(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷ジャケットに収めた紫外線ランプと、前記紫外線ランプの光を反射する反射板とを筐体に収め、前記紫外線ランプの直射光、及び前記反射板の反射光を照射する紫外線照射器において、
前記反射板の上面に設けられ、当該反射板の熱を回収して前記筐体の外に排出する水冷機構と、
前記水冷機構に密着させて設けられ、前記筐体内の雰囲気の熱を前記水冷機構に伝熱して当該水冷機構に回収させるヒートシンクと、を備え、
前記筐体の紫外線照射口と前記紫外線ランプとの間に、前記紫外線ランプの直射光、及び前記反射板の反射光のうち所定の紫外域成分を透過する紫外線透過フィルタを備え、なおかつ、前記反射板が少なくとも前記所定の紫外域以外の光を吸収する
ことを特徴とする紫外線照射器。
【請求項２】
前記筐体の中で空気を循環させて前記反射板を冷却する送風機を備え、
前記送風機は、前記反射板を経由して前記反射板の熱を回収した空気を吸い込み前記ヒートシンクに吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射器。
【請求項３】
前記紫外線ランプは管状を成し、
前記反射板、及び前記ヒートシンクは、前記紫外線ランプに沿って延在し、
前記送風機は、前記ヒートシンクの延在方向に直交する方向から前記ヒートシンクに風を吹き付けることを特徴とする請求項２に記載の紫外線照射器。
【請求項４】
前記筐体の紫外線照射口と前記紫外線ランプとの間に照度分布調整用の補助反射板を備え、前記筐体内を循環する空気が前記補助反射板を経由して冷却し前記送風機に吸い込まれることを特徴とする請求項２または３に記載の紫外線照射器。
【請求項５】
試料を収める試料室が設けられ、
請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線照射器が組み込み自在に設けられ、前記試料室の試料に前記紫外線照射器の紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を照射する紫外線照射器、及び、当該紫外線照射器が組み込まれた紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組込式の紫外線照射器を備え、試料室に置かれた試料に紫外線照射器の紫外線を照射する紫外線照射装置が知られており、試料の耐候性試験や表面洗浄、改質などに広く用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
この種の紫外線照射器は、紫外線ランプと、紫外線ランプを囲むように配置され当該紫外線ランプの光のうち所望の紫外域成分を透過する色ガラスフィルタと、紫外線ランプの光を反射する反射板と、を備えて構成されている。
【０００３】
さらに、紫外線ランプの表面温度が点灯時に１０００℃近くの高温に達するような場合には、紫外線ランプを石英ガラス製の水冷ジャケットに収めて冷却している。また色ガラスフィルタにあっても、紫外線ランプに曝され、更に所望の紫外域成分以外の成分（例えば可視域成分及び赤外域成分）を吸収することで熱を持つことから、色ガラスフィルタは水冷ジャケットの内部に設置されることが一般的である。また通常、水漏れが起きないように色ガラスフィルタを水冷ジャケット内に固定するために、これらは一体化されている（例えば特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９１９６５号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４１５１号公報
【特許文献３】特開平６−２６７５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、色ガラスフィルタが紫外線ランプの紫外線により劣化して透過率が低下した場合、これに伴って紫外線照射器の照度も低下することから、色ガラスフィルタを水冷ジャケットごと新品と交換する必要が生じる。この場合、紫外線劣化が起こっていない水冷ジャケットの部分も同時に交換するため、ランニングコストの面で問題があった。
【０００６】
そこで例えば、色ガラスフィルタを水冷ジャケットの中に設けるのではなく、色ガラスフィルタに代えて紫外線透過フィルタを紫外線照射器と試料との間に配置する構成とすれば、紫外線透過フィルタのみを交換可能にできる。
しかしながら、紫外線ランプと反射板との間に色ガラスフィルタが介在しないため、前記従来の装置構成では色ガラスフィルタで吸収されていた赤外域成分や可視域成分の光が反射板に直接照射されることとなり、当該反射板が熱を持って高温になり変形してしまう、という新たな問題が生じる。
【０００７】
さらに、従来の構成では、紫外線ランプの赤外域成分や可視域成分に起因する発熱は色ガラスフィルタを通じて水冷ジャケットに回収されているが、この色ガラスフィルタを無くした場合には、これら赤外域成分や可視域成分の光によって筐体内の雰囲気温度が上昇し、内蔵部品を傷めてしまう、という問題も新たに生じる。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、反射板の変形を防止し、なおかつ筐体内温度を適正な温度に維持できる紫外線照射器、及び紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、水冷ジャケットに収めた紫外線ランプと、前記紫外線ランプの光を反射する反射板とを筐体に収め、前記紫外線ランプの直射光、及び前記反射板の反射光を照射する紫外線照射器において、前記反射板の上面に設けられ、当該反射板の熱を回収して前記筐体の外に排出する水冷機構と、前記水冷機構に密着させて設けられ、前記筐体内の雰囲気の熱を前記水冷機構に伝熱して当該水冷機構に回収させるヒートシンクと、を備え、前記筐体の紫外線照射口と前記紫外線ランプとの間に、前記紫外線ランプの直射光、及び前記反射板の反射光のうち所定の紫外域成分を透過する紫外線透過フィルタを備え、なおかつ、前記反射板が少なくとも前記所定の紫外域以外の光を吸収することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上記紫外線照射器において、前記筐体の中で空気を循環させて前記反射板を冷却する送風機を備え、前記送風機は、前記反射板を経由して前記反射板の熱を回収した空気を吸い込み前記ヒートシンクに吹き付けることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上記紫外線照射器において、前記紫外線ランプは管状を成し、前記反射板、及び前記ヒートシンクは、前記紫外線ランプに沿って延在し、前記送風機は、前記ヒートシンクの延在方向に直交する方向から前記ヒートシンクに風を吹き付けることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上記紫外線照射器において、前記筐体の紫外線照射口と前記紫外線ランプとの間に照度分布調整用の補助反射板を備え、前記筐体内を循環する空気が前記補助反射板を経由して冷却し前記送風機に吸い込まれることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上記課題を解決するために、試料を収める試料室が設けられ、上記のいずれかに記載の紫外線照射器が組み込み自在に設けられ、前記試料室の試料に前記紫外線照射器の紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、反射板の熱を回収して筐体の外に排出する熱回収機構を備えるため反射板の熱損傷や熱による変形を防止することができ、さらに筐体内の雰囲気の熱を熱回収機構に伝熱して当該熱回収機構に回収する伝熱体を備えるため、筐体内の温度上昇を緩和して適正な温度に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】耐候性試験装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は一部を切り欠いた正面図、（Ｃ）は左側面からみた装置の内部を示す側面図である。
【図２】紫外線照射器の構成を示す図であり、（Ａ）は一部を切り欠いた正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図３】光源ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は左側面図、及び（Ｅ）は右側面図である。
【図４】紫外線照射器の構成、及び筐体内の空気の循環を模式的に示す図である。
【図５】紫外線照射器の主反射板の温度評価試験の結果を示す図であり、５（Ａ）は温度の測定点を示し、（Ｂ）は各測定点での温度を示す。
【図６】図５の各テストにおける補助反射板の温度、紫外線照射器の筐体の雰囲気温度、当該筐体の温度、及び紫外線照射装置の装置筐体の温度のそれぞれの測定結果を示す図である。
【図７】耐候性試験装置における紫外線ランプの交換の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る耐候性試験装置１の構成を示す図であり、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は一部を切り欠いた正面図、図１（Ｃ）は左側面からみた装置の内部を示す側面図である。
この耐候性試験装置１は、紫外線照射装置の一例であって、試料Ｓの耐候性を試験するため、試料Ｓに紫外線を照射したり、温度や湿度を調節したり、降雨の状態を作るなどして、屋外と同じ条件を作り出して、試料Ｓを屋外に置いたと同じ状態に設定できる装置である。
すなわち、耐候性試験装置１は、図１に示すように、箱形の装置筐体２を備え、装置筐体２の内部は仕切板３によって上室４Ａと下室４Ｂとに上下に仕切られている。上室４Ａには、試料Ｓを収める試料室５、試料室５に設けられ試料Ｓを載置する試料台６、試料Ｓに紫外線を照射する紫外線照射器７、試料室５の雰囲気温度や湿度を耐候性試験に応じて調整するための冷却器９及びヒーター１０、試料室５と冷却器９及びヒーター１０の間で空気を循環するブロワー１１が収められている。
また試料室５の天井面５Ａに上記紫外線照射器７が取り付けられ、この紫外線照射器７に対向して試料台６が配置され、試料台６に載置された試料Ｓに紫外線が照射される。
装置筐体２の上室４Ａの正面には、紫外線照射器７の取り外し作業用の開閉扉１２が設けられており、また紫外線照射器７が開閉扉１２に隣接して配置されることで、組み込み、取り外し作業がし易くなっている。
【００１８】
一方、下室４Ｂには、紫外線照射器７が備える後述の水冷ジャケット３１及び水冷パイプ４０（図２）用冷却水を貯留する水タンク１３が設置されている。水タンク１３には、水道管等の給水管が接続されて水タンク１３に給水する給水管接続管１３Ａと、水タンク１３か外部に排水する配水管１３Ｂとが接続されており、また後述の水冷ジャケット３１及び水冷パイプ４０に冷却水を循環させるためのポンプ１４が併置されている。
また、耐候性試験装置１の装置筐体２の正面には、タッチパネル式のコントロールパネル１５が装着され、該コントロールパネル１５に種々の情報が表示されると共に、このコントロールパネル１５から必要な指示（例えば温度や湿度、紫外線光量、試験時間等）が入力される。
【００１９】
図２は、紫外線照射器７の構成を示す図であり、図２（Ａ）は一部を切り欠いた正面図、図２（Ｂ）は右側面図である。
紫外線照射器７は、金属製の筐体２２を有している。筐体２２は、底面開放直方体形状の光源ケース体２０と、上面及び底面開放の補助反射板収容ケース体２１とを備え、光源ケース体２０の底面側に補助反射板収容ケース体２１がラッチ２３で連結されている。光源ケース体２０には、底面側に紫外線を放射する光源ユニット２４が配置され、当該光源ユニット２４の底面側には平板状の薄膜フィルタ２５が配置されている。
薄膜フィルタ２５は、耐候性試験に求められる紫外領域の波長の光を透過する紫外線透過フィルタであって、紫外線に対して透明な石英ガラス板の表面に例えば誘電体多層膜等の耐熱性に優れた紫外線透過フィルタ材を形成したものである。光源ユニット２４の放射光は薄膜フィルタ２５を通ることで所定の紫外域成分に変換されて、補助反射板収容ケース体２１に導かれる。
【００２０】
補助反射板収容ケース体２１の底面開口は紫外線を照射する紫外線照射口２８であって、紫外線を透過する石英ガラス窓板２７（図４）で閉塞されている。また補助反射板収容ケース体２１には、補助反射板収容ケース体２１の内側面（正面、背面、左右側面の４面）のそれぞれに沿って補助反射板２６が設けられている。補助反射板２６は、紫外線照射口２８と紫外線ランプ３０の間に配置されて、試料台６での照度分布を均一に調整するものである。これにより、紫外線照射口２８からは、上記薄膜フィルタ２５から直接底面に入射した直射光、及び補助反射板２６で反射された反射光により、均一な照射光が照射される。
【００２１】
図３は、光源ユニット２４の構成を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図、図３（Ｃ）は底面図、図３（Ｄ）は左側面図、及び図３（Ｅ）は右側面図である。なお、図３には後述の紫外線ランプ３０及び水冷ジャケット３１を取り外した状態を示す。
光源ユニット２４は、紫外線ランプ３０（図２）、水冷ジャケット３１（図２）、主反射板３２、水冷機構３３、ヒートシンク３４、及び送風機３９（図２）を備えている。
紫外線ランプ３０は、図２に示すように、直管形の例えばメタルハライドランプであって、横長の（正面からみて左右に伸びる）水冷ジャケット３１内に配置されている。水冷ジャケット３１は石英ガラス製の二重管からなり外管と内管の間に二重管の一方端から冷却水が導入され、他方端から排出されるようになされている。紫外線ランプ３０は、水冷ジャケット３１の内管内の中空部分に挿入配置されている。
また光源ユニット２４の両端には端板３５が配置され、各端板３５には、上記水冷ジャケット３１の挿入開口３７が設けられたジャケット支持板３６が設けられ、これらジャケット支持板３６によって水冷ジャケット３１が両端支持される。また、挿入開口３７を通じて水冷ジャケット３１内の紫外線ランプ３０が挿脱自在に成されている。
【００２２】
図４は、紫外線照射器７の構成を、紫外線ランプ３０の管軸に直交する断面図として模式的に示したものであり、紫外線照射器７内の構成部材の配置や空気の流れ、それに試料台６の紫外線照射器７との位置関係を表わしている。
主反射板３２は、断面略Ｕ字状に形成され紫外線ランプ３０に沿って延在する反射板であって、両端の端板３５の間に紫外線ランプ３０の両側から上側を包囲するように設けられ、紫外線ランプ３０を挟んで反対側（下側（底側））に配置されている上記薄膜フィルタ２５に向けて光を反射する。この主反射板３２は、主として紫外成分の光を反射し、また赤外成分の光を吸収する光学特性を有し、金属の基材の反射側表面を赤外線や熱線を吸収する、特殊な蒸着法で形成した金属薄膜等で構成した熱線吸収膜で覆い、当該熱線吸収膜の上に紫外成分を反射する誘電体多層膜を設けた、いわゆるメタルダイクロイックミラーにより構成されている。
【００２３】
すなわち、主反射板３２が赤外線や熱線を吸収するため、図４に示すように、光源ユニット２４の放射光のうち上記薄膜フィルタ２５を透過せずに反射された赤外線Ｋ１が主反射板３２に入射して当該主反射板３２で吸収され、また紫外線ランプ３０から直接放射された赤外線Ｋ２も主反射板３２で吸収される。したがって、主反射板３２及び薄膜フィルタ２５で包囲された紫外線ランプ３０の赤外線や熱線は主反射板３２で吸収され、筐体２２に直接的に照射されることがないため、筐体２２の温度上昇が低減される。
【００２４】
水冷機構３３は、主反射板３２の熱を回収して紫外線照射器７の外に排出する熱回収機構であって、図３に示すように、主反射板３２の左端部の導入口４０Ａから冷却水が導入され当該主反射板３２に沿って右端部側に延び当該右端部の外で折り返し左端部の排出口４０Ｂに戻るＵ字状の水冷パイプ４０を備えている。この水冷パイプ４０は、主反射板３２の上面（紫外線ランプ３０からみて背面側）に接触して配置され、導入口４０Ａ及び排出口４０Ｂには、耐候性試験装置１が備える上記ポンプ１４に接続される。これにより、上記水タンク１３に貯留された水道水が水冷パイプ４０に循環供給され主反射板３２の熱を回収して紫外線照射器７の外の水タンク１３に戻される。
なお、上記ポンプ１４には水冷ジャケット３１も接続されており、当該ポンプ１４によって水冷ジャケット３１の冷却水も循環されている。
【００２５】
このように、主反射板３２が水冷機構３３によって冷却されるため、主反射板３２が紫外線ランプ３０を包囲するように配置され、なおかつ紫外線ランプ３０の赤外線や熱線を吸収する構成であっても、当該主反射板３２の温度上昇が抑えられる。
【００２６】
ヒートシンク３４は、筐体２２内の雰囲気の熱を水冷機構３３の水冷パイプ４０に伝熱させ当該水冷機構３３に回収させる伝熱体であって、水冷パイプ４０に密着して当該水冷パイプ４０に沿って延びる板状ベース体３４Ａと、板状ベース体３４Ａの上面に設けられた多数のフィン３４Ｂとを備えている。板状ベース体３４Ａは水冷パイプ４０で冷却されるため、板状ベース体３４Ａよりもフィン３４Ｂの方が高温となり、フィン３４Ｂを通じて雰囲気の熱が板状ベース体３４Ａに移動し水冷パイプ４０に回収されることとなる。
【００２７】
送風機３９は、ヒートシンク３４への雰囲気の熱の伝熱を促進し、雰囲気の熱回収の効率化を図るものである。具体的には、送風機３９は、クロスフローファンであって、光源ケース体２０の背面側（正面側と対向する側）の側面に取り付けられている。当該側面には、ヒートシンク３４に沿って当該ヒートシンク３４よりも長く延びる吹出開口４７（図２）が形成されており、また吹出開口４７の下方には、吹出開口４７と平行に延びる吸込開口（図示略）が設けられている。送風機３９は、光源ケース体２０の中の空気を吸込開口を通じて吸込側３９Ａに吸い込みヒートシンク３４のフィン３４Ｂに吹出側３９Ｂから吹出開口４７を通じて吹き出して当該ヒートシンク３４を通じて水冷機構３３に熱を回収させる。この送風機３９の作動によって、筐体２２の中で空気が循環し、本実施形態では、図４に示すように、送風機３９がヒートシンク３４の延在方向に直交する方向から筐体２２の天面２２Ａと光源ユニット２４の間に空気Ｍ１を吹き出すことで、ヒートシンク３４を通過した後に対向側面２２Ｂに衝突させて底面側に向かう空気Ｍ２を生じさせる。この空気Ｍ２は主反射板３２と薄膜フィルタ２５の隙間に回り込み、当該主反射板３２を経由して送風機３９に吸い込まれる空気Ｍ３、Ｍ４となる。これにより、空気Ｍ２〜Ｍ４によって主反射板３２が冷却されるとともに、これら空気Ｍ２〜Ｍ４が送風機３９によってヒートシンク３４に吹き付けられることで、主反射板３２の発熱や紫外線ランプ３０の周囲の熱を回収しヒートシンク３４から水冷機構３３に効率良く伝えられる。
【００２８】
また、補助反射板収容ケース体２１には、光源ケース体２０の中を循環する空気を導入する空気導入口４５及び空気排出口４６が設けられており、上記空気Ｍ２の一部の空気Ｍ５が空気導入口４５から導入される。この空気Ｍ５は補助反射板収容ケース体２１の上記送風機３９に対向する側の補助反射板２６に沿って流下し、底面の石英ガラス窓板２７に到達する空気Ｍ６となり、当該空気Ｍ６によって補助反射板収容ケース体２１が冷却される。また空気Ｍ６は石英ガラス窓板２７上を通って送風機３９側の補助反射板２６に至る空気Ｍ７、Ｍ８となり、この補助反射板２６に沿って空気Ｍ８が上昇して空気排出口４６から排出され送風機３９に吸い込まれる空気Ｍ９となる。この空気Ｍ９がヒートシンク３４に吹き付けられることで、補助反射板収容ケース体２１の補助反射板２６等の熱がヒートシンク３４を通じて水冷機構３３に伝えられ回収されることとなる。
【００２９】
また、上述の通り、送風機３９は、紫外線ランプ３０、主反射板３２及びヒートシンク３４の延在方向に対する直交方向から、当該ヒートシンク３４の全長に亘って送風するため、これら紫外線ランプ３０、主反射板３２及びヒートシンク３４の全体を幅広く冷却することができる。
【００３０】
図５は紫外線照射器７の主反射板３２の温度評価試験の結果を示す図であり、図５（Ａ）は温度の測定点を示し、図５（Ｂ）は各測定点での温度を示す。
この温度評価試験は、紫外線ランプ３０のランプ電力を６ｋＷ、水冷ジャケット３１及び水冷パイプ４０を循環する冷却水温度を３０℃としたときに、送風機３９の送風動作の有無、及び、光源ケース体２０から補助反射板収容ケース体２１への通風の有無を変えて試験したものである。なお、本実施形態の主反射板３２の耐熱温度は最大２００℃であり、この温度を超えると熱損傷や変形が生じ得る。また、ランプ電力、及び冷却水温度といった熱的条件は、送風機３９で送風した状態でランプ電力、冷却水温度、及び冷却水量を変えて各測定点の温度を測定する予備実験を行い、当該予備実験において、主反射板３２の耐熱温度を超えない範囲で比較的高い温度が測定されたときの条件を採用した。
【００３１】
図５（Ｂ）において、テスト１は、送風機３９をオンした状態であって、なおかつ、光源ケース体２０から補助反射板収容ケース体２１への通風を無しにした状態（空気導入口４５及び空気排出口４６を閉塞した状態）で紫外線ランプ３０を点灯したものである。
またテスト３は、テスト１において、光源ケース体２０から補助反射板収容ケース体２１への通風を有りにして紫外線ランプ３０を点灯したものである。
これらテスト１及びテスト３のいずれにおいても、主反射板３２の温度は全ての測定点（１）〜（９）で耐熱温度以下に抑えられている。特に、紫外線ランプ３０の中央近傍であって送風機３９によって筐体２２の中の熱が直接吹き付けられる測定点（６）においても良好に温度が抑えられている。
【００３２】
一方、テスト２は、テスト１において、送風機３９をオフにした状態で紫外線ランプ３０を点灯したものである。更に、このテスト２では、紫外線ランプ３０を点灯した直後数分間で、主反射板３２の水冷にもかかわらず、主反射板３２の測定点（６）が２００℃近くに達したため、主反射板３２の保護のために、温度上昇が飽和するのを待たずに試験を中止している。
これらテスト１及びテスト２の比較によれば、送風機３９により筐体２２内で空気を循環させて主反射板３２を冷却し、当該主反射板３２を経由して熱を回収した空気Ｍ４をヒートシンク３４に吹き付け水冷機構３３（水冷パイプ４０）に回収させることで、当該主反射板３２の熱を水冷機構３３に効率良く回収させ温度を適正な温度に維持できることが分かる。
【００３３】
またテスト１、及びテスト３を比較すると、光源ケース体２０から補助反射板収容ケース体２１に通風を行っても、主反射板３２の温度に有意な差は生じず、当該主反射板３２の冷却性は維持されることが示されている。
【００３４】
図６は、図５の各テストにおける補助反射板２６の温度、紫外線照射器７の筐体２２内の雰囲気温度、当該筐体２２の温度、及び紫外線照射装置１の装置筐体２の温度のそれぞれの測定結果を示す図である。なお、補助反射板２６の温度は、補助反射板収容ケース体２１の正面、背面、及び左右側面の４面に設けた各補助反射板２６の中央部の表面温度を平均したものであり、また紫外線照射器７の筐体２２の温度は筐体２２の外側上面中央の表面温度を示し、紫外線照射装置１の装置筐体２の温度は装置筐体２の外側正面中央の表面温度を示す。
図６に示すように、テスト１及びテスト３を比較すると、光源ケース体２０から補助反射板収容ケース体２１に通風を行うことで、補助反射板２６の温度が低下して冷却されていることが分かる。
上述の通り、光源ケース体２０から補助反射板収容ケース体２１に通風を行っても、主反射板３２の冷却性を維持できることから、補助反射板収容ケース体２１に通風することで、主反射板３２及び補助反射板２６の両方が効率良く冷却されることが分かる。
【００３５】
また、紫外線照射器７の筐体２２内の雰囲気温度にあっては、テスト１及びテスト３（共に送風あり）とテスト２（送風無し）との比較から、送風機３９で空気を循環させ、なおかつ筐体２２の中の空気をヒートシンク３４に吹き付けることで、筐体２２の雰囲気の熱がヒートシンク３４を通じて水冷機構３３に回収され、雰囲気の温度が有意に低下することが分かる。
【００３６】
さらにテスト１からテスト３のいずれにおいても、耐候性試験装置１の装置筐体２の温度が概ね３０℃程度に抑えられており、手で触れても熱く感じることがない。
詳述すると、紫外線照射器７は、耐候性試験装置１の正面側の側面である開閉扉１２に隣接して配置しているため、紫外線照射器７の筐体２２の温度が高くなると、開閉扉１２までも温度が上昇し、安易に触れることができなくなる。
これに対して、本実施形態では、紫外線照射器７の各部の熱は水冷機構３３により効率良く回収されて水タンク１３等の外部に排出されるため、紫外線照射器７の筐体２２の温度も抑えられ、結果として、耐候性試験装置１の装置筐体２の温度も抑えられる。
また紫外線照射器７の温度が抑えられ、また熱を水冷機構３３で外部に排出するため、当該紫外線照射器７を組み込む耐候性試験装置１では、紫外線照射器７の熱対策をする必要がなく、装置構成を簡易かつ低コストにできる。
【００３７】
ところで、紫外線ランプ３０は、経年劣化により、ある程度の点灯時間ごとに交換する必要がある。紫外線ランプ３０は、紫外線照射器７に内蔵されるため、紫外線ランプ３０の交換に際しては、従来、紫外線照射器７を耐候性試験装置１から一旦取り外してから交換作業をする必要がある。具体的には、水冷ジャケット３１内部に色ガラスフィルタを設置している従来の紫外線照射器においても、かかる色ガラスフィルタが、上記薄膜フィルタ２５などと比べて短時間で紫外線により劣化して透過率が低下してしまうことから、紫外線ランプ３０と同時交換をしないと装置しての性能を発揮することが出来なくなるため、当該紫外線ランプ３０の交換と同時に、色ガラスフィルタを水冷ジャケット３１ごと交換しており、このため、紫外線ランプ３０の交換時には紫外線照射器を耐候性試験装置から一旦取り外す必要が生じる。
しかしながら、紫外線照射器７の重量は大きく、取り外し、組み込みのために上げ下ろしする際には危険が伴い、またランプ交換作業に多大な時間を要する、という問題がある。
これに対して、本実施形態の耐候性試験装置１は、紫外線照射器７を組み込んだまま紫外線ランプ３０の交換を可能にしている。
すなわち、紫外線照射器７にあっては、図７に示すように、端部の端板３５の挿入開口３７から紫外線ランプ３０が挿脱自在に構成され、また耐候性試験装置１にあっては、装置筐体２の側面２Ａに、組み込まれた紫外線照射器７の端板３５の対面箇所に開口５０が設けられ、この開口５０にランプ交換用扉５１を取り付ける構成としている。
【００３８】
これにより、ランプ交換の際には、紫外線照射器７を耐候性試験装置１から取り外さなくとも、ランプ交換用扉５１を開いて紫外線照射器７の端板３５を露出させ、この端板３５の挿入開口３７から紫外線ランプ３０を引き出すだけで交換でき、ランプ交換作業を簡単、安全、かつ短時間にできる。
特に、本実施形態の紫外線照射器７では、水冷ジャケット３１内部に色ガラスフィルタを配置するのではなく、当該色ガラスフィルタよりも紫外線に対して劣化しづらい薄膜フィルタ２５を用いる構成としているため、紫外線ランプ３０の交換時には、従来のように水冷ジャケット３１の交換が不要となり、しかも当該紫外線ランプ３０のみを耐候性試験装置１のランプ交換用扉５１から簡単に交換することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、主反射板３２の熱を回収して筐体２２の外に排出する熱回収機構の一例としての水冷機構３３と、筐体２２内の雰囲気の熱を水冷機構３３に伝熱して当該水冷機構３３に回収する伝熱体としてのヒートシンク３４と、を備える構成とした。
この構成により、水冷機構３３によって主反射板３２の熱が回収されて筐体２２の外に排出されるため主反射板３２の熱損傷や熱変形を防止することができ、さらに筐体２２内の雰囲気の熱が水冷機構３３にヒートシンク３４を介して回収されるため、筐体２２内の温度上昇を緩和して適正な温度に維持できる。
【００４０】
また本実施形態によれば、筐体２２の中で空気を循環させて主反射板３２を冷却する送風機３９を備え、この送風機３９は、主反射板３２を経由して当該主反射板３２の熱を回収した空気Ｍ４を吸い込みヒートシンク３４に吹き付ける構成とした。
この構成により、筐体２２の中の雰囲気の熱をヒートシンク３４を通じて効率良く水冷機構３３に伝え外部に排出することができ、筐体２２の中の温度上昇をより効率良く抑えられる。
【００４１】
また本実施形態によれば、紫外線ランプ３０は、管状を成し、主反射板３２及びヒートシンク３４は、紫外線ランプ３０に沿って延在し、送風機３９は、ヒートシンク３４の延在方向に直交する方向から当該ヒートシンク３４に風を吹き付ける構成とした。
これにより、主反射板３２の全長に亘って幅広く風を送り、またヒートシンク３４で効率良く熱を回収させることができる。
【００４２】
また本実施形態によれば、筐体２２の紫外線照射口２８と紫外線ランプ３０との間に照度分布調整用の補助反射板２６を備え、筐体２２内を循環する空気が補助反射板２６を経由して冷却し送風機３９に吸い込まれる構成とした。
この構成により、主反射板３２に加えて補助反射板２６も効率良く冷却できる。
【００４３】
また本実施形態によれば、筐体２２の紫外線照射口２８と紫外線ランプ３０との間に、紫外線ランプ３０の光、及び主反射板３２の反射光のうち所定の紫外域成分を透過する紫外線透過フィルタたる薄膜フィルタ２５を備え、なおかつ、主反射板３２が少なくとも所定の紫外域以外の光を吸収する構成とした。
この構成により、薄膜フィルタ２５を透過せずに反射された赤外線や紫外線ランプ３０が放射する赤外線が主反射板３２で吸収され、筐体２２への赤外線の照射量が抑えられるため当該筐体２２の温度上昇を抑制できる。
【００４４】
また本実施形態によれば、試料Ｓを収める試料室５が設けられた耐候性試験装置１に、上記の紫外線照射器７を組み込み自在に設け、試料室５の試料Ｓに紫外線照射器７の紫外線を照射する構成とした。
これにより、紫外線照射器７にあっては熱が水冷機構３３により効率良く回収されことで、耐候性試験装置１に与える熱的な負荷が小さく、試料室５の温度等に悪影響を及ぼすことがなく、また耐候性試験装置１の冷却性能を向上させる必要もないため、紫外線照射器７の組み込みが容易となる。
【００４５】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
【００４６】
例えば上述した実施形態では、主反射板３２にＵ字状の水冷パイプ４０を接触させて熱を回収する構成を例示したが、これに限らず、主反射板３２の裏面を蛇行する形状、或いは主反射板３２の左右両端間を数往復する形状に成された水冷パイプ４０、又は、複数本の水冷パイプ４０を用いて、主反射板３２の水冷による冷却性を高め、例えば送風機３９の送風が無い状態でも主反射板３２の温度が耐熱温度を超えないようにしても良い。
また、水冷パイプ４０を用いた水冷に代えて、例えばヒートパイプ等の任意の熱回収機構を用いても良いことは勿論である。
【００４７】
また例えば、上述した実施形態では、ヒートシンク３４の全長と同程度の長さの吹出開口４７を１つだけ設けたが、これに限らず、複数の吹出開口４７をヒートシンク３４の延在方向に沿って設けても良く、また各吹出開口４７ごとに送風機３９を設置しても良い。
【００４８】
また例えば、上述した実施形態では、本発明の紫外線照明装置の一態様として、耐候性試験装置を例示したが、これに限らず、本発明は、試料表面の紫外線洗浄や改質といった材料プロセスのために紫外線を照射する装置といった各種の紫外線照射装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１  耐候性試験装置（紫外線照射装置）
２  装置筐体
５  試料室
７  紫外線照射器
１３  水タンク
１４  ポンプ
２０  光源ケース体
２１  補助反射板収容ケース体
２２  筐体
２４  光源ユニット
２５  薄膜フィルタ（紫外線透過フィルタ）
２６  補助反射板
２８  紫外線照射口
３０  紫外線ランプ
３１  水冷ジャケット
３２  主反射板（反射板）
３３  水冷機構（熱回収機構）
３４  ヒートシンク（伝熱体）
３５  端板
３６  ジャケット支持板
３７  挿入開口
３９  送風機
３９Ａ  吸込側
３９Ｂ  吹出側
４０  水冷パイプ
４５  空気導入口
４６  空気排出口
４７  吹出開口
５０  開口
５１  ランプ交換用扉
Ｓ  試料
【図１】
0005724488.tif 000002
【図２】
0005724488.tif 000003
【図３】
0005724488.tif 000004
【図４】
0005724488.tif 000005
【図５】
0005724488.tif 000006
【図６】
0005724488.tif 000007
【図７】
0005724488.tif 000008