特許 6334047 翼溝観察装置及び翼溝観察方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6334047

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】翼溝観察装置及び翼溝観察方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 23/24 20060101AFI20180521BHJP

   G01N 21/88 20060101ALI20180521BHJP

   G01N 21/91 20060101ALI20180521BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   G02B23/24 C

   G01N21/88 Z

   G01N21/91 B

   F02C7/00 A

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-209731(P2017-209731)

(22)【出願日】2017年10月30日

【審査請求日】2017年10月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】500171268

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ検査株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】平野 睦

(72)【発明者】

【氏名】小西 元

【審査官】 堀井 康司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２２５０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２１８３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２３／２４−２３／２６

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

Ｆ０２Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリアと、
互いに平行な回転軸をそれぞれ有し、前記キャリアの下部に該キャリアに対して回転自在に設けられる２つのローラと、
前記キャリアから下方に突出するように設けられた光照射部と、
前記キャリアから下方に突出するように設けられ、前記光照射部による翼溝内部の光照射エリアを観察するための観察ユニットと、
前記キャリアに固定されるとともに、前記光照射部及び前記観察ユニットを保持するホルダと、を備え、
前記光照射部及び前記観察ユニットは、前記２つのローラの中心軸を含む平面よりも下方に位置し、
前記ホルダは、前記平面への投影位置が前記２つのローラの間に位置するように配置されて前記キャリアに固定される
ことを特徴とする翼溝観察装置。

【請求項2】

キャリアと、
互いに平行な回転軸をそれぞれ有し、前記キャリアの下部に該キャリアに対して回転自在に設けられる２つのローラと、
前記キャリアから下方に突出するように設けられた光照射部と、
前記キャリアから下方に突出するように設けられ、前記光照射部による翼溝内部の光照射エリアを観察するための観察ユニットと、
前記キャリアを前記翼溝に沿って案内するように構成されたガイド部と、を備え、
前記光照射部及び前記観察ユニットは、前記２つのローラの中心軸を含む平面よりも下方に位置する
ことを特徴とする翼溝観察装置。

【請求項3】

前記ガイド部は、幅方向の中央から端部に向かうにつれて径が小さくなるように形成されたガイドローラである
ことを特徴とする請求項２に記載の翼溝観察装置。

【請求項4】

キャリアと、
互いに平行な回転軸をそれぞれ有し、前記キャリアの下部に該キャリアに対して回転自在に設けられる２つのローラと、
前記キャリアから下方に突出するように設けられた光照射部と、
前記キャリアから下方に突出するように設けられ、前記光照射部による翼溝内部の光照射エリアを観察するための観察ユニットと、を備え、
前記キャリアは、前記ローラの少なくとも一つの回転を禁止可能なブレーキ装置と、前記ブレーキ装置のブレーキ解除用の把持レバーを有する把持部とを含み、
前記光照射部及び前記観察ユニットは、前記２つのローラの中心軸を含む平面よりも下方に位置する
ことを特徴とする翼溝観察装置。

【請求項5】

前記キャリアは、前記ローラの少なくとも一つの回転を禁止可能なブレーキ装置を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の翼溝観察装置。

【請求項6】

前記キャリアは、前記ブレーキ装置のブレーキ解除用の把持レバーを有する把持部を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の翼溝観察装置。

【請求項7】

前記キャリアは、前記キャリアの下方に向かって磁力線が分布するように配置された磁石を含む
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の翼溝観察装置。

【請求項8】

光照射部と、
前記光照射部から照射された光を翼溝内部の観察対象エリアに導くためのミラーと、
前記観察対象エリアを観察するための観察ユニットと、
前記光照射部、前記ミラー及び前記観察ユニットを保持するホルダと、を備え、
前記ホルダは、該ホルダの下部において少なくとも前記ミラーを保持する枠体を含み、
前記ミラーは、前記枠体の幅方向に沿った軸周りに前記枠体の延在面に対して回転させた平面に沿って延在し、前記光照射部からの上方からの光を反射するように構成された
ことを特徴とする翼溝観察装置。

【請求項9】

前記枠体は、前記枠体の幅方向に沿った軸周りに前記ミラーを回動可能に保持する回動板部を有し、
前記回動板部を前記枠体の幅方向に沿った軸周りに回動させるための駆動機構、をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の翼溝観察装置。

【請求項10】

請求項１乃至９の何れか一項に記載の翼溝観察装置を用いてロータディスクの翼溝の内部を観察する翼溝観察方法であって、
少なくとも前記光照射部と前記観察ユニットとを前記翼溝の内部に挿入するステップと、
前記光照射部と前記観察ユニットとを前記翼溝の内部に挿入した状態で前記光照射部から前記翼溝の内部に光を照射しながら前記翼溝の内部の光照射エリアを前記観察ユニットで観察するステップと、
を備えることを特徴とする翼溝観察方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、翼溝観察装置及び翼溝観察方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンや蒸気タービン等のタービンでは、タービンロータのロータディスク外周面に形成されたタービン翼を固定するための翼溝に、タービン翼の翼根部が挿入された状態で、タービン翼がロータディスクに固定されている。
例えば蒸気タービンのタービンロータは、高い温度条件で運転されるために、長時間使用されると、応力を受ける部位に応力腐食割れ等による亀裂が発生することがある。そのため、定期的に検査を行って、タービンロータ各部位の亀裂発生の有無や大きさを検査するようにしている。
タービンロータに発生する亀裂などの欠陥の有無やその大きさを検査する方法として、例えば磁粉探傷を挙げることができる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２９４７１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば翼溝が周方向に設けられたＴルート型と称される翼溝である場合、ロータディスクの外周面の開口部の幅は、翼溝内部の幅よりも狭い。そのため、磁粉探傷によってＴルート型の翼溝の内部を検査する場合、検査員は、外部から直接視認できない部位を観察するための小型の鏡と、蛍光磁粉を発光させるための紫外線ランプとを手で持って検査を行っていた。そのため、翼溝の部位によっては確認し難い場合があったり、鏡と紫外線ランプとで両手が塞がってしまうことなどから、作業性の向上が求められていた。

【0005】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、翼溝検査の作業性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る翼溝観察装置は、
キャリアと、
互いに平行な回転軸をそれぞれ有し、前記キャリアの下部に該キャリアに対して回転自在に設けられる２つのローラと、
前記キャリアから下方に突出するように設けられた光照射部と、
前記キャリアから下方に突出するように設けられ、前記光照射部による翼溝内部の光照射エリアを観察するための観察ユニットと、を備え、
前記光照射部及び前記観察ユニットは、前記２つのローラの中心軸を含む平面よりも下方に位置する。

【0007】

上記（１）の構成によれば、光照射部及び観察ユニットが２つのローラの中心軸を含む平面よりも下方に位置するので、光照射部及び観察ユニットが翼溝の内部に挿入されるように翼溝観察装置をロータディスクに配置することができる。これにより、検査員が光照射部及び観察ユニットを手で持つ必要がなくなるので、翼溝検査の作業性が向上する。
また、光照射部及び観察ユニットが翼溝の内部に挿入されたままの状態であっても、キャリアの下部のローラによって翼溝観察装置を翼溝に沿って移動させることができるようになるので、効率的に翼溝検査を行うことができる。

【0008】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記キャリアに固定されるとともに、前記光照射部及び前記観察ユニットを保持するホルダ、をさらに備え、
前記ホルダは、前記平面への投影位置が前記２つのローラの間に位置するように配置されて前記キャリアに固定される。

【0009】

上記（２）の構成によれば、２つのローラの間にホルダが位置するので、２つのローラがロータディスクに接触するように翼溝観察装置をロータディスクに対して配置することで、ロータディスクに対するホルダの位置が安定する。これにより、ロータディスクに対して光照射部及び観察ユニットの姿勢が安定した状態で検査を行うことができる。

【0010】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記キャリアを前記翼溝に沿って案内するように構成されたガイド部、をさらに備える。

【0011】

上記（３）の構成によれば、翼溝に沿って翼溝観察装置を安定して移動できるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0012】

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記ガイド部は、幅方向の中央から端部に向かうにつれて径が小さくなるように形成されたガイドローラである。

【0013】

上記（４）の構成によれば、翼溝に沿って翼溝観察装置を安定して移動できるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0014】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、前記キャリアは、前記キャリアの下方に向かって磁力線が分布するように配置された磁石を含む。

【0015】

上記（５）の構成によれば、磁石の磁力によって翼溝観察装置をロータディスクに取り付けることができるので、翼溝観察装置をロータディスクの周方向に沿って下方に移動させても、翼溝観察装置がロータディスクから脱落するのを防止できるので、翼溝観察装置をロータディスクの周方向に沿って移動させ易くなり、翼溝検査の作業性が向上する。

【0016】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、前記キャリアは、前記ローラの少なくとも一つの回転を禁止可能なブレーキ装置を含む。

【0017】

上記（６）の構成によれば、重力によって翼溝観察装置がロータディスクの周方向に沿って意図せず移動することを防止できるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0018】

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記キャリアは、前記ブレーキ装置のブレーキ解除用の把持レバーを有する把持部を含む。

【0019】

上記（７）の構成によれば、翼溝観察装置をロータディスクの周方向に沿って移動させるべく検査員が把持部を把持することでブレーキ装置のブレーキを解除できるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0020】

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記光照射部から照射された光を前記光照射エリアに導くためのミラーと、
前記キャリアに固定されるとともに、前記光照射部、前記ミラー及び前記観察ユニットを保持するホルダと、をさらに備え、
前記ホルダは、該ホルダの下部において少なくとも前記ミラーを保持する枠体を含み、
前記ミラーは、前記枠体の幅方向に沿った軸周りに前記枠体の延在面に対して回転させた平面に沿って延在し、前記光照射部からの上方からの光を反射するように構成される。

【0021】

Ｔルート型の翼溝では、翼溝の径方向外側の隅の部分に亀裂が生じやすい。しかし、ロータディスクの外周面の開口部から翼溝の内部に光照射部が挿入された状態で光照射部から光が下方、すなわちロータディスクの径方向内側に向かって照射されると、翼溝の径方向外側の隅の部分には光が届きにくい。
その点、上記（８）の構成によれば、ミラーによって光照射部からの上方からの光が反射されるので、翼溝の径方向外側の隅の部分にも光が届き易くなる。これにより、亀裂が生じやすい部分を観察し易くなるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0022】

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記枠体は、前記枠体の幅方向に沿った軸周りに前記ミラーを回動可能に保持する回動板部を有し、
前記回動板部を前記枠体の幅方向に沿った軸周りに回動させるための駆動機構、をさらに備える。

【0023】

上記（９）の構成によれば、回動板部を枠体の幅方向に沿った軸周りに回動させることでミラーによる光照射部からの上方からの光の反射角度を調節できるので、観察対象となる領域に効率的に光を照射できる。

【0024】

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る翼溝観察装置は、
光照射部と、
前記光照射部から照射された光を翼溝内部の観察対象エリアに導くためのミラーと、
前記観察対象エリアを観察するための観察ユニットと、
前記光照射部、前記ミラー及び前記観察ユニットを保持するホルダと、を備え、
前記ホルダは、該ホルダの下部において少なくとも前記ミラーを保持する枠体を含み、
前記ミラーは、前記枠体の幅方向に沿った軸周りに前記枠体の延在面に対して回転させた平面に沿って延在し、前記光照射部からの上方からの光を反射するように構成される。

【0025】

上記（１０）の構成によれば、光照射部、ミラー及び観察ユニットが翼溝の内部に位置するようにホルダを翼溝の内部に挿入すれば、検査員が光照射部及び観察ユニットを手で持つ必要がなくなるので、翼溝検査の作業性が向上する。
また、ミラーによって光照射部からの上方からの光が反射されるので、翼溝の径方向外側の隅の部分にも光が届き易くなる。これにより、上述したように亀裂が生じやすい部分である、翼溝の径方向外側の隅の部分を観察し易くなるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0026】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記枠体は、前記枠体の幅方向に沿った軸周りに前記ミラーを回動可能に保持する回動板部を有し、
前記回動板部を前記枠体の幅方向に沿った軸周りに回動させるための駆動機構、をさらに備える。

【0027】

上記（１１）の構成によれば、回動板部を枠体の幅方向に沿った軸周りに回動させることでミラーによる光照射部からの上方からの光の反射角度を調節できるので、観察対象となる領域に効率的に光を照射できる。

【0028】

（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る翼溝観察方法は、
上記（１）乃至（１１）の何れかの構成の翼溝観察装置を用いてロータディスクの翼溝の内部を観察する翼溝観察方法であって、
少なくとも前記光照射部と前記観察ユニットとを前記翼溝の内部に挿入するステップと、
前記光照射部と前記観察ユニットとを前記翼溝の内部に挿入した状態で前記光照射部から前記翼溝の内部に光を照射しながら前記翼溝の内部の光照射エリアを前記観察ユニットで観察するステップと、を備える。

【0029】

上記（１２）の方法によれば、上記（１）乃至（１１）の何れかの構成の翼溝観察装置を用いてロータディスクの翼溝の内部を観察するので、検査員が光照射部及び観察ユニットを手で持つ必要がなく、翼溝検査の作業性が向上する。

【発明の効果】

【0030】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、翼溝検査の作業性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】一実施形態に係る翼溝観察装置の外観を表す模式的な図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）の図示右方から見た図である。

【図2】一実施形態に係る翼溝観察装置の斜視図である。

【図3】幾つかの実施形態の翼溝観察装置のホルダの斜視図である。

【図4】光照射部及び観察ユニットが取り付けられた状態の幾つかの実施形態に係るホルダの斜視図である。

【図5】幾つかの実施形態に係るホルダの下部の斜視図である。

【図6】ミラーの反射角度を変更する方法について説明するための模式的な図であり、（ａ）はミラーの回動位置が移動枠の側辺部の先端部で規制された状態を示し、（ｂ）は（ａ）よりも側辺部の先端部が下がった状態を示す。

【図7】挿入部の先端部に紫外線カットフィルタを設けた状態を模式的に示す図である。

【図8】他の実施形態に係る翼溝観察装置の外観の斜視図である。

【図9】ブレーキ装置の構造を模式的に示す断面図である。

【図10】ブレーキ装置によって回転が禁止されるローラの斜視図である。

【図11】ブレーキ装置の構造を模式的に示す断面図である。

【図12】幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置を用いて行う翼溝観察方法の概略の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0033】

図１は、一実施形態に係る翼溝観察装置１の外観を表す模式的な図であり、図１（ａ）は側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の図示右方から見た図である。図２は、一実施形態に係る翼溝観察装置１の斜視図である。
また、図８は、他の実施形態に係る翼溝観察装置１Ａの外観の斜視図である。
なお、図２では、後述する光照射部３０や観察ユニット４０、ミラー３５等の記載を省略している。

【0034】

図１及び図８に示す幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａは、ガスタービンや蒸気タービン等のタービンにおけるタービンロータのロータディスク外周面に形成された翼溝を検査するための装置である。以下の説明する幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａは、Ｔルート型の翼溝のような狭隘部の検査に用いることができる。

【0035】

図１に示す一実施形態に係る翼溝観察装置１は、キャリア１０と、２つのローラ２０と、光照射部３０と、観察ユニット４０とを備えている。また、図１に示す一実施形態に係る翼溝観察装置１は、ガイドローラ５０と、磁石６０とを備えている。図１に示す一実施形態に係る翼溝観察装置１は、キャリア１０に取り付けられるホルダ１００を備えている。ホルダ１００には、ミラー３５が取り付けられている。

【0036】

図８に示す他の実施形態に係る翼溝観察装置１Ａは、光照射部３０と、ミラー３５と、観察ユニット４０と、１００ホルダとを備えている。

【0037】

説明の便宜上、図１（ａ），（ｂ）及び図８における上下方向を幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａの上下方向として規定する。なお、後述するように、幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａをロータディスク外周面に配置した状態では、幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａの上下方向は、ロータディスクの径方向と同じ方向を向く。翼溝観察装置１，１Ａの上方向は、ロータディスクの径方向外側を向き、翼溝観察装置１，１Ａの下方向は、ロータディスクの径方向内側を向く。

【0038】

図１に示す一実施形態に係る翼溝観察装置１では、キャリア１０は、ローラ２０、ホルダ１００、ガイドローラ５０及び磁石６０が取り付けられるフレームである。キャリア１０には、ホルダ１００が固定される固定部１１がキャリア１０の上部に設けられている。
キャリア１０は、翼溝観察装置１のハンドリングのための把持部１２を有する。把持部１２は、後述する、ブレーキ装置のブレーキ解除用の把持レバー７７を有する。

【0039】

また、キャリア１０には、固定部１１を挟んで、互いに平行な回転軸２１をそれぞれ有する２つのローラ２０がキャリア１０の下部に該キャリア１０に対して回転自在に設けられている。
２つのローラ２０のそれぞれは、回転軸２１の両端に取り付けられたタイヤ２２を有する（図１（ｂ）参照）。タイヤ２２は、例えばウレタンやゴム等の弾力性を有する材料によって構成されている。

【0040】

幾つかの実施形態の光照射部３０は、光を照射するためのものであり、例えば紫外線発光装置３で発光された紫外線を導いて翼溝５内で照射する光ファイバケーブル３１である。幾つかの実施形態の光照射部３０は、ホルダ１００に固定されている。なお、図１に示す一実施形態の光照射部３０は、キャリア１０から下方に突出するように設けられている。
光ファイバケーブル３１は、例えば直径が２ｍｍ程度であるので、翼溝５の狭隘部でも使用できる。

【0041】

幾つかの実施形態の観察ユニット４０は、観察対象エリア、すなわち、光照射部３０による翼溝内部の光照射エリアを観察するためのものであり、例えば、ビデオスコープ４の挿入部４１である。
挿入部４１は、例えば直径が４ｍｍ程度であるので、翼溝５の狭隘部でも使用できる。
幾つかの実施形態の観察ユニット４０は、先端部４２近傍の内部に撮像素子を含む不図示の撮像ユニットを備えている。幾つかの実施形態の観察ユニット４０は、ホルダ１００に固定されている。なお、図１に示す一実施形態の観察ユニット４０は、キャリア１０から下方に突出するように設けられている。
また、図１に示す一実施形態の光照射部３０及び観察ユニット４０は、２つのローラ２０の中心軸ＡＸ１を含む仮想的な平面Ｐよりも下方に位置する。

【0042】

幾つかの実施形態のホルダ１００は、光照射部３０及び観察ユニット４０を保持するホルダである。また、幾つかの実施形態のホルダ１００は、ミラー３５を保持する。図１に示す一実施形態のホルダ１００は、２つのローラ２０の中心軸ＡＸ１を含む仮想的な平面Ｐへの投影位置が２つのローラ２０の間に位置するように配置されて、上述したようにキャリア１０の固定部１１に固定される。ホルダ１００の構造については、後で詳述する。

【0043】

このように、一実施形態の翼溝観察装置１では、光照射部３０及び観察ユニット４０が上述した平面Ｐよりも下方に位置するので、光照射部３０及び観察ユニット４０が翼溝５の内部に挿入されるように翼溝観察装置１をロータディスク２に配置することができる。これにより、検査員が光照射部３０及び観察ユニット４０を手で持つ必要がなくなるので、翼溝検査の作業性が向上する。
また、光照射部３０及び観察ユニット４０が翼溝５の内部に挿入されたままの状態であっても、キャリア１０の下部のローラ２０によって翼溝観察装置１を翼溝５に沿って移動させることができるようになるので、効率的に翼溝検査を行うことができる。

【0044】

また、一実施形態の翼溝観察装置１では、２つのローラ２０の間にホルダ１００が位置するので、２つのローラ２０がロータディスク２に接触するように翼溝観察装置１をロータディスク２に対して配置することで、ロータディスク２に対するホルダ１００の位置が安定する。これにより、ロータディスク２に対して光照射部３０及び観察ユニット４０の姿勢が安定した状態で検査を行うことができる。

【0045】

図１に示す一実施形態のガイドローラ５０は、後述するように、キャリア１０、すなわち翼溝観察装置１を翼溝５に沿って案内するように構成されたガイド部である。ガイドローラ５０は、幅方向の中央から端部に向かうにつれて径が小さくなるように形成されたテーパ面５２を有するテーパローラである。ガイドローラ５０は、幅方向中央に径方向に突出した突部５１が形成されている。突部５１の幅は、図１（ｂ）に示すように、ロータディスク２の外周面の開口部２ａの幅よりも狭い。
ガイドローラ５０は、２つのローラ２０を挟んで、互いに平行な回転軸をそれぞれ有する２つのテーパローラである。ガイドローラ５０は、キャリア１０の下部に該キャリア１０に対して回転自在に設けられている。ガイドローラ５０のそれぞれの回転軸は、ローラ２０の回転軸２１と平行である。

【0046】

なお、検査対象となるロータディスク２の外径に応じて、ローラ２０とガイドローラ５０との上下方向の位置関係が変更できるように、ガイドローラ５０の上下方向の位置を調節する調節機構を設けてもよい。また、ローラ２０とガイドローラ５０との上下方向の位置関係が異なる、複数の翼溝観察装置１を用意してもよい。

【0047】

図１に示す一実施形態の磁石６０は、キャリア１０の下方に向かって磁力線が分布するように、キャリア１０の下部に配置されている。すなわち、磁石６０は、翼溝観察装置１がロータディスク２からの脱落防止のために、その磁力による吸着力で翼溝観察装置１をロータディスク２に押し付けるためのものである。一実施形態では、磁石６０は、２つのガイドローラ５０の近傍にそれぞれ設けられている。磁石６０は、永久磁石であってもよく、電磁石であってもよい。また、磁石６０とロータディスク２との距離を調節する調節機構を設けてもよい。

【0048】

（ホルダ１００）
図３は、幾つかの実施形態の翼溝観察装置１，１Ａのホルダ１００の斜視図である。図４は、光照射部３０及び観察ユニット４０が取り付けられた状態の幾つかの実施形態に係るホルダ１００の斜視図である。図５は、幾つかの実施形態に係るホルダ１００の下部の斜視図である。
説明の便宜上、次に述べる枠体１１０が延在する方向のうち、上下方向と直交する方向を枠体１１０の幅方向と呼ぶ。以下の説明では、枠体１１０の幅方向を単に幅方向と呼ぶこともある。

【0049】

幾つかの実施形態に係るホルダ１００は、枠体１１０と、観察ユニット保持部１２０と、固定部１３０と、移動枠１４０と、移動枠昇降部１５０を有する。

【0050】

（枠体１１０）
枠体１１０は、矩形形状を呈する枠状の部材であり、上辺部１１１と、上辺部１１１から下方に向かって延在する２つの側辺部１１２と、側辺部１１２の下部に取り付けられた回動板部１１５とを含む。

【0051】

上辺部は、枠体１１０の上辺に相当する部位であり、枠体１１０の幅方向に延在する。上辺部１１１には、光照射部３０が挿通される孔部１１１ａと、観察ユニット保持部１２０の下端が挿通される孔部１１１ｂとが設けられている。
側辺部１１２は、枠体１１０の幅方向に離間して設けられた枠体１１０の側辺に相当する部位であり、上下方向に延在する。側辺部１１２のそれぞれには、光照射部３０の先端３２を下方に向けた状態で光照射部３０を保持する保持部１１３が設けられている。側辺部１１２の下端は、次に述べる回動板部１１５を回動可能に保持する。
側辺部１１２には、枠体１１０の幅方向外側に向かって突出するピン１１４がそれぞれ取り付けられている。

【0052】

回動板部１１５は、枠体１１０の下辺に相当する部材であり、枠体１１０の幅方向に延在する。回動板部１１５には、図４及び図８に示すように、上面にミラー３５が取り付けられる。回動板部１１５は、枠体１１０の幅方向に沿った図５に示す軸ＡＸ２周りに回動可能に側辺部１１２の下端に保持されている。すなわち、回動板部１１５は、枠体１１０の幅方向に沿った軸ＡＸ２周りにミラー３５（図４，８参照）を回動可能に保持する。
なお、ミラー３５は、光照射部３０から照射された光を光照射エリアに導くためのものである。

【0053】

回動板部１１５は、軸ＡＸ２から偏心した位置で、枠体１１０の幅方向の両端から幅方向外側に向かって突出する突部１１５ａを有する。
突部１１５ａには、引張コイルバネ１１６の一端が係止されている。引張コイルバネ１１６の他端は、枠体１１０の側辺部１１２のピン１１４に係止されている。

【0054】

（観察ユニット保持部１２０）
観察ユニット保持部１２０は、上下方向に延在する中空の軸状部材であり、内部に挿通される観察ユニット４０を固定する。観察ユニット４０は、図４及び図８に示すように、観察ユニット保持部１２０の下端から下方に突出した状態で観察ユニット保持部１２０に固定される。
観察ユニット保持部１２０の下端は、上辺部１１１の孔部１１１ｂに挿通されて、上辺部１１１に固定される。観察ユニット保持部１２０の上部の外周面には雄ねじ部１２１が設けられている。

【0055】

（固定部１３０）
固定部１３０は、連結軸部１３５を介して枠体１１０の上方で上辺部１１１と連結された部材であり、光照射部３０が挿通される孔部１３１と、後述する移動枠昇降部１５０が挿通される孔部１３２とを有する。一実施形態の翼溝観察装置１では、固定部１３０は、図１及び図２に示すように、キャリア１０の固定部１１に固定される。
なお、キャリア１０の固定部１１に対する固定部１３０の高さ位置を変更することで、ホルダ１００下部の翼溝５への挿入深さを変更できる。

【0056】

（移動枠１４０）
移動枠１４０は、枠体１１０の幅方向に延在する上辺部１４１と、枠体１１０の幅方向に離間して設けられ、上辺部１４１の両端から下方に延在する側辺部１４２とを有する。移動枠１４０は、上辺部１４１が枠体１１０の上辺部１１１の上方に位置し、側辺部１４２が枠体１１０の側辺部１１２の側方外側に位置するように配置される。上辺部１４１には、光照射部３０が挿通される孔部１４１ａと、観察ユニット保持部１２０の下端が挿通される孔部１４１ｂと、連結軸部１３５が挿通される孔部１４１ｃとが設けられている。

【0057】

（移動枠昇降部１５０）
移動枠昇降部１５０は、上下方向に延在する中空の軸状部材であり、内部に観察ユニット保持部１２０が挿通されている。移動枠昇降部１５０の上部の内周面には、観察ユニット保持部１２０の雄ねじ部１２１と結合される不図示の雌ねじ部が設けられている。移動枠昇降部１５０の上部には、移動枠昇降部１５０を軸の周りに回動させるためのつまみ部１５２が設けられている。
移動枠昇降部１５０の下端は、移動枠１４０の上辺部１４１に対して回動可能に結合されている。

【0058】

このように構成される幾つかの実施形態に係るホルダ１００では、図４及び図８に示すように、光照射部３０は、固定部１３０の孔部１３１、移動枠１４０の上辺部１４１の孔部１４１ａ及び枠体１１０の上辺部１１１の孔部１１１ａに挿通されて、先端３２を下方に向けた状態で先端部が保持部１１３に保持されている。
光照射部３０の先端３２は、ミラー３５と対向した位置に配置されている。紫外線発光装置３（図１，８参照）で発光された紫外線は、光照射部３０の先端３２からミラー３５に向かって照射されるように構成されている。
すなわち、幾つかの実施形態では、ホルダ１００は、該ホルダ１００の下部において少なくともミラー３５を保持する枠体１１０を含む。また、幾つかの実施形態では、ミラー３５は、軸ＡＸ２周りに枠体１１０の延在面に対して回転させた平面に沿って延在し、光照射部３０からの上方からの光を反射するように構成される。

【0059】

幾つかの実施形態に係るホルダ１００では、観察ユニット４０は、観察ユニット保持部１２０の下端から下方に突出した状態で観察ユニット保持部１２０に固定されている。観察ユニット４０の先端部４２には、側方を観察するための光学アダプタ４３が取り付けられている。

【0060】

一実施形態のホルダ１００は、図１及び図２に示すように、固定部１３０がキャリア１０の固定部１１に固定されることでキャリア１０に固定されている。

【0061】

（ミラー３５の反射角度の変更について）
ミラー３５は、光照射部３０の先端３２から照射される紫外線を反射する。また上述したように、ミラー３５は、回動板部１１５によって枠体１１０の幅方向に沿った軸ＡＸ２（図５参照）周りに回動可能に保持されている。したがって、ミラー３５の回動位置を変更することで光照射部３０の先端３２からの紫外線の反射角度を変更できる。以下、ミラー３５の反射角度を変更する方法について説明する。

【0062】

図６は、ミラー３５の反射角度を変更する方法について説明するための模式的な図であり、ミラー３５及び回動板部１１５を枠体１１０の幅方向から見た図である。
図５に示すように、回動板部１１５は、軸ＡＸ２周りに回動可能に側辺部１１２の下端に保持されており、突部１１５ａが引張コイルバネ１１６の付勢力によって上方に向かって付勢されている。そのため、回動板部１１５は、図６（ａ）に示すように、軸ＡＸ２を中心として、矢印９１ａで示すように図示反時計方向に付勢されている。回動板部１１５の図示反時計方向への回動は、突部１１５ａが移動枠１４０の側辺部１４２の先端部１４２ａと当接するか、図５に示すように、枠体１１０の側辺部１１２の先端部１１２ａと当接することで規制される。

【0063】

上述したように、移動枠昇降部１５０の上部の内周面の不図示の雌ねじ部は、観察ユニット保持部１２０の雄ねじ部１２１と結合されている。また、観察ユニット保持部１２０の下端は、枠体１１０の上辺部１１１に固定されている。
そのため、検査員が移動枠昇降部１５０のつまみ部１５２を把持して移動枠昇降部１５０を軸の周りに回動させると、移動枠昇降部１５０が観察ユニット保持部１２０に対して、すなわち移動枠昇降部１５０が枠体１１０に対して上下方向に移動する。
上述したように、移動枠昇降部１５０の下端は、移動枠１４０の上辺部１４１に対して回動可能に結合されている。そのため、移動枠昇降部１５０が枠体１１０に対して上下方向に移動すると、移動枠１４０の側辺部１４２は枠体１１０に対して上下方向に移動する。

【0064】

例えば、図６（ａ）に示す状態から、移動枠昇降部１５０を軸の周りに回動させることで、図６（ｂ）に示すように、図６において不図示の枠体１１０に対して、矢印９１ｂで示すように、移動枠１４０の側辺部１４２を下方向に移動させることができる。これにより、回動板部１１５及びミラー３５が図６において不図示の引張コイルバネ１１６の付勢力に抗して軸ＡＸ２を中心として、矢印９１ｃで示すように図示時計方向へ回動する。
また、移動枠昇降部１５０を軸周りに上記の回動方向とは反対方向へ回動させることで、不図示の枠体１１０に対して、移動枠１４０の側辺部１４２を上方向に移動させることができる。これにより、回動板部１１５及びミラー３５が図６において不図示の引張コイルバネ１１６の付勢力より軸ＡＸ２を中心として、図示反時計方向へ回動する。
幾つかの実施形態では、このようにして、ミラー３５の反射角度を変更できる。すなわち、幾つかの実施形態は、観察ユニット保持部１２０と、移動枠１４０と、移動枠昇降部１５０とを含む駆動機構８０が構成されており、回動板部１１５を軸ＡＸ２周りに回動させる。

【0065】

（紫外線カットフィルタについて）
幾つかに実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａでは、蛍光磁粉を用いた磁粉探傷に用いられる。幾つかに実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａでは、光照射部３０から照射した紫外線による蛍光磁粉の発光の有無を、ビデオスコープ４のモニタに表示される画像を観察することで確認する。この時、紫外線によってビデオスコープ４のモニタに表示される画像が紫色がかってしまうため、蛍光磁粉の発光の有無を確認し難い場合がある。
そこで、幾つかの実施形態では、ビデオスコープ４の挿入部４１の内部の撮像素子に入射する紫外線を抑制するため、挿入部４１の先端部４２に紫外線カットフィルタを設ける。図７は、挿入部４１の先端部４２に紫外線カットフィルタを設けた状態を模式的に示す図である。
幾つかの実施形態では、図７に示すように、挿入部４１の先端部４２と光学アダプタ４３との間で紫外線カットフィルタ４５を挟持する。
これにより、挿入部４１の内部の撮像素子に入射する紫外線を紫外線カットフィルタ４５で抑制できるので、ビデオスコープ４のモニタに表示される画像において、蛍光磁粉の発光を明瞭に確認できるようになる。

【0066】

（ブレーキ装置について）
一実施形態の翼溝観察装置１では、キャリア１０は、以下に述べる、ローラ２０の回転を禁止可能なブレーキ装置７０を含んでいる。

【0067】

図９〜図１１を参照して、一実施形態の翼溝観察装置１におけるブレーキ装置７０について説明する。
図９及び図１１は、ブレーキ装置７０の構造を模式的に示す断面図である。図１０は、ブレーキ装置７０によって回転が禁止されるローラ２０Ａの斜視図である。一実施形態では、ブレーキ装置７０は、２つのローラ２０のうちの１つに対して制動力を発生させる。このローラ２０Ａには、回転軸２１にブレーキディスク２３が取り付けられている。ブレーキディスク２３には、外周部に複数の凹凸が設けられている。

【0068】

図９及び図１１に示すように、ブレーキ装置７０は、ブレーキシュー７１と、ブレーキプレート７２と、付勢ばね７３と、を有する。
ブレーキシュー７１は、ブレーキディスク２３の外周面に押圧されることで制動力を発生させるための部材であり、たとえばウレタン等の材料によって構成されている。
ブレーキプレート７２は、下面にブレーキシュー７１が取り付けられた板状部材である。ブレーキプレート７２の上面には、上方に向かって延在する２つの軸部７４が取り付けられている。２つの軸部７４は、直動ガイド７５を介してキャリア１０に対して上下方向に移動可能に支持されている。

【0069】

ブレーキプレート７２は、付勢ばね７３の付勢力で下方に向かって付勢されている。そのため、ブレーキプレート７２の下面に取り付けられたブレーキシュー７１は、付勢ばね７３の付勢力によってブレーキディスク２３の外周面を押圧する。これにより、ローラ２０Ａの回転が禁止される。

【0070】

２つの軸部７４の上部には、腕部７６を介して、ブレーキ装置７０のブレーキ解除用の把持レバー７７が取り付けられている。翼溝観察装置１のハンドリングのための把持部１２（図１参照）が把持されて、把持レバー７７が上方に引き上げられると、図１１に示すように、腕部７６及び２つの軸部７４を介して把持レバー７７に結合されているブレーキプレート７２が付勢ばね７３の付勢力に抗して上方に引き上げられる。これによりブレーキシュー７１が上方に引き上げられてブレーキディスク２３の外周面から離間するので、ブレーキが解除される。

【0071】

（翼溝観察装置１，１Ａを用いた翼溝観察方法について）
このように構成される幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａを用いることで、次のようにして翼溝５の検査を行うことができる。
図１２は、幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａを用いて行う翼溝観察方法の概略の流れを示すフローチャートである。幾つかの実施形態に係る翼溝観察方法は、翼溝観察装置１，１Ａを用いてロータディスク２の翼溝５の内部を観察する翼溝観察方法であって、挿入ステップＳ１と観察ステップＳ２とを備える。

【0072】

挿入ステップＳ１は、少なくとも光照射部３０と観察ユニット４０とを翼溝５の内部に挿入するステップである。
具体的には、蛍光磁粉を付着させた後の翼溝５の内部にホルダ１００の下部を挿入させる。図１に示す一実施形態の翼溝観察装置１では、図１（ｂ）に示すように、ロータディスク２の外周面にローラ２０を接触させると、ホルダ１００の下部が翼溝５の内部に挿入される。この時、一実施形態の翼溝観察装置１では、磁石６０の磁力による吸着力で翼溝観察装置１がロータディスク２に押し付けられる。すなわち、磁石６０の磁力によって翼溝観察装置１をロータディスク２に取り付けることができる。これにより、翼溝観察装置１をロータディスク２の周方向に沿って下方に移動させても、翼溝観察装置１がロータディスク２から脱落するのを防止できるので、翼溝観察装置１をロータディスク２の周方向に沿って移動させ易くなり、翼溝検査の作業性が向上する。

【0073】

また、図１に示す一実施形態の翼溝観察装置１では、図１（ｂ）に示すように、ロータディスク２の外周面にローラ２０を接触させると、ガイドローラ５０もロータディスク２の外周面に接触する。具体的には、ガイドローラ５０は、テーパ面５２がロータディスク２の外周面の開口部２ａと接触し、突部５１が開口部２ａからロータディスク２の径方向内側に入り込む。
テーパ面５２がロータディスク２の外周面の開口部２ａと接触しているので、翼溝観察装置１をロータディスク２の周方向に沿って移動させる際、ガイドローラ５０が、開口部２ａが延在するロータディスク２の周方向に沿って翼溝観察装置１を案内する。すなわち、ガイドローラ５０の幅方向の中心が開口部２ａの幅方向の中心からずれると、開口部２ａとテーパ面５２との２か所の接触部分での接触圧力に差が生じるため、ガイドローラ５０には、上記のずれを少なくするような力が働く。
これにより、翼溝５に沿って翼溝観察装置１を安定して移動できるので、翼溝検査の作業性が向上する。
また、突部５１が開口部２ａから径方向内側に入り込んでいるので、突部５１が開口部２ａからロータディスク２の厚さ方向、すなわち、タービンロータの軸方向にそれてしまうことが抑制される。なお、ロータディスク２の厚さ方向、すなわち、タービンロータの軸方向は、図１（ｂ）における左右方向である。

【0074】

図１に示す一実施形態の翼溝観察装置１では、翼溝観察装置１がロータディスク２の外周面に載置されると、上述したブレーキ装置７０によってローラ２０Ａの回転が禁止される。これにより、重力によって翼溝観察装置１がロータディスク２の周方向に沿って意図せず移動することを防止できるので、翼溝検査の作業性が向上する。
なお、検査員が把持部１２を把持して、把持レバー７７を上方に引き上げると、上述したようにブレーキ装置７０のブレーキが解除されるので、検査員は、翼溝観察装置１をロータディスク２の外周面に沿って自由に移動させることができる。
このように、翼溝観察装置１をロータディスク２の周方向に沿って移動させるべく検査員が把持部１２を把持することでブレーキ装置７０のブレーキを解除できるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0075】

図８に示した他の実施形態に係る翼溝観察装置１Ａでは、検査員が翼溝観察装置１Ａを把持し、ホルダ１００の下部を翼溝５の内部に挿入させる。ホルダ１００の下部を翼溝５の内部に挿入させた後、マグネット台座等を用いることで、ロータディスク２に対して翼溝観察装置１Ａを固定すれば、検査員が翼溝観察装置１Ａを手で持つ必要がない。なお、マグネット台座等を用いない場合であっても、検査員は翼溝観察装置１Ａを片手で持つことができるので、もう片方の手が自由となる。したがって、図８に示した他の実施形態に係る翼溝観察装置１Ａを用いることで、翼溝検査の作業性が向上する。

【0076】

次いで、観察ステップＳ２を実行する。観察ステップＳ２は、光照射部３０と観察ユニット４０とを翼溝５の内部に挿入した状態で光照射部３０から翼溝５の内部に光を照射しながら翼溝５の内部の光照射エリアを観察ユニット４０で観察するステップである。
この時、上述したようにしてミラー３５の反射角度を変更することで、翼溝５内の所望のエリアに光照射部３０からの紫外線を照射できる。

【0077】

Ｔルート型の翼溝５では、図１（ｂ）において破線の円Ｃで囲まれた、翼溝５の径方向外側の隅の部分に亀裂が生じやすい。しかし、ロータディスク２の外周面の開口部２ａから翼溝５の内部に光照射部３０が挿入された状態で光照射部３０から光が下方、すなわちロータディスク２の径方向内側に向かって照射されると、翼溝５の径方向外側の隅の部分には光が届きにくい。
その点、幾つかの実施形態では、ミラー３５によって光照射部３０からの上方からの光が反射されるので、翼溝５の径方向外側の隅の部分にも光が届き易くなる。これにより、亀裂が生じやすい部分を観察し易くなるので、翼溝検査の作業性が向上する。
また、幾つかの実施形態では、回動板部１１５を枠体１１０の幅方向に沿った軸ＡＸ２周りに回動させることでミラー３５による光照射部３０からの上方からの光の反射角度を調節できるので、観察対象となる領域に効率的に光を照射できる。

【0078】

幾つかの実施形態では、ビデオスコープ４のモニタに表示される画像で蛍光磁粉の発光を確認できるので、検査員の負担が軽減される。また、ビデオスコープ４のモニタに表示される画像を複数人で観察できるので、きずの見落としを抑制できる。ビデオスコープ４を用いることで、ビデオスコープ４が有する画像の保存機能を利用でき、検査記録の保存に資する。

【0079】

その後、翼溝観察装置１，１Ａのロータディスク２における周方向位置を適宜変更して翼溝５内の観察を行う。
このように、翼溝観察装置１，１Ａを用いた翼溝観察方法によれば、幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａの何れかを用いてロータディスク２の翼溝５の内部を観察するので、検査員が光照射部３０及び観察ユニット４０を手で持つ必要がなく、翼溝検査の作業性が向上する。

【0080】

また、幾つかの実施形態に係る翼溝観察装置１，１Ａを用いることで、翼溝５の観察が容易となり、翼溝５のきずの見落としを抑制できる。

【0081】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した幾つかの実施形態の光照射部３０は、紫外線発光装置３で発光された紫外線を導いて翼溝５内で照射する光ファイバケーブル３１であった。しかし、ホルダ１００で光ファイバケーブル３１を保持することに代えて、紫外線を発光する発光ダイオード等の光源を枠体１１０の下部に配置してもよい。

【0082】

上述した幾つかの実施形態の観察ユニット４０は、ビデオスコープ４の挿入部４１であった。しかし、ホルダ１００でビデオスコープ４の挿入部４１を保持することに代えて、撮像素子を有する小型の撮像ユニットを枠体１１０の下部に配置してもよい。

【0083】

上述した一実施形態の翼溝観察装置１では、ガイドローラ５０は２つ設けられていたが、ガイドローラ５０は少なくとも１つでもよい。また、ガイドローラ５０に突部５１を形成することは必須ではない。また、ローラ２０とガイドローラ５０とを設けることに代えて、ローラ２０とガイドローラ５０との機能を持ち合わせたローラを設けてもよい。

【0084】

上述した一実施形態の翼溝観察装置１では、キャリア１０を翼溝５に沿って案内するためにガイドローラ５０を設けた。しかし、キャリア１０を翼溝５に沿って案内するための構成は、ガイドローラ５０に限定されない。例えば、ガイドローラ５０に代えて、キャリア１０の下方に向かって突出して、翼溝５に挿入される軸状の部材や板状の部材を設けてもよい。このような構成であっても、翼溝５に沿って翼溝観察装置１を安定して移動できるので、翼溝検査の作業性が向上する。

【0085】

上述した一実施形態の翼溝観察装置１では、ブレーキ装置７０は、２つのローラのうちの１つに対して制動力を発生させる。しかし、２つのローラのそれぞれに対して制動力を発生させるようにブレーキ装置７０を構成してもよい。

【符号の説明】

【0086】

１，１Ａ 翼溝観察装置
１０ キャリア
１２ 把持部
２０ ローラ
３０ 光照射部
３５ ミラー
４０ 観察ユニット
５０ ガイドローラ
６０ 磁石
７０ ブレーキ装置
７７ 把持レバー
８０ 駆動機構
１００ ホルダ
１１０ 枠体
１１５ 回動板部

【要約】

【課題】翼溝検査の作業性を向上する。
【解決手段】翼溝観察装置は、キャリアと、互いに平行な回転軸をそれぞれ有し、前記キャリアの下部に該キャリアに対して回転自在に設けられる２つのローラと、前記キャリアから下方に突出するように設けられた光照射部と、前記キャリアから下方に突出するように設けられ、前記光照射部による翼溝内部の光照射エリアを観察するための観察ユニットと、を備え、前記光照射部及び前記観察ユニットは、前記２つのローラの中心軸を含む平面よりも下方に位置する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】