(57)【要約】      （修正有）【課題】イオン発生効率の高いイオン発生装置を提供する。【解決手段】放電電極１２の先端部１２ｔと対向電極の天井部１３ｃとの距離Ｒ１が天井部における位置によらず一定になっているので、両電極間に生じる電界を安定させてイオン発生効率を向上させることができる。また、２つの側壁部１３ｂと天井部１３ｃとを有する対向電極を用いることで、これら各部に囲まれた領域を通過する空気流を整流させることができ、整流させた空気流中で高濃度なイオンを発生させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流中にイオンを発生させるイオン発生装置であって、
絶縁基板と、
上記絶縁基板との間に上記空気流の流れ方向の上流側および下流側が開口した風路を形成する対向電極と、
上記絶縁基板から上記風路を通過する空気流と交差する方向に延伸する放電電極とを備え、
上記放電電極と上記対向電極との間に電圧を印加することにより、上記風路を通過する空気流中にイオンを発生させることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
上記放電電極は、上記空気流の流れ方向に対して略直交する方向に延伸しており、
上記対向電極は、上記絶縁基板の基板面に略平行かつ上記空気流の流れ方向に略垂直な方向に所定の距離を隔てて対向するように上記絶縁基板上に形成された２つの側壁部と、上記両側壁部における上記絶縁基板から遠い側の端部同士を接続する天井部とを備え、
上記放電電極から上記両側壁部までの距離が略同一であり、かつ上記放電電極の先端部と上記天井部との上記空気流の流れ方向に垂直な面内方向についての距離が当該天井部における位置によらず略一定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】
上記放電電極における上記絶縁基板から延伸している部分の長さが、上記放電電極の先端部と上記天井部との上記空気流の流れ方向に垂直な面内方向についての距離よりも長いことを特徴とする請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
上記放電電極は、上記絶縁基板に設けられた穴部を貫通し、かつ上記絶縁基板における上記対向電極が配置されている側とは反対側の面で上記絶縁基板に固定されており、
上記絶縁基板における上記対向電極が配置されている側の面に、上記穴部と上記放電電極との隙間を外部から遮蔽する遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
上記放電電極は、延伸部と、上記延伸部の端部に設けられた、上記延伸部よりも当該放電電極の延伸方向に垂直な断面の断面積が広い頭部とを備えており、上記絶縁基板における上記空気流側の面に上記頭部が接合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
上記頭部は、上記延伸部から上記端部に向かうほど上記放電電極の延伸方向に垂直な断面の断面積が連続的に広がった形状を有してい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】
上記放電電極および上記対向電極よりも上記空気流の流れ方向の下流側の位置に、上記空気流の拡散を促進させるための拡散促進部材が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
上記拡散促進部材は、上記空気流の流れ方向を複数方向に分割させるための整流板であることを特徴とする請求項７に記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中にイオンを発生させるイオン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中にイオンを発生させるイオン発生装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、空気の流れ方向に平行に延伸する放電電極と、放電電極の延伸方向に垂直な一方向に放電電極に対向するように配置された接地電極とを備え、それら両電極間で放電を生じさせることでイオンを発生する電気集塵装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０２４８０号公報（２０１３年１０月７日公開）
【特許文献２】特開２０１３−１５７２３６号公報（２０１３年８月１５日公開）
【特許文献３】特開平８−２８６４６９号公報（１９９６年１１月１日公開）
【特許文献４】特開２０１２−２４２０３８号公報（２０１２年１２月１０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、放電電極が空気の流れ方向に平行に配置されており、かつ放電電極に対向する一方向にしか接地電極が設けられていないので、電界が形成される範囲が狭く、イオンの発生効率が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、イオン発生効率の高いイオン発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかるイオン発生装置は、放電電極と対向電極との間に電圧を印加することでこれら両電極間を流れる空気流中にイオンを発生させるイオン発生装置であって、上記放電電極は、絶縁基板から上記空気流の流れ方向に略垂直な方向に延伸しており、上記対向電極は、上記絶縁基板から上記放電電極の延伸方向に略平行な方向に延伸し、かつ上記空気流の流れ方向に略垂直な方向に互いに対向する２つの側壁部と、上記両側壁部における上記絶縁基板から遠い側の端部同士を接続する天井部とを備え、上記放電電極から上記両側壁部までの距離が略同一であり、かつ上記放電電極の先端部と上記天井部との上記空気流の流れ方向に垂直な面内方向についての距離が当該天井部における位置によらず略一定であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、放電電極の先端部と対向電極の天井部との距離が天井部における位置によらず一定になっているので、両電極間に生じる電界を安定させてイオン発生効率を向上させることができる。また、２つの側壁部と天井部とを有する対向電極を用いることで、これら各部に囲まれた領域を通過する空気流を整流させることができ、整流させた空気流中で高濃度なイオンを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるイオン発生装置を備えたイオン放出機器の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態１にかかるイオン発生装置の斜視図である。
【図３】（ａ）は図２に示したイオン発生装置の正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図２に示したイオン発生装置の変形例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態２にかかるイオン発生装置に備えられる放電電極の構成を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図５に示した放電電極を絶縁基板に取り付ける処理を示す説明図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態３にかかるイオン発生装置に備えられる放電電極を絶縁基板に取り付ける処理を示す説明図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、図７に示した処理の変形例を示す説明図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態４にかかるイオン発生装置に備えられる放電電極を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示した放電電極を絶縁基板に取り付ける処理を示す説明図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は図９に示した放電電極の変形例を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態４にかかるイオン発生装置の斜視図である。
【図１２】図１１に示したイオン発生装置の側面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｆ）は、図１１に示したイオン発生装置の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態にかかるイオン放出機器１の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、イオン放出機器１は、筐体部２、風路部３、ファン４、およびイオン発生装置１０を備えている。なお、イオン放出機器１は、当該機器自体が単体として利用されるものであってもよく、例えば、空気清浄器、空調機器、扇風機、換気扇、送風装置、掃除機、冷蔵庫、洗濯機などの各種機器に備えられるものであってもよい。
【００１２】
風路部３は、筐体部２を貫通するように設けられており、風路部３内にはファン（送風機）４およびイオン発生装置１０が設けられている。筐体部２の構成は特に限定されるものではなく、各部材を支持できる程度の強度を有していればよい。
【００１３】
ファン４は、風路部３の吸入口３ａから空気を吸入し、吸入した空気を風路部３の吐出口３ｂに送る。
【００１４】
イオン発生装置１０は、イオンを発生させるイオン発生部１１を備えている。これにより、イオン発生部１１で発生したイオンがファン４によって送風される空気とともに風路部３の吐出口３ｂからイオン放出機器１の外部に放出される。イオン発生装置１０の詳細については後述する。
【００１５】
なお、本実施形態では、ファン４をイオン発生装置１０に対して空気の流れの上流側に配置しているが、これに限るものではなく、下流側に配置してもよく、上流側および下流側の両方に配置してもよい。
【００１６】
また、図１に示した例では、イオン発生装置１０を１つだけ備えているが、これに限らず、複数のイオン発生装置１０を備えてもよい。また、複数のイオン発生装置１０を設ける場合、それら各イオン発生装置１０を空気の流れに対して並列に配置してもよく、直列に配置してもよい。
【００１７】
図２は、イオン発生装置１０の斜視図である。この図に示すように、イオン発生装置１０は、絶縁基板１４と、絶縁基板１４に設けられたイオン発生部１１とを備えている。また、イオン発生部１１は、放電電極１２と対向電極１３とを備えている。
【００１８】
図３の（ａ）はイオン発生部１１の正面図であり、図３の（ｂ）はイオン発生部１１の側面図である。
【００１９】
放電電極１２は、先端部１２ｔが尖った針状の導電部材からなり、絶縁基板１４の一方の面から略垂直方向に突出するように絶縁基板１４に取り付けられている。放電電極１２の材質は特に限定されるものではなく、例えばタングステンやニッケル合金など、従来から公知の電極材料を用いることができる。
【００２０】
なお、本実施形態では、根元部分の直径が０．８ｍｍであり、絶縁基板１４からの突出部分の長さＨ１（図３の（ａ）参照）が９．５ｍｍである針状電極を放電電極１２として用いた。
【００２１】
対向電極１３は、導電性の板状部材を湾曲させたものであり、放電電極１２に対して空気の流れに垂直な方向の周囲を覆うように絶縁基板１４に取り付けられている。すなわち、対向電極１３は、ファン４によって送風される空気の流れの上流側および下流側が開口した門型（トンネル状）の風路を形成するように絶縁基板１４に取り付けられており、上記風路内に放電電極１２が配置されている。
【００２２】
具体的には、図３の（ａ）に示すように、対向電極１３における放電電極１２に対して絶縁基板１４の基板面に平行な方向に対向する領域には平面状の側壁部１３ａ，１３ｂが設けられており、放電電極１２の両側に放電電極１２から距離Ｒ１を隔てて略平行に配置されている。
【００２３】
また、対向電極１３における放電電極１２の先端よりも絶縁基板１４から離れた方向の領域には側壁部１３ａの端部と側壁部１３ｂの端部とを接続する天井部１３ｃが設けられており、天井部１３ｃの空気の流れ方向に垂直な断面における内面側（放電電極１２との対向面）の形状は、放電電極１２の先端部１２ｔ中心とする半径Ｒ１の半円を成す形状になっている。すなわち、空気の流れ方向に垂直な面内における天井部１３ｃと放電電極１２の先端部１２ｔとの距離は、天井部１３ｃ上の位置によらず略一定になっている。なお、本実施形態では、放電電極１２と対向電極１３との間に印加する電圧を５ｋＶとし、上記距離Ｒ１を７ｍｍとした。
【００２４】
また、本実施形態では、対向電極１３における空気の流れ方向に平行な方向の長さＬ、対向電極１３の下流側端部から放電電極１２までの距離Ｌ１、および対向電極１３の上流側端部から放電電極１２までの距離Ｌ２を、Ｌ＝１６ｍｍ、Ｌ１＝７ｍｍ、Ｌ２＝９ｍｍとした。
【００２５】
なお、対向電極１３の材質は、特に限定されるものではなく、少なくとも対向電極１３との対向面が導電性を有する材質であればよい。例えば、対向電極１３は、各種金属材料からなるものであってもよく、プラスチック等からなる基材部の表面（放電電極１２との対向面）に金属箔を貼り付けたものであってもよい。
【００２６】
また、対向電極１３の絶縁基板１４に対する取り付け方法は特に限定されるものではない。例えば、絶縁基板１４に設けた穴部（図示せず）に対向電極１３の一部を差し込むことにより取り付けてもよく、絶縁基板１４に設けた係合部と対向電極１３に設けた被係合部とを係合させることで取り付けてもよく、接着剤、溶接、半田付けなどにより取り付けてもよい。
【００２７】
また、放電電極１２の絶縁基板１４に対する取り付け方法についても特に限定されるものではなく、例えば従来から公知の方法を用いることができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態にかかるイオン発生装置１０は、絶縁基板１４と、空気の流れ方向の上流側および下流側が開口したトンネル形状を成すように絶縁基板１４上に設けられた対向電極１３と、絶縁基板１４と対向電極１３とによって覆われる領域に、空気の流れ方向に対して略垂直な方向に延伸するように設けられた放電電極１２とを備えており、空気の流れ方向に垂直な面内における放電電極１２と対向電極１３との距離が略一定になっている。
【００２９】
これにより、放電電極１２と対向電極１３との間の電界強度が強い領域を放電電極１２の先端部１２ｔに集中させるとともに、放電電極１２と対向電極１３との間に形成される電界（電気力線）を広範囲な領域で安定させることができる。したがって、イオンの発生効率を向上させ、低い印加電圧で大量のイオンを発生させることができる。
【００３０】
また、トンネル形状の対向電極１３によって整流された空気中でイオンを発生させることができるので、イオン濃度をより向上させることができる。
【００３１】
また、対向電極１３は、板状の導電部材を所定の形状に湾曲させて絶縁基板１４に取り付けるだけで形成できるので、加工や取り付けを容易に行うことができる。
【００３２】
なお、放電電極１２の形状は、上述した形状に限るものではない。例えば、太さが上述した値とは異なる針状電極を用いてもよく、針状ではなく線状あるいは棒状の電極を用いてもよい。
【００３３】
また、放電電極１２と対向電極１３との間に印加する電圧、および対向電極１３と放電電極１２の先端との距離Ｒ１は、上述した値に限るものではなく、必要とするイオン発生量等に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
また、放電電極１２の絶縁基板１４からの突出部分の長さＨ１は上述した値に限るものではなく、対向電極１３との間にイオンを発生させるための電界を安定して形成できる値であればよい。なお、放電電極１２の先端部と対向電極１３との距離Ｒ１に対して、Ｈ１≧Ｒ１とすることにより、電界に対する絶縁基板１４の影響を低減し、放電電極１２と対向電極１３との間に形成されるイオンを発生させるための電界を安定させることができる。
【００３５】
また、対向電極１３における空気の流れに平行な方向の長さＬ、対向電極１３における下流側端部から放電電極１２までの距離Ｌ１、および対向電極１３における上流側端部から放電電極１２までの距離Ｌ２は、上述した値に限るものではない。例えば、Ｌ１＝Ｌ２であってもよく、図４の（ａ）に示すようにＬ１＜Ｌ２であってもよく、図４の（ｂ）に示すようにＬ１＞Ｌ２であってもよい。また、対向電極１３として、長さＬが数ｍｍ程度である線状部材を用いてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、放電電極１２を対向電極１３と絶縁基板１４とによって囲まれた風路内に配置しているが、これに限るものではなく、対向電極１３との間に形成される電界によって空気中にイオンを発生することのできる位置に配置すればよい。例えば、図４の（ｃ）に示すように放電電極１２を対向電極１３よりも空気の流れ方向の下流側に配置してもよく、図４の（ｄ）に示すように上流側に配置してもよい。
【００３７】
また、図２の例では、イオン発生部１１を２つ備えている構成を示したが、イオン発生部１１の数はこれに限るものではない。例えば、イオン発生部１１を１つのみ備えた構成であってもよく、３つ以上備えた構成であってもよい。
【００３８】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
従来、基板に対して垂直な方向に突出するように放電電極を基板に取り付ける場合、例えば特許文献２に示されているように、基板に放電電極の外径に対応する穴を設け、放電電極を基板の裏側から上記穴に挿入し、基板の裏側から放電電極と基板とを半田付け等により接合する方法が多用されている。
【００４０】
また、従来、イオン発生装置の放電電極には付着物が堆積しやすく、付着物が堆積するとイオン発生量が低下したり、異常放電の原因になったりする場合があるので、定期的に放電電極を清掃する必要があることが知られている。
【００４１】
しかしながら、上記のように基板に穴を開けて裏側から放電電極を貫通させる構成の場合、放電電極と基板との間の狭い隙間に付着物や埃等が堆積しやすく、清掃作業が非常に手間であるという問題がある。
【００４２】
そこで、本実施形態では、放電電極と基板との隙間に付着物が入り込むことを防止するための構成について説明する。
【００４３】
図５は本実施形態にかかる放電電極１２を示す斜視図であり、図６は放電電極１２を絶縁基板１４に取り付ける処理を示す説明図である。
【００４４】
図６の（ａ）に示したように、まず絶縁基板１４に放電電極１２の外径に対応する形状の穴１４ｈを設ける。また、放電電極１２は、一方向に延伸する延伸部１２ａと、延伸部１２ａの端部（先端部１２ｔとは反対側の端部）に設けられた、延伸部１２ａよりも延伸部１２ａの延伸方向に垂直な断面の断面積が大きい頭部１２ｂとを備えている。なお、本実施形態では、放電電極１２における延伸部１２ａの外径を０．８ｍｍとし、頭部１２ｂの外径を２〜３ｍｍ程度とし、絶縁基板１４に設ける上記穴の径を１ｍｍとした。
【００４５】
次に、図６の（ｂ）に示すように、絶縁基板１４の裏側から放電電極１２の延伸部１２ａを上記穴に挿入して絶縁基板１４を貫通させる。そして、放電電極１２の頭部１２ｂと絶縁基板１４の裏面とを半田１６により接合する。なお、接合方法は半田付けに限るものではなく、他の方法を用いてもよい。
【００４６】
次に、図６（ｃ）に示すように放電電極１２の延伸部１２ａにリング部材（遮蔽部材）１５を貫挿させ、図６（ｄ）に示すようにリング部材１５を放電電極１２と絶縁基板１４とに当接する位置に配置する。
【００４７】
リング部材１５は、例えばゴムなどの絶縁性と弾性とを有する材質からなる環状部材であり、内径が放電電極１２の外径以下であり、外径が絶縁基板１４の穴１４ｈの直径よりも広くなっている。これにより、リング部材１５を径方向外側に広げた状態で放電電極１２の延伸部１２ａに貫挿させ、絶縁基板１４と当接する位置でリング部材１５を広げる力を解除することにより、リング部材１５が収縮して放電電極１２と絶縁基板１４とに密着して位置決めされる。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、絶縁基板１４と放電電極１２との隙間をリング部材１５で遮蔽することにより、放電電極１２と絶縁基板１４との隙間に付着物が付着したり、埃や水分が侵入したりすることを防止でき、付着物や埃等によって異常放電が生じるなどしてイオン発生量が不安定になることを防止できる。すなわち、長期間にわたってイオン発生量を安定して維持することができる。
【００４９】
また、従来の製造方法に加えて、放電電極１２にリング部材１５を取り付けるだけでよいので、生産性の低下や製造コストの増大を招くことなく上記の効果を得ることができる。また、放電電極１２にリング部材１５を取り付けるだけでよいので、既存のイオン発生装置に適用することもできる。また、放電電極１２と絶縁基板１４との間にシール剤を塗布して硬化させる方法に比べて、シール剤を塗布するための工程やシール剤を硬化させるための工程が不要なので、製造工程を簡略化できる。
【００５０】
また、絶縁基板１４の裏側で放電電極１２を絶縁基板１４に固定することにより、固定処理時に放電電極１２の延伸部に付着物（例えば半田付け時のフラックス等）が付着したり、放電電極１２に器具等が接触して変形したりすることを防止できる。
【００５１】
なお、リング部材１５における絶縁基板１４との対向面、絶縁基板１４におけるリング部材１５との対向面、あるいはその両方に接着剤等を塗布しておき、リング部材１５と絶縁基板１４とを接着するようにしてもよい。
【００５２】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
実施形態２では、放電電極１２にリング部材（遮蔽部材）１５を装着することにより放電電極１２と絶縁基板１４との間に付着物、埃、水分等が侵入することを防止していた。これに対して、本実施形態では、リング部材１５に代えてシート状部材（遮蔽部材）１７を用いる。
【００５４】
図７は、シート状部材１７の取り付け方法を示す説明図である。この図に示すように、絶縁基板１４の穴に放電電極１２の延伸部１２ａを挿入して放電電極１２の頭部１２ｂを絶縁基板１４の裏側に半田１６で接合した後、放電電極１２がシート状部材１７を貫通するようにシート状部材１７を移動させ、シート状部材１７を絶縁基板１４と当接する位置まで移動させる。なお、シート状部材１７における放電電極１２が貫通する位置に放電電極１２の外径に応じた穴を予め開けておいてもよい。
【００５５】
また、シート状部材１７における絶縁基板１４との対向面には予め接着剤が塗布されており（あるいは接着層が設けられており）、シート状部材１７は絶縁基板１４に貼り付けられる。なお、接着剤を絶縁基板１４に塗布しておいてもよい。
【００５６】
シート状部材１７の材質は、絶縁性を有する材質であれば特に限定されるものではなく、例えば、軟質塩化ビニール、ウレタン、ポリエチレンなどを用いることができる。また、シート状部材１７の厚さは特に限定されるものではない。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、絶縁基板１４と放電電極１２との隙間をシート状部材１７によって遮蔽する。これにより、実施形態２と同様、放電電極１２と絶縁基板１４との隙間に付着物が付着したり、埃や水分が侵入したりすることを、生産性の低下や製造コストの増大を招くことなく容易に防止できる。
【００５８】
なお、図７の例では、放電電極１２を絶縁基板１４に取り付けてからシート状部材１７を装着しているが、これに限るものではない。例えば、図８に示すように、絶縁基板１４の穴１４ｈを覆うように絶縁基板１４の表面側にシート状部材１７を貼り付けておき、放電電極１２の延伸部１２ａを絶縁基板１４の裏面側から挿入して絶縁基板１４の穴１４ｈおよびシート状部材１７を貫通させるようにしてもよい。これにより、シート状部材１７をより容易に装着することができる。
【００５９】
また、シート状部材１７に代えて、放電電極１２と絶縁基板１４との間の隙間をシール部材で密閉するようにしてもよい。例えば、絶縁基板１４の穴部１４ｈおよびその周囲に流動性物質を塗布（あるいは充填）した後、この穴部１４ｈに放電電極１２を貫通させて放電電極１２を絶縁基板１４に固定し、上記流動性物質を硬化させることで放電電極１２と絶縁基板１４との間を密閉してもよい。あるいは、絶縁基板１４の穴部１４ｈに放電電極１２を挿入して放電電極１２を絶縁基板１４に固定した後、放電電極１２と絶縁基板１４との間およびその周囲に流動性物質を塗布（あるいは充填）し、上記流動性物質を硬化させることで放電電極１２と絶縁基板１４との間を密閉してもよい。上記流動性物質は、硬化後に絶縁性と放電電極１２および絶縁基板１４に対する密着性（あるいは接着性）とを有する材質であれば特に限定されるものではなく、従来から公知の物質を用いることができる。
【００６０】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
上述した実施形態２，３では、絶縁基板１４の裏側から表側に放電電極１２を貫通させ、絶縁基板１４の裏側で放電電極１２を絶縁基板１４に固定する構成について説明した。
【００６２】
しかしながら、絶縁基板１４に穴を開けて放電電極１２を貫通させる構成の場合、放電電極１２を絶縁基板１４へ固定する際に、取付位置あるいは取付角度のずれにより放電電極の先端部の位置ずれが生じたり、絶縁基板１４の穴部と放電電極１２との間の微小ギャップが異常放電の原因になったりする場合がある。
【００６３】
このような問題を解消するための技術として、例えば特許文献３では、平板電極の一部を突起させ、その突起部に電界を集中させて放電を誘起させる技術が開示されている。
【００６４】
しかしながら、特許文献３には、平板電極の一部を突起させるための加工処理自体が非常に難しく、突起部の位置や形状を適切に制御することが困難であるという問題がある。
【００６５】
そこで、本実施形態では、放電電極１２を絶縁基板１４に容易かつ正確に取り付けることができ、かつ異常放電を確実に防止することのできる放電電極１２の取り付け方法を採用する。
【００６６】
図９の（ａ）は本実施形態にかかるイオン発生装置１０に備えられる放電電極１２の構成を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の放電電極１２を絶縁基板１４に取り付けた状態を示す説明図である。
【００６７】
これら各図に示すように、放電電極１２は、延伸部１２ａの端部に設けられた円板状の頭部１２ｂを備えており、この頭部１２ｂが絶縁基板１４に対して取り付けられる。頭部１２ｂの絶縁基板１４に対する取り付け方法は特に限定されるものではなく、例えば、接着、半田付け、あるいは溶接等を用いることができる。
【００６８】
なお、頭部１２ｂは延伸部１２ａと一体的に形成されたものであってもよく、延伸部１２ａの端部に例えば溶接、圧着、あるいは接着等の方法により取り付けられたものであってもよい。
【００６９】
また、頭部１２ｂの形状は円板状に限るものではなく、少なくとも絶縁基板１４との対向面が絶縁基板１４の取り付け面に応じた形状であればよい。例えば、放電電極１２の延伸方向に垂直な断面の形状が多角形や楕円形などの円形以外の形状であってもよい。
【００７０】
なお、頭部１２ｂにおける絶縁基板１４との対向面の一部、および絶縁基板１４における放電電極１２の取り付け面の一部のうちの一方に突起を設け、他方に上記突起に応じた形状の窪みを設けておき、上記突起を上記窪みに挿入することで位置合わせを行うようにしてもよい。また、上記突起を上記窪みに嵌め込むことで放電電極１２を絶縁基板１４に取り付けるようにしてもよい。
【００７１】
また、図１０の（ａ）および（ｂ）に示すように、放電電極１２の延伸部１２ａから頭部１２ｂにかけて断面積が徐々に広がっており、延伸部１２ａと頭部１２ｂとの間に隅角部が形成されない形状としてもよい。これにより、延伸部１２ａと頭部１２ｂとの間の隅角部に付着物や埃等が堆積することを防止し、付着物や埃等に起因する異常放電が生じることをより確実に防止できる。
【００７２】
以上のように、本実施形態にかかるイオン発生装置１０は、放電電極１２が延伸部１２ａと延伸部１２ａの端部に設けられた延伸部１２ａよりも断面積が大きい頭部１２ｂとを備えており、頭部１２ｂを絶縁基板１４の表面に面接触させて放電電極１２を絶縁基板１４に取り付ける（面実装する）。
【００７３】
これにより、放電電極１２を絶縁基板１４に対して簡単な方法で精度よく位置決めして取り付けることができる。また、絶縁基板１４に穴を設けて絶縁基板１４の裏面から放電電極１２を貫通させる構成のように、絶縁基板１４と穴と放電電極１２との間に微小ギャップが生じることがないので、上記微小ギャップに付着物や埃等が堆積したり、上記微小ギャップで異常放電が生じたりすることを防止できる。
【００７４】
また、針状の延伸部１２ａと頭部１２ｂとを有する放電電極１２を作成するだけでよいので、上記特許文献３のような高度な加工技術が不要であり、容易かつ低コストに放電電極１２を形成することができる。また、例えばタングステンやニッケル合金等の比較的加工しにくい材料からなる放電電極１２を用いる場合であっても、容易かつ低コストに放電電極１２を形成することができる。
【００７５】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７６】
従来、高濃度のプラスイオンとマイナスイオンとを同じ領域に滞留させておくと、プラスイオンとマイナスイオンとが中和されてイオン濃度が低下しやすいことが知られている。このため、プラスイオンとマイナスイオンとを発生させて放出するイオン発生装置では、イオン発生領域にファン等により風を送り、発生させたプラスイオンとマイナスイオンとを含む空気を迅速に拡散させる処置が取られている。
【００７７】
例えば、特許文献４には、送風装置（イオン発生装置が搭載される機器）内にイオン発生装置を設けるとともに、送風装置におけるイオン発生装置よりも送風方向下流側に整流板を配置し、イオン発生装置のプラス電極を通った空気とマイナス電極を通った空気とを分離させることが記載されている。
【００７８】
しかしながら、上記特許文献４の技術では、イオン発生装置と整流板との間隔が大きいので、イオン発生装置を通った空気に含まれるプラスイオンとマイナスイオンとが整流板に到達する前に中和されてしまい、イオン濃度の低下を十分に抑制できないという問題がある。
【００７９】
そこで、本実施形態では、プラスイオンとマイナスイオンとが中和されることを適切に抑制することのできるイオン発生装置を提供する。
【００８０】
図１１は、本実施形態にかかるイオン発生装置１０の構成を示す説明図である。この図に示すように、イオン発生装置１０は、放電電極１２と対向電極１３とを有するイオン発生部１１の下流側に、整流板（拡散促進部材）２１と整流板（拡散促進部材）２２とを備えている。
【００８１】
図１２は、本実施形態にかかるイオン発生装置１０の断面図である。この図に示すように、絶縁基板１４の裏面側（イオン発生部１１が設けられている側の面である表面側に対して反対側の面側）には、放電電極１２と対向電極１３との間に印加する電圧を制御するための制御回路や高電圧回路などを有する回路部１８が設けられている。
【００８２】
また、絶縁基板１４の表面側における空気の流れ方向の上流側の部分はイオン発生部１１に流入する空気の流れ方向Ａに対して略平行な平面部１４ａになっており、下流側の部分はイオン発生部１１から遠ざかるほど裏面側に近づくように傾斜した傾斜部１４ｂになっている。なお、イオン発生部１１は平面部１４ａに設けられている。
【００８３】
また、絶縁基板１４の傾斜部１４ｂに対向する位置には整流板２１が配置されており、さらに、整流板２１に対して絶縁基板１４とは反対側に対向する位置には整流板２２が配置されている。なお、整流板２１はイオン発生部１１から遠ざかるほどイオン発生部１１に流入する空気の流れ方向Ａに対して絶縁基板１４に近づく方向に傾斜しており、整流板２２はイオン発生部１１から遠ざかるほど上記流れ方向Ａに対して絶縁基板１４から遠ざかる方向に傾斜している。
【００８４】
これにより、図１２に破線矢印で示したように、イオン発生装置１０を通った空気の一部は絶縁基板１４と整流板２１との間の流路２３ａを通り、絶縁基板１４に近づく方向に流れ方向が曲げられてイオン発生装置１０の外部に排出される。また、イオン発生装置１０を通った空気の他の一部は整流板２１と整流板２２との間の流路２３ｂを通り、流れ方向が変化することなくイオン発生装置１０の外部に排出される。また、イオン発生装置１０を通った空気の他の一部は整流板２２の上面側（絶縁基板１４から遠い側）の流路２３ｃを通って絶縁基板１４から遠ざかる方向に流れ方向が曲げられてイオン発生装置１０の外部に排出される。
【００８５】
なお、本実施形態では、図１２に示したように、絶縁基板１４におけるイオン発生部１１に流入する空気の流れ方向Ａに平行な方向の長さＬｄを６０ｍｍ、イオン発生部１１における当該イオン発生部１１に流入する空気の流れ方向Ａに沿った長さＬを１６ｍｍ、放電電極１２からイオン発生部１１の下流側端部までの距離Ｌ１を７ｍｍ、イオン発生部１１と整流板２１および整流板２２との間隔Ｄ１を３０ｍｍ、整流板２１の長さＷ１を１５ｍｍ、整流板２２の長さＷ２を１５ｍｍ、整流板２１のイオン発生部１１に流入する空気の流れ方向Ａに対する傾斜角度θ１を１４°、整流板２２のイオン発生部１１に流入する空気の流れ方向Ａに対する傾斜角度θ２を１４°に設定している。ただし、各部の寸法、設置角度、形状等はこれに限るものではなく、例えば、イオン発生装置１０の用途、要求されるイオンの量、放電電極１２と対向電極１３との間に印加する印加電圧、イオン発生部１１に流入する空気の風速などの諸条件に応じて適宜変更してもよい。
【００８６】
以上のように、本実施形態にかかるイオン発生装置１０は、当該イオン発生装置１０自体における、イオン発生部１１に対して空気の流れ方向の下流側の位置に、整流板２１，２２を備えている。
【００８７】
これにより、上記特許文献４のようにイオン発生装置１０の下流側にイオン発生装置１０とは別に整流板を設ける場合に比べて、整流板２１，２２をイオン発生部１１に近い位置に設けることができる。このため、イオン発生部１１を通った空気を当該空気に含まれるイオンの濃度が低下する前に拡散させることができる。したがって、イオン発生部１１で発生したプラスイオンとマイナスイオンとが中和されることを抑制し、イオン発生装置１０から排出されるイオン量を増大させることができる。
【００８８】
また、イオン発生装置１０に整流板２１，２２を設けることにより、イオン発生装置１０が搭載される機器に整流板を設ける場合に比べて、当該機器のサイズを小型化することができる。
【００８９】
なお、イオン発生部１１と整流板２１，２２との距離を短くしすぎると、整流板２１，２２によって空気の流れが乱れてしまい、空気の滞留領域が生じてかえってイオン濃度が低下してしまう場合がある。このため、イオン発生部１１と整流板２１，２２との距離は、整流板２１，２２による空気の流れの乱れを抑制でき、かつ、できるだけイオン発生部１１から近い距離に設定することが好ましい。具体的には、イオン発生部１１と整流板２１，２２との距離は、２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【００９０】
また、整流板２１，２２を、イオン発生装置１０に対して着脱可能な構成とし、整流板２１，２２とイオン発生部１１との距離、整流板２１，２２のサイズ、整流板２１，２２の取付角度等の整流板２１，２２の設置条件を変更可能な構成としてもよい。これにより、イオン発生装置１０の用途（イオン発生装置１０が搭載される機器の特性等）に応じて整流板２１，２２の設置条件を変更することができるので、イオン発生装置１０の汎用性を向上させることができる。
【００９１】
また、整流板２１，２２をイオン発生装置１０に対して十分な強度で取り付けることにより、イオン発生装置１０を当該イオン発生装置１０が搭載される機器に装着する作業を行う際に作業者がイオン発生装置１０を把持するための持ち手として機能させるようにしてもよい。
【００９２】
また、プラスイオンを多く含む空気とマイナスイオンを多く含む空気とを分離することができる位置に整流板２１，２２を設けてもよい。これにより、プラスイオンとマイナスイオンとが中和されることをより適切に抑制することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、イオン発生部１１の下流側に２枚の整流板２１，２２を設けているが、これに限らず、イオン発生部１１の下流側にイオン発生部１１を通過した空気の拡散を促進させるための部材（拡散促進部材）が設けられていればよい。
【００９４】
例えば、整流板を１枚だけ設けてもよく、３枚以上設けてもよい。
【００９５】
また、図１３の（ａ）に示すように、絶縁基板１４の表面側におけるイオン発生部１１よりも空気の流れの下流側に、空気の流れ方向に対して傾斜した傾斜部（拡散促進部材）２４を設け、この傾斜部２４によって風向きを変化させることで拡散を促進させる構成としてもよい。なお、傾斜部２４の傾斜角度は特に限定されるものではなく、イオン発生装置１０の用途等に応じて適宜設定すればよい。また、傾斜部２４は絶縁基板１４と一体的に形成されていてもよく、絶縁基板１４に取り付けられるものであってもよい。傾斜部２４を絶縁基板１４に着脱可能にする場合、イオン発生装置１０の用途等に応じて傾斜部２４の形状等を変更することができるので、イオン発生装置１０の汎用性を向上させることができる。
【００９６】
また、図１３の（ｂ）に示すように、傾斜部２４における空気との当接面を曲面にしてもよい。
【００９７】
また、絶縁基板１４の表面の形状は平面に限るものではなく、例えば、図１３の（ｃ）および（ｄ）に示すように、基板面法線方向の厚さが領域毎に異なっていてもよい。
【００９８】
また、図１３の（ｅ）に示すようにイオン発生部１１に整流板（拡散促進部材）２１を設けてもよく、図１３の（ｆ）に示すようにイオン発生部１１に整流板（拡散促進部材）２１および整流板（拡散促進部材）２２を設けてもよい。
【００９９】
なお、実施形態１では、対向電極１３が放電電極１２の周囲を囲む門型の形状である構成について説明したが、実施形態２〜５においては対向電極１３の形状はこれに限るものではない。
【０１００】
〔まとめ〕
本発明の態様１にかかるイオン発生装置１０は、空気流中にイオンを発生させるイオン発生装置１０であって、絶縁基板１４と、上記絶縁基板１４から上記空気流の流れ方向と交差する方向に延伸する放電電極１２と、上記絶縁基板１４との間に上記空気流の流れ方向の上流側および下流側が開口した風路を形成する対向電極１３とを備え、上記放電電極１２と上記対向電極１３との間に電圧を印加することにより、上記風路を通過する空気流中にイオンを発生させることを特徴としている。
【０１０１】
上記の構成によれば、放放電電極１２と風路を形成する対向電極１３との間に安定した電界を形成することができるので、イオン発生効率を向上させることができる。また、対向電極と絶縁基板との間に形成される風路によって整流された空気流中でイオンを発生することにより、高濃度なイオンを安定して発生させることができる。
【０１０２】
本発明の態様２にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１において、上記放電電極１２は、上記空気流の流れ方向に対して略直交する方向に延伸しており、上記対向電極１３は、上記絶縁基板１４の基板面に略平行かつ上記空気流の流れ方向に略垂直な方向に所定の距離（Ｒ１×２）を隔てて対向するように上記絶縁基板１４上に形成された２つの側壁部１３ａ，１３ｂと、上記両側壁部１３ａ，１３ｂにおける上記絶縁基板１４から遠い側の端部同士を接続する天井部１３ｃとを備え、上記放電電極１２から上記両側壁部１３ａ，１３ｂまでの距離が略同一（Ｒ１）であり、かつ上記放電電極１２の先端部１２ｔと上記天井部１３ｃとの上記空気流の流れ方向に垂直な面内方向についての距離Ｒ１が当該天井部１３ｃにおける位置によらず略一定である構成である。
【０１０３】
上記の構成によれば、放電電極１２の先端部１２ｔと対向電極１３の天井部１３ｃとの距離Ｒ１が天井部１３ｃにおける位置によらず一定になっているので、放電電極１２と対向電極１３との間に生じる電界を安定させてイオン発生効率を向上させることができる。
【０１０４】
本発明の態様３にかかるイオン発生装置１０は、上記態様２において、上記放電電極１２における上記絶縁基板１４から延伸している部分の長さＨ１が、上記放電電極１２の先端部１２ｔと上記天井部１３ｃとの上記空気流の流れ方向に垂直な面内方向についての距離Ｒ１よりも長い構成である。
【０１０５】
上記の構成によれば、絶縁基板１４が放電電極１２の先端部１２ｔに生じる電界に影響を及ぼすことを確実に防止し、放電電極１２の先端部１２ｔと天井部１３ｃとの間の電界を安定させてイオン発生効率を向上させることができる。
【０１０６】
本発明の態様４にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記放電電極１２は、上記風路内に配置されている構成である。
【０１０７】
上記の構成によれば、上記風路を通過する整流された空流中でイオンを発生させることができるので、イオン発生効率を向上させるとともに、高濃度なイオンを安定して生成することができる。
【０１０８】
本発明の態様５にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１から４のいずれかにおいて、上記放電電極１２は、上記絶縁基板１４に設けられた穴部１４ｈを貫通し、かつ上記絶縁基板１４における上記対向電極１３が配置されている側とは反対側の面で上記絶縁基板１４に固定されており、上記絶縁基板１４における上記対向電極１３が配置されている側の面に、上記穴部１４ｈと上記放電電極１２との隙間を外部から遮蔽する遮蔽部材（リング部材１５、シート状部材１７）が配置されている構成である。
【０１０９】
上記の構成によれば、絶縁基板１４と放電電極１２との隙間に付着物や埃等が堆積することを防止し、異常放電によってイオン発生効率が低下することを防止できる。また、絶縁基板１４と放電電極１２との隙間を清掃する作業を頻繁に行う必要をなくすことができる。
【０１１０】
本発明の態様６にかかるイオン発生装置１０は、上記態様５において、上記遮蔽部材（リング部材１５）は、上記放電電極１２に装着された環状の弾性部材であるという構成である。
【０１１１】
上記の構成によれば、環状の弾性部材からなる遮蔽部材（リング部材１５）を放電電極１２に装着するだけでよいので、簡単な作業で遮蔽部材（リング部材１５）を取り付けることができる。また、遮蔽部材（リング部材１５）を備えていない既存のイオン発生装置に容易に適用することもできる。
【０１１２】
本発明の態様７にかかるイオン発生装置１０は、上記態様５において、上記遮蔽部材（シート状部材１７）は、上記放電電極１２によって貫通されるとともに上記絶縁基板１４における上記穴部１４ｈの周囲に貼り付けられたシート状部材であるという構成である。
【０１１３】
上記の構成によれば、シート状部材からなる遮蔽部材（シート状部材１７）を絶縁基板１４における穴部１４ｈの周囲に貼り付けるだけでよいので、簡単な作業で遮蔽部材（シート状部材１７）を取り付けることができる。また、遮蔽部材（シート状部材１７）を備えていない既存のイオン発生装置に容易に適用することもできる。
【０１１４】
本発明の態様８にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１から４のいずれかにおいて、上記放電電極１２は、延伸部１２ａと、上記延伸部１２ａの端部に設けられた、上記延伸部１２ａよりも当該放電電極１２の延伸方向に垂直な断面の断面積が広い頭部１２ｂとを備えており、上記絶縁基板１４における上記空気流側の面に上記頭部１２ｂが接合されている構成である。
【０１１５】
上記の構成によれば、放電電極１２の頭部１２ｂを絶縁基板１４上に位置合わせして接合するだけでよいので、放電電極１２を絶縁基板１４に簡単な作業で正確に接合することができる。
【０１１６】
本発明の態様９にかかるイオン発生装置１０は、上記態様８において、上記頭部１２ｂは、上記延伸部１２ａから上記端部に向かうほど上記放電電極１２の延伸方向に垂直な断面の断面積が連続的に広がった形状を有している構成である。
【０１１７】
上記の構成によれば、延伸部１２ａと頭部１２ｂとの接続部に隅角部が形成されることを防止し、隅角部に付着物や埃等が堆積して異常放電が生じることを防止できる。
【０１１８】
本発明の態様１０にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１から９のいずれかにおいて、上記放電電極１２および上記対向電極１３よりも上記空気流の流れ方向の下流側の位置に、上記空気流の拡散を促進させるための拡散促進部材（整流板２１，２２、傾斜部２４）が配置されている構成である。
【０１１９】
上記の構成によれば、イオン発生装置１０内に拡散促進部材（整流板２１，２２、傾斜部２４）を設けることにより、イオン発生領域（放電電極１２と対向電極１３との間の領域）から拡散促進部材（整流板２１，２２、傾斜部２４）までの距離を、拡散促進部材をイオン発生装置の外部に設ける場合よりも短くすることができる。これにより、放電電極１２と対向電極１３との間で生成されたイオンを拡散促進部材（整流板２１，２２、傾斜部２４）によって迅速に拡散させることができるので、プラスイオンとマイナスイオンが中和されることを抑制し、イオン濃度の低下を抑制することができる。
【０１２０】
本発明の態様１１にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１０において、上記拡散促進部材（整流板２１，２２）は、上記空気流の流れ方向を複数方向に分割させるための整流板であるという構成である。
【０１２１】
上記の構成によれば、放電電極１２と対向電極１３との間で生成されたイオンを含む空気流の流れ方向を複数方向に分割させて迅速に拡散させることができる。
【０１２２】
本発明の態様１２にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１０において、上記拡散促進部材（傾斜部２４）は、上記空気流の流れ方向に対して傾斜した傾斜部材であるという構成である。
【０１２３】
上記の構成によれば、傾斜部材によって空気流の流れ方向を変換させ、迅速に拡散させることができる。
【０１２４】
本発明の態様１３にかかるイオン発生装置１０は、上記態様１０から１２のいずれかにおいて、上記拡散促進部材（整流板２１，２２、傾斜部２４）は、当該イオン発生装置１０に対して着脱可能であるという構成である。
【０１２５】
上記の構成によれば、イオン発生装置１０の用途やイオン発生装置１０に要求される特性等に応じて拡散促進部材（整流板２１，２２、傾斜部２４）を交換することができるので、イオン発生装置の汎用性を向上させることができる。
【０１２６】
本発明は、上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、空気中にイオンを発生させるイオン発生装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  イオン放出機器
４  ファン
１０  イオン発生装置
１１  イオン発生部
１２  放電電極
１２ａ  延伸部
１２ｂ  頭部
１２ｔ  先端部
１３  対向電極
１３ａ  側壁部
１３ｂ  側壁部
１３ｃ  天井部
１４  絶縁基板
１４ａ  平面部
１４ｂ  傾斜部
１４ｈ  穴部
１５  リング部材（遮蔽部材）
１７  シート状部材（遮蔽部材）
２１，２２  整流板（拡散促進部材）
２４  傾斜部（拡散促進部材）
【図１】
2016035866.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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