JP2000197312A - キャンドモ―タの運転監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の軸方向摩耗検出コイル32a ，32b を有
する軸方向摩耗検出部からの出力電圧を高くするととも
に検出感度を高くし、指示計を直接駆動させて軸受の軸
方向の摩耗を監視する。 【解決手段】 固定子鉄心14の両端近傍で円周方向に沿
って複数の歯部41にわたって切欠溝42a ，42b を設け
る。これら各切欠溝42a ，42b と固定子鉄心14の各端面
と間に一対の軸方向摩耗検出コイル32a ，32b を巻回す
る。これら軸方向摩耗検出コイル32a ，32b を直列に接
続して軸方向摩耗検出部32を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャンドモータの
運転状態を監視するキャンドモータの運転監視装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、キャンドモータは、主としてポン
プ駆動用に採用されており、キャンドモータポンプとし
て危険な液なども取り扱う関係上、高い信頼性が要求さ
れ、運転状態を外部から監視する必要がある。特に、軸
受としてはポンプ液で潤滑を行なうすべり軸受を使用す
るため、軸受の摩耗の状態を外部から監視する必要があ
る。

【０００３】キャンドモータポンプの場合、軸受の摩耗
の許容範囲は大きさによって異なるが、半径方向で０〜
０．５ｍｍ程度、軸方向で０〜１ｍｍ程度とされてお
り、軸方向については軸受に摩耗が無いときでも軸方向
に対して遊びが１〜２ｍｍ程度あることから軸方向の位
置検出範囲としては０〜±２．５ｍｍ程度となってい
る。

【０００４】そして、キャンドモータの運転監視装置と
しては、例えば、特公昭５８−５４５８０号公報または
特公平７−３２５６６号公報に記載されているように、
キャンドモータの固定子鉄心に略極ピッチまたはその整
数倍離しかつ固定子鉄心の１つの歯部全体に巻回するよ
うに一対の半径方向摩耗検出コイルを設け、これら半径
方向摩耗検出コイルの基本波電圧が互いに打ち消される
ように一対の半径方向摩耗検出コイルを直列に接続して
半径方向摩耗検出部を構成している。半径方向摩耗検出
コイルを直列に接続した半径方向摩耗検出部からの出力
信号は、電源周波数と回転子の滑りと回転子溝数とに関
連した周波数の１Ｖ程度の交流電圧信号となっている。

【０００５】キャンドモータの運転状態をポンプ機側に
おいて表示する指示計としては整流器形の指示計が用い
られ、この指示計は半径方向摩耗検出部からの出力信号
で直接駆動される。指示計の指示値は、正常時は略一定
で、キャンドモータの軸受に半径方向の摩耗が生じると
その出力電圧値が増加するため、外部から目視によって
確認のできないキャンドモータ内部の軸受の半径方向の
摩耗状態を監視できるようになっている。

【０００６】また、例えば、特公昭５７−２１９２４号
公報または特開昭５４−９３４０２号公報に記載されて
いるように、固定子鉄心の１つの歯部の両端部の一部に
軸方向摩耗検出コイルを配置し、これら一対の軸方向摩
耗検出コイルの基本波電圧が互いに打ち消されるように
一対の軸方向摩耗検出コイルを直列に接続して軸方向摩
耗検出部を構成したキャンドモータの運転監視装置が提
案されている。

【０００７】しかし、このキャンドモータの運転監視装
置では、軸方向摩耗検出部からの出力電圧が低く、半径
方向摩耗検出部のように、指示計を直接駆動させること
が困難であった。

【０００８】この軸方向摩耗検出部からの出力を大きく
するため、軸方向摩耗検出コイルの巻き回数を増やすこ
とが考えられるが、固定子鉄心の溝内には主巻線が巻回
されているために限界がある。また、軸方向摩耗検出コ
イルを巻回する固定子鉄心の両端部の歯部の軸方向の長
さを長くすれば、各軸方向摩耗検出コイルに発生する電
圧はその長さに比例して大きくなるが、軸方向の許容摩
耗範囲が０〜１ｍｍ程度であることから、その０〜１ｍ
ｍ程度の移動に対する電圧変化を十分に大きくすること
はできず、しかも、固定子鉄心の両端部に巻回された各
軸方向摩耗検出コイルには回転子が固定子に対して軸方
向に位置が変化することに伴って変化する分と回転子の
軸方向の位置が変化しても変らない分とがあり、必要以
上に軸方向摩耗検出コイルを巻回する歯部の軸方向の長
さを長くしても、軸方向の位置が変化しても変らない分
が増えるだけとなり、検出感度が低かった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
キャンドモータの運転監視装置では、回転子が半径方向
に変位する原因となる軸受の半径方向の摩耗について
は、出力電圧が高いために、指示計を直接駆動させて監
視することができたが、回転子が軸方向に変位する原因
となる軸受の軸方向の摩耗については、その軸受の軸方
向の摩耗を検出するための試みはあるものの、出力電圧
が低いとともに検出感度が低いために、指示計を直接駆
動させて監視することができない問題を有している。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、軸方向摩耗検出部からの出力電圧を高くするとと
もに検出感度を高くし、指示計を直接駆動させて軸受の
軸方向の摩耗を監視することができるキャンドモータの
運転監視装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のキャンド
モータの運転監視装置は、円筒状の固定子鉄心の内周に
円周方向に沿って複数の歯部および固定子溝が交互に設
けられるとともに固定子溝に固定子巻線が巻回された固
定子、この固定子の内側に回転自在に配設される回転
子、およびこの回転子を回転自在に軸受けする軸受を有
するキャンドモータの運転監視装置において、前記固定
子鉄心の両端近傍で円周方向に沿って複数の歯部にわた
って巻回された一対の軸方向摩耗検出コイルを有し、こ
れら軸方向摩耗検出コイルが直列に接続された軸方向摩
耗検出部とを具備しているものである。

【００１２】そして、固定子鉄心の両端近傍で円周方向
に沿って複数の歯部にわたって一対の軸方向摩耗検出コ
イルを巻回し、これら軸方向摩耗検出コイルを直列に接
続して軸方向摩耗検出部を構成することにより、軸方向
摩耗検出部に発生する出力電圧が高くなるとともに、軸
方向摩耗検出コイルに発生する出力電圧のうち回転子の
軸方向の位置の変化に伴って変化する分の割合が回転子
の軸方向の位置が変化しても変わらない分に対して高く
なって検出感度が高くなり、それにより、例えば指示計
を直接駆動させて軸受の軸方向の摩耗を監視することが
可能となる。

【００１３】請求項２記載のキャンドモータの運転監視
装置は、請求項１記載のキャンドモータの運転監視装置
において、固定子鉄心は、両端近傍で円周方向に沿って
複数の歯部にわたって設けられた切欠溝を有し、各軸方
向摩耗検出コイルは、前記各切欠溝と固定子鉄心の各端
面との間に巻回されたものである。

【００１４】そして、固定子鉄心の両端近傍で円周方向
に沿って複数の歯部にわたって切欠溝を設けることによ
り、各軸方向摩耗検出コイルを各切欠溝と固定子鉄心の
各端面との間に巻回することができ、各軸方向摩耗検出
コイルを固定子鉄心に位置決め装着できる。

【００１５】請求項３記載のキャンドモータの運転監視
装置は、請求項１または２記載のキャンドモータの運転
監視装置において、固定子鉄心の歯部に巻回された一対
の半径方向摩耗検出コイルを有し、これら半径方向摩耗
検出コイルが直列に接続された半径方向摩耗検出部と、
この半径方向摩耗検出部と軸方向摩耗検出部とが直列に
接続された指示計とを具備しているものである。

【００１６】そして、指示計に対して半径方向摩耗検出
部と軸方向摩耗検出部とを直列に接続することにより、
共通の指示計で軸受の摩耗を監視することが可能とな
る。

【００１７】請求項４記載のキャンドモータの運転監視
装置は、請求項１または２記載のキャンドモータの運転
監視装置において、固定子鉄心の歯部に巻回された一対
の半径方向摩耗検出コイルを有し、これら半径方向摩耗
検出コイルが直列に接続された半径方向摩耗検出部と、
この半径方向摩耗検出部および軸方向摩耗検出部の各一
端にそれぞれ接続される一対の整流器と、これら各整流
器を介して、前記半径方向摩耗検出部と軸方向摩耗検出
部とが並列に接続された指示計とを具備しているもので
ある。

【００１８】そして、指示計に対して半径方向摩耗検出
部と軸方向摩耗検出部とを各整流器を介して並列に接続
することにより、共通の指示計で軸受の摩耗を監視する
ことが可能となるとともに、半径方向摩耗検出部の出力
電圧と軸方向摩耗検出部の出力電圧とを個別に監視する
ことが可能となる。

【００１９】請求項５記載のキャンドモータの運転監視
装置は、請求項４記載のキャンドモータの運転監視装置
において、一端に整流器が接続された半径方向摩耗検出
部および軸方向摩耗検出部の少なくとも一方の他端は、
初期調整手段を介して指示計に接続されたものである。

【００２０】そして、一端に整流器が接続された半径方
向摩耗検出部および軸方向摩耗検出部の少なくとも一方
の他端を、初期値調整手段を介して指示計に接続するこ
とにより、初期値の調整を任意に行なうことが可能とな
る。

【００２１】請求項６記載のキャンドモータの運転監視
装置は、請求項３ないし５いずれか記載のキャンドモー
タの運転監視装置において、検出信号の周波数が電源周
波数成分を主にするか、高調波成分を主にするかを判定
する波形分析手段を具備しているものである。

【００２２】そして、波形分析手段により、検出信号の
周波数が電源周波数成分を主にすることによって軸受の
軸方向の摩耗を示し、高調波成分を主にすることによっ
て軸受の半径方向の摩耗を示し、軸受の摩耗が半径方向
なのか軸方向なのかを容易に認識可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００２４】まず、図１ないし図１１に第１の実施の形
態を示して説明する。

【００２５】図３に半径方向空隙型キャンドモータポン
プの断面図を示し、11はキャンドモータポンプで、この
キャンドモータポンプ11は、前方のポンプ12と後方の半
径方向空隙型のキャンドモータ13とを液密に一体に結合
して構成されている。

【００２６】キャンドモータ13は、固定子鉄心14の固定
子溝15に固定子巻線16が巻回されて構成される固定子17
が固定子枠18に挿着され、固定子17の内周面に薄肉円筒
状の固定子キャン19が密着挿入されてその両端縁が固定
子枠18に液密に溶着され、また、回転子鉄心20の回転子
溝21に回転子導体22が装着されて構成される回転子23に
回転軸24が挿着され、回転子23の外周面に薄肉円筒状の
回転子キャン25が被着され、さらに、固定子17に回転子
23が固定子キャン19と回転子キャン25とのキャン隙間26
を介して対向配設され、回転軸24が軸受箱27a ，27b に
装着した滑り軸受にて構成された軸受28a ，28b にてス
リーブ29a ，29b およびスラストカラー30a ，30b を介
して軸支されて構成されている。

【００２７】固定子鉄心14に一対の半径方向摩耗検出コ
イル31a ，31b が空間角で１８０度離しかつ固定子鉄心
14の後述する１つの歯部41全体に巻回して軸方向に長手
状に設けられ、両半径方向摩耗検出コイル31a ，31b に
誘起される電源周波数に同期した基本波電圧と回転子溝
21によって決定される周波数をもつ高調波電圧に関し
て、基本波電圧が互いに打ち消されかつ高調波電圧の瞬
時値の差が検出されるように、両半径方向摩耗検出コイ
ル31a ，31b が直列に接続されて半径方向摩耗検出部31
（図４に示す）が構成されている。なお、固定子鉄心14
には、後述する軸方向摩耗検出部32の一対の軸方向摩耗
検出コイル32a ，32b も設けられており、詳細について
は後述する。

【００２８】キャンドモータ13には固定子枠18の一部か
らその固定子枠18内に連通する端子箱33が突設され、こ
の端子箱33の上部には、ガラス製の覗き窓の付いた防爆
構造対応の密閉容器35が設置されている。この密閉容器
35内にキャンドモータ13の運転監視装置の一部が収納さ
れている。

【００２９】また、ポンプ12は、キャンドモータ13の固
定子枠18に液密に取り付けられたケーシング37、このケ
ーシング37内で回転軸24に取り付けられたインペラ38を
有している。ポンプ12内の羽根車38はスリーブ29a ，29
b を介して軸受28a ，28b に支持された回転子23によっ
て回転駆動され、軸方向にはスラストカラー30a ，30b
と軸受28a ，28b とによって動きが制限されている。

【００３０】次に、図１に軸方向摩耗検出コイル32a ，
32b が装着された固定子鉄心14の一部の斜視図を示す。
キャンドモータ13の固定子鉄心14の内周には、円周方向
に沿って複数の固定子溝15が形成されているとともに、
これら固定子溝15間に歯部41が形成され、固定子鉄心14
の両端近傍で円周方向に沿って複数（本実施の形態では
６つ）の歯部41にわたって切欠溝42a ，42b が形成され
ている。

【００３１】これら各切欠溝42a ，42b 内と固定子鉄心
14の両端の各端面とにわたって、軸方向摩耗検出コイル
32a ，32b が円周方向に長手状に巻回されている。両軸
方向摩耗検出コイル32a ，32b に誘起される電源周波数
に同期した基本波電圧と回転子溝21によって決定される
周波数をもつ高調波電圧に関して、回転子23が固定子17
に対して中心の位置にあるときには、基本波電圧が互い
に打ち消されるように、両軸方向摩耗検出コイル32a ，
32b が直列に接続されて軸方向摩耗検出部32（図７に示
す）が構成されている。

【００３２】次に、図２にキャンドモータポンプ11と半
径方向摩耗検出コイル31a ，31b および軸方向摩耗検出
コイル32a ，32b との位置関係の概略図を示し、固定子
鉄心14の内周には軸受28a ，28b の半径方向の摩耗を検
出するための一対の半径方向摩耗検出コイル31a ，31b
が軸方向に沿って長手状に巻回されているとともに、固
定子鉄心14の両端部には軸受28a ，28b の軸方向の摩耗
を検出するための一対の軸方向摩耗検出コイル32a ，32
b が円周方向に沿って長手状に巻回されている。

【００３３】次に、図４に半径方向摩耗検出部31の回路
図を示し、図５(a)(b)(c) に半径方向摩耗検出部31の出
力波形の波形図を示し、図６に半径方向摩耗検出部31の
半径方向摩耗に対する出力電圧の特性図を示す。

【００３４】軸受28a ，28b の半径方向の摩耗を検出す
るために一対の半径方向摩耗検出コイル31a ，31b が直
列に接続されて半径方向摩耗検出部31が構成されてい
る。

【００３５】図５(a) に一方の半径方向摩耗検出コイル
31a に発生する電圧の出力波形を示し、この半径方向摩
耗検出コイル31a に発生する電圧Ｖa の波形はキャンド
モータ13に供給される電源周波数と同じ周波数の基本波
に回転子23の溝数に関連した溝高調波が重畳されたもの
となる。他方の半径方向摩耗検出コイル31b に発生する
電圧Ｖb の波形も同様の波形ととなるが、回転子23の溝
数が偶数でキャンドモータ13の極数が２極、６極の場合
は１８０度位相がずれ、極数が４極、８極の場合は同位
相となる。

【００３６】半径方向摩耗検出部31の出力電圧Ｖr は、
軸受28a ，28b の半径方向の摩耗がない場合には、図５
(b) に示す波形となるとともに、図６に示すように出力
電圧Ｖr の絶対値が小さくなり、また、軸受28a ，28b
の半径方向の摩耗がある場合には、図５(b) に示すよう
に基本波周波数成分のない溝高調波成分のみの波形とな
るとともに、図６に示すように出力電圧Ｖr の絶対値が
増加する。

【００３７】次に、図７に軸方向摩耗検出部32の回路
図、図８(a)(b)(c)(d)(e) に軸方向摩耗検出部32の出力
波形の波形図、図９に軸方向摩耗検出部32の軸方向位置
に対する出力電圧の特性図を示す。

【００３８】軸受28a ，28b の軸方向の摩耗を検出する
ために一対の軸方向摩耗検出コイル32a ，32b が直列に
接続されて軸方向摩耗検出部32が構成されている。

【００３９】図８(a) に一方の軸方向摩耗検出コイル32
a に発生する電圧の出力波形を示し、この軸方向摩耗検
出コイル32a に発生する電圧Ｖc の波形はキャンドモー
タ13に供給される電源周波数と同じ周波数の基本波に回
転子23の溝数に関連した溝高調波が重畳されたものとな
る。他方の軸方向摩耗検出コイル32b に発生する電圧Ｖ
d の波形も同様の波形となる。

【００４０】軸方向摩耗検出コイル32a ，32b は固定子
鉄心14の両端部の複数の歯部41にわたって巻回されてい
るため、各軸方向摩耗検出コイル32a ，32b には主巻線
の電源周波数と同じ周波数の基本波電圧成分に回転子23
の溝数と回転数とによって決まる周波数の溝高調波電圧
成分が重畳されて誘起されるが、キャンドモータ13の負
荷電流による依存性の高い溝高調波電圧成分の基本波成
分に対する比率を小さくし、基本波電圧成分のうち回転
子23の数ミリメートルの移動に対して基本波電圧成分が
大きく変化するようにし、ほとんど基本波電圧成分で溝
高調波成分は無視できる程度の小さな値とすることがで
きる。

【００４１】軸方向摩耗検出部32の出力電圧Ｖs は、軸
受28a ，28b に軸方向の摩耗がない場合には、図８(b)
に示す波形となるとともに、図９に示すように出力電圧
Ｖsの絶対値が小さくなり、また、軸受28a ，28b に軸
方向の摩耗ある場合には、図８(c) に示すように基本波
周波数が主たる信号となるとともに、図９に示すように
出力電圧Ｖs の絶対値が増加する。

【００４２】仮に、固定子鉄心14の両端部に軸方向摩耗
検出コイル32a ，32b が巻回される歯部41が複数でなく
て１つであると、各軸方向摩耗検出コイル32a ，32b に
発生する電圧は絶対値が小さくなるばかりでなく、その
波形も図８(d) に示すように溝高調波の割合が大きくな
り、軸受28a ，28b に摩耗のないときの初期値も図８
(e) に示すように大きな値となる。また、軸受28a ，28
b に軸方向の摩耗が生じた場合も溝高調波の影響の無視
できない波形となり、軸受28a ，28b の軸方向の摩耗に
対するＳ／Ｎ比の低い、つまり検出感度の低い信号とな
る。

【００４３】また、図１０には、軸受28a ，28b に軸方
向の摩耗に対して、各半径方向摩耗検出コイル31a ，31
b に誘起される出力電圧Ｖa ，Ｖb 、および各軸方向磨
耗検出コイル32a ，32b に誘起される出力電圧Ｖc ，Ｖ
d の特性図を示す。すなわち、軸受28a ，28b の軸方向
の摩耗に対して、各半径方向摩耗検出コイル31a ，31b
に誘起される出力電圧Ｖa ，Ｖb には変化がほとんど現
れず、各軸方向磨耗検出コイル32a ，32b に誘起される
出力電圧Ｖc ，Ｖd には軸方向への移動が大きくなるほ
ど変化が大きく現れる。

【００４４】次に、図１１に指示計に対して半径方向摩
耗検出部31と軸方向摩耗検出部32とを直列に接続した回
路図を示し、直列に接続された一対の半径方向摩耗検出
コイル31a ，31b と直列に接続された一対の軸方向摩耗
検出コイル32a ，32b とが、指示計51に直列に接続され
ている。指示計51は、半波整流器形電圧計であり、半径
方向摩耗検出部31および軸方向摩耗検出部32の直列回路
に対して、整流器D1および抵抗R1を介して図示しない指
針を可動させるための可動コイルＭが接続され、可動コ
イルＭにはコンデンサC1が並列に接続されている。ま
た、この指示計51には、波形の周波数成分を分析するた
めの波形分析手段52が接続されている。

【００４５】次に、軸受28a ，28b に半径方向の摩耗が
生じた場合について説明すると、複数の歯部41の両端部
に巻回された一対の軸方向摩耗検出コイル32a ，32b に
発生する基本波の大きさには変化が生じないが、１つの
歯部41の全体に巻回された一対の半径方向摩耗検出コイ
ル31a ，31b に発生する溝高調波成分には変化が生じ
る。

【００４６】つまり、図５および図６に示すように、こ
の軸受28a ，28b が半径方向に摩耗した場合の半径方向
摩耗検出コイル31a ，31b に発生する電圧成分の変化と
しては、主巻線に供給される電源と同じ周波数の基本波
成分には変化がないが、その基本波成分に重畳された形
で発生している回転子23の溝数に関連した周波数の高調
波成分が大きくなり、その結果、一対の半径方向摩耗検
出コイル31a ，31b の基本波成分を打ち消すように直列
に接続されている半径方向摩耗検出部31からは、基本波
成分が完全に打ち消されて高調波成分のみが、軸受28a
，28b の半径方向の摩耗が増大するのに対応して大き
くなる。

【００４７】また、軸受28a ，28b に半径方向の摩耗が
生じずに、軸方向の摩耗のみが生じた場合を説明する
と、半径方向摩耗挨出コイル31a ，31b に発生する電圧
には変化が生じないが、固定子鉄心14の両端部の複数の
歯部41に巻回された軸方向摩耗検出コイル32a ，32b に
発生する電圧には変化が生じる。

【００４８】つまり、図８および図９に示すように、回
転子23が固定子17に対して中心の位置にあるときには、
固定子鉄心14の各端部に巻回された軸方向摩耗検出コイ
ル32a ，32b に発生する電圧は略等しくなり、回転子23
がその中心からどちらかに移動すると回転子23が移動し
た側に位置した軸方向摩耗検出コイル32a ，32b の発生
電圧が大きくなり、反対側の軸方向摩耗検出コイル32a
，32b の発生電圧は小さくなり、各軸方向摩耗検出コ
イル32a ，32b に発生した基本波電圧を打ち消すように
直列に接続された軸方向摩耗検出部32からの出力は、主
巻線に供給される電圧と同じ周波数の基本波電圧でその
大きさは回転子23の軸方向の移動量が大きくなるほど大
きくなる。

【００４９】仮に、軸受28a ，28b の軸方向摩耗を検出
するために固定子鉄心14の両端部に軸方向摩耗検出コイ
ル32a ，32b が巻回される歯部41が、従来技術のように
１つであると、発生する電圧が低いばかりでなく発生す
る電圧波形が基本波形に対する溝高調波の割合が大きく
て一対の軸方向摩耗検出コイル32a ，32b を基本波を打
ち消すように直列に接続したときに打ち消されずに出力
される電圧の割合が大きくなり、軸受28a ，28b の軸方
向の摩耗の検出信号としてはＳ／Ｎ比の悪い信号とな
る。

【００５０】軸受28a ，28b の軸方向の摩耗を検出する
ために軸方向摩耗検出コイル32a ，32b が巻回される歯
部41を１個ではなく複数個とすることで、Ｓ／Ｎ比を高
めることができるとともに絶対値を高くすることができ
る。さらに、軸受28a ，28bの軸方向の摩耗を検出する
軸方向摩耗検出コイル32a ，32b が巻回される固定子鉄
心14の歯部41の数と巻き回数を調整することにより軸方
向摩耗検出部32の摩耗に対する出力を半径方向摩耗検出
部31の出力と同等にすることが可能となり、１個の指示
計51で軸受28a ，28b の半径方向および軸方向の摩耗を
表示することができる。

【００５１】このように、固定子鉄心14の両端近傍で円
周方向に沿って複数の歯部41にわたって一対の軸方向摩
耗検出コイル32a ，32b を巻回し、これら軸方向摩耗検
出コイル32a ，32b を直列に接続して軸方向摩耗検出部
32を構成することにより、軸方向摩耗検出部32に発生す
る出力電圧を高くできるとともに、軸方向摩耗検出コイ
ル32a ，32b に発生する出力電圧のうち回転子23の軸方
向の位置の変化に伴って変化する分の割合が回転子23の
軸方向の位置が変化しても変わらない分に対して高くで
き、軸受28a ，28b の半径方向摩耗検出部31の検出感度
と同程度まで検出感度を高くできる。

【００５２】それにより、一対の軸方向摩耗検出コイル
32a ，32b の差電圧で指示計51を直接駆動することが可
能となり、１台の指示計51で軸受28a ，28b の半径方向
と軸方向の摩耗の度合を表示することができる。

【００５３】また、指示計51の指示値からだけでは、軸
受28a ，28b が半径方向に摩耗したのか軸方向に摩耗し
たのかあるいは両方が摩耗したのかは判断できないが、
キャンドモータ13が商用電源で駆動されている場合はそ
の波形が５０Ｈz もしくは６０Ｈz の基本波成分である
かもしくは回転子23の溝数に関連した高調波であるか
を、波形分析手段52で判断することにより、軸受28a ，
28b の摩耗状態を判断することができる。すなわち、オ
シロスコープなどの波形分析手段52により、周波数がキ
ャンドモータ13の電源周波数と同じときに軸受28a ，28
b が軸方向に摩耗していることを示し、周波数がキャン
ドモータ13の電源周波数より高調波のときに軸受28a ，
28b が半径方向に摩耗していることを示すことができ、
軸受28a ，28b の摩耗が半径方向なのか軸方向なのかを
容易に認識できる。

【００５４】次に、図１２に第２の実施の形態を示して
説明する。

【００５５】半径方向摩耗検出部31の直列に接続された
一対の半径方向摩耗検出コイル31a，31b と軸方向摩耗
検出部32の直列に接続された一対の軸方向摩耗検出コイ
ル32a ，32b との一端をそれぞれ各整流器D2，D3を介し
て１個の共通した指示計51（整流器D1を備えない）に接
続する。

【００５６】このように、指示計51に対して半径方向摩
耗検出部31と軸方向摩耗検出部32とを各整流器D2，D3を
介して並列に接続することにより、共通の指示計51で軸
受28a ，28b の摩耗を監視することができるとともに、
半径方向摩耗検出部31の出力電圧と軸方向摩耗検出部32
の出力電圧とを個別に監視することができる。

【００５７】次に、図１３に第２の実施の形態を示して
説明する。

【００５８】半径方向摩耗検出部31の直列に接続された
一対の半径方向摩耗検出コイル31a，31b と軸方向摩耗
検出部32の直列に接続された一対の軸方向摩耗検出コイ
ル32a ，32b との一端をそれぞれ整流器D2，D3を介して
１個の共通した指示計51（整流器D1を備えない）のプラ
ス側に接続するとともに、他端を初期値調整手段53a，5
3b を介して指示計51のマイナス側に接続する。

【００５９】初期調整手段の一具体例として、初期値調
整手段53a ，53b は、各半径方向摩耗検出コイル31a ，
31b および各軸方向摩耗検出コイル32a ，32b のコイル
対中間点と他端との間に整流器D4，D5とコンデンサC2，
C3とにて直流電圧源となる平滑回路（バイアス回路）54
a ，54b を有し、この平滑回路54a ，54b からそれぞれ
可変抵抗器VR1 ，VR2 を介して指示計51のマイナス側に
接続している。

【００６０】このように、半径方向摩耗検出部31および
軸方向摩耗検出部32の他端を、平滑回路54a ，54b を有
する初期値調整手段53a ，53b を介して指示計51に接続
することにより、軸受摩耗に対する感度を下げることな
く、初期値の調整を任意に行なうことができる。半径方
向摩耗検出部31および軸方向摩耗検出部32の両方に初期
値調整手段53a ，53b を設けることで、半径方向摩耗検
出部31からの出力電圧Ｖr の初期値と軸方向摩耗検出コ
イル32からの出力電圧Ｖs の初期値を独立して調整する
ことができる。

【００６１】なお、一般的には、検出感度を落さずに初
期値を下げる方法としてダイオードを直列に接続してそ
の電圧降下を利用する方法が採られるが、本実施の形態
では信号源の電圧を利用して交流の信号に直流のバイア
ス電圧をかける方法を採用したので、従来のダイオード
のように段階的な調整ではなく連続した任意の初期値調
整を行なうことができる。

【００６２】なお、半径方向摩耗検出部31および軸方向
摩耗検出部32のいずれか一方に初期値調整手段を設けた
場合でも、その一方の出力電圧を他方の出力電圧に対し
て任意に調整できる。

【００６３】また、上述した実施の形態では、各軸方向
摩耗検出コイル32a ，32b は複数の同一歯部41が両端近
傍に巻回されて各軸方向摩耗検出コイル32a ，32b に発
生する基本波電圧成分が同位相となるように設置されて
いるが、各軸方向摩耗検出コイル32a ，32b に誘起され
る基本波電圧成分の位相が互いに同位相もしくは逆位相
となる場所に設置してもよい。

【００６４】また、上述した実施の形態では、複数の同
一歯部41の両端近傍の歯部41に切欠溝42a ，42b を形成
してその切欠溝42a ，42b と固定子鉄心14の各端面との
間に軸方向摩耗検出コイル32a ，32b を巻回している
が、複数の同一歯部41の両端近傍の外側に軸方向摩耗検
出コイル32a ，32b を設置してもよい。

【００６５】

【発明の効果】請求項１記載のキャンドモータの運転監
視装置によれば、固定子鉄心の両端近傍で円周方向に沿
って複数の歯部にわたって一対の軸方向摩耗検出コイル
を巻回し、これら軸方向摩耗検出コイルを直列に接続し
て軸方向摩耗検出部を構成するので、軸方向摩耗検出部
に発生する出力電圧を高くできるとともに、軸方向摩耗
検出コイルに発生する出力電圧のうち回転子の軸方向の
位置の変化に伴って変化する分の割合が回転子の軸方向
の位置が変化しても変わらない分に対して高くなって検
出感度を高くでき、それにより、例えば指示計を直接駆
動させて軸受の軸方向の摩耗を監視することができる。

【００６６】請求項２記載のキャンドモータの運転監視
装置によれば、請求項１記載のキャンドモータの運転監
視装置の効果に加えて、固定子鉄心の両端近傍で円周方
向に沿って複数の歯部にわたって切欠溝を設けることに
より、各軸方向摩耗検出コイルを各切欠溝と固定子鉄心
の各端面との間に巻回することができ、各軸方向摩耗検
出コイルを固定子鉄心に位置決め装着できる。

【００６７】請求項３記載のキャンドモータの運転監視
装置によれば、請求項１または２記載のキャンドモータ
の運転監視装置の効果に加えて、指示計に対して半径方
向摩耗検出部と軸方向摩耗検出部とを直列に接続するこ
とにより、共通の指示計で軸受の摩耗を監視することが
できる。

【００６８】請求項４記載のキャンドモータの運転監視
装置によれば、請求項１または２記載のキャンドモータ
の運転監視装置の効果に加えて、指示計に対して半径方
向摩耗検出部と軸方向摩耗検出部とを各整流器を介して
並列に接続することにより、共通の指示計で軸受の摩耗
を監視することができるとともに、半径方向摩耗検出部
の出力電圧と軸方向摩耗検出部の出力電圧とを個別に監
視することができる。

【００６９】請求項５記載のキャンドモータの運転監視
装置によれば、請求項４記載のキャンドモータの運転監
視装置の効果に加えて、一端に整流器が接続された半径
方向摩耗検出部および軸方向摩耗検出部の少なくとも一
方の他端を、初期値調整手段を介して指示計に接続する
ことにより、初期値の調整を任意に行なうことができ
る。

【００７０】請求項６記載のキャンドモータの運転監視
装置によれば、請求項３ないし５いずれか記載のキャン
ドモータの運転監視装置の効果に加えて、波形分析手段
により、検出信号の周波数が電源周波数成分を主にする
ことによって軸受の軸方向の摩耗を示し、高調波成分を
主にすることによって軸受の半径方向の摩耗を示し、軸
受の摩耗が半径方向なのか軸方向なのかを容易に認識で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキャンドモータの運転監視装置の第１
の実施の形態を示し、軸方向摩耗検出コイルが装着され
た固定子鉄心の一部の斜視図である。

【図２】同上キャンドモータポンプと半径方向摩耗検出
コイルおよび軸方向摩耗検出コイルとの位置関係を示す
概略図である。

【図３】同上半径方向空隙型キャンドモータポンプの断
面図である。

【図４】同上半径方向摩耗検出部の回路図である。

【図５】同上半径方向摩耗検出部の出力波形を(a)(b)
(c) に示す波形図である。

【図６】同上半径方向摩耗検出部の半径方向摩耗に対す
る出力電圧を示す特性図である。

【図７】同上軸方向摩耗検出部の回路図である。

【図８】同上軸方向摩耗検出部の出力波形を(a)(b)(c)
(d)(e) に示す波形図である。

【図９】同上軸方向摩耗検出部の軸方向位置に対する出
力電圧を示す特性図である。

【図１０】同上軸方向位置に対する各半径方向摩耗検出
コイルおよび各軸方向磨耗検出コイルの出力電圧を示す
特性図である。

【図１１】同上指示計に対して半径方向摩耗検出部と軸
方向摩耗検出部とを直列に接続した回路図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態を示す指示計に対
して半径方向摩耗検出部と軸方向摩耗検出部とを並列に
接続した回路図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態を示す指示計に対
して初期値調整手段を介して半径方向摩耗検出部と軸方
向摩耗検出部とを並列に接続した回路図である。

【符号の説明】

14 固定子鉄心 15 固定子溝 16 固定子巻線 17 固定子 23 回転子 28a ，28b 軸受 31 半径方向摩耗検出部 31a ，31b 半径方向摩耗検出コイル 32 軸方向摩耗検出部 32a ，32b 軸方向摩耗検出コイル 41 歯部 42a ，42b 切欠溝 51 指示計 52 波形分析手段 53a ，53b 初期値調整手段 D2，D3，D4，D5 整流器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の固定子鉄心の内周に円周方向に
   沿って複数の歯部および固定子溝が交互に設けられると
   ともに固定子溝に固定子巻線が巻回された固定子、この
   固定子の内側に回転自在に配設される回転子、およびこ
   の回転子を回転自在に軸受けする軸受を有するキャンド
   モータの運転監視装置において、 前記固定子鉄心の両端近傍で円周方向に沿って複数の歯
   部にわたって巻回された一対の軸方向摩耗検出コイルを
   有し、これら軸方向摩耗検出コイルが直列に接続された
   軸方向摩耗検出部とを具備していることを特徴とするキ
   ャンドモータの運転監視装置。
2. 【請求項２】 固定子鉄心は、両端近傍で円周方向に沿
   って複数の歯部にわたって設けられた切欠溝を有し、 各軸方向摩耗検出コイルは、前記各切欠溝と固定子鉄心
   の各端面との間に巻回されたことを特徴とする請求項１
   記載のキャンドモータの運転監視装置。
3. 【請求項３】 固定子鉄心の歯部に巻回された一対の半
   径方向摩耗検出コイルを有し、これら半径方向摩耗検出
   コイルが直列に接続された半径方向摩耗検出部と、 この半径方向摩耗検出部と軸方向摩耗検出部とが直列に
   接続された指示計とを具備していることを特徴とする請
   求項１または２記載のキャンドモータの運転監視装置。
4. 【請求項４】 固定子鉄心の歯部に巻回された一対の半
   径方向摩耗検出コイルを有し、これら半径方向摩耗検出
   コイルが直列に接続された半径方向摩耗検出部と、 この半径方向摩耗検出部および軸方向摩耗検出部の各一
   端にそれぞれ接続される一対の整流器と、 これら各整流器を介して、前記半径方向摩耗検出部と軸
   方向摩耗検出部とが並列に接続された指示計とを具備し
   ていることを特徴とする請求項１または２記載のキャン
   ドモータの運転監視装置。
5. 【請求項５】 一端に整流器が接続された半径方向摩耗
   検出部および軸方向摩耗検出部の少なくとも一方の他端
   は、初期値調整手段を介して指示計に接続されたことを
   特徴とする請求項４記載のキャンドモータの運転監視装
   置。
6. 【請求項６】 検出信号の周波数が電源周波数成分を主
   にするか、高調波成分を主にするかを判定する波形分析
   手段を具備していることを特徴とする請求項３ないし５
   いずれか記載のキャンドモータの運転監視装置。