JP5322011B2 - 検査用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの表面検査等に用いられる検査用照明装置に関し、特に、この検査用照明装置を構成するケーシングの構造に関するものである。

従来、製品の表面検査等に用いられる面光源装置等の検査用照明装置は、例えば特許文献１に示すように、上部が開口した箱状の枠体内にＬＥＤ等からなる光源を収容し、枠体の開口を拡散板により塞ぐことにより構成されている。このとき拡散板の固定方法としては、拡散板に設けた貫通孔にねじを通して、枠体に設けた雌ねじ孔にねじを螺合することによって、ねじと枠体との間に拡散板を挟持させることが一般的である。

ところが、拡散板がＬＥＤ等の光源からの熱により熱膨張し、拡散板のねじ固定された部分が破損してしまうという問題がある。また、この破損によって発生した破片がワークに付着してしまい、ワークの製品性能劣化や当該破片を誤検出してしまう等の恐れがある。

この問題を解決するため本出願人は、面光源装置を、光源が配置される矩形平板状の底板と、当該底板の４辺に固定される４つの側板とから構成し、側板の内面に拡散板の端縁部が挿入される取付溝を形成し、当該取付溝によって拡散板を固定する構成を考えている。この構成では、取付溝と拡散板との間に隙間が形成されるので、拡散板が熱膨張しても破損しにくくできる。

しかしながら、上記側板が、製造容易及びコスト削減のために引き出し加工又は押し出し加工により形成されることから、側板の内面においては、取付溝が側板の両端まで伸びて開口する構成となる（図１２参照）。そして、隣接する側板を連結した場合には、図１２の部分拡大図に示すように、取付溝が側板の両端面に開口してしまう。そうすると、取付溝に固定された拡散板の側面から出る光が、当該側板の端面に開口した取付溝から外部に漏れ出てしまい、その漏れ光が撮像部に直接的又は間接的に受光されノイズの原因となってしまう。また、その漏れ光が撮像部以外の検査機器にも外乱として検出されてしまう恐れがあり、上記構成の検査用照明装置を検査システムに用いる場合には、別途、外乱を除去するための構成が必要となってしまう。さらに、検査用照明装置自体としても、側面から光が漏れ出ることから製品としての外観を乱す要因ともなり、製品価値を低下させてしまう。

なお、隣接する側板同士の連結部分に生じる隙間から、光源から出た光が漏れてしまう恐れもあり、この漏れ光によっても上記と同様の問題が生じる可能性がある。

特開２００４−２８７３６８号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、拡散板等の透光板の側面から出る光又は光源からの光が、隣接する側板の連結部分から漏れ出ることを防止することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る検査用照明装置は、光源が設けられる底板と、前記光源を囲むように底板に固定される複数の側板と、前記複数の側板の内面に形成された取付溝に端縁部が係合することにより、前記光源の光射出側前方に配置される透光板とを備えており、互いに隣接する側板の連結部を形成する、少なくとも一方の側板の連結端部が、他方の側板の連結端部に係合する係止凹部を有し、前記底板に固定される側板の固定面が、その側板を底板に固定した際に底板に対して光源側に傾斜するように形成されており、前記固定面を底板に接触するように固定することによって、前記側板が底板に対して光源側に傾斜して固定されるとともに、互いに隣接する側板の連結部が係合して押圧密着し、さらに、互いに隣接する側板の連結端部同士の押圧接触面が段状をなすものであることを特徴とする。

このようなものであれば、側板の連結端部に段状凹部を形成し、当該側板に隣接する側板の連結端部に係合させることによって、透光板の側面から漏れ出た光又は光源からの光は段状凹部により遮られるので、外部に漏れ出ることを防止することができる。また、側板を底板に固定するに際して、側板を光源側である内側に倒すようにして側板の連結部を押圧密着していることから、段状凹部と他方の連結端部との隙間を可及的に小さくすることができ、より一層漏れ光を低減することができる。特に、側板の高さが高くなるほど寸法公差等の要因により、隣接する側板の連結部に形成される隙間が大きくなりがちであるが、側板を傾斜させて押圧密着することによって、その隙間を可及的に小さくすることができる。このようなことから、検査用照明装置を検査システムに用いた場合に、漏れ光が撮像部やその他の検出機器に受光されることにより生じるノイズを低減することができ、検査用照明装置自体としても、側面から光の漏れ光を無くすことができ外観を乱すことが無く製品価値を低下させることもない。

光照射装置の具体的な構成としては、前記底板が矩形平板状であり、前記複数の側板が前記底板の４辺に固定されるものであり、前記底板の対向する２辺に設けられた側板の両連結端部に前記係止凹部が形成されていることが望ましい。これならば、対向する２辺に設けられた側板にのみ係止凹部を設けることによってその他の側板には係止凹部を形成する必要がないことから、製造コストを削減することができる。

簡単な構成により底板に対して側板を傾けて固定するためには、前記固定面が側板の下面に形成され前記底板の上面に固定されるものであり、前記固定面である下面に雌ねじ部が形成され、当該雌ねじ部に前記底板に形成された貫通孔を介してねじを螺合させることによって、前記固定面である下面が前記底板の上面に密着して、前記側板が前記底板に対して傾斜して固定されることが望ましい。

側板に対する透光板のがたつきを無くして、がたつきによる拡散板の破損を防止するためには、前記側板の取付溝の底面と前記透光板の端縁部との間に弾性変形可能なシール部材が設けられていることが望ましい。

側板を底板に固定した状態で、透光板が側板からの曲げ応力を受けないようにするためには、前記取付溝の幅が前記透光板の端縁部の厚みよりも大きく形成されており、前記取付溝に前記透光板の端縁部が係合した状態において、前記側板の底板に対する傾斜を許容するものであることが望ましい。

このように構成した本発明によれば、拡散板等の透光板の側面から出る光又は光源からの光が、隣接する側板の連結部分から漏れ出ることを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る検査用照明装置の斜視図である。 同実施形態の検査用照明装置の平面図である。 同実施形態の各要素に分解した分解斜視図である。 同実施形態の係止凹部が形成された側板を示す斜視図である。 同実施形態の部分拡大断面図（側板傾斜前）である。 同実施形態の部分拡大断面図（側板傾斜後）である。 同実施形態の側板の連結部を示す拡大斜視図である。 同実施形態の側板の連結部を示す拡大平面図である。 同実施形態の側板の連結部を示す拡大側面図である。 変形実施形態の連結部を示す拡大平面図である。 変形実施形態を示す部分拡大断面図である。 従来の検査用照明装置の側板連結部の構成を示す拡大斜視図である。

以下に本発明に係る検査用照明装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る検査用照明装置１００は、ライン上を流れる製品（ワーク）の表面欠陥や異物検査等を行う製品検査システム等に用いられる概略矩形状の発光面を有する面光源装置である。

具体的にこのものは、図１〜図３に示すように、光源である複数のＬＥＤ２が配置される概略矩形平板状をなす底板３と、当該底板３の４辺に固定された４つの側板４と、当該側板４に支持された概略矩形平板状をなす拡散板５とを備えている。なお、１つの側板４からＬＥＤ２に電力を供給するための電源ケーブル６（図３には図示しない）が延設されている。

底板３は、複数のＬＥＤ２が配列されたＬＥＤ基板が載置され、又は複数のＬＥＤ２が直接載置されるものである。なお、ＬＥＤ２は例えば縦横に等間隔にマトリックス状に配置されている（図２等参照）。

側板４は、底板３の各辺の長さと同程度の長さを有する長尺状をなすものであり、例えば押出加工又は引抜加工の一次加工後、切削加工等の二次加工が施されることにより形成される。また、図４〜図６に示すように、各側板４の内面４ａにおける上側所定位置には、拡散板５の端縁部５１が収容される取付溝４１が長手方向に沿って形成されている。なお、取付溝４１は、内側に開口する断面コの字状をなす凹溝である。

各側板４の外面４ｂには、取付用枠体（不図示）に設けられた固定用ナット（不図示）の頭部がスライド可能に引っかかる固定用溝４２と、側板４の下側（底板側）に放熱フィンＦを形成する複数の放熱用溝４３とが長手方向に沿って形成されている。なお、固定用溝４２は、取付溝４１よりも下側に形成され、開口部がその他の部位に比べて窄まった形状であり、当該開口部に固定用ナットの頭部が引っかかることにより検査用照明装置１００が取付用枠体に固定される。また、固定用溝４２は、検査用照明装置１００の不使用時等において、側板４から延設された電源ケーブル６を収容する可能である。

本実施形態の側板４は、底板３の各辺における端縁部においてねじ固定される（図３参照）。具体的に側板４は、図５等に示すように、下面４ｃが底板３の上面３ａに接触するように固定されるものであり、当該下面４ｃには雌ねじ部４４が長手方向に沿って複数形成されており、各雌ねじ部４４は側板４の長手方向から見た中心軸Ｃに沿って形成されている。この中心軸Ｃは、側面視において側板４の内面４ａ及び外面４ｂに平行な軸である。そして、側板４は、底板３の端縁部に形成された貫通孔３Ｈを介してねじ７が螺合されることによって底板３に固定される（図３参照）。

拡散板５は、各辺の端縁部５１がそれぞれ側板４の取付溝４１内に収容され、ＬＥＤ２の光射出側前方に固定される。この拡散板５は、底板３及び側板４により形成される概略箱形状をなすケーシングの開口全面を塞ぎ、複数のＬＥＤ２から出た光を拡散、均一化して前方に射出する。

しかして本実施形態の検査用照明装置１００は、図４、図７及び図８等に示すように、互いに隣接する側板４の連結部４Ｘを形成する少なくとも一方の側板４の連結端部４０１に、他方の側板４の連結端部４０１が係合する係止凹部４０２が形成されている。なお、以下において隣接する側板４を区別する場合には便宜的に、一方の側板４を「側板４ｓ」、他方の側板４を「側板４ｔ」という。

係止凹部４０２は、底板３の対向する２辺に設けられた側板４ｓの両連結端部４０１において、その側板４ｓの連結端部４０１の内面に高さ方向に亘って形成されたものである。具体的に係止凹部４０２は、側板４ｓの連結端部４０１の内面側隅角部を、連結部４Ｘを形成する側板４ｔの連結端部４０１の形状に合わせて切り欠くことによって形成されている。本実施形態の側板４ｔの連結端部４０１の形状は概略矩形状をなすことから、係止凹部４０２は、側板４ｓの連結端部４０１の内面４ａと端面４ｄとの間を平面視において略Ｌ字形状に切り欠くことにより形成された段差部によって、側板４の内面側及び端面側に開口した略直角状をなす凹部としている。このような係止凹部４０２に他方の側板４ｔの連結端部４０１を係合させることによって、側板４ｓの端面４ｄと、側板４ｔの外面４ｂとが略面一となるようにしている（図８参照）。つまり、係止凹部４０２の長手方向の深さを、他方の側板４ｔの厚みと略同一としている。

なお、係止凹部４０２の幅方向の深さは、取付溝４１の両端側開口全体が係止凹部４０２の長さ方向に直交する側面４０２ｂに開口する程度の深さであり、本実施形態では取付溝４１と略同一の深さとしている。これにより、係止凹部４０２に側板４ｔの連結端部４０１が係合することによって、当該取付溝４１の両端開口は側板４ｔの連結端部４０１に塞がれる構成となる（図８参照）。一方、側板４ｔの連結端部４０１の端面４ｄに開口する取付溝４１の両端開口は、係止凹部４０２の幅方向に直交する側面４０２ａにより塞がれる構成となる（図８参照）。これにより、拡散板５の側周面５ａから出る光が遮られて外部に漏れないように構成されている。

また、係止凹部４０２が形成された側板４ｓにおいて、その外面４ｂに形成された固定用溝４２は、側板４ｓの両端面４ｄに開口しており、図７及び図９に示すように、前記係止凹部４０２に側板４ｔが係合した状態においても、側板４ｓの両端面４ｄの開口から固定用溝４２に固定用ナットが挿入可能に構成してある。

一方、係止凹部４０２に係合する側板４ｔの外面４ｂに形成された固定用溝４２も、その両端面４ｄに開口しているところ、当該側板４ｔの両端面４ｄは、係止凹部４０２により塞がれることから、固定用溝４２内に固定用ナットを挿入することができない。このため、側板４ｔの固定用溝４２の外面側開口の一部に、図９に示すように、固定用ナットを挿入するための拡開部４２Ｐが形成されている。本実施形態では、当該拡開部４２Ｐは、側板４ｔの固定用溝４２において長手方向一端部に形成されている。

また、底板３に固定される側板４の固定面４ａが、図５及び図６に示すように、その側板４を底板３に固定した際に当該底板３に対して光源２側（内側）に傾斜するように形成されている。本実施形態では、側板４の下面４ｃが固定面であるため、側板４の下面４ｃが、当該側板４を底板３の上面３ａに取り付けた際に、側板４が内側に傾斜するように斜めにカットされることにより形成されている。詳細に下面４ｃは、内面４ａ及び外面４ｂに平行な中心軸Ｃに対して、内面４ａ側に上がるように傾斜して形成された平面である。

この構成により、底板３に側板４を固定するに際して、下面４ｃに形成された雌ねじ部４４に底板３に形成された貫通孔３Ｈを介してねじ７を螺合させることで、固定面である下面４ｃが底板３の上面３ａに密着するように固定される（図６参照）。その結果、側板４は底板３に対して傾斜して固定される。

各側板４が上記の通り取り付けられることから、隣接する側板４同士が凭れ掛るように接触して固定されて、図８に示すように、隣接する側板４の連結部４Ｘに押圧力が作用して押圧接触する。具体的には、係止凹部４０２が形成された側板４ｓにおいては、当該係止凹部４０２の幅方向に直交する側面４０２ａが、係止凹部４０２のない側板４ｔの長手方向端面４ｄを押圧する（図８における矢印Ａ）。一方、係止凹部４０２のない側板４ｔの連結端部４０１の内面４ａが、係止凹部４０２が形成された側板４ｓの長手方向に直交する側面４０２ｂを押圧する（図８における矢印Ｂ）。これにより、隣接する側板４の連結端部４０１同士の押圧接触面が段状をなすものとなる。このような構成によって、寸法公差等により生じる連結部４Ｘの隙間を無くすことができる。

また本実施形態の検査用照明装置１００において、図５及び図６に示すように、取付溝４１の幅が拡散板５の端縁部５１の厚みよりも大きく形成され、取付溝４１に拡散板５の端縁部５１が係合した状態において、側板４の底板３に対する傾斜を許容する構成とされている。本実施形態では、側板４が傾斜して固定されることにより、側板４に形成された取付溝４１が若干下向きに開口することになる。このとき取付溝４１の幅を拡散板５の端縁部５１の厚みと略同一とした場合には、側板４を底板３に固定した際に取付溝４１の上部開口縁が拡散板５に接触して拡散板５を湾曲させてしまう又は破損させてします恐れがある。しかしながら本実施形態のように、取付溝４１の幅が、側板４の底板３に対する傾斜を許容する程度に設定されていることから、取付溝４１の上部開口縁が拡散板５に接触せず、拡散板５を湾曲又は破損させる恐れが無い。

さらに本実施形態の検査用照明装置１００においては、同じく図５及び図６に示すように、側板４の取付溝４１の底面４１ａと拡散板５の端縁部５１（具体的には側端面５ａ）との間に、取付溝４１と拡散板５とのがたつきを防止するシール部材８が設けられている。このシール部材８は、シリコンチューブ等の弾性変形可能な部材により構成されており、取付溝４１全体に亘って設けられている。なお、シール部材８は、例えば断面略円形状をなす線状のものとして図３に示すように各側板４に対応して４つ設けても良いし、環状のものとして各側板４に共通させて１つ設けても良い。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る検査用照明装置１００によれば、側板４ｓの連結端部４０１に係止凹部４０２を形成して、当該側板４ｓに隣接する側板４ｔの連結端部４０１に係合させることによって、拡散板５の側面５ａから漏れ出た光は係止凹部４０２により遮られるので、外部に漏れ出ることを防止することができる。また、側板４を底板３に固定するに際して、側板４を光源２側に倒すようにして側板４の連結部４Ｘを押圧密着していることから、係止凹部４０２と他方の連結端部４０１との隙間を可及的に小さくすることができ、より一層漏れ光を低減することができる。特に、側板４の高さが高くなるほど隣接する側板４の連結部４Ｘに形成される隙間が大きくなりがちであるが、側板４を傾斜させることによって押圧密着させることによって、隙間を可及的に小さくすることができる。さらに、側板４同士が内側に押圧密着して固定されているため、拡散板５が熱膨張することにより、側板４の連結部４Ｘに隙間が生じることを防止することができる。このようなことから、検査用照明装置１００を検査システムに用いた場合に、漏れ光が撮像部やその他の検出機器に受光されることにより生じるノイズを低減することができ、検査用照明装置１００自体としても、側面から光の漏れ光を無くすことができ外観を乱すことが無く製品価値を低下させることもない。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、側板の連結端部に形成される係止凹部が、側板の連結端部の内面と端面との間を平面視において略Ｌ字形状に切り欠くことにより形成されたものであったが、側板の内面に高さ方向に沿って形成された凹溝としても良い。

また、前記実施形態では、連結部を形成する一方の側板の連結端部にのみ係止凹部を形成するものであったが、図１０に示すように、連結部４Ａを形成する両方の側板４の連結端部４０１に係止凹部４０２を形成するものであっても良い。この場合、連結部４Ｘを形成する隣接する側板４の各連結端部４０１に、連結端部４０１の内面４ａと端面４ｄとの間を平面視において略Ｌ字形状に切り欠くことによって係止凹部４０２を形成する。そして、各側板４の連結端部４０１に設けられた係止凹部４０２が係合するように固定する。

さらに、前記実施形態では、側板の下面と底板の上面とが接触するように固定される構成であったが、その他、例えば側板の内面と底板の側面とが接触するように固定される構成であっても良い。

その上、前記実施形態の拡散板において、当該拡散板の表面及び裏面の表面処理を異ならせることによって、例えば表面側をつやのある光沢面にし、裏面側をつやのないマット面として、検査用途に応じて選択可能に構成しても良い。

加えて、前記実施形態の検査用照明装置にライトコントロールフィルム等の調光板や偏光板等の光学板９を取付可能に構成しても良い。このとき、検査用照明装置１００は、図１１に示すように、側板４の上面４ｅ上に光学板９を載置した状態で、当該光学板９の上面に接触するとともに、側板４の固定用溝４１に係止する固定部材１０を有する。

さらに加えて、前記実施形態の係止凹部は、側板の連結端部において高さ方向に亘って全体に設けられているが、拡散板からの漏れ光のみを防止するためには、側板の連結端部において側板の取付溝が形成されている高さ位置に対応した部分に係止凹部を形成するようにしても良い。この場合、その側板の連結端部には前記係止凹部に係合する係止凸部を形成する。

さらにその上、前記実施形態の検査用照明装置は、底板が概略矩形状をなし、その端縁部に４つの側板を固定することにより構成されているが、その他、底板の形状は矩形状に限られず、又側板の枚数も４枚に限られない。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・検査用照明装置（面光源装置）
２ ・・・光源（ＬＥＤ）
３ ・・・底板
３ａ ・・・底板の上面
３Ｈ ・・・貫通孔
４ ・・・側板
４ｃ ・・・固定面（下面）
４４ ・・・雌ねじ部
４１ ・・・取付溝
４Ｘ ・・・連結部
４０１・・・連結端部
４０２・・・係止凹部
５ ・・・透光板（拡散板）
５１ ・・・端縁部
７ ・・・ねじ
８ ・・・シール部材

Claims (6)

1. 光源が設けられる底板と、
   前記光源を囲むように底板に固定される複数の側板と、
   前記複数の側板の内面に形成された取付溝に端縁部が係合することにより、前記光源の光射出側前方に配置される透光板とを備えており、
   互いに隣接する側板の連結部を形成する少なくとも一方の側板の連結端部が、他方の側板の連結端部に係合する係止凹部を有し、
   前記底板に固定される側板の固定面が、その側板を底板に固定した際に当該底板に対して光源側に傾斜するように形成されており、
   前記固定面を底板に接触するように固定することによって、前記側板が底板に対して光源側に傾斜して固定されるとともに、互いに隣接する側板の連結部が押圧密着し、さらに、互いに隣接する側板の連結端部同士の押圧接触面が段状をなすものである検査用照明装置。
2. 前記底板が矩形平板状をなすものであり、
   前記複数の側板が前記底板の４辺に固定されるものであり、
   前記底板の対向する２辺に設けられた側板の両連結端部に前記係止凹部が形成されている請求項１記載の検査用照明装置。
3. 前記固定面が側板の下面に形成されて前記底板の上面に固定されるものであり、
   前記固定面である下面に雌ねじ部が形成され、当該雌ねじ部に前記底板に形成された貫通孔を介してねじを螺合させることによって、前記固定面である下面が前記底板の上面に密着して、前記側板が前記底板に対して傾斜して固定される請求項１又は２記載の検査用照明装置。
4. 前記側板の取付溝の底面と前記透光板の端縁部との間に弾性変形可能なシール部材が設けられている請求項１、２又は３記載の検査用照明装置。
5. 前記取付溝の幅が前記透光板の端縁部の厚みよりも大きく形成されており、前記取付溝に前記透光板の端縁部が係合した状態において、前記側板の底板に対する傾斜を許容するものである請求項１、２、３又は４記載の検査用照明装置。
6. 前記透光板が拡散板からなる面発光型のものである請求項１、２、３、４又は５記載の検査用照明装置。