JPH0631099U - イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価に製造でき、取り付け作業が容易で、小
型堅牢なイオン発生装置を提供する。 【構成】 複数の鋸歯１２ａを有する板状のイオン発生
用電極１２と、対向電極１４と、両電極を保持する筐体
２０と、両電極間に高電圧を印加するための高電圧発生
回路基板５０とを有するイオン発生装置１０であって、
イオン発生用電極１２と対向電極１４とを筐体の外側面
２０ａに、イオン発生用電極１２が対向電極１４に垂直
に位置するよう一体的に配置し、更に筐体２０内に高電
圧発生回路基板５０を配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、空気をイオン化させるイオン発生装置に関し、更に詳細には一体構 造からなるイオン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

イオン化された空気には食品の鮮度保持の効果があり、このために、従来から 冷蔵庫或いは食品貯蔵庫等にイオンを発生させるイオン発生装置が配置されてい る。このイオン発生装置は、対向する電極間に高電圧発生回路において発生され た高電圧を印加して空気をイオン化させている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のイオン発生装置には、イオンを効率的に発生させるため一方の電極 （イオン発生用電極）に針状の電極が主として用いられている。この針状の電極 は、金属の基部に針を植設して形成するため製造が難しく、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。また、このイオン発生装置は、該イオン発 生用電極と他方の電極（面状電極）とを保持部材により位置決めし、これら電極 に高電圧発生回路において発生された電圧をリード線を介して印加していた。こ のため、冷蔵庫等へ取り付ける際に、電極と高電圧発生回路基板とを別々に取り 付け、これらをリード線で結線する必要があり、取り付け作業を狭い庫内で行う ことが困難であった。また、電極と高電圧発生回路基板とを別々の場所に取り付 けているため広い場所を専有した。更には、庫内に取り付けられた電極は、保持 部材により位置決めされているだけで堅牢に固定されておらず、使用者が食品を 庫内に収容しようとした際に誤って食器をぶつけると破損を生じ易いという問題 点もあった。 本考案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、安価に製造でき、取り付け作業が容易で、小型堅牢なイオン発生装置を 提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案は、複数の鋸歯を有する板状のイオン発生 用電極と、対向電極と、前記両電極を保持する筐体と、前記両電極間に高電圧を 印加するための高電圧発生回路基板とを有するイオン発生装置であって、前記イ オン発生用電極と前記対向電極とを該筐体の外側面に、前記イオン発生用電極が 前記対向電極に垂直に位置するよう一体的に配置し、前記筐体内に前記高電圧発 生回路基板を配置したことを特徴とする。

【０００５】

【作用】

上記のように構成されたイオン発生装置では、イオン発生用電極が鋸歯状であ るので容易に形成できる。また、イオン発生用電極と対向電極とを筐体の外側面 に一体的に配置し、更に筐体内に高電圧発生回路基板を配置したので、冷蔵庫へ の取り付けが容易で、装置全体を小型で堅牢に構成できる。

【０００６】

【実施例】

本考案の実施例について図面を参照し説明する。先ず、図１、図２及び図３を 参照して本考案の一実施例に係るイオン発生装置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２０ ａ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１２ａ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。

【０００７】 誘電体セラミクスから成る対向電極１４は、外部からの衝撃より保護を図るた めにホルダ１６Ａ、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１２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２２に、ボス２４及びピン２ ６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。 本実施例では、上記一体構成のイオン発生装置１０を冷蔵庫の所定の場所に配 置固定することにより、該イオン発生装置１０を庫内に取り付ける。

【０００８】 次に、本実施例のイオン発生用電極１２の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７０ μｍ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７０ μｍ〜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。

【０００９】 図４にイオン発生用電極の別の例を示す。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。

【００１０】 次に、セラミクスと金属とを一体成形して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、アルミナ粉末に基に流動性のある スラリーを作り、これから厚さ０．５ｍｍのアルミナグリーンシート２８、３０ を形成する。次に、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 成し、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 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〜１６００°Ｃの非酸化雰囲気中で 焼成し、対向電極１４を完成させる。

【００１１】 図６に対向電極の別の例を示す、図５に関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。

【００１２】 図７に対向電極１４が一体的に取り付けら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５０ａ 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。

【００１３】 次に、高電圧発生回路基板５０の回路構成について、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 源に冷蔵庫内で接続され、イオン発生用電極１２と対向電極１４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ＺＤ１、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Ｃ１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４４ａ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Ｃ１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。

【００１４】 次に、上記構成に係るイオン発生装置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。

【００１５】 現在、食品の鮮度保持等の効果は主としてマイナスイオンによりもたらされる が判明しているが、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。

【００１６】 次に、両電極のギャップ長とイオン発生量の関係について図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（６０Ｈｚ）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。

【００１７】 次に、イオン発生用電極の材質について、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５ ｃｍ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５０００ ０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３００００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、本考案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 。

【００１８】 図１２はイオン発生装置１０の冷蔵庫への配置例である。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、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１ ４とが上部に位置するように、イオン発生装置１０を庫内に取り付けている。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。

【００１９】 なお、前述した実施例においては電力源として商用交流電源を用いたが、本考 案は、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。

【００２０】 本実施例においては、対向電極１４と高電圧発生回路基板５０とをネジ４２Ａ 、４２Ｂで機械的及び電気的に一体結合させたので、高電圧発生回路基板上のト ランス４４を電極に電気接続するリード線による結線作業が不要である。また、 イオン発生装置１０を組み立てる際にも、一体となった対向電極１４及び高電圧 発生回路基板５０を筐体２０に組み込むことができるため作業が簡便である。 なお、本実施例においては、イオン化された空気の食品鮮度保持効果を利用す るために、イオン発生装置１０を冷蔵庫等の食品貯蔵庫へ配置する例について説 明したが、イオン（特にマイナスイオン）には人体の健康増進の効用もあり、こ れを活用するために本実施例のイオン発生装置１０を自動車の車室或いは浴室等 に取り付けることも好適である。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、以上説明した構成を有し、イオン発生用電極の先端を鋸歯状に形成 したため、イオン発生用電極を安価かつ簡便に製造することが可能である。また 、イオン発生用電極と対向電極とが筐体の外側面に一体的に配置され、更に筐体 内に高電圧発生回路基板が配置されているため、本考案のイオン発生装置は、冷 蔵庫への取り付けが容易で、装置全体を小型で堅牢に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例に係るイオン発生装置の平
面図

【図２】 図１のイオン発生装置を矢印Ｂ側から見た側
面図

【図３】 図１のイオン発生装置を矢印Ａ側から見た側
面図

【図４】 図１の別実施例に係るイオン発生用電極の正
面図

【図５】 実施例の対向電極の一部切り欠き斜視図

【図６】 図５の別実施例に係る対向電極の側面図

【図７】 実施例の高電圧発生回路基板の斜視図

【図８】 図７に示す高電圧発生回路基板の回路図

【図９】 イオン発生用電極と対向電極間に印加される
電圧の波形図

【図１０】 電極のギャップ長とイオン発生量との関係
を示すグラフ

【図１１】 イオン発生用電極の耐久性を示すグラフ

【図１２】 図１に示すイオン発生装置の冷蔵庫内への
配置の一例を示す側面図

【符号の説明】

１０ イオン発生装置 １２ イオン発生用電極 １４ 対向電極 ２０ イオン発生装置筐体 ２８ アルミナグリーンシート ３０ アルミナグリーンシート ３２ 面状電極 ４４ トランス ５０ 高電圧発生回路基板

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鋸歯を有する板状のイオン発生用
   電極と、対向電極と、前記両電極を保持する筐体と、前
   記両電極間に高電圧を印加するための高電圧発生回路基
   板とを有するイオン発生装置であって、 前記イオン発生用電極と前記対向電極とを該筐体の外側
   面に、前記イオン発生用電極が前記対向電極に垂直に位
   置するよう一体的に配置し、 前記筐体内に前記高電圧発生回路基板を配置したことを
   特徴とするイオン発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１項において、前記対向電極と前
   記高圧発生回路基板とが一体的に結合されていることを
   特徴とするイオン発生装置。