JP2920366B2

JP2920366B2 - 紫外線探傷灯

Info

Publication number: JP2920366B2
Application number: JP19147696A
Authority: JP
Inventors: 正躬本山; 明義堀越
Original assignee: MAAKUTETSUKU KK
Current assignee: MAAKUTETSUKU KK
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2016-07-01
Also published as: JPH1019802A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光浸透探傷試験
方法や蛍光磁粉探傷試験方法に用いられる紫外線探傷灯
に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】JIS Z 2343に規格されている蛍光浸透探
傷試験方法並びにJIS G 0565に規格されている蛍光磁粉
探傷試験方法の実施に当っては、蛍光浸透液並びに蛍光
磁粉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）が用いら
れている。

【０００３】周知の通り、前記用途に用いられている紫
外線探傷灯の基本的構成は、紫外線照射用開口部を設け
た金属製又はプラスチックス製の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通過させる NiO
やCoO を含むリン酸系暗色ガラス製の紫外線透過フィル
タが配置され、該フィルタの後方には鏡面をもつ金属製
の反射鏡がその鏡面を当該フィルタ面に対向させた配置
され、該鏡面と当該フィルタ面との間には紫外線を発す
るメタルハライドランプ、水銀ランプ、ハロゲンラン
プ、キセノンランプ等の光源管球が配置されており、該
光源管球が当該ケース外のチヨークコイル型やインバー
タ型の安定器にキヤブタイヤーコードを介して接続され
てなるものである。

【０００４】図１は、前記基本的構成を採る市販紫外線
探傷灯の構造を示す一部省略・一部切欠側面図である。

【０００５】図１においては、11は金属製ケースであ
り、その前面には紫外線照射用開口部12が設けられ、そ
の後部には複数個の通風孔13、13’が穿れている。14は
紫外線透過フィルタである。

【０００６】フィルタ14の後方には、アルマイト保護膜
が形成されている鏡面16をもつアルミニウム製の漏斗状
反射鏡15が、その鏡面16をフィルタ14面に向けて配置さ
れている。なお、漏斗状反射鏡15の中央部には孔17が設
けられている。

【０００７】18はメタルハライドランプであり、漏斗状
反射鏡15の裏面側から孔17に挿入され、その基端部はソ
ケット19に嵌着され、ソケット19に接続されている二芯
キヤブタイヤーコードを介してケース11外のインバータ
型安定器（図示せず）に接続されている。

【０００８】20はプラスチック製グリップであり、その
内部には二芯キヤブタイヤーコード21が貫通している。

【０００９】また、前記基本的構成を採る市販紫外線探
傷灯の内、大形のものにあっては、前記漏斗状反射鏡15
に代え、アルマイト保護膜が形成されている鏡面をもつ
アルミニウム製板材を複数枚用いて製作した開口部をも
ち内部が鏡面の箱体からなる箱体状反射鏡（後出図２、
３参照）を、その開口部をフィルタ面に向けると共に内
部にメタルハライドランプを配置してケース内に収納・
固定し、該ケースに換気ファンを取り付けたもの（後出
図５、６、７参照）もある。

【００１０】近時、前記市販紫外線探傷灯に見られる通
り、メタルハライドランプとアルマイト保護膜が形成さ
れている鏡面をもつアルミニウム製反射鏡とを組み合せ
たタイプのものが汎用されているが、その理由は次の通
りである。

【００１１】即ち、メタルハライドランプは、水銀ラン
プと比較して、小形で強い紫外線が得られるので、紫外
線探傷灯の小形・軽量化がはかれるという利点を有して
いるが、その構造は、水銀ランプのように外管の内部に
発光管を入れた二重構造ではなく、発光管のみのもので
あるため、メタルハライドランプを使用する場合には、
発光管と反射鏡との距離が接近し、該反射鏡の温度が高
くなってしまうという短所がある。そこで、メタルハラ
イドランプと組み合せる反射鏡としては、温度が高くな
っても鏡面が損傷しないものが要求され、アルマイト保
護膜が形成されている鏡面をもつアルミニウム製反射鏡
が、この要求を一応満たし、コスト的にも許容できるの
で、両者の組み合せが汎用されているのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のメタル
ハライドランプとアルマイト保護膜が形成されている鏡
面をもつアルミニウム製反射鏡とを組み合せたタイプの
紫外線探傷灯には、使用（点灯）時間が約1000時間を越
えると鏡面の反射率が使用開始時点の反射率から大幅に
低下して実用不可能となってしまうという問題点があ
る。

【００１３】詳言すれば、前記基本的構成からなる図
１、後出図２に示す紫外線探傷灯の使用（点灯）時にお
いては、メタルハライドランプが発する紫外線、赤外線
及び熱線を含む光線は、アルマイト保護膜が形成されて
いる鏡面をもつアルミニウム製反射鏡の場合には、その
約８５％が鏡面によって反射されるが、残り約１５％は
反射されずに反射鏡に吸収され、反射鏡自体の温度を上
昇させている。

【００１４】アルマイト保護膜が形成されている鏡面を
もつアルミニウム製反射鏡の温度が上昇すると、熱によ
ってアルマイト保護膜にクラックが発生するため鏡面の
反射率が低下し、さらに、発生したクラックより侵入す
る空気中の水分によって鏡面（アルミニウム）が酸化さ
れるため反射率が低下するのである。

【００１５】事実、メタルハライドランプと組み合せる
反射鏡用材料として好適とされている市販のアルマイト
保護膜が形成されている鏡面をもつアルミニウム製板材
（402G/4：形番：アラノッド社・独・製）を使用して反
射鏡を製作し、これとメタルハライドランプとを組み合
せた前記基本的構造の紫外線探傷灯によって、本発明者
が行った実験結果によれば、メタルハライドランプの点
灯下において該反射鏡自体の温度が 250℃に達する迄
は、前記クラックの発生や鏡面の酸化による反射率の低
下は殆んど認められなかったが、 250℃を越えるとクラ
ックの発生が始まり、メタルハライドランプ点灯時から
60分を経過した時点では、当該反射鏡自体の温度は 280
℃に上昇し、鏡面の反射率は約80％に低下していた。

【００１６】なお、蛍光浸透探傷試験方法や蛍光磁粉探
傷試験方法が実施される現場においては、紫外線探傷灯
の点滅が頻繁に繰返されるから、点滅の都度、反射鏡は
室温から 280℃の温度差の加熱・冷却を繰り返し受ける
ので、前記したクラックの発生・増加・成長や鏡面の酸
化はより激しく進行する。

【００１７】上述したところから明らかな通り、紫外線
探傷灯の使用（点灯）時におけるアルマイト保護膜が形
成されている鏡面をもつアルミニウム製反射鏡の温度上
昇を押えれば前記問題点が解決できる。

【００１８】温度上昇を押える技術的手段としては、例
えば実開平 2-22523号公報に開示されているように、反
射鏡の裏側に集熱器を取り付け該集熱器に結合したヒー
トパイプをケース外に導きその先端に放熱フィンを設け
るという手段を適用することが考えられるが、かゝる手
段による場合には、集熱器、ヒートパイプ及び放熱フィ
ンが必要であり、また、これ等が取付けできるケースを
用いる必要があるため、紫外線探傷灯の製作コストのア
ップが避けられず、しかも、紫外線探傷灯の小形・軽量
化が困難となる。

【００１９】そこで、本発明は、前出公報に見られる集
熱器等を必要とせず、また、ケースの改造・新造も必要
とせず、市販の紫外線探傷灯に適用してその反射鏡の温
度上昇を押えることができる新規技術的手段の提供を技
術的課題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は次の通
りの本発明によって解決できる。

【００２１】即ち、本発明は、紫外線照射用開口部を設
けた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紫外線透過フィルタが配置され、
該フィルタの後方にはアルマイト保護膜が形成されてい
る鏡面をもつアルミニウム製反射鏡がその鏡面を当該フ
ィルタ面に向けて配置され、該鏡面と当該フィルタ面と
の間には紫外線を発する光源管球としてメタルハライド
ランプが配置されている紫外線探傷灯において、前記ア
ルミニウム製反射鏡の裏面に全ふく射率０．９０〜０．
９６（４１℃）の耐熱性塗料膜が形成されており、該塗
料膜によって前記メタルハライドランプ点灯時における
前記アルミニウム製反射鏡の温度上昇を押さえて前記ア
ルマイト保護膜のクラック発生を防止することを特徴と
する紫外線探傷灯である。

【００２２】

【００２３】本発明における特徴的構成は、アルマイト
保護膜が形成されている鏡面をもつアルミニウム製反射
鏡の裏面に全ふく射率0.90〜0.96（41℃）の耐熱性塗料
膜を形成している点である。

【００２４】本発明における「全ふく射率」とは、ある
物体のある温度における全ふく射（放熱）をＥ（Kcal/m
²hr)とし、該ある温度と等温度における黒体の全ふく射
をＥｕ（Kcal/m²hr)とした場合におけるε＝Ｅ／Ｅｕを
いう。

【００２５】そして、本発明における全ふく射率：ε
は、被測定物を恒温槽に入れ、該被測定物の温度が該恒
温槽中の温度（41℃）と平衡になるまで放置した後、当
該恒温槽に装着されている穴を通して放射温度計（スポ
ットサーモメーターTR-051OB：商品名・ミノルタ株式会
社製）にて当該被測定物の温度を測定して該測定値をＴ
r とし、次いで、前記放射温度計で測定した位置の表面
温度を熱電対（クロメル・アロメル）にて測定して該測
定値をＴとして、これら測定値Ｔr,Ｔを、下記（数１）
プランク（Planck) のふく射公式より導かれる式Ｔr⁴＝
εＴ⁴(ε：全ふく射率、Ｔr:放射温度計にて測定した温
度、Ｔ：熱電対にて測定した温度）に代入して求めるも
のである。

【００２６】

【数１】

【００２７】従って、本発明の実施に当っては、アルマ
イト保護膜が形成されている鏡面をもつアルミニウム製
反射鏡の裏面に、耐熱性塗料を塗装して塗料膜を形成し
た後、該反射鏡を被測定物として前記測定・算出法によ
って、当該反射鏡裏面に形成されている耐熱性塗料膜の
全ふく射率：εを求め、その値いが0.90〜0.96（41℃）
の範囲内にあるものを使用する。

【００２８】本発明者は、市販の各種耐熱性塗料を用い
て行った数多くの試作・実験結果から、前記測定・算出
法により求めた全ふく射率0.90〜0.96（41℃）の耐熱性
塗料膜が形成できる耐熱性塗料が市販品から容易に入手
できることを確認している。

【００２９】具体例を挙げれば、パイロジン＃950 黒：
商品名：大島化学株式会社製、パイロジン＃950 白：商
品名：大島化学株式会社製、パイロジン＃950 クリー
ム：商品名：大島化学株式会社製等の市販耐熱性塗料を
用いて形成させた耐熱性塗料膜は、いずれも前記測定・
算出法により求めた全ふく射率が0.90〜0.96（41℃）の
範囲内のものである。なお、本発明者が行った試作・実
験によれば、全ふく射率が0.96（41℃）を越える耐熱性
塗料膜が形成できる耐熱性塗料を市販品から見出すこと
はできなかった。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は次
の通りである。

【００３１】（反射鏡の製作）アルマイト保護膜が形成
されている鏡面をもつアルミニウム製板材（402G/4：型
番：アラノッド社・独・製：板厚 0.8mm）と黒色（マン
センN-1.0)耐熱性塗料（パイロジン＃950 黒：商品名：
大島化学株式会社製）とを用いて図２、３及び４に示す
箱体状反射鏡を製作した。図２の正面図、図３は側面
図、図４は一部拡大断面図説明図である。

【００３２】図２、３に示す箱体状反射鏡５は、前記板
材を幅90mmで長さ 440mmの長方形に切断し、その長手方
向の中央部を頂点とし、且つ、鏡面52を内側としてＵ字
状に折曲げたＵ字状板材51の両側面に、該側面の全面を
覆う寸法・形状に切断した前記板材53、53' を、その鏡
面54、54' を内側として、それぞれ宛って固定した箱体
からなり、開口部55の開口面積は90mm× 210mmで、開口
面からの奥行は約 170mmである。なお、Ｕ字状板材51の
両側面に宛って固定されている前記板材53、53' には、
それぞれ切欠部56、56'(図示せず）が設けられており、
同図中に点線で示すようにメタルハライドランプ８が挿
入・固定される。

【００３３】図２、３に示す箱体状反射鏡５の裏面（箱
体の全外面）には、図４に示す通り、前記塗料を塗装し
て自然乾燥させた厚さ約30μm の耐熱性塗料膜６が形成
されている。

【００３４】この反射鏡５を被測定物として前記測定・
算出法によって、その塗料膜６の全ふく射率：εを求め
たところ 0.953（41℃）であった。

【００３５】また、この反射鏡５の鏡面52、54、54' の
反射率を反射率測定器（スペクトロフォトメーターＶ−
570:商品名・型番: ジャスコ株式会社製）を用いて測定
したところ85％であった。

【００３６】（紫外線探傷灯の製作）ここに製作した箱
体状反射鏡５、メタルハライドランプ（400W/FDA：品
番：マークテック株式会社製：400W）、紫外線透過フィ
ルタ（D40F：品番：マークテック株式会社製）、ケース
（厚み 1.0mmのSPCC鋼板を用いて板金加工によって製作
した箱体）及び換気ファン（MU1238A-41B:型番：オリエ
ンタルモータ株式会社製：ファン直径 105mm・AC200V,5
0H_Z・回転数2700回／分）を用いて図５、６及び７に示
す紫外線探傷灯を製作した。図５は背面図、図６は側面
図、図７は底面図である。なお、図８は、上記紫外線透
過フィルタの分光曲線を示すグラフである。

【００３７】図５、６、７において、１は下方を開放し
て紫外線照射用開口部２とした前記箱体からなるケース
であり、その一側面には換気ファン用の通風孔３をあけ
ると共に、該通風孔３の周囲に換気ファン取付枠31を設
け、該枠31に前記換気ファン32を取り付けた。なお、33
はケース１の外側にボルト止めした脚であり、ケース１
と同じ材料によって製作した。

【００３８】ケース１の内部には前記反射鏡５を、その
開口部（図２、３中55参照）を紫外線照射用開口部２に
向けて収納・固定しており、反射鏡５の開口部には前記
フィルタ４を装着し、該フィルタ４は紫外線照射用開口
部２に面している。また、反射鏡５の切欠部（図２中56
参照）にはメタルハライドランプ８を挿入・固定した。

【００３９】メタルハライドランプ８は、前記市販紫外
線探傷灯の場合と同様に、ソケット、二芯キヤブタイヤ
ーコードを介してケース１外のチヨークコイル型安定器
に接続した（図示せず）。また、換気ファン32は、常法
に従って、コードを介して外部電源に接続した（図示せ
ず）。

【００４０】（点灯試験）ここに製作した紫外線探傷灯
の反射鏡５の切欠部（同上）の近傍に、クロメル・アロ
メル(CA)熱電対を取り付け該熱電対を温度表示器（ハイ
ブリッドレコーダーHR2300：商品名：横河電機株式会社
製）に接続して温度測定機構とし、室温（31℃）下にお
いて、メタルハライドランプ８及び換気ファン32に通電
して、メタルハライドランプ８を点灯させると共に換気
ファン32を回転させた。

【００４１】上記状態にてメタルハライドランプ８を４
時間連続点灯させた時点で、前記温度測定機構によって
温度測定したところ 230℃を示した。また、1000時間連
続点灯させた時点で、同様に温度を測定したところ 230
℃を維持していた。この時点で消灯し、反射鏡５の鏡面
（図２、３中52、54、54' 参照）を目視にて観察したと
ころクラックの発生は認められず、前記反射率測定器を
用いて反射率を測定したところ85％であり初期の反射率
を保持していた。

【００４２】（比較試験）塗料膜６を形成しなかった以
外は、前記と同一の条件にて製作した反射鏡を被測定物
として、前記測定・算出法によって、その裏面（箱体の
外面）の全ふく射率：εを求めたところ 0.381（41℃）
であった。

【００４３】この塗料膜６を形成していない反射鏡を用
いた以外は、前記と同一の条件にて製作した紫外線探傷
灯について、前記と同一の点灯試験を行ったところ、メ
タルハライドランプを４時間連続点灯させた時点での温
度は 280℃を示し、また、1000時間連続点灯させた時点
でも 280℃であったが、目視にて観察したところ反射鏡
の鏡面にはクラックが発生しており、前記反射率測定器
を用いて測定した反射率は60％に低下していた。

【００４４】

【作用】前記の各試験結果に見られる通り、反射鏡の裏
面（外面）を塗装した場合の全ふく射率（ε：0.953)と
塗装しなかった場合の全ふく射率（ε：0.381)との差に
よる効果の相違は非常に大きい。

【００４５】全ふく射率が大きい物体が熱の吸収・放熱
に優れていることはよく知られた事実であるが、前記各
試験結果では放熱による効果が顕著に現れているものと
認められ、この現象の理論的解明は残念ながらいまだ行
えていない。しかし、本発明者が行った数多くの試作実
験結果からして、全ふく射率0.90〜0.96（41℃）の耐熱
性塗料膜を形成した場合には前記点灯試験と同様の結果
が得られることが保証できる。なお、耐熱性塗料膜の全
ふく射率が0.90未満である場合には、前記点灯試験に見
られるような顕著な温度維持効果は得られない。

【００４６】

【実施例】実施例１：耐熱性塗料を白色（マンセルN-9.
5)の耐熱性塗料（パイロジン＃950 白：商品名：大島化
学株式会社製）に置換した以外は、前記「発明の実施の
形態」に示した（反射鏡の製作）と同一条件にて反射鏡
を製作し、この反射鏡を被測定物として前記測定・算出
法によって、その塗料膜の全ふく射率：εを求めたとこ
ろ 0.952（41℃）であった。

【００４７】この反射鏡を用いた以外は、前記「発明の
実施の形態」に示した（紫外線探傷灯の製作）と同一条
件にて紫外線探傷灯を製作した。

【００４８】この紫外線探傷灯を用いた以外は、前記
「発明の実施の形態」に示した（点灯試験）と同一の試
験を行ったところ、メタルハライドランプを４時間連続
点灯させた時点での温度は 231℃を示し、また、1000時
間連続点灯時点でも 231℃を維持しており、反射鏡の鏡
面にはクラック発生は認められず、反射率は85％で初期
の反射率を保持していた。

【００４９】実施例２：耐熱性塗料をクリーム色（マン
セル2.5Y8/4)の耐熱性塗料（パイロジン＃950 クリー
ム：商品名：大島化学株式会社製）に置換した以外は、
前記「発明の実施の形態」に示した（反射鏡の製作）と
同一条件にて反射鏡を製作し、この反射鏡を被測定物と
して前記測定・算出法によって、その塗料膜の全ふく射
率：εを求めたところ0.95（41℃）であった。

【００５０】この反射鏡を用いた以外は、前記「発明の
実施の形態」に示した（紫外線探傷灯の製作）と同一条
件にて紫外線探傷灯を製作した。

【００５１】この紫外線探傷灯を用いた以外は、前記
「発明の実施の形態」に示した（点灯試験）と同一の試
験を行ったところ、メタルハライドランプを４時間連続
点灯させた時点での 233℃を示し、また、1000時間連続
点灯時点でも 233℃を維持しており、反射鏡の鏡面には
クラック発生は認められず、反射率は85％で初期の反射
率を保持していた。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、紫外線探傷灯の反射鏡
として用いられているアルマイト保護膜が形成されてい
る鏡面をもつアルミニウム製反射鏡の寿命を飛躍的に伸
すことができるから、該反射鏡とメタルハライドランプ
とを組み合せた形式の紫外線探傷灯の長寿化がはかれ
る。

【００５３】また、本発明においては、当該反射鏡の裏
面（外面）に塗料膜を形成するだけでよいから、ケース
の改造・新造を必要としない（例えば、図１に示した市
販紫外線探傷灯の漏斗状反射鏡15の裏面に塗料膜を形成
すればよい）ので、製作コスト面でも有利である。

【００５４】従って、本発明の産業利用性は非常に大き
いといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】紫外線探傷灯の構造を示す一部省略・一部切欠
側面図

【図２】本発明における箱体状反射鏡の正面図

【図３】本発明における箱体状反射鏡の側面図

【図４】本発明における箱体状反射鏡の一部拡大断面説
明図

【図５】本発明に係る紫外線探傷灯の背面図

【図６】本発明に係る紫外線探傷灯の側面図

【図７】本発明に係る紫外線探傷灯の底面図

【図８】紫外線透過フィルタの分光曲線を示すグラフ

【符号の説明】

１ケース２紫外線照射用開口部３通風孔 31 換気ファン取付枠 32 換気ファ
ン 33 脚４紫外線透過フィルタ５箱体状反射鏡 51 Ｕ字状板材 52 鏡面
53 板材 54 鏡面 55 開口部 56 切欠部６耐熱性塗料膜８メタルハライドランプ 11 ケース 12 紫外線照射用開口部 13 通風孔 14 紫外線透過フィルタ 15 漏斗状反射鏡 16 鏡面 17 孔 18 メタルハライドランプ 19 ソケット 20 グリップ 21 二芯キヤブタイヤーコード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/91 G01N 21/84 F21V 7/20 - 7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線照射用開口部を設けたケース内に
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
させる紫外線透過フィルタが配置され、該フィルタの後
方にはアルマイト保護膜が形成されている鏡面をもつア
ルミニウム製反射鏡がその鏡面を当該フィルタ面に向け
て配置され、該鏡面と当該フィルタ面との間には紫外線
を発する光源管球としてメタルハライドランプが配置さ
れている紫外線探傷灯において、前記アルミニウム製反
射鏡の裏面に全ふく射率０．９０〜０．９６（４１℃）
の耐熱性塗料膜が形成されており、該塗料膜によって前
記メタルハライドランプ点灯時における前記アルミニウ
ム製反射鏡の温度上昇を押さえて前記アルマイト保護膜
のクラック発生を防止することを特徴とする紫外線探傷
灯。