JP2002153018A - モータ軸受の軸方向摩耗検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定子コア組立体37を構成するためのコア積
み作業を容易にでき、固定子コア組立体37への検出部45
F，45Rの装着作業を容易にできるモータ軸受の軸方向摩
耗検出装置を提供する。 【解決手段】 複数枚の固定子コア36を積層して構成さ
れる固定子コア組立体37の外径側のコア外径部40でかつ
軸方向両端部に切欠部41F，41Rを設ける。切欠部41F，4
1Rには、検出コア46およびこの検出コア46に巻回される
検出コイル47を有する検出部45F，45Rを、コア外径部40
を通る円周方向磁束が検出コア46を通過する状態に設け
る。この構成により、固定子コア組立体37を構成するた
めのコア積み作業を容易にでき、固定子コア組立体37へ
の検出部45F，45Rの装着作業を容易にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ軸受の軸方
向摩耗を検出するモータ軸受の軸方向摩耗検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、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、例えば化学プラントなど
にも使用されることから高い信頼性が要求されている。

【０００３】キャンドモータを採用したキャンドモータ
ポンプの場合、キャンドモータとポンプとが一体構造の
液漏れがない構造となっており、内部の状態は目視で監
視することができない。ポンプの羽根車を回転駆動する
キャンドモータの回転子はポンプ液で潤滑されるすべり
軸受で支承されていることが多いが、キャンドモータを
効果的に運転するには、すべり軸受の摩耗状態を外部か
ら監視する必要がある。

【０００４】そこで、例えば、特公昭５７−２１９２４
号公報や、特開平１０−８０１０３号公報または特開平
１１−１４８８１９号公報などに記載されているよう
に、キャンドモータの固定子の軸方向両端部に検出コイ
ルを設け、これら両検出コイルに誘起される電圧を比較
することにより、すべり軸受で支承されて回転する回転
子の軸方向位置を検出し、この回転子の軸方向位置から
軸受の軸方向摩耗量を検出しようとする軸受摩耗検出装
置が提案されている。

【０００５】この軸受摩耗検出装置に用いる検出コイル
は、キャンドモータの固定子の両端側にそれぞれ設けて
おり、すなわち、図７および図８に示すように、複数枚
の固定子コア11を積み重ねて形成した固定子コア組立体
12に固定子巻線13を巻回して構成された固定子14におい
て、固定子コア組立体12の１つの歯部15の軸方向両端部
の近くに切欠溝16F，16Rを設けて小さなコア部17F，17R
を形成し、この一方のコア部17Fの周辺の固定子溝18内
に一方の検出コイル19Fを巻回して設け、他方のコア部1
7Rの周辺の固定子溝18内に他方の検出コイル19Rを巻回
して設けている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、検出コ
イル19F，19Rを固定子14に設けるには、固定子コア組立
体12の軸方向両端部の近くの１つの歯部15に切欠溝16
F，16Rを設けなければならず、そのため固定子コア組立
体12の積み重ね作業および固定子コア組立体12への固定
子巻線13の装着作業、ならびに固定子コア組立体12への
検出コイル19F，19Rの装着作業が煩雑となる。

【０００７】すなわち、切欠溝16F，16Rがない場合は、
固定子コア組立体12は１種類の固定子コア11を所定高さ
に積み重ねて、その外周面の数個所を軸方向に溶接する
などして固定することで一体に形成するが、切欠溝16
F，16Rを設ける場合は、図７に示すように、固定子コア
11としては切欠溝16F，16Rのない通常の固定子コア11a
と切欠溝16F，16Rの部分を固定子溝18と共に打ち抜いた
切欠溝付きの固定子コア11bとの２種類の固定子コア11
を用意し、まず通常の固定子コア11aを一方の検出コイ
ル19Fの内側軸方向長より若干短い所定高さに積み重
ね、次に切欠溝付きの固定子コア11bを一方の検出コイ
ル19Fのコイル束が収まる幅の所定高さに積み重ね、続
いて通常の固定子コア11aを所定高さに積み重ね、次に
切欠溝付きの固定子コア11bを他方の検出コイル19Rのコ
イル束が収まる幅の所定高さに積み重ね、最後に通常の
固定子コア11aを他方の検出コイル19Rの内側軸方向長よ
り若干短い所定高さに積み重ねた後、この積み重ねた全
ての固定子コア11a，11bを溶接等の手段にて一体に固定
して形成することとなるので、コア積み作業が通常の固
定子コア11aのみを積み重ねる場合に比べて煩雑とな
る。

【０００８】これに加えて、一般にキャンドモータの固
定子コア組立体12の積厚は汎用モータの倍程度もあるこ
とから、固定子コア組立体12の積み高さを固定子コア11
a，11bの積み枚数で管理すると固定子コア11a，11bの厚
みのバラツキが大きく影響して所定寸法を外れる虞が強
いので、積み高さそのものを計測する手段を採る必要が
あり、コア積み作業がより煩雑になる。

【０００９】例えば、厚みが０．５ｍｍの通常の固定子
コア11aのみを積み重ねる場合は、所定枚数の固定子コ
ア11aを積み重ねてから固定子コア組立体12全体の積み
高さを測定し、積み高さが基準寸法に対して０．５ｍｍ
以上不足する場合には固定子コア11aを余分に積み重
ね、基準寸法に対して０．５ｍｍを超える場合は固定子
コア11aを抜き取って積み高さが基準寸法±０．５ｍｍ
以内になるように調整しており、これを歯部15に切欠溝
16F，16Rのある固定子コア組立体12に適用すると、一旦
２種類の固定子コア11a，11bを全部積んで積み高さを測
定してから、固定子コア組立体12の他方の端部側に積み
重ねた通常の固定子コア11aと切欠溝付きの固定子コア1
1bを一旦取り除いて、固定子コア組立体12の中間部にあ
る通常の固定子コア11aの枚数を調整し、次に取り除い
ておいた切欠溝付きの固定子コア11bと通常の固定子コ
ア11aを再び積み重ねる作業となり、コア積み作業が煩
雑になる。

【００１０】また、切欠溝16F，16Rのある固定子コア組
立体12へ固定子巻線13を装着する作業においては、図９
に示すように、まず溝絶縁紙20を固定子溝18へ挿入する
が、溝絶縁紙20が切欠溝16F，16Rに引っ掛かりやすいた
め、機械挿入の場合には溝絶縁紙20が切欠溝16F，16Rに
引っ掛かっても無理に挿入されてしまうので、溝絶縁紙
20が折れたり、皺が入って製品不良が生じ、および溝絶
縁紙挿入機が故障する虞がある。

【００１１】さらに、固定子巻線13を施してから検出コ
イル19F，19Rを固定子コア組立体12に装着し、その後に
検出コイル19F，19Rが装着される小さなコア部17F，17R
の両側の固定子溝18の開口部18aに臨んで検出コイル19
F，19Rの抜け止め用の短いウエッジ21を挿入するが、検
出コイル19F，19Rが細線であるとともに検出コイル19
F，19Rの一方のコイルエンド部が切欠溝16F，16Rを横切
るためにその部分の絶縁が必要で作業に繊細さが求めら
れ、および検出コイル19F，19Rと短いウエッジ21が挿入
される固定子溝18の占積率が他の固定子溝18よりも高く
なって作業が難しくなり、工数を要する。

【００１２】なお、固定子コア組立体12への検出コイル
19F，19Rの装着作業性に関して、特開平１０−３３２３
５９号公報に、検出コイル19F，19Rをボビン状に形成す
ることが提案されているが、この提案は検出コイル装着
作業性を除いては上述した課題の何れをも解決するもの
ではない。

【００１３】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、固定子コア組立体を構成するためのコア積み作業
を容易にでき、例えば固定子溝への溝絶縁紙の挿入時に
溝絶縁紙が切欠溝に引っ掛かって製品不良が生じたり溝
絶縁紙挿入機の故障が生じることがなく、固定子コア組
立体への検出部の装着作業を容易にできるモータ軸受の
軸方向摩耗検出装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータ軸
受の軸方向摩耗検出装置は、複数枚の固定子コアを積層
して構成される固定子コア組立体の外径側の軸方向両端
部に、軸方向摩耗を検出する検出部を設けたものであ
る。

【００１５】そして、複数枚の固定子コアを積層して構
成される固定子コア組立体の外径側の軸方向両端部に、
軸方向摩耗を検出する検出部を設けたことにより、固定
子コア組立体の１つの歯部の軸方向両端部の近くに切欠
溝を設けて検出コイルを巻回して検出部を構成する場合
に比べて、固定子コア組立体を構成するためのコア積み
作業が容易になり、例えば固定子溝への溝絶縁紙の挿入
時に溝絶縁紙が切欠溝に引っ掛かって製品不良が生じた
り溝絶縁紙挿入機の故障が生じることがなく、固定子コ
ア組立体への検出部の装着作業が容易になる。

【００１６】請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置は、複数枚の固定子コアを積層して構成される固
定子コア組立体の外径側のコア外径部でかつ軸方向両端
部に設けられた空間部と、これら空間部に設けられ、軸
方向摩耗を検出する検出部とを具備しているものであ
る。

【００１７】そして、複数枚の固定子コアを積層して構
成される固定子コア組立体の外径側のコア外径部でかつ
軸方向両端部に空間部を設けてコア外径部を通過する円
周方向磁束の通路を狭くし、空間部に検出部を設けて軸
方向摩耗を検出する。固定子コア組立体の外径側の軸方
向両端部の空間部に、軸方向摩耗を検出する検出部を設
けることにより、固定子コア組立体の１つの歯部の軸方
向両端部の近くに切欠溝を設けて検出コイルを巻回して
検出部を構成する場合に比べて、固定子コア組立体を構
成するためのコア積み作業が容易になり、例えば固定子
溝への溝絶縁紙の挿入時に溝絶縁紙が切欠溝に引っ掛か
って製品不良が生じたり溝絶縁紙挿入機の故障が生じる
ことがなく、固定子コア組立体への検出部の装着作業が
容易になる。

【００１８】請求項３記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置は、請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩耗検出
装置において、コア外径部の空間部は、固定子コア組立
体の外周面から内径側へ向かう切欠部であるものであ
る。

【００１９】そして、コア外径部の空間部が、固定子コ
ア組立体の外周面から内径側へ向かう切欠部であること
で、固定子コア組立体に検出部を容易に装着可能とす
る。

【００２０】請求項４記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置は、請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩耗検出
装置において、コア外径部の空間部は、固定子コア組立
体の端面に開口する孔部であるものである。

【００２１】そして、コア外径部の空間部が、固定子コ
ア組立体の端面に開口する孔部であることで、固定子コ
ア組立体に検出部を容易に装着可能とする。

【００２２】請求項５記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置は、請求項１ないし４いずれか記載のモータ軸受
の軸方向摩耗検出装置において、検出部は、検出コアお
よびこの検出コアに巻回される検出コイルを有するもの
である。

【００２３】そして、検出部が検出コアおよびこの検出
コアに巻回される検出コイルを有することにより、コア
外径部を通る円周方向磁束が検出コアを通過し、検出コ
イルからの十分な出力が得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のモータ軸受の軸方
向摩耗検出装置における一実施の形態を図１ないし図５
を参照して説明する。

【００２５】図１および図２において、31は例えばキャ
ンドモータで、このキャンドモータ31は、円筒状の固定
子32およびこの固定子32内で回転される回転子33を有
し、回転子33に挿着される回転軸34がモータ軸受として
のすべり軸受である軸受35F，35Rにて回転自在に軸支さ
れている。

【００２６】固定子32は、複数枚の固定子コア36を積層
して形成される固定子コア組立体37に固定子巻線38を巻
回して構成されている。固定子コア組立体37の内径側に
は固定子巻線38が巻回される複数の固定子溝39が形成さ
れ、固定子コア組立体37の固定子溝39より外径側にはコ
ア外径部としてのコアバック部40が形成されている。

【００２７】コアバック部40の軸方向両端部には、コア
バック部40を通過する円周方向磁束の通路を極端に狭く
するように、固定子コア組立体37の外周面から内径側へ
向かって断面略四角形状に切り欠かれる切欠部41F，41R
が形成され、これら切欠部41F，41Rがコアバック部40の
空間部42F，42Rとして形成されている。

【００２８】固定子コア組立体37に切欠部41F，41Rを形
成する手段としては、モータ生産台数が多い場合は、図
３(a)に示すようにコアバック部40に切欠部41F，41Rの
ない通常の固定子コア36aと、図３(b)に示すようにコア
バック部40に切欠部41F，41Rのある固定子コア36bとの
２種類を用いて積み重ねればよく、また、生産台数が少
ない場合は、２種類の固定子コア36a，36bを用意すると
コア抜型が２種類必要でその分製品がかなりのコスト高
につくので、通常の固定子コア36aのみを積み重ねて固
定子コア組立体37を構成した後、切欠部41F，41Rをフラ
イスなどによる機械加工で形成すればよい。

【００２９】また、固定子コア組立体37の軸方向両端部
の切欠部41F，41Rには、軸方向摩耗を検出する検出部45
F，45Rが装着されている。これら検出部45F，45Rは、検
出コア46とこの検出コア46に巻回された検出コイル47と
で構成されており、検出コア46には検出コイル47が巻回
される巻回部48およびこの巻回部48の両端に形成された
四角板形状のフランジ49が形成されている。そして、コ
アバック部40を通過する円周方向磁束が検出コア46を良
好に通過するように、つまり検出コア46の両フランジ49
が固定子コア組立体37の円周方向に向いて切欠部41F，4
1Rの対向面に当接するように、各検出部45F，45Rが各切
欠部41F，41Rにそれぞれ装着されて、接着またはカシ
メ、あるいは点溶接などの固定手段にて固定子コア組立
体37に固定されている。

【００３０】図４には、軸方向摩耗検出装置の検出回路
を示し、この検出回路では、一方の検出部45Fの検出コ
イル47の出力電圧と他方の検出部45Rの検出コイル47の
出力電圧とをそれぞれ整流器51F，51Rで整流して増幅器
52F，52Rで増幅した後、両増幅器52F，52Rの出力電圧の
差を差動増幅器53で検出する。

【００３１】図５は、キャンドモータ31の運転中におけ
る固定子32に対する回転子33の軸方向位置の変化に対し
て、検出部45Fの検出コイル47の出力電圧と検出部45Rの
検出コイル47の出力電圧との差を図４に示す検出回路に
て検出した検出電圧の変化を示すグラフである。横軸に
回転子33の軸方向位置を示し、縦軸に検出回路の検出電
圧を示す。

【００３２】回転子33の軸方向位置の変化に連れて検出
回路の検出電圧が略直線的に変化しており、従来例にお
いて固定子コア組立体の１つの歯部の軸方向両端部の近
くに切欠溝を設けて検出コイルを巻回した場合と同様
に、回転子33の軸方向位置の変化を検出でき、この回転
子33の軸方向位置の変化の検出に基づいて軸受35F，35R
の軸方向摩耗量を検出できる。

【００３３】そして、このように構成された実施の形態
によれば、固定子コア組立体37の切欠部41F，41Rは、従
来例の切欠溝のように固定子コア組立体の１つの歯部の
軸方向両端部の近くに設けるのではなく、固定子コア組
立体37のコアバック部40の軸方向両端部に設けられてい
るので、固定子コア組立体37を構成するためのコア積み
作業を容易にできる。

【００３４】すなわち、従来例の固定子コア組立体にお
いては、切欠溝のない通常の固定子コア、切欠溝付の固
定子コア、通常の固定子コア、切欠溝付の固定子コア、
および通常の固定子コアの順に積み重ねて４回ものコア
種類替えをする必要があるが、この実施の形態の構成に
よれば、切欠部41F付の固定子コア36b、通常の固定子コ
ア36a、および切欠部41R付の固定子コア36bの順に積み
重ねるので、コア種類替えが２回で済んで、コア積み作
業を容易にできる。特に、通常の固定子コア36aのみを
積み重ねて固定子コア組立体37を構成した後に切欠部41
F，41Rを機械加工で形成する場合はコア種類替えは不要
となる。

【００３５】また、切欠部41F，41Rはコアバック部40に
設けるため、従来例のように溝絶縁紙を固定子溝に挿入
する際に溝絶縁紙が切欠溝に引っ掛かって溝絶縁紙が折
れたり、皺が入って製品不良が生じたり、溝絶縁紙挿入
機が故障する問題は生じない。

【００３６】また、検出部45F，45Rの固定子コア組立体
37への装着は、固定子コア組立体37に固定子巻線38を巻
回した後、固定子コア組立体37の切欠部41F，41Rに検出
部45F，45Rを装着するだけの極めて簡単な作業で済み、
従来例のように検出コイルの装着作業に繊細でかなりの
工数を要することはない。

【００３７】また、検出コア46およびこの検出コア46に
巻回される検出コイル47を有する検出部45F，45Rを、コ
アバック部40を通る円周方向磁束が検出コア46を通過す
るように固定子コア組立体37に設けたので、コアバック
部40を通る円周方向磁束が検出コア46を通過し、検出コ
イル47からの十分な出力を得ることができる。

【００３８】なお、前記実施の形態においては、コアバ
ック部40の空間部42F，42Rとして固定子コア組立体37の
外周面から内径側へ向う切欠部41F，41Rを形成したが、
図６に示すように、コアバック部40の外径側と内径側を
残した中間部に、固定子コア組立体37の端面に開口する
断面略円筒状の孔部55を設けてもよい。この場合、検出
部45F，45Rの検出コア46は、孔部55に挿入可能とする円
筒状の外形とし、外周面の対称とする２箇所に溝部56を
設けて、これら溝部56間に巻回部48を形成するとともに
溝部56の両側にフランジ相当部49aを形成すればよい。

【００３９】また、検出部45F，45Rの検出コア46は、検
出コイル47からの出力が十分確保できれば、両端にフラ
ンジ49を形成しなくてもよい。

【００４０】また、検出部45F，45Rは、固定子コア組立
体37のコアバック部40の軸方向両端部に設けられれば、
切欠部41F，41Rや孔部55に限らず、他の構成を用いて固
定子コア組立体37に設けてもよく、あるいは検出コイル
47からの出力が十分確保できれば固定子コア組立体37外
に設けてもよい。

【００４１】また、前記実施の形態ではキャンドモータ
31に適用した実施例について説明したが、キャンドモー
タ31に限らず、すべり軸受などのモータ軸受を採用した
全てのモータに適用でき、同様の作用効果が得られる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載のモータ軸受の軸方向摩耗
検出装置によれば、複数枚の固定子コアを積層して構成
される固定子コア組立体の外径側の軸方向両端部に、軸
方向摩耗を検出する検出部を設けたので、固定子コア組
立体の１つの歯部の軸方向両端部の近くに切欠溝を設け
て検出コイルを巻回して検出部を構成する場合に比べ
て、固定子コア組立体を構成するためのコア積み作業を
容易にでき、例えば固定子溝への溝絶縁紙の挿入時に溝
絶縁紙が切欠溝に引っ掛かって製品不良が生じたり溝絶
縁紙挿入機の故障が生じることがなく、固定子コア組立
体への検出部の装着作業を容易にできる。

【００４３】請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置によれば、複数枚の固定子コアを積層して構成さ
れる固定子コア組立体の外径側のコア外径部でかつ軸方
向両端部に設けられた空間部に、軸方向摩耗を検出する
検出部を設けたので、固定子コア組立体の１つの歯部の
軸方向両端部の近くに切欠溝を設けて検出コイルを巻回
して検出部を構成する場合に比べて、固定子コア組立体
を構成するためのコア積み作業を容易にでき、例えば固
定子溝への溝絶縁紙の挿入時に溝絶縁紙が切欠溝に引っ
掛かって製品不良が生じたり溝絶縁紙挿入機の故障が生
じることがなく、固定子コア組立体への検出部の装着作
業を容易にできる。

【００４４】請求項３記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置によれば、請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩
耗検出装置の効果に加えて、コア外径部の空間部が、固
定子コア組立体の外周面から内径側へ向かう切欠部であ
り、固定子コア組立体に検出部を容易に装着できる。

【００４５】請求項４記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置によれば、請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩
耗検出装置の効果に加えて、コア外径部の空間部が、固
定子コア組立体の端面に開口する孔部であり、固定子コ
ア組立体に検出部を容易に装着できる。

【００４６】請求項５記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
出装置によれば、請求項１ないし４いずれか記載のモー
タ軸受の軸方向摩耗検出装置の効果に加えて、検出部が
検出コアおよびこの検出コアに巻回される検出コイルを
有するので、コア外径部を通る円周方向磁束が検出コア
を通過し、検出コイルからの十分な出力を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータ軸受の軸方向摩耗検出装置を適
用した一実施の形態を示すキャンドモータの概略図であ
る。

【図２】同上軸方向摩耗検出装置の固定子コア組立体の
一部および検出部の斜視図である。

【図３】同上固定子コア組立体の固定子コアを示し、
(a)は通常の固定子コアの正面図、(b)は切欠部付の固定
子コアの正面図である。

【図４】同上軸方向摩耗検出装置の検出回路の回路図で
ある。

【図５】同上キャンドモータの運転中における回転子の
軸方向位置の変化に対して、軸方向両端部の検出部の検
出コイルからの出力電圧の差を検出回路にて検出した検
出電圧の変化を示すグラフである。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す軸方向摩耗検出
装置の固定子コア組立体の一部および検出部の斜視図で
ある。

【図７】従来の軸方向摩耗検出装置を適用したキャンド
モータの概略図である。

【図８】同上軸方向摩耗検出装置の検出コイルを固定子
の１歯部の端部に装着した一部の斜視図である。

【図９】同上軸方向摩耗検出装置の検出コイルを固定子
の１歯部の端部に装着した一部の断面図である。

【符号の説明】

35F，35R モータ軸受としての軸受 36 固定子コア 37 固定子コア組立体 40 コア外径部としてのコアバック部 41F，41R 切欠部 42F，42R 空間部 45F，45R 検出部 46 検出コア 47 検出コイル 55 孔部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の固定子コアを積層して構成され
   る固定子コア組立体の外径側の軸方向両端部に、軸方向
   摩耗を検出する検出部を設けたことを特徴とするモータ
   軸受の軸方向摩耗検出装置。
2. 【請求項２】 複数枚の固定子コアを積層して構成され
   る固定子コア組立体の外径側のコア外径部でかつ軸方向
   両端部に設けられた空間部と、 これら空間部に設けられ、軸方向摩耗を検出する検出部
   とを具備していることを特徴とするモータ軸受の軸方向
   摩耗検出装置。
3. 【請求項３】 コア外径部の空間部は、固定子コア組立
   体の外周面から内径側へ向かう切欠部であることを特徴
   とする請求項２記載のモータ軸受の軸方向摩耗検出装
   置。
4. 【請求項４】 コア外径部の空間部は、固定子コア組立
   体の端面に開口する孔部であることを特徴とする請求項
   ２記載のモータ軸受の軸方向摩耗検出装置。
5. 【請求項５】 検出部は、検出コアおよびこの検出コア
   に巻回される検出コイルを有することを特徴とする請求
   項１ないし４いずれか記載のモータ軸受の軸方向摩耗検
   出装置。