JPH0545235U - 軸受の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャフトの軸線方向の振動の発生原因ともな
る軸受の異常を簡易な構成によって確実に検出する。 【構成】 軸受２によって支持されたシャフト４の外周
部にリング状のスリンガ１１を固設し、ボディ３の定位
置に検出体１２を固設し、検出体１２の先端部に、スリ
ンガ１１の外周部１１Ａと所定の間隔をおいて対向する
左右の側部１２Ａ，１２Ｂ、および底部１２Ｃを設け、
検出体１２の側部１２Ａ，１２Ｂ、および底部１２Ｃ
は、スリンガ１１との当接によって破損するように構成
し、検出体１２の破損を検出するための検出回路１５を
備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、軸受の異常を検出するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の装置としては、例えば、実公昭５２−３５３７９号公報に記載 されたものが知られている。

【０００３】 かかる装置は、軸受に支持されたシャフトの外周部と対向する位置に、そのシ ャフトの径方向に沿って移動可能な軸振れ検出体を備えており、軸受の摩耗によ ってシャフトが径方向に振れた際に、そのシャフトが検出体をシャフトの径方向 外方に押してリミットスイッチを作動させる構成となっている。したがって、そ のリミットスイッチの作動によって、軸受が摩耗して異常動作したことを検出す ることになる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、例えば、軸受の構成部材であるボールが剥離した場合には、シャフ トが軸線方向に振動することがある。そのボールの剥離原因としては、軸受の製 造時における異物の侵入、過大な入力荷重による張力の異常な増大、および軸受 内への水の侵入などが考えられる。

【０００５】 しかし、上記従来の装置は、シャフトの径方向の振れを検出するものであって 、そのシャフトの軸線方向の振動については全く検出することができなかった。 そのため、軸受に異常が生じてシャフトが軸線方向に振動した場合には、その軸 受の異常を検出することができず、軸受の破壊を回避できないという問題があっ た。

【０００６】 更に、軸受の破壊によって、その軸受が組込まれた装置およびその関連装置の 破損をも招くおそれがあった。例えば、軸受を組込んだ装置が自動車用エンジン の冷却水を循環させるためのウォーターポンプであって、しかもそのウォーター ポンプがクランク軸とカム軸との間に張設されたチェーンやタイミングベルトに よって駆動されるものの場合には、そのウォータポンプの軸受の破壊は、ウォー タポンプ自体の破損を招くおそれがある。

【０００７】 本考案の目的は、上記従来の問題を解消し、シャフトの軸線方向の振動の発生 原因ともなる軸受の異常を簡易な構成によって確実に検出することができる軸受 の異常検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の軸受の異常検出装置は、軸受によって支持されるシャフトの外周部に 設けられた突部と、前記シャフトの外部定位置に設けられて、前記シャフトの少 なくとも軸線方向において前記突部と所定の間隔で対向しかつ前記突部との当接 によって破損する検出体と、前記検出体が破損したことを検出する検出手段とを 備えてなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案の軸受の異常検出装置は、軸受によって支持されるシャフトが軸線方向 に振動した際に、そのシャフトに設けられた突部がシャフト外部の定位置に設け られた検出体に当接して、その検出体を破損させることにより、軸受の異常を検 出する。

【００１０】 そして、このことにより、シャフトの軸線方向の振動の発生原因ともなる軸受 の異常を簡易な構成によって確実に検出可能とする。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】 本実施例は、自動車用エンジンの冷却水循環に用いられるウォーターポンプ１ 内の軸受２のための異常検出装置としての適用例である。そこで、まず、ウォー ターポンプ１について簡単に説明する。

【００１３】 図１において、３はポンプボディであり、その右側部はボルトによって図示し ないシリンダブロックに固定されている。そのシリンダブロックには、後述する インペラ６が内在するポンプ室が形成されている。ボディ３には軸受２を介して シャフト４が支持され、その一端にはスプロケットホイール５が固着されている 。そのスプロケットホイール５は、自動車用エンジンのクランク軸とカム軸との 間に張設されたチェーンと噛合している。シャフト４の他端にはインペラ６が固 着されており、またインペラ６と軸受２との間にはメカニカルシール７が配設さ れている。また、ボディ３には、メカニカルシール７とシャフト４との間を通っ てポンプ室内から侵入した水滴および機関熱による水蒸気を排出するための蒸気 孔３Ａおよび図示しない排水孔が形成されている。

【００１４】 しかして、このような構成のウォーターポンプ１は、自動車用エンジンによっ て、インペラ６がスプロケットホイール５およびシャフト４を介して一方向に回 転駆動され、そのインペラ６の回転によって、エンジンの冷却水が図示しない吸 入口からポンプボディのポンプ室内に吸入され、そして図示しない吐出口から吐 出されることになる。

【００１５】 本実施例の異常検出装置は、このようなウォーターポンプ１に装備されている 。

【００１６】 すなわち、シャフト４の外周部には断面Ｌ字形のスリンガ（突部）１１が固着 され、またボディ３には検出体１２が固着されている。前者のスリンガ１１は、 シャフト４と共に回転した際の遠心作用によって、メカニカルシール７とシャフ ト４との間を通ってポンプ室内から侵入してきた水滴が更に軸受２内に侵入する ことを防止するための回転リングである。一方、後者の検出体１２は、その先端 部分が略Ｕ字状となっており、その先端部分の図１中左右の側部１２Ａおよび１ ２Ｂは、スリンガ１１の外周部１１Ａの図１中左右の側面と所定の間隔をおいて 対向し、また左右の側部１２Ａおよび１２Ｂの間の底部１２Ｃは、スリンガ１１ の外周部１１Ａの周面と所定の間隔をおいて対向している。

【００１７】 更に、検出体１２の基端部分には、図２に示すように、導電線１３の端部に接 続された端子１４Ａおよび１４Ｂが配設されている。導電線１３は、検出体１２ の側部１２Ａ，１２Ｂおよび底部１２Ｃを巡るように配線されていて、端子１４ Ａおよび１４Ｂの間にて通電回路を形成している。また、検出体１２は、少なく とも側部１２Ａ，１２Ｂおよび底部１２Ｃが、スリンガ１１との当接によって破 損するように構成されていて、それらの破損によって導電線１３が断線されるよ うになっている。例えば、検出体１２は、全体または部分的に脆弱な焼結材料な どによって構成され、または部分的に肉薄に構成されることによって、破損が可 能となっている。

【００１８】 端子１４Ａおよび１４Ｂには、導電線１３の断線を検出するための検出回路１ ５（図１参照）が接続されている。この検出回路１５には、導電線１２の断線に よって端子１４Ａおよび１４Ｂの間が不通電となったときに動作するリレー等の 検出部が備えられており、その検出部の検出信号に基づいて、後述するような所 定の対応処置がとられるようになっている。

【００１９】 次に、作用について説明する。

【００２０】 ウォーターポンプ１の作動中における軸受２の異常、例えば軸受２の構成部材 であるボールの剥離などによって、シャフト４が軸線方向に振動した場合には、 そのシャフト４と共に振動するスリンガ１１の外周部１１Ａが検出体１２の側部 １２Ａおよび１２Ｂの内の少なくとも一方に当接して、それを破損させる。図３ は、図中左側の側部１２Ａが破損した状況を示す。このような側部１２Ａおよび １２Ｂの内の少なくとも一方の破損により、導電線１３が断線し、検出回路１５ がその断線を検出する。そして、その検出信号に基づいて、所定の対応処置、例 えば、自動的にブザーやランプなどによって警報を発したり、燃料の供給を止め てエンジンを強制的に停止させたりする処置を講じる。

【００２１】 ところで、このようなシャフト４の軸線方向の振動は、軸受２の剥離等の進行 に伴ってしだいに大きくなる。その一例を図４に示し、同図中の時刻Ｔ₁ は軸受 ２のボールの剥離の始まり時刻、時刻Ｔ₃ は軸受２の破壊時刻であり、これらの 間の時刻Ｔ₂ において、上述したように、スリンガ１１の外周部１１Ａが検出体 １２の側部１２Ａおよび１２Ｂの内の少なくとも一方を破損させる。したがって 、軸受２の破壊前に、その異常を検出して対処できることとなる。

【００２２】 一方、軸受２の異常によってシャフト４が径方向に振動した場合には、スリン ガ１１の外周部１１Ａが検出体１２の底部１２Ｃに当接して、それを破損させる 。この結果、前述した場合と同様に、導電線１３が断線し、検出回路１５がその 断線を検出して、軸受２の破壊前に、所定の対応処置が講じられることになる。

【００２３】 結局、本実施例の場合は、シャフト４の軸線方向および径方向の両方の振動か ら軸受２の異常を検出できることとなり、その検出精度が極めて高いものとなっ ている。

【００２４】 なお、シャフト４の振動に基づいて検出体１２を破損させるための手段は、何 らスリンガ１１のみに特定されず、要は、シャフト４に固設されて、シャフト４ の所定以上の大きさの振動によって検出体１２を破損できる突部であればよい。 また、例えば、検出体１２の破損を検出するための手段を検出体１２の側部１２ Ａ，１２Ｂおよび底部１２Ｃの個々に備えて、シャフト４の振動方向をも判別で きるようにしてもよい。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の軸受の異常検出装置は、軸受によって支持され るシャフトが軸線方向に振動した際に、そのシャフトに設けられた突部がシャフ ト外部の定位置に設けられた検出体に当接して、その検出体を破損させることに より、軸受の異常を検出する構成であるから、シャフトの軸線方向の振動の発生 原因ともなる軸受の異常を簡易な構成によって確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を備えたウォーターポンプの
縦断面図である。

【図２】図１に示す軸受の異常検出装置の要部の拡大断
面図である。

【図３】図１に示す検出体が破損した状況を説明するた
めの要部の拡大断面図である。

【図４】軸受の異常発生時における経過時間とシャフト
の軸線方向の変位量の変化との関係の説明図である。

【符号の説明】

１ ウォーターポンプ ２ 軸受 ３ ポンプボディ ３Ａ 蒸気孔 ４ シャフト ５ スプロケットホイール ６ インペラ ７ メカニカルシール １１ スリンガ（突部） １１Ａ 外周部 １２ 検出体 １２Ａ，１２Ｂ 側部 １２Ｃ 底部 １３ 導電線 １４Ａ，１４Ｂ 端子 １５ 検出回路（検出手段）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受によって支持されるシャフトの外周
   部に設けられた突部と、 前記シャフトの外部定位置に設けられて、前記シャフト
   の少なくとも軸線方向において前記突部と所定の間隔で
   対向しかつ前記突部との当接によって破損する検出体
   と、 前記検出体が破損したことを検出する検出手段とを備え
   てなることを特徴とする軸受の異常検出装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記検出体に形成され
   て該検出体の破損によって切断される通電回路と、該通
   電回路が切断されて不通電となったことを検出する検出
   回路とを備えたものであることを特徴とする請求項１に
   記載の軸受の異常検出装置。