(57)【要約】【課題】小型化、薄型化が容易なイオン発生装置およびそれを用いた電気機器を提供する。【解決手段】ケース１内において、トランス駆動回路の配置領域と、高圧トランス１１の配置領域と、イオン発生素子の配置領域とが互いに平面的に分けられている。接続端子１０は、トランス駆動回路に電気的に接続され、かつケース１の外側に露出するように配置された導電性膜よりなっている。【選択図】図１
2012043702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランス駆動回路と、
前記トランス駆動回路で駆動されることにより電圧を昇圧するためのトランスと、
前記トランスにより昇圧された電圧を印加されることにより正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのイオン発生素子と、
前記トランス駆動回路、前記トランスおよび前記イオン発生素子を内部に収容するケースとを備え、
前記ケース内において、前記トランス駆動回路の配置領域と、前記トランスの配置領域と、前記イオン発生素子の配置領域とが互いに平面的に分けられており、さらに
前記トランス駆動回路に電気的に接続され、かつ前記ケースの外側に露出するように配置された導電性膜よりなる接続端子とを備えた、イオン発生装置。
【請求項２】
前記接続端子が形成された接点基板をさらに備え、
前記接点基板の両端が前記ケースに支持されることで前記接点基板が前記ケースに取り付けられている、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記トランス駆動回路を支持する駆動回路用基板と、
前記イオン発生素子を支持するイオン発生素子用基板とをさらに備え、
前記駆動回路用基板および前記イオン発生素子用基板の少なくともいずれかが、前記接点基板の前記接続端子が形成された外側の面とは反対側の内側の面を支持するように構成されている、請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記駆動回路用基板および前記イオン発生素子用基板の少なくともいずれかは、前記接点基板の前記内側の面を支持するための突起部を有している、請求項３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記駆動回路用基板および前記イオン発生素子用基板は前記ケース内で互いに離隔して配置されており、
前記駆動回路用基板と前記イオン発生素子用基板との間に前記トランスが配置されている、請求項３または４に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記ケース内に配置された他の回路をさらに備え、
前記接続端子は、外部電源に電気的に接続して前記イオン発生素子へ電源を供給するための電源供給用接続端子と、外部制御素子に電気的に接続して前記外部制御素子と前記他の回路との間で信号授受を可能とするための外部制御素子用接続端子とを含み、
外部制御素子用接続端子が前記電源供給用接続端子に前記ケース内で短絡されている、請求項１〜５のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項７】
請求項１〜６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生じたイオンを送風気流に乗せて電気機器の外部に送るための送風部とを備えた、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置および電気機器に関し、特に、トランス駆動回路、トランスおよびイオン発生素子を備えたイオン発生装置および電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電現象を利用した多くのイオン発生装置が実用化されている。これらのイオン発生装置は通常、イオンを発生させるためのイオン発生素子と、イオン発生素子に高電圧を供給するための高圧トランスと、高圧トランスを駆動するための高圧トランス駆動回路と、コネクタなどの電源入力部とにより構成されている。
【０００３】
イオン発生素子の種類は、大きく２種類に区分される。その１つは、金属線、鋭角部を持った金属板、針形状の金属などを放電電極とし、大地電位の金属板やグリッドなどを対向電極としたもの、あるいは対向電極を大地として特に対向電極を配置しないものである。この種類のイオン発生素子では、空気が絶縁体の役割を果たす。このイオン発生素子は、電極に高電圧を印加した際に、鋭角部をした電極の先端で電界集中が生じ、その先端の極近部分の空気が絶縁破壊することで放電現象を得る方式である。
【０００４】
もう１つは、高耐圧の誘電体内部に埋没された誘導電極と、誘電体表面に配置された放電電極との一対で構成されたものである。この種類のイオン発生素子は、電極に高電圧を印加した際に、表面の放電電極の外縁部近傍で電界集中が生じ、その極近部分の空気が絶縁破壊することで放電現象を得る方式である。
【０００５】
従来のイオン発生装置としては、たとえば特開２００２-３７４６７０号公報（特許文献１参照）に記載されたものがある。このイオン発生装置は、イオン発生電極を放電電極とし、対向電極を配置しないタイプのものである。このイオン発生装置では、イオン発生電極に高電圧を供給する圧電トランスと、その圧電トランスを駆動するための駆動回路とがケース内に搭載されて、モールドにより一体化されている。ただし、イオン発生電極はケース外部に配置されており、ケースから引き出されたケーブルに接続されている。
【０００６】
また、特開２００８−０１６３４５号公報（特許文献２参照）には、イオン発生素子と、トランス駆動回路と、トランスとをケース内に平面的に配置し、トランスを回路基板と別設置とすることで薄型化を達成したイオン発生装置の構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３７４６７０号公報
【特許文献２】特開２００８−０１６３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２に記載されたイオン発生装置では、トランスと回路基板とイオン発生素子とがケース内に各々仕切られた領域に配置されたことで、ある程度の薄型化が達成されている。しかしながら、外部電源からイオン発生装置に電力供給を行うために設けられたコネクタが大量生産による樹脂モールド型の既製品であったため、イオン発生装置を携帯用機器などの小型の機器に搭載可能な程度に小型化することが難しかった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化、薄型化が容易なイオン発生装置およびそれを用いた電気機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のイオン発生装置は、トランス駆動回路と、トランスと、イオン発生素子と、ケースと、接続端子とを備えている。トランスは、トランス駆動回路で駆動されることにより電圧を昇圧するためのものである。イオン発生素子は、トランスにより昇圧された電圧を印加されることにより正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのものである。ケースは、トランス駆動回路、トランスおよびイオン発生素子を内部に収容している。ケース内において、トランス駆動回路の配置領域と、トランスの配置領域と、イオン発生素子の配置領域とが互いに平面的に分けられている。接続端子は、トランス駆動回路に電気的に接続され、かつケースの外側に露出するように配置された導電性膜よりなっている。
【００１１】
本発明のイオン発生装置によれば、イオン発生装置を外部と接続するための接続部としてコネクタを廃止して、導電性膜よりなる接続端子が用いられている。このため、コネクタ収容のための高さと奥行きが不要となり、イオン発生装置を小型化、薄型化することができる。
【００１２】
またトランス駆動回路の配置領域と、トランスの配置領域と、イオン発生素子の配置領域とが互いに平面的に分けられているため、ケースの厚みをトランスの高さに合わせることが可能となり、イオン発生装置の厚みを抑制することが可能になる。
【００１３】
上記のイオン発生装置において好ましくは、接続端子が形成された接点基板がさらに備えられ、その接点基板の両端がケースに支持されることで接点基板がケースに取り付けられている。
【００１４】
これによりイオン発生装置の組み立て前には接点基板をケースとは別に準備することができ、接点基板への接続端子の形成や、接続端子へのトランス駆動回路の接続などが容易となる。
【００１５】
上記のイオン発生装置において好ましくは、トランス駆動回路を支持する駆動回路用基板と、イオン発生部を支持するイオン発生素子用基板とがさらに備えられている。駆動回路用基板およびイオン発生素子用基板の少なくともいずれかが、接点基板の接続端子が形成された外側の面とは反対側の内側の面を支持するように構成されている。
【００１６】
このように、たとえば外部入出力端子によって押圧を受ける接点基板を、駆動回路用基板およびイオン発生素子用基板の少なくともいずれかによって内側の面から支えるので接点基板が撓んで接続が不安定になることを防止することができる。
【００１７】
上記のイオン発生装置において好ましくは、駆動回路用基板およびイオン発生素子用基板の少なくともいずれかは、接点基板の内側の面を支持するための突起部を有している。
【００１８】
このように突起部により接点基板の内側の面を選択的に支持することができ、効率的に接点基板の撓みなどを防止することができる。また突起部により接点基板の内側の面を選択的に支持することにより、接点基板の内側の面への素子などの部品の搭載の自由度が高くなる。また突起部により接点基板の内側の面を選択的に支持することにより、接点基板とそれを支持する基板との間に隙間が生じるため、この隙間を通じてモールド材がその支持する基板の表面側と底面側とを行き渡りやすくなる。
【００１９】
上記のイオン発生装置において好ましくは、駆動回路用基板およびイオン発生素子用基板はケース内で互いに離隔して配置されている。駆動回路用基板とイオン発生素子用基板との間にトランスが配置されている。
【００２０】
このようにイオン発生素子用基板と駆動回路用基板とを互いに分離して設置するので、ケースに収納した後に駆動回路部分をモールドするときに、モールドする部分とモールドしない部分とを明確に区分でき、作業が容易となる。
【００２１】
上記のイオン発生装置において好ましくは、ケース内に配置された他の回路がさらに備えられている。接続端子は、外部電源に電気的に接続してイオン発生素子へ電源を供給するための電源供給用接続端子と、外部制御素子に電気的に接続して外部制御素子と他の回路との間で信号授受を可能とするための外部制御素子用接続端子とを含んでいる。外部制御素子用接続端子は電源供給用接続端子にケース内で短絡されている。
【００２２】
これにより外部制御装置がイオン発生装置の搭載の有無を検出可能となる。
本発明の電気機器は、上記のいずれかに記載のイオン発生装置と、イオン発生装置で生じたイオンを送風気流に乗せて電気機器の外部に送るための送風部とを備えている。
【００２３】
本発明の電気機器によれば、イオン発生装置で生じたイオンを送風部により気流に乗せて送ることができるため、たとえば空調機器において機外にイオンを放出することができ、また冷蔵機器において庫内または庫外にイオンを放出することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、小型化、薄型化が容易なイオン発生装置およびそれを用いた電気機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の各部を分解して示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置のケースと蓋体とを分解して示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置の蓋体を省略して示す平面図である。
【図４】図３の構成において蓋体を取り付けたイオン発生装置のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置に用いられるイオン発生素子の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態におけるイオン発生装置に用いられる高電圧トランスの構成を示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の実施の形態１におけるイオン発生装置の機能ブロック図であり、各機能素子の電気的接続を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるイオン発生装置を用いた空気清浄機の構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】図８に示す空気清浄機にイオン発生装置を配置した様子を示す空気清浄機の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず本実施の形態のイオン発生装置の構成について図１〜図４を用いて説明する。
【００２７】
主に図１〜図４を参照して、本実施の形態のイオン発生装置５０は、ケース１と、蓋体２と、接点基板３と、トランス駆動回路用基板４と、イオン発生素子用基板５と、高圧トランス１１とを主に有している。ケース１の内部には、接点基板３と、トランス駆動回路用基板４と、イオン発生素子用基板５と、高圧トランス１１とが収納されており、それらが収納された状態でケース１は蓋体２で密閉されている。
【００２８】
トランス駆動回路用基板４には高圧トランス駆動回路が配置されている。この高圧トランス駆動回路は、外部からの入力電圧を受けて高圧トランス１１を駆動するためのものである。高圧トランス１１は、高圧トランス駆動回路により駆動されて入力電圧を昇圧するためのものである。イオン発生素子用基板５にはイオン発生素子が配置されている。イオン発生素子は、高圧トランス１１により昇圧された電圧を印加されることで正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるものである。
【００２９】
主に図１を参照して、ケース１の内部は、イオン発生素子を配置するためのイオン発生素子ブロック１００Ａと、高圧トランス１１を配置するための高圧トランスブロック１００Ｂと、高圧トランス駆動回路を配置するための高圧トランス駆動回路ブロック１００Ｃとに平面的に分けられている。図３の平面図において、イオン発生素子ブロック１００Ａはイオン発生素子用基板５が配置された領域であり、高圧トランス駆動回路ブロック１００Ｃはトランス駆動回路用基板４が配置された領域である。高圧トランスブロック１００Ｂ内には、高圧トランス１１が基板に搭載されない状態で配置されている。
【００３０】
ここで平面的に分けられているとは、図３の平面図に示されたように平面視において（ケース１の底面に対して垂直な方向から見て）各ブロック１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが分かれていることを意味する。また各ブロック１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが分かれているとは、各ブロック１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに配置されるトランス駆動回路用基板４、イオン発生素子用基板５およびトランス１１が互いに厚み方向に重なっていないことを意味している。なおトランス１１の端子１１３、１１４はトランス駆動回路用基板４およびイオン発生素子用基板５との電気的接続のために、各基板４、５と平面的に重なる部分が生じる可能性があるが、端子１１３、１１４と各基板４、５との平面的な重なり（厚み方向の重なり）は考えないものとする。
【００３１】
主に図１を参照して、ケース１は上方と側方とが開放された箱型であり、イオン発生素子ブロック１００Ａの底面にはイオン発生素子用基板５のイオン発生部に対向するようにたとえば２個のイオン放出孔１ａが設けられている。またケース１の底面の中ほどにリブ１ｄが形成されている。このリブ１ｄは、イオン発生素子ブロック１００Ａと高圧トランスブロック１００Ｂとを区切っている。またリブ１ｄは、配置完了後に高圧トランス駆動回路ブロック１００Ｃをリーク防止のためにモールドする際にモールド樹脂がイオン発生素子ブロック１００Ａに侵入することを防止する役割をなしている。
【００３２】
主に図１および図２を参照して、ケース１には、接点基板３を位置決めし支持するための溝１ｂ、１ｂが形成されている。この溝１ｂ、１ｂに接点基板３の両端が挿入されることにより、接点基板３はその両端がケース１に支持されてケース１に取り付けられている。
【００３３】
ケース１の高圧トランス駆動回路ブロック１００Ｃには、トランス駆動回路用基板４を位置決めし支持するための位置決め凹部１ｃ、１ｃが形成されている。この位置決め凹部１ｃ、１ｃに、トランス駆動回路を搭載したトランス駆動回路用基板４の位置決め凸部４ａ、４ａがはめ込まれることにより、トランス駆動回路用基板４はケース１に位置決めされて取り付けられている。
【００３４】
ケース１のイオン発生素子ブロック１００Ａには、イオン発生素子用基板５の底面を支持することで高さ方向の位置決めをするための突起１ｅ、１ｅが形成されている。この突起１ｅ、１ｅおよびリブ１ｄの上端に、イオン発生素子が取り付けられたイオン発生素子用基板５の底面を当接させて配置することにより、イオン発生素子用基板５がケース１に位置決めされて取り付けられている。
【００３５】
主に図２および図４を参照して、蓋体２はケース１の上端面および接点基板３の上端面の各々に接するように配置されることによりケース１に取り付けられている。
【００３６】
接点基板３の表面には、複数（たとえば６つ）の接続端子１０が設けられている。複数の接続端子１０の各々は接点基板３の表面に形成された導電性膜により形成されており、たとえば印刷パターン、メッキ、スパッタ、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などで形成されている。この導電性膜は、たとえば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、それらの合金などの材質よりなっており、また数十μｍのオーダの膜厚（たとえば３５μｍの膜厚）を有している。各接続端子１０は、接点基板３がケース１に支持された状態においてケース１の外側に露出するように配置されている。
【００３７】
複数（たとえば６つ）の接続端子１０のうち一の組（たとえば３つ）の接続端子１０は接点基板３の両端部のうち一方端部側に配置されており、他の組（たとえば残りの３つ）の接続端子１０は一の組の接続端子１０とは離れて他方端部側に配置されている。これにより、一の組の接続端子１０と他の組の接続端子１０との各々に、互いに異なる外部電気要素を電気的に接続することが容易となる。たとえば一の組の接続端子１０にはトランス駆動回路に電力を供給するために外部電源が接続され、他の組の接続端子１０には後述する他の回路との間で情報を授受するために外部制御装置が接続される。
【００３８】
トランス駆動回路用基板４およびイオン発生素子用基板５の少なくともいずれかは、ケース１に取り付けられた状態において、接点基板３の内側の面を支持している。本実施の形態では、トランス駆動回路用基板４は、たとえば２つの突起部４ｂ、４ｂを有しており、その２つの突起部４ｂ、４ｂが接点基板３の内側の面に接することにより接点基板３を支持している。２つの突起部４ｂ、４ｂは、一の組の接続端子１０が配置された領域の内側の面の領域と、他の組の接続端子１０が配置された領域の内側の面の領域とのそれぞれに当接している。
【００３９】
また接点基板３の内側の面には、他の回路が搭載されている。この他の回路は、イオン発生装置の製品データや稼働時間などを記憶する記憶装置などを有している。他の回路は、接点基板３の内側の面のうちトランス駆動回路用基板４およびイオン発生素子用基板５の少なくともいずれかが接点基板３の内側の面に当接する部分（たとえば突起部４ｂ、４ｂが当接する部分）を避けて配置されている。
【００４０】
複数の接続端子１０は、後述するように接点基板３の内側の面においてトランス駆動回路および他の回路に電気的に接続されている。接点基板３内にはスルーホールが形成されており、そのスルーホールを通じて接点基板の表面側の接続端子１０は裏面側の導電性パッド層に電気的に接続されている。その導電性パッド層に半田付けなどされたリード線を用いて、接続端子１０の各々はトランス駆動回路および他の回路に電気的に接続されている。
【００４１】
次に、イオン発生素子の構成について図５を用いて具体的に説明する。
図５を参照して、本実施の形態のイオン発生素子５６は、たとえばコロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのものであり、誘導電極５１と、放電電極５２と、支持基板５３とを有している。誘導電極５１は、一体の金属板からなっており、かつ放電電極５２の個数に対応して天板部５１ａに設けられた複数の貫通孔５１ｂを有している。この貫通孔５１ｂは、コロナ放電により発生するイオンをイオン発生素子の外部へ放出するための開口部である。本実施の形態では貫通孔５１ｂの個数はたとえば２個であり、貫通孔５１ｂの平面形状はたとえば円形である。貫通孔５１ｂの周縁部分は、たとえば絞り加工などの工法により、金属板を天板部５１ａに対して屈曲させた屈曲部５１ｃとなっている。この屈曲部５１ｃにより、貫通孔５１ｂの周縁の壁部の厚みＴ１が天板部５１ａの板厚Ｔ２よりも厚くなっている。
【００４２】
また誘導電極５１は、たとえば両端部に、金属板の一部を天板部５１ａに対して屈曲させた基板挿入部５１ｄを有している。この基板挿入部５１ｄは、幅の広い支持部分と、幅の狭い挿入部分とを有している。支持部分の一方端は天板部５１ａに繋がっており、他方端は挿入部分に繋がっている。
【００４３】
また誘導電極５１は、金属板の一部を天板部５１ａに対して屈曲させた基板支持部５１ｅを有してもよい。この基板支持部５１ｅは、基板挿入部５１ｄの屈曲方向と同じ方向に屈曲している。基板支持部５１ｅの折り曲げ方向の長さは、基板挿入部５１ｄの幅の広い支持部分の折り曲げ方向の長さと略同一である。
【００４４】
放電電極５２は針状の先端を有している。支持基板５３は、放電電極５２を挿通させるための貫通孔と、基板挿入部５１ｄの挿入部分を挿通させるための貫通孔５３ｂとを有している。針状の放電電極５２は、貫通孔に挿入または圧入されて支持基板５３を貫通した状態で支持基板５３に支持されている。これにより、放電電極５２の針状の一方端は支持基板５３の表面側に突き出しており、また支持基板５３の裏面側に突き出した他方端には、半田によりリード線や配線パターンを電気的に接続することが可能である。
【００４５】
このイオン発生素子５６の支持基板５３は、上述のイオン発生素子用基板５と同じ部材であってもよく、また異なる部材であってもよい。
【００４６】
次に、高圧トランスの構成について図６を用いて具体的に説明する。
図６を参照して、本実施の形態の高圧トランス１１は、巻線トランスよりなっている。また高圧トランスの高さ、奥行き、長さはたとえばそれぞれ６ｍｍ、６ｍｍ、１８ｍｍ程度である。この巻線トランス１１は、互いに絶縁された一次巻線１１１と二次巻線１１２とを鉄心の周囲のボビンに巻き付けた構成を有しており、一次巻線１１１と二次巻線１１２とは並んで配置されている。巻線トランス１１の二次側で発生する電圧は、一般的に一次巻線１１１と二次巻線１１２との巻数比およびインダクタンスで決まり、高電圧を発生させるには二次巻線１１２に通常、数千ターンの巻数を必要とする。この数千ターンの巻数の巻線をボビンの狭い領域に巻き付けると巻線トランス１１の厚みが大きくなる。このため、数千ターンの巻数を一度にボビンに巻くのではなく、１本の巻線を可能な限り多数の層に分割して１層当たりの巻数を少なくして巻くボビン構造とし、全体としての薄型化を実現することが好ましい。また極端に分割数を増やすと巻線トランス１１の長さが増し、小型化には不利になるので、適度な数に分割するのがよい。
【００４７】
なお、一次巻線１１１の両端子１１３、１１３は巻線トランス１１の長手方向（一次巻線１１１と二次巻線１１２とが隣り合う方向）の端部に配置されており、二次巻線１１２の両端子１１４、１１４は巻線トランス１１の側部に配置されている。一次巻線の端子１１３、１１３はトランス駆動回路用基板４に接続され、二次巻線の端子１１４，１１４はイオン発生素子用基板５に接続される。
【００４８】
次に、本実施の形態のイオン発生装置における各機能素子の電気的接続の状態について図７を用いて説明する。
【００４９】
図７を参照して、イオン発生装置５０は、上述したように、ケース１と、イオン発生素子用基板５に搭載されたイオン発生素子５６と、高圧トランス１１と、トランス駆動回路用基板４に搭載されたトランス駆動回路４０と、他の回路１２と、複数の接続端子１０とを有している。なお、接続端子１０はケース１の外部に露出しており、外部から外部電源や外部制御装置に接続できる構造となっている。
【００５０】
接点基板３はたとえば６つの接続端子１０を持ち、各々３つずつで２組の接続端子を構成している。一の組の接続端子１０は外部電源の端子（入出力接点）７１と接続され、一の組の接続端子１０を通じてトランス駆動回路用基板４に搭載されたトランス駆動回路４０と他の回路１２とに電力が供給される。他の組の接続端子１０は外部制御装置の端子（入出力接点）７２と接続され、他の組の接続端子１０を通じて外部制御装置と他の回路１２との間で信号の授受が行なわれる。
【００５１】
トランス駆動回路４０は高圧トランス１１の一次側１１１に電気的に接続されている。この高圧トランス１１は、一次側１１１に入力された電圧を昇圧して二次側１１２に出力するためのものである。高圧トランス１１の二次側１１２の一方はイオン発生素子の誘導電極５１に電気的に接続されており、二次側１１２の他方はダイオード５５ａまたは５５ｂを通じて放電電極５２に電気的に接続されている。
【００５２】
ダイオード５５ａ、５５ｂは、正イオンを発生させる放電電極５２には誘導電極５１に対し正極性の高電圧を印加し、また負イオンを発生させる放電電極５２には誘導電極５１に対し負極性の高電圧を印加するように接続されている。これにより、正と負の２極性のイオンを発生させることができる。もちろん、ダイオード５５ａ、５５ｂの接続の状態を変更することにより正イオンのみ、または負イオンのみを発生させることも可能である。
【００５３】
外部電源に接続される接続端子（電源供給用接続端子）１０の１つが、外部制御装置に接続される接続端子（外部制御素子用接続端子）１０の１つにイオン発生装置５０の内部で電気的に短絡されている。これによりイオン発生装置５０を電子機器に搭載することで、外部電源と外部制御装置とが電気的に接続されることになる。このため、外部電源からの電源電圧（たとえば３Ｖ）がイオン発生装置５０を介在して外部制御装置に入力されることになり、外部制御装置はその電源電圧の入力の有り無しを検出することによってイオン発生装置５０の電子機器への搭載の有無を検出することができる。またイオン発生装置５０が電子機器に搭載されているにもかかわらず、外部制御装置がイオン発生装置５０の搭載を検出できない場合には電気的接触不良があることを検出できる。
【００５４】
またイオン発生装置５０が電子機器に搭載された状態で、外部制御装置は他の回路１２に電気的に接続されている。これにより、イオン発生装置５０は自己の製品データや履歴を他の回路１２に保持させて、イオン発生装置５０が電気機器などに搭載された場合にイオン発生装置５０の製品データなどを電気機器などの制御装置に送ることが可能となる。データを受け取った制御装置は搭載されたイオン発生装置５０が使用可能なものであるか否かを、予め定めた規定に沿って判断することが可能となる。このことで、電気機器などは常に正規に準備されたイオン発生装置を使用することができる。また、履歴の解読によって正規品であっても故障履歴を有する個体や定められた寿命を経過した個体を誤使用することが回避できる。
【００５５】
次に、本実施の形態のイオン発生装置の作用効果について、接続端子に中継用コネクタを用いたものと比較して説明する。
【００５６】
イオン発生装置の外部接続用コネクタとして、一般に中継用コネクタのメスと呼ばれるコネクタを使用する場合、そのコネクタは横１２ｍｍ×高さ７ｍｍ×奥行１２ｍｍ程度の大きさを持っており、イオン発生装置から一部飛び出した形で取り付けられることになる。この中継用コネクタは複数の接触子を樹脂製のケースで保持し、挿入側をオス、受け側をメスとした一対のコネクタで構成されたものであり、専業メーカーによる量産型既製品である。結果的に、この中継用のコネクタのメスを使用したイオン発生装置の本体部分の大きさは横７７ｍｍ×高さ９ｍｍ×奥行２２ｍｍ程度となり、コネクタ部の本体部からの飛び出し寸法が４ｍｍ程度となる。
【００５７】
これに対して本実施の形態のイオン発生装置５０では、イオン発生装置５０を外部と接続するための接続部として中継用コネクタを廃止して、導電性膜よりなる接続端子１０が用いられている。このため、コネクタ収容のための高さと奥行きが不要となり、イオン発生装置５０を小型化、薄型化することができる。具体的には、イオン発生装置から中継用コネクタを排除した結果、イオン発生装置の本体部の大きさを、横４０ｍｍ×高さ６ｍｍ×奥行３７ｍｍ程度にでき、上記の中継用コネクタを用いた場合と比較して大幅な小型化、薄型化が実現できる。このため本実施の形態のイオン発生装置５０は携帯型電気機器などに広く応用することができる。
【００５８】
また本実施の形態のイオン発生装置５０においては、図２および図３に示すようにトランス駆動回路４０の配置領域と、高圧トランス１１の配置領域と、イオン発生素子５６の配置領域とが互いに平面的に分けられている。このため、トランス駆動回路４０、高圧トランス１１およびイオン発生素子５６がケース１の厚み方向に重なることがなくなる。これにより、ケース１の厚みを高圧トランス１１の高さ（厚み）に合わせることが可能となり、イオン発生装置５０の厚みを抑制することが可能になる。
【００５９】
以上のような構成のイオン発生装置において、接点基板３をケース１に設置した状態で接続端子１０がケース１の外側に露出しており、イオン発生装置５０を搭載可能に構成された電気機器のイオン発生装置搭載部に設けられる入出力接点（不図示）が簡単かつ確実に接続端子１０に接触するようになっている。このような構成とすることで、上記の中継用コネクタを使用したイオン発生装置に比べて、高さ、奥行きとも薄く小さくすることが可能になる。
【００６０】
しかし、接点基板３の接続端子１０に電気機器側の入出力接点７１、７２が押し当てられて接触するために接点基板３がケース１の内側に向かって撓むことが考えられる。そこで本実施の形態においてはトランス駆動回路用基板４およびイオン発生素子用基板５の少なくともいずれかが、接点基板３の接続端子１０が形成された外側の面とは反対側の内側の面を支持するように構成されている。これにより、たとえば外部の入出力端子７１、７２によって接続端子１０が押圧力を受けた場合でも接点基板３が内側へ撓むことを抑制することができる。このため、接点基板３が撓んで接続が不安定になることを防止することができる。
【００６１】
具体的にはトランス駆動回路用基板４が、接点基板３の内側の面を支持するための突起部４ｂ、４ｂを有している。この突起部４ｂ、４ｂにより接点基板３の内側の面を選択的に支持することができ、効率的に接点基板３の撓みなどを防止することができる。
【００６２】
上記においては、トランス駆動回路用基板４が接点基板３の内側の面を支持する構成について示しているが、イオン発生素子用基板５が接点基板３の内側の面を支持していてもよく、またトランス駆動回路用基板４とイオン発生素子用基板５との双方が接点基板３の内側の面を支持していてもよい。
【００６３】
またトランス駆動回路用基板４は位置決め凸部４ａ、４ａを有しており、その位置決め凸部４ａ、４ａをケース１の位置決め凹部１ｃ、１ｃにはめ込むことでトランス駆動回路用基板４のケース１内での位置が決定される。したがって、接点基板３に加えられた押圧力に関わらず、接点基板３が撓むことなく接続端子１０で確実な接続が実現される。
【００６４】
また本実施の形態においては接点基板３の両端がケース１に支持されることで接点基板３がケース１に取り付けられている。つまり接点基板３がケース１とは別体で準備されている。これによりイオン発生装置５０の組み立て前には接点基板３をケース１とは別に準備することができ、接点基板３への接続端子１０の形成や、接続端子１０へのトランス駆動回路の接続などが容易となる。
【００６５】
またトランス駆動回路用基板４およびイオン発生素子用基板５はケース１内で互いに離隔して配置されており、それらの間にトランス１１が配置されている。このようにイオン発生素子用基板５とトランス駆動回路用基板４とを互いに分離して設置するので、ケース１に収納した後にトランス駆動回路４０の部分をモールドするときに、モールドする部分とモールドしない部分とを明確に区分でき、作業が容易となる。
【００６６】
なお上記のイオン発生装置５０において正イオンまたは負イオンのいずれか一方の極性のイオンを発生させる場合、図５に示すようにイオンを発生させる放電電極５２の針状の先端位置を誘導電極５１の貫通孔５１ｂの中心に合わせ、かつ誘導電極５１の貫通孔５１ｂの厚みＴ１の範囲内に配置することにより、誘導電極５１と放電電極５２の針状の先端とが空気空間を挟んで対向するようにする。
【００６７】
また正イオンと負イオンの両極性のイオンを放出させるためには、図５に示すように正イオンを発生させる放電電極５２の針状の先端位置と負イオンを発生させる放電電極５２の針状の先端位置との各々を、互いに所定の距離を確保して配置し、かつ誘導電極５１の貫通孔５１ｂの中心に合わせ、かつ誘導電極５１の貫通孔５１ｂの厚みＴ１の範囲内に配置することにより、誘導電極５１と放電電極５２の針状の先端とが空気空間を挟んで対向するようにする。
【００６８】
上記のイオン発生素子において、板状の誘導電極５１と針状の放電電極５２とを上記のように所定の距離を確保して配置し、誘導電極５１と放電電極５２との間に高電圧を印加すると、針状の放電電極５２の先端でコロナ放電が生じる。このコロナ放電により正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかのイオンが発生し、このイオンが誘導電極５１に設けられた貫通孔５１ｂからイオン発生素子の外部に放出される。さらに送風を加えることで、より効果的にイオンを放出することが可能となる。
【００６９】
正イオンと負イオンとの双方を生じさせる場合、一方の放電電極５２の先端では正コロナ放電を発生させて正イオンを発生させ、他方の放電電極５２の先端では負コロナ放電を発生させて負イオンを発生させる。印加する波形はここでは特に問わず、直流、正負にバイアスされた交流波形や正負にバイアスされたパルス波形などの高電圧とする。電圧値は放電を発生させるに十分かつ、所定のイオン種は生成させる電圧領域を選定する。
【００７０】
ここで、正イオンは、水素イオン（Ｈ+）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、Ｈ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）として表される。また負イオンは、酸素イオン（Ｏ2-）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）として表される。
【００７１】
また正イオンおよび負イオンの両極性のイオンを放出すれば、空気中の正イオンであるＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを略同等量発生させることにより、両イオンが空気中を浮遊する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化ラジカル（・ＯＨ）の作用により、浮遊カビ菌などを除去することが可能となる。
【００７２】
次に、上記実施の形態のイオン発生装置を用いた電気機器の一例として空気清浄機の構成について図８および図９を用いて説明する。
【００７３】
図８および図９を参照して、空気清浄機６０は前面パネル６１と本体６２とを有している。本体６２の後方上部には吹き出し口６３が設けられており、この吹き出し口６３からイオンを含む清浄な空気が室内に供給される。本体６２の中心には空気取り入れ口６４が形成されている。空気清浄機６０の前面の空気取り入れ口６４から取り込まれた空気が、図示しないフィルターを通過することで清浄化される。清浄化された空気は、ファン用ケーシング６５を通じて、吹き出し口６３から外部へ供給される。
【００７４】
清浄化された空気の通過経路を形成するファン用ケーシング６５の一部に、上記実施の形態に記載したイオン発生装置５０が取り付けられている。イオン発生装置５０は、そのイオン発生部となる貫通孔１ａからイオンを上記の空気流に放出できるように配置されている。イオン発生装置５０の配置の例として、空気の通過経路内であって、吹き出し口６３に比較的近い位置Ｐ１、比較的遠い位置Ｐ２などの位置が考えられる。このようにイオン発生装置５０の貫通孔１ａ上を送風を通過させることにより、吹き出し口６３から清浄な空気とともに外部にイオンを供給するイオン発生機能を空気清浄機６０に持たせることが可能になる。
【００７５】
本実施の形態の空気清浄機６０によれば、イオン発生装置５０で生じたイオンを送風部（空気の通過経路）により気流に乗せて送ることができるため、機外にイオンを放出することができる。
【００７６】
なお本実施の形態においては電気機器の一例として空気清浄機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機器は、これ以外に空気調和機（エアコンディショナー）、冷蔵機器、掃除機、加湿器、除湿機、電気ファンヒータなどであってもよく、イオンを気流に乗せて送るための送風部を有する電気機器であればよい。
【００７７】
また上記においてイオン発生装置５０に入力される電源（入力電源）は商用交流電源および直流電源のいずれであってもよい。入力電源が商用交流電源である場合、１次側回路である高圧トランス駆動回路を構成する部品間やプリント基板のパターン間には法的距離をとる必要がある。また部品としては電源電圧に対し耐圧確保できる部品が必要となり、大型化を招くが回路構成は簡素化でき、部品点数は少なくできる。
【００７８】
一方、入力電源が直流電源である場合、１次側回路となる高圧トランス駆動回路を構成する部品間やプリント基板のパターン間の距離は上記商用交流電源の場合と比べると大きく緩和され、近距離で配置でき、かつ部品自体もチップ部品などの小型品が採用でき、高密度配置が可能となるものの、高電圧駆動回路実現のための回路が複雑になり、部品点数が上記商用交流電源の場合と比べて多くなる。
【００７９】
なお上記の実施の形態では、正負イオン発生部が１組でのイオン発生装置５０の例で説明したが、正負イオン発生部は２組以上であってもよい。
【００８０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、トランス駆動回路、トランスおよびイオン発生素子を備えたイオン発生装置および電気機器、特に携帯型電気機器などに広く適用され得る。
【符号の説明】
【００８２】
１  ケース、１ａ  貫通孔、１ｂ  溝、１ｃ  位置決め凹部、１ｄ  リブ、１ｅ  突起、２  蓋体、３  接点基板、４  トランス駆動回路用基板、４ａ  位置決め凸部、４ｂ  突起部、５  イオン発生素子用基板、１０  接続端子、１１  高圧トランス、１２  他の回路、４０  トランス駆動回路、５０  イオン発生装置、５１  誘導電極、５１ａ  天板部、５１ｂ  貫通孔、５１ｃ  屈曲部、５１ｄ  基板挿入部、５１ｅ  基板支持部、５２  放電電極、５３  支持基板、５３ｂ  貫通孔、５５ａ，５５ｂ  ダイオード、５６  イオン発生素子、６０  空気清浄機、６１  前面パネル、６２  本体、６３  吹き出し口、６４  空気取り入れ口、６５  ファン用ケーシング、７１，７２  端子（入出力接点）、１００Ａ  イオン発生素子ブロック、１００Ｂ  高圧トランスブロック、１００Ｃ  高圧トランス駆動回路ブロック、１１１  一次巻線、１１２  二次巻線、１１３，１１４  端子。
【図１】
2012043702.tif 000003
【図２】
2012043702.tif 000004
【図３】
2012043702.tif 000005
【図４】
2012043702.tif 000006
【図５】
2012043702.tif 000007
【図６】
2012043702.tif 000008
【図７】
2012043702.tif 000009
【図８】
2012043702.tif 000010
【図９】
2012043702.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月11日(2011.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明のイオン発生装置は、トランス駆動回路と、トランスと、イオン発生素子と、ケースと、接続端子と、接点基板と、駆動回路用基板と、イオン発生素子用基板とを備えている。トランスは、トランス駆動回路で駆動されることにより電圧を昇圧するためのものである。イオン発生素子は、トランスにより昇圧された電圧を印加されることにより正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのものである。ケースは、トランス駆動回路、トランスおよびイオン発生素子を内部に収容している。接続端子は、ケースの外側に露出するように配置されている。接点基板には、接続端子が形成されている。駆動回路用基板はトランス駆動回路を支持している。イオン発生素子用基板はイオン発生素子を支持している。駆動回路用基板およびイオン発生素子用基板の少なくともいずれかは、接点基板の接続端子が形成された外側の面とは反対側の内側の面を支持するように構成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のイオン発生装置においては、接続端子が形成された接点基板が備えられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明のイオン発生装置においては、トランス駆動回路を支持する駆動回路用基板と、イオン発生部を支持するイオン発生素子用基板とが備えられている。駆動回路用基板およびイオン発生素子用基板の少なくともいずれかが、接点基板の接続端子が形成された外側の面とは反対側の内側の面を支持するように構成されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランス駆動回路と、
前記トランス駆動回路で駆動されることにより電圧を昇圧するためのトランスと、
前記トランスにより昇圧された電圧を印加されることにより正イオンおよび負イオンの少なくともいずれかを生じさせるためのイオン発生素子と、
前記トランス駆動回路、前記トランスおよび前記イオン発生素子を内部に収容するケースと、
前記ケースの外側に露出するように配置された接続端子と、
前記接続端子が形成された接点基板と、
前記トランス駆動回路を支持する駆動回路用基板と、
前記イオン発生素子を支持するイオン発生素子用基板とを備え、
前記駆動回路用基板および前記イオン発生素子用基板の少なくともいずれかが、前記接点基板の前記接続端子が形成された外側の面とは反対側の内側の面を支持するように構成されている、イオン発生装置。
【請求項２】
前記駆動回路用基板および前記イオン発生素子用基板の少なくともいずれかは、前記接点基板の前記内側の面を支持するための突起部を有している、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記駆動回路用基板および前記イオン発生素子用基板は前記ケース内で互いに離隔して配置されており、
前記駆動回路用基板と前記イオン発生素子用基板との間に前記トランスが配置されている、請求項１または２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記ケース内に配置された他の回路をさらに備え、
前記接続端子は、外部電源に電気的に接続して前記イオン発生素子へ電源を供給するための電源供給用接続端子と、外部制御素子に電気的に接続して前記外部制御素子と前記他の回路との間で信号授受を可能とするための外部制御素子用接続端子とを含み、
前記外部制御素子用接続端子が前記電源供給用接続端子に前記ケース内で短絡されている、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４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生じたイオンを送風気流に乗せて電気機器の外部に送るための送風部とを備えた、電気機器。