(57)【要約】【課題】装置全体を小型化、薄型化しても十分に発熱性能を確保でき、しかも、漏電の心配、部品配置の複雑化、及び配線の複雑化を極力減少できるイオン水生成装置を提供する。【解決手段】浄水部１２によって濾過された水を電気分解する電解槽１５と、電解槽１５の通電回路２１を含む制御基板２２と、これらをコンパクトに収納する薄型ケース１１とを有し、制御基板２２を基板収納ケース２３内に収めると共に、通電回路２１の発熱素子４２の放熱板４５の一部又は全部を基板収納ケース２３から突出して外部に設けている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水部によって濾過された水を電気分解する電解槽と、該電解槽の通電回路を含む制御基板と、これらをコンパクトに収納する薄型ケースとを有するイオン水生成装置において、
前記制御基板を基板収納ケース内に収めると共に、前記通電回路の発熱素子の放熱板の一部又は全部を前記基板収納ケースから突出して外部に設けたことを特徴とするイオン水生成装置。
【請求項２】
請求項１記載のイオン水生成装置において、前記放熱板に取付けられた発熱素子の接続端子は、前記制御基板の端部に直接取付けられていることを特徴とするイオン水生成装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のイオン水生成装置において、前記薄型ケースには、前記浄水部が取り外し可能に連結され、全体の厚みが３〜５ｃｍで、幅が２０〜４０ｃｍ、高さが３０〜５０ｃｍの矩形板状となって、縦置き及び横置きのいずれも可能であることを特徴とするイオン水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解槽とその制御装置が密閉された薄型のケースに収納されたイオン水生成装置に係り、特に、制御装置に使用する発熱素子及びその放熱板の配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水酸イオン（ＯＨ−  ）リッチなアルカリ性水は、アルカリイオン水とも呼ばれており、お茶、コーヒーや料理等に使用され、水素イオン（Ｈ＋  ）がリッチな酸性水は麺類をゆでたりする場合のみ使用され、これらの水は、例えば特許文献１に記載されているように、イオン水生成装置によって製造されている。このイオン水生成装置は、一般に内部に電解槽とこの電解槽に配置された陽極及び陰極に直流電流を流す通電回路（電源部）を有している。
【０００３】
このようなイオン水生成装置は、一般に家庭の台所に配置されるので、全体を密閉構造にして水の飛散や侵入による故障や漏電を起こさないように構成されていると共に、設置スペースを少なくするため、装置全体の小型化及び高性能化が行われている。
ところが、通電回路内には、電解槽に流れる電流を制御するトランジスタやダイオード等の熱を発生する発熱素子が設けられており、装置全体を小型化及び高性能化すると、これらの発熱素子を所定温度以下に保つ必要があり、例えば、特許文献２には、このような発熱素子の放熱板を電解槽や水路管に近接（具体的には、ねじ止め）して設けることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９９０９９３号公報（第２ページ、図１）
【特許文献２】
特開平９−２７１７７６号公報（第３ページ、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、発熱素子の放熱を行う放熱板（フィン）を電解槽や水路管に取付けると、発熱素子の冷却効果は向上すると思われるが、未だ解決すべき以下のような問題がある。
（１）発熱素子が電解槽や水路管に近接して配置されることになるので、例えば、電解槽や水路管に温度変化によって結露した場合や、流路の一部から微小に水がリークした場合等には、漏電の恐れがある。
（２）装置の組み立てやメンテナンスの関係で、電解槽や水路管に取付けられた発熱素子と制御基板との連結はコネクターで接続するのが好ましいが、コネクターを使用すると、装置の部品点数が増加する。
（３）勿論、コネクターを使用しないで配線を行うこともできるが、組み立てが面倒であり、保守点検にも手間取る。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、装置全体を小型化、薄型化しても十分に発熱性能を確保でき、しかも、漏電の心配、部品配置の複雑化、及び配線の複雑化を極力減少できるイオン水生成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】
前記目的に沿う第１の発明に係るイオン水生成装置は、浄水部によって濾過された水を電気分解する電解槽と、該電解槽の通電回路を含む制御基板と、これらをコンパクトに収納する薄型ケースとを有するイオン水生成装置において、
前記制御基板を基板収納ケース内に収めると共に、前記通電回路の発熱素子の放熱板の一部又は全部を前記基板収納ケースから突出して外部に設けている。
これによって、放熱板の基板収納ケースから突出している部分が基板収納ケースの外部の雰囲気によって冷却されるので、基板収納ケース内の発熱素子の熱によって温度が高められた雰囲気による冷却効果に比較して、放熱板の冷却効果が高くなり、発熱素子の温度上昇を低く抑えることができる。
【０００８】
また、第２の発明に係るイオン水生成装置は、第１の発明に係るイオン水生成装置において、前記放熱板に取付けられた発熱素子の接続端子は、前記制御基板の端部に直接取付けられている。
この場合、発熱素子の接続端子を制御基板の端部に直接取付けることによって、発熱素子と制御基板に設けられたプリント配線との接続にコネクターを使用する必要がなく、部品点数を少なくすることができ、配線の複雑化を極力減少できると共に、制御基板と発熱素子の組み立てが簡単となる。
【０００９】
そして、第３の発明に係るイオン水生成装置は、第１及び第２の発明に係るイオン水生成装置において、前記薄型ケースには、前記浄水部が取り外し可能に連結され、全体の厚みが３〜５ｃｍで、幅が２０〜４０ｃｍ、高さが３０〜５０ｃｍの矩形板状となって、縦置き及び横置きのいずれも可能となっている。
この場合、薄型ケースの表面からの熱放散が大きく、装置全体の小型化が容易となる。また、薄型ケースを設置場所のスペースに応じて縦置き又は横置きに設置できるので、イオン水生成装置及び付属の機器等の配置が簡単であり、浄水部と薄型ケースとの取付け寸法が同じであれば、寿命等の仕様の異なる浄水部に自由に取り替えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るイオン水生成装置の正断面図、図２は同イオン水生成装置の制御装置のブロック図、図３は同イオン水生成装置の要部斜視断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るイオン水生成装置１０は、例えば全体の厚みが３〜５ｃｍで、幅が２０〜４０ｃｍ、高さが３０〜５０ｃｍの矩形板状の薄型ケース１１を有する。薄型ケース１１の一方端部には、例えば全体の厚みが３〜５ｃｍで、幅が５〜１００ｃｍ、高さが３０〜５０ｃｍの矩形板状の浄水部１２が取り外し可能に連結されている。浄水部１２には原水取り入れ口１３から取り入れた水道水を濾過する交換可能な中空糸膜フィルターや活性炭を設けた浄水カートリッジ１４を設けている。薄型ケース１１の内部には浄水部１２によって濾過された濾過水を電解槽１５に供給する水路管１６、電気分解する電解槽１５、電解槽１５に供給される濾過水の水量を検出する流量センサ１７、電解促進剤としてカルシウムを濾過水に添加する添加部１８を設けている。
【００１２】
更に、薄型ケース１１の内部には、添加部１８から電解槽１５に電解促進剤を添加した濾過水を供給する水路管１９、電解槽１５によって処理されたアルカリイオン水の水温を検出する水温サーミスタ２０、及び電解槽１５の制御装置である通電回路２１（図２参照）及び通電回路２１を装着した制御基板２２を収納する基板収納ケース２３をコンパクトに収納している。なお、制御基板２２は耐熱性樹脂によってモールドコーティングされてその一部又は全部が基板収納ケース２３と一体に埋め込まれ、電気絶縁性、防水性を高めている。電解槽１５で電気分解して得たアルカリイオン水及び酸性水は、それぞれイオン水吐出パイプ２４及び酸性水取り出し口２５から外部に取り出される。
【００１３】
図２に示すように、通電回路２１は商用電源（ＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）の電源端子２６から供給された交流を第１の整流回路２７で直流電流に変換し、それをインバータ制御回路２８で所要電圧（例えばＤＣ２０Ｖ）の直流電流に変換し、極性切替え回路２９を介して電解槽電極３０に供給している。また、電源端子２６には絶縁トランス３１を介して第２の整流回路３２が接続され、第２の整流回路３２では、例えば５Ｖの直流電流に変換し、イオン水生成装置１０全体の動作を制御するマイコンを備えたイオン水生成制御回路３３に直流電流を供給している。イオン水生成制御回路３３には流量センサ１７が接続され、流量センサ１７の検出値によって浄水カートリッジ１４の寿命を演算するようにしている。
【００１４】
また、イオン水生成制御回路３３には浄水カートリッジ１４の寿命の設定等を行う設定スイッチ３４と、設定スイッチ３４によって設定した寿命値に浄水カートリッジ１４の寿命が達したときに、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）によって表示する寿命表示部３５及びイオン水生成装置１０の異常を告知する異常警告ブザー３６が接続されている。
また、イオン水生成制御回路３３は、電解槽電極３０の極性切替え回路２９を動作させて、電解槽１５から生成されるアルカリイオン水と酸性水との量を調整するようにしている。また、イオン水生成制御回路３３は電解槽電極３０に供給される電流の電圧値、電流値、電力値をそれぞれ検出し、フィードバックしてインバータ制御回路２８を制御する電圧フィードバック回路３７、電流フィードバック回路３８及び電力フィードバック回路３９が接続されている。
また、水温サーミスタ２０の出力はイオン水生成制御回路３３に入力され、所定の温度、例えば８５℃以上にならないように電解槽１５を保護し、８５℃以上に達したときに電解槽１５の動作を停止するようにしている。
【００１５】
図２、図３に示すように、インバータ制御回路２８は、スイッチング素子（具体的にはトランジスタ）４０、ダイオード４１等からなって、通電時に大電流（例えば、７Ａ）が流れて発熱する発熱素子４２を有している。発熱素子４２の接続端子４３は、それぞれ制御基板２２の端部に設けられた、例えばスルーホール４４に直接取付けられている。制御基板２２には、熱伝導率が高いアルミニウムなどの２枚の金属製薄板材からなる放熱板４５がＬ字状取付け部４６を介し、制御基板２２に対して垂直に固定されている。そして、発熱素子４２の本体は基板収納ケース２３の内側に向けて放熱板４５に固定されている。基板収納ケース２３は放熱板４５が対向する側面の一部に切欠き部４７を設けて発熱素子４２の本体が切欠き部４７から基板収納ケース２３内に入るようにし、放熱板４５の全部が基板収納ケース２３の外側に突出して露出するように取付けられている。なお、この実施の形態では、内部に水が通る電解槽１５の近くに放熱板４５が配置されている。
【００１６】
このような構成により、放熱板４５の基板収納ケース２３から突出している部分が基板収納ケース２３の外部の雰囲気によって冷却されるので、基板収納ケース２３内の発熱素子４２の熱によって温度が高められた雰囲気による冷却効果に比較して、放熱板４５の冷却効果が高くなり、発熱素子４２の温度上昇を低く抑えることができる。
また、発熱素子４２の発熱によって薄型ケース１１内の温度が、例えば８５〜１００℃になると、回路保護用のサーミスタが動作して、インバータ制御回路２８が停止するようになっているが、発熱素子４２の温度上昇を低く抑えることができるので、誤動作を起こすことがなくなる。
【００１７】
そして、発熱素子４２の接続端子４３を制御基板２２に直接取付けることによって、発熱素子４２と制御基板２２に設けられたプリント配線との接続にコネクターを使用する必要がなく、制御基板２２と発熱素子４２の組み立てが自動半田付け装置により極めて簡単になる。
更に、発熱素子４２が電解槽１５や水路管１６、１９から離れた基板収納ケース２３の内側に配置されるので、例えば、電解槽１５や水路管１６、１９に温度変化によって結露した場合や、流路の一部から微小に水がリークした場合でも、漏電の恐れはない。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態では薄型ケースを縦置きに設置した例について説明したが、薄型ケースを横置きにして、その上に他の機器を配置し易くしてもよい。
また、前記実施の形態では、放熱板の全部を基板収納ケースから突出させた例について説明したが、放熱板の一部を突出させるようにしてもよい。
また、放熱板は２枚の金属製薄板材に限るものではなく、３枚以上用いてもよく、放熱板の表面に凹凸あるいはフィンを設けて表面積を増やし、冷却効果を高めるようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１〜３記載のイオン水生成装置においては、浄水部によって濾過された水を電気分解する電解槽と、電解槽の通電回路を含む制御基板と、これらをコンパクトに収納する薄型ケースとを有し、制御基板を基板収納ケース内に収めると共に、通電回路の発熱素子の放熱板の一部又は全部を基板収納ケースから突出して外部に設けているので、放熱板の冷却効果が高くなり、発熱素子の温度上昇は低く抑えられ、発熱素子の温度上昇による電解槽の誤動作がなくなり、イオン水生成装置の動作が安定する。また、装置全体を小型化、薄型化しても十分に冷却性能を確保でき、しかも、漏電の心配もなくなる。
【００２０】
請求項２記載のイオン水生成装置においては、放熱板に取付けられた発熱素子の接続端子は、制御基板の端部に直接取付けられるようにしているので、発熱素子と制御基板に設けられたプリント配線との接続にコネクターを使用する必要がなく、部品配置の複雑化、及び配線の複雑化を極力減少でき、制御基板と発熱素子の組み立てが簡単となる。
【００２１】
また、請求項３記載のイオン水生成装置においては、薄型ケースには、浄水部が取り外し可能に連結され、全体の厚みが３〜５ｃｍで、幅が２０〜４０ｃｍ、高さが３０〜５０ｃｍの矩形板状となって、縦置き及び横置きのいずれも可能にしているので、薄型ケースの表面からの熱放散が大きく、部品や機器の配置を簡単にでき、イオン水生成装置全体の小型化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るイオン水生成装置の正断面図である。
【図２】同イオン水生成装置の制御装置のブロック図である。
【図３】同イオン水生成装置の要部斜視断面図である。
【符号の説明】
１０：イオン水生成装置、１１：薄型ケース、１２：浄水部、１３：原水取り入れ口、１４：浄水カートリッジ、１５：電解槽、１６：水路管、１７：流量センサ、１８：添加部、１９：水路管、２０：水温サーミスタ、２１：通電回路、２２：制御基板、２３：基板収納ケース、２４：イオン水吐出パイプ、２５：酸性水取り出し口、２６：電源端子、２７：第１の整流回路、２８：インバータ制御回路、２９：極性切替え回路、３０：電解槽電極、３１：絶縁トランス、３２：第２の整流回路、３３：イオン水生成制御回路、３４：設定スイッチ、３５：寿命表示部、３６：異常警告ブザー、３７：電圧フィードバック回路、３８：電流フィードバック回路、３９：電力フィードバック回路、４０：スイッチング素子、４１：ダイオード、４２：発熱素子、４３：接続端子、４４：スルーホール、４５：放熱板、４６：Ｌ字状取付け部、４７：切欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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