WO2013150899A1 - イオン発生装置 - Google Patents

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shield case
ion generator
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轉法輪徳子
湯川正吾
北平真人
原田茂幸
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シャープ株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J27/00—Ion beam tubes
    • H01J27/02—Ion sources; Ion guns
    • H01J27/08—Ion sources; Ion guns using arc discharge
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/22—Ionisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere

Definitions

  • the present invention relates to an ion generator that generates ions in the air by corona discharge.
  • Patent Document 1 describes an ion generator using a component provided around a discharge electrode as an induction electrode.
  • a holding body such as a circuit board holding a discharge electrode is connected to a high voltage generation circuit, and the holding body functions as an induction electrode.
  • the discharge electrode and the holding body are accommodated in a metal outer case.
  • the generated ions are adsorbed by the metal outer case, and the emitted ions are reduced.
  • an object of the present invention is to provide an ion generator that prevents reduction in the amount of ions released while using a member around a discharge electrode as an induction electrode.
  • a discharge electrode for generating ions and a high voltage generation circuit section for supplying a high voltage to the discharge electrode are accommodated in the housing, and an emission port for discharging the generated ions is formed in the housing.
  • the housing is covered with a shield case, and the shield case is connected to the high voltage generation circuit unit and functions as an induction electrode.
  • the outer surface of the shield case facing the space from which ions are released is covered with an insulating portion so that the released ions do not adhere to the shield case.
  • the shield case around the discharge electrode as the induction electrode, there is no need to provide a separate induction electrode.
  • ions are generated, and the ions are discharged from the discharge port of the housing. Since the shield case covering the housing is covered with the insulating portion, ions are not adsorbed to the shield case.
  • a passage port leading to the discharge port is formed, and a rib protruding outward is formed on the peripheral edge of the discharge port of the housing, and the rib covers the inner peripheral surface of the passage port of the shield case. Therefore, the rib functions as an insulating portion that covers the inner peripheral surface of the passage opening of the shield case. Thereby, the passing ions are not adsorbed on the inner peripheral surface of the shield case.
  • the insulating part covers the periphery of the passage of the shield case.
  • the vicinity of the passage opening of the shield case faces a space from which ions are released.
  • the shield case is not exposed to the space from which ions are released, and the adsorption of ions to the shield case can be prevented.
  • the high voltage generation circuit section has a high voltage transformer, and the shield case is connected to the secondary side of the high voltage transformer.
  • the shield case is grounded via a capacitor. This capacitor is interposed between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer.
  • a shield case connected to the ground can be used as an induction electrode for noise suppression. Further, the capacitor can cut unnecessary current flowing between the primary side and the secondary side, and the noise reduction effect can be enhanced.
  • the discharge electrode is connected to the high voltage generation circuit section through the noise reduction element. Noise current flowing through the discharge electrode can be reduced, and generation of electromagnetic noise can be suppressed.
  • the shield case as the induction electrode, the number of induction electrode members can be reduced, and the apparatus can be downsized. Further, since the outer surface of the shield case is covered with the insulating portion, it is possible to prevent the generated ions from being absorbed by the shield case and disappearing.
  • the external appearance of the ion generator of this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a top view, (d) is a rear view. 2 shows the internal structure of the ion generator, (a) is a cross-sectional view seen from above, (b) is a cross-sectional view seen from the side, (c) is a cross-sectional view near the discharge port of the housing, (d) is a discharge port Enlarged sectional view of Exploded perspective view of ion generator Schematic diagram of the electrical circuit of the ion generator The ion generator attached to the duct is shown, (a) is a mounting diagram, (b) is a diagram showing the movement of ions when there is an insulating part, (c) is the ion movement when there is no insulating part. Figure Schematic of electric circuit of another form of ion generator
  • the ion generator of this embodiment is shown in FIGS.
  • the ion generation device includes an ion generation element 1 that generates ions, a high voltage generation circuit unit 2 that supplies a high voltage to the ion generation element 1, and a housing 3 that accommodates these.
  • the housing 3 is formed of a resin in a box shape, an opening 4 for mounting an ion generating element is formed on the front surface of the housing 3, and the rear surface is open.
  • the ion generating element 1 is mounted on the housing 3 at the opening 4.
  • the high voltage generation circuit unit 2 is housed in the housing 3.
  • the ion generating element 1 has a discharge electrode 5.
  • the discharge electrodes 5 are needle-like electrodes, and the positive and negative discharge electrodes 5 are mounted on the circuit board 7, respectively.
  • the circuit board 7 is fitted into the opening 4 of the housing 3, the outer peripheral portion of the circuit board 7 is bonded to the housing 3, and the circuit board 7 is mounted.
  • a discharge cover 11 in which an ion emission port 12 is formed is placed so as to cover the ion generating element 1 and is attached to the housing 3 by being adhered thereto.
  • a resin discharge cover 11 is integrated with the housing 3. That is, the discharge cover 11 becomes a part of the housing 3, and the circular discharge port 12 is formed in the housing 3.
  • the periphery of the discharge cover 11 is surrounded by the seal member 13. When the ion generator is attached to the duct, the seal member 13 is in close contact with the wall surface of the duct to block air leakage.
  • reference numeral 14 denotes a fixing foot for mounting.
  • the housing 3 is covered with an outer case 15 which is a conductive shielding case in order to reduce electromagnetic noise leaking from the apparatus.
  • the metal outer case 15 covers the outer surface of the housing 3 except for the discharge port 12.
  • the high voltage generation circuit unit 2 includes a control board 10 on which a high voltage transformer 8, a connector 9, electronic components and the like are mounted.
  • the control board 10 is accommodated in the housing 3 and supported by the board holding part 20 provided on the inner wall of the housing 3.
  • the control board 10 of the high voltage generation circuit unit 2 and the circuit board 7 of the ion generation element 1 are electrically connected by a plurality of connection terminals 21.
  • the high-voltage transformer 8 and the positive and negative discharge electrodes 5 are electrically connected through the connection terminal 21.
  • the high voltage transformer 8 is covered with a conductive shield cap.
  • the control board 10 of the high voltage generation circuit unit 2 is sealed in the housing 3 with a filling resin 22 except for the printed pattern and the conductive terminals of the electronic components and the connection conductive terminals of the connector 9. This mold ensures the moisture resistance insulation of the high voltage generation circuit section 2.
  • the circuit board 7 of the ion generating element 1 seals the opening 4 of the housing 3 so that the filling resin 22 does not leak.
  • the high voltage generation circuit unit 2 includes a power supply circuit 25 that drives the high-voltage transformer 8.
  • the power supply circuit 25 mounted on the control board 10 is connected to the power supply input connector 9, and power is supplied to the power supply circuit 25 from the connector 9 connected to an external power supply 26 such as a commercial power supply.
  • the power supply circuit 25 supplied with power operates to output an oscillation signal for generating a high voltage.
  • the high voltage transformer 8 driven by receiving the oscillation signal from the power supply circuit 25 generates a high voltage and outputs the high voltage to the positive discharge electrode 5 and the negative discharge electrode 5.
  • the positive discharge electrode 5 and the negative discharge electrode 5 are connected to one output terminal of the secondary side coil of the high-voltage transformer 8 through the diodes 27 and 28.
  • the diode 27 connected to the positive discharge electrode 5 is arranged in the opposite direction to the diode 28 connected to the negative discharge electrode 5.
  • the outer case 15 is in contact with a contact terminal 29 attached to the control board 10.
  • the outer case 15 is connected to the high voltage generation circuit unit 2 through the contact terminal 29 and functions as an induction electrode.
  • the outer case 15 is connected to the other output terminal of the secondary coil of the high-voltage transformer 8, and a high voltage is applied between the discharge electrode 5 and the outer case 15.
  • the outer case 15 is grounded through the high voltage generation circuit unit 2, and the outer case 15 is grounded.
  • the outer case 15 is connected to an intermediate point between the primary coil of the high-voltage transformer 8 and the power supply circuit 25 via the capacitor 30.
  • the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer 8 are connected via the capacitor 30.
  • the outer case 15 is divided into a metal front case 15a and a rear case 15b.
  • the rear case 15 b is formed in a box shape whose front surface is open and accommodates the housing 3.
  • a connector opening 31 is formed on the rear surface of the rear case 15b.
  • the front case 15a is formed in a lid shape and covers the front surface of the housing 3 to which the discharge cover 11 is attached.
  • a part of the front case 15a covering the discharge cover 11 protrudes to the front side, and a protruding portion 32 is formed.
  • a pair of circular passage ports 33 communicating with each discharge port 12 is formed in the protruding portion 32.
  • An annular rib 35 is formed on the periphery of the discharge port 12 of the housing 3.
  • the rib 35 is formed so as to protrude toward the front side (outside), and protrudes to the front side from the protruding portion 32 of the exterior case 15.
  • the passage port 33 of the outer case 15 has a larger diameter than the discharge port 12, the rib 35 is fitted into the passage port 33, and the inner peripheral surface of the passage port 33 is in close contact with the rib 35. That is, the inner peripheral surface of the passage port 33 is covered with the rib 35.
  • the seal member 13 is provided around the protrusion 32 of the outer case 15.
  • the seal member 13 is formed in a frame shape by an elastic material such as rubber so as to surround the protruding portion 32.
  • the seal member 13 is affixed to the outer case 15 and when the ion generator is attached to a duct or the like, the gap between the duct and the outer case 15 is closed to prevent air leakage.
  • the outer case 15 is covered with an insulating portion so that the released ions are not adsorbed.
  • the protrusion 32 of the outer case 15 is covered with a covering sheet 36 having electrical insulation.
  • This covering sheet 36 is an insulating part.
  • Two holes 37 are formed in the resin cover sheet 36 corresponding to the passage port 33, and the cover sheet 36 is attached to the front surface of the protruding portion 32 so as to cover the periphery of the passage port 33.
  • the thickness of the covering sheet 36 is set so that the ribs 35 are flush with the covering sheet 36 or protrude forward of the covering sheet 36.
  • the inner peripheral surface of the passage port 33 of the outer case 15 is covered with a rib 35 of the housing 3 having electrical insulation.
  • This rib 35 also functions as an insulating part.
  • the circuit board 7 of the ion generating element 1 is first attached and attached to the opening 4 of the housing 3.
  • a discharge cover 11 is attached to the front surface of the housing 3 so as to cover the opening 4 of the housing 3.
  • the control board 10 is inserted into the housing 3 with the rear surface of the housing 3 facing up.
  • the control board 10 is supported by the board holding unit 20.
  • the tip of the contact terminal 29 protrudes from the notch 40 formed in the housing 3 to the outside.
  • the connection terminal 21 attached to the circuit board 7 of the ion generating element 1 is fitted into the through hole of the control board 10, and the connection terminal 21 is soldered to the control board 10.
  • the filling resin 22 is poured into the housing 3 from above.
  • the front case 15 a is put on the front surface of the housing 3, and the rear case 15 b is also put on the rear surface of the housing 3.
  • a fixing piece 41 is formed on the side surface of the rear case 30 b, and the fixing piece 41 is inserted into a through hole 42 formed in the fixing leg 14 of the housing 3.
  • the fixing piece 41 overlaps the side surface of the front case 15 a and is fixed by the screw 43.
  • the front case 15 a and the rear case 15 b are combined to form one exterior case 15.
  • the contact terminal 29 comes into contact with the inner surface of the outer case 15 and the outer case 15 is electrically connected to the ground, whereby the effect of reducing electromagnetic noise by the outer case 15 is obtained.
  • the covering sheet 36 is attached to the front surface of the protrusion 32 of the front case 15a of the exterior case 15.
  • the seal member 13 is attached to the front case 15a.
  • the ion generator assembled as described above is incorporated into an electric device such as an air conditioner.
  • the electric device is provided with a blowing path for discharging generated ions into the room by blowing air, and as shown in FIG. 5, the ion generator is mounted on a duct 44 that forms the blowing path.
  • a mounting port 45 is formed in the peripheral wall of the duct 44, and the discharge cover 11 of the housing 3 is fitted into the mounting port 45.
  • the seal member 13 is brought into close contact with the outer wall of the duct 44, so that the gap between the housing 3 and the duct 44 is closed, and leakage of air from the duct 44 to the outside can be prevented.
  • the front surface of the discharge cover 11 of the housing 3 faces the inside of the duct 44, and the discharge port 12 communicates with the duct 44. At this time, the covering sheet 36 is exposed inside the duct 44 and is hidden so that the outer case 15 does not face the duct 44. Note that the front surface of the discharge cover 11 slightly protrudes inward from the peripheral wall of the duct 44. Therefore, the front surface of the protrusion 32 covered with the covering sheet 36 is located inside the duct 44.
  • the high voltage generation circuit unit 2 When the ion generator is driven, the high voltage generation circuit unit 2 operates, and a high voltage is applied between the discharge electrode 5 and the outer case 15 which is an induction electrode by the operation of the high voltage transformer 8. Corona discharge occurs at the tip of each discharge electrode 5. At the tip of each discharge electrode 5, positive ions and negative ions are generated. In the positive discharge electrode 5, negative ions flow through the diode 27 and only positive ions are released. In the negative discharge electrode 5, positive ions flow through the diode 28 and only negative ions are released.
  • the exterior case 15 provided for reducing the generated electromagnetic noise As an induction electrode, it is not necessary to provide a separate electrode. Thereby, it becomes a reduction of a member and an assembly man-hour, and can reduce cost.
  • the vicinity of the discharge port of the housing 3 can be made compact, and the ion generator can be miniaturized.
  • the discharge electrode 5 is not short-circuited because the discharge electrode 5 is surrounded only by an insulator, and the ion generator can be prevented from malfunctioning. . Further, even if there is water intrusion or condensation, a short circuit can be similarly prevented.
  • the discharge electrode 5 is connected to the high voltage generation circuit unit 2 via the noise reduction element 50 as shown in FIG.
  • the noise reduction element 50 is a current limiting element or a coil, and is interposed between each discharge electrode 5 and the diodes 27 and 28.
  • the current limiting element is a resistor or the like.
  • the noise reduction element 50 can reduce the noise current flowing through the discharge electrode 5 and suppress the generation of electromagnetic noise.
  • the capacitor 30 is not interposed between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer 8, but the capacitor 30 may be disposed here.
  • the ions generated from the discharge electrode 5 are discharged into the duct 44 from the discharge port 12. Ions are carried by the ventilation in the duct 44, and a wind containing high-concentration ions is blown out from the outlet of the duct 44.
  • the positive ions generated here are cluster ions with a plurality of water molecules attached around hydrogen ions (H + ), and are represented as H + (H 2 O) m (m is 0 or any natural number).
  • a negative ion is a cluster ion in which a plurality of water molecules are attached around an oxygen ion (O 2 ⁇ ), and is represented as O 2 ⁇ (H 2 O) n (n is 0 or an arbitrary natural number).
  • O 2 ⁇ oxygen ion
  • (H 2 O) n (n is 0 or any natural number) is generated in an approximately equivalent amount. Both ions surround and attach around molds and viruses that float in the air, and the action of hydroxyl radicals (.OH) of the active species generated at that time enables removal of the molds It becomes.
  • the covering sheet 36 is provided on the protruding portion 32 of the outer case 15 facing the duct 44, the front surface of the outer case 15 in contact with ions is electrically insulated. The Therefore, ions released from the discharge port 12 are not adsorbed by the outer case 15.
  • FIG. 5C when the covering sheet 36 is not present, the front surface of the outer case 15 is exposed to the outside. Some of the released ions are attracted by the charge of the outer case 15 and adsorbed on the front surface of the outer case 15. As a result, ions exiting from the duct 44 are reduced. According to the experiment, a result that about 10% of the ions are adsorbed to the outer case 15 was obtained. However, by providing the covering sheet 36, ions are not adsorbed to the outer case 15, the decrease of the released ions can be prevented, and sufficient ions can be secured from the duct 44.
  • the covering sheet 36 may be attached so as to cover the end surface of the passage port 33 of the outer case 15. Further, the covering sheet 36 need not be provided on the entire surface of the outer case 15. In other words, the covering sheet 36 may be provided only on the outer surface of the outer case 15 to which ions emitted from the discharge port 12 of the housing 3 may adhere. For example, when the front surface of the protruding portion 32 faces the duct 44, the covering sheet 36 is provided on the front surface of the protruding portion 32. However, when the entire housing 3 is disposed in the duct 44, it is necessary to cover the entire surface of the shield case 33 with the covering sheet 36.
  • the housing 3 can be covered with the outer case 15 except for a portion where the housing 3 cannot be functionally covered. Noise can be suppressed. Therefore, it can be applied to a device with discharge and a small ion generator having a high voltage generation circuit unit, and these ion generators can be used in electric devices such as air conditioners, air purifiers, refrigerators, vacuum cleaners, automobiles, etc. Electromagnetic noise can be suppressed even when mounted on various products such as vehicles.
  • an insulating film may be formed by painting.
  • An insulating film is formed by applying or spraying an electrically insulating material on the surface of a shield case that may come into contact with ions.
  • an insulating portion such as a covering sheet is also provided on the end face of the passage opening.

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Abstract

イオンを発生するための放電電極（５）と放電電極（５）に高電圧を供給する高電圧発生回路部（２）とがハウジング（３）に収容される。ハウジング（３）に、発生したイオンを放出するための放出口（１２）が形成され、ハウジング（３）が外装ケース（１５）に覆われ、外装ケース（１５）が高電圧発生回路部（２）に接続されて誘導電極として機能する。外装ケース（１５）に、放出口（１２）に通じる通過口（３３）が形成される。放出されたイオンが外装ケース（１５）に付着しないように、絶縁シート（３６）が、イオンが放出される空間に面する外装ケース（１５）の通過口（３３）の周辺を覆う。放電電極（５）の周辺の部材を誘導電極として利用しながら、イオンの放出量の低減の防止を図ることができる。

Description

イオン発生装置
　本発明は、コロナ放電により空気中にイオンを発生するイオン発生装置に関する。
　コロナ放電によりイオンを発生するイオン発生装置は、放電電極と誘導電極とを有する。安定したコロナ放電を行うためには、放電電極と誘導電極との距離を高い精度で維持することが要求される。そこで、誘導電極をなくせば、この問題を解消できる。特許文献１に、放電電極の周囲に設けられる構成部品を誘導電極として利用したイオン発生装置が記載されている。このイオン発生装置では、放電電極を保持する回路基板といった保持体が高圧発生回路に接続され、保持体が誘導電極として機能する。
特開２０１１－９６５５５号公報
　上記のイオン発生装置では、放電電極と保持体との間に高電圧が印加されるので、電磁ノイズが発生し、周囲の電気機器に悪影響を及ぼすおそれがある。この電磁ノイズの影響を抑制するために、放電電極や保持体は、金属製の外装ケースに収容されている。しかし、発生したイオンが金属製の外装ケースに吸着され、放出されるイオンが減ってしまう。
　本発明は、上記に鑑み、放電電極の周辺の部材を誘導電極として利用しながら、イオンの放出量の低減の防止を図るイオン発生装置の提供を目的とする。
　本発明は、イオンを発生するための放電電極と放電電極に高電圧を供給する高電圧発生回路部とがハウジングに収容され、ハウジングに、発生したイオンを放出するための放出口が形成され、ハウジングがシールドケースに覆われ、シールドケースが高電圧発生回路部に接続されて誘導電極として機能するものである。そして、放出されたイオンがシールドケースに付着しないように、イオンが放出される空間に面したシールドケースの外面が絶縁部により覆われている。
　放電電極の周辺にあるシールドケースを誘導電極とすることにより、別部材の誘導電極を設ける必要がなくなる。そして、放電電極とシールドケースとの間に高電圧が印加されると、イオンが発生し、イオンは放出口からハウジングの放出口から放出される。ハウジングを覆うシールドケースは絶縁部に覆われているので、シールドケースにイオンが吸着されることはない。
　シールドケースに、放出口に通じる通過口が形成され、ハウジングの放出口の周縁に、外側に向かって突出するリブが形成され、リブがシールドケースの通過口の内周面を覆う。したがって、リブが、シールドケースの通過口の内周面を覆う絶縁部として機能する。これにより、シールドケースの内周面に、通過するイオンは吸着されない。
　絶縁部は、シールドケースの通過口の周辺を覆う。シールドケースの通過口の周辺は、イオンが放出される空間に面する。しかし、この周辺を絶縁部により覆うことにより、シールドケースはイオンが放出される空間に露出せず、シールドケースへのイオンの吸着を防げる。
　高電圧発生回路部は、高圧トランスを有し、シールドケースが高圧トランスの２次側に接続される。そして、シールドケースがコンデンサを介して接地接続される。このコンデンサは高圧トランスの１次側と２次側との間に介装される。ノイズ対策のためにグランドに接続されるシールドケースを誘導電極として利用することができる。また、コンデンサにより、１次側と２次側との間に流れる不要な電流をカットでき、ノイズの低減効果を高めることができる。
　放電電極がノイズ低減素子を介して高電圧発生回路部に接続される。放電電極に流れるノイズ電流を低減でき、電磁ノイズの発生を抑制できる。
　本発明によると、シールドケースを誘導電極として利用することにより、誘導電極用の部材を削減でき、装置の小型化にもなる。また、シールドケースの外面が絶縁部により覆われるので、発生したイオンがシールドケースに吸着されて消失することを防止できる。
本発明のイオン発生装置の外観を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は背面図 イオン発生装置の内部構造を示し、（ａ）は上から見た断面図、（ｂ）は横から見た断面図、（ｃ）はハウジングの放出口近傍の断面図、（ｄ）は放出口の拡大断面図 イオン発生装置の分解斜視図 イオン発生装置の電気回路の概略図 ダクトに取り付けられたイオン発生装置を示し、（ａ）は装着図、（ｂ）は絶縁部があるときのイオンの動きを示す図、（ｃ）は絶縁部がないときのイオンの動きを示す図 イオン発生装置の他の形態の電気回路の概略図
　本実施形態のイオン発生装置を図１～３に示す。イオン発生装置は、イオンを発生するイオン発生素子１と、イオン発生素子１に高電圧を供給する高電圧発生回路部２と、これらを収容するハウジング３とを有する。ハウジング３は、樹脂により箱型に形成され、ハウジング３の前面に、イオン発生素子装着用の開口４が形成され、後面は開放されている。イオン発生素子１が開口４においてハウジング３に装着される。高電圧発生回路部２はハウジング３に内装される。
　イオン発生素子１は、放電電極５を有する。放電電極５は針状の電極とされ、回路基板７に正負の放電電極５がそれぞれ実装される。回路基板７がハウジング３の開口４に嵌め込まれ、回路基板７の外周部分がハウジング３に接着されて、回路基板７が装着される。イオンの放出口１２が形成された放電カバー１１が、イオン発生素子１を覆うように被せられ、ハウジング３に接着されて取り付けられる。樹脂製の放電カバー１１がハウジング３に一体化される。すなわち、放電カバー１１は、ハウジング３の一部となり、ハウジング３に円形の放出口１２が形成されたことになる。放電カバー１１の周囲がシール部材１３により囲まれる。イオン発生装置がダクトに取り付けられたとき、シール部材１３はダクトの壁面に密着して空気の漏れを塞ぐ。なお、図中、１４は取付用の固定足である。
　ハウジング３は、装置から漏洩する電磁ノイズを低減するために、導電性を有するシールドケースである外装ケース１５に覆われている。金属製の外装ケース１５は、放出口１２を除いてハウジング３の外面を覆う。
　高電圧発生回路部２は、高圧トランス８、コネクタ９、電子部品等が実装された制御基板１０を有する。制御基板１０は、ハウジング３に収容され、ハウジング３の内壁に設けられた基板保持部２０により支持される。
　高電圧発生回路部２の制御基板１０とイオン発生素子１の回路基板７とは、複数の接続端子２１によって電気的に接続される。そして、高圧トランス８と正負の放電電極５とが接続端子２１を通じて電気的に接続される。高圧トランス８は、導電性のシールドキャップに覆われている。
　高電圧発生回路部２の制御基板１０は、プリントパターンおよび電子部品の導電端子、コネクタ９の接続導電端子を除いて、充填樹脂２２によりハウジング３内に密封されている。このモールドによって、高電圧発生回路部２の耐湿絶縁性が確保される。充填樹脂２２の充填時に、イオン発生素子１の回路基板７は、充填樹脂２２が漏れないようにハウジング３の開口４を密封している。
　図４に示すように、高電圧発生回路部２は、高圧トランス８を駆動する電源回路２５を備えている。制御基板１０に実装された電源回路２５は電源入力用のコネクタ９に接続され、商用電源等の外部電源２６に接続されたコネクタ９から電源回路２５に電源が供給される。
　電源を供給された電源回路２５は動作して、高電圧発生のための発振信号を出力する。電源回路２５からの発振信号を受けて駆動した高圧トランス８は、高電圧を発生して、正の放電電極５および負の放電電極５に高電圧を出力する。
　正の放電電極５および負の放電電極５は、ダイオード２７，２８を通じて高圧トランス８の２次側コイルの一方の出力端子に接続される。正の放電電極５に接続されるダイオード２７は負の放電電極５に接続されるダイオード２８とは逆向きに配されている。
　図２に示すように、外装ケース１５は、制御基板１０に取り付けられた接触端子２９に接触している。外装ケース１５は、接触端子２９を通じて高電圧発生回路部２に接続され、誘導電極として機能する。図４に示すように、外装ケース１５は、高圧トランス８の２次側コイルの他方の出力端子に接続され、放電電極５と外装ケース１５との間に高電圧が印加される。
　また、外装ケース１５は、高電圧発生回路部２を通じて接地接続され、外装ケース１５はアースされる。外装ケース１５は、コンデンサ３０を介して高圧トランス８の１次側コイルと電源回路２５との中間点に接続される。これにより、高圧トランス８の１次側と２次側とがコンデンサ３０を介して接続される。
　外装ケース１５は、金属製の前ケース１５ａと後ケース１５ｂとに分割されている。後ケース１５ｂは、前面が開放された箱型に形成され、ハウジング３を収容する。後ケース１５ｂの後面に、コネクタ用の開口３１が形成されている。前ケース１５ａは、蓋型に形成され、放電カバー１１を取り付けたハウジング３の前面を覆う。放電カバー１１を覆う前ケース１５ａの一部が前側に突出して、突出部３２が形成される。突出部３２に、各放出口１２に通じる一対の円形の通過口３３が形成される。
　ハウジング３の放出口１２の周縁に、環状のリブ３５が形成されている。リブ３５は、前側（外側）に向かって突出するように形成され、外装ケース１５の突出部３２よりも前側に突出している。外装ケース１５の通過口３３は放出口１２よりも大径とされ、リブ３５が通過口３３に嵌め込まれ、通過口３３の内周面がリブ３５に密着している。すなわち、通過口３３の内周面は、リブ３５に覆われる。
　外装ケース１５の突出部３２の周囲に、シール部材１３が設けられる。シール部材１３は、突出部３２を取り囲むように、ゴム等の弾性材料により枠状に形成される。シール部材１３は、外装ケース１５に貼り付けられ、イオン発生装置がダクト等に取り付けられたとき、ダクトと外装ケース１５との隙間を塞いで空気の漏れを防ぐ。
　ここで、外装ケース１５は、放出されたイオンが吸着しないように、絶縁部により覆われている。外装ケース１５の突出部３２が電気絶縁性を有する被覆シート３６により覆われる。この被覆シート３６が絶縁部とされる。樹脂製の被覆シート３６に、通過口３３に対応して２つの孔３７が形成され、被覆シート３６は、通過口３３の周辺を覆うように、突出部３２の前面に貼着される。リブ３５が被覆シート３６と面一となる、あるいは被覆シート３６よりも前側に突出するように、被覆シート３６の厚さが設定される。
　また、外装ケース１５の通過口３３の内周面は、電気絶縁性を有するハウジング３のリブ３５により覆われている。このリブ３５も絶縁部として機能する。
　次に、本イオン発生装置の組立手順を図３に基づいて説明する。まず、最初にハウジング３の開口４に、イオン発生素子１の回路基板７が接着されて取り付けられる。ハウジング３の開口４を覆うように、放電カバー１１がハウジング３の前面に接着されて取り付けられる。次に、ハウジング３の後面を上にして、ハウジング３に制御基板１０が挿入される。制御基板１０は基板保持部２０に支持される。このとき、接触端子２９の先端が、ハウジング３に形成された切欠き４０から外部にはみ出した状態となる。また、イオン発生素子１の回路基板７に取り付けられた接続端子２１が制御基板１０のスルーホールに嵌り、接続端子２１が制御基板１０にはんだ付けされる。
　続いてハウジング３に上方から充填樹脂２２が注入される。充填樹脂２２の硬化後、前ケース１５ａがハウジング３の前面に被せられ、後ケース１５ｂもハウジング３の後面から被せられる。後ケース３０ｂの側面には固定片４１が形成されており、ハウジング３の固定足１４に形成された貫通孔４２に固定片４１が差し込まれる。固定片４１が前ケース１５ａの側面と重なり、ねじ４３により固定される。これによって、前ケース１５ａと後ケース１５ｂとが合体して、１つの外装ケース１５となる。外装ケース１５の内面に接触端子２９が接触し、外装ケース１５がグランドに導通することにより、外装ケース１５による電磁ノイズの低減の効果が得られる。
　外装ケース１５の前ケース１５ａの突出部３２の前面に被覆シート３６が貼り付けられる。突出部３２の周りにおいて、前ケース１５ａにシール部材１３が貼り付けられる。
　上記のように組み立てられたイオン発生装置は、空気調和機等の電気機器に組み込まれる。電気機器に、発生したイオンを送風によって室内に放出するための送風路が設けられ、図５に示すように、送風路を形成するダクト４４にイオン発生装置が装着される。
　ダクト４４の周壁に、取付口４５が形成され、取付口４５にハウジング３の放電カバー１１が嵌め込まれる。シール部材１３がダクト４４の外壁に密着して、ハウジング３とダクト４４との隙間が塞がれ、ダクト４４から外部への空気の漏れを防止することができる。
　ハウジング３の放電カバー１１の前面がダクト４４の内部に臨み、放出口１２がダクト４４と連通する。このとき、被覆シート３６がダクト４４の内部に露出して、外装ケース１５がダクト４４に臨まないように隠される。なお、放電カバー１１の前面は、ダクト４４の周壁よりもわずかに内部に突出している。したがって、被覆シート３６に覆われた突出部３２の前面はダクト４４の内部に位置する。
　イオン発生装置が駆動すると、高電圧発生回路部２が動作して、高圧トランス８の作動により放電電極５と誘導電極である外装ケース１５との間に高電圧が印加される。各放電電極５の先端でコロナ放電が生じる。各放電電極５の先端では、正イオンおよび負イオンが発生する。正の放電電極５では、負イオンがダイオード２７を通って流れ、正イオンだけが放出される。負の放電電極５では、正イオンがダイオード２８を通って流れ、負イオンだけが放出される。
　発生する電磁ノイズを低減するために設けられる外装ケース１５を誘導電極とすることにより、別部材の電極を設ける必要がなくなる。これにより、部材の削減や組立工数の削減となり、コストを低減できる。しかも、別部材の誘導電極がなくなるので、ハウジング３の放出口の近辺をコンパクトにでき、イオン発生装置の小型化を図れる。
　また、放出口１２からハウジング３内に導電性の異物が混入しても、放電電極５の周囲は絶縁物しかないので、放電電極５が短絡することがなくなり、イオン発生装置の故障を防止できる。さらに、水の浸入や結露があっても同様に短絡を防止できる。
　高圧トランス８の１次側と２次側とがコンデンサ３０を介して接続されることにより、放電に伴う交流電流だけを直結することができ、異常時に１次側に流れる高周波電流の直流成分をカットすることが可能となって、異常時に２次側に直流成分が流れることを防いで安全性を高めることができる。また、交流成分を２次側に流さずに、グランド（ＧＮＤ）に流すことができ、輻射ノイズの発生を低減できる。
　電磁ノイズの発生を低減するために、図６に示すように、放電電極５がノイズ低減素子５０を介して高電圧発生回路部２に接続される。ノイズ低減素子５０は、電流制限素子あるいはコイルとされ、各放電電極５とダイオード２７，２８との間に介装される。なお、電流制限素子は、抵抗などとされる。ノイズ低減素子５０により、放電電極５に流れるノイズ電流を低減でき、電磁ノイズの発生を抑制できる。なお、図中、高圧トランス８の１次側と２次側との間にコンデンサ３０が介装されていないが、ここにコンデンサ３０を配してもよい。
　上記の放電電極５から発生したイオンは、放出口１２からダクト４４内に放出される。ダクト４４内の送風により、イオンは運ばれ、ダクト４４の出口から高濃度のイオンを含んだ風が吹き出される。
　ここで発生する正イオンは、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＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは０または任意の自然数）として表される。また負イオンは、酸素イオン（Ｏ２ －）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、Ｏ２ －（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは０または任意の自然数）として表される。
正イオンおよび負イオンの両極性のイオンを放出する場合には、空気中の正イオンであるＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは０または任意の自然数）と、負イオンであるＯ２ －（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは０または任意の自然数）とが略同等量発生する。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んで付着し、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、浮遊カビ菌などを除去することが可能となる。
　図５（ｂ）に示すように、ダクト４４に面した外装ケース１５の突出部３２には、被覆シート３６が設けられているので、イオンに接触する外装ケース１５の前面は電気的に絶縁される。そのため、放出口１２から放出されたイオンは外装ケース１５に吸着されない。図５（ｃ）に示すように、被覆シート３６がない場合、外装ケース１５の前面は、外部に露出する。放出されたイオンの一部が外装ケース１５の電荷に引かれて外装ケース１５の前面に吸着される。そのため、ダクト４４から出るイオンが減少する。実験によると、約１割のイオンが外装ケース１５に吸着されるという結果が得られた。しかし、被覆シート３６を設けることにより、外装ケース１５にイオンが吸着されることはなく、放出されるイオンの減少を防止でき、ダクト４４から出るイオンを十分に確保できる。
　このように、外装ケース１５におけるイオンに接触する可能性のある外面が露出することがないように、被覆シート３６を設けることが重要である。そこで、外装ケース１５の通過口３３の端面も覆うように被覆シート３６を貼り付けてもよい。また、被覆シート３６は、外装ケース１５全面に設ける必要はない。すなわち、ハウジング３の放出口１２から放出されたイオンが付着する可能性がある外装ケース１５の外面だけに被覆シート３６を設ければよい。例えば、突出部３２の前面がダクト４４に臨む場合、突出部３２の前面に被覆シート３６が設けられる。ただし、ハウジング３全体がダクト４４内に配置される場合には、シールドケース３３の全面を被覆シート３６で覆うことが必要となる。
　以上のように、ハウジング３を機能的に覆うことができない部分を除いて、外装ケース１５で覆うことができるので、制御基板や電子部品に対して電磁ノイズの低減対策を行うよりも簡単に電磁ノイズを抑えることが可能となる。したがって、放電を伴う装置や高電圧発生回路部を有する小型のイオン発生装置において応用できるとともに、これらのイオン発生装置を空気調和機、空気清浄機、冷蔵庫、掃除機等の電気機器や自動車等の乗物といった各種の製品に搭載する際にも電磁ノイズを抑制することが可能になる。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。絶縁部として、塗装により絶縁膜を形成してもよい。イオンが接触する可能性のあるシールドケースの表面に電気絶縁性材料を塗布したり、吹き付けたりすることにより、絶縁膜が形成される。
　また、ハウジングにリブを設けなくてもよい。この場合、シールドケースの通過口の端面が露出する。そこで、通過口の端面にも被覆シート等の絶縁部を設ける。
　　　　１　　イオン発生素子
　　　　２　　高電圧発生回路部
　　　　３　　ハウジング
　　　　４　　開口
　　　　５　　放電電極
　　　　８　　高圧トランス
　　　１１　　放電カバー
　　　１２　　放出口
　　　１５　　外装ケース
　　　２５　　電源回路
　　　２７　　ダイオード
　　　２８　　ダイオード
　　　３０　　コンデンサ
　　　３２　　突出部
　　　３３　　通過口
　　　３５　　リブ
　　　３６　　被覆シート
　　　５０　　ノイズ低減素子

Claims (7)

  1. イオンを発生するための放電電極と放電電極に高電圧を供給する高電圧発生回路部とがハウジングに収容され、ハウジングに、発生したイオンを放出するための放出口が形成され、ハウジングがシールドケースに覆われ、シールドケースが高電圧発生回路部に接続されて誘導電極として機能し、放出されたイオンがシールドケースに付着しないように、イオンが放出される空間に面したシールドケースの外面が絶縁部により覆われたことを特徴とするイオン発生装置。
  2. 高電圧発生回路部は、高圧トランスを有し、シールドケースが高圧トランスの２次側に接続されたことを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
  3. シールドケースがコンデンサを介して接地接続されたことを特徴とする請求項１または２記載のイオン発生装置。
  4. 高圧トランスの１次側と２次側との間にコンデンサが介装されたことを特徴とする請求項３記載のイオン発生装置。
  5. 放電電極がノイズ低減素子を介して高電圧発生回路部に接続されたことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のイオン発生装置。
  6. シールドケースに、放出口に通じる通過口が形成され、ハウジングの放出口の周縁に、外側に向かって突出するリブが形成され、リブがシールドケースの通過口の内周面を覆うことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のイオン発生装置。
  7. 絶縁部は、シールドケースの通過口の周辺を覆うことを特徴とする請求項６記載のイオン発生装置。
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