(57)【要約】【課題】  従来、基板の一方の面に形成した放電電極と、前記基板の中に形成した誘導電極と、前記基板の他方の面に形成した端子を備え、前記放電電極又は誘導電極と前記端子を結ぶ導通孔を有し、その導通孔の内面にメタライズ部を形成して前記放電電極又は誘導電極と端子を電気的に導通させるようにした放電素子がある。しかし従来の放電素子は、高温・高湿の環境下で使用すると電気的特性が不安定になるものがあり品質のばらつきが問題になっていた。本発明は、その原因が前記導通孔に侵入するメッキ等の不純物にある、との知見に基づきなされたものである。【解決手段】  前記導通孔６ａ，６ｂの少なくとも開口部分をメタライズ部７で塞ぐようにした。これにより導通孔６ａ，６ｂへの不純物の侵入が防止できるから高温・高湿の環境下でも安定的に作動する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に形成した放電電極と、前記基板の他方の面（以下、単に「端子面」という。）又は前記基板の中に形成した誘導電極と、前記端子面に形成した端子と、を備え、前記放電電極と前記端子又は前記基板の中にある前記誘導電極と端子を結ぶ導通孔を有し、その導通孔において、メタライズ部によって前記放電電極と端子又は誘導電極と端子が電気的に導通されている放電素子であって、
前記導通孔の少なくとも開口部分がメタライズ部で塞がれていることを特徴とする放電素子。
【請求項２】
前記導通孔の全てがメタライズ部で埋められていることを特徴とする請求項１記載の放電素子。
【請求項３】
前記導通孔の孔径がφ０.１ｍｍ〜φ０.４ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の放電素子。
【請求項４】
オゾンを発生させるものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の放電素子。
【請求項５】
イオンを発生させるものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の放電素子。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の放電素子を、該放電素子を作動させる駆動回路に接続してなることを特徴とする放電素子ユニット。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の放電素子又は請求項６に記載の放電素子ユニットを備え、該放電素子からオゾン又はイオンを放出させるようにしたことを特徴とする電気製品。
【請求項８】
請求項４又は５に記載の放電素子又は請求項６に記載の放電素子ユニットを備え、該放電素子から車内にイオン又はオゾンを放出させるようにしたことを特徴とする車両。
【請求項９】
基板の一方の面に形成した放電電極と、前記基板の端子面又は前記基板の中に形成した誘導電極と、前記端子面に形成した端子と、を備え、前記放電電極と前記端子又は前記基板の中にある前記誘導電極と前記端子を結ぶ導通孔を有し、その導通孔の全てをメタライズ部で埋めるようにした放電素子の製造方法であって、
前記端子と前記導通孔に連なっている前記放電電極又は前記誘導電極を形成するより前に前記導通孔内にメタライズインクを充填して前記導通孔を埋めるようにしたことを特徴とする放電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子と、その放電素子を組み込んだ放電素子ユニット並びに電気製品並びに車両及び前記放電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放電素子を図７（ａ），（ｂ）と図８及び図９により説明する。放電素子１００は、セラミック製誘電体である基板２の一方の面に形成した放電電極３と、基板２の中に形成した誘導電極４と、基板２の他方の面（以下、明細書の全体を通じて単に「端子面」という。）に形成した端子５ａ，５ｂを備え、放電電極３と端子５ａ及び誘導電極４と端子５ｂを結ぶ導通孔６ａ，６ｂを有し、その導通孔６ａ，６ｂの内面に図８に示したようにメタライズ部７を形成して前記放電電極３と端子５ａ及び誘導電極４と端子５ｂが夫々電気的に導通するようにしてある。
この放電素子１００の端子５ａ，５ｂ間に適宜な電圧を印加すると放電電極３と誘導電極４間で放電し、空気中にイオン又はオゾンが発生する（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
しかして前記放電素子１００の具体的な製造方法は次のとおりである。
先ず、図９のように基板２を上基板２ａと下基板２ｂに分けて別々に成型し、焼成する前の下基板２ｂの所定位置に貫通孔状の導通孔６ｂを穿設してから図８において上面に誘導電極４をメタライズインクで形成し、一方、下基板２ｂの図８において下面に二つの端子５ａ，５ｂをメタライズインクで形成する。
次に下基板２ｂと上基板２ａの間に溶剤を塗布して両者を重合し、さらに圧着状態で加熱して下基板２ｂと上基板２ａを貼り合わせた後、先に形成した端子５ａの中心を貫くように貫通孔状の導通孔６ａを穿設する。
しかる後、上基板２ａの上面にメタライズインクで放電電極３を形成すると、メタライズインクが導通孔６ａ，６ｂの内面を伝って端子５ａ，５ｂに到達するため、放電電極３と端子５ａ及び誘導電極４と端子５ｂが電気的に導通する。なお、メタライズインクで放電電極３、誘導電極４、端子５ａ，５ｂを形成する手段は印刷である。また、これを焼成すると、上基板２ａと下基板２ｂが焼結して、一体化する。
こうして製造した放電素子１００の基板２の端子面に必要に応じてメッキ層を施したり或いは基板２の端子面にヒーター用のチップ抵抗を半田付けする。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２４６１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来上記の放電素子１００は、高温・高湿の環境下で使用すると電気的特性が不安定になるものがあり品質のばらつきが問題になっていた。そこで本発明者がその原因を探求したところ、前記導通孔６ａ又は６ｂに半田のフラックスやメッキ等の不純物が侵入し、その不純物が高温・高湿になると活性化して放電素子１００の電気的特性に悪影響を与えていることが判明した。
【０００６】
本発明は上記原因の解明を契機としてなされたもので、その目的は高温・高湿の環境下でも安定的に作動する放電素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板の一方の面に形成した放電電極と、前記基板の他方の面（以下、単に「端子面」という。）又は前記基板の中に形成した誘導電極と、前記端子面に形成した端子と、を備え、前記放電電極と前記端子又は前記基板の中にある前記誘導電極と端子を結ぶ導通孔を有し、その導通孔において、メタライズ部によって前記放電電極と端子又は誘導電極と端子が電気的に導通されている放電素子であって、前記導通孔の少なくとも開口部分がメタライズ部で塞がれている放電素子を提供する。
また、請求項２のように前記導通孔の全てがメタライズ部で埋められている放電素子を提供する。
また、請求項３のように前記導通孔の孔径がφ０.１ｍｍ〜φ０.４ｍｍである放電素子を提供する。
また、請求項４のようにオゾンを発生させるものである放電素子を提供する。
また、請求項５のようにイオンを発生させるものである放電素子を提供する。
また、請求項６のように請求項１乃至５の何れか１項に記載の放電素子を、該放電素子を作動させる駆動回路に接続してなる放電素子ユニットを提供する。
また、請求項７のように前記放電素子又は前記放電素子ユニットを備え、該放電素子からオゾン又はイオンを放出させるようにした電気製品を提供する。
また、請求項８のように前記放電素子又は前記放電素子ユニットを備え、該放電素子から車内にイオン又はオゾンを放出させるようにした車両を提供する。
また、請求項９のように基板の一方の面に形成した放電電極と、前記基板の端子面又は前記基板の中に形成した誘導電極と、前記端子面に形成した端子と、を備え、前記放電電極と前記端子又は前記基板の中にある前記誘導電極と前記端子を結ぶ導通孔を有し、その導通孔の全てをメタライズ部で埋めるようにした放電素子の製造方法であって、前記端子と前記導通孔に連なっている前記放電電極又は前記誘導電極を形成するより前に前記導通孔内に前記メタライズインクを充填して前記導通孔を埋めるようにした放電素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の放電素子は、導通孔の少なくとも開口部分をメタライズ部で塞いだため、後にメッキ工程や半田付け工程があっても導通孔の中に半田のフラックスやメッキ等の不純物が侵入しない。従ってそのような不純物による高温・高湿時の動作不良が発生しない。また、導通孔に不純物が侵入しているか否かは高温・高湿の環境下で作動させなければ発見できない、つまり出荷前の検査では殆ど発見できないため、導通孔への不純物の侵入をほぼ１００％阻止することができる本発明は、放電素子の信頼性を高める上で極めて高い有用性を発揮する。
【０００９】
また、請求項２の放電素子のように導通孔の全てをメタライズ部で埋めるようにした場合には、導通孔にメタライズインクを圧入して貫通させればよいため製造が容易でありしかも導通孔の塞ぎも確実になる。
【００１０】
また、請求項３の放電素子のように導通孔の孔径はφ０.１ｍｍ〜φ０.４ｍｍの範囲が最も実用的である。孔径がφ０.１ｍｍ以上であるとメタライズインクを圧入することが容易であるし、φ０.４ｍｍ以下であるとメタライズインクを導通孔に留めておくことが容易だからである。
【００１１】
また、請求項４及び５の放電素子はオゾン又はイオンの安定供給が可能であり、また、本発明の放電素子を備えた請求項６の放電素子ユニット、請求項７の電気製品、請求項８の車両も同様である。
【００１２】
また、請求項９に記載の放電素子の製造方法は、端子と放電電極又は誘導電極を形成するより前に導通孔内にメタライズインクを充填して該導通孔を埋めるようにしたため、メタライズインクの充填が確実になる効果がある。ちなみにこれとは逆に導通孔内にメタライズインクを充填するより前に放電電極などを形成するようにすると、それらを形成したときに導通孔の口が薄いメタライズインクで中途半端に塞がる場合があり、そうなると導通孔へのメタライズインクの充填に支障を来す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図１（ａ）は放電素子の表面斜視図、図１（ｂ）は放電素子の裏面斜視図、図２は放電素子の要部拡大断面図、図３（ａ）〜（ｄ）は製造方法を説明する断面図、図４は駆動回路を示す回路図である。
【００１４】
放電素子１は、誘電体（例えばセラミック製）である基板２の一方の面に形成した放電電極３と、基板２の中に形成した誘導電極４と、基板２の端子面に形成した二つの端子５ａ，５ｂを備え、放電電極３と端子５ａ及び誘導電極４と端子５ｂを結ぶ導通孔６ａ，６ｂを有し、その導通孔６ａ，６ｂの中に図２に示したようにタングステンやモリブデンを主原料とするメタライズ部７を形成して前記放電電極３と端子５ａ、また、誘導電極４と端子５ｂが夫々電気的に導通するようになっている。
そしてこの放電素子１の端子５ａ，５ｂ間に所定の電圧を印加すると放電電極３と誘導電極４間で放電し、もしそのときの印加電圧の大きさが酸素を分解して再結合させるだけの放電エネルギーを発生させるものならオゾンが、それ以下ならイオンが発生する。
【００１５】
図４は、放電素子１に所定の電圧を印加するための駆動回路８の一例を示したものである。この駆動回路８は、１００Ｖの交流電圧を印加する端子８ａ，８ｂと、抵抗８ｃ〜８ｅと、ダイオード８ｆ〜８ｉと、電流のスイッチングを行うサイリスタ８ｊと、コンデンサ８ｋと、１次コイル８ｌと２次コイル８ｍを有するトランス８ｎを備えている。この駆動回路８に対し、放電素子１の放電電極３の端子５ａをトランス８ｎの高電圧側に接続すると共に放電素子１の誘導電極４の端子５ｂを接地する。このように駆動回路８に放電素子１を接続したものが放電素子ユニットである。
【００１６】
次ぎに上記放電素子ユニットの動作について説明する。先ず、端子８ａ，８ｂに１００Ｖの交流電圧を印加し、その交流電圧により端子８ａ側がプラスになると、抵抗８ｃとダイオード８ｆを介してコンデンサ８ｋに電圧が印加され、コンデンサ８ｋに電荷が蓄えられる。このときサイリスタ８ｊは遮断されている。次ぎに端子８ｂ側がプラスになると、抵抗８ｄを介してその電圧がゲート電圧としてサイリスタ８ｊに印加される。これによりサイリスタ８ｊがオンとなり、コンデンサ８ｋに溜まった電荷がサイリスタ８ｊを介して１次コイル８ｌに流れる。そうすると２次コイル８ｍに誘導電流が発生し、それにより高周波の高電圧が発生するからその高周波の高電圧により放電素子１からイオンやオゾンが放出される。
【００１７】
次に本発明の放電素子１の製造方法を図３（ａ）〜（ｄ）により説明する。
先ず、従来の放電素子１００と同様に基板２を上基板２ａと下基板２ｂに分けて別々に成型し（図９参照）、図３（ａ）のように焼成する前の下基板２ｂの所定位置に貫通孔状の導通孔６ｂを穿設してからその導通孔６ｂの中にメタライズインクを加圧注入する。
次に図３（ｂ）のように下基板２ｂの上面に誘導電極４をメタライズインクで形成し、その後、下基板２ｂと上基板２ａの間に溶剤を塗布して両者を重合し、さらに圧着状態で加熱して下基板２ｂと上基板２ａを貼り合わせる。
次に図３（ｃ）のように所定の位置に貫通孔状の導通孔６ａを穿設してその導通孔６ａの中にメタライズインクを加圧注入し、さらに基板２の上面に放電電極３をメタライズインクで形成し、また、基板２の端子面に端子５ａ，５ｂをメタライズインクで形成する。そして最後に基板２を焼成して上基板２ａと下基板２ｂを溶着させる。すると図３（ｄ）のようになる。
【００１８】
こうして製造した放電素子１の基板２の端子面に必要に応じてメッキ層を施したり或いは基板２の端子面にヒーター用のチップ抵抗を半田付けするが、上記のように導通孔６ａ，６ｂはメタライズ部７で埋められているから、その中にメッキや半田のフラックスが不純物として侵入する余地はない。従って導通孔６ａ，６ｂ内に入った不純物によって引き起こされていた高温・高湿時の動作不良は生じない。
【００１９】
なお、導通孔６ａ，６ｂは実施形態のように全てを埋める必要はなく、少なくとも導通孔６ａ，６ｂの開口部が塞がれていれば不純物の侵入を阻止する目的は達成できる。また、導通孔６ａ，６ｂの中の全てをメタライズ部７で埋めるという技術事項は、実質的に埋まっていると認められる状態を含むのであって、例えばメタライズ部７の中に気泡が出来ていても実質的に導通孔６ａ，６ｂが埋まっていればよい。
【００２０】
また、実施形態として説明した放電素子１は、誘導電極４を基板２の中に設けるようにしたが、図５に示したように基板２の一方の面に放電電極３を形成し、他方の面すなわち端子面に誘導電極４を形成するようにしてもよい。もちろんこの場合、放電電極３にのみ導通孔６ａがある。また、実施形態では、放電素子１の製造に際し、下基板２ｂと上基板２ａを貼り合わせた後に放電電極３を形成しているが、導通孔６ａをメタライズインクで埋め、放電電極３を形成後、下基板２ｂと上基板２ａを貼り合わせるようにしてもよい。
【００２１】
以上の構成である放電素子１又は放電素子ユニットは、電気製品に組み込んで該放電素子１からオゾン又はイオンを放出させるようにすることができる。そのような電気製品としては図示を省略するが例えばエアコンディショナ（略してエアコン）、加湿器、ファンヒーター、ドライヤー、空気清浄機などがある。これらの電気製品は送風手段を備えているから、送風手段から送風口に至る経路の途中か又は送風口に放電素子１を取り付ければエアと一緒にイオンが放出される。
また、放電素子１からオゾンを発生させる電気製品としては図示を省略するが例えば衣類乾燥機、食器乾燥機、洗濯機、食器洗い機、掃除機、空気清浄機などがある。これらの電気製品にはオゾンの消臭・殺菌作用を利用するものがあり、本発明の放電素子１はオゾンの供給源として利用できる。
【００２２】
また、本発明の放電素子１又は放電素子ユニットは車両に組み込んで車内にイオン又はオゾンを放出させるようにすることもできる。図示を省略するが車両は自動車、電車などであり、車内にエアを供給する経路の途中又は供給口に放電素子１を取り付けてイオン又はオゾンを発生させれば、車内にイオン又はオゾンが放出される。
【実施例１】
【００２３】
前記基板２をアルミナで形成し、これにタングステン製のメタライズインクで放電電極３、誘導電極４、端子５ａ，５ｂを印刷して図１のような放電素子１を製造した。基板２の厚みは約１ｍｍとし、また、導通孔６ａ，６ｂの孔径はφ０.２ｍｍとした。製造方法は上記のとおりである。なお、導通孔６ａ，６ｂの孔径はφ０.１ｍｍ〜φ０.４ｍｍの範囲が実用的な範囲である。
【００２４】
こうして製造した放電素子１を室温（２５℃）と高温・高湿（温度約３０℃、湿度約８０％）の環境下に置いて電圧を印加し、静電容量と損失係数（誘電正接）を測定してグラフにした。その結果を図６Ａに示す。
なお、比較のために図７〜図９に示した従来構造の放電素子１（導通孔６ａ，６ｂの孔径はφ０.６５ｍｍ）を製造し、同様の実験を行った。その結果を図６Ｂに示す。
【００２５】
図６Ａと図６Ｂのグラフを比較して明らかなように、本発明品の放電素子１は高温・高湿の環境下でも従来品に比べて電気的特性が安定していた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は放電素子の表面斜視図、（ｂ）は放電素子の裏面斜視図である。
【図２】放電素子の要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は製造方法を説明する断面図である。
【図４】駆動回路を示す回路図である。
【図５】他の形態を示す放電素子の要部拡大断面図である。
【図６Ａ】本発明品の静電容量と損失係数の関係を示すグラフである。
【図６Ｂ】従来品の静電容量と損失係数の関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）は放電素子の表面斜視図、（ｂ）は放電素子の裏面斜視図である。
【図８】放電素子の要部拡大断面図である。
【図９】基板を上基板と下基板に分離させて示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  …放電素子
２  …基板
３  …放電電極
４  …誘導電極
５ａ，５ｂ  …端子
６ａ，６ｂ  …導通孔
７  …メタライズ部
８  …駆動回路
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
2005116512.tif 000009
【図７】
2005116512.tif 000010
【図８】
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【図９】
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