JP6100119B2 - Ｘ線発生装置及びｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁油を満たした筺体の内部にＸ線管を収納し、Ｘ線管が発生したＸ線を筺体外に放出して種々の用途に供するＸ線発生装置に係り、特に照射されるＸ線の用途や、Ｘ線の照射対象の種類、形状、現場での配置等に応じて、Ｘ線の照射方向を上方、下方、横方等、任意に設定できるように所望の姿勢で設置することが可能なＸ線発生装置に関する。また、本発明は、このようなＸ線発生装置を備えたＸ線検査装置に関するものである。

下記特許文献１に開示されているＸ線管装置は、絶縁油が充填された内部にＸ線管を収納した管容器１１と、内部を絶縁油穴２７に通じる側と空気穴２８に通じる側に区画するようにベローズ２６で仕切ったベローズ収納容器２４とを具備しており、さらにベローズ収納容器の空気穴を絶縁油遮断層を有するフィルター２９で封止して絶縁油の外部への漏れ出しを防止するようになっている。この発明のＸ線管装置によれば、Ｘ線管が動作状態に入って熱を発生すると、Ｘ線管の熱が絶縁油に伝達され、絶縁油が膨張する。その結果、放熱タンク１３に入ってくる絶縁油の油圧が高くなり、通路２２から絶縁油穴２７を経て凹部２３に入る絶縁油の量が増加する。このとき、侵入する絶縁油に押されてベローズ２６が凹んで変形し、容器２１の外壁とベローズ２６で囲まれた油圧調整用空間の容積が拡大し、上昇した絶縁油の油圧の上昇が吸収される。

特開２００１−３０７６６８号公報

絶縁油を満たした容器の内部にＸ線管を収納し、Ｘ線管が発生したＸ線を容器外に放出して種々の用途に供する前述したようなＸ線発生装置又はこれを利用したＸ線検査装置では、Ｘ線の用途や、Ｘ線の照射対象の種類、形状、現場での配置等に応じて、Ｘ線の照射方向を上方、下方、横方等、任意に設定できるように所望の姿勢で設置することが要求される場合がある。

このようにＸ線発生装置を種々の方向に向けた状態で安全に使用するためには、Ｘ線発生装置を傾けた場合にもＸ線管の全体が容器内で常に絶縁油に浸っている必要がある。そのためには、前記特許文献１に記載されたＸ線発生装置のように、Ｘ線管を収納している容器の内部の略全容積を絶縁油で充満させておき、さらに、上述したように絶縁油で満たされた容器をベローズ収納容器と接続連通させ、動作状態に入ったＸ線管の熱で容器内を満たす絶縁油が膨張しても、絶縁油がベローズ収納容器に流入してベローズを変形させ、増大した絶縁油の体積、又は上昇した絶縁油の油圧の上昇を吸収できるようにしておく必要がある。

しかしながら、ベローズを用いた絶縁油の膨張吸収構造は構造が複雑であり、製造コストが高いという問題点がある。またベローズは、Ｘ線発生装置の使用に伴う絶縁油の熱膨張や油圧上昇によって変形と復元を繰り返すため、経年劣化による破損の危険性が高いという問題もある。さらに、破損する前にベローズを交換しようとした場合、Ｘ線管の容器及びこれに接続されたベローズには絶縁油が満たされているため、絶縁油の抜き取り等の処理を行なわない限り交換することはできず、また交換後には絶縁油を再び容器内等に充填する必要もあり、作業が煩雑であるという問題もあった。

従って、目的に応じてＸ線発生装置を所望の方向に傾斜させて設置できるようにするため、このような問題点のあるベローズを用いずに、簡単な構造で絶縁油の膨張等を確実に吸収できれば製造及びメンテナンスコスト低減等の観点からは好ましい。またそのようにＸ線の照射方向を任意に設定できるＸ線発生装置を用いたＸ線検査装置であれば、Ｘ線を多方向に照射できる多機種のＸ線検査装置を、部品としてのＸ線発生装置を共通化して製造することができるため、Ｘ線検査装置としての製造及びメンテナンスコストの低減に繋がり好都合である。

本発明は、従来のＸ線発生装置における前述した課題に鑑みてなされたものであり、Ｘ線の照射方向を上方、下方、横方等、任意の方向に設定できるように所望の姿勢で設置することが可能なＸ線発生装置と、このようなＸ線発生装置を備えたＸ線検査装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載されたＸ線発生装置８は、
Ｘ線を発生するＸ線管１１と、
前記Ｘ線管１１が内部に取り付けられるとともに前記Ｘ線管１１によるＸ線の照射方向を任意に設定できるように所望の姿勢で設置することが可能であり、前記内部には上部に空気層１５が生じるとともに前記Ｘ線管１１を浸漬するように絶縁油１６が充填される筺体１０と、
所望の姿勢で設置された前記筐体１０の内部の空気層１５に連通するように前記筐体１０の複数箇所に設けられた開閉可能な複数の接続部１８と、
所望の姿勢で設置された前記筐体１０の内部の空気層１５に連通するように前記接続部１８に着脱自在に接続され、前記絶縁油１６が膨張した場合に前記空気層１５の空気を受け入れる容器２５と、
を具備することを特徴としている。

請求項２に記載されたＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃは、
Ｘ線発生装置８から被検査物２０に対してＸ線を照射し、前記被検査物２０を透過した前記Ｘ線の透過量に基づいて前記被検査物２０の検査を行なうＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記Ｘ線発生装置８が、
Ｘ線を発生するＸ線管１１と、
前記Ｘ線管１１が内部に取り付けられるとともに前記Ｘ線管１１によるＸ線の照射方向を任意に設定できるように所望の姿勢で設置することが可能であり、前記内部には上部に空気層１５が生じるとともに前記Ｘ線管１１を浸漬するように絶縁油１６が充填される筺体１０と、
所望の姿勢で設置された前記筐体１０の内部の空気層１５に連通するように前記筐体１０の複数箇所に設けられた開閉可能な複数の接続部１８と、
所望の姿勢で配置された前記筐体１０の内部の空気層１５に連通するように前記接続部１８に着脱自在に接続され、前記絶縁油１６が膨張した場合に前記空気層１５の空気を受け入れる容器２５と、
を具備することを特徴としている。

請求項１に記載されたＸ線発生装置、又は請求項２に記載されたＸ線検査装置のＸ線発生装置によれば、目的に応じてＸ線の照射方向を任意に設定するために、Ｘ線管が収納された筐体を所望の姿勢で設置した場合、どのような姿勢であっても、筐体の内部ではＸ線管の全体が絶縁油に浸漬されているため使用時の電気的絶縁や冷却に支障が生じることはない。また筐体の内部空間の上部には空気層があり、この空気層が筐体の上方に設けられた接続部を介して筐体外の容器に連通しているため、使用時のＸ線管の発熱で絶縁油が膨張すると、押し出された空気が接続部から容器に入るので、使用時における絶縁油の熱膨張及びこれに伴う空気の移動が容器の容積によって吸収される。

本発明の第１実施形態におけるＸ線検査装置の概略斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるＸ線発生装置の模式的断面図である。 第１実施形態のＸ線発生装置を、Ｘ線の照射方向が下向きとなる姿勢で設置した第１実施形態のＸ線検査装置の構造を示す模式的断面図である。 第１実施形態のＸ線発生装置を、Ｘ線の照射方向が横向きとなる姿勢で設置した第２実施形態のＸ線検査装置の構造を示す模式的断面図である。 第１実施形態のＸ線発生装置を、Ｘ線の照射方向が上向きとなる姿勢で設置した第３実施形態のＸ線検査装置の構造を示す模式的断面図である。

図１乃至図３を参照して第１実施形態のＸ線検査装置１ａを説明する。
図１は本実施形態のＸ線検査装置１ａの概略斜視図であり、図２は本実施形態のＸ線検査装置１ａに設けられているＸ線発生装置８の模式的断面図であり、図３は本実施形態のＸ線検査装置１ａにおけるＸ線発生装置８のＸ線照射方向を、後述する他の実施形態と比較して示すための模式的構造図である。

図１に示すように、このＸ線検査装置１ａは、Ｘ線遮蔽性を有する本体２と、その本体２の内部で生肉・魚・加工食品・医薬などの被検査物を搬送するコンベア３と、このコンベア３で搬送される被検査物に異物が含まれているか否かをＸ線により検査する異物検出部４とを有している。

コンベア３は、不図示の駆動モータと、この駆動モータにより循環して駆動されるベルト５によって構成されており、搬入口６から本体２内に被検査物を搬入し、これを搬出口７から本体２の外へ搬出することができる。異物検出部４は、本体２内においてコンベア３の上方に設けられたＸ線発生装置８と、本体２内においてコンベア３の上側のベルト５の直下位置に設けられたＸ線検出器９によって構成されており、コンベア３によって本体２内を搬送されている被検査物に対してＸ線発生装置８からＸ線を照射し、被検査物及びベルト５を透過したＸ線をＸ線検出器９で検出することにより、被検査物に異物が含まれているか否かを検査することができる。

図２に示すように、本実施形態のＸ線発生装置８は、略直方体状の筐体１０を有している。筐体１０はステンレス製又は鉄製であり、図示はしないが、その壁面には後述するＸ線の放出部分を除いてＸ線遮蔽材料が設けられている。筐体１０の内部には、Ｘ線源となる円筒状のＸ線管１１が収納されている。Ｘ線管１１は、円筒形の軸線方向における一方の端部に設けられた陰極と、他方の端部に設けられた陽極を有しており、陽極にはタングステン等からなるターゲットが設けられている。この陽極に高電圧を印加することによって陰極から電子ビームを引き出し、電子をターゲットに射突させることよってＸ線を発生させる。

図２に示すように、Ｘ線管１１の周面の下側と筐体１０の底面は中空円錐台形の基台１２によって接続されており、これによってＸ線管１１は、円筒形の軸線が水平となる姿勢で筐体１０の略中央位置に支持されている。ここで基台１２によってＸ線管１１が支持されている筐体１０内の略中央位置とは、筐体１０の中央よりもやや底面１３よりの位置である。この基台１２の上端はＢｅ等からなる窓部１４を囲んでＸ線管１１に接続されており、基台１２の下端は筐体１０の底面１３に設けられた放射口を囲んで筐体１０の底面１３に接続されている。従って、Ｘ線管１１の駆動時にターゲットから放射されたＸ線は、Ｘ線管１１の周面に設けられた窓部１４から基台１２の内部に放射され、さらに筐体１０の放射口から下方に向けて外部に照射される。

図２に示すように、筐体１０の内部には、上部の若干の空気層１５を除いて絶縁油１６が充填されており、Ｘ線管１１及び基台１２は絶縁油１６に浸漬されている。絶縁油１６は、筺体１０の内面とＸ線管１１との間の絶縁性を保つとともに、駆動時にＸ線管１１が発生する熱を図示しない放熱機構に伝達する冷却用の媒体としての機能も果たしている。空気層１５を除いて筐体１０の内部空間を満たす絶縁油１６の量は、筐体１０をどのような姿勢で設置しても、前記略中央位置に配置されたＸ線管１１の全体が絶縁油１６に浸漬されるに必要十分な量とされている。

図２に示すように、底面１３を含む筐体１０の４つの面には、同図において筐体１０を重心を中心に回転させて各面を略同一の位置に設定した場合に各面で互いに対応するような位置に、それぞれ接続部１８が設けられている。接続部１８は、筐体１０の壁体に設けられた通孔であり、その外側には着脱可能に蓋体１９が取り付けられている。

図１及び図３に示すように、本実施形態のＸ線検査装置１ａでは、Ｘ線発生装置８は、本体２の内部で、その下方を図示しないコンベア３で搬送されていく被検査物２０にＸ線を照射するため、Ｘ線管１１の窓部１４に対面するように放射口が設けられている筐体１０の底面１３が下となるような姿勢で図示しないコンベア３の上方に設置されている。また、Ｘ線検出器９は、図示しないコンベア３及び被検査物２０を挟んでＸ線発生装置８の下方に配置されている。

図３を参照して上に説明したようにうに、Ｘ線管１１の窓部１４に対面する放射口が設けられた筐体１０の底面１３を下面として下方にＸ線を照射するように設置した本実施形態のＸ線発生装置８では、底面１３と反対側である上面２１に設けられた接続部１８の蓋体１９を外し、これに連絡管２２の一端が接続されている。そして、同連絡管２２の他端は筺体１０の上方に設置された容器２５に接続されている。このように、容器２５は筐体１０よりも高い位置に配置され、連絡管２２を介して筐体１０の内部の空気層１５に連通しているので、Ｘ線管１１の作動により発生する熱で筺体１０内の絶縁油１６が膨張した場合に絶縁油１６が入り込むことはないが、膨張した絶縁油１６に押し出された空気を受け入れることはできる。なお、連絡管２２が接続されていないその他の接続部１８は蓋体１９で閉止されていることはもちろんである。

なお、筐体１０及びＸ線管１１の構造に関する以上の説明において、筐体１０の底面１３及び上面２１という用語や、Ｘ線管１１の軸線が水平であるとの表現は、いずれも本実施形態におけるＸ線発生装置８の実際の設置姿勢に基づくものである。本実施形態におけるＸ線発生装置８は、Ｘ線検査装置１ａにおいてＸ線を下方に照射するように構成されているが、後に他の実施形態で説明するように、目的に応じて所望の姿勢で設置することによってＸ線の照射方向を任意に設定できることが特徴である。よって、このＸ線発生装置８は、その設置姿勢によっては筐体１０の底面１３が外観上は上や横を向いたり、Ｘ線管１１の軸線が垂直となる場合がありうる。しかしながら、説明の便宜上、呼称を統一する意味から、このＸ線発生装置８の筐体１０においては、Ｘ線が外部に照射される放射口が設けられている面を筐体１０の底面１３と称し、これと反対側の面を上面２１と称する。

以上説明した第１実施形態のＸ線検査装置１ａによれば、検査目的等に応じてＸ線発生装置８によるＸ線の照射方向が下向きとなるように、Ｘ線管１１を収納した筐体１０を底面１３を下にした姿勢で設置している。かかるＸ線発生装置８の筐体１０の内部では、Ｘ線管１１の全体が絶縁油１６に浸漬されているため、使用時の電気的絶縁や冷却に支障はない。また、筐体１０の内部空間の上部には空気層１５があり、この空気層１５は筐体１０の上面２１に設けられた接続部１８を介して筐体１０外の容器２５に連通しているため、使用時のＸ線管１１の発熱で絶縁油１６が膨張すると、押し出された空気が接続部１８から連絡管２２を経て容器２５に入る。すなわち、使用時における絶縁油１６の熱膨張及びこれに伴う空気の移動又は体積の増大は許容される構造になっている。さらに、容器２５は筺体１１よりも上方に配置され、膨張した絶縁油１６が容器２５に入り込むことがないので、絶縁油１６が外に漏れる恐れはない。さらにまた、従来のＸ線発生装置に設けられていたベローズは絶縁油の膨張を吸収するため伸縮するので経年劣化により故障する可能性が高かったが、これとは異なり、本実施形態では筐体１０と容器２５を連絡管２２によって接続・連通しただけであり、変形又は動作部分がないため、使用につれて経年劣化を起こしにくく、故障する可能性が低いという効果もある。

図４を参照して第２実施形態のＸ線検査装置を説明する。
図４は、第１実施形態と同一構造のＸ線発生装置８を、Ｘ線が横方向に照射されるような姿勢で設置した第２実施形態のＸ線検査装置１ｂを示す模式的構造図であり、第１実施形態を示す図３と比較するために示したものである。第２実施形態のＸ線検査装置８は、Ｘ線発生装置８の設置姿勢以外の構成は第１実施形態と同一であるので、これら共通する同一の構成部分については第１実施形態の記載を援用して説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態のＸ線検査装置１ｂでは、本体２の内部において、Ｘ線発生装置８の側方を図示しないコンベア３で搬送されていく被検査物２０に対してＸ線を照射するため、Ｘ線管１１の窓部１４に対面する筐体１０の底面１３が右側面にくるような姿勢、すなわちＸ線が右向きに照射されるような姿勢でＸ線発生装置８が設置されている。また、Ｘ線検出器９は、図示しないコンベア３及び被検査物２０の右側方に配置されている。

このように、Ｘ線の放射口が設けられた筐体１０の底面１３が側面側となるように設置され、Ｘ線を横方向に照射する本実施形態のＸ線発生装置８では、筐体１０の底面１３と上面を繋ぐ２つの壁面のうち、上方に位置している方の壁面に設けられた接続部１８の蓋体１９が外され、ここに連絡管２２の一端が接続されている。そして、同連絡管２２の他端は筺体１０の上方に設置された容器２５に接続されている。このように、容器２５は、筐体１０よりも高い位置に配置され、連絡管２２を介して筐体１０の内部の空気層１５に連通しているので、Ｘ線管１１の作動により発生する熱で絶縁油１６が膨張した場合にも絶縁油１６が入り込むことはないが、膨張した絶縁油１６に押し出された空気を受け入れることはできる。
本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

図５を参照して第３実施形態のＸ線検査装置を説明する。
図５は、第１実施形態と同一構造のＸ線発生装置８を、Ｘ線が上向きに照射されるような姿勢で設置した第３実施形態のＸ線検査装置１ｃを示す模式的構造図であり、第１実施形態を示す図３と比較するために示したものである。第３実施形態のＸ線検査装置１ｃは、Ｘ線発生装置８の設置姿勢以外の構成は第１実施形態と同一であるので、これら共通する同一の構成部分については第１実施形態の記載を援用して説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態のＸ線検査装置１ｃでは、本体２の内部において、Ｘ線発生装置８の上方を図示しないコンベア３又はその他の搬送手段で搬送されていく被検査物２０に対してＸ線を照射するため、Ｘ線管１１の窓部１４に対面する筐体１０の底面１３が上にくるような姿勢、すなわちＸ線が上向きに照射されるような姿勢でＸ線発生装置８が設置されている。また、Ｘ線検出器９は、図示しない搬送手段及び被検査物２０の上方に配置されている。

このように、Ｘ線管１の窓部１４に対面する筐体１０の底面１３が上側となるように設置され、Ｘ線を上方向に照射する本実施形態のＸ線発生装置８では、筐体１０の底面１３に設けられた接続部１８の蓋体１９が外され、ここに連絡管２２の一端が接続されている。そして、同連絡管２２の他端は筺体１０の上方に設置された容器２５に接続されている。このように、容器２５は、筐体１０よりも高い位置に配置され、連絡管２２を介して筐体１０の内部の空気層１５に連通しているので、Ｘ線管１１の作動により発生する熱で絶縁油１６が膨張した場合にも絶縁油１６が入り込むことはないが、膨張した絶縁油１６に押し出された空気を受け入れることはできる。
本実施形態によっても第１又は第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明した第１乃至第３実施形態では、Ｘ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃとしての目的を達成するため、被検査物２０に照射すべきＸ線の方向に応じてＸ線発生装置８からのＸ線の照射方向を下向き、横向き、上向きとするため、Ｘ線が放出される放射口を備えた筐体１０の底面１３が各々下面側、側面側、上面側になるような姿勢で、Ｘ線発生装置８を本体２内に設置するとともに、各々実際に筐体１０の上面となる壁体に設けられた接続部１８に連絡管２２で容器２５を接続した。ここで、各Ｘ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃが機種の異なる製品であるとすれば、Ｘ線発生装置８は機種の異なる製品間において共通の部品であり、但し各機種に応じてＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃ内での設置姿勢と容器２５との接続構造を変えたものであると言える。

このように、各実施形態のＸ線発生装置８によれば、単一構造でありながら、設置姿勢を変えることでＸ線の照射方向を任意に選択することができ、Ｘ線検査装置の基幹部品であるＸ線発生装置８をＸ線照射方向が異なる複数機種のＸ線検査装置１ａ，１ｂ，１ｃに共通の部品として低コストで提供できるという効果がある。

なお、以上説明した各実施形態では、Ｘ線発生装置８の筐体１０は略直方体であり、Ｘ線の照射方向を下向き、上向き、横向き（右向き又は左向き）の何れかの姿勢に設定し、図２の断面図に現れる４つの面にそれぞれ設けられた４つの接続部１８を択一的に使用して容器２５に接続していた。しかしながら、Ｘ線発生装置８の筐体１０は、これらの各姿勢の間の姿勢、すなわち任意の角度で傾斜させた姿勢で設置し、Ｘ線の照射方向を任意の角度に設定することもできる。そのような使用方法をする場合には、どのような姿勢で設置しても、筐体１０内においてＸ線管１１の全体が絶縁油１６に常に浸漬されるように、筺体１０の容積及び形状、空気層１５が生じるような適当な絶縁油１６の量、そしてＸ線管１１の筐体１０内での位置等を適宜に設定しておく必要がある。また、筐体１０内の空気層１５と外部の容器２５を接続できるような位置に接続部１８を設けておく必要もある。接続部１８に関しては、図２に示したように筺体１０の各面に各々１個ずつ設けた接続部１８を使用できればよいが、さらに適当な位置に他の接続部１８を設けて使用することとしてもよい。

１ａ，１ｂ，１ｃ…Ｘ線検査装置
８…Ｘ線発生装置
１０…筐体
１１…Ｘ線管
１３…筐体の底面
１５…空気層
１４…Ｘ線管の窓部
１６…絶縁油
１８…接続部
２０…被検査物
２１…筐体の上面
２２…連絡管
２５…容器

Claims (2)

1. Ｘ線を発生するＸ線管（１１）と、
   前記Ｘ線管が内部に取り付けられるとともに前記Ｘ線管によるＸ線の照射方向を任意に設定できるように所望の姿勢で設置することが可能であり、前記内部には上部に空気層（１５）が生じるとともに前記Ｘ線管を浸漬するように絶縁油（１６）が充填される筺体（１０）と、
   所望の姿勢で設置された前記筐体の内部の空気層に連通するように前記筐体の複数箇所に設けられた開閉可能な複数の接続部（１８）と、
   所望の姿勢で設置された前記筐体の内部の空気層に連通するように前記接続部に着脱自在に接続され、前記絶縁油が膨張した場合に前記空気層の空気を受け入れる容器（２５）と、
   を具備することを特徴とするＸ線発生装置（８）。
2. Ｘ線発生装置（８）から被検査物（２０）に対してＸ線を照射し、前記被検査物を透過した前記Ｘ線の透過量に基づいて前記被検査物の検査を行なうＸ線検査装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）において、
   前記Ｘ線発生装置（８）が、
   Ｘ線を発生するＸ線管（１１）と、
   前記Ｘ線管が内部に取り付けられるとともに前記Ｘ線管によるＸ線の照射方向を任意に設定できるように所望の姿勢で設置することが可能であり、前記内部には上部に空気層（１５）が生じるとともに前記Ｘ線管を浸漬するように絶縁油（１６）が充填される筺体（１０）と、
   所望の姿勢で設置された前記筐体の内部の空気層に連通するように前記筐体の複数箇所に設けられた開閉可能な複数の接続部（１８）と、
   所望の姿勢で配置された前記筐体の内部の空気層に連通するように前記接続部に着脱自在に接続され、前記絶縁油が膨張した場合に前記空気層の空気を受け入れる容器（２５）と、
   を具備することを特徴とするＸ線検査装置（１ａ，１ｂ，１ｃ）。

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