(57)【要約】【課題】人の手を介さず除菌対象部材を自動的に滅菌・除菌する安価で簡単に使用できる装置であるとともに人体への安全性を考慮した除菌装置を提供すること。【解決手段】除菌対象部材に紫外線を照射して除菌を行う紫外線除菌装置であって、除菌用の紫外線を発生するＬＥＤ紫外線光源と、前記紫外線除菌装置への人の接近・離隔に伴い信号を発生する検出器と、前記紫外線光源の点灯・消灯を制御する制御部と、を備え、前記検出器の出力に応じて前記制御部により前記紫外線光源を制御する。【選択図】図１
2020116430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除菌対象部材に紫外線を照射して除菌を行う紫外線除菌装置であって、
除菌用の紫外線を発生する紫外線光源と、
前記紫外線除菌装置への人の接近・離隔に伴い信号を発生する検出器と、
前記紫外線光源の点灯・消灯を制御する制御部と、を備え、
前記検出器の出力に応じて前記制御部により前記紫外線光源を制御することを特徴とする紫外線除菌装置。
【請求項２】
前記検出器が振動センサ若しくは動体センサであり、人の接近に伴う前記検出器からの接近信号を受けて前記制御部が前記紫外線光源を消灯するとともに、人の離隔に伴う前記検出器からの離隔信号を受けて前記制御部が所定の時間後に前記紫外線光源を点灯することを特徴とする請求項１に記載の紫外線除菌装置。
【請求項３】
前記紫外線光源が半導体光源であり、該半導体光源より発光される紫外線が光学系により前記除菌対象部材へ照射され、前記除菌対象部材に直接照射される紫外線以外の紫外線が反射手段で反射され前記除菌対象部材へ照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外線除菌装置。
【請求項４】
前記紫外線除菌装置が、前記制御部及び前記検出器を含む本体部と、前記紫外線光源を含む発光部とに分かれ、両者が柔軟性のある接続部で接続されることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の除菌装置。
【請求項５】
前記除菌対象部材がドアノブであり、該ドアノブを挟んで前記紫外線光源と対向して紫外線反射器が設けられ、該紫外線反射器が前記紫外線光源からの紫外線を反射して前記ドアノブを前記紫外線光源と反対方向から前記ドアノブを照射することを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の除菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を用いたドアノブなどの除菌装置に掛かるものである。
【背景技術】
【０００２】
不特定多数の人が利用するトイレ、事務所、コンビニ等のドアノブや人の手が触れる場所はノロウィルスや新型コロナウィルス等の感染症の感染源になる恐れがある。トイレ内で用を足した人がトイレ内で手洗いを丁寧に行った場合であっても、トイレを出る際に手を洗わない保菌者が手を触れたドアノブに触れればトイレ内での手洗いの意味が無くなることになる。ドアノブのアルコール消毒は有効な除菌手段ではあるが、毎回の消毒作業は作業者の負担が大きい。ノロウィルスやＯ−１５７、昨今では新型コロナウィルスなどの感染症の伝染は社会的問題となっている。人間の手から手への伝染を防ぐ為に丁寧な手洗いが推奨を促されているが、全ての人が丁寧な手洗いをしている訳ではないので、不特定多数の人が触るドアノブを自動的に除菌することが望まれている。
【０００３】
また、病院においてはブドウ球菌などによる院内感染が問題となっている。院内感染を防止するためには患者に接する医師の手や器具などの消毒を頻繁に行うとともに、複数の人が出入りする部屋のドアノブの消毒を行わなければならならない。従来はドアノブの除菌のためにドアノブを消毒液が含まれた布などで定期的に拭き取ることが行われていた。
【０００４】
ドアノブを清潔に保つ先行技術として、特許文献１において除菌用深紫外線発光体をドアノブ内に埋め込んだ発明が開示されている。この発明によるドアノブを取り付けるためにはドアノブの交換が必要なので工事費が発生するとともにこの発明によるドアノブが高価なことから普及が難しいという問題がある。また、紫外線ＬＥＤを使用した殺菌機器も数多く販売されているが設置場所の用意が必要であり価格が高いこともあって簡便な殺菌装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−７１１４３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
不特定多数の人が出入りするドアのドアノブを確実に消毒するためには頻繁に拭き取り作業を行う必要があるので、清掃作業の負担が大きいという問題がある。解決策としての自動ドアの設置があるが費用負担が大きいとともに、病病室その他個室の出入口などでは患者のプライバシー保護の上からも自動ドア化は困難である。          
【０００７】
また、家庭においても人の手が触れるものの簡便な除菌装置が望まれている。例えば家庭に細菌などを持ち込まないため不特定の人の手を経て配達される宅配便を置く宅配箱の内部除菌も望まれている。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、人の手を介さず除菌対象部材を自動的に滅菌・除菌する安価で簡単に使用できる装置であるとともに人体への安全性を考慮した除菌装置を提供することである。この装置を人の手が触れる場所、例えばドアノブへ適用することでドアノブは既存の物を交換することなく使用して自動的にドアノブの滅菌・除菌状態を実現できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、除菌対象部材に紫外線を照射して除菌を行う紫外線除菌装置であって、除菌用の紫外線を発生する紫外線光源と、前記紫外線除菌装置への人の接近・離隔に伴い信号を発生する検出器と、前記紫外線光源の点灯・消灯を制御する制御部と、を備え、前記検出器の出力に応じて前記制御部により前記紫外線光源を制御することを特徴とする紫外線除菌装置である。
【００１０】
本発明の紫外線除菌装置は、除菌用の紫外線を発生する紫外線光源と、前記紫外線除菌装置への人の接近・離隔に伴い信号を発生する検出器と、前記紫外線光源の点灯・消灯を制御する制御部と、を備え、前記検出器の出力に応じて前記制御部により前記紫外線光源を制御するので的確な紫外線照射の実現を図れる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記検出器が振動センサ若しくは動体センサであり、人の接近に伴う前記検出器からの接近信号を受けて前記制御部が前記紫外線光源を消灯するとともに、人の離隔に伴う前記検出器からの離隔信号を受けて前記制御部が所定の時間後に前記紫外線光源を点灯することを特徴とする請求項１に記載の紫外線除菌装置。
【００１２】
本発明の紫外線除菌装置は、前記検出器が振動センサ若しくは動体センサであり、人の接近に伴う前記検出器からの接近信号を受けて前記制御部が前記紫外線光源を消灯するとともに、人の離隔に伴う前記検出器からの離隔信号を受けて前記制御部が所定の時間後に前記紫外線光源を点灯するので紫外線による人体への影響の抑制を図れる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記紫外線光源が半導体光源であり、該半導体光源より発光される紫外線が光学系により前記除菌対象部材へ照射され、前記除菌対象部材に直接照射される紫外線以外の紫外線が反射手段で反射され前記除菌対象部材へ照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外線除菌装置である。
【００１４】
本発明の紫外線除菌装置は、前記紫外線光源が半導体光源であり、該半導体光源より発光される紫外線が光学系により前記除菌対象部材へ照射され、前記除菌対象部材に直接照射される紫外線以外の紫外線が反射手段で反射され前記除菌対象部材へ照射されるので、装置が小型になり光源の長寿命化が図れる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記紫外線除菌装置が、前記制御部及び前記検出器を含む本体部と、前記紫外線光源を含む発光部とに分かれ、両者が柔軟性のある接続部で接続されることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の除菌装置である。
【００１６】
本発明の紫外線除菌装置は、前記制御部及び前記検出器を含む本体部と、前記紫外線光源を含む発光部とに分かれ、両者が柔軟性のある接続部で接続されるので、装置の取付場所の柔軟化を図れる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記除菌対象部材がドアノブであり、該ドアノブを挟んで前記紫外線光源と対向して紫外線反射器が設けられ、該紫外線反射器が前記紫外線光源からの紫外線を反射して前記ドアノブを前記紫外線光源と反対方向から前記ドアノブを照射することを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の除菌装置である。
【００１８】
本発明の紫外線除菌装置は、前記除菌対象部材がドアノブであり、該ドアノブを挟んで前記紫外線光源と対向して紫外線反射器が設けられ、該紫外線反射器が前記紫外線光源からの紫外線を反射して前記ドアノブを前記紫外線光源と反対方向から前記ドアノブを照射するので、人の出入りが多いドアのドアノブを清潔化が図れる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、紫外線による除菌対象部材に対する除菌の簡便化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）本発明にかかる分離型の紫外線除菌装置の使用態様の説明図及び（Ｂ）分離型の紫外線除菌装置の使用態様の説明図である。
【図２】（Ａ）ドアノブ、（Ｂ）内鍵の背面へ紫外線を照射する様子の説明図である。
【図３】ドアを人が出入りする様子の説明図である。
【図４】人の出入りに伴う除菌装置の動時間的動作の説明図である。
【図５】分離型の紫外線除菌装置の機械的な構成の説明図である。
【図６】分離型の紫外線除菌装置の内部構成図である。
【図７】制御部の回路図である。
【図８】（Ａ）ドアノブへ人の手が触る様子，（Ｂ）受光レベルが変化する説明図である。
【図９】（Ａ）扉の開いた宅配箱、及び（Ｂ）宅配箱へ紫外線除菌装置を適用した場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
波長１００ｎｍ〜４００ｎｍの光を紫外線と呼ぶが、波長２８０ｎｍ以下の紫外線は深紫外線（ＵＶＣ紫外線）と呼ばれ細菌やウイルスのＤＮＡを破壊する作用が強く殺菌や除菌に向いている。ＵＶＣ紫外線を利用した除菌滅菌装置はその殆どは光源に水銀ランプを用いており、一般家庭用には適していない。水銀を用いたＵＶＣ帯ランプは強力であるがランプの為寿命が短くまた、消費電力も大きいため簡便な電池による除菌装置に適していないためである。一方最近の技術では除菌滅菌に有効な２６５ｎｍ付近のＵＶＣ帯を発光できる高性能ＵＶ  ＬＥＤが開発されている。ＬＥＤは低消費電力で寿命が長いので電池駆動での照射が可能となってきた。以後、深紫外ＬＥＤをＵＶＣ―ＬＥＤという。
【００２２】
図１は、本発明に係る紫外線除菌装置のドアノブへの適用例である。図１（Ａ）ではドアノブよりも上に取り付けられた分離型１０の本体１からは、自在に動いて柔軟に照射位置が変えられる接続部５の先に発光部７が取り付けられている。本体部１の下に位置するドアノブ３０に対して発光部７のＵＶＣ―ＬＥＤから発光された紫外線の直接光が照射されており、この照射された紫外線によりドアノブに存在している細菌の除菌やウイルスの破壊をする。以後、細菌の除菌とウイルスの破壊をまとめて除菌と表現する。
【００２３】
図１（Ｂ）はドア自体に本体が取り付けできない場合の設置方法で、ドア枠上部若しくはサイドに本体を取り付けることにより離れた位置からドアノブに対して照射が可能となっている。
【００２４】
図２（Ａ）はドアノブに照射された紫外線の様子を示すイメージ図である。ドアノブの下に反射器５０として凹面鏡５０が取り付けられている。光源から直接紫外線が当たらないドアノブの裏側に対しては、漏れた紫外線がこの凹面鏡５０により反射されることにより、紫外線が集光されドアノブの裏側に照射され除菌が行われる。同じく図２（Ｂ）はトイレなどの内鍵３１の除菌に紫外線を照射した様子を示し、ドアノブの場合と同じく反射器である凹面鏡５０により内鍵３１の下面から紫外線を照射する。
【００２５】
図３に人の出入り状態を示す。一番左の図で閉まったドアを２番目の図で人が開ける。その際にドアノブに触る。３番目の図で人は部屋の中へ入りドアを閉め、人がドアから離れてドアは閉まった状態になる。ドアの開け締めによりドアが振動するのでその振動を振動センサで検出する。
【００２６】
図４に示す０秒から１２０秒間のタイムチャートを使い一連の人の動きに伴う紫外線除菌装置の動作を説明する。図３に示すように、図４のタイムチャートの第１行がドアを開ける動作、第２行がドアを閉める動作を示すので、０秒〜１０秒及び４１秒〜５０秒の間に人がドアを開けドアを閉める様子を示している。第３行は振動センセの出力を示し、第４行は第１タイマー、第５行は第２タイマーの動きを示す。第２タイマーの出力で制御されるＬＥＤについて色の濃い部分がＬＥＤの点灯を示す。人の出入りで振動が検出されるときはＬＥＤが消灯するように紫外線除菌装置が動作する。
【００２７】
ドアの開け閉めを例えば振動センサで検出するとそれがスタート信号になる。スタート信号はＬＥＤの消灯指令にもなる。スタート信号が検出されると第一タイマー４０３がスタートするが途中で再度スタート信号が入ると再度初期状態に戻って時間測定を開始する。予め規定する時間、例えば待機時間として３秒間スタート信号が来ないときは人が居ないとみなしてＬＥＤを点灯する。
【００２８】
通常の人の出入りが無い状態では装置は起動していない。人がドアを開け内部に入った所定の時間、例えば３秒後にタイマー２により自動的に予め規定する時間（例えば、１分〜３分間）ＵＶＣ  ＬＥＤより発行された深紫外線が照射され除菌を行う。以降これの繰り返しを行う。この様に人の出入りを検出して人がドアから離れたことを推定するタイムラグ照射により人体への紫外線照射での影響を極力防止している。
【００２９】
図１（Ａ）に示す分離型の紫外線除菌装置１０の機械的な構造について図５を用いて説明する。紫外線除菌装置の本体部１の筐体２の中には電源となる電池３と振動センサ４０１及び振動センサからの信号を受けて作動するタイマー回路が収容される。紫外線の点灯、消灯を制御する制御部は振動センサとタイマーを有する。
【００３０】
本体部１と発光部７とは、自在に動く柔軟な材料で構成される接続部５で機械的及び電気的に接続される。接続部は柔軟なチューブ５１の中にＬＥＤの駆動用の導線２２と機械的に本体部と発光部とを接続する金属や合成樹脂のケーブル２１が収められている。図５（Ａ）の右下の筐体１１は本体部１の筐体２を下から見た図である。
【００３１】
図５（Ｂ）には発光部７とドアノブの下へ置かれる紫外線反射器５０が示される。この反射器は発光部７のＬＥＤからの紫外線が照射されないドアノブ下側をドアノブに妨げられなかった紫外線を反射してドアノブの下部を照射する。図５（Ｂ）の右側に記載される発光部は、電気的のみに本体部と接続される予備発光部７１である。予備発光部７１は予備発光部接続用ケーブル８１で本体部の予備発光部接続端子８に接続されて予備発光部７１に内蔵されるＬＥＤの点灯及び消灯が制御される。
【００３２】
図６は分離型紫外線除菌装置を構成する部分の機能的な構成図である。分離型紫外線除菌装置１０の本体部１には、電池３とタイマーＩＣ４と振動センサ４０１、タイマーの時定数を決める時間設定スイッチ４０２が含まれる。今回使用したＩＣはアナログ式なのでしきい値入力（６番ピン）への電圧変化を抵抗とコンデンサで決まる時定数で制御する。時定数を決める抵抗またはコンデンサの値をディップスイッチで変えられる。電池３は１か月〜数か月使用可能な充電式電池が好ましく商用電源が取れない場所でも使用できる構成となっている。
【００３３】
振動センサ４０１は図１のドアに伝わるドアの開け閉めに伴う振動を検出してタイマー回路へ伝達し、タイマー回路はその信号に基づいてタイマー動作を開始する。振動センサ４０１からの出力が所定時間内に発生しているときは、人がドアの傍にいる接近信号となり、所定時間を超えて振動センサ４０１からの信号が無いときはそれが、人が紫外線除菌装置から離れる離隔信号となる。  
【００３４】
本体部１に接続部５で接続される発光部７には、１個〜数個のＵＶＣ−ＬＥＤ６とこれらから発光された紫外線を集光する光学系９によりほぼ平行光とされ除菌対象部材へ照射される。光学系９には紫外線を透過する蛍石（フローライト）や光学石英ガラスを用いる。
【００３５】
図７にタイマー回路を示す。第１タイマー４０３は、振動センサの出力を受けて時間測定を開始してタイムアップすると第２タイマー４０４をスタートさせてＬＥＤを所定時間点灯させる。ドアの開け締めで振動センサからの信号が入るときは人がドアの傍に居るので近接信号となる。振動センサからの信号が所定の時間無くなると人がドアから離れたということで、第２タイマー４０４が時間測定を始めるとともにＬＥＤを点灯し、所定の時間、例えば３分後に第２タイマーがタイムアップしてＬＥＤを消灯する。振動センサの出力は第２タイマーへも送られて第２タイマーのリセット信号となり点灯中のＬＥＤを強制的に消灯する。なお、タイマーはデジタル式で構成しカウンターを回す方式でも良い。
【００３６】
図８はドアノブへの人の手の接近を光学的に検出する場合を示す。図８（Ａ）に示す金属などでできているドアノブからの紫外線等の検出光の反射光の強度が人の手の侵入で図８（Ｂ）のように変化するのでその変化を近接・離隔信号としてＬＥＤ駆動の制御を行うことができる。ここで、検出光には赤外光を用いても良い。また、人の近接・離隔は市販の赤外線、超音波などを用いた動体センサからの出力を利用しても良い。
【００３７】
図９に宅配箱へ紫外線除菌装置を設置した場合を示す。宅配箱の対角線の位置へ一対の紫外線除菌装置の発光部を置く。一つは発光部、もう一つは予備発光部である。図９（Ａ）は空の状態の宅配箱で、図９（Ｂ）は荷物が入っている状態を示す。宅配箱の各面には紫外線を反射する反射板を取り付けると紫外線がまんべんなく荷物を照射することができる。
【００３８】
本発明により紫外線による除菌が容易になり人々の生活の質の向上が図れる。
【符号の説明】
【００３９】
１  本体部
２  本体の筐体
３  電池
４  制御部（振動センサ）
１０  分離型紫外線除菌装置
２０  一体型紫外線除菌装置
４０１  振動センサ
４０２  照射時間設定スイッチ
４０３  第１タイマー
４０４  第２タイマー
５  接続部
５１  チューブ
６  ＬＥＤ
６１  受光部
７  発光部
７１  予備発光部
８  予備発光部接続端子
８１  予備発光部接続用ケーブル
９  光学系
１０  分離型紫外線除菌装置
２０  一体型紫外線除菌装置
３０  ドアノブ
３１  内鍵
４０  紫外線
５０  紫外線反射器
１００  宅配箱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020116430.tif 000009
【図８】
2020116430.tif 000010
【図９】
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