JP7165579B2 - スポット照明機構付紫外線探傷灯 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光磁粉探傷試験方法や蛍光浸透探傷試験方法に用いられるスポット照明機構付紫外線探傷灯に関するものである。

蛍光磁粉探傷試験方法並びに蛍光浸透探傷試験方法においては、探傷（欠陥部の検出）に際し、蛍光磁粉並びに蛍光浸透液に用いられている蛍光物質を励起して発光させるために紫外線探傷灯（当業者間では「ブラックライト」とも呼ばれている）が使用されている。

周知の通り、上記用途に使用されている紫外線探傷灯の代表的な構造は、前面に紫外線照射用開口部を設けた金属製又はプラスチツクス製ケース内には該開口部に面して可視光線をカットして紫外線を透過させるＮｉＯやＣｏＯなどを含むリン酸系暗色ガラス製紫外線透過フィルタが配置され、該フィルタの後方には紫外線を発する水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の光源がその先端面を当該フィルタ面に対向させて配置されており、当該光源が当該ケース外のチヨークコイル型やインバータ型の安定器に２芯キャブタイヤーケーブルによって接続されている。

なお、上記紫外線照射用開口部から照射される紫外線の効率を上げるために、上記紫外線透過用フィルタの後方に中央部乃至中央部近傍に孔を有する金属製漏斗形反射体がその反射面を当該フィルタ面に対向させて配置され、この反射体の孔に上記光源がその先端部を当該フィルタ面に対向させて挿入されている構造が採られている場合もある。

蛍光磁粉探傷試験方法や蛍光浸透探傷試験方法においては、紫外線探傷灯は暗所で使用されるが、当該暗所において可視光による照明が必要となる場合（例えば、計器類の調節や被検査物の位置ぎめ・表面状態の確認等を行う場合）に、スポット照明として懐中電灯などを持って両手がふさがってしまうと、磁化器（当業者間では「ハンドマグナ」と呼ばれている）を持って行う方式の探傷試験方法等を実施することが困難になってしまうため、実公昭４６－３２２３１号公報には、手で持つ把柄部にフィラメント照明灯を設けた照明灯付紫外線投光器が開示されている。

また、探傷作業前の試験体の表面状態を確認したり、指示模様観察において試験体の表面に現れた指示模様が欠陥に起因したものか、疑似模様であるかの確認は、スポット照明で行われるが、この指示模様の確認作業の能率向上のために、特開２０００－７４８４２号公報には、スポット光の照射面が照射距離３００ｍｍで１００～１５０ｍｍ以上の円又は楕円配光となり、かつ、照射面の照度を上げることができる、楕円状凹面反射鏡と、該楕円状凹面反射鏡の焦点と長軸径側頂点との間の線上で移動する光源とを備えるスポット照明が設けられたスポット照明機構付紫外線探傷灯が開示されている。

実公昭４６－３２２３１号公報 特開２０００－７４８４２号公報

しかしながら、試験体の表面観察においては、試験体に近づいて観察したい作業者もいれば、少し離れて観察したい作業者もいて、光源からの照射距離が一定に保持されてスポット照明が利用されるわけではない。
そして、指示模様の確認作業に求められる照射面の照度は、照らされている物体表面の明るさなので、光源からの照射距離によって異なるため、一定の照度以上で能率的に試験体の表面の指示模様を観察するには、光源から集光レンズや反射鏡などの光学系の位置までの距離を調節する必要がある。この照度調節は作業者の目視で行われ、観察する作業者によっては、十分な照度調整ができずに、試験体のきず（欠陥）を見落としてしまうことがある。

そこで、観察する作業者の光源からの照射距離に応じた照度調節が不十分であることから発生する試験体のきず（欠陥）の見落としを防止するため、光源からの照射距離が変わっても、同程度の照度へ調節ができるスポット照明機構が設けられたスポット照明機構付紫外線探傷灯の開発が望まれる。

本発明の目的は、蛍光磁粉探傷試験方法や蛍光浸透探傷試験方法において、試験体とスポット照明との距離が変わっても、同程度の照度のスポット光で試験体の表面を照射可能に調節することができるスポット照明機構付紫外線探傷灯を提供する。

上記課題を解決するため、本発明のスポット照明機構付紫外線探傷灯では、
紫外線光源を備えた紫外線照射本体と、
該紫外線照射本体に一体的に設けられた基部と、
からなると共に、
該基部に、可視スポット光を照射するスポット照明機構が設けられているスポット照明機構付紫外線探傷灯において、
前記スポット照明機構が、
ランプハウジングと、レンズケーシングと、可視光線光源を前面に有する切替リングと、レンズと、付勢部材と、を備え、
前記ランプハウジングは、前部外周壁に螺着用のねじ山が形成されているねじ部を有し、
前記レンズケーシングは、筒形状で後部内周壁に前記ランプハウジングを内装するように前記ランプハウジングのねじ山に螺合するねじ山が形成され、
前記切替リングは、その外周壁に一対の凸部が形成され、該一対の凸部の外縁は前記ねじ部のねじ谷径よりも内側に位置し、
前記レンズは、前記レンズケーシングの前面に嵌め込まれ、
前記付勢部材は、前記レンズケーシングに収容され、前記切替リングに対して前記レンズをレンズ側方向に付勢し、
前記ねじ部には、一対の同一深さの溝が前記ランプハウジングの前面から垂直後方に向かって複数形成され、
前記一対の同一深さの溝について、溝の深さが異なる溝を複数設け、
前記一対の同一深さの溝は前記一対の凸部と係合し、
該係合を溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝との間で切り替え可能であることを特徴とする。

更に、前記可視光線光源は、前記切替リングの前面に収容可能に前記切替リングとは別体で構成されることを特徴とする。

更に、溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝は、３種類以上形成されることを特徴とする。

更に、前記レンズは、フレネルレンズ、凸レンズ、又はマイクロレンズアレイの少なくともいずれかであることを特徴とする。

本発明のスポット照明機構付紫外線探傷灯によれば、紫外線光源を備えた紫外線照射本体と、該紫外線照射本体に一体的に設けられた基部と、からなると共に、該基部に、可視スポット光を照射するスポット照明機構が設けられているスポット照明機構付紫外線探傷灯において、前記スポット照明機構が、ランプハウジングと、レンズケーシングと、可視光線光源を前面に有する切替リングと、レンズと、付勢部材と、を備え、前記ランプハウジングは、前部外周壁に螺着用のねじ山が形成されているねじ部を有し、前記レンズケーシングは、筒形状で後部内周壁に前記ランプハウジングを内装するように前記ランプハウジングのねじ山に螺合するねじ山が形成され、前記切替リングは、その外周壁に一対の凸部が形成され、該一対の凸部の外縁は前記ねじ部のねじ谷径よりも内側に位置し、前記レンズは、前記レンズケーシングの前面に嵌め込まれ、前記付勢部材は、前記レンズケーシングに収容され、前記切替リングに対して前記レンズをレンズ側方向に付勢し、前記ねじ部には、一対の同一深さの溝が前記ランプハウジングの前面から垂直後方に向かって複数形成され、前記一対の同一深さの溝について、溝の深さが異なる溝を複数設け、前記一対の同一深さの溝は前記一対の凸部と係合し、該係合を溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝との間で切り替え可能であるので、試験体とスポット照明との距離が変わっても、同程度の照度のスポット光で試験体の表面を照射可能に段階的に調節することが可能となり、観察する作業者によって十分な照度調整ができずに、試験体のきず（欠陥）を見落としてしまうことを防止することができる。また、従来のスポット照明で照射範囲を連続的に調節するために設けられているねじ部に溝を形成するという簡易な加工によって、試験体の表面観察以外での照射範囲の調節にも使用することもでき、複数の用途に対応可能となる。

更に、本発明のスポット照明機構付紫外線探傷灯によれば、前記可視光線光源は、前記切替リングの前面に収容可能に前記切替リングとは別体で構成されるので、可視光線光源としてのランプ交換等のメンテナンス性が良好となる。

更に、本発明のスポット照明機構付紫外線探傷灯によれば、溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝は、３種類以上形成されるので、試験体の表面観察における試験体とスポット照明との距離を、より作業者の観察し易い位置に調節することが可能となり、作業効率が向上する。

更に、本発明のスポット照明機構付紫外線探傷灯によれば、前記レンズは、フレネルレンズ、凸レンズ、又はマイクロレンズアレイの少なくともいずれかであるので、試験体の表面観察における照度調節の幅を広げることができる。

本発明の一実施形態に係るスポット照明機構付紫外線探傷灯の側面図である。 図１に示すスポット照明機構付紫外線探傷灯の正面図である。 図１に示すスポット照明機構を透視により表した一部断面部分側面図である。 従来のスポット照明機構付紫外線探傷灯における紫外線照射本体の構造を示す一部省略・一部断面側面図である。 図１に示すスポット照明機構付紫外線探傷灯におけるスポット照明機構の構成を示す分解斜視図である。 図５に示すスポット照明機構におけるランプハウジングを示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＩ－Ｉ線断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）に示すＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図５に示すスポット照明機構における切替リングを示す図で、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）に示すＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５に示すスポット照明機構の段階的調整機構の作動を示す説明図で、図８（ａ）は光学的距離の伸張状態、図８（ｂ）は光学的距離の収縮状態、を示すものであり、図８（ａ）及び（ｂ）それぞれの最下図は、直上のスポット照明機構の平面図である。 図９（ａ）の左図は図８（ａ）に示すＶ－Ｖ線断面図、図９（ａ）の右図は図８（ｂ）に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図、図９（ｂ）の左図は、図８（ａ）に示すＶＩ－ＶＩ線断面図、図９（ｂ）の右図は、図８（ｂ）に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。 図５に示すスポット照明機構の照射範囲の連続的調節機構の作動を示す説明図で、図１０（ａ）は光学的距離の収縮状態、図１０（ｂ）は光学的距離の伸張状態、を示すものであり、図１０（ａ）及び（ｂ）それぞれの中図は、上図のスポット照明機構の平面図、図１０（ａ）及び（ｂ）それぞれの下図は、中図のスポット照明機構の平面図のＩＸ－ＩＸ線断面図及びＸ－Ｘ線断面図である。 図５に示すスポット照明機構の段階的調整機構の作動を容易にする手段１を示す図である（図中における矢印は切替え時の操作方向を示す）。 図５に示すスポット照明機構の段階的調整機構の作動を容易にする手段２を示す図である。 図５に示すスポット照明機構の段階的調整機構の変形例を示す図で、図１３（ａ）は変形例１、図１３（ｂ）は変形例２を示すものである。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るスポット照明機構付紫外線探傷灯の側面図、図２は図１に示すスポット照明機構付紫外線探傷灯の正面図、図３は図１に示すスポット照明機構を透視により表した一部断面部分側面図、図４は従来のスポット照明機構付紫外線探傷灯における紫外線照射本体の構造を示す一部省略・一部断面側面図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図３のスポット照明機構３０において、可視スポット光が通過して出ていくレンズ３２側を前とし、レンズ３２に対して可視光発光部３１側を後とする。

図１～図４に示されるように、本実施形態に係るスポット照明機構付紫外線探傷灯１は、前面に紫外線照射用開口部２が設けられて該開口部２に向けて取付られた紫外線光源５ｂから照射される光線を開口部２に向かって照射する紫外線照射本体１０と、該紫外線照射本体１０に一体的に設けられた基部２０と、からなると共に、該基部２０に前記開口部２から照射される紫外線の方向と同一方向に可視スポット光を照射するスポット照明機構３０が前面から設けられている。なお、スポット照明機構３０下方の基部２０には、手の指で押すことによりスポット照明機構３０の可視光線光源３１ｂを点灯させる点灯スイッチ３６が設けられている。

スポット照明機構３０は、図５～図７及び図９に示すように、ランプハウジング４０と、レンズケーシング６０と、可視光を照射する可視光発光部３１を前面に有する切替リング５０と、レンズ３２と、付勢部材３３と、を備え、ランプハウジング４０は、前部外周壁に螺着用のねじ山４１が形成されているねじ部４２を有し、レンズケーシング６０は、筒形状で後部内周壁に前記ランプハウジング４０を内装するようにランプハウジング４０のねじ山４１に螺合するねじ山６１が形成され、切替リング５０は、その外周壁に一対の凸部（５１ａ，５１ａ）が形成され、一対の凸部の外縁５３はねじ部４２のねじ谷径ｄ１よりも内側に位置し、レンズ３２は、レンズケーシング６０の前面に内側から嵌め込まれ、付勢部材３３は、レンズケーシング６０に収容され、切替リング５０に対してレンズ３２をレンズ３２側方向に付勢し、ねじ部４２には、一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）がランプハウジング４０の前面４５から垂直後方に向かって複数形成され、一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）について、溝の深さが異なる溝を複数設け、一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）は前記一対の凸部（５１ａ，５１ａ）と係合し、その係合を溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝との間で切り替え可能であることを特徴とする。

以下では、本実施形態に係るスポット照明機構付紫外線探傷灯１の好適な態様の一例について、紫外線照射本体１０とスポット照明機構３０の順で、詳細に説明する。なお、本実施形態に係るスポット照明機構付紫外線探傷灯１は、スポット照明機構以外の構成は、基本的に蛍光磁粉探傷試験方法や蛍光浸透探傷試験方法に使用されている従来のスポット照明機構付紫外線探傷灯と同様の構成としてよい。

したがって、図４に示される従来のスポット照明機構付紫外線探傷灯における紫外線照射本体１０の構成と同様に、紫外線照射本体１０は、例えば、金属又はプラスチック等で製作され、紫外線照射本体１０前面に紫外線照射用開口部２が設けられており、また、紫外線照射本体１０の下方に一体的に設けられた基部２０には、片手で把持できる胴回りを有する把手体が設けられ、把手体の手持ち位置と紫外線照射本体１０との間に前記開口部２から照射される光線の方向と同一方向に可視スポット光を照射するスポット照明機構３０が設けられてもよい。更に、紫外線照射用開口部２に面して可視光線をカットして紫外線を透過させるＮｉＯやＣｏＯを含むリン酸系暗色ガラス製紫外線透過フィルタ３が配置されてもよく、このフィルタとしては３３０～３９０ｎｍの紫外線を通過させるものが選定される。

紫外線透過フィルタ３の後方には紫外線ＬＥＤユニット４が配置される。紫外線ＬＥＤユニット４は、紫外線発光部５と、ヒートシンク６等を有する。紫外線ＬＥＤユニット４は、ヒートシンク６が紫外線照射本体１０の後面に対向し、紫外線発光部５が紫外線透過フィルタ３の面に対向する状態で紫外線照射本体１０の内部に収容される。紫外線照射本体１０の後面には、板状部材が折り曲げて形成された固定部材７がボルト等によって固定されている。紫外線ＬＥＤユニット４は、この固定部材７に支柱部材８を介してボルト等によって固定されている。

紫外線発光部５は、回路基板５ａと、回路基板５ａの前面に取り付けられた紫外線ＬＥＤ（紫外線光源）５ｂと、紫外線ＬＥＤ５ｂを覆うように配設された紫外線用レンズ５ｃと、紫外線用レンズ５ｃを保持する保護カバー５ｄ等で構成される。回路基板５ａ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。回路基板５ａは、前面視で円形に形成され、回路基板５ａの回路には、図示せぬ配線を介して紫外線照射本体１０の外の安定器に２芯キャブタイヤーケーブル９によって電気的に接続されている。紫外線ＬＥＤ５ｂは、電気信号を光信号に変換する発光素子であり、紫外線を発光する。紫外線ＬＥＤ５ｂは、回路基板５ａの回路と電気的に接続されており、２芯キャブタイヤーケーブル９を介して電源から供給される電力によって発光可能に構成されている。

紫外線用レンズ５ｃは、シリコン樹脂等の紫外線の透過性に優れた材料で形成され、紫外線ＬＥＤ５ｂを覆う。紫外線は、紫外線用レンズ５ｃを透過して回路基板５ａに対して垂直方向である前方へ照射される。保護カバー５ｄは、ステンレス等から形成され、紫外線用レンズ５ｃを保持し、回路基板５ａに取り付けられる。なお、紫外線発光部５は、紫外線ＬＥＤ５ｂによって紫外線を発光可能な構成であれば良く、上述の構成は特に限定されるものではない。例えば、紫外線を反射させる反射板を有する構成であっても良い。

ヒートシンク６は、放熱器であり、紫外線ＬＥＤ５ｂ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６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６は、略円形の円板の基部６ａと、該基部の背面から後方へ向けて延設される複数の円柱状、または角柱状の突起部６ｂとで構成され、体積当たりの表面積を増やすことで放熱効果を高めている。ヒートシンク６は、その基部６ａの前面が回路基板５ａの背面に接合されて紫外線発光部５に取り付けられる。以上の構成によって、ヒートシンク６は、紫外線ＬＥＤユニット４を効果的に冷却することができる。なお、ヒートシンク６は、紫外線ＬＥＤ５ｂ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、上述の構成に限定されるものではない。

次に、スポット照明機構３０の構成について、図面を参照しつつ説明する。図５は図１に示すスポット照明機構付紫外線探傷灯におけるスポット照明機構の構成を示す分解斜視図である。図６は図５に示すスポット照明機構におけるランプハウジングを示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＩ－Ｉ線断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）に示すＩＩ－ＩＩ線断面図、図７は図５に示すスポット照明機構における切替リングを示す図で、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）に示すＩＶ－ＩＶ線断面図である。

スポット照明機構３０は、ランプハウジング４０と、レンズケーシング６０と、可視光を照射する可視光発光部３１を前面に有する切替リング５０と、レンズ３２と、スプリング（付勢部材）３３と、を備えている。ランプハウジング４０は、外径の異なる円筒を略同心状に組合せた外周壁を有する略円筒形状で、前部外周壁の外径が後部外周壁の外径よりも小さく構成され、前部外周壁に螺着用のねじ山４１が形成されているねじ部４２を有し、後部外周壁には、該紫外線照射本体１０に一体的に設けられた基部２０の把手体の手持ち位置と紫外線照射本体１０との間に、ねじ止め固定するための一対の取付ステー４４が円筒軸対称に形成されている。ねじ部４２が形成されている円筒には、ランプハウジング４０の前面４５から垂直後方に向かって一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）が円筒軸対称に複数設けられ、該一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）について、溝の深さが異なる溝が複数設けられている。なお、本開示の図面では、一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ）が、一対の同一深さの溝（４３ｂ，４３ｂ）よりも溝の深さが大きく形成されている。

図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、この一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）は後述する切替リング５０の一対の凸部（５１ａ，５１ａ）と係合し、更に、この係合を深さの異なる一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）同士の間で切替えることで、試験体とスポット照明との距離が変わっても、試験体の表面観察に十分な同程度の照度の可視スポット光で試験体表面を照射することを可能にする。すなわち、自分の観察し易い試験体との距離に対応した溝に切替えれば、目視による照度調節をすることなく十分な照度の可視スポット光で試験体の表面を観察することができる。
なお、暗所における可視スポット光による試験体の表面観察においては、照射面における中心照度が６００Ｌｘ以上、３０００Ｌｘ以下であるのが良いとされており、また上述における同程度の照度とは、試験体表面における照度の差が例えば、２００Ｌｘ以内であることを意味するが、この範囲には限定されず、試験体表面における照度の差は、暗所における試験体の表面観察において試験体表面のきず（欠陥）の見落としが防止できる効果が得られるような範囲内で適宜選択することができる。

そして、一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）の深さは、あらかじめ実験等で得られたデータに基づいて正確に形成される必要があり、ランプハウジング４０とレンズケーシング６０のねじを閉めた状態で、スポット照明を所定の距離から試験体に照射し、試験体の照射面における中心照度が６００Ｌｘ以上、３０００Ｌｘ以下得られた時の可視光ＬＥＤ３１ｂからレンズ３２までの光学的距離に対応して定まるものである。

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンズケーシング６０は、円筒形状で後部内周壁にランプハウジング４０を内装するようにランプハウジング４０のねじ山４１に螺合するねじ山６１が形成されている。また、レンズケーシング６０の前部内周壁にはレンズ３２が嵌め込み可能に段差６２が形成されており、レンズ３２は、傷つき防止等の観点から光線を透過する透明な保護ガラス３４を介して嵌め込まれるのがよい。更に、レンズ３２には、光源からの光を集光して光の照射範囲を小さくする集光レンズとして、例えば、フルネルレンズ、凸レンズ、マイクロレンズアレイ等の少なくともいずれかを用いるとよい。これらのレンズを変更または組み合わせて使用可能にすることによって、試験体の表面観察における照度調節の幅を広げることができる。

更に、レンズケーシング６０の前部外周壁には、前後方向に延びる溝部６３が全周に渡って形成されるのがよい。この溝部６３は、前述の一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）と後述する切替リング５０の一対の凸部（５１ａ，５１ａ）との係合切替のためにレンズケーシング６０を取り外しして分解する時や、後述する可視光ＬＥＤ３１ｂとレンズ３２までの光学的距離の調節を連続的に行うためにレンズケーシング６０を回す時などにおいて、レンズケーシング６０を回し易くするための滑り止めとして機能する。更に、レンズケーシング６０の外壁は、スポット照明機構と基部２０との隙間から基部２０内へ外部から液体が侵入すること、またはこの隙間から可視スポット光が外部に漏れること、を防止するため、ゴム部材などの円環状の防止リング３５によって外方からシールできる構成としてもよい（図３参照）。

図８に示すように、可視光発光部３１は、回路基板３１ａと、回路基板３１ａの前面に取り付けられた可視光ＬＥＤ（可視光線光源）３１ｂ等で構成される。回路基板３１ａ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。回路基板３１ａは、前面視で円形に形成され、回路基板３１ａの回路には、図示せぬ配線を介してスポット照明機構３０の外の安定器に２芯キャブタイヤーケーブル９によって電気的に接続されている。可視光ＬＥＤ３１ｂは、電気信号を光信号に変換する発光素子であり、可視光線を発光する。可視光ＬＥＤ３１ｂは、回路基板３１ａの回路と電気的に接続されており、２芯キャブタイヤーケーブル９を介して電源から供給される電力によって発光可能に構成されている。

切替リング５０と可視光発光部３１とは別体で構成されてもよく、切替リング５０は円筒形状で前面に可視光発光部３１を収容可能な外径側から内径側に向かって前方から後方に１段下がる段差５２が形成されていてもよい（図７（ｂ）参照）。切替リング５０と可視光発光部３１とが別体で構成されることで、可視光線光源としてのランプ交換等のメンテナンス性が良好となる。
また、切替リング５０の外周壁には、ランプハウジング４０の一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）と係合し、かつ、溝の深さの異なる各一対の同一深さの溝間での係合の切替えが可能な前後方向に延びる一対の凸部（５１ａ，５１ａ）が形成されている。この一対の凸部（５１ａ，５１ａ）は円筒軸対称に設けられ、その外縁５３はランプハウジング４０のねじ部４２のねじ谷径ｄ１よりも小である。これによって、切替リング５０の一対の凸部（５１ａ，５１ａ）がランプハウジング４０とレンズケーシング６０のねじの開閉の障害となることがなく、後述する可視光ＬＥＤ３１ｂとレンズ３２までの光学的距離の調節を連続的に行うことが可能となる。
上記溝の深さが異なる各一対の同一深さの溝は、３種類以上形成されるのが好ましい。これによって、作業者は試験体の表面観察における試験体とスポット照明との距離を、より観察し易い位置に調節することが可能となり、作業効率が向上する。

スプリング（付勢部材）３３は、圧縮コイルスプリングであり、切替リング５０に収容された可視光発光部３１の回路基板３１ａに対してレンズ３２及び保護ガラス３４をレンズケーシング６０に付勢している。すなわち、スプリング３３は、一端側が切替リング５０の前面に収容された可視光発光部３１の回路基板３１ａに、また他端側がレンズ３２に、それぞれ当接するように位置している。これにより、スプリング３３は、レンズ３２及び保護ガラス３４をレンズケーシング６０に付勢するため、レンズケーシング６０の段差６２に嵌め込まれるレンズ３２及び保護ガラス３４が後方に移動することを抑制している。つまり、レンズケーシング６０の段差６２に嵌め込まれたレンズ３２及び保護ガラス３４のガタツキを防止している。

なお、上述のランプハウジング４０、レンズケーシング６０、及びレンズ３２は、合成樹脂等の非金属材料、切替リング５０は、アルミニウム等の金属材料で形成されているが、各部材の材料は特に限定されるものではない。

続いてスポット照明機構３０の作動について図８～図１０に基づいて説明する。図８は図５に示すスポット照明機構の後述する段階的調整機構の作動を示す説明図で、図８（ａ）は光学的距離の伸張状態、図８（ｂ）は光学的距離の収縮状態、を示すものである。図９（ａ）の左図は図８（ａ）に示すＶ－Ｖ線断面図、図９（ａ）の右図は図８（ｂ）に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図、図９（ｂ）の左図は、図８（ａ）に示すＶＩ－ＶＩ線断面図、図９（ｂ）の右図は、図８（ｂ）に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。図１０は図５に示すスポット照明機構の後述する照射範囲の連続的調節機構の作動を示す説明図で、図１０（ａ）は光学的距離の収縮状態、図１０（ｂ）は光学的距離の伸張状態、を示すものである。

図８及び図９では、切替リング５０の一対の凸部（５１ａ，５１ａ）を、ランプハウジング４０の一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ）との係合から、これより溝の深さの浅い一対の溝（４３ｂ，４３ｂ）との係合へ切替えることにより可視光発光部３１を前方にＬ１進行させて、可視光ＬＥＤ３１ｂからレンズ３２までの光学的距離を２段階に調節可能にしたものである（以下、「段階的調節機構」と言う）。この係合切替え操作は、レンズケーシング６０を所定方向に回してランプハウジング４０のねじとの螺着を解除して分解した状態で、切替リング５０の一対の凸部（５１ａ，５１ａ）を手動で一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ）から引き抜いて周方向に回転させる等して溝の深さの異なる一対の同一深さの溝（４３ｂ，４３ｂ）に差し込むことで行われる。
なお、一対の同一深さの溝との係合を逆方向（より溝の深さが大きい一対の同一深さの溝）へ切替えることで可視光発光部３１を後方にＬ１後退させて、光学的距離を２段階に調節可能となっている。

この段階的調整機構は、試験体とスポット照明機構３０との距離が変わっても、試験体の表面観察に十分な照度の可視スポット光で試験体表面を照射することを可能にすることを目的とするものであり、一対の同一深さの溝の深さは、ランプハウジング４０とレンズケーシング６０のねじを閉めた状態で、スポット照明を所定の距離から試験体に照射し、試験体の照射面における中心照度が６００Ｌｘ以上、３０００Ｌｘ以下得られた時の可視光ＬＥＤ３１ｂからレンズ３２までの光学的距離に対応して定まるものである（後記の実施例を参照）。

図１１に示すように、上述の切替リング５０を一対の同一深さの溝から引き抜いて周方向に回転させて差し込む切り替え操作を容易にする観点から、切替リング５０の前面には切替操作時に前面から起こして把持することができる把持部５４が設けられるのが好ましい。この把持部５４を持って操作することによって、一対の同一深さの溝から切替リング５０の引き抜きや異なる溝の深さの一対の同一深さの溝間での切替えにおける回転操作を容易に行うことができる。

上記切替え操作を容易にする別の手段として、図１２に示すように、切替リング５０とランプハウジング４０との間に補助スプリング（付勢部材）３７を嵌合させ、レンズケーシング６０を所定方向に回してランプハウジング４０のねじとの螺着を解除して分解した際に、切替リング５０が一対の同一深さの溝から浮き上がってくる構成としてもよい。この補助スプリング３７は、圧縮コイルスプリングであり、ランプハウジング４０の中間部内壁にこの補助スプリングと嵌合可能な突出部を設けて、この突出部に対して切替リング５０を前方に付勢している。また、この補助スプリング３７の付勢力は、上記分解時に切替リング５０を浮き上がらせることができればよく、前記スプリング３３の付勢力よりも弱く構成されている。更に、スポット照明の組立時に補助スプリング３７の影響で切替リング５０が溝底部から浮き上がらず、且つ分解時に切替リング５０が浮き上がるように、ランプハウジング４０の突出部は溝底部から前後方向に所定の距離を隔てて形成されるのがよい。この所定の距離を隔てる代わりとして、切替リング５０の後面に補助スプリング３７を収容可能な外径側から内径側に向かって後方から前方に１段下がる段差が形成されてもよい。

ここで、段階的調節機構においてランプハウジング４０に設けられる一対の同一深さの溝の変形例について図１３を参照して説明する。
図１３（ａ）に示す変形例１では、異なる溝の深さの一対の同一深さの溝間における切替リング１５０による切替操作を容易にする観点から、溝の深さの異なる各一対の同一深さの溝（１４３ａ，１４３ａ、１４３ｂ，１４３ｂ）が周方向に階段状に形成されている。更に、切替え位置での係止を確実にする観点から、前記階段状に形成された段部（一対の同一深さの溝の溝底部に相当）に、切替リング１５０の一対の凸部（１５１ａ，１５１ａ）の一部が係合可能な凹部１４５が形成されるのが好ましい。なお、図１３（ｂ）に上記変形例１における溝の深さの異なる各一対の同一深さの溝を３種類形成した変形例２を示す。図中における矢印Ａ及びＢの向きは、切替操作時の切替リング１５０の操作方向を示している。

次に、図１０では、ランプハウジング４０に対してレンズケーシング６０を持って回転させることによりレンズ３２を前方にＬ２進行させて、可視光ＬＥＤ３１ｂからレンズ３２までの光学的距離を連続的に調節可能にしたものである（以下、「連続的調節機構」と言う）。なお、連続的調整機構においてはレンズケーシング６０を逆回転させることでレンズ３２を後方にＬ２後退させて、光学的距離を連続的に調節可能となっている。

この連続的調節機構は、従来のスポット照明で試験体の表面観察やそれ以外での照射範囲や照度の連続的な調節に使用するために設けられていたものであるが、本開示のスポット照明機構付紫外線探傷灯におけるスポット照明機構では、上記調節用に設けられたねじ部４２に一対の同一深さの溝を形成しているため、従来の連続的調節機構の機能を失うことなく、本開示における段階的調節機構と併用でき、複数の用途に対応可能となっている。

以下に、実施例を示して、本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

ここで、図４に示す一般的な市販のスポット照明機構付紫外線探傷灯１の把手体の上部にスポット照明機構３０を組み込む場合のスポット照明機構３０において、一対の同一深さの溝の深さの好ましい値について説明する。
一般的な市販のスポット照明機構付紫外線探傷灯（スーパーライトＤ－１０：商品名：７０Ｗメタルハライドランプ（紫外線灯）使用：マークテック株式会社製）は、紫外線透過フィルタ３の直径が９０ｍｍで、把手体の長さ１２０ｍｍ、奥行き幅３５ｍｍ、厚さ２２ｍｍで構成されており、この紫外線探傷灯に組み込まれる図３に示すスポット照明機構３０は、ランプハウジング４０の軸方向の長さ２４ｍｍ、後部外径２６ｍｍ（ランプハウジング４０を基部２０に固定させるための取付ステー４４を除く）で、切替リング５０の軸方向の長さ５．５ｍｍ、外径１９．０９ｍｍ（一対の凸部５１ａを除く）である。
このスポット照明機構３０において、ランプハウジング４０とレンズケーシング６０のねじを閉めた状態で、所定の距離から試験体にスポット照明を照射した場合に、試験体の照射面における中心照度が６００Ｌｘ以上、３０００Ｌｘ以下得られた時の可視光ＬＥＤ３１ｂからレンズ３２までの光学的距離に対応した一対の同一深さの溝の深さを、２種類設けた場合について測定した。

表１には、２種類の一対の同一深さの溝（４３ａ，４３ａ、４３ｂ，４３ｂ）を設けた場合に、スポット照明の前面から試験体までの距離が２００ｍｍ及び３００ｍｍにおいて、試験体の照射面における中心照度が６００Ｌｘ以上、３０００Ｌｘ以下得られた時の可視光ＬＥＤ３１ｂからレンズ３２までの光学的距離（ｍｍ）、一対の同一深さの溝の深さ（ｍｍ）が示されている。

表１の結果に基づいてランプハウジング４０のねじ部４２に一対の同一深さの溝を２種類形成したスポット照明機構を得た。そして、スポット照明の前面から試験体までの所定の距離ごとに、各距離に対応した一対の同一深さの溝に切り替えて試験体の照射面における中心照度を測定したところ、いずれの一対の同一深さの溝においても６００Ｌｘ以上、３０００Ｌｘ以下の中心照度を得ることが確認できた。

上述された実施例から、本実施形態に係るスポット照明機構付紫外線探傷灯１は、その構成によって、蛍光磁粉探傷試験方法や蛍光浸透探傷試験方法において、試験体とスポット照明との距離が変わっても、同程度の照度のスポット光で試験体の表面を照射可能に段階的に調節することができることが示された。

本開示は、蛍光磁粉探傷試験方法や蛍光浸透探傷試験方法において、暗所で探傷作業前の試験体の表面状態を確認したり、指示模様観察において試験体の表面に現れた指示模様が欠陥に起因したものか、疑似模様であるかの確認に用いられるスポット照明に好適に利用することができる。しかしながら、本開示は、上述された実施形態に限定されるものではない。また、本開示は、上述の試験体の表面観察以外での照射範囲や照度の連続的な調節にも好適に使用することができる。

１ スポット照明機構付紫外線探傷灯
２ 紫外線照射用開口部
３ 紫外線透過フィルタ
４ 紫外線ＬＥＤユニット
５ 紫外線発光部
５ａ 回路基板
５ｂ 紫外線ＬＥＤ（紫外線光源）
５ｃ 紫外線用レンズ
５ｄ 保護カバー
６ ヒートシンク
６ａ ヒートシンクの基部
６ｂ 突起部
７ 固定部材
８ 支柱部材
９ ２芯キャブタイヤーケーブル
１０ 紫外線照射本体
２０ 基部
３０ スポット照明機構
３１ 可視光発光部
３１ａ 可視光ＬＥＤの回路基板
３１ｂ 可視光ＬＥＤ（可視光線光源）
３２ レンズ
３３ スプリング（付勢部材）
３４ 保護ガラス
３５ 防止リング
３６ 点灯スイッチ
３７ 補助スプリング
４０ ランプハウジング
４１ ねじ山
４２ ねじ部
４３ａ、４３ｂ 一対の同一深さの溝
４４ 取付ステー
４５ ランプハウジングの前面
５０ 切替リング
５１ａ 一対の凸部
５２ 切替リングの段差
５３ 一対の凸部の外縁
５４ 把持部
６０ レンズケーシング
６１ レンズケーシングのねじ山
６２ レンズケーシングの段差
６３ 溝部
１５０ 切替リング
１４３ａ、１４３ｂ 一対の同一深さの溝
１５１ａ，１５１ａ 一対の凸部
１４５ 凹部
ｄ１ ねじ部のねじ谷径

Claims (4)

1. 紫外線光源を備えた紫外線照射本体と、
   該紫外線照射本体に一体的に設けられた基部と、
   からなると共に、
   該基部に、可視スポット光を照射するスポット照明機構が設けられているスポット照明機構付紫外線探傷灯において、
   前記スポット照明機構が、
   ランプハウジングと、レンズケーシングと、可視光線光源を前面に有する切替リングと、レンズと、付勢部材と、を備え、
   前記ランプハウジングは、前部外周壁に螺着用のねじ山が形成されているねじ部を有し、
   前記レンズケーシングは、筒形状で後部内周壁に前記ランプハウジングを内装するように前記ランプハウジングのねじ山に螺合するねじ山が形成され、
   前記切替リングは、その外周壁に一対の凸部が形成され、該一対の凸部の外縁は前記ねじ部のねじ谷径よりも内側に位置し、
   前記レンズは、前記レンズケーシングの前面に嵌め込まれ、
   前記付勢部材は、前記レンズケーシングに収容され、前記切替リングに対して前記レンズをレンズ側方向に付勢し、
   前記ねじ部には、一対の同一深さの溝が前記ランプハウジングの前面から垂直後方に向かって複数形成され、
   前記一対の同一深さの溝について、溝の深さが異なる溝を複数設け、
   前記一対の同一深さの溝は前記一対の凸部と係合し、
   該係合を溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝との間で切り替え可能であることを特徴とする、
   スポット照明機構付紫外線探傷灯。
2. 前記可視光線光源は、前記切替リングの前面に収容可能に前記切替リングとは別体で構成されることを特徴とする、
   請求項１に記載のスポット照明機構付紫外線探傷灯。
3. 溝の深さが異なる各前記一対の同一深さの溝は、３種類以上形成されることを特徴とする、
   請求項１または２に記載のスポット照明機構付紫外線探傷灯。
4. 前記レンズは、フレネルレンズ、凸レンズ、又はマイクロレンズアレイの少なくともいずれかであることを特徴とする、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のスポット照明機構付紫外線探傷灯。

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