JP7360093B2

JP7360093B2 - 紫外線放射装置および照明装置

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Description

本発明の実施形態は、紫外線を放射する紫外線放射装置および照明装置に関する。

従来、例えば殺菌を目的として紫外線を放射する紫外線ランプが用いられている。紫外線ランプは、放電灯タイプが用いられてきたが、紫外線を放射するＬＥＤなどの発光素子への置き換えが検討されている。

放電灯タイプの紫外線ランプの場合、紫外線の放射とともに可視光が放射されるため、紫外線を放射しているか否かを確認することが可能であった。それに対して、紫外線用の発光素子とする場合、紫外線のみが放射され、可視光は放射されないため、紫外線を放射しているか否かを確認することが困難となる。

特表２０１８－５２４７８３号公報

本発明は、紫外線を放射しているか否かを確認できる紫外線放射装置および照明装置を提供することを目的とする。

実施形態の紫外線放射装置は、光源と、光源を収容する長尺状の筐体とを備える。光源は、基板および基板に実装された複数の紫外線発光素子を有する。筐体は、光源からの波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過する紫外線放射領域と、光源からの紫外線により励起されて可視光を放射する蛍光体を備える可視光放射領域と、を有し、長手方向に紫外線放射領域と可視光放射領域とが形成される。

実施形態の紫外線放射装置によれば、紫外線を放射しているか否かを確認できる。

第１の実施形態を示す紫外線放射装置の概略側面部である。同上紫外線放射装置の概略断面図である。同上紫外線放射装置を用いた照明装置の斜視図である。放電灯タイプの殺菌灯の発光スペクトルのグラフである。同上紫外線放射装置の紫外線発光素子の発光スペクトルとＤＮＡの紫外線吸収スペクトルのグラフである。第２の実施形態を示す紫外線放射装置の斜視図である。第３の実施形態を示す紫外線放射装置の斜視図である。第４の実施形態を示す紫外線放射装置の概略側面図である。同上紫外線放射装置の可視光発光素子の概略断面図である。同上紫外線放射装置の接続回路の第１例を示す回路図である。同上紫外線放射装置の接続回路の第２例を示す回路図である。第５の実施形態を示す紫外線放射装置の断面斜視図である。第６の実施形態を示す紫外線放射装置の分解状態の斜視図である。同上紫外線放射装置の組立状態の断面図である。第７の実施形態を示す紫外線放射装置の分解状態の斜視図である。同上紫外線放射装置の組立状態の斜視図である。第８の実施形態を示す紫外線放射装置の断面図である。第９の実施形態を示す紫外線放射装置の断面図である。第１０の実施形態を示す紫外線放射装置の概略断面図である。図１９のＡ－Ａ視の断面図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。

図１および図２に紫外線放射装置10の概略図を示す。本実施形態の紫外線放射装置10は、直管形の紫外線ランプの形態を示す。

紫外線放射装置10は、光源である発光モジュール11、この発光モジュール11を収容する直管カバーであるカバー12、発光モジュール11からの光が入射される位置に設けられた蛍光体13、カバー12の一端に取り付けられた給電用の口金14、およびカバー12の他端に取り付けられた非給電用の口金15を備えている。そして、カバー12および口金14，15などによって発光モジュール11を収容する筐体16が構成されている。さらに、口金14は、発光モジュール11に電力を供給するための給電部17である。なお、以下の各図面に示すカバー12は、断面図を除き、透過した状態で図示する。

そして、発光モジュール11は、基板18、およびこの基板18の一面に実装された複数の紫外線発光素子19を有している。

基板18は、直管形の紫外線放射装置10の長手方向（軸方向）に沿って細長い平板状に形成されている。基板18は、紫外線劣化しにくい例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）などの無機材料を主成分とする基板ベースを有している。あるいは、放熱性が良好な銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料を主成分とする基板ベースを有している。この基板ベースの表面に、接続回路の金属製の配線パターン21が形成されている。基板18の配線パターン21上に複数の紫外線発光素子19が実装されている。基板18の端部には、給電部17と電気的に接続するための一対の接続部22が設けられている。一対の接続部22は、配線パターン21の正極側と負極側にそれぞれ接続されている。一対の接続部22は、配線パターン21の一部でもよいし、金属製のコネクタでもよい。

紫外線発光素子19は、基板18の長手方向に沿って、接続回路の配線パターン21上に実装されている。複数の紫外線発光素子19は、接続回路によって直列または直並列に接続されている。紫外線発光素子19は、３００ｎｍ以下の紫外線であって、好ましくは２６０～２８０ｎｍの紫外線波長域の光（以下、紫外線という）を放射する。紫外線発光素子19は、例えばＬＥＤなどの半導体発光素子が用いられている。紫外線発光素子19には、基板18の配線パターン21に面実装されるフリップチップ形を用いてもよい。紫外線発光素子19は、紫外線のみを放射し、可視光波長域の光（以下、可視光という）を含む他の波長域の光を放射しない。

また、カバー12は、紫外線放射装置10の長手方向に沿って細長い円筒状に形成されている。カバー12は、紫外線劣化しにくく、紫外線および可視光（可視光線）の光が透過する例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を含む石英ガラスなどの無機材料を主成分として形成されている。カバー12は、紫外線および可視光が透過する透光部12aを有している。透光部12aは、少なくともカバー12の光照射方向の領域に形成されている。

また、蛍光体13は、紫外線の入射によって励起され、可視光を放射する。蛍光体13は、可視光のみを放射し、紫外線を透過せず、つまり紫外線を放射しない。蛍光体13は、紫外線発光素子19の表面とは異なる位置に設けられている。本実施形態では、蛍光体13は、紫外線発光素子19から放射する紫外線が入射するカバー12の透光部12aの一部に設けられている。蛍光体13は、紫外線発光素子19からの紫外線が入射するカバー12の透光部12aの内面に、例えば塗布によって形成された蛍光体層である。さらに、蛍光体13は、カバー12の長手方向に沿って形成されているとともに、カバー12の周方向の例えば１／４以上、１／２以下の領域に形成されている。なお、カバー12における蛍光体13の形成領域は、このような領域に限らず、紫外線発光素子19の光が入射する領域であれば、カバー12の長手方向の一部および周方向の一部にあればよく、また、カバー12の外面にあってもよい。

また、給電部17（口金14）は、筐体に設けられる給電部本体（口金本体）23、およびこの給電部本体23に設けられる一対の電極24を有している。

給電部本体23は、紫外線劣化しにくい例えば金属などの無機材料によって形成されている。給電部本体23は、カバー12に嵌合される円筒状の筒部25、およびこの筒部25の外端面に設けられた端面部26を有している。なお、給電部本体23は樹脂材料で形成されていてもよく、この場合には紫外線が給電部本体23に入射しないように遮光部を設ければよい。

電極24は、紫外線劣化しにくい無機材料である導電性を有する金属材料で形成されている。本実施形態の電極24は、ピン形状で、給電部本体23の外端面から突設されているとともに給電部本体23の内側に貫通されている。給電部本体23が金属材料で形成されている場合、給電部本体23の電極24が貫通する部分には、例えば絶縁紙やセラミックスなどの絶縁性を有する無機材料の絶縁部27が形成され、給電部本体23と電極24とが絶縁されている。電極24は、基板18の接続部22に直接接続されている。すなわち、電極24が配線パターン21に直接接続され、あるいは電極24が基板18に実装された金属製のコネクタに差し込まれて接続される。なお、給電部17の電極24は、ピン形状に限らず、例えばコネクタ形状など、どのような形状でもよい。

また、口金15は、カバー12に嵌合して取り付けられる金属などの無機材料で形成された口金本体28、およびこの口金本体28の外端面から突設された金属製の非給電ピン29を有している。非給電ピン29は、器具側への取付用、あるいはアース接続用に用いられる。なお、アース接続用に用いられる場合には、給電部17の電極24と同様に、基板18に設けた接続部22と直接接続されるように構成される。

したがって、紫外線放射装置10の内部空間に臨む各部位は、給電部17から基板18の紫外線発光素子19までの接続経路を含めて、紫外線劣化しにくい無機材料で形成されている。

そして、紫外線放射装置10は、紫外線を放射する紫外線放射領域30と、紫外線放射領域30からの紫外線の放射時に可視光を放射する可視光放射領域31を備えている。紫外線放射領域30と可視光放射領域31とは、筐体16の異なる領域に分けて設けられている。紫外線放射領域30と可視光放射領域31は、カバー12の透光部12aに設けられている。紫外線放射領域30は、カバー12の透光部12aの蛍光体13が設けられていない領域に設けられている。可視光放射領域31は、カバー12の透光部12aの蛍光体13が設けられている領域に設けられている。

なお、紫外線放射領域30と、可視光放射領域31と、は少なくとも一部の領域が重なっていてもよい。

また、紫外線放射領域30とは、紫外線を意図して放射するように構成された領域のことを言う。例えば、３８０ｎｍ以下の紫外線領域の光と３８０ｎｍ～７８０ｎｍの可視光領域の光を分光スペクトルで比較した際に、紫外線放射領域30から放射される光は、紫外線領域の光の強度の方が、可視光領域の光の強度より相対的に強くなる。なお、ここでの光の強度とは、各領域のピーク強度であったり、放射束や放射強度であったりする。

また、可視光放射領域31とは、可視光を意図して放射するように構成された領域のことを言う。例えば、３８０ｎｍ以下の紫外線領域の光と３８０ｎｍ～７８０ｎｍの可視光領域の光を分光スペクトルで比較した際に、可視光放射領域31から放射される光は、可視光領域の光の強度の方が、紫外線領域の光の強度より相対的に強くなる。なお、ここでの光の強度とは、各領域のピーク強度であったり、放射束や放射強度であったりする。

また、図３には、紫外線放射装置10を用いる照明装置37を示す。照明装置37は、細長く形成された器具本体38を有している。この器具本体38の長手方向の両端には、紫外線放射装置10の給電部17（口金14）および口金15がそれぞれ装着される給電用のソケット39および非給電用のソケット40が配置されている。器具本体38には、例えば交流電力を所定の直流電力に変換して紫外線放射装置10に供給する電源装置41が配置されている。

そして、電源装置41で変換された電力が給電用のソケット39および給電部17を通じて発光モジュール11に供給されることにより、発光モジュール11の複数の紫外線発光素子19が発光する。複数の紫外線発光素子19から紫外線が放射され、この紫外線がカバー12の紫外線放射領域30を透過して外部に放射される。

ここで、図４に放電灯タイプの殺菌灯の発光スペクトルのグラフを示し、図５に紫外線発光素子19の発光スペクトルとＤＮＡの紫外線吸収スペクトルのグラフを示す。

殺菌を目的とした放電灯タイプの殺菌灯は２５４ｎｍにピーク波長を有している。ＤＮＡの紫外線吸収スペクトルは、２６０ｎｍに吸収ピーク波長を持つため、殺菌灯を用いることにより効率良く殺菌効果を得ることができる。

ＤＮＡの紫外線吸収スペクトルは、２６０ｎｍに吸収ピーク波長を持ち、３００ｎｍではピーク値の１／２５を下回る吸収値となるため、３００ｎｍ以下の紫外線が好ましい。

そのため、紫外線外発光素子19のピーク波長は、３００ｎｍ以下であることが好ましく、ＤＮＡの紫外線吸収スペクトルのピーク波長領域に対応した２６０ｎｍから２８０ｎｍであることがより好ましく、それにより効率良く殺菌効果を得ることができる。

また、紫外線発光素子19からの紫外線の一部は、カバー12に形成されている蛍光体13に入射する。蛍光体13は、紫外線の入射によって励起されて可視光が放射され、この可視光がカバー12の可視光放射領域31を透過して外部に放射される。

したがって、紫外線放射装置10の点灯時つまり紫外線放射領域30からの紫外線の放射時には、可視光放射領域31から可視光が必ず放射される。カバー12の可視光放射領域31からの放射光を視認することにより、紫外線放射装置10から紫外線が放射されていることを確認できる。

そして、この紫外線放射装置10によれば、紫外線放射領域30からの紫外線の放射時には、可視光放射領域31から可視光が放射されるため、紫外線が放射されているか否かを確認できる。

紫外線放射領域30と可視光放射領域31が異なる領域に分けられているため、紫外線が放射されているか否かを確認しやすくできる。

さらに、紫外線放射領域30から放射する紫外線の波長は３００ｎｍ以下であることにより、効率良く殺菌効果を得ることができる。

また、蛍光体13は、紫外線発光素子19の表面とは異なる位置に設けられているため、紫外線発光素子19の熱を受けづらく劣化しにくくできる。

さらに、蛍光体13は、筐体16に設けられているため、すなわちカバー12の透光部12aの一部に設けられているため、紫外線発光素子19からの紫外線が入射しやすく、筐体16の外部から可視光を確認しやすくできる。

次に、図６に第２の実施形態を示す。

紫外線放射装置10は、カバー12の外周を覆うように取り付けられる第２のカバー44を備えている。第２のカバー44は、筐体16の一部を構成する。第２のカバー44は、紫外線劣化しにくく、紫外線は透過しないが、可視光は透過する例えばホウケイ酸ガラスなどの無機材料を主成分として形成されている。第２のカバー44は、長手方向に沿って照射開口45を有する断面略Ｃ字形に形成されている。紫外線発光素子19が放射する紫外線は第２のカバー44の照射開口45、つまり紫外線放射領域30を通じて外部に照射される。なお、第２のカバー44の照射開口45の開口幅は、紫外線が効率的に外部へ向けて通過するように、紫外線発光素子19の幅以上であることが好ましい。

蛍光体13は、カバー12ではなく、第２のカバー44の内面、外面、あるいは内部（蛍光体を混合したホウケイ酸ガラスなどの透光性焼結体など）に設けられている。

そして、この紫外線放射装置10では、紫外線発光素子19が発光して紫外線を放射しているときには、紫外線によって第２のカバー44の蛍光体13が励起して可視光を放射し、可視光放射領域31から外部に放射するため、紫外線が放射されているか否かを確認することができる。

なお、第２のカバー44は、紫外線劣化しにくく、紫外線および可視光が透過する無機材料を主成分として形成されていてもよい。この場合、第２のカバー44は、照射開口45を設けず、筒状に形成してもよく、さらに、軸方向の幅が例えば径方向の寸法よりも小さいリング状に形成されていてもよい。

次に、図７に第３の実施形態を示す。

蛍光体13は、基板18に設けられている。蛍光体13は、基板18の紫外線発光素子19が実装される面で、例えば端部側などの１箇所に設けられている。なお、蛍光体13は、基板18の複数箇所に設けてもよい。

そして、この紫外線放射装置10では、紫外線発光素子19が発光して紫外線を放射しているときには、紫外線によって基板18の蛍光体13が励起して可視光を放射し、可視光放射領域31から外部に放射するため、紫外線が放射されているか否かを確認することができる。

なお、基板18の蛍光体13から放射する可視光をカバー12の可視光放射領域31に導くための光ガイドを用いてもよい。光ガイドとしては、筒体でもよいし、導光体でもよく、紫外線劣化しにくい材料で形成されていればよい。

次に、図８ないし図１１に第４の実施形態を示す。

図８に示すように、紫外線放射装置10は、紫外線放射領域30に向けて紫外線を放射する紫外線発光素子19と、可視光放射領域31に向けて可視光を放射する可視光発光素子20とを備えている。

可視光発光素子20は、複数の紫外線発光素子19とともに基板18の配線パターン21上に実装されている。可視光発光素子20は、例えば基板18の長手方向に並ぶ複数の紫外線発光素子19の最も端部側に配置され、複数の紫外線発光素子19と直列または直並列に接続されている。可視光発光素子20は、例えば４００～７００ｎｍの可視光を放射する。可視光発光素子20は、例えばＬＥＤなどの半導体発光素子が用いられている。

図９に示すように、可視光発光素子20は、ボンディングワイヤ接続タイプの発光素子パッケージが用いられている。可視光発光素子20は、ケース48、このケース48に設けられた一対のリードフレーム49、一方のリードフレーム49に配置された可視光を放射する発光素子部50、各リードフレーム49と発光素子部50とを電気接続するボンディングワイヤ51、およびケース48の内側でリードフレーム49と発光素子部50とボンディングワイヤ51を被覆する透光性被覆材52を有している。可視光発光素子20は、一対のリードフレーム49を基板18の配線パターン21に接続して実装されている。

このように、可視光発光素子20にボンディングワイヤ接続タイプの発光素子パッケージを用いることにより、可視光発光素子20の短絡故障時には、ボンディングワイヤ51が溶断され、電気的に開放状態となる。そのため、可視光発光素子20の短絡故障時には、紫外線発光素子19が必ず消灯し、可視光発光素子20が消灯しているにもかかわらず紫外線発光素子19から紫外線が放射されている状態となるのを確実に防止できる。

また、可視光発光素子20内には、電子部品として発光素子部50のみが存在し、他の電子部品は存在しない。例えば、一般に発光素子と並列にツェナーダイオードなどの静電保護素子を接続することがあるが、可視光発光素子20には静電保護素子のような電子部品は並列に接続されない。

これは、静電保護素子が短絡故障するおそれがあり、静電保護素子が短絡故障すると、紫外線発光素子19から紫外線が放射されているにもかかわらず、可視光発光素子20が消灯してしまうためである。そのため、可視光発光素子20内には、電子部品として発光素子部50のみが存在し、他の電子部品は存在しない構成であることにより、可視光発光素子20が消灯しているにもかかわらず紫外線発光素子19から紫外線が放射されている状態となるのを確実に防止できる。

なお、紫外線発光素子19については、静電保護素子を備えていてもよい。

また、図１０に、基板18上に形成される接続回路55の第１例を示す。接続回路55は、複数の紫外線発光素子19と可視光発光素子20とを直並列に接続する。接続回路55は、並列に接続される複数の並列接続回路部56を有している。並列接続回路部56毎に、複数の紫外線発光素子19と少なくとも１つの可視光発光素子20とがそれぞれ直列に接続されている。したがって、配線パターン21の正極側と負極側との間に、複数の紫外線発光素子19と１つの可視光発光素子20とを組とした複数組の発光素子回路が直並列に接続されている。

このように、接続回路55が並列に接続される複数の並列接続回路部56を有する場合、並列接続回路部56毎に複数の紫外線発光素子19と可視光発光素子20がそれぞれ直列に接続されるため、いずれかの並列接続回路部56で紫外線発光素子19あるいは可視光発光素子20の断線などの故障が生じた場合でも、可視光発光素子20が消灯し、紫外線放射装置10の異常を確認することができる。

さらに、可視光発光素子20は、紫外線発光素子19よりも、個数が少ない、または、順方向電圧および光放射強度のうちの少なくとも１つが小さい関係にある。可視光発光素子20は、紫外線放射装置10が紫外線を放射していることが確認できればよいため、このような関係にあることにより、消費電力の増加や価格の上昇を抑制することができる。

また、図１１に、基板18上に形成される接続回路55の第２例を示す。接続回路55は、複数の紫外線発光素子19と可視光発光素子20とを直並列に接続する。接続回路55は、並列に接続される複数の並列接続回路部56を有している。並列接続回路部56毎に、複数の紫外線発光素子19が並列に接続された紫外線発光回路部57の少なくとも１つ（図１１には２つ示す）と、少なくとも１つの可視光発光素子20とがそれぞれ直列に接続されている。さらに、複数の並列接続回路部56と少なくとも１つの可視光発光素子20とが直並列に接続されている。

紫外線を放射する紫外線発光素子19は、可視光発光素子20よりも寿命が短いため、可視光発光素子20が点灯していても紫外線発光素子19から放射される紫外線が減少する。そのため、可視光発光素子20は、複数の紫外線発光素子19を並列接続した紫外線発光回路部57または複数の並列接続回路部56に対し、可視光発光素子20をそれぞれ１つ接続するような回路構成とすることにより、可視光発光素子20が高負荷になり、紫外線発光素子19と同等以下の寿命とし、紫外線発光素子19の寿命を確認することができる。

そして、この紫外線放射装置10では、紫外線発光素子19と可視光発光素子20とを直列に接続しているため、可視光発光素子20が点灯しているか否かによって、紫外線を放射しているか否かを確認できる。

また、可視光発光素子20にボンディングワイヤ接続タイプの発光素子パッケージを用いることにより、さらに、可視光発光素子20には静電保護素子が接続されないことにより、可視光発光素子20が消灯しているにもかかわらず紫外線発光素子19から紫外線が放射されている状態となるのを確実に防止できる。

次に、図１２に第５の実施形態を示す。

紫外線放射装置10は、人感センサ60および電源装置（点灯装置）61を備えている。

人感センサ60は、カバー12の内側に臨んで基板18に実装され、電源装置61から電力の供給を受けて動作する。人感センサ60は、カバー12を通じて人が放射する赤外線を検知し、紫外線発光素子19への電源の供給を停止させる信号である検知信号を電源装置61に出力する。人感センサ60は、無機材料のケース60aに収容され、このケース60aの少なくとも一部に設けられる透光部を通じて人の検知を行う。

電源装置61は、給電部17の内部に収容され、給電部17の電極24と発光モジュール11の基板18との間に電気的に接続されている。電源装置61は、電源基板62、およびこの電源基板62に実装された電源回路を構成する複数の電源部品63を有している。電源装置61は、例えば交流電源を所定の直流電源に変換して紫外線発光素子19に供給する。なお、発光モジュール11の基板18と電源基板62は一体でも別体でもよく、給電部17の電極24と電気的に接続される接続部22は電源基板62側に設けられている。電源装置61は、紫外線放射装置10の内部空間に配置されるが、発光モジュール11の紫外線発光素子19に対して人感センサ60で遮蔽され、紫外線発光素子19からの紫外線が入射するのが低減されている。

そして、電源装置61は、人感センサ60からの検知信号が入力していない状態で、発光モジュール11の紫外線発光素子19に電源を供給し、また、人感センサ60からの検知信号が入力されると、紫外線発光素子19への電源の供給を停止させる。

したがって、紫外線放射装置10を使用する照明装置37において、紫外線の照射領域に人が入った場合、紫外線の放射を自動的に停止し、また、紫外線の照射領域から人が出た場合、紫外線の放射を自動的に再開する。これにより、紫外線放射装置10を使用する照明装置37から人に対して紫外線が照射されるのを防止できる。

なお、電源装置61は紫外線放射装置10の外部に配置してもよく、紫外線放射装置10が備える人感センサ60からの検知信号を外部の電源装置61に出力するようにしてもよい。

このような人感センサ60を用いた構成は、上述した蛍光体13を用いた実施形態、および可視光放射素子20を用いた実施形態のいずれにも適用できる。

次に、図１３および図１４に第６の実施形態を示す。

発光モジュール11の基板18に設けられる接続部22は、配線パターン21の一部で構成される。あるいは、接続部22は、配線パターン21上に設けられた接続端子や接続層などで構成される。

給電部17の一対の電極24は、基板18の一対の接続部22に電気的に直接接続されて固定される。給電部17の一対の電極24は、例えば導電性を有する金属製で、給電部本体23を貫通するように例えばインサート成形によって給電部本体23と一体に設けられている。一対の電極24は、給電部本体23の外端面から突出する電極ピン部66、給電部本体23の内端面から突出されて基板18の接続部22に直接接続される端子部67、および電極ピン部66と端子部67との間で屈曲され電極ピン部66よりも端子部67を給電部本体23の中心側に配置する屈曲部68を有している。

電極ピン部66は、板状で、先端にＬ字形に折曲された折曲部69を有しており、その折曲部69の折り曲げ方向が一対の電極24で互いに反対向きとなるように給電部本体23から突出されている。

端子部67は、二股状に設けられ、その二股の間に基板18の端部が差し込まれる溝部70が設けられている。端子部67は、溝部70に差し込まれる基板18の端部を板厚方向から挟み込んで機械的に固定するとともに、基板18の接続部22に直接接触して電気的に接続される。

屈曲部68は、電極ピン部66から連続する板状に設けられ、給電部本体23に挿通配置されている。屈曲部68は、電極ピン部66から折曲部69とは反対方向に略Ｌ字形に折曲され、さらにその先端から端子部67に連続するように略Ｌ字形に折曲されている。

そして、この紫外線放射装置10では、給電部17の電極24が基板18の接続部22に電気的に直接接続されて固定されるため、紫外線放射装置10の内部空間に臨む給電部17から基板18の紫外線発光素子19までの接続経路を、紫外線劣化しにくい無機材料で構成することができ、紫外線劣化を防止できる。しかも、電気的な接続のための部品点数を削減し、組立性を向上できる。

さらに、給電部17の電極24が二股状で、基板18の端部を挟み込むことにより、電極24が基板18の接続部22に電気的に直接接続されるとともに、電極24と基板18とが固定されるため、給電部17の電極24と基板18の電気的な接続および固定が確実にでき、組立性も良好にできる。

なお、給電部17の電極24の電極ピン部66は、折曲部69を備えず、Ｇ１３形の円柱状のピン形状でもよい。

このような給電部17と基板18の接続構造は、上述した蛍光体13を用いた実施形態、および可視光放射素子20を用いた実施形態にいずれにも適用できる。

次に、図１５および図１６に第７の実施形態を示す。

発光モジュール11は、基板18の端部に設けられる金属製の接続部22として、一対の金属製のコネクタ72を有している。一対のコネクタ72は、基板18の長手方向の一端で配線パターン21に実装され、配線パターン21の正極側と負極側にそれぞれ接続されている。コネクタ72は、基板18の端部方向に向けて差込口を有する略筒形に形成されており、基板18の端部の外方から差込口に差し込まれる給電部17の電極24にコネクタ72が備える接触部が弾性的に接触され、その電極24を電気的に直接接続するとともに機械的に固定するように構成されている。

給電部17の一対の電極24は、基板18の一対の接続部22に電気的に直接接続されて固定される。給電部17の一対の電極24は、例えば導電性を有する金属製で、給電部本体23を貫通するように例えばインサート成形によって給電部本体23と一体に設けられている。一対の電極24は、第６の実施形態と同様に、電極ピン部66、端子部67および屈曲部68を有している。

端子部67は、四角柱状に設けられている。一対の電極24の端子部67は、基板18の一対のコネクタ72の差込孔の中心軸と一致するように配置され、一対のコネクタ72にそれぞれ差し込まれて直接接続される。端子部67は、屈曲部68から突設されているが、基板18のコネクタ72の位置に対応して、屈曲部68の板面の幅方向の一端寄り位置から突設されている。

そして、この紫外線放射装置10は、給電部17の電極24が基板18の接続部22に電気的に直接接続されて固定されるため、紫外線放射装置10の内部空間に臨む給電部17から基板18の紫外線発光素子19までの接続経路を、紫外線劣化しにくい無機材料で構成することができ、紫外線劣化を防止できる。しかも、電気的な接続のための部品点数を削減し、組立性を向上できる。

さらに、基板18の接続部22としてコネクタ72を用いることにより、給電部17の電極24との電気的な接続および固定が確実にでき、組立性も良好にできる。

次に、図１７に第８の実施形態を示す。

紫外線放射装置10は、第５の実施形態と同様に、電源装置61を備えている。電源装置61の電源基板62と発光モジュール11の基板18とは、基板18の紫外線発光素子19が実装された一面側において、給電部品75によって電気的に接続されている。さらに、電源基板62の一面側に、給電部品75とともに電源部品63や接続部22のコネクタ72が実装されている。なお、発光モジュール11の基板18と電源基板62は一体でも別体でもよい。

給電部17の電極24は、接続部22のコネクタ72に電気的に直接接続される。

紫外線放射装置10の内部空間は、板状の遮蔽部76によって、紫外線発光素子19が配置される空間と電源装置61などが配置される空間とに区画されて互いに遮蔽されている。

そして、この紫外線放射装置10では、紫外線放射装置10の内部空間のうちの紫外線発光素子19が実装されている空間と電源装置61などの他の部品が配置される空間とが遮蔽部76によって遮蔽されているため、電源装置61などの他の部品に樹脂などの有機材料が用いられる場合でも、紫外線発光素子19が放射する紫外線を遮蔽し、紫外線劣化を防止することができる。

なお、遮蔽部76で紫外線発光素子19から遮蔽された空間に人感センサ60が配置されていてもよい。

このような遮蔽部76を用いた構成は、上述した蛍光体13を用いた実施形態、および可視光放射素子20を用いた実施形態にいずれにも適用できる。

次に、図１８に第９の実施形態を示す。

紫外線放射装置10は、第５および第８の実施形態と同様に、電源装置61を備えている。電源装置61の電源基板62と発光モジュール11の基板18とは、基板18の紫外線発光素子19が実装された一面側と反対の他面側において、給電部品75によって電気的に接続されている。さらに、電源基板62の他面側に、給電部品75とともに電源部品63や接続部22のコネクタ72が実装されている。なお、発光モジュール11の基板18と電源基板62は一体でも別体でもよい。

給電部17の電極24は、給電部品79によって接続部22に電気的に接続されている。給電部品79は、被覆電線などが用いられ、接続部22のコネクタ72に電気的に接続される。

紫外線放射装置10の内部空間は、基板18および電源基板62などによって、紫外線発光素子19が配置される空間とその反対側の空間とに区画されて隔離されている。

そして、この紫外線放射装置10では、紫外線放射装置10の内部空間のうちの紫外線発光素子19が実装されている空間とは反対側の空間に給電部品75，79、接続部22のコネクタ72および電源部品63などが配置されるため、これら給電部品75，79、接続部22のコネクタ72および電源部品63などの少なくとも一部に樹脂などの有機材料が用いられる場合でも、紫外線発光素子19が放射する紫外線を遮蔽し、紫外線劣化を低減することができる。

このような遮蔽構造は、上述した蛍光体13を用いた実施形態、および可視光放射素子20を用いた実施形態にいずれにも適用できる。

次に、図１９および図２０に第１０の実施形態を示す。

給電部17の給電部本体23が樹脂などの有機材料によって形成される場合である。この場合、給電部本体23は紫外線の照射によって劣化しやすくなるため、給電部本体23の劣化を防止するために給電部本体23に対して紫外線を遮蔽する遮蔽部82を備えている。

遮蔽部82は、給電部本体23の筒部25に対して紫外線を遮蔽するために、カバー12に設けられる蛍光体13を備えている。蛍光体13は、カバー12の内面側で、給電部17が配置されるカバー12の端部側に設けられている。蛍光体13により、紫外線発光素子19から照射される紫外線を可視光に変換し、紫外線が給電部本体23の筒部25に直接照射されるのを防止する。なお、蛍光体13は、カバー12の外表面や、給電部本体23の筒部25の内側に設けてもよい。

遮蔽部82は、給電部本体23の端面部26に対して紫外線を遮蔽するために、給電部本体23の端面部26の内面側を覆う覆い部83を備えている。覆い部83は、紫外線劣化しにくい例えば金属などの無機材料によって形成されている。覆い部83は、一対で、略半円の板状に設けられている。覆い部83は、電極24と一体に設けられるか、別体に設けられて電極24が挿通固定されている。

給電部本体23の内面側には、筒部25との間に一対の覆い部83がそれぞれ配置される一対の略半円の溝部84が設けられているとともに、これら溝部84間に一対の覆い部83を絶縁する隔壁部85が突設されている。なお、隔壁部85は、端面部26の厚みよりも厚いため、紫外線が照射されたとしても端面部26側への劣化の影響が少ない。

なお、給電部本体23に対して紫外線を遮蔽する遮蔽部82は、蛍光体13とは異なる紫外線を遮蔽する遮蔽膜を給電部本体23の内面側に設けたり、例えば金属板などの遮蔽部材を用いてもよい。また、遮蔽部82としては、給電部17が配置されるカバー12の端部側に、紫外線を通さない軟質ガラスを用いてもよい。

そして、この紫外線放射装置10では、給電部17の給電部本体23が樹脂などの有機材料によって形成される場合でも、遮蔽部82により紫外線が給電部本体23に照射されるのを防止でき、給電部本体23の紫外線劣化を抑制し、給電部本体23の寿命を紫外線発光素子19よりも長くすることができる。

給電部本体23の寿命は、給電部本体23の引張強度または圧縮強度などの強度である。給電部本体23の寿命が紫外線発光素子19よりも長いとは、紫外線発光素子19の放射束が例えば７０％に低下したときの給電部本体23の強度が所定値以上確保されていることをいう。

なお、上述した各実施形態の紫外線放射装置10は適宜組み合わせて構成することが可能である。

また、紫外線放射領域30と可視光放射領域31とは、同じカバー12の透光部12aに設けられる場合に限らず、異なる部材の透光部にそれぞれ設けられる構成としてもよい。

また、紫外線放射装置10は、直管形の紫外線照射ランプに限らず、電球形の紫外線照射ランプなどでもよい。さらに、紫外線放射装置10は、ランプの形態に限らず、一体形の照明器具の形態などでもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 紫外線放射装置
11 光源である発光モジュール
13 蛍光体
16 筐体
17 給電部
18 基板
19 紫外線発光素子
20 可視光発光素子
22 接続部
23 給電部本体
24 電極
30 紫外線放射領域
31 可視光放射領域
37 照明装置
41，61 電源装置
49 リードフレーム
50 発光素子部
51 ボンディングワイヤ
52 透光性被覆材
55 接続回路
72 コネクタ
76，82 遮蔽部

Claims

基板およびこの基板に実装された複数の紫外線発光素子を有する光源と；
前記光源を収容し、前記光源からの波長が３００ｎｍ以下の紫外線を透過する紫外線放射領域と、前記光源からの前記紫外線により励起されて可視光を放射する蛍光体を備える可視光放射領域と、を有し、長手方向に前記紫外線放射領域と前記可視光放射領域とが形成された長尺状の筐体と；
を備える紫外線放射装置。
光源と；
前記光源を収容し、波長が３００ｎｍ以下の紫外線を放射する紫外線放射領域と、前記紫外線放射領域からの前記紫外線の放射時に可視光を放射する可視光放射領域と、を有する筐体と；
を備え、
前記光源は、
前記紫外線を放射する紫外線発光素子と、
前記可視光を放射する可視光発光素子と、
前記紫外線発光素子と前記可視光発光素子を直列に接続する接続回路と、
を有し、
前記可視光発光素子は、前記紫外線発光素子よりも、個数が少ない、または、順方向電圧および光放射強度のうちの少なくとも１つが小さい
ことを特徴とする紫外線放射装置。
前記基板は、接続部を有し、
前記筐体は、給電部本体、およびこの給電部本体に設けられる電極を含み、前記電極が前記基板の前記接続部に接触して電気接続される給電部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の紫外線放射装置。
前記可視光発光素子は、リードフレーム、発光素子部、これらリードフレームと発光素子部とを電気接続するボンディングワイヤ、およびこれらリードフレームと発光素子部とボンディングワイヤを被覆する透光性被覆材を有し、前記可視光発光素子内には電子部品として前記発光素子部のみが存在する
ことを特徴とする請求項２記載の紫外線放射装置。
前記光源は、接続部が設けられるとともに前記紫外線発光素子が実装される基板をさらに有し、
前記筐体は、給電部本体、およびこの給電部本体に設けられる電極を含み、前記電極が前記基板の前記接続部に接触して電気接続される給電部を有する
ことを特徴とする請求項２または４記載の紫外線放射装置。
前記接続部は、前記基板の前記紫外線発光素子が実装された一面側とは反対の他面側に前記電極が差し込まれるコネクタを有する
ことを特徴とする請求項３または５記載の紫外線放射装置。
前記給電部本体の寿命が前記紫外線発光素子よりも長くなるように前記給電部本体に対して前記紫外線を遮蔽する遮蔽部をさらに備える
ことを特徴とする請求項３、５、６のいずれか一記載の紫外線放射装置。
請求項１ないし７いずれか一記載の紫外線放射装置と；
前記紫外線放射装置に電力を供給する電源装置と；
を備えることを特徴とする照明装置。