イオン発生装置およびそれを用いた電気機器
【課題】昇圧トランスによる磁界の影響を受けることなく、イオン発生素子の配置の自由度の向上を可能とする、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】昇圧トランス１３１，２３１の一次巻線にトランス駆動回路が接続され、昇圧トランス１３１，２３１の二次巻線に、正イオンを発生するイオン発生素子１１，１２，２３，２４と負イオンを発生するイオン発生素子１３，１４，２１，２２とを一組として、２組以上のイオン発生素子が接続されている。
【解決手段】昇圧トランス１３１，２３１の一次巻線にトランス駆動回路が接続され、昇圧トランス１３１，２３１の二次巻線に、正イオンを発生するイオン発生素子１１，１２，２３，２４と負イオンを発生するイオン発生素子１３，１４，２１，２２とを一組として、２組以上のイオン発生素子が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はイオン発生装置およびそれを用いた電気機器に関し、特に、正イオンおよび負イオンを発生するイオン発生装置と、それを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正イオンと負イオンの両方を発生するイオン発生装置が実用化されている。図１３は、イオン発生装置５００を４つ並べて配置した状態を示す平面図であり、図１４はイオン発生装置の外観を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図および（ｄ）は左側面図を示す。
【０００３】
イオン発生装置５００の平面図に現れる上端部には、イオン発生素子２およびイオン発生素子３が配設されている。イオン発生素子２およびイオン発生素子３はそれぞれ、針電極および針電極を取り囲むように配置された誘導電極を有し、針電極との間に正の高電圧パルスまたは負の高電圧パルスを印加すると、針電極の先端部でコロナ放電が発生して、針電極の先端部で正イオンまたは負イオンが発生する。図では、イオン発生素子２が正イオンを発生し、イオン発生素子３が負イオンを発生する。
【０００４】
発生した正イオンおよび負イオンは、送風機等による送風によって室内に送出され、空気中に浮遊するカビ菌やウィルスの周りを取り囲み、カビ菌やウィルスを分解する（たとえば、特許文献１から３参照）。
【０００５】
図１５は、図１４（ｂ）中のＸＶ−ＸＶ線矢視断面におけるイオン発生装置５００の内部構造を示す断面図である。針電極および誘導電極が設置される基板Ｓ１、および、昇圧トランス３１が取り付けられ、トランス駆動回路等が組み込まれた回路基板Ｓ２は、ウレタン樹脂Ｕ１およびエポキシ樹脂Ｅ１の充填により筐体５０１内に一体的に固定される。
【０００６】
上記構成からなるイオン発生装置５００は、イオンを室内に放出させることを主目的としたイオン発生機、空気清浄機、空気調和機（エアコンディショナー）、冷蔵機器、掃除機、加湿機、除湿機、乾燥洗濯機、洗濯機、電気ファンヒータ、電子レンジなどに搭載され、発生させるイオンの量に応じて数量、配置位置が適宜選択されている。
【０００７】
しかし、上記イオン発生装置５００を用いる場合には、以下に示すような課題がある。図１５に示す筐体５０１の内部構造を参照すると、負イオンを発生するイオン発生素子３の下方に昇圧トランス３１が配置されている。
【０００８】
この場合に、イオン発生量の最適化を図るために、図１３に示すようにイオン発生装置５００を配列した場合には（上段＋−−＋、下段−＋＋−）、イオン発生素子３が並んで配置される箇所（上段の−−）で、昇圧トランス３１が隣接して配置される状態となる。昇圧トランス３１が隣接して配置されると、お互いの磁界の影響を受け、高圧の出力電圧が低下してしまうことが懸念される。
【０００９】
また、一つのイオン発生装置５００を参照した場合、イオン発生素子２およびイオン発生素子３は、筐体５０１の両側端部に配置されている（たとえば、Ｐ２＝約３８ｍｍ、Ｐ３＝約１０ｍｍ）。そのため、図１３に示すようにイオン発生装置５００を配列した場合には中央部にイオン発生素子が集中する配置となる。また、イオン発生素子の配置間隔を均等にした場合には、それぞれのイオン発生装置５００を離して配置する必要があり、小型の電気機器では、所望の位置にイオン発生装置５００を設置できない課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３０５３２１号公報
【特許文献２】特開２００８−１９８６２７号公報
【特許文献３】特開２００９−１３５００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、イオン発生装置およびそれを用いた電気機器において、イオン発生装置を並べて配置した場合に昇圧トランスによる磁界の影響を受ける点、イオン発生素子の配置に制限がある点である。したがって、この発明の目的は、昇圧トランスによる磁界の影響を受けることなく、イオン発生素子の配置の自由度の向上を可能とする、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】
【００１２】
この発明に基づいたイオン発生装置においては、トランス駆動回路と、上記トランス駆動回路により駆動され、電圧を昇圧するための昇圧トランスと、上記昇圧トランスにより昇圧された電圧が印加されることで正イオンおよび負イオンを生じさせるイオン発生素子とを備え、上記昇圧トランスの一次巻線に上記トランス駆動回路が接続され、上記昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生する上記イオン発生素子と負イオンを発生する上記イオン発生素子とを一組として、２組以上の上記イオン発生素子が接続される。
【００１３】
上記イオン発生装置の他の形態においては、上記トランス駆動回路は、第１トランス駆動回路および第２トランス駆動回路を含み、上記昇圧トランスは、上記第１トランス駆動回路が上記一次巻線に接続される第１トランス駆動回路用昇圧トランス、および上記第２トランス駆動回路が上記一次巻線に接続される第２トランス駆動回路用昇圧トランスを含む。
【００１４】
上記第１トランス駆動回路用昇圧トランスの上記二次巻線には、正イオンを発生する上記イオン発生素子と負イオンを発生する上記イオン発生素子とを一組として、２組の上記イオン発生素子が接続され、上記第２トランス駆動回路用昇圧トランスの上記二次巻線には、正イオンを発生する上記イオン発生素子と負イオンを発生する上記イオン発生素子とを一組として、２組の上記イオン発生素子が接続される。
【００１５】
上記いずれかのイオン発生装置の他の形態においては、上記第１トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される上記イオン発生素子は、均等の間隔で配置され、上記第２トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される上記イオン発生素子は、均等の間隔で配置される。
【００１６】
上記いずれかのイオン発生装置の他の形態においては、上記第１トランス駆動回路および上記第２トランス駆動回路は、一つの回路基板に組み込まれ、上記第１トランス駆動回路用昇圧トランスおよび上記第２トランス駆動回路用昇圧トランスは、上記回路基板を挟んで配置される。
【００１７】
この発明に基づいた電気機器は、上記イオン発生装置と、上記イオン発生装置で発生した正イオンおよび負イオンを送出するための送風装置とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に基づいたイオン発生装置およびそれを用いた電気機器によれば、昇圧トランスによる磁界の影響を受けることなく、イオン発生素子の配置の自由度の向上を可能とする、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が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１におけるイオン発生ユニットの外観構成の概略を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるイオン発生装置の平面図である。
【図３】実施の形態１におけるイオン発生装置の正面図である。
【図４】実施の形態１におけるイオン発生装置の底面図である。
【図５】実施の形態１におけるイオン発生装置の側面図である。
【図６】実施の形態１におけるイオン発生装置の全体構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態１におけるイオン発生装置の他の構成を示す回路図である。
【図８】実施の形態２における電気機器の全体構成を示す斜視図である。
【図９】図８中ＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。
【図１０】図８中Ｘ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１１】実施の形態２における電気機器の送風量とイオン発生素子の配置位置との関係を示す模式図である。
【図１２】比較例における電気機器の送風量とイオン発生素子の配置位置との関係を示す模式図である。
【図１３】背景技術におけるイオン発生装置を複数個配置した状態の平面図である。
【図１４】背景技術におけるイオン発生装置（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）底面図、および（ｄ）側面図である。
【図１５】図１４（ｂ）中のＸＶ−ＸＶ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に基づいた各実施の形態におけるイオン発生装置およびそれを用いた電気機器について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は一例であり、種々の形態での実施が本発明の範囲内で可能である。また、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に、本発明に基づいた実施の形態におけるイオン発生装置が収容されたイオン発生ユニット１０００を示す。このイオン発生ユニット１０００は、ケース１００１とケース１００２とを有する。ケース１００１とケース１００２とは、相互に開閉可能に設けられ、内部にイオン発生装置１００を収容可能としている。ケース１００１の上端部には、外部電気機器に接続するための電気機器接続用コネクタ１００４が設けられている。
【００２２】
ケース１００１の表面には、イオン発生装置１００に設けられたイオン発生素子を露出させるためのイオン放出孔１００３が上下２列にそれぞれ４個、合計８個設けられている。
【００２３】
図２から図５を参照して、内部に収容されたイオン発生装置１００の外観構成を説明する。イオン発生装置１００は樹脂製のベース１０を有している。ベース１０の表面には、上下２列にそれぞれ４個、合計８個のイオン放出孔ｈ１１〜ｈ１４、および、イオン放出孔ｈ２１〜ｈ２４が形成されている。
【００２４】
イオン放出孔ｈ１１〜ｈ１４、および、イオン放出孔ｈ２１〜ｈ２４のそれぞれには、イオン発生素子１１〜１４、および、イオン発生素子２１〜２４が設けられている。イオン発生素子１１〜１４、および、イオン発生素子２１〜２４が組み込まれる基板（図示省略）は、樹脂製のベース１０の内部に収容されている。
【００２５】
イオン発生素子１１は、針電極１０１と誘導電極ｅ１１とを有している。同様に、イオン発生素子１２は、針電極１０２と誘導電極ｅ１２とを有し、イオン発生素子１３は、針電極１０３と誘導電極ｅ１３とを有し、イオン発生素子１４は、針電極１０４と誘導電極ｅ１４とを有している。
【００２６】
また、イオン発生素子２１は、針電極２０１と誘導電極ｅ２１とを有し、イオン発生素子２２は、針電極２０２と誘導電極ｅ２２とを有し、イオン発生素子２３は、針電極２０３と誘導電極ｅ２３とを有し、イオン発生素子２４は、針電極２０４と誘導電極ｅ２４とを有している。
【００２７】
本実施の形態では、イオン発生素子１１、イオン発生素子１２、イオン発生素子２３およびイオン発生素子２４が、正イオンを発生し、イオン発生素子１３、イオン発生素子１４、イオン発生素子２１およびイオン発生素子２２が、負イオンを発生する。図２において縦方向のイオン発生素子同士の間隔（Ｓ）は、約１８ｍｍ程度である。横方向のイオン発生素子同士の間隔（Ｐ）は、約２７ｍｍ程度であり、均等の間隔で配置されている。
【００２８】
イオン発生素子１１〜１４に対して一つのトランス駆動回路Ｃ１が接続され、イオン発生素子２１〜２４に対して一つのトランス駆動回路Ｃ２が接続されている。トランス駆動回路Ｃ１，Ｃ２の詳細については、後述する。
【００２９】
トランス駆動回路Ｃ１に用いられる第２昇圧トランス１３１と、トランス駆動回路Ｃ２に用いられる第２昇圧トランス２３１とは、ベース１０の裏面側の両端部に配置されている。両端部に配置された第２昇圧トランス１３１と第２昇圧トランス２３１との間には、トランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２が組み込まれた回路基板Ｓ２が、ネジＳ１０によりベース１０に対して着脱可能に固定されている。
【００３０】
第２昇圧トランス１３１の一次巻線側のケーブル１３１Ｃは、連結部材としてのトランスコネクタＣ１００により、トランス駆動回路Ｃ１に対して分離可能に接続されている。第２昇圧トランス１３１の二次巻線側端子は、イオン発生素子１１〜１４が組み込まれる回路基板（図示省略）に直接接続されている。
【００３１】
第２昇圧トランス２３１の一次巻線側のケーブル２３１Ｃは、連結部材としてのトランスコネクタＣ２００により、トランス駆動回路Ｃ２に対して分離可能に接続されている。第２昇圧トランス２３１の二次巻線側端子は、イオン発生素子２１〜２４が組み込まれる回路基板（図示省略）に直接接続されている。
【００３２】
回路基板Ｓ２には外部コネクタＣ１０が設けられ、ケース１００１の上端部に設けられた電気機器接続用コネクタ１００４に接続される。
【００３３】
（トランス駆動回路）
図６は、上記イオン発生装置１００のトランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２の構成を示す回路図である。トランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２は、一つの回路基板Ｓ２中に組み込まれている。
【００３４】
（トランス駆動回路Ｃ１）
トランス駆動回路Ｃ１は、電源端子Ｔ１１、接地端子Ｔ１２、ダイオード１２０，１２４，１２８，１２９ａ、抵抗素子１２１，１２３，１２５、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１２６、第１昇圧トランス１２７、第２昇圧トランス１３１、コンデンサ１２９ｂ，１２９ｃ、および２端子サイリスタ１３０を備える。
【００３５】
電源端子Ｔ１１および接地端子Ｔ１２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続される。電源端子Ｔ１１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ１２は接地される。ダイオード１２０および抵抗素子１２１，１２３，１２５は、電源端子Ｔ１１とトランジスタ１２６のベースとの間に直列接続される。トランジスタ１２６のエミッタは接地端子Ｔ１２に接続される。ダイオード１２４は、接地端子Ｔ１２とトランジスタ１２６のベースとの間に接続される。
【００３６】
ダイオード１２０は、直流電源の正極および負極が電源端子Ｔ１１および設置端子Ｔ１２に逆に接続された場合に電流を遮断して直流電源を保護するための素子である。抵抗素子１２１は、昇圧動作を制限するための素子である。抵抗素子１２３は、起動抵抗素子である。ダイオード１２４は、トランジスタ１２６の逆耐圧保護素子として動作する。
【００３７】
第１昇圧トランス１２７は、一次巻線１２７ａ、ベース巻線１２７ｂ、および二次巻線１２７ｃを含む。一次巻線１２７ａの一方端子は抵抗素子１２１，１２３間のノードＮ１２２に接続され、その他方端子はトランジスタ１２６のコレクタに接続される。
【００３８】
ベース巻線１２７ｂの一方端子は抵抗素子１２５を介してトランジスタ１２６のベースに接続される。二次巻線１２７ｃの一方端子はトランジスタ１２６のベースに接続され、その他方端子はダイオード１２８，１２９ａ、コンデンサ１２９ｂ、１２９ｃを介して接地端子Ｔ１２に接続される。
【００３９】
第２昇圧トランス１３１は、一次巻線１３１ａおよび二次巻線１３１ｂを含む。２端子サイリスタ１３０は、ダイオード１２８のカソードと一次巻線１３１ａの一方端子との間に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ１００が用いられる。一次巻線１３１ａの他方端子は接地端子Ｔ１２に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ１００が用いられる。
【００４０】
第２昇圧トランス１３１の二次巻線１３１ｂの一方端子は誘導電極ｅ１１〜e１４に接続される。他方端子はダイオード１０６のアノードおよびダイオード１０７のカソードに接続される。ダイオード１０６のカソードは針電極１０１，１０２に接続され、ダイオード１０７のアノードは針電極１０３，１０４に接続される。
【００４１】
抵抗素子１２５は、ベース電流を制限するための素子である。２端子サイリスタ１３０は、端子間電圧がブレークオーバー電圧に到達すると導通状態になり、電流が最小保持電流以下になると非導通になる素子である。
【００４２】
以上の回路構成により、昇圧トランス１３１の二次巻線１３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子１１および負イオンを発生するイオン発生素子１３の組と、正イオンを発生するイオン発生素子１２および負イオンを発生するイオン発生素子１４の組との２組のイオン発生素子が接続される。
【００４３】
（トランス駆動回路Ｃ２）
トランス駆動回路Ｃ２は、電源端子Ｔ２１、接地端子Ｔ２２、ダイオード２２０，２２４，２２８，２２９ａ、抵抗素子２２１，２２３，２２５、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２２６、第１昇圧トランス２２７，第２昇圧トランス２３１、コンデンサ２２９ｂ，２２９ｃ、および２端子サイリスタ２３０を備える。
【００４４】
電源端子Ｔ２１および接地端子Ｔ２２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続される。電源端子Ｔ２１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ２２は接地される。ダイオード２２０および抵抗素子２２１，２２３，２２５は、電源端子Ｔ２１とトランジスタ２２６のベースとの間に直列接続される。トランジスタ２２６のエミッタは接地端子Ｔ２２に接続される。ダイオード２２４は、接地端子Ｔ２２とトランジスタ２２６のベースとの間に接続される。
【００４５】
ダイオード２２０は、直流電源の正極および負極が端子Ｔ２１，Ｔ２２に逆に接続された場合に電流を遮断して直流電源を保護するための素子である。抵抗素子２２１は、昇圧動作を制限するための素子である。抵抗素子２２３は、起動抵抗素子である。ダイオード２２４は、トランジスタ２２６の逆耐圧保護素子として動作する。
【００４６】
第１昇圧トランス２２７は、一次巻線２２７ａ、ベース巻線２２７ｂ、および二次巻線２２７ｃを含む。一次巻線２２７ａの一方端子は抵抗素子２２１，２２３間のノードＮ２２２に接続され、その他方端子はトランジスタ２２６のコレクタに接続される。
【００４７】
ベース巻線２２７ｂの一方端子は抵抗素子２２５を介してトランジスタ２２６のベースに接続される。二次巻線２２７ｃの一方端子はトランジスタ２２６のベースに接続され、その他方端子はダイオード２２８，２２９ａ、コンデンサ２２９ｂ、２２９ｃを介して接地端子Ｔ２２に接続される。
【００４８】
第２昇圧トランス２３１は、一次巻線２３１ａおよび二次巻線２３１ｂを含む。２端子サイリスタ２３０は、ダイオード２２８のカソードと一次巻線２３１ａの一方端子との間に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ２００が用いられる。一次巻線２３１ａの他方端子は接地端子Ｔ２２に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ２００が用いられる。
【００４９】
第２昇圧トランス２３１の二次巻線２３１ｂの一方端子は誘導電極ｅ２１〜e２４に接続される。他方端子はダイオード２０６のアノードおよびダイオード２０７のカソードに接続される。ダイオード２０６のカソードは針電極２０１，２０２に接続され、ダイオード２０７のアノードは針電極２０３，２０４に接続される。
【００５０】
抵抗素子２２５は、ベース電流を制限するための素子である。２端子サイリスタ２３０は、端子間電圧がブレークオーバー電圧に到達すると導通状態になり、電流が最小保持電流以下になると非導通になる素子である。
【００５１】
以上の回路構成により、昇圧トランス２３１の二次巻線２３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子２３および負イオンを発生するイオン発生素子２１の組と、正イオンを発生するイオン発生素子２４および負イオンを発生するイオン発生素子２２の組との２組のイオン発生素子が接続される。
【００５２】
（イオン発生装置１００の動作）
次に、このイオン発生装置１００の動作について説明する。なお、トランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２の動作は同じであるため、ここでは、トランス駆動回路Ｃ１についてのみ説明する。
【００５３】
コンデンサ１２９ｂ、１２９ｃは、ＲＣＣ方式スイッチング電源動作により充電される。すなわち、電源端子Ｔ１１および接地端子Ｔ１２間に直流電源電圧が印加されると、電源端子Ｔ１１からダイオード１２０および抵抗素子１２１,１２３を介してトランジスタ１２６のベースに電流が流れてトランジスタ１２６が導通状態となる。これにより、第１昇圧トランス１２７の一次巻線１２７ａに電流が流れ、ベース巻線１２７ｂの端子間に電圧が発生する。
【００５４】
ベース巻線１２７ｂの巻線方向は、トランジスタ１２６が導通状態になるとトランジスタ１２６のベース電圧をさらに上昇させるように設定されている。このため、ベース巻線１２７ｂの端子間に発生した電圧は正帰還状態でトランジスタ１２６の導通抵抗値を低下させる。このとき、ダイオード１２８によって通電が阻止されるように、二次巻線１２７ｃの巻線方向が設定されており、二次巻線１２７ｃには電流が流れない。
【００５５】
このようにして一次巻線１２７ａおよびトランジスタ１２６に流れる電流が増加し続けることにより、トランジスタ１２６のコレクタ電圧は飽和領域から外れて上昇する。これにより、一次巻線１２７ａの端子間電圧が低下してベース巻線１２７ｂの端子間電圧も低下し、トランジスタ１２６のコレクタ電圧はさらに上昇する。
【００５６】
このため、正帰還状態で動作して急速にトランジスタ１２６が非導通状態になる。このとき、二次巻線１２７ｃはダイオード１２８の導通方向に電圧を発生する。これにより、コンデンサ１２９ｂ，１２９ｃが充電される。
【００５７】
コンデンサ１２９ｂ，１２９ｃの端子間電圧が上昇して２端子サイリスタ１３０のブレークオーバー電圧に到達すると、２端子サイリスタ１３０はツェナーダイオードのように動作してさらに電流を流す。２端子サイリスタ１３０に流れる電流がブレークオーバー電流に到達すると、２端子サイリスタ１３０は略短絡状態となり、コンデンサ１２９に充電された電荷が２端子サイリスタ１３０および第２昇圧トランス１３１の一次巻線１３１ａを介して放電され、一次巻線１３１ａにはインパルス電圧が発生する。
【００５８】
一次巻線１３１ａにインパルス電圧が発生すると、二次巻線１３１ｂに正および負の高電圧パルスが交互に減衰しながら発生する。正の高電圧パルスはダイオード１０６を介して針電極１０１，１０２に印加され、負の高電圧パルスはダイオード１０７を介して針電極１０３，１０４に印加される。これにより、針電極１０１〜１０４の先端でコロナ放電が発生し、それぞれ正イオンおよび負イオンが発生する。
【００５９】
一方、第１昇圧トランス１２７の二次巻線１２７ｃに電流が流れると、一次巻線１２７ａの端子間電圧が上昇して再度トランジスタ１２６が導通し、以上の動作が繰り返される。この動作の繰り返し速度は、トランジスタ１２６のベースに流れる電流が大きいほど速くなる。したがって、抵抗素子１２１の抵抗値を調整することにより、トランジスタ１２６のベースに流れる電流を調整し、ひいては針電極１０１〜１０４の放電回数を調整することができる。
【００６０】
なお、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（ただし、ｍは任意の自然数である）と表わされる。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（ただし、ｎは任意の自然数である）と表わされる。
【００６１】
また、正イオンおよび負イオンを室内に放出すると、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、その表面上で互いに化学反応を起こす。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、浮遊カビ菌などが除去される。
【００６２】
（作用・効果）
以上、本実施の形態におけるイオン発生装置１００においては、昇圧トランスの一次巻線にトランス駆動回路が接続され、昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とを一組として、２組以上のイオン発生素子が接続される構成が採用されている。
【００６３】
より具体的には、トランス駆動回路Ｃ１において、昇圧トランス１３１の二次巻線１３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子１１および負イオンを発生するイオン発生素子１３の組と、正イオンを発生するイオン発生素子１２および負イオンを発生するイオン発生素子１４の組との２組のイオン発生素子が接続されている。
【００６４】
また、トランス駆動回路Ｃ２においても、昇圧トランス２３１の二次巻線２３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子２３および負イオンを発生するイオン発生素子２１の組と、正イオンを発生するイオン発生素子２４および負イオンを発生するイオン発生素子２２の組との２組のイオン発生素子とが接続されている。
【００６５】
これにより、８個のイオン発生素子（合計４組のイオン発生素子）を、図２に示すように、所望の位置に所定の間隔で配置することが可能となる。また、４個のイオン発生素子に対して１個の昇圧トランスを用いることから、昇圧トランスの配置位置の制限を緩和させることができる。また、電線の削減、消費電力の半減、昇圧トランスの半減を含む回路部品の削減が図られ、イオン発生装置の製造に要するコストの削減を図ることが可能となる。
【００６６】
また、図３に示すように、第１トランス駆動回路Ｃ１および第２トランス駆動回路Ｃ２を、一つの回路基板Ｓ２に組み込み、トランス駆動回路Ｃ１に用いられる第２昇圧トランス１３１と、トランス駆動回路Ｃ２に用いられる第２昇圧トランス２３１とを、回路基板Ｓ２を挟んだ状態で、ベース１０の裏面側の両端部に配置する構成の採用が可能となり、昇圧トランス同士の磁界の影響を排除することが可能となる。
【００６７】
また、このイオン発生装置１００の構成においては、ベース１０の外縁と昇圧トランスとの間に空間を形成するように（図４中の隙間Ｔ、図５中の隙間Ｕ）、ベース１０の外縁よりも内側に昇圧トランスを配置させることができる。その結果、このイオン発生装置１００を複数並べて配置する場合であっても、隣接する昇圧トランス同士の磁界の影響を排除することができる。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子を１組として、４組のイオン発生素子を設ける場合において、トランス駆動回路Ｃ１に２組のイオン発生素子を設け、トランス駆動回路Ｃ２に２組のイオン発生素子を設ける場合について説明したが、この回路構成に限定されるものではなく、それ以上の組のイオン発生素子を設ける構成を採用することも可能である。
【００６９】
また、図７に示すように、トランス駆動回路Ｃ１により２組のイオン発生素子のみを有するイオン発生装置の構成を採用することも可能である。
【００７０】
また、図６および図７に示す回路においては、電源として直流電源を用いる場合について説明しているが、電源として交流電源を用いる場合であっても、同様に、昇圧トランスの一次巻線にトランス駆動回路が接続され、昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とを一組として、２組以上のイオン発生素子が接続される構成を採用することが可能である。
【００７１】
（実施の形態２）
図８から図１２を参照して、上記実施の形態１に示した、イオン発生装置１００を搭載したイオン発生機２０００について説明する。このイオン発生機２０００は、２組のシロッコファン３４を内蔵し、両側面にそれぞれ空気取り入れ口３５を有する下ケース３１と、上部に２つの空気吹き出し口３３を有する上ケース３２とを備えている。下ケース３１および上ケース３２の内部には、シロッコファン３４からの送風される空気流を吹き出し口３３に向かって案内する風洞３６が形成されている。
【００７２】
イオン発生装置１００は、図１に示したケース１００１，１００２内に収容され、イオン発生ユニット１０００を構成している。イオン放出孔ｈ１１〜ｈ１４，ｈ２１〜ｈ２４は、風洞３６に面し、イオン発生素子１１〜１４,２１〜２４で発生した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。
【００７３】
図１１を参照して、シロッコファン３４に送風される風速とイオン発生素子１１〜１４,２１〜２４の配置位置について説明する。シロッコファン３４から送風された風洞３６内での風速は、図１１に示すように、中央部に最大風速１０ｍ／ｓの領域を有し、左右両側においては、風速が低下する。
【００７４】
そこで、このイオン発生装置１００においては、イオン発生素子１１〜１４,２１〜２４を、シロッコファン３４からの最大風速１０ｍ／ｓの位置に配置するようにしている。これにより、イオン発生素子１１〜１４,２１〜２４で発生したイオンは、最大風速１０ｍ／ｓの風に乗って運ばれ、室内へのイオンの導出量を増加させることが可能となる。
【００７５】
ここで、図１２に、背景技術で示したイオン発生装置５００を４つ配置した場合について説明する。イオン発生装置５００においては、イオン発生素子２とイオン発生素子３との配置ピッチが予め固定されている（約３８ｍｍ）。そのため、イオン発生機２０００に搭載した場合には、イオン発生素子２とイオン発生素子３の配置位置が、シロッコファン３４からの最大風速１０ｍ／ｓの位置からずれて配置されることになる。その結果、イオン発生素子２，３により発生したイオンを十分に室内へ運び出すことができない。
【００７６】
このように、本発明に基づいたイオン発生装置１００を搭載したイオン発生機２０００においては、効率良くイオン発生装置１００において発生したイオンを室内へ送出することができるため、同じイオンの送出量であれば、背景技術で示したイオン発生装置５００を用いた場合に比べて、シロッコファン３４の回転速度を低下させることができる。
【００７７】
これにより、シロッコファン３４の回転音の値を低下させることが可能となる。また、同じ回転数であれば、イオン発生装置１００を搭載したイオン発生機２０００においては、送出イオンの濃度を高めることが可能となる。
【００７８】
なお、実施の形態１に示すイオン発生装置は、上記イオン発生機２０００のようなイオンを室内に放出させることを主目的とした電気機器だけでなく、空気清浄機、空気調和機（エアコンディショナー）、冷蔵機器、掃除機、加湿機、除湿機、乾燥洗濯機、洗濯機、電気ファンヒータ、電子レンジなどにも搭載可能であり、イオンを気流に乗せて送るための送風部を有するものであればどのような電気機器にも搭載可能である。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１０ ベース、１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４ イオン発生素子、３１ 下ケース、３２ 上ケース、３３ 空気吹き出し口、３４ シロッコファン、３５ 空気取り入れ口、３６ 風洞、１００ イオン発生装置、１０１，１０２，１０３，１０４ 針電極、１０６，１０７，１２０，１２４，１２８，１２９ａ，２０６，２０７，２２０，２２４，２２８，２２９ａ ダイオード、１２１，１２３，１２５，２２１，２２３，２２５ 抵抗素子、１２２，２２２ ノードＮ、１２６，２２６ トランジスタ（ＮＰＮバイポーラトランジスタ）、１２７，２２７ 第１昇圧トランス、１２７ａ，２２７ａ 一次巻線、１２７ｂ，２２７ｂ ベース巻線、１２７ｃ，１３１ｂ，２３１ｂ，２２７ｃ 二次巻線、１２９，１２９ｂ，１２９ｃ，２２９ｂ，２２９ｃ コンデンサ、１３０，２３０ ２端子サイリスタ、１３１，２３１ 第２昇圧トランス、１３１ａ，２３１ａ 一次巻線、１３１Ｃ，２３１Ｃ ケーブル、２０１，２０２，２０３，２０４ 針電極、１０００ イオン発生ユニット、１００１，１００２ ケース、１００３ イオン放出孔、１００４ 電気機器接続用コネクタ、２０００ イオン発生機、ｅ１１，ｅ１２，ｅ１３，ｅ１４，ｅ２１，ｅ２２，ｅ２３，ｅ２４ 誘導電極、ｈ１１，ｈ１２，ｈ１３，ｈ１４，ｈ２１，ｈ２２，ｈ２３，ｈ２４ イオン放出孔、Ｃ１，Ｃ２ トランス駆動回路、Ｃ１０ 外部コネクタ、Ｃ１００，Ｃ２００ トランスコネクタ、Ｓ２ 回路基板、Ｓ１０ ネジ、Ｔ１１，Ｔ２１ 電源端子、Ｔ１２，Ｔ２２ 接地端子。
【技術分野】
【０００１】
この発明はイオン発生装置およびそれを用いた電気機器に関し、特に、正イオンおよび負イオンを発生するイオン発生装置と、それを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正イオンと負イオンの両方を発生するイオン発生装置が実用化されている。図１３は、イオン発生装置５００を４つ並べて配置した状態を示す平面図であり、図１４はイオン発生装置の外観を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図および（ｄ）は左側面図を示す。
【０００３】
イオン発生装置５００の平面図に現れる上端部には、イオン発生素子２およびイオン発生素子３が配設されている。イオン発生素子２およびイオン発生素子３はそれぞれ、針電極および針電極を取り囲むように配置された誘導電極を有し、針電極との間に正の高電圧パルスまたは負の高電圧パルスを印加すると、針電極の先端部でコロナ放電が発生して、針電極の先端部で正イオンまたは負イオンが発生する。図では、イオン発生素子２が正イオンを発生し、イオン発生素子３が負イオンを発生する。
【０００４】
発生した正イオンおよび負イオンは、送風機等による送風によって室内に送出され、空気中に浮遊するカビ菌やウィルスの周りを取り囲み、カビ菌やウィルスを分解する（たとえば、特許文献１から３参照）。
【０００５】
図１５は、図１４（ｂ）中のＸＶ−ＸＶ線矢視断面におけるイオン発生装置５００の内部構造を示す断面図である。針電極および誘導電極が設置される基板Ｓ１、および、昇圧トランス３１が取り付けられ、トランス駆動回路等が組み込まれた回路基板Ｓ２は、ウレタン樹脂Ｕ１およびエポキシ樹脂Ｅ１の充填により筐体５０１内に一体的に固定される。
【０００６】
上記構成からなるイオン発生装置５００は、イオンを室内に放出させることを主目的としたイオン発生機、空気清浄機、空気調和機（エアコンディショナー）、冷蔵機器、掃除機、加湿機、除湿機、乾燥洗濯機、洗濯機、電気ファンヒータ、電子レンジなどに搭載され、発生させるイオンの量に応じて数量、配置位置が適宜選択されている。
【０００７】
しかし、上記イオン発生装置５００を用いる場合には、以下に示すような課題がある。図１５に示す筐体５０１の内部構造を参照すると、負イオンを発生するイオン発生素子３の下方に昇圧トランス３１が配置されている。
【０００８】
この場合に、イオン発生量の最適化を図るために、図１３に示すようにイオン発生装置５００を配列した場合には（上段＋−−＋、下段−＋＋−）、イオン発生素子３が並んで配置される箇所（上段の−−）で、昇圧トランス３１が隣接して配置される状態となる。昇圧トランス３１が隣接して配置されると、お互いの磁界の影響を受け、高圧の出力電圧が低下してしまうことが懸念される。
【０００９】
また、一つのイオン発生装置５００を参照した場合、イオン発生素子２およびイオン発生素子３は、筐体５０１の両側端部に配置されている（たとえば、Ｐ２＝約３８ｍｍ、Ｐ３＝約１０ｍｍ）。そのため、図１３に示すようにイオン発生装置５００を配列した場合には中央部にイオン発生素子が集中する配置となる。また、イオン発生素子の配置間隔を均等にした場合には、それぞれのイオン発生装置５００を離して配置する必要があり、小型の電気機器では、所望の位置にイオン発生装置５００を設置できない課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３０５３２１号公報
【特許文献２】特開２００８−１９８６２７号公報
【特許文献３】特開２００９−１３５００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、イオン発生装置およびそれを用いた電気機器において、イオン発生装置を並べて配置した場合に昇圧トランスによる磁界の影響を受ける点、イオン発生素子の配置に制限がある点である。したがって、この発明の目的は、昇圧トランスによる磁界の影響を受けることなく、イオン発生素子の配置の自由度の向上を可能とする、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】
【００１２】
この発明に基づいたイオン発生装置においては、トランス駆動回路と、上記トランス駆動回路により駆動され、電圧を昇圧するための昇圧トランスと、上記昇圧トランスにより昇圧された電圧が印加されることで正イオンおよび負イオンを生じさせるイオン発生素子とを備え、上記昇圧トランスの一次巻線に上記トランス駆動回路が接続され、上記昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生する上記イオン発生素子と負イオンを発生する上記イオン発生素子とを一組として、２組以上の上記イオン発生素子が接続される。
【００１３】
上記イオン発生装置の他の形態においては、上記トランス駆動回路は、第１トランス駆動回路および第２トランス駆動回路を含み、上記昇圧トランスは、上記第１トランス駆動回路が上記一次巻線に接続される第１トランス駆動回路用昇圧トランス、および上記第２トランス駆動回路が上記一次巻線に接続される第２トランス駆動回路用昇圧トランスを含む。
【００１４】
上記第１トランス駆動回路用昇圧トランスの上記二次巻線には、正イオンを発生する上記イオン発生素子と負イオンを発生する上記イオン発生素子とを一組として、２組の上記イオン発生素子が接続され、上記第２トランス駆動回路用昇圧トランスの上記二次巻線には、正イオンを発生する上記イオン発生素子と負イオンを発生する上記イオン発生素子とを一組として、２組の上記イオン発生素子が接続される。
【００１５】
上記いずれかのイオン発生装置の他の形態においては、上記第１トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される上記イオン発生素子は、均等の間隔で配置され、上記第２トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される上記イオン発生素子は、均等の間隔で配置される。
【００１６】
上記いずれかのイオン発生装置の他の形態においては、上記第１トランス駆動回路および上記第２トランス駆動回路は、一つの回路基板に組み込まれ、上記第１トランス駆動回路用昇圧トランスおよび上記第２トランス駆動回路用昇圧トランスは、上記回路基板を挟んで配置される。
【００１７】
この発明に基づいた電気機器は、上記イオン発生装置と、上記イオン発生装置で発生した正イオンおよび負イオンを送出するための送風装置とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に基づいたイオン発生装置およびそれを用いた電気機器によれば、昇圧トランスによる磁界の影響を受けることなく、イオン発生素子の配置の自由度の向上を可能とする、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が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１におけるイオン発生ユニットの外観構成の概略を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるイオン発生装置の平面図である。
【図３】実施の形態１におけるイオン発生装置の正面図である。
【図４】実施の形態１におけるイオン発生装置の底面図である。
【図５】実施の形態１におけるイオン発生装置の側面図である。
【図６】実施の形態１におけるイオン発生装置の全体構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態１におけるイオン発生装置の他の構成を示す回路図である。
【図８】実施の形態２における電気機器の全体構成を示す斜視図である。
【図９】図８中ＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。
【図１０】図８中Ｘ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１１】実施の形態２における電気機器の送風量とイオン発生素子の配置位置との関係を示す模式図である。
【図１２】比較例における電気機器の送風量とイオン発生素子の配置位置との関係を示す模式図である。
【図１３】背景技術におけるイオン発生装置を複数個配置した状態の平面図である。
【図１４】背景技術におけるイオン発生装置（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）底面図、および（ｄ）側面図である。
【図１５】図１４（ｂ）中のＸＶ−ＸＶ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に基づいた各実施の形態におけるイオン発生装置およびそれを用いた電気機器について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は一例であり、種々の形態での実施が本発明の範囲内で可能である。また、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に、本発明に基づいた実施の形態におけるイオン発生装置が収容されたイオン発生ユニット１０００を示す。このイオン発生ユニット１０００は、ケース１００１とケース１００２とを有する。ケース１００１とケース１００２とは、相互に開閉可能に設けられ、内部にイオン発生装置１００を収容可能としている。ケース１００１の上端部には、外部電気機器に接続するための電気機器接続用コネクタ１００４が設けられている。
【００２２】
ケース１００１の表面には、イオン発生装置１００に設けられたイオン発生素子を露出させるためのイオン放出孔１００３が上下２列にそれぞれ４個、合計８個設けられている。
【００２３】
図２から図５を参照して、内部に収容されたイオン発生装置１００の外観構成を説明する。イオン発生装置１００は樹脂製のベース１０を有している。ベース１０の表面には、上下２列にそれぞれ４個、合計８個のイオン放出孔ｈ１１〜ｈ１４、および、イオン放出孔ｈ２１〜ｈ２４が形成されている。
【００２４】
イオン放出孔ｈ１１〜ｈ１４、および、イオン放出孔ｈ２１〜ｈ２４のそれぞれには、イオン発生素子１１〜１４、および、イオン発生素子２１〜２４が設けられている。イオン発生素子１１〜１４、および、イオン発生素子２１〜２４が組み込まれる基板（図示省略）は、樹脂製のベース１０の内部に収容されている。
【００２５】
イオン発生素子１１は、針電極１０１と誘導電極ｅ１１とを有している。同様に、イオン発生素子１２は、針電極１０２と誘導電極ｅ１２とを有し、イオン発生素子１３は、針電極１０３と誘導電極ｅ１３とを有し、イオン発生素子１４は、針電極１０４と誘導電極ｅ１４とを有している。
【００２６】
また、イオン発生素子２１は、針電極２０１と誘導電極ｅ２１とを有し、イオン発生素子２２は、針電極２０２と誘導電極ｅ２２とを有し、イオン発生素子２３は、針電極２０３と誘導電極ｅ２３とを有し、イオン発生素子２４は、針電極２０４と誘導電極ｅ２４とを有している。
【００２７】
本実施の形態では、イオン発生素子１１、イオン発生素子１２、イオン発生素子２３およびイオン発生素子２４が、正イオンを発生し、イオン発生素子１３、イオン発生素子１４、イオン発生素子２１およびイオン発生素子２２が、負イオンを発生する。図２において縦方向のイオン発生素子同士の間隔（Ｓ）は、約１８ｍｍ程度である。横方向のイオン発生素子同士の間隔（Ｐ）は、約２７ｍｍ程度であり、均等の間隔で配置されている。
【００２８】
イオン発生素子１１〜１４に対して一つのトランス駆動回路Ｃ１が接続され、イオン発生素子２１〜２４に対して一つのトランス駆動回路Ｃ２が接続されている。トランス駆動回路Ｃ１，Ｃ２の詳細については、後述する。
【００２９】
トランス駆動回路Ｃ１に用いられる第２昇圧トランス１３１と、トランス駆動回路Ｃ２に用いられる第２昇圧トランス２３１とは、ベース１０の裏面側の両端部に配置されている。両端部に配置された第２昇圧トランス１３１と第２昇圧トランス２３１との間には、トランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２が組み込まれた回路基板Ｓ２が、ネジＳ１０によりベース１０に対して着脱可能に固定されている。
【００３０】
第２昇圧トランス１３１の一次巻線側のケーブル１３１Ｃは、連結部材としてのトランスコネクタＣ１００により、トランス駆動回路Ｃ１に対して分離可能に接続されている。第２昇圧トランス１３１の二次巻線側端子は、イオン発生素子１１〜１４が組み込まれる回路基板（図示省略）に直接接続されている。
【００３１】
第２昇圧トランス２３１の一次巻線側のケーブル２３１Ｃは、連結部材としてのトランスコネクタＣ２００により、トランス駆動回路Ｃ２に対して分離可能に接続されている。第２昇圧トランス２３１の二次巻線側端子は、イオン発生素子２１〜２４が組み込まれる回路基板（図示省略）に直接接続されている。
【００３２】
回路基板Ｓ２には外部コネクタＣ１０が設けられ、ケース１００１の上端部に設けられた電気機器接続用コネクタ１００４に接続される。
【００３３】
（トランス駆動回路）
図６は、上記イオン発生装置１００のトランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２の構成を示す回路図である。トランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２は、一つの回路基板Ｓ２中に組み込まれている。
【００３４】
（トランス駆動回路Ｃ１）
トランス駆動回路Ｃ１は、電源端子Ｔ１１、接地端子Ｔ１２、ダイオード１２０，１２４，１２８，１２９ａ、抵抗素子１２１，１２３，１２５、ＮＰＮバイポーラトランジスタ１２６、第１昇圧トランス１２７、第２昇圧トランス１３１、コンデンサ１２９ｂ，１２９ｃ、および２端子サイリスタ１３０を備える。
【００３５】
電源端子Ｔ１１および接地端子Ｔ１２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続される。電源端子Ｔ１１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ１２は接地される。ダイオード１２０および抵抗素子１２１，１２３，１２５は、電源端子Ｔ１１とトランジスタ１２６のベースとの間に直列接続される。トランジスタ１２６のエミッタは接地端子Ｔ１２に接続される。ダイオード１２４は、接地端子Ｔ１２とトランジスタ１２６のベースとの間に接続される。
【００３６】
ダイオード１２０は、直流電源の正極および負極が電源端子Ｔ１１および設置端子Ｔ１２に逆に接続された場合に電流を遮断して直流電源を保護するための素子である。抵抗素子１２１は、昇圧動作を制限するための素子である。抵抗素子１２３は、起動抵抗素子である。ダイオード１２４は、トランジスタ１２６の逆耐圧保護素子として動作する。
【００３７】
第１昇圧トランス１２７は、一次巻線１２７ａ、ベース巻線１２７ｂ、および二次巻線１２７ｃを含む。一次巻線１２７ａの一方端子は抵抗素子１２１，１２３間のノードＮ１２２に接続され、その他方端子はトランジスタ１２６のコレクタに接続される。
【００３８】
ベース巻線１２７ｂの一方端子は抵抗素子１２５を介してトランジスタ１２６のベースに接続される。二次巻線１２７ｃの一方端子はトランジスタ１２６のベースに接続され、その他方端子はダイオード１２８，１２９ａ、コンデンサ１２９ｂ、１２９ｃを介して接地端子Ｔ１２に接続される。
【００３９】
第２昇圧トランス１３１は、一次巻線１３１ａおよび二次巻線１３１ｂを含む。２端子サイリスタ１３０は、ダイオード１２８のカソードと一次巻線１３１ａの一方端子との間に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ１００が用いられる。一次巻線１３１ａの他方端子は接地端子Ｔ１２に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ１００が用いられる。
【００４０】
第２昇圧トランス１３１の二次巻線１３１ｂの一方端子は誘導電極ｅ１１〜e１４に接続される。他方端子はダイオード１０６のアノードおよびダイオード１０７のカソードに接続される。ダイオード１０６のカソードは針電極１０１，１０２に接続され、ダイオード１０７のアノードは針電極１０３，１０４に接続される。
【００４１】
抵抗素子１２５は、ベース電流を制限するための素子である。２端子サイリスタ１３０は、端子間電圧がブレークオーバー電圧に到達すると導通状態になり、電流が最小保持電流以下になると非導通になる素子である。
【００４２】
以上の回路構成により、昇圧トランス１３１の二次巻線１３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子１１および負イオンを発生するイオン発生素子１３の組と、正イオンを発生するイオン発生素子１２および負イオンを発生するイオン発生素子１４の組との２組のイオン発生素子が接続される。
【００４３】
（トランス駆動回路Ｃ２）
トランス駆動回路Ｃ２は、電源端子Ｔ２１、接地端子Ｔ２２、ダイオード２２０，２２４，２２８，２２９ａ、抵抗素子２２１，２２３，２２５、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２２６、第１昇圧トランス２２７，第２昇圧トランス２３１、コンデンサ２２９ｂ，２２９ｃ、および２端子サイリスタ２３０を備える。
【００４４】
電源端子Ｔ２１および接地端子Ｔ２２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続される。電源端子Ｔ２１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ２２は接地される。ダイオード２２０および抵抗素子２２１，２２３，２２５は、電源端子Ｔ２１とトランジスタ２２６のベースとの間に直列接続される。トランジスタ２２６のエミッタは接地端子Ｔ２２に接続される。ダイオード２２４は、接地端子Ｔ２２とトランジスタ２２６のベースとの間に接続される。
【００４５】
ダイオード２２０は、直流電源の正極および負極が端子Ｔ２１，Ｔ２２に逆に接続された場合に電流を遮断して直流電源を保護するための素子である。抵抗素子２２１は、昇圧動作を制限するための素子である。抵抗素子２２３は、起動抵抗素子である。ダイオード２２４は、トランジスタ２２６の逆耐圧保護素子として動作する。
【００４６】
第１昇圧トランス２２７は、一次巻線２２７ａ、ベース巻線２２７ｂ、および二次巻線２２７ｃを含む。一次巻線２２７ａの一方端子は抵抗素子２２１，２２３間のノードＮ２２２に接続され、その他方端子はトランジスタ２２６のコレクタに接続される。
【００４７】
ベース巻線２２７ｂの一方端子は抵抗素子２２５を介してトランジスタ２２６のベースに接続される。二次巻線２２７ｃの一方端子はトランジスタ２２６のベースに接続され、その他方端子はダイオード２２８，２２９ａ、コンデンサ２２９ｂ、２２９ｃを介して接地端子Ｔ２２に接続される。
【００４８】
第２昇圧トランス２３１は、一次巻線２３１ａおよび二次巻線２３１ｂを含む。２端子サイリスタ２３０は、ダイオード２２８のカソードと一次巻線２３１ａの一方端子との間に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ２００が用いられる。一次巻線２３１ａの他方端子は接地端子Ｔ２２に接続される。この接続には、トランスコネクタＣ２００が用いられる。
【００４９】
第２昇圧トランス２３１の二次巻線２３１ｂの一方端子は誘導電極ｅ２１〜e２４に接続される。他方端子はダイオード２０６のアノードおよびダイオード２０７のカソードに接続される。ダイオード２０６のカソードは針電極２０１，２０２に接続され、ダイオード２０７のアノードは針電極２０３，２０４に接続される。
【００５０】
抵抗素子２２５は、ベース電流を制限するための素子である。２端子サイリスタ２３０は、端子間電圧がブレークオーバー電圧に到達すると導通状態になり、電流が最小保持電流以下になると非導通になる素子である。
【００５１】
以上の回路構成により、昇圧トランス２３１の二次巻線２３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子２３および負イオンを発生するイオン発生素子２１の組と、正イオンを発生するイオン発生素子２４および負イオンを発生するイオン発生素子２２の組との２組のイオン発生素子が接続される。
【００５２】
（イオン発生装置１００の動作）
次に、このイオン発生装置１００の動作について説明する。なお、トランス駆動回路Ｃ１およびトランス駆動回路Ｃ２の動作は同じであるため、ここでは、トランス駆動回路Ｃ１についてのみ説明する。
【００５３】
コンデンサ１２９ｂ、１２９ｃは、ＲＣＣ方式スイッチング電源動作により充電される。すなわち、電源端子Ｔ１１および接地端子Ｔ１２間に直流電源電圧が印加されると、電源端子Ｔ１１からダイオード１２０および抵抗素子１２１,１２３を介してトランジスタ１２６のベースに電流が流れてトランジスタ１２６が導通状態となる。これにより、第１昇圧トランス１２７の一次巻線１２７ａに電流が流れ、ベース巻線１２７ｂの端子間に電圧が発生する。
【００５４】
ベース巻線１２７ｂの巻線方向は、トランジスタ１２６が導通状態になるとトランジスタ１２６のベース電圧をさらに上昇させるように設定されている。このため、ベース巻線１２７ｂの端子間に発生した電圧は正帰還状態でトランジスタ１２６の導通抵抗値を低下させる。このとき、ダイオード１２８によって通電が阻止されるように、二次巻線１２７ｃの巻線方向が設定されており、二次巻線１２７ｃには電流が流れない。
【００５５】
このようにして一次巻線１２７ａおよびトランジスタ１２６に流れる電流が増加し続けることにより、トランジスタ１２６のコレクタ電圧は飽和領域から外れて上昇する。これにより、一次巻線１２７ａの端子間電圧が低下してベース巻線１２７ｂの端子間電圧も低下し、トランジスタ１２６のコレクタ電圧はさらに上昇する。
【００５６】
このため、正帰還状態で動作して急速にトランジスタ１２６が非導通状態になる。このとき、二次巻線１２７ｃはダイオード１２８の導通方向に電圧を発生する。これにより、コンデンサ１２９ｂ，１２９ｃが充電される。
【００５７】
コンデンサ１２９ｂ，１２９ｃの端子間電圧が上昇して２端子サイリスタ１３０のブレークオーバー電圧に到達すると、２端子サイリスタ１３０はツェナーダイオードのように動作してさらに電流を流す。２端子サイリスタ１３０に流れる電流がブレークオーバー電流に到達すると、２端子サイリスタ１３０は略短絡状態となり、コンデンサ１２９に充電された電荷が２端子サイリスタ１３０および第２昇圧トランス１３１の一次巻線１３１ａを介して放電され、一次巻線１３１ａにはインパルス電圧が発生する。
【００５８】
一次巻線１３１ａにインパルス電圧が発生すると、二次巻線１３１ｂに正および負の高電圧パルスが交互に減衰しながら発生する。正の高電圧パルスはダイオード１０６を介して針電極１０１，１０２に印加され、負の高電圧パルスはダイオード１０７を介して針電極１０３，１０４に印加される。これにより、針電極１０１〜１０４の先端でコロナ放電が発生し、それぞれ正イオンおよび負イオンが発生する。
【００５９】
一方、第１昇圧トランス１２７の二次巻線１２７ｃに電流が流れると、一次巻線１２７ａの端子間電圧が上昇して再度トランジスタ１２６が導通し、以上の動作が繰り返される。この動作の繰り返し速度は、トランジスタ１２６のベースに流れる電流が大きいほど速くなる。したがって、抵抗素子１２１の抵抗値を調整することにより、トランジスタ１２６のベースに流れる電流を調整し、ひいては針電極１０１〜１０４の放電回数を調整することができる。
【００６０】
なお、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（ただし、ｍは任意の自然数である）と表わされる。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（ただし、ｎは任意の自然数である）と表わされる。
【００６１】
また、正イオンおよび負イオンを室内に放出すると、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、その表面上で互いに化学反応を起こす。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、浮遊カビ菌などが除去される。
【００６２】
（作用・効果）
以上、本実施の形態におけるイオン発生装置１００においては、昇圧トランスの一次巻線にトランス駆動回路が接続され、昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とを一組として、２組以上のイオン発生素子が接続される構成が採用されている。
【００６３】
より具体的には、トランス駆動回路Ｃ１において、昇圧トランス１３１の二次巻線１３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子１１および負イオンを発生するイオン発生素子１３の組と、正イオンを発生するイオン発生素子１２および負イオンを発生するイオン発生素子１４の組との２組のイオン発生素子が接続されている。
【００６４】
また、トランス駆動回路Ｃ２においても、昇圧トランス２３１の二次巻線２３１ｂには、正イオンを発生するイオン発生素子２３および負イオンを発生するイオン発生素子２１の組と、正イオンを発生するイオン発生素子２４および負イオンを発生するイオン発生素子２２の組との２組のイオン発生素子とが接続されている。
【００６５】
これにより、８個のイオン発生素子（合計４組のイオン発生素子）を、図２に示すように、所望の位置に所定の間隔で配置することが可能となる。また、４個のイオン発生素子に対して１個の昇圧トランスを用いることから、昇圧トランスの配置位置の制限を緩和させることができる。また、電線の削減、消費電力の半減、昇圧トランスの半減を含む回路部品の削減が図られ、イオン発生装置の製造に要するコストの削減を図ることが可能となる。
【００６６】
また、図３に示すように、第１トランス駆動回路Ｃ１および第２トランス駆動回路Ｃ２を、一つの回路基板Ｓ２に組み込み、トランス駆動回路Ｃ１に用いられる第２昇圧トランス１３１と、トランス駆動回路Ｃ２に用いられる第２昇圧トランス２３１とを、回路基板Ｓ２を挟んだ状態で、ベース１０の裏面側の両端部に配置する構成の採用が可能となり、昇圧トランス同士の磁界の影響を排除することが可能となる。
【００６７】
また、このイオン発生装置１００の構成においては、ベース１０の外縁と昇圧トランスとの間に空間を形成するように（図４中の隙間Ｔ、図５中の隙間Ｕ）、ベース１０の外縁よりも内側に昇圧トランスを配置させることができる。その結果、このイオン発生装置１００を複数並べて配置する場合であっても、隣接する昇圧トランス同士の磁界の影響を排除することができる。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子を１組として、４組のイオン発生素子を設ける場合において、トランス駆動回路Ｃ１に２組のイオン発生素子を設け、トランス駆動回路Ｃ２に２組のイオン発生素子を設ける場合について説明したが、この回路構成に限定されるものではなく、それ以上の組のイオン発生素子を設ける構成を採用することも可能である。
【００６９】
また、図７に示すように、トランス駆動回路Ｃ１により２組のイオン発生素子のみを有するイオン発生装置の構成を採用することも可能である。
【００７０】
また、図６および図７に示す回路においては、電源として直流電源を用いる場合について説明しているが、電源として交流電源を用いる場合であっても、同様に、昇圧トランスの一次巻線にトランス駆動回路が接続され、昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生するイオン発生素子と負イオンを発生するイオン発生素子とを一組として、２組以上のイオン発生素子が接続される構成を採用することが可能である。
【００７１】
（実施の形態２）
図８から図１２を参照して、上記実施の形態１に示した、イオン発生装置１００を搭載したイオン発生機２０００について説明する。このイオン発生機２０００は、２組のシロッコファン３４を内蔵し、両側面にそれぞれ空気取り入れ口３５を有する下ケース３１と、上部に２つの空気吹き出し口３３を有する上ケース３２とを備えている。下ケース３１および上ケース３２の内部には、シロッコファン３４からの送風される空気流を吹き出し口３３に向かって案内する風洞３６が形成されている。
【００７２】
イオン発生装置１００は、図１に示したケース１００１，１００２内に収容され、イオン発生ユニット１０００を構成している。イオン放出孔ｈ１１〜ｈ１４，ｈ２１〜ｈ２４は、風洞３６に面し、イオン発生素子１１〜１４,２１〜２４で発生した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。
【００７３】
図１１を参照して、シロッコファン３４に送風される風速とイオン発生素子１１〜１４,２１〜２４の配置位置について説明する。シロッコファン３４から送風された風洞３６内での風速は、図１１に示すように、中央部に最大風速１０ｍ／ｓの領域を有し、左右両側においては、風速が低下する。
【００７４】
そこで、このイオン発生装置１００においては、イオン発生素子１１〜１４,２１〜２４を、シロッコファン３４からの最大風速１０ｍ／ｓの位置に配置するようにしている。これにより、イオン発生素子１１〜１４,２１〜２４で発生したイオンは、最大風速１０ｍ／ｓの風に乗って運ばれ、室内へのイオンの導出量を増加させることが可能となる。
【００７５】
ここで、図１２に、背景技術で示したイオン発生装置５００を４つ配置した場合について説明する。イオン発生装置５００においては、イオン発生素子２とイオン発生素子３との配置ピッチが予め固定されている（約３８ｍｍ）。そのため、イオン発生機２０００に搭載した場合には、イオン発生素子２とイオン発生素子３の配置位置が、シロッコファン３４からの最大風速１０ｍ／ｓの位置からずれて配置されることになる。その結果、イオン発生素子２，３により発生したイオンを十分に室内へ運び出すことができない。
【００７６】
このように、本発明に基づいたイオン発生装置１００を搭載したイオン発生機２０００においては、効率良くイオン発生装置１００において発生したイオンを室内へ送出することができるため、同じイオンの送出量であれば、背景技術で示したイオン発生装置５００を用いた場合に比べて、シロッコファン３４の回転速度を低下させることができる。
【００７７】
これにより、シロッコファン３４の回転音の値を低下させることが可能となる。また、同じ回転数であれば、イオン発生装置１００を搭載したイオン発生機２０００においては、送出イオンの濃度を高めることが可能となる。
【００７８】
なお、実施の形態１に示すイオン発生装置は、上記イオン発生機２０００のようなイオンを室内に放出させることを主目的とした電気機器だけでなく、空気清浄機、空気調和機（エアコンディショナー）、冷蔵機器、掃除機、加湿機、除湿機、乾燥洗濯機、洗濯機、電気ファンヒータ、電子レンジなどにも搭載可能であり、イオンを気流に乗せて送るための送風部を有するものであればどのような電気機器にも搭載可能である。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１０ ベース、１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４ イオン発生素子、３１ 下ケース、３２ 上ケース、３３ 空気吹き出し口、３４ シロッコファン、３５ 空気取り入れ口、３６ 風洞、１００ イオン発生装置、１０１，１０２，１０３，１０４ 針電極、１０６，１０７，１２０，１２４，１２８，１２９ａ，２０６，２０７，２２０，２２４，２２８，２２９ａ ダイオード、１２１，１２３，１２５，２２１，２２３，２２５ 抵抗素子、１２２，２２２ ノードＮ、１２６，２２６ トランジスタ（ＮＰＮバイポーラトランジスタ）、１２７，２２７ 第１昇圧トランス、１２７ａ，２２７ａ 一次巻線、１２７ｂ，２２７ｂ ベース巻線、１２７ｃ，１３１ｂ，２３１ｂ，２２７ｃ 二次巻線、１２９，１２９ｂ，１２９ｃ，２２９ｂ，２２９ｃ コンデンサ、１３０，２３０ ２端子サイリスタ、１３１，２３１ 第２昇圧トランス、１３１ａ，２３１ａ 一次巻線、１３１Ｃ，２３１Ｃ ケーブル、２０１，２０２，２０３，２０４ 針電極、１０００ イオン発生ユニット、１００１，１００２ ケース、１００３ イオン放出孔、１００４ 電気機器接続用コネクタ、２０００ イオン発生機、ｅ１１，ｅ１２，ｅ１３，ｅ１４，ｅ２１，ｅ２２，ｅ２３，ｅ２４ 誘導電極、ｈ１１，ｈ１２，ｈ１３，ｈ１４，ｈ２１，ｈ２２，ｈ２３，ｈ２４ イオン放出孔、Ｃ１，Ｃ２ トランス駆動回路、Ｃ１０ 外部コネクタ、Ｃ１００，Ｃ２００ トランスコネクタ、Ｓ２ 回路基板、Ｓ１０ ネジ、Ｔ１１，Ｔ２１ 電源端子、Ｔ１２，Ｔ２２ 接地端子。
【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により駆動され、電圧を昇圧するための昇圧トランスと、
前記昇圧トランスにより昇圧された電圧が印加されることで正イオンおよび負イオンを生じさせるイオン発生素子と、を備え、
前記昇圧トランスの一次巻線に前記トランス駆動回路が接続され、
前記昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生する前記イオン発生素子と負イオンを発生する前記イオン発生素子とを一組として、２組以上の前記イオン発生素子が接続される、イオン発生装置。
【請求項２】
前記トランス駆動回路は、第１トランス駆動回路および第２トランス駆動回路を含み、
前記昇圧トランスは、前記第１トランス駆動回路が前記一次巻線に接続される第１トランス駆動回路用昇圧トランス、および前記第２トランス駆動回路が前記一次巻線に接続される第２トランス駆動回路用昇圧トランスを含み、
前記第１トランス駆動回路用昇圧トランスの前記二次巻線には、正イオンを発生する前記イオン発生素子と負イオンを発生する前記イオン発生素子とを一組として、２組の前記イオン発生素子が接続され、
前記第２トランス駆動回路用昇圧トランスの前記二次巻線には、正イオンを発生する前記イオン発生素子と負イオンを発生する前記イオン発生素子とを一組として、２組の前記イオン発生素子が接続される、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記第１トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される前記イオン発生素子は、均等の間隔で配置され、
前記第２トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される前記イオン発生素子は、均等の間隔で配置される、請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記第１トランス駆動回路および前記第２トランス駆動回路は、一つの回路基板に組み込まれ、
前記第１トランス駆動回路用昇圧トランスおよび前記第２トランス駆動回路用昇圧トランスは、前記回路基板を挟んで配置される、請求項２または３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
請求項１から請求項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発生した正イオンおよび負イオンを送出するための送風装置とを備える、電気機器。
【請求項１】
トランス駆動回路と、
前記トランス駆動回路により駆動され、電圧を昇圧するための昇圧トランスと、
前記昇圧トランスにより昇圧された電圧が印加されることで正イオンおよび負イオンを生じさせるイオン発生素子と、を備え、
前記昇圧トランスの一次巻線に前記トランス駆動回路が接続され、
前記昇圧トランスの二次巻線に、正イオンを発生する前記イオン発生素子と負イオンを発生する前記イオン発生素子とを一組として、２組以上の前記イオン発生素子が接続される、イオン発生装置。
【請求項２】
前記トランス駆動回路は、第１トランス駆動回路および第２トランス駆動回路を含み、
前記昇圧トランスは、前記第１トランス駆動回路が前記一次巻線に接続される第１トランス駆動回路用昇圧トランス、および前記第２トランス駆動回路が前記一次巻線に接続される第２トランス駆動回路用昇圧トランスを含み、
前記第１トランス駆動回路用昇圧トランスの前記二次巻線には、正イオンを発生する前記イオン発生素子と負イオンを発生する前記イオン発生素子とを一組として、２組の前記イオン発生素子が接続され、
前記第２トランス駆動回路用昇圧トランスの前記二次巻線には、正イオンを発生する前記イオン発生素子と負イオンを発生する前記イオン発生素子とを一組として、２組の前記イオン発生素子が接続される、請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記第１トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される前記イオン発生素子は、均等の間隔で配置され、
前記第２トランス駆動回路用昇圧トランスに接続される前記イオン発生素子は、均等の間隔で配置される、請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記第１トランス駆動回路および前記第２トランス駆動回路は、一つの回路基板に組み込まれ、
前記第１トランス駆動回路用昇圧トランスおよび前記第２トランス駆動回路用昇圧トランスは、前記回路基板を挟んで配置される、請求項２または３に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
請求項１から請求項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発生した正イオンおよび負イオンを送出するための送風装置とを備える、電気機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−６０７０５（Ｐ２０１１−６０７０５Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１７８１（Ｐ２００９−２１１７８１）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【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３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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