(57)【要約】【課題】圧電トランスの出力特性を安定化させる。【解決手段】絶縁性の筐体２０内に基板３０が収容される。筐体２０及び基板３０間には充填材６が充填される。筐体２０の内面に、グランド電位を持つ金属体１０が配置される。基板３０には、圧電トランスを含む電子部品ＥＣが実装され且つ圧電トランスの出力端に接続された配線パターン４０が形成される。配線パターン４０に対向する位置において、筐体２０の内側で配線パターン４０に向けて突出する凸部５１が筐体２０に設けられ、凸部５１上に金属体１０の一部として対向電極５２が形成される。【選択図】図６
2015103641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力端を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランスと、
前記出力端に接続された配線パターンと、
前記配線パターンが形成された基板と、
前記基板を囲む絶縁性の筐体と、を備え、
前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部を前記筐体に設け、
前記凸部表面に前記フレーム電位を持つ対向電極を配置した
ことを特徴とする電圧生成装置。
【請求項２】
出力端を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランスと、
前記出力端に接続された配線パターンと、
前記配線パターンが形成された基板と、
前記基板を囲む絶縁性の筐体と、を備え、
前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部を前記筐体に設け、
前記筐体の外側における、前記凸部に対向する位置に、前記フレーム電位を持つ対向電極を配置した
ことを特徴とする電圧生成装置。
【請求項３】
出力端を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランスと、
前記出力端に接続された配線パターンと、
前記配線パターンが形成された基板と、
前記基板を囲む導電性を持った筐体と、を備え、
前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部を前記筐体に設け、前記筐体は前記フレーム電位を持つ
ことを特徴とする電圧生成装置。
【請求項４】
前記配線パターンと前記筐体とが成す空間を誘電体で満たした
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電圧生成装置。
【請求項５】
前記誘電体は樹脂材料である
ことを特徴とする請求項４に記載の電圧生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１７の高電圧生成装置では、圧電トランス９０１の出力端に出力特性調整用コンデンサ９０２が接続され、コンデンサ９０２の容量値を調整することで圧電トランス９０１の昇圧比等の出力特性が調整される（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０６４３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高電圧生成装置を形成する回路は基板に実装されて筐体内に収められることが多いが、筐体に対して人間の指などの外来寄生容量源が近づくと、圧電トランス９０１の出力端に付与される容量の値が変化し、圧電トランス９０１の出力特性が所望のものからずれることがある。
【０００５】
そこで本発明は、圧電トランスの出力特性の安定化に寄与する電圧生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電圧生成装置は、出力端を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランスと、前記出力端に接続された配線パターンと、前記配線パターンが形成された基板と、前記基板を囲む絶縁性の筐体と、を備え、前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部を前記筐体に設け、前記凸部表面に前記フレーム電位を持つ対向電極を配置したことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る他の電圧生成装置は、出力端を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランスと、前記出力端に接続された配線パターンと、前記配線パターンが形成された基板と、前記基板を囲む絶縁性の筐体と、を備え、前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部を前記筐体に設け、前記筐体の外側における、前記凸部に対向する位置に、前記フレーム電位を持つ対向電極を配置したことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る更に他の電圧生成装置は、出力端を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランスと、前記出力端に接続された配線パターンと、前記配線パターンが形成された基板と、前記基板を囲む導電性を持った筐体と、を備え、前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部を前記筐体に設け、前記筐体は前記フレーム電位を持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧電トランスの出力特性の安定化に寄与する電圧生成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るイオン発生装置のブロック図である。
【図２】イオン発生装置における整流回路の内部及び周辺回路を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るイオン発生装置の外観斜視図及び断面図である。
【図４】外来寄生容量源がイオン発生装置に与える影響を説明するための図である。
【図５】外来寄生容量源がイオン発生装置に与える影響を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るイオン発生装置の断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係り、配線パターンと対向電極との関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係り、筐体に凸部を設けることの意義を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係り、筐体に凸部を設けることの意義を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るイオン発生装置の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る筐体の断面図である。
【図１２】図１０の一部の変形構造を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るイオン発生装置の断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るイオン発生装置の断面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係るイオン発生装置の断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係るイオン発生装置の断面図である。
【図１７】従来の高電圧生成装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。
【００１２】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１に、第１実施形態に係るイオン発生装置１００のブロック図を示す。イオン発生装置１００は、電源端子１１、制御端子１２及びグランド端子１３と、駆動回路１、圧電トランス２、整流回路３及び負荷４と、調整容量Ｃ０及び筐体容量Ｃｃと、金属体１０と、を備える。
【００１３】
グランド端子１３は、所定のグランド電位を有する部位（不図示）に接続されることで、グランド電位に保たれている。グランド電位を有する部位は、イオン発生装置１００内又は外に存在する。電源端子１１及びグランド端子１３間に、グランド電位を基準とした直流の電源電圧が印加される。駆動回路１は、共振回路を有し、供給された電源電圧から圧電トランス２に対する交流の駆動電圧を生成する。圧電トランス２は、その駆動電圧が印加される一次側電極対と二次側電極である出力端２ｏを有し、駆動電圧を昇圧することで出力端２ｏから交流の電圧Ｖｔを出力する。電圧Ｖｔは、グランド電位を基準とする電圧である。制御端子１２には、駆動回路１の動作を制御するための制御信号が入力される。その制御信号によって駆動電圧の生成動作がオン／オフされる。また、その制御信号によって駆動電圧の周波数が制御されても良い。駆動電圧の周波数が制御されることで、圧電トランス２における昇圧比が制御される。
【００１４】
出力端２ｏは配線５に接続され、配線５を介して整流回路３に接続される。整流回路３は、出力端２ｏからの電圧Ｖｔを整流することで直流電圧を生成し、得られた直流電圧を負荷４に印加する。この直流電圧は、放電電極にてイオンが発生できる程度に高い。整流回路３は、グランド電位を基準とする正の直流電圧及び負の直流電圧の内、少なくとも一方を生成する。負荷４は、針状の放電電極であり、整流回路３からの正の直流電圧を受けて正イオンを発生する正放電電極、及び、整流回路３からの負の直流電圧を受けて負イオンを発生する負放電電極の内、少なくとも一方を有する。
【００１５】
図２に、整流回路３の内部回路の例を示す。図２の回路例では、正の直流電圧のみが整流回路３にて生成されている。具体的には、図２の回路において、整流回路３はダイオードＤ１及びＤ２、コンデンサＣ１並びに抵抗Ｒ１を有し、ダイオードＤ２のアノードはグランド端子１３に接続され、ダイオードＤ２のカソード及びダイオードＤ１のアノードは配線５に共通接続され、ダイオードＤ１のカソードはコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１の各一端に接続され、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１の各他端はグランド端子１３に接続され、コンデンサＣ１の両極間電圧が正の直流電圧として負荷４に供給される。
【００１６】
調整容量Ｃ０は、配線５及びグランド端子１３間に接続されたコンデンサである。調整容量Ｃ０が、配線５及びグランド端子１３間に実際に部品として接続されたコンデンサであるのに対し、筐体容量Ｃｃは、配線５と金属体１０との間に形成された寄生容量又は浮遊容量である。金属体１０は、グランド端子１３に電気的に接続されることで、グランド電位を有する。圧電トランス２の昇圧比は出力端２ｏに付加される容量に依存するため、電圧Ｖｔの大きさも出力端２ｏに付加される容量に依存する。従って、調整容量Ｃ０又は筐体容量Ｃｃの大きさ（容量値）を調整することで、圧電トランス２の昇圧比を調整できる。但し、調整容量Ｃ０は割愛されうる。
【００１７】
図３（ａ）及び（ｂ）に、イオン発生装置１００の外観斜視図及び断面図を示す。尚、イオン発生装置１００の断面を示す各図において、負荷４の形状、本実施形態では放電電極の形状の詳細な図示、又は、負荷４自体の図示を割愛している。また、イオン発生装置１００の断面を示す各図及び図３（ａ）において、端子１１〜１３をイオン発生装置１００の外部装置に接続するための構造部の図示を割愛している。また、イオン発生装置１００の断面とは、基板３０の部品実装面の法線に平行な面であるとする。
【００１８】
イオン発生装置１００は、基板３０と、基板３０を収容する筐体２０と、を備える。基板３０には、駆動回路１、圧電トランス２、整流回路３及び負荷４が実装されると共に、それらを接続する配線パターンが形成されている。端子１１〜１３は、基板３０上に存在すると考えても良いし、基板３０に接続されていると考えても良い。筐体２０は、絶縁性の樹脂材料にて形成された、中空部を有する概略直方体状の筐体であり、筐体２０の一面の一部には、負荷４としての放電電極を露出させるための開口部２１が設けられている。後述するように、筐体２０には凸部などが設けられうるが、図３（ｂ）では、その図示を割愛している。後述の図４でも同様である。基板３０は、筐体２０の内側に設けられたボス等（不図示）を利用して筐体２０の中空部分に固定されている。筐体２０内に収容された基板３０と筐体２０の内側の面との間に存在する隙間には、電気的な絶縁と防水及び防湿を目的とした充填材６が充填される。充填材６は、絶縁性の材料、例えばウレタンにて形成される。金属体１０は、筐体２０の内面に接触しつつ筐体２０の内側に配置される。従って、充填材６は金属体１０と基板３０との間に充填されることになる。
【００１９】
以下に参照する各図においては、図示の煩雑化防止及び簡略化のため、充填材６の図示を割愛すると共に開口部２１及び負荷４の図示を割愛する。図４を参照し、人間の指などの外来寄生容量源ＥＣＳがイオン発生装置１００に与える影響を説明する。符号４０は、基板３０上に形成された配線パターンの内、図１の配線５に対応する、出力端２ｏに接続された配線パターンを表している。従って、筐体容量Ｃｃは、配線パターン４０と金属体１０との間に生じる寄生容量であり、筐体容量Ｃｃの静電容量値を記号Ｃにて表すと、下記式（１）が成立する。εは、配線パターン４０と金属体１０との間に存在する誘電体、ここでは充填材６の誘電率であり、τは、その誘電体の厚みであり、Ｓは、筐体容量Ｃｃとみなす構造の表面積である。
Ｃ＝ε・Ｓ／τ          ・・・（１）
【００２０】
図４に示す如く、外来寄生容量源ＥＣＳが筐体２０の外面に触れたとき、容量源ＥＣＳによって誘起される外来容量Ｃｅｘは、グランド電位を持つ金属体１０と容量源ＥＣＳとの間に生じる。つまり、筐体容量Ｃｃは容量源ＥＣＳの影響を受けない。圧電トランス２の出力電圧Ｖｔは出力端２ｏに付加される負荷容量に依存するため、本実施形態の如く金属体１０を設けておくことで、容量源ＥＣＳの影響を受けない安定した出力電圧Ｖｔを得ることができる。これに対し、本実施形態の構成とは異なるが、仮に図５に示す如く金属体１０を設けない場合には、外来容量Ｃｅｘは筐体２０を介して充填材６により生じる浮遊容量Ｃｎｃと結合し、更に外来容量Ｃｅｘの終端電位は不定であるため、出力端２ｏの負荷容量が不定となり、結果、圧電トランス２の動作が不安定になって電圧Ｖｔの大きさが不安定になる。
【００２１】
図６は、第１実施形態の特徴的な構造を明示したイオン発生装置の断面図である。実際には、図６に示す如く、筐体２０の内面から配線パターン４０に向けて突出する凸部５１が、筐体２０の一部として筐体２０に設けられる。凸部５１が直方体の形状を持っていることを想定するが、凸部５１の形状は任意である。凸部５１を含んだイオン発生装置１００を、便宜上、符号１００Ａによって参照する。図６のドット領域には、基板３０に実装された電子部品ＥＣ、即ち、駆動回路１、圧電トランス２、整流回路３及び負荷４を構成する各電子部品が存在している。電子部品ＥＣは、基板３０の部品実装面に実装され、配線パターン４０は、部品実装面の反対側の面ＳＳ（以下、基板面ＳＳと呼ぶ）に形成される。基板３０のスルーホールを介して、配線パターン４０は、部品実装面上の必要な部品と電気的に接続される。尚、電子部品ＥＣの一部又は全部と、配線パターン４０とが、基板３０上の同一面に配置されていても良い。
【００２２】
凸部５１は、概略直方体状の筐体２０を形成する６面の内、基板面ＳＳに対向する面（以下、筐体対象面と呼ぶ）から配線パターン４０及び基板面ＳＳに向けて筐体２０の内側へ突出している。筐体対象面は基板面ＳＳと平行であって、筐体対象面と基板面ＳＳとの間に配線パターン４０が存在するものとする。金属体１０は、筐体２０の内面に接触しつつ筐体２０の内側に配置されるため、凸部５１表面上にも金属体１０の一部が対向電極５２として配置されることになる。対向電極５２は、凸部５１と配線パターン４０との間に介在する金属である。配線パターン４０を通過し且つ基板面ＳＳに直交する直線上に、凸部５１及び対向電極５２が存在する。対向電極５２は金属体１０の一部であるため、対向電極５２もグランド電位を持つ。
【００２３】
図６において、ｄ１は、対向電極５２と配線パターン４０との距離（以下、電極間距離と呼ぶ）を表す。ｄ２は、筐体２０を形成する６面の内、筐体対象面の反対側に位置する面に配置されている金属体１０と、配線パターン４０との距離を表している。例えば、充填材６がウレタンの場合は誘電率が６．０×１０-11であって、筐体容量Ｃｃを形成する配線パターン４０及び対向電極５２の夫々の面積が１０ｍｍ×１０ｍｍであって、且つ、電極間距離ｄ１が５ｍｍである場合、上記式（１）より、筐体容量Ｃｃの大きさは１．２ｐＦとなる。充填材６の誘電率、電極間距離ｄ１、配線パターン４０及び対向電極５２の面積を調整することで、所望の筐体容量Ｃｃを安定的に得ることができる。距離ｄ２を電極間距離ｄ１よりもなるだけ大きくすると良い。これにより、筐体対象面の反対側に位置する面に配置されている金属体１０が、筐体容量Ｃｃに与える影響は小さくなり、結果、電極間距離ｄ１等の調整を介して、精度良く筐体容量Ｃｃを調整しやすくなる。また、配線パターン４０の配置場所の基板裏側には、配線パターン４０と異なる、電子部品ＥＣの配線パターンが存在しうるが、その配線パターンを細くしておけば筐体容量Ｃｃへの影響は小さい。
【００２４】
図７は、基板面ＳＳに直交する方向から、対向電極５２及び配線パターン４０のみを透過して見たときの、それらの平面図である。基板面ＳＳに平行な方向において、対向電極５２を配線パターン４０よりも少し大きくしておくことが好ましく、これによって筐体容量Ｃｃのばらつき抑制が期待される。基板面ＳＳに平行な方向において、配線パターン４０、凸部５１及び対向電極５２の夫々は長方形の形状を有しているが、配線パターン４０、凸部５１及び対向電極５２は長方形以外の任意の形状、例えば、円、多角形、又は、曲線と線分を含む形状を有しうる。尚、配線パターン４０は、配線５を形成する配線パターンの内の全部であっても良いが、一部であっても良い。
【００２５】
イオン発生装置では、圧電トランス２の出力特性が外来寄生容量源ＥＣＳの影響を受けて変化することがあり、図５の現象から理解されるように、その影響は、特にイオン発生装置の小型化を図った場合に顕著となりうる。本実施形態のイオン発生装置１００Ａによれば、対向電極５２を含む金属体１０の存在により、筐体容量Ｃｃに対する外来寄生容量源ＥＣＳの影響が抑制されるため、イオン発生装置１００Ａの小型化を図ったとしても、安定的な圧電トランス出力を得ることができる。つまり、イオン発生装置１００Ａの正常動作が外来寄生容量源ＥＣＳによって阻害されにくくなる。また、金属体１０をファラデーケージのように機能させることで、イオン発生装置１００Ａの輻射電界ノイズが抑制される。筐体容量Ｃｃの存在により調整容量Ｃ０を割愛することも可能となり、部品コストの削減に繋がる（後述の他の実施形態でも同様）。
【００２６】
また、所望の出力電圧Ｖｔを得るためには或る程度の大きさの筐体容量Ｃｃが必要になるが、凸部５１を設けることで電極間距離ｄ１が小さくなるため、必要分の筐体容量Ｃｃを得やすくなる。一方で、凸部５１を設けずに、筐体対象面及び基板面ＳＳ間の距離を単に縮めることでも筐体容量Ｃｃは大きくなる。しかし、イオン発生装置１００Ａから凸部５１を削除した参考構成において、筐体対象面及び基板面ＳＳ間の距離を所定距離にしたときに所望の筐体容量Ｃｃが得られるとした場合、所定距離によっては、基板面ＳＳ上に存在しうる部品（図６にて不図示）又は基板面ＳＳから筐体対象面に向けて突出する電子部品ＥＣのリード線が、筐体対象面と干渉することがある。これに対し、凸部５１を含むイオン発生装置１００Ａによれば、配線パターン４０の位置及び形状に合わせて筐体２０の特定部分に凸部を設ければ足るので、上記干渉に対する制約が小さく、部品等の配置自由度が高くなる。部品等の配置自由度の向上は、イオン発生装置１００Ａの更なる小型化にも繋がる。
【００２７】
また、参考構成では、図８（ａ）に示す如く、筐体容量Ｃｃを設計するに当たり、金属体１０の内、配線パターン４０の鉛直方向以外の金属部分の影響が無視できず、筐体容量Ｃｃが設計しにくくなると共に、当該影響の分、筐体容量Ｃｃのばらつきも大きくなる。これに対し、本実施形態では、図８（ｂ）に示す如く、上記影響を無視又は殆ど無視できるため、筐体容量Ｃｃを設計するに当たり、配線パターン４０の鉛直方向の金属部分、即ち突出部の対向電極についての容量結合だけを考慮すれば良く、筐体容量Ｃｃの設計が容易になると共に筐体容量Ｃｃのばらつきも抑制される。
【００２８】
更に、参考構成では、図９（ａ）に示す如く、配線パターン４０に対してだけでなく、金属体１０との間の容量の発生をなるだけ避けたい配線パターン４１に対しても、相応の容量が付与されることとなる。これに対し、本実施形態では、図９（ｂ）に示す如く、必要な部分である配線パターン４０に限定した選択的な容量付与が可能となる。
【００２９】
ところで、シールド付きの高圧ケーブルでは、ケーブル中の芯線とシールドとの間で被覆を誘電体とした寄生容量が形成される。また、基板を収容した筐体内に防湿目的等の充填材を入れた装置も多数存在し、そのような装置でも、結果としては、基板上の配線パターンと筐体との間で充填材を誘電体とした寄生容量が形成される。しかしながら、上記の高圧ケーブルや装置においては、回路の特定部分のパターンに限定して所望の容量を付与するという工夫は介在しておらず、それらは、当該工夫が適用された本実施形態の構成とは明確に異なる（後述の他の実施形態でも同様）。
【００３０】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態並びに後述の第３〜第５実施形態は第１実施形態を基礎とする実施形態であり、第２〜第５実施形態において特に述べない事項に関しては、特に記述無き限り且つ矛盾の無い限り、第１実施形態の記載が第２〜第５実施形態にも適用される。第２実施形態の特徴的な構造を持つイオン発生装置１００を、符号１００Ｂによって参照する。
【００３１】
図１０は、第２実施形態に係るイオン発生装置１００Ｂの断面図である。図１１は、図１０から筐体２０のみを抜き出して示したものである。まず、第１実施形態との大きな相違点として、イオン発生装置１００Ｂでは、金属体１０が筐体２０の外側に筐体２０を覆うように設けられている。更に、イオン発生装置１００Ｂの筐体２０には、凸部５１の代わりに、筐体２０の外側の面においてへこんだ凹部６１が設けられている。凹部６１のへこんだ部分の空間形状が直方体の形状を持っていることを想定するが、凹部６１の形状は任意である。概略直方体状の筐体２０を形成する６面の内、凹部６１が設けられる面は、基板面ＳＳに対向する筐体対象面である。
【００３２】
金属体１０は、筐体２０の外面に接触しつつ筐体２０の外側に配置されるため、凹部６１内にも、金属体１０の一部が対向電極６２として配置されることになる。また、凹部６１は、配線パターン４０に対向する位置に設けられており、筐体２０の外側で配線パターン４０に向けてへこんでいる。従って、配線パターン４０を通過し且つ基板面ＳＳに直交する直線上に、凹部６１及び対向電極６２が存在する。そして、対向電極６２と配線パターン４０との間に、筐体２０の一部及び充填材６が存在している。対向電極６２は金属体１０の一部であるため、対向電極６２もグランド電位を持つ。また、凹部６１を設けることで筐体２０には凸部６１ａが設けられることになる（図１１参照）。凸部６１ａは、凸部５１と同様のものであり、筐体対象面から配線パターン４０及び基板面ＳＳに向けて筐体２０の内側へ突出している。凹部６１及び対向電極６２は、筐体２０の外側における、凸部６１ａに対向する位置に配置されていると言える。
【００３３】
イオン発生装置１００Ｂにおいては、配線パターン４０及び対向電極６２間の距離が、上述の電極間距離ｄ１に相当する。第１実施形態と同様、充填材６の誘電率、電極間距離ｄ１、配線パターン４０及び対向電極６２の面積を調整することで、所望の筐体容量Ｃｃを安定的に得ることができる。また、第１実施形態と同様、基板面ＳＳに平行な方向において、対向電極６２を配線パターン４０よりも少し大きくしておくこともでき、これによって筐体容量Ｃｃのばらつき抑制が期待される。基板面ＳＳに平行な方向において、配線パターン４０、凹部６１及び対向電極６２の夫々は、長方形の形状、又は、それ以外の任意の形状、例えば、円、多角形、又は、曲線と線分を含む形状を有しうる。
【００３４】
図１０の例では、凹部６１の内部の全てが対向電極６２を形成する金属にて満たされているが、図１２に示す如く、凹部６１の内部の一部のみが対向電極６２を形成する金属６２ａにて満たされていても良い。
【００３５】
第１実施形態のイオン発生装置１００Ａと同様、イオン発生装置１００Ｂにおいても、安定的な圧電トランス出力を得ることができると共に金属体１０によって輻射電界ノイズを抑制することができる。また、配線パターン４０の位置及び形状に合わせて筐体２０の特定部分に凹部を設ければ足るので、上記干渉に対する制約が小さく、部品等の配置自由度が高くなる。更に、図８（ａ）及び（ｂ）等を参照して説明したように、筐体容量Ｃｃの設計容易化及びばらつき抑制並びに選択的な容量付加が可能となる。
【００３６】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態の特徴的な構造を持つイオン発生装置１００を、符号１００Ｃによって参照する。図１３はイオン発生装置１００Ｃの断面図である。第１実施形態との大きな相違点として、イオン発生装置１００Ｃでは、金属体１０が筐体２０の外側に筐体２０を覆うように設けられている。一方、イオン発生装置１００Ｃの筐体２０には、筐体２０の内面から配線パターン４０に向けて突出する凸部（突出部）７１が、筐体２０の一部として設けられている。ここでは、凸部７１が直方体の形状を持っていることを想定するが、凸部７１の形状は任意である。
【００３７】
凸部７１は、図６の凸部５１と同様、概略直方体状の筐体２０を形成する６面の内、基板面ＳＳに対向する筐体対象面から配線パターン４０及び基板面ＳＳに向けて筐体２０の内側へ突出している。金属体１０が筐体２０の外側に筐体２０を覆うように設けられているため、筐体２０の外側の面における、凸部７１に対向する位置には、金属体１０の一部が対向電極７２として存在することになる。対向電極７２は金属体１０の一部であるため、対向電極７２もグランド電位を持つ。配線パターン４０を通過し且つ基板面ＳＳに直交する直線上に、凸部７１及び対向電極７２が存在する。対向電極７２と配線パターン４０との間には、筐体対象面の一部、凸部７１及び充填材６が存在する。
【００３８】
イオン発生装置１００Ｃにおいては、配線パターン４０及び対向電極７２間の距離が、上述の電極間距離ｄ１に相当する。第１実施形態と同様、充填材６の誘電率、電極間距離ｄ１、配線パターン４０及び対向電極７２の面積を調整することで、所望の筐体容量Ｃｃを安定的に得ることができる。図１３の例では、対向電極７２が金属体１０の一部になっているが、対向電極７２のみを金属体１０として設けておくこともできる。対向電極７２は、筐体対象面に接触しつつ筐体対象面の外側に位置する所定形状を有した金属と解される。第１実施形態と同様、基板面ＳＳに平行な方向において、対向電極７２を配線パターン４０よりも少し大きくしておくこともでき、これによって筐体容量Ｃｃのばらつき抑制が期待される。基板面ＳＳに平行な方向において、配線パターン４０、凸部７１及び対向電極７２の夫々は、長方形の形状、又は、それ以外の任意の形状、例えば、円、多角形、又は、曲線と線分を含む形状を有しうる。
【００３９】
第１実施形態のイオン発生装置１００Ａと同様、イオン発生装置１００Ｃにおいても、安定的な圧電トランス出力を得ることができると共に金属体１０によって輻射電界ノイズを抑制することができる。
【００４０】
イオン発生装置１００Ｃにおける筐体容量Ｃｃは、筐体２０及び充填材６の双方の誘電率に依存し、筐体２０及び充填材６の誘電率は互いに異なるため、凸部７１の有無及び凸部７１の突出量を含む形状によって筐体容量Ｃｃが変化する。故に、配線パターン４０の面積や凸部７１の突出量を含む形状を調整することで所望の筐体容量Ｃｃを得ることができる。仮に、イオン発生装置１００Ｃから凸部７１を削除した参考構成において、筐体対象面及び基板面ＳＳ間の距離を所定距離にしたときに所望の筐体容量Ｃｃが得られるとした場合、所定距離によっては、上述したような干渉が発生することがある。これに対し、凸部７１を含むイオン発生装置１００Ｃによれば、配線パターン４０の位置及び形状に合わせて筐体２０の特定部分に凸部を設ければ足るので、上記干渉に対する制約が小さく、部品等の配置自由度が高くなる。更に、図８（ａ）及び（ｂ）等を参照して説明したように、筐体容量Ｃｃの設計容易化及びばらつき抑制並びに選択的な容量付加が可能となる。
【００４１】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態の特徴的な構造を持つイオン発生装置１００を、符号１００Ｄによって参照する。第１〜第３実施形態では、樹脂性の筐体２０Ｄと金属性の筐体とも呼ぶべき金属体１０を併用することで、形状加工の容易性、筐体の機械的強度及び所望の電気的特性を得ている。金属体１０のみで、それらを全て満足することは難しいことも多い又は実用的ではない。しかし、近年では、高剛性を有する導電性樹脂も存在しており、導電性樹脂にて筐体２０を形成すれば、筐体２０のみにて、形状加工の容易性、筐体の機械的強度及び所望の電気的特性を確保することも可能である。
【００４２】
これを考慮し、第４実施形態に係るイオン発生装置１００Ｄでは、筐体２０を導電性樹脂にて形成し、代わりに金属体１０を割愛する。導電性樹脂にて形成された筐体２０を筐体２０Ｄと呼ぶ。筐体２０Ｄの一部において、筐体２０Ｄはグランド電位を有する部位、例えばグランド端子１３に接続されている。
【００４３】
図１４は、イオン発生装置１００Ｄの断面図である。イオン発生装置１００Ｄの筐体２０Ｄには、筐体２０Ｄの内面から配線パターン４０に向けて突出する凸部８１が、筐体２０Ｄの一部として設けられている。ここでは、凸部８１が直方体の形状を持っていることを想定するが、凸部８１の形状は任意である。筐体２０Ｄの形状は、イオン発生装置１００Ａの筐体２０の形状（図６参照）と同じである。
【００４４】
凸部８１は、図６の凸部５１と同様、概略直方体状の筐体２０Ｄを形成する６面の内、基板面ＳＳに対向する筐体対象面から配線パターン４０及び基板面ＳＳに向けて筐体２０Ｄの内側へ突出している。配線パターン４０を通過し且つ基板面ＳＳに直交する直線上に、凸部８１が存在する。凸部８１と配線パターン４０との間には充填材６が存在する。
【００４５】
イオン発生装置１００Ｄにおいては、凸部８１自体が対向電極に相当するため、配線パターン４０と凸部８１との間に生じる寄生容量が筐体容量Ｃｃに相当し、従って、配線パターン４０及び凸部８１間の距離が上述の電極間距離ｄ１に相当する。凸部８１は、筐体２０Ｄを形成する導電性樹脂の導電率に依存する、グランド電位に近い電位を持ち、場合によってはグランド電位を持つ。第１実施形態と同様、充填材６の誘電率、電極間距離ｄ１、配線パターン４０の面積、及び、対向電極の面積即ち基板面ＳＳに平行な方向における凸部８１の断面積を調整することで、所望の筐体容量Ｃｃを安定的に得ることができる。また、第１実施形態と同様、基板面ＳＳに平行な方向において、対向電極を配線パターン４０よりも少し大きくしておくこともでき、これによって筐体容量Ｃｃのばらつき抑制が期待される。基板面ＳＳに平行な方向において、配線パターン４０及び凸部８１の夫々は、長方形の形状、又は、それ以外の任意の形状、例えば、円、多角形、又は、曲線と線分を含む形状を有しうる。
【００４６】
筐体２０Ｄを形成する導電性樹脂は、導電性を持つ樹脂であり、導電性樹脂の体積抵抗率はなるだけ低い方が良い。例えば、該導電性樹脂の体積抵抗率は、１×１０-4〜１×１０7Ω・ｃｍの範囲内に収まる、又は、１×１０-4Ω・ｃｍ以下である。当然であるが、第１〜第３実施形態の筐体２０を形成する絶縁性樹脂の体積抵抗率は導電性樹脂のそれよりも高く、例えば、該絶縁性樹脂の体積抵抗率は１×１０10Ω・ｃｍ以上である。
【００４７】
イオン発生装置１００Ｄにおいては、凸部８１が対向電極として機能し且つ筐体２０Ｄが金属体１０に類似する機能を果たすため、第１実施形態のイオン発生装置１００Ａと同様、安定的な圧電トランス出力を得ることができると共に輻射電界ノイズを抑制することができる。更に、第１実施形態と同様、配線パターン４０の位置及び形状に合わせて筐体２０Ｄの特定部分に凸部を設ければ足るので、上記干渉に対する制約が小さく、部品等の配置自由度が高くなる。更に、図８（ａ）及び（ｂ）等を参照して説明したように、筐体容量Ｃｃの設計容易化及びばらつき抑制並びに選択的な容量付加が可能となる。
【００４８】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態では、第１〜第４実施形態の何れか又は全部に適用可能な変形技術、応用技術などを説明する。
【００４９】
第１〜第３実施形態において、金属体１０は、蒸着又はメッキによって筐体２０に付加されても良いし、筐体２０の形状に良く追従する金属箔にて形成されても良い。但し、板状の金属にて金属体１０を形成することも可能である。
【００５０】
第１〜第４実施形態では、筐体２０又は２０Ｄにより基板３０の全体が囲まれているが、基板３０の一部のみが筐体２０又は２０Ｄに囲まれていても良い。
【００５１】
第１〜第３実施形態では、開口部２１（図３（ａ）及び（ｂ）参照）を除き、筐体２０の内面全体又は外面全体に金属体１０が配置されることを主として想定しているが、筐体２０の内面の一部又は外面の一部のみに金属体１０が配置されていても良い。第１〜第３実施形態において、対向電極５２、６２、７２は金属体１０の一部であるが、対向電極そのものが金属体１０の全部であっても良い。即ち、第１〜第３実施形態において、対向電極５２、６２、７２のみが金属体１０として筐体２０に付加されていても良い。対向電極のみが金属体１０として設けられ且つ対向電極が配線パターン４０と同程度の大きさしかもっていなかったとしても、対向電極が無い構成よりは、筐体容量Ｃｃは外来寄生容量源ＥＣＳの影響を受けにくく圧電トランス出力が安定化される。
【００５２】
第１〜第４実施形態において、筐体２０又は２０Ｄの外形形状を、直方体以外の任意の形状、例えば円柱状にすることもできる。
【００５３】
第１〜第４実施形態において、特に圧電トランス２の出力電圧Ｖｔの周波数が高周波である場合には、イオン発生装置１００Ａ〜１００Ｄから充填材６が割愛され得る。この場合、筐体２０又は２０Ｄと基板３０との間には、絶縁体としての空気が存在することになり、空気を誘電体とした筐体容量Ｃｃが形成されることになる。
【００５４】
図６のイオン発生装置１００Ａを、図１５のように変形しても良い。即ち、イオン発生装置１００Ａにおいて、凸部５１を筐体２０から削除し、代わりに、筐体対象面の内側における、配線パターン４０に対向する位置、即ち第１実施形態において凸部５１及び対向電極５２が存在している位置に、導体片１２０を設けても良い。導体片１２０は、金属又は導電性樹脂などの導電性を持つ材料から成り、金属体１０に電気的に接続される。従って、導体片１２０はグランド電位を有し、対向電極として機能する。導体片１２０は金属体１０の一部であると考えても良い。
【００５５】
図６のイオン発生装置１００Ａを、図１６のように変形しても良い。即ち、イオン発生装置１００Ａにおいて、凸部５１を筐体２０から削除し、代わりに、配線パターン４０上に導体片１３０を設けても良い。導体片１３０は、金属又は導電性樹脂などの導電性を持つ材料から成り、配線パターン４０に電気的に接続される。尚、導体片１３０は、図１６の構造に限らず、筐体２０又は２０Ｄに凸部又は凹部を持つイオン発生装置１００Ａ〜１００Ｄの配線パターン４０に付与されても良い。
【００５６】
第１〜第４実施形態において、凸部５１、７１、８１又は凹部６１は、互いに分離した複数の凸部又は複数の凹部であっても良く、この場合、複数の凸部又は複数の凹部を合成したものが凸部５１、７１、８１又は凹部６１として機能する。
【００５７】
第１〜第４実施形態に係る装置はイオン発生装置であるが故に、出力端２ｏの後段に、即ち配線５に整流回路３と放電電極としての負荷４が接続されているが、出力端２ｏの後段に、即ち配線５に接続される回路又は負荷は任意である。
【００５８】
この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。
【００５９】
＜本発明の考察＞
本発明について考察する。本発明は、イオン発生装置に限らず、圧電トランスを用いて電圧を生成する電圧生成装置に広く適用可能である。上述のイオン発生装置には、電圧生成装置が内包されている。
【００６０】
本発明の第１側面に係る電圧生成装置（１００Ａ、１００Ｂ）は、出力端（２ｏ）を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランス（２）と、前記出力端に接続された配線パターン（４０）と、前記配線パターンが形成された基板（３０）と、前記基板を囲む絶縁性の筐体（２０）と、を備え、前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部（５１、６１ａ）を前記筐体に設け、前記凸部（５１）表面に前記フレーム電位を持つ対向電極（５２、６２）を配置したことを特徴とする。
【００６１】
本発明において、フレーム電位は、上述のグランド電位（接地電位）そのもの、又は、グランド電位に対して固定された任意の電位であって良い。フレーム電位を持つ対向電極を配線パターンに対応する位置に設けることで、対向電極及び配線パターン間に寄生容量が生じ、該寄生容量にて圧電トランスの出力特性を調整することが可能となる。当該寄生容量の形成により、人間の指などの外来寄生容量源の影響を受けにくくすることが可能となり、圧電トランス出力の安定化が図られる。また、配線パターンの位置及び形状に合わせて筐体の特定部分に凸部を設ければ良いので、配線パターン及び筐体内面間の距離を単に縮める構成と比べて、筐体内部品等と筐体内面との干渉が起こりにくく、部品等の配置自由度が高くなる。部品等の配置自由度の向上は、電圧生成装置又は電圧生成装置を含む装置の小型化にも繋がる。更に、凸部を用いる方法により、容量の設計容易化及びばらつき抑制が図られると共に容量の選択的付与が容易となる。
【００６２】
本発明の第２側面に係る電圧生成装置（１００Ｃ）は、（２ｏ）を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランス（２）と、前記出力端に接続された配線パターン（４０）と、前記配線パターンが形成された基板（３０）と、前記基板を囲む絶縁性の筐体（２０）と、を備え、前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部（７１）を前記筐体に設け、前記筐体の外側における、前記凸部に対向する位置に、前記フレーム電位を持つ対向電極（７２）を配置したことを特徴とする。
【００６３】
これによっても、第１側面に係る電圧生成装置と同様の作用及び効果が得られる。
【００６４】
本発明の第３側面に係る電圧生成装置（１００Ｄ）は、出力端（２ｏ）を有し、前記出力端からフレーム電位を基準とした電圧を出力する圧電トランス（２）と、前記出力端に接続された配線パターン（４０）と、前記配線パターンが形成された基板（３０）と、
前記基板を囲む導電性を持った筐体（２０Ｄ）と、を備え、前記配線パターンに対向する位置において、前記配線パターンに向けて突出する凸部（８１）を前記筐体に設け、前記筐体は前記フレーム電位を持つことを特徴とする。
【００６５】
筐体の凸部を配線パターンに対応する位置に設けることで、凸部が配線パターンの対向電極として機能して対向電極及び配線パターン間に寄生容量が生じる。該寄生容量にて圧電トランスの出力特性を調整することが可能となる。当該寄生容量の形成により、人間の指などの外来寄生容量源の影響を受けにくくすることが可能となり、圧電トランス出力の安定化が図られる。また、配線パターンの位置及び形状に合わせて筐体の特定部分に凸部を設ければ良いので、配線パターン及び筐体内面間の距離を単に縮める構成と比べて、筐体内部品等と筐体内面との干渉が起こりにくく、部品等の配置自由度が高くなる。部品等の配置自由度の向上は、電圧生成装置又は電圧生成装置を含む装置の小型化にも繋がる。更に、凸部を用いる方法により、容量の設計容易化及びばらつき抑制が図られると共に容量の選択的付与が容易となる。
【００６６】
具体的には例えば、第１、第２又は第３側面に係る電圧生成装置において、前記配線パターンと前記筐体とが成す空間を誘電体（６）で満たすと良い。
【００６７】
これにより、配線パターン及び対向電極間に所望の容量を形成可能である。尚、誘電体は空気を含みうる。
【００６８】
より具体的には例えば、前記誘電体（６）は樹脂材料である。
【００６９】
上記充填材６は樹脂材料の一種である。
【符号の説明】
【００７０】
１  駆動回路
２  圧電トランス
２ｏ  出力端
３  整流回路
４  負荷（放電電極）
５  配線
６  充填材
１０  金属体
２０、２０Ｄ  筐体
３０  基板
４０  配線パターン
５１、６１ａ、７１、８１  凸部
６１  凹部
５２、６２、７２  対向電極
１００、１００Ａ〜１００Ｄ  イオン発生装置
Ｃｃ  筐体容量
ＥＣ  電子部品
【図１】
2015103641.tif 000003
【図２】
2015103641.tif 000004
【図３】
2015103641.tif 000005
【図４】
2015103641.tif 000006
【図５】
2015103641.tif 000007
【図６】
2015103641.tif 000008
【図７】
2015103641.tif 000009
【図８】
2015103641.tif 000010
【図９】
2015103641.tif 000011
【図１０】
2015103641.tif 000012
【図１１】
2015103641.tif 000013
【図１２】
2015103641.tif 000014
【図１３】
2015103641.tif 000015
【図１４】
2015103641.tif 000016
【図１５】
2015103641.tif 000017
【図１６】
2015103641.tif 000018
【図１７】
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