タービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次元形状測定方法及び３次元形状測定装置用冶具

【課題】レーザ非接触式３次元形状測定装置と多関節接触式３次元形状測定装置を併用することで、表面形状を容易に高精度に測定することにある。
【解決手段】タービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状を測定するに際して、レーザ非接触式３次元形状測定装置により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定部位の３次元形状を測定する第１のステップ（Ｓ１１）と、エンコーダが内蔵された関節により複数本のアームを連結してなる多関節接触式３次元形状測定装置により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定部位の３次元形状を測定する第２のステップ（Ｓ１２〜Ｓ１４）と、前記第１の測定ステップで測定された３次元形状データと前記第２の測定ステップで測定された３次元形状データ及び手計測による局所的な部位の形状測定データを総合的に合成して最終的にステータコイル接続組立の設計図を起こす第３のステップ（Ｓ１７，Ｓ１８）とを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状を計測し、その計測情報に基づいてステータコイルの接続組立を行う際に使用されるＣＡＤデータを作成する３次元形状測定方法及び３次元形状測定装置用冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン発電機におけるステータコイルは、その電気絶縁等が経年劣化するため、現地で定期的にステータコイルの巻き替え工事が行われる。
【０００３】
このような工事を行うに際しては、ステータコイルの接続組立図面が必要であるが、自社製以外にはステータコイルの接続組立図面がないことから、受注するのは自社製の場合に限られていた。しかし、図面のない他社製の場合でも、現品の形状測定データから逆に設計図を起こすこと（リバースエンジニアリング）ができれば、ステータコイルの巻き替え工事が可能である。
【０００４】
ところで、リバースエンジニアリングを行うための３次元形状測定方法及び３次元形状測定装置としては、タービン発電機ロータを対象としたものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この３次元形状測定方法及び３次元形状測定装置は、形状が比較的シンプルな発電機ロータに適用することはできるが、タービン発電機におけるステータコイルの接続組立を対象とする場合にはそのまま適用することができない。
【０００７】
特にタービン側及びコレクタ側の両コイルエンド部においては、構造が複雑で、かつ測定に適した機械加工面の少ないステータコイル接続組立に対して、現品の表面形状測定を実施する場合には、一般的にノギスやマイクロメータ等を用いた手計測手法が採用されている。
【０００８】
しかし、この手法は局所的な部位の測定には適するが、その他の部位によっては、大径部やスペース等の制約で、そもそも物理的に測定することが困難であり、ピッチ円上の部品やボルト配置等の相対寸法に対しては、測定点数が多くなり、測定精度が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、ステータコイル接続組立の表面形状の座標情報がＣＡＤデータ形式で取得可能なレーザ非接触式３次元形状測定装置と多関節接触式３次元形状測定装置を併用することで、表面形状を容易に高精度に測定することができるタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状測定方法及び３次元形状測定装置用冶具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】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するため、ステータ鉄心に設けられた軸方向に貫通するスロットにステータコイルが収納され、このステータコイルのコイルエンド部に対応させてターミナルボックスが設けられると共に、該ターミナルボックスを構成するステータフレームの外周板に、コイルエンド部に接続されるヘッダーケーシングパイプ、防風板を取付けるための取付板及びベアリングブラケットを取付けるための端板がそれぞれ取付けられたタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状測定方法において、レーザ非接触式３次元形状測定装置により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定部位の３次元形状を測定する第１のステップと、回転位置を検出するエンコーダが内蔵された関節により複数本のアームを連結してなる多関節接触式３次元形状測定装置により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定部位の３次元形状を測定する第２のステップと、前記第１の測定ステップで測定された３次元形状データと前記第２の測定ステップで測定された３次元形状データ及び手計測による局所的な部位の形状測定データを総合的に合成して最終的にステータコイル接続組立の設計図を起こす第３のステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステータコイル接続組立の表面形状の座標情報をＣＡＤデータ形式で取得可能なレーザ非接触式３次元形状測定装置と多関節接触式３次元形状測定装置を併用することで、表面形状を容易に高精度に測定することができるタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状測定方法及びこの方法で使用される３次元形状測定装置用冶具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が測定対象として適用されるタービン発電機におけるステータコイル接続組立図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明で使用される多関節接触式３次元形状測定装置用マグネット式冶具を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明で使用される多関節接触式３次元形状測定装置用クランプ式冶具を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。
【図４】本発明のステータコイル接続組立の３次元形状測定方法によるステータコイル接続組立に対する３次元形状測定装置の測定範囲の一例を示す図。
【図５】本発明によるタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状測定方法の実施形態を説明するためのフローチャート図。
【図６】同実施形態のレーザ非接触式３次元形状測定装置による第１の測定例を示す図。
【図７】同実施形態のレーザ非接触式３次元形状測定装置による第２の測定例を示す図。
【図８】同実施形態において、マグネット式治具を用いて外周板内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第１の測定例を示す図。
【図９】同実施形態において、マグネット式治具を用いて外周板内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第２の測定例を示す図。
【図１０】同実施形態において、クランプ式治具を用いて防風板取付板の内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第１の測定例を示す図。
【図１１】同実施形態において、クランプ式治具を用いて防風板取付板の内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第２の測定例を示す図。
【図１２】同実施形態において、クランプ式治具を用いて防風板取付板の内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第３の測定例を示す図。
【図１３】同実施形態において、マグネット式治具を用いてステータ鉄心内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第１の測定例を示す図。
【図１４】同実施形態において、マグネット式治具を用いてステータ鉄心内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第２の測定例を示す図。
【図１５】同実施形態において、マグネット式治具を用いてステータ鉄心内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第３の測定例を示す図。
【図１６】同実施形態において、多関節接触式３次元形状測定装置によるコイルスロット配置の形状測定データ例を示す図。
【図１７】同実施形態において、多関節接触式３次元形状測定装置によるバインド帯支え及びバインド帯支え取付ボルト配置の形状測定データ例を示す図。
【図１８】同実施形態において、クランプ式治具を用いてターミナルボックス底部補強部に固定した多関節接触式３次元形状測定装置による第２の測定例を示す図。
【図１９】同実施形態において、３次元形状測定を行う際の基準座標系や共通要素の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状測定方法を説明するための実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、タービン発電機におけるステータコイルの接続組立について説明する。
【００１５】
図１はステータコイル接続組立図を示すもので、２１１はロータ２０１を中心にその外周を包囲するように適宜の間隙を存して配置されたステータ鉄心であり、このステータ鉄心２１１の内周側に軸方向に貫通する複数のスロットが等間隔を存してそれぞれ設けられ、これら各スロットには上コイル２１３と下コイル２１４とが２層にしてそれぞれ収められている。
【００１６】
また、ステータ鉄心２１１の両端面側に外側間隔片２１２を介してステータ押え板２２７が配置されると共に、これらはボルト締めにより固定されている。
【００１７】
さらに、ステータ鉄心２１１の両端面側（図では片方の端面側を示す）より外側間隔片２１２を介して外部に導出された上コイル２１３及び下コイル２１４のコイルエンド下部構造物はバインド帯支え２２１により支持され、このバインド帯支え２２１はバインド帯支え取付座２２２，２２３及びシールド板２２６を介してステータ押え板２２７にバインド帯支え取付ボルト２２４，２２５により固定されて組立てられる。
【００１８】
一方、２０８はコイルエンド部に対応させて設けられ、ステータ鉄心フレームに取付けられたターミナルボックスで、このターミナルボックス２０８の側面には常時は蓋体により閉塞される装置類の出し入れ作業を行うためのマンホール２１０が設けられ、ターミナルボックス２０８内には上コイル２１３及び下コイル２１４のコイルエンドに接続された接続銅帯２１７が配置され、この接続銅帯２１７はターミナルボックス２０８の底板２０９を貫通させて取付けられた高圧ブッシング２１９の内端に有するブッシングコネクタ２１８に接続されている。
【００１９】
また、ターミナルボックス２０８を構成するステータフレームの外周板２０４には、上コイル２１３及び下コイル２１４のコイルエンド部に絶縁接続管２１５を介して接続された冷却水通流用のヘッダーケーシングパイプ２１６が取付けられ、さらに防風板２０５を取付けるための防風板取付板２０６が取付けられると共に、ベアリングブラケット２０２を取付けるための端板２０３が取付けられている。
【００２０】
本発明では、このように構成されたタービン発電機のステータコイル接続組立に対して、その測定部位に応じてレーザ非接触式３次元形状測定装置による測定、多関節接触式３次元形状測定装置による測定に適した測定範囲を設定し、さらにこれらの３次元形状測定装置による測定が困難な測定部位に対しては手計測による表面形状測定を行い、これら各測定範囲の測定データを総合的に合成して全体のステータコイル接続組立の設計図を作成するものである。
【００２１】
ここで、レーザ非接触式３次元形状測定装置は、測定範囲がステータコイル接続組立外部から直接見える部位の表面形状及び内面形状をレーザ測定するものである。
【００２２】
また、多関節接触式３次元形状測定装置は、複数本のアームをエンコーダ（回転位置検出センサ）が内蔵された関節（軸）により屈曲可能に連結すると共に、先端に有するボールを中心に三次元座標を取得するプローブを備え、プローブ先端に有するボールを測定対象物に接触させながら移動させたときの変化量と関節間のアーム長さから三次元座標情報を求めるようにしたものであり、円、線、平面、円筒、円錐等の各要素の測定が可能である。
【００２３】
この場合、プローブ先端には必要に応じ、プローブエクステンションをつなぎ足したり、直線状のプローブに代えて屈曲プローブを装着したりすることが可能である。また、プローブエクステンションをつけた場合のプローブ先端長さは測定開始時の校正により認識することが可能になっている。
【００２４】
ところで、このような多関節接触式３次元形状測定装置において、ステータコイル接続組立内部からコイルエンド下部等の物理的に直接アクセスしにくい部位を測定する場合、座標原点がずれないように必要がある。
【００２５】
このため、本発明では多関節接触式３次元形状測定装置にマグネット式やクランプ式の専用冶具を装着して座標原点がずれないように固定し、直接アクセスしにくい部位の測定を可能にしたものである。
【００２６】
マグネット式冶具は、アーム先端に自在に外周板内径面やステータ鉄心内径面といったステータコイル接続組立内部に固定する場合に好適であり、クランプ式冶具は防風板取付板内径面やターミナルボックス底板上部補強といったステータコイル接続組立内部に固定する場合に好適である。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｃ）は多関節接触式３次元形状測定装置用マグネット式冶具６１を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、円板状の台座６２の上面中央部に外径がネジ加工されたマウントリング６３が設けられ、このマウントリング６３に多関節接触式３次元形状測定装置がその固定端に形成されたネジ部を螺合させて装着される。
【００２９】
また、台座６２の下面周囲部に複数個（図では３個）のマグネットベース６４が可動ボール関節６６を介してそれぞれ等間隔に取付けられている。この場合、マグネットベース６４は固定箇所が内径面等の曲面部にも安定して設置が可能なように可動ボール関節６６を調整した状態を保持するための止めネジ６７と、マグネットベース６４に内蔵されたマグネットによる吸着力をオン、オフするつまみ６５とを備えている。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｃ）は多関節接触式３次元形状測定装置用クランプ式冶具７１を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、断面が逆Ｌ字状の本体７２の上面中央部に外径がネジ加工されたマウントリング６３が設けられ、このマウントリング６３に多関節接触式３次元形状測定装置がその固定端に形成されたネジ部を螺合させて装着される。
【００３２】
また、逆Ｌ字状の本体７２の前面板と対向する後方空間部に背板７５が設けられ、この背板７５の上部を貫通させて設けられた孔に圧入されたメネジ７４に向けて本体７２の前面板を貫通させて挿入された締付けネジ７３を螺挿し、この締付けネジ７３を締付け方向またはこれとは逆方向に回すことにより背板７５が前面板に接近または離れる方向に平行移動可能になっている。
【００３３】
したがって、本体７２の前面板と背板７５との間に例えば防風板取付板２０６を挟み込み、締付けネジ７３を締付けることで防風板取付板２０６をクランプして固定される。この場合、防風板取付板２０６のネジ孔などに挿入される落下防止用の抜け止めピン機構７６を備えている。
【００３４】
かかるクランプ式冶具７１は鉛直真下付近だけでなく、左右水平付近への固定もできるので、前述したマグネット式冶具よりも広い範囲で使用できる。
【００３５】
次に前述したレーザ非接触式３次元形状測定装置及びマグネット式冶具またはクランプ式冶具を装着した多関節接触式３次元形状測定装置を用いてステータコイル接続組立の３次元形状測定方法について説明するに、まず、ステータコイル接続組立に対する各３次元形状測定装置による測定範囲について述べる。
【００３６】
図４はステータコイル接続組立に対する３次元形状測定装置による各々の測定範囲Ａ〜Ｄを示すものである。
【００３７】
図４において、測定範囲Ａはレーザ非接触式３次元形状測定装置によりステータコイル接続組立外部から直接見える部位を測定する範囲であり、測定範囲Ｂは多関節接触式３次元形状測定装置によりステータコイル接続組立の主に端板からコイルエンド下部までの部位を測定する範囲であり、測定範囲Ｃは多関節接触式３次元形状測定装置によりステータコイル接続組立の主にステータ鉄心からコイルエンド下部までの部位を測定する範囲であり、測定範囲Ｄは多関節接触式３次元形状測定装置によりステータコイル接続組立の主にターミナルボックスからコイルエンド下部までの部位を測定する範囲である。
【００３８】
また、測定の実施にあたっては、図２に二点鎖線で示すロータ２０１やベアリングブラケット２０２、防風板２０５は測定前に予め分解しておく必要がある。
【００３９】
以下、図５に示すフロー図に従ってステータコイル接続組立の３次元形状測定方法を説明する。
【００４０】
図５において、Ｓ１１はレーザ非接触式３次元形状測定装置による測定ステップで、この測定ステップＳ１１では、具体的には次のようにして行われる。
【００４１】
図６及び図７はレーザ非接触式３次元形状測定装置による測定範囲Ａの測定例を示すものである。
【００４２】
図６及び図７において、レーザ非接触式３次元形状測定装置４１はステータコイル接続組立外部のフロア−面に三脚等で固定され、この位置から直接見える部分、主にコイル鉄心端部４２からコイルシリーズ部４４までのコイルインボリュート部４３やコイル角度４５，４６、絶縁接続管２１５及びヘッダーケーシングパイプ２１６の配置、接続銅帯２１７の配置等を測定し、これらの測定データは点群データとして図示しないメモリに記憶される。
【００４３】
図５において、Ｓ１２〜Ｓ１４は多関節接触式３次元形状測定装置による測定ステップで、ステップＳ１２は外周板内径面または防風板取付板内径面からの測定ステップで、具体的には次のようにして行われる。
【００４４】
図８及び図９はマグネット式冶具（図２に示す）６１を装着して外周板２０４の内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置８１による測定範囲Ｂの測定例を示すものである。
【００４５】
図８及び図９において、多関節接触式３次元形状測定装置８１はコイルエンド下部のバインド帯支え２２１やバインド帯支え取付けボルト２２４，２２５、接続銅帯２１７、各種コイルエンド下部構造物等の部位を中心に測定し、これらの測定データは図示しないメモリに記憶される。
【００４６】
この場合、基準座標系や共通要素は、図１９中のＳ１２に対応する図に示すように、例えば端板２０３や防風板取付板２０６における所定の部位を中心に、バインド帯支え２２１、シールド板２２６、隔板２０７等における所定の部位を３次元軸として取っている。
【００４７】
上記では外周板内径面からの測定であるが、防風板取付板内径面からの測定を行う場合にはクランプ式冶具（図３に示す）７１を装着して防風板取付板２０６の内径面に固定することにより多関節接触式３次元形状測定装置８１による測定範囲Ｂの測定が可能である。
【００４８】
図１０、図１１、図１２はクランプ式冶具（図３に示す）７１を装着して防風板取付板２０６の内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置８１による測定範囲Ｂの測定例を示すものである。
【００４９】
図１０乃至図１２において、多関節接触式３次元形状測定装置８１はコイルエンド下部のバインド帯支え２２１やバインド帯支え取付けボルト２２４，２２５、接続銅帯２１７、各種コイルエンド下部構造物等の部位を中心に測定し、これらの測定データは図示しないメモリに記憶される。
【００５０】
この場合、基準座標系や共通要素は、図１９中のＳ１２に対応する図に示すように、例えば端板２０３や防風板取付板２０６における所定の部位を中心に、バインド帯支え２２１、シールド板２２６、隔板２０７等における所定の部位を３次元軸として取っている。
【００５１】
なお、クランプ式冶具による固定箇所は、防風板取付板２０６以外の板であってもよいことは云うまでもない。
【００５２】
また、ステップＳ１３は、ステータ鉄心内径面からの測定ステップで、具体的には次のようにして行われる。
【００５３】
図１３、図１４、図１５はマグネット式冶具（図２に示す）６１を装着してステータ鉄心２１１の内径面に固定した多関節接触式３次元形状測定装置８１による測定範囲Ｃの測定例を示すものである。
【００５４】
図１３乃至図１５において、多関節接触式３次元形状測定装置８１はコイル鉄心端部４２におけるコイルスロットの配置（上コイル２１３の両側面の測定）やバインド帯支え取付ボルト（内側）２２４の配置、上コイル角度等の部位を中心に測定し、これらの測定データは図示しないメモリに記憶される。図１５はその中のバインド帯支え取付ボルト（内側）２２４の測定例である。
【００５５】
この場合、基準座標系や共通要素は、図１９中のＳ１３に対応する図に示すように、ステータ鉄心２１１における所定の部位を中心に、外側間隔片２１２、バインド帯支え２２１、シールド板２２６等における所定の部位を３次元軸として取っている。
【００５６】
ここで、図１６は上述した図１３の測定によるコイルスロット配置の形状測定データ例を示すものであり、コイル鉄心端部の上コイル２１３の両側面などを測定することで得られる。
【００５７】
また、図１７は上述した図１３の測定によるバインド帯支え２２１及びバインド帯支え取付ボルト（内側）２２４配置の形状測定データ例を示すものであり、バインド帯支え２２１の両側面やバインド帯支え取付ボルト（内側）２２４の六角頭部の２側面以上を測定することで得られる。
【００５８】
さらに、ステップＳ１４は、ターミナルボックス底板（非磁性体）の上部補強からの測定ステップで、具体的には次のようにして行われる。
【００５９】
図１８はクランプ式冶具（図３に示す）７１を装着した多関節接触式３次元形状測定装置８１をマンホール２１０からターミナルボックス２０８内に入れ、該多関節接触式３次元形状測定装置８１をターミナルボックス底板（非磁性体）２０９の上部補強に固定した測定範囲Ｄの測定例を示すものである。
【００６０】
図１８において、多関節接触式３次元形状測定装置８１は接続銅帯２１７、ブッシングコネクタ２１８、高圧ブッシング２１９の配置等の部位を中心に測定し、これらの測定データは図示しないメモリに記憶される。
【００６１】
この場合、基準座標系や共通要素は、図１９中のＳ１４に対応する図に示すように、外周板２０４における所定の部位を中心に、隔板２０７、ターミナルボックス底板２０９等における所定の部位を３次元軸として取っている。
【００６２】
図５において、Ｓ１５は前述したようにステップＳ１２〜ステップＳ１４で測定されたステータコイル接続組立の測定範囲Ｂ〜Ｄの各形状測定データを座標情報として取り込んで、基準座標系や共通要素によりＣＡＤ上で合成し、多関節接触式３次元形状測定装置として一つの形状データにまとめる合成ステップである。すなわち、図１９中のＳ１５＝Ｓ１２＋Ｓ１３＋Ｓ１４に対応する図に示すように、多関節接触式３次元形状測定装置により得られたステータコイル接続組立の主に端板からコイルエンド下部までの部位の測定範囲Ｂの各形状測定データ（ステップＳ１２）、ステータコイル接続組立の主にステータ鉄心からコイルエンド下部までの部位の測定範囲Ｃの各形状測定データ（ステップＳ１３）、及びステータコイル接続組立の主にターミナルボックスからコイルエンド下部までの部位の測定範囲Ｄの各形状測定データ（ステップＳ１４）をそれぞれ座標情報として取得し、これらの各座標情報をステップＳ１５により基準座標系や共通要素によりＣＡＤ上で合成し、多関節接触式３次元形状測定装置として一つの形状データにまとめる。
【００６３】
また、Ｓ１６は測定ステップＳ１１により測定されたレーザ非接触式３次元形状測定装置による測定範囲Ａの点群データを変換した３次元ＣＡＤデータと合成ステップＳ１５で合成された多関節接触式３次元形状測定装置による測定範囲Ｂ〜Ｄの各形状測定データの３次元ＣＡＤデータとをステップＳ１７による手計測による局所的な部位の形状データも加えて、総合的に合成するステップである。
【００６４】
そして、ステップＳ１８では、この合成ステップＳ１６で合成されたＣＡＤデータからステータコイル接続組立全体の設計図が作成される。
【００６５】
このように本発明の実施形態では、ステータ鉄心２１１に設けられた軸方向に貫通するスロットに上コイル２１３及び下コイル２１４からなるステータコイルが収納され、このステータコイルのコイルエンド部に対応させてターミナルボックス２０８が設けられると共に、該ターミナルボックスを構成するステータフレームの外周板２０４に、コイルエンド部に接続されるヘッダーケーシングパイプ２１６、防風板を取付けるための防風板取付板２０６及びベアリングブラケット２０２を取付けるための端板２０３がそれぞれ取付られたタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状を測定するに際して、レーザ非接触式３次元形状測定装置４１により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立外部から直接見える部位の３次元形状を測定するステップＳ１１と、複数本のアームを回転位置を検出するエンコーダが内蔵された関節により連結された多関節接触式３次元形状測定装置８１を外周板２０４の内径面にマグネット式冶具６１または防風板取付板２０６にクランプ式冶具７１により固定して主に端板２０３からコイルエンド下部までの範囲の３次元形状を測定するステップＳ１２と、多関節接触式３次元形状測定装置８１をステータ鉄心２１１の内径面にマグネット式冶具６１により固定して主にステータ鉄心２１１からコイルエンド下部までの範囲の３次元形状を測定するステップＳ１３と、多関節接触式３次元形状測定装置８１をターミナルボックス底板２０９の上部補強部にクランプ式冶具７１により固定して主にターミナルボックス２０８からコイルエンド下部までの範囲の３次元形状を測定するステップＳ１４と、これらステップＳ１２乃至ステップＳ１４でそれぞれ測定されたステータコイル接続組立の各形状測定データを基準座標系や共通要素で一つの形状測定データとしてＣＡＤ上で合成するステップＳ１５と、ステップＳ１１で測定された３次元形状データとステップＳ１５で合成された３次元形状データ及び手計測による局所的な部位の形状測定データを総合的に合成するステップＳ１７と、このステップＳ１７で総合的に合成されたデータをもとにステータコイル接続組立全体の設計図を起こすステップＳ１８とを備えたものである。
【００６６】
したがって、このようなタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法によれば、レーザ非接触式３次元形状測定装置４１においては、測定範囲がステータコイル接続外部から直接見える部分に限られるが、やや粗い精度で全体の構造を把握することができ、また、多関節接触式３次元形状測定装置８１においては、マグネット式やクランプ式といった専用治具６１，７１を装着し、測定中に座標原点がずれないように確りと固定することができるので、ステータコイル接続組立内部からコイルエンド下部等の物理的にアクセスしにくい部位の表面形状を容易に且つ高精度に測定することが可能である。さらに、測定装置の固定位置を変えることで、外周板２０４の内径面（防風板取付板２０６の内径面）やステータ鉄心２１１の内径面、ターミナルボックス底板２０９の上部補強部といった内部の種々の場所からの測定が可能となり、後からそれらの形状測定データを基準座標系や共通要素によりＣＡＤ上で合成することもできる。そして、これら用途に応じて取得した形状測定データを総合的に合成することで、現品から設計図を起こすことができる。
【００６７】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
２０１…ロータ、２０２…ベアリングブラケット、２０３…端板、２０４…外周板、２０５…防風板、２０６…防風板取付板、２０７…隔板、２０８…ターミナルボックス、２０９…ターミナルボックス底板、２１０…マンホール、２１１ステータ鉄心、２１２…外側間隔片、２１３…上コイル、２１４…下コイル、２１５…絶縁接続管、２１６…ヘッダーケーシングパイプ、２１７…接続銅帯、２１８…ブッシングコネクタ、２１９…高圧ブッシング、２２１…バインド帯支え、２２２…バインド帯支え取付座、２２３…バインド帯支え取付座、２２４…バインド帯支え取付ボルト、２２５…バインド帯支え取付ボルト、２２６…シールド板、２２７…ステータ押え板、４１…レーザ非接触式３次元形状測定装置、４２…コイル鉄心端部、４３…コイルインボリュート部、４４…コイルシリーズ部、４５…上コイル角度、４６…下コイル角度、４７…コイルエンド部、６１…多関節接触式３次元形状測定装置用マグネット式治具、６２…台座、６３…マウントリング、６４…マグネットベース、６５…つまみ、６６…可動ボール関節、７１…多関節接触式３次元形状測定装置用クランプ式治具、７２…本体、７３…締付ネジ、７４…メネジ、７５…背板、７６…抜け止めピン機構、８１…多関節接触式３次元形状測定装置。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ鉄心に設けられた軸方向に貫通するスロットにステータコイルが収納され、このステータコイルのコイルエンド部に対応させてターミナルボックスが設けられると共に、該ターミナルボックスを構成するステータフレームの外周板に、コイルエンド部に接続されるヘッダーケーシングパイプ、防風板を取付けるための取付板及びベアリングブラケットを取付けるための端板がそれぞれ取付けられたタービン発電機におけるステータコイル接続組立の３次元形状測定方法において、
レーザ非接触式３次元形状測定装置により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定部位の３次元形状を測定する第１のステップと、
エンコーダが内蔵された関節により複数本のアームを連結してなる多関節接触式３次元形状測定装置により予め設定された測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定部位の３次元形状を測定する第２のステップと、
前記第１の測定ステップで測定された３次元形状データと前記第２の測定ステップで測定された３次元形状データ及び手計測による局所的な部位の形状測定データを総合的に合成して最終的にステータコイル接続組立の設計図を起こす第３のステップと、
を備えたことを特徴とするタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法において、
前記第１のステップで測定されるレーザ非接触式３次元形状測定装置による測定範囲は、ステータコイル接続組立外部から直接見える部位であることを特徴とするタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法。
【請求項３】
請求項１記載のタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法において、
前記第２のステップで測定される多関節接触式３次元形状測定装置による測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定は、多関節接触式３次元形状測定装置を前記外周板の内径面にマグネット式冶具または前記防風板取付板にクランプ式冶具により固定して主に端板からコイルエンド下部までの範囲の測定であることを特徴とするタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法。
【請求項４】
請求項１記載のタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法において、
前記第２のステップで測定される多関節接触式３次元形状測定装置による測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定は、多関節接触式３次元形状測定装置を前記ステータ鉄心内径面にマグネット式冶具により固定して主にステータ鉄心からコイルエンド下部までの範囲の測定であることを特徴とするタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法。
【請求項５】
請求項１記載のタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法において、
前記第２のステップで測定される多関節接触式３次元形状測定装置による測定範囲におけるステータコイル接続組立の測定は、多関節接触式３次元形状測定装置を前記ターミナルボックス底板上部補強部にクランプ式冶具により固定して主にターミナルボックスからコイルエンド下部までの範囲の測定であることを特徴とするタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法において、
前記第２のステップで測定される多関節接触式３次元形状測定装置による測定範囲におけるステータコイル接続組立の各形状測定データを基準座標系や共通要素で一つの形状測定データとしてまとめて前記第３のステップに与える合成ステップを備えたことを特徴とするタービン発電機におけるステータコイルの接続組立の３次形状測定方法。
【請求項７】
請求項３又は４に記載のステータコイルの接続組立の３次形状測定方法で使用されるマグネット式冶具は、台座の上面に多関節接触式３次元形状測定装置の固定端のネジ部に螺着されるマウントリングが設けられ、前記台座の下面に前記外周板の内径面またはステータ鉄心内径面に吸着させる複数個のマグネットベースが可動ボール関節を介してそれぞれ適宜の間隔を存して取付けられて構成されたことを特徴とする多関節接触式３次元形状測定装置用マグネット式冶具。
【請求項８】
請求項３又は５に記載のステータコイルの接続組立の３次形状測定方法で使用されるクランプ式治具は、前面板と上面板からなる本体の前記上面板に多関節接触式３次元形状測定装置の固定端のネジ部に螺着されるマウントリングが設けられ、前記本体の前面板と対向する後方空間部に設けられた背板の上部に設けられたネジ孔に前記前面板を貫通させて挿入された締付けネジを螺挿し、この締付けネジにより前記背板を前記前面板に接近または離れる方向に平行移動させてこれら背板及び前面板により前記防風板取付板またはターミナルボックス底板上部補強部をクランプするように構成されたことを特徴とする多関節接触式３次元形状測定装置用クランプ式治具。

【図１】