(57)【要約】マイナスイオン発生装置（１０）は、針状電極（２）と、対向電極（３）と、絶縁物（４）と、支持部材（５）と、電源回路（６）と、配線（７，８）とを備える。対向電極（３）は、絶縁物（４）により覆われる。針状電極（２）は、支持部材（５）に固定される。配線（７）は、針状電極（２）に接続され、配線（８）は、対向電極（３）に接続される。電源回路（６）は、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧を配線（７）を介して針状電極（２）に印加し、接地電圧（０Ｖ）を配線（８）を介して対向電極（３）に印加する。
2004019462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負電極（２）と、
正極と負極とを有し、前記負電極（２）の周囲に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記負電極（２）と前記正極との間に生成するための負電圧を前記負極から前記負電極（２）に印加する電圧印加回路（６）とを備えるイオン発生装置。
【請求項２】
所定の負電圧が印加される負電極（２）と、
前記負電極（２）と所定の距離を設定して配置され、絶縁物（４）により覆われた対向電極（３）とを備え、
前記所定の負電圧は、前記負電極（２）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記負電極（２）と前記対向電極（３）との間に生成するための電圧である、イオン発生装置。
【請求項３】
前記対向電極（３）は、被覆電線（１３５，１３６）からなる、請求の範囲第２項に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
先端部（２Ａ）を除く胴体部（２Ｃ）が絶縁物（９）により覆われた負電極（２０）と、
前記負電極（２０）との間に所定の電界を生成するための対向電極（３）とを備え、
前記所定の電界は、前記負電極（２０）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である、イオン発生装置。
【請求項５】
負電極（２，２０）と、
対向電極（３）と、
前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に設けられた絶縁物（４，９，１２）と、
前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に生成するための負電圧を前記負電極（２，２０）に印加する電圧印加回路（６）とを備えるイオン発生装置。
【請求項６】
前記絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆う、請求の範囲第５項に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記絶縁物（４）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第６項に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
前記絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第５項に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
前記絶縁物（９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第８項に記載のイオン発生装置。
【請求項１０】
前記絶縁物（４，９）は、第１および第２の絶縁物からなり、
前記第１の絶縁物（４）は、前記対向電極（４）を覆い、
前記第２の絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第５項に記載のイオン発生装置。
【請求項１１】
前記第１および第２の絶縁物（４，９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第１０項に記載のイオン発生装置。
【請求項１２】
負電極（２，２０）と、
前記負電極（２，２０）との間に所定の電界を生成するための対向電極（３）と、
前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に設けられた絶縁物（４，９，１２）とを備え、
前記所定の電界は、前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である、イオン発生装置。
【請求項１３】
前記絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆う、請求の範囲第１２項に記載のイオン発生装置。
【請求項１４】
前記絶縁物（４）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第１３項に記載のイオン発生装置。
【請求項１５】
前記絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第１２項に記載のイオン発生装置。
【請求項１６】
前記絶縁物（９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第１５項に記載のイオン発生装置。
【請求項１７】
前記絶縁物（４，９）は、第１および第２の絶縁物からなり、
前記第１の絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆い、
前記第２の絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第１２項に記載のイオン発生装置。
【請求項１８】
前記第１および第２の絶縁物（４，９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第１７項に記載のイオン発生装置。
【請求項１９】
開口部（１１）を有するケース（１）と、
前記ケース（１）の内壁および前記開口部（１１）の端面（１１Ａ）に接して形成され、かつ、アースされた絶縁物（１３）と、
前記ケース（１）内に配置され、前記開口部（１１）から前記ケース（１）の外側へ電子を放出する電子放出器とを備え、
前記電子放出器は、
前記電子を放出する負電極（２）と、
正極と負極とを有し、前記負電極（２）の周囲に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記負電極（２）と前記正極との間に生成するための負電圧を前記負極から前記負電極（２）に印加する電圧印加回路（６）とを含む、イオン発生装置。
【請求項２０】
開口部（１１）を有するケース（１）と、
前記ケース（１）の内壁および前記開口部（１１）の端面（１１Ａ）に接して形成され、かつ、アースされた第１の絶縁物（１３）と、
前記ケース（１）内に配置され、前記開口部（１１）から前記ケース（１）の外側へ電子を放出する電子放出器とを備え、
前記電子放出器は、
所定の負電圧が印加され、前記電子を放出する負電極（２）と、
前記負電極（２）と所定の距離を設定して配置され、第２の絶縁物（４）により覆われた対向電極（３）とを含み、
前記所定の負電圧は、前記負電極（２）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記負電極（２）と前記対向電極（３）との間に生成するための電圧である、イオン発生装置。
【請求項２１】
前記対向電極（３）は、被覆電線（１３５，１３６）である、請求の範囲第２０項に記載のイオン発生装置。
【請求項２２】
開口部（１１）を有するケース（１）と、
前記ケース（１）の内壁および前記開口部（１１）の端面（１１Ａ）に接して形成され、かつ、アースされた第１の絶縁物（１３）と、
前記ケース（１）内に配置され、前記開口部（１１）から前記ケース（１）の外側へ電子を放出する電子放出器とを備え、
前記電子放出器は、
先端部（２Ａ）を除く胴体部（２Ｃ）が第２の絶縁物（９）により覆われた負電極（２０）と、
前記負電極（２０）との間に所定の電界を生成するための対向電極（３）とを含み、
前記所定の電界は、前記負電極（２０）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である、イオン発生装置。
【請求項２３】
開口部（１１）を有するケース（１）と、
前記ケース（１）の内壁および前記開口部（１１）の端面（１１Ａ）に接して形成され、かつ、アースされた第１の絶縁物（１３）と、
前記ケース（１）内に配置され、前記開口部（１１）から前記ケース（１）の外側へ電子を放出する電子放出器とを備え、
前記電子放出器は、
前記電子を放出する負電極（２，２０）と、
対向電極（３）と、
前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に設けられた第２の絶縁物（４，９）と、
前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に生成するための負電圧を前記負電極（２，２０）に印加する電圧印加回路（６）とを含む、イオン発生装置。
【請求項２４】
前記第２の絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆う、請求の範囲第２３項に記載のイオン発生装置。
【請求項２５】
前記第１および第２の絶縁物（１３，４）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第２４項に記載のイオン発生装置。
【請求項２６】
前記第２の絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第２３項に記載のイオン発生装置。
【請求項２７】
前記第１および第２の絶縁物（１３，９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第２６項に記載のイオン発生装置。
【請求項２８】
前記第２の絶縁物（４，９）は、第１および第２の電極用絶縁物からなり、
前記第１の電極用絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆い、
前記第２の電極用絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第２３項に記載のイオン発生装置。
【請求項２９】
前記第１の絶縁物（１３）、第１の電極用絶縁物（４）および第２の電極用絶縁物（９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第２８項に記載のイオン発生装置。
【請求項３０】
開口部（１１）を有するケース（１）と、
前記ケース（１）の内壁および前記開口部（１１）の端面（１１Ａ）に接して形成され、かつ、アースされた第１の絶縁物（１３）と、
前記ケース（１）内に配置され、前記開口部（１１）から前記ケース（１）の外側へ電子を放出する電子放出器とを備え、
前記電子放出器は、
前記電子を放出する負電極（２，２０）と、
前記負電極（２，２０）との間に所定の電界を生成するための対向電極（３）と、
前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に設けられた第２の絶縁物（４，９）とを含み、
前記所定の電界は、前記負電極（２，２０）と前記対向電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である、イオン発生装置。
【請求項３１】
前記第２の絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆う、請求の範囲第３０項に記載のイオン発生装置。
【請求項３２】
前記第１および第２の絶縁物（１３，４）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第３１項に記載のイオン発生装置。
【請求項３３】
前記第２の絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第３０項に記載のイオン発生装置。
【請求項３４】
前記第１および第２の絶縁物（１３，９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第３３項に記載のイオン発生装置。
【請求項３５】
前記第２の絶縁物（４，９）は、第１および第２の電極用絶縁物からなり、
前記第１の電極用絶縁物（４）は、前記対向電極（３）を覆い、
前記第２の電極用絶縁物（９）は、前記負電極（２０）の先端部（２Ａ）を除く部分（２Ｃ）を覆う、請求の範囲第３０項に記載のイオン発生装置。
【請求項３６】
前記第１の絶縁物（１３）、第１の電極用絶縁物（４）および第２の電極用絶縁物（９）は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる、請求の範囲第３５項に記載のイオン発生装置。
【請求項３７】
前記負電極（２，２０）の先端部（２Ａ）は、尖っている、請求の範囲第１項から請求の範囲第３６項のいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項３８】
所定の電圧が印加される第１の電極（２）と、
前記第１の電極（２）と所定の距離を設定して配置され、絶縁物（４）により覆われた第２の電極（３）とを備え、
前記所定の電圧は、前記第１の電極（２）と前記第２の電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記第１の電極（２）と前記第２の電極（３）との間に生成するための電圧である、イオン発生装置。
【請求項３９】
第１の電極（２，２０）と、
第２の電極（３）と、
前記第１の電極（２，２０）と前記第２の電極（３）との間に設けられた絶縁物（４，９，１２）と、
前記第１の電極（２，２０）と前記第２の電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を前記第１の電極（２，２０）と前記第２の電極（３）との間に生成するための電圧を前記第１の電極（２，２０）に印加する電圧印加回路（６）とを備えるイオン発生装置。
【請求項４０】
第１の電極（２，２０）と、
前記第１の電極（２，２０）との間に所定の電界を生成するための第２の電極（３）と、
前記第１の電極（２，２０）と前記第２の電極（３）との間に設けられた絶縁物（４，９，１２）とを備え、
前記所定の電界は、前記第１の電極（２，２０）と前記第２の電極（３）との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である、イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、マイナスイオンまたはプラスイオンを発生するイオン発生装置に関するものである。
【背景技術】  最近、健康機器への関心が高まっている。このような健康機器の１つとしてマイナスイオン発生装置がある。このマイナスイオン発生装置は、２つの電極間に電圧を印加して空気中にマイナスイオンを発生するものである。
従来のマイナスイオン発生装置の主要部を図３２に示す。従来のマイナスイオン発生装置は、放電針６０と対向電極７０とを備える。対向電極７０は、リング形状をしており、放電針６０の先端６０Ａに対して前方に配置される。放電針は、絶縁物で覆われておらず、先端６０Ａは尖っている。
そして、放電針６０は、配線６１を介して数ｋＶ程度の負電圧が印加される。また、対向電極７０は、配線７１を介して０Ｖまたは正の電圧が印加される。そうすると、放電針６０と対向電極７０との間の空間８０に電流がわずかに流れ、局部破壊が発生する。そして、コロナ放電が放電針６０と対向電極７０との間の空間８０で持続する。
この場合、放電針６０は、先端６０Ａまたは先端６０Ａの近傍の空気から電子を放出させる。しかし、電子が放出される方向には、０Ｖまたは正の電圧が印加された対向電極７０が存在するため、放電針６０の先端６０Ａまたは先端６０Ａの近傍の空気から放出された電子は、大部分、対向電極７０に引かれ、消滅する。そして、対向電極７０をすり抜けた電子だけが、酸素分子または窒素分子に付着してマイナスイオンとなり、マイナスイオン発生装置からイオン風となって放出されていた。
放電針６０と対向電極７０との間の空間８０でコロナ放電が発生すると、０Ｖまたは正の電圧が印加された対向電極７０の近傍で、酸素分子または窒素分子が乖離したり、電離したりする。その結果、プラスイオンが対向電極７０の近傍に発生する。対向電極７０は、０Ｖまたは正の電圧が印加されているため、プラスイオンは、対向電極７０によって消滅されず、放電針６０によって吸収されないプラスイオンが再結合してオゾンまたは窒素酸化物になる。
このように、電子の放出方向に対向電極が配置される方式では、空気中に放出された電子は、大部分、対向電極７０に引っ張られ、消滅する。
そこで、図３３に示すように、放電針の前方に対向電極が存在しない方式が考案された。この方式は、空中放電方式と呼ばれる。空中放電方式のマイナスイオン発生装置は、ガラス９０と、放電針１００Ａ，１００Ｂと、対向電極１１０とを備える。
放電針１００Ａ，１００Ｂおよび対向電極１１０は、ガラス９０の一主面９１に設けられる。放電針１００Ａ，１００Ｂは、放電針６０と同じように、絶縁物で覆われておらず、先端は尖っている。そして、放電針６０は、数ｋＶの負電圧が配線１０１を介して印加される。
対向電極１１０は、紙面の裏方向に長く延びた、板形状からなり、配線１１１を介して０Ｖまたは正の電圧が印加される。
そうすると、たとえば、放電針１００Ａと対向電極１１０との間で局部破壊が生じ、放電が空間１２０に生じる。この場合、放電針１００Ａは、電子を放出するので、放電針１００Ａ，１００Ｂの近傍の酸素分子は、放電針１００Ａから放出された電子と衝突して電子を放出し、プラスイオンになる。発生したプラスイオンは、放電針１００Ａ，１００Ｂに引かれ、消滅する。また、酸素分子から放出された電子は、次の酸素分子と衝突して電子を放出させる。
一方、０Ｖまたは正の電圧が印加される対向電極１１０の近傍では、放電により発生した電子は、対向電極１１０に引かれて消滅し、プラスイオンは、再結合してオゾンまたは窒素酸化物になる。
このように、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置は、対向電極が放電針の前方に存在するマイナスイオン発生装置に比べ、より多くのマイナスイオンを発生可能であるが、オゾンまたは窒素酸化物も発生させる点で対向電極が放電針の前方に存在するマイナスイオン発生装置と共通する。
また、特開平１１−１９２０１号公報は、図３４に示すイオン発生装置２００を開示する。イオン発生装置２００は、針状電極２０１と平板電極２０２とを備える。平板電極２０２は、中央部に開口部２０４を有し、四角い枠状に形成されている。
一方、針状電極２０１は、その軸線が平板電極２０２の板面と略平行し、かつ、平板電極２０２の放電用枠辺２０２ｄと交差可能な位置関係に設けられる。より具体的には、針状電極２０１は、平板電極２０２の平行する２つの枠辺２０２ｃ，２０２ｅに取付けられたニードルホルダ２０３の中間部に固定される。
針状電極２０１は、その先端部２０１ａが平板電極２０２の枠辺２０２ｄの方向を向き、平板電極２０２との高さをｄに維持している。ニードルホルダ２０３は、その両側にスリープ２０５を有し、スリープ２０５には調整ネジ２０６が挿入されている。
平板電極２０２の２つの枠辺２０２ｃ，２０２ｅには、ほぼ、等間隔でネジ孔２０２ａが形成されており、このネジ孔２０２ａにスリープ２０５内の調整ネジ２０６を挿入することにより、ニードルホルダ２０３および針状電極２０１は、所定の位置に固定される。
そして、負電圧が針状電極２０１に印加されると、針状電極２０１と平板電極２０２との間でコロナ放電が開始される。その後、針状電極２０１の全体からの放電が生じる。
針状電極２０１から放出された電子は、空気分子と衝突して大量のマイナスイオンを発生する。
しかし、上述した従来の技術では、２つの電極間に電流を流し、２つの電極間に存在する空気中で放電を起こさせるため、０Ｖまたは正の電圧が印加される電極の近傍にもプラスイオンが発生し、その発生したプラスイオンは、消滅せず、オゾンまたは窒素酸化物が大量に発生するという問題がある。
また、２つの電極間に電流を流すため、誤って電極に触れると、感電するという問題がある。
さらに、温度によって空気の抵抗が変化し、放電が安定せず、安定してマイナスイオンを得ることが困難であるという問題がある。
【発明の開示】
それゆえに、この発明の目的は、２つの電極間に放電を起こさせずにイオンを発生するイオン発生装置を提供することである。
この発明によれば、イオン発生装置は、負電極と、電圧印加回路とを備える。電圧印加回路は、正極と負極とを有し、負電極の周囲に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を負電極と正極との間に生成するための負電圧を負極から負電極に印加する。
また、この発明によれば、イオン発生装置は、負電極と、対向電極とを備える。負電極は、所定の負電圧が印加される。対向電極は、負電極と所定の距離を設定して配置され、絶縁物により覆われる。
そして、所定の負電圧は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を負電極と対向電極との間に生成するための電圧である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、負電極と、対向電極とを備える。負電極は、先端部を除く胴体部が絶縁物により覆われる。対向電極は、負電極との間に所定の電界を生成するために設けられる。
そして、所定の電界は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、負電極と、対向電極と、絶縁物と、電圧印加回路とを備える。絶縁物は、負電極と対向電極との間に設けられる。電圧印加回路は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を負電極と対向電極との間に生成するための負電圧を負電極に印加する。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、負電極と、対向電極と、絶縁物とを備える。対向電極は、負電極との間に所定の電界を生成するために配置される。絶縁物は、負電極と対向電極との間に設けられる。
そして、所定の電界は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、ケースと、絶縁物と、電子放出器とを備える。ケースは、開口部を有する。絶縁物は、ケースの内壁および開口部の端面に接して形成され、かつ、アースされる。電子放出器は、ケース内に配置され、開口部からケースの外側へ電子を放出する。
そして、電子放出器は、電子を放出する負電極と、正極と負極とを有し、負電極の周囲に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を負電極と正極との間に生成するための負電圧を負極から負電極に印加する電圧印加回路とを含む。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、ケースと、第１の絶縁物と、電子放出器とを備える。ケースは、開口部を有する。第１の絶縁物は、ケースの内壁および開口部の端面に接して形成され、かつ、アースされる。電子放出器は、ケース内に配置され、開口部からケースの外側へ電子を放出する。
そして、電子放出器は、所定の負電圧が印加され、電子を放出する負電極と、負電極と所定の距離を設定して配置され、第２の絶縁物により覆われた対向電極とを含み、所定の負電圧は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を負電極と対向電極との間に生成するための電圧である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、ケースと、第１の絶縁物と、電子放出器とを備える。ケースは、開口部を有する。第１の絶縁部は、ケースの内壁および開口部の端面に接して形成され、かつ、アースされる。電子放出器は、ケース内に配置され、開口部からケースの外側へ電子を放出する。
そして、電子放出器は、先端部を除く胴体部が第２の絶縁物により覆われた負電極と、負電極との間に所定の電界を生成するための対向電極とを含み、所定の電界は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、ケースと、第１の絶縁物と、電子放出器とを備える。ケースは、開口部を有する。第１の絶縁物は、ケースの内壁および開口部の端面に接して形成され、かつ、アースされる。電子放出器は、ケース内に配置され、開口部からケースの外側へ電子を放出する。
そして、電子放出器は、電子を放出する負電極と、対向電極と、負電極と対向電極との間に設けられた第２の絶縁物と、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を負電極と対向電極との間に生成するための負電圧を負電極に印加する。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、ケースと、第１の絶縁物と、電子放出器とを備える。ケースは、開口部を有する。第１の絶縁物は、ケースの内壁および開口部の端面に接して形成され、かつ、アースされる。電子放出器は、ケース内に配置され、開口部からケースの外側へ電子を放出する。
そして、電子放出器は、電子を放出する負電極と、負電極との間に所定の電界を生成するための対向電極と、負電極と対向電極との間に設けられた第２の絶縁物とを含み、所定の電界は、負電極と対向電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、第１の電極と、第２の電極とを備える。第１の電極は、所定の電圧が印加される。第２の電極は、第１の電極と所定の距離を設定して配置され、絶縁物により覆われる。そして、所定の電圧は、第１の電極と第２の電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を第１の電極と第２の電極との間に生成するための電圧である。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、第１の電極と、第２の電極と、絶縁物と、電圧印加回路とを備える。絶縁物は、第１の電極と第２の電極との間に設けられる。電圧印加回路は、第１の電極と第２の電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を第１の電極と第２の電極との間に生成するための電圧を第１の電極に印加する。
さらに、この発明によれば、イオン発生装置は、第１の電極と、第２の電極と、絶縁物とを備える。第２の電極は、第１の電極との間に所定の電界を生成するための電極である。絶縁物は、第１の電極と第２の電極との間に設けられる。そして、所定の電界は、第１の電極と第２の電極との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界である。
好ましくは、対向電極は、被覆電線からなる。
好ましくは、絶縁物は、対向電極を覆う。
好ましくは、絶縁物は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる。
好ましくは、絶縁物は、負電極の先端部を除く部分を覆う。
好ましくは、絶縁物は、第１および第２の絶縁物からなり、第１の絶縁物は、対向電極を覆い、第２の絶縁物は、負電極の先端部を除く部分を覆う。
好ましくは、第１および第２の絶縁物は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる。
好ましくは、第２の絶縁物は、対向電極を覆う。
好ましくは、第２の絶縁物は、負電極の先端部を除く部分を覆う。
好ましくは、第２の絶縁物は、第１および第２の電極用絶縁物からなり、第１の電極用絶縁物は、対向電極を覆い、第２の電極用絶縁物は、負電極の先端部を除く部分を覆う。
好ましくは、第１の絶縁物、第１の電極用絶縁物および第２の電極用絶縁物は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれか１つからなる。
好ましくは、負電極の先端部は、尖っている。
この発明によるマイナスイオン発生装置においては、負電極（または第１の電極）と対向電極（または第２の電極）との間に放電が生じる電界よりも弱い電界が生成され、電子が負電極から放出される。そして、負電極から放出された電子は、負電極と対向電極との間に存在する分子と衝突し、プラスイオンおよび電子を生成する。生成されたプラスイオンは負電極に吸引され、負電極で消滅する。また、生成された電子は、他の分子に付着してマイナスイオンを発生する。なお、この発明においては、電子は、負電極（または第１の電極）の近傍の空気分子から放出されてもよい。
したがって、この発明によれば、マイナスイオンまたはプラスイオンを優先的に発生させることができる。また、負電極（または第１の電極）と対向電極（または第２の電極）との間に存在する媒質が空気である場合、さらに、オゾンの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】  図１は、実施の形態１によるマイナスイオン発生装置の斜視図である。
図２は、図１に示すマイナスイオン発生装置のＡ方向から見た断面構造図である。
図３は、図１に示すマイナスイオン発生装置のＢ方向から見た平面構造図である。
図４は、マイナスイオンの発生機構を説明するための図である。
図５は、図１に示すマイナスイオン発生装置の電気回路図である。
図６は、部屋の平面図である。
図７は、実施の形態１によるマイナスイオン発生装置によって発生されるマイナスイオン量の図６に示す部屋における分布を示す図である。
図８は、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置によって発生されるマイナスイオン量の図６に示す部屋における分布を示す図である。
図９は、実施の形態２によるマイナスイオン発生装置の斜視図である。
図１０は、図９に示すマイナスイオン発生装置のＡ方向から見た断面構造図である。
図１１は、図９に示すマイナスイオン発生装置における対向電極の配置位置を示す平面図である。
図１２から図１５は、対向電極の変形例を示す図である。
図１６は、実施の形態３によるマイナスイオン発生装置の斜視図である。
図１７は、実施の形態４によるマイナスイオン発生装置の斜視図である。
図１８は、図１７に示すマイナスイオン発生装置のＡ方向から見た断面構造図である。
図１９は、図１７に示すマイナスイオン発生装置のＢ方向から見た平面構造図である。
図２０は、実施の形態５によるマイナスイオン発生装置の斜視図である。
図２１は、実施の形態６によるマイナスイオン発生装置の断面図である。
図２２は、実施の形態６によるマイナスイオン発生装置の他の断面図である。
図２３は、針状電極の変形例を示す斜視図である。
図２４から図３１は、電子放出器の変形例を示す図である。
図３２は、従来の放電方式によるマイナスイオン発生装置の主要部を示す図である。
図３３は、従来の放電方式によるマイナスイオン発生装置の他の主要部を示す図である。
図３４は、従来の放電方式によるマイナスイオン発生装置のさらに他の主要部を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
［実施の形態１］
図１を参照して、実施の形態１によるマイナスイオン発生装置１０は、ケース１と、針状電極２と、対向電極３と、絶縁物４と、支持部材５と、電源回路６と、配線７，８とを備える。
絶縁物４、支持部材５および電源回路６は、ケース１の底面１Ａに固定される。ケース１は、開口部１１を有する。針状電極２は、直径が０．５ｍｍ〜１．０ｍｍのタングステンから成る。そして、針状電極２は、尖った先端部２Ａを有し、先端部２Ａがケース１の開口部１１を向くように支持部材５に固定される。また、針状電極２は、絶縁物により被覆されていない。なお、針状電極２は、タングステンに限らず、密度が高く、かつ、耐熱温度が高い電気的導体であればよい。
対向電極３は、絶縁物４により覆われ、針状電極２に対して所定の距離を設定して配置される。絶縁物４は、対向電極３を覆う。そして、絶縁物４は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれかから成る。したがって、絶縁物４は、対向電極３を電気的に絶縁する。なお、絶縁物４を構成する半導体は、１０６Ωｃｍ以上の比抵抗を有する。つまり、絶縁物４を構成する半導体は、ｐ型およびｎ型のいずれにもドーピングされていない。
支持部材５は、絶縁物から成る。したがって、支持部材５は、針状電極２をケース１から電気的に浮かす。電源回路６は、−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧と、接地電圧（０Ｖ）とを発生する。そして、電源回路６は、発生した負電圧を配線７を介して針状電極２に与え、発生した接地電圧（０Ｖ）を配線８を介して対向電極３に与える。
配線７は、一方端が針状電極２に接続され、他方端が電源回路６に接続される。配線８は、一方端が対向電極３に接続され、他方端が電源回路６に接続される。したがって、針状電極２は、配線７を介して電源回路６から−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧を受け、対向電極３は、配線８を介して電源回路６から接地電圧（０Ｖ）を受ける。
図２を参照して、図１に示すマイナスイオン発生装置１０をＡ方向から見た断面構造について説明する。絶縁物４、支持部材５および電源回路６は、ケース１の底面１Ａに接している。対向電極３および絶縁物４は、針状電極２の向こう側に配置される。電源回路６は、針状電極２および支持部材５の向こう側に配置される。
針状電極２の先端部２Ａとケース１の開口部１１との距離Ｌ１は、０ｃｍ〜３ｃｍの範囲であり、好ましくは、約１ｃｍである。また、ケース１の底面１Ａに垂直な方向の開口部１１の距離Ｌ２は、０．５ｃｍ〜１ｃｍの範囲であり、好ましくは、０．５ｃｍ〜０．７ｃｍの範囲である。
図３を参照して、図１に示すマイナスイオン発生装置１０のＢ方向から見た平面構造について説明する。針状電極２は、その先端部２Ａがケース１の開口部１１から距離Ｌ１の位置になるように支持部材５によって固定される。対向電極３および絶縁物４は、針状電極２から距離Ｌ４の位置に配置される。距離Ｌ４は、絶縁物４の材質によって異なる。絶縁物４がガラスから成るとき、距離Ｌ４は、０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲であり、絶縁物４がテフロンからなるとき、距離Ｌ４は、３０ｍｍである。また、ケース１の底面１Ａに平行な方向の開口部１１の距離Ｌ３は、０．５ｃｍ〜１ｃｍの範囲であり、好ましくは、０．５ｃｍ〜０．７ｃｍの範囲である。なお、対向電極３および絶縁物４は、針状電極２の先端部２Ａよりも開口部１１側に配置されてもよく、支持部材５とケース１との間に配置されてもよい。
−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧が針状電極２に印加され、接地電圧（０Ｖ）が対向電極３に印加されると、マイナスイオン発生装置１０は、マイナスイオンを開口部１１から放出する。図４を参照して、マイナスイオン発生装置１０がマイナスイオンを放出する機構について説明する。
負電圧が針状電極２に印加され、接地電圧（０Ｖ）が対向電極３に印加されると、針状電極２は、その先端部２Ａから電子をケース１の開口部１１に向けて放出させる（または、針状電極２は、その先端部２Ａの近傍の空気分子から電子を放出させる。以下において同じ。）。放出された電子は、空気中の酸素分子３１および窒素分子３２に衝突する。そうすると、酸素分子３１は、電子３１Ｂを放出し、プラスイオン３１Ａに変化する。また、窒素分子３２は、電子３２Ｂを放出し、プラスイオン３２Ａに変化する。そして、電子３１Ｂ，３２Ｂは、他の酸素分子または窒素分子に付着し、マイナスイオン３３，３４が生成される。
電子の衝突によって生成されたプラスイオン３１Ａ，３２Ａは、針状電極２と対向電極３との間に生成された電界によって針状電極２へ引かれ、針状電極２で消滅する。
その結果、マイナスイオン発生装置１０は、マイナスイオン３３，３４だけを生成する。
−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧が針状電極２に印加されると、電子は、針状電極２から勢いよく飛び出し、針状電極２の近傍である領域４０で酸素分子３１または窒素分子３２に衝突する。そして、領域４０において、酸素分子３１および窒素分子３２は、それぞれ、電子３１Ｂ，３２Ｂを放出してプラスイオン３１Ａ，３２Ａに変化する。放出された電子３１Ｂ，３２Ｂは、空気中を拡散し、他の酸素分子または窒素分子に付着し、マイナスイオン３３，３４が生成される。
このように、マイナスイオン発生装置１０は、針状電極２から電子を放出し、針状電極２の近傍（領域４０）で空気中の分子を電離させてプラスイオンと電子とを発生させ、その発生させた電子を針状電極２に印加された負電圧によって針状電極２から遠ざかる方向にさらに拡散させ、プラスイオンを針状電極２に印加された負電圧によって吸引する。その結果、マイナスイオン発生装置１０は、電子だけを空気中に拡散し、周囲にマイナスイオンを発生することができる。
図５は、マイナスイオン発生装置１０における針状電極２、対向電極、配線７，８および電源回路６の回路図を示す。電源６Ａは、−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧を針状電極２に印加する電源である。
電源６Ａと針状電極２との間に電流計を挿入して電源６Ａから針状電極２へ流れる電流を測定した結果、８μＡであった。また、接地電圧（０Ｖ）が印加された対向電極３と接地ノードＧＮＤとの間に電流計を挿入して対向電極３から接地ノードＧＮＤへ流れる電流を測定した結果、０Ａであった。
したがって、針状電極２と対向電極３との間には電流が流れない。つまり、針状電極２と対向電極３との間に存在する空気を介して電流が流れることはない。そして、針状電極２と対向電極３との間に存在する空気を介して電流が流れないことは、針状電極２と対向電極３との間に放電が生じないことを意味する。
絶縁物４がガラスで構成される場合、針状電極２と対向電極３との距離Ｌ４は、たとえば、１０ｍｍである、そして、針状電極２に印加される負電圧は、−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲であるので、針状電極２と対向電極３との間の電界は、−５ｋＶ／ｃｍ〜−９ｋＶ／ｃｍの範囲である。
１気圧の空気中で放電を起こさせるには、１０ｋＶ／ｃｍ以上の電界が必要であるので、針状電極２に印加される負電圧は、針状電極２と対向電極３との間に放電を生じさせる電界（すなわち、空気の絶縁破壊電界）よりも弱い電界を生成するための電圧である。
したがって、この発明は、針状電極２と対向電極３との間に放電が生じる電界（すなわち、空気の絶縁破壊電界）よりも弱い電界を生成することを特徴とする。
再び、図１を参照して、電源回路６が配線７を介して−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧を針状電極２に印加し、配線８を介して接地電圧（０Ｖ）を対向電極３に印加すると、針状電極２と対向電極３との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が生成され、針状電極２は、先端部２Ａまたは先端部２Ａの近傍の空気分子から電子を放出させる。そして、放出された電子は、空気中の酸素分子３１または窒素分子３２と衝突し、プラスイオン３１Ａ，３２Ａと電子３１Ｂ，３２Ｂとを生成する。そうすると、針状電極２は、先端部２Ａの近傍で生成されたプラスイオンを吸引し、酸素分子３１または窒素分子３２から放出された電子３１Ｂ，３２Ｂは、他の酸素分子または窒素分子に付着してマイナスイオン３３，３４を生成する。そして、マイナスイオン発生装置１０は、開口部１１からマイナスイオン３３，３４を放出する。
表１は、この発明によるマイナスイオン発生装置の１号機から１０号機について、発生されたマイナスイオン量を測定した結果である。比較のために、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置の測定結果を示す。
2004019462.tif 000003
マイナスイオンを測定した測定器は次のとおりである。型式がアンデス電気ＩＴＣ−２０１Ａで、測定方式が平板方式である測定器（測定器Ａという。）と、型式がシグマテックＳＣ−１０で、測定方式が２重円筒方式である測定器（測定器Ｂという。）とを用いてマイナスイオン量が測定された。
測定順序は、まず、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置について測定し、その後、この発明によるマイナスイオン発生装置の１号機〜５号機について順次マイナスイオン量を測定する。そして、再度、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置についてマイナスイオン量を測定し、その後、この発明によるマイナスイオン発生装置の６号機〜１０号機について順次マイナスイオン量を測定する。最後に、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置についてマイナスイオン量を測定する。
上述した測定を、気温：２５℃、湿度：５０％の条件と、気温：２６℃、湿度：５８％の条件とにおいて行なった。
その結果、この発明によるマイナスイオン発生装置は、測定器Ａ，Ｂのいずれの測定器を用いて測定しても、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置に比べ、２倍以上のマイナスイオンを発生することが解った。また、湿度が５０％から５８％へ変化したことによるマイナスイオン量の変化は、殆どない。
空中放電方式によるマイナスイオン発生装置は、放電方式を用いてマイナスイオンを発生させる装置では、最も多くのマイナスイオンを発生するが、この発明によるマイナスイオン発生装置は、その空中放電方式によるマイナスイオン発生装置よりもさらに多くのマイナスイオンを発生することが明らかになった。
表２は、マイナスイオン量のマイナスイオン発生装置からの距離依存性を示す。
2004019462.tif 000004
測定器は、上述した測定器Ｂを用いた。測定条件は、気温：２５℃、湿度：５１％である。この発明によるマイナスイオン発生装置は、測定した全ての距離において、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置よりも多くのマイナスイオンを発生することが明らかとなった。
また、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置におけるマイナスイオンの発生量は、この発明によるマイナスイオン発生装置におけるマイナスイオンの発生量に対して、距離が３ｍｍの位置では、５９％であるのに対して、距離が１ｍの位置では４３％である。このことは、この発明によるマイナスイオン発生装置は、より広い範囲でマイナスイオンを発生させることが可能であることを意味する。
表３は、この発明によるマイナスイオン発生装置の１号機〜１０号機について、マイナスイオン発生装置から３ｍｍの位置および１０ｃｍの位置におけるマイナスイオン量を測定した結果を示す。
2004019462.tif 000005
３ｍｍの距離においては、１号機〜１０号機により発生されたマイナスイオン量の平均値は、７６４万個／ｃｍ３であり、１０ｃｍの距離においては、１号機〜１０号機により発生されたマイナスイオン量の平均値は、４３８万個／ｃｍ３である。そして、２つの距離において、１号機〜１０号機間の機器によるマイナスイオン量のバラツキは小さい。したがって、この発明によるマイナスイオン発生装置は、装置としての再現性を十分に備える。
表４は、この発明によるマイナスイオン発生装置と空中放電方式によるマイナスイオン発生装置とにおけるオゾン発生量の比較を示す。測定場所は、装置正面である。また、測定条件は、気温：２５℃、湿度：５０％である。さらに、測定装置は、荏原実業（株）のオゾンモニターＥＧ−５０００である。
2004019462.tif 000006
中央および左の両方において、この発明によるマイナスイオン発生装置におけるオゾン発生量は、検出限界以下であり、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置の場合に比べ、２桁以上少ない。
表５は、この発明によるマイナスイオン発生装置および空中放電方式によるマイナスイオン発生装置の複数の機器についてオゾン量を比較したものである。測定条件は、気温：２２℃、湿度：６０％である。
2004019462.tif 000007
この発明によるマイナスイオン発生装置の場合、全ての機器についてオゾン発生量が検出限界以下であり、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置の場合に比ベオゾンの発生量が少ない。
図６は、一定の広さを有する部屋３０の平面図を示す。長さＬ７は、３．４６ｍであり、長さＬ８は、４．３６ｍである。部屋３０のポイントＰ１〜Ｐ６の各々において、マイナスイオン発生装置１０によって発生されたマイナスイオン量を測定した。ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５は、部屋３０の４つの隅に位置し、ポイントＰ４は、ポイントＰ３とポイントＰ５との中間点に位置し、ポイントＰ６は、マイナスイオン発生装置１０から２ｍの位置に位置する。
表６は、この発明によるマイナスイオン発生装置１０によって発生されたマイナスイオン量の各ポイントＰ１〜Ｐ６における測定結果を示す。
2004019462.tif 000008
表６には、比較のために空中放電方式によるマイナスイオン発生装置によって発生されたマイナスイオン量のポイントＰ１〜Ｐ６における測定結果が示されている。測定条件は、気温：３０℃、湿度５６％である。
この発明によるマイナスイオン発生装置１０によって発生されたマイナスイオン量は、測定器Ａ，Ｂのいずれの測定器で測定されても、ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ６，Ｐ４，Ｐ３，Ｐ５の順で減少し、ポイントＰ５で最も減少する。
一方、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置によって発生されたマイナスイオン量は、ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ６，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の順で減少し、ポイントＰ５で最も減少する。
そして、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、ポイントＰ１〜Ｐ６の全てにおいて、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置よりも多くのマイナスイオンを発生できることが解った。つまり、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、１５．０８ｍ２（＝４．３６ｍ×３．４６ｍ）の広さにおいて、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置よりも多くのマイナスイオンを発生できる。
図７は、この発明によるマイナスイオン発生装置１０によって発生されたマイナスイオン量のポイントＰ１〜Ｐ６における分布を示す。また、図８は、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置によって発生されたマイナスイオン量のポイントＰ１〜Ｐ６における分布を示す。なお、図７および図８に示すマイナスイオン量は、測定器Ｂにより測定された。
図７および図８において、縦軸は、マイナスイオン量を表わす。図７および図８からも、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、部屋３０において、空中放電方式によるマイナスイオン発生装置よりも多くのマイナスイオンを発生できることが明らかである。
表７は、滝において発生されたマイナスイオン量の測定結果を示す。
2004019462.tif 000009
表７に示すマイナスイオン量は、測定器Ａにより測定され、測定条件は、気温３０℃、湿度：６０％である。測定場所は、滝壷から水平方向へ約１５ｍの位置、および滝壷から水平方向へ約３０ｍの位置である。滝壷から約１５ｍの位置では、２００００〜３００００個／ｃｍ３のマイナスイオンが検出され、滝壷から約３０ｍの位置では、５０００〜８０００個／ｃｍ３のマイナスイオンが検出された。
一般的には、滝壷の周辺に存在するマイナスイオン量が健康に良いと評価されており、健康に良いマイナスイオン量は、数千〜数万個／ｃｍ３の範囲であることが解った。
表６に示したように、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、約１５ｍ２の広さを有する部屋３０の全領域において、２２０００個／ｃｍ３以上のマイナスイオン量を発生する。なお、この数値は、表７の測定結果と比較するために測定器Ａによる測定値である。
したがって、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、健康に良いと評価されているマイナスイオン量よりも多くのマイナスイオン量を発生できることが解った。
上述したように、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、従来のマイナスイオン発生装置に比べ、より多くのマイナスイオンを、より広い範囲で発生でき、オゾンの発生を抑制できる。
また、この発明によるマイナスイオン発生装置１０は、自然界において発生されるマイナスイオン量よりも多くのマイナスイオンを発生できる。
なお、電源回路６は、「電圧印加回路」を構成する。また、針状電極２、対向電極３、絶縁物４、電源回路６および配線７，８は、「電子放出器」を構成する。
［実施の形態２］
図９を参照して、実施の形態２によるマイナスイオン発生装置１０Ａは、マイナスイオン発生装置１０に絶縁物９を追加し、絶縁物４を削除したものであり、その他は、マイナスイオン発生装置１０と同じである。
絶縁物９は、針状電極２の先端部２Ａおよび後端部２Ｂを除く胴体部２Ｃを覆う。そして、絶縁物９は、ガラス、セラミックス、樹脂および半導体のいずれかからなる。針状電極２の胴体部２Ｃを絶縁物９で覆ったものは、負電極２０を構成する。負電極２０は、胴体部２Ｃおよび絶縁物９が支持部材５を貫通することにより、支持部材５に固定される。針状電極２の後端部２Ｂは、配線７に接続される。
マイナスイオン発生装置１０Ａにおいては、対向電極３は、被覆されず、針状電極２の胴体部２Ｃが絶縁物９によって被覆される。つまり、針状電極２の一部を絶縁物９によって被覆することによって、針状電極２と対向電極３との間に電流が流れないようにしている。
図１０を参照して、図９に示すマイナスイオン発生装置１０ＡのＡ方向から見た断面構造について説明する。ケース１の底面１Ａ上に対向電極３、支持部材５および電源回路６が設置される。そして、負電極２０は、その胴体部２Ｃおよび絶縁物９が支持部材５を貫通することにより支持部材５により固定される。その他は、図２の説明と同じである。
また、図９に示すマイナスイオン発生装置１０ＡのＢ方向から見た平面構造は、図３に示す平面構造と同じである。
図１１を参照して、対向電極３の配置位置について説明する。負電極２０の先端部２Ａから後端部２Ｂに向かう方向をｘ方向とすると、対向電極３は、通常、絶縁物９のｘ方向における中央部ｃｐに対向して配置される。しかし、対向電極３は、これに限らず、針状電極２の先端部２Ａが接する面１５よりもｘ方向側に配置されればよい。したがって、対向電極３は、点Ｃ〜Ｆのどの位置に配置されてもよい。対向電極３を平面１５よりもｘ方向と反対側に配置すると、絶縁物によって覆われていない針状電極２と対向電極３とが対向することになり、針状電極２と対向電極３との間で放電が生じ易くなるので、これを防止するために、対向電極３の配置位置を上記のように制限したものである。
その他は、マイナスイオン発生装置１０と同じである。
再び、図９を参照して、電源回路６が配線７を介して−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧を負電極２０の針状電極２に印加し、配線８を介して接地電圧（０Ｖ）を対向電極３に印加すると、針状電極２と対向電極３との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が生成され、負電極２０は、先端部２Ａから電子を放出する。または、負電極２０は、先端部２Ａの近傍の空気分子から電子を放出させる。そして、放出された電子は、空気中の酸素分子３１または窒素分子３２と衝突し、プラスイオン３１Ａ，３２Ａと電子３１Ｂ，３２Ｂとを生成する。そうすると、負電極２０は、先端部２Ａの近傍で生成されたプラスイオン３１Ａ，３２Ａを吸引し、酸素分子３１または窒素分子３２から放出された電子３１Ｂ，３２Ｂは、他の酸素分子または窒素分子に付着してマイナスイオン３３，３４を生成する。そして、マイナスイオン発生装置１０Ａは、開口部１１からマイナスイオン３３，３４を放出する。
このように、対向電極３を絶縁物によって覆わず、負電圧が印加される針状電極２の胴体部２Ｃを絶縁物９によって覆うことによっても、針状電極２と対向電極との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界を生成でき、多くのマイナスイオンを発生させることができる。
図１２〜図１５を参照して、対向電極３の変形例について説明する。図１２を参照して、対向電極３は、負電極２０の絶縁物９の周方向に沿って弧状に曲げられた対向電極３Ａであってもよい。
図１３を参照して、対向電極３は、線状の対向電極３Ｂであってもよい。したがって、対向電極３Ｂは、より具体的には、通常の配線材によって構成されてもよい。
図１４を参照して、対向電極３は、負電極２０の絶縁物９を中心軸とするリング状の対向電極３Ｃであってもよい。
図１５を参照して、対向電極３は、負電極２０の軸方向に螺旋状に曲げられた対向電極３Ｄであってもよい。
図１２〜図１５に示す対向電極３Ａ〜３Ｄをマイナスイオン発生装置１０Ａに用いた場合も、針状電極２と対向電極３との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が生成され、オゾンの発生を抑えて多くのマイナスイオンを発生させることができる。
図１２〜図１５に示した対向電極３Ａ〜３Ｄは、実施の形態１におけるマイナスイオン発生装置１０に用いられてもよい。
なお、負電極２０、対向電極３、電源回路６および配線７，８は、「電子放出器」を構成する。
その他は、実施の形態１と同じである。
［実施の形態３］
図１６を参照して、実施の形態３によるマイナスイオン発生装置１０Ｂは、マイナスイオン発生装置１０に絶縁物９を追加したものであり、その他は、マイナスイオン発生装置１０と同じである。
針状電極２および絶縁物９は、負電極２０を構成する。したがって、絶縁物９の具体的な材料、負電極２０の支持部材５への固定方法および負電極２０と配線７との接続方法については、実施の形態２において説明したとおりである。
マイナスイオン発生装置１０Ｂにおいては、針状電極２および対向電極３が、それぞれ、絶縁物４，９によって被覆される。したがって、対向電極３および絶縁物４は、実施の形態１において説明したように、ケース１内のどの位置に配置されてもよい。
針状電極２および対向電極３がそれぞれ絶縁物９，４によって覆われたマイナスイオン発生装置１０Ｂにおいて、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧が配線７を介して針状電極２に印加され、接地電圧（０Ｖ）が配線８を介して対向電極３に印加されると、空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が針状電極２と対向電極３との間に生成され、多くのマイナスイオンが発生する。
なお、負電極２０、対向電極３、絶縁物４、電源回路６および配線７，８は、「電子放出器」を構成する。
その他は、実施の形態１，２と同じである。
［実施の形態４］
図１７を参照して、実施の形態４によるマイナスイオン発生装置１０Ｃは、マイナスイオン発生装置１０の絶縁物４を絶縁物１２に代えたものであり、その他は、マイナスイオン発生装置１０と同じである。
絶縁物１２は、針状電極２と対向電極３との間に配置される。つまり、絶縁物１２は、針状電極２または対向電極３を覆うのではなく、針状電極２と対向電極３とを空間的に隔てるために針状電極２と対向電極３との間に配置される。絶縁物１２は、ガラス、セラミックスおよび樹脂のいずれかからなる。また、絶縁物１２は、対向電極３よりも少なくとも３ｍｍ程度以上高くなる高さＨ、対向電極３の幅よりも少なくとも３ｍｍ程度以上広い幅Ｗ、および０．１ｍｍ程度以上の奥行きＤを有する。そして、奥行きＤは、絶縁物の絶縁能力によって決定される。なお、絶縁物１２は、１０６Ωｃｍ以上の比抵抗を有する半導体（すなわち、ｐ型またはｎ型にドーピングされていない半導体）によって構成されてもよい。この場合、絶縁物１２の奥行きＤは、数百ミクロンのオーダーである。
マイナスイオン発生装置１０Ｃは、針状電極２および対向電極３の両方を絶縁物によって覆うのではなく、針状電極２と対向電極３との間に絶縁物１２を配置することにより針状電極２と対向電極３との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界を生成することにしたものである。
図１８を参照して、図１７に示すマイナスイオン発生装置１０ＣのＡ方向から見た断面構造について説明する。支持部材５、電源回路６および絶縁物１２がケース１の底面１Ａ上に配置される。絶縁物１２は、針状電極２の向こう側に配置され、対向電極３は、さらに、絶縁物１２の向こう側に配置される（図１８においては、対向電極３は、絶縁物１２により隠されている。）。その他は、図２の説明と同じである。
図１９を参照して、図１７に示すマイナスイオン発生装置１０ＣのＢ方向から見た平面構造について説明する。絶縁物１２は、針状電極２と平行に針状電極２から距離Ｌ５を隔てた位置に配置される。また、対向電極３は、絶縁物１２から距離Ｌ６を隔てた位置に配置される。距離Ｌ５は、０〜３０ｍｍの範囲であり、距離Ｌ６は、０〜３０ｍｍの範囲である。
その他は、図３の説明と同じである。
負電圧が針状電極２に印加され、接地電圧（０Ｖ）が対向電圧３に印加されると、対向電極３から針状電極２へ向かう電界が生成される。そして、その電界における電気力線は、対向電極３から出発して針状電極２に入射する。この場合、電気力線は、尖った部分に集中する性質を有するので、針状電極２の先端部２Ａに電気力線が集中する傾向が強い。したがって、絶縁物１２は、好ましくは、対向電極３と針状電極２の先端部２Ａとを結ぶ直線をさえぎる位置に配置される。
針状電極２および対向電極３が絶縁物１２によって隔てられたマイナスイオン発生装置１０Ｃにおいて、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧が配線７を介して針状電極２に印加され、接地電圧（０Ｖ）が配線８を介して対向電極３に印加されると、空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が針状電極２と対向電極３との間に生成され、多くのマイナスイオンが発生する。
なお、針状電極２、対向電極３、絶縁物１２、電源回路６および配線７，８は、「電子放出器」を構成する。
その他は、実施の形態１と同じである。
［実施の形態５］
図２０を参照して、実施の形態５によるマイナスイオン発生装置１０Ｄは、マイナスイオン発生装置１０の対向電極３、絶縁物４および配線８を削除したものであり、その他は、マイナスイオン発生装置１０と同じである。
電源回路６は、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧を配線７を介して針状電極２に印加し、接地電圧（０Ｖ）を端子６６へ出力する。そうすると、針状電極２と電源回路６の端子６６との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が生成される。そして、針状電極２は、先端部２Ａから電子を放出し、その放出された電子は、空気中の酸素分子または窒素分子に衝突し、プラスイオンと電子とを生成する。針状電極２は、さらに、生成されたプラスイオンを吸引し、空気中に生成されたプラスイオンを消滅させる。そして、酸素分子または窒素分子から放出された電子は、他の酸素分子または窒素分子に付着し、マイナスイオンが生成される。
マイナスイオン発生装置１０Ｄにおいては、針状電極２と電源回路６の端子６６との間で放電が生じることはないので、プラスイオンは、専ら針状電極２の先端部２Ａの近傍で生成される。したがって、マイナスイオン発生装置１０Ｄのように、特に、対向電極３を設けなくてもオゾンの発生を抑制し、多くのマイナスイオンを発生させることができる。
なお、針状電極２、電源回路６および配線７は、「電子放出器」を構成する。また、実施の形態５によるマイナスイオン発生装置は、実施の形態２によるマイナスイオン発生装置１０Ａから対向電極３および配線８を削除したもの、または実施の形態３によるマイナスイオン発生装置１０Ｂから対向電極３、絶縁物４および配線８を削除したもの、または実施の形態４によるマイナスイオン発生装置１０Ｃから対向電極３、絶縁物１２および配線８を削除したものであってもよい。
その他は、実施の形態１，２，３，４と同じである。
［実施の形態６］
実施の形態６によるマイナスイオン発生装置は、マイナスイオン発生装置１０のケース１の内壁を絶縁物で覆ったマイナスイオン発生装置である。図２１を参照して、実施の形態６によるマイナスイオン発生装置１０Ｅの断面構造について説明する。ケース１の内壁は、絶縁物１３によって覆われている。ケース１は、開口部１１を有するが、開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａも、絶縁物１３により覆われている。つまり、絶縁物１３は、針状電極２から放出された電子がケース１に帯電しないようにケース１の内壁および開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａを覆う。そして、絶縁物１３は、アースされている。また、絶縁物１３は、テフロンまたはガイシからなる。また、絶縁物１３は、セラミックス、樹脂および半導体のいずれかにより構成されてもよい。
ケース１の内壁および開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａが絶縁物１３によって覆われるのは、次の理由による。絶縁物１３が設けられていないと、針状電極２から放出された電子は、その一部がケース１の内壁または開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａに帯電する。そうすると、ケース１が絶縁物によって構成されていても、電気を通すようになり、ケース１と針状電極２との間で放電が生じる。したがって、ケース１が帯電することによってケース１と針状電極２との間で放電が生じるのを防止するためにケース１の内壁および開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａが絶縁物１３によって覆われる。
対向電極３、絶縁物４、支持部材５および電源回路６は、アースされた絶縁物１３上に配置される。
図２１に示すマイナスイオン発生装置１０Ｅの開口部１１は、その端面１１Ａ，１１Ａにテーパが形成されている。これにより、生成された電子およびマイナスイオンは、開口部１１から外部へ放出され易い。
その他は、図２の説明と同じである。
マイナスイオン発生装置１０Ｅは、図２２に示すように、開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａが絶縁物１３によって覆われていれば、テーパが形成されていなくてもよい。
マイナスイオン発生装置１０Ｅにおいて、電源回路６が、−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧を配線７を介して針状電極２に印加し、接地電圧（０Ｖ）を配線８を介して対向電極３に印加すると、針状電極２と対向電極３との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が生成され、針状電極２は、電子を開口部１１の方向へ放出する。そして、針状電極２の先端部２Ａの近傍で、針状電極２から放出された電子と空気中の酸素分子または窒素分子との衝突が生じ、プラスイオンおよび電子が発生する。プラスイオンは、針状電極２に吸引されて消滅し、電子は、空気中の他の酸素分子または窒素分子に付着してマイナスイオンが生成される。
そして、マイナスイオン発生装置１０Ｅは、電子およびマイナスイオンを開口部１１から外部へ放出する。この場合、ケース１は、その内壁および開口部１１の端面１１Ａ，１１Ａが絶縁物１３により覆われているため、針状電極２から放出された電子により帯電することはなく、ケース１と針状電極２との間で放電は生じない。
したがって、マイナスイオン発生装置１０Ｅは、安定してマイナスイオンを発生できる。
なお、針状電極２、対向電極３、絶縁物４、電源回路６、配線７，８および絶縁物１３は、「電子放出器」を構成する。
また、絶縁物１３をマイナスイオン発生装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄのいずれに適用してもよい。この場合にも、マイナスイオン発生装置１０Ｅと同じように、ケース１と針状電極２との間で放電が生じない。
その他は、実施の形態１〜実施の形態５と同じである。
針状電極２は、図２３に示す針状電極２１であってもよい。針状電極２１は、板状の本体２１０と、尖端部２１１，２１２と、絶縁物２１３とからなる。尖端部２１１，２１２は、本体２１０に取付けられ、または本体２１０の一部として形成される。絶縁物２１３は、樹脂からなり、尖端部２１１，２１２を除く本体２１０を覆う。
針状電極２１を用いた場合も、針状電極２１と対向電極３との間に空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界が生成され、オゾンの発生を抑制して多くのマイナスイオンを発生させることができる。
また、針状電極２１は、複数の尖端部２１１，２１２を有するので、より多くの電子を放出することができ、その結果、より多くのマイナスイオンを発生させることができる。
図２４〜図３１を参照して、針状電極２および対向電極３を含む電子放出器の変形例について説明する。
図２４を参照して、電子放出器１４０は、２本の針状電極２，２と、配線１３１を有するプリント基板１３０と、支持部材５と、配線７，８とを含む。２本の針状電極２，２は、その一部が直角に曲げられている。そして、直角に曲げられた部分を支持部材５に挿入することにより、２本の針状電極２，２が支持部材５に固定される。配線７は、支持部材５中で針状電極２，２に接続されている。また、配線１３１を有するプリント基板１３０が２本の針状電極２，２の下側に配置され、配線８は、配線１３１に接続される。この場合、プリント基板１３０は、配線１３１と２本の針状電極２，２との間に介在するように配置される。
電源回路６が、−５ｋＶ〜−９ｋＶの範囲の負電圧を配線７を介して針状電極２，２に印加し、接地電圧（０Ｖ）を配線８を介して配線１３１に印加すると、針状電極２，２と対向電極３としての配線１３１との間は、絶縁物であるプリント基板１３０によって絶縁されているので、針状電極２，２と配線１３１との間に放電が生じない。その結果、上述した機構により、オゾンの発生を抑制して多くのマイナスイオンを発生できる。
図２５を参照して、電子放出器１４１は、２本の針状電極２，２と、配線１３１を有するプリント基板１３０と、配線７，８とを含む。２本の針状電極２，２は、その一部が直角に曲げられている。そして、直角に曲げられた部分をプリント基板１３０に挿入することにより、２本の針状電極２，２が配線１３１を有するプリント基板１３０に固定される。この場合、２本の針状電極２，２は、配線１３１が設けられたプリント基板１３０の表面と反対側の表面に固定される。そして、配線７は、２本の針状電極２，２に接続され、配線８は、配線１３１に接続される。
電子放出器１４１は、電子放出器１４０と同様に、オゾンの発生を抑制して多くのマイナスイオンを発生できる。電子放出器１４１の場合、配線１３１を有するプリント基板１３０は、針状電極２，２の支持部材５および針状電極２と対向電極３との間に設けられた絶縁物１２として機能するため、より簡単に電子放出器を形成することができる。
図２６を参照して、電子放出器１４２は、２本の針状電極２，２と、プリント基板１３０Ａ，１３０Ｂと、配線１３１と、配線７，８とを含む。２本の針状電極２，２は、その一部が直角に曲げられている。そして、直角に曲げられた部分をプリント基板１３０Ａに挿入することにより、２本の針状電極２，２がプリント基板１３０Ａの一方の表面に固定される。配線７は、２本の針状電極２，２に接続される。
配線１３１は、プリント基板１３０Ａおよびプリント基板１３０Ｂのいずれかの表面に形成され、プリント基板１３０Ａとプリント基板１３０Ｂとにより挟まれる。そして、配線１３１は、配線８に接続される。
電子放出器１４２においては、対向電極３としての配線１３１は、２つのプリント基板１３０Ａ，１３０Ｂによって針状電極２，２から絶縁されているので、電子放出器１４２は、上述した機構によって、オゾンの発生を抑制し、多くのマイナスイオンを発生する。
図２７を参照して、電子放出器１４３は、図２５に示す電子放出器１４２において、針状電極２，２を直線状の針状電極２，２に代えたものであり、その他は、電子放出器１４１と同じである。
図２８を参照して、電子放出器１４４は、図２６に示す電子放出器１４２において、針状電極２，２を直線状の針状電極２，２に代えたものであり、その他は、電子放出器１４２と同じである。
図２９を参照して、電子放出器１４５は、２本の針状電極２，２と、配線１３１を有するプリント基板１３０と、絶縁物１３２と、配線７，８とを含む。２本の針状電極２，２は、直線形状を有する。そして、針状電極２，２は、その一部がプリント基板１３０に挿入されることによりプリント基板１３０に固定される。
電子放出器１４５においては、配線１３１は、針状電極２，２が固定されるプリント基板１３０の表面と同じ表面に配置される。そして、絶縁物１３２は、配線１３１を覆うようにプリント基板１３０の表面に形成される。配線７は、針状電極２，２に接続され、配線８は、配線１３１に接続される。
電子放出器１４５においては、対向電極３としての配線１３１が絶縁物１３２によって針状電極２，２から絶縁されるので、電子放出器１４５は、上述した機構と同じ機構に従って、オゾンの発生を抑制し、より多くのマイナスイオンを発生する。
図３０を参照して、電子放出器１４６は、針状電極２（２Ａ）と、対向電極１３３と、絶縁物１３４とを含む。対向電極１３３は、針状電極２の直径よりも大きい直径を有するチューブからなる。そして、対向電極１３３の内壁および端面は、絶縁物１３４により覆われている。また、針状電極２は、対向電極１３３の中へ入り込み、先端部２Ａだけが対向電極１３３から出ている。針状電極２は、配線７に接続され、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧が印加される。また、対向電極１３３は、配線８に接続され、接地電圧（０Ｖ）が印加される。
電子放出器１４６においては、対向電極１３３が絶縁物１３４によって針状電極２から絶縁されるので、電子放出器１４６は、上述した機構と同じ機構に従って、オゾンの発生を抑制し、より多くのマイナスイオンを発生する。
図３１を参照して、電子放出器１４７は、針状電極２と、配線１３５，１３６とを含む。配線１３５，１３６は、絶縁物によって被覆された通常の配線からなる。そして、配線１３５，１３６は、その一方端が針状電極２に接触するように配置される。この場合、針状電極２に接触する一方端は、絶縁物によって被覆されている。
針状電極２は、配線７に接続され、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧が印加される。また、配線１３５，１３６は、配線８に接続され、接地電圧（０Ｖ）が印加される。電子放出器１４７においては、対向電極３としての配線１３５，１３６が絶縁物によって針状電極２から絶縁されるので、電子放出器１４７は、上述した機構と同じ機構に従って、オゾンの発生を抑制し、より多くのマイナスイオンを発生する。
図２４〜図３１に示す電子放出器１４０〜１４７をマイナスイオン発生装置１０〜１０Ｅのいずれに適用しても、上述したように、オゾンの発生を抑制し、より多くのマイナスイオンを発生させることができる。
なお、上記においては、２つの電極の間に存在する媒質は、空気であるとして説明したが、この発明においては、２つの電極に間に存在する媒質は空気に限らず、それ以外の媒質であってもよい。
２つの電極の間に存在する媒質が空気以外の場合、２つの電極の間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を生成するための負電圧が針状電極２に印加される。
つまり、この発明は、２つの電極間に存在する媒質中に放電を生じさせないで、マイナスイオンを優先的に発生させるマイナスイオン発生装置に適用可能である。
また、上記においては、対向電極３は、接地電圧（０Ｖ）が印加されるとして説明したが、この発明においては、接地電圧（０Ｖ）に限らず、針状電極２と対向電極３との間に存在する媒質の絶縁破壊電界よりも弱い電界を生成する正の電圧が対向電極３に印加されてもよい。
さらに、上記においては、マイナスイオン発生装置１０〜１０Ｅは、マイナスイオンを発生すると説明したが、５ｋＶ〜９ｋＶの範囲の正の電圧が針状電極２に印加され、接地電圧（０Ｖ）が対向電極３に印加されることにより、マイナスイオン発生装置１０〜１０Ｅは、上述した機構と同じ機構によってプラスイオンのみを発生する。そして、発生されるプラスイオン量は、上述したマイナスイオン量と同等である。
したがって、上述したマイナスイオン発生装置１０〜１０Ｅは、マイナスイオンのみ、またはプラスイオンのみを発生するイオン発生装置を構成する。
さらに、マイナスイオンのみ、またはプラスイオンのみを発生するイオン発生装置は、静電気除去装置に適用される。静電気除去装置に適用されたイオン発生装置は、−５ｋＶ〜−９ｋＶの負電圧および接地電圧（０Ｖ）がそれぞれ針状電極２および対向電極３に一定期間印加されてマイナスイオンを発生し、５ｋＶ〜９ｋＶの正電圧および接地電圧（０Ｖ）がそれぞれ針状電極２および対向電極３に一定期間印加されてプラスイオンを発生する。このように、一定の周期でマイナスイオンとプラスイオンとを交互に発生するイオン発生装置は、静電気除去装置に適している。
【産業上の利用可能性】  この発明は、空気の絶縁破壊電界よりも弱い電界を針状電極と対向電極との間に生成してイオンを発生するイオン発生装置に適用可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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