JP4717469B2 - マイナスイオン発生器 - Google Patents

Description

本発明は、家庭や各種施設で用いて好適なマイナスイオン発生器に関するものである。

従来、空気中にマイナスイオンを放出すると、空気中に浮遊しているプラスに帯電した汚染物質に電子が与えられてこれをマイナス電荷に変え、このマイナス電荷の汚染物質と、プラス電荷のまま浮遊している汚染物質とが引き合って結合し、このプロセスが繰り返されることで汚染物質は最初の何千倍もの重量に膨れ上がり、膨れ上がった汚染物質は空気中に浮遊できなくなって床に落下するので、空気中の汚染物質の除去が図れることが知られている。また微量（低濃度）のオゾンには、脱臭・除菌作用があることも知られている。そこで従来、各種装置（例えば空気清浄器やその他の家電製品）に、マイナスイオンやオゾンを発生する装置を取り付け、プラスイオンに偏っている室内にマイナスイオンを放出してイオンバランスを適当な状態に維持して人体の健康を向上し、同時に室内の脱臭・除菌を行なっている。

ところで空気清浄器の場合は通常、室内の下方に設置されるため、天井付近を含む室内全体の空気にマイナスイオンやオゾン（以下代表して「マイナスイオン」という）を供給することは困難であった。そこでこのような問題を解決してマイナスイオンの十分な供給を確保するためには、天井にマイナスイオン発生器を取り付け、このマイナスイオン発生器から真下に向けてマイナスイオンを流出させるようにすれば良い。このように構成すれば、天井付近を含む室内全体の空気にマイナスイオンを十分供給することが可能となる。

しかしながらマイナスイオン発生器を天井に設置する場合、以下のような問題があった。
（１）天井には通常照明器具が設置されているが、これとは別の位置にマイナスイオン発生器を取り付けようとすると、大掛かりな天井加工工事や配線工事等が必要になってしまう。また従来ある照明器具の設置個所にマイナスイオン発生器を設置できる場合であっても、照明器具用のコンセントとマイナスイオン発生器用のコンセントとは相違するため、コンセントの取替え工事などが必要になってしまう。

（２）天井にマイナスイオン発生器を設置した場合、発生したマイナスイオンを室内全体の空気に十分供給・循環させるための室内空気循環手段を別途設置した方がよいが、そうすると、コストダウンが図れない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、天井への設置が容易であり、また発生したマイナスイオンを室内全体の空気に容易に十分供給・循環させることができるマイナスイオン発生器を提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、天井に設けたダウンライト装着用凹部内に挿入される外形形状を有するケースと、前記ケース内に収納されてマイナスイオンを発生するマイナスイオン発生手段と、前記ケース内に収納されてケースの外周面外側の空気をケース内に取り入れてケースの真下に向けて流出させるファンと、を具備するマイナスイオン発生器であって、前記ケースは円筒状の外周面の上面を上板部で覆い、下面を下板部で覆い、前記外周面にファン用空気導入開口とマイナスイオン用空気導入開口とを設け、下板部にファン空気噴き出し口とマイナスイオン放出口とを設け、前記ファンの吸込み口を前記ケースのファン用空気導入開口に対向して配置するとともに、前記ファンの空気吐出口を前記ケースのファン空気噴き出し口に対向して配置し、前記マイナスイオン発生手段を前記ケースのマイナスイオン放出口に対向して配置し、前記ケースの下部外周から半径方向外側に向けてカサ状に張り出してその外径を前記ダウンライト装着用凹部の内径よりも大きく形成することで、このマイナスイオン発生器を前記ダウンライト装着用凹部内に装着した際にダウンライト装着用凹部の周囲の天井面との間に所定の隙間を有した状態で張り出すカサ部を設け、前記マイナスイオン発生手段によって発生したマイナスイオンを前記ケース外周面のマイナスイオン用空気導入開口から導入される空気に乗せて前記ケース下面のマイナスイオン放出口から放出するとともに、前記ケース外周面のファン用空気導入開口から前記ファンに導入された空気を前記ケース下面のファン空気噴き出し口から真下に向けて噴き出すことによって、前記マイナスイオン放出口から放出したマイナスイオンを含む空気を前記ファン空気噴き出し口から噴き出した空気に合流させてケースの真下に向けて流出させることを特徴とするマイナスイオン発生器にある。

本願請求項２に記載の発明は、前記ケース内にはマイナスイオン発生手段とファンとを同時にオンして駆動する状態と、マイナスイオン発生手段のみをオンして駆動する状態と、ファンのみをオンして駆動する状態とを切り替える切替えスイッチが内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載のマイナスイオン発生器にある。

本願請求項３に記載の発明は、前記ケースの上面には、前記ダウンライト装着用凹部の上底面に設けたソケットにねじ込む口金が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイナスイオン発生器にある。

請求項１に記載の発明によれば、マイナスイオン発生器を天井に設けたダウンライト装着用凹部内に挿入できるように構成したので、大掛かりな天井加工工事や配線工事等が必要なく、容易に天井に取り付けることが可能になる。

請求項１に記載の発明によれば、さらにケース内に室内空気循環用のファンを設置したので、マイナスイオン発生手段によって発生したマイナスイオンを、ファンによって生じた空気の流れに乗せてケースの下方に向けて流出させることができ、発生したマイナスイオンを室内全体の空気に十分供給・循環させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、口金をダウンライト装着用凹部の上底面に設けたソケットにねじ込むだけで、その機械的・電気的接続が極めて容易に行える。

請求項１に記載の発明によれば、カサ部と天井面との間に所定の隙間からなる空気の供給路が形成され、一方マイナスイオン発生器から噴き出される空気はカサ部によって前記供給路とは仕切られた状態で天井面に垂直な方向（真下）に向かうので、結局マイナスイオン発生器から噴き出されたマイナスイオンやオゾンを含む空気は、すぐにマイナスイオン発生器に吸引されることなく、室内を広く循環した後にマイナスイオン発生器に戻るようになり、マイナスイオンを室内に十分行き渡らせることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１，図２は本発明の一実施形態にかかるサーキュレータ付きのマイナスイオン発生器１を示す図であり、図１（ａ）は概略側断面図、図１（ｂ）は側面図（図１（ａ）の右側面図）、図２は底面図（図１（ａ）の底面図）である。これらの図に示すようにマイナスイオン発生器１は、略円筒形状のケース１０内に、マイナスイオン発生手段３０とファン５０と切替えスイッチ６０と直流変換用基板７０と高電圧発生用基板８０と二つの発光素子からなる発光表示部材９０とを収納し、またケース１０の上面中央に口金１００を取り付け、ケース１０の下部外周にカサ部１１０を取り付けて構成されている。以下各構成部品について説明する。

ケース１０は、金属板を円筒状に形成すると共に、その上面を上板部１１で覆い、またその下面を下板部１３で覆い、さらにその内部の中間位置にその内部を上下に仕切る中間板部１５を設置して構成されている。ケース１０の外形寸法形状は、各種建築物の天井に通常設置されるダウンライト設置用の通常円形で凹状のダウンライト装着用凹部２００（図４参照）内に挿入できる外形寸法形状に形成されている。そして中間板部１５の下側の空間に、マイナスイオン発生手段３０とファン５０と発光表示部材９０とが収納されて設置され、中間板部１５の上側の空間に切替えスイッチ６０と直流変換用基板７０と高電圧発生用基板８０とが収納されて設置されている。ケース１０外周面の下記するファン５０の空気取り入れ口５１に対向する位置に複数本のスリットからなるファン用空気導入開口１７（図１（ｂ）参照）が設けられ、またファン用空気導入開口１７の１８０°対向するケース１０外周面にもこれと同形状の（即ち複数本のスリットからなる）マイナスイオン用空気導入開口１９（図１（ａ）参照）が設けられている。下板部１３には、図２に示すように、ファン空気噴き出し口２１と、二つのマイナスイオン放出口２３と、二つの運転状態表示用小開口２５，２７とを設けている。ファン空気噴き出し口２１は三本の直線状の開口を並列に設けて構成されており、マイナスイオン放出口２３は中央の円形開口の周囲に円弧状に複数のスリット状開口を設けて構成されている。

図３はマイナスイオン発生手段３０の要部分解斜視図である。同図に示すようにマイナスイオン発生手段３０は金属板製のパイプ電極部４１と、金属板製の針電極部４３と、これらパイプ電極部４１と針電極部４３とを所定の離間距離を持って設置・固定するスペーサ部材４５ａ，ｂ，ｃと、ねじ４７とを具備して構成されている。パイプ電極部４１と針電極部４３にはそれぞれリード線４１ａ，４３ａが接続され、これらリード線４１ａ，４３ａは図１（ａ）に示す高電圧発生用基板８０に接続されている。パイプ電極部４１は一対の円筒形状のパイプ電極３１，３１を平板状の連結部３２で連結して構成されており、連結部３２の中央には小孔３３が形成されている。針電極部４３は平板状の連結部３７の両端から突出する先端鋭角な三角形状の針電極３５を下方向に屈曲して構成されている。連結部３７の中央には小孔３９が形成されている。スペーサ部材４５ｂ，４５ｃはその上端面にオネジ部、下端面にネメジ部を設けている。スペーサ部材４５ａはその上下面ともにメネジ部を設けている。そして図１（ａ）に示すようにスペーサ部材４５ａの上側の一端をねじ４９によって中間板部１５に固定し、次にスペーサ部材４５ａの他端に針電極部４３の連結部３７中央を載置してその下側からスペーサ部材４５ｂのオネジ部を小孔３９とスペーサ部材４５ａ下面のメネジ部にねじ込んで固定し、同様にスペーサ部材４５ｂの下端にパイプ電極部４１の連結部３２中央を載置してその下側からスペーサ部材４５ｃのオネジ部を小孔３３とスペーサ部材４５ｂ下面のメネジ部にねじ込んで固定し、さらにスペーサ部材４５ｃの下側に位置する中間板部１５の下側から中間板部１５に設けた小孔４８にねじ４７を挿入してその先端をスペーサ部材４５ｃ下面のメネジ部にねじ込んで固定すれば、マイナスイオン発生手段３０が完成する。このとき両パイプ電極３１の中心軸上にそれぞれ針電極３５の中心軸が位置し、針電極３５の先端がパイプ電極３１内に所定寸法挿入されている。またこのとき両パイプ電極３１の下面は、それぞれ図２に示すマイナスイオン放出口２３に接近して対向している。なお針電極３５の形状は上記三角形状の板材でなくてもよく、例えば細い棒状の形状等であっても良い。

図１に戻ってファン５０は、その側面の吸込み口５１から空気を吸引して下方に向けた空気吐出口５３から空気を吐き出すように設置されている。切替えスイッチ６０は、このサーキュレータ付きのマイナスイオン発生器１を四つの状態に切り替えるものであり、この切替えスイッチ６０から引き出されている操作紐６１を一回引っ張る毎にその状態が切り替わるように構成されている。即ち操作紐６１を引っ張った一段目の状態はマイナスイオン発生手段３０とファン５０とがオンしている状態、二段目の状態はマイナスイオン発生手段３０のみがオンしている状態、三段目の状態はファン５０のみがオンしている状態、四段目の状態はマイナスイオン発生手段３０とファン５０の何れもオフしている状態であり、次に操作紐６１を引っ張るとまた上記一段目の状態になる。ケース１０内に設置されたファン５０の吸込み口５１はケース１０のファン用空気導入開口１７に対向して位置し、ファン５０の空気吐出口５３はケース１０のファン空気噴き出し口２１に対向して位置している。

直流変換用基板７０は口金１００から取り入れられる交流電源をＤＣ１２Ｖの直流電源に変換する基板であり、高電圧発生用基板８０は前記直流変換用基板７０で変換した直流電源を高電圧に変換してマイナスイオン発生手段３０に供給する基板である。発光表示部材９０は基板の下面に一対の発光素子９１，９３を設置して構成されており、これら一対の発光素子９１，９３はそれぞれ前記運転状態表示用小開口２５，２７に対向して位置している。一方の発光素子９１はマイナスイオン発生手段３０が運転されているときに点灯し、他方の発光素子９３はファン５０が運転されているときに点灯する。口金１００は下記する図４に示すダウンライト装着用凹部２００の上底面に設けたソケット２３０にねじ込む形状・構造の口金である（つまり電球と同じ口金である）。カサ部１１０はケース１０の下部外周から半径方向外側に向けてカサ状に張り出しており、その外径はダウンライト装着用凹部２００の内径よりも所定寸法大きくなるように形成している。

以上のように構成されたマイナスイオン発生器１は、図４に示すように、天井２５０に固定されるダウンライトケース２１０の内部のダウンライト装着用凹部２００内に装着される。ここでダウンライトケース２１０は金属板を有底円筒形状に形成して構成されており、その上端面中央（ダウンライト装着用凹部２００から見れば上底面中央）には配線用ターミナル２２０が取り付けられている。配線用ターミナル２２０には、天井裏に設置されている図示しない配線が接続される。配線用ターミナル２２０の下部のダウンライト装着用凹部２００の内部にはソケット２３０が取り付けられている。このダウンライトケース２１０は、電球や電球型蛍光灯を収納してその口金を前記ソケット２３０に取り付ける通常のダウンライトケースである。ダウンライトケース２１０は天井２５０に設けた開口２５１内に挿入され、その開口側の外周端部に設けた取付具２５３によって天井２５０に固定されている。マイナスイオン発生器１のダウンライト装着用凹部２００内への装着は、マイナスイオン発生器１をダウンライト装着用凹部２００内へ挿入してその口金１００をソケット２３０にねじ込むだけで良い。つまり本発明においては、マイナスイオン発生器１に口金１００を取り付け、且つケース１０をダウンライト装着用凹部２００内に挿入できる形状に構成したので、マイナスイオン発生器１を通常の電球のダウンライトへの取り付けと同じ方法で容易にダウンライト装着用凹部２００内に装着できる。以上のようにしてダウンライト装着用凹部２００内に装着されたマイナスイオン発生器１は、ダウンライト装着用凹部２００の周囲の天井面（天井２５０の下面）２５５の下部からカサ部１１０が張り出しており、且つこのとき天井面２５５とカサ部１１０の間には所定の隙間Ｓが形成される。言い換えれば、本願発明は、マイナスイオン発生器１をダウンライト装着用凹部２００内に装着した際にダウンライト装着用凹部２００の周囲の天井面２５５との間に所定の隙間Ｓを有する状態となるようにカサ部１１０を設けている。

そして例えばマイナスイオン発生器１がオフしているとして、操作紐６１を一回引っ張ると、マイナスイオン発生手段３０とファン５０とが同時にオンし、このとき同時に両発光素子９１，９３が点灯する。そしてマイナスイオン発生手段３０がオンすることでパイプ電極３１と針電極３５の間に直流の高電圧が印加されてコロナ放電が発生し、大量のマイナスイオンと微量のオゾンとを発生し、またこの放電エネルギーによってマイナスイオンとオゾンを含む風（微風）が発生して点線矢印で示すようにマイナスイオン用空気導入開口１９から導入された空気が少しずつマイナスイオン放出口２３（図２参照）から放出される。同時にファン５０の駆動によってファン用空気導入開口１７からファン５０に導入された空気はファン空気噴き出し口２１（図２参照）から噴き出される。噴き出される方向は天井２５０から真下（垂直）に向かう方向である。従って前記マイナスイオンとオゾンとを含む空気は、ファン５０から噴き出される空気に合流して加速され、天井２５０から床方向に向かって下降し、その後室内を循環して再び天井２５０付近に戻り、再び前記マイナスイオン発生器１内に導入される。つまりファン５０はサーキュレータ（空気循環装置）の役目を担っている。これによって室内の全ての空間に満遍なく効率的にマイナスイオンと微量のオゾンを供給でき、室内全体の空気の清浄化と除菌・脱臭とが図れ、健康的で快適な環境にすることができる。

ところで図４に矢印で示すように、マイナスイオン発生器１に導入される空気はケース１０の側面からであり、一方マイナスイオン発生器１から噴き出される空気はケース１０の下面からである。従ってマイナスイオン発生器１に導入される空気は全て天井面２５５とカサ部１１０の間に形成される隙間Ｓを通して導入されることとなり（即ちこの隙間Ｓはケース１０内に供給する空気の供給路を形成する）、主として天井面２５５に水平な方向からの吸引流路が形成される。一方マイナスイオン発生器１から噴き出される空気は天井面２５５に垂直な方向に向かう。従ってマイナスイオン発生器１から噴き出されたマイナスイオンやオゾンを含む空気は、すぐにマイナスイオン発生器１に吸引されることなく、室内を広く循環した後にマイナスイオン発生器１に戻ってくることとなるのである。

次に操作紐６１をもう一回引っ張ると、ファン５０が停止してマイナスイオン発生手段３０のみがオン状態を維持し、このとき同時に発光素子９１のみが点灯する。そしてマイナスイオン発生手段３０がオンすることで前記と同様に大量のマイナスイオンと微量のオゾンとが発生してマイナスイオン放出口２３から微風状態で放出される。この場合、天井２５０から真下に向かう風は微風であり、ファン５０を用いた場合のように高速ではその循環が図れないが、徐々には循環が図れる。ファン５０を駆動するとどうしても騒音が発生するので、夜間の消灯後などの静粛時にはこれを停止したほうが良いが、同時に室内の空気の乱れもかなり少なくなるので、前記微風であっても、ゆっくり確実に室内全体の空気の清浄化と除菌・脱臭とを図ることができる。

次に操作紐６１をもう一回引っ張ると、ファン５０が起動してマイナスイオン発生手段３０が停止し、このとき同時に発光素子９３のみが点灯する。この場合はマイナスイオン発生手段３０がオフとなるので、ファン５０によってマイナスイオン発生器１から放出される空気は通常の空気のみとなり、従ってこのマイナスイオン発生器１は通常のサーキュレータと同一の作用を行ない、室内空気を効率良く循環する。そして次に操作紐６１をもう一回引っ張ると、ファン５０も停止して発光素子９３も消灯し、完全停止状態（オフ状態）となる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、ケース１０やマイナスイオン発生手段３０やサーキュレータを構成するファン５０等の各種機器の形状・構造・構成等に種々の変形が可能である。

サーキュレータ付きのマイナスイオン発生器１を示す図であり、図１（ａ）は概略側断面図、図１（ｂ）は側面図である。 サーキュレータ付きのマイナスイオン発生器１の底面図である。 マイナスイオン発生手段３０の要部分解斜視図である。 マイナスイオン発生器１をダウンライトケース２１０の内部のダウンライト装着用凹部２００内に装着した状態を示す図である。

符号の説明

１ マイナスイオン発生器
１０ ケース
３０ マイナスイオン発生手段
５０ ファン（サーキュレータ）
６０ 切替えスイッチ
７０ 直流変換用基板
８０ 高電圧発生用基板
９０ 発光表示部材
１００ 口金
１１０ カサ部

Claims (3)

1. 天井に設けたダウンライト装着用凹部内に挿入される外形形状を有するケースと、
   前記ケース内に収納されてマイナスイオンを発生するマイナスイオン発生手段と、
   前記ケース内に収納されてケースの外周面外側の空気をケース内に取り入れてケースの真下に向けて流出させるファンと、を具備するマイナスイオン発生器であって、
   前記ケースは円筒状の外周面の上面を上板部で覆い、下面を下板部で覆い、前記外周面にファン用空気導入開口とマイナスイオン用空気導入開口とを設け、下板部にファン空気噴き出し口とマイナスイオン放出口とを設け、
   前記ファンの吸込み口を前記ケースのファン用空気導入開口に対向して配置するとともに、前記ファンの空気吐出口を前記ケースのファン空気噴き出し口に対向して配置し、
   前記マイナスイオン発生手段を前記ケースのマイナスイオン放出口に対向して配置し、
   前記ケースの下部外周から半径方向外側に向けてカサ状に張り出してその外径を前記ダウンライト装着用凹部の内径よりも大きく形成することで、このマイナスイオン発生器を前記ダウンライト装着用凹部内に装着した際にダウンライト装着用凹部の周囲の天井面との間に所定の隙間を有した状態で張り出すカサ部を設け、
   前記マイナスイオン発生手段によって発生したマイナスイオンを前記ケース外周面のマイナスイオン用空気導入開口から導入される空気に乗せて前記ケース下面のマイナスイオン放出口から放出するとともに、前記ケース外周面のファン用空気導入開口から前記ファンに導入された空気を前記ケース下面のファン空気噴き出し口から真下に向けて噴き出すことによって、前記マイナスイオン放出口から放出したマイナスイオンを含む空気を前記ファン空気噴き出し口から噴き出した空気に合流させてケースの真下に向けて流出させることを特徴とするマイナスイオン発生器。
2. 前記ケース内には、マイナスイオン発生手段とファンとを同時にオンして駆動する状態と、マイナスイオン発生手段のみをオンして駆動する状態と、ファンのみをオンして駆動する状態とを切り替える切替えスイッチが内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載のマイナスイオン発生器。
3. 前記ケースの上面には、前記ダウンライト装着用凹部の上底面に設けたソケットにねじ込む口金が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイナスイオン発生器。

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