(57)【要約】検査用チューブの駆動制御装置は、検査対象物の内部において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って可撓性を有するチューブを移動させる解析を行う逆解析部（８３）と、逆解析部（８３）の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際のチューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ及びチューブを進退させる進退用アクチュエータの操作量を解析操作量として取得する順解析部（８４）と、を備える。
2020090959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブの駆動制御装置であって、
検査対象物の内部において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析を行う逆解析部と、
前記逆解析部の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量を解析操作量として取得する順解析部と、を備える検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項２】
前記検査対象物の内部の三次元形状データを予め取得し、前記三次元形状データに基づいて、前記ルートを決定するルート決定部を備える請求項１に記載の検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項３】
前記検査対象物は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータと、複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼とを備えるタービンであり、
前記ルート決定部は、隣り合う前記動翼の間の中間位置及び前記静翼の間の中央位置の少なくとも一方を通るように前記ルートを決定する請求項２に記載の検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項４】
前記チューブの自重に起因する前記チューブの自重たわみ量を取得し、前記自重たわみ量に基づいて前記解析操作量を補正する補正部を備える請求項１から請求項３の何れか一項に記載の検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項５】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルと、
前記検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び前記チューブを進退させる進退用アクチュエータ、を有する検査用チューブと、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の検査用チューブの駆動制御装置とを備え、
前記検査用チューブの駆動制御装置は、前記解析操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータを駆動制御する出力部を備える検査装置。
【請求項６】
前記センサは、前記検査対象物の内部を撮像可能なカメラを有し、
前記検査用チューブの駆動制御装置は、
前記解析操作量と、前記ルートの情報とに基づいて、前記検査対象物の内部における前記チューブの位置及び姿勢を推定する位置推定部と、
前記センサによって撮像された撮像情報に基づいて、前記位置推定部で推定された前記チューブの位置及び姿勢に対する実際の前記チューブの位置及び姿勢のずれを補正する位置補正部とを有する請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記姿勢用アクチュエータは、前記チューブの先端を、前記チューブの延在方向と直交する仮想平面に沿って平行移動させる請求項５又は請求項６の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項８】
前記検査用ケーブルは、前記チューブに対して着脱可能に固定されている請求項５から請求項７の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査用ケーブルは、ケーブル本体と、前記ケーブル本体の先端に設けられた前記センサと、前記ケーブル本体を覆って前記ケーブル本体よりも熱伝導率の低いシースと、前記シースの内部に冷却流体を供給する冷却流体供給部とを有する請求項５から請求項８の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記チューブは、互いに連結されて初期状態から変形可能な複数のチューブ本体によって構成され、
前記複数のチューブ本体は、
前記姿勢用アクチュエータによって駆動される能動部と、
前記能動部の動きに追従して変形する従動部とを有し、
前記能動部と前記従動部とは、前記チューブの延びる方向に交互に配置され、
前記従動部は、前記能動部の動きに追従して変形した変形状態から前記初期状態に弾性力によって復元可能とされている請求項５から請求項９の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記チューブを前記検査対象物の内部の開始点まで案内する案内治具を備え、
前記検査対象物は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータと、複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼とを備えるタービンと、前記タービンに燃焼ガスを供給する燃焼器とを備えるガスタービンであり、
前記案内治具は、
中心軸に沿って延在し、内部に前記チューブが挿通可能とされた筒状のガイド管と、
前記ガイド管の一端に対して、前記中心軸と直交する先頭管回転軸を中心として回転可能に設けられ、前記ガイド管の内部と連通して前記チューブが挿通可能と形成された筒状の先頭管と、
前記ガイド管に対して前記先頭管を回転させる先頭管回転部と、
前記中心軸を中心として前記ガイド管を回転させるガイド管回転部とを有し、
前記ガイド管及び前記先頭管は、前記燃焼器の上流端から前記燃焼器の出口まで挿入可能な大きさとされている請求項５から請求項１０の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項１２】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブを有する検査装置による検査方法であって、
検査対象物において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析が行われる逆解析工程と、
前記逆解析工程の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量が解析操作量として取得される順解析工程と、
前記解析操作量が前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量として取得される操作量取得工程と、
前記操作量取得工程で取得された前記操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータが駆動される駆動工程と含む検査方法。
【請求項１３】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブを有する検査装置のプログラムであって、
検査対象物において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析が行われる逆解析工程と、
前記逆解析工程の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量が解析操作量として取得される順解析工程と、
前記解析操作量が前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量として取得される操作量取得工程と、
前記操作量取得工程で取得された前記操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータが駆動される駆動工程と、
をコンピュータに実行させる検査装置のプログラム。
【請求項１４】
軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータ、及び複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼を備えるタービンと、前記タービンに燃焼ガスを供給する燃焼器とを備えるガスタービンを検査対象物として、前記検査対象物の内部を検査可能なセンサが先端に設けられた検査用ケーブル、前記検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブを備える検査装置に使用される案内治具であって、
中心軸に沿って延在し、内部に前記チューブが挿通可能とされた筒状のガイド管と、
前記ガイド管の一端に対して、前記中心軸と直交する先頭管回転軸を中心として回転可能に設けられ、前記ガイド管の内部と連通して前記チューブが挿通可能と形成された筒状の先頭管と、
前記ガイド管に対して前記先頭管を回転させる先頭管回転部と、
前記中心軸を中心として前記ガイド管を回転させるガイド管回転部とを有し、
前記ガイド管及び前記先頭管は、前記燃焼器の上流端から前記燃焼器の出口まで挿入可能な大きさとされている案内治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用チューブの駆動制御装置、検査装置、検査方法、検査装置のプログラム、及び案内治具に関する。
本願は、２０１８年１０月３１日に日本に出願された特願２０１８−２０５３０３号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンやガスタービンのような回転機械では、定期的にケーシングの内部を検査する必要がある。このような定期的な検査時に、ケーシングを取りはずして内部を開放すると、検査作業に多大な時間が必要となる。そのため、ケーシングを開放することなく内部を検査する方法のニーズがある。【０００３】
具体的には、例えば、特許文献１には、燃焼器の上流側から尾筒を介してタービンの内部に挿入部を挿入することで、タービンの内部を検査可能な検査装置が記載されている。この検査装置は、尾筒内に挿入される挿入部と、挿入部の一端に接続されて燃焼器の外部に配置された撮像装置とを備えている。挿入部は、同軸上に配置された複数の筒部材と、隣り合う筒部材を互いに回転可能に連結する関節部と、関節部に対応する位置に配置された反射部材とを有している。この検査装置では、挿入部の先端から侵入した光が反射部材を介して反射され、撮像装置が接続された挿入部の後端まで導かれている。これにより、撮像装置に挿入部の先端の映像が送られ、モニタ等によってタービン内を目視可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６２１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の検査装置は、複数の筒部材が互いに回転する構造のため、尾筒内からタービンの入口付近までは挿入部を挿入できる、しかしながら、複数の翼が配置されて複雑な内部形状を有するタービンの内部の奥深くまで挿入部を挿入させることは難しい。【０００６】
また、仮に柔軟性の高いファイバースコープのようなチューブをタービンの外部から作業者が操作して検査を行う場合には、動翼や静翼に接触させることなく、視認できないタービンの内部の奥深くまでチューブを到達させることは非常に難しい。その結果、作業者の練度に応じて検査の品質が大きく低下する可能性がある。そのため、作業者の技量に関わらず、視認が難しい領域でも、チューブを高い精度で目的の位置まで到達させることが求められている。【０００７】
本発明は、視認が難しい領域でもチューブを高い精度で目的の検査位置まで到達させることが可能な検査用チューブの駆動制御装置、検査装置、検査方法、検査装置のプログラム、及び案内治具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る検査用チューブの駆動制御装置は、先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブの駆動制御装置であって、検査対象物の内部において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析を行う逆解析部と、前記逆解析部の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量を解析操作量として取得する順解析部と、を備える。【０００９】
このような構成によれば、定められたルート通りにチューブを移動させるために必要な姿勢用アクチュエータ及び進退用アクチュエータの操作量を把握することができる。そのため、複雑なルートであっても、解析操作量に基づいて、障害物に接触を抑えて適切にチューブを移動させることが可能となる。その結果、検査対象物に損傷を与えることなく、高い精度でチューブを目標点まで到達させることできる。【００１０】
また、本発明の他の態様に係る検査用チューブの駆動制御装置は、前記検査対象物の内部の三次元形状データを予め取得し、前記三次元形状データに基づいて、前記ルートを決定するルート決定部を備えていてもよい。【００１１】
このような構成とすることで、検査対象物の内部の三次元形状データに基づいて高い精度のルートが決定される。そのため、目標点までの正確なルートに沿って、チューブを移動させることができる。したがって、検査対象物の内部でのチューブを移動させた際の障害物への接触を抑制することができる。【００１２】
また、本発明の他の態様に係る検査用チューブの駆動制御装置では、前記検査対象物は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータと、複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼とを備えるタービンであり、前記ルート決定部は、隣り合う前記動翼の間の中間位置及び前記静翼の間の中央位置の少なくとも一方を通るように前記ルートを決定してもよい。【００１３】
このような構成とすることで、ルート決定部では、隣り合う動翼及び静翼の中間位置の少なくとも一方を通過するようにルートが決定されている。そのため、実際にチューブが移動する際にルート上からわずかに逸れても、動翼や静翼への接触を防ぐことができる。したがって、検査対象物の内部でのチューブを移動させた際の障害物への接触を抑制することができる。【００１４】
また、本発明の他の態様に係る検査用チューブの駆動制御装置は、前記チューブの自重に起因する前記チューブの自重たわみ量を取得し、前記自重たわみ量に基づいて前記解析操作量を補正する補正部を備えていてもよい。【００１５】
このような構成とすることで、実際のチューブの重量による影響を抑え、逆解析部での解析結果に近い形でチューブを移動させることができる。したがって、より高い精度でチューブを動かすことができる。【００１６】
また、本発明の他の態様に係る検査装置は、先端にセンサが設けられた検査用ケーブルと、前記検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び前記チューブを進退させる進退用アクチュエータ、を有する検査用チューブと、上記の検査用チューブの駆動制御装置とを備え、前記検査用チューブの駆動制御装置は、前記解析操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータを駆動制御する出力部を備える。【００１７】
このような構成とすることで、目標点に到達する前に、チューブが障害物に接触して詰まりや引掛りが発生し、奥に進まなくなってしまう等の不具合の発生を抑制して検査を行うことができる。その結果、視認が難しい領域であっても、高い精度で検査することができる。【００１８】
また、本発明の他の態様に係る検査装置では、前記センサは、前記検査対象物の内部を撮像可能なカメラを有し、前記検査用チューブの駆動制御装置は、前記解析操作量と、前記ルートの情報とに基づいて、前記検査対象物の内部における前記チューブの位置及び姿勢を推定する位置推定部と、前記センサによって撮像された撮像情報に基づいて、前記位置推定部で推定された前記チューブの位置及び姿勢に対する実際の前記チューブの位置及び姿勢のずれを補正する位置補正部とを有していてもよい。【００１９】
このような構成とすることで、センサでの撮像情報に基づいて、実際のチューブの位置及び姿勢を取得することができる。さらに、位置補正部によって、取得した実際のチューブの位置及び姿勢を推定されたチューブの位置及び姿勢に合わせるための移動量を取得することができる。これにより、実際のチューブの位置及び姿勢のずれを修正することができる。したがって、目標点までより一層高い精度でチューブを移動させることができる。【００２０】
また、本発明の他の態様に係る検査装置では、前記姿勢用アクチュエータは、前記チューブの先端を、前記チューブの延在方向と直交する仮想平面に沿って平行移動させてもよい。【００２１】
このような構成とすることで、障害物を効率良く避けたり、検査範囲を拡大させたりすることができる。【００２２】
また、本発明の他の態様に係る検査装置では、前記検査用ケーブルは、前記チューブに対して着脱可能に固定されていてもよい。【００２３】
このような構成とすることで、目標点付近で検査用ケーブルと独立して動かすことができ、検査範囲を拡大することができる。【００２４】
また、本発明の他の態様に係る検査装置では、前記検査用ケーブルは、ケーブル本体と、前記ケーブル本体の先端に設けられた前記センサと、前記ケーブル本体を覆って前記ケーブル本体よりも熱伝導率の低いシースと、前記シースの内部に冷却流体を供給する冷却流体供給部とを有していてもよい。【００２５】
また、本発明の他の態様に係る検査装置では、前記チューブは、互いに連結されて初期状態から変形可能な複数のチューブ本体によって構成され、前記複数のチューブ本体は、前記姿勢用アクチュエータによって駆動される能動部と、前記能動部の動きに追従して変形する従動部とを有し、前記能動部と前記従動部とは、前記チューブの延びる方向に交互に配置され、前記従動部は、前記能動部の動きに追従して変形した変形状態から前記初期状態に弾性力によって復元可能とされていてもよい。【００２６】
また、本発明の他の態様に係る検査装置では、前記チューブを前記検査対象物の内部の開始点まで案内する案内治具を備え、前記検査対象物は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータと、複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼とを備えるタービンと、前記タービンに燃焼ガスを供給する燃焼器とを備えるガスタービンであり、前記案内治具は、中心軸に沿って延在し、内部に前記チューブが挿通可能とされた筒状のガイド管と、前記ガイド管の一端に対して、前記中心軸と直交する先頭管回転軸を中心として回転可能に設けられ、前記ガイド管の内部と連通して前記チューブが挿通可能と形成された筒状の先頭管と、前記ガイド管に対して前記先頭管を回転させる先頭管回転部と、前記中心軸を中心として前記ガイド管を回転させるガイド管回転部とを有し、前記ガイド管及び前記先頭管は、前記燃焼器の上流端から前記燃焼器の出口まで挿入可能な大きさとされていてもよい。【００２７】
このような構成とすることで、案内治具内にチューブを挿入するだけで、燃焼器の上流側からタービンの入口までチューブを容易に到達させることができる。【００２８】
また、本発明の他の態様に係る検査方法は、先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブを有する検査装置による検査方法であって、検査対象物において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析が行われる逆解析工程と、前記逆解析工程の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量が解析操作量として取得される順解析工程と、前記解析操作量が前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量として取得される操作量取得工程と、前記操作量取得工程で取得された前記操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータが駆動される駆動工程と含む。【００２９】
また、本発明の他の態様に係る検査装置のプログラムは、先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブを有する検査装置のプログラムであって、検査対象物において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析が行われる逆解析工程と、前記逆解析工程の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量が解析操作量として取得される順解析工程と、前記解析操作量が前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量として取得される操作量取得工程と、前記操作量取得工程で取得された前記操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータが駆動される駆動工程と、をコンピュータに実行させる。【００３０】
また、本発明の他の態様に係る案内治具は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータ、及び複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼を備えるタービンと、前記タービンに燃焼ガスを供給する燃焼器とを備えるガスタービンを検査対象物として、前記検査対象物の内部を検査可能なセンサが先端に設けられた検査用ケーブル、前記検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブを備える検査装置に使用される案内治具であって、中心軸に沿って延在し、内部に前記チューブが挿通可能とされた筒状のガイド管と、前記ガイド管の一端に対して、前記中心軸と直交する先頭管回転軸を中心として回転可能に設けられ、前記ガイド管の内部と連通して前記チューブが挿通可能と形成された筒状の先頭管と、前記ガイド管に対して前記先頭管を回転させる先頭管回転部と、前記中心軸を中心として前記ガイド管を回転させるガイド管回転部とを有し、前記ガイド管及び前記先頭管は、前記燃焼器の上流端から前記燃焼器の出口まで挿入可能な大きさとされている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、視認が難しい領域でもチューブを高い精度で目的の検査位置まで到達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態における検査方法の検査対象物であるタービンを有するガスタービンの概略構成を示す模式図である。
【図２】検査装置を説明する燃焼器周りの概略構成を示す模式図である。
【図３】チューブ及び姿勢用アクチュエータを説明する概略構成を示す模式図である。
【図４】チューブ本体及びワイヤを示すチューブの要部拡大図である。
【図５】先端のチューブ本体におけるワイヤの取り付け位置を示すチューブ本体の要部断面図である。
【図６】先端のチューブ本体に隣接する別のチューブ本体におけるワイヤの取り付け位置を示すチューブ本体の要部断面図である。
【図７】姿勢用アクチュエータの構造を示す要部断面図である。
【図８】チューブがタービンの内部の奥深くまで挿入された様子を示す模式図である。
【図９】本実施形態における案内治具の概略構成を説明する模式図である。
【図１０】本実施形態の駆動制御装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１１】本実施形態の駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図１２】本実施形態の検査方法を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態のルートを説明する模式図である。
【図１４】図１３におけるＡ部を示す要部拡大図である。
【図１５】ルートに対して、先頭からｉ番目のチューブ本体の位置がずれた様子を示す模式図である。
【図１６】先頭からｉ番目のチューブ本体におけるルートからのずれ量を説明する図１５におけるＢ−Ｂの断面図である。
【図１７】二つのチューブ本体における拘束力を低減する制御を行うフィードバックモデルを示すブロック図である。
【図１８】チューブの先頭が向きを変えるように動かされる様子を説明する模式図である。
【図１９】チューブの先頭が平行に動かされる様子を説明する模式図である。
【図２０】本実施形態の検査装置の第一変形例を示す模式図である。
【図２１】本実施形態の検査装置の第一変形例を用いて検査を行う様子を示す模式図である。
【図２２】本実施形態の検査装置の第二変形例を示す模式図である。
【図２３】本実施形態の検査用ケーブルの変形例を示す模式図である。
【図２４】本実施形態のチューブの変形例を示す模式図である。
【図２５】本実施形態のチューブが動翼や静翼に巻き付くように配置された様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施形態について図１から図１９を参照して説明する。
まず、検査装置５を用いた検査方法Ｓ１の対象となる検査対象物について説明する。本実施形態における検査対象物は、ガスタービン１のタービン３である。
【００３４】
図１に示すように、ガスタービン１は、高圧空気を生成する圧縮機２と、燃焼ガスによって駆動されるタービン３と、高圧空気に燃料を混合して燃焼させることで燃焼ガスを生成してタービン３に供給する複数の燃焼器４とを備えている。
【００３５】
タービン３は、軸線Ｏ１回りに回転するタービンロータ３１と、タービンロータ３１を外周側から覆うタービンケーシング３５と、を有している。タービンロータ３１は、軸線Ｏ１に沿って延びる柱状をなしている。タービンロータ３１の外周面上には、軸線Ｏ１の延びる方向である軸線Ｏ１方向に間隔をあけて配列された複数のタービン動翼段３２が設けられている。各タービン動翼段３２は、タービンロータ３１の外周面上で、軸線Ｏ１を中心とする周方向に間隔をあけて並んで配置された複数の動翼３３を有している。
【００３６】
タービンケーシング３５は、軸線Ｏ１を中心とする筒状をなしている。タービンケーシング３５の内周面には、軸線Ｏ１方向に間隔をあけて配列された複数のタービン静翼段３６が設けられている。これらのタービン静翼段３６は、各タービン動翼段３２の上流側に、各タービン動翼段３２に一対一で対応するように設けられている。これにより、タービン静翼段３６とタービン動翼段３２は軸線Ｏ１方向において交互に配置されている。各タービン静翼段３６は、タービンケーシング３５の内周面上で、周方向に間隔をあけて並んで配置された複数の静翼３７を有している。本実施形態では、タービンケーシング３５の内部において、最も上流側に配置された動翼３３及び静翼３７を第一段動翼３３１及び第一段静翼３７１と称する。タービンケーシング３５には、外部から内部を確認するための点検口３８が複数設けられている。点検口３８は、タービンケーシング３５内の動翼３３や静翼３７が確認可能な空間と連通するように形成されている。
【００３７】
燃焼器４は、圧縮機２とタービンケーシング３５との連結部分に設けられている。燃焼器４は、軸線Ｏ１を中心とする周方向に間隔をあけて複数が設けられている。本実施形態の燃焼器４は、中空筒状の燃焼筒４１を有している。
【００３８】
燃焼筒４１の内部では、圧縮機２で圧縮された高圧空気と燃料ガスとの混合気が燃焼されることで、燃焼ガスが生成されている。燃焼筒４１は、筒状をなす部材である。燃焼筒４１の上流側の端部を含む部分では、その仮想中心軸線Ｏ４が圧縮機２からタービン３に向かうにしたがって軸線Ｏ１に近づくように傾斜して延びている。燃焼筒４１の下流側の端部（出口）は、タービン３の入口に接続されている。燃焼筒４１では、上流側の端部を含む部分に対して、下流側の端部を含む部分が軸線Ｏ１方向に沿うように屈曲している。
【００３９】
本実施形態の検査方法Ｓ１は、タービンケーシング３５を開放することなく、タービン３の内部を視認する非破壊検査である。検査方法Ｓ１では、図２に示すように、先端にセンサ６１２が設けられた検査用ケーブル６１を用いる検査装置５が使用される。なお、タービン３の内部とは、タービンケーシング３５の内部の燃焼ガスが流通する空間であって、動翼３３や静翼３７が配置された空間である。
【００４０】
検査装置５は、外部からタービン３の内部を確認することが可能な装置である。検査装置５は、燃焼器４に固定されることで、燃焼器４内を介してタービン３の内部における視認が難しい狭隘部や屈曲部を視認可能とされている。本実施形態の検査装置５は、検査用ケーブル６１と、検査用チューブ６と、案内治具７と、駆動制御装置（検査用チューブの駆動制御装置）８と、カメラ画像モニタ９１と、自己位置表示モニタ９２とを備えている。
【００４１】
検査用ケーブル６１は、柔軟性の高いケーブル本体６１１と、ケーブル本体６１１の先端に設けられてタービン３の内部を検査可能なセンサ６１２とを有している。ケーブル本体６１１は、作業者によって操作部（不図示）が操作されることで、ケーブル本体６１１の延びる方向であるケーブル延在方向に対して交差する任意の方向に屈曲可能であるケーブル本体６１１は、チューブ６２とは別の部材であって、チューブ６２に対して着脱可能に固定されている。ケーブル本体６１１には、検査用チューブ６とは別に単独で駆動させることが可能なように、ケーブル移動用のアクチュエータ（不図示）が設けられている。
【００４２】
センサ６１２は、ケーブル本体６１１の先端に固定されている。センサ６１２及びケーブル本体６１１はチューブ６２に内蔵されている。本実施形態のセンサ６１２は、タービン３の内部を撮像可能なカメラである。センサ６１２で撮像された映像や画像等の撮像データは、ケーブル本体６１１におけるセンサ６１２が設けられていない側の端部（後端）から延びるケーブルを介して、カメラ画像モニタ９１に送られる。本実施形態の検査用ケーブル６１としては、例えば、直接目視出来ない奥まった部位の観察や検査をするボアスコープ（工業用内視鏡）が用いられる。
【００４３】
なお、検査用ケーブル６１は、屈曲可能構造を有するものであればよく、例えば、柔軟性の高い部材が複数繋がれた多関節構造を有する蛇型のロボット等であってもよい。
【００４４】
また、センサ６１２は、本実施形態のようにカメラであることに限定されるものではない。例えば、本実施形態のセンサ６１２は、寸法計測機能（例えば、三次元位相計測）を有するセンサ６１２や、温度や傷の有無を測定可能なセンサ６１２であってもよい。
【００４５】
検査用チューブ６は、チューブ６２と、姿勢用アクチュエータ６５と、進退用アクチュエータ６７と、を備えている。
【００４６】
チューブ６２は、図３に示すように、検査用ケーブル６１が挿通可能な中空部が内部に形成されている。チューブ６２は、可撓性を有している。チューブ６２は、複数箇所で屈曲可能な多関節構造とされている。したがって、チューブ６２は、チューブ６２の延びる方向であるチューブ延在方向に対して交差する任意の方向に屈曲可能とされている。なお、チューブ６２の各関節部は、曲げやすい一方で、ねじりにくく圧縮されにくい構造とされていることが好ましい。チューブ６２の外径は、燃焼器４内及びタービン３の動静翼間の狭隘部α（図１４参照）に挿入可能な大きさとされている。チューブ６２には、ケーブル本体６１１が着脱可能とされている。本実施形態のチューブ６２は、複数のチューブ本体６３が連結されることで構成されている。
【００４７】
複数のチューブ本体６３は、チューブ本体６３の延びている方向に並んで配置され、互いに連結されている。チューブ本体６３は、その中心軸に沿って直線状に延びた状態である初期状態から屈曲するように変形した変形状態に変形可能とされている。チューブ本体６３は、図４に示すように、両端が開口した筒状部６３１と、筒状部６３１の両端の外周面から径方向の外側に向かって突出するフランジ部６３２とを有している。筒状部６３１は、内部に検査用ケーブル６１が挿通可能な円筒状をなしている。筒状部６３１は、例えば複数のスリット（不図示）が形成され、任意の方向に屈曲可能とされている。フランジ部６３２は、円環状をなして筒状部６３１と一体に形成されている。
【００４８】
図３に示すように、姿勢用アクチュエータ６５は、チューブ６２の姿勢を調節可能とされている。ここで、チューブ６２の姿勢とは、チューブ延在方向と交差する仮想面上でのチューブ６２の先端の位置及び向きである。本実施形態の姿勢用アクチュエータ６５は、チューブ６２の後端に固定されている。姿勢用アクチュエータ６５は、図７に示すように、複数のワイヤ６５１と、筐体部６５２と、プーリ６５３と、ワイヤ駆動部６５４と、ワイヤ荷重検出部６５５と、を有している。
【００４９】
図４に示すように、複数のワイヤ６５１は、一つのチューブ本体６３に対して複数（本実施形態では、例えば四本）設けられている。ワイヤ６５１の先端は、チューブ本体６３において先端側に位置するフランジ部６３２に固定されている。ワイヤ６５１は、図５に示すように、一つのフランジ部６３２に対して位相をずらすように（例えば９０度）、互いに離れて固定されている。また、ワイヤ６５１は、隣接するチューブ本体６３ごとに位相をずらして配置されている。したがって、図６に示すように、先端側に配置された一のチューブ本体６３に対して、後端側で隣接する別のチューブ本体６３では、例えばワイヤ６５１の固定位置が４５度ずれている。そのため、後端側のチューブ本体６３のフランジ部６３２には、そのチューブ本体６３よりも先端側に配置されたチューブ本体６３に固定されているワイヤ６５１を挿通させるためのワイヤ挿通孔６３３が形成されている。したがって、ワイヤ挿通孔６３３は、最も後端に近い位置に配置されたチューブ本体６３ほど多く形成されている。
【００５０】
図７に示すように、筐体部６５２は、チューブ６２の後端に固定されている。筐体部６５２は、内部にワイヤ６５１の一端が収容されている。筐体部６５２には、チューブ６２の後端から飛び出しているケーブル本体６１１が挿通可能な筐体貫通孔６５２Ａが形成されている。筐体貫通孔６５２Ａは、筐体部６５２を貫通するように形成されている。
【００５１】
プーリ６５３は、筐体部６５２内に回転可能な状態で取り付けられている。プーリ６５３は、筐体部６５２内で、ワイヤ６５１の延びている方向を反転させている。プーリ６５３は、ワイヤ６５１ごとに設けられている。つまり、プーリ６５３は、一つのワイヤ６５１に対して一つ設けられている。プーリ６５３は、筐体貫通孔６５２Ａを囲むように互いに離れて複数設けられている。
【００５２】
ワイヤ駆動部６５４は、筐体部６５２内に固定されている。ワイヤ駆動部６５４は、ワイヤ６５１ごとに設けられている。つまり、ワイヤ駆動部６５４は、一つのワイヤ６５１に対して一つ設けられている。ワイヤ駆動部６５４は、ワイヤ６５１においてチューブ本体６３と固定されていない側の端部であるワイヤ６５１の後端に対して、ワイヤ荷重検出部６５５を介して繋がっている。ワイヤ駆動部６５４は、ワイヤ６５１をプーリ６５３に対して進退させることが可能とされている。ワイヤ駆動部６５４としては、例えば、電動スライダや電動シリンダやボールねじが用いられる。
【００５３】
ワイヤ荷重検出部６５５は、ワイヤ６５１の後端とワイヤ駆動部６５４との間に配置されている。ワイヤ荷重検出部６５５は、ワイヤ６５１に生じる荷重（ワイヤ引張力）を測定し、測定結果をワイヤ駆動部６５４に送っている。送られた測定結果が過大であると判断される値（例えば、ワイヤ６５１に損傷を与えるような値）以上の場合には、ワイヤ駆動部６５４はワイヤ６５１を緩めるように駆動される。また、送られた測定結果が過少であると判断される値（例えば、ワイヤ６５１が撓んでいるとみなせる値）以下の場合には、ワイヤ駆動部６５４はワイヤ６５１を緩まない程度に張るように駆動される。ワイヤ荷重検出部６５５は、例えば、荷重を直接測定可能なロードセルであってもよい。また、代替手段として、ワイヤ駆動部６５４でのモータ電流値に基づいて間接的に荷重を測定してもよい。
【００５４】
また、姿勢用アクチュエータ６５は、複数のチューブ本体６３の中でも先端に近い位置に配置された一部のチューブ本体６３を駆動する。姿勢用アクチュエータ６５によって駆動されるチューブ本体６３は、一つであってもよく、複数であってもよい。本実施形態のチューブ６２は、図３に示すように、姿勢用アクチュエータ６５によって駆動される能動部６２Ａと、姿勢用アクチュエータ６５によって駆動（変形や移動）されない従動部６２Ｂとに分けられる。
【００５５】
能動部６２Ａでは、各チューブ本体６３のフランジ部６３２にワイヤ６５１が固定されている。能動部６２Ａは、チューブ６２において先端から所定の長さの領域である。ここで、所定の長さとは、所望の検査範囲に到達可能な長さである。
【００５６】
従動部６２Ｂは、能動部６２Ａの動きに追従して可動する。従動部６２Ｂでは、各チューブ本体６３のフランジ部６３２にワイヤ６５１が固定されていない。従動部６２Ｂは、チューブ６２において後端から能動部６２Ａまでの領域である。本実施形態の従動部６２Ｂは、筐体部６５２と能動部６２Ａとには挟まれた領域である。
【００５７】
図２に示すように、進退用アクチュエータ６７は、チューブ６２を進退させることが可能とされている。ここで、チューブ６２の進退とは、チューブ延在方向に対してチューブ６２を移動させることである。本実施形態の進退用アクチュエータ６７は、チューブ６２が固定された筐体部６５２を移動可能とされている。進退用アクチュエータ６７は、ガイドレール６７２と、進退駆動部６７１と、を有している。
【００５８】
ガイドレール６７２は、案内治具７を介して燃焼器４の上流端に固定可能とされている。本実施形態のガイドレール６７２は、燃焼器４に固定された状態で、燃焼筒４１の上流側の端部を含む部分の仮想中心軸線Ｏ４と平行に延びている。
【００５９】
進退駆動部６７１は、ガイドレール６７２上を移動する。進退駆動部６７１には、筐体部６５２が固定されている。進退駆動部６７１は、例えば、電動スライダである。図８に示すように、燃焼器４との接続位置に近づくように進退駆動部６７１がガイドレール６７２上を移動することで、チューブ６２がタービン３の内部の奥深く（下流側）まで挿入される。逆に、図２に示すように、燃焼器４との接続位置から離れるように進退駆動部６７１がガイドレール６７２上を移動することで、チューブ６２がタービン３の内部の奥からタービン３の入口付近（上流側）まで移動される。
【００６０】
案内治具７は、ガスタービン１の外部からタービン３の内部までチューブ６２を案内する。本実施形態の案内治具７は、燃焼器４の上流側から燃焼筒４１内に挿入されることで、チューブ６２の先端を燃焼器４の外部から燃焼器４の出口（タービン３の内部における第一段静翼３７１の上流側付近）まで案内する。案内治具７は、図９に示すように、ガイド管７１と、先頭管７２と、先頭管回転部７３と、ガイド管回転部７４とを有している。
【００６１】
ガイド管７１は、中心軸Ｏ７に沿って延在している。ガイド管７１は、内部にチューブ６２が挿通可能とされた円筒状の部材である。ガイド管７１は、燃焼筒４１における仮想中心軸線Ｏ４に沿って延びる上流側の端部を含む部分の長さよりも長く形成されている。ガイド管７１の先端には、先頭管７２が繋がれている。先頭管７２が設けられている側の端部と反対側であるガイド管７１の後端には、ガイド管フランジ部７１１が形成されている。ガイド管フランジ部７１１は、ガイド管７１の後端において、円環状をなすように、外周面から径方向の外側に向かって突出している。ガイド管フランジ部７１１の外周面には、歯車が形成されている。ガイド管７１は、ガイド管フランジ部７１１が外部に位置した状態で、燃焼器４に固定可能とされている。
【００６２】
先頭管７２は、ガイド管７１と同様に、内部にチューブ６２が挿通可能とされた円筒状の部材である。先頭管７２の後端は、先頭管回転軸７２１を介してガイド管７１に回転可能に支持されている。先頭管回転軸７２１は、中心軸Ｏ７と直交する方向に延びている。先頭管回転軸７２１は、先頭管７２とガイド管７１とを回転可能に連結している。先頭管７２の先端は、自由端とされている。先頭管７２は、ガイド管７１よりも短く形成されている。先頭管７２は、燃焼筒４１における下流側の端部を含む部分の長さと同程度の長さとされている。
【００６３】
先頭管回転部７３は、ガイド管７１に対して先頭管７２を回転させる。先頭管回転部７３は、先頭管回転モータ７３１と、先頭管側プーリ７３２と、モータ側プーリ７３３と、ワイヤ部７３４とを有している。先頭管回転モータ７３１は、案内治具７が燃焼器４に取り付けられた際に、燃焼器４の外部に位置するように設けられている。先頭管側プーリ７３２は、先頭管回転軸７２１に固定されている。モータ側プーリ７３３は、先頭管回転モータ７３１の駆動軸に固定されている。ワイヤ部７３４は、無端状をなしており、先頭管側プーリ７３２と、モータ側プーリ７３３とに掛け渡されている。これにより、先頭管回転モータ７３１が駆動されることで、モータ側プーリ７３３が回転する。モータ側プーリ７３３の回転がワイヤ部７３４を介して先頭管側プーリ７３２が伝達され、先頭管側プーリ７３２が先頭管回転軸７２１と共に回転する。これにより、先頭管７２が先頭管回転軸７２１を中心に回転する。
【００６４】
ガイド管回転部７４は、中心軸Ｏ７を中心としてガイド管７１を回転させる。ガイド管回転部７４は、ガイド管回転モータ７４１と、ガイド管回転歯車７４２とを有している。ガイド管回転モータ７４１は、案内治具７が燃焼器４に取り付けられた際に、燃焼器４の外部で、ガイド管回転歯車７４２がガイド管フランジ部７１１と噛み合うように配置されている。ガイド管回転歯車７４２は、ガイド管回転モータ７４１の駆動軸に固定されている。これにより、ガイド管回転モータ７４１が駆動されることで、ガイド管回転歯車７４２が回転する。ガイド管回転歯車７４２が回転することで、噛合っているガイド管フランジ部７１１が回転する。これにより、ガイド管７１が先頭管７２と共に中心軸Ｏ７を中心として回転する。
【００６５】
駆動制御装置８は、図２に示すように、姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７に信号を送り、チューブ６２の動きを制御可能とされている。駆動制御装置８は、図１０に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ストレージ部１０４、及びインターフェース部１０５を備えるコンピュータである。インターフェース部１０５を介して、姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７や、後述するカメラ画像モニタ９１及び自己位置表示モニタ９２との間で信号のやり取りが行われる。
【００６６】
ＣＰＵ１０１は、駆動制御装置８の動作全体を司るプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、後述する各種機能を発揮する。
【００６７】
ＲＯＭ１０２は、書き換え不能の不揮発性メモリである。ＲＡＭ１０３は、書き換え可能な揮発性メモリである。ＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３は、主記憶装置とも呼ばれ、ＣＰＵ１０１が各種機能を発揮して動作するためのプログラムが展開されている。
【００６８】
ストレージ部１０４は、駆動制御装置８に内蔵される大容量記憶装置（不揮発性メモリ）であって、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等である。ストレージ部１０４は、補助記憶装置とも呼ばれ、後述するタービン３の内部の三次元形状データや事前の試験、シミュレーションによって取得されたデータ、及びＣＰＵ１０１を動作させるプログラム等の予め必要な情報が記憶されている。
【００６９】
図１１に示すように、駆動制御装置８のＣＰＵ１０１は予め自装置で記憶するプログラムを実行することにより、出力部８１、ルート決定部８２、逆解析部８３、順解析部８４、補正部８５、位置推定部８７、及び位置補正部８８の各機能を発揮する。
【００７０】
出力部８１は、姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の起動及び停止等の駆動制御や、駆動制御装置８の各機能の開始及び終了など種々の制御を行う。出力部８１は、各機能部で取得された情報を姿勢用アクチュエータ６５、進退用アクチュエータ６７、及び自己位置表示モニタ９２に出力している。
【００７１】
ルート決定部８２は、予め記憶されていたタービン３の内部の三次元形状データを取得する。ルート決定部８２は、取得した三次元形状データに基づいて、ルートＲを決定する。ここで、ルートＲとは、図１３に示すように、本実施形態の検査方法Ｓ１において、タービン３の内部でチューブ６２の先端が最初に配置される開始点Ｐ１から検査（点検）される目標点Ｐ２までの道筋である。開始点Ｐ１は、検査開始前にチューブ６２の先端が位置する地点である。本実施形態における開始点Ｐ１は、タービン３の入口と燃焼器４の出口との接続部分であって、第一段静翼３７１の上流端付近である。目標点Ｐ２は、検査対象とする静翼３７や動翼３３等のタービン３の内部の任意の検査位置である。
【００７２】
逆解析部８３は、ルート決定部８２で決定されたルートＲの情報に基づいて、開始点Ｐ１から目標点Ｐ２までルートＲに沿ってチューブ６２を移動させる解析を行う。逆解析部８３では、チューブ６２が全域に亘ってルートＲから外れないように、チューブ６２の先端がルートＲ上を仮想的に進行させるシミュレーションが行われる。
【００７３】
順解析部８４は、逆解析部８３の解析結果に基づいて、ルートＲ上の各位置にチューブ６２が位置した際の姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７が操作された操作量を解析操作量として取得する。
【００７４】
補正部８５は、チューブ６２の自重に起因するチューブ６２の自重たわみ量を取得する。補正部８５は、自重たわみ量に基づいて解析操作量を補正する。自重たわみ量は、チューブ６２の重量によって生じるチューブ６２の弛み等の鉛直方向の下方への移動量である。
【００７５】
位置推定部８７は、解析操作量と、ルート決定部８２で決定されたルートＲの情報に基づいて、タービン３の内部におけるチューブ６２の先端の位置及び姿勢を推定する。
【００７６】
位置補正部８８は、センサ６１２から撮像された撮像情報が入力される。位置補正部８８は、入力された撮像情報に基づいて、位置推定部８７で推定されたチューブ６２の位置及び姿勢に対する実際のセンサ６１２の位置及び姿勢のずれを補正する。
【００７７】
カメラ画像モニタ９１は、センサ６１２が撮影した映像を表示する。カメラ画像モニタ９１には、検査用ケーブル６１からセンサ６１２で撮像された撮像情報が入力される。また、カメラ画像モニタ９１に入力された撮像情報は、自己位置表示モニタ９２及び駆動制御装置８に送られる。
【００７８】
自己位置表示モニタ９２は、タービン３の内部の三次元形状データ上でのルートＲと、現在のチューブ６２の位置及び姿勢が表示される。自己位置表示モニタ９２には、駆動制御装置８からルートＲの情報と、位置推定部８７で推定されたチューブ６２の位置及び姿勢の情報とが入力される。自己位置表示モニタ９２では、入力された情報に基づいてルートＲ上での推定された現在のチューブ６２の位置及び姿勢が表示される。
【００７９】
次に、検査装置５を用いた検査方法Ｓ１について、図１２から図１４に基づいて順に説明する。本実施形態の検査方法Ｓ１は、準備工程Ｓ２と、ルート決定工程Ｓ３、逆解析工程Ｓ４と、順解析工程Ｓ５と、補正工程Ｓ６と、操作量取得工程Ｓ７と、駆動工程Ｓ８と、位置推定工程Ｓ９と、位置補正工程Ｓ１０とを含んでいる。
【００８０】
準備工程Ｓ２では、検査装置５が準備される。準備された検査装置５は、ガスタービン１の燃焼器４に取り付けられる。具体的には、燃焼器４の上流端から燃焼筒４１の内部に案内治具７が挿入される。案内治具７を挿入する際には、ガイド管７１の中心軸Ｏ７に対して先頭管７２の中心軸が同軸上となるように、先頭管回転部７３によって、ガイド管７１に対して先頭管７２が回転される。この状態で、案内治具７は、先頭管７２の先端が燃焼筒４１の屈曲している部分（上流側の端部を含む部分と、下流側の端部を含む部分とが交差する領域）に到達するまで燃焼筒４１内に挿入される。その後、燃焼筒４１の内壁と接触させることなく、先頭管７２の中心軸が水平に近づくように、ガイド管７１に対して先頭管７２が先頭管回転部７３によって回転される。同時に、燃焼筒４１の奥まで案内治具７がさらに挿入される。その結果、先頭管７２の先端が燃焼筒４１の出口に到達した時点では、先頭管７２の中心軸が水平となる。つまり、燃焼筒４１の下流側の端部を含む部分に対して先頭管７２が平行となる。この状態で、先頭管７２の先端が、周方向に隣り合う第一段静翼３７１の前縁間の隙間を向くように、ガイド管７１がガイド管回転部７４によって回転される。ガイド管回転部７４は、先頭管回転部７３と同期するように駆動される。その結果、ガイド管７１が中心軸Ｏ７周りに回転しながら、先頭管７２は先頭管回転軸７２１周りに同期して回転する。これにより、先頭管７２が常に水平を向いたままガイド管７１が回転し、先頭管７２の先端が、周方向に隣り合う第一段静翼３７１の前縁間の隙間を向く。この状態で、案内治具７は燃焼器４に対して固定される。
【００８１】
案内治具７が取り付けられた後に、準備工程Ｓ２では、検査用チューブ６が案内治具７に固定される。具体的には、検査用ケーブル６１が内部に挿通された状態で固定されているチューブ６２が、作業者によって案内治具７内に挿入される。同時に、ガイド管フランジ部７１１にガイドレール６７２が固定される。これにより、図２に示すように、ガイドレール６７２に対して進退駆動部６７１が最も下がった位置（ガイド管フランジ部７１１に対して進退駆動部６７１が最も離れた位置）に配置された状態で、撓んだ状態であるチューブ６２は、徐々に伸ばされて先端が先頭管７２の先端付近に向かう。その結果、図１に示すように、チューブ６２の先端は、先頭管７２の先端に到達し、燃焼筒４１の出口付近に配置される。
【００８２】
ルート決定工程Ｓ３では、ルート決定部８２によって開始点Ｐ１から目標点Ｐ２までのチューブ６２の移動するルートＲが決定される。具体的には、ルート決定部８２は、図１３に示すように、タービンケーシング３５内での各段の動翼３３及び静翼３７の形状や配置のデータである三次元形状データをストレージ部１０４から取得する。ルート決定部８２では、取得した三次元形状データを地図情報として利用し、動翼３３や静翼３７に接触しないルートＲが決定される。その際、ルート決定部８２では、取得した三次元形状データに基づいて、周方向において隣り合う動翼３３の間の中間位置、及び周方向において隣り合う静翼３７の間の中央位置の少なくとも一方を通るようにルートＲが決定される。ここで、ルートＲは、例えば、図１４に示すように、隣り合う動翼３３（又は静翼３７）において、最も間隔の狭い狭隘部αの中間位置を通過するように決定される。さらには、ルートＲは、狭隘部α以外の領域においても、隣り合う動翼３３（又は静翼３７）の中間位置を上流側から下流側の全域に亘って通るように決定されることがより好ましい。
【００８３】
逆解析工程Ｓ４では、逆解析部８３によってチューブ６２をルートＲ上で移動させるシミュレーションが行われる。具体的には、逆解析部８３は、ルートＲ上に拘束された状態でチューブ６２が強制的に移動されるように、三次元の解析モデル上で仮想的に複数のチューブ本体６３を曲げながら、開始点Ｐ１から目標点Ｐ２までチューブ６２の先端を移動させるシミュレーションを行う。この際、能動部６２Ａにおける各チューブ本体６３の先頭のフランジ部６３２の中心がルートＲ上を通るようにシミュレーションが行われる。このシミュレーションによって、チューブ本体６３が移動することによって姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７が逆に動かされる。これにより、姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の操作量が逆解析される。ここで、姿勢用アクチュエータ６５の操作量とは、チューブ６２の姿勢を変化させることを目的として、各ワイヤ６５１に対応したワイヤ駆動部６５４でのワイヤ６５１が進退させられる移動量である（図７参照）。したがって、姿勢用アクチュエータ６５の操作量が変化することで、各ワイヤ６５１のストロークに差が生じた状態となる。このため、ワイヤ６５１間にストローク差を生じさせるように姿勢用アクチュエータ６５を操作することにより、チューブ６２の先端を所望の姿勢にすることができる。また、進退用アクチュエータ６７の操作量とは、開始点Ｐ１に対してチューブ６２を進退させることを目的として、ガイドレール６７２に対する進退駆動部６７１が進退させられる移動量である（図７参照）。
【００８４】
順解析工程Ｓ５では、順解析部８４によって順解析が行われ、逆解析部８３でのシミュレーションにおいてチューブ６２が移動することに伴って姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７が動かされた操作量である被操作量が取得される。具体的には、ルートＲ上のある点にチューブ６２の先端が位置する場合において、能動部６２Ａにおける各チューブ本体６３に固定されたワイヤ６５１に対応するワイヤ駆動部６５４の変位や進退駆動部６７１の変位がそれぞれ算出される。これらの変位がルートＲ上の複数の箇所で算出されることで、ルートＲ上の任意の点での姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の被操作量が取得される。順解析工程Ｓ５では、この被操作量が解析操作量として取得される。
【００８５】
補正工程Ｓ６では、補正部８５によって、チューブ６２の自重によるルートＲからのずれが補正される。現実のチューブ６２は一定の重量があるために、その重量によってチューブ６２が弛み、シミュレーション通りにチューブ６２を移動させてもルートＲから外れてしまう可能性がある。そこで、補正工程Ｓ６では、ルートＲ上の各点でのチューブ６２の自重に起因する移動量（ずれ量）を自重たわみ量として算出する。具体的には、補正部８５は、例えば、ＰＩＤ制御を用いて解析操作量を補正する。
【００８６】
より具体的には、図１５に示すように、順解析部８４で取得した操作量では、自重たわみ量が考慮されていないため、ルートＲに対してチューブ本体６３の位置（隣接するチューブ本体６３同士におけるフランジ部６３２の中心位置）に偏差（ずれ）が生じる。例えば、先頭からｉ番目のチューブ本体６３におけるルートＲ上の点Ｐｉからのずれ量（Δｘｉ、Δｙｉ）は、各チューブ本体６３に行けるローカルな座標系を基準として算出される。図１６に示すように、この座標系は、チューブ本体６３に取り付けられたワイヤ６５１の数及び位置によって定められる。例えば、本実施形態のように四つのワイヤ６５１を用いる場合、図１６において、第一ワイヤ６５１ａ及び第二ワイヤ６５１ｂを通るｘｉ軸と、第三ワイヤ６５１ｃ及び第四ワイヤ６５１ｄを通るｙｉ軸とを基準とする座標系となる。
【００８７】
ここで、ずれ量（Δｘｉ、Δｙｉ）は、各ワイヤ６５１の操作量を次に式（１）及び（２）に基づいてＰＩＤ制御を行うことで、補正される。
【００８８】
【数１】
2020090959.tif 000003
【００８９】
ここで、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、それぞれ修正係数である。Ｋｐ項によってずれ量（Δｘｉ、Δｙｉ）に応じた修正が実施される。Ｋｉ項によって、ずれ量（Δｘｉ、Δｙｉ）の定常偏差が軽減される。Ｋｄ項によって、応答性を向上させて偏差を軽減できる。
【００９０】
このような補正を行うことで、例えば、ｘｉ軸上のずれ量（Δｘｉ）が負の値（第二ワイヤ６５１ｂ側にずれている）の場合、ｘｉ軸上の第二ワイヤ６５１ｂを引っ張り、チューブ本体６３のフランジ部６３２を図１６における左上に向かって移動させることで、ｘｉ軸上のずれ量（Δｘｉ）は小さくなる。また、ｙｉ軸上のずれ量（Δｙｉ）が正の値（第三ワイヤ６５１ｃ側にずれている）の場合、ｙｉ軸上の第三ワイヤ６５１ｃを引っ張り、チューブ本体６３のフランジ部６３２を図１６における右上に向かって移動させることで、ｙｉ軸上のずれ量（Δｙｉ）は小さくなる。
【００９１】
また、強制的にルートＲ上に拘束された状態でチューブ６２を移動させることで、チューブ６２にはルートＲ上に留まるための拘束力が解析上は仮想的に生じる。補正部８５では、この拘束力を低減するように解析操作量をさらに補正してもよい。
【００９２】
具体的には、補正部８５では、例えば、図１７に示すようなフィードバックモデルに基づいて補正が行われる。図１７は、隣接する二つのチューブ本体６３を例に挙げたフィードバックモデルである。先頭から順に、第一（先頭）のチューブ本体６３ａ、第二のチューブ本体６３ｂと称する。このフィードバックモデルでは、第一のチューブ本体６３ａにおいて、ワイヤ６５１を緩まない状態とさせるために最低限必要なワイヤ引張量であるプリテンションに、第一のチューブ本体６３ａの先端の拘束力をＰ倍とした力が加算され、第一のチューブ本体６３ａのｃａｂｌｅ１操作力が生成される。これにワイヤ６５１に生じる抵抗値（摩擦等のロス）を減じた処理Ｘを行い、第一のチューブ本体６３ａの先端のワイヤ操作力ｆ６３ａが生成される。ここで、第一のチューブ本体６３ａの先端のワイヤ操作力ｆ６３ａは、ワイヤ６５１と途中のフランジ部６３２との摩擦の分だけ、第一のチューブ本体６３ａのｃａｂｌｅ１操作力よりも小さくなる。ワイヤ操作力ｆ６３ａと機構解析（内部の力学モデルＹ）とにより第一のチューブ本体６３ａの先端の拘束力が生成される。本ロジックは第一のチューブ本体６３ａの先端の拘束力が目標値０に近づくようにフィードバック制御されるものである。さらに、第二のチューブ本体６３ｂでは、上述した第一のチューブ本体６３ａと同様の制御に加え、前方の第一のチューブ本体６３ａでのｃａｂｌｅ１操作力が加味され、第二のチューブ本体６３ｂの先端のワイヤ操作力ｆ６３ｂを算出し、第二のチューブ本体６３ｂの先端の拘束力が目標値０に近づくようにフィードバック制御される。
【００９３】
このようなフィードバックモデルに基づいて逆解析を行い、各チューブ本体６３の拘束力が目標値に近づいた状態でのワイヤ６５１の解析操作量が取得される。これにより、拘束力を低減するように補正された解析操作量が取得される。
【００９４】
操作量取得工程Ｓ７では、補正された解析操作量が姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の操作量としてそれぞれ取得される。
【００９５】
駆動工程Ｓ８では、出力部８１によって姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７が駆動される。具体的には、駆動工程Ｓ８では、取得された操作量の情報が出力部８１から姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７に送られ、姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７がそれぞれ駆動される。これにより、進退駆動部６７１がガイドレール６７２上を移動するとともに、ワイヤ駆動部６５４がワイヤ６５１を動かす。これにより、図８及び図１３のように、チューブ６２は、静翼３７や動翼３３の間を抜けてタービン３の奥深くまで進入する。その結果、現実のチューブ６２の先端が開始点Ｐ１から目標点Ｐ２に向かって移動される。
【００９６】
位置推定工程Ｓ９では、位置推定部８７によって、目標点Ｐ２に移動後のタービン３の内部におけるチューブ６２の先端の位置及び姿勢が推定される。
【００９７】
位置補正工程Ｓ１０では、センサ６１２によって撮像された撮像情報が位置補正部８８に入力される。位置補正部８８では、解析操作量及びルートＲの情報と、三次元形状データとに基づいて、位置推定工程Ｓ９で推定された位置及び姿勢でセンサ６１２によって見えるべき仮想画像データを解析して取得する。位置補正部８８では、取得された仮想画像データと、入力された撮像情報とが照合される。位置補正部８８は、仮想画像データに対して撮像情報が一致するように、チューブ６２の位置及び姿勢を動かすための姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の被操作量を算出する。位置補正工程Ｓ１０では、算出した被操作量に基づいて姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７が駆動されることで、推定されたチューブ６２の位置及び姿勢に対する実際のセンサ６１２の位置及び姿勢のずれが補正される。つまり、実際のセンサ６１２の位置及び姿勢が、推定されたチューブ６２の位置及び姿勢に合わされる。これにより、チューブ６２の先端が、現実のタービン３の内部において、目標点Ｐ２に対応する位置に到達する。
【００９８】
目標点Ｐ２に到達後は、チューブ６２の先端又は検査用ケーブル６１の先端（センサ６１２）を動かし、検査範囲を広げて検査が実施される。具体的には、チューブ６２の先端を動かす場合、作業者によってカメラ画像モニタ９１の映像や自己位置表示モニタ９２の表示内容を確認しながら操作部（不図示）が操作される。これにより、隣接するチューブ本体６３ごとに異なる動きを行うように、出力部８１から姿勢用アクチュエータ６５に信号が送られる。
【００９９】
例えば、図１８に示すように、姿勢用アクチュエータ６５は、チューブ６２の先端を、曲げるように移動させる。つまり、チューブ６２の先端の向く方向を変化させるようにチューブ６２は動かされる。この際、例えば、チューブ６２は、複数のチューブ本体６３が連結された構造のため、各チューブ本体６３が、それぞれのチューブ本体６３のワイヤ６５１の動きの影響を受けて、所定の曲率変形が曲がるように動く。この特性を利用し、隣り合うチューブ本体６３に対してワイヤ６５１を異なる操作量で動かすことで、チューブ６２の先端のみが曲げるように動かされる。具体的には、先頭から順に、第一（先頭）のチューブ本体６３ａ、第二のチューブ本体６３ｂ、第三のチューブ本体６３ｃ、及び第四のチューブ本体６３ｄと称する。この場合、第一のチューブ本体６３ａを、図１８において上側に動かすワイヤ６５１の操作量をΔｄとした場合、第二のチューブ本体６３ｂでは、第一のチューブ本体６３ａの動きとは逆側である下側に動くように、同じ操作量Δｄでワイヤ６５１が動かされる。これにより、第二のチューブ本体６３ｂから根元までの動きが相殺され、第一のチューブ本体６３ａの先端のみが曲げるように動かされる。
【０１００】
また、図１９に示すように、姿勢用アクチュエータ６５は、チューブ６２の先端を、チューブ延在方向と直交する仮想平面に沿って平行移動させる。つまり、単にチューブ６２の先端の向く方向を変化させるようにチューブ６２の先端のみが振られるわけではなく、チューブ６２の先端が一定の方向を見たまま、上下や左右に移動するようにチューブ６２は動かされる。具体的には、第一のチューブ本体６３ａを、図１９において下側に動かすワイヤ６５１の操作量をΔｄとした場合、第二のチューブ本体６３ｂでは、第一のチューブ本体６３ａの動きとは逆側である上側に動くように、第一のチューブ本体６３ａでの操作量に対して倍の操作量２Δｄでワイヤ６５１が動かされる。さらに、第三のチューブ本体６３ｃでは、第一のチューブ本体６３ａの動きと同じく下側に動くように、同じ操作量Δｄでワイヤ６５１が動かされる。これにより、第一のチューブ本体６３ａの曲げが相殺され、第一のチューブ本体６３ａが横にシフトするように動き、第一のチューブ本体６３ａの先端は平行に移動するように動かされる。
【０１０１】
また、検査用ケーブル６１を動かす場合、例えば、目標点Ｐ２に到達後に作業者によってチューブ６２に対するケーブル本体６１１の固定が外される。その後、作業者によってカメラ画像モニタ９１の映像や自己位置表示モニタ９２の表示内容を確認しながら操作部（不図示）でケーブル本体６１１が操作される。その結果、チューブ６２の先端からケーブル本体６１１が進出する。その際、チューブ６２の場合と同様に、首を曲げるようにケーブル本体６１１の先端部を動かしてもよい。これにより、検査範囲を広げて検査を実施することができる。
【０１０２】
このような構成によれば、逆解析部８３によってルートＲに沿ってチューブ６２を移動させるシミュレーションが行われ、シミュレーション結果に基づいて順解析部８４で解析操作量が取得される。そのため、定められたルートＲ通りにチューブ６２を移動させるために必要な姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の操作量を解析操作量として把握することができる。タービンケーシング３５の内部は、視認できないだけでなく、複雑な形状を有する静翼３７や動翼３３が周方向や軸線Ｏ１方向に並んで複数配置されている。そのため、目標点Ｐ２までのルートＲは非常に複雑になる。しかしながら、このような複雑なルートＲであっても、解析操作量が取得されることで、動翼３３や静翼３７等の障害物への接触を抑え、タービン３の内部で適切にチューブ６２を移動させることが可能となる。したがって、タービン３の内部に損傷を与えることなく、高い精度でチューブ６２の先端を目標点Ｐ２まで到達させることできる。これにより、視認が難しい領域であっても、高い精度でチューブ６２を奥深くの目的の検査位置まで到達させることができる。
【０１０３】
また、多自由度を有するチューブ６２の特性を活かしたルートＲを予め決定し、決定したルートＲに従ってチューブ６２を移動させている。そのため、タービン３の内部で目標点Ｐ２に到達する前に、チューブ６２が狭隘部αで動翼３３や静翼３７に接触して詰まりや引掛りが発生し、奥に進まなくなってしまう等の不具合の発生を抑制して検査を行うことができる。その結果、視認が難しい領域であっても、タービンケーシング３５を開放することなく、センサ６１２を用いて高い精度で検査することができる。
【０１０４】
また、ルート決定部８２では、タービン３の内部の三次元形状データに基づいてルートＲが決定される。そのため、タービン３の内部の正確な情報に基づいて高い精度のルートＲが決定される。そのため、目標点Ｐ２までの正確なルートＲに沿って、チューブ６２を移動させることができる。したがって、タービン３の内部でのチューブ６２を移動させた際の動翼３３や静翼３７等への接触を抑制することができる。
【０１０５】
特に、ルート決定部８２では、隣り合う動翼３３及び静翼３７において、最も間隔の狭い狭隘部αの中間位置を通過するようにルートＲが決定されている。そのため、実際にチューブ６２が移動する場合にルートＲ上からわずか逸れても、動翼３３や静翼３７への接触してしまうことがない。したがって、タービン３の内部でのチューブ６２を移動させた際の障害物への接触をより抑制することができる。これにより、タービン３の内部でのチューブ６２の移動に伴う動翼３３や静翼３７の損傷を抑制することができる。
【０１０６】
また、補正部８５によって、チューブ６２の重量による移動量が補正される。そのため、実際のチューブ６２の重量による影響を抑え、逆解析部８３でのシミュレーションの結果に近い形でチューブ６２を移動させることができる。したがって、より高い精度でチューブ６２を動かすことができる。
【０１０７】
また、解析操作量に基づいて、実際のチューブ６２を動かした場合であって、各種機器の誤差や現実の開始点Ｐ１のずれ等によって、最終的なチューブ６２の先端の位置（センサ６１２の位置）がシミュレーション結果とずれてしまう場合がある。ところが、本実施形態では、実際にセンサ６１２で撮影した映像に基づいて、実際のセンサ６１２の位置が確認される。この結果に基づいて、位置補正部８８によって、実際のセンサ６１２の位置及び姿勢を推定されたセンサ６１２の位置及び姿勢に合わせるための姿勢用アクチュエータ６５及び進退用アクチュエータ６７の操作量を取得することができる。これにより、実際のチューブ６２の位置及び姿勢のずれを修正することができる。したがって、シミュレーション上の目標点Ｐ２までより一層高い精度でチューブ６２を移動させることができる。
【０１０８】
また、チューブ６２の先端が、チューブ延在方向と直交する仮想平面に沿って平行移動可能とされている。そのため、動翼３３や静翼３７の翼面に対してセンサ６１２を平行に移動させる等の動きが可能となり、障害物を効率良く避けたり、検査範囲を拡大させたりすることができる。
【０１０９】
また、チューブ６２に対してケーブル本体６１１が着脱可能とされている。そのため、チューブ６２の先端を目標点Ｐ２まで到達させた後に、センサ６１２が先端に設けられている検査用ケーブル６１をチューブ６２に対して移動させることができる。これにより、目標点Ｐ２付近での視野を広げ、検査範囲を拡大することができる。
【０１１０】
また、ガイド管７１に対して回転する先頭管７２を有する案内治具７を介して検査用チューブ６がタービン３の内部に挿入されている。案内治具７では、ガイド管７１に対して先頭管７２が回転可能とされていることで、途中で屈曲する構造を有する燃焼筒４１内の奥深くまで先頭管７２を挿入できる。そのため、燃焼筒４１を傷つけることなく、燃焼筒４１の出口まで先頭管７２を到達させることができる。このような案内治具７内にチューブ６２を挿入するだけで、燃焼器４の上流側からタービン３の入口までチューブ６２を容易に到達させることができる。さらに、ガイド管７１と先頭管７２とが同期して回転可能とされていることで、先頭管７２の先端の周方向における向きを調整しつつ、先頭管７２を水平のまま維持できる。そのため、開始点Ｐ１を所望の位置に設定しやすくなる。開始点Ｐ１が所望の位置とできることで、タービン３の奥深くまでチューブ６２を到達させやすくなる。
【０１１１】
（実施形態の他の変形例）
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【０１１２】
例えば、上記実施形態では、燃焼器４の上流側からチューブ６２が挿入されるように検査装置５が設置されているが、このように取り付けられることに限定されるものではない。例えば、図２０に示す第一変形例では、タービンケーシング３５の側面に形成された点検口３８からチューブ６２を挿入するように検査装置５が設置されてもよい。この場合、変形例の案内治具７のガイド管７０の形状は、実施形態のような形状ではなく、直線状をなす配管であってもよい。
【０１１３】
図２１に示すように、第一変形例の検査装置では、点検口３８から挿入されたガイド管７０内を通過したチューブ６２の先端が動翼３３のシュラウド付近まで到達した後に、作業者によってカメラ画像モニタ９１の映像や自己位置表示モニタ９２の表示内容が確認されながら操作部（不図示）でケーブル本体６１１が操作される。その結果、チューブ６２の先端からケーブル本体６１１が進出する。ケーブル本体６１１は、タービンロータ３１を周方向に回り込むように移動され、点検口３８とは周方向において逆側付近に配置された動翼３３や静翼３７に到達する。このようにして、点検口３８の位置に関わらずに、周方向のいかなる位置に配置された動翼３３や静翼３７に対して検査を行うことができる。
【０１１４】
また、図２２に示すように、第二変形例として、検査装置では、ガイド管７０よりも熱伝導率の低い材料で形成された断熱材２１を介して姿勢用アクチュエータ６５がガイド管７０に固定されていてもよい。これにより、タービンケーシング３５の熱が姿勢用アクチュエータ６５やチューブ６２に伝わってしまうことを抑制できる。
【０１１５】
また、検査装置は、断熱材２１に向けて冷却剤を噴射する冷却剤噴射部２２をさらに備えていてもよい。冷却剤噴射部２２は、ドライアイスパウダや空気等の冷却剤を断熱材２１に向けて噴射可能とされている。冷却剤噴射部２２によって、断熱材２１の周辺が冷却されることで、タービンケーシング３５の熱が姿勢用アクチュエータ６５やチューブ６２に伝わってしまうことをより抑制できる。
【０１１６】
また、カメラ画像モニタ９１、自己位置表示モニタ９２、及び駆動制御装置８等の検査対象物であるタービン３の外部に配置される各種機器を、タービンケーシング３５の外周面に巻かれた保温材２３を介してタービンケーシング３５上に載せるように配置してもよい。保温材２３は、タービンケーシング３５の熱をカメラ画像モニタ９１、自己位置表示モニタ９２、及び駆動制御装置８へ伝えづらくすることが可能な材料で形成されている。例えば、保温材２３は、断熱材２１と同じ材料であってもよい。タービン３の外部に配置される各種機器をタービンケーシング３５に取り付けることで、カメラ画像モニタ９１、自己位置表示モニタ９２、及び駆動制御装置８を設置するためのスペースを低減できる。そのため、タービン３の周辺に大きなスペースを確保する必要が無くなる。さらに、保温材２３を介してタービンケーシング３５に取り付けることで、カメラ画像モニタ９１、自己位置表示モニタ９２、及び駆動制御装置８に、タービンケーシング３５の熱が伝わってしまうことを抑制できる。
【０１１７】
また、検査用ケーブル６１は、上述したような実施形態の構造に限定されるものではない。例えば、変形例として、検査用ケーブル６１０は、ケーブル本体６１１を覆うシース６１３と、シース６１３の内部に冷却流体を供給する冷却流体供給部６１４とをさらに有していてもよい。図２３に示すように、シース６１３は、筒状をなしている。シース６１３の内部には、ケーブル本体６１１が挿通された状態で固定されている。つまり、シース６１３は、ケーブル本体６１１と共に移動及び屈曲可能とされている。シース６１３は、ケーブル本体６１１よりも熱伝導率の低い材料で形成されている。シース６１３の後方側（カメラ画像モニタ９１に近い位置）の端部は、シール６１５によって閉塞されている。シース６１３の前方側（センサ６１２に近い位置）の端部は、開放されている。
【０１１８】
冷却流体供給部６１４は、シース６１３の内周面とケーブル本体６１１の外周面との間に隙間に冷却流体を供給する。供給される冷却流体としては、例えば、タービン３に使用される冷却空気である。冷却流体供給部６１４は、冷却流体の供給源６１６と、供給源６１６から送られてきた冷却空気を冷却するクーラ６１７と、クーラ６１７で冷却された冷却空気を調圧するレギュレータ６１８とを有している。
【０１１９】
シース６１３を有することで、内部に配置されたケーブル本体６１１にタービン３の内部を流れる高温のガスの温度が伝達されづらくなる。さらに、冷却流体供給部６１４によって冷却流体がシース６１３の内部に供給されることで、シース６１３の内周面とケーブル本体６１１の外周面との間を冷却流体が流れる。その結果、冷却流体によってケーブル本体６１１が冷却される。ケーブル本体６１１を冷却した冷却流体は、シース６１３の前方側の開口からタービン３の内部に排出される。ケーブル本体６１１が冷却されることで、ケーブル本体６１１が周囲の環境によって高温になってしまうことを抑制できる。その結果、タービン３が停止した直後のように、タービン３の内部が高温であっても、ケーブル本体６１１の損傷を抑えて、検査を行うことができる。
【０１２０】
また、チューブ６２は、前方領域（チューブ６２において先端から所定の長さの領域）に能動部６２Ａが配置され、後方領域（チューブ６２において後端から能動部６２Ａまでの領域）に従動部６２Bが配置される構造に限定されるものではない。例えば、変形例のチューブ６２０として、能動部６２Ａと従動部６２Bとがチューブ６２０の延びる方向に交互に配置されていてもよい。
【０１２１】
その際、従動部６２Bは、能動部６２Ａの動きに単純に追従して可動するだけの構造であることに限定されるものではない。例えば、図２４に示すように、変形例として、従動部６２０Bは、能動部６２Ａの動きに追従して変形した変形状態から初期状態に弾性力によって復元可能とされた構造を有していてもよい。具体的には、従動部６２０Bでは、チューブ本体６３０は、さらに複数（本実施形態では、例えば四本）のバネ６３４を有している。バネ６３４は、筒状部６３１の外側で両端のフランジ部６３２同士を繋いでいる。バネ６３４は、両端のフランジ部６３２同士を引き寄せるような引張力が働いている引張りばねである。複数のバネ６３４は、周方向に均等に離れて配置されている。このようなバネ６３４によって、チューブ本体６３０に初期状態へ戻ろうとする復元力を発生させることができる。その結果、チューブ６２における屈曲への寄与の小さい部分である従動部６２０Ｂにおける曲げ剛性を確保することができる。
【０１２２】
なお、従動部６２０Ｂは、バネ６３４によって初期状態に戻ろうとする復元力を生じさせることに限定されるものではない。従動部６２０Ｂは、弾性力が有する構造であればどのような構造であってもよい。例えば、バネ６３４の代わりにゴム材を用いてもよく、筒状部６３１自体を弾性変形可能な材料で構成してもよい。
【０１２３】
また、チューブ６２は、本実施形態のような複数のチューブ本体６３を有する構造に限定されるものではない。チューブ６２は、例えば、ピンジョイントが９０度ずつ位相を変化させながら積層された構造や、球面ジョイントが積層された構造によって、複数箇所で屈曲可能な多関節構造とされていてもよい。
【０１２４】
また、検査対象物は、本実施形態のようにガスタービン１のタービン３に限定されるものではない。検査対象部としては、内部が閉塞された物体のように視認しづらい領域を有するものであればよい。例えば、検査対象物は、ガスタービン１における圧縮機２や燃焼器４であってもよく、蒸気タービン等のガスタービン１以外の回転機械であってもよい。
【０１２５】
また、検査用ケーブル６１と検査用チューブ６とは、本実施形態のように、着脱可能な別部材であることに限定されるものではない。つまり、検査用ケーブル６１と検査用チューブ６とは着脱不能に固定された一の部材であってもよい。
【０１２６】
また、チューブ６２には小型のＭＥＭＳの慣性センサ（例えば三軸のジャイロと三軸の加速度計）を備えた別の検出装置がさらに設けられていてもよい。このような検出装置を有することで、チューブ６２の位置及び姿勢推定精度を向上させることができる。
【０１２７】
また、逆解析部８３での解析に使用されるルートＲは、ルート決定部８２で決定されることに限定されるものではない。ルートＲは、予め作業者等によって別に決定されて、外部から入力されてもよい。
【０１２８】
また、ルート決定部８２では、事前にルートＲが自動で決定されることのみに限定されるものではない。例えば、チューブ６２の移動中に、作業者からの指示（例えば、操作部を操作する等）に基づいて、ルートＲが改められるように決定されてもよい。具体的には、作業者が新たな目標点を入力することで、ルート決定部８２によって開始点Ｐ１から新たな目標点までのルートＲが即時に生成される。このルートＲの情報を用いて、逆解析部８３での逆解析や順解析部８４での順解析によって解析操作量が算出されてもよい。
【０１２９】
また、位置補正工程Ｓ１０では、センサ６１２によって取得された撮像情報によって位置補正部８８で自動的に位置や姿勢を補正することに限定するものではない。例えば、位置補正工程Ｓ１０では、カメラ画像モニタ９１の映像や自己位置表示モニタ９２の表示内容を作業者が確認して、ルートＲから外れていると感じた場合や、翼等の障害物に接触しそうと感じた場合に、作業者によって操作部（不図示）が操作されてチューブ６２や検査用ケーブル６１が移動されて、位置や姿勢が補正されてもよい。
【０１３０】
また、ルート決定工程Ｓ３では、周方向において隣り合う動翼３３の間の中間位置、及び周方向において隣り合う静翼３７の間の中央位置の少なくとも一方を通るようにルートＲが決定されることに限定されるものではない。例えば、図２５に示すように、チューブ６２が動翼３３や静翼３７に巻き付くようにルートＲが決定されてもよい。チューブ６２が動翼３３や静翼３７の翼面に接触した状態とされることで、チューブ６２のタービン３内部での位置保持性が向上する。そのため、検査用ケーブル６１がチューブ６２の先端から伸びるように動かされた際に、センサ６１２を安定した状態で移動させることができる。
【０１３１】
また、本発明における駆動制御装置８の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより駆動制御装置８が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１３２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明によれば、視認が難しい領域でもチューブを高い精度で目的の検査位置まで到達させることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１    ガスタービン
２    圧縮機
３    タービン
Ｏ１  軸線
３１  タービンロータ
３２  タービン動翼段
３３  動翼
３５  タービンケーシング
３６  タービン静翼段
３７  静翼
３８  点検口
３３１      第一段動翼
３７１      第一段静翼
４    燃焼器
４１  燃焼筒
Ｏ４  仮想中心軸線
５    検査装置
６    検査用チューブ
６１、６１０  検査用ケーブル
６１１      ケーブル本体
６１２      センサ
６１３      シース
６１４      冷却流体供給部
６１５      シール
６１６      供給源
６１７      クーラ
６１８      レギュレータ
６２、６２０  チューブ
６３、６３０  チューブ本体
６３１      筒状部
６３２      フランジ部
６３３      ワイヤ挿通孔
６３４      バネ
６２Ａ      能動部
６２Ｂ、６２０Ｂ      従動部
６５  姿勢用アクチュエータ
６５１      ワイヤ
６５２      筐体部
６５２Ａ    筐体貫通孔
６５３      プーリ
６５４      ワイヤ駆動部
６５５      ワイヤ荷重検出部
６７  進退用アクチュエータ
６７１      進退駆動部
６７２      ガイドレール
７    案内治具
７０  ガイド管（車室点検口側挿入ルート）
７１  ガイド管（燃焼器側挿入ルート）
Ｏ７  中心軸
７１１      ガイド管フランジ部
７２  先頭管
７２１      先頭管回転軸
７３  先頭管回転部
７３１      先頭管回転モータ
７３２      先頭管側プーリ
７３３      モータ側プーリ
７３４      ワイヤ部
７４  ガイド管回転部
７４１      ガイド管回転モータ
７４２      ガイド管回転歯車
８    駆動制御装置
１０１      ＣＰＵ
１０２      ＲＯＭ
１０３      ＲＡＭ
１０４      ストレージ部
１０５      インターフェース部
８１  出力部
８２  ルート決定部
８３  逆解析部
８４  順解析部
８５  補正部
８７  位置推定部
８８  位置補正部
Ｒ    ルート
Ｐ１  開始点
Ｐ２  目標点
α    狭隘部
９１  カメラ画像モニタ
９２  自己位置表示モニタ
２１  断熱材
２２  冷却剤噴射部
２３  保温材
Ｓ１  検査方法
Ｓ２  準備工程
Ｓ３  ルート決定工程
Ｓ４  逆解析工程
Ｓ５  順解析工程
Ｓ６  補正工程
Ｓ７  操作量取得工程
Ｓ８  駆動工程
Ｓ９  位置推定工程
Ｓ１０      位置補正工程
【図１】
2020090959.tif 000004
【図２】
2020090959.tif 000005
【図３】
2020090959.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020090959.tif 000009
【図７】
2020090959.tif 000010
【図８】
2020090959.tif 000011
【図９】
2020090959.tif 000012
【図１０】
2020090959.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月20日(2021.4.20)
【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】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブの駆動制御装置であって、
検査対象物の内部において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析を行う逆解析部と、
前記逆解析部の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量を解析操作量として取得する順解析部と、を備える検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項２】
前記検査対象物の内部の三次元形状データを予め取得し、前記三次元形状データに基づいて、前記ルートを決定するルート決定部を備える請求項１に記載の検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項３】
前記検査対象物は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータと、複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼とを備えるタービンであり、
前記ルート決定部は、隣り合う前記動翼の間の中間位置及び前記静翼の間の中央位置の少なくとも一方を通るように前記ルートを決定する請求項２に記載の検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項４】
前記チューブの自重に起因する前記チューブの自重たわみ量を取得し、前記自重たわみ量に基づいて前記解析操作量を補正する補正部を備える請求項１から請求項３の何れか一項に記載の検査用チューブの駆動制御装置。
【請求項５】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルと、
前記検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び前記チューブを進退させる進退用アクチュエータ、を有する検査用チューブと、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の検査用チューブの駆動制御装置とを備え、
前記検査用チューブの駆動制御装置は、前記解析操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータを駆動制御する出力部を備える検査装置。
【請求項６】
前記センサは、前記検査対象物の内部を撮像可能なカメラを有し、
前記検査用チューブの駆動制御装置は、
前記解析操作量と、前記ルートの情報とに基づいて、前記検査対象物の内部における前記チューブの位置及び姿勢を推定する位置推定部と、
前記センサによって撮像された撮像情報に基づいて、前記位置推定部で推定された前記チューブの位置及び姿勢に対する実際の前記チューブの位置及び姿勢のずれを補正する位置補正部とを有する請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記姿勢用アクチュエータは、前記チューブの先端を、前記チューブの延在方向と直交する仮想平面に沿って平行移動させる請求項５又は請求項６に記載の検査装置。
【請求項８】
前記検査用ケーブルは、前記チューブに対して着脱可能に固定されている請求項５から請求項７の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査用ケーブルは、ケーブル本体と、前記ケーブル本体の先端に設けられた前記センサと、前記ケーブル本体を覆って前記ケーブル本体よりも熱伝導率の低いシースと、前記シースの内部に冷却流体を供給する冷却流体供給部とを有する請求項５から請求項８の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記チューブは、互いに連結されて初期状態から変形可能な複数のチューブ本体によって構成され、
前記複数のチューブ本体は、
前記姿勢用アクチュエータによって駆動される能動部と、
前記能動部の動きに追従して変形する従動部とを有し、
前記能動部と前記従動部とは、前記チューブの延びる方向に交互に配置され、
前記従動部は、前記能動部の動きに追従して変形した変形状態から前記初期状態に弾性力によって復元可能とされている請求項５から請求項９の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記チューブを前記検査対象物の内部の開始点まで案内する案内治具を備え、
前記検査対象物は、軸線を中心として回転し、周方向に複数配置された動翼を有するロータと、複数の前記動翼に対応して前記周方向に複数配置された静翼とを備えるタービンと、前記タービンに燃焼ガスを供給する燃焼器とを備えるガスタービンであり、
前記案内治具は、
中心軸に沿って延在し、内部に前記チューブが挿通可能とされた筒状のガイド管と、
前記ガイド管の一端に対して、前記中心軸と直交する先頭管回転軸を中心として回転可能に設けられ、前記ガイド管の内部と連通して前記チューブが挿通可能と形成された筒状の先頭管と、
前記ガイド管に対して前記先頭管を回転させる先頭管回転部と、
前記中心軸を中心として前記ガイド管を回転させるガイド管回転部とを有し、
前記ガイド管及び前記先頭管は、前記燃焼器の上流端から前記燃焼器の出口まで挿入可能な大きさとされている請求項５から請求項１０の何れか一項に記載の検査装置。
【請求項１２】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブを有する検査装置による検査方法であって、
検査対象物において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析が行われる逆解析工程と、
前記逆解析工程の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量が解析操作量として取得される順解析工程と、
前記解析操作量が前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量として取得される操作量取得工程と、
前記操作量取得工程で取得された前記操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータが駆動される駆動工程と含む検査方法。
【請求項１３】
先端にセンサが設けられた検査用ケーブルが内部に挿通可能とされて可撓性を有するチューブ、前記チューブの姿勢を調節可能な姿勢用アクチュエータ、及び、前記チューブを進退させる進退用アクチュエータを備える検査用チューブを有する検査装置のプログラムであって、
検査対象物において予め定めたルートの開始点から目標点まで、前記ルートに沿って前記チューブを移動させる解析が行われる逆解析工程と、
前記逆解析工程の解析結果に基づいて、前記ルート上の各位置に前記チューブが位置した際の前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量が解析操作量として取得される順解析工程と、
前記解析操作量が前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータの操作量として取得される操作量取得工程と、
前記操作量取得工程で取得された前記操作量に基づいて、前記姿勢用アクチュエータ及び前記進退用アクチュエータが駆動される駆動工程と、
をコンピュータに実行させる検査装置のプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、検査用チューブの駆動制御装置、検査装置、検査方法、及び検査装置のプログラムに関する。
本願は、２０１８年１０月３１日に日本に出願された特願２０１８−２０５３０３号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、視認が難しい領域でもチューブを高い精度で目的の検査位置まで到達させることが可能な検査用チューブの駆動制御装置、検査装置、検査方法、及び検査装置のプログラムを提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2020090959.tif 000029
2020090959.tif 000030
2020090959.tif 000031
2020090959.tif 000032