JP6263786B2 - オゾン発生用モジュール - Google Patents

Description

本発明は、オゾン発生用モジュール、特に、焦電性結晶体を用いたオゾン発生用モジュールに関するものである。

オゾンは、その強い酸化性によって優れた殺菌性や脱臭性を発揮するので、近年、空気清浄器や冷蔵庫等にオゾン発生器を備えることが盛んに行われている。

従来のオゾン発生器は、空気に紫外線を照射し、あるいは酸素中で無声放電を行い、高エネルギーをもつ電子と酸素分子を衝突させることによってオゾンを発生させている。
しかし、この従来のオゾン発生器は、構造が大がかりであり、電力消費量も多く、さらには、発生するオゾンを定量的に制御することが容易ではないという問題を有していた。

また、本発明者の一部は、焦電性結晶体の加熱および冷却を繰り返すことによるオゾン発生方式をこれまでに開発しており（例えば、特許文献１、２参照）、この方式によれば、構造が簡単で、電力消費量の少ないオゾン発生器を容易に実現することができる。

ところで、オゾンは優れた殺菌性や脱臭性を発揮するものの、高濃度になると人体の健康に被害を及ぼしてしまう。そのため、オゾン発生器においては、発生するオゾンを定量的に制御することによって、常時適切な濃度のオゾンを発生させなければならない。
しかしながら、この従来の焦電性結晶体を用いたオゾン発生器においては、発生するオゾンを定量的に制御することが容易ではなかった。

特許第３８７４３６１号公報 特許第４５９３１４７号公報

したがって、本発明の課題は、従来の焦電性結晶体を用いたオゾン発生器を改良し、オゾンの発生の定量的な制御が可能で、コンパクトかつ電力消費量の少ないオゾン発生用モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、大気中に配置されるとともに、オゾン発生部と、前記オゾン発生部に電力を供給する電源部と、前記電源部による電力供給を制御する制御部と、を備え、前記オゾン発生部は、少なくとも１つの焦電性結晶体と、前記焦電性結晶体が電気絶縁された状態で取り付けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに支持部材を介して取り付けられ、前記焦電結晶体の上方において前記焦電結晶体に対向して配置されたファンと、前記焦電性結晶体または前記ヒートシンクに電気絶縁された状態で取り付けられ、前記焦電性結晶体に電気絶縁された状態で接触するヒーターと、を有し、前記ヒーターが、前記電源部からの供給電圧と、前記焦電性結晶体に対する予め決定された最適電流値と、からオームの法則に従って算出された抵抗値を有しており、前記ファンによって前記焦電結晶体に吹き付ける前記大気の流れが形成されるとともに、前記ヒーターに対し一定の時間間隔ごとに一定の継続時間だけ前記電力供給がなされることによって前記焦電性結晶体の温度昇降が繰り返され、前記大気の流れ中の酸素分子が前記焦電結晶体から発生したＸ線および電界によりオゾン化されるようになっており、前記焦電性結晶体に対する前記最適電流値は、予め決定された濃度のオゾンを発生させるべく、前記焦電性結晶体の最高温度が予め決定された範囲内に維持されつつ、予め決定された温度差の範囲内で前記焦電性結晶体の温度昇降が繰り返されるような電流値として予め決定されていることを特徴とするオゾン発生用モジュールを構成したものである。

上記構成において、好ましくは、前記焦電性結晶体は、矩形平板状を有し、一面が正の電気面をなす一方、他面が負の電気面をなしており、前記ヒートシンクの平坦な固定面上に、前記一面または前記他面を下にして置かれ、前記ヒートシンクの前記固定面における前記焦電性結晶体の両側には、前記焦電性結晶体の厚みに対応する高さのスペーサが立設され、前記スペーサの上端には板バネの一端が取り付けられ、前記板バネの他端は前記焦電性結晶体の上面に当接し、前記焦電性結晶体が、前記板バネによって、前記ヒートシンクに向けて弾性付勢された状態で前記ヒートシンクに固定されている。

本発明によれば、オゾン発生用モジュールの全体を大気中に配置するとともに、当該オゾン発生用モジュールのオゾン発生部を、少なくとも１つの焦電性結晶体と、焦電性結晶体が電気絶縁された状態で取り付けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに支持部材を介して取り付けられ、前記焦電結晶体の上方において前記焦電結晶体に対向して配置されたファンと、焦電性結晶体またはヒートシンクに絶縁された状態で取り付けられ、焦電性結晶体に電気絶縁された状態で接触するヒーターとから構成し、ヒーターが、電源部からの供給電圧と、焦電性結晶体に対する予め決定された最適電流値とからオームの法則に従って算出された抵抗値を有するようにしている。
そして、ファンによって焦電結晶体に吹き付ける大気の流れを形成する一方、ヒーターに対し一定の時間間隔ごとに一定の継続時間だけ電力供給を行って、焦電性結晶体の温度を繰り返し昇降させ、外気の流れ中の酸素分子を焦電結晶体から発生したＸ線および電界によってオゾン化する。
この場合、焦電性結晶体に対する最適電流値を、予め決定された濃度（人体に悪影響を及ぼさずに、殺菌や脱臭だできる程度の濃度）のオゾンを発生させるべく、焦電性結晶体の最高温度が予め決定された範囲内に維持されつつ、予め決定された温度差の範囲内で焦電性結晶体の温度昇降が繰り返されるような電流値として予め決定しているので、オゾン発生用モジュールの構造を非常に簡単かつコンパクトにすることができるとともに、人体に悪影響を及ぼさずに、殺菌や脱臭ができる程度の濃度のオゾンを安定かつ持続的に発生させることができる。

（Ａ）は本発明の１実施例によるオゾン発生用モジュールのブロック図であり、（Ｂ）はオゾン発生用モジュールのオゾン発生部の分解斜視図である。 （Ａ）は本発明の別の実施例によるオゾン発生部を示す図１（Ｂ）に類似の図であり、（Ｂ）は本発明のさらに別の実施例によるオゾン発生用モジュールを示す斜視図である。 図１および図２（Ａ）のオゾン発生用モジュールの回路図である。 本発明によるオゾン発生用モジュールを備えた卓上型空気清浄器を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）はカバーが取り外された状態の斜視図である。 本発明によるオゾン発生用モジュールを備えた車載型空気清浄器を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は上蓋が取り外された状態の平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。図１（Ａ）は、本発明の１実施例によるオゾン発生用モジュールのブロック図であり、図１（Ｂ）はオゾン発生用モジュールのオゾン発生部の分解斜視図である。
図１（Ａ）に示すように、本発明のオゾン発生用モジュールは、オゾン発生部１と、オゾン発生部１に電力を供給する電源部２と、電源部２からオゾン発生部１への電力供給を制御する制御部３を備えている。制御部３は、予め決定された一定の時間間隔毎に、電源部２からオゾン発生部１への電力供給が予め決定された一定の時間継続してなされるように制御を行う。オゾン発生用モジュールは、また、オゾン発生部１への電力供給が行われていることを表示する表示部４を備えている。

次に図１（Ｂ）を参照して、オゾン発生部１は、焦電性結晶体５を備えている。焦電性結晶体５としては、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）の単結晶が用いられる。この実施例では、焦電性結晶体５は、薄い矩形平板状を有しており、一面側が正の電気面、他面側が負の電気面を形成している。なお、焦電性結晶体５の形状はこの実施例に限定されず、任意の形状の焦電性結晶体が使用可能である。

オゾン発生部１は、また、焦電性結晶体５を加熱するためのヒーター６を備えている。
ヒーター６は、この実施例では、耐熱性の基板６ａ（焦電性結晶体５に対応する矩形平板状を有する）にヒーター回路６ｂが一定のパターンで（エッチング等により）設けられた、基板型ヒーターからなっている。なお、基板型ヒーターは、この実施例のものに限定されず、焦電性結晶体５に対応する矩形平板状のヒーターであればどのようなものでもよく、例えば、雲母板に電熱線を巻きつけたものを基板型ヒーターとして用いることもできる。

そして、ヒートシンク７のヒーター固定面７ａの全体にカプトン（登録商標）テープ８ａが貼着され、次いで、ヒーター６が、ヒーター回路６ｂの設けられた面を上にした状態で、ヒーター固定面７ａ上に置かれる。
次に、ヒーター６の表面（ヒーター回路６ｂの設けられた面）に、別のカプトンテープ８ｂを介して、焦電性結晶体５が置かれる。この場合、焦電性結晶体５は、正の電気面および負の電気面のいずれを上にした状態で置かれても構わない。

また、ヒートシンク７のヒーター固定面７ａの長さ方向の両外側には、焦電性結晶体５の厚みにヒーター６の厚みを加えた高さのスペーサ９が突設されており、焦電性結晶体５の長さ方向両側に上方から板バネ１０が重ねられ、この板バネ１０がネジ１１によってスペーサ９に固定される。この場合、板バネ１０の焦電性結晶体５に接触する部分には、別のカプトンテープ８ｃが貼着されている。こうして、ヒーター６が、焦電性結晶体５とともに、板バネ１０によってヒートシンク７のヒーター固定面７ａに軽く押し付けられた状態でヒートシンク７に固定される。この状態で、ヒーター６およびヒートシンク７は、カプトンテープ８ａおよび８ｃによって互いに電気的に絶縁され、ヒーター６および焦電性結晶体５は、カプトンテープ８ｂによって互いに電気的に絶縁されている。

上記実施例では、基板型のヒーター６が、ヒートシンク７に電気絶縁された状態で取り付けられるとともに、焦電性結晶体５に電気絶縁された状態で接触する構成としたが、オゾン発生部におけるヒーターの構成およびヒーターの取付構造は、この実施例に限定されるものではない。

図２（Ａ）は、本発明の別の実施例によるオゾン発生部の分解斜視図である。図２（Ａ）中、図１に示したものと同じ構成要素には同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。
図２（Ａ）の実施例では、ヒーターとして、電熱線６’が焦電性結晶体５の長さ方向に沿ってコイル状に巻きつけられている。この場合、電熱線６’には、耐熱性および電気絶縁性を有する被覆がなされ、それによって、電熱線６’は、焦電性結晶体５に電気絶縁された状態で取り付けられかつ接触している。また、電熱線６’は、この実施例のように焦電性結晶体５の長さ方向に沿ってコイル状に巻きつけられていてもよいし、焦電性結晶体５の幅方向に沿ってコイル状に巻きつけられていてもよい。

そして、ヒートシンク７における焦電性結晶体固定面１２にカプトンテープ８ａ’が貼着され、焦電性結晶体５がカプトンテープ８ａ’を介して焦電性結晶体固定面１２に置かれる。この場合、焦電性結晶体５は、正の電気面および負の電気面のいずれを上にした状態で置かれても構わない。

また、ヒートシンク７の焦電性結晶体固定面１２の長さ方向の両外側には、電熱線６’を巻きつけられた状態の焦電性結晶体５の厚みに対応する高さのスペーサ９が突設されており、焦電性結晶体５の長さ方向両側に上方から板バネ１０が重ねられ、この板バネ１０がネジ１１によってスペーサ９に固定される。この場合、板バネ１０の焦電性結晶体５に接触する部分には、カプトンテープ８ｃが貼着されている。こうして、焦電性結晶体５が、板バネ１０によってヒートシンク７の焦電性結晶体固定面１２に軽く押し付けられた状態でヒートシンク７に固定される。

ヒーター６、６’は、また、電源部２からの供給電圧と、焦電性結晶体５に対する予め決定された最適電流値（後述する）と、からオームの法則に従って算出された抵抗値を有している。

電源部２は、本発明によるオゾン発生モジュールが使用される環境に応じて、異なる構成をとり得る。例えば、家庭用コンセントが利用可能な場合には、オゾン発生用モジュールの電源部２は、家庭用コンセントに接続されるＡＣアダプターを含んでいることが好ましく、また、モジュールが自動車に搭載される場合には、電源部２は、車載用バッテリーから電力を得るための、例えば、シガーライター用アダプターを含んでいることが好ましい。また別の実施例によれば、電源部２は、充電池等の電池から構成される。

制御部３は、ＰＩＣ（Peripheral Interface Controller）等の、インターバル・タイマー機能を備えたワンチップマイコンからなっていることが好ましい。制御部３は、ヒーター６，６’に対し一定の時間間隔毎に一定の継続時間だけ電力供給がなされるように制御を行う。それによって、焦電性結晶体５の温度昇降が繰り返される。
表示部４は、必要に応じて備えられ、ＬＥＤから構成されていることが好ましい。

焦電性結晶体５に対する最適電流値は、予め決定された濃度（人体に悪影響を及ぼさずに、殺菌や脱臭ができる程度の濃度。好ましくは、０．０１〜０．０５ｐｐｍ）のオゾンを発生させるべく、焦電性結晶体の最高温度が予め決定された範囲内（好ましくは、８０℃〜９０℃）に維持されつつ、予め決定された温度差の範囲内（好ましくは、４０℃〜６０℃）で焦電性結晶体５の温度昇降が繰り返されるような電流値として予め決定される。

図３は、図１および図２（Ａ）に示したオゾン発生用モジュールの回路図の１例を示したものである。なお、図３中、図１および図２（Ａ）に示した構成要素と同じ構成要素には同一番号を付した。
図３（Ａ）は、電源部２が、家庭用コンセントに接続されるＡＣアダプター（ＤＣ１２Ｖ用）、または自動車のシガーライター用アダプター（ＤＣ１２Ｖ用）を含んでいる場合の回路を示しており、図３（Ｂ）は、電源部２が、家庭用コンセントに接続されるＡＣアダプター（ＤＣ９Ｖ用）および充電池（ＤＣ６Ｖ）を含んでいる場合の回路を示している。

図３（Ａ）を参照して、この実施例では、ＡＣアダプターまたはシガーライター用アダプター（いずれも図示しない）のプラグが接続されるジャック１８が備えられ、このジャック１８には、電源スイッチ２２およびダイオード２３を介して３端子レギュレータ１７の入力端子１７ａが接続されている。３端子レギュレータ１７は電源部２の一部をなしている。

制御部３はＰＩＣから構成され、ＰＩＣ３の電圧入力端子３ａが３端子レギュレータ１７の出力端子１７ｂに接続されている。３端子レギュレータ１７のグラウンド端子１７ｃおよびＰＩＣ３のグラウンド端子３ｂは接地されている。
また、ヒーター６、６’が、ダイオード２３および３端子レギュレータ１７の入力端子１７ａ間と、ＰＩＣ３の電流出力端子３ｃとの間に接続されている。さらに、表示部４は、互いに直列接続されたＬＥＤ２０および抵抗２１から構成され、ヒーター６、６’に並列接続されている。

ＰＩＣ３は、タイムインターバル機能を有しており、タイマーの作動時間を切り替えるためのタイマー設定スイッチ３ｄを備えている。この実施例では、タイマー設定スイッチ３ｄによって、電流出力端子３ｃからヒーター６、６’への電流供給の継続時間と停止時間を、３つのパターン（電力供給１分および電力供給停止３分の繰り返し；電力供給２分および電力供給停止６分の繰り返し；電力供給３分および電力供給停止１０分の繰り返し）で設定可能になっている。

こうして、ＡＣアダプターまたはシガーライター用アダプターのプラグがジャック１８に接続された後、ＡＣアダプターが家庭用コンセントに接続され、またはシガーライター用アダプターがシガーライターソケットに挿入される。そして、電源スイッチ２２がＯＮにされると、ヒーター６、６’に対し、所定の時間間隔毎に所定の継続時間だけ電力が供給される。この場合、ヒーター６、６’に電力供給がなされている間だけＬＥＤ２０が点灯する。

図３（Ｂ）に示した実施例は、図３（Ａ）の実施例と、ジャック１８から３端子レギュレータ１７の入力端子１７ａまでの回路構成が異なるだけである。よって、図３（Ｂ）中、図３（Ａ）に示したものと同一の構成要素には同一番号を付し、以下ではその詳細な説明を省略する。

図３（Ｂ）を参照して、この実施例では、ジャック１８に、ダイオード２３、抵抗２４およびダイオード２５を介して３端子レギュレータ１７の入力端子１７ａが接続されている。また、抵抗２４およびダイオード２５間に充電池１９の＋端子が接続され、充電池１９の−端子は、３端子レギュレータ１７のグラウンド端子１７ｃおよびＰＩＣ３のグラウンド端子３ｂとともに接地されている。また、ヒーター６、６’が抵抗およびダイオード２５間に接続されている。

この実施例では、ジャック１８にＡＣアダプター（図示はしない）のプラグが接続されると、充電池１９に充電がなされると同時に、このＡＣアダプターから電力供給がなされる一方、ジャック１８にＡＣアダプターのプラグが接続されないときは、充電池１９から電力供給がなされる。

次に、このモジュールのオゾン発生動作について説明する。
焦電性結晶体５は、定常状態において電気的に分極していて（一面が正の電気面を、他面が負の電気面をなす）、その電気量と等量で異なる符号の電荷が結晶体表面に吸着しているため、常時は電気的に中性である。
そして、電源部２からオゾン発生部１に電力供給が行われると、オゾン発生部１のヒーター６、６’が発熱し、それによって、焦電性結晶体５が加熱される。

焦電性結晶体５の温度が上昇すると、結晶体５の自発分極は小さくなり、負の電気面では負の電荷の表面電荷密度が減少するが、負の電気面に吸着している正の電荷量はすぐには減少しない。その結果、負の電気面は正に帯電する。同様にして、正の電気面は負に帯電する。それによって、結晶体５の内部および外部に、負の電気面から正の電気面に向かう強電界が発生する。

この強電界によって結晶体５の周辺の気体の一部が電離し、遊離電子が結晶体５に衝突して、その静電エネルギー（運動エネルギーに転化する）の大きさに応じた波長の連続Ｘ線および結晶体元素の特性Ｘ線が発生する。本発明においては、結晶体５の外部空間は大気圧であり、遊離電子の平均自由行程は短く、強電界であっても遊離電子は十分に加速されないので、発生するＸ線の波長は非常に長く、その大部分が軟Ｘ線となる。

この軟Ｘ線が大気中の酸素分子に吸収されて酸素分子が解離し、励起された単原子が発生し、これが他の酸素イオンと会合してオゾンを発生する。この場合、一般に酸素による光子の吸収は紫外線波長で大きいが、軟Ｘ線の光子はさらに大きいエネルギーをもっており、軟Ｘ線光子１個で複数の酸素分子を励起解離させるので、この軟Ｘ線によってオゾン生成効率が上がり、高濃度のオゾンを発生させることができる。なお、大気圧中では、軟Ｘ線のエネルギーは急速に吸収されるので、軟Ｘ線の発生領域は、結晶体５の付近に限定される。

また、結晶体５から生じた強電界によっても、大気中の酸素分子が解離し、励起された単原子が大気中に発生する。そして、この酸素の単原子が他の酸素分子と会合しオゾンを発生する。

次に、電源部２からオゾン発生部１への電力供給が停止されると、オゾン発生部１のヒーター６、６’の発熱が停止すると同時に、ヒートシンク７が機能して焦電性結晶体５が冷却される。

焦電性結晶体５の温度が下降すると、結晶体５の自発分極が大きくなって、負の電気面では負の電荷の表面電荷密度が増大し、負の電気面は負に帯電する。同様にして、正の電気面は正に帯電する。その結果、結晶体５の内部および外部に、正の電気面から負の電気面に向かう電界が発生する。

この電界によって、結晶体５の温度上昇時と同様、結晶体５の周辺の大気中の気体分子の一部が電離し、遊離電子が結晶体５に衝突して軟Ｘ線が発生する。そして、この軟Ｘ線が大気中の酸素分子に吸収されて酸素分子が解離し、励起された単原子が発生し、これが他の酸素イオンと会合してオゾンを発生する。
また、結晶体５から生じた電界によっても、大気中の酸素分子が解離し、励起された単原子が大気中に発生する。そして、この酸素の単原子が他の酸素分子と会合しオゾンを発生する。

こうして、焦電性結晶体に対し、一定の時間間隔毎に一定の継続時間だけ最適電流値が適用され、それによって、焦電性結晶体の温度昇降が、その最高温度が予め決定された範囲内（好ましくは、８０°〜９０℃）に維持され、かつ予め決定された温度差の範囲内（好ましくは、４０℃〜６０℃）で繰り返され、その結果、予め決定された濃度（人体に悪影響を及ぼさずに、殺菌や脱臭ができる程度の濃度。好ましくは、０．０１〜０．０５ｐｐｍ）のオゾンが発生する。

なお、オゾン発生部１を図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すような構成とした場合には、焦電性結晶体５の温度上昇がヒーター６、６’による加熱によってなされるのに対し、焦電性結晶体５の温度下降は、専ら、ヒートシンク７からの放熱に頼っており、焦電性結晶体５を積極的に冷却する手段が備えられていない。そのため、使用する焦電性結晶体のサイズ等によっては、焦電性結晶体５の温度を所定の温度まで下降させるのに時間がかかり、オゾンの発生効率があまり良くない場合がある。

このような場合には、オゾン発生部１に冷却手段としてファンを備えていることが好ましい。図２（Ｂ）は、図１（Ｂ）のオゾン発生部１にファンを備えた場合の構成例を示した斜視図である。なお、図２（Ｂ）中、図１（Ｂ）に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下においてその詳細な説明を省略する。
図２（Ｂ）を参照して、この実施例では、ヒートシンク７の上面における焦電性結晶体５の幅方向両外側に、一対のスペーサ１５が突設されている。そして、スペーサ１５の上端には、ファン固定板１３がネジ１６によって固定され、焦電性結晶体５の上方においてこれに対向して配置されている。ファン固定板１３の中央には円形開口（図示はしない）が形成されており、ファン固定板１３上に、ファン１４が、その送風口を円形開口に整合させた状態で取り付けられている。

この実施例によれば、焦電性結晶体５の温度下降時、ヒーター６による加熱が停止したときに、ヒートシンク７から放熱されると同時に、焦電性結晶体５がファン１４によって空冷されるので、短時間のうちに、焦電性結晶体５の温度が所定の温度まで下降し、オゾンの発生効率が上がる。
加えて、ファン１４を常時作動させておくことにより、オゾン発生部１で発生したオゾンをファン１４からの送風によって素早くかつ一様に周辺に拡散させることができる。

本発明のオゾン発生用モジュールを用いれば、小型低消費電力型の空気清浄器を簡単に製造することができる。
図４は、オゾン発生部が図２（Ｂ）に示した構成のオゾン発生用モジュールを備えた卓上型空気清浄器の斜視図であり、図４（Ｂ）は当該卓上型空気清浄器のカバーが取り外された状態の斜視図である。図４の実施例では、オゾン発生用モジュールは、図２（Ｂ）に示したものとほぼ同じ構成のオゾン発生部を有し、また、図３（Ｂ）に示したものとほぼ同じ回路構成を有している。よって、図４中、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではその詳細な説明を省略する。

図４を参照して、卓上型空気清浄器は、円盤状のベース２６と、一端が開口した実質上筒状のカバー２７を備えている。カバー２７が、その開口を下向きにし、かつ下端縁がベース２６の上面から間隔をあけた状態で取り付けられ（カバー２７の取付構造は後述する）、カバー２７の下端縁とベース２６の上面との間に空気放出口２７ｂが形成されている。カバー２７の上端面には複数の貫通孔が設けられ、空気取入口２７ａが形成されている。

ベース２６上には一対のスペーサ３１が突設され、スペーサ３１には、電気回路収容ボックス３０が、上下からコ字状断面の部材２９および固定板２８によって挟まれた状態で、ネジ３２によって固定されている。電気回路収容ボックス３０は、オゾンによって酸化されにくいテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂から形成され、内部に、オゾン発生用モジュールのＰＩＣ３、３端子レギュレータ１７、充電池１９およびダイオード２５（図３（Ｂ））等が収容される。

この実施例では、オゾン発生部１’のヒートシンク７の下面に、その拡張部分として、一対の脚７ａが取り付けられるとともに、ファン固定板１３をヒートシンク７に固定するためのスペーサ１５’が、ヒートシンク７を貫通し、ヒートシンク７から下方に脚７ａと同じ長さのび、固定板２８に突設されている。

こうして、ヒートシンク７および固定板２８間に適当な間隙を設けたことにより、ヒートシンク７による放熱効率が上がると同時に、電気回路収容ボックス３０の過剰加熱が防止される。
また、ファン固定板１３、ヒートシンク７および固定板２８は、それらがピラミッド状をなすようなサイズに形成されている。

図示はしないが、ＬＥＤ２０は、その発光部が空気放出口２７ｂから露出するように配置され、ＡＣアダプターのプラグを接続するためのジャック１８は、卓上型空気清浄器の外部に配置される。
また、カバー２７は、小径の上部と大径の下部が段差部分２７ｃで接続された形状を有し、カバー２７は、この段差部分２７の内側壁面が、ファン固定板１３の上面周縁に当接することによって、ベース２６に取り付けられるようになっている。

こうして、充電池１９が十分に充電されている場合には、充電池１９からの電力供給を受けて、オゾン発生用モジュール１’が動作する。そして、ファン１４によって、空気取入口２７ａから、外部の空気が取り入れられ、空気取入口２７ａからオゾン発生部１’を経て空気放出口２７ｂに向けて気流が常時生じるとともに、オゾン発生部１’の焦電性結晶体５の温度昇降が繰り返される。それによって、空気放出口２７ｂから、予め決定された濃度のオゾンが常時放出される。
充電池１９が消耗した場合には、ジャック１８にＡＣアダプターのプラグが接続され、ＡＣアダプターからの電力供給を受けて充電池１９が充電されるとともに、卓上型空気清浄器が動作する。

図５は、本発明によるオゾン発生用モジュールを備えた車載型空気清浄器を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は上蓋が取り外された状態の平面図である。
図５の実施例では、オゾン発生用モジュールは、図１（Ｂ）に示したオゾン発生部を有し、また、図３（Ａ）に示したものとほぼ同じ回路構成を有している。よって、図５中、図１（Ｂ）および図３（Ａ）に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではその詳細な説明を省略する。

図５を参照して、車載型空気清浄器は、上端面が開口した扁平箱型のケーシング本体３３ａと、ケーシング本体３３ａの上端面開口を封閉し得る上蓋３３ｂとからなるケーシング３３を備えている。

ケーシング本体３３ａの長手方向の一側面には空気入口３４が設けられ、当該一側面に直交する一対の側面のうちの一方には、空気出口３５が設けられている。空気入口３４および空気出口３５にはメッシュが取り付けられている。ケーシング本体３３ａの内部であって、空気出口３５の付近には、本発明によるオゾン発生用モジュールのオゾン発生部１が取り付けられている。

ケーシング本体３３ａの内部であって、空気入口３４が設けられた側面に対向する側面側には、電気回路収容ボックス３０が設けられている。電気回路収容ボックス３０は、オゾンによって酸化されにくいテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂から形成され、内部に、ＰＩＣ３および３端子レギュレータ１７（図３（Ａ））が収容されている。

ケーシング本体３３ａの空気出口３５が設けられた側面に対向する側面には、シガーライター用アダプターを接続するためのジャック１８、および電源スイッチ２２（図３（Ａ））が取り付けられている。また、ケーシング本体３３ａの空気出口３５が設けられた側面には、ＬＥＤ２０（図３（Ａ））が取り付けられている。

さらに、ケーシング本体３３ａの内部であって、オゾン発生部１と空気入口３４との間のスペースには、ファン１４が、その送風口を空気出口３５およびオゾン発生部１に向けて配置されている。回路図は図示しないが、ファン１４は、電源スイッチ２２のＯＮ／ＯＦＦによって、作動状態および非作動状態が切り替えられるようになっている。

こうして、シガーライター用アダプターのプラグがジャック１８に接続された後、シガーライター用アダプターがシガーライターソケットに挿入される。次いで、電源スイッチ２２がＯＮにされると、ファン１４によって、空気入口３４から外部の空気が取り入れられて、空気入口３４からオゾン発生部１を経て空気出口３５に向けて気流が常時生じるとともに、オゾン発生部１の焦電性結晶体５の温度昇降が繰り返される。それによって、空気出口３５から外部に、予め決定された濃度のオゾンが常時放出される。

本発明によるオゾン発生用モジュールは、簡単かつコンパクトな構成を有しているので、屋内用照明器具や家電製品等に組み込むことによって、空気清浄器の機能を備えた屋内用照明器具および家電製品等を容易に製造することができる。

１、１’ オゾン発生部
２ 電源部
３ 制御部（ＰＩＣ）
３ａ 電圧入力端子
３ｂ グラウンド端子
３ｃ 電流出力端子
３ｄ タイマー設定スイッチ
４ 表示部
５ 焦電性結晶体
６ ヒーター
６’ 電熱線
６ａ 基板
６ｂ ヒーター回路
７ ヒートシンク
７ａ ヒーター固定面
８ａ、８ａ’、８ｂ、８ｃ カプトンテープ
９ スペーサ
１０ 板バネ
１１ ネジ
１２ 焦電性結晶体固定面
１３ ヒーター固定板
１４ ファン
１５ スペーサ
１６ ネジ
１７ ３端子レギュレータ
１７ａ 入力端子
１７ｂ 出力端子
１７ｃ グラウンド端子
１８ ジャック
１９ 充電池
２０ ＬＥＤ
２１ 抵抗
２２ 電源スイッチ
２３ ダイオード
２４ 抵抗
２５ ダイオード
２６ ベース
２７ カバー
２７ａ 空気取入口
２７ｂ 空気放出口
２７ｃ 段差部分
２８ 固定板
２９ コ字状断面の部材
３０ 電気回路収容ボックス
３１ スペーサ
３２ ネジ
３３ ケーシング
３３ａ ケーシング本体
３３ｂ 上蓋
３４ 空気入口
３５ 空気出口

Claims (2)

1. 大気中に配置されるとともに、オゾン発生部と、前記オゾン発生部に電力を供給する電源部と、前記電源部による電力供給を制御する制御部と、を備え、
   前記オゾン発生部は、
   少なくとも１つの焦電性結晶体と、
   前記焦電性結晶体が電気絶縁された状態で取り付けられたヒートシンクと、
   前記ヒートシンクに支持部材を介して取り付けられ、前記焦電結晶体の上方において前記焦電結晶体に対向して配置されたファンと、
   前記焦電性結晶体または前記ヒートシンクに電気絶縁された状態で取り付けられ、前記焦電性結晶体に電気絶縁された状態で接触するヒーターと、を有し、
   前記ヒーターが、前記電源部からの供給電圧と、前記焦電性結晶体に対する予め決定された最適電流値と、からオームの法則に従って算出された抵抗値を有しており、
   前記ファンによって前記焦電結晶体に吹き付ける前記大気の流れが形成されるとともに、前記ヒーターに対し一定の時間間隔ごとに一定の継続時間だけ前記電力供給がなされることによって前記焦電性結晶体の温度昇降が繰り返され、前記大気の流れ中の酸素分子が前記焦電結晶体から発生したＸ線および電界によりオゾン化されるようになっており、
   前記焦電性結晶体に対する前記最適電流値は、予め決定された濃度のオゾンを発生させるべく、前記焦電性結晶体の最高温度が予め決定された範囲内に維持されつつ、予め決定された温度差の範囲内で前記焦電性結晶体の温度昇降が繰り返されるような電流値として予め決定されていることを特徴とするオゾン発生用モジュール。
2. 前記焦電性結晶体は、矩形平板状を有し、一面が正の電気面をなす一方、他面が負の電気面をなしており、前記ヒートシンクの平坦な固定面上に、前記一面または前記他面を下にして置かれ、前記ヒートシンクの前記固定面における前記焦電性結晶体の両側には、前記焦電性結晶体の厚みに対応する高さのスペーサが立設され、前記スペーサの上端には板バネの一端が取り付けられ、前記板バネの他端は前記焦電性結晶体の上面に当接し、前記焦電性結晶体が、前記板バネによって、前記ヒートシンクに向けて弾性付勢された状態で前記ヒートシンクに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生用モジュール。

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