JP3504424B2 - 誘導電動機の軸受摩耗検知装置 - Google Patents
誘導電動機の軸受摩耗検知装置Info
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- JP3504424B2 JP3504424B2 JP06374196A JP6374196A JP3504424B2 JP 3504424 B2 JP3504424 B2 JP 3504424B2 JP 06374196 A JP06374196 A JP 06374196A JP 6374196 A JP6374196 A JP 6374196A JP 3504424 B2 JP3504424 B2 JP 3504424B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、すべり軸受により
回転子を支持するキャンドモータ等の誘導電動機に用い
て、すべり軸受の摩耗進行等が原因で発生する回転子鉄
芯の移動を検出出力し、この出力をもって軸受の摩耗検
出を可能とした軸受摩耗検知装置に関するものである。
回転子を支持するキャンドモータ等の誘導電動機に用い
て、すべり軸受の摩耗進行等が原因で発生する回転子鉄
芯の移動を検出出力し、この出力をもって軸受の摩耗検
出を可能とした軸受摩耗検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、キャンドモータポンプ等、回転子
を支持する軸受部に、すべり軸受を用いている誘導電動
機においては、該誘導電動機を長期間使用した場合や異
物の混入噛み込み等が原因で発生するすべり軸受の摩耗
という問題があった。摩耗の進行により、回転子部分が
固定子内部でアキシャル方向或はラジアル方向に異常振
れ回りを発生し、最悪の場合回転子と固定子の接触な
ど、誘導電動機自体に致命的な損傷が発生することがあ
る。
を支持する軸受部に、すべり軸受を用いている誘導電動
機においては、該誘導電動機を長期間使用した場合や異
物の混入噛み込み等が原因で発生するすべり軸受の摩耗
という問題があった。摩耗の進行により、回転子部分が
固定子内部でアキシャル方向或はラジアル方向に異常振
れ回りを発生し、最悪の場合回転子と固定子の接触な
ど、誘導電動機自体に致命的な損傷が発生することがあ
る。
【０００３】特に、回転子と固定子にそれぞれ金属隔壁
を設け、その隙間にポンプ取扱液を流すことにより、誘
導電動機本体の発熱を押さえ、全体が一体の圧力容器と
なる構造をとっている、キャンドモータポンプは、すべ
り軸受の摩耗により回転子に異常振れ回りが発生し、回
転子と固定子が接触を起こした場合、回転子、固定子そ
れぞれの金属隔壁が損傷し、固定子内部に液が浸入する
ことになる。この液の浸入は固定子巻線の絶縁を劣化さ
せる原因となり、誘導電動機本体の致命的故障を起こす
ことになる。
を設け、その隙間にポンプ取扱液を流すことにより、誘
導電動機本体の発熱を押さえ、全体が一体の圧力容器と
なる構造をとっている、キャンドモータポンプは、すべ
り軸受の摩耗により回転子に異常振れ回りが発生し、回
転子と固定子が接触を起こした場合、回転子、固定子そ
れぞれの金属隔壁が損傷し、固定子内部に液が浸入する
ことになる。この液の浸入は固定子巻線の絶縁を劣化さ
せる原因となり、誘導電動機本体の致命的故障を起こす
ことになる。
【０００４】また、キャンドモータポンプは、ポンプと
誘導電動機間にシール部を持たない一体の圧力容器構造
のため、軸受摺動面を本体外部より目視することが不可
能である。長期の使用や異物の混入など、何等かの原因
により軸受に摩耗が発生した場合においても、その変化
を外部より確認することが出来ず、従来は軸受の交換も
定期的な点検や保守を行う作業員の経験則によって行わ
れてきた。
誘導電動機間にシール部を持たない一体の圧力容器構造
のため、軸受摺動面を本体外部より目視することが不可
能である。長期の使用や異物の混入など、何等かの原因
により軸受に摩耗が発生した場合においても、その変化
を外部より確認することが出来ず、従来は軸受の交換も
定期的な点検や保守を行う作業員の経験則によって行わ
れてきた。
【０００５】これまで提唱又は実施されてきた軸受の摩
耗状況を検出する手段のうち、機械的検出法を用いた軸
受摩耗検出機構の一例としては、電動機回転子端に回転
子と一定の隙間を保った機械的接触部と、この接触部が
回転体との接触摩耗によって内部に封入した瓦斯が外部
に排出される機能を持った検出機構がある。軸受摩耗が
発生した場合、回転子に異常な振れ回りが発生し、この
振れ回りにより回転子と検出機構の接触部の一部が接触
破壊し、検出器内部に封入された瓦斯が接触面より漏
れ、検出機構の内部圧力が下がる事を利用して、外部に
軸受摩耗が発生したことを表示する方法である。
耗状況を検出する手段のうち、機械的検出法を用いた軸
受摩耗検出機構の一例としては、電動機回転子端に回転
子と一定の隙間を保った機械的接触部と、この接触部が
回転体との接触摩耗によって内部に封入した瓦斯が外部
に排出される機能を持った検出機構がある。軸受摩耗が
発生した場合、回転子に異常な振れ回りが発生し、この
振れ回りにより回転子と検出機構の接触部の一部が接触
破壊し、検出器内部に封入された瓦斯が接触面より漏
れ、検出機構の内部圧力が下がる事を利用して、外部に
軸受摩耗が発生したことを表示する方法である。
【０００６】しかしながら、この様な機械的軸受摩耗検
出機構の場合、一度外部に軸受摩耗表示動作を行った後
は、検出機構内部に封入された瓦斯は放出されてしまう
ため、軸受部の交換と共に検出機構自体の交換も必要で
あり、保守部品の増加を余儀なくされている。さらに、
この機械的検出機構を用いて軸受摩耗を検出すること
は、摩耗により表示が出た時点では、すでに摩耗が著し
く進行した後であるため、軸受摩耗の推移を観察するこ
とが出来ず、保守の予定時期の想定が立てられないとい
った問題点があった。
出機構の場合、一度外部に軸受摩耗表示動作を行った後
は、検出機構内部に封入された瓦斯は放出されてしまう
ため、軸受部の交換と共に検出機構自体の交換も必要で
あり、保守部品の増加を余儀なくされている。さらに、
この機械的検出機構を用いて軸受摩耗を検出すること
は、摩耗により表示が出た時点では、すでに摩耗が著し
く進行した後であるため、軸受摩耗の推移を観察するこ
とが出来ず、保守の予定時期の想定が立てられないとい
った問題点があった。
【０００７】また、電気的検出機構を用いた軸受摩耗検
出器については、軸受摩耗時に回転子部が異常に振れ回
りを発生するとモータ主磁界の一部に不平衡が発生し、
この不平衡成分を検知することで軸受の摩耗を検出表示
しようとする方法が、特願平３−２０４０２５号出願に
開示されている。この方法を用いた場合、誘導電動機の
主磁界を検出するためのサーチコイルを固定子鉄芯に巻
き込む又は電動機巻線の巻線構造を特殊なものに限定す
る、といったように電動機自体の構造を複雑で特殊な物
にしてしまい、該誘導電動機を安価に提供することを妨
げる原因となっていた。
出器については、軸受摩耗時に回転子部が異常に振れ回
りを発生するとモータ主磁界の一部に不平衡が発生し、
この不平衡成分を検知することで軸受の摩耗を検出表示
しようとする方法が、特願平３−２０４０２５号出願に
開示されている。この方法を用いた場合、誘導電動機の
主磁界を検出するためのサーチコイルを固定子鉄芯に巻
き込む又は電動機巻線の巻線構造を特殊なものに限定す
る、といったように電動機自体の構造を複雑で特殊な物
にしてしまい、該誘導電動機を安価に提供することを妨
げる原因となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みて為されたもので、キャンドモータなどすべり
軸受により回転子部分を支持する構造をもった誘導電動
機の、軸受摩耗の検出及び表示機能を非破壊的検出手段
である電気的検出方法を用いて、簡単に且つ低コストで
製造できる軸受摩耗検出装置を提供することを目的とす
る。
情に鑑みて為されたもので、キャンドモータなどすべり
軸受により回転子部分を支持する構造をもった誘導電動
機の、軸受摩耗の検出及び表示機能を非破壊的検出手段
である電気的検出方法を用いて、簡単に且つ低コストで
製造できる軸受摩耗検出装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】係る課題を解決するため
本発明は、誘導電動機の固定子鉄芯と回転子鉄芯間に発
生する主磁界の領域外に位置し、該誘導電動機の漏洩磁
束を磁気−電気変換を行えるよう誘導電動機の固定子両
端面へ対向に２対の磁気電気変換素子を設け、該磁気電
気変換素子は誘導電動機内にある回転子鉄芯との空間距
離の変化に比例した電気信号を出力し、それぞれの出力
信号は、両端面間の磁気電気変換出力信号を比較する回
路と、対向位置間の磁気電気変換出力信号を比較する回
路とに入力され、前記固定子鉄芯両端面間に取付けた第
１と第２または第３と第４の磁気電気変換素子によりア
キシャル方向の軸受摩耗を検出し、固定子鉄芯の一方の
端面に対向に設置された第１と第３の磁気電気変換素子
により前記一方の端面側のラジアル方向の軸受摩耗を検
出し、前記固定子鉄芯の他方の端面に対向に設置された
第２と第４の磁気電気変換素子により前記他方の端面側
のラジアル方向の軸受摩耗を検出するようにしたことを
特徴とする。
本発明は、誘導電動機の固定子鉄芯と回転子鉄芯間に発
生する主磁界の領域外に位置し、該誘導電動機の漏洩磁
束を磁気−電気変換を行えるよう誘導電動機の固定子両
端面へ対向に２対の磁気電気変換素子を設け、該磁気電
気変換素子は誘導電動機内にある回転子鉄芯との空間距
離の変化に比例した電気信号を出力し、それぞれの出力
信号は、両端面間の磁気電気変換出力信号を比較する回
路と、対向位置間の磁気電気変換出力信号を比較する回
路とに入力され、前記固定子鉄芯両端面間に取付けた第
１と第２または第３と第４の磁気電気変換素子によりア
キシャル方向の軸受摩耗を検出し、固定子鉄芯の一方の
端面に対向に設置された第１と第３の磁気電気変換素子
により前記一方の端面側のラジアル方向の軸受摩耗を検
出し、前記固定子鉄芯の他方の端面に対向に設置された
第２と第４の磁気電気変換素子により前記他方の端面側
のラジアル方向の軸受摩耗を検出するようにしたことを
特徴とする。
【００１０】誘導電動機の両端面に設置した２組の磁気
電気変換素子のそれぞれは、該誘導電動機が運転状態の
時、回転子を回転させる固定子鉄芯と回転子鉄芯間の主
磁界とは異なる回転子鉄芯よりの漏洩磁界の影響を受け
ることになる。この結果として、それぞれの磁気電気変
換素子は漏洩磁界を電気信号に変換して出力するが、こ
の出力は回転子鉄芯と磁気電気変換素子のそれぞれとア
キシャル方向又はラジアル方向の空間距離の変動に比例
して変化する。
電気変換素子のそれぞれは、該誘導電動機が運転状態の
時、回転子を回転させる固定子鉄芯と回転子鉄芯間の主
磁界とは異なる回転子鉄芯よりの漏洩磁界の影響を受け
ることになる。この結果として、それぞれの磁気電気変
換素子は漏洩磁界を電気信号に変換して出力するが、こ
の出力は回転子鉄芯と磁気電気変換素子のそれぞれとア
キシャル方向又はラジアル方向の空間距離の変動に比例
して変化する。
【００１１】該誘導電動機のすべり軸受が異物の噛み込
みや長期間の使用により摩耗が発生し、結果として回転
子軸が異常振れ回りを起こし、固定子鉄芯両端面に対向
に設置された２組の磁気電気変換素子のそれぞれと回転
子鉄芯との空間距離が変動した場合、該磁気電気変換素
子それぞれの出力を比較することで、回転子軸のアキシ
ャル方向又はラジアル方向の位置変動、振れ回りを検知
し、異常振れ回りの原因となっている軸受の摩耗を検出
可能にする。
みや長期間の使用により摩耗が発生し、結果として回転
子軸が異常振れ回りを起こし、固定子鉄芯両端面に対向
に設置された２組の磁気電気変換素子のそれぞれと回転
子鉄芯との空間距離が変動した場合、該磁気電気変換素
子それぞれの出力を比較することで、回転子軸のアキシ
ャル方向又はラジアル方向の位置変動、振れ回りを検知
し、異常振れ回りの原因となっている軸受の摩耗を検出
可能にする。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例の誘
導電動機を備えたキャンドモータポンプの断面図であ
る。図２は、該誘導電動機を正面から見た場合の模式図
であり、図３は磁気電気変換素子周辺の拡大図を模式的
に示した図である。
参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例の誘
導電動機を備えたキャンドモータポンプの断面図であ
る。図２は、該誘導電動機を正面から見た場合の模式図
であり、図３は磁気電気変換素子周辺の拡大図を模式的
に示した図である。
【００１３】図１において、回転子軸１０を支持するた
めのすべり軸受３，４は回転子軸のアキシャル方向荷重
をスラスト板７，９と、その接触面で支持し、ラジアル
方向荷重を軸スリーブ６，８と、その接触面で支持して
いる。
めのすべり軸受３，４は回転子軸のアキシャル方向荷重
をスラスト板７，９と、その接触面で支持し、ラジアル
方向荷重を軸スリーブ６，８と、その接触面で支持して
いる。
【００１４】図１中の符号Ｓ1〜Ｓ4は誘導電動機の固定
子鉄芯両端面に対向に設置された磁気電気変換素子であ
り、図３の模式図に示すようにセンサーコイル２１と珪
素鋼板などで作られたコア２２で構成する磁気電気変換
素子である。
子鉄芯両端面に対向に設置された磁気電気変換素子であ
り、図３の模式図に示すようにセンサーコイル２１と珪
素鋼板などで作られたコア２２で構成する磁気電気変換
素子である。
【００１５】通常、軸受等に何等異常がなく正規の状態
で誘導電動機が運転されている場合は、該誘導電動機の
固定子鉄芯１の両端面に対向に設置された磁気電気変換
素子Ｓ1〜Ｓ4と回転子鉄芯２両端でのアキシャル・ラジ
アル双方向の空間距離はそれぞれ等しく、回転子鉄芯２
からの漏洩磁束による磁気電気変換素子の出力信号もそ
れぞれの素子Ｓ1〜Ｓ4で等しい値を有することになる。
で誘導電動機が運転されている場合は、該誘導電動機の
固定子鉄芯１の両端面に対向に設置された磁気電気変換
素子Ｓ1〜Ｓ4と回転子鉄芯２両端でのアキシャル・ラジ
アル双方向の空間距離はそれぞれ等しく、回転子鉄芯２
からの漏洩磁束による磁気電気変換素子の出力信号もそ
れぞれの素子Ｓ1〜Ｓ4で等しい値を有することになる。
【００１６】今、このキャンドモータポンプにおいて、
何等かの原因で軸受スラスト板７，９と軸受部材との間
で摩耗が発生進行し、回転子軸１０がアキシャル方向
（図１矢印Ａで示される方向）に移動したとする。この
場合、各磁気電気変換素子に対し回転子鉄芯２が近づく
側の素子の磁気電気変換出力信号は図５に示すように、
回転子鉄芯２が近づく距離に比例して増加し、回転子鉄
芯２が遠ざかる側の素子の変換出力は回転子鉄芯２が遠
ざかる距離に比例して減少する。このとき、磁気電気変
換素子それぞれの出力を比較した場合、次式が成立す
る。 （Ｓ1，Ｓ3）≦（Ｓ2，Ｓ4）・・・・・ 式１ 但し Ｓ1＝Ｓ3，Ｓ2＝Ｓ4
何等かの原因で軸受スラスト板７，９と軸受部材との間
で摩耗が発生進行し、回転子軸１０がアキシャル方向
（図１矢印Ａで示される方向）に移動したとする。この
場合、各磁気電気変換素子に対し回転子鉄芯２が近づく
側の素子の磁気電気変換出力信号は図５に示すように、
回転子鉄芯２が近づく距離に比例して増加し、回転子鉄
芯２が遠ざかる側の素子の変換出力は回転子鉄芯２が遠
ざかる距離に比例して減少する。このとき、磁気電気変
換素子それぞれの出力を比較した場合、次式が成立す
る。 （Ｓ1，Ｓ3）≦（Ｓ2，Ｓ4）・・・・・ 式１ 但し Ｓ1＝Ｓ3，Ｓ2＝Ｓ4
【００１７】次に前記と同様何等かの原因で軸スリーブ
６，８と軸受部材との間で摩耗が発生進行し、回転子軸
１０がラジアル方向（図１矢印Ｂで示される方向）に移
動した場合、各磁気電気変換素子に対し回転子鉄芯２が
近づく側の素子の変換出力信号は図６に示すように、回
転子鉄芯が近づく距離に比例して増加し、回転子鉄芯２
が遠ざかる側の素子の変換出力は回転子鉄芯２が遠ざか
る距離に比例して減少する。このときには、先に記した
場合と同様、磁気電気変換素子それぞれの出力を比較し
た場合、次式が成立する。 （Ｓ1，Ｓ2）≦ （Ｓ3，Ｓ4）・・・・・ 式２ 但し Ｓ1＝Ｓ2，Ｓ3＝Ｓ4
６，８と軸受部材との間で摩耗が発生進行し、回転子軸
１０がラジアル方向（図１矢印Ｂで示される方向）に移
動した場合、各磁気電気変換素子に対し回転子鉄芯２が
近づく側の素子の変換出力信号は図６に示すように、回
転子鉄芯が近づく距離に比例して増加し、回転子鉄芯２
が遠ざかる側の素子の変換出力は回転子鉄芯２が遠ざか
る距離に比例して減少する。このときには、先に記した
場合と同様、磁気電気変換素子それぞれの出力を比較し
た場合、次式が成立する。 （Ｓ1，Ｓ2）≦ （Ｓ3，Ｓ4）・・・・・ 式２ 但し Ｓ1＝Ｓ2，Ｓ3＝Ｓ4
【００１８】磁気電気変換素子から出力された信号の処
理回路例を図７に示す。この信号処理回路の構成は、磁
気電気変換素子Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4それぞれの信号を受
ける入力部３１〜３４、比較のための差動アンプ部３５
〜３８、比較後のオフセット調整を行うオフセット調整
部３９〜４２、それぞれの信号処理結果から回転子位置
の演算を行う判定回路部４３、判定した結果を表示する
表示回路部４４から構成されている。従って、各素子Ｓ
1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4の出力は、それぞれの出力信号を判別
する為の比較回路に入力され、該磁気電気変換素子それ
ぞれの出力によって回転子軸１０の位置を検出し、この
位置の変化から軸受の摩耗状況を判別する。
理回路例を図７に示す。この信号処理回路の構成は、磁
気電気変換素子Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4それぞれの信号を受
ける入力部３１〜３４、比較のための差動アンプ部３５
〜３８、比較後のオフセット調整を行うオフセット調整
部３９〜４２、それぞれの信号処理結果から回転子位置
の演算を行う判定回路部４３、判定した結果を表示する
表示回路部４４から構成されている。従って、各素子Ｓ
1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4の出力は、それぞれの出力信号を判別
する為の比較回路に入力され、該磁気電気変換素子それ
ぞれの出力によって回転子軸１０の位置を検出し、この
位置の変化から軸受の摩耗状況を判別する。
【００１９】即ち、すべり軸受の摩耗によって回転子鉄
芯２が正規の状態よりアキシャル方向（図１の矢印Ａ−
１の方向）に移動した場合、固定子鉄芯両端面に対向に
取付けられた磁気電気変換素子Ｓ1〜Ｓ4の出力信号は式
１に示すように （Ｓ1，Ｓ3）≧（Ｓ2，Ｓ4） 但し Ｓ1＝Ｓ3，Ｓ2＝Ｓ4 となるが、この信号により差動アンプは図８に示すよう
な次式で示される出力が発生し、 Ｓ1−Ｓ2 ・・・・・ 式３ 差動アンプ３７は同様に図８に示すような次式で示され
る出力を発生する。 Ｓ3−Ｓ4 ・・・・・ 式４
芯２が正規の状態よりアキシャル方向（図１の矢印Ａ−
１の方向）に移動した場合、固定子鉄芯両端面に対向に
取付けられた磁気電気変換素子Ｓ1〜Ｓ4の出力信号は式
１に示すように （Ｓ1，Ｓ3）≧（Ｓ2，Ｓ4） 但し Ｓ1＝Ｓ3，Ｓ2＝Ｓ4 となるが、この信号により差動アンプは図８に示すよう
な次式で示される出力が発生し、 Ｓ1−Ｓ2 ・・・・・ 式３ 差動アンプ３７は同様に図８に示すような次式で示され
る出力を発生する。 Ｓ3−Ｓ4 ・・・・・ 式４
【００２０】ここで、差動アンプ３６，３８に入力され
る信号は、回転子鉄芯２の移動距離に対して図８に示さ
れるように等しい出力であるため、結果として差動出力
は“０”になる。つまり、式３又は式４で現される差動
出力を監視すれば、軸受の摩耗等により発生する回転子
鉄芯２のアキシャル方向（図１矢印Ａ−１方向）の移動
を検出可能である。
る信号は、回転子鉄芯２の移動距離に対して図８に示さ
れるように等しい出力であるため、結果として差動出力
は“０”になる。つまり、式３又は式４で現される差動
出力を監視すれば、軸受の摩耗等により発生する回転子
鉄芯２のアキシャル方向（図１矢印Ａ−１方向）の移動
を検出可能である。
【００２１】次に、すべり軸受の摩耗により回転子鉄芯
２のラジアル方向（図１矢印Ｂ−１の方向）に移動した
場合は、該磁気電気変換素子の出力信号が式２に示すよ
うに （Ｓ1，Ｓ2）≧ （Ｓ3，Ｓ4） 但し Ｓ1＝Ｓ2，Ｓ3＝Ｓ4 となり、差動アンプ３６は図９に示すように次式で現さ
れる出力が発生し、 Ｓ1−Ｓ3 ・・・・・ 式５ 差動アンプ３８は同様に図９に示すような次式で現され
る出力を発生する。 Ｓ2−Ｓ4 ・・・・・ 式６
２のラジアル方向（図１矢印Ｂ−１の方向）に移動した
場合は、該磁気電気変換素子の出力信号が式２に示すよ
うに （Ｓ1，Ｓ2）≧ （Ｓ3，Ｓ4） 但し Ｓ1＝Ｓ2，Ｓ3＝Ｓ4 となり、差動アンプ３６は図９に示すように次式で現さ
れる出力が発生し、 Ｓ1−Ｓ3 ・・・・・ 式５ 差動アンプ３８は同様に図９に示すような次式で現され
る出力を発生する。 Ｓ2−Ｓ4 ・・・・・ 式６
【００２２】差動アンプ３５，３７に入力される信号
は、回転子鉄芯２の移動距離に対して図６に示されるよ
うに等しい出力であるため、結果として差動アンプ出力
は“０”になる。よって、アキシャル方向の摩耗が発生
したときと同様に式５又は式６で現される差動出力を監
視すれば、軸受の摩耗等により発生する回転子鉄芯２の
ラジアル方向の移動を検出可能であり、回転子鉄芯２の
アキシャル方向、又はラジアル方向のそれぞれの方向に
摩耗が進行したことを、それぞれ個別に検出することが
可能であることがわかる。
は、回転子鉄芯２の移動距離に対して図６に示されるよ
うに等しい出力であるため、結果として差動アンプ出力
は“０”になる。よって、アキシャル方向の摩耗が発生
したときと同様に式５又は式６で現される差動出力を監
視すれば、軸受の摩耗等により発生する回転子鉄芯２の
ラジアル方向の移動を検出可能であり、回転子鉄芯２の
アキシャル方向、又はラジアル方向のそれぞれの方向に
摩耗が進行したことを、それぞれ個別に検出することが
可能であることがわかる。
【００２３】以上のように本発明を用いれば、すべり軸
受３，４の摩耗により発生する回転子軸１０の異常振れ
回りを、固定子鉄芯１と回転子鉄芯２の間にある主磁界
の外で、固定子鉄芯両端面に対向に設置した２組の磁気
電気変換素子Ｓ1〜Ｓ4により検出することができる。そ
の出力信号をそれぞれ検出、比較することで、アキシャ
ル方向・ラジアル方向に発生した軸受の摩耗を個別に検
知可能にし、この検出信号をもって軸受摩耗判定を行う
ことができる。
受３，４の摩耗により発生する回転子軸１０の異常振れ
回りを、固定子鉄芯１と回転子鉄芯２の間にある主磁界
の外で、固定子鉄芯両端面に対向に設置した２組の磁気
電気変換素子Ｓ1〜Ｓ4により検出することができる。そ
の出力信号をそれぞれ検出、比較することで、アキシャ
ル方向・ラジアル方向に発生した軸受の摩耗を個別に検
知可能にし、この検出信号をもって軸受摩耗判定を行う
ことができる。
【００２４】以上の例は本発明の一実施例であるが、固
定子鉄芯１と回転子鉄芯２間にある主磁界の影響を受け
ず、固定子鉄芯１の両端面に対向に設置する方法として
は、様々な方法がある。例えば、図４に示すように固定
子鉄芯１の一部を切り欠き、固定子鉄芯１と回転子鉄芯
２間の主磁界の流れを一部規制した部位を設け、この部
分に回転子鉄芯２よりの漏洩磁束を検出する磁気電気変
換素子を設置し、上述したと同様の検出を行うことがで
きる。
定子鉄芯１と回転子鉄芯２間にある主磁界の影響を受け
ず、固定子鉄芯１の両端面に対向に設置する方法として
は、様々な方法がある。例えば、図４に示すように固定
子鉄芯１の一部を切り欠き、固定子鉄芯１と回転子鉄芯
２間の主磁界の流れを一部規制した部位を設け、この部
分に回転子鉄芯２よりの漏洩磁束を検出する磁気電気変
換素子を設置し、上述したと同様の検出を行うことがで
きる。
【００２５】尚、上述した実施例はすべり軸受を使用し
たキャンドモータポンプの例についてのものであるが、
本発明の趣旨は本実施例に限らず、広く各種のすべり軸
受等の摩耗の検出に利用できるのは、勿論のことであ
る。又、磁気電気変換素子は、２対に限定するものでは
なく、４対或いはもっと多数対を配置してもよい。
たキャンドモータポンプの例についてのものであるが、
本発明の趣旨は本実施例に限らず、広く各種のすべり軸
受等の摩耗の検出に利用できるのは、勿論のことであ
る。又、磁気電気変換素子は、２対に限定するものでは
なく、４対或いはもっと多数対を配置してもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明からは次の
ような効果が生じる。 １．すべり軸受を用いた誘導電動機、特にキャンドモー
タポンプなど電動機とポンプ部が一体の圧力容器の為、
機器外部よりすべり軸受部分を目視出来ないような回転
電動機において、軸受の摩擦状況を検出することができ
る。即ち、該電動機の長期間にわたる運転または異物の
噛み込み等が原因で発生する軸受の摩耗を、該誘導電動
機の運転中、固定子鉄芯と回転子鉄芯との間にある主磁
界の外で、固定子鉄芯両端間の回転子鉄芯をはさんで対
向する２対の磁気電気変換素子を設置することにより、
それぞれの変換素子は回転子鉄芯より発生する漏洩磁束
を電気信号に変換し、変換された電気信号をそれぞれ比
較することで軸受の摩耗等による回転子鉄芯の移動を検
出し、軸受摩耗検知を行うことを可能にする。
ような効果が生じる。 １．すべり軸受を用いた誘導電動機、特にキャンドモー
タポンプなど電動機とポンプ部が一体の圧力容器の為、
機器外部よりすべり軸受部分を目視出来ないような回転
電動機において、軸受の摩擦状況を検出することができ
る。即ち、該電動機の長期間にわたる運転または異物の
噛み込み等が原因で発生する軸受の摩耗を、該誘導電動
機の運転中、固定子鉄芯と回転子鉄芯との間にある主磁
界の外で、固定子鉄芯両端間の回転子鉄芯をはさんで対
向する２対の磁気電気変換素子を設置することにより、
それぞれの変換素子は回転子鉄芯より発生する漏洩磁束
を電気信号に変換し、変換された電気信号をそれぞれ比
較することで軸受の摩耗等による回転子鉄芯の移動を検
出し、軸受摩耗検知を行うことを可能にする。
【００２７】２．該誘導電動機に取付けられた磁気電気
変換素子の個々の出力信号を、両端面間或は対向位置間
で比較することにより、該誘導電動機中で回転子鉄芯が
アキシャル或はラジアルのいずれの方向に変位したかを
判別可能である。また双方向の変位が同時に発生した場
合は、それぞれの変位を同時に検出することが可能にな
る。
変換素子の個々の出力信号を、両端面間或は対向位置間
で比較することにより、該誘導電動機中で回転子鉄芯が
アキシャル或はラジアルのいずれの方向に変位したかを
判別可能である。また双方向の変位が同時に発生した場
合は、それぞれの変位を同時に検出することが可能にな
る。
【００２８】３．該誘導電動機の固定子鉄芯両端面に磁
気電気変換素子を取付ける事で、検出信号を得るために
誘導電動機の主たる構成部品には何等影響することな
く、回転子鉄芯の変位をアキシャル或はラジアルのいず
れの方向についても検出可能にする。このため、軸受の
摩耗検出の機能を持ったキャンドモータ等の誘導電動機
を安価に提供することが可能になる。
気電気変換素子を取付ける事で、検出信号を得るために
誘導電動機の主たる構成部品には何等影響することな
く、回転子鉄芯の変位をアキシャル或はラジアルのいず
れの方向についても検出可能にする。このため、軸受の
摩耗検出の機能を持ったキャンドモータ等の誘導電動機
を安価に提供することが可能になる。
【図１】本発明の一実施例のキャンドモータポンプの断
面図。
面図。
【図２】図１における誘導電動機の磁気電気変換素子の
取付部分を正面から見た断面図。
取付部分を正面から見た断面図。
【図３】図２における磁気電気変換素子の取付部分の側
面から見た模式断面図。
面から見た模式断面図。
【図４】他の実施例の磁気電気変換素子の取付部分の側
面から見た模式断面図。
面から見た模式断面図。
【図５】軸受がアキシャル方向に摩耗した場合の磁気電
気変換素子の出力を示すグラフ。
気変換素子の出力を示すグラフ。
【図６】軸受がラジアル方向に摩耗した場合の磁気電気
変換素子の出力を示すグラフ。
変換素子の出力を示すグラフ。
【図７】磁気電気変換素子の出力信号処理回路の回路
図。
図。
【図８】軸受がアキシャル方向に摩耗した場合の差動ア
ンプの出力を示すグラフ。
ンプの出力を示すグラフ。
【図９】軸受がラジアル方向に摩耗した場合の差動アン
プの出力を示すグラフ。
プの出力を示すグラフ。
１ 固定子鉄芯
２ 回転子鉄芯
３，４ すべり軸受
６，８ 軸スリーブ
７，９ 軸受スラスト板
１０ 回転子軸
Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，Ｓ4 磁気電気変換素子
Ａ アキシャル移動方向
Ｂ ラジアル移動方向
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 平田 智敏
神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号
株式会社 荏原総合研究所内
(72)発明者 赤坂 俊也
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会
社 荏原製作所内
(72)発明者 大山 敦
神奈川県藤沢市本藤沢４丁目１番１号
株式会社 荏原電産内
(72)発明者 桧垣 展宏
神奈川県藤沢市本藤沢４丁目１番１号
株式会社 荏原電産内
(72)発明者 三島 茂
神奈川県藤沢市本藤沢４丁目１番１号
株式会社 荏原電産内
(56)参考文献 特開 平５−30716（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−59201（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−80103（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−104197（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−12823（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭55−118105（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 11/00
H02K 17/00 - 17/44
F16C 17/00 - 17/26
F16C 33/00 - 33/28
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機の固定子鉄芯と回転子鉄芯間
に発生する主磁界の領域外に位置し、該誘導電動機の漏
洩磁束を磁気−電気変換を行えるよう誘導電動機の固定
子両端面へ対向に２対の磁気電気変換素子を設け、該磁
気電気変換素子は誘導電動機内にある回転子鉄芯との空
間距離の変化に比例した電気信号を出力し、それぞれの
出力信号は、両端面間の磁気電気変換出力信号を比較す
る回路と、対向位置間の磁気電気変換出力信号を比較す
る回路とに入力され、前記固定子鉄芯両端面間に取付け
た第１と第２または第３と第４の磁気電気変換素子によ
りアキシャル方向の軸受摩耗を検出し、固定子鉄芯の一
方の端面に対向に設置された第１と第３の磁気電気変換
素子により前記一方の端面側のラジアル方向の軸受摩耗
を検出し、前記固定子鉄芯の他方の端面に対向に設置さ
れた第２と第４の磁気電気変換素子により前記他方の端
面側のラジアル方向の軸受摩耗を検出するようにしたこ
とを特徴とする誘導電動機の軸受摩耗検知装置。 - 【請求項２】 前記回転子がアキシャル方向に移動した
場合、両端面間で回転子の近づく側の磁気電気変換素子
の出力は増加し、遠ざかる側の磁気電気変換素子は出力
が減少し、ラジアル方向に回転子が移動した場合、回転
子が近づく側の磁気電気変換素子の出力は増加し、遠ざ
かる側の磁気電気変換素子の出力が減少することを特徴
とする請求項１記載の誘導電動機の軸受摩耗検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06374196A JP3504424B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 誘導電動機の軸受摩耗検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06374196A JP3504424B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 誘導電動機の軸受摩耗検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233769A JPH09233769A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3504424B2 true JP3504424B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=13238146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06374196A Expired - Lifetime JP3504424B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 誘導電動機の軸受摩耗検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504424B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1559101A (zh) * | 2001-12-18 | 2004-12-29 | ��ʽ����۹���������� | 屏蔽电动机的轴向轴承磨损检测装置 |
| DE10324924B4 (de) * | 2003-06-03 | 2021-08-26 | Ab Skf | Verfahren zum Ermitteln einer von einem Gleitlager mit sphärisch oder zylindrisch ausgebildeten Lagerflächen aufgenommenen Last |
| DE102005019310A1 (de) * | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine mit Klauenpolstator und Klauenpolstatorblech |
| US20220368199A1 (en) * | 2019-09-27 | 2022-11-17 | Nidec Corporation | Rotary electric machine and diagnosis device |
| JP7314434B1 (ja) * | 2023-03-16 | 2023-07-25 | 日機装株式会社 | モータ軸受摩耗状態推定装置、軸受摩耗状態推定方法、軸受摩耗状態推定プログラム、およびキャンドモータポンプ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854580B2 (ja) * | 1972-10-11 | 1983-12-05 | カブシキガイシヤ テイコクデンキセイサクシヨ | カイテンデンキウンテンカンシソウチ |
| JPS55118105U (ja) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | ||
| JPH087142Y2 (ja) * | 1991-02-15 | 1996-03-04 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗監視装置 |
| JPH0813183B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1996-02-07 | 株式会社荏原製作所 | 誘導電動機における回転子の軸方向変位検出装置 |
| JP2509600Y2 (ja) * | 1992-07-21 | 1996-09-04 | 日機装株式会社 | 軸受摩耗モニタ |
| JP3488578B2 (ja) * | 1996-09-06 | 2004-01-19 | 日機装株式会社 | キャンドモータの軸受摩耗監視装置 |
-
1996
- 1996-02-26 JP JP06374196A patent/JP3504424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09233769A (ja) | 1997-09-05 |
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