特開 2023-69622 Ｘ線測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023069622

(43)【公開日】2023-05-18

(54)【発明の名称】Ｘ線測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/205 20180101AFI20230511BHJP

【ＦＩ】

G01N23/205

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021181637

(22)【出願日】2021-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100176072

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 功

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】中原 良太

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA25

2G001CA01

2G001KA07

2G001LA20

2G001SA29

(57)【要約】

【課題】測定部と測定対象物との相対距離を適切に補正する。
【解決手段】Ｘ線測定装置１は、一方向Ａに沿って移動可能な可動ユニット４と、可動ユニット４に取り付けられ、コイルばね２０の表面に接しながら、表面の高さ方向Ｚに沿った変位に応じて高さ方向Ｚに沿って移動する端子部６と、可動ユニット４に取り付けられ、端子部６の移動に応じて高さ方向Ｚに沿って移動すると共に、コイルばね２０に向けてＸ線を照射し、コイルばね２０にて回折されたＸ線を測定するＸ線測定部１０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象物の一端から他端に向かう一方向に沿って移動可能な可動部と、
前記可動部に取り付けられ、前記測定対象物の表面に接しながら、前記表面の前記一方向に交差する高さ方向に沿った変位に応じて前記高さ方向に沿って移動する端子部と、
前記可動部に取り付けられ、前記端子部の移動に応じて前記高さ方向に沿って移動すると共に、前記測定対象物に向けてＸ線を照射し、前記測定対象物にて回折されたＸ線を測定する測定部と、
を備えるＸ線測定装置。

【請求項2】

前記端子部の前記高さ方向に沿った移動量を検出する検出部と、
検出された前記移動量に基づき前記測定部を前記高さ方向に沿って移動させる制御部と、
を更に備える、
請求項１に記載のＸ線測定装置。

【請求項3】

前記測定部は、一対の前記端子部に挟み込まれており、一対の前記端子部と共に移動する、
請求項１に記載のＸ線測定装置。

【請求項4】

前記端子部は、前記測定対象物の表面に接する側の面に形成された溝を有し、前記可動部に対して着脱可能に構成されている、
請求項１～３の何れか一項に記載のＸ線測定装置。

【請求項5】

前記測定対象物は、螺旋状であり、
前記測定対象物を回転させる回転機構を更に備える、
請求項１～４の何れか一項に記載のＸ線測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線を用いて測定対象物を測定するＸ線測定装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物の表面から発生した蛍光Ｘ線の強度を測定するＸ線測定装置が記載されている。また、下記特許文献２には、測定対象物にＸ線を照射して、測定対象物にて回折された回折Ｘ線の強度を測定するＸ線測定装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－３１７４６５号公報

【特許文献2】特許第６４９２３８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のＸ線測定装置においては、例えば測定対象物の表面の位置が高さ方向に沿って変化した場合に、測定部と測定対象物との相対距離が測定目標値からずれてしまい、精度良くＸ線測定を行うことができないという問題がある。

【0005】

これに対し、上記特許文献１に記載のＸ線測定装置では、測定対象物の表面の位置の高さ方向での変化量に基づき、Ｘ線強度の分析データの補正を行う。しかしながら、この場合には、補正値の確からしさを別途保証しなければならない。また、上記特許文献２に記載のＸ線測定装置では、実際のＸ線照射点と基準照射点とのずれ距離を検出し、当該ずれ距離が無くなるように測定部の高さを変化させる。しかしながら、当該ずれ距離はレーザ光の受光強度に基づき検出しており測定対象物の表面状態の影響を受けるため、測定部と測定対象物との相対距離を適切に補正することができない可能性がある。

【0006】

そこで、本発明は、測定部と測定対象物との相対距離を適切に補正することができるＸ線測定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一態様に係るＸ線測定装置は、測定対象物の一端から他端に向かう一方向に沿って移動可能な可動部と、前記可動部に取り付けられ、前記測定対象物の表面に接しながら、前記表面の前記一方向に交差する高さ方向に沿った変位に応じて前記高さ方向に沿って移動する端子部と、前記可動部に取り付けられ、前記端子部の移動に応じて前記高さ方向に沿って移動すると共に、前記測定対象物に向けてＸ線を照射し、前記測定対象物にて回折されたＸ線を測定する測定部と、を備える。

【0008】

本発明の第二態様に係るＸ線測定装置では、前記端子部の前記高さ方向に沿った移動量を検出する検出部と、検出された前記移動量に基づき前記測定部を前記高さ方向に沿って移動させる制御部と、を更に備える。

【0009】

本発明の第三態様に係るＸ線測定装置では、前記測定部は、一対の前記端子部に挟み込まれており、一対の前記端子部と共に移動する。

【0010】

本発明の第四態様に係るＸ線測定装置では、前記端子部は、前記測定対象物の表面に接する側の面に形成された溝を有し、前記可動部に対して着脱可能に構成されている。

【0011】

本発明の第五態様に係るＸ線測定装置では、前記測定対象物は、螺旋状であり、前記測定対象物を回転させる回転機構を更に備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、測定部と測定対象物との相対距離を適切に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第一実施形態に係るＸ線測定装置の全体構成の一例を示す図である。

【図2】図１のＸ線測定装置における部分領域Ｒを拡大して示す部分拡大図である。

【図3】図１の可動ユニットの内部構成を概略的に示す概略構成図である。

【図4】コイルばねの回転に伴い移動する端子部と共に、可動ユニット及びＸ線測定部が一方向に沿って移動することについて概念的に説明する図である。

【図5】端子部の高さ方向に沿った移動に応じてＸ線測定部が移動する様子を概念的に説明する図である。

【図6】第二実施形態に係るＸ線測定装置における部分領域Ｒを拡大して示す部分拡大図である。

【図7】図６の可動ユニットの内部構成を概略的に示す概略構成図である。

【図8】一対の端子部の高さ方向に沿った移動に応じてＸ線測定部が移動する様子を概念的に説明する図である。

【図9】変形例に係るＸ線測定装置における可動ユニットの内部構成を概略的に示す概略構成である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜第一実施形態＞
以下、添付図面を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一要素又は同一機能を有する要素には可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0015】

＜全体構成＞
図１は、第一実施形態に係るＸ線測定装置１の全体構成の一例を示す図である。図２は、図１のＸ線測定装置１における部分領域Ｒを拡大して示す部分拡大図である。部分領域Ｒは、Ｘ線測定装置１における可動ユニット４、端子部６、及びＸ線測定部１０を含む部分領域である。

【0016】

Ｘ線測定装置１は、測定対象物としてコイルばね２０にＸ線を照射し、コイルばね２０にて回折されたＸ線の測定を行う装置である。コイルばね２０は、螺旋状の弾性体であって、例えばＮ回巻きの直線形の圧縮コイルばねである。コイルばね２０は、例えば直径が１０ｃｍ程度であり、軸方向での長さが３０～５０ｃｍ程度の大きさを有する。Ｘ線測定装置１は、例えば、レール２と、可動ユニット４と、端子部６と、回転機構８と、Ｘ線測定部１０と、コンピュータ１２と、を備える。

【0017】

レール２は、例えばコイルばね２０の上方に、コイルばね２０の一端から他端にかけて架け渡されている。レール２は、コイルばね２０の各端よりも外側に立設された一対の脚部２ａと、一対の脚部２ａの間においてコイルばね２０の軸心に沿って延在するガイド部２ｂと、を有する。ガイド部２ｂは、棒状であって、可動ユニット４のレール溝４ａに嵌合することで当該可動ユニット４を支持する。また、ガイド部２ｂは、コイルばね２０の一端から他端に向かう一方向Ａに沿って、可動ユニット４を案内する。

【0018】

可動ユニット４は、一方向Ａに沿ってレール２上を移動可能な可動部である。可動ユニット４は、レール２上に支持されることにより、コイルばね２０の上方に位置する。可動ユニット４は、略直方体状であって、一面における略中心位置に直線状に形成されたレール溝４ａを有する。可動ユニット４のレール溝４ａは、レール２のガイド部２ｂに対して摺動可能に嵌合する。可動ユニット４は、端子部６の一方向Ａに沿った移動に連動し、ガイド部２ｂによって案内されて一方向Ａに沿って移動する。

【0019】

端子部６は、可動ユニット４に取り付けられている。端子部６は、コイルばね２０の表面に接しながら、当該表面の高さ方向Ｚに沿った変位に応じて高さ方向Ｚに沿って移動する。高さ方向Ｚは、例えば一方向Ａに直交する方向である。なお、高さ方向Ｚは、一方向Ａに必ずしも直交していなくてもよく、一方向Ａに対して交差する方向であればよい。端子部６は、コイルばね２０の表面における高さ方向Ｚで端子部６の直下にある点、すなわち端子部６からの距離が最短距離となる点を接点として接する。以下、コイルばね２０における端子部６が接する接点を「端子接点」という。

【0020】

端子部６は、略直方体形状であり、可動ユニット４に取り付けられる側の端面である取付面と、当該取付面とは反対側の端面であってコイルばね２０に接する側の面である先端面と、を有する。端子部６は、先端面に形成された溝６ａを有する。溝６ａは、コイルばね２０の表面形状に対応した形状とされている。例えば、溝６ａは、コイルばね２０の線材の表面の曲率に対応する曲率となる半円状に形成されている。

【0021】

端子部６は、溝６ａによって高さ方向Ｚに沿って上側からコイルばね２０の表面を覆うように接し、コイルばね２０の動きに連動して動く。例えば、コイルばね２０が回転すると、コイルばね２０における端子接点が一方向Ａに沿って移動するため、これに付き従って端子部６も一方向Ａに沿って移動する。また、コイルばね２０における端子接点が、弾性力や振動等によって高さ方向Ｚに沿って変位すると、端子部６もこれに付き従って高さ方向Ｚに沿って移動する。

【0022】

また、端子部６は、可動ユニット４に対して着脱可能に構成されている。例えば、端子部６は、ボルト等の締結部品によって着脱可能とされている。この場合、端子部６には、例えばシャフト孔及びボルト孔が形成されている。シャフト孔は、可動ユニット４側に設けられたシャフトを挿入するための孔であって、端子部６における溝６ａとは反対側の端面に形成されている。ボルト孔は、当該シャフト孔に挿入された状態のシャフトを固定するボルトを挿入するための孔であって、端子部６におけるシャフト孔が形成された端面に直交する側面に形成されている。端子部６を可動ユニット４に取り付ける際には、作業者が、端子部６のシャフト孔に可動ユニット側のシャフトを挿入すると共に、端子部６のボルト孔にボルトを挿入して固定する。これに対し、端子部６を可動ユニット４から取り外す際には、作業者が、固定したボルトを取り外し、シャフト孔からシャフトを抜くようにして取り外す。なお、端子部６は、このような着脱方法に限らず、例えば可動ユニット４に対してワンタッチで着脱可能な着脱機構を有していてもよい。

【0023】

回転機構８は、コイルばね２０を回転させる回転機構であって、コイルばね２０の両端を一方向Ａで挟持可能な一対の保持部材１４と、保持部材１４に固定され保持部材１４を介してコイルばね２０を回転させる回転モータ１６と、を有する。回転モータ１６は、コンピュータ１２の制御によって回転し、保持部材１４と共にコイルばね２０を回転させる。回転モータ１６は、回転モータ１６の回転角を検出してエンコーダ値としてコンピュータ１２に送信するエンコーダ１８を有する。

【0024】

Ｘ線測定部１０は、可動ユニット４に取り付けられている。Ｘ線測定部１０は、コイルばね２０に向けてＸ線を照射し、コイルばね２０にて回折されたＸ線を測定する測定部である。Ｘ線測定部１０は、例えば１枚当たり任意の露光時間（数mms～１００mms程度）で回折環画像を取得する。Ｘ線測定部１０は、端子部６の移動に応じて高さ方向Ｚに沿って移動すると共にＸ線を測定する。

【0025】

第一実施形態において、Ｘ線測定部１０は、端子部６に対してレール２を間に介して離間しており、端子部６に対して直接接続されていない別々の構成とされている。なお、Ｘ線測定部１０は、端子部６に対してレール２を間に介して離間していなくてもよく、Ｘ線測定部１０及び端子部６が共にレール２に対して一方側又は他方側に位置していてもよい。

【0026】

コンピュータ１２は、可動ユニット４、回転機構８、及びＸ線測定部１０のそれぞれに通信可能に接続されており、これらの動作を制御する。コンピュータ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備えた汎用的なコンピュータで構成されている。コンピュータ１２の機能は、ＣＰＵの制御のもとで、メモリに記憶されているプログラムを実行し、Ｘ線測定装置１が備える各構成を動作させることで実現される。

【0027】

具体的には、コンピュータ１２は、回転モータ１６によりコイルばね２０を回転させながら、回転モータ１６の回転角に対応する所定のタイミングでＸ線測定部１０によりＸ線を測定させる。また、コンピュータ１２は、Ｘ線測定部１０によるＸ線測定の結果得られた回折環画像に基づき、例えばｃоｓα法を用いてコイルばね２０の残留応力値を算出する。

【0028】

＜可動ユニット４の内部構成＞
次に、図３を参照して、可動ユニット４の内部構成について詳細に説明する。図３は、図１の可動ユニット４の内部構成を概略的に示す概略構成図である。図３では、可動ユニット４を一方向Ａに沿った方向で見た場合を示し、レール２の図示を省略する。

【0029】

図３に示すように、可動ユニット４は、ばね部材３２と、ロードセル３４と、制御部３６と、アクチュエータ３８と、ピストン４０と、を有する。ばね部材３２は、一端が端子部６に接続されていると共に、他端がロードセル３４に接続されている。ばね部材３２は、端子部６の高さ方向Ｚに沿った移動に伴い伸縮する。

【0030】

ロードセル３４は、ばね部材３２と制御部３６との間に接続されている。ロードセル３４は、ばね部材３２の伸縮に伴う圧力変化を検出し、検出値を電圧に変換して制御部３６に出力する。ロードセル３４は、端子部６の高さ方向Ｚに沿った移動量を検出する検出部として機能する。

【0031】

制御部３６は、外部のコンピュータ１２と通信可能に接続されたマイクロコンピュータであって、ロードセル３４とアクチュエータ３８との間に接続されている。制御部３６は、ロードセル３４から出力された電圧に基づき、ピストン４０を伸縮する指令をアクチュエータ３８に出力する。制御部３６は、ロードセル３４によって圧力変化として検出された端子部６の移動量に基づき、Ｘ線測定部１０を高さ方向Ｚに沿って移動させる制御部として機能する。

【0032】

アクチュエータ３８は、制御部３６とピストン４０との間に接続されている。アクチュエータ３８は、制御部３６から出力された指令に基づき、ピストン４０を伸縮させる。このピストン４０の伸縮によって、Ｘ線測定部１０は、端子部６が高さ方向Ｚに沿って移動した距離と同じ距離を、端子部６が高さ方向Ｚに沿って移動した方向と同じ方向に、高さ方向Ｚに沿って移動する。

【0033】

＜Ｘ線測定装置１の動作＞
次に、Ｘ線測定時におけるＸ線測定装置１の動作について説明する。Ｘ線測定時には、まず、作業者がコイルばね２０の両端を回転機構８に取り付け、コイルばね２０の一端（測定開始点）に端子部６の位置を合わせる。Ｘ線測定を開始すると、コンピュータ１２は、回転機構８を制御してコイルばね２０を回転させながら、回転モータ１６の回転角に対応する所定のタイミングでＸ線測定部１０によりＸ線を測定させる。

【0034】

図４は、コイルばね２０の回転に伴い移動する端子部６と共に、可動ユニット４及びＸ線測定部１０が一方向Ａに沿って移動することについて概念的に説明する図である。図４に示すように、コイルばね２０の回転に伴い、コイルばね２０における端子接点が一方向Ａに沿って移動し、これに付き従って端子部６も一方向Ａに沿って移動する。この端子部６の移動に伴い、可動ユニット４がＸ線測定部１０と共にレール２のガイド部２ｂ上を一方向Ａに沿って移動する。コンピュータ１２は、ガイド部２ｂ上を移動する可動ユニット４がコイルばね２０の一端側から他端側に到達するまで、回転機構８によりコイルばね２０を回転させながら、Ｘ線測定部１０によりＸ線を測定させる。

【0035】

また、このＸ線測定の際、Ｘ線測定部１０は、端子部６の高さ方向Ｚに沿った移動に応じて、高さ方向Ｚに移動する。図５は、端子部６の高さ方向Ｚに沿った移動に応じてＸ線測定部１０が移動する様子を概念的に説明する図である。コイルばね２０における測定点は、コイルばね２０の弾性力や振動等により、高さ方向Ｚに沿って変位する場合がある。例えば、図５の（ａ）に示す場合を基準位置とした場合に、図５の（ｂ）に示す場合のように基準位置よりも高さ方向Ｚで高い上側に位置する場合や、図５の（ｃ）に示す場合のように基準位置よりも高さ方向Ｚで低い下側に位置する場合がある。ここで、コイルばね２０における測定点とは、コイルばね２０の表面上の点であって、Ｘ線測定部１０によりＸ線が照射される照射点である。

【0036】

コイルばね２０における測定点が、図５の（ａ）に示すような基準位置から、図５の（ｂ）に示すような基準位置よりも上側の位置に変位した場合、この変位に応じて端子部６も同様に上側に移動する。この端子部６の移動に応じて、可動ユニット４におけるばね部材３２、ロードセル３４、制御部３６、アクチュエータ３８、及びピストン４０が作動することによって、Ｘ線測定部１０は、端子部６が上側に移動した距離と同じ距離分、高さ方向Ｚに沿って上側に移動する。よって、コイルばね２０における測定点が基準位置よりも上側に変位した場合であっても、Ｘ線測定部１０とコイルばね２０との相対距離Ｌを一定に保つことができる。

【0037】

また、コイルばね２０における測定点が、図５の（ａ）に示すような基準位置から、図５の（ｃ）に示すような基準位置よりも下側の位置に変位した場合、この変位に応じて端子部６も同様に下側に移動する。この端子部６の移動に応じて、可動ユニット４におけるばね部材３２、ロードセル３４、制御部３６、アクチュエータ３８、及びピストン４０が作動することによって、Ｘ線測定部１０は、端子部６が下側に移動した距離と同じ距離分、高さ方向Ｚに沿って下側に移動する。よって、コイルばね２０における測定点が基準位置よりも下側に変位した場合であっても、Ｘ線測定部１０とコイルばね２０との相対距離Ｌを一定に保つことができる。

【0038】

なお、第一実施形態においては、端子部６とＸ線測定部１０とが離間しているため、コイルばね２０における端子接点と測定点とは、一致しておらず、位置ずれが生じる。可動ユニット４における制御部３６は、この位置ずれを考慮して、Ｘ線測定部１０を高さ方向Ｚに沿って移動させてもよい。例えば、制御部３６は、端子部６とＸ線測定部１０との離間距離と、コイルばね２０の線材の表面の曲率とに基づき、端子接点の高さ方向Ｚに沿った位置と、測定点の高さ方向Ｚに沿った位置とにずれが生じないように補正してもよい。

【0039】

＜効果＞
以上、第一実施形態に係るＸ線測定装置１は、一方向Ａに沿って移動可能な可動ユニット４と、可動ユニット４に取り付けられ、コイルばね２０の表面に接しながら、表面の高さ方向Ｚに沿った変位に応じて高さ方向Ｚに沿って移動する端子部６と、可動ユニット４に取り付けられ、端子部６の移動に応じて高さ方向Ｚに沿って移動すると共に、コイルばね２０に向けてＸ線を照射し、コイルばね２０にて回折されたＸ線を測定するＸ線測定部１０と、を備える。
この構成によれば、可動ユニット４の移動により、可動ユニット４と共にＸ線測定部１０を一方向Ａに沿って移動させながらＸ線を測定することができる。この際、可動ユニット４に取り付けられた端子部６が、コイルばね２０の表面の高さ方向Ｚに沿った変位に応じて高さ方向Ｚに沿って移動する。そして、Ｘ線測定部１０は、この端子部６の移動に応じて高さ方向Ｚに沿って移動すると共にＸ線を測定する。よって、コイルばね２０の表面が高さ方向Ｚに沿って変位した場合であっても、その都度コンピュータ１２によって補正や再設定を行うことなく、Ｘ線測定部１０とコイルばね２０との相対距離Ｌを適切に補正することができるＸ線測定装置１を提供することができる。
特に、コイルばね２０の表面状態が液状付着物（油等）で汚れている場合には、レーザ光の検出センサ等によってはコイルばね２０の表面の変位を適切に検出できない可能性がある。Ｘ線測定装置１によれば、このような場合であっても、コイルばね２０の表面に直接接する端子部６を利用することにより、コイルばね２０の表面の変位に応じて適切に相対距離Ｌを補正することができる。

【0040】

また、第一実施形態に係るＸ線測定装置１では、端子部６の高さ方向Ｚに沿った移動量を検出する検出部としてのロードセル３４と、検出された移動量に基づきＸ線測定部１０の高さ方向Ｚに沿って移動させる制御部３６と、を更に備える。
この構成によれば、ロードセル３４及び制御部３６により、端子部６の移動に応じてＸ線測定部１０を高さ方向Ｚに沿って移動させることができるので、端子部６とＸ線測定部１０とが直接接続されていない別々の構成とされた場合であっても、上記効果を好適に奏する。

【0041】

また、第一実施形態に係るＸ線測定装置１では、端子部６は、コイルばね２０の表面に接する側の先端面に形成された溝６ａを有し、可動ユニット４に対して着脱可能に構成されている。
この構成によれば、端子部６の溝６ａによって端子部６がコイルばね２０の表面に対して引っ掛かり易く、コイルばね２０の動きに連動して端子部６が動く際に端子部６がコイルばね２０から外れてしまうことを抑制することができる。更に、端子部６が可動ユニット４に対して着脱可能なので、様々な形状や大きさの測定対象物に合わせて適切な端子部６を可動ユニット４に取り付けることができる。

【0042】

また、第一実施形態に係るＸ線測定装置１では、コイルばね２０は、螺旋状であり、コイルばね２０を回転させる回転機構８を更に備える。
この構成によれば、螺旋状のコイルばね２０を回転させると、コイルばね２０における端子接点が一方向Ａに沿って移動し、これに付き従って端子部６も一方向Ａに沿って移動する。この端子部６の移動に伴い、端子部６が取り付けられた可動ユニット４が一方向Ａに沿って移動するので、移動する可動ユニット４と共にＸ線測定部１０を一方向Ａに沿って移動させながらＸ線を測定することができる。よって、Ｘ線測定部１０を作業者の手やロボット等によって一方向Ａに移動させなくても、コイルばね２０を回転させることによって、Ｘ線測定部１０を自動的に一方向Ａに沿って移動させながらＸ線を測定することができる。

【0043】

＜第二実施形態＞
次に、図６～図８を参照して、第二実施形態に係るＸ線測定装置１について説明する。第二実施形態に係るＸ線測定装置１は、第一実施形態に係るＸ線測定装置１と同様の各構成を備えるが、端子部６に代えて一対の端子部５０を備え、この一対の端子部５０がＸ線測定部１０に直接接続されて一体化されている点や、可動ユニット４の内部構成が異なる点で、第一実施形態と異なる。以下、異なる点について説明する。

【0044】

図６は、第二実施形態に係るＸ線測定装置１における部分領域Ｒを拡大して示す部分拡大図であって、図２に対応する図である。第二実施形態においては、可動ユニット４のレール溝４ａが、可動ユニット４の一面における略中心位置よりも他方側（後方側）にずれた位置に形成されている。可動ユニット４は、レール溝４ａがレール２のガイド部２ｂに篏合した状態で、当該ガイド部２ｂによってバランス良く支持されるようにするための錘を有していてもよい。

【0045】

また、第二実施形態においては、一対の端子部５０及びＸ線測定部１０が、レール２に対して共に一方側（手前側）に位置する。なお、一対の端子部５０及びＸ線測定部１０が、レール２に対して共に他方側（後方側）に位置していてもよい。一対の端子部５０は、端子部６と同様の機能を有し、コイルばね２０の表面に接しながら、当該表面の高さ方向Ｚに沿った変位に応じて高さ方向Ｚに沿って移動する。一対の端子部５０は、コイルばね２０における測定点と略一致する点で接する。

【0046】

各端子部５０は、Ｘ線測定部１０を間に介して互いに離間して対向する。各端子部５０が互いに対向する対向面の間の空間は、Ｘ線測定部１０から照射されるＸ線が通過する空間とされる。各端子部５０は、略直方体状であり、可動ユニット４に取り付けられる側の端面である取付面と、当該取付面とは反対側の端面であってコイルばね２０に接する側の面である先端面と、を有する。各端子部５０は、先端面側の角部において形成された溝５０ａを有する。溝５０ａは、コイルばね２０の表面形状に対応した形状とされている。例えば、溝５０ａは、コイルばね２０の線材の表面の曲率に対応する曲率となる半円状に形成されている。

【0047】

一対の端子部５０は、各溝５０ａによって一方向Ａに沿った両側からコイルばね２０の表面を挟み込むように接し、コイルばね２０の動きに連動して動く。すなわち、一対の端子部５０の溝５０ａは、第一実施形態における端子部６の溝６ａと同様の機能を有する。

【0048】

Ｘ線測定部１０は、一対の端子部５０に挟み込まれて位置する。Ｘ線測定部１０における一方向Ａに沿った両側部に、各端子部５０が直接接続されている。これにより、Ｘ線測定部１０は、一対の端子部５０と共に移動する。

【0049】

図７は、図６の可動ユニット４の内部構成を概略的に示す概略構成図であって、図３に対応する。図７に示すように、第二実施形態において、可動ユニット４は、内部構成として、ばね部材３２、ロードセル３４、制御部３６、アクチュエータ３８、及びピストン４０に代えて、ばね部材５２を有する。

【0050】

ばね部材５２は、一端が一対の端子部５０に接続されていると共に、他端が可動ユニット４の本体内面に接続されている。ばね部材５２は、一対の端子部５０及びこれに接続されるＸ線測定部１０の荷重を支持する。ばね部材５２は、一対の端子部５０の高さ方向Ｚに沿った移動に伴い伸縮する。Ｘ線測定部１０は、一対の端子部５０が高さ方向Ｚに沿って移動すると、当該端子部５０と一体的に高さ方向Ｚに沿って移動する。

【0051】

図８は、一対の端子部５０の高さ方向Ｚに沿った移動に応じてＸ線測定部１０が移動する様子を概念的に説明する図であって、図５に対応する図である。コイルばね２０における測定点の高さ方向Ｚでの位置は、図８の（ａ）に示す場合を基準位置とした場合に、図８の（ｂ）に示す場合のように基準位置よりも高さ方向Ｚで高い上側に位置する場合や、図８の（ｃ）に示す場合のように基準位置よりも高さ方向Ｚで低い下側に位置する場合がある。

【0052】

コイルばね２０における測定点が、図８の（ａ）に示すような基準位置から、図８の（ｂ）に示すような基準位置よりも上側の位置に変位した場合、この変位に応じて一対の端子部５０も同様に上側に移動する。Ｘ線測定部１０は、この一対の端子部５０と一体的に移動することにより、一対の端子部５０が上側に移動した距離と同じ距離分、高さ方向Ｚに沿って上側に移動する。よって、コイルばね２０における測定点が基準位置よりも上側に変位した場合であっても、Ｘ線測定部１０とコイルばね２０との相対距離Ｌを一定に保つことができる。

【0053】

また、コイルばね２０における測定点が、図８の（ａ）に示すような基準位置から、図８の（ｃ）に示すような基準位置よりも下側の位置に変位した場合、この変位に応じて一対の端子部５０も同様に下側に移動する。Ｘ線測定部１０は、この一対の端子部５０と一体的に移動することにより、一対の端子部５０が下側に移動した距離と同じ距離分、高さ方向Ｚに沿って下側に移動する。よって、コイルばね２０における測定点が基準位置よりも下側に変位した場合であっても、Ｘ線測定部１０とコイルばね２０との相対距離Ｌを一定に保つことができる。

【0054】

＜効果＞
以上、第二実施形態においても、第一実施形態と同様の効果、すなわち、Ｘ線測定部１０とコイルばね２０との相対距離Ｌを適切に補正することができるＸ線測定装置１を提供することができる。

【0055】

また、第二実施形態に係るＸ線測定装置１では、Ｘ線測定部１０は、一対の端子部５０に挟み込まれており、一対の端子部５０と共に移動する。
この構成によれば、Ｘ線測定部１０が一対の端子部５０に挟み込まれて位置することにより、コイルばね２０における端子接点の高さ方向Ｚに沿った位置と、コイルばね２０における測定点の高さ方向Ｚに沿った位置とにずれが生じないようにすることができる。よって、当該位置ずれを考慮しなくても、一対の端子部５０の移動に応じてＸ線測定部１０を高さ方向Ｚに沿って適切に移動させることができる。

【0056】

＜変形例＞
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記の実施形態及び後述する変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【0057】

例えば、図９に示すように、第一実施形態で示すＸ線測定装置１における可動ユニット４の内部構成が異なっていてもよい。図９は、変形例に係るＸ線測定装置１における可動ユニット４の内部構成を概略的に示す概略構成であって、図３に対応する。この変形例においては、可動ユニット４が、内部構成として、ばね部材３２及びロードセル３４に代えて、距離センサ３３を有する。この場合、距離センサ３３は、端子部６の高さ方向Ｚに沿った移動量を検出し、制御部３６に出力する。制御部３６は、距離センサ３３により検出された端子部６の移動量に基づき、Ｘ線測定部１０を高さ方向Ｚに沿って移動させるようにアクチュエータ３８を制御する。

【0058】

また、端子部６，５０の形状は上記実施形態に限定されず、例えば各溝６ａ，５０ａは測定対象物の表面に引っ掛かり易い、又は測定対象物の動きに付き従って動くような形状であれば何れの形状であってもよい。

【0059】

また、測定対象物はコイルばね２０に限らず、例えば筒状の物体でもよく、非弾性体でもよい。例えば測定対象物が非弾性体であって、弾性力や振動等が生じない場合であっても、測定対象物が高さ方向Ｚに沿って変位した場合等も有り得る。このような場合であっても、本発明を適用することで、Ｘ線測定部１０と測定対象物との相対距離Ｌを適切に補正することができる。また、測定対象物を回転させずにＸ線測定を行ってもよい。可動ユニット４は、測定対象物の回転に伴い自動的に一方向Ａに沿って移動しなくてもよく、例えば作業者によって手動で又はロボット等によって可動ユニット４を一方向Ａに沿って移動してもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、レール２、可動ユニット４、端子部６，５０、及びＸ線測定部１０が、測定対象物の上方に位置するが、これに限らず、これらの構成を測定対象物に対して左右上下の何れの位置に設けてもよい。また、上記実施形態では、可動ユニット４が検出部としての距離センサ３３やロードセル３４と、制御部３６とを有する例について説明したが、これに限らない。すなわち、端子部６、５０の高さ方向Ｚに沿った移動量を検出する検出部と、検出された移動量に基づきＸ線測定部１０を高さ方向Ｚに沿って移動させる制御部とを、可動ユニット４以外の構成、例えばＸ線測定部１０等が有していてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１：Ｘ線測定装置、４：可動ユニット（可動部）、６，５０：端子部、８：回転機構、１０：Ｘ線測定部（測定部）、３３：距離センサ（検出部）、３４：ロードセル（検出部）、３６：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】