JPH09121512A - 回転機械の軸方向変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相差検知部をきわめて簡単な構成にして部
品点数を少なくし、信頼性を高めるとともに廉価にす
る。 【解決手段】 回転機械の回転部に第１の線パターンお
よび第２の線パターンを設ける。回転部の回転による第
１の線パターンおよび第２の線パターンの通過による磁
気変化をそれぞれ検知する第１の検出部37および第２の
検出部38を設ける。両検出部37，38の出力信号の位相差
を検知する位相差検知部58を設ける。位相差検知部58に
は、第１の検出部37および第２の検出部38の出力信号の
少なくとも半波をそれぞれ略方形波信号に変換するダイ
オードスライス回路60，61を設ける。両ダイオードスラ
イス回路60，61の出力信号を合成するとともに両出力信
号の位相差に応じて変化する信号を出力する合成回路62
を設ける。合成回路62の出力信号を指示する指示計55を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機械の回転中
における軸方向変位を検出する回転機械の軸方向変位検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポンプとキャンドモータとを液密
に一体に結合したキャンドモータポンプは、一般に、図
３９に示すように、キャンドモータ１のステータ２とロ
ータ３にそれぞれステータキャン４およびロータキャン
５を被着してステータ２およびロータ３を取扱流体から
遮断し、ポンプ吐出側６のポンプ取扱液の一部を循環パ
イプ７を経てキャンドモータ１内に導き、後部ベアリン
グ８を潤滑し、ステータキャン４とロータキャン５との
キャン隙間９を流してステータ２とロータ３とを冷却
し、前部ベアリング10を潤滑した後、インペラ11のバラ
ンスホール12からポンプ吸込側13へと戻して循環する構
成が採られており、軸封部がなく完全無漏洩構造である
ため、化学液や爆発性液または高価な液など外部への液
漏れや外部からの空気進入が嫌われる液の移送に適して
いる。

【０００３】ところで、このキャンドモータポンプの各
ベアリング８，10は、前述のように種々のポンプ取扱液
にて潤滑される関係上、耐蝕性のあるすべりベアリング
が採用されており、そのため、各ベアリング８，10の摩
耗状況を定期的に監視して摩耗進行による回転部と静止
部との接触などの事故を未然に防ぐ必要があるが、キャ
ンドモータポンプの回転部は外部から目視できないた
め、外部から各ベアリング８，10の半径方向摩耗や軸方
向摩耗を検出する装置が種々提案されている。しかし、
後者の軸方向摩耗を検出する装置、特に摩耗の進行状況
を常時検出できる装置としては実用的なものがない。

【０００４】例えば、ベアリング軸方向摩耗を検出する
装置としては、特公昭５７−２１９２４号公報に記載の
「回転電機運転監視装置」が提案されているが、この装
置はモータのステータの磁界を利用して軸方向変位を検
出するものであるので、キャンドモータポンプに適用し
た場合、ロータ３が軸方向に移動しなくても各ベアリン
グ８，10の半径方向摩耗によるステータ２とロータ３間
の磁気空隙14の変化（不均一化）によって、およびロー
タ３の回転数変化、キャンドモータ１の電源電圧の変
化、あるいは電源周波数の変化によって、また、インバ
ータ電源の場合は誘導や誘電によって高周波ノイズが混
入することによって、検出値に大幅な誤差が生じる問題
点がある。

【０００５】この他に、高周波発振形や差動コイル形ま
たは静電容量形などの近接センサをキャンドモータポン
プのロータ軸の軸端面に近接して設けることが考えられ
るが、従来の近接センサにおいては、センサ部が樹脂で
覆われたものはキャンドモータポンプにて取り扱う高温
液や高圧液に耐えるものがない上に液温変化による検出
誤差が大きく、センサ部が薄肉金属で覆われたものは高
圧液には耐え得るが液温変化による検出誤差が大きいこ
とは同様であり、かつ、小型のキャンドモータポンプに
おいてはポンプ本体よりもかなり高価につく問題点があ
る。

【０００６】そこで、特開平４−２４０５０３号公報に
記載のように、円周面上に形成した１または複数の被検
出線からなって回転機械の回転部に設けた第１の線パタ
ーンおよび第２の線パターンと、前記回転部の回転によ
って前記第１の線パターンの被検出線および前記第２の
線パターンの被検出線が通過する際の物理量の変化をそ
れぞれ検知する第１の検出部および第２の検出部と、こ
の両検出部の出力信号の位相差を検知する位相差検知部
とからなり、前記第１の線パターンの被検出線とこの被
検出線に対応する前記第２の線パターンの被検出線との
前記回転部の中心軸線に対する傾きを相違させたことを
特徴とする回転電機の軸方向変位検出装置が提案されて
いる（以下、先願発明と呼ぶ）。

【０００７】次に、この先願発明において、固定磁極に
対するパーミアンスが相違する線パターンを形成してキ
ャンドモータポンプに適用した例を図４０乃至図５０に
基づき説明する。

【０００８】前記図３９に示すキャンドモータポンプに
おいて、図４０および図４１に示すように、後部ベアリ
ング箱15のフランジ部15a を中空状に形成し、このフラ
ンジ部15a に検出部端子箱16を備えたキャップ体17をシ
ール部材18を介してボルト19にて液密に締結固定し、キ
ャップ体17とポンプ吐出側６間に循環パイプ７を接続す
る。

【０００９】また、一側に雄ねじ部20a を形成した非磁
性耐蝕性鋼からなる補助軸20の他側小径部20b に磁性鋼
からなる第１の環状体21、非磁性鋼からなるスペーサ2
2、磁性鋼からなる第２の環状体23および非磁性耐蝕性
鋼からなる環状端板24を挿入固着し、両環状体21，23に
非磁性耐蝕性鋼からなる被検出体キャン25を被せ、この
被検出体キャン25の両端縁を補助軸20の大径部20c の外
周面と環状端板24の外周面に、およびこの環状端板24の
内径端縁を補助軸20の小径部20b にそれぞれ気密に溶着
して被検出体26を構成し、この被検出体26をキャンドモ
ータ１の回転部であるロータ軸27の後端部に螺合固着し
て前記キャップ体17内に配設する。

【００１０】そして、前記第１の環状体21には、その外
周面をヘリカルギヤ歯状に加工することにより、図４２
に示すように、ロータ軸27の中心軸線28、すなわち、被
検出体26の中心軸線28に対する傾きがθ（０＜θ＜π／
２[rad] 、以下同じ）の線状突起からなる被検出線29を
１または等間隔に複数本、この例においては６本設けて
第１の線パターン30を形成し、前記第２の環状体23にも
同様にして第１の線パターン30と同数で傾きが−θの線
状突起からなる被検出線31を設けて第２の線パターン32
を形成し、両線パターン30，32を左右対称となるように
配設する。

【００１１】また、固定磁極としての円柱状の永久磁石
33，34にそれぞれ検出コイル35，36を巻装して第１の検
出部37と第２の検出部38を構成し、この第１の検出部37
と第２の検出部38をそれぞれ第１の線パターン30および
第２の線パターン32に対向させるとともに両検出部37，
38を結ぶ直線が被検出体26の中心軸線28と平行になるよ
うに検出部端子箱16に収納固定し、この検出部端子箱16
にシール部材39を介して端子蓋40を被せて密閉し、前記
両検出部37，38を検出部端子箱16のリード線引込口16a
を気密に貫通するリード線41を介して図４３に示す位相
差検知部42に接続する。

【００１２】この位相差検知部42は、両検出部37，38の
出力信号である連続または間欠の略正弦波電圧をれぞれ
方形波パルス電圧に変換するゼロクロス検出回路43，44
とこの両ゼロクロス検出回路43，44の出力方形波パルス
電圧のＥＸ−ＯＲをとってパルス幅変調するＥＸ−ＯＲ
回路45、このＥＸ−ＯＲ回路45の出力方形波パルス出力
を平均化してアナログ電圧化する平均化回路46、および
この平均化回路46のアナルグ出力電圧を指示する直流電
圧計47から構成し、両ゼロクロス検出回路43，44の出力
方形波パルス電圧の位相の進み遅れを発光ダイオード48
の点灯消灯によって判別することによりロータ軸27の回
転方向を検知する位相進み遅れ弁別回路49を必要に応じ
て設ける。

【００１３】なお、図４０および図４１において、50お
よび51はロータ軸27に装着されてそれぞれ前部ベアリン
グ10および後部ベアリング８と摺動回転する前部スラス
トカラおよび後部スラストカラ、52，53はそれぞれ前部
ベアリング10側および後部ベアリング８側の調整座であ
る。

【００１４】以上のように構成した先願発明において、
キャンドモータポンプを運転すると、ロータ軸27ととも
に被検出体26が回転し、第１の線パターン30と第２の線
パターン32がそれぞれ第１の検出部37および第２の検出
部38に近接して回転するので、第１の線パターン30の被
検出線29が第１の検出部37の永久磁石33の真下を通過す
る毎に永久磁石33と第１の線パターン30の間のパーミア
ンスが変化して永久磁石33内の磁束が変化し、この磁束
変化によって検出コイル35に電圧が誘起されて第１の検
出部37に連続または間欠の略正弦波電圧の出力信号が発
生し、同様にして第２の検出部38にも略正弦波電圧の出
力信号が発生する。

【００１５】この両検出部37，38の出力信号が連続の略
正弦波電圧でも間欠の略正弦波電圧でも位相差検知部42
の作用は基本的に同じであるが、以下の説明においては
便宜上、連続の略正弦波電圧とする。

【００１６】なお、両検出部37，38の出力信号電圧は、
永久磁石33，34と各線パターン30，32間の磁気空隙長、
各被検出線29，31の円周方向配置ピッチ、および各被検
出線29，31と永久磁石33，34の断面形状寸法などを考慮
することによって連続の正弦波電圧が得られる。

【００１７】そして、図４２に示すように、第１の線パ
ターン30の被検出線29が第１の検出部37の真下を通過す
るときに、第２の線パターン32の被検出線31が第２の検
出部38の真下を通過するときは、両検出部37，38の出力
信号電圧Ｖ37，Ｖ38は図４４に示すように同相となり、
図４５に示すように、ロータ軸27とともに被検出体26が
この位置より前方へＬａの距離を移動すると、被検出体
26が同図矢印方向に回転する場合、第１の線パターン30
の被検出線29が第１の検出部37の真下を通過した後に、
この第１の線パターン30の被検出線29と対応する第２の
線パターン32の被検出線31が第２の検出部38の真下を通
過することとなり、すなわち、第１の線パターン30の被
検出線29に対応する第２の線パターン32の被検出線31
は、その回転軌跡に沿って第２の検出部38の真下から２
Ｌa ・tan θ後方の位置にあることとなる。

【００１８】ところで、各線パターン30，32の外周半径
をＲ、被検出線29，31の本数をＺとすると、各線パター
ン30，32における被検出線29，31の円周方向配置ピッチ
は機械角で２πＲ／Ｚであり、この円周方向配置ピッチ
２πＲ／Ｚは各検出コイル35，36の誘起電圧の電機角で
２π[rad] に相当するので、前記２Ｌa ・tan θの距離
は電機角で、２Ｌa ・tan θ×［Ｚ／（２πＲ）］×２
π＝（２Ｌa ・Ｚ／Ｒ）tan θ[rad] となり、図４６に
示すように、第１の検出部37の出力信号電圧Ｖ37に対し
て第２の検出部38の出力信号電圧Ｖ38の位相が（２Ｌa
・Ｚ／Ｒ）tanθ[rad] 遅れることとなる。

【００１９】そして、図４４または図４６に示す両検出
部37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38は、位相検知部42の
ゼロクロス検出回路43，44によってそれぞれ図４７また
は図４８に示すように、波高値が等しい方形波電圧Ｖ4
3，Ｖ44に変換され、この方形波電圧Ｖ43，Ｖ44がその
位相差に応じてＥＸ−ＯＲ回路45によって（２Ｌa ・Ｚ
／Ｒ）tan θ[rad] のパルス幅の方形波パルス電圧Ｖ45
にパルス幅変調され、この方形波パルス電圧Ｖ45が平均
化回路46にてアナログ電圧化されて方形波パルス電圧Ｖ
45のパルス幅に比例した指示値が直流電圧計47に指示さ
れる。

【００２０】逆に、ロータ軸27とともに被検出体26が後
方にＬａの距離を移動すると、第１の検出部37の出力信
号電圧Ｖ37に対して第２の検出部38の出力信号電圧Ｖ38
の位相が（２Ｌa ・Ｚ／Ｒ）tan θ[rad] 進み、位相差
検知部42の直流電圧計47にはロータ軸27が前方にＬa の
距離を移動した場合と同じ値が指示される。

【００２１】すなわち、ロータ軸27が軸方向にＬa の距
離を移動すれば、両検出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，
Ｖ38に、この移動距離Ｌa に比例した（２Ｌa ・Ｚ／
Ｒ）tan θ[rad] の位相差が生じ、この位相差が位相差
検知部42の直流電圧計47に指示される。

【００２２】ところで、キャンドモータポンプにおいて
は、一般に軸方向の遊びがあり、すなわち、前部スラス
トカラ50と前部ベアリング10が当接する位置から後部ス
ラストカラ51と後部ベアリング８が当接する位置までの
間をロータ軸27が軸方向に移動し得る初期軸方向ギャッ
プＬs が存在するので、この初期軸方向ギャップＬsを
所定値に設定するとともに、ロータ軸27が、前部スラス
トカラ50と前部ベアリング10が当接する位置から後部ス
ラストカラ51と後部ベアリング８が当接する位置までの
丁度真中の位置（以下、初期軸方向中間位置と呼ぶ）に
あるときに、前記図４２に示すように、第１の線パター
ン30の被検出線29が第１の検出部37の真下を通過すると
きに第２の線パターン32の被検出線31が第２の検出部38
の真下を通過するように、前部ベアリング10側の調整座
52と後部ベアリング８側の調整座53を加減すれば、位相
差検知部42のアナログ出力電圧は、図４９に示すように
前部ベアリング10が軸方向摩耗してロータ軸27が前方へ
移動するに連れて、および後部ベアリング８が軸方向摩
耗してロータ軸27が後方へ移動するに連れて、それぞれ
ロータ軸27の移動量に比例して大きくなるので、前部ス
ラストカラ50と前部ベアリング10が当接するときおよび
後部スラストカラ51と後部ベアリング８が当接するとき
のアナログ出力電圧Ｖc 、ならびに前部ベアリング10お
よび後部ベアリング８がそれぞれ軸方向摩耗許容量Ｌf
およびＬr （Ｌf ＝Ｌr ）に達したときのアナログ出力
電圧Ｖd に対して、前記直流電圧計47の目盛表示を図５
０に示すように形成することにより、キャンドモータポ
ンプのベアリング軸方向摩耗量を検出することができ
る。

【００２３】そして、この先願発明によれば、両検出部
37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38の位相差を検知するこ
とによって、ベアリング軸方向摩耗量を検出するもので
あり、ステータ２の磁界を利用して軸方向変位を検出す
るものではないので、両ベアリング８，10の半径方向摩
耗によるロータ軸27の半径方向変位やロータ軸27の回転
速度変化に対しても指示値は左右されず、キャンドモー
タポンプの電源電圧変動や電源周波数変化にも影響され
ることがなく、インバータ電源の誘導による高周波ノイ
ズ混入の虞はなく、インバータ電源の誘電によるノイズ
混入は位相差検知部42の入力側にコンデンサなど設ける
ことにより容易に除去でき、かつ、近接センサを設ける
場合のようにキャンドモータポンプにおいて取り扱われ
る高温液や高圧液などに対する問題もなく、ベアリング
軸方向摩耗量をきわめて正確に検出することができる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記先願発明
においては、位相差検知部42は、ゼロクロス検出回路4
3，44やＥＸ−ＯＲ回路45および平均化回路46など、こ
の種装置としては複雑な電子回路を要するとともに、位
相差検知部42を駆動するための安定化電源が必要でかな
りコスト高につくとともに、電子部品数が多いことによ
る信頼性の問題があり、また、防爆型のキャンドモータ
ポンプに適用する場合は、位相差検知部42は、検出部3
7，38のようにキャンドモータポンプに一体的に組み込
むことは電子回路の温度条件や容積的な問題から困難
で、危険場所に設置されたキャンドモータポンプから離
れた非危険場所に設けることとなり、そのため、ポンプ
設置現場においてベアリング軸方向摩耗を検出すること
ができない。

【００２５】本願発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、位相差検知部をきわめて簡単な構成にする
ことにより、例えばキャンドモータポンプなどの回転機
械に検出部とともに一体的に組み込むことを容易にし
て、回転機械設置現場におけるベアリング軸方向摩耗の
検出を可能とし、さらに、位相差検知部の部品点数を少
なくして、信頼性を高めるとともに廉価にできる回転機
械の軸方向変位検出装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の回転機械
の軸方向変位検出装置は、回転機械の回転部に設けられ
その回転部の中心軸線に対する傾きがそれぞれ相違され
て円周面上に少なくとも１つずつ形成された被検出線を
有する第１の線パターンおよび第２の線パターンと、前
記回転部の回転による前記第１の線パターンの被検出線
および第２の線パターンの被検出線の通過による磁気変
化をそれぞれ検知する第１の検出部および第２の検出部
と、この両検出部の出力信号の位相差を検知する位相差
検知部とを備えた回転機械の軸方向変位検出装置におい
て、前記位相差検知部は、前記第１の検出部および第２
の検出部の出力信号の少なくとも半波をそれぞれ略方形
波信号に変換するダイオードスライス回路と、この両ダ
イオードスライス回路の出力信号を合成するとともに両
出力信号の位相差に応じて変化する信号を出力する合成
回路と、この合成回路の出力信号を指示する指示計とを
備えたことを特徴とする。これにより、位相差検知部
は、ダイオードスライス回路を構成する数個のダイオー
ドと指示計とを備えるきわめて簡単な構成でかつ安定化
電源も不要となり、例えば防爆型のキャンドモータポン
プなどの回転機械に検出部とともに一体的に組み込むこ
とが容易で、回転機械設置現場におけるベアリング軸方
向摩耗の検出が可能となる。

【００２７】請求項２記載の回転機械の軸方向変位検出
装置は、回転機械の回転部に設けられその回転部の中心
軸線に対する傾きがそれぞれ相違されて円周面上に少な
くとも１つずつ形成された被検出線を有する第１の線パ
ターンおよび第２の線パターンと、前記回転部の回転に
よる前記第１の線パターンの被検出線および第２の線パ
ターンの被検出線の通過による磁気変化をそれぞれ検知
する第１の検出部および第２の検出部と、この両検出部
の出力信号の位相差を検知する位相差検知部とを備えた
回転機械の軸方向変位検出装置において、前記位相差検
知部は、前記第１の検出部および第２の検出部の一方の
出力信号の少なくとも半波を略方形波信号に変換するダ
イオードスライス回路と、前記他方の出力信号の位相が
所定範囲にあるときにのみ前記ダイオードスライス回路
からの入力信号を両出力信号の位相差に応じた出力信号
として取り出す半導体スイッチング回路と、この半導体
スイッチング回路の出力信号を指示する指示計とを備え
たことを特徴とするものである。これにより、位相差検
知部は、ダイオードスライス回路を構成する数個のダイ
オードと半導体スイッチング回路を構成するトランジス
タなどの半導体スイッチング素子および指示計とを備え
るきわめて簡単な構成でかつ安定化電源も不要となり、
例えば防爆型のキャンドモータポンプなどの回転機械に
検出部とともに一体的に組み込むことが容易で、回転機
械設置現場におけるベアリング軸方向摩耗の検出が可能
となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２９】図１乃至図９は第１の実施の形態を示し、
前記図４０乃至図４３に示す先願発明としてのキャンド
モータポンプと同一構成要素は同一符号を付してその説
明は省略する。

【００３０】前記図４０および図４１に示すように、永
久磁石33，34にそれぞれ検出コイル35，36を巻装した第
１の検出部37、第２の検出部38と、この永久磁石33，34
に対するパーミアンスが被検出線29，31とそれ以外の部
分とで相違するように形成した第１の線パターン30、第
２の線パターン32を有する回転機械の軸方向変位検出装
置を備えたキャンドモータポンプにおいて、図２および
図３に示すように、後部ベアリング箱15のフランジ部15
a にシール部材18を介してボルト19にて液密に締結固定
したキャップ体17の検出部端子箱16を上方に延在し、こ
の検出部端子箱16に電気計器からなる指示計55を挿入
し、そのフランジ部55a をガスケットなどのシール部材
56を介してボルト57にて密閉固定する。

【００３１】前記検出部端子箱16内に収納固定した第１
の検出部37および第２の検出部38を同じく前記検出部端
子箱16に収納固定した位相差検知部58に接続する。

【００３２】この位相差検知部58は、図１に示すよう
に、それぞれ２個の一般ダイオード59，59を逆並列に接
続したダイオードスライス回路60，61と、このダイオー
ドスライス回路60，61を逆直列に接続した合成回路62
と、前記指示計55としての交流電圧計63、好ましくはこ
の実施の形態のように、整流器64（図は半波整流器であ
るが両波整流器でもよい）と平滑コンデンサ65と直流電
流計66からなる交流電圧計63とから構成し、ダイオード
スライス回路60，61は前記一般ダイオード59の順方向特
性を数百ｍＶ乃至１Ｖ程度の定電圧素子として利用する
ことによって、各検出部37，38の出力信号である連続ま
たは間欠の略正弦波電圧のそれぞれ上部と下部を切り去
って連続または間欠の略方形波電圧に変換し、この略方
形波電圧の合成値の平均値を指示計55に指示させるよう
構成する。

【００３３】なお、Ｃは検出コイル35，36に進入する誘
電ノイズを除去するためのコンデンサ、Ｒは直流電流計
66の感度設定のための抵抗で、それぞれ必要に応じて設
ける。

【００３４】また、前部ベアリング10側の調整座52と後
部ベアリング８側の調整座53を加減して、キャンドモー
タポンプの初期軸方向ギャップＬs を所定値に設定する
とともに、回転機械の回転部としてのロータ軸27が前部
スラストカラ50と前部ベアリング10とが当接する位置か
ら後部スラストカラ51と後部ベアリング８が当接する位
置までの丁度真中の位置（初期軸方向中間位置）にある
ときに、両検出部37，38の出力信号電圧が同相となるよ
うに、すなわち、図４に示すように、第１の線パターン
30の被検出線29が第１の検出部37の真下を通過するとき
に第２の線パターン32の被検出線31が第２の検出部38の
真下を通過するように設定する。

【００３５】以上のような構成において、キャンドモー
タポンプを運転すると、前述した先願発明の実施の形態
の場合と同様にして、被検出体26の回転に伴って各検出
コイル35，36に電圧が誘起されて両検出部37，38に連続
または間欠の略正弦波電圧の出力信号が発生する。

【００３６】この両検出部37，38の出力信号が連続の略
正弦波電圧でも間欠の略正弦波電圧でも位相差検知部58
の作用は基本的に同じであるが、以下の説明においては
便宜上、連続の略正弦波電圧とする。

【００３７】この両検出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，
Ｖ38は、前述した先願発明の場合と同様に、両線パター
ン30，32の各被検出体29，31がそれぞれ両検出部54，55
の真下を同時に通過するときは同相となり、ロータ軸27
がこの位置よりも前方へＬaの距離を移動すると、第１
の検出部37の出力信号電圧Ｖ37に対して第２の検出部38
の出力信号電圧Ｖ38の位相が（２Ｌa ・Ｚ／Ｒ）tan θ
[rad] 遅れ、ロータ軸27が逆に後方へＬa の距離を移動
すると、第１の検出部37の出力信号電圧Ｖ37に対して第
２の検出部38の出力信号電圧Ｖ38の位相が（２Ｌa ・Ｚ
／Ｒ）tan θ[rad] 進むこととなる。

【００３８】そして、図５乃至図７に示すように、破線
にて記した両検出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38
は、実線にて記すようにそれぞれダイオードスライス回
路60，61によって波高値が一般ダイオード59の順方向特
性に応じた数百ｍＶ乃至１Ｖ程度の略方形波の出力信号
電圧Ｖ60，Ｖ61に変換され、この略方形波出力信号電圧
Ｖ60，Ｖ61が合成回路62にて合成されてパルス幅が両検
出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38の位相差に応じて
変化するパルス信号電圧Ｖ62が生成され、指示計55に入
力される。

【００３９】すなわち、指示計55への入力信号であるパ
ルス信号電圧Ｖ62は、図５に示すように、両検出部37，
38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38が同相の場合はパルス幅が
ゼロとなり、図６に示すように、両検出部37，38の出力
信号電圧Ｖ37，Ｖ38の位相がπ／２異なる場合は波高値
がダイオードスライス回路60，61の出力信号電圧Ｖ60，
Ｖ61の倍でパルス幅がπ／２の正負パルス信号電圧Ｖ62
となり、図７に示すように、両検出部37，38の出力信号
電圧Ｖ37，Ｖ38の位相がπ異なる場合は、波高値がダイ
オードスライス回路60，61の出力信号電圧Ｖ60，Ｖ61の
倍でパルス幅がπの正負パルス信号電圧Ｖ62となり、こ
のパルス信号電圧Ｖ62は指示計55の整流器64で整流さ
れ、平滑コンデンサ65にて平滑されて前記パルス幅に比
例した直流電圧Ｖ66に変換され、直流電流計66に印加さ
れる。

【００４０】すなわち、図８に示すように、直流電流計
66に印加される直流電圧Ｖ66は、前部ベアリング10が軸
方向摩耗してロータ軸27が前方へ移動するに連れ、およ
び後部ベアリング８が軸方向摩耗してロータ軸27が後方
へ移動するに連れて、それぞれロータ軸27の移動量に比
例して大きくなるので、前部スラストカラ50と前部ベア
リング10とが当接するときおよび後部スラストカラ51と
後部ベアリング８が当接するときの直流電流計66に印加
される直流電圧Ｖc 、ならびに前部ベアリング10および
後部ベアリング８がそれぞれ軸方向摩耗許容量Ｌf およ
びＬr （Ｌf ＝Ｌr ）に達したときの直流電流計66に印
加される直流電圧Ｖd に対して、前記直流電流計66の目
盛表示を図９に示すように形成することにより、キャン
ドモータポンプのベアリング軸方向摩耗量をポンプ設置
現場において検出することができる。

【００４１】また、図１０乃至図１２に第２の実施の形
態を示す。図１０に示すように、ダイオードスライス回
路60，61を正直列に接続した合成回路62を形成すると、
ロータ軸27の軸方向移動量と直流電流計66に印加される
直流電圧Ｖ66との関係が図１１に示すようになるので、
直流電流計66の目盛表示を図１２に示すように形成すれ
ばよい。

【００４２】また、図１３乃至図１７に第３の実施の形
態を示す。ロータ軸27が初期軸方向中間位置にあるとき
に、図１３に示すように、両検出部37，38の一方を円周
方向に、または図１４に示すように、両検出部37，38の
両方もしくは図示しないが一方を軸方向にずらして配置
し、あるいは図１５に示すように、第１の線パターン30
と第２線パターン32との関係を円周方向にπＲ／（２
Ｚ）ずらして配置することにより、一方の検出部37の出
力信号に対して他方の検出部38の出力信号の位相がπ／
２異なるように設定すれば、直流電流計66に印加される
直流電圧Ｖ66とロータ軸27の軸方向移動量との関係が図
１６に示すように略一直線となるので、前部スラストカ
ラ50と前部ベアリング10とが当接するときおよび後部ス
ラストカラ51と後部ベアリング８が当接するときの直流
電流計66に印加される直流電圧Ｖcf、Ｖcr、ならびに前
部ベアリング10および後部ベアリング８がそれぞれ軸方
向摩耗許容量Ｌf およびＬr （Ｌf ＝Ｌr ）に達したと
きの直流電流計66に印加される直流電圧Ｖdf、Ｖdrに対
して、前記直流電流計66の目盛表示を図１７に示すよう
に形成することにより、キャンドモータポンプのベアリ
ング軸方向摩耗量とともに摩耗の方向、すなわち、前部
ベアリング10と後部ベアリング８のいずれが摩耗してい
るかを検出することができる。

【００４３】また、図１８に第４の実施の形態を示す。
前記ダイオードスライス回路60，61は、検出部37，38の
略正弦波信号電圧Ｖ37，Ｖ38をうす切りにすることによ
り、できる限り方形波に近いように波形整形して位相差
検知部58の検知精度を高めるために、一般ダイオード59
を逆並列に接続して構成したが、検出部37，38の出力信
号電圧Ｖ37，Ｖ38が相当高い場合は、図１８に示すよう
に、定電圧ダイオード67を逆直列に接続して構成すれば
よく、この場合は指示計55は感度の低いものですみ、そ
のため指示計55の耐振性が向上する。

【００４４】また、図１９乃至図２１に第５の実施の形
態を示す。検出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38に対
して指示計55の感度に余裕があり、かつ指示計55の整流
器64が半波整流器である場合は、図１９に示すように、
ダイオードスライス回路60，61を、それぞれ１個の一般
ダイオード59または図示しないが１個の定電圧ダイオー
ド67で構成してもよい。

【００４５】この場合、１個の一般ダイオード59でそれ
ぞれダイオードスライス回路60，61を構成すると、その
出力信号電圧Ｖ60，Ｖ61は図２０に示すように、それぞ
れ正電圧部分が略方形波で負電圧部分が正弦波となる
が、指示計55の半波整流器64によって負電圧信号が遮断
されるので半波整流器64の後におけるパルス信号電圧Ｖ
64は、同図に示すように、図１の位相差検知部58におけ
るパルス信号電圧Ｖ62の正電圧の部分のみが現れ、指示
計55の直流電流計66へ印加される電圧は半分となり、１
個の定電圧ダイオード67でそれぞれダイオードスライス
回路60，61を構成すると、その出力信号電圧Ｖ60，Ｖ61
は、図２１に示すように、それぞれ正電圧部分のみの略
方形波となって、合成回路62からのパルス信号電圧Ｖ62
は、波高値がダイオードスライス回路60，61の出力信号
電圧Ｖ60，Ｖ61と同じ部分とその倍の部分とからなる階
段状のパルス波形となり、平滑されて直流電流計66に印
加される直流電圧Ｖ66の最小値はゼロでなく、最大値の
半分となる。

【００４６】なお、後者の１個の定電圧ダイオード67で
それぞれダイオードスライス回路60，61を構成する場合
は指示計55の整流器64は省いてもよい。

【００４７】また、図２２及び図２３は第６の実施の形
態を示す。図２２に示すように、ダイオードスライス回
路60，61をそれぞれ１個の一般ダイオード59、または図
示しないがそれぞれ１個の定電圧ダイオード67で構成
し、この両ダイオードスライス回路60，61にそれぞれ半
波整流ダイオード68，68のアノードを接続し、この半波
整流ダイオード68，68の両カソードを指示計55に接続す
ることにより、両ダイオードスライス回路60，61の略方
形波の信号電圧Ｖ60，Ｖ61のそれぞれ半波のみを通過さ
せて、その大きい方の電圧を指示計55に入力してもよ
い。

【００４８】この場合、図２３に示すように、両ダイオ
ードスライス回路60，61の出力信号電圧Ｖ60，Ｖ61の少
なくともいずれか一方が正のときはパルス信号電圧Ｖ62
が正となるので、平滑されて直流電流計66へ印加される
直流電圧Ｖ66の最小値はゼロではなく、最大値の半分と
なり、そのため、直流電流計66の指示範囲のうち摩耗量
を指示する範囲が半分となるので、図２２に示すよう
に、定電圧ダイオード作用をさせる一般ダイオード69を
所定数、または図示しないが定電圧ダイオードを直流電
流計66に直列に接続して、この直流電流計66に印加され
る直流電圧Ｖ66の一定値をカットすれば、直流電流計66
の摩耗指示範囲が拡大される。

【００４９】この場合も、指示計55の整流器64を省いて
もよく、また、この直流電流計66の摩耗指示範囲を拡大
する手段は、前記図１９においてダイオードスライス回
路60，61に定電圧ダイオード67を採用する場合にも適用
できる。

【００５０】さらに、ベアリング軸方向摩耗をポンプ設
置現場から離れた遠隔場所にて検出する場合は、例え
ば、前記図１乃至図４に示す実施の形態において、指示
計55を検出部端子箱16から取り外して遠隔場所に配置
し、検出部端子箱16内の合成回路62と遠隔場所の指示計
55とを接続すればよく、あるいは、前記図１に鎖線にて
示すように、遠隔場所に設けた指示計70を指示計55と並
列に接続してポンプ設置現場と遠隔場所との両方で検出
するよう構成してもよい。

【００５１】また、図２４は第７の実施の形態を示す。
以上の各実施の形態においては、両検出部37，38をそれ
ぞれ永久磁石33，34に検出コイル35，36を巻装して形成
するとともに両線パターン30，32をそれぞれ前記永久磁
石33，34に対するパーミアンスが被検出線29，31とそれ
以外の部分とで相違するように形成したが、図２４に示
すように、両検出部37，38をそれぞれコア71，72に検出
コイル35，36を巻装して形成するとともに両線パターン
30，32をそれぞれ永久磁石73の外周面にその着磁によっ
て形成すると、被検出体26の回転によって永久磁石73の
線パターン30，32を形成する磁極が回転されて、この磁
極がコア71，72の真下を通過する毎にコア71，72に磁束
変化が生じて検出コイル35，36に電圧が誘起され、検出
部37，38に略正弦波状の出力信号が発生するので、前記
各実施の形態と同様にしてキャンドモータポンプのベア
リング軸方向摩耗量や摩耗方向が検出できる。

【００５２】以上のように、第１乃至第７の各実施の形
態によれば、前記図４３に示す先願発明の従来例のよう
に複雑な電子回路からなる位相差検知部42に比べて、位
相差検知部58はダイオードスライス回路60，61を構成す
る数個のダイオード59または67と指示計55とからなるき
わめて簡単な構成で、かつ安定化電源も不要であるの
で、防爆型のキャンドモータポンプにおいても位相差検
知部58を検出部37，38とともに、キャンドモータポンプ
に一体的に組み込むことが容易となり、ポンプ設置現場
におけるベアリング軸方向摩耗の検知が可能となり、ま
た部品点数が少ないので位相差検知部58の信頼性が向上
されるとともに大幅に廉価となる。

【００５３】次に、図２５乃至図３０に第８の実施の形
態を示す。前記図１、図２および図４に示すように、永
久磁石33，34にそれぞれ検出コイル35，36を巻装してな
る検出部37，38とこの永久磁石33，34に対するパーミア
ンスが被検出線29，32とそれ以外の部分とで相違するよ
うに形成した線パターン30，32を有するとともに、ロー
タ軸27が初期軸方向中間位置にあるときに両検出部37，
38の出力信号の位相がπ／２異なるように両線パターン
30，32と両検出部37，38との関係を設定した実施の形態
において、図２５に示すように、位相差検知部58を、２
個の定電圧ダイオード67，67を逆直列に接続したダイオ
ードスライス回路60と前記定電圧ダイオード67，67より
も制御電圧の高い定電圧ダイオード74，74を逆直列に接
続したダイオードスライス回路61と、他方のダイオード
スライス回路61の出力信号が所定値にある間だけ、一方
のダイオードスライス回路60の出力信号の通過を遮断す
る半導体スイッチング回路75、この実施の形態において
は、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ）76
と、このＦＥＴ76のゲートＧに他方のダイオードスライ
ス回路61の出力信号電圧Ｖ61の負電圧のみを印加するた
めの整流ダイオード77とからなる半導体スイッチング回
路75と、ＦＥＴ76のソースＳ出力信号である正負パルス
信号電圧Ｖ76を整流せずにその正負電圧を合算した平均
値を指示する指示計55、好ましくはこの実施の形態のよ
うに、無極性平滑コンデンサ78と正負電流を検知できる
直流電流計79を並列接続した指示計55とからなり、ＦＥ
Ｔ76のソースＳ・ゲートＧ間電圧がＦＥＴ76のドレイン
Ｄ・ソースＳ間を遮断する電圧以下になるように、前記
ＦＥＴ76のドレインＤ・ソースＳ間の電圧降下を考慮し
て他方のダイオードスライス回路61の定電圧ダイオード
74，74の制御電圧を一方のダイオードスライス回路60の
定電圧ダイオード67，67の制御電圧の２倍程度と高く設
定する。

【００５４】なお、Ｒは指示計55の感度を設定するため
の抵抗で必要に応じて設ける。

【００５５】このような構成において、キャンドモータ
ポンプを運転すると、第１の実施の形態の場合と同様
に、各検出コイル35，36に電圧が誘起されて、両検出部
37，38に略正弦波状の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38が発生
し、この出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38はダイオードスライス
回路60，61によってそれぞれ波高値が±ｖ１および±ｖ
２（ｖ１＜ｖ２）の略方形波の出力信号電圧Ｖ60，Ｖ61
に変換される。

【００５６】このダイオードスライス回路60，61の出力
信号電圧Ｖ60，Ｖ61は、それぞれＦＥＴ76のドレインＤ
に直接に、および整流ダイオード77を介してＦＥＴ76の
ゲートＧに印加されるが、一方のダイオードスライス回
路60の定電圧ダイオード67，67と他方のダイオードスラ
イス回路61の定電圧ダイオード74，74と制御電圧の関係
を前述のように設定しているので、図２６乃至図２８に
示すように、他方のダイオードスライス回路61の出力信
号電圧Ｖ61が略負電圧となる間は、一方のダイオードス
ライス回路60の出力信号電圧Ｖ60がＦＥＴ76で遮断され
て半導体スイッチング回路75の出力の正負パルス信号電
圧Ｖ75はゼロとなり、これ以外のときは半導体スイッチ
ング回路75のパルス信号電圧Ｖ75は一方のダイオードス
ライス回路60の出力信号電圧Ｖ60からＦＥＴ76のドレイ
ンＤ・ソースＳ間電圧降下分を差し引いた電圧となる。

【００５７】従って、前部ベアリング10側の調整座52と
後部ベアリング８側の調整座53を加減して、キャンドモ
ータポンプの初期軸方向ギャップＬs を所定値に設定す
るとともに、ロータ軸27が初期軸方向中間位置にあると
きに、一方の検出部37の出力信号電圧Ｖ37に対して他方
の検出部38の出力信号電圧Ｖ38の位相がπ／２遅れるよ
うに設定することにより、ロータ軸27が初期軸方向中間
位置にあって、図２６に示すように、一方の検出部37の
出力信号電圧Ｖ37に対して他方の検出部38の出力信号電
圧Ｖ38の位相がπ／２遅れるときは、半導体スイッチン
グ回路75の出力の正負パルス信号電圧Ｖ75はパルス幅が
正負同量となって平滑コンデンサ78で平滑された後の直
流電流計79への入力電圧Ｖ79はゼロとなり、また、ロー
タ軸27が軸方向中間位置から後方へ移動して、図２７に
示すように、第１の検出部37の出力信号電圧Ｖ37に対し
て第２の検出部38の出力信号電圧Ｖ38の位相遅れがπ／
２未満になると、半導体スイッチング回路75のパルス信
号電圧Ｖ75はパルス幅が正の方が長くなって平滑コンデ
ンサ78で平滑された後の直流電流計79への入力電圧Ｖ79
は正となり、逆に、ロータ軸27が初期軸方向中間位置か
ら前方へ移動して、図２８に示すように、第１の検出部
37の出力信号電圧Ｖ37に対して第２の検出部38の出力信
号電圧Ｖ38の位相遅れがπ／２を越えると、半導体スイ
ッチング回路75のパルス信号電圧Ｖ75はパルス幅が負の
方が長くなって平滑コンデンサ78で平滑された後の直流
電流計79への入力電圧Ｖ79は負となる。この入力電圧Ｖ
79とロータ軸27の軸方向移動量との関係が図２９に示す
ようになるので、前部スラストカラ50と前部ベアリング
10とが当接するときおよび後部スラストカラ51と後部ベ
アリング８が当接するときの直流電流計79への入力電圧
Ｖc 、ならびに前部ベアリング10および後部ベアリング
８がそれぞれ軸方向摩耗許容量Ｌf およびＬr （Ｌf ＝
Ｌr ）に達したときの直流電流計79への入力電圧Ｖd に
対して、前記直流電流計79の目盛表示を図３０に示すよ
うに形成することにより、キャンドモータポンプのベア
リング軸方向摩耗を検出するとともに、前後いずれの軸
受10，８が摩耗しているかを検知することができる。

【００５８】この実施の形態においても、図２４に示す
実施の形態のように、両検出部37，38をそれぞれコア7
1，72に検出コイル35，36を巻装して形成するとともに
両線パターン30，32をそれぞれ永久磁石73の外周面にそ
の着磁によって形成しても同様の作用を呈する。

【００５９】また、図３１に第９の実施の形態を示す。
前記図２５に示す実施の形態において、検出部37，38の
出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38が小さい場合は、ダイオードス
ライス回路60，61を定電圧ダイオード67，74に代えて一
般ダイオード69を逆並列に接続して構成すればよく、こ
の場合、ダイオードスライス回路60，61に定電圧素子と
しての電圧が同程度の一般ダイオード59を用いる場合
は、図３１に示すように、他方のダイオードスライス回
路61を２個の一般ダイオード59を逆並列に接続したもの
を２組直列に接続して構成すればよい。

【００６０】また、図３２に第１０の実施の形態を示
す。前記図２５に示す実施の形態において、他方のダイ
オードスライス回路61を取り除き、図３２に示すよう
に、第２の検出部38の出力信号電圧Ｖ38を整流ダイオー
ド77を介して直接ＦＥＴ76のゲートＧに印加すると、Ｆ
ＥＴ76のゲートＧに印加される電圧が他方のダイオード
スライス回路61を設けた場合の波形に比べて波形の立ち
上がりが鈍くなるので、位相差検知部58の検知精度が向
上される。

【００６１】また、ロータ軸27が初期軸方向中間位置に
あるときに、両検出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38
が同相または逆相となるように設定すれば、ロータ軸27
の軸方向位置と平滑コンデンサ78にて平滑された後の直
流電流計79への入力電圧Ｖ79との関係がそれぞれ前記図
１１または前記図８に示すようになるので、指示計55に
正電圧のみを指示する直流電圧計を採用してその目盛り
をそれぞれ前記図１２または前記図９に示すように形成
すれば、軸方向摩耗の方向は検知できないがベアリング
軸方向摩耗量を検知することができる。

【００６２】また、図３３乃至図３６に第１１の実施の
形態を示す。ロータ軸27が初期軸方向中間位置にあると
きに両検出部37，38の出力信号電圧Ｖ37，Ｖ38が逆相と
なるように設定し、図３３に示すように、一方のダイオ
ードスライス回路60を１個の一般ダイオード59、または
図示しないが１個の定電圧ダイオード67のみから構成
し、このダイオードスライス回路60の出力端を整流ダイ
オード80を介してＦＥＴ76のドレインＤに接続し、指示
計55に整流器型の交流電圧計63を採用してその目盛りを
図９に示すように形成すれば、ＦＥＴ76のドレインＤへ
の入力信号電圧Ｖ76D とゲートＧへの入力信号電圧Ｖ76
G およびＦＥＴ76のソースＳからの出力信号電圧Ｖ76S
は、ロータ軸27が初期軸方向中間位置にあるときは図３
４に、初期軸方向中間位置にから後方に移動したときは
図３５に、初期軸方向中間位置から前方に移動したとき
は図３６に、それぞれ示すようになって、ロータ軸27の
軸方向移動量と直流電流計66へ印加される直流電圧Ｖ66
との関係は前記図８に示すようになるので、軸方向摩耗
の方向は検知できないがベアリング軸方向摩耗量を検知
することができる。

【００６３】また、図３７に第１２の実施の形態を示
し、図３８に第１３の実施の形態を示す。半導体スイッ
チング回路75の半導体スイッチング素子は、前記ＦＥＴ
76のほか、図３７または図３８に示すように、一般トラ
ンジスタ81を用いるなど他方の検出部38の出力信号また
はこれをダイオードスライス回路61にて略方形波に波形
整形した出力信号が所定値にある間だけ、一方の検出部
37の出力信号を略方形波に波形整形したダイオードスラ
イス回路60の出力信号を取り出す半導体スイッチング素
子であればよい。

【００６４】さらに、前記図２５、図３１、図３２、図
３３、図３７および図３８に示す実施の形態において
も、前記図１に示す実施の形態と同様にして、ポンプ設
置場所と遠隔場所のいずれか、または両方でベアリング
軸方向摩耗を検出することができる。

【００６５】以上のように、第８乃至第１２の実施の形
態によれば、前記図４３に示す先願発明の従来例のよう
に複雑な電子回路からなる位相差検知部42に比べて、位
相差検知部58はダイオードスライス回路60，61を構成す
る数個のダイオード59または67と半導体スイッチング回
路75を構成するＦＥＴ76やトランジスタ81などの半導体
スイッチング素子と整流ダイオード77および指示計55と
からなるきわめて簡単な構成で、かつ安定化電源も不要
であるので、防爆型のキャンドモータポンプにおいても
位相差検知部58を検出部37，38とともに、キャンドモー
タポンプに一体的に組み込むことが容易となり、ポンプ
設置現場におけるベアリング軸方向摩耗の検知が可能と
なり、また部品点数が少ないので位相差検知部58の信頼
性が向上されるとともに大幅に廉価となる。

【００６６】以上、回転機械の軸方向変位検出装置をキ
ャンドモータポンプに適用した実施の形態について説明
したが、他の回転機械にも同様に適用でき、特にすべり
ベアリングを使用した回転機械のベアリング軸方向摩耗
の検出に最適である。

【００６７】

【発明の効果】請求項１記載の回転機械の軸方向変位検
出装置によれば、第１の検出部および第２の検出部の出
力信号の位相差を検知する位相差検知部は、ダイオード
スライス回路を構成する数個のダイオードと指示計とを
備えるきわめて簡単な構成でかつ安定化電源も不要であ
るので、例えば防爆型のキャンドモータポンプなどの回
転機械に検出部とともに一体的に組み込むことが容易
で、回転機械設置現場におけるベアリング軸方向摩耗の
検出が可能となり、さらに、部品点数が少ないので、位
相差検知部の信頼性が向上されるとともに廉価にでき
る。

【００６８】請求項２記載の回転機械の軸方向変位検出
装置によれば、第１の検出部および第２の検出部の出力
信号の位相差を検知する位相差検知部は、ダイオードス
ライス回路を構成する数個のダイオードと半導体スイッ
チング回路を構成するトランジスタなどの半導体スイッ
チング素子および指示計とを備えるきわめて簡単な構成
でかつ安定化電源も不要であるので、例えば防爆型のキ
ャンドモータポンプなどの回転機械に検出部とともに一
体的に組み込むことが容易で、回転機械設置現場におけ
るベアリング軸方向摩耗の検出が可能となり、さらに、
部品点数が少ないので、位相差検知部の信頼性が向上さ
れるとともに廉価にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第１
の実施の形態を示す回路図である。

【図２】同上第１の実施の形態の軸方向変位検出装置を
適用したキャンドモータポンプの縦断面図である。

【図３】同上第１の実施の形態の図２の拡大断面図であ
る。

【図４】同上第１の実施の形態の両線パターンの展開状
態の説明図である。

【図５】同上第１の実施の形態の両検出部の出力信号電
圧の同相の場合の説明図である。

【図６】同上第１の実施の形態の両検出部の出力信号電
圧の位相がπ／２異なるの場合の説明図である。

【図７】同上第１の実施の形態の両検出部の出力信号電
圧の位相がπ異なる場合の説明図である。

【図８】同上第１の実施の形態の軸方向移動量と位相差
検知部の直流電圧の関係を示すグラフである。

【図９】同上第１の実施の形態の位相差検知部の直流電
流計の目盛表示を示す説明図である。

【図１０】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
２の実施の形態を示す回路図である。

【図１１】同上第２の実施の形態の軸方向移動量と位相
差検知部の直流電圧の関係を示すグラフである。

【図１２】同上第２の実施の形態の位相差検知部の直流
電流計の目盛表示を示す説明図である。

【図１３】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
３の実施の形態の両検出部と両線パターンとの位置関係
の一例を示し、両検出部の一方を円周方向にずらして配
置した場合の線パターンの展開状態の説明図である。

【図１４】同上第３の実施の形態の両検出部と両線パタ
ーンとの位置関係の他の例を示し、両検出部の一方を軸
方向にずらして配置した場合の線パターンの展開状態の
説明図である。

【図１５】同上第３の実施の形態の両検出部と両線パタ
ーンとの位置関係のさらに他の例を示し、両線パターン
の一方を円周方向にずらして配置した場合の線パターン
の展開状態の説明図である。

【図１６】同上第３の実施の形態の軸方向移動量と位相
差検知部の直流電圧の関係を示すグラフである。

【図１７】同上第３の実施の形態の位相差検知部の直流
電流計の目盛表示を示す説明図である。

【図１８】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
４の実施の形態を示す回路図である。

【図１９】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
５の実施の形態を示す回路図である。

【図２０】同上第５の実施の形態の両検出部の出力信号
電圧の説明図である。

【図２１】同上第５の実施の形態の半波整流器の後の両
検出部の出力信号電圧の説明図である。

【図２２】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
６の実施の形態を示す回路図である。

【図２３】同上第６の実施の形態の両検出部の出力信号
電圧の説明図である。

【図２４】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
７の実施の形態を示すキャンドモータポンプの一部の拡
大断面図である。

【図２５】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
８の実施の形態を示す回路図である。

【図２６】同上第８の実施の形態の両検出部の出力信号
電圧の位相がπ／２異なる場合の説明図である。

【図２７】同上第８の実施の形態の第１の検出部に対し
て第２の検出部の出力信号電圧の位相遅れがπ／２未満
の場合の説明図である。

【図２８】同上第８の実施の形態の第１の検出部に対し
て第２の検出部の出力信号電圧の位相遅れがπ／２を越
える場合の説明図である。

【図２９】同上第８の実施の形態の軸方向移動量と位相
差検知部の入力電圧の関係を示すグラフである。

【図３０】同上第８の実施の形態の位相差検知部の直流
電流計の目盛表示を示す説明図である。

【図３１】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
９の実施の形態を示す回路図である。

【図３２】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
１０の実施の形態を示す回路図である。

【図３３】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
１１の実施の形態を示す回路図である。

【図３４】同上第１１の実施の形態のロータ軸が初期軸
方向中間位置にあるときの両検出部の出力信号電圧の説
明図である。

【図３５】同上第１１の実施の形態のロータ軸が初期軸
方向中間位置にから後方に移動したときの両検出部の出
力信号電圧の説明図である。

【図３６】同上第１１の実施の形態のロータ軸が初期軸
方向中間位置から前方に移動したときの両検出部の出力
信号電圧の説明図である。

【図３７】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
１２の実施の形態を示す回路図である。

【図３８】本発明の回転機械の軸方向変位検出装置の第
１３の実施の形態を示す回路図である。

【図３９】従来のキャンドモータポンプの断面図であ
る。

【図４０】従来の軸方向変位検出装置を適用したキャン
ドモータポンプの断面図である。

【図４１】同上図４０の一部の拡大断面図である。

【図４２】同上ロータ軸が初期軸方向中間位置にあると
きの両検出部と両線パターンとの関係を示す展開状態の
説明図である。

【図４３】同上回路図である。

【図４４】同上両検出部の出力信号電圧の同相の場合の
説明図である。

【図４５】同上ロータ軸が前方へ移動したときの両検出
部と両線パターンとの関係を示す展開状態の説明図であ
る。

【図４６】同上両検出部の出力信号電圧の説明図であ
る。

【図４７】同上図４２に示す位置関係における位相差検
知部の両ゼロクロス検出回路の出力方形波パルス電圧の
位相関係とＥＸ−ＯＲ回路の出力方向波パルス電圧の様
相を示す説明図である。

【図４８】同上図４５に示す位置関係における位相差検
知部の両ゼロクロス検出回路の出力方形波パルス電圧の
位相関係とＥＸ−ＯＲ回路の出力方向波パルス電圧の様
相を示す説明図である。

【図４９】同上軸方向移動量と位相差検知部の入力電圧
の関係を示すグラフである。

【図５０】同上位相差検知部の直流電流計の目盛表示を
示す説明図である。

【符号の説明】

27 回転部としてのロータ軸 29 被検出線 30 第１の線パターン 31 被検出線 32 第２の線パターン 37 第１の検出部 38 第２の検出部 55 指示計 58 位相差検知部 60，61 ダイオードスライス回路 62 合成回路 75 半導体スイッチング回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機械の回転部に設けられその回転部
   の中心軸線に対する傾きがそれぞれ相違されて円周面上
   に少なくとも１つずつ形成された被検出線を有する第１
   の線パターンおよび第２の線パターンと、前記回転部の
   回転による前記第１の線パターンの被検出線および第２
   の線パターンの被検出線の通過による磁気変化をそれぞ
   れ検知する第１の検出部および第２の検出部と、この両
   検出部の出力信号の位相差を検知する位相差検知部とを
   備えた回転機械の軸方向変位検出装置において、 前記位相差検知部は、 前記第１の検出部および第２の検出部の出力信号の少な
   くとも半波をそれぞれ略方形波信号に変換するダイオー
   ドスライス回路と、 この両ダイオードスライス回路の出力信号を合成すると
   ともに両出力信号の位相差に応じて変化する信号を出力
   する合成回路と、 この合成回路の出力信号を指示する指示計とを備えたこ
   とを特徴とする回転機械の軸方向変位検出装置。
2. 【請求項２】 回転機械の回転部に設けられその回転部
   の中心軸線に対する傾きがそれぞれ相違されて円周面上
   に少なくとも１つずつ形成された被検出線を有する第１
   の線パターンおよび第２の線パターンと、前記回転部の
   回転による前記第１の線パターンの被検出線および第２
   の線パターンの被検出線の通過による磁気変化をそれぞ
   れ検知する第１の検出部および第２の検出部と、この両
   検出部の出力信号の位相差を検知する位相差検知部とを
   備えた回転機械の軸方向変位検出装置において、 前記位相差検知部は、 前記第１の検出部および第２の検出部の一方の出力信号
   の少なくとも半波を略方形波信号に変換するダイオード
   スライス回路と、 前記他方の出力信号の位相が所定範囲にあるときにのみ
   前記ダイオードスライス回路からの入力信号を両出力信
   号の位相差に応じた出力信号として取り出す半導体スイ
   ッチング回路と、 この半導体スイッチング回路の出力信号を指示する指示
   計とを備えたことを特徴とする回転機械の軸方向変位検
   出装置。