WO2022044713A1 - モータ装置、ギヤモータ、検知方法、及びコンピュータプロダクト - Google Patents

モータ装置、ギヤモータ、検知方法、及びコンピュータプロダクト Download PDF

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WO2022044713A1
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regression equation
temperature
output shaft
power
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良彰 横井
晴貴 手良向
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株式会社椿本チエイン
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    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
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    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive

Definitions

  • the present invention relates to a motor device, a gear motor, a detection method, and a computer product capable of detecting load fluctuations and performing preventive maintenance with high accuracy.
  • the device using the motor has a built-in overload protection circuit that detects and stops the overload state of the motor, and implements preventive maintenance to prevent the operation in the overload state.
  • Patent Document 1 discloses a gear motor that implements overload protection that detects an overload by a current to the motor.
  • the current value does not fluctuate, so it may not be possible to detect an abnormality in the load. Therefore, Patent Document 2 discloses that an overload state is detected by comparing a power value and a threshold value by using a power detection circuit that inputs a current value and a voltage value and outputs power.
  • the electric power supplied to the motor does not always fluctuate slowly, such as through an inverter, and the temperature of the device using the motor also changes according to the drive time, and the electric power may also fluctuate. It is required to accurately detect the overload in response to various operating conditions at the production site where such a motor device is used.
  • An object of the present invention is to provide a motor device, a gear motor, a detection method, and a computer product capable of detecting load fluctuations and performing preventive maintenance with high accuracy.
  • the motor device of one embodiment of the present disclosure includes a motor, a power detection circuit for detecting electric power supplied from a power source to the motor, a temperature sensor for measuring temperature, electric power detected by the electric power detection circuit, and an electric power detected by the electric power detection circuit.
  • a storage unit that stores a regression equation showing the relationship between the temperature measured by the temperature sensor and the physical quantity used for deriving the output shaft torque of the motor, the electric power detected by the electric power detection circuit, and the electric power detected by the electric power detection circuit. It is provided with a processing unit for deriving the output shaft torque of the motor by using the physical quantity obtained by the regression equation from the temperature measured by the temperature sensor.
  • the electric power supplied from the power source to the motor is acquired, the temperature of the motor is acquired, the electric power supplied to the motor, the temperature of the motor, and the output of the motor.
  • a regression equation showing the relationship with the physical quantity used to derive the shaft torque is stored, and the output shaft torque of the motor is derived from the acquired power and temperature using the regression equation, and the derived output shaft is derived. It is judged whether or not the torque is equal to or more than the judgment reference value or less than or equal to the judgment reference value, and if it is judged to be more than or equal to the judgment reference value, it is detected that the motor is in an overload state and the value is less than or equal to the judgment reference value. If it is determined to be present, the process of detecting that the motor is in a light load state is included.
  • the computer product of the embodiment of the present disclosure is a computer product in which a computer program for detecting a load state of a motor is stored in the computer, and the power supplied from the power source to the motor is acquired to acquire the temperature.
  • a regression equation showing the relationship between the power supplied to the motor and the temperature of the motor and the physical quantity used for deriving the output shaft torque of the motor is stored, and the obtained power and temperature are used.
  • the process of deriving the output shaft torque of the motor is executed using the physical quantity obtained by the regression equation.
  • the judgment is made based on the calculated value corresponding to the motor load calculated based on the electric power input to the motor and the temperature. Not only the electric power that depends on the temperature of the device, which changes according to the drive time, but also the relationship with the temperature is taken into consideration. Although it is estimated, it is judged by the torque corresponding to the motor load, so that it is possible to detect the overload or the light load more accurately.
  • the regression equation is a first regression equation showing the relationship between the power detected by the power detection circuit and the load factor of the motor, the load factor and the motor.
  • the processing unit includes the second regression equation showing the relationship with the motor efficiency and the third regression equation showing the relationship between the load factor and the rotation rate with respect to the synchronous rotation speed of the motor, and the processing unit is the power detection circuit.
  • the rotation speed of the output shaft of the motor obtained by the rotation rate is used to derive the output shaft torque of the motor.
  • the regression equation is a first regression equation for deriving a motor load factor having a high correlation with the input power, a second regression equation showing the relationship between the motor load factor and the motor efficiency, and a motor. It includes a third regression equation showing the relationship between the load factor and the motor rotation rate (actual rotation speed / motor synchronous rotation speed).
  • the processing unit can obtain the actual rotation speed and motor output required for deriving the torque of the output shaft of the motor from the input power.
  • any one or more of the first to third regression equations is specified based on a signal detected by a current detection unit included in the power detection circuit.
  • the power frequency of the power source is used.
  • the power supply frequency may be used to derive the load factor, motor efficiency, and rotation rate of the motor whose relationship is described by the first to third regression equations.
  • the load factor, efficiency, and rotation rate of the motor can be derived in consideration of fluctuations depending on the power frequency of 50 Hz / 60 Hz or the power frequency converted by the inverter, and the overload can be detected more accurately.
  • the processing unit compares the output shaft torque of the derived motor with the judgment reference value, and determines that the output shaft torque is equal to or more than the judgment reference value or equal to or less than the judgment reference value. If it is determined, the motor is stopped.
  • the motor device of the present disclosure it is possible to detect an overload or a light load by the magnitude of the torque (or gear output torque) of the motor output shaft corresponding to the motor load, and stop the motor to protect it.
  • the motor device of one embodiment of the present disclosure further includes a communication unit, and the processing unit compares the output shaft torque of the derived motor with a judgment reference value, and determines whether the output shaft torque is equal to or higher than the judgment reference value. When it is determined that the value is equal to or less than the reference value, the communication unit notifies the outside of the overload state or the light load state of the motor together with the data indicating the excess or underload of the output shaft torque.
  • the processing unit accepts the setting of the determination reference value.
  • the motor device of the present disclosure accepts the setting of the judgment reference value to be compared with the derived torque from the outside.
  • a reference value for detecting an overload state or a light load state is appropriately set according to the model of the motor in the motor device, the usage environment in which the motor device is used, and the usage conditions, and the motor device can be used according to the purpose.
  • the motor device of one embodiment of the present disclosure further includes a communication unit, and the processing unit notifies the outside of data corresponding to the magnitude of the output shaft torque of the derived motor from the communication unit.
  • data indicating a value corresponding to the magnitude of the derived torque is constantly notified to the outside, which can be used by the host control device to estimate the state of the motor device. ..
  • the gear motor of one embodiment of the present disclosure includes a motor, a speed reducer that reduces the rotation of the motor and outputs it, a power detection circuit that detects electric power supplied from a power source to the motor, and a temperature sensor that measures the temperature.
  • a storage unit that stores a regression equation showing the relationship between the power detected by the power detection circuit or the temperature measured by the temperature sensor and the physical quantity used for deriving the gear output shaft torque of the speed reducer. It is provided with a processing unit for deriving the gear output shaft torque of the speed reducer from the electric power detected by the electric power detection circuit or the temperature measured by the temperature sensor using the physical quantity obtained by the regression equation.
  • the judgment is made based on the calculated value corresponding to the motor load calculated based on the electric power input to the motor and the temperature. Not only the electric power that depends on the temperature of the device, which changes according to the drive time, but also the relationship with the temperature is taken into consideration. Although it is estimated, it is judged by the torque corresponding to the motor load, so that it is possible to detect the overload or the light load more accurately.
  • the regression equation includes a fourth regression equation showing the relationship between the temperature measured by the temperature sensor and the lubricant temperature of the gear of the speed reducer, and the processing unit. Uses the fourth regression equation to derive the lubricant temperature of the gear from the temperature measured by the temperature sensor, and derives the output shaft torque of the reducer.
  • the regression equation includes a regression equation showing the relationship between the temperature measured by the temperature sensor and the gear lubricant temperature of the speed reducer, which is difficult to measure while the motor is in operation.
  • the processing unit can accurately derive motor efficiency, loss, etc. that fluctuate with changes in temperature.
  • the temperature sensor is housed in a box body attached to the exterior of the motor, and the fourth regression equation is the temperature inside the box body and the lubricant. It is a regression equation showing the relationship with temperature.
  • the temperature sensor measures the temperature inside the box attached to the exterior of the motor. By measuring the relationship between the temperature measured by the temperature sensor and the lubricant temperature in advance and storing it as a regression equation, the processing unit can derive the lubricant temperature.
  • the regression equation includes a fifth regression equation showing the relationship between the temperature of the motor and the torque of the speed reducer at no load, and the processing unit is described from the temperature.
  • the torque under no load obtained by using the fifth regression equation, the loss under no load obtained by the rotational speed of the motor, the motor output obtained based on the power detected by the power detection circuit, and the motor output obtained by the power detection circuit.
  • the rotation speed of the output shaft of the motor is used to derive the output shaft torque of the speed reducer.
  • the regression equation includes a regression equation showing the relationship between the temperature of the motor and the torque when the gear is not loaded.
  • the processing unit derives the torque when the gear is not loaded from the temperature by the fifth regression equation, and estimates the value corresponding to the torque of the output shaft of the reducer together with other physical quantities such as the rotation speed and the motor speed. It will be possible to do.
  • the fifth regression equation includes a plurality of regression equations showing different relationships depending on the model of the motor, and the processing unit uses the fifth regression equation according to the model of the motor. Select an expression.
  • the relationship between the temperature shown by the fifth regression equation and the torque when the gear is not loaded differs depending on the model having different rotation speeds, frequencies, etc., and is therefore appropriate depending on the model of the motor.
  • the regression equation is selected.
  • the load can be detected regardless of the temperature, and highly accurate preventive maintenance becomes possible.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the motor device 1.
  • the motor device 1 is a gear motor as described above.
  • the motor device 1 is assembled so as to rotate the sprocket of the belt conveyor, for example, as shown in FIG.
  • the motor device 1 includes a motor 2, a speed reducer 3, and a protection unit 400 (see FIG. 2) housed in a terminal box 4.
  • the motor 2 has a three-phase coil, a rotor that rotates by alternating current flowing through the three-phase coil, and a rotating shaft that outputs the torque of the rotor.
  • the speed reducer 3 is connected to the rotating shaft of the motor 2, and has a gear mechanism and an output shaft that reduce the rotation of the rotating shaft to output the torque of the motor 2.
  • the gear mechanism is a known reduction gear mechanism such as a helical gear mechanism, a hypoid gear mechanism, and a worm gear mechanism.
  • the terminal box 4 is a substantially rectangular parallelepiped box body that accommodates various terminals related to driving the motor 2.
  • the terminal box 4 is provided at any position on the side surface of the motor 2.
  • the terminal box 4 is provided with a protection unit 400 that detects an overload of the motor device 1 and an abnormality based on temperature, vibration, etc., and stops the motor 2 when an overload or a light load and an abnormality are detected. Has been done.
  • the protection unit 400 is communicably connected to the control device C that controls the operation of the motor device 1.
  • the protection unit 400 includes a warning light 430 that lights up when an overload, a light load, or an abnormality is detected.
  • the warning light 430 is provided so as to be exposed from the terminal box.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the protection unit 400.
  • the protection unit 400 includes a control unit 40, a power detection circuit 401, a vibration sensor 402, and a temperature sensor 403.
  • the control unit 40, the power detection circuit 401, the vibration sensor 402, and the temperature sensor 403 are all housed in the terminal box 4.
  • the control unit 40 is a microcontroller.
  • the control unit 40 may be composed of a dedicated LSI and an FPGA.
  • the control unit 40 is connected to another power detection circuit 401, a vibration sensor 402, and a temperature sensor 403 included in the protection unit 400.
  • the control unit 40 protects the motor 2 based on the detected values and measured values obtained from the power detection circuit 401, the vibration sensor 402, and the temperature sensor 403.
  • the control unit 40 includes a processing unit 41, a storage unit 42, a communication unit 43, and an input / output unit 44.
  • the processing unit 41 includes a CPU (Central Processing Unit), a timer, and a RAM (Random Access Memory).
  • the control unit 40 may use a PLC (Programmable Logic Controller).
  • the processing unit 41 executes the processing described later based on the control program 4P and the setting information 420 stored in the storage unit 42.
  • the storage unit 42 uses a non-volatile memory such as a flash memory.
  • the control program 4P and the setting information 420 are stored in the storage unit 42.
  • the control program 4P may be one in which the processing unit 41 reads out the control program 9P stored in the storage medium 9 (computer program product) readable by a computer and stores it in the storage unit 42.
  • the control program 4P may be downloaded and stored from a program server (not shown).
  • the setting information 420 may also be the setting information 910 stored in the storage medium 9 read by the processing unit 41 and stored in the storage unit 42.
  • the setting information 420 stored in the storage unit 42 includes a regression equation.
  • the regression equation differs depending on the model of the motor device 1, for example, the type of the speed reducer 3, and is stored in advance via the communication unit 43 or the input / output unit 44. The details of the regression equation will be described later.
  • the communication unit 43 is an interface that realizes communication with the control device C or another external device (for example, a maintenance device).
  • the communication unit 43 is, for example, an interface that realizes bus communication for PLC.
  • the input / output unit 44 is an input / output interface of the processing unit 41.
  • the processing unit 41 acquires signals output from the power detection circuit 401, the vibration sensor 402, and the temperature sensor 403 via the input / output unit 44.
  • the processing unit 41 outputs a signal to the warning light 440 and the cutoff switch 441 via the input / output unit 44.
  • the power detection circuit 401 is an arithmetic circuit that calculates and outputs the electric power input from the AC power supply E to the motor 2 from the current value and the voltage value.
  • the power detection circuit 401 is connected to a contact between a three-phase power supply connection terminal 4a connected to the AC power supply E and a motor connection terminal 4b connected to the motor 2 to measure voltage and current. The details of the power detection circuit 401 will be described later.
  • the vibration sensor 402 uses an acceleration sensor or the like.
  • the vibration sensor 402 is provided inside the terminal box 4.
  • the terminal box 4 is directly attached to the side surface of the motor 2 of the gear motor to be detected, so that the vibration in the motor 2 is output as a voltage signal.
  • the temperature sensor 403 uses a thermistor.
  • the temperature sensor 403 is provided in the terminal box 4. When the terminal box 4 is attached to the side surface of the motor 2 of the gear motor to be detected, the temperature sensor 403 measures the temperature conducted from the outer surface of the casing of the motor 2 and outputs the signal level corresponding to the temperature.
  • the warning lamp 440 uses a lamp such as an LED.
  • the warning light 440 indicates the state of the motor 2 with a different color or a different blinking pattern.
  • the warning light 440 is turned on in any color or blinking pattern based on the control signal output by the processing unit 41 via the input / output unit 44.
  • the cutoff switch 441 is a switch for switching ON / OFF of the power supply from the AC power source E to the motor 2.
  • the processing unit 41 outputs a signal from the input / output unit 44 to the cutoff switch 431 to turn off the power supply from the AC power source E to the motor 2.
  • the means for stopping the motor 2 is not limited to the cutoff switch 441.
  • the processing unit 41 may output a stop signal from the input / output unit 44 to the drive circuit of the motor 2.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a power detection circuit.
  • the AC power supply E and the motor 2 to which the power detection circuit is connected are represented by an equivalent circuit.
  • the AC power supply E has a power supply that outputs an AC voltage of the first phase (R) of the AC and an AC voltage of the second phase (S) with respect to the reference voltage of the neutral point N. It is represented by a power source that outputs a power source and a power source that outputs an AC voltage of the third phase (T).
  • the motor 2 is represented by a star-connected U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil having a predetermined resistance value.
  • One end of the U-phase coil, the V-phase coil and the W-phase coil is connected to a common neutral point N.
  • the other end of the U-phase coil is connected to the U-phase terminal, the other end of the V-phase coil is connected to the V-phase terminal, and the other end of the W-phase coil is connected to the W-phase terminal.
  • the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil disclose an example of star connection, but the present invention is not limited to this, and the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil may be delta-connected.
  • the AC voltage of the first phase (R) of the AC power supply E is supplied to the U-phase terminal of the motor 2
  • the AC voltage of the second phase (S) is supplied to the V-phase terminal of the motor 2.
  • the AC voltage of the third phase (T) is connected so as to be supplied to the W phase terminal of the motor 2.
  • the power detection circuit 401 includes resistors R1, R2, and R3 connected to the contacts of the three-phase feeder lines between the power supply connection terminal and the connection terminal of the motor 2.
  • the resistors R1, R2, and R3 are connected to a common neutral point N in a star shape.
  • the other end of the resistor R1 is connected to a contact between the first phase (R) of the AC power supply E and the U-phase terminal of the motor 2.
  • the other end of the resistor R2 is connected to a contact between the second phase (S) of the AC power supply E and the V phase terminal of the motor 2.
  • the other end of the resistor R3 is connected to a contact between the third phase (T) and W phase terminals of the AC power supply E.
  • the power detection circuit includes a voltage detection unit 412 that detects the voltage across the resistor R1 and a current detection unit 413 that detects the phase current flowing through the U-phase coil of the motor 2.
  • the power detection circuit 401 calculates the power factor based on the phase difference between the phase voltage detected by the voltage detection unit 412 and the phase current detected by the current detection unit 413, and calculates the power of one phase.
  • the power detection circuit 401 triples the calculated one-phase power to calculate the power supplied to the motor 2.
  • the power detection circuit 401 controls a signal level signal corresponding to the voltage value detected by the voltage detection unit 412, a signal level signal corresponding to the current value detected by the current detection unit 413, and a signal corresponding to the calculated power. Output to 40.
  • the AC power source E is described as the power source of the motor 2 as shown in FIG. 3, but the motor 2 may be driven by an inverter.
  • the protection unit 400 configured in this way uses the power detected by the power detection circuit 401 and the temperature in the terminal box 4 detected by the temperature sensor, and uses the value corresponding to the load of the motor 2 as the value of the speed reducer 3.
  • the output shaft torque (load) of the gear is estimated and calculated by the calculation of the processing unit 41.
  • the output shaft torque of the motor 2 may be estimated and calculated as a value for detecting the overload of the motor 2, but in this embodiment, the gear output shaft torque is used.
  • the protection unit 400 determines the state (whether or not it is an overload state) of the motor 2 by using the threshold value for the load (torque). When the protection unit 400 is determined to be in an overloaded state, the protection unit 400 stops the motor 2.
  • Gear output is required to estimate and calculate the output shaft torque of the gear.
  • the output of the gear is not the detected amount, but the amount obtained by multiplying the input power to the motor 2 detected by the power detection circuit 401 by the motor efficiency (motor output), minus the loss when the gear is not loaded. It can be calculated as a thing.
  • the motor efficiency varies depending on the temperature and can be estimated from the detectable input power value.
  • the loss of the gear at no load also depends on the temperature and is not a detected amount.
  • the loss of the gear when there is no load is obtained by multiplying the torque when there is no load by the output rotation speed of the motor 2.
  • the protection unit 400 may use a synchronous rotation speed that can be calculated from the number of motor poles by measuring the frequency from the current or voltage.
  • the protection unit 400 is calculated in consideration of motor slip by multiplying the synchronous rotation speed by the motor load factor estimated from the input power of the motor 2 without using the synchronous rotation speed as it is.
  • motor efficiency, gear temperature, motor load factor, and torque when the gear is not loaded are required. These depend on the input power to the motor 2 or the gear temperature. Input power and temperature can be detected.
  • the control unit 40 of the protection unit 400 estimates and calculates the motor efficiency, the motor load factor, and the torque when the gear is not loaded by using a relational expression (regression expression) with the detectable input power or temperature. Since the temperature measured by the temperature sensor 403 is the temperature inside the terminal box 4, the relational expression between the gear lubricant temperature and the temperature measured inside the terminal box 4 is also obtained in advance, and the processing unit 41 Estimates the gear lubricant temperature from the speed obtained from the temperature sensor 403 and uses it.
  • FIGS. 4A to 4E schematically show the regression equation stored in the storage unit.
  • the regression equation first includes a regression equation showing the relationship between the input power detected by the power detection circuit 401 and the motor load factor (FIG. 4A).
  • the regression equation between the input power and the motor load factor shown in FIG. 4A is approximated by the sum (difference) of the two functions with the input power and the power supply frequency as variables.
  • the regression equation is an equation that is appropriately set, and the number of variables, the number of terms, the order, etc. do not matter.
  • mathematical formulas, coefficients, and constants of the regression equation showing the relationship shown in FIG. 4A are stored in advance.
  • the processing unit 41 can estimate the motor load factor of the motor 2 at that time based on the input power value and the power supply frequency.
  • the power supply frequency is specified by the signal from the current detection unit 413 output from the power detection circuit 401.
  • the regression equation includes a regression equation showing the relationship between the motor load factor and the motor efficiency (FIG. 4B).
  • the regression equation between the motor load factor and the motor efficiency shown in FIG. 4B is approximated by the sum of two functions having the motor load factor and the power supply frequency as variables.
  • the storage unit 42 mathematical formulas, coefficients, and constants of the regression equation showing the relationship shown in FIG. 4B are stored in advance.
  • the processing unit 41 can estimate the motor efficiency of the motor 2 at that time based on the motor load factor and the power supply frequency obtained by the regression equation of FIG. 4A.
  • the regression equation includes a regression equation showing the relationship between the motor load factor and the motor rotation rate (FIG. 4C).
  • the regression equation between the motor load factor and the motor rotation rate shown in FIG. 4C is approximated by the sum of two functions having the motor load factor and the power supply frequency as variables.
  • the storage unit 42 mathematical formulas, coefficients, and constants of the regression equation showing the relationship shown in FIG. 4C are stored in advance.
  • the processing unit 41 can estimate the motor rotation rate of the motor 2 at that time based on the motor load factor and the power supply frequency obtained by the regression equation of FIG. 4A.
  • the motor rotation rate is used to estimate and calculate the motor rotation speed.
  • the regression equation includes a regression equation showing the relationship between the temperature based on the signal output from the temperature sensor and the gear lubricant temperature (FIG. 4D).
  • the regression equation between the temperature shown in FIG. 4D and the gear lubricant temperature is approximated by a function with the temperature in the terminal box 4 as a variable.
  • the storage unit 42 mathematical formulas, coefficients, and constants of the regression equation showing the relationship shown in FIG. 4D are stored in advance.
  • the processing unit 41 can estimate the gear lubricant temperature of the motor 2 based on the temperature inside the terminal box 4 obtained from the temperature sensor 403.
  • the regression equation includes a regression equation showing the relationship between the gear lubricant temperature and motor rotation speed (rotation speed) and the torque when the gear is not loaded (Fig. 4E).
  • the regression equation between the gear lubricant temperature and the torque when the gear is not loaded shown in FIG. 4E is approximated by the sum of two functions with the gear lubricant temperature and the motor rotation speed as variables.
  • the mathematical formula, the coefficient, and the constant of the regression equation are stored in advance. Since the relationship between the gear lubricant temperature and the torque when the gear is not loaded differs depending on the model, it is stored for each model.
  • the processing unit 41 is based on the gear lubricant temperature obtained by the regression equation of FIG. 4D and the motor rotation speed obtained by multiplying the rotation rate obtained by the regression equation of FIG. 4C by the motor synchronous rotation speed. It is possible to estimate the torque when there is no load on the gear.
  • FIG 5 and 6 are flowcharts showing an example of an overload detection processing procedure in the control unit 40 of the protection unit 400.
  • the processing unit 41 of the control unit 40 repeatedly executes the following processing until the overload state is detected and the power supply to the motor 2 is stopped while receiving the electric power from the AC power source E during startup.
  • the processing unit 41 acquires a power value indicating the input power of the motor 2 from the power detection circuit 401 via the input / output unit 44 (step S101), and acquires the power supply frequency from the current detection unit 413 (step S102).
  • the processing unit 41 acquires a signal indicating the temperature inside the terminal box 4 from the temperature sensor 403 via the input / output unit 44 (step S103).
  • the processing unit 41 temporarily stores the power value acquired in step S101, the power frequency acquired in step S102, and the temperature acquired in step S103 in the built-in memory (step S104).
  • the processing unit 41 calculates the motor load factor from the regression equation (FIG. 4A) based on the input power indicated by the power value acquired in step S101 and the power frequency acquired in step S102 (step S105).
  • the processing unit 41 calculates the motor efficiency from the regression equation (FIG. 4B) based on the calculated motor load factor and the power supply frequency (step S106).
  • the processing unit 41 calculates the motor rotation rate from the regression equation (FIG. 4C) based on the calculated motor load factor and the power supply frequency (step S107).
  • the processing unit 41 calculates the gear lubricant temperature from the regression equation (FIG. 4D) based on the temperature acquired in step S103 (step S108).
  • the processing unit 41 reads out the regression equation (FIG. 4E) corresponding to the model from the regression equation (step S109).
  • the processing unit 41 uses the regression equation (FIG. 4E) read out in step S109, and is based on the gear lubricant temperature calculated in step S107 and the motor rotation speed obtained by the rotation rate calculated in step S107.
  • the torque under load is calculated (step S110).
  • the processing unit 41 calculates the motor output using the motor efficiency calculated in step S106 and the power value acquired in step S101 (step S111).
  • the processing unit 41 calculates the no-load loss of the gear by using the torque of the gear when there is no load calculated in step S110 and the rotation speed obtained from the motor rotation speed calculated in step S107 (step S112).
  • the processing unit 41 calculates the gear output from the motor output calculated in step S111 and the no-load loss of the gear calculated in step S112 (step S113).
  • the processing unit 41 divides the calculated output of the gear by the rotation speed of the motor 2 to estimate and calculate the output shaft torque of the gear (step S114).
  • the processing unit 41 compares the output shaft torque of the gear (load of the motor 2) calculated in step S114 with the determination reference value included in the setting information 420 stored in the storage unit 42 (step S115). As a result of comparison, the processing unit 41 determines whether or not the output shaft torque of the gear is equal to or higher than the determination reference value (step S116). In step S116, the processing unit 41 may determine whether the output shaft torque is equal to or less than the second determination reference value lower than the determination reference value.
  • step S116 If it is determined in step S116 that the value is equal to or greater than the determination reference value (S116: YES), the processing unit 41 stops the motor 2 in an overloaded state (step S117).
  • the processing unit 41 stores the values acquired or calculated in steps S101 to S114 as a log in the storage unit 42 (step S118).
  • the processing unit 41 is turned on by the warning light 440 with a color or pattern indicating a stop (step S119).
  • the processing unit 41 notifies the control device C from the communication unit that the motor 2 has stopped due to excessive torque (step S120), and ends the processing.
  • step S116 If it is determined in step S116 that the value is less than the determination standard (S116: NO), the processing unit 41 ends the processing as it is because it is in a normal state.
  • the determination reference value in step S116 may be one threshold value for determining whether or not there is an overload.
  • the determination reference value in step S116 may include a second threshold value smaller than this threshold value in addition to one threshold value for determining whether or not the load is overloaded.
  • the determination reference value (second determination reference value) in step S116 is set as a threshold value for determining whether or not the load is too small, that is, whether or not idling occurs, and the processing unit 41 sets the determination reference value in step S116. It may be judged whether or not it is equal to or less than the judgment standard value.
  • step S118 the storage unit 42 stores the values acquired or calculated in steps S101 to S114, but at least the acquired input power value, temperature, and the calculated output shaft of the gear are torque. It may be stored with information indicating excessive (or under), for example, an error code. In this case, it is possible to identify that the torque is excessive (or too small) by reading out the error code from the control device C that has been notified of the stop of the motor 2 or the device for maintenance.
  • the notification in step S120 may include an error code corresponding to "excessive torque" (or "insufficient torque”).
  • the lighting color or pattern in step S119 may indicate "excessive torque” (or "insufficient torque”).
  • the protection unit 400 executes a process of detecting an abnormality based on a signal indicating vibration obtained from the vibration sensor 402 in addition to the process procedure shown in the flowcharts of FIGS. 5 and 6.
  • the processing unit 41 of the protection unit 400 stops the motor 2, turns on the warning light 440, and notifies the control device C of the stop of the motor 2 due to the vibration abnormality.
  • the protection unit 400 can distinguish whether the motor 2 is stopped due to the detection of abnormal vibration, or whether the motor 2 is stopped because it is in an overloaded state or a light load state.
  • FIG. 7 is a graph showing an example of the passage of time of the input power of the motor 2, the gear lubricant temperature, and the gear output shaft torque.
  • the horizontal axis shows the passage of time
  • the vertical axis shows the magnitudes of the input power, temperature, and torque values.
  • the solid line shows the transition of the input power
  • the broken line shows the transition of the temperature
  • the double line shows the transition of the torque.
  • the graph of FIG. 7 shows the time change of the value in a state where the motor device 1 which is a gear motor operates normally and is never overloaded.
  • the input power increases while the motor 2 accelerates.
  • the power peaks.
  • the temperature is relatively low.
  • the efficiency of the gear changes greatly depending on the temperature.
  • the reason why the input power is large as at the time point t1 is that the temperature is low and the efficiency of the gear is low, and it is not necessarily the state where the load is large.
  • the temperature gradually approaches a certain temperature. Time has passed since the start of operation, and at time point t2, for example, the temperature becomes relatively high. In such a state, the efficiency of the gear is high, and when the input power increases, the load becomes large.
  • the motor device 1 takes the passage of the input power and the temperature as shown in FIG. 7, it is difficult to detect the overload by setting a threshold value for the input power.
  • a threshold value for the input power For example, when the value X in FIG. 6 is set as the threshold value for overload detection with respect to the input power value, the overload state occurs in the vicinity of the time point t2 after the temperature rises from the peak at the time point t1 and the input power drops. Even if the input power value rises in, it cannot be detected as an overload state.
  • the value Y in FIG. 6 is set as a threshold value, there is a possibility that the normal state immediately after the start of operation up to the time point t2 is erroneously detected as an overload state.
  • the protection unit 400 of the present disclosure estimates the output shaft torque of the gear based on the detectable input power and temperature.
  • the output shaft torque is a value corresponding to the output shaft torque of the motor 2, that is, the load of the motor 2, is calculated high when the temperature is low, and decreases when the temperature becomes high. Therefore, as shown in FIG. 7, the gear output shaft torque is calculated to be close to constant in the normal state when compared with the change in temperature and the transition of the input power. In this way, the protection unit 400 can detect an overload or a light load more accurately in consideration of the fact that the gear efficiency fluctuates depending on the temperature while using the input power value obtained from the power detection circuit 401. Become.
  • the determination reference value (S116) for detecting the overload state with respect to the estimated load value (the output shaft torque of the gear in the present embodiment) is stored in the storage unit 42.
  • the protection unit 400 can accept settings from the outside via the communication unit 43 with respect to the threshold value.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure for accepting the setting of the determination reference value by the control unit 40.
  • the processing unit 41 of the control unit 40 When the processing unit 41 of the control unit 40 receives the setting request via the communication unit 43, the processing unit 41 executes the following processing. Specifically, when a maintenance device other than the control device C is connected via the communication unit 43, the processing unit 41 detects this.
  • the processing unit 41 outputs a setting screen based on the setting program incorporated in the control program 4P (step S201).
  • the processing unit 41 determines whether or not the writing instruction of the judgment reference value for the torque has been received on the setting screen (step S202). When it is determined that the information has been received (S202: YES), the processing unit 41 receives the determination reference value transmitted together with the instruction (step S203), writes it in the setting information 420 (step S204), and ends the reception process.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the reception screen 300 for setting the determination reference value.
  • the processing unit 41 reads the screen data from the storage unit 42 and outputs the screen data to the maintenance device connected via the communication unit 43.
  • the reception screen 300 includes a text box that accepts the input of the threshold value.
  • the reception screen 300 displays the data of the maximum load in the motor device 1 to which the protection unit 400 is attached with respect to the threshold value, and is written together with the input threshold value.
  • the reception screen 300 includes a "write” button 301 and a "read” button 302.
  • a write instruction is transmitted from the maintenance device to the protection unit 400 together with the threshold value indicated by the text received in the text box of the reception screen 300.
  • the "read” button 302 is selected, the content of the setting information 420 is transmitted from the protection unit 400 to the maintenance device.
  • the judgment reference value for the appropriate load according to the model of the motor device 1 and the usage environment of the motor device 1 is set. Will be possible. The same applies to the setting of the judgment reference value (second judgment reference value) for a light load.
  • the gear output shaft torque is derived by using all the first to fifth regression equations by the processing procedure shown in the flowcharts of FIGS. 5 and 6.
  • the output shaft torque of the motor 2 may be derived by the first to third regression equations.
  • the gear output shaft torque may be derived using only a part of the first to fifth regression equations.
  • the processing unit 41 may use the temperature measured by the temperature sensor as it is or by multiplying it by a specific coefficient with respect to the temperature.
  • the processing unit 41 may use a synchronous rotation speed as the rotation speed.
  • the processing unit 41 may derive the output shaft torque of the motor 2 by combining the physical quantities derived by other calculation methods.
  • the motor device 1 is a gear motor.
  • the motor device 1 is not limited to the gear motor, and the motor 2 may be used without a speed reducer.
  • the protection unit 400 may estimate and calculate the load from the rotation speed or the like by using a regression equation for deriving the output shaft torque of the motor 2, or a mechanism (gear or the like) provided at the output of the motor 2.
  • the motor output shaft torque may be estimated or used from the torque in.

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Abstract

負荷変動を検知し、精度の高い予防保全が可能なモータ装置、ギヤモータ、検知方法、及びコンピュータプロダクトを提供する。モータ装置は、モータと、電源から前記モータへ供給される電力を検出する電力検出回路と、温度を測定する温度センサと、前記電力検出回路で検出される電力、及び、前記温度センサで測定される温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶する記憶部と、前記電力検出回路で検出される電力、及び、前記温度センサで測定される温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用い、前記モータの出力軸トルクを導出する処理部とを備える。

Description

モータ装置、ギヤモータ、検知方法、及びコンピュータプロダクト
　本発明は、負荷変動を検知し、精度の高い予防保全が可能なモータ装置、ギヤモータ、検知方法、及びコンピュータプロダクトに関する。
　生産現場の各所で用いられるモータが過負荷で停止すると稼働率が低下する。そのため、モータを用いる装置には、モータの過負荷状態を検知して停止させる過負荷保護回路を内蔵し、過負荷状態での運転を行なわないようにする予防保全を実施する。
　特許文献１には、モータへの電流によって過負荷を検知する過負荷保護を実施するギヤモータが開示されている。しかしながら、負荷が軽い場合には電流値が変動しないため、負荷の異常を検知できないことがある。そこで特許文献２には、電流値及び電圧値を入力して電力を出力する電力検出回路を用い、電力値と閾値との比較によって過負荷状態を検知することが開示されている。
特開２０１１－１１５０２５号公報 特許第６６４２６０８号
　モータに供給される電力は、インバータを介す場合など、必ずしも緩やかに変動するとは限らないし、モータを用いる装置は駆動時間に応じて温度も変化し、電力も変動し得る。このようなモータ装置が用いられている生産現場の多様な運転条件にも対応して、精度よく過負荷を検出することが求められる。
　本発明は、負荷変動を検知し、精度の高い予防保全が可能なモータ装置、ギヤモータ、検知方法、及びコンピュータプロダクトを提供することを目的とする。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、モータと、電源から前記モータへ供給される電力を検出する電力検出回路と、温度を測定する温度センサと、前記電力検出回路で検出される電力、及び、前記温度センサで測定される温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶する記憶部と、前記電力検出回路で検出される電力、及び、前記温度センサで測定される温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用い、前記モータの出力軸トルクを導出する処理部とを備える。
　本開示の一実施形態の検知方法は、電源からモータへ供給される電力を取得し、前記モータの温度を取得し、前記モータへ供給される電力、及び、モータの温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶しておき、取得した電力、及び、温度から、前記回帰式を用いて前記モータの出力軸トルクを導出し、導出した出力軸トルクが、判断基準値以上又は判断基準値以下であるか否かを判断し、判断基準値以上であると判断された場合、前記モータが過負荷状態であると検知し、判断基準値以下であると判断された場合、前記モータが軽負荷状態であると検知する処理を含む。
　本開示の一実施形態のコンピュータプロダクトは、コンピュータに、モータの負荷状態を検知させるコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータプロダクトであって、電源から前記モータへ供給される電力を取得し、温度を取得し、前記モータへ供給される電力、及び、モータの温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶しておき、取得した電力、及び、温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用いて前記モータの出力軸トルクを導出する処理を実行させる。
　本開示のモータ装置、検知方法、及びコンピュータプロダクトでは、モータに入力される電力と、温度とに基づいて算出されるモータ負荷に対応する計算値によって判断がされる。駆動時間に応じて変化する装置の温度に左右される電力のみならず、温度との関係が考慮される。推定ではあるもののモータ負荷に対応するトルクによって判断するため、より精度よく過負荷又は軽負荷を検知することが可能になる。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、前記回帰式は、前記電力検出回路で検出される電力と、前記モータの負荷率との関係を示す第１の回帰式、前記負荷率と前記モータのモータ効率との関係を示す第２の回帰式、及び、前記負荷率と前記モータの同期回転速度に対する回転率との関係を示す第３の回帰式を含み、前記処理部は、前記電力検出回路で検出される電力から前記第２の回帰式に基づいて得られるモータ効率、及び、該モータ効率から得られるモータ出力と、前記電力から前記第３の回帰式に基づいて得られる回転率、及び、該回転率によって得られる前記モータの出力軸の回転速度とを用いて前記モータの出力軸トルクを導出する。
　本開示のモータ装置では、回帰式は、入力電力との相関が高いモータ負荷率を導出するための第１の回帰式、モータ負荷率とモータ効率との関係を示す第２の回帰式、モータ負荷率とモータの回転率（実際の回転速度／モータ同期回転速度）との関係を示す第３の回帰式を含む。処理部は、モータの出力軸のトルクを導出するために必要となる、実際の回転速度、モータ出力を、入力電力から求めることができる。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、前記第１から第３の回帰式のいずれか１つ又は複数は、前記電力検出回路に含まれる電流検出部にて検出される信号に基づき特定される前記電源の電源周波数を用いる。
　本開示のモータ装置では、第１から第３の回帰式で関係が記述されているモータの負荷率、モータ効率、回転率を導出するためには、電源周波数が用いられてもよい。電源周波数の５０Ｈｚ／６０Ｈｚ、又は、インバータによって変換された電源周波数に応じて、モータの負荷率、効率、回転率は変動することを考慮して導出ができ、より精度よく過負荷を検知できる。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、前記処理部は、導出したモータの出力軸トルクと、判断基準値とを比較し、前記出力軸トルクが判断基準値以上又は判断基準値以下であると判断された場合、前記モータを停止させる。
　本開示のモータ装置では、モータ負荷に対応するモータ出力軸のトルク（又はギヤ出力トルク）の大きさによって過負荷又は軽負荷を検知し、モータを停止させて保護することが可能になる。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、通信部を更に備え、前記処理部は、導出したモータの出力軸トルクと、判断基準値とを比較し、前記出力軸トルクが判断基準値以上又は判断基準値以下であると判断された場合、前記モータの過負荷状態又は軽負荷状態を、出力軸トルクの過大又は過小を示すデータと共に前記通信部から外部へ通知する。
　本開示のモータ装置では、トルクの過大又は過小を根拠としてモータを停止させたことが外部へ通知される。電流値、電圧値、温度、又は電力値等の直接的に検出される物理量ではなく、推定されるトルク（モータ出力軸トルク、又は減速機出力軸トルク）に基づいて過負荷状態又は軽負荷状態を検知したことが明確になる。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、前記処理部は、前記判断基準値の設定を受け付ける。
　本開示のモータ装置では、導出されるトルクと比較される判断基準値を、外部から設定を受け付ける。モータ装置におけるモータの機種、モータ装置が使用される使用環境、使用条件に応じて過負荷状態又は軽負荷状態を検知するための基準値を適宜設定し、目的に沿った使用が可能になる。
　本開示の一実施形態のモータ装置は、通信部を更に備え、前記処理部は、導出したモータの出力軸トルクの大きさに対応するデータを前記通信部から外部へ通知する。
　本開示のモータ装置では、導出したトルクの大きさに対応する値を示すデータが常時的に外部へ通知されるので、上位制御装置がこれを用いてモータ装置の状態を推定することに利用できる。
　本開示の一実施形態のギヤモータは、モータと、該モータの回転を減じて出力する減速機と、電源から前記モータへ供給される電力を検出する電力検出回路と、温度を測定する温度センサと、前記電力検出回路で検出される電力、又は、前記温度センサで測定される温度と、前記減速機のギヤ出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶する記憶部と、前記電力検出回路で検出される電力、又は、前記温度センサで測定される温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用いて前記減速機のギヤ出力軸トルクを導出する処理部とを備える。
　本開示のギヤモータでは、モータに入力される電力と、温度とに基づいて算出されるモータ負荷に対応する計算値によって判断がされる。駆動時間に応じて変化する装置の温度に左右される電力のみならず、温度との関係が考慮される。推定ではあるもののモータ負荷に対応するトルクによって判断するため、より精度よく過負荷又は軽負荷を検知することが可能になる。
　本開示の一実施形態のギヤモータは、前記回帰式は、前記温度センサで測定される温度と、前記減速機のギヤの潤滑剤温度との関係を示す第４の回帰式を含み、前記処理部は、前記温度センサで測定される温度から前記第４の回帰式を用いてギヤの潤滑剤温度を導出して前記減速機の出力軸トルクを導出する。
　本開示のギヤモータでは、回帰式は、温度センサで測定される温度と、モータが稼働中は測定が困難な減速機のギヤ潤滑剤温度との関係を示す回帰式を含む。処理部は、温度の変化で変動するモータ効率、損失等を正確に導出することが可能になる。
　本開示の一実施形態のギヤモータは、前記温度センサは、前記モータの外装に取り付けられる箱体に収容されており、前記第４の回帰式は、前記箱体の内部の温度と、前記潤滑剤温度との関係を示す回帰式である。
　本開示のギヤモータでは、温度センサは、モータ外装に取り付けられる箱体内の温度を測定する。温度センサで測定される温度と、潤滑剤温度との関係を予め測定して回帰式として記憶しておくことにより、処理部は、潤滑剤温度を導出することができる。
　本開示の一実施形態のギヤモータは、前記回帰式は、モータの温度と、前記減速機の無負荷時のトルクとの関係を示す第５の回帰式を含み、前記処理部は、温度から前記第５の回帰式を用いて求められる無負荷時のトルクと、モータの回転速度とで求められるモータの無負荷時損失、前記電力検出回路で検出される電力に基づいて求められるモータ出力、及び、モータの出力軸の回転速度を用い、前記減速機の出力軸トルクを導出する。
　本開示のギヤモータでは、回帰式は、モータの温度と、ギヤの無負荷時のトルクとの関係を示す回帰式を含む。処理部は、第５の回帰式によって温度からギヤの無負荷時のトルクを導出し、回転速度、モータ速度等の他の物理量と併せて、減速機の出力軸のトルクに対応する値を推定することが可能になる。
　本開示の一実施形態のギヤモータは、前記第５の回帰式は、モータの機種別で異なる関係を示す複数の回帰式を含み、前記処理部は、前記モータの機種に応じて第５の回帰式を選択する。
　本開示のギヤモータでは、第５の回帰式が示す温度とギヤの無負荷時のトルクとの関係は、回転数、周波数等が異なる機種に応じて異なることから、モータの機種に応じて適切な回帰式が選択される。
　本開示によれば、温度によらずに負荷を検知することができ、精度の高い予防保全が可能になる。
モータ装置の模式斜視図である。 保護ユニットの構成を示すブロック図である。 電力検出回路の一例を示す回路図である。 記憶部に記憶されている回帰式を模式的に示す図である。 記憶部に記憶されている回帰式を模式的に示す図である。 記憶部に記憶されている回帰式を模式的に示す図である。 記憶部に記憶されている回帰式を模式的に示す図である。 記憶部に記憶されている回帰式を模式的に示す図である。 保護ユニットの制御部における過負荷検知の処理手順の一例を示すフローチャートである。 保護ユニットの制御部における過負荷検知の処理手順の一例を示すフローチャートである。 モータの入力電力、ギヤ潤滑剤温度、及びギヤ出力軸トルクの時間経過の一例を示すグラフである。 制御部にて判断基準値の設定を受け付けるための処理手順の一例を示すフローチャートである。 判断基準値の設定の受付画面の一例を示す図である。
　本開示をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。以下の実施の形態では、本開示のモータ装置を適用したギヤモータを例に挙げて説明する。
　図１は、モータ装置１の模式斜視図である。モータ装置１は上述したようにギヤモータである。モータ装置１は例えば、図１に示すようにベルトコンベアのスプロケットを回転させるように組み付けられている。モータ装置１は、モータ２、減速機３、及び、端子箱４に収容された保護ユニット４００（図２参照）を備える。
　モータ２は、三相コイルと三相コイルに流れる交流にて回転する回転子と、回転子のトルクを出力する回転軸とを有する。
　減速機３は、モータ２の回転軸に連結されており、回転軸の回転を減じてモータ２のトルクを出力する歯車機構及び出力軸を有する。歯車機構は例えば、ヘリカルギヤ機構、ハイポイドギヤ機構、ウォームギヤ機構等、公知の減速歯車機構である。
　端子箱４は、モータ２の駆動に係る各種端子を収容する略直方体形状の箱体である。端子箱４はモータ２の側面のいずれかの箇所に設けられている。端子箱４には、モータ装置１の過負荷、及び、温度、振動等に基づく異常を検知し、過負荷若しくは軽負荷及び異常が検知された場合に、モータ２を停止させる保護ユニット４００が備えられている。保護ユニット４００は、モータ装置１の動作を制御する制御装置Ｃと通信可能に接続されている。
　保護ユニット４００は、過負荷若しくは軽負荷又は異常を検知した場合に点灯させる警告灯４３０を含む。警告灯４３０は端子箱から露出するように設けられている。
　図２は、保護ユニット４００の構成を示すブロック図である。保護ユニット４００は、制御部４０、電力検出回路４０１、振動センサ４０２、及び温度センサ４０３を含む。制御部４０、電力検出回路４０１、振動センサ４０２、及び温度センサ４０３はいずれも、端子箱４内に収容されている。
　制御部４０は、マイクロコントローラである。制御部４０は、専用ＬＳＩ、ＦＰＧＡで構成されていてもよい。制御部４０は、保護ユニット４００に含まれる他の電力検出回路４０１、振動センサ４０２、及び温度センサ４０３と接続されている。制御部４０は、電力検出回路４０１、振動センサ４０２、及び温度センサ４０３から得られる検出値、測定値に基づいて、モータ２を保護する。
　制御部４０は、処理部４１、記憶部４２、通信部４３、及び入出力部４４を備える。処理部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、タイマー、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。制御部４０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いてもよい。処理部４１は、記憶部４２に記憶されている制御プログラム４Ｐ及び設定情報４２０に基づき、後述の処理を実行する。
　記憶部４２（コンピュータプログラムプロダクト）は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを用いる。記憶部４２には、制御プログラム４Ｐ及び設定情報４２０が記憶されている。制御プログラム４Ｐは、コンピュータから読み取り可能な記憶媒体９（コンピュータプログラムプロダクト）に記憶されていた制御プログラム９Ｐを処理部４１が読み出して記憶部４２に記憶したものであってもよい。制御プログラム４Ｐは図示しないプログラムサーバからダウンロードされて記憶されたものであってもよい。設定情報４２０も、記憶媒体９に記憶されていた設定情報９１０を処理部４１が読み出して記憶部４２に記憶したものであってもよい。
　記憶部４２に記憶される設定情報４２０は、回帰式を含む。回帰式は、モータ装置１の機種、例えば減速機３の種別によって異なり、通信部４３又は入出力部４４を介して、予め記憶されている。回帰式の詳細は後述する。
　通信部４３は、制御装置Ｃ又は他の外部装置（例えばメンテナンス装置）との通信を実現するインタフェースである。通信部４３は例えば、ＰＬＣ用のバス通信を実現するインタフェースである。
　入出力部４４は、処理部４１の入出力インタフェースである。処理部４１は、入出力部４４を介して電力検出回路４０１、振動センサ４０２、及び温度センサ４０３から出力される信号を取得する。処理部４１は、入出力部４４を介して警告灯４４０及び遮断スイッチ４４１へ信号を出力する。
　電力検出回路４０１は、交流電源Ｅからモータ２へ入力される電力を、電流値及び電圧値から演算して出力する演算回路である。電力検出回路４０１は、交流電源Ｅに接続される三相の電源接続端子４ａと、モータ２に接続されるモータ接続端子４ｂとの間の接点に結線されて電圧及び電流を測定する。電力検出回路４０１の詳細については後述する。
　振動センサ４０２は、加速度センサ等を用いる。振動センサ４０２は、端子箱４内部に設けられている。端子箱４が、検出対象のギヤモータのモータ２の側面に直接的に取り付けられることで、モータ２における振動を電圧信号として出力する。
　温度センサ４０３は、サーミスタを用いる。温度センサ４０３は、端子箱４内に設けられている。端子箱４が、検出対象のギヤモータのモータ２の側面に取り付けられることで、温度センサ４０３は、モータ２のケーシング外面から伝導する温度を測定し、温度に対応する信号レベルを出力する。
　警告灯４４０は、ＬＥＤ等のランプを用いる。警告灯４４０は、異なる色又は異なる点滅パターンで、モータ２の状態を表す。警告灯４４０は、処理部４１が入出力部４４を介して出力する制御信号に基づいて、いずれかの色又は点滅パターンで点灯する。
　遮断スイッチ４４１は、交流電源Ｅからのモータ２への給電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチである。処理部４１は、モータ２が過負荷状態であると判断された場合、遮断スイッチ４３１へ、交流電源Ｅからのモータ２への給電をＯＦＦにする信号を入出力部４４から出力する。なお、モータ２を停止させる手段は遮断スイッチ４４１に限られない。処理部４１は、入出力部４４からモータ２の駆動回路へ停止信号を出力してもよい。
　回路図を参照して電力検出回路４０１について詳述する。電力検出回路４０１は、電流値及び電圧値を用いて電力を演算して出力するように設計されている。図３は、電力検出回路の一例を示す回路図である。図３の回路図において電力検出回路が接続される交流電源Ｅ及びモータ２を等価回路で表している。
　図３の回路図において、交流電源Ｅは、中性点Ｎの基準電圧に対して、交流の第１相（Ｒ）の交流電圧を出力する電源と、第２相（Ｓ）の交流電圧を出力する電源と、第３相（Ｔ）の交流電圧を出力する電源とで表される。
　図３の回路図において、モータ２は、所定の抵抗値を有するスター結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルによって表される。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの一端は、共通の中性点Ｎに接続されている。Ｕ相コイルの他端はＵ相端子に、Ｖ相コイルの他端はＶ相端子に、Ｗ相コイルの他端はＷ相端子に接続されている。図３の回路図では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルはスター結線の例を開示しているが、これに限られず、デルタ結線されたものであってもよい。
　モータ２は、交流電源Ｅの第１相（Ｒ）の交流電圧が、モータ２のＵ相端子に供給され、第２相（Ｓ）の交流電圧が、モータ２のＶ相端子に供給され、第３相（Ｔ）の交流電圧が、モータ２のＷ相端子に供給されるように接続されている。
　電力検出回路４０１は、電源接続端子及びモータ２の接続端子との間の三相の給電線それぞれの接点に結線された抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を含む。抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、共通の中性点Ｎにスター状に接続されている。抵抗器Ｒ１の他端は、交流電源Ｅの第１相（Ｒ）及びモータ２のＵ相端子の間の接点に接続されている。抵抗器Ｒ２の他端は、交流電源Ｅの第２相（Ｓ）及びモータ２のＶ相端子の間の接点に接続されている。抵抗器Ｒ３の他端は、交流電源Ｅの第３相（Ｔ）及びＷ相端子の間の接点に接続されている。電力検出回路は、抵抗器Ｒ１の両端電圧を検出する電圧検出部４１２と、モータ２のＵ相コイルに流れる相電流を検出する電流検出部４１３とを含む。
　電力検出回路４０１は、電圧検出部４１２で検出した相電圧と、電流検出部４１３で検出した相電流との位相差に基づいて力率を算出し、一相の電力を算出する。電力検出回路４０１は、算出した一相の電力を三倍し、モータ２へ供給される電力を算出する。電力検出回路４０１は、電圧検出部４１２で検出した電圧値に対応する信号レベルの信号、電流検出部４１３で検出した電流値に対応する信号レベルの信号、算出した電力に対応する信号を制御部４０へ出力する。
　本実施形態では、図３に示したように交流電源Ｅをモータ２の電源として説明するが、モータ２はインバータ駆動であってもよい。
　このように構成される保護ユニット４００は、電力検出回路４０１で検出される電力、温度センサで検知される端子箱４内の温度を用い、モータ２の負荷に対応する値として、減速機３のギヤの出力軸トルク（負荷）を処理部４１の演算により推定算出する。モータ２の過負荷を検知するための値として、モータ２の出力軸トルクを推定算出してもよいが、本実施形態ではギヤ出力軸トルクを用いる。保護ユニット４００は、負荷（トルク）に対する閾値を用いてモータ２の状態（過負荷状態であるか否か）を判断する。保護ユニット４００は、過負荷状態であると判断される場合、モータ２を停止させる。
　ギヤの出力軸トルクの推定算出には、ギヤの出力（パワー）が必要になる。ギヤの出力は、検出される量ではなく、電力検出回路４０１で検出されるモータ２への入力電力に、モータ効率を乗算した量（モータ出力）から、ギヤの無負荷時の損失を差し引いたものとして算出可能である。ここでモータ効率は、温度によって変動し、検出可能な入力電力値から推定できるものである。ギヤの無負荷時の損失も、温度に依存し、検出される量ではない。ギヤの無負荷時の損失は、無負荷時のトルクにモータ２の出力回転速度を乗算して求められる。保護ユニット４００は、モータ２の出力回転速度として、電流もしくは電圧より周波数を測定し、モータ極数より算出できる同期回転速度を用いてもよい。保護ユニット４００は、同期回転速度をそのまま用いず、モータ２の入力電力から推定されるモータ負荷率を、同期回転速度に乗算することでモータの滑りを考慮して算出される。
　上述のギヤの出力軸トルクの推定算出には、モータ効率、ギヤ温度、モータ負荷率、ギヤの無負荷時のトルクが必要になる。これらは、モータ２への入力電力又は、ギヤ温度に依存する。入力電力及び温度は検出できる。保護ユニット４００の制御部４０は、モータ効率、モータ負荷率、及び、ギヤの無負荷時のトルクを、検出できる入力電力又は温度との関係式（回帰式）を用いて推定算出する。なお、温度センサ４０３で測定される温度は、端子箱４内の温度であるから、ギヤ潤滑剤温度と、端子箱４内で測定される温度との関係式も予め求めておき、処理部４１は、温度センサ４０３から得られる速度からギヤ潤滑剤温度を推定して用いる。
　図４Ａから図４Ｅは、記憶部に記憶されている回帰式を模式的に示す。回帰式は、第１に、電力検出回路４０１で検出される入力電力と、モータ負荷率との間の関係を示す回帰式を含む（図４Ａ）。図４Ａに示した入力電力とモータ負荷率との間の回帰式は、入力電力と、電源周波数との２つを各々変数とした２つの関数の和（差）で近似される。なお、回帰式は適切に設定される式であり、変数の数、項数、次数等は問わない。記憶部４２には、図４Ａに示した関係を示す回帰式の数式、係数及び定数が予め記憶されている。これにより、処理部４１は入力電力値と電源周波数に基づいて、モータ２のその時点におけるモータ負荷率を推定することができる。電源周波数は、電力検出回路４０１から出力される電流検出部４１３からの信号によって特定される。電力のみならず電源周波数を変数とした回帰式を用いることで、モータ２がインバータ駆動であっても、精度よくモータ２の負荷（トルク）を推定算出することができる。
　回帰式は第２に、モータ負荷率と、モータ効率との間の関係を示す回帰式を含む（図４Ｂ）。図４Ｂに示したモータ負荷率と、モータ効率との間の回帰式は、モータ負荷率と、電源周波数との２つを各々変数とした２つの関数の和で近似される。記憶部４２には、図４Ｂに示した関係を示す回帰式の数式、係数及び定数が予め記憶されている。これにより、処理部４１は、図４Ａの回帰式で得られるモータ負荷率と電源周波数に基づいて、モータ２のその時点におけるモータ効率を推定することができる。
　回帰式は第３に、モータ負荷率と、モータ回転率との間の関係を示す回帰式を含む（図４Ｃ）。図４Ｃに示したモータ負荷率と、モータ回転率との間の回帰式は、モータ負荷率と、電源周波数との２つを各々変数とした２つの関数の和で近似される。記憶部４２には、図４Ｃに示した関係を示す回帰式の数式、係数及び定数が予め記憶されている。これにより処理部４１は、図４Ａの回帰式で得られるモータ負荷率と電源周波数に基づいて、モータ２のその時点におけるモータ回転率を推定することができる。モータ回転率は、モータ回転速度の推定算出に利用される。
　回帰式は第４に、温度センサから出力される信号に基づく温度と、ギヤ潤滑剤温度との関係を示す回帰式を含む（図４Ｄ）。図４Ｄに示した温度とギヤ潤滑剤温度との間の回帰式は、端子箱４内の温度を変数とした関数で近似される。記憶部４２には、図４Ｄに示した関係を示す回帰式の数式、係数及び定数が予め記憶されている。これにより処理部４１は、温度センサ４０３から得られる端子箱４内の温度に基づいて、モータ２のギヤ潤滑剤温度を推定することができる。
　回帰式は第５に、ギヤ潤滑剤温度及びモータ回転速度（回転数）と、ギヤの無負荷時のトルクとの関係を示す回帰式を、機種別に含む（図４Ｅ）。図４Ｅに示すギヤ潤滑剤温度とギヤの無負荷時のトルクとの間の回帰式は、ギヤ潤滑剤温度と、モータ回転速度との２つを各々変数とした２つの関数の和で近似される。記憶部４２には、その回帰式の数式、係数及び定数が予め記憶される。なお、ギヤ潤滑剤温度とギヤの無負荷時のトルクとの関係は、機種に応じて異なるので、機種別に記憶されている。これにより処理部４１は、図４Ｄの回帰式で得られるギヤ潤滑剤温度と、図４Ｃの回帰式で得られる回転率をモータ同期回転速度に乗算して得られるモータ回転速度とに基づいて、ギヤの無負荷時のトルクを推定することができる。
　図５及び図６は、保護ユニット４００の制御部４０における過負荷検知の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部４０の処理部４１は、起動中、交流電源Ｅからの電力を受けている間、過負荷状態を検知してモータ２への給電を停止させるまでは、以下の処理を繰り返し実行する。
　処理部４１は、入出力部４４を介し、電力検出回路４０１から、モータ２の入力電力を示す電力値を取得し（ステップＳ１０１）、電流検出部４１３から電源周波数を取得する（ステップＳ１０２）。
　処理部４１は、入出力部４４を介し、温度センサ４０３から、端子箱４内部の温度を示す信号を取得する（ステップＳ１０３）。
　処理部４１は、ステップＳ１０１で取得した電力値と、ステップＳ１０２で取得した電源周波数と、ステップＳ１０３で取得した温度とを、内蔵メモリに一時的に記憶しておく（ステップＳ１０４）。
　処理部４１は、ステップＳ１０１で取得した電力値が示す入力電力、及びステップＳ１０２で取得した電源周波数に基づき、回帰式（図４Ａ）からモータ負荷率を算出する（ステップＳ１０５）。
　処理部４１は、算出したモータ負荷率と、電源周波数とに基づき、回帰式（図４Ｂ）からモータ効率を算出する（ステップＳ１０６）。
　処理部４１は、算出したモータ負荷率と、電源周波数とに基づき、回帰式（図４Ｃ）からモータ回転率を算出する（ステップＳ１０７）。
　処理部４１は、ステップＳ１０３で取得した温度に基づき、回帰式（図４Ｄ）からギヤ潤滑剤温度を算出する（ステップＳ１０８）。
　処理部４１は、機種に応じた回帰式（図４Ｅ）を回帰式の中から読み出す（ステップＳ１０９）。
　処理部４１は、ステップＳ１０９で読み出した回帰式（図４Ｅ）を用い、ステップＳ１０７で算出したギヤ潤滑剤温度、及び、ステップＳ１０７で算出した回転率によって得られるモータ回転速度に基づき、ギヤの無負荷時のトルクを算出する（ステップＳ１１０）。
　処理部４１は、ステップＳ１０６で算出したモータ効率及びステップＳ１０１で取得した電力値を用いてモータ出力を算出する（ステップＳ１１１）。処理部４１は、ステップＳ１１０で算出したギヤの無負荷時のトルクと、ステップＳ１０７で算出したモータ回転率から得られる回転速度とを用いてギヤの無負荷損失を算出する（ステップＳ１１２）。
　処理部４１は、ステップＳ１１１で算出したモータ出力及びステップＳ１１２で算出したギヤの無負荷損失からギヤの出力を算出する（ステップＳ１１３）。処理部４１は、算出されたギヤの出力を、モータ２の回転速度で除算してギヤの出力軸トルクを推定算出する（ステップＳ１１４）。
　処理部４１は、ステップＳ１１４で算出したギヤの出力軸トルク（モータ２の負荷）と、記憶部４２に記憶してある設定情報４２０に含まれる判断基準値とを比較する（ステップＳ１１５）。処理部４１は比較の結果、ギヤの出力軸トルクが、判断基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１６）。処理部４１はステップＳ１１６において、出力軸トルクが、前記判断基準値よりも低い第２の判断基準値以下であるかを判断してもよい。
　ステップＳ１１６にて、判断基準値以上であると判断された場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、処理部４１は、過負荷状態としてモータ２を停止させる（ステップＳ１１７）。処理部４１は、記憶部４２にログとしてステップＳ１０１～Ｓ１１４までに取得又は算出した値を記憶する（ステップＳ１１８）。
　処理部４１は、警告灯４４０で停止を示す色又はパターンで点灯させる（ステップＳ１１９）。処理部４１は、通信部から制御装置Ｃへ、トルク過大によるモータ２の停止を通知し（ステップＳ１２０）、処理を終了する。
　ステップＳ１１６にて、判断基準未満であると判断された場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、正常状態であるから、処理部４１は、そのまま処理を終了する。
　ステップＳ１１６の判断基準値は、過負荷であるか否かの判断をするための１つの閾値であってもよい。ステップＳ１１６の判断基準値は、過負荷であるか否かを判断するための１つの閾値に加え、この閾値よりも小さい第２の閾値を含んでもよい。処理部４１は、算出したギヤの無負荷時のトルクが、第２の閾値以上である場合には、モータ２を停止させるほどの過負荷ではないものの、過負荷状態の予兆が現れているとして、制御装置Ｃへ通知してもよい。
　更にステップＳ１１６の判断基準値（第２の判断基準値）は、負荷が過小であるか否か、即ち空回りを起こしているか否かの判断をするための閾値とし、処理部４１は、ステップＳ１１６で判断基準値以下であるか否かを判断してもよい。
　ステップＳ１１８において記憶部４２には、ステップＳ１０１～Ｓ１１４までに取得又は算出した値が記憶されるとしたが、少なくとも、取得した入力電力値、温度、及び算出されたギヤの出力軸が、トルクの過大（又は過小）を示す情報、例えばエラーコードと共に記憶されるとよい。この場合、モータ２の停止の通知を受けた制御装置Ｃ、又はメンテナンス用の装置からエラーコードの読み出しをすることで、トルクが過大（又は過小）であることを特定できる。又は、ステップＳ１２０における通知に、「トルク過大」（又は「トルク過小」）に対応するエラーコードが含まれてもよい。ステップＳ１１９の点灯色又はパターンが、「トルク過大」（又は「トルク過小」）を示すようにしてもよい。
　なお保護ユニット４００は、図５及び図６のフローチャートに示した処理手順と併せて、振動センサ４０２から得られる振動を示す信号に基づいて異常を検知する処理を実行する。保護ユニット４００の処理部４１は、振動に基づく異常が検知された場合、モータ２を停止させ、警告灯４４０を点灯させ、振動異常によるモータ２の停止を制御装置Ｃへ通知する。保護ユニット４００は、異常な振動を検知したことでモータ２を停止させたのか、過負荷状態あるいは軽負荷状態であるとしてモータ２を停止させたのか、区別させることができる。
　図５及び図６のフローチャートに示した処理手順を具体的に説明する。図７は、モータ２の入力電力、ギヤ潤滑剤温度、及びギヤ出力軸トルクの時間経過の一例を示すグラフである。図７のグラフは、横軸に時間の経過を示し、縦軸は、入力電力、温度、及びトルクの値の大きさを示している。図７のグラフは、実線で入力電力の推移を示し、破線で温度の推移を示し、二重線でトルクの推移を示している。図７のグラフは、ギヤモータであるモータ装置１が正常に動作し、決して過負荷ではない状態での値の時間変化を示す。
　時点ｔ０で動作を開始したモータ装置１では、モータ２が加速していく間に入力電力が増加していく。時点ｔ１までの間に、電力はピークになる。この間、温度は比較的低温である。この場合、電力値のみでは電力値に対して設定する閾値の具体的な値によっては、実際の負荷（トルク）は許容範囲内であっても、過負荷と判断する可能性がある。
　温度によってギヤの効率は大きく変化する。時点ｔ１のように入力電力が大きいのは、温度が低く、ギヤの効率が低い状態であるためであって、負荷が大きい状態では必ずしもない。
　時点ｔ１以降、温度はある温度へ漸近していく。運転開始から時間が経過し、例えば時点ｔ２では、温度が比較的高い状態になる。このような状態ではギヤの効率は高く、入力電力が増加すると負荷が大きい状態である。
　モータ装置１が、図７に示すような入力電力及び温度の経過をとることを考慮すると、入力電力に対する閾値を設定して過負荷を検知する方法では、検知が困難である。例えば図６中の値Ｘを、入力電力値に対する過負荷検知の閾値と設定した場合、時点ｔ１のピークから、温度が上昇し、入力電力が低下したあとに時点ｔ２の近傍で、過負荷状態で入力電力値が上昇したとしても、過負荷状態であると検知することができない。逆に、例えば図６中の値Ｙを、閾値として設定した場合、時点ｔ２までの運転開始直後の正常状態を、過負荷状態であると誤って検知してしまう可能性がある。
　これに対し、図５及び図６のフローチャートで示したように、本開示の保護ユニット４００では、検出できる入力電力及び温度に基づいてギヤの出力軸トルクを推定する。出力軸トルクはモータ２の出力軸トルク、即ちモータ２の負荷に対応する値であり、温度が低い状態では高く算出され、温度が高温になると低下する。したがって図７に示すように、ギヤ出力軸トルクは、温度の変化、入力電力の推移と比較すると、正常時は一定に近く算出される。このように、保護ユニット４００は、電力検出回路４０１から得られる入力電力値を用いつつ、温度によってギヤ効率が変動することを考慮し、より正確に過負荷あるいは軽負荷を検出することが可能になる。
　推定される負荷の値（本実施の形態ではギヤの出力軸トルク）に対して過負荷状態を検知するための判断基準値（Ｓ１１６）は、記憶部４２に記憶されている。閾値に対して保護ユニット４００は、通信部４３を介して外部から設定を受け付け可能である。図８は、制御部４０にて判断基準値の設定を受け付けるための処理手順の一例を示すフローチャートである。
　制御部４０の処理部４１は、通信部４３を介して設定リクエストを受信した場合、以下の処理を実行する。具体的には、通信部４３を介して制御装置Ｃ以外のメンテナンス用の装置が接続された場合、処理部４１はこれを検知する。
　処理部４１は、制御プログラム４Ｐに組み込まれる設定プログラムに基づき、設定画面を出力する（ステップＳ２０１）。処理部４１は、設定画面にてトルクについての判断基準値の書き込み指示を受信したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。受信したと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理部４１は、指示と共に送信された判断基準値を受信し（ステップＳ２０３）、設定情報４２０に書き込み（ステップＳ２０４）、受付処理を終了する。
　書き込み指示を受信していないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理部４１は、そのまま受付処理を終了する。
　図９は、判断基準値の設定の受付画面３００の一例を示す図である。図９の受付画面３００は、処理部４１が記憶部４２から画面データを読み出し、通信部４３を介して接続されるメンテナンス用の装置へ出力する。受付画面３００は、閾値の入力を受け付けるテキストボックスを含む。受付画面３００は、閾値に対して、保護ユニット４００が取り付けられているモータ装置１における最大負荷のデータを表示し、入力された閾値と併記されるようにする。
　受付画面３００は、「書込」ボタン３０１と「読込」ボタン３０２とを含む。「書込」ボタン３０１が選択された場合、受付画面３００のテキストボックスにて受け付けられたテキストが示す閾値と共に、メンテナンス用の装置から保護ユニット４００へ書き込み指示が送信される。「読込」ボタン３０２が選択された場合、保護ユニット４００から、メンテナンス用の装置へ、設定情報４２０の内容が送信される。これにより、メンテナンス用の装置から、保護ユニット４００における設定情報４２０の内容が確認でき、更に、モータ装置１の機種、及び、モータ装置１の使用環境に応じた適切な負荷に対する判断基準値の設定が可能になる。軽負荷に対する判断基準値（第２の判断基準値）の設定についても同様である。
　上述の実施形態では、図５及び図６のフローチャートに示した処理手順により、第１から第５の回帰式全てを用い、ギヤ出力軸トルクを導出した。しかしながら、第１から第３の回帰式によってモータ２の出力軸トルクを導出してもよい。第１から第５の回帰式の一部のみを使用してギヤ出力軸トルクを導出してもよい。例えば、処理部４１は、温度に関し、温度センサで測定される温度をそのまま、若しくは特定の係数を乗じて使用してもよい。処理部４１は、回転速度として同期回転速度を用いてもよい。その他、処理部４１は、他の演算方法によって導出された物理量を組み合わせてモータ２の出力軸トルクを導出してもよい。
　上述の実施形態では、モータ装置１がギヤモータである例を挙げて負荷（トルク）を求める方法について説明した。モータ装置１は、ギヤモータに限らず、減速機を備えずにモータ２を用いてもよい。この場合、保護ユニット４００は、モータ２の出力軸トルクを導出するための回帰式を用いて回転数等から負荷を推定算出してもよいし、モータ２の出力に設けられる機構（ギヤ等）におけるトルクから、モータ出力軸トルクを推定しても用いてもよい。
　上述のように開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
　１　モータ装置
　２　モータ
　３　減速機
　４　端子箱
　Ｅ　交流電源
　４００　保護ユニット
　４０１　電力検出回路
　４０３　温度センサ
　４０　制御部
　４１　処理部
　４２　記憶部
　４２０　設定情報
　４Ｐ　制御プログラム
 

Claims (14)

  1. 　モータと、
    　電源から前記モータへ供給される電力を検出する電力検出回路と、
    　温度を測定する温度センサと、
    　前記電力検出回路で検出される電力、及び、前記温度センサで測定される温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶する記憶部と、
    　前記電力検出回路で検出される電力、及び、前記温度センサで測定される温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用い、前記モータの出力軸トルクを導出する処理部と
    　を備えるモータ装置。
  2. 　前記回帰式は、
    　前記電力検出回路で検出される電力と、前記モータの負荷率との関係を示す第１の回帰式、
    　前記負荷率と前記モータのモータ効率との関係を示す第２の回帰式、及び、
    　前記負荷率と前記モータの同期回転速度に対する回転率との関係を示す第３の回帰式
    　を含み、
    　前記処理部は、
    　前記電力検出回路で検出される電力から前記第２の回帰式に基づいて得られるモータ効率、及び、該モータ効率から得られるモータ出力と、
    　前記電力から前記第３の回帰式に基づいて得られる回転率、及び、該回転率によって得られる前記モータの出力軸の回転速度と
    　を用いて前記モータの出力軸トルクを導出する
    　請求項１に記載のモータ装置。
  3. 　前記第１から第３の回帰式のいずれか１つ又は複数は、前記電力検出回路に含まれる電流検出部にて検出される信号に基づき特定される前記電源の電源周波数を用いる
    　請求項２に記載のモータ装置。
  4. 　前記処理部は、導出したモータの出力軸トルクと、判断基準値とを比較し、前記出力軸トルクが判断基準値以上又は判断基準値以下であると判断された場合、前記モータを停止させる
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ装置。
  5. 　通信部を更に備え、
    　前記処理部は、導出したモータの出力軸トルクと、判断基準値とを比較し、前記出力軸トルクが判断基準値以上又は判断基準値以下であると判断された場合、前記モータの過負荷状態又は軽負荷状態を、出力軸トルクの過大又は過小を示すデータと共に前記通信部から外部へ通知する
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ装置。
  6. 　前記処理部は、前記判断基準値の設定を受け付ける
    　請求項５に記載のモータ装置。
  7. 　通信部を更に備え、
    　前記処理部は、導出したモータの出力軸トルクの大きさに対応するデータを前記通信部から外部へ通知する
    　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモータ装置。
  8. 　モータと、
    　該モータの回転を減じて出力する減速機と、
    　電源から前記モータへ供給される電力を検出する電力検出回路と、
    　温度を測定する温度センサと、
    　前記電力検出回路で検出される電力、又は、前記温度センサで測定される温度と、前記減速機のギヤ出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶する記憶部と、
    　前記電力検出回路で検出される電力、又は、前記温度センサで測定される温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用いて前記減速機のギヤ出力軸トルクを導出する処理部と
    　を備えるギヤモータ。
  9. 　前記回帰式は、前記温度センサで測定される温度と、前記減速機のギヤの潤滑剤温度との関係を示す第４の回帰式を含み、
    　前記処理部は、前記温度センサで測定される温度から前記第４の回帰式を用いてギヤの潤滑剤温度を導出して前記減速機の出力軸トルクを導出する
    　請求項８に記載のギヤモータ。
  10. 　前記温度センサは、前記モータの外装に取り付けられる箱体に収容されており、
    　前記第４の回帰式は、前記箱体の内部の温度と、前記潤滑剤温度との関係を示す回帰式である
    　請求項９に記載のギヤモータ。
  11. 　前記回帰式は、モータの温度と、前記減速機の無負荷時のトルクとの関係を示す第５の回帰式を含み、
    　前記処理部は、温度から前記第５の回帰式を用いて求められる無負荷時のトルクと、モータの回転速度とで求められるモータの無負荷時損失、前記電力検出回路で検出される電力に基づいて求められるモータ出力、及び、モータの出力軸の回転速度を用い、前記減速機の出力軸トルクを導出する
    　請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載のギヤモータ。
  12. 　前記第５の回帰式は、モータの機種別で異なる関係を示す複数の回帰式を含み、
    　前記処理部は、前記モータの機種に応じて第５の回帰式を選択する
    　請求項１１に記載のギヤモータ。
  13. 　電源からモータへ供給される電力を取得し、
    　前記モータの温度を取得し、
    　前記モータへ供給される電力、及び、モータの温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶しておき、
    　取得した電力、及び、温度から、前記回帰式を用いて前記モータの出力軸トルクを導出し、
    　導出した出力軸トルクが、判断基準値以上又は判断基準値以下であるか否かを判断し、
    　判断基準値以上であると判断された場合、前記モータが過負荷状態であると検知し、
    　判断基準値以下であると判断された場合、前記モータが軽負荷状態であると検知する
    　処理を含むモータの負荷状態の検知方法。
  14. 　コンピュータに、モータの負荷状態を検知させるコンピュータプログラムを記憶したコンピュータプロダクトであって、
    　電源から前記モータへ供給される電力を取得し、
    　温度を取得し、
    　前記モータへ供給される電力、及び、モータの温度と、前記モータの出力軸トルクの導出に用いられる物理量との関係を示す回帰式を記憶しておき、
    　取得した電力、及び、温度から、前記回帰式によって得られる物理量を用いて前記モータの出力軸トルクを導出する
    　処理を実行させるコンピュータプログラムを記憶したコンピュータプロダクト。
     
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