JP2002110312A - イオン発生装置および電源アダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン放出量の制御が可能なイオン発生装置
とイオン発生装置用の電源アダプタを提供する。 【解決手段】 電源回路の１次−２次間に接続した電荷
の排出抵抗を流れる電流を検出することで、イオン放出
量の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コロナ放電によ
り、正イオンまたは負イオンを生成するイオン発生装置
の改良およびイオン発生装置用電源アダプタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図７に示すようなイオン発生
装置が知られている。この装置では、商用電源１からス
イッチング電源２によって直流電圧４をつくり、発振回
路５の電源としている。このスイッチング電源２の１次
側と２次側は電気的には絶縁されている。発振回路５か
らはパルス電圧が昇圧トランス６に印加される。印加さ
れたパルス電圧を昇圧トランス６で昇圧して高電圧パル
スを発生させ、これを整流平滑回路７で負の直流高電圧
にして、放電電極８に印加することで、放電電極８の近
傍ではコロナ放電が生じ、この場合は負イオンが生成さ
れ、放出される。

【０００３】放電電極８から負のイオンが放出される
と、それと電荷量が同じで正の電荷がスイッチング電源
２の２次側に残って次第に正に帯電していき、放電電極
８の負電位の大きさは低下し、放電電極８近傍の電界が
弱まってイオン放出量が減ってしまう。

【０００４】このスイッチング電源２の２次側の正への
帯電を防ぐため、例えば、特開平１０−１９９６５５で
は、電荷の排出回路として、１次側と２次側とを抵抗９
で接続する方策がとられていた。

【０００５】また、特開平１０−１９９６５５では、図
８に示すように、排出回路にコンデンサ１８とネオンラ
ンプ２４を接続して、ネオンランプ２４を点滅させ、負
イオンの発生状態を表示する手段が示されている。負イ
オンの放出によって発生する正電荷はコンデンサ１８に
充電され、コンデンサ１８の充電電圧がネオンランプ２
４の放電電圧に達するとネオンランプ２４が放電して発
光する。このように正電荷をコンデンサ１８に充電し、
ネオンランプ２４で放電するということを繰り返してネ
オンランプ２４を点滅させる。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】しかしながら、特開平１０−１９９６５５
のように、電荷の排出回路を設けるだけでは、周囲環境
によって左右されるイオン放出量を安定化したり、イオ
ン放出量を調整することはできなかった。

【０００７】また、電荷の排出回路にネオンランプを用
いるイオン放出状態の表示手段には、ネオンランプの明
るさが暗く見にくいという問題があった。

【０００８】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、イオン放出量の調整と安
定化の可能なイオン発生装置とイオン発生装置用の電源
アダプタを提供することと、実現が簡単で見やすいイオ
ン発生量の表示手段を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、単位時間に放出されるイオンの電荷
量と、電源部の１次側と２次側とを接続した電荷の排出
用の抵抗を流れる電流が比例することを利用してこの抵
抗を流れる電流を検出し、制御手段にフィードバックす
ることにより、放出されるイオン量を制御するようにす
る。

【００１０】請求項２は、電源部の１次側と２次側を接
続した抵抗を流れる電流とこの抵抗値により、１次側に
対する２次側の電位が上昇または降下するため、この分
だけ周囲のアース電位に対する放電電極の電位の絶対値
が低下し、イオン放出量が制限されることになる。従っ
て、この電源部の１次側と２次側を接続した抵抗の抵抗
値を変え、２次側の電位を変えることによって、イオン
放出量を調整することの発明である。

【００１１】請求項３は、電源部の１次側と２次側を接
続した抵抗を流れる電流の全部または一部をコンデンサ
に充電し、コンデンサに充電された電荷をトリガ手段に
より放電することにより、イオン放出量に対応した周期
のパルス信号を取り出すことの発明である。

【００１２】請求項４は、前記のパルス信号をフォトカ
プラに加えることにより、イオン放出量に対応したイオ
ン発生装置とは絶縁された信号を出力することの発明で
ある。

【００１３】請求項５は、前記のパルス信号を発光手段
に加えることにより、イオン放出量に対応した周期で発
光手段が点滅するようにすることの発明である。

【００１４】請求項６、７は、前記電源部の１次側と２
次側を接続した抵抗の全部または一部を正または負の温
度係数をもつ抵抗素子で構成することにより、温度に対
して放出するイオン量を調整することの発明である。

【００１５】請求項８は、前記電源部をスイッチング電
源で構成する場合の、イオン放出量の制御手段の発明で
ある。

【００１６】請求項９は、前記電源部を商用周波数の電
源トランスで構成する場合の、イオン放出量の制御手段
の発明である。

【００１７】請求項１０は、前記高電圧発生部を圧電ト
ランスで構成した場合の、イオン放出量の制御手段の発
明である。

【００１８】請求項１１は、１次側と２次側とを抵抗で
接続することで、２次側の帯電を防止したイオン発生装
置用の電源アダプタの発明である。

【００１９】請求項１２は、前記電源アダプタの実現手
段として、商用周波数の電源トランスを使用する場合の
発明である。

【００２０】請求項１３は、前記電源アダプタの実現手
段として、スイッチング電源を使用する場合の発明であ
る。本発明の内容を、より理解しやすくするため、以下
実施例を用いて詳説する。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例の一形態を図１に示す。図１
は、マイナスイオン発生装置に応用した事例である。こ
のマイナスイオン発生装置は、スイッチング電源２によ
り、商用電源１からスイッチングトランス３の２次側に
直流電圧４をつくり、さらに発振回路５と昇圧トランス
６で高電圧を発生させ、整流平滑回路７を経由して直流
高電圧を放電電極８に印加して負イオンを生成し、放出
する。

【００２２】スイッチングトランス３の１次−２次間に
は抵抗８、抵抗９を接続して、負イオンの放出に伴って
２次側に蓄積する正電荷を排出するようにしている。抵
抗９では正電荷の排出により流れる電流を電圧としてス
イッチング電源２の制御回路にフィードバックし、スイ
ッチング電源２の２次側の直流電圧４を制御する。制御
回路はフィードバックされる電圧が大きくなると直流電
圧４を低くするように構成されている。また、ここで用
いる発振回路５の出力電圧は直流電圧４に比例するよう
に構成されている。

【００２３】放電電極８に印加される直流高電圧は直流
電圧４に比例することになるが、負イオンの放出量が多
くなると抵抗９流れる電流も多くなり、制御回路にフィ
ードバックされる電圧は大きくなる。このとき直流電圧
４は低くなるように制御されるので、放電電極８に印加
される電圧が下がって、多くなった負イオンの放出量を
下げるように制御され、負イオン放出量の安定化が可能
となる。

【００２４】図２は図１と同様に、マイナスイオン発生
装置に応用した事例である。このマイナスイオン発生装
置は、スイッチング電源２により、商用電源１からスイ
ッチングトランス３の２次側に直流電圧４をつくり、さ
らに発振回路５と昇圧トランス６で高電圧を発生させ、
整流平滑回路７を経由して直流高電圧を放電電極８に印
加して負イオンを生成し、放出する。

【００２５】スイッチングトランス３の１次−２次間に
は抵抗１１、抵抗１２をスイッチ１３で切り替えできる
ように接続している。負イオンの放出に伴って２次側に
蓄積する正電荷の排出は抵抗１１または抵抗１２のいず
れかを通して行われる。抵抗１１を抵抗１２より大きな
抵抗値としておけば、正電荷の排出による電流で抵抗の
両端に生じる電圧は抵抗１１の場合よりも抵抗１２の場
合の方が大きくなる。

【００２６】抵抗の両端の電圧が大きいということは周
囲のアース電位に対して２次側の電位が上昇することで
あるから、放電電極８の負電位の大きさが小さくなるこ
とになって、負イオンの放出量は少なくなる。つまり、
スイッチ１３で抵抗１２を選択した場合の負イオンの放
出量は、抵抗１１を選択した場合よりも下がることにな
り、スイッチで負イオン放出量の大小を切り替えること
が可能となる。

【００２７】図３もマイナスイオン発生装置に応用した
事例であるが、このマイナスイオン発生装置は、商用周
波数の電源トランス１４により、商用電源１から２次側
に整流平滑回路１５を通して直流電圧４をつくり、さら
に発振回路５と昇圧トランス６で高電圧を発生させ、整
流平滑回路７を経由して放電電極８に直流高電圧を印加
し、負イオンを生成し、放出する。

【００２８】電源トランス１４の１次−２次間には抵抗
１６および抵抗１６と直列にコンデンサ１８を接続し、
さらにコンデンサ１８と並列に、抵抗１７、トリガ素子
１９、フォトカプラ２０を直列接続している。

【００２９】負イオンの放出の伴って蓄積する正電荷は
抵抗１６を通してコンデンサ１８に充電されていき、コ
ンデンサ１８の電圧は上昇していく。コンデンサ１８の
電圧がトリガ素子１９のブレークオーバー電圧に達する
と、トリガ素子１９はターンオンし、コンデンサ１８に
充電された電荷は、抵抗１７を通してフォトカプラ２０
を流れ、フォトカプラ２０はオン信号を出力する。

【００３０】コンデンサ１８に充電された電荷の放電が
終わると、トリガ素子１９はターンオフして、フォトカ
プラ２０はオフになり、コンデンサ１８は再度充電が開
始される。これを繰り返すことにより、フォトカプラ２
０はオン、オフ信号を出力する。

【００３１】このとき、負イオンの放出量が多いほどフ
ォトカプラ２０のオン、オフの周期は短くなるので、負
イオン放出量の増減に対応した周期のイオン発生装置と
は絶縁された信号出力を得ることができる。

【００３２】図４は、前記図３のイオン発生装置におい
て、フォトカプラ２０の替わりに発光ダイオード２１を
使用した事例である。動作原理は前記図３の場合とほぼ
同様であるが、フォトカプラ２０のオン、オフ信号出力
を得る代わりに、発光ダイオード２１が点滅するように
して、点滅状態で負イオン放出量の大小を表示するよう
にしたものである。この場合、点滅周期が短いほど負イ
オン放出量は多いことになる。発光ダイオードの光は、
ネオンランプなど放電ランプに比べ明るく、見やすく各
種の発光色があり、表示にはより適している。

【００３３】図５もマイナスイオン発生装置に応用した
事例である。このマイナスイオン発生装置は、スイッチ
ング電源２により、商用電源１からスイッチングトラン
ス３の２次側に直流電圧４をつくり、さらに発振回路５
と圧電トランス２２で高電圧を発生させ、整流平滑回路
７を経由して直流高電圧を放電電極８に印加して負イオ
ンを生成し、放出する。

【００３４】スイッチングトランス３の１次−２次間に
は抵抗９と負特性サーミスタ２３を直列に接続してい
る。負イオンの放出に伴って２次側に蓄積する正電荷の
排出は抵抗９と負特性サーミスタ２３を通して行われ
る。温度が上昇した場合、負特性サーミスタ２３は抵抗
値が下がるので、正電荷の排出時に発生する２次側電位
は温度が上昇すると下がることになり、負イオンの放出
量は多くなる。

【００３５】圧電トランス２２はイオン発生装置の小型
にするために使用するが、一般的に圧電トランス２２出
力電圧は温度が上昇すると低下する傾向にあり、負イオ
ン放出量も低下していくが、本事例では負特性サーミス
タ２３により、正電荷の排出に伴う２次側の電位上昇を
抑えるので、温度上昇による負イオン放出量の低下を抑
制することができる。

【００３６】図６は、前記図４のイオン発生装置の直流
電圧４をつくるところまでを抜き出し、イオン発生装置
用電源アダプタとした事例である。本事例では、イオン
発生装置に電源を供給する電源アダプタ自体に正イオン
の排出機能と、負イオン放出状態の表示機能を持たせて
おり、イオン発生装置の構成を簡略化することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では次の
効果を発揮する。放電電極からのイオンの放出に伴っ
て、電源回路の２次側から１次側へ排出される放出イオ
ンとは逆極性の電荷量を、排出用の抵抗を流れる電流と
して検出し、電源の制御回路にフィードバックすること
により、種々の条件に対して、イオン放出量の安定化、
もしくは各種の制御が可能なイオン発生装置を提供する
ことができる。

【００３８】また、本発明によれば、イオン放出量の見
やすい表示手段を実現できる。

【００３９】さらに、本発明によれば、従来、電源アダ
プタを使用するイオン発生装置において見られた、電源
アダプタの２次側の帯電によるイオン放出量の低下を抑
制することができ、イオン発生装置の構成も簡単にな
る。また、電源アダプタの２次側の帯電によって起こっ
ていた絶縁劣化による故障も解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である、正の排出電荷量を検
出して負イオン放出量を安定化したイオン発生装置の構
成図

【図２】本発明の一実施例である、正電荷の排出抵抗を
切り替えて負イオン放出量の大小を切り替えるイオン発
生装置の構成図

【図３】本発明の一実施例である、負イオンの放出量に
対応した絶縁された信号を出力するイオン発生装置の構
成図

【図４】本発明の一実施例である、負イオンの放出量に
対応して点滅表示をするイオン発生装置の構成図

【図５】本発明の一実施例である、圧電トランスの温度
特性を補正するイオン発生装置の構成図

【図６】本発明の一実施例である、負イオンの放出量に
対応して点滅表示をするイオン発生装置用電源アダプタ
の構成図

【図７】従来のイオン発生装置の実施形態を示す構成図

【図８】従来の負イオンの放出量に対応して点滅表示を
するイオン発生装置の実施形態を示す構成図

【図９】従来の電源アダプタの実施形態を示す構成図

【符号の説明】

１…商用電源、 ２…スイッチング電源、 ３…スイッ
チングトランス ４…直流電圧、 ５…発振回路、 ６…昇圧トランス ７…整流平滑回路、 ８…放電電極、 ９、１０…抵抗 １１、１２…抵抗、 １３…スイッチ、 １４…電源ト
ランス １５…整流平滑回路、 １６、１７…抵抗、 １８…コ
ンデンサ １９…トリガ素子、 ２０…フォトカプラ、 ２１…発
光ダイオード ２２…圧電トランス、 ２３…負特性サーミスタ、 ２
４…ネオンランプ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次側と２次側が抵抗で接続された電源
   部と、２次側に設けられた高電圧発生部と放電電極とを
   有するイオン発生装置において、電源部の１次側と２次
   側を接続した抵抗に流れる電流を検出し、放電電極より
   放出されるイオン量を制御するようにしたことを特徴と
   するイオン発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のイオン発生装置におい
   て、前記電源部の１次側と２次側を接続した抵抗の抵抗
   値を変化させて、放出されるイオン量を制御するように
   したことを特徴とするイオン発生装置。
3. 【請求項３】 請求項１乃至２記載のイオン発生装置に
   おいて、前記電源部の１次側と２次側を接続した抵抗
   と、コンデンサと、トリガ手段とを備え、イオン放出量
   の増減に対応してパルス信号が出力できるようにしたこ
   とを特徴とするイオン発生装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のイオン発生装置におい
   て、前記電源部の１次側と２次側を接続した抵抗と、コ
   ンデンサと、トリガ手段と、フォトカプラとを備え、イ
   オン放出量の増減に対応して電気的に絶縁されたパルス
   信号出力ができるようにしたことを特徴とするイオン発
   生装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載のイオン発生装置に
   おいて、前記電源部の１次側と２次側を接続した抵抗
   と、コンデンサと、トリガ手段と、発光手段とを備え、
   イオン放出量の増減に対応して発光手段が点滅動作する
   ようにしたことを特徴とするイオン発生装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５記載のイオン発生装置に
   おいて、前記電源部の１次側と２次側を接続した抵抗の
   全部または一部を正または負の温度係数をもつ抵抗素子
   で構成したことを特徴とするイオン発生装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６記載のイオン発生装置に
   おいて、前記電源部の１次側と２次側を接続した抵抗に
   並列または抵抗の一部に並列に正または負の温度係数を
   もつ抵抗素子を付加したことを特徴とするイオン発生装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１記載のイオン発生装置におい
   て、前記電源部をスイッチング電源で構成し、１次側と
   ２次側を接続した抵抗を流れる電流を検出してスイッチ
   ング電源の２次側の電源電圧を制御することにより、放
   出されるイオン量を制御するようにしたことを特徴とす
   るイオン発生装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７記載のイオン発生装置に
   おいて、前記電源部を商用周波数の電源トランスで構成
   したことを特徴とするイオン発生装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９記載のイオン発生装置
    において、前記高電圧発生部を圧電トランスで構成した
    ことを特徴とするイオン発生装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０記載のイオン発生装
    置において、１次側と２次側を接続した抵抗で接続した
    ことを特徴とするイオン発生装置用電源アダプタ、およ
    びそれを用いたイオン発生装置。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１記載のイオン発生装
    置において、前記電源アダプタを商用周波数の電源トラ
    ンスで構成したことを特徴とするイオン発生装置用電源
    アダプタ、およびそれを用いたイオン発生装置。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２記載のイオン発生装
    置において、前記電源アダプタをスイッチング電源で構
    成したことを特徴とするイオン発生装置用電源アダプ
    タ、およびそれを用いたイオン発生装置。