JP4640413B2 - イオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、イオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置、より特定的には、絶縁基板と、線状電極と、グランド電極と、を備えるイオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置に関する。

この種のイオン発生装置として、従来、特許文献１に記載されたものが知られている。具体的には、図７の分解斜視図に示すように、このイオン発生装置１０１は、絶縁基板１４１上にグランド電極１４２及び高圧電極１４３と、グランド電極１４２の表面に形成された絶縁膜１４４と、線状電極１４５とを備える。絶縁基板１４１は、一辺を切り欠いて凹部１４１ａを設けている。線状電極１４５の根元部は高圧電極１４３にはんだ付けされ、先端側は凹部１４１ａから突出している。

ところで、従来のイオン発生装置１０１では、指が、凹部１４１ａから入ってしまい、線状電極１４５と接触してしまうおそれがある。線状電極１４５には強電解を発生させるため大きな電圧が印加されるので、指が線状電極１４５に触れることは好ましくない。
特開２００５−６３８２７号公報

そこで、本発明の目的は、線状電極に指が触れにくいイオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置を提供することである。

第１の発明は、絶縁基板と、線状電極と、グランド電極と、を備えるイオン発生部品であって、前記絶縁基板は、前記線状電極の先端部が突出するように該線状電極が取り付けられる本体部と、前記線状電極の先端部の両側方において、該線状電極から離間した状態で前記本体部から延在し、前記グランド電極が形成される２本の延在部と、を含み、前記２本の延在部の先端はつながっており、前記２本の延在部に形成されたグランド電極は、該２本の延在部の先端においてつながっていること、を特徴とする。

以上のようなイオン発生部品によれば、２本の延在部の先端がつながっているので、線状電極を指で触れにくくなる。その結果、イオン発生部品の安全性が向上する。

グランド電極が延在部の先端においてつながっているので、グランド電極と線状電極との間に発生する電界が集中しやすくなる。その結果、イオン発生部品が効率的にイオンを発生できるようになる。

第２の発明は、絶縁基板と、線状電極と、グランド電極と、を備えるイオン発生部品であって、前記絶縁基板は、前記線状電極の先端部が突出するように該線状電極が取り付けられる本体部と、前記線状電極の先端部の両側方において、該線状電極から離間した状態で前記本体部から延在し、前記グランド電極が形成される２本の延在部と、を含み、前記２本の延在部の先端部間の距離は、該２本の延在部の他の部分間の距離よりも狭く、前記２本の延在部の先端部に形成される前記グランド電極の距離は、該２本の延在部の他の部分に形成される前記グランド電極の距離よりも狭いこと、を特徴とする。

以上のようなイオン発生部品によれば、２本の延在部がその先端において互いの間隔が狭くなっているので、線状電極を指で触れにくくなる。その結果、イオン発生部品の安全性が向上する。

第１及び第２の発明では、前記線状電極の線径は、１００μｍ以下であることが好ましい。

線径が１００μｍ以下の細い線状電極を用いることにより、電子が線状電極の先端部に集中しやすくなり、強電界が生じやすくなる。

第１及び第２の発明では、前記グランド電極の表面には絶縁膜が形成されていることが好ましい。

グランド電極の表面を絶縁膜で覆うことにより、マイナスイオン発生量をほとんど変えることなく、オゾン発生抑制効果を得ることができる。

第１及び第２の発明では、前記絶縁膜は、前記グランド電極の表面に、前記線状電極の先端部に対向する該グランド電極の部分を残して形成されることが好ましい。

グランド電極の先端部が絶縁膜で覆われていないため、グランド電極と線状電極との間に漏れ電流が流れ、イオンの発生と共に、微量のオゾンを発生させることができる。

第１及び第２の発明では、前記グランド電極が抵抗体からなることが好ましい。

グランド電極には、例えば酸化ルテニウムやカーボン抵抗などの抵抗体が用いられる。線状電極がグランド電極に接触するような事態が生じた場合においても、抵抗体であればショートによる発熱を低減できる。特に、酸化ルテニウムは、高電界がかかってもマイグレーションを起こさないので、最適な材料である。

第１及び第２の発明は、以下に示すイオン発生ユニットに適用可能である。具体的には、イオン発生ユニットは、前記絶縁基板上に設けられた、前記線状電極を取り付けるための高圧電極を更に備えた第１又は第２の発明に係るイオン発生部品と、前記高圧電極に接続され、リード線との係止部を有する第１端子と、前記グランド電極に接続され、リード線との係止部を有する第２端子と、前記イオン発生部品と前記第１端子と前記第２端子とを収容するためのケースと、を備えることを特徴とする。また、第１の発明及び第２の発明は、以下に示すイオン発生装置にも適用可能である。具体的には、イオン発生装置は、第１又は第２の発明に係るイオン発生部品と、マイナス電圧を発生する高圧電源と、を備えることを特徴とする。

前記イオン発生ユニットは、以下に示すイオン発生装置にも適用可能である。具体的には、イオン発生装置は、前記第１端子と前記第２端子にそれぞれ係止されるリード線を有し、かつ、マイナス電圧を発生する高圧電源と、請求項８に記載のイオン発生ユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るイオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置によれば、２本の延在部の先端がつながっている又は２本の延在部の先端の間隔が狭くなっているので、線状電極を指で触れにくくなる。その結果、イオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置の安全性が向上する。

以下に、本発明に係るイオン発生部品、イオン発生ユニット及びイオン発生装置の実施形態について添付の図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１はイオン発生装置１の分解斜視図、図２はその外観斜視図である。図１に示すように、イオン発生装置１は、下側樹脂ケース２と、上側樹脂ケース３と、イオン発生部品４と、第１端子５ａと、第２端子５ｂと、リード線７，８と、高圧電源（図示せず）とを備えている。ここに、下側樹脂ケース２と、上側樹脂ケース３と、イオン発生部品４と、第１端子５ａと、第２端子５ｂとでイオン発生ユニットを構成している。

下側樹脂ケース２は、一方の端部の側壁２ａに空気の取入れ口２１が形成され、他方の端部の側壁２ｂに空気の吐出口２２が形成されている。更に、手前側の側壁２ｃには、係止腕部２３が形成されている。

上側樹脂ケース３は、一方の端部の側壁３ａに空気の取入れ口（図示せず）が形成され、他方の端部の側壁３ｂに空気の吐出口３２が形成されている。手前側の側壁３ｃには、爪部３１が２個形成されている。これらの爪部３１を下側樹脂ケース２の係止腕部２３に嵌め込むことにより、上側樹脂ケース３と下側樹脂ケース２は堅固に接合し、通気性のある樹脂ケースとされる。上側樹脂ケース３と下側樹脂ケース２が内部に形成する収容部には、イオン発生部品４と端子５ａ，５ｂが配設されている。

イオン発生部品４は、図３に示すように、絶縁基板４１、グランド電極４２、高圧電極４３、絶縁膜４４及び線状電極４５を備える。絶縁基板４１は、板状の部材であって、本体部４１ａと、一対の延在部４１ｂ，４１ｃを含む。本体部４１ａには、高圧電極４３が設けられる。線状電極４５は、その根元部分が高圧電極４３にはんだ付けされることにより、本体部４１ａに取り付けられる。線状電極４５の先端部は本体部４１ａの主面方向に沿って該本体部４１ａから突出している。線状電極４５は線径が１００μｍ以下の極細線であり、縦弾性係数が２５００Ｎ／ｍｍ²以上であり、ピアノ線、タングステン線、ステンレス線、チタン線などが用いられる。

延在部４１ｂ，４１ｃは、線状電極４５の先端部の両側方において、該線状電極４５から離間した状態で、本体部４１ａから延在する。そして、該延在部４１ｂ，４１ｃの先端は互いに接続されている。具体的には、延在部４１ｂ，４１ｃは、上方から平面視したときに、線状電極４５を挟み、かつ線状電極４５と略平行に延びるように設けられる。そして、線状電極４５の延長線上において、延在部４１ｂの先端と延在部４１ｃの先端とが接続されている。すなわち、絶縁基板４１には主面を貫く開口部が形成され、前記線状電極４５の先端はこの開口部に突出している。

グランド電極４２は、延在部４１ｂ，４１ｃの主面上に、線状電極４５と略平行な一対の脚部４２ａ，４２ｂを有している。これらの脚部４２ａ，４２ｂは、延在部４１ｂ，４１ｃの先端において互いに接続されている。グランド電極４２の表面には、端子５ｂが接触するコンタクト部４２ｃを残して、絶縁膜４４が形成されている。絶縁膜４４の材料としてはシリコン樹脂、ガラスグレーズなどが用いられる。グランド電極４２は５０ＭΩ程度の抵抗値を持っている。グランド電極４２の材料としては、酸化ルテニウムペーストやカーボンペーストなどが用いられる。特に、酸化ルテニウムは高電界がかかってもマイグレーションを起こさないので、最適な材料である。グランド電極４２は、例えばこれらのペーストを絶縁基板４１に塗布して焼き付けることにより形成される。

金属製端子５ａ，５ｂはそれぞれ係止部５１と足部５２にて構成されている。係止部５１は、上側樹脂ケース３の上面３ｄに形成された保持部３３，３４に嵌め込まれる。端子５ａの足部５２は高圧電極４３のコンタクト部４３ａに接触接続し、端子５ｂの足部５２はグランド電極４２のコンタクト部４２ｃに接触接続している。

高圧用リード線７の端部７ａは上側樹脂ケース３の保持部３３の正面に形成された開口部（図示せず）に嵌入され、芯線７１が端子５ａの係止部５１に係合して電気的に接続される。同様に、グランド用リード線８の端部８ａは保持部３４の正面に形成された開口部（図示せず）に嵌入され、芯線８１が端子５ｂの係止部５１に係合して電気的に接続される。

高圧用リード線７は高圧電源のマイナス出力端子に接続され、グランド用リード線８は高圧電源のグランド出力端子に接続される。高圧電源はマイナスの直流電圧を供給するが、マイナスの直流バイアスを重畳した交流電圧を供給してもよい。そして、このイオン発生装置１は空気清浄機や空調機などに組み込まれる。つまり、高圧電源が空気清浄機の電源回路部にセットされ、イオン発生装置が送風経路にセットされることにより、空気清浄機などはマイナスイオンを含んだ風を送風する。

以上の構成からなるイオン発生装置１は、−１．３ＫＶ〜−２．５ＫＶの電圧でマイナスイオンを発生させることができる。すなわち、線状電極４５にマイナス電圧をかけると、線状電極４５とグランド電極４２との間で強電界が形成される。また、線状電極４５の先端部は絶縁破壊してコロナ放電状態になる。このとき、線状電極４５の先端部周辺では、空気中の分子がプラズマ化されて、分子がプラスイオンとマイナスイオンとに分かれ、空気中のプラスイオンは線状電極４５に吸収され、マイナスイオンが残ることになる。

以上のように構成されたイオン発生装置１によれば、延在部４１ｂ，４１ｃが互いに接続されているので、吐出口２２，３２を介して指が線状電極４５に接触しにくくなる。その結果、イオン発生装置１の安全性が向上する。更に、線状電極４５の周囲を取り囲むようにグランド電極４２が形成されるので、線状電極４５とグランド電極４２との間に発生する電界が集中しやすくなる。その結果、より効率的にマイナスイオンを発生することが可能となる。

また、縦弾性係数が２５００Ｎ／ｍｍ²以上の線状電極４５を用いることにより、該線状電極４５が曲がりにくくなると共に、該線状電極４５に外力が作用しても復元しやすくなる。その結果、線状電極４５が本来の搭載位置からずれにくくなる。

（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態に係るイオン発生部品４Ａの平面図である。イオン発生部品４では延在部４１ｂ，４１ｃが互いに接続されていたのに対して、イオン発生部品４Ａでは延在部６１ｂ，６１ｃが接続されていない。具体的には、延在部６１ｂの先端部と延在部６１ｃの先端部との間の距離が、延在部６１ｂの他の部分と延在部６１ｃの他の部分との間の距離よりも狭くなっている。そして、延在部６１ｂ，６１ｃの先端部間の距離Ｌは、３ｍｍ以下であることが好ましい。更に、グランド電極４２の脚部４２ａ，４２ｂ間の距離も、その先端部において狭くなっていることが好ましい。

以上のように、延在部６１ｂの先端部と延在部６１ｃの先端部との間隔を狭くすることによっても、指が線状電極４５に接触することを防止できる。更に、グランド電極４２の脚部４２ａ，４２ｂの間隔も、その先端部において狭くなっているので、グランド電極４２と線状電極４５との間隔が近くなり、電界強度が高くなる。その結果、より効率的にマイナスイオンを発生することが可能となる。

なお、本実施形態において、延在部６１ｂ，６１ｃの先端部とは、延在部６１ｂ，６１ｃの先端近傍を指すが、より具体的には、線状電極４５の先端よりも先に位置する部分を指す。

（第３の実施形態）
図５及び図６はそれぞれ、第３の実施形態に係るイオン発生部品４Ｂ及びイオン発生部品４Ｃの平面図である。第１及び第２の実施形態において、イオン発生部品４，４Ａのグランド電極４２の表面は、コンタクト部４２ｃを残して絶縁膜４４に覆われているのに対して、第３の実施形態では、イオン発生部品４Ｂ，４Ｃのグランド電極４２の表面は、線状電極４５の先端部に対向するグランド電極４２の先端部分４２ｄ及びコンタクト部４２ｃを残して、絶縁膜４４に覆われている。すなわち、先端部分４２ｄが、絶縁膜４４から露出している。

以上のように、グランド電極４２の先端部分４２ｄが絶縁膜４４で覆われていないため、グランド電極４２と線状電極４５との間に漏れ電流が流れ、イオンの発生と共に、微量のオゾンが発生するようになる。なお、グランド電極４２が絶縁膜４４から露出している先端部分４２ｄの面積や位置を変えることで、漏れ電流を制御することができ、オゾンの発生量を制御することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、イオン発生部品の線状電極は一つに限るものではなく、二つ以上備えていてもよい。ただし、二つ以上の線状電極を設ける場合には、線状電極同士が接近し過ぎると、電界分布が乱れて放電効率が低下するので、間隔に注意する必要がある。

第１の実施形態に係るイオン発生装置の分解斜視図である。 前記イオン発生装置の外観斜視図である。 図１に示したイオン発生装置に含まれるイオン発生部品を示す平面図である。 第２の実施形態に係るイオン発生部品を示す平面図である。 第３の実施形態に係るイオン発生部品を示す平面図である。 第３の実施形態に係るイオン発生部品を示す平面図である。 従来のイオン発生装置の分解斜視図である。

１ イオン発生装置
２ 下側樹脂ケース
３ 上側樹脂ケース
４，４Ａ イオン発生部品
５ａ 第１端子
５ｂ 第２端子
７，８ リード線
４１ 絶縁基板
４１ａ 本体部
４１ｂ，４１ｃ，６１ｂ，６１ｃ 延在部
４２ グランド電極
４２ａ，４２ｂ 脚部
４２ｃ コンタクト部
４３ 高圧電極
４４ 絶縁膜
４５ 線状電極
５１ 係止部

Claims (10)

1. 絶縁基板と、線状電極と、グランド電極と、を備えるイオン発生部品であって、
   前記絶縁基板は、
   前記線状電極の先端部が突出するように該線状電極が取り付けられる本体部と、
   前記線状電極の先端部の両側方において、該線状電極から離間した状態で前記本体部から延在し、前記グランド電極が形成される２本の延在部と、
   を含み、
   前記２本の延在部の先端はつながっており、
   前記２本の延在部に形成されたグランド電極は、該２本の延在部の先端においてつながっていること、
   を特徴とするイオン発生部品。
2. 絶縁基板と、線状電極と、グランド電極と、を備えるイオン発生部品であって、
   前記絶縁基板は、
   前記線状電極の先端部が突出するように該線状電極が取り付けられる本体部と、
   前記線状電極の先端部の両側方において、該線状電極から離間した状態で前記本体部から延在し、前記グランド電極が形成される２本の延在部と、
   を含み、
   前記２本の延在部の先端部間の距離は、該２本の延在部の他の部分間の距離よりも狭く、
   前記２本の延在部の先端部に形成される前記グランド電極の距離は、該２本の延在部の他の部分に形成される前記グランド電極の距離よりも狭いこと、
   を特徴とするイオン発生部品。
3. 前記２本の延在部の先端部間の距離は３ｍｍ以下であること、
   を特徴とする請求項２に記載のイオン発生部品。
4. 前記線状電極の線径は、１００μｍ以下であること、
   を特徴とする請求項１項乃至３のいずれかに記載のイオン発生部品。
5. 前記グランド電極の表面には絶縁膜が形成されていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のイオン発生部品。
6. 前記絶縁膜は、前記グランド電極の表面に、前記線状電極の先端部に対向する該グランド電極の部分を残して形成されること、
   を特徴とする請求項５に記載のイオン発生部品。
7. 前記グランド電極が抵抗体からなること、
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のイオン発生部品。
8. 前記絶縁基板上に設けられた、前記線状電極を取り付けるための高圧電極を更に備えた請求項１乃至７のいずれかに記載のイオン発生部品と、
   前記高圧電極に接続され、リード線との係止部を有する第１端子と、
   前記グランド電極に接続され、リード線との係止部を有する第２端子と、
   前記イオン発生部品と前記第１端子と前記第２端子とを収容するためのケースと、
   を備えることを特徴とするイオン発生ユニット。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載のイオン発生部品と、
   マイナス電圧を発生する高圧電源と、
   を備えることを特徴とするイオン発生装置。
10. 前記第１端子と前記第２端子にそれぞれ係止されるリード線を有し、かつ、マイナス電圧を発生する高圧電源と、
    請求項８に記載のイオン発生ユニットと、
    を備えることを特徴とするイオン発生装置。

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