(57)【要約】【課題】従来技術では困難であった狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を簡便かつ確実に行うことができる狭隘部サンプル採取ヘッド、狭隘部サンプル採取方法および余寿命診断方法を提供する。【解決手段】狭隘部サンプル採取ヘッドは、放電加工ヘッド９と、放電加工ヘッド９を動作させるモータ２と、放電加工ヘッド９とモータ２の間を繋ぐ駆動軸４、スライド軸７及びユニバーサルジョイント５により構成される。また、台座関節部６の調節により任意の角度に放電加工用電極の駆動軸を向けることが可能に構成される。【選択図】図１
2015107538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の表面からサンプルを採取する狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、
回転駆動手段と、
該回転駆動手段により回転駆動される基端駆動軸と、
前記放電加工用電極を備える放電加工ヘッドと、
該放電加工ヘッドの回転軸であるヘッド駆動軸と、
前記基端駆動軸と前記ヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結させる少なくとも１つのユニバーサルジョイントと、
前記回転駆動手段と前記基端駆動軸を固定する第１台座と、前記ヘッド駆動軸を固定する第２台座とを有する台座と、
前記第１台座と前記第２台座の相対姿勢を、前記台座の平面上で任意の角度に調整し固定できる継手と、
を備えたことを特徴とする狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項２】
前記第１台座と前記第２台座の間に、さらに中間台座が少なくとも１つ設けられ、
前記第１台座と前記中間台座、前記第２台座と前記中間台座、それぞれの相対姿勢を調整し固定できる第１および第２継手を有することを特徴とする請求項１に記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項３】
前記基端駆動軸と前記ヘッド駆動軸との間に、軸方向に伸縮可能で回転駆動力を伝達するスライド軸を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項４】
前記ユニバーサルジョイントを複数設けて、前記ユニバーサルジョイント間を前記スライド軸で接続したことを特徴とする請求項３記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項５】
前記台座に、台座の平面上であって長手方向に交差して両側あるいは片側に伸縮可能なロッドが少なくとも１つ設けられ、該ロッドの先端部には防振手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項６】
前記放電加工ヘッドに、被加工体の表面に対する相対位置を計るための位置決めガイドが設けられたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項７】
前記放電加工用電極が、前記放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して非対称な形状であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項８】
前記放電加工用電極が、前記放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して平行に延設され、電極端部が軸方向に向かって屈曲もしくは湾曲した形状であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の狭隘部サンプル採取ヘッド。
【請求項９】
放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の表面からサンプルを採取する狭隘部サンプル採取方法において、
１）被加工体の開口部に固定台座を介してヘッド機器を設置する設置ステップと、
２）前記放電加工用電極を備え、回転駆動手段により基端駆動軸及びヘッド駆動軸を介して回転駆動される放電加工ヘッドにおける、前記回転駆動手段と前記基端駆動軸を固定する第１台座と、前記ヘッド駆動軸を固定する第２台座の相対姿勢を台座の平面上で調整し固定し、前記基端駆動軸と前記ヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結する少なくとも１つのユニバーサルジョイントによって前記ヘッド駆動軸の軸向きを調整し、台座姿勢およびヘッド姿勢を調整する台座・ヘッド姿勢調整ステップと、
３）前記放電加工ヘッドを被加工体の内部に挿入するヘッド挿入ステップと、
４）前記固定台座を水平方向及び／又は垂直方向にスライド移動させてヘッド位置を微調整するヘッド位置調整ステップと、
５）前記回転駆動手段により前記基端駆動軸を回転駆動し、前記ユニバーサルジョイントによって、回転駆動力を前記ヘッド駆動軸に伝達して、前記ヘッド駆動軸の回転により前記放電加工ヘッドの前記放電加工用電極を被加工体の表面に対峙する位置まで回転させるヘッド回転ステップと、
６）前記放電加工用電極へ加工液を放出する加工液放出ステップと、
７）前記放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の部分を順次消耗させて、被加工体の表面から微小なサンプルを掬い取るサンプル採取ステップと、
を備えたことを特徴とする狭隘部サンプル採取方法。
【請求項１０】
前記ヘッド位置調整ステップにおいて、前記放電加工ヘッドに設けられた位置決めガイドにより、被加工体表面に対する相対位置を計るヘッド相対位置決定ステップを更に備えることを特徴とする請求項９に記載の狭隘部サンプル採取方法。
【請求項１１】
前記台座・ヘッド姿勢調整ステップにおいて、前記第１台座と前記第２台座の間に、さらに中間台座が少なくとも１つ設けられており、前記第１台座と前記中間台座、前記第２台座と前記中間台座、それぞれの相対姿勢を前記台座の平面上で調整し固定するステップを更に備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の狭隘部サンプル採取方法。
【請求項１２】
前記ヘッド位置調整ステップにおいて、前記台座の平面上であって長手方向に交差して両側あるいは片側にロッドを伸ばして、該ロッドの先端部に設けられた防振手段を被加工体に当接させるヘッド固定ステップを更に備えることを特徴とする請求項９〜１１の何れかに記載の狭隘部サンプル採取方法。
【請求項１３】
前記サンプル採取ステップにおいて、前記放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して並行に延設され、電極端部が軸方向に向かって屈曲もしくは湾曲した形状の前記放電加工用電極を用いて、前記被加工体の内面のＲ部上底若しくはＲ部下底からサンプルを掬い取ることを特徴とする請求項９〜１２の何れかに記載の狭隘部サンプル採取方法。
【請求項１４】
蒸気タービンのバルブ蒸気室内部または車室内面の狭隘部よりサンプル採取を行う際に、前記回転駆動手段および前記回転駆動手段の制御手段が、前記バルブ蒸気室または車室の外部に配設されることを特徴とする請求項９〜１３の何れかに記載の狭隘部サンプル採取方法。
【請求項１５】
請求項１〜８の何れかの狭隘部サンプル採取ヘッドを用いて、或いは、請求項９〜１４の何れかの狭隘部サンプル採取方法を用いて、評価対象機器の評価対象部位よりサンプルを採取するステップと、採取したサンプルを用いて評価対象機器の余寿命を試算するステップを備えたことを特徴とする余寿命診断手法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来では機器の取り回しやスペースの観点から採取が困難であった狭隘部からサンプルを採取する狭隘部サンプル採取ヘッド、狭隘部サンプル採取方法および余寿命診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力・原子力発電プラントにおける主要構成機器である蒸気タービンや火力ボイラなどは、高温環境下で優れた強度を有し、製造性、コスト要求を高いレベルで満足する耐熱鋼が使用されている。これら耐熱鋼は製造初期には優れた高温強度を有しているが、高温環境下での長時間使用に伴い材質的、強度的劣化が生じ、場合によっては応力集中部、溶接部等から破損する。これら損傷は発電プラントの運転停止に繋がることもあり、電力の安定供給の観点よりプラント運用中の機器破損を回避する必要がある。この機器破損を回避する手段として、経年プラントの各部位における残された寿命（余寿命）を評価する各種の余寿命評価手法が提供されている。
【０００３】
提供されている余寿命評価手法において、特に経年プラントから直接微小なサンプルを採取し、試験や分析により余寿命を計測し試算する手法が高精度な評価手法として知られている。この経年プラントからサンプルを採取する技術として、放電加工によってサンプルを採取する技術が知られている。
【０００４】
放電加工によってサンプルを採取する技術としては、例えば、Ｕ字型電極を評価部位表面で回転させることで、微小なサンプルを掬い取る装置が知られている（特許文献１，２を参照）。また、放電加工用電極を素材表面に垂直に押し込んだ後、掬い取るように動作させることで、同じく平滑表面より試験体を採取する方法が知られている（特許文献３を参照）。何れも平滑面より試験片を採取することが可能である。
【０００５】
一方、発電プラントの特に蒸気タービンなどの複雑構造機器では、余寿命評価が求められる部位は必ずしも平滑面やその周囲に十分なスペースがある場所ではなく、むしろコーナＲ部底や多くの構造物が入り組む狭隘部であることが多い。
このような部位から微小なサンプルを採取しようとすると、例えば特許文献１や特許文献２に開示された技術では、剛性が大きいプラント素材からサンプルを掬い取る都合上、アームなどの機器が大掛かりになり、狭隘部内に機器が設置できないという問題や、狭隘部内の希望する部位へ放電加工用電極がアクセスできない問題があった。また、サーボモータなどの回転駆動手段とＵ字型電極がギアやコグベルトを介して連結されるため、ギア噛み合せ部分でバックラッシュが発生したり、コグベルトの弾性に起因する伝達トルク誤差が生じたりする問題があった。これらの問題により、正確で微細なＵ字型電極の制御が困難となり、サンプルの採取が失敗することも多々あった。
【０００６】
また、特許文献３に開示された技術の場合、型電極とワイヤ型電極の２種類の電極に複雑な軌道を指示する都合上、必然的に装置が大掛かりになり狭隘部の適用には限界があった。また剛性が高い耐熱鋼を対象とした場合、保持点を加工部周りに保持する必要があり、多様な採取部位各々に合わせて保持具を設計し製作するのは手間や時間の観点からも困難であった。
【０００７】
また、放電加工用電極を保持する放電加工ヘッドを回転駆動手段と直結させることで、前述したバックラッシュや伝達トルク誤差を抑制し、高精度な電極制御と確実なサンプル採取を可能とする技術が知られている（特許文献４を参照）。しかし、特許文献４の技術をタービンなどの複雑構造機器に適用すると、放電加工用電極にスライド機構を設ける必要があり電極周りが必然的に大きくなり、結果的に狭隘部での放電加工ヘッドの保持が困難になるといった欠点がある。
さらに、放電加工用電極を保持する放電加工ヘッドの回転軸と、回転駆動手段が同軸となるため、表面が湾曲したＲ部底からサンプルを採取するには、放電加工ヘッドの取り回しが難しく、Ｒ部底からのサンプル採取は困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平２−１５０１２０号公報
【特許文献２】実開平６−３３０４６号公報
【特許文献３】特許第３１５２６０７号公報
【特許文献４】特許第３９９６１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の如く、火力発電プラントでの余寿命診断に正確さが求められるなか、蒸気タービンの弁箱や車室などの複雑に機器が入り組んだ狭隘部で、特に応力集中が発生し損傷が進行するＲ部底からサンプルを採取するニーズは多い。しかしながら、従来の技術では、装置が大掛かりになり狭隘部からのサンプル採取が困難な点や、バックラッシュや伝達トルク誤差により確実な電極制御が行えず、サンプル採取が失敗する問題がある。また、これらの問題を解決した上述の特許文献４に開示された技術でも、放電加工用電極の設置が困難な問題やＲ部底からサンプルを採取できないという問題がある。
【００１０】
上記状況に鑑みて、本発明は、従来技術では困難であった狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を簡便かつ確実に行うことができる狭隘部サンプル採取ヘッド、狭隘部サンプル採取方法および余寿命診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決すべく、本発明の狭隘部サンプル採取ヘッドは、放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の表面からサンプルを採取する狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、回転駆動手段と、該回転駆動手段により回転駆動される基端駆動軸と、前記放電加工用電極を備える放電加工ヘッドと、該放電加工ヘッドの回転軸であるヘッド駆動軸と、前記基端駆動軸と前記ヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結させる少なくとも１つのユニバーサルジョイントと、前記回転駆動手段と前記基端駆動軸を固定する第１台座と、前記ヘッド駆動軸を固定する第２台座とを有する台座と、前記第１台座と前記第２台座の相対姿勢を、前記台座の平面上で任意の角度に調整し固定できる継手とを備える。
【００１２】
また、本発明の狭隘部サンプル採取方法は、放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の表面からサンプルを採取する狭隘部サンプル採取方法において、下記１）〜７）のステップを備える。
１）被加工体の開口部に固定台座を介してヘッド機器を設置する設置ステップ
２）前記放電加工用電極を備え、回転駆動手段により基端駆動軸及びヘッド駆動軸を介して回転駆動される放電加工ヘッドにおける、前記回転駆動手段と前記基端駆動軸を固定する第１台座と、前記ヘッド駆動軸を固定する第２台座の相対姿勢を台座の平面上で調整し固定し、前記基端駆動軸と前記ヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結する少なくとも１つのユニバーサルジョイントによって前記ヘッド駆動軸の軸向きを調整し、台座姿勢およびヘッド姿勢を調整する台座・ヘッド姿勢調整ステップ
３）前記放電加工ヘッドを被加工体の内部に挿入するヘッド挿入ステップ
４）前記固定台座を水平方向及び／又は垂直方向にスライド移動させてヘッド位置を微調整するヘッド位置調整ステップ
５）前記回転駆動手段により前記基端駆動軸を回転駆動し、前記ユニバーサルジョイントによって、回転駆動力を前記ヘッド駆動軸に伝達して、前記ヘッド駆動軸の回転により前記放電加工ヘッドの前記放電加工用電極を被加工体の表面に対峙する位置まで回転させるヘッド回転ステップ
６）前記放電加工用電極へ加工液を放出する加工液放出ステップ
７）前記放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の部分を順次消耗させて、被加工体の表面から微小なサンプルを掬い取るサンプル採取ステップ
【発明の効果】
【００１３】
本発明の狭隘部サンプル採取ヘッド、狭隘部サンプル採取方法および余寿命診断方法によれば、従来技術では困難であった狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を簡便かつ確実に行うことができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成図
【図２】実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッド（台座関節部が４５°回転した状態）
【図３】実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドの加工例
【図４】実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成図
【図５】被加工体の加工部位の説明図
【図６】実施例３の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成図
【図７】実施例４の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成図（１）
【図８】実施例４の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成図（２）
【図９】狭隘部サンプル採取方法の処理フロー図
【図１０】台座関節部の詳細説明図
【図１１】スライド軸の詳細説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【００１６】
本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドは、放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の表面からサンプルを採取するものであり、下記の１）〜７）の構成から成る。
１）回転駆動手段
２）回転駆動手段により回転駆動される基端駆動軸
３）放電加工用電極を備える放電加工ヘッド
４）放電加工ヘッドの回転軸であるヘッド駆動軸
５）基端駆動軸とヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結させる少なくとも１つのユニバーサルジョイント
６）回転駆動手段と基端駆動軸を固定する第１台座と、ヘッド駆動軸を固定する第２台座とを有する台座
７）第１台座と第２台座の相対姿勢を台座の平面上で任意の角度に調整し固定できる継手
【００１７】
本発明実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドによれば、第１台座と第２台座の相対姿勢を台座の平面上で任意の角度に調整することにより、任意の角度に放電加工ヘッドの放電用加工用電極の駆動軸を向けることが可能であり、被加工体の狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を確実に行うことができる。
また、駆動軸をユニバーサルジョイントで連結することにより、バックラッシュや伝達トルク誤差を生じること無く、確実な電極制御が行え、加工体の狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を簡便かつ確実に行うことができる。
ここで、ユニバーサルジョイントは、２つの材の接合する角度が自由に変化する継手のことであり、詳細な構造と形状については、例えばＪＩＳ
Ｂ １４５４に規定されている。
【００１８】
また、本発明の狭隘部サンプル採取ヘッドは、基端駆動軸とヘッド駆動軸との間に、軸方向に伸縮可能で回転駆動力を伝達するスライド軸を少なくとも１つ設けたことが好ましい。
スライド軸は、軸方向（長手方向）に伸縮可能で軸回転できるもので、例えば、複数のパイプを入れ子式にスライド自在に嵌挿した構造である。
また、本発明の狭隘部サンプル採取ヘッドは、ユニバーサルジョイントを複数設けて、ユニバーサルジョイント間をスライド軸で接続したことが好ましい。
スライド軸でユニバーサルジョイント間を接続することで、台座の継手で台座を任意の角度に調整し、ユニバーサルジョイントの間の距離が変化した場合でも、スライド軸の伸縮により不要な力が駆動軸に掛かることなく軸の回転運動が伝達される。また、スライド軸はスライド動作をネジ止めなどで固定できる。台座の継手の角度を固定すると、同様にユニバーサルジョイントの間の距離も決定されるため、台座の継手の角度を固定したら、スライド軸の動きもネジ止めすることで、放電加工時、放電加工ヘッドの不要な動作の自由度を減らすことができる。
なお、ユニバーサルジョイントが１つの場合に加工条件によっては駆動軸の等速運動が保持されず、加工が不安定になる場合がある。しかし、この場合においてもユニバーサルジョイントの継手形状を、等速運動が保持されるジョイントに交換することで安定した加工が実現可能である。
【００１９】
また、上記１）の回転駆動手段とは、電力を用いて軸を回転駆動させる機器であり、例えば、サーボモータ等である。
また、上記６）における、第１台座と第２台座の相対姿勢を台座の平面上で任意の角度に調整し固定できる継手とは、例えば、第１台座の一端と第２台座の一端を重ねて軸着させ、軸によって平面上で回転可能に支持する機構である。任意の角度に調整した後、固定する際は、例えば、ボルトなどねじ込んで螺着させるか、或いは、調整位置から動かないように螺子で締め付ける。
【００２０】
本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、第１台座と第２台座の間に、さらに中間台座が少なくとも１つ設けられ、上記の継手は、第１台座と中間台座、第２台座と中間台座、それぞれの相対姿勢を調整し固定できる第１および第２継手を有することが好ましい。
中間台座を設けることにより、第１台座と中間台座の間で相対姿勢を調整でき、かつ、第２台座と中間台座の間で相対姿勢を調整できるので、第１台座と中間台座と第２台座と連なった全体形状で、屈曲できる箇所（関節部）を２箇所設けることができ、放電加工ヘッドを配管等奥まった場所に送り込むことが可能である。
なお、中間台座は、複数個の中間台座が存在し、それぞれが相対姿勢を調整し固定できる継手で構成されてもよい。
【００２１】
本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、台座に、台座の平面上であって長手方向に交差して両側あるいは片側に伸縮可能なロッドが少なくとも１つ設けられ、該ロッドの先端部には防振手段が設けられたことが好ましい。
被加工体の奥まった部分（開口部から離れた部分）からサンプルを採取する場合、開口部から放電加工用電極まで離れることから、放電加工時に発生する振動が増幅されて放電加工がストップすることがある。これを回避するために、台座に、台座の平面上であって長手方向に交差して両側あるいは片側に伸縮可能なロッドを設け、かつ、ロッドの先端部もしくは中間部に防振手段を設ける。防振手段は、ゴムやバネなどの弾性体である。ロッドの先端部を被加工体の内壁表面に当接させることにより、ロッドや防振手段を介して、本発明の狭隘部サンプル採取ヘッドと被加工体の内壁とを柔結合させることを可能にし、放電加工時に発生する振動を吸収し安定した放電加工を実現させるのである。
台座の平面上であって長手方向に交差して両側あるいは片側に伸縮可能なロッドが設けられるものとしては、ロッドの長手方向に垂直に両側にロッドが設けられる他に、一旦、ロッドが片側に垂直方向に伸びた後、９０°折れ曲がり、下方に向けてロッドが伸びて被加工体の底部と当接する構造もある。
【００２２】
また他の観点からは、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドは、放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の表面から微小なサンプルを採取する狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、回転駆動手段と、放電加工用電極を備える放電加工ヘッドとの間を連結する駆動軸に、少なくとも１つの軸角度が変更できる関節部が設けられ、関節部がユニバーサルジョイント及び軸方向に伸縮可能で回転駆動力を伝達するスライド軸で構成される。
駆動軸の関節部を、ユニバーサルジョイント及び軸方向に伸縮可能なスライド軸で構成することにより、バックラッシュや伝達トルク誤差を生じること無く、確実な電極制御が行え、加工体の狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を簡便かつ確実に行うことができる。
【００２３】
上述の本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、放電加工ヘッドに、被加工体の表面に対する相対位置を計るための位置決めガイドが設けられたことが好ましい。
位置決めガイドを設けることにより、放電加工ヘッドと被加工体表面との距離を計ることが可能になり、放電加工ヘッドならびに被加工体に損傷を与えることを回避できる。被加工体表面に対する適切な位置に放電加工ヘッドを誘導することができる。
【００２４】
なお、位置決めガイドは、放電加工ヘッドに併設された突起部、レーザ距離計、若しくはＣＣＤカメラなどが好適に用いることができる。
ここで、放電加工ヘッドに併設された突起部の先端からヘッドの回転中心までの距離は、放電加工用電極の先端からヘッドの回転中心までの距離と同じにする。位置決めガイドと放電加工用電極の配置において、例えば９０°離れている場合、位置決めガイドを用いて、放電加工ヘッドと被加工体表面との距離を計り、すなわち、放電加工ヘッドの被加工体表面に対する相対位置を計り、サンプル採取の目的位置に放電加工ヘッドを誘導した後で、ヘッドを回転させて放電加工用電極を加工位置にセッティングできる。位置決めガイドは、被加工体（被切削物）と回転中心軸の距離を調整するものであり、調整後に９０°ヘッドを回転すると、放電加工用電極と被加工体（被切削物）が接触してしまうため、実際は、初期加工位置まで９０°未満だけヘッドを回転させて、放電加工用電極を加工位置にセッティングする。なお、位置決めガイドと放電加工用電極の配置は、９０°以外に４５°、６０°、１２０°、１８０°など任意の角度にずらして配置して構わない。
【００２５】
なお、位置決めガイドにＣＣＤカメラを用いた場合、放電加工時の際に放電加工用電極へ放出される加工液（通常は、純水を用いる）によって、ＣＣＤカメラのレンズに加工液がかかることが想定されるので、ＣＣＤカメラのレンズに浸水性膜をコーディングさせて、レンズの浸水性を向上させてもよい。
【００２６】
また、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドにおける放電加工用電極は、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して非対称な形状であることが好ましい。
通常、放電加工用電極は、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に沿って延びる形状である。この場合、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して対称な形状になる。しかしながら、狭隘部のＲ部底部などからサンプルを採取する場合、このような形状では放電加工用電極を目的とする部位に誘導することが困難となる。
そこで、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して非対称な形状とする。ここで、非対称な形状とは、例えば、狭隘部のＲ部底部からサンプルを採取する際は、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に沿って延びた後、Ｒ部底部に向かう方向に湾曲するような形状である。
【００２７】
すなわち、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドにおける放電加工用電極は、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して平行に延設され、電極端部が軸方向に向かって屈曲もしくは湾曲した形状である。
上述した通り、狭隘部のＲ部底部からサンプルを採取する際は、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に沿って延びた後、Ｒ部底部に向かう方向に湾曲するような形状が好ましいが、反対にＲ部上部の場合、湾曲する方向が逆になる。なめらかに湾曲した形状ではなく、Ｌ字状に屈曲した形状でもよい。
【００２８】
また、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドにおいて、蒸気タービンのバルブ蒸気室内部またはケーシング内部の狭隘部よりサンプル採取を行う際に、回転駆動手段および回転駆動手段の制御手段が、上記の狭隘部の外部に配設されることが好ましい。
機器の容量が大きくなる回転駆動手段およびその制御手段を、狭隘部の内部より引き出して、外部に設置させ、放電加工ヘッドとその駆動軸と台座部分を狭隘部の内部に挿入させてサンプルを採取することにより、開口部が小さいものや、内部空間が狭い被加工体に対してもサンプルを採取できる。
【００２９】
次に、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取方法について、図９の狭隘部サンプル採取方法の処理フローを用いて説明する。本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取方法は、放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の内壁表面から微小なサンプルを採取する方法であって、以下のａ）〜ｇ）のステップを備える。
ａ）被加工体の開口部に固定台座を介してヘッド機器を設置する設置ステップ（Ｓ０１）
ｂ）放電加工用電極を備え、回転駆動手段により基端駆動軸及びヘッド駆動軸を介して回転駆動される放電加工ヘッドにおける、回転駆動手段と基端駆動軸を固定する第１台座と、ヘッド駆動軸を固定する第２台座の相対姿勢を台座の平面上で調整し固定し、そして、基端駆動軸とヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結する少なくとも１つのユニバーサルジョイントによって前記ヘッド駆動軸の軸向きを調整して、台座姿勢およびヘッド姿勢を調整する台座・ヘッド姿勢調整ステップ（Ｓ０２）
ｃ）放電加工ヘッドを被加工体の内部に挿入するヘッド挿入ステップ（Ｓ０３）と、
ｄ）固定台座を水平方向及び／又は垂直方向にスライド移動させてヘッド位置を微調整するヘッド位置調整ステップ（Ｓ０４）
ｅ）回転駆動手段により基端駆動軸を回転駆動し、ユニバーサルジョイントによって、回転駆動力をヘッド駆動軸に伝達して、ヘッド駆動軸の回転により放電加工ヘッドの放電加工用電極を被加工体の表面に対峙する位置まで回転させるヘッド回転ステップ（Ｓ０７）
ｆ）放電加工用電極へ加工液を放出する加工液放出ステップ（Ｓ０８）
ｇ）放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の部分を順次消耗させて、被加工体の表面から微小なサンプルを掬い取るサンプル採取ステップ（Ｓ０９）
【００３０】
上記ａ）〜ｇ）のステップを備える方法によれば、従来技術では困難であった狭隘部やＲ部底からのサンプル採取を簡便かつ確実に行うことができる。
上記ａ）の設置ステップ（Ｓ０１）では、目標サンプル採取寸法と被加工体の形状から、放電加工ヘッドの概略の位置決めと位置決め用ガイドの調整を行って、被加工体の開口部にヘッド機器全体の固定台座を設け、ヘッド機器を設置する。通常、被加工体の上部に開口部が設けられているので、固定台座は開口部の一部を跨ぐような平板状のもので、ヘッド機器を上から吊り下げ上下にリフト可能なアームリフトが設けられている。
【００３１】
上記ｂ）の台座・ヘッド姿勢調整ステップ（Ｓ０２）では、先ず、回転駆動手段と基端駆動軸を固定する第１台座と、ヘッド駆動軸を固定する第２台座の相対姿勢を台座の平面上で調整し固定する。次に、基端駆動軸とヘッド駆動軸の間に設けられ、両駆動軸を連結する少なくとも１つのユニバーサルジョイントによってヘッド駆動軸の軸向きを調整する。これにより、台座の姿勢、放電加工ヘッドの姿勢を調整する。
また上記ｃ）のヘッド挿入ステップ（Ｓ０３）では、固定台座のアームリフトを用いて、放電加工ヘッドを被加工体の内部に挿入する。放電加工ヘッドは、放電加工用電極を備え、回転駆動手段により基端駆動軸及びヘッド駆動軸を介して回転駆動される。
【００３２】
ここで、上記ｂ）の台座・ヘッド姿勢調整ステップ（Ｓ０２）と、上記ｃ）のヘッド挿入ステップ（Ｓ０３）の手順は入れ替えることが可能である。例えば、放電加工ヘッドを被加工体の内部に挿入した後に台座の姿勢をセッティングできる空間が有る場合や、遠隔操作により電動で台座の相対姿勢を平面上で調整できる場合は、上記ｃ）のヘッド挿入ステップ（Ｓ０３）を先に行うことも可能である。
また上記ｄ）のヘッド位置調整ステップ（Ｓ０４）では、固定台座を水平方向及び／又は垂直方向にスライド移動させてヘッド位置を微調整する。
ここで、放電加工ヘッドの位置が目的位置か確認する（Ｓ０５）。放電加工ヘッドの位置が目的位置ではない場合は、放電加工ヘッドを被加工体の内部から取り出し（Ｓ０６）、上記ｂ）の台座・ヘッド姿勢調整ステップ（Ｓ０２）からもう一度やり直す。
放電加工ヘッドの位置が目的位置である場合は、上記ｅ）のヘッド回転ステップ（Ｓ０７）に進む。
【００３３】
また上記ｅ）のヘッド回転ステップ（Ｓ０７）では、回転駆動手段により基端駆動軸を回転駆動し、ユニバーサルジョイントによって、回転駆動力をヘッド駆動軸に伝達させる。ヘッド駆動軸の回転によって、放電加工ヘッドの放電加工用電極を被加工体の表面に対峙する位置まで回転させることができる。
【００３４】
また上記ｆ）の加工液放出ステップ（Ｓ０８）では、放電加工用電極へ加工液を放出する。加工液には純水などを用いる。
そして、上記ｇ）のサンプル採取ステップ（Ｓ０９）で、放電加工用電極と被加工体との間で放電を行わせることにより、放電加工用電極に対峙する被加工体の部分を順次消耗させて、被加工体の表面から微小なサンプルを掬い取る。
【００３５】
上記ｄ）のヘッド位置調整ステップ（Ｓ０４）において、放電加工ヘッドに設けられた位置決めガイドにより、被加工体の表面に対する相対位置を計るヘッド相対位置決定ステップを更に備えることが好ましい。
位置決めガイドを用いて、放電加工ヘッドと被加工体表面との距離を計ることにより、放電加工ヘッドならびに被加工体に損傷を与えることを回避でき、また被加工体表面に対する適切な位置に放電加工ヘッドを誘導することができる。
【００３６】
また上記ｂ）の台座・ヘッド姿勢調整ステップ（Ｓ０２）において、第１台座と第２台座の間に、さらに中間台座が少なくとも１つ設けられており、第１台座と中間台座、第２台座と中間台座、それぞれの相対姿勢を台座の平面上で調整し固定するステップを更に備えることが好ましい。
中間台座を設けることにより、第１台座と中間台座の間で相対姿勢を調整でき、かつ、第２台座と中間台座の間で相対姿勢を調整できるので、第１台座と中間台座と第２台座と連なった全体形状で、屈曲できる箇所（関節部）を２箇所設けることができ、放電加工ヘッドを配管等奥まった場所に送り込むことが可能である。中間台座は、複数個の中間台座が存在し、それぞれが相対姿勢を調整し固定できることでも構わない。
【００３７】
また上記ｄ）のヘッド位置調整ステップ（Ｓ０４）において、台座の平面上であって長手方向に交差して両側あるいは片側にロッドを伸ばして、該ロッドの先端部に設けられた防振手段を被加工体に当接させるヘッド固定ステップを更に備えることが好ましい。
ヘッド固定ステップによって、被加工体の奥まった部分（開口部から離れた部分）からサンプルを採取する場合に、開口部から放電加工用電極まで離れたとしても、放電加工時に発生する振動を吸収し安定した放電加工を実現できる。なお、防振手段は、上述した通り、ゴムやバネなどの弾性体である。
【００３８】
上記ｇ）のサンプル採取ステップ（Ｓ０９）において、放電加工ヘッドの回転軸に垂直な平面に対して並行に延設され、電極端部が軸方向に向かって屈曲もしくは湾曲した形状の前記放電加工用電極を用いて、被加工体の内面のＲ部上底若しくはＲ部下底から微小なサンプルを掬い取ることが好ましい。
【００３９】
また、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取方法において、蒸気タービンのバルブ蒸気室内部または車室内面の狭隘部よりサンプル採取を行う際に、回転駆動手段および回転駆動手段の制御手段が、バルブ蒸気室または車室の外部に配設されることが好ましい。
機器の容量が大きくなる回転駆動手段およびその制御手段を、狭隘部の内部より引き出して、外部に設置させ、放電加工ヘッドとその駆動軸と台座部分を狭隘部の内部に挿入させてサンプルを採取することにより、開口部が小さいものや、内部空間が狭い被加工体に対してもサンプルを採取できる。
【００４０】
本発明の実施形態の余寿命診断手法は、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取ヘッドを用いて、或いは、本発明の実施形態の狭隘部サンプル採取方法を用いて、評価対象機器の評価対象部位よりサンプルを採取するステップと、採取したサンプルを用いて評価対象機器の余寿命を試算するステップを備える。
ここで、評価対象機器の評価対象部位とは、蒸気タービンの弁箱内面または車室内面の狭隘部若しくはＲ部底などである。
【実施例１】
【００４１】
実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドは、蒸気タービンバルブの内面側、特に蒸気室上側Ｒ部底から微小なサンプルを採取する実施形態の一例である。
図１，図２を参照して、実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成について説明する。
実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドは、主に、放電加工ヘッド９と、放電加工ヘッド９を動作させるモータ２と、両者を繋ぐ駆動軸（４ａ，４ｂ）、スライド軸７（７ａ，７ｂ）及びユニバーサルジョイント５（５ａ〜５ｅ）により構成される。また併せて、実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドは、台座関節部６の調節により、モータ固定台座１（１ａ，１ｂ）とヘッド固定台座８の相対姿勢を台座の平面上で任意の角度に調整し固定でき、放電加工用電極１０の駆動軸４ｂを任意の角度に向けることが可能に構成されている。
【００４２】
ここで、モータ２が回転駆動手段に相当し、カップリング３を介してモータ２に直結する駆動軸４ａが基端駆動軸に相当する。また、放電加工ヘッド９に直結する駆動軸４ｂがヘッド駆動軸に相当する。
そして、台座関節部６が、台座の平面上で任意の角度に調整し固定できる継手に相当し、モータ２と基端駆動軸４ａを固定するモータ固定台座１と、ヘッド駆動軸４ｂを固定するヘッド固定台座８は、台座関節部６で台座の平面上で任意の角度に調整し固定することができる。
【００４３】
実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、モータ２と基端駆動軸４ａを、モータ固定台座１の平面上の２箇所にピローブロック１１を介して固定し、また、ヘッド駆動軸４ｂと放電加工ヘッド９を、ヘッド固定台座８の平面上の２箇所にピローブロック１１を介して固定している。また、モータ２と放電加工ヘッド９は、カップリング３、基端駆動軸４ａ、第１ユニバーサルジョイント（５ａ〜５ｃ）、スライド軸７及び第２ユニバーサルジョイント（５ｄ〜５ｆ）、ヘッド駆動軸４ｂで連結されている。モータ固定台座１とヘッド固定台座８の間は、台座関節部６により任意の角度で放電加工ヘッド９の回転軸を設定することが可能である。
【００４４】
台座関節部６で設定された任意の角度変化は、ユニバーサルジョイント５で基端駆動軸４ａとヘッド駆動軸４ｂを繋いでいるため、台座関節部６で台座を任意の角度に設定（固定）しても、駆動軸（４ａ，４ｂ）の回転運動は阻害されず、放電加工に影響を与えるようなバックラッシュや伝達トルク誤差が発生しない。また、スライド軸７でユニバーサルジョイント５を繋いでいるため、台座関節部６で台座を任意の角度に設定（固定）し、その結果としてユニバーサルジョイント５間の距離が変化しても、スライド軸の動きにより不要な力が駆動軸に掛かることなく軸の回転運動が伝達される。また、スライド軸７はスライド動作を固定するネジ止め機構を有している。これは台座関節部６の角度を固定すると、同様にユニバーサルジョイント５間の距離も決定される。このため一度台座関節部６の角度を固定したら、スライド軸７の動きもネジ止めすることで、放電加工ヘッド９の加工時に不要な動作自由度を減らすことが可能である。
【００４５】
なお、スライド軸とユニバーサルジョイントを用いる以外にも、ギアやコグベルトなどを用いて任意の角度に駆動軸（４ａ，４ｂ）の回転力を伝えることは可能であるが、これら手法で放電加工ヘッド９側のヘッド駆動軸４ｂとモータ２側の基端駆動軸４ａを連結すると、前述したバックラッシュや伝達トルク誤差が発生し、モータ２で制御した微細な動作が放電加工ヘッド９に伝わらない。このような微細な制御が行えないと、放電加工中に被採取物と電極の短絡などが発生し加工が適切に行われないことが懸念される。このため、実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成が決定された。実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドによれば、バックラッシュや伝達トルク誤差を無くすことができ、かつ、任意の角度で放電加工ヘッド９のヘッド駆動軸４ｂとモータ２の基端駆動軸４ａを変更することができる。これにより、被加工体の内部のＲ部底などの周辺が迫り出した部位から確実にサンプル採取が可能になる。
【００４６】
また、本実施例で示す狭隘部サンプル採取ヘッドの機器形状であれば、図３（１）（２）に示すように、機構的に小型化が困難なモータ２や制御機構をバルブ蒸気室内部（狭隘部）に設置せず、外部に設置し放電加工ヘッド９のみ加工部周辺へアクセス可能である。またこの際、狭隘部サンプル採取ヘッドを固定する固定ジグ１４はバルブ蒸気室外部のみで良く、狭隘部サンプル採取ヘッドの機器保持の容易さと放電加工ヘッド９のアクセス自由度が大きいことが両立できる。これは実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドの機器形状が、従来の機器に比べ軽量かつ高剛性であることに起因する。従来の機器では、機器の剛性を確保する必要性から加工機が大掛かりになり、結果的に機器重量も大きく、機器を保持する機構が複数個必要となった。
【００４７】
しかし、実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、台座に加え駆動軸も方向性を持つ剛体として働くため強度部材として取り扱うことが可能となる。このため必要最小限の機器構成で十分な剛性を確保でき、軽量かつ小型・高剛性な加工機を実現することができる。
このためヘッド機器の保持点を加工部位から離して設置することが可能であり、これにより従来では困難な狭隘部のサンプル採取ができるようになった。また加工部位とヘッド機器の保持点を離して設置することが可能となり、保持点の選択自由度が増し、保持具を部位に併せて設計・製造する必要が低減される。
【００４８】
また、本実施例で示す狭隘部サンプル採取ヘッドでは、図１（３）に示すように、放電加工ヘッド９に放電加工用電極１０と位置決め用ガイド１２を駆動軸に対し９０°ずらした位置に配置している。なお、本実施例では位置決め用ガイド１２を駆動軸に対し９０°ずらして配しているが、ガイド形状・加工対象形状などを考慮し任意の角度にガイド１２を配しても構わない。これは狭隘部からサンプル採取を行う場合、放電加工ヘッド周りのスペースが小さく、放電加工ヘッド９の位置調整、確認が困難な場合が多いからである。位置決め用ガイド１２は、事前に決定される放電加工ヘッド９と被加工体表面サンプルとの距離に対して、適切な位置に放電加工ヘッド９が配置されるかどうかを判断する指標として用いられる。位置決め用ガイド１２を用いて被加工体に対するヘッド位置を決定した後、約９０°ヘッドを回転することで、放電加工用電極１０を加工開始位置にセットすることができる。なお、本実施例の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、位置決め用ガイド１２に、放電加工ヘッド９に対する位置の微調整が可能な金属板を用いているが、レーザ変位計などの非接触変位計やＣＣＤカメラなどを用いても良い。これらの活用により、より容易に正確なヘッド配置が得られることが期待できる。
【００４９】
本実施例の狭隘部サンプル採取ヘッドを用いてサンプルを採取する例として、蒸気タービンバルブ１６の内面に対して適用した例を、図３に示す。図３における狭隘部サンプル採取ヘッドがアクセスできるバルブ上面側は、絞られる構造をしており、従来のヘッド機器ではサンプル採取位置の取り回しができず、図３に示す上面側Ｒ部底からのサンプル採取は不可能であった。しかし、本実施例の狭隘部サンプル採取ヘッドのようにモータ２をバルブ外部で保持し、放電加工ヘッド９のみバルブ内部へ挿入することにより、上面側Ｒ部底より確実にサンプルを採取することが可能となった。
【００５０】
ここで、図１０を参照して、台座関節部６の構造について詳細に説明する。
図１０（１）は、モータ固定台座１ｂとヘッド固定台座８を長手方向に真っ直ぐ接合した状態を示している。また、図１０（２）は、モータ固定台座１ｂとヘッド固定台座８を、図１０（１）の状態から屈曲させた状態を示している。
図１０（１）（２）に示すように、モータ固定台座１ｂとヘッド固定台座８の平板は、それぞれの端部を半円状にし、重なる部分が円状になるようにし、回転軸６ａの回りに回転できるようになっている。また、ヘッド固定台座８の端部には、２箇所の円弧状のガイド孔（６ｄ，６ｅ）が設けられており、モータ固定台座１ｂに設けられた凸部（６ｂ，６ｃ）はガイド孔（６ｄ，６ｅ）に貫通し、ガイド孔の円弧に沿ってスライドできるようにしている。
【００５１】
次に、図１１を参照して、スライド軸７の構造について詳細に説明する。
図１１に示すように、スライド軸の形状は六角棒の形状になっており、両端にユニバーサルジョイント５が設けられている。２個のユニバーサルジョイントを使用することで、軸の回転動作が等速回転にできる。スライド軸は、六角棒の部分７ｂと六角棒を収納できる部分７ａから構成される。六角棒の部分７ｂが収納されると、図１１に示すスライド量だけ長さが縮むことになる。すなわち、図１１に示すスライド軸７は、スライド量（図示）だけ伸縮自在になっている。
【００５２】
実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドによる狭隘部サンプル採取方法の手順は、主に下記の工程１〜工程６になる。
（工程１）目標サンプル採取寸法とバルブ形状より放電加工ヘッド９の位置決めと位置決め用ガイド１２の調整
（工程２）固定台座１５と狭隘部サンプル採取ヘッドのセッティング
（工程３）台座関節部６、スライド軸７及び放電加工ヘッド９の位置決め
（工程４）放電加工ヘッド９を回転させ、放電加工用電極１０を初期位置へ移動
（工程５）加工液の電極周辺部への放出開始
（工程６）放電加工ヘッド９の稼動、及び放電加工実施
【００５３】
工程１では、目標サンプル採取寸法とバルブ形状より、放電加工ヘッド９の位置を決定し、この結果から位置決め用ガイド１２の調整を行う。ここで、位置決め用ガイド１２は、図１（３）に示すように、調整用ネジ（２１ａ，２１ｂ）によりヘッドの回転中心２２から位置決め用ガイド１２の先端までの距離を微調整できる。この機構により位置決め用ガイド１２先端の位置を事前に検討した“加工対象からヘッド回転中心の距離”（放電加工用電極１０の回転軌道）に正確に調整することが可能で、この後の工程３での狭隘部サンプル採取ヘッドのセッティングを容易にしている。
【００５４】
工程２では、工程１から得られた結果を用いて、固定台座１５と狭隘部サンプル採取ヘッドのセッティングを行う。ここで、固定台座１５は、バルブ上面の開口径より大きい平板と、狭隘部サンプル採取ヘッドを固定する固定冶具１４と、平板と狭隘部サンプル採取ヘッドを固定する固定冶具１４の間に、固定台座１５の平板に対して垂直方向１９ａ、水平方向１９ｂに稼動可能な微調整機構（１４ａ，１５ａ）を有している。狭隘部サンプル採取ヘッドは、固定台座１５の平板をバルブ上面の開口部に渡すようにセッティングされる。
【００５５】
工程３では、工程１で決定したヘッド配置になるように台座関節部６の角度と決定し、併せてスライド軸７のスライド動作を固定するネジ止めを行い、放電加工ヘッド９の最終的な位置決めを行う。この際、前述した手順により位置決め用ガイド１２を用いてヘッド位置の微調整を行う。なお、本実施例で示した固定台座１５は、狭隘部サンプル採取ヘッドを固定する部位に、バルブフランジ面に水平方向、垂直方向に微調整できるスライド機構を有している。これにより容易に正確なヘッド配置調節が可能である。ここでは、図３（２）に示すように、微調整機構１４ａにより垂直方向１９ａに狭隘部サンプル採取ヘッドの位置を微調整し、図３（１）に示すように、微調整機構１５ａにより水平方向１９ｂに狭隘部サンプル採取ヘッドの位置を微調整できる。
【００５６】
上記工程３において、工程１で決定したヘッド配置を目的位置して、目的位置にならなければ、放電加工ヘッドを被加工体の内部から取り出し、再び、台座関節部６の角度を調整して台座の姿勢を調整し、スライド軸７のネジ止めを行う（図９の狭隘部サンプル採取方法の処理フローを参照）。
この後、工程４で放電加工ヘッド９を回転させることで放電加工用電極１０を加工開始位置にセッティングし、次の工程５で加工液の放出を開始する。なお、本実施例では加工液として純水を使用している。
【００５７】
工程６では、具体的にモータ２を駆動し、放電加工用電極１０を駆動軸（４ａ，４ｂ）の周りに回転させ微小なサンプルを採取する。実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、上述の通り、バックラッシが発生しないように駆動軸（４ａ，４ｂ）が構成されているため、従来のモータ制御と同様の手法でサンプル採取が可能である。
【００５８】
上記工程１〜６によれば、従来ではサンプル採取が困難であったバルブ内側の蒸気室上側Ｒ部底（狭隘部）より適切な寸法のサンプルが確実に採取可能である。そして本サンプルを用いて各種分析・試験を行うことで余寿命を正確に試算することが期待できる。
【実施例２】
【００５９】
実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、実施例１と同じく狭隘部である蒸気タービンバルブ内面側の蒸気室下側Ｒ部底よりサンプルを採取する例を示す。実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドによれば、実施例１と同様にバルブ下部Ｒ部底からもサンプル採取が可能である。
図４を参照して、実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成について説明する。
実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドは、実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドと同様の構成を備え、さらに延長台座１７および延長電極１８を備えた構成である。
【００６０】
従来装置では、バルブ蒸気室下側Ｒ部底のような、Ｒ部周辺が迫り出す位置からのサンプル採取は機器が干渉するために困難であった。一方、実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、放電加工ヘッド９の回転軸に対し、任意の角度が設定できる台座関節部６により放電加工ヘッド９のアクセス自由度が増すと共に、図４に示すように、放電加工ヘッド９の放電加工用電極の保持部から加工部までを延長し、かつ、ヘッド回転軸の垂直平面において非対称形状を持つ延長電極１８を用いる。これにより、放電加工用電極のアクセス自由度を大幅に向上する。通常、延長電極１８のみを用いて様々なＲ部底よりサンプル採取を試みると、場合によっては放電加工ヘッド９の回転軸と加工部が離れることで加工中に放電加工用電極が振動し、放電加工が失敗することが多々あった。しかし、実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、台座関節部６に加えて、適切な長さ・形状を持つ延長電極１８を用いることにより、放電加工ヘッド９が加工部周辺にアクセス可能であり、確実にサンプル採取が可能である。
【００６１】
なお、実施例２ではバルブ下部Ｒ部のみ記載したが、図５に示すように、バルブ上部Ｒ部（図中のＡ）やバルブ下部Ｒ部（図中のＢ）だけでなく、例えばバルブ底の他の部位や他のタービン機器の奥まった場所（図中のＣ）でも、固定冶具と狭隘部サンプル採取ヘッドの組合せで対応することが可能である。
【実施例３】
【００６２】
実施例３の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、狭隘部である蒸気タービンバルブ内面側の蒸気室上側Ｒ部で、開口部から距離がある部位よりサンプルを採取する例を示す。
図６を参照して、実施例３の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成について説明する。
実施例３の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、図６に示すように、複数の台座関節部６、複数のユニバーサルジョイント５、複数のスライド軸７によって構成され、被加工体のうち配管等奥まった部位のサンプル採取を可能にする。基本的には、実施例１の狭隘部サンプル採取ヘッドをつなげた状態である。
【００６３】
実施例３の狭隘部サンプル採取ヘッドは、モータ固定台座１とヘッド固定台座８の間に、さらに中間台座１３が１つ設けられている。モータ固定台座１と中間台座１３の間に台座関節部６があり、ヘッド固定台座８と中間台座１３の間に台座関節部６がある。２つの台座関節部６によって、ヘッド固定台座８と中間台座１３の相対姿勢を台座の平面上で任意の角度に調整し固定できる。また、モータ２の回転力は、基端駆動軸４ａ、ヘッド駆動軸４ｂおよび中間駆動軸４ｃによって伝達される。基端駆動軸４ａと中間駆動軸４ｃの間は、ユニバーサルジョイント５とスライド軸７で連結されており、２つのユニバーサルジョイント５の間をスライド軸７で繋ぐように構成されている。また、同様に、ヘッド駆動軸４ｂと中間駆動軸４ｃの間は、ユニバーサルジョイント５とスライド軸７で連結されており、２つのユニバーサルジョイント５の間をスライド軸７で繋ぐように構成されている。
【００６４】
そして、モータと基端駆動軸４ａがモータ固定台座１の平面上の２箇所でピローブロック１１を介して固定され、中間駆動軸４ｃが中間台座１３の平面上の４箇所でピローブロック１１を介して固定され、ヘッド駆動軸４ｂがヘッド固定台座８の平面上の２箇所でピローブロック１１を介して固定されている。
このような構成によれば、実施例１，２の狭隘部サンプル採取ヘッドに、中間台座１３、中間駆動軸４ｃを付加することにより、複数の台座関節部６、複数のユニバーサルジョイント５、複数のスライド軸７によって構成でき、被加工体のうち配管等奥まった部位のサンプル採取を可能になる。
【００６５】
なお、中間台座１３や中間駆動軸４ｃは、図６では１つであるが、複数であっても構わない。複数備えることにより、台座関節部の個数が増加し、狭隘部サンプル採取ヘッドの全体形状が蛇行できるため、より複雑で奥まった部位のサンプル採取が可能になる。
【実施例４】
【００６６】
実施例４の狭隘部サンプル採取ヘッドでは、実施例２と同じく狭隘部である蒸気タービンバルブ内面側の蒸気室下側Ｒ部底よりサンプルを採取する例を示す。実施例４の狭隘部サンプル採取ヘッドによれば、実施例２と同様にバルブ下部Ｒ部底からサンプル採取が可能で、かつ、ロッドおよび防振ゴムを介して、狭隘部サンプル採取ヘッドと被加工体の内壁とを柔結合させることにより、放電加工時に発生する振動を吸収し安定した放電加工を実現させる。
図７を参照して、実施例４の狭隘部サンプル採取ヘッドの構成について説明する。
図７に示す実施例４の狭隘部サンプル採取ヘッドは、実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドと同様の構成を備え、さらに台座の平面上であって長手方向に垂直で両側に伸縮可能なロッド２４が設けられ、該ロッド２４の先端部には防振ゴム２５が設けられた構成である。また、ロッド２４は長手方向にバネ２６で伸縮できる構成になっている。
【００６７】
非常に奥まった部分から、実施例２の狭隘部サンプル採取ヘッドを用いて放電加工を実施すると、固定台座１５と放電加工用電極１８が離れすぎたことにより、放電加工時に発生する振動が増幅され放電加工がストップすることがある。しかし、ロッド２４及び防振ゴム２５を介して、狭隘部サンプル採取ヘッドとバルブなどの加工対象（周囲の構造物）を柔結合することで振動を吸収し安定した放電加工が可能になる。
【００６８】
なお、本実施例では、ヘッド固定台座８よりロッド２４を蒸気タービンバルブ１６の両壁面に伸ばしているが、必ずしもこの形状である必要なない。
例えば、図８に示すように、台座の片側に水平方向に伸びるロッド２７に、９０°向きが変わる垂直方向に他のロッド２８が結合され、ロッド２８の先端部に防振ゴム３０が設けられ、先端部が下方に向かい被加工体の底部と当接する。この場合、ロッド２８の一部に防振機構２９を更に設けることも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１    モータ固定台座
２    モータ
３    カップリング
４ａ  基端駆動軸
４ｂ  ヘッド駆動軸
４ｃ  中間駆動軸
５    ユニバーサルジョイント
６    台座関節部
７    スライド軸
８    ヘッド固定台座
９    放電加工ヘッド
１０    放電加工用電極
１１    ピローブロック
１２    位置決めガイド
１３    中間台座
１４    固定ジグ
１４ａ，１５ａ  微調整機構
１５    固定台座
１６    蒸気タービンバルブ
１７    延長台座
１８    延長電極
２０ａ，２０ｂ  バネ
２１ａ，２１ｂ  調整ネジ
２２    ヘッドの回転中心
２４，２７    ロッド
２５，３０    防振ゴム
２６    バネ
【図１】
2015107538.tif 000003
【図２】
2015107538.tif 000004
【図３】
2015107538.tif 000005
【図４】
2015107538.tif 000006
【図５】
2015107538.tif 000007
【図６】
2015107538.tif 000008
【図７】
2015107538.tif 000009
【図８】
2015107538.tif 000010
【図９】
2015107538.tif 000011
【図１０】
2015107538.tif 000012
【図１１】
2015107538.tif 000013