(57)【要約】  回転電機の検査装置は、撮影装置と、駆動機構と、ディスプレイと、制御装置とを備えている。撮影装置は、電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する。駆動機構は、電機子としての固定子に対して撮影装置を移動させる。制御装置は、撮影装置により撮影されたパターンの画像データを、パターンの基準データと比較することによって、楔のひずみを検出する。これにより、回転電機の検査装置は、楔のひずみを容易に検出することができる。さらに、制御装置は、楔のひずみに基づいて楔の緩みを推定し、ディスプレイを用いて回転電機の作業者に楔の緩みを報知する。
2021117223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データを、前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置と
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ひずみに基づいて、前記楔の緩みを推定する
請求項１に記載の回転電機の検査装置。
【請求項３】
前記電機子に対して前記撮影装置を移動させる駆動機構をさらに備え、
前記制御装置は、前記駆動機構を制御する
請求項１又は請求項２に記載の回転電機の検査装置。
【請求項４】
前記撮影装置は、互いに異なる方向から前記パターンを撮影する複数のカメラを有している
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の回転電機の検査装置。
【請求項５】
前記基準データは、過去に撮影された前記パターンの画像データである
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転電機の検査装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の検査装置
を備えている回転電機。
【請求項７】
前記楔には、前記パターンとしてランダムパターンが付されている
請求項６に記載の回転電機。
【請求項８】
前記楔には、前記パターンとして前記電機子の軸方向に平行な複数の直線が付されている
請求項６に記載の回転電機。
【請求項９】
前記楔には、前記パターンとして１次元バーコードが付されている
請求項６に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記楔には、前記パターンとして２次元コードが付されている
請求項６に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記パターンは、前記楔の位置情報を含んでいる
請求項９又は請求項１０に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記パターンは、少なくとも前記電機子の周方向における前記楔の中央部に付されている
請求項６から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記パターンは、前記電機子の軸方向に複数に分割されて付されている
請求項１２に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記電機子には、前記パターンを撮影する位置を特定するためのマーカーが付されている
請求項６から請求項１３までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１５】
前記楔の表面に、前記マーカーが付されている
請求項１４に記載の回転電機。
【請求項１６】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置から取得した前記パターンの画像データを、前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項１７】
電機子の一部である楔の表面にパターンを設ける設定工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データを、前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【請求項１８】
表面にパターンが設けられている楔を電機子に組み付ける組み付け工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データを、前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の検査装置、回転電機、及び回転電機の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電機子コイルの圧縮量測定方法では、固定子コアのスロットの開口部に設けられた楔の固有振動数を測定することによって、固定子コアのスロット内に設けられた波形板ばねの圧縮量の経時変化が求められる。楔の固有振動数は、振動センサを楔に取り付けた状態で、衝撃器を用いて楔に振動を加えることにより、振動センサによって検出される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−８２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された方法では、楔の固有振動数を測定するために、振動センサを楔に取り付けるとともに、衝撃器を楔に接触させる手間がかかるという問題があった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、電機子の一部である楔の状態を容易に検出することができる回転電機の検査装置、回転電機、及び回転電機の検査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】
【０００６】
この発明に係る回転電機の検査装置は、電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置と、撮影装置により撮影されたパターンの画像データを、パターンの基準データと比較することによって、楔のひずみを検出する制御装置とを備えている。
この発明に係る回転電機の検査装置は、電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置から取得したパターンの画像データを、パターンの基準データと比較することによって、楔のひずみを検出する制御装置を備えている。
この発明に係る回転電機の検査方法は、電機子の一部である楔の表面にパターンを設ける設定工程と、撮影装置によりパターンを撮影する撮影工程と、撮影装置により撮影されたパターンの画像データを、パターンの基準データと比較することによって、楔のひずみを検出する検出工程とを含んでいる。
この発明に係る回転電機の検査方法は、表面にパターンが設けられている楔を電機子に組み付ける組み付け工程と、撮影装置によりパターンを撮影する撮影工程と、撮影装置により撮影されたパターンの画像データを、パターンの基準データと比較することによって、楔のひずみを検出する検出工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転電機の検査装置、回転電機、及び回転電機の検査方法によれば、電機子の一部である楔の状態を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る回転電機の検査装置及び回転電機を一部ブロックにより示す概略の断面図である。
【図２】図１の固定子及び回転子を軸方向に沿って見た正面図である。
【図３】図１の固定子の内周部の一部を回転子側から見た図である。
【図４】図１の固定子の要部断面図である。
【図５】図４の固定子コアスロット内の構成を示す斜視図である。
【図６】図４の楔を示す平面図である。
【図７】図６の楔を示す正面図である。
【図８】図１の回転電機の検査装置を示すブロック図である。
【図９】図８の回転電機の検査装置が実行する楔緩み検査ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図９におけるひずみ分析処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１２】実施の形態３に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１３】実施の形態４に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１４】実施の形態５に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１５】実施の形態６に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１６】実施の形態７に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１７】実施の形態８に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図１８】実施の形態９に係る回転電機の固定子の内周部の一部を回転子側から見た図である。
【図１９】実施の形態１０に係る回転電機の楔を示す平面図である。
【図２０】実施の形態１１に係る回転電機の撮影装置と楔との位置関係を示した図である。
【図２１】実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置の各機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。
【図２２】実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置の各機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る回転電機の検査装置と、検査対象である回転電機とを一部ブロックにより示す概略の断面図である。実施の形態１に係る回転電機は、原動機としてのタービンから回転力を得るタービン発電機である。
【００１０】
図１に示したように、回転電機１０は、フレーム１１、ガスクーラー１２、電機子である固定子２０、及び界磁である回転子３０を備えている。ガスクーラー１２、固定子２０、及び回転子３０は、フレーム１１内に収容されている。
【００１１】
フレーム１１内には、発電によって生じる熱を除去するための冷媒が循環している。冷媒としては、例えば冷却ガスが用いられている。ガスクーラー１２は、循環している冷媒を冷却する。
【００１２】
固定子２０は、円筒状の固定子コア２１と、固定子巻線２２とを有している。固定子コア２１は、フレーム１１内に固定されている。固定子巻線２２は、固定子コア２１の内周部に固定されている。
【００１３】
固定子コア２１の軸方向における固定子巻線２２の両端部は、固定子コア２１から突出しており、それぞれコイルエンド２３を形成している。一方のコイルエンド２３には、図示しないメインリードが接続されている。メインリードは、フレーム１１の外部に引き出されている。回転電機１０によって発電された電力は、メインリードを通して、外部に取り出される。
【００１４】
固定子コア２１の軸方向は、固定子コア２１の軸心に沿う方向であり、図１の左右方向である。固定子コア２１の径方向は、固定子コア２１の軸心を中心とする円の半径方向である。固定子コア２１の周方向は、固定子コア２１の軸心を中心とする円弧に沿う方向である。
【００１５】
回転子３０は、一対の回転軸３１、回転子コア３２、第１保持環３３ａ、及び第２保持環３３ｂを有している。一対の回転軸３１は、回転子コア３２の軸方向における両端から、それぞれ回転子コア３２の軸方向外側へ突出している。一対の回転軸３１及び回転子コア３２は、固定子コア２１と同軸に配置されている。
【００１６】
回転子コア３２の軸方向は、回転子コア３２の軸心に沿う方向であり、図１の左右方向である。回転子コア３２の径方向は、回転子コア３２の軸心を中心とする円の半径方向である。回転子コア３２の周方向は、回転子コア３２の軸心を中心とする円弧に沿う方向である。
【００１７】
フレーム１１には、図示しない一対の軸受けが設けられている。一対の回転軸３１は、一対の軸受けを介して、フレーム１１に回転可能に支持されている。回転子３０は、上記のタービンから駆動力が伝達されることによって固定子２０に対して相対的に回転する。固定子コア２１及び固定子巻線２２は、回転子コア３２の径方向外側に位置している。
【００１８】
固定子コア２１と回転子コア３２との間には間隙１３が形成されている。回転子コア３２には、図示しない界磁巻線が固定されている。回転子３０が回転することにより、回転子コア３２から発生する磁界が、固定子巻線２２を横切るように移動する。これにより、固定子巻線２２に起電力が発生し、電流が発生する。
【００１９】
第１保持環３３ａ及び第２保持環３３ｂは、回転子コア３２の軸方向の両端にそれぞれ取り付けられ、回転子コア３２に巻かれた界磁巻線を押さえている。第１保持環３３ａ及び第２保持環３３ｂは、それぞれ固定子コア２１の外部に露出している。
【００２０】
検査装置４０は、第１撮影装置４１ａ、第２撮影装置４１ｂ、第１駆動機構４２ａ、第２駆動機構４２ｂ、ディスプレイ４３、第１ガイドリング４４ａ、第２ガイドリング４４ｂ、及び制御装置５０を備えている。
【００２１】
第１撮影装置４１ａ、第２撮影装置４１ｂ、第１駆動機構４２ａ、第２駆動機構４２ｂ、第１ガイドリング４４ａ、及び第２ガイドリング４４ｂは、フレーム１１の内部に設けられている。ディスプレイ４３及び制御装置５０は、フレーム１１の外部、即ち回転電機１０の外部に設けられている。
【００２２】
第１撮影装置４１ａは、固定子コア２１の軸方向の中央に対して一側に配置されている。第２撮影装置４１ｂは、固定子コア２１の軸方向の中央に対して他側に配置されている。第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂは、それぞれカメラ及びライトを含んでいる。
【００２３】
第１ガイドリング４４ａは、フレーム１１に固定された状態で第１保持環３３ａの周囲に設けられている。第２ガイドリング４４ｂは、フレーム１１に固定された状態で第２保持環３３ｂの周囲に設けられている。従って、第１ガイドリング４４ａ及び第２ガイドリング４４ｂは、回転子３０の回転時にも回転しない。
【００２４】
第１駆動機構４２ａは、固定子コア２１の軸方向の一端の外側に配置されている。また、第１駆動機構４２ａは、第１ガイドリング４４ａにより案内されて、固定子コア２１の周方向へ移動可能となっている。
【００２５】
第２駆動機構４２ｂは、固定子コア２１の軸方向の他端の外側に配置されている。また、第２駆動機構４２ｂは、第２ガイドリング４４ｂにより案内されて、固定子コア２１の周方向へ移動可能となっている。
【００２６】
第１駆動機構４２ａは、伸縮可能な第１アームを有している。第１撮影装置４１ａは、第１アームに支持されており、第１アームの伸縮により、固定子コア２１の軸方向へ移動可能となっている。同様に、第２駆動機構４２ｂは、伸縮可能な第２アームを有している。第２撮影装置４１ｂは、第２アームに支持されており、第２アームの伸縮により、固定子コア２１の軸方向へ移動可能となっている。
【００２７】
このような構成により、第１駆動機構４２ａは、固定子２０に対して第１撮影装置４１ａを固定子コア２１の軸方向及び周方向へ移動させることができる。また、第２駆動機構４２ｂは、固定子２０に対して第２撮影装置４１ｂを固定子コア２１の軸方向及び周方向へ移動させることができる。
【００２８】
なお、図１は、検査装置４０による回転電機１０の検査時の状態を示しており、第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂは、間隙１３に挿入されている。回転電機１０の運転時には、第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂは、間隙１３から引き出された状態、即ち固定子コア２１の外部に退避した状態となる。
【００２９】
制御装置５０は、第１撮影装置４１ａ、第２撮影装置４１ｂ、第１駆動機構４２ａ、第２駆動機構４２ｂ、及びディスプレイ４３とそれぞれ接続されている。これらの接続方法は、有線接続であっても無線接続であってもよい。制御装置５０は、第１撮影装置４１ａ、第２撮影装置４１ｂ、第１駆動機構４２ａ、第２駆動機構４２ｂ、及びディスプレイ４３を制御する。
【００３０】
図２は、図１の固定子２０及び回転子３０を軸方向に沿って見た正面図である。固定子コア２１の内周部には、複数の固定子コアスロット２４が設けられている。各固定子コアスロット２４は、固定子コア２１の軸方向に沿う溝である。また、複数の固定子コアスロット２４は、固定子コア２１の周方向に互いに等間隔をおいて設けられている。固定子巻線２２は、これらの固定子コアスロット２４に挿入されている。
【００３１】
図３は、固定子コア２１の内周面の一部を回転子側から見た図である。各固定子コアスロット２４には、複数の楔２５が組み付けられている。複数の楔２５は、固定子コア２１の軸方向に沿って並べられている。また、複数の楔２５は、固定子巻線２２が固定子コアスロット２４の外部へ抜け出すことを防止している。
【００３２】
図４は、図１の固定子の要部断面図であり、１つの固定子コアスロット２４の断面を拡大して示している。また、図５は、図４の固定子コアスロット２４内の構成を示す斜視図である。
【００３３】
各固定子コアスロット２４の左右の壁面には、一対の突出部２４ａが設けられている。一対の突出部２４ａは、固定子コア２１の径方向内側の端部に位置している。また、一対の突出部２４ａは、対応する固定子コアスロット２４の開口幅を狭くするように、固定子コア２１の周方向に向かい合ってそれぞれ突出している。
【００３４】
一対の突出部２４ａには、左右対称の斜面２４ｂが形成されている。固定子コアスロット２４の幅は、一対の突出部２４ａの部分において、固定子コア２１の径方向内側へ行くに従って徐々に狭くなっている。
【００３５】
各固定子コアスロット２４には、固定子巻線２２、複数の楔２５、及び複数のばね２６が収容されている。このように、固定子２０は、固定子コア２１及び固定子巻線２２に加えて、複数の楔２５及び複数のばね２６を有している。即ち、各楔２５は、固定子２０の一部である。固定子巻線２２は、複数の導体２７と、複数の樹脂製の絶縁材２８とを有している。
【００３６】
楔２５が固定子コアスロット２４に組み付けられた状態において、固定子コア２１の軸方向に垂直な平面における楔２５の断面形状は、左右対称の台形である。楔２５の材料としては、繊維強化プラスチックが用いられている。
【００３７】
楔２５の表面は、検査対象面としての露出面２５ａと、一対のテーパ面２５ｂとを有している。露出面２５ａは、楔２５の表面のうち、固定子コア２１の径方向内側に位置する面であり、固定子巻線２２側の面とは反対側の面である。露出面２５ａは、間隙１３に露出している。一対のテーパ面２５ｂは、楔２５の表面のうち、露出面２５ａの左右において、それぞれ露出面２５ａと連続している一対の斜面である。一対のテーパ面２５ｂは、左右対称の斜面２４ｂと接しており、間隙１３には露出していない。
【００３８】
各ばね２６は、固定子コア２１の軸方向に波打っている波形状の板ばねである。ばね２６は、図４に示した断面においては、固定子巻線２２及び楔２５に接していないが、実際には、そのばね２６に対応する楔２５と固定子巻線２２との間に挟まれ、固定子コア２１の径方向に圧縮されている。固定子コア２１の軸方向への各ばね２６の長さは、同方向への各楔２５の長さと等しい。
【００３９】
各ばね２６は、固定子巻線２２を固定子コアスロット２４の底面２４ｃに押し付けるとともに、各楔２５の一対のテーパ面２５ｂを一対の斜面２４ｂに押し付ける。
【００４０】
ところで、前述したように、回転子３０が回転することにより、固定子巻線２２には電流が流れる。固定子巻線２２に電流が流れると、固定子巻線２２に電磁加振力が発生する。電磁加振力は、固定子巻線２２を振動させようとする力である。しかし、固定子巻線２２を底面２４ｃに押し付ける力が電磁加振力よりも大きければ、固定子巻線２２の振動は抑制される。
【００４１】
各楔２５は、一対のテーパ面２５ｂのみにより固定子コアスロット２４に拘束されている。従って、各楔２５は、時間の経過とともに、固定子コア２１の周方向における各楔２５の中央部が固定子コア２１の径方向内側に向かって膨らむように変形することがある。言い換えると、ばね２６からの力によって、各楔２５の露出面２５ａは、主に固定子コア２１の周方向へ伸ばされることがある。
【００４２】
このような楔２５の変形が生じると、ばね２６が固定子巻線２２を底面２４ｃに押し付ける力は弱くなる。また、楔２５の変形は、楔２５のひずみとして定量化される。
【００４３】
このように、楔２５のひずみと、ばね２６が固定子巻線２２を底面２４ｃに押し付ける力との間には相関関係がある。以下、ばね２６が固定子巻線２２を底面２４ｃに押し付ける力を「押し付け力」と呼ぶ。また、押し付け力が小さくなるような楔２５の変形を、楔２５の「緩み」と呼ぶ。
【００４４】
楔２５の緩みが発生し、押し付け力が電磁加振力よりも小さくなると、固定子巻線２２は、固定子コアスロット２４の内部において振動する。長期にわたって固定子巻線２２が振動を続けると、固定子巻線２２は、周囲の部材と擦れることにより、機械的に破損する場合がある。そこで、検査装置４０は、楔２５のひずみを検出し、検出された楔２５のひずみに基づいて、楔２５の緩みを推定する。そして、検査装置４０は、ディスプレイ４３を用いて、楔２５の緩みを作業者に報知する。
【００４５】
図６は、実施の形態１に係る回転電機１０の楔２５を示す平面図である。また、図７は、図６の楔２５を示す正面図である。なお、図６及び図７に示した一点鎖線は、固定子コア２１の周方向における楔２５の中央ＷＣを表している。図６に示したように、楔２５の露出面２５ａには、パターンとしてランダムパターン６１が塗布されている。
【００４６】
ランダムパターン６１は、規則性を有しないパターンであり、例えば、ランダムに配置された多数のドットにより構成されている。また、ランダムパターン６１は、楔２５の露出面２５ａに、例えばスプレーで塗料を吹き付けることにより形成されている。
【００４７】
図８は、図１の検査装置４０を示すブロック図である。制御装置５０は、機能ブロックとして、撮影制御部５１と、画像データ取得部５２と、画像データ記憶部５３と、変化情報生成部５４と、対応関係記憶部５５と、緩み推定部５６と、運転条件決定部５７と、を含んでいる。
【００４８】
撮影制御部５１は、第１駆動機構４２ａを用いて、第１撮影装置４１ａを移動させるとともに、第１撮影装置４１ａによって、検査対象の楔２５の露出面２５ａを撮影させる。つまり、撮影制御部５１は、第１撮影装置４１ａによって、各楔２５の露出面２５ａに設けられているランダムパターン６１を撮影させる。より具体的に述べると、撮影制御部５１は、まず、第１撮影装置４１ａを検査対象の楔２５が存在する位置まで移動させる。その後、撮影制御部５１は、検査対象の楔２５に設けられているランダムパターン６１を複数の領域に分割し、これら複数の領域を順次撮影する。
【００４９】
撮影制御部５１は、検査対象の楔２５の露出面２５ａの複数の領域をすべて撮影すると、第１撮影装置４１ａを次の検査対象の楔２５の位置に移動させる。そして、撮影制御部５１は、次の検査対象の楔２５について、ランダムパターン６１を複数の領域に分割し、これら複数の領域を順次撮影する。このようにして、検査対象のすべての楔２５について、ランダムパターン６１を撮影する。
【００５０】
同様に、撮影制御部５１は、第２駆動機構４２ｂを用いて、第２撮影装置４１ｂを移動させるとともに、第２撮影装置４１ｂによって、検査対象の楔２５の露出面２５ａを撮影させる。
【００５１】
撮影制御部５１は、検査時期が到来する毎に上記のような撮影動作を実行する。ここで、検査時期とは、最後に検査が行われた時期から、予め定められた時間が経過した時期のことである。予め定められた時間は、一定の時間である。
【００５２】
画像データ取得部５２は、今回撮影された複数のランダムパターン６１の複数の画像データを第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂから取得する。また、画像データ取得部５２は、取得された複数の画像データを画像データ記憶部５３及び変化情報生成部５４に送出する。
【００５３】
画像データ記憶部５３は、画像データ取得部５２から送出された複数の画像データを記憶する。
【００５４】
変化情報生成部５４は、画像データ取得部５２から送出された各画像データを、各画像データに対応する基準データと比較する。基準データは、送出された各画像データが撮影された箇所と同一の箇所において、前回の検査時期に撮影された画像データである。つまり、基準データは、過去に撮影されたランダムパターン６１の画像データである。なお、今回、画像データ記憶部５３に記憶された各画像データは、次回の検査時期において比較されるための基準データとなる。
【００５５】
変化情報生成部５４は、今回撮影された各画像データと、今回撮影された各画像データに対応する基準データとを比較することにより、各画像データに含まれるランダムパターン６１の形状の変化を抽出する。さらに、変化情報生成部５４は、抽出されたランダムパターン６１の形状の変化に基づいて、検査対象の楔２５のひずみを検出する。言い換えると、制御装置５０は、各画像データを、各画像データに対応する基準データと比較することによって、楔２５のひずみを検出する。そして、変化情報生成部５４は、検出されたひずみの時間変化をひずみ変化情報として生成する。
【００５６】
ひずみは、周知のデジタル画像相関法を用いて検出される。デジタル画像相関法は、対象物の変形の前後に対象物の表面を撮影し、得られたデジタル画像データの輝度分布から対象物の表面の変位量と変位方向とを同時に求める方法である。
【００５７】
変化情報生成部５４は、複数のランダムパターン６１内の複数の領域のそれぞれのひずみの検出結果から、ひずみの面内分布情報を生成する。変化情報生成部５４は、さらに、ひずみの面内分布の時間変化情報をひずみ変化情報として生成する。
【００５８】
対応関係記憶部５５は、ひずみの変化と、楔２５の緩み度合いとの対応関係を記憶している。緩み度合いは、押し付け力の減少量に相当する量である。具体的には、この対応関係は、実測又はシミュレーションにより予め定められ、ひずみの面内分布の時間変化と、楔２５の緩み度合いとの関係を規定したルックアップテーブルとして記憶されている。
【００５９】
緩み推定部５６は、変化情報生成部５４において生成されたひずみ変化情報に基づいて、各楔２５の緩み度合いを推定する。より具体的に述べると、緩み推定部５６は、対応関係記憶部５５に記憶されているひずみの面内分布の時間変化と、楔２５の緩み度合いとの関係を規定したルックアップテーブルに、生成されたひずみの面内分布の時間変化を適用する。これにより、緩み推定部５６は、各楔２５の緩み度合いを推定する。
【００６０】
運転条件決定部５７は、推定された各楔２５の緩み度合いに基づいて、回転電機１０の運転条件として適正な条件を決定し、決定された運転条件をディスプレイ４３に出力する。運転条件は、回転電機１０の適正出力及び運転可能時間を含んでいる。
【００６１】
適正出力は、例えば、緩みが発生している楔２５において、緩みの進行を抑制できるような出力である。運転可能時間は、決定された適正出力の下で回転電機１０が運転を継続可能な時間である。この場合、運転条件決定部５７は、緩みが発生している楔２５の位置情報及び楔２５の緩み度合いに基づいて、回転電機１０の適正出力及び運転可能時間を算出する。これにより、固定子巻線２２が破損に至る前に、作業者に適切な処置を促すことができる。
【００６２】
図９は、制御装置５０が実行する楔緩み検査ルーチンを示すフローチャートである。図９のルーチンは、例えば、検査装置４０が起動されることにより開始され、一定時間が経過する毎に実行されるようになっている。
【００６３】
制御装置５０は、図９のルーチンを開始すると、まず、ステップＳ１０５において、初期のパターンを撮影したか否かを判定する。初期のパターンは、例えば、検査装置４０を備えている回転電機１０が組み立てられた後に初めて撮影されるランダムパターン６１である。なお、初期のパターンは、回転電機１０に新たに検査装置４０が組み込まれた後、又は固定子コア２１に組み付けられている楔２５を、ランダムパターン６１が塗布された楔２５と交換した後に初めて撮影されるパターンであってもよい。
【００６４】
既に初期のパターンが撮影されている場合、制御装置５０は、ステップＳ１１５において、検査時期が到来したか否かを判定する。
【００６５】
一方、未だ初期のパターンが撮影されていない場合、制御装置５０は、ステップＳ１１０において、初期のパターンを撮影する。そして、制御装置５０は、ステップＳ１１５において、検査時期が到来したか否かを判定する。
【００６６】
未だ検査時期が到来していない場合、制御装置５０は、本ルーチンを一旦終了する。
【００６７】
一方、既に検査時期が到来している場合、制御装置５０は、ステップＳ１２０において、各楔２５に付されているランダムパターン６１を、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂによって撮影する。次いで、制御装置５０は、ステップＳ１２５において、ひずみ分析処理を実行し、その後、本ルーチンを一旦終了する。
【００６８】
図１０は、図９におけるひずみ分析処理のサブルーチンを示すフローチャートである。制御装置５０は、図１０のルーチンを開始すると、まず、ステップＳ２０５において、デジタル画像相関法を用いて、各楔２５のひずみを演算する。
【００６９】
次いで、制御装置５０は、ステップＳ２１０において、ひずみ変化情報を演算する。ひずみ変化情報は、制御装置５０の起動後のルーチンから今回実行されているルーチンまでに演算された各ひずみに基づく情報である。例えば、ひずみ変化情報は、検査時期毎のひずみの推移を含んでいる。また、ひずみ変化情報は、各楔２５の露出面２５ａにおける検査時期毎のひずみの面内分布情報も含んでいる。
【００７０】
次に、制御装置５０は、ステップＳ２１５において、演算されたひずみ変化情報に基づいて、各楔２５のひずみの変化量が閾値以上であるか否かを判定する。各楔２５のひずみの変化量が閾値未満である場合、制御装置５０は、本ルーチンを一旦終了する。
【００７１】
一方、制御装置５０は、ステップＳ２２０において、ひずみ変化情報に基づくひずみの変化量が閾値以上である楔２５について、ひずみ変化情報に基づくひずみの変化傾向が「想定されるひずみの変化傾向」と類似しているか否かを判定する。
【００７２】
「想定されるひずみの変化傾向」は、実測又はシミュレーションにより予め求められ、制御装置５０内の記憶部に記憶されている。ひずみ変化情報に基づくひずみの変化傾向と「想定されるひずみの変化傾向」とが類似しているか否かは、例えば、それぞれのひずみの変化についての近似関数の相関度から判断される。
【００７３】
ひずみ変化情報に基づくひずみの変化傾向が、「想定されるひずみの変化傾向」と類似していない場合、制御装置５０は、ステップＳ２３５において計測エラー信号を出力し、その後、本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
なお、計測エラーとは、例えば、第１撮影装置４１ａ、第２撮影装置４１ｂ、第１駆動機構４２ａ、第２駆動機構４２ｂ、制御装置５０等の故障によって、楔２５のひずみが正しく計測されなくなるようなエラーである。また、計測エラーとは、例えば、楔２５のひずみが正しく計測されたにもかかわらず、ひずみの変化傾向が「想定されるひずみの変化傾向」と異なるようなエラーである。
【００７５】
一方、ひずみ変化情報に基づくひずみの変化傾向が、「想定されるひずみの変化傾向」と類似している場合、制御装置５０は、ステップＳ２２５において、それぞれの楔２５の緩み度合いを推定する。制御装置５０は、ひずみ変化情報に基づくひずみの変化量が閾値以上である楔２５のすべてについて、ステップＳ２２５の処理を実行する。次いで、制御装置５０は、ステップＳ２３０において、推定されたそれぞれの楔２５の緩み度合いに基づいて、回転電機１０の運転条件を決定し、決定された運転条件をディスプレイ４３に出力する。
【００７６】
上記のように、実施の形態１の回転電機の検査装置４０によれば、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂによって、固定子２０の一部である各楔２５の露出面２５ａに設けられているランダムパターン６１が撮影される。そして、撮影されたランダムパターン６１の各画像データが、各画像データに対応するランダムパターン６１の基準データと比較されることによって、各楔２５のひずみが検出される。さらに、検出された各楔２５のひずみに基づいて、各楔２５の緩み度合いが推定される。
【００７７】
このため、固定子２０の一部である各楔２５の状態としてのひずみが容易に検出される。さらに、各楔２５の緩み度合いが容易に推定される。その結果、回転電機１０の適正な運転条件が決定される。
【００７８】
ところで、衝撃器を用いて楔に振動を加えることにより、振動センサによって楔の固有振動数を測定する従来の検査装置の場合、検査装置と楔とを接触させるため工数が必要となる。そのため、楔のひずみの検査時に、検査装置を回転電機内で移動させる速度は制限される。一方、実施の形態１の回転電機の検査装置４０によれば、検査装置と楔とを接触させる必要がない。従って、楔のひずみの検査時に、検査装置を回転電機内で移動させる速度は制限されない。このように、実施の形態１の回転電機の検査装置４０によれば、検査時間を従来の検査装置による検査時間よりも短くすることができる。
【００７９】
また、検査装置４０は、固定子２０に対して第１撮影装置４１ａを移動させる第１駆動機構４２ａ及び固定子２０に対して第２撮影装置４１ｂを移動させる第２駆動機構４２ｂを備えている。そして、第１駆動機構４２ａ及び第２駆動機構４２ｂは、制御装置５０によって制御される。このため、回転電機１０を分解することなく、楔のひずみを検出することができる。
【００８０】
また、基準データは、前回の検査時期において撮影されたランダムパターン６１の画像データである。即ち、基準データは、過去に撮影されたランダムパターン６１の画像データである。このため、デジタル画像相関法を用いて、より高精度に固定子コア２１の軸方向及び周方向における楔２５のひずみを検出することができる。
【００８１】
なお、複数の楔２５が固定子コアスロット２４に組み付けられた後、それぞれの楔２５の露出面２５ａに、ランダムパターン６１が設けられてもよい。この場合、実施の形態１の回転電機の検査方法は、設定工程と、撮影工程と、検出工程とを含んでいる。
【００８２】
設定工程は、電機子としての固定子２０の一部である楔２５の露出面２５ａにランダムパターン６１を設ける工程である。撮影工程は、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂによりランダムパターン６１を撮影する工程である。検出工程は、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂにより撮影されたランダムパターン６１の各画像データを、各画像データに対応するランダムパターン６１の基準データと比較することによって、楔２５のひずみを検出する工程である。
【００８３】
これによれば、既に取り付けられている楔２５の表面に、楔２５を固定子コア２１から取り外すことなくランダムパターン６１を設けることができる。このため、容易にランダムパターン６１を設けることができる。
【００８４】
また、露出面２５ａに予めランダムパターン６１が設けられている複数の楔２５が、固定子コアスロット２４に組み付けられてもよい。この場合、実施の形態１の回転電機の検査方法は、組み付け工程と、撮影工程と、検出工程とを含んでいる。
【００８５】
組み付け工程は、露出面２５ａにランダムパターン６１が設けられている楔２５を固定子２０に組み付ける工程である。撮影工程は、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂによりランダムパターン６１を撮影する工程である。検出工程は、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂにより撮影されたランダムパターン６１の各画像データを、各画像データに対応するランダムパターン６１の基準データと比較することによって、楔２５のひずみを検出する工程である。
【００８６】
これによれば、固定子２０を新たに組み立てる場合、あるいは、楔２５を交換する場合、容易にランダムパターン６１を設けることができる。
【００８７】
なお、第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂが取り付けられている回転電機１０から、検査装置４０を切り離し、検査時に検査装置４０を第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂに接続したり、１つの制御装置５０を複数の回転電機１０で共有したりしてもよい。
【００８８】
実施の形態２．
図１１は、実施の形態２に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１１に示したように、楔２５の露出面２５ａには、パターンとしてのストライプパターン６２が塗布されている。
【００８９】
ストライプパターン６２は、互いに平行且つ等間隔に配置された複数の直線からなるパターンである。ストライプパターン６２は、複数の直線が、固定子コア２１の軸方向と平行になるように楔２５の露出面２５ａに塗布されている。
【００９０】
パターンがストライプパターン６２であること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【００９１】
前述したように、楔２５の露出面２５ａには、主に固定子コア２１の周方向に伸ばされる力が作用している。従って、固定子コア２１の軸方向における楔２５のひずみよりも固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみの方が大きくなる傾向がある。さらに、固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみについては、固定子コア２１の周方向における楔２５の中央ＷＣにおいて最も大きく、固定子コア２１の周方向において、楔２５の中央ＷＣから遠ざかるほど小さくなる傾向がある。
【００９２】
そこで、実施の形態２では、固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみ成分に着目して楔２５のひずみが演算される。楔２５のひずみは、デジタル画像相関法だけでなく、全視野計測法の１つとして公知なモアレ法を用いても検出することができる。
【００９３】
楔２５には、パターンとして固定子コア２１の軸方向に平行な複数の直線が付されている。このため、ひずみの変化が大きい方向である固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみをより正確に検出することができる。
【００９４】
なお、実施の形態２において、楔２５の露出面２５ａには、ストライプパターン６２が塗布されていたが、ストライプパターン６２に代えて、格子パターンが塗布されていてもよい。これによれば、固定子コア２１の軸方向においても、より正確に楔２５のひずみを検出することができる。
【００９５】
実施の形態３．
図１２は、実施の形態３に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１２に示したように、楔２５の露出面２５ａには、パターンとしての１次元バーコード６３が塗布されている。
【００９６】
１次元バーコード６３の各バーは、軸方向と平行になるように楔２５の露出面２５ａに塗布されている。１次元バーコード６３は、固定子２０に対する楔２５の位置情報を含んでいる。位置情報は、例えば、楔２５の個別のＩＤ情報、アドレス情報である。
【００９７】
パターンが１次元バーコード６３であること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【００９８】
このように、楔２５には、パターンとして１次元バーコードが付されている。このため、固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみをより正確に検出することができる。さらに、１次元バーコード６３を読み取ることにより、楔２５の位置を容易に知ることができる。
【００９９】
実施の形態４．
図１３は、実施の形態４に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１３に示したように、楔２５の露出面２５ａには、パターンとしての２次元コード６４が塗布されている。
【０１００】
二次元コード６４は、二次元コード６４を構成する複数の正方形の辺が、固定子コア２１の軸方向又は固定子コア２１の周方向と平行になるように楔２５の露出面２５ａに塗布されている。
【０１０１】
二次元コード６４は、固定子２０に対する楔２５の位置情報を含んでいる。位置情報は、例えば、楔２５の個別のＩＤ情報、アドレス情報である。さらに、二次元コード６４は、楔２５の管理情報を含んでいる。管理情報は、例えば、楔２５の製造番号、製造日、固定子２０に組み付けた日、交換履歴である。
【０１０２】
パターンが２次元コード６４であること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【０１０３】
このように、楔２５には、パターンとして二次元コード６４が付されている。このため、固定子コア２１の周方向及び固定子コア２１の軸方向における楔２５のひずみを正確に検出することができる。さらに、２次元コード６４を読み取ることにより、楔２５の位置情報だけでなく、楔２５の管理情報も容易に知ることができる。
【０１０４】
なお、図１３に示した２次元コード６４は、ＱＲコード（登録商標）であるが、他のマトリクス型２次元コード又はスタック型２次元コードが用いられてもよい。
【０１０５】
実施の形態５．
図１４は、実施の形態５に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１４に示したように、楔２５の露出面２５ａには、３つのランダムパターン６１ａ、６１ｂ及び６１ｃが塗布されている。
【０１０６】
ランダムパターン６１ａ、６１ｂ及び６１ｃは、固定子コア２１の周方向において、楔２５の露出面２５ａの全体に塗布されている。さらに、ランダムパターン６１ａと６１ｂとは、固定子コア２１の軸方向に間隔をおいて塗布されており、ランダムパターン６１ｂと６１ｃとは、固定子コア２１の軸方向に間隔をおいて塗布されている。
【０１０７】
前述したように、固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみは、楔２５の中央ＷＣに近いほど大きい傾向がある。ランダムパターン６１が固定子コア２１の軸方向に複数に分割されていても、上記傾向を確認することは十分可能であり、緩みの推定の精度は十分に確保される。
【０１０８】
実施の形態１において述べたように、撮影制御部５１は、楔２５の露出面２５ａ上において、第１撮影装置４１ａ又は第２撮影装置４１ｂを移動させるとともに、各ランダムパターン６１を複数の領域に分割して撮影する。つまり、検査装置４０が検査する画像データの数は、ランダムパターン６１の面積に依存する。従って、検査装置４０が１つの楔について検査するのに要する時間は、楔に付されているランダムパターン６１の面積が大きいほど長くなる。
【０１０９】
実施の形態５におけるランダムパターン６１ａ、６１ｂ及び６１ｃの面積の和は、実施の形態１におけるランダムパターン６１よりも小さい。従って、実施の形態５における検査時間は、実施の形態１における検査時間と比較して短くなる。
【０１１０】
ランダムパターン６１ａ、６１ｂ及び６１ｃが、固定子コア２１の軸方向に複数に分割されて付されていること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【０１１１】
このため、緩みの推定の精度を確保しながら、検査時間をより短縮することができる。
【０１１２】
実施の形態６．
図１５は、実施の形態６に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１５に示したように、楔２５の露出面２５ａには、ランダムパターン６１ｄが塗布されている。
【０１１３】
前述したように、固定子コア２１の周方向における楔２５の中央部は、固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみが最も大きいと予想される部分である。従って、実施の形態６の検査装置４０は、周方向のひずみが最も大きいと予想される楔２５の中央部の画像データに基づいて、ひずみを計測する。
【０１１４】
撮影制御部５１は、ランダムパターン６１ｄが塗布されている部分のみを撮影するので、実施の形態６における検査時間は、実施の形態１における検査時間よりも短くなる。
【０１１５】
ランダムパターン６１ｄが、少なくとも固定子コア２１の周方向における楔２５の中央部に付されていること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【０１１６】
このため、緩みの推定の精度を確保しながら、検査時間をより短縮することができる。
【０１１７】
実施の形態７．
図１６は、実施の形態７に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１６に示したように、楔２５の露出面２５ａには、ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇが塗布されている。
【０１１８】
より具体的に述べると、ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇは、楔２５の中央ＷＣを含む中央部に塗布されている。さらに、ランダムパターン６１ｅと６１ｆとは、固定子コア２１の軸方向に間隔をおいて塗布されており、ランダムパターン６１ｆと６１ｇとは、固定子コア２１の軸方向に間隔をおいて塗布されている。
【０１１９】
つまり、実施の形態７では、固定子コア２１の周方向における楔２５のひずみが最も大きいと予想される部分である楔２５の中央ＷＣを含む一部の領域であり、且つ軸方向においても一部の領域が検査対象とされる。
【０１２０】
ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇが、少なくとも固定子コア２１の周方向における楔２５の中央部に、且つ固定子コア２１の軸方向に複数に分割されて付されていること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２１】
これによれば、少なくとも固定子コア２１の周方向における楔２５の中央部且つ固定子コア２１の軸方向の一部における楔２５のひずみが検出される。このため、緩みの推定の正確さを確保しながら、検査時間をさらに短縮することができる。
【０１２２】
実施の形態８．
図１７は、実施の形態８に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１７に示したように、楔２５の露出面２５ａには、ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇが塗布されている。
【０１２３】
ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇは、実施の形態７のランダムパターンと同様に、楔２５の中央ＷＣを含む中央部に塗布されている。ランダムパターン６１ｅと６１ｆとは、固定子コア２１の軸方向に間隔をおいて塗布されており、ランダムパターン６１ｆと６１ｇとは、固定子コア２１の軸方向に間隔をおいて塗布されている。
【０１２４】
さらに、楔２５の露出面２５ａには、ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇにそれぞれ対応して、マーカー７１ａ、７１ｂ及び７１ｃが塗布されている。これらのマーカーは、マーカー７１と総称される。マーカー７１ａの形状、マーカー７１ｂの形状及びマーカー７１ｃの形状はそれぞれ異なっている。これにより、制御装置５０は、楔２５の露出面２５ａにおけるランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇの位置を特定することができるようになっている。
【０１２５】
撮影制御部５１は、ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ又は６１ｇが塗布されている部分のみを撮影する。
【０１２６】
楔２５の表面の一部である露出面２５ａに、ランダムパターン６１ｅ、６１ｆ及び６１ｇを撮影する位置を特定するためのマーカー７１ａ、７１ｂ及び７１ｃが付されていること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２７】
このため、検査対象となる楔２５が容易に発見される。その結果、検査時間をより短縮することができる。
【０１２８】
なお、実施の形態８では、パターンとしてランダムパターンが楔２５の露出面２５ａに塗布されていたが、マーカー７１と組み合わせるパターンは、ランダムパターンとは異なる種類のパターンであってもよい。つまり、マーカー７１は、ストライプパターン、１次元バーコード、又は２次元コードと組み合わされてもよい。
【０１２９】
実施の形態９．
図１８は、実施の形態９に係る回転電機の固定子の内周部の一部を回転子側から見た図である。図１８に示したように、固定子コアスロット２４には、ランダムパターン６１が付されていない楔２５と、ランダムパターン６１が付されている楔２５とが取り付けられている。
【０１３０】
より具体的に述べると、隣り合う２つの固定子コアスロット２４のうち、一方には、ランダムパターン６１が付されていない楔２５と、ランダムパターン６１が付されている楔２５とが取り付けられている。他方には、ランダムパターン６１が付されていない楔２５のみが取り付けられている。
【０１３１】
一方の固定子コアスロット２４において、ランダムパターン６１が付されている楔２５は、固定子コア２１の軸方向左側と固定子コア２１の軸方向中央に１つずつ取り付けられている。さらに、ランダムパターン６１が付されている楔２５に対応して、固定子コア２１にマーカー７２が付されている。
【０１３２】
固定子２０の楔２５を除く部分に、ランダムパターン６１を撮影する位置を特定するためのマーカー７２が付されていること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。固定子２０の楔２５を除く部分とは、例えば、固定子コア２１の内周面である。
【０１３３】
このため、検査対象となる楔が容易に発見される。その結果、検査時間をより短縮することができる。
【０１３４】
なお、実施の形態９において、ランダムパターン６１が付されている楔２５の配置は、あくまで例示であり、図１８に示した配置に限定されない。
【０１３５】
また、実施の形態９では、パターンとしてランダムパターンが楔２５の露出面２５ａに塗布されていたが、マーカー７２と組み合わせるパターンは、ランダムパターンとは異なる種類のパターンであってもよい。つまり、マーカー７２は、ストライプパターン、１次元バーコード又は２次元コードと組み合わされてもよい。
【０１３６】
実施の形態１０．
図１９は、実施の形態１０に係る回転電機の楔２５を示す平面図である。図１９に示したように、ガラス繊維の織物材を基材とする繊維強化プラスチックを用いて楔２５を作成することにより、楔２５の露出面には、網目状の格子パターン２５ｃが形成されている。この場合、周知のモアレ法を用いることにより、容易にひずみが検出される。
【０１３７】
これによれば、楔２５の露出面にパターンを設ける工程が省略される。さらに、楔２５の露出面にパターンを付す場合と比べて、変色、剥離等によるパターンの劣化が発生し難いので、長期にわたって、安定的にひずみが検出される。
【０１３８】
なお、実施の形態１０の楔２５の露出面には、マーカー７１が設けられてもよい。また、実施の形態１０の楔２５は、楔２５を除く部分にマーカー７２が設けられた固定子２０に組み付けられてもよい。
【０１３９】
実施の形態１１．
図２０は、実施の形態１１に係る回転電機の検査装置と楔との位置関係を示した図である。図２０に示したように、楔２５の露出面には、ランダムパターン６１が塗布されている。また、図２０においては、第１撮影装置４１ａと第２撮影装置４１ｂとのうち、第１撮影装置４１ａのみが示されている。
【０１４０】
第１撮影装置４１ａは、第１カメラ８１及び第２カメラ８２を有している。第１カメラ８１及び第２カメラ８２は、第１カメラ８１の光軸Ａ１と楔２５の露出面の撮影領域における法線Ｎ１とのなす角θ１と、第２カメラ８２の光軸Ａ２と法線Ｎ１とのなす角θ２とが等しくなるように、第１撮影装置４１ａに取り付けられている。
【０１４１】
第１撮影装置４１ａ及び第２撮影装置４１ｂが、それぞれ、互いに異なる方向からランダムパターン６１を撮影する複数のカメラを有していること以外の回転電機１０の検査装置４０の構成、回転電機１０の構成、及び回転電機１０の検査の方法は、実施の形態１と同様である。
【０１４２】
第１カメラ８１及び第２カメラ８２と、ランダムパターン６１との距離Ｌ１は、第１駆動機構４２ａの機械的誤差により、検査時期毎に変化することがある。
【０１４３】
しかし、実施の形態１１に係る回転電機の検査装置によれば、第１カメラ８１及び第２カメラ８２により撮影された画像データから、距離Ｌ１を検出することができる。従って、第１の検査時期における距離Ｌ１と、第２の検査時期における距離Ｌ１とが異なった場合であっても、これら２つの距離のずれを補正して、楔２５のひずみを正確に検出することができる。
【０１４４】
なお、実施の形態１１において、楔２５の露出面にはランダムパターン６１が付されている。しかし、楔２５の露出面には、ランダムパターンとは異なる種類のパターンが設けられていてもよい。楔２５の露出面には、ストライプパターン、１次元バーコード、２次元コード又は網目状の格子パターンが設けられていてもよい。
【０１４５】
実施の形態８及び９において、マーカーは単なる幾何学的な図形であったが、マーカーは１次元バーコード又は２次元コードであってもよい。これによれば、マーカーには、検査対象となる楔２５の位置、作成年月日、検査年月日、交換年月日等の情報が記録される。
【０１４６】
実施の形態１では、すべての楔２５にランダムパターン６１が塗布されていた。また、実施の形態９では、隣り合う２つの固定子コアスロット２４の中で、予め定められた２つの楔にのみランダムパターン６１が塗布されていた。
【０１４７】
しかし、ランダムパターン６１は、回転電機１０の運転によって緩みが規定値を超えた楔と交換される楔にのみ塗布されてもよい。これによれば、緩みが生じ易いと予想される位置の楔のみが検査対象とされるので、検査時間を短縮することができる。
【０１４８】
実施の形態１から９まで及び実施の形態１１において、パターンは、塗布により付されていたが、切削、研磨等の機械的加工によって付されてもよい。例えば、ランダムパターンは、楔２５の露出面２５ａをサンドブラスト加工することにより付されてもよい。
【０１４９】
これによれば、パターンの変色、形状変化等が発生し難い。このため、パターンの経年変化が、ひずみの検出結果に与える影響を小さくすることができる。また、マーカーも切削、研磨等の機械的加工によって設けられてもよい。
【０１５０】
さらに、実施の形態１から９まで及び実施の形態１１において、パターン及びマーカー７１は、シートに印刷され、楔２５の露出面２５ａに貼り付けられてもよい。また、マーカー７２は、シートに印刷され、固定子２０の楔２５を除く部分に貼り付けられてもよい。
【０１５１】
実施の形態１から１１までに係る回転電機の検査装置において、画像データは、画像データ記憶部５３に記憶されていたが、検査装置４０外に別途設けられた記憶装置に保管されてもよい。
【０１５２】
楔２５のひずみの検出方法は、上記の方法に限定されない。例えば、基準データは、楔２５のパターンが初めて撮影されたときのパターンであってもよい。楔２５のひずみは、楔２５のパターンが初めて撮影されたときのパターンの画像データと、今回の検査時期に撮影されたパターンの画像データとに基づいて検出されてもよい。
【０１５３】
また、パターンが、１次元バーコード、２次元コード、印刷されたランダムパターン等である場合、基準データは、予め作成され、記憶装置に記憶されたパターンのオリジナルデータであってもよい。
【０１５４】
実施の形態１から１１までにおいて、予め定められた時間は、一定の時間であったが、予め定められた時間は、経過時間が長くなるにつれて、徐々に短くなるように定められてもよい。さらに、予め定められた時間は、単なる経過時間ではなく、回転電機１０の実際の運転時間に基づいて定められてもよい。
【０１５５】
また、楔２５の緩みが進行する速さは、フレーム１１内の温度及び湿度によって異なるので、予め定められた時間は、フレーム１１内の温度又は湿度を考慮して定められてもよい。また、フレーム１１内の温度は、回転電機１０の出力と相関関係があるので、予め定められた時間は、回転電機１０の出力を考慮して定められてもよい。
【０１５６】
また、楔２５は、固定子内において、複数種類のパターンが混在するように用いられていてもよい。
【０１５７】
また、固定子には、楔の露出面に設けられたマーカーと、固定子の楔を除く部分に設けられたマーカーとが混在していてもよい。
【０１５８】
実施の形態１から９まで及び実施の形態１１において、楔２５の材料としては、繊維強化プラスチックが用いられていたが、絶縁性を有する他の樹脂材料が用いられていてもよい。
【０１５９】
実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置において、２つの撮影装置及び２つの駆動機構が設けられていたが、撮影装置及び駆動機構は、固定子コア２１の軸方向において、左右のいずれかに１つだけ設けられてもよい。また、撮影装置及び駆動機構は、左右にそれぞれ複数設けられてもよい。
【０１６０】
実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置は、固定子に楔が設けられた回転電機に適用されていたが、回転子に楔が設けられた回転電機に適用されてもよい。
【０１６１】
実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置は、電機子としての固定子と、界磁としての回転子とを有する回転電機に適用されていたが、界磁としての固定子と、電機子としての回転子とを有する回転電機に適用されてもよい。
【０１６２】
実施の形態１から１１までの回転電機は、タービン発電機であったが、回転電機は電動機であってもよい。
【０１６３】
また、実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置の各機能は、処理回路によって実現される。図２１は、実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置の各機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。第１の例の処理回路１００は、専用のハードウェアである。
【０１６４】
また、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。また、車両の後側方監視装置の各機能それぞれを個別の処理回路１００で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路１００で実現してもよい。
【０１６５】
また、図２２は、実施の形態１から１１までの回転電機の検査装置の各機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。第２の例の処理回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備えている。
【０１６６】
処理回路２００では、回転電機の検査装置の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。
【０１６７】
メモリ２０２に格納されたプログラムは、上述した各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０２とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２０２に該当する。
【０１６８】
なお、上述した各部の機能について、一部の専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
【０１６９】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１０  回転電機、１３  間隙、２０  固定子（電機子）、２１  固定子コア、２２  固定子巻線、２４  固定子コアスロット、２５  楔、２５ａ  露出面（表面）、２６  ばね、３０  回転子、３２  回転子コア、４０  検査装置、４１ａ  第１撮影装置、４１ｂ  第２撮影装置、４２ａ  第１駆動機構、４２ｂ  第２駆動機構、５０  制御装置、６１  ランダムパターン（パターン）、６２  ストライプパターン（複数の直線）、６３  １次元バーコード、６４  ２次元コード、７１，７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７２  マーカー、８１  第１カメラ、８２  第２カメラ、ＷＣ  楔の中央。
【図１】
2021117223.tif 000003
【図２】
2021117223.tif 000004
【図３】
2021117223.tif 000005
【図４】
2021117223.tif 000006
【図５】
2021117223.tif 000007
【図６】
2021117223.tif 000008
【図７】
2021117223.tif 000009
【図８】
2021117223.tif 000010
【図９】
2021117223.tif 000011
【図１０】
2021117223.tif 000012
【図１１】
2021117223.tif 000013
【図１２】
2021117223.tif 000014
【図１３】
2021117223.tif 000015
【図１４】
2021117223.tif 000016
【図１５】
2021117223.tif 000017
【図１６】
2021117223.tif 000018
【図１７】
2021117223.tif 000019
【図１８】
2021117223.tif 000020
【図１９】
2021117223.tif 000021
【図２０】
2021117223.tif 000022
【図２１】
2021117223.tif 000023
【図２２】
2021117223.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月2日(2020.6.2)
【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】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データを、過去に撮影された前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置と
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ひずみに基づいて、前記楔の緩みを推定する
請求項１に記載の回転電機の検査装置。
【請求項３】
前記電機子に対して前記撮影装置を移動させる駆動機構をさらに備え、
前記制御装置は、前記駆動機構を制御する
請求項１又は請求項２に記載の回転電機の検査装置。
【請求項４】
前記撮影装置は、互いに異なる方向から前記パターンを撮影する複数のカメラを有している
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の回転電機の検査装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の検査装置
を備えている回転電機。
【請求項６】
前記楔には、前記パターンとしてランダムパターンが付されている
請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記楔には、前記パターンとして前記電機子の軸方向に平行な複数の直線が付されている
請求項５に記載の回転電機。
【請求項８】
前記楔には、前記パターンとして１次元バーコードが付されている
請求項５に記載の回転電機。
【請求項９】
前記楔には、前記パターンとして２次元コードが付されている
請求項５に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記パターンは、前記楔の位置情報を含んでいる
請求項８又は請求項９に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記パターンは、少なくとも前記電機子の周方向における前記楔の中央部に付されている
請求項５から請求項１０までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記パターンは、前記電機子の軸方向に複数に分割されて付されている
請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記電機子には、前記パターンを撮影する位置を特定するためのマーカーが付されている
請求項５から請求項１２までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記楔の表面に、前記マーカーが付されている
請求項１３に記載の回転電機。
【請求項１５】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置から取得した前記パターンの画像データを、過去に撮影された前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項１６】
電機子の一部である楔の表面にパターンを設ける設定工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データを、過去に撮影された前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【請求項１７】
表面にパターンが設けられている楔を電機子に組み付ける組み付け工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データを、過去に撮影された前記パターンの基準データと比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【手続補正書】
【提出日】令和2年11月11日(2020.11.11)
【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】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとをデジタル画像相関法を用いて比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置と
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項２】
前記パターンを撮影する位置を特定するためのマーカーが、前記楔の前記表面のうち、前記パターンが設けられていない部分に付されている
請求項１に記載の検査装置を備えている回転電機。
【請求項３】
前記電機子には、前記マーカーが付されている
請求項１に記載の検査装置を備えている回転電機。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記ひずみに基づいて、前記楔の緩みを推定する
請求項１に記載の回転電機の検査装置。
【請求項５】
前記電機子に対して前記撮影装置を移動させる駆動機構をさらに備え、
前記制御装置は、前記駆動機構を制御する
請求項１又は請求項４に記載の回転電機の検査装置。
【請求項６】
前記撮影装置は、互いに異なる方向から前記パターンを撮影する複数のカメラを有している
請求項１、請求項４、及び請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の検査装置。
【請求項７】
請求項１、及び請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の検査装置
を備えている回転電機。
【請求項８】
前記楔には、前記パターンとしてランダムパターンが付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項９】
前記楔には、前記パターンとして前記電機子の軸方向に平行な複数の直線が付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記楔には、前記パターンとして１次元バーコードが付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記楔には、前記パターンとして２次元コードが付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記パターンは、前記楔の位置情報を含んでいる
請求項１０又は請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記パターンは、少なくとも前記電機子の周方向における前記楔の中央部に付されている
請求項７から請求項１２までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記パターンは、前記電機子の軸方向に複数に分割されて付されている
請求項１３に記載の回転電機。
【請求項１５】
請求項３のマーカーが付されている
請求項７から請求項１４までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１６】
請求項２のマーカーが付されている
請求項１５に記載の回転電機。
【請求項１７】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置から取得した前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとをデジタル画像相関法を用いて比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項１８】
電機子の一部である楔の表面にパターンを設ける設定工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとをデジタル画像相関法を用いて比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【請求項１９】
表面にパターンが設けられている楔を電機子に組み付ける組み付け工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとをデジタル画像相関法を用いて比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月12日(2021.3.12)
【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】
電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置と、
画像データの輝度分布から対象物の表面の変位量と変位方向とを同時に求めるデジタル画像相関法を用いて、前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとを比較することによって前記楔のひずみを検出する制御装置と
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項２】
前記パターンを撮影する位置を特定するためのマーカーが、前記楔の前記表面のうち、ランダムパターンが設けられていない部分に付されている
請求項１に記載の検査装置を備えている回転電機。
【請求項３】
前記電機子には、前記マーカーが付されている
請求項１に記載の検査装置を備えている回転電機。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記ひずみに基づいて、前記楔の緩みを推定する
請求項１に記載の回転電機の検査装置。
【請求項５】
前記電機子に対して前記撮影装置を移動させる駆動機構をさらに備え、
前記制御装置は、前記駆動機構を制御する
請求項１又は請求項４に記載の回転電機の検査装置。
【請求項６】
前記撮影装置は、互いに異なる方向から前記パターンを撮影する複数のカメラを有している
請求項１、請求項４、及び請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の検査装置。
【請求項７】
請求項１、及び請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の検査装置
を備えている回転電機。
【請求項８】
前記楔には、前記パターンとしてランダムパターンが付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項９】
前記楔には、前記パターンとして前記電機子の軸方向に平行な複数の直線が付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記楔には、前記パターンとして１次元バーコードが付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記楔には、前記パターンとして２次元コードが付されている
請求項７に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記パターンは、前記楔の位置情報を含んでいる
請求項１０又は請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
前記パターンは、少なくとも前記電機子の周方向における前記楔の中央部に付されている
請求項７から請求項１２までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１４】
前記パターンは、前記電機子の軸方向に複数に分割されて付されている
請求項１３に記載の回転電機。
【請求項１５】
請求項３のマーカーが付されている
請求項７から請求項１４までのいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項１６】
請求項２のマーカーが付されている
請求項１５に記載の回転電機。
【請求項１７】
画像データの輝度分布から対象物の表面の変位量と変位方向とを同時に求めるデジタル画像相関法を用いて、電機子の一部である楔の表面に設けられているパターンを撮影する撮影装置から取得した前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとを比較することによって、前記楔のひずみを検出する制御装置
を備えている回転電機の検査装置。
【請求項１８】
電機子の一部である楔の表面にパターンを設ける設定工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
画像データの輝度分布から対象物の表面の変位量と変位方向とを同時に求めるデジタル画像相関法を用いて、前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとを比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【請求項１９】
表面にパターンが設けられている楔を電機子に組み付ける組み付け工程と、
撮影装置により前記パターンを撮影する撮影工程と、
画像データの輝度分布から対象物の表面の変位量と変位方向とを同時に求めるデジタル画像相関法を用いて、前記撮影装置により撮影された前記パターンの画像データと、過去に撮影された前記パターンの画像データとを比較することによって、前記楔のひずみを検出する検出工程と
を含んでいる回転電機の検査方法。
【国際調査報告】
2021117223.tif 000025
2021117223.tif 000026
2021117223.tif 000027
2021117223.tif 000028