本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，原案申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?01480046930.9，國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/jp2014/072220，申請(qǐng)日為2014年8月26日，發(fā)明名稱(chēng)為“離子發(fā)生裝置和電氣設(shè)備”。

本發(fā)明涉及離子發(fā)生裝置和使用其的電氣設(shè)備，特別是涉及具備感應(yīng)電極和針電極并產(chǎn)生離子的離子發(fā)生裝置和使用其的電氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

離子發(fā)生裝置具備基板和感應(yīng)電極以及針電極。感應(yīng)電極形成為環(huán)狀并搭載于基板上。針電極的基端部設(shè)于基板，其前端部配置于感應(yīng)電極的中央部。當(dāng)對(duì)針電極和感應(yīng)電極之間施加高電壓時(shí)，在針電極的前端部發(fā)生電暈放電，產(chǎn)生離子。產(chǎn)生的離子被送風(fēng)機(jī)向室內(nèi)送出，包圍在空氣中浮游的霉菌或病毒，并將它們分解(例如參照特開(kāi)2010－044917號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1))。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：特開(kāi)2010－044917號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，現(xiàn)有的離子發(fā)生裝置在1個(gè)基板的表面搭載有針電極和感應(yīng)電極。因此，如果在基板的表面堆積有塵埃的狀態(tài)下離子發(fā)生裝置被置于高濕度環(huán)境下，則在針電極和感應(yīng)電極之間電流經(jīng)由吸濕后的塵埃漏電，離子發(fā)生量有可能降低。

另外，感應(yīng)電極由板狀的金屬形成，因此不易實(shí)現(xiàn)小型化，無(wú)法完成整個(gè)離子發(fā)生裝置的小型化。因此，不易在便攜用小型電氣設(shè)備中搭載離子發(fā)生裝置。

因而，本發(fā)明的主要目的是提供在高濕度環(huán)境下也能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生離子且還能夠搭載于小型電氣設(shè)備的離子發(fā)生裝置和使用其的電氣設(shè)備。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明的離子發(fā)生裝置具備感應(yīng)電極和針電極，產(chǎn)生離子，并具備：開(kāi)設(shè)有孔的第1基板；以及與第1基板的一方側(cè)的表面相對(duì)設(shè)置的第2基板。感應(yīng)電極設(shè)于第1基板的孔的周?chē)ａ橂姌O的基端部設(shè)于第2基板，其前端部插入孔。因而，分別將感應(yīng)電極和針電極設(shè)于第1基板和第2基板，因此在第1基板和第2基板上堆積有塵埃的狀態(tài)下被置于高濕度環(huán)境下的情況下，也能夠防止在針電極和感應(yīng)電極之間電流泄露，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生離子。

另外，為了能夠使整個(gè)離子發(fā)生裝置進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化而省略感應(yīng)電極的一部分，由此將第1基板的尺寸盡量實(shí)現(xiàn)小型化，進(jìn)行整個(gè)離子發(fā)生裝置的小型化。

而且，將第1基板和第2基板用絕緣性樹(shù)脂覆蓋，因此能夠防止塵埃在第1基板和第2基板上堆積。而且，能夠更高效地防止在針電極和感應(yīng)電極之間電流泄露。

另外，針電極的前端部從絕緣性樹(shù)脂突出。在這種情況下，在塵埃積存于針電極周邊的情況下，也能夠防止針電極的前端部被塵埃埋住而妨礙針電極的放電。另外，在塵埃附著于針電極的前端部的情況下，也能夠通過(guò)一邊向針電極的前端部送風(fēng)一邊對(duì)針電極施加高電壓而從針電極彈落塵埃。

另外，優(yōu)選感應(yīng)電極具有對(duì)于在第1基板的孔的周?chē)h(huán)狀形成的基本形狀，其一部分被省略的形狀。

另外，優(yōu)選第1基板是印刷基板，感應(yīng)電極由印刷基板的配線層形成。在這種情況下，能夠以低成本形成感應(yīng)電極，能夠?qū)崿F(xiàn)離子發(fā)生裝置的低成本化。

另外，本發(fā)明的電氣設(shè)備具備上述離子發(fā)生裝置和用于送出由離子發(fā)生裝置產(chǎn)生的離子的送風(fēng)部。

發(fā)明效果

在本發(fā)明的離子發(fā)生裝置中，分別將感應(yīng)電極和針電極設(shè)于第1基板和第2基板，因此在第1基板和第2基板上堆積有塵埃的狀態(tài)下被置于高濕度環(huán)境下的情況下，也能夠防止在針電極和感應(yīng)電極之間電流泄露，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生離子。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的外觀的立體圖。

圖2是表示圖1所示的離子發(fā)生裝置的外觀的俯視圖。

圖3是表示圖1所示的離子發(fā)生裝置的外觀的側(cè)視圖。

圖4是表示圖1所示的離子發(fā)生裝置的外觀的仰視圖。

圖5是表示從圖2所示的離子發(fā)生裝置去除絕緣性樹(shù)脂后的狀態(tài)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖6是表示圖3所示的離子發(fā)生裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的構(gòu)成的電路圖。

圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的感應(yīng)電極的形成方法的圖。

圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的感應(yīng)電極形狀與離子發(fā)生量的關(guān)系的圖。

圖10a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的感應(yīng)電極的試制形狀的圖。

圖10b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的感應(yīng)電極的試制形狀的另一圖。

圖10c是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的感應(yīng)電極的試制形狀的又一圖。

圖10d是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置的感應(yīng)電極的試制形狀的又一圖。

圖11是表示使用了圖1所示的離子發(fā)生裝置的空氣清潔器的構(gòu)成的截面圖。

具體實(shí)施方式

(實(shí)施方式1)

如圖1～圖6所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的離子發(fā)生裝置具備：用于產(chǎn)生正離子的針電極1；用于產(chǎn)生負(fù)離子的針電極2；用于在和針電極1之間形成電場(chǎng)的環(huán)狀的感應(yīng)電極3；用于在和針電極2之間形成電場(chǎng)的環(huán)狀的感應(yīng)電極4；以及2個(gè)長(zhǎng)方形狀的基板5、6。

基板5、6空出規(guī)定的間隔在圖1中的上下平行地配置。感應(yīng)電極3使用基板5的配線層形成于基板5的長(zhǎng)邊方向的一方端的表面。在感應(yīng)電極3的內(nèi)側(cè)開(kāi)口形成將基板5貫通的孔5a。另外，感應(yīng)電極4使用基板5的配線層形成于基板5的長(zhǎng)邊方向的另一方端部的表面。在感應(yīng)電極4的內(nèi)側(cè)開(kāi)口形成將基板5貫通的孔5b。感應(yīng)電極3和感應(yīng)電極4在基板5各自的外側(cè)切除并省略一部分。

針電極1、2分別相對(duì)于基板5、6以直角設(shè)置。即針電極1的基端部插嵌入基板6的孔，其前端部貫通基板5的孔5a的中心。另外，針電極2的基端部插嵌入基板6的孔，其前端部貫通基板5的孔5b的中心。針電極1、2各自的基端部通過(guò)焊錫固定于基板5。針電極1、2各自的前端部尖銳地突出。

另外，該離子發(fā)生裝置具備：具有比基板5、6大一些的長(zhǎng)方形的開(kāi)口部的長(zhǎng)方體狀的箱體10；關(guān)閉箱體10的開(kāi)口部的絕緣性樹(shù)脂11；電路基板12；電路部件13以及變壓器14。

箱體10由絕緣性的樹(shù)脂形成。箱體10的下部形成為比上部小一些，成為如船底那樣的形狀。變壓器14收納于基板5和基板6的一方側(cè)的內(nèi)側(cè)。電路基板12隔著變壓器14設(shè)于與基板5和基板6相反的一側(cè)。電路部件13搭載于電路基板12。

基板5、6收納于箱體10的一方端側(cè)。用于進(jìn)行電力供應(yīng)的連接器15向外部突出地設(shè)于箱體10的另一端側(cè)。連接器15、電路基板12、變壓器14以及基板5、6通過(guò)配線被電連接。在箱體10內(nèi)的高電壓部填充有絕緣性樹(shù)脂11。絕緣性樹(shù)脂11填充到基板6的下面。在本實(shí)施方式中，與變壓器14的初級(jí)側(cè)連接的電路部件13無(wú)需被絕緣性樹(shù)脂11絕緣，但由于操作上的原因，箱體內(nèi)部的空間填充著絕緣性樹(shù)脂11。

絕緣性樹(shù)脂11涂敷為覆蓋基板5的外側(cè)表面，而針電極1、2的前端部在絕緣性樹(shù)脂11上突出5mm左右。針電極1、2從絕緣性樹(shù)脂11突出的長(zhǎng)度雖然沒(méi)有特別限定，但可根據(jù)施加于針電極的高壓電的電壓或產(chǎn)生的離子的量來(lái)確定適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。

圖7是表示離子發(fā)生裝置的構(gòu)成的電路圖。在圖7中，離子發(fā)生裝置除了針電極1、2和感應(yīng)電極3、4以外還具備電源端子t1、接地端子t2、二極管20、24、28、32、33、電阻元件21～23、25、npn雙極型晶體管26、升壓變壓器27、31、電容器29以及2端子晶閘管30。圖7的電路中的針電極1、2和感應(yīng)電極3、4以外的部分在圖3中由電路基板12、電路部件13以及變壓器14等構(gòu)成。

電源端子t1和接地端子t2分別連接著直流電源的正極和負(fù)極。對(duì)電源端子t1施加直流電源電壓(例如+12v或者+15v)，接地端子t2被接地。二極管20和電阻元件21～23被串聯(lián)連接在電源端子t1和晶體管26的基極之間。晶體管26的發(fā)射極與接地端子t2連接。二極管24連接于接地端子t2和晶體管26的基極之間。

二極管20是在直流電源的正極和負(fù)極被相反地與端子t1、t2連接的情況下用于阻斷電流來(lái)保護(hù)直流電源的元件。電阻元件21、22是用于限制升壓動(dòng)作的元件。電阻元件23是啟動(dòng)電阻元件。二極管24作為晶體管26的反向電壓保護(hù)元件動(dòng)作。

升壓變壓器27包括初級(jí)繞組27a、基極繞組27b以及次級(jí)繞組27c。初級(jí)繞組27a的一方端子與電阻元件22、23之間的節(jié)點(diǎn)n22連接，其另一方端子與晶體管26的集電極連接?；鶚O繞組27b的一方端子經(jīng)由電阻元件25與晶體管26的基極連接，其另一方端子與接地端子t2連接。次級(jí)繞組27c的一方端子與晶體管26的基極連接，其另一方端子經(jīng)由二極管28和電容器29與接地端子t2連接。

升壓變壓器31包括初級(jí)繞組31a和次級(jí)繞組31b。2端子晶閘管30連接于二極管28的陰極和初級(jí)繞組31a的一方端子之間。初級(jí)繞組31a的另一方端子與接地端子t2連接。次級(jí)繞組31b的一方端子與感應(yīng)電極3、4連接，其另一方端子與二極管32的陽(yáng)極和二極管33的陰極連接。二極管32的陰極與針電極1的基端部連接，二極管33的陽(yáng)極與針電極2的基端部連接。

電阻元件25是用于限制基極電流的元件。2端子晶閘管30是在端子間電壓達(dá)到擊穿電壓時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)、在電流成為最小保持電流以下時(shí)成為非導(dǎo)通的元件。

下面，說(shuō)明該離子發(fā)生裝置的動(dòng)作。電容器29通過(guò)rcc方式的開(kāi)關(guān)電源動(dòng)作被充電。即，當(dāng)對(duì)電源端子t1和接地端子t2之間施加直流電源電壓時(shí)，電流從電源端子t1經(jīng)由二極管20和電阻元件21～23向晶體管26的基極流動(dòng)而晶體管26成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，電流流到升壓變壓器27的初級(jí)繞組27a，在基極繞組27b的端子間產(chǎn)生電壓。

基極繞組27b的繞組方向設(shè)定為當(dāng)晶體管26成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)使晶體管26的基極電壓進(jìn)一步上升。因此，在基極繞組27b的端子間產(chǎn)生的電壓在正反饋狀態(tài)下使晶體管26的導(dǎo)通電阻值降低。此時(shí)，以由二極管28阻止通電的方式設(shè)定次級(jí)繞組27c的繞組方向，電流不會(huì)流到次級(jí)繞組27c。

這樣流到初級(jí)繞組27a和晶體管26的電流持續(xù)增加，由此，晶體管26的集電極電壓偏離飽和區(qū)域而上升。由此，初級(jí)繞組27a的端子間電壓降低，基極繞組27b的端子間電壓也降低，晶體管26的集電極電壓進(jìn)一步上升。因此，晶體管26在正反饋狀態(tài)下動(dòng)作而快速地成為非導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)，次級(jí)繞組27c在二極管28的導(dǎo)通方向上產(chǎn)生電壓。由此，電容器29被充電。

在電容器29的端子間電壓上升而達(dá)到2端子晶閘管30的擊穿電壓時(shí)，2端子晶閘管30如齊納二極管那樣動(dòng)作而進(jìn)一步使電流流動(dòng)。在流到2端子晶閘管30的電流達(dá)到擊穿電流時(shí)，2端子晶閘管30成為大致短路狀態(tài)，被電容器29充電的電荷經(jīng)由2端子晶閘管30和升壓變壓器31的初級(jí)繞組31a放電，在初級(jí)繞組31a中產(chǎn)生脈沖電壓。

在初級(jí)繞組31a中產(chǎn)生脈沖電壓時(shí)，在次級(jí)繞組31b中正和負(fù)的高電壓脈沖一邊交替地衰減一邊產(chǎn)生。正的高電壓脈沖經(jīng)由二極管32施加到針電極1，負(fù)的高電壓脈沖經(jīng)由二極管33施加到針電極2。由此，在針電極1、2的前端發(fā)生電暈放電，分別產(chǎn)生正離子和負(fù)離子。

另一方面，當(dāng)電流在升壓變壓器27的次級(jí)繞組27c中流動(dòng)時(shí)，初級(jí)繞組27a的端子間電壓上升，晶體管26再次導(dǎo)通，重復(fù)以上的動(dòng)作。流到晶體管26的基極的電流越大，該動(dòng)作的重復(fù)速度越快。因而，能夠通過(guò)調(diào)整電阻元件21的電阻值來(lái)調(diào)整流到晶體管26的基極的電流，進(jìn)而調(diào)整針電極1、2的放電次數(shù)。

在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為對(duì)針電極1施加正的高壓電，對(duì)針電極2施加負(fù)的高壓電，從針電極1產(chǎn)生正離子，從針電極2產(chǎn)生負(fù)離子。

在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為調(diào)整對(duì)針電極1和針電極2施加的高電壓，產(chǎn)生特定的離子。其中，正離子是在氫離子(h⁺)的周?chē)S附有多個(gè)水分子的簇離子，表示為h⁺(h2o)m(其中，m是任意的自然數(shù))。另外，負(fù)離子是在氧離子(o2^－)的周?chē)S附有多個(gè)水分子的簇離子，表示為o2^－(h2o)n(其中，n是任意的自然數(shù))。

當(dāng)向室內(nèi)釋放正離子和負(fù)離子時(shí)，兩離子包圍在空氣中浮游的霉菌或病毒的周?chē)?，附著于其表面而在表面上結(jié)合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)此時(shí)生成的活性種的羥基自由基(·oh)和過(guò)氧化氫h2o2的作用，浮游霉菌等被殺菌。

在本實(shí)施方式中，省略了感應(yīng)電極3和感應(yīng)電極4的一部分。同時(shí)還切除基板5的一部分，因此基板5的長(zhǎng)邊方向的尺寸被縮短。在圖8中表示感應(yīng)電極形狀的定義。感應(yīng)電極形成為以針電極為中心的圓狀，其一部分被省略而形成為以針電極為中心的扇形。在圖8中，將以針電極為中心省略了感應(yīng)電極的一部分后剩余的部分的兩端與中心形成的張角設(shè)為基準(zhǔn)表現(xiàn)形狀。如果張角是0°(度)，則省略全部感應(yīng)電極，如果張角是360°(度)，則形成完全的環(huán)。此外，優(yōu)選張角是以針電極為中心的上下方向?qū)ο?，但能夠在平衡不?huì)較大地變化的范圍內(nèi)變更。

下面，在圖9中表示扇形感應(yīng)電極的張角與產(chǎn)生的離子量的關(guān)系。張角為20°時(shí)的離子發(fā)生量是張角為360°時(shí)的約65％，在張角為90°時(shí)約為80％，在張角為180°時(shí)約為90％。根據(jù)該結(jié)果，張角能夠設(shè)為20°以上360°以下。進(jìn)一步優(yōu)選為90°以上360°以下，能夠設(shè)為180°以上360°以下是最優(yōu)選的。

在圖10中表示感應(yīng)電極的試制品。在圖10a中表示張角為360°時(shí)的感應(yīng)電極的試制形狀，在圖10b中表示張角為180°時(shí)的感應(yīng)電極的試制形狀，在圖10c中表示張角為90°時(shí)的感應(yīng)電極的試制形狀，在圖10d中表示張角為20°時(shí)的感應(yīng)電極的試制形狀。

圖11是表示使用了圖1所示的離子發(fā)生裝置的空氣清潔器的構(gòu)成的截面圖。在圖11中，該空氣清潔器在主體40的下部的背面設(shè)有吸入口40a，在主體40的上部的背面和前面分別設(shè)有吹出口40b、40c。另外，在主體40的內(nèi)部設(shè)有通道41，通道41的下端的開(kāi)口部與吸入口40a相對(duì)地設(shè)置，通道41的上端與吹出口40b、40c連接。

在通道41的下端的開(kāi)口部設(shè)有橫流風(fēng)扇42，在通道41的中央部設(shè)有離子發(fā)生裝置43。離子發(fā)生裝置43是圖1所示的裝置。離子發(fā)生裝置43的主體固定于通道41的外壁面，其針電極1、2貫通通道41的壁而向通道41內(nèi)突出。2個(gè)針電極1、2在與通道41內(nèi)的空氣流動(dòng)的方向正交的方向上排列。

另外，在吸入口40a設(shè)有由樹(shù)脂制成的格子狀的格柵44，在格柵44的內(nèi)側(cè)貼附有網(wǎng)眼狀的薄的過(guò)濾器45。在過(guò)濾器45的里側(cè)設(shè)有風(fēng)扇罩46以使異物或用戶(hù)的手指不會(huì)進(jìn)入橫流風(fēng)扇42。

當(dāng)橫流風(fēng)扇42被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，室內(nèi)的空氣經(jīng)由吸入口40a被吸入通道41內(nèi)。被吸入的空氣所包含的霉菌等被由離子發(fā)生裝置43生成的離子殺菌。在離子發(fā)生裝置43中經(jīng)過(guò)的清潔的空氣經(jīng)由吹出口40b、40c向室內(nèi)被釋放。

在本實(shí)施方式中，將感應(yīng)電極3、4搭載于基板5，將針電極1、2搭載于基板6，因此在離子發(fā)生裝置被置于高濕度環(huán)境下的情況下，也能夠防止在針電極1、2和感應(yīng)電極3、4之間電流泄露，能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生離子。

另外，用絕緣性樹(shù)脂11覆蓋基板5、6，因此能夠防止塵埃在基板5、6上堆積。

另外，針電極1、2的前端部在絕緣性樹(shù)脂11上突出，因此在塵埃積存于開(kāi)口部附近的情況下，也能夠防止針電極1、2的前端部被塵埃埋住而妨礙針電極1、2放電。另外，在塵埃附著于針電極1、2前端部的情況下，也能夠通過(guò)一邊對(duì)針電極1、2的前端部送風(fēng)一邊對(duì)針電極1、2施加高電壓而從針電極1、2彈落塵埃。

另外，使用基板5的配線層形成感應(yīng)電極3、4，因此能夠以低成本形成感應(yīng)電極3、4，能夠?qū)崿F(xiàn)離子發(fā)生裝置的低成本化。

(實(shí)施方式2)

在實(shí)施方式1中將感應(yīng)電極的基本形狀設(shè)為圓形，將其一部分省略而形成，但基本形狀如果是六邊形以上的多邊形，則在功能上與圓形等同地處理。另外，即使是三角形或四邊形，根據(jù)其設(shè)置方法也能夠設(shè)為與本實(shí)施方式近似的形狀。認(rèn)為例如在設(shè)為以針電極的位置為對(duì)象軸上下對(duì)稱(chēng)的情況下也能夠同樣地應(yīng)用。

(實(shí)施方式3)

在實(shí)施方式1中，使針電極1、2的前端在絕緣性樹(shù)脂11上突出，但也可以使針電極1、2的前端低于絕緣性樹(shù)脂11的上表面。

(實(shí)施方式4)

在實(shí)施方式1中，使用基板5的配線層形成感應(yīng)電極3、4，但也可以用金屬板形成各個(gè)感應(yīng)電極3、4。另外，各個(gè)感應(yīng)電極3、4也可以不是環(huán)狀。

應(yīng)認(rèn)為此次公開(kāi)的實(shí)施方式在全部方面為例示而非限制性?xún)?nèi)容。本發(fā)明的范圍不是由上述說(shuō)明而是由權(quán)利要求書(shū)表示，旨在包括與權(quán)利要求書(shū)等同的含義和范圍內(nèi)的所有變更。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1、2針電極；3、4感應(yīng)電極；5、6基板；5a、5b孔；10箱體；11絕緣性樹(shù)脂；12電路基板；13電路部件；14變壓器；15連接器；t1電源端子；t2接地端子；20、24、28、32、33二極管；21～23、25電阻元件；26npn雙極晶體管；27、31升壓變壓器；27a、31a初級(jí)繞組；27b基極繞組；27c、31b次級(jí)繞組；29電容器；302端子晶閘管；40主體；40a吸入口；40b、40c吹出口；41通道；42橫流風(fēng)扇；43離子發(fā)生裝置；44格柵；45過(guò)濾器；46風(fēng)扇罩。