(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなす熱電素子と、
放電電極を兼ねるように前記熱電素子に接合され、対をなす前記熱電素子の吸熱側同士を電気接続させる吸熱側電極体と、
放熱部材を兼ねるように前記熱電素子の放熱側に電気接続される放熱側電極体と、
対をなす前記熱電素子間への通電を制御する駆動回路を搭載した回路基板と、を具備し、
前記放熱側電極体は、前記回路基板上に一体に接合されていることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記吸熱側電極体と対向する箇所に設置される対極板を備え、
前記対極板は、前記回路基板上に一体に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項３】
前記対極板に電圧を印加する電圧印加回路を備え、
前記電圧印加回路は、前記回路基板上に一体に搭載されていることを特徴とする請求項２に記載の静電霧化装置。
【請求項４】
前記対極板は、前記回路基板上の導電パターンとして形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の静電霧化装置。
【請求項５】
前記回路基板は、厚み方向に貫通した貫通孔を有し、この貫通孔内に前記熱電素子を配置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項６】
前記放熱側電極体と前記回路基板の間に、弾性部材を介在させていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項７】
前記吸熱側電極体は、弾性変形可能なバネ構造を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項８】
前記放熱側電極体には、過剰結露水の排水経路となる多孔質部材を配していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電微粒子水を生成する静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電微粒子水を生成する静電霧化装置として、特許文献１に記載のものが公知である。この静電霧化装置では、対をなす熱電素子の吸熱側同士を電気接続する吸熱側電極体が放電電極を兼ね、熱電素子の放熱側に接続される放熱側電極体が放熱部材を兼ねる。これにより、静電霧化装置のコンパクト化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した静電霧化装置において、放電電極を兼ねる吸熱側電極体の冷却性を向上させるには、放熱部材を兼ねる放熱側電極体を大型に形成し、放熱性を向上させることが考えられる。しかし、このようにした場合には、装置全体が大型化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑みて発明したものであって、放電電極の冷却性の向上と装置全体のコンパクト化とが両立された静電霧化装置を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明を、下記構成を具備した静電霧化装置とする。
【０００７】
本発明は、対をなす熱電素子と、放電電極を兼ねるように前記熱電素子に接合され、対をなす前記熱電素子の吸熱側同士を電気接続させる吸熱側電極体と、放熱部材を兼ねるように前記熱電素子の放熱側に電気接続される放熱側電極体と、対をなす前記熱電素子間への通電を制御する駆動回路を搭載した回路基板とを具備し、前記放熱側電極体は、前記回路基板上に一体に接合されていることを特徴した静電霧化装置である。
【０００８】
本発明では、前記吸熱側電極体と対向する箇所に設置される対極板を備え、前記対極板は、前記回路基板上に一体に接合されていることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記対極板に電圧を印加する電圧印加回路を備え、前記電圧印加回路は、前記回路基板上に一体に搭載されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記対極板は、前記回路基板上の導電パターンとして形成されることが好ましい。
【００１１】
前記回路基板は、厚み方向に貫通した貫通孔を有し、この貫通孔内に前記熱電素子を配置していることも好ましい。
【００１２】
前記放熱側電極体と前記回路基板の間に、弾性部材を介在させていることも好ましい。
【００１３】
前記吸熱側電極体は、弾性変形可能なバネ構造を有することも好ましい。
【００１４】
前記放熱側電極体には、過剰結露水の排水経路となる多孔質部材を配していることも好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、放電電極の冷却性の向上と装置全体のコンパクト化とが両立されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１の静電霧化装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態２の静電霧化装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態３の静電霧化装置の断面図である。
【図４】本発明の実施形態４の静電霧化装置の要部断面図である。
【図５】本発明の実施形態５の静電霧化装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態１の静電霧化装置の断面を示している。
【００１８】
本実施形態の静電霧化装置では、放電電極６を冷却する熱交換手段として、Ｐ型とＮ型のペルチェ素子からなる一対の熱電素子２を用いている。一対の熱電素子２間に通電を行うことで、互いの熱電素子２の一端側（図中上側）が吸熱側となり、他端側（図中下側）が放熱側となる。
【００１９】
一対の熱電素子２の吸熱側端面には、図示略の半田を介して、静電霧化用の放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４が接合される。この吸熱側電極体４は、基台部１６の中央部から棒状部１８を一体に突設したものである。
【００２０】
一対の熱電素子２の放熱側端面には、図示略の半田を介して、平板状の放熱側電極体８が一対一で接合される。放熱側電極体８は、真鍮、アルミニウム、銅といった電気伝導性及び熱伝導性に優れた金属で形成される。
【００２１】
これら放熱側電極体８は、回路基板２０上に実装される駆動回路１２に対して、回路基板２０を厚み方向に貫通するスルーホール２２等を通じて電気接続される。この駆動回路１２や放熱側電極体８によって、一対の熱電素子２間に通電がなされる。加えて、これら平板状である放熱側電極体８の外表面からは、高効率で放熱がなされる。つまり、放熱側電極体８自体が、熱交換手段のための放熱部材１０を兼ねる。
【００２２】
一対の放熱側電極体８の外表面には、筐体２６が接合されている。この筐体２６は、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の樹脂で形成された絶縁性の筒型部材であり、放熱側電極体８から筐体２６を介しても放熱が行われるように設けている。
【００２３】
この筐体２６内に、対をなす熱電素子２や、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４が収容される。また、この筐体２６には、吸熱側電極体４の棒状部１８先端と対向する箇所に、リング状の対極板２８を支持させている。対極板２８は、ＳＵＳ、銅、白金等の金属や、導電性の樹脂を用いてリング状に成型したものである。対極板２８と筐体２６は、接着剤やネジを用いて接合させてもよいし、樹脂からなる筐体２６との間で対極板２８をヒートシールしてもよい。
【００２４】
対極板２８は、回路基板２０上に実装される電圧印加回路１４に対して、回路基板２０を厚み方向に貫通するスルーホール２４等を通じて電気接続される。この電圧印加回路１４によって、対極板２８に対して静電霧化用の高電圧が印加される。
【００２５】
そして、本実施形態の静電霧化装置では、この平板状の放熱側電極体８を、駆動回路１２と電圧印加回路１４を搭載する回路基板２０上に、一体に接合させている。
【００２６】
具体的には、図示のように、平坦な第一面３０と第二面３２を有する回路基板２０の第一面３０側に、駆動回路１２と電圧印加回路１４を実装している。そして、この第一面３０とは逆方向をむく第二面３２上に、平板状である一対の放熱側電極体８を積層させている。一対の放熱側電極体８は、この第二面３２上にて、僅かなスペースを介して互いの端縁部３４同士を付き合わせている。
【００２７】
熱電素子２は、この放熱側電極体８の端縁部３４上にそれぞれ立設され、一対の熱電素子２間に架設される吸熱側電極体４は、回路基板２０の第二面３２と対向する位置に支持される。筐体２６は、これら熱電素子２や吸熱側電極体４を囲むように放熱側電極体８上に接合される。
【００２８】
前記構成を備える本実施形態の静電霧化装置では、まず駆動回路１２により、一対の放熱側電極体８や吸熱側電極体４を介して、一対の熱電素子２間に一定方向での通電を行う。これにより吸熱側電極体４を直接的に冷却し、吸熱側電極体４の表面に結露水を生成する。放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４に結露水が付着した状態で、電圧印加回路１４により対極板２８に所定電圧を印加することで、棒状部１８の先端側に生じる電界によって結露水が静電霧化され、帯電微粒子水が生成及び放出される。
【００２９】
そして、本実施形態の静電霧化装置では、熱電素子２、吸熱側電極体４及び放熱側電極体８からなる霧化ブロック５０と、駆動回路１２や電圧印加回路１４を搭載する回路基板２０とが、上述のように一体化されている。これにより、静電霧化装置全体がコンパクト化される。また、本実施形態の静電霧化装置によれば、放熱部材１０を兼ねる一対の放熱側電極体８を、回路基板２０の第二面３２全体を利用して大きく設けることができる。これにより放熱性が向上し、ひいては放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の冷却性が向上する。
【００３０】
次に、本発明の実施形態２の静電霧化装置について、図２に基づいて説明する。なお、上述した実施形態１と同様の構成については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の静電霧化装置では、回路基板２０の中央部分に、厚み方向に貫通した貫通孔３６を形成している。一対の放熱側電極体８は回路基板２０中に埋設し、各放熱側電極体８の端縁部３４を貫通孔３６内に露出させている。
【００３２】
この貫通孔３６内にて、一対の放熱側電極体８の端縁部３４上に熱電素子２をそれぞれ立設し、一対の熱電素子２間に吸熱側電極体４を架設している。そして、貫通孔３６の内周面うち、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の棒状部１８先端と対向する開口３８近傍の箇所に、導電パターンからなる対極板２８を実装している。駆動回路１２と電圧印加回路１４は、回路基板２０が有する平坦面のうち開口３８側の面に実装され、対極板２８や放熱側電極体８に電気接続される。
【００３３】
本実施形態の静電霧化装置においても、実施形態１と同様に、駆動回路１２によって一対の熱電素子２間に通電を行って吸熱側電極体４を冷却し、表面に結露水を付着させる。ここで、電圧印加回路１４によって対極板２８に所定電圧を印加し、棒状部１８先端にて結露水を静電霧化させ、生成された帯電微粒子水を貫通孔３６の開口３８を通じて外部に放出することができる。
【００３４】
本実施形態の静電霧化装置では、回路基板２０の貫通孔３６内に熱電素子２や吸熱側電極体４を配置しているので、余剰結露水が生じた場合であっても貫通孔３６を通じて排出され、回路基板２０中に水が溜まることが抑制され、信頼性が向上する。また、実施形態１のような筐体２６を別途設けずとも、この貫通孔３６内に熱電素子２や吸熱側電極体４を囲み、また、対極板２８を支持することができるため、コンパクト化や低コスト化がなされる。加えて、この対極板２８は回路基板２０上の導電パターンとして形成されるので、実施形態１のような対極板２８を別途取り付ける必要がなく、部品点数が削減される。
【００３５】
次に、本発明の実施形態３の静電霧化装置について、図３に基づいて説明する。なお、上述した実施形態１と同様の構成については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の静電霧化装置では、平板状である一対の放熱側電極体８と、同じく平板状である回路基板２０との間に、シリコン系ゴム等からなる平板状の弾性部材４０を層状に介在させている。この弾性部材４０は、例えばシリコン系の接着剤を回路基板２０の第二面３２に塗布することで形成してもよい。
【００３７】
つまり、本実施形態においては、回路基板２０の第一面３０側に駆動回路１２と電圧印加回路１４を搭載し、第二面３２側に弾性部材４０と放熱側電極体８を順に積層させている。そして、この放熱側電極体８上に、熱電素子２、吸熱側電極体４、筐体２６及び対極板２８を搭載している。
【００３８】
本実施形態の静電霧化装置では、霧化ブロック５０と回路基板２０との間に弾性部材４０が介在するため、回路基板２０が熱で伸縮する場合であってもこの伸縮を弾性部材４０によって吸収し、霧化ブロック５０側に応力が作用して破損等を生じることが抑えられる。そのため、信頼性がさらに向上する。
【００３９】
次に、本発明の実施形態４の静電霧化装置について、図４に示す要部に基づいて説明する。なお、上述した実施形態１と同様の構成については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４０】
本実施形態の静電霧化装置では、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４に、弾性変形可能なバネ構造を設けている。具体的には、実施形態１のような平板状の基台部１６の代わりに、一対の熱電素子２とそれぞれ接合する一対の接合部４４と、一対の接合部４４を棒状部１８に対して弾性的に結合させる板バネ部４６とを有している。
【００４１】
本実施形態の静電霧化装置では、一対の熱電素子２間に架設される吸熱側電極体４自体がバネ性を有しているため、回路基板２０が熱伸縮し、これに伴い放熱側電極体８が変位する場合であっても、この変位が放熱側電極体８のバネ性によって吸収される。そのため、熱電素子２や吸熱側電極体４に応力が作用して破損等を生じることが抑えられ、信頼性が向上する。
【００４２】
次に、本発明の実施形態５の静電霧化装置について、図５に基づいて説明する。なお、上述した実施形態２と同様の構成については、同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４３】
本実施形態の静電霧化装置では、一対の放熱側電極体８に、一枚のセラミック板からなる多孔質部材４８を接触させて設けている。この多孔質部材４８は、過剰結露水の排水経路として用いられる。また、本実施形態では、貫通孔３６の一方の開口３８の縁部分に、実施形態１と同様の部材からなる対極板２８を搭載している。
【００４４】
具体的には、回路基板２０の中央部分に貫通孔３６を形成し、一対の放熱側電極体８と多孔質部材４８は回路基板２０中に埋設している。そして、貫通孔３６内に、各放熱側電極体８の端縁部３４と、多孔質部材４８の中央部分を露出させている。多孔質部材４８は、放熱側電極体８に熱電素子２を実装する側とは反対側の位置にて、放熱側電極体８に積層させる。多孔質部材４８の外縁部は、回路基板２２の外周面から露出させて設ける。
【００４５】
本実施形態の静電霧化装置において余剰結露水が生じた場合は、この余剰結露水が多孔質部材４８内での毛細管現象によって外部へ搬送されてゆく。そのため、回路基板２０中に水が溜まることが抑制され、信頼性が向上する。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施形態１−５の静電霧化装置は、対をなす熱電素子２と、放電電極６を兼ねるように熱電素子２に接合され、対をなす熱電素子２の吸熱側同士を電気接続させる吸熱側電極体４と、放熱部材１０を兼ねるように熱電素子２の放熱側に電気接続される放熱側電極体８と、対をなす熱電素子２間への通電を制御する駆動回路１２を搭載した回路基板２０とを具備する。そして、放熱側電極体８は、回路基板２０上に一体に接合されている。
【００４７】
これにより、静電霧化装置全体がコンパクト化されるとともに、放熱部材１０を兼ねる放熱側電極体８を大きく設けることもでき、これにより、放熱部材１０での放熱性ひいては放電電極６の冷却性が向上する。つまり、放電電極６の冷却性の向上と装置全体のコンパクト化が両立される。
【００４８】
さらに、本発明の実施形態１−５の静電霧化装置では、吸熱側電極体４と対向する箇所に設置される対極板２８を備え、対極板２８は回路基板２０上に一体に接合されている。これにより、対極板２８を備える静電霧化装置全体の、更なるコンパクト化や低コスト化が図られる。
【００４９】
さらに、本発明の実施形態１−５の静電霧化装置では、対極板２８に電圧を印加する電圧印加回路１４を備え、電圧印加回路１４は回路基板２０上に一体に搭載されている。これにより、電圧印加回路１４を備える静電霧化装置全体の、更なるコンパクト化や低コスト化が図られる。
【００５０】
また、本発明の実施形態２の静電霧化装置において、対極板２８は、回路基板２０上の導電パターンとして形成される。これにより、対極板２８を備える静電霧化装置全体の、更なるコンパクト化や低コスト化が図られる。
【００５１】
また、本発明の実施形態２，５の静電霧化装置において、回路基板２０は、厚み方向に貫通した貫通孔３６を有し、この貫通孔３６内に熱電素子２を配置している。この貫通孔３６が排水経路となることで、過剰結露水が回路基板２０に溜まることが抑制される。
【００５２】
また、本発明の実施形態３の静電霧化装置においては、放熱側電極体８と回路基板２０の間に、弾性部材４０を介在させている。これにより、回路基板２０の熱伸縮を弾性部材４０によって吸収することができ、熱電素子２等に破損を生じることが抑えられる。
【００５３】
また、本発明の実施形態４の静電霧化装置において、吸熱側電極体４は、弾性変形可能なバネ構造を有する。これにより、回路基板２０の熱伸縮が吸熱側電極体４のバネ性によって吸収され、熱電素子２等に破損を生じることが抑えられる。
【００５４】
また、本発明の実施形態５の静電霧化装置において、放熱側電極体８には、過剰結露水の排水経路となる多孔質部材４８を配している。この多孔質部材４８を通じて排水されることで、過剰結露水が回路基板２０に溜まることが抑制される。
【００５５】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
２  熱電素子
４  吸熱側電極体
６  放電電極
８  放熱側電極体
１０  放熱部材
１２  駆動回路
１４  電圧印加回路
２０  回路基板
２８  対極板
３６  貫通孔
４０  弾性部材
４８  多孔質部材
【図１】
0005891456.tif 000002
【図２】
0005891456.tif 000003
【図３】
0005891456.tif 000004
【図４】
0005891456.tif 000005
【図５】
0005891456.tif 000006