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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024052126
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】検査装置および検査システム
(51)【国際特許分類】
G01N 21/84 20060101AFI20240404BHJP
H02K 15/02 20060101ALI20240404BHJP
H02K 11/20 20160101ALI20240404BHJP
H02K 7/116 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
G01N21/84 D
H02K15/02 A
H02K11/20
H02K7/116
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022158625
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】弓納持 充代
(72)【発明者】
【氏名】松崎 晃大
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 真興
(72)【発明者】
【氏名】片山 仁
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 文生
(72)【発明者】
【氏名】野崎 大
【テーマコード（参考）】
2G051
5H607
5H611
5H615
【Ｆターム（参考）】
2G051AA90
2G051AC17
2G051BA20
2G051CA04
5H607AA08
5H607BB01
5H607CC03
5H607EE31
5H607EE54
5H607FF00
5H611AA05
5H611BB01
5H611BB02
5H611BB06
5H611RR00
5H611UA04
5H611UB01
5H615AA05
5H615BB01
5H615BB02
5H615BB07
5H615BB14
5H615SS57
(57)【要約】
【課題】検査を効率的に行うことを容易に実現可能な検査装置等を提供する。
【解決手段】実施形態の検査装置は、回転子と固定子との間に隙間において回転子撮像機器を用いて回転子を撮像するための回転子撮像ユニットを有する。回転子撮像機器は、キャリッジケーシングとカメラと撮像位置変更部と撮像方向変更部とを有する。カメラは、キャリッジケーシングに設置されており、隙間において回転子の通風孔を撮像する。撮像位置変更部は、キャリッジケーシングに設置されており、隙間においてキャリッジケーシングを回転子の周方向に移動させることによって、カメラの撮像位置を変えるように構成されている。撮像方向変更部は、キャリッジケーシングに設置されており、隙間においてカメラの撮像方向を回転子の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】実施形態の検査装置は、回転子と固定子との間に隙間において回転子撮像機器を用いて回転子を撮像するための回転子撮像ユニットを有する。回転子撮像機器は、キャリッジケーシングとカメラと撮像位置変更部と撮像方向変更部とを有する。カメラは、キャリッジケーシングに設置されており、隙間において回転子の通風孔を撮像する。撮像位置変更部は、キャリッジケーシングに設置されており、隙間においてキャリッジケーシングを回転子の周方向に移動させることによって、カメラの撮像位置を変えるように構成されている。撮像方向変更部は、キャリッジケーシングに設置されており、隙間においてカメラの撮像方向を回転子の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転子と固定子との間に隙間が介在しており、前記回転子の径方向に沿った通風孔が前記回転子に形成されている回転電機について検査を実行する際に、前記隙間に挿入され、前記固定子に吸着する検査装置であって、
前記隙間において回転子撮像機器を用いて前記回転子を撮像するための回転子撮像ユニット
を有し、
前記回転子撮像機器は、
キャリッジケーシングと、
前記キャリッジケーシングに設置されており、前記回転子の前記通風孔を撮像するカメラと、
前記キャリッジケーシングに設置されており、前記キャリッジケーシングを前記回転子の周方向に移動させることによって、前記カメラの撮像位置を変えるように構成されている撮像位置変更部と、
前記キャリッジケーシングに設置されており、前記カメラの撮像方向を前記回転子の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている撮像方向変更部と
を有する、
検査装置。
前記隙間において回転子撮像機器を用いて前記回転子を撮像するための回転子撮像ユニット
を有し、
前記回転子撮像機器は、
キャリッジケーシングと、
前記キャリッジケーシングに設置されており、前記回転子の前記通風孔を撮像するカメラと、
前記キャリッジケーシングに設置されており、前記キャリッジケーシングを前記回転子の周方向に移動させることによって、前記カメラの撮像位置を変えるように構成されている撮像位置変更部と、
前記キャリッジケーシングに設置されており、前記カメラの撮像方向を前記回転子の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている撮像方向変更部と
を有する、
検査装置。
【請求項2】
前記回転子撮像ユニットは、
前記回転子撮像機器を収容するフレーム
を含み、
前記フレームは、
ラックギヤ
を含み、
前記撮像位置変更部は、
撮像位置変更用モータと、
前記撮像位置変更用モータの回転軸に設置され、前記ラックギヤに噛み合う撮像位置変更用ピニオンギヤと
を含み、前記撮像位置変更用モータが前記撮像位置変更用ピニオンギヤを回転させることによって、前記フレームの内部において前記回転子撮像機器が移動するように構成されている、
請求項１に記載の検査装置。
前記回転子撮像機器を収容するフレーム
を含み、
前記フレームは、
ラックギヤ
を含み、
前記撮像位置変更部は、
撮像位置変更用モータと、
前記撮像位置変更用モータの回転軸に設置され、前記ラックギヤに噛み合う撮像位置変更用ピニオンギヤと
を含み、前記撮像位置変更用モータが前記撮像位置変更用ピニオンギヤを回転させることによって、前記フレームの内部において前記回転子撮像機器が移動するように構成されている、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項3】
前記フレームは、前記隙間の形状に沿った円弧形状である、
請求項２に記載の検査装置。
請求項２に記載の検査装置。
【請求項4】
前記回転子撮像機器は、
前記回転子の径方向に対して傾斜した角度に揺動するように前記キャリッジケーシングに設置され、前記カメラを収容するカメラホルダ
を有し、
前記カメラホルダは、
スパーギア
を含み、
前記撮像方向変更部は、
撮像方向変更用モータと、
前記撮像方向変更用モータの回転軸に設置され、前記スパーギアに噛み合う撮像方向変更用ピニオンギヤと
を含み、前記撮像方向変更用モータが前記撮像方向変更用ピニオンギヤを回転させることによって、前記カメラの撮像方向が変わるように構成されている、
請求項１に記載の検査装置。
前記回転子の径方向に対して傾斜した角度に揺動するように前記キャリッジケーシングに設置され、前記カメラを収容するカメラホルダ
を有し、
前記カメラホルダは、
スパーギア
を含み、
前記撮像方向変更部は、
撮像方向変更用モータと、
前記撮像方向変更用モータの回転軸に設置され、前記スパーギアに噛み合う撮像方向変更用ピニオンギヤと
を含み、前記撮像方向変更用モータが前記撮像方向変更用ピニオンギヤを回転させることによって、前記カメラの撮像方向が変わるように構成されている、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の検査装置と、
操作指令に基づいて前記検査装置の動作を制御するための制御装置と
を有する、
検査システム。
操作指令に基づいて前記検査装置の動作を制御するための制御装置と
を有する、
検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、検査装置および検査システムに関する。
【背景技術】
【0002】
発電機や電動機などの回転電機は、固定子と回転子との間に円筒状の隙間が介在している。
【0003】
回転電機は、保守作業によって、電気的および機械的な健全性に関する検査が行われる。回転電機の検査は、例えば、回転子を固定子から抜き出して実行される。この他に、回転電機の検査は、例えば、固定子と回転子との間の隙間に検査装置を挿入し、移動させることで実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許６４２５８４４号
【特許文献2】米国特許第７６２４８２７号明細書
【特許文献3】特開２０１９－１１７１３７号公報
【特許文献4】特開２０１９－１１７１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の検査装置では、検査を効率的に行うことが困難な場合がある。特に、回転子に冷却用の通風孔が形成されている回転電機について検査を実行する際において、隙間に検査装置を挿入し、固定子に検査装置を吸着させる場合には、回転子が任意の位置に停止した状態であるため、通風孔の深部まで十分に観察することが容易でない。その結果、通風孔が閉塞しているか否かの判定が困難な場合がある。
【0006】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、検査を効率的に行うことを容易に実現可能な、検査装置および検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態の検査装置は、回転子と固定子との間に隙間が介在しており、回転子の径方向に沿った通風孔が回転子に形成されている回転電機について検査を実行する際に、隙間に挿入され、固定子に吸着する。実施形態の検査装置は、隙間において回転子撮像機器を用いて回転子を撮像するための回転子撮像ユニットを有する。回転子撮像機器は、キャリッジケーシングとカメラと撮像位置変更部と撮像方向変更部とを有する。カメラは、キャリッジケーシングに設置されており、隙間において回転子の通風孔を撮像する。撮像位置変更部は、キャリッジケーシングに設置されており、隙間においてキャリッジケーシングを回転子の周方向に移動させることによって、カメラの撮像位置を変えるように構成されている。撮像方向変更部は、キャリッジケーシングに設置されており、隙間においてカメラの撮像方向を回転子の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
［Ａ］回転電機１０
実施形態の検査装置および検査システムについて説明する前に、検査対象物である回転電機１０の一例に関して説明する。
実施形態の検査装置および検査システムについて説明する前に、検査対象物である回転電機１０の一例に関して説明する。
【0010】
図１は、実施形態の検査装置および検査システムにおいて、検査対象物である回転電機１０の一例を模式的に示す図である。
【0011】
図１に示すように、回転電機１０は、回転子２０および固定子４０が回転電機ケーシング６０に収容されており、回転子２０が固定子４０の内部で回転するインナーロータ形である。回転電機１０は、たとえば、発電機であって、回転子２０の回転によって発電を行うように構成されている。回転電機１０は、発電機の他に、電動機として用いることができる。
【0012】
本実施形態において、回転電機１０は、回転電機ケーシング６０の内部において冷却ガスＣＧ（水素、空気などの冷却媒体）が流れることによって、回転子２０および固定子４０が冷却されるように構成されている。
【0013】
回転電機１０を構成する各部について説明する。
【0014】
［Ａ－１］回転子２０
回転電機１０において、回転子２０は、回転軸ＡＸに沿った軸方向が水平方向ｘに沿うように設置されている。ここでは、回転子２０は、円筒形状の回転子鉄心２００が回転シャフト２０１に対して同軸に設けられていると共に、冷却ガスＣＧが流れる冷却流路が形成されている。
回転電機１０において、回転子２０は、回転軸ＡＸに沿った軸方向が水平方向ｘに沿うように設置されている。ここでは、回転子２０は、円筒形状の回転子鉄心２００が回転シャフト２０１に対して同軸に設けられていると共に、冷却ガスＣＧが流れる冷却流路が形成されている。
【0015】
回転子２０の回転子鉄心２００には、回転子スロット（図示省略）が回転子２０の周方向に複数形成されており、回転子スロットには、回転子コイル、回転子ウェッジ等の部材が設置されている。回転子スロットに設置された各部材には、冷却ガスＣＧが流れる通風孔が回転子２０の径方向に沿うように形成されている。冷却ガスＣＧが流れる通風孔は、回転子２０の周方向に複数が間を隔てて形成されていると共に、回転子２０の軸方向に複数が間を隔てて形成されている。
【0016】
［Ａ－２］固定子４０
固定子４０は、固定子鉄心４１に固定子コイル４２が設置されている。固定子鉄心４１は、円筒形状であって、回転シャフト２０１に対して同軸に設けられている。固定子鉄心４１は、円筒形状の隙間ＡＧ（エアギャップ）を介して、回転子鉄心２００の周りを囲うように設置されている。
固定子４０は、固定子鉄心４１に固定子コイル４２が設置されている。固定子鉄心４１は、円筒形状であって、回転シャフト２０１に対して同軸に設けられている。固定子鉄心４１は、円筒形状の隙間ＡＧ（エアギャップ）を介して、回転子鉄心２００の周りを囲うように設置されている。
【0017】
固定子鉄心４１の内周側には、回転軸ＡＸの軸方向に貫通する固定子スロットが形成されており、固定子コイル４２は、その固定子スロットに挿入され、例えば、固定子ウェッジ（図示省略）によって固定されている。図示を省略しているが、固定子４０においても、冷却ガスＣＧが流れる冷却流路が形成されている。
【0018】
［Ａ－３］回転電機ケーシング６０
回転電機ケーシング６０は、２重構造であって、内部ケーシング６１の外側に外部ケーシング６２が設けられている。内部ケーシング６１は、回転シャフト２０１が貫通する貫通孔Ｋ６１を有しており、回転子２０と固定子４０とを内部に収容している。外部ケーシング６２は、回転シャフト２０１が貫通する貫通孔Ｋ６２を有しており、内部ケーシング６１を内部に収容している。
回転電機ケーシング６０は、２重構造であって、内部ケーシング６１の外側に外部ケーシング６２が設けられている。内部ケーシング６１は、回転シャフト２０１が貫通する貫通孔Ｋ６１を有しており、回転子２０と固定子４０とを内部に収容している。外部ケーシング６２は、回転シャフト２０１が貫通する貫通孔Ｋ６２を有しており、内部ケーシング６１を内部に収容している。
【0019】
回転電機ケーシング６０において、内部ケーシング６１の上方には開口部Ｋ６１１が設けられており、その開口部Ｋ６１１にはガス冷却器８０が取り付けられている。また、内部ケーシング６１の貫通孔Ｋ６１の内部には、ファン９０が収容されている。
【0020】
ファン９０は、軸流ファンであって、回転子２０を挟むように回転シャフト２０１の一方の側部および他方の側部のそれぞれに固定されている。
【0021】
［Ａ－４］回転電機１０における冷却ガスＣＧの流れ
回転電機１０においては、回転シャフト２０１と共にファン９０が回転することによって、冷却ガスＣＧが内部ケーシング６１の外部から内部へ流入する。ここでは、回転シャフト２０１の一方の側部および他方の側部のそれぞれから中央部へ向かうように、冷却ガスＣＧが流れる。
回転電機１０においては、回転シャフト２０１と共にファン９０が回転することによって、冷却ガスＣＧが内部ケーシング６１の外部から内部へ流入する。ここでは、回転シャフト２０１の一方の側部および他方の側部のそれぞれから中央部へ向かうように、冷却ガスＣＧが流れる。
【0022】
内部ケーシング６１の内部において、冷却ガスＣＧは、回転子２０の内部に形成された冷却流路に流入した後に、回転子２０の外周面と固定子４０の内周面との間に位置する隙間ＡＧに流出する。回転子２０では、冷却ガスＣＧは、軸方向に沿って流れた後に、径方向に沿うように形成された通風孔において内周側から外周側へ流れる。
【0023】
図示を省略しているが、冷却ガスＣＧは、その後、隙間ＡＧを経由して、固定子４０の内部に形成された冷却流路を流れる。固定子４０の外部へ排出された冷却ガスＣＧは、ガス冷却器８０を介して、内部ケーシング６１の内部から外部へ流れる。このとき、冷却ガスＣＧは、ガス冷却器８０において冷却される。ガス冷却器８０で冷却された冷却ガスＣＧは、外部ケーシング６２のうち内部ケーシング６１の外部に位置する空間を流れた後に、上述したように、ファン９０の回転によって内部ケーシング６１の外部から内部へ流入する。
【0024】
このように、回転電機１０では、回転電機ケーシング６０の内部において冷却ガスＣＧが循環して流れることで各部が冷却されるように構成されている。
【0025】
［Ｂ］検査システム８００
上記の回転電機１０（図１参照）を検査する際に用いる検査システム８００に関して説明する。
上記の回転電機１０（図１参照）を検査する際に用いる検査システム８００に関して説明する。
【0026】
【0027】
図２に示すように、実施形態の検査システム８００は、検査装置５００と制御装置６００とを備え、検査装置５００と制御装置６００との間がケーブル７００を介して通信可能に構成されている。
【0028】
［Ｂ－１］検査装置５００
検査装置５００は、詳細については後述するが、自走式の検査ロボットであって、回転電機１０（図１参照）の検査を実行する際に、回転子２０と固定子４０との間に介在している隙間ＡＧに挿入され、固定子４０に吸着した状態で走行可能に構成されている。
検査装置５００は、詳細については後述するが、自走式の検査ロボットであって、回転電機１０（図１参照）の検査を実行する際に、回転子２０と固定子４０との間に介在している隙間ＡＧに挿入され、固定子４０に吸着した状態で走行可能に構成されている。
【0029】
［Ｂ－２］制御装置６００
制御装置６００は、検査装置５００の動作を遠隔で制御するために設けられている。制御装置６００は、演算器（コンピュータ）と記憶装置とを含み、記憶装置が記憶するプログラムを用いて、演算器が検査装置５００の動作の制御を実行するように構成されている。
制御装置６００は、検査装置５００の動作を遠隔で制御するために設けられている。制御装置６００は、演算器（コンピュータ）と記憶装置とを含み、記憶装置が記憶するプログラムを用いて、演算器が検査装置５００の動作の制御を実行するように構成されている。
【0030】
ここでは、制御装置６００は、例えば、操作者が操作装置（マウス、キーボード等）を用いて入力した操作指令に応じて、検査装置５００が回転電機１０の検査を実行するように、制御を行う。また、制御装置６００は、検査装置５００が実行する検査に関する情報や、検査装置５００が検査を実行することで得た情報等を、例えば、ディスプレイに表示するように、制御を行う。
【0031】
［Ｃ］検査装置５００の構成
上記の検査システム８００（図２参照）を構成する検査装置５００の構成に関して説明する。
上記の検査システム８００（図２参照）を構成する検査装置５００の構成に関して説明する。
【0032】
【0033】
図３Ａは、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧに検査装置５００が挿入されたときに、固定子４０の側に位置する面側を示している。図３Ｂは、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧに検査装置５００が挿入されたときに、回転子２０の側に位置する面側を示している。
【0034】
【0035】
複数の検査用ユニット５１１～５１７のそれぞれは、回転電機１０（図１参照）を構成する回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧにおいて検査を実行するために設けられている。複数の検査用ユニット５１１～５１７のそれぞれは、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧに挿入されたときに、回転子２０の回転軸ＡＸに沿った軸方向に連結した状態になるように構成されている。
【0036】
複数の検査用ユニット５１１～５１７のそれぞれは、回転電機１０（図１参照）の検査を行うための機能を有している。
【0037】
具体的には、検査用ユニット５１１は、先端側撮像ユニットであって、撮像機器６１１と照明機器６１２とを検査用機器として備え、検査装置５００の先端側を照明機器６１２が照明し、撮像機器６１１が撮像するように構成されている（図３Ａ参照）。
【0038】
検査用ユニット５１２は、ガイドユニットであって、一対のガイド板６２１を検査用機器として備え、検査装置５００の移動方向をガイドするように構成されている。ここでは、一対のガイド板６２１は、例えば、固定子４０（図１参照）において軸方向に沿うように形成された溝（図示省略）に挿入され、検査装置５００が軸方向に沿って移動するように導く。また、固定子４０に形成された溝の幅に合わせて、一対のガイド板６２１の間の距離が変動するように構成されている（図３Ａ参照）。
【0039】
検査用ユニット５１３は、回転子撮像ユニットであって、撮像機器６３１（回転子撮像機器）を検査用機器として備え、撮像機器６３１を用いて回転子２０（図１参照）の撮像を行うように構成されている（図３Ｂ参照）。
【0040】
検査用ユニット５１４は、走行用ユニットであって、クローラ６４１（無限軌道）と永久磁石６４２とを含む移動機構を検査用機器として備える。検査用ユニット５１４は、永久磁石６４２の磁力によって検査装置５００が固定子４０（図１参照）に吸着した状態で、検査装置５００がクローラ６４１によって移動するように構成されている。ここでは、検査用ユニット５１４は、一つの永久磁石６４２を一対のクローラ６４１が挟む移動機構を２つ備えており、２つの移動機構の動作によって、検査装置５００を任意の位置に移動させることができる。また、検査用ユニット５１４は、ハンマー６４３とマイクロフォン６４４とを検査用機器として備え、ハンマー６４３で固定子４０を叩いたときの音響をマイクロフォン６４４で検知するように構成されている。この他に、検査用ユニット５１４は、撮像機器６４５を検査用機器として備え、撮像機器６４５を用いて固定子４０の撮像を行うように構成されている（図３Ａ参照）。
【0041】
検査用ユニット５１５は、制御用ユニットであって、検査装置５００を構成する各部の動作を制御するための制御盤（図示省略）を検査用機器として含むように構成されている。
【0042】
検査用ユニット５１６は、検査用ユニット５１２と同様に、ガイドユニットであって、一対のガイド板６６１を検査用機器として備え、検査装置５００の移動方向をガイドするように構成されている（図３Ａ参照）。
【0043】
検査用ユニット５１７は、検査装置５００と制御装置６００（図２参照）との間を接続するためのケーブル７００が連結されるインターフェースである。また、検査用ユニット５１７は、撮像機器６７１を検査用機器として備え、検査装置５００の後端側を撮像機器６７１が撮像するように構成されている（図３Ａ参照）。
【0044】
なお、図示を省略しているが、複数の検査用ユニット５１１～５１７のそれぞれは、互いが電気的に接続可能なコネクタ（プラグ、ジャック等）を有し、制御装置６００との間において通信可能に構成されている。
【0045】
［Ｄ］検査用ユニット５１３（回転子撮像ユニット）の詳細構成
複数の検査用ユニット５１１～５１７のうち、回転子撮像ユニットである検査用ユニット５１３の構成に関して説明する。
複数の検査用ユニット５１１～５１７のうち、回転子撮像ユニットである検査用ユニット５１３の構成に関して説明する。
【0046】
【0047】
図４Ａでは、検査用ユニット５１３（回転子撮像ユニット）が組み立てられた状態を示している。図４Ｂでは、検査用ユニット５１３（回転子撮像ユニット）の一部を分解した状態を示している。また、図４Ｃでは、説明のために、検査用ユニット５１３（回転子撮像ユニット）の一部を開放させた状態（ここでは、第１のフレーム部材６３０ａの一部を除いた状態）を示している。
【0048】
【0049】
【0050】
フレーム６３０は、図４Ｂに示すように、第１のフレーム部材６３０ａと第２のフレーム部材６３０ｂとを含み、第１のフレーム部材６３０ａと第２のフレーム部材６３０ｂとが、例えば、嵌合されている。なお、検査用ユニット５１３以外の検査用ユニット５１１，５１２，５１４～５１７に関しても、同様に、円弧形状のフレームを含む。
【0051】
図４Ｃに示すように、フレーム６３０を構成する第１のフレーム部材６３０ａには、ラックギヤ８０１が内部に形成されている。ラックギヤ８０１は、フレーム６３０の円弧形状に沿って、複数の歯が並ぶように構成されている。
【0052】
［Ｄ－２］撮像機器６３１
検査用ユニット５１３のうち、撮像機器６３１は、図４Ａに示すように、フレーム６３０の内部においてフレーム６３０の円弧形状に沿って移動することで撮像位置が変動可能（矢印ＡＲ１参照）であると共に、撮像方向が変動可能（矢印ＡＲ２参照）なように構成されている。
検査用ユニット５１３のうち、撮像機器６３１は、図４Ａに示すように、フレーム６３０の内部においてフレーム６３０の円弧形状に沿って移動することで撮像位置が変動可能（矢印ＡＲ１参照）であると共に、撮像方向が変動可能（矢印ＡＲ２参照）なように構成されている。
【0053】
図４Ｂに示すように、撮像機器６３１は、フレーム６３０の内部において、フレキシブルケーブル６３２に電気的に接続されている。撮像機器６３１は、フレキシブルケーブル６３２を介して、制御装置６００（図２参照）に電気的に接続され、動作が制御される。
【0054】
図５Ａは、実施形態の検査用ユニット５１３において、撮像機器６３１を示す斜視図である。図５Ｂは、実施形態の検査用ユニット５１３において、撮像機器６３１を示す上面図である。図５Ｃは、実施形態の検査用ユニット５１３において、撮像機器６３１を分解した状態を示す分解斜視図である。
【0055】
検査用ユニット５１３において、回転子撮像機器である撮像機器６３１は、図５Ａから図５Ｃに示すように、キャリッジケーシング９００に、カメラ９１０、撮像位置変更部９３０、および、撮像方向変更部９５０が設置されている。
【0056】
撮像機器６３１を構成する各部について順次説明する。
【0057】
［Ｄ－２－１］キャリッジケーシング９００
撮像機器６３１のうち、キャリッジケーシング９００は、外形が直方体形状であって、カメラ９１０を収容する収容空間ＳＰ９１０、撮像位置変更部９３０を収容する収容空間ＳＰ９３０、および、撮像方向変更部９５０を収容する収容空間ＳＰ９５０を備える。キャリッジケーシング９００では、収容空間ＳＰ９１０を収容空間ＳＰ９３０と収容空間ＳＰ９５０とが挟むように構成されている（図５Ｂ，図５Ｃ参照）。
撮像機器６３１のうち、キャリッジケーシング９００は、外形が直方体形状であって、カメラ９１０を収容する収容空間ＳＰ９１０、撮像位置変更部９３０を収容する収容空間ＳＰ９３０、および、撮像方向変更部９５０を収容する収容空間ＳＰ９５０を備える。キャリッジケーシング９００では、収容空間ＳＰ９１０を収容空間ＳＰ９３０と収容空間ＳＰ９５０とが挟むように構成されている（図５Ｂ，図５Ｃ参照）。
【0058】
［Ｄ－２－２］カメラ９１０
撮像機器６３１のうち、カメラ９１０は、詳細については後述するが、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）において通風孔を撮像するために設けられている。
撮像機器６３１のうち、カメラ９１０は、詳細については後述するが、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）において通風孔を撮像するために設けられている。
【0059】
【0060】
カメラホルダ９１１は、円筒形状であって、内部にカメラ９１０を収容している。そして、カメラホルダ９１１の外周面には、スパーギア９１２が設けられている。スパーギア９１２は、円筒形状のカメラホルダ９１１の法線方向にスパーギア９１２の回転軸が沿うように設けられている。この他に、カメラホルダ９１１の外周面には、軸ピン９１１ａが設けられている。軸ピン９１１ａは、円柱形状であって、軸ピン９１１ａの中心軸がスパーギア９１２の回転軸に対して同軸に並ぶように設けられている（図５Ａから図５Ｃ参照）。
【0061】
そして、カメラホルダ９１１は、ブッシュ９１３およびブッシュ９１４を用いて、スパーギア９１２の回動方向に沿って揺動するように（図５Ａの矢印ＡＲ２参照）、キャリッジケーシング９００に設置されている。
【0062】
ブッシュ９１３は、六角穴付き止めネジＨＳを介して、スパーギア９１２に連結されている。そして、ブッシュ９１３は、ネジＳＣ１を用いて、キャリッジケーシング９００に固定されている。ブッシュ９１４は、軸ピン９１１ａに連結されている。そして、ブッシュ９１４は、ネジＳＣ２を用いて、キャリッジケーシング９００に固定されている（図５Ｃ参照）。
【0063】
図６は、実施形態の撮像機器６３１において、カメラ９１０の下面図である。
【0064】
図６に示すように、カメラ９１０は、円板状の撮像レンズ９１０ａの周面を囲うように、照明部９１０ｂが設けられている。照明部９１０ｂは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いて構成されている。
【0065】
［Ｄ－２－３］撮像位置変更部９３０
撮像位置変更部９３０は、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）においてキャリッジケーシング９００を回転子２０の周方向（各図の矢印ＡＲ１を参照）に移動させることによって、カメラ９１０の撮像位置を変えるために設けられている。
撮像位置変更部９３０は、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）においてキャリッジケーシング９００を回転子２０の周方向（各図の矢印ＡＲ１を参照）に移動させることによって、カメラ９１０の撮像位置を変えるために設けられている。
【0066】
【0067】
撮像位置変更部９３０において、撮像位置変更用モータ９３１は、押え板９３３およびネジＳＣ３を用いて、キャリッジケーシング９００に固定されている。撮像位置変更用ピニオンギヤ９３２は、撮像位置変更用モータ９３１の回転軸に設置されている（図５Ａから図５Ｃ参照）。
【0068】
図４Ｃに示したように、検査用ユニット５１３において、撮像機器６３１は、フレーム６３０に形成されたラックギヤ８０１に、撮像位置変更用ピニオンギヤ９３２が噛み合うように設置される。このため、本実施形態では、撮像位置変更用ピニオンギヤ９３２が回転することによって、撮像機器６３１がラックギヤ８０１の延伸方向に沿って移動する。
【0069】
［Ｄ－２－４］撮像方向変更部９５０
撮像方向変更部９５０は、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）においてカメラ９１０の撮像方向を回転子２０の径方向（図４Ａ、図４Ｃ、および、図５Ａの破線）に対して傾斜した角度に変えるために設けられている（図４Ａ、図４Ｃ、および、図５Ａの矢印ＡＲ２を参照）。
撮像方向変更部９５０は、回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）においてカメラ９１０の撮像方向を回転子２０の径方向（図４Ａ、図４Ｃ、および、図５Ａの破線）に対して傾斜した角度に変えるために設けられている（図４Ａ、図４Ｃ、および、図５Ａの矢印ＡＲ２を参照）。
【0070】
【0071】
撮像方向変更部９５０において、撮像方向変更用モータ９５１は、押え板９５３およびネジＳＣ４を用いて、キャリッジケーシング９００に固定されている。撮像方向変更用モータ９５１は、回転軸が、撮像位置変更用モータ９３１の回転軸と平行になるように、キャリッジケーシング９００に収容されている。そして、撮像方向変更用ピニオンギヤ９５２は、撮像方向変更用モータ９５１の回転軸に設置されている（図５Ａから図５Ｃ参照）。
【0072】
【0073】
図７Ａから図７Ｃでは、回転電機１０（図１参照）において回転子２０と固定子４０との間の隙間ＡＧ（図Ｘ１参照）に検査装置５００が挿入されたときに、軸方向（ｘ方向）が直交する鉛直面（ｙｚ面）における撮像機器６３１の状態を示している。図７Ａは、カメラ９１０の撮像方向が回転子２０の径方向に沿った状態であるときの様子を示している。これに対して、図７Ｂおよび図７Ｃは、カメラ９１０の撮像方向が回転子２０の径方向に沿った状態であるときの様子を示している。図７Ａから図７Ｃでは、説明の都合により、撮像方向変更部９５０に関連する部分以外の部材の図示を適宜省略している。
【0074】
図７Ａから図７Ｃに示すように、撮像方向変更部９５０は、カメラホルダ９１１に設けられたスパーギア９１２に撮像方向変更用ピニオンギヤ９５２が噛み合うように、キャリッジケーシング９００に設置されている。これにより、本実施形態の撮像機器６３１では、撮像方向変更用ピニオンギヤ９５２が回転することによって、カメラホルダ９１１に収容されたカメラ９１０の撮像方向が回転子２０の径方向に沿った状態から傾斜した状態に変わる。
【0075】
【0076】
ケーブルカバー９６０は、ネジＳＣ５を用いて、キャリッジケーシング９００に固定されている（図５Ｃ参照）。
【0077】
ピン９７０は、図５Ａから図５Ｃに示すように、キャリッジケーシング９００に複数が設置されている。ここでは、キャリッジケーシング９００には、撮像方向変更部９５０がキャリッジケーシング９００を移動させる方向（矢印ＡＲ１）に沿った両側面のそれぞれに、一対の挿入孔Ｈ９７０が間を隔てて形成されており、その挿入孔Ｈ９７０のそれぞれに、ピン９７０が挿入されている。
【0078】
ケーブル押え板９８０は、ネジＳＣ６を用いて、キャリッジケーシング９００に固定されている（図５Ｃ参照）
【0079】
【0080】
図８Ａは、実施形態において、回転電機１０について検査を行うときの検査装置５００の状態を示す図である。図８Ａでは、回転電機１０（図１参照）において軸方向（ｘ方向）が直交する鉛直面（ｙｚ面）を示している。
【0081】
図８Ａに示すように、回転電機１０の検査を行うときには、回転子２０と固定子４０との間に介在している隙間ＡＧに検査装置５００を挿入する。ここでは、検査装置５００を構成する複数の検査用ユニット５１１～５１７（図３Ａ参照）の連結方向が回転電機１０の軸方向（図８Ａでは、ｘ方向）に沿うように、検査装置５００が回転電機１０の隙間ＡＧに挿入される。
【0082】
隙間ＡＧに挿入された検査装置５００は、永久磁石６４２の磁力によって固定子４０に吸着した状態でクローラ６４１を用いて走行する。ここでは、永久磁石６４２と固定子４０との間が密着せずに離れた状態になるのに対して、クローラ６４１と固定子４０との間は密着した状態で、検査装置５００が走行する。
【0083】
図８Ａでは図示を省略しているが、検査装置５００は、ガイド板６２１およびガイド板６６１（図３Ａ参照）が、固定子４０において軸方向に沿うように形成された溝に挿入される。このため、検査装置５００は、ガイド板６２１およびガイド板６６１（図３Ａ参照）によって軸方向に沿って走行する。検査装置５００の移動は、検査装置５００に設けられた撮像機器６１１、撮像機器６３１、撮像機器６４５、および、撮像機器６７１によって撮像された各画像を操作者が観察し、操作者が検査装置５００を操作することで実行される（図３Ａ，図３Ｂ参照）。
【0084】
そして、検査装置５００が備える各機能（図３Ａ参照）を用いて、回転電機１０の検査が実行される。
【0085】
本実施形態では、撮像機器６４５が固定子４０の内周面を撮像することで得たデジタル動画像をリアルタイムに観察することで、固定子４０の状態が検査される。この他に、固定子４０において固定子鉄心４１に固定子コイル４２を固定するための固定子ウェッジ（図示省略）の緩みを点検するために、その固定子ウェッジをハンマー６４３で叩き、その叩いたときの音響をマイクロフォン６４４で検知する検査が行われる。
【0086】
また、本実施形態では、撮像機器６３１が回転子２０の外周面を撮像することで得たデジタル動画像をリアルタイムに観察することで、回転子２０の状態が検査される。ここでは、回転子２０において径方向に延伸する通風孔を撮像し、通風孔が閉塞された状態であるのか否かの検査を実行する。
【0087】
図８Ｂは、実施形態において、回転電機１０を構成する回転子２０の通風孔について検査を行うときの検査装置５００の状態を示す図である。図８Ｂでは、図８Ａと同様に、軸方向（ｘ方向）が直交する鉛直面（ｙｚ面）を示している。
【0088】
図８Ｂに示すように、回転電機１０を構成する回転子２０の通風孔Ｖについて検査を行うときには、検査装置５００において回転子撮像ユニットを構成する検査用ユニット５１３を用いる。このとき、検査用ユニット５１３では、カメラ９１０の撮像位置が通風孔Ｖに対応するように、撮像位置変更部９３０が撮像機器６３１を回転子２０の周方向（矢印ＡＲ１）に移動させる。そして、検査用ユニット５１３では、撮像方向変更部９５０がカメラ９１０の撮像方向を変える（矢印ＡＲ２）。これにより、本実施形態では、カメラ９１０の撮像方向が通風孔Ｖの深さ方向に沿うため、通風孔Ｖを真上から撮像することができる。
【0089】
［Ｆ］まとめ
以上のように、本実施形態の検査装置５００において、回転子撮像ユニットである検査用ユニット５１３は、撮像位置変更部９３０および撮像方向変更部９５０を含む回転子撮像機器６３１を備える。撮像位置変更部９３０は、隙間ＡＧにおいてキャリッジケーシング９００を回転子２０の周方向に移動させることによって、カメラ９１０の撮像位置を変えるように構成されている。撮像方向変更部９５０は、隙間ＡＧにおいてカメラ９１０の撮像方向を回転子２０の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている。このため、本実施形態では、上述したように、回転子２０に設けられた通風孔Ｖに撮像位置変更部９３０がカメラ９１０を移動させることが可能であり、通風孔Ｖの深さ方向にカメラ９１０の撮像方向を沿った状態にすることが容易である。その結果、通風孔Ｖの深部まで的確に撮像することができるので、通風孔Ｖが閉塞しているか否かの判定を容易に実行可能である。したがって、本実施形態の検査装置５００では、検査を効率的に行うことを容易に実現可能である。
以上のように、本実施形態の検査装置５００において、回転子撮像ユニットである検査用ユニット５１３は、撮像位置変更部９３０および撮像方向変更部９５０を含む回転子撮像機器６３１を備える。撮像位置変更部９３０は、隙間ＡＧにおいてキャリッジケーシング９００を回転子２０の周方向に移動させることによって、カメラ９１０の撮像位置を変えるように構成されている。撮像方向変更部９５０は、隙間ＡＧにおいてカメラ９１０の撮像方向を回転子２０の径方向に対して傾斜した角度に変えるように構成されている。このため、本実施形態では、上述したように、回転子２０に設けられた通風孔Ｖに撮像位置変更部９３０がカメラ９１０を移動させることが可能であり、通風孔Ｖの深さ方向にカメラ９１０の撮像方向を沿った状態にすることが容易である。その結果、通風孔Ｖの深部まで的確に撮像することができるので、通風孔Ｖが閉塞しているか否かの判定を容易に実行可能である。したがって、本実施形態の検査装置５００では、検査を効率的に行うことを容易に実現可能である。
【0090】
また、本実施形態の検査装置５００において、検査用ユニット５１３のフレーム６３０は、円弧形状である。このため、本実施形態では、回転子２０と固定子４０との間に介在する円筒形状の隙間ＡＧに検査装置５００を容易に挿入可能であると共に、その隙間ＡＧにおいて検査装置５００がスムーズに移動可能である。
【0091】
［Ｇ］変形例
上記の実施形態の変形例について説明する。
上記の実施形態の変形例について説明する。
【0092】
図９は、実施形態の変形例において、検査用ユニット５１３を示す斜視図である。
【0093】
図９に示すように、検査用ユニット５１３において、フレーム６３０には、ガイド孔Ａ６１が形成されている。ガイド孔Ａ６１は、撮像機器６３１が移動する方向に沿って延在するように、フレーム６３０の第１のフレーム部材６３０ａに形成されている。
【0094】
そして、撮像機器６３１に設けられた一対のピン９７０がガイド孔Ａ６１の内部に挿入されている。撮像機器６３１が回転子２０の周方向（矢印ＡＲ１）に移動する際には、一対のピン９７０がガイド孔Ａ６１の内部において摺動する。これにより、本変形例では、撮像機器６３１がガイド孔Ａ６１に沿って移動するので、撮像機器６３１の移動をスムーズに実行可能である。
【0095】
また、当然ながら、上記実施形態の検査装置５００は、上述した検査の他に、種々の検査を実行可能に構成されていてもよい。例えば、検査装置５００は、固定子４０について電磁気式鉄心欠陥検出（ＥＬ－ＣＩＤ；ＥＬｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｒｅ Ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）試験を行うための検査用ユニットを更に備えるように構成されていてもよい。
【0096】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0097】
１０：回転電機、２０：回転子、４０：固定子、４１：固定子鉄心、４２：固定子コイル、６０：回転電機ケーシング、６１：内部ケーシング、６２：外部ケーシング、８０：ガス冷却器、９０：ファン、２００：回転子鉄心、２０１：回転シャフト、５００：検査装置、５１１：検査用ユニット、５１２：検査用ユニット、５１３：検査用ユニット（回転子撮像ユニット）、５１４：検査用ユニット、５１５：検査用ユニット、５１６：検査用ユニット、５１７：検査用ユニット、６００：制御装置、６１１：撮像機器、６１２：照明機器、６２１：ガイド板、６３０：フレーム、６３０ａ：第１のフレーム部材、６３０ｂ：第２のフレーム部材、６３１：撮像機器（回転子撮像機器）、６３２：フレキシブルケーブル、６４１：クローラ、６４２：永久磁石、６４３：ハンマー、６４４：マイクロフォン、６４５：撮像機器、６６１：ガイド板、６７１：撮像機器、７００：ケーブル、８００：検査システム、８０１：ラックギヤ、９００：キャリッジケーシング、９１０：カメラ、９１０ａ：撮像レンズ、９１０ｂ：照明部、９１１：カメラホルダ、９１１ａ：軸ピン、９１２：スパーギア、９１３：ブッシュ、９１４：ブッシュ、９３０：撮像位置変更部、９５０：撮像方向変更部、ＡＧ：隙間、ＡＸ：回転軸、ＣＧ：冷却ガス、ＨＳ：六角穴付き止めネジ、Ｋ６１：貫通孔、Ｋ６１１：開口部、Ｋ６２：貫通孔、ＳＣ１：ネジ、ＳＣ２：ネジ、ＳＰ９１０：収容空間、ＳＰ９３０：収容空間、ＳＰ９５０：収容空間
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】