(57)【要約】  【課題】  ２つの放電部間に生じる電界を弱くすることができるイオン発生装置及びこれを備えた電気機器を提供する。  【解決手段】  第１放電部１１と、第２放電部１２と、入力交流電源１から負電圧が供給されるときに第１放電部１１に交流インパルス電圧をプラスにバイアスした電圧を印加することでプラスイオンを発生させる第１電圧印加手段（整流ダイオード４、コンデンサ６、トランス駆動用スイッチング素子８、トランス９、及びダイオード１３）と、入力交流電源１から正電圧が供給されるときに第２放電部１２に交流インパルス電圧をマイナスにバイアスした電圧を印加することでマイナスイオンを発生させる第２電圧印加手段（整流ダイオード５、コンデンサ７、トランス駆動用スイッチング素子８、トランス１０、及びダイオード１４）と、を備えるイオン発生装置。【選択図】      図１
2005116229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１放電部と、第２放電部と、前記第１放電部及び前記第２放電部に電圧を印加する電圧印加回路と、を備え、
前記電圧印加回路は前記第１放電部でプラスイオンが発生し、前記第２放電部でマイナスイオンが発生するように、前記第１放電部及び前記第２放電部に対して交互に所定の電圧印加を行うことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記第１放電部と前記第２放電部が１つの基材に設けられる請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記電圧印加回路が、入力電源から供給される電圧の値が正（または負）の半周期であるときに前記第１放電部に交流インパルス電圧をプラスにバイアスした電圧を印加することでプラスイオンを発生させる第１電圧印加手段と、前記入力電源から供給される電圧の値が前記とは逆の半周期であるときに前記第２放電部に交流インパルス電圧をマイナスにバイアスした電圧を印加することでマイナスイオンを発生させる第２電圧印加手段と、を有する請求項１又は請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記入力電源と前記第１電圧印加手段との通電／遮断を切り換えるスイッチを備える請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記プラスイオンはＨ+（Ｈ2Ｏ）mであり、前記マイナスイオンはＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｍ、ｎは自然数）である請求項１〜４のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のイオン発生装置と、前記イオン発生装置で発生したイオンを空気中に送出する送出手段と、を備えることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスイオンとマイナスイオンを空間に放出することで、空気中に浮遊する細菌やカビ菌、有害物質などを分解することが可能なイオン発生装置及びこれを備えた電気機器に関するものである。なお、上記の電気機器に該当する例としては、主に閉空間（家屋内、ビル内の一室、病院の病室や手術室、車内、飛行機内、船内、倉庫内、冷蔵庫の庫内等）にプラスイオンとマイナスイオンを放出する空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒータ、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
プラスイオン、マイナスイオンの両極性のイオンを放出して、空気中にプラスイオンであるＨ+（Ｈ2Ｏ）mと、マイナスイオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｍ、ｎは自然数）を略同等量発生させることにより、両イオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲み、その際に生成される活性種の水酸基ラジカル（・ＯＨ）の作用により、前記浮遊カビ菌等を不活化することが可能なイオン発生装置に関する発明が本発明者等によってすでになされている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
なお、上記の発明については、本願出願人によって既に実用化され、実用機には、セラミックの誘電体を挟んで外側に放電電極、内側に誘導電極を配設した構造のイオン発生装置、及びこれを搭載した空気清浄機や空気調和機などがある。
【０００４】
しかしながら、前記浮遊カビ菌等を不活化することが可能なイオン発生装置には、プラスイオンとマイナスイオンを同時に発生させることで、発生とともに両極性のイオンの一部は中和して消滅しているという課題があった。この問題点に鑑み、本発明者等は図３（ａ）に示すイオン発生装置に関する発明をなし、かかる発明に関する特許出願（特願２００３−１３７０９８）が本出願人によってすでになされている。
【０００５】
以下、図３（ａ）に示すイオン発生装置について説明する。図３（ａ）に示すイオン発生装置は、入力電源１０１から電力を受け取るトランス１０７の１次側回路として、整流ダイオード１０２、入力抵抗１０３、トランス駆動用スイッチング素子１０４、コンデンサ１０５、及びダイオード１０６を有する。入力電源１０１が交流商用電源の場合、入力電源１０１の電圧により、整流ダイオード１０２、入力抵抗１０３を介して、コンデンサ１０５が充電され、コンデンサ１０５の両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子１０４がオンして、トランス１０７の１次側巻線１０７ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ１０５に充電されたエネルギーはトランス１０７の１次側巻線１０７ａとトランス駆動用スイッチング素子１０４を通じて放電され、コンデンサ１０５の両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。
【０００６】
続いてトランス１０７の２次側回路について説明する。トランス１０７の２次巻線１０７ｂが第１放電部１０８の放電電極１０８ａ、誘導電極１０８ｂに接続され、トランス１０７の２次巻線１０７ｃが第２放電部１０９の放電電極１０９ａ、誘導電極１０９ｂに接続されている。１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子１０４がオンすることにより、１次側のエネルギーがトランスの２次巻線１０７ｂ、１０７ｃに伝達され、トランスの２次巻線１０７ｂ、１０７ｃにインパルス状電圧が発生する。放電電極１０８ａには、トランス１０７の２次巻線１０７ｂだけでなく、ダイオード１１０のアノード及びダイオード１１１のカソードが接続され、ダイオード１１０のカソードは切換リレー１１２の１つの選択端子１１２ａに、またダイオード１１１のアノードは切換リレー１１２の別の選択端子１１２ｂに接続される。切換リレー１１２の共通端子１１２ｃは、接地または入力電源１０１の片側に接続される。入力電源１０１が交流商用電源であるとき、日本国内では入力交流商用電源の片方が接地されているため、接地端子がない電気機器などは入力電源１０１の片側につなげば接地するのと同じ機能を得ることができる。また、第２放電部１０９の放電電極１０９ａには、トランスの２次巻線１０７ｃだけでなく、ダイオード１１３のアノードが接続され、ダイオード１１３のカソードは、接地または入力電源１０１の片側に接続される。
【０００７】
次に、動作電圧波形について説明する。入力電源１０１が交流商用電源であるとき、入力電源１０１の整流ダイオード１０２に接続されている側の電圧波形は図３（ｂ）のようになる。トランス１０７の２次巻線１０７ｂ、１０７ｃの両端には、ダイオードが接続されていない状態では、図３（ｃ）のような交番電圧のインパルス波形が印加される。
【０００８】
２次巻線１０７ｃにダイオード１１３が接続されることで、第２放電部１０９の放電電極１０９ａ、誘導電極１０９ｂの電圧を接地端子、場合によっては入力電源１０１の片側（ダイオード１１３及び切換リレー１１２が接続される側）を基準にみた電圧波形は、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、図３（ｃ）の波形がそれぞれ負にバイアスされた波形となり、第２の放電部１０９からはマイナスイオンが発生する。
【０００９】
切換リレー１１２が選択端子１１２ｂ側にあって、２次巻線１０７ｂがダイオード１１１を介して共通端子１１２ｃに接続されると、第１放電部１０８の放電電極１０８ａ、誘導電極１０８ｂの電圧を接地端子、場合によっては入力電源１０１の片側（ダイオード１１３及び切換リレー１１２が接続される側）を基準にみた電圧波形は、図３（ｄ）、（ｅ）に示すように、図３（ｃ）の波形がそれぞれ正にバイアスされた波形となり、第１放電部１０８からはプラスイオンが発生する。また、切換リレー１１２が選択端子１１２ａ側にあって、２次巻線１０７ｂがダイオード１１０を介して共通端子１１２ｃに接続されると、第１放電部１０８の放電電極１０８ａ、誘導電極１０８ｂの電圧を接地端子、場合によっては入力電源１０１の片側（ダイオード１１３及び切換リレー１１２が接続される側）を基準にみた電圧波形は、図３（ｆ）、（ｇ）に示すように、図３（ｃ）の波形がそれぞれ負にバイアスされた波形となり、第１放電部１０８からはマイナスイオンが発生する。
【００１０】
図３（ａ）のイオン発生装置が放出するプラスイオンとしてはＨ+（Ｈ2Ｏ）mであり、マイナスイオンとしてはＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｍ、ｎは自然数でＨ2Ｏ分子が複数個付いていることを意味する）である。
【００１１】
このように、切換リレー１１２の選択端子が１１２ｂ側にあるとき、第１放電部１０８から発生するイオンはプラスイオンとなり、第２放電部１０９から発生するマイナスイオンとでプラス、マイナス略同量のイオンが発生する。空気中にＨ+（Ｈ2Ｏ）mとＯ2-（Ｈ2Ｏ）nを略同量放出させることにより、これらのイオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲み、その際生成される活性種の水酸基ラジカル（・ＯＨ）の作用により不活化することが可能となる。
【００１２】
また、切換リレー１１２の選択端子が１１２ａ側にあるとき、第１放電部１０８から発生するイオンはマイナスイオンとなり、第２放電部１０９から発生するマイナスイオンとで双方の放電部からマイナスイオンが発生する。この運転モードは、家庭内の電気機器などでプラスイオン過多となった空間にマイナスイオンを多量に供給し、自然界での森の中のようなプラスとマイナスのイオンバランスのとれた状態にしたいときや、リラクゼーション効果を求めたりする場合に有効となる。
【特許文献１】特開２００３−４７６５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
第１放電部１０８と第２放電部１０９を備えるイオン発生素子の断面図を図４に示す。イオン発生素子は、誘電体１１４（上部誘電体１１４ａと下部誘電体１１４ｂ）と、第１放電部１０８（放電電極１０８ａ、誘導電極１０８ｂ、放電電極接点１０８ｃ、誘導電極接点１０８ｄ、接続端子１０８ｅ、１０８ｆ、及び接続経路１０８ｇ、１０８ｈ）と、第２放電部１０９（放電電極１０９ａ、誘導電極１０９ｂ、放電電極接点１０９ｃ、誘導電極接点１０９ｄ、接続端子１０９ｅ、１０９ｆ、及び接続経路１０９ｇ、１０９ｈ）と、コーティング層１１５と、を有して成る。
【００１４】
ここで、切換リレー１１２の選択端子が１１２ｂ側にあるとき、放電電極１０８ａ、誘導電極１０８ｂ、放電電極１０９ａ、誘導電極１０９ｂにはそれぞれ図３（ｄ）〜（ｇ）に示す電圧が印加されるので、各々の放電部において放電電極と誘電電極との間で生じる電界の他に、放電電極１０８ａから放電電極１０９ａに向かう電界と誘電電極１０８ｂから誘電電極１０９ｂに向かう電界が発生してしまう。
【００１５】
前者の電界は、放電電極１０８ａ、１０９ａから発生したプラスイオン、マイナスイオンを双方の電極に引き合う力が働くためにイオンの中和現象が起きる。また後者の電界は誘電電極１０８ｂから誘電電極１０９ｂに向かう方向で、誘電体１１４内部に電界がかかることになる。そして、製造工程において誘電体基材１１４内に気泡が存在している可能性が低いが、もしも存在した場合、誘電体基材と空気の誘電率の差により前記気泡内で電界が集中し、また気体の放電開始電圧は固体の放電開始電圧よりも低いため、気泡内で異常放電(ボイド放電)が生じ、絶縁の劣化を起こすおそれがある。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、２つの放電部間に生じる電界を弱くすることができるイオン発生装置及びこれを備えた電気機器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】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明に係るイオン発生装置は、第１放電部と、第２放電部と、前記第１放電部及び前記第２放電部に電圧を印加する電圧印加回路と、を備える。そして、前記電圧印加回路は前記第１放電部でプラスイオンが発生し、前記第２放電部でマイナスイオンが発生するように、前記第１放電部及び前記第２放電部に対して交互に所定の電圧印加を行う。
【００１８】
上記目的を達成するために本発明に係るイオン発生装置は、第１放電部と、第２放電部と、前記第１放電部及び前記第２放電部に電圧を印加する電圧印加回路と、を備える。そして、前記電圧印加回路は前記第１放電部でプラスイオンが発生し、前記第２放電部でマイナスイオンが発生するように、前記第１放電部及び前記第２放電部に対して交互に所定の電圧印加を行う。
【００１９】
このような構成によると、電圧印加が行われていない放電部はフローティング状態になるため、２つの放電部間に生じる電界を弱くすることができる。したがって、２つの放電部間に生じる電界に起因するイオンの中和現象や誘電体内のボイド放電の可能性を低減することができる。
【００２０】
また、前記第１放電部と前記第２放電部が１つの誘電体基材に設けられるようにするとよい。
【００２１】
このような構成によると、第１放電部と前記第２放電部とを同じ製造工程で形成することができるので、製造コストを抑え、かつ小型、コンパクトにすることができる。
【００２２】
また、前記電圧印加回路が、入力電源から供給される電圧の値が正（または負）の半周期で前記第１放電部に交流インパルス電圧をプラスにバイアスした電圧を印加することでプラスイオンを発生させる第１電圧印加手段と、前記入力電源から供給される電圧の値が前記とは逆の半周期のときに前記第２放電部に交流インパルス電圧をマイナスにバイアスした電圧を印加することでマイナスイオンを発生させる第２電圧印加手段と、を有する構成にするとよい。
【００２３】
このような構成によると、第１放電部及び第２放電部に対して交互に所定の電圧印加を行う電圧印加回路を簡単な回路構成（例えば、互いに別々の放電部に接続される２つのトランスと、互いに別々のトランスの１次側に接続され接続方向が逆である２つの整流ダイオードとを用いた回路）で実現することができる。
【００２４】
また、前記入力電源と前記第１電圧印加手段との通電／遮断を切り換えるスイッチを備えるようにするとよい。
【００２５】
このような構成によると、当該スイッチをオフにすることで、プラスイオンの発生を停止させるとともに、マイナスイオンを発生させて、家庭内の電気機器などでプラスイオン過多となった空間にマイナスイオンを多量に供給し、自然界での森の中のようなプラスとマイナスのイオンバランスのとれた状態にするためや、リラクゼーション効果を求めたりするための運転モードにすることができる。さらに当該スイッチは高耐圧や高周波による誤点弧防止機能を必要としないため、当該スイッチに低廉で小型な電子スイッチを用いることができる。
【００２６】
また、上記構成のイオン発生装置は、プラスイオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）mを発生し、マイナスイオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｍ、ｎは自然数であり、Ｈ2Ｏ分子が複数個付いていることを意味する）を発生する構成である。このように空気中にＨ+（Ｈ2Ｏ）mと
Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）nを略同等量発生させることにより、両イオンを空気中の浮遊細菌等に付着させ、その際に生成される活性種の水酸基ラジカル（・ＯＨ）の作用により、前記浮遊細菌等を不活性化することが可能となる。
【００２７】
また、本発明に係る電気機器は、上記いずれかの構成のイオン発生装置と、前記イオン発生装置で発生したイオンを空気中に送出する送出手段（例えば送風ファンなど）と、を備える構成にするとよい。このような構成とすることにより、機器本来の機能に加えて、搭載したイオン発生装置で空気中のイオン量やイオンバランスを変化させ、室内等の環境を所望の雰囲気状態とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、２つの放電部間に生じる電界を弱くすることができるイオン発生装置及びこれを備えた電気機器を実現することができる。これにより、プラスイオンとマイナスイオンの中和現象を低減することができると共に、製造工程で誘電体内部に気泡が存在する可能性が低いものの、もしも発生した場合の気泡内の異常放電が生じる可能性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係るイオン発生装置の一構成例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示すイオン発生装置は、２つのトランス９、１０を備える。また、図１（ａ）に示すイオン発生装置は、入力電源１から電力を受け取るトランスの１次側回路として、入力抵抗２、スイッチ３、整流ダイオード４、整流ダイオード５、コンデンサ６、コンデンサ７、及びトランス駆動用スイッチング素子８を有する。
【００３０】
入力電源１が交流商用電源であって入力電源１の入力抵抗２に接続されている側が負電位であり尚且つスイッチ３がオンである場合、入力電源１の電圧により、入力抵抗２、スイッチ３、整流ダイオード４を介して、コンデンサ６が充電され、コンデンサ６の両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子８がオンして、トランス９の１次側巻線９ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ６に充電されたエネルギーはトランス９の１次側巻線９ａとトランス駆動用スイッチング素子８を通じて放電され、コンデンサ６の両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。また、入力電源１が交流商用電源であって入力電源１の入力抵抗２に接続されている側が正電位である場合、入力電源１の電圧により、入力抵抗２、整流ダイオード５を介して、コンデンサ７が充電され、コンデンサ７の両端電圧が規定電圧以上になればトランス駆動用スイッチング素子８がオンして、トランス１０の１次側巻線１０ａに電圧が印加される。その直後、コンデンサ７に充電されたエネルギーはトランス１０の１次側巻線１０ａとトランス駆動用スイッチング素子８を通じて放電され、コンデンサ７の両端電圧はゼロに戻り、再び充電がされ、規定周期で充放電を繰り返す。
【００３１】
続いてトランスの２次側回路について説明する。トランス９の２次巻線９ｂが第１放電部１１の放電電極１１ａ、誘導電極１１ｂに接続され、トランス１０の２次巻線１０ｂが第２放電部１２の放電電極１２ａ、誘導電極１２ｂに接続されている。入力電源１の入力抵抗２に接続されている側が負電位のときに１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子８がオンすることにより、１次側のエネルギーがトランス９の２次巻線９ｂに伝達され、トランス９の２次巻線９ｂにインパルス状電圧が発生する。また、入力電源１の入力抵抗２に接続されている側が正電位のときに１次側回路のトランス駆動用スイッチング素子８がオンすることにより、１次側のエネルギーがトランス１０の２次巻線１０ｂに伝達され、トランス１０の２次巻線１０ｂにインパルス状電圧が発生する。
【００３２】
放電電極１１ａには、トランス９の２次巻線９ｂだけでなく、ダイオード１３のカソードが接続される。ダイオード１３のアノードは、接地または入力電源１の片側に接続される。入力電源１が交流商用電源であるとき、日本国内では入力交流商用電源の片方が接地されているため、接地端子がない電気機器などは入力電源１の片側につなげば接地するのと同じ機能を得ることができる。また、第２放電部１２の放電電極１２ａには、トランス１０の２次巻線１０ｂだけでなく、ダイオード１４のアノードが接続され、ダイオード１４のカソードは、接地または入力電源１の片側に接続される。
【００３３】
次に、動作電圧波形について説明する。入力電源１が交流商用電源であるとき、入力電源１の入力抵抗２に接続されている側の電圧波形は図１（ｂ）のようになる。トランス１０の２次巻線１０ｂの両端には、ダイオードが接続されていない状態では、図１（ｃ）のような交番電圧のインパルス波形が印加される。また、スイッチ３がオンである場合、トランス９の２次巻線９ｂの両端には、ダイオードが接続されていない状態では、図１（ｆ）のような交番電圧のインパルス波形が印加される。
【００３４】
２次巻線１０ｂにダイオード１４が接続されることで、第２放電部１２の放電電極１２ａ、誘導電極１２ｂの電圧を接地端子、場合によっては入力電源１の片側（ダイオード１３、１４が接続される側）を基準にみた電圧波形は、図１（ｄ）、（ｅ）に示すように、図１（ｃ）の波形がそれぞれ負にバイアスされた波形となり、第２の放電部１２からはマイナスイオンが発生する。
【００３５】
スイッチ３がオンである場合、第１放電部１１の放電電極１１ａ、誘導電極１１ｂの電圧を接地端子、場合によっては入力電源１の片側（ダイオード１３、１４が接続される側）を基準にみた電圧波形は、図１０（ｇ）、（ｈ）に示すように、図１（ｆ）の波形がそれぞれ正にバイアスされた波形となり、第１の放電部１１からはプラスイオンが発生する。また、スイッチ３がオフ状態である場合、トランス９に電圧が印加されないので、第１の放電部１１からイオンは発生しない。
【００３６】
図１（ａ）のイオン発生装置が放出するプラスイオンとしてはＨ+（Ｈ2Ｏ）mであり、マイナスイオンとしてはＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｍ、ｎは自然数でＨ2Ｏ分子が複数個付いていることを意味する）である。
【００３７】
このように、スイッチ３がオンである場合、第１放電部１１から発生するイオンはプラスイオンとなり、第２放電部１２から発生するマイナスイオンとでプラス、マイナス略同量のイオンが発生する。空気中にＨ+（Ｈ2Ｏ）mとＯ2-（Ｈ2Ｏ）nを略同量放出させることにより、これらのイオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲み、その際生成される活性種の水酸基ラジカル（・ＯＨ）の作用により不活化することが可能となる。
【００３８】
上記記載について詳細に述べる。第１放電部１１、第２放電部１２を構成する電極間に交流電圧を印加することにより、空気中の酸素ないしは水分が電離によりエネルギーを受けてイオン化し、Ｈ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）とＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を主体としたイオンを生成し、これらをファン等により空間に放出させる。これらＨ+（Ｈ2Ｏ）m及びＯ2-（Ｈ2Ｏ）nは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ2Ｏ2または（・ＯＨ）を生成する。Ｈ2Ｏ2または（・ＯＨ）は、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで不活化することができる。ここで、（・ＯＨ）は活性種の１種であり、ラジカルのＯＨを示している。
【００３９】
活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2または水酸基ラジカル（・ＯＨ）は、有害物質を酸化若しくは分解して、ホルムアルデヒドやアンモニアなどの化学物質を、二酸化炭素や、水、窒素などの無害な物質に変換することにより、実質的に無害化することが可能である。
【００４０】
したがって、図１（ａ）のイオン発生装置と送風ファンを電気機器に搭載し、前記送風ファンを駆動することにより、図１（ａ）のイオン発生装置に設けられるイオン発生素子によって発生させたプラスイオンとマイナスイオンを本体外に送り出することができる。そして、これらのプラスイオンとマイナスイオンの作用により空気中のカビや菌を不活化し、その増殖を抑制することができる。
【００４１】
その他、プラスイオンとマイナスイオンには、コクサッキーウィルス、ポリオウィルス、などのウィルス類も不活化する働きがあり、これらウィルスの混入による汚染が防止できる。
【００４２】
また、プラスイオンとマイナスイオンには、臭いの元となる分子を分解する働きがあることも確かめられており、空間の脱臭にも利用できる。
【００４３】
また、スイッチ３がオフである場合、第１放電部９からはイオンが発生しないため、イオン発生装置から発生するイオンは、第２放電部１２から発生するマイナスイオンのみとなる。この運転モードは、家庭内の電気機器などでプラスイオン過多となった空間にマイナスイオンを多量に供給し、自然界での森の中のようなプラスとマイナスのイオンバランスのとれた状態にしたいときや、リラクゼーション効果を求めたりする場合に有効となる。
【００４４】
図３（ａ）に示す従来のイオン発生装置では、プラスイオンとマイナスイオンを発生する運転モードとマイナスイオンを発生する運転モードとを切り換えるスイッチは２接点の切換リレーである必要があり、またこの箇所は高圧出力回路であり高周波回路でもあるトランスの２次側回路に設けられていたため、当該スイッチに高耐圧のｓｐｅｃのスイッチを用いる必要があった。一方、図１（ａ）に示す本発明に係るイオン発生装置では、プラスイオンとマイナスイオンを発生する運転モードとマイナスイオンを発生する運転モードとを切り換えるスイッチ３は、トランスの１次側回路に設けられているため、高耐圧や高周波による誤点弧防止機能を必要としない。したがって、スイッチ３に低廉で小型な電子スイッチを用いることができる。
【００４５】
第１放電部１１と第２放電部１２を備えるイオン発生素子の断面図を図２に示す。イオン発生素子は、誘電体１５（上部誘電体１５ａと下部誘電体１５ｂ）と、第１放電部１１（放電電極１１ａ、誘導電極１１ｂ、放電電極接点１１ｃ、誘導電極接点１１ｄ、接続端子１１ｅ、１１ｆ、及び接続経路１１ｇ、１１ｈ）と、第２放電部１２（放電電極１２ａ、誘導電極１２ｂ、放電電極接点１２ｃ、誘導電極接点１２ｄ、接続端子１２ｅ、１２ｆ、及び接続経路１２ｇ、１２ｈ）と、コーティング層１６と、を有して成る。
【００４６】
誘電体１５は、略直方体状の上部誘電体１５ａと下部誘電体１５ｂを貼り合わせて成る（例えば縦１５［ｍｍ］×横３７［ｍｍ］×厚み０．４５［ｍｍ］）。誘電体１５の材料として無機物を選択するのであれば、高純度アルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミックを使用することができる。また、誘電体１５の材料として有機物を選択するのであれば、耐酸化性に優れたポリイミドやガラスエポキシなどの樹脂が好適である。ただし、耐食性の面を考えれば、誘電体１５の材料として無機物を選択する方が望ましく、さらに、成形性や後述する電極形成の容易性を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適である。
【００４７】
また、放電電極１１ａ、１２ａと誘導電極１１ｂ、１２ｂとの間の絶縁抵抗は均一であることが望ましいため、誘電体１５の材料としては、密度ばらつきが少なく、その絶縁率が均一であるものほど好適である。
【００４８】
なお、誘電体１５の形状は、略直方体状以外（円板状や楕円板状、多角形板状等）であってもよく、さらには円柱状であってもよいが、生産性を考えると、本実施形態のように平板状（円板状及び直方体状を含む）とするのが好適である。
【００４９】
放電電極１１ａ、１２ａは、上部誘電体１５ａの表面に該上部誘電体１５ａと一体的に形成されている。放電電極１１ａ、１２ａの材料としては、例えばタングステンのように、導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができるが、放電によって溶融等の変形を起こさないことが条件となる。
【００５０】
また、誘導電極１１ｂ、１２ｂは、上部誘電体１５ａを挟んで、放電電極１１ａ、１２ａと平行に設けられている。このような配置とすることにより、放電電極１１ａ、１２ａと誘導電極１１ｂ、１２ｂの距離（以下、電極間距離と呼ぶ）を一定とすることができるので、両電極間の絶縁抵抗を均一化して放電状態を安定させ、プラスイオン及び／またはマイナスイオンを好適に発生させることが可能となる。なお、誘電体１５を円柱状とした場合には、放電電極１１ａ、１２ａを円柱の外周表面に設けるとともに、誘導電極１１ｂ、１２ｂを軸状に設けることによって、前記電極間距離を一定とすることができる。
【００５１】
誘導電極１１ｂ、１２ｂの材料としては、放電電極１１ａ、１２ａと同様、例えばタングステンのように、導電性を有するものであれば、特に制限なく使用することができるが、放電によって溶融等の変形を起こさないことが条件となる。
【００５２】
放電電極接点１１ｃ、１２ｃは、放電電極１１ａ、１２ａと同一形成面（すなわち上部誘電体１５ａの表面）に設けられた接続端子１１ｅ、１２ｅ、及び接続経路１１ｇ、１２ｇを介して、放電電極１１ａ、１２ａと電気的に導通されている。従って、放電電極接点１１ｃ、１２ｃにリード線（銅線やアルミ線など）の一端を接続し、該リード線の他端をトランスの２次巻線及びダイオードに接続すれば、放電電極１１ａとトランス９の２次巻線９ｂ、ダイオード１３とを電気的に導通させることができ、放電電極１２ａとトランス１０の２次巻線１０ｂ、ダイオード１４とを電気的に導通させることができる。
【００５３】
誘導電極接点１１ｄ、１２ｄは、誘導電極１１ｂ、１２ｂと同一形成面（すなわち下部誘電体１５ｂの表面）に設けられた接続端子１１ｆ、１２ｆ、及び接続経路１１ｈ、１２ｈを介して、誘導電極１１ｂ、１２ｂと電気的に導通されている。従って、誘導電極接点１１ｄ、１２ｄにリード線（銅線やアルミ線など）の一端を接続し、該リード線の他端をトランスの２次巻線及びダイオードに接続すれば、誘電電極１１ｂとトランス９の２次巻線９ｂとを電気的に導通させることができ、誘電電極１２ｂとトランス１０の２次巻線１０ｂとを電気的に導通させることができる。
【００５４】
さらに、放電電極接点１１ｃ、１２ｃと誘導電極接点１１ｄ、１２ｄは全て、誘電体１５の表面であって放電電極１１ａ、１２ａが設けられた面以外の面に設けることが望ましい。このような構成であれば、誘電体１５の上面に不要なリード線などが配設されないので、図１（ａ）のイオン発生装置とそのイオン発生装置で発生したイオンを空気中に送出する送風ファンを搭載した電気機器において、前記送風ファン（不図示）からの空気流が乱れにくくなり、プラスイオンとマイナスイオンの中和を低減することができる。
【００５５】
以上のことを考慮して、図１（ａ）のイオン発生装置に設けられるイオン発生素子では、放電電極接点１１ｃ、１２ｃ及び誘導電極接点１１ｄ、１２ｄが全て、誘電体１５の上面に相対する面に設けられている。
【００５６】
なお、図２のイオン発生素子において、第１の放電電極１１ａ、第２の放電電極１２ａは鋭角部（不図示）を持ち、その部分で電界を集中させ、局部的に放電を起こす構成としている。
【００５７】
ここで、スイッチ３がオンであるとき、放電電極１１ａ、誘導電極１１ｂ、放電電極１２ａ、誘導電極１２ｂにはそれぞれ図１（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｈ）に示す電圧が印加されるので、各々の放電部において放電電極と誘電電極との間で生じる電界の他に、放電電極１１ａから放電電極１２ａに向かう電界と誘電電極１１ｂから誘電電極１２ｂに向かう電界が発生する。しかしながら、放電電極１１ａに正電圧が印加されているとき放電電極１２ａはフローティング状態であり、放電電極１２ａに負電圧が印加されているとき放電電極１１ａはフローティング状態であるため、放電電極１０８ａに正電圧が印加されているとき放電電極１０９ａに負電圧が印加される図３（ａ）のイオン発生装置に比べて、放電電極間に発生する電界を弱くすることできる。また、誘電電極１１ｂに正電圧が印加されているとき誘電電極１２ｂはフローティング状態であり、誘電電極１２ｂに負電圧が印加されているとき誘電電極１１ｂはフローティング状態であるため、誘電電極１０８ｂに正電圧が印加されているとき誘電電極１０９ｂに負電圧が印加される図３（ａ）のイオン発生装置に比べて、誘電電極間に発生する電界を弱くすることできる。
【００５８】
このように、放電電極１１ａから放電電極１２ａに向かう電界が弱くなるので、例えば放電電極１２ａから放出されたマイナスイオンが放電電極１１ａから放電電極１２ａに向かう電界によって放電電極１１ａに捕らえられて消滅するような中和現象を低減することができる。また、入力電源１の入力抵抗２に接続されている側が正電位のときに第２放電部１２からマイナスイオンが発生し、入力電源１の入力抵抗２に接続されている側が負電位のときに第１放電部１１からプラスイオンが発生するので、マイナスイオンとプラスイオンが同時に発生しない。したがって、図１（ａ）に示す本発明に係るイオン発生装置は、マイナスイオンとプラスイオンが同時に発生する図３（ａ）に示す従来のイオン発生装置に比べて中和現象を低減することができる。
【００５９】
なお、マイナスイオンを発生させて、家庭内の電気機器などでプラスイオン過多となった空間にマイナスイオンを多量に供給し、自然界での森の中のようなプラスとマイナスのイオンバランスのとれた状態にするためや、リラクゼーション効果を求めたりするための運転モードが必要でない場合は、スイッチ３を設けない構成にするとよい。
【００６０】
また、誘電電極１１ｂから誘電電極１２ｂに向かう電界が弱くなるので、もしも誘電体１１４内に気泡が存在している場合でも、誘電体１１４と空気の誘電率の差により前記気泡内で異常放電が生じる可能性を低減することができ、絶縁の劣化を起こすおそれを低減することができる。
【００６１】
上述した本発明に係るイオン発生装置は、空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒータ、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置などの電気機器に搭載するとよい。そして、かかる電気機器にはイオン発生装置で発生したイオンを空気中に送出する送出手段（例えば、送風ファン）を搭載するとよい。このような電気機器であれば、機器本来の機能に加えて、搭載したイオン発生装置で空気中のイオン量やイオンバランスを変化させ、室内環境を所望の雰囲気状態とすることが可能となる。
【００６２】
また、上記の実施形態では、イオンを発生する放電部を複数有して成る単一のイオン発生素子でプラスイオンとマイナスイオンを個別に発生させ、各々を独立して室内に放出する構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、複数のイオン発生素子でプラスイオンとマイナスイオンを個別に発生させ、各々を独立して室内に放出する構成としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】は、本発明のイオン発生装置の一構成例及び各部電圧波形を示す図である。
【図２】は、図１のイオン発生装置に設けられるイオン発生素子の断面図である。
【図３】は、従来のイオン発生装置の一構成例及び各部電圧波形を示す図である。
【図４】は、図３のイオン発生装置に設けられるイオン発生素子の断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  入力電源
２  入力抵抗
３  スイッチ
４、５  整流ダイオード
６、７  コンデンサ
８  トランス駆動用スイッチング素子
９、１０  トランス
１１  第１放電部
１２  第２放電部
１３、１４  ダイオード
１５  誘電体
【図１】
2005116229.tif 000003
【図２】
2005116229.tif 000004
【図３】
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【図４】
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