JP2016166843A - 放射線を用いたろう付け接合長さの定量評価のための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ろう付け接合長さを定量的に評価する装置を提供する。【解決手段】被検体がろう付け接合長さ方向に対して直交する面に切断されてなる複数の部分被検体のおのおのに対して、放射線照射部１２が、ろう付け接合長さ方向に放射線を照射する。放射線が各部分被検体を透過してなる透過放射線の強度に応じた量の光を、光発生部１６が発生し、この光を、撮像部１８が撮像する。予め得られているろう付け接合長さと光量との相関関係に基づいて、各部分被検体について撮像部１８によって得られたそれぞれの撮像結果から把握される光量から、算出部２０が、各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求める。算出部２０はさらに、求められた各部分被検体のろう付け接合長さを総和することによって、被検体のろう付け接合長さを算出する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、放射線を用いたろう付け接合長さの定量評価のための装置および方法に関する。

ろう付け接合は、銅材部品の接合に広く使われている。中には、多数の部品を一括してろう付け接合する場合もある。また、部品内に水などを流す場合には、接合部はシール機能を有する事になる。多数の部品を一括で接合しかつシール性を持たせる場合、ろう付け接合状態を確認することが重要であり、ろう付け接合長さ（いわゆるシール長）を把握する必要がある。

従来、ろう付け接合部の検査は、ろう付け接合部を切断し、顕微鏡などでの目視（断面観察）による欠陥の有無判定や、超音波探傷法による欠陥検出や、放射線撮像画像の目視判定による欠陥の有無判定等が行われている。

特許第４４４４７２９号明細書 特開２００１−２４１９３２号公報 特開２００９−１９８４６３号公報 特開２０１４−１０６１１３号公報

しかしながら、このような従来の欠陥の有無判定だけでは、以下のような問題がある。

ここでは、多数の中空の銅線と中実の銅線をまとめて銅製の水室部品にろう付けする、回転機の水冷却コイルを例とする。ろう付けは、溶融ろうの毛細管現象を利用して浸透させるため、銅線間の隙間は通常は０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの細隙が採用されている。こうした細隙に生じるろう付け接合の欠陥（ろうの浸透しなかった部分や、ろう中に生じた気泡、ろうの引け巣、ろうの割れなど）は必然的に細隙よりも小さいものとなり、目視等によってろう付け接合長さを定量的に評価することは不可能である。

ろう付け接合により生じる欠陥の形状には様々な形態があるものの、シール長を確保するには、欠陥の形状に関係なく、ろう付け接合部の細隙を埋めているろうの接合長さを定量的に評価することが必要になる。

しかしながら、従来の欠陥の有無判定では、ろう付け接合部に欠陥があるか否かといった定性的な判定はできるものの、ろう付け接合がどれだけの長さなされているのかという定量的な評価はなされていない。

ろう付けによるシール機能を評価するために、単にろう付け接合状態を確認するという定性的な評価のみならず、ろう付け接合長さ（いわゆるシール長）を定量的に評価する装置および方法の実現が望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ろう付け接合長さを定量的に評価することが可能な装置および方法を提供することを目的とする。

実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置は、被検体のろう付け接合長さを、放射線を用いて定量的に評価する装置であって、放射線照射手段と、光発生手段と、撮像手段と、算出手段とを備える。

放射線照射手段は、被検体がろう付け接合長さ方向に対して直交する面に切断されてなる複数の部分被検体のおのおのに対して、ろう付け接合長さ方向に放射線を照射する。

光発生手段は、放射線照射手段によって照射された放射線が各部分被検体を透過してなるそれぞれの透過放射線の強度に応じた量の光を発生する。

撮像手段は、それぞれの透過放射線の強度に応じて前記光発生手段によって発生された光を撮像する。

算出手段は、予め得られているろう付け接合長さと光量との相関関係に基づいて、各部分被検体について撮像手段によって得られたそれぞれの撮像結果から把握される光量から、各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求め、求められた各部分被検体のろう付け接合長さを総和することによって、被検体のろう付け接合長さを算出する。

第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置の構成例を示す概念図である。 第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置に供される被検体および部分被検体の例を示す概念図である。 第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置に適用される部分被検体固定部の一例を示す概念図である。 部分被検体Ａについて撮像された画像（上）と、ラインａに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布（下）との例を示す図である。 部分被検体Ｂについて撮像された画像（上）と、ラインｂに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布（下）との例を示す図である。 部分被検体Ｃについて撮像された画像（上）と、ラインｃに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布（下）との例を示す図である。 部分被検体Ａについて撮像された画像（上）と、ラインｄに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布（下）との例を示す図である。 基準試料の一例を示す上面図である。 図５Ａの基準試料の矢印方向から見た正面図である。 基準試料の別の例を示す上面図である。 図６Ａの基準試料の斜視図である。 ４つの部分被検体からなる被検体のあるピクセルにおけるろう付け接合長さの結果の一例を示す図である。 第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置の動作例を示すフローチャート（前半）である。 第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置の動作例を示すフローチャート（後半）である。 第２の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置に適用される遮蔽板の一例を説明するための概念図である。 遮蔽板がない状態を説明するための概念図である。 第１または第２の実施形態における撮像部によって撮像された画像の一例である。 図１１Ａにおける評価線ｊの位置（ピクセル）（ｘ軸）に対する輝度（ｙ軸）を、３つの成分光毎に示す図の一例である。 ピンホールの代わりにスリットが設けられた部分被検体の一例を示す概念図である。 スリットを用いた位置合わせの一例を説明するための概念図である。

以下に、本発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置１０の構成例を示す概念図である。

すなわち、第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置１０は、被検体のろう付け接合長さを、放射線を用いて定量的に評価する装置であって、放射線照射部１２と、部分被検体固定部１４と、光発生部１６と、撮像部１８と、算出部２０と、判定部２２とを備えてなる。

放射線照射部１２は、図２に示すように、被検体１１０がろう付け接合長さ方向Ｒに対して直交する面にスライス状に切断されてなる複数の部分被検体１２０Ａ〜Ｄのおのおのに対して、ろう付け接合長さ方向Ｒに放射線を照射する。放射線としては、Ｘ線が好適であるが、これに限定される訳ではなく、ガンマ線など、被検体１１０の材質等に応じて適切な放射線を使用するようにしても良い。

被検体１１０は、実機と同じ条件でろう付け接合された、実機のモックアップ１００の一部である。すなわち、本実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置１０では、放射線の透過特性に基づいてろう付け接合長さを定量評価する都合上、被検体１１０がスライス状に切断された部分被検体１２０Ａ〜Ｄ毎に放射線を照射する必要があるので、実機に対して直接的に適用できるものではない。そのため、まず、実機と同一のモックアップ１００を製造し、このモックアップ１００に対して、実機と同じ条件でろう付け接合を行う。その後、モックアップ１００のうち、被検体１１０の部分を、図２に示すようにスライス状に切断して得られる複数の部分被検体１２０Ａ〜Ｄのおのおのについて、放射線を照射する。切断して得られる部分被検体１２０は、その厚みが、放射線照射部１２によって照射された放射線が各部分被検体１２０において例えば９０％以上吸収されないように決定される。放射線照射部１２によって照射された放射線が各部分被検体１２０において９０％以上吸収されれば、後述する輝度階調を適用したろう付け接合長さ定量評価が不可能となるからである。

したがって、図２に示す例は、放射線照射部１２によって照射された放射線が各部分被検体１２０において例えば９０％以上吸収されない長さになるように被検体１１０がスライスされた結果、４つの部分被検体１２０Ａ〜Ｄとなったという一例にすぎない。

なお、図２は、本発明の適用の一例であり、多数の中空銅線１３７と中実銅線１３８をまとめて銅製の水室部品にろう付けする、回転機の水冷却コイルを示す。この例における評価対象箇所は図２（下）に示すろう付け部１３９であり、クリップカバー１３５、クリップ１３６、中空銅線１３７、中実銅線１３８の相互間の隙間である。

図３に示すように、部分被検体固定部１４は、放射線照射部１２によって放射線が照射される部分被検体１２０Ａ〜Ｄを固定するための部位である。照射される部分被検体１２０が、部分被検体１２０Ａ〜Ｄの何れであっても、同じ条件で放射線が照射されるように、被検体１１０には、予め切欠き１３０を設けておく。これによって、被検体１１０から部分被検体１２０Ａ〜Ｄを切断した場合、図２に示すように、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄには、対応する同じ場所に切欠き１３０Ａ〜Ｄが設けられるようになる。

部分被検体固定部１４には、この切欠き１３０に対応する突起部１５Ａが設けられている。部分被検体１２０を部分被検体固定部１４に固定する場合、突起部１５Ａを切欠き１３０に嵌め合わせ、さらに一対のホルダ１５Ｂによって部分被検体１２０を前後から抑えることによって行う。これによって、部分被検体１２０Ａ〜Ｄはすべて、同じ位置条件で放射線が照射されるようにしている。なお、図３では、部分被検体１２０の前側を抑えるホルダ１５Ｂしか図示していないが、部分被検体１２０の後ろ側を抑えるホルダ１５Ｂもある。

光発生部１６は、放射線照射部１２によって照射された放射線が、部分被検体固定部１４に固定された部分被検体１２０（部分被検体１２０Ａ〜Ｄのうちの何れか）を透過してなる透過放射線の強度に応じた量の光を発生する。

撮像部１８は、光発生部１６によって発生された光を撮像する。

一例として、放射線照射部１２としてＸ線発生装置を用いた場合、光発生部１６は、Ｘ線カラーシンチレータが好適である。この場合、Ｘ線カラーシンチレータは、部分被検体１２０（部分被検体１２０Ａ〜Ｄのうちの何れか）を透過してなる透過Ｘ線の強度に比例した光量の可視光を発生する。Ｘ線発生装置から部分被検体１２０に照射されたＸ線は、部分被検体１２０を構成する物質の長さと、該物質におけるＸ線吸収係数とに応じて減衰する。したがって、Ｘ線カラーシンチレータによって発生される可視光の光量は、部分被検体１２０の２次元平面上に分布するろうの厚み（すなわち、ろう付け接合長さ方向Ｒに沿った長さ）に応じた２次元分布を有するようになる。したがって、撮像部１８によって撮像される画像は、２次元平面上に分布するろうの厚みに応じて輝度の異なる２次元輝度分布となる。

例えば、ろうの厚みが薄い箇所では、Ｘ線の吸収が少ないため、ろうの厚みが厚い箇所および無垢の被接合材料箇所よりも高い輝度で表示されるようになる。図４Ａ乃至Ｄは、その一例を示す概念図である。

図４Ａは、部分被検体１２０Ａについて撮像された画像１２２Ａ（上）と、ラインａに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布１２４Ａ（下）とを示している。下図より、素線間ａ１に高輝度のスパイクが確認される。このスパイクにより、素線間ａ１にろうが充填されておらず空隙になっていると推定される。なお、中空素線ａ２はそもそもろうが充填されないので、同様に高い輝度が示されている。

図４Ｂは、部分被検体１２０Ｂについて撮像された画像１２２Ｂ（上）と、ラインｂに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布１２４Ｂ（下）とを示している。下図より、素線間ｂ１には高輝度のスパイクは確認されない。したがって、素線間ｂ１にはろうが充填されていると推定される。なお、中空素線ｂ２はそもそもろうが充填されないので、高い輝度が示されている。

図４Ｃは、部分被検体１２０Ｃについて撮像された画像１２２Ｃ（上）と、ラインｃに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布１２４Ｃ（下）とを示している。下図より、素線間ｃ１には高輝度のスパイクは確認されない。したがって、素線間ｃ１にはろうが充填されていると推定される。なお、中空素線ｃ２はそもそもろうが充填されないので、高い輝度が示されている。

図４Ｄは、部分被検体１２０Ｄについて撮像された画像１２２Ｄ（上）と、ラインｄに沿った１次元輝度（階調０−２５５）分布１２４Ｄ（下）とを示している。下図より、素線間ｄ１には高輝度のスパイクは確認されない。したがって、素線間ｄ１にはろうが充填されていると推定される。なお、中空素線ｄ２はそもそもろうが充填されないので、高い輝度が示されている。

なお、図４Ａ〜Ｄの下に示すような各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの輝度分布１２４Ａ〜Ｄは、同一条件で得られるものである。すなわち、放射線照射部１２としてＸ線発生装置が用いられた場合、Ｘ線発生装置の管電圧、管電流、照射線量のようなＸ線照射条件、部分被検体固定部１４における部分被検体１２０の固定位置、および撮像部１８として適用されているカメラの倍率等の撮像条件に至るまで、すべて同じ条件で得られるものである。

図４Ａ〜Ｄの下に示されるような輝度分布１２４Ａ〜Ｄから、２次元平面上におけるろうの分布のみならず、当該ろうの厚みの大小を把握できるようになる。算出部２０は、このような輝度分布１２４Ａ〜Ｄから、ろう付け接合長さと輝度（光量）との相関関係に基づいて、以下のような処理を行うことにより、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面上の各位置（各ピクセル）におけるろうの厚みを把握する。

まず、ろう付け接合長さと輝度（光量）との相関関係について説明する。算出部２０は、このような相関関係を表わす関係式である多項式を有している。この関係式は、例えば図５Ａにその一例を示すような基準試料３０を用いて以下のようにして予め得ておく。また、図５Ｂは、図５Ａを図中矢印方向から見た場合における正面図である。

基準試料３０は、被検体１１０の接合部のろう材と同一材質もしくは、同等のＸ線吸収係数（例えば、放射線としてＸ線を用いた場合）を有する材質からなる。

そして、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、基準試料３０は、テーパ部３２において、厚みｔ（ろう付け長さに相当する）が連続的に変わるようにしている。

基準試料３０は、テーパ部３２の任意の部位における厚みｔが予め知られている。

このような基準試料３０を部分被検体固定部１４に固定し、Ｘ線照射条件、部分被検体固定部１４における固定位置、および撮像部１８として適用されているカメラの倍率等の撮像条件に至るまで、すべて同じ条件として、輝度分布を得る。

この結果に基づいて、さまざまなろう付け接合長さに対応する輝度を得ることができるので、ろう付け接合長さと輝度（光量）との相関関係を表わす関係式が得られる。

なお、基準試料は、図５Ａおよび図５Ｂに示す構成に限定されるものではない。基準試料の変形例を、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。図６Ａおよび図６Ｂに示す基準試料４０は、テーパ部３２に代えて、厚みｔ（ろう付け長さに相当する）がステップ状に変化するステップ部４２を備えている。基準試料４０でもまた、ステップ部４２における任意の部位における厚みｔは予め知られている。

このような基準試料４０について得られた輝度分布からも、不連続ではあるものの、複数のろう付け接合長さ（図６Ａおよび図６Ｂに示す例では７点）に対応する輝度値を得ることができるので、同様に、ろう付け接合長さと輝度（光量）との相関関係を表わす関係式が得られる。

以下は、このような基準試料３０，４０を用いて得られた、ろう付け接合長さｆ（ｘ）と輝度（光量）ｘとの相関関係を表わす関係式の一例を示す多項式である。

算出部２０は、上記のような多項式を用いて、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの輝度分布から、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面上における各ピクセルにおけるろう付け接合厚みを求める。なお、図４Ａ〜Ｄの下に示す輝度分布１２４Ａ〜Ｄは、説明を容易にするために、１次元の輝度分布の例しか示していないが、撮像部１８は、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面上の各ピクセル毎に輝度値を有している。

そして、求められた各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面上の各ピクセルにおけるろう付け接合厚みを、同一ピクセル毎に総和することによって、被検体１１０全体の２次元平面上の各ピクセルにおける、ろう付け接合長さ方向Ｒに沿ったろう付け接合長さを算出する。

なお、総和時におけるピクセルのずれがないようにするために、図２に示すように、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄに、位置合わせ用のピンホール１３２（＃１），１３２（＃２）を適宜設けるようにしても良い。

ピンホール１３２（＃１），１３２（＃２）を設けることによって、図４Ａ〜Ｄに示すように、画像上にピンホール１３２（＃１），１３２（＃２）に対応するスポット１４０（＃１），１４０（＃２）が現れるようになる。ピンホール１３２（＃１），１３２（＃２）は空洞であるので、ろう付けがなされていないばかりか、その周囲とは顕著に異なる輝度値を有するので、対応するピクセルの識別が容易である。

なお、図１２に示すように、ピンホール１３２の代わりに、スリット１３４（＃１〜＃４）を設けるようにしてもよい。このようなスリット１３４（＃１〜＃４）を設けた場合であっても、図１３に示すように、位置合わせ用に用いることができる。

よって、総和時に、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面上におけるピクセルを、ピンホール１３２（＃１），１３２（＃２）に対応するピクセルを一致させながら行うことにより、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面におけるろう付け接合厚みを、確実に同一ピクセル毎に総和できるようにしている。

図７は、算出部２０によって算出された、被検体１２０の、あるピクセルにおけるろう付け接合長さの結果の一例を示す図である。

部分被検体ｅとして、図２に示すような４つの部分被検体１２０Ａ〜Ｄとし、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄ毎に、部分被検体厚みｆ、輝度値ｇ、ろう付け接合長さ（厚み）ｈを示している。例えば、部分被検体１２０Ａの場合、厚みがｆ１（ｍｍ）、輝度値がｇ１、この輝度値から求められたろう付け接合長さがｈ１（ｍｍ）であることを示している。この部分被検体１２０Ａのろう付け接合長さｈ１（ｍｍ）に、残りの部分被検体１２０Ｂ〜Ｄの各ろう付け接合長さｈ２、ｈ３、ｈ４（ｍｍ）をすべて加えると、合計ろう付け接合長さとしてＨ（ｍｍ）が得られる。

例えば、ある実機において、被検体１２０に対応する部位のろう付け接合長さがＩ（ｍｍ）を超えることを要求されているとする。被検体１２０のろう付け接合長さＨ（ｍｍ）が接合長さ基準値Ｉ（ｍｍ）を上回っている場合、判定部２２は、実機においても同様に、被検体１２０に対応する部位のろう付け接合長さｈは、判定基準ｉを満たしていると判定する。

次に、以上のように構成した本実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置１０の動作を、図８Ａおよび図８Ｂに示すフローチャートを用いて説明する。

すわなち、ろう付け接合長さ定量評価装置１０を用いて、ろう付け接合長さ定量評価を行うためには、先ず、評価対象とする部位を含む実機のモックアップ１００を製造し、このモックアップ１００に対して、実機と同じ条件でろう付け接合を行う（Ｓ１）。

次に、このモックアップ１００のうち、被検体１１０の部分を、図２に示すようにスライス状に切断し、複数の部分被検体１２０Ａ〜Ｄを得る（Ｓ２）。なお、切断して得られる部分被検体１２０は、後述する輝度階調を適用したろう付け接合長さ定量評価が可能となるように、その厚みが、放射線照射部１２によって照射された放射線が各部分被検体１２０において例えば９０％以上吸収されないように決定される。以下では、図２に示すように、被検体１１０がスライスされた結果、４つの部分被検体１２０Ａ〜Ｄとなった場合を例に説明する。

このようなスライスによって得られた４つの部分被検体１２０Ａ〜Ｄのそれぞれについて、放射線照射部１２によって放射線が照射され、その透過放射線によって光発生部１６において発生された光が、撮像部１８によって撮像され、その撮像結果に基づいて、算出部２０によってろう付け接合長さが算出される。

以下では、このような一連の処理が、部分被検体１２０Ａ→１２０Ｂ→１２０Ｃ→１２０Ｄの順になされるものとして説明するが、例えば、１２０Ｄ→１２０Ｃ→１２０Ｂ→１２０Ａ、あるいは１２０Ａ→１２０Ｃ→１２０Ｄ→１２０Ｂのように、どのような順になされても構わない。

先ず、最初の部分被検体１２０である部分被検体１２０Ａが、部分被検体固定部１４に固定される（Ｓ３）。すなわち、部分被検体１２０Ａの切欠き１３０が突起部１５Ａに嵌め合わされ、さらに部分被検体１２０の前後が一対のホルダ１５Ｂによって固定される。

そして、このように固定された部分被検体１２０Ａに向けて、放射線照射部１２から、放射線が照射される（Ｓ４）。

そして、部分被検体１２０Ａを透過した透過放射線が、光発生部１６に到達する（Ｓ５）。

光発生部１６では、透過放射線の強度に応じた量の光が発生する（Ｓ６）。

撮像部１８では、光発生部１６によって発生された光が撮像される（Ｓ７）。

一例として、放射線照射部１２としてＸ線発生装置が用いられた場合、光発生部１６として、Ｘ線カラーシンチレータが用いられる。この場合、Ｘ線カラーシンチレータでは、部分被検体１２０Ａを透過してなる透過Ｘ線の強度に比例した光量の可視光が発生する。Ｘ線発生装置から部分被検体１２０に照射されたＸ線は、部分被検体１２０を構成する物質の長さと、該物質におけるＸ線吸収係数とに応じて減衰する。したがって、Ｘ線カラーシンチレータによって発生される可視光の光量は、部分被検体１２０の２次元平面上に分布するろうの厚み（すなわち、ろう付け接合長さ方向Ｒに沿った長さ）に応じた２次元分布を有する。

このように、撮像部１８によって撮像された画像から、２次元平面上に分布するろうの厚みに応じて、例えば図４Ａの下に示されるような２次元輝度分布１２４Ａが得られる（Ｓ８）。

算出部２０では、この輝度分布１２４Ａから、前述した（式１）のような、ろう付け接合長さと輝度（光量）との相関関係に基づいて、部分被検体１２０Ａの２次元平面上の各位置（各ピクセル）におけるろうの厚みが算出される（Ｓ９）。

そして、次の部分被検体１２０Ｂ〜Ｄについても、ステップＳ３〜Ｓ９の処理がなされ、２次元平面上の各位置（各ピクセル）におけるろうの厚みが算出される（Ｓ１０：Ｙｅｓ）。なお、ステップＳ３〜Ｓ９の処理は、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄにおいて、まったく同一条件でなされる。例えば、放射線照射部１２としてＸ線発生装置が用いられた場合、Ｘ線発生装置の管電圧、管電流、照射線量のようなＸ線照射条件、部分被検体固定部１４における部分被検体１２０の固定位置、および撮像部１８として適用されているカメラの倍率等の撮像条件に至るまで、すべて同じ条件でなされる。

このようにして、すべての部分被検体１２０Ａ〜Ｄに対する処理が終了する（Ｓ１０：Ｎｏ）と、さらに算出部２０によって、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの２次元平面上の各ピクセルにおけるろう付け接合厚みが、同一ピクセル毎に総和されることによって、被検体１１０全体の２次元平面上の各ピクセルにおける、ろう付け接合長さ方向Ｒに沿ったろう付け接合長さが算出される（Ｓ１１）。

なお、前述したように、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄには、図２に示すような位置合わせ用のピンホール１３２（＃１），１３２（＃２）や、図１２に示すような位置合わせ用のスリット１３４（＃１〜＃４）を設けることにより、ピクセルの位置ずれなく、各部分被検体１２０Ａ〜Ｄの同一ピクセルにおける総和がなされる。

そして、ステップＳ１１において算出されたろう付け接合長さが、判定部２２によって、判定基準を満たしているか否かが判定される（Ｓ１２）。

ろう付け接合長さが、判定部２２よって、判定基準を満たしていると判定された場合、実機においても同様に、被検体１２０に対応する部位のろう付け接合長さは、判定基準を満たしていると推定され、判定基準を満たしていないと判定された場合、実機においても同様に、被検体１２０に対応する部位のろう付け接合長さは、判定基準を満たしていないと推定される。

上述したように、本実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置１０によれば、ろう付け接合長さを定量的に評価するために、評価部分を切り出す必要があるので、実機に対して直接的に適用することはできないものの、実機と同一条件でろう付け接合がなされた実機と同一のモックアップを対象に評価することにより、間接的ではあるものの、従来不可能であったろう付け接合長さの定量的な評価を行うことが可能となる。

また、２次元平面における任意の場所における接合長さも定量的に評価することができるので、例えば、回転機の水冷却コイルのように、導体間および導体コイルクリップ間の極めて多くの微小隙間をろう付け接合した場合であっても、各ろう付け接合箇所におけるろう付け接合長さを一度に把握することができ、回転機の信頼性の向上に寄与することも可能となる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例であるので、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、重複説明を避ける。また、説明において、第１の実施形態と同一部位については、同一符号を用いて説明する。

すなわち、本実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置は、第１の実施形態のろう付け接合長さ定量評価装置１０において、光発生部１６に透過放射線のみが到達するように、図９に示すように、放射線照射部１２によって放射線を照射される部分被検体１２０の周囲を、放射線を吸収する遮蔽板５０によって覆う。なお、図９では、不要な説明を避けるために、部分被検体固定部１４における突起部１５Ａおよびホルダ１５Ｂを省略している。

図１０は、このような遮蔽板５０を用いない状態を説明するための図である。部分被検体固定部１４に固定された部分被検体１２０に対して放射線照射部１２から放射線が照射された場合、部分被検体１２０Ａを透過した放射線のみが光発生部１６に到達するのではなく、図中に示すように、部分被検体１２０Ａを透過しない放射線による散乱線も光発生部１６に入射する。

このように光発生部１６に入射した散乱線は、観測したい被検体部分の画像のバックグラウンド成分を増加させるノイズであり、得られた２次元輝度分布の信頼性が低下する。

しかしながら、図９に示すように、光発生部１６に透過放射線のみが到達するように、遮蔽板５０を配置することによって、このようなノイズは発生しなくなる。

本実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置によれば、上記のような遮蔽板５０を適用することにより、ノイズの発生を阻止することができる。

その結果、第１の実施形態で奏される効果を、評価精度をさらに高めつつ実現することが可能となる。
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１または第２の実施形態の変形例であるので、第１または第２の実施形態と異なる点のみを説明し、重複説明を避ける。また、説明において、第１または第２の実施形態と同一部位については、同一符号を用いて説明する。

すなわち、本実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置は、第１または第２の実施形態のろう付け接合長さ定量装置における撮像部１８の変形例に関するものである。

本実施形態では、撮像部１８は、光発生部１６によって発生された光を、複数の周波数帯域毎に撮像する。これを実現するために、例えば、赤成分の光を撮像するのに適した第１のカメラ、緑成分の光を撮像するのに適した第２のカメラ、青成分の光を撮像するのに適した第３のカメラを備える。

そして、算出部２０は、これらカメラのうちの何れかによって撮像された撮像結果を用いて、被検体１２０のろう付け接合長さを算出する。

どのカメラを用いるのかの判定例を図１１を用いて説明する。

図１１Ａは、第１または第２の実施形態における撮像部１８によって撮像された画像の一例である。図１１Ｂは、図１１Ａにおける評価線ｊの位置（ピクセル）（ｘ軸）に対する輝度（ｙ軸）を示している。ただし、図１１Ｂでは、光発生部１６によって発生された光を、赤成分光ｐ、緑成分光ｑ、および青成分光ｒに分離し、各成分光毎に、位置（ｘ軸）に対する輝度（ｙ軸）を示している。

図１１Ｂにおいて、赤成分光ｐは、高輝度域から低輝度域まで全体的に広い範囲の輝度値を示している。

一方、緑成分光ｑと青成分光ｒは、全体的に低い輝度値しか示していないので、高い評価精度を得ることはあまり期待できない。

よって、図１１Ｂに示すような特性条件の場合、赤成分光ｐを用いた評価が好ましいと判断される。

このように、複数の周波数帯域毎のうちの何れかにおける撮像結果を用いて、部分被検体１２０のろう付け接合長さを算出する場合、算出部２０は、複数の周波数帯域のおのおのについて、ろう付け接合長さと光量との相関関係を有している必要がある。

例えば、図１１Ｂの例を用いて説明すると、算出部２０は、赤成分光ｐ、緑成分光ｑ、および青成分光ｒのそれぞれに関して固有の、ろう付け接合長さと光量との相関関係を表わす関係式を有している。

この相関関係も、第１の実施形態で説明したような基準試料を用い、基準試料の厚みと、輝度との相関関係を、各成分光毎に把握することによって得ることができる。

そして、例えば、前述したように赤成分光ｐを用いて評価する場合、算出部２０は、赤成分光ｐに関して固有の、ろう付け接合長さと光量との相関関係を表わす関係式を用いて、赤成分光ｐの輝度値から、ろう付け接合長さを算出する。

本実施形態のろう付け接合長さ定量評価方法が適用されたろう付け接合長さ定量評価装置によれば、光発生部１６によって発生された光を、複数の周波数帯域の光に分割し、これら複数の周波数帯域の光のうち、評価光として最も適した光を用いて、ろう付け接合長さを評価することができる。

その結果、第１または第２の実施形態で奏される効果を、評価精度をさらに高めつつ実現することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０ ろう付け接合長さ定量評価装置、１２ 放射線照射部、１４ 部分被検体固定部、１５Ａ 突起部、１５Ｂ ホルダ、１６ 光発生部、１８ 撮像部、２０ 算出部、２２ 判定部、３０ 基準試料、３２ テーパ部、４０ 基準試料、４２ ステップ部、５０ 遮蔽板、１００ モックアップ、１１０ 被検体、１２０ 部分被検体、１２２ 画像、１２４ １次元輝度分布、１３０ 切欠き、１３２ ピンホール、１３４ スリット、１３５ クリップカバー、１３６ クリップ、１３７ 中空銅線、１３８ 中実銅線、
１４０ スポット

Claims (16)

1. 被検体のろう付け接合長さを、放射線を用いて定量的に評価する装置であって、
   前記被検体がろう付け接合長さ方向に対して直交する面に切断されてなる複数の部分被検体のおのおのに対して、前記ろう付け接合長さ方向に放射線を照射する放射線照射手段と、
   前記放射線照射手段によって照射された放射線が各部分被検体を透過してなるそれぞれの透過放射線の強度に応じた量の光を発生する光発生手段と、
   それぞれの透過放射線の強度に応じて前記光発生手段によって発生された光を撮像する撮像手段と、
   予め得られているろう付け接合長さと光量との相関関係に基づいて、前記各部分被検体について前記撮像手段によって得られたそれぞれの撮像結果から把握される光量から、前記各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求め、前記求められた各部分被検体のろう付け接合長さを総和することによって、前記被検体のろう付け接合長さを算出する算出手段と、
   を備える装置。
2. 前記放射線をＸ線とした、請求項１に記載の装置。
3. 前記被検体は実機のモックアップの一部であり、前記実機と同じ条件でろう付け接合されている、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記撮像手段による撮像結果は２次元画像であり、
   前記各部分被検体に、前記各部分被検体の２次元における位置合わせを行うための位置合わせ手段を備えた、請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載の装置。
5. 前記相関関係は、多項式によって表現される、請求項１乃至４のうちの何れか１項に記載の装置。
6. 前記各部分被検体を同一位置で放射線を照射されるように固定する固定手段、をさらに備える請求項１乃至５のうちの何れか１項に記載の装置。
7. 前記透過放射線のみが前記光発生手段に到達するように、前記放射線照射手段によって放射線を照射される前記部分被検体の周囲を覆う遮蔽板、をさらに備える請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載の装置。
8. 前記撮像手段は、前記光発生手段によって発生された光を、複数の周波数帯域毎に撮像し、
   前記相関関係は、前記複数の周波数帯域のおのおのについて、前記予め得られているろう付け接合長さと光量との相関関係であり、
   前記算出手段は、前記複数の周波数帯域のうちの何れかの周波数帯域において、当該周波数帯域における相関関係に基づいて、当該周波数帯域における各撮像結果から把握される光量から、前記各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求める、請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載の装置。
9. 被検体のろう付け接合長さを、放射線を用いて定量的に評価する方法であって、
   前記被検体がろう付け接合長さ方向に対して直交する面に切断されてなる複数の部分被検体のおのおのに対して、前記ろう付け接合長さ方向に放射線を照射し、
   前記照射された放射線が各部分被検体を透過してなるそれぞれの透過放射線の強度に応じた量の光を発生させ、
   それぞれの透過放射線の強度に応じて前記発生された光を撮像し、
   予め得られているろう付け接合長さと光量との相関関係に基づいて、前記各部分被検体について得られたそれぞれお撮像結果から把握される光量から、前記各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求め、
   前記求められた各部分被検体のろう付け接合長さを総和することによって、前記被検体のろう付け接合長さを算出する、方法。
10. 前記放射線をＸ線とした、請求項９に記載の方法。
11. 前記被検体は実機のモックアップの一部であり、前記実機と同じ条件でろう付け接合されている、請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記撮像結果は２次元画像であり、
    前記各部分被検体に、前記各部分被検体の２次元における位置合わせを行うための位置合わせ手段を備えた、請求項９乃至１１のうちの何れか１項に記載の方法。
13. 前記相関関係は、多項式によって表現される、請求項９乃至１２のうちの何れか１項に記載の方法。
14. 前記各部分被検体を同一位置で放射線を照射されるように固定する、請求項９乃至１３のうちの何れか１項に記載の方法。
15. 前記透過放射線のみによって前記光が発生するようにした、請求項９乃至１４のうちの何れか１項に記載の装置。
16. 前記発生された光を、複数の周波数帯域毎に撮像し、
    前記相関関係は、前記複数の周波数帯域のおのおのについて、前記予め得られているろう付け接合長さと光量との相関関係であり、
    前記各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求める場合、前記複数の周波数帯域のうちの何れかの周波数帯域において、当該周波数帯域における相関関係に基づいて、当該周波数帯域における各撮像結果から把握される光量から、前記各部分被検体のろう付け接合長さをそれぞれ求める、請求項９乃至１５のうちの何れか１項に記載の方法。