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公開番号2025133170
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024030948
出願日2024-03-01
発明の名称走行システム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類G02B 23/24 20060101AFI20250904BHJP(光学)
要約【課題】検査を効率的に行うことを容易に実現可能な走行システムを提供する。
【解決手段】実施形態の走行システムは、回転電機において回転子と固定子との間に介在している隙間に挿入されて走行する走行装置と、走行装置の動作を制御する制御装置とを備える。回転電機は、回転子の回転中心軸に沿った軸方向に延在する線状部が、隙間に設けられている。走行装置は、隙間において当該走行装置を移動させる移動機構と、隙間において線状部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、撮像データにおける線状部の位置が、撮像データにおいて線状部について予め定めた目標位置に一致するように、移動機構の動作を制御することによって、隙間において走行装置を軸方向に走行させる。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
回転電機において回転子と固定子との間に介在している隙間に挿入されて走行する走行装置と、
前記走行装置の動作を制御する制御装置と
を備える、走行システムであって、
前記回転電機は、前記回転子の回転中心軸に沿った軸方向に延在する線状部が、前記隙間に設けられており、
前記走行装置は、
前記隙間において当該走行装置を移動させる移動機構と、
前記隙間において前記線状部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、前記撮像データにおける前記線状部の位置が、前記撮像データにおいて前記線状部について予め定めた目標位置に一致するように、前記移動機構の動作を制御することによって、前記隙間において前記走行装置を前記軸方向に走行させる、
走行システム。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記撮像機器は、
前記移動機構が当該走行装置を移動させる移動方向において、前記移動機構の一方の側で撮像を行うことによって、前記撮像データとして第１の撮像データを得る、第１の撮像機器と、
前記移動機構が当該走行装置を移動させる移動方向において、前記移動機構の他方の側で撮像を行うことによって、前記撮像データとして第２の撮像データを得る、第２の撮像機器と
を含み、
前記制御装置は、前記第１の撮像データにおける前記線状部の位置が前記第１の撮像データにおいて前記線状部について前記目標位置として定めた第１の目標位置に一致すると供に、前記第２の撮像データにおける前記線状部の位置が前記第２の撮像データにおいて前記線状部について前記目標位置として定めた第２の目標位置に一致するように、前記移動機構の動作を制御することによって、前記隙間において前記走行装置を前記軸方向に走行させる、
請求項１に記載の走行システム。
【請求項３】
前記軸方向は、鉛直方向に沿っており、
前記走行装置は、
前記移動機構が当該走行装置を移動させる移動方向が前記鉛直方向に対して傾斜している状態を検出することによって、傾斜検出データを得る重力センサ
を含み、
前記制御装置は、前記撮像データおよび前記傾斜検出データに基づいて、前記移動機構の動作を制御することによって、前記隙間において前記走行装置を前記鉛直方向に沿うように走行させる、
請求項１に記載の走行システム。
【請求項４】
前記回転電機において、前記隙間は、前記回転子の外周面と前記固定子の内周面との間に介在しており、前記線状部は、前記固定子の内周面に設けられており、
前記撮像機器は、前記走行装置が前記隙間に挿入された状態で、少なくとも前記固定子の内周面を撮像するように、前記走行装置に設置されている、
請求項１に記載の走行システム。
【請求項５】
前記固定子は、
前記回転子の外周面に対面する内周面に固定子スロットが軸方向へ延在するように形成されている固定子鉄心と、
前記固定子スロットに収容されている固定子コイルと、
前記固定子スロットにおいて前記固定子コイルの内周側に挿入されている固定子ウェッジと
を含み、
前記線状部は、前記固定子鉄心と前記固定子ウェッジとの境界部分であり、
前記撮像機器は、前記走行装置が前記隙間に挿入された状態で、前記固定子鉄心と前記固定子ウェッジとの境界部分を撮像するように、前記走行装置に設置されている、
請求項４に記載の走行システム。
【請求項６】
前記線状部は、前記走行装置を前記隙間で走行させるときに、前記隙間において前記軸方向に延在するように設置された線状構造物であり、
前記撮像機器は、前記走行装置が前記隙間に挿入された状態で、前記線状構造物を撮像するように、前記走行装置に設置されている、
請求項１に記載の走行システム。
【請求項７】
前記撮像機器は、
前記線状部に関する被写体像を反射するミラーと、
前記ミラーによって反射された前記被写体像が対物レンズを介して撮像素子に入射することによって、前記撮像データを得るカメラと
を含み、
前記カメラは、前記走行装置が前記隙間において前記軸方向に沿って走行するときに、前記対物レンズの光軸が、前記回転子の径方向に対して直交する方向に沿うように設置されており、
前記ミラーは、前記径方向に沿って入射する前記被写体像を、前記径方向に対して直交する方向へ反射し、前記ミラーによって反射された前記被写体像が前記カメラにおいて撮像されるように設置されている、
請求項１に記載の走行システム。
【請求項８】
前記カメラは、前記走行装置が前記隙間において前記軸方向に沿って走行するときに、前記対物レンズの光軸が、前記回転子が回転する回転方向に沿うように設置されている、
請求項７に記載の走行システム。
【請求項９】
回転電機において回転子と固定子との間に介在している隙間に挿入されて走行する走行装置と、
前記走行装置の動作を制御する制御装置と
を備える、走行システムであって、
前記回転電機は、前記回転子の回転中心軸に沿った軸方向に延在する線状部が、前記隙間に設けられており、
前記走行装置は、
前記隙間において当該走行装置を移動させる移動機構と、
前記隙間において前記線状部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おり、
前記撮像機器は、
前記線状部に関する被写体像を反射するミラーと、
前記ミラーによって反射された前記被写体像が対物レンズを介して撮像素子に入射することによって、前記撮像データを得るカメラと
を含み、
前記カメラは、前記走行装置が前記隙間に挿入されたときに、前記対物レンズの光軸が、前記回転子の径方向に対して直交する方向に沿うように設置されており、
前記ミラーは、前記径方向に沿って入射する前記被写体像を、前記径方向に対して直交する方向へ反射し、前記ミラーによって反射された前記被写体像が前記カメラにおいて撮像されるように設置されている、
走行システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、走行システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【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隙間が介在している。固定子は、固定子鉄心において隙間を介在して回転子に対面する面に固定子スロットが形成され、その固定子スロットに収容された固定子コイルが固定子ウェッジ（楔）によって固定子スロットの内部に固定されている。
【０００３】
回転電機は、大規模な故障が発生することを避けるために、検査が行われる。回転電機の検査では、例えば、固定子において固定子鉄心に固定されたウェッジの固定状態（緩み）等が調べられる。固定子ウェッジの固定状態等の検査は、固定子において隙間が位置する側の面に固定子ウェッジが設置されているために、例えば、回転子を固定子から抜き出す分解作業を実施した後に、例えば、固定子ウェッジを目視で観察することで実行される。この他に、固定子ウェッジの固定状態等の検査は、分解作業を実施後に、例えば、ハンマーで固定子ウェッジを打ったときに生ずる音に基づいて実行される。このため、上記のような検査を行う際には、回転電機を停止させる期間が長期化する場合がある。また、上記の検査を行うためには、回転電機の分解作業を伴うために、多くの作業員が必要になる場合がある。また、大型の回転電気の場合は内部に作業用の足場を組むことが必要であり、さらに停止期間が長期化したり作業員が多く必要になったりする場合がある。
【０００４】
このため、回転電機の分解を行わずに、固定子と回転子との間に介在する隙間に走行装置を挿入し、その隙間において走行装置の走行を制御装置が制御することによって検査を実行するための走行システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許６４２５８４４号
米国特許第７６２４８２７号明細書
特開２０１９－１１７１３７号公報
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、従来においては、走行装置を用いた検査を効率的に行うことが困難な場合があった。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、走行装置を用いた検査を効率的に行うことを容易に実現可能な走行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】
実施形態の走行システムは、回転電機において回転子と固定子との間に介在している隙間に挿入されて走行する走行装置と、走行装置の動作を制御する制御装置とを備える。回転電機は、回転子の回転中心軸に沿った軸方向に延在する線状部が、隙間に設けられている。走行装置は、隙間において当該走行装置を移動させる移動機構と、隙間において線状部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、撮像データにおける線状部の位置が、撮像データにおいて線状部について予め定めた目標位置に一致するように、移動機構の動作を制御することによって、隙間において走行装置を軸方向に走行させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態において、回転電機２０を含む水車発電設備３０を模式的に示す図である。
図２Ａは、実施形態において、固定子２３の一部断面（回転中心軸ＡＸの軸方向に直交する面（ｘｙ面））を拡大して示している。
図２Ｂは、実施形態において、固定子２３の内周面に関して、回転中心軸ＡＸの径方向を視線としたときの様子を示している。
図３は、実施形態において、走行システム８００を模式的に示すブロック図である。
図４Ａは、実施形態の走行システム８００において、走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図４Ｂは、実施形態の走行システム８００において、走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図４Ｃは、実施形態の走行装置５００において、撮像機器５２が設けられた部分を模式的に拡大して示す図である。
図５Ａは、実施形態の走行システム８００において、「直進制御」を行うときの動作を示すフロー図である。
図５Ｂは、実施形態の走行システム８００において、「直進制御」を行うときに用いる撮像データの一例を示す図である。
図６Ａは、変形例１の走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図６Ｂは、変形例１の走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図６Ｃは、変形例１において、「直進制御」を行うときに撮像機器５２の撮像によって得られる撮像データの一例を示す図である。
図７Ａは、変形例２の走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図７Ｂは、変形例２の走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図８Ａは、変形例３の走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
図８Ｂは、変形例３の走行装置５００の全体を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［Ａ］回転電機２０
本実施形態の走行システムについて説明する前に、走行システムが走行する回転電機２０の一例に関して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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