JP6250241B1 - 回転電機のウェッジ打撃装置および回転電機のウェッジ検査システム - Google Patents

Abstract

回転電機のウェッジ緩み検査では、特に打撃入力を測定するセンサを設けると、回転電機の回転子と固定子との間の隙間に挿入できなくなる問題があった。本発明は、回転電機の回転子（６）と固定子（４）の隙間に挿入されて回転電機のウェッジ（３）を打撃する回転電機のウェッジ打撃装置（１０）において、回転電機のウェッジを打撃し、打撃した打撃力を計測する打撃力測定部を持つ打撃部（２０）と、打撃部に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部（４０）と、打撃部に与えられるエネルギを抑制する吸収部（５０）と、打撃部が配置され、打撃部が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕（３０）とを備え、打撃腕は、隙間で打撃する際に長手方向が回転子の回転軸に平行となるように配置され、打撃部、エネルギ供給部および吸収部は、打撃腕の長手方向に沿って並列に配置されるものである。

Description

この発明は、回転電機の回転子を引き抜かずにウェッジ緩み検査を行うために、ウェッジを打撃するウェッジ打撃装置およびこの装置を用いたウェッジ検査システムに関する。

従来の回転電機のウェッジ打撃装置は、エアシリンダの駆動力によりリンク機構を介して搖動し、楔表面を瞬時に叩くことが開示されている（例えば特許文献１）。

特開平２−２４１３４０

従来の回転電機のウェッジ打撃装置は、打撃入力波形を計測する計測器を付けた上で、回転子と固定子との間の隙間に挿入して、回転電機のウェッジを十分に打撃するように構成することは困難であった。具体的には、検査対象の回転電機によっては、装置が回転子と固定子との間の隙間に入らない、十分な打撃力が得られない、または打撃がウェッジに十分届かないなどの問題があった。

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、回転電機の回転子と固定子間との隙間に挿入でき、十分な打撃力が得られ、かつ打撃入力を計測できる回転電機のウェッジ打撃装置を得るものである。

この発明に係る回転電機のウェッジ打撃装置は、回転電機の回転子と固定子の隙間に挿入されて回転電機のウェッジを打撃する回転電機のウェッジ打撃装置において、回転電機のウェッジを打撃し、打撃した打撃力を計測する打撃力測定器を持つ打撃部と、打撃部に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部と、打撃部に与えられるエネルギを抑制する吸収部と、打撃部が配置され、打撃部が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕とを備え、打撃腕は、隙間で打撃する際に長手方向が回転子の周方向に対して垂直となるように配置され、打撃部、エネルギ供給部および吸収部は、打撃腕の長手方向に沿って並列に配置されていることを特徴とするものである。

この発明は、回転電機の回転子と固定子間との隙間に挿入できる形態でありながら、打撃入力波形を計測でき、十分な打撃力を得ることができる効果を有する。

回転電機の固定子の構造を示す図である。 回転電機の回転子と固定子との間にウェッジ打診装置を挿入した際の概念図である。 この発明の実施の形態１によるウェッジ打撃装置の構成の断面図である。 この発明の実施の形態１によるウェッジ打撃装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１によるウェッジ打撃装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２によるウェッジ打撃装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２によるカムの形状を示す図である。 この発明の実施の形態２によるカムの形状を示す図である。 この発明の実施の形態２によるウェッジ打撃装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２によるウェッジ打撃装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３によるウェッジ打撃装置の動作を示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるウェッジ打撃装置のカム移動時の動作を示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるウェッジ打撃装置の打撃腕移動時の動作を示す断面図である． この発明の実施の形態４によるウェッジ打撃装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態５による回転電機のウェッジ検査システムを示すブロック図である。 この発明の実施の形態５によるウェッジ振動検出装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態５によるウェッジ打撃装置とウェッジ振動検出装置と駆動装置を組み合わせた構成を示す図である。

実施の形態１.
図１は、この発明の検査対象となる回転電機の固定子の構造を示す図である。回転電機は、回転する回転子６と、回転子６に対して動かない固定子４とを含む。図において、コイル１は、リップルバネ２を介し、固定子４の溝の開口部に設置されたウェッジ３によって、固定子４に押し付けるように拘束される。これによって、コイル１は、固定子４溝内部に保持される。

回転電機製作時点のリップルバネ２によるコイル１の拘束力の強さは、リップルバネ２のたわみ量によって決定される。さらに、コイル１の拘束力の強さは、挿入するシム５の厚みによって調整される。

コイル１の拘束力は、回転電機の経年劣化、稼働時の熱的ストレスなどによって、低下する。これは、経年劣化、熱的ストレスによって、コイル１の絶縁層が、徐々に枯れ、ウェッジ３とコイル１との間の隙間が拡大することによって、ウェッジ３が緩むため、コイル１の拘束力が低下する。

コイル１の拘束力が弱くなると、コイル１が自身の電磁力、機器の機械的振動などの原因で振動し、コイル１の絶縁層は、急激に摩耗する。結果、コイル１の電気的絶縁が十分に保てずに、固定子４とコイル１とが短絡することによって、回転電機の停止、損傷、事故などが起きる可能性がある。

上述の問題を未然に防ぐため、大型の回転電機では、定期的にウェッジ３の緩みの検査が行われる。検査で緩み箇所が判明すれば、ウェッジ３を打ち直すなどの対応を行い、常にコイル１が、十分な拘束力で固定されているようにしている。

上記のウェッジ３の緩み検査を行うには、ウェッジ３を打撃するとともに、打撃波形を計測し、振動波形を計測して、打撃波形と振動波形とからウェッジ３の緩みがないかを検査する。ここでは、回転電機の回転子６を引き抜かずに、検査をするために、回転電機の回転子６と固定子４の隙間に挿入して、ウェッジ打撃、振動波形計測をする装置を考える。本実施の形態では、この検査においてウェッジ３を打撃するウェッジ打撃装置１０について説明する。

図３は、この発明の実施の形態１による回転電機のウェッジ打撃装置１０の構成の概念図である。図において、ウェッジ打撃装置１０は、回転電機のウェッジ３を打撃する打撃部２０と、打撃部２０に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部４０と、打撃部２０に与えられるエネルギを抑制する吸収部５０と、打撃部２０が設けられて打撃部２０が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕３０とを備える。

ここで、打撃腕３０は、長手方向が、回転電機の回転子６と固定子４の隙間でウェッジ３を打診する際に、打撃部が打撃する方向に垂直な方向になるように配置される。また、打撃部２０、エネルギ供給部４０、および吸収部５０は、打撃腕３０に接触し、打撃腕３０の長手方向に沿って並列に配置される。なお、打撃腕３０は、打撃腕３０が筐体１１の底面と平行な状態で、長手方向が、打撃部が打撃する方向に垂直な方向になるように配置される。

また、打撃部２０には、打撃部２０がウェッジ３を打撃する打撃力を測定する打撃力測定器２２が設けられている。好ましくは、打撃力測定器２２は、打撃部２０が、ウェッジ３と接触する点の打撃方向の延長線上に設けられ、打撃腕３０に固定される。ウェッジ３と接触する点には、打撃部材２１が設けられる。

エネルギ供給部４０のエネルギ源として、電磁石を用いた電磁力、バネなどの弾性力、これらの組合せを用いることができる。具体的には、エネルギ供給部４０は、電磁石を用いたアクチュエータ、バネまたはこれらを組合せて構成することができる。

打撃腕３０は、エネルギ供給部４０がエネルギを蓄え、エネルギ供給部４０が放出するエネルギを受けて、打撃部２０がウェッジ３を打撃するように動作する。

打撃腕３０は、打撃部２０にてウェッジ３を打撃した後、反力で跳ね返り、元の状態に戻る方向に動く。吸収部５０は、打撃腕３０が再度エネルギ供給部４０から力を受け、ウェッジ３を打撃しないように、打撃力の余剰エネルギを抑制して調整するように構成される。さらに具体的には、吸収部５０は、打撃腕３０がウェッジ３を打撃した衝撃で、ウェッジ３が変位する。この際に、打撃腕３０が再度エネルギ供給部４０から力を受け、ウェッジ３を打撃しないように、吸収部５０が、衝突後の打撃力を抑制するように構成される。余剰エネルギは、最初の衝突後に打撃腕３０が有する運動エネルギである。すると吸収部５０は、打撃部２０がウェッジ３を打撃した際の余剰エネルギを吸収するといえる（以後の実施の形態でも同様）。

例えば、吸収部５０は、ばねや衝撃吸収材等の弾性体で構成される。このようにすることで、打撃部２０が、２度以上ウェッジ３を打撃または接触することを防ぎ、打撃力が一度の波形となり、振動出力波形を正しく判断できる。

また、打撃腕３０が、打撃方向に動くように、動作を規定する直動ガイド３２を設けてもよい。

上記のように、本実施の形態のウェッジ打撃装置１０は、回転電機の回転子６と固定子４との隙間でウェッジ３を打診する際に、打撃腕３０の長手方向が回転子６の回転軸に平行となるように配置される。このようにすることで、ウェッジ打撃装置１０全体の長手方向も打撃腕３０の長手方向となり、ウェッジ打撃装置１０全体が、回転子６と固定子４との隙間に入りやすくなる。これは、回転電機の回転子６が回転する周方向に、長尺物を配置できないところ、ウェッジ打撃装置１０を回転子６と固定子４との隙間に挿入する際に、回転電機の周方向より、回転子６の回転軸方向に長くなり挿入しやすくなるからである。

また、上記のように、本実施の形態のウェッジ打撃装置１０は、打撃部２０、エネルギ供給部４０、および吸収部５０は、打撃腕３０に接触し、打撃腕３０の長手方向に沿って並列に配置される。このようにすることによって、ウェッジ打撃装置１０の構成部品が、回転電機の回転子６が回転する回転の半径方向に重なることが無く、回転電機の半径方向の長さを短くすることができる効果がある。これにより、ウェッジ打撃装置１０を回転子６と固定子４との隙間に挿入しやすくなる。

次に、さらに具体的な構成例を説明する。
図４は、本実施の形態におけるウェッジ打撃装置１０を示す構成図である。図において、ウェッジ打撃装置１０は、ウェッジ３を打撃する部材となる打撃部材２１と、これに接続する打撃力測定器２２と、打撃部材２１及び打撃力測定器２２（合わせて打撃部２０）を一方の端部に保持する打撃腕３０と、本体に固定されて打撃腕３０を回動自由（回転可能）に保持する回動支持部３３と、打撃腕３０の打撃部２０が保持される端部とは他方の端部に接するカム６２と、カム６２を回転させるモータ６１と、打撃部２０に打撃エネルギを与えるエネルギ供給部４０である打撃用弾性体４２と、打撃部２０に与えられるエネルギを抑制する吸収部５０である二度叩き防止用弾性体５１とを備える。ここで、本体とは、ウェッジ打撃装置１０の筐体を意味する。

ここで、打撃腕３０は、回転電機の回転子６と固定子４の隙間でウェッジ３を打診する際に、長手方向が回転子６の回転軸に平行となるように配置される。また、打撃部２０、エネルギ供給部４０、および吸収部５０は、打撃腕３０に接触し、打撃腕３０の長手方向に沿って並列に配置され、筐体１１に取り付けられている。ここで、筐体１１は、回転電機のウェッジ打撃装置１０の筐体である。この例では、打撃部２０、エネルギ供給部４０、回動支持部３３の支点、吸収部５０、カム６２、モータ６１の順に打撃腕３０の長手方向に沿って配置される。また、打撃部２０、エネルギ供給部４０、回動支持部３３の支点、吸収部５０、カム６２、モータ６１と打撃腕３０とが接触する点も、この順に長手方向に沿って並ぶ。

打撃部材２１及び打撃力測定器２２は、打撃部２０を構成する。打撃部２０は、打撃力測定器２２の上に打撃部材２１を設けても良い。打撃部材２１は、打撃部２０がウェッジ３に接するのが局所的になるように設けられ、打撃力が打撃力測定器２２に伝わりやすいように構成すれば良い。

カム６２は、板カムであり、打撃腕３０が従節となる。カム６２のカム曲線（カムプロファイル）は、高さが徐々に増していき、急激に減少する部分を含む。カム６２の輪郭形状は、回転軸まわりに、徐々に半径が増加し、急激に減少する部分がある。カム６２およびモータ６１は、エネルギ供給部４０である打撃用弾性体４２のエネルギの蓄積から放出までを制御することになる。

ここでは、カム６２およびモータ６１は、回転軸が打撃腕３０の長手方向に垂直、かつ打撃方向に垂直になるように配置されている。

したがって、カム６２は、打撃腕３０と少なくともいずれかの位置で接するように位置決めされる。カム６２は、モータ６１が回転することによって、徐々に打撃腕３０を回動支持部３３の支点を中心に動かして、エネルギ供給部４０である打撃用弾性体４２にエネルギを蓄える。その後、打撃腕３０は、カム曲線が急激に減少する部分で、急激に回動支持部３３の支点周りに回動自由になり、打撃用弾性体４２に蓄えられたエネルギが放出され、一気に打撃腕３０が動く。この動きによって、打撃腕３０の端部にある打撃部２０が、ウェッジ３に打撃を与える。

図４では、エネルギ供給部４０である打撃用弾性体４２は、打撃腕３０の長手方向の位置関係でみると、回動支持部３３の支点を挟んで打撃部２０と逆側に配置されている。また、打撃腕３０の長手方向と垂直な打撃方向の位置関係では、打撃用弾性体４２は、打撃部２０と同じ側に配置されている。

また、吸収部５０である二度叩き防止用弾性体５１は、打撃腕３０の長手方向の位置関係でみると、回動支持部３３の支点を挟んで打撃部２０と逆側に配置されている。また、打撃腕３０の長手方向と垂直な打撃方向の位置関係では、二度叩き防止用弾性体５１は、打撃部２０と逆に配置されている。

図４の配置のほか、図５のように打撃用弾性体４２および二度叩き防止用弾性体５１を配置しても良い。図において、打撃用弾性体４２は、打撃腕３０の長手方向の位置関係でみて、回動支持部３３の支点を挟んで打撃部２０と同じ側に配置されている。また、打撃腕３０の長手方向と垂直な打撃方向の位置関係では、打撃用弾性体４２は、打撃部２０と逆側に配置されている。また、二度叩き防止用弾性体５１は、図４と同様な位置に配置されている。

このように、打撃腕３０の長手方向の位置関係でみて、回動支持部３３の支点を挟んで打撃部２０と同じ側に打撃用弾性体４２を、逆側に二度叩き防止用弾性体５１を配置し、打撃腕３０の長手方向と垂直な打撃方向の位置関係で、打撃部２０と逆側に打撃用弾性体４２を、逆側に二度叩き防止用弾性体５１を配置する。このように構成することによって、モータ６１も含めて、打撃腕３０を駆動する要素である打撃用弾性体４２、及び二度叩き防止用弾性体５１が、打撃腕３０の長手方向と垂直な位置関係でみて、打撃部２０と逆側で全て同じ側に配置できるため、装置の薄型化のための効率良い配置を実現できる。なお、打撃用弾性体４２及び二度叩き防止用弾性体５１のバネの変位方向は、同じであり、いずれも打撃方向である。したがって、エネルギの供給、吸収の面でも効率が良い。

エネルギ供給部４０である打撃用弾性体４２は、例えば、バネで構成できる。バネの自由長は、カム６２のカム曲線が急激に減少する部分に打撃腕３０が接触する打撃腕３０の位置において、バネが打撃腕３０とちょうど接触する長さ、またはわずかに短い程度にすると良い。

吸収部５０である二度叩き防止用弾性体５１は、例えば、バネで構成できる。二度叩き防止用弾性体５１のバネの自由長は、カム６２のカム曲線が急激に減少する部分に、打撃腕３０が接触する打撃腕３０の位置において、既にバネが打撃腕３０によって、ある程度縮められている長さ程度にすると良い。

打撃腕３０が、ウェッジ３に接触する前の打撃腕３０の位置において、打撃用弾性体４２のバネの自由長、および二度叩き防止用弾性体５１のバネは、予圧状態になる関係にすると良い。

次に、ウェッジ打撃装置１０の作用について、説明する。モータ６１が回転すると、モータ６１の回転軸に固定されたカム６２が、回転する。カム６２の径は、回転するに従って、打撃腕３０と接触する部分の半径が、徐々に増加する。すると、カム６２に接触する打撃腕３０は、回動支持部３３の支点を中心に回動する。打撃用弾性体４２は、打撃腕３０が徐々に回動するのに従って、縮み、弾性エネルギが蓄えられる。

さらに、モータ６１およびカム６２が回転して、カム６２のカム曲線が急激に変化する箇所が、打撃腕３０に接する瞬間に、カム６２の径が突如短くなる。このとき、打撃用弾性体４２を抑えていた力が無くなり、打撃用弾性体４２に蓄えられた弾性エネルギが急激に開放される。すると、打撃用弾性体４２は、回動支持部３３の支点を中心に、打撃腕３０をそれまでの回動方向とは逆方向に急速に押し出し、打撃部２０が、ウェッジ３を打撃する。これは、カム６２の形状が、回転駆動部（モータ６１）の回転に応じて打撃腕３０を回転させることによって、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）にエネルギを蓄えさせ、蓄えたエネルギを一次に放出して打撃腕３０を回転させる形状であることを意味する。具体的には、カム６２の径は、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）にエネルギを蓄える際（蓄積開始時）の打撃腕と接触する部分の径よりも、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）がエネルギを放出する際（放出直前）に接触する部分の径の方が大きい。

この際、打撃腕３０が、吸収部５０である二度叩き防止用弾性体５１に接触して、二度叩き防止用弾性体５１を縮ませる。すると、二度叩き防止用弾性体５１は、打撃腕３０を元の姿勢に戻す方向に力を与え、打撃力測定器２２はウェッジ３から離れる方向に動き、元の位置に戻る。

さらに、カム６２が回転して、回動支持部３３の支点を中心に打撃腕３０を回動させることによって、上記動作を繰り返すことができる。以上の動作は、モータ６１を回転させることによって行われるため、モータ６１の回転を停止すれば、動作も停止でき、任意の時点でモータ６１を回転開始すれば、再度、動作できる。特にウェッジ緩み検査においては、１か所でウェッジ３を打撃して打診した後、回転子６の回転軸方向に移動して別の位置でウェッジ３を打撃して打診することを繰り返すことになる。したがって、１か所で打診後に、別の位置に移動する間は、モータ６１の回転を停止すると良い。

また、打撃部２０が、ウェッジ３を打撃するときの打撃腕３０の姿勢は、筐体１１と平行な姿勢、または、打撃部２０がウェッジ３寄りになる姿勢、または打撃部２０がウェッジ３から離れる姿勢であっても良い。打撃腕３０のウェッジ３を打撃するときの姿勢は、ウェッジ打撃装置１０とウェッジ３との距離、および打撃部２０の打撃腕３０からの高さによって調整される。

この発明の実施の形態１の回転電機のウェッジ打撃装置１０によれば、打撃部２０、エネルギ供給部４０、および吸収部５０が、打撃腕３０に接触し、打撃腕３０の長手方向に沿って並列に、かつ、打撃腕３０の長手方向は、回転子６の回転軸に平行となるように配置されるから、主要構成部品が打撃方向とは垂直な方向に並び、装置の打撃方向の厚さを薄くできる。さらに、主要構成部品が回転子６の回転軸に平行に並ぶので、回転子６の周方向のウェッジ打撃装置１０の寸法を小さく抑えることができる。

また、本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０は、端部に打撃部２０を備えた打撃腕３０が、回動支持部３３で支持され、支点を中心に回動可能であるから、打撃部２０と、打撃力を供給、制御する部品を打撃方向と異なる方向に大きくずらすことができる。また、直動ガイド３２のような厚み方向に無駄なスペースに通じる部品を排除できる。よって、部品点数が少ない単純な構造であって、打撃に必要な部品が、厚さ方向（打撃方向）に並ばないから、従来よりも装置を薄型に構成できる。

また、本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０は、打撃腕３０の片側の面に、エネルギ供給部４０、吸収部５０、カム６２、モータ６１を配置すると、無駄な空間を有効活用して装置の薄型化が可能である。

また、本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０は、モータ６１，カム６２と打撃用弾性体４２を組み合わせるから、大きな力を発生させやすく、ウェッジ３の緩み判定精度をより高く確保することができたり、広範囲な回転電機を対象とできたりする。

また、本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０は、二度叩き防止用弾性体５１から回動支持部３３の支点までの距離よりも、打撃部２０から回動支持部３３の支点までの距離の方が長い。また、ウェッジ打撃装置１０は、打撃用弾性体４２から回動支持部３３の支点までの距離よりも、打撃部２０から回動支持部３３の支点までの距離の方が長い。このようにすると、打撃部２０の打撃ストロークを長くできる。これによって、二度叩き防止用弾性体５１による打撃腕３０の押し戻し量（または押し戻し角）が同じでも、打撃部２０をウェッジ３からより遠くに離れるようになるため、二度叩きを抑えの効果が高まる。

また、打撃部２０の打撃ストロークを長くできるから、打撃部２０が打撃する時の打撃用弾性体４２による加速距離を増やすことができるため、打撃方向の厚みを増加させることなく、打撃力を大きくできる効果がある。また、打撃用弾性体４２と回動支持部３３の距離を長くすることによっても、打撃用弾性体４２の収縮量を大きくし、弾性力を大きく確保できる。このことから、打撃用弾性体４２と回動支持部３３の距離を長くすることで打撃方向の厚みを増加させることなく、打撃力を大きくできる効果がある。例えば、二度叩き防止用弾性体５１から回動支持部３３の支点までの距離よりも、打撃用弾性体４２と回動支持部３３の距離を長くすると良い。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２における回転電機のウェッジ打撃装置１０を示す構成図である。上述の実施の形態とは、打撃腕３０の回動軸と、カム６２およびモータ６１の回転軸との位置関係が異なり、互いに垂直な関係となっている点が異なる。特に断らない限り、上述の実施の形態と同じ符号を付しているものは、同じものを表す。

図において、ウェッジ打撃装置１０は、回転電機のウェッジ３を打撃する打撃部２０と、打撃部２０に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部４０と、打撃部２０がウェッジ３を打撃した際の余剰エネルギを吸収する吸収部５０と、打撃部２０が設けられて打撃部２０が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕３０とを備える。ここで、吸収部５０は、打撃部２０に与えられるエネルギを抑制する。また、エネルギ供給部４０は、打撃用弾性体４２でも良い。

また、打撃腕３０は、打撃部２０が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する。打撃腕３０は、回転電機の回転子６と固定子４の隙間で打撃する際に、長手方向が回転子６の周方向に対して垂直となるように配置される。打撃部２０、エネルギ供給部４０および吸収部５０は、打撃腕３０の前記長手方向に沿って並列に配置されている。また、打撃部２０、エネルギ供給部４０および吸収部５０と打撃腕３０とが接触する点は、打撃腕３０の長手方向に一直線上にあるように構成しても良い。この場合、打撃腕３０にかかるねじり力が少なく、打撃腕３０を薄くできる効果がある。

また、ウェッジ打撃装置１０は、打撃部２０が打撃腕３０の端部に設けられる。また、ウェッジ打撃装置１０の筐体１１に設けられて、打撃腕３０を回動可能に支持する回動支持部３３を備える。さらに、回動支持部３３の支点と打撃部２０との間の距離は、回動支持部３３の支点とエネルギ供給部４０との間の距離および支点と吸収部５０との間の距離よりも長い。

また、ウェッジ打撃装置１０は、回動支持部３３の支点回りに、打撃腕３０を回動させるカム６２と、カム６２を回転させる回転駆動部（モータ６１）とを備える。ここで、回転駆動部（モータ６１）の回転軸は、打撃腕３０の回動軸に垂直に配置される。

図６では、モータ６１およびカム６２は、打撃腕３０の長手方向の位置関係でみて、一方の端部に設けられた打撃部２０とは、逆側の他方の端部に設けられている。モータ６１およびカム６２の回転軸は、打撃腕３０の回動軸と垂直になるように配置される。図においては、打撃用弾性体４２がエネルギを蓄積しない状態で、打撃腕３０の長手方向とモータ６１およびカム６２の回転軸とが平行となるように配置されている。また、モータ６１およびカム６２の回転軸は、打撃用弾性体４２がエネルギを蓄積しない状態での打撃腕３０よりも、打撃方向とは反対側に位置する。

また、カム６２は、径が変化する単純な板カムではなく、カム６２の回転軸の方向にも径が変化する。具体的には、打撃腕３０が接触する位置で局所的に見ると円錐または円錐台形状になっている。このような径の変化は、打撃腕３０の最大の傾きを実現するのに必要な打撃腕３０の回動支持部３３からの距離に依存した押し上げ量を最大値として、カム６２の一周で同じ割合で変化するようにしている。

カム６２の形状を説明する上で、まず、打撃時の打撃腕３０の姿勢から、エネルギ供給部４０に最大にエネルギを蓄えて打撃直前の打撃腕３０の姿勢までの打撃腕３０の動作範囲を滑らかに移動する間に、カム６２が同期して１回転させるように仮定する。さらに、カム６２の形状は、各回転位置にて、打撃腕３０とカム６２と接触させると、線接触となるように、カム６２の形状が打撃腕３０の位置と形状に倣うように決められる。

図７は、カム６２の形状の例を示したものである。図７（ａ）は、カムプロファイルで、図７（ｂ）は、カム６２の回転軸に垂直な断面図およびカム６２の回転軸に平行で回動支持部３３の回動軸に垂直な断面図である。図７（ａ）（ｂ）ともに、左側（AA）は、カム６２の回動支持部３３の支点に近い方の断面を示し、右側（BB）は、遠い方の断面を示す。図７（ｂ）の真ん中の列は、カム６２の回転軸に平行で回動支持部３３の回動軸に垂直な断面図である。

図７（ａ）は、カム６２のカムプロファイルをあらわす。このうち、０度は、打撃腕３０が打撃時したときに姿勢に対応するカム位置を、３６０度は、エネルギ供給部４０に最大にエネルギを蓄えて打撃直前の打撃腕３０の姿勢に対応するカム位置を表す。カム６２は回転して、打撃腕３０との接触部のプロファイルが、０度から３６０部へ変化していき、１回転すると０度に戻る。ここで、３６０度のときが、カムプロファイルが最大で、０度のときが最小となっている。エネルギ供給部４０は、カム６２がカムプロファイル３６０度のときにエネルギ供給部４０に最大にエネルギを蓄える。さらに回転してカムプロファイル０度のときに、打撃腕３０への拘束が開放され、エネルギ供給部４０に蓄積されたエネルギが打撃腕３０に伝わり、結果打撃部２０の打撃力となる。本来、０度と３６０度は、同じ位置である。ここでは、３６０度まで回転したのちさらに０度まで回転すると、急激にプロファイルが下がることを表現している。これは、カム６２の形状が、回転駆動部（モータ６１）の回転に応じて打撃腕３０を回転させることによって、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）にエネルギを蓄えさせ、蓄えたエネルギを一次に放出して打撃腕３０を回転させる形状であることを意味する。カム６２の径は、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）にエネルギを蓄える際（蓄積開始時）の打撃腕と接触する部分の径よりも、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）がエネルギを放出する際（放出直前）に接触する部分の径の方が大きい。

上述の実施の形態のカム６２も、板カムで同様のカムプロファイルとなるが、本実施の形態のカム６２は、カム６２の回動支持部３３の支点に近い方と遠い方との、カムプロファイルが異なることに特徴がある。これは、各回転位置にて、打撃腕３０とカム６２と接触させると、線接触となるように、カム６２の形状が打撃腕３０の位置と形状に倣うように決められることに因る。

まず、カム６２のプロファイルの３６０度の位置であるときを考える。このときは、エネルギ供給部４０に最大にエネルギを蓄えるため、エネルギ供給部４０が縮んだ状態になるように、打撃腕３０は、回動支持部３３の支点のカム６２側（または打撃部２０と逆側）が、打撃する方向に移動するような姿勢となっている。これが、打撃直前の打撃腕３０の姿勢である。

このとき、打撃腕３０の姿勢は、回動支持部３３の支点から遠いほど、カム６２の回転軸から遠くなる。この姿勢に倣うように、カム６２のカムプロファイルは、回動支持部３３の支点に近い方のカムプロファイルよりも、遠い方のカムプロファイルの方が、大きくなる。

カム６２が回転して、０度の位置であるときを考える。このときは、エネルギ供給部４０が伸び、打撃腕３０は、打撃方向に最も回動した状態になる。このときの打撃腕３０の姿勢は、打撃部２０が最も打撃方向に移動し、逆に、回動支持部３３の支点のカム６２側（または打撃部２０と逆側）が、打撃する方向と逆側に移動するように回動する。これが、打撃時の打撃腕３０の姿勢である。

このとき、打撃腕３０の姿勢は、回動支持部３３の支点から近いほど、カム６２の回転軸から遠くなる。この姿勢に倣うように、カム６２のカムプロファイルは、回動支持部３３の支点に遠い方のカムプロファイルよりも、近い方のカムプロファイルの方が、大きくなる。

カム６２のカムプロファイルは、０度から３６０度まで滑らかに上昇する。上述のように、０度のときは、回動支持部３３の支点から近い方が、遠い方より、大きく、３６０度のときは、逆に回動支持部３３の支点から遠い方が、近い方より、大きくする。

上記では、カム６２の回動支持部３３の支点から近い方と遠い方を説明した。カム６２の回動支持部３３の支点から近い方と遠い方間は、基本的に直線で結んだ形状となるように構成される。これは、カム６２が接触する打撃腕３０の部分が平面であるからである。
曲面であれば、これに応じた接触する線の形状とする。

図７（ｂ）は、上記のカムプロファイルのカム６２の形状を断面図で表現したものである。図において、上段は、カムプロファイルの０度（打撃時）、下段は、３６０度（打撃直前）を示す。左側のAA断面は、カム６２の回動支持部３３の支点から近い方を、右側のBB断面は、カム６２の回動支持部３３の支点から遠い方を表す。

図のように、打撃時（０度）には、打撃腕３０の打撃部２０から遠い方が打撃と逆方向に移動するように回動し、図では右下がりとなっている。また、打撃直前（３６０度）には、打撃腕３０の打撃部２０から遠い方が打撃方向に移動するように回動し、図では右上がりとなっている。

なお、以上は、打撃腕３０が、カム６２に常に接触するように説明したが、常に接触しなくて良い。現実には、打撃腕３０は、打撃後、打撃の余剰エネルギも吸収部５０により吸収される。すなわち打撃腕３０の運動エネルギは、打撃部２０に与えられるエネルギを抑制する吸収部によって吸収される。このため、打撃時（０度）以後は、打撃用弾性体４２がエネルギを蓄積しない状態となり、接触する可能性のある打撃用弾性体４２および二度叩き防止用弾性体５１との関係で姿勢が決まる。例えば、打撃用弾性体４２および二度叩き防止用弾性体５１の自然長が、打撃腕３０が水平のときに接触する長さにしておけば、カム６２が接触するまでは、打撃腕３０は、水平を保つことになる。

このため、図７（ａ）のカムプロファイルのなかで、打撃腕３０が水平のときに接触するプロファイルの高さ以上のカムプロファイルを使い、それ以外は、ほぼ０としても良い。

本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０によれば、モータ６１およびカム６２は、打撃腕３０の回動軸と垂直方向に回転軸が配置されるように構成するから、半径方向よりも回転軸方向に長いモータ６１を打撃腕３０の長手方向に並べて構成でき、回転電機の回転する周方向長さを短くできる効果がある。本実施の形態のウェッジ打撃装置１０は、十分な打撃力を実現して、同様に軸方向に長い構造である回転電機の回転子６と固定子４の隙間に、容易に挿入することができる。

本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０によれば、カム６２の打撃腕３０の回動支持部３３からの距離に応じて、打撃腕３０の最大の傾きを実現する押し上げ量を求め、これを最大値として、カム６２の一周に対して同じ割合で変化するようにしている。このため、カム６２と打撃腕３０の接触が、線接触となるから、打撃用弾性体４２が強力なバネであっても、しっかりと力を伝えられる。

また、カム６２と打撃腕３０の間に大きな力がかかっても、カム６２と打撃腕３０の接触が、線接触となるため、点接触のときよりも磨耗が少なくなる。このため、カム６２および打撃腕３０の接触部は、磨耗による劣化が少なくなる。ひいては長期に渡り、精度良く適切な打撃力を発揮できる効果がある。

また、図７のカム６２の形状は、回動支持部３３の支点から遠い方の径の変化量が、前記カム６２の回動支持部３３の支点から支点に近い方の径の変化量よりも大きい。これは、以下の理由による。

まず、打撃腕３０が回動支持部３３の支点を中心に回動すると、当然、回動支持部３３の支点から遠い方の移動範囲が、点から支点に近い方の移動範囲より広い。また、カム６２は、回転させたときに、打撃腕３０が打撃する動きになるように設定する。すなわち、カム６２の形状が、打撃腕３０の動きに倣い、打撃腕３０と線接触するようにする。これには、カム６２の径の変化量も、打撃腕３０の移動範囲に合わせる必要がある。したがって、カム６２の径の変化量は、打撃腕３０の移動範囲に合わせ、支点から遠い方のカム６２の径の変化量が、近い方のカム６２の径の変化量より大きくする必要がある。
なお、上記カム６２の径の変化量は、打撃用弾性体４２に蓄えるエネルギが０から最大までになる変化量と考えても良い。言い換えると、カム６２の径の変化量は、カム６２が打撃時の打撃腕３０と接触する位置の径から、次の打撃直前の打撃腕３０と接触する位置の径までの変化量である。また、単位角あたりの変化量と考えても良い。

また、図８は、カム６２の別の形状を示す。図８（ａ）は、カム６２をモータ６１側から見た側面図、図８（ｂ）は、カム６２の正面図、図８（ｃ）は、カム６２を回動支持部３３側から見た側面図、図８（ｄ）は、カム６２の透視図である。図において、打撃部２０が打撃した直後（上記カムプロファイル０度）では、カム６２の径は、回動支持部３３側よりもモータ６１側が大きくなっている。図８のカム６２を用いると、打撃腕３０の打撃時の姿勢は、水平よりも打撃部２０がある方の端部が、打撃用弾性体４２側にある状態となる。この状態で打撃部２０がウェッジ３を打撃するには、打撃部２０の打撃方向高さを高くすることで、打撃部２０（打撃部材２１）がウェッジ３を打撃することができる。

図９は、本実施の形態における別のウェッジ打撃装置１０を示す構成図である。図において、図６との例とは、打撃腕３０とモータ６１およびカム６２の回転軸との位置関係が異なり、打撃腕３０の端部の形状も異なる。

図において、カム６２の回転軸は、ウェッジ打撃装置１０を打撃方向から見たときに、打撃腕３０の回動軸方向の中心線（長手方向と平行）上に配置される。この場合、打撃腕３０の打撃部２０が存在するとは逆側の端部を切欠いてカム６２およびモータ６１が、上記中心線上に配置されている。これを、ウェッジ打撃装置１０を打撃方向からみると、打撃腕３０の中心線上に、打撃部材２１、エネルギ供給部４０、吸収部５０、およびカム６２が並ぶ。すると、カム６２を回転させて、打撃腕３０を回動させる際に、打撃腕にねじれ力が加わるのを防ぐ効果がある。これは、打撃腕３０を薄くできる効果があるため、さらにウェッジ打撃装置１０を薄くすることができる。

図１０は、本実施の形態２における別のウェッジ打撃装置１０を示す構成図である。図において，次の点が、上記に示したものと異なるが、他の構成については、上記に示したものと同様のものである。

図１０において、打撃腕３０は、打撃腕３０の回動軸方向に打撃腕３０を見て、打撃方向と逆方向に凹部を備えるカギ線構造を持つ。その凹部に、打撃部２０（打撃力測定器２２）が配置される。凹部の深さは，打撃力測定器２２の打撃部材２１が、回動支持部３３の上面とほぼ同程度もしくは必要な長さだけ突出するように設定する。

本実施の形態４の回転電機のウェッジ打撃装置１０によれば、打撃力測定器２２の高さ方向への突出量を抑えることによって、薄型構造とすることが可能である。したがって、十分な打撃力を実現しながら、回転子６と固定子４の隙間が狭い回転電機に、より適用が容易な構造とすることができる。また、打撃腕３０と、カム６２とは、線接触となるので、カム６２と打撃腕３０が線接触であるので、安定した動作をし、摩耗により所定の動作が変わることを防ぐことができる。

実施の形態３．
従来は、同じウェッジ打撃装置１０で、回転子６と固定子４との隙間、または固定子４表面とウェッジ３との間隔が異なる回転電機の点検を行うことは困難であった。本実施の形態は、回転子６と固定子４との隙間、または固定子４表面とウェッジ３との間隔が異なる回転電機の点検も行えるウェッジ打撃装置１０について説明する。

図１１は、本実施の形態のウェッジ打撃装置１０の構成および動作を示す断面図である。図１１（ａ）は、特定の回転電機の回転子６と固定子４との隙間、または固定子４表面とウェッジ３との間隔などに適した打撃力、打撃ストロークを有するように設定された構成をしめす。図において、同じ符号を付したものは実施の形態２と同じものである。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。

図において、ウェッジ打撃装置１０は、回転電機のウェッジ３を打撃する打撃部２０と、打撃部２０に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部４０と、打撃部２０がウェッジ３を打撃した際の余剰エネルギを吸収する吸収部５０と、打撃部２０が設けられて打撃部２０が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕３０とを備える。ここで、吸収部５０は、打撃部２０に与えられるエネルギを抑制する。

また、打撃腕３０は、打撃部２０が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する。打撃腕３０は、回転電機の回転子６と固定子４の隙間で打撃する際に、長手方向が回転子６の周方向に対して垂直となるように配置される。打撃部２０、エネルギ供給部４０および吸収部５０は、打撃腕３０の前記長手方向に沿って並列に配置されている。また、打撃部２０、エネルギ供給部４０および吸収部５０と打撃腕３０とが接触する点は、打撃腕３０の長手方向に一直線上にあるように構成しても良い。この場合、打撃腕３０にかかるねじり力が少なく、打撃腕３０を薄くできる効果がある。

また、ウェッジ打撃装置１０は、打撃部２０が打撃腕３０の端部に設けられる。また、ウェッジ打撃装置１０の筐体１１に設けられて、打撃腕３０を回動可能に支持する回動支持部３３を備える。さらに、回動支持部３３の支点と打撃部２０との間の距離は、回動支持部３３の支点とエネルギ供給部４０との間の距離および支点と吸収部５０との間の距離よりも長い。

また、ウェッジ打撃装置１０は、回動支持部３３の支点回りに、打撃腕３０を回動させるカム６２と、カム６２を回転させる回転駆動部（モータ６１）とを備える。ここで、回転駆動部（モータ６１）の回転軸は、打撃腕３０の回動軸に垂直に配置される。

図１１（ａ）において、カム６２は、図４、図５と同様に徐々に径が変化する板形状のカムである。ここで、カム６２の形状は、上記同様、回転駆動部（モータ６１）の回転に応じて打撃腕３０を回転させることによって、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）にエネルギを蓄えさせ、蓄えたエネルギを一次に放出して打撃腕３０を回転させる形状である。具体的には、カム６２の径は、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）にエネルギを蓄える際（蓄積開始時）の打撃腕と接触する部分の径よりも、エネルギ供給部４０（打撃用弾性体４２）がエネルギを放出する際（放出直前）に接触する部分の径の方が大きい。カム６２は、モータ６１の回転軸の方向に移動可能に構成されている。したがって、カム６２は、回動支持部３３の回転の支点に対して、相対的に移動する。また、カム６２が移動すると、打撃腕３０がカム６２と接触する位置が変化することになる。カム６２の位置が、回動支持部３３の回転の支点に近づく方向に移動すると、打撃腕３０の動作範囲は広がり、離れる方向に移動すると、打撃腕３０の動作範囲は狭くなる。打撃腕３０の動作範囲が広がると、エネルギ供給部４０である打撃腕駆動部４１に蓄えられるエネルギが大きくなる、放出されるエネルギも増加し、打撃力が増加する。打撃腕３０の動作範囲が広がると、打撃腕駆動部４１に蓄えられるエネルギが小さくなる、放出されるエネルギが減少し、打撃力が減少する。なお、打撃腕駆動部４１は、打撃用弾性体４２でも良い。

また、後の例（図１３）のように、打撃腕３０は、回動支持部３３の回転の支点との相対位置が、打撃腕３０の長手方向に変化するように構成しても良い。この場合は、打撃部２０の位置が、回動支持部３３の回転の支点に対して相対的に移動する。ただし、上記のカム６２が移動する場合と異なり、打撃腕３０の動作範囲の角度が変化するわけではない。打撃部２０の位置が、回動支持部３３の回転の支点に対して相対的に移動すると、打撃部２０の打撃ストロークが変化する。

打撃腕３０と打撃腕駆動部４１とが固定されていなければ、回動支持部３３の回転の支点と打撃腕駆動部４１との距離は変化せず、エネルギ供給部４０である打撃腕駆動部４１に蓄えられるエネルギは変化しない。打撃部２０と回動支持部３３の回転の支点との距離が変化するので、打撃部２０の打撃ストロークと、打撃力が変化する。打撃部２０と回動支持部３３の回転の支点との距離が短くなる方向に打撃腕３０が移動した場合には、打撃部２０のストロークは小さくなり、打撃力は小さくなる。

図１１（ｂ）は、モータ６１の回転軸を回転させエネルギ供給部４０である打撃腕駆動部４１にエネルギを蓄えた状態をしめす。また、図１１（ｃ）は、モータ６１の回転軸を回転させ、エネルギ供給部４０である打撃腕駆動部４１からエネルギが放出され打撃部２０がウェッジを打撃する状態をしめす。

図１２は、図１１のカム６２の位置よりも、カム６２が回動支持部３３の回転の支点に近づく方向に移動した状態を示す。また、図１２（ａ）は、打撃腕駆動部４１にエネルギを蓄えない状態、図１２（ｂ）は、打撃腕駆動部４１にエネルギを蓄えた状態、図１２（ｃ）は、打撃腕駆動部４１のエネルギを放出した状態をそれぞれ示す。

図１３は、図１１の打撃腕３０が、打撃腕３０の長手方向で、打撃部２０と回動支持部３３の回転の支点との距離が短くなる方向に移動している状態を示す。また、図１３（ａ）は、打撃腕駆動部４１にエネルギを蓄えない状態、図１３（ｂ）は、打撃腕駆動部４１にエネルギを蓄えた状態、図１３（ｃ）は、打撃腕駆動部４１のエネルギを放出した状態をそれぞれ示す。

図１２（ｂ）（ｃ）のカム６２の状態（カム６２が回動支持部３３の回転の支点に近づいた状態）では、打撃腕３０の動作範囲（動作角度）は大きくなる。したがって、打撃腕駆動部４１に蓄積されるエネルギは、図１１のカム６２の状態に比べて大きくなり、打撃力も大きくなる。

図１３では、打撃腕３０が、打撃腕３０の長手方向で、打撃部２０と回動支持部３３の回転の支点との距離が短くなる方向に移動するから、打撃部２０の打撃ストロークが短くなり、打撃力が小さくなる。

図１３では、カム６２を単純な板カムとして説明した。図１３では、打撃腕３０の稼動可能な角度は、打撃腕３０を移動しても変わらない。このため、実施の形態２で説明した、回転軸方向に径が変化するカム６２を用いることができる。このようなカム６２を用いることで、カム６２と打撃腕３０との接触が、線接触となり、大きな力を発揮できる。また、大きなエネルギを蓄えられる打撃腕駆動部４１を用いても、カム６２、打撃腕３０が、磨耗せず、長期にわたり、打撃力を維持できる効果がある。

このように、カム６２をモータ６１の回転軸方向に移動させることによって、または、打撃部２０と回動支持部３３の回転の支点との距離を変化させることによって、打撃腕３０を打撃ストローク、打撃力を変化させることができる。このことは、カム６２と打撃腕３０とが相対的に移動可能に構成し、相対位置が変化することによって、打撃腕３０の回転範囲が変わり、打撃腕駆動部４１（エネルギ供給部４０、または打撃用弾性体４２）が放出するエネルギ、または打撃部２０の到達範囲が変化するとも言える。

本実施の形態によれば、カム６２をモータ６１の回転軸方向に移動させることによって、または、打撃部２０と回動支持部３３の回転の支点との距離を変化させることによって、打撃腕３０を打撃ストローク、打撃力を変化させることができるので、個別の回転電機のウェッジ検査において、適切な打撃ストローク、打撃力に調整することができる。

また、上記の移動は、手動で行えるようにしても良いし、遠隔で調整できるようにしても良い。遠隔に調整できるようにすると、ウェッジ打撃を行って、打撃力の大きすぎる、小さすぎる、ストロークが大きすぎる、小さすぎる場合に、調整して適切な打撃を与えることができる。また、これは異なる回転電機でウェッジ検査をする場合に、固定子４の表面からウェッジ３までの距離が異なるなどが考えられ、同じウェッジ打撃装置１０で調整できるので有効である。

実施の形態４．
図１４は、この発明の実施の形態４における回転電機のウェッジ打撃装置１０を示す構成図である。本実施の形態のウェッジ打撃装置１０は、回転電機のウェッジ３を打撃する打撃部２０と、打撃部２０に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部４０と、打撃部２０がウェッジ３を打撃した際の余剰エネルギを吸収する吸収部５０と、打撃部２０が設けられて打撃部２０が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕３０とを備える。ここで、吸収部５０は、打撃部２０に与えられるエネルギを抑制する。

ただし、本実施の形態は、上述の図４などの実施の形態と異なり、打撃腕３０は、回動支持部３３に支持されず、並行移動の動作を行う。

図１４において、打撃腕３０である打撃板３１は、打撃部２０に含まれる打撃力測定器２２の力を測定可能な方向に直動可能なように、打撃腕３０の動きを並行移動に拘束する直動ガイド３２に取り付けられる。

また、その直動方向に駆動可能なように打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０が取り付けられている。すなわち、打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０の駆動方向は、打撃方向と同じであり、打撃腕３０に垂直になる。また、エネルギ供給部４０は、打撃腕３０の長手方向に２個設けても良く、この場合、打撃部２０は、２個のエネルギ供給部４０の間に配置しても良い。打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０は、例えば、ボイスコイルモータ、ソレノイドコイル、ピエゾアクチュエータで構成できる。なお、エネルギ供給部４０は、打撃用弾性体４２でも良い。

吸収部５０である二度叩き防止用弾性体５１は、ウェッジ打撃装置１０を搭載する筐体１１側に取り付けられる。以下、二度叩き防止用弾性体５１の設定について説明する。打撃板３１が、二度叩き防止用弾性体５１に対して、ウェッジ３を打撃する程度の距離まで近づかなければ、二度叩き防止用弾性体５１は打撃板３１に接触しない。このため、二度叩き防止用弾性体５１は、打撃板３１がウェッジ３を打撃する程度の距離まで近づかなければ、打撃板３１に力が与えられない仕組みになっている。

次に、ウェッジ打撃時の動作について説明する。打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０が、打撃板３１をウェッジ３に向けて押し出すように力を与えると、打撃部２０（打撃力測定器２２を含む）が、ウェッジ３を打撃する。

この時、打撃板３１が、二度叩き防止用弾性体５１を縮ませる。このため、二度叩き防止用弾性体５１は、打撃板３１を元の位置に戻す方向に力を与える。これによって、打撃部２０（打撃力測定器２２）は、ウェッジ３を二度叩きすることなく、ウェッジ３から離れる。その後、打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０によって、打撃板３１を元の位置に戻す。打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０が再度打撃板３１を押しだすことで、上記動作を繰り返す。

本実施の形態のウェッジ打撃装置１０は、打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０が、ボイスコイルモータ、ソレノイドコイル、ピエゾアクチュエータなどで構成される。このため、打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０は、電流のオン、オフで、駆動、解除が可能であり、この電流を制御する制御部によって、打撃部２０の打撃タイミングを制御できる。また、供給電流の調整により打撃ストローク、打撃力、またはその両方を変更することもできる。

本実施の形態の回転電機のウェッジ打撃装置１０によれば、打撃部２０と，打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０と，二度叩き防止用弾性体５１の打撃に関与する要素部品を装置の厚み方向と直交方向に並べて配置する。また、打撃部２０の移動方向、打撃板駆動手段であるエネルギ供給部４０の駆動方向および二度叩き防止用弾性体５１の変位方向をすべて打撃方向としている、これによって、装置の厚みを薄くする効果がある。

また、十分に強い力でウェッジ３を打撃しなければ、ウェッジ３の緩み判定精度が低下するところ、本実施の形態の構成を採ることで、回転電機のウェッジ打撃装置１０の厚みを薄くでき、エネルギ供給部４０である打撃腕駆動部４１に用いる装置の寸法制限が緩和されて、より強力な装置を構成できる効果がある。

実施の形態５．
図１５は、上述の実施の形態のいずれかのウェッジ打撃装置１０を用いた、回転電機のウェッジ緩み判定システムを示すブロック図である。本実施の形態のウェッジ検査システム１１０は、ウェッジ打診装置１２０と、ウェッジ緩み分析判定部１３０と、記録表示部１４０とから構成される。ここで、ウェッジ打撃装置１０は、上述の実施の形態のいずれかの打撃部２０、打撃腕３０、エネルギ供給部４０および吸収部５０を備える。さらに、ウェッジ打撃装置１０は、上述のカム６２、回転駆動部（モータ６１）を備えても良い。

ウェッジ打診装置１２０は、ウェッジ３を打撃した時の打撃力波形を検出するための打撃力測定器２２を備える、ウェッジ３を打撃するためのウェッジ打撃装置１０と、ウェッジ打撃装置１０が、ウェッジ３を打撃したことによるウェッジ３の振動を検出するウェッジ振動検出装置７０とを備える。

ウェッジ緩み分析判定部１３０は、ウェッジ打診装置１２０から得られる打撃力波形及びウェッジ振動波形の周波数特性をそれぞれ分析する打撃波形の周波数分析部１３１および振動波形の周波数分析部１３２と、分析結果の各周波数特性を統合した後、予め設定された判定基準と比較評価し、判定結果を定量化する統合評価部１３３とを含んでいる。

記録表示部１４０は、データを格納記憶するメモリ１４１と、結果を表示する出力部１４２を含んでいる。

まず、ウェッジ打診装置１２０は、ウェッジ３に打撃を与え、その打撃力情報、及びウェッジ振動情報をウェッジ緩み分析判定部１３０に送る。打撃力情報とは、打撃力測定器２２で測定した打撃力波形である。ウェッジ振動情報とは、ウェッジ振動検出装置７０で測定したウェッジ振動波形である。

次に、ウェッジ緩み分析判定部１３０において、打撃波形の周波数分析部１３１は、前記打撃力情報を受け取り、周波数成分を分析して打撃力の周波数特性を得る。また、振動波形の周波数分析部１３２は、ウェッジ振動情報を受け取り、周波数成分を分析して、ウェッジ振動の周波数特性を得る。統合評価部１３３は、打撃波形の周波数分析部１３１および振動波形の周波数分析部１３２によって得られた、打撃力周波数特性及びウェッジ振動周波数特性から、ウェッジ３への打撃入力から振動出力までの打診モデルの周波数特性を求める。ここで、予め設定された判定基準と、現れるピークの周波数とを比較評価する。

記録表示部１４０は、ウェッジ緩み分析判定部１３０にて得られた比較評価結果を受け取り、メモリ１４１への格納が行なわれる。この時、回転電機の種類に応じて、スロット数及び各スロットでのウェッジ数が異なるため、予め入力しておく。また、各評価結果に合わせて、自動的に対応するスロット及びウェッジ番号を同時に記録することが望ましい。出力部１４２では、メモリ１４１に記録された結果を参照し、画面に表示する。

図１６は、図１５のウェッジ振動検出装置７０を示す構成図である。振動測定部７１を搭載した接触具７２は、振動測定用弾性体７３を介して振動測定用支持部７４に取り付けられている。振動測定用弾性体７３が縮んだ状態でウェッジ３に接触すると、接触具７２が、ウェッジ３に押しつけられ、ウェッジ３の振動が接触具７２を介して、振動測定部７１に伝達される。

なお、ウェッジ３の振動を測定するのは、接触式の振動センサや加速度センサに限らず、ウェッジ３の振動を検出できさえすればよい。例えば、集音マイクや変位センサ等も挙げられる。非接触で、ウェッジ３の振動を検出する場合には、図１６の様な構成を必要とせず、振動測定部７１をウェッジ打撃装置１０の近傍やウェッジ３近傍等に配置しさえすればよい。なお、振動測定部７１をウェッジ打撃装置１０の一部と見做すこともできる。さらに、振動測定部７１とウェッジ打撃装置１０とを含めてウェッジ打診装置１２０とすることもできる。

図１７は、この発明の本実施の形態による回転電機のウェッジ検査システム１１０を回転電機に適用するための構成の例である。回転電機のウェッジ検査システム１１０は、上記実施の形態のいずれかのウェッジ打撃装置１０と、ウェッジ振動検出装置７０と、駆動部８０とを備える。さらに、回転電機のウェッジ検査システム１１０は、ウェッジ緩み分析判定部１３０および記録表示部１４０を有する信号処理部を備える。

駆動部８０は、回転電機の回転子６及び固定子４間の隙間を走査するための走行機能を有する。さらに、駆動部８０は、ウェッジ打撃時に、十分にウェッジ打撃装置１０、またはウェッジ打撃装置１０および振動測定部７１をウェッジ３に押しつけ、且つウェッジ打撃時の反力に耐えるための吸着機能を備える必要がある。前者は、例えば、車輪８１やクローラ８２などが、後者は、例えば、磁石やエアー吸引などが挙げられる。ウェッジ打撃装置１０及びウェッジ振動検出装置７０は、駆動部８０に搭載され、駆動部８０によって、回転電機内を進むことで、任意の位置でのウェッジ緩み検査を実現する。また、これらウェッジ打撃装置１０と、ウェッジ振動検出装置７０とが、駆動部８０に搭載されたものをウェッジ打診装置１２０とすることもできる。

また、駆動部８０は、回転電機の固定子４の全周にわたって検査するため、ウェッジ打撃装置１０、またはウェッジ打撃装置１０および振動測定部７１をウェッジ３に押し付ける。これによって、ウェッジ打撃装置１０またはウェッジ打撃装置１０および振動測定部７１が、垂直や逆さになり、水平方向や鉛直上方などを打撃し、振動を計測することができる。

この発明の本実施の形態のウェッジ検査システム１１０によれば、打撃に関与する要素部品を装置の厚み方向と直交方向に並べて配置することによって、打撃入力波形を検出する測定器を備えた装置を薄くできる。これにより、ウェッジ緩み検査において、回転電機の回転子６を引き抜くことなく、ウェッジ打撃時の打撃入力から、ウェッジ振動までを包括した一つの打診モデルとして扱う。その打診モデルにおける周波数特性を分析する手法を採ることが可能となる。よって、状況や環境の変化に対する打撃の大きさや周波数特性の変化の影響を加味できるため、ロバストな緩み評価を実現できる。

また、十分な強さの打撃力を確保することによって、緩み判定精度及び信頼性を高めながら、回転電機の回転子６と固定子４の隙間に本装置を挿入した点検を可能とすることで、回転電機の回転子引き抜き、再挿入及び調整の工程を排除できるため、点検工期を大幅に短縮することができる。

１ コイル、２ リップルバネ、３ ウェッジ、４ 固定子、５ シム、６ 回転子、１０ ウェッジ打撃装置、１１ 筐体、２０ 打撃部、２１ 打撃部材、２２ 打撃力測定器、３０ 打撃腕、３１ 打撃板、３２ 直動ガイド、３３ 回動支持部、４０ エネルギ供給部、４１ 打撃腕駆動部、４２ 打撃用弾性体、５０ 吸収部、５１ 二度叩き防止用弾性体、６１ モータ、６２ カム、７０ ウェッジ振動検出装置、７１ 振動測定部、７２ 接触具、７３ 振動測定用弾性体、７４ 振動測定用支持部、８０ 駆動部、８１ 車輪、８２ クローラ、１１０ ウェッジ検査システム、１２０ ウェッジ打診装置、１３０ ウェッジ緩み分析判定部、１３１ 打撃波形の周波数分析部、１３２ 振動波形の周波数分析部、１３３ 統合評価部、１４０ 記録表示部、１４１ メモリ、１４２ 出力部。

Claims (8)

1. 回転電機の回転子と固定子の隙間に挿入されて前記回転電機のウェッジを打撃する回転電機のウェッジ打撃装置において、
   前記回転電機のウェッジを打撃し、打撃した打撃力を計測する打撃力測定器を持つ打撃部と、
   前記打撃部に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部と、
   前記打撃部が配置され、前記打撃部が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕と、
   前記打撃腕に接するカムと、
   前記カムを回転させる回転駆動部と、
   前記打撃部に与えられるエネルギを抑制する吸収部と
   を備え、
   前記回転駆動部の回転軸は、前記打撃部の打撃方向に垂直に配置され、
   前記打撃腕は、本体に固定された支点を中心に回転可能に支持され、
   前記カムは、前記回転駆動部の回転に応じて前記エネルギ供給部にエネルギを蓄えさせ、蓄えたエネルギを一時に放出させる形状であり、
   前記支点と前記打撃部との間の距離は、前記支点と前記エネルギ供給部との間の距離および前記支点と前記吸収部との間の距離よりも長いことを特徴とする回転電機のウェッジ打撃装置。
2. 回転電機の回転子と固定子の隙間に挿入されて前記回転電機のウェッジを打撃する回転電機のウェッジ打撃装置において、
   前記回転電機のウェッジを打撃し、打撃した打撃力を計測する打撃力測定器を持つ打撃部と、
   前記打撃部に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部と、
   前記打撃部が配置され、前記打撃部が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕と、
   前記打撃腕に接するカムと、
   前記カムを回転させる回転駆動部と
   を備え、
   前記エネルギ供給部は、前記打撃腕を回転させ前記打撃部で前記ウェッジを打撃するエネルギを発生する打撃用弾性体を有し、
   前記回転駆動部の回転軸は、前記打撃部の打撃方向に垂直に配置され、
   前記打撃腕は、本体に固定された支点を中心に回転可能に支持され、
   前記カムは、前記回転駆動部の回転に応じて前記エネルギ供給部にエネルギを蓄えさせ、蓄えたエネルギを一時に放出させる形状であり、
   前記カムの径は、前記打撃用弾性体にエネルギの蓄積開始時に前記打撃腕と接触する部分より前記打撃用弾性体がエネルギを放出する直前に前記打撃腕と接触する部分の方が大きいことを特徴とする回転電機のウェッジ打撃装置。
3. 前記カムは、前記回転駆動部が回転する周方向及び回転軸方向に径が変化し、
   前記打撃腕と前記カムとは、線接触することを特徴とする請求項２に記載の回転電機のウェッジ打撃装置。
4. 前記カムの前記支点に遠い方の径の変化量は、前記カムの前記支点に近い方の径の変化量よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の回転電機のウェッジ打撃装置。
5. 前記カムと前記打撃腕とは、相対的に移動可能に構成され、
   前記カムと前記打撃腕との相対位置が変化することによって前記打撃腕の回転範囲が変わり前記打撃用弾性体の放出するエネルギまたは前記打撃部の到達範囲が変化することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の回転電機のウェッジ打撃装置。
6. 回転電機の回転子と固定子の隙間に挿入されて前記回転電機のウェッジを打撃する回転電機のウェッジ打撃装置において、
   前記回転電機のウェッジを打撃し、打撃した打撃力を計測する打撃力測定器を持つ打撃部と、
   前記打撃部に打撃用エネルギを与えるエネルギ供給部と、
   前記打撃部が配置され、前記打撃部が打撃する方向に垂直な方向に長手方向を有する打撃腕と、
   前記打撃腕に接するカムと、
   前記カムを回転させる回転駆動部と、
   を備え、
   前記回転駆動部の回転軸は、前記打撃部の打撃方向に垂直に配置され、
   前記カムは、前記回転駆動部の回転に応じて前記エネルギ供給部にエネルギを蓄えさせ、蓄えたエネルギを一時に放出させる形状であり、
   前記エネルギ供給部は、前記打撃腕の前記長手方向に２個設けられ、
   前記打撃部は、前記打撃腕の前記長手方向の２個の前記エネルギ供給部の間に配置されることを特徴とする回転電機のウェッジ打撃装置。
7. 前記打撃部が前記ウェッジを打撃した際の前記ウェッジの振動波形を計測する振動測定部を備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機のウェッジ打撃装置。
8. 請求項７に記載の回転電機のウェッジ打撃装置を備え、
   前記回転電機のウェッジ打撃装置の前記打撃力測定器で得られる打撃入力波形および前記振動波形を用いて前記ウェッジの検査を行う回転電機のウェッジ検査システム。

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