イオン測定装置
【課題】イオンの量を精度良く検出することが可能なイオン測定装置を提供する。
【解決手段】筐体の空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を吸い込み、空気通路に配置されたイオン検出電極により空気中に含まれるイオン量を検出するとき、合成樹脂製の筐体に発生しやすい静電気を帯電防止剤や導電層により未然に防ぎ、または発生した静電気を導電層より導体である把持部から人体を通して外部に放出するので、イオンの量を精度良く検出することができる。
【解決手段】筐体の空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を吸い込み、空気通路に配置されたイオン検出電極により空気中に含まれるイオン量を検出するとき、合成樹脂製の筐体に発生しやすい静電気を帯電防止剤や導電層により未然に防ぎ、または発生した静電気を導電層より導体である把持部から人体を通して外部に放出するので、イオンの量を精度良く検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれるイオンの量を検出するイオン測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオン発生装置から室内空間に放出されたイオンの量を測定し、イオンの発生状況をチェックするイオン測定装置として特許文献１に示すものが知られている。
【０００３】
このイオン測定装置は、合成樹脂製の略直方体状の筐体の表面に、２つの検出電極と、４つの発光ダイオードとから表示装置とを備え、２つの検出電極のうちの一方の検出電極にプラスの電圧を印加して、プラスと逆極性の電荷を帯びたマイナスイオンを選択的に捕獲し、他方の検出電極にマイナスの電圧を印加して、マイナスと逆極性の電荷を帯びたプラスイオンを選択的に捕獲している。
【０００４】
検出電極から捕獲されたイオンの個数に応じた電圧が出力されるので、その出力された電圧に基づいて演算手段によりイオンの量を演算し、表示装置の４つの発光ダイオードの点灯の組み合わせによって、捕獲されたイオンの量を段階的に表示するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０５２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種のイオン測定装置において、装置の外郭を構成する筐体は製品設計を容易にするため合成樹脂により構成されることが多い。一方、検出電極では、その検出精度を上げるため、筐体や他の構成部材と非接触になるように所定の間隔をおいて配置され、かつ、電気絶縁体を介して筐体に保持されるようになっている。
【０００７】
しかし、イオン測定装置において、筐体が合成樹脂であるため、静電気が発生しやすくなり、特に、送風により空気を筐体側に接触させると、静電気が発生しやすくなる。そのため、たとえ、検出電極と筐体とが絶縁体により非接触状態を保つ構造になっていたとしても、合成樹脂製の筐体側に静電気が蓄えられ、検出電極に悪い影響を与え、イオンの測定精度を低下させる原因になっている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑み、合成樹脂製の筐体を用いてもイオンの量を精度良く測定することができるイオン測定装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では、合成樹脂製の筐体に形成された空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を導入してイオン検出電極により空気に含まれるイオン量を検出するイオン測定装置であって、前記筐体にイオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によると、静電気抑制手段により、イオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去するので、静電気が発生しやすい合成樹脂製の筐体であっても、静電気による測定精度の低下を抑えることができる。
【００１１】
検出電極は、筒状の電極と、その中心に配置された線状の電極とを備えているので、板状の電極を用いてイオンを検出する場合に比べて、イオンの検出面積を大きくすることができる。このとき、検出電極の両端部は電気絶縁性の支持部を介して筐体に支持されているので、静電気が発生しやすい筐体と検出電極とは確実に電気絶縁することができる。
【００１２】
支持部は、電極の両端外周面に嵌合されて電極を保持する保持リングと、該保持リングの径方向に差し渡されて線電極の両端を保持する差渡片とから構成すると、筒状の電極と線状の電極とを一度に保持することができる。なお、支持部としては、電気絶縁性に優れたフッ素樹脂系の素材を使用すれば、軽量かつ優れた電気絶縁性を発揮することができる。
【００１３】
また、静電気抑制手段は、筐体内側に形成され、前記検出電極と非接触の内側導電層と、筐体外部に設けられ、前記内側導電層と電気的に導通する外側導電層とを含む。
【００１４】
上記構成によると、たとえ、筐体の内部に静電気が発生したとしても筐体外部の外側導電層に導電体（人体を含む）が接触すれば、導電体を通して静電気が外部に逃げるので、検知精度の低下を回避することができる。
【００１５】
この場合の内側導電層および／または外側導電層は金属の表面処理膜を形成する。例えば、金属メッキ層あるいは金属蒸着層である。これにより、薄膜の導電層を形成することができる。
【００１６】
その他の静電気抑制手段としては、筐体を形成する合成樹脂に帯電防止剤を添加することが行われる。帯電防止剤の添加は、帯電防止剤を樹脂素材に練込む、帯電防止剤を樹脂表面に塗布する、あるいは帯電防止剤をコーティングしたフィルムを樹脂表面に貼り付ける等がある。
【００１７】
なお、筐体の大きさは、導電体（人体を含む）から静電気を逃がすために、ハンディタイプのものが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、合成樹脂製の筐体の空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を吸い込み、空気通路に配置されたイオン検出電極により空気中に含まれるイオン量を検出するとき、合成樹脂製の筐体に発生しやすい静電気を未然に防ぎ、または発生した静電気を除去するので、イオンの量を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態を示すイオン測定装置の外観斜視図である。
【図２】イオン測定装置の分解斜視図である。
【図３】イオン発生装置の上面筐体部を取り除いて内部を示す断面図である。
【図４】イオン発生装置の中央切断断面を示す側面断面図である。
【図５】図４の斜視図である。
【図６】イオン測定装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のイオン測定装置は、筐体１に形成された空気取入口２から筐体内の空気通路３にイオンを含む空気を導入して、イオン検出電極４，５により空気中に含まれるイオンの量を検出するもので、合成樹脂製の前記筐体１に、イオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を未然に防止し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段６が設けられたものである。
【００２１】
筐体１は、製品設計を容易にするため合成樹脂製とされている。例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）により形成される。ＡＢＳ樹脂は、剛性、硬度、加工性、耐衝撃性、曲げ疲労性などの機械的特性のバランスに優れている。
【００２２】
筐体１は、断面コ字形の上面筐体部１Ａと同じく断面コ字形の下面筐体部１Ｂとが、その開放面を互いに対向させて接合し、筒状に形成すると共に、その筒体の一側に、空気取入口２が形成された空気取入側キャップ７を嵌合し、また、他側に、排気口８が形成された排気側キャップ９を嵌合することで、全体として直方体形状に形成される。
【００２３】
筐体１の大きさは、測定したい空間のイオンの量を測定するため、持ち運び可能なハンディタイプの大きさに形成されている。例えば、筐体１は、縦６０ｍｍ〜１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ〜３００ｍｍ、高さが２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定される。
【００２４】
筐体内部の下面筐体部１Ｂには、図３に示すように、左右両側のキャップ７，９間の中央位置に仕切受け１０が形成され、この仕切受け１０と前記空気取入側キャップ７に形成された電極受け１１との間でイオン検出電極４，５を支持するようになっている。
【００２５】
イオン検出部１２は、検出電極４，５とオペアンプ１３とを備えている。検出電極は、筒状の電極４と、その中心に配置された線状の電極５とを備えている。線状電極５の周囲に筒状の電極４を配置したので、イオンの量を検出する検出面積を大きくすることができる。
【００２６】
筒状の電極４は、その両端部が電気絶縁性の保持リング１５、１６を介して前記仕切受け１０と電極受け１１にそれぞれ支持されている。保持リング１５，１６は、リング状に形成されて筒状の電極４の両端外周面に嵌合され、筒状の電極４を保持するようにしている。また、保持リング１５，１６の径方向には差渡片１７が差し渡し形成され、その中心部の孔に線電極５の両端が挿入支持されている。この保持リング１５，１６と差渡片１７とにより、検出電極を支持する支持部が構成される。
【００２７】
保持リング１５，１６及び差渡片１７は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）から一体的に形成されている。ＰＴＦＥは合成樹脂の中で最も優れた電気絶縁性を有し、摩擦係数も最小である。
【００２８】
保持リング１５，１６は、空気取入れ側の電極受け１１と中央側の仕切受け１０に夫々嵌合支持されている。そのため、保持リング自体が、その高い電気絶縁性のため、筒状の電極４と接触しても電気的に絶縁して筐体１側への導通を遮断するため、イオンの測定精度を高めることができる。
【００２９】
空気取入れキャップ７には、筒状の電極４の開口に対向して空気取入口２が形成されている。空気取入口２の前面にはダストカバー１８が着脱自在に設けられ、空気中の塵や埃などが筐体内の空気通路３中に入り込むのを防止している。
【００３０】
一方、排気側キャップ９には、その中央部に排気口８が形成されている。排気口８はスリット状に形成され、筐体内の空気通路３への塵埃の侵入を極力抑えるようになっている。
【００３１】
排気側キャップ９の裏面には排気口８の内側で支持枠２０が形成され、この支持枠２０に排気ファン２１が嵌め込み設置されている。排気ファン２１は、例えば、軸流ファンから構成される。
【００３２】
筐体１内では、排気ファン２１の駆動により、空気取入側キャップ７の空気取入口２からイオンを含む空気を取り入れ、イオン検出部１２で空気中に含まれるイオンの量を検出し、取り入れた空気を下流側の排気口８から外部に放出する空気通路３が形成されている。
【００３３】
なお、排気ファン２１の駆動力は、計測する室内空間の空気を筐体内で計測するためのものであるので、空気取入口２から空気通路３に取り込む吸引力は低いもので十分である。
【００３４】
次に、下面筐体部１Ｂには、検出電極４，５に隣接してオペアンプ１３が設けられる。オペアンプ１３は、図２に示すアンプ基板２２に搭載される。アンプ基板２２は、検出電極４，５に隣接する矩形のシールドケース２３に収納され、シールドカバー２４によってシールドされている。検出電極の線状電極５および筒状の電極４は、アンプ基板２２にリード線を介して電気的に接続されている。アンプ基板２２は、図２に示すメイン基板２５にリード線を介して電気的に接続される。
【００３５】
また、下面筐体部１Ｂの裏面側には、電源としてのバッテリ２６を収容する凹状の収容部２７が形成されており、この収容部２７が下面筐体部の内側に突出するように設けられている。このバッテリ収容部２７にはバッテリカバー２８が着脱自在に設けられている。なお、電源はバッテリのみならず、ＡＣアダプタを介して直流電源を供給するＤＣジャックも付設するようにすればよい。
【００３６】
前記メイン基板２５には、図６に示すように、マイクロコンピュータから構成される測定制御部３０および複数の発光ダイオード３１ａ（ＬＥＤ）からなる表示部３１が搭載されている。メイン基板２５は、前記アンプ基板２２を収容するシールドケース２３および前記バッテリ収容部２７を覆うように配置され、下面筐体部１Ｂおよび上面筐体部１Ａの内側から突出する支持ピン３３によって挟み込まれるように支持される。
【００３７】
上面筐体部１Ａには、表示窓３４が貫通され、表面側にイオン量を段階的に表示する表示シート３５が貼り付けられる。
【００３８】
空気取入側キャップ７には、図３に示すように、イオン検出電極４，５をオン・オフし、また、検出イオンの正負の種類を切換え可能な運転・切換えスイッチ３７が設けられている。
【００３９】
また、前記静電気抑制手段６は、静電気が発生しやすい合成樹脂から発生した静電気を外部に逃がすように設定されている。静電気を外部に逃がすため、導電体（人体を含む）を通じて静電気を逃がすように工夫されている。
【００４０】
すなわち、静電気抑制手段６は、筐体内側に形成された、検出電極４，５と非接触の内側導電層４０と、前記内側導電層４０と電気的に導通する外側導電層４１とを含み、外側導電層４１は、使用者が筐体１を把持する把持部４２に設けられている。換言すると、外側導電層４１を筐体１の把持部４２に形成し、かつ内側導電層４０と導通するように、内外の導電層４０，４１が導通する導通部４３を筐体１に貫通して設けている。
【００４１】
本例においては、筐体１の内側のほぼ全域に内側導電層４０を形成し、外側導電層４１を筐体１の外側に形成すると共に、その端部導通部４３が筐体１を貫通して内側導電層４０に導通するように延長している。
【００４２】
外側導電層４１は、筐体１の把持部４２に形成される。把持部４２は、使用者が筐体１を持ち運びするために筐体を把持する箇所である。通常、筐体１の中央部が把持部となるが、把持部４２は、適所に所定の大きさで形成して配置すればよい。
【００４３】
別の態様として、外側導電層４１を筐体１の外側全域に形成してもよい。筐体１の外側全域に外側導電層を設けると、静電気が発生しやすい合成樹脂製の筐体１に、導電体（人体を含む）が接触するだけで、導電体を通じて静電気を逃がすことができる。この場合も内外の導電層４０，４１が導通する導通部４３を設けることは勿論である。
【００４４】
なお、表示シート３５の領域は、発光表示するために導電層がない方が好ましいが、外側導電層４１は、表示シート３５の表面をも覆うようにしてもよい。
【００４５】
また、内側導電層４０および外側導電層４１の導電化は金属による表面処理膜を形成することで行っている。例えば、クロムメッキ等の金属メッキあるいは金属蒸着により導電層４０，４１を形成している。金属メッキ又は金属蒸着による表面処理膜は、内側導電層４０および外側導電層４１の両方またはその一方であってもよい。その他の表面は例えば金属シートを貼り付けるようにしてもよい。
【００４６】
また、導電化は、上述の表面処理膜を施す場合と、素材そのものを導電化する場合の二通りがある。後者の導電化としては、筐体を構成する合成樹脂にカーボンや金属を混合して材料自体を導電化し、電気抵抗値を１０２〜１０５Ω・cmまで下げることが考えられる。
【００４７】
また、別の静電気抑制手段としては、合成樹脂に帯電防止剤を添加する。帯電防止剤としては界面活性剤が挙げられる。添加する方式としては、樹脂に帯電防止剤を練込む方式、樹脂表面へ帯電防止剤を塗布する方式、さらにはフィルムに帯電防止剤をコーティングし、このフィルムを貼りつける方式が挙げられる。
【００４８】
練込型帯電防止剤としては、非イオン性界面活性剤を使用し、その配合量としては１．５〜２重量部が好適である。表面塗布型の帯電防止剤の場合、両性界面活性剤を用い、筐体の表面に塗布する。また、フィルムコーティング剤用帯電防止剤としては、例えば、陰イオン性界面活性剤配合物をフィルムにコーティングし、筐体に貼り付ける方法が挙げられる。
【００４９】
図６はイオン測定装置のブロック構成図である。検出電極４，５はオペアンプ１３に接続され、オペアンプ１３は、検出電極４，５から出力される電圧を増幅する。オペアンプ１３によって増幅された電圧は、マイクロコンピュータから構成される測定制御部３０に入力される。
【００５０】
測定制御部３０は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、検出電極４，５にオペアンプを通して供給電圧を印加すると共に、検出電極４，５からオペアンプ１３を通して入力された電圧に基づいてイオンの量を演算し、表示部３１に出力する。表示部３１には複数の発光ダイオード３１ａが設けられ、捕獲されたイオンの量によって段階的に点灯表示する。
【００５１】
切換えスイッチ３７は、線状の電極５および筒状の電極４に印加する電圧の極性を切り換える。切換スイッチからの切換信号は測定制御部３０に入力され、測定制御部３０からの制御信号により検出電極４，５に所定の電圧が印加される。
【００５２】
例えば、線状の電極５には、プラスの電圧を印加することによって、プラスと逆極性の電荷を帯びたマイナスイオンが選択的に捕獲される。また、筒状の電極４には、マイナスの電圧を印加することによって、マイナスと逆極性の電荷を帯びたプラスイオンが選択的に捕獲される。切換えスイッチ３７は、例えば、筒状の電極４をゼロボルトとして、線状の電極５にプラスの電圧あるいはマイナスの電圧を印加するよう、切り換えることもできる。これにより、線状の電極５と筒状の電極４とによる１系統の回路により、マイナスイオンとプラスイオンの両イオンの測定が可能となる。なお、検出電極４，５の電圧は、プラスマイナス２〜５０ボルトの範囲、好ましくは、プラスマイナス５ボルトの範囲内で与える。
【００５３】
上記構成において、イオンの量の測定は、空気取入口２から筐体１内の空気通路３にイオンを含む空気を導入して、線状の電極５と筒状の電極４との間に電位差を設け、イオン検出電極４，５により空気中に含まれるイオン量を検出する。
【００５４】
例えば、線状の電極５にプラスの電圧を印加することによって、プラスと逆極性の電荷を帯びたマイナスイオンが選択的に捕獲し、また、筒状の電極４には、マイナスの電圧を印加することによって、マイナスと逆極性の電荷を帯びたプラスイオンが選択的に捕獲する。
【００５５】
イオンは、１個当たり、１．６０２２×１０-19 クーロンの電荷Ｑをもっているので、電極からは捕獲された個数ｎに応じた電圧が出力される。単位面積（１平方センチメートル）当たりの捕獲されたイオンの個数（個／ｓｅｃ／ｃｍ2 ）によってイオンの量が表される。イオンの量は、通常、単位体積当たりのイオンの個数、あるいは単位時間当たりのイオンの個数となる。
【００５６】
この検出電圧をオペアンプ１３により増幅して測定制御部３０に入力し、ここで、入力された電圧に基づいてイオンの量を演算し、表示部３１に出力し、表示部３１の複数の発光ダイオード３１ａによって、捕獲されたイオンの量を段階的に点灯表示する。
【００５７】
このとき、イオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段６を筐体１に設けているので、静電気が発生しやすい合成樹脂製の筐体１であっても、静電気による測定精度の低下を防止することができ、また合成樹脂の使用による設計の自由度を大幅に向上させることができる。
【００５８】
さらに、検出電極４，５の両端部は、電気絶縁性の保持リング１５，１６を介して筐体１に支持されているので、静電気が発生しやすい筐体１と検出電極４，５とを確実に電気絶縁することができる。
【００５９】
このとき、検出電極４，５の支持部は、検出電極４，５の両端外周面に嵌合されて電極を保持する保持リング１５，１６と、該保持リング１５，１６の径方向に差し渡されて線電極の両端を保持する差渡片１７とから構成すると、筒状の電極４と線状の電極５とを一度に保持することができる。ここで、支持部として、電気絶縁性に優れたフッ素樹脂系の素材を使用しているので、軽量かつ確実な電気絶縁が可能となる。
【００６０】
また、静電気抑制手段６として、筐体内側に検出電極４，５と非接触の内側導電層４０を形成し、この内側導電層４０と電気的に導通する外側導電層４１を筐体外部の把持部４２に形成しているので、たとえ、筐体１の内部に静電気が発生したとしても筐体外部の把持部４２を、導電体、例えば、人が握れば、人体を通じて静電気が外部に逃がすことができる。そのため、静電気による検出電圧への悪影響を抑制し、イオン測定精度の低下を防ぐことができる。
【００６１】
また、筐体の外側全域にクロムメッキ等の金属メッキ処理（表面処理膜）を施すと、筐体１の内部に静電気が発生したとしても筐体外部の外側導電層に、導電体、例えば、人が接触すれば、人体を通じて静電気が外部に逃げることになるので、把持部の有無に拘わらず、静電気を外部に逃がすことができ、イオン測定精度の低下を防ぐことができる。
【００６２】
また、別の静電気抑制手段６としては、筐体を形成する合成樹脂に添加された帯電防止剤から構成すると、静電気の発生を抑制することができる。
【００６３】
このようなハンディタイプのイオン測定装置は、イオンを放出して室内空間を殺菌処理するイオン発生装置について、イオン発生装置から放出されるイオンの量を測定するのに好適に使用することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、合成樹脂製の筐体１に帯電防止剤を添加し、かつ筐体の内側と外側とに導電層４０，４１を形成し、筐体外側の把持部４２に外側導電層４１を形成した例を示したが、帯電防止剤及び内外の導電層４０，４１のうち、いずれか一つを採用して筐体１を形成するようにしてもよい。また、本例では検出電極を筒状電極と線状電極から構成したが、他の形状の電極、例えば、板状電極を用いてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 筐体
１Ａ 上面筐体部
１Ｂ 下面筐体部
２ 空気取入口
３ 空気通路
４ 筒状の電極
５ 線状の電極
６ 静電気抑制手段
７ 空気取入側キャップ
８ 排気口
９ 排気側キャップ
１０ 仕切受け
１１ 電極受け
１２ イオン検出部
１３ オペアンプ
１５，１６ 保持リング
１７ 差渡片
１８ ダストカバー
２０ 支持枠
２１ 排気ファン
２２ アンプ基板
２３ シールドケース
２４ シールドカバー
２６ バッテリ
２７ 収容部
２８ バッテリカバー
３０ 測定制御部
３１ 表示部
３１ａ 発光ダイオード
３３ 支持ピン
３４ 表示窓
３５ 表示シート
４０ 内側導電層
４１ 外側導電層
４２ 把持部
４３ 導通部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれるイオンの量を検出するイオン測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオン発生装置から室内空間に放出されたイオンの量を測定し、イオンの発生状況をチェックするイオン測定装置として特許文献１に示すものが知られている。
【０００３】
このイオン測定装置は、合成樹脂製の略直方体状の筐体の表面に、２つの検出電極と、４つの発光ダイオードとから表示装置とを備え、２つの検出電極のうちの一方の検出電極にプラスの電圧を印加して、プラスと逆極性の電荷を帯びたマイナスイオンを選択的に捕獲し、他方の検出電極にマイナスの電圧を印加して、マイナスと逆極性の電荷を帯びたプラスイオンを選択的に捕獲している。
【０００４】
検出電極から捕獲されたイオンの個数に応じた電圧が出力されるので、その出力された電圧に基づいて演算手段によりイオンの量を演算し、表示装置の４つの発光ダイオードの点灯の組み合わせによって、捕獲されたイオンの量を段階的に表示するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０５２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種のイオン測定装置において、装置の外郭を構成する筐体は製品設計を容易にするため合成樹脂により構成されることが多い。一方、検出電極では、その検出精度を上げるため、筐体や他の構成部材と非接触になるように所定の間隔をおいて配置され、かつ、電気絶縁体を介して筐体に保持されるようになっている。
【０００７】
しかし、イオン測定装置において、筐体が合成樹脂であるため、静電気が発生しやすくなり、特に、送風により空気を筐体側に接触させると、静電気が発生しやすくなる。そのため、たとえ、検出電極と筐体とが絶縁体により非接触状態を保つ構造になっていたとしても、合成樹脂製の筐体側に静電気が蓄えられ、検出電極に悪い影響を与え、イオンの測定精度を低下させる原因になっている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑み、合成樹脂製の筐体を用いてもイオンの量を精度良く測定することができるイオン測定装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では、合成樹脂製の筐体に形成された空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を導入してイオン検出電極により空気に含まれるイオン量を検出するイオン測定装置であって、前記筐体にイオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によると、静電気抑制手段により、イオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去するので、静電気が発生しやすい合成樹脂製の筐体であっても、静電気による測定精度の低下を抑えることができる。
【００１１】
検出電極は、筒状の電極と、その中心に配置された線状の電極とを備えているので、板状の電極を用いてイオンを検出する場合に比べて、イオンの検出面積を大きくすることができる。このとき、検出電極の両端部は電気絶縁性の支持部を介して筐体に支持されているので、静電気が発生しやすい筐体と検出電極とは確実に電気絶縁することができる。
【００１２】
支持部は、電極の両端外周面に嵌合されて電極を保持する保持リングと、該保持リングの径方向に差し渡されて線電極の両端を保持する差渡片とから構成すると、筒状の電極と線状の電極とを一度に保持することができる。なお、支持部としては、電気絶縁性に優れたフッ素樹脂系の素材を使用すれば、軽量かつ優れた電気絶縁性を発揮することができる。
【００１３】
また、静電気抑制手段は、筐体内側に形成され、前記検出電極と非接触の内側導電層と、筐体外部に設けられ、前記内側導電層と電気的に導通する外側導電層とを含む。
【００１４】
上記構成によると、たとえ、筐体の内部に静電気が発生したとしても筐体外部の外側導電層に導電体（人体を含む）が接触すれば、導電体を通して静電気が外部に逃げるので、検知精度の低下を回避することができる。
【００１５】
この場合の内側導電層および／または外側導電層は金属の表面処理膜を形成する。例えば、金属メッキ層あるいは金属蒸着層である。これにより、薄膜の導電層を形成することができる。
【００１６】
その他の静電気抑制手段としては、筐体を形成する合成樹脂に帯電防止剤を添加することが行われる。帯電防止剤の添加は、帯電防止剤を樹脂素材に練込む、帯電防止剤を樹脂表面に塗布する、あるいは帯電防止剤をコーティングしたフィルムを樹脂表面に貼り付ける等がある。
【００１７】
なお、筐体の大きさは、導電体（人体を含む）から静電気を逃がすために、ハンディタイプのものが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、合成樹脂製の筐体の空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を吸い込み、空気通路に配置されたイオン検出電極により空気中に含まれるイオン量を検出するとき、合成樹脂製の筐体に発生しやすい静電気を未然に防ぎ、または発生した静電気を除去するので、イオンの量を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態を示すイオン測定装置の外観斜視図である。
【図２】イオン測定装置の分解斜視図である。
【図３】イオン発生装置の上面筐体部を取り除いて内部を示す断面図である。
【図４】イオン発生装置の中央切断断面を示す側面断面図である。
【図５】図４の斜視図である。
【図６】イオン測定装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のイオン測定装置は、筐体１に形成された空気取入口２から筐体内の空気通路３にイオンを含む空気を導入して、イオン検出電極４，５により空気中に含まれるイオンの量を検出するもので、合成樹脂製の前記筐体１に、イオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を未然に防止し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段６が設けられたものである。
【００２１】
筐体１は、製品設計を容易にするため合成樹脂製とされている。例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）により形成される。ＡＢＳ樹脂は、剛性、硬度、加工性、耐衝撃性、曲げ疲労性などの機械的特性のバランスに優れている。
【００２２】
筐体１は、断面コ字形の上面筐体部１Ａと同じく断面コ字形の下面筐体部１Ｂとが、その開放面を互いに対向させて接合し、筒状に形成すると共に、その筒体の一側に、空気取入口２が形成された空気取入側キャップ７を嵌合し、また、他側に、排気口８が形成された排気側キャップ９を嵌合することで、全体として直方体形状に形成される。
【００２３】
筐体１の大きさは、測定したい空間のイオンの量を測定するため、持ち運び可能なハンディタイプの大きさに形成されている。例えば、筐体１は、縦６０ｍｍ〜１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ〜３００ｍｍ、高さが２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定される。
【００２４】
筐体内部の下面筐体部１Ｂには、図３に示すように、左右両側のキャップ７，９間の中央位置に仕切受け１０が形成され、この仕切受け１０と前記空気取入側キャップ７に形成された電極受け１１との間でイオン検出電極４，５を支持するようになっている。
【００２５】
イオン検出部１２は、検出電極４，５とオペアンプ１３とを備えている。検出電極は、筒状の電極４と、その中心に配置された線状の電極５とを備えている。線状電極５の周囲に筒状の電極４を配置したので、イオンの量を検出する検出面積を大きくすることができる。
【００２６】
筒状の電極４は、その両端部が電気絶縁性の保持リング１５、１６を介して前記仕切受け１０と電極受け１１にそれぞれ支持されている。保持リング１５，１６は、リング状に形成されて筒状の電極４の両端外周面に嵌合され、筒状の電極４を保持するようにしている。また、保持リング１５，１６の径方向には差渡片１７が差し渡し形成され、その中心部の孔に線電極５の両端が挿入支持されている。この保持リング１５，１６と差渡片１７とにより、検出電極を支持する支持部が構成される。
【００２７】
保持リング１５，１６及び差渡片１７は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）から一体的に形成されている。ＰＴＦＥは合成樹脂の中で最も優れた電気絶縁性を有し、摩擦係数も最小である。
【００２８】
保持リング１５，１６は、空気取入れ側の電極受け１１と中央側の仕切受け１０に夫々嵌合支持されている。そのため、保持リング自体が、その高い電気絶縁性のため、筒状の電極４と接触しても電気的に絶縁して筐体１側への導通を遮断するため、イオンの測定精度を高めることができる。
【００２９】
空気取入れキャップ７には、筒状の電極４の開口に対向して空気取入口２が形成されている。空気取入口２の前面にはダストカバー１８が着脱自在に設けられ、空気中の塵や埃などが筐体内の空気通路３中に入り込むのを防止している。
【００３０】
一方、排気側キャップ９には、その中央部に排気口８が形成されている。排気口８はスリット状に形成され、筐体内の空気通路３への塵埃の侵入を極力抑えるようになっている。
【００３１】
排気側キャップ９の裏面には排気口８の内側で支持枠２０が形成され、この支持枠２０に排気ファン２１が嵌め込み設置されている。排気ファン２１は、例えば、軸流ファンから構成される。
【００３２】
筐体１内では、排気ファン２１の駆動により、空気取入側キャップ７の空気取入口２からイオンを含む空気を取り入れ、イオン検出部１２で空気中に含まれるイオンの量を検出し、取り入れた空気を下流側の排気口８から外部に放出する空気通路３が形成されている。
【００３３】
なお、排気ファン２１の駆動力は、計測する室内空間の空気を筐体内で計測するためのものであるので、空気取入口２から空気通路３に取り込む吸引力は低いもので十分である。
【００３４】
次に、下面筐体部１Ｂには、検出電極４，５に隣接してオペアンプ１３が設けられる。オペアンプ１３は、図２に示すアンプ基板２２に搭載される。アンプ基板２２は、検出電極４，５に隣接する矩形のシールドケース２３に収納され、シールドカバー２４によってシールドされている。検出電極の線状電極５および筒状の電極４は、アンプ基板２２にリード線を介して電気的に接続されている。アンプ基板２２は、図２に示すメイン基板２５にリード線を介して電気的に接続される。
【００３５】
また、下面筐体部１Ｂの裏面側には、電源としてのバッテリ２６を収容する凹状の収容部２７が形成されており、この収容部２７が下面筐体部の内側に突出するように設けられている。このバッテリ収容部２７にはバッテリカバー２８が着脱自在に設けられている。なお、電源はバッテリのみならず、ＡＣアダプタを介して直流電源を供給するＤＣジャックも付設するようにすればよい。
【００３６】
前記メイン基板２５には、図６に示すように、マイクロコンピュータから構成される測定制御部３０および複数の発光ダイオード３１ａ（ＬＥＤ）からなる表示部３１が搭載されている。メイン基板２５は、前記アンプ基板２２を収容するシールドケース２３および前記バッテリ収容部２７を覆うように配置され、下面筐体部１Ｂおよび上面筐体部１Ａの内側から突出する支持ピン３３によって挟み込まれるように支持される。
【００３７】
上面筐体部１Ａには、表示窓３４が貫通され、表面側にイオン量を段階的に表示する表示シート３５が貼り付けられる。
【００３８】
空気取入側キャップ７には、図３に示すように、イオン検出電極４，５をオン・オフし、また、検出イオンの正負の種類を切換え可能な運転・切換えスイッチ３７が設けられている。
【００３９】
また、前記静電気抑制手段６は、静電気が発生しやすい合成樹脂から発生した静電気を外部に逃がすように設定されている。静電気を外部に逃がすため、導電体（人体を含む）を通じて静電気を逃がすように工夫されている。
【００４０】
すなわち、静電気抑制手段６は、筐体内側に形成された、検出電極４，５と非接触の内側導電層４０と、前記内側導電層４０と電気的に導通する外側導電層４１とを含み、外側導電層４１は、使用者が筐体１を把持する把持部４２に設けられている。換言すると、外側導電層４１を筐体１の把持部４２に形成し、かつ内側導電層４０と導通するように、内外の導電層４０，４１が導通する導通部４３を筐体１に貫通して設けている。
【００４１】
本例においては、筐体１の内側のほぼ全域に内側導電層４０を形成し、外側導電層４１を筐体１の外側に形成すると共に、その端部導通部４３が筐体１を貫通して内側導電層４０に導通するように延長している。
【００４２】
外側導電層４１は、筐体１の把持部４２に形成される。把持部４２は、使用者が筐体１を持ち運びするために筐体を把持する箇所である。通常、筐体１の中央部が把持部となるが、把持部４２は、適所に所定の大きさで形成して配置すればよい。
【００４３】
別の態様として、外側導電層４１を筐体１の外側全域に形成してもよい。筐体１の外側全域に外側導電層を設けると、静電気が発生しやすい合成樹脂製の筐体１に、導電体（人体を含む）が接触するだけで、導電体を通じて静電気を逃がすことができる。この場合も内外の導電層４０，４１が導通する導通部４３を設けることは勿論である。
【００４４】
なお、表示シート３５の領域は、発光表示するために導電層がない方が好ましいが、外側導電層４１は、表示シート３５の表面をも覆うようにしてもよい。
【００４５】
また、内側導電層４０および外側導電層４１の導電化は金属による表面処理膜を形成することで行っている。例えば、クロムメッキ等の金属メッキあるいは金属蒸着により導電層４０，４１を形成している。金属メッキ又は金属蒸着による表面処理膜は、内側導電層４０および外側導電層４１の両方またはその一方であってもよい。その他の表面は例えば金属シートを貼り付けるようにしてもよい。
【００４６】
また、導電化は、上述の表面処理膜を施す場合と、素材そのものを導電化する場合の二通りがある。後者の導電化としては、筐体を構成する合成樹脂にカーボンや金属を混合して材料自体を導電化し、電気抵抗値を１０２〜１０５Ω・cmまで下げることが考えられる。
【００４７】
また、別の静電気抑制手段としては、合成樹脂に帯電防止剤を添加する。帯電防止剤としては界面活性剤が挙げられる。添加する方式としては、樹脂に帯電防止剤を練込む方式、樹脂表面へ帯電防止剤を塗布する方式、さらにはフィルムに帯電防止剤をコーティングし、このフィルムを貼りつける方式が挙げられる。
【００４８】
練込型帯電防止剤としては、非イオン性界面活性剤を使用し、その配合量としては１．５〜２重量部が好適である。表面塗布型の帯電防止剤の場合、両性界面活性剤を用い、筐体の表面に塗布する。また、フィルムコーティング剤用帯電防止剤としては、例えば、陰イオン性界面活性剤配合物をフィルムにコーティングし、筐体に貼り付ける方法が挙げられる。
【００４９】
図６はイオン測定装置のブロック構成図である。検出電極４，５はオペアンプ１３に接続され、オペアンプ１３は、検出電極４，５から出力される電圧を増幅する。オペアンプ１３によって増幅された電圧は、マイクロコンピュータから構成される測定制御部３０に入力される。
【００５０】
測定制御部３０は、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、検出電極４，５にオペアンプを通して供給電圧を印加すると共に、検出電極４，５からオペアンプ１３を通して入力された電圧に基づいてイオンの量を演算し、表示部３１に出力する。表示部３１には複数の発光ダイオード３１ａが設けられ、捕獲されたイオンの量によって段階的に点灯表示する。
【００５１】
切換えスイッチ３７は、線状の電極５および筒状の電極４に印加する電圧の極性を切り換える。切換スイッチからの切換信号は測定制御部３０に入力され、測定制御部３０からの制御信号により検出電極４，５に所定の電圧が印加される。
【００５２】
例えば、線状の電極５には、プラスの電圧を印加することによって、プラスと逆極性の電荷を帯びたマイナスイオンが選択的に捕獲される。また、筒状の電極４には、マイナスの電圧を印加することによって、マイナスと逆極性の電荷を帯びたプラスイオンが選択的に捕獲される。切換えスイッチ３７は、例えば、筒状の電極４をゼロボルトとして、線状の電極５にプラスの電圧あるいはマイナスの電圧を印加するよう、切り換えることもできる。これにより、線状の電極５と筒状の電極４とによる１系統の回路により、マイナスイオンとプラスイオンの両イオンの測定が可能となる。なお、検出電極４，５の電圧は、プラスマイナス２〜５０ボルトの範囲、好ましくは、プラスマイナス５ボルトの範囲内で与える。
【００５３】
上記構成において、イオンの量の測定は、空気取入口２から筐体１内の空気通路３にイオンを含む空気を導入して、線状の電極５と筒状の電極４との間に電位差を設け、イオン検出電極４，５により空気中に含まれるイオン量を検出する。
【００５４】
例えば、線状の電極５にプラスの電圧を印加することによって、プラスと逆極性の電荷を帯びたマイナスイオンが選択的に捕獲し、また、筒状の電極４には、マイナスの電圧を印加することによって、マイナスと逆極性の電荷を帯びたプラスイオンが選択的に捕獲する。
【００５５】
イオンは、１個当たり、１．６０２２×１０-19 クーロンの電荷Ｑをもっているので、電極からは捕獲された個数ｎに応じた電圧が出力される。単位面積（１平方センチメートル）当たりの捕獲されたイオンの個数（個／ｓｅｃ／ｃｍ2 ）によってイオンの量が表される。イオンの量は、通常、単位体積当たりのイオンの個数、あるいは単位時間当たりのイオンの個数となる。
【００５６】
この検出電圧をオペアンプ１３により増幅して測定制御部３０に入力し、ここで、入力された電圧に基づいてイオンの量を演算し、表示部３１に出力し、表示部３１の複数の発光ダイオード３１ａによって、捕獲されたイオンの量を段階的に点灯表示する。
【００５７】
このとき、イオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段６を筐体１に設けているので、静電気が発生しやすい合成樹脂製の筐体１であっても、静電気による測定精度の低下を防止することができ、また合成樹脂の使用による設計の自由度を大幅に向上させることができる。
【００５８】
さらに、検出電極４，５の両端部は、電気絶縁性の保持リング１５，１６を介して筐体１に支持されているので、静電気が発生しやすい筐体１と検出電極４，５とを確実に電気絶縁することができる。
【００５９】
このとき、検出電極４，５の支持部は、検出電極４，５の両端外周面に嵌合されて電極を保持する保持リング１５，１６と、該保持リング１５，１６の径方向に差し渡されて線電極の両端を保持する差渡片１７とから構成すると、筒状の電極４と線状の電極５とを一度に保持することができる。ここで、支持部として、電気絶縁性に優れたフッ素樹脂系の素材を使用しているので、軽量かつ確実な電気絶縁が可能となる。
【００６０】
また、静電気抑制手段６として、筐体内側に検出電極４，５と非接触の内側導電層４０を形成し、この内側導電層４０と電気的に導通する外側導電層４１を筐体外部の把持部４２に形成しているので、たとえ、筐体１の内部に静電気が発生したとしても筐体外部の把持部４２を、導電体、例えば、人が握れば、人体を通じて静電気が外部に逃がすことができる。そのため、静電気による検出電圧への悪影響を抑制し、イオン測定精度の低下を防ぐことができる。
【００６１】
また、筐体の外側全域にクロムメッキ等の金属メッキ処理（表面処理膜）を施すと、筐体１の内部に静電気が発生したとしても筐体外部の外側導電層に、導電体、例えば、人が接触すれば、人体を通じて静電気が外部に逃げることになるので、把持部の有無に拘わらず、静電気を外部に逃がすことができ、イオン測定精度の低下を防ぐことができる。
【００６２】
また、別の静電気抑制手段６としては、筐体を形成する合成樹脂に添加された帯電防止剤から構成すると、静電気の発生を抑制することができる。
【００６３】
このようなハンディタイプのイオン測定装置は、イオンを放出して室内空間を殺菌処理するイオン発生装置について、イオン発生装置から放出されるイオンの量を測定するのに好適に使用することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、合成樹脂製の筐体１に帯電防止剤を添加し、かつ筐体の内側と外側とに導電層４０，４１を形成し、筐体外側の把持部４２に外側導電層４１を形成した例を示したが、帯電防止剤及び内外の導電層４０，４１のうち、いずれか一つを採用して筐体１を形成するようにしてもよい。また、本例では検出電極を筒状電極と線状電極から構成したが、他の形状の電極、例えば、板状電極を用いてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 筐体
１Ａ 上面筐体部
１Ｂ 下面筐体部
２ 空気取入口
３ 空気通路
４ 筒状の電極
５ 線状の電極
６ 静電気抑制手段
７ 空気取入側キャップ
８ 排気口
９ 排気側キャップ
１０ 仕切受け
１１ 電極受け
１２ イオン検出部
１３ オペアンプ
１５，１６ 保持リング
１７ 差渡片
１８ ダストカバー
２０ 支持枠
２１ 排気ファン
２２ アンプ基板
２３ シールドケース
２４ シールドカバー
２６ バッテリ
２７ 収容部
２８ バッテリカバー
３０ 測定制御部
３１ 表示部
３１ａ 発光ダイオード
３３ 支持ピン
３４ 表示窓
３５ 表示シート
４０ 内側導電層
４１ 外側導電層
４２ 把持部
４３ 導通部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の筐体に形成された空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を導入してイオン検出電極により空気に含まれるイオン量を検出するイオン測定装置であって、前記筐体にイオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段が設けられたことを特徴とするイオン測定装置。
【請求項２】
前記検出電極が、筒状の電極と、その中心に配置された線状の電極とを備え、前記電極の両端部が電気絶縁性の支持部を介して筐体に支持され、前記支持部は、電極の両端外周面に嵌合されて電極を保持する保持リングと、該保持リングの径方向に差し渡されて線電極の両端を保持する差渡片とから構成されたことを特徴とする請求項１記載のイオン測定装置。
【請求項３】
前記静電気抑制手段は、筐体内側に形成され、前記検出電極と非接触の内側導電層と、筐体外部に設けられ、前記内側導電層と電気的に導通する外側導電層とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン測定装置。
【請求項４】
前記内側導電層および／または外側導電層が、金属製の表面処理膜が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のイオン測定装置。
【請求項５】
前記静電気抑制手段は、筐体を形成する合成樹脂に添加された帯電防止剤から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のイオン測定装置。
【請求項６】
筐体がハンディタイプであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のイオン測定装置。
【請求項１】
合成樹脂製の筐体に形成された空気取入口から筐体内の空気通路にイオンを含む空気を導入してイオン検出電極により空気に含まれるイオン量を検出するイオン測定装置であって、前記筐体にイオン検出に影響を及ぼす静電気の発生を抑制し、発生した静電気を除去する静電気抑制手段が設けられたことを特徴とするイオン測定装置。
【請求項２】
前記検出電極が、筒状の電極と、その中心に配置された線状の電極とを備え、前記電極の両端部が電気絶縁性の支持部を介して筐体に支持され、前記支持部は、電極の両端外周面に嵌合されて電極を保持する保持リングと、該保持リングの径方向に差し渡されて線電極の両端を保持する差渡片とから構成されたことを特徴とする請求項１記載のイオン測定装置。
【請求項３】
前記静電気抑制手段は、筐体内側に形成され、前記検出電極と非接触の内側導電層と、筐体外部に設けられ、前記内側導電層と電気的に導通する外側導電層とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン測定装置。
【請求項４】
前記内側導電層および／または外側導電層が、金属製の表面処理膜が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のイオン測定装置。
【請求項５】
前記静電気抑制手段は、筐体を形成する合成樹脂に添加された帯電防止剤から構成されたことを特徴とする請求項１に記載のイオン測定装置。
【請求項６】
筐体がハンディタイプであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のイオン測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９６９０８（Ｐ２０１１−１９６９０８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５８３６（Ｐ２０１０−６５８３６）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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