(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスイオンとマイナスイオンを発生する第１の発生手段と、マイナスイオンを発生する第２の発生手段と、前記第１の発生手段と前記第２の発生手段とを切り換える切換手段とを備え、
前記第１の発生手段及び前記第２の発生手段が、
誘電体と、
該誘電体を挟んで対向する一対の電極と、
交流電圧を整流かつ平滑化する整流平滑化回路と、
スイッチングトランジスタと、
一次側巻線が前記スイッチングトランジスタを介して前記整流平滑化回路に接続され、二次側巻線の一端が前記一対の電極の一方に接続され、二次側巻線の他端が前記一対の電極の他方に接続されるスイッチングトランスと、を備え、
前記切換手段が、
前記スイッチングトランスの二次側巻線の一端と前記一対の電極の一方との接続ノードにアノードが接続され、カソードが接地されるダイオードと、
該ダイオードの両端に接続されるスイッチング手段と、を備え、
前記一対の電極が外気と接する外電極と外気に接しない内電極から成り、前記外電極に前記ダイオードのアノードが接続されることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
プラスイオンとマイナスイオンを発生する第１の発生手段と、マイナスイオンを発生する第２の発生手段と、前記第１の発生手段と前記第２の発生手段とを切り換える切換手段とを備え、
前記第１の発生手段及び前記第２の発生手段が、
誘電体と、
該誘電体を挟んで対向する一対の電極と、
交流電圧を整流かつ平滑化する整流平滑化回路と、
スイッチングトランジスタと、
一次側巻線が前記スイッチングトランジスタを介して前記整流平滑化回路に接続され、二次側巻線の一端が前記一対の電極の一方に接続され、二次側巻線の他端が前記一対の電極の他方に接続されるスイッチングトランスと、を備え、
前記切換手段が、
前記スイッチングトランスの二次側巻線の一端と前記一対の電極の一方との接続ノードにアノードが接続され、カソードが接地されるダイオードと、
該ダイオードの両端に接続されるスイッチング手段と、を備え、
前記一対の電極のうち外気と接するとともにスイッチング手段がＯＮ状態のときに接地される電極に前記ダイオードのアノード側が接続されることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項３】
イオン発生装置が駆動しているときに発光する発光手段と、該発光手段の駆動を停止させることができる停止手段と、を備える請求項１又は請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のイオン発生装置を備えることを特徴とする空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中にイオンを発生させるイオン発生装置およびこれを用いた空気調節装置に関するものである。ここでいう空気調節装置に該当するものの例としては、空気調和機、除湿機、加湿器、空気清浄機、ファンヒータなどがあり、主に家屋の室内、ビルの一室、病院の病室、車内、飛行機内、船内などで用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、事務所や会議室などの換気の少ない密閉化された部屋では、部屋内の人が多いと、呼吸により排出される二酸化炭素やたばこの煙、ホコリなどの空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる効能を有するマイナスイオンが空気中から減少していく。特にタバコの煙によってマイナスイオンが多量に失われ、通常の１／２〜１／５程度にまで減少することがある。そこで空気中のマイナスイオンを補給するため、種々のイオン発生装置が提案されており、空気清浄機等に搭載されていた。
【０００３】
一方、近年殺菌・除菌に対するニーズが高まっているが、マイナスイオンを発生するイオン発生装置では空気中の浮遊細菌を積極的に除去することはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者等は、空気中の浮遊細菌を除去する手段について鋭意検討を重ねた結果、プラスイオンとマイナスイオンとを発生させればよいことを見い出した。プラスイオンとしてのＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）と、マイナスイオンとしてのＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）とが発生し、これらが化学反応して活性種である過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）及び／又は水酸基ラジカル・ＯＨを生成し、空気中の浮遊細菌を除去するのである。
【０００５】
しかし、プラスイオンは人間に対してストレスを与えるといわれている。このため、プラスイオンとマイナスイオンとを発生させると、マイナスイオンの持つ人間をリラックスさせる効能が減ずることになる。従って、使用目的に応じて運転モードを切り替える必要がある。すなわち、リラクゼーション効果を得たいときにはマイナスイオンを発生させる運転モードに、また除菌・殺菌効果を得たいときにはプラスイオンとマイナスイオンを発生させる運転モードに、ユーザの選択によってまたは周辺状況に応じて自動的に運転モードを切り替えることのできるイオン発生装置が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、マイナスイオンを発生させる運転と、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生させる運転とを切り替えることができるイオン発生装置およびこれを用いた空気調節装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るイオン発生装置においては、プラスイオンとマイナスイオンを発生する第１の発生手段と、マイナスイオンを発生する第２の発生手段と、前記第１の発生手段と前記第２の発生手段とを切り換える切換手段とを備え、前記第１の発生手段及び前記第２の発生手段が、誘電体と、該誘電体を挟んで対向する一対の電極と、交流電圧を整流かつ平滑化する整流平滑化回路とスイッチングトランジスタと、一次側巻線が前記スイッチングトランジスタを介して前記整流平滑化回路に接続され、二次側巻線の一端が前記一対の電極の一方に接続され、二次側巻線の他端が前記一対の電極の他方に接続されるスイッチングトランスと、を備え、前記切換手段が、前記スイッチングトランスの二次側巻線の一端と前記一対の電極の一方との接続ノードにアノードが接続され、カソードが接地されるダイオードと、該ダイオードの両端に接続されるスイッチング手段と、を備え、前記一対の電極が外気と接する外電極と外気に接しない内電極から成り、前記外電極に前記ダイオードのアノードが接続されるようにする。また、上記目的を達成するために、本発明に係るイオン発生装置においては、プラスイオンとマイナスイオンを発生する第１の発生手段と、マイナスイオンを発生する第２の発生手段と、前記第１の発生手段と前記第２の発生手段とを切り換える切換手段とを備え、前記第１の発生手段及び前記第２の発生手段が、誘電体と、該誘電体を挟んで対向する一対の電極と、交流電圧を整流かつ平滑化する整流平滑化回路と、スイッチングトランジスタと、一次側巻線が前記スイッチングトランジスタを介して前記整流平滑化回路に接続され、二次側巻線の一端が前記一対の電極の一方に接続され、二次側巻線の他端が前記一対の電極の他方に接続されるスイッチングトランスと、を備え、前記切換手段が、前記スイッチングトランスの二次側巻線の一端と前記一対の電極の一方との接続ノードにアノードが接続され、カソードが接地されるダイオードと、該ダイオードの両端に接続されるスイッチング手段と、を備え、前記一対の電極のうち外気と接するとともにスイッチング手段がＯＮ状態のときに接地される電極に前記ダイオードのアノード側が接続されるようにしてもよい。
【０００８】
さらに、イオン発生装置が駆動しているときに発光する発光手段と、該発光手段の駆動を停止させることができる停止手段を備えてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る空気調節装置は上記構成のイオン発生装置を備える構成としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るイオン発生装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１はイオン発生装置の回路図を示したものである。
【００１１】
商用電源３０にはフォトトライアックＴ１が接続されている。フォトトライアックＴ１に光結合した発光ダイオードＤ４が設けられており、その発光ダイオードＤ４はマイクロコンピュータ３３に接続されている。このフォトトライアックＴ１と発光ダイオードＤ４とはＳＳＲ３５を構成している。
【００１２】
ＳＳＲ３５の商用電源３０に接続されていない側は、抵抗Ｒ６を介してダイオードＤ５のアノード側に接続される。ダイオードＤ５のカソード側はコンデンサＣ２の正極側に接続される。また、コンデンサＣ２の負極側と商用電源３０との接続点は接地されている。
【００１３】
コンデンサＣ２の正極側には抵抗Ｒ７を介してツェナーダイオードＤ７のカソード側が接続され、ツェナーダイオードＤ７のアノード側はコンデンサＣ２の負極側に接続されている。さらに、コンデンサ２の正極側にはスイッチングトランス３１の一次巻線３１ｐの一端が接続されている。スイッチングトランス３１の一次巻線３１ｐの他端はｎｐｎ型スイッチングトランジスタＱ２のコレクタに接続され、スイッチングトランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ８を介してコンデンサＣ２の負極側に接続されている。また、スイッチングトランス３１の一次巻線３１ｐの両端にはコンデンサＣ３が接続されている。
【００１４】
抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＤ７との接続点には、スイッチングトランジスタＱ２のベースとｎｐｎ型フォトトランジスタＱ１のコレクタとが接続されている。フォトトランジスタＱ１のエミッタはコンデンサＣ２の負極側に接続されている。フォトトランジスタＱ１に光結合した発光ダイオードＤ６が設けられており、その発光ダイオードＤ６はマイクロコンピュータ３３に接続されている。このフォトトランジスタＱ１と発光ダイオードＤ６とはフォトカプラ３８を構成している。
【００１５】
スイッチングトランス３１は、二次側に二次巻線３１ｓ１、３１ｓ２、３１ｓ３を備えている。スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ１にはイオン発生電極体１が接続されている。イオン発生電極体は誘電体１１と誘電体１１を挟んで対向する一対の電極（内電極１２、外電極１３）とを有している。スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ２の一端は、フィードバック制御回路３００の入力側に接続されている。フィードバック制御回路３００の出力側は抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＤ７との接続点に接続される。また、スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ２の他端は、コンデンサＣ２の負極側に接続される。スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３には後述する異常検出回路３６に接続されている。
【００１６】
このような構成により、商用電源３０から出力されるＡＣ電圧はダイオードＤ５およびコンデンサＣ２によって整流かつ平滑化されたＤＣ電圧に変換される。このＤＣ電圧はスイッチングトランジスタＱ２がＯＮ状態のときにスイッチングトランス３１の一次巻線３１ｐに供給される。フィードバック制御回路３００がスイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ２の誘起電圧に基づいてスイッチングトランジスタＱ２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによって、スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ１の誘起電圧、すなわちイオン発生電極体１に供給される高電圧が安定化される。
【００１７】
ダイオードＤ１のアノード側がスイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ１と外電極１３との接続点に、ダイオードＤ１のカソード側がコンデンサＣ２の負極側に、それぞれ接続されている。そして、ダイオードＤ１にはリレー３２が並列接続されている。
【００１８】
マイクロコンピュータ３３は入力部３４から送られる信号に基づきリレー３２のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する。入力部３４はユーザが運転モードを選択できる操作盤や周辺環境によって自動的に運転モードを決定する制御回路などである。
【００１９】
リレー３２がＯＮ状態のときは外電極１３は接地されている。また、内電極１２には、図２に示すような正弦波状電圧が印加される。このとき、イオン発生電極体１は空気からプラスイオンとマイナスイオンとを生成する。これにより、空気中の浮遊細菌が除去される。
【００２０】
一方、リレー３２がＯＦＦ状態であれば、外電極１３はダイオードＤ１を通じ商用電源３０の接地側に接続される。したがって、ダイオードＤ１のアノード側電位が商用電源３０の接地側電位より高くなる位相のときは、ダイオードＤ１の順方向に導通し、外側電極１３は商用電源３０の接地側と略同電位となる。一方、逆位相のときは、ダイオードＤ１の阻止方向で、外側電極１３は商用電源３０の接地側より低い電位となる。この結果、外電極１３に印加される電圧は、図３に示すように、上述のプラスイオンとマイナスイオンとが発生するときに内側電極１２に印加される正弦波状電圧（図２参照）を全体的に負電位側に移行した波形になるので、マイナスイオンが発生する。すなわち、リレー３２がＯＦＦ状態のときは、イオン発生電極体１は空気からマイナスイオンを生成する。これにより、リラクゼーション効果が得られる。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ３３は入力手段３４から送られる信号に基づきＳＳＲ３５のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する。ＳＳＲ３５をＯＮ状態にすることでイオン発生装置を運転させることができ、ＳＳＲ３５をＯＦＦ状態にすることでイオン発生装置の運転を停止させることができる。
【００２２】
次に上述したスイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３に接続される異常検出回路３６について説明する。スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３の一端は抵抗Ｒ１の一端に、スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３の他端は抵抗Ｒ２の一端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端と抵抗Ｒ２の他端とはともにダイオードＤ２のアノード側に接続されている。ダイオードＤ２のカソード側は抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１の一端に接続されている。また、コンデンサＣ１の他端は抵抗Ｒ２の一端に接続されている。抵抗Ｒ４はコンデンサＣ１に並列接続されている。抵抗Ｒ４の一端は抵抗Ｒ５を介してマイクロコンピュータ３３に接続されており、抵抗Ｒ４の他端は接地されている。
【００２３】
このような構成により、スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３ではスイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ１の両端電圧に応じた誘起電圧が発生する。スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３で発生した誘起電圧が整流かつ平滑化されてマイクロコンピュータ３３に入力される。イオン発生電極体１がショートしていた場合、スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３に発生する誘起電流は通常より小さくなる。従って、マイクロコンピュータ３３に入力される電圧信号は通常より小さくなる。一方、電極１２、１３がはずれていた場合、スイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ３に発生する誘起電圧は通常より大きくなる。従って、マイクロコンピュータ３３に入力される電圧信号は通常より大きくなる。マイクロコンピュータ３３は、マイクロコンピュータ３３に入力される電圧信号が所定範囲外のときは異常とみなし、報知手段３７を作動させる。報知手段３７としては、光や音などによってユーザに異常を認識させる手段が挙げられる。
【００２４】
マイクロコンピュータ３３には、発光ダイオードＤ３と押しスイッチ３９が接続されている。通常押しスイッチ３９はＯＮ状態になっており、イオン発生装置が運転中は発光ダイオードＤ３が発光し、イオン発生装置の運転が停止すると発光も止まる。尚、夜間などで発光ダイオードＤ３が発する光が気になるときには、押しスイッチ３９をＯＦＦ状態にする。これにより、イオン発生装置が運転中にもかかわらず発光ダイオードＤ３の発光を止めることができる。
【００２５】
図９に、イオン発生電極体１の一実施態様を示す断面図を示す。イオン発生電極体１は、ガラス管（誘電体）１１と、ガラス管１１の内周面に密着するように配設した内電極１２と、ガラス管１１の外周面に密着するように配設した外電極１３と、ガラス管１の両側端に嵌着された一対の栓部材２、２’とを有し、栓部材２の中心に形成された孔２１からガラス管内にリード線３の一端を挿入し内電極１２に溶着している。一方、外電極１３にもリード線３’の一端が溶着され、リード線３、３’の他端はともにスイッチングトランス３１の二次巻線３１ｓ１（図９では不図示）に接続されている。
【００２６】
図９のイオン発生電極体１では、誘電体１１としてガラス管（商品名「パイレックス（Ｒ）」、外径２０ｍｍ）を用いているが、これに限定されるものではなく、絶縁性を有するものであれば何でもよい。またその形状についても特に限定はなく、搭載する機器の形状、構造などから適宜決定すればよい。
【００２７】
図９の内電極１２および外電極１３として金網を使用している。内電極１２は、ＳＵＳ３１６又はＳＵＳ３０４からなるステンレス鋼線を平織りした４０メッシュの金網を使用している。他方、外電極１３は、ＳＵＳ３１６又はＳＵＳ３０４からなるステンレス鋼線を平織りした１６メッシュの金網を使用している。なお、「メッシュ」とは長さ１インチの正方形内部にある孔の数を意味する。従ってメッシュ数の大きいものほど網目が細かい。なお、イオン発生電極体１の静電容量を大きくしイオン発生効率を上げるために、内電極１２および外電極１３をガラス管１１に密着させている。
【００２８】
図９において、栓部材２、２’は円盤状をなし、一方面側の周縁部に周突起部２２が形成され、周突起部２２の中央付近にはガラス管１１の側端が嵌着する周溝２３が形成されている。そして栓部材２の側面には、イオン発生電極体１を取り付けるための外周溝２４が形成されている。また栓部材２、２’の中心には薄膜が形成された孔２１が設けられており、この薄膜にはリード線３を通す際に容易に破れるような加工処理がなされている。
【００２９】
図９のイオン発生電極体１は、例えば次のようにして組み立てることができる。リード線３をあらかじめ溶着した内電極１２をガラス管１１の内側にまず挿入する。そしてリード線３の自由端を栓部材２の孔２１に挿通させながら、ガラス管１１の一方の側端に栓部材２を嵌着する。次に、リード線３’を予め溶着した外電極１３をガラス管１１の外側に装着した後、ガラス管１１のもう一方の側端に栓部材２’を嵌着する。
【００３０】
イオンの生成時にはオゾンが副次的に生成される。イオン発生電極体１で生成するオゾン量は通常は許容範囲内であるが、必要によりオゾン分解触媒をガラス管１１、内電極１２、外電極１３の少なくとも１つに担持させるか、あるいは触媒担持体をイオン発生電極体１近傍に配設して、生成したオゾンの酸素への分解を促進しオゾン量を減らしてもよい。このようなオゾン分解触媒としては従来公知のもの、例えば、二酸化マンガン白金粉末、二酸化鉛、二酸化銅（ＩＩ）、ニッケルなどが使用できる。また、触媒担持体としては、円筒状かつ網状であって、円筒状の外電極１３の外側に所定距離を隔てて設けられる態様が挙げられる。
【００３１】
オゾン分解触媒の担持方法としては、例えばバインダーにオゾン分解触媒を分散させておき、これをディップ、スピン、スプレーなどのコーティング手段により基材表面に塗布すればよい。オゾン分解触媒の担持量については特に限定はなく、発生するオゾン量などから適宜決定すればよい。
【００３２】
また、マイクロコンピュータ３３がフォトカプラ３８をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、スイッチングトランス３１がイオン発生電極体１に供給する高電圧の出力を一定周期でＯＮ／ＯＦＦすることができる。これにより、オゾンの発生量を抑えることができる。ＯＮ期間、ＯＦＦ期間とも５秒とし、周期１０秒で運転を行うと、オゾン発生量をこのような制御を行わないときと比べて約半分以下に抑えることができる。さらに、運転モード（風量）に応じてフォトカプラ３８のＯＮ／ＯＦＦ周期を可変して、各運転モードにおいてフォトカプラ３８のＯＮ／ＯＦＦ周期が最適の設定になるようにしてもよい。
【００３３】
次に本発明の空気調節装置について説明する。本発明の空気調節装置は、上述したイオン発生装置を搭載しているので、室内の空気を浄化する本来の作用に加えて、リラクゼーション効果を得たり、空気中の浮遊細菌を除去することができる。
【００３４】
図４は、本発明の空気調節装置としての空気清浄機の一実施形態を示す分解斜視図である。空気清浄機は、ベース５１０の上に固着された本体５と、本体５の前側に形成された収納部５１（図５に図示）に収納されるフィルター６と、収納されたフィルターを覆う前カバー７と、本体５の後部を覆う後カバー８とを備えている。
【００３５】
フィルター６は前面から順に、プレフィルター６１、脱臭フィルター６２、集塵フィルター６３から構成されている。プレフィルター６１では空気清浄機に吸引された空気中の大きな塵や埃を捕集する。プレフィルター６１の材質としては例えば空気抵抗の大きいポリプロピレン製がよい。脱臭フィルター６２は、長方形状の枠にポリエステル製の不織布を取り付け、その上に活性炭を均一に分散して配設し、そしてその受けにポリエステル製の不織布を取り付けた３層構造をなしている。このような構造により、アセトアルデヒドやアンモニア、酢酸など空気中の臭い成分を吸着除去する。集塵フィルター６３は、電石加工したメルトブロー不織布（「トレミクロン」東レ社製）と骨材（ポリエステル／ビニロン系不織布）とからなる濾材を折り畳み、その上・下面に抗菌シートを熱圧着し、これを枠体に挿入した後、枠体を溶着したものである。この集塵フィルター６３では空気中の小さな塵や埃を捕集する。
【００３６】
前カバー７は、平面視中央が僅かに凸となるような湾曲を有し、正面視中央部には室内の空気を吸い込むための吸込口７１が形成されている。前カバー７は本体５から一定距離をおいて本体５に係止され、前カバー７と本体５の間隙は室内の空気を吸い込む側面吸込口７２（図７に図示）となる。
【００３７】
次に、本体５の斜視図を図５に示す。本体５は縦長の直方体形状をなし、前面中央部にはフィルター６を収納するための略矩形状に内側に凹んだ収納部５１を有し、収納部５１の底面中央部には放射状の長孔からなる通風口５２が形成されている。さらに通風口５２の中心には、モータ５６（図７に図示）を取り付けるための凹部５３が形成され、凹部５３の背面側にはファン５７（図７に図示）がモータ５６の回転軸に取り付けられている。本体５の前面上部には、電源スイッチや風量、タイマー、運転モード切替スイッチ、運転表示ランプなどが設けられた操作部５４と、イオン発生装置の作動状態を視認するための視認窓５５が形成されている。
【００３８】
空気清浄機の背面斜視図を図６に示す。後カバー８の上部の傾斜面に、多数の４段スリット穴を配列した吹出口８１が形成され、左上部の傾斜面には、多数のスリット穴を配列したイオン吹出口８２が形成されている。また後カバー８の上部中央には矩形状凹部からなる取っ手８４、中央平面部の４隅には壁かけ用の係止部８５が設けられている。
【００３９】
空気清浄機の側断面図を図７に示す。モータ５６によってファン５７が回転すると、前カバー７の吸込口７１および側面吸込口７２から空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気はフィルター６を通ってファン５７に至り、ここで、上方向に流れを変えて吹出口８１へ向かう。途中、本体５の上部（正面右上部）に取り付けられたイオン発生電極体１へ至るバイパス通路５９が形成されており、排出される空気の一部はこのバイパス通路５９を通ってイオン発生電極体１に導かれる（図８参照）。イオン発生電極体１に導かれた空気の一部から、イオン発生電極体１によりイオンが発生し、イオン吹出口８２からはイオンを含んだ空気が排出される。イオンが生成されるときにオゾンも同時に生成するが、外電極１３の外側に設けた、二酸化マンガンなどのオゾン分解触媒を担持した触媒担持体４によって酸素に分解されるので、イオン吹出口８２から排出される空気中に含まれるオゾン量は低く抑えられている。尚、ファン５７はファン径よりも厚みを大きくして静音特性を向上させている。また、モータ５６は制御性を重視して直流モータを用いている。
【００４０】
バイパス通路５９およびイオン発生電極体１の部分を図１０に示す。通路口５８はファン５７の回転方向に向かって開口し、ファン５７により送られる空気の一部は、通路口５８からバイパス通路５９に取り込まれる。バイパス通路５９は、直進（ファン回転方向）した後、空気清浄機の正面方向に向きを変え、イオン発生電極体１の下を潜って上方向に向きを変えてイオン発生電極体１に至る経路からなる。
【００４１】
図７において、イオン発生電極体１に対向する本体正面部には、イオン発生電極体１の作動状態を外から視認できるように視認窓５５が設けられている。そして視認窓５５の表面には、機内から空気が漏れ出さないように保護カバー５０が取り付けられている。この保護カバー５０は、視認窓５５を含め本体５の前面すべてを保護する（収納部を除く）、収納部５１に相当する部分を開口したシート状物がよい。例えば、材料として透明の樹脂材を使用し、メタリックシルバー色を裏面に塗布あるいはシルク印刷すれば、正面から見たときに重厚感を与えるようになる。このとき、前カバー７の色調をシースルーとすれば、保護カバー５０の色彩と相まって清澄感をアピールできる。
【００４２】
次に、空気清浄機の運転制御について図１１に示す回路ブロック図を参照して説明する。マイクロコンピュータ４６は、ボタン類４２、受信回路４３、ホコリセンサ回路４４、ニオイセンサ回路４５のそれぞれから指令信号を入力し、その指令信号に基づきモータ駆動回路４７、イオン発生装置１０、ランプ群４８、発振回路４９のそれぞれに制御信号を出力する。
【００４３】
ボタン類４２は操作部５４（図５参照）に設けられている。ボタン群４２は、「運転入／切」ボタン、「運転切替」ボタン、及び「切タイマー」ボタンを備えている。リモートコントローラ４１は「運転入／切」ボタンと「切タイマー」ボタンに加えて「クラスター入／切」ボタン、「クラスター切替」ボタン、「自動運転」ボタン、「急速運転」ボタン、「花粉運転」ボタン、「手動（風量）運転」ボタン、「静音運転」ボタン、及び「タバコ運転」ボタン並びに赤外線を発する送信回路を備えている。
【００４４】
受信回路４３はリモートコントローラ４１の送信回路から発せられる赤外線を受光する。この受信回路４３の受光部は操作部５４（図５参照）に設けられている。ホコリセンサ回路４４は発光素子と、その発光素子と光結合する受光素子とからなる光反射型フォトインタラプタを備えている。空気中の塵や埃の量が多いと、塵や埃によって反射する反射光が多くなり受光素子が受光する光量が増える。これにより出力電圧が増加する。ホコリセンサ回路はモータ５６が作動中のときのみ作動する。ニオイセンサ回路４５は金属酸化物半導体からなるニオイセンサを備えており、金属酸化物半導体表面にガス成分が吸着すると抵抗値が変化することを利用し、たばこや生活臭などの臭いを検出する。ニオイセンサ回路４５はモータ５６が作動中のときは常時作動し、モータ５６が停止している間も一定時間毎に一定短時間作動する。
【００４５】
モータ駆動回路４７はマイクロコンピュータ４６から制御信号を受け取り、その制御信号に基づいた所定の回転数でモータ５６が回転するようにＰＷＭ制御を行う。イオン発生装置１０は上述したマイナスイオンとプラスイオンを発生させる運転モードとマイナスイオン発生させる運転モードとの切替が可能なイオン発生装置である。尚、後述する「クラスター」ランプが発光ダイオードＤ３（図１参照）に該当し、マイクロコンピュータ４６が入力部３４（図１参照）に該当する。さらに、発光ダイオードＤ３が報知手段１７（図１参照）も兼ねている。
【００４６】
ランプ群４８は、「電源」ランプ、「自動運転」ランプ、「静音運転」ランプ、「花粉運転」ランプ、「たばこ運転」ランプ、「風量弱運転」ランプ、「風量中運転」ランプ、「風量強運転」ランプ、「急速運転」ランプ、「１時間」ランプ、「２時間」ランプ、「４時間」ランプ、「クラスター切替」ランプ、及び「クラスター」ランプを備えている。ランプ群４８は操作部５４（図５参照）に設けられている。発振回路４９はマイクロコンピュータ４６からの制御信号に応じて電子音を発生させる。
【００４７】
マイクロコンピュータ４６は以下のような制御を行う。ボタン群４２の「運転入／切」ボタンが押されると、”自動運転モード”での運転を開始する。”自動運転モード”とは、ホコリセンサ回路４４とニオイセンサ回路４５によって検出される埃や臭いの量に応じてモータ５６の回転数を可変する運転（後述する”静音運転モード”、”風量弱運転モード”、”風量中運転モード”、”風量強運転モード”、”急速運転モード”のいずれかを選択する）のことである。このときランプ群４８の「自動運転」ランプが点灯し、イオン発生装置１０も運転を開始する。尚、運転中にボタン群４２の「運転入／切」ボタンが押されると、モータ５６が停止し、イオン発生装置１０の運転が停止し、ランプ群４８の「自動運転」ランプが消灯する。
【００４８】
ボタン群４２の「運転切替」ボタンが押される毎に運転モードが、”自動運転モード”→”静音運転モード”→”風量弱運転モード”→”風量中運転モード”→”風量強運転モード”→”急速運転モード”→”たばこ運転モード”→”花粉運転モード”→”自動運転モード”に切り替わり、それに伴いランプ群４８の点灯するランプも「自動運転」ランプ→「静音運転」ランプ→「風量弱運転」ランプ→「風量中運転」ランプ→「風量強運転」ランプ→「急速運転」ランプ→「たばこ運転」ランプ→「花粉運転」ランプ→「自動運転」ランプに切り替わる。尚、リモートコントローラ４１には、”自動運転モード”、”静音運転モード”、”たばこ運転モード”、”花粉運転モード”に対応するボタンが設けられおり、”風量弱運転モード”、”風量中運転モード”、”風量強運転モード”、”急速運転モード”の切替は、「手動（風量）運転」ボタンを押すことによって行う。
【００４９】
”静音運転モード”では、モータ５６の回転数が３００ｒｐｍになるようにモータ５６を制御する。この場合、空気清浄機から発生する音が少ないので夜間などの運転に適している。
【００５０】
”風量弱運転モード”ではモータ５６の回転数が５５０ｒｐｍに、”風量中運転モード”ではモータ５６の回転数が７５０ｒｐｍに、”風量強運転モード”ではモータ５６の回転数が９００ｒｐｍになるように、それぞれモータ５６を制御する。
【００５１】
さらに、”急速運転モード”ではモータ５６の回転数が１１００ｒｐｍになるようにモータ５６を制御する。この場合、フィルター６（図４参照）を通過する空気流量が多くなるので空気の汚れを早く取りたいときに適している。
【００５２】
”たばこ運転モード”では、”風量強運転モード”での運転を一定時間行った後”自動運転モード”での運転を行う。この場合、たばこのけむりや臭いの除去に適している。
【００５３】
”花粉運転モード”では、”風量強運転モード”での運転を一定時間行った後”風量弱運転モード”と”風量強運転モード”とを一定時間毎に切り替えて繰り返し運転を行う。この場合、花粉の除去に適している。
【００５４】
運転中にボタン群４２又はリモートコントローラ４１に設けられている「切タイマー」ボタンを押すと、設定時間後に運転を自動的に停止させることができる。「切タイマー」ボタンを押す毎に、設定時間が”１時間”→”２時間”→”４時間”→”タイマー取り消し”→”１時間”と切り替わり、それに伴い、ランプ群４８に設けられている「１時間」ランプ、「２時間」ランプ、「４時間」ランプにおいて、「１時間」ランプ→「２時間」ランプ→「４時間」ランプ→なし→「１時間」ランプと順に点灯するランプが切り替わる。また、リモートコントローラ４１に設けられている「切タイマー」ボタンを押すと、発振回路４９が設定時間に応じた数の電子音を発生させる。尚、イオン発生装置１０が作動しているときに「切タイマー」ボタンが押されると、イオン発生装置１０も連動して設定時間後に運転を停止する。
【００５５】
イオン発生装置１０が運転停止中に「クラスター入／切」ボタンを押すと、ＳＳＲ３５がＯＮ状態になりイオン発生装置１０が運転を開始し、「クラスター」ランプが点灯する。イオン発生装置１０が運転中に「クラスター入／切」ボタンを押すと、ＳＳＲ３５がＯＦＦ状態になりイオン発生装置の運転が停止する。ＳＳＲ３５の制御信号とモータ駆動回路４７のＰＷＭ制御信号とは互いに独立しているので、モータ５６のＯＮ／ＯＦＦ状態に関わらずイオン発生装置１０のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することができる。
【００５６】
空気清浄機の本体５の外周面に設けられた押しスイッチ３９（図１参照）をＯＦＦ状態にすることで、イオン発生装置１０がＯＮ状態にもかかわらず、「クラスター」ランプを消灯させることができる。これにより、夜間などで使用する場合に「クラスター」ランプの光が気になるときは消灯することができ、ユーザの使い勝手が向上する。
【００５７】
また、「クラスター」ランプは上述したように報知手段も兼ねている。イオン発生装置１０のガラス管（誘電体）１１が破損して、スイッチングトランス３１の二次側がショート状態になったときは、マイクロコンピュータ３３が異常検出回路３６が出力する異常信号に基づき、パルス状の駆動信号を発光ダイオードＤ３に供給する（図１参照）。これにより、「クラスター」ランプが点滅しユーザに異常を知らせる。尚、押しスイッチ３９（図１参照）がＯＦＦ状態であると、「クラスター」ランプが点滅しユーザに異常を知らせることができないため、押しスイッチ３９に並列にリレー（不図示）を設け、異常検出回路３６が出力する異常信号に基づきマイクロコンピュータ３３が異常と認識した場合のみ、そのリレーをＯＮ状態にするように制御すればよい。また、押しスイッチ３９に並列にリレーを設けず、マイクロコンピュータ３３が押しスイッチ３９をＯＮ／ＯＦＦ制御する構成としてもよい。
【００５８】
「クラスター切替」ボタンを押す毎に、リレー３２のＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替わる。リレー３２がＯＮ状態のときすなわちイオン発生装置１０からプラスイオンとマイナスイオンとが発生するときは「クラスター切替」ランプは点灯し、リレー３２がＯＦＦ状態のときすなわちイオン発生装置１０からマイナスイオンが発生するときは「クラスター切替」ランプは消灯する。
【００５９】
次に、空気清浄機の運転についてその一例を説明する。まず、操作部５４の「運転入／切」ボタンを押すと、”自動運転モード”で運転が開始される。モータ５６によりファン５７が回転し、前カバー５７の吸込口７１および側面吸込口７２から機内に空気が吸い込まれる。そして、プレフィルター６１で空気中の大きい塵や埃が捕集され、脱臭フィルター６２で臭気成分が吸着除去され、集塵フィルター６３で小さな集塵や埃が捕集される。フィルター６で塵、埃、臭気を除去された空気は、ファン５７により吹出口８１から機外へ排出され、一部は通路口５８からバイパス通路５９を経てイオン発生電極体１に送られる。
【００６０】
イオン発生電極体１では、空気清浄機の運転開始から約１．７５ｋＶの交流電圧印加されている。また、”自動運転モード”ではリレー３２、ＳＳＲ３５はＯＮ状態になっている。従って、イオン発生電極体１で空気からマイナスイオンとプラスイオンが生成される。また同時にオゾンも副次的に生成される。このときの各濃度は、マイナスイオン・プラスイオン濃度がともに２万個／ｃｃ、オゾン濃度が０．０１ｐｐｍ以下である。イオン発生電極体１で生成したマイナスイオンとプラスイオンの作用で空気中の浮遊細菌が除去される。発明者による実験によれば細菌の除去率は、運転を開始してから２時間後で８６％、４時間後で９３％、２０時間後で９９％であった。尚、「クラスター切替」ボタンを押してリレー３２をＯＦＦ状態にしたときは、イオン発生電極体１で空気からマイナスイオンが生成し、副次的にオゾンも生成される。このときの各濃度は、マイナスイオン濃度が２万個／ｃｃ、オゾン濃度が０．０１ｐｐｍ以下である。
【００６１】
上記実施形態では空気清浄機を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、除湿器、加湿器、空気調和機などの空気調節装置にも適用できる。
【００６２】
尚、本発明のようにマイナスイオンを発生させる運転とマイナスイオンおよびプラスイオンを発生させる運転との切り替えが必要でなく、マイナスイオンとプラスイオンを発生させる機能のみを有していればよい場合は、図１２に示すようなイオン発生装置にするとよい。このイオン発生装置において、図１に示したイオン発生装置と同一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によると、イオン発生装置が、プラスイオンとマイナスイオンを発生する第１の発生手段と、マイナスイオンを発生する第２の発生手段と、前記第１の発生手段と前記第２の発生手段とを切り換える切換手段とを備え、前記第１の発生手段及び前記第２の発生手段が、誘電体と、該誘電体を挟んで対向する一対の電極と、交流電圧を整流かつ平滑化する整流平滑化回路とスイッチングトランジスタと、一次側巻線が前記スイッチングトランジスタを介して前記整流平滑化回路に接続され、二次側巻線の一端が前記一対の電極の一方に接続され、二次側巻線の他端が前記一対の電極の他方に接続されるスイッチングトランスと、を備え、前記切換手段が、前記スイッチングトランスの二次側巻線の一端と前記一対の電極の一方との接続ノードにアノードが接続され、カソードが接地されるダイオードと、該ダイオードの両端に接続されるスイッチング手段と、を備え、前記一対の電極が外気と接する外電極と外気に接しない内電極から成り、前記外電極に前記ダイオードのアノードが接続されるので、リラクゼーション効果が得られるマイナスイオンを発生させる運転と、殺菌効果が得られるマイナスイオンとプラスイオンを発生させる運転とを切り替えることができる。
【００６４】
また、本発明によると、イオン発生装置が、プラスイオンとマイナスイオンを発生する第１の発生手段と、マイナスイオンを発生する第２の発生手段と、前記第１の発生手段と前記第２の発生手段とを切り換える切換手段とを備え、前記第１の発生手段及び前記第２の発生手段が、誘電体と、該誘電体を挟んで対向する一対の電極と、交流電圧を整流かつ平滑化する整流平滑化回路と、スイッチングトランジスタと、一次側巻線が前記スイッチングトランジスタを介して前記整流平滑化回路に接続され、二次側巻線の一端が前記一対の電極の一方に接続され、二次側巻線の他端が前記一対の電極の他方に接続されるスイッチングトランスと、を備え、前記切換手段が、前記スイッチングトランスの二次側巻線の一端と前記一対の電極の一方との接続ノードにアノードが接続され、カソードが接地されるダイオードと、該ダイオードの両端に接続されるスイッチング手段と、を備え、前記一対の電極のうち外気と接するとともにスイッチング手段がＯＮ状態のときに接地される電極に前記ダイオードのアノード側が接続されるので、リラクゼーション効果が得られるマイナスイオンを発生させる運転と、殺菌効果が得られるマイナスイオンとプラスイオンを発生させる運転とを切り替えることができる。
【００６６】
また、本発明によると、イオン発生装置が駆動しているときに発光する発光手段と、該発光手段の駆動を停止させることができる停止手段と、を備えているので、夜間表示手段の発光が気になる場合には運転中にもかかわらず発光を停止させることができる。これにより、ユーザの使い勝手が向上する。
【００６７】
また、本発明によると、空気調節装置は、マイナスイオンを発生させる運転と、マイナスイオンおよびプラスイオンを発生させる運転とを切り替えることができるイオン発生装置を備えるので、温度や湿度の調整機能に加えてリラクゼーション効果及び殺菌効果の機能を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイオン発生装置の回路図である。
【図２】図１のイオン発生装置に設けられるリレーをＯＮしたときの内電極に印加される電圧波形図である。
【図３】図１のイオン発生装置に設けられるリレーをＯＦＦしたときの外電極に印加される電圧波形図である。
【図４】本発明の空気清浄機の一実施形態を示す表側分解斜視図である。
【図５】図４の空気清浄機の本体の斜視図である。
【図６】図４の空気清浄機の裏側斜視図である。
【図７】図４の空気清浄機の縦断面図である。
【図８】図４の空気清浄機の空気の流通路を示す図である。
【図９】イオン発生電極体の一実施形態を示す断面図である。
【図１０】図４の空気清浄機のイオン発生電極体への空気通路を示す図である。
【図１１】図４の空気清浄機の回路ブロック図である。
【図１２】マイナスイオンとプラスイオンを発生するイオン発生装置の回路図である。
【符号の説明】
１    イオン発生電極体
１０    イオン発生装置
１１    ガラス管（誘電体）
１２    内電極
１３    外電極
３０    商用ＡＣ電源
３１    スイッチングトランス
３１ｐ    スイッチングトランスの一次巻線
３１ｓ１〜３１ｓ３    スイッチングトランスの二次巻線
３２    リレー
３３    マイクロコンピュータ
３４    入力部
３５    ＳＳＲ
３６    異常検出回路
３７    報知手段
３８    フォトカプラ
【図１】
0003608661.tif 000002
【図２】
0003608661.tif 000003
【図３】
0003608661.tif 000004
【図４】
0003608661.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003608661.tif 000007
【図７】
0003608661.tif 000008
【図８】
0003608661.tif 000009
【図９】
0003608661.tif 000010
【図１０】
0003608661.tif 000011
【図１１】
0003608661.tif 000012
【図１２】
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