(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを回転自在に支承する軸受を有するモータからの検出信号を処理することにより前記軸受の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段と、
該軸受摩耗監視手段により監視された軸受の摩耗状態を表示する表示手段と、
前記軸受摩耗監視手段で検出された検出信号を調整し得るとともに、前記表示手段に調整された信号を送信する調整手段と、
前記軸受摩耗監視手段、表示手段、及び調整手段を内部に密閉収容し、一部に透視窓が形成されて前記表示手段を視認可能とした保護カバーと、
を具備したモータの軸受摩耗監視装置において、
前記保護カバーの外部から前記透視窓を通して、前記調整手段による検出信号のゼロ点設定等ゲイン調整を遠隔操作にて行わせる遠隔操作手段を備えたことを特徴とするモータの軸受摩耗監視装置。
【請求項２】
前記モータは、インペラと連結したシャフトを回転自在に支承する軸受を有するキャンドモータであることを特徴とする請求項１記載のモータの軸受摩耗監視装置。
【請求項３】
前記遠隔操作手段は、前記保護カバーの外部から発せられた光信号を受信する受光素子を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータの軸受摩耗監視装置。
【請求項４】
前記遠隔操作手段は、前記保護カバーの外部に光信号を送信する発光素子を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のモータの軸受摩耗監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータに内在するシャフトの軸受の摩耗を監視するモータの軸受摩耗監視装置に関し、特に、軸受の監視のために検出されるモータからの検出信号を遠隔操作にて調整できるモータの軸受摩耗監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータの一例としてのキャンドモータは、一般にポンプ用モータとしてプラントに使用されて高い信頼性が要求されているため、その回転子を支承する軸受の摩耗を外部から監視する装置が不可欠なものとなっている。従来、この種の軸受摩耗監視装置としては、例えば図６に示すように、キャンドモータ本体１０１の端部に立設状態で設けられた端子箱１０２と、この端子箱１０２の上面開口部１０２ａを閉塞する蓋体１０３とを有している。
【０００３】
端子箱１０２は略円筒状に形成され、その内部には端子板１０４が設けられ、この端子板１０４にはその板厚方向（端子箱１０２の軸方向）に延びた複数本の端子が埋設されている。そして、この端子板１０４の各端子のキャンドモータ本体１０１側には、他端が図示しないモータのコイルや温度検出用のサーモスタット、及びキャンドモータ本体１０１内の軸受の摩耗状態を検出する検出コイル等に接続された電線の一端が接続され、端子の端子箱１０２の上面開口部１０２ａ側には、端子箱１０２の外周壁の電線挿通孔１１０から引き込まれた外部電源線１０８（電源ケーブル）等が接続されている。
【０００４】
蓋体１０３には、軸受の摩耗状態に対応した信号を処理する処理回路等が実装されたプリント基板、該プリント基板で処理された軸受の摩耗状態を表示する表示計、プリント基板で処理される信号のゼロ点設定等ゲイン調整を行うための調整用半固定抵抗器等が配設されている。また、蓋体１０３の上面には表示計を外部から視認可能とするガラス窓１０６が形成されており、作業者が軸受の摩耗状態を目視できるようにされている。
また、蓋体１０３下端のフランジに複数形成されたボルト孔にボルト１０５を挿通し、端子箱１０２上端に螺合することにより、端子箱１０２に蓋体１０３が取り付けられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のものは、端子箱１０２が蓋体１０３によって密閉されているため、プリント基板で処理される信号のゼロ点設定等ゲイン調整を行うためには、ボルトを全て外して蓋体１０３を取り外した後、モータや軸受摩耗監視装置に通電しつつ、調整用半固定抵抗器をドライバで回す必要があった。更に、調整後には、再びボルトにて端子箱１０２に蓋体１０３を取り付ける必要があり、調整作業が極めて困難であり面倒なものであった。
【０００６】
また、上記キャンドモータが防曝エリアに設置されている場合、上述した一連の作業の前に、キャンドモータを非防曝エリアに移動させたり、モータ周囲の爆発性ガスを取り除く必要があった。この場合は、作業に多大な時間がかかるため、調整作業時期を考慮する必要があるという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するために、軸受の監視のために検出されるモータからの検出信号を遠隔操作にてゼロ点設定等ゲイン調整することにより、検出信号の調整のための作業性を向上し得るモータの軸受摩耗監視装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、シャフトを回転自在に支承する軸受を有するモータからの検出信号を処理することにより前記軸受の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段と、該軸受摩耗監視手段により監視された軸受の摩耗状態を表示する表示手段と、前記軸受摩耗監視手段で検出された検出信号を調整し得るとともに、前記表示手段に調整された信号を送信する調整手段と、前記軸受摩耗監視手段、表示手段、及び調整手段を内部に密閉収容し、一部に透視窓が形成されて前記表示手段を視認可能とした保護カバーとを具備したモータの軸受摩耗監視装置において、前記保護カバーの外部から前記透視窓を通して、前記調整手段による検出信号のゼロ点設定等ゲイン調整を遠隔操作にて行わせる遠隔操作手段を備えたことを特徴とする。
かかる構成によれば、軸受摩耗監視手段にて検出された検出信号に対し、保護カバーの外部から透視窓を通して遠隔操作手段による遠隔操作にてゼロ点設定等ゲイン調整する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記モータが、インペラと連結したシャフトを回転自在に支承する軸受を有するキャンドモータであることを特徴とする。
かかる構成によれば、インペラと連結したシャフトを回転自在に支承する軸受の摩耗を監視する。
請求項３に係る発明は、前記遠隔操作手段が、前記保護カバーの外部から発せられた光信号を受信する受光素子を有することを特徴とする。
かかる構成によれば、保護カバーの外部から検出信号の調整のための指令信号を光信号として送信し、この光信号を受光素子にて受信することにより検出信号の調整操作を行う。
請求項４に係る発明は、前記遠隔操作手段が、前記保護カバーの外部に光信号を送信する発光素子を有することを特徴とする。
かかる構成によれば、軸受摩耗監視手段で検出した検出信号や設定値を発光素子にて保護カバーの外部に送信し、この光信号から検出信号及び設定値を確認可能とする。
【０００９】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
まず、モータにおける軸受の摩耗監視のための構成について、図５（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
本実施形態で適用されるキャンドモータは、ポンプ部のインペラに連結されたシャフト５４は、その端点近傍の２カ所で支承されており、ロータと共に回転子５４を成す。ステータである固定子５１の鉄心歯部の１８０度対向した位置において、各鉄心歯部の長手方向全周に亘って検出コイル５２ａ、５２ｂを取り付け、この検出コイル５２ａ、５２ｂの出力が差動となるように接続し、その検出信号を監視するようにしたものである。
【００１０】
そして、回転子５４の回転により検出コイル５２ａ、５２ｂに誘起する電圧は、電源周波数に同期した基本波電圧に回転子溝５４ａの影響による高調波電圧が重畳したものとなるが、１８０度間隔で設置された検出コイル５２ａ、５２ｂの出力が差動となるように結線されているため、基本波電圧が消されて高調波電圧の瞬時値の差が検出信号として表示される。したがって、軸受が摩耗し固定子５１と回転子５４との間隔ｄ１、ｄ２が変化する（即ち、軸受が摩耗して回転子５４がラジアル方向に移動する）と、検出コイル５２ａ、５２ｂの高調波電圧が変化に対応した差動出力となって軸受摩耗監視装置に伝達されて表示されることになる。
【００１１】
更に、図示はしないが、固定子鉄心歯部の長手方向両端にそれぞれ１８０度間隔で対向する２個の半径方向検出用の検出コイル５２ａ、５２ｂと２個の軸方向検出用の検出コイルをそれぞれ設置し、両端で対向する各検出コイルも検出コイル５２ａ、５２ｂと同様、差動出力結線されており、軸受が摩耗して回転子５４がスラスト方向に移動した場合にも、その移動に対応した検出信号が軸受摩耗監視装置に伝達されて表示されることになる。
【００１２】
次に、本実施形態における軸受摩耗監視装置について説明する。
図１及び図２において、軸受摩耗監視装置１は、略円筒形状の端子箱２（ジャンクションボックス）と、この端子箱２の上面開口部２ａを閉塞する如く４本のボルト４で脱着可能に取り付けられた蓋体３とを有し、これらは保護カバーを成している。端子箱２は、その下面開口部２ｂ内にガラス製の端子板５が４本のネジ６によって固定され、この端子板５には複数本の端子７が、その上下端部を端子板５の板厚方向の両面から所定寸法突出した状態で、その中央部分が端子板５に埋設されている。
【００１３】
端子箱２の外周壁面２ｃの所定箇所には、端子箱２の内外に連通する例えば３つのネジ部を有する電線挿通孔８が併設状態で設けられ、この電線挿通孔８のネジ部には端子箱２内を気密にし得る適宜材質のグロメット９がそれぞれねじ込まれている。また、端子箱２の下面開口部２ｂには、ターミナルフランジ１０の上部が固定されて、このターミナルフランジ１０の下部がキャンドモータ本体１１の外周壁に溶接等で固定されることにより、端子箱２がキャンドモータ本体１１に立設した状態で配置されている。
【００１４】
端子箱２内の端子７は、ボルト状に形成されてその上下端部には雄ネジ７ａ、７ｂがそれぞれ形成されており、この雄ネジ７ａ、７ｂには一対のナット１３、１４がそれぞれ螺合されている。そして、端子７の下端側の雄ネジ７ｂには、キャンドモータ本体１１内部の図示しないサーモスタット等に接続された内部リード線１５ａ、及びコイル（図示せず）に接続された内部電源線１６ａ等の複数の電線が接続されている。また、端子７の上端側の雄ネジ７ａには、上記電線挿通孔８から端子箱２内に引き込まれた外部リード線（図示せず）や外部電源線１６ｂ（電源ケーブル）、あるいは蓋体３に接続された信号線１７等が接続されている。
【００１５】
この端子７の雄ネジ７ａ、７ｂと各電線の接続は、ナット１３を外した状態で、各電線の端末に固着された圧着端子１８の孔を雄ネジ７ａ、７ｂに挿通させ、この雄ネジ７ａ、７ｂにナット１３を螺合させて締め付けることによって行われ、圧着端子１８は、一対のナット１３、１４で挟持固定されて各端子７に電気的に接続されている。
端子箱２の蓋体３との当接部となる上面開口部２ａの反電線挿通孔８側の端面２ｄには、蓋係止用ピン１９が埋設されている。この蓋係止用ピン１９は、後述する蓋体３の貫通孔２０を貫通して所定長さ上方に突出する長さに設定され、その下端の雄ネジ１９ｂを端子箱２の上面開口部２ａに設けたネジ孔２１（もしくは孔）に、ねじ込む（もしくは打ち込む）ことによって埋設されている。また、この蓋係止用ピン１９の上部には雄ネジ１９ａが形成されている。
【００１６】
ここで、蓋係止用ピン１９に係合される蓋体３の貫通孔２０を、蓋体３の外周壁面３ｃ側の端面３ｄに設けることにより、蓋体３を蓋係止用ピン１９に係合させた際に、蓋体３が端子箱２の外周壁面２ｃに並んだ状態で保持することができるため、例えば後述するプリント基板２４の交換等の保守作業時における信号線１７の配線を容易に行うことができると共に、蓋体３の外周壁面３ｃと端子箱２の外周壁面２ｃの当接によって、蓋体３の回転が所定範囲内に規制されるため、蓋体３の保持状態が安定し配線作業の作業性を一層向上させることが可能となっている。
【００１７】
一方、端子箱２の上面開口部２ａを閉塞する箱体３は、略円筒形状に形成されて、その上面開口部３ａ側にキャンドモータ本体１１内の軸受の摩耗状態を表示する表示手段としての表示板２３が配設されている。この表示板２３の下部には、軸受のスラスト方向及びラジアル方向の摩耗に対応して点灯する複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３１が配設されており、表示板２３は、ＬＥＤ３１の光を透過して軸受の摩耗を表示するよう構成されている。また、蓋体３の上面には、表示板２３で表示された軸受の摩耗状態を視認可能とするための強化ガラスから成るガラス窓３０が形成されている。
【００１８】
表示板２３の下部にはプリント基板２４が配設されている。このプリント基板２４は、図示の如く上段、中段、下段の三段で構成されるとともに、これら三つのプリント基板２４は、それぞれ図示しないコネクタによって電気的に連結されている。プリント基板２４には、キャンドモータの検出コイルからの検出信号により軸受の摩耗を監視する軸受摩耗監視手段を構成する処理回路３６（図４参照）やトランス２５等が実装されている。尚、中段のプリント基板２４には入力端子としての複数本のコネクタ２６が設けられている。
また、蓋体３の下面開口部３ｂは、図示しないネジによって固定された板体２７で閉塞され、この板体２７の適宜位置には内外に連通する信号線挿通孔２８が形成されている。そして、この信号線１７としては例えば多芯ケーブルが使用され、その一端はプリント基板２４に設けられた上記コネクタ２６に接続され、他端は端子箱２の端子７にそれぞれ接続されている。
【００１９】
なお、板体２７の信号線挿通孔２８内には、蓋体３の内部を気密にすると共に信号線１７の移動を防止する樹脂２９が充填されており、また、信号線１７の長さは、板体２７より端子箱２側の部分が所定の弛みを有するように設定されている。この蓋体３の端子箱２との当接部となる下面開口部３ｂの外周部の端面３ｄには、上下方向に貫通する上記貫通孔２０が形成され、通常この貫通孔２０に上記蓋係止用ピン１９の突出部が挿通されている。
【００２０】
ここで、本発明に係る軸受摩耗監視装置１においては、端子箱２及び蓋体３の外部からガラス窓３０を通して、検出コイルで検出された検出信号を遠隔操作にて調整する遠隔操作手段としての発光素子３２及び受光素子３３が配設されている。これら発光素子３２及び受光素子３３は、ＬＥＤ３１近傍に配設され、図３に示すように、表示板２３に形成された発光素子用孔３２ａ、受光素子用孔３３ａによって、ガラス窓３０側に受発光面を対面させた状態で配設されている。これら発光素子用孔３２ａ、受光素子用孔３３ａを透過材（透明樹脂やガラス等）で覆うことにより、透過窓を形成してもよい。
尚、図中の符号３１ａ及び３１ｂは、ＬＥＤ３１の光を透過する複数の透過窓であり、符号３１ｃは、表示板２３に印刷され軸受の摩耗レベルを示すものである。そして、例えば、透過窓３１ａでは軸受のスラスト方向の摩耗、透過窓３１ｂでは軸受のラジアル方向の摩耗をそれぞれ表示することにより、軸受の２方向の摩耗状態を表示可能としている。
【００２１】
上記発光素子３２及び受光素子３３は、図４に示すように、それぞれ処理回路３６中の調整手段としてのＩＣ３５に接続されており、このＩＣ３５には、メモリ及びＬＥＤ３１が接続されている。そして、パソコン等外部機器３４から発せられた光信号がガラス窓３０を通って受光素子３３で受信されると、その光信号が電気信号に変換された後、ＩＣ３５に伝達される。ＩＣ３５では、伝達された信号に基づいて検出コイルからの検出信号を調整し、ゼロ点調整を含むゲイン調整等が行われた軸受の摩耗状態の信号をＬＥＤ３１に伝達するとともに、この調整により決定された設定値を、メモリに記憶させる。
【００２２】
また、メモリに記憶された前記設定値を電気信号としてＩＣ３５及び発光素子３２に伝達し、この発光素子３２で電気信号を光信号に変換した後、パソコン等外部機器３４に光信号を送信する。この光信号をガラス窓３０を介してパソコン等外部機器３４で受信することにより、軸受摩耗監視装置１にどのような調整が加えられ、どのような設定値となっているか等の情報を得ることができる。
上記軸受摩耗監視装置１によれば、ガラス窓３０を介して、パソコン等外部機器３４と発光素子３２及び受光素子３３とによる信号の送受信が行われるので、端子箱２から蓋体３を取り外すことなく軸受監視のために検出されるキャンドモータからの検出信号を遠隔操作にて調整することができ、該検出信号の調整のための作業性を向上することができる。
【００２３】
更に、軸受摩耗監視装置１側のメモリに記憶された情報を確認しつつ調整作業を行うことができるので、迅速で正確な調整作業ができる。
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子３２若しくは受光素子３３のどちらか一方のみが軸受摩耗監視装置１に配設されていてもよい。また、発光素子３２若しくは受光素子３３による光信号の送受信に代えて、電波等の送受信による遠隔操作としてもよい。更に、本実施形態はキャンドモータに適用したものであるが、ウェットモータ、誘導電動機、直流電動機、同期電動機等、他のモータに適用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明によれば、保護カバーの外部から透視窓を通じて遠隔操作にて調整されるので、保護カバーを外さずに検出信号のゼロ点設定等ゲイン調整ができ、作業性を向上することができる。
請求項２記載の発明によれば、モータとしてキャンドモータを適用したので、防曝エリアにモータを設置できるとともに、モータを防曝エリアに設置した際の検出信号のゼロ点設定等ゲイン調整時における不都合を防止できる。即ち、検出信号のゼロ点設定等ゲイン調整時にモータを非防曝エリアに移動させたり、モータ周囲の爆発性ガスを取り除く必要がなく、検出信号の調整のための作業時間を短縮することができるとともに、調整作業時期を考慮する必要がない。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、光信号を受信する受光素子によって検出信号の調整が遠隔操作されるので、電波で遠隔操作するものに比べ、より正確に調整作業を行うことができる。即ち、保護カバーは剛性の要求上一般に金属から成るものであるが、電波による信号の送受信を行う場合、金属製の保護カバーと電波とが干渉してノイズが生じてしまう虞があるのに対し、本発明によれば、かかる不具合を防止することができる。
請求項４記載の発明によれば、発光素子によって保護カバーの外部に光信号を発信するので、検出信号の調整後の設定値を例えばパソコン等外部機器に送信できるので、どのような調整が加えられ、どのような設定値となっているか等の情報を得ることができ、正確な検出信号の調整を行うことができる。
また、発光素子及び受光素子の両方を備えれば、検出信号及び設定値を確認しながら軸受摩耗監視手段で検出した検出信号を調整することができるので、迅速で正確な検出信号の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置を示す断面図
【図２】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置を示す上面図
【図３】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置における表示手段を示す上面図
【図４】本発明に係るモータの軸受摩耗監視装置を示すブロック図
【図５】本発明に適用されるキャンドモータの軸受の摩耗監視構成を示す模式図
【図６】従来のキャンドモータの軸受摩耗監視装置を示す斜視図
【符号の説明】
１    軸受摩耗監視装置
２、１０２    端子箱（保護カバー）
２ａ、１０２ａ    上面開口部
２ｂ    下面開口部
２ｃ    外周壁面
３、１０３    蓋体（保護カバー）
３ａ    上面開口部
３ｂ    下面開口部
３ｃ    外周壁面
３ｄ    端面
４、１０５    ボルト
５、１０４    端子板
６    ネジ
７    端子
７ａ、７ｂ    雄ネジ
８、１１０    電線挿通孔
９    グロメット
１０    ターミナルフランジ
１１、１０１    キャンドモータ本体
１３，１４    ナット
１５ａ    内部リード線
１６ｂ    外部電源線
１７    信号線
１８    圧着端子
１９    蓋係止用ピン
１９ａ、１９ｂ    雄ネジ
２０    貫通孔
２１    ネジ孔
２３    表示板（表示手段）
２４    プリント基板
２５    トランス
２６    コネクタ
２７    板体
２８    信号線挿通孔
２９    樹脂
３０    ガラス窓（透視窓）
３１    ＬＥＤ
３２    発光素子（遠隔操作手段）
３３    受光素子（遠隔操作手段）
３４    パソコン等外部機器
３５    ＩＣ（調整手段）
３６    処理回路（軸受摩耗監視手段）
５１    固定子
５２ａ、５２ｂ    検出コイル
５４    回転子
５４ａ    回転子溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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