵抗素子２１〜２３は、電源端子Ｔ１とトランジスタ２６のベースとの間に直列接続される。トランジスタ２６のエミッタは接地端子Ｔ２に接続される。ダイオード２４は、接地端子Ｔ２とトランジスタ２６のベースとの間に接続される。

ダイオード２０は、直流電源の正極および負極が端子Ｔ１，Ｔ２に逆に接続された場合に電流を遮断して直流電源を保護するための素子である。抵抗素子２１，２２は、昇圧動作を制限するための素子である。抵抗素子２３は、起動抵抗素子である。ダイオード２４は、トランジスタ２６の逆耐圧保護素子として動作する。

昇圧トランス２７は、１次巻線２７ａ、ベース巻線２７ｂ、および２次巻線２７ｃを含む。１次巻線２７ａの一方端子は抵抗素子２２，２３間のノードＮ２２に接続され、その他方端子はトランジスタ２６のコレクタに接続される。ベース巻線２７ｂの一方端子は抵抗素子２５を介してトランジスタ２６のベースに接続され、その他方端子は接地端子Ｔ２に接続される。２次巻線２７ｃの一方端子はトランジスタ２６のベースに接続され、その他方端子はダイオード２８およびコンデンサ２９を介して接地端子Ｔ２に接続される。

昇圧トランス３１は、１次巻線３１ａおよび２次巻線３１ｂを含む。２端子サイリスタ３０は、ダイオード２８のカソードと１次巻線３１ａの一方端子との間に接続される。１次巻線３１ａの他方端子は接地端子Ｔ２に接続される。２次巻線３１ｂの一方端子は誘導電極３，４に接続され、その他方端子はダイオード３２のアノードおよびダイオード３３のカソードに接続される。ダイオード３２のカソードは針電極１の基端部に接続され、ダイオード３３のアノードは針電極２の基端部に接続される。

抵抗素子２５は、ベース電流を制限するための素子である。２端子サイリスタ３０は、端子間電圧がブレークオーバー電圧に到達すると導通状態になり、電流が最小保持電流以下になると非導通になる素子である。

次に、このイオン発生装置の動作について説明する。コンデンサ２９は、ＲＣＣ方式スイッチング電源動作により充電される。すなわち、電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２間に直流電源電圧が印加されると、電源端子Ｔ１からダイオード２０および抵抗素子２１〜２３を介してトランジスタ２６のベースに電流が流れてトランジスタ２６が導通状態となる。これにより、昇圧トランス２７の１次巻線２７ａに電流が流れ、ベース巻線２７ｂの端子間に電圧が発生する。

ベース巻線２７ｂの巻線方向は、トランジスタ２６が導通状態になるとトランジスタ２６をベース電圧をさらに上昇させるように設定されている。このため、ベース巻線２７ｂの端子間に発生した電圧は正帰還状態でトランジスタ２６の導通抵抗値を低下させる。このとき、ダイオード２８によって通電が阻止されるように、２次巻線２７ｃの巻線方向が設定されており、２次巻線２７ｃには電流が流れない。

このようにして１次巻線２７ａおよびトランジスタ２６に流れる電流が増加し続けることにより、トランジスタ２６のコレクタ電圧は飽和領域から外れて上昇する。これにより、１次巻線２７ａの端子間電圧が低下してベース巻線２７ｂの端子間電圧も低下し、トランジスタ２６のコレクタ電圧はさらに上昇する。このため、正帰還状態で動作して急速にトランジスタ２６が非導通状態になる。このとき、２次巻線２７ｃはダイオード２８の導通方向に電圧を発生する。これにより、コンデンサ２９が充電される。

コンデンサ２９の端子間電圧が上昇して２端子サイリスタ３０のブレークオーバー電圧に到達すると、２端子サイリスタ３０はツェナーダイオードのように動作してさらに電流を流す。２端子サイリスタ３０に流れる電流がブレークオーバー電流に到達すると、２端子サイリスタ３０は略短絡状態となり、コンデンサ２９に充電された電荷が２端子サイリスタ３０および昇圧トランス３１の１次巻線３１ａを介して放電され、１次巻線３１ａにはインパルス電圧が発生する。

１次巻線３１ａにインパルス電圧が発生すると、２次巻線３１ｂに正および負の高電圧パルスが交互に減衰しながら発生する。正の高電圧パルスはダイオード３２を介して針電極１に印加され、負の高電圧パルスはダイオード３３を介して針電極２に印加される。これにより、針電極１，２の先端でコロナ放電が発生し、それぞれ正イオンおよび負イオンが発生する。

一方、昇圧トランス２７の２次巻線２７ｃに電流が流れると、１次巻線２７ａの端子間電圧が上昇して再度トランジスタ２６が導通し、以上の動作が繰り返される。この動作の繰り返し速度は、トランジスタ２６のベースに流れる電流が大きいほど速くなる。したがって、抵抗素子２１の抵抗値を調整することにより、トランジスタ２６のベースに流れる電流を調整し、ひいては針電極１，２の放電回数を調整することができる。

なお、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^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ただし、ｍは任意の自然数である）と表わされる。また負イオンは、酸素イオン（Ｏ_２ ⁻）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、Ｏ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ただし、ｎは任意の自然数である）と表わされる。また、正イオンおよび負イオンを室内に放出すると、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、その表面上で互いに化学反応を起こす。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、浮遊カビ菌などが除去される。

図６は、図１〜図５に示したイオン発生装置を用いた空気清浄機の構成を示す断面図である。図６において、この空気清浄機では、本体４０の下部の背面に吸込口４０ａが設けられ、本体４０の上部の背面および前面にそれぞれ吹出口４０ｂ，４０ｃが設けられている。また、本体４０の内部にはダクト４１が設けられており、ダクト４１の下端の開口部は吸込口４０ａに対向して設けられ、ダクト４１の上端は吹出口４０ｂ，４０ｃに接続されている。

ダクト４１の下端の開口部にはクロスフローファン４２が設けられ、ダクト４１の中央部にはイオン発生装置４３が設けられている。イオン発生装置４３は、図１〜図５で示したものである。イオン発生装置４３の筐体１０はダクト４１の外壁面に固定され、その針電極１，２および保護カバー１２はダクト４１の壁を貫通してダクト４１内に突出している。２本の針電極１，２は、ダクト４１内の空気が流れる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。

また、吸込口４０ａには樹脂製の格子状のグリル４４が設けられており、グリル４４の内側に網目状の薄いフィルタ４５が貼り付けられている。フィルタ４５の奥にはクロスフローファン４２に異物やユーザーの指が入り込まないようにファンガード４６が設けられている。

クロスフローファン４２が回転駆動されると、室内の空気は吸込口４０ａを介してダクト４１内に吸込まれる。吸込まれた空気に含まれるカビ菌などは、イオン発生装置４３によって生成されたイオンによって除去される。イオン発生装置４３を通過した清浄な空気は、吹出口４０ｂ，４０ｃを介して室内に放出される。

図７は、ダクト４１内の風の方向とイオン発生装置４３の針電極１，２の配列方向との関係を示す斜視図である。図７に示すように、イオン発生装置４３の針電極１，２および保護カバー１２はダクト４１の壁を貫通してダクト４１内に突出している。２本の針電極１，２は、先端をＺ方向に向けて、ダクト４１内の空気が流れる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に配列されている。

また、保護カバー１２によってダクト４１内の空間は、保護カバー１２の内側（針電極１，２側）の空間と外側の空間に分割される。保護カバー１２の天板１３のうちの針電極１，２に対応する位置には孔１３ａ，１３ｂが開いているので、保護カバー１２の内側の空間と外側の空間は孔１３ａ，１３ｂを介して連通している。

針電極１，２に高電圧が印加されると、針電極１，２と誘導電極３，４との間で電界が形成され、針電極１，２の先端部でコロナ放電が発生してイオンが発生する。ここで、針電極１，２の先端の直ぐ近傍に保護カバー１２の天板１３があると、針電極１，２と誘導電極３，４との間で発生する電界が天板１３によって阻害される。しかし、本実施の形態１では、天板１３に孔１３ａ，１３ｂを開けたので、針電極１，２と誘導電極３，４との間で発生する電界が天板１３によって阻害されるのを抑制することができる。

また、イオン発生装置４３は、所定時間運転した後にユーザーによって交換されるものである。ユーザーはイオン発生装置４３を交換するとき、空気清浄装置の本体４０の背面にある裏蓋４０ｄを外してダクト４１に設置されたイオン発生装置４３にアクセスできる。このとき、針電極１，２の先端は天板１３の孔１３ａ，１３ｂよりも内側に配置されるので、天板１３をユーザーが持った場合でも、ユーザーの指は孔１３ａ，１３ｂの内側に入らず、針電極１，２の先端部に触れてユーザーが指に怪我をすることはない。

なお、ユーザーによる交換を行なわないイオン発生装置もあるが、その場合においても本願発明のイオン発生装置４３であれば、その製造時に作業員が針電極１，２の先端部に触れて指に怪我をすることはない。 また、クロスフローファン４２の回転によってダクト４１内を通る空気は、イオン発生装置４３の保護カバー１２によって、保護カバー１２の内側を通る空気と、外側を通る空気とに分けられる。保護カバー１２の内側を通る空気は針電極１，２に直接当たることになり、針電極１，２の先端部周辺に発生しているイオンを空気流に乗せてダクト４１の下流側へと運んで行く。一方、保護カバー１２の外側を通る空気は、天板１３の孔１３ａ，１３ｂから外側に向けて発生している電界周辺に発生しているイオンをさらって、ダクト４１の下流側へとイオンを運んで行く。このとき、天板１３が整流板となって、針電極１，２周辺を通過する空気を整流するので、針電極１，２周辺に発生したイオンを効率良くダクト４１の下流側へ導き、吹出口４０ｂ，４０ｃから放出することができる。

図８は、実施の形態の比較例１によるイオン発生装置の構成を示す断面図であり、図４に対応する。比較例１のイオン発生装置は、針電極２の先端部が、孔１３ａ，１３ｂから開口部を臨む領域内に存在しない。実施の形態によるイオン発生装置と、比較例１によるイオン発生装置との発生するイオン量の差を比較するため、イオン量の測定を行った。イオン量の測定は、イオン発生装置の周辺の風速を約５ｍ／秒とし、温度を３０℃とし、湿度を４０％とし、空気流の下流の所定位置でイオン量を測定した。

比較例１による針電極２の先端部が、孔１３ａ，１３ｂから開口部を臨む領域内に存在しないイオン発生装置を使用し、図９に示すように空気が流れる方向とＹ方向の交差する角度を２０°にしてダクト４１内に配置してイオン量を測定した。この場合、イオン量は約３９０万個／ｃｍ^３であった。

次に針電極２の先端部が、孔１３ａ，１３ｂから開口部を臨む領域内に存在するイオン発生装置を使用し、比較例１によるイオン発生装置の場合と同じように空気が流れる方向とＹ方向の交差する角度を２０°にしてダクト４１内に配置してイオン量を測定した。この場合、イオン量は約４４０万個／ｃｍ^３であり、イオン量を約１３％増加させることができた。このような結果が得られたのは、孔１３ａ，１３ｂを通過して針１，２に直接当たる空気の量が増加したことに起因していると考えられる。上記の効果は、孔１３ａ，１３ｂの大きさと針１，２の先端部の配置のバランスにより実現することができた。

以上のように、この実施の形態では、針電極１，２の先端部が筐体１０および蓋部材１１から突出しているので、針電極１，２の先端部で発生したイオンを筐体１０外に効率良く放出することができる。また、針電極１，２の先端部を覆う保護カバー１２を設けたので、針電極１，２の先端部に触れてユーザーが指などに怪我をすることを防止することができる。

また、Ｚ方向からそれぞれ針電極１，２の先端が見えるように保護カバー１２の天板１３に孔１３ａ，１３ｂを開けたので、針電極１，２の先端部の周辺に発生する電界が保護カバー１２で阻害されてイオン発生量が減少するのを防止することができる。また、Ｙ方向から針電極１，２が見えるように保護カバー１２に開口部を設けたので、Ｙ方向に風を送ることにより、イオンを効率良く送出することができる。

また、針電極２の先端部は、孔１３ａ，１３ｂから開口部を臨む領域内に配置されているので、イオン発生装置を図８のようにダクト４１内の空気が流れる方向とＹ方向とが斜めに交差する方向に配置した場合に、針電極２の先端部を空気が直接通過するため、イオンを効率良く送出することができる。イオン発生装置をダクトに図８のようにダクトに対して斜めに配置することで、ダクトの厚み方向にスペースのない電気機器にイオン発生装置を搭載することが可能となる。

また、Ｙ方向から見て針電極１，２の両側で支持部材１４，１５によって天板１３を支持するので、針電極１，２の先端部に触れてユーザーが指などに怪我をするのをより効果的に防止することができる。

また、誘導電極３，４をプリント基板５に搭載し、針電極１，２をプリント基板６に搭載したので、プリント基板５，６上に塵埃が堆積した状態でイオン発生装置が高湿度環境下に置かれた場合でも、針電極１，２と誘導電極３，４の間に電流がリークするのを防止することができ、イオンを安定に発生することができる。

また、プリント基板５，６を蓋部材１１で覆うので、プリント基板５，６上に塵埃が堆積するのを防止することができる。また、ボス１１ａ，１１ｂを介して塵埃が侵入した場合であっても、その塵埃はプリント基板６上に堆積しても、プリント基板５上までは堆積し難い。また、プリント基板５の孔５ａ，５ｂにそれぞれ蓋部材１１のボス１１ａ，１１ｂを挿入し、ボス１１ａ，１１ｂにそれぞれ針電極１，２を挿入したので、針電極１，２と誘導電極３，４の間の空間距離を長くすることができる。したがって、針電極１，２と誘導電極３，４の間に電流がリークするのをより効果的に防止することができる。

また、針電極１，２の先端部は、ボス１１ａ，１１ｂを貫通して蓋部材１１の上に突出しているので、塵埃がボス１１ａ，１１ｂの開口部付近に溜まった場合でも、針電極１，２の先端部が塵埃に埋もれて針電極１，２の放電が妨げられるのを防止することができる。また、針電極１，２の先端部に塵埃が付着した場合であっても、針電極１，２の先端部に送風しながら針電極１，２に高電圧を印加することにより、針電極１，２から塵埃を弾き飛ばすことができる。

また、プリント基板５の配線層を用いて誘導電極３，４を形成したので、誘導電極３，４を低コストで形成することができ、イオン発生装置の低コスト化を図ることができる。

なお、本実施形態１では、針電極１，２の先端を蓋部材１１の上に突出させたが、針電極１，２の先端を蓋部材１１の上面よりも低くしてもよい。

また、本実施形態１では、プリント基板５の配線層を用いて誘導電極３，４を形成したが、誘導電極３，４の各々を金属板で形成してもよい。また、誘導電極３，４の各々は、環状でなくてもかまわない。

また、Ｘ方向から針電極１または２が見えるように支持部材１４，１５に開口部１４ａ，１５ａを設けたので、Ｙ方向だけでなく、Ｘ方向や、Ｘ方向とＹ方向の間の方向に風を送ってイオンを送出することもできる。
［比較例２］
図１０（ａ）は上記実施の形態の比較例２によるイオン発生装置の上面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図１０（ａ）（ｂ）を参照して、このイオン発生装置が図１（ａ）（ｂ）のイオン発生装置と異なる点は、保護カバー１２が平板状の４つのリブ１０５〜１０８で置換されている点である。

リブ１０５〜１０６の各々は、蓋部材１１の表面に設けられ、ＹＺ平面に平行に配置されている。リブ１０５，１０６は針電極１の先端部を挟むように設けられ、リブ１０７，１０８は針電極２の先端部を挟むように設けられている。このイオン発生装置では、リブ１０５〜１０８を設けたので、針電極１，２の先端部に触れてユーザーが指に怪我をするのを防止することができる。

このようなイオン発生装置では、リブ１０５，１０６（１０７，１０８）の隙間を広げすぎると、リブ１０５，１０６（１０７，１０８）間に指が入って針電極１（２）の先端で怪我をする。したがって、指が入らないようにリブ１０５，１０６（１０７，１０８）の隙間を狭く設定する必要がある。しかし、隙間を狭くし過ぎると、リブ１０５，１０６（１０７，１０８）と針電極１（２）の距離が近くなり過ぎて針電極１，２と誘導電極３，４の間に発生する電界がリブ１０５〜１０８によって阻害され、イオン発生量が減少してしまう。また、リブ１０５〜１０８が帯電することによってもイオン発生量が減少する。また、狭い間隔で設けられたリブ１０５，１０６（１０７，１０８）が風に対する抵抗となって針電極１，２周辺の風速が低下し、これもイオン発生量の低減要素となる。

これに対して本願発明では、保護カバー１２の天板１３を支える支持部材１４，１５と針電極１，２との間の距離を容易に確保することができ、保護カバー１２によって電界が阻害されたり、風速が低下することもない。したがって、ユーザーの怪我を防止し、イオンを効率的に発生することができる。
［比較例３］
図１１は上記実施の形態の比較例３によるイオン発生装置の断面図である。図１１において、このイオン発生装置は、正イオンを発生するための針電極１１１と、負イオンを発生するための針電極１１２と、針電極１１１との間に電界を形成するための環状の誘導電極１１３と、針電極１１２との間に電界を形成するための環状の誘導電極１１４と、長方形状のプリント基板１１５と、平板状の蓋部材１１６とを備える。

誘導電極１１３は、金属板によって環状に形成され、プリント基板１１５の表面の一方端部に搭載されている。針電極１１１の基端部は、プリント基板１１５の一方端部の孔に挿嵌されており、その先端部は誘導電極１１３の中央部に配置されている。誘導電極１１４は、金属板によって環状に形成され、プリント基板１１５の表面の他方端部に搭載されている。針電極１１２の基端部は、プリント基板１１５の他方端部の孔に挿嵌されており、その先端部は誘導電極１１４の中央部に配置されている。

プリント基板１１５は、筐体１０の上部に収容されている。筐体１０の開口部は、蓋部材１１６によって閉じられている。蓋部材１１６には、それぞれ針電極１１１，１１２に対向する位置に孔１１６ａ，１１６ｂが開けられている。針電極１１１，１１２の先端は、筐体１０内に収容されている。針電極１１１，１１２で発生したイオンは、蓋部材１１６の孔１１６ａ，１１６ｂを介して外部に供給される。

このイオン発生装置では、針電極１１１，１１２を筐体１０内に収容したので、針電極１１１，１１２の先端に触れてユーザーが指に怪我をすることを防止することができる。しかし、このイオン発生装置では、針電極１１１，１１２の先端部が筐体１０外に突出していないので、イオン発生装置をダクト４１内に設置した場合でも、針電極１１１，１１２の先端部で発生したイオンを効率良くダクト４１内の風にのせて外部に放出することができない。

また、針電極１１１，１１２と誘導電極１１３，１１４を１枚のプリント基板１１５に搭載したので、プリント基板１１５の表面に塵埃が堆積した状態で高湿度環境下に置かれると、吸湿した塵埃を介して針電極１１１，１１２と誘導電極１１３，１１４の間に電流がリークし、イオン発生量が低下してしまう。

また、このイオン発生装置は、空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、扇風機、冷蔵庫、ファンヒータ、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置、照明装置、車両用空気調和機などの電気機器に搭載するとよい。このような電気機器であれば、機器本来の機能に加えて、搭載したイオン発生装置で効率よく空気にイオンを放出することが可能となる。

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。

１，２ 針電極
３，４ 誘導電極
５，６ プリント基板
５ａ，５ｂ 孔
１０ 筺体
１１ 蓋部材
１２ 保護カバー
１３ 天板
１３ａ，１３ｂ 孔
１３ｅ 突起部
１４，１５ 支持部材
１４ａ，１５ａ 開口部
４１， ダクト
４３ イオン発生装置

Claims (8)

1. 複数の針電極を備え、イオンを発生するイオン発生装置において、
   前記複数の針電極を搭載した基板と、
   前記基板を収容した筐体とを備え、
   前記複数の針電極の先端部は、Ｚ方向に向けられてＸ方向に配列され、前記筐体から突出しており、
   さらに、前記複数の針電極の先端部を覆う保護カバーを備え、
   前記保護カバーには、Ｚ方向からそれぞれ前記複数の針電極の先端が見えるように複数の第１の孔が開けられるとともに、Ｙ方向から前記複数の針電極が見えるように第１の開口部が設けられ、
   前記複数の針電極の先端部は、それぞれ前記複数の第１の孔を通して前記第１の開口部を覗いたとき視認可能なように、前記複数の第１の孔と前記第１の開口部とを直線的に結ぶ領域内に配置され、
   前記基板を覆うようにして前記筐体を閉じる蓋部材をさらに備え、
   前記蓋部材には、各針電極に対応する位置に第２の孔が開けられ、
   前記保護カバーは、
   前記蓋部材に対向して設けられ、前記複数の第１の孔が開けられた天板と、
   前記天板と前記蓋部材の間に設けられ、前記第１の開口部が開けられた支持部材とを含み、
   各針電極の先端部は、対応の第２の孔を貫通して前記蓋部材と前記天板の間に配置されている、イオン発生装置。
2. 複数の針電極を備え、イオンを発生するイオン発生装置において、
   前記複数の針電極を搭載した基板と、
   前記基板を収容した筐体とを備え、
   前記複数の針電極の先端部は、Ｚ方向に向けられてＸ方向に配列され、前記筐体から突出しており、
   さらに、前記複数の針電極の先端部を覆う保護カバーを備え、
   前記保護カバーには、Ｚ方向からそれぞれ前記複数の針電極の先端が見えるように複数の第１の孔が開けられるとともに、Ｙ方向から前記複数の針電極が見えるように第１の開口部が設けられ、
   前記複数の針電極の先端部は、それぞれ前記複数の第１の孔を通して前記第１の開口部を覗いたとき視認可能なように、前記複数の第１の孔と前記第１の開口部とを直線的に結ぶ領域内に配置され、
   前記保護カバーには、Ｘ方向から前記複数の針電極のうちの少なくとも１本の針電極が見えるように第２の開口部がさらに設けられ、
   前記基板を覆うようにして前記筐体を閉じる蓋部材をさらに備え、
   前記蓋部材には、各針電極に対応する位置に第２の孔が開けられ、
   前記保護カバーは、
   前記蓋部材に対向して設けられ、前記複数の第１の孔が開けられた天板と、
   前記天板と前記蓋部材の間に設けられ、前記第１および第２の開口部が開けられた支持部材とを含み、
   各針電極の先端部は、対応の第２の孔を貫通して前記蓋部材と前記天板の間に配置されている、イオン発生装置。
3. 前記第１の孔は、前記第２の開口部と連通している、請求項２に記載のイオン発生装置。
4. 複数の針電極を備え、イオンを発生するイオン発生装置において、
   前記複数の針電極を搭載した基板と、
   前記基板を収容した筐体とを備え、
   前記複数の針電極の先端部は、Ｚ方向に向けられてＸ方向に配列され、前記筐体から突出しており、
   さらに、前記複数の針電極の先端部を覆う保護カバーを備え、
   前記保護カバーには、Ｚ方向からそれぞれ前記複数の針電極の先端が見えるように複数の第１の孔が開けられるとともに、Ｙ方向から前記複数の針電極が見えるように第１の開口部が設けられ、
   前記複数の針電極の先端部は、それぞれ前記複数の第１の孔を通して前記第１の開口部を覗いたとき視認可能なように、前記複数の第１の孔と前記第１の開口部とを直線的に結ぶ領域内に配置され、
   前記保護カバーには、前記複数の第１の孔の周縁部から前記複数の第１の孔内側に向かって突出した複数の突起部を有し、
   前記複数の突起部は、Ｚ方向から見たときに、それぞれ前記複数の針電極の先端からの距離が略等しくなるように形成されている、イオン発生装置。
5. 各隣接する２つの針電極は、互いに異なる極性のイオンを発生する、請求項１から請求項４のいずれかに記載のイオン発生装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のイオン発生装置と、
   所定の方向に風を送るダクトとを備え、
   前記イオン発生装置の前記複数の針電極は前記ダクト内に設けられている、電気機器。
7. 前記所定の方向とＸ方向とは交差している、請求項６に記載の電気機器。
8. 前記所定の方向とＹ方向とは斜めに交差している、請求項７に記載の電気機器。