JP7417101B2 - Ｘ線ｃｔ装置用の荷重負荷装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において試料に荷重を負荷するための荷重負荷装置に関する。

鉄鋼材料および合金材料等の金属材料の開発において、Ｘ線ＣＴ装置が用いられている。Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線源とＸ線検出器との間に試料を配置し、試料を回転させながら試料にＸ線を照射することによって、試料の内部構造を観察することができる。

機械的特性に優れた金属材料を開発するためには、金属材料に荷重が負荷されたときに金属材料内部で生じる変化を観察することが重要である。そこで、従来、荷重負荷状態における材料内部の状況をＸ線ＣＴ装置によって観察するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１に開示された材料評価装置は、Ｘ線源、Ｘ線検出器および荷重試験装置を備えている。荷重試験装置は、試験片の上端を掴む掴み部に接続された上部回転用モータと、試験片の下端を掴む掴み部に接続された下部回転用モータと、試験片に荷重を負荷する荷重負荷用モータとを備えている。

特許文献１の材料評価装置では、荷重負荷用モータによって試験片に張力が与えられた状態で、Ｘ線源を作動させることによって試験片のＸ線断層撮影が行われる。また、上部回転用モータおよび下部回転用モータによって試験片を回転させることによって、試験片に対して異なる方向からＸ線を透過させてＸ線断層撮影を行うことができる。

特開平４－２９５４号公報

しかしながら、上記のように、特許文献１の材料評価装置では、上部回転用モータおよび下部回転用モータによって試験片を回転させている。このため、経年劣化等によって２つのモータの動作のタイミングにずれが生じると、試験片を回転させる際に、試験片に対して捩り荷重が負荷され、適切に試験を行うことができなくなる。

そこで、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において試料を回転させる際に、試料に対して捩り荷重が負荷されることを抑制することができる荷重負荷装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記の荷重負荷装置を要旨とする。

（１）Ｘ線ＣＴ装置内において試料に荷重を負荷するための荷重負荷装置であって、
上下方向に延びかつ前記試料の下端部を保持する試料台と、
前記試料の外側を覆いかつＸ線を透過可能に構成される第１筒状部と、
前記第１筒状部の上端部に設けられかつ前記試料の上端部を保持する保持部と、
前記試料台の外側を覆うように上下方向に延びかつ前記第１筒状部の下端部を支持する第２筒状部と、
前記試料台および前記第２筒状部を支持する支持部と、を備え、
前記試料台は、前記支持部に固定され、
前記第１筒状部および前記保持部は、前記第２筒状部に対して当該第２筒状部の周方向に相対的に回転しないように設けられ、
前記第２筒状部は、前記支持部に対して、上下方向に延びる軸心周りに相対的に回転しないようにかつ上下方向に移動可能に前記支持部に支持される、荷重負荷装置。

（２）前記支持部は、前記軸心周りに回転可能に前記Ｘ線ＣＴ装置内に設けられる、上記（１）に記載の荷重負荷装置。

（３）前記試料台は、前記支持部から伝達される回転力によって回転し、
前記保持部は、前記第２筒状部および前記第１筒状部を介して前記支持部から伝達される回転力によって回転する、上記（１）または（２）に記載の荷重負荷装置。

（４）前記第２筒状部は、前記第１筒状部よりも引張強さが大きい材料からなる、上記（１）から（３）のいずれかに記載の荷重負荷装置。

（５）前記第２筒状部の外側を覆うように上下方向に延びかつ前記支持部に支持される第３筒状部を備え、
前記第３筒状部の上端は前記第１筒状部の上端よりも所定距離下方に位置する、上記（１）から（４）のいずれかに記載の荷重負荷装置。

（６）前記第２筒状部を前記支持部に対して上方または下方に移動させる操作部材と、
前記操作部材を駆動する駆動装置と、をさらに備える、上記（１）から（５）のいずれかに記載の荷重負荷装置。

（７）前記第２筒状部は、前記操作部材を介して前記支持部に支持され、
前記操作部材および前記駆動装置は、前記支持部と一体的に前記軸心周りに回転するように前記支持部に支持される、上記（６）に記載の荷重負荷装置。

（８）前記駆動装置は、前記試料に対して引張および／または圧縮の荷重が繰り返し負荷されるように、前記操作部材を駆動する、上記（６）または（７）に記載の荷重負荷装置。

（９）前記支持部を前記軸心周りに回転させる回転装置をさらに備え、
前記試料台は、前記軸心上に位置するように前記支持部に固定される、上記（１）から（８）のいずれかに記載の荷重負荷装置。

本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置において試料を回転させる際に、試料に対して捩り荷重が負荷されることを抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る荷重負荷装置の使用態様を示す図である。 図２は、荷重負荷装置を示す一部断面図である。 図３は、図２のIII－III部分を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る荷重負荷装置について図面を参照しつつ説明する。

（装置構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る荷重負荷装置の使用態様を示す図である。具体的には、図１には、本発明の一実施形態に係る荷重負荷装置１０と、荷重負荷装置１０が設置されたＸ線ＣＴ装置１００の一部の構成とが示されている。図２は、荷重負荷装置１０を示す一部断面図である。なお、図２においては、荷重負荷装置１０の内部の構造を示すために、後述する第１筒状部１４、第２筒状部１８および第３筒状部２０を断面で示している。図３は、図２のIII－III部分を示す図である。図３では、第２筒状部１８の下面の位置を破線で示している。

まず、Ｘ線ＣＴ装置１００について説明する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１００としては公知の種々のＸ線ＣＴ装置を利用できるので、Ｘ線ＣＴ装置１００の構成については簡単に説明する。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、観察台１０２、移動装置１０４、回転装置１０６、Ｘ線源１０８およびＸ線検出器１１０を備える。Ｘ線ＣＴ装置１００のこれらの構成要素は、図示しない筐体内に設けられる。

Ｘ線ＣＴ装置１００の筐体内において観察台１０２上に、荷重負荷装置１０が設置される。移動装置１０４は、観察台１０２を水平方向に移動させることができるように構成されている。回転装置１０６は、移動装置１０４を上下方向に延びる軸心周りに回転させることができるように構成されている。

Ｘ線源１０８は、試料１に照射するためのＸ線を発生する。詳細は後述するが、試料１は、観察台１０２上に設置された荷重負荷装置１０に保持される。なお、図１においては、Ｘ線源１０８から試料１にコーンビームＸ線が照射される例を示しているが、試料１に照射されるＸ線はコーンビームＸ線に限定されない。例えば、Ｘ線源１０８から試料１に平行ビームＸ線が照射されてもよい。Ｘ線検出器１１０は、試料１を透過したＸ線を検出する。

次に、荷重負荷装置１０について詳細に説明する。荷重負荷装置１０は、Ｘ線ＣＴ装置１００内（より具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１００の筐体内）において試料１に荷重を負荷する装置である。

図１および図２に示すように、荷重負荷装置１０は、試料台１２、第１筒状部１４、保持部１６、第２筒状部１８、第３筒状部２０、支持部２２、複数の操作部材２４、および回転装置２６を備える。

試料台１２は、上下方向に延び、かつ試料１の下端部を保持する。本実施形態では、試料台１２は、上下方向に延びる柱状部１２ａと、柱状部１２ａの上端部に設けられる保持部１２ｂとを有する。保持部１２ｂは、例えばチャック機構を有し、試料１の下端部を掴むように保持することができる。

第１筒状部１４は、試料１の外側を覆いかつＸ線を透過可能に構成される。本実施形態では、第１筒状部１４は、円筒形状を有する。第１筒状部１４の寸法は特に限定されないが、試料１の直径が１ｍｍ未満の場合、例えば、内径が１．５ｍｍ程度で、外径が４ｍｍ程度の第１筒状部１４が用いられる。本実施形態では、第１筒状部１４は、例えば、６０％以上の透過率でＸ線を透過させる。第１筒状部１４は、例えば、石英ガラスまたはポリエーテルイミドからなる。

保持部１６は、第１筒状部１４の上端部に設けられ、かつ試料１の上端部を保持する。本実施形態では、保持部１６は、円板形状を有し、第１筒状部１４の上端部を覆うように設けられている。本実施形態では、保持部１６は、例えばチャック機構を有し、試料１の上端部を掴むように保持することができる。

保持部１６は、第１筒状部１４に対して第１筒状部１４の周方向に相対的に回転しないように設けられている。本実施形態では、例えば、保持部１６の下面が第１筒状部１４の上端部に固定されてもよく、保持部１６の下面および第１筒状部１４の上端部に凹凸を形成し、保持部１６の下面および第１筒状部１４の上端部を互いに係止させてもよい。

第２筒状部１８は、試料台１２の外側を覆うように上下方向に延び、かつ第１筒状部１４の下端部を下方から支持する。本実施形態では、第２筒状部１８は円筒形状を有する。また、本実施形態では、第２筒状部１８は、第１筒状部１４と同等の外径および内径を有する。本実施形態では、第２筒状部１８は、第１筒状部１４とは異なる材料からなる。具体的には、第２筒状部１８は、第１筒状部１４よりも引張強さが大きい材料（例えば、金属材料）からなる。

第１筒状部１４は、第２筒状部１８に対して第２筒状部１８の周方向に相対的に回転しないように第２筒状部１８に支持されている。本実施形態では、例えば、第１筒状部１４の下端部が第２筒状部１８の上端部に固定されてもよく、第１筒状部１４の下端部および第２筒状部１８の上端部に凹凸を形成し、第１筒状部１４の下端部および第２筒状部１８の上端部を互いに係止させてもよい。なお、上述したように、本実施形態では、保持部１６は、第１筒状部１４に対して第１筒状部１４の周方向に相対的に回転しないように設けられている。したがって、本実施形態では、保持部１６は、第２筒状部１８に対して第２筒状部１８の周方向に相対的に回転しない。

第３筒状部２０は、第２筒状部１８の外側を覆うように上下方向に延びる。本実施形態では、第３筒状部２０は、第１筒状部１４の一部（下端部）の外側を覆うように設けられている。なお、Ｘ線源１０８から試料１の観察位置へのＸ線の進行経路上に第３筒状部２０が位置しないように、第３筒状部２０の上端は、第１筒状部１４の上端よりも所定距離（例えば、１０ｍｍ）下方に位置付けられる。本実施形態では、第３筒状部２０は、第１筒状部１４よりも引張強さが大きい材料（例えば、金属材料）からなる。なお、第３筒状部２０の外径は特に限定されないが、荷重負荷装置１０を小型に構成する観点から、１０ｍｍ以下とすることが好ましく、８ｍｍ以下とすることがより好ましい。

支持部２２は、上下方向に延びる軸心Ａ周りに回転可能にＸ線ＣＴ装置１００内に設けられ、かつ試料台１２、第２筒状部１８および第３筒状部２０を支持する。本実施形態では、支持部２２は、回転装置２６を介してＸ線ＣＴ装置１００の観察台１０２に支持されている。なお、本実施形態では、試料台１２は、軸心Ａ上に位置するように設けられる。より具体的には、本実施形態では、試料台１２の保持部１２ｂが軸心Ａ上において試料１を保持できるように、試料台１２が支持部２２上に支持される。また、本実施形態では、保持部１６が軸心Ａ上において試料１を保持できるように、保持部１６が第１筒状部１４に支持される。

本実施形態では、支持部２２は、ガイド部２２ａと、収容部２２ｂとを備える。図１～図３に示すように、本実施形態では、ガイド部２２ａは、円板形状を有している。ガイド部２２ａ上に、試料台１２（より具体的には、柱状部１２ａ）および第３筒状部２０の下端部が固定される。

ガイド部２２ａを上下方向に貫通するように、複数の操作部材２４が設けられている。複数の操作部材２４は、ガイド部２２ａに対して、軸心Ａ周りに相対的に移動できないように、かつ上下方向に移動できるように、ガイド部２２ａに支持されている。本実施形態では、各操作部材２４はねじ部を有し、回転することによってガイド部２２ａに対して上下方向に移動できるように、ガイド部２２ａに螺合されている。図２および図３に示すように、複数（本実施形態では４本）の操作部材２４は、第２筒状部１８の下方において、第２筒状部１８の周方向に沿って等間隔で配置されている。

本実施形態では、第２筒状部１８は、複数の軸受部材２８を介して、複数の操作部材２４の上端部に支持されている。すなわち、第２筒状部１８は、複数の軸受部材２８および複数の操作部材２４を介してガイド部２２ａに支持されている。

第２筒状部１８は、複数の操作部材２４および支持部２２に対して軸心Ａ周りに相対的に回転しないように設けられている。本実施形態では、複数の軸受部材２８は、第２筒状部１８の下端部に固定されている。各軸受部材２８は、操作部材２４の上端部が軸受部材２８に対して軸心Ａ周りに相対的に移動することを規制している。これにより、第２筒状部１８は、支持部２２が軸心Ａ周りに回転すると、支持部２２、複数の操作部材２４および複数の軸受部材２８と一体的に軸心Ａ周りに回転する。また、各軸受部材２８は、操作部材２４の上端部を、操作部材２４の軸心周りに回転可能に支持している。これにより、各操作部材２４が回転しつつガイド部２２ａに対して上下方向に移動する際に、操作部材２４の回転力が第２筒状部１８に伝達されることを防止することができる。その結果、操作部材２４が回転する際に、第２筒状部１８が複数の操作部材２４および支持部２２に対して軸心Ａ周りに相対的に回転することを防止することができる。

収容部２２ｂ内には、操作部材２４を駆動する駆動装置３０が設けられている。本実施形態では、駆動装置３０は、複数のギア等を含む動力伝達機構によって複数の操作部材２４に連結されており、当該動力伝達機構を介して複数の操作部材２４を回転駆動する。これにより、複数の操作部材２４が、支持部２２（ガイド部２２ａ）に対して上方または下方に移動する。その結果、第２筒状部１８、第１筒状部１４および保持部１６が試料台１２に対して上方または下方に移動し、試料１に引張荷重または圧縮荷重が負荷される。

本実施形態では、駆動装置３０は、例えば、無線通信または有線通信可能な制御装置（図示せず）によって制御される。駆動装置３０は、例えば、制御装置から送信された信号に基づいて、試料１に対して繰り返し荷重を負荷するように複数の操作部材２４を駆動してもよい。すなわち、試料１に対して疲労試験が実施されるように、複数の操作部材２４が駆動されてもよい。より具体的には、試料１に対して、引張荷重および圧縮荷重が繰り返し負荷されるように複数の操作部材２４が駆動されてもよく、試料１に対して引張荷重の負荷および除荷が繰り返し行われるように複数の操作部材２４が駆動されてもよく、試料１に対して圧縮荷重の負荷および除荷が繰り返し行われるように複数の操作部材２４が駆動されてもよい。

なお、試料１に引張荷重のみを負荷する場合には、第１筒状部１４と保持部１６との上下方向への相対的な移動および第１筒状部１４と第２筒状部１８との上下方向への相対的な移動を規制する必要はないが、試料１に圧縮荷重を負荷する場合には、第１筒状部１４と保持部１６との上下方向への相対的な移動および第１筒状部１４と第２筒状部１８との上下方向への相対的な移動を規制する必要がある。本実施形態では、例えば、保持部１６の下面を第１筒状部１４の上端部に固定する。これにより、第１筒状部１４と保持部１６との上下方向への相対的な移動を規制することができる。また、保持部１２ｂおよび保持部１６によって試料１を保持した後、接着剤または連結部材等によって第１筒状部１４と第２筒状部１８とを連結する。これにより、第１筒状部１４と第２筒状部１８との上下方向への相対的な移動を規制することができる。

同様に、試料１に引張荷重のみを負荷する場合には、第２筒状部１８と操作部材２４との上下方向への相対的な移動を規制する必要はないが、試料１に圧縮荷重を負荷する場合には、第２筒状部１８と操作部材２４との上下方向への相対的な移動を規制する必要がある。本実施形態では、例えば、第２筒状部１８の底面に複数の軸受部材２８を固定し、複数の操作部材２４の上端部を、複数の軸受部材２８に対して上下方向に移動できないように複数の軸受部材２８によって保持する。これにより、第２筒状部１８と操作部材２４との上下方向への相対的な移動を規制することができる。

なお、第２筒状部１８を上下方向に移動させる構成は上述の例に限定されず、公知の種々の構成を利用することができる。例えば、駆動装置３０が、操作部材２４を回転させることなく上下方向に移動させてもよい。この場合、各操作部材２４に回転力が発生しないので、複数の軸受部材２８を設けなくてもよい。また、複数の操作部材２４の代わりに円筒状の操作部材を設け、駆動装置３０によって当該円筒状の操作部材を上下方向に移動させることによって第２筒状部１８を上下方向に移動させてもよい。なお、この場合も、第２筒状部１８は、支持部２２に対して軸心Ａ周りに相対的に回転しないように、操作部材に支持される。

回転装置２６は、支持部２２（収容部２２ｂ）を支持し、かつＸ線ＣＴ装置１００の観察台１０２に支持されている。本実施形態では、回転装置２６は、図示しない回転駆動装置を備え、支持部２２を軸心Ａ周りに回転させる。

（作用効果）
本実施形態に係る荷重負荷装置１０では、上述のように、試料１を試料台１２および保持部１６によって保持した状態で、第２筒状部１８を上方または下方に移動させることによって、試料１に対して引張荷重または圧縮荷重を負荷することができる。この状態で、Ｘ線源１０８から試料１に対してＸ線を照射することによって、荷重が負荷された状態の試料１を観察することができる。

また、本実施形態では、支持部２２が軸心Ａ周りに回転すると、試料台１２は、支持部２２から伝達される回転力によって軸心Ａ周りに回転する。また、第１筒状部１４および保持部１６は、第２筒状部１８に対して第２筒状部１８の周方向に相対的に回転しないように設けられ、さらに、第２筒状部１８は、支持部２２に対して、軸心Ａ周りに相対的に回転しないように支持部２２に支持されている。このような構成により、保持部１６は、支持部２２が軸心Ａ周りに回転すると、第２筒状部１８および第１筒状部１４を介して支持部２２から伝達される回転力によって軸心Ａ周りに回転する。このように、本実施形態では、支持部２２を軸心Ａ周りに回転させることによって、試料台１２および保持部１６を軸心Ａ周りに回転させることができる。これにより、試料台１２および保持部１６に保持された試料１を軸心Ａ周りに回転させながら、試料１にＸ線を照射することができる。その結果、試料１の全周の観察を行うことができる。

ここで、本実施形態に係る荷重負荷装置１０では、上記のように、試料台１２および保持部１６をともに、支持部２２から伝達される回転力によって軸心Ａ周りに回転させることができる。すなわち、本実施形態では、共通の回転装置２６によって支持部２２を回転させることによって、試料台１２および保持部１６を回転させることができる。これにより、試料台１２および保持部１６をそれぞれ異なる回転装置によって回転させる場合に比べて、試料台１２および保持部１６の回転動作に差が生じることを防止することができる。その結果、試料１を軸心Ａ周りに回転させる際に、試料１に捩り荷重が負荷されることを抑制することができる。その結果、試料１の観察を適切に行うことができる。

また、本実施形態では、第２筒状部１８は、第１筒状部１４よりも引張強さの大きい材料からなるので、試料１に荷重を負荷する際に第２筒状部１８が曲げ変形することを十分に抑制することができる。このため、第１筒状部１４に比べて第２筒状部１８の長さを十分に長くしても、試料１に適切に荷重を負荷することができる。具体的には、例えば、第２筒状部１８の長さを２００ｍｍ以上とすることができる。この場合、試料１と、試料１に荷重を負荷するための駆動装置３０との距離を十分に大きくすることができるので、試料１（第１筒状部１４）の周辺に十分なスペースを確保することができる。

ここで、一般に、Ｘ線ＣＴ装置１００において、コーンビームＸ線を用いた光学系によって、高倍率で試料１の観察を行うためには、Ｘ線源１０８と試料１との距離に対して、試料１とＸ線検出器１１０との距離を大きくすることが考えられる。しかしながら、Ｘ線源１０８から試料１までの距離を大きくした状態で試料１とＸ線検出器１１０との距離を大きくしようとすると、Ｘ線源１０８からＸ線検出器１１０までの距離が非常に大きくなる。この場合、Ｘ線検出器１１０において検出されるＸ線の強度が小さくなり、測定時間が長くなる。このため、高倍率での観察を実現しつつ実用的な測定時間でＸ線ＣＴ測定を完了するためには、可能な限りＸ線源１０８と試料１との距離を小さくすることが好ましい。

また、Ｘ線ＣＴ装置１００において、平行光学系を用いて回折コントラストトモグラフィー像を取得する場合、できる限り広い回折角度範囲について結晶粒の形状を反映する回折斑点を取得するためには、試料１とＸ線検出器１１０との距離を小さくすることが好ましい。

このように、Ｘ線ＣＴ装置１００を用いた観察では、Ｘ線源１０８と試料１との距離、または試料１とＸ線検出器１１０との距離を小さくすることが好ましい場合が多い。この点に関して、本実施形態に係る荷重負荷装置１０では、上述のように、試料１（第１筒状部１４）の周辺に十分なスペースを確保することができるので、そのスペースに、Ｘ線源１０８またはＸ線検出器１１０を配置することができる。これにより、Ｘ線源１０８と試料１との距離、または試料１とＸ線検出器１１０との距離を十分に小さくすることができる。

また、本実施形態に係る荷重負荷装置１０では、第２筒状部１８の外側を覆うように第３筒状部２０が設けられている。これにより、試料１に荷重を負荷する際に第２筒状部１８に曲げ変形が生じたとしても、第２筒状部１８が第３筒状部２０に接触することによって、第２筒状部１８の変形を抑制することができる。これにより、試料１に対して適切に荷重を負荷することができる。なお、第２筒状部１８の変形を適切に抑制する観点からは、第２筒状部１８と第３筒状部２０との隙間は、例えば、０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。

また、本実施形態に係る荷重負荷装置１０では、試料１の観察を行う際に、Ｘ線ＣＴ装置１００の回転装置１０６ではなく、回転装置２６を用いて試料１を回転させることができる。このため、本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１００内に荷重負荷装置１０を配置する際に、回転装置１０６の回転軸上に試料１を配置する必要がない。これにより、荷重負荷装置１０のＸ線ＣＴ装置１００への設置が容易になる。

本実施形態では、上述のように、第２筒状部１８を上下方向に移動させることによって、試料１に荷重を負荷している。この点に関して、試料台１２を上下方向に移動させることによって、試料１に荷重を負荷することも考えられる。

しかしながら、試料台１２は、第２筒状部１８に比べて細い。このため、試料台１２を適切に位置決めしていなければ、試料台１２を上下方向に移動させる際に、試料台１２が曲げ変形しやすくなる。この点に関して、試料台１２を支持部２２に固定するのであれば、試料台１２の位置決めを高精度で行うこともできるが、試料台１２を駆動装置に連結する場合には、機械的な位置ずれ等も考慮する必要があり、試料台１２を高精度で位置決めすることは難しい。このため、試料台１２を上下方向に移動させることによって試料１に荷重を負荷する場合には、試料台１２が曲げ変形し、試料１に対して適切に荷重を負荷できないおそれがある。そこで、本実施形態に係る荷重負荷装置１０では、試料台１２は支持部２２に固定し、第２筒状部１８を上下方向に移動させることによって、試料１に荷重を負荷している。

（変形例）
上述の実施形態では、支持部２２が回転装置２６を介して観察台１０２に支持される場合について説明したが、回転装置２６を設けずに、観察台１０２によって支持部２２を直接支持してもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１００の回転装置１０６によって、移動装置１０４、観察台１０２および支持部２２を軸心Ａ周りに回転させることによって、試料１を軸心Ａ周りに回転させることができる。

上述の実施形態では、第１筒状部１４および第２筒状部１８が同等の外径および内径を有する場合について説明したが、第１筒状部１４および第２筒状部１８の寸法は上述の例に限定されない。例えば、第２筒状部１８によって第１筒状部１４をより安定に支持する観点から、第２筒状部１８の外径を第１筒状部１４の外径よりも大きくしてもよく、第２筒状部１８の内径を第１筒状部１４の内径よりも小さくしてもよい。

本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置において試料を回転させる際に、試料に対して捩り荷重が負荷されることを抑制することができる。

１ 試料
１０ 荷重負荷装置
１２ 試料台
１２ａ 柱状部
１２ｂ 保持部
１４ 第１筒状部
１６ 保持部
１８ 第２筒状部
２０ 第３筒状部
２２ 支持部
２２ａ ガイド部
２２ｂ 収容部
２４ 操作部材
２６ 回転装置
２８ 軸受部材
３０ 駆動装置
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０２ 観察台
１０４ 移動装置
１０６ 回転装置
１０８ Ｘ線源
１１０ Ｘ線検出器

Claims (9)

1. Ｘ線ＣＴ装置内において試料に荷重を負荷するための荷重負荷装置であって、
   上下方向に延びかつ前記試料の下端部を保持する試料台と、
   前記試料の外側を覆いかつＸ線を透過可能に構成される第１筒状部と、
   前記第１筒状部の上端部に設けられかつ前記試料の上端部を保持する保持部と、
   前記試料台の外側を覆うように上下方向に延びかつ前記第１筒状部の下端部を支持する第２筒状部と、
   前記試料台および前記第２筒状部を支持する支持部と、を備え、
   前記試料台は、前記支持部に固定され、
   前記第１筒状部および前記保持部は、前記第２筒状部に対して当該第２筒状部の周方向に相対的に回転しないように設けられ、
   前記第２筒状部は、前記支持部に対して、上下方向に延びる軸心周りに相対的に回転しないようにかつ上下方向に移動可能に前記支持部に支持される、荷重負荷装置。
2. 前記支持部は、前記軸心周りに回転可能に前記Ｘ線ＣＴ装置内に設けられる、請求項１に記載の荷重負荷装置。
3. 前記試料台は、前記支持部から伝達される回転力によって回転し、
   前記保持部は、前記第２筒状部および前記第１筒状部を介して前記支持部から伝達される回転力によって回転する、請求項１または２に記載の荷重負荷装置。
4. 前記第２筒状部は、前記第１筒状部よりも引張強さが大きい材料からなる、請求項１から３のいずれかに記載の荷重負荷装置。
5. 前記第２筒状部の外側を覆うように上下方向に延びかつ前記支持部に支持される第３筒状部を備え、
   前記第３筒状部の上端は前記第１筒状部の上端よりも所定距離下方に位置する、請求項１から４のいずれかに記載の荷重負荷装置。
6. 前記第２筒状部を前記支持部に対して上方または下方に移動させる操作部材と、
   前記操作部材を駆動する駆動装置と、をさらに備える、請求項１から５のいずれかに記載の荷重負荷装置。
7. 前記第２筒状部は、前記操作部材を介して前記支持部に支持され、
   前記操作部材および前記駆動装置は、前記支持部と一体的に前記軸心周りに回転するように前記支持部に支持される、請求項６に記載の荷重負荷装置。
8. 前記駆動装置は、前記試料に対して引張および／または圧縮の荷重が繰り返し負荷されるように、前記操作部材を駆動する、請求項６または７に記載の荷重負荷装置。
9. 前記支持部を前記軸心周りに回転させる回転装置をさらに備え、
   前記試料台は、前記軸心上に位置するように前記支持部に固定される、請求項１から８のいずれかに記載の荷重負荷装置。
   
   

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