特許 7488022 折畳み電極及び同折畳み電極を用いた平行電極板構造並びに積層電極対

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-13

(45)【発行日】2024-05-21

(54)【発明の名称】折畳み電極及び同折畳み電極を用いた平行電極板構造並びに積層電極対

(51)【国際特許分類】

   C25B 11/02 20210101AFI20240514BHJP

   C25B 1/04 20210101ALI20240514BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20240514BHJP

   C02F 1/461 20230101ALN20240514BHJP

【ＦＩ】

C25B11/02 301

C25B1/04

C25B9/00 A

C02F1/461 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018236647

(22)【出願日】2018-12-18

(65)【公開番号】P2020097770

(43)【公開日】2020-06-25

【審査請求日】2021-09-27

【審判番号】

【審判請求日】2023-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(72)【発明者】

【氏名】島崎 勝輔

【合議体】

【審判長】井上 猛

【審判官】粟野 正明

【審判官】土屋 知久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１７１３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１１９４７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－１４３３６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－１９３２８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C25B1/00-15/08

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電極板部が架橋部を介して連なる一の金属平板より構成された電極板連結体よりなり、前記架橋部に形成した略半円弧状の屈曲構造により各電極板部が間隙を介して互いに重畳する折畳み電極と、
前記折畳み電極の電極板部の間隙に配置した相対的に逆電位に印加される介装電極板と、を備える積層電極対であって、
前記介装電極板は、前記折畳み電極の前記架橋部の直下に嵌着孔を備え、
前記嵌着孔にスペーサを表裏突出状態で嵌着させ、
前記スペーサにより、前記介装電極板の表裏側に配される前記折畳み電極との間隔を保持することを特徴とする積層電極対。

【請求項2】

前記折畳み電極は、自由状態において、対向する電極板部の間隙が両電極板部を連結する架橋部から離隔するに従い漸次狭窄するよう形成したことを特徴とする請求項１に記載の積層電極対。

【請求項3】

前記折畳み電極は、自由状態において、対向する電極板部の間隙が両電極板部を連結する架橋部から離隔するに従い漸次拡開するよう形成したことを特徴とする請求項１に記載の積層電極対。

【請求項4】

前記折畳み電極の各電極板部をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造であって、対向する電極板部の内側間隙にスペーサを介在させ各電極板部を拡開方向に付勢して略平行に配置したことを特徴とする請求項２に記載の積層電極対。

【請求項5】

前記折畳み電極の各電極板部をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造であって、対向する電極板部の外側に保持体を配し各電極板部を狭める方向に付勢して略平行に配置したことを特徴とする請求項３に記載の積層電極対。

【請求項6】

前記介装電極板の端部を前記折畳み電極の架橋部における屈曲構造の曲率中心位置よりも前記架橋部に接近させて配置したことを特徴とする請求項１に記載の積層電極対。

【請求項7】

前記介装電極板は、第２の折畳み電極の電極板部であることを特徴とする請求項１に記載の積層電極対。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、折畳み電極及び同折畳み電極を用いた平行電極板構造並びに積層電極対に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水に水素や酸素を含有させ、又は水の液性を調整して飲用や浴用、皮膚外用から掃除用など様々な用途に供すべく、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置が知られている。

【0003】

このような電解水生成装置としては、例えば、電解水を吐水する整水器やシャワーであったり、浴湯など水中に没して電解水を放散させる装置、更にはポットや水筒状のものなどが挙げられ、これらの装置には水を接触させて電解を行うための電極対（以下、電解電極対ともいう。）が内蔵されている。

【0004】

電解電極対は、適切な間隔で配された正負一対の電極を備えていれば原理的には用を成すのであるが、電解効率や電解水の生成量を向上させるべく、複数枚の平板状の電極板を一定間隔で重畳してなる電解電極対（以下、積層電極対ともいう。）が提案されている。

【0005】

この積層電極対は、重畳配置された各電極板を「正・負・正・負…」の如く交互に相対的に異なる電位とすることで、電解面積を増やして電解効率や電解水の生成量を向上させることが可能となる。

【0006】

また、積層電極対を構成するためには、各電極板を一つおきに同電位となる電極板は互いに導通させる必要があるが、これを実現すべく、複数の電極板部が架橋部を介して連なる一の金属平板より構成された電極板連結体を架橋部でそれぞれ折曲して電極板部が重なるように折り畳むことで形成した電極（以下、折畳み電極と称する。）を構築し、この折畳み電極を正負一対として組み合わせることで電解電極対を構成した積層電極対が知られている（例えば、特許文献１参照。）

【0007】

このような、折畳み電極が採用された積層電極対によれば、同電位の電極板は架橋部で予め電気的に接続されているため、各電極板がそれぞれ分離している積層電極対に比して電解電極対の組立が容易である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】実用新案登録第３２０７０６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、前述の如く電解電極対は種々の電解水生成装置に採用されているが、例えばシャワーの如く比較的小型の装置の場合、電解電極対もより小型であるのが望ましい。また、その他の装置にあっても、それぞれ小型軽量化が望まれる。

【0010】

この点、電解面積を確保し易い積層電極対は比較的有利であるが、上記従来の折畳み電極を採用した積層電極対の場合、重畳する各電極板が干渉して短絡等が起こらぬよう、折畳み電極の各架橋部の接続基部を高精度で直角に折畳む必要がある。

【0011】

また、積層電極対の各電極板の間隙は狭い方が電解効率上有利であるが、間隔が狭くなるほど架橋部の接続基部の直角形成は極めて高い精度が要求され、この折曲作業を一つの架橋部あたり二直角分行わなくてはならず、しかも全ての架橋部毎に行うため製造上相当に煩雑である。

【0012】

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、電極板連結体の架橋部での折曲作業をより簡便化することのできる折畳み電極を提供する。

【0013】

また本発明では、同折畳み電極を用い、各電極板部を互いに平行とした平行電極板構造や、これら折畳み電極や平行電極板構造を採用した積層電極対についても提供する。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る折畳み電極では、（１）複数の電極板部が架橋部を介して連なる一の金属平板より構成された電極板連結体よりなり、前記架橋部に形成した略半円弧状の屈曲構造により各電極板部が間隙を介して互いに重畳することとした。

【0015】

また、本発明に係る折畳み電極では、以下の点にも特徴を有する。
（２）前記折畳み電極は、自由状態において、対向する電極板部の間隙が両電極板部を連結する架橋部から離隔するに従い漸次狭窄するよう形成したこと。
（３）前記折畳み電極は、自由状態において、対向する電極板部の間隙が両電極板部を連結する架橋部から離隔するに従い漸次拡開するよう形成したこと。

【0016】

また、本発明に係る平行電極板構造では、（４）（２）の折畳み電極の各電極板部をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造であって、対向する電極板部の内側間隙にスペーサを介在させ各電極板部を拡開方向に付勢して略平行に配置した。

【0017】

また、本発明に係る平行電極板構造では、（５）（３）に記載の折畳み電極の各電極板部をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造であって、対向する電極板部の外側に保持体を配し各電極板部を狭める方向に付勢して略平行に配置したことにも特徴を有する。

【0018】

また、本発明に係る積層電極対では、（６）（１）に記載の折畳み電極であり各電極板部が互いに略平行となる屈曲構造を有する折畳み電極と、同折畳み電極の電極板部の間隙に配置した相対的に逆電位に印加される介装電極板と、を備えることとした。

【0019】

また、本発明に係る積層電極対では、他の態様として、（７）（４）又は（５）に記載の平行電極板構造により各電極板部がそれぞれ略平行に配置された折畳み電極と、同折畳み電極の電極板部の間隙に配置した相対的に逆電位に印加される介装電極板と、を備えることとした。

【0020】

また、本発明に係る積層電極対では、以下の点にも特徴を有する。
（８）前記介装電極板の端部を前記折畳み電極の架橋部における屈曲構造の曲率中心位置よりも前記架橋部に接近させて配置したこと。
（９）前記介装電極板は、第２の折畳み電極の電極板部であること。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る折畳み電極によれば、複数の電極板部が架橋部を介して連なる一の金属平板より構成された電極板連結体よりなり、前記架橋部に形成した略半円弧状の屈曲構造により各電極板部が間隙を介して互いに重畳することとしたため、電極板連結体の架橋部での折曲作業をより簡便化することができる。

【0022】

また、前記折畳み電極は、自由状態において、対向する電極板部の間隙が両電極板部を連結する架橋部から離隔するに従い漸次狭窄するよう形成すれば、互いの電極板部が正確に平行となるような折曲作業を必ずしも行う必要がなく折曲作業をより簡便化することができると共に、各電極板部をそれぞれ略平行に配置した際に各電極板部を拡開方向に付勢することができ、この付勢された平行な状態から狭窄する自由状態に戻ろうとする復元力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持することが可能となる。

【0023】

また、前記折畳み電極は、自由状態において、対向する電極板部の間隙が両電極板部を連結する架橋部から離隔するに従い漸次拡開するよう形成すれば、互いの電極板部が正確に平行となるような折曲作業を必ずしも行う必要がなく折曲作業をより簡便化することができると共に、各電極板部をそれぞれ略平行に配置した際に各電極板部を狭める方向に付勢することができ、この付勢された平行な状態から拡開する自由状態に戻ろうとする復元力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持することが可能となる。

【0024】

また、本発明に係る平行電極板構造によれば、前述の（２）の折畳み電極の各電極板部をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造であって、対向する電極板部の内側間隙にスペーサを介在させ各電極板部を拡開方向に付勢して略平行に配置したため、各電極板部の拡開方向への付勢力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持することができる。

【0025】

また、前述の（３）の折畳み電極の各電極板部をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造であって、対向する電極板部の外側に保持体を配し各電極板部を狭める方向に付勢して略平行に配置すれば、各電極板部の狭まる方向への付勢力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持することができる。

【0026】

また、本発明に係る積層電極対によれば、前述の（１）の折畳み電極であり各電極板部が互いに略平行となる屈曲構造を有する折畳み電極、又は前述の（４）若しくは（５）の平行電極板構造により各電極板部がそれぞれ略平行に配置された折畳み電極と、同折畳み電極の電極板部の間隙に配置した相対的に逆電位に印加される介装電極板と、を備えることとしたため、折畳み電極の折曲作業の簡便化により構築が容易な積層電極対を提供することができる。

【0027】

また、前記介装電極板の端部を前記折畳み電極の架橋部における屈曲構造の曲率中心位置よりも前記架橋部に接近させて配置すれば、介装電極板の端部近傍における同介装電極板自体や対向する電極板部、架橋部の電解に伴う片減りを可及的に抑制することができる。

【0028】

また、前記介装電極板は、第２の折畳み電極の電極板部であることとすれば、正負両極のいずれについても折畳み電極となり、電解に伴う片減りを相互に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本実施形態に係る積層電極対の外観を示した説明図である。

【図2】介装電極板及び電極板連結体の構成を示した説明図である。

【図3】積層電極対の構造を示した説明図である。

【図4】オーバーハング構造を備えた折畳み電極、及び平行電極板構造を示した説明図である。

【図5】スペーサを配した介装電極板の構成を示す説明図である。

【図6】アンダーハング構造を備えた折畳み電極、及び平行電極板構造を示した説明図である。

【図7】遮断プレートの装着及び積層電極対の構築過程を示した説明図である。

【図8】遮断プレートを備えた積層電極対の断面を示す説明図である。

【図9】本実施形態に係る積層電極対の架橋部近傍における構造を示した説明図である。

【図10】電極板連結体及び積層電極対の構成を示した説明図である。

【図11】電極板連結体の構成を示した説明図である。

【図12】積層電極対の構成を示した説明図である。

【図13】積層電極対の構成を示した説明図である。

【図14】風呂用水素水生成装置における使用例を示す説明図である。

【図15】電解水素水シャワーヘッドにおける使用例を示す説明図である。

【図16】電解水素水シャワーヘッドにおける使用例を示す説明図である。

【図17】電解水素水生成装置の使用例を示す説明図である。

【図18】電解水素水生成装置における使用例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本発明は、複数の電極板部が架橋部を介して連なる一の金属平板より構成された電極板連結体よりなり、前記架橋部に形成した屈曲構造により各電極板部が間隙を介して互いに重畳する折畳み電極に関し、電極板連結体の架橋部での折曲作業をより簡便化することが可能な折畳み電極を提供するものである。

【0031】

また本発明では、同折畳み電極を用い、各電極板部を互いに平行とした平行電極板構造や、これら折畳み電極や平行電極板構造を採用した積層電極対についても提供する。

【0032】

以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る折畳み電極、平行電極板構造、積層電極対について詳説する。

【0033】

図１は、本実施形態に係る折畳み電極Ａ１を採用した積層電極対Ｂ１の外観を示す説明図である。図１に示すように積層電極対Ｂ１は、電極積層部１０と、同電極積層部１０より伸延させた２本の導通棒１１ａ及び導通棒１１ｂとを備えており、各導通棒１１ａ,１１ｂに対し相対的に異なる電位の電圧を印加することで、電極積層部１０と接触する水を電解可能に構成している。

【0034】

電極積層部１０は、折畳み電極Ａ１と、同折畳み電極Ａ１の間隙に介装された介装電極板１２とで構成しており、複数枚（本実施形態に係る積層電極対Ｂ１では３枚）の板状の電極板が一定の間隙を形成しつつ重畳する構造を有している。特に、本実施形態において電極積層部１０の極間の間隙は0.3～1.0mmとしており、電解効率に優れた狭隘電極体を構成している。

【0035】

介装電極板１２は図２（ａ）に示すように、後述する折畳み電極Ａ１の電極板部１４と略同形状（平面視略矩形状）の金属板体であり、折畳み電極Ａ１の対極として機能するものである。任意の構成であるが、介装電極板１２には長穴状の孔１２ａが複数形成されており、電極板間への水の導入が容易になされるよう構成している。また、介装電極板１２には破線で示すように導通棒１１ｂが接続される。

【0036】

一方、図１に示した折畳み電極Ａ１は、図２（ｂ）に示す電極板連結体１３を屈曲させて形成している。電極板連結体１３は一枚の金属平板から打ち抜き等によって得られたものであり、複数（本実施形態では２箇所）の電極板部１４と、各電極板部１４を電気的に接続する架橋部１５とを備えており、一点鎖線で示した各架橋部１５を横断する線に沿って屈曲させることで折畳み電極Ａ１が形成される。

【0037】

電極板部１４は、介装電極板１２の対極であって折畳み電極Ａ１の電解機能を発揮する電極板として機能する部位である。任意の構成であるが、本実施形態に係る折畳み電極Ａ１にも、電極板部１４に、同電極板部１４の連結方向（図２（ａ）において上下方向）へ伸延する複数の長穴状の孔１４ａを形成しており、電極板間への水の導入が容易になされるよう構成している。

【0038】

また、電極板部１４には破線で示すように導通棒１１ａが接続され、折畳み電極Ａ１に対し所定の電圧で電流を供給可能としている。導通棒１１ａは、電極板連結体１３の折畳み前に電極板部１４に取付を行ってもよく、また、折畳み後に取り付けても良い。

【0039】

架橋部１５は、各電極板部１４を電気的に接続しつつ一体的な構成とするための部位である。特に、本実施形態に係る折畳み電極Ａ１の特徴としては、図１に示すように、この架橋部１５に形成する屈曲構造を略半円弧状としている点が挙げられる。なお、架橋部１５の数は特に限定されるものでなく、単数でも良いが、図２（ｂ）に示す如く複数設けることもできる。架橋部１５を複数設けると、当該電極板連結体１３に折り曲げ加工を行い、折畳み電極、平行電極板構造、積層電極対を形成した際に、電極板相互の平行度を精度よく確保しやすく、また構造的な強度も高めることができ好適である。

【0040】

図３は、図１の積層電極対Ｂ１についてＰ１－Ｐ１線における断面を模式的に示した説明図である。なお、折畳み電極Ａ１と介装電極板１２との間隔や厚み、位置関係、詳細な構成等は、説明の便宜上、一部省略や誇張して示す場合があり、その他の図面もまた同様である。折畳み電極Ａ１の形成にあたっては、図２（ｂ）にて電極板連結体１３に示した折畳み線に沿って架橋部１５の折畳みを行うのであるが、この際、図３に示すように、架橋部１５に略半円弧状の屈曲構造を形成する。

【0041】

このような構成とすることにより、従来の折畳み電極の如く架橋部の２箇所の根元をそれぞれ高精度で直角に折曲させる煩雑な作業を伴わず、折曲作業を極めて簡便なものとすることができる。なお、屈曲構造は折曲加工のほか、プレス加工等によっても形成することができる。また、屈曲構造は典型的には折曲加工により形成される自然屈曲構造であり、そのため当該屈曲構造は正確に半円弧形状である必要はない。また、折畳み電極Ａ１の各電極板部１４や介装電極板１２は、例えば板厚が0.1mm～1.0mm、より好ましくは0.2mm～0.5mmとすることができ、材質としては、例えば、白金をメッキしたチタン板などを用いることができる。

【0042】

また、この折畳み電極Ａ１における半円弧状の屈曲構造は、例えば図４の左図に示すように、各電極板部が自由状態において互いに略平行となる屈曲構造（以下、平行時屈曲構造ともいう。）よりも強い屈曲、すなわち急な曲げとしても良い。なお、以下の説明において、このような平行時屈曲構造よりも急な曲げとした屈曲構造を、便宜上オーバーハング構造ともいう。

【0043】

屈曲構造の形成時において、このようなオーバーハング構造が許容される場合、互いの電極板部１４が正確に平行となるような架橋部１５の形成作業を必ずしも行う必要がなく折曲作業をより簡便化することができる。

【0044】

また、オーバーハング構造を備える折畳み電極Ａ１の各電極板部１４をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造を構築するにあたり、図４の右図に示すように、対向する電極板部１４の内側間隙にスペーサ１６を介在させることで電極板部１４同士の平行を保つよう構成しても良い。

【0045】

このスペーサ１６の設置は、例えば具体例を挙げるならば、図５に示すように、介装電極板１２にスペーサ１６の嵌着孔１７を形成しておき、嵌着孔１７に対しスペーサ１６を表裏突出状態に嵌着させ、同スペーサ１６の係止爪１６ａで係止することにより、介装電極板１２の表裏側に配される電極板部１４との間隔を保持するよう形成することもできる。

【0046】

このような構成とすることにより、各電極板部１４をそれぞれ略平行に配置した際に各電極板部１４を拡開方向に付勢することができ、この付勢力、すなわち復元しようとする力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持することができる。

【0047】

また、同じくこの屈曲構造について、自由状態において図６の左図に示すような平行時屈曲構造よりも弱い屈曲、すなわち、緩やかな曲げとすることもできる。なお、以下の説明において、このような平行時屈曲構造よりも緩やかな曲げとした屈曲構造を、便宜上アンダーハング構造ともいう。

【0048】

このアンダーハング構造を形成する場合も、先述のオーバーハング構造の形成と同様、平行電極板構造を構築するにあたり、互いの電極板部が正確に平行となるような折曲作業を必ずしも行う必要がなく折曲作業をより簡便化することができる。

【0049】

また、アンダーハング構造を備える折畳み電極Ａ１の各電極板部１４をそれぞれ略平行に配置してなる平行電極板構造を構築するにあたり、図６の右図に示すように、対向する電極板部１４の外側に保持体１８を配することで電極板部１４同士の平行を保つよう構成しても良い。

【0050】

このような構成とすることにより、各電極板部１４をそれぞれ略平行に配置した際に各電極板部１４を狭める方向に付勢することができ、この付勢力、すなわち復元しようとする力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持することができる。なお、このアンダーハング構造を備える折畳み電極Ａ１の平行電極板構造においても、図４左図にて示したオーバーハング構造の場合と同様、電極板間にスペーサ１６を介在させるようにしても良い。

【0051】

ところで、電解水生成装置は、使用する水の水質によって電気分解の効率などに影響を受ける。水は地域によって硬度、すなわち水に溶存するカルシウムやマグネシウムなどのミネラル成分の量が異なる。硬度によって水の電気伝導率（導電率）が異なり、硬度の高い水では導電率が高くなり、伴い電解電圧が低下する。電解電圧が低下すると発生した気体がマイクロバブル化しにくくなり、発生した水素が水に溶存する効率が低下してしまう。

【0052】

そのため、硬度の高い地域で用いる電解水生成器においては電圧を高める設定とすることが望ましいが、そのためには回路の変更や電解電極の形状変更など、コストや時間のかかる大幅な設計変更が必要である。

【0053】

そこで、大幅な設計変更等を伴うことなくこのような場合に対処するために、本実施形態では図７の左図に示すような遮断プレート２３を電極板部１４と介装電極板１２との間に装着することについても提案する。

【0054】

この遮断プレートは既成の積層電極対の電極板間に配置することが可能な形状で、これを挿入することにより電極板間を部分的に遮断し、実効的に電極面積を減少させることができる。この遮断プレートの面積を変えることで電解電圧を調整することができ、硬度に合わせて適正な電解電圧を簡便に設定することができる。

【0055】

遮断プレートは絶縁性、耐水性がある物質で構成することが適しており、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、PMMA樹脂、ABS樹脂などが好適である。

【0056】

例えば本実施形態の場合、介装電極板１２の一方の面に遮断プレート２３を装着し、図７の右図の如くこの遮断プレート２３が装着された介装電極板１２を折畳み電極Ａ１の電極板部１４間に介装して積層電極対Ｂ１を構築する。

【0057】

このようにして構築された積層電極対Ｂ１は、図８（ａ）に示すように、電極板部１４と介装電極板１２との間隙のうち、遮断プレート２３が装着された領域において電解が妨げられることとなり、電極の実効面積を減少させることで電解電圧を高めることができ、水の硬度に合わせた適正な電解電圧を容易に設定することが可能である。

【0058】

なお、この遮断プレート２３は必ずしも１箇所のみに設けられるものではなく、介装電極板１２と電極板部１４との間であればいずれにも適用することができ、例えば図８（ｂ）に示すように、介装電極板１２の表裏両側に遮断プレート２３を装着して、水の硬度等に応じて電解面積を制限するよう適宜調整できる。

【0059】

また、上述してきたように、本発明は折畳み電極Ａ１と介装電極板１２とを用いて構築した積層電極対を提供するものであるが、折畳み電極Ａ１の電極板部１４同士が元々平行である場合や、オーバーハング構造又はアンダーハング構造により元々は非平行状態であるものの本実施形態に係る平行電極板構造によって各電極板部１４がそれぞれ略平行に配置されている場合において、この折畳み電極Ａ１と介装電極板１２との位置関係に関し、図９（ａ）に示すように、介装電極板１２の端部１２ｂを折畳み電極Ａ１の架橋部１５における屈曲構造の曲率中心位置Ｑ１よりも架橋部１５に接近させて配置した積層電極対としても良い。例えば図９（ａ）の例でいえば、介装電極板１２の端部１２ｂを曲率中心位置Ｑ１よりもｄ４の長さだけ架橋部１５に接近させて配置している。なお、以下の説明において、このような構造を便宜上、介装電極端の架橋部接近構造ともいう。

【0060】

また、端部１２ｂから架橋部１５の対向面までの長さｄ２やｄ３は、電極板間隙の長さｄ１に比してｄ１±２０％程度の長さとしている。

【0061】

このような構成とすることにより、折畳み電極Ａ１の架橋部１５においても無駄なく電解に寄与させることができると共に、介装電極板１２の端部近傍における同介装電極板１２自体や、対向する電極板部１４、架橋部１５の電解に伴う片減りを可及的に抑制することができる。

【0062】

また、図９（ｂ）は、介装電極端の架橋部接近構造における、より好適な例を示した説明図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）にて示した介装電極端の架橋部接近構造と略同様に、長さｄ５の分だけ介装電極板１２の端部１２ｂを曲率中心位置Ｑ１よりも架橋部１５に接近させて配置しているが、この端部１２ｂの形状をアール形状化している点で構成を異にしている。

【0063】

このような構成とすることにより、端部１２ｂから架橋部１５の対向面までの長さを、電極板間隙の長さｄ１と略同じ長さとすることができ、片減りをより緩和することができる。

【0064】

またこれまでの折畳み電極の説明は、図２（ｂ）に示したように、電極板部１４を２つ備えた電極板連結体１３により構成される折畳み電極Ａ１の例を中心に展開したが、電極板部１４の数は複数であれば特に限定されるものではない。

【0065】

例えば図１０（ａ）に示すように、３つの電極板部１４を備える電極板連結体１９であったり、又はそれ以上の数の電極板部１４を備える電極板連結体によっても構築することが可能である。

【0066】

例えば図１０（ａ）に示す電極板連結体１９は、３枚の電極板部１４がそれぞれ架橋部１５を介して連なる一の金属平板より構成しており、架橋部１５を横断する仮想線Ｌ１（一点鎖線で示す）及びＬ２（二点鎖線で示す）を山折りと谷折り、若しくは谷折りと山折りの如く交互に屈曲構造を形成することで、図１０（ｂ）に示すような３枚の重畳した電極板部１４を備える折畳み電極Ａ２を構築することができる。

【0067】

また、この折畳み電極Ａ２を用いて積層電極対Ｂ２を構築する場合には、破線で示すように折畳み電極Ａ２の間隙にそれぞれ介装電極板１２を配置することで行っても良い。このとき、積層電極対Ｂ２は、先述のオーバーハング構造やアンダーハング構造、介装電極端の架橋部接近構造を備えても良いのは勿論であり、先述の平行電極板構造を採用することができる。

【0068】

また、折畳み電極の電極板部１４に介装する介装電極板は、図２（ａ）で示したように必ずしも１枚の電極板である必要はなく、双方を折畳み電極とし、一方は他方の介装電極板として機能することとしても良い。

【0069】

すなわち図１１（ａ）に示すように、例えば３枚の電極板部１４を備える電極板連結体２０の架橋部１５に屈曲構造を形成して第１の折畳み電極Ａ３としつつ、図１１（ｂ）に示す２枚の電極板部１４を備える電極板連結体２１の架橋部１５に屈曲構造を形成して第２の折畳み電極Ａ４とし、一方の折畳み電極の間隙に他方の折畳み電極を介装することで図１２（ａ）に示すような積層電極対Ｂ３とすることもできる。なお、折畳み電極の介装に際しては、一方（例えば、第１の折畳み電極Ａ３）の架橋部１５間の長さＫ１を、他方（例えば、第２の折畳み電極Ａ４）の最も一側寄りの架橋部１５から他側端部までの長さＫ２よりも大きくすることで、容易に介装作業を行うことができる。

【0070】

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＰ２－Ｐ２断面を模式的に示した説明図である。このようにして構成した積層電極対Ｂ３は、第１の折畳み電極Ａ３及び第２の折畳み電極Ａ４の双方が、いずれも同極となる電極板部１４同士が予め架橋部１５によって電気的に接続されているため、積層電極対の構築作業を飛躍的に容易なものとすることができる。

【0071】

また、この積層電極対Ｂ３においても、介装電極端の架橋部接近構造を備えることにより、正負両極のいずれについても折畳み電極となり、電解に伴う片減りを相互に抑制することができる。

【0072】

また更には、この積層電極対Ｂ３においても、先述のオーバーハング構造やアンダーハング構造を備えても良いのは勿論である。

【0073】

例えば、積層電極対Ｂ３においてオーバーハング構造を備える場合には、図１３に示すように各電極板部１４の間にスペーサ部材２２を介在させることで平行電極板構造を形成することができる。

【0074】

すなわち、この外観視略矩形状のスペーサ部材２２には、その一面にスリット状の溝部２２ａが刻設されており、この溝部２２ａに積層電極対Ｂ３の側面部から所定の電極板部１４を挿入することで、オーバーハング構造に由来したスペーサ部材２２による拡開方向への付勢力によって、各電極板部１４間の間隙を堅実に保持しつつ、積層電極対Ｂ３の一体的な状態を保つことができる。

【0075】

次に、上述してきた本実施形態に係る折畳み電極や平行電極板構造を採用した積層電極対の使用例について説明する。

【0076】

〔第１使用例〕
本第１の使用例は、浴湯など水中に没して電解水を放散させる装置、より具体的には、水の電気分解により生成した水素や水素水を浴湯中に拡散させる風呂用水素水生成装置Ｄ１である。

【0077】

風呂用水素水生成装置Ｄ１は、図１４（ａ）に示すように、浴槽３０内の底部３１に配置し、浴槽３０内の浴湯３４に電解水素水を供給するための装置である。

【0078】

風呂用水素水生成装置Ｄ１は、図１４（ｂ）に示すように、上面視円形で全体的に角部のない偏平形状の化粧筐体３２の内部に、水素水生成本体部３３を収容して構成している。

【0079】

水素水生成本体部３３は水没させても浸水しないよう水密状に形成されており、その内部には、二次電池や制御・充電基板を備え、浴湯の電気分解に必要なエネルギーを蓄えたり、供給可能に構成している。

【0080】

また、水素水生成本体部３３の上部周縁には、４つの積層電極対Ｂ１が備えられている。この各積層電極対Ｂ１は、導通棒１１ａ,１１ｂを介して制御・充電基板と電気的に接続されており、これらの制御により接触している水の電気分解が行われる。

【0081】

そして、電気分解により生じた電解水素水は、図１４（ａ）に示す如く化粧筐体３２の上部に形成された放出口３２ａを介して浴湯中に拡散することとなる。

【0082】

このような構成を備える風呂用水素水生成装置Ｄ１によれば、電解の為の電極として本実施形態に係る積層電極対Ｂ１を備えているため、水素水生成本体部３３内の二次電池に蓄えられた限られた電力を利用しつつ、電解水素水の生成を効率的に生成することができる。

【0083】

〔第２使用例〕
本第２の使用例は、電解水を吐水するシャワー、より具体的には、水の電気分解により生成した水素や水素水を浴用に供することができる電解水素水シャワーヘッドＤ２である。図１５は、電解水素水シャワーヘッドＤ２の分解説明図を示している。

【0084】

図１５に示すように電解水素水シャワーヘッドＤ２は、シャワー本体４０と蓄電体４１とで構成され、また、シャワー本体４０は、ステム部４２とヘッド部４３とを備えており、更にステム部４２は、外筒体４４と、電解部４５とで構成している。

【0085】

蓄電体４１は、シャワー本体４０にて電解を行うために必要なエネルギーを供給するための電力を蓄えておく役割を有している。具体的には、蓄電体４１の内部には二次電池が収容されており、ヘッド部４３の背面４３ａに装着することで、シャワー本体４０の電解部４５に電力を供給可能に構成している。

【0086】

外筒体４４は、上方へ拡開するテーパー筒状の部材であり、使用者が把持する把持部として機能する。また、次に述べる電解部４５の外方を囲繞する外筒としての役割も有している。

【0087】

また、外筒体４４の下部には雄ネジ部４４ａが形成されており、所定の金具等を介して図示しない水道設備などから湯水を供給するホースと接続可能としている。

【0088】

また、外筒体４４の上部には雌ネジ部４４ｂが形成されており、ヘッド部４３の接続口４３ｂの外周に形成された雄ネジ部４３ｃと接続可能に構成している。

【0089】

電解部４５は、供給された湯水をヘッド部４３へ導くと共に湯水を電気分解するための部材であり、外筒体４４の内部に収容された内筒として機能して、外筒体４４と共に二重筒構造のステム部４２を構成するものである。

【0090】

具体的には、電解部４５の下部には湯水の流入口４５ａを形成する一方、上部には電解部４５内で生成した電解水素水の流出口４５ｂを形成しており、ホースより供給される湯水を流入口４５ａを介して電解部４５内へ導いて電解し、電解水素水を流出口４５ｂを介して電解部４５からヘッド部４３内へ供給する。ヘッド部４３に至った電解水素水は、同ヘッド部４３の前面に形成された散水部４３ｂより散水される。

【0091】

また、電解部４５の上部には、陽極端子４５ｃ及び陰極端子４５ｄが配設されており、電解部４５の内部に収容した積層電極対Ｂ３に対し、蓄電体４１からの電力を供給可能としている。

【0092】

図１６は、電解部４５の内部構造を示した分解斜視図である。電解部４５は、蓋部５０と積層電極対Ｂ３とケース体５２と連結リング５３とで構成している。

【0093】

蓋部５０は、ケース体５２の上部開口を閉蓋するための部材であり、円盤状の蓋本体５４の上面に形成した台部５５には略中央に流出口４５ｂが突設され、また流出口４５ｂの側方には電極棒露出孔５５ａ,５５ｂがそれぞれ形成されている。

【0094】

電極棒露出孔５５ａ,５５ｂは、後述する積層電極対Ｂ３の導通棒６０ａ,６０ｂを電解部４５の外表面に露出させて陽極端子４５ｃ及び陰極端子４５ｄを構成するための孔であり、その内周には電解部４５内の水を漏出を防止するためのパッキン５５ｃがそれぞれ配設されている。

【0095】

ケース体５２は、下方へ向けて緩やかに狭窄する有底筒状の筒胴部５２ａを備え、その内部は積層電極対Ｂ３を収容する電極体収容空間５２ｃとしている。

【0096】

連結リング５３はリング状の部材であり、ケース体５２を挿通させた状態で蓋部５０に螺合させ電解部４５を一体的に構成するための連結部材である。

【0097】

積層電極対Ｂ３は、先述の如く第１の折畳み電極Ａ３と第２の折畳み電極Ａ４とを組み合わせて形成した電極対であり、ここでは第１の折畳み電極Ａ３の架橋部１５に導通棒６０ａを、第２の折畳み電極Ａ４の架橋部１５に導通棒６０ｂを配設し、積層電極対Ｂ３での電解に必要な電力の供給を可能としている。なお、蓋部５０の上部に示す符号５０ａは、電極棒露出孔５５ａ,５５ｂから露出させた導通棒６０ａ,６０ｂに導線等を接続するための接続部材である。

【0098】

そしてこのような構成を備える電解水素水シャワーヘッドＤ２によれば、本実施形態に係る積層電極対Ｂ３を備えているため、蓄電体４１内の二次電池に蓄えられた限られた電力を利用しつつ、電解水素水の生成を効率的に生成することができる。

【0099】

また、本第２の使用例において積層電極対Ｂ３は、各電極板部１４の伸延方向を、ケース体５２内の流水方向に沿わせて配設している。

【0100】

従って、水道設備等からの水勢を阻害することなく各電極板部１４間に水を流通させて、十分な量の湯水をヘッド部４３から吐出させることができる。

【0101】

〔第３の使用例〕
次に、第３の使用例について説明する。本第３の使用例は、図１７に示すように、水筒状とした可搬型の電解水生成装置に関するものであり、より具体的には、水の電気分解により生成した水素や水素水を飲用に供することができる電解水素水生成装置Ｄ３である。

【0102】

図１８（ａ）は、電解水素水生成装置Ｄ３の構成を示した断面模式図である。図１８（ａ）に示すように電解水素水生成装置Ｄ３は、水を収容可能に構成した装置本体部７０と、同装置本体部７０の上部開口を閉蓋する蓋部７１とで構成している。

【0103】

装置本体部７０は、中空状に形成された筐体７２の内部空間を隔壁７２ａで上下分割し、上部は水を収容するための貯水部として機能する貯水空間７３とする一方、下部は制御機構等を収容するための制御系収容空間７４としている。

【0104】

制御系収容空間７４には、バッテリー７５と、スイッチ７６と、コネクタ７７とが、制御部７８と電気的に接続された状態で配設されている。

【0105】

バッテリー７５は、電解水素水生成装置Ｄ３で消費される電力の供給を行う二次電池であり、スイッチ７６は、電解水素水生成装置Ｄ３の稼動・停止を制御するためのスイッチである。

【0106】

コネクタ７７は、バッテリー７５を充電する際にＡＣアダプタ７９のプラグ７９ａが差し込まれる部位であり、電源ケーブル７９ｂを通じ、制御部７８を介してバッテリー７５への充電が行われる。また、使用時にはコネクタ７７からプラグ７９ａを抜くことで、電解水素水生成装置Ｄ３を商用電源に拘束されることなく持ち運ぶことができ、電解水素水を常時調製可能としている。

【0107】

一方、貯水空間７３には、図１８（ｂ）で示すように、先述のスペーサ部材２２を介在させた積層電極対Ｂ３を配置して、貯水空間７３内に供給された飲用水を電解可能に構成している。

【0108】

また、図１７に示すように使用者Ｈは、電解水素水生成装置Ｄ３をバッグなどに収容した状態で携行するものであるため、使用者Ｈが移動する際には随時、電解水素水生成装置Ｄ３に振動が生じる。すなわち、電解水素水生成装置Ｄ３の筐体７２自体が振動源となり、積層電極対Ｂ３に対して振動を与え、電解水素水の生成効率を向上可能としている。

【0109】

そして、このような構成を備える電解水素水生成装置Ｄ３によれば、本実施形態に係る積層電極対Ｂ３を備えているため、可搬型であるため小型軽量化が求められ、また、商用電源からも切り離された状態で使用される機器でありながら、筐体やバッテリーを小型とした場合であっても、良好な電解効率と優れた電解水の生成効率を発揮させることができる。

【0110】

上述してきたように、本実施形態に係る折畳み電極によれば、電極板連結体の架橋部での折曲作業をより簡便化することが可能となる。

【0111】

また、同折畳み電極を用い、各電極板部を互いに平行とした平行電極板構造や、これら折畳み電極や平行電極板構造を採用した積層電極対によれば、付勢力を利用して各電極板の平行状態を堅実に維持したり、電解に伴う片減りを可及的に抑制することができる。

【0112】

更には、本実施形態に係る折畳み電極及び同折畳み電極を用いた平行電極板構造並びに積層電極対を電解水生成装置に採用することで、電解水生成装置の製造上の組立等を簡便化しつつ、効率的な電解が可能であり、狭隘な電極間隙による短絡や片減りなどのトラブルが抑制された電解水生成装置を提供することができる。

【0113】

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0114】

１０ 電極積層部
１２ 介装電極板
１２ｂ 端部
１３ 電極板連結体
１４ 電極板部
１５ 架橋部
１６ スペーサ
１８ 保持体
１９～２１ 電極板連結体
２２ スペーサ部材
Ａ１ 折畳み電極
Ａ２ 折畳み電極
Ａ３ 第１の折畳み電極
Ａ４ 第２の折畳み電極
Ｂ１ 積層電極対
Ｂ２ 積層電極対
Ｂ３ 積層電極対
Ｄ１ 風呂用水素水生成装置
Ｄ２ 電解水素水シャワーヘッド
Ｄ３ 電解水素水生成装置
Ｑ１ 曲率中心位置

【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16】

【図17】

【図18】