JP2015078610A

JP2015078610A - Inspection method and inspection apparatus for hydrodynamic bearing pump, and hydrodynamic bearing pump

Info

Publication number: JP2015078610A
Application number: JP2013214636A
Authority: JP
Inventors: 英男星; Hideo Hoshi; 祥吾中島; Shogo Nakajima
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method for a hydrodynamic bearing pump which can determine the behavior of a rotation body of a hydrodynamic bearing pump with a hydrodynamic bearing pump being operated.SOLUTION: A hydrodynamic bearing pump 1 includes a casing 60, a rotation body 10 rotatably supported on an inner face of the casing 60 and rotating without contacting with the casing 60 by variation of outside magnetic field, and an impeller 18 provided on the rotation body 10. An inspection method for the hydrodynamic bearing pump 1 includes a contact detection step of detecting contact between the rotation body 10 and the casing 60.

Description

本発明は、ケーシングと、このケーシングと非接触状態で回転する回転体と、羽根車と、を有する動圧軸受ポンプの検査方法、検査装置及び動圧軸受ポンプに関する。 The present invention relates to an inspection method, an inspection apparatus, and a dynamic pressure bearing pump for a dynamic pressure bearing pump including a casing, a rotating body that rotates in a non-contact state with the casing, and an impeller.

動圧軸受ポンプとしては、例えば、以下の特許文献１に開示されているものがある。
この動圧軸受ポンプは、羽根車を有する密閉型の回転体と、この回転体を回転軸線回りに回転可能で且つ軸線方向に移動可能に覆うケーシングと、を備えている。回転体は、回転軸線を中心とした円柱状の軸部を有し、この軸部内には永久磁石で形成された従動磁石が設けられている。回転体は、ケーシング外に従動磁石と対向配置されて磁気結合（マグネットカップリング）する駆動磁石の回転により、内部の従動磁石と一体回転する。 An example of the hydrodynamic bearing pump is disclosed in Patent Document 1 below.
This hydrodynamic bearing pump includes a hermetic rotary body having an impeller and a casing that covers the rotary body so as to be rotatable about a rotation axis and movable in the axial direction. The rotating body has a columnar shaft portion around the rotation axis, and a driven magnet formed of a permanent magnet is provided in the shaft portion. The rotating body rotates integrally with the internal driven magnet by the rotation of the driving magnet which is arranged opposite to the driven magnet outside the casing and magnetically couples (magnet coupling).

ケーシングの内面の一部は、回転軸線を中心として円筒状に形成された内周面を成し、回転体の外面の一部は、ケーシングの内周面に対向し、回転軸線を中心として円筒状に形成された外周面を成している。ケーシングの内周面と羽根車の外周面との間には隙間があり、それぞれの周面が動圧軸受面を成している。 A part of the inner surface of the casing forms an inner peripheral surface formed in a cylindrical shape with the rotation axis as the center, and a part of the outer surface of the rotating body faces the inner peripheral surface of the casing and is a cylinder with the rotation axis as the center. The outer peripheral surface formed in the shape is formed. There is a gap between the inner peripheral surface of the casing and the outer peripheral surface of the impeller, and each peripheral surface forms a hydrodynamic bearing surface.

また、ケーシングの内面の他の一部は、回転軸線に対して垂直な径方向に広がる垂直内面を成している。羽根車の外面の他の一部は、ケーシングの垂直内面に軸線方向に間隔をあけて平行に対向する垂直外面を成している。 The other part of the inner surface of the casing forms a vertical inner surface that extends in the radial direction perpendicular to the rotational axis. The other part of the outer surface of the impeller forms a vertical outer surface that faces the vertical inner surface of the casing in parallel with an axial spacing.

すなわち、この動圧軸受ポンプは、ケーシング内面と回転体外面とが非接触状態でケーシング内を回転体が回転する構成であり、吸い込んだ溶液を外部へ送り出すことができる。 That is, this dynamic pressure bearing pump has a configuration in which the rotating body rotates in the casing while the casing inner surface and the rotating body outer surface are not in contact with each other, and the sucked solution can be sent out to the outside.

特開２００９−１９７７３６号公報JP 2009-197736 A

ところで、開発段階における流量−揚程特性曲線上での回転体の非接触領域及び接触領域の確認や、粘度の異なる溶液による回転体の接触の確認等の動圧軸受ポンプの評価を行う必要がある。また、動圧軸受ポンプを製品として出荷する際は、ケーシングに対して回転体がスムーズに回転できるか否かを確認する必要がある。 By the way, it is necessary to evaluate the hydrodynamic bearing pump such as confirmation of the non-contact area and the contact area of the rotating body on the flow rate-lift characteristic curve in the development stage, and confirmation of contact of the rotating body with solutions having different viscosities. . Further, when shipping the hydrodynamic bearing pump as a product, it is necessary to check whether or not the rotating body can rotate smoothly with respect to the casing.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、動圧軸受ポンプを作動させた状態において動圧軸受ポンプの回転体の挙動を判別することができる動圧軸受ポンプの検査方法、検査装置及び回転体の挙動検査が可能な動圧軸受ポンプを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the purpose thereof is a hydrodynamic bearing pump capable of discriminating the behavior of a rotating body of a hydrodynamic bearing pump in a state in which the hydrodynamic bearing pump is operated. An inspection method, an inspection apparatus, and a dynamic pressure bearing pump capable of inspecting the behavior of a rotating body are provided.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明は、ケーシングと、該ケーシング内に回転自在に配置され外部の磁界の変化によって前記ケーシングと非接触状態で回転する回転体と、該回転体に設けられた羽根車と、を有する動圧軸受ポンプの検査方法であって、前記回転体を所定の回転数で回転させる回転体作動工程と、前記回転体と前記ケーシングとの接触を検出する接触検出工程を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention provides a dynamic pressure having a casing, a rotating body that is rotatably arranged in the casing and rotates in a non-contact state with the casing by a change in an external magnetic field, and an impeller provided on the rotating body. A bearing pump inspection method, comprising: a rotating body actuating process for rotating the rotating body at a predetermined rotation speed; and a contact detecting process for detecting contact between the rotating body and the casing.

上記構成によれば、動圧軸受ポンプを作動させた状態において動圧軸受ポンプの不良品を判別することができる。 According to the above configuration, defective products of the hydrodynamic bearing pump can be determined in a state where the hydrodynamic bearing pump is operated.

上記動圧軸受ポンプの検査方法において、前記接触検出工程では、前記回転体へレーザ光を照射し、該レーザ光の反射により検出される前記ケーシングに対する前記回転体の相対変位から前記回転体と前記ケーシングとの接触の有無を判別することが好ましい。
上記構成によれば、より正確に回転体とケーシングとの接触を検知することができる。 In the inspection method of the hydrodynamic bearing pump, in the contact detection step, the rotating body is irradiated with laser light, and the rotating body and the rotating body are detected from relative displacement of the rotating body with respect to the casing detected by reflection of the laser light. It is preferable to determine the presence or absence of contact with the casing.
According to the said structure, the contact with a rotary body and a casing can be detected more correctly.

上記動圧軸受ポンプの検査方法において、前記ケーシングの少なくとも一部は透明性を有する材料から形成されており、前記レーザ光は、前記ケーシングの透明性を有する部位を介して前記回転体に照射されることが好ましい。 In the inspection method of the hydrodynamic bearing pump, at least a part of the casing is made of a material having transparency, and the laser beam is irradiated to the rotating body through the transparent portion of the casing. It is preferable.

上記動圧軸受ポンプの検査方法において、前記接触検出工程では、前記回転体から検出される振動の周期から前記ケーシングとの接触の有無を判別する構成としてもよい。
上記構成によれば、回転体の変位によって接触が判定できない場合においても、接触の有無を判断することができる。 In the inspection method for the hydrodynamic bearing pump, the contact detection step may be configured to determine presence or absence of contact with the casing from a period of vibration detected from the rotating body.
According to the above configuration, it is possible to determine the presence or absence of contact even when contact cannot be determined due to the displacement of the rotating body.

上記動圧軸受ポンプの検査方法において、前記接触は、前記回転軸と前記ケーシングとの接触により生じる分数調波共振の有無によって判断されることが好ましい。
上記構成によれば、分析によって検出される分数調波共振によって、接触の有無を明確に判断することができる。 In the inspection method of the hydrodynamic bearing pump, it is preferable that the contact is determined based on presence or absence of subharmonic resonance caused by contact between the rotating shaft and the casing.
According to the above configuration, the presence or absence of contact can be clearly determined by the subharmonic resonance detected by analysis.

また、本発明は、ケーシングと、該ケーシング内に回転自在に配置され外部の磁界の変化によって前記ケーシングと非接触状態で回転する回転体と、該回転体に設けられた羽根車と、を有する動圧軸受ポンプの検査装置であって、前記回転体にレーザ光を照射し、該レーザ光の反射により前記ケーシングに対する前記回転体の相対変位を検出するレーザ変位計と、前記レーザ変位計により検出された前記回転体の変位から前記回転体と前記ケーシングとの接触を検出する接触検出手段と、を有する動圧軸受ポンプの検査装置を提供する。 The present invention also includes a casing, a rotating body that is rotatably disposed in the casing and rotates in a non-contact state with the casing by a change in an external magnetic field, and an impeller provided on the rotating body. An inspection apparatus for a hydrodynamic bearing pump, wherein the rotating body is irradiated with laser light, and a laser displacement meter that detects relative displacement of the rotating body with respect to the casing by reflection of the laser light, and detection by the laser displacement meter There is provided an inspection device for a hydrodynamic bearing pump, comprising: contact detection means for detecting contact between the rotating body and the casing from the displacement of the rotating body.

上記動圧軸受ポンプの検査装置において、前記レーザ変位計は、前記回転体の回転軸線に対して垂直な方向からレーザ光を照射する第一レーザ変位計と、前記回転軸線に対して垂直であって前記第一レーザと異なる方向からレーザ光を照射する第二レーザ変位計と、を有し、前記第一レーザ変位計からの出力と前記第二レーザ変位計からの出力を用いて前記回転体と前記ケーシングとの相対変位を検出することが好ましい。 In the inspection device for the hydrodynamic bearing pump, the laser displacement meter is perpendicular to the first laser displacement meter that irradiates laser light from a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body and the rotation axis. A second laser displacement meter that emits laser light from a direction different from that of the first laser, and using the output from the first laser displacement meter and the output from the second laser displacement meter, the rotating body It is preferable to detect a relative displacement between the casing and the casing.

上記動圧軸受ポンプの検査装置において、前記接触検出手段は、前記回転体から検出される振動の周期から前記ケーシングとの接触の有無を判別することが好ましい。 In the inspection device for a hydrodynamic bearing pump, it is preferable that the contact detection unit determines presence / absence of contact with the casing from a period of vibration detected from the rotating body.

また、本発明は、上記いずれかの検査装置により前記回転体と前記ケーシングとの接触を検出する動圧軸受ポンプを提供する。 The present invention also provides a hydrodynamic bearing pump that detects contact between the rotating body and the casing by any one of the inspection devices described above.

上記動圧軸受ポンプにおいて、前記ケーシングの少なくとも一部は透明性を有する材料から形成されることが好ましい。 In the dynamic pressure bearing pump, it is preferable that at least a part of the casing is formed of a transparent material.

本発明によれば、動圧軸受ポンプを作動させた状態においてケーシングと回転体の接触を判別することができる。 According to the present invention, it is possible to determine contact between the casing and the rotating body in a state where the hydrodynamic bearing pump is operated.

本発明の実施形態の動圧軸受ポンプの検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the test | inspection apparatus of the hydrodynamic bearing pump of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の動圧軸受ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the dynamic pressure bearing pump of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のポンプユニットの断面図である。It is sectional drawing of the pump unit of embodiment of this invention. 動圧軸受ポンプと変位測定装置の位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of a dynamic pressure bearing pump and a displacement measuring device. 動圧軸受ポンプと変位測定装置の位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship of a dynamic pressure bearing pump and a displacement measuring device. 変位測定装置のレーザ変位計が複数の層を検出する原理を説明するグラフである。It is a graph explaining the principle which the laser displacement meter of a displacement measuring device detects a some layer. 試験液体をグリセリン水溶液とした場合の回転体の変位を示すグラフである。It is a graph which shows the displacement of a rotary body when a test liquid is glycerol aqueous solution. 試験液体をグリセリン水溶液とした場合の周波数分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency analysis result at the time of using test liquid as glycerol aqueous solution. 判定結果をプロットした流量−揚程特性曲線である。It is the flow volume-lift characteristic curve which plotted the determination result.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、本実施形態で検査対象となる動圧軸受ポンプ１の詳細について説明する。
本実施形態の動圧軸受ポンプ１は、図２に示すように、密閉型の回転体１０及びこの回転体１０を軸線Ａ回りに回転可能に覆うポンプケーシング６０を有するポンプユニット１００と、このポンプユニット１００を駆動させるポンプ駆動装置２００と、を備えている。さらに、動圧軸受ポンプ１は、図１に示すように、ポンプ駆動装置２００による動圧軸受ポンプ１の駆動を制御する駆動制御装置３００を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, details of the hydrodynamic bearing pump 1 to be inspected in the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the hydrodynamic bearing pump 1 of the present embodiment includes a hermetic rotary body 10 and a pump unit 100 having a pump casing 60 that covers the rotary body 10 so as to be rotatable around an axis A, and the pump. And a pump driving device 200 that drives the unit 100. Furthermore, as shown in FIG. 1, the hydrodynamic bearing pump 1 includes a drive control device 300 that controls the driving of the hydrodynamic bearing pump 1 by the pump drive device 200.

まず、図３を参照して、ポンプユニット１００について説明する。
ポンプケーシング６０には、軸線Ａの延長線上に液体を吸い込むための吸込口６が形成されていると共に、液体を吐出するための吐出口７が形成されている。なお、以下では、軸線Ａが延びている軸線方向Ｄａで、ポンプケーシング６０の吸込口６側を前側、その反対側を後側とする。また、軸線Ａに垂直な径方向Ｄｒで、軸線Ａに近づく向き側を内側、軸線Ａから遠ざかる向き側を外側とする。 First, the pump unit 100 will be described with reference to FIG.
In the pump casing 60, a suction port 6 for sucking liquid is formed on an extension line of the axis A, and a discharge port 7 for discharging liquid is formed. In the following, in the axial direction Da in which the axis A extends, the suction port 6 side of the pump casing 60 is the front side, and the opposite side is the rear side. Further, in the radial direction Dr perpendicular to the axis A, the side facing the axis A is defined as the inside, and the direction facing away from the axis A is defined as the outside.

回転体１０は、軸線Ａを中心として設けられた複数の羽根１１と、複数の羽根１１の前側を覆う前シュラウド２０と、複数の羽根１１の後側を覆う後シュラウド４０と、を有する密閉型の羽根車１８を有している。羽根車１８の複数の羽根１１、前シュラウド２０、後シュラウド４０は、それぞれ、樹脂による一体成形品で、これらは、互いに接着剤により接合されている。 The rotating body 10 includes a plurality of blades 11 provided around the axis A, a front shroud 20 that covers the front side of the plurality of blades 11, and a rear shroud 40 that covers the rear side of the plurality of blades 11. The impeller 18 is provided. The plurality of blades 11, the front shroud 20, and the rear shroud 40 of the impeller 18 are respectively integrally molded products made of resin, and these are joined to each other by an adhesive.

前シュラウド２０は、軸線Ａを中心として円筒状を成し、軸線方向Ｄａの前側の開口がポンプケーシング６０の吸込口６と対向する羽根車入口１２を成す入口筒部２１と、入口筒部２１の後端に設けられ、複数の羽根１１の前側を覆う前側板部３１と、を有している。また、後シュラウド４０は、複数の羽根１１の後側を覆う後側板部４１と、後側板部４１に後端に設けられ、軸線Ａを中心として円柱状の軸部５１と、を有している。 The front shroud 20 has a cylindrical shape centered on the axis A, and an inlet cylinder 21 that forms an impeller inlet 12 whose front opening in the axial direction Da faces the suction port 6 of the pump casing 60, and an inlet cylinder 21 And a front side plate portion 31 that covers the front side of the plurality of blades 11. The rear shroud 40 includes a rear plate portion 41 that covers the rear side of the plurality of blades 11, and a columnar shaft portion 51 that is provided at the rear end of the rear plate portion 41 and has an axis A as a center. Yes.

前シュラウド２０の前側板部３１及び後シュラウド４０の後側板部４１は、軸線方向Ｄａから見た形状がいずれも軸線Ａを中心とした円形である。前側板部３１と後側板部４１とは、軸線方向Ｄａに離れており、これら前側板部３１と後側板部４１との間に複数の羽根１１が固定されている。前側板部３１と後側板部４１との間であって径方向Ｄｒの外縁は、羽根車出口１３を成している。入口筒部２１内、及び前側板部３１と後側板部４１との間であって複数の羽根１１の相互間は、羽根車内流路Ｐｒを形成している。 As for the front side plate part 31 of the front shroud 20 and the rear side plate part 41 of the rear shroud 40, the shapes seen from the axial direction Da are both circular with the axis A as the center. The front side plate portion 31 and the rear side plate portion 41 are separated from each other in the axial direction Da, and a plurality of blades 11 are fixed between the front side plate portion 31 and the rear side plate portion 41. The outer edge in the radial direction Dr between the front side plate portion 31 and the rear side plate portion 41 forms the impeller outlet 13. An impeller inner flow passage Pr is formed in the inlet cylinder portion 21 and between the front plate portion 31 and the rear plate portion 41 and between the plurality of blades 11.

後シュラウド４０の軸部５１には、軸線方向Ｄａに軸線Ａ上を貫通し、軸部５１の後端面５３とポンプケーシング６０の間と羽根車内流路Ｐｒとを連通させる貫通孔５６が形成されている。この軸部５１には、その外周面５２と貫通孔５６の内周面の間の位置に、永久磁石で形成された複数の従動磁石１９とヨーク２３とが、ヨーク２３が内側に配置されるように埋め込まれている。 The shaft portion 51 of the rear shroud 40 is formed with a through-hole 56 that passes through the axis A in the axial direction Da and communicates between the rear end surface 53 of the shaft portion 51 and the pump casing 60 and the flow path Pr in the impeller. ing. In the shaft portion 51, a plurality of driven magnets 19 and a yoke 23 formed of permanent magnets are disposed at a position between the outer peripheral surface 52 and the inner peripheral surface of the through hole 56, and the yoke 23 is disposed inside. Is embedded as such.

ポンプケーシング６０は、羽根車１０の前シュラウド２０を覆うポンプ前ケーシング６１と、羽根車１０の後シュラウド４０を覆うポンプ後ケーシング８１とを有している。 The pump casing 60 includes a pre-pump casing 61 that covers the front shroud 20 of the impeller 10 and a post-pump casing 81 that covers the rear shroud 40 of the impeller 10.

ポンプ前ケーシング６１は、後述する図１に示す第一循環ライン４ａが接続される略円筒状の吸込ホース接続管部６２と、吸込ホース接続管部６２の後端から後側に向って次第に内径が拡径されている拡径管部６５と、拡径管部６５の後端に設けられ前シュラウド２０の入口筒部２１の外周面２２と間隔を開けて対向する内周面６８が形成されている前軸受形成部６７と、前軸受形成部６７の後端に設けられ前シュラウド２０の前側板部３１を覆う前ケーシング本体部７１と、を有している。 The pump front casing 61 has a substantially cylindrical suction hose connection pipe portion 62 to which a first circulation line 4a shown in FIG. 1 described later is connected, and an inner diameter gradually from the rear end toward the rear side of the suction hose connection pipe portion 62. Is formed at the rear end of the expanded pipe portion 65 and is opposed to the outer peripheral surface 22 of the inlet cylinder portion 21 of the front shroud 20 with a gap therebetween. And a front casing body 71 provided at the rear end of the front bearing formation 67 and covering the front side plate 31 of the front shroud 20.

吸込ホース接続管部６２の前端は開口しており、この開口がポンプケーシング６０の吸込口６を成している。この吸込口６の内径ｄｉは、羽根車１０の目玉径ｄｅと同じである。なお、羽根車１０の目玉径ｄｅとは、本実施形態において、軸線方向Ｄａに内径が変化している羽根車１０の入口筒部２１の内径のうちで最も小さい内径である。このように、本実施形態では、ポンプケーシング６０の吸込口６の径ｄｉと羽根車１０の目玉径ｄｅとを同じにするため、ポンプケーシング６０で羽根車１０の入口筒部２１よりも前側の位置に拡径管部６５を設けて、軸線方向Ｄａで羽根車１０の入口筒部２１と同じ位置のポンプケーシング６０の前軸受形成部６７の内径を吸込口６の径ｄｉよりも大きくしている。 The front end of the suction hose connection pipe portion 62 is open, and this opening forms the suction port 6 of the pump casing 60. The inner diameter di of the suction port 6 is the same as the center diameter de of the impeller 10. In this embodiment, the center diameter de of the impeller 10 is the smallest inner diameter among the inner diameters of the inlet cylinder portion 21 of the impeller 10 whose inner diameter changes in the axial direction Da. Thus, in this embodiment, in order to make the diameter di of the suction port 6 of the pump casing 60 the same as the center diameter de of the impeller 10, the pump casing 60 is located in front of the inlet cylinder portion 21 of the impeller 10. A diameter expanding pipe portion 65 is provided at a position so that the inner diameter of the front bearing forming portion 67 of the pump casing 60 at the same position as the inlet tube portion 21 of the impeller 10 in the axial direction Da is larger than the diameter di of the suction port 6. Yes.

前ケーシング本体部７１は、前軸受形成部６７の後端から外側に広がり、前シュラウド２０の前側板部３１と軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板リング状の前面対向部７２と、軸線Ａを中心として略円筒状を成し、前面対向部７２の外周縁から後側に延びる前本体筒部７５と、を有している。この前本体筒部７５は、前シュラウド２０の前側板部３１の外周縁と間隔をあけて対向している。 The front casing main body 71 extends outward from the rear end of the front bearing forming portion 67, and is opposed to the front plate portion 31 of the front shroud 20 and is opposed to the front plate portion 31 in the axial direction Da with a spacing therebetween in the axial direction Da. The front main body cylinder part 75 which has a substantially cylindrical shape centering on A and extends rearward from the outer peripheral edge of the front facing part 72 is provided. The front main body cylinder portion 75 faces the outer peripheral edge of the front side plate portion 31 of the front shroud 20 with a space therebetween.

ポンプ後ケーシング８１は、前ケーシング本体部７１の後端に設けられ後シュラウド４０の後側板部４１を覆う後ケーシング本体部９１と、後ケーシング本体部９１に設けられ後シュラウド４０の軸部５１の外周面５２と間隔をあけて対向する内周面を有する後軸受形成部８２と、後軸受形成部８２の後端に設けられ後シュラウド４０の軸部５１と軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板円形の後壁板部８５と、を有している。 The pump rear casing 81 is provided at the rear end of the front casing main body 71 and covers the rear plate part 41 of the rear shroud 40, and the shaft 51 of the rear shroud 40 provided on the rear casing main body 91. A rear bearing forming portion 82 having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface 52 with a space therebetween, and a shaft portion 51 of the rear shroud 40 provided at the rear end of the rear bearing forming portion 82 with a space in the axial direction Da. A flat-plate-shaped rear wall plate portion 85.

後ケーシング本体部９１は、軸線Ａを中心として略円筒状を成し、前ケーシング本体部７１の後端から後側に延びる後本体筒部９２と、後本体筒部９２の後端から内側に広がり、後シュラウド４０の後側板部４１と軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板リング状の後面対向部９５と、を有している。この後面対向部９５の内縁に、ここから後方に延在するよう後軸受形成部８２が設けられている。 The rear casing main body 91 has a substantially cylindrical shape centering on the axis A, and extends rearward from the rear end of the front casing main body 71 to the rear side, and from the rear end of the rear main body cylindrical portion 92 to the inner side. It has a flat plate ring-shaped rear surface facing portion 95 that is widened and is opposed to the rear side plate portion 41 of the rear shroud 40 at an interval in the axial direction Da. A rear bearing forming portion 82 is provided on the inner edge of the rear surface facing portion 95 so as to extend rearward therefrom.

ポンプケーシング６０は、後述する図１に示す第二循環ライン４ｂが接続される略円筒状の吐出ホース接続管部９を有している。略円筒状の吐出ホース接続管部９の軸線は、軸線Ａに対して垂直な面に平行である。この吐出ホース接続管部９の外側端は開口しており、この開口がポンプケーシング６０の吐出口７を成している。 The pump casing 60 has a substantially cylindrical discharge hose connecting pipe portion 9 to which a second circulation line 4b shown in FIG. The axis of the substantially cylindrical discharge hose connecting pipe portion 9 is parallel to a plane perpendicular to the axis A. The outer end of the discharge hose connection pipe portion 9 is open, and this opening forms the discharge port 7 of the pump casing 60.

ポンプ前ケーシング６１及びポンプ後ケーシング８１は、それぞれ、透明性を有する樹脂（例えばアクリル樹脂）による一体成形品である。ポンプ前ケーシング６１とポンプ後ケーシング８１とは、接着剤により接合されている。 Each of the pre-pump casing 61 and the post-pump casing 81 is an integrally molded product made of a transparent resin (for example, acrylic resin). The pre-pump casing 61 and the post-pump casing 81 are joined by an adhesive.

図２に戻り、ポンプ駆動装置２００は、回転する出力軸２１１を有するモータ２１０と、有底円筒状を成すカップ２２０と、カップ２２０の内周側に固定されている複数の駆動磁石２１９と、モータ２１０及びカップ２２０を覆う駆動装置ケーシング２３０と、を備えている。 Returning to FIG. 2, the pump drive device 200 includes a motor 210 having a rotating output shaft 211, a cup 220 having a bottomed cylindrical shape, and a plurality of drive magnets 219 fixed to the inner peripheral side of the cup 220. And a drive device casing 230 that covers the motor 210 and the cup 220.

カップ２２０は、例えば、強磁性材であるＳＳ４００等の炭素鋼で形成され、複数の駆動磁石２１９のヨークとしての役目を担っている。このカップ２２０は、円筒状のカップ円筒部２２１と、このカップ円筒部２２１の一方の開口を塞ぐ平板円形のモータ接続部２２５とを有している。モータ接続部２２５上であって、カップ円筒部２２１の軸の延長線上には、モータ２１０の出力軸２１１が固定されている。カップ円筒部２２１の内周側には、前述したように複数の駆動磁石２１９が固定されている。この駆動磁石２１９は、永久磁石であり、例えば、Ｎｄ（ネオジム）磁石である。 The cup 220 is made of, for example, carbon steel such as SS400, which is a ferromagnetic material, and serves as a yoke for the plurality of drive magnets 219. The cup 220 includes a cylindrical cup cylinder portion 221 and a flat plate motor connection portion 225 that closes one opening of the cup cylinder portion 221. An output shaft 211 of the motor 210 is fixed on the motor connecting portion 225 and on the extension line of the shaft of the cup cylindrical portion 221. A plurality of drive magnets 219 are fixed to the inner peripheral side of the cup cylindrical portion 221 as described above. The drive magnet 219 is a permanent magnet, for example, an Nd (neodymium) magnet.

カップ円筒部２２１の内径は、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の外径よりも大きい。また、カップ円筒部２２１の軸から各駆動磁石２１９の内面までの半径方向の距離の２倍の長さ（以下、磁石配列径とする）は、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の外径よりも大きい。 The inner diameter of the cup cylindrical portion 221 is larger than the outer diameter of the rear bearing forming portion 82 of the post-pump casing 81. Further, the length twice the distance in the radial direction from the axis of the cup cylindrical portion 221 to the inner surface of each drive magnet 219 (hereinafter referred to as a magnet arrangement diameter) is outside the rear bearing forming portion 82 of the post-pump casing 81. It is larger than the diameter.

駆動装置ケーシング２３０は、有底円筒状のケーシング本体２３１と、ケーシング本体２３１の開口を塞ぐキャップ２４１と、を有している。 The drive device casing 230 includes a bottomed cylindrical casing body 231 and a cap 241 that closes the opening of the casing body 231.

ケーシング本体２３１は、例えば、常磁性材であるＡｌ（アルミニウム）合金で形成されている。ケーシング本体２３１は、内径がカップ２２０の外径及びモータ２１０の外径よりも大きい円筒状のケーシング円筒部２３２と、ケーシング円筒部２３２の一方の開口を塞ぐ平板円形のケーシング底部２３５と、を有している。 The casing body 231 is made of, for example, an Al (aluminum) alloy that is a paramagnetic material. The casing main body 231 has a cylindrical casing cylindrical portion 232 having an inner diameter larger than the outer diameter of the cup 220 and the outer diameter of the motor 210, and a flat plate-shaped casing bottom portion 235 that closes one opening of the casing cylindrical portion 232. doing.

キャップ２４１は、例えば、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）樹脂等の樹脂で形成されている。このキャップ２４１は、有底円筒状を成しポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２及び後壁板部８５が内側に嵌まり込むポンプ嵌合部２４２と、有底円筒状のポンプ嵌合部２４２の開口縁から外側に広がり平板リング状を成すポンプ受け部２４４と、ポンプ受け部２４４の外周縁に形成されケーシング本体２３１の開口縁部と係合する係合部２４６と、を有している。 The cap 241 is formed of, for example, a resin such as PEEK (Poly Ether Ether Ketone) resin. The cap 241 has a bottomed cylindrical shape, a pump fitting portion 242 into which the rear bearing forming portion 82 and the rear wall plate portion 85 are fitted inside, and a bottomed cylindrical pump fitting portion. A pump receiving portion 244 that extends outward from the opening edge of 242 and forms a flat ring shape, and an engaging portion 246 that is formed on the outer peripheral edge of the pump receiving portion 244 and engages with the opening edge of the casing body 231. Yes.

有底円筒状のポンプ嵌合部２４２の内径は、ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２の外径と実質的に同じである。よって、キャップ２４１のポンプ嵌合部２４２内に、ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２を嵌めることができる。また、このポンプ嵌合部２４２は、その外径がカップ円筒部２２１の内径及び前述の磁石配列径よりも小さく、有底円筒状のカップ２２０内に、このカップ２２０に固定されている駆動磁石２１９と非接触状態で入り込んでいる。 The inner diameter of the bottomed cylindrical pump fitting portion 242 is substantially the same as the outer diameter of the rear bearing forming portion 82 of the pump casing 60. Therefore, the rear bearing forming portion 82 of the pump casing 60 can be fitted into the pump fitting portion 242 of the cap 241. Further, the pump fitting portion 242 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the cup cylindrical portion 221 and the above-described magnet arrangement diameter, and the driving magnet fixed to the cup 220 in the bottomed cylindrical cup 220. 219 enters without contact.

ポンプユニット１００は、ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２を駆動装置ケーシング２３０のキャップ２４１のポンプ嵌合部２４２内に嵌め込むことによりポンプ駆動装置２００に取り付けられる。このとき、ポンプユニット１００とポンプ駆動装置２００は、ポンプユニット１００の軸部５１内に埋め込まれている従動磁石１９と、ポンプ駆動装置２００のカップ２２０に固定されている駆動磁石２１９とが、径方向Ｄｒにおいて非接触で対向し、両磁石が磁気結合した状態になる。
この状態でモータ２１０が駆動して、その出力軸２１１と共に駆動磁石２１９が回転すると、この駆動磁石２１９と磁気結合している動圧軸受ポンプ１００の従動磁石１９は、駆動磁石２１９の回転に伴って軸線Ａ回りに回転する。このため、ポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９が回転すると、従動磁石１９と共にこの従動磁石１９が内部に埋め込まれている回転体１０も、駆動磁石２１９の回転に同期して軸線Ａ回りに回転する。 The pump unit 100 is attached to the pump driving device 200 by fitting the rear bearing forming portion 82 of the pump casing 60 into the pump fitting portion 242 of the cap 241 of the driving device casing 230. At this time, the pump unit 100 and the pump drive device 200 have a driven magnet 19 embedded in the shaft portion 51 of the pump unit 100 and a drive magnet 219 fixed to the cup 220 of the pump drive device 200. The two magnets face each other in a non-contact manner in the direction Dr and are in a magnetically coupled state.
When the motor 210 is driven in this state and the drive magnet 219 rotates together with the output shaft 211, the driven magnet 19 of the hydrodynamic bearing pump 100 magnetically coupled to the drive magnet 219 is accompanied by the rotation of the drive magnet 219. And rotate around the axis A. For this reason, when the driving magnet 219 of the pump driving device 200 rotates, the rotating body 10 in which the driven magnet 19 is embedded together with the driven magnet 19 also rotates around the axis A in synchronization with the rotation of the driving magnet 219. .

図１に示す駆動制御装置３００は、ポンプ駆動装置２００によるポンプユニット１００の駆動を制御するものであり、回転体１０の回転数を変えるための回転数ボリュームなどを有している。モータ回転数制御の方法としては、直流モータでは、例えば、直流電力の電圧を制御する方法、交流モータでは、例えば、交流電力の電圧を制御する方法、交流電力の周波数を制御する方法等、モータの種類に応じて各種方法がある。 The drive control device 300 shown in FIG. 1 controls the drive of the pump unit 100 by the pump drive device 200, and has a rotation speed volume for changing the rotation speed of the rotating body 10. As a motor rotation speed control method, for a DC motor, for example, a method for controlling the voltage of DC power, for an AC motor, for example, a method for controlling the voltage of AC power, a method for controlling the frequency of AC power, etc. There are various methods depending on the type.

次に、本発明の実施形態の動圧軸受ポンプの検査装置２の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態の動圧軸受ポンプの検査装置２は、動圧軸受ポンプ１の作動時において、動圧軸受ポンプ１のポンプユニット１００を構成するポンプケーシング６０と、このポンプケーシング６０と非接触状態で回転する回転体１０との接触を検出することができる装置である。 Next, the configuration of the inspection device 2 for the hydrodynamic bearing pump according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a hydrodynamic bearing pump inspection apparatus 2 according to the present embodiment includes a pump casing 60 that constitutes a pump unit 100 of the hydrodynamic bearing pump 1 when the hydrodynamic bearing pump 1 is operated, and the pump. This is a device that can detect contact between the casing 60 and the rotating body 10 that rotates in a non-contact state.

本実施形態の動圧軸受ポンプの検査装置２は、試験液体Ｌが貯留されたリザーバ３と、リザーバ３と検査対象である動圧軸受ポンプ１とを接続する循環ライン４と、動圧軸受ポンプ１を構成する回転体１０の変位を測定する変位測定装置５と、変位測定装置５により検出された値から回転体１０とポンプケーシング６０との接触を検出する接触検出装置１５と、循環ライン４を流れる試験液体Ｌの流量を計測する流量計８と、循環ライン４を流れる試験液体Ｌの流量を調整するバルブ１４と、を主な構成要素として有している。 The hydrodynamic bearing pump inspection apparatus 2 of this embodiment includes a reservoir 3 in which a test liquid L is stored, a circulation line 4 that connects the reservoir 3 and the hydrodynamic bearing pump 1 to be inspected, and a hydrodynamic bearing pump. 1, a displacement measuring device 5 that measures the displacement of the rotating body 10, a contact detection device 15 that detects contact between the rotating body 10 and the pump casing 60 from the value detected by the displacement measuring device 5, and the circulation line 4. And a valve 14 for adjusting the flow rate of the test liquid L flowing through the circulation line 4 as main components.

循環ライン４は、動圧軸受ポンプ１に試験液体Ｌを供給する第一循環ライン４ａと、リザーバ３に試験液体Ｌを戻す第二循環ライン４ｂと、からなる。即ち、リザーバ３に貯留された試験液体Ｌは、第一循環ライン４ａを介して動圧軸受ポンプ１に供給され、動圧軸受ポンプ１によって吐出された試験液体Ｌは、第二循環ライン４ｂを介してリザーバ３に戻される。 The circulation line 4 includes a first circulation line 4 a that supplies the test liquid L to the dynamic pressure bearing pump 1 and a second circulation line 4 b that returns the test liquid L to the reservoir 3. That is, the test liquid L stored in the reservoir 3 is supplied to the dynamic pressure bearing pump 1 via the first circulation line 4a, and the test liquid L discharged by the dynamic pressure bearing pump 1 passes through the second circulation line 4b. To the reservoir 3.

次に、動圧軸受ポンプ１以外の構成要素について説明する。
リザーバ３は、水や、グリセリン溶液などの試験液体Ｌを貯留可能な容器であり、試験液体Ｌの温度を例えば２５℃に保持するための保温装置（図示せず）を有している。 Next, components other than the hydrodynamic bearing pump 1 will be described.
The reservoir 3 is a container that can store water or a test liquid L such as a glycerin solution, and has a heat retaining device (not shown) for maintaining the temperature of the test liquid L at 25 ° C., for example.

図４に示すように、変位測定装置５は、レーザを使用した反射型センサであって、二つのレーザ変位計、即ち、第一レーザ変位計４５と、第二レーザ変位計４６とから構成されている。本実施形態のレーザ変位計４５，４６は、発光素子である半導体レーザ１６と、受光素子である光位置検出素子１７を有しており、半導体レーザ１６から出射され、測定対象物である回転体１０から反射されたレーザが光位置検出素子１７によって受光される。 As shown in FIG. 4, the displacement measuring device 5 is a reflective sensor using a laser, and includes two laser displacement meters, that is, a first laser displacement meter 45 and a second laser displacement meter 46. ing. The laser displacement meters 45 and 46 of the present embodiment include a semiconductor laser 16 that is a light emitting element and an optical position detection element 17 that is a light receiving element, and is emitted from the semiconductor laser 16 and is a rotating body that is a measurement object. The laser reflected from 10 is received by the optical position detection element 17.

変位測定装置５は駆動回路２４によって駆動される。また、レーザは、投光レンズ２５によって集光され、測定対象物から拡散反射された光線の一部は、受光レンズ２６を通して光位置検出素子１７上にスポットを結ぶ。
光位置検出素子１７は、回転体１０の位置が変動すると、光位置検出素子１７上の受光位置が移動を検出可能な受光素子（ＣＭＯＳ）である。光位置検出素子１７にて検出された信号は、回転体１０の変位として信号増幅回路２７を介して接触検出装置１５に送信される。 The displacement measuring device 5 is driven by the drive circuit 24. The laser beam is condensed by the light projecting lens 25, and a part of the light beam diffusely reflected from the measurement object forms a spot on the light position detecting element 17 through the light receiving lens 26.
The light position detecting element 17 is a light receiving element (CMOS) capable of detecting movement of the light receiving position on the light position detecting element 17 when the position of the rotating body 10 fluctuates. The signal detected by the optical position detection element 17 is transmitted to the contact detection device 15 via the signal amplification circuit 27 as the displacement of the rotating body 10.

レーザ変位計４５，４６は、光位置検出素子１７が検出する受光位置によって回転体１０の変位量を三角測量の測量方法を応用して測定する。
また、本実施形態のレーザ変位計４５，４６は、透明な測定対象物であれば、レーザ光の照射方向に配置される複数の層（例えば四層）の面を検出することが可能である。
具体的には、図６（ａ）に示すような波形が返ってきた場合、まず、図６（ｂ）に示すように、第一の面からの反射光Ｒ１に合わせて光量を最適化する。次いで、図６（ｃ）に示すように、第二の面からの反射光Ｒ２に合わせて光量を最適化する。同様に、図６（ｄ）に示すように、第三の面からの反射光Ｒ３に合わせて光量を最適化する。最後に、図６（ｅ）に示すように、それぞれの面に最適化された波形を合成する。これにより、反射率の影響を受けることなく、全ての面で安定した測定が可能となる。 The laser displacement meters 45 and 46 measure the displacement amount of the rotating body 10 by applying a triangulation surveying method according to the light receiving position detected by the optical position detection element 17.
Moreover, if the laser displacement meters 45 and 46 of this embodiment are transparent measurement objects, it is possible to detect the surfaces of a plurality of layers (for example, four layers) arranged in the laser light irradiation direction. .
Specifically, when a waveform as shown in FIG. 6A is returned, first, as shown in FIG. 6B, the amount of light is optimized in accordance with the reflected light R1 from the first surface. . Next, as shown in FIG. 6C, the amount of light is optimized in accordance with the reflected light R2 from the second surface. Similarly, as shown in FIG. 6D, the amount of light is optimized in accordance with the reflected light R3 from the third surface. Finally, as shown in FIG. 6E, a waveform optimized for each surface is synthesized. This makes it possible to perform stable measurement on all surfaces without being affected by the reflectance.

なお、レーザ変位計は、これに限らず、透過型のレーザ変位計の採用も可能である。
本実施形態で使用されるレーザ変位計４５，４６としては、透明・鏡面測定タイプであり、透明な測定対象物に限り、４点まで面を検出可能なレーザ変位計が好ましい。 The laser displacement meter is not limited to this, and a transmission type laser displacement meter can also be adopted.
The laser displacement meters 45 and 46 used in the present embodiment are of a transparent / specular surface measurement type, and laser displacement meters capable of detecting surfaces up to four points are preferable only for transparent measurement objects.

図４及び図５に示すように、変位測定装置５を構成する二つのレーザ変位計４５，４６は、前シュラウド２０の入口筒部２１の側方に配置されている。具体的には、第一レーザ変位計４５と第二レーザ変位計４６とは、それぞれ水平方向から入口筒部２１にレーザ光を照射するように配置されている。さらに、第一レーザ変位計４５と第二レーザ変位計４６とは、それぞれのレーザ変位計４５，４６から照射されるレーザ光が、回転体１０の回転中心において、直交するように配置されている。即ち、第一レーザ変位計４５がＸ方向からレーザ光を照射する場合、第二レーザ変位計４６は、Ｘ方向と直交するＹ方向からレーザ光を照射する。
レーザ変位計４５，４６と回転中心との距離は、レーザ変位計の仕様に応じて適宜調整されている。
以上の構成より、変位測定装置５を構成するレーザ変位計４５，４６は、回転体１０のＸ方向の変位Ｄｘ及びＹ方向の変位Ｄｙを測定可能である。 As shown in FIGS. 4 and 5, the two laser displacement meters 45 and 46 constituting the displacement measuring device 5 are arranged on the side of the inlet cylinder portion 21 of the front shroud 20. Specifically, the first laser displacement meter 45 and the second laser displacement meter 46 are arranged so as to irradiate the inlet tube portion 21 with laser light from the horizontal direction. Further, the first laser displacement meter 45 and the second laser displacement meter 46 are arranged so that the laser beams emitted from the respective laser displacement meters 45 and 46 are orthogonal to each other at the rotation center of the rotating body 10. . That is, when the first laser displacement meter 45 irradiates laser light from the X direction, the second laser displacement meter 46 irradiates laser light from the Y direction orthogonal to the X direction.
The distance between the laser displacement meters 45 and 46 and the rotation center is appropriately adjusted according to the specifications of the laser displacement meter.
With the above configuration, the laser displacement meters 45 and 46 constituting the displacement measuring device 5 can measure the displacement Dx in the X direction and the displacement Dy in the Y direction of the rotating body 10.

次に、接触検出装置１５について説明する。接触検出装置１５は、レーザ変位計５にて計測された回転体１０の変位に基づいて回転体１０とポンプケーシング６０との接触の有無を検出する手段である。
図１に示すように、接触検出装置１５は、変位測定装置５を構成する２つのレーザ変位計４５，４６から出力される回転体１０のＸ方向の変位Ｄｘ及びＹ方向の変位Ｄｙ、を記憶する変位記憶部３３と、変位Ｄｘ及び変位Ｄｙから回転体１０の中心軸からの変位Ｄを算出する変位算出部３４と、算出された変位Ｄより回転体１０とポンプケーシング６０との接触を判定する分析部３５と、を有している。
また、接触検出装置１５は、分析部３５によって判定された結果、即ち、回転体１０とポンプケーシング６０との接触の有無を表示する表示部３６と、を有している。表示部３６には、接触の有無の他、回転体１０の位置や、回転体１０の変位の振動の周波数分析結果などを表示させることもできる。 Next, the contact detection device 15 will be described. The contact detection device 15 is means for detecting the presence or absence of contact between the rotating body 10 and the pump casing 60 based on the displacement of the rotating body 10 measured by the laser displacement meter 5.
As shown in FIG. 1, the contact detection device 15 stores the displacement Dx in the X direction and the displacement Dy in the Y direction of the rotating body 10 output from the two laser displacement meters 45 and 46 constituting the displacement measuring device 5. The displacement storage unit 33, the displacement calculation unit 34 for calculating the displacement D from the center axis of the rotating body 10 from the displacement Dx and the displacement Dy, and the contact between the rotating body 10 and the pump casing 60 is determined from the calculated displacement D. And an analysis unit 35.
Further, the contact detection device 15 includes a display unit 36 that displays the result determined by the analysis unit 35, that is, the presence or absence of contact between the rotating body 10 and the pump casing 60. In addition to the presence / absence of contact, the display unit 36 can also display the position of the rotating body 10 and the frequency analysis result of the vibration of the displacement of the rotating body 10.

変位記憶部３３は、不揮発性のメモリ等からなる記憶装置であって、変位測定装置５にて計測された回転軸のＸ方向の変位Ｄｘ及びＹ方向の変位Ｄｙが記憶される。また、流量計８によって、その際の試験液体Ｌの流量も記憶される。 The displacement storage unit 33 is a storage device composed of a nonvolatile memory or the like, and stores the displacement Dx in the X direction and the displacement Dy in the Y direction of the rotation axis measured by the displacement measuring device 5. The flow meter 8 also stores the flow rate of the test liquid L at that time.

変位算出部３４は、変位記憶部３３に記憶された回転軸のＸ方向の変位Ｄｘ及びＹ方向の変位Ｄｙに基づいて、回転軸の変位Ｄを算出する。具体的には、変位Ｄは、以下の計算式で算出される。
Ｄ＝√（Ｄｘ^２＋Ｄｙ^２） The displacement calculation unit 34 calculates the displacement D of the rotation axis based on the X-direction displacement Dx and the Y-direction displacement Dy of the rotation axis stored in the displacement storage unit 33. Specifically, the displacement D is calculated by the following calculation formula.
D = √ (Dx ² + Dy ² )

分析部３５は、変位分析部３７と周波数分析部３８とを有している。
変位分析部３７は、変位算出部３４により算出された変位Ｄに基づいて回転体１０の位置をプロットし、回転体１０とポンプケーシング６０との接触を判定する。 The analysis unit 35 includes a displacement analysis unit 37 and a frequency analysis unit 38.
The displacement analysis unit 37 plots the position of the rotating body 10 based on the displacement D calculated by the displacement calculating unit 34 and determines contact between the rotating body 10 and the pump casing 60.

周波数分析部３８は、回転体１０の変位Ｄの振動を周波数分析することによって、回転体１０とポンプケーシング６０との接触の有無を判定する。
周波数分析部３８は、連続的に記憶された変位Ｄの振動を周波数分析する。ここで、回転体１０とポンプケーシング６０とが非接触のときは、回転体１０の変位Ｄの振動は線形振動系となり、周波数分析を行った場合、単一の回転周波数が検出される。 The frequency analysis unit 38 determines whether or not the rotating body 10 and the pump casing 60 are in contact with each other by performing frequency analysis on the vibration of the displacement D of the rotating body 10.
The frequency analysis unit 38 performs frequency analysis on the vibration of the displacement D stored continuously. Here, when the rotating body 10 and the pump casing 60 are not in contact with each other, the vibration of the displacement D of the rotating body 10 becomes a linear vibration system, and a single rotational frequency is detected when frequency analysis is performed.

一方、回転体１０とポンプケーシング６０とが接触すると、接触点において接触ばね要素が新たに生まれ、回転体１０の変位Ｄの振動は非線形の振動系となる。この非線形の振動系では、変位Ｄの振動を周波数分析すると分数調和共振が検出される。
分数調和共振とは、回転周波数の他に発生する１／ｎ次（ｎは正整数：２，３…）の固有振動数である。本実施形態では、回転周波数の１／２付近の周波数の固有振動数（１／２成分）が検出される。
周波数分析部３８は、周波数分析の結果、この１／２付近の周波数の固有振動数が検出された場合に、回転体１０とポンプケーシング６０とが接触したと判断する。 On the other hand, when the rotating body 10 and the pump casing 60 come into contact with each other, a contact spring element is newly born at the contact point, and the vibration of the displacement D of the rotating body 10 becomes a non-linear vibration system. In this nonlinear vibration system, a fractional harmonic resonance is detected when the vibration of the displacement D is subjected to frequency analysis.
The fractional harmonic resonance is a natural frequency of 1 / nth order (n is a positive integer: 2, 3,...) Generated in addition to the rotation frequency. In the present embodiment, the natural frequency (1/2 component) having a frequency in the vicinity of ½ of the rotation frequency is detected.
The frequency analysis unit 38 determines that the rotating body 10 and the pump casing 60 are in contact with each other when a natural frequency having a frequency near 1/2 is detected as a result of the frequency analysis.

流量計８は、例えば、電極非接液型の電磁式流量センサを採用することができる。流量計８はこれに限らず、浮き子式や、羽根車式などの流量センサを採用することができる。 The flow meter 8 can employ, for example, an electrode non-wetted electromagnetic flow sensor. The flow meter 8 is not limited to this, and a flow sensor such as a float type or an impeller type can be adopted.

次に、本実施形態の動圧軸受ポンプの検査装置２を用いた検査方法について説明する。
まず、オペレータは、駆動制御装置３００を起動させてモータ２１０に電力を供給して、このモータ２１０を駆動させる。
ポンプ駆動装置２００のモータ２１０が駆動し、このモータ２１０の出力軸２１１が回転すると、この出力軸２１１に固定されているカップ２２０及びカップ２２０に固定されている複数の駆動磁石２１９が動圧軸受ポンプ１００の軸線Ａ回りに回転する。ポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９が回転すると、前述したように、この駆動磁石２１９と磁気結合している動圧軸受ポンプ１００の従動磁石１９も、駆動磁石２１９の回転に伴って、軸線Ａ回りに回転する。動圧軸受ポンプ１００の従動磁石１９は、羽根車１０の軸部５１内に埋め込まれている。このため、ポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９が回転すると、この従動磁石１９と共に回転体１０は、ポンプケーシング６０内で軸線Ａ回りに回転する。 Next, an inspection method using the inspection device 2 for the hydrodynamic bearing pump of this embodiment will be described.
First, the operator activates the drive control device 300 to supply power to the motor 210 to drive the motor 210.
When the motor 210 of the pump driving device 200 is driven and the output shaft 211 of the motor 210 rotates, the cup 220 fixed to the output shaft 211 and the plurality of drive magnets 219 fixed to the cup 220 are hydrodynamic bearings. It rotates about the axis A of the pump 100. When the drive magnet 219 of the pump drive device 200 rotates, the driven magnet 19 of the hydrodynamic bearing pump 100 that is magnetically coupled to the drive magnet 219 also rotates around the axis A as the drive magnet 219 rotates as described above. Rotate to. The driven magnet 19 of the hydrodynamic bearing pump 100 is embedded in the shaft portion 51 of the impeller 10. For this reason, when the drive magnet 219 of the pump drive device 200 rotates, the rotating body 10 together with the driven magnet 19 rotates around the axis A within the pump casing 60.

ポンプケーシング６０内で回転体１０が回転し始めると、ポンプケーシング６０の吸込口６からポンプケーシング６０内に試験液体Ｌが吸い込まれる。ポンプケーシング６０内に吸い込まれた試験液体Ｌは、羽根車入口１２から羽根車１０内の羽根車内流路Ｐｒに入る。 When the rotating body 10 starts to rotate in the pump casing 60, the test liquid L is sucked into the pump casing 60 from the suction port 6 of the pump casing 60. The test liquid L sucked into the pump casing 60 enters the impeller flow path Pr in the impeller 10 from the impeller inlet 12.

羽根車流路Ｐｒ内に入った試験液体Ｌは、回転する複数の羽根１１から遠心力を受けて、羽根車出口１３から流出した後、ポンプケーシング６０の吐出口７から吐出されて第二循環ライン４ｂに流れる。そして、流量計８にて試験液体Ｌの流量が計測された後、リザーバ３に戻される。
ここで、オペレータは、バルブ１４を調整することにより、試験液体Ｌの流量を調整することができる。流量は流量計８により確認することができる。また、オペレータは、駆動制御装置３００の回転数ボリュームを操作することによって、回転体１０の回転数を調整することができる。そして、オペレータは、粘度の異なる試験液体Ｌによる同様の検査を行う。 The test liquid L that has entered the impeller channel Pr receives centrifugal force from a plurality of rotating blades 11 and flows out from the impeller outlet 13, and then is discharged from the discharge port 7 of the pump casing 60 and is supplied to the second circulation line. It flows to 4b. The flow rate of the test liquid L is measured by the flow meter 8 and then returned to the reservoir 3.
Here, the operator can adjust the flow rate of the test liquid L by adjusting the valve 14. The flow rate can be confirmed by the flow meter 8. Further, the operator can adjust the rotational speed of the rotating body 10 by operating the rotational speed volume of the drive control device 300. And an operator performs the same test | inspection by the test liquid L from which a viscosity differs.

開発段階において、オペレータは、接触検出工程として、本実施形態の検査装置２を用いて開発途中の動圧軸受ポンプを検査する。そして、分析部３５の結果を参照することにより、オペレータは、流量−揚程特性曲線上での回転体の非接触領域及び接触領域の確認や、粘度の異なる溶液による回転体の接触の確認等の動圧軸受ポンプの評価を行うことができる。
動圧軸受ポンプの出荷段階では、オペレータは、接触検出工程として、本実施形態の検査装置２を用いて出荷前の動圧軸受ポンプを検査する。オペレータは、所望の回転体１０の回転数及び試験液体Ｌの流量における、回転体１０とポンプケーシング６０との接触を確認し、接触が確認された場合は、当該動圧軸受ポンプ１を不良品と認定する。 In the development stage, the operator inspects the hydrodynamic bearing pump under development using the inspection device 2 of the present embodiment as the contact detection process. Then, by referring to the result of the analysis unit 35, the operator can confirm the non-contact area and the contact area of the rotating body on the flow rate-lift characteristic curve, and confirm the contact of the rotating body with solutions having different viscosities. Evaluation of a hydrodynamic bearing pump can be performed.
At the shipping stage of the hydrodynamic bearing pump, the operator inspects the hydrodynamic bearing pump before shipment using the inspection apparatus 2 of the present embodiment as the contact detection process. The operator checks the contact between the rotating body 10 and the pump casing 60 at the desired number of rotations of the rotating body 10 and the flow rate of the test liquid L. If contact is confirmed, the dynamic pressure bearing pump 1 is replaced with a defective product. Certify.

上記実施形態によれば、分析部３５の結果を参照することによって、動圧軸受ポンプ１を作動させた状態において動圧軸受ポンプ１の不良品を判別することができる。
また、変位測定装置５としてレーザ変位計４５，４６を用いて、回転体１０の変位を測定することによって、より正確に回転体１０とポンプケーシング６０との接触を検知することができる。 According to the embodiment, by referring to the result of the analysis unit 35, it is possible to determine a defective product of the dynamic pressure bearing pump 1 in a state where the dynamic pressure bearing pump 1 is operated.
Further, by measuring the displacement of the rotating body 10 using the laser displacement meters 45 and 46 as the displacement measuring device 5, the contact between the rotating body 10 and the pump casing 60 can be detected more accurately.

また、分析部３５の周波数分析部３８を用いて接触を判定することによって、回転体１０の変位によって接触が判定できない場合においても、接触の有無を判断することができる。
さらに、周波数分析部３８が、回転体１０の振動周波数を分析することによって検出される分数調波共振を参照することによって、接触の有無を明確に判断することができる。 Further, by determining the contact using the frequency analysis unit 38 of the analysis unit 35, it is possible to determine the presence or absence of contact even when the contact cannot be determined due to the displacement of the rotating body 10.
Furthermore, the frequency analysis unit 38 can clearly determine the presence or absence of contact by referring to the subharmonic resonance detected by analyzing the vibration frequency of the rotating body 10.

（実施例）
試験液体Ｌとしてグリセリン水溶液を用いて、動圧軸受ポンプ１の検査を行った。回転体１０の回転数は、一定の回転数ｎ１（ｒｐｍ）として、試験液体Ｌの流量（Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３）を変化させた。 (Example)
Using the glycerin aqueous solution as the test liquid L, the dynamic pressure bearing pump 1 was inspected. The rotational speed of the rotating body 10 was set to a constant rotational speed n1 (rpm), and the flow rate (Q1 <Q2 <Q3) of the test liquid L was changed.

図７は、横軸にＸ方向の変位Ｄｘ、縦軸にＹ方向の変位Ｄｙをとり、回転体１０の位置をプロットした図である。
図７に示す外円部は、回転体１０が接触する動圧軸受（ポンプケーシング６０）となる。この図において、（１）プロット点が外円部に接する状態では回転体１０が動圧軸受に接触することを示し、（２）プロット点の範囲が大きい状態では回転体１０の挙動が大きいことを示し、（３）プロット点の範囲が更に大きい状態では回転体１０の挙動が不安定なことを示す。本実施例では、プロット点がこの３つの状態にあるとき、回転体１０とポンプケーシング６０とが接触していると判断する。なお、上述した（１）の状態のみの場合では、回転体１０が非接触と接触の境界領域の状態と判断する。 FIG. 7 is a diagram in which the position of the rotating body 10 is plotted with the horizontal axis representing the displacement Dx in the X direction and the vertical axis representing the displacement Dy in the Y direction.
The outer circle shown in FIG. 7 is a hydrodynamic bearing (pump casing 60) with which the rotating body 10 comes into contact. In this figure, (1) when the plot point is in contact with the outer circle portion, the rotating body 10 is in contact with the hydrodynamic bearing, and (2) when the plot point range is large, the behavior of the rotating body 10 is large. (3) In a state where the range of plot points is larger, the behavior of the rotating body 10 is unstable. In the present embodiment, when the plot points are in these three states, it is determined that the rotating body 10 and the pump casing 60 are in contact with each other. In the case of only the state (1) described above, it is determined that the rotating body 10 is in a boundary region between non-contact and contact.

変位分析部３７によれば、図７（ａ）に示すように、流量がＱ１（Ｌ／ｍｉｎ）の場合、回転体１０が動圧軸受の内側で回転しており、非接触の回転となる。同様に、図７（ｂ）に示すように、Ｑ２（Ｌ／ｍｉｎ）の場合も、回転体１０は動圧軸受の内側で回転しており、非接触の回転となる。
一方、図７（ｃ）に示すように、流量をＱ３（Ｌ／ｍｉｎ）に上げると、回転体１０は動圧軸受に接していることが確認でき、回転体１０は接触回転となる。 According to the displacement analysis unit 37, as shown in FIG. 7A, when the flow rate is Q1 (L / min), the rotating body 10 rotates inside the hydrodynamic bearing, and rotates in a non-contact manner. . Similarly, as shown in FIG. 7B, also in the case of Q2 (L / min), the rotating body 10 rotates inside the hydrodynamic bearing and is non-contact rotation.
On the other hand, as shown in FIG. 7C, when the flow rate is increased to Q3 (L / min), it can be confirmed that the rotating body 10 is in contact with the hydrodynamic bearing, and the rotating body 10 is in contact rotation.

図８は、横軸に変位Ｄの振動数（Ｈｚ）、縦軸に振幅（ｍｍ）をとった、試験液体Ｌとしてグリセリン水溶液を用いた場合の周波数分析を示すグラフである。周波数分析部３８によれば、図８（ａ）に示すように、流量がＱ１（Ｌ／ｍｉｎ）の場合、１／２成分も無く、回転体１０は非接触回転となる。
一方、図８（ｂ）に示すように、流量がＱ２（Ｌ／ｍｉｎ）の場合、１／２成分が若干ではあるが確認された。即ち、上述の非線形の振動系の要素があり、回転体１０は非接触回転と接触回転の境界領域となる。
図８（ｃ）に示すように、流量をＱ３（Ｌ／ｍｉｎ）に上げると、明らかに１／２成分が確認でき、回転体１０は接触回転となる。 FIG. 8 is a graph showing frequency analysis when a glycerin aqueous solution is used as the test liquid L, with the horizontal axis representing the frequency (Hz) of the displacement D and the vertical axis representing the amplitude (mm). According to the frequency analysis unit 38, as shown in FIG. 8A, when the flow rate is Q1 (L / min), there is no ½ component, and the rotating body 10 performs non-contact rotation.
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the flow rate was Q2 (L / min), it was confirmed that the ½ component was slight. That is, there are elements of the above-described nonlinear vibration system, and the rotating body 10 becomes a boundary region between non-contact rotation and contact rotation.
As shown in FIG. 8C, when the flow rate is increased to Q3 (L / min), a half component can be clearly confirmed, and the rotating body 10 is in contact rotation.

このようにして得られた判定結果を流量−揚程特性曲線上に適宜プロットすることで、動圧軸受ポンプ１の性能の傾向を知ることができる。図９は、横軸に流量（Ｌ／ｍｉｎ）、縦軸に揚程（ｋＰａ）をとった流量−揚程特性曲線の一例である。
この結果によれば、回転数ｎ１（ｒｐｍ）では、Ｑ１（Ｌ／ｍｉｎ）以下の流量では、接触は確認されなかったことがわかる。また、回転数ｎ１（ｒｐｍ）以下の回転数ｎ２（ｒｐｍ）においては、流量がＱ１（Ｌ／ｍｉｎ）でも接触が認められた。回転数ｎ１（ｒｐｍ）以上の回転数ｎ３（ｒｐｍ）では、接触が認められない。 Thus, the tendency of the performance of the hydrodynamic bearing pump 1 can be known by appropriately plotting the obtained determination results on the flow rate-lift characteristic curve. FIG. 9 is an example of a flow rate-lift characteristic curve with the flow rate (L / min) on the horizontal axis and the lift (kPa) on the vertical axis.
According to this result, it can be seen that contact was not confirmed at a flow rate of Q1 (L / min) or less at a rotation speed n1 (rpm). Further, at a rotational speed n2 (rpm) equal to or lower than the rotational speed n1 (rpm), contact was recognized even when the flow rate was Q1 (L / min). No contact is observed at a rotation speed n3 (rpm) equal to or higher than the rotation speed n1 (rpm).

以上のことから、開発段階においては、本実施形態の検査装置２を用いて開発途中の動圧軸受ポンプを検査することにより、流量−揚程特性曲線上での回転体の非接触領域及び接触領域の確認や、粘度の異なる溶液による回転体の接触の確認等の動圧軸受ポンプの評価を行うことができる。
また、動圧軸受ポンプの出荷段階においては、検査装置２を用いて出荷前の動圧軸受ポンプを検査することにより、動圧軸受ポンプ１の回転体１０とポンプケーシング６０との接触又は非接触を確認することができる。 From the above, in the development stage, the non-contact area and the contact area of the rotating body on the flow rate-head characteristic curve are inspected by inspecting the hydrodynamic bearing pump being developed using the inspection apparatus 2 of the present embodiment. It is possible to evaluate a hydrodynamic bearing pump such as confirmation of the above and confirmation of contact of a rotating body with solutions having different viscosities.
Further, at the shipping stage of the hydrodynamic bearing pump, by inspecting the hydrodynamic bearing pump before shipment using the inspection device 2, the rotating body 10 of the hydrodynamic bearing pump 1 and the pump casing 60 are contacted or non-contacted. Can be confirmed.

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。また、上記複数の実施形態で説明した特徴を任意に組み合わせた構成であってもよい。
検査対象としては、ケーシングと、ケーシングの内面に回転自在に支持され、外部の磁界の変化によってケーシングと非接触状態で回転する回転体と、を有する装置であればよい。
また、上記実施形態では、２つのレーザ変位計を用いて変位を測定する構成を示したが、レーザ変位計の数は２つに限らない。動圧軸受の構成によっては、単一のレーザ変位計のみを用いてもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Moreover, the structure which combined the characteristic demonstrated by said several embodiment arbitrarily may be sufficient.
The inspection object may be an apparatus having a casing and a rotating body that is rotatably supported on the inner surface of the casing and rotates in a non-contact state with the casing by a change in an external magnetic field.
Moreover, although the structure which measures a displacement using two laser displacement meters was shown in the said embodiment, the number of laser displacement meters is not restricted to two. Depending on the configuration of the hydrodynamic bearing, only a single laser displacement meter may be used.

１動圧軸受ポンプ
２検査装置
３リザーバ
４循環ライン
５変位測定装置
６吸込口
７吐出口
８流量計
１０回転体
１１羽根
１４バルブ
１５接触検出装置（接触検出手段）
１６半導体レーザ
１７光位置検出素子
１８羽根車
１９従動磁石
２０前シュラウド
２１入口筒部
２３ヨーク
２４駆動回路
３１前側板部
３３変位記憶部
３４変位算出部
３５分析部
３６表示部
３７変位分析部
３８周波数分析部
４０後シュラウド
４５第一レーザ変位計
４６第二レーザ変位計
５１軸部
６０ポンプケーシング（ケーシング）
６１ポンプ前ケーシング
７１前ケーシング本体部
８１ポンプ後ケーシング
９１後ケーシング本体部
１００ポンプユニット
２００ポンプ駆動装置
２１０モータ
２１９駆動磁石
２２０カップ
２２１カップ円筒部
２２５モータ接続部
２３１ケーシング本体
３００駆動制御装置
Ｌ試験液体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrodynamic bearing pump 2 Inspection device 3 Reservoir 4 Circulation line 5 Displacement measuring device 6 Suction port 7 Discharge port 8 Flowmeter 10 Rotating body 11 Blade 14 Valve 15 Contact detection device (contact detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Semiconductor laser 17 Optical position detection element 18 Impeller 19 Driven magnet 20 Front shroud 21 Entrance cylinder part 23 Yoke 24 Drive circuit 31 Front side plate part 33 Displacement memory | storage part 34 Displacement calculation part 35 Analysis part 36 Display part 37 Displacement analysis part 38 Frequency Analysis unit 40 Rear shroud 45 First laser displacement meter 46 Second laser displacement meter 51 Shaft portion 60 Pump casing (casing)
61 pump front casing 71 front casing main body 81 rear casing 91 rear casing main body 100 pump unit 200 pump driving device 210 motor 219 driving magnet 220 cup 221 cup cylindrical portion 225 motor connecting portion 231 casing main body 300 drive control device L test liquid

Claims

Inspection of a hydrodynamic bearing pump having a casing, a rotating body that is rotatably arranged in the casing and rotates in a non-contact state with the casing due to a change in an external magnetic field, and an impeller provided on the rotating body A method,
A rotating body operation step of rotating the rotating body at a predetermined rotational speed;
An inspection method for a hydrodynamic bearing pump, comprising a contact detection step of detecting contact between the rotating body and the casing.

In the contact detection step,
The laser beam is applied to the rotating body, and the presence or absence of contact between the rotating body and the casing is determined from the relative displacement of the rotating body with respect to the casing detected by reflection of the laser light. The inspection method of the hydrodynamic bearing pump according to 1.

3. The rotating body according to claim 2, wherein at least a part of the casing is made of a material having transparency, and the laser light is irradiated to the rotating body through a portion of the casing having transparency. Inspection method of the hydrodynamic bearing pump as described.

In the contact detection step,
4. The method for inspecting a hydrodynamic bearing pump according to claim 1, wherein presence / absence of contact with the casing is determined from a period of vibration detected from the rotating body. 5.

5. The method for inspecting a hydrodynamic bearing pump according to claim 4, wherein the contact is determined by the presence or absence of subharmonic resonance caused by contact between the rotating shaft and the casing.

Inspection of a hydrodynamic bearing pump having a casing, a rotating body that is rotatably arranged in the casing and rotates in a non-contact state with the casing due to a change in an external magnetic field, and an impeller provided on the rotating body A device,
A laser displacement meter that irradiates the rotating body with laser light and detects relative displacement of the rotating body with respect to the casing by reflection of the laser light; and
An inspection device for a hydrodynamic bearing pump, comprising: contact detection means for detecting contact between the rotating body and the casing from the displacement of the rotating body detected by the laser displacement meter.

The laser displacement meter includes a first laser displacement meter that irradiates laser light from a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body, and a laser that is perpendicular to the rotation axis and from a direction different from the first laser. A second laser displacement meter for irradiating light,
The hydrodynamic bearing pump according to claim 6, wherein a relative displacement between the rotating body and the casing is detected using an output from the first laser displacement meter and an output from the second laser displacement meter. Inspection equipment.

The hydrodynamic bearing pump inspection device according to claim 6 or 7, wherein the contact detection means determines presence or absence of contact with the casing from a period of vibration detected from the rotating body.

A hydrodynamic bearing pump that detects contact between the rotating body and the casing by the inspection device according to any one of claims 6 to 8.

The hydrodynamic bearing pump according to claim 9, wherein at least a part of the casing is made of a transparent material.