JP2022024467A - 殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲の殺菌対象空間を殺菌することができる殺菌装置を提供すること。【解決手段】殺菌装置１Ａは、光源部２１と、水平角度調整部４と、垂直角度調整部３とを備える。光源部２１は、放射状の紫外線ＵＶを殺菌対象空間Ｓに対して照射するものである。水平角度調整部４は、光源部２１を水平方向に対して回動することで、光源部の水平角度を調整するものである。垂直角度調整部３は、光源部２１を垂直方向に対して回動することで、光源部の垂直角度を調整するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、殺菌装置に関する。

従来から紫外線放射を用いて、ヒト細胞を害することなくバクテリアの殺菌を行うものが提案されている。

特許第６０２５７５６号公報

従来の殺菌装置は、特定の殺菌を行いたい物体に対して殺菌を行うものであり、部屋や工場などの広範囲の空間を殺菌することには対応してない。一方で、ＣＯＶＩＤ－１９などのウィルスや菌などの殺菌対象物は、空間や空間を形成する壁などに浮遊、付着しており、空間内の空気の入れ替えや、消毒液散布による不活性化など、空間における環境改善を図るしかなく、より簡便に空間における環境改善を図ることができることが要望されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広範囲の殺菌対象空間を殺菌することができる殺菌装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る殺菌装置は、放射状の紫外線を殺菌対象空間に対して照射する光源部と、前記光源部を水平方向に対して回動することで、前記光源部の水平角度を調整する水平角度調整部および／又は、前記光源部を垂直方向に対して回動することで、前記光源部の垂直角度を調整する垂直角度調整部と、を備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、殺菌対象空間に紫外線を照射する光源部の水平角度、垂直角度を調整することができるので、殺菌空間対象における取り付け場所に拘わらず、１つの光源部で広範囲の殺菌対象空間を殺菌することができる。

図１は、第１実施形態に係る殺菌装置を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る殺菌装置を示すブロック図である。 図３は、第２実施形態に係る殺菌装置を示す斜視図である。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態に係る殺菌装置について図面を参照して説明する。なお、図面は模式的なものであり、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

図１は、第１実施形態に係る殺菌装置を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る殺菌装置を示すブロック図である。図１および図２におけるＸ方向は水平方向であり、殺菌装置１Ａの前後方向である。Ｙ方向は水平方向であり、殺菌装置１Ａの幅方向である。Ｚ方向は水平方向と直交する垂直方向であり、殺菌装置１Ａの上下方向である。なお、本実施形態においては、Ｚ方向が殺菌対象空間Ｓの鉛直方向と平行であるが、これに限定されるものではなく、Ｚ方向が鉛直方向に対して傾斜、あるいはＺ方向が鉛直方向と直交する方向と平行であってもよい。

殺菌装置１Ａは、図１および図２に示すように、紫外線ＵＶを殺菌対象空間Ｓに照射するものである。殺菌装置１Ａは、殺菌対象空間Ｓの一部を構成する壁、本実施形態では天井を構成する天井壁１００に取り付けられている。具体的には、殺菌装置１Ａは、天井壁１００から殺菌対象空間Ｓに突出した状態で天井壁１００に対して、図示しないレールを介して取り付けられている。殺菌装置１Ａは、光源部２１が取り付けられる本体部２と、垂直角度調整部３と、水平角度調整部４と、制御装置５とを備える。

本体部２は、光源部２１が取り付けられるものである。本体部２は、略円筒形状に形成されており、軸方向のうち、殺菌対象空間部側に開口２２が形成され、殺菌対象空間部側と反対側が閉塞されている。本体部２は、図示しない支持軸を介して、垂直角度調整部３に対して回転自在に支持されている。

光源部２１は、放射状の紫外線ＵＶを殺菌対象空間Ｓに対して照射するものである。光源部２１は、本体部２の内部空間のうち、本体部２の軸方向において開口２２と対向した位置に取り付けられている。光源部２１は、開口２２を介して紫外線ＵＶを殺菌対象空間Ｓに照射する。ここで、光源部２１が殺菌対象空間Ｓに照射する紫外線ＵＶは、可視光線とは異なる波長の電磁波であり、本実施形態では、１９０ｎｍ～２３０ｎｍの波長の電磁波をいう。なお、１９０ｎｍ未満の紫外線は、空気、特に空気中の酸素に吸収されるため、殺菌対象空間Ｓに存在する物体、例えば人体まで到達する線量が大幅に減少してしまい、物体に対する殺菌効果が減少する。一方、２３０ｎｍを超える紫外線は、殺菌対象空間Ｓに存在する物体が人体の場合に、細胞に吸収され細胞内のＤＮＡに損傷を与える可能性がある。本実施形態における光源部２１は、例えば、２２２ｎｍにピークを有するＫｒＣｌエキシマランプを光源として有する。また、放射状の紫外線ＵＶは、光源から出射する紫外線が放射状であってもよいし、光源から出射する紫外線ＵＶは直線状であって、図示しないレンズにより実現してもよい。

垂直角度調整部３は、光源部２１を垂直方向Ｚにおいて回動することで、垂直角度を調整、すなわちチルト方向Ｔを調整する。垂直角度調整部３は、アーム部３１と、第１モータ３２とを有する。アーム部３１は、本体部２を垂直方向Ｚに回動可能に支持するものである。アーム部３１は、下方向に開口するＵ字状に形成されており、開口を形成する両先端部３１ａ，３１ａにおいて、本体部２が両先端部３１ａ，３１ａの対向方向周りに回転自在に支持されている。第１モータ３２は、垂直アクチュエータであり、本体部２１をアーム部３１に対して回動させるものである。第１モータ３２は、アーム部３１に取り付けられており、図示しない駆動機構を介して、支持軸周り、すなわち対向方向周りに本体部２を回動させるものである。本実施形態における光源部２１は、第１モータ３２により、下方向を０度とした場合に、例えば、±９０度の範囲で揺動させる。垂直角度調整部３は、図示しない支持軸を介して、水平角度調整部４に対して回転自在に支持されている。

水平角度調整部４は、光源部２１を水平方向（前後方向Ｘ、幅方向Ｙ）において回動することで、水平角度を調整、すなわちパン方向Ｐを調整する。水平角度調整部４は、ベース部４１と、第２モータ４２とを有する。ベース４１は、アーム部３１を介して本体部２を水平方向に回動可能に支持するものである。ベース部４１は、天井壁１００に取り付けられており、前後方向を長手方向として立方体状に形成されており、アーム部３１の上方向側端部３１ｂにおいてアーム部３１が垂直方向Ｚ周りに回転自在に支持されている。第２モータ４２は、水平アクチュエータであり、アーム部３１をベース部４２に対して回動させるものである。第２モータ４２は、ベース部４１に取り付けられており、図示しない駆動機構を介して、支持軸周り、すなわち垂直方向周りにアーム部３１を回動させることで、本体部２を回動させるものである。本実施形態における光源部２１は、第２モータ４２により、水平方向のうち、任意の方向を０度とした場合に、例えば、±１８０度の範囲で揺動させる。

制御装置５は、殺菌装置１を制御するものである。制御装置５は、光源部２１、垂直角度調整部３および水平角度調整部４を制御するものであり、ベース部４１の内部空間に収容されている。制御装置５は、通信部５１、制御部５２、光源部駆動回路５３、第１モータ駆動回路５４と、第２モータ駆動回路５５を有する。制御装置５は、電源２００から供給された電力に基づき、光源部２１による紫外線ＵＶの点灯・消灯、照射強度の調整、垂直角度調整部３による光源部２１の垂直角度の調整、水平角度調整部４による光源部２１の水平角度の調整などを行う。なお、制御装置５のハードウェア構成は、一般的な制御装置のハードウェア構成と同様であるので、その説明は省略する。また、電源２００は、商業電源、発電機、バッテリなどである。

通信部５１は、端末１０との間で情報を送受信するものであり、例えば、端末１０からの操作情報を受信したり、殺菌装置１の状態、光源部２１の照射状態（例えば、点灯・消灯、照射強度）、光源部２１の姿勢状態（例えば、垂直角度および水平角度）を端末１０に送信したりするものである。通信部５１は、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信を行うものである。

制御部５２は、光源部２１に対して照射制御、第１モータ３２に対して駆動制御および第２モータ４２に対して駆動制御などを行うものである。ここで、照射制御には、光源部２１の点灯・消灯制御、照射強度制御などが含まれる。

光源部駆動回路５３は、制御部５２からの光源部２１に対する照射制御信号に基づき、光源部２１に電力を供給するものである。光源部駆動回路５３は、制御部５２および光源部２１と電気的に接続されている。なお、光源部駆動回路５３は、制御装置５が有しているがこれに限定されるものではなく、光源部２１が有していてもよい。

第１モータ駆動回路５４は、制御部５２からの第１モータ３２に対する駆動制御信号に基づき、第１モータ３２に対して駆動電力を供給することで、光源部２１を垂直方向において回動させるものである。第１モータ駆動回路５４は、制御部５２および第１モータ３２と電気的に接続されている。なお、第１モータ駆動回路５４は、制御装置５が有しているがこれに限定されるものではなく、第１モータ３２が有していてもよい。

第２モータ駆動回路５５は、制御部５２からの第２モータ４２に対する駆動制御信号に基づき、第２モータ４２に対して駆動電力を供給することで、光源部２１を水平方向において回動させるものである。第２モータ駆動回路５５は、制御部５２および第２モータ４２と電気的に接続されている。なお、第２モータ駆動回路５５は、制御装置５が有しているがこれに限定されるものではなく、第２モータ４２が有していてもよい。

端末１０は、ユーザーが操作することで殺菌装置１Ａを操作するものであるとともに、ユーザーが殺菌装置１Ａの状態を把握するものである。端末１０は、通信部１１と、制御部１２と、操作部１３とを有する。なお、端末１０は、殺菌装置１Ａ用の専用端末であってもよいし、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの汎用端末であってもよい。また、端末１０のハードウェア構成は、一般的な端末のハードウェア構成と同様であるので、その説明は省略する。

通信部１１は、制御装置５との間で情報を送受信するものである。通信部１１は、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信を行うものである。

制御部１２は、端末１０を制御するものであり、少なくとも操作部１３に対するユーザーの操作に基づいて、操作情報を通信部１１に出力するものである。制御部１２は、通信部１１および操作部１４と電気的に接続されている。

操作部１３は、殺菌装置１Ａを遠隔操作する際に用いられるものである。操作部１３は、図示はしないが例えば、紫外線ＵＶの点灯・消灯に対応するスイッチ、照射強度に対応するスイッチ、光源部２１の垂直角度の調整に対応するスイッチ、光源部２１の水平角度の調整に対応するスイッチなどが含まれる。なお、スイッチは、通電・非通電や抵抗変化などの機械式のスイッチであっても、タッチパネルなどの電気式のスイッチであってもよい。

次に、殺菌装置１の動作について説明する。ユーザーは、端末１０を操作することで、殺菌装置１の状態、光源部２の照射状態、光源部２１の姿勢状態を変更する。例えば、制御装置５は、ユーザーが端末１０を操作することで、光源部２１を点灯する場合に、点灯に対応する操作情報に対応する照射制御信号に基づき、光源部駆動回路５３を介して、光源部２１を点灯する。殺菌装置１は、光源部２１が点灯されることで、放射状の紫外線ＵＶが殺菌対象空間Ｓに照射され、殺菌対象空間Ｓの空気および殺菌対象空間Ｓに存在する物体を紫外線ＵＶにより殺菌する。また、制御装置５は、ユーザーが端末１０を操作することで、殺菌対象空間Ｓにおける紫外線ＵＶの照射範囲を垂直方向において変更する場合に、垂直角度の調整に対応する操作情報に対応する第１モータ３２に対する駆動制御信号に基づき、第１モータ駆動回路５４を介して、第１モータ３２を駆動し、光源部２１を垂直方向に回動させる。また、制御装置５は、ユーザーが端末１０を操作することで、殺菌対象空間Ｓにおける紫外線ＵＶの照射範囲を水平方向において変更する場合に、水平角度の調整に対応する操作情報に対応する第２モータ４２に対する駆動制御信号に基づき、第２モータ駆動回路５５を介して、第２モータ４２を駆動し、光源部２１を水平方向に回動させる。つまり、ユーザーが殺菌対象空間Ｓに存在する物体を殺菌したい場合は、光源部２１を垂直方向および水平方向に回動させることで、光源部２１の紫外線ＵＶの照射範囲を物体にまで移動させる、殺菌を行う。

以上のように、本実施形態に係る殺菌装置１Ａは、光源部２１が水平方向および垂直方向に回動させることができるので、光源部２１が回動できない場合と比較して、殺菌対象空間Ｓに対する紫外線ＵＶの照射範囲を広くすることができる。したがって、広範囲の殺菌対象空間を殺菌することができるので、簡便に空間における環境改善を図ることができる。

また、光源部２１は、１９０ｎｍ～２３０ｎｍの波長の電磁波である紫外線ＵＶを照射するので、殺菌対象空間Ｓに人がいて、人に対して光源部２１から紫外線ＵＶが照射されていても、照射される紫外線が人体に対する影響が著しく低い。したがって、殺菌対象空間Ｓに人がいても、殺菌装置１による殺菌を安全に行えることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る殺菌装置について図面を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係る殺菌装置を示す斜視図である。第２実施形態に係る殺菌装置１Ｂは、天井壁１００に対する取り付け状態の点で、第１実施形態に係る殺菌装置１Ａと異なる。第２実施形態に係る殺菌装置１Ｂの基本的構成は、第１実施形態に係る殺菌装置１Ａの基本的構成と同一、またはほぼ同一であるので、同一符号についてはその説明を省略あるいは簡略化する。

殺菌装置１Ｂは、図３に示すように、紫外線ＵＶを殺菌対象空間Ｓに照射するものである。殺菌装置１Ｂは、殺菌対象空間Ｓの一部を構成する天井壁１００に取り付けられている。具体的には、殺菌装置１Ａは、天井壁１００から殺菌対象空間Ｓ側と反対側に突出、すなわち天井壁１００に埋設した状態で天井壁１００に取り付けられている。天井壁１００には、開口１０１が形成されており、殺菌装置１Ｂ、特に本体部２の開口２２が開口１０１を介して、殺菌対象空間Ｓに露出して取り付けらえている。殺菌装置１Ｂは、光源部２１を取り付けられる本体部２と、垂直角度調整部３と、水平角度調整部４と、制御装置５とを備える。

本体部２は、放射状の紫外線ＵＶを殺菌対象空間に対して照射する光源部２１が取り付けられるものである。本体部２は、略円筒形状に形成されており、軸方向のうち、殺菌対象空間部側に開口２２が形成され、殺菌対象空間部側と反対側が閉塞されている。本体部２は、図示しない支持軸を介して、垂直角度調整部３に対して回転自在に支持されている。

垂直角度調整部３は、光源部２１を垂直方向Ｚにおいて回動することで、垂直角度を調整、すなわちチルト方向Ｔを調整する。垂直角度調整部３は、サブ枠部３３と、第１モータ３２とを有する。サブ枠部３３は、本体部２を垂直方向Ｚに回動可能に支持するものである。サブ枠部３３は、上下方向を軸とする円筒形状に形成され、上下方向に開口を介して外部連通する内部空間３３ａが形成されている。サブ枠部３３は、内部空間３３ａにおいて、本体部２１が水平方向周りに回動自在に支持されている。つまり、サブ枠部３３は、本体部２１の少なくとも一部が内部空間３３ａに収容され、かつ本体部２１を垂直方向に回動可能に支持する。第１モータ３２は、サブ枠部３３に取り付けられており、図示しない駆動機構を介して、支持軸周り、すなわち対向方向周りに本体部２を回動させるものである。本実施形態における光源部２１は、第１モータ３２により、下方向を０度とした場合に、例えば、－３５度～＋４５度の範囲で揺動させる。

水平角度調整部４は、光源部２１を水平方向（前後方向Ｘ、幅方向Ｙ）において回動することで、水平角度を調整、すなわちパン方向Ｐを調整する。水平角度調整部４は、ベース枠部４３と、第２モータ４２とを有する。ベース枠部４３は、サブ枠部３３を介して本体部２を水平方向に回動可能に支持するものである。ベース枠部４３は、上下方向において開口１０１と対向して天井壁１００に取り付けられており、上下方向を軸とする円筒形状に形成され、上下方向に開口を介して外部連通する内部空間４３ａが形成されている。ベース枠部４３は、内部空間４３ａにおいて、本体部２１が垂直方向周りに回動自在に支持されている。つまり、ベース枠部４３は、サブ枠部３３の少なくとも一部が内部空間４３ａに収容され、かつサブ枠部３３を垂直方向に回動可能に支持する。本実施形態における光源部２１は、第２モータ４２により、水平方向のうち、任意の方向を０度とした場合に、例えば、＋３５５度の範囲で揺動させる。

以上のように、本実施形態に係る殺菌装置１Ｂは、光源部２１が水平方向および垂直方向に回動させることができるので、光源部２１が回動できない場合と比較して、殺菌対象空間Ｓに対する紫外線ＵＶの照射範囲を広くすることができる。したがって、広範囲の殺菌対象空間を殺菌することができるので、簡便に空間における環境改善を図ることができる。また、光源部２１は、１９０ｎｍ～２３０ｎｍの波長の電磁波である紫外線ＵＶを照射するので、殺菌対象空間Ｓに人がいて、人に対して光源部２１から紫外線ＵＶが照射されていても、照射される紫外線が人体に対する影響が著しく低い。したがって、殺菌対象空間Ｓに人がいても、殺菌装置１による殺菌を安全に行えることができる。

なお、上記実施形態においては、ユーザーが手動操作することで殺菌装置１Ａ，１Ｂが動作するが、これに限定されるものではなく、自動操作により動作してもよい。例えば、物体の動きに反応するセンサ、例えば人感センサなどを用いて、物体の動きに連動して、紫外線ＵＶの照射範囲が変化する連動モードを有しており、所定の物体、例えば、人がいる方向に照射方向を連動させ、紫外線ＵＶを照射してもよい。また、制御部５２は、予め設定された動作、例えば殺菌対象空間Ｓを構成する床や壁の全域に紫外線ＵＶが照射される殺菌モードを有しており、所定時間、例えば、殺菌対象空間Ｓに人がいない時間帯となると、紫外線ＵＶを殺菌対象空間Ｓに照射してもよい。

また、上記実施形態においては、無線を介して殺菌装置１Ａ，１Ｂをユーザーが操作するが、これに限定されるものではなく、有線を介してユーザーが操作してもよい。

また、上記実施形態においては、各アクチュエータをモータとしたが、これに限定されるものではなく、液圧式シリンダ、気圧式シリンダなどであってもよい。

また、上記実施形態においては、光源部として紫外線ＵＶを照射する光源が１つのみであるが、これに限定されるものではなく、波長領域の異なる紫外線ＵＶをそれぞれ照射する２以上の光源や、紫外線ＵＶを照射する光源と、紫外線ＵＶとは異なる波長領域の電磁波、例えば、可視光線、赤外線を照射する光源とを組み合わせてもよい。

１Ａ，１Ｂ 殺菌装置、２ 本体部、２１ 光源部、２２ 開口、３ 垂直角度調整部、３１ アーム部、３２ 第１モータ、４ 水平角度調整部、４１ ベース部、４２ 第２モータ、５ 制御装置、１０ 端末、１００ 天井壁、Ｓ 殺菌対象空間

Claims (4)

1. 放射状の紫外線を殺菌対象空間に対して照射する光源部と、
   前記光源部を水平方向に対して回動することで、前記光源部の水平角度を調整する水平角度調整部および／又は、
   前記光源部を垂直方向に対して回動することで、前記光源部の垂直角度を調整する垂直角度調整部と、
   を備える、
   ことを特徴とする殺菌装置。
2. 前記光源部が取り付けられ、かつ殺菌空間部側に開口が形成され、前記開口を介して前記光源部からの前記紫外線を前記殺菌対象空間に照射させる本体部をさらに備え、
   前記垂直角度調整部は、
   前記本体部を垂直方向に回動可能に支持するアーム部と、
   前記本体部を前記アーム部に対して垂直方向に回動させる垂直方向アクチュエータと、
   を有し、
   前記水平角度調整部は、
   前記アーム部を水平方向に回動可能に支持するベース部と、
   前記アーム部を前記ベース部に対して水平方向に回動させる水平方向アクチュエータと、
   を有する、
   請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記光源部が取り付けられ、かつ殺菌空間部側に開口が形成され、前記開口を介して前記光源部からの前記紫外線を前記殺菌対象空間に照射させる本体部をさらに備え、
   前記垂直角度調整部は、
   前記本体部の少なくとも一部が内部空間に収容され、かつ前記本体部を垂直方向に回動可能に支持するサブ枠部と、
   前記本体部を前記サブ枠部に対して垂直方向に回動させる垂直方向アクチュエータと、
   を有し、
   前記水平角度調整部は、
   前記サブ枠部の少なくとも一部が内部空間に収容され、かつ前記サブ枠部を水平方向に回動可能に支持するベース枠部と、
   前記サブ枠部を前記ベース枠部に対して水平方向に回動させる水平方向アクチュエータと、
   を有し、
   前記ベース枠部は、前記殺菌空間部を形成する壁に埋設される
   請求項１に記載の殺菌装置。
4. 前記光源部は、波長１９０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の紫外線を照射する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の殺菌装置。

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