JP2024048926A - インライン型ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物Ｗを搬送状態のままＣＴスキャンを行うことができ、ＣＴスキャンのための搬送の中断、及び余分な時間を要さない。インライン型Ｘ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】インライン型ＣＴ装置は、被検査物Ｗを搬送する搬送装置２と、搬送装置２の経路上に所定の間隔を保って配置された複数の透過データ収集部１を有する。透過データ収集部１は、所定の照射角度を有するＸ線ビーム７を被検査物Ｗに対して照射する発生器３と、検出器４に対して、搬送装置２によって搬送される被検査物Ｗを挟んで配置され、被検査物Ｗを透過した透過データを検出する検出器４を有する。データ収集・画像再構成部５は、複数のデータ収集部１の各検出器４からの透過データを収集し、収集された複数の透過データに基づいて、被検査物ＷのＣＴ画像を再構成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、コンベア等の搬送装置によって移動する複数の被検査物を、搬送しながらＸ線によってスキャンすることで、被検査物の非破壊検査を可能とするインライン型Ｘ線ＣＴ装置に関する。

従来から、被検査物の透視像を得る場合に、被検査物の搬送を一時的に停止させ、被検査物が静止した状態でＸ線による透視像を撮像するものが知られている。また、Ｘ線センサとして、位置追従型のＸ線I.I.（イメージインテンシファイア）、ＴＤＩ（時間積分型ラインセンサ）などを用いて被検査物の搬送を一時的に停止させることなく透視像を撮像するものも知られている。さらに、被検査物のＣＴ画像を得る場合に、被検査物の搬送を一時的に停止させ、被検査物を回転テーブルに搭載するか、又はロボットハンドで掴み、被検査物を１回転又は１８０°＋ファン角分だけ回転させてＸ線スキャンし、その後、搬送ラインに戻すものもある。

特開２００４－６１４７９号公報 特開２０００－２３５００７号公報 特開２０１５－７８９２１号公報

Ｘ線によるリチウムイオン電池などのインラインでの検査では、従来、透視像による検査が主流であったが、最近では検査の信頼性向上のためにＣＴ画像による検査のニーズが増加している。しかし、前記のような従来技術では、ＣＴスキャンを行うための段取り変更のために、搬送の中断を要すると共に余分な時間を要していた。

本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被検査物を搬送状態のままＣＴスキャンを行うことができ、ＣＴスキャンのための搬送の中断、及び余分な時間を要さない。インライン型Ｘ線ＣＴ装置を提供することにある。

実施形態のインライン型Ｘ線ＣＴ装置は、次のような構成を備える。
（１）被検査物を搬送する搬送装置。
（２）前記搬送装置の経路上に所定の間隔を保って配置された複数の透過データ収集部。
（３）複数の前記透過データ収集部の間で、前記被検査物をその軸を中心として回転させる回転機構。
（４）前記透過データ収集部に設けられ、所定の照射角度を有するＸ線ビームを前記被検査物に対して照射するＸ線発生器。
（５）前記Ｘ線発生器に対して、前記搬送装置によって搬送される前記被検査物を挟んで配置され、前記被検査物を透過した透過データを検出するＸ線検出器。
（６）複数の前記透過データ収集部の各Ｘ線検出器からの透過データを収集し、収集された複数の透過データに基づいて、前記被検査物のＣＴ画像を再構成するデータ収集・画像再構成部。

実施形態のインライン型Ｘ線ＣＴ装置は、次のような構成を採用することができる。
（１）前記Ｘ線ビームの照射角度と、前記回転機構による前記被検査物の回転角度が等しく、複数の前記透過データ収集部によって前記被検査物の周囲から合わせて１８０°以上の透過データが収集される。
（２）前記Ｘ線ビームの照射角度と、前記回転機構による前記被検査物の回転角度が異なり、複数の前記透過データ収集部によって前記被検査物の周囲から合わせて１８０°未満の透過データが収集される。
（３）前記Ｘ線ビームの照射角度が、前記被検査物の中心と前記Ｘ線ビームの光軸が一致した位置において、前記被検査物と前記Ｘ線ビームの境界との間にＸ線が通過する空気層が存在しない。
（４）複数の前記データ収集部のそれぞれが、前記被検査物の搬送方向と直交する方向に並んで配置された複数の前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器を有し、前記被検査物の異なる部位の透過データを複数の前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器により取得する。
（５）前記搬送装置は、前記被検査物をその軸方向が前記搬送装置の搬送方向と直角に保持する複数の電池受けを備え、
前記電池受けは、前記搬送装置に対して、複数の前記データ収集部における各Ｘ線発生器のＸ線光軸間の距離と等しい間隔で配置され、
前記回転機構は、前記電池受け内に保持された前記被検査物を前記Ｘ線ビームの照射範囲内において前記被検査物の軸を中心として回転させる。
（６）前記電池受けは、前記被検査物の一端を保持した状態で回転する従動側ハウジングを備え、
前記回転機構は、前記電池受けと同期して前記搬送装置と平行に移動するハウジング移動部を備え、
前記ハウジング移動部には、前記被検査物の他端を保持して、前記従動側ハウジングと共に前記被検査物を回転させる駆動側ハウジングと、この駆動側ハウジングを前記被検査物の軸を中心として回転させるモータが設けられている。
（７）前記搬送装置は無端状コンベアを備え、前記無端状コンベアに複数の前記電池受けが取り付けられ、
前記ハウジング移動部は、前記無端状コンベアの往路側の直線部分と平行に設けられたガイドレールに移動可能に支持され、前記ガイドレールと平行に配置されたボールねじとその駆動モータによって、前記電池受けと同期して移動する。
（８）前記ハウジング移動部は、前記電池受けと係合する位置ずれ防止用ストッパを有する。

第１実施形態の構成を模式的に示す側面図である。 第２実施形態の構成を模式的に示す側面図である。 第３実施形態の構成を模式的に示す側面図である。 第４実施形態の構成を模式的に示す側面図である。 第４実施形態の変形例の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の実施形態を実現する機構の一例を示す平面図である。 図６のＥ－Ｅ断面図である。 図６のＣ－Ｃ断面図である。 図６の機構における搬送装置と回転機構の関係を示す平面図である。 図６の機構における電池受けとハウジング移動部を示す平面図である。 図６の機構における電池受けの斜視図である。

［１．第１実施形態］
図１は、回転角α＝６０°とした場合における透過データ収集部１（以下、データ収集部１という）を示す。円筒形の被検査物Ｗは、コンベアなどの搬送装置２によって常に一定の速度で直線的に搬送される。なお、搬送装置２の具体的構成については後述するので、第１実施形態から第４実施形態では、搬送装置２による被検査物Ｗの移動の軌跡のみを搬送装置２として示す。搬送装置２の経路には、それぞれ１対のＸ線発生器３（以下、発生器３という）とＸ線検出器４（以下、検出器４という）からなる第１から第３のデータ収集部１が設けられている。また、図示しない後述するような構成の第１及び第２の回転機構が、各データ収集部１の間に設けられている。第１及び第２の回転機構は、最初のデータ収集部１においてＸ線の照射が終了した被検査物Ｗを、次段のデータ収集部１に達するまでの間に、その軸を回転中心として角度αだけ回転させる。

第１から第３のデータ収集部１に設けられた検出器４からの出力データは、データ収集・画像再構成部５に出力される。このデータ収集・画像再構成部５の出力側にはＣＴ画像表示・自動計測・不良品判定部６が接続されている。データ収集・画像再構成部５は、各検出器４からの透過データを収集し、それらを合成して１８０°分の透過データを得ると共に、１８０°分の透過データに基づいて被検査物ＷのＣＴ画像を再構成する。ＣＴ画像表示・自動計測・不良品判定部６は、再構成されたＣＴ画像を所定のディスプレイに表示し、また、再構成されたＣＴ画像に基づいて被検査物Ｗの検査対象部位の形状や寸法を計測し、得られた計測データに基づいて被検査物Ｗの良品又は不良品の判定を行う。

このような構成を有する本実施形態では、第１のデータ収集部１は、被検査物Ｗを直線移動させながら発生器３からＸ線ビーム７を照射することによって、円筒型の被検査物Ｗの円周方向の周囲から角度α分の透過データを収集する。その後、被検査物Ｗを搬送装置２により第２のデータ収集部１に向かって直線移動させながら角度αだけ回転させ、第２のデータ収集部１が同様に角度α分の透過データを収集する。その後、被検査物Ｗを搬送しながら第２の回転機構２により再び角度αだけ回転させて、第３のデータ収集部１に移動させ、同様に角度α分の透過データを収集する。

本実施形態では、これら第１から第３のデータ収集部１によって合計１８０°分（６０°×３）の透過データを得る。１８０°分の透過データは一般にハーフスキャンとして知られ、データ収集・画像再構成部５は、これらのデータからＣＴ画像を再構成する。それぞれのデータ収集部１ではいわゆるコーンビームによってスキャンされるので、ある体積をもつ三次元のＣＴ画像を得ることができる。ＣＴ画像表示・自動計測・判定部は、そのＣＴ画像を表示し、例えば、円筒型リチウムイオン電池の内部にある電極１層ごとの端部の位置を計測し、それぞれの層が正しい位置にあるか否かを判定する。

ある被検査物Ｗが第２のデータ収集部１で透過データを収集中は、第１のデータ収集部１ではその次の被検査物Ｗの透過データを収集中である。このように、第１から第３のデータ収集部１では、いずれかの被検査物Ｗの透過データを収集することによって透過データを収集する時間的な効率を向上させる。なお、α＝４５°の場合は第１～第４の４つのデータ収集部１と３つの回転機構２を設けて、同様に得た１８０°分（４５°×４）の透過データから三次元のＣＴ画像を得る。

このように、本実施形態によれば、被検査物Ｗを搬送状態のままＣＴスキャンを行うことができ、ＣＴスキャンのための搬送の中断がなくなり、余分な時間を要さないという利点がある。

［２．第２実施形態］
図２に示す第２実施形態は、データ収集部１が収集する透過データの角度α（Ｘ線ビーム７の角度α）と、回転機構２が回転させる被検査物Ｗの回転角度が異なる。本実施形態では、第１と第２のデータ収集部１が設けられ、その間に第１の回転機構２が設けられている。第１のデータ収集部１は、直線スキャンによって円筒型の被検査物Ｗの円周方向の周囲から角度α分の透過データを収集する。その後、被検査物Ｗを並進させながら９０°回転させ、第２のデータ収集部１に搬送し、第２のデータ収集部１が同様に角度α分の透過データを収集し、これらによって得られた透過データからＣＴ画像を再構成する。

本実施形態では、被検査物Ｗの周囲から収集する透過データは１８０°分ではなく、α×２である。１８０°分の透過データではないため、再構成されるＣＴ画像には原理的には不確からしさを含む。しかし、被検査物Ｗの特徴が含まれるように、第１と第２の透過データの収集方向を選択することによって、被検査物Ｗの検査に必要なＣＴ画像を得ることができる。

［３．第３実施形態］
図３（ａ）（ｂ）に示す第３実施形態は、データ収集部１における被検査物Ｗのスキャンの間に、Ｘ線ビーム利用率が１００％となるときが生じるように、データ収集部１の発生器３のＸ線焦点Ｆと被検査物Ｗの中心との距離ＦＯＤを選択したものである。すなわち、この場合、データ収集部１におけるＸ線ビーム７の角度α＝４５°とし、撮像倍率を４倍とした状態を一例として示し、データ収集部１において利用するＸ線ビーム７の全ての照射角のうち、被検査物Ｗを透過する割合をＸ線ビーム利用率と称する。本実施形態では、Ｘ線ビーム利用率が１００％となるときが生じるように、Ｘ線焦点Ｆと被検査物Ｗの中心との距離ＦＯＤを短くする。

図３（ａ）は、Ｘ線焦点Ｆと被検査物Ｗの中心との距離ＦＯＤを大きく設定したものである。このように、距離ＦＯＤが大きく設定されていると、Ｘ線ビーム７内に進入した被検査物Ｗの中心とＸ線光軸が一致した場合、被検査物Ｗの両側にＸ線ビーム７が空気層Ａを透過する部分が存在することになり、例えば図３（ａ）の状態では、Ｘ線ビーム７の６０％しか利用されていない。一方、図３（ｂ）は、本実施形態に従ってＸ線焦点Ｆと被検査物Ｗの中心との距離ＦＯＤを短く設定したものである。この状態では、被検査物Ｗの中心とＸ線光軸が一致した場合、被検査物Ｗの両側にはＸ線ビーム７が透過する空気層Ａが存在せず、Ｘ線ビーム７の１００％が透過データの収集に使用される。

本実施形態によれば、空気層Ａだけを透過する無効な透過データの収集を低くできるので、スキャンに要する被検査物Ｗの移動距離を短くでき、並進スキャン時間を短縮することができる。また、必要なＸ線幾何学的倍率を得るための検出器４の幅を狭く、そして、Ｘ線焦点Ｆと検出器４との距離ＦＤＤを短縮することができ、経済性とコンパクト性が向上する。

［４．第４実施形態］
図４に示す第４実施形態は、第１実施形態の３つのデータ収集部１、或いは第２実施形態の２つのデータ収集部１のそれぞれが、被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向に並んで配置された２つの発生器３と１つの検出器４から構成されたものである。本実施形態において、１つの発生器３は例えば円筒型リチウムイオン電池の正極部の透過像を検出器４のほぼ半分の領域に投影し、他の１つの発生器３は円筒型リチウムイオン電池の負極部の透過像を検出器４の残りのほぼ半分の領域に投影する。

なお、発生器３として、必要な距離だけ離れた位置に２つのＸ線焦点Ｆを配置することができるものを使用すれば、必ずしも、各データ収集部１に２つの発生器３を設けなくてもよいし、検出器４として被検査物Ｗ各部の透過Ｘ線を独立して検出するものを２つ使用してもよい。

円筒型リチウムイオン電池の巻回された電極の検査では、それぞれの端部にある正極部と負極部を検査する。本実施形態では、それぞれの円筒軸方向の検査範囲が短いという被検査物Ｗの特徴を利用することで、1つの被検査物Ｗの複数箇所を同時にスキャンして、各部のＣＴ画像を得ることができ、検査速度の向上を図ることができる。また、図示のように検出器４の中央部分に遮蔽板８を設けることで、円筒型リチウムイオン電池では、正極部と負極部の透過データにそれぞれ他方からの散乱線が混入する割合を減らし、ＣＴ画像の劣化を抑制することができる。

本実施形態において、図５に示すように、２つの発生器３から照射されたＸ線ビーム７が干渉しないように、遮蔽板８を設けることが好ましい。例えば、検出器４の正極側の検出領域と負極側の検出領域との間に、被検査物Ｗである円筒型リチウムイオン電池の正極部と負極部のそれぞれを透過したＸ線ビーム７を遮るように、鉛板のような遮蔽板８を設ける。同様に、２つの発生器３の間にも遮蔽板８を設ける。このようにすると、正極部と負極部の透過データにそれぞれ他方からの散乱線が混入する割合を減らし、ＣＴ画像の劣化を抑制することができる。

［５．機構の構成例］
次に、第１実施形態から第４実施形態を実現する機構の一例を、図６～図１１に示す。図示の機構は、図６に示すように、本実施形態の検査装置は、図１に示した第１から第３のデータ収集部１を、電池の正極側と負極側にそれぞれ配置したもので、合計６台のデータ収集部１を備えている。なお、本発明を実現する機構は図示のものに限定されるものではなく、他の機構を使用することができる。

［５－１．全体構成］
図６に示すように、本実施形態の検査装置の前段には、検査対象Ｗである電池の供給ライン１０と、供給ライン１０から検査装置に電池を１本ずつ移載するロボットなどの移載装置１１が設けられている。また、検査装置の後段には、検査済の電池を搬出する良品ライン１３と不良品ライン１４と、検査装置から良品ライン１３又は不良品ライン１４に検査済の電池を１本ずつ移載するロボットなどの移載装置１１が設けられている。

本実施形態の検査装置は、電池の供給側から搬出側に向かって伸びる平面長方形のフレーム１５を備える。フレーム１５の上部には、金属ベルト１６を備えた電池受け移動部１７（第１実施形態における被検査物Ｗの搬送装置２）と、金属ベルト１６の往路側の直線部分と平行にハウジング移動部１８（第１実施形態における被検査物Ｗの回転機構）が支持されている。なお、電池受けを移動させるための機構としては、無端状の金属ベルト１６に限定されるものではなく、ゴムなどのタイミングベルトであっても良いし、後述するハウジング移動部１８のように、電池受けを直線的に往復動させるものであっても良い。

［５－２．電池受け移動部１７］
電池受け移動部１７に設けられた金属ベルト１６は、請求項に記載した無端状コンベアの一例であって、フレーム１５の左右両端にわたって設けられる。金属ベルト１６は、フレーム１５の左右にそれぞれ設けられた回転大歯車１９に架け渡され、回転大歯車１９を図示しないモータによって駆動することにより、フレーム１５の左右方向に移動する。図７において、１９ａは回転大歯車１９（金属ベルト１６）の駆動部であり、１９ｂは従動部である。金属ベルト１６には、電池を支持する複数の電池受け２０が、取付金具２６を用いて所定の間隔を保って取り付けられている。

図１１の拡大図に示すように、電池受け２０は、上面部２０ａ、垂直部２０ｂ及び底部２０ｃからなる樹脂部材から構成され、上面部２０ａには断面半円状の凹部２１が形成され、その凹部２１内に電池が保持される。上面部２０ａにおける金属ベルト１６の外周側の端面には、支持板２２が電池の底部に対向して設けられ、この支持板２２に電池の底部を覆うカップ状をした従動側ハウジング２３が、与圧ベアリング２４によって回転可能に支持されている。与圧ベアリング２４は、従動側ハウジング２３を電池の底部に向かって押圧するように、支持板２２に対して支持されている。従動側ハウジング２３における電池底部との対向面にはマグネット２５が配置され、従動側ハウジング２３が電池底部に吸着する。

図１０に示すように、与圧ベアリング２４は移動時の位置ずれ防止用であり、回転抵抗が少ないものを使用する。マグネット２５は従動側ハウジング２３に対する電池の位置ずれ防止用であって、電池の底面と対向する位置に設けられ、電池を吸着した状態で従動側ハウジング２３と共に回転する。マグネット２５は、駆動側ハウジング３８の周壁部内面にも設けられている。従動側のハウジングのマグネット２５の吸着力は、駆動側ハウジング３８のマグネット２５の吸着力よりも強いことが好ましい。また，駆動側ハウジング３８のマグネット２５を電磁石として，少なくとも電池を回転させる期間には，それを励磁することでも良い。

図１０及び図１１に示すように、垂直部２０ｂの内面には取付金具２６が設けられ、この取付金具２６によって電池受け２０は金属ベルト１６に固定されている。電池受け２０底部の下面には蟻溝型のガイド２７が形成され、このガイド２７がフレーム１５に固定されたレール２８にスライド自在に嵌め込まれることで、電池受け２０はレール２８に沿ってスライドして移動する。垂直部には位置決め孔２９が設けられ、この位置決め孔２９内に駆動側ハウジング３８と共に移動する位置ずれ防止用ストッパ３９の先端が嵌合可能になっている。

［５－３．ハウジング移動部１８］
図６及び図９に示すように、ハウジング移動部１８は、金属ベルト１６によって移動する電池受け２０に支持された状態の電池を、電池受け２０と共に３組の正極側発生器３と負極側発生器３に対して順次移動させながら、電池受け２０内部で所定の角度（本実施形態では６０°）で回転させる。また、ハウジング移動部１８は、電池受け２０内の電池が各データ収集部１に達し、Ｘ線ビーム７が電池の全部又は一部を透過している状態においては、電池を回転させることなく、電池受け２０がレール２８に沿って直線移動するように、電池受け２０と電池を搬送する。

ハウジング移動部１８は、金属ベルト１６の往路側の直線部分の前方に、金属ベルト１６と平行に設けられている。ハウジング移動部１８には、金属ベルト１６と平行に伸びるガイドレール３０が設けられ、本実施形態では、ハウジング移動部１８のガイドレール３０に３組の電池回転部３１が設けられている。３組の電池回転部３１は所定の間隔で離れて配置されるもので、その間隔は、３組設けられた正極側発生器３のＸ線光軸間の間隔と等しい。

３組の電池回転部３１は、それらの間に設けられた連結部材３２によって、その間隔を保ったまま移動できるように連結されている。ハウジング移動部１８には、ガイドレール３０と平行に伸びるボールねじ３３が設けられた、その供給ライン１０側の端部には、ボールねじ回転用のモータ３４が連結されている。ボールねじ３３が挿入されるナットは、本実施形態では中央の電池回転部３１に固定され、このナット内に挿入されたボールねじ３３がモータ３４によって回転すると、中央の電池回転部３１と連結部材３２で結合された左右の電池回転部３１の３つが一体となって、２本のガイドレール３０に案内されて金属ベルト１６と平行にフレーム１５の左右に移動する。金属ベルト１６の駆動モータとボールねじ回転用のモータ３４は、電池回転部３１と電池受け２０が同期動作となるように制御されている。なお、ボールねじ３３とナットは、ガタつき防止のため予圧調整が可能であることが望ましい。

各電池回転部３１は、２本のガイドレール３０上を移動する台座３５を有する。各電池回転部３１の連結部材３２の端部は、この台座３５に固定されている。台座３５上には、ガイドレール３０と直交する方向に移動するスライダ３６が設けられ、このスライダ３６上に電池回転用モータ３７が、その回転軸がガイドレール３０と直交する方向、すなわち電池の軸方向と一致するように固定されている。スライダ３６は、駆動側ハウジング３８が電池頭部への嵌め込み位置と電池頭部から離れた退避位置との間を往復動するように、図示しないモータやシリンダによって駆動される。

図１０に示すように、電池回転用モータ３７の回転軸は、その先端が金属ベルト１６側を向くように設けられ、回転軸の先端には、カップリングを介して、電池の頭部が嵌め込まれる駆動側ハウジング３８が固定されている。駆動側ハウジング３８は、電池頭部（正極側）を外側から包み込むようなカップ状の部材で、その周壁部内面には電池頭部外周に吸着するマグネット２５が設けられている。電池の回転速度並びに回転量は、電池回転用モータ３７に設けられた図示しないエンコーダで管理されている。

台座３５上には、スライダ３６と併設して、位置ずれ防止用ストッパ３９が設けられている。このストッパ３９は、シリンダやプランジャによって、スライダ３６の移動方向と平行に金属ベルト１６側に向かって出入りする。ストッパ３９の先端部は円錐台状に細くなっており、金属ベルト１６側に突出した場合に電池受け２０に設けられた位置決め孔２９内に挿入される。

［５－４．データ収集部１］
図７及び図８に示すように、検査装置のフレーム１５には、３組の正極用発生器３と負極用発生器３が支持されている。各組の正極用発生器３と負極用発生器３は、図８に示すように、金属ベルト１６の往路側と復路側に１台ずつ、電池の軸方向に沿って対向して設けられている。各組の正極用発生器３と負極用発生器３は、高電圧発生部、Ｘ線管などの構成部材を一つの筐体内に収容したものであって、その筐体はかなりの容積を有することから、その筐体がフレーム１５に対して横方向に張り出すように、正極用発生器３はハウジング移動部１８の下方に、負極用発生器３は主として金属ベルト１６の下方に支持されている。

正極用発生器３と負極用発生器３のＸ線発生源（Ｘ線ビーム７の焦点Ｆ）は、いずれも金属ベルト１６の往路側の直線部分に所定の間隔を保って配置され、電池の正極（頭部）と負極（底部）にそれぞれＸ線ビーム７を照射する。このように、本実施形態において、発生器３は、電池の正極側だけで３台、負極側で３台設けられ、全部で６台ある。

金属ベルト１６の上方には、正極用発生器３と負極用発生器３からのＸ線ビーム７を検出する正極用検出器４と負極用検出器４が設けられている。これらの検出器４は、例えば、フラットパネルディテクター（ＦＰＤ）と呼ばれるものが使用される。本実施形態では、正極用検出器４と負極用検出器４は、１枚のＦＰＤを共通して使用しているが、それぞれ専用の検出器４を使用しても良い。図３（ａ）（ｂ）に示すように、正極用検出器４と負極用検出器４の間に鉛板のような遮蔽板８を設けて、正極側と負極側のX線の相互干渉を抑制することができる。

遮蔽板８は、図７に示すように、Ｘ線ビーム７の照射領域の外縁部、及び電池受け２０と電池回転部３１の移動経路上にも設けられる。このうち、電池受け２０と電池回転部３１の移動経路上の遮蔽板８は、電池の供給側と排出側にそれぞれ２枚ずつ設けられる。２枚の遮蔽板８は間隔を保って配置され、シリンダなどの昇降機構４０により電池受け２０と電池回転部３１が通過する場合に交互に開閉する。これにより、遮蔽板８が電池の通過の邪魔にならず、しかも開閉時にＸ線の漏洩が生じない。

［５－５．作用］
上記のような構成を有する本実施形態においては、供給ライン１０によって運ばれてきた電池は移載装置１１によって各電池受け２０に１本ずつ移載される。電池を載置した電池受け２０は、金属ベルト１６によって金属ベルト１６の往路側の直線の始端に移動し、金属ベルト１６と平行に設けられた第１の電池回転部３１に達する。

電池受け２０が第１の電池回転部３１に達すると、第１の電池回転部３１では、その台座３５上に設けられたスライダ３６が電池受け２０側に移動する。このスライダ３６の移動により、スライダ３６に支持された駆動側ハウジング３８が電池受け２０側に移動し、電池受け２０に設けられた従動側ハウジング２３とによって電池を両側から挟持する。この時、駆動側ハウジング３８と従動側ハウジング２３にはマグネット２５が設けられているので、電池は駆動側ハウジング３８と従動側ハウジング２３に対して吸着されると共に、従動側ハウジング２３の与圧ベアリング２４によって適当な圧力で挟持される。同時に、スライダ３６に設けられた位置ずれ防止用ストッパ３９が電池受け２０の位置決め孔２９内に挿入され、電池受け２０と第１の電池回転部３１とが連結され、両者が一体に移動可能となる。

電池受け２０と第１の電池回転部３１とが位置ずれ防止用ストッパ３９により連結された状態で、金属ベルト１６とボールねじ３３を同期して駆動することにより、電池受け２０に支持された電池は第１のデータ収集部１に達し、Ｘ線ビーム７内を通過する。この場合、第１のデータ収集部１は、正極用発生器３と負極用発生器３を有することから、電池の頭部の正極と底部の負極にＸ線ビーム７が照射され、それぞれの部位の透過データが得られる。電池を透過したＸ線は正極用検出器４と負極用検出器４によって検出され、その検出データがＣＴ画像の再構成部５に出力される。

電池が第１のデータ収集部１のＸ線ビーム７を通過した後は、一体化された電池受け２０と第１の電池回転部３１は、第２のデータ収集部１に向かって移動する。この際、第１の電池回転部３１に設けられた回転用モータが駆動側ハウジング３８を回転させることにより、駆動側ハウジング３８と従動側ハウジング２３に挟持された電池を電池受け２０内で所定角度（第１実施形態の場合には６０°）回転させる。

電池が第２のデータ収集部１に接近すると、第１の電池回転部３１は、スライダ３６を退避位置に移動させることで電池の挟持状態が解消される。電池を開放した第１の電池回転部３１はボールねじ３３を逆転させることにより、次の電池受け２０との結合のために、金属ベルト１６の動作速度より十分速い速度で、金属ベルト１６とは反対向きに移動し、スタート位置に戻る。その間も金属ベルト１６は所定の速度で動作を継続する。

ボールねじ３３及び連結部材３２によって同期して移動する各電池回転部３１が、それぞれスタート位置に戻ると、金属ベルト１６と同じ向きに同じ速度で移動を始める。そして、第２のデータ収集部１の近傍に接近していた電池受け２０と第２の電池回転部３１が対向するので、第２の電池回転部３１のスライダ３６を電池側に移動させることにより、第２の電池回転部３１の駆動側ハウジング３８と電池受け２０の従動側ハウジング２３により電池を挟持する。以下は、第１の電池回転部３１による第１のデータ収集部１の場合と同様に、第２のデータ収集部１において、Ｘ線ビーム７による透過データが取得され、第３のデータ収集部１に向かって電池が回転しながら搬送される。この間、スタート位置に戻った第１の電池回転部３１によって、次の電池を載置した電池受け２０に対する電池の挟持と、搬送及び回転が実行される。

以下同様にして、第２のデータ収集部１から第３のデータ収集部１へと電池は回転及び直進搬送され、３つのデータ収集部１を通過することで、１８０°分の透過データが取得される。３つのデータ収集部１において透過データの収集が終了した電池は、第３の電池回転部３１から解放された後、再構成されたＣＴ画像に基づいて良品か不良品かの判定がなされる。判定された検査済の電池は、移載装置１１によって電池受け２０上から良品ライン１３又は不良品ライン１４に搬出される。

［５－６．効果］
以上のような構成を有する本実施形態の効果は以下の通りである。
（１）１つの電池受け２０内の電池を、３つの電池回転部３１により順番に３つのデータ収集部１を通過させることで、１つの電池の１８０°分の透過データの収集が終了するまでの間に、次の電池のデータの収集を実行できるので、透過データの収集に要する時間を大幅に短縮できる。

（２）正極側発生器３と負極側発生器３により、電池の正極側と負極側に同時にＸ線ビーム７を照射するので、データ収集が短時間で実施することができる。

（３）電池を直接移動するのではなく、電池受け２０内に保持した状態で移動し、Ｘ線ビーム７を照射することから、Ｘ線ビーム７に対する電池の位置決めが容易且つ正確に行うことができ、３つのデータ収集部１で得られた透過データを一つのＣＴ画像に再構成する場合に、データの接合部分の位置ずれが少なく、きれいなＣＴ画像を得ることができる。

（４）無端状の金属ベルト１６を備えた電池受け移動部１７と、電池回転部３１を備えた電池回転部３１を別体としたので、すべての電池受け２０に電池回転部３１を設ける場合に比較して、電池回転用モータ３７等の駆動機構や電池を回転可能に挟持する駆動側ハウジング３８を削減することが可能となり、装置全体の構成が単純化する。

（５）無端状の金属ベルト１６に多数の電池受け２０を設けたため、検査対象の電池にデータ収集部１でＸ線ビーム７を照射している間に、検査前の電池を電池受け２０に移載したり、検査済の電池を電池受け２０からラインに移載したりすることが可能であり、検査時間を短縮することができる。

（６）電池回転部３１は３組設け、ボールねじ３３が挿入されるナットは中央の電池回転部３１の１カ所とし、左右の電池回転部３１は連結部材３２で固定したので、３組の電池回転部３１の同期が確実に行われると共に、構造も簡単で済む。

（７）金属ベルト１６により移動する電池受け２０と電池回転部３１は同期動作をする。その場合、金属ベルト１６と大歯車のバックラッシュ等のガタが生じるが、電池受け２０と電池回転部３１とは位置ズレ防止ストッパ３９により固定され、ボールねじ３３で移動速度や移動量が制御されることから、金属ベルト１６のガタによる影響が解消され、高精度の位置決めでデータ収集ができる。

（８）従動側ハウジング２３の回転用ベアリングはガタがなく、従動側ハウジング２３の永久磁石の磁力より弱く、電池の空回りがないようにベアリングの予圧調整を行い、駆動側ハウジング３８の回転はエンコーダで管理することで、電池受け２０内で電池がスムーズに回転する。

（９）従動側ハウジング２３には永久磁石が組み込まれており、搬送中の電池は振動などで位置ズレが生じない。この場合、電池の自重の２～３倍の磁力とすると好ましい。

（１０）各部に遮蔽板８を設けてＸ線の漏洩を防止しているので、検査作業が安全に実施できる。

（１１）金属ベルト１６に支持された電池受け２０と電池回転部３１は直線的な同期動作であるため、位置ズレ防止ストッパ３９と電池受け２０は相対的には停止状態となり、電池受け２０と電池回転部３１との位置ズレ防止ストッパ３９による両者の連結動作が静止時と同様に確実に実行できる。

［６．他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。具体的には、次のような他の実施形態も包含する。

（１）前記第１実施形態やその機構においては、データ収集部１が３つあるが、２つあるいは４つ以上でも良く、それに応じて回転機構の数も増減する。また、被検査物Ｗは電池に限らず、ＣＴ画像で検査を実施するものであれば、各種のものに適用可能である。

（２）電池を直線移動と回転させる機構は図６の構成に限定されず、本発明のインライン型Ｘ線ＣＴ装置を実現するものであれば、他の機構を採用することができる。

（３）図６の機構において、正極側発生器３と正極側検出器４を金属ベルト１６の往路側に設け、負極側発生器３と負極側検出器４を金属ベルト１６の復路側に設け、復路側にも複数の電池回転部３１をボールねじ３３で移動可能に設けることもできる。

（４）図６の機構において、無端状の金属ベルト１６を使用せずに、直線移動する電池回転部３１に電池受け２０を設けることも可能である。

Ｗ…被検査物
Ｆ…Ｘ線焦点
Ａ…空気層
１…透過データ収集部
２…搬送装置
３…Ｘ線発生器
４…Ｘ線検出器
５…データ収集・画像再構成部
６…ＣＴ画像表示・自動計測・不良品判定部
７…Ｘ線ビーム
８…遮蔽板
１０…供給ライン
１１…移載装置
１３…良品ライン
１４…不良品ライン
１５…フレーム
１６…金属ベルト
１７…電池受け移動部
１８…ハウジング移動部
１９…回転大歯車
２０…電池受け
２１…凹部
２２…支持板
２３…従動側ハウジング
２４…与圧ベアリング
２５…マグネット
２６…取付金具
２７…ガイド
２８…レール
２９…位置決め孔
３０…ガイドレール
３１…電池回転部
３２…連結部材
３３…ボールねじ
３４…モータ
３５…台座
３６…スライダ
３７…電池回転用モータ
３８…駆動側ハウジング
３９…位置ずれ防止用ストッパ
４０…昇降機構

Claims (13)

1. 被検査物を搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置の経路上に所定の間隔を保って配置された複数の透過データ収集部と、
   複数の前記透過データ収集部の間で、前記被検査物をその軸を中心として回転させる回転機構と、
   前記透過データ収集部に設けられ、所定の照射角度を有するＸ線ビームを前記被検査物に対して照射するＸ線発生器と、
   前記Ｘ線発生器に対して、前記搬送装置によって搬送される前記被検査物を挟んで配置され、前記被検査物を透過した透過データを検出するＸ線検出器と、
   複数の前記透過データ収集部の各Ｘ線検出器からの透過データを収集し、収集された複数の透過データに基づいて、前記被検査物のＣＴ画像を再構成するデータ収集・画像再構成部と、
   を備えるインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記各Ｘ線ビームの照射角度と、前記各回転機構による前記被検査物の回転角度が等しく、複数の前記透過データ収集部によって前記被検査物の周囲から合わせて１８０°以上の透過データが収集回転される請求項１に記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
3. 前記各Ｘ線ビームの照射角度と、前記回転機構による前記被検査物の回転角度が異なり、複数の前記回転機構により前記被検査物が合わせて１８０°未満の角度だけ周囲からの透過データが収集される請求項１に記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
4. 前記Ｘ線ビームの照射角度が、前記被検査物の中心と前記Ｘ線ビームの光軸が一致した位置において、前記被検査物と前記Ｘ線ビームの境界との間にＸ線が通過する空気層が存在しない請求項１に記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
5. 複数の前記データ収集部のそれぞれが、前記被検査物の搬送方向と直交する方向に並んで配置された複数の前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器を有し、前記被検査物の異なる部位の透過データを複数の前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器により取得する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
6. 前記搬送装置は、前記被検査物をその軸方向が前記搬送装置の搬送方向と直角に保持する複数の電池受けを備え、
   前記電池受けは、前記搬送装置に対して、複数の前記データ収集部における各Ｘ線発生器のＸ線光軸間の距離と等しい間隔で配置され、
   前記回転機構は、前記電池受け内に保持された前記被検査物を前記Ｘ線ビームの照射範囲内において前記被検査物の軸を中心として回転させるものである請求項１～請求項４のいずれかに記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
7. 前記電池受けは、前記被検査物の一端を保持した状態で回転する従動側ハウジングを備え、
   前記回転機構は、前記電池受けと同期して前記搬送装置と平行に移動するハウジング移動部を備え、
   前記ハウジング移動部には、前記被検査物の他端を保持して、前記従動側ハウジングと共に前記被検査物を回転させる駆動側ハウジングと、この駆動側ハウジングを前記被検査物の軸を中心として回転させるモータが設けられている請求項６に記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
8. 前記搬送装置は無端状コンベアを備え、前記無端状コンベアに複数の前記電池受けが取り付けられ、
   前記ハウジング移動部は、前記無端状コンベアの往路側の直線部分と平行に設けられたガイドレールに移動可能に支持され、前記ガイドレールと平行に配置されたボールねじとその駆動モータによって、前記電池受けと同期して移動する請求項７に記載のインライン型ＣＴ装置。
9. 前記ハウジング移動部は、前記電池受けと係合する位置ずれ防止用ストッパを有する請求項８に記載のインライン型ＣＴ装置。
10. 前記搬送装置は、前記被検査物をその軸方向が前記搬送装置の搬送方向と直角に保持する複数の電池受けを備え、
    前記電池受けは、前記搬送装置に対して、複数の前記データ収集部における各Ｘ線発生器のＸ線光軸間の距離と等しい間隔で配置され、
    前記回転機構は、前記電池受け内に保持された前記被検査物を前記Ｘ線ビームの照射範囲内において前記被検査物の軸を中心として回転させるものである請求項５に記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
11. 前記電池受けは、前記被検査物の一端を保持した状態で回転する従動側ハウジングを備え、
    前記回転機構は、前記電池受けと同期して前記搬送装置と平行に移動するハウジング移動部を備え、
    前記ハウジング移動部には、前記被検査物の他端を保持して、前記従動側ハウジングと共に前記被検査物を回転させる駆動側ハウジングと、この駆動側ハウジングを前記被検査物の軸を中心として回転させるモータが設けられている請求項１０に記載のインライン型Ｘ線ＣＴ装置。
12. 前記搬送装置は無端状コンベアを備え、前記無端状コンベアに複数の前記電池受けが取り付けられ、
    前記ハウジング移動部は、前記無端状コンベアの往路側の直線部分と平行に設けられたガイドレールに移動可能に支持され、前記ガイドレールと平行に配置されたボールねじとその駆動モータによって、前記電池受けと同期して移動する請求項１１に記載のインライン型ＣＴ装置。
13. 前記ハウジング移動部は、前記電池受けと係合する位置ずれ防止用ストッパを有する請求項１２に記載のインライン型ＣＴ装置。