JP2004072967A

JP2004072967A - マグネットカップリングの回転検査装置

Info

Publication number: JP2004072967A
Application number: JP2002232608A
Authority: JP
Inventors: Koichi Oshima; 大島　功一; Osamu Sato; 佐藤　修
Original assignee: Yamada Seisakusho KK
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP3725502B2

Abstract

【課題】マグネットポンプにおけるインペラと直結したインナーマグネットの回転動作の良否を測定する装置であって、特に構成部品が少なく且つ構造が簡単で、計測作業を効率的に行うこと。
【解決手段】カップ状部１の内周側にリング状のアウターマグネット部材３が装着されてなる検査用カップリング体Ａと、該検査用カップリング体Ａを円周方向に回転させるモータ４と、テスト台１０と、計測手段Ｂとからなること。前記テスト台１０にて被テストポンプＣのインナーマグネット部Ｃ_１を前記検査用カップリング体Ａ内周側に非接触挿入状態で支持固定すること。前記検査用カップリング体Ａの回転数を計測手段Ｂにて計測すること。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マグネットポンプにおけるインペラと直結したインナーマグネットの回転動作の良否を測定する装置であって、特に構成部品が少なく且つ構造が簡単で、計測作業を効率的に行うことができるマグネットカップリングの回転検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マグネットカップリング構造により回転動力が伝達されるポンプ装置としてマグネットポンプが存在している。該マグネットポンプのマグネットカップリングは、モータ等から回転動力を受けたアウターマグネットの回転力を、ポンプ本体の中に設けられ，インペラと直結したインナーマグネットに伝え、ポンプを作動させるものである。
【０００３】
このようなマグネットポンプのカップリング構造において、アウターマグネットとインナーマグネットとは、ポンプ本体側のハウジングとアウターマグネットとして分離した部品である。そのポンプ本体のハウジングのインナーマグネット収納室外側にアウターマグネットが配置され、アウターマグネットの回転による磁気誘導にて、ポンプ本体内側に配置されたインナーマグネットが回転する構造である。
【０００４】
このインナーマグネットは、その回転軸がハウジング内の軸受部により、軸支され、ハウジングのインナーマグネット収納室内で回転自在となっている。このマグネットポンプが組み立てられた状態において、インナーマグネットの回転軸の工作精度や、ハウジング内の軸受箇所の工作精度等のように回転に係る部位に精度不良があったり、或いは組付時の精度においてインナーマグネットの外周とハウジングの収納室内壁との間に僅かでも接触する箇所があれば、インナーマグネットはハウジング内で良好な回転を行うことはできない。
【０００５】
このようなことから、ハウジング内部でインナーマグネットが良好に回転しているかどうかを確認するための検査を行う必要がある。そこで、出荷時の検査では、そのインナーマグネットが適正に回転して、ポンプ機能が十分に果たされるか否かを確認することになる。そして、このような検査を行うために、インナーマグネットにハウジング外部の周囲より、磁性体を回転させてハウジング内のインナーマグネットを実際に回転させ、そのときのインナーマグネットの回転状態を計測することにより、インナーマグネットがどの程度良好に回転するか、或いは回転不良であるかを確認することが一般的に行われる。
【０００６】
そこで、インナーマグネットを回転させるマグネットカップリング、すなわちハウジングの外部に位置するテスト用のアウターマグネットにて、ハウジング内のインナーマグネットを回転させ、そのときの前記テスト用アウターマグネットの回転トルクをセンサにより計測する。そして、もしインナーマグネットの回転状態が前述したような理由等から不良であれば、このインナーマグネットを回転させようとするテスト用アウターマグネットには、インナーマグネットから抵抗を受けることになり、そのテスト用アウターマグネットを回転させるためにさらに多くのトルクが必要となる。
【０００７】
そこで、前記テスト用アウターマグネットの回転トルクを計測することで、ハウジング内のインナーマグネットの回転状態の良否を検査することができるものであり、そのための装置が考えられる。このような装置としては、図７に示すように、前記テスト用アウターマグネットの回転トルクを計測するトルクセンサＴを前記テスト用アウターマグネットＫとモータＭの間に設け、そのテスト用アウターマグネットＫに被試験用ポンプ（被テストポンプＣ）のハウジング（ポンプハウジング２０）のインナーマグネット箇所（インナーマグネット部Ｃ_１）を設置し、前記テスト用アウターマグネットＫをモータＭにより回転させて、トルクセンサＴから回転時のトルクを計測するものが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような回転トルクを計測する検査装置において、その検査環境として、マグネットポンプにおけるインナーマグネットの空転状態の回転トルクを計測することになるが、その空転トルクは、極めて小さいことから高感度のトルクセンサが必要になる。しかし、そのような、トルクセンサは、一般的に高価な製品であり、したがって装置全体のコストを高めることになる。また、回転トルクをトルクセンサにより計測するので、そのしきい値の絶対値を小さく設定する必要が有るが、高感度のトルクセンサによる計測値は、軸受フリクションや回転振れ等のその他の環境の影響を受けやすく、それゆえに、インナーマグネットの回転状態のみの良否判定が困難になることがある。
【０００９】
このように、空転トルクの極めて小さい回転トルクを計測して、その良否を判定するのに高感度トルクセンサを使用すると、その計測が高精度なものにすることができる反面、通常の軸受フリクションや、回転振れの影響もあり、インナーマグネットの回転状態の良否の判定にバラツキを生じてしまうおそれがある。このようなことから、本発明の目的は、マグネットポンプにおけるインナーマグネットの回転状態の良否を判定するための装置を極めて簡単な構造のものとし、その計測作業も極めて簡単に行うことができるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を行った結果、本発明を、カップ状部の内周側にリング状のアウターマグネット部材が装着されてなる検査用カップリング体と、該検査用カップリング体を円周方向に回転させるモータと、前記検査用カップリング体内周側に被テストポンプのインナーマグネット部を非接触挿入状態で支持固定するテスト台と、前記検査用カップリング体の回転数を計測する計測手段とからなるマグネットカップリングの回転検査装置としたことにより、マグネットポンプにおけるインペラと直結したインナーマグネットの回転動作の良否を測定する装置であって、特に構成部品が少なく且つ構造が簡単で、計測作業を効率的に行うことができ、上記課題を解決したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の構成は、図１に示すように、主に検査用カップリング体Ａと、該検査用カップリング体Ａを円周方向に回転させるモータ４と、前記検査用カップリング体Ａ内周側に被テストポンプＣのインナーマグネット部Ｃ_１を非接触挿入状態で支持固定するテスト台１０と、前記検査用カップリング体Ａの回転数を計測する計測手段Ｂと、これらをまとめて一体化するように設置する枠体１１からなる。前記検査用カップリング体Ａは、アルミやアルミ合金などの非磁性材のカップ状部１にリング状のアウターマグネット部材３が装着されたものである。
【００１２】
前記カップ状部１の内周側には、図４（Ａ），（Ｃ）に示すように、前記アウターマグネット部材３を装着するための装着部１ａが形成されている。具体的には、カップ状部１の内周側には、大径内周と小径内周が形成され、その大径内周が前記装着部１ａとして使用され、小径内周は被テストポンプＣの挿入空間ｓとなるものである。また、カップ状部１の下面側にはモータ４のモータ軸４ａと直結するためのジョイント部２が形成されている。該ジョイント部２は、図４（Ｃ）に示すように、ジョイント孔２ｃが形成されており、該ジョイント孔２ｃは前記カップ状部１の底面を貫通している。前記ジョイント孔２ｃの下方位置には、筒状孔２ｃ_１が形成され、上方位置には位置調整用内螺子２ｃ_２が形成されている。そして、図５（Ｂ）に示すように、前記筒状孔２ｃ_１には、モータ軸４ａが挿入し、また前記位置調整用内螺子２ｃ_２にはカップ状部１の高さ方向の取付位置調整用の位置調整螺子軸２ｄが螺合するようになっている。そして、前記筒状孔２ｃ_１に挿入されたモータ軸４ａの先端と、前記位置調整用内螺子２ｃ_２に螺合装着された位置調整螺子軸２ｄとを当接させ、前記カップ状部１の底面のジョイント孔２ｃの開口箇所よりレンチ等の工具を利用して前記位置調整螺子軸２ｄを適宜回転させて、カップ状部１の高さ調整を行うものである。また、そのジョイント孔２ｃには、筒状孔２ｃ_１と位置調整用内螺子２ｃ_２のそれぞれの側方向側にジョイント孔２ｃの軸方向と直交するように固定用内螺子２ｅ_１，２ｆ_１が形成され、該固定用内螺子２ｅ_１，２ｆ_１に固定螺子軸２ｅ_２，２ｆ_２が螺合され、前記モータ軸４ａ、位置調整用内螺子２ｃ_２を適宜固定している。
【００１３】
また、そのジョイント部２は、図４（Ａ），（Ｃ）に示すように、その外径が大径部２ａと小径部２ｂとからなり、その大径部２ａと小径部２ｂとの間に形成される段部には後述する回転計測部材５が装着可能となっている。また、前記大径部２ａには、平行に対向する締付用面２ａ_１が形成され、スパナ等の工具を使用するのに適した形状を有している。また、前述したように、前記カップ状部１の装着部１ａには、前記アウターマグネット部材３が装着されている。具体的には、アウターマグネット部材３が装着部１ａに対して圧入状態で装着されるとよい。
【００１４】
前記モータ４は、トルクモータ等が好適である。そのモータ４は、前記枠体１１のモータ支持部１１ａによって、高い精度で且つ強固に固定されている。また、振動が生じないような構造とすることが好ましい。そのために枠体１１は、高い剛性を有するものが好ましい。このようにして、強固に装着されたモータ４は、そのモータ軸４ａが垂直方向となるように設置される。そして、そのモータ軸４ａが前記検査用カップリング体Ａのジョイント部２のジョイント孔２ｃに挿入され、そのカップ状部１がインナーマグネット部Ｃ_１のサイズに応じて、位置調整螺子軸２ｄにより高さ調整され、且つ前記モータ軸４ａ，位置調整螺子軸２ｄが前記固定螺子軸２ｅ_２，２ｆ_２を介してジョイント孔２ｃ内に固着される。
【００１５】
また、検査用カップリング体Ａとモータ４とは、図１，図２（Ａ）に示すように、直結構造にして、モータ軸４ａにより検査用カップリング体Ａを直接回転させるものであるが、必ずしもこの構造に限定されるものでなく、モータ軸４ａと検査用カップリング体Ａとの間に歯車を介在させて歯車伝達機構とすることもある。
【００１６】
次に、計測手段Ｂは、検査用カップリング体Ａの回転数を計測する手段である。その計測手段Ｂは、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、種々のものが存在する。その第１実施形態としては、前記検査用カップリング体Ａとともに同期回転する回転計測部材５と，該回転計測部材５の回転数をカウントするセンサ６とから構成されたものである。その回転計測部材５は、図３，図４（Ｂ）に示すように、円板状に形成されたものであるが、直径の異なる二つ大きさの半円板が一体的となったような形状に構成されたものである。
【００１７】
さらに具体的には、図４（Ｂ）に示すように、円板本体５ａの外周の一部より径方向に延び且つ周方向に形成された突起部５ａ_１から構成されたものである。その突起部５ａ_１は、ほぼ半円状且つ半周状になって形成されたものである。該突起部５ａ_１箇所が、センサ６とともに回転数を検出する部分である。その円板本体５ａの中心位置には装着用貫通孔５ａ_２が形成され、該装着用貫通孔５ａ_２には、前記検査用カップリング体Ａのジョイント部２が貫通するものである。
【００１８】
本発明において、前記センサ６は、図３（Ａ）に示すように、近接タイプが好適である。センサ６は、コ字形状をなしており、そのコ字形状の間に前記円板本体５ａの突起部５ａ_１が通過することで回転数をカウントすることができるようになっている。そのセンサ６の検知信号は、計測装置によって計測される。この計測は、センサの検知信号のＯＮ−ＯＦＦの回数を適宜所定時間をおいて計測するものである。前述した実施形態における円板本体５ａが半円周の大きさの異なる非対称の円板状部材の場合、センサ６は、前記突起部５ａ_１がセンサ６の検知部を通過することで、ＯＮ−ＯＦＦの検知信号を計測装置７に供与し、その検知信号の回数を適宜設定された所定時間において計測する。
【００１９】
この計測手段Ｂにより、検査用カップリング体Ａの回転数を計測することができる。さらに、その計測装置７の結果を表示する表示装置８が設けられ、目視することができる。該表示装置８は、計測値をデジタルやアナログとして表示される。このようにその計測値を数値として容易に目視により確認することができる。さらに、前記計測装置７に対してその良否を判定する判定装置９が具備されたものも存在する。
【００２０】
この判定装置９は、予め検査用カップリング体Ａの回転数のしきい値を設定しておき、そのしきい値に対して、実際の計測値とを比較して良否を判定させるものである。そして前記判定装置９における良否を判定し、その結果に対して、ＯＫやＮＧの表示がランプ点灯される。又は、ＯＫやＮＧを種類の異なる音又は音声によって知らせることもできる。
【００２１】
前記回転計測部材５の別のタイプとしては、円板本体５ａの外周に凹又は凸が形成されたり、または適宜ピッチ間に穴や切欠等が形成されたものである。そして、前記センサ６も近接タイプや光タイプなどが適宜選択できる。また、図４（Ｄ）に示すように、前記検査用カップリング体Ａのカップ状部１に回転計測部材５が一体的に形成されたものも存在する。このタイプの回転計測部材５は、板片状に形成されたもので、これが前記カップ状部１の外周の適宜箇所に外方に突出するように固着されたものである。そして前記センサ６には板片状とした回転計測部材５が通過するような高さ位置に設置される。
【００２２】
前記枠体１１には、図５に示すように、テスト台１０が装着されている。該テスト台１０は、前記被テストポンプＣのポンプハウジング２０におけるインナーマグネット部Ｃ_１が検査用カップリング体Ａに非接触挿入状態で固定される部位である。そのテスト台１０には、検査用貫通孔１０ａが形成され、また該検査用貫通孔１０ａの直下に前記検査用カップリング体Ａが位置している。前記検査用貫通孔１０ａには、前記被テストポンプＣのインナーマグネット部Ｃ_１が挿通すると、そのまま、インナーマグネット部Ｃ_１が検査用カップリング体Ａのカップ状部１内の挿入空間ｓに非接触挿入状態で収納されるものである。
【００２３】
次に、図６に示されたものは、被テストポンプＣとしてのマグネットポンプの一例である。ポンプハウジング２０には、インナーマグネット収納室２０ａに回転軸がポンプハウジング２０内の軸受部に軸支されつつ、インナーマグネット収納室２０ａにインナーマグネット２１が収納される。そしてインナーマグネット２１には、インペラ２２が形成されており、インナーマグネット２１の回転とともにそのインペラ２２が回転し、ポンプ動作を行うものである。その被テストポンプＣのインナーマグネット部Ｃ_１は、上記インナーマグネット２１が収納された状態のインナーマグネット収納室２０ａの部分のことをいう。
【００２４】
【作用】
まず、本発明の装置における検査用カップリング体Ａに、インペラ２２と一体としたインナーマグネット２１の回転が重いと判断される限界基準物（同種のポンプ等）を設ける。その限界基準物のインナーマグネット２１が検査用カップリング体Ａの回転により回転したときに前記検査用カップリング体Ａ側に設けられた回転計測部材５とセンサ６により検知された信号の回数を所定時間計測し、その値（計数）をしきい値として予め計測装置に設定する。
【００２５】
そのしきい値を基準値として、被テストポンプＣ（通常のマグネットポンプ）の組立完成時のインナーマグネット部Ｃ_１内のインナーマグネット２１が支障なく回転しているかどうか計測する。通常のマグネットポンプの場合、検査用カップリング体Ａは、前記モータ４により、所定トルクにて回転されることから、ポンプ本体内のインナーマグネット２１の回転は、検査用カップリング体Ａの回転に対して、従順に回転することになる。
【００２６】
そのために検査用カップリング体Ａは、しきい値より大きい値（計数）を計測することになる。これは、検査用カップリング体Ａを一定トルクで回転させようとするとき、しきい値設定時はインナーマグネット２１が回転しづらい状態となっていて、検査用カップリング体Ａは、その重い回転のインナーマグネット２１を回転させようと、インナーマグネット２１の重い回転にしたがって回転するので、回転が遅くなり、その結果、回転計測部材５とセンサ６により、検知信号回数を所定時間に計測した値（計数）は、最も小さい値になるので、通常は、これより大きい値を計測することになる。
【００２７】
なお、モータ４の回転トルクは、マグネットカップリングにおけるインナーマグネットが固定状態の時に検査用カップリング体Ａが回転しない大きさであり、且つしきい値の重い回転に対して回転できる大きさとなることが好ましい。しきい値及びモータ４の回転トルクはポンプにおける回転条件によって適宜設定されるものである。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、カップ状部１の内周側にリング状のアウターマグネット部材３が装着されてなる検査用カップリング体Ａと、該検査用カップリング体Ａを円周方向に回転させるモータ４と、前記検査用カップリング体Ａ内周側に被テストポンプＣのインナーマグネット部Ｃ_１を非接触挿入状態で支持固定するテスト台１０と、前記検査用カップリング体Ａの回転数を計測する計測手段Ｂとからなるマグネットカップリングの回転検査装置としたことにより、高価なトルクセンサを使用することなく、ポンプ本体内のインナーマグネットが適宜回転するか否かが容易に検査することができる。
【００２９】
上記効果を詳述すると、本発明では、モータ４と検査用カップリング体Ａとを直結したもので、被テストポンプＣの試験状態における検査用カップリング体Ａの回転数を計測して被テストポンプＣの良否を判断するものであり、トルクセンサを設けていないので装置全体のコストの低減化ができる。また従来例のように、回転トルクを直接的に計測するものではなく、マグネットカップリングの回転状況を回転計測部材５とセンサ６による検知信号を所定時間計測して、その計数値としきい値とを相対的に比較し、判定することから、その検査も簡単にできる。さらに試験において、フリクションや回転振れなどに影響されることがなく、適正に判定することができる。
【００３０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記計測手段Ｂは、前記検査用カップリング体Ａとともに同期回転する回転計測部材５と，該回転計測部材５の回転数をカウントするセンサ６とを具備してなるマグネットカップリングの回転検査装置としたことにより、極めて簡単な構造にて、被テストポンプＣの検査を行うことができる。
【００３１】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記計測手段Ｂには前記被テストポンプＣのインナーマグネット部Ｃ_１の回転状態の良否を判定する判定装置９が具備されてなるマグネットカップリングの回転検査装置としたことにより、一連の検査が極めて簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す略示図
【図２】（Ａ）は本発明の要部断面図
（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図
【図３】（Ａ）は検査用カップリング体周辺の斜視図
（Ｂ）は計測手段の略示図
【図４】（Ａ）は検査用カップリング体の斜視図
（Ｂ）は回転計測部材の斜視図
（Ｃ）は検査用カップリング体の一部断面にした側面図
（Ｄ）はカップ状部に回転計測部材が一体的に形成された検査用カップリング体の斜視図
【図５】（Ａ）は被テストポンプを検査用カップリング体内に挿入する状態の断面図
（Ｂ）は検査用カップリングとモータ軸との接続構造を示す要部拡大断面図
【図６】マグネットポンプの要部断面図
【図７】従来技術の略示図
【符号の説明】
Ａ…検査用カップリング体
Ｂ…計測手段
Ｃ…被テストポンプ
Ｃ_１…インナーマグネット部
１…カップ状部
３…アウターマグネット部材
４…モータ
５…回転計測部材
６…センサ
９…判定装置
１０…テスト台

Claims

カップ状部の内周側にリング状のアウターマグネット部材が装着されてなる検査用カップリング体と、該検査用カップリング体を円周方向に回転させるモータと、前記検査用カップリング体内周側に被テストポンプのインナーマグネット部を非接触挿入状態で支持固定するテスト台と、前記検査用カップリング体の回転数を計測する計測手段とからなることを特徴とするマグネットカップリングの回転検査装置。
請求項１において、前記計測手段は、前記検査用カップリング体とともに同期回転する回転計測部材と，該回転計測部材の回転数をカウントするセンサとを具備してなることを特徴とするマグネットカップリングの回転検査装置。
請求項１又は２において、前記計測手段には前記被テストポンプのインナーマグネット部の回転状態の良否を判定する判定装置が具備されてなることを特徴とするマグネットカップリングの回転検査装置。