【手続補正書】
【提出日】令和2年2月7日(2020.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を有するケーシングの内周面と、前記ケーシング内を回転する回転体の外周面と、の間に形成されるクリアランスを計測するためのクリアランス計測装置であって、
前記ケーシングに固定され、前記回転体の外周面に向けて第１波長を有する光を出射する第１照射部と、
前記ケーシングに固定され、前記回転体の外周面に向けて前記第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する第２照射部と、
前記回転体の外周面からの反射光を、前記第１波長に対応する透過帯域を有する第１フィルタ部を介して受光する第１受光部と、
前記回転体の外周面からの反射光を、前記第２波長に対応する透過帯域を有する第２フィルタ部を介して受光する第２受光部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部の受光結果に基づいて、前記第１受光部及び前記第２受光部における前記回転体の検出タイミングの時間差に基づいて前記クリアランスを計測する計測部と、
を備え、
前記第１受光部は、前記第１照射部から照射された光による前記外周面からの正反射光が受光可能なように配置され、
前記第２受光部は、前記第２照射部から照射された光による前記外周面からの正反射光が受光可能なように配置される、クリアランス計測装置。
【請求項２】
前記第１受光部及び前記第２受光部は、互いの光軸が前記ケーシングの内部空間を外部から隔離する隔離壁の内表面上で交差するように配置される、請求項１に記載のクリアランス計測装置。
【請求項３】
前記第１照射部は、前記第１照射部の光路上に配置され、前記第１波長に対応する励起波長を有する第１蛍光体を含み、
前記第２照射部は、前記第２照射部の光路上に配置され、前記第２波長に対応する励起波長を有する第２蛍光体を含む、請求項１又は２に記載のクリアランス計測装置。
【請求項４】
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体は、前記外周面からの反射光が、前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体に干渉することなく通過可能なように互いに間隔を隔てて配置されている、請求項３に記載のクリアランス計測装置。
【請求項５】
前記第１照射部及び前記第２照射部には、共通の光源部から出力される光源光が光カプラによって分光されて供給される、請求項３又は４に記載のクリアランス計測装置。
【請求項６】
前記第１照射部には第１光源部から出力され、前記第１波長を有する光源光が供給され、
前記第２照射部には第２光源部から出力され、前記第２波長を有する光源光が供給される、請求項１又は２に記載のクリアランス計測装置。
【請求項７】
前記第１照射部、前記第２照射部、前記第１受光部及び前記第２受光部は、隔離壁を介して前記ケーシングの内部空間に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のクリアランス計測装置。
【請求項８】
前記第１照射部及び前記第２照射部の光路上に拡散板が配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載のクリアランス計測装置。
【請求項９】
前記第１照射部及び前記第２照射部は、複数の光ファイバを含む光ファイバ集合体である、請求項１から７のいずれか一項に記載のクリアランス計測装置。
【請求項１０】
円筒形状を有するケーシングの内周面と、前記ケーシング内を回転する回転体の外周面と、の間に形成されるクリアランスを検知するためのクリアランス計測センサであって、
前記ケーシングに固定可能なセンサ本体と、
前記センサ本体の内部空間に収容され、前記回転体の外周面に向けて第１波長を有する光を出射する第１照射部と、
前記センサ本体の内部空間に収容され、前記回転体の外周面に向けて前記第１波長と異なる第２波長を有する光を出射する第２照射部と、
前記センサ本体の内部空間に収容され、前記回転体の外周面からの反射光を、前記第１波長に対応する透過帯域を有する第１フィルタ部を介して受光する第１受光部と、
前記センサ本体の内部空間に収容され、前記回転体の外周面からの反射光を、前記第２波長に対応する透過帯域を有する第２フィルタ部を介して受光する第２受光部と、
を備え、
前記第１照射部は、前記第１照射部の光路上に配置され、前記第１波長に対応する励起波長を有する第１蛍光体を含み、
前記第２発光部は、前記第２照射部の光路上に配置され、前記第２波長に対応する励起波長を有する第２蛍光体を含み、
前記第１受光部は、前記第１照射部から照射された光による前記外周面からの正反射光が受光可能なように配置され、
前記第２受光部は、前記第２照射部から照射された光による前記外周面からの正反射光が受光可能なように配置される、クリアランス計測センサ。
【請求項１１】
円筒形状を有するケーシングの内周面と、前記ケーシング内を回転する回転体の外周面と、の間に形成されるクリアランスを計測するためのクリアランス計測方法であって、
前記回転体の外周面に向けて第１波長を有する光と、前記第１波長と異なる第２波長を有する光とをそれぞれ出射するステップと、
前記回転体の外周面からの反射光の正反射光成分を、前記第１波長に対応する透過帯域を有する第１フィルタを介して受光するとともに、前記第２波長に対応する透過帯域を有する第２フィルタを介して受光するステップと、
前記第１波長を有する光の反射光の検出タイミングと、前記第２波長を有する光の反射光の検出タイミングとの時間差に基づいて前記クリアランスを計測するステップと、
を備える、クリアランス計測方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
回転体４の外周面４ａからの反射光は、クリアランス計測センサ１２で受光され、第１受光用光ファイバ２０ａ及び第２受光用光ファイバ２０ｂを介して、第１受信部２２ａ及び第２受信部２２ｂにそれぞれ入力される。第１受信部２２ａ及び第２受信部２２ｂに入力された反射光は信号強度に応じた電気的な受光信号に変換されて計測部２４に送られ、クリアランスｄの計測演算に用いられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
計測部２４は、クリアランス計測センサ１２の計測結果に基づいてクリアランスｄを計測する演算ユニットであり、例えばコンピュータのような半導体デバイスを利用した電子演算装置から構成される。計測部２４は、予めインストールされたプログラムに基づいて本発明の少なくとも一実施形態に係るクリアランス計測方法を実施することにより、本発明の少なくとも一実施形態に係るクリアランス計測装置１０を実現するように構成されている。例えば、計測部２４はクリアランス計測センサ１２に対して発光信号を出力することにより、回転体４の外周面４ａへの照射光の照射タイミングを制御するとともに、回転体４の外周面４ａからの反射光に対応する受光信号を取得し、クリアランスｄの演算を行う。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ここで照射用光ファイバ１４と第１受光用光ファイバ２０ａとは、光ファイバ群Ｘとして一組に纏められており、第１受光用光ファイバ２０ａの周囲を囲むように複数の照射用光ファイバ１４が配置されている。同様に、照射用光ファイバ１４と第２受光用光ファイバ２０ｂとは、光ファイバ群Ｙとして一組に纏められており、第２受光用光ファイバ２０ｂの周囲を囲むように複数の照射用光ファイバ１４が配置されている。これら光ファイバ群Ｘ，Ｙはクリアランス計測センサの略軸方向に沿って延びており、先端側（検出面Ｐ側）で互いの離間距離が広がるように傾斜して配設されている。図２では、光ファイバ群Ｘ，Ｙの端面がそれぞれＡ点、Ｂ点で示されており、Ａ点、Ｂ点において端面を垂直に通る仮想直線ａ、ｂが示されている。またクリアランス計測センサの基準点として、仮想直線ａ、ｂの交点Ｏが示されており、交点Ｏにおける仮想直線ａ、ｂの交差角がαとして示されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
内部空間１７において第１受光部２３ａ及び第２受光部２３ｂは、互いの光軸ｃ、ｄが隔離壁２１の内側表面上で交差するように配置されている。第１照射部１１ａから照射された光は、蛍光体２５ａにて蛍光発光し、外周面からの正反射光が第１受光部２３ａで受光可能なように、第１照射部１１ａと第１受光部２３ａとは配置されている。第２照射部１１ｂから照射された光は、蛍光体２５ｂにて蛍光発光し、外周面からの正反射光が第２受光部２３ｂで受光可能なように、第２照射部１１ｂと第２受光部２３ｂとは配置される。その結果、本実施形態では第１照射部１１ａ及び第２照射部１１ｂは左右対称（光学対称）な配置を有している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
第１受光部２３ａ及び第２受光部２３ｂは、隔離壁２１を介して透過する反射光を受光可能な位置に配置されており、上述したように、特に、互いの光軸ｃ、ｄが隔離壁２１の内側表面上で交差するように配置されている。これにより、第１受光部２３ａは上述したように、第１照射部１１ａから照射された光による外周面からの正反射光が受光可能な位置に配置され、第２受光部２３ｂは、第２照射部１１ｂから照射された光による外周面からの正反射光が受光可能な位置に配置されている。その結果、本実施形態では第１受光部２３ａ及び第２受光部２３ｂは左右対称（光学対称）な配置を有しており、第２開口部１９に向けて互いの離間距離が狭まるように傾斜している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
一方、図６の比較例は、第１受信部２２ａ及び第２受信部２２ｂにおいて第１フィルタ部３０ａ及び第２フィルタ部３０ｂを介さずに、第１受光部２３ａ及び第２受光部２３ｂから受光した結果に基づく受光信号を測定したものである。この場合、図５に比べて、計測された波形に歪みが生じており、両者の波形もまた大きく異なる結果となった。このように図５及び図６の計測結果を比較して明らかなように、本実施形態では、第１フィルタ部３０ａ及び第２フィルタ部３０ｂにおいてフィルタリングを行うことで、第１受信部２２ａ及び第２受信部２２ｂにて精度のよい検出が可能となることが実証された。