(57)【要約】【課題】効率的にイオンの量を検出することができるイオン検知器またはイオン発生システムまたは機器を提供する。【解決手段】電極２１０と、イオンの量を計算するための制御回路２６０と、電極２１０と制御回路２６０の間に配置される整流回路２３０と、を備えたイオン検知器２００が提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、
イオンの量を計算するための制御回路と、
前記電極と前記制御回路の間に配置される整流回路と、を備えたイオン検知器。
【請求項２】
前記整流回路にオペアンプを利用した、請求項１に記載のイオン検知器。
【請求項３】
前記整流回路にダイオードブリッジを利用した、請求項１に記載のイオン検知器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のイオン検知器と、
イオン発生器とを備え、
前記制御回路は、前記イオンの量に基づいて前記イオン発生器を制御する、イオン発生システム。
【請求項５】
請求項４に記載のイオン発生システムを備える機器。
【請求項６】
出力部をさらに備え、
前記イオンの量に基づいて、前記イオン発生器の掃除や交換のための情報を前記出力部から出力する、請求項５に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生器から発生したイオンの量を測定するためのイオン検知器の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、イオン検知器が知られている。たとえば、特開２０１７−５０１９６号公報（特許文献１）には、イオン発生装置及びイオン発生器が開示されている。特許文献１によると、放電部から風路内にイオンを発生するイオン発生器と、イオン発生器から発生したイオンを検出するイオン検知器とを備えたイオン発生装置であって、イオン検知器が、放電部の放電に基づく電界を横切るように配置された電極と、電極と風路とを絶縁する絶縁部材と、電極が横切る電界の変化を検出して検出信号を生成する検出部とを備えているイオン発生装置が提供される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５０１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、効率的にイオンの量を検出することができるイオン検知器またはイオン発生システムまたは機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明のある態様に従うと、電極と、イオンの量を計算するための制御回路と、電極と制御回路の間に配置される整流回路と、を備えたイオン検知器が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように、本発明によれば、効率的にイオンの量を検出することができるイオン検知器またはイオン発生システムまたは機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態にかかるイオン発生器１００とイオン検知器２００とを示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるイオン発生器１００の内部構造を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるイオン発生器１００の回路構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかるイオン検知器２００の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる整流回路２３０の構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態にかかるイオン発生システム５００の構成を示す図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる機器１０００の構成を示す図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる整流回路２３０Ｂの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
＜イオン発生システム＞
【０００９】
図１に示すように、本実施の形態にかかるイオン発生システム５００について説明する。本実施の形態にかかるイオン発生システム５００は、イオン発生器１００と、イオン発生器１００から発生するイオンの量を非接触で測定するためのイオン検知器２００とを含む。本実施の形態においては、イオン検知器２００は、イオン発生器１００の放電電極１０１，１０２から流れてくるイオンの通路の近傍、または放電電極１０１，１０２の近傍に配置され、非接触にてイオン発生器１００で発生するイオンの量を測定するものである。
＜イオン発生器＞
【００１０】
以下ではまず、図２を参照して、本実施の形態にかかるイオン発生器１００について説明する。イオン発生器１００は、２本の放電電極１０１，１０２と、環状の対向電極１０３，１０４と、２枚の長方形状のプリント基板１０５，１０６とを備えている。対向電極１０３は、放電電極１０１との間に電界を形成するための電極である。対向電極１０４は、放電電極１０２との間に電界を形成するための電極である。放電電極１０１は、対向電極１０３との間で、負イオンを発生するための電極である。放電電極１０２は、対向電極１０４との間で、正イオンを発生するための電極である。
【００１１】
プリント基板１０５，１０６は、所定の間隔を開けて平行に配置されている。対向電極１０３は、プリント基板１０５の長手方向の一方端部の表面に、プリント基板１０５の配線層を用いて形成されている。対向電極１０３の内側には、プリント基板１０５を貫通する孔１０５ａが開口されている。対向電極１０４は、プリント基板１０５の長手方向の他方端部の表面に、プリント基板１０５の配線層を用いて形成されている。対向電極１０４の内側には、プリント基板１０５を貫通する孔１０５ｂが開口されている。
【００１２】
放電電極１０１，１０２の各々は、プリント基板１０５，１０６に対して垂直に設けられている。放電電極１０１の基端部はプリント基板１０６の孔に挿嵌されており、他端はプリント基板１０５の孔１０５ａの中心を貫通している。放電電極１０２の基端部はプリント基板１０６の孔に挿嵌されており、他端はプリント基板１０５の孔１０５ｂの中心を貫通している。放電電極１０１，１０２の各々の基端部は、半田によってプリント基板１０６に固定されている。
【００１３】
対向電極１０３，１０４は、プリント基板１０５に形成されている。放電電極１０１，１０２は、プリント基板１０５とは別の、プリント基板１０６に固定されている。そのため、放電電極１０１，１０２と対向電極１０３，１０４との間の電流のリークを抑制でき、イオンを安定して発生することが可能である。
【００１４】
放電電極１０１，１０２の各々の先端部は、ブラシ状に形成されている。放電電極１０１は、その先端部に設けられた複数の糸状の導電体と、複数の導電体の根元を束ねる接合部１０７ａとを有している。放電電極１０２は、その先端部に設けられた複数の糸状の導電体と、複数の導電体の根元を束ねる接合部１０８ａとを有している。
【００１５】
図３を参照して、イオン発生器１００は、放電電極１０１，１０２および対向電極１０３，１０４の他に、電源端子Ｔ１、接地端子Ｔ２、ダイオード１３２，１３３および昇圧トランス１３１を備えている。電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続されている。電源端子Ｔ１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ２は接地されている。電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２は、電源回路１３０を介して、昇圧トランス１３１に接続されている。
【００１６】
昇圧トランス１３１は、１次巻線１３１ａおよび２次巻線１３１ｂを含んでいる。２次巻線１３１ｂの一方端子は対向電極１０３，１０４に接続されており、他方端子はダイオード１３２のカソードおよびダイオード１３３のアノードに接続されている。ダイオード１３２のアノードは放電電極１０１の基端部に接続されており、ダイオード１３３のカソードは放電電極１０２の基端部に接続されている。
【００１７】
図２および図３を参照して、イオン発生器１００の動作について説明する。電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２間に直流電源電圧が印加されると、電源回路１３０が有しているコンデンサ（不図示）に電荷が充電される。コンデンサに充電された電荷は、昇圧トランス１３１の１次巻線１３１ａを介して放電され、１次巻線１３１ａにはインパルス電圧が発生する。
【００１８】
１次巻線１３１ａにインパルス電圧が発生すると、２次巻線１３１ｂに正および負の高電圧パルスが交互に減衰しながら発生する。負の高電圧パルスはダイオード１３２を介して放電電極１０１に印加され、正の高電圧パルスはダイオード１３３を介して放電電極１０２に印加される。これにより、放電電極１０１，１０２の先端の導電体１０７，１０８でコロナ放電が発生し、それぞれ負イオンおよび正イオンを発生する。
＜イオン検知器＞
【００１９】
図４に示すように、イオン検知器２００は、イオン発生器１００の放電電極１０１，１０２の近傍に配置され、イオン発生器１００の放電電極１０１から負イオンが放電されているときに発生する電界や放電電極１０２から正イオンが放電されているときに発生する電界を検出し、当該検出信号を制御回路２６０に出力するための回路を備えている。
【００２０】
より詳細には、導体を横切る電界により、導体に発生する電荷の移動に伴う電流（誘導電流）が発生する。そこで、本実施の形態にかかるイオン検知器２００は、この性質を利用して、イオン発生器１００の放電電極１０１，１０２の放電による電界の変化を検出し、非接触でイオンの発生を検出する。
【００２１】
イオン検知器２００は、電極２１０と、Ｉ−Ｖ変換回路２２０と、整流回路２３０と、ローパスフィルタ２４０（バンドパスフィルタ）と、増幅回路２５０と、制御回路２６０とを備えている。なお、制御回路２６０を含まずに、電極２１０と、Ｉ−Ｖ変換回路２２０と、整流回路２３０と、ローパスフィルタ２４０と、増幅回路２５０とをイオン検知器２００としてもよい。
【００２２】
電極２１０は、平板状の電極である。そして、電極２１０がイオン発生器１００のいずれかの放電電極１０１，１０２の近傍に放電による電界を横切るように、イオン検知器２００の位置と姿勢とが調節されることが好ましい。電極２１０には、放電電極１０１，１０２の放電に基づく電界（の変化）によって、誘導電流が発生する。電極２１０には、配線が取り付けられており誘導電流を取り出すことができるようになっている。
【００２３】
電極２１０は、誘導電流を電圧（信号）に変換するためのＩ−Ｖ変換回路２２０（例えば、分圧回路）と接続される。以下の説明では、放電による誘導電流を変換した信号を、単に、放電に基づく信号ともいう。Ｉ−Ｖ変換回路２２０は、整流回路２３０に接続される。
【００２４】
イオン検知器２００に整流回路２３０を設けることによって、負イオンを発生する放電電極１０１や導電体１０７の近傍にイオン検知器２００すなわち電極２１０が配置される場合であっても、正イオンを発生する放電電極１０２や導電体１０８の近傍にイオン検知器２００すなわち電極２１０が配置される場合であっても、イオン検知器２００を利用してイオン発生器１００のイオンの発生量を取得することが可能になる。
【００２５】
より詳細には、本実施の形態にかかる整流回路２３０は、図５に示すように、オペアンプＵ１を利用するものである。整流回路２３０は、主に、第１の抵抗Ｒ１と、第２の抵抗Ｒ２と、オペアンプＵ１と、ダイオードＤ１とを含む。オペアンプＵ１を利用することによって、ダイオードＤ１の順方向電圧よりも小さい信号まで取り扱うことが可能となる。
【００２６】
本実施の形態にかかるイオン検知器２００では、整流回路２３０に接続されるローパスフィルタ２４０によって、放電電極１０１，１０２の放電に基づく信号を抽出する。より詳細には、上述したように、イオン発生器１００は、放電電極１０２，１０２に放電用の電圧を印加するための昇圧トランス１３１を備えている。昇圧トランス１３１は高周波誘導を行うトランスであるため、高周波数で電界が変化する。このとき、電極２１０を横切る電界の変化が高周波であるため、高周波の誘導電流が発生する。イオン検知器２００では、放電電極１０１，１０２の放電に基づく信号と、昇圧トランス１３１の駆動に基づく信号が発生する。
【００２７】
本実施の形態にかかるイオン検知器２００では、ローパスフィルタ２４０で、放電電極１０１，１０２の放電に基づく信号を抽出する。詳しく説明すると、昇圧トランス１３１は上述のとおり、高周波で駆動するものであり、駆動に基づく信号も高周波になる。そこで、放電電極１０１，１０２の放電に基づく信号と、昇圧トランス１３１の駆動に基づく信号とをローパスフィルタ２４０を通過させることで、放電電極１０１，１０２の放電に基づく信号を取り出すことができる。なおここで利用されるローパスフィルタ２４０は昇圧トランス１３１の駆動に基づく信号をカットできる特性を有するものである。ローパスフィルタ２４０は、従来公知の回路を利用することができる。
【００２８】
そして、ローパスフィルタ２４０で取り出した信号を増幅回路２５０で増幅する。増幅回路２５０の出力信号は、イオン検知器２００の出力信号として制御回路２６０に入力される。
【００２９】
制御回路２６０は、ＣＰＵやメモリなどを含む。ＣＰＵは、増幅回路２５０から受信した信号に基づいて、イオン発生器１００のイオンの発生量などを計算する。
＜イオン発生システム＞
【００３０】
本実施の形態においては、図６に示すように、イオン発生システム５００として、イオン発生器１００とイオン検知器２００とが組み合わされている。そして、イオン検知器２００の制御回路２６０が、増幅回路２５０から受信した出力信号に基づいて、イオン発生器１００の放電によってイオン発生器１００から正常にイオンが発生しているか否かを判断する。たとえば、制御回路２６０によるイオン検出の判断は、イオン検知器２００の出力信号と、メモリに記憶されている閾値とを比較して、出力信号が閾値以上の場合、イオンが正常に発生していると判断する。
【００３１】
制御回路２６０のＣＰＵは、イオン発生器１００の電源回路１３０に対して制御信号を送信する。たとえば、制御回路２６０は、イオンの発生を検出している間、イオン発生器１００の駆動状態を維持する。また、逆に、イオンの発生を検出できない場合、制御回路２６０は、イオン発生器１００を停止させる。
＜機器＞
【００３２】
さらに、本実施の形態においては、図７に示すように、イオン発生システム５００が、冷蔵庫、空気清浄機、およびエアコンなどの機器１０００に搭載される。機器１０００は、圧縮機やダンパなどの各種駆動部５９０に加えて、イオン発生システム５００や、ディスプレイ５３０や、スピーカ５７０などを搭載する。なお、機器１０００は、家庭用、産業用、または医療用であってもよい。
【００３３】
そして本実施の形態においては、イオン検知器２００の制御回路２６０が、増幅回路２５０から受信した出力信号に基づいて、イオン発生器１００から正常にイオンが発生しているか否かを判断する。たとえば、制御回路２６０によるイオン検出の判断は、イオン検知器２００の出力信号と、メモリの閾値とを比較して、出力信号が閾値以上の場合、イオンが正常に発生していると判断する。
【００３４】
そして、制御回路２６０のＣＰＵは、出力信号が閾値未満の場合、イオンが正常に発生していないと判断して、イオン発生器１００の出力値を高めたり、ディスプレイ５３０にイオン発生器１００の清掃または交換を促す画像やテキストを表示させたり、スピーカ５７０にイオン発生器１００の清掃または交換を促す音声を出力させたりする。
＜第２の実施の形態＞
【００３５】
第１の実施の形態においては、整流回路２３０がオペアンプＵ１を利用するものであった。しかしながら、図８に示すように、整流回路２３０Ｂがオペアンプを利用せずにダイオードブリッジ、たとえばダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４から構成される回路、を利用する形態であってもよい。
＜第３の実施の形態＞
【００３６】
第１の実施の形態においては、放電電極１０１，１０２の各々の先端部はブラシ状であった。しかしながら、放電電極１０１，１０２の各々の先端部は針状やその他の形状であってもよい。
＜第４の実施の形態＞
【００３７】
第１から第３の実施の形態においては、イオン検知器２００の制御回路２６０が、イオン発生器１００の制御や、機器１０００の各部の制御も担うものであったが、このような形態には限られない。たとえば、イオン検知器２００の制御回路２６０とは別に機器１０００の各部を制御するメインの制御部が準備されてもよい。あるいは、イオン検知器２００の制御回路２６０とは別にイオン発生器１００の制御部が準備されてもよい。
＜まとめ＞
【００３８】
上記の実施の形態においては、電極２１０と、イオンの量を計算するための制御回路２６０と、電極２１０と制御回路２６０の間に配置される整流回路２３０と、を備えたイオン検知器２００が提供される。
【００３９】
好ましくは、整流回路２３０にオペアンプＵ１を利用する。
【００４０】
好ましくは、整流回路２３０にダイオードブリッジを利用する。
【００４１】
上記のイオン検知器２００と、イオン発生器１００とを備え、制御回路２６０は、イオンの量に基づいてイオン発生器１００を制御する、イオン発生システム５００が提供される。
【００４２】
さらに、イオン発生システム５００を備える機器１０００が提供される。
【００４３】
好ましくは、機器１０００は、出力部５３０，５７０をさらに備え、イオンの量に基づいて、イオン発生器１００の掃除や交換のための情報を出力部５３０，５７０から出力する。
【００４４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１００    ：イオン発生器
１０１    ：放電電極
１０２    ：放電電極
１０３    ：対向電極
１０４    ：対向電極
１０５    ：プリント基板
１０５ａ  ：孔
１０５ｂ  ：孔
１０６    ：プリント基板
１０７    ：導電体
１０７ａ  ：接合部
１０８    ：導電体
１０８ａ  ：接合部
１３０    ：電源回路
１３１    ：昇圧トランス
１３１ａ  ：１次巻線
１３１ｂ  ：２次巻線
１３２    ：ダイオード
１３３    ：ダイオード
２００    ：イオン検知器
２１０    ：電極
２２０    ：Ｉ−Ｖ変換回路
２３０    ：整流回路
２３０Ｂ  ：整流回路
２４０    ：ローパスフィルタ
２５０    ：増幅回路
２６０    ：制御回路
５００    ：イオン発生システム
５３０    ：ディスプレイ
５７０    ：スピーカ
５９０    ：駆動部
１０００  ：機器
Ｄ１      ：ダイオード
Ｄ２      ：ダイオード
Ｄ３      ：ダイオード
Ｄ４      ：ダイオード
Ｒ１      ：第１の抵抗
Ｒ２      ：第２の抵抗
Ｔ１      ：電源端子
Ｔ２      ：接地端子
Ｕ１      ：オペアンプ
【図１】
2019082372.tif 000003
【図２】
2019082372.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019082372.tif 000007
【図６】
2019082372.tif 000008
【図７】
2019082372.tif 000009
【図８】
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