微小サンプリング装置の取付構造及び取付治具
【課題】タービンディスクのディスク面に微小サンプリング装置１０を適切に位置決めしながら強固に固定する。
【解決手段】微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置１０をディスク面３上に取り付ける微小サンプリング装置１０の取付治具２０であって、ディスク面３の周方向に互いに離間して配置されて該ディスク面３に当接する第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０と、微小サンプリング装置１０をディスク面３に対して固定する固定ベルト５０とを設け、第１位置決め手段３０をディスク面３に対して進退可能とし、第２位置決め手段４０を第１位置決め手段に対して進退可能とする。
【解決手段】微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置１０をディスク面３上に取り付ける微小サンプリング装置１０の取付治具２０であって、ディスク面３の周方向に互いに離間して配置されて該ディスク面３に当接する第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０と、微小サンプリング装置１０をディスク面３に対して固定する固定ベルト５０とを設け、第１位置決め手段３０をディスク面３に対して進退可能とし、第２位置決め手段４０を第１位置決め手段に対して進退可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスタービンのタービンディスク等の産業機器材の表面から切削採取した微小サンプルを分析して産業機器材の脆化度の評価を行なう際に、微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置を産業機器材に取り付けるための取付構造及び取付治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのタービンディスクや車室材等の産業機器材には低合金鋼が用いられている。この低合金鋼は焼戻脆化が懸念されている材料であって、ガスタービンの健全性確保のためには、タービンディスクの高温長時間使用に伴う脆化進行挙動の把握が重要となる。
【０００３】
上記ガスタービンの脆化進行挙動を把握するためには、信頼性向上の観点からは破壊試験を行うことが好ましい。しかし、破壊試験を行うためには、通常、大掛かりな部材の切り出しが必要となり、ガスタービンの長期的な稼動停止を招くため好ましくない。そこで、非破壊的でありつつも信頼性の高い脆化評価方法として、スモールパンチ法が提案されている。
【０００４】
スモールパンチ法は、評価対象となる産業機器材の表面から薄膜状の微小サンプルを切削採取し、該微小サンプルに対してスモールパンチ試験を施して、産業機器材の脆化度を評価するものである。このスモールパンチ法を用いた具体的な評価方法は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
ここで、上記スモールパンチ法において微小サンプルを切削採取するための装置として、略円柱状をなす装置本体の径方向に開口する収納部内に、円弧状の切刃を備えた略半球状のカッターが配置された微小サンプリング装置が提案されている。この微小サンプリング装置においては、装置本体の収納部からカッターの切刃が径方向外側に向かって球面を描くように突出し、この切刃によって産業機器材の表面から円形薄膜状の微小サンプルを切削採取する構成とされている。
【０００６】
なお、上記微小サンプリング装置の産業機器材への取り付けは、微小サンプリング装置側に設けられたマグネットを産業機器材に固定することで行なわれている。これにより、微小サンプルの切削採取時に、微小サンプリング装置が所定の位置からずれてしまうことを回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開３１４８８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のように微小サンプリング装置をマグネットによって産業機器材上に固定する場合、産業機器材の平坦面に対しては微小サンプリング装置を強固に固定することができるものの、例えばタービンディスクのディスク面等の円筒面を切削対象とする場合、該円筒面の種々の直径寸法に柔軟に対応して微小サンプリング装置を取り付けることが困難であるという問題があった。
【０００９】
即ち、微小サンプルを切削採取するには、微小サンプリング装置と円筒面との位置決めを適切に行なう必要があるが、マグネットを用いて固定する構成の場合には、円筒面の直径寸法によっては上記位置決めを正確に行なうことが困難であり、所望の厚みの微小サンプルを取得することができないという問題があった。
【００１０】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、タービンディスク等の産業機器材の円筒面に、微小サンプリング装置を適切に位置決めしながら強固に固定することが可能な微小サンプリング装置の取付構造、及び、該微小サンプリング装置の取付構造を備えた取付治具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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る微小サンプリング装置の取付構造は、微小サンプルを産業機器材の表面から切削採取して該微小サンプルから前記産業機器材の脆化度の評価を行なう際に、前記微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置を、円筒面状をなす前記産業機器材に取り付ける微小サンプリング装置の取付構造であって、前記微小サンプリング装置に固定されるとともに、前記円筒面の周方向に互いに離間して配置されて該円筒面に当接する一対の位置決め手段と、該位置決め手段によって前記円筒面に対して位置決めされた微小サンプリング装置を、前記産業機器材に対して固定する固定手段とを備え、前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、前記円筒面に対して進退可能とされ、さらに前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、他方に対して進退可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
このような特徴の微小サンプリング装置の取付構造によれば、位置決め手段の少なくとも一方が円筒面に進退可能とされているため、微小サンプリング装置と円筒面との相対位置を適切に調節することができる。これにより、微小サンプリング装置の切削部と円筒面との位置決めを正確に行なうことが可能となる。
さらに、位置決め手段の少なくとも一方が他方に対して移動可能とされているため、種々の円筒面の直径寸法に柔軟に対応して、微小サンプリング装置を円筒面上に確実に設置することができる。
【００１３】
また、前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部は、丸みを帯びた形状をなしていることが好ましい。これにより、位置決め手段を円筒面に対して安定的に当接させることができる。
【００１４】
さらに、前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部が、前記円筒面と線接触する円弧面状をなしていることが好ましい。これによって、微小サンプリング装置が円筒面の軸線方向にぐらつくことなく、該微小サンプリング装置を安定的に円弧面上に設置することが可能となる。
【００１５】
また、前記位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部に摩擦材が設けられ、又は、該当接部に粗面化処理が施されていることが好ましい。これにより、位置決め手段を円筒面上に滑ることなく設置することができ、例えば微小サンプルの切削採取時に切削抵抗を受けた際であっても、微小サンプリング装置が移動してしまうことを防止することができる。
【００１６】
さらに、前記微小サンプリング装置の切削部の切削方向両側から該切削部を挟むようにして、一対の位置決め手段が配置されていることが好ましい。これにより、微小サンプルの切削採取時に円筒面から切削抵抗を受ける方向に位置決め手段が位置することになるため、該切削抵抗により微小サンプリング装置が移動してしまうことをより確実に防止することができる。
【００１７】
また、前記固定手段は、前記円筒面に巻き掛けられて前記微小サンプリング装置を前記円筒面に対して押圧固定するベルト部材であることを特徴とする。これにより、位置決め手段によって適切に位置決めされた微小サンプリング装置を円筒面に対して確実に固定することができる。
【００１８】
本発明に係る微小サンプリング装置の取付治具は、上記いずれの微小サンプリング装置の取付構造を備えた取付治具であって、前記位置決め手段と前記固定手段とが装着されるとともに、前記微小サンプリング装置の切削部を前記円筒面に向けて露出させた状態で該微小サンプリング装置を保持する治具本体を備えたことを特徴とする。
【００１９】
このような特徴の微小サンプリング装置の取付治具によれば、治具本体が上記位置決め手段及び固定手段を備えているため、微小サンプリング装置と円筒面との位置決めを適切に行なうことができ、かつ、微小サンプリング装置を円筒面に対して確実に固定することができる。また、治具本体は、微小サンプリング装置の切削部を円筒面に向けて露出させた状態で該微小サンプリング装置を保持する構成のため、微小サンプリング装置よる微小サンプルの切削採取を妨げることなく、確実に微小サンプルを取得することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の微小サンプリング装置の取付構造及び取付治具によれば、種々の円筒面の直径寸法に対応して微小サンプリング装置の切削部と円筒面との位置決めを正確に行なうことできる。よって、例えば、タービンディスク等の産業機器材のディスク面上に、微小サンプリング装置を適切に位置決めしながら強固に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】タービンディスクのディスク面に微小サンプリング装置を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】タービンディスクのディスク面に微小サンプリング装置を取り付けた状態におけるタービンディスクの軸線方向から見た図である。
【図３】微小サンプリング装置の斜視図である。
【図４】微小サンプリング装置が被切削物から微小サンプルを切削取得する動作を説明する図である。
【図５】微小サンプルを説明する図である。
【図６】取付治具の側面図である。
【図７】取付治具の平面図である。
【図８】取付治具によって微小サンプリング装置をディスク面に取り付けた状態を示すタービンディスクの軸線に直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の微小サンプリング装置の取付治具の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の取付治具２０は、図１及び図２に示すように、ガスタービンのローター１におけるタービンディスク２のディスク面（円筒面）３上に、該ディスク面３から微小サンプルＳを切削採取するための微小サンプリング装置１０を位置決めしながら取り付ける際に使用される。
【００２３】
ガスタービンにおけるローター１は、図１に示すように、回転軸４と、複数のタービンディスク２とを備えている。
回転軸４は、図１に示すように、軸線Ｐを回転中心軸として、ガスタービンのケーシング（図示省略）の内方に回転自在に設けられており、発電機（図示省略）に接続されている。
【００２４】
タービンディスク２は、軸線Ｐを中心として回転軸４外周側に固定される略円盤状をなしており、その外周部２ａには動翼を固定するための複数の翼溝が複数形成されている。そして、このタービンディスクの３の軸線Ｐ方向の両端面には、該軸線Ｐを中心とする円筒状をなして軸線Ｐ方向に向かって突出するように形成された円筒部が形成されており、該円筒部の外周面が、タービンディスク２のディスク面３とされている。
【００２５】
本実施形態においては、上記構成のタービンディスク２のディスク面３上に、微小サンプリング装置１０が取付治具２０によって取り付けられる。次に、微小サンプリング装置１０の構成について図３及び図４を参照して説明する。
【００２６】
微小サンプリング装置１０は、図３に示すように、軸線Ｏを中心として所定の直径を有する円筒状をなす装置本体１１を備えており、該装置本体１１の前端部（図３における左側端部）寄りの部分には、装置本体１１を直径方向に貫通する収納部１２が形成されている。また、装置本体１１の後端部（図３における右側端部）には、装置本体１１内に内蔵されたモーターに電力供給を行なうための電源ケーブル１１ａが接続されている。
【００２７】
また、上記装置本体１１における収納部１２内には、被切削物から微小サンプルＳを切削取得するための切削部１３が収容されている。この切削部１３は、詳しくは図４に示すように、カッター１４と、ボールネジ１５と、連結部材１６とを備えた構成とされている。
【００２８】
カッター１４は、略半球形状の内部がくり貫かれた略椀形状をなしており、その開口縁部の一部に円弧状をなす切刃１４ａが形成されている。このカッター１４は、その切刃１４ａを、図４における収納部１２の貫通方向下方側に突出された状態で配置されている。即ち、カッター１４は、収納部１２から被切削物側に向かって切刃１４ａが突出するように配置されている。
【００２９】
ボールネジ１５は、微小サンプリング装置１０の後端側から前端側に向かって収納部１２内に軸線Ｏに平行に突出している。このボールネジ１５はその後端側が装置本体１１内に内蔵されたモーターの回転軸に接続されており、これにより、モーターの回転に伴って収納部１２内を軸線Ｏに平行に進退可能とされている。
【００３０】
連結部材１６は、カッター１４とボールネジ１５とを連結する部材であって、ボールネジ１５の一端側が相対回動可能に取り付けられ、他端側がカッター１４に固定されている。これによって、ボールネジ１５の進退に伴い、カッター１４は軸線Ｏ及び収納部１２の貫通方向の両方に直交し、かつ、カッター１４の略半球形状の中心を通過する軸線Ｑを中心として回転することになる。
【００３１】
このようにカッター１４が軸線Ｑ回りに回転すると、図４（ａ）（ｂ）に示すように、カッター１４の切刃１４ａが収納部１２から被切削物に向かって球面を描くように突出する。即ち、切刃１４ａが装置本体１１の外周面から突出して球面を描きながら装置本体１１の前端側から後端側に向かって移動することにより、被切削物の表面から微小サンプルＳを切削採取することができるようになっている。
【００３２】
このように切削採取された微小サンプルＳは、図５に示すように、略円形又は楕円形の薄膜状をなしている。本実施形態においては、微小サンプリング装置１０は、例えば直径ｄが１７ｍｍ、厚みｔが１．５ｍｍの微小サンプルＳを切削採取するものとする。なお、該微小サンプルＳの寸法は、後述する第１位置決め手段３０によって微小サンプリング装置１０とディスク面３との距離を調節することにより、任意に変更することができる。
【００３３】
次に、上記構成の微小サンプリング装置１０をディスク面３上に取り付けるための取付治具２０について図６及び図７を参照して説明する。
この取付治具２０は、治具本体２１と、締付部材２６と、第１位置決め手段３０と、第２位置決め手段４０と、ベルト部材（固定手段）５０とを備えており、図６における下側を被切削物（ディスク面）側として配置される。
【００３４】
治具本体２１は、微小サンプリング装置１０の装置本体１１の外周と略同一の内径を有する円筒形状の一部を切り欠いた形状をなしており、その内周側に治具本体２１を軸線Ｏを一致させた状態で保持する。この治具本体２１は、微小サンプリング装置１０の軸線Ｏ方向全域にわたって保持することができるように、軸線Ｏ方向の寸法は微小サンプリング装置１０の軸線Ｏ方向の寸法よりも大きくなるように構成されている。
【００３５】
この治具本体２１の軸線Ｏ方向中央よりも前端側（図６及び図７における左側）に所定距離離間した箇所における上側及び下側には、それぞれ第１開口部２２及び第２開口部２３が形成されている。
第１開口部２２は、治具本体２１における被切削物側の反対側において切り欠かれるようにして形成された開口であって、図７に示すように平面視において、軸線Ｏ方向を長手方向とした矩形状をなしている。
【００３６】
第２開口部２３は、治具本体２１の被切削物側において切り欠かれるようにして形成された開口であって、上記第１開口部２２よりも軸線Ｏ方向の寸法及び軸線Ｏ回りの周方向寸法が大きく形成されている。
この第２開口部２３は、治具本体２１の内周側に微小サンプリング装置１０が保持された際に、微小サンプリング装置１０の収納部１２の被切削物側の開口が連通状態とされる。これによって、微小サンプリング装置１０が治具本体２１に保持された状態において、収納部１２から突出するカッター１４の切刃１４ａが、治具本体２１の外周面の径方向外側に突出することができるようになっている。
【００３７】
また、治具本体２１の軸線Ｏ方向中央よりも後端側（図６及び図７における右側）に所定距離離間した箇所における被切削物側の反対側には、第３開口部２４が形成されている。この第３開口部は、治具本体２１をその周方向寸法半分よりも大きく切り欠くことにより形成された開口であって、これによって治具本体２１に微小サンプリング装置１０を保持した状態で該微小サンプリング装置１０の装置本体１１にメンテナンス等を行なうことができるようになっている。
【００３８】
また、治具本体２１における軸線Ｏ方向の略中央部には、治具本体２１の外周側から内周側に向かって捩じ込まれる固定ネジ２５が設けられており、治具本体２１の内周側に微小サンプリング装置１０が保持された状態でこの固定ネジ２５を締め付けることで、微小サンプリング装置１０を強固に保持することができるようになっている。
【００３９】
締付部材２６は、治具本体２１後端に固定されており、軸線Ｏを中心とした略リング状をなし、ネジ部材２７を締めることによりその内径が小さくなるように構成されている。これにより、締付部材２６は、その内周側に位置する装置本体１１の外周面を締め付けることで、該装置本体１１を強固に保持することができるようになっている。
【００４０】
第１位置決め手段３０は、治具本体２１の前端に設けられており、治具本体２１の前端に固定され軸線Ｏを中心とした略円盤状をなす円盤部材３１と、該円盤部材３１における治具本体２１とは反対側の面に固定されたネジ保持部材３２と、該ネジ保持部材３２を貫通して螺合された調整ネジ３３とを備えている。
【００４１】
即ち、上記ネジ保持部材３２には、軸線Ｏに直交し、かつ、被切削物に向かった方向に貫通する雌ネジ孔（図示省略）が形成されており、該雌ネジ孔内に調整ネジ３３が螺合された構成とされている。これにより、調整ネジ３３は被切削物に対して進退可能とされる。そして、この調整ネジ３３の先端は、タービンディスク２のディスク面３に当接可能な当接端部（当接部）３４とされており、本実施形態においては、この当接端部３４は丸みを帯びた形状、即ち、被切削物側に頂点を向けた略半球形状をなしている。
【００４２】
第２位置決め手段４０は、治具本体２１において第３開口部２４が存在する側の反対側、即ち、治具本体２１の外周面における第３開口部２４の周方向に離間した箇所に設けられている。この第２位置決め手段４０は、治具本体２１の外周面に軸線Ｏ方向に沿ってスライド移動可能に設けられたスライド板４１と、該スライド板４１の治具本体２１とは反対側の面に固定された当接部材４２とを備えている。
【００４３】
第２位置決め手段４０は、上記スライド板４１を備えていることにより軸線Ｏ方向に、即ち、第１位置決め手段３０に対して近接、離間する方向に移動可能とされている。また、当接部材４２における被切削物側、かつ、第１位置決め手段３０側の箇所には、被切削対象となるディスク面３に当接可能な当接面部（当接部）４３が設けられている。この当接面部４３は、被切削物側及び第１位置決め手段３０側に凸となる円弧面状をなしており、ディスク面に対して線接触可能とされている。
【００４４】
なお、治具本体２１、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０の総重量は、上記微小サンプリング装置１０よりも大きく設定されていることが好ましい。これにより、微小サンプリング装置１０をより安定的に保持固定することができる。
また、上記第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０は、微小サンプリング装置１０の切削部１３の切削方向両側から該切削部１３を挟み込むように離間して配置されている。
【００４５】
ベルト部材５０は、長さ調節の可能な長尺帯状の部材であって、その一端が第１位置決め手段３０に連結され、他端が第２位置決め手段４０に連結されている。これによって、ベルトを切削対象となるディスク面３に周回させるように巻き付けて、ベルト部材５０の長さを調節して締付けることにより、治具本体２１をディスク面３に対して押圧することができるようになっている。
【００４６】
次に、上記のような構成の取付治具２０によって微小サンプリング装置１０をタービンディスク２のディスク面３に固定する手順について説明する。
【００４７】
まず、図８に示すように、取付治具２０の治具本体２１の内周側に微小サンプリング装置１０を配置する。具体的には、治具本体２１の後端側に設けられた締付部材２６のネジ部材２７を緩めることで、締付部材２６の内周側を拡径させ、この状態において、治具本体２１の後端側から該治具本体２１の内周側へと微小サンプリング装置１０を挿入する。なお、この際には、微小サンプリング装置１０は、その先端側から治具本体２１内周側へと挿入される。
【００４８】
そして、図８に示すように、微小サンプリング装置１０の収納部１２の開口が治具本体の第２開口部２３と連通状態となった位置において、治具本体２１の固定ネジ２５を締付けるとともに、締付部材２６のネジ部材２７を締付ける。これによって、微小サンプリング装置１０と治具本体２１との中心軸線が軸線Ｏに一致し、取付治具２０内周側に微小サンプリング装置１０が強固に一体化される。そして、第１位置決め手段３０と第２位置決め手段４０との間に、微小サンプリング装置１０の切削部１３が配置され、また、切削部１３のカッター１４における切刃１４ａが下方に露出する。
【００４９】
次いで、上記のように微小サンプリング装置１０を保持した取付治具２０を、タービンディスク２のディスク面３上に設置する。この際、図２に示すように、微小サンプリング装置１０及び取付治具２０の軸線Ｏは、タービンディスク２の軸線Ｐに対して垂直な向きとされ、即ち、軸線Ｏはディスク面３の接線方向と平行な向きとされる。そして、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３の当接端部３４をディスク面３に当接させるとともに、第２位置決め手段４０の当接部材４２の当接面部４３をディスク面３に当接させる。なお、この際、第２位置決め手段４０をスライド移動させることによって該第２位置決め手段４０と第１位置決め手段３０との間隔を調節して、当該間隔をディスク面３の直径寸法に対応させる。
【００５０】
このような状態においては、第１位置決め手段３０の当接端部３４は略半球状をなしているためディスク面３に対して点接触し、第２位置決め手段４０の当接面部４３は略円弧面状をなしているためディスク面に対して線接触する。
【００５１】
続いて、図２に示すように、ベルト部材５０をディスク面３の全周にわたって巻きつけて、該ベルト部材５０の長さ寸法を短くするように締付けることで、取付治具２０をディスク面３に対して押圧固定する。
そして、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３を調整してディスク面３に対して進退移動させて、切刃１４ａとディスク面３との相対位置を調整する。以上の手順によって、微小サンプリング装置１０の取付治具２０によるディスク面３への取付手順が終了する。
【００５２】
微小サンプルＳを切削採取する際には、微小サンプリング装置１０のモーターを駆動させることで、切削部１３のカッター１４を作動させる。これにより、上記調整ネジ３３により調整した切刃１４ａとディスク面３との相対位置に応じて、所望の寸法の微小サンプルＳを切削採取することができる。
そして、このように切削採取された微小サンプルＳには、衝撃試験、靭性試験及び疲労試験等の各種機械強度試験が施させ、これによりタービンディスク２の脆化度の評価が行なわれる。
【００５３】
本実施形態の取付治具２０によれば、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３が被切削対象としてのディスク面３に対して進退可能とされているため、微小サンプリング装置１０の切削部１３とディスク面３との相対位置を適切に調節することができる。これにより、微小サンプリング装置１０の切刃１４ａとディスク面３との位置決めを正確に行なうことができ、切刃１４ａとディスク面３との距離に応じて所望のサイズの微小サンプルＳを切削採取することが可能となる。
【００５４】
さらに、第２位置決め手段４０が第１位置決め手段３０に対して近接、離間する方向に移動可能とされているため、当該第２位置決め手段４０の位置を調整することにより、
種々の直径寸法のディスク面３に柔軟に対応して、微小サンプリング装置１０をディスク面３上に確実に設置することが可能となる。
【００５５】
また、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３における当接端部が半球状、即ち、丸みを帯びた形状をなしているため、該第１位置決め手段３０をディスク面３に対して安定的に当接させることができる。
さらにまた、第２位置決め手段４０の当接部材４２における当接面部４３が、ディスク面３と線接触する円弧面状をなしているため、微小サンプリング装置１０及び取付治具２０をディスク面３の軸線Ｐ方向にぐらつかせることなく、安定的に設置することができる。
【００５６】
また、微小サンプリング装置１０をディスク面３に取り付けた状態において、第１位置決め手段３０と第２位置決め手段４０との間に微小サンプリング装置１０の切削部１３が配置され、即ち、切削時にディスク面３から切削抵抗が与えられる切削部１３の両側において微小サンプリング装置１０がディスク面３に対して設置されることになるため、該切削抵抗により微小サンプリング装置１０及び取付治具２０が移動してしまうことを防止することができる。
【００５７】
さらに、ベルト部材５０によって治具本体２１をディスク面３に押圧固定することにより、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０によって適切に位置決めされた微小サンプリング装置１０を円筒面に対して確実に固定することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、実施形態においては、第１位置決め手段３０のみがディスク面３に対して進退可能な構成としたが、第２位置決め手段４０も第１位置決め手段３０と同様にディスク面３に対して進退移動可能とされていてもよい。この場合、切削部１３とディスク面３との相対位置をより厳密に調整することができる。
【００５９】
また、実施形態においては、第２位置決め手段４０が第１位置決め手段３０に対して進退可能な構成としたが、これに加えて第１位置決め手段３０を第２位置決め手段４０に対して進退可能な構成としてもよい。この場合、直径寸法の異なるディスク面３に対してより柔軟に対応することができる。
【００６０】
また、第２位置決め手段４０が移動不能とされ、第１位置決め手段３０のみがディスク面３及び第２位置決め手段４０のそれぞれに対して進退可能とされていてもよいし、逆に、第１位置決め手段３０が移動不能とされ、第２位置決め手段４０のみがディスク面３及び第１位置決め手段３０のそれぞれに対して進退可能とされていてもよい。この場合であっても実施形態と同様、ディスク面３上に微小サンプリング装置１０を適切に位置決めしながら強固に固定することができる。
【００６１】
なお、第１位置決め手段３０における当接端部３４と第２位置決め手段４０における当接面部４３との少なくとも一方に、例えばゴム材等の摩擦材が設けられ、又は、これらの少なくとも一方に粗面化処理が施されていてもよい。この場合、第１位置決め手段３０、第２位置決め手段４０をディスク面３上に滑ることなく設置することができ、例えば微小サンプルＳの切削時において微小サンプリング装置１０及び取付治具２０が移動してしまうことを防止することができる。
【００６２】
また、実施形態においては微小サンプリング装置１０を保持した取付治具２０をディスク面３上に固定させる固定手段としてベルト部材５０を用いたが、これに限定されることはなく、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０により位置決めされた取付治具２０をディスク面３上に固定可能であるならば他の固定手段を用いてもよい。例えば、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０自体をマグネットから構成し、当該マグネットの吸着力によりディスク面３上に固定させる構成であってもよい。
【００６３】
さらに、固定手段として用いられるベルト部材５０は、必ずしもディスク面３の全周にわたって巻き掛けられていなくともよく、例えば、ベルト部材５０の一部がディスク面３上に固定されており、該ディスク面３の周方向の一部においてベルト部材５０が巻き掛けられた構成であってもよい。
【００６４】
また、微小サンプリング装置１０自体に、第１位置決め手段３０、第２位置決め手段４０及びベルト部材５０からなる取付構造が直接的に設けられていてもよい。この場合であっても実施形態と同様に、ディスク面３上に微小サンプリング装置１０を適切に位置決めしながら強固に固定することができる。
【００６５】
そして、実施形態においては、微小サンプリング装置１０の取付対象及び被切削対象をタービンディスク２のディスク面３とした場合について説明したが、これに限定されることはなく、円筒面を有するものならば他の産業機器材にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ ローター
２ タービンディスク
３ ディスク面（円筒面）
１０ 微小サンプリング装置
１１ 装置本体
２０ 取付治具
２１ 治具本体
３０ 第１位置決め手段(位置決め手段)
４０ 第２位置決め手段(位置決め手段)
５０ ベルト部材（固定手段）
Ｓ 微小サンプル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスタービンのタービンディスク等の産業機器材の表面から切削採取した微小サンプルを分析して産業機器材の脆化度の評価を行なう際に、微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置を産業機器材に取り付けるための取付構造及び取付治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのタービンディスクや車室材等の産業機器材には低合金鋼が用いられている。この低合金鋼は焼戻脆化が懸念されている材料であって、ガスタービンの健全性確保のためには、タービンディスクの高温長時間使用に伴う脆化進行挙動の把握が重要となる。
【０００３】
上記ガスタービンの脆化進行挙動を把握するためには、信頼性向上の観点からは破壊試験を行うことが好ましい。しかし、破壊試験を行うためには、通常、大掛かりな部材の切り出しが必要となり、ガスタービンの長期的な稼動停止を招くため好ましくない。そこで、非破壊的でありつつも信頼性の高い脆化評価方法として、スモールパンチ法が提案されている。
【０００４】
スモールパンチ法は、評価対象となる産業機器材の表面から薄膜状の微小サンプルを切削採取し、該微小サンプルに対してスモールパンチ試験を施して、産業機器材の脆化度を評価するものである。このスモールパンチ法を用いた具体的な評価方法は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
ここで、上記スモールパンチ法において微小サンプルを切削採取するための装置として、略円柱状をなす装置本体の径方向に開口する収納部内に、円弧状の切刃を備えた略半球状のカッターが配置された微小サンプリング装置が提案されている。この微小サンプリング装置においては、装置本体の収納部からカッターの切刃が径方向外側に向かって球面を描くように突出し、この切刃によって産業機器材の表面から円形薄膜状の微小サンプルを切削採取する構成とされている。
【０００６】
なお、上記微小サンプリング装置の産業機器材への取り付けは、微小サンプリング装置側に設けられたマグネットを産業機器材に固定することで行なわれている。これにより、微小サンプルの切削採取時に、微小サンプリング装置が所定の位置からずれてしまうことを回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開３１４８８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のように微小サンプリング装置をマグネットによって産業機器材上に固定する場合、産業機器材の平坦面に対しては微小サンプリング装置を強固に固定することができるものの、例えばタービンディスクのディスク面等の円筒面を切削対象とする場合、該円筒面の種々の直径寸法に柔軟に対応して微小サンプリング装置を取り付けることが困難であるという問題があった。
【０００９】
即ち、微小サンプルを切削採取するには、微小サンプリング装置と円筒面との位置決めを適切に行なう必要があるが、マグネットを用いて固定する構成の場合には、円筒面の直径寸法によっては上記位置決めを正確に行なうことが困難であり、所望の厚みの微小サンプルを取得することができないという問題があった。
【００１０】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、タービンディスク等の産業機器材の円筒面に、微小サンプリング装置を適切に位置決めしながら強固に固定することが可能な微小サンプリング装置の取付構造、及び、該微小サンプリング装置の取付構造を備えた取付治具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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る微小サンプリング装置の取付構造は、微小サンプルを産業機器材の表面から切削採取して該微小サンプルから前記産業機器材の脆化度の評価を行なう際に、前記微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置を、円筒面状をなす前記産業機器材に取り付ける微小サンプリング装置の取付構造であって、前記微小サンプリング装置に固定されるとともに、前記円筒面の周方向に互いに離間して配置されて該円筒面に当接する一対の位置決め手段と、該位置決め手段によって前記円筒面に対して位置決めされた微小サンプリング装置を、前記産業機器材に対して固定する固定手段とを備え、前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、前記円筒面に対して進退可能とされ、さらに前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、他方に対して進退可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
このような特徴の微小サンプリング装置の取付構造によれば、位置決め手段の少なくとも一方が円筒面に進退可能とされているため、微小サンプリング装置と円筒面との相対位置を適切に調節することができる。これにより、微小サンプリング装置の切削部と円筒面との位置決めを正確に行なうことが可能となる。
さらに、位置決め手段の少なくとも一方が他方に対して移動可能とされているため、種々の円筒面の直径寸法に柔軟に対応して、微小サンプリング装置を円筒面上に確実に設置することができる。
【００１３】
また、前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部は、丸みを帯びた形状をなしていることが好ましい。これにより、位置決め手段を円筒面に対して安定的に当接させることができる。
【００１４】
さらに、前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部が、前記円筒面と線接触する円弧面状をなしていることが好ましい。これによって、微小サンプリング装置が円筒面の軸線方向にぐらつくことなく、該微小サンプリング装置を安定的に円弧面上に設置することが可能となる。
【００１５】
また、前記位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部に摩擦材が設けられ、又は、該当接部に粗面化処理が施されていることが好ましい。これにより、位置決め手段を円筒面上に滑ることなく設置することができ、例えば微小サンプルの切削採取時に切削抵抗を受けた際であっても、微小サンプリング装置が移動してしまうことを防止することができる。
【００１６】
さらに、前記微小サンプリング装置の切削部の切削方向両側から該切削部を挟むようにして、一対の位置決め手段が配置されていることが好ましい。これにより、微小サンプルの切削採取時に円筒面から切削抵抗を受ける方向に位置決め手段が位置することになるため、該切削抵抗により微小サンプリング装置が移動してしまうことをより確実に防止することができる。
【００１７】
また、前記固定手段は、前記円筒面に巻き掛けられて前記微小サンプリング装置を前記円筒面に対して押圧固定するベルト部材であることを特徴とする。これにより、位置決め手段によって適切に位置決めされた微小サンプリング装置を円筒面に対して確実に固定することができる。
【００１８】
本発明に係る微小サンプリング装置の取付治具は、上記いずれの微小サンプリング装置の取付構造を備えた取付治具であって、前記位置決め手段と前記固定手段とが装着されるとともに、前記微小サンプリング装置の切削部を前記円筒面に向けて露出させた状態で該微小サンプリング装置を保持する治具本体を備えたことを特徴とする。
【００１９】
このような特徴の微小サンプリング装置の取付治具によれば、治具本体が上記位置決め手段及び固定手段を備えているため、微小サンプリング装置と円筒面との位置決めを適切に行なうことができ、かつ、微小サンプリング装置を円筒面に対して確実に固定することができる。また、治具本体は、微小サンプリング装置の切削部を円筒面に向けて露出させた状態で該微小サンプリング装置を保持する構成のため、微小サンプリング装置よる微小サンプルの切削採取を妨げることなく、確実に微小サンプルを取得することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の微小サンプリング装置の取付構造及び取付治具によれば、種々の円筒面の直径寸法に対応して微小サンプリング装置の切削部と円筒面との位置決めを正確に行なうことできる。よって、例えば、タービンディスク等の産業機器材のディスク面上に、微小サンプリング装置を適切に位置決めしながら強固に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】タービンディスクのディスク面に微小サンプリング装置を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】タービンディスクのディスク面に微小サンプリング装置を取り付けた状態におけるタービンディスクの軸線方向から見た図である。
【図３】微小サンプリング装置の斜視図である。
【図４】微小サンプリング装置が被切削物から微小サンプルを切削取得する動作を説明する図である。
【図５】微小サンプルを説明する図である。
【図６】取付治具の側面図である。
【図７】取付治具の平面図である。
【図８】取付治具によって微小サンプリング装置をディスク面に取り付けた状態を示すタービンディスクの軸線に直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の微小サンプリング装置の取付治具の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の取付治具２０は、図１及び図２に示すように、ガスタービンのローター１におけるタービンディスク２のディスク面（円筒面）３上に、該ディスク面３から微小サンプルＳを切削採取するための微小サンプリング装置１０を位置決めしながら取り付ける際に使用される。
【００２３】
ガスタービンにおけるローター１は、図１に示すように、回転軸４と、複数のタービンディスク２とを備えている。
回転軸４は、図１に示すように、軸線Ｐを回転中心軸として、ガスタービンのケーシング（図示省略）の内方に回転自在に設けられており、発電機（図示省略）に接続されている。
【００２４】
タービンディスク２は、軸線Ｐを中心として回転軸４外周側に固定される略円盤状をなしており、その外周部２ａには動翼を固定するための複数の翼溝が複数形成されている。そして、このタービンディスクの３の軸線Ｐ方向の両端面には、該軸線Ｐを中心とする円筒状をなして軸線Ｐ方向に向かって突出するように形成された円筒部が形成されており、該円筒部の外周面が、タービンディスク２のディスク面３とされている。
【００２５】
本実施形態においては、上記構成のタービンディスク２のディスク面３上に、微小サンプリング装置１０が取付治具２０によって取り付けられる。次に、微小サンプリング装置１０の構成について図３及び図４を参照して説明する。
【００２６】
微小サンプリング装置１０は、図３に示すように、軸線Ｏを中心として所定の直径を有する円筒状をなす装置本体１１を備えており、該装置本体１１の前端部（図３における左側端部）寄りの部分には、装置本体１１を直径方向に貫通する収納部１２が形成されている。また、装置本体１１の後端部（図３における右側端部）には、装置本体１１内に内蔵されたモーターに電力供給を行なうための電源ケーブル１１ａが接続されている。
【００２７】
また、上記装置本体１１における収納部１２内には、被切削物から微小サンプルＳを切削取得するための切削部１３が収容されている。この切削部１３は、詳しくは図４に示すように、カッター１４と、ボールネジ１５と、連結部材１６とを備えた構成とされている。
【００２８】
カッター１４は、略半球形状の内部がくり貫かれた略椀形状をなしており、その開口縁部の一部に円弧状をなす切刃１４ａが形成されている。このカッター１４は、その切刃１４ａを、図４における収納部１２の貫通方向下方側に突出された状態で配置されている。即ち、カッター１４は、収納部１２から被切削物側に向かって切刃１４ａが突出するように配置されている。
【００２９】
ボールネジ１５は、微小サンプリング装置１０の後端側から前端側に向かって収納部１２内に軸線Ｏに平行に突出している。このボールネジ１５はその後端側が装置本体１１内に内蔵されたモーターの回転軸に接続されており、これにより、モーターの回転に伴って収納部１２内を軸線Ｏに平行に進退可能とされている。
【００３０】
連結部材１６は、カッター１４とボールネジ１５とを連結する部材であって、ボールネジ１５の一端側が相対回動可能に取り付けられ、他端側がカッター１４に固定されている。これによって、ボールネジ１５の進退に伴い、カッター１４は軸線Ｏ及び収納部１２の貫通方向の両方に直交し、かつ、カッター１４の略半球形状の中心を通過する軸線Ｑを中心として回転することになる。
【００３１】
このようにカッター１４が軸線Ｑ回りに回転すると、図４（ａ）（ｂ）に示すように、カッター１４の切刃１４ａが収納部１２から被切削物に向かって球面を描くように突出する。即ち、切刃１４ａが装置本体１１の外周面から突出して球面を描きながら装置本体１１の前端側から後端側に向かって移動することにより、被切削物の表面から微小サンプルＳを切削採取することができるようになっている。
【００３２】
このように切削採取された微小サンプルＳは、図５に示すように、略円形又は楕円形の薄膜状をなしている。本実施形態においては、微小サンプリング装置１０は、例えば直径ｄが１７ｍｍ、厚みｔが１．５ｍｍの微小サンプルＳを切削採取するものとする。なお、該微小サンプルＳの寸法は、後述する第１位置決め手段３０によって微小サンプリング装置１０とディスク面３との距離を調節することにより、任意に変更することができる。
【００３３】
次に、上記構成の微小サンプリング装置１０をディスク面３上に取り付けるための取付治具２０について図６及び図７を参照して説明する。
この取付治具２０は、治具本体２１と、締付部材２６と、第１位置決め手段３０と、第２位置決め手段４０と、ベルト部材（固定手段）５０とを備えており、図６における下側を被切削物（ディスク面）側として配置される。
【００３４】
治具本体２１は、微小サンプリング装置１０の装置本体１１の外周と略同一の内径を有する円筒形状の一部を切り欠いた形状をなしており、その内周側に治具本体２１を軸線Ｏを一致させた状態で保持する。この治具本体２１は、微小サンプリング装置１０の軸線Ｏ方向全域にわたって保持することができるように、軸線Ｏ方向の寸法は微小サンプリング装置１０の軸線Ｏ方向の寸法よりも大きくなるように構成されている。
【００３５】
この治具本体２１の軸線Ｏ方向中央よりも前端側（図６及び図７における左側）に所定距離離間した箇所における上側及び下側には、それぞれ第１開口部２２及び第２開口部２３が形成されている。
第１開口部２２は、治具本体２１における被切削物側の反対側において切り欠かれるようにして形成された開口であって、図７に示すように平面視において、軸線Ｏ方向を長手方向とした矩形状をなしている。
【００３６】
第２開口部２３は、治具本体２１の被切削物側において切り欠かれるようにして形成された開口であって、上記第１開口部２２よりも軸線Ｏ方向の寸法及び軸線Ｏ回りの周方向寸法が大きく形成されている。
この第２開口部２３は、治具本体２１の内周側に微小サンプリング装置１０が保持された際に、微小サンプリング装置１０の収納部１２の被切削物側の開口が連通状態とされる。これによって、微小サンプリング装置１０が治具本体２１に保持された状態において、収納部１２から突出するカッター１４の切刃１４ａが、治具本体２１の外周面の径方向外側に突出することができるようになっている。
【００３７】
また、治具本体２１の軸線Ｏ方向中央よりも後端側（図６及び図７における右側）に所定距離離間した箇所における被切削物側の反対側には、第３開口部２４が形成されている。この第３開口部は、治具本体２１をその周方向寸法半分よりも大きく切り欠くことにより形成された開口であって、これによって治具本体２１に微小サンプリング装置１０を保持した状態で該微小サンプリング装置１０の装置本体１１にメンテナンス等を行なうことができるようになっている。
【００３８】
また、治具本体２１における軸線Ｏ方向の略中央部には、治具本体２１の外周側から内周側に向かって捩じ込まれる固定ネジ２５が設けられており、治具本体２１の内周側に微小サンプリング装置１０が保持された状態でこの固定ネジ２５を締め付けることで、微小サンプリング装置１０を強固に保持することができるようになっている。
【００３９】
締付部材２６は、治具本体２１後端に固定されており、軸線Ｏを中心とした略リング状をなし、ネジ部材２７を締めることによりその内径が小さくなるように構成されている。これにより、締付部材２６は、その内周側に位置する装置本体１１の外周面を締め付けることで、該装置本体１１を強固に保持することができるようになっている。
【００４０】
第１位置決め手段３０は、治具本体２１の前端に設けられており、治具本体２１の前端に固定され軸線Ｏを中心とした略円盤状をなす円盤部材３１と、該円盤部材３１における治具本体２１とは反対側の面に固定されたネジ保持部材３２と、該ネジ保持部材３２を貫通して螺合された調整ネジ３３とを備えている。
【００４１】
即ち、上記ネジ保持部材３２には、軸線Ｏに直交し、かつ、被切削物に向かった方向に貫通する雌ネジ孔（図示省略）が形成されており、該雌ネジ孔内に調整ネジ３３が螺合された構成とされている。これにより、調整ネジ３３は被切削物に対して進退可能とされる。そして、この調整ネジ３３の先端は、タービンディスク２のディスク面３に当接可能な当接端部（当接部）３４とされており、本実施形態においては、この当接端部３４は丸みを帯びた形状、即ち、被切削物側に頂点を向けた略半球形状をなしている。
【００４２】
第２位置決め手段４０は、治具本体２１において第３開口部２４が存在する側の反対側、即ち、治具本体２１の外周面における第３開口部２４の周方向に離間した箇所に設けられている。この第２位置決め手段４０は、治具本体２１の外周面に軸線Ｏ方向に沿ってスライド移動可能に設けられたスライド板４１と、該スライド板４１の治具本体２１とは反対側の面に固定された当接部材４２とを備えている。
【００４３】
第２位置決め手段４０は、上記スライド板４１を備えていることにより軸線Ｏ方向に、即ち、第１位置決め手段３０に対して近接、離間する方向に移動可能とされている。また、当接部材４２における被切削物側、かつ、第１位置決め手段３０側の箇所には、被切削対象となるディスク面３に当接可能な当接面部（当接部）４３が設けられている。この当接面部４３は、被切削物側及び第１位置決め手段３０側に凸となる円弧面状をなしており、ディスク面に対して線接触可能とされている。
【００４４】
なお、治具本体２１、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０の総重量は、上記微小サンプリング装置１０よりも大きく設定されていることが好ましい。これにより、微小サンプリング装置１０をより安定的に保持固定することができる。
また、上記第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０は、微小サンプリング装置１０の切削部１３の切削方向両側から該切削部１３を挟み込むように離間して配置されている。
【００４５】
ベルト部材５０は、長さ調節の可能な長尺帯状の部材であって、その一端が第１位置決め手段３０に連結され、他端が第２位置決め手段４０に連結されている。これによって、ベルトを切削対象となるディスク面３に周回させるように巻き付けて、ベルト部材５０の長さを調節して締付けることにより、治具本体２１をディスク面３に対して押圧することができるようになっている。
【００４６】
次に、上記のような構成の取付治具２０によって微小サンプリング装置１０をタービンディスク２のディスク面３に固定する手順について説明する。
【００４７】
まず、図８に示すように、取付治具２０の治具本体２１の内周側に微小サンプリング装置１０を配置する。具体的には、治具本体２１の後端側に設けられた締付部材２６のネジ部材２７を緩めることで、締付部材２６の内周側を拡径させ、この状態において、治具本体２１の後端側から該治具本体２１の内周側へと微小サンプリング装置１０を挿入する。なお、この際には、微小サンプリング装置１０は、その先端側から治具本体２１内周側へと挿入される。
【００４８】
そして、図８に示すように、微小サンプリング装置１０の収納部１２の開口が治具本体の第２開口部２３と連通状態となった位置において、治具本体２１の固定ネジ２５を締付けるとともに、締付部材２６のネジ部材２７を締付ける。これによって、微小サンプリング装置１０と治具本体２１との中心軸線が軸線Ｏに一致し、取付治具２０内周側に微小サンプリング装置１０が強固に一体化される。そして、第１位置決め手段３０と第２位置決め手段４０との間に、微小サンプリング装置１０の切削部１３が配置され、また、切削部１３のカッター１４における切刃１４ａが下方に露出する。
【００４９】
次いで、上記のように微小サンプリング装置１０を保持した取付治具２０を、タービンディスク２のディスク面３上に設置する。この際、図２に示すように、微小サンプリング装置１０及び取付治具２０の軸線Ｏは、タービンディスク２の軸線Ｐに対して垂直な向きとされ、即ち、軸線Ｏはディスク面３の接線方向と平行な向きとされる。そして、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３の当接端部３４をディスク面３に当接させるとともに、第２位置決め手段４０の当接部材４２の当接面部４３をディスク面３に当接させる。なお、この際、第２位置決め手段４０をスライド移動させることによって該第２位置決め手段４０と第１位置決め手段３０との間隔を調節して、当該間隔をディスク面３の直径寸法に対応させる。
【００５０】
このような状態においては、第１位置決め手段３０の当接端部３４は略半球状をなしているためディスク面３に対して点接触し、第２位置決め手段４０の当接面部４３は略円弧面状をなしているためディスク面に対して線接触する。
【００５１】
続いて、図２に示すように、ベルト部材５０をディスク面３の全周にわたって巻きつけて、該ベルト部材５０の長さ寸法を短くするように締付けることで、取付治具２０をディスク面３に対して押圧固定する。
そして、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３を調整してディスク面３に対して進退移動させて、切刃１４ａとディスク面３との相対位置を調整する。以上の手順によって、微小サンプリング装置１０の取付治具２０によるディスク面３への取付手順が終了する。
【００５２】
微小サンプルＳを切削採取する際には、微小サンプリング装置１０のモーターを駆動させることで、切削部１３のカッター１４を作動させる。これにより、上記調整ネジ３３により調整した切刃１４ａとディスク面３との相対位置に応じて、所望の寸法の微小サンプルＳを切削採取することができる。
そして、このように切削採取された微小サンプルＳには、衝撃試験、靭性試験及び疲労試験等の各種機械強度試験が施させ、これによりタービンディスク２の脆化度の評価が行なわれる。
【００５３】
本実施形態の取付治具２０によれば、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３が被切削対象としてのディスク面３に対して進退可能とされているため、微小サンプリング装置１０の切削部１３とディスク面３との相対位置を適切に調節することができる。これにより、微小サンプリング装置１０の切刃１４ａとディスク面３との位置決めを正確に行なうことができ、切刃１４ａとディスク面３との距離に応じて所望のサイズの微小サンプルＳを切削採取することが可能となる。
【００５４】
さらに、第２位置決め手段４０が第１位置決め手段３０に対して近接、離間する方向に移動可能とされているため、当該第２位置決め手段４０の位置を調整することにより、
種々の直径寸法のディスク面３に柔軟に対応して、微小サンプリング装置１０をディスク面３上に確実に設置することが可能となる。
【００５５】
また、第１位置決め手段３０の調整ネジ３３における当接端部が半球状、即ち、丸みを帯びた形状をなしているため、該第１位置決め手段３０をディスク面３に対して安定的に当接させることができる。
さらにまた、第２位置決め手段４０の当接部材４２における当接面部４３が、ディスク面３と線接触する円弧面状をなしているため、微小サンプリング装置１０及び取付治具２０をディスク面３の軸線Ｐ方向にぐらつかせることなく、安定的に設置することができる。
【００５６】
また、微小サンプリング装置１０をディスク面３に取り付けた状態において、第１位置決め手段３０と第２位置決め手段４０との間に微小サンプリング装置１０の切削部１３が配置され、即ち、切削時にディスク面３から切削抵抗が与えられる切削部１３の両側において微小サンプリング装置１０がディスク面３に対して設置されることになるため、該切削抵抗により微小サンプリング装置１０及び取付治具２０が移動してしまうことを防止することができる。
【００５７】
さらに、ベルト部材５０によって治具本体２１をディスク面３に押圧固定することにより、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０によって適切に位置決めされた微小サンプリング装置１０を円筒面に対して確実に固定することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、実施形態においては、第１位置決め手段３０のみがディスク面３に対して進退可能な構成としたが、第２位置決め手段４０も第１位置決め手段３０と同様にディスク面３に対して進退移動可能とされていてもよい。この場合、切削部１３とディスク面３との相対位置をより厳密に調整することができる。
【００５９】
また、実施形態においては、第２位置決め手段４０が第１位置決め手段３０に対して進退可能な構成としたが、これに加えて第１位置決め手段３０を第２位置決め手段４０に対して進退可能な構成としてもよい。この場合、直径寸法の異なるディスク面３に対してより柔軟に対応することができる。
【００６０】
また、第２位置決め手段４０が移動不能とされ、第１位置決め手段３０のみがディスク面３及び第２位置決め手段４０のそれぞれに対して進退可能とされていてもよいし、逆に、第１位置決め手段３０が移動不能とされ、第２位置決め手段４０のみがディスク面３及び第１位置決め手段３０のそれぞれに対して進退可能とされていてもよい。この場合であっても実施形態と同様、ディスク面３上に微小サンプリング装置１０を適切に位置決めしながら強固に固定することができる。
【００６１】
なお、第１位置決め手段３０における当接端部３４と第２位置決め手段４０における当接面部４３との少なくとも一方に、例えばゴム材等の摩擦材が設けられ、又は、これらの少なくとも一方に粗面化処理が施されていてもよい。この場合、第１位置決め手段３０、第２位置決め手段４０をディスク面３上に滑ることなく設置することができ、例えば微小サンプルＳの切削時において微小サンプリング装置１０及び取付治具２０が移動してしまうことを防止することができる。
【００６２】
また、実施形態においては微小サンプリング装置１０を保持した取付治具２０をディスク面３上に固定させる固定手段としてベルト部材５０を用いたが、これに限定されることはなく、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０により位置決めされた取付治具２０をディスク面３上に固定可能であるならば他の固定手段を用いてもよい。例えば、第１位置決め手段３０及び第２位置決め手段４０自体をマグネットから構成し、当該マグネットの吸着力によりディスク面３上に固定させる構成であってもよい。
【００６３】
さらに、固定手段として用いられるベルト部材５０は、必ずしもディスク面３の全周にわたって巻き掛けられていなくともよく、例えば、ベルト部材５０の一部がディスク面３上に固定されており、該ディスク面３の周方向の一部においてベルト部材５０が巻き掛けられた構成であってもよい。
【００６４】
また、微小サンプリング装置１０自体に、第１位置決め手段３０、第２位置決め手段４０及びベルト部材５０からなる取付構造が直接的に設けられていてもよい。この場合であっても実施形態と同様に、ディスク面３上に微小サンプリング装置１０を適切に位置決めしながら強固に固定することができる。
【００６５】
そして、実施形態においては、微小サンプリング装置１０の取付対象及び被切削対象をタービンディスク２のディスク面３とした場合について説明したが、これに限定されることはなく、円筒面を有するものならば他の産業機器材にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ ローター
２ タービンディスク
３ ディスク面（円筒面）
１０ 微小サンプリング装置
１１ 装置本体
２０ 取付治具
２１ 治具本体
３０ 第１位置決め手段(位置決め手段)
４０ 第２位置決め手段(位置決め手段)
５０ ベルト部材（固定手段）
Ｓ 微小サンプル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小サンプルを産業機器材の表面から切削採取して該微小サンプルから前記産業機器材の脆化度の評価を行なう際に、前記微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置を、円筒面状をなす前記産業機器材に取り付ける微小サンプリング装置の取付構造であって、
前記微小サンプリング装置に固定されるとともに、前記円筒面の周方向に互いに離間して配置されて該円筒面に当接する一対の位置決め手段と、
該位置決め手段によって前記円筒面に対して位置決めされた微小サンプリング装置を、前記産業機器材に対して固定する固定手段とを備え、
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、前記円筒面に対して進退可能とされ、さらに前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、他方に対して進退可能とされていることを特徴とする微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項２】
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部が、丸みを帯びた形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項３】
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部が、前記円筒面と線接触する円弧面状をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項４】
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部に摩擦材が設けられ、又は、該当接部に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項５】
前記微小サンプリング装置の切削部の切削方向両側から該切削部を挟むようにして、一対の位置決め手段が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項６】
前記固定手段は、前記円筒面に巻き掛けられて前記微小サンプリング装置を前記円筒面に対して押圧固定するベルト部材であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造を備えた取付治具であって、
前記位置決め手段及び前記固定手段が固定されるとともに、前記微小サンプリング装置の切削部を前記円筒面に向けて露出させた状態で該微小サンプリング装置を保持する治具本体を備えたことを特徴とする取付治具。
【請求項１】
微小サンプルを産業機器材の表面から切削採取して該微小サンプルから前記産業機器材の脆化度の評価を行なう際に、前記微小サンプルを切削採取するために用いられる微小サンプリング装置を、円筒面状をなす前記産業機器材に取り付ける微小サンプリング装置の取付構造であって、
前記微小サンプリング装置に固定されるとともに、前記円筒面の周方向に互いに離間して配置されて該円筒面に当接する一対の位置決め手段と、
該位置決め手段によって前記円筒面に対して位置決めされた微小サンプリング装置を、前記産業機器材に対して固定する固定手段とを備え、
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、前記円筒面に対して進退可能とされ、さらに前記一対の位置決め手段の少なくとも一方が、他方に対して進退可能とされていることを特徴とする微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項２】
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部が、丸みを帯びた形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項３】
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部が、前記円筒面と線接触する円弧面状をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項４】
前記一対の位置決め手段の少なくとも一方における前記円筒面との当接部に摩擦材が設けられ、又は、該当接部に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項５】
前記微小サンプリング装置の切削部の切削方向両側から該切削部を挟むようにして、一対の位置決め手段が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項６】
前記固定手段は、前記円筒面に巻き掛けられて前記微小サンプリング装置を前記円筒面に対して押圧固定するベルト部材であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の微小サンプリング装置の取付構造を備えた取付治具であって、
前記位置決め手段及び前記固定手段が固定されるとともに、前記微小サンプリング装置の切削部を前記円筒面に向けて露出させた状態で該微小サンプリング装置を保持する治具本体を備えたことを特徴とする取付治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１１７８９３（Ｐ２０１１−１１７８９３Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７４５２（Ｐ２００９−２７７４５２）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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