JPH06109274A - イオン発生電極構造 - Google Patents
イオン発生電極構造Info
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- JPH06109274A JPH06109274A JP4279389A JP27938992A JPH06109274A JP H06109274 A JPH06109274 A JP H06109274A JP 4279389 A JP4279389 A JP 4279389A JP 27938992 A JP27938992 A JP 27938992A JP H06109274 A JPH06109274 A JP H06109274A
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Abstract
より効率的にマイナスイオンを発生させ得るイオン発生
電極構造を提供する。 【構成】 イオン発生用電極12がニッケルから成るた
め消耗が生じ難い、また、イオン発生用電極を鋸歯状1
2aにしたので容易に形成できる。更に、イオン発生用
電極12と面状電極32とを誘電体板28を介して対向
させるため、交流電圧を両電極に印加しても効率的にマ
イナスイオンを発生できる。
Description
イオン発生装置のイオン発生電極構造に関する。
持の効果があり、従来から冷蔵庫或いは食品貯蔵庫等に
おいて用いられている。また現在、イオン化された空気
が人体に良好な影響を与えることが認められ、空気洗浄
器等にも用いられるようになっている。上記のイオンの
効果は、主としてマイナスイオンにより生ずることが判
明している。このため、イオン発生装置の電極として、
一方に面状電極を、他方に該面状電極を指向する針状の
金属電極を用い、針状の電極側(イオン発生用電極)に
負の電位を、面状電極側に正の電位を印加してマイナス
イオンを発生させていた。
用電極には主としてステンレスが用いられていた。この
ため、イオン発生用電極が、使用に伴い徐々にその先端
部分が消耗し、イオンの発生量が減少するという問題点
があった。また、イオン発生用電極には、イオンを効率
的に発生させるため針状の電極が多く用いられた。この
針状の電極は、金属の基部に針を植設して形成する必要
があり、製造が困難なためイオン発生装置のコストを上
昇させる一因となっていた。更に、上記の効用を有する
マイナスイオンを発生させるために、従来のイオン発生
装置においては、電極間に印加する電圧源として直流電
源を用いていた。このために電源装置が高価になるとい
う問題点もあった。本発明は上記の問題点を解決するた
めなされたものであり、その目的とするところは、耐久
性があり、安価に製造でき、交流電源を用いても効率的
にマイナスイオンを発生させ得るイオン発生装置の電極
構造を提供することにある。
め、本発明は、面状電極と、複数の鋸歯を有する板状の
イオン発生用電極とから成り、前記面状電極の上面には
一体的にセラミクス誘電体板が取り付けられ、前記イオ
ン発生電極は主としてニッケルからなり、前記鋸歯の先
端部は45度以下の角度に形成されていることを特徴と
する。
は、イオン発生用電極がニッケルから成るため消耗が生
じ難い。また、イオン発生用電極を鋸歯状にしたので容
易に形成できる。更に、イオン発生用電極と面状電極と
を誘電体セラミクス板を介して対向させるため、交流電
圧を両電極に印加しても効率的にマイナスイオンを発生
できる。
る。先ず、図1、図2及び図3を参照して本発明の一実
施例に係るイオン発生電極構造を用いるイオン発生装置
10について説明する。ここで、図1はイオン発生装置
10の平面図、図2は図1のイオン発生装置10を矢印
B側から見た側面図、図3は矢印A側から見た側面図で
ある。このイオン発生装置10は、高電圧発生回路基板
を内蔵する筐体20と、該筐体20の外側面20aに一
体的に取り付けられたイオン発生用電極12と、対向電
極14とにより主として形成される。対向電極14は筐
体の底面20bと略平行に取り付けられ、複数の鋸歯1
2aを有するイオン発生用電極12は、筐体20の側面
20aと略平行であって且つ該対向電極14をその鋸歯
12aが指向するように取り付けられている。このイオ
ン発生用電極12はニッケル板の打ち抜きにより構成さ
れ、また、対向電極14は誘電体セラミクスに金属を埋
設した構成からなる。これらの製造方法については後に
詳細に説明する。
は、外部からの衝撃より保護を図るためにホルダ16
A、16Bにより強固に挟持され、筐体20から外方に
向かい延在固定されている。他方、イオン発生用電極1
2は、イオン発生装置の筐体外側面20aに略平行にな
るように絶縁物から成るイオン発生用電極保持部材22
を介して位置決めされ、該イオン発生用電極保持部材2
2に、ボス24及びピン26で取り付けられている。イ
オン発生用電極12の先端と対向電極14との空間ギャ
ップ長は、本実施例においては4mmに設定されてい
る。これは、空間ギャップが2mm以下になるとスパー
ク放電を起こし易くなりイオン発生が急激に減少し、反
対に20mm以上であると、イオン発生に必要な電圧が
15KV以上必要となり電源の設計が困難になるためで
ある。この理由については、後で更に詳しく説明する。
製造方法について説明する。このイオン発生用電極12
は、厚さ70μm〜500μm程度のニッケルを主とし
てなる金属板を打ち抜いて形成されている。イオン発生
用電極12の厚みについては、薄い方が電極先端部分で
の曲率半径が小さくなり、イオンの発生効率が高くな
る。例えば、厚みが1000μmのイオン発生用電極に
対して、厚みの薄い70μmのものは、約3倍のイオン
発生量が得られる。他方、イオン発生用電極があまりに
薄いと機械的強度に問題が生じる。このため本実施例で
は、上記厚さ70μm〜500μm程度のニッケル板を
用いて構成される。同様に電極先端部分での曲率半径を
小さくしイオン発生効率を高めるように、鋸歯12aの
先端は45°以下の角度に設定されている。
この例では、イオン発生用電極15が、図示形状に形成
されたステンレス板にニッケルメッキを施し構成されて
いる。かかる構成によっても後述するように電極の消耗
に対して十分な耐久性を有する。
成る本実施例の対向電極14の製造方法について図5を
参照して説明する。先ず、アルミナ粉末に、MgO 2
%(重量比、以下全て同じ)CaO 2%、SiO2 4
%を混合して、ボールミルで50から80時間程度、湿
式粉砕した後脱水乾燥する。そして、この粉末にメタク
リル酸イソブチルエステル3%、ブチルエステル3%、
ニトロセルロース1%、ジオクチルフタレート0.5%
を加え、更に溶剤としてトリクロールエチレン、n−ブ
タノールを加えてボールミルで混合して流動性のあるス
ラリーを作る。
徐冷し、溶剤を発散させて厚さ0.5mmの高純度のア
ルミナグリーンシート28、30を形成する。他方、金
属製の面状電極32を形成するため、同様な方法により
タングステン粉末をスラリー状にしてメタライズインク
を作成する。これを前記アルミナグリーンシート30に
通常のスクリーン印刷法によりタングステンメタライズ
インクにより印刷し、面状電極32を形成する。その
後、アルミナグリーンシート28、30を熱圧着する。
この際、アルミナグリーンシート28、30には面状電
極32の端子を引き出すためのスルホール34を形成し
ておく。このように形成した層状物を1400°C〜1
600°Cの非酸化雰囲気中で焼成し、対向電極14を
完成させる。
連して説明した例においては、金属製の面状電極32が
セラミクス中に埋設されるよう構成されたが、この例に
おいては、セラミクス板36の下面に金属製の面状電極
38が付けられ、該面状電極層38の下面は大気中に晒
されるよう構成されている。この対向電極は、アルミナ
グリーンシートに金属製の面状電極38を印刷焼成した
一層構造から成るが、これは、焼成したアルミナに、所
謂二次メタと呼ばれる方法で形成することも可能であ
る。
れる高電圧発生回路基板50を示す。対向電極14は、
その端側部14aを高電圧発生回路基板50の端側部5
0aに重ね合し、ネジ42A、42Bをスルホール34
を挿通し高電圧発生回路基板50の図示しないネジ孔に
固定することにより取り付けられている。同時に、この
ネジ42A、42Bにより、対向電極14内部の金属製
の面状電極32は、トランス44の二次側の端子に結線
されているプリント配線(図示せず)に電気接続され
る。なお、この電気接続はネジ42A、42Bの代わり
にリード線により行うこともできる。
について、図8を参照して説明する。本実施例の高電圧
発生回路基板50は、60Hzまたは50Hzの商用交
流電源に接続され、イオン発生用電極12と対向電極1
4との間にイオン発生に必要とされる高電圧を印加させ
る。100Vの商用交流電圧は、ツェナーダイオードZ
D1、トランジスタTR1及びダイオードD3から成る
回路により電位を規定され、そして、ダイオードD1に
対して順方向となる交流電圧の半波長分が該ダイオード
D1を通りコンデンサC1に印加され、該コンデンサC
1を充電する。そして、電圧がダイオードD1に対して
逆方向となる時に別のコンデンサC2が充電され、この
電圧がサイリスタSCR1のトリガゲートをトリガする
値に達すると、サイリスタSCR1が通電し、上記充電
されたコンデンサC1から電流が流れだし、コンデンサ
C1、サイリスタSCR1及びトランス44の一次側か
ら成る電流路を形成し、これによりトランス44の二次
側に高電圧が発生する。トランス44の二次側端子44
aはイオン発生用電極12に接続され、また、二次側端
子44bは前述したように高電圧発生回路基板50上の
プリント配線を介して対向電極14に接続され、両電極
間に図9に示す印加電圧が加えられるようになってい
る。なお、図中に示す電圧の減衰振幅は、コンデンサC
1のキャパシタンス分とトランス44のインダンクンス
分とによる時定数により形成される波形である。
を有するイオン発生装置10の動作試験の結果について
説明する。イオン発生装置10を動作させ、イオン発生
装置10から5cm離れた場所に於けるイオン数を測定
器により計数したところ、マイナスイオンが通常大気中
に150個/cm3 存在しているのに対して50000
個/cm3 に増加することが確認された。本実施例で
は、イオン発生用電極12と対向電極14間に交流電圧
を印加するために、マスナスイオンと同時にプラスイオ
ンも発生させるが、プラスイオンは200個/cm3 程
度であった。
は主としてマイナスイオンによりもたらされるが、本実
施例は、両電極間に誘電体のセラミクスを介在させ交流
電圧を印加させるために、プラスイオンに比してマイナ
スイオンが非常に多く発生し、イオンによる所望の効果
が得られることが判明した。
の関係について図10を参照し説明する。この図は、5
本の針状電極を有するイオン発生用電極と、アルミナセ
ラミクスに10×30mmのタングステン電極を埋設し
た対向電極とを用い、両電極間に8.5KVpp(60
Hz)の電圧を印加したときの電極空間ギャップ長に対
するイオン発生量の関係を示したものである。ギャップ
長を小さくするとイオン発生量は増大するが、この間隔
を小さくしていくと3mm程度で放電の性質が、イオン
の発生に効果的なコロナ放電から、イオンの発生には適
さないスパーク放電に移行する。このため、ギャップ長
を余り小さくすることはできない。他方、ギャップを大
きくするに伴いイオンの発生量は減少するため、必要な
イオン発生量を確保するためには、ギャップを大きくす
るに従い印加する電圧を高くする必要があるが、ギャッ
プ長20mm以上では電圧が15KV以上必要になり電
源の設計が困難になる。以上の結果より、ギャップ長と
しては、2〜20mm程度が適切であることが判明し
た。
ステンレスとニッケルとの耐久性を比較した図11を参
照して説明する。この試験も、イオン発生装置10から
5cm離れた場所で前述したイオン数を計数する測定器
により行った。ステンレスもニッケルも、1000時間
経過した時点ではマイナスイオンの数が約50000個
/cm3 と同程度であるが、ステンレスは、5000時
間を経過した頃から電極の先端の消耗が大きくなり、電
極間のギャップが大きくなとる共に電極の先端部が鈍
る。このため徐々にマイナスイオンの発生量が減少し、
10000時間を経過したところで発生量が約3000
0個/cm3 になって4割り近く減少した。これに対
し、ニッケルを用いた電極は、10000時間経過して
も殆どイオン発生量の減少が認められない。この試験結
果からニッケルによる電極が、ステンレスのものに比べ
て耐久性に勝ることが明らかになった。なお、他の材質
の金属板にニッケルのメッキを施すことによっても、上
記の試験結果に示される耐久性を得ることが可能であ
り、本発明のイオン発生用電極には、製造コストの軽減
等の目的より、図4に示す実施例のニッケルメッキ板を
用いることも可能である。
る。この例では、図3に示すイオン発生装置10の配置
から反時計回りに90°回転させて、イオン発生装置筐
体20の外側面20aに取り付けられたイオン発生用電
極12と対向電極14とが、上部に位置するようにイオ
ン発生装置10を配置させている。本実施例のイオン発
生装置10は、設置場所等の状況に応じて適宜配置する
ことが可能である。
して商用交流電源を用いたが、本発明は、交流電源を整
流した、或いは電池等の直流電源を用いることも可能で
ある。この場合は、マイナスイオンを発生させるためイ
オン発生用電極側にマイナスの高電圧を印加させる。印
加電圧は、例えば、電極間の空間ギャップが10mmの
場合には5KV程度の値にする。なお、直流電圧を印加
する場合には、前述した交流を印加するのに比較してス
パーク放電が発生し易いため、空間ギャップを大きくと
ることが望ましい。また、面状電極には金属製面状電極
を用いるのが好適である。
オン発生用電極にニッケルを用いているので、電極の先
端部の消耗が少なく長期間使用してもイオンの発生量が
減少しない。また、イオン発生用電極の先端を鋸歯状に
形成したため、安価かつ簡便に製造できる。更に、イオ
ン発生用電極と対向電極との間に、誘電体のセラミクス
板を介在させたため、製造及びランニングコストの安い
交流電源を用いて効率的にマイナスイオンを発生させる
ことが可能である。そして、以上が相乗し、耐久性が勝
り、安価に製造でき、イオン発生の効率が良いという優
れた効果を奏する。
を用いるイオン発生装置の平面図
面図
面図
面図
電圧の波形図
を示すグラフ
側面図
Claims (2)
- 【請求項1】 面状電極と、複数の鋸歯を有する板状の
イオン発生用電極とから成り、 前記面状電極の上面には一体的にセラミクス誘電体板が
取り付けられ、 前記イオン発生用電極は主としてニッケルからなり、前
記鋸歯の先端部は45度以下の角度に形成されているこ
とを特徴とするイオン発生電極構造。 - 【請求項2】 請求項1項において、前記セラミクス誘
電体板と前記イオン発生用電極との空間ギャップを2m
m〜20mmとしたことを特徴とするイオン発生電極構
造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4279389A JP3054504B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | イオン発生電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4279389A JP3054504B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | イオン発生電極構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06109274A true JPH06109274A (ja) | 1994-04-19 |
JP3054504B2 JP3054504B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=17610452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4279389A Expired - Fee Related JP3054504B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | イオン発生電極構造 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3054504B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010044876A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Shishido Seidenki Kk | イオン生成装置 |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP4279389A patent/JP3054504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2010044876A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Shishido Seidenki Kk | イオン生成装置 |
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