JP6955403B2 - 光照射装置、光照射システム - Google Patents

Description

本発明は、構造物に紫外光を照射する光照射装置および光照射システムに関する。

従来、紫外光を照射する光照射装置が知られている。例えば、特許文献１には、乗客コンベアのステップと同期して周回移動する無端状のハンドレールを殺菌する乗客コンベアのハンドレールが記載されている。特許文献１に記載の殺菌装置は、殺菌対象であるハンドレールを周回移動させながら、光触媒粒子を含むスラリー液をハンドレールの表面に付着させ、その周回移動するハンドレールに固定された位置から紫外線を発光する紫外発光ダイオードを備えている。

特開２０１６−１４１５５１号公報

構造物に紫外光を照射する光照射装置について以下の認識を得た。
複数の人が触れる手摺りなどについては、公衆衛生の観点から適時に殺菌されることが望ましい。例えば、高齢者などの歩行を補助するために階段や壁面等に手摺りが設けられており、このような手摺りを体力の低下した高齢者が繰り返し握ると、手摺りを介して感染が助長される懸念がある。

このような手摺りを殺菌するために、紫外光を照射する光照射装置を使用することが考えられる。この場合、光照射装置を手摺りに沿って移動させることになり、このためには多くの手間がかかる。人材不足の場合には、殺菌を実施する頻度が低下し手摺りの衛生状態が低下することが考えられる。

このような課題は、手摺りに限らず、他の種類の構造物についても同様に生じうる。また、このような課題は、構造物の殺菌に限らず、例えば構造物に塗布された塗料の硬化など殺菌とは別の用途についても生じうる。
このことから、本発明者は、光照射装置には構造物に効率的に紫外光を照射する観点で改善する余地があることを認識した。

本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたもので、構造物に効率的に紫外光を照射可能な光照射装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光照射装置は、構造物に載置された状態で走行しながら当該構造物に紫外光を照射する光照射装置であって、構造物上を走行するための走行部と、構造物に紫外光を照射する光源部と、走行部を制御する制御部と、を備える。

この態様によると、構造物に載置された状態で自走しながら当該構造物に紫外光を照射することができる。

本発明の別の態様は、光照射システムである。この光照射システムは、上述の光照射装置と、バッテリを充電するための充電装置と、を備える。光照射装置は、バッテリと、当該バッテリを充電するための電力を受電する受電部と、を有する。充電装置は、受電部に電力を供給するための給電部を有する。給電部は、光照射装置の走行経路において受電部に電力を供給可能な位置に設けられる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、構造物に効率的に紫外光を照射可能な光照射装置を提供することができる。

第１実施形態に係る光照射装置の斜視図である。 図１の光照射装置の正面図である。 図１の光照射装置の側面図である。 図１の光照射装置の底面図である。 図１の光照射装置のブロック図である。 図１の光照射装置の動作を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係る光照射装置の正面図である。 図７の光照射装置の側面図である。 図７の光照射装置の動作の一例を説明する説明図である。 第２実施形態に係る光照射装置の間隙部の形状の一例を示す模式図である。 第３実施形態に係る光照射システムを示すブロック図である。

本発明者は、光照射装置について考察し、以下のような認識を得た。
手摺りなど長尺な形状を有する構造物の衛生状態を改善するためには光照射装置による殺菌の頻度を高めることが有効である。しかし、光照射装置を手摺りに沿って移動させるとすると多くの手間がかかり、殺菌の頻度を高めることは困難である。そこで、本発明者は、構造物を光照射装置により効率的に殺菌する観点から検討し、構造物に載置された状態で走行方向に自走しながら当該構造物に紫外光を照射する構成を案出した。この場合、自走しながら紫外光を照射するから、殺菌をするための手間が大幅に減り殺菌の頻度を増やすことが可能になる。
実施の形態は、このような思索に基づいて案出されたもので、以下にその具体的な構成を説明する。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態、変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

［第１実施形態］
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る光照射装置１００について説明する。図１は、第１実施形態に係る光照射装置１００を示す斜視図である。図２は、光照射装置１００を示す正面図である。図２は、後述する正面部１０ｅを外した状態を示している。図３は、光照射装置１００を示す側面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面を示している。図４は、光照射装置１００を示す底面図である。図５は、光照射装置１００の一例を示すブロック図である。以下、ＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸方向は水平な左右方向に対応し、Ｙ軸方向は水平な前後方向に対応し、Ｚ軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Ｙ軸方向およびＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸方向は左方向あるいは右方向と、Ｙ軸方向は前方向あるいは後方向と、Ｚ軸方向で正方向を上方向、Ｚ軸方向で負方向を下方向と表記することがある。このような方向の表記は光照射装置１００の使用姿勢を制限するものではなく、光照射装置１００は任意の姿勢で使用されうる。

第１実施形態に係る光照射装置１００は、Ｙ軸方向に伸びる構造体である手摺１上に載置された状態で、Ｙ軸方向に自走しながら手摺１に紫外光を照射する装置である。手摺１は柱状構造物または棒状構造物であってもよい。光照射装置１００を説明する前に、殺菌対象である手摺１について説明する。手摺１は、Ｙ軸方向に伸びる手摺本体部１ｂと、手摺本体部１ｂから突出する支持体１ｃと、を含んでいる。手摺本体部１ｂのＹ軸方向に視た断面形状は特に限定されない。図１の例では、Ｙ軸方向の断面形状は略矩形である。支持体１ｃは、手摺本体部１ｂから下方に伸びて、延伸端が図示しない床などに固定されている。支持体１ｃは、一つまたは複数の支柱であってもよい。図１の例では、支持体１ｃは、手摺本体部１ｂを支持するために適宜な間隔で複数設けられている。支持体１ｃの断面形状は特に限定されず、図１の例では、上面視において略矩形である。

光照射装置１００は、筐体１０と、走行部３０と、光源部４０と、電源部１４と、受電部１６と、障害物センサ２２と、端部センサ２４と、操作入力部２６と、制御部２０と、を主に含む。図示はしないが、光照射装置１００には、光源部４０や電源部１４など大きな電流を流して使用される部分の温度上昇を緩和するために、水冷や空冷など様々な原理に基づく冷却機構が設けられてもよい。光照射装置１００は、図２に示しように手摺本体部１ｂに跨がるように載置された状態で使用される。

（筐体）
筐体１０は、光照射装置１００の構成要素の一部または全部を収容するハウジングである。図３の例では、筐体１０は、走行部３０と、光源部４０と、電源部１４と、受電部１６と、障害物センサ２２と、端部センサ２４と、操作入力部２６と、制御部２０と、を収容している。筐体１０の形状は特に限定されない。この例では、筐体１０は、筒状部１０ｂと、正面部１０ｅと、背面部１０ｆと、を含む。筒状部１０ｂは、構造物である手摺１を環囲する。正面部１０ｅは、筒状部１０ｂの正面側を覆う。背面部１０ｆは、筒状部１０ｂの背面側を覆う。

筒状部１０ｂは、正面視において略矩形の輪郭を有する角筒形状を有する。筒状部１０ｂは、平面視及び側面視における輪郭がそれぞれ略矩形である略直方体形状を有する。筒状部１０ｂは、一対の側面部１０ｃと、上面部１０ｄと、底面部１０ｇと、を有する。筒状部１０ｂの底面部１０ｇには、走行時に支持体１ｃを避けるための間隙部１０ｈが設けられている。間隙部１０ｈは、図４に示すように、底面視において走行方向（Ｙ軸方向）に伸びる溝である。筐体１０は、樹脂材料や金属材料など種々の材料で形成することができる。図１の例では、筐体１０は、樹脂材料で形成されている。

（走行部）
走行部３０は、構造物上を走行するための走行機構である。走行部３０は、構造物上を走行可能な構成であれば、その走行原理は特に限定されない。走行部３０は、例えばキャタピラを含んで構成されてもよい。この例では、走行部３０は、構造物に接触する車輪を回転させることによって走行する構成を採用している。走行部３０は、車輪３２と、車輪３２を駆動するモータ（不図示）と、減速機構（不図示）と、を含んでいる。車輪３２は、構造物である手摺１に左右両側から接触する車輪３２ｃ、３２ｄと、手摺１に上側から接触する車輪３２ｅと、を含んでいる。

（車輪）
車輪３２ｃ、３２ｄおよび車輪３２ｅは走行方向（Ｙ軸方向）に離間して設けられる複数（例えば２個）の車輪を含んでもよい。つまり、走行部３０は、６輪の車輪を含む車輪３２が前後両側および上側から手摺１に接触することによって支持されている。走行部３０は、車輪３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを回転駆動することにより、Ｙ軸方向に前進および後退することができる。複数の車輪それぞれを構造物の形状に応じた位置に配置することにより、多様な構造物の形状に適用することができる。車輪３２の少なくとも一部は、可動な懸架機構により筐体１０に対する位置が変化可能に支持されてもよい。車輪がこのように支持されることにより、構造物の形状が途中で変化する場合でも、車輪と構造物との接触を容易に確保することができる。

（光源部）
光源部４０は、構造物に照射光４２を照射する照射ユニットである。照射光４２は、構造物の表面を照射するように出力される。照射光４２は、殺菌作用を有する単一または複数の波長の紫外光４２ｅを含んでもよい。紫外光４２ｅは深紫外線であってもよい。紫外光４２ｅの波長は２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲であってもよく、好ましくは２６５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲であってもよい。この例では、紫外光４２ｅの波長は２８０ｎｍに設定されている。紫外光４２ｅはレーザ光であってもよく、非レーザ光であってもよい。光源部４０は、紫外光４２ｅを反射して構造物に導くために、例えばアルミニウムなどの高反射材料を使用した反射部材（不図示）を含んでもよい。

紫外光４２ｅの光源は、特に限定されないが、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。この例では、光源部４０は、紫外光４２ｅを出力する光源としてＬＥＤ４４を含んでいる。光源部４０は、ＬＥＤ４４を駆動する駆動回路（不図示）を含んでいる。ＬＥＤ４４を備えることにより、容易に光照射装置１００を小型化できる。ＬＥＤ４４は単独のＬＥＤであってもよいが、この例では複数のＬＥＤ４４ｂを含んでいる。複数のＬＥＤ４４ｂを備えることにより、容易に照射可能範囲を拡大することができる。以下、複数のＬＥＤ４４ｂの配置について説明する。

紫外光４２ｅは、構造物の広い範囲に届くことが望ましい。しかし、上方から照射された光は構造物の横側には届きにくく、側方から照射された光は構造物の上側には届きにくい。このため、光源部４０は、異なる方向から構造物に紫外光を照射する複数の光源を含んでもよい。第１実施形態の光照射装置１００では、複数のＬＥＤ４４ｂは手摺１に対して異なる方向から紫外光４２ｅを照射するように配置されている。この例では、複数のＬＥＤ４４ｂは互いに離れて配置されており、複数のＬＥＤ４４ｂから照射される紫外光４２ｅの一部は交差する。

人間の手は構造物の一面だけでなく左右いずれの面にも触れることが考えられる。このため、光源部４０は、構造物を挟む位置から紫外光を照射する複数の光源を含んでもよい。第１実施形態の光照射装置１００では、複数のＬＥＤ４４ｂは、手摺１を挟む位置から紫外光４２ｅを照射するように配置されている。例えば、複数のＬＥＤ４４ｂは、手摺１を左右に挟む位置から紫外光４２ｅを照射するＬＥＤを含んでいる。

構造物の上下いずれの面も殺菌されることが望ましい。このため、光源部４０は、構造物より上側の位置から紫外光を照射する光源と、構造物より下側の位置から紫外光を照射する光源と、を含んでもよい。第１実施形態の光照射装置１００では、複数のＬＥＤ４４ｂは、手摺１より上側の位置から紫外光４２ｅを照射するＬＥＤと、手摺１より下側の位置から紫外光４２ｅを照射するＬＥＤと、を含んでいる。

（電源部）
電源部１４は、光源部４０、走行部３０および制御部２０の少なくとも１つに電力を供給する電力供給ユニットである。電源部１４は、有線または無線によって外部から受電した電力を供給するように構成されてもよく、バッテリ１４ｂを含んで構成されてもよい。バッテリ１４ｂは、一次電池でも二次電池であってもよい。光照射装置１００では、電源部１４は、充放電可能な二次電池であるバッテリ１４ｂと、バッテリ１４ｂを充電する充電部１４ｃと、を含んでいる。電源部１４は、バッテリ１４ｂに蓄えた電力を光源部４０、走行部３０および制御部２０に供給するように構成されている。バッテリ１４ｂを備えることにより、受電用の配線の手間が省け、光照射装置１００の走行可能範囲を容易に拡大することができる。

（受電部）
受電部１６は、外部から電力を受電する受電ユニットである。受電部１６は、受電した電力によってバッテリ１４ｂを充電するように構成されてもよい。受電部１６の受電原理は、特に限定されないが、例えば連続して接続される有線によって受電してもよく、電気接点やコネクタなど一時的に接続される接点を介して受電してもよく、非接触電力伝送機構によって受電してもよい。光照射装置１００では、受電部１６は、非接触式電力伝送用の受電コイル１６ｅを含んでいる。この場合、非接触式であるから経時変化の影響を受けにくい。受電コイル１６ｅは、後述する送電コイル１６ｆに発生した交番磁束を受けて電磁誘導の原理により起電力を生じる。受電部１６は、受電コイル１６ｅの起電力を充電部１４ｃに供給する。充電部１４ｃは、受電コイル１６ｅからの起電力を整流してバッテリ１４ｂを充電する。

（操作入力部）
操作入力部２６は、光照射装置１００の操作を入力するマンマシンインターフェースである。例えば、起動スイッチ（不図示）および停止スイッチ（不図示）を含み、起動スイッチを操作することによって光照射装置１００の動作を開始させ、停止スイッチを操作することによって光照射装置１００の動作を停止するようにしてもよい。操作入力部２６の操作結果は制御部２０に出力される。

（障害物センサ）
障害物センサ２２は、光照射装置１００の走行の障害となるものを検知する検知機構である。障害物センサ２２は、障害物を検知可能なものであれば特に限定されないが、例えばレーザセンサやリミットスイッチなどを採用することができる。図３の例では、障害物センサ２２は、光照射装置１００の背面部１０ｆから突出するヘッドを有するリミットスイッチである。光照射装置１００がＹ軸方向で後ろ向きに走行しているときに、リミットスイッチのヘッドが壁部１ｗなどの障害物に当接すると、リミットスイッチのノーマルオープン接点がクローズに切り替わり、障害物が検知される。障害物センサ２２の検知結果は制御部２０に出力される。

制御部２０は、障害物センサ２２が障害物を検知したら、光照射装置１００の走行を停止し、または逆方向に走行するように走行部３０を制御するよう構成されてもよい。この例では、制御部２０は、障害物センサ２２が壁部１ｗに当接したら光照射装置１００の走行を停止するように走行部３０を制御する。

（端部センサ）
端部センサ２４は、構造物の端部を検知する検知機構である。端部センサ２４は、構造物の端部を検知可能なものであれば特に限定されないが、例えばレーザセンサなどを採用することができる。図３の例では、端部センサ２４は、下向きに検知用のレーザを出力するレーザセンサである。光照射装置１００がＹ軸方向で前向き走行しているときに、レーザセンサの検知位置が手摺本体部１ｂの終端である端部１ｅを過ぎたときに検知状態が変化し端部１ｅが検知される。端部センサ２４の検知結果は制御部２０に出力される。

制御部２０は、端部センサ２４が構造物の端部を検知したら光照射装置１００の走行を停止し、または逆方向に走行するように走行部３０を制御するよう構成されてもよい。この例では、制御部２０は、端部センサ２４が手摺本体部１ｂの端部１ｅを検知したら、光照射装置１００が逆方向に走行するように走行部３０を制御する。

（制御部）
次に制御部２０について説明する。図５は、光照射装置１００を説明するブロック図である。図５に示す制御部２０の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。

制御部２０は、操作結果取得部２０ｂと、第１検知結果取得部２０ｃと、第２検知結果取得部２０ｄと、走行制御部２０ｆと、光源制御部２０ｇと、タイマ部２０ｊと、充電制御部２０ｋと、を含む。操作結果取得部２０ｂは、操作入力部２６から操作結果を取得する。第１検知結果取得部２０ｃは、障害物センサ２２から検知結果を取得する。第２検知結果取得部２０ｄは、端部センサ２４から検知結果を取得する。走行制御部２０ｆは、走行部３０の動作を制御する。光源制御部２０ｇは、光源部４０の動作を制御する。タイマ部２０ｊは、時刻情報や時間情報を生成する。充電制御部２０ｋは、電源部１４の充電部１４ｃの動作を制御する。

次に、第１実施形態の光照射装置１００の動作の一例について説明する。図６は光照射装置１００の動作の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートは、光照射装置１００により構造物である手摺１に紫外光を照射する際の処理Ｓ１００を示している。図６では第１実施形態を説明する上で重要ではない処理の一部を省略して表示している。第１実施形態の処理Ｓ１００は、手摺１の手摺本体部１ｂを走行しながら紫外光４２ｅを照射する処理と、光照射装置１００のバッテリを充電する処理とを含む。

（１）処理が開始されると、制御部２０は、操作入力部２６からの起動の操作結果を取得する（ステップＳ１０２）。
（２）起動操作を受入れたら、制御部２０は、タイマ部２０ｊを参照して所定の開始時刻を経過したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。光照射装置１００では、所定の開始時刻を予め設定することができる。この開始時刻は、人気の少ない夜間の時刻に設定してもよい。この開始時刻は、例えば１時間ごとのように一定の時間間隔で設定することができる。この開始時刻は、所望の殺菌頻度に対応して設定することができる。

（３）開始時刻を経過していない場合（ステップＳ１０４のＮ）、制御部２０は、処理をステップＳ１０４の先頭に戻す。
（４）開始時刻を経過した場合（ステップＳ１０４のＹ）、制御部２０は、光源部４０を制御して紫外光４２ｅの照射を開始する（ステップＳ１０６）。

（５）照射を開始したら、制御部２０は、走行部３０を制御して前向きに走行を開始する（ステップＳ１０８）。
（６）前向き走行を開始したら、制御部２０は、端部センサ２４の検知結果を参照して手摺本体部１ｂの端部１ｅを検知したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

（７）端部１ｅを検知していない場合（ステップＳ１１０のＮ）、制御部２０は、処理をステップＳ１０８の先頭に戻し、前向き走行を継続する。この間、紫外光４２ｅの照射は継続される。
（８）端部１ｅを検知した場合（ステップＳ１１０のＹ）、制御部２０は、走行部３０を制御して後ろ向きに走行を開始する（ステップＳ１１２）。

（９）後ろ向き走行を開始したら、制御部２０は、障害物センサ２２の検知結果を参照して障害物を検知したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。
（１０）障害物を検知していない場合（ステップＳ１１４のＮ）、制御部２０は、処理をステップＳ１１２の先頭に戻し、後ろ向き走行を継続する。この間、紫外光４２ｅの照射は継続される。

（１１）障害物として壁部１ｗを検知した場合（ステップＳ１１４のＹ）、制御部２０は、走行および紫外光４２ｅの照射を停止する（ステップＳ１１６）。
（１２）壁部１ｗを検知した状態で停止したら、制御部２０は、電源部１４の充電部１４ｃを制御して、バッテリ１４ｂを充電する（ステップＳ１１８）。このステップでは、壁部１ｗに設けられた送電コイル１６ｆ（特に、図１を参照）に交番電流が流される。受電コイル１６ｅは、送電コイル１６ｆで発生した交番磁束を受けて起電力を発生し、充電部１４ｃに供給する。充電部１４ｃは、受電コイル１６ｅの起電力を整流してバッテリ１４ｂを充電する。なお、バッテリ１４ｂを充電することは必須ではない。

バッテリ１４ｂを充電したら、制御部２０は、処理Ｓ１００を終了する。なお、バッテリ１４ｂを充電した後、処理をステップＳ１０４の先頭に戻して、次の開始時刻の到来を待つようにしてもよい。
処理Ｓ１００はあくまでも一例であり、他のステップを追加したり、一部のステップを変更または削除したり、ステップの順序を入れ替えてもよい。

次に、このように構成された光照射装置１００の作用・効果を説明する。

第１実施形態の光照射装置１００は、手摺１に載置された状態で自走しながら当該手摺１に紫外光４２ｅを照射する光照射装置であって、手摺１を走行するための走行部３０と、手摺１に紫外光４２ｅを照射する光源部４０と、走行部３０を制御する制御部２０と、を備える。この構成によれば手摺１に載置された状態で自走しながら紫外光４２ｅを照射するから、手摺１を殺菌する手間を大幅に減らすことができる。手摺１の殺菌作業を自動化することが可能になる。

第１実施形態の光照射装置１００では、構造物は柱状構造物または棒状構造物である。この構成によれば、光照射装置１００は、柱状構造物または棒状構造物に跨がった状態で自走することができるから、これらの構造物の上面だけでなく側面にも紫外光４２ｅを照射することができる。

第１実施形態の光照射装置１００では、光源部４０は、異なる方向から手摺１に紫外光４２ｅを照射する複数のＬＥＤ４４ｂを含む。この構成によれば、紫外光４２ｅを手摺１の広い範囲に照射することが可能になる。手摺１の形状によって生じる紫外光４２ｅの陰を減らすことができる。

第１実施形態の光照射装置１００では、光源部４０は、手摺１を挟む位置から紫外光４２ｅを照射する複数のＬＥＤ４４ｂを含む。この構成によれば、手摺１の上下両側や左右両側などに効率的に紫外光４２ｅを照射することが可能になる。

第１実施形態の光照射装置１００では、光源部４０は、手摺１より上側の位置から紫外光４２ｅを照射するＬＥＤと、手摺１より下側の位置から紫外光４２ｅを照射するＬＥＤと、を含む。この構成によれば、手摺１の上面だけでなく下面にも効率的に紫外光４２ｅを照射することが可能になる。例えば、図１の例のように支持体１ｃが突出する下面側も効率的に殺菌することが可能になる。

第１実施形態の光照射装置１００では、筒状部１０ｂには、走行時に手摺１の表面から突出する支持体１ｃを避けるための間隙部１０ｈが設けられる。この構成によれば、手摺１が支持体１ｃを含む場合にも、光照射装置１００は手摺１上を走行することができる。

第１実施形態の光照射装置１００では、制御部２０は、走行の障害となるものを検知したとき、走行を停止し、または逆方向に走行するように走行部３０を制御する。この構成によれば、障害物に対応して停止または反転走行するから、光照射装置１００の動作を自動化することが可能になる。

第１実施形態の光照射装置１００では、制御部２０は、手摺１の端部１ｅを検知したとき、走行を停止し、または逆方向に走行するように走行部３０を制御する。この構成によれば、光照射装置１００がオーバーランして端部から落下する可能性を低減することができる。また、端部１ｅに対応して反転走行することによって、光照射装置１００の動作を自動化することが可能になる。

［第２実施形態］
図７〜図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る光照射装置２００について説明する。第２実施形態に係る光照射装置２００は、例えば、壁に沿って横向きに配置された柱状構造物１０１を自走しながら当該柱状構造物１０１に紫外光４２ｅを照射する光照射装置である。図７は、光照射装置２００の正面図である。図８は、光照射装置２００の側面図である。図７、図８では、重要でない部材・要素の記載の一部を省略して示している。図９は、光照射装置２００の走行動作の一例を説明する説明図である。

図７、図８の例において、柱状構造物１０１は、長手方向（Ｙ軸方向）に伸びる本体部１０１ｂと、本体部１０１ｂから突出する支持体１０１ｃと、を含んでいる。本体部１０１ｂの長手方向に視た外周断面は円形である。支持体１０１ｃは、本体部１０１ｂから側方に伸びて、延伸端が図示しない壁などに固定されている。支持体１０１ｃは支柱であってもよい。柱状構造物１０１は、一例として手摺であってもよい。

図７、図８の例において、光照射装置２００は、筐体１１０と、走行部１３０と、光源部１４０と、制御部１２０と、電源部１１４と、を主に含む。光照射装置２００は、第１実施形態と同様に受電部と、障害物センサと、端部センサと、操作入力部と、を備えてもよい。光照射装置２００は、第１実施形態に係る光照射装置１００に対して、筐体１１０の形状が異なり、他の構成はほぼ同様である。第１実施形態と重複する説明を省き、主に相違する構成について説明する。制御部１２０は、第１実施形態の制御部２０に対応しほぼ同様の特徴を有する。電源部１１４は、第１実施形態の電源部１４に対応しほぼ同様の特徴を有する。

筐体１１０は、筒状部１１０ｂを含む。筒状部１１０ｂの内筒面１１０ｊは本体部１０１ｂの周囲を環囲する。筒状部１１０ｂの内筒面１１０ｊは正面視で略１２角形の輪郭を有する。この構成により、筐体１１０は、本体部１０１ｂの外周面の周りを隙間を介して回転することができる。つまり、光照射装置２００は、本体部１０１ｂの周囲を回転しながら柱状構造物１０１の長手方向に走行するとともに、本体部１０１ｂに紫外光４２ｅを照射することができる。特に、光照射装置２００の走行方向は、この図の例ではＹ軸方向であり、本体部１０１ｂの長手方向に略一致する。筐体１１０の筒状部１１０ｂには、走行時に支持体１０１ｃを避けるための間隙部１１０ｈが設けられている。

走行部１３０は、本体部１０１ｂを囲むように周方向に離れて配置された複数の車輪１３２ｂを含む。図７の例では、約１２０°間隔で３つの車輪１３２ｂからなる車輪セット１３２が内筒面１１０ｊに設けられている。図示はしていないが、走行方向（Ｙ軸方向）に離れて別の車輪セット１３２が内筒面１１０ｊに設けられている。複数の車輪１３２ｂが本体部１０１ｂに接触した状態で回転することによって光照射装置２００は、走行方向に前進・後退することができる。

光源部１４０は、本体部１０１ｂを囲むように周方向に配置された複数のＬＥＤ４４ｂを含む。図７の例では、周方向に離れて１６個のＬＥＤ４４ｂからなるＬＥＤセット１４４が内筒面１１０ｊに設けられている。図示はしていないが、複数のＬＥＤセット１４４が走行方向（Ｙ軸方向）に離れて内筒面１１０ｊに配置されている。つまり、複数のＬＥＤ４４ｂが内筒面１１０ｊに周方向および走行方向にマトリックス状に配置されている。このように配置された複数のＬＥＤ４４ｂは、本体部１０１ｂの内筒面１１０ｊに対向する領域に概ね均一に紫外光４２ｅを照射することができる。逆にいえば、複数のＬＥＤ４４ｂは、本体部１０１ｂの内筒面１１０ｊに対向していない非対向領域には紫外光４２ｅを殆ど照射しない。このため、間隙部１１０ｈが走行方向に沿って直線状に設けられた構成では、本体部１０１ｂの間隙部１１０ｈに対応する領域には、紫外光４２ｅはほとんど照射されない。

紫外光４２ｅが照射されない領域は殺菌が不十分になる可能性がある。このため、図８の例では、間隙部１１０ｈは、走行方向に伸びる延伸部１１０ｋ、１１０ｎと、走行方向に対して傾斜した方向に伸びる傾斜部１１０ｍと、を含んでいる。図８において、傾斜部１１０ｍは、延伸部１１０ｋの左端と延伸部１１０ｎの右端との間を接続するように筒状部１１０ｂの周方向に伸びている。延伸部１１０ｋと延伸部１１０ｎとが段違いに設けられていることにより、紫外光４２ｅが照射されない領域を減らすことができる。

光源部１４０は、紫外光４２ｅを反射して構造物に導くために、例えばアルミニウムなどの高反射材料を使用した反射部材（不図示）を含んでもよい。

延伸部１１０ｋと延伸部１１０ｎとが段違いに設けられていることにより、筒状部１１０ｂは、間隙部１１０ｈに向かって周方向に張出す張出部１１０ｐ、１１０ｑを有する。張出部１１０ｐ、１１０ｑの内筒面１１０ｊにもＬＥＤ４４ｂが配置されており、その部分で、本体部１０１ｂに紫外光４２ｅを照射する。したがって、光照射装置２００が右向きに走行するとき、延伸部１１０ｋに対面したことで紫外光４２ｅが照射されなかった領域にも、張出部１１０ｑから紫外光４２ｅが照射される。光照射装置２００が左向きに走行するとき、延伸部１１０ｎに対面したことで紫外光４２ｅが照射されなかった領域にも、張出部１１０ｐから紫外光４２ｅが照射される。よって、紫外光４２ｅが照射されない領域は殆ど生じない。

張出部を設けると、支持体１０１ｃが張出部に突き当たり、光照射装置２００の走行が阻害されることが考えられる。そこで、第２実施形態の光照射装置２００は、光照射装置２００を本体部１０１ｂの周りに回転させることにより、支持体１０１ｃを越えて走行可能に構成されている。

図９の（ａ）〜（ｄ）を参照して、光照射装置２００が支持体１０１ｃを越えて走行する動作の一例を説明する。図９において、本体部１０１ｂと支持体１０１ｃは静止しており、光照射装置２００は左から右に向かって走行する。
（１）光照射装置２００が、図９（ａ）の矢印Ａに示すように右向きに移動すると、やがて支持体１０１ｃは延伸部１１０ｋに収容される。
（２）その状態で、光照射装置２００が右向きに移動すると、図９（ｂ）に示すように、支持体１０１ｃは傾斜部１１０ｍに収容され、やがて張出部１１０ｑが支持体１０１ｃに突き当たる。
（３）その状態で、図９（ｃ）に示すように、光照射装置２００が矢印Ｃのように回転することによって、支持体１０１ｃと張出部１１０ｑとの係合が解除され、光照射装置２００は右向に移動可能になる。
（４）その状態で、図９（ｄ）に示すように、光照射装置２００が右向きに移動すると、支持体１０１ｃは延伸部１１０ｎに収容される。
（５）その状態で、光照射装置２００が右向きに移動すると、光照射装置２００は支持体１０１ｃを越えて右向きに走行することができる。

光照射装置２００を矢印Ｃのように回転させるために、光照射装置２００を回転させる回転機構を備えてもよい。図８の例では、傾斜部１１０ｍは周方向に対して約１０°傾斜するように設定されている。光照射装置２００は、傾斜した張出部に支持体１０１ｃが当接したとき回転方向の分力が発生し、その分力によって回転するように構成されている。

図１０は、第２実施形態に係る光照射装置２００の間隙部１１０ｈの形状のバリエーションの一例を示す模式図である。図１０の（ａ）〜（ｄ）に示す形状によれば、支持体１０１ｃが張出部１１０ｑに当接するとき、張出部１１０ｑには回転方向の分力が作用する。

図１０の（ａ）の例では、傾斜部１１０ｍは周方向に対して約２０°傾斜しており、張出部１１０ｐ、１１０ｑは互いに周方向に重複するように設定されている。張出部が互いに重複することにより、紫外光４２ｅが照射されない領域を減らすことができる。図１０の（ｂ）の例では、傾斜部１１０ｍは周方向に対して約６０°傾斜しており、傾斜部１１０ｍは延伸部１１０ｋ、１１０ｎに曲線的に接続されている。

図１０の（ｃ）の例では、延伸部１１０ｋ、１１０ｎおよび傾斜部１１０ｍは周方向に対して約６０°傾斜しており、延伸部１１０ｋ、１１０ｎおよび傾斜部１１０ｍは真っ直ぐに接続されている。図１０の（ｄ）の例では、延伸部１１０ｋ、１１０ｎは走行方向に伸びており、傾斜部１１０ｍは周方向に対して約７０°傾斜しており、傾斜部１１０ｍは延伸部１１０ｋ、１１０ｎに曲線的に接続されている。

図１０の（ｅ）の例では、傾斜部１１０ｍは、略中央で接続される傾斜部１１０ｍ１と、傾斜部１１０ｍ２と、を含んでいる。傾斜部１１０ｍ１は周方向に対して約６０°傾斜しており、傾斜部１１０ｍ２は周方向に対して約１２０°傾斜している。つまり、傾斜部１１０ｍは略中央で折り返される略Ｖ字状の形状を有している。延伸部１１０ｋ、１１０ｎは走行方向に伸びており、延伸部１１０ｎは傾斜部１１０ｍ１に接続され、延伸部１１０ｋは傾斜部１１０ｍ２に接続されている。

図１０の（ｆ）の例では、傾斜部１１０ｍは、略中央で接続される傾斜部１１０ｍ１と、傾斜部１１０ｍ２と、を含んでいる。傾斜部１１０ｍ１は周方向に対して約６０°傾斜しており、傾斜部１１０ｍ２は周方向に対して約１２０°傾斜している。つまり、傾斜部１１０ｍは略中央で折り返される略Ｖ字状の形状を有している。延伸部１１０ｎは、傾斜部１１０ｍ１の延長方向に伸びており、傾斜部１１０ｍ１に真っ直ぐに接続されている。延伸部１１０ｋは、傾斜部１１０ｍ２の延長方向に伸びており、傾斜部１１０ｍ２に真っ直ぐに接続されている。このように、間隙部１１０ｈの形状は、所望の特性に応じた様々な形状から選択することができる。

第２実施形態に係る光照射装置２００は、第１実施形態に係る光照射装置１００と同様の構成を備えることにより、光照射装置１００と同様の作用・効果を奏する。加えて、光照射装置２００は、以下の作用・効果を奏する。

光照射装置２００では、間隙部１１０ｈは、走行方向に対して傾斜した方向に伸びる傾斜部１１０ｍを含んでいる。この構成によれば、傾斜した傾斜部１１０ｍを有することにより、回転方向の分力を受けて本体部１０１ｂの周りを回転しながら支持体１０１ｃを越えて走行することができる。また、延伸部１１０ｋと延伸部１１０ｎとが段違いに設けられていることにより、本体部１０１ｂの紫外光４２ｅが照射されない領域を減らすことができる。

［第３実施形態］
次に、第１実施形態に係る光照射装置１００を用いた光照射システム３００について説明する。図１１は、第３実施形態に係る光照射システム３００を示すブロック図である。光照射システム３００は、光照射装置１００と、光照射装置１００のバッテリ１４ｂを充電するための充電装置２７０と、を備えている。光照射装置１００は、バッテリ１４ｂと、バッテリ１４ｂを充電するための電力を受電する受電部１６と、を有している。図１１の例では、受電部１６は受電コイル１６ｅを含んでいる。

充電装置２７０は、受電部１６に電力を供給するための給電部２８０を有している。図１１の例では、給電部２８０は壁部２６０の表面近くに設けられており、送電コイル１６ｆを含んでいる。給電部２８０は送電コイル１６ｆから交番磁界を出力することにより、受電コイル１６ｅに電力を給電する。給電部２８０は、光照射装置１００の走行経路において受電部１６に電力を給電可能な位置に設けられている。図１１の例では、光照射装置１００が壁部２６０に接近した状態で、受電コイル１６ｅと送電コイル１６ｆとが磁気的に結合される位置に、送電コイル１６ｆが設けられている。具体的には、送電コイル１６ｆは、受電コイル１６ｅと対面する位置に配置されている。

壁部２６０には、光照射装置１００の少なくとも一部を収容可能な凹部２６０ｂが形成されてもよい。光照射装置１００が待機する際、光照射装置１００の壁部２６０からの出っ張りを減らすことができる。

このように構成された光照射システム３００は、光照射装置１００の走行経路において待機しているときにバッテリ１４ｂを充電することができる。この充電動作を自動化することが容易であり、光照射装置１００を運用する手間が大幅に軽減されうる。

以上、本発明の各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

（第１変形例）
第１実施形態の説明では、光照射装置１００が、水平に直線状に伸びる構造物に対して使用される例について説明したが、これに限定されない。光照射装置１００は、例えば斜めまたは垂直に伸びる構造物に対して使用されてもよい。光照射装置１００は、例えば曲線状の構造物や屈曲を含む構造物など走行中に走行方向が変化する構造物に対して使用されてもよい。

（第２変形例）
第１実施形態の説明では、光照射装置１００が、構造物本体から下方に伸びる支持体を有する構造物に対して使用される例について説明したが、これに限定されない。光照射装置１００は、例えば上方、側方、または斜めに伸びる支持体を有する構造物に対して使用されてもよい。光照射装置１００は、実質的に支持体を有しない構造物に対して使用されてもよい。

（第３変形例）
第１実施形態の説明では、光照射装置１００が、手摺本体部１ｂのＹ軸方向に視た断面形状が矩形である構造物に使用される例について説明したが、これに限定されない。光照射装置１００は、手摺本体部の断面形状が円形、長円形、楕円形、多角形、またはこれらの組み合わせ形状などである構造物に対しても使用することができる。

（第４変形例）
第１〜第３実施形態の説明では、光照射装置が、専ら構造物に紫外光を照射する例について説明したが、これに限定されない。光照射装置は、構造物本体上を走行しながら構造物本体の表面をなぞるトレース部材を備えてもよい。トレース部材は、例えば構造物の紫外光が照射される部分に接触するように設けられてもよい。トレース部材は、例えばブラシであってもよく、この場合には、構造物本体の表面に付着する異物の一部を掃き落とすことができる。トレース部材は、例えば柔軟性を有するへらであってもよく、この場合には、構造物本体の表面に付着する異物の一部を掻き落とすことができる。

トレース部材は、例えば液体を付着させた布やスポンジなどの多孔質部材や吸液部材であってもよく、この場合には、構造物本体の表面を拭くことや、光触媒など所望の機能を有する液体を付着させることができる。トレース部材は、構造物本体の１面に対応して設けられてもよく、構造物本体の複数の面に対応して設けられてもよい。トレース部材は、機能の異なる複数の部材を備えてもよい。このようなトレース部材を備えることにより、これらの作用と殺菌とを同時に実施することが可能であり、構造物本体の衛生状態を一層良好な状態に維持することができる。

上述の各変形例は第１実施形態と同様の作用・効果を奏する。

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる各実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の部材にハッチングを施しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。

１・・手摺、 １０・・筐体、 １０ｈ・・間隙部、 １４・・電源部、 １６・・受電部、 ２０・・制御部、 ２２・・障害物センサ、 ２４・・端部センサ、 ３０・・走行部、 ３２・・車輪、 ４０・・光源部、 ４２・・照射光、 ４２ｅ・・紫外光、 ４４・・ＬＥＤ、 ４４ｂ・・ＬＥＤ、 １００、２００・・光照射装置、 ・・光照射装置、 ２７０・・充電装置、 ２８０・・給電部、 ３００・・光照射システム。

Claims (7)

1. 構造物に載置された状態で走行しながら当該構造物に紫外光を照射する光照射装置であって、
   前記構造物上を走行するための走行部と、
   前記構造物に紫外光を照射する光源部と、
   前記走行部を制御する制御部と、
   前記構造物を環囲する筒状部を含む筐体と、
   を備え、
   前記筒状部には、走行時に前記構造物の表面から突出する突出部を避けるための間隙部が設けられ、
   前記間隙部は、走行方向に対して傾斜した方向に伸びる傾斜部を含むことを特徴とする光照射装置。
2. 前記構造物は、柱状構造物または棒状構造物であることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記光源部は、異なる方向から前記構造物に前記紫外光を照射する複数の光源を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
4. 前記光源部は、前記構造物を挟む位置から前記紫外光を照射する複数の光源を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光照射装置。
5. 前記制御部は、走行の障害となるものを検知したとき、走行を停止し、または逆方向に走行するように前記走行部を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光照射装置。
6. 前記制御部は、前記構造物の端部を検知したとき、走行を停止し、または逆方向に走行するように前記走行部を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光照射装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の光照射装置と、バッテリを充電するための充電装置と、を備え、
   前記光照射装置は、バッテリと、当該バッテリを充電するための電力を受電する受電部と、を有し、
   前記充電装置は、前記受電部に電力を供給するための給電部を有し、
   前記給電部は、前記光照射装置の走行経路において前記受電部に電力を供給可能な位置に設けられることを特徴とする光照射システム。

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