JP2021044505A - 紫外光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外光を発する発光素子を光源とする紫外光照射装置であって、紫外光による劣化が危惧される部品への光源からの紫外光の照射が防止された構造を有する紫外光照射装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様として、配線を有する基板１０と、基板１０上に実装された、紫外光を発する発光素子１１と、基板１０の配線に接続されたハーネス１８と、ハーネス１８の基板１０上に位置する部分に発光素子１１から発せられる紫外光が照射されないように、前記部分を覆うハーネスカバー２０と、発光素子１１の上方を覆うように設置された、前記紫外光を透過する防水シート１３と、を備え、防水シート１３に上方を覆われた基板１０上の発光素子１１の実装領域５１が密閉された、紫外光照射装置１を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、紫外光照射装置に関する。

従来、紫外線発光ダイオードを光源とし、内部への湿気や水の侵入を防ぐ構造を有する発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の発光装置は、キャビティ及びキャビティの周りの段差構造を有する胴体と、キャビティ内に配置された紫外線発光ダイオードと、キャビティの上をカバーし、外周部が導体の段差構造の上に配置された透明ウィンドウと、透明ウィンドウと胴体との間に配置された接着部材と、透明ウィンドウ及び胴体の上に配置された防水層を含む。この発光装置においては、防水層や接着部材が透明ウィンドウと胴体との間から侵入する湿気を遮断する。

特開２０１６−１１９４７７号公報

しかしながら、特許文献１の発光装置においては、接着部材が紫外線発光ダイオードから発せられる紫外光に曝される位置に設けられているため、紫外光により劣化し、防水機能が低下するおそれがある。

本発明の目的は、紫外光を発する発光素子を光源とする紫外光照射装置であって、紫外光による劣化が危惧される部品への光源からの紫外光の照射が防止された構造を有する紫外光照射装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［５］の紫外光照射装置を提供する。

［１］配線を有する基板と、前記基板上に実装された、紫外光を発する発光素子と、前記基板の配線に接続されたハーネスと、前記ハーネスの前記基板上に位置する部分に前記発光素子から発せられる紫外光が照射されないように、前記部分を覆うハーネスカバーと、前記発光素子の上方を覆うように設置された、前記紫外光を透過する防水シートと、を備え、前記防水シートに上方を覆われた前記基板上の前記発光素子の実装領域が密閉された、紫外光照射装置。
［２］前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた、前記基板と前記防水シートとの間隔を形成するためのスペーサーを備え、前記ハーネスカバーが、前記スペーサーの内側で前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた、前記基板側に開口する線状の空隙を有する環状部品であり、前記ハーネスの前記部分が、前記ハーネスカバーの前記空隙内に収容された、上記［１］に記載の紫外光照射装置。
［３］前記基板と前記スペーサーとの間に設けられた環状のシール部品を備え、前記発光素子から発せられる紫外光が、前記ハーネスカバーに遮られて前記シール部品に照射されない、上記［２］に記載の紫外光照射装置。
［４］前記ハーネスカバーが、前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた、前記基板と前記防水シートとの間隔を形成するためのスペーサーであり、前記ハーネスカバーが、前記基板側に開口する線状の空隙を有し、前記ハーネスの前記部分が、前記ハーネスカバーの前記空隙内に収容された、上記［１］に記載の紫外光照射装置。
［５］前記ハーネスカバーの前記空隙内に収容された、環状のシール部品を備え、前記ハーネスの前記部分が前記シール部品の内側に位置する、上記［４］に記載の紫外光照射装置。

本発明によれば、紫外光を発する発光素子を光源とする紫外光照射装置であって、紫外光による劣化が危惧される部品への光源からの紫外光の照射が防止された構造を有する紫外光照射装置を提供することができる。

図１は、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置の斜視図である。 図２は、図１の切断線Ａ−Ａに沿って切断された紫外光照射装置の垂直断面図である。 図３は、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置の分解斜視図である。 図４は、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置の変形例の垂直断面図である。 図５は、第２の実施の形態に係る紫外光照射装置の垂直断面図である。 図６は、第２の実施の形態に係る紫外光照射装置の変形例の垂直断面図である。 図７は、第２の実施の形態に係る紫外光照射装置の変形例の垂直断面図である。 図８は、第２の実施の形態に係る紫外光照射装置の変形例の垂直断面図である。 図９は、第３の実施の形態に係る紫外光照射装置の垂直断面図である。

〔第１の実施の形態〕
（紫外光照射装置の構成）
図１は、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置１の斜視図である。紫外光照射装置１は、紫外光を発する発光素子１１を光源とする、紫外光の照射により照射対象物の殺菌を実施する殺菌装置である。紫外光照射装置１は、発光素子１１の実装領域が密閉された防水構造を有するため、水などの流体中での使用が可能であり、例えば、流体の殺菌に用いられる。

発光素子１１は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）であり、典型的には、ＬＥＤが用いられる。発光ダイオードは、小型の発光素子であり、また、消費電力、発熱量が小さく、かつ長寿命であるため、発光素子１１としての使用に適している。紫外光照射装置１は、１個の発光素子１１を有してもよいし、複数の発光素子１１を有してもよい。

発光素子１１の発する紫外光の波長は特に限定されないが、例えば、ＵＶ−Ａと呼ばれる波長域（４００〜３１５ｎｍ）の紫外光、ＵＶ−Ｂと呼ばれる波長域（３１５〜２８０ｎｍ）の紫外光、ＵＶ−Ｃと呼ばれる波長域（２８０ｎｍ未満）の紫外光であり、このうち最も殺菌効果の高いＵＶ−Ｃであることが好ましい。

図２は、図１の切断線Ａ−Ａに沿って切断された紫外光照射装置１の垂直断面図である。紫外光照射装置１は、配線を有する基板１０と、基板１０上に実装された、紫外光を発する発光素子１１と、基板１０の配線に接続されたハーネス１８と、ハーネス１８の基板１０上に位置する部分に発光素子１１から発せられる紫外光が直接照射されないように、ハーネス１８の基板１０上に位置する部分を覆うハーネスカバー２０と、発光素子１１の上方を覆うように設置された、発光素子１１から発せられる紫外光を透過する防水シート（フィルム）１３とを備える。

基板１０は、図示されない配線を有する基板であり、その配線に発光素子１１の電極が接続されている。基板１０は、発光素子１１から発せられる熱を効率的に排出するため、アルミナ基板やアルミ基板（絶縁性のレジストで覆われたアルミ板）などの熱伝導率の高い基板であることが好ましい。

また、発光素子１１から発せられる熱をより効率的に排出するため、図１、図２に示されるように、放熱性を向上させるため、基板１０の裏側（発光素子１１の反対側）には、ヒートシンク１６が設けられることが好ましい。なお、紫外光照射装置１を水などの流体中で使用する場合は、流体に熱を逃がすことができるため、ヒートシンク１６を有さなくてもよい。

防水シート１３は、発光素子１１から発せられる紫外光を透過する性質を有する。このため、防水シート１３の材料は、発光素子１１の発光波長に応じて選択される。例えば、発光素子１１がＵＶ−ＡやＵＶ−Ｂの波長域の光を発する場合は、フッ素樹脂やシリコーン樹脂が防水シート１３の材料として用いられ、発光素子１１がＵＶ−Ｃの波長域の光を発する場合は、フッ素樹脂が防水シート１３の材料として用いられる。

また、防水シート１３は、荷重により変形する性質を有する。このため、温度変化や外力に対して、変形することにより、紫外光照射装置１の内部（基板１０上の発光素子１１の実装領域５１）の圧力の変化を緩和し、気密性を確保することができる。この点、防水シート１３は、変形しない石英ガラスやサファイアからなるレンズよりも優れている。

また、防水シート１３は、石英ガラスやサファイアからなるレンズと比較して、断熱性が低いため、実装領域５１の熱こもりを抑制することができる。

ハーネスカバー２０は、スペーサー１５の内側で発光素子１１を囲むように基板１０上に設けられた環状の部品であり、基板１０側に開口する線状の空隙２０ａを有する。ハーネス１８の基板１０上に位置する部分は、ハーネスカバー２０の空隙２０ａ内に収容される。なお、ハーネス１８の空隙２０ａ内の位置は、図２の断面に表れる位置に限定されない。

図１に示されるように、密閉された発光素子１１の実装領域５１の外部に伸びたハーネス１８の端部にはハーネスコネクター１９が設けられており、ハーネスコネクター１９により接続された外部電源からハーネス１８と基板１０の配線を介して発光素子１１へ電力が供給される。

ハーネスカバー２０は、発光素子１１の発する紫外光に対する耐性を有する材料からなることが好ましい。例えば、発光素子１１がＵＶ−ＡやＵＶ−Ｂの波長域の光を発する場合は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、アルミニウム（Ａｌ）、シリコーン樹脂などがハーネスカバー２０の材料として用いられ、発光素子１１がＵＶ−Ｃの波長域の光を発する場合は、フッ素樹脂、Ａｌがハーネスカバー２０の材料として用いられる。

また、紫外光照射装置１の光取出効率を向上させるため、ハーネスカバー２０は、発光素子１１の発する紫外光に対する耐性に加えて、反射率が高いことがより好ましい。この場合、例えば、フッ素樹脂、Ａｌなどがハーネスカバー２０の材料として用いられる。

また、ハーネスカバー２０の表面にＡｌめっきなどの表面処理を施し、ハーネスカバー２０の表面の紫外光に対する耐性や反射率を高めてもよい。この場合、ハーネスカバー２０の表面以外の部分は紫外光に対する耐性や反射率を有する必要がないため、材料の選択の幅が広がる。

ハーネスカバー２０の上端は防水シート１３に接しており、ハーネスカバー２０は、下方向へ押さえられるような力を防水シート１３から受けることにより、固定されている。

また、ハーネスカバー２０の平面形状及び大きさと、シートカバー１４の開口部１４ｂや後述するシール部品１２の形状及び大きさとを合わせることにより、シートカバー１４やシール部品１２によりハーネスカバー２０の位置決めを行うこともできる。

ハーネスカバー２０の空隙２０ａには、シリコーン樹脂などの防水性能を有する材料が充填されていてもよい。この場合、空隙２０ａに収容されたハーネス１８の防水性能が向上する。

また、紫外光照射装置１は、発光素子１１を囲むように基板１０上に設けられた、基板１０と防水シート１３との間隔を形成するための途切れのない環状のスペーサー１５と、防水シート１３上に設置され、発光素子１１の上方の領域において開口する途切れのない環状のシートカバー１４と、基板１０とスペーサー１５との間に設けられた、途切れのない環状のシール部品１２と、を備える。

シートカバー１４は、発光素子１１の上方に位置する開口部１４ｂを有する。発光素子１１から発せられた紫外光は、防水シート１３を透過し、シートカバー１４の開口部１４ｂから取り出される。シートカバー１４は、発光素子１１から発せられる紫外光により劣化しない材料からなることが好ましく、例えば、Ａｌからなる。シートカバー１４の材料は、発光素子１１の発光波長に応じて選択することができる。

スペーサー１５は、発光素子１１の上方に位置する開口部１５ｂを有する板状の部品である。開口部１５ｂとシール部品１２の形状と大きさを合わせることにより、スペーサー１５によりシール部品１２の位置決めを行うこともできる。スペーサー１５は、例えば、Ａｌからなる。

なお、ワッシャーなどの基板１０と防水シート１３との間隔を形成することができる部品であれば、スペーサーとしてスペーサー１５の代わりに用いることができる。例えば、ワッシャーをスペーサーとして用いる場合は、後述する固定ネジ１７の位置に合わせて設置し、固定ネジ１７のそれぞれがワッシャーを貫通するようにする。

図３は、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置１の分解斜視図である。紫外光照射装置１においては、シートカバー１４、防水シート１３、スペーサー１５、基板１０、ヒートシンク１６が、それぞれネジ止め用のネジ孔１４ａ、１３ａ、１５ａ、１０ａ、１６ａを有し、固定ネジ１７によってネジ止めされる。ネジ止めによって、防水シート１３の外周部がシール部品１２及びスペーサー１５とシートカバー１４に挟まれ、防水シート１３が固定される。

（防水構造について）
紫外光照射装置１は、基板１０上の発光素子１１の実装領域５１が密閉された防水構造を有する。以下、防水構造の構成について説明する。

紫外光照射装置１を構成する基板１０、シール部品１２、防水シート１３は、いずれも水を通さない材料からなる。

また、紫外光照射装置１においては、固定ネジ１７を用いたネジ止めにより、防水シート１３を介してシートカバー１４から下方向に向いた力がシール部品１２に加わり、シール部品１２は厚さ方向に圧縮され、変形している。

シール部品１２が基板１０と防水シート１３の間でその厚さ方向に適度に圧縮されることにより、基板１０と防水シート１３の間から水などの液体が基板１０上の発光素子１１の実装領域５１に侵入することが防止されている。

シール部品１２は、例えば、Ｏリングやパッキン、開口部を有するシート状部材である。

シール部品１２の紫外光照射装置１に組み込まれた状態の厚さ、すなわち圧縮後の厚さは、紫外光照射装置１に組み込まれる前の厚さ、すなわち圧縮前の厚さの６５〜９５％であることが好ましい。圧縮前の厚さの６５％に満たない場合は、過加圧によりシール部品１２に亀裂が生じるおそれがある。圧縮前の厚さの９５％を超える場合は、シール性が乏しく、例えば、水中に浸漬させた場合に実装領域５１に水が浸入するおそれがある。

固定ネジ１７を用いたネジ止めによりシール部品１２を圧縮する際には、スペーサー１５がストッパーとして機能する。このため、スペーサー１５の厚さにより、シール部品１２の圧縮量を調節することができる。シール部品１２の圧縮後の厚さを圧縮前の厚さの６５〜９５％とするためには、スペーサー１５の厚さを、シール部品１２の圧縮前の厚さの６５〜９５％とする。

（部品を紫外光から保護する構造について）
紫外光照射装置１は、発光素子１１から発せられる紫外光からハーネス１８とシール部品１２を保護する構造を有する。ハーネス１８の紫外光による劣化を防ぐことにより、発光素子１１の動作不良を防ぎ、シール部品１２の紫外光による劣化を防ぐことにより、紫外光照射装置１防水機能の低下を防ぐことができる。以下、防水構造の構成について説明する。

上述のように、ハーネス１８は、ハーネスカバー２０の空隙２０ａ内に収容されている。そのため、発光素子から発せられてハーネス１８の方向へ向かう紫外光は、ハーネスカバー２０に妨げられる。すなわち、紫外光照射装置１においては、ハーネス１８に発光素子１１から発せられる紫外光が照射されない。

シール部品１２は、ハーネスカバー２０の外側に位置しており、また、ハーネスカバー２０の上端は発光素子１１の上端及びシール部品１２の上端よりも高い位置にある。そのため、発光素子から発せられてシール部品１２の方向へ向かう紫外光は、ハーネスカバー２０に妨げられる。すなわち、紫外光照射装置１においては、シール部品１２に発光素子１１から発せられる紫外光が照射されない。

（変形例）
図４は、紫外光照射装置１の変形例である紫外光照射装置２の垂直断面図である。紫外光照射装置２の構成は、発光素子１１の実装領域５２内に、発光素子１１の上方を覆うレンズ２１が設けられている点において、紫外光照射装置１の構成と異なる。

レンズ２１は、紫外光照射装置２が外力を受けた際に発光素子１１の損傷を防ぐ機能や、配光を制御する機能を有する。一方で、レンズ２１は防水シート１３に覆われているため、傷や汚れから保護されている。

レンズ２１は、発光素子１１の上方を覆い、その上面が防水シート１３に接する。レンズ２１は、防水シート１３から下方向へ押さえられるような力を受け、かつ、底部の縁をハーネスカバー２０に支えられることにより、位置が固定されている。このため、レンズ２１とハーネスカバー２０の内側の圧力が高まった場合でも、レンズ２１の位置ずれを効果的に防ぐことができる。

ハーネスカバー２０のレンズ２１を支える部分には、レンズ２１の底部の縁の形状に対応した形状の溝２０ａが設けられていることが好ましい。

レンズ２１は、発光素子１１から発せられる紫外光を透過する性質を有する。例えば、発光素子１１から発せられる光がＵＶ−Ｃの波長域の紫外光である場合は、石英ガラス、透明なフッ素樹脂、ＵＶ−Ｃ透過ガラスなどをレンズ２１の材料として用いることができる。

レンズ２１の形状は、例えば、凸形状、フレネル形状、又はシリンドリカルである。

紫外光照射装置２も、紫外光照射装置１と同様に、基板１０上の発光素子１１の実装領域５２が密閉された防水構造を有し、また、発光素子１１から発せられる紫外光からハーネス１８とシール部品１２を保護する構造を有する。

〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態に係る紫外光照射装置は、基板と防水シートとの間隔を形成するためのスペーサーがハーネスカバーとしての機能を有する点において、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置と異なる。なお、第１の実施の形態と共通する点については、説明を省略又は簡略化する場合がある。

（紫外光照射装置の構成）
図５は、第２の実施の形態に係る紫外光照射装置３の垂直断面図である。紫外光照射装置３は、配線を有する基板１０と、基板１０上に実装された、紫外光を発する発光素子１１と、基板１０の配線に接続されたハーネス１８と、発光素子１１の上方を覆うように設置された、発光素子１１から発せられる紫外光を透過する防水シート１３と、発光素子１１を囲むように基板１０上に設けられた、基板１０と防水シート１３との間隔を形成するためのスペーサー２２と、を備える。

紫外光照射装置３においては、スペーサー２２がハーネスカバーとしての機能を有する。スペーサー２２は、基板１０側に開口する線状の空隙２２ａを有し、ハーネス１８の基板１０上に位置する部分が、空隙２２ａ内に収容されている。なお、ハーネス１８の空隙２２ａ内の位置は、図５の断面に表れる位置に限定されない。

スペーサー２２の内側（発光素子１１側）の側面２２ｃ上には、発光素子１１から発せられる紫外光に対する耐性を有する保護層２３が設けられていることが好ましい。例えば、発光素子１１がＵＶ−ＡやＵＶ−Ｂの波長域の光を発する場合は、フッ素樹脂、Ａｌ、シリコーン樹脂などが保護層２３の材料として用いられ、発光素子１１がＵＶ−Ｃの波長域の光を発する場合は、フッ素樹脂、Ａｌが保護層２３の材料として用いられる。

また、紫外光照射装置１の光取出効率を向上させるため、保護層２３は、発光素子１１の発する紫外光に対する耐性に加えて、反射率が高いことがより好ましい。この場合、例えば、フッ素樹脂、Ａｌなどが保護層２３の材料として用いられる。保護層２３は、例えば、塗布やシート状の保護層２３の貼り付けにより形成される。

保護層２３を設ける場合、スペーサー２２は紫外光に対する耐性や反射率を有する必要がないため、材料の選択の幅が広がる。例えば、スペーサー２２の材料として紫外光に対する耐性に優れたフッ素樹脂を用いる場合、固定ネジ１７を用いたネジ止めの際に座屈しやすいという問題がある。スペーサー２２が座屈すると、後述するシール部品２４、２５によるシール性能が低下するおそれがある。このため、十分な強度でネジ止めし、かつ座屈が生じないように、固定ネジ１７の締め付けトルクを調整する必要があるが、そのようなトルク許容幅は狭いため、ネジ止めが困難である。また、Ａｌなどの導電性の材料は、短絡を引き起こすおそれがあるため、スペーサー２２の材料に適していない。

そこで、スペーサー２２の側面２２ｃ上に保護層２３を設けて、スペーサー２２の材料として、ポリカーボネート（ＰＣ）のような、ネジ止めの際の座屈が生じ難い硬度を有する材料を用いることが好ましい。

スペーサー２２の空隙２２ａには、シリコーン樹脂などの防水性能を有する材料が充填されていてもよい。この場合、空隙２２ａに収容されたハーネス１８の防水性能が向上する。

また、紫外光照射装置３は、スペーサー２２の空隙２２ａに収容された途切れのない環状のシール部品２４と、スペーサー２２の防水シート１３側に開口する線状の空隙２２ｂに収容された途切れのない環状のシール部品２５を備える。ハーネス１８の基板１０上に位置する部分は、空隙２２ａ内のシール部品２４の内側に位置する。

また、紫外光照射装置３は、防水シート１３上に設置され、発光素子１１の上方の領域において開口する途切れのない環状のシートカバー１４を備える。

紫外光照射装置３においては、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置１と同様に、シートカバー１４、防水シート１３、スペーサー２２、基板１０、ヒートシンク１６が、それぞれネジ止め用のネジ孔を有し、固定ネジ１７によってネジ止めされる。ネジ止めによって、防水シート１３の外周部がシール部品２５及びスペーサー２２とシートカバー１４に挟まれ、防水シート１３が固定される。

（防水構造について）
紫外光照射装置３は、基板１０上の発光素子１１の実装領域５３が密閉された防水構造を有する。以下、防水構造の構成について説明する。

紫外光照射装置３を構成する基板１０、シール部品２４、２５、防水シート１３、スペーサー２２は、いずれも水を通さない材料からなる。

また、紫外光照射装置３においては、固定ネジ１７を用いたネジ止めにより、防水シート１３を介してシートカバー１４から下方向に向いた力がシール部品２５に加わり、シール部品２５は厚さ方向に圧縮され、変形している。また、シール部品２４には、スペーサー２２から下方向に向いた力が加わり、厚さ方向に圧縮され、変形している。

シール部品２４が基板１０とスペーサー２２の間でその厚さ方向に適度に圧縮されることにより、基板１０とスペーサー２２の間から水などの液体が基板１０上の発光素子１１の実装領域５３に侵入することが防止されている。また、シール部品２５が防水シート１３とスペーサー２２の間でその厚さ方向に適度に圧縮されることにより、防水シート１３とスペーサー２２の間から水などの液体が実装領域５３に侵入することが防止されている。

シール部品２４、２５は、例えば、Ｏリングやパッキンである。シール部品２４、２５の紫外光照射装置１に組み込まれた状態の厚さ、すなわち圧縮後の厚さは、第１の実施の形態に係るシール部品１２と同様に、圧縮前の厚さの６５〜９５％であることが好ましい。

固定ネジ１７を用いたネジ止めによりシール部品２４、２５を圧縮する際には、スペーサー２２の上面、下面がストッパーとして機能する。このため、スペーサー２２の空隙２２ａ、２２ｂの厚さにより、シール部品２４、２５の圧縮量を調節することができる。シール部品２４、２５の圧縮後の厚さを圧縮前の厚さの６５〜９５％とするためには、空隙２２ａ、２２ｂの厚さを、シール部品２４、２５の圧縮前の厚さの６５〜９５％とする。

（部品を紫外光から保護する構造について）
紫外光照射装置３は、発光素子１１から発せられる紫外光からハーネス１８とシール部品２４、２５を保護する構造を有する。ハーネス１８の紫外光による劣化を防ぐことにより、発光素子１１の動作不良を防ぎ、シール部品２４、２５の紫外光による劣化を防ぐことにより、紫外光照射装置１防水機能の低下を防ぐことができる。以下、防水構造の構成について説明する。

上述のように、ハーネス１８は、スペーサー２２の空隙２２ａ内に収容されている。そのため、発光素子から発せられてハーネス１８の方向へ向かう紫外光は、スペーサー２２の側面２２ｃ上の保護層２３（保護層２３を設けない場合はスペーサー２２）に妨げられる。すなわち、紫外光照射装置３においては、ハーネス１８に発光素子１１から発せられる紫外光が照射されない。

また、上述のように、シール部品２４、２５は、スペーサー２２の空隙２２ａ、２２ｂに収容されている。そのため、発光素子から発せられてシール部品２４、２５の方向へ向かう紫外光は、スペーサー２２の側面２２ｃ上の保護層２３（保護層２３を設けない場合はスペーサー２２）に妨げられる。すなわち、紫外光照射装置３においては、シール部品２４、２５に発光素子１１から発せられる紫外光が照射されない。

（変形例）
図６は、紫外光照射装置３の変形例である紫外光照射装置４の垂直断面図である。紫外光照射装置４の構成は、発光素子１１の実装領域５４内に、発光素子１１の上方を覆うレンズ２６が設けられている点において、紫外光照射装置３の構成と異なる。

レンズ２６は、第１の実施の形態に係るレンズ２１と同様に、紫外光照射装置４が外力を受けた際に発光素子１１の損傷を防ぐ機能や、配光を制御する機能を有する。一方で、レンズ２６は防水シート１３に覆われているため、傷や汚れから保護されている。

レンズ２６は、発光素子１１の上方を覆い、その上面が防水シート１３に接する。レンズ２６は、防水シート１３から下方向へ押さえられるような力を受け、かつ、底部の縁を保護層２３（保護層２３が設けられない場合はスペーサー２２の側面２２ｃ）に支えられることにより、位置が固定されている。このため、レンズ２６と保護層２３（スペーサー２２の側面２２ｃ）の内側の圧力が高まった場合でも、レンズ２６の位置ずれを効果的に防ぐことができる。

保護層２３のレンズ２６を支える部分には、レンズ２６の底部の縁の形状に対応した形状の溝２３ａが設けられていることが好ましい。保護層２３が設けられない場合は、スペーサー２２の側面２２ｃのレンズ２６を支える部分に同様の溝が設けられることが好ましい。

レンズ２６は、第１の実施の形態に係るレンズ２１と同様の材料からなり、同様の形状を有する。

紫外光照射装置４も、紫外光照射装置３と同様に、基板１０上の発光素子１１の実装領域５４が密閉された防水構造を有し、また、発光素子１１から発せられる紫外光からハーネス１８とシール部品２４、２５を保護する構造を有する。

図７は、紫外光照射装置３の変形例である紫外光照射装置５の垂直断面図である。紫外光照射装置５の構成は、防水構造の形成のために、シール部品２４、２５を用いる代わりにスペーサー２２に突起が設けられる点において、紫外光照射装置３の構成と異なる。

紫外光照射装置５においては、スペーサー２２の下面に、基板１０側に突出する突起２７が設けられ、スペーサー２２の上面に、防水シート１３側に突出する突起２８が設けられている。

固定ネジ１７を用いたネジ止めにより、突起２７が基板１０に押し当てられて弾性変形することにより、基板１０とスペーサー２２の間から水などの液体が基板１０上の発光素子１１の実装領域５３に侵入することが防止されている。また、突起２８が防水シート１３に押し当てられて弾性変形することにより、防水シート１３とスペーサー２２の間から水などの液体が実装領域５３に侵入することが防止されている。

紫外光照射装置５におけるスペーサー２２は、シリコーンゴムなどの、ネジ止めの際にスペーサー２２が座屈し難く、かつ、突起２７と突起２８が弾性変形することができるような材料からなることが好ましい。

紫外光照射装置５も、紫外光照射装置３と同様に、基板１０上の発光素子１１の実装領域５５が密閉された防水構造を有し、また、発光素子１１から発せられる紫外光からハーネス１８を保護する構造を有する。

なお、紫外光照射装置３又は紫外光照射装置４の構成において、シール部品２５を突起２８に置き換えて、シール部品２４と突起２８により防水構造を形成してもよい。また、シール部品２４を突起２７に置き換えて、シール部品２５と突起２７により防水構造を形成してもよい。

図８は、紫外光照射装置３の変形例である紫外光照射装置６の垂直断面図である。紫外光照射装置６の構成は、発光素子１１の実装領域５６内に、発光素子１１の上方を覆うレンズ２６が設けられ、シール部品２４、２５を用いる代わりにスペーサー２２に突起が設けられる点において、紫外光照射装置３の構成と異なる。

〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態に係る紫外光照射装置は、固定ネジを用いたネジ止めの代わりにスナップフィットなどのツメ嵌合を用いる点において、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置と異なる。なお、第１の実施の形態と共通する点については、説明を省略又は簡略化する場合がある。

（紫外光照射装置の構成）
図９は、第３の実施の形態に係る紫外光照射装置７の垂直断面図である。紫外光照射装置７のシートカバー３０とヒートシンク３１は、スナップフィットなどのツメ嵌合構造を有する。紫外光照射装置７は、シートカバーとヒートシンクの形において第１の実施の形態に係る紫外光照射装置１と異なる。

シートカバー３０は、防水シート１３の外周部上に位置する平板状の本体３０ａと、本体３０ａの縁からヒートシンク３１側に向かって延びる弾性部３０ｂと、弾性部３０ｂの先端に設けられたツメ３０ｃを有する。

ヒートシンク３１の上端近傍の、シートカバー３０のツメ３０ｃの位置に対応する位置には、シートカバー３０のツメ３０ｃを嵌合させるための段差３１ａが設けられている。

シートカバー３０におけるツメ３０ｃの位置は特に限定されないが、例えば、紫外光照射装置７の平面形状が四角形である場合は、四角形であるシートカバー３０の本体の３０ａの対向する２辺から延びる弾性部３０ｂの各々の先端に２つずつ設けられる。この場合、本体３０ａの弾性部３０ｂが設けられていない辺には、ヒートシンク３１側に向かって延びる位置合わせ用のガイドが設けられることが好ましい。

シートカバー３０の材料としては、ポリカーボネートなどの、取り付けの際に弾性部３０ｂが弾性変形でき、かつ取り付け後に各部品を十分に固定できるだけの強度を有する材料が用いられる。

シートカバー３０を防水シート１３の上から被せ、下側（ヒートシンク３１側）へ押し込むと、弾性部３０ｂが弾性変形した状態で、ツメ３０ｃがヒートシンク３１の段差３１ａへ向かって移動する。そして、ツメ３０ｃが段差３１ａへ達すると、弾性部３０ｂの復元力によってツメ３０ｃが段差３１ａに嵌合され、シートカバー３０の本体３０ａとヒートシンク３１の間の基板１０、スペーサー１５、防水シート１３、及びシール部品１２が固定される。

また、シートカバー３０のツメ３０ｃとヒートシンク３１の段差３１ａとのツメ嵌合により、シール部品１２が厚さ方向に圧縮され、防水構造が形成される。

紫外光照射装置７においては、各部品の固定にネジ止めを用いないため、シートカバー１４、防水シート１３、スペーサー１５、基板１０、ヒートシンク１６が、それぞれネジ止め用のネジ孔を有しない。

紫外光照射装置７も、紫外光照射装置１と同様に、基板１０上の発光素子１１の実装領域５７が密閉された防水構造を有し、また、発光素子１１から発せられる紫外光からハーネス１８とシール部品１２を保護する構造を有する。

また、紫外光照射装置２〜６において、シートカバー１４とヒートシンク１６の代わりに紫外光照射装置７のシートカバー３０とヒートシンク３１を用いて、ネジ止めではなくツメ嵌合により各部品を固定してもよい。これらの場合も、紫外光照射装置２〜６の各々は防水構造を有し、ハーネスとシール部品（シール部品を用いない場合はハーネス）を紫外光から保護する構造を有する。

（実施の形態の効果）
上記第１〜第３の実施の形態によれば、湿度の高い環境下や水などの流体中での使用も可能な防水構造を有する紫外光照射装置において、紫外光による劣化が危惧されるハーネス及びシール部品を光源から発せられる紫外光から保護することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１、２、３、４、５、６、７ 発光装置
１０ 基板
１１ 発光素子
１２、２４、２５ シール部品
１３ 防水シート
１４、３０ シートカバー
１５、２２ スペーサー
１８ ハーネス
２０ ハーネスカバー

Claims (5)

1. 配線を有する基板と、
   前記基板上に実装された、紫外光を発する発光素子と、
   前記基板の配線に接続されたハーネスと、
   前記ハーネスの前記基板上に位置する部分に前記発光素子から発せられる紫外光が照射されないように、前記部分を覆うハーネスカバーと、
   前記発光素子の上方を覆うように設置された、前記紫外光を透過する防水シートと、
   を備え、
   前記防水シートに上方を覆われた前記基板上の前記発光素子の実装領域が密閉された、
   紫外光照射装置。
2. 前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた、前記基板と前記防水シートとの間隔を形成するためのスペーサーを備え、
   前記ハーネスカバーが、前記スペーサーの内側で前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた、前記基板側に開口する線状の空隙を有する環状部品であり、
   前記ハーネスの前記部分が、前記ハーネスカバーの前記空隙内に収容された、
   請求項１に記載の紫外光照射装置。
3. 前記基板と前記スペーサーとの間に設けられた環状のシール部品を備え、
   前記発光素子から発せられる紫外光が、前記ハーネスカバーに遮られて前記シール部品に照射されない、
   請求項２に記載の紫外光照射装置。
4. 前記ハーネスカバーが、前記発光素子を囲むように前記基板上に設けられた、前記基板と前記防水シートとの間隔を形成するためのスペーサーであり、
   前記ハーネスカバーが、前記基板側に開口する線状の空隙を有し、
   前記ハーネスの前記部分が、前記ハーネスカバーの前記空隙内に収容された、
   請求項１に記載の紫外光照射装置。
5. 前記ハーネスカバーの前記空隙内に収容された、環状のシール部品を備え、
   前記ハーネスの前記部分が前記シール部品の内側に位置する、
   請求項４に記載の紫外光照射装置。

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