ホーム > 特許ランキング > スタンレー電気株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-04-03
(45)【発行日】2025-04-11
(54)【発明の名称】紫外光を使用した除菌装置
(51)【国際特許分類】
A61L 9/20 20060101AFI20250404BHJP
A61L 9/00 20060101ALI20250404BHJP
A61L 2/10 20060101ALI20250404BHJP
【ＦＩ】
A61L9/20
A61L9/00 C
A61L2/10
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021028486
(22)【出願日】2021-02-25
(65)【公開番号】P2022129704
(43)【公開日】2022-09-06
【審査請求日】2024-01-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000002303
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
(72)【発明者】
【氏名】酒井 悟
【審査官】安齋 美佐子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１３２０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１２６２２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０３３２７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１２４２８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０１４７６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１９８８２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｌ ９／００－９／２２
Ａ６１Ｌ ２／００－２／２８
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｖ ８／００
Ｆ２４Ｆ ３／１６，８／１０
Ｂ６０Ｈ １／００－３／０６
Ｈ１０Ｈ ２０／００，２０／０１，２０／８５－２０／８５８
Ｃ０２Ｆ １／００－１／２６，１／３０－１／３８
Ｂ０１Ｄ ５３／８６－５３／９０，５３／９４－５３／９６
Ｂ０１Ｊ ２１／００－３８／７４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気を導入する導入口および空気を吐出する吐出口とを備えた空気通路の、前記導入口と前記吐出口との間の空気通路に取り付けられる除菌ユニットを備えた除菌装置であって、前記除菌ユニットは、前記空気通路内を流れる空気の移動方向に沿って配置された板状の導光部材と、前記空気通路に固定するための取付部とを具備した紫外光照射ユニットを有し、
前記紫外光照射ユニットは、前記導光部材の端面の一つに対向して配置された複数の紫外線ＬＥＤと、前記複数の紫外線ＬＥＤを列状に並べて搭載するＬＥＤ搭載基板と、前記導光部材の前記空気通路側と反対側の表面を覆う反射部材と、前記導光部材を固定する固定枠と、を有し、
前記導光部材は、前記空気通路と反対側に位置する第１表面と、前記空気通路側に位置する第２表面と、前記ＬＥＤ搭載基板に対向する第１端面と、前記第１端面の反対側に位置する第２端面を有し、
前記反射部材は、前記第１表面に密接する反射面を有し、前記第１表面の全面を覆う金属シートであり、
前記固定枠は、前記導光部材の前記第２端面の隅部を覆うとともに前記第２端面の中央部分が露出するようにした開口部を有し、前記第２表面の縁に沿って設けられた金属材料からなり、当該固定枠と前記反射部材とで前記導光部材を挟持し、
前記第２表面および前記第２端面が、前記紫外線ＬＥＤから出射し当該導光部材内を導光した光が出射する出射面とされ、
前記取付部は、前記出射面が、前記空気通路内に露出するように前記空気通路を形成するダクトの背面に固定可能に形成されており、
前記ＬＥＤ搭載基板が、前記空気通路の下流側に位置しており、
前記紫外線ＬＥＤから出射し前記導光部材に入射し前記出射面から出射する光は、前記第２端面を通って出射する紫外光が上流側に向かって紫外光を出射し、前記第２表面を通って出射する紫外光が前記空気通路の下流側から上流側に向かって斜め方向に出射する除菌装置。
【請求項2】
前記除菌ユニットは、前記紫外線ＬＥＤの発光波長の光によって励起される光触媒物質を具備し、前記空気通路には、前記第２表面と対向する位置に前記光触媒物質を含む光触媒体を設けている請求項１に記載の除菌装置。
【請求項3】
前記複数のＬＥＤには、ＵＶ－Ｃ領域の紫外線を出射するＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の除菌装置。
【請求項4】
前記第１表面には、前記反射部材との間に境界部において凹凸形状とした散乱領域が複数設けられている請求項１から３の何れかに記載の除菌装置。
【請求項5】
前記ＬＥＤ搭載基板の前記導光部材側と反対側には、可視光発光ユニットを具備しており、前記可視光発光ユニットは、単色もしくは複数色を発光可能な可視ＬＥＤ光源と、前記可視ＬＥＤ光源を点灯制御する可視ＬＥＤ点灯制御部とを有し、
前記可視ＬＥＤ点灯制御部は、前記紫外線ＬＥＤの点灯に同期して前記可視ＬＥＤ光源の点灯を開始する請求項１から４の何れかに記載の除菌装置。
【請求項6】
前記第２表面および前記第２端面が前記ダクトより前記空気通路内に突出している請求項１から５の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、紫外光を利用して表面に付着または気体中に浮遊しているウイルス、大腸菌、黄色ブドウ球菌やカビ等の微生物を殺菌もしくは除菌する除菌装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光源により活性化させて光触媒反応を生じさせ、消臭・脱臭、殺菌・除菌効果を発揮して、悪臭除去や空気清浄、除菌、殺菌等を行う空気清浄機が知られている。従来、光源としては太陽光、水銀ランプやブラックライトなどの紫外線を発生する光源が用いられてきた。例えば特許文献１に記載の脱臭殺菌装置では、対向配置した電極間に高電圧（１～１５ＫＶ）を印加して両電極間にコロナ放電を生じさせてコロナ放電光を発生させ、コロナ放電光を反射板にて光触媒体に照射する脱臭殺菌装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００１－２９３０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載された脱臭殺菌装置では、コロナ放電光を利用するため、装置が大型化する。また、コロナ放電光を発生させる電極は、空気が通る送風通路内において、送風通路の上流側および下流側に対向させて設置される。従って、それぞれの電極は送風通路内を通る空気を遮るように突出し、且つ、当該通路と直交して配置することになる。そのため、空気の流れを阻害して流速を失速させる。また、限られたスペースに配置することが容易ではない。そうすると、例えば、自動車の室内空調装置など限られた狭いスペースに設置することは難しい。また、後付けで設置することも困難である。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、送風通路内に簡単に設置可能な除菌装置を提供することを主たる目的とする。
また、本発明の別の観点によれば、紫外光の出射面の面積を広くして空気通路内の広い領域にわたって紫外光を照射する除菌装置を提供することを別の目的とする。
また、本発明の別の観点によれば、紫外光の出射面の面積を広くして空気通路内の広い領域にわたって紫外光を照射する除菌装置を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、前記課題を達成するために、下記［１］から［４］の紫外光を使用した除菌装置を提供する。
【0007】
［１］ 空気を導入する導入口および空気を吐出する吐出口とを備えた空気通路の、前記導入口と前記吐出口との間の空気通路に取り付けられる除菌ユニットを備えた除菌装置であって、
前記除菌ユニットは、前記空気通路内を流れる空気の移動方向に沿って配置された板状の導光部材と、前記空気通路に固定するための取付部とを具備した紫外光照射ユニットを有し、
前記紫外光照射ユニットは、前記導光部材の端面の一つに対向して配置された複数の紫外線ＬＥＤと、前記複数の紫外線ＬＥＤを列状に並べて搭載するＬＥＤ搭載基板と、前記導光部材の前記空気通路側と反対側の表面を覆う反射部材と、前記導光部材を固定する固定枠と、を有し、
前記導光部材は、前記空気通路と反対側に位置する第１表面と、前記空気通路側に位置する第２表面と、前記ＬＥＤ搭載基板に対向する第１端面と、前記第１端面の反対側に位置する第２端面を有し、
前記反射部材は、前記第１表面に密接する反射面を有し、前記第１表面の全面を覆う金属シートであり、
前記固定枠は、前記導光部材の前記第２端面の隅部を覆うとともに前記第２端面の中央部分が露出するようにした開口部を有し、前記第２表面の縁に沿って設けられた金属材料からなり、当該固定枠と前記反射部材とで前記導光部材を挟持し、
前記第２表面および前記第２端面が、前記紫外線ＬＥＤから出射し当該導光部材内を導光した光が出射する出射面とされ、
前記取付部は、前記出射面が、前記空気通路内に露出するように前記空気通路を形成するダクトの背面に固定可能に形成されており、
前記ＬＥＤ搭載基板が、前記空気通路の下流側に位置しており、
前記紫外線ＬＥＤから出射し前記導光部材に入射し前記出射面から出射する光は、前記第２端面を通って出射する紫外光が上流側に向かって紫外光を出射し、前記第２表面を通って出射する紫外光が前記空気通路の下流側から上流側に向かって斜め方向に出射する除菌装置。
［２］ 前記除菌ユニットは、前記紫外線ＬＥＤの発光波長の光によって励起される光触媒物質を具備し、
前記空気通路には、前記第２表面と対向する位置に前記光触媒物質を含む光触媒体を設けている上記［１］に記載の除菌装置。
［３］ 前記複数のＬＥＤには、ＵＶ－Ｃ領域の紫外線を出射するＬＥＤを含むことを特徴とする上記［１］または［２］に記載の除菌装置。
［４］ 前記第１表面には、前記反射部材との間に境界部において凹凸形状とした散乱領域が複数設けられている上記［１］から［３］の何れかに記載の除菌装置。
［５］ 前記ＬＥＤ搭載基板の前記導光部材側と反対側には、可視光発光ユニットを具備しており、
前記可視光発光ユニットは、単色もしくは複数色を発光可能な可視ＬＥＤ光源と、前記可視ＬＥＤ光源を点灯制御する可視ＬＥＤ点灯制御部とを有し、
前記可視ＬＥＤ点灯制御部は、前記紫外線ＬＥＤの点灯に同期して前記可視ＬＥＤ光源の点灯を開始する上記［１］から［４］の何れかに記載の除菌装置。
［６］ 前記第２表面および前記第２端面が前記ダクトより前記空気通路内に突出し、前記取付け部が前記空気通路より外側に位置している上記［１］から［５］の何れかに記載の除菌装置。
前記除菌ユニットは、前記空気通路内を流れる空気の移動方向に沿って配置された板状の導光部材と、前記空気通路に固定するための取付部とを具備した紫外光照射ユニットを有し、
前記紫外光照射ユニットは、前記導光部材の端面の一つに対向して配置された複数の紫外線ＬＥＤと、前記複数の紫外線ＬＥＤを列状に並べて搭載するＬＥＤ搭載基板と、前記導光部材の前記空気通路側と反対側の表面を覆う反射部材と、前記導光部材を固定する固定枠と、を有し、
前記導光部材は、前記空気通路と反対側に位置する第１表面と、前記空気通路側に位置する第２表面と、前記ＬＥＤ搭載基板に対向する第１端面と、前記第１端面の反対側に位置する第２端面を有し、
前記反射部材は、前記第１表面に密接する反射面を有し、前記第１表面の全面を覆う金属シートであり、
前記固定枠は、前記導光部材の前記第２端面の隅部を覆うとともに前記第２端面の中央部分が露出するようにした開口部を有し、前記第２表面の縁に沿って設けられた金属材料からなり、当該固定枠と前記反射部材とで前記導光部材を挟持し、
前記第２表面および前記第２端面が、前記紫外線ＬＥＤから出射し当該導光部材内を導光した光が出射する出射面とされ、
前記取付部は、前記出射面が、前記空気通路内に露出するように前記空気通路を形成するダクトの背面に固定可能に形成されており、
前記ＬＥＤ搭載基板が、前記空気通路の下流側に位置しており、
前記紫外線ＬＥＤから出射し前記導光部材に入射し前記出射面から出射する光は、前記第２端面を通って出射する紫外光が上流側に向かって紫外光を出射し、前記第２表面を通って出射する紫外光が前記空気通路の下流側から上流側に向かって斜め方向に出射する除菌装置。
［２］ 前記除菌ユニットは、前記紫外線ＬＥＤの発光波長の光によって励起される光触媒物質を具備し、
前記空気通路には、前記第２表面と対向する位置に前記光触媒物質を含む光触媒体を設けている上記［１］に記載の除菌装置。
［３］ 前記複数のＬＥＤには、ＵＶ－Ｃ領域の紫外線を出射するＬＥＤを含むことを特徴とする上記［１］または［２］に記載の除菌装置。
［４］ 前記第１表面には、前記反射部材との間に境界部において凹凸形状とした散乱領域が複数設けられている上記［１］から［３］の何れかに記載の除菌装置。
［５］ 前記ＬＥＤ搭載基板の前記導光部材側と反対側には、可視光発光ユニットを具備しており、
前記可視光発光ユニットは、単色もしくは複数色を発光可能な可視ＬＥＤ光源と、前記可視ＬＥＤ光源を点灯制御する可視ＬＥＤ点灯制御部とを有し、
前記可視ＬＥＤ点灯制御部は、前記紫外線ＬＥＤの点灯に同期して前記可視ＬＥＤ光源の点灯を開始する上記［１］から［４］の何れかに記載の除菌装置。
［６］ 前記第２表面および前記第２端面が前記ダクトより前記空気通路内に突出し、前記取付け部が前記空気通路より外側に位置している上記［１］から［５］の何れかに記載の除菌装置。
【発明の効果】
【0008】
上記した［１］から［６］に記載した発明によれば、空気通路内を流れる空気の移動方向に沿って配置された板状の導光部材を具備した紫外光照射ユニットを備えているので、空気の流れに対して抵抗を生じにくい構成とすることができるので、空気通路内に簡単に設置可能な除菌装置を提供することができる。
【0009】
また、紫外光照射ユニットは、板状の導光部材の端面に設けた紫外線ＬＥＤからの光を導光部材の前記空気通路側の表面および他の端面から出射する構成としたので、紫外線ＬＥＤから照射される紫外線の減衰を少なくして、広い面積から空気通路内を照射し、かつ、空気通路に沿った空気の流れる方向にも照射することができるので、空気通路内の広い領域にわたって紫外光を照射できる除菌装置を提供することができる。
また、上記［２］に記載の発明によれば、出射面と対向する位置に光触媒体を設けているので光分解による有機物の分解を促すことができ、空気中の浮遊物質に対する紫外光の照射による除菌効果とともに、光触媒作用による消臭効果も高めることができる。
また、上記［２］に記載の発明によれば、出射面と対向する位置に光触媒体を設けているので光分解による有機物の分解を促すことができ、空気中の浮遊物質に対する紫外光の照射による除菌効果とともに、光触媒作用による消臭効果も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る除菌装置について好適な実施の形態を挙げて、図面を参照して説明する。
【0012】
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態の除菌装置１を、図１～図６を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る除菌装置１を取り付けた車両用の空調機１００を説明する模式的全体図である。車両用の空調機１００は、図１に斜線で示すように、例えば乗用車（車両）の室内または室外から空気を導入し、吹き出し口から乗用車の室内に空気を吐出する。空調機１００内部において空気の温度を調整することによって、車両の室内の空気の温度等を調整する。図１の例では２第の空調機を設けている。運転席前方の空調機１０１は複数の吹き出し口を備えており、各吹き出し口が前方座席１１０近傍領域、フロントガラスおよび後部座席１１１に向けて空気を吐出する。車両後方の空調機１０２も複数の吹き出し口を備えており、各吹き出し口が車室中央上部および後部座席などに向けて温度等を調整した空気を吐出する。
第１の実施の形態の除菌装置１を、図１～図６を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る除菌装置１を取り付けた車両用の空調機１００を説明する模式的全体図である。車両用の空調機１００は、図１に斜線で示すように、例えば乗用車（車両）の室内または室外から空気を導入し、吹き出し口から乗用車の室内に空気を吐出する。空調機１００内部において空気の温度を調整することによって、車両の室内の空気の温度等を調整する。図１の例では２第の空調機を設けている。運転席前方の空調機１０１は複数の吹き出し口を備えており、各吹き出し口が前方座席１１０近傍領域、フロントガラスおよび後部座席１１１に向けて空気を吐出する。車両後方の空調機１０２も複数の吹き出し口を備えており、各吹き出し口が車室中央上部および後部座席などに向けて温度等を調整した空気を吐出する。
【0013】
運転席前方の空調機１０１は、車両前方のフロントガラスの下側近傍に設けた外部の空気を取り入れる外気取り入れ口３ａと、室内に設けた空気を取り入れる内気取り入れ口３ｂを備えており、前方座席１１０の下側を通るダクト（空気通路）１０３を通って吹き出し口１０５ａから室内に温度等を調整した外気もしくは内気を吐出する。空調機１０１内には図示しない温度調整装置（エバポレーター、コンプレッサーなど）および空気を流通させるファンと、内気と外気の切り替えを行うダンパーを備える。ダクト１０３内部を流れる空気の流量および流速は吹き出し口に向かって空気を送出するファンによって制御される。車両後方の空調機１０２も運転席前方の空調機１０１と同様に図示しない温度調整装置、ファン、ダンパーと、空気取り入れ口とを備え、天井に沿って設けたダクト１０４を通して前方座席１１０と後部座席１１１との間に設けた吹き出し口１０５ｂから空気を流出可能に構成されている。
【0014】
（除菌ユニット）
図２は前方空調機１０１の前方座席下に設けられたダクト１０３の先端部分および吹き出し口１０５ａを示す概略斜視図である。図３は除菌ユニット１０を説明するための概略断面図であり、ダクトの延伸方向（空気の流れ方向）に沿った断面である。ダクト１０３，１０４のそれぞれの内部には、吹き出し口１０５ａ、１０５ｂよりも上流側、すなわち、空気取り入れ口側の位置に、除菌ユニット１０を設けている。前方空調機１０１に設ける除菌ユニットと、後方空調機１０２に設ける除菌ユニットとは同一の除菌ユニット１０を取り付ける。除菌ユニット１０を他の空気吹き出し口の近傍に設けても良い。
図２は前方空調機１０１の前方座席下に設けられたダクト１０３の先端部分および吹き出し口１０５ａを示す概略斜視図である。図３は除菌ユニット１０を説明するための概略断面図であり、ダクトの延伸方向（空気の流れ方向）に沿った断面である。ダクト１０３，１０４のそれぞれの内部には、吹き出し口１０５ａ、１０５ｂよりも上流側、すなわち、空気取り入れ口側の位置に、除菌ユニット１０を設けている。前方空調機１０１に設ける除菌ユニットと、後方空調機１０２に設ける除菌ユニットとは同一の除菌ユニット１０を取り付ける。除菌ユニット１０を他の空気吹き出し口の近傍に設けても良い。
【0015】
以後の説明では前方空調機１０１に設ける除菌ユニットについて詳述する。除菌ユニット１０は、図２に示すように吹き出し口１０５ａ近くのダクト側壁１０３ａに取付られている。ダクトの内側には空気が流れる空気通路２が形成されている。ダクト側壁１０３ａの一部を切り欠いた部分に除菌ユニット１０が固定されている。除菌ユニット１０は、図２に示すように空気通路側が空気通路内を流れる空気と接するように空気通路２に沿って配置するように固定されている。除菌ユニット１０は紫外光照射ユニット２０を具備している。ダクト１０４内を流れる空気は、図示しないファンにより空気が取り入れ口側から吹き出し口側に向かって送出される。図３において矢印にて示した方向が上流側（取り入れ口側）から下流側（吹き出し口側）に流れる空気の移動方向Ｆである。なお、除菌ユニットを取り付けた部分の空気通路２を流れる空気を基準にしたときに、外気取り入れ口３ａおよび内気取り入れ口３ｂが本願発明における除菌装置１の導入口に相当し、吹き出し口１０５ａが吐出口４に相当する。
【0016】
（紫外光照射ユニット）
紫外光照射ユニット２０は、図３に示すようにダクト１０４内を流れる空気の移動方向Ｆに沿って配置された板状の導光部材２１を備える。紫外光照射ユニット２０は、ダクト側壁１０３ａの一部を切り欠いて設けた開口部に嵌合され、取付部２７をネジ２８を用いてダクト側壁１０３ａに固定することで空気がダクト１０４から漏れないように固定されている。空気漏れを減ずるためには、紫外光照射ユニット２０とダクト１０３ａとの間にゴムパッキンや弾力性を有するエラストマー部材を介して固定することが好ましい。また、ネジ２８を用いて固定するためにダクト側壁１０３ａの一部の肉厚を厚く形成している。ネジによる固定に限るものではなく、接着剤により紫外光照射ユニット２０の周囲をダクト側壁１０３ａを切り欠いた開口部分に接着して固定して良い。
紫外光照射ユニット２０は、図３に示すようにダクト１０４内を流れる空気の移動方向Ｆに沿って配置された板状の導光部材２１を備える。紫外光照射ユニット２０は、ダクト側壁１０３ａの一部を切り欠いて設けた開口部に嵌合され、取付部２７をネジ２８を用いてダクト側壁１０３ａに固定することで空気がダクト１０４から漏れないように固定されている。空気漏れを減ずるためには、紫外光照射ユニット２０とダクト１０３ａとの間にゴムパッキンや弾力性を有するエラストマー部材を介して固定することが好ましい。また、ネジ２８を用いて固定するためにダクト側壁１０３ａの一部の肉厚を厚く形成している。ネジによる固定に限るものではなく、接着剤により紫外光照射ユニット２０の周囲をダクト側壁１０３ａを切り欠いた開口部分に接着して固定して良い。
【0017】
導光部材２１は、紫外線を透過する性質、特に殺菌線とも呼ばれている殺菌効果をもつ波長域の紫外線を透過する性質を有する材料を用いて板形状に形成されている。本実施形態では合成石英ガラスを用いている。合成石英ガラスはソーダガラスに比べると高価であるが、紫外線透過特性に優れるので導光部材として好適である。窓ガラスに多く使用されているソーダガラスは例えば厚みが４ｍｍで殺菌線の透過率が約０％であるが、結晶石英は厚さ１ｍｍで９９％以上の透過率を示す。合成石英ガラスは１８０ｎｍの紫外域の光に対しても透過性を示す。
【0018】
他の材料として樹脂材料を用いることが考えられる。しかしながら、例えばＡＢＳ樹脂は紫外線照射によりポリブタジエンの架橋反応が起こって変質・硬化する。ＰＰは非結晶領域の分子が切断され易いと考えられ紫外線照射により溝が生じる。ＰＣは黄変が見られる。シリコン樹脂、アクリル樹脂、シリコン変性エポキシ樹脂は３００ｎｍよりも長い波長域の光に対しては８０％以上の高い透過率を示すものの、それよりも短波長のＵＶ－Ｂ領域およびＵＣ－Ｃ領域の波長の紫外線に対する透過率は低い。それゆえ使用する紫外線ＬＥＤの種類に応じて適切な材料を選択する。少なくとも石英ガラスを使用すればＵＶ－Ａ，ＵＶ－ＢおよびＵＶ－Ｃ領域の紫外線を透過することができる。例えばアズワン株式会社が販売しているビオラモ紫外線透過型ディスポセル ＵＶＣシリーズの場合には紫外線領域から可視領域（220～800nm）の光に対して透過性を示す（https://axel.as-1.co.jp/asone/g/NCGK066351/?q=%E7%B4%AB%E5%A4%96%E7%B7%9A%E9%80%8F%E9%81%8E）ので、同じ材料を導光部材２１として利用できる。
【0019】
なお、ＵＶ－ＡとはＣＩＥ（国際照明委員会）で波長によって分類されている波長３１５～４００ｎｍの紫外線。ＵＶ－Ｂは波長２８０～３１５ｎｍの紫外線。ＵＣ－Ｃは波長１００～２８０ｎｍの紫外線である。また、殺菌線とは狭義には波長２５３．７ｎｍの強い殺菌効果を持つ紫外線を意味するが、本願の説明においては、波長２５３．７ｎｍ以外の波長であっても殺菌効果を示す波長域の紫外線を殺菌線と定義する。例えば２７５ｎｍの深紫外線ＬＥＤは大腸菌、インフルエンザウイルス、ノロウイルス等に対して殺菌、不活化の効果があると報告されており、２６５ｎｍの深紫外線ＬＥＤによる不活化も報告されている。このような報告の波長域であるＵＶ－Ｃ領域の紫外線も殺菌線に含むものとして説明する。
【0020】
導光部材２１は、空気通路２側から見たときに矩形の面積の大きな表面が位置するように配置された板形状の直方体である。図３に示すように、直方体の４つの側面のうち一つの側面に対向するように複数の紫外線ＬＥＤ２３が配置されている。この一つの側面が第１端面２１ａであり紫外線ＬＥＤ２３から出射した光が入射する入射面となる。第１端面２１ａの反対側の端面が第２端面２１ｂである。図４は第２端面側から見た紫外光照射ユニット２０の要部を示す概略斜視図である。第２端面２１ｂは第１端面２１ａから入射した紫外線ＬＥＤ２３から出射した光の一部が出射する側面であり、出射面として機能する。
【0021】
導光部材２１の空気通路２と反対側の表面、すなわち図３における紙面上側に位置する表面が第１表面２１ｃである。第１表面２１ｃの上側には、反射部材２５が第１表面２１ｃの全面および紫外線ＬＥＤ２３を覆うように設けられている。第１表面２１ｃの反対側、すなわち空気通路２側に位置する表面が第２表面２１ｄである。第２表面２１ｄも第１端面２１ａから入射した紫外線ＬＥＤ２３から出射した光の一部が出射する出射面として機能する。
【0022】
（紫外光光源）
紫外光光源として、ＬＥＤ搭載基板２４に実装した複数の紫外線ＬＥＤ２３を用いる。紫外線ＬＥＤ２３は、少なくとも殺菌線を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）素子をセラミックや金属からなる枠体の内部に設置し、外部にプリント基板に形成されたハンダランドなどと接合するための電極を備えた表面実装タイプのパッケージのＬＥＤを含む。複数の紫外線ＬＥＤは、導光部材２１の第１端面２１ａに沿って列状に並ぶようにＬＥＤ搭載基板２４の一方の表面上に搭載されている。紫外光照射ユニットを小型化および軽量化するためには、複数の紫外線ＬＥＤ２３を一列に並べ、入射面となる第１端面２１ａの大きさを一列に並んだ紫外線ＬＥＤ２３の大きさに合わせて薄い厚みとした導光部材２１を用いることが好ましい。また、複数の紫外線ＬＥＤ２３の中には、異なる波長の紫外光を発するＬＥＤを含んでいても良い。本実施形態では、複数の紫外線ＬＥＤ２３として、１種類のＵＶ－Ｃの波長を出射する第１ＵＶ－ＬＥＤ２３ａを複数個一列に並べて用いる。
紫外光光源として、ＬＥＤ搭載基板２４に実装した複数の紫外線ＬＥＤ２３を用いる。紫外線ＬＥＤ２３は、少なくとも殺菌線を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）素子をセラミックや金属からなる枠体の内部に設置し、外部にプリント基板に形成されたハンダランドなどと接合するための電極を備えた表面実装タイプのパッケージのＬＥＤを含む。複数の紫外線ＬＥＤは、導光部材２１の第１端面２１ａに沿って列状に並ぶようにＬＥＤ搭載基板２４の一方の表面上に搭載されている。紫外光照射ユニットを小型化および軽量化するためには、複数の紫外線ＬＥＤ２３を一列に並べ、入射面となる第１端面２１ａの大きさを一列に並んだ紫外線ＬＥＤ２３の大きさに合わせて薄い厚みとした導光部材２１を用いることが好ましい。また、複数の紫外線ＬＥＤ２３の中には、異なる波長の紫外光を発するＬＥＤを含んでいても良い。本実施形態では、複数の紫外線ＬＥＤ２３として、１種類のＵＶ－Ｃの波長を出射する第１ＵＶ－ＬＥＤ２３ａを複数個一列に並べて用いる。
【0023】
（ＬＥＤ搭載基板）
ＬＥＤ搭載基板２４は、アルミや銅板などと高熱伝導樹脂を貼り合わせた金属ベース基板を用いる。金属ベース基板を用いることでリジッド基板を用いる場合に比べて高放熱性とすることができ、紫外線ＬＥＤ２３から発生する熱の放熱性を高めることができる。ＬＥＤ搭載基板２４には複数の紫外線ＬＥＤ２３を接続する配線およびコネクタが備えられており、図示しない紫外線ＬＥＤの点灯制御部からの信号に応じて複数の紫外線ＬＥＤ２３の点灯状態が制御される。ＬＥＤ搭載基板２４は導光部材２１とともに反射部材２５に固定する。これにより紫外線ＬＥＤ２３の入射面（第１端面２１ａ）に対する相対的な位置を精度よく位置決めすることができる。
ＬＥＤ搭載基板２４は、アルミや銅板などと高熱伝導樹脂を貼り合わせた金属ベース基板を用いる。金属ベース基板を用いることでリジッド基板を用いる場合に比べて高放熱性とすることができ、紫外線ＬＥＤ２３から発生する熱の放熱性を高めることができる。ＬＥＤ搭載基板２４には複数の紫外線ＬＥＤ２３を接続する配線およびコネクタが備えられており、図示しない紫外線ＬＥＤの点灯制御部からの信号に応じて複数の紫外線ＬＥＤ２３の点灯状態が制御される。ＬＥＤ搭載基板２４は導光部材２１とともに反射部材２５に固定する。これにより紫外線ＬＥＤ２３の入射面（第１端面２１ａ）に対する相対的な位置を精度よく位置決めすることができる。
【0024】
（反射部材）
反射部材２５は、アルミニウム金属シートを折り曲げて形成されている。図３に示すように導光部材２１の第１表面２１ｃの全面を覆うとともに第１表面２１ｃの第１端面２１ａ側の縁から延伸した平板部２５ａと、平板部２５ａから直交するように屈曲しＬＥＤ搭載基板２４の背面に位置する遮光部２５ｂが一体に形成されている。平板部２５ａの導光部材２１側の表面は、研磨面もしくは高反射率の平滑な表面としたアルミニウム層を設けた反射面とされ、導光部材２１の内部に入射した紫外線ＬＥＤ２３からの光が第１表面２１ｃから外部に出射したときに反射して第１表面２１ｃに戻すように密接して配置する。アルミニウムは紫外域の波長の光に対して高い反射率を示すとともに軽量なので、特に車両用の空調装置に用いる場合には好適である。遮光部２５ｂは導光部材２１の第１端面２１ａよりも大きな面積とされ、ＬＥＤ搭載基板２４の背面に位置する。遮光部２５ｂは図３に示したように後述する可視発光ユニットの可視ＬＥＤ光源による発光と、紫外線ＬＥＤ２３からの発光を区切る仕切りとしても機能する。
反射部材２５は、アルミニウム金属シートを折り曲げて形成されている。図３に示すように導光部材２１の第１表面２１ｃの全面を覆うとともに第１表面２１ｃの第１端面２１ａ側の縁から延伸した平板部２５ａと、平板部２５ａから直交するように屈曲しＬＥＤ搭載基板２４の背面に位置する遮光部２５ｂが一体に形成されている。平板部２５ａの導光部材２１側の表面は、研磨面もしくは高反射率の平滑な表面としたアルミニウム層を設けた反射面とされ、導光部材２１の内部に入射した紫外線ＬＥＤ２３からの光が第１表面２１ｃから外部に出射したときに反射して第１表面２１ｃに戻すように密接して配置する。アルミニウムは紫外域の波長の光に対して高い反射率を示すとともに軽量なので、特に車両用の空調装置に用いる場合には好適である。遮光部２５ｂは導光部材２１の第１端面２１ａよりも大きな面積とされ、ＬＥＤ搭載基板２４の背面に位置する。遮光部２５ｂは図３に示したように後述する可視発光ユニットの可視ＬＥＤ光源による発光と、紫外線ＬＥＤ２３からの発光を区切る仕切りとしても機能する。
【0025】
また、平板部２５ａの遮光部２５ｂと反対側の端部には突出部２５ｃが設けられ、図３に示すように裏蓋２７ａから延びて延伸した領域とともに取付部２７を構成する。取付部２７はネジを用いてダクト１０４の外壁部分に固定されている。裏蓋２７ａは反射部材２５の背面および後述する可視光発光ユニット３０のプリント基板３３の背面を覆う概略箱形状に形成されており除菌ユニット１０を保護する。
【0026】
（固定枠）
導光部材２１の第２表面２１は、図３に示すように第２表面２１縁に沿って固定枠２９が設けられ、固定枠２９と反射部材２５とで導光部材２１を挟持する。固定枠２９もアルミニウム金属からなり、紫外線ＬＥＤ２３から発生する紫外線による劣化が少なく反射率反射率も高いため、導光部材２１を保持する材質として好適である。固定枠２９の一部は第２端面２１ｂ側にも設ける。第２端面２１ｂ側に設ける固定枠２９は、図４に示すように導光部材２１の隅部を覆い第２端面２１ｂの中央部分が露出するように開口部２９ａを設けている。複数の紫外線ＬＥＤ２３は、第１端面２１ａに対向するように配置しているので紫外線ＬＥＤ２３の光軸が第１端面２１ａ、第２端面２１ｂおよび開口部２９ａを通るように構成することが好ましい。これにより紫外線ＬＥＤ２３から出射した光の一部はは開口部２９ａを通って空気通路２の内部を上流側に向かって照射することができる。
導光部材２１の第２表面２１は、図３に示すように第２表面２１縁に沿って固定枠２９が設けられ、固定枠２９と反射部材２５とで導光部材２１を挟持する。固定枠２９もアルミニウム金属からなり、紫外線ＬＥＤ２３から発生する紫外線による劣化が少なく反射率反射率も高いため、導光部材２１を保持する材質として好適である。固定枠２９の一部は第２端面２１ｂ側にも設ける。第２端面２１ｂ側に設ける固定枠２９は、図４に示すように導光部材２１の隅部を覆い第２端面２１ｂの中央部分が露出するように開口部２９ａを設けている。複数の紫外線ＬＥＤ２３は、第１端面２１ａに対向するように配置しているので紫外線ＬＥＤ２３の光軸が第１端面２１ａ、第２端面２１ｂおよび開口部２９ａを通るように構成することが好ましい。これにより紫外線ＬＥＤ２３から出射した光の一部はは開口部２９ａを通って空気通路２の内部を上流側に向かって照射することができる。
【0027】
開口部２９ａを通って空気通路２の内部を紫外光にて照射する構成とした場合には、図３に示したように開口部２９ａが空気通路２内を流れる空気の上流側に位置させ、下流側に複数の紫外線ＬＥＤ２３が位置するように設置する。この配置とは反対に下流側に開口部２９ａが位置するように設置すると、上流側に設置する紫外線ＬＥＤ２３からの光が開口部２９ａを通って下流側に照射されることになる。下流側に紫外光を照射すると吹き出し口１０５ａから車内に漏れ易くなる。従って、複数の紫外線ＬＥＤ２３の各光軸を通る照射光が下流側から上流側に向かうように設置して、車内に紫外光が漏れないようにするのが好ましい。
【0028】
次に、紫外線ＬＥＤ２３が点灯した場合について説明する。
【0029】
紫外線ＬＥＤ２３が殺菌線の波長の光を出射するＬＥＤである場合、殺菌線の紫外光により大腸菌やノロウイルスなどを不活化したり殺菌することができ得る。コロナウイルスに対する不活化も報告されている。紫外線による殺菌効果はＲＮＡに直接損傷を与えることにより菌、ウイルスの不活化を行うことにより得られていると言われている。紫外線ＬＥＤ２３は図示しない紫外線ＬＥＤ点灯制御部によりその点灯状態が制御され、ＬＥＤ搭載基板２４を介して紫外線ＬＥＤ２３に駆動信号が供給される。紫外線ＬＥＤ２３が点灯すると、導光部材２１の第１端面（入射面）２１ａに向かって紫外光が照射される。第１端面（入射面）２１ａから導光部材２１の中に導入した紫外光は、一部の光が導光部材２１の中を直進して第２端面２１ｂに向かい、別の一部は導光部材２１の中を繰り返し反射しながら第２端面２１ｂに向かう。
【0030】
第１端面（入射面）２１ａから導光部材２１の中に入射して第２端面２１ｂに向かって直進する光は、第２端面２１ｂ（出射側面）から直進して出射する。空気通路２の内部に向かって第２端面２１ｂから出射した出射光ＵＶ１は、図３に矢印にて示したように上流側に向かって照射する。直進してきた光は反射や界面における損失が少ない。また、紫外線ＬＥＤから出射する光は光軸上もしくは光軸近傍の照度が最も高い。従って、高い強度の紫外光にて空気を照射することができる。
【0031】
また、導光部材２１の中を繰り返し反射しながら第２端面２１ｂに向かう光の一部は、第１表面２１ｃで反射した後に第２表面（出射面）２１ｄに向かって進み、第２表面（出射面）２１ｄから空気通路２内を照射する。従って、空気通路２の内部を流れる空気を横断するように広い面積から照射することができる。導光部材２１の内部を導光してきて第２表面２１ｄに到達する光は、臨海角に満たない角度で到達した光は内面反射して外部に出射しない。臨界角を超えた角度で到達した光のみが外部に出射する。したがって導光部材２１の外部に出射する光ＵＶ２は、臨界角を僅かに超えた角度で出射する光、すなわち、第２表面２１ｄに対して数度の角度で入射面と反対側の方向に斜めに出射する光が主流となる。従って、出射光ＵＶ２は図３において破線矢印で示したように空気通路内を流れる空気の下流側から上流側に向かって斜め方向に出射する光であり、上流側から下流側に向かって紫外線を出射しないことになる。これにより、下流側の吹き出し口１０５ａから室内に紫外線が漏れることを防止することができる。
【0032】
菌などの微生物を死滅させるために必要な紫外線照射量は波長により異なり、ＵＶ－ＡよりもＵＶ－Ｂが効果的であり少ない照射量で良い。さらにＵＶ－ＢよりもＵＶ－Ｃが効果的である。従って、ＵＶ－Ｃの波長域の紫外線ＬＥＤ２３を用いることで、より短い時間で死滅させることができる。本実施形態では、広い範囲を照射することができるので、空気通路２内の空気中を浮遊している微生物やウイルスを効率的に死滅させることができる。出射面である第２表面２１ｄおよび第２端面２１ｂの面積は、使用する紫外線ＬＥＤの紫外線照射量および照射時間に応じて調整すれば良い。
【0033】
次に、図３に示したＬＥＤ搭載基板２４の背面側に設けた可視光発光ユニット３０について説明する。本実施形態においては除菌ユニット１０は可視光発光ユニット３０も具備している。
【0034】
（可視光発光ユニット）
可視光発光ユニット３０は、紫外線ＬＥＤ２３の点灯状態を知らしめる機能と、除菌装置１を光らせて意匠性を高める機能を担う部分である。可視光発光ユニット３０は、プリント基板３３の一方の表面側に設置した可視ＬＥＤ光源３１と、他方の表面側に設けた点灯制御用電子部品３２とを備える。図３に示すように、プリント基板３３は反射部材の平板部２５ａの背面に固定され、可視ＬＥＤ光源３１が空気通路２を横断する方向に向けて可視光を照射するように配置されている。可視ＬＥＤ光源３１が設置されたＬＥＤ搭載基板２４の背面側の領域は、導光部材２１側においては反射部材の遮光部２５ｂにより光学的に区画され、導光部材側と反対側および可視ＬＥＤ光源３１と対向する空気通路２側は、貫通孔３５を設けた収納枠体３４によって区画されている。このような配置とすることで、可視光発光ユニット３０を空気通路の下流側、すなわち吹き出し口１０５ａの近傍に設けることができ、かつ、吹き出し口１０５ａを通して可視ＬＥＤ光源３１が直接見えないようにすることができる。よって、車室内を照らす間接照明として機能することができ、照明品位を高めることができる
可視光発光ユニット３０は、紫外線ＬＥＤ２３の点灯状態を知らしめる機能と、除菌装置１を光らせて意匠性を高める機能を担う部分である。可視光発光ユニット３０は、プリント基板３３の一方の表面側に設置した可視ＬＥＤ光源３１と、他方の表面側に設けた点灯制御用電子部品３２とを備える。図３に示すように、プリント基板３３は反射部材の平板部２５ａの背面に固定され、可視ＬＥＤ光源３１が空気通路２を横断する方向に向けて可視光を照射するように配置されている。可視ＬＥＤ光源３１が設置されたＬＥＤ搭載基板２４の背面側の領域は、導光部材２１側においては反射部材の遮光部２５ｂにより光学的に区画され、導光部材側と反対側および可視ＬＥＤ光源３１と対向する空気通路２側は、貫通孔３５を設けた収納枠体３４によって区画されている。このような配置とすることで、可視光発光ユニット３０を空気通路の下流側、すなわち吹き出し口１０５ａの近傍に設けることができ、かつ、吹き出し口１０５ａを通して可視ＬＥＤ光源３１が直接見えないようにすることができる。よって、車室内を照らす間接照明として機能することができ、照明品位を高めることができる
【0035】
収納枠体３４は、反射部材２５を折り曲げて一体に形成されている。収納枠体３４と反射部材２５は別体に形成し、組み付けて一体にしても良い。貫通孔３５は可視ＬＥＤ光源３１から照射した可視光をダクト１０４の内部に向けて複数個所から漏れ光として照明するために設けている。貫通孔３５は可視ＬＥＤ光源３１の光軸上とは異なる位置に複数個設けている。光軸上から離れた位置に複数個を設けることで、収納枠体３４から複数箇所で光軸の直上の輝度の高い光は収納枠体３４で反射した後に貫通孔３４から出射することになるので、貫通孔３５から出射する可視光の明るさを均質化することができ、均質化した光を漏れ光のように出射することができる。これにより、吹き出し口１０５ａを観視したときに、ダクト内を広く光らせることができ、可視光により照明する演出を高めて意匠性を高めることができる。貫通孔３５の数は図示した４個に限るものではなく、より多くの数でも良く、メッシュ材料からなる収納枠体３４としても良い。
【0036】
可視ＬＥＤ光源３１は、単色を発光するＬＥＤでも良いが、複数色を発光することができるようにＲ，Ｇ，Ｂの３種類のＬＥＤ素子を一つのパッケージ内に設け、個別に点灯できるようにしたマルチ発光の面実装タイプのＬＥＤが好ましい。赤色（Ｒ）の発光色、緑色（Ｇ）の発光色、青色（Ｂ）の発光色の夫々を切り替えて発光したり、混色光を発光するようにすれば、吹き出し口を通して様々な色で照明することができ、より一層演出性を高めることができる。
【0037】
可視ＬＥＤ点灯制御部３２は、可視ＬＥＤ光源３１の点消灯を制御する。紫外光照射ユニット２０の紫外線ＬＥＤ２３は図示しない紫外線ＬＥＤ点灯制御部により点消灯が制御されている。可視ＬＥＤ点灯制御部３２に機能ブロックとして紫外線ＬＥＤ点灯制御部を含む回路としても良い。
【0038】
紫外線は可視光ではないため、紫外線ＬＥＤ２３が点灯した場合であっても、目視にて点灯状態を確認することができない。本実施形態では、紫外線ＬＥＤ２３が点灯状態になったときには、同時に可視ＬＥＤ光源３１が点灯するように可視ＬＥＤ点灯制御部３２を制御する。具体的には紫外線ＬＥＤ点灯制御部から紫外線ＬＥＤ２３に出力するＯＮ／ＯＦＦ信号と同期した信号を可視ＬＥＤ点灯制御部３２に入力する構成とし、紫外線ＬＥＤ２３のＯＮ－ＯＦＦと可視ＬＥＤ光源３１のＯＮ－ＯＦＦを完全に同期させている。これにより紫外線ＬＥＤ２３の点灯を可視ＬＥＤ光源３１の点灯により知らしめることができる。また、紫外線ＬＥＤ２３から照射する紫外線を受光するセンサ素子を設け、そのセンサ素子からの出力信号に基づいて応じて紫外線ＬＥＤ２３が正常にＯＮ／ＯＦＦしているか否かを判定し、正常と判定した場合には可視ＬＥＤ点灯制御部３２により可視ＬＥＤ光源３１を正常モード状態で点灯させ、異常と判定した場合には可視ＬＥＤ点灯制御部３２が可視ＬＥＤ３１を常時非点灯もしくは異常モード状態で故障に応じた点灯、例えば赤色の点滅として警報ランプと同様に警報状態であることを知らしめる点灯を行うようにしても良い。
【0039】
なお、本実施形態では、ダクト１０４の一つの側壁１０３ａのみに除菌ユニット１０を設けたが、他の側壁にも除菌ユニット１０を設けても良い。空気通路２を流動する空気に対して、複数の方向から同時に紫外線を照射すれば、空気中の菌などの浮遊物に対して照射する紫外線量を増加することができ、より殺菌効果を高くすることができる。また、導光部材２１を通した出射面として第２端面（出射側面）２１ｂと第２表面２１ｄの両方から出射するようにしたが、開口部２９ａを設けずに反射性を備えた内面とした固定枠２９として第２端面（出射側面）２１ｂから出射する紫外光を導光部材２１内に戻す構成として、第２表面２１ｄのみを出射面としても良い。
【0040】
本実施形態の除菌装置１は、上記したような導光部材を用いた紫外光照射ユニットとしたので、空気の流れに対して抵抗を生じにくい構成とすることができる。また、厚みの薄い小型化した紫外光照射ユニットを得ることができたので、空気通路を構成する壁面に後付けでも取り付けすることができる、簡単に設置可能な除菌装置を提供することができる。
【0041】
また、紫外光照射ユニットは、板状の導光部材の端面に設けた紫外線ＬＥＤからの光を導光部材の前記空気通路側の表面、又は空気通路側の表面および他の端面から出射する構成としたので、紫外線ＬＥＤから照射される紫外線の減衰を少なくして、広い面積から空気通路内を照射することができるので、空気通路内の広い領域にわたって紫外光を照射できる除菌装置を提供することができる。
【0042】
（変形例）
次に変形例について説明する。上記実施形態において導光部材２１として板形状の合成石英ガラスを使用した。合成石英ガラスは紫外線に対しても高い透過率を示すが硬い無機材料のため、透明樹脂材料のように射出成型装置などの製造装置を用いて任意の形状を成形することが難しい。そこで、本変形例においては導光部材２１の表面をエッチング加工することで微細な凹凸を形成している。図５は変形例の紫外光照射ユニットに用いる導光部材を説明する模式的斜視図、図６は紫外光照射ユニットの要部を説明する断面図である。図５および図６において微細な凹凸については誇張した寸法で示している。
次に変形例について説明する。上記実施形態において導光部材２１として板形状の合成石英ガラスを使用した。合成石英ガラスは紫外線に対しても高い透過率を示すが硬い無機材料のため、透明樹脂材料のように射出成型装置などの製造装置を用いて任意の形状を成形することが難しい。そこで、本変形例においては導光部材２１の表面をエッチング加工することで微細な凹凸を形成している。図５は変形例の紫外光照射ユニットに用いる導光部材を説明する模式的斜視図、図６は紫外光照射ユニットの要部を説明する断面図である。図５および図６において微細な凹凸については誇張した寸法で示している。
【0043】
図５および図６に示すように、出射面の反対側に位置する第１表面２１ｃの表面に散乱領域２６が形成されている。散乱領域２６は、反射部材２５に対向している第１表面２１ｃの表面との間に境界部に複数個所が散在して位置する。散乱領域２６を作成するには、第１表面２１ｃの表面に散乱領域２６を設ける箇所以外の表面を覆うマスクを設け、マスクで覆われていない第１表面２１ｃをエッチングすることで、微小の凹凸形状を作成する。エッチングは所定の薬品を用いたウエットエッチングでも所定のガスを用いたドライエッチングでも良い。サンドブラストなどの物理的な力を加えて凹凸を形成する方法は、合成石英ガラスを破損する恐れたがるため好ましくない。凹凸形状の大きさは散乱反射を生じる大きさならば、その大きさは限定しない。
【0044】
出射面の反対側に位置する第１表面２１ｃに散乱領域２６を設けることで、第２表面２１ｄから出射する出射光ＵＶ３の方向を図６に示すように主に上流側に向かって出射する斜め方向の光以外の方向にも出射させることができる。すなわち紫外線による照射領域を広げることができる。なお、紫外線ＬＥＤ２３からでる紫外線量は同一であるので、照射領域を広げることは単位面積当たりの紫外線照射量を減少することになる。従って、紫外線ＬＥＤ２３からでる紫外線量が少ない場合には、散乱領域２６を設けない方が好適である。ダクト内を流れる空気の流速が遅い場合であったり、空気通路の体積が小さい場合には、散乱領域２６を設けて多くの空気に対して照射できるようにしたほうが良い。
【0045】
〔第２の実施の形態〕
次に変形例について説明する。図７は、第２の実施の形態における除菌ユニットを説明するための要部の概略断面である。なお、上記した第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を用いて説明し、ここでの説明を省略する。第２の実施の形態の除菌装置１では、除菌ユニット１０に紫外光照射ユニット２０から照射される紫外光が届く位置に光触媒体１１を更に設けている点が、主に第１の実施形態と異なる点である。
次に変形例について説明する。図７は、第２の実施の形態における除菌ユニットを説明するための要部の概略断面である。なお、上記した第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を用いて説明し、ここでの説明を省略する。第２の実施の形態の除菌装置１では、除菌ユニット１０に紫外光照射ユニット２０から照射される紫外光が届く位置に光触媒体１１を更に設けている点が、主に第１の実施形態と異なる点である。
【0046】
（除菌ユニット）
除菌ユニット１０は、図２に示すように吹き出し口１０５ａに向かって送出される空気が流れる空気通路２を形成するダクト側壁の一部を切り欠いた状態でダクト側壁１０３ａに取付られている。紫外光照射ユニット２０が空気通路側が空気通路内を流れる空気と接するように固定されている。ダクト１０３内の反対側の位置には、第２表面２１ｄと対向するようにして光触媒体１１を内壁に沿って設けている。図７において矢印にて示した方向が上流側（取り入れ口側）から下流側（吹き出し口側）に流れる空気の移動方向Ｆである。紫外光照射ユニット２０と光触媒体１１との間の空間を空気が流れる。
除菌ユニット１０は、図２に示すように吹き出し口１０５ａに向かって送出される空気が流れる空気通路２を形成するダクト側壁の一部を切り欠いた状態でダクト側壁１０３ａに取付られている。紫外光照射ユニット２０が空気通路側が空気通路内を流れる空気と接するように固定されている。ダクト１０３内の反対側の位置には、第２表面２１ｄと対向するようにして光触媒体１１を内壁に沿って設けている。図７において矢印にて示した方向が上流側（取り入れ口側）から下流側（吹き出し口側）に流れる空気の移動方向Ｆである。紫外光照射ユニット２０と光触媒体１１との間の空間を空気が流れる。
【0047】
（光触媒体）
光触媒体１１は４本の固定脚１３により固定されている。固定脚１３は、紫外光照射ユニット２０の固定枠２９の夫々のコーナー部分、すなわちダクト１０４の側壁寄りに位置する四隅に設けられ、固定枠２９からダクト１０４の反対側の内壁に向かって延びている。図７においては、固定脚１３にて固定された光触媒体１１がダクトの内壁に接している。光触媒体１１は光触媒物質１２を焼成し、または光触媒物質１２を金属や陶器等の他の物質に担持させたものを用いることができる。光触媒物質１２の結晶粒を内部に収容するメッシュケース内にて移動可能に収容したものを用いることができる。
光触媒体１１は４本の固定脚１３により固定されている。固定脚１３は、紫外光照射ユニット２０の固定枠２９の夫々のコーナー部分、すなわちダクト１０４の側壁寄りに位置する四隅に設けられ、固定枠２９からダクト１０４の反対側の内壁に向かって延びている。図７においては、固定脚１３にて固定された光触媒体１１がダクトの内壁に接している。光触媒体１１は光触媒物質１２を焼成し、または光触媒物質１２を金属や陶器等の他の物質に担持させたものを用いることができる。光触媒物質１２の結晶粒を内部に収容するメッシュケース内にて移動可能に収容したものを用いることができる。
【0048】
（光触媒物質）
光触媒物質１２は、例えば酸化チタンを用いることができる。酸化チタン等の光触媒物質１２に光が照射されるとラジカルが発生し、このラジカルが有機物を分解する。このような光分解を行う材料であれば酸化チタン以外の各種材料を用いることができる。酸化チタンにはルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型の３種類の結晶形があることが知られているが、アナターゼ型が主として使用される。例えば６００℃で焼成したアナターゼ型の二酸化チタンを６０メッシュのステンレスケース内に移動可能に収容して担持したものを使用することができる。
光触媒物質１２は、例えば酸化チタンを用いることができる。酸化チタン等の光触媒物質１２に光が照射されるとラジカルが発生し、このラジカルが有機物を分解する。このような光分解を行う材料であれば酸化チタン以外の各種材料を用いることができる。酸化チタンにはルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型の３種類の結晶形があることが知られているが、アナターゼ型が主として使用される。例えば６００℃で焼成したアナターゼ型の二酸化チタンを６０メッシュのステンレスケース内に移動可能に収容して担持したものを使用することができる。
【0049】
本実施形態の除菌装置１は、上記したような光触媒体を紫外光が照射される場所に設けたので、光触媒作用により消臭することができ得る。すなわち、光分解による有機物の分解を促すことができ、空気中の浮遊物質に対する紫外光の照射による除菌効果とともに、光触媒作用による消臭効果も高めることができる。また、厚みの薄い小型化した紫外光照射ユニットと光触媒体とすることができたので、空気通路を構成する壁面に後付けでも取り付けすることができる、簡単に設置可能な除菌装置を提供することができる。なお、紫外光照射ユニット２０で使用する複数の紫外線ＬＥＤとして、異なる波長の出射光を出射する２種類の紫外線ＬＥＤ２３ａ，２３ｂを並べたものを用いる。第１ＵＶ－ＬＥＤ２３ａは、ＵＶ－Ｃの波長域を出射するＬＥＤ光源として主に空気中の菌などの殺菌について高い効率を示すようにする。第２ＵＶ－ＬＥＤ２３ｂは、第１ＵＶ－ＬＥＤ２３ａとは異なる菌等に対して除菌効果を奏する波長域のものとしたり、光触媒物質を励起させるのに好適な波長のものを選択することが好ましい。例えばＵＶ－Ａの波長域を出射するＬＥＤ光源を用いる。
【0050】
以上に、本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、上記実施形態および変形例はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその趣旨から逸脱することなく他の様々な形で構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。例えば、第２の実施形態において光触媒体１１を第２表面２１ｄと対向するように設けたが、導光部材２１の側面である第２端面２１ｂと対向するように光触媒体１１を設ける構成としても良い。第２端面２１ｂと対向するように光触媒体１１を設ける場合には、紫外光照射ユニット２０と光触媒体１１が同一面内に位置する除菌ユニットとすることができるので、ダクトの太さを考慮しなくても除菌ユニット１０を様々な径のダクトに固定することができるようになり、より一層、容易に取り付けを行うことができる。ダクトの何れかの側面に同一面内に配置した紫外光照射ユニット２０と光触媒体１１を挿入できる大きさを切り欠くのみで、簡単に除菌ユニットを取り付けることができるので、簡単に後付けでも設置することが可能になる。また、小型なので、自動車用の空調装置に限らず、室内の空調装置、持ち運びのできる送風機など、空気通路を備えるものであれば各種の送風装置にも適用することができる。
【0051】
また、上記した実施形態及びその変形例では、空調装置のダクトに組み込んだ除菌装置を説明したが、紫外線を照射する対象は空気に限定するものではない。空気以外の気体、例えば酸素ガスの除菌にも適用することができる。また、ガス以外の流体、例えば液体であっても流体が流れるダクト（流体通路）の壁面に取り付ければ除菌効果を発揮できる。本願発明の除菌装置は、導光部材を用いる構成としたので、特に装置の奥行寸法をコンパクトにするとともに、後付けでも簡単に取り付けができる除菌装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【0052】
自動車内の空調装置、室内の空調装置、送風装置など、各種の空気通路を備えた場所や他の流体が流れる流体通路にも適用できる。
【符号の説明】
【0053】
１…除菌装置
２…空気通路
３…導入口（空気取り入れ口）
４…吐出口
１０…除菌ユニット
１１…光触媒体
１２…光触媒物質
１３…固定脚
２０…紫外光照射ユニット
２１…導光部材
２１ｂ…第２端面（出射側面）
２１ｄ…第２表面（出射面）
２３…紫外線ＬＥＤ
２４…ＬＥＤ搭載基板
２５…反射部材
２６…散乱領域
２７…取付部
２９…固定枠
３０…可視光発光ユニット
３１…可視ＬＥＤ光源
３２…可視ＬＥＤ点灯制御部
３３…プリント基板
３４…収納枠体
１００…空調機
１０３、１０４…ダクト（空気通路）
１０３ａ…ダクト側壁
１０５ａ，１０５ｂ…吹き出し口
Ｆ…空気の移動方向
ＵＶ１…出射光
ＵＶ２…出射光
ＵＶ３…出射光
２…空気通路
３…導入口（空気取り入れ口）
４…吐出口
１０…除菌ユニット
１１…光触媒体
１２…光触媒物質
１３…固定脚
２０…紫外光照射ユニット
２１…導光部材
２１ｂ…第２端面（出射側面）
２１ｄ…第２表面（出射面）
２３…紫外線ＬＥＤ
２４…ＬＥＤ搭載基板
２５…反射部材
２６…散乱領域
２７…取付部
２９…固定枠
３０…可視光発光ユニット
３１…可視ＬＥＤ光源
３２…可視ＬＥＤ点灯制御部
３３…プリント基板
３４…収納枠体
１００…空調機
１０３、１０４…ダクト（空気通路）
１０３ａ…ダクト側壁
１０５ａ，１０５ｂ…吹き出し口
Ｆ…空気の移動方向
ＵＶ１…出射光
ＵＶ２…出射光
ＵＶ３…出射光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
