特開 2024-165724 防水型紫外線発光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165724

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】防水型紫外線発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

H01L33/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082147

(22)【出願日】2023-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000888

【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋元 政洋

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142AA42

5F142AA72

5F142AA75

5F142BA32

5F142CD02

5F142CD18

5F142DB03

5F142DB32

5F142DB42

5F142DB44

5F142EA02

5F142EA32

5F142GA31

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ＬＥＤダイの水分による劣化を防止でき、かつ、熱による劣化も防止できる防水型紫外線発光モジュールを提供する。
【解決手段】実装基板２０の上に紫外線ＬＥＤパッケージ１０が搭載されている。レンズ４０は、ドーム状のレンズ本体４１と、鍔部４２を備えている。カバー５０と筐体３０との間にレンズ４０の鍔部４２を挟み、締結具６０でカバーを筐体に押し付けて固定している。筐体３０には、凸型のリブ３１が設けられている。レンズ４０の鍔部４２の下面がリブに押し付けられて変形することにより、レンズ４０内の空間を密閉している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

紫外線光線と、実装基板と、筐体と、レンズと、カバーと、締結具とを有し、
前記紫外線光源は、紫外線を発するＬＥＤダイがパッケージ内に封入されたＬＥＤパッケージであり、
前記実装基板は、配線を備え、前記紫外線光源が搭載され、前記筐体の上に配置されており、
前記筐体は、前記実装基板を搭載する板状であり、
前記レンズは、紫外線を透過する材料から成り、前記紫外線光源を空間を挟んで覆うように配置されたドーム状のレンズ本体と、前記レンズ本体の周縁部に一体に設けられた鍔部を備え、
前記カバーは、前記レンズの鍔部を覆い、
前記締結具は、前記カバーと前記筐体との間に前記レンズの鍔部を挟んだ状態で、カバーを前記筐体に押し付けて固定し、
前記筐体の前記レンズの鍔部が接する部分には、前記実装基板の周縁に沿って凸型のリブが設けられ、
前記レンズの前記鍔部の下面の前記リブに接する部分が、前記カバーにより前記リブに押し付けられて変形することにより、前記レンズ内の空間を密閉していることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項2】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記レンズを構成する材料は、樹脂であることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項3】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記実装基板の周縁は、前記レンズ本体の前記空間に接する内周の縁部より外側に位置し、かつ、前記筐体の前記リブよりも内側に位置する
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項4】

請求項３に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記レンズの前記鍔部の下面は、前記実装基板の周縁において段差を有し、前記段差よりも内側の領域が前記実装基板の上面に接し、前記段差よりも外側の領域が、前記実装基板の上面に接していることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項5】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記実装基板の下面と前記筐体との間には、絶縁性の熱伝導シートが挟まれていることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項6】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記締結具は、ねじであることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項7】

請求項２に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記紫外線光源は、前記ＬＥＤダイを搭載する基板と、前記実装基板上のＬＥＤダイが配置された空間を覆う紫外線に対して透明な封止部材とを含み、
前記封止部材は、ガラスである
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項8】

請求項５に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、給電線と、充填部材をさらに有し、
前記筐体および前記熱伝導シートには、それぞれを厚み方向に貫通する第１貫通孔と第２貫通孔が、対応する位置に設けられ、
前記給電線は、前記第１貫通孔と第２貫通孔を貫通しており、一端が前記実装基板の前記配線に接続され、他端が前記筐体の外部に引き出され、
前記筐体の前記第１貫通孔は、前記充填部材により充填し、防水している
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項9】

請求項３に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記実装基板上には、２以上の前記紫外線光源が間隔を開けて搭載され、
前記筐体の前記リブと前記レンズの前記鍔部は、前記２以上の前記紫外線光源が搭載された前記実装基板の周縁に沿って設けられている
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項10】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記筐体は、金属、または、金属フィラーを含有する樹脂からなる
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線を照射する発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

紫外線を照射して水や空気等の流体を殺菌する装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、透明なチューブをらせん状に巻いて筐体内に配置して、チューブ内に水を流し、筐体内壁に配置した半導体発光素子からチューブ内を流れる水に紫外線を照射して殺菌する装置が開示されている。チューブの材質としては、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂が用いられている。

【0004】

また、特許文献２には、車両用空調装置のダクト内に、紫外線を照射する光照射ユニットを配置し、ダクト内を流れる空気に紫外線を照射することが開示されている。光照射ユニットは、ヒートシンクと放熱フィンに接続された支持板の周囲に、複数の紫外線発光素子を並べて固定した構造である。

【0005】

一方、紫外線を発光する半導体発光素子は、他の波長の光を出射する発光素子と比較して、その材質が水分により劣化しやすい性質を有することが知られている。

【0006】

特許文献３には、防水構造を備える発光モジュールとして、樹脂製の筐体に凹部を設け、凹部内に、パッケージされた発光素子を配置し、内部に空間を有するレンズで覆った構造が開示されている。発光素子としては、紫外線の波長のものを用いることができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１８－１４８９３８号公報

【特許文献2】特開２０２２－１１３４２６公報

【特許文献3】特開２０２２－１２５３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１，２には、紫外線を発する発光素子の防水構造については記載されていない。

【0009】

一方、特許文献３の発光モジュールは、光源を樹脂製の筐体とレンズで覆うことにより防水構造にすることが開示されているが、レンズと筐体との接続部の防水構造について具体的な構造は記載されていない。

【0010】

紫外線を発する発光素子は、他の波長の発光素子よりも水分により劣化しやすい材質であるため、レンズと筐体との接続部に防水構造が重要である。しかしながら、紫外線は、樹脂を劣化させるため、Ｏリング等の樹脂製の防水構造を用いることはできない。

【0011】

また、紫外線を発する発光素子は、他の波長の発光素子よりも発熱量が多く、防水構造にするために、発光素子の周囲の空間を密閉すると、空気中への放熱が困難になる。

【0012】

本発明の目的は、ＬＥＤダイの水分による劣化を防止でき、かつ、熱による劣化も防止できる防水型紫外線発光モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために、本発明の防水型紫外線発光モジュールは、紫外線光線と、実装基板と、筐体と、レンズと、カバーと、締結具とを有する。紫外線光源は、紫外線を発するＬＥＤダイがパッケージ内に封入されたＬＥＤパッケージである。実装基板は、配線を備え、紫外線光源が搭載され、実装基板は筐体の上に配置されている。筐体は、実装基板を搭載する板状である。レンズは、紫外線を透過する材料から成り、紫外線光源を空間を挟んで覆うように配置されたドーム状のレンズ本体と、レンズ本体の周縁部に一体に設けられた鍔部を備えている。カバーは、レンズの鍔部を覆っている。締結具は、カバーと筐体との間にレンズの鍔部を挟んだ状態で、カバーを筐体に押し付けて固定している。筐体のレンズの鍔部が接する部分には、実装基板の周縁に沿って凸型のリブが設けられている。レンズの鍔部の下面のリブに接する部分が、カバーによりリブに押し付けられて変形することにより、レンズ内の空間を密閉している。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、耐水性及び耐熱性の高い防水型紫外線発光モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態の防水型紫外線発光モジュール１の斜視図。

【図2】実施形態の防水型紫外線発光モジュール１のＡ－Ａ断面図。

【図3】実施形態の防水型紫外線発光モジュール１の切り欠き斜視図。

【図4】実施形態の防水型紫外線発光モジュール１を構成する各部品の斜視図。

【図5】実施形態の防水型紫外線発光モジュール１の紫外線光源（ＬＥＤパッケージ）の構造を示す断面図。

【図6】実施形態の防水型紫外線発光モジュール１の防水性と防湿性の説明をする図。

【図7】実施形態の防水型紫外線発光モジュール１の組み立て工程を示す切り欠き斜視図。

【図8】（ａ）～（ｃ）実施形態の変形例の防水型紫外線発光モジュール１の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の一実施形態について以下に説明する。

【0017】

実施形態の防水型紫外線発光モジュール１について、図１～図７を用いて説明する。図１～図３はそれぞれ、防水型紫外線発光モジュール１の斜視図、Ａ－Ａ断面図および切り欠き斜視図である。図４は、防水型紫外線発光モジュール１を構成する各部品の斜視図である。図５は、防水型紫外線発光モジュール１の紫外線光源（ＬＥＤパッケージ）の構造を示す図である。図６は、防水・防湿の説明をする図であり、図７は、組み立て工程を示す図である。

【0018】

＜＜防水型紫外線発光モジュール１の構成＞＞
まず、防水型紫外線発光モジュール１の構成について説明する。

【0019】

図１～図４に示すように、防水型紫外線発光モジュール１は、紫外線光源１０と、実装基板２０と、金属筐体３０と、レンズ４０と、カバー５０と、締結具６０とを備えて構成される。

【0020】

＜紫外線光源（紫外線ＬＥＤパッケージ）１０＞
紫外線光源１０は、図５に示すように、紫外線を発するＬＥＤダイ１１が、セラミック等のパッケージ基板１２上に搭載され、パッケージ基板１２上のＬＥＤダイ１１の周囲の空間を半球形等の石英ガラス製の封止部材１３で封止したＬＥＤパッケージである。以下、紫外線光源１０を紫外線ＬＥＤパッケージ１０と呼ぶ。

【0021】

図５では図示していないが、パッケージ基板１２には、ＬＥＤダイ１１に給電するためのビア等の配線が備えらており、ＬＥＤダイ１１の電極と、はんだやボンディングワイヤ等により接続されている。

【0022】

石英ガラス製の封止部材１３は、パッケージ基板１２との接触部が、はんだ等により気密に封止されている。

【0023】

このように、紫外線ＬＥＤパッケージ１０は、ＬＥＤダイ１１が無機材料のみで封止されたパッケージである。

【0024】

石英ガラス製の封止部材１３は、水蒸気を透過せず、接触部も気密に封止されているため、水蒸気がＬＥＤダイ１１に到達することがなく、水蒸気によるＬＥＤダイ１１の劣化を防ぐことができる。

【0025】

ＬＥＤダイ１１の発光波長は、殺菌または不活性化する対象（細菌やウィルス）に応じて選択することができる。一例としては、細菌やウィルスに対して強い不活化能力を有する１００－２８０ｎｍ領域の波長の紫外線を発するＬＥＤダイ１１を用いることができる。

【0026】

＜実装基板２０＞
実装基板２０は、ガラスコンポジット製の絶縁基板にビアや電極等を含む配線を備えた構成である。実装基板２０の表面には、紫外線を反射する反射層が備えられていることが好ましい。例えば、紫外線に対する反射率の高いゾルダーレジストインキが塗布されている。

【0027】

実装基板２０の上には、１つ以上の紫外線ＬＥＤパッケージ１０が搭載され、はんだにより実装されている。

【0028】

図１～図４の例では、２つの紫外線ＬＥＤパッケージ１０が１つの実装基板２０の上に、所定の間隔で搭載されている。本実施形態の実装基板２０の形状は、２つの紫外線ＬＥＤパッケージ１０がそれぞれ搭載されるほぼ円形の領域を、円形の領域よりも径の小さい接続領域で接続した数字の８に近い形状である。

【0029】

実装基板２０の配線は、搭載されている紫外線ＬＥＤパッケージ１０のパッケージ基板１２の配線と接続されている。

【0030】

実装基板２０は、金属筐体３０の上面の凹部内に配置されている。実装基板２０は、金属筐体３０の上面よりも小さく、実装基板２０の周囲に、実装基板２０で覆われていない金属筐体３０の上面領域がある。

【0031】

＜筐体３０＞
筐体３０は、実装基板２０を搭載する板状の基板であり、上面に実装基板２０を収容する浅い凹部を有する。凹部の形状は、実装基板２０の周縁の外形に沿っている。筐体３０は、熱伝導性が高く、剛性を有することが望ましい。例えば、筐体３０は、熱伝導性の高い金属（例えば、アルミニウム）により形成することが好適である。ここでは、アルミダイキャスト成形された筐体３０を用いる。以下、筐体３０を、金属筐体３０と呼ぶ。

【0032】

なお、筐体３０を、アルミやカーボン等の金属製のフィラーを含有する樹脂（エンジニアリングプラスチック）により、形成することも可能である。フィラーを混合する樹脂としては、ポリカーボネートやポリアミド等を用いることができる。

【0033】

金属筐体３０の上面には、実装基板２０を収容する凹部の周縁の外側に沿って凸型のリブ３１が設けられている。リブ３１の断面形状は、ほぼ半円である。

【0034】

なお、金属筐体３０には、締結具６０を締結するために、実装基板の穴（例えばネジ穴）３３が備えられている。

【0035】

＜レンズ４０＞
レンズ４０は、紫外線を透過する材料から成り、ドーム状のレンズ本体４１と、レンズ本体４１の周縁部に一体に設けられた鍔部４２を備えている。レンズ本体４１は、紫外線ＬＥＤパッケージ１０を覆うように、実装基板２０上配置されている。レンズ本体４１は、ドーム状であるため、紫外線ＬＥＤパッケージ１０との間には空間が設けられている。

【0036】

レンズ４０の鍔部４２は、実装基板２０の周縁部と、実装基板２０の周囲の金属筐体３０の上面を覆っている。

【0037】

ここでは、ドーム状のレンズ本体４１は２つであり、２つの紫外線ＬＥＤパッケージ１０をそれぞれ覆っており、２つのドーム状のレンズ本体４１を鍔部４２により連結した形状としている。ただし、レンズ４０の形状は、この形状に限定されるものではなく、１つのドーム状のレンズ本体４１により、２つの紫外線ＬＥＤパッケージ１０を覆い、その周囲に鍔部４２を設けた形状であってもよい。

【0038】

レンズ４０は、例えば、シリコーン樹脂等の紫外線を透過する樹脂によって形成されていることが、レンズ４０が弾性を有するため好ましい。好適な弾性は、ショアＡ ５０程度である。

【0039】

ただし、レンズ４０をガラス等の熱伝導率の高い材料により形成してもよい。これについては変形例１において説明する。

【0040】

なお、鍔部４２は、金属筐体３０の締結具６０用の穴（例えばネジ穴）３３が設けられている位置は覆わないように設計されている。

【0041】

＜カバー５０＞
カバー５０は、レンズ本体４１の対応する位置に開口を有し、レンズ４０の鍔部４２の上面を覆う形状である。

【0042】

カバー５０には、締結具６０を通すための貫通孔（例えば、ネジ穴）５１が設けられている。

【0043】

カバー５０の材料は、剛性が高く、紫外線に対する反射率が高いものが好ましい。例えば、ダイキャスト成形されたアルミ製のカバー５０を使用することができる。また、アルミまたはカーボン等の金属フィラーを含有する樹脂（エンジニアリングプラスチック）のように剛性の高い樹脂により形成されたカバー５０を用いることもできる。

【0044】

＜締結具６０＞
締結具６０は、カバー５０と金属筐体３０との間にレンズ４０の鍔部４２を挟んだ状態で、カバー５０を金属筐体３０に押し付けて固定している。締結具６０は、例えば、ねじを用いることができる。

【0045】

＜リブ３１＞
金属筐体３０の上面のレンズ４０の鍔部４２が接する領域には、実装基板２０の周縁に沿って凸型のリブ３１が設けられている。レンズ４０の鍔部４２の下面のリブ３１に接する部分は、カバー５０によりリブ３１に押し付けられて変形することにより、レンズ４０内の空間を物理的に封止し、密閉している。レンズ４０は、弾性を有するため、リブ３１の形状に沿って変形して固定される。これにより、レンズ４０のリブ３１によって押圧されている部分が高いシール機能を得て密閉することができ、防水型紫外線発光モジュール１内部への水の侵入を防ぐことができる。

【0046】

このとき、実装基板２０の周縁２１は、レンズ本体４１の紫外線ＬＥＤパッケージ側の内周の縁部４３より外側に位置し、かつ、金属筐体３０のリブ３１よりも内側に位置するように設計されている。このような配置にすることによりレンズ本体４１の内周の縁部４３から、鍔部４２のリブ３１との接触部までの間の、レンズ本体４１の底面および鍔部４２の下面が、実装基板２０の周縁部に接触し、カバー５０が鍔部４２を締結する力を、実装基板２０の周縁部を金属筐体３０に向かって押し付ける力として加えることができる。

【0047】

これにより、実装基板２０を、ねじ等を用いずに、筐体３０に押し付けて固定することができる。

【0048】

＜段差４４＞
ここで、レンズ４０の鍔部４２の下面には、実装基板２０の周縁において段差４４が形成されていることが好ましい。段差４４よりも内側の領域（段差４４から縁部４３までの領域）は、実装基板２０の上面に接する。段差４４よりも外側の領域（段差４４から鍔部４２の外周までの領域）が、金属基板の上面に接する。

【0049】

これにより、レンズ４０の段差４４よりも内側の領域（段差４４から縁部４３までの領域）の下面を、実装基板２０の上面に密着させることができるため、レンズ４０が実装基板２０の周縁を金属筐体３０に押し付ける力を、実装基板２０に均等に加えることができ、実装基板２０をより強く固定することができる。

【0050】

すなわち、弾性のあるレンズ４０の鍔部４２に、リブ３１と接触して封止面を形成する面（段差４４から縁部４３までの領域）とは別に、実装基板２０を押え込む面（（段差４４から縁部４３までの領域）を設け、実装基板２０を押え込み実装基板２０が金属筐体３０に対して位置ズレするのを抑制している。

【0051】

このように実装基板２０を金属筐体３０に強く押し付ける力を、レンズ４０から加えることにより、実装基板２０の下面全体を金属筐体３０に密着させることができる。よって、紫外線ＬＥＤパッケージ１０が発した熱を、実装基板２０に伝導させ、実装基板２０の全体に広げ、実装基板２０の下面全体から金属筐体３０に伝導させて、金属筐体３０の下面から外部に放熱することができる。

【0052】

＜熱伝導性シート７０＞
実装基板２０の下面と金属筐体３０との間には、絶縁性の熱伝導性シート７０が挟まれている。これにより、実装基板２０の下面と金属筐体３０とを電気的に絶縁できるとともに、実装基板２０の裏面から金属筐体３０の上面への熱伝導性をさらに向上させることができる。

【0053】

例えば、熱伝導性シート７０として、シリコーンゴム製のシートを用いることができる。

【0054】

＜給電線９０＞
なお、図４に示すように、金属筐体３０および熱伝導性シート７０には、それぞれを厚み方向に貫通する第１貫通孔３２と第２貫通孔７１が、対応する位置（重なる位置）に設けられている。第１貫通孔３２と第２貫通孔７１を貫通するように、給電線９０が配置されている。給電線９０の一端は、実装基板２０の下面の配線に接続され、他端は、金属筐体３０の下面から外部に引き出されている。これにより、給電線９０を介して、紫外線ＬＥＤパッケージ１０に給電して発光させることができる。

【0055】

金属筐体３０の第１貫通孔３２は、充填部材８０により塞ぎ、内部に水滴が入らないように防水する。

【0056】

＜＜紫外線発光時の各部の作用＞＞
防水型紫外線発光モジュール１から紫外線を発光させた場合の各部の機能について説明する。

【0057】

給電線９０から紫外線ＬＥＤパッケージ１０に給電すると、内部のＬＥＤダイ１１が紫外線を発光する。発せられた紫外線は、石英ガラス製の封止部材１３を透過し、レンズ４０のレンズ本体４１を通過して、外部に出射される。

【0058】

レンズ４０の鍔部４２は、段差４４を含み、カバー５０を締結具６０により締結する力により、鍔部４２が実装基板２０を押さえている。これにより、実装基板２０の位置ズレを防ぐことができるため、実装基板２０上の紫外線ＬＥＤパッケージ１０の封止部材１３と、レンズ本体４１とが位置決めされ、配光不良を防ぐことができる。また、鍔部４２を有さず、実装基板２０の上面の領域のみでレンズを接合する場合、レンズの固定状態が悪く好ましくない。従って、鍔部４２は、金属筐体３０のリブ３１より広い領域まで形成していることで、配光不良を防ぎつつ、耐水性も上がる。

【0059】

ＬＥＤダイ１１が発する熱は、パッケージ基板１２に伝導し、実装基板２０にさらに伝導し、実装基板２０全体に広がる。熱は、実装基板２０の下面全体から、熱伝導性シート７０を伝導して、金属筐体３０の上面に伝導する。金属筐体３０は、熱伝導性のよい金属により構成されているため、熱は金属筐体３０から外部に放出される。

【0060】

これにより、ＬＥＤダイ１１から発生した熱を金属筐体３０を介して効率的に放熱することができ、ＬＥＤダイ１１の寿命が向上し、紫外線ＬＥＤパッケージ１０の劣化を抑制することができる。

【0061】

この防水型紫外線発光モジュール１が配置されている装置が、水滴がかかったり、湿度の高い環境に配置されている場合であっても、レンズ４０の鍔部４２と金属筐体３０との接触部は、鍔部４２がカバー５０により金属筐体３０の上面とリブ３１に押し付けられているため、水滴はレンズ４０の内側には進入しない。また、第１貫通孔３２は、充填部材８０により充填されているため、内部に水滴は進入しない。

【0062】

レンズ４０が、樹脂製の場合であっても、水滴はレンズ４０を通過することはできないため、水滴はレンズ４０内の空間に侵入しない（図６）。

【0063】

レンズ４０が、樹脂製の場合、水蒸気は、レンズ４０を通過し、レンズ本体４１と紫外線ＬＥＤパッケージ１０との間の空間に進入するが、紫外線ＬＥＤパッケージ１０の封止部材１３は、石英ガラス製であるため、水蒸気は、封止部材１３の内部には進入できない。

【0064】

よって、紫外線ＬＥＤパッケージ１０のＬＥＤダイ１１には、水分（水滴および水蒸気）は到達しないため、ＬＥＤダイ１１の劣化を防止できる。

【0065】

このように、ＬＥＤダイ１１を、無機材料のみで封止する紫外線ＬＥＤパッケージ１０と、金属筐体３０およびレンズ４０とにより２段階で封止することにより、防水型紫外線発光モジュール１は、防水機能を実現している。

【0066】

なお、本実施形態の防水型紫外線発光モジュール１は、配光部（レンズ４０のレンズ本体４１）から離間した位置にカバー５０を配置し、カバー５０によりレンズ４０の鍔部４２を金属筐体３０に締結する構成である。これにより、配光部（レンズ本体４１）のレンズ形状の設計の自由度が高い。

【0067】

また、レンズ本体４１内を導光してきて鍔部４２に到達した紫外線を、鍔部４２に接触しているカバー５０の内壁面で反射して、直接外部に向かって出射することが可能である。カバー５０の内壁面で反射した光のうち、実装基板２０表面に向かった光は、実装基板２０上面に配置されている光反射層により反射され、外部に向かって出射することができるため、光を再度利用することができる。

【0068】

さらに、レンズ４０の鍔部４２全体を剛性のある額縁形状のカバー５０で押え込むことにより、鍔部４２全体に力がかかり、レンズ４０が外れにくい。

【0069】

同時に、レンズ４０の弾性により生じる反発力により、スプリングワッシャーと同じ効果で締結具６０であるねじの緩み防止になる。

【0070】

＜＜紫外線発光時の各部の組み立て手順＞＞
防水型紫外線発光モジュール１の組み立て手順について図４および図７を用いて説明する。

【0071】

図４のように、実装基板２０の上に紫外線ＬＥＤパッケージ１０を実装しておく。

【0072】

金属筐体３０の上に熱伝導性シート７０を配置し、実装基板２０を搭載する。レンズ４０を被せ、さらに、カバー５０を被せ、図７のように、締結具（ねじ）６０を、カバー５０の貫通孔５１を通して、金属筐体３０のネジ穴３３に螺合させる。

【0073】

以上により、防水型紫外線発光モジュール１を製造することができる。

【0074】

＜＜変形例１＞＞
変形例１の防水型紫外線発光モジュールについて説明する。

【0075】

上述の実施形態では、紫外線を透過する樹脂によりレンズ４０を形成し、レンズ４０の鍔部４２を、カバー５０と金属筐体３０で挟み込むことにより、レンズ４０を封止する構造であったが、レンズ４０をガラス等の弾性のない材料により構成してもよい。

【0076】

レンズ４０をガラス等で構成した場合、弾性のあるシール部材を用意し、鍔部４２が金属筐体３０および実装基板２０の上面に接する部分に配置することにより、実施形態と同様のレンズ４０の封止を実現することができる。

【0077】

シール部材は、紫外線により劣化しにくい樹脂、例えばシリコーン樹脂であることが好ましい。

【0078】

＜＜変形例２＞＞
変形例２の防水型紫外線発光モジュールについて図８（ａ）を用いて説明する。

【0079】

図８（ａ）の変形例は、防水型紫外線発光モジュールの締結具６０として、フック６１を用いた例である。締結具６０は、カバー５０を金属筐体３０に対して押しつけることができる構造であれば、フック６１等の他の構造を用いることが可能である。

【0080】

＜＜変形例３＞＞
変形例３の防水型紫外線発光モジュールについて図８（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。

【0081】

図８（ｂ）の変形例は、防水型紫外線発光モジュールの紫外線ＬＥＤパッケージ１０が実装基板２０上に１つのみ搭載された構造である。

【0082】

図８（ｃ）の変形例は、防水型紫外線発光モジュールの紫外線ＬＥＤパッケージ１０が実装基板２０上に３つ搭載された構造である。

【0083】

なお、実装基板２０上に４つ以上の紫外線ＬＥＤパッケージ１０を搭載することも可能である。

【0084】

また、レンズ４０のレンズ本体４１は、１つの紫外線ＬＥＤパッケージ１０に対して一つ配置された構造に限定されるものではなく、複数の紫外線ＬＥＤパッケージ１０を覆うようにレンズ本体４１を配置してもよい。

【0085】

＜＜変形例４＞＞
変形例４の防水型紫外線発光モジュールについて説明する。

【0086】

上述の実施形態ではレンズ４０のレンズ本体４１の形状として半球状のものを図示しているが、レンズ本体の形状は半球状に限定されるものではなく、所望の紫外線の配光パターンが得られるように所望の形状に設計することができる。例えば、レンズ４０形状を凸凹にして狭角、広角の配光を実現することができる。

【0087】

＜＜利用分野＞＞
本実施形態および変形例の防水型紫外線発光モジュールは、カビ、細菌、ウイルスなどが付着した部分に紫外線を照射して除菌する紫外線除菌装置に用いることができる。例えば、カーエアコン、加湿器、炊飯器、電子レンジ、食洗機、電気ポット、冷蔵冷凍庫、除菌庫、美顔機、屋内外用紫外線照射器などに、防水型紫外線発光モジュールを搭載することができる。

【0088】

また、水や気体などの流体の殺菌装置に搭載される、紫外線光源モジュールに用いられる。例えば、製氷機の貯水タンクの貯水、送水管や給湯器における送水、ウォータサーバの飲料水、循環装置（チラー）の冷却水、及びドリンクサーバにおける飲料液等に対して、紫外線を照射して殺菌する紫外線光源モジュールとして用いることができる。

【符号の説明】

【0089】

１ 紫外線発光モジュール
１０ 紫外線光源（紫外線ＬＥＤパッケージ）
１１ ダイ
１２ パッケージ基板
１３ 封止部材
２０ 実装基板
２１ 周縁
３０ 金属筐体
３１ リブ
３３ ネジ穴
４０ レンズ
４１ レンズ本体
４２ 鍔部
４３ 縁部
４４ 段差
５０ カバー
５１ 貫通孔
６０ 締結具
６１ フック
７０ 熱伝導性シート
８０ 充填部材
９０ 給電線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2024-09-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

紫外線光源と、実装基板と、筐体と、レンズと、カバーと、締結具とを有し、
前記紫外線光源は、紫外線を発するＬＥＤダイがパッケージ内に封入されたＬＥＤパッケージであり、
前記実装基板は、配線を備え、前記紫外線光源が搭載され、前記筐体の上に配置されており、
前記筐体は、前記実装基板を搭載する板状であり、
前記レンズは、紫外線を透過する材料から成り、前記紫外線光源を空間を挟んで覆うように配置されたドーム状のレンズ本体と、前記レンズ本体の周縁部に一体に設けられた鍔部を備え、
前記カバーは、前記レンズの鍔部を覆い、
前記締結具は、前記カバーと前記筐体との間に前記レンズの鍔部を挟んだ状態で、カバーを前記筐体に押し付けて固定し、
前記筐体の前記レンズの鍔部が接する部分には、前記実装基板の周縁に沿って凸型のリブが設けられ、
前記レンズの前記鍔部の下面の前記リブに接する部分が、前記カバーにより前記リブに押し付けられて変形することにより、前記レンズ内の空間を密閉していることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項2】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記レンズを構成する材料は、樹脂であることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項3】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記実装基板の周縁は、前記レンズ本体の前記空間に接する内周の縁部より外側に位置し、かつ、前記筐体の前記リブよりも内側に位置する
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項4】

請求項３に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記レンズの前記鍔部の下面は、前記実装基板の周縁において段差を有し、前記段差よりも内側の領域が前記実装基板の上面に接し、前記段差よりも外側の領域が、前記実装基板の上面に接していることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項5】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記実装基板の下面と前記筐体との間には、絶縁性の熱伝導シートが挟まれていることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項6】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記締結具は、ねじであることを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項7】

請求項２に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記紫外線光源は、前記ＬＥＤダイを搭載する基板と、前記実装基板上のＬＥＤダイが配置された空間を覆う紫外線に対して透明な封止部材とを含み、
前記封止部材は、ガラスである
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項8】

請求項５に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、給電線と、充填部材をさらに有し、
前記筐体および前記熱伝導シートには、それぞれを厚み方向に貫通する第１貫通孔と第２貫通孔が、対応する位置に設けられ、
前記給電線は、前記第１貫通孔と第２貫通孔を貫通しており、一端が前記実装基板の前記配線に接続され、他端が前記筐体の外部に引き出され、
前記筐体の前記第１貫通孔は、前記充填部材により充填し、防水している
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項9】

請求項３に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記実装基板上には、２以上の前記紫外線光源が間隔を開けて搭載され、
前記筐体の前記リブと前記レンズの前記鍔部は、前記２以上の前記紫外線光源が搭載された前記実装基板の周縁に沿って設けられている
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。

【請求項10】

請求項１に記載の防水型紫外線発光モジュールであって、前記筐体は、金属、または、金属フィラーを含有する樹脂からなる
ことを特徴とする防水型紫外線発光モジュール。