(57)【要約】【課題】モータにおける軸受の信頼性を向上する。【解決手段】モータは、回転軸２３を有するロータと、ロータの周方向に対向して配置されているステータ２４と、回転軸２３を回転可能に支持する一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂと、を備え、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂは、回転軸２３とともに回転可能な第１軸受２２１と、第１軸受２２１とともに回転可能な第２軸受２２２と、をそれぞれ備え、第１軸受２２１が正常であるときは第１軸受２２１が回転軸２３とともに回転をし、第１軸受２２１が異常となったときは第１軸受２２１とともに第２軸受２２２も回転軸２３とともに回転する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するロータと、
前記ロータの周方向に対向して配置されているステータと、
前記回転軸を回転可能に支持する一対の軸受部と、を備え、
前記一対の軸受部は、
前記回転軸とともに回転可能な第１軸受と、
前記第１軸受とともに回転可能な第２軸受と、をそれぞれ備え、
前記第１軸受が正常であるときは前記第１軸受が前記回転軸とともに回転し、前記第１軸受が異常となったときは前記第１軸受とともに前記第２軸受も前記回転軸とともに回転する、
モータ。
【請求項２】
前記第１軸受は、
前記回転軸とともに回転可能な第１内輪と、前記第１内輪の外周側に設けられている第１外輪と、前記第１内輪と前記第１外輪との間に配置されている第１転動体とを有し、
前記第２軸受は、
前記第１外輪とともに回転可能な第２内輪と、前記第２内輪の外周側に設けられている第２外輪と、前記第２内輪と前記第２外輪との間に配置されている第２転動体とを有する、
請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記第２軸受は、前記回転軸の軸線方向において前記第１軸受とは離れた位置に設けられている、
請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記第２軸受は、前記第１軸受の外周側に設けられている、
請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記一対の軸受部は、
前記第１外輪と前記第２内輪とを回転可能に結合するカップリング部をそれぞれ備える、
請求項２または３に記載のモータ。
【請求項６】
前記第１軸受は、前記第２軸受の動粘度よりも低い動粘度である、
請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のモータの前記軸受部の状態を検出する装置であり、
前記モータの回転運動に基づく情報である回転情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した回転情報に基づいて前記軸受部の回転運動の状態を検出する状態検出部と、
を備える、モータの状態検出装置。
【請求項８】
前記回転情報は、前記ロータの回転数に関する情報である、
請求項７に記載のモータの状態検出装置。
【請求項９】
前記回転情報は、前記モータのモータ電流に関する情報である、
請求項７または８に記載のモータの状態検出装置。
【請求項１０】
前記状態検出部は、前記回転情報に基づいて前記軸受部において前記第１軸受及び前記第２軸受いずれが前記回転軸とともに回転しているのかを判定する、
請求項７乃至９のいずれかに記載のモータの状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ、及び、モータの状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、その故障の一因として、ロータに取り付けられる回転軸を支持する軸受の故障などの異常が挙げられる。
【０００３】
なお、モータにおける軸受の故障予兆の有無を適切に診断するために、電動機（モータ）の軸部材の一端側に設置される第１軸受の温度を検出する第１温度センサと、軸部材の他端側に設置される第２軸受の温度を検出する第２温度センサと、第１軸受の温度と第２軸受の温度との差に基づいて第１軸受及び第２軸受の故障予兆の有無を診断する軸受故障予兆診断手段と、を備えるものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２３１２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モータにおいて、軸受に異常が発生した場合には、ロータの回転に支障が生じるため、軸受を交換する必要がある。特に、サーバの内部を冷却するための冷却ファン用のモータ（以下「ファンモータ」という）は、ファンモータが故障することでサーバの使用にも支障が出るため、高い信頼性が要求されている。ファンモータにおける軸受の高い信頼性とは、具体的には、軸受に異常が発生するまでの期間、つまり軸受の寿命が長いこと、あるいは、軸受の寿命を予測し得ることが挙げられる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、軸受の寿命を予測し得るものの、軸受の寿命を長くすることは鑑みられていなかった。また、特許文献１の技術では、２つの軸受それぞれに温度センサを備える必要があるため、温度センサの取り付け場所を確保する必要があるなど、モータの構成が複雑になっていた。
【０００７】
本発明は、上述の課題を一例とするものであり、モータにおける軸受の信頼性を向上することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、回転軸を有するロータと、前記ロータの周方向に対向して配置されているステータと、前記回転軸を回転可能に支持する一対の軸受部と、を備え、前記一対の軸受部は、前記回転軸とともに回転可能な第１軸受と、前記第１軸受とともに回転可能な第２軸受と、をそれぞれ備え、前記第１軸受が正常であるときは前記第１軸受が前記回転軸とともに回転し、前記第１軸受が異常となったときは前記第１軸受とともに前記第２軸受も前記回転軸とともに回転する。
【０００９】
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記第１軸受は、前記回転軸とともに回転可能な第１内輪と、前記第１内輪の外周側に設けられている第１外輪と、前記第１内輪と前記第１外輪との間に配置されている第１転動体とを有し、前記第２軸受は、前記第１外輪とともに回転可能な第２内輪と、前記第２内輪の外周側に設けられている第２外輪と、前記第２内輪と前記第２外輪との間に配置されている第２転動体とを有する。
【００１０】
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記第２軸受は、前記回転軸の軸線方向において前記第１軸受とは離れた位置に設けられている。
【００１１】
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記第２軸受は、前記第１軸受の外周側に設けられている。
【００１２】
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記一対の軸受部は、前記第１外輪と前記第２内輪とを回転可能に結合するカップリング部をそれぞれ備える。
【００１３】
本発明の一態様に係るモータにおいて、前記第１軸受は、前記第２軸受の動粘度よりも低い動粘度である。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータの状態検出装置は、モータの前記軸受部の状態を検出する装置であり、前記モータの回転運動に基づく情報である回転情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した回転情報に基づいて前記軸受部の回転運動の状態を検出する状態検出部と、を備える。
【００１５】
本発明の一態様に係るモータの状態検出装置において、前記回転情報は、前記ロータの回転数に関する情報である。
【００１６】
本発明の一態様に係るモータの状態検出装置において、前記回転情報は、前記モータのモータ電流に関する情報である。
【００１７】
本発明の一態様に係るモータの状態検出装置において、前記回転情報に基づいて前記軸受部において前記第１軸受及び前記第２軸受いずれが前記回転軸とともに回転しているのかを判定する。
【００１８】
本発明によれば、モータにおける軸受の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のモータを備えるファン装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】図１に示すファン装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図１に示すファン装置が備える回転軸及び軸受部の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】図１に示すファン装置が備えるモータの軸受部の動作の推移を示すためのフローチャートである。
【図５】図１に示すファン装置が備えるモータの回転速度とモータ電流との推移を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るモータの駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図７】図６に示すモータの駆動制御装置による軸受部の状態検出処理の例を示すためのフローチャートである。
【図８】図６に示すモータの駆動制御装置による軸受部の状態検出処理の変形例を示すためのフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るモータが備える回転軸及び軸受部の構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係るモータ及びモータの状態検出装置について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
＜モータの第１の実施の形態＞
図１は、本発明に係る第１の実施の形態のモータ１０を備えるファン装置１の構成を概略的に示す正面図である。図２は、ファン装置１の構成を概略的に示す断面図である。図３は、ファン装置１が備える回転軸２３及び軸受部２２の構成を概略的に示す断面図である。
【００２２】
以下の説明では、便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ方向を上側ａとし、矢印ｂ方向を下側ｂとする。また、軸線ｘに垂直な径方向において、軸線ｘから遠ざかる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側ｃとし、軸線ｘに向かう方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側ｄとする。以下の説明では、便宜上、図１に示す方向をモータの側面とする。また、以下の説明では、便宜上、モータを上側ａから下側ｂに向かって見る方向を正面、下側ｂから上側ａに向かって見る方向を底面とする。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、本実施の形態に係るモータ１０は、ファン装置１に備えられていて、回転軸２３を有するロータと、ロータの周方向に対向して配置されているステータ２４と、回転軸２３を回転可能に支持する一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂと、を備え、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂは、回転軸２３とともに回転可能な第１軸受２２１と、第１軸受２２１とともに回転可能な第２軸受２２２と、をそれぞれ備え、第１軸受２２１が正常であるときは第１軸受２２１が回転軸２３とともに回転し、第１軸受２２１が異常となったときは第１軸受２２１とともに第２軸受２２２も回転軸２３とともに回転する。以下、モータ１０を備えるファン装置１の構成及び動作を具体的に説明する。
【００２４】
［ファン装置の構成］
図１に示すように、ファン装置１は、ハブ２５に複数の羽根２８を備えるインペラ３０と、インペラ３０の外周を覆いファン装置１の外形形状を定めるケーシング４０とを備える。インペラ３０は、ハブ２５がケーシング４０の内部において軸線ｘを中心とする中央部に配置されている。図２に示すように、ファン装置１は、インペラ３０のハブ２５の内部にモータ１０が配置されている。
【００２５】
モータ１０は、例えば、回転軸２３と、回転軸２３に接続されているロータヨーク２６及びインペラ３０とがロータを構成するアウターロータ型のブラシレスＤＣ（Direct Current）モータである。モータ１０は、回転軸２３、軸受ハウジング２１、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂ、ステータ２４、ロータヨーク２６、及びマグネット２７を備える。
【００２６】
図２及び図３に示すように、回転軸２３は、軸線ｘ方向を長手方向として配置されている棒状部材である。軸受ハウジング２１は、ケーシング４０の中央部に支持される中空の筒状体である。軸受ハウジング２１は、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂを介して回転軸２３を回転可能に支持している。軸受ハウジング２１は、円筒状のハウジング本体２１１の軸線ｘ方向の一端に軸受部２２Ａを支持する軸受支持部２１２と、ハウジング本体２１１の軸線ｘ方向の他端に軸受部２２Ｂを支持する軸受支持部２１３とを備える。軸受支持部２１２，２１３は、それぞれ、ハウジング本体２１１の内周面に形成されている。
【００２７】
一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂは、具体的には、上述のように軸受ハウジング２１の軸線ｘ方向の一端に設けられている軸受支持部２１２に支持される軸受部２２Ａと、軸受ハウジング２１の軸線ｘ方向の他端に設けられている軸受支持部２１３に支持される軸受部２２Ｂとである。一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ、第１軸受２２１、第２軸受２２２、及びカップリング部２２３を備える。図３に示すように、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂそれぞれにおいて、第２軸受２２２は、回転軸２３の軸線ｘ方向において第１軸受２２１とは離れた位置に設けられている。
【００２８】
第１軸受２２１は、第１内輪２２１１、第１外輪２２１２、及び第１転動体２２１３を備える。第１内輪２２１１は、回転軸２３の外周面２３ａに装着可能な内周面を有する環状の部材である。第１内輪２２１１は、回転軸２３の外周面２３ａに装着されることにより、回転軸２３とともに回転可能である。第１外輪２２１２は、第１内輪２２１１の外周側ｃに設けられている。第１外輪２２１２は、第１内輪２２１１と同軸で第１内輪２２１１よりも大径の環状の部材である。第１転動体２２１３は、第１内輪２２１１と第１外輪２２１２との間に複数配置されている球状の部材である。第１軸受２２１は、第１内輪２２１１、第１外輪２２１２、及び第１転動体２２１３の間に潤滑剤が封入されている。
【００２９】
第２軸受２２２は、第２内輪２２２１、第２外輪２２２２、及び第２転動体２２２３を備える。第２内輪２２２１は、カップリング部２２３に装着可能な内周面を有する環状の部材である。第２内輪２２２１は、カップリング部２２３に装着されることにより、カップリング部２２３を介して第１外輪２２１２とともに回転可能である。第２外輪２２２２は、第２内輪２２２１の外周側ｃに設けられている。第２外輪２２２２は、第２内輪２２２１と同軸で第２内輪２２２１よりも大径の環状の部材である。第２転動体２２２３は、第２内輪２２２１と第２外輪２２２２との間に複数配置されている球状の部材である。第２軸受２２２は、第２内輪２２２１、第２外輪２２２２、及び第２転動体２２２３の間に潤滑剤が封入されている。
【００３０】
第１軸受２２１と第２軸受２２２は、それぞれに用いられる構成要素の機械的摩擦係数や潤滑剤の粘度の相違などにより、互いの動粘度が相違する。本実施の形態において、第１軸受２２１は、例えば、第２軸受２２２の動粘度よりも低い動粘度である。
【００３１】
カップリング部２２３は、第１軸受収容部２２３１、第２軸受収容部２２３２、及び段差部２２３３を備える。カップリング部２２３は、それぞれ径方向の寸法が異なる筒状の部分である第１軸受収容部２２３１及び第２軸受収容部２２３２と、第１軸受収容部２２３１及び第２軸受収容部２２３２を繋ぐ段差部２２３３とにより、第１外輪２２１２と第２内輪２２２１とを回転可能に結合している。
【００３２】
第１軸受収容部２２３１は、第１軸受２２１の第１外輪２２１２を収容可能な内周面を有する。具体的には、第１軸受収容部２２３１は、第１外輪２２１２と協働して回転可能な形状及び寸法に形成されている。
【００３３】
第２軸受収容部２２３２は、回転軸２３の外周面２３ａに対して所定の空隙を有する形状及び寸法の内周面を有する。また、第２軸受収容部２２３２は、第２軸受２２２の第２内輪２２２１を収容可能な外周面を有する。第２軸受収容部２２３２は、第２内輪２２２１と協働して回転可能な形状及び寸法に形成されている。
【００３４】
ステータ２４は、ケーシング４０の、例えば、下側ｂに固定されている。ステータ２４は、例えば、複数の電磁鋼板を積層して形成されたステータコア２４１と、ステータコアに設けられたインシュレータと、インシュレータを介してステータコア２４１上に巻回されたコイル２４２と、を備えている。
【００３５】
ロータヨーク２６は、例えば、インペラ３０のハブ２５の内周部に設けられている。ロータヨーク２６は、マグネット２７を収容するために、例えば、概略筒状に形成されている。ロータヨーク２６は、ハブ２５と別体で形成しても一体で形成してもよい。マグネット２７は、ロータヨーク２６の内周面に取り付けられている。マグネット２７は、内周側ｄに設けられているステータ２４との間に所定の間隙を有するように設けられている。
【００３６】
［ファン装置の動作］
次に、以上説明した構成を備えるファン装置１の動作について説明する。
【００３７】
図４は、ファン装置１が備えるモータ１０の軸受部２２Ａ，２２Ｂの動作の推移を示すためのフローチャートである。図４に示すように、モータ１０は、駆動電流が流れることで、回転軸２３の回転が開始する（ステップＳ１１）。モータ１０の回転軸２３は、図２及び図３に示すように、軸受ハウジング２１に装着された一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂによって回転可能に支持されている。また、回転軸２３は、上側ａの一端がインペラ３０のハブ２５と結合している。このため、モータ１０が駆動されることによって回転軸２３が軸線ｘを中心に回転し、それに伴ってインペラ３０も軸線ｘを中心に回転する。
【００３８】
ここで、モータ１０は、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂが、回転軸２３とともに回転可能な第１軸受２２１と、第１軸受２２１とともに回転可能な第２軸受２２２と、をそれぞれ備える。ここで、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂは、第１軸受２２１の動粘度と第２軸受２２２の動粘度が異なる。つまり、モータ１０は、一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ備える２つの軸受（第１軸受２２１及び第２軸受２２２）の動粘度の相違により、第１軸受２２１と第２軸受２２２のうち、動粘度の低いもの（例えば、第１軸受２２１）の方が回転しやすい。このように構成されているモータ１０の軸受部２２Ａ，２２Ｂにおいて、通常（稼働後の所定時間）の状態では、動粘度の低い第１軸受２２１が正常な動作機能を有しているため、第１内輪２２１１が第１転動体２２１３及び第１外輪２２１２に支持されて回転軸２３とともに回転する。このように、第１軸受２２１において、第１内輪２２１１が第１転動体２２１３及び第１外輪２２１２に支持されて回転軸２３とともに回転する状態を、正常な状態とする。
【００３９】
その後、モータ１０において、軸受部２２Ａ，２２Ｂでは、第１軸受２２１の動作機能が劣化、あるいは故障を開始すると、第１軸受２２１の摩擦係数が上昇する（ステップＳ１２）。このように、第１軸受２２１において、動作機能に劣化または故障が発生して異常が発生し、摩擦係数が上昇する状態を、異常な状態とする。軸受部２２Ａ，２２Ｂにおいて、第１軸受２２１の回転トルクが第２軸受２２２の起動トルクを上回ると、カップリング部２２３及び第２軸受２２２の回転が開始する（ステップＳ１３）。具体的には、軸受部２２Ａ，２２Ｂでは、第１軸受２２１の第１内輪２２１１と、第１外輪２２１２及び第１転動体２２１３が一体となって回転軸２３とともに回転する。カップリング部２２３は、第１軸受収容部２２３１の内周面が第１軸受２２１の第１外輪２２１２とともに回転可能に接続している。このように、第１軸受２２１において第１内輪２２１１とともに第１外輪２２１２が回転するような状態になると、カップリング部２２３を介して第２軸受２２２が回転軸２３とともに回転（共回り）を開始する（ステップＳ１４）。つまり、第２軸受２２２の第２内輪２２２１は、カップリング部２２３の第２軸受収容部２２３２の外周面に取り付けられているため、カップリング部２２３の回転に応じて回転可能である。このため、モータ１０において、カップリング部２２３及び第２軸受２２２が回転軸２３とともに回転する（ステップＳ１５）。
【００４０】
以上のように構成されているモータ１０、及びモータ１０を備えるファン装置１によれば、動粘度の異なる第１軸受２２１及び第２軸受２２２を有する一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂにより回転軸２３を支持しているため、第１軸受２２１が劣化や故障などの異常な状態になった場合であっても、軸受部品の交換を行うことなく運転を継続することができる。つまり、以上のように構成されているモータ１０、及びモータ１０を備えるファン装置１によれば、例えば、サーバの冷却用ファンのように、常時運転され、かつ、部品交換作業などの整備作業の時期が限定されている用途であっても、軸受の寿命を長くすることができる。
【００４１】
図５は、ファン装置１が備えるモータ１０の回転速度とモータ電流との推移を示す概略図である。図５では、モータ１０の運転開始時からの軸受部２２Ａ，２２Ｂの劣化状況に応じたモータ１０の回転速度とモータ電流の値の変化の様子を示している。図５において、ｔ０：モータ１０の運転開始時、ｔ１：第１軸受２２１が正常な動作状態ではなくなる（第１軸受２２１故障開始）時、ｔ２：第１軸受２２１がカップリング部２２３とともに回転軸２３と一体となって回転し始める（第１軸受２２１内外輪共回り）時、をそれぞれ示している。図５に示すように、モータ１０は、ｔ０からｔ１までの期間において、第１軸受２２１が正常に動作していることにより、回転速度：Ｒ２、モータ電流値：Ａ１で運転されている。しかし、ｔ１経過後ｔ２までの期間において、モータ１０は、第１軸受２２１が劣化し第１軸受２２１の回転トルクが徐々に高まることにより、回転速度がＲ２から低下し、モータ電流値がＡ１から上昇している。ｔ２経過後において、第１軸受２２１の回転トルクが第２軸受２２２の起動トルクを上回ることにより、軸受部２２Ａ，２２Ｂは第２軸受２２２が動作することになるため、回転速度：Ｒ１、モータ電流値：Ａ２となる。
【００４２】
以上のように構成されているモータ１０、及びモータ１０を備えるファン装置１によれば、動粘度の異なる第１軸受２２１及び第２軸受２２２を有する一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂにより回転軸２３を支持しているため、例えば、モータ１０の回転速度やモータ電流を計測することにより、軸受部２２Ａ，２２Ｂにおいて第１軸受２２１または第２軸受２２２のいずれが動作しているかを容易に認識することができる。つまり、以上のように構成されているモータ１０、及びモータ１０を備えるファン装置１によれば、軸受部２２Ａ，２２Ｂの動作状態を容易に認識することができるため、軸受部２２Ａ，２２Ｂの交換時期、寿命を予測することができる。
【００４３】
従って、以上のように構成されているモータ１０、及びモータ１０を備えるファン装置１によれば、軸受の信頼性を向上することができる。
【００４４】
また、モータ１０、及びモータ１０を備えるファン装置１によれば、カップリング部２２３により第１軸受２２１が劣化した場合に回転軸２３の回転を第２軸受２２２に伝達できるため、軸受の信頼性を向上することができる。また、カップリング部２２３は、第１軸受２２１が正常に動作している場合には第２軸受２２２に回転を伝達しないため、軸受部２２Ａ，２２Ｂにおいて損失を生じることなく軸受の信頼性を向上することができる。
【００４５】
＜モータの状態検出装置の実施の形態＞
次に、モータの状態検出装置の実施の形態について説明する。
【００４６】
本実施の形態において、モータ１０の駆動制御装置３は、モータ１０の軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態を検出する状態検出装置として機能する。駆動制御装置３は、モータ１０の回転運動に基づく情報である回転情報を取得する情報取得部としての回転数算出部３２と、回転数算出部３２が取得した回転情報に基づいて軸受部２２Ａ，２２Ｂの回転運動の状態を検出する状態検出部としての軸受異常判定部３５とを備える。以下、モータの状態検出装置として機能するモータ１０の駆動制御装置３について説明する。
【００４７】
図６は、本発明の実施の形態に係るモータ１０の駆動制御装置３の機能ブロック図である。図６に示すように、モータ１０の駆動制御装置３は、速度指令解析部３１、回転数算出部３２、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）指令部３３、ＰＷＭ信号生成部３４、軸受異常判定部３５を備える。駆動制御装置３は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）のように、本発明に係る駆動制御装置３による下記の機能ブロックを実現するためのプログラムを含む各種コンピュータプログラムを実行可能な情報処理装置と、コンピュータプログラムやプログラム実行時のデータなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）のような記憶装置とにより実現される。また、ＲＯＭには、後述の軸受異常判定部３５による処理で用いられる回転情報の所定値に関する情報も格納されている。
【００４８】
速度指令解析部３１は、サーバの制御部など不図示の外部機器からのモータ１０の速度指令信号Ｓｃを受信し、ＰＷＭ指令部３３に指示を与えるための目標回転数信号Ｓ１を生成する。
【００４９】
回転数算出部３２は、モータ１０に取り付けられてロータ（回転軸２３あるいはインペラ３０）の回転数を検出するために設けられているホールセンサＨ１が取得した第１ホール信号Ｓｈ１（回転数に関する情報）をロータの実際の回転情報として取得して、ロータの回転数を算出する。回転数算出部３２は、回転数信号Ｓ２をＰＷＭ指令部３３及び軸受異常判定部３５に出力する。また、回転数算出部３２は、算出したロータの回転数をＦＧ（Frequency Generator）信号として外部機器に出力する。
【００５０】
ＰＷＭ指令部３３は、速度指令解析部３１から出力された目標回転数信号Ｓ１、及び、回転数算出部３２から出力された回転数信号Ｓ２に基づいて生成するＰＷＭ設定指示信号Ｓ３をＰＷＭ信号生成部３４に出力する。ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３は、ＰＷＭ信号生成部３４が生成するＰＷＭ信号の設定、つまりモータ１０を所望の回転数で駆動するのに必要なＰＷＭ信号のデューティ比を指示する信号である。
【００５１】
ＰＷＭ信号生成部３４は、ＰＷＭ指令部３３が出力したＰＷＭ設定指示信号Ｓ３に基づいて、モータ駆動部２を制御する駆動制御信号Ｓｄ、つまり所望のデューティ比のＰＷＭ信号Ｓ４を生成し、出力する。
【００５２】
モータ駆動部２は、駆動制御信号Ｓｄに基づいてモータ１０を駆動する。また、軸受異常判定部３５は、モータの回転情報の一例であるモータ駆動部２に流れるモータ電流に関する情報である電流信号Ｓ５を取得する。
【００５３】
軸受異常判定部３５は、モータ１０の回転運動に基づく情報である回転情報を取得する情報取得部、及び、この情報取得部が取得した回転情報に基づいて軸受部２２Ａ，２２Ｂの回転運動の状態を検出する状態検出部として機能する。軸受異常判定部３５は、具体的には、回転情報である回転数信号Ｓ２及び電流信号Ｓ５の少なくともいずれか一方に基づいて軸受部２２Ａ，２２Ｂにおいて第１軸受２２１及び第２軸受２２２のいずれが回転軸２３とともに回転しているのかを判定し、軸受部２２Ａ，２２Ｂの第１軸受２２１に劣化や故障などの異常状態が生じているか否かを検出する。軸受異常判定部３５は、軸受部２２Ａ，２２Ｂの異常を検出した場合、軸受部２２Ａ，２２Ｂの異常状態を示す情報を異常報知信号Ｓａとして外部機器に出力する。
【００５４】
図７は、モータ１０の駆動制御装置３による軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態検出処理の例を示すためのフローチャートである。図７に示す駆動制御装置３による軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態検出処理の例では、軸受異常判定部３５は、回転情報としてモータの回転数の情報である回転数信号Ｓ２と、モータ駆動部２に流れるモータ電流に関する情報である電流信号Ｓ５とに基づいて軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態を検出する。図７に示すように、駆動制御装置３において、軸受異常判定部３５は、回転数算出部３２が出力した回転数信号Ｓ２に基づいて、モータの回転数が所定値、例えば、図５で示したＲ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。
【００５５】
モータの回転数が所定値以下である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、軸受異常判定部３５は、モータ駆動部２に流れるモータ電流に関する情報である電流信号Ｓ５に基づいて、モータ１０に流れるモータ電流が所定値、例えば、図５で示したＡ２未満か否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００５６】
モータ１０に流れるモータ電流が所定値を上回る場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、軸受異常判定部３５は、軸受部２２Ａ，２２Ｂの第１軸受２２１が劣化した異常な状態であると判定する（ステップＳ１０３）。図４に示したように、第１軸受２２１が劣化した場合は、第１軸受２２１の回転トルクが徐々に高まることにより、回転速度が正常な状態から低下し、モータ電流もまた正常な状態から上昇する。このため、軸受異常判定部３５は、モータ１０の回転速度及びモータ電流がいずれも正常な数値から変化していることを検出して、軸受部２２Ａ，２２Ｂの異常な状態、つまり寿命を検出することができる。
【００５７】
一方、モータ１０の回転数が所定値以上である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、または、モータ１０のモータ電流が所定値未満である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、軸受異常判定部３５は、軸受部２２Ａ，２２Ｂの第１軸受２２１が正常に動作していると判定する（ステップＳ１０４）。
【００５８】
図８は、モータ１０の駆動制御装置３による軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態検出処理の変形例を示すためのフローチャートである。図８に示す駆動制御装置３による軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態検出処理の変形例では、軸受異常判定部３５は、回転情報としてモータの回転数の情報である回転数信号Ｓ２、または、モータ駆動部２に流れるモータ電流に関する情報である電流信号Ｓ５のいずれかの情報に基づいて軸受部２２Ａ，２２Ｂの状態を検出する。図８に示すように、駆動制御装置３において、軸受異常判定部３５は、回転数算出部３２が出力した回転数信号Ｓ２に基づいて、モータの回転数が所定値、例えば、図５で示したＲ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【００５９】
モータ１０の回転数が所定値以上である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、軸受異常判定部３５は、モータ駆動部２に流れるモータ電流に関する情報である電流信号Ｓ５に基づいて、モータ１０に流れるモータ電流が所定値、例えば、図５で示したＡ２未満か否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００６０】
モータの回転数が所定値以下である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、または、モータ１０に流れるモータ電流が所定値を上回る場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、軸受異常判定部３５は、軸受部２２Ａ，２２Ｂの第１軸受２２１が劣化した異常な状態であると判定する（Ｓ２０３）。変形例において、先に説明した例と同様に、軸受異常判定部３５は、モータ１０の回転速度及びモータ電流がいずれも正常な値から変化していることを検出して、軸受部２２Ａ，２２Ｂの異常な状態、つまり寿命を検出することができる。
【００６１】
一方、モータ１０のモータ電流が所定値未満である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）には、軸受異常判定部３５は、軸受部２２Ａ，２２Ｂの第１軸受２２１が正常に動作していると判定する（ステップＳ２０４）。
【００６２】
以上のように構成されているモータ１０の駆動制御装置３によれば、動粘度の異なる第１軸受２２１及び第２軸受２２２を有する一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂにより回転軸２３を支持しているモータ１０の回転情報、例えば、モータ１０の回転速度及びモータ電流の少なくともいずれか一方を計測しているこれらの回転情報に基づいて軸受部２２Ａ，２２Ｂの動作状態を判定しているため、軸受部２２Ａ，２２Ｂにおいて第１軸受２２１または第２軸受２２２のいずれが動作しているか、すなわち軸受部２２Ａ，２２Ｂの動作状態を容易に判定することができる。つまり、以上のように構成されているモータ１０の駆動制御装置３によれば、モータ１０の軸受部２２Ａ，２２Ｂの動作状態を容易に判定することができるため、軸受部２２Ａ，２２Ｂの交換時期、寿命を予測することができる。
【００６３】
従って、以上のように構成されているモータ１０の駆動制御装置３によれば、軸受の信頼性を向上することができる。
【００６４】
＜モータの第２の実施の形態＞
次に、本発明に係るモータの第２の実施の形態について、説明する。なお、本実施の形態に係るモータにおいて、先に説明したモータ１０と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るモータが備える回転軸２３及び軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂの構成を概略的に示す断面図である。
【００６６】
図９に示すように、第２の実施の形態に係るモータが備える一対の軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂは、先に説明した一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂと同様に、軸受部２２Ａｂが軸受ハウジング２１ｂの軸線ｘ方向の一端に設けられている軸受支持部２１２ｂに支持され、軸受部２２Ｂｂが軸受ハウジング２１ｂの軸線ｘ方向の他端に設けられている軸受支持部２１３ｂに支持されている。
【００６７】
第２の実施の形態に係るモータが備える一対の軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂは、軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂの第１軸受２２１ｂと第２軸受２２２ｂが、回転軸２３の軸線ｘ方向に対して垂直方向の位置に配置されている点が、先に説明した一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂと相違する。つまり、一対の軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂは、第２軸受２２２ｂが、第１軸受２２１ｂの径方向外側、つまり第１軸受２２１ｂの外周側ｃに設けられている。第１軸受２２１ｂと第２軸受２２２ｂとが以上のように配置されていることにより、一対の軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂは、第１軸受２２１ｂの第１外輪２２１２ｂと第２軸受２２２ｂの第２内輪２２２１ｂとが接している点が先に説明した一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂと相違する。そして、一対の軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂは、第１軸受２２１ｂの第１外輪２２１２ｂと第２軸受２２２ｂの第２内輪２２２１ｂとが接してともに回転可能に構成されていることで、第１外輪２２１２と第２内輪２２２１とを接続するカップリング部２２３を有しない点が先に説明した一対の軸受部２２Ａ，２２Ｂと相違する。
【００６８】
以上のように構成されている軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂを備えるモータ及びファン装置によれば、動粘度の異なる第１軸受２２１ｂ及び第２軸受２２２ｂを有する一対の軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂにより回転軸２３を支持しているため、第１軸受２２１ｂが劣化や故障した場合であっても、軸受部品の交換を行うことなく運転を継続することができる。つまり、以上のように構成されている軸受部２２Ａｂ，２２Ｂｂを備えるモータ及びファン装置によれば、例えば、サーバの冷却用ファンのように、常時運転され、かつ、部品交換作業などの整備作業の時期が限定されている用途であっても、軸受の寿命を長くすることができる。
【００６９】
従って、以上のように構成されている軸受部２２Ａ，２２Ｂを備えるモータ、及びファン装置によれば、軸受の信頼性を向上することができる。
【００７０】
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のモータ及びモータの状態検出装置を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。例えば、以上説明した実施の形態において、モータ１０は、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータであったが、本発明においてモータの種類や構造はこれに限定されない。また、以上説明した実施の形態では、軸受部２２Ａ，２２Ｂの第１軸受２２１と第２軸受２２２とが軸線ｘ方向に離れた位置に配置されている場合には、カップリング部２２３を用いて第１外輪２２１２と第２内輪２２２１とを接続していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１外輪２２１２と第２内輪２２２１とを溶接などで連結して同様の作用を得てもよい。また、モータ１０の駆動制御装置３において、異常報知信号ＳａとＦＧ信号とが共通の出力ラインで出力されてもよい。さらに、モータ１０の駆動制御装置３において、異常判定に用いるモータ１０の回転数信号Ｓ２と電流信号Ｓ５の所定値は、上述の例には限定されず、任意の値を採用することができる。また、異常判定に用いるモータ電流は、モータ駆動部に流れる電流に限定されず、その他の回路部分に流れる電流であってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…ファン装置、２…モータ駆動部、３…駆動制御装置、１０…モータ、２０…回転軸、２１，２１ｂ…軸受ハウジング、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ａｂ,２２Ｂｂ…軸受部、２３…回転軸、２３ａ…外周面、２４…ステータ、２５…ハブ、２６…ロータヨーク、２７…マグネット、２８…羽根、３０…インペラ、３１…速度指令解析部、３２…回転数算出部、３３…ＰＷＭ指令部、３４…ＰＷＭ信号生成部、３５…軸受異常判定部、４０…ケーシング、２１１，２１１ｂ…ハウジング本体、２１２，２１２ｂ…軸受支持部、２１３，２１３ｂ…軸受支持部、２２１，２２１ｂ…第１軸受、２２２，２２２ｂ…第２軸受、２２３…カップリング部、２４１…ステータコア、２４２…コイル、２２１１，２２１１ｂ…第１内輪、２２１２，２２１２ｂ…第１外輪、２２１３，２２１３ｂ…第１転動体、２２２１，２２２１ｂ…第２内輪、２２２２，２２２２ｂ…第２外輪、２２２３，２２２３ｂ…第２転動体、２２３１…第１軸受収容部、２２３２…第２軸受収容部、２２３３…段差部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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