Ｘ線検査装置
【課題】製造コストの安価な簡単な構造でありながら確実な動作で効果的にＸ線センサを保護して寿命を改善できるＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置は、搬送手段４の搬送面５の上方にＸ線源６を有し、搬送面５の下方にセンサ９を有し、照射位置７の手前には、操作部材１１と遮蔽部材１２からなるシャッタ装置１０を備える。ワークＷが操作部材に接触しない状態では遮蔽部材がセンサをＸ線から遮蔽し、ワークが操作部材を押した場合には遮蔽部材が移動してワークを透過したＸ線がセンサ９に到達する。検査中にＸ線を常時照射しても、センサに到達するＸ線は検査に必要な最小限に止まる。センサがＸ線で過剰に損傷し、寿命の劣化が早まる恐れは少ない。
【解決手段】Ｘ線検査装置は、搬送手段４の搬送面５の上方にＸ線源６を有し、搬送面５の下方にセンサ９を有し、照射位置７の手前には、操作部材１１と遮蔽部材１２からなるシャッタ装置１０を備える。ワークＷが操作部材に接触しない状態では遮蔽部材がセンサをＸ線から遮蔽し、ワークが操作部材を押した場合には遮蔽部材が移動してワークを透過したＸ線がセンサ９に到達する。検査中にＸ線を常時照射しても、センサに到達するＸ線は検査に必要な最小限に止まる。センサがＸ線で過剰に損傷し、寿命の劣化が早まる恐れは少ない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査品に搬送しながらＸ線を照射し、被検査品を透過したＸ線をセンサで検出して検査を行なうＸ線検査装置に係り、特に稼働中にＸ線を連続的に照射し続けてもセンサが損傷しにくいＸ線検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、最小限のＸ線照射によってＸ線センサ部の長寿命化を目指したＸ線自動検査装置が開示されている。この装置は、対象物品４を搬送する搬送機構５と、対象物品４にＸ線を照射するＸ線発生機構１と、対象物品４のＸ線透過画像を検出するＸ線センサ部６からのＴＶ映像信号を画像処理する画像処理部７と、画像処理部７からの信号と搬送機構５からの信号を入力とする制御部９と、その出力で作動する駆動手段３により開閉動作をするシャッタ２を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載のＸ線自動検査装置によれば、対象物品を検出するために何らかの検出手段を用い、その出力を利用して駆動手段によりシャッタを開閉してＸ線の遮蔽制御を行なっている。従って、検出手段や駆動手段が不可欠であり、構造が複雑で部品点数が多く、製造コストが高いという問題があった。また、これらシャッタを駆動制御するための部品自体に故障の可能性があるため、信頼性が十分でないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの安価な簡単な構造でありながら確実な動作で効果的にＸ線センサを保護して寿命を改善することができるＸ線検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載されたＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃは、
被検査品Ｗを所定の搬送方向に沿って搬送する搬送手段４と、前記搬送手段４の上方に配置され前記搬送手段４上の照射位置７に向けてＸ線を照射するＸ線源６と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するセンサ９とを具備し、前記搬送手段４で搬送されている被検査品Ｗに前記Ｘ線源６からＸ線を照射し、被検査品Ｗを透過したＸ線を前記センサ９で検出することにより被検査品Ｗの検査を行なうＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記搬送手段４の上方かつ前記搬送方向について前記照射位置７の上流に配置され、前記搬送手段４によって搬送される被検査品Ｗに接触して操作される操作部材１１，２１，３１と、
前記操作部材１１，２１，３１と一体に構成され、少なくとも被検査品Ｗが前記操作部材１１，２１，３１に接触しない状態では前記センサ９をＸ線から遮蔽し、被検査品Ｗが前記操作部材１１，２１，３１を操作した場合に移動して被検査品Ｗを透過したＸ線が前記センサ９に到達するように前記センサ９の遮蔽を解除する遮蔽部材１２，２２，３２と、
からなるシャッタ装置１０，２０，３０を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載されたＸ線検査装置１ａは、請求項１記載のＸ線検査装置において、
前記シャッタ装置１０の前記操作部材１１はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段４の上方の支持部１３に揺動可能に支持され、被検査品Ｗが前記操作部材１１に接触しない状態において下部は被検査品Ｗの頂部よりも低く前記搬送手段４に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置１０の前記遮蔽部材１２はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記下部において前記操作部材１１と一体に構成されており、
被検査品Ｗが前記照射位置７にある場合、Ｘ線は前記操作部材１１を透過して被検査品Ｗに照射されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載されたＸ線検査装置１ｂ，１ｃは、請求項１記載のＸ線検査装置において、
前記シャッタ装置２０，３０の前記操作部材２１，３１はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段４の上方の支持部１３に揺動可能に支持され、被検査品Ｗが前記操作部材２１，３１に接触しない状態において下部は被検査品Ｗの頂部よりも低く前記搬送手段４に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置２０，３０の前記遮蔽部材２２，３２はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記上部において前記操作部材２１，３１と一体に構成されており、
被検査品Ｗが前記照射位置７にある場合、Ｘ線は前記操作部材２１，３１を透過して被検査品Ｗに照射されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載されたＸ線検査装置１ｂ，１ｃは、請求項３記載のＸ線検査装置において、
前記シャッタ装置２０，３０は、前記操作部材２１，３１と前記遮蔽部材２２，３２，が所定の角度をもって一体とされ、前記支持部１３において回動可能に支持された板状部材であって、被検査品Ｗが接触していない状態では前記操作部材２１，３１が鉛直方向に平行な状態にあり、
前記遮蔽部材２２，３２の前記支持部１３を中心とした回動半径についての長さがＤS であり、前記所定の角度が直角＋θ0 であり、被検査物Ｗが前記操作部材２１，３１を操作して前記シャッタ装置２０，３０を回動させることにより前記Ｘ線源６からのＸ線が前記センサ９に到達し始めた時に、前記シャッタ装置２０，３０の回動角度がθc であり、前記操作部材２１，３１の下端が水平方向に移動した距離がＤである場合において、次式（１）が成立するとともに、前記被検査品Ｗの最小高さをｈ、前記操作部材２１，３１の前記支持部１３を中心とした回動半径についての長さをＨS 、前記支持部１３の高さをＨとすると、次式（２）が成立することを特徴としている。
ＤS ｃｏｓ（θ0 ＋θc ）＜Ｄ＜ＤS ｃｏｓθ0 ≦ＤS …（１）
ｈ＝Ｈ−ＨS ｃｏｓθc …（２）
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載されたＸ線検査装置によれば、搬送手段で被検査品を搬送しながらＸ線源からＸ線を照射した場合、被検査品が操作部材に接触していない状態ではセンサはＸ線から遮蔽されているが、被検査品がシャッタ装置の操作部材を操作した場合には遮蔽部材が移動してセンサの遮蔽を解除するので、Ｘ線源からのＸ線は照射位置を通過する被検査品を透過してセンサに到達し、検査を行なうことができる。また、被検査品がシャッタ装置を通りすぎればシャッタ装置は元位置に復帰して再びセンサをＸ線から遮蔽する。従って、仮に検査中にＸ線源からＸ線を常時照射していたとしても、Ｘ線は被検査品の検査に必要な最小限の範囲でセンサに到達するだけであり、センサがＸ線によって過剰に損傷し、寿命の劣化が早まる恐れは少ない。
【００１１】
請求項２に記載されたＸ線検査装置によれば、請求項１記載のＸ線検査装置において、シャッタ装置を、搬送手段の上方の支持部から揺動可能に吊るされたＸ線透過性の操作部材と、操作部材の下部に一体に取り付けられてセンサを遮蔽する遮蔽部材とによって構成したので、搬送されてきた被検査品が操作部材を押すと遮蔽部材が移動してセンサから外れ、Ｘ線源からのＸ線が操作部材を透過して被検査品に照射されることで上記効果を得ることができる。
【００１２】
請求項３に記載されたＸ線検査装置によれば、請求項１記載のＸ線検査装置において、シャッタ装置を、搬送手段の上方の支持部で揺動可能に支持されたＸ線透過性の操作部材と、操作部材の上部に一体に取り付けられてＸ線源の照射口を覆ってセンサを遮蔽する遮蔽部材とによって構成したので、搬送されてきた被検査品が操作部材を押すと遮蔽部材が移動してＸ線源の照射口から外れ、Ｘ線源からのＸ線が操作部材を透過して被検査品に照射されることで上記効果を得ることができる。
【００１３】
請求項４に記載されたＸ線検査装置は、請求項３記載のＸ線検査装置において、シャッタ装置を、操作部材と遮蔽部材が所定角度で一体化されて支持部で回動可能とされた板状部材で構成し、その条件を前記式（１）のように設定し、さらに被検査品についての条件も前記式（２）のように設定したので、被検査品はシャッタ装置を通過する時に操作部材に接触して操作し、遮蔽部材を移動させることができ、さらに操作部材の下端が照射位置にきた時には遮蔽部材がＸ線の遮蔽を解除して被検査品に対してＸ線が照射状態となるので確実に上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係るＸ線検査装置の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【図２】第１実施形態において、ワークの進入に伴って角度が変化するシャッタ装置とＸ線との関係を説明する模式図である。
【図３】第１実施形態において、シャッタ装置の角度とＸ線強度との関係を表すグラフを示す図である。
【図４】第１実施形態において、シャッタ装置が開放状態から戻った時の角度とＸ線との関係を説明する模式図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態に係るＸ線検査装置の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態におけるシャッタ装置の定常状態を示す模式図であり、（ｂ）は同シャッタ装置が開放状態から戻った時の状態を説明する模式図である。
【図７】第２実施形態において、ワークの進入に伴って角度が変化するシャッタ装置とＸ線との関係を説明する模式図である。
【図８】第２実施形態において、ワークサイズ（高さ）に応じたシャッタ装置の設定について説明するための模式図である。
【図９】（ａ）は第３実施形態に係るＸ線検査装置の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．第１実施形態（図１〜図４）
（１）構造
図１に本実施形態に係るＸ線検査装置１ａを示す。このＸ線検査装置１ａは、装置の本体としてＸ線遮蔽構造の筐体２を備えている。筐体２には、前面と左右両面が解放された開口部３が設けられており、前面の開口には遮蔽性能を有する図示しない扉が開閉自在に設けられ、左右の開口にはのれん状の遮蔽部材１５，１５が設けられている。筺体の開口部３の底部には、被検査品（以下、ワークＷと呼ぶ）を所定の搬送方向（図１（ａ）では左右方向）に沿って搬送する搬送手段４が、筐体２の開口部３の左右の各開口から各端部を突出させて設置されている。本実施形態の搬送手段４は、複数のローラに無端ベルトを巻装してなるベルトコンベアであり、そのベルトの上側が水平な搬送面５とされ、ワークＷを載置して搬送することにより、筐体２の一方の側面の開口から遮蔽部材１５を経て筐体２内に送り込み、筐体２内で検査を受けた後、筐体２の他方の側面の開口から遮蔽部材１５を経て筐体２外に退出させることができる。
【００１６】
図１に示すように、筐体２の内部において、搬送手段４の上方にはＸ線源６が設けられている。Ｘ線源６は、搬送手段４上の直下位置である照射位置７（検査位置）に向けて照射口８からＸ線を照射する。図１（ａ）、（ｂ）に示したＸ線源６はＸ線の発生位置を模式的に示すものであり、同図（ｂ）に示すように、Ｘ線はこの点から下方の照射位置７に向けて、鉛直面内で下方に向けて三角形状に拡がった状態で照射される。
【００１７】
図１に示すように、Ｘ線の照射位置７の反対側となる前記搬送手段４の下側には、Ｘ線を検出するセンサ９が設けられている。詳細は図示しないが、センサ９は搬送手段４の搬送方向に直交する方向に所定間隔で並んだ多数の検出素子と、その上方に配置されたシンチレータとを備えており、Ｘ線を受けてシンチレータからでた光を検出素子が検出するように構成されている。
【００１８】
また、搬送手段４とＸ線源６とセンサ９を含む本装置１ａの全体は、図示しない制御手段によって制御されるようになっている。検査中は、Ｘ線源６からＸ線が連続的に放射されている。搬送手段４で搬送されたワークＷは、照射位置７でＸ線源６からＸ線を照射される。そして、ワークＷを透過したＸ線はセンサ９で検出され、その結果からワークＷに含まれる異物の検出を行なう等の検査が行なわれる。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線検査装置１ａは、検査時にはＸ線源６から常時照射されているＸ線からセンサ９を保護するために、シャッタ装置１０を備えている。このシャッタ装置１０は、搬送手段４で搬送されるワークＷに接触して揺動する操作部材１１と、この操作部材１１と一体でセンサ９をＸ線から遮蔽する遮蔽部材１２から構成される。
【００２０】
操作部材１１は、Ｘ線透過性の硬質材料からなる板状の部材であり、図１（ｂ）に示すように、その全体としての外形はＸ線の略三角形状の照射面に沿った台形状であり、幅方向について略等寸法となるように概ねＸ線の照射方向に沿って３分割されている。これら各操作部材１１は、図１（ａ）に示すように、搬送手段４の上方かつ搬送方向について照射位置７のやや上流の上方所定位置に設けられた支持部１３に、その上端部を回動可能に支持されて設けられている。操作部材１１の寸法は、ワークＷが操作部材１１に接触しない状態では、その下端部がワークＷの頂部よりも低く、かつ搬送手段４の搬送面５に接触しない位置にくるように設定されている。本例では、操作部材１１の下端部は、搬送手段４の搬送面５には接しないが搬送面５と微小な隙間を隔てた直上位置に設定されている。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材１１に接触すると、操作部材１１は支持部１３を中心に回動して搬送方向の下流に向けて持ち上がり、ワークＷに乗り上げていき、やがてワークＷを乗り越えて元の位置に戻る。なお、操作部材１１を構成する硬質材料は、搬送されるワークＷの接触により撓んだり曲がったりしない程度の強度を有する材料であればよい。
【００２１】
遮蔽部材１２は、Ｘ線遮蔽性の材料からなり、操作部材１１に対して垂直な姿勢で搬送方向の下流に向けられて操作部材１１の下端部に一体に取り付けられている。従って、ワークＷが操作部材１１に接触しておらず、操作部材１１が鉛直下方に垂れ下がっている状態では、遮蔽部材１２はセンサ９の検出素子が並んでいる部分の近傍直上の位置にあり、Ｘ線源６の照射口８から下方の照射位置７に照射されるＸ線からセンサ９を遮蔽することができる。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材１１に接触し、操作部材１１が支持部１３を中心に回動すると、遮蔽部材１２は操作部材１１と共に移動してセンサ９から外れた位置に移動し、照射位置７に来たワークＷにＸ線が照射されるようになる。
【００２２】
（２）シャッタ装置１０の作用
次に、以上説明したシャッタ装置１０の作用について説明する。
図２は、シャッタ装置１０の角度（シャッタ角度）とセンサ９に到達するＸ線透過強度（Ｘ線強度）との関係を説明する図であり、同図（ａ）から同図（ｅ）にかけて搬送手段４でワークＷが搬送され、ワークＷに接触したシャッタ装置１０の操作部材１１が回動する角度と、各状態においてＸ線がセンサ９に到達する（又はしない）状態を模式的に表したものである。また、図３は、ワークＷの位置すなわち操作部材１１の回動角度θと、センサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs との関係を示した図である。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、搬送手段４で搬送されているワークＷがシャッタ装置１０に到達する前は、シャッタ装置１０の操作部材１１は鉛直下方に垂下しており、遮蔽部材１２がセンサ９を覆っている。従って、図３に示すように、Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度がＩ0 であっても、センサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs は０となり、センサ９はＸ線から防護される。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、搬送手段４で搬送されているワークＷがシャッタ装置１０の操作部材１１に接触して揺動させ、その角度がθc を過ぎると、遮蔽部材１２がセンサ９を覆う位置から移動し始め、Ｘ線源６からのＸ線がセンサ９に到達し始める。この時、ワークＷは照射位置７にまでは到達していないが、操作部材１１は照射位置７にかかっているので、図３に示すように、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は、操作部材１１を透過した強度Ｉe となる。この強度Ｉe は、操作部材１１を透過した分だけ、Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度Ｉ0 よりは小さい。
【００２５】
図２（ｃ）に示すように、搬送手段４で搬送されながらシャッタ装置１０の操作部材１１を押し開けているワークＷがＸ線の照射位置７に入り始めると、操作部際の角度がθm を過ぎる。Ｘ線源６からのＸ線は、操作部材１１を透過した後に、さらにワークＷを透過してセンサ９に到達するようになる。従って図３に示すように、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は、操作部材１１及びワークＷを透過した強度となる。図３においては、ワークＷによるＸ線の吸収分をハッチング領域で示している。このＸ線の吸収分の形状がどのようになるかは、ワークＷの形状等にもよるが、図２に示したような直方体状であれば、図３中に示すように吸収領域の形状も略直方体状となり、図２（ｃ）〜（ｄ）に示すようにワークＷが照射位置７を通過している間に、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は、図３のグラフにおいて、横軸に平行なハッチング領域の底辺に相当する線分で表されることとなる。なおこの強度は、操作部材１１及びワークＷを透過したＸ線の強度なので、前記Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度Ｉ0 より小さいことはもちろん、前記強度Ｉe よりも小さい。
【００２６】
ワークＷがＸ線の照射位置７を抜けたが、操作部材１１はまだワークＷに引っ掛かって角度θが増大している状態では、Ｘ線源６からのＸ線は操作部材１１を透過し、ワークＷにかかることなくセンサ９に到達するので、図３において、ハッチング領域よりも後の角度θで示すように、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は操作部材１１を透過した強度Ｉe となる。
【００２７】
図２（ｅ）に示すように、ワークＷはやがて操作部材１１を通過する。この時の操作部材１１の角度θn が操作部材１１の最大角度θmax である。ワークＷが操作部材１１を通過すると、操作部材１１は自重で元の位置に戻り、再び遮蔽部材１２がセンサ９をＸ線から遮蔽するので、Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度はＩ0 であるが、センサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs は０となり、センサ９はＸ線から防護される。
【００２８】
なお、ワークＷが操作部材１１を通過し、ワークＷから離れた操作部材１１が自重で元の位置に戻るには若干の時間を要するので、必ずしも操作部材１１の角度が角度θn を越えたところで直ちにセンサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs が０となるものではない。また、図４に示すように、ワークＷから離れた操作部材１１が自重で元の位置に戻る際には、自重による復帰の勢いによって、操作部材１１は図２（ａ）に示す元位置を行き過ぎることも考えられる。図４は、このように操作部材１１が元の位置に戻る際に行き過ぎた状態を示したものであり、操作部材１１は搬送方向の上流に向けて角度θr だけ持ち上がっている。この場合、遮蔽部材１２の搬送方向についての長さを適切に設定しておけば、遮蔽部材１２がセンサ９の範囲を覆った状態を保持することは可能である。また、図示しないが、操作部材１１の隣、搬送方向の上流側にストッパ部材を設けておき、ワークＷに当っていない状態の操作部材１１がストッパ部材に突き当たって鉛直に沿った姿勢となるようにすれば、ワークＷから離れた操作部材１１が自重で元の位置に戻る際に鉛直位置を行き過ぎることを防止できる。
【００２９】
以上説明したように、操作部材１１の角度θが０≦θ＜θc のとき、Ｘ線は遮蔽部材１２に遮られてセンサ９には照射されない。そして、θ≧θc のとき、照射位置７（検査位置）に強度Ｉe のＸ線が照射され、ワークＷの検査を行なうことができる。そして、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過する間は、θ＞θc となり、ワークＷを透過したＸ線をセンサ９で検出することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態のＸ線検査装置１ａによれば、搬送手段４でワークＷを搬送しながらＸ線源６からＸ線を照射した場合、ワークＷが操作部材１１に接触していない状態ではセンサ９はＸ線から遮蔽されているが、ワークＷがシャッタ装置１０の操作部材１１を操作した場合には遮蔽部材１２が移動してセンサ９の遮蔽を解除するので、Ｘ線源６からのＸ線は照射位置７を通過するワークＷを透過してセンサ９に到達し、検査を行なうことができる。また、ワークＷがシャッタ装置１０を通りすぎればシャッタ装置１０は元位置に復帰して再びセンサ９をＸ線から遮蔽する。従って、仮に検査中にＸ線源６からＸ線を常時照射していたとしても、Ｘ線は被検査品の検査に必要な最小限の範囲でセンサ９に到達するだけであり、センサ９がＸ線によって過剰に損傷することはなく、寿命の劣化が早まる恐れは少ない。
【００３１】
２．第２実施形態（図５〜図８）
（１）構造
図５に示す実施形態に係るＸ線検査装置１ｂは、シャッタ装置の構造以外は第１実施形態と同一であるので、以下の説明はシャッタ装置２０を中心として行なう。
操作部材２１は、第１実施形態と同様、Ｘ線透過性の硬質材料からなる板状の部材であり、図５（ｂ）に示すように、その全体としての外形はＸ線の略三角形状の照射面に沿った台形状であり、幅方向について略等寸法となるように概ねＸ線の照射方向に沿って３分割されている。これら各操作部材２１は、図５（ａ）に示すように、搬送手段４の上方かつ搬送方向について照射位置７のやや上流の上方所定位置に設けられた支持部１３に、その上端部を回動可能に支持されて設けられている。操作部材２１の寸法は、ワークＷが操作部材２１に接触しない状態では、その下端部がワークＷの頂部よりも低く、かつ搬送手段４の搬送面５に接触しない位置にくるように設定されている。本例では、操作部材２１の下端部は、搬送手段４の搬送面５には接しないが搬送面５に対して微小な隙間を隔てた直上位置に設定されている。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材２１に接触すると、操作部材２１は支持部１３を中心に回動して搬送方向の下流に向けて持ち上がり、ワークＷに乗り上げていき、やがてワークＷを乗り越えて元の位置に戻る。
【００３２】
遮蔽部材２２は、Ｘ線遮蔽性の材料からなり、操作部材２１について搬送方向の下流側に配置されるように、操作部材２１の上端部に一体に取り付けられている。操作部材２１に対する遮蔽部材２２の角度は９０度よりも大きい所定角度（本例では９０度＋θ0 ）とされている。従って、ワークＷが操作部材２１に接触しておらず、操作部材２１が鉛直下方に垂れ下がっている状態では、遮蔽部材２２はＸ線源６の照射口８の近傍直下の位置にあり、Ｘ線源６の照射口８を覆ってＸ線からセンサ９を遮蔽することができる。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材２１に接触し、操作部材２１が支持部１３を中心に回動すると、遮蔽部材２２は操作部材２１と共に回動して照射口８から外れた位置に移動し、照射位置７に来たワークＷにＸ線が照射されるようになる。
【００３３】
（２）ワークＷの高さに応じたシャッタ装置２０の設定について
本実施形態におけるシャッタ装置２０は、ワークＷが接触していない状態ではセンサ９をＸ線から遮蔽し、搬送されてきたワークＷに押されると回動し、Ｘ線の照射位置７（検査位置）をワークＷが通過している間はＸ線をワークＷへ照射させて検査可能な状態とし、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過した後には再びセンサ９をＸ線から遮蔽する動作を行なう。前述したシャッタ装置２０の基本構造において、このような動作・作用を確実に行なわせるには、ワークＷのサイズに応じてシャッタ装置２０の各部の寸法・角度等を適切な条件で設定する必要がある。そこで、本実施形態におけるシャッタ装置２０の条件と、ワークＷの高さについての条件について、図６〜図８を参照して説明する。
【００３４】
図６（ａ）はシャッタ装置２０の初期状態、すなわちワークＷが接触していない状態を示す。操作部材２１と遮蔽部材２２の角度は９０度＋θ0 であり、操作部材２１は鉛直方向に平行な状態にある。図６（ｂ）は、ワークＷがシャッタ装置２０を通り抜けた後に、シャッタ装置２０が自重で初期状態に戻る際に上流側に角度θr だけ持ち上がった状態を示す。すなわち、シャッタ装置２０は支持部１３を中心として回動自在となっているため、移動するワークＷに押されて図６（ａ）に示す初期状態から持ち上げられていき、図示しない最大角度まで持ち上げられてから、ワークＷが抜けた後は上流側に自重で戻り、初期状態を通り越して図６（ｂ）に示す位置まで回動することができる。
【００３５】
図７は、ワークＷの進入に伴って角度が変化するシャッタ装置２０とＸ線との関係を説明する模式図である。図中の符号は、操作部材２１が鉛直線となす角度θを示すものであり、初期状態であるθ＝０、ワークＷが操作部材２１を押してＸ線がセンサ９に照射され始めた角度θ＝θc 、ワークＷが照射位置７（検査位置）に入った角度θ＝θm 、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過した後の最大角度θmax ＝θn を示している。すなわち、θ≧θc のとき、照射位置７（検査位置）にＸ線が照射されるようになり、その後、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過するまでの間、ワークＷをＸ線で検査することができ、ワークＷが接触する前と、ワークＷが通過した後には、センサ９は遮蔽部材２２で覆われてＸ線から遮蔽される。シャッタ装置２０をこのように作動させるためには、以下に説明するような条件を満たす必要がある。
【００３６】
図８は、シャッタ装置２０がワークＷに押されて回動し、操作部材２１の鉛直線に対する角度θがθc となり、遮蔽部材２２がＸ線源６の照射口８を開放してＸ線が照射位置７（検査位置）に照射され始めた状態を示している。
同図中に示すように、遮蔽部材２２の支持部１３を中心とした回動半径についての長さをＤS 、操作部材２１の支持部１３を中心とした回動半径についての長さをＨS 、支持部１３の搬送面５からの高さをＨ、前記操作部材２１の下端が水平方向に移動した距離がＤである場合において、次式（１）が成立することが必要である。
ＤS ｃｏｓ（θ0 ＋θc ）＜Ｄ＜ＤS ｃｏｓθ0 ≦ＤS …（１）
【００３７】
特に、θ0 ＝０の場合、満たすべき条件は下記式（１’）のようになる。
ＤS ｃｏｓθc ＜Ｄ＜ＤS …（１’）
【００３８】
また、ワークＷのサイズ（高さＨw ）も必要な条件を満たす必要がある。すなわち、ワークＷが低すぎると、操作部材２１に触ることができずシャッタ装置２０が作動しないのでＸ線が照射されず、また仮にシャッタ装置２０が作動してもＸ線が照射されるまで十分に遮蔽部材２２が移動しない場合がありうるので、θ＝θc を臨界的な角度としてＸ線が照射され始める角度とするためには、ワークＷの最小高さをｈとすると、次式（２）が成立することが必要である。
ｈ＝Ｈ−ＨS ｃｏｓθc …（２）
但し、ｃｏｓθc ＝（ＨS 2 −Ｄ2 ）1/2 ／ＨS
∵ｓｉｎθc ＝Ｄ／ＨS
【００３９】
この時、照射位置７（検査位置）をワークＷが通過すれば、θm ≧θc となり、シャッタ装置２０の操作部材２１を透過した強度のＸ線（第１実施形態の強度Ｉe ）によりワークＷが検査される。
【００４０】
このようにワークＷの高さＨｗの範囲の下限を上記式（２）のｈとする必要があるが、ワークＷの高さＨw ＜ｈ、もしくはばらつきによりＨwmin＜ｈとなる場合には、シャッタ装置２０の取り付け高さ、すなわち支持部１３の高さＨを下げる必要がある。但し、最も低い取り付け位置Ｈmin ＝ＨS である。
【００４１】
また、ワークＷの高さＨw ≫ｈである場合には、ワークＷが照射位置７に達するよりもずっと前にＸ線の遮蔽が解除されてしまう。このような条件下でワークＷの高さが安定している場合には、Ｈを大きくしてもよい。但し、Ｈ＜Ｈw とする。また、このような条件下でワークＷの高さが不安定な場合には、Ｄを小さくしてもよい。但し、Ｄ＞ＤS とする。
【００４２】
前述したように、このシャッタ装置２０は、ワークＷを乗り越えた後に、初期状態を通り越して図６（ｂ）に示す逆方向の位置まで回動できるようになっているが、操作部材２１がストッパ部材に突き当たって鉛直に沿った姿勢となるようにすれば、ワークＷから離れた操作部材２１が自重で元の位置に戻る際に鉛直位置を行き過ぎることを防止できる。
【００４３】
３．第３実施形態（図９）
図９に示す実施形態に係るＸ線検査装置１ｃは、シャッタ装置３０の構造以外は第２実施形態と基本的に同一であり、第２実施形態と対応する各部には図５と同様の符号を付してその説明を援用する。本実施形態は、第２実施形態と比べた場合、操作部材３１はやや短く、遮蔽部材３２はやや長く、操作部材３１と遮蔽部材３２の角度が直角であるという特徴を有しているが、第２実施形態と同様、シャッタ装置２０及びワークＷに関する式（１）及び（２）で示した設定条件は本実施形態においても必要である。本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる他、このように操作部材３１が短いシャッタ装置３０について適当な高さの定型のワークＷを適用すれば、操作部材２１が相対的に長い第２実施形態の場合に比べ、ワークＷが通過すると早期に遮蔽部材３２でＸ線が遮蔽されるので、センサ９にＸ線が照射される時間が一層短くなり、センサ９の劣化が進みにくいという効果がある。
【００４４】
また本実施形態によれば、ワークＷが通過しきるときのシャッタ装置３０の回動角度を小さくでき、シャッタ装置３０が初期状態に戻るときの勢いを弱くして続いて搬送されてきたワークＷに与える衝撃を和らげることができる。さらに、ワークＷが検査位置を通過する間、操作部材３１がＸ線照射経路に位置することがなく、操作部材３１によるＸ線の吸収がないので、図３におけるＩe をＩo に等しくでき、操作部材３１による減衰をなくして効率よくＸ線をワークＷに照射することができる。さらにまた、操作部材３１をＸ線透過性の材料で構成する必要がないので、遮蔽部材３２と同じ材質とし、１枚の金属板を曲げ加工して容易に製作できる他、耐久性も向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ，１ｂ，１ｃ…Ｘ線検査装置
４…搬送手段
５…搬送面
６…Ｘ線源
７…照射位置（検査位置）
９…センサ
１０，２０，３０…シャッタ装置
１１，２１，３１…操作部材
１２，２２，３２…遮蔽部材
１３…支持部
Ｗ…被検査品（ワーク）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査品に搬送しながらＸ線を照射し、被検査品を透過したＸ線をセンサで検出して検査を行なうＸ線検査装置に係り、特に稼働中にＸ線を連続的に照射し続けてもセンサが損傷しにくいＸ線検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、最小限のＸ線照射によってＸ線センサ部の長寿命化を目指したＸ線自動検査装置が開示されている。この装置は、対象物品４を搬送する搬送機構５と、対象物品４にＸ線を照射するＸ線発生機構１と、対象物品４のＸ線透過画像を検出するＸ線センサ部６からのＴＶ映像信号を画像処理する画像処理部７と、画像処理部７からの信号と搬送機構５からの信号を入力とする制御部９と、その出力で作動する駆動手段３により開閉動作をするシャッタ２を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載のＸ線自動検査装置によれば、対象物品を検出するために何らかの検出手段を用い、その出力を利用して駆動手段によりシャッタを開閉してＸ線の遮蔽制御を行なっている。従って、検出手段や駆動手段が不可欠であり、構造が複雑で部品点数が多く、製造コストが高いという問題があった。また、これらシャッタを駆動制御するための部品自体に故障の可能性があるため、信頼性が十分でないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの安価な簡単な構造でありながら確実な動作で効果的にＸ線センサを保護して寿命を改善することができるＸ線検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載されたＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃは、
被検査品Ｗを所定の搬送方向に沿って搬送する搬送手段４と、前記搬送手段４の上方に配置され前記搬送手段４上の照射位置７に向けてＸ線を照射するＸ線源６と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するセンサ９とを具備し、前記搬送手段４で搬送されている被検査品Ｗに前記Ｘ線源６からＸ線を照射し、被検査品Ｗを透過したＸ線を前記センサ９で検出することにより被検査品Ｗの検査を行なうＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記搬送手段４の上方かつ前記搬送方向について前記照射位置７の上流に配置され、前記搬送手段４によって搬送される被検査品Ｗに接触して操作される操作部材１１，２１，３１と、
前記操作部材１１，２１，３１と一体に構成され、少なくとも被検査品Ｗが前記操作部材１１，２１，３１に接触しない状態では前記センサ９をＸ線から遮蔽し、被検査品Ｗが前記操作部材１１，２１，３１を操作した場合に移動して被検査品Ｗを透過したＸ線が前記センサ９に到達するように前記センサ９の遮蔽を解除する遮蔽部材１２，２２，３２と、
からなるシャッタ装置１０，２０，３０を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載されたＸ線検査装置１ａは、請求項１記載のＸ線検査装置において、
前記シャッタ装置１０の前記操作部材１１はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段４の上方の支持部１３に揺動可能に支持され、被検査品Ｗが前記操作部材１１に接触しない状態において下部は被検査品Ｗの頂部よりも低く前記搬送手段４に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置１０の前記遮蔽部材１２はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記下部において前記操作部材１１と一体に構成されており、
被検査品Ｗが前記照射位置７にある場合、Ｘ線は前記操作部材１１を透過して被検査品Ｗに照射されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載されたＸ線検査装置１ｂ，１ｃは、請求項１記載のＸ線検査装置において、
前記シャッタ装置２０，３０の前記操作部材２１，３１はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段４の上方の支持部１３に揺動可能に支持され、被検査品Ｗが前記操作部材２１，３１に接触しない状態において下部は被検査品Ｗの頂部よりも低く前記搬送手段４に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置２０，３０の前記遮蔽部材２２，３２はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記上部において前記操作部材２１，３１と一体に構成されており、
被検査品Ｗが前記照射位置７にある場合、Ｘ線は前記操作部材２１，３１を透過して被検査品Ｗに照射されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載されたＸ線検査装置１ｂ，１ｃは、請求項３記載のＸ線検査装置において、
前記シャッタ装置２０，３０は、前記操作部材２１，３１と前記遮蔽部材２２，３２，が所定の角度をもって一体とされ、前記支持部１３において回動可能に支持された板状部材であって、被検査品Ｗが接触していない状態では前記操作部材２１，３１が鉛直方向に平行な状態にあり、
前記遮蔽部材２２，３２の前記支持部１３を中心とした回動半径についての長さがＤS であり、前記所定の角度が直角＋θ0 であり、被検査物Ｗが前記操作部材２１，３１を操作して前記シャッタ装置２０，３０を回動させることにより前記Ｘ線源６からのＸ線が前記センサ９に到達し始めた時に、前記シャッタ装置２０，３０の回動角度がθc であり、前記操作部材２１，３１の下端が水平方向に移動した距離がＤである場合において、次式（１）が成立するとともに、前記被検査品Ｗの最小高さをｈ、前記操作部材２１，３１の前記支持部１３を中心とした回動半径についての長さをＨS 、前記支持部１３の高さをＨとすると、次式（２）が成立することを特徴としている。
ＤS ｃｏｓ（θ0 ＋θc ）＜Ｄ＜ＤS ｃｏｓθ0 ≦ＤS …（１）
ｈ＝Ｈ−ＨS ｃｏｓθc …（２）
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載されたＸ線検査装置によれば、搬送手段で被検査品を搬送しながらＸ線源からＸ線を照射した場合、被検査品が操作部材に接触していない状態ではセンサはＸ線から遮蔽されているが、被検査品がシャッタ装置の操作部材を操作した場合には遮蔽部材が移動してセンサの遮蔽を解除するので、Ｘ線源からのＸ線は照射位置を通過する被検査品を透過してセンサに到達し、検査を行なうことができる。また、被検査品がシャッタ装置を通りすぎればシャッタ装置は元位置に復帰して再びセンサをＸ線から遮蔽する。従って、仮に検査中にＸ線源からＸ線を常時照射していたとしても、Ｘ線は被検査品の検査に必要な最小限の範囲でセンサに到達するだけであり、センサがＸ線によって過剰に損傷し、寿命の劣化が早まる恐れは少ない。
【００１１】
請求項２に記載されたＸ線検査装置によれば、請求項１記載のＸ線検査装置において、シャッタ装置を、搬送手段の上方の支持部から揺動可能に吊るされたＸ線透過性の操作部材と、操作部材の下部に一体に取り付けられてセンサを遮蔽する遮蔽部材とによって構成したので、搬送されてきた被検査品が操作部材を押すと遮蔽部材が移動してセンサから外れ、Ｘ線源からのＸ線が操作部材を透過して被検査品に照射されることで上記効果を得ることができる。
【００１２】
請求項３に記載されたＸ線検査装置によれば、請求項１記載のＸ線検査装置において、シャッタ装置を、搬送手段の上方の支持部で揺動可能に支持されたＸ線透過性の操作部材と、操作部材の上部に一体に取り付けられてＸ線源の照射口を覆ってセンサを遮蔽する遮蔽部材とによって構成したので、搬送されてきた被検査品が操作部材を押すと遮蔽部材が移動してＸ線源の照射口から外れ、Ｘ線源からのＸ線が操作部材を透過して被検査品に照射されることで上記効果を得ることができる。
【００１３】
請求項４に記載されたＸ線検査装置は、請求項３記載のＸ線検査装置において、シャッタ装置を、操作部材と遮蔽部材が所定角度で一体化されて支持部で回動可能とされた板状部材で構成し、その条件を前記式（１）のように設定し、さらに被検査品についての条件も前記式（２）のように設定したので、被検査品はシャッタ装置を通過する時に操作部材に接触して操作し、遮蔽部材を移動させることができ、さらに操作部材の下端が照射位置にきた時には遮蔽部材がＸ線の遮蔽を解除して被検査品に対してＸ線が照射状態となるので確実に上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係るＸ線検査装置の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【図２】第１実施形態において、ワークの進入に伴って角度が変化するシャッタ装置とＸ線との関係を説明する模式図である。
【図３】第１実施形態において、シャッタ装置の角度とＸ線強度との関係を表すグラフを示す図である。
【図４】第１実施形態において、シャッタ装置が開放状態から戻った時の角度とＸ線との関係を説明する模式図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態に係るＸ線検査装置の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態におけるシャッタ装置の定常状態を示す模式図であり、（ｂ）は同シャッタ装置が開放状態から戻った時の状態を説明する模式図である。
【図７】第２実施形態において、ワークの進入に伴って角度が変化するシャッタ装置とＸ線との関係を説明する模式図である。
【図８】第２実施形態において、ワークサイズ（高さ）に応じたシャッタ装置の設定について説明するための模式図である。
【図９】（ａ）は第３実施形態に係るＸ線検査装置の正面図、（ｂ）は同右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．第１実施形態（図１〜図４）
（１）構造
図１に本実施形態に係るＸ線検査装置１ａを示す。このＸ線検査装置１ａは、装置の本体としてＸ線遮蔽構造の筐体２を備えている。筐体２には、前面と左右両面が解放された開口部３が設けられており、前面の開口には遮蔽性能を有する図示しない扉が開閉自在に設けられ、左右の開口にはのれん状の遮蔽部材１５，１５が設けられている。筺体の開口部３の底部には、被検査品（以下、ワークＷと呼ぶ）を所定の搬送方向（図１（ａ）では左右方向）に沿って搬送する搬送手段４が、筐体２の開口部３の左右の各開口から各端部を突出させて設置されている。本実施形態の搬送手段４は、複数のローラに無端ベルトを巻装してなるベルトコンベアであり、そのベルトの上側が水平な搬送面５とされ、ワークＷを載置して搬送することにより、筐体２の一方の側面の開口から遮蔽部材１５を経て筐体２内に送り込み、筐体２内で検査を受けた後、筐体２の他方の側面の開口から遮蔽部材１５を経て筐体２外に退出させることができる。
【００１６】
図１に示すように、筐体２の内部において、搬送手段４の上方にはＸ線源６が設けられている。Ｘ線源６は、搬送手段４上の直下位置である照射位置７（検査位置）に向けて照射口８からＸ線を照射する。図１（ａ）、（ｂ）に示したＸ線源６はＸ線の発生位置を模式的に示すものであり、同図（ｂ）に示すように、Ｘ線はこの点から下方の照射位置７に向けて、鉛直面内で下方に向けて三角形状に拡がった状態で照射される。
【００１７】
図１に示すように、Ｘ線の照射位置７の反対側となる前記搬送手段４の下側には、Ｘ線を検出するセンサ９が設けられている。詳細は図示しないが、センサ９は搬送手段４の搬送方向に直交する方向に所定間隔で並んだ多数の検出素子と、その上方に配置されたシンチレータとを備えており、Ｘ線を受けてシンチレータからでた光を検出素子が検出するように構成されている。
【００１８】
また、搬送手段４とＸ線源６とセンサ９を含む本装置１ａの全体は、図示しない制御手段によって制御されるようになっている。検査中は、Ｘ線源６からＸ線が連続的に放射されている。搬送手段４で搬送されたワークＷは、照射位置７でＸ線源６からＸ線を照射される。そして、ワークＷを透過したＸ線はセンサ９で検出され、その結果からワークＷに含まれる異物の検出を行なう等の検査が行なわれる。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係るＸ線検査装置１ａは、検査時にはＸ線源６から常時照射されているＸ線からセンサ９を保護するために、シャッタ装置１０を備えている。このシャッタ装置１０は、搬送手段４で搬送されるワークＷに接触して揺動する操作部材１１と、この操作部材１１と一体でセンサ９をＸ線から遮蔽する遮蔽部材１２から構成される。
【００２０】
操作部材１１は、Ｘ線透過性の硬質材料からなる板状の部材であり、図１（ｂ）に示すように、その全体としての外形はＸ線の略三角形状の照射面に沿った台形状であり、幅方向について略等寸法となるように概ねＸ線の照射方向に沿って３分割されている。これら各操作部材１１は、図１（ａ）に示すように、搬送手段４の上方かつ搬送方向について照射位置７のやや上流の上方所定位置に設けられた支持部１３に、その上端部を回動可能に支持されて設けられている。操作部材１１の寸法は、ワークＷが操作部材１１に接触しない状態では、その下端部がワークＷの頂部よりも低く、かつ搬送手段４の搬送面５に接触しない位置にくるように設定されている。本例では、操作部材１１の下端部は、搬送手段４の搬送面５には接しないが搬送面５と微小な隙間を隔てた直上位置に設定されている。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材１１に接触すると、操作部材１１は支持部１３を中心に回動して搬送方向の下流に向けて持ち上がり、ワークＷに乗り上げていき、やがてワークＷを乗り越えて元の位置に戻る。なお、操作部材１１を構成する硬質材料は、搬送されるワークＷの接触により撓んだり曲がったりしない程度の強度を有する材料であればよい。
【００２１】
遮蔽部材１２は、Ｘ線遮蔽性の材料からなり、操作部材１１に対して垂直な姿勢で搬送方向の下流に向けられて操作部材１１の下端部に一体に取り付けられている。従って、ワークＷが操作部材１１に接触しておらず、操作部材１１が鉛直下方に垂れ下がっている状態では、遮蔽部材１２はセンサ９の検出素子が並んでいる部分の近傍直上の位置にあり、Ｘ線源６の照射口８から下方の照射位置７に照射されるＸ線からセンサ９を遮蔽することができる。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材１１に接触し、操作部材１１が支持部１３を中心に回動すると、遮蔽部材１２は操作部材１１と共に移動してセンサ９から外れた位置に移動し、照射位置７に来たワークＷにＸ線が照射されるようになる。
【００２２】
（２）シャッタ装置１０の作用
次に、以上説明したシャッタ装置１０の作用について説明する。
図２は、シャッタ装置１０の角度（シャッタ角度）とセンサ９に到達するＸ線透過強度（Ｘ線強度）との関係を説明する図であり、同図（ａ）から同図（ｅ）にかけて搬送手段４でワークＷが搬送され、ワークＷに接触したシャッタ装置１０の操作部材１１が回動する角度と、各状態においてＸ線がセンサ９に到達する（又はしない）状態を模式的に表したものである。また、図３は、ワークＷの位置すなわち操作部材１１の回動角度θと、センサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs との関係を示した図である。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、搬送手段４で搬送されているワークＷがシャッタ装置１０に到達する前は、シャッタ装置１０の操作部材１１は鉛直下方に垂下しており、遮蔽部材１２がセンサ９を覆っている。従って、図３に示すように、Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度がＩ0 であっても、センサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs は０となり、センサ９はＸ線から防護される。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、搬送手段４で搬送されているワークＷがシャッタ装置１０の操作部材１１に接触して揺動させ、その角度がθc を過ぎると、遮蔽部材１２がセンサ９を覆う位置から移動し始め、Ｘ線源６からのＸ線がセンサ９に到達し始める。この時、ワークＷは照射位置７にまでは到達していないが、操作部材１１は照射位置７にかかっているので、図３に示すように、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は、操作部材１１を透過した強度Ｉe となる。この強度Ｉe は、操作部材１１を透過した分だけ、Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度Ｉ0 よりは小さい。
【００２５】
図２（ｃ）に示すように、搬送手段４で搬送されながらシャッタ装置１０の操作部材１１を押し開けているワークＷがＸ線の照射位置７に入り始めると、操作部際の角度がθm を過ぎる。Ｘ線源６からのＸ線は、操作部材１１を透過した後に、さらにワークＷを透過してセンサ９に到達するようになる。従って図３に示すように、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は、操作部材１１及びワークＷを透過した強度となる。図３においては、ワークＷによるＸ線の吸収分をハッチング領域で示している。このＸ線の吸収分の形状がどのようになるかは、ワークＷの形状等にもよるが、図２に示したような直方体状であれば、図３中に示すように吸収領域の形状も略直方体状となり、図２（ｃ）〜（ｄ）に示すようにワークＷが照射位置７を通過している間に、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は、図３のグラフにおいて、横軸に平行なハッチング領域の底辺に相当する線分で表されることとなる。なおこの強度は、操作部材１１及びワークＷを透過したＸ線の強度なので、前記Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度Ｉ0 より小さいことはもちろん、前記強度Ｉe よりも小さい。
【００２６】
ワークＷがＸ線の照射位置７を抜けたが、操作部材１１はまだワークＷに引っ掛かって角度θが増大している状態では、Ｘ線源６からのＸ線は操作部材１１を透過し、ワークＷにかかることなくセンサ９に到達するので、図３において、ハッチング領域よりも後の角度θで示すように、センサ９に到達するＸ線の強度Ｉs は操作部材１１を透過した強度Ｉe となる。
【００２７】
図２（ｅ）に示すように、ワークＷはやがて操作部材１１を通過する。この時の操作部材１１の角度θn が操作部材１１の最大角度θmax である。ワークＷが操作部材１１を通過すると、操作部材１１は自重で元の位置に戻り、再び遮蔽部材１２がセンサ９をＸ線から遮蔽するので、Ｘ線源６から照射されるＸ線の強度はＩ0 であるが、センサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs は０となり、センサ９はＸ線から防護される。
【００２８】
なお、ワークＷが操作部材１１を通過し、ワークＷから離れた操作部材１１が自重で元の位置に戻るには若干の時間を要するので、必ずしも操作部材１１の角度が角度θn を越えたところで直ちにセンサ９に到達するＸ線透過強度Ｉs が０となるものではない。また、図４に示すように、ワークＷから離れた操作部材１１が自重で元の位置に戻る際には、自重による復帰の勢いによって、操作部材１１は図２（ａ）に示す元位置を行き過ぎることも考えられる。図４は、このように操作部材１１が元の位置に戻る際に行き過ぎた状態を示したものであり、操作部材１１は搬送方向の上流に向けて角度θr だけ持ち上がっている。この場合、遮蔽部材１２の搬送方向についての長さを適切に設定しておけば、遮蔽部材１２がセンサ９の範囲を覆った状態を保持することは可能である。また、図示しないが、操作部材１１の隣、搬送方向の上流側にストッパ部材を設けておき、ワークＷに当っていない状態の操作部材１１がストッパ部材に突き当たって鉛直に沿った姿勢となるようにすれば、ワークＷから離れた操作部材１１が自重で元の位置に戻る際に鉛直位置を行き過ぎることを防止できる。
【００２９】
以上説明したように、操作部材１１の角度θが０≦θ＜θc のとき、Ｘ線は遮蔽部材１２に遮られてセンサ９には照射されない。そして、θ≧θc のとき、照射位置７（検査位置）に強度Ｉe のＸ線が照射され、ワークＷの検査を行なうことができる。そして、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過する間は、θ＞θc となり、ワークＷを透過したＸ線をセンサ９で検出することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態のＸ線検査装置１ａによれば、搬送手段４でワークＷを搬送しながらＸ線源６からＸ線を照射した場合、ワークＷが操作部材１１に接触していない状態ではセンサ９はＸ線から遮蔽されているが、ワークＷがシャッタ装置１０の操作部材１１を操作した場合には遮蔽部材１２が移動してセンサ９の遮蔽を解除するので、Ｘ線源６からのＸ線は照射位置７を通過するワークＷを透過してセンサ９に到達し、検査を行なうことができる。また、ワークＷがシャッタ装置１０を通りすぎればシャッタ装置１０は元位置に復帰して再びセンサ９をＸ線から遮蔽する。従って、仮に検査中にＸ線源６からＸ線を常時照射していたとしても、Ｘ線は被検査品の検査に必要な最小限の範囲でセンサ９に到達するだけであり、センサ９がＸ線によって過剰に損傷することはなく、寿命の劣化が早まる恐れは少ない。
【００３１】
２．第２実施形態（図５〜図８）
（１）構造
図５に示す実施形態に係るＸ線検査装置１ｂは、シャッタ装置の構造以外は第１実施形態と同一であるので、以下の説明はシャッタ装置２０を中心として行なう。
操作部材２１は、第１実施形態と同様、Ｘ線透過性の硬質材料からなる板状の部材であり、図５（ｂ）に示すように、その全体としての外形はＸ線の略三角形状の照射面に沿った台形状であり、幅方向について略等寸法となるように概ねＸ線の照射方向に沿って３分割されている。これら各操作部材２１は、図５（ａ）に示すように、搬送手段４の上方かつ搬送方向について照射位置７のやや上流の上方所定位置に設けられた支持部１３に、その上端部を回動可能に支持されて設けられている。操作部材２１の寸法は、ワークＷが操作部材２１に接触しない状態では、その下端部がワークＷの頂部よりも低く、かつ搬送手段４の搬送面５に接触しない位置にくるように設定されている。本例では、操作部材２１の下端部は、搬送手段４の搬送面５には接しないが搬送面５に対して微小な隙間を隔てた直上位置に設定されている。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材２１に接触すると、操作部材２１は支持部１３を中心に回動して搬送方向の下流に向けて持ち上がり、ワークＷに乗り上げていき、やがてワークＷを乗り越えて元の位置に戻る。
【００３２】
遮蔽部材２２は、Ｘ線遮蔽性の材料からなり、操作部材２１について搬送方向の下流側に配置されるように、操作部材２１の上端部に一体に取り付けられている。操作部材２１に対する遮蔽部材２２の角度は９０度よりも大きい所定角度（本例では９０度＋θ0 ）とされている。従って、ワークＷが操作部材２１に接触しておらず、操作部材２１が鉛直下方に垂れ下がっている状態では、遮蔽部材２２はＸ線源６の照射口８の近傍直下の位置にあり、Ｘ線源６の照射口８を覆ってＸ線からセンサ９を遮蔽することができる。ワークＷが搬送手段４で搬送されて操作部材２１に接触し、操作部材２１が支持部１３を中心に回動すると、遮蔽部材２２は操作部材２１と共に回動して照射口８から外れた位置に移動し、照射位置７に来たワークＷにＸ線が照射されるようになる。
【００３３】
（２）ワークＷの高さに応じたシャッタ装置２０の設定について
本実施形態におけるシャッタ装置２０は、ワークＷが接触していない状態ではセンサ９をＸ線から遮蔽し、搬送されてきたワークＷに押されると回動し、Ｘ線の照射位置７（検査位置）をワークＷが通過している間はＸ線をワークＷへ照射させて検査可能な状態とし、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過した後には再びセンサ９をＸ線から遮蔽する動作を行なう。前述したシャッタ装置２０の基本構造において、このような動作・作用を確実に行なわせるには、ワークＷのサイズに応じてシャッタ装置２０の各部の寸法・角度等を適切な条件で設定する必要がある。そこで、本実施形態におけるシャッタ装置２０の条件と、ワークＷの高さについての条件について、図６〜図８を参照して説明する。
【００３４】
図６（ａ）はシャッタ装置２０の初期状態、すなわちワークＷが接触していない状態を示す。操作部材２１と遮蔽部材２２の角度は９０度＋θ0 であり、操作部材２１は鉛直方向に平行な状態にある。図６（ｂ）は、ワークＷがシャッタ装置２０を通り抜けた後に、シャッタ装置２０が自重で初期状態に戻る際に上流側に角度θr だけ持ち上がった状態を示す。すなわち、シャッタ装置２０は支持部１３を中心として回動自在となっているため、移動するワークＷに押されて図６（ａ）に示す初期状態から持ち上げられていき、図示しない最大角度まで持ち上げられてから、ワークＷが抜けた後は上流側に自重で戻り、初期状態を通り越して図６（ｂ）に示す位置まで回動することができる。
【００３５】
図７は、ワークＷの進入に伴って角度が変化するシャッタ装置２０とＸ線との関係を説明する模式図である。図中の符号は、操作部材２１が鉛直線となす角度θを示すものであり、初期状態であるθ＝０、ワークＷが操作部材２１を押してＸ線がセンサ９に照射され始めた角度θ＝θc 、ワークＷが照射位置７（検査位置）に入った角度θ＝θm 、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過した後の最大角度θmax ＝θn を示している。すなわち、θ≧θc のとき、照射位置７（検査位置）にＸ線が照射されるようになり、その後、ワークＷが照射位置７（検査位置）を通過するまでの間、ワークＷをＸ線で検査することができ、ワークＷが接触する前と、ワークＷが通過した後には、センサ９は遮蔽部材２２で覆われてＸ線から遮蔽される。シャッタ装置２０をこのように作動させるためには、以下に説明するような条件を満たす必要がある。
【００３６】
図８は、シャッタ装置２０がワークＷに押されて回動し、操作部材２１の鉛直線に対する角度θがθc となり、遮蔽部材２２がＸ線源６の照射口８を開放してＸ線が照射位置７（検査位置）に照射され始めた状態を示している。
同図中に示すように、遮蔽部材２２の支持部１３を中心とした回動半径についての長さをＤS 、操作部材２１の支持部１３を中心とした回動半径についての長さをＨS 、支持部１３の搬送面５からの高さをＨ、前記操作部材２１の下端が水平方向に移動した距離がＤである場合において、次式（１）が成立することが必要である。
ＤS ｃｏｓ（θ0 ＋θc ）＜Ｄ＜ＤS ｃｏｓθ0 ≦ＤS …（１）
【００３７】
特に、θ0 ＝０の場合、満たすべき条件は下記式（１’）のようになる。
ＤS ｃｏｓθc ＜Ｄ＜ＤS …（１’）
【００３８】
また、ワークＷのサイズ（高さＨw ）も必要な条件を満たす必要がある。すなわち、ワークＷが低すぎると、操作部材２１に触ることができずシャッタ装置２０が作動しないのでＸ線が照射されず、また仮にシャッタ装置２０が作動してもＸ線が照射されるまで十分に遮蔽部材２２が移動しない場合がありうるので、θ＝θc を臨界的な角度としてＸ線が照射され始める角度とするためには、ワークＷの最小高さをｈとすると、次式（２）が成立することが必要である。
ｈ＝Ｈ−ＨS ｃｏｓθc …（２）
但し、ｃｏｓθc ＝（ＨS 2 −Ｄ2 ）1/2 ／ＨS
∵ｓｉｎθc ＝Ｄ／ＨS
【００３９】
この時、照射位置７（検査位置）をワークＷが通過すれば、θm ≧θc となり、シャッタ装置２０の操作部材２１を透過した強度のＸ線（第１実施形態の強度Ｉe ）によりワークＷが検査される。
【００４０】
このようにワークＷの高さＨｗの範囲の下限を上記式（２）のｈとする必要があるが、ワークＷの高さＨw ＜ｈ、もしくはばらつきによりＨwmin＜ｈとなる場合には、シャッタ装置２０の取り付け高さ、すなわち支持部１３の高さＨを下げる必要がある。但し、最も低い取り付け位置Ｈmin ＝ＨS である。
【００４１】
また、ワークＷの高さＨw ≫ｈである場合には、ワークＷが照射位置７に達するよりもずっと前にＸ線の遮蔽が解除されてしまう。このような条件下でワークＷの高さが安定している場合には、Ｈを大きくしてもよい。但し、Ｈ＜Ｈw とする。また、このような条件下でワークＷの高さが不安定な場合には、Ｄを小さくしてもよい。但し、Ｄ＞ＤS とする。
【００４２】
前述したように、このシャッタ装置２０は、ワークＷを乗り越えた後に、初期状態を通り越して図６（ｂ）に示す逆方向の位置まで回動できるようになっているが、操作部材２１がストッパ部材に突き当たって鉛直に沿った姿勢となるようにすれば、ワークＷから離れた操作部材２１が自重で元の位置に戻る際に鉛直位置を行き過ぎることを防止できる。
【００４３】
３．第３実施形態（図９）
図９に示す実施形態に係るＸ線検査装置１ｃは、シャッタ装置３０の構造以外は第２実施形態と基本的に同一であり、第２実施形態と対応する各部には図５と同様の符号を付してその説明を援用する。本実施形態は、第２実施形態と比べた場合、操作部材３１はやや短く、遮蔽部材３２はやや長く、操作部材３１と遮蔽部材３２の角度が直角であるという特徴を有しているが、第２実施形態と同様、シャッタ装置２０及びワークＷに関する式（１）及び（２）で示した設定条件は本実施形態においても必要である。本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる他、このように操作部材３１が短いシャッタ装置３０について適当な高さの定型のワークＷを適用すれば、操作部材２１が相対的に長い第２実施形態の場合に比べ、ワークＷが通過すると早期に遮蔽部材３２でＸ線が遮蔽されるので、センサ９にＸ線が照射される時間が一層短くなり、センサ９の劣化が進みにくいという効果がある。
【００４４】
また本実施形態によれば、ワークＷが通過しきるときのシャッタ装置３０の回動角度を小さくでき、シャッタ装置３０が初期状態に戻るときの勢いを弱くして続いて搬送されてきたワークＷに与える衝撃を和らげることができる。さらに、ワークＷが検査位置を通過する間、操作部材３１がＸ線照射経路に位置することがなく、操作部材３１によるＸ線の吸収がないので、図３におけるＩe をＩo に等しくでき、操作部材３１による減衰をなくして効率よくＸ線をワークＷに照射することができる。さらにまた、操作部材３１をＸ線透過性の材料で構成する必要がないので、遮蔽部材３２と同じ材質とし、１枚の金属板を曲げ加工して容易に製作できる他、耐久性も向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ，１ｂ，１ｃ…Ｘ線検査装置
４…搬送手段
５…搬送面
６…Ｘ線源
７…照射位置（検査位置）
９…センサ
１０，２０，３０…シャッタ装置
１１，２１，３１…操作部材
１２，２２，３２…遮蔽部材
１３…支持部
Ｗ…被検査品（ワーク）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査品（Ｗ）を所定の搬送方向に沿って搬送する搬送手段（４）と、前記搬送手段の上方に配置され前記搬送手段上の照射位置（７）に向けてＸ線を照射するＸ線源（６）と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するセンサ（９）とを具備し、前記搬送手段で搬送されている被検査品に前記Ｘ線源からＸ線を照射し、被検査品を透過したＸ線を前記センサで検出することにより被検査品の検査を行なうＸ線検査装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）において、
前記搬送手段の上方かつ前記搬送方向について前記照射位置の上流に配置され、前記搬送手段によって搬送される被検査品に接触して操作される操作部材（１１，２１，３１）と、
前記操作部材と一体に構成され、少なくとも被検査品が前記操作部材に接触しない状態では前記センサをＸ線から遮蔽し、被検査品が前記操作部材を操作した場合に移動して被検査品を透過したＸ線が前記センサに到達するように前記センサの遮蔽を解除する遮蔽部材（１２，２２，３２）と、
からなるシャッタ装置を有することを特徴とするＸ線検査装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項２】
前記シャッタ装置（１０）の前記操作部材（１１）はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段（４）の上方の支持部（１３）に揺動可能に支持され、被検査品（Ｗ）が前記操作部材に接触しない状態において下部は被検査品の頂部よりも低く前記搬送手段に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置の前記遮蔽部材（１２）はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記下部において前記操作部材と一体に構成されており、
被検査品が前記照射位置にある場合、Ｘ線は前記操作部材を透過して被検査品に照射されることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置（１ａ）。
【請求項３】
前記シャッタ装置（２０，３０）の前記操作部材（２１，３１）はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段（４）の上方の支持部（１３）に揺動可能に支持され、被検査品（Ｗ）が前記操作部材に接触しない状態において下部は被検査品の頂部よりも低く前記搬送手段に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置の前記遮蔽部材（２２，３２）はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記上部において前記操作部材と一体に構成されており、
被検査品が前記照射位置にある場合、Ｘ線は前記操作部材を透過して被検査品に照射されることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置（１ｂ，１ｃ）。
【請求項４】
前記シャッタ装置（２０，３０）は、前記操作部材（２１，３１）と前記遮蔽部材（２２，３２）が所定の角度をもって一体とされ、前記支持部（１３）において回動可能に支持された板状部材であって、被検査品（Ｗ）が接触していない状態では前記操作部材が鉛直方向に平行な状態にあり、
前記遮蔽部材の前記支持部を中心とした回動半径についての長さがＤS であり、前記所定の角度が直角＋θ0 であり、被検査物が前記操作部材を操作して前記シャッタ装置を回動させることにより前記Ｘ線源からのＸ線が前記センサ（９）に到達し始めた時に、前記シャッタ装置の回動角度がθc であり、前記操作部材の下端が水平方向に移動した距離がＤである場合において、次式（１）が成立するとともに、
前記被検査品の最小高さをｈ、前記操作部材の前記支持部を中心とした回動半径についての長さをＨS 、前記支持部の高さをＨとすると、次式（２）が成立することを特徴とする請求項３記載のＸ線検査装置。 ＤS ｃｏｓ（θ0 ＋θc ）＜Ｄ＜ＤS ｃｏｓθ0 ≦ＤS …（１）
ｈ＝Ｈ−ＨS ｃｏｓθc …（２）
【請求項１】
被検査品（Ｗ）を所定の搬送方向に沿って搬送する搬送手段（４）と、前記搬送手段の上方に配置され前記搬送手段上の照射位置（７）に向けてＸ線を照射するＸ線源（６）と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するセンサ（９）とを具備し、前記搬送手段で搬送されている被検査品に前記Ｘ線源からＸ線を照射し、被検査品を透過したＸ線を前記センサで検出することにより被検査品の検査を行なうＸ線検査装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）において、
前記搬送手段の上方かつ前記搬送方向について前記照射位置の上流に配置され、前記搬送手段によって搬送される被検査品に接触して操作される操作部材（１１，２１，３１）と、
前記操作部材と一体に構成され、少なくとも被検査品が前記操作部材に接触しない状態では前記センサをＸ線から遮蔽し、被検査品が前記操作部材を操作した場合に移動して被検査品を透過したＸ線が前記センサに到達するように前記センサの遮蔽を解除する遮蔽部材（１２，２２，３２）と、
からなるシャッタ装置を有することを特徴とするＸ線検査装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項２】
前記シャッタ装置（１０）の前記操作部材（１１）はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段（４）の上方の支持部（１３）に揺動可能に支持され、被検査品（Ｗ）が前記操作部材に接触しない状態において下部は被検査品の頂部よりも低く前記搬送手段に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置の前記遮蔽部材（１２）はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記下部において前記操作部材と一体に構成されており、
被検査品が前記照射位置にある場合、Ｘ線は前記操作部材を透過して被検査品に照射されることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置（１ａ）。
【請求項３】
前記シャッタ装置（２０，３０）の前記操作部材（２１，３１）はＸ線透過性の材料からなり、上部において前記搬送手段（４）の上方の支持部（１３）に揺動可能に支持され、被検査品（Ｗ）が前記操作部材に接触しない状態において下部は被検査品の頂部よりも低く前記搬送手段に接触しない位置にあり、
前記シャッタ装置の前記遮蔽部材（２２，３２）はＸ線遮蔽性の材料からなり、前記上部において前記操作部材と一体に構成されており、
被検査品が前記照射位置にある場合、Ｘ線は前記操作部材を透過して被検査品に照射されることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置（１ｂ，１ｃ）。
【請求項４】
前記シャッタ装置（２０，３０）は、前記操作部材（２１，３１）と前記遮蔽部材（２２，３２）が所定の角度をもって一体とされ、前記支持部（１３）において回動可能に支持された板状部材であって、被検査品（Ｗ）が接触していない状態では前記操作部材が鉛直方向に平行な状態にあり、
前記遮蔽部材の前記支持部を中心とした回動半径についての長さがＤS であり、前記所定の角度が直角＋θ0 であり、被検査物が前記操作部材を操作して前記シャッタ装置を回動させることにより前記Ｘ線源からのＸ線が前記センサ（９）に到達し始めた時に、前記シャッタ装置の回動角度がθc であり、前記操作部材の下端が水平方向に移動した距離がＤである場合において、次式（１）が成立するとともに、
前記被検査品の最小高さをｈ、前記操作部材の前記支持部を中心とした回動半径についての長さをＨS 、前記支持部の高さをＨとすると、次式（２）が成立することを特徴とする請求項３記載のＸ線検査装置。 ＤS ｃｏｓ（θ0 ＋θc ）＜Ｄ＜ＤS ｃｏｓθ0 ≦ＤS …（１）
ｈ＝Ｈ−ＨS ｃｏｓθc …（２）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２０９１５５（Ｐ２０１１−２０９１５５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８２０１（Ｐ２０１０−７８２０１）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
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