CN109073372B - 测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法 - Google Patents

测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法。测量用夹具具备：基部；传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；以及第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从基部向与所述传感器相同的一侧突出。

Description

测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法
技术领域
本发明涉及测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法。
背景技术
为了适当地维持各种机械中的构件间的间隙的大小，有时会对该间隙的大小进行测量。
例如，在专利文献1中记载了在燃气轮机中的动叶与外壳之间配置位移传感器从而对动叶与外壳之间的间隙(顶隙)进行测量。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2010/0043576号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
为了精度良好地对构件间的间隙进行测量，将测量用传感器可靠地配置于作为测量对象的间隙并且维持测量用传感器相对于形成该间隙的构件的姿态是很重要的。
关于这一点，在专利文献1中记载了使在包括传感器的测量装置设置的螺钉与在形成作为测量对象的间隙的构件设置的螺纹孔螺合，从而将测量装置固定于该构件。
然而，期望能够通过更简单的结构来维持测量用传感器相对于形成间隙的构件的姿态。
鉴于上述情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供能够通过简单的结构进行构件间的间隙的精度良好的测量的测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一个实施方式所涉及的测量用夹具具备：基部；传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；以及第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出。
在上述(1)的结构中，测量用夹具具有在基部的不同位置处从基部向相同的一侧突出的传感器保持部和第一突出部。因此，在将传感器保持部插入作为测量对象的两构件间的间隙时，能够使第一突出部与所述两构件中的一方抵接，因此容易维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。由此，根据上述(1)的结构，能够通过设置有从基部向与传感器保持部相同的一侧突出的第一突出部这样的简单结构，来进行构件间的间隙的精度良好的测量。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，所述测量用夹具还具备：可动片，其设置为能够相对于所述基部位移；以及至少一个施力机构，其在与所述传感器设置面正交的所述方向上，朝向隔着所述传感器位置而与所述第一位置相反的一侧对所述可动片施力。
根据上述(2)的结构，在使可动片与形成作为测量对象的间隙的一个构件抵接时，可动片的位置被该构件限制，因此通过由施力机构产生的作用力向远离所述构件的方向(朝向形成间隙的另一构件的方向)按压基部。其结果是，以从基部突出的方式设置的传感器保持部被按压于形成间隙的另一构件。这样，通过朝向所述另一构件按压测量用夹具的传感器保持部，从而能够更可靠地维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构的基础上，所述至少一个施力机构包括一对施力机构，该一对施力机构在投影于所述传感器设置面时，隔着与所述传感器保持部自所述基部突出的突出方向平行且通过所述传感器的中心位置的直线而位于两侧。
根据上述(3)的结构，隔着通过传感器的中心位置且与传感器保持部的突出方向平行的直线配置有一对施力机构，因此能够防止传感器保持部相对于构件的单侧接触，能够相对于该构件而以适当的姿态保持传感器。
(4)在几个实施方式中，在上述(2)或(3)的结构的基础上，所述至少一个施力机构包括扭簧，该扭簧绕与所述传感器设置面平行且与所述传感器保持部自所述基部突出的突出方向正交的直线设置，所述扭簧包括作为所述可动片的具有前端部的第一臂。
根据上述(4)的结构，使用扭簧构成施力机构以及可动片，从而能够成为结构简单的测量用夹具。
(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构的基础上，所述扭簧还包括：与所述第一臂相反的一侧的第二臂；以及位于所述第一臂与所述第二臂之间的卷绕部，所述第一臂包括：根部，其以朝向隔着所述传感器位置而与所述第一位置相反的一侧的方式从所述卷绕部延伸；以及所述前端部，其相对于所述根部而朝向所述传感器位置侧弯曲。
根据上述(5)的结构，扭簧的自由端即第一臂(可动片)包括以朝向隔着传感器位置而与第一位置相反的一侧的方式从卷绕部延伸的根部、以及相对于根部而朝向传感器位置侧弯曲的前端部。即，第一臂具有前端部朝向传感器位置避开那样的弯曲形状。因此，向作为测量对象的间隙插入传感器保持部时，第一臂不易挂钩于形成间隙的构件的面，从而能够将传感器保持部顺利地插入间隙。
(6)在几个实施方式中，在上述(4)或(5)的结构的基础上，所述扭簧包括与所述第一臂相反的一侧的第二臂，所述基部包括反作用力承受面，该反作用力承受面构成为与所述第二臂抵接而承受所述扭簧的弹力的反作用力。
根据上述(6)的结构，通过与第二臂抵接的反作用力承受面承受扭簧的弹力的反作用力，因此在使第一臂(可动片)与形成作为测量对象的间隙的一个构件抵接时，能够可靠地向第一臂施加扭簧的弹力(作用力)。由此，能够通过扭簧的弹力(作用力)向远离所述一个构件的方向(朝向形成间隙的另一构件的方向)可靠地按压基部与传感器保持部。由此，通过将测量用夹具的传感器保持部朝向所述另一构件可靠地按压，能够更可靠地维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。
(7)在几个实施方式中，在上述(6)的结构的基础上，所述测量用夹具还具备弹力调节部，该弹力调节部用于移动所述反作用力承受面从而对作为所述可动片的所述第一臂在所述扭簧的自然状态下的位置进行调节。
根据上述(7)的结构，能够通过弹力调节部对第一臂在扭簧的自然状态下的位置进行调节。由此，通过使用弹力调节部将第一臂的位置调节至与作为测量对象的间隙的大小相适的位置，在将传感器保持部插入作为测量对象的间隙时，能够从与第一臂抵接的构件获得适当的按压力。由此，能够更可靠地维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。
(8)在几个实施方式中，在上述(4)至(7)的任一结构的基础上，所述测量用夹具还具备用于对所述扭簧的中心进行定位的弹簧定位部。
根据上述(8)的结构，能够通过弹簧定位部来限制扭簧的中心位置。由此，能够从与第一臂抵接的构件更为稳定地获得按压力，能够更可靠地维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。
(9)在几个实施方式中，在上述(1)至(8)的任一结构的基础上，所述测量用夹具还具备第二突出部，该第二突出部在与所述传感器设置面正交的所述方向上的与所述传感器位置以及所述第一位置不同的第二位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出。
根据上述(9)的结构，在与传感器位置以及第一位置不同的第二位置处设置有从基部向与传感器保持部相同的一侧突出的第二突出部，因此通过使第一突出部以及第二突出部与形成间隙的两个构件中的一个构件抵接，从而更容易维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。
(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(9)的任一结构的基础上，所述第一突出部包括磁铁。
根据上述(10)的结构，第一突出部包括磁铁，因此能够使该磁铁吸附形成作为测量对象的间隙的构件。由此，能够更可靠地维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。
(11)在几个实施方式中，在上述(1)至(10)的结构的基础上，所述测量用夹具还具备突出量调节部，该突出量调节部用于对所述第一突出部自所述基部突出的突出量进行调节。
根据上述(11)的结构，能够通过突出量调节部而与配置传感器保持部的构件的形状相应地对第一突出部自基部突出的突出量进行调节。由此，能够更可靠地维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。另外，由此，能够对由各种形状的构件形成的间隙的大小适当地进行测量。
(12)在几个实施方式中，在上述(1)至(11)的任一结构的基础上，所述第一位置存在于在与所述传感器设置面正交的所述方向上隔着所述测量用夹具的重心而与所述传感器位置相反的一侧。
根据上述(12)的结构，第一突出部从存在于隔着测量用夹具的重心而与传感器位置相反的一侧的第一位置突出。由此，从形成作为测量对象的间隙的一个构件与传感器保持部的抵接点到第一突出部的距离变大，因此在该抵接点处，能够通过第一突出部被所述一个构件顶回的力引起的力矩有效地抵消由测量用夹具的自重引起的力矩。因此，能够使测量用夹具的姿态更加稳定化。
(13)在几个实施方式中，在上述(1)至(12)的任一结构的基础上，所述传感器保持部构成为在插入作为所述传感器的测量对象的第一构件与第二构件的间隙的状态下，与所述第一构件中的同所述第二构件对置的部位抵接，所述第一突出部构成为与所述第一构件抵接而对所述传感器保持部相对于所述第一构件的所述部位的姿态进行调节。
根据上述(13)的结构，第一构件中的同第二构件对置的部位与传感器保持部抵接，并且第一突出部与第一构件抵接，从而对传感器保持部相对于第一构件中的与第二构件对置的部位的姿态进行调节。由此，能够进行形成于第一构件与第二构件之间的间隙的精度良好的测量。
(14)本发明的至少一个实施方式所涉及的测量装置具备：所述(1)至(13)的任一项所述的测量用夹具；以及由所述测量用夹具的所述传感器保持部保持的传感器。
在上述(14)的结构中，测量用夹具具有在基部的不同位置处从基部向相同的一侧突出的传感器保持部和第一突出部。因此，在将传感器保持部插入作为测量对象的两个构件间的间隙时，能够使第一突出部与所述两个构件中的一方抵接，因此容易维持由传感器保持部保持的传感器相对于所述构件的姿态。由此，根据上述(14)的结构，能够通过设置有从基部向与传感器保持部相同的一侧突出的第一突出部这样的简单结构，进行构件间的间隙的精度良好的测量。
(15)在几个实施方式中，在上述(14)的结构的基础上，所述测量用夹具包括一个以上的突出部，该突出部在同所述传感器设置面正交的方向上的与所述传感器位置不同的位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出，所述传感器保持部构成为在插入作为所述传感器的测量对象的第一构件与第二构件的间隙的状态下，与所述第一构件中的同所述第二构件对置的部位抵接，所述测量装置还具备接触检测部，该接触检测部用于对所述一个以上的突出部中的至少一个突出部与所述第一构件的接触进行检测。
在上述(15)的结构中，能够通过接触检测部对测量用夹具的突出部与形成作为测量对象的间隙的第一构件的接触进行检测，因此能够确认测量用夹具的突出部与第一构件抵接并且测量间隙。由此，根据上述(15)的结构，能够更可靠地进行间隙的精度良好的测量。
(16)在几个实施方式中，在上述(15)的结构的基础上，所述接触检测部包括拍摄部，该拍摄部构成为对所述至少一个突出部的前端部、以及所述第一构件中的与所述至少一个突出部的所述前端部对置的部分进行拍摄。
根据上述(16)的结构，通过拍摄部对突出部的前端部与第一构件接触的部分进行拍摄，从而能够确认突出部与第一构件抵接并且测量间隙。由此，能够更可靠地进行间隙的精度良好的测量。
(17)在几个实施方式中，在上述(15)或(16)的结构的基础上，所述接触检测部包括接触传感器，该接触传感器构成为对所述至少一个突出部的前端部与所述第一构件中的同所述至少一个突出部的所述前端部对置的部分的接触进行检测。
根据上述(17)的结构，通过接触传感器对突出部的前端部与第一构件的接触进行检测，从而能够确认突出部与第一构件抵接并且测量间隙。由此，能够更可靠地进行间隙的精度良好的测量。
(18)本发明的至少一个实施方式所涉及的间隙测量方法具备使搭载于测量用夹具的传感器进入第一构件与第二构件之间的间隙，从而通过该传感器对所述间隙的大小进行测量的步骤，所述测量用夹具包括：基部；传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对所述传感器进行保持；以及第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出，在对所述间隙的大小进行测量的步骤中，在使所述传感器保持部与所述第一构件中的同所述第二构件对置的部位抵接、并且使所述第一突出部与所述第一构件抵接的状态下，通过所述传感器进行测量。
在上述(18)的方法中使用的测量用夹具具有在基部的不同位置处从基部向相同的一侧突出的传感器保持部和第一突出部。因此，在将传感器保持部插入作为测量对象的第一构件与第二构件之间的间隙时，能够使第一突出部与第一构件抵接，从而容易维持由传感器保持部保持的传感器相对于第一构件的姿态。由此，根据上述(18)的结构，能够通过设置有从基部向与传感器保持部相同的一侧突出的第一突出部这样的简单结构，进行第一构件与第二构件之间的间隙的精度良好的测量。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，提供能够通过简单的结构来进行构件间的间隙的精度良好的测量的测量用夹具、测量装置以及间隙测量方法。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。
图2是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。
图3是示出一个实施方式所涉及的测量用夹具的结构的图。
图4是俯视观察图3所示的测量用夹具时的结构图。
图5是图3所示的测量用夹具的局部放大图。
图6是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。
图7是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。
图8是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。
图9是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。
图10是示出一个实施方式所涉及的测量装置的结构的图。
图11是图10所示的测量装置的俯视图。
图12是示出一个实施方式所涉及的测量装置的结构的图。
图13是示出一个实施方式所涉及的测量装置的结构的图。
图14是从A方向观察图13所示的测量装置时的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式所记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不将本发明的范围限定于此，仅仅是说明例而已。
图1以及图2分别是示出一个实施方式所涉及的测量装置的应用例的示意图。图1以及图2中示出了在作为第一构件6的燃气轮机的动叶6A与作为第二构件8的燃气轮机的外壳8A之间的间隙(顶隙)G的大小Dg的测量中应用的测量装置1。
需要说明的是，图1是沿着动叶6A的叶面方向观察测量装置1时的图，图2是从动叶6A的前端侧朝向基端侧观察测量装置1时的图。
如图1所示，测量装置1具备传感器3、以及用于保持传感器3的测量用夹具2。
如图2所示，传感器3具有臂部4、以及在臂部4的前端部安装的传感部5。传感部5构成为对传感部5与同该传感部5对置的对象物之间的距离进行检测。传感器3例如也可以是静电电容式传感器或者光学式传感器。
如图1以及图2所示，测量用夹具2具备基部10、以从基部10突出的方式设置的传感器保持部12以及第一突出部14，传感器3配置于传感器保持部12的传感器设置面12a，被传感器保持部12保持。
第一突出部14设置在与传感器设置面12a(即与传感器设置面延伸方向)正交的方向上的与传感器设置面12a的位置(传感器位置(参照图3))不同的第一位置(参照图3)，从基部10向与传感器保持部12相同的一侧突出。
图1以及图2所示的测量用夹具2的第一突出部14包括与设置于基部10的螺纹孔螺合的螺栓15的轴部的一部分以及头部。
在一个实施方式中，也可以在基部10安装有用于将测量装置1设置在规定位置的设置机构42(例如柔性臂)。
在使用上述测量装置1对动叶6A与外壳8A之间的间隙进行测量时，首先向动叶6A与外壳8B之间的间隙G插入测量用夹具2的传感器保持部12以及由传感器保持部12保持的传感器3。
接下来，在传感器3以及传感器保持部12插入间隙G的状态下，使传感器保持部12与动叶6A中的与外壳8A对置的部位(动叶6A的顶面)抵接，并且使第一突出部14与动叶6A抵接。此时，也可以使第一突出部14与动叶6A抵接，从而对传感器保持部12相对于动叶6A的与外壳8A对置的部位的姿态进行调节。
然后，在使传感器保持部12以及第一突出部14分别与动叶6A抵接的状态下，通过传感器3进行间隙G的大小Dg的测量。
在一个实施方式中，如图1所示那样由传感器保持部12保持且插入间隙G的传感器3的传感部5对传感部5与同该传感部5对置的外壳8A的内壁面的距离d2进行检测。在该情况下，若预先取得保持传感器3的传感器保持部12的厚度，则能够通过式Dg＝d1+d2求出动叶6A与外壳8A之间的间隙G的大小Dg。
这样，测量用夹具2具有在基部10的不同位置(传感器位置以及第一位置)从基部10向相同的一侧突出的传感器保持部12以及第一突出部14，因此在将传感器保持部12插入作为测量对象的第一构件6与第二构件8(在图1所示的例子中为动叶6A与外壳8A)的间隙G时，能够使第一突出部14与动叶6A抵接，因此容易维持由传感器保持部12保持的传感器3相对于外壳8A的姿态。
由此，通过使用上述的测量用夹具2，能够通过设置有从基部10向与传感器保持部12相同的一侧突出的第一突出部14这样的简单结构，进行动叶6A与外壳8A之间的间隙G的精度良好的测量。
以下，对几个实施方式所涉及的测量用夹具2更详细地进行说明。
图3是示出一个实施方式所涉及的测量用夹具2(构成图1所示的测量装置1的测量用夹具2)的结构的图，图4是俯视观察图3所示的测量用夹具2时的结构图。需要说明的是，在图3以及图4中省略了设置机构42的图示。
另外，图5是图3所示的测量用夹具2的局部放大图。
在几个实施方式中，测量用夹具2具有能够相对于基部10位移的可动片、以及用于对该可动片施力的施力机构。
图2以及图3所示的测量用夹具2具备扭簧18作为施力机构。扭簧18绕与传感器设置面12a平行且与传感器保持部12自基部10突出的突出方向正交的直线L1设置。
如图4以及图5所示，在扭簧18的内周侧插入有套筒34，在套筒34的内周侧沿着直线L1贯穿有螺栓35。螺栓35被局部地拧入形成于基部10的螺纹孔。即，扭簧18的中心的位置被套筒34或螺栓35限制。
另外，在螺栓35的头部与扭簧18之间设置有板33，从而限制扭簧18的沿着直线L1的方向上的位置。
扭簧18包括该扭簧18的自由端即第一臂20、与第一臂20相反的一侧的第二臂24、以及位于第一臂20与第二臂24之间的卷绕部26。
第一臂20具有前端部21、以及位于比前端部21更靠近卷绕部26一侧的根部22。根部22以隔着传感器位置(参照图3)而朝向与第一位置(参照图3)相反的一侧的方式从卷绕部26延伸。另外，前端部21相对于根部22而朝向传感器位置侧弯曲。
前端部21是设置为能够相对于基部10位移的可动片，作为可动片的前端部21在与传感器设置面12a正交的方向上，隔着传感器位置而朝向与第一位置相反的一侧(朝向图3中箭头所示的施力方向)被扭簧18的弹力施力。
如上述那样，在测量用夹具2具备作为可动片的第一臂20的前端部21和作为施力机构的扭簧18的情况下，在将传感器保持部12插入作为测量对象的间隙G时，作为可动片的第一臂20的前端部21与形成作为测量对象的间隙G的外壳8A(参照图1)抵接。然后，在第一臂20与外壳8A抵接的抵接点P1处，前端部21(可动片)的位置被外壳8A限制，因此通过由扭簧18产生的作用力向远离外壳8A的方向(朝向形成间隙G的动叶6A(参照图1)的方向)按压基部10。其结果是，以从基部10突出的方式设置的传感器保持部12被按压至形成间隙G的动叶6A。这样，通过朝向动叶6A按压测量用夹具2的传感器保持部12，能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器3的相对于动叶6A的姿态。
另外，在上述实施方式中，扭簧18的第一臂20(可动片)包括以隔着传感器位置而朝向与第一位置相反的一侧的方式从卷绕部26延伸的根部22、以及相对于根部22而朝向传感器位置侧弯曲的前端部21。第一臂20具有前端部21朝向传感器位置而避开那样的弯曲形状。因此，向作为测量对象的间隙G插入传感器保持部12时，第一臂20不易钩挂于形成间隙G的外壳8A的内壁面，从而能够将传感器保持部12顺利地插入间隙G。
如图4所示，测量用夹具2包括一对扭簧(施力机构)(18A、18B)，该一对扭簧在投影于传感器设置面12a时，隔着与传感器保持部12自基部10突出的突出方向平行且通过传感器3的中心位置的直线L2而位于两侧。
需要说明的是，在图1、图3等从侧方观察测量用夹具2的图中，仅作为扭簧18仅示出一对扭簧(18A、18B)中的能够从该侧方观察到的一方。
在该情况下，以隔着通过传感器3的中心位置且与传感器保持部12的突出方向平行的直线L2的方式配置有一对扭簧(18A、18B)，因此能够防止传感器保持部12相对于动叶6A(参照图1)的单侧接触，能够相对于动叶6A而以适当的姿态保持传感器3。
在一个实施方式中，测量用夹具2的基部10包括反作用力承受面28，该反作用力承受面28构成为与第二臂24抵接而承受扭簧18的弹力的反作用力。在图3所示的实施方式中，反作用力承受面28由螺栓31的轴部的前端面形成。
通过与第二臂24抵接的反作用力承受面28承受扭簧18的弹力的反作用力，从而在使第一臂20(可动片)与形成作为测量对象的间隙G的动叶6A抵接时，能够可靠地向第一臂20施加扭簧18的弹力(作用力)。由此，能够通过扭簧18的弹力(作用力)向远离动叶6A的方向(朝向形成间隙G的动叶6A的方向)可靠地按压基部10和传感器保持部12。由此，通过朝向动叶6A可靠地按压测量用夹具2的传感器保持部12，能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器3相对于动叶6A的姿态。
在几个实施方式中，测量用夹具2还具备弹力调节部30，该弹力调节部30用于移动反作用力承受面28从而对作为可动片的第一臂20在扭簧18的自然状态下的位置进行调节。
在一个实施方式中，如图3所示，弹力调节部30包括与形成于基部10的螺纹孔螺合的螺栓31、以及与螺栓31螺合的螺母32。
能够通过弹力调节部30对第一臂20在扭簧18的自然状态下的位置进行调节。由此，通过使用弹力调节部30将第一臂20的位置调节至与作为测量对象的间隙G的大小相适的位置，在将传感器保持部12插入作为测量对象的间隙G时，能够从与第一臂20抵接的构件(例如图1中的外壳8A)获得适当的按压力。由此，能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器3相对于构件(例如图1中的动叶6A)的姿态。
这里，参照图5对弹力调节部30对第一臂20的位置的调节进行说明。
为了对第一臂20在扭簧18的自然状态下的位置进行调节，调节螺栓31相对于基部10的拧入量，从而移动与扭簧18的第二臂24抵接的反作用力承受面28(螺栓31的轴部的前端面)。
例如，如图5中实线以及双点划线所图示的那样，将螺栓31拧入Δx时，反作用力承受面28也沿螺栓31的轴向移动Δx。另外，与反作用力承受面28抵接的扭簧18的第二臂24随着反作用力承受面28的移动而绕扭簧18的中心旋转移动。并且，与第二臂24的旋转移动联动地，扭簧18的第一臂20也与第二臂24同样地绕扭簧18的中心旋转移动，作为可动片的第一臂20的高度位置变化Δy。
由此，通过调节螺栓31的拧入量Δx，能够对作为可动片的第一臂20的高度方向位置进行调节。
这样，通过移动反作用力承受面28，能够使第一臂20的位置成为与作为测量对象的间隙的大小相适的位置。例如，在将较大的间隙作为测量对象的情况下，将第一臂20的高度方向位置设置得较高即可。或者，在将较小的间隙作为测量对象的情况下，将第一臂20的高度方向位置设置得较低即可。由此，能够得到与作为测量对象的间隙的测量相适的扭簧18的作用力，从而能够将传感器保持部12适当地按压于形成作为测量对象的间隙的构件。
在几个实施方式中，测量用夹具2还具备用于对扭簧18的中心进行定位的弹簧定位部。
在图4以及图5所示的测量用夹具2中，弹簧定位部是在扭簧18的内周侧设置的套筒34或螺栓35。
在一个实施方式中，弹簧定位部例如可以是以包围扭簧18的外周侧的方式设置的套筒，或者还可以是以包围扭簧18的外周侧的方式设置于基部10的引导孔。
由于能够通过弹簧定位部来限制扭簧18的中心位置，因此能够从与第一臂20抵接的构件(例如图1所示的外壳8A)更稳定地获得按压力，从而能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器相对于所述构件(例如图1所示的动叶6A)的姿态。
图1以及图3所示的测量用夹具2还具备第二突出部36，该第二突出部36在与传感器设置面12a正交的方向上的、与传感器位置以及第一位置不同的第二位置(参照图3)处，从基部10向与传感器保持部12相同的一侧突出。
图1以及图3所示的第二突出部36包括轴部拧入形成于基部10的螺纹孔的螺栓37的头部。
这样，在设置有在与传感器位置以及第一位置不同的第二位置处从基部10向与传感器保持部12相同的一侧突出的第二突出部36的情况下，能够使第一突出部14以及第二突出部36与形成间隙G的两个构件中的一个构件(在图1中为动叶6A)抵接。由此，更容易维持由传感器保持部12保持的传感器3相对于所述构件(图1中的动叶6A)的姿态。
在几个实施方式中，第一突出部14或第二突出部36中的至少一方也可以包括磁铁。
例如，如图3所示，第一突出部14也可以包括设置于凹部46的磁铁38，该凹部46形成于螺栓15的头部。另外，第二突出部36也可以包括设置于凹部48的磁铁39，该凹部48形成于螺栓37的头部。
这样，第一突出部14或第二突出部36包括磁铁38或磁铁39，因此能够使磁铁38或磁铁39吸附形成作为测量对象的间隙G的构件。由此，能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器3相对于所述构件(例如图1中的动叶6A)的姿态。
在几个实施方式中，测量用夹具2还具备用于对第一突出部14自基部10突出的突出量进行调节的突出量调节部40。
例如，在图3所示的例子中，突出量调节部40包括与形成于基部10的螺纹孔螺合的螺栓15以及与螺栓15螺合的螺母16。通过利用该突出量调节部40对螺栓15相对于螺纹孔的拧入量进行调节，从而能够对第一突出部14的突出量进行调节。
通过设置突出量调节部40，从而能够与配置传感器保持部12的构件(例如图1中的动叶6A)的形状对应地对第一突出部14自基部10突出的突出量进行调节。由此，能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器相对于所述构件的姿态。另外，由此，能够对由各种形状的构件形成的间隙的大小适当地进行测量。
也能够通过对第一突出部14的磁铁38自螺栓15的头部突出的突出量进行调节来对第一突出部14的突出量进行调节。
另外，测量用夹具2也可以还具备用于对第二突出部36自基部10突出的突出量进行调节的突出量调节部。
在几个实施方式中，第一突出部14与第二突出部36在传感器设置面12a的延伸方向上位于不同的位置。
例如如图1所示的动叶6A那样，典型的燃气轮机的动叶在动叶的高度方向(在图1中，沿着与传感器设置面12a正交的方向的方向)上叶片厚度逐渐发生变化，典型地为越靠近前端越薄。
关于这一点，第一突出部14与第二突出部36在传感器设置面12a的延伸方向上位于不同的位置，从而相对于在与传感器设置面12a正交的方向上具有不同厚度的动叶等构件，能够更可靠地维持由传感器保持部12保持的传感器3的姿态。
需要说明的是，也可以通过突出量调节部40对第一突出部14的突出量进行调节，从而使第一突出部14与第二突出部36在传感器设置面12a的延伸方向上的位置不同。
图6～图9分别是示出使用一个实施方式所涉及的测量用夹具的测量装置的应用例的示意图。
其中，图6以及图7分别图示了在对具有和图1所示的例子的不同的形状的燃气轮机的动叶6B或6C与燃气轮机的外壳8B或8C之间的间隙的测量中应用的测量装置1。
图6所示的动叶6B的叶片厚度方向的剖面具有朝向测量用夹具2的基部10凸出的弯曲形状。另一方面，图7所示的动叶6C的叶片厚度方向的剖面具有朝向测量用夹具2的与基部10相反的一侧突出的弯曲形状。
这样，在作为测量对象的第一构件6具有弯曲的形状的情况下，通过将第一突出部14及/或第二突出部36的突出量调解为与第一构件6的形状相匹配，从而能够更可靠地维持传感器保持部12以及传感器3相对于第一构件6的姿态。
另外，图8以及图9分别图示了在对设置于蒸汽轮机的动叶6D或6E的前端的密封翅片44D或44E与蒸汽轮机的外壳8D或8E之间的间隙的测量中应用的测量装置1。
这样，几个实施方式所涉及的测量用夹具2以及测量装置1能够对燃气轮机的动叶与外壳以外的构件间的间隙进行测量。
需要说明的是，在图9中，密封翅片44E的前端部设置为在叶片厚度方向上倾斜(即密封翅片44是倾斜密封翅片)。在该情况下，如图9所示，也可以将与密封翅片44E的前端对置的传感器保持部12的形状设为与密封翅片44E的倾斜匹配的形状。这样，通过使用同形成作为测量对象的间隙的第一构件6(这里是包括密封翅片44E的动叶6E)中的、与传感器保持部12对置的部位的形状匹配的传感器保持部，能够更可靠地维持传感器保持部12以及传感器3相对于第一构件6的姿态。
在几个实施方式中，如图3所示，在测量用夹具2中，第一突出部14从基部10突出的第一位置存在于在与传感器设置面12a正交的方向上隔着测量用夹具2的重心CG而与传感器位置相反的一侧。
这样，第一突出部14从存在于隔着测量用夹具2的重心CG而与传感器位置相反的一侧的第一位置突出，从而从形成作为测量对象的间隙G的第一构件(在图1中为动叶6A)与传感器保持部12的抵接点到第一突出部14的距离较大，因此在该抵接点处，能够通过第一突出部14被第一构件顶回的力引起的力矩有效地抵消由测量用夹具2的自重引起的力矩。由此，能够使测量用夹具2的姿态更加稳定化。
图10～图14分别是示出一个实施方式所涉及的测量装置的结构的图。图11是图10所示的测量装置的俯视图。另外，图14是从A方向(参照图13中的箭头)观察图13所示的测量装置时的图。
在几个实施方式中，如图10～图14所示，测量装置还具备接触检测部50。接触检测部50构成为，对测量用夹具2的一个以上的突出部(图示的例子中的第一突出部14、第二突出部36)中至少一个突出部与形成作为测量对象的间隙G的第一构件6和第二构件8中的与传感器保持部12抵接的构件(在图示的例子中为作为第一构件6的动叶6A)的接触进行检测。
在图10～图12所示的例示的实施方式中，接触检测部50包括照相机52(拍摄部)，该照相机52构成为对第二突出部36的前端部以及动叶6A(第一构件6)中的与第二突出部36的前端部36a对置的部分进行拍摄。另外，在图13以及图14所示的实施方式中，接触检测部50包括接触传感器62a、62b，该接触传感器62a、62b构成为对第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a与动叶6A(第一构件6)中的同第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a对置的部分的接触进行检测。
能够一边通过接触检测部50，能够确认测量用夹具2的突出部(第一突出部14或第二突出部36)与第一构件6(动叶6A)抵接，一边通过测量装置1进行间隙G的测量。因此，能够更可靠地进行间隙G的精度良好的测量。
例如，在测量用夹具2具有多个突出部(例如图示的实施方式中的第一突出部14以及第二突出部36等)的情况下，在使传感器保持部12与动叶6A的前端部(与外壳8A对置的部位)抵接的状态下，测量装置1的操作者容易在感觉上识别多个突出部中的一个突出部(例如第一突出部14)与动叶6A是否接触。然而，在使某一突出部(例如第一突出部14)与动叶6A接触的状态下，对于测量装置1的操作者来说，很难在感觉上识别该突出部以外的突出部(例如第二突出部36)与动叶6A是否接触。
即使在这样的情况下，也能够一边通过上述接触检测部50确认测量用夹具2的突出部(第一突出部14或第二突出部36)与动叶6A抵接，一边通过测量装置1进行间隙G的测量。因此，能够更可靠地进行间隙G的精度良好的测量。
在图10～图12所示的例示的实施方式中，接触检测部50包括照相机52(拍摄部)，该照相机52构成为对第二突出部36的前端部36a以及动叶6A(第一构件6)中的与第二突出部36的前端部36a对置的部分进行拍摄。由照相机52拍摄的图像输出至未图示的接收、显示设备，通过观察由该接收、显示设备显示的图像，能够确认测量用夹具2的第二突出部36的前端部36a与动叶6A的接触状态。
图10以及图11所示的照相机52经由臂54而安装于测量用夹具2的基部10，能够通过移动臂54对照相机52的位置、朝向进行调节。通过该照相机52对第二突出部36的前端部36a与动叶6A中的与该前端部36a对置的部分进行拍摄，从而能够检测第二突出部36的前端部36a与动叶6A是否接触。
在图12所示的实施方式中，多个动叶6A沿转子周向排列而形成叶片栅60，并且多个静叶72沿转子周向排列而形成叶片栅70。叶片栅60与叶片栅70以在转子轴向上相邻的方式配置。
图12所示的照相机52安装于与形成作为测量对象的间隙G的动叶6A(第一构件6)、即配置有测量用夹具2的动叶6A不同的叶。更具体而言，图12所示的照相机52通过夹持件56而安装于构成叶片栅70的静叶72，该叶片栅70与测量用夹具2所配置的动叶6A形成的叶片栅60相邻。
在该实施方式中，测量用夹具2以及照相机52分别经由柔性臂(设置机构42、58)而与把手43、59连接。操作者能够通过直接用手把持把手43、59或通过机器人等操作柔性臂(设置机构42、58)，从而操作测量用夹具2以及照相机52的位置、朝向。
然后，通过照相机52对第二突出部36的前端部36a、以及动叶6A中的与该前端部36a对置的部分进行拍摄，从而能够检测第二突出部36的前端部36a与动叶6A是否接触。
在图13以及图14所示的例示的实施方式中，接触检测部50包括在第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a设置的接触传感器62～62c。接触传感器62a～62c也可以分别设置在形成第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a的磁铁38、39(参照图3)的表面。
接触传感器62a～62c可以是按钮型接触传感器，该纽扣型接触传感器基于从动叶6A(第一构件6)受到的压力而感知动叶6A与第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a之间的接触。
在该情况下，也可以使各接触传感器62a～62c与不同的灯连接，在各接触传感器62a～62c中感知到动叶6A与第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a之间的接触时，使对应的灯点亮。
或者，也可以使各接触传感器62a～62c与一个灯连接，在所有接触传感器62a～62c中感知到动叶6A与第一突出部14以及第二突出部36的前端部14a、36a的接触时，使灯点亮。
这样，能够通过灯的点亮或熄灭来确认是否接触。
在测量用夹具2的第一突出部14、第二突出部36以及基部10由导电性材料(例如合金)形成的情况下，接触传感器62a～62c也可以分别包括电极，接触检测部50也可以构成为对上述电极中的两个电极间的通电进行检测。例如，接触检测部50也可以对接触传感器62a与接触传感器62b之间、或者接触传感器62a与接触传感器62c之间的通电进行检测。
即，例如，在向接触传感器62a的电极与接触传感器62b的电极之间赋予电压时，若在上述电极间检测到通电，则能够确认设置有接触传感器62a的第一突出部14与动叶6A(第一构件6)接触，并且设置有接触传感器62b的第二突出部36与动叶6A接触。
另外，例如，在向接触传感器62a的电极与接触传感器62c的电极之间赋予电压时，若在上述电极间检测到通电，则能够确认设置有接触传感器62a的第一突出部14与动叶6A(第一构件6)接触，并且设置有接触传感器62c的第二突出部36与动叶6A接触。
这样，能够一边通过接触检测部50确认测量用夹具2的突出部(第一突出部14或第二突出部36)与第一构件6(动叶6A)抵接，一边通过测量装置1进行间隙G的测量。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，也包括对上述实施方式加以变形的方式或适当组合这些方式而得到的方式。
例如，在上述实施方式中，对将测量用夹具2以及测量装置1应用于燃气轮机、蒸汽轮机的动叶的顶隙的测量的例子进行了说明，但本发明所涉及的测量用夹具2以及测量装置1的测量对象并不局限于此，本发明所涉及的测量用夹具2以及测量装置1能够用于各种机器的构件间的间隙测量。
另外，在上述实施方式中，对测量用夹具2具有扭簧18的前端部21作为能够相对于基部10位移的可动片、且具有扭簧18作为用于在与传感器设置面12a正交的方向上朝向隔着传感器位置而与第一位置相反的一侧对可动片(前端部21)施力的施力机构的例子进行了说明，但本发明所涉及的测量用夹具2并不局限于上述的实施方式。
虽然省略了图示，但例如在其他实施方式中，测量用夹具2也可以具有构成为在与传感器设置面12a正交的方向上能够位移的柱塞作为能够相对于基部10位移的可动片，并且具有能够朝向隔着传感器位置而与第一位置相反的一侧对该柱塞施力的施力机构。
在该情况下，测量用夹具2也可以具有能够产生与传感器设置面12a(参照图1)正交的方向的弹力的螺旋弹簧来作为用于对柱塞施力的施力机构。另外，测量用夹具2也可以具有用于对柱塞在该螺旋弹簧的自然状态下的位置进行调节的弹力调节部(例如弹力调节螺钉)。通过使用弹力调节部将柱塞的位置调节至与作为测量对象的间隙G的大小相适的位置，在将传感器保持部12插入作为测量对象的间隙G时，能够从与柱塞抵接的构件获得适当的按压力。
或者，具有上述柱塞作为可动片的测量用夹具2也可以具有用于通过流体压对柱塞施力的流体压生成机构作为用于对柱塞施力的施力机构。在该情况下，例如，也可以利用将水、油或空气等作为工作流体的流体压生成机构通过水压、油压或气压等对柱塞施力。
在本说明书中，“在某一方向上”、“沿某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表现不仅表示严格地如上述那样的配置，还表示以具有公差、或者能够获得相同功能的程度的角度、距离的方式相对位移的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均等”等表示事物相等的状态的表现不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够获得相同功能的程度的差异的状态。
另外，在本说明书中，表示四边形状、圆筒形状等形状的表现不仅表示几何学上的严格意义的四边形、圆筒形状等形状，还表示在能够获得相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
另外，在本说明书中，“具备”、“包括”或者“具有”一个构成要素这样的表现并非排除其他构成要素的存在的排他性表现。
附图标记说明
1测量装置；2测量用夹具；3传感器；4臂部；5传感部；6第一构件；6A～6E动叶；8第二构件；8A～8E外壳；10基部；12传感器保持部；12a传感器设置面；14第一突出部；14a前端部；15螺栓；16螺母；18扭簧；20第一臂；21前端部；22根部；24第二臂；26卷绕部；28反作用力承受面；30弹力调节部；31螺栓；32螺母；33板；34套筒；35螺栓；36第二突出部；36a前端部；37螺栓；38磁铁；39磁铁；40突出量调节部；42设置机构；43把手；44D、44E密封翅片；46凹部；48凹部；50接触检测部；52照相机；54臂；56夹持件；58设置机构；59把手；60叶片栅；62a～62c接触传感器；70叶片栅；72静叶；CG重心；G间隙；P1抵接点。

Claims (17)

1.一种测量用夹具，其特征在于，具备：
基部；
传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；
第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出；
可动片，其设置为能够相对于所述基部位移；以及
至少一个施力机构，其在与所述传感器设置面正交的所述方向上，朝向隔着所述传感器位置而与所述第一位置相反的一侧对所述可动片施力。
2.根据权利要求1所述的测量用夹具，其特征在于，
所述至少一个施力机构包括一对施力机构，该一对施力机构在投影于所述传感器设置面时，隔着与所述传感器保持部自所述基部突出的突出方向平行且通过所述传感器的中心位置的直线而位于两侧。
3.根据权利要求1或2所述的测量用夹具，其特征在于，
所述至少一个施力机构包括扭簧，该扭簧绕与所述传感器设置面平行且与所述传感器保持部自所述基部突出的突出方向正交的直线设置，
所述扭簧包括作为所述可动片的具有前端部的第一臂。
4.根据权利要求3所述的测量用夹具，其特征在于，
所述扭簧还包括：
与所述第一臂相反的一侧的第二臂；以及
位于所述第一臂与所述第二臂之间的卷绕部，
所述第一臂包括：
根部，其以朝向隔着所述传感器位置而与所述第一位置相反的一侧的方式从所述卷绕部延伸；以及
所述前端部，其相对于所述根部而朝向所述传感器位置侧弯曲。
5.根据权利要求3所述的测量用夹具，其特征在于，
所述扭簧包括与所述第一臂相反的一侧的第二臂，
所述基部包括反作用力承受面，该反作用力承受面构成为与所述第二臂抵接而承受所述扭簧的弹力的反作用力。
6.根据权利要求5所述的测量用夹具，其特征在于，
所述测量用夹具还具备弹力调节部，该弹力调节部用于移动所述反作用力承受面从而对作为所述可动片的所述第一臂在所述扭簧的自然状态下的位置进行调节。
7.根据权利要求3所述的测量用夹具，其特征在于，
所述测量用夹具还具备用于对所述扭簧的中心进行定位的弹簧定位部。
8.一种测量用夹具，其特征在于，具备：
基部；
传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；
第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出；以及
第二突出部，其在与所述传感器设置面正交的所述方向上的与所述传感器位置以及所述第一位置不同的第二位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出。
9.一种测量用夹具，其特征在于，具备：
基部；
传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；以及
第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出，
所述第一突出部包括磁铁。
10.一种测量用夹具，其特征在于，具备：
基部；
传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；
第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出；以及
突出量调节部，其用于对所述第一突出部自所述基部突出的突出量进行调节。
11.根据权利要求1、8、9、10中任一项所述的测量用夹具，其特征在于，
所述第一位置存在于在与所述传感器设置面正交的所述方向上隔着所述测量用夹具的重心而与所述传感器位置相反的一侧。
12.一种测量用夹具，其特征在于，具备：
基部；
传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对传感器进行保持；以及
第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出，
所述传感器保持部构成为在插入作为所述传感器的测量对象的第一构件与第二构件的间隙的状态下，与所述第一构件中的同所述第二构件对置的部位抵接，
所述第一突出部构成为与所述第一构件抵接而对所述传感器保持部相对于所述第一构件的所述部位的姿态进行调节。
13.一种测量装置，其特征在于，具备：
权利要求1、8、9、10、12中任一项所述的测量用夹具；以及
由所述测量用夹具的所述传感器保持部保持的传感器。
14.根据权利要求13所述的测量装置，其特征在于，
所述测量用夹具包括一个以上的突出部，该突出部在同所述传感器设置面正交的方向上的与所述传感器位置不同的位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出，
所述传感器保持部构成为在插入作为所述传感器的测量对象的第一构件与第二构件的间隙的状态下，与所述第一构件中的同所述第二构件对置的部位抵接，
所述测量装置还具备接触检测部，该接触检测部用于对所述一个以上的突出部中的至少一个突出部与所述第一构件的接触进行检测。
15.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，
所述接触检测部包括拍摄部，该拍摄部构成为对所述至少一个突出部的前端部、以及所述第一构件中的与所述至少一个突出部的所述前端部对置的部分进行拍摄。
16.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，
所述接触检测部包括接触传感器，该接触传感器构成为对所述至少一个突出部的前端部与所述第一构件中的同所述至少一个突出部的所述前端部对置的部分的接触进行检测。
17.一种间隙测量方法，其特征在于，
该间隙测量方法具备使搭载于测量用夹具的传感器进入第一构件与第二构件之间的间隙，从而通过该传感器对所述间隙的大小进行测量的步骤，
所述测量用夹具包括：
基部；
传感器保持部，其以从所述基部突出的方式设置，对所述传感器进行保持；以及
第一突出部，其在同所述传感器延伸的传感器设置面正交的方向上的与所述传感器设置面的位置即传感器位置不同的第一位置处，从所述基部向与所述传感器保持部相同的一侧突出，
在对所述间隙的大小进行测量的步骤中，在使所述传感器保持部与所述第一构件中的同所述第二构件对置的部位抵接、并且使所述第一突出部与所述第一构件抵接的状态下，通过所述传感器进行测量。
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