JP2000308312A

JP2000308312A - モータの軸受摩耗監視装置

Info

Publication number: JP2000308312A
Application number: JP11108888A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kobayashi; 茂小林
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP3581951B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受の監視のために検出されるモータからの検
出信号を遠隔操作にて調整することにより、検出信号の
調整のための作業性を向上し得るモータの軸受摩耗監視
装置を提供する。【解決手段】モータからの検出信号を処理することによ
り前記軸受の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段と、軸受
摩耗監視手段により監視された軸受の摩耗状態を表示す
る表示板２３と、軸受摩耗監視手段で検出された検出信
号を調整して表示板２３に調整された信号を送信するＩ
Ｃと、一部にガラス窓３０が形成されて表示板２３を視
認可能とした端子箱２及び蓋体３と、端子箱２及び蓋体
３の外部からガラス窓３０を通して、検出信号を遠隔操
作にて調整する発光素子３２、受光素子３３を備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータに内在するシャ
フトの軸受の摩耗を監視するモータの軸受摩耗監視装置
に関し、特に、軸受の監視のために検出されるモータか
らの検出信号を遠隔操作にて調整できるモータの軸受摩
耗監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モータの一例としてのキャンドモータ
は、一般にポンプ用モータとしてプラントに使用されて
高い信頼性が要求されているため、その回転子を支承す
る軸受の摩耗を外部から監視する装置が不可欠なものと
なっている。従来、この種の軸受摩耗監視装置として
は、例えば図６に示すように、キャンドモータ本体１０
１の端部に立設状態で設けられた端子箱１０２と、この
端子箱１０２の上面開口部１０２ａを閉塞する蓋体１０
３とを有している。

【０００３】端子箱１０２は略円筒状に形成され、その
内部には端子板１０４が設けられ、この端子板１０４に
はその板厚方向（端子箱１０２の軸方向）に延びた複数
本の端子が埋設されている。そして、この端子板１０４
の各端子のキャンドモータ本体１０１側には、他端が図
示しないモータのコイルや温度検出用のサーモスタッ
ト、及びキャンドモータ本体１０１内の軸受の摩耗状態
を検出する検出コイル等に接続された電線の一端が接続
され、端子の端子箱１０２の上面開口部１０２ａ側に
は、端子箱１０２の外周壁の電線挿通孔１１０から引き
込まれた外部電源線１０８（電源ケーブル）等が接続さ
れている。

【０００４】蓋体１０３には、軸受の摩耗状態に対応し
た信号を処理する処理回路等が実装されたプリント基
板、該プリント基板で処理された軸受の摩耗状態を表示
する表示計、プリント基板で処理される信号のゼロ点設
定等ゲイン調整を行うための調整用半固定抵抗器等が配
設されている。また、蓋体１０３の上面には表示計を外
部から視認可能とするガラス窓１０６が形成されてお
り、作業者が軸受の摩耗状態を目視できるようにされて
いる。また、蓋体１０３下端のフランジに複数形成され
たボルト孔にボルト１０５を挿通し、端子箱１０２上端
に螺合することにより、端子箱１０２に蓋体１０３が取
り付けられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のものは、端子箱１０２が蓋体１０３によって密閉され
ているため、プリント基板で処理される信号のゼロ点設
定等ゲイン調整を行うためには、ボルトを全て外して蓋
体１０３を取り外した後、モータや軸受摩耗監視装置に
通電しつつ、調整用半固定抵抗器をドライバで回す必要
があった。更に、調整後には、再びボルトにて端子箱１
０２に蓋体１０３を取り付ける必要があり、調整作業が
極めて困難であり面倒なものであった。

【０００６】また、上記キャンドモータが防爆エリアに
設置されている場合、上述した一連の作業の前に、キャ
ンドモータを非防爆エリアに移動させたり、モータ周囲
の爆発性ガスを取り除く必要があった。この場合は、作
業に多大な時間がかかるため、調整作業時期を考慮する
必要があるという問題があった。本発明は上記問題点を
解決するために、軸受の監視のために検出されるモータ
からの検出信号を遠隔操作にて調整することにより、検
出信号の調整のための作業性を向上し得るモータの軸受
摩耗監視装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の如く構成したものである。即ち、請
求項１に係る発明は、シャフトを回転自在に支承する軸
受を有するモータからの検出信号を処理することにより
前記軸受の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段と、該軸受
摩耗監視手段により監視された軸受の摩耗状態を表示す
る表示手段と、前記軸受摩耗監視手段で検出された検出
信号を調整して前記表示手段に調整された信号を送信す
る調整手段と、前記軸受摩耗監視手段、表示手段、及び
調整手段を内部に密閉収容し、一部に透視窓が形成され
て前記表示手段を視認可能とした保護カバーと、を具備
したモータの軸受摩耗監視装置において、前記保護カバ
ーの外部から前記透視窓を通して、前記調整手段による
検出信号の調整を遠隔操作にて行う遠隔操作手段を備え
たことを特徴とする。かかる構成によれば、軸受摩耗監
視手段にて検出された検出信号を、保護カバーの外部か
ら透視窓を通して遠隔操作手段による遠隔操作にて調整
する。

【０００８】請求項２に係る発明は、前記モータが、イ
ンペラと連結したシャフトを回転自在に支承する軸受を
有するキャンドモータであることを特徴とする。かかる
構成によれば、インペラと連結したシャフトを回転自在
に支承する軸受の摩耗を監視する。請求項３に係る発明
は、前記遠隔操作手段が、前記保護カバーの外部から発
せられた光信号を受信する受光素子を有することを特徴
とする。かかる構成によれば、保護カバーの外部から検
出信号の調整のための指令信号を光信号として送信し、
この光信号を受光素子にて受信することにより検出信号
の調整操作を行う。請求項４に係る発明は、前記遠隔操
作手段が、前記保護カバーの外部に光信号を送信する発
光素子を有することを特徴とする。かかる構成によれ
ば、軸受摩耗監視手段で検出した検出信号や設定値を発
光素子にて保護カバーの外部に送信し、この光信号から
検出信号及び設定値を確認可能とする。

【０００９】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基い
て説明する。まず、モータにおける軸受の摩耗監視のた
めの構成について、図５（ａ）及び（ｂ）に基づいて説
明する。本実施形態で適用されるキャンドモータは、ポ
ンプ部のインペラに連結されたシャフト５４は、その端
点近傍の２カ所で支承されており、ロータと共に回転子
５４を成す。ステータである固定子５１の鉄心歯部の１
８０度対向した位置において、各鉄心歯部の長手方向全
周に亘って検出コイル５２ａ、５２ｂを取り付け、この
検出コイル５２ａ、５２ｂの出力が差動となるように接
続し、その検出信号を監視するようにしたものである。

【００１０】そして、回転子５４の回転により検出コイ
ル５２ａ、５２ｂに誘起する電圧は、電源周波数に同期
した基本波電圧に回転子溝５４ａの影響による高調波電
圧が重畳したものとなるが、１８０度間隔で設置された
検出コイル５２ａ、５２ｂの出力が差動となるように結
線されているため、基本波電圧が消されて高調波電圧の
瞬時値の差が検出信号として表示される。したがって、
軸受が摩耗し固定子５１と回転子５４との間隔ｄ１、ｄ
２が変化する（即ち、軸受が摩耗して回転子５４がラジ
アル方向に移動する）と、検出コイル５２ａ、５２ｂの
高調波電圧が変化に対応した差動出力となって軸受摩耗
監視装置に伝達されて表示されることになる。

【００１１】更に、図示はしないが、固定子鉄心歯部の
長手方向両端にそれぞれ１８０度間隔で対向する２個の
半径方向検出用の検出コイル５２ａ、５２ｂと２個の軸
方向検出用の検出コイルをそれぞれ設置し、両端で対向
する各検出コイルも検出コイル５２ａ、５２ｂと同様、
差動出力結線されており、軸受が摩耗して回転子５４が
スラスト方向に移動した場合にも、その移動に対応した
検出信号が軸受摩耗監視装置に伝達されて表示されるこ
とになる。

【００１２】次に、本実施形態における軸受摩耗監視装
置について説明する。図１及び図２において、軸受摩耗
監視装置１は、略円筒形状の端子箱２（ジャンクション
ボックス）と、この端子箱２の上面開口部２ａを閉塞す
る如く４本のボルト４で脱着可能に取り付けられた蓋体
３とを有し、これらは保護カバーを成している。端子箱
２は、その下面開口部２ｂ内にガラス製の端子板５が４
本のネジ６によって固定され、この端子板５には複数本
の端子７が、その上下端部を端子板５の板厚方向の両面
から所定寸法突出した状態で、その中央部分が端子板５
に埋設されている。

【００１３】端子箱２の外周壁面２ｃの所定箇所には、
端子箱２の内外に連通する例えば３つのネジ部を有する
電線挿通孔８が併設状態で設けられ、この電線挿通孔８
のネジ部には端子箱２内を気密にし得る適宜材質のグロ
メット９がそれぞれねじ込まれている。また、端子箱２
の下面開口部２ｂには、ターミナルフランジ１０の上部
が固定されて、このターミナルフランジ１０の下部がキ
ャンドモータ本体１１の外周壁に溶接等で固定されるこ
とにより、端子箱２がキャンドモータ本体１１に立設し
た状態で配置されている。

【００１４】端子箱２内の端子７は、ボルト状に形成さ
れてその上下端部には雄ネジ７ａ、７ｂがそれぞれ形成
されており、この雄ネジ７ａ、７ｂには一対のナット１
３、１４がそれぞれ螺合されている。そして、端子７の
下端側の雄ネジ７ｂには、キャンドモータ本体１１内部
の図示しないサーモスタット等に接続された内部リード
線１５ａ、及びコイル（図示せず）に接続された内部電
源線１６ａ等の複数の電線が接続されている。また、端
子７の上端側の雄ネジ７ａには、上記電線挿通孔８から
端子箱２内に引き込まれた外部リード線（図示せず）や
外部電源線１６ｂ（電源ケーブル）、あるいは蓋体３に
接続された信号線１７等が接続されている。

【００１５】この端子７の雄ネジ７ａ、７ｂと各電線の
接続は、ナット１３を外した状態で、各電線の端末に固
着された圧着端子１８の孔を雄ネジ７ａ、７ｂに挿通さ
せ、この雄ネジ７ａ、７ｂにナット１３を螺合させて締
め付けることによって行われ、圧着端子１８は、一対の
ナット１３、１４で挟持固定されて各端子７に電気的に
接続されている。端子箱２の蓋体３との当接部となる上
面開口部２ａの反電線挿通孔８側の端面２ｄには、蓋係
止用ピン１９が埋設されている。この蓋係止用ピン１９
は、後述する蓋体３の貫通孔２０を貫通して所定長さ上
方に突出する長さに設定され、その下端の雄ネジ１９ｂ
を端子箱２の上面開口部２ａに設けたネジ孔２１（もし
くは孔）に、ねじ込む（もしくは打ち込む）ことによっ
て埋設されている。また、この蓋係止用ピン１９の上部
には雄ネジ１９ａが形成されている。

【００１６】ここで、蓋係止用ピン１９に係合される蓋
体３の貫通孔２０を、蓋体３の外周壁面３ｃ側の端面３
ｄに設けることにより、蓋体３を蓋係止用ピン１９に係
合させた際に、蓋体３が端子箱２の外周壁面２ｃに並ん
だ状態で保持することができるため、例えば後述するプ
リント基板２４の交換等の保守作業時における信号線１
７の配線を容易に行うことができると共に、蓋体３の外
周壁面３ｃと端子箱２の外周壁面２ｃの当接によって、
蓋体３の回転が所定範囲内に規制されるため、蓋体３の
保持状態が安定し配線作業の作業性を一層向上させるこ
とが可能となっている。

【００１７】一方、端子箱２の上面開口部２ａを閉塞す
る箱体３は、略円筒形状に形成されて、その上面開口部
３ａ側にキャンドモータ本体１１内の軸受の摩耗状態を
表示する表示手段としての表示板２３が配設されてい
る。この表示板２３の下部には、軸受のスラスト方向及
びラジアル方向の摩耗に対応して点灯する複数のＬＥＤ
（発光ダイオード）３１が配設されており、表示板２３
は、ＬＥＤ３１の光を透過して軸受の摩耗を表示するよ
う構成されている。また、蓋体３の上面には、表示板２
３で表示された軸受の摩耗状態を視認可能とするための
強化ガラスから成るガラス窓３０が形成されている。

【００１８】表示板２３の下部にはプリント基板２４が
配設されている。このプリント基板２４は、図示の如く
上段、中段、下段の三段で構成されるとともに、これら
三つのプリント基板２４は、それぞれ図示しないコネク
タによって電気的に連結されている。プリント基板２４
には、キャンドモータの検出コイルからの検出信号によ
り軸受の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段を構成する処
理回路３６（図４参照）やトランス２５等が実装されて
いる。尚、中段のプリント基板２４には入力端子として
の複数本のコネクタ２６が設けられている。また、蓋体
３の下面開口部３ｂは、図示しないネジによって固定さ
れた板体２７で閉塞され、この板体２７の適宜位置には
内外に連通する信号線挿通孔２８が形成されている。そ
して、この信号線１７としては例えば多芯ケーブルが使
用され、その一端はプリント基板２４に設けられた上記
コネクタ２６に接続され、他端は端子箱２の端子７にそ
れぞれ接続されている。

【００１９】なお、板体２７の信号線挿通孔２８内に
は、蓋体３の内部を気密にすると共に信号線１７の移動
を防止する樹脂２９が充填されており、また、信号線１
７の長さは、板体２７より端子箱２側の部分が所定の弛
みを有するように設定されている。この蓋体３の端子箱
２との当接部となる下面開口部３ｂの外周部の端面３ｄ
には、上下方向に貫通する上記貫通孔２０が形成され、
通常この貫通孔２０に上記蓋係止用ピン１９の突出部が
挿通されている。

【００２０】ここで、本発明に係る軸受摩耗監視装置１
においては、端子箱２及び蓋体３の外部からガラス窓３
０を通して、検出コイルで検出された検出信号を遠隔操
作にて調整する遠隔操作手段としての発光素子３２及び
受光素子３３が配設されている。これら発光素子３２及
び受光素子３３は、ＬＥＤ３１近傍に配設され、図３に
示すように、表示板２３に形成された発光素子用孔３２
ａ、受光素子用孔３３ａによって、ガラス窓３０側に受
発光面を対面させた状態で配設されている。これら発光
素子用孔３２ａ、受光素子用孔３３ａを透過材（透明樹
脂やガラス等）で覆うことにより、透過窓を形成しても
よい。尚、図中の符号３１ａ及び３１ｂは、ＬＥＤ３１
の光を透過する複数の透過窓であり、符号３１ｃは、表
示板２３に印刷され軸受の摩耗レベルを示すものであ
る。そして、例えば、透過窓３１ａでは軸受のスラスト
方向の摩耗、透過窓３１ｂでは軸受のラジアル方向の摩
耗をそれぞれ表示することにより、軸受の２方向の摩耗
状態を表示可能としている。

【００２１】上記発光素子３２及び受光素子３３は、図
４に示すように、それぞれ処理回路３６中の調整手段と
してのＩＣ３５に接続されており、このＩＣ３５には、
メモリ及びＬＥＤ３１が接続されている。そして、パソ
コン等外部機器３４から発せられた光信号がガラス窓３
０を通って受光素子３３で受信されると、その光信号が
電気信号に変換された後、ＩＣ３５に伝達される。ＩＣ
３５では、伝達された信号に基づいて検出コイルからの
検出信号を調整し、ゼロ点調整を含むゲイン調整等が行
われた軸受の摩耗状態の信号をＬＥＤ３１に伝達すると
ともに、この調整により決定された設定値を、メモリに
記憶させる。

【００２２】また、メモリに記憶された前記設定値を電
気信号としてＩＣ３５及び発光素子３２に伝達し、この
発光素子３２で電気信号を光信号に変換した後、パソコ
ン等外部機器３４に光信号を送信する。この光信号をガ
ラス窓３０を介してパソコン等外部機器３４で受信する
ことにより、軸受摩耗監視装置１にどのような調整が加
えられ、どのような設定値となっているか等の情報を得
ることができる。上記軸受摩耗監視装置１によれば、ガ
ラス窓３０を介して、パソコン等外部機器３４と発光素
子３２及び受光素子３３とによる信号の送受信が行われ
るので、端子箱２から蓋体３を取り外すことなく軸受監
視のために検出されるキャンドモータからの検出信号を
遠隔操作にて調整することができ、該検出信号の調整の
ための作業性を向上することができる。

【００２３】更に、軸受摩耗監視装置１側のメモリに記
憶された情報を確認しつつ調整作業を行うことができる
ので、迅速で正確な調整作業ができる。以上、本実施形
態について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、発光素子３２若しくは受光素子３３
のどちらか一方のみが軸受摩耗監視装置１に配設されて
いてもよい。また、発光素子３２若しくは受光素子３３
による光信号の送受信に代えて、電波等の送受信による
遠隔操作としてもよい。更に、本実施形態はキャンドモ
ータに適用したものであるが、ウェットモータ、誘導電
動機、直流電動機、同期電動機等、他のモータに適用し
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、保
護カバーの外部から透視窓を通じて遠隔操作にて調整さ
れるので、保護カバーを外さずに検出信号の調整がで
き、作業性を向上することができる。請求項２記載の発
明によれば、モータとしてキャンドモータを適用したの
で、防爆エリアにモータを設置できるとともに、モータ
を防爆エリアに設置した際の検出信号の調整時における
不都合を防止できる。即ち、検出信号の調整時にモータ
を非防爆エリアに移動させたり、モータ周囲の防爆性ガ
スを取り除く必要がなく、検出信号の調整のための作業
時間を短縮することができるとともに、調整作業時期を
考慮する必要がない。

【００２５】請求項３記載の発明によれば、光信号を受
信する受光素子によって検出信号の調整が遠隔操作され
るので、電波で遠隔操作するものに比べ、より正確に調
整作業を行うことができる。即ち、保護カバーは剛性の
要求上一般に金属から成るものであるが、電波による信
号の送受信を行う場合、金属製の保護カバーと電波とが
干渉してノイズが生じてしまう虞があるのに対し、本発
明によれば、かかる不具合を防止することができる。請
求項４記載の発明によれば、発光素子によって保護カバ
ーの外部に光信号を発信するので、検出信号の調整後の
設定値を例えばパソコン等外部機器に送信できるので、
どのような調整が加えられ、どのような設定値となって
いるか等の情報を得ることができ、正確な検出信号の調
整を行うことができる。また、発光素子及び受光素子の
両方を備えれば、検出信号及び設定値を確認しながら軸
受摩耗監視手段で検出した検出信号を調整することがで
きるので、迅速で正確な検出信号の調整を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置を示す
断面図

【図２】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置を示す
上面図

【図３】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置におけ
る表示手段を示す上面図

【図４】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置を示す
ブロック図

【図５】本発明に適用されるキャンドモータの軸受の摩
耗監視構成を示す模式図

【図６】従来のキャンドモータの軸受摩耗監視装置を示
す斜視図

【符号の説明】

１軸受摩耗監視装置２、１０２端子箱（保護カバー）２ａ、１０２ａ上面開口部２ｂ下面開口部２ｃ外周壁面３、１０３蓋体（保護カバー）３ａ上面開口部３ｂ下面開口部３ｃ外周壁面３ｄ端面４、１０５ボルト５、１０４端子板６ネジ７端子７ａ、７ｂ雄ネジ８、１１０電線挿通孔９グロメット１０ターミナルフランジ１１、１０１キャンドモータ本体１３，１４ナット１５ａ内部リード線１６ｂ外部電源線１７信号線１８圧着端子１９蓋係止用ピン１９ａ、１９ｂ雄ネジ２０貫通孔２１ネジ孔２３表示板（表示手段）２４プリント基板２５トランス２６コネクタ２７板体２８信号線挿通孔２９樹脂３０ガラス窓（透視窓）３１ＬＥＤ３２発光素子（遠隔操作手段）３３受光素子（遠隔操作手段）３４パソコン等外部機器３５ＩＣ（調整手段）３６処理回路（軸受摩耗監視手段）５１固定子５２ａ、５２ｂ検出コイル５４回転子５４ａ回転子溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフトを回転自在に支承する軸受を有す
るモータからの検出信号を処理することにより前記軸受
の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段と、該軸受摩耗監視手段により監視された軸受の摩耗状態を
表示する表示手段と、前記軸受摩耗監視手段で検出された検出信号を調整して
前記表示手段に調整された信号を送信する調整手段と、前記軸受摩耗監視手段、表示手段、及び調整手段を内部
に密閉収容し、一部に透視窓が形成されて前記表示手段
を視認可能とした保護カバーと、を具備したモータの軸受摩耗監視装置において、前記保護カバーの外部から前記透視窓を通して、前記調
整手段による検出信号の調整を遠隔操作にて行う遠隔操
作手段を備えたことを特徴とするモータの軸受摩耗監視
装置。
【請求項２】前記モータは、インペラと連結したシャフ
トを回転自在に支承する軸受を有するキャンドモータで
あることを特徴とする請求項１記載のモータの軸受摩耗
監視装置。
【請求項３】前記調整手段は、前記保護カバーの外部か
ら発せられた光信号を受信する受光素子を有することを
特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータの軸受摩
耗監視装置。
【請求項４】前記調整手段は、前記保護カバーの外部に
光信号を送信する発光素子を有することを特徴とする請
求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のモータの軸受
摩耗監視装置。