JP2018136231A - 紫外線探傷灯用光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス性が良好な紫外線探傷灯用光源ユニットを提供する。【解決手段】紫外線探傷灯１のハウジング１０に収容される紫外線探傷灯用光源ユニット３０は、紫外線ＬＥＤ３１が搭載された基板３２と、支持板３３と、円錐型のレンズ３４と、レンズ３４を支持する第１支持部材３５と、第１支持部材３５を支持板３３に着脱可能に固定させる固定ねじ３８と、を備え、支持板３３は、ハウジング１０に着脱可能に取り付けられ、レンズ３４は、一端から紫外線ＬＥＤ３１の側に突出する環状のリブ４２を有し、第１支持部材３５は、貫通孔４６を有する天部４４と、固定ねじ３８によって支持板３３に固定される脚部４７と、を有し、第１支持部材３５が支持板３３に固定された際に、レンズ３４は、リブ４２に紫外線ＬＥＤ３１が嵌合され、他端が貫通孔４６に嵌合して位置決めされる。【選択図】図７

Description

本発明は、探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯用光源ユニットに関する。

鋼材等の被検査物の表面の探傷試験としては、非破壊検査方法の一種である、磁粉探傷試験や浸透探傷試験が知られている。磁粉探傷試験は、ＪＩＳ Ｚ ２３２０に規格化されている。磁粉探傷試験では、被検査物の表面に磁粉または磁粉を含有する磁粉溶液を塗布するとともに、被検査物に磁場を印加して被検査物を磁化する。磁化された被検査物の表面にクラック等の傷がある場合には、この傷から磁束が漏洩する。この磁束に磁粉が引き付けられて、傷に対応する指示模様が磁粉によって形成される。そして、この磁粉指示模様を観測することで欠陥としての傷を検査する。磁粉探傷試験には、傷の検出確度を向上させるために、磁粉の表面を蛍光体で被覆した蛍光磁粉を用いる蛍光磁粉探傷試験がある。

浸透探傷試験は、ＪＩＳ Ｚ ２３４３に規格化されている。浸透探傷試験では、まず、浸透液を被検査物の表面に塗布し、この浸透液を表面のクラック等の傷に浸透させる。次に、表面に付着している余剰浸透液を除去し、現像剤粉末を表面に塗布して傷に浸透している浸透液を毛細管現象により表面に吸い出す。吸い上げられた浸透液によって、傷に対応する指示模様が形成される。そして、この指示模様を観測することで欠陥としての傷を検査する。浸透探傷試験には、傷の検出確度を向上させるために、蛍光体を含有する蛍光浸透液を用いる蛍光浸透探傷試験がある。

磁粉探傷試験や浸透探傷試験において蛍光磁粉や蛍光浸透液を用いる場合には、被検査物の表面に紫外線を照射し、指示模様を形成する蛍光磁粉や蛍光浸透液の蛍光体を励起させる必要がある。このように被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯としては、光源に紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いるものが知られている。

特許文献１には、浸透探傷試験または磁粉探傷試験に供せられる被探傷体を紫外線光にて照明する紫外線探傷灯であって、被探傷体を照明すべき最小照明領域の大きさよりも狭い領域に、射出光の光軸を一方向に揃えて環状に配置された複数の紫外線発光ダイオードと、これらの紫外線発光ダイオードから所定の拡がり角を有してそれぞれ射出される紫外線光の各光軸上に設けられて、各紫外線発光ダイオードから射出された紫外線光を各別に集光して被探傷体に照射する複数の集光レンズと、これらの集光レンズを一体に支持したレンズ支持体と、複数の集光レンズを紫外線発光ダイオードからそれぞれ射出された紫外線光の光軸上に位置付けたまま、レンズ支持体を該紫外線光の光軸方向に進退させて、被探傷体に照射する紫外線光の照射領域の大きさを可変するレンズ進退機構と、を具備し、集光レンズにてそれぞれ集光された紫外線光を互いに重ね合わせて被探傷体に照射する紫外線探傷灯が開示されている。

特開２０１１−２１５０７７号公報

特許文献１の構成によれば、被探傷体を照明する紫外線光の照度を簡易に高めることができるとされている。

ここで、多量の被検査物を浸透探傷試験または磁粉探傷試験を用いて探傷検査する場合には、検査の効率を向上させるために、高強度の紫外線を短い間隔で繰り返し照射したり、長時間連続して照射したりする必要がある。このような使用環境下においては、光源としての紫外線ＬＥＤの交換頻度が高くなる。また、紫外線の耐性が強い材料、例えばシリコン樹脂等から形成されるレンズであっても、長期間の使用によって劣化し、変色等が生じる。レンズの劣化によって被検査物に照射される紫外線の強度は低下するので、紫外線ＬＥＤとは別にレンズの交換も必要となる。しかしながら、特許文献１では、メンテナンス性、特に紫外線ＬＥＤやレンズの交換については何ら考慮がなされていない。

そこで、本発明の目的は、メンテナンス性が良好な紫外線探傷灯用光源ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯のハウジングに収容される紫外線探傷灯用光源ユニットにおいて、
紫外線ＬＥＤが搭載された基板と、
前記基板が取り付けられる支持板と、
前記紫外線ＬＥＤに対向して配置され、紫外線が入射される一端から紫外線が出射される他端へ向かって拡径する円錐型のレンズと、
前記レンズを支持する第１支持部材と、
前記第１支持部材を前記支持板に着脱可能に固定させる締結具と、
を備え、
前記支持板は、前記ハウジングに着脱可能に取り付けられ、
前記レンズは、前記一端から前記紫外線ＬＥＤの側に突出する環状のリブを有し、
前記第１支持部材は、貫通孔を有する天部と、前記天部から前記支持板へ向かって延びて前記締結具によって前記支持板に固定される脚部と、を有し、
前記第１支持部材が前記支持板に固定された際に、前記レンズは、前記リブに前記紫外線ＬＥＤが嵌合され、他端が前記貫通孔に嵌合して位置決めされることを特徴とする。

更に、前記レンズが挿入される円筒状の第２支持部材を更に有し、
前記第２支持部材の一端は、前記基板と当接し、
前記第２支持部材の他端は、前記レンズが有する径方向外側へ突出するフランジと当接し、
前記リブと前記基板との間に間隙を有することを特徴とする。

更に、前記紫外線ＬＥＤの高さは、１．７ｍｍ以上、２．１ｍｍ未満であり、
前記間隙は、０．９ｍｍ以上、１．４ｍｍ未満であることを特徴とする。

更に、前記支持板に取り付けられるヒートシンクを更に有し、
前記基板は、前記締結具に対応する貫通孔を有し、粘着体を介して前記ヒートシンクと密着し、
第１支持部材及び前記ヒートシンクは、前記締結具によって前記基板に着脱可能に固定されることを特徴とする。

更に、前記基板は、円形に形成され、外周部が切り欠かれた２つの切り欠き部を有し、
前記支持板は、前記基板に対応する円形で前記基板が嵌合される貫通孔を有し、
前記第１支持部材は、３つの前記脚部を有し、
前記紫外線ＬＥＤは、正方形の表面実装型であることを特徴とする。

本発明によれば、探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯のハウジングに収容される紫外線探傷灯用光源ユニットにおいて、紫外線ＬＥＤが搭載された基板と、前記基板が取り付けられる支持板と、前記紫外線ＬＥＤに対向して配置され、紫外線が入射される一端から紫外線が出射される他端へ向かって拡径する円錐型のレンズと、前記レンズを支持する第１支持部材と、前記第１支持部材を前記支持板に着脱可能に固定させる締結具と、を備え、前記支持板は、前記ハウジングに着脱可能に取り付けられ、前記レンズは、前記一端から前記紫外線ＬＥＤの側に突出する環状のリブを有し、前記第１支持部材は、貫通孔を有する天部と、前記天部から前記支持板へ向かって延びて前記締結具によって前記支持板に固定される脚部と、を有し、前記第１支持部材が前記支持板に固定された際に、前記レンズは、前記リブに前記紫外線ＬＥＤが嵌合され、他端が前記貫通孔に嵌合して位置決めされるので、紫外線ＬＥＤが搭載された基板の交換、及びレンズの交換を容易に行うことができ、メンテナンス性が良好な紫外線探傷灯用光源ユニットを提供することができる。

更に、前記レンズが挿入される円筒状の第２支持部材を更に有し、前記第２支持部材の一端は、前記基板と当接し、前記第２支持部材の他端は、前記レンズが有する径方向外側へ突出するフランジと当接し、前記リブと前記基板との間に間隙を有するので、第１支持部材の固定の際にレンズのリブに力が作用することがなく、リブの破損が防止される。また、耐衝撃性も向上される。また、レンズの誤った取り付けを容易に防止でき、生産性が向上される。

更に、前記紫外線ＬＥＤの高さは、１．７ｍｍ以上、２．１ｍｍ未満であり、前記間隙は、０．９ｍｍ以上、１．４ｍｍ未満であるので、リブ等の破損がより確実に防止される。また、耐衝撃性及び生産性がより向上される。

更に、前記支持板に取り付けられるヒートシンクを更に有し、前記基板は、前記締結具に対応する貫通孔を有し、粘着体を介して前記ヒートシンクと密着し、前記第１支持部材及び前記ヒートシンクは、前記締結具によって前記基板に着脱可能に固定されるので、メンテナンス性がより良好な紫外線探傷灯を提供することができる。

更に、前記基板は、円形に形成され、外周部が切り欠かれた２つの切り欠き部を有し、前記支持板は、前記基板に対応する円形で前記基板が嵌合される貫通孔を有し、前記第１支持部材は、３つの前記脚部を有し、前記紫外線ＬＥＤは、正方形の表面実装型であるので、メンテナンス性がより良好な紫外線探傷灯を提供することができる。

本実施形態に係る紫外線探傷灯用光源ユニットを備える紫外線探傷灯の一例が示された正面図である。 紫外線探傷灯の平面図である。 紫外線探傷灯の底面図である。 カバー部が開いた状態の紫外線探傷灯の一例が示された底面図である。 本実施形態に係る紫外線探傷灯用光源ユニットの構成が示された分解斜視図である。 紫外線探傷灯用光源ユニットが示された底面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図７のレンズ周辺の拡大図である。 レンズが誤組み付けされた状態の一例が示された断面図である。 別の実施形態に係る紫外線探傷灯用光源ユニットが示された断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本実施形態に係る紫外線探傷灯用光源ユニットを備える紫外線探傷灯１の一例が示された正面図であり、図２は紫外線探傷灯１の平面図であり、図３は紫外線探傷灯１の底面図であり、図４はカバー部１２が開いた状態の紫外線探傷灯１の一例が示された底面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１において、後述する固定アーム１８の側を上とし、後述するカバー部１２の側を下とし、紙面に対して手前側を前とし、奥側を後とし、右側を右とし、左側を左とする。

紫外線探傷灯１は、磁粉探傷試験や浸透探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯である。そして、紫外線探傷灯１は、図１〜図４に示されるように、本体部１１とカバー部１２とを有するハウジング１０と、ハウジング１０の内部に収容される１０個の紫外線探傷灯用光源ユニット（以下、光源ユニットと称する）３０と、光源ユニット３０を冷却するための４つの冷却ファン１３と、カバー部１２を本体部１１に係止する２つの係止ロック１４等を備える。本実施形態に係る光源ユニット３０は、後述する紫外線ＬＥＤを有し、紫外線を照射できるように構成される。そして、紫外線探傷灯１は、光源ユニット３０から照射される紫外線を、カバー部１２を透過させて下方へ向けて照射するように構成されている。

本体部１１は、４つの側壁１５と上壁１６とを有し、有頂四角筒状に形成される。本体部１１は、下端の側の内部に取り付け板１７を有する。取り付け板１７は、上壁１６と平行に延びて、外周縁部が４つの側壁１５の内面に接合されている。詳細についは後述するが、取り付け板１７は、各光源ユニット３０に対応した図示せぬ貫通孔を有する。そして、光源ユニット３０は、この貫通孔に下方側から嵌め込まれるようにして取り付け板１７に着脱可能に取り付けられる。

光源ユニット３０は、底面視において、３つの行を形成するように配置されている。前方側及び後方側の行においては、それぞれ３つの光源ユニット３０が略等間隔で配置されている。中央の行において、４つの光源ユニット３０が略等間隔で配置されている。

本体部１１の下端には、光源ユニット３０を下方から覆うようにカバー部１２が連結される。そして、カバー部１２によって、光源ユニット３０等への埃や塵等の付着が防止される。

前側の側壁１５及び後側の側壁１５には、それぞれ２つの冷却ファン１３が配設される。冷却ファン１３は、側壁１５、上壁１６、及び取り付け板１７で囲われる本体部１１の内部に外気を送り込むように構成される。取り付け板１７に取り付けられる１０個の光源ユニット３０は、この外気によって冷却される。なお、冷却ファン１３は、光源ユニット３０を冷却するように構成されていれば良く、その構成、数、配置等は特に限定されるものではない。例えば、前側の側壁１５に配設される冷却ファン１３は、外気を本体部１１の内部に送り込むように構成され、後側の側壁１５に配設される冷却ファン１３は、本体部１１の内部の空気を外に排出するように構成されても良い。

上壁１６には、正面視で門型状に板状部材が折り曲げられて形成された固定アーム１８が取り付けられている。固定アーム１８は、紫外線探傷灯１を所望の位置に吊り下げた状態で固定させるためのものであり、固定に用いられる２つの貫通孔１９を有する。なお、固定アーム１８は、紫外線探傷灯１を所望の位置に固定させることができる構成であれば良く、その構成、配置等は特に限定されるものではない。

また、係止ロック１４は、前側の側壁１５に配設される。詳細については後述するが、カバー部１２は、本体部１１に揺動自在に連結される。係止ロック１４は、本体部１１に揺動自在に連結されたカバー部１２を本体部１１に係止するように構成される。係止ロック１４は、いわゆるパッチン錠であり、ばねの弾性力によってカバー部１２を本体部１１に係止する。なお、係止ロック１４は、カバー部１２を本体部１１に係止することできれば良く、その構成、数、配置等は特に限定されるものではない。例えば、係止ロック１４は、ねじ締結によって、カバー部１２を本体部１１に係止する構成であっても良い。

本体部１１、取り付け板１７、固定アーム１８等の材料としては、熱伝導性の高いアルミニウム等を例示できるが、特に限定されるものではない。また、本体部１１は上述の構成に限定されるものではない。例えば、本体部１１は、有頂円筒状に形成されても良い。また、本体部１１は、外気を吸入したり、内部の空気を排出したりするための開口を側壁１５に有する構成であっても良い。

カバー部１２は、３つの貫通孔２２を有する枠体２０と、それぞれの貫通孔２２に嵌め込まれる紫外線透過部材２１等を有し、本体部１１の下端を下方から覆う。枠体２０は、板状部材で構成される。枠体２０は、底面視で外形が本体部１１の下端の外形に対応した長方形である。枠体２０は、外周端部の全周に沿って延び、本体部１１へ向かって突出する側壁２３を有する。

枠体２０の貫通孔２２は、光源ユニット３０に対応しており、中央及び左右両側に形成されている。左側及び右側の貫通孔２２は、それぞれ３つの光源ユニット３０に対応している。中央の貫通孔２２は、４つの光源ユニット３０に対応している。

枠体２０の材料としては、熱伝導性の高いアルミニウム等を例示できるが、特に限定されるものではない。紫外線透過部材２１は、石英ガラス等の紫外線の透過性に優れた材料で形成される板状部材である。そして、ハウジング１０の内部に収容される光源ユニット３０から照射される紫外線は、紫外線透過部材２１を透過して、下方へ向けて照射される。

カバー部１２は、２つの蝶番２４を介して本体部１１に揺動自在に連結される。より詳細には、蝶番２４の一端はカバー部１２の後側の側壁２３に取り付けられ、蝶番２４の他端は本体部１１の後側の側壁１５に取り付けられる。そして、カバー部１２は、図３に示されるように、この蝶番２４によって、本体部１１の下端が閉塞された閉塞状態と、図４に示されるように、本体部１１の下端が開放されて光源ユニット３０が露出される開放状態との間で、揺動自在である。なお、係止ロック１４によってカバー部１２を本体部１１に係止させることで、光源ユニット３０がカバー部１２によって覆われた閉塞状態が維持される。

なお、カバー部１２は、本体部１１の下端を閉塞するとともに、光源ユニット３０から照射される紫外線を透過させることができる構成であれば良い。例えば、カバー部１２は、１０個の光源ユニット３０に対してそれぞれ貫通孔２２を備える構成であっても良い。

紫外線探傷灯１の光源ユニット３０、冷却ファン１３等には、ハウジング１０とは別体として形成され、外部電源に接続される図示せぬ電源ユニットから電力が供給される。光源ユニット３０、冷却ファン１３等は、電源ユニットから供給される電力によって駆動する。電源ユニットは、ＣＰＵや電源回路等が内蔵されたケーシングと、主電源スイッチと、出力調節ダイアル等を備える。そして、電源ユニットは、出力調節ダイアルの操作に応じて、光源ユニットに供給する電流を制御し、光源ユニットから照射される紫外線の強度を調節できるように構成されている。

なお、電源ユニットの構成は特に限定されるものではない。例えば、電源ユニットは、ハウジング１０と一体に形成されても良く、主電源スイッチや出力調節ダイアル等が外部に露出した状態で本体部１１に収容されても良い。また、主電源スイッチ、出力調節ダイアル等の形態は特に限定されるものではない。

次に、本実施形態に係る光源ユニット３０について詳述する。図５は本実施形態に係る光源ユニット３０の構成が示された分解斜視図であり、図６は光源ユニット３０が示された底面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、図８は図７のレンズ３４周辺の拡大図である。なお、図５において、光源ユニット３０は、構成部材が分離されて示され、後述する支持板３３、後述するヒートシンク３７等の記載は省略されている。また、図６において、光源ユニット３０は、本体部１１の取り付け板１７に取り付けられた状態である。また、図７では、主に光源ユニット３０が示され、本体部１１の側壁１５、上壁１６等の記載は省略されている。また、図７、図８においては、上側が下方であり、下側が上方である。

図５〜図８に示されるように、光源ユニット３０は、紫外線ＬＥＤ３１が搭載された基板３２と、支持板３３と、レンズ３４と、第１支持部材３５と、第２支持部材３６と、ヒートシンク３７と、締結具としての３つの固定ねじ３８等を備える。

基板３２は、プリント配線基板に例示される樹脂等から形成される絶縁板上に金属配線からなる回路を形成したものである。基板３２は、底面視で略円形に形成され、基板３２の回路には、図示せぬ配線が接続される。図示せぬ配線は、図示せぬコネクタを介して電源ユニットに断接可能に接続される。基板３２の中央には、紫外線ＬＥＤ３１が搭載される。紫外線ＬＥＤ３１は、底面視で長方形の表面実装型のＬＥＤである。紫外線ＬＥＤ３１は、４つの発光素子を有し、基板３２の回路と電気的に接続され、紫外線を発光する。基板３２は、外周部が切り欠かれた２つの切り欠き部３９と、板厚方向に貫通する３つの貫通孔４０等も有する。基板３２はヒートシンク３７を介して支持板３３に取り付けられる。

支持板３３は、底面視で長方形の板状部材であり、中央に基板３２の外形に対応する円形の貫通孔５４を有する。支持板３３には基板３２に取り付けられたヒートシンク３７が取り付けられる。支持板３３の材料としては、熱伝導性の高いアルミニウム等を例示できるが、特に限定されるものではない。

レンズ３４は、紫外線ＬＥＤ３１に対向して配置される。レンズ３４は、一端（上方側の端）から他端（下方側の端）に向へ向かって拡径する円錐型のレンズである。レンズ３４は、一端に、他端側へ向かって窪む円柱状の凹部４１を有する。凹部４１の底面は、紫外線ＬＥＤ３１の側である一端側に膨らむように湾曲している。また、レンズ３４は、一端から紫外線ＬＥＤ３１の側（上方）に突出する環状のリブ４２を有する。リブ４２は、紫外線ＬＥＤ３１の外形に対応した四角環状に形成される。そして、リブ４２には、紫外線ＬＥＤ３１が着脱自在に嵌合される。また、レンズ３４は、他端の近傍に、径方向外側へ突出するフランジ４３を有する。フランジ４３の外形は、底面視で円形である。レンズ３４の材料としては、紫外線の耐性が強く透過性に優れたシリコン樹脂等を例示できるが、特に限定されるものではない。

なお、リブ４２の内周面には、紫外線ＬＥＤ３１の側（上方）に向かって拡径するようなテーパが付けられても良い。このような構成にすることで、リブ４２の紫外線ＬＥＤ３１への嵌合が容易となる。なお、このテーパは、紫外線ＬＥＤ３１に嵌合された際にレンズ３４が紫外線ＬＥＤ３１に対して傾いたり、大きながたつきが生じたりしない程度であることが好ましい。

レンズ３４には、紫外線ＬＥＤ３１から照射される紫外線が一端から入射される。レンズ３４に入射された紫外線は、他端から下方へ向けて出射される。なお、紫外線の大部分は、凹部４１を通過し、凹部４１の底面からレンズ３４に入射する。そして、紫外線は、他端へ向けて効果的に拡散される。レンズ３４の他端には、出射される紫外線を効果的に拡散させるために、図示せぬ凹凸加工が施されている。

なお、レンズ３４は、紫外線ＬＥＤ３１に対向して配置され、紫外線が入射される一端から紫外線が出射される他端へ向かって拡径する円錐型のレンズであって、一端に紫外線ＬＥＤ３１が嵌合されるリブ４２を備える構成であれば良い。そして、一端に形成される凹部４１の大きさ及び形状、他端に施される凹凸等は、紫外線ＬＥＤ３１の形態、紫外線ＬＥＤ３１と一端との距離等に応じて適宜設計される。

第１支持部材３５は、第２支持部材３６とともに、レンズ３４を支持する。第１支持部材３５は、板状部材が折り曲げられて形成される。第１支持部材３５は、底面視で長方形の天部４４と、天部の外周縁から上方側である基板３２に向かって延びる４つの側部４５とを有する。天部４４は、レンズ３４の他端の外形に対応した円形の板厚方向に貫通する貫通孔４６を有する。天部４４の貫通孔４６には、レンズ３４の他端が嵌合される。この際、レンズ３４のフランジ４３が天部４４に当接する。

左右の両側及び後方側の側部４５は、基板３２に向かって更に延びる脚部４７を有する。脚部４７の端部は、外側へ向けて折り曲げられており、組み立て時に基板３２と当接する。脚部４７の端部には、基板３２の貫通孔４０に対応し、固定ねじ３８が挿通される貫通孔４８が形成される。

第１支持部材３５の材料としては、ステンレス鋼等を例示できるが、特に限定されるものではない。

なお、第１支持部材３５は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、第１支持部材３５は、前後左右の側部４５から延びる４つの脚部４７を備える構成であっても良い。しかしながら、第１支持部材３５は、上述のように、底面視で略等間隔に配設される３つの脚部４７を備える構成であることが好ましい。このような構成にすることで、レンズ３４を安定して支持できる。また、締結具としての固定ねじ３８の数が必要以上に多くならず、部品数の削減が図れる。また、固定ねじ３８の締結に要する時間が低減されて光源ユニット３０の生産性及びメンテナンス性が良好となる。

第２支持部材３６は、円筒状に形成される。第２支持部材３６の内径は、フランジ４３の内径に対応している。一方、第２支持部材３６の外径は、フランジ４３の外径に対応している。そして、第２支持部材３６には、下方側の端からレンズ３４が挿入される。第２支持部材３６の一端（上方側の端）は、基板３２と当接する。第２支持部材３６の他端（下方側の端）は、レンズ３４のフランジ４３と当接する。

そして、レンズ３４は、第１支持部材３５の天部４４と第２支持部材３６とによってフランジ４３が挟持される。また、レンズ３４は、リブ４２に紫外線ＬＥＤ３１が嵌合され、他端が貫通孔４６に嵌合して位置決めされる。そして、レンズ３４は、基板３２に対してがたついたり、回転したりすることがない。ここで、レンズ３４は、接着剤や粘着テープ等で基板３２等の他の部材に接着されないため、レンズ３４の交換時の手間が軽減される。

ここで、第２支持部材３６の長さは、レンズ３４のリブ４２の端からフランジ４３の第２支持部材３６と当接する面までの長さよりもわずかに大である。したがって、リブ４２と基板３２との間に間隙ＣＬ１が形成され、レンズ３４は基板３２から離間した状態で支持される。

第２支持部材３６の材料としては、熱伝導性の高いアルミニウム等を例示できるが、特に限定されるものではない。

なお、第２支持部材３６は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、第２支持部材３６は、四角筒状に形成されても構わない。このような構成の場合には、レンズ３４のフランジ４３の形状を第２支持部材３６に対応した形状としても良い。

ヒートシンク３７は、放熱器であり、紫外線ＬＥＤ３１が紫外線を発光する際に生じる熱を放熱するように構成されている。ヒートシンク３７は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で形成される。ヒートシンク３７は、長方形の平板の基部４９と、基部４９から上方へ向けて垂設される複数の平板の突起部５０とで構成される。底面視において、基部４９の外形は、基板３２の外形よりも大きく、支持板３３の外形よりも小さい。基部４９の下方側の面は、基板３２の紫外線ＬＥＤ３１が搭載されている側と反対側である上方側の面に接している。また、基部４９の下方側の面は、基板３２よりも外方の周縁部が支持板３３の上方側の面に接している。そして、ヒートシンク３７は、基部４９の基板３２よりも外方の周縁部であって、四隅が固定ねじ５１によって支持板３３に締結される。つまり、ヒートシンク３７は、支持板３３の上方側に着脱可能に取り付けられている。

ここで、基部４９の下方側の面と基板３２の上方側の面との間には、粘着体５２が介在している。つまり、基板３２は、粘着体５２を介してヒートシンク３７の基部４９と密着している。粘着体５２は、自重によって基板３２が基部４９から剥がれず、作業員が基板３２を基部４９から容易に剥がすことができる粘着性（接着強度）を有する。粘着体５２としては、例えば熱伝導性に優れる放熱グリスを用いることができる。このような構成にすることで、紫外線ＬＥＤ３１の冷却効率が向上される。なお、基板３２とヒートシンク３７の基部４９とは、粘着体５２を介することなく、直接密着していても構わない。

なお、ヒートシンク３７は、紫外線ＬＥＤ３１が紫外線を発光する際に生じる熱を放熱できる構成であれば良く、その構成は特に限定されるものではない。突起部５０の数、大きさ、形状等は適宜設計できる。

締結具としての固定ねじ３８は、頭部とねじ部を有する軸部とからなるいわゆるおねじである。第１支持部材３５及びヒートシンク３７は、締結具としての固定ねじ３８によって基板３２に着脱可能に固定される。より詳細には、固定ねじ３８は、第１支持部の脚部４７の貫通孔４８と基板３２の貫通孔４０に挿通されて、ヒートシンク３７の基部４９の図示せぬめねじ部に螺合される。そして、第１支持部材３５の脚部４７の端部とヒートシンク３７の基部４９とが基板３２に締結される。

この際、レンズ３４は第１支持部材３５によって基板３２の側に押し付けられ、第２支持部材３６は基板３２に押し付けられる。そして、レンズ３４、第１支持部材３５、第２支持部材３６、及びヒートシンク３７が基板３２に固定される。なお、ヒートシンク３７は支持板３３に締結されているため、基板３２、レンズ３４、第１支持部材３５、及び第２支持部材３６は、ヒートシンク３７を介して支持板３３に固定されることになる。

なお、締結具は、脚部４７の端部及び基部４９を基板３２に締結させることができる構成であれば良い。締結具は、例えば着脱可能な樹脂製のリベット等であっても良い。

以上のような構成の光源ユニット３０は、本体部１１の取り付け板１７に、ねじ締結によって着脱可能に取り付けられる。より詳細には、取り付け板１７は、ヒートシンク３７の基部４９に対応する長方形の貫通孔２５を有する。この貫通孔２５にはヒートシンク３７が下方側から挿通され、取り付け板１７の下面と支持板３３の外周縁部の上面とが密着される。そして、取り付け具としての２つの取り付けねじ５３によって、支持板３３の外周縁部が取り付け板１７に締結される。この際、支持板３３は、ヒートシンク３７の基部４９よりも大きいため、取り付け板１７の貫通孔２５は光源ユニット３０によって閉塞される。取り付けねじ５３は、固定ねじ３８と同様に、いわゆるおねじである。取り付けねじ５３の頭部は、工具を用いることなく作業員の手で締め付けられるように、固定ねじ３８の頭部よりも大きく形成されている。したがって、光源ユニット３０は、取り付け板１７との脱着が容易であり、メンテナンス性に優れる。

ここで、光源ユニット３０の脱着は、係止ロック１４によるカバー部１２の本体部１１への係止を外し、カバー部１２を揺動させて、本体部１１の下端が開放される開放状態で行われる。係止ロック１４は、パッチン錠であり、工具等を必要としない構成である。したがって、紫外線探傷灯１は、光源ユニット３０の脱着が容易であり、メンテナンス性に優れる。

なお、取り付け具は、光源ユニット３０を本体部１１の取り付け板１７に着脱可能に取り付けられる構成であれば良い。取り付け具は、例えば着脱可能な樹脂製のリベット等であっても良い。

次に、光源ユニット３０の組立手順の一例について詳述する。まず、ヒートシンク３７を基部４９が上方側で突起部５０が下方側に位置するように配置する。基部４９の上に支持板３３を密着させ、固定ねじ５１によって基部４９を支持板３３に締結させる。

次に、基板３２の紫外線ＬＥＤ３１が搭載されている側と反対側の面に粘着体５２を塗布する。基板３２の粘着体５２が塗布された面がヒートシンク３７の基部４９と密着するように、基板３２を支持板３３の貫通孔５４に嵌合させる。したがって、基板３２と支持板３３との間に大きな段差が形成されることがなく、生産性及びメンテナンス性が低下しにくい。この際、基板３２の貫通孔４０がヒートシンク３７の図示せぬめねじ部に一致するように基板３２を配置する。なお、基板３２と支持板３３との間の段差を小さくするために、基板３２と支持板３３の厚さを略同一にすることが好ましい。

次に、第２支持部材３６の筒軸上に紫外線ＬＥＤ３１が位置するように、第２支持部材３６を基板３２の上に配置する。

次に、レンズ３４を、リブ４２がある一端の側から第２支持部材３６に挿通させる。そして、リブ４２に紫外線ＬＥＤ３１を嵌合させる。ここで、リブ４２が紫外線ＬＥＤ３１に嵌合されたかどうかは、第２支持部材３６の他端と、レンズ３４のフランジ４３との間に形成される間隙ＣＬ２によって容易に判断することができる。したがって、レンズ３４の誤った組み付けを容易に防止でき、生産性が向上される。

より詳細には、リブ４２が紫外線ＬＥＤ３１に嵌合されていない場合には、例えば、図９に示されるように、リブ４２の端が紫外線ＬＥＤ３１に当接する。そして、第２支持部材３６の他端とレンズ３４のフランジ４３との間に間隙ＣＬ２が形成される。この間隙ＣＬ２によって、リブ４２が紫外線ＬＥＤ３１に嵌合されたかどうかを判断することができる。なお、図９は、レンズ３４が誤組み付けされた状態の一例が示された断面図であり、図８と同様にレンズ３４周辺が示された鉛直断面図である。

ここで、第２支持部材３６は固定されていない。したがって、第２支持部材３６及びレンズ３４を動かしながらリブ４２に紫外線ＬＥＤ３１を嵌合させることでき、リブ４２に過度な力が作用しにくく、リブ４２の破損が抑制される。

なお、リブ４２が紫外線ＬＥＤ３１に嵌合されていない状態でリブ４２が紫外線ＬＥＤ３１と当接しない状態、つまり第２支持部材３６の筒軸が紫外線ＬＥＤ３１から大きくずれている状態となることもある。このような状態では、第２支持部材３６の他端とレンズ３４のフランジ４３との間に間隙ＣＬ２が形成されない。しかしながら、このような状態では、レンズ３４及び第２支持部材３６が基板３２に固定されずに移動してしまう。したがって、このような状態であってもリブ４２が紫外線ＬＥＤ３１に嵌合されていないことを容易に認識できる。

次に、レンズ３４及び第２支持部材３６に第１支持部材３５を上方から被せる。そして、天部４４の貫通孔４６にレンズ３４の他端を嵌合させる。この際、レンズ３４のリブ４２は紫外線ＬＥＤ３１に嵌合しているため、レンズ３４及び第２支持部材３６は位置決めされており、大きく動くことがない。したがって、天部４４の貫通孔４６にレンズ３４の他端を容易に嵌合させることができる。なお、脚部４７の貫通孔４８が基板３２の貫通孔４０に一致するように第１支持部材３５を配置する。

次に、固定ねじ３８を第１支持部の脚部４７の貫通孔４８と基板３２の貫通孔４０に挿通し、ヒートシンク３７の基部４９の図示せぬめねじ部に螺合させる。レンズ３４は第１支持部材３５によって基板３２の側に押し付けられ、第２支持部材３６は基板３２に押し付けられる。そして、レンズ３４、第１支持部材３５、第２支持部材３６、及びヒートシンク３７が基板３２に固定され、光源ユニット３０が組み立てられる。

なお、レンズ３４は、リブ４２に紫外線ＬＥＤ３１が嵌合され、他端が貫通孔４６に嵌合して位置決めされるため、基板３２に対してがたついたり、回転したりすることがない。

ここで、光源ユニット３０は、３つの固定ねじ３８の締結によってレンズ３４、第１支持部材３５、第２支持部材３６、及びヒートシンク３７を基板３２に固定させることができる。したがって、組み立て作業が容易であるとともに、固定のための部品点数が少なく、生産性が良好である。

また、第２支持部材３６の長さは、レンズ３４のリブ４２の端からフランジ４３の第２支持部材３６と当接する面までの長さよりもわずかに大であり、リブ４２と基板３２との間に間隙ＣＬ１が形成されている。したがって、リブ４２には、固定ねじ３８の締結によって力が作用することがなく、リブ４２を太くするといった補強をすることなく、リブ４２の破損が防止される。また、レンズ３４の重量の増加が防止される。

また、光源ユニット３０は、振動や落下等の衝撃が加わったとしても、リブ４２が基板３２に衝突して破損することがなく、耐衝撃性が向上される。なお、光源ユニット３０にレンズ３４の径方向の振動や衝撃が加わった際、リブ４２は、紫外線ＬＥＤ３１に衝突する可能性があるものの、径方向外側へたわむことで衝撃を吸収することができ、破損が防止される。また、光源ユニット３０は、緩衝部材等を用いることなく耐衝撃性を向上させることができ、生産性が向上される。

なお、リブ４２の保護及びレンズ３４の位置決めの観点において、紫外線ＬＥＤの高さＨ（図８参照）が１．７ｍｍ以上、２．１ｍｍ未満である場合、間隙ＣＬ１は０．９ｍｍ以上、１．４ｍｍ未満であることが好ましい。なお、紫外線ＬＥＤ３１の高さＨは、基板３２の紫外線ＬＥＤ３１が搭載されている側の面から紫外線ＬＥＤ３１のレンズ３４の側の端までの距離である。紫外線ＬＥＤ３１は半田によって基板３２の回路に接続される。この半田は、紫外線ＬＥＤ３１の基板３２の側の端部から側方（外方）へ突出する場合がある。間隙ＣＬ１が０．９ｍｍ未満であると、光源ユニット３０に落下等の衝撃が加わった際、リブ４２が側方へ突出した半田に当接して破損する可能性があり、衝撃荷重に対する光源ユニット３０の耐久性が低下する。一方、間隙ＣＬ１が１．４ｍｍ以上であると、リブ４２の紫外線ＬＥＤ３１への嵌合が外れやすく、レンズ３４が位置決めされにくくなる。そして、光源ユニット３０の生産性及びメンテナンス性が低下する。

次に、光源ユニット３０のメンテナンス時の分解手順の一例について詳述する。光源ユニット３０の分解手順は、上述した組立と略逆の手順である。固定ねじ３８をヒートシンク３７から取り外すだけで、レンズ３４、第１支持部材３５、及び第２支持部材３６がそれぞれ基板３２から取り外される。したがって、光源ユニット３０は、レンズ３４、第１支持部材３５、及び第２支持部材３６の取り外しが容易であり、レンズ３４、第１支持部材３５、及び第２支持部材３６の交換作業時間を短縮することができ、メンテナンス性が良好である。

なお、基板３２は、粘着体５２を介してヒートシンク３７の基部４９と密着しているため、固定ねじ３８が取り外されてもヒートシンク３７に付着した状態のままとなる。そして、レンズ３４等の交換作業において、交換後の光源ユニット３０の組み立ての際に、基板３２の取り付けに関する作業を行う必要がない。したがって、レンズ３４等の交換作業時間を短縮することができ、メンテナンス性が良好である。

なお、基板３２（紫外線ＬＥＤ３１）を交換する際には、切り欠き部３９にドライバー等の工具や爪を引っ掛けて、基板３２をヒートシンク３７から引きはがす。なお、粘着体５２の粘着性は、容易に剥がすことができる程度であるため、メンテナンス性が悪化することはない。

なお、光源ユニット３０は、上述の構成に限定されるものではい。光源ユニット３０は、例えば、図１０に示されるように、第２支持部材３６を備えない構成であっても良い。ここで、図１０は、別の実施形態に係る光源ユニット１３０が示された断面図であり、図８、図９と同様にレンズ１３４周辺が示された鉛直断面図である。別の実施形態に係る光源ユニット１３０は、上述の光源ユニット３０において、第２支持部材３６を備えないとともに、レンズ３４のリブ４２の形状が異なる構成であり、これら以外は上述の光源ユニット３０と同様の構成であり、同様の構成の説明については省略される。

光源ユニット１３０におけるレンズ１３４は、リブ１４２の端が基板３２と当接するように構成される。つまり、レンズ１３４は、第１支持部材３５によって基板３２に押し付けられ、第１支持部材３５と基板３２とで挟持される。このような構成にすることで、部品数が減少され、生産性が向上される。なお、このような構成であっても、固定ねじ３８をヒートシンク３７から取り外すだけで、レンズ３４、及び第１支持部材３５がそれぞれ基板３２から取り外されるので、メンテナンス性が良好である。

なお、リブ１４２には、固定ねじ３８の締結によって力が作用する。したがって、リブ１４２の太さを固定ねじ３８の締結による力によって破損しない程度とする。

また、光源ユニット３０は、ヒートシンク３７を備えない構成であっても良い。このような構成の場合には、基板３２を、紫外線ＬＥＤ３１が搭載されている側と反対側の面が支持板３３に密着される構成とする。また、第１支持部材３５及び基板３２を、固定ねじ３８によって支持板３３に着脱可能に固定される構成とする。このような構成であっても、固定ねじ３８を支持板３３から取り外すだけで、基板３２、レンズ３４、及び第１支持部材３５がそれぞれ支持板３３から取り外されるので、メンテナンス性が良好である。

また、基板３２は、紫外線ＬＥＤ３１が搭載された構成であれば良く、上述の構成に限定されるものではない。基板３２は、例えば底面視で長方形に形成されても構わない。また、紫外線ＬＥＤ３１は、紫外線を発光する構成であれば良く、上述の構成に限定されるものではない。紫外線ＬＥＤ３１は、例えば、底面視で円形であっても良く、備える発光素子の数も適宜設計できる。しかしながら、レンズ３４の位置決めの観点において、紫外線ＬＥＤ３１は、表面実装型のＬＥＤであって、底面視で多角形であることが好ましい。特に、紫外線ＬＥＤ３１は、正方形を形成するように配置される４つの発光素子を有し、４つの発光素子が形成する正方形に対応した正方形の表面実装型であることが好ましい。このような構成にすることで、紫外線ＬＥＤ３１にレンズ３４のリブ４２を嵌合させる際、紫外線ＬＥＤ３１に対するレンズ３４の周方向の向きを考慮する必要がなく、生産性及びメンテナンス性が良好となる。また、レンズ３４から出射される紫外線の強度を容易に均等化させることができる。

また、光源ユニット３０にはサイズによる限定はなく、紫外線ＬＥＤ３１の形状、出力等に応じて適宜設計できる。

また、紫外線探傷灯１は、光源ユニット３０を備える構成であれば良く、上述の構成に限定されるものではない。光源ユニット３０の数、配置等は適宜設定される。更に、紫外線探傷灯１は、外部機器によって遠隔操作が可能な構成であっても良い。

また、紫外線探傷灯１にはサイズによる限定はなく、適宜設計できる。紫外線探傷灯１は、携帯可能なサイズであって、例えば作業員によって把持されるグリップを備える構成であっても良い。

以上に説明がなされたように、本実施形態に係る光源ユニット３０は、探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯１のハウジング１０に収容され、紫外線ＬＥＤ３１が搭載された基板３２と、基板３２が取り付けられる支持板３３と、紫外線ＬＥＤ３１に対向して配置され、紫外線が入射される一端から紫外線が出射される他端へ向かって拡径する円錐型のレンズ３４と、レンズ３４を支持する第１支持部材３５と、第１支持部材３５を支持板３３に着脱可能に固定させる固定ねじ３８と、を備え、支持板３３は、ハウジング１０に着脱可能に取り付けられ、レンズ３４は、一端から紫外線ＬＥＤ３１の側に突出する環状のリブ４２を有し、第１支持部材３５は、貫通孔４６を有する天部４４と、天部４４から支持板３３へ向かって延びて固定ねじ３８によって支持板３３に固定される脚部４７と、を有し、第１支持部材３５が支持板３３に固定された際に、レンズ３４は、リブ４２に紫外線ＬＥＤ３１が嵌合され、他端が貫通孔４６に嵌合して位置決めされる構成である。

そして、本実施形態によれば、メンテナンス性が良好な紫外線探傷灯用光源ユニット３０を提供することができる。

本開示は、探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯用光源ユニットに好適に利用することができ、特に、蛍光磁粉探傷試験、及び蛍光浸透探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯用光源ユニットに有用である。

１ 紫外線探傷
１０ ハウジング
３０，１３０ 光源ユニット（紫外線探傷灯用光源ユニット）
３１ 紫外線ＬＥＤ
３２ 基板
３３ 支持板
３４ レンズ
３５ 第１支持部材
３６ 第２支持部材
３７ ヒートシンク
３８ 固定ねじ（締結具）
３９ 切り欠き部
４０ 貫通孔
４２，１４２ リブ
４３ フランジ
４４ 天部
４６ 貫通孔
４７ 脚部
５２ 粘着体
５４ 貫通孔
ＣＬ１ リブと基板との間の間隙
Ｈ 紫外線ＬＥＤの高さ

Claims (5)

1. 探傷試験における被検査物に紫外線を照射する紫外線探傷灯のハウジングに収容される紫外線探傷灯用光源ユニットにおいて、
   紫外線ＬＥＤが搭載された基板と、
   前記基板が取り付けられる支持板と、
   前記紫外線ＬＥＤに対向して配置され、紫外線が入射される一端から紫外線が出射される他端へ向かって拡径する円錐型のレンズと、
   前記レンズを支持する第１支持部材と、
   前記第１支持部材を前記支持板に着脱可能に固定させる締結具と、
   を備え、
   前記支持板は、前記ハウジングに着脱可能に取り付けられ、
   前記レンズは、前記一端から前記紫外線ＬＥＤの側に突出する環状のリブを有し、
   前記第１支持部材は、貫通孔を有する天部と、前記天部から前記支持板へ向かって延びて前記締結具によって前記支持板に固定される脚部と、を有し、
   前記第１支持部材が前記支持板に固定された際に、前記レンズは、前記リブに前記紫外線ＬＥＤが嵌合され、他端が前記貫通孔に嵌合して位置決めされることを特徴とする、紫外線探傷灯用光源ユニット。
2. 前記レンズが挿入される円筒状の第２支持部材を更に有し、
   前記第２支持部材の一端は、前記基板と当接し、
   前記第２支持部材の他端は、前記レンズが有する径方向外側へ突出するフランジと当接し、
   前記リブと前記基板との間に間隙を有することを特徴とする、
   請求項１に記載の紫外線探傷灯用光源ユニット。
3. 前記紫外線ＬＥＤの高さは、１．７ｍｍ以上、２．１ｍｍ未満であり、
   前記間隙は、０．９ｍｍ以上、１．４ｍｍ未満であることを特徴とする、
   請求項２に記載の紫外線探傷灯用光源ユニット。
4. 前記支持板に取り付けられるヒートシンクを更に有し、
   前記基板は、前記締結具に対応する貫通孔を有し、粘着体を介して前記ヒートシンクと密着し、
   前記第１支持部材及び前記ヒートシンクは、前記締結具によって前記基板に着脱可能に固定されることを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の紫外線探傷灯用光源ユニット。
5. 前記基板は、円形に形成され、外周部が切り欠かれた２つの切り欠き部を有し、
   前記支持板は、前記基板に対応する円形で前記基板が嵌合される貫通孔を有し、
   前記第１支持部材は、３つの前記脚部を有し、
   前記紫外線ＬＥＤは、正方形の表面実装型であることを特徴とする、
   請求項４に記載の紫外線探傷灯用光源ユニット。

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