JP2021194358A

JP2021194358A - 紫外線除菌機

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Publication number: JP2021194358A
Application number: JP2020104527A
Authority: JP
Inventors: 英明梅村; Hideaki Umemura; 直司鳥居; Naoji Torii; 雅和松下; Masakazu Matsushita; 敏之枝川; Toshiyuki Edakawa
Original assignee: Hitachi Channel Solutions Corp
Current assignee: Hitachi Channel Solutions Corp
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2021-12-27
Anticipated expiration: 2040-06-17
Also published as: CN113797365A; JP7146849B2; KR20210156200A; CN113797365B

Abstract

【課題】安全性を確保しつつ、除菌灯の有効利用（出力低下の防止、除菌にかかる時間の短縮、除菌灯の長寿命化など）を実現すること。【解決手段】被照射媒体に紫外線を照射して除菌を行う装置であって、前記紫外線を照射する照射部を内部に備える筐体と、前記被照射媒体を筐体内部に収納するための媒体格納部と、前記媒体格納部が前記筐体の外部に露出した際に前記紫外線を遮光する遮光部とを有し、前記照射部は、前記媒体格納部が露出した状態においても前記紫外線の照射を継続し、前記遮光部は、前記媒体格納部を露出させる操作に連動して前記紫外線を遮光する遮光状態となり、前記媒体格納部が露出していない場合に前記紫外線を遮蔽しない非遮蔽状態となって前記被照射媒体に紫外線を照射する。【選択図】図１

Description

本発明は媒体の除菌を行う装置に係り、特に紫外線を媒体に照射して除菌を行う装置に関する。

媒体の除菌を行う方法の一つに、紫外線を被照射媒体に照射し、媒体に付着した菌等を無効化する方法がある。紫外線にも波長によりＡ波、Ｂ波、Ｃ波があり、除菌効果が最も高いのはＣ波と言われている。

しかし、Ｃ波は通常オゾン層で吸収されるため、自然界では存在していない波長であり、人体にも悪影響を及ぼすとの報告もあり、除菌光が直接人体に照射されるような状態は避けなければならない。

従来の紫外線照射による除菌機では、紫外線の人体への直接照射の防止策として、手動開閉式の扉と扉の開閉に連動して除菌灯の点灯、消灯を行う方法が存在する（例えば、特許文献１参照。）。

CN201420735794U

上述した特許文献１に記載の方法では、扉の開閉により除菌光を照射するランプは点灯、消灯を繰り返すことになるが、除菌光を発光する除菌灯は点灯、消灯を繰り返すことにより寿命が低下し、除菌光の出力が低下する傾向があり、除菌のためにかかる時間の増加や、ランプの交換頻度が上昇する等の課題がある。

そこで、本発明では、安全性を確保しつつ、除菌灯の有効利用（出力低下の防止、除菌にかかる時間の短縮、除菌灯の長寿命化など）を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、代表的な本発明の紫外線除菌機の一つは、被照射媒体に紫外線を照射して除菌を行う装置であって、前記紫外線を照射する照射部を内部に備える筐体と、前記被照射媒体を筐体内部に収納するための媒体格納部と、前記媒体格納部が前記筐体の外部に露出した際に前記紫外線を遮光する遮光部とを有する。

本発明によれば、安全性を確保しつつ、除菌灯の有効利用を実現することができる。

紫外線除菌機の外観斜視図である。媒体格納部を引き出した状態の外観斜視図である。媒体が装置内部に格納された状態のＡ−Ａ側面断面図である。媒体が装置内部に格納された状態のＢ−Ｂ正面断面図である。媒体格納部を引き出した状態のＣ−Ｃ側面断面図である。 J部の拡大図である。除菌灯収納部の外観斜視図である。除菌灯収納部のＤ−Ｄ側面断面図である。除菌灯収納部のＥ−Ｅ正面断面図である。Ｋ部の拡大図である。保守用カバーのＦ−Ｆ側面断面図である。媒体が装置内部に格納された状態のＧ−Ｇ上面断面図である。媒体格納部を引き出した状態のＨ−Ｈ上面断面図である。Ｌ部の拡大図である。Ｍ部の拡大図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。

以下図１〜図６を用いて装置の概略を説明する。
図１は、紫外線除菌機１の外観斜視図で、図２は図１の紫外線除菌機１から被照射媒体２の格納部となる媒体トレー３を引き出した状態の外観斜視図を示す。
図３は紫外線除菌機１内部に被照射媒体２が格納された状態の断面図を示す。
図３、図４に示すように、被照射媒体２の上下に除菌灯４が配置される。
除菌時間を短縮するためには、被照射媒体２と除菌灯４を極力近接させた方が良い。
除菌灯４の出力は距離が離れるに従い大幅に減衰するためである。
そのため近距離で照射できればより短時間で除菌を行うことができる。

本実施例では、被照射媒体２を紙幣５として以降説明するが、被照射媒体２は媒体トレー３に載せることができるものなら紙類、文具他特に制限は無い。
除菌灯４は紙幣５を全面照射できる位置関係に配置している。
除菌灯４を近接させた場合、除菌灯４から離れた位置は除菌光６が直接届かないため除菌ができない、または反射光による除菌となるため、除菌効率が落ちる可能性がある。
そのため、紙幣５の全面に照射できるよう除菌灯４は複数本配置した。
また、除菌に使用する紫外線Ｃ波は物体を透過できず、影になる部位の除菌ができないため、影になる部分が無いよう紙幣５を挟むように上下に配置した。

紫外線除菌機１では、操作者は媒体トレー３を手動で装置外に引き出し、紙幣５を手動で媒体トレー３上に並べ、再び媒体トレー３を紫外線除菌機１の内部に格納することで、紙幣５に紫外線が照射され、紙幣５の除菌を行うことができる。
任意の時間経過後、操作者は再び紙幣５を媒体トレー３から取り出し、持ち帰る。
紫外線除菌機１内部の紙幣５の様子の確認は、確認窓７から行うことができる。
確認窓７は内部の様子を確認することができるが、紫外線Ｃ波を遮断するソーダガラス８を使用するため、外部に紫外線Ｃ波が照射されることは無い。
また、本実施例の装置においては、確認窓７のソーダガラス８が容易に割れて紫外線Ｃ波が外部に照射されることが無いよう、防護パネル９との二重構造とした。
ソーダガラス８と防護パネル９との間には空間が設けてあり、防護パネル９が受けた衝撃をソーダガラス８が受けない構造とした。

紫外線除菌機１の上面には除菌灯確認窓１０が設けてある。
除菌灯４には寿命があるため、定期的に交換しなければならない。
そのため、除菌灯４が寿命により点灯できなくなった場合、除菌灯確認窓１０から確認する。一つの窓で上下に配置する一対の除菌灯４の点灯状態を確認することができる。

以上、装置の概略を説明してきたが、これは紫外線除菌機における機能を限定するものではない。
例えば本実施例においては極力短時間で除菌が行えるよう複数本を配置したが、１本の除菌灯４の除菌光６を装置内で反射させる方法でも良い。
また、本実施例においては除菌を行うにあたり最小限の構成で説明を行ってきたが、利用者の操作性を向上させるために媒体トレー３へ紙幣を配置する動作を、自動搬送にすることも可能である。
また、除菌灯４の寿命を自動で検知するためのセンサを備え、除菌灯４が点灯していなければ装置の使用ができないことを知らせる手段を設けることもできる。
殺菌時間において、タイマーで時間をカウントし、顧客に知らせる構造を設けることも可能であり、タイマーと連動したロックを追加し、除菌完了後にロックを解除する構造を追加することもできる。

次に図７〜図１０を用いて除菌灯収納部１１について説明する。
本実施例における紫外線除菌機１では、前述の通り紙幣５の上下に除菌灯４を配置し、除菌灯４は、箱状に構成された除菌灯収納部１１に固定される。
除菌灯４の周囲には除菌光６を紙幣５の方向に集約するよう反射板１２を配置している。

除菌灯４は、発光に伴い発熱するため複数本実装する場合は相互の発熱の影響を小さくするため、間隔をあけて配置している。
また、本実施例においては除菌灯４周辺の空気を強制的に対流させるために吸気口１３と排気ファン１４を設けている。

本実施例における紫外線除菌機１では、紫外線の中でも除菌効果が高い波長２５４ｎｍのＣ波を採用している。Ｃ波は菌の細胞に損傷を誘発することで菌を無効化する作用があるが、同様に人体の細胞においても有害であることが報告されている。
そのため、本実施例において使用する紫外線Ｃ波を装置外部に漏らす量は人体に影響が無いようにしなければならない。そのため、吸気口１３、排気ファン１４の開口部から、除菌灯４の除菌光６が除菌灯収納部１１の外部に漏れないよう、吸気口１３と排気ファン１４に併設して、吸排気ダクト１５が設けてある。

図１０に示す通り、吸排気ダクト１５は除菌光６が反射を繰り返すことで減衰するように蛇行している。蛇行を繰り返すことで外部に漏れ出る光を減らすことができる。また、壁面を黒くすることでより高い減衰効果を得ることができ、強制空冷を行いながら除菌光６の漏洩を減らす。

また、外部の空気を吸排気ダクト１５から取り入れ、除菌灯４周囲を循環させた後に、排気ファン１４から排出することにより、除菌光６により除菌された空気を紫外線除菌機１の外部に排出するため、紫外線除菌機１の内部の媒体のみならず、装置が設置された周囲の空気の除菌を合わせて行うことも可能である。

次に図１２〜図１４を用いて媒体トレー３を紫外線除菌機１の外部に引き出した際の遮光手段について説明する。本実施例における紫外線除菌機１は開閉扉の開閉と連動したスイッチにより除菌灯４の点灯と消灯を繰り返す方式は採用していない。これは、除菌灯４の点灯と消灯を繰り返すことにより除菌光６の出力が低下するためである。
そのため、本実施例における紫外線除菌機１は除菌灯４を常時点灯させる。

除菌灯４を常時点灯させるために、媒体トレー３が装置外部に引き出された際に人体にも影響を及ぼす可能性がある除菌光６を遮光する遮光シャッタ１６を設ける。
遮光シャッタ１６は、スプリング１７によって除菌灯４に設けられた除菌光照射口１８を塞ぐ方向に負荷がかかっており、負荷を受けていない状態では除菌光照射口１８を覆い、除菌光６が装置外部に漏れ出ることを防止している。また、遮光シャッタ１６は遮光シャッタガイド部２３で挟まれた位置で動作する。遮光シャッタガイド部２３で挟むことにより遮光シャッタ１６と除菌光照射口１８の隙間から除菌光６が漏れる量を減らす。

媒体トレー３が紫外線除菌機１の内部に収納された状態では、媒体トレー３の後方に設けられたシャッタリンク押し部１９でシャッタリンク２０を押しているため遮光シャッタ１６は除菌光照射口１８を覆う位置には無い。

前述の通り遮光シャッタ１６は常時スプリング１７により負荷を受けているが、本実施例における紫外線除菌機１では、シャッタリンク押し部１９がシャッタリンク２０を押し、媒体トレー３が紫外線除菌機１の内部に完全に収納された状態では、スプリング１７の力で媒体トレー３が飛び出さないようシャッタリンク押し部１９の側面側に回り込むように構成してある。以上により、スプリング１７の負荷により媒体トレー３が飛び出さないようにした。

媒体トレー３は紫外線除菌機１の外部に飛び出すことが無いため、媒体トレー３を固定するためのロックを構成する必要がなくなり、利用者の利便性向上と製造コストの削減を図ることができる。

図１３は、媒体トレー３を紫外線除菌機１の外部に引き出した図である。
媒体トレー３を移動させたことにより、シャッタリンク押し部１９による負荷が無くなるため、スプリング１７により遮光シャッタ１６が除菌光照射口１８を覆う。

次に図１３を用いて媒体トレー３が紫外線除菌機１の外部に引き出される途中の遮光手段について説明する。
前述の通り、媒体トレー３の移動に伴って遮光シャッタ１６が除菌光照射口１８を覆うが移動途中は遮光シャッタ１６と除菌光照射口１８の隙間から除菌光６が漏れ出る可能性がある。そのため、本実施例における紫外線除菌機１は媒体トレー３と除菌機本体２１に嵌合部２２を設けてある。嵌合部２２は遮光シャッタ１６が除菌光照射口１８を完全に覆うまで媒体トレー３と除菌機本体２１が嵌合し続ける長さとしている。以上から遮光シャッタ１６が除菌光照射口１８を完全に覆うまで、媒体トレー３と除菌機本体２１が嵌合し続け、除菌光６が媒体トレー３と除菌機本体２１の隙間から漏れ出ることを防ぐ。

以上のように除菌光６を遮光する遮光シャッタ１６と媒体トレー３と除菌機本体２１を嵌合させる嵌合部２２を設けることにより媒体トレー３を装置外部に引き出す途中であっても除菌光６が外部に漏れ出ることを防ぐことができる。そのため除菌灯４を常時点灯させておくことができ、除菌灯４の長寿命化を図ることができる。

また、電気的なセンサを使用せずに機械的な機構だけで構成できることから寿命部品の交換頻度を減らすことができ、長期間安定した動作を行うことが可能となる。

次に図１１を用いて除菌灯４の交換他装置の修理においての除菌光６の遮光方法を説明する。本実施例における紫外線除菌機１に使用する除菌灯４の点灯時間が寿命に達し、点灯できなくなった場合には交換を行う。交換は紫外線除菌機１前面に固定された保守用カバー２４を取り外して行う。保守用カバー２４を取り外す時に、除菌光６が紫外線除菌機１の外部に照射されないように保守用カバー２４の側面に設けてある電源スイッチ２５を切断し、除菌灯４の通電を切断してから行うよう注意喚起するが、電源スイッチ２５の切断を忘れたまま、保守用カバー２４が取り外される場合も想定される。そのため、本実施例における紫外線除菌機１の電源インレット２６は、保守用カバー２４にインレット保持部２７を介して固定されている。また、除菌機本体２１側には電源インレット２６と嵌合して通電を行うためのコネクタ２８が固定してある。前述のような構成とすることにより保守用カバー２４を取り外すと、電源インレット２６はコネクタ２８から抜け、通電がストップする。

尚、保守用カバー２４は、電源インレット２６とコネクタ２８の嵌合長以上に重なり合っており、電源インレット２６がコネクタ２８から抜けて通電がストップするまで保守用カバー２４と除菌機本体２１の間に隙間ができることが無いため、除菌光６が紫外線除菌機１の外部に照射されることを抑止する。

本構成とすることで、電気的なセンサを使用せずに機械的な機構だけで寿命部品交換時においても除菌光６が装置外部に漏れることを防止できるため、センサ自体の寿命の影響を受けることなく、機械的に装置の安全を確保することができる。

次に紙幣５を載せる媒体トレー３形状について説明する。
紙幣５は、下棚２９に載せる。本実施例における下棚２９は除菌光６がより多く紙幣５に照射されるよう金網を使用し、なおかつ山形に構成することで、紙幣５との接点を減らし、照射効率を上げている。また、上蓋３０も下棚２９同様に金網で構成され、紙幣５に密着させず、適度な隙間を設けている。そのことにより、紙幣５への除菌光６の照射効率を上げ、媒体トレー３の出し入れで、紙幣５が舞い上がり除菌機本体２１内部に紙幣５が脱落することを抑止する。

上述してきたように、被照射媒体に紫外線を照射して除菌を行う装置である紫外線除菌機１は、前記紫外線を照射する照射部を内部に備える筐体と、前記被照射媒体を筐体内部に収納するための媒体格納部と、前記媒体格納部が前記筐体の外部に露出した際に前記紫外線を遮光する遮光部とを有する。
かかる構成では、被照射媒体を装置内部に格納、取り出しする際には人体に有害な除菌光が遮断されているため、安全に使用することができる。また、除菌灯の点灯、消灯を伴わず、点灯状態で被照射媒体を装置内部に格納、取り出しができるため、除菌灯の出力低下を防ぎ、除菌にかかる時間を短縮することができ、常時点灯とすることから、除菌灯の長寿命化を図ることができる。

また、紫外線除菌機１の照射部は、前記媒体格納部が露出した状態においても前記紫外線の照射を継続し、前記遮光部は、前記媒体格納部を露出させる操作に連動して前記紫外線を遮光する遮光状態となり、前記媒体格納部が露出していない場合に前記紫外線を遮蔽しない非遮蔽状態となって前記被照射媒体に紫外線を照射する。
具体的には、紫外線除菌機１は、前記照射部を格納する筐体と前記媒体格納部とが嵌合し、前記筐体と前記媒体格納部との嵌合は、前記媒体格納部を露出させる操作に連動して前記遮光部が前記遮光状態への推移を完了するまで継続する。
このため、媒体格納部を露出する操作を利用して、紫外線を遮蔽することができる。

さらに、紫外線除菌機１は、取り外し可能な筐体カバーと、前記筐体カバーの取り外しに連動して通電状態が解除される通電用のコネクタとをさらに有する。
そして、前記筐体と前記筐体カバーとが嵌合し、前記筐体と前記筐体カバーとの嵌合は、前記筐体カバーの取り外しに連動して前記通電状態が解除されるまで継続する。
このため、メンテナンスなどを行う場合にも、安全性を確保し、除菌灯の有効利用（出力低下の防止、除菌にかかる時間の短縮、除菌灯の長寿命化など）を実現できる。

また、紫外線除菌機１は、被照射媒体を載せるトレーを凹凸のついた網目としている。また、前記照射部に装置外部から空気が流入するための開口部と前記照射部の内部の空気を装置外部に排気するための排気手段とをさらに有する。これらの構成により、被照射媒体を効率的に除菌することができる。

以上、遮光シャッタ１６、媒体トレー３などの構造について実施例をもとに説明してきたがこれは構造を限定するものではない。
例えば、本実施例における媒体トレー３は引き出し方式としているが、オーブントースターのような回転構造や、上方への取り出しでも良く、媒体を装置内部に格納、取り出しに伴う動作に連動して、除菌灯４の遮光ができる方法であれば方法は制限しない。
また、媒体トレー３の下棚と上蓋も本実施例は金網としたが、紙幣５に効率よく除菌光６を照射できる方法であれば、方法は制限しない。例えば除菌光６となる紫外線Ｃ波を透過する石英ガラスを使用しても良い。

１：紫外線除菌機、２：被照射媒体、３：媒体トレー、４：除菌灯、５：紙幣、６：除菌光、７：確認窓、８：ソーダガラス、９：防護パネル、１０：除菌灯確認窓、１１：除菌灯収納部、１２：反射板、１３：吸気口、１４：排気ファン、１５：吸排気ダクト、１６：遮光シャッタ、１７：スプリング、１８：除菌光照射口、１９：シャッタリンク押し部、２０：シャッタリンク、２１：除菌機本体、２２：嵌合部、２３：遮光シャッタガイド部、２４：保守用カバー、２５：電源スイッチ、２６：電源インレット、２７：インレット保持部、２８：コネクタ、２９：下棚、３０：上蓋

Claims

被照射媒体に紫外線を照射して除菌を行う装置であって、
前記紫外線を照射する照射部を内部に備える筐体と、
前記被照射媒体を筐体内部に収納するための媒体格納部と、
前記媒体格納部が前記筐体の外部に露出した際に前記紫外線を遮光する遮光部と
を有することを特徴とする紫外線除菌機。
請求項１に記載の紫外線除菌機であって、
前記照射部は、前記媒体格納部が露出した状態においても前記紫外線の照射を継続し、
前記遮光部は、前記媒体格納部を露出させる操作に連動して前記紫外線を遮光する遮光状態となり、前記媒体格納部が露出していない場合に前記紫外線を遮蔽しない非遮蔽状態となって前記被照射媒体に紫外線を照射する
ことを特徴とする紫外線除菌機。
請求項２に記載の紫外線除菌機であって、
前記照射部を格納する筐体と前記媒体格納部とが嵌合し、
前記筐体と前記媒体格納部との嵌合は、前記媒体格納部を露出させる操作に連動して前記遮光部が前記遮光状態への推移を完了するまで継続する
ことを特徴とする紫外線除菌機。
請求項１に記載の紫外線除菌機であって、
取り外し可能な筐体カバーと、
前記筐体カバーの取り外しに連動して通電状態が解除される通電用のコネクタと
をさらに有することを特徴とする紫外線除菌機。
請求項４に記載の紫外線除菌機であって、
前記筐体と前記筐体カバーとが嵌合し、
前記筐体と前記筐体カバーとの嵌合は、前記筐体カバーの取り外しに連動して前記通電状態が解除されるまで継続する
ことを特徴とする紫外線除菌機。
請求項１に記載の紫外線除菌機において前記被照射媒体を載せるトレーを凹凸のついた網目とすることを特徴とする紫外線除菌機。
請求項１に記載の紫外線除菌機において前記照射部に装置外部から空気が流入するための開口部と前記照射部の内部の空気を装置外部に排気するための排気手段とをさらに有することを特徴とする紫外線除菌機。