(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられているグランド電極と、
前記グランド電極及び前記基板に対して接触しないように配置され、かつ、電圧が印加されることによって、該グランド電極との間においてイオンを発生させる金属電極と、
前記金属電極を保持する保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、前記基板、前記グランド電極及び前記金属電極を収容する外装ケースであり、
前記グランド電極は、前記基板の対向する２辺に沿って延在し、
前記金属電極の先端は、前記基板の法線方向から平面視したときに、前記２辺に沿って延在する前記グランド電極の間に突出していること、
を特徴とするイオン発生器。
【請求項２】
前記基板の一辺に凹部を設け、該凹部の両側に位置する前記基板上に前記グランド電極が延在し、
前記金属電極の先端は、前記基板の法線方向から平面視したときに、前記凹部に突出していること、
を特徴とする請求項１に記載のイオン発生器。
【請求項３】
前記金属電極は、尖った先端部分を有していること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のイオン発生器。
【請求項４】
前記グランド電極は、前記基板の法線方向から平面視したときに、前記金属電極と平行に延在していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のイオン発生器。
【請求項５】
前記金属電極は、リード線が接続される係止部を含んでいること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のイオン発生器。
【請求項６】
前記基板に設けられ、前記グランド電極の一部を露出させた状態で該グランド電極を覆う絶縁膜を、
更に備えており、
前記金属電極は、前記グランド電極が前記絶縁膜から露出している部分との間において、イオンを発生すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のイオン発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生器に関し、より特定的には、金属電極とグランド電極とを備えたイオン発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイオン発生器としては、例えば、特許文献１に記載のイオン発生器が知られている。該イオン発生器は、金属製電極、グランド電極及び基板を備えている。グランド電極は、基板上に設けられている。金属製電極は、基板に取り付けられ、グランド電極と対向している。以上のようなイオン発生器では、金属製電極とグランド電極との間に高圧電圧が印加されることにより、金属製電極とグランド電極との間においてイオンが発生する。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載のイオン発生器では、漏れ電流の発生によって、イオンの発生量が低下するおそれがある。より詳細には、イオン発生器の使用時に、基板の表面に水分や汚れが付着することがある。水分や汚れが付着した状態でイオン発生器が使用されると、水分や汚れを介して金属製電極とグランド電極との間に漏れ電流が流れる。イオンは、金属製電極とグランド電極との間に発生した電界によって発生する。そのため、漏れ電流は、金属製電極とグランド電極との間の電界強度の低下を招く。その結果、特許文献１に記載のイオン発生装置では、イオンの発生量が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４６２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、漏れ電流の発生を抑制できるイオン発生器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係るイオン発生器は、基板と、前記基板に設けられているグランド電極と、前記グランド電極及び前記基板に対して接触しないように配置され、かつ、電圧が印加されることによって、該グランド電極との間においてイオンを発生させる金属電極と、前記金属電極を保持する保持部材と、を備え、前記保持部材は、前記基板、前記グランド電極及び前記金属電極を収容する外装ケースであり、前記グランド電極は、前記基板の対向する２辺に沿って延在し、前記金属電極の先端は、前記基板の法線方向から平面視したときに、前記２辺に沿って延在する前記グランド電極の間に突出していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、漏れ電流の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン発生器の分解斜視図である。
【図２】図１のイオン発生器の外観斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、イオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、上側から平面視した図である。図３（ｂ）は、イオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、左側から平面視した図である。
【図４】図４（ａ）は、第１の変形例に係るイオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、上側から平面視した図である。図４（ｂ）は、第１の変形例に係るイオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、左側から平面視した図である。
【図５】図５（ａ）は、第２の変形例に係るイオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、上側から平面視した図である。図５（ｂ）は、第２の変形例に係るイオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、左側から平面視した図である。
【図６】図６（ａ）は、第３の変形例に係るイオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、上側から平面視した図である。図６（ｂ）は、第３の変形例に係るイオン発生器に含まれている絶縁性基板、放電電極及びグランド電極を、左側から平面視した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態に係るイオン発生器について添付の図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るイオン発生器１の分解斜視図である。図２は、図１のイオン発生器１の外観斜視図である。図３（ａ）は、イオン発生器１に含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、上側から平面視した図である。図３（ｂ）は、イオン発生器１に含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、左側から平面視した図である。以下では、図１における上下方向を単に上下方向と呼び、上側から平面視したときに、イオン発生器１の長手方向を単に前後方向と呼び、イオン発生器１の短手方向を単に左右方向と呼ぶ。
【００１０】
図１及び図２に示すように、イオン発生装置１は、外装ケース２、絶縁性基板４、グランド電極５、放電電極（金属電極）６及び端子部７を備えている。
【００１１】
絶縁性基板４は、図１及び図３に示すように、長方形状の基板の前側の短辺の一部が切り欠かれた形状をなしている。つまり、絶縁性基板４の前側の短辺に凹部Ｇが設けられている。これにより、絶縁性基板４は、本体部４ａ及び延在部４ｂ，４ｃを含んでいる。本体部４ａは、長方形状をなしている。延在部４ｂは、本体部４ａの前側の辺の右端から前側に延在している。延在部４ｃは、本体部４ａの前側の辺の左端から前側に延在している。
【００１２】
グランド電極５は、図１及び図３に示すように、絶縁性基板４の上面に設けられており、脚部５ａ，５ｂ、コンタクト部５ｃ及び接続部５ｄ，５ｅを含んでいる。脚部５ａ，５ｂはそれぞれ、延在部４ｂ，４ｃの上面に設けられており、絶縁性基板４の左右方向に対向する２つの長辺に沿って延在している。コンタクト部５ｃは、本体部４ａの上面の左後ろの角近傍に設けられている。接続部５ｄは、脚部５ａとコンタクト部５ｃとを接続している。接続部５ｅは、脚部５ｂとコンタクト部５ｃとを接続している。グランド電極５は５０ＭΩ程度の抵抗値を有している。グランド電極５の材料としては、例えば、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５は、例えばこれらのペーストを絶縁性基板４に塗布して焼き付けることにより形成される。
【００１３】
放電電極６は、図３に示すように、絶縁性基板４及びグランド電極５に接触しないように配置され、かつ、電圧が印加されることによって、グランド電極５との間においてイオン及びオゾンを発生する。放電電極６は、針状部６ａ及び係止部６ｂを含んでいる。針状部６ａは、Ｌ字型をなすように折り曲げられた針状の導体であり、尖った先端部分を有している。針状部６ａは、図３に示すように、絶縁性基板４よりも上側に位置しており、上側から平面視したときに、脚部５ａ，５ｂとの間において、脚部５ａ，５ｂと平行に前後方向に延在している。これにより、針状部６ａは、上側から平面視したときに、本体部４ａ及び延在部４ｂ，４ｃに囲まれた領域、つまり絶縁性基板４の凹部Ｇの領域に突出していると共に、脚部５ａ，５ｂと対向している。また、針状部６ａは、後端において上側に折り曲げられている。
【００１４】
係止部６ｂは、針状部６ａが上側に折り曲げられている上端に接続されており、矩形状をなしている。係止部６ｂには、後述する高圧用リード線８の端部８ａが接続される。
【００１５】
端子部７は、図１に示すように、接続部７ａ及び係止部７ｂを含んでいる。接続部７ａは、矩形状の導体であり、バネ性を有する形状に形成され、コンタクト部５ｃに対して、バネ性により圧接している。係止部７ｂは、接続部７ａに接続されており、矩形状をなしている。係止部７ｂには、後述するグランド用リード線９の端部９ａが接続される。
【００１６】
外装ケース２は、上側ケース２ａ及び下側ケース２ｂが組み合わされた直方体状の容器であり、絶縁性基板４、グランド電極５、放電電極６及び端子部７を収容している。外装ケース２の前側の端面及び後ろ側の端面にはそれぞれ、開口Ｏｐ１，Ｏｐ２が設けられている。開口Ｏｐ１は、空気の吐出口であり、開口Ｏｐ２は、空気の取り入れ口である。
【００１７】
上側ケース２ａは、外装ケース２の上半分を構成している。上側ケース２ａの前側の端面には、開口Ｏｐ１の上半分が設けられている。上側ケース２ａの後ろ側の端面には、図示しないが、開口Ｏｐ２の上半分が設けられている。また、上側ケース２ａの左側の側面には、２個の爪部３１が設けられている。
【００１８】
また、上側ケース２ａの上面には、上面から上側に突出する保持部３３，３４が設けられている。保持部３３，３４内にはそれぞれ、係止部６ｂ，７ｂが取り付けられている。これにより、上側ケース２ａは、放電電極６及び端子部７を保持している。
【００１９】
下側ケース２ｂは、外装ケース２の下半分を構成している。下側ケース２ｂの前側の端面には、開口Ｏｐ１の下半分が設けられている。下側ケース２ｂの後ろ側の端面には、図示しないが、開口Ｏｐ２の下半分が設けられている。また、下側ケース２ｂの左側の側面には、係止腕部２３が設けられている。係止腕部２３には、爪部３１が嵌め込まれる。これにより、図２に示すように、上側ケース２ａと下側ケース２ｂが接合されて、外装ケース２が構成される。
【００２０】
高圧用リード線８の端部８ａは、保持部３３の後ろ側に設けられた孔（図示せず）に嵌入される。これにより、高圧用リード線８の芯線８１が、係止部６ｂに接続される。同様に、グランド用リード線９の端部９ａは、保持部３４の後ろ側に設けられた孔（図示せず）に嵌入される。これにより、グランド用リード線９の芯線９１が、係止部７ｂに接続される。
【００２１】
高圧用リード線８は高圧電源の出力端子に接続され、グランド用リード線９は高圧電源のグランド端子に接続される。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、このイオン発生器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、イオン発生器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及びオゾンを含んだ風を送風する。
【００２２】
以上の構成からなるイオン発生器１は、以下に説明するように、−１．３ＫＶ〜−４２．５ＫＶの電圧でマイナスイオン及びオゾンを発生させることができる。より詳細には、放電電極６にマイナス電圧をかけると共にグランド電極５を接地すると、放電電極６とグランド電極５との間で強電界が形成される。これにより、放電電極６の先端部は絶縁破壊してコロナ放電状態になる。放電電極６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放電電極６に吸収され、マイナスイオンが残ることになる。プラスイオンを得たい場合は、放電電極６にプラスの高電圧を印加する。
【００２３】
更に、放電電極６とグランド電極５との間に放電電流が流れる。放電電流により空気中の酸素が分解されて、オゾンが生成される。
【００２４】
（効果）
以上のように構成されたイオン発生器１では、漏れ電流の発生を抑制できる。より詳細には、図３に示すように、放電電極６は、絶縁性基板４に対して接触しないように配置されている。そのため、絶縁性基板４の上面に水分や汚れが付着したとしても、水分や汚れを介して放電電極６とグランド電極５との間に漏れ電流が流れない。これにより、イオン発生器１では、放電電極６とグランド電極５との間の電界強度の低下が抑制され、イオンの発生量の低下が抑制される。
【００２５】
また、絶縁性基板４の上面に水分や汚れが付着しても、イオン発生器１を使用することができる。そのため、イオン発生器１の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
また、イオン発生器１では、放電電極６が絶縁性基板４に対して接触しないように配置されている。よって、放電電極６とグランド電極５との絶縁のために、グランド電極５を覆う絶縁膜を設ける必要がない。その結果、イオン発生器１の製造コストが低減される。
【００２７】
また、イオン発生器１では、漏れ電流によるオゾンの発生量の低下が抑制される。より詳細には、イオン発生器において、オゾンは、放電電極とグランド電極との間に流れる放電電流によって発生する。そして、放電電流は、空気中を流れることにより、より多くの酸素と接触し、より多くのオゾンを発生する。ところが、漏れ電流は、絶縁性基板の上面に沿って流れるので、放電電流に比べて少ない酸素としか接触しない。そして、漏れ電流の増加に伴い放電電流が減少するので、オゾンの発生量が低下する。
【００２８】
そこで、イオン発生器１では、放電電極６は、絶縁性基板４に対して接触しないように配置されている。これにより、放電電力６とグランド電極５との間に漏れ電流が発生することが抑制され、オゾンの発生量の低下が抑制される。
【００２９】
また、イオン発生器１が用いられる空気清浄機等には、イオン発生器１の異常時に、イオン発生器１の動作を停止させる保護回路が設けられている。保護回路は、例えば、漏れ電流が大きくなった際に、イオン発生器１の動作を停止させる。しかしながら、イオン発生器１では、漏れ電流の発生が抑制されるので、保護回路によるイオン発生器１の動作の停止が発生しにくい。
【００３０】
また、放電電極６の先端部分は尖っているので、放電電極６の先端部分に電界が集中する。その結果、放電電極６の先端部分においてイオンが効率よく発生するようになる。
【００３１】
なお、イオン発生器１では、グランド電極５の抵抗値を調整することによって、オゾンの発生量を調整することが可能である。
【００３２】
（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係るイオン発生器１ａについて説明する。図４（ａ）は、第１の変形例に係るイオン発生器１ａに含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、上側から平面視した図である。図４（ｂ）は、第１の変形例に係るイオン発生器１ａに含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、左側から平面視した図である。イオン発生器１ａの外観斜視図については、図２を援用する。
【００３３】
イオン発生器１ａとイオン発生器１との相違点は、放電電極６の形状である。イオン発生器１では、放電電極６の針状部６ａは、絶縁性基板４と平行に前後方向に延在している。一方、イオン発生器１ａでは、放電電極６の針状部６ａは、前側に行くにしたがって下がるように傾斜している。これにより、針状部６ａの先端は、上下方向において脚部５ａ，５ｂと同じ高さに位置している。よって、針状部６ａと脚部５ａ，５ｂとの間において発生する電界が強くなり、イオンの発生量が増加する。
【００３４】
（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係るイオン発生器１ｂについて説明する。図５（ａ）は、第２の変形例に係るイオン発生器１ｂに含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、上側から平面視した図である。図５（ｂ）は、第２の変形例に係るイオン発生器１ｂに含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、左側から平面視した図である。イオン発生器１ｂの外観斜視図については、図２を援用する。
【００３５】
イオン発生器１ｂとイオン発生器１ａとの相違点は、放電電極６の形状である。イオン発生器１ａでは、放電電極６の針状部６ａは、前側にいくにしたがって下がるように傾斜している。一方、イオン発生器１ｂでは、針状部６ａは、絶縁性基板４と平行に前後方向に延在している。そして、針状部６ａの先端近傍が下側に折り曲げられている。これにより、針状部６ａの先端は、上下方向において脚部５ａ，５ｂと同じ高さに位置している。よって、針状部６ａと脚部５ａ，５ｂとの間において発生する電界が強くなり、イオンの発生量が増加する。
【００３６】
（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係るイオン発生器１ｃについて説明する。図６（ａ）は、第３の変形例に係るイオン発生器１ｃに含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、上側から平面視した図である。図６（ｂ）は、第３の変形例に係るイオン発生器１ｃに含まれている絶縁性基板４、放電電極６及びグランド電極５を、左側から平面視した図である。イオン発生器１ｃの外観斜視図については、図２を援用する。
【００３７】
イオン発生器１ｃとイオン発生器１との相違点は、放電電極６の形状及び絶縁性基板４の形状である。より詳細には、イオン発生器１ｃの延在部４ｂ，４ｃの長さは、イオン発生器１の延在部４ｂ，４ｃの長さよりも長い。すなわち、イオン発生器１ｃの絶縁性基板４に設けられている切り欠きの深さ（凹部Ｇの大きさ）は、イオン発生器１の絶縁性基板４に設けられている切り欠きの深さよりも深い。言い換えると、イオン発生器１ｃの絶縁性基板４に設けられている凹部Ｇの大きさは、イオン発生器１の絶縁性基板４に設けられている凹部Ｇの大きさよりも大きい。
【００３８】
更に、放電電極６の針状部６ａは、上下方向においてグランド電極５と同じ高さに位置し、延在部４ｂ，４ｃの間において、絶縁性基板４と平行に前後方向に延在している。これにより、放電電極６とグランド電極５との距離が近くなる。その結果、放電電極６とグランド電極５との間に発生する電界が強くなり、イオンの発生量が増加する。
【００３９】
（その他の実施形態）
本発明に係るイオン発生器は、前記実施形態及び変形例に係るイオン発生器１，１ａ〜１ｃに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
【００４０】
なお、イオン発生器１，１ａ〜１ｃは、絶縁性基板４の表面に設けられ、グランド電極５の一部を露出させた状態でグランド電極５を覆う絶縁膜を更に備えていてもよい。この場合、放電電極６は、グランド電極５が絶縁膜から露出している部分との間において、イオンを発生する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、イオン発生器に有用であり、特に、漏れ電流の発生を抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００４２】
１，１ａ〜１ｃ  イオン発生器
２ 外装ケース
４ 絶縁性基板
５ グランド電極
６ 放電電極
Ｇ  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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