JPH11351185A - キャンドモータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータの羽根車側及び反羽根車側の両側に軸
受を配置したキャンドモータポンプにおいて、その軸受
の摩耗進行状況を可視若しくは電気的な検出手法を用い
て、容易に且つ確実に監視できるキャンドモータポンプ
を提供する。 【解決手段】 ロータ５の羽根車側及び反羽根車側の両
側に軸受９ａ、９ｂを配置し、モータ部Ｍの反羽根車側
端部にエンドカバー１１を配置した構成のキャンドモー
タポンプにおいて、エンドカバー１１に、半径方向に開
口した１乃至複数個の検出穴１６を設け、該検出穴１６
に透明な肉厚の円板１７を嵌合し、更に該円板１７を固
定する中央部が開口した覆い蓋１８を該エンドカバー１
１に配設し、且つロータ５の反羽根車側端部に固定した
ターゲット１９の先端が軸方向に該検出穴１６の略中心
になるように配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はキャンドモータポン
プに関し、特にラジアル方向及びアキシャル方向の軸受
の摩耗の進行状況を検出する軸受摩耗検出器を具備する
キャンドモータポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のこの種のキャンドモータポ
ンプの一般的な断面構造を示す図である。同図に示すよ
うに、ポンプ部Ｐのポンプケーシング１の内部には、羽
根車２が配置されていると共に、ポンプケーシング１の
高圧側の開口部は、ケーシングカバー３が固着されてい
る。また、ケーシングカバー３には、羽根車２を通過し
た後の昇圧されたポンプ取扱液の一部を導く流通孔４が
形成されている。

【０００３】前記ケーシングカバー３の内部には、ロー
タ５の一端が挿通され、このロータ５の一端に、ここに
嵌合されたディスタンスピース（スリーブ）６、スラス
ト板７ａ、軸スリーブ８ａ及び羽根車２がボルト２２に
より固定され、ロータ５の他端には、スラスト板７ｂ及
び軸スリーブ８ｂがボルト２３により固定されている。

【０００４】ロータ５は、その両端で一対の軸受９ａ、
９ｂを介して回転自在に支承されると共に、その略中央
部にモータ部Ｍの回転子１０が固着され、ケーシングカ
バー３に軸受９ａがエンドカバー１１に軸受９ｂがそれ
ぞれ嵌合されている。また、このロータ５の内部には、
軸方向に貫通する貫通孔１４が形成されており、該貫通
孔１４は、両端のボルト２２、２３を含んで両側に開口
している。

【０００５】モータ部Ｍの固定子１３はモータフレーム
２４に嵌合され、該モータフレーム２４の両端にはフレ
ーム側板２５ａ、２５ｂが嵌合している。更に、モータ
部Ｍの回転子１０のキャン１２ａ及びモータ部Ｍの固定
子１３のキャン１２ｂとで、それぞれ回転子１０及び固
定子１３をポンプ取扱液に触れないように保護してい
る。また、固定子１３の鉄心の両端面に、２組の磁気検
出素子Ｓ１とＳ３、Ｓ２とＳ４が配設されている。

【０００６】上記従来構造のキャンドモータポンプにお
いては、運転中に回転側である軸スリーブ８ａ、８ｂ及
びスラスト板７ａ、７ｂが、固定側である軸受９ａ、９
ｂに接触しながら回転するために、一般的にカーボン製
の軸受９ａ、９ｂが主に摩耗し、運転時間と共にその摩
耗量が増加していく。このように、運転時間と共にその
摩耗量が増加するにつれて、ロータ５の振れ回りが大き
くなって、摩耗がさらに進むと回転子１０のキャン１２
ａ及び固定子１３のキャン１２ｂとが接触し始め、回転
子１０のキャン１２ａ及び固定子１３のキャン１２ｂと
が、それぞれ損傷し、さらに運転を続けると破損に至
る。固定子１３のキャン１２ｂが破損すれば、固定子１
３の内部にポンプ取扱液が浸入して、固定子１３の巻線
を劣化させる原因となり、キャンドモータ本体の致命的
な故障を引き起こす。

【０００７】また、キャンドモータポンプは、キャンド
モータとポンプとの間に軸シール部と一体の圧力容器構
造をとるため、ロータ５の振れ回りを本体外部より目視
することが不可能である。そのため長期の使用や異物の
混入など、何らかの原因により軸受９ａ、９ｂ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
ことができなかった。そこで軸受９ａ、９ｂの摩耗状況
を検出する種々の検出手段が提案されている。

【０００８】これまで実施されてきた軸受の摩耗状況を
検出する検出手段のうち、電気的検出手段としては、図
５に示す、固定子１３の鉄心の両端面に２組の磁気検出
素子Ｓ１とＳ３、Ｓ２とＳ４を設けた構成の検出手段が
ある。該検出手段は軸受９ａ、９ｂの半径方向（ラジア
ル方向Ａ）の摩耗を磁気検出素子Ｓ１とＳ３、Ｓ２とＳ
４とで検出し、軸方向（アキシャル方向Ｂ）の摩耗は磁
気検出素子Ｓ１とＳ２、若しくはＳ３とＳ４とで検出す
る。

【０００９】その他の電気的検出手段としては、固定子
１３の巻線スロット内にサーチコイルを巻き込むもの、
又は特殊な巻線構造のキャンドモータを用いて軸受の摩
耗状況をその巻線を利用して検出する検出手段等があ
る。

【００１０】しかしながら、これらの電気的検出手段の
場合、キャンドモータ自体の構造が複雑で特殊なものと
なってしまい、安価な製品の製造を妨げる原因となった
り、キャンドモータの負荷変動による影響が大きく、摩
耗状況が正確に表示されず信頼性の低下という問題があ
る。

【００１１】一方、機械的検出手段の一例としては、ロ
ータ５の軸端に該ロータ５と一定の間隔を保ち、エンド
カバー１１に固着された機械的接触部と、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ガスが外部
に排出される機能を備えた検出手段がある。このような
検出手段の場合には、一度検出手段が作動した後は、内
部に封入されたガスが放出されてしまうため、摩耗した
軸受とともに検出手段自体の交換も必要となり、保守部
品の増加を余儀なくされる等の問題を有する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みてなされたもので、ロータの羽根車側及び反羽根
車側の両側に軸受を配置したキャンドモータポンプにお
いて、その軸受の摩耗進行状況を可視若しくは電気的な
検出手法を用いて、容易に且つ確実に監視できるキャン
ドモータポンプを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、ロータの一端に羽根車を固定
し、該ロータを羽根車側及び反羽根車側の両側に配置し
た軸受で支承するキャンドモータポンプにおいて、モー
タフレーム側板に固定されたエンドカバーに、半径方向
に開口した１乃至複数個の検出穴を設け、該検出穴に透
明な肉厚の円板を嵌合し、更に該円板を固定する中央部
が開口した覆い蓋を該エンドカバーに配設し、且つロー
タの反羽根車側端部に固定したターゲットの先端が軸方
向に該検出穴の略中心になるように配置したことを特徴
とする。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のキャンドモータポンプにおいて、検出穴に嵌合
する円板を固定する覆い蓋に、凸レンズを嵌合したこと
を特徴とする。

【００１５】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載のキャンドモータポンプにおいて、検出穴
に嵌合する円板を固定する覆い蓋に距離を検出するセン
サを固着し、且つエンドカバーに軸方向に開口した別の
１個の検出穴を設け、該検出穴に透明な肉厚な円板を嵌
合し、更に該円板を固定する中央部が開口した覆い蓋を
該エンドカバーに配設し、該覆い蓋にターゲットとの距
離を検出するセンサを固着したことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は請求項１に記載の発明の
実施の形態のキャンドモータポンプの構成例を示す断面
図である。本キャンドモータポンプ自体の基本的な構造
は、図５に示す従来例と同一又は相当部分には、同一の
符号を付して、その重複した説明は省略する。以下、他
の実施の形態例でも同様とする。

【００１７】図１に示すように、反羽根車２側の軸受９
ｂは軸受ホルダ１５に嵌合しており、該軸受ホルダー１
５はフレーム側板２５ｂに固定されたエンドカバー１１
に嵌合されている。該エンドカバー１１には、半径方向
に開口した１乃至４個の検出穴１６が設けられ、該検出
穴１６に透明な肉厚の円板１７が嵌合し、更に該円板１
７を固定するため中央部に開口した覆い蓋１８をエンド
カバー１１に配設し、且つ円柱状のターゲット１９の先
端の凸部１９ａが軸方向に検出穴１６の略中心になるよ
うに、該ターゲット１９をロータ５の反羽根車２側の端
部に固定している。

【００１８】上記構成のキャンドモータポンプにおい
て、軸受９ａ、９ｂのラジアル方向の摩耗が進行してく
ると、ロータ５は軸受９ａ、９ｂが摩耗していない状態
のラジアル方向の隙間に加え、摩耗して形成された隙間
分だけ大きく振れる。このため、ロータ５に固定された
ターゲット１９の振れ幅が大きくなってくる。

【００１９】ここで、円板１７は透明なので、キャンド
モータポンプの外部からターゲット１９の振れを目視に
て監視できる。しかしながら、ターゲット１９の振れ
は、必ずしも軸受９ａ、９ｂのラジアル方向の摩耗量と
は等しくない。いわば、間接的にロータの振れをみてい
るからである。そのため、軸受９ａのみ摩耗した場合、
軸受９ｂのみ摩耗した場合、軸受９ａ、９ｂ共に摩耗し
た場合のそれぞれの場合について実験して、モータ部Ｍ
の回転子１０のキャン１２ａと固定子１３のキャン１２
ｂとが接触する時のターゲット１９の振れの最大値を予
め把握しておき、接触しない程度に若干余裕を見て円板
１７に目印を付けておく。

【００２０】このようにすることによって、軸受９ａ、
９ｂが、ラジアル方向にどのように摩耗しても、確実に
摩耗状況を監視して、モータ部Ｍの回転子１０のキャン
１２ａと固定子１３のキャン１２ｂとが接触して破損す
る前に、軸受９ａ、９ｂの摩耗限界を検知して、軸受９
ａ若しくは軸受９ｂを交換することができる。

【００２１】また、ロータ５にアキシャルスラストが羽
根車２側に作用するキャンドモータポンプにおいては、
主に軸受９ａのアキシャル方向の摩耗が進行してくるの
で、この場合にはロータ５は羽根車２側の方向に進む。
一方、ロータ５にアキシャルスラストが反羽根車２側に
作用するキャンドモータポンプでは、主に軸受９ｂのア
キシャル方向の摩耗が進行してくるので、この場合には
ロータ５の反羽根車２側方向に進む。いずれの方向に作
用するかは、キャンドモータポンプの各部の寸法によ
り、どちらか一方になる。また、同一のキャンドモータ
ポンプにおいても、運転点を変えることによって、その
方向が変わる場合がありえる。しかし、いずれにして
も、運転点が決まれば、どちらかの一方になる。

【００２２】このアキシャル方向についても、軸受が摩
耗しない状態の時に、キャンドモータポンプを規定の運
転点で運転しながら、ターゲット１９の端面に合わせて
円板１７に目印を付けておくことによって、長時間の運
転経過後、軸受９ａ、９ｂが摩耗した場合、どちらが摩
耗したかがわかる。ラジアル方向の摩耗と同様に、軸受
９ａ、９ｂの摩耗状況を外部から監視し、軸受９ａ、９
ｂが摩耗限界に達した時に検知し、軸受９ａ若しくは９
ｂを交換することができる。ここで、円板１７は肉厚に
しているため、ポンプ取扱液の内圧に対して充分な強度
を有する。

【００２３】また、図２（ａ）乃至図２（ｄ）は、半径
方向に開口した検出穴１６が１乃至４個の状態を示す図
で、ターゲット１９の端面付近における垂直断面を示す
図である。例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
検出穴１６が垂直に１個又は２個の場合、軸受９ａ、９
ｂのラジアル方向の摩耗のうち、特に水平方向の摩耗状
況を検知できる。また、図示は省略するが検出穴１６が
水平に１又は２個の場合、軸受９ａ、９ｂのラジアル方
向の摩耗のうち、特に垂直方向の摩耗状況を検知でき
る。また、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、検出穴１
６が垂直及び水平にそれぞれ１又は２個の場合、軸受９
ａ、９ｂのラジアル方向の摩耗の水平方向及び垂直方向
の両方を検知できる。

【００２４】図２（ｅ）は請求項２に記載の発明の実施
の形態例のキャンドモータポンプのターゲット１９の端
面付近における垂直断面を示す図である。図示するよう
に、覆い蓋１８に凸レンズ２０が嵌合している。このよ
うな構成とすることにより、図２（ａ）乃至（ｄ）で説
明した効果があるのに加え、凸レンズ２０を具備するこ
とより、より拡大して正確に摩耗状況を検知できる。図
３は図２（ｅ）の覆い蓋１８に凸レンズ２０を設けたキ
ャンドモータポンプ、即ち請求項２に記載の発明の実施
の形態例のキャンドモータポンプの構成例を示す断面図
である。

【００２５】また、図４は請求項３に記載の本発明の実
施の形態例のキャンドモータポンプの構成例を示す断面
図である。図示するように、検出穴１６に嵌合する円板
１７を固定する覆い蓋１８に距離を検出するセンサ２１
を固着し、該センサ２１で、軸受９ａ、９ｂのラジアル
方向の摩耗を検出する。また、検出穴１６の軸方向にセ
ンサ２２を配設し、該センサ２２で軸受９ａ、９ｂのア
キシャル方向の摩耗を検出する。このような構成を採用
することにより、上記請求項１に記載の発明の実施の形
態例で説明した効果と同様に、軸受９ａ、９ｂの摩耗進
行状況を容易に且つ確実に監視することができる。

【００２６】更に、センサ２１及びセンサ２２と回路と
のケーブルを、エンドカバー１１とキャンドモータの端
子箱との間で鋼管等の外気とは遮断することによって、
防爆地域での使用を可能にすることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように各請求項に記載の
発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。

【００２８】請求項１に記載の発明によれば、エンドカ
バーに、半径方向に開口した１乃至複数個の検出穴を設
け、該検出穴に透明な肉厚の円板を嵌合し、更に該円板
を固定する中央部が開口した覆い蓋を該エンドカバーに
配設し、且つロータの反羽根車側端部に固定したターゲ
ットの先端が軸方向に該検出穴の略中心になるように配
置したので、軸受の摩耗の進行状況を可視的な検出手法
を用いて、容易にかつ確実に監視することができる。

【００２９】また、請求項２に記載の発明によれば、検
出穴に嵌合する円板を固定する覆い蓋に、凸レンズを嵌
合したので、より拡大して正確な軸受の摩耗状況を検知
できるため、軸受の摩耗の進行状況を可視的な検出手法
を用いて、さらに容易にかつ確実に監視することができ
る。

【００３０】また、請求項３に記載の発明によれば、検
出穴に嵌合する円板を固定する覆い蓋に距離を検出する
センサを固着し、且つエンドカバーに軸方向に開口した
別の１個の検出穴を設け、該検出穴に透明な肉厚の円板
を嵌合し、更に該円板を固定する中央部が開口した覆い
蓋を該エンドカバーに配設し、該覆い蓋にターゲットと
の距離を検出するセンサを固着したので、軸受の摩耗の
進行状況を電気的な検出手法を用いて、さらに容易にか
つ確実に監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明のキャンドモータポンプ
の構成例を示す断面図である。

【図２】図１に示すキャンドモータポンプの検出穴の取
付け状態の詳細を示す断面図である。

【図３】請求項２に記載の発明のキャンドモータポンプ
の構成例を示す断面図である。

【図４】請求項３に記載の発明のキャンドモータポンプ
の構成例を示す断面図である。

【図５】従来のキャンドモータポンプの構成例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ ポンプケーシング ２ 羽根車 ３ ケーシングカバー ４ 流通孔 ５ ロータ ６ ディスタンスピース（スリーブ） ７ａ，ｂ スラスト板 ８ａ，ｂ 軸スリーブ ９ａ，ｂ 軸受 １０ 回転子 １１ エンドカバー １２ａ，ｂ キャン １３ 固定子 １４ 貫通孔 １５ 軸受ホルダ １６ 検出穴 １７ 円板 １８ 覆い蓋 １９ ターゲット ２０ 凸レンズ ２１ センサ ２２ センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 智敏 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 山崎 智行 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 二ノ宮 宏則 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 黒沼 隆行 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータの一端に羽根車を固定し、該ロー
   タを羽根車側及び反羽根車側の両側に配置した軸受で支
   承するキャンドモータポンプにおいて、 モータフレーム側板に固定されたエンドカバーに、半径
   方向に開口した１乃至複数個の検出穴を設け、該検出穴
   に透明な肉厚の円板を嵌合し、更に該円板を固定する中
   央部が開口した覆い蓋を該エンドカバーに配設し、且つ
   前記ロータの反羽根車側端部に固定したターゲットの先
   端が軸方向に該検出穴の略中心になるように配置したこ
   とを特徴とするキャンドモータポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のキャンドモータポンプ
   において、 前記検出穴に嵌合する円板を固定する覆い蓋に、凸レン
   ズを嵌合したことを特徴とするキャンドモータポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のキャンドモータ
   ポンプにおいて、 前記検出穴に嵌合する円板を固定する覆い蓋に距離を検
   出するセンサを固着し、且つ前記エンドカバーに軸方向
   に開口した別の１個の検出穴を設け、該検出穴に透明な
   肉厚な円板を嵌合し、更に該円板を固定する中央部が開
   口した覆い蓋を該エンドカバーに配設し、該覆い蓋に前
   記ターゲットとの距離を検出するセンサを固着したこと
   を特徴とするキャンドモータポンプ。