(57)【要約】【課題】放熱性能に優れた放電型光触媒反応装置を提供する。【解決手段】一実施形態にかかる放電型光触媒反応装置は、主面の外周部分に外周パターンを有する基板と、前記基板に接続され、前記基板の電圧によって放電する端子を有する放電部と、前記放電により活性化する光触媒を有する触媒部と、前記基板の外周を保持するとともに、前記外周パターンが形成された前記基板の外周部分に面接触する接触片を有する内ケースと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面の外周部分に外周パターンを有する基板と、
前記基板に接続され、前記基板の電圧によって放電する端子を有する放電部と、
前記放電により活性化する光触媒を有する触媒部と、
前記基板の外周を保持するとともに、前記外周パターンが形成された前記基板の外周部分に面接触する接触片を有する内ケースと、
を備えたことを特徴とする放電型光触媒反応装置。
【請求項２】
前記内ケース、前記基板、前記放電部、及び前記触媒部を収めるハウジングを備え、
前記内ケースと前記ハウジングとの間で熱伝導されることを特徴とする請求項１記載の放電型光触媒反応装置。
【請求項３】
前記基板は複数の層を有し、
前記基板上に発熱部品が搭載され、
前記基板の前記発熱部品の下層にグランドパターンが形成され、
前記外周パターンにはスルーホールが形成され、
前記外周パターンと前記グランドパターンとが接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の放電型光触媒反応装置。
【請求項４】
前記内ケースは前記基板の外周部を保持するフレームと、前記フレームの端縁から突出形成されて前記基板と嵌合する爪と、前記フレームの端縁から曲成されて前記基板の主面の外周部分に沿って面接触する接触片と、を有して構成され、
前記基板は、その外周に前記爪部に係合する切欠きを有して構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の放電型光触媒反応装置。
【請求項５】
前記爪の基端部分には前記端縁に沿うスリットが設けられ、
前記基板の前記切欠きを前記爪に対向させて前記基板を前記フレームにはめ込み、
前記スリットに沿ってスライドさせることで前記基板が前記内ケースに嵌合することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の放電型光触媒反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放電型光触媒反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、殺菌、脱臭、空気の清浄等の様々な用途に用いるために光触媒反応を促進させる光触媒反応装置が知られている。この種の光触媒反応装置として、高電圧を生成する電源基板と、高電圧によって放電する高電圧端子と放電光により活性化する触媒部とを有する放電部と、それらを収める筐体と、を備えたものが提供されている。
【０００３】
電源基板は、放電のために高電圧を作り出し、放電部へ供給している。この電源基板の表面には、発熱の大きな部品が実装されている。放電部で発生するオゾンの侵入を防ぎ、また外部からのゴミの侵入を防ぐために、電源部は密閉構造となっている。このような密閉構造の光触媒反応装置では、ファン等で伝達（対流）による放熱をすることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４０６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態では、放熱性能に優れた光触媒反応装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態にかかる放電型光触媒反応装置は、主面の外周部分に外周パターンを有する電源基板と、前記基板に接続され、前記基板の電圧によって放電する端子を有する放電部と、前記放電により活性化する光触媒を有する触媒部と、前記基板の外周を保持するとともに、前記外周パターンが形成された前記基板の外周部分に面接触する接触片を有する内ケースと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光触媒反応装置を示す斜視図。
【図２】同光触媒反応装置を示す分解斜視図。
【図３】同光触媒反応装置の一部を破断して示す説明図。
【図４】同光触媒反応装置の触媒部の断面構造を示す説明図。
【図５】同実施形態にかかる基板の構成を示す説明図。
【図６】同実施形態にかかる内ケースと基板の構成を示す説明図。
【図７】同実施形態にかかる内ケースと基板の構成を拡大して示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態かかる光触媒反応装置１について、図１乃至図７を参照して説明する。各図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ互いに直交する３方向を示す。また、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
【０００９】
図１乃至図３に示す光触媒反応装置１は、上筐体１１及び下筐体１２を組み合わせてなるハウジング１０と、ハウジング１０内に配置され高電圧を生成する電源基板２０（基板）と、ハウジング１０内に設けられ電源基板２０を保持する内ケース３０と、電源基板２０に接続され高電圧によって放電する高電圧端子ユニット４２を有する放電部４０と、放電部４０に隣接して設けられた触媒部５０と、を備えて構成されている。
【００１０】
図２に示すように、上筐体１１は、矩形の下面開口の箱形状をなし、側壁１１ａ及び上壁１１ｂを一体に有している。側壁１１ａ及び上壁１１ｂの外周部１１ｃは金属製で一体に構成され、上壁１１ｂの中央部分１１ｄは流体の流通を可能とするメッシュ構造になっている。
【００１１】
上筐体１１は、矩形の上面開口の箱形状をなし、側壁１２ａ及び底壁１２ｂを一体に有している。側壁１２ａ及び下壁１２ｂの外周部１１ｃは金属製で一体に構成され、下壁１２ｂの中央部分１２ｄは流体の流通を可能とするメッシュ構造になっている。
【００１２】
図２及び図３に示すように、下筐体１２の内部には金属製のガイドプレート１３が配置されている。このガイドプレート１３は、下筐体１２の下壁１２ｂから立ち上がり、電源基板２０が設けられた電源部と、放電部４０及び触媒部５０とを仕切る。このため電源部が密閉構造となり、放電部４０で発生するオゾンの侵入を防ぐとともに、外部からのゴミの侵入を防ぐようになっている。
【００１３】
図２乃至図５に示す電源基板２０は放電のために高電圧を作り出し、放電部４０へ供給する電源基板である。電源基板２０は、図中Ｘ方向に沿う厚さ方向に複数層積層されたリジッド基板であり、ここでは例えば４層構造になっている。電源基板２０は例えば厚さ（Ｘ方向）2mm×長さ（Ｙ方向）230mm×高さ（Ｚ方向）30mm程度に構成されている。電源基板２０はハウジング１０内のガイドプレート１３の一方側に配置され、内ケース３０によって外周部分２０ｂが保持される。電源基板２０の外周部分２０ｂには内ケース３０の複数の爪３５にそれぞれ係合する複数の切欠き２５が形成されている。
【００１４】
電源基板２０の表面２０ａ上には発熱の大きな発熱部品２１が実装されている。また電源基板２０の表面２０ａの外周部分２０ｂには熱伝導性及び導電性を有する外周パターン２２が形成されている。さらに発熱部品２１の下層、すなわち、表層とＸ方向に隣接する内層には、熱伝導性及び導電性を有する基板ＧＮＤパターン２３（グランドパターン）が形成されたＧＮＤ層が設けられている。外周パターン２２と基板ＧＮＤパターン２３とは、１点接続ではなく、共通化されている。外周パターン２２には厚さ方向に貫通する多数のスルーホール２４が打ってあり、この熱伝導性及び導電性を有するスルーホール２４を介してＧＮＤパターン２３と外周パターン２２とが接続されている。
【００１５】
図６及び図７に示す内ケース３０は、左右及び上下の４辺を一体に有し電源基板２０の外周を囲む金属製の矩形のフレーム３１を有して構成されている。フレーム３１の各辺は断面視Ｌ字状に構成されている。図３に示すように、フレーム３１の外側の面、すなわち、上面３２、下面３３、及び外側面３４が、ハウジング１０の内側の面に面接触している。ここでは上面３２が上壁１１ｂの下面に、下面３３が下壁１２ａの上面に、外側面３４が側壁１２ｂの内側の面に、それぞれ面接触している。なお、図３では、光触媒反応装置１の一部を切欠して、一部断面を示している。
【００１６】
フレーム３１のＸ方向一端側の縁には、Ｘ方向に突出する複数の爪３５が設けられている。ここでは上下にそれぞれ４つ、計８つの爪３５が設けられている。爪３５は基端部分にＹ方向に延びる基板挿入用のスリット３６を有し、平面視Ｌ字状に屈曲している。爪３５のＸ方向の寸法は切欠き２５のＸ方向の寸法と対応し、切欠き２５の寸法よりも僅かに小さく設定されている。組み立ての際には、図７に矢印で示すように、電源基板２０の切り欠きと内ケース３０の爪３５の位置を合わせて、爪３５が切欠き２５に収まるように電源基板２０を内ケース３０にＸ方向に押し当てる。その後、電源基板２０の上下の端縁２６がスリット３６に挿入されるようにＹ方向に沿って一方側に電源基板２０をスライドさせることにより、電源基板２０が内ケース３０に嵌合する。このとき、各切欠き２５のＹ方向他方側に隣接し切欠き２５よりも上下に突出する端縁２６が、スリット３６内に挿入されてそれぞれ保持されることにより、フレーム３１に囲まれる領域に電源基板２０が配置される。
【００１７】
内ケース３０のＸ方向一端側の端縁部分は、Ｚ方向に沿うように曲成された複数の接触片３７が設けられている。接触片３７は内ケース３０の爪３５のスリット３６と並ぶＺ方向の接触面３７ａを形成し、電源基板２０の表面２０ａの外周部分２０ｂに面接触する。この構成により、組立状態では電源基板２０の外周パターン２２と内ケース３０とが安定的に接触する。
【００１８】
また、内ケース３０の外面は下筐体１２の内面に面接触するとともに、内ケース３０の下辺の端縁はガイドプレート１３に接触している。
【００１９】
内ケース３０に電源基板２０を嵌め込んだ後、内ケース３０が下筐体１２内のガイドプレート１３の一方側の空間に隙間なく嵌め込まれることで、発熱部品２１から、直下のＧＮＤパターン２３、スルーホール２４、外周パターン２２、内ケース３０、を介してハウジング１０に熱が伝達し、ハウジング１０から放熱されるようになっている。
【００２０】
放電部４０は、フレキシブル基板４１等を介して電源基板２０に接続される一対の高電圧端子４３，４４をそれぞれ有する端子ユニット４２がＹ方向に複数並列配置されている。放電部４０は、この複数の端子ユニット４２の高電圧端子４３，４４間に電圧が供給されることにより放電し、オゾンと放電光を発生させる。
【００２１】
図２乃至図４に示すように、触媒部５０は、光触媒担持体５１と、触媒担持体５１の表面に形成されるオゾン分解触媒層５３と、オゾン分解触媒層５３の一部表面に形成される光触媒層５２とで構成されている。触媒担持体５１は、例えばアルミなどの金属で構成され、例えばハニカム構造に構成されている。オゾン分解触媒層５３は、例えば二酸化マンガン等の物質を主成分とするオゾン分解触媒を含んで構成されている。光触媒層５２は、例えば微粒子状の酸化チタンあるいは酸化亜鉛等の物質を主成分とする光触媒を含んで構成されている。放電部４０での発生する放電光を光源として光触媒層５２が触媒活性することで、殺菌、脱臭、空気清浄等の機能を果たす。
【００２２】
以上のように構成された光触媒反応装置１は、電源基板２０で生成した高電圧の電流供給によって、端子ユニット４２の一対の高電圧端子間でオゾンと放電光を発生させる。そして、光触媒担持体５１に発生する放電光を光源として光触媒層５２が触媒活性することで、脱臭や空気清浄等の機能を果たす。
【００２３】
上記実施形態では、内ケース３０を設け、電源基板２０の外周パターン２２と接触する接触片３７を設けたことにより、電源基板２０と内ケース３０とを安定的に接触させることができ、放熱性能の向上、振動耐性の向上、ＥＭＣ性能の向上、安全性の向上、を実現できる。また、内ケース３０を下筐体１２に隙間なく嵌め込む構造により、内ケース３０と下筐体１２とを安定的に接触させることができ、また、振動環境下でも固定させることがでる。
【００２４】
上記実施形態では、電源基板２０の外周パターン２２と内ケース３０とを面接触することで導電経路、熱伝導経路を確保しており、EMC性能向上、放熱性能向上に寄与している。
【００２５】
さらに、外周パターン２２と基板ＧＮＤパターン２３とを、１点接続ではなく、共通化することでも、導電経路、熱伝導経路を確保でき、EMC性能向上、放熱性能向上に寄与している。
【００２６】
電源基板２０外周パターン２２には多数のスルーホール２４が形成され、電源基板２０内層のGNDパターン２３と接続することで、導電経路、熱伝導経路を確保しており、ＥMC性能向上、放熱性能向上に寄与している。
【００２７】
上記実施形態では、発熱部品２１の下の層にＧＮＤ層を配置することによって、発熱部品２１、電源基板２０、GNDパターン２３の伝導による熱抵抗を低減させ、放熱性能向上に寄与している。
【００２８】
さらに、一般に電源基板２０サイズが長いと反りの影響が大きくなるが、本実施形態では、内ケース３０と電源基板２０を嵌合させることで、電源基板２０の反りを防止できる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、ハウジング２０を構成する筐体１１，１２の内面が直接内ケース３０の外面に面接触して熱伝導する構成を例示したが、これに限られるものではない。たとえば筐体１１，１２と内ケース３０との間に伝熱プレートを介在して伝熱する構成であっても本発明を適用可能であり、上述の実施形態と同様の放熱効果を得られる。この他、例えば電源基板２０と筐体１１，１２との間にさらに熱伝導性を有するスペーサなどを設けてもよい。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１…光触媒反応装置、１０…ハウジング、１１…上筐体、１２…下筐体、
１３…ガイドプレート、２０…電源基板、２０ｂ…外周部分、２０ａ…表面、
２１…発熱部品、２２…外周パターン、２３…ＧＮＤパターン、２４…スルーホール、
３０…内ケース、３１…フレーム、３５…爪、３６…スリット、３７…接触片、
３７ａ…接触面、４０…放電部、４２…端子ユニット、４３．４４…高電圧端子、
５０…触媒部、５１…光触媒担持体、５２…光触媒層、５３…オゾン分解触媒層。
【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６】
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【図７】
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