JP3850916B2

JP3850916B2 - 便座の殺菌装置

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Publication number: JP3850916B2
Application number: JP13564996A
Authority: JP
Inventors: 恵次飯村
Original assignee: 飯村惠次
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2016-04-22
Also published as: JPH09285425A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
従来、飛行機、デパートメント・ストアー、レストラン、オフィスなどの公共用水洗便所などでは、便座の表面の形に類似した使い捨てのシートペーパーが予め用意されていて、このシートペーパーを便座の上に敷いて、便座に付着した細菌が人体に移るのを間接的に防いでいたが、このシートペーパーを便座の上に手で敷いたり、用済み後に手で捨てる必要があり、この作業が面倒であった。また、このシートペーパーを便座の表面に自動的に供給するシートペーパー自動供給装置が最近市販されているが、これもシートペーパーを捨てるのは手で行う必要があり、また便座の表面を殺菌するものではない。また、便座の表面を殺菌するために、殺菌液を含浸させた水溶性の使い捨て殺菌ペーパーも市販されているが、いちいちこれを外出時に携帯するのが面倒であった。
【０００２】
上記従来の欠点を解決するに、本発明者は、１９９０年５月７日に特許を出願した発明（特許出願番号、特願平２−１１７３６５）において、便座の表面を直接的に殺菌消毒し、常にその表面を清潔に保つことができる便座の殺菌便座を提案した。この先行技術の便座の殺菌便座は、特許出願公告番号、特公平７−９３９１３号（公告日、１９９５年１０月１１日）の特許公報に記載のように、少なくとも表面が短波長光線透過部材からなる便座を備え、前記便座の一端部を短波長光線導入部とし、前記便座の表面部を短波長光線出射部とし、前記短波長光線導入部から導入された前記短波長光線を前記便座の他端へ伝搬させると共に、前記便座の表面のほぼ全面から前記短波長光線を出射させるように構成されている。即ち、この先行技術の便座の殺菌便座は、便座として紫外線の導光材料を使用して、紫外線光源から放射した紫外線を便座の一端から導入し、光フアイバーの原理を用いてこの紫外線を便座の他端へ伝搬させると共に、便座の表面のほぼ全面から紫外線を出射させ、便座の表面を紫外線により実質的に均一に照明することにより便座の表面のほぼ全面を紫外線の殺菌作用により殺菌消毒するものである。
【０００３】
上記紫外線光源としては、蛍光灯の蛍光塗料の塗布をやめ、外管に使用するガラスとして石英などの紫外線透過ガラスを使用した通常の殺菌ランプ（低圧水銀ランプ）が使用することができる。この殺菌ランプ２０から放射される波長２６００オングストローム付近の短波長紫外線は、大きな殺菌効果があることが広く知られている。一方前記短波長紫外線の強度が大きな場合には肉眼に害を与える恐れがある。このために、この先行発明を実施化するに当たっては、前記特許公報に記載のように、万一紫外線が外部に放射されている状態の時に、便座の表面を肉眼で長い時間又は近距離で直接見つめることがないようにする以下の安全手段（１）、（２）、（３）、又は（４）が必要であった。
【０００４】
前記安全手段（１）は、人体力が便座に着座したことを着座センサーにより検知して、その検知信号を点灯回路に出力することにより、通常は紫外線光源を消灯させてあり、着座した時にのみ便座の表面を殺菌するに十分な所定時間、紫外線光源を点灯させるものである。また前記安全手段（２）は、通常は紫外線光源を点灯して便座の表面を殺菌中であり、人体から放射される赤外線を検知する例えば焦電効果型の赤外線センサーにより人体の接近を検知し、この検知信号を点灯回路に出力し、紫外線光源を消灯させて便座の表面から出射する紫外線を直視するのを避けるものである。更にまた前記安全手段（３）は、通常は紫外線光源を点灯して便座の表面を殺菌中であり、赤外線センサーにより人体の接近を検知し、この検知信号を点灯回路に出力し、紫外線光源を消灯させて便座の表面から出射する紫外線を直視するのを防ぎ、次いで人体が便座に着座したときに着座センサーの検知信号ＯＮにより点灯回路を動作させ、紫外線光源を所定時間点灯し、再び便座の表面を殺菌するものである。次いで人体が便座から離れた時に着座センサーの検知信号はＯＦＦとなるが、人体が上記赤外線センサーから十分な距覧」だけ遠ざかると再び紫外線光源を点灯させ、初期の状態に戻すことができる。更にまた前記安全手段（４）は、着座センサーを省略して、その代わりに赤外線センサーのみを用い、常時紫外線光源を点灯させておき常時便座の表面を殺菌しておき、人体が赤外線センサーに接近した時に、紫外線光源を消灯するように構成して、便座から出射する紫外線が肉眼に入るのを防ぐものである。
【０００５】
前記短波長光線透過部材として使用できる紫外線透過性の材料としては、前記特許公報に記載のように、無機材料として、ＳｉＯ２を少なくとも９９．９重量パーセント含む透明石英ガラス（溶融石英：ｆｕｓｅｄｑｕａｒｔｓ）、サフアイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）、組成ＳｉＯ２，７５．３、Ｂ２Ｏ３，１３．８、ＺｎＯ，１．４、Ａｌ２Ｏ３，４．３、ＮａＯ，５．０重量パーセントのホウケイ酸ガラス（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｇｌａｓｓ）などがあげられ、また有機材料としてはジメチル・シリコーン（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｉｃｏｎｅ）などのシリコーン系樹脂、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂などがあげられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、便座の表面を直接的に殺菌消毒し、常にその表面を清潔に保つことができる上記先行発明の便座の殺菌便座を改良し、上記安全手段を削除可能とする便座の殺菌便座を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の便座の殺菌便座は、少なくとも表面が短波長光線透過部材からなる便座を備え、前記便座の一部分を短波長光線導入部とし、前記便座の表面部を短波長光線出射部とし、前記短波長光線導入部から導入された前記短波長光線を前記便座の他端へ伝搬させると共に、前記便座の表面のほぼ全面から前記短波長光線を出射させるように構成した便座の殺菌便座において、前記短波長光線透過部材から漏れ出る前記短波長光線によって照射され、前記短波長光線透過部材の前記表面にほぼ全面的に設けられた、前記短波長光線によって活性化する光触媒を含む光触媒層を備えている。
【０００８】
前記光触媒層は、多数の光触媒粒子を短波長光線透過部材からなる結合材内に分散させることができる。
【０００９】
前記光触媒（ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ、ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｔａｌｙｓｔ）自体は周知のものであり、短波長光線の照射によって励起されて活性化し、光励起されたときに発揮する強力な光触媒の酸化還元力による光触媒反応、光触媒作用を利用して、これと接触、付着又は接近した物質を分解する。代表的な光触媒は酸化チタン（ＴｉＯ_２）等のある種の光応答半導体（ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖａｔｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。
【００１０】
例えば、前記光触媒性酸化チタンは、酸素（Ｏ_２）を活性化し、オゾン（Ｏ_３）又は活性酸素（Ｏ）を発生し細菌類、かび類等の有機汚染物質を酸化分解し、殺菌、脱臭、脱色、または消毒することが知られている。
【００１１】
【作用】
本発明の便座の殺菌便座は、少な〈とも表面が短波長光線透過部材からなる便座を備え、前記便座の一端部を短波長光線導入部とし、前記便座の表面部を短波長光線出射部とし、前記短波長光線導入部から導入された前記短波長光線を前記便座の他端へ伝搬させると共に、前記便座の表面のほぼ全面から前記短波長光線を出射させるように構成した便座の殺菌便座において、前記短波長光線透過部材から漏れ出る前記短波長光線によって照射され、前記短波長光線透過部材の前記表面にほぼ全面的に設けられた、前記短波長光線によって活性化する光触媒を含む光触媒層を備えている。従って前記短波長光線透過部材の前記一表面から漏れ出た前記短波長光線により前記光触媒層の裏面側から照射させて光触媒作用により前記光触媒層を励起させ、活性化させる。前記光触媒層は、短波長光線の照射によって励起されて活性化し、光励起されたときに発揮する強力な光触媒の酸化還元力による光触媒反応、光触媒作用を利用して、これと接触、付着又は接近した物質を分解する。例えば、光励起された前記光触媒性酸化チタンは、酸素（Ｏ_２）を活性化し、オゾン（Ｏ_３）又は活性酸素（Ｏ）を発生し細菌類、かび類等の有機汚染物質を酸化分解し、殺菌、脱臭、または消毒する。
【００１２】
【実施例】
本発明の各種の実施例を以下に図面を参照して説明する。なお説明を分かりやすくするために各部分の相対的な寸法、大きさは実際と異なって示されている。また同一部分には同一の引用符号を付けてある。
【００１３】
（実施例１）図１は、殺菌便座１００を斜視図として示した、本発明の実施例１の説明図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って殺菌便座１００を部分的に切断し拡大して示した、概略的な拡大断面図であり、殺菌便座１００内の伝搬光線の進行経路を表示している。図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿って殺菌便座１００を切断し拡大して示した、概略的な拡大断面図である。図１は本発明の殺菌便座１００及び短波長光源２００の概略斜視図である。
【００１４】
図１において、殺菌便座１００は、例えば、透明石英ガラス（溶融石英）、ホウケイ酸ガラス等の短波長光線の透過性に優れている無機物からなる図２、図３では断面が板状の短波長光線透過部材からなる便座１０と、便座１０の表面１０ａに酸化チタン等の金属酸化物からなる多数の光触媒粒子を混合したガラスフリット等の無機結合材層からなる光触媒層２０とからなる。または殺菌便座１００は、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の短波長光線の透過性に優れている有機樹脂、又は短波長光線の透過性に優れている前記無機物からなる図では板状の便座１０と、便座１０の表面１０ａに酸化チタン等の金属酸化物からなる多数の光触媒粒子を混合した有機塗料、有機接着剤等の有機結合材層からなる光触媒層２０とからなる。
【００１５】
図１に示すように、直管型の短波長光源２００は殺菌便座１００の板状の便座１０の一側面部１０ｃの面に平行に隣接して配置されている。なお符号１０ｂは便座１０の裏面を示し、１０ｄは便座１０の他側面部１０ｄを示す。電源回路３０１の出力側は点灯制御回路３０２の入力側に接続されて、点灯制御回路３０２に電力を供給する。点灯制御回路３０２の出力側は短波長光源２００に接続されて、短波長光源２００の点灯を制御する。短波長光源２００から放射された短波長光線Ｌ１は、短波長光線透過部材からなる便座１０の一側面部１０ｃから入射して、便座１０内を便座１０の他側面部１０ｄ方向に向けて進行する。
【００１６】
図２、図３において、図１で示した短波長光源２００から放射された矢印で示す短波長光線Ｌ１は、板状（直方体）の無機光学材料又は有機光学材料からなる便座１０の一側面部１０ｃから便座１０の内部に入射し、周知の光ファイバーと相似の原理に従い内部全反射を繰り返して、一側面部１０ｃと対向する他側面部１０ｄに向かって便座１０の内部を進行する。便座１０の表面１０ａは周知のサンド・ブラスト法、ケミカル・エッチング法、ホット・スタンプ法等により粗面化されている。便座１０の一側面部１０ｃに入射した短波長光線Ｌ１は、便座１０内を他側面部１０ｄに向かって進行する伝搬光線Ｌ２（図２参照）となるが、この粗面化表面１０ａの存在により、その一表面１０ａから進行方向に向かって少しずつ漏れ出るようになっている。表面１０ａから漏れ出た光線は、その表面１０ａに設けられた光触媒層２０をその裏面側から照射する。この漏れ出た短波長光線Ｌ２が照射された光触媒層２０は、この短波長光線Ｌ２を吸収し活性化される。活性化された光触媒層２０は、その上に接触、付着等して存在する、例えば、細菌類、かび類、人体の垢、し尿汚れ等の汚染物質ＤＭを光触媒層２０の光触媒作用により、酸化又は還元する。従って汚染物質ＤＭは酸化又は還元されて分解又は反応し、殺菌便座１００の光触媒層２０表面に接触、付着した汚染物質ＤＭを除去し易くし、殺菌（又は除菌、滅菌）し、また消臭（又は脱臭）することが出来る。
【００１７】
前記短波長光線Ｌ１、Ｌ２の照射よって活性化する光触媒を含む前記光触媒層２０に含有される光触媒材料としては、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ_２）（光励起波長３８８ｎｍ以下）、酸化タングステン（ＷＯ_２）（光励起波長３８８ｎｍ以下）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）（光励起波長３８８ｎｍ以下）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）（光励起波長３４４ｎｍ以下）、酸化錫（ＳｎＯ_２）（光励起波長３２６ｎｍ以下）等の半導体の金属酸化物等が用いられる。または例えば二酸化チタンに微量の白金等を坦持させた特殊金属坦持光触媒は光触媒作用が向上する。
【００１８】
前記光触媒粒子２０ｂとして、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）は反応力の大きさ、時続性（耐久性、寿命）、安全性（化粧品、食品に添加しても無害）等からいかなる分野にも利用出来る。この二酸化チタンの結晶型にはアナターゼとルチルとがある。アナターゼ型二酸化チタンは光触媒として優れていることが知られている。またルチル型とアナターゼ型二酸化チタンを混合したものはアナターゼ型の含有量が増加すると光触媒効率が向上し、約１５％程度で光触媒効率が飽和することが知られている。またこの二酸化チタンは上限として太陽光の長波長紫外線を含む約４１０ｎｍの波長の光まで吸収出来る。光散乱能力、隠ぺい力の優れた一般に白色顔料として用いられている平均径０．２μｍから０．３μｍの顔料用酸化チタンと異なり、光触媒として効率の良い二酸化チタンは、約１０分の１の平均径０．０１５μｍから０．０５μｍ（１５ｎｍから５０ｎｍ）の微結晶からなり、超微粒子酸化チタン又は透明酸化チタンと呼ばれており、市販されている。この超微粒子酸化チタンは約４１０ｎｍ以下の紫外光線を吸収し可視光線を透過する。
【００１９】
この光触媒とその原理、作用および応用等については、例えば「光が関わる触媒化学」（季刊、化学総説、Ｎｏ．２３）、特にＰ５１−１７８、（ＩＩＩ章、半導体の光触媒作用）の欄、財団法人日本化学会編集、１９９４年７月発行、「触媒のおはなし」植村、上松著、１９９４年３月、財団法人、日本規格協会発行、「新素材ハンドブック」新素材ハンドブック編集委員会編著、Ｐ５０８−Ｐ５１０、第３１・２・２項の無定形酸化物触媒の項の記載、１９８８年１月、丸善株式会社発行、「触媒の科学」田中、田丸著、１９８８年７月、産業図書株式会社発行、「酸化チタン−物性と応用技術」清野著、１９９３年３月、技報堂出版株式会社発行等に詳細に記載されている。
【００２０】
便座１０の一表面１０ａこの漏れ出た短波長光線が、その表面１０ａ上に設けられた光触媒層２０に含まれる光触媒粒子２０ｂを励起、活性化する。従って光により活性化した光触媒粒子２０ｂの光触媒作用により、光触媒層２０と接触又は付着した浄化又は反応すべき対象物ＤＭを、酸化又は還元する。
【００２１】
便座１０（光フアイバーのコア（ｃｏｒｅ）に相当する）の裏面１０ｂは粗面化されておらず、裏面１０ｂは便座１０より光学的な屈折率の低い空気（光フアイバーのクラツド（ｃｌａｄ）に相当する）と接触しているので、光ファイバー、光導波路の原理にしたがって、伝搬光線Ｌ２は空気中には少ししか漏洩せず、便座１０の内部を内部全反射して他側面部１０ｄに向かって進行する。
【００２２】
光触媒層２０を支持物体となる便座１０に固定（支持、保持、坦持）させる具体例を述べる。便座１０として無機ガラス板を用いる場合、超微粒子酸化チタンと比較的に溶融温度の低いガラス粉末からなるガラス・フリットとを有機樹脂バインダーを含む溶媒中に混合、分散させる。次にこれを無機ガラス板の表面に塗布する。次に自然乾燥又は加熱乾燥して溶媒を蒸発させると、無機ガラス板の表面に、超微粒子酸化チタンとガラス・フリットとを分散した有機樹脂バインダー層が形成される。次にこの有機樹脂バインダー層を塗布した無機ガラス板を通常約５００℃から７００℃の間の温度範囲で加熱すると、ガラス・フリットが溶融して無機ガラス板の表面に、ガラス・フリットを無機結合材とした多数の超微粒子酸化チタンを分散した光触媒層２０が出来る。
【００２３】
便座１０として有機樹脂板（又は無機ガラス板）を用いる場合、例えば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の通常塗料として用いられている有機樹脂のバインダーを溶かした溶媒中に超微粒子酸化チタンを分散させた塗料を、有機樹脂板の表面に塗布し乾燥又は焼き付けると、有機樹脂板（又は無機ガラス板）の表面に、有機樹脂を結合材とした多数の超微粒子酸化チタンを分散した光触媒層２０が出来る。この外にも光触媒層２０を便座１０に固定させる方法は種々あり、例えば、アクリル樹脂、ビニル樹脂等の塗料用エマルジョンと水との混合液中に超微粒子酸化チタンを分散させた塗料を、有機樹脂板の表面に塗布し乾燥する。又は有機樹脂板（または無機ガラス板）の表面に、予め接着剤を塗布しておき、接着剤の乾燥又は硬化前に超微粒子酸化チタンを散布するか吹き付け、その後に接着剤を乾燥又は硬化させる。
【００２４】
紫外線などの短波長光線に対して透過性に優れた短波長透過部材からなる前記便座１０として用いられる材料としては、無機光学材料として、ＳｉＯ_２を少なくとも９９．９重量パーセント含む透明石英ガラス（溶融石英：ｆｕｓｅｄｑｕａｒｔｓ）、サフアイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）、ホウケイ酸ガラス（ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｇｌａｓｓ）などがあげられ、また有機光学材料としてはジメチル・シリコーン（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｉｃｏｎｅ）等のけい素（略称Ｓｌ）樹脂、ポリカーボネート（略称ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（略称ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、紫外線透過性のふっ素樹脂（旭ガラス社製の商品名サイトップ）、ポリエステル樹脂（鐘紡社製の光学用ポリエステル樹脂）、光学用エポキシ樹脂などがあげられる。
【００２５】
前記短波長光線２００としては、前記光触媒に対して活性化作用の強い紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｒａｙ）を用いるのが望ましい。この紫外線は、可視光線の波長の短い方の限界３８０ナノメートル（ｎｍ）即ち３８００オングストローム（Å）以下からＸ線に至る範囲の目に見えない電磁波であり、更に分類すると３８０ｎｍから３１５ｎｍまでの紫外線をＵＶ−Ａ線（長波長紫外線）、３１５ｎｍから２８０ｎｍまでの紫外線をＵＶ−Ｂ線（中波長紫外線）、また２８０ｎｍから１００ｎｍまでの紫外線をＵＶ−Ｃ線（短波長紫外線）と呼ばれている。本発明において、どの光線を利用するかは、使用する光触媒の種類に依存する。例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は光励起波長が３８８ｎｍ以下なので、紫色の可視光線の波長以下の紫色の可視光線、長波長紫外線、中波長紫外線、短波長紫外線が幅広く使用できる。また酸化錫（ＳｎＯ_２）は光励起波長が３２６ｎｍ以下なので、紫色の可視光線の波長以下の紫色の可視光線、長波長紫外線、中波長紫外線、短波長紫外線が幅広く使用できる。酸化錫（ＳｎＯ_２）は光励起波長が３２６ｎｍ以下なので３２６ｎｍ以下の長波長紫外線、中波長紫外線、短波長紫外線が使用できる。
【００２６】
前記紫外線を発生する紫外線光源として、使用する光触媒の光励起波長に対応して、殺菌灯（ガーミディカル・ランプ、ＧｅｒｍｉｄｉｃａｌＬａｍｐ）、可視光をカットしたブラック・ライト灯（ＢｌａｃｋＬｉｇｈｔ）、ＵＶ発光蛍光灯（ＵＶＲａｄｉａｔｅｄＦｌｕｏｌｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）又はメタルハライド・ランプ（ＭｅｔａｌＨａｌｉｄｅＬａｍｐ）等の放電灯を用いることが出来る。
【００２７】
前記殺菌灯は、蛍光灯の蛍光塗料の塗布をやめ、外管に使用するガラスとして透明石英すなわち透明溶融石英（トランスペアレント・ヒューズド・クォーツ、ＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔＦｕｓｅｄＱｕａｒｔｓ）などの、紫外線透過ガラスを使用した通常の低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプである。この殺菌灯は、水銀の放電によって波長２６０ｎｍ付近（２５３．７ｎｍ）を中心とし、２５０ｎｍから２８０ｎｍの短波長紫外線を放射する。
【００２８】
また前記ブラック・ライトは、紫色、青色等の可視光線を含む蛍光灯を黒色フィルターのガラス管で作ったものか、または紫色、青色の短波長可視光線を含む蛍光灯に紫外線だけを透過する黒色フィルターを併用したものであり、３８０ｎｍから３００ｎｍまでの主として中波長紫外線を放射する。またこのブラック・ライトの代わりに紫色、青色の光線をも透過する透明なガラス管を用いた紫色、青色の光線を含む蛍光灯も使用できる。前記メタルハライド・ランプは、前記中波長紫外線と長波長紫外線とに富む紫外線を放射し、高圧水銀ランプに金属のハロゲン化物を添加したものである。前記ＵＶ発光蛍光灯は、青色の光線を含み、前記中波長紫外線と長波長紫外線とに富む紫外線を放射する蛍光灯である。またＵＶ発光蛍光灯、メタルハライド・ランプのガラス管を前記中波長紫外線を遮断または吸収するフィルターで構成し、前記中波長紫外線を大幅にカットし、日焼け効果のある前記長波長紫外線に富む紫外線を放射するランプも使用できる。
【００２９】
図１、図２、図３を参照して説明した第１実施例において、便座１０の裏面１０ｂに蒸着（ｅｖａｐｏｒａｔｉｎｇ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などにより形成したアルミニューム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）などの反射層を設けることができる。この場合には伝搬光線Ｌ２は裏面１０ｂからは放射されず、表面１０ａからのみ効率良く出射して光触媒層２０を照射する。また図１において、短波長光源２００を配置した一側面部１０ｃを除き、他の３箇所の側面部（１０ｄ外）に伝搬光線Ｌ２が空気中に漏洩しないように反射層を設けることができる。
【００３０】
（実施例２）本発明の実施例２を、図４の殺菌便座１００を斜視図として示した説明図を参照して説明する。実施例１で説明した共通の部分は、説明を簡単にするために出来る限り省略する。以上に説明した本発明の実施例１では、図１に示すように、短波長光源２００を殺菌便座１００の一側面部１０ｃなどの一部分に隣接して配置しているが、本発明の実施例２では短波長光源２００は光ファイバー・ケーブル４００を用いることにより殺菌便座１００から離れた任意の箇所に配置することが出来る。
【００３１】
図４において、殺菌便座１００は、短波長光線の透過性に優れている図では板状の短波長光線透過部材からなる便座１０と、便座１０の表面１０ａに酸化チタン等の金属酸化物からなる多数の光触媒粒子を混合、分散した結合材層からなる光触媒層２０とからなる。またこの実施例の便座の殺菌装置は、殺菌便座１００と、短波長光源２００と、短波長光線透過性の光ファイバーの複数本を含む光ファイバー・ケーブル４００とを備えている。光ファイバー・ケーブル４００は、この実施例では、その一端部４００ａでは複数の光ファイバーが直線状に配列され、一端部４００ｂでは複数の光ファイバーが円形状に配列されている。図２ではＵ字型の短波長光源２１０は、殺菌便座１００から離れた任意の箇所に配置されている。前記光ファイバー・ケーブル４００は、互いに任意の処理を隔てて離れている殺菌便座１００の一部分と短波長光源２１０との間に、介在され、互いに光学的に結合している。光ファイバー・ケーブル４００は、その一端部４００ａが短波長光源２００の近辺に配置されて短波長光源２１０から放射される短波長光線を受光し、短波長光線をその他端部４００ｂに伝送する。その他端部４００ｂは殺菌便座１００の一側面部１０ｃの近辺に隣接して配置されているので、その他端部４００ｂに伝送された短波長光線は殺菌便座１００の内部に入射する。短波長光源２１０は、レンズ等の集光器２１１，反射鏡２１２と共にランプ・ハウス２１３内に収納されている。
【００３２】
本発明の実施例２の短波長光源２００を任意の箇所に配置することが出来る点は、短波長光源２００の防水対策上、非常に有利となる。
【００３３】
便座１０の一側面部１０ｃから便座１０の内部に入射した伝搬光線は、周知の光ファイバーと相似の原理に従い内部全反射を繰り返して、一側面部１０ｃと対向する他側面部１０ｄに向かって便座１０の内部を進行する。この伝搬光線は、一側面部１０ｃから他側面部１０ｄに向かって便座１０の内部を伝搬すると共に、少しずつ表面１０ａと裏面１０ｂから漏れ出る。表面１０ａから漏れ出た光線は、その表面１０ａに設けられた光触媒層２０をその裏面側から照射する。この漏れ出た短波長光線が照射された光触媒層２０は、この短波長光線を吸収し活性化される。活性化された光触媒層２０は、その上に接触、付着等して存在する、細菌類、かび類、し尿汚れ等の汚れ成分、汚染物質を光触媒層２０の光触媒作用により、酸化又は還元し、殺菌浄化する。
【００３４】
図４では、短波長光源２００は、Ｕ字型であるが、直線状（直管型）又はＷ字型等任意のものが用いられる。また図４では、光ファイバー・ケーブル４００は、複数本の光ファイバーを束ね、その一端部４００ａが全体として円形に配列され、他端部４００ｂが全体として直線状に配列されたものであるが、その代わりに複数本の光ファイバーを平行に配列したリボン状のファイバー・ケーブル、一本の光ファイバー、複数本の光ファイバーを束ねた通常の光ファイバー・ケーブル等の短波長透過性の任意の光ファイバー、光ファイバー・ケーブルを用いることが出来る。
【００３５】
以上に説明した前記短波長光源２００は人工光源であるが、人工光源の代わりに太陽光集光器を用いることが出来る。太陽光線に含まれる紫外線等の短波長光線は光触媒を励起して活性化するのに役立つ。即ち図５の断面図に示すように、太陽光集光器５００は、箱５１０と短波長光線透過窓５２０と、放物面鏡５３０と光ファイバー・ケーブル４００の一端部４００ａとからなる。放物面鏡５３０と光ファイバー・ケーブル４００の一端部４００ｂは、箱５１０内に収納され、その一端部４００ｂは放物面鏡５３０の焦点部に配置される。太陽光線Ｌ３は短波長光線透過窓５２０を透過して、放物面鏡５３０で反射されて、収束太陽光Ｌ４となって放物面鏡５３０の焦点部に集まる。この収束太陽光Ｌ４は光ファイバー・ケーブル４００の一端部４００ａから入射され、図４に示すように、光ファイバー・ケーブル４００の他端部４００Ｂまで伝達されて複数または一つの殺菌便座１００に対する入射光線Ｌ１となる。
【００３６】
紫外線導光性など短波長透過性のある光ファイバー、光フアイバー・ケーブル４００の短波長透過性の光学材料、即ちコア（ｃｏｒｅ：芯）およびクラッド（ｃｌａｄ：鞘、被覆材）としては、高純度溶融石英、サフアイア、第１実施例で述べたホウケイ酸ガラスなどの無機光学材料、ジメチル・シリコーン（ｄｉｍｅｔｈｌｓｉｌｉｃｏｎｅ）などのシリコーン系樹脂（ｓｉｌｉｃｏｎｅｂａｓｅｐｌａｓｔｉｃｓｏｒｒｅｓｉｎ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂、フッ化炭素系（ｃａｒｂｏｎｆｌｕｏｒｉｄｅｂａｓｅ）樹脂などの有機光学材料を用いることができる。なお上記材料の内でコア部材としては比較的に屈折率の高いものを用い、クラッド部材として比較的に屈折率の低いものを組み合わせて用いる必要があるのは当然のことである。
【００３７】
また紫外線域の光フアイバー、光フアイバー・ケーブルは、世界の複数の一流電線メーカーから入手可能である。例えば三菱電線工業株式会社（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＣＡＢＬＥＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ，ＬＴＤ）から市販されている紫外線用光フアイバー（波長０．２６ｍｉｃｒｏｎｍｅｔｅｒにおける減衰量：６ｄＢ／１０ｍｅｔｅｒまたはそれ以下）等を用いることができる。
【００３８】
（実施例３）本発明の実施例３を図６の概略拡大断面図を参照して説明する。実施例１では便座１０は厚さが一定の板状体であるが、この実施例２では、テーパー（ｔａｐｅｒ）構造の板状体である。この実施例２の殺菌便座１２０は、図６に示すように、短波長光線の透過性に優れている板状（直方体）の無機光学材料又は有機光学材料からなる便座１２２と、その表面１２２ａ（又は裏面１２２ｂとの両方の主面）に、短波長光線に対して透過性の優れたガラスフリット又は有機樹脂からなる結合材内に多数の光触媒粒子を混合又は分散させたものを塗布し、乾燥又は焼き付けた光触媒含有結合材層すなわち光触媒層１２４とからなる。
【００３９】
図６から明らかなように、便座１２２の板が、一側面部１２２ｃからその他側面部１２２ｄに向かって、順次その厚さが連続的に小さくなっていくテーパー（ｔａｐｅｒ）構造、即ち楔型になっている。従って便座１２２が、一側面部１２２ｃからその他側面部１２２ｄに向かうに従って、一側面部１２２ｃからその他側面部１２２ｄに向かって、便座１２２の表面１２２ａから伝搬光線を少しずつ徐々に均一に出射させることができるので、光触媒層１２４の全面をその裏面からどの部分でも均一に照射させることができる。なお便座１２２の裏面１２２ｂからも伝搬光線が少しずつ徐々に漏洩するので、裏面１２２ｂに反射層を設けるのが望ましい。また光触媒層１２４を設ける便座１２２の表面１２２ａを、粗面化してもよい。
【００４０】
（実施例４）本発明の実施例４を図７の概略拡大断面図を参照して説明する。図７において、この実施例４の殺菌便座１３０は、その内面１３２ａを紫外線反射性とした底板１３２と、頂板１３４と、頂板１３４の表面１３４ａに短波長光線に対して透過性の優れた結合材内に多数の光触媒粒子を混合又は分散させたものを塗布し、乾燥又は焼き付けた光触媒層１３１と、頂板１３４と底板１３２との間に紫外線を導光する空間１３６とからなる。また、頂板１３４と底板１３２との間の対接面１３８は有機または無機の接着剤などにより接合され互いに一体化している。この実施例の殺菌便座１３０では、頂板１３４の一側面部１３４ｃから他側面部１３４ｄに向かうに従って、短波長光線透過部材の頂板１３４の表面（出射部）１３４ａから少しずつ徐々に、短波長光線を出射させることができるので、表面１３４ａ上に設けた光触媒層１３１をその真面から短波長光線を照射する。
【００４１】
（実施例５）本発明の実施例５を、図８の殺菌便座１００を斜視図として示した説明図を参照して説明する。ここでは各種の前記実施例と共通の部分は、説明を簡単にするために出来る限り省略する。図８において、殺菌便座１００は、図３、図６、図７で示す断面形状を持ち、短波長光線の透過性に優れている短波長光線透過部材からなる便座１０と、便座１０の表面１０ａに酸化チタン等の金属酸化物からなる多数の光触媒粒子を混合、分散した結合材層からなる光触媒層２０とからなる。またこの実施例の便座の殺菌装置は、殺菌便座１００と、短波長光源２２０と、短波長光線透過性の光ファイバーまたは光ファイバーの複数本を含む光ファイバー・ケーブル４１０とを備えている。短波長光源２２０は、レンズ等の集光器２２１、反射鏡２２２と共にランプ・ハウス２２３内に収納されている。この光ファイバーまたは光ファイバー・ケーブル４１０は、互いに任意の距離を隔てて離れている殺菌便座１００の一部分と短波長光源２２０との間に介在され、互いに光学的に結合している。
【００４２】
この実施例では、光ファイバーまたは光ファイバー・ケーブル４１０は、その一端部４１０ａが短波長光源２２０の近辺に配置されて、短波長光源２２０から放射される短波長光線を受光し、短波長光線をその他端部４１０ｂに伝送する。この実施例では、その他端部４１０ｂは殺菌便座１００の一横側面部１０ｅに光ファイバー・コネクター等を用いて、殺菌便座１００の便座１０に固定されて、その他端部４１０ｂと便座１０とは光学的に結合されている。従ってその他端部４１０ｂから内部に導入された短波長光線（入射光線）は、光フアイバーの原理に従い、コアである短波長光線透過部材からなる便座１０中を閉じ込められて内部全反射を繰り返しながら伝搬して便座１０の他側面部１０ｄに達する。そして便座１０の一横側面部１０ｅから他側面部１０ｄに向かうに従って、短波長光線は便座１０の表面１０ａから少しずつ徐々に漏れ出て、その表面１０ａ上に設けた光触媒層２０のほぼ全面を照射し、光触媒層２０を活性化することができる。
【００４３】
（実施例６）本発明の実施例６を、図９の殺菌便座１００を斜視図として示した説明図を参照して説明する。実施例６の説明では、以上に説明した実施例で説明した共通の部分は、説明を簡単にするために出来る限り省略する。図９において、殺菌便座１００は、図３、図６、図７で示す断面形状を持ち、短波長光線の透過性に優れている短波長光線透過部材からなる便座１０と、便座１０の表面１０ａに酸化チタン等の金属酸化物からなる多数の光触媒粒子を混合、分散した結合材層からなる光触媒層２０とからなる。またこの実施例の便座の殺菌装置は、殺菌便座１００と、短波長光源２２０と、短波長光線透過性の光ファイバーまたは光ファイバーの複数本を含む光ファイバー・ケーブル４２０とを備えている。短波長光源２２０は、レンズ等の集光器２２１、反射鏡２２２と共にランプ・ハウス２２３内に収納されている。この光ファイバーまたは光ファイバー・ケーブル４２０は、互いに任意の距離を隔てて離れている殺菌便座１００の一部分と短波長光源２２０との間に介在され、互いに光学的に結合している。
【００４４】
この実施例では、光ファイバーまたは光ファイバー・ケーブル４２０は、その一端部４２０ａが短波長光源２２０の近辺に配置されて、短波長光源２２０から放射される短波長光線を受光し、短波長光線をその他端部４２０ｂに伝送する。この実施例では、その他端部４２０ｂは殺菌便座１００の便座１０ａに光ファイバー・コネクター等を用いて、殺菌便座１００の光触媒層２０を貫通して便座１０の表面内に固定されて、その他端部４２０ｂと便座１０とは光学的に結合されている。従ってその他端部４２０ｂから内部に導入された短波長光線（入射光線）は、光フアイバーの原理に従い、コアである短波長光線透過部材からなる便座１０中を閉じ込められて内部全反射を繰り返しながら伝搬して便座１０の他側面部１０ｄに達する。そして便座１０の表面１０ａ内の一部から他側面部１０ｄに向かうに従って、短波長光線は便座１０の表面１０ａから少しずつ徐々に漏れ出て、その表面１０ａ上に設けた光触媒層２０を照射し、光触媒層２０を活性化することができる。
【００４５】
（その他の実施例）本発明の便座の殺菌装置は上記の各種の実施例の他に例えば以下に述べるように各種の変形または組み合わせが可能である。殺菌便座１００、１２０、１３０に電熱ヒーターを設けることにより、暖房便座を兼ねることができる。また本発明を周知の洗浄便座、乾燥便座、洗浄乾燥便座内に容易に組み込むことができる。また公共用水洗便所のように一個所に複数の便器及び便座を設ける場合には、大容量の唯一の短波長光源（太陽光の集光器を含む）と複数の光フアイバー・ケーブルにより複数の本発明の殺菌便座に一括して短波長光線を供給することが可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の便座の殺菌装置は、次に列挙する独自の優れた効果がある。（ａ）前記の従来または先行技術の欠点を除去する。（ｂ）前記便座の表面にほぼ全面的に設けられ、短波長光線透過部材からなる便座の表面から漏れ出る短波長光線によって照射されて活性化する、光触媒を含む光触媒層の光触媒作用を利用して、便座と接触、付着した汚染物質を分解し、殺菌または消毒することが可能である。（ｃ）便座と接触、付着した臭気性のある汚染物質を分解、無臭化することが可能であり、前記先行技術に無い脱臭効果がある。（ｄ）便座の表面から漏れ出た短波長光線は、前記表面上に設けらけた光触媒層においてほとんどが吸収されるので、光触媒層の表面から外部の空間に漏れ出る短波長光線は無視できるほど非常に少ない。従って万一、本発明の殺菌便座を直視しても肉眼に入る短波長光線は非常に少なく安全である。（ｅ）従って本発明の便座の殺菌装置では、前記安全手段（１）、（２）、（３）又は（４）を削除することが可能となる。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、殺菌便座１００等を斜視図として示した、本発明の実施例１の説明図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って殺菌便座１００を部分的に切断し拡大して示した、概略的な拡大断面図であり、殺菌便座１００内の伝搬光線の進行経路を表示している。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿って殺菌便座１００を切断し拡大して示した、概略的な拡大断面図である。
【図４】図４は、殺菌便座１００等を斜視図として示した、本発明の実施例２の説明図である。
【図５】図５は、本発明の実施例で短波長光源として利用できる太陽光線の集光器を説明する概略的な断面図である。
【図６】図６は、図１または図２のＢ−Ｂ線に沿って殺菌便座１００を切断し拡大して示した、殺菌便座１００の他の変形例を示す概略的な拡大断面図である。
【図７】図７は、図１または図２のＢ−Ｂ線に沿って殺菌便座１００を切断し拡大して示した、殺菌便座１００の更に他の変形例を示す概略的な拡大断面図である。
【図８】図８は、殺菌便座１００等を斜視図として示した、本発明の実施例３の説明図である。
【図９】図９は、殺菌便座１００等を斜視図として示した、本発明の実施例４の説明図である。
【符号の説明】
１０・・・・便座（ｔｏｉｌｅｔｓｅａｔ、ｓｔｏｏｌｓｅａｔ、又はｐｏｔｓｅａｔ）
１０ａ・・・便座の表面（ｆｒｏｎｔｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｏｉｌｅｔｓｅａｔ）
１０ｂ・・・便座の裏面（ｒｅａｒｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｏｉｌｅｔｓｅａｔ）
１０ｃ・・・便座の一側面部（ａｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｏｉｌｅｔｓｅａｔ）
１０ｄ・・・便座の他側面部（ａｎｏｔｈｅｒｓｉｄｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｏｉｌｅｔｓｅａｔ）
２０・・・光触媒層（ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｌａｙｅｒ）
２０ａ・・・結合材（ｂｏｎｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ）
２０ｂ・・・光触媒粒子（ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｐａｒｔｉｃｌｅ）
１００、１２０、１３０・・・殺菌便座（ｔｏｉｌｅｔｓｅａｔｗｉｔｈｇｅｒｍｉｄｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ）
２００、２１０、２２０・・・短波長光源（ｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｏｆｓｈｏｒｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒａｙ）
３０１・・・電源回路（ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ）
３０２・・・点灯制御回路（ｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔ）
４００、４１０、４２０・・・光ファイバー、光ファイバー・ケーブル（ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ、ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃａｂｌｅ）
５００・・・太陽光線の集光器（ｓｕｎｌｉｇｈｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）
５３０・・・放物面鏡（ｐａｒａｂｏｌｉｃｒｅｆｒｅｃｔｏｒ）
Ｌ１・・・短波長光線（ｓｈｏｒｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒａｙ）
Ｌ２・・・伝搬光線（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｙ）
Ｌ３・・・太陽光線（ｓｕｎｒａｙ）
Ｌ４・・・収束太陽光線（ｓｈｏｒｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒａｙ）
ＤＭ・・・汚染物質（ｄｉｒｔｙｍａｔｅｒｉａｌ）

Claims

少なくとも表面が短波長光線透過性部材からなる便座と、
前記短波長光線透過性部材の少なくとも表面にほぼ全面的に設けた光触媒を含有する光触媒層と、
前記光触媒層を活性化する短波長光線を発する光源を備え、
前記短波長光線透過性部材を経由して前記光源からの前記短波長光線を前記光触媒層に吸収させて活性化させ、前記光触媒層に付着する汚染物質を光触媒作用により分解、浄化し、かつ
前記短波長光線を前記光触媒層において吸収させることにより、前記短波長光線が前記光触媒層から外部の空間に漏れ出るのを防止することを特徴とする、便座の殺菌装置。
少なくとも表面が短波長光線透過性部材からなる便座と、
前記短波長光線透過性部材の少なくとも表面にほぼ全面的に設け、多数の光触媒粒子を短波長光線透過部材からなる結合材内に分散させてなる光触媒層と、
前記光触媒層を活性化する短波長光線を発する光源を備え、
前記短波長光線透過性部材を経由して前記光源からの前記短波長光線を前記光触媒層に吸収させて活性化させ、前記光触媒層に付着する汚染物質を光触媒作用により分解、浄化し、かつ
前記短波長光線を前記光触媒層において吸収させることにより、前記短波長光線が前記光触媒層から外部の空間に漏れ出るのを防止することを特徴とする、便座の殺菌装置。
請求項第１項または第２項に記載の便座の殺菌装置において、前記便座の短波長光線透過部材が、短波長光線透過性の成形体からなることを特徴とする、便座の殺菌便座。
請求項第１項または第２項に記載の便座の殺菌装置において、前記便座の短波長光線透過部材が、短波長光線透過性のテーパー状の板状体からなることを特徴とする、便座の殺菌便座。
請求項第１項または第２項に記載の便座の殺菌装置において、前記便座の短波長光線透過部材が、短波長光線透過性の頂板と底板とからなり、かつ頂板と底板との間に短波長光線を導光する空間を設けたことを特徴とする、便座の殺菌便座。
請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の便座の殺菌装置において、前記短波長光線を発生する短波長光源を設け、前記短波長光源を前記短波長光線透過部材の一部分である前記短波長光線の入射部の近傍に配置したことを特徴とする、便座の殺菌装置。
請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の便座の殺菌装置において、前記短波長光線を発生する短波長光源を設け、前記便座の短波長光線透過部材の一部分である前記短波長光線の入射部に、その一端を直結または近接させ、かつその他端を任意の個所に配置した前記短波長光源と光結合させた短波長透過性の光フアイバーを備えたことを特徴とする、便座の殺菌装置。
請求項第６項または第７項に記載の便座の殺菌装置において、前記短波長光源が、人工光源であることを特徴とする、便座の殺菌装置。
請求項第７項に記載の便座の殺菌装置において、前記短波長光源が太陽光線を集光する集光装置であり、前記光フアイバーの他端面を集光装置のほぼ焦点に配置したことを特徴とする、便座の殺薗装置。