JPH10318707A

JPH10318707A - 羽根車の肉厚測定装置

Info

Publication number: JPH10318707A
Application number: JP13181697A
Authority: JP
Inventors: Keijirou Yanagi; 恵次郎柳
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】羽根車の肉厚を、外周端部のみならず奥深く
の位置まで自動的に測定する。【解決手段】羽根車固定機構３００の持ち上げ台３０
５は、高さ調整用油圧シリンダ３０４により高さ調整が
され、羽根車１０は、固定用油圧シリンダ３０６により
固定される。厚みセンサ機構２００の厚みセンサ架台２
０１は、羽根車固定台３０１に対して回転・傾動がで
き、また、厚みセンサ駆動機構２００の送り機構によ
り、厚みセンサ１００が羽根車１０の内部に挿入され
る。厚みセンサ１００先端のポイント金具１０４ａ，１
０４ｂにより挾持した被測定部分の厚さは、歪みゲージ
１１２により検出される。そして、測定システム部で
は、歪みゲージ１１２の検出信号から被測定部分の厚さ
を検出し、また、厚みセンサの送り量から被測定部分の
位置を検出し、被測定部分の位置と厚さを対応付けたデ
ータを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は羽根車の肉厚測定装
置に関し、羽根車の外周端部のみでなく内部の肉厚をも
正確に測定することができるように工夫したものであ
る。本発明は、ターボ冷凍機や多段ポンプ等に採用され
ている羽根車の肉厚測定に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】ターボ冷凍機のターボ圧縮機には、羽根
車が組み込まれている。羽根車は、アルミニュウム鋳造
品であり、主横板，羽根及び前横板で形成されている。
この羽根車は、鋳造後、機械加工（研削や研磨等）によ
り外形寸法が調整される。前記機械加工が完了したら、
羽根車の主横板や羽根について肉厚検査が行われる。

【０００３】ここで従来の肉厚検査の一手法を、図７を
参照して説明する。同図に示すように、ターボ冷凍機用
の羽根車１０には、主横板１１及び羽根１２が備えられ
ている。前記主横板１１は、主横板先端部１１ａ，主横
板テーパ部１１ｂ，主横板傾斜段付部１１ｃ，主横板円
筒部１１ｄを有している。また、主横板１１と羽根１２
とが接合する隅部（正確にはＲ止まり部）を三重点部１
３と称している。また、羽根車１０には羽根腹側曲線１
４（図１参照）が形成され、羽根１２の先端を羽根先端
部１２ａと称している。

【０００４】肉厚検査をするには、図７に示すように、
人の手２０に把持されているノギス３０により、羽根車
１０の吐出孔部の外周端を測定し、この測定値を図面仕
様と対比することによって、製品の良否を判定してい
た。羽根車１０のサイズは、冷凍機の容量の差によっ
て、大小様々であるが、羽根１２の曲率及び断面形状は
類似したものが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】羽根車１０は、前述し
たようにアルミニュウム鋳造品であり、中子使用による
一体型鋳造品として形成される。このため、鋳造時の中
子のズレなどのミスによって、外観的には見ることので
きない内部において、肉厚不同部（偏肉部）が生じてし
まうことがある。

【０００６】上記肉厚不同部（偏肉部）のような肉厚不
良があると、主横板１１の内面の三重点部（Ｒ止まり
部）１３を起点として、稼働中に大きな疲労損傷を起こ
す恐れがある。この原因は、偏肉によって薄肉となって
いるためと考えられる。

【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、鋳造不良
による羽根車の主要部の肉厚不同部（偏肉部）の有無を
検出することを狙いとしたものであり、特に、外周端部
だけでなく内部の主横板や羽根、特に形状的な三重点部
の肉厚を、外周寄り部だけでなく主横板傾斜段付部の位
置（内部の奥深い位置）まで、自動的に連続して測定で
きる羽根車の肉厚測定装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、開閉動作できるように中間部にて回転自在
に枢支されており、先端部にて被測定部分を挾持する一
対の厚みセンサ棒と、基端部側での前記厚みセンサ棒相
互の間隔を検出する検出センサ部とを備えた厚みセンサ
と、羽根車固定台と、ピストンが上下方向に伸縮する高
さ調整用油圧シリンダを介して前記羽根車固定台の上方
に設置されると共に羽根車が載置される持ち上げ台と、
前記持ち上げ台に載置された羽根車に対して、ピストン
を外周側から羽根車の周面に押しつけることにより羽根
車を固定する複数の固定用油圧シリンダとを備えた羽根
車固定機構と、前記羽根車固定台に対して回転及び傾動
が可能な状態で前記羽根車固定台の上方に設置された厚
みセンサ架台と、この厚みセンサ架台に取り付けられて
おり、前記厚みセンサをその長手方向に前後進送りする
送り機構とを備えた厚みセンサ載置機構と、前記送り機
構の送り量を基に、被測定部分を挾持している前記厚み
センサの先端の位置を判定すると共に、前記検出センサ
部の検出信号を基に被測定部分の厚みを検出し、検出し
た位置と検出した厚みとを対応づけて求める測定システ
ム部と、で構成したことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づき詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の実施の形態の主要部を示す
平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−
Ｂ断面図、図４は厚みセンサを示す構成図、図５は測定
システム部を示すブロック図、図６は油圧系を示す油圧
回路図である。

【００１１】本発明の実施の形態にかかる、羽根車の肉
厚測定装置は、厚みセンサ１００と、厚みセンサ載置機
構２００と、羽根車固定機構３００と、測定システム部
４００により構成されている。

【００１２】まずはじめに、厚みセンサ１００を、側面
図である図４（ａ）及び底面図である図４（ｂ）を中心
にして説明する。図４に示すように、一対の厚みセンサ
１００の厚みセンサ棒１０１，１０２は細長い断面角状
の棒であり、中間部において、センサ棒回転ピン１０３
により回転自在に枢支されており、厚みセンサ棒１０
１，１０２はスムーズな開閉（回転）動作をすることが
できるようになっている。厚みセンサ棒１０１，１０２
の先端部には、一対のポイント金具１０４ａ，１０４ｂ
が取付けられており、このポイント金具１０４ａ，１０
４ｂにより被検体（羽根車１０）の被測定部分を挾持す
るようになっている。

【００１３】また厚みセンサ棒１０２の先端部には、切
込部１０５が形成されており、この切込部１０５には、
円板状のガイドローラ１０６が取付けビス１０６ａによ
り回転自在に取り付けられている。後述するように、厚
みセンサ１００を、被検体である羽根車１０に挿入して
いく際には、ガイドローラ１０６が羽根車１０等に転接
しつつ回転して、スムーズな挿入ガイドをすることがで
きる。

【００１４】厚みセンサ棒１０１の底面側には、取付け
ビス１０７によりラック１０８が取付けられており、ま
たラック１０８の両サイド位置（図４の場合には厚みセ
ンサ棒１０１の両サイド位置）には、蟻溝つば部１０９
が配置されている。この図４の配置状態は、主横板１１
の肉厚測定をするときの状態である。

【００１５】なお、詳細は後述するが、羽根１２の肉厚
測定をするときには、ラック１０８及び蟻溝つば部１０
９を、厚みセンサ棒１０２の側面に取り付ける。この場
合には、取付けビス１０７を、厚みセンサ棒１０２のラ
ック固定ねじ穴１１４にねじ込んで、ラック１０８及び
蟻溝つば部１０９の固定・設置をする。

【００１６】厚みセンサ棒１０１，１０２の基端部側に
は、取付けビス１１０により、オーム（Ω）形状の板ば
ね１１１が取付けられており、この板ばね１１１のばね
力により、ポイント金具１０４ａ，１０４ｂ相互を接近
させて当接させるような力を発生させるようにしてい
る。したがって、被検体を、２本の厚みセンサ棒１０
１，１０２の先端に取り付けたポイント金具１０４ａ，
１０４ｂの間に挟むと、オーム形状の板ばね１１１に反
力が発生し、ポイント金具１０４ａ，１０４ｂが被検体
に密着した状態になる。

【００１７】また、板ばね１１１の背側の中央部には、
歪みゲージ１１２を貼り付けている。つまり、板ばね１
１１および歪みゲージ１１２により、基端部側での厚み
センサ棒１０１，１０２の相互間隔を検出する検出セン
サ部が形成されている。厚みセンサ棒１０１，１０２の
基端部側に配置された歪みゲージ１１２は、直接的に
は、板ばね１１１の歪み量を検出する。板ばね１１１の
歪み量は、基端部側での厚みセンサ棒１０１，１０２の
相互間隔、つまり、厚みセンサ棒１０１，１０２の先端
部側でのポイント金具１０４ａ，１０４ｂの相互間隔
（被測定部分の厚み）に対応している。結局、歪みゲー
ジ１１２により検出した歪み量を示す歪み検出信号の値
は、被測定部分の厚みに対応した値を示していることに
なる。

【００１８】厚みセンサ棒１０１には、引張コイルばね
取付け金具１１３が取付けられており、厚みセンサ棒１
０２には、羽根肉厚測定時に用いるラック固定ねじ穴１
１４が形成されている。

【００１９】次に、厚みセンサ載置機構２００を、図１
及び図２を中心にして説明する。両図に示すように、厚
みセンサ載置機構２００の厚みセンサ架台２０１は、羽
根車固定機構３００の羽根車固定台３０１に対して、回
転及び傾動が可能な状態で、羽根車固定台３０１の上方
に設置されている。即ち、円板状の厚みセンサ架台２０
１の架台重心２０１ａには座ぐり穴２０２が形成されて
いる。この座ぐり穴２０２には六角穴付ボルト２０３が
挿入され、六角穴付ボルト２０３の先端部は、羽根車固
定台３０１に形成した雌ねじ部３０２に螺合・固定され
ている。このとき、スラスト自動調芯型の球面コロ軸受
２０４は、六角穴付ボルト２０３の頭部により押圧され
て座ぐり穴２０２内に固定される。

【００２０】また、圧縮コイルばね２０５は、六角穴付
ボルト２０３の軸部に嵌入され、且つ、厚みセンサ架台
２０１と羽根車固定台３０１との間に介装される状態で
取付・配置されている。そして、圧縮コイルばね２０５
の上端が厚みセンサ架台２０１の下面に形成した圧縮コ
イルばね受座２０６に嵌入し、圧縮コイルばね２０５の
下端が羽根車固定台３０１の上面に形成した圧縮コイル
ばね受座３０３に嵌入している。圧縮コイルばね２０５
は、羽根車固定台３０１と厚みセンサ架台２０１とを離
反させる方向のばね力を発生する。しかも、圧縮コイル
ばね２０５のばね力は、厚みセンサ架台２０１及びこの
厚みセンサ架台２０１上に搭載される各部品の総重量
と、六角穴付ボルト２０３の締付け力とが合計された力
に打ち勝つ（浮き勝つ）程度のばね力となっている。

【００２１】このように、六角穴付ボルト２０３，スラ
スト自動調芯型の球面コロ軸受２０４及び圧縮コイルば
ね２０５の作用により、厚みセンサ架台２０１は、羽根
車固定台３０１に対して、回転及び傾動が可能となって
いる。

【００２２】一方、ロータリエンコーダ付のサーボモー
タ２１０は、固定ビス２１１により、厚みセンサ架台２
０１の上面に固定されている。サーボモータ２１０には
回転軸２１２が直結されており、この回転軸２１２には
ピニオン２１３が取り付けられている。ピニオン２１３
は、厚みセンサ１００のラック１０８に噛合している。

【００２３】軸受箱２２０は、固定ビス２２１により、
厚みセンサ架台２０１の上面に固定されている。この軸
受箱２２０には、回転軸２１２を回転自在に軸支する一
対の玉軸受２２２が設置されると共に、厚みセンサ１０
０の両サイドに配置した蟻溝つば部１０９がスライド自
在に嵌合する一対の蟻溝２２３が形成されている。

【００２４】ロータリエンコーダ付のサーボモータ２１
０には、測定システム部４００の電源ユニット４０１か
ら電力が供給されている。サーボモータ２１０は、パル
スカウンタ４０２から、モータ回転量（回転数、回転角
度）を指令するパルス信号であるパルス指令信号Ｐ_inが
入力されると、このパルス指令信号Ｐ_inに応じた回転量
だけ回転する。サーボモータ２１０が実際に回転する
と、サーボモータ２１０に内蔵されているロータリエン
コーダによりモータ回転量が検出され、検出された回転
量を示すパルス信号であるパルス回転量検出信号Ｐ_out
が、パルスカウンタ４０２にフィードバックされる。よ
って、パルスカウンタ４０２では、サーボモータ２１０
が、指令したパルス指令信号Ｐ_inで示す回転量だけ回転
したことを確認することができる。

【００２５】サーボモータ２１０が回転駆動して回転軸
２１２が回転すると、ピニオン２１３が回転する。この
ピニオン２１３は、厚みセンサ１００のラック１０８に
螺合していると共に、厚みセンサ１００の蟻溝つば部１
０９が蟻溝２２３にスライド自在に嵌合している。この
ため、サーボモータ２１０が正逆回転すると、この回転
力が、ピニオン２１３及びラック１０８により往復直線
運動力に変換されて、厚みセンサ１００に伝達され、厚
みセンサ１００がその長手方向に沿い前後進送り（図１
において紙面に平行な方向の送り、図２において紙面に
対して垂直方向の送り）される。しかも、蟻溝つば部１
０９が蟻溝２２３にスライド自在に嵌合しているため、
スムーズなスライド送り移動ができる。この結果、パル
ス指令信号Ｐ_inの値を調整することにより、厚みセンサ
１００の送り量を制御して、被検体を挾持するポイント
金具１０４ａ，１０４ｂの位置を調整することができ
る。

【００２６】結局、サーボモータ２１０，回転軸２１
２，ピニオン２１３，蟻溝２２３，ラック１０８，蟻溝
つば部１０９等により、厚みセンサ１００をその長手方
向に送る送り機構が構成されている。

【００２７】実際に厚み測定をする場合には、図１に示
すように、引張コイルばね取付台２３０に一端側が係合
した引張コイルばね２３１の他端側を、厚みセンサ１０
０の引張コイルばね取付金具１１３に係合して、厚みセ
ンサ１００を引っ張るようにしている。つまり、厚みセ
ンサ載置機構２００及びこれに載置された厚みセンサ１
００は、球面コロ軸受２０４により六角穴付ボルト２０
３を回転中心として回転することができるので、引張コ
イルばね２３１により、厚みセンサ１００を回転方向に
付勢していることになる。

【００２８】次に、羽根車固定機構３００について、図
１，図３及び図６を参照しつつ説明する。図３に示すよ
うに、羽根車固定台３０１には、圧油の給排によりピス
トン３０４ａが上下方向に伸縮する高さ調整用油圧シリ
ンダ３０４が設置されている。この高さ調整用油圧シリ
ンダ３０４のピストン３０４ａの上端には、持ち上げ台
３０５が配置されている。

【００２９】羽根車固定台３０１の上方に設置された持
ち上げ台３０５には、被検体である羽根車１０が載置さ
れるとともに、この羽根車１０を固定するために用い
る、３台の固定用油圧シリンダ３０６が配置されてい
る。図６に示すように、３台の固定用油圧シリンダ３０
６は、周方向に関しては、羽根車１０の端部の主横板円
筒部１１ｄの円周方向に沿い１２０°ピッチずれた状態
で配置されている。また、半径方向に関しては、３台の
固定用油圧シリンダ３０６はピストン３０６ａを主横板
円筒部１１ｄに向けた状態で放射状に配置されている。
したがって、各固定用油圧シリンダ３０６に圧油を供給
して、各ピストン３０６ａを伸長させると、各ピストン
先端にそれぞれ取り付けた合計３個の当て金具３０７
が、周方向に沿い１２０°ピッチずれた３方向から、主
横板円筒部１１ｄの外周面に向かって伸びて、主横板円
筒部１１ｄに当接する。

【００３０】羽根車１０の肉厚検査をするため、羽根車
１０を羽根車固定機構３００の持ち上げ台３０５の上に
搭載したときには、まず、羽根車１０のサイズに応じて
高さ調整をするように、高さ調整用油圧シリンダ３０４
への圧油供給を制御して、ピストン３０４ａの伸長量、
ひいては、持ち上げ台３０５の高さ位置を調節する。こ
の調節をすることにより、その時の羽根車１０のサイズ
に応じて最適な測定ができる高さ位置に、羽根車１０が
占位する。かくて、高さ調整用油圧シリンダ３０４によ
り、羽根車１０の良好なレベル出し（高さ位置出し）を
確保することができる。

【００３１】この状態で、３台の固定用油圧シリンダ３
０６に圧油を供給して、各ピストン３０６ａを伸ばし、
３個の当て金具３０７を主横板円筒部１１ｄに当接させ
て、円周３方向から均等な力を主横板円筒部１１ｄに作
用させることにより、羽根車１０の良好な芯出しと水平
度が確保できる。

【００３２】羽根車固定機構３００の油圧系は、図６に
示すように構成されている。即ち、モータ３１０により
駆動される定流量型の油圧ポンプ３１１は、油タンク３
１２に貯溜した油を、リリーフ弁３１３，方向切換弁３
１４，油ホース３１５及びホース継手３１６を介して、
高さ調整用油圧シリンダ３０４に供給する。また、油圧
ポンプ３１１は、油タンク３１２に貯溜した油を、リリ
ーフ弁３１３，油ホース３１７及びホース継手３１８を
介して、３台の各固定用油圧シリンダ３０６に供給す
る。

【００３３】次に、測定システム部４００を、図５を中
心にして説明する。この測定システム部４００は、電源
ユニット４０１と、パルスカウンタ４０２と、動歪み計
４０３と、プリンタ付オシロスコープ４０４とで構成さ
れている。

【００３４】詳細は後述するが、羽根車１０の肉厚測定
をするときには、厚みセンサ１００は羽根車１０に挿入
された状態で、厚みセンサ１００の長手方向に送られて
いく。このときの送り量は、パルスカウンタ４０２から
サーボモータ２１０に送られるパルス指令信号Ｐ_inに対
応している。つまり、パルス指令信号Ｐ_inに応じた回転
量だけサーボモータ２１０が回転駆動し、この回転量に
応じて厚みセンサ１００が送られるのである。

【００３５】そこで、プリンタ付オシロスコープ４０４
は、パルス指令信号Ｐ_inを取り込んで、厚みセンサ１０
０のポイント金具１０４ａ，１０４ｂの位置、即ち、被
測定部分の位置を判定する。

【００３６】一方、厚みセンサ１００の歪みゲージ１１
２による歪み検出信号は、動歪み計４０３に送られ、こ
の動歪み計４０３は、歪み検出信号を信号処理すること
により、ポイント金具１０４ａ，１０４ｂ相互の間隔、
即ち、被測定部分の厚みを検出する。なお、動歪み計４
０３には、ポイント金具１０４ａ，１０４ｂ相互間の離
間距離、つまり、挾持した被測定部分の厚さと、歪みゲ
ージ１１２の歪み検出信号との対応関係が予め設定され
ている。

【００３７】更に、プリンタ付オシロスコープ４０４
は、動歪み計４０３により検出した被測定部分の厚さ
と、パルス指令信号Ｐ_inを基に判定した被測定部分の位
置とを、対応づけて求めてメモリに記憶するとともに、
リアルタイムでデータを画面に表示する。また、記憶し
ているデータ（各測定部分の厚さ）をプリントアウトす
ることもできる。

【００３８】次に、本実施の形態にかかる羽根車の肉厚
測定装置により、羽根車１０の肉厚測定をするときの態
様を説明する。

【００３９】羽根車１０の主横板１１の肉厚測定をする
場合には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ラック１０
８及び蟻溝つば部１０９を、厚みセンサ棒１０１の底面
に設置し、羽根１２の肉厚測定をする場合には、ラック
１０８及び蟻溝つば部１０９を、厚みセンサ棒１０２の
側面に設置する。つまり、主横板１１の肉厚測定をする
場合と、羽根１２の肉厚測定をする場合とでは、ラック
１０８及び蟻溝つば部１０９の配置位置が９０°変更さ
れるのである。

【００４０】羽根車１０の肉厚測定をするには、まず、
羽根車固定機構３００の持ち上げ台３０５に載置した羽
根車１０を、３台の固定用油圧シリンダ３０６により、
固定して、芯出しと水平度の確保をする。また、高さ調
整用油圧シリンダ３０４による高さ位置調整により、厚
みセンサ１００の位置と、羽根１０の被測定部分の位置
とを略水平にする。

【００４１】そして、厚みセンサ１００のポイント金具
１０４ａ，１０４ｂにより被測定部分（主横板１１や羽
根１２）を挾持した状態を保持しつつ（図３参照）、厚
みセンサ載置機構２００の送り機構により、厚みセンサ
１００をその長手方向に沿い前進送りして、厚みセンサ
１００を、羽根車１０の奥にまで挿入していく。この場
合、図１に示すように、厚みセンサ１００の挿入方向
は、羽根車１０の接線に対して、約４５°の挿入角度と
なるようにする。また、引張コイルばね２３１により、
厚みセンサ１００を引っ張っている。

【００４２】なお、厚みセンサ載置機構２００の送り機
構とは、前述したように、サーボモータ２１０，回転軸
２１２，ピニオン２１３，蟻溝２２３，ラック１０８，
蟻溝つば部１０９等により、厚みセンサ１００をその長
手方向に送る機構である。この送り機構のサーボモータ
２１０を正回転することにより、厚みセンサ１００を前
進送りすることができ、サーボモータ２１０を逆回転す
ることにより厚みセンサ１００を後進送りすることがで
きるのである。

【００４３】ここで、厚みセンサ１００の挿入時の動作
を更に詳述すると、まず始めに、ポイント金具１０４
ａ，１０４ｂにより、被測定部分のうち外周端の部分を
挾持する。しかも、ガイドローラ１０６が、羽根１２の
腹側付け根の三重点部（Ｒ止まり部）１３に接する状態
にする。

【００４４】この状態で、厚みセンサ１００をその長手
方向に沿い前進送りしていくと、ガイドローラ１０６
は、主横板肉厚測定の場合には三重点部１３近傍の羽根
１２に転接しつつ、また、羽根肉厚測定の場合には三重
点部１３近傍の主横板１１に転接しつつ、羽根１２の曲
線に沿って、外周部から中心部に向かって移動してい
く。このため、被測定部分を挾持しているポイント金具
１０４ａ，１０４ｂは、羽根車１０の羽根車腹側曲線１
４に沿って、三重点部１３の近傍を挾持しつつ、外周部
から中心部にまで送られることになる。

【００４５】厚みセンサ１００の先端が、羽根１０の奥
に位置する主横板傾斜段付部１１ｃの位置にまで到達し
たら挿入動作を停止して、こんどは、厚みセンサ載置機
構２００の送り機構により、厚みセンサ１００を後進送
りして引き戻し、羽根車１０の外部に取り出し、次の羽
根１２の測定に移る。

【００４６】厚みセンサ１００の送り量は、測定システ
ム部４００のパルスカウンタ４０２からサーボモータ２
１０に送るパルス指令信号Ｐ_inの値により決定される
（図５参照）。したがって、パルス指令信号Ｐ_inを予め
最適に設定しておくことにより、ポイント金具１０４
ａ，１０４ｂを、羽根車１０の外周部から中心部の主横
板傾斜段付部１１ｃの位置にまで、自動的に送ることが
できる。

【００４７】ポイント金具１０４ａ，１０４ｂが被測定
部分を挾持しつつ、羽根車１０の羽根車腹側曲線１４に
沿って、三重点部１３の近傍を挾持しつつ、外周部から
中心部にまで送られている時には、プリンタ付オシロス
コープ４０４は、動歪み計４０３により検出した被測定
部分の厚さデータと、パルス指令信号Ｐ_inを基に判定し
た被測定部分の位置データとを、対応づけて連続的に求
めてメモリに記憶するとともに、リアルタイムでデータ
を画面に表示する。また、プリンタ付オシロスコープ４
０４は、記憶しているデータ（各測定部分の厚さ）を、
計測終了後にプリントアウトすることもできる。

【００４８】前述したように、厚みセンサ１００の挿入
方向は、羽根車１０の接線に対して、約４５°、即ち４
０°±θである。そこで前記角度θをプリンタ付オシロ
スコープ４０４に取り込んで補正演算をすることによ
り、ポイント金具１０４ａ，１０４ｂの位置（半径方向
の位置）補正を行うことができる。

【００４９】なお、測定システム部４００では、各測定
毎に０バランス等の補正をしている。また、厚みセンサ
１００として、羽根車１０の大小に応じて、異なる大き
さのものを数セット用意しておけば、全ての大きさの羽
根車１０の肉厚測定に対応することができる。更に、厚
みセンサ１００の先端に取り付けたガイドローラ１０６
は、必要に応じて適当なサイズのものと取り替えること
ができる。

【００５０】また、厚みセンサ１００が羽根車１０に挿
入されていき、主横板テーパ部１１ｂに沿い厚みセンサ
１００の先端が上方に位置シフトしてきたときには、厚
みセンサ載置機構２００の厚みセンサ架台２０１が、水
平面に対して傾動することにより、厚みセンサ１００の
上方位置シフトに対応するようにしている。

【００５１】上述したように、本実施の形態の羽根車の
肉厚測定装置では、羽根車１０の内部の肉厚、特に三重
点部１３近傍の肉厚を効率的に測定することができる。
また、羽根車固定機構３００に被検体である羽根車１０
を固定設置すると共に、羽根車固定機構３００の羽根車
固定台３０１上に厚みセンサ載置機構２００及び厚みセ
ンサ１００を設置する一方で、計測システム部４００
を、前記厚みセンサ１００，厚みセンサ載置機構２０
０，羽根車固定機構３００とは、機械的に切り離してい
るため、計測システム４００に振動が伝達することはな
く、連続した肉厚測定をスムーズかつ高精度に行うこと
ができる。

【００５２】

【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、本発明の羽根車の肉厚測定装置は、開閉動作
できるように中間部にて回転自在に枢支されており、先
端部にて被測定部分を挾持する一対の厚みセンサ棒と、
基端部側での前記厚みセンサ棒相互の間隔を検出する検
出センサ部とを備えた厚みセンサと、羽根車固定台と、
ピストンが上下方向に伸縮する高さ調整用油圧シリンダ
を介して前記羽根車固定台の上方に設置されると共に羽
根車が載置される持ち上げ台と、前記持ち上げ台に載置
された羽根車に対して、ピストンを外周側から羽根車の
周面に押しつけることにより羽根車を固定する複数の固
定用油圧シリンダとを備えた羽根車固定機構と、前記羽
根車固定台に対して回転及び傾動が可能な状態で前記羽
根車固定台の上方に設置された厚みセンサ架台と、この
厚みセンサ架台に取り付けられており、前記厚みセンサ
をその長手方向に前後進送りする送り機構とを備えた厚
みセンサ載置機構と、前記送り機構の送り量を基に、被
測定部分を挾持している前記厚みセンサの先端の位置を
判定すると共に、前記検出センサ部の検出信号を基に被
測定部分の厚みを検出し、検出した位置と検出した厚み
とを対応づけて求める測定システム部と、で構成した。

【００５３】かかる構成の本発明では、羽根車固定機構
の高さ調整用油圧シリンダの高さ調整により羽根車の高
さ位置を、厚みセンサの高さ位置に合わせることがで
き、また固定用油圧シリンダのピストンを羽根車に押圧
することにより、羽根車の良好な芯出しと水平度の確保
ができる。また、厚みセンサ載置機構により、羽根車固
定機構の羽根車固定台に対して、厚みセンサを、回転、
傾動自在に支持しつつ、厚みセンサを羽根車に向けて前
後進移動させることができる。そして、測定システム部
では、厚みセンサの送り量から求めた厚みセンサによる
被測定部分の位置と、検出センサ部の検出信号を基に求
めた被測定部分の肉厚とを対応づけて求めて、保持（記
憶）することができる。

【００５４】かくして、羽根車の外周端部のみならず内
部の奥深い部分の肉厚をも、自動的に測定することがで
きる。特に、羽根車の三重点部の肉厚を、外周寄り部分
だけでなく、主横板傾斜段付部の位置（内部の奥深い部
分）まで、自動的に連続して測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる羽根車の肉厚測定
装置の全体構成を示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図。

【図４】本実施の形態で用いる厚みセンサを示す構成
図。

【図５】本実施の形態で用いる測定システム部を中心に
して示すブロック図。

【図６】本実施の形態で用いる羽根車固定機構の油圧系
を中心にして示す油圧回路図。

【図７】羽根車を示す構成図。

【符号の説明】

１０羽根車１１主横板１１ａ主横板先端部１１ｂ主横板テーパ部１１ｃ主横板傾斜段付部１１ｄ主横板円筒部１２羽根１２ａ羽根先端部１３三重点部（Ｒ止まり部）１４羽根車腹側曲線２０人の手３０ノギス１００厚みセンサ１０１，１０２厚みセンサ棒１０３センサ棒回転ピン１０４ａ，１０４ｂポイント金具１０５切込部１０６ガイドローラ１０６ａ取付けビス１０７取付けビス１０８ラック１０９蟻溝つば部１１０取付けビス１１１板ばね１１２歪みゲージ１１３引張コイルばね取付金具１１４ラック固定ねじ穴２００厚みセンサ載置機構２０１厚みセンサ架台２０１ａ重心２０２座ぐり穴２０３六角穴付ボルト２０４球面コロ軸受２０５圧縮コイルばね２０６圧縮コイルばね受座２１０ロータリエンコーダ付のサーボモータ２１１固定ビス２１２回転軸２１３ピニオン２２０軸受箱２２１固定ビス２２２玉軸受２２３蟻溝２３０引張コイルばね取付台２３１引張コイルばね３００羽根車固定機構３０１羽根車固定台３０２雌ねじ部３０３圧縮コイルばね受座３０４高さ調整用油圧シリンダ３０４ａピストン３０５持ち上げ台３０６固定用油圧シリンダ３０６ａピストン３０７当て金具３１０モータ３１１油圧ポンプ３１２油タンク３１３リリーフ弁３１４方向切換弁３１５油ホース３１６ホース継手３１７油ホース３１８ホース継手４００測定システム部４０１電源ユニット４０２パルスカウンタ４０３動歪み計４０４プリンタ付オシロスコープＰ_in パルス指令信号Ｐ_outパルス回転量検出信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉動作できるように中間部にて回転自
在に枢支されており、先端部にて被測定部分を挾持する
一対の厚みセンサ棒と、基端部側での前記厚みセンサ棒
相互の間隔を検出する検出センサ部とを備えた厚みセン
サと、羽根車固定台と、ピストンが上下方向に伸縮する高さ調
整用油圧シリンダを介して前記羽根車固定台の上方に設
置されると共に羽根車が載置される持ち上げ台と、前記
持ち上げ台に載置された羽根車に対して、ピストンを外
周側から羽根車の周面に押しつけることにより羽根車を
固定する複数の固定用油圧シリンダとを備えた羽根車固
定機構と、前記羽根車固定台に対して回転及び傾動が可能な状態で
前記羽根車固定台の上方に設置された厚みセンサ架台
と、この厚みセンサ架台に取り付けられており、前記厚
みセンサをその長手方向に前後進送りする送り機構とを
備えた厚みセンサ載置機構と、前記送り機構の送り量を基に、被測定部分を挾持してい
る前記厚みセンサの先端の位置を判定すると共に、前記
検出センサ部の検出信号を基に被測定部分の厚みを検出
し、検出した位置と検出した厚みとを対応づけて求める
測定システム部と、で構成したことを特徴とする羽根車の肉厚測定装置。