(57)【要約】【課題】ファンモータの寿命を精度良く予測する。【解決手段】ファンモータの寿命予測方法は、ファンモータの稼働中にファンモータの温度または温度関連情報を経時的に取得し、温度関連情報がファンモータの温度に影響するパラメータを含む、情報取得ステップＳ１と、温度関連情報に基づいてファンモータの温度を推定する温度推定ステップＳ２と、ファンモータの温度に基づいてファンモータの寿命を算出する寿命算出ステップＳ３とを含み、寿命算出ステップＳ３において、ファンモータの温度を複数の温度帯に分類し、複数の温度帯の各々でのファンモータの稼働時間を算出しＳ３１、稼働時間に基づいてファンモータの寿命を算出するＳ３２。【選択図】図４
2020034473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータの稼働中に該ファンモータの温度または温度関連情報を経時的に取得し、該温度関連情報が前記ファンモータの温度に影響するパラメータを含む、情報取得ステップと、
該情報取得ステップにおいて取得された前記温度関連情報に基づいて前記ファンモータの温度を推定する温度推定ステップと、
前記情報取得ステップにおいて取得された前記ファンモータの温度または前記温度推定ステップにおいて推定された前記ファンモータの温度に基づいて、該ファンモータの寿命を算出する寿命算出ステップとを含み、
該寿命算出ステップにおいて、前記ファンモータの温度を複数の温度帯に分類し、該複数の温度帯の各々での前記ファンモータの稼働時間を算出し、該稼働時間に基づいて前記ファンモータの寿命を算出するファンモータの寿命予測方法。
【請求項２】
前記複数の温度帯が、第１温度帯、第２温度帯および第３温度帯を含み、
前記第１温度帯が、前記ファンモータの使用に適した標準的な温度範囲であり、
前記第２温度帯が、前記第１温度帯で前記ファンモータを使用した場合と比べて前記ファンモータの寿命が延びる温度範囲であり、
前記第３温度帯が、前記第１温度帯で前記ファンモータを使用した場合と比べて前記ファンモータの寿命が縮まる温度範囲である請求項１に記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項３】
前記第２温度帯は、前記ファンモータの潤滑剤の潤滑性能が、前記第１温度帯での前記潤滑剤の潤滑性能に比べて高くなる温度範囲である請求項２に記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項４】
前記第３温度帯が、前記第１温度帯よりも高温の高温度帯および前記第１温度帯よりも低温の低温度帯のうち少なくとも１つを含み、
前記高温度帯は、第１高温度帯と、該第１高温度帯よりも高い温度範囲である第２高温度帯とを含み、
前記第１高温度帯が、前記ファンモータの潤滑剤の粘性の低下によって該潤滑剤の潤滑性能が前記第１温度帯での前記潤滑剤の潤滑性能に比べて低くなる温度範囲であり、
前記第２高温度帯が、高温によって前記潤滑剤が変質する温度範囲である請求項２または請求項３に記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項５】
前記温度関連情報が、前記パラメータとして、冷却対象物の温度および前記ファンモータの周囲の温度の少なくとも一方を含む請求項１から請求項４のいずれかに記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項６】
前記温度関連情報が、前記パラメータとして、冷却対象物の稼働情報を含む請求項１から請求項５のいずれかに記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項７】
前記温度関連情報が、前記パラメータとして、前記ファンモータの稼働情報を含む請求項１から請求項６のいずれかに記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項８】
前記温度関連情報が、冷却対象物に対する前記ファンモータの配置の情報をさらに含む請求項１から請求項７のいずれかに記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項９】
前記寿命算出ステップにおいて、前記複数の温度帯の各々における前記稼働時間を変数とする予測式から前記寿命を算出し、前記予測式が機械学習によって最適化される請求項１から請求項８のいずれかに記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項１０】
前記情報取得ステップにおいて、前記ファンモータの周囲環境に含まれる不純物の情報を経時的に取得し、
前記寿命算出ステップにおいて、前記不純物の情報に基づいて前記ファンモータの寿命を算出する請求項１から請求項９のいずれかに記載のファンモータの寿命予測方法。
【請求項１１】
ファンモータの稼働中に該ファンモータの温度または温度関連情報を経時的に取得し、該温度関連情報が前記ファンモータの温度に影響するパラメータを含む、情報取得部と、
該情報取得部によって取得された前記温度関連情報に基づいて前記ファンモータの温度を推定する温度推定部と、
前記情報取得部によって取得された前記ファンモータの温度または前記温度推定部において推定された前記ファンモータの温度に基づいて、該ファンモータの寿命を算出する寿命算出部とを備え、
該寿命算出部が、前記ファンモータの温度を複数の温度帯に分類し、該複数の温度帯の各々での前記ファンモータの稼働時間を算出し、該稼働時間に基づいて前記ファンモータの寿命を算出するファンモータの寿命予測装置。
【請求項１２】
前記ファンモータが、工作機械に設けられ、
前記情報取得部、前記温度推定部、および前記寿命算出部が、前記工作機械の数値制御装置に設けられている請求項１１に記載のファンモータの寿命予測装置。
【請求項１３】
前記ファンモータが、工作機械に設けられ、
前記情報取得部、前記温度推定部、および前記寿命算出部が、前記工作機械の数値制御装置とは異なる制御装置に設けられている請求項１１に記載のファンモータの寿命予測装置。
【請求項１４】
前記制御装置が、複数台の工作機械の各々と通信可能に接続され、該複数台の工作機械を管理する請求項１３に記載のファンモータの寿命予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータの寿命予測方法およびファンモータの寿命予測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファンモータの寿命または故障を予測する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。ファンモータの寿命および性能劣化は、ファンモータの温度に影響される。特許文献１〜３では、ファンモータの温度に基づいて、ファンモータの寿命または故障を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０８７７２０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６７４３６号公報
【特許文献３】特開２０１７−０７０１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ファンモータの寿命と温度との間の関係は、単調増加または単調減少のような単純な関係ではなく、温度帯毎に異なる。特許文献１〜３では、温度が寿命に与える影響の温度帯間の差異を考慮していないため、寿命の予測精度が不十分であるという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ファンモータの寿命を精度良く予測することができるファンモータの寿命予測方法およびファンモータの寿命予測装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、ファンモータの稼働中に該ファンモータの温度または温度関連情報を経時的に取得し、該温度関連情報が前記ファンモータの温度に影響するパラメータを含む、情報取得ステップと、該情報取得ステップにおいて取得された前記温度関連情報に基づいて前記ファンモータの温度を推定する温度推定ステップと、前記情報取得ステップにおいて取得された前記ファンモータの温度または前記温度推定ステップにおいて推定された前記ファンモータの温度に基づいて、該ファンモータの寿命を算出する寿命算出ステップとを含み、該寿命算出ステップにおいて、前記ファンモータの温度を複数の温度帯に分類し、該複数の温度帯の各々での前記ファンモータの稼働時間を算出し、該稼働時間に基づいて前記ファンモータの寿命を算出するファンモータの寿命予測方法である。
【０００７】
本態様によれば、情報取得ステップにおいて、ファンモータの稼働中にファンモータの温度または温度関連情報が経時的に取得される。温度関連情報が取得される場合には、温度推定ステップにおいて、温度関連情報からファンモータの温度が推定される。
次の寿命算出ステップでは、ファンモータの温度が複数の温度帯に分類され、各温度帯でのファンモータの稼働時間が算出される。ファンモータの寿命は、該ファンモータの軸受に封入されている潤滑剤の状態に影響され、潤滑剤の状態は温度に応じて変化する。したがって、各温度帯での稼働時間に基づいて、潤滑剤がファンモータの寿命に与える影響を温度帯別に評価し、ファンモータの寿命を精度良く予測することができる。
【０００８】
上記態様において、前記複数の温度帯が、第１温度帯、第２温度帯および第３温度帯を含み、前記第１温度帯が、前記ファンモータの使用に適した標準的な温度範囲であり、前記第２温度帯が、前記第１温度帯で前記ファンモータを使用した場合と比べて前記ファンモータの寿命が延びる温度範囲であり、前記第３温度帯が、前記第１温度帯で前記ファンモータを使用した場合と比べて前記ファンモータの寿命が縮まる温度範囲であってもよい。
この構成によれば、ファンモータの使用温度範囲が、ファンモータの寿命を延ばすか、または縮めるかに基づいて複数の温度帯に区画される。したがって、各温度帯での稼働時間からファンモータの寿命の増加量または減少量を見積もり、ファンモータの寿命をより精度良く予測することができる。
【０００９】
上記態様において、前記第２温度帯は、前記ファンモータの潤滑剤の潤滑性能が、前記第１温度帯での前記潤滑剤の潤滑性能に比べて高くなる温度範囲であってもよい。
この構成によれば、ファンモータの寿命が延びる温度帯を、潤滑剤の潤滑性能に基づいて適切に定めることができる。
【００１０】
上記態様において、前記第３温度帯が、前記第１温度帯よりも高温の高温度帯および前記第１温度帯よりも低温の低温度帯のうち少なくとも１つを含み、前記高温度帯は、第１高温度帯と、該第１高温度帯よりも高い温度範囲である第２高温度帯とを含み、前記第１高温度帯が、前記ファンモータの潤滑剤の粘性の低下によって該潤滑剤の潤滑性能が前記第１温度帯での前記潤滑剤の潤滑性能に比べて低くなる温度範囲であり、前記第２高温度帯が、高温によって前記潤滑剤が変質する温度範囲であってもよい。
この構成によれば、ファンモータの寿命が縮まる第３温度帯を、潤滑剤の潤滑性能および変質に基づいて適切に定め、第１高温度帯、第２高温度帯および低温度帯の各々における潤滑剤の状態が寿命に与える影響を正確に評価することができる。
【００１１】
上記態様において、前記温度関連情報が、前記パラメータとして、冷却対象物の温度および前記ファンモータの周囲の温度の少なくとも一方を含んでいてもよい。
冷却対象物は、ファンモータによって駆動される冷却ファンが冷却する物体である。ファンモータの温度は、冷却対象物の温度およびファンモータの周囲温度に影響される。したがって、冷却対象物の温度およびファンモータの周囲の温度の少なくとも一方に基づいて、ファンモータの温度を推定することができる。
【００１２】
上記態様において、前記温度関連情報が、前記パラメータとして、冷却対象物の稼働情報を含んでいてもよい。
ファンモータの温度は冷却対象物の温度に影響され、冷却対象物の温度は冷却対象物の稼働条件に依存する。したがって、冷却対象物の稼働情報に基づいて、ファンモータの温度を推定することができる。また、稼働情報を用いることによって、冷却対象物の温度を検出するためのセンサ等の機器を用いることなく、ファンモータの温度を推定することができる。
【００１３】
上記態様において、前記温度関連情報が、前記パラメータとして、前記ファンモータの稼働情報を含んでいてもよい。
ファンモータの温度は、ファンモータの稼働条件に依存する。したがって、ファンモータの稼働情報に基づいて、ファンモータの温度を推定することができる。
【００１４】
上記態様において、前記温度関連情報が、冷却対象物に対する前記ファンモータの配置の情報をさらに含んでいてもよい。
冷却対象物に対するファンモータの配置によって、冷却対象物の温度がファンモータの温度に与える影響が異なる。例えば、冷却ファンが発生させる気流の上流側に冷却対象物が配置され、下流側にファンモータが配置されているときには、冷却対象物の温度がファンモータに与える影響が大きい。一方、気流の下流側に冷却対象物が配置され、上流側にファンモータが配置されているときには、冷却対象物の温度がファンモータに与える影響が小さい。したがって、冷却対象物に対するファンモータの配置の情報をさらに考慮することによって、ファンモータの温度をより正確に推定し、寿命をより精度良く予測することができる。
【００１５】
上記態様において、前記寿命算出ステップにおいて、前記複数の温度帯の各々における前記稼働時間を変数とする予測式から前記寿命を算出し、前記予測式が機械学習によって最適化されてもよい。
この構成によれば、ファンモータの寿命をより精度良く予測することができる。
【００１６】
上記態様において、前記情報取得ステップにおいて、前記ファンモータの周囲環境に含まれる不純物の情報を経時的に取得し、前記寿命算出ステップにおいて、前記不純物の情報に基づいて前記ファンモータの寿命を算出してもよい。
ファンモータの寿命は、ファンモータの周囲環境中の不純物に影響される。したがって、不純物の情報をさらに考慮することによって、寿命をより精度良く予測することができる。
【００１７】
本発明の他の態様は、ファンモータの稼働中に該ファンモータの温度または温度関連情報を経時的に取得し、該温度関連情報が前記ファンモータの温度に影響するパラメータを含む、情報取得部と、該情報取得部によって取得された前記温度関連情報に基づいて前記ファンモータの温度を推定する温度推定部と、前記情報取得部によって取得された前記ファンモータの温度または前記温度推定部において推定された前記ファンモータの温度に基づいて、該ファンモータの寿命を算出する寿命算出部とを備え、該寿命算出部が、前記ファンモータの温度を複数の温度帯に分類し、該複数の温度帯の各々での前記ファンモータの稼働時間を算出し、該稼働時間に基づいて前記ファンモータの寿命を算出するファンモータの寿命予測装置である。
【００１８】
上記態様において、前記ファンモータが、工作機械に設けられ、前記情報取得部、前記温度推定部、および前記寿命算出部が、前記工作機械の数値制御装置に設けられていてもよい。
この構成によれば、工作機械内のファンモータの寿命を予測する機能を、当該工作機械の数値制御装置に組み込むことができる。
【００１９】
上記態様において、前記ファンモータが、工作機械に設けられ、前記情報取得部、前記温度推定部、および前記寿命算出部が、前記工作機械の数値制御装置とは異なる制御装置に設けられていてもよい。
この構成によれば、工作機械の数値制御装置の変更が不要である。したがって、既に稼働している工作機械の数値制御装置の状態を維持したまま、ファンモータの寿命を予測する機能を追加することができる。
【００２０】
上記態様において、前記制御装置が、複数台の工作機械の各々と通信可能に接続され、該複数台の工作機械を管理してもよい。
この構成によれば、一台の制御装置によって、複数台の工作機械の各々に設けられたファンモータの寿命を予測し、複数台のファンモータの寿命を一元管理することができる。また、これにより、利便性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ファンモータの寿命を精度良く予測することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るファンモータの寿命予測装置および工作機械の全体構成図である。
【図２】寿命の予測式（１）における各計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）の一例を説明する図である。
【図３】寿命の予測式（１）における各計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）の他の例を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るファンモータの寿命予測方法を示すフローチャートである。
【図５】図１の寿命予測装置および工作機械の変形例の全体構成図である。
【図６】図１の寿命予測装置および工作機械の他の変形例の全体構成図である。
【図７】図１の寿命予測装置および工作機械の他の変形例の全体構成図である。
【図８】図１の寿命予測装置および工作機械の他の変形例の構成図である。
【図９】図１の寿命予測装置および工作機械の他の変形例の構成図である。
【図１０】冷却対象物とファンモータの配置の一例を示す図である。
【図１１】冷却対象物とファンモータの配置の他の例を示す図である。
【図１２】図１の寿命予測装置および工作機械の他の変形例の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態に係るファンモータの寿命予測装置１およびこれを備える工作機械１０について図面を参照して説明する。
本実施形態に係るファンモータの寿命予測装置１は、図１に示されるように、工作機械１０の数値制御装置１１内に設けられている。工作機械１０は、冷却対象物１２を冷却する冷却ファン１３を備え、数値制御装置１１は、冷却ファン１３のファンモータ１４を含む工作機械１０の各部を制御する。冷却対象物１２は、例えば、主軸等のモータ、モータ用のアンプ、または数値制御装置１１等、工作機械１０内の発熱する機器である。寿命予測装置１は、ファンモータ１４の寿命を予測する。
【００２４】
寿命予測装置１は、図１に示されるように、ファンモータ１４の温度関連情報を取得する情報取得部２と、温度関連情報に基づいてファンモータ１４の温度を推定する温度推定部３と、推定された温度に基づいてファンモータ１４の寿命を算出する寿命算出部４とを備えている。
【００２５】
数値制御装置１１は、ＣＰＵのようなプロセッサ１１Ａと、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび不揮発性メモリ等を有する記憶部１１Ｂとを備える。情報取得部２、温度推定部３および寿命算出部４は、プロセッサ１１Ａに設けられている。記憶部１１Ｂには、寿命予測プログラム１１Ｃが記憶されている。すなわち、プロセッサ１１Ａが寿命予測プログラム１１Ｃに従って処理を実行することによって、情報取得部２、温度推定部３および寿命算出部４の後述する機能が実現される。
【００２６】
温度関連情報は、ファンモータ１４の温度に影響するパラメータを含む。本実施形態において、パラメータは、冷却対象物１２の温度である。冷却対象物１２の温度とファンモータ１４の温度との間には、冷却対象物１２の温度が高い程、ファンモータ１４の温度が高くなる相関関係が存在する。冷却対象物１２または該冷却対象物１２の近傍には、冷却対象物１２の温度を検出する温度センサ１５が設置されている。
【００２７】
情報取得部２は、ファンモータ１４から該ファンモータ１４の稼働情報を経時的に取得する。稼働情報は、ファンモータ１４の稼働時間に関する情報、例えばファンモータ１４のオンオフの情報を含む。
また、情報取得部２は、ファンモータ１４の稼働情報に基づき、ファンモータ１４の稼働中に、温度センサ１５から冷却対象物１２の温度を経時的に取得する。工作機械１０には、冷却対象物１２の過熱を防ぐために温度センサ１５が標準装備されていることが多い。温度センサ１５は、工作機械１０に標準装備されているものであってもよく、寿命予測装置１が備える専用のセンサであってもよい。
情報取得部２によって取得された稼働情報および温度関連情報は、記憶部１１Ｂに記憶される。
【００２８】
温度推定部３は、情報取得部２によって取得された冷却対象物１２の温度からファンモータ１４の温度を推定する。例えば、記憶部１１Ｂに、冷却対象物１２の温度とファンモータ１４の温度との関係を表す関係式が記憶されている。関係式は、例えば、実験的に取得される。温度推定部３は、冷却対象物１２の温度を用いて関係式からファンモータ１４の温度を算出する。算出されたファンモータ１４の温度は、記憶部１１Ｂに記憶される。
前述したように、冷却対象物１２の温度は、ファンモータ１４の稼働中に経時的に取得される。したがって、稼働中のファンモータ１４の温度の時間変化を表す温度データが温度推定部３によって得られ、温度データが記憶部１１Ｂに記憶される。
【００２９】
寿命算出部４は、記憶部１１Ｂからファンモータ１４の温度データを読み出し、温度データから複数の温度帯の各々におけるファンモータ１４の稼働時間を算出する。本実施形態において、図２に示されるように、ファンモータ１４が使用され得る使用温度範囲が５つの温度帯Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５に区分されている。
【００３０】
温度帯（第１温度帯）Ｒ１は、ファンモータ１４の標準的な使用条件の温度範囲である。
温度帯（第２温度帯）Ｒ２は、ファンモータ１４の稼働に最適な温度範囲である。温度帯Ｒ２において、ファンモータ１４の軸受内に封入されたグリス（潤滑剤）の粘性が低下し、グリスによる潤滑性能が向上する。したがって、温度帯Ｒ２でのファンモータ１４の稼働は、ファンモータ１４の寿命の延長を引き起こす。
【００３１】
温度帯（第３温度帯、第１高温度帯）Ｒ３は、温度帯Ｒ１よりも高い温度範囲である。温度帯Ｒ３において、グリスの粘性が過度に低くなり、グリスによる潤滑性能が低下する。したがって、温度帯Ｒ３でのファンモータ１４の稼働は、ファンモータ１４の寿命の短縮を引き起こす。
温度帯（第３温度帯、第２高温度帯）Ｒ４は、温度帯Ｒ３よりも高い温度範囲である。温度帯Ｒ４において、グリスは高温によって変質する。したがって、温度帯Ｒ４でのファンモータ１４の稼働は、温度帯Ｒ３と比較して、ファンモータ１４の寿命のより大きな短縮を引き起こす。
温度帯（第３温度帯、低温度帯）Ｒ５は、温度帯Ｒ１よりも低い温度範囲である。温度帯Ｒ５において、グリスの粘性が高くなり、ファンモータ１４の負荷が増大する。したがって、温度帯Ｒ５でのファンモータ１４の稼働は、ファンモータ１４の寿命の短縮を引き起こす。
【００３２】
寿命算出部４は、温度データ内の温度を５つの温度帯Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５に分類する。次に、寿命算出部４は、温度帯Ｒ１でのファンモータ１４の稼働時間を合計し、温度帯Ｒ１での総稼働時間ｔ１を算出する。同様に、寿命算出部４は、各温度帯Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５でのファンモータ１４の稼働時間を合計し、総稼働時間ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５を算出する。次に、寿命算出部４は、下記の予測式（１）から、ファンモータ１４の残り寿命Ｌｒｅｓｔを算出する。
Ｌｒｅｓｔ＝Ｌｉｎｉｔ−（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ4＋ｔ5）＋ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２）−ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３）−ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４）−ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）      …（１）
【００３３】
Ｌｉｎｉｔは、ファンモータ１４を温度帯Ｒ１で使用し続けたと仮定したときのファンモータ１４の標準的な寿命である。
ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２）は、ファンモータ１４が温度帯Ｒ２の範囲内における温度Ｔ２で時間ｔ２だけ稼働したことによる寿命の増加量を求める計算式である。
ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３）は、ファンモータ１４が温度帯Ｒ３の範囲内における温度Ｔ３で時間ｔ３だけ稼働したことによる寿命の減少量を求める計算式である。
ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４）は、ファンモータ１４が温度帯Ｒ４の範囲内における温度Ｔ４で時間ｔ４だけ稼働したことによる寿命の減少量を求める計算式である。
ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）は、ファンモータ１４が温度帯Ｒ５の範囲内における温度Ｔ５で時間ｔ５だけ稼働したことによる寿命の減少量を求める計算式である。
【００３４】
Ｌｉｎｉｔは、記憶部１１Ｂに予め記憶されている。計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）はそれぞれ、実験的に取得された式であり、記憶部１１Ｂに予め記憶されている。各計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）は、機械学習を利用して最適化されてもよい。
【００３５】
図２は、計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）の一例を示している。この例において、寿命の増加量または減少量は、対応する温度帯Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５においてそれぞれ一定である。
【００３６】
図３は、計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）の他の例を示している。この例において、寿命の増加量または減少量は、各温度帯Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５において、温度Ｔに対して連続的に変化する。図３の例では、温度帯Ｒ２において、寿命の増加量が曲線的に変化し、他の温度帯Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５において、寿命の減少量が直線的に変化している。各計算式ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２），ＬＲ３（Ｔ３、ｔ３），ＬＲ４（Ｔ４、ｔ４），ＬＲ５（Ｔ５、ｔ５）は、実験結果等に基づいて変更可能である。
【００３７】
次に、寿命予測装置１によるファンモータ１４の寿命予測方法について説明する。
本実施形態に係るファンモータ１４の寿命予測方法は、図４に示されるように、ファンモータ１４の温度関連情報および稼働情報を取得する情報取得ステップＳ１と、温度関連情報に基づいてファンモータ１４の温度を推定する温度推定ステップＳ２と、推定されたファンモータ１４の温度に基づいてファンモータ１４の寿命を算出する寿命算出ステップＳ３とを含む。
【００３８】
ステップＳ１において、情報取得部２が、ファンモータ１４から稼働情報を経時的に取得し、温度センサ１５から冷却対象物１２の温度を温度関連情報として経時的に取得する。
次に、ステップＳ２において、温度推定部３が、ファンモータ１４の稼働中の各時刻における冷却対象物１２の温度からファンモータ１４の推定温度を算出する。これにより、稼働中のファンモータ１４の温度データが得られる。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、寿命算出部４が、温度データ内の温度を複数の温度帯Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５に分類し、各温度帯Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５でのファンモータ１４の稼働時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５を算出する（ステップＳ３１）。次に、寿命算出部４が、予測式（１）に基づき、稼働時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５からファンモータ１４の残り寿命Ｌｒｅｓｔを算出する（ステップＳ３２）。
【００４０】
ステップＳ３の後、寿命予測装置１によって算出されたファンモータ１４の残り寿命Ｌｒｅｓｔが、通知部によって使用者に通知されてもよい。通知部は、例えば、数値制御装置１１と接続された表示装置である。
【００４１】
ファンモータ１４の寿命は、ファンモータ１４の温度に影響される。具体的には、ファンモータ１４の温度が変化すると、ファンモータ１４の軸受のグリスの状態が変化し、その結果、回転数、電流および電圧等のファンモータ１４の稼働状態が変化する。ファンモータ１４のそれまでの様々な稼働状態が、ファンモータ１４の寿命に影響する。さらに、ファンモータ１４の寿命と温度との関係は、単調増加または単調減少のような単純な関係ではない。
【００４２】
本実施形態によれば、ファンモータ１４が使用され得る使用温度範囲がグリスの状態に基づいて複数の温度帯Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５に区分され、各温度帯Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５での稼働時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５からファンモータ１４の寿命の増加量または減少量が算出される。このように、温度帯別に評価されたな寿命の増加量および減少量を総合することによって、ファンモータ１４の残り寿命Ｌｒｅｓｔを精度良く予測することができる。
また、温度関連情報および稼働情報を用いた演算処理によってファンモータ１４の寿命が予測される。すなわち、工作機械１０に特別な機器の追加が不要である。したがって、ファンモータ１４の寿命の予測を安価に実現することができる。
【００４３】
本実施形態において、情報取得部２が、冷却対象物１２の温度を取得することとしたが、これに代えて、ファンモータ１４の温度を取得してもよい。
例えば、温度センサが、ファンモータ１４に、または、ファンモータ１４の近傍に設置され、情報取得部２は、温度センサからファンモータ１４の温度を経時的に取得する。この場合、寿命算出部４は、情報取得部２によって取得されたファンモータ１４の温度に基づいて寿命Ｌｒｅｓｔを算出する。したがって、温度推定部３は省略されてもよい。
このように、温度センサによって直接検出されたファンモータ１４の温度に基づいて、寿命Ｌｒｅｓｔをより精度良く予測することができる。
【００４４】
本実施形態において、情報取得部２が、冷却対象物１２の温度を取得することとしたが、これに代えて、またはこれに加えて、冷却対象物１２の稼働情報（パラメータ）を取得してもよい。
冷却対象物１２の稼働情報は、電流、電圧、稼働時間、消費電力等を含む。冷却対象物１２の温度は冷却対象物１２の発熱量に依存し、冷却対象物１２の発熱量は冷却対象物１２の稼働情報から推定することができる。したがって、温度推定部３は、冷却対象物１２の稼働情報からファンモータ１４の温度を推定することができる。このように、稼働情報を用いることによって、センサのような機器を必要とすることなく、冷却対象物１２およびファンモータ１４の温度を推定することができる。
【００４５】
本実施形態において、冷却対象物１２の温度に基づいてファンモータ１４の温度を推定することとしたが、冷却対象物１２の温度に代えて、またはこれに加えて、ファンモータ１４の温度に影響する他のパラメータに基づいてファンモータ１４の温度を推定してもよい。
【００４６】
図５に示される寿命予測装置１は、ファンモータ１４が設置されている環境の温度（パラメータ）に基づいてファンモータ１４の温度を推定する。
環境の温度は、例えば、冷却対象物１２およびファンモータ１４が設置された制御盤内の温度である。ファンモータ１４の周辺（例えば、制御盤内）には、ファンモータ１４の周囲環境の温度を検出する温度センサ１６が設置されている。情報取得部２は、温度センサ１６から温度を取得する。
ファンモータ１４の温度は、周囲環境の温度に影響される。したがって、温度推定部３は、温度センサ１６によって検出されたファンモータ１４の周囲環境の温度に基づいて、ファンモータ１４の温度を推定することができる。
【００４７】
図６に示される寿命予測装置１は、ファンモータ１４の稼働情報および周辺機器１７の稼働情報に基づいてファンモータ１４の温度を推定する。
周辺機器１７は、冷却対象物１２の周辺に配置された機器である。例えば、周辺機器１７は、冷却対象物１２と同一の配電盤に固定されるトランスおよびリアクトルのような電子部品である。周辺機器１７は、照明装置、または他のモータであってもよい。あるいは、周辺機器１７は、ボールネジおよびリニアガイドのような摩擦熱を発生する駆動機構であってもよい。
【００４８】
情報取得部２は、ファンモータ１４から該ファンモータ１４の稼働情報を取得する。ファンモータ１４の稼働情報（パラメータ）は、電流、電圧、動作指令および稼働時間等を含む。また、情報取得部２は、ファンモータ１４の周辺機器１７から該周辺機器１７の稼働情報を取得する。周辺機器１７の稼働情報（パラメータ）は、電流、電圧、動作指令および稼働時間等を含む。
【００４９】
ファンモータ１４および周辺機器１７の発熱量は、その稼働条件（例えば、電流、電圧、稼働時間）に依存する。また、ファンモータ１４の温度は、周辺機器１７の温度に影響される。したがって、温度推定部３は、ファンモータ１４の稼働情報および周辺機器１７の稼働情報に基づいて、ファンモータ１４の温度を推定することができる。
【００５０】
本実施形態において、寿命予測装置１が工作機械１０の数値制御装置１１に設けられていることとしたが、寿命予測装置１は、数値制御装置１１とは異なる制御装置に設けられていてもよい。図７から図９は、寿命予測装置１の設置場所の変形例を示している。
【００５１】
図７に示される寿命予測装置１は、数値制御装置１１と接続された他の制御装置２０に設けられている。制御装置２０は、例えば、工作機械１０の外部に配置されたコンピュータまたは集中制御盤である。制御装置２０は、工作機械１０の内部に設置されたマイクロコンピュータのような制御装置であってもよい。寿命予測装置１は、温度関連情報および稼働情報を数値制御装置１１から取得する。寿命予測装置１は、温度関連情報および稼働情報を、数値制御装置１１を仲介せずに、温度センサ１５，１６、ファンモータ１４および周辺機器１７等から直接取得してもよい。
図７の変形例によれば、数値制御装置１１の記憶部１１Ｂに格納されているプログラムの変更は不要である。したがって、工場等に既に導入されている工作機械１０にも、寿命予測装置１を容易に追加することができる。
【００５２】
図８の寿命予測装置１は、複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂのうちの１つの数値制御装置１１に設けられている。数値制御装置１１は、他の工作機械１０Ｂの制御装置１８と接続され、他の工作機械１０Ｂを監視する。
寿命予測装置１は、工作機械１０Ａに設けられているファンモータ１４の寿命を予測する。また、寿命予測装置１は、他の工作機械１０Ｂの制御装置１８から、温度関連情報および稼働情報を取得し、他の工作機械１０Ｂに設けられているファンモータ１４の寿命を予測する。寿命予測装置１は、温度関連情報および稼働情報を、制御装置１８を仲介せずに、他の工作機械１０Ｂ内の温度センサ１５，１６、ファンモータ１４および周辺機器１７等から直接取得してもよい。
【００５３】
図９に示される寿命予測装置１は、複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂの数値制御装置１１０Ａ，１１０Ｂに通信可能に接続された制御装置３０に設けられている。制御装置３０は、例えば、複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂの外部に配置されたコンピュータ、または、通信ネットワーク（例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、またはインターネット）を経由して複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂと接続されたサーバである。制御装置３０は、複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂを監視する。寿命予測装置１は、複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂの数値制御装置１１０Ａ，１１０Ｂから温度関連情報および稼働情報を取得し、複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂに設けられているファンモータ１４の寿命を予測する。
図９の変形例によれば、例えば工場内で稼働している複数台の工作機械１０Ａ，１０Ｂ内のファンモータ１４の寿命を、一台の制御装置３０によって一元管理することができる。
【００５４】
上記の実施形態および変形例において、温度推定部３が、冷却対象物１２に対するファンモータ１４の配置をさらに考慮してファンモータ１４の温度を推定してもよい。
例えば、寿命予測装置１が設けられている数値制御装置１１にユーザインタフェースが接続され、使用者が、ユーザインタフェースを使用して数値制御装置１１にファンモータ１４の配置の情報を入力する。入力された情報は記憶部１１Ｂに記憶される。情報取得部２は、記憶部１１Ｂからファンモータ１４の配置の情報を取得する。
【００５５】
図１０は、冷却対象物１２が冷却ファン１３の吸い込み側に配置されている場合を示している。この配置の場合、ファンモータ１４は、冷却対象物１２に対して、冷却ファン１３が発生させる気流Ｗの下流側に位置する。したがって、ファンモータ１４の温度は、冷却対象物１２の温度の影響を受けやすい。
【００５６】
図１１は、冷却対象物１２が冷却ファン１３の吹き出し側に配置されている場合を示している。この配置の場合、ファンモータ１４は、冷却対象物１２に対して気流Ｗの上流側に位置する。したがって、ファンモータ１４は冷却対象物１２と同一の雰囲気内に配置されているため冷却対象物１２の熱はファンモータ１４にある程度伝わるものの、ファンモータ１４の温度は、図１０の配置と比べて、冷却対象物１２の温度の影響を受け難い。
【００５７】
温度推定部３は、ファンモータ１４が冷却対象物１２に対して上流側に配置されているときよりも、ファンモータ１４が冷却対象物１２に対して下流側に配置されているときの方が、ファンモータ１４の温度が高くなるように、ファンモータ１４の温度を推定する。これにより、ファンモータ１４の温度をより正確に推定することができる。
【００５８】
上記の実施形態および変形例において、寿命算出部４が、ファンモータ１４の周囲環境に含まれる不純物の情報をさらに考慮して残り寿命Ｌｒｅｓｔを算出してもよい。
図１２は、不純物センサ１９をさらに備える寿命予測装置１の一例を示している。不純物は、ファンモータ１４の周囲の空気中に含まれる粉塵、油分および水分等である。不純物センサ１９は、湿度計、パーティクルカウンタ、および臭気センサ等である。不純物センサ１９は、ファンモータ１４の周囲に設置され、ファンモータ１４の周囲環境に含まれる不純物の単位体積当たりの量または数を測定する。情報取得部２は、不純物センサ１９から不純物の測定値を取得する。
【００５９】
残り寿命Ｌｒｅｓｔに対するファンモータ１４の温度の影響と不純物の影響とが相互に独立している（相関関係が存在しない）場合、寿命算出部４は、例えば、下記予測式（１’）から残り寿命Ｌｒｅｓｔを算出する。予測式（１’）において、ＬＣｋ（ｔｋ）は、ファンモータ１４が、特定の不純物条件Ｃｋ下において、時間ｔｋの間、稼働したことによる寿命の減少量を求める計算式である。ＬＣｋ（ｔｋ）は、ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２）等と同様に、例えば実験的に取得され記憶部１１Ｂに予め記憶される。
【００６０】
【数１】
2020034473.tif 000003
【００６１】
残り寿命Ｌｒｅｓｔに対するファンモータ１４の温度の影響と不純物の影響とが相互に依存している（相関関係が存在する）場合、寿命算出部４は、例えば下記予測式（１”）から残り寿命Ｌｒｅｓｔを算出する。予測式（１”）において、ＬＣｋ（Ｔｊ，ｔｋ）は、ファンモータ１４が、特定の不純物条件Ｃｋ下および温度Ｔｊで、時間ｔｋの間、稼働したことによる寿命の減少量を求める計算式である。ＬＣｋ（Ｔｊ，ｔｋ）は、ＬＲ２（Ｔ２、ｔ２）等と同様に、例えば実験的に取得され記憶部１１Ｂに予め記憶される。
【００６２】
【数２】
2020034473.tif 000004
【００６３】
工作機械１０中で稼働し続けるファンモータ１４には、切削油および切削粉が付着し徐々に堆積する。工作機械１０内で洗浄液を使用する場合には、ファンモータ１４は、高湿度にさらされ続ける。このような環境中の不純物は、ファンモータ１４の寿命を短縮させる要因となる。したがって、不純物の情報をさらに考慮することによって、ファンモータ１４の残り寿命Ｌｒｅｓｔをより精度良く予測することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  寿命予測装置
２  情報取得部
３  温度推定部
４  寿命算出部
１０，１０Ａ，１０Ｂ  工作機械
１１，１１０Ａ，１１０Ｂ  数値制御装置
１２  冷却対象物
１３  冷却ファン
１４  ファンモータ
１５，１６  温度センサ
１７  周辺機器
１９  不純物センサ
１８，２０，３０  制御装置
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５  温度帯
【図１】
2020034473.tif 000005
【図２】
2020034473.tif 000006
【図３】
2020034473.tif 000007
【図４】
2020034473.tif 000008
【図５】
2020034473.tif 000009
【図６】
2020034473.tif 000010
【図７】
2020034473.tif 000011
【図８】
2020034473.tif 000012
【図９】
2020034473.tif 000013
【図１０】
2020034473.tif 000014
【図１１】
2020034473.tif 000015
【図１２】
2020034473.tif 000016