JP6325269B2

JP6325269B2 - 静電霧化装置及び家電機器

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Publication number: JP6325269B2
Application number: JP2014021250A
Authority: JP
Inventors: 松村　茂樹; 茂樹松村
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP2015147178A

Description

本発明の実施形態は、静電霧化装置及び家電機器に関する。

冷蔵庫や洗濯機など各種の家電機器に搭載される静電霧化装置が公知である。静電霧化装置は、脱臭作用や除菌作用などを発揮するミストを発生させる。この種の静電霧化装置は、高電圧が印加される放電ピンや高電圧を発生するための電源回路、そして放電ピンや電源回路を収納するための複数のケースなどから構成されている。

しかしながら、従来構成では、部品点数が多く、その結果、組立工数も多くなりがちであった。

特開２０１０−１８７７４２号公報

本実施形態は、部品点数を削減することにより組立工数を低減し、ひいては低コスト化が図られる静電霧化装置、およびその静電霧化装置を備える家電機器を提供する。

実施形態の静電霧化装置は、吸湿性を有し棒状に形成された放電ピンと、前記放電ピンに印加するための高電圧を発生する高電圧発生部と、導電性の板材で構成され、一部がケースに収納されることなく前記高電圧発生部の外部に露出して設けられ前記高電圧発生部の出力側に電気的に接続される電極板と、前記放電ピンを保持し前記放電ピンの一端部を前記電極板の前記高電圧発生部から露出した部分に接するようにして前記電極板を嵌め込むことで前記電極板に取り付けられる固定部材と、を備える。前記固定部材は、前記放電ピンを圧入状態で保持する保持部と、開口部を有し前記保持部に保持された前記放電ピンの周囲を囲う枠部と、前記電極板を着脱可能に嵌め込むことができる係止部と、を有している。

第一実施形態による静電霧化装置を示す斜視図静電霧化装置の構成を概略的に示す機能ブロック図電極板と固定部材と電極ピンとの構成を分解して示す斜視図図１のＸ４−Ｘ４線に沿う断面図静電霧化装置を搭載した冷蔵庫を示す縦断面図静電霧化装置を搭載した洗濯乾燥機を示す縦断面図第二実施形態による図４相当図

以下、複数の実施形態による静電霧化装置、および静電霧化装置を備える家電機器について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第一実施形態）
まず、第一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１に示す静電霧化装置１０は、高電圧電源１１、電極板１２、放電ピン１３、及び固定部材１４を備えている。高電圧電源１１は、放電ピン１３に印加するための高電圧を発生させる高電圧発生部である。高電圧電源１１は、図２にも示すように、ケース１１１、電源コネクタ１１２、及び高電圧電源回路１１３などを有している。ケース１１１は、例えば電気絶縁性の樹脂材料によって構成されており、高電圧電源１１の外郭を構成する。

電源コネクタ１１２は、例えば商用電源など高電圧電源１１外部の電源に接続されて、高電圧電源１１に電源を入力する。高電圧電源回路１１３は、昇圧チョッパ回路や昇圧トランスを有しており、ケース１１１内に収納されている。高電圧電源回路１１３の入力側の端子は、電源コネクタ１１２に電気的に接続されている。高電圧電源回路１１３は、入力側の端子に入力された電圧を、例えば−６ｋＶ程度の負の高電圧に昇圧して、出力側の端子に出力する。高電圧電源回路１１３の出力側の端子には、電極板１２を介して放電ピン１３が電気的に接続されている。

電極板１２は、導電性の板材、例えば銅板など金属製の板材で構成されている。電極板１２は、図３に示すように、主体部１２１、接続部１２２、及び４箇所の切り欠き部１２３を有している。電極板１２は、例えば一枚の板部材を型で打ち抜くことによって、主体部１２１と、接続部１２２と、４箇所の切り欠き部１２３と、が一体に形成される。

主体部１２１は、一方向に長い矩形の板状に形成されている。接続部１２２は、主体部１２１の長手方向の一端部つまり基端部から、さらに主体部１２１の長手方向と同一方向へ延びるように設けられている。接続部１２２の幅寸法は、主体部１２１の幅寸法よりも短い。また、接続部１２２の長手方向の長さ寸法は、主体部１２１の長手方向の長さ寸法よりも短い。

４箇所の切り欠き部１２３は、主体部１２１の外周側が開放した矩形の凹状となるように、主体部１２１を切り欠いて形成されている。４箇所の切り欠き部１２３は、２箇所ずつ対向するように、主体部１２１の幅方向の中心線に対して線対称に設けられている。４箇所のうち２箇所の切り欠き部１２３は、主体部１２１の長手方向の中心に対して一端側つまり基端側、すなわち接続部１２２側に設けられている。４箇所のうち残り２箇所の切り欠き部１２３は、主体部１２１の長手方向の中心に対して他端側つまり先端側、すなわち接続部１２２と反対側に設けられている。

電極板１２の接続部１２２は、図１及び図２に示すように、高電圧電源１１のケース１１１内に挿入され、高電圧電源回路１１３の出力側に電気的に接続されている。また、電極板１２の主体部１２１は、ケース１１１の外部に露出している。このように電極板１２は、一部が高電圧電源１１のケース１１１から外部に露出した形態で、ケース１１１内の高電圧電源回路１１３に電気的に接続されている。

放電ピン１３は、吸湿性つまり吸水性及び保水性を有する多孔質材料によって、棒状に形成されている。この場合、放電ピン１３は、図３に示すように、円柱状に形成されている。なお、放電ピン１３は、円柱状に限られず、例えば先端が半球状または鋭角に尖った形状であっても良い。放電ピン１３は、例えば、ポリエステルなどの樹脂繊維と導電性物質としてのカーボン繊維とを撚り合せたもので構成され、これにより、吸水性、保水性、水の吸い上げ特性および導電性を有している。この場合、放電ピン１３に、白金ナノコロイドを担持させてもよい。

また、放電ピン１３は、吸水性及び保水性を有する多孔質材料に、空気中の水分を吸収する自己吸水性を有する物質を含浸して構成しても良い。これにより、放電ピン１３は、周囲の雰囲気の湿度が所定値以上になると、空気中の水分を自発的に吸収する自己吸水性を発揮する。このような自己吸水性を有する物質としては、例えば、空気中の水分を外部からのエネルギーを要することなく自発的に吸収して溶解する潮解性物質が考えられる。放電ピン１３には、このような潮解性物質としてリン酸系の高分子であるポリリン酸カリウムが含浸されている。

潮解性物質としてポリリン酸カリウムを含浸させた放電ピン１３は、例えば周囲の温度が５℃で湿度が４０％を超えると周囲の空気中からの吸水を開始する。この場合、周囲の湿度を４０〜５０％程度に維持することで、放電ピン１３の吸水作用が安定して継続する。このように、放電ピン１３に含浸させた物質の特性に応じて、周囲の温度や湿度を調整することにより、放電ピン１３の吸水開始条件をコントロールすることができ、また、放電ピン１３の吸水作用を安定化させることができる。この場合、詳細は図示しないが、放電ピン１３の周囲にペルチェ素子などの冷却機構を設け、ペルチェ素子の駆動による温度変化によって、放電ピン１３の周囲の温度を調整してもよい。

潮解性物質を含む放電ピン１３は、空気中の水分を、外部からのエネルギーを要することなく自発的に吸収する。放電ピン１３は、高電圧電源１１から、電極板１２を介して、負の高電圧の印加を受ける。すると、放電ピン１３の先端部に電荷が集中し、放電ピン１３に含まれる水に表面張力を超えるエネルギーが与えられる。これにより、放電ピン１３に含まれる水がレイリー分裂してミストが放出される。すなわち、静電霧化現象が起こる。

固定部材１４は、図４にも示すように、放電ピン１３を保持し、放電ピン１３の一端部を電極板１２の主体部１２１の表面に接するようにして電極板１２に取り付けられる。固定部材１４は、図３及び図４に示すように、例えば電気絶縁性の樹脂材料によって、保持部１４１と、第１枠部１４２と、第２枠部１４３と、４個の係止部１４４と、を一体に有して構成されている。

保持部１４１は、全体として一方向に長い矩形の扁平形状つまりブロック状に形成されている。保持部１４１の幅寸法は、電極板１２の主体部１２１の幅寸法と同程度である。保持部１４１の長手寸法は、主体部１２１の長手寸法よりも短い。この場合、保持部１４１の長手寸法は、電極板１２の主体部１２１の先端部に設けられた切り欠き部１２３と、基端部に設けられた切り欠き部１２３との間の寸法と同程度である。

保持部１４１には、保持部１４１の中心部を円筒形状に貫くようにして挿入部１４５が形成されている。挿入部１４５の一部は、保持部１４１の電極板１２と反対側へ突出している。放電ピン１３は、図４に示すように、挿入部１４５に挿入されて、固定部材１４の保持部１４１に保持される。挿入部１４５の内径は、放電ピン１３の外径よりも若干小さい。そのため、放電ピン１３は、挿入部１４５に圧入状態で挿入されて、保持部１４１に固定される。

第１枠部１４２及び６個の第２枠部１４３は、保持部１４１に保持された放電ピン１３の周囲を囲っている。すなわち、第１枠部１４２は、断面が略四角形となる棒状の部材により、放電ピン１３の先端部よりもやや上方の周囲を矩形状に囲うようにして形成されている。第１枠部１４２の内側には、開口部１４６が形成されている。

第２枠部１４３は、断面が略四角形となる６個の棒状の部材により構成されている。第２枠部１４３は、矩形ブロック状の保持部１４１の外周部にあって、保持部１４１の電極板１２と反対側方向へ略直角に延びるように設けられている。すなわち、第２枠部１４３の基端部は、保持部１４１に接続されている。第２枠部１４３の先端部は、第１枠部１４２の四隅及び長手方向の中心部の合計６箇所に接続されている。隣り合う第２枠部１４３の間には、開口部１４７が形成されている。

４個の係止部１４４は、それぞれ保持部１４１の四隅の角部に設けられ、電極板１２の切り欠き部１２３に対応している。各係止部１４４は、保持部１４１から電極板１２側へ突出した矩形の棒状に形成され、その先端部に爪部１４８を有している。爪部１４８は、電極板１２の幅方向の内側へ突出した爪形状に形成されている。爪部１４８の保持部１４１側は、保持部１４１の面と平行な面に形成されている。爪部１４８の保持部１４１と反対側は、保持部１４１側へ向うほど保持部１４１の幅方向の内側へ延びる斜面に形成されている。係止部１４４は、保持部１４１の幅方向へ向かって弾性変形可能に構成されている。この場合、各係止部１４４は、係止部１４４の弾性力を利用して、電極板１２を各係止部１４４に対して着脱可能に嵌め込むことができる、いわゆるスナップフィットとして機能する。

次に、静電霧化装置１０の組立について説明する。
まず、作業者は、固定部材１４の保持部１４１の挿入部１４５に対して、放電ピン１３を挿入する。これにより、放電ピン１３は、保持部１４１に圧入状態で保持される。この場合、図４に示す放電ピン１３の電極板１２側の突出量は、保持部１４１と電極板１２との距離よりも若干大きく設定されている。

その後、作業者は、保持部１４１の幅方向に対向する２組２対の係止部１４４の間に、電極板１２を嵌め込む。その際、係止部１４４の爪部１４８は、電極板１２の対応する切り欠き部１２３の周囲に係止される。これにより、電極板１２と固定部材１４とは、相互に外れないように固定される。また、放電ピン１３の電極板１２側の突出量は、保持部１４１と電極板１２との距離よりも若干大きいことから、放電ピン１３の基端部つまり電極板１２側が押しつぶされる。これにより、放電ピン１３は、電極板１２と密着する。

その後、作業者は、電極板１２の接続部１２２を、高電圧電源１１の図示しない接続部に差し込み、電極板１２と高電圧電源回路１１３とを電気的に接続する。これにより、電極板１２と放電ピン１３と固定部材１４との組立体は、高電圧電源１１に取り付けられる。

なお、上記構成において、電極板１２の切り欠き部１２３及び固定部材１４の係止部１４４の形状及び個数は、適宜変更することができる。例えば、３組の切り欠き部１２３及び係止部１４４とし、そのうち１組を電極板１２の幅方向の一方側、他の２組を電極板１２の幅方向の他方側に設ける構成でも良い。この場合、一方側の１組の切り欠き部１２３及び係止部１４４は、電極板１２の長手方向において他方側の２組の切り欠き部１２３及び係止部１４４の間に設けることができる。また、切り欠き部１２３に換えて電極板１２を矩形に貫く係止穴部を設けても良い。この場合、例えば電極板１２に２個の前記係止穴部を設けるとともに、その係止穴部に対応する係止部を固定部材１４に設ける。この場合、係止部の先端の爪部は、電極板１２の長手方向の外側又は内側へ向かって突出させれば良い。

次に、実施形態の静電霧化装置１０を備える家電機器について図５及び図６を参照して説明する。
図５には、家電機器として冷蔵庫２０を示している。この冷蔵庫２０は、例えば一つの蒸発器によって、二つの温度帯の貯蔵室である冷蔵室及び冷凍室を冷却する構成である。なお、冷蔵庫２０は、二つの蒸発器を備え、それぞれ冷蔵室及び冷凍室を個別に冷却する構成でも良い。冷蔵庫２０は、断熱性を有する断熱箱体２１内に、冷蔵室２２、冷凍室２３、及び蒸発器室２４などを備えている。蒸発器室２４と冷蔵室２２とは、冷蔵側供給ダクト２２１及び冷蔵側戻りダクト２２２によって環状に接続されている。蒸発器室２４と冷凍室２３とは、冷凍側供給ダクト２３１及び冷凍側戻りダクト２３２によって環状に接続されている。

冷蔵庫２０は、蒸発器２５、送風機２６、冷蔵側ダンパ２７、及び冷凍側ダンパ２８などを備えている。蒸発器２５は、冷凍サイクルの一部を構成するものであって、蒸発器室２４内に設けられている。蒸発器２５は、冷蔵室２２及び冷凍室２３を冷却するための冷気を生成する。送風機２６は、蒸発器室２４内に設けられ、蒸発器２５側の空気を冷蔵側供給ダクト２２１及び冷凍側供給ダクト２３１へ向かって送風する。

冷蔵側ダンパ２７は、蒸発器室２４と冷蔵室２２との間、すなわち冷蔵側供給ダクト２２１の途中部分に設けられており、蒸発器室２４と冷蔵室２２との間を開閉する。冷凍側ダンパ２８は、蒸発器室２４と冷凍室２３との間、すなわち冷凍側供給ダクト２３１の途中部分に設けられており、蒸発器室２４と冷凍室２３との間を開閉する。そして、静電霧化装置１０は、冷蔵側供給ダクト２２１の途中部分に設けられている。静電霧化装置１０、送風機２６、冷蔵側ダンパ２７、冷凍側ダンパ２８、及び冷凍サイクルは、図示しない制御装置によって駆動制御される。

例えば、冷蔵庫２０の制御装置は、冷蔵側ダンパ２７を開状態にし、冷凍側ダンパ２８を閉状態にして送風機２６を駆動させるとともに、静電霧化装置１０を駆動させる。すると、静電霧化装置１０で発生したミストは、送風機２６の送風作用により、冷蔵側供給ダクト２２１を通って冷蔵室２２内へ供給される。これにより、冷蔵室２２内に供給されたミストは、冷蔵室２２内において、貯蔵物などに対して脱臭作用や除菌作用を発揮する。なお、冷蔵庫２０の制御装置は、冷凍側ダンパ２８を開状態にして、静電霧化装置１０で発生したミストを冷凍室２３内へ供給しても良い。

図６には、家電機器として洗濯乾燥機３０を示している。洗濯乾燥機３０は、例えばヒートポンプ式の乾燥機能を備えたいわゆるドラム式の洗濯乾燥機であって、洗濯から乾燥まで一貫して自動で行うことができる。洗濯乾燥機３０は、水槽３１、回転槽３２、モータ３３、扉３４、給水装置３５、及び排水装置３６などを備えている。回転槽３２は、水槽３１の内側に設けられ、モータ３３の回転軸に接続されている。モータ３３が駆動することで、回転槽３２が回転する。給水装置３５は、水道など外部の水源からの水を、水槽３１内に注水する。水槽３１内の水は、排水装置３６を介して、洗濯乾燥機３０の外部へ排水される。

洗濯乾燥機３０は、水槽３１を循環するように接続する循環ダクト３７と、循環ダクト３７内に設けられた蒸発器３８１、凝縮器３８２、及び送風機３９を備えている。蒸発器３８１及び凝縮器３８２は、乾燥運転において空気の除湿及び加熱を行うためのヒートポンプユニットすなわち冷凍サイクルを構成している。送風機３９は、その送風作用によって、水槽３１内と循環ダクト３７と間で空気を循環させる。静電霧化装置１０、送風機３９、及び冷凍サイクルは、図示しない制御装置によって駆動制御される。

例えば、洗濯乾燥機３０の制御装置は、洗濯運転の終了後、送風機３９を駆動させるとともに、静電霧化装置１０を駆動させる。すると、静電霧化装置１０で発生したミストは、送風機３９の送風作用により、循環ダクト３７を通って水槽３１内へ供給される。そして、水槽３１内に供給されたミストは、回転槽３２内の洗濯物に対して脱臭作用や抗菌作用を発揮する。

なお、洗濯乾燥機３０は、ヒートポンプ式の乾燥機能に換えてヒータ式の乾燥機能を備えていても良い。また、洗濯乾燥機３０は、必ずしも乾燥機能を備えていなくても良い。また、洗濯乾燥機３０は、例えば回転槽の回転軸が垂直方向へ向いた縦軸型の洗濯乾燥機又は洗濯機でも良い。

これによれば、静電霧化装置１０は、放電ピン１３を保持する固定部材１４を備えている。固定部材１４は、放電ピン１３の一端部を電極板１２の高電圧電源１１から露出した部分に接するようにして電極板１２に取り付けられる。すなわち、静電霧化装置１０は、電極板１２を収納し固定するためのケースなどを備えていない。これによれば、静電霧化装置１０の部品点数を削減し、静電霧化装置１０の組立工数を低減することができる。その結果、静電霧化装置１０の低コスト化が実現され、ひいては静電霧化装置１０を備える家電機器２０、３０のコストを削減することができる。

固定部材１４は、電極板１２に係止する係止部１４４を有している。これによれば、固定部材１４の係止部１４４に電極板１２の切り欠き部１２３を嵌め込むだけで、ねじなどの別部材を用いることなく、固定部材１４と電極板１２とを固定することができる。したがって、静電霧化装置１０の部品点数及び組立工数をさらに削減することができる。

固定部材１４は、挿入部１４５が形成された保持部１４１を有している。挿入部１４５には、放電ピン１３が圧入される。そして、固定部材１４は、放電ピン１３の基端部を電極板１２に押し付けるようにして、電極板１２に固定される。これによれば、放電ピン１３と電極板１２との電気的接触が向上される。したがって、通常、放電ピン１３と電極板１２との間に設ける柔軟性を有した導電シートを省略することができる。この結果、静電霧化装置１０の部品点数及び組立工数をさらに削減するこができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について図７を参照して説明する。
第二実施形態では、電極板１２が突部１２４を備えている点で、上記第一実施形態と異なる。突部１２４は、電極板１２における主体部１２１の中心部分にあって、放電ピン１３側へ例えば円錐状に突出している。なお、突部１２４は、例えば半球状や円柱状に突出していても良い。固定部材１４と電極板１２との取り付けによって、放電ピン１３が電極板１２の主体部１２１に押し付けられると、突部１２４は、放電ピン１３の基端部に食い込む。これにより、電極板１２と放電ピン１３との電気的接触が向上される。
なお、上記各実施形態において、静電霧化装置１０が搭載される家電機器は、冷蔵庫２０や洗濯乾燥機３０に限られず、例えば空気清浄機や空気調和機、クリーナーなどであっても良い。

以上実施形態による静電霧化装置によれば、静電霧化装置は、電極板を収納し固定するためのケースなどを備えていない。したがって、静電霧化装置の部品点数を削減し、静電霧化装置の組立工数を低減することができる。その結果、静電霧化装置の低コスト化が実現され、ひいては低コストで静電霧化装置を備える家電機器を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は静電霧化装置、１１は高電圧電源（高電圧発生部）、１２は電極板、１３は放電ピン、１４は固定部材、１１４は係止部、２０は冷蔵庫（家電機器）、３０は洗濯乾燥機（家電機器）を示す。

Claims

吸湿性を有し棒状に形成された放電ピンと、
前記放電ピンに印加するための高電圧を発生する高電圧発生部と、
導電性の板材で構成され、一部がケースに収納されることなく前記高電圧発生部の外部に露出して設けられ前記高電圧発生部の出力側に電気的に接続される電極板と、
前記放電ピンを保持し前記放電ピンの一端部を前記電極板の前記高電圧発生部から露出した部分に接するようにして前記電極板を嵌め込むことで前記電極板に取り付けられる固定部材と、
を備え、
前記固定部材は、
前記放電ピンを圧入状態で保持する保持部と、
開口部を有し前記保持部に保持された前記放電ピンの周囲を囲う枠部と、
前記電極板を着脱可能に嵌め込むことができる係止部と、
を有している、
静電霧化装置。
請求項１に記載の静電霧化装置を備える家電機器。