(57)【要約】【課題】運転パターンを考慮した、電食の進行度合いを評価することが困難であった。【解決手段】モータ制御装置１００は、軸受２１０の温度を検出する温度検出部１０３と、回転シャフト２０４の回転速度を検出する回転速度検出部１０４と、温度と回転速度とに基づいて、稼働中の潤滑膜の厚みを算出する膜厚算出部と、算出された潤滑膜の厚みを予め定められた範囲に分類し、且つ、該範囲毎に、モータの駆動時間を積算する駆動時間積算部とを備える。【選択図】図１
2014228378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトを有するロータ、および、
軌道面を有する軌道輪と、前記軌道面上を転動する転動体とを有し、前記回転シャフトを回転可能に支持し、前記回転シャフトの回転時に前記軌道面と前記転動体との間に潤滑膜が形成される軸受を具備するモータを制御するモータ制御装置であって、
前記軸受の温度を検出する温度検出部と、
前記回転シャフトの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記温度と前記回転速度とに基づいて、前記モータの動作時における前記潤滑膜の厚さを算出する膜厚算出部と、
前記モータの駆動時間を積算する駆動時間積算部と、を備え、
前記駆動時間積算部は、前記膜厚算出部によって算出された前記潤滑膜の厚さを、予め定められた範囲に分類し、且つ、該範囲毎に、前記モータの駆動時間を積算する、モータ制御装置。
【請求項２】
前記駆動時間積算部は、
前記潤滑膜の厚さを第１の前記範囲に分類している間には、前記モータの駆動時間を第１の駆動時間として積算し、
前記潤滑膜の厚さを、前記第１の範囲と異なる第２の前記範囲に分類している間には、前記モータの駆動時間を第２の駆動時間として積算し、
前記モータ制御装置は、
前記第１の駆動時間に対して、前記第１の範囲内の前記潤滑膜の厚さに応じて定められた第１の電食係数を乗算して得られる第１の乗算値と、
前記第２の駆動時間に対して、前記第２の範囲内の前記潤滑膜の厚さに応じて定められた第２の電食係数を乗算して得られる第２の乗算値と、を加算して合算値を算出する演算部をさらに備える、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記合算値を前記モータの総駆動時間でさらに除算して、平均値を算出する、請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記駆動時間積算部によって前記範囲毎に積算された前記モータの駆動時間に基づいて、前記軸受に生じている電食の度合い、および将来の電食の危険度の少なくとも一方を推定する電食推定部をさらに備える、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記演算部によって算出された値に基づいて、前記軸受に生じている電食の度合い、および、将来の電食の危険度の少なくとも一方を推定する電食推定部をさらに備える、請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記駆動時間積算部によって前記範囲毎に積算された前記モータの駆動時間に基づいて、前記軸受の温度を調整する温度調整部をさらに備える、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記演算部によって算出された前記平均値に基づいて、前記軸受の温度を調整する温度調整部をさらに備える、請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記温度調整部は、前記モータに供給する無効電流を制御することによって、前記軸受の温度を調整する、請求項６または７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記温度調整部は、前記モータの冷却用に設けられた冷却ファンの風量を制御することによって、前記軸受の温度を調整する、請求項６または７に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記モータ制御装置は、前記演算部によって算出された値が予め定められた閾値を超えたときに、使用者に視覚的または聴覚的に報知する、請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記モータ制御装置は、前記駆動時間積算部によって前記範囲毎に積算された前記モータの駆動時間の情報を表示する表示部、および該情報を外部に出力する出力部の少なくとも一方をさらに備える、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記モータ制御装置は、前記演算部によって算出された前記値の情報を表示する表示部、および該情報を外部に出力する出力部の少なくとも一方をさらに備える、請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
前記モータ制御装置は、前記電食推定部によって推定された電食の度合いおよび危険度の少なくとも一方の情報を表示する表示部、および該情報を外部に出力する出力部の少なくとも一方をさらに備える、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記電食係数の値は、前記モータの種類、前記モータに電力を供給するアンプの種類、前記モータと前記アンプとを接続するケーブルの長さ、および接地状態の少なくとも一方に応じて変えられる、請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
回転シャフトを有するロータ、および、
軌道面を有する軌道輪と、前記軌道面上を転動する転動体とを有し、前記回転シャフトを回転可能に支持し、前記回転シャフトの回転時に前記軌道面と前記転動体との間に潤滑膜が形成される軸受、を具備するモータの前記軸受の電食度合いを推定する方法であって、
前記軸受の温度を検出するステップと、
前記回転シャフトの回転速度を検出するステップと、
前記温度と前記回転速度とに基づいて、前記モータの動作時における前記潤滑膜の厚さを算出するステップと、
前記モータの駆動時間を積算するステップと、を備え、
前記モータの駆動時間を積算するステップは、前記潤滑膜の厚さを算出するステップによって算出された前記潤滑膜の厚さを、予め定められた範囲に分類し、且つ、該範囲毎に、前記モータの駆動時間を積算するステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道輪に生じ得る電食の度合いを評価することが可能な、モータの軸受の電食の度合いを推定するモータ制御装置、およびモータの軸受の電食の度合いを推定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの分野においては、従来、軸受の軌道輪に電食が発生し、これにより、モータが故障してしまうという課題があった。このような課題に対処するために、種々の手段が開発されてきた（例えば、特許文献１および２）。特許文献１には、軸受の放電を軸電圧の低下を検出し、電食に起因する寿命を予測する方法が記載されている。また、特許文献２には、軸受の稼働中の潤滑膜の厚さを所定の厚さ以下とすることによって、放電によるダメージ低減させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８９７３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０９９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸受に発生する電食は、放電が繰り返し発生することによって生じる現象である。軸受内部の放電は、常に同様の放電が繰り返されるのではなく、軸受の潤滑膜の厚さによって放電の状況が異なる。モータの駆動中には、軸受の潤滑膜の厚さが刻々と変化するため、同じモータであっても、運転パターンによって電食の進行度合いが異なる。
【０００５】
しかしながら、従来技術では、運転パターンを含めた電食の評価を行うことができなかった。また、電食の進行の度合いを把握するためには特別な装置が必要であり、このような特別な装置を使用した場合、コストが増加してしまうという課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様において、モータ制御装置は、回転シャフトを有するロータ、および軌道面を有する軌道輪、および軌道面上を転動する転動体を有し、ロータの回転シャフトを回転可能に支持し、回転シャフトの回転時に軌道面と転動体の間に潤滑膜が形成される軸受を具備するモータを制御するモータ制御装置であって、軸受の温度を検出する温度検出部と、回転シャフトの回転速度を検出する回転速度検出部と、温度と回転速度とに基づいて、モータの稼働時における潤滑膜の厚さを算出する膜厚算出部と、モータの駆動時間を積算する駆動時間積算部とを備える。
【０００７】
ここで、駆動時間積算部は、膜厚算出部によって算出された潤滑膜の厚さを予め定められた範囲に分類し、且つ、該範囲毎に、モータの駆動時間を積算する。本発明によれば、特別な装置を使用することなく、モータを通常制御する際に使用する、温度や回転速度といった情報に基づいて、モータの軸受の電食状態を知ることができる。それとともに、その電食状態毎にモータ駆動時間を積算することによって、電食の度合いを推定することも可能となる。
【０００８】
駆動時間積算部は、潤滑膜の厚さを第１の範囲に分類している間には、モータの駆動時間を第１の駆動時間として積算し、潤滑膜の厚さを、第１の範囲と異なる第２の範囲に分類している間には、モータの駆動時間を第２の駆動時間として積算してもよい。
【０００９】
この場合において、モータ制御装置は、第１の駆動時間に対して、第１の範囲内の潤滑膜の厚さに応じて定められた第１の電食係数を乗算して得られる第１の乗算値と、第２の駆動時間に対して、第２の範囲内の潤滑膜の厚さに応じて定められた第２の電食係数を乗算して得られる第２の乗算値とを加算して合算値を算出する演算部をさらに備えてもよい。また、演算部は、上記合算値を、モータの総駆動時間でさらに除算して平均値を算出してもよい。
【００１０】
モータ制御装置は、駆動時間積算部によって範囲毎に積算されたモータの駆動時間に基づいて、軸受に生じている電食の度合い、および将来の電食の危険度の少なくとも一方を推定する電食推定部をさらに備えてもよい。
【００１１】
また、モータ制御装置は、演算部によって算出された値に基づいて、軸受に生じている電食の度合い、および、将来の電食の危険度の少なくとも一方を推定する電食推定部をさらに備えてもよい。
【００１２】
また、モータ制御装置は、駆動時間積算部によって範囲毎に積算されたモータの駆動時間に基づいて、軸受の温度を調整する温度調整部をさらに備えてもよい。また、モータ制御装置は、演算部によって算出された平均値に基づいて、軸受の温度を調整する温度調整部をさらに備えてもよい。
【００１３】
温度調整部は、モータに供給する無効電流を制御することによって、軸受の温度を調整してもよい。または、温度調整部は、モータの冷却用に設けられた冷却ファンの風量を制御することによって、軸受の温度を調整してもよい。
【００１４】
モータ制御装置は、演算部によって算出された値が予め定められた閾値を超えたときに、使用者に視覚的または聴覚的に報知してもよい。
【００１５】
モータ制御装置は、駆動時間積算部によって範囲毎に積算されたモータの駆動時間の情報を表示する表示部、および該情報を外部に出力する出力部の少なくとも一方をさらに備えてもよい。または、モータ制御装置は、演算部によって算出された値の情報を表示する表示部、および該情報を外部に出力する出力部の少なくとも一方をさらに備えてもよい。
【００１６】
または、モータ制御装置は、電食推定部によって推定された電食の度合いおよび危険度の少なくとも一方の情報を表示する表示部、および該情報を外部に出力する出力部の少なくとも一方をさらに備えてもよい。上記電食係数の値は、モータの種類、モータに電力を供給するアンプの種類、モータとアンプとを接続するケーブルの長さ、および接地状態の少なくとも一方に応じて変えられてもよい。
【００１７】
本発明の第２の態様において、本発明に係る方法は、モータの軸受の電食の度合いを推定する方法は、回転シャフトを有するロータ、および、軌道面を有する軌道輪と、軌道面上を転動する転動体とを有し、回転シャフトを回転可能に支持し、回転シャフトの回転時に軌道面と転動体の間に潤滑膜が形成される軸受、とを備えるモータの軸受の電食度合いを推定する方法である。
【００１８】
この方法は、軸受の温度を検出するステップと、回転シャフトの回転速度を検出するステップと、温度と回転速度とに基づいて、モータの動作時における潤滑膜の厚さを算出するステップと、モータの駆動時間を積算するステップとを備える。
【００１９】
ここで、モータの駆動時間を積算するステップは、潤滑膜の厚さを算出するステップによって算出された潤滑膜の厚さを、予め定められた範囲に分類し、且つ、該範囲毎にモータの駆動時間を積算することを特徴とするモータの軸受の電食度合いを推定するステップを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、モータの稼働中において、軸受の温度と回転速度とを検出し、これらの情報から、潤滑膜の範囲毎に、モータの駆動時間を積算することによって、モータの稼働に伴って進行する電食の度合いを、定量的に評価することができる。また、特別な装置を使用せずに、既存のモータ制御装置で、モータを通常制御する際に使用する、温度や回転速度といった情報を使用して電食の度合いを推定できるので、余計な費用が発生しない。
【００２１】
また、上記のように算出された合算値は、発生し得る電食の度合いによって重み付けされた駆動時間の要素を含むので、使用者は、この合算値を、モータの稼働に伴って進行する電食の度合いを定量的に評価するための１つの指標値として利用することができる。
【００２２】
また、使用者は、上記のように算出された平均値を用いることによって、動作パターンが異なる２つのモータについて、総駆動時間が異なる場合においても、電食の発生し易さを定量的に比較することが可能となる。この比較によって、使用者は、装置の動作パターンが電食の発生し易い動作パターンか否かを比較することができるので、動作パターンと電食の発生のし易さとの関係を定量的に評価することができる。
【００２３】
また、電食推定部によって、モータの稼働に伴って進行する電食の度合いが推定することができるので、使用者は、モータを分解することなく、軸受が電食によって故障してしまう可能性を把握することが可能となる。
【００２４】
また、この電食推定部によって推定された電食の度合いを、表示部に表示することによって、使用者は、モータを分解することなく、軸受に発生し得る電食の度合いを、視覚的に容易に把握することができる。
【００２５】
また、電食推定部によって推定された電食の度合いを、インターフェース部を介して外部機器またはネットワークに出力することによって、使用者は、遠隔地にいる場合でも電食の度合いを把握することができるとともに、その情報を他者と共有することもできる。
【００２６】
また、温度調整部によってモータの温度を調整することによって、電食に起因してモータが故障する可能性を低減するように、モータの駆動条件を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステムのブロック図を示す。
【図２】電食の度合いを評価する手段の概念を説明するための図である。
【図３】稼働中の転動体と外輪の外周面との接触部分の拡大図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係るモータ軸受の電食度合いを推定する方法のフローチャートを示す。
【図５】図４に示す軸受温度調整ステップのフローチャートを示す。
【図６】本発明の他の実施形態に係るモータ軸受の電食度合いを推定する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るシステム１０について説明する。システム１０は、モータ２００と、モータ２００を駆動する電源３００と、モータ２００の軸受２１０の電食の度合いを推定するためのモータ制御装置１００とを備える。
【００２９】
モータ２００は、内部空間を画定するハウジング２０１と、ハウジング２０１の内部空間に固定されるステータ２０２と、ステータ２０２の径方向内側に回転可能に支持されるロータ２０３と、軸受２１０とを備える。モータ２００は、例えばサーボモータとして構成される。
【００３０】
ロータ２０３は、回転シャフト２０４と、回転シャフト２０４の径方向外側に固定されるロータ部材２０５を有する。ロータ２０３は、軸受２１０によって、ハウジング２０１に回転可能に支持される。より具体的には、ハウジング２０１の軸方向両端には、それぞれ軸受２１０が固定されており、ロータ２０３の回転シャフト２０４が、その軸方向両側において、軸受２１０によって、回転可能に支持される。
【００３１】
軸受２１０は、回転シャフト２０４の外周面上に嵌設される内輪２１１と、内輪２１１の径方向外側に配置される外輪２１２と、内輪２１１と外輪２１２との間に配置される複数の転動体２１３とを有する。内輪２１１は、その外周面が軌道面として機能する軌道輪であって、転動体２１３は、内輪２１１の外周面上を転動する。一方、外輪２１２は、その内周面が軌道面として機能する軌道輪であって、転動体２１３は、外輪２１２の内周面上を転動する。
【００３２】
転動体２１３は、例えば玉または針状ころから構成され、内輪２１１と外輪２１２との間において、周方向に複数配置される。隣り合う転動体の間には、保持器（図示せず）が配置される。保持器は、複数の転動体２１３を、周方向に略等間隔に保持する。
【００３３】
内輪２１１と外輪２１２との間には、潤滑剤２１４（図２を参照）が配置される。この潤滑剤は、軌道面（すなわち、内輪２１１の外周面および外輪２１２の内周面）と、転動体２１３との間の摩擦抵抗を低減し、転動体２１３が軌道面上を円滑に転動するのを補助する。
【００３４】
電源３００は、モータ２００のロータに電気的に接続されている。電源３００は、モータ２００を駆動するための電圧を供給する。例えば、モータ２００がサーボモータである場合、電源３００は、インバータ回路を含み、ＰＷＭ電圧をモータ２００に印加する。電源３００から出力された電圧は、アンプ３０１を経て、ケーブル３０２を介して、モータ２００に入力される。
【００３５】
モータ制御装置１００は、制御部１０１を備える。制御部１０１は、モータ制御装置１００を構成する各要素を直接的または間接的に制御する。制御部１０１は、メモリ１０２と通信する。メモリ１０２は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。メモリ１０２は、稼働時における潤滑膜の厚さを算出するために用いるデータテーブルや、軸受における潤滑膜厚さの一般的な計算式を格納する。なお、これらについては、後述する。
【００３６】
モータ制御装置１００は、軸受２１０の温度を検出する温度検出部１０３と、回転シャフト２０４の回転速度を検出する回転速度検出部１０４とを備える。温度検出部１０３は、熱電対等から構成された温度センサを含み、軸受２１０の温度に関する情報を取得し、制御部１０１に送信する。
【００３７】
より具体的には、温度検出部１０３は、内輪２１１および外輪２１２に直接取り付けられ、内輪２１１と外輪２１２の温度を取得する。なお、温度検出部１０３を、例えばモータ２００のハウジング２０１に取り付け、制御部１０１において、ハウジング２０１の温度に基づいて、内輪２１１と外輪２１２の温度を推定してもよい。
【００３８】
また、温度検出部１０３は、巻線からの温度情報や、検出器からの温度情報を用いることもできる。このように、温度情報を軸受２１０から直接取得しない場合は、温度検出部１０３によって検出された温度は、軸受２１０の実際の稼働中の温度と完全に一致しない。
【００３９】
このため、予め記録された係数を得られた温度に乗算し、軸受２１０の稼働中の温度と推定してもよい。または、モータ２００の各部材の温度と、軸受の温度との相関データを、メモリ１０２に予め記憶し、この相関データに基づいて、軸受の温度を推定してもよい。一般的なモータの制御装置では巻線や検出器の温度を常に監視し、所定の温度を超えた場合にアラームとする処理などが行われているため、これらの温度情報を元に軸受温度を推定すれば特別な温度検出器が不要である。
【００４０】
回転速度検出部１０４は、回転シャフト２０４の回転速度に関する情報を取得し、制御部１０１に送信する。より具体的には、回転速度検出部１０４は、例えばフォトインタラプタを含むエンコーダによって構成され、回転シャフト２０４に電磁波を照射することによって、回転シャフト２０４の回転速度を取得する。
【００４１】
また、モータに具備されている速度検出器から回転速度を取得することもできる。モータ制御装置ではモータの速度制御を行うことが一般的であり、この制御に用いる速度情報をそのまま、軸受の回転速度とすることができ、特別な速度検出装置が不要である。
【００４２】
モータ制御装置１００は、軸受２１０の温度を調整するための温度調整部１０５を備える。温度調整部１０５は、例えばモータ２００に設置される冷却ファンを含み、制御部１０１からの指令に応じて、冷却ファンの風量を制御することによって、軸受２１０の温度を調整する。
【００４３】
または、温度調整部１０５は、モータ２００に供給する無効電流を制御することによって、軸受２１０の温度を調整してもよい。この場合、温度調整部１０５は、制御部１０１からの指令に応じて、電源３００またはアンプ３０１と通信し、モータ２００に入力される無効電流を増加または減少させることによって、軸受２１０の温度を調整する。
【００４４】
制御部１０１は、予め定められたサンプリング周期（Δｔ）毎に、モータ２００の駆動時間を積算する。すなわち、本実施形態においては、制御部１０１は、駆動時間積算部として機能する。
【００４５】
モータ制御装置１００は、表示部１０７を備える。表示部１０７は、制御部１０１からの指令を受信し、指令に応じた画像を表示する。表示部１０７には、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が用いられる。
【００４６】
また、モータ制御装置１００は、外部の機器と通信可能なインターフェース部１０６を備える。インターフェース部１０６は、出力部として、制御部１０１からの指令に応じて、外部機器へ情報を出力することができる。これとともに、インターフェース部１０６は、外部機器から情報を受信することもできる。インターフェース部１０６は、例えば、外部ネットワークと通信可能なＩ／Ｏインターフェースであってもよいし、外部機器と無線により通信可能な無線送受信機によって構成されてもよい。
【００４７】
制御部１０１は、温度検出部１０３によって得られた軸受２１０の温度と、回転速度検出部１０４によって得られた回転シャフト２０４の回転速度とに基づいて、モータ２００の稼働時における潤滑膜の厚さを算出する。そして、制御部１０１は、このように算出された潤滑膜の厚さに基づいて、軌道面に生じ得る電食の度合いを、定量的に推定する。
【００４８】
以下、電食の度合いを定量的に推定する方法について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお、図２は、ｘ軸に回転シャフト２０４の回転速度を示し、ｙ軸に軸受２１０の温度を示し、これら回転速度と温度とに基づいて、潤滑膜の厚さを３つの範囲に区分した状態を示すグラフである。
【００４９】
モータ２００の稼働中においては、例えばスイッチングの時間的なずれによって、中性点電位が変化する。これに伴って、回転シャフト２０４の軸電圧が変化する。その結果、軸受２１０の内輪と外輪の間に電位差が生じ、軸受２１０の軌道面（すなわち、内輪２１１の外周面および外輪２１２の内周面）と、転動体２１３との間にて放電が発生する。この放電によって、軌道面に放電痕が発生し、電食となる。このように生じた電食は、軸受２１０の不具合の要因となる。
【００５０】
内輪と外輪の間に生じる電位差（電圧）は、モータ２００の駆動装置の構成にも依存し、モータ２００、アンプ３０１、モータ２００とアンプ３０１とを接続するケーブルの長さ、接地状態の組み合わせによって、電圧の大きさが変化する。言い換えれば、これらの組み合わせによって、軸受２１０の内輪２１１と外輪２１２に生じる電圧の大きさが決まる。この軸受２１０の内輪２１１と外輪２１２に生じる電圧が、軸受２１０の耐電圧を超えた場合に、軸受２１０の軌道面と転動体２１３の間で放電が生じる。
【００５１】
図３に、稼働中の軸受２１０における、１つの転動体２１３と、外輪２１２の外周面２１２ａとの接触部分の拡大図を示す。軸受２１０の潤滑は、いわゆる流体潤滑によって行われる。図３に示すように、稼働中においては、転動体２１３と、外輪２１２の外周面２１２ａとの間に、潤滑膜２１４が形成される。このように形成される潤滑膜２１４によって、稼働中の転動体２１３と外輪２１２とは、距離ｄだけ互いに離隔することになる。
【００５２】
ここで、一般的には、放電エネルギーは、モータ２００の稼働中に転動体２１３と軌道面との間に形成される潤滑膜の厚さに依存する。具体的には、潤滑膜の厚さが厚くなるにつれて、転動体２１３と軌道面との間における潤滑膜の耐電圧が大きくなるので、放電は発生し難くなる。その一方で、潤滑膜の厚さが厚くなるにつれて、放電が発生した場合の放電エネルギーが大きくなるので、軌道面に生じる放電痕がより大きくなる。
【００５３】
このように、モータ２００の稼働中に軌道面に生じ得る電食は、モータ２００の稼働中に転動体２１３と軌道面との間に形成される潤滑膜の厚さに大きく依存する。換言すれば、モータ２００の稼働中における潤滑膜の厚さを算出し、潤滑膜の厚さ毎の駆動時間を把握することができれば、軌道面に生じ得る放電痕の幅、長さ、または深さといった放電痕の寸法、および放電痕の発生個所の数等、軸受２１０に生じ得る電食の度合いを、定量的に推定することができる。
【００５４】
本実施形態においては、モータ２００の稼働中における潤滑膜の厚さが、軸受の温度と回転速度とに大きく依存する点に着目し、軸受の温度と回転速度とに基づいて、稼働中の潤滑膜の厚さを算出する。
【００５５】
モータ２００の稼働中における潤滑膜の厚さと、軸受の温度および回転速度との間には、以下に示す関係性があることが明らかとなっている。すなわち、軸受の温度が低くなると、潤滑剤の粘度が高くなり、その結果、潤滑膜の厚さが厚くなる。
【００５６】
また、回転シャフトの回転速度が高くなると、潤滑膜の厚さが厚くなる。より具体的には、内輪２１１と転動体２１３との間の回転速度の差、すなわち、転動体２１３に対する内輪２１１の相対速度が高くなるにつれて、内輪２１１の外周面と転動体２１３との間に形成される潤滑膜の厚さが厚くなる。
【００５７】
一方、転動体２１３と外輪２１２との間の回転速度の差、すなわち、外輪２１２に対する転動体２１３の相対速度が高くなるにつれて、外輪２１２の内周面と転動体２１３との間に形成される潤滑膜の厚さが厚くなる。
【００５８】
転動体２１３に対する内輪２１１の相対速度と、外輪２１２に対する転動体２１３の相対速度とは、概して、回転シャフトの回転速度に依存する。したがって、内輪２１１の外周面と転動体２１３との間、および、外輪２１２の内周面と転動体２１３との間に形成される潤滑膜の厚さは、回転シャフトの回転速度にも依存する。
【００５９】
本実施形態においては、制御部１０１は、稼働中に検出した軸受２１０の温度および回転速度に基づいて、潤滑膜の厚さを算出する。そして、制御部１０１は、算出した潤滑膜の厚さが、図２に示す３つの範囲４０１〜４０３のいずれの範囲内にあるかを分類し、その範囲毎に、駆動時間を積算する。これにより、制御部１０１は、稼働中の軸受２１０の電食の度合いを推定する。
【００６０】
潤滑膜の厚さの算出に関して、軸受２１０の温度および回転速度を、潤滑膜の厚さを求める一般的な計算式に代入して、潤滑膜の厚さを求めても良い。または、温度および回転速度と、潤滑膜の厚さとの関係をデータテーブルとして、メモリ１０２に予め格納し、このデータテーブルに基づいて、潤滑膜の厚さを算出しても良い。
【００６１】
また、温度および回転速度に対応する、図２に示す３つの範囲４０１〜４０３のデータテーブルに基づいて、稼働中のモータ２００の温度および回転速度が、図２に示すいずれの範囲に該当するかを分類し、その範囲毎に、モータ２００の駆動時間を積算してもよい。
【００６２】
具体的には、図２に示す範囲４０１は、稼働中の転動体２１３と軌道面との間の潤滑膜の厚さが非常に薄い（例えば、０〜０．２μｍ）範囲である。この範囲は、軸受２１０に掛かる電圧で放電が発生してしまうが、放電エネルギーが非常に小さく、軸受に生じる電食の度合いが小さい範囲として、予め定められている。
【００６３】
また、図３に示す範囲４０２は、転動体２１３と軌道面との間の潤滑膜の厚さが、範囲４０１よりも比較的に厚い（例えば、０．２〜１μｍ）範囲である。この範囲は、軸受に掛かる電圧で放電し、且つ放電エネルギーが高く、軸受に生じる電食の度合いが大きい範囲として、予め定められている。
【００６４】
また、図３に示す範囲４０３は、範囲４０１、４０２と比べて、転動体２１３と軌道面との間の潤滑膜の厚さが十分に厚い（例えば、１μｍ以上）範囲である。この範囲は、軸受の耐電圧が高く、軸受に掛かる電圧では放電せず、軸受に電食が生じない範囲として、予め定められている。
【００６５】
図３に示す範囲４０１〜４０３は、潤滑膜の厚さと軸受２１０に生じる電食の度合いとの関係に基づいて、実験的に定められた範囲である。
【００６６】
図３に示すグラフに相当するデータテーブルは、メモリ１０２に予め格納される。制御部１０１は、稼働中の回転シャフトの回転速度および軸受の温度から、図３に示すグラフに相当するデータテーブルに当てはめることによって、稼働中の潤滑膜の厚さを算出し、その潤滑膜の厚さが範囲４０１〜４０３のいずれに該当するかを、分類する。
【００６７】
制御部１０１は、稼働中の潤滑膜の厚さが、範囲４０１〜４０３のいずれの範囲に該当するかを分類した後、それぞれの範囲毎に、モータ２００の駆動時間を積算する。具体的には、制御部１０１は、予め定められたサンプリング周期Δｔ（例えば制御周期）毎に、軸受２１０の温度および回転速度の情報を取得する。
【００６８】
次いで、制御部１０１は、取得した温度および回転速度から、潤滑膜の厚さが範囲４０１〜４０３のいずれの範囲に該当するかを分類する。そして、制御部１０１は、稼働中の潤滑膜の厚さが範囲４０１の範囲内である判断すると、サンプリング周期（Δt）の時間を駆動時間１として積算し、メモリ１０２に記録する。これにより、潤滑膜の厚さが範囲４０１内に存在していた期間のモータ２００の駆動時間の総計を記録することができる。
【００６９】
同様にして、制御部１０１は、潤滑膜の厚さが範囲４０２の範囲内となるモータ２００の駆動時間２、および、潤滑膜の厚さが範囲４０３の範囲内となるモータ２００の駆動時間３を、それぞれ積算し、メモリ１０２に記録する。
【００７０】
軸受２１０の温度や回転速度は、時々刻々と変化するが、これらの情報は、モータ２００の制御に用いられるので、予め定められた周期毎に、モータ制御装置１００によって検出される。このため、これら情報に基づいて、上記計算を行うことが望ましい。また、潤滑膜の厚さの範囲の分類を、モータ制御装置１００の制御周期毎に行うことによって、速度が急速に変化するような動作にも対応して、モータ２００の駆動時間を算出することができる。
【００７１】
使用者は、上記のようにして積算された駆動時間１〜３に基づいて、軸受２１０に生じ得る電食の度合いを評価することができる。例えば、稼働中の潤滑膜の厚さが範囲４０１の範囲内である期間（すなわち、駆動時間１）のモータ２００の駆動状態を駆動状態１とする。同様に、潤滑膜の厚さが範囲４０２内である期間（すなわち、駆動時間２）のモータ２００の駆動状態を駆動状態２、潤滑膜の厚さが範囲４０２内である期間（すなわち、駆動時間３）のモータ２００の駆動状態を駆動状態３とする。
【００７２】
使用者は、駆動状態１〜３を以下のように区分することによって、軸受２１０に生じ得る電食の度合いを評価することができる。
（１）駆動状態１（膜厚＝０〜０．２μｍ）：駆動時間１＝３００時間・・・潤滑膜の厚さが薄く、放電しても損傷が少ない状態で、モータ２００が計３００時間駆動されている。
（２）駆動状態２（膜厚＝０．２〜１μｍ）：駆動時間２＝５０時間・・・膜厚が比較的厚く、高いエネルギーで放電し、軸受が損傷し易い状態で、モータ２００が計５０時間駆動されている。
（３）駆動状態３（膜厚＝０．２〜１μｍ）：駆動時間３＝０時間・・・膜厚が厚く、軸受に十分な耐電圧があり、放電が発生しない状態で、モータ２００が０時間駆動されている。
【００７３】
また、次のように、合算値を算出し、この合算値に基づいて軸受２１０に生じ得る電食の度合いを評価することも可能である。この方法について、以下に説明する。
【００７４】
この場合、制御部１０１は、メモリ１０２に記録された駆動時間１〜３を読み出して、以下の式１に従って、合算値Ｓ１を演算し、メモリ１０２に記録する。すなわち、本実施形態においては、制御部１０１は、合算値Ｓ１を演算する演算部として機能する。
（式１）合算値Ｓ１＝Ｋ１×駆動時間１＋Ｋ２×駆動時間２＋Ｋ３×駆動時間３
ここで、Ｋ１、Ｋ２、およびＫ３は、それぞれ電食係数を示す。以下、これら電食係数Ｋ１、Ｋ２、およびＫ３について、説明する。
【００７５】
駆動時間１〜３は、それぞれ、稼働中の潤滑膜の厚さが範囲４０１〜４０３の範囲内となるモータの駆動時間の総計を示している。また、範囲４０１〜４０３では、それぞれ、放電の発生し易さ、および、発生した場合の放電のエネルギーの大きさが異なっているので、軌道面に生じ得る電食の度合い（例えば、放電痕の幅、長さ、または深さといった放電痕の寸法、および放電痕の発生個所の数）が異なっている。
【００７６】
そこで、本実施形態においては、稼動中の潤滑膜の厚さ（すなわち、発生し得る放電エネルギーの大きさ）に応じた重み付けを行った電食係数Ｋ１、Ｋ２、およびＫ３を、対応する駆動時間１、２、および３の各々に、乗算する。
【００７７】
具体的には、最も電食の度合いが大きくなると推定される駆動時間２に対応する電食係数Ｋ２を、最も大きく設定する。そして、電食が殆ど発生しないものと推定される駆動時間３に対応する電食係数Ｋ３を、最も小さく設定する。すなわち、Ｋ２＞Ｋ１＞Ｋ３となるように、設定する。
【００７８】
このようにして算出された合算値Ｓ１は、発生し得る電食の度合いによって重み付けされた駆動時間の要素を含むので、使用者は、この合算値Ｓ１を、モータ２００の稼働に伴って進行する電食の度合いを定量的に評価するための１つの指標値として利用することができる。
【００７９】
実際上においては、同じモータを使用している場合であっても、モータが取り付けられる装置が異なれば、そのモータにて生じ得る電食の度合いは異なる。さらに、モータを同じ装置に使用した場合であっても、その装置の運転パターンが異なれば、モータにて生じ得る電食の度合いが異なる。
【００８０】
ここで、使用者は、ある装置を１ヶ月間駆動した後に、合算値Ｓ１を確認することによって、その装置の動作パターンにおける電食リスクを１つの数値として評価することができ、他の装置の動作パターンとの電食リスクの比較や、同じ装置でも用途に応じて電食リスクを比較することが可能となる。
【００８１】
また、上記合算値Ｓ１を、モータの総駆動時間によって除算した時間平均値に基づいて、電食の度合いを定量的に評価することもできる。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２から合算値Ｓ１を読み出し、以下の式２に従って、時間平均値Ａ１を演算し、メモリ１０２に記録する。
（式２）時間平均値Ａ１＝合算値Ｓ１÷モータ２００の総駆動時間Ｔｓ＝（Ｋ１×駆動時間１＋Ｋ２×駆動時間２＋Ｋ３×駆動時間３）÷Ｔｓ
【００８２】
なお、モータ２００の総駆動時間Ｔｓは、駆動時間１＋駆動時間２＋駆動時間３として求めることができる。使用者は、時間平均値Ａ１を、モータ２００の総駆動時間Ｔｓに依存しないパラメータとして用いて、電食の度合いを定量的に評価することができる。
【００８３】
これにより、例えば、動作パターンが異なる２つのモータについて、総駆動時間Ｔｓが異なる場合においても、電食の発生し易さを定量的に比較することが可能となる。この比較によって、使用者は、装置の動作パターンが電食の発生し易い動作パターンか否かを比較することができるので、動作パターンと電食の発生のし易さとの関係を定量的に評価することができる。
【００８４】
なお、上記合算値Ｓ１または時間平均値Ａ１を算出する場合に、稼働中の潤滑膜の厚さに応じて重み付けを行うために用いる電食係数を、固定値とすることなく、例えば、稼働中の潤滑膜の厚さｔを変数とした、以下の式３に示す関数として定義することもできる。
（式３）
電食係数Ｋ（ｔ）＝αｔ２  (０＜ｔ＜ｂ)
電食係数Ｋ（ｔ）＝０     (ｔ＞ｂ)
ここで、αは、定数である。なお、上記したように、潤滑膜の厚さｔは、軸受の温度及び回転速度を、潤滑膜の厚さを求める一般的な計算式に代入することによって算出しても良いし、モータ２００の温度、回転速度、潤滑膜の厚さの関係に係るデータテーブルに基づいて算出してもよい。
【００８５】
一般的に、放電エネルギーは、潤滑膜の厚さｔの２乗に比例する。したがって、この電食係数Ｋ（ｔ）は、潤滑膜の厚さｔが所定の範囲内（０＜ｔ＜ｂ）である場合、厚さｔの２乗に比例するように定義されている。その一方で、潤滑膜の厚さｔが、所定の厚さｂよりも大きくなった場合は、放電が殆ど発生しない状態となるので、電食係数Ｋ（ｔ）が０となるように定義されている。
【００８６】
関数として定義した電食係数Ｋ（ｔ）を用いることによっても、軌道面に生じる電食の度合いを、定量的に評価することができる。例えば、制御部１０１は、予め定められたサンプリング周期Δｔ（例えば制御周期）毎にＫ（ｔ）を計算する。次いで、制御部１０１は、Ｋ（ｔ）に、サンプリング周期Δｔを乗算して乗算値：Ｋ（ｔ）×Δｔを算出する。そして、以下の式４によって、合算値Ｓ２を算出することができる。
（式４）合算値Ｓ２＝Σ｛Ｋ（ｔ）×Δｔ｝
また、以下の式５によって、時間平均値Ａ２を算出することができる。
（式５）時間平均値Ａ２＝Σ｛Ｋ（ｔ）×Δｔ｝÷モータ２００の総駆動時間Ｔｓ
この方法によれば、サンプリング周期Δｔ（すなわち、サンプリング周波数１／Δｔ）で、デジタル信号処理によって合算値Ｓ２および時間平均値Ａ２を算出することができる。
【００８７】
上記合算値Ｓ２および時間平均値Ａ２を用いても、使用者は、モータ２００に生じ得る電食の度合いを、定量的に評価することができる。なお、上記した式３に示すように電食係数Ｋ（ｔ）を決定するための情報（例えば、上記厚さｂや、定数α）は、メモリ１０２に予め記録される。
【００８８】
上記のように、本実施形態に係るモータ制御装置１００は、稼働中の潤滑膜の厚さに基づいて、例えば、放電痕の幅、長さ、または深さといった放電痕の寸法、および放電痕の発生個所の数といった電食の度合いを、定量的に評価する。
【００８９】
また、本実施形態に係るモータ制御装置１００は、上記のように算出した駆動時間１〜３を用いて、モータ２００を、電食によってモータ２００が故障する可能性を低減するように、駆動条件を制御することができる。
【００９０】
具体的には、制御部１０１は、駆動時間１〜３を積算した後に、温度調整部１０５に指令を送り、軸受２１０の温度を増加または減少させる。温度調整部１０５が冷却ファンを含む場合は、温度調整部１０５は、冷却ファンの風量を制御することによって、軸受２１０の温度を増加または減少させる。または、温度調整部１０５は、モータ２００に供給する無効電流を制御することによって、軸受２１０の温度を調整してもよい。
【００９１】
例えば、駆動時間１が０時間、駆動時間２が５０時間、駆動時間３が３００時間となっていた場合に、制御部１０１は、軸受２１０の温度を下げるように温度調整部１０５を制御する。回転速度が同じであれば、潤滑膜の厚さが厚くなるので、モータ２００が同じ動作（速度）パターンで駆動される場合、駆動時間２に積算されていた駆動時間のうちの一部が、駆動時間３に積算されることになる。その結果、電食の度合いを小さくすることができる。
【００９２】
一方、例えば、駆動時間１が３００時間、駆動時間２が５０時間、駆動時間３が０時間となっていた場合に、制御部１０１は、軸受２１０の温度を上げるように温度調整部１０５を制御する。回転速度が同じであれば、潤滑膜の厚さが薄くなるため、モータ２００が同じ動作（速度）パターンで駆動される場合、駆動時間２に積算されていた動作時間のうちの一部が、駆動時間１に積算されることになる。その結果、電食の度合いを小さくすることができる。
【００９３】
この構成によれば、モータ２００の回転速度、すなわち動作パターンを同じとして稼働を継続しつつ、電食によってモータ２００の軸受２１０が故障する可能性を低減することができる。したがって、例えばモータを製造装置に適用した場合に、製品の生産性に低下させることなく、電食によるモータ２００の軸受２１０の故障を抑え、その結果、モータ２００の寿命を引き延ばすことができる。
【００９４】
次に、図４を参照して、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１００の動作フローについて、説明する。なお、本実施形態においては、制御部１０１は、予め定められたサンプリング周期Δｔで、Ｓ１〜Ｓ１４のフローを実行する。
【００９５】
図４に示すフローが開始されると、開始時点からΔｔ経過後に、制御部１０１はステップＳ１において、軸受２１０の温度を検出する。具体的には、制御部１０１は、温度検出部１０３から送信された軸受２１０の内輪２１１および外輪２１２の温度を取得する。ステップＳ２において、制御部１０１は、回転速度検出部１０４から送信された回転シャフト２０４の回転速度を取得する。
【００９６】
ステップＳ３において、制御部１０１は、稼働中の潤滑膜の厚さを算出する。具体的には、制御部１０１は、図３に示すグラフに相当するデータテーブルをメモリ１０２から読み出す。そして、制御部１０１は、ステップＳ１およびステップＳ２にて取得した内輪２１１および外輪２１２の温度および回転シャフト２０４の回転速度に基づいて稼働中の潤滑膜の厚さを算出する。このように、本実施形態においては、制御部１０１は、膜厚算出部として機能する。
【００９７】
ステップＳ４において、制御部１０１は、潤滑膜の厚さが範囲４０１内にあるか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、ステップＳ３にて算出した潤滑膜の厚さが、メモリ１０２に格納された範囲４０１に該当する場合に、ＹＥＳと判断し、ステップＳ５に進む。
【００９８】
一方、制御部１０１は、範囲４０１に該当しない場合に、ＮＯと判断し、ステップＳ６に進む。このステップＳ４により、制御部１０１は、潤滑膜の厚さが範囲４０１に分類されるか否かを判断する。
【００９９】
ステップＳ５において、制御部１０１は、駆動時間１を積算する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に記録された駆動時間１に、サンプリング周期Δｔを積算する。一方、ステップＳ４にて、制御部１０１がＮＯと判断した場合、ステップＳ６において、制御部１０１は、ステップＳ３にて算出された潤滑膜の厚さが、上記した範囲４０２内にあるか否かを判断する。
【０１００】
具体的には、制御部１０１は、ステップＳ３にて算出した潤滑膜の厚さが、メモリ１０２に格納された範囲４０２に該当する場合に、ＹＥＳと判断し、ステップＳ７に進む。一方、制御部１０１は、範囲４０２に該当しない場合に、ＮＯと判断し、ステップＳ８に進む。このステップＳ６により、制御部１０１は、潤滑膜の厚さが範囲４０２に分類されるか否かを判断する。
【０１０１】
ステップＳ７において、制御部１０１は、駆動時間２を積算する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に記録された駆動時間２に、サンプリング周期Δｔを積算する。一方、ステップＳ６において、制御部１０１がＮＯと判断した場合、制御部１０１は、潤滑膜の厚さが上記した範囲４０３に分類されるものと判断し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８において、制御部１０１は、駆動時間３を積算する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に記録された駆動時間３に、サンプリング周期Δｔを積算する。
【０１０２】
ステップＳ９において、制御部１０１は、モータ２００の軸受２１０の温度を調整する必要があるか否かを判断する。例えば、制御部１０１は、駆動時間１が０時間、駆動時間２が５０時間、駆動時間３が３００時間として積算されていた場合は、軸受２１０の温度を下げる必要があると判断する。
【０１０３】
また、制御部１０１は、駆動時間１が３００時間、駆動時間２が５０時間、駆動時間３が０時間として積算されていた場合は、軸受２１０の温度を上げる必要があると判断する。制御部１０１は、温度を調整する必要があると判断すると、ステップＳ１５に進む。一方、制御部１０１は、温度を調整する必要がないと判断すると、ステップＳ１０に進む。
【０１０４】
ステップＳ１０において、制御部１０１は、ステップＳ５、Ｓ７、およびＳ８にて積算された駆動時間１〜３を元に合算値を演算する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に記録された駆動時間１〜３と、電食係数Ｋ１〜Ｋ３を読み出して、上記した式１に従って、合算値Ｓ１を演算する。
【０１０５】
ステップＳ１１において、制御部１０１は、ステップＳ１０にて算出した合算値から、時間平均値を演算する。具体的には、制御部１０１は、ステップＳ１０にて算出した合算値Ｓ１と、モータ２００の総駆動時間Ｔｓを、上記した式２に適用し、時間平均値Ａ１を演算する。
【０１０６】
ステップＳ１２において、制御部１０１は、ステップＳ１１にて算出した時間平均値が、予め定められた閾値を超えたか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に予め格納されている時間平均値の閾値Ａｔｈを読み出し、時間平均値Ａ１と閾値Ａｔｈとを比較する。そして、制御部１０１は、Ａ１＞Ａｔｈの場合にＹＥＳと判断して、ステップＳ１３に進む。一方、制御部１０１は、Ａ１≦Ａｔｈの場合にＮＯと判断して、ステップＳ１４に進む。
【０１０７】
ステップＳ１２においてＹＥＳと判断された場合、ステップＳ１３において、制御部１０１は、ステップＳ１１にて算出した時間平均値が閾値を超えた旨を使用者に視覚的に報知すべく、警告を表示部１０７に表示する。具体的には、制御部１０１は、警告表示に対応する画像データをメモリ１０２から読み出し、表示部１０７に送信する。
【０１０８】
表示部１０７は、受信した画像データを表示する。例えば、表示部１０７は、「時間平均値が閾値を超過しました」という文字を表示する。なお、制御部１０１は、警告の表示に代えて（または加えて）、インターフェース部１０６を介して、警告情報を外部機器に出力してもよい。警告の表示および／または出力が行われた後、ステップＳ１３は完了し、ステップＳ１４に進む。
【０１０９】
一方、ステップＳ９にてＹＥＳと判断されると、ステップＳ１５が開始される。このステップＳ１５において、制御部１０１は、軸受２１０の温度を調整する。このステップＳ１５について、図５を参照して説明する。
【０１１０】
なお、図５の（ａ）は、温度調整部１０５が冷却ファンを含む場合の軸受温度調整ステップのフローチャートを示し、（ｂ）は、温度調整部１０５がモータ２００に供給する無効電流を制御することによって軸受２１０の温度を調整する場合における、軸受温度調整ステップのフローチャートを示す。
【０１１１】
図５（ａ）を参照して、温度調整部１０５が冷却ファンを含む場合について説明する。制御部１０１は、軸受温度調整ステップＳ１５を開始すると、ステップＳ１５１において、軸受２１０の近傍に配置された冷却ファンに指令を送り、冷却ファンの風量を制御する。ステップＳ１５２において、制御部１０１は、温度検出部１０３から送信された軸受２１０の内輪２１１および外輪２１２の温度を取得する。
【０１１２】
ステップＳ１５３において、制御部１０１は、ステップＳ１５２にて取得した軸受の温度が、目標値の範囲内にあるか否かを判断する。例えば、制御部１０１は、駆動時間１が０時間、駆動時間２が５０時間、駆動時間３が３００時間として積算されていた場合は、軸受２１０の温度を下げるべく目標値を設定する。
【０１１３】
または、制御部１０１は、駆動時間１が３００時間、駆動時間２が５０時間、駆動時間３が０時間として積算されていた場合は、軸受２１０の温度を上げるべく目標値を設定する。そして、制御部１０１は、ステップＳ１５２にて取得した温度が、該目標値の範囲内にある場合にＹＥＳと判断し、軸受温度調整ステップを終了する。一方、制御部１０１は、該目標値の範囲内にない場合にＮＯと判断し、ステップＳ１５１に戻る。
【０１１４】
次に、図５（ｂ）を参照して、温度調整部１０５がモータ２００に供給する無効電流を制御することによって軸受２１０の温度を調整する場合について説明する。制御部１０１は、軸受温度調整ステップを開始すると、ステップＳ１５４において、制御部１０１は、無効電流を制御すべく温度調整部１０５に指令を送る。温度調整部１０５は、電源３００またはアンプ３０１と通信し、受け取った指令に応じて、モータ２００に入力される無効電流を増加または減少させる。
【０１１５】
ステップＳ１５５において、制御部１０１は、温度検出部１０３から送信された軸受２１０の内輪２１１および外輪２１２の温度を取得する。ステップＳ１５６において、制御部１０１は、ステップＳ１５５にて取得した軸受の温度が、目標値の範囲内にあるか否かを判断する。制御部１０１は、ステップＳ１５５にて取得した温度が目標値の範囲内にある場合にＹＥＳと判断し、軸受温度調整ステップを終了する。一方、制御部１０１は、ステップＳ１５５にて取得した温度が目標値の範囲内にない場合にＮＯと判断し、ステップＳ１５４に戻る。
【０１１６】
再度、図４を参照して、制御部１０１は、ステップ１２またはステップＳ１３の後に、ステップＳ１４において、使用者からモータの稼働を終了する指令を受けたか否かを判断する。制御部１０１は、使用者から終了の指令を受けた場合にＹＥＳと判断し、動作フローを終了する。
【０１１７】
一方、制御部１０１は、使用者から終了の指令を受けていない場合ＮＯと判断し、ステップＳ１に戻る。そして、制御部１０１は、この動作フローの開始時点からΔｔ経過後に、ステップＳ１を再度実行する。このようにして、制御部１０１は、使用者から終了の指令を受けるまで、ステップＳ１〜１４に示すフローを、サンプリング周期Δｔで繰り返し実行する。
【０１１８】
次に、図６を参照して、モータ制御装置１００の、他の実施形態に係る動作フローについて、説明する。なお、図６に示す動作フローのステップＳ１〜ステップＳ８、ステップＳ１０、およびステップＳ１４は、図４に示す動作フローのステップＳ１〜ステップＳ８、ステップＳ１０、およびステップＳ１４と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【０１１９】
ステップＳ９にて合算値を算出した後、ステップＳ１００において、制御部１０１は、ステップＳ９にて算出した合算値が、予め定められた第１の閾値を超えたか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に予め格納されている第１の閾値Ｓｔｈ１を読み出し、ステップＳ９にて算出した合算値Ｓ１と閾値Ｓｔｈ１とを比較する。そして、制御部１０１は、Ｓ１＞Ｓｔｈ１の場合にＹＥＳと判断し、ステップＳ１０１に進む。一方、制御部１０１は、Ｓ１≦Ｓｔｈ１の場合にＮＯと判断し、ステップＳ１０２に進む。
【０１２０】
ステップＳ１００にてＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１０１にて、制御部１０１は、合算値が、予め定められた第２の閾値を超えたか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に予め格納されている第２の閾値Ｓｔｈ２を読み出し、合算値Ｓ１と閾値Ｓｔｈ２とを比較する。そして、制御部１０１は、Ｓ１＞Ｓｔｈ２である場合にＹＥＳと判断し、ステップＳ１０３に進む。一方、制御部１０１は、Ｓ１≦Ｓｔｈ２である場合にＮＯと判断し、ステップＳ１０４に進む。なお、第２の閾値Ｓｔｈ２は、第１の閾値Ｓｔｈ１よりも大きく設定される。
【０１２１】
ステップＳ１０１にてＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１０３にて、制御部１０１は、合算値が、予め定められた第３の閾値を超えたか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に予め格納されている第３の閾値Ｓｔｈ３を読み出し、合算値Ｓ１と閾値Ｓｔｈ３とを比較する。そして、制御部１０１は、Ｓ１＞Ｓｔｈ３である場合にＹＥＳと判断し、ステップＳ１０５に進む。一方、制御部１０１は、Ｓ１≦Ｓｔｈ３である場合にＮＯと判断し、ステップＳ１０６に進む。なお、第３の閾値Ｓｔｈ３は、第２の閾値Ｓｔｈ２よりも大きく設定される。
【０１２２】
ステップＳ１０３にてＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１０５にて、制御部１０１は、合算値が、予め定められた第４の閾値を超えたか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、メモリ１０２に予め格納されている第４の閾値Ｓｔｈ４を読み出し、合算値Ｓ１と閾値Ｓｔｈ４とを比較する。そして、制御部１０１は、Ｓ１＞Ｓｔｈ４である場合にＹＥＳと判断し、ステップＳ１０７に進む。一方、制御部１０１は、Ｓ１≦Ｓｔｈ４である場合にＮＯと判断し、ステップＳ１０８に進む。なお、第４の閾値Ｓｔｈ４は、第３の閾値Ｓｔｈ３よりも大きく設定される。
【０１２３】
一方、ステップＳ１００にてＮＯと判断した場合、ステップＳ１０２において、制御部１０１は、電食の度合いをレベル０であると推定し、メモリ１０２に記録する。すなわち、本実施形態においては、制御部１０１は、モータ２００の稼働とともに進行する電食の度合いを推定する電食推定部として機能する。同様に、ステップＳ１０１にてＮＯと判断した場合、ステップＳ１０４において、制御部１０１は、電食の度合いをレベル１であると推定し、メモリ１０２に記録する。
【０１２４】
また、ステップＳ１０３にてＮＯと判断した場合、ステップＳ１０６において、制御部１０１は、電食の度合いをレベル２であると推定し、メモリ１０２に記録する。また、ステップＳ１０５にてＮＯと判断した場合、ステップＳ１０８において、制御部１０１は、電食の度合いをレベル３であると推定し、メモリ１０２に記録する。また、ステップＳ１０５にてＹＥＳと判断した場合、ステップＳ１０７において、制御部１０１は、電食の度合いをレベル４であると推定し、メモリ１０２に記録する。
【０１２５】
ステップＳ１０９において、制御部１０１は、使用者に電食の度合いを報知すべく、電食の度合いを表示部に表示する。具体的には、制御部１０１は、ステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７、およびＳ１０８にてメモリ１０２に記録された電食の度合いのレベルに係る情報のうち、最新のものを検索する。そして、制御部１０１は、最新のレベルに対応する画像データを読み出し、使用者に電食の度合いを報知すべく、表示部１０７に表示する。
【０１２６】
例として、メモリ１０２には、電食の度合いのレベルの各々に対応して、以下のような画像表示用のデータが予め格納されている。
レベル０：「電食が発生する可能性なし」
レベル１：「電食が発生する可能性があるが、異音や軸受損傷に至る可能性はない」
レベル２：「電食が発生する可能性があり、異音や軸受損傷に至る可能性がある」
レベル３：「電食が発生し、異音や軸受損傷に至る可能性が高い」
レベル４：「電食が発生し、異音や軸受損傷に至る可能性が非常に高い」
【０１２７】
例えば、合算値Ｓ１が閾値Ｓｔｈ４を超えていた場合を考えると、制御部１０１は、ステップＳ１０９にて、「電食が発生し、異音や軸受損傷に至る可能性が非常に高い」という画像データをメモリ１０２から読み出し、表示部１０７に表示する。
【０１２８】
このように、この動作フローによれば、制御部１０１は、合算値Ｓ１に基づいて、モータ２００の稼働に伴って進行する電食の度合いを推定し、使用者に報知することができる。これにより、使用者は、モータ２００を分解することなく、軸受２１０が電食によって故障してしまう可能性を把握することが可能となる。
【０１２９】
なお、この動作フローにおいては、合算値Ｓ１に基づいて電食の度合いを推定した場合について述べたが、これに限らず、上記した合算値Ｓ２、または時間平均値Ａ１、Ａ２に基づいて電食の度合いを推定することもできる。
【０１３０】
また、合算値Ｓ１を求めることなく、駆動時間１〜３のうち、電食の度合いが最も大きくなると推定される駆動時間２のみに注目し、駆動時間２が予め定められた閾値を超えたときに、それに対応して電食レベルを引き上げてもよい。電食の発生は、モータの温度や速度に大きく依存するため、同じ機械であっても同じように電食が発生するとは限らない。
【０１３１】
本実施例では、装置の運転パターンも加味して、電食レベルを表示するため、電食のリスクが高い装置にだけ電食対策を行うことができる。言い換えれば、電食対策が必要な装置にだけ、対策を行うことができるので、全ての装置に電食対策を行うことと比較して、対策費用を削減することができる。
【０１３２】
なお、上記した実施形態においては、合算値Ｓ１を求める場合に、電食係数Ｋ１を、０〜０．２μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間１に乗算し、電食係数Ｋ２を、０．２〜１μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間２に乗算し、且つ、電食係数Ｋ３を、１μｍ以上の潤滑膜の厚さに対応する駆動時間３に乗算する場合について述べた。
【０１３３】
しかしながら、これに限らず、電食係数を乗算する場合に、駆動時間１〜３の各々に対応する潤滑膜の厚さの範囲を、モータ２００の種類、アンプ３０１の種類、モータ２００に供給される電圧、ケーブル３０２の種類、および、接地状態の組み合わせによって、変更してもよい。ここで、接地状態とは、例えばアース線のケーブルの直径、接地点の数等を示す。モータ２００の種類、アンプ３０１の種類、モータ２００に供給される電圧、ケーブル３０２の種類、および接地状態といった要素は、軸受に掛かる電圧の大きさに影響を与え得るものであり、これらの組み合わせに応じて、軸受内部で発生する放電の状況が異なる。
【０１３４】
より具体的には、第１のシステムにおいては、モータ２００の種類が「Ａ」、アンプ３０１の種類が「Ａ」、入力電圧が４００Ｖ、ケーブル３０２の種類が「Ａ」、接地状態が「Ａパターン」であったとする。
【０１３５】
この場合、上記実施形態と同様に、合算値Ｓ１を求めるために、リスク係数Ｋ１を、０〜０．２μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間１に乗算し、電食係数Ｋ２を、０．２〜１μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間２に乗算し、電食係数Ｋ３を、１μｍ以上の潤滑膜の厚さに対応する駆動時間３に乗算するものとする。
【０１３６】
一方、第２のシステムにおいては、モータ２００の種類が「Ａ」、アンプ３０１の種類が「Ａ」、入力電圧が４００Ｖ、ケーブル３０２の種類が「Ｂ」、接地状態が「Ｂパターン」であったとする。
【０１３７】
この場合においては、合算値Ｓ１を求めるために、リスク係数Ｋ１を、０〜０．４μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間に乗算し、電食係数Ｋ２を、０．４〜１．５μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間に乗算し、電食係数Ｋ３を、１．５μｍ以上の潤滑膜の厚さに対応する駆動時間に乗算する。
【０１３８】
さらに、第３のシステムにおいては、モータ２００の種類が「Ｂ」、アンプ３０１の種類が「Ａ」、入力電圧が４００Ｖ、ケーブル３０２の種類が「Ｂ」、接地状態が「Ｂパターン」であったとする。
【０１３９】
この場合においては、合算値Ｓ１を求めるために、リスク係数Ｋ１を、０〜０．６μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間に乗算し、電食係数Ｋ２を、０．６〜２．２μｍの潤滑膜の厚さに対応する駆動時間に乗算し、電食係数Ｋ３を、２．２μｍ以上の潤滑膜の厚さに対応する駆動時間に乗算する。
【０１４０】
このように、リスク係数Ｋ１を乗算する際の潤滑膜の厚さの範囲を、モータ２００の種類、アンプ３０１の種類、モータ２００に供給される電圧、ケーブル３０２の種類、および、接地状態の組み合わせによって変更することによって、種々のシステムに応じて、電食の度合いを評価することができる。これにより、より広範なシステムに亘って、電食の度合いを容易に把握することができる。
【０１４１】
なお、モータ２００の種類は、例えば、モータの最大トルク、入力電力、直径等に応じて定められる。また、アンプ３０１の種類は、例えば、最大入力電力、最大出力電力、ゲイン等に応じて定められる。ケーブル３０２の種類は、ケーブルの直径もしくは長さ、同軸線もしくは平衡線といったケーブルのタイプ、または、ケーブルに使用される材料の種類等に応じて定められる。また、接地状態は、接地点の数、アース線として用いられるケーブルの種類等によって定められる。
【０１４２】
また、上記した実施形態においては、図２に示すように、潤滑膜の厚さおよび電食の度合いを算出するために用いる範囲を、３つの範囲４０１〜４０３に区分した場合について述べたが、これに限らず、１つのみの範囲を設定してもよいし、または、３以上の区分となるように、範囲をより細分化して設定してもよい。
【０１４３】
以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１４４】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４５】
１０    システム
１００    モータ制御装置
１０１    制御部
１０２    メモリ
１０３    温度検出部
１０４    回転速度検出部
１０５    温度調整部
２００    モータ
２１０    軸受
３００    電源
【図１】
2014228378.tif 000003
【図２】
2014228378.tif 000004
【図３】
2014228378.tif 000005
【図４】
2014228378.tif 000006
【図５】
2014228378.tif 000007
【図６】
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