JP2014235097A - 表面状態計測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項2に記載のように、前記ピント確認板の前記多数の放射セルは、各放射セルの周囲を6つの放射セルで取り囲むように配置されていてもよい。より具体的には、請求項3に記載のように、前記ピント確認板の前記多数の放射セルはハニカム構造を有していてもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る表面状態計測方法が適用された応力計測方法を説明するための図である。図1に示す応力計測方法では、たとえば遊星歯車装置10の太陽歯車(計測対象物)12の回転中に、太陽歯車12の歯面14(表面。図5参照)に生じる応力の応力分布を、応力計測装置1を用いて計測する。
内歯歯車11は、内周面に歯部が形成されたリング部材である。内歯歯車11は、回転駆動源(図示しない)に一体回転可能に連結されている。太陽歯車12は、内歯歯車11に取り囲まれている。太陽歯車12には、出力軸(図示しない)が一体回転可能に連結されている。遊星歯車13は、内歯歯車11と太陽歯車12との間に配置されており、内歯歯車11と太陽歯車12とを関連づけている。遊星歯車13は、例えば、複数(図1ではたとえば3つ)設けられており、内歯歯車11の周方向に沿って等間隔に配置されている。
図1および図2に示すように、赤外線ファイバケーブル2は、赤外線ファイバ(光ファイバ)16を、複数本束ねて構成されており可撓性を有している。赤外線ファイバケーブル2全体の断面形状は略六角形である。各赤外線ファイバ16は断面円形をなしており、そのコア部分は、たとえば長波長の光を透過可能なカルコゲナイドガラスを用いて形成されている。赤外線ファイバケーブル2の断面は、図2(a)に示すように、1つの赤外線ファイバ16を、6つの他の赤外線ファイバ16で取り囲むように構成されている。
なお、このような応力計測装置1を用いた計測時(すなわち、赤外線ファイバケーブル2を用いた計測時)には、太陽歯車12は回転状態にある。そのため、赤外線ファイバ16の基端面2Aに表れる赤外線輝度パターン17も、基端面2Aの中心回りに回転する。このような赤外線輝度パターン17の回転を、図2(b)に示している。
応力計測装置1による、太陽歯車12の歯面14に生じる応力の応力分布の計測に先立って、レンズ23の焦点位置が最適位置に合わせられる(ピント合わせ)。具体的には、作業者は、次に述べるピント確認板(焦点板)24を太陽歯車12の歯面14の計測領域15に貼り付ける(ピント確認板配置ステップ。ステップS1)。
図5は、赤外線ファイバケーブル2の先端部3を、ピント確認板24に対向配置した状態を説明するための図である。また、図6は、赤外線ファイバケーブル2の先端部3の構成を模式的に示す図である。
この場合、レンズ23による倍率がb/aである場合、下記に示す式(1)(レンズの式)により、レンズ23の焦点位置は、太陽歯車12の歯面14とレンズ23の中心Oとの間の距離(計測対象物の表面とレンズとの間の距離)Laおよびレンズ23の中心Oと先端面2Bと間の距離(レンズと先端面と間の距離)Lbに依存している。
1/f=1/La+1/Lb
(但しfは、レンズの中心Oからの焦点距離、aは、太陽歯車12の歯面14とレンズ23の光軸方向中心位置Oとの間の距離を示し、レンズ23の中心Oと先端面2Bと間の距離を示す)…式(1)
図5および図6に示すように、赤外線ファイバケーブル2の先端部3(レンズ23)を、を、太陽歯車12の計測領域15に接近させて対向配置させる。この状態では、赤外線ファイバケーブル2の赤外線ファイバ16(図2参照)と、ピント確認板24の放射セル27(図4参照)とが1対1対応している。つまり、ピント確認板24の放射セル27からの赤外線が、赤外線ファイバケーブル2のうち対応する赤外線ファイバ16のみに入射する。
このとき、赤外線カメラ4により赤外線輝度パターン17(図2参照)が撮影され、その撮影データが、処理装置5に取得される。そして、表示装置6のモニタ(図示しない)に、赤外線輝度パターン17と同様の赤外線輻射量のパターンが表示される。作業者は、表示装置6のモニタを見ながら、赤外線ファイバケーブル2の先端部3を、太陽歯車12の歯面14の計測領域15に対して接近または離反させて、レンズ23の焦点位置を調節する(焦点合わせステップ。ステップS4)。
図3に示すように、レンズ位置の焦点位置の調節後、応力計測装置1による、太陽歯車12の歯面14に生じる応力の応力分布の計測が実行される(ステップS5〜S8)。
以上によりこの実施形態によれば、可撓性を有する赤外線ファイバケーブル2を介して、太陽歯車12の計測領域15における赤外線輝度の分布(すなわち温度分布)を計測するので、太陽歯車12が回転状態にある場合であっても、可撓性を有する赤外線ファイバケーブル2を用いて計測領域15を追跡することができ、これにより、計測領域15における温度分布を正確に計測できる。
たとえば、前述の説明において、ピント確認板24における放射セル27の配列パターンが一様であるとして説明したが、ピント確認板24の一領域における配列パターンが、他の領域と異なる配列パターンにされていてもよい。たとえば図4の破線で囲む放射セル27Aのみ、高放射セルから低放射セルに変更して設けることもできる。
また、前述の説明では、ピント確認板24における放射セル27の配列パターンが、1つの高放射セル25の周囲を6つの低放射セル26で取り囲んで構成されているとして説明したが、逆に、1つの低放射セル26の周囲を6つの高放射セル25で取り囲んで構成されていてもよい。
また、図3のステップS4に示す工程において、レンズ23の焦点位置の調節のために、作業者が、赤外線ファイバケーブル2の先端部3(すなわち、先端面2Aおよびレンズ23の双方)を移動させるものとして説明したが、レンズ23が先端面2Aに対して接離可能な構成であれば、レンズ23のみを移動させるようにしてもよい。
また、本発明の表面状態計測方法は、応力計測方法への適用に限られず、計測対象物の表面の温度状態の計測に広く適用できる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Claims (4)
- 光ファイバを複数本束ねて構成される光ファイバケーブルであって、先端面に対向配置されたレンズを有する光ファイバケーブルの先端部を、計測対象物の表面に対向配置させ、前記光ファイバケーブルの基端面をカメラにより撮影し、その撮影結果に基づいて前記計測対象物の表面状態を計測する表面状態計測方法であって、
前記表面状態の計測に先立って実行され、放射率の相対的に高い高放射セル、および放射率の相対的に低い低放射セルを含む多数の放射セルを所定パターンで配列したピント確認板を、前記計測対象物の表面の計測領域に配置するピント確認板配置ステップと、
前記表面状態の計測に先立って実行され、前記光ファイバケーブルの前記先端部を、各光ファイバが各放射セルに対向するように、前記ピント確認板に対向配置させるケーブル配置ステップと、
前記表面状態の計測に先立って実行され、前記光ファイバケーブルの基端面に表れるパターンの複数光ファイバ間の光の輻射量の差が大きくなるように、前記計測対象物の表面と前記レンズとの間の距離および/または前記レンズと前記先端面と間の距離を調節して、前記レンズの焦点を所定の最適位置に合わせる焦点合わせステップとを含む、表面状態計測方法。 - 前記ピント確認板の前記多数の放射セルは、各放射セルの周囲を6つの放射セルで取り囲むように配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面状態計測方法。
- 前記ピント確認板の前記多数の放射セルはハニカム構造を有していることを特徴とする、請求項2に記載の表面状態計測方法。
- 前記ピント確認板の多数の放射セルは、高放射セルおよび低放射セルの一方の周囲を、高放射セルおよび低放射セルの他方で取り囲むように配置されていることを特徴とする、請求項2または3に記載の表面状態計測方法。
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