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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】P2024076025
(43)【公開日】2024-06-05
(54)【発明の名称】検査システム
(51)【国際特許分類】
G01N 21/84 20060101AFI20240529BHJP
H02K 3/487 20060101ALI20240529BHJP
G01N 21/954 20060101ALI20240529BHJP
【ＦＩ】
G01N21/84 B
H02K3/487
G01N21/954 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022187364
(22)【出願日】2022-11-24
(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】中川 貴義
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 淳二
(72)【発明者】
【氏名】山口 悟史
(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
5H604
【Ｆターム（参考）】
2G051AA88
2G051AB20
2G051AC16
5H604AA08
5H604QC01
5H604QC04
5H604QC09
(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システムを提供する。
【解決手段】実施形態の検査システムは、回転子と固定子との間に隙間が介在し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る検査装置と、検査装置の動作を制御するための制御装置とを備える。検査装置は、隙間において当該検査装置を移動させるための移動機構と、隙間において回転電機を撮像することによって撮像データを得る撮像機器とを有する。制御装置は、撮像データに基づいて移動機構の動作を制御するように構成されている。
【選択図】図４
【解決手段】実施形態の検査システムは、回転子と固定子との間に隙間が介在し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る検査装置と、検査装置の動作を制御するための制御装置とを備える。検査装置は、隙間において当該検査装置を移動させるための移動機構と、隙間において回転電機を撮像することによって撮像データを得る撮像機器とを有する。制御装置は、撮像データに基づいて移動機構の動作を制御するように構成されている。
【選択図】図４
【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る検査装置と、
前記検査装置の動作を制御するための制御装置と
を備える、検査システムであって、
前記検査装置は、
前記隙間において当該検査装置を移動させるための移動機構と、
前記隙間において前記回転電機を撮像することによって撮像データを得る撮像機器と
を有し、
前記制御装置は、前記撮像データに基づいて前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
検査システム。
前記検査装置の動作を制御するための制御装置と
を備える、検査システムであって、
前記検査装置は、
前記隙間において当該検査装置を移動させるための移動機構と、
前記隙間において前記回転電機を撮像することによって撮像データを得る撮像機器と
を有し、
前記制御装置は、前記撮像データに基づいて前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
検査システム。
【請求項2】
前記撮像機器は、
前記隙間において前記回転子を撮像することによって前記撮像データとして回転子撮像データを得る回転子撮像機器
を含み、
前記制御装置は、前記回転子撮像データに基づいて前記回転子の特徴点を検出することによって得た回転子特徴点検出データに応じて、前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
請求項１に記載の検査システム。
前記隙間において前記回転子を撮像することによって前記撮像データとして回転子撮像データを得る回転子撮像機器
を含み、
前記制御装置は、前記回転子撮像データに基づいて前記回転子の特徴点を検出することによって得た回転子特徴点検出データに応じて、前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
請求項１に記載の検査システム。
【請求項3】
前記撮像機器は、
前記隙間において前記固定子を撮像することによって前記撮像データとして固定子撮像データを得る固定子撮像機器
を含み、
前記制御装置は、前記固定子撮像データに基づいて前記固定子の特徴点を検出することによって得た固定子特徴点検出データに応じて、前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
請求項１に記載の検査システム。
前記隙間において前記固定子を撮像することによって前記撮像データとして固定子撮像データを得る固定子撮像機器
を含み、
前記制御装置は、前記固定子撮像データに基づいて前記固定子の特徴点を検出することによって得た固定子特徴点検出データに応じて、前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
請求項１に記載の検査システム。
【請求項4】
前記移動機構は、前記回転子の回転軸に沿った軸方向において前記検査装置を移動させるように構成されており、
前記撮像機器は、
前記隙間において前記軸方向の一端側を撮像することによって前記撮像データとして一端側撮像データを得る一端側撮像機器と、
前記隙間において前記軸方向の他端側に対して反対に位置する他端側を撮像することによって前記撮像データとして他端側撮像データを得る他端側撮像機器と
を含み、
前記制御装置は、前記一端側撮像データに基づいて前記一端側の特徴点を検出することによって得た一端側特徴点検出データ、および、前記他端側撮像データに基づいて前記他端側の特徴点を検出することによって得た他端側特徴点検出データに応じて、前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
請求項１に記載の検査システム。
前記撮像機器は、
前記隙間において前記軸方向の一端側を撮像することによって前記撮像データとして一端側撮像データを得る一端側撮像機器と、
前記隙間において前記軸方向の他端側に対して反対に位置する他端側を撮像することによって前記撮像データとして他端側撮像データを得る他端側撮像機器と
を含み、
前記制御装置は、前記一端側撮像データに基づいて前記一端側の特徴点を検出することによって得た一端側特徴点検出データ、および、前記他端側撮像データに基づいて前記他端側の特徴点を検出することによって得た他端側特徴点検出データに応じて、前記移動機構の動作を制御するように構成されている、
請求項１に記載の検査システム。
【請求項5】
前記制御装置は、前記一端側特徴点検出データおよび前記他端側特徴点検出データに応じて、前記検査装置の移動を停止するように、前記移動機構の動作を制御する、
請求項４に記載の検査システム。
請求項４に記載の検査システム。
【請求項6】
前記固定子は、前記隙間の側に位置する面に、前記軸方向に沿ったエッジを含み、
前記制御装置は、前記軸方向に沿ったエッジに関する前記一端側特徴点検出データ、および、前記軸方向に沿ったエッジに関する前記他端側特徴点検出データに応じて、前記検査装置が前記軸方向に沿って移動するように、前記移動機構の動作を制御する、
請求項４に記載の検査システム。
前記制御装置は、前記軸方向に沿ったエッジに関する前記一端側特徴点検出データ、および、前記軸方向に沿ったエッジに関する前記他端側特徴点検出データに応じて、前記検査装置が前記軸方向に沿って移動するように、前記移動機構の動作を制御する、
請求項４に記載の検査システム。
【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。
【0004】
この他に、回転電機の検査は、検査システムを用いて実行される。検査システムは、回転電機の隙間に挿入される検査装置と、検査装置の動作を制御するための制御装置とを備える。検査装置は、固定子と回転子との間の隙間において、制御装置によって検査対象の位置に自動的に移動され、検査を実行する。ここでは、回転電機における検査対象の位置に関する検査対象位置情報、および、回転電機における検査装置の位置に関する検査装置位置情報に基づいて、制御装置が検査装置の移動動作を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【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】
【0006】
しかしながら、従来の検査システムでは、検査を効率的に行うことが困難な場合がある。例えば、検査対象位置情報と検査装置位置情報との少なくとも一方に誤差が生じた場合には、検査装置を検査対象の位置に正確に移動させることが困難である。このため、操作者がマニュアル操作によって検査装置の位置合わせを行う必要が生じ、検査の作業時間が長期化する場合がある。
【0007】
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】
【0008】
実施形態の検査システムは、回転子と固定子との間に隙間が介在し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る検査装置と、検査装置の動作を制御するための制御装置とを備える。検査装置は、隙間において当該検査装置を移動させるための移動機構と、隙間において回転電機を撮像することによって撮像データを得る撮像機器とを有する。制御装置は、撮像データに基づいて移動機構の動作を制御するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施形態の検査システムについて説明する前に、検査対象を含む回転電機１０に関して説明する。
【0011】
［Ａ］回転電機１０
図１は、実施形態において、検査システムの検査対象を含む回転電機１０の一例を模式的に示す図である。
図１は、実施形態において、検査システムの検査対象を含む回転電機１０の一例を模式的に示す図である。
【0012】
図１に示すように、回転電機１０は、たとえば、発電機であって、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の内部で回転することによって発電を行うように構成されている。また、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】
［Ａ－１］回転子２０
具体的には、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が流れる通風孔が形成されている。
具体的には、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が流れる通風孔が形成されている。
【0014】
［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。
【0015】
この他に、固定子４０においては、固定子給気部４１１および固定子排気部４１２が設けられている。固定子給気部４１１は、固定子４０の外周側から内周側の隙間ＡＧへ冷却ガスＣＧが流れる通風ダクトを有する。これに対して、固定子排気部４１２は、固定子４０の内周側に位置する隙間ＡＧから固定子４０の外周側へ冷却ガスＣＧが流れる通風ダクトを有する。
【0016】
また、固定子４０においては、固定子鉄心４１の内周面にセンサ４８が設置されている。センサ４８は、例えば、磁力センサであって、固定子鉄心４１の内周面から内側へ突き出ている。
【0017】
［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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
［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。
【0021】
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通風孔に流入した後に、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。
【0022】
また、内部ケーシング６１の内部において、冷却ガスＣＧは、隙間ＡＧを経由して、固定子４０の内部に形成された通風孔を流れる。固定子４０の内部のうち、固定子排気部４１２では、冷却ガスＣＧは、固定子４０の内周側に位置する隙間ＡＧから固定子４０の外周側へ流れる。そして、固定子給気部４１１では、固定子４０の外周側から内周側の隙間ＡＧへ冷却ガスＣＧが流れる。
【0023】
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。
【0025】
［Ａ－５］回転子２０の詳細
上記の回転子２０の詳細な構成について例示する。
上記の回転子２０の詳細な構成について例示する。
【0026】
図２Ａは、実施形態において、回転子２０の一部断面（回転軸ＡＸの軸方向に直交する面）を示している。図２Ｂは、実施形態において、図２Ａ中のＺ１部分を示している。図２Ｃは、実施形態において、図１中のＺ２部分を示している。図２Ｄは、実施形態において、回転子２０に形成された通風孔ＲＰに関して径方向を視線としたときの様子を示している。
【0027】
回転子２０において、回転子鉄心２００には、回転子スロットＣＳ（コイルスロット）が形成されている。回転子スロットＣＳは、回転軸ＡＸの径方向に凹んだ溝であって、回転子鉄心２００において外周側ＯＵＴに位置する部分に形成されている。ここでは、回転子スロットＣＳは、回転子鉄心２００の磁極部以外の部分において、複数が回転軸ＡＸの周方向に間を隔てて並ぶように設けられている（図２Ａ参照）。また、回転子スロットＣＳは、回転軸ＡＸの軸方向に延在している。
【0028】
回転子鉄心２００において、回転子スロットＣＳには、下敷板２１が設置されている。下敷板２１は、絶縁体で形成されており、回転子スロットＣＳにおいて径方向で最も内周側ＩＮに位置する部分に配置されている。そして、回転子スロットＣＳにおいて下敷板２１の外周側ＯＵＴには、回転子コイル２２が収容されている。回転子コイル２２は、複数の界磁導体がターン絶縁物（図示省略）を介して径方向に積層されることで構成されている。回転子コイル２２の外周側ＯＵＴには、絶縁物であるクリページブロック２３を介して回転子ウェッジ２４が設置されており、回転子コイル２２は、回転子ウェッジ２４によって回転子スロットＣＳに固定されている。そして、周方向において回転子鉄心２００と回転子コイル２２との間には、スロット絶縁物２５が介在している。
【0029】
回転子２０においては、冷却ガスＣＧの流路として、サブスロットＳＳおよび通風孔ＲＰが設けられている。
【0030】
サブスロットＳＳは、回転子鉄心２００において回転子スロットＣＳよりも径方向の内周側ＩＮに形成されている。サブスロットＳＳは、回転子スロットＣＳと同様に、径方向に凹んだ溝である。サブスロットＳＳは、回転子スロットＣＳよりも周方向の幅が狭くなるように構成されている。サブスロットＳＳは、回転子スロットＣＳと同様に、軸方向に延在しており、冷却ガスＣＧが軸方向に沿って流れる。
【0031】
通風孔ＲＰは、回転子スロットＣＳの内部に設置された各部を径方向に貫通する貫通孔である。通風孔ＲＰは、内周側ＩＮに位置する一端がサブスロットＳＳに連結されており、内周側ＩＮの一端にサブスロットＳＳから冷却ガスＣＧが流入し、外周側ＯＵＴの他端から流出するように形成されている。ここでは、通風孔ＲＰは、軸方向において複数が間を隔てて設けられている。このため、複数の通風孔ＲＰのそれぞれは、サブスロットＳＳから冷却ガスＣＧが流入する。
【0032】
具体的には、通風孔ＲＰは、下敷板流路部ＲＰ１とコイル流路部ＲＰ２とクリページブロック流路部ＲＰ３とウェッジ流路部ＲＰ４とが、径方向において内周側ＩＮから外周側ＯＵＴへ向かって、順次、並ぶように設けられている（図２Ｂ参照）。通風孔ＲＰは、径方向に直交する断面が、例えば、円形状になるように形成されている（図２Ｄ参照）。
【0033】
回転子２０において、冷却ガスＣＧは、エンドリング２１１（図２Ｃ参照）が外周面側に設置された回転子鉄心２００の鉄心端側Ｕｓ（サブスロット上流側）からサブスロットＳＳに流入する。そして、サブスロットＳＳでは、冷却ガスＣＧは、回転軸ＡＸに沿った軸方向において、鉄心端側Ｕｓから鉄心中央側Ｄｓ（サブスロット下流側）へ向かって流れる。このとき、冷却ガスＣＧは、サブスロットＳＳから、軸方向に並ぶ複数の通風孔ＲＰのそれぞれに、順次、分岐して導入される。
【0034】
通風孔ＲＰにおいて、冷却ガスＣＧは、径方向の内周側ＩＮから外周側ＯＵＴへ向かって流れた後に、外部へ流出する。つまり、冷却ガスＣＧは、通風孔ＲＰにおいて、下敷板流路部ＲＰ１とコイル流路部ＲＰ２とクリページブロック流路部ＲＰ３とウェッジ流路部ＲＰ４とを順次流れた後に、隙間ＡＧ（図１参照）へ排出される。
【0035】
このように、回転子２０においては、運転中に生じた熱が、ラジアルフロー方式によって冷却される。
【0036】
また、回転子２０においては、回転子鉄心２００の磁極部に、バランスボルト２８が設置される場合がある。
【0037】
［Ａ－６］固定子４０の詳細
上記の固定子４０の詳細な構成について例示する。
上記の固定子４０の詳細な構成について例示する。
【0038】
【0039】
固定子４０において、固定子鉄心４１は、固定子スロットＫＳ（コイルスロット）が形成されている。固定子スロットＫＳは、回転軸ＡＸの径方向に凹んだ溝であって、固定子鉄心４１において内周側ＩＮに位置する部分に形成されている。ここでは、固定子スロットＫＳは、回転軸ＡＸの軸方向に延在している。図示を省略しているが、固定子スロットＫＳは、複数が回転軸ＡＸの周方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0040】
固定子鉄心４１において、固定子スロットＫＳには、固定子コイル４２が収容されている。
図示を省略しているが、固定子スロットＫＳにおいて、固定子鉄心４１と固定子コイル４２との間には、絶縁体（図示省略）が介在している。そして、固定子コイル４２の内周側ＩＮには、固定子ウェッジ４３が設置されており、固定子コイル４２は、固定子ウェッジ４３によって固定子スロットＫＳに固定されている（図３Ａ参照）。
図示を省略しているが、固定子スロットＫＳにおいて、固定子鉄心４１と固定子コイル４２との間には、絶縁体（図示省略）が介在している。そして、固定子コイル４２の内周側ＩＮには、固定子ウェッジ４３が設置されており、固定子コイル４２は、固定子ウェッジ４３によって固定子スロットＫＳに固定されている（図３Ａ参照）。
【0041】
【0042】
図３Ａおよび図３Ｂでは図示していないが、図１に示したように、固定子４０には、冷却ガスＣＧの流路が形成されており、冷却ガスＣＧによって固定子４０が冷却されるように構成されている。ここでは、固定子４０は、回転子２０の場合と同様に、運転中に生じた熱が、ラジアルフロー方式によって冷却されるように構成されている。
【0043】
［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。
【0044】
図４は、実施形態において、検査システム８００を模式的に示すブロック図である。
【0045】
図４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。
【0046】
［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。
【0047】
［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。
【0048】
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。この他に、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。
【0049】
制御装置６００は、回転電機１０の検査を行う際、回転電機１０における検査対象の位置に関する検査対象位置情報、および、回転電機１０における検査装置５００の位置に関する検査装置位置情報に基づいて、検査装置５００の移動動作を制御する。
【0050】
［Ｃ］検査装置５００の構成
上記の検査システム８００（図４参照）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４参照）を構成する検査装置５００の構成に関して説明する。
【0051】
【0052】
図５Ａ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５Ｂ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。
【0053】
【0054】
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、回転電機１０（図１参照）の検査を行うための機能を有している。
【0055】
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（一端側撮像機器）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５Ａ参照）。
【0056】
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（図５Ａ参照）。ここでは、一対のガイド板６２１は、例えば、固定子４０において軸方向に沿うように形成された溝ＴＲ（図３Ａ参照）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ＴＲ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。
【0057】
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５Ｂ参照）。
【0058】
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（固定子撮像機器）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５Ａ参照）。
【0059】
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。
【0060】
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５Ａ参照）。
【0061】
検査用ユニット５１７は、検査装置５００と制御装置６００（図４参照）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（他端側撮像機器）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５Ａ参照）。
【0062】
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。
【0063】
【0064】
図６Ａ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６Ａ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。
【0065】
図６Ａ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５Ａ参照）が並ぶ方向が回転電機１０の軸方向（図６Ａ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。
【0066】
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。
【0067】
図６Ａ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５Ａ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ＴＲ（図３Ａ参照）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５Ａ参照）によって軸方向に沿って走行する。そして、検査装置５００が備える各機能（図５Ａ参照）を用いて、回転電機１０の検査が実行される。
【0068】
本実施形態では、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４３（図３Ａ，図３Ｂ参照）の緩みを点検するために、その固定子ウェッジ４３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（図５Ａ参照）。また、本実施形態では、回転子２０において径方向に延伸する通風孔ＲＰを撮像機器６３１が撮像し、通風孔ＲＰが閉塞された状態であるのか否かの検査を実行する（図５Ｂ参照）。
【0069】
回転電機１０の検査を行う際、検査装置５００の移動動作は、制御装置６００（図４参照）によって制御される。ここでは、制御装置６００は、検査対象位置情報、および、検査装置位置情報に基づいて、検査装置５００において移動機構を構成するクローラ６４１の動作を制御する（図５Ａ，図５Ｂ参照）。検査対象位置情報は、回転電機１０における検査対象の位置に関する情報であって、制御装置６００に予め入力される情報である。検査装置位置情報は、回転電機１０における検査装置５００の位置に関する情報であって、例えば、検査装置５００の移動時にクローラ６４１の回転数から換算した検査装置５００の移動距離の情報である。
【0070】
図６Ｂ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動作を示すフロー図である。
【0071】
図６Ｂに示すように、本実施形態では、回転電機１０の検査を行うときには、撮像データを取得する（ＳＴ１０）。ここでは、回転電機１０の隙間ＡＧにおいて検査装置５００が移動しているときに、検査装置５００を構成する複数の撮像機器６１１，６３１，６４５，６７１が、隙間ＡＧにおいて撮像を行い、その撮像によって得た撮像データが、制御装置６００に出力される。
【0072】
つぎに、図６Ｂに示すように、撮像データから特徴点検出データを取得する（ＳＴ２０）。ここでは、制御装置６００は、検査装置５００を構成する各部の特徴点を撮像データから検出することによって特徴点検出データを得る。特徴点は、画像処理によって検出される。
【0073】
つぎに、図６Ｂに示すように、特徴点検出データに基づいて検査装置５００の移動を制御する（ＳＴ３０）。ここでは、検査装置５００において移動機構を構成するクローラ６４１（図５Ａ，図５Ｂ参照）の動作を制御装置６００が特徴点検出データに基づいて制御する。
【0074】
以下より、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する具体例について説明する。
【0075】
［Ｄ－１］制御例１
まず、撮像機器６３１（回転子撮像機器）が隙間ＡＧにおいて回転子２０を撮像することによって撮像データとして得た回転子撮像データに基づいて、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する場合について説明する。
まず、撮像機器６３１（回転子撮像機器）が隙間ＡＧにおいて回転子２０を撮像することによって撮像データとして得た回転子撮像データに基づいて、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する場合について説明する。
【0076】
例えば、回転子２０の通風孔ＲＰについて検査を行うときに、制御装置６００が回転子撮像データに基づいてクローラ６４１の動作を制御する。
【0077】
図６Ｃ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ＲＰ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６Ｃでは、図６Ａ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。
【0078】
回転子２０の通風孔ＲＰについて検査を行うときには、隙間ＡＧにおいて検査装置５００が移動する際に、撮像機器６３１（回転子撮像機器）が回転子２０を撮像することによって回転子撮像データを撮像データとして得る（図６ＢのＳＴ１０）。制御装置６００は、その回転子撮像データに基づいて回転子２０の特徴点を検出することによって回転子特徴点検出データを得る（図６ＢのＳＴ２０）。そして、制御装置６００は、その回転子特徴点検出データに応じて、移動機構を構成するクローラ６４１の動作を制御する（図６ＢのＳＴ３０）。
【0079】
例えば、制御装置６００は、回転子２０に設けられている通風孔ＲＰ（図２Ｄ参照）の特徴点に関する回転子特徴点検出データを回転子撮像データから検出したときには、撮像機器６３１（回転子撮像機器）が通風孔ＲＰに対面するように、クローラ６４１を停止させる。ここでは、通風孔ＲＰ（図２Ｄ参照）の円形状の中心と、撮像機器６３１の撮像レンズの中心とが、径方向において並ぶように、検査装置５００を移動させ、停止させる。つまり、制御装置６００は、回転子撮像データに基づいて、検査装置５００が停止する位置を補正する。これにより、撮像機器６３１（回転子撮像機器）が通風孔ＲＰを真上から撮像することができる。
【0080】
この他に、制御装置６００は、回転子２０に設けられているバランスボルト２８（図２Ａ参照）の特徴点に関する回転子特徴点検出データを回転子撮像データから検出したときに、クローラ６４１を停止させる動作等を実行してもよい。
【0081】
［Ｄ－２］制御例２
つぎに、撮像機器６４５（固定子撮像機器）が隙間ＡＧにおいて固定子４０を撮像することによって撮像データとして得た固定子撮像データに基づいて、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する場合について説明する。
つぎに、撮像機器６４５（固定子撮像機器）が隙間ＡＧにおいて固定子４０を撮像することによって撮像データとして得た固定子撮像データに基づいて、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する場合について説明する。
【0082】
【0083】
固定子４０の固定子ウェッジ４３（図３Ａ，図３Ｂ参照）について検査を行うときには、隙間ＡＧにおいて検査装置５００が移動する際に、撮像機器６４５（固定子撮像機器）が固定子４０を撮像することによって固定子撮像データを撮像データとして得る（図６ＢのＳＴ１０）。制御装置６００は、その固定子撮像データに基づいて固定子４０の特徴点を検出することによって固定子特徴点検出データを得る（図６ＢのＳＴ２０）。そして、制御装置６００は、その固定子特徴点検出データに応じて、移動機構を構成するクローラ６４１の動作を制御する（図６ＢのＳＴ３０）。
【0084】
例えば、制御装置６００は、固定子４０において軸方向に並ぶ複数の固定子ウェッジ４３の継目Ｋ４３（図３Ｂ参照）の特徴点に関する固定子特徴点検出データを固定子撮像データから検出したときに、固定子ウェッジ４３の継目Ｋ４３から所定の距離が離れた位置にハンマー６４３が位置するように、クローラ６４１を停止させる。つまり、制御装置６００は、固定子撮像データに基づいて、検査装置５００が停止する位置を補正する。これにより、ハンマー６４３を用いた固定子ウェッジ４３の検査を的確に実行可能である。
【0085】
この他に、制御装置６００は、固定子４０に設けられている通風ダクトの特徴点に関する固定子特徴点検出データを固定子撮像データから検出したときに、クローラ６４１を停止させる動作等を実行してもよい。
【0086】
［Ｄ－３］制御例３
つぎに、撮像機器６１１が隙間ＡＧにおいて軸方向の先端側（一端側）を撮像することによって撮像データとして得た先端側撮像データ、および、撮像機器６７１が隙間ＡＧにおいて軸方向の先端側（一端側）に対して反対に位置する後端側（他端側）を撮像することによって撮像データとして得た後端側撮像データに基づいて、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する場合について説明する。
つぎに、撮像機器６１１が隙間ＡＧにおいて軸方向の先端側（一端側）を撮像することによって撮像データとして得た先端側撮像データ、および、撮像機器６７１が隙間ＡＧにおいて軸方向の先端側（一端側）に対して反対に位置する後端側（他端側）を撮像することによって撮像データとして得た後端側撮像データに基づいて、制御装置６００がクローラ６４１の動作を制御する場合について説明する。
【0087】
例えば、検査装置５００の脱落防止等のために、制御装置６００が先端側撮像データおよび後端側撮像データに基づいてクローラ６４１の動作を制御する。
【0088】
上述したように、隙間ＡＧにおいて検査装置５００が移動する際には、撮像機器６１１が隙間ＡＧにおいて軸方向の先端側を撮像することによって撮像データとして先端側撮像データを得る（図６ＢのＳＴ１０）。そして、制御装置６００は、先端側撮像データに基づいて先端側の特徴点を検出することによって得た先端側特徴点検出データを得る。これと共に、撮像機器６７１が隙間ＡＧにおいて軸方向の先端側に対して反対に位置する後端側を撮像することによって撮像データとして後端側撮像データを得る。そして、制御装置６００は、後端側撮像データに基づいて後端側の特徴点を検出することによって得た後端側特徴点検出データを得る（図６ＢのＳＴ２０）。そして、制御装置６００は、先端側特徴点検出データおよび後端側特徴点検出データに応じて、移動機構を構成するクローラ６４１の動作を制御する（図６ＢのＳＴ３０）。
【0089】
例えば、制御装置６００は、回転子２０において軸方向の両端に位置するエンドリング２１１（図１，図２Ｃ参照）の特徴点に関する先端側特徴点検出データ（または、後端側特徴点検出データ）を先端側撮像データ（または、後端側撮像データ）から検出し、エンドリング２１１と検査装置５００との間の距離が所定値以下であると判断されるときに、クローラ６４１を停止させる。固定子４０において軸方向の両端側に位置する構造物の特徴点を検出したときに、同様に、制御装置６００がクローラ６４１を停止させてもよい。これにより、検査装置５００が隙間ＡＧから外部へ落下することを防止可能である。
【0090】
また、固定子４０において固定子鉄心４１の内周面に設置されたセンサ４８の特徴点を検出し、センサ４８と検査装置５００との間の距離が所定値以下であると判断されるときに、制御装置６００がクローラ６４１を停止させてもよい。これにより、検査装置５００がセンサ４８に衝突することを防止可能である。
【0091】
図３Ｂに示したように、固定子４０は、隙間ＡＧの側に位置する内周側の面に、固定子スロットＫＳが軸方向に延在しており、その固定子スロットＫＳに複数の固定子ウェッジ４３が挿入されている。つまり、固定子４０は、隙間ＡＧの側に位置する内周側の面に、軸方向に沿ったエッジＥ４３に関する特徴点を含む。このため、制御装置６００は、上記のような軸方向に沿ったエッジＥ４３の特徴点に関する先端側特徴点検出データ（または、後端側特徴点検出データ）を先端側撮像データ（または、後端側撮像データ）から検出したときには、その検出された先端側特徴点検出データ（または、後端側特徴点検出データ）に応じて、検査装置５００が軸方向に沿って移動するように、クローラ６４１の動作を制御してもよい。これにより、軸方向に沿って検査装置５００を直線的に走行させることができる。特に、固定子４０において軸方向に沿うように形成された溝ＴＲ（図３Ａ参照）が浅く、ガイド板６２１およびガイド板６６１が溝ＴＲに十分に挿入できない場合であっても、本実施形態では、上記のように、先端側撮像データ（または、後端側撮像データ）に基づいて、検査装置５００を軸方向に沿って移動させることができる。
【0092】
［Ｆ］まとめ
以上のように、本実施形態の検査システム８００において、検査装置５００は、隙間ＡＧにおいて検査装置５００を移動させるための移動機構としてクローラ６４１を有すると共に、隙間ＡＧにおいて回転電機１０を撮像することによって撮像データを得る撮像機器６１１，６３１，６４５，６７１を有する。そして、制御装置６００は、撮像機器６１１，６３１，６４５，６７１が得た撮像データに基づいて、クローラ６４１の動作を制御する。
以上のように、本実施形態の検査システム８００において、検査装置５００は、隙間ＡＧにおいて検査装置５００を移動させるための移動機構としてクローラ６４１を有すると共に、隙間ＡＧにおいて回転電機１０を撮像することによって撮像データを得る撮像機器６１１，６３１，６４５，６７１を有する。そして、制御装置６００は、撮像機器６１１，６３１，６４５，６７１が得た撮像データに基づいて、クローラ６４１の動作を制御する。
【0093】
このため、本実施形態の検査システム８００では、検査装置５００の位置と検査対象の位置との関係を撮像データから把握することができるので、検査対象位置情報と検査装置位置情報との少なくとも一方に誤差が生じた場合であっても、検査装置５００を回転電機１０の検査対象の位置に正確に移動させることができる。その結果、本実施形態では、上述したように、撮像機器６３１が通風孔ＲＰを真上から撮像することができる等、検査を的確に実行可能である。また、本実施形態では、操作者がマニュアル操作によって検査装置の位置合わせを行う必要が生じないため、検査の作業時間が長期化することを防止可能である。この他に、本実施形態では、検査装置５００の脱落防止、および、検査装置５００の衝突防止を容易に実現可能である。更に、本実施形態では、軸方向に沿って検査装置５００を直線的に走行させることができる。
【0094】
したがって、本実施形態の検査システム８００では、検査を効率的に行うことを容易に実現可能である。
【0095】
［Ｇ］変形例
なお、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。
なお、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、２１：下敷板、２２：回転子コイル、２３：クリページブロック、２４：回転子ウェッジ、２５：スロット絶縁物、２８：バランスボルト、４０：固定子、４１：固定子鉄心、４２：固定子コイル、４３：固定子ウェッジ、４８：センサ、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、２１１：エンドリング、４１１：固定子給気部、４１２：固定子排気部、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、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（一端側撮像機器）、６１２：照明機器、６２１：ガイド板、６３１：撮像機器（回転子撮像機器）、６４１：クローラ（移動機構）、６４２：永久磁石、６４３：ハンマー、６４４：マイクロフォン、６４５：撮像機器（固定子撮像機器）、６６１：ガイド板、６７１：撮像機器（他端側撮像機器）、７００：ケーブル、８００：検査システム、ＡＧ：隙間、ＡＸ：回転軸、ＣＧ：冷却ガス、ＣＳ：回転子スロット、Ｋ６１：貫通孔、Ｋ６１１：開口部、Ｋ６２：貫通孔、ＫＳ：固定子スロット、ＲＰ：通風孔、ＲＰ１：下敷板流路部、ＲＰ２：コイル流路部、ＲＰ３：ページブロック流路部、ＲＰ４：ウェッジ流路部、ＳＳ：サブスロット、ＴＲ：溝
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】