(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電によりイオンを発生するイオン発生素子と、
充電用コンデンサを充電電流にて充電する充電回路と、
上記充電用コンデンサに充電された充電電圧が所定の値に達したときに上記充電用コンデンサを放電させる放電スイッチ素子を有し、その放電によって、イオン発生に必要な電圧を上記イオン発生素子に印加する電圧印加回路とを備えたイオン発生装置において、
上記充電回路が、上記充電電流を供給する経路上の抵抗である電流検出抵抗の両端の電圧を検出して該電圧が基準電圧と一致するように充電電流値を増減するようになっており、それによって上記充電電流の電流値を一定に保つようになっており、
上記充電電流の一定の電流値を選択する充電電流選択回路であって、一端が上記電流検出抵抗の一端に接続された一つ以上の選択用抵抗と、上記選択用抵抗の他端に接続され、開放と、一定電位とに切り替え可能になっているコントロール端子とを備えた充電電流選択回路を備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
上記放電スイッチ素子が、短絡動作開始後、その素子に流れる電流により、短絡動作を保持する機能を持つ素子であることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
上記コントロール端子が、開放と、上記一定電位としてのＧＮＤレベルとに切り替え可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
上記コントロール端子の上記一定電位が、
上記イオン発生素子でのイオン発生を停止させるような値であることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
放電によりイオンを発生するイオン発生素子と、
充電用コンデンサを充電電流にて充電する充電回路と、
上記充電用コンデンサに充電された充電電圧が所定の値に達したときに上記充電用コンデンサを放電させる放電スイッチ素子を有し、その放電によって、イオン発生に必要な電圧を上記イオン発生素子に印加する電圧印加回路とを備えたイオン発生装置において、
上記充電回路が、上記充電電流を供給する経路上の抵抗である電流検出抵抗の両端の電圧を検出して該電圧が基準電圧と一致するように充電電流値を増減するようになっており、それによって上記充電電流の電流値を一定に保つようになっており、
上記基準電圧はイオン発生装置の外部から供給され、その電圧値を変化させることにより充電電流が変化して発生イオンが変化するようになっており、
上記充電電流の一定の電流値を選択する充電電流選択回路を備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項６】
上記放電スイッチ素子が、短絡動作開始後、その素子に流れる電流により、短絡動作を保持する機能を持つ素子であることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
上記基準電圧を変化させてゼロ以下にすることでイオン発生装置のイオン発生を停止可能とすることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のイオン発生装置を備えたことを特徴とする空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコン、除湿機、加湿器、空気清浄機、ファンヒーターなどの空気調節装置に取り付けられ、空気中にイオンを発生させるイオン発生装置および空気調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
事務所、会議室、または車内等の密閉された空間では呼吸により排出される二酸化炭素、たばこの煙、またはほこり等の空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる効能を有するマイナスイオンが空気中から減少していく。そこで、空気中のマイナスイオンを補給するため、種々のイオン発生装置が提案されており、このイオン発生装置は空気清浄機等に搭載されている。
【０００３】
また、空気中の浮遊細菌を除去する効果を有する、プラスイオンとマイナスイオンとを発生する空気清浄機も実用化されており、一つのイオン発生装置でマイナスイオン発生によるリラックス効果と、プラスイオンおよびマイナスイオンの同時発生による浮遊細菌の除去の効果とを切り替えられる空気清浄機も実用化されている。
【０００４】
この種の先行技術として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。以下に、従来技術の動作について、図６、図７に基づいて説明する。なお、以下に説明する技術は、特許文献１の技術とは、一部の点で異なっている。具体的には、特許文献１のイオン発生装置は、交流入力としての構成が記載されている。以下に説明する従来技術は直流入力である。これは本発明との差異の説明として好都合でありこの従来技術も実用化されている。また、特許文献１に記載のコンデンサＣ３はマイナスイオンとプラスイオンとのバランスを調整するものであるが、マイナスイオン放出時にプラスイオンを微量放出する必要がなければ、コンデンサＣ３は必要なく、本発明の従来技術としての説明として不要と考えられるので記載を省略している。コンデンサＣ３は、あってもなくてもどちらでもよい。
【０００５】
従来の空気清浄機などの空気調節装置に搭載されたイオン発生装置では、例えば、図６に示すように、入力電圧端子「＋Ｖ」と接地端子ＧＮＤとの間に例えば１２Ｖの直流電圧を印加し、起動端子であるＯＮ／ＯＦＦ端子をＧＮＤに接続すると、スイッチ用トランジスタ１７はＯＮ状態となり、電流はスイッチ用トランジスタ１７を流れ、定電圧レギュレータ回路１６の入力に電圧が印加され、例えば９Ｖに安定化された電圧を出力し、その出力電流は、電流制限抵抗１を流れ、充電用コンデンサ２に充電される。
【０００６】
ここで、充電用コンデンサ２の充電電圧は、抵抗５と抵抗６とによって分圧され、シャントレギュレータ３の基準電圧に達したとき、このシャントレギュレータ３はＯＮ状態となり、トランジスタ４がＯＮとなり、抵抗８を通して、サイリスタ１１のゲートに電圧が印加され、サイリスタ１１がＯＮとなる。
【０００７】
このとき、充電用コンデンサ２と昇圧トランス１２の１次巻線１２ａとサイリスタ１１とのループにおいて、サイリスタ１１の短絡により、充電用コンデンサ２に充電された電荷を放電させることにより、１次巻線１２ａにインパルス電圧を発生させ、昇圧トランス１２の２次巻線１２ｂに発生する高圧をイオン発生素子１３の電極に印加し、その印加電圧による、電極からの放電によりイオンを放出する。
【０００８】
一方、リレー端子ＲＹＯＮにリレー１４の動作電圧を印加すると、リレー１４が動作し、昇圧トランス１２の２次巻線１２ｂの一方の端子がダイオード１５を通じて接地端子ＧＮＤに接続され、マイナスイオンを放出する。
【０００９】
さらに、リレー１４がオープンのときは、プラスイオンとマイナスイオンとを放出する。
【００１０】
また、定電圧レギュレータ回路１６は、入力電圧が例えば、車載用などのバッテリー駆動であって、入力電圧が例えば１０Ｖ〜１６Ｖなどの安定化されない場合に備えられ、用途によっては必要でない場合もある。
【００１１】
また、トランジスタ１７は、イオン発生のＯＮ／ＯＦＦに使用され、例えば、イオン発生装置への電力供給の制御によってイオン発生装置のＯＮ／ＯＦＦを制御する場合など、用途によっては必要でない場合もある。
【００１２】
別の従来技術の動作を図７に基づいて以下に説明する。
【００１３】
図７は放電スイッチ素子に２端子サイリスタ１９を使用した例であり、充電用コンデンサ２の充電電圧が２端子サイリスタ１９のブレークオーバー電圧に達したときに２端子サイリスタ１９が短絡し、イオンを放出する。
【００１４】
この動作は、図６のサイリスタ１１のゲートＯＮを２端子サイリスタ１９のブレークオーバーで代用した例であり、基本動作は同一である。
【特許文献１】特開２００３−１００４１９号公報（公開日平成１５年４月４日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来のイオン発生装置では、充電用コンデンサ２の両端電圧が図８に示すように抵抗１と充電用コンデンサ２による時定数カーブを描くため、充電用コンデンサ２の放電点は充電カーブが緩やかになった点で行われる。その結果、入力電圧や検出電圧の僅かなバラツキにより、放電（イオン発生）の周期が大きく影響を受け、放電周期のバラツキが生じる。
【００１６】
ここで、放電の周期のバラツキは、イオン発生量や放電による音の発生量に影響を与え、安定したイオン発生の阻害要因となっている。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、イオン発生周期のバラツキが少ない安定したイオン発生が可能となるイオン発生装置および空気調節装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するため、本発明に係るイオン発生装置は、放電によりイオンを発生するイオン発生素子と、充電用コンデンサを充電電流にて充電する充電回路と、上記充電用コンデンサに充電された充電電圧が所定の値に達したときに上記充電用コンデンサを放電させる放電スイッチ素子を有し、その放電によって、イオン発生に必要な電圧を上記イオン発生素子に印加する電圧印加回路とを備えたイオン発生装置において、上記充電回路が、上記充電電流の電流値を一定に保つようになっており、上記充電電流の一定の電流値を選択する充電電流選択回路を備えたことを特徴としている。
【００１９】
上記の構成により、充電電流の電流値が一定に保たれる。したがって、イオン発生周期のバラツキが少ない安定したイオン発生が可能となるという効果を奏する。
【００２０】
また、上記の構成により、充電電流の一定の電流値を選択することができる。したがって、イオン発生量を制御することができるという効果を奏する。
【００２１】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記の構成に加えて、上記放電スイッチ素子が、短絡動作開始後、その素子に流れる電流により、短絡動作を保持する機能を持つ素子であることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成により、上記放電スイッチ素子が、短絡動作開始後、その素子に流れる電流により、短絡動作を保持する機能を持つ素子である。したがって、保持電流未満の充電電流の設定で、誤動作のない安定したイオン発生が可能となる。それゆえ、上記の構成による効果に加えて、確実に充電用コンデンサの短絡放電が行え、イオン発生の確実性が増すという効果を奏する。
【００２３】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記の構成に加えて、上記充電回路が、上記充電電流を供給する経路上の抵抗である電流検出抵抗の両端の電圧を検出して該電圧が基準電圧と一致するように充電電流値を増減するようになっており、上記充電電流選択回路が、一端が上記電流検出抵抗の一端に接続された一つ以上の選択用抵抗と、上記選択用抵抗の他端に接続され、開放と、一定電位とに切り替え可能になっているコントロール端子とを備えたことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成により、コントロール端子が、開放と、一定電位とに切り替えられる。したがって、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成でイオン発生量の制御が可能となるという効果を奏する。
【００２５】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記の構成に加えて、上記コントロール端子が、開放と、上記一定電位としてのＧＮＤレベルとに切り替え可能になっていることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成により、コントロール端子が、開放とＧＮＤレベルとに切り替えられる。したがって、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成でイオン発生量の制御が可能となるという効果を奏する。
【００２７】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記の構成に加えて、上記コントロール端子の上記一定電位が、上記イオン発生素子でのイオン発生を停止させるような値であることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成により、コントロール端子が、上記イオン発生素子でのイオン発生を停止させるような値に切り替えられる。したがって、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成でのイオン発生量の制御に加え、ＯＮ／ＯＦＦ制御も可能となるという効果を奏する。
【００２９】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記の構成に加えて、上記充電回路が、上記充電電流を供給する経路上の抵抗である電流検出抵抗の両端の電圧を検出して該電圧が基準電圧と一致するように充電電流値を増減するようになっており、上記基準電圧はイオン発生装置の外部から供給され、その電圧値を変化させることにより充電電流が変化して発生イオンが変化するようになっていることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成により、上記基準電圧はイオン発生装置の外部から供給され、その電圧値を変化させることにより充電電流が変化し、発生イオンが変化する。したがって、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成でイオン発生量の制御が可能となるという効果を奏する。
【００３１】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記の構成に加えて、上記基準電圧を変化させてゼロ以下にすることでイオン発生装置のイオン発生を停止可能とすることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成により、上記基準電圧を変化させてゼロ以下にすることで、イオン発生装置のイオン発生を停止可能とする。したがって、上記の構成による効果に加えて、簡単な構成でのイオン発生量の制御に加え、ＯＮ／ＯＦＦ制御も可能となるという効果を奏する。
【００３３】
また、本発明に係る空気調節装置は、上記いずれかのイオン発生装置を備えたことを特徴としている。
【００３４】
上記の構成により、充電電流の電流値が一定に保たれる。したがって、イオン発生周期のバラツキが少ない安定したイオン発生が可能となるという効果を奏する。
【００３５】
また、上記の構成により、充電電流の一定の電流値を選択することができる。したがって、イオン発生量を制御することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明に係るイオン発生装置は、上記充電回路が、上記充電電流の電流値を一定に保つようになっており、上記充電電流の一定の電流値を選択する充電電流選択回路を備えた構成である。
【００３７】
また、本発明に係る空気調節装置は、上記いずれかのイオン発生装置を備えた構成である。
【００３８】
これにより、イオン発生周期のバラツキが少ない安定したイオン発生が可能となるという効果を奏する。
【００３９】
また、これにより、イオン発生量を制御することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の実施形態について説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、すでに図面を用いて説明した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００４１】
図１中、２、２０、２１、２３、２４、２６、２８で示される素子は、充電回路を構成している。図１中、２ないし１２で示される素子は、電圧印加回路を構成している。
【００４２】
ヒューズ抵抗（電流検出抵抗）２０は、充電電流を検出するためのものである。ヒューズ抵抗２０は、充電回路のうち、入力電圧端子「＋Ｖ」、スイッチ用トランジスタ２６、充電用コンデンサ２、ＧＮＤ端子を順に接続してできる回路上であって、電圧印加回路のうち、充電用コンデンサ２、トランス１２、サイリスタ１１を順に接続してできる回路上にはない部位に、充電用コンデンサ２と直列に接続されている。より詳しくは、ヒューズ抵抗２０は、充電用コンデンサ２とＧＮＤとの間に設けられている。
【００４３】
ＰＮＰ型のスイッチ用トランジスタ２６は、充電用コンデンサ２への充電をオンオフするものであり、エミッタがイオン発生装置の入力プラス側に接続され、コレクタが充電用コンデンサ２に接続され、ベースが抵抗２５を介してＰＮＰ型の制御用トランジスタ２４のコレクタに接続されている。制御用トランジスタ２４は、エミッタがＧＮＤに接続され、ベースがオペアンプ（比較回路）２１に接続されている。
【００４４】
オペアンプ２１は、充電電流を検出するための電流検出抵抗としてのヒューズ抵抗２０の両端電位差と基準電圧素子２３の基準電圧とを比較し、比較結果を制御用トランジスタ２４のベースに印加することによってスイッチ用トランジスタ２６のオンオフを制御し、それによって、充電電流が定電流になるように制御するものである。充電電流が定電流になることによって、イオン発生周期のバラツキが少なくなり、ノイズによる誤動作でのイオン発生停止がなく、安定したイオン発生が可能となる。オペアンプ２１のプラス入力端子には、基準電圧を与える基準電圧素子２３のプラス側が接続され、一方、オペアンプ２１のマイナス入力端子には、抵抗２８の一端が接続され、この抵抗の他端には上記ヒューズ抵抗２０の一端が接続され、ヒューズ抵抗２０の他端には上記基準電圧素子２３のマイナス側が接続されるとともにＧＮＤに接続されている。
【００４５】
図１において、抵抗２０は充電電流検出抵抗であり、抵抗２９（充電電流選択回路、選択用抵抗）の一端はコントロール端子Ｃｏｎｔｒｏｌ（充電電流選択回路）としてイオン発生装置外部に接続される。これらの働きについては後述する。
【００４６】
〔安定したイオン発生について〕
本形態では、抵抗２０と抵抗２９の接続点の電圧と基準電圧２３をオペアンプ２１で比較し、トランジスタ２４、トランジスタ２６を制御することでコンデンサ２への充電電流が定電流となり、イオン発生周期が安定し、イオン発生量が安定するようになっている。
【００４７】
すなわち、図１において、起動時には、ヒューズ抵抗２０に電流が流れていないことから、オペアンプ２１のマイナス入力端子はＧＮＤレベルとなり、オペアンプ２１のプラス入力端子に接続された基準電圧素子２３の基準電圧との比較からオペアンプ２１の出力はハイレベルとなる。そこで、制御用トランジスタ２４がＯＮとなり、スイッチ用トランジスタ２６がＯＮとなり、充電用コンデンサ２への充電が開始される。
【００４８】
このとき、ヒューズ抵抗２０に充電用コンデンサ２への充電電流が流れ、オペアンプ２１のマイナス入力端子はプラス方向に移行するが、以下に示すように、オペアンプ２１の出力による制御用トランジスタ２４およびスイッチ用トランジスタ２６の制御によって、オペアンプ２１のマイナス入力端子は基準電圧と同一となるように制御される。このように、オペアンプ２１のマイナス入力端子が基準電圧（オペアンプのプラス入力端子電圧）と等しくなるように制御用トランジスタ２４を制御しているので、入力電圧端子「＋Ｖ」の電圧が変動しても充電電流値は安定化される。
【００４９】
これについて以下に詳細を述べる。
【００５０】
オペアンプ２１のプラス入力端子は、基準電圧素子２３により、常に基準電圧の値となっている。一方、オペアンプ２１のマイナス入力端子に接続された抵抗２８に初めは電流が流れていないため、オペアンプ２１のマイナス入力端子は電圧が低くなっている。したがって、マイナス入力端子の電圧がプラス入力端子の電圧より低くなり、オペアンプの出力はプラス方向へ変化する。この変化は、制御用トランジスタ２４のベース電流の増加となり、制御用トランジスタ２４はＯＮ状態に移行し、スイッチ用トランジスタ２６のベース電流が流れ、スイッチ用トランジスタ２６はＯＮ状態へと移行し、充電用コンデンサ２への充電電流を増加させることになる。
【００５１】
この充電電流の増加はヒューズ抵抗２０に流れる電流の増加であるため、ヒューズ抵抗２０の両端電圧が増加し、オペアンプ２１のマイナス入力端子の電圧が上昇する。そして、マイナス入力端子の電圧がプラス入力端子の電圧より高くなると、オペアンプの出力はマイナス方向へ変化する。このことで、制御用トランジスタ２４のベース電流が減少し、制御用トランジスタ２４はＯＦＦ状態へ移行し、スイッチ用トランジスタ２６のベース電流が減少し、スイッチ用トランジスタ２６はＯＦＦ状態へ移行し、充電用コンデンサ２への充電電流を減少させることになる。
【００５２】
この充電電流の減少はヒューズ抵抗２０に流れる電流の減少であるため、ヒューズ抵抗２０の両端電圧が減少し、オペアンプ２１のマイナス入力端子の電圧が減少し、上述の通り、オペアンプのマイナス入力端子の電圧がプラス入力端子の電圧より低いのでオペアンプの出力はプラス方向へ変化し、制御用トランジスタ２４のＯＮ状態への移行とスイッチ用トランジスタ２６のＯＮ状態への移行となり、充電用コンデンサ２の充電電流の増加となる。
【００５３】
つまり、オペアンプ２１のマイナス入力端子がプラス入力端子より低いと充電電流が増加し、マイナス入力端子がプラス入力端子より高いと充電電流が減少し、その充電電流の変化はオペアンプ２１のマイナス入力端子の変化となって充電電流を制御するため、オペアンプ２１のマイナス入力端子は基準電圧と同一となるようにバランスされる。すなわち、充電用コンデンサ２の充電電流は定電流に制御されることになる。このことにより、入力電圧端子「＋Ｖ」の電圧が変化しても、充電電流が一定となるように制御されることがわかる。すなわち、充電電流は次の式で示される。
充電電流＝（基準電圧）／（ヒューズ抵抗２０の抵抗値）
なお、オペアンプ２１の入力端子の電流は誤差範囲とし、式には記載していない。この式の右辺が一定値であることから、充電電流は定電流で制御されることがわかる。
【００５４】
なお、ここでは、「オペアンプ２１のマイナス入力端子は基準電圧と同一となる」と表しているが、これは、逆にいえば、本発明が解決しようとする課題として挙げた事項が実用上問題ない程度となるように、充電用コンデンサ２の充電電流が「定電流」の様相を呈する結果となればよい、という意味であり、その意味を超えて厳密に同一になるという意味にまでは限定されない（なお、厳密に同一であってもよい）。すなわち、「課題を解決できる程度に」同一であればよいという意味であり、どの程度同一に近づけるかは、装置の設計時に任意に決めることができる。
【００５５】
なお、基準電圧の値は下記の関係にある。
（基準電圧）＜（入力電圧端子「＋Ｖ」の電圧の最小値）−（充電用コンデンサ２の最大充電電圧）−（スイッチ用トランジスタ２６のＯＮ時の飽和電圧）
例えば、車載用バッテリー駆動などで入力電圧の要求が１０Ｖ〜１６Ｖなどの場合として、充電用コンデンサ２の最大充電電圧（サイリスタ１１がＯＮする直前の電圧）を例えば８．５Ｖとして設定し、スイッチ用トランジスタ２６の飽和電圧が０．３Ｖであれば、
１０−８．５−０．３＝１．２
となるので、基準電圧の値として、例えば、１Ｖとする。
【００５６】
また、故障などでイオン発生装置に大電流が流れたときの保護として、部材番号２０の抵抗はヒューズ抵抗としている。正常動作ではヒューズ抵抗２０に流れる電流は一定であるため遮断電流を設定しやすく、故障時の過電流保護として有益である。
【００５７】
放電スイッチ素子はサイリスタ１１で構成され、ゲートトリガ後は充電用コンデンサ２の放電電流（短絡電流）によりＯＮ状態を保持し、充電用コンデンサ２を完全放電する。
【００５８】
ヒューズ抵抗２０等を適宜調整することにより、充電電流は、放電スイッチ素子であるサイリスタ１１の保持電流未満の値に設定する。これにより、ある程度まで充電用コンデンサ２への充電がされていないときに外来ノイズなどによってサイリスタ１１がＯＮしてしまった場合でも、充電用コンデンサ２への充電電流がサイリスタ１１へ流入することによってサイリスタ１１のＯＮ状態が持続してしまうような不具合を回避できる。以下に詳細を述べる。
【００５９】
図６や図７に示す従来の構成において、サイリスタ１１や２端子サイリスタ１９の動作の詳細を述べれば、ゲートのＯＮやブレークオーバー電圧に達した後、放電スイッチ素子である、サイリスタ１１や２端子サイリスタ１９がＯＮ状態となり、充電用コンデンサ２に充電された電荷を放電する。このとき、放電電流として流れる電流は、サイリスタ１１や２端子サイリスタ１９が略短絡状態であることから、サイリスタ１１や２端子サイリスタ１９の保持電流を満足し（保持電流とは、放電スイッチ素子がＯＮとなった後、ＯＮ状態を維持するために必要な、素子に流す電流値である）、充電用コンデンサ２は完全放電する。
【００６０】
ここで、直列に接続されたトランス１２の１次巻線１２ａに発生する逆起電力で、充電用コンデンサ２は、充電方向とは逆に例えば２Ｖの電圧まで充電される。このことは、放電スイッチ素子であるサイリスタ１１や２端子サイリスタ１９のＯＦＦ動作として必要であり、これにより、充電用コンデンサ２の放電直後の抵抗１に流れる電流である
（定電圧レギュレータ回路１６の出力電圧）／抵抗１
で示される電流が前記保持電流値以上であっても放電スイッチ素子は確実にＯＦＦ状態となり、次のサイクルの充電用コンデンサ２への充電を開始することができる。
【００６１】
一方、まだある程度まで充電用コンデンサ２への充電がされていないにもかかわらず、外来ノイズなどで放電スイッチ素子がＯＮとなったときには、トランス１２の逆起電力が発生しない。その結果、抵抗１を流れる、充電用コンデンサ２を充電する目的の電流が、放電スイッチ素子に流れ続け、放電スイッチ素子がＯＮ状態で安定するため、イオン発生が停止するという問題がある。
【００６２】
この問題の解決方法として、保持電流値より、充電用コンデンサ２の放電直後に抵抗１に流れる電流値のほうが小さくなるように抵抗１の抵抗値を設定すればよいが、その電流を小さくすると、放電の周期が大きくなってしまい、イオン発生の効果が薄れてしまう。
【００６３】
特に、上記従来の構成においては、図８に示す通り、充電用コンデンサ２の充電波形は時定数に応じたカーブを描き、充電用コンデンサ２の放電直後に抵抗１に流れる電流値は動作期間内で最大であるため、この時点での抵抗１に流れる電流値を小さく設定することは放電周期へ大きく影響する。
【００６４】
このように、従来の構成においては、充電電流が定電流でないために、充電用コンデンサ２の充電波形が上に凸の曲線的であり、傾斜が緩やかである。その分、直線の場合と比べて、充電に時間がかかる。したがって、充電用コンデンサ２の放電直後の充電電流値をサイリスタ１１の保持電流値より小さく設定した場合は、充電用コンデンサ２の充電波形が直線の場合と比べて、その分、充電用コンデンサ２の放電周期が大きく延びてしまう。
【００６５】
しかしながら、本実施形態では、図５に示すように、充電用コンデンサ２の充電波形は直線的であるため、その分充電が早く、その結果、充電用コンデンサ２の放電直後の充電電流値を小さく設定しても充電用コンデンサ２の放電周期は図８の場合と比べてあまり延びずに済む。
【００６６】
このように、本形態に係る構成によって、イオン発生のバラツキが少ない安定したイオン発生が実現できる。
【００６７】
〔イオン発生量の調節について〕
さらに、本実施形態に係る構成では、イオンの発生量を外部からコントロールすることが可能となるイオン発生装置および空気調節装置を実現することができるようになっている。これについて以下に述べる。
【００６８】
抵抗２０と抵抗２９との接続点の電圧と基準電圧２３とをオペアンプ２１で比較し、トランジスタ２４、トランジスタ２６を制御することでコンデンサ２への充電電流が定電流となり、イオン発生周期が安定し、イオン発生量が安定する。
【００６９】
ここで、安定化される充電電流量は、コントロール端子Ｃｏｎｔｒｏｌが開放の場合とＧＮＤ接続の場合とで次式の関係となる。すなわち、
開放の場合
充電電流値＝基準電圧２３の電圧値／抵抗２０の抵抗値
ＧＮＤ接続の場合
充電電流値＝（基準電圧２３の電圧値／抵抗２０の抵抗値）＋（基準電圧２３の電圧値／抵抗２９の抵抗値）
である。
【００７０】
つまり、抵抗２０および抵抗２９を適切に設定することにより、コントロール端子Ｃｏｎｔｒｏｌを開放やＧＮＤ接続に切り替えることで、充電電流の変更が可能となり、その結果イオン発生量の変更が可能となる。
【００７１】
また、コントロール端子Ｃｏｎｔｒｏｌに電圧を加えることで、次式の関係が成立する。すなわち、
充電電流値＝（基準電圧２３の電圧値／抵抗２０の抵抗値）−（（コントロール端子電圧−基準電圧２３の電圧値）／抵抗２９の抵抗値）
である。なお、コントロール端子電圧＝０とすると上述のＧＮＤ接続の場合となる。
【００７２】
つまり、イオンの減少制御が可能となる。
【００７３】
また、この関係式で充電電流値がマイナスを示す値にコントロール端子電圧を設定すると、オペアンプ２１の出力は常にローレベルとなり、イオン発生動作が停止する。
【００７４】
別の構成例を図２に示す。
【００７５】
図２において、オペアンプ２１のプラス入力端子は基準電圧端子Ｒｅｆ（充電電流選択回路）として外部に接続されており、この基準電圧端子Ｒｅｆに印加する電圧を変更することで、充電電流が変更され、イオン発生量が変化する。
【００７６】
関係式は次の通りとなる。すなわち、
充電電流値＝基準電圧端子に印加する電圧値／抵抗２０の抵抗値
である。
【００７７】
つまり、イオンの増減制御が可能となる。
【００７８】
また、基準電圧端子に印加する電圧をゼロとすることで、充電電流はゼロとなり、イオン発生が停止する。
【００７９】
別の構成例を図３に示す。図３中、２、２０、２１、２３、２４、２６、２８で示される素子は、充電回路を構成している。図３中、２、１２、１９で示される素子は、電圧印加回路を構成している。図３において、図１との相違点は、放電スイッチ素子として、図１のサイリスタ１１の代わりに、２端子サイリスタ１９を用いたことである。充電用コンデンサ２の充電電圧が２端子サイリスタ１９のブレークオーバー電圧に達したときに２端子サイリスタ１９が短絡し、イオンを放出する。この動作は、図１のサイリスタ１１のゲートＯＮを２端子サイリスタ１９のブレークオーバーで代用した例であり、基本動作は同一である。この構成により、ゲート駆動に必要な各々の回路が不要となる。それ以外は図１の構成と同じであるので説明を省略する。
【００８０】
別の構成例を図４に示す。図４中、２、２０、２１、２３、２４、２６、２８で示される素子は、充電回路を構成している。図４中、２、１２、１９で示される素子は、電圧印加回路を構成している。
【００８１】
図４において、図２との相違点は、放電スイッチ素子として、図２のサイリスタ１１の代わりに、２端子サイリスタ１９を用いたことである。そのため、ゲート駆動に必要な各々の回路が不要となる。それ以外は図２の構成と同じであるので説明を省略する。
【００８２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８３】
なお、本発明に係るイオン発生装置は、
放電によりイオンを発生するイオン発生素子と、
充電用コンデンサを充電電流にて充電する充電回路と、
その充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記充電用コンデンサに充電された充電電圧が所定の値に達したときに前記充電用コンデンサを放電させる放電スイッチ素子を有し、その放電によって、イオン発生に必要な電圧を上記イオン発生素子に印加する電圧印加回路とを備え、前記充電回路の充電電流は前記充電電流検出手段の検出結果に基づき制御され、その充電電流は外部から変更可能であるように構成してもよい。
【００８４】
上記の構成によれば、イオン発生量の制御が可能となる。
【００８５】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記放電スイッチ素子が、短絡動作開始後、その素子に流れる電流により、短絡動作を保持する機能を持つ素子であるように構成してもよい。
【００８６】
上記の構成によれば、保持電流未満の充電電流の設定で、誤動作のない安定したイオン発生が可能となる。
【００８７】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記充電電流は定電流であり、外部から前記定電流値を変更可能であるように構成してもよい。
【００８８】
上記の構成によれば、イオン発生量の制御が可能となる。
【００８９】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記充電電流検出回路は前記充電電流供給経路に接続された充電電流検出抵抗の両端電圧を検出するように構成してもよい。
【００９０】
上記の構成によれば、簡単な構成でイオン発生量の制御が可能となる。
【００９１】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記充電電流検出手段の検出結果に基づく制御は前記充電電流検出抵抗の電圧と基準電圧の比較結果により制御を行うように構成してもよい。
【００９２】
上記の構成によれば、確実な定電流制御とイオン発生量の制御が可能となる。
【００９３】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記充電電流検出抵抗は二つ以上の抵抗で構成され、そのうちの一つ以上の抵抗はその一方の端子がイオン発生装置の外部に接続され、その外部に接続された端子をＧＮＤレベルにすることで前記充電電流が増加し発生イオンが増加するように構成してもよい。
【００９４】
上記の構成によれば、簡単な構成でイオン発生量の制御が可能となる。
【００９５】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記抵抗の一方の端子がイオン発生装置の外部に接続された端子に電圧を加えることでイオンを減少させることが可能であり一定以上の電圧を加えることでイオン発生装置のイオン発生の停止を実現することが可能となるように構成してもよい。
【００９６】
上記の構成によれば、簡単な構成でのイオン発生量の制御に加え、ＯＮ／ＯＦＦ制御も可能となる。
【００９７】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記基準電圧はイオン発生装置の外部から供給され、その電圧値を変化させることにより充電電流が変化し発生イオンが変化するように構成してもよい。
【００９８】
上記の構成によれば、簡単な構成でイオン発生量の制御が可能となる。
【００９９】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記構成において、前記基準電圧の供給として、ゼロ以下にすることで、イオン発生装置のイオン発生の停止を実現することが可能となるように構成してもよい。
【０１００】
上記の構成によれば、簡単な構成でのイオン発生量の制御に加え、ＯＮ／ＯＦＦ制御も可能となる。
【０１０１】
また、本発明に係るイオン発生装置は、上記いずれかの構成のイオン発生装置を備えたように構成してもよい。
【０１０２】
上記の構成によれば、簡単な構成でイオン発生量の制御やＯＮ／ＯＦＦ制御が可能な空気調節装置の提供が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
空気調節装置のような用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係るイオン発生装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】本発明に係るイオン発生装置の一構成例を示す回路図である。
【図３】本発明に係るイオン発生装置の一構成例を示す回路図である。
【図４】本発明に係るイオン発生装置の一構成例を示す回路図である。
【図５】本発明のイオン発生装置の充電用コンデンサへの充電電流波形を示す図である。
【図６】従来のイオン発生装置の一構成例を示す回路図である。
【図７】従来のイオン発生装置の一構成例を示す回路図である。
【図８】従来のイオン発生装置の充電用コンデンサへの充電電流波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
２    充電用コンデンサ（充電回路、電圧印加回路）
３    シャントレギュレータ（電圧印加回路）
４    トランジスタ（電圧印加回路）
５    抵抗（電圧印加回路）
６    抵抗（電圧印加回路）
７    コンデンサ（電圧印加回路）
８    抵抗（電圧印加回路）
９    抵抗（電圧印加回路）
１０    ダイオード（電圧印加回路）
１１    サイリスタ（放電スイッチ素子、電圧印加回路）
１２    トランス（電圧印加回路）
１２ａ  トランス１次巻線
１２ｂ  トランス２次巻線
１３    イオン発生素子
１４    リレー
１５    ダイオード
１９    ２端子サイリスタ（放電スイッチ素子、電圧印加回路）
２０    ヒューズ抵抗（電流検出抵抗、充電回路）
２１    オペアンプ（比較回路、充電回路）
２３    基準電圧素子（充電回路）
２４    制御用トランジスタ（充電回路）
２５    抵抗
２６    スイッチ用トランジスタ（充電回路）
２７    定電流ダイオード（充電回路）
２８    抵抗（充電回路）
２９    抵抗（充電電流選択回路、選択用抵抗）
Ｃｏｎｔｒｏｌ    コントロール端子（充電電流選択回路）
Ｒｅｆ        基準電圧端子（充電電流選択回路）
【図１】
0004515351.tif 000002
【図２】
0004515351.tif 000003
【図３】
0004515351.tif 000004
【図４】
0004515351.tif 000005
【図５】
0004515351.tif 000006
【図６】
0004515351.tif 000007
【図７】
0004515351.tif 000008
【図８】
0004515351.tif 000009