JP6479791B2 - イオン検出器、及びそれを備えた電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、イオンを検知するイオン検出器、及びそれを備えた電気機器に関する。

最近の電気機器には、空中の除菌や消臭といった空気清浄化のために、イオンを発生させ送風によりそのイオンを外部に放出する機能を備えたものが増えている。このような機能を備えた電気機器にあっては、イオン発生の有無、また、発生量を把握できることが望ましい。このような目的で用いられるイオン検出器は、正イオンまたは負イオンをイオン検出部である集電電極（検出電極、捕集電極、イオンセンサー）に引き寄せ、引き寄せられたイオンがもたらす電位の変動によりイオン量を測定する仕組みのものが多い。このイオン検出部（またはイオン検出器）が発生されていない間も保護されずに送風路に晒されていると、電気機器の設置場所や運転状況によっては、粉塵等が付着する恐れがあり、その場合、イオンの検出感度（検出精度）の低下や不能を招くことがある。

そこで、例えば、特許文献１、２のように、イオン検出器周りに開閉式のカバーを設けることにより送風路に晒されないようにしたり、また、例えば、特許文献３のように、送風路にバイパスを設け、イオン検出器をバイパス路に設置したりすることで、粉塵等の付着を抑制している。

日本国公開特許公報「特開２０１１−２２８０７５号公報（２０１１年１１月１０日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１１−２２０８０７号公報（２０１１年１１月４日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１２−１１２７４６号公報（２０１２年６月１４日公開）」

しかしながら、駆動部により開閉されるカバーやバイパスを設けると、機器が複雑化や大型化することになり、コストも増大する。さらに、従来、集電電極は、取り付け対象のイオン発生器を備えた電気機器毎にサイズを最適化することで感度調整しているため、電気機器毎に変更して製造する必要があり、コストがかかる。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされ、より簡易な構成でイオン検出部を保護でき、コストを下げて感度調整できるイオン検出器、及びそれを備えた電気機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るイオン検出器は、イオンが通流する送風路に露出して配置されるイオン検出部と、上記イオン検出部の上記送風路への露出側を覆う保護部と、を備え、上記保護部は、少なくとも一部が網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料から形成されていることを特徴としている。

上記構成によると、少なくとも一部が網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料から形成されている保護部という簡易な構成にて、イオン検出部の送風路への露出側を覆う。保護部は一部が、網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料であることから、粉塵等からは保護しつつ、確実にイオンを検出することができる。イオン検出部を保護部にて保護することで、検知感度の低下を抑制でき、誤検知の発生や機器の破損を未然に防ぐことができる。

また、網目状材料または孔あき材料の開口率を変更することで、イオンの検出感度を調整することができる。そのため、異なる電気機器間に共通サイズのイオン検出部を採用でき、電気機器毎に上記開口率を変更することで、それぞれに最適な感度となるよう調整できる。よって、サイズ変更するとコストが掛かるイオン検出部を電気機器間で共通化でき、コストを下げることができる。このように、上記構成によると、より簡易な構成でイオン検出部を保護でき、コストを下げて感度調整できるイオン検出器を提供することができる。

本発明の実施形態１に係るイオン検出器を示す図である。 本発明の実施形態１に係るイオン検出器の保護部の取り付けを説明する図である。 本発明の実施形態１または３に係るイオン電気機器を示す図である。 本発明の実施形態２を示すイオン検出器を示す図である。 本発明の実施形態４に係る電気機器を示す図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態を、図１〜３を参照して以下に説明する。

（イオン検出器）
図１は、本実施形態のイオン検出器１を示す図である。イオン検出器１は、イオンを捕集し、捕集したイオンがもたらす電位の変動によりイオン量を測定する機器である。図１の（ｂ）に示すように、イオン検出器１は、基板２に設けられたイオンを捕集する捕集電極（イオン検出部）２ａと、捕集電極２ａを覆う保護部３と、を備えている。図１の（ａ）は、イオン検出器１において、保護部３を外した状態を示している。

捕集電極２ａは、電圧が印加されると、正イオンまたは負イオンのいずれかを捕集し、捕集したイオン量に応じて電位が上がるように構成されている。基板２には、さらに、捕集電極２ａが捕集したイオンに応じた検出信号を出力するイオン検出回路（図示せず）が設けられている。捕集電極２ａ、イオン検出回路は、公知のものを用いることができる。また、捕集電極２ａへの印加電圧のＯＮとＯＦＦとが切り換えられるようになっており、ＯＮにしてイオンを検出（イオン量を計測）する。

保護部３は、捕集電極２ａのイオンが通流する送風路（後述）への露出側を覆うものである。図１の（ｂ）に示すように、本実施形態では、保護部３は、メッシュ（網目状材料）にて形成されたシートである。保護部３により捕集電極２ａを覆うことで、保護部３はメッシュにて形成されたシートであることから捕集電極２ａ上に空気が動きにくい層を形成できる。よって粉塵等を捕集電極２ａに寄せ付けないようにすることができる。しかも、イオンはクーロン力で捕集電極２ａに寄っていくため、捕集電極２ａの検知感度を低下させることはない。

このように、メッシュから形成された保護部３という簡易な構成にて、捕集電極２ａを粉塵等からは保護しつつ、確実にイオンを検出できるようにことができる。よって、検知感度の低下を抑制でき、誤検知の発生や機器の破損を未然に防ぐことができる。

保護部３を形成するメッシュは、金属から形成、あるいは樹脂から形成されていてもよい。メッシュの開口率を１．５％以上とすることで、捕集電極２ａの検知感度を落とさない。また、メッシュのサイズは、粉塵を防ぐのに好ましい大きさであればよい。図１の（ｄ）に示すように、開口率を変更した保護部３ａを用いることで、イオンの検出感度を調整することができる。そのため、異なる電気機器間に共通サイズの捕集電極２ａを採用でき、電気機器毎に上記開口率を変更することで、それぞれに最適な感度となるよう調整できる。よって、サイズ変更するとコストが掛かる捕集電極２ａを電気機器間で共通化でき、コストを下げることができる。

よって、上記構成によると、より簡易な構成で捕集電極２ａを保護でき、イオンの検出感度の抑制を低下でき、コストを下げて感度調整できるイオン検出器１を提供することができる。

保護部３は、捕集電極２ａあるいはその周囲に、例えば、粘着テープ等の粘着材で固定してもよいし、例えば、図２の（ａ）に示すように、捕集電極２ａ周囲にフォルダ（係合部）３３を設けて、保護部３をフォルダ３３に差し込むことで固定してもよい。フォルダ３３は、例えば樹脂から形成することができる。また、保護部３は、図２の（ｂ）に示すように、固定の解除を補助する鍔部３４を有する。鍔部３４により保護部３の固定の解除を容易にすることができる。よって、保護部３が汚れた場合等で交換したい場合に、鍔部３４を利用して容易に交換することができる。よってメンテナンス性が向上する。

また、捕集電極２ａに保護シートを張り付け、その上に保護部３で覆うようにしてもよい。検知感度が低下しても構わないものには、このように保護シートを張り付けることで、より粉塵等から捕集電極２ａを保護することができる。

（電気機器）
図３の（ａ）は、本実施形態の電気機器１０の横面図、（ｂ）は、（ａ）におけるイオン検出器１付近の拡大図、（ｃ）は、電気機器１０の縦面図、（ｄ）は、（ｃ）におけるイオン検出器１付近の拡大図を示す。なお、図３は、後述の実施形態３と共通化しているため、保護部３の形状や大きさが図１と対応していない。本実施形態の電気機器１０は、上述で説明した、図１に示すメッシュで形成されたシートである保護部３を有するイオン検出器１を備えている。

電気機器１０は、イオンを発生するイオン発生器６、イオン発生器６により発生したイオンを外部に導く通路である送風路４、送風路４に風を発生させる送風機７を備えている。また、イオン発生器６の風下には、イオン検出器１が備えられている。この電気機器１０は、例えば、空気調和機（家屋用ばかりでなく、車載用等も含む）や空気清浄機などを想定するが、これらに限定されない。

イオン発生器６は、公知のものを使用でき、本実施形態では、正イオンＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは任意の自然数）と負イオンＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは任意の自然数）を同時に生成することができるタイプのものを想定するが、このタイプに限定されるものではない。イオン発生器６は空気中で放電することにより正イオンと負イオンを発生する。

送風機７は、本実施形態では、送風路４の内部を図３の（ｃ）において下から上に吹き上げる送風（気流）を形成する。この送風により、イオン発生器６で発生したイオンは送風路４を搬送され、電気機器１０の外に放出される。

イオン検出器１は、送風路４を囲む電気機器１０の筐体５の一部を成す開閉部５ａに取り付けられている。開閉部５ａは、電気機器１０の外部へ開閉自在に設けられている。本実施形態では、回転軸５ｂを設けて、開閉部５ａをこの回転軸５ｂ周りに回転させることで開閉自在にしているが、例えば、電気機器１０の筐体５から、イオン検出器１が取り付けられた開閉部５ａを抜き出せる、あるいは引き出せる、ように形成されていてもよい。

イオン検出器１が、開閉部５ａに取り付けられることで、容易にイオン検出器１を外部に出すことができ、保護部３を交換することができる。よってメンテナンス性が向上する。なお、イオン検出器１は、電気機器１０の筐体５の外部に開閉しない部分に取り付けられていてもよい。

イオン検出器１によるイオンの検出については、例えば、電気機器１０に搭載されたイオン発生器６を起動して所定時間が経過した時点で検出を行う制御や、イオン発生器６の運転中所定時間毎に検出を行う制御、運転モード（強、中、弱等）の切換時に検出を行う制御などが考えられる。イオン発生器６での正イオンまたは負イオンの量を調節する場合には、その動作と並行してイオンの検出がなされてもよい。

〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態を、図４を参照して以下に説明する。図４は、本実施形態のイオン検出器５０を示す図である。図４に示すように、イオン検出器５０は、実施形態１のイオン検出器１と比べて捕集電極２ａを覆う保護部４０が異なるのみであり、その他の構成は同様である。よって、上記で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、説明を繰り返さない。

イオン検出器５０では、図４の（ｂ）に示すように、保護部４０は、複数の貫通孔４１を有する孔あき材料から成るシートである。図４の（ａ）は、イオン検出器５０において、保護部４０を外した状態を示している。図４の（ｃ）は、保護部４０の断面図である。図４の（ｃ）に示すように、貫通孔４１が捕集電極２ａ側に向けて突出する（図面では下向きに開いている）ように保護部４０を取り付けるのが、空気が動きにくい層を捕集電極２ａ表面に形成できるため、好ましい。

本実施形態の保護部４０は、例えば、樹脂、ゴム、あるいは金属のシートにパンチ等を用いて貫通孔４１を設けることで形成することができる。もちろん、保護部４０の材料、形成方法は、これらに限定されない。また、貫通孔４１の形状は丸にて図示しているが、丸でなくてもよい。

保護部４０の開口率（貫通孔４１の割合）を１．５％以上とすることで、捕集電極２ａの検知感度を落とさない。また、貫通孔のサイズは、粉塵を防ぐのに好ましい大きさであればよい。図４の（ｄ）に示すように、貫通孔４１ａのサイズを変更した保護部４０ａを用いることで、イオンの検出感度を調整することができる。そのため、異なる電気機器間に共通サイズの捕集電極２ａを採用でき、電気機器毎に上記開口率を変更することで、それぞれに最適な感度となるよう調整できる。よって、サイズ変更するとコストが掛かる捕集電極２ａを電気機器間で共通化でき、コストを下げることができる。

また、保護部４０は、粘着剤または係合部にて捕集電極２ａあるいはその周囲に固定されていればよい。

〔実施形態３〕
本発明の別の実施形態を、図３の（ｄ）を参照して以下に説明する。図３の（ｄ）に示すように、本実施形態のイオン検出器１ｂは、実施形態１のイオン検出器１と比べて捕集電極２ａを覆う保護部３ｂの形状が異なるのみであり、その他の構成は同様である。よって、上記で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、説明を繰り返さない。

イオン検出器１ｂでは、保護部３ｂは、メッシュ（網目状材料）で形成された筐体である。保護部３ｂを形成するメッシュは、例えば、樹脂や金属で形成でき、通気性を確保しながら粉塵を通さない開口率であればよい。保護部３ｂは、粘着剤または係合部にて捕集電極２ａあるいはその周囲に固定されていればよい。

なお、保護部３ｂは、実施形態２で説明した複数の貫通孔を有する孔あき材料にて形成された筐体であってもよい。

〔実施形態４〕
本発明の別の実施形態を、図５を参照して以下に説明する。図５の（ａ）は、本実施形態のイオン検出器１ｃを備えた電気機器１０の横面図を示し、（ｂ）は、（ａ）におけるイオン検出器１ｃ付近の拡大図である。また、図５の（ｃ）は、本実施形態のイオン検出器１ｃを備えた電気機器１０の縦面図を示し、（ｄ）は、（ｃ）におけるイオン検出器１ｃ付近の拡大図である。

本実施形態のイオン検出器１ｂは、実施形態１のイオン検出器１と比べて捕集電極２ａを覆う保護部３ｃの形状が異なるのみであり、その他の構成は同様である。よって、上記で説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、説明を繰り返さない。

図５の（ｄ）に示すように、イオン検出器１ｃでは、保護部３ｃは、メッシュ（網目状材料）３２で覆われた開口部３１ａ，３１ｂが設けられた筐体である。開口部３１ａ，３１ｂは、捕集電極２ａに対して風上側及び風下側にそれぞれ設けられている。このように開口部３１ａ，３１ｂが設けられていることで、イオンを搬送する送風をより通過し易くすることができる。本実施形態では、メッシュ３２で覆われた開口部３１ａ，３１ｂは、捕集電極２ａに対して風上側及び風下側にそれぞれ設けられているが、少なくとも捕集電極２ａよりも風上に設けられていると好ましい。メッシュ３２は、例えば、樹脂や金属で形成でき、通気性を確保しながら粉塵を通さない開口率であればよい。

保護部３ｃは、粘着剤または係合部にて捕集電極２ａあるいはその周囲に固定されていればよい。保護部３ｃは、実施形態２で説明した複数の貫通孔を有する孔あき材料にて覆われた開口部が設けられた筐体であってもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るイオン検出器（１、５０）は、イオンが通流する送風路に露出して配置されるイオン検出部（捕集電極２）と、上記イオン検出部の上記送風路への露出側を覆う保護部（３，４０）と、を備え、上記保護部は、少なくとも一部が網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料から形成されている。

上記構成によると、少なくとも一部が網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料から形成されている保護部という簡易な構成にて、イオン検出部の送風路への露出側を覆う。保護部は一部が、網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料であることから、粉塵等からは保護しつつ、確実にイオンを検出することができる。イオン検出部を保護部にて保護することで、検知感度の低下を抑制でき、誤検知の発生や機器の破損を未然に防ぐことができる。

また、網目状材料または孔あき材料の開口率を変更することで、イオンの検出感度を調整することができる。そのため、異なる電気機器間に共通サイズのイオン検出部を採用でき、電気機器毎に上記開口率を変更することで、それぞれに最適な感度となるよう調整できる。よって、サイズ変更するとコストが掛かるイオン検出部を電気機器間で共通化でき、コストを下げることができる。

このように、上記構成によると、より簡易な構成でイオン検出部を保護でき、イオンの検出感度の抑制を低下でき、コストを下げて感度調整できるイオン検出器を提供することができる。

本発明の態様２に係るイオン検出器では、態様１に係るイオン検出器において、上記保護部は、上記網目状材料または上記孔あき材料にて形成されたシートである。

上記構成によると、上記網目状材料または上記孔あき材料にて形成されたシートにより、イオン検出部の送風路への露出側に空気の動き難い空間を形成することができる。空気の動き難い空間であることから、イオン検知部に粉塵等を寄せ付けない。よって、より容易な構成で、イオンの検出感度の低下を抑制することができる。

本発明の態様３に係るイオン検出器（１ｂ）では、態様１に係るイオン検出器において、上記保護部（３ｂ）は、上記網目状材料または上記孔あき材料にて形成された筐体である。

上記構成によると、上記網目状材料または上記孔あき材料にて形成された筐体という容易な構成でイオン検出部を保護でき、イオンの検出感度の低下を抑制することができる。

本発明の態様４に係るイオン検出器（１ｃ）では、態様１に係るイオン検出器において、上記保護部（３ｃ）は、上記網目状材料または上記孔あき材料で覆われた開口部を有する筐体である。

上記構成によると、上記網目状材料または上記孔あき材料で覆われた開口部を有する筐体という容易な構成でイオン検出部を保護でき、イオンの検出感度の低下を抑制することができる。

本発明の態様５に係るイオン検出器では、態様４に係るイオン検出器において、上記開口部は、上記イオン検出部に対して風上側及び風下側にそれぞれ設けられている。

上記構成によると、イオンを搬送する送風をより通過し易くすることができる。

本発明の態様６に係るイオン検出器では、態様１に係るイオン検出器において、上記保護部は、粘着剤または係合部（フォルダ３３）にて上記イオン検出部あるいはその周囲に固定されている。

上記構成によると、粘着剤または係合部という容易な構成にて、保護部をイオン検出部あるいはその周囲に取り付けることができる。

本発明の態様７に係るイオン検出器では、態様６に係るイオン検出器において、上記保護部は、上記固定の解除を補助する鍔部（３４）を有する。

上記構成によると、鍔部により保護部の固定の解除を容易にすることができる。よって、保護部が汚れた場合等で交換したい場合に、鍔部を利用して容易に交換することができる。よってメンテナンス性が向上する。

本発明の態様８に係るイオン検出器では、態様７に係るイオン検出器において、上記鍔部は、風下側に設けられている。

鍔部が風上にあると乱気流を発生させる可能性もあるが、上記構成によると、それを防ぐことができる。

本発明の態様９に係る電気機器（１０）は、イオンを発生するイオン発生器と、当該イオン発生器により発生したイオンを外部に導く送風路と、当該送風路に風を発生させる送風機と、態様１から８のいずれか１つに記載のイオン検出器と、を備えている。

上記構成によると、より簡易な構成でイオン検出部が保護でき、イオン検出感度の低下を抑制でき、コストを下げて感度調整できるイオン検出器を備えた電気機器を提供することができる。

本発明の態様１０に係る電気機器では、態様９に係るイオン検出器において、上記送風路を囲む筐体が、外部へ開閉自在に設けられた開閉部を備え、上記イオン検出器は、上記開閉部に取り付けられる。

上記構成によると、イオン検出器は、筐体の外部へ開閉自在に設けられた開閉部に取り付けられることで、容易にイオン検出器を外部に出すことができ、保護部を交換することができる。よってメンテナンス性が向上する。

本発明は、イオンを検出するイオン検出器、また、それを備えた電気機器に広く利用可能である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，５０ イオン検出器
２ 基板
２ａ 捕集電極（イオン検出部）
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，４０，４０ａ 保護部
４ 送風路
５ 電気機器の筐体（送風路を囲む筐体）
５ａ 開閉部
５ｂ 回転軸
６ イオン発生器
７ 送風機
１０ 電気機器
３１ａ，３１ｂ 開口部
３２ メッシュ
３４ 鍔部
３３ フォルダ（係合部）
４１，４１ａ 貫通孔

Claims (3)

1. イオンが通流する送風路に露出して配置されるイオン検出部と、
   上記イオン検出部の上記送風路への露出側を覆う保護部と、を備え、
   上記保護部は、少なくとも一部が網目状材料または複数の貫通孔を有する孔あき材料から形成されており、
   上記保護部は、粘着剤または係合部にて上記イオン検出部あるいはその周囲に固定されており、
   上記保護部は、上記固定の解除を補助する鍔部を有し、上記鍔部は、風下側に設けられていることを特徴とするイオン検出器。
2. イオンを発生するイオン発生器と、当該イオン発生器により発生したイオンを外部に導く送風路と、当該送風路に風を発生させる送風機と、請求項１に記載のイオン検出器と、を備えることを特徴とする電気機器。
3. イオンを発生するイオン発生器と、当該イオン発生器により発生したイオンを外部に導く送風路と、当該送風路に風を発生させる送風機と、請求項１に記載のイオン検出器と、を備え、
   上記送風路を囲む筐体が、外部へ開閉自在に設けられた開閉部を備え、
   上記イオン検出器は、上記開閉部に取り付けられることを特徴とする電気機器。

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