JP2017049155A - 機械部品の状態自動判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】 固有情報の状態判定を精度良く行え、またセンサユニットを繰り返し脱着した場合でも、常に同じ位置に取付けることができて、取付誤差による測定データのばらつきを抑えられると共に、センサユニットが実装されたままで運転されることが回避できるようにする。【解決手段】 固有情報記憶手段４を有し機械部品１に固定されたステー３と、このステー３に着脱可能であり機械部品１の状態量を測定するセンサ６および固有情報の読取り装置７を有するセンサユニット２とを備える。センサユニット２から測定データおよび固有情報を受信する通信装置２１およびその受信した情報を通信網へ送信する通信処理部２１Ａを有する情報端末８と、データサーバ９とを備える。前記固有情報から選定した判定用情報用いて機械部品１の状態についての判定を行う状態判定部３３を設ける。情報端末８に、センサユニットの取り外し忘れの警告を行う警告手段２７を設ける。【選択図】 図２

Description

この発明は、車両用軸受や周辺部品等の機械部品の状態を判定し、故障起因の支障を未然に防止する技術、特にそのセンサユニットをより安全に利用することを配慮した機械部品の状態自動判定システムに関する。

従来、鉄道車両や風車などの産業分野においては、軸受やその周辺部品に振動センサ、回転センサ、温度センサなどを設置し、その運転状態を監視する常設タイプの監視システムが提案されている。（特許文献１）
また、専用センサで検出したデータをスマートフォンなどの携帯情報端末器を使用し、サーバ等でデータ処理や記憶をし、過去のデータと比較することで状態監視をするハンディタイプの測定システムが提案されている。（特許文献２）

この他に、センサで検出したデータを、携帯情報端末機等を経由してサーバに送信し、ユーザーインターフェース機能を複数のパーソナルコンピュータに配置し、測定データ、解析手段、診断結果を共有化するシステムが提案されている。（特許文献３）
データ解析プログラムと判定基準データと判定プログラムをユーザの情報処理端末にダウンロードしておき、情報処理端末で測定データの診断処理を実施するシステムについても提案されている。（特許文献４）。

特開２０１２−０４２３３８号公報 特開２０１３−２２８３５２号公報 特許第４２１０６０４号公報 特許第３８５８９７７号公報

現在、軸受の点検に関しては、外観、ゴリ感、異音等、整備士の五感に頼った主観的判断が一般的であり、診断基準にばらつきがある為、整備不良原因による故障が撲滅出来ない。この課題に対し、状態判断の高精度化に向け、定量判断可能なメンテナンスツールのニーズがあり、上述の従来技術等が提案されている。しかし、従来技術には以下の課題がある。

機械部品における固定部での測定の場合、外乱の大きな環境下では、外乱の影響を受け易い。( 特許文献１、２、３、４)
エンジン補機等の様に、起振源( エンジン) の近くに複数の可動部が存在し、各々がベルト等で接続されている装置の場合、外乱の影響が大きい為、測定対象に出来る限り近い位置で測定をする必要がある。また、可動部の状態を検知する場合、直接可動部での計測が有効であるが具体的な方法が明示されていない。( 特許文献１、２、３、４)
測定機を複数の測定対象に利用する場合、対象が変わる度に、名称、測定条件（測定対象の諸元) 等の設定を変更しなければならない。（特許文献１、２、３、４）
この場合の懸念点として、データ共有に際して名称設定ルール化等が必要、設定/ 選択ミス、情報上書き/ 喪失、等の課題がある
また、診断結果表示にパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」と略称する）が必要であり、測定現場で結果を確認する場合には、測定用携帯端末とＰＣをセットで、測定および診断を実施しなければならない。（特許文献３）

上記課題を解決する手段として、機械部品の測定部にステーを設け、センサユニットの固定状態を常に同じに保つ脱着タイプを提案している（特願２０１４−２１１６７６号）。しかし、センサユニットを取り忘れる恐れがある。

この発明の目的は、固有情報の状態判定を精度良く行え、またセンサユニットを繰り返し脱着した場合でも、常に同じ位置に取付けることができて、取付誤差による測定データのばらつきを抑えられると共に、短時間での測定準備が可能となり、かつセンサユニットが実装されたままで運転されセンサユニットが外れて他部品と接触することが防げる機械部品の状態自動判定システムを提供することである。

この発明の機械部品の状態自動判定システムは、機械部品１の固有情報を記憶した固有情報記憶手段４を有し前記機械部品１に固定されたステー３と、このステー３に着脱可能であり前記機械部品１の状態量を測定するセンサ６および前記固有情報記憶手段４から前記固有情報を読み取る読取り装置７を有するセンサユニット２と、このセンサユニット２から前記状態量の測定データおよび前記固有情報を受信する通信装置２１およびその受信した前記固有情報を通信網５１へ送信する通信処理部２１Ａを有する情報端末８と、この情報端末８に前記通信網５１を介して接続され前記情報端末８から受信した前記固有情報から前記機械部品１の状態判定に用いる判定用情報を選定するデータサーバ９とを備え、前記選定された判定用情報を用いて前記測定データから前記機械部品１の状態についての判定を行う状態判定部３３，４３を前記データサーバ９および前記情報端末８のいずれか一方に設け、前記情報端末８に、前記ステー３と前記センサユニット２との接続有無の情報である接続状態情報より、接続有りの場合にセンサユニット２の取り外し忘れの警告を行う警告手段２７を設けた。

この構成によると、センサユニット２のセンサ６で機械部品１の状態量を測定し、前記状態判定部３３，４３により、前記状態量の測定データから機械部品１の状態を判定することができる。
ステー３を常設することでセンサユニット２の取付け位置が安定し、取付け誤差による測定データのバラつきを抑えると共に短時間での測定準備が可能となる。機械部品１に直接にはセンサ３を取付けが出来ない場合でも、機械部品１、特にその可動部の測定対象の状態を検知出来るセンサ６を備えたセンサユニット２を実装出来る。
ステー３に固有情報記憶手段４を設置したため、測定対象の把握が容易になり、短時間での測定準備が可能となる。データの蓄積や過去データの検索が容易となる。部位が特定出来ることで、機械部品１の品番毎でなく、部位毎での環境に応じた異常判断の閾値を設定する事が出来る。そのため、外乱を加味した高精度判別も可能となる。
また、センサユニット２は、測定が終了すると、通常運転に備えてステー２から取り外しておくが、センサユニット２の取り外し忘れの警告を行う警告手段２７を情報端末８に設けたため、センサユニット２を実装したままで、機械部品１を備えた自動車や産業機器等の走行や稼働が行われることが防ぐことができ、稼働中にセンサユニット２がステー３から外れ、稼働中の他部品との接触することが防げる。前記警告手段２７は、前記ステー３とセンサユニット２との接続状態情報より判断するため、センサユニット２の外し忘れの判定が、簡単かつ確実に行える。前記接続状態情報は、いわば接続確認信号である。
なお、情報端末８により、測定セットアップから診断結果の閲覧までの対応を可能な構成としてもよい。

前記接続状態情報は、前記固有情報に含まれていても良い。
前記固有情報記憶装置４を読み取るときに、例えば、その固有情報が読み取れたか否か、または固有情報記憶装置４が存在するか否か等の２値信号等が得られる。そのような信号を、前記接続状態情報として前記固有情報に含ませる。
このように、固有情報の読み取りの過程で生じる信号を接続状態情報に利用することにより、簡単な構成および処理により、ステー３とセンサユニット２との接続状態の確認が行える。

前記情報端末８の前記通信処理部２１Ａは、前記センサユニット２から受信した前記測定データを、前記通信網５１を介して前記データサーバ９へ送信する機能を有し、前記データサーバ９は、前記状態判定部３３を有し、この状態判定部３３で判定した結果を前記情報端末８またはこの情報端末８とは別の端末５２へ送信する通信処理部３６を有する構成としても良い。
データサーバ９は、情報端末８に比べて高速処理が可能なコンピュータを用いることができるため、データサーバ９に前記状態判定部を設けることで、機械部品１の状態の判定をより精度良く行うことができる。

この場合に、前記データサーバ９は、前記接続状態情報が接続有りの場合は、前記状態判定部３３による前記状態判定の結果に代えて、または前記判定の結果と共に、警告通知を前記情報端末８へ送信する警告通知手段６１を有し、前記情報端末８の前記警告手段２７は、前記警告通知に応答して前記取り外し忘れの警告を行うようにしても良い。
データサーバ９から、状態判定の結果に代えてまたは結果と共に前記警告通知が行われると、情報端末８は、前記警告手段２７を専用の手段として設けなくても、データサーバ９からの状態判定の結果を表示する手段によって前記取り忘れの警告を行うことができる。

この発明において、前記情報端末８は、前記接続状態情報を検知可能な接続検知手段２８を有し、この接続検知手段２８の検知結果により前記警告手段２７が前記警告を行うようにしても良い。
前記情報端末８がセンサユニット２との接続状態の検知可能な手段を有していると、前記警告手段２７が簡単な構成で済む。

この発明において、前記固有情報記憶手段４は、電子タグ、一次元のバーコード、および二次元バーコードのいずれかであっても良い。
これら電子タグ、一次元バーコード、二次元バーコード（例えばＱＲコード（登録商標）等であると、一般的な読取り装置７を用い、ある程度多くの固有情報を読み取ることができる。

この発明において、前記センサユニット２に、前記状態量を測定するセンサ６として加速度センサ６ａを実装し、前記機械部品１の測定対象部の振動を測定するようにして良い。
機械部品１の異常の多くは、振動によって検出できる。特に、軸受等の回転部品は振動によって異常をある程度精度良く検出できる。

この発明において、前記センサユニット２に、前記状態量を測定するセンサ６として回転センサまたはジャイロセンサ６ｂを実装し、前記機械部品１の測定対象部の回転を測定するようにしても良い。
機械部品１が回転する部分を有する場合、その回転を検出したい場合が多くあるが、回転センサまたはジャイロセンサ６ｂがセンサユニット２に設けられていると、簡単に検出することができる。

この発明において、前記ステー３は、前記機械部品１における回転体の回転中心に固定されたものであっても良い。
機械部品１が回転体を有する場合、その回転体の回転中心にステー３が固定されることで、安定してセンサユニット２を取り付けることができる。

この発明において、前記センサユニット２は、前記情報端末８と通信する無線通信装置１８を有する構成であっても良い。
センサユニット２が無線通信装置１８を有すると、情報端末８と配線を接続することなく、状態量の測定データを送信でき、また機械部品１の回転部分等の可動部にステー３が取付けられる場合も、通信が行い易い。

この発明において、前記センサユニット２が演算処理手段６２を有していても良い。センサユニット２が演算処理手段６を有していると、測定したデータを送信に適した形態に変換したり、あるいは測定条件を設定して必要時に測定を行うようにする等の処置が図れる。

この発明において、前記情報端末８は、汎用のＯＳを有しアプリケーションソフトウェアをインストール可能であっても良い。この場合、汎用の情報端末８を用い、専用のソフトウェアをインストールすることで、その汎用の情報端末８を専用端末と同様に使用することが可能となる。なお、アプリケーションソフトウェアのインストールは、通信網５１を介して適宜のサイトからダウンロードし、インストールするようにしても、フラッシュメモリ等の可搬の記憶媒体等からインストールするようにしても良い。

この発明において、前記データサーバ９は、このデータサーバ９が備える前記通信処理部３６によりアクセス制限の設定が可能であるようにしても良い。アクセス制限のある情報端末８等だけをアクセス可能とすることで、情報の秘密の保持や、アクセス量の制限が行える。

この発明において、前記データサーバ９は、周波数解析を含む信号処理が可能なデータ解析部３４を有するようにしても良い。周波数解析等の信号処理を行うと、特に、振動データ等の状態量から、異常の原因や傾向の特定等が行える。

この発明において、前記データサーバ９は、前記状態判定部３３を有し、この状態判定部３３が異常であると判定した場合に、設定された送信先へ、電話、電子メール、およびソーシャルネットワークサイトの少なくとも一つに通知する通信処理部３６を有するようにしても良い。
これら電話、電子メール、およびソーシャルネットワークサイトの少なくとも一つで通知するようにすると、利用者の使用が便利となる。

この発明において、前記データサーバ９は、前記状態判定部３３を有し、かつこの状態判定部３３の判定結果を前記情報端末８とは別の表示端末５２へ送信する通信処理部３６を有するようにしても良い。
管理の形態等により、機械部品１の近くに居る情報端末８の使用者とは別の者が、機械部品１の状態の判定結果を知りたい場合に、前記表示端末５２へ送信するようにすることで、対応が可能となる。

この発明の機械部品１の状態自動判定システムは、機械部品の固有情報を記憶した固有情報記憶手段４を有し前記機械部品１に固定されたステー３と、このステー３に着脱可能であり前記機械部品の状態量を測定するセンサおよび前記固有情報記憶手段４から前記固有情報を読み取る読取り装置７を有するセンサユニット２と、このセンサユニット２から前記状態量の測定データおよび前記固有情報を受信する通信装置２１およびその受信した前記固有情報を通信網５１へ送信する通信処理部２１Ａを有する情報端末８と、この情報端末８に前記通信網５１を介して接続され前記情報端末８から受信した前記固有情報から前記機械部品１の状態判定に用いる判定用情報を選定するデータサーバ９を備え、前記選定された判定用情報を用いて前記測定データから前記機械部品１の状態についての判定を行う状態判定部３３を前記データサーバ９および前記情報端末８のいずれか一方に設け、前記情報端末８に、前記ステー３と前記センサユニット２との接続有無の情報である接続状態情報より、接続有りの場合にセンサユニット２の取り外し忘れの警告を行う警告手段を設けたため、機械部品の状態判定を精度良く行え、またセンサユニット２を繰り返し脱着した場合でも、常に同じ位置に取付けることができて、取付誤差による測定データのばらつきを抑えると共に、短時間での測定準備が可能となり、かつセンサユニット２が実装されたままで運転されセンサユニット２が外れて他部品と接触することが防げる。

この発明の第１の実施形態に係る機械部品の状態自動判定システムにおける機械部品、ステー、およびセンサユニットの例を示す断面図である。 同機械部品の状態自動判定システムの概念構成のブロック図である。 同機械部品の状態自動判定システムの処理を示すフローチャートである。 他の実施形態に係る機械部品の状態自動判定システムの概念構成のブロック図である。 さらに他の実施形態に係る機械部品の状態自動判定システムの概念構成のブロック図である。 さらに他の実施形態に係る機械部品の状態自動判定システムの概念構成のブロック図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、機械部品１に固定されたステー３にセンサユニット２を取付けた状態の断面図、図２はこの機械部品の状態自動判定システムの概念構成を示すブロック図、図３は同システムの処理の流れ図である。

図２において、この状態自動判定システムは、機械部品１にステー３を固定し、このステー３に機械部品１の固有情報を記憶した固有情報記憶手段４を設ける。ステー３に着脱可能なセンサユニット２に、機械部品１の状態量を測定するセンサ６、および前記固有情報記憶手段４から前記固有情報を読み取る読取り装置７を設ける。このセンサユニット２から前記状態量の測定データおよび前記固有情報を受信する通信装置２１およびその受信した情報を前記通信網５１へ送信する通信処理部２１Ａを情報端末８に設け、データサーバ９に状態判定部３３を設ける。情報端末８とデータサーバ９とで処理システム５が構成される。このようなシステムにおいて、センサユニット２の取り外し忘れの警告を行う警告手段２７を情報端末８に設ける。

図１において、機械部品１は、この例では転がり軸受装置であり、具体的には自動車の補機におけるプーリ１１を、転がり軸受１２を介して固定の軸１３に回転自在に支持した装置からなる。転がり軸受１２は外輪回転であり、その回転側輪である外輪１２ｂの外周面にプーリ１１が嵌合している。転がり軸受１２は、この例では密封型の玉軸受であり、内輪１２ａと外輪１２ｂとの間にボールからなる転動体１２ｃと、内外の軌道輪１２ａ、１２ｂの両端に位置するシール１２ｄを有している。プーリ１１には、転がり軸受１２の端面を覆う端面カバー等の回転部品である構成部品１４が取付けられている。前記ステー３は、構成部品１４の外面に固定され、前記センサユニット２を保持する保持部３ａの中心が、転がり軸受１２の回転中心Ｏ上に位置している。

ステー３は、裏側面が前記可動部品１４に接合される短い円柱状の座部３ｂと、この座部３ｂの表側面の中心から突出した軸状の保持部３ａとでなる外形をしている。ステー３の断面形状は、中空軸型、半中空軸型、中空無型のどれであってもよい。ステー３の材質は、合成樹脂であっても金属であっても良い。ステー３と前記構成部品１４との接合は、ネジ、接着材、磁気、溶接、ラビリンス形状、リング等のいずれの接合形態で接合されていても良い。
保持部３ａは、図示の例ではセンサユニット２のケース１５の底面１５ｂがステー３の前記座部３ｂに接し、かつ前記底面に設けられた取付孔１６に保持部３ａが圧入状態、もしくはねじ、磁気、ラビリンス形状等で嵌合することで、センサユニット２を位置決めし、保持する。
なお、ステー３は、機械部品１における測定位置への取り付けが難しい場合、測定対象の機械部品１もしくは構成部品１４と一体構造のステーとしても良い。

前記固有情報記憶手段４は、機械部品１に固有の固有情報を記憶した手段であり、ＲＦＩＤ、１次元のバーコード、または２次元バーコード等からなる。２次元バーコードとしては、ＱＲコード（登録商標）が用いられる。前記固有情報は、機械部品１に固有の情報であれば良いが、例えば、ステー３自身の型番やシリアルナンバー等の基本情報であっても良く、設置場所、使用開始日、機械部品１の種類であっても良く、さらに内部諸元や、その使用条件等を含んでいても良い。

センサユニット２は、前記状態検知センサ６および読取り装置７の他に、情報端末８と交信を行う無線通信装置１８、バッテリー（図示せず）、およびＡ／Ｄ変換器（図示せず）を備えている。前記状態検知センサ６は、機械部品１の状態量を検出するセンサであり、一つであっても良いが、この例では図２のように複数、例えば振動測定を行う加速度センサ６ａ、および回転検出を行うジャイロセンサ６ｂまたは回転センサ（図示せず）が設けられている。状態検知センサ６は、この他に温度センサ（図示せず）を有していても良い。

状態検知センサ６はこの実施形態ではアナログで出力するセンサであり、測定データは前記Ａ／Ｄ変換器でデジタル変換して無線で出力する。なお、センサユニット２は、測定データをアナログデータのまま有線で出力し、情報端末８（図２) でＡ／Ｄ変換しても良い。また状態検知センサ６にデジタル信号で出力するセンサを用いても良い。
センサユニット２を測定対象の機械部品１の可動部に設置する場合、スリップリング（図示せず）を用いた有線で情報端末８に送信するようにしても良い。前記バッテリーについては、電池式でも充電方式でも良い。

読取り装置７は、ステー３に設けられた固有情報記憶手段４が記憶した内容を、固有情報記憶手段４に非接触で、または接触して読み取る装置であり、センサユニット２がステー３に状態検出が可能な状態に保持された状態で固有情報記憶手段４を読み取り可能に設けられている。読取り装置７は、固有情報記憶手段４がＲＦＩＤである場合はタグリーダ、固有情報記憶手段４が１次元または２次元のバーコードである場合はバーコードリーダが用いられる。無線通信装置１８は、情報端末８にセンサユニット２の識別データ等を付して前記測定データと共に、読み取った固有情報を送信する。無線通信装置１８は、極近距離の無線通信が可能な装置であっても良い。

なお、前記センサユニット２が演算処理手段６２（図６）を有していても良い。センサユニット２が演算処理手段を有していると、測定したデータを送信に適した形態に変換したり、あるいは測定条件を設定して必要時に測定を行うようにする等の処置が図れる。

図２において、情報端末８は、センサユニット２から測定データと固有情報を受け取り、通信網５１にアクセスしてデータサーバ９に前記測定データおよび固有情報を送信する。情報端末８は、センサユニット２から無線または有線でデータ受信が可能な通信装置２１を有し、インターネット等の通信網５１には他の通信処理部２１Ａで接続されている。この通信処理部２１Ａは、無線で通信する手段であっても良い。情報端末８は、専用ソフトウェアで構成される端末側処理手段２２を介して、液晶表示装置等の表示装置２３の画面に関係データを表示させる。通信処理部２１Ａは、例えばデータサーバ９にアクセスし、測定対象の機械部品１の固有情報、過去測定データ、状態判定結果等を入手し表示装置２３の画面で確認出来る。前記通信網５１は、例えばインターネット等のコンピュータ通信網であり、Ｗｅｂブラウザ等で前記関係情報を閲覧可能である。

端末側処理手段２２は専用ソフトウェアで構成され、センサユニット２およびデータサーバ９との情報通信、およびデータ表示等を制御する機能を備える。端末側処理手段２２を構成する専用ソフトウェアは、データサーバ９からダウンロードおよびインストールされ、もしくはＣＤやＤＶＤ等の可搬の記憶媒体や、前記通信網５１を構成するインターネット上の前記データサーバ９以外のホームページ、アプリサイト等から入手してインストールされる。情報端末８のＯＳ（オペレーションプログラム）２４は、このようなダウンロードおよびインストールが可能な機能を持つ。端末側処理手段２２は、前記表示装置２３の画面に、前記関係情報として、例えばステー３の固有情報や、センサユニット２の測定データ、前記データサーバ９から送信された状態判定結果や解析結果等を表示させる。

情報端末８は、この他に、センサユニット２をステー３から取り外す処理が行われていない場合に、その取り外し忘れの警告を行う警告手段２７が設けられている。警告手段２７は、前記ステー３と前記センサユニット２との接続有無の情報である接続状態情報より、接続有りの場合にセンサユニット２の取り外し忘れの警告を行う。

接続状態情報を前記情報端末８に認識させる構成として、情報端末８に、前記ステー３と前記センサユニット２との接続状態を検知可能な接続検知手段２８を設け、この接続検知手段２８が出力する接続状態情報により前記警告手段２７が前記警告を行うようにしている。接続検知手段２８は、具体的には、例えば前記のように固有情報が読み取り可能な状態であるか否かを監視することによって前記接続状態情報を得る。接続検知手段２８は、前記警告手段２７とは独立して設けられていても、また前記警告手段２７の一部として設けられていても良い。なお、警告手段２７および接続検知手段２８は、例えば、前記端末側処理手段２２の一部として構成されるが、明確のために、前記端末側処理手段２２とは別のブロックで図示した。

上記のような接続検知手段２８を情報端末８に設ける構成とする代わりに、前記データサーバ９に、前記接続状態情報が接続有りの場合は、前記状態判定部３３による前記状態判定の結果に代えて、または前記判定の結果と共に、警告通知を前記情報端末８へ送信する警告通知手段６１（図４）を設けても良い。その場合、前記情報端末８の前記警告手段２７は、前記警告通知に応答して前記取り外し忘れの警告を行うようにする。
データサーバ９から、状態判定の結果に代えてまたは結果と共に前記警告通知が行われると、情報端末８は、前記警告手段２７を専用の手動として設けなくても、データサーバ９からの状態判定の結果を表示する手段によって前記取り忘れの警告を行うことができる。

なお、図２において、情報端末８は、上記の他に、オペレータによる入力を行わせるタッチパネル等の入力手段２５と、前記測定データおよび固有情報、前記態判定結果や解析結果等を記憶する情報記憶手段２６を有する。

データサーバ９は、情報記憶部３１、仕様データベース３２、状態判定部３３、データ解析部３４、処理データ記憶部３５、および通信処理部３６を有している。
データサーバ９は、概要を説明すると、情報端末８からのデータを通信処理部３６で受信し、情報記憶部３１にて状態データを記憶し、前記固有情報を用いて、仕様データベース３２に記憶された軸受や周辺部品、車両情報等から測定部位を判別する。情報記憶部３１もしくは仕様データベース３２もしくはその両方を利用して測定対象となる機械部品１に適合した信号処理条件と判定用情報を決定し、データ解析部３４で解析する。解析結果は処理データ記憶部３５に保存され、各部位毎の蓄積データを用いて判定用情報を設定することや更新することが可能である。状態判定部３４により、解析結果と判定用情報および過去データとの比較により、状態を判定する。また、状態判定部３４は、仕様データベース３２の軸受や周辺部品の情報と解析結果を用いて、異常発生部位を推定する。解析結果および異常判定結果は、前記送信元の情報端末８等に転送する。

情報記憶部３１は、状態測定を行った各機械部品１の状態測定データや判定結果やデータ解析結果等、部品履歴、および結果出力形式等についても記憶している。情報記憶部３１は、固有情報に基づく測定条件、解析条件等が記憶されていても良い。

仕様データベース３２は、機械部品１の諸元、例えば軸受諸元等が記憶されている。仕様データベース３２には周辺部品諸元や、対象の機械部品１となる軸受が装備された部位の仕様等が記憶されていても良い。また、仕様データベース３２および情報記憶部３１のいずれかに、機械部品１の種類に応じた状態判定を行うための判定方法や閾値等の判定用情報等が記憶されている。

データ解析部３４で、測定データの信号処理、周波数分析を行い、異常判定等の状態判定が容易に出来る信号にする。この周波数分析では、振動データの他に、測定した回転速度のデータを用いても良い。
状態判定部３３は、データ解析部３４の解析結果と過去データまたは予め設定された判定用情報等との比較等で、機械部品１の異常有無等の判定を行う。
処理データ記憶部３５は、データ解析部３４で行った解析結果や、状態判定部３３で行った状態判定の結果を、機械部品１毎に履歴として記憶する。

表示端末５２は、表示機能および通信機能を備えた情報端末であり、データサーバ９にアクセスし、測定対象の機械部品１の固有情報、過去測定データ、状態判定結果等の閲覧が可能である。例えばデータサーバ９内の通信処理部３６から通信網５１を介して、データサーバ９の情報を受信し、表示が可能である。この場合に通信処理部３６は、権限を持つ登録された表示端末５２やパスワード等でアクセス制限を行うようにしても良い。
データサーバ９の通信処理部３６は、基本的には測定データを送信した情報端末８に状態判定の結果を送信し表示させるが、この測定データを送信した情報端末８の他に、登録されたアドレス等を持つ表示端末５２に状態処理の結果等を送信する機能を備える。前記登録されたアドレス等を持つ表示端末５２は、例えば軸受メーカの所定事業部の端末等である。

図３は、この状態自動判定システムが行う処理，作用を示したフローチャートである。 ステー３にセンサユニット２が取付けられ、センサユニット２の電源スイッチ（図示せず）がオンにされると、センサユニット２からステー３に固有情報の呼び出し信号（電波等）を発信し（白矢印、ステップＳ０）、前記信号にステー３に内蔵されたＩＣタグからなる固有情報記憶手段４が反応して固有情報をセンサユニット２に送信する（ステップＳ１）。

センサユニット２は、検査する機械部品１の固有情報を受信すると（ステップＳ２）、内蔵された状態検知センサ６は、機械部品１の状態量を測定し（ステップＳ３）、その測定データは、無線通信装置１８（図２参照）により前記固有情報と共に情報端末８に送信する（ステップＳ４）。

情報端末８は、測定データおよび固有情報をセンサユニット２から受信する（ステップＳ５）。その受信した測定データおよび固有情報は、通信網５１を経由してデータサーバ９へ送信する（ステップＳ６）。なお、取り外し警告については後に説明する。

データサーバ９は、通信網５１を経由して情報端末８から前記測定データと前記固有情報を受信し（ステップＳ７）、データサーバ９内の情報記憶部３１および仕様データベース３２で、前記固有情報から測定対象の機械部品１の情報（判定用情報、部品履歴、過去の測定データ等）を抽出し（ステップＳ９）、またデータ解析部３４で前記測定データが信号処理される（ステップＳ８）。この信号処理として、上記測定データの解析、例えば周波数分析等を行う。

状態判定部３３により、データ解析部３４の解析結果と抽出された過去データまたは予め軸受諸元等から設定された判定用情報等との比較等で判定を行う（ステップＳ１０）。例えば、上記測定データが上記判定用情報である閾値を超える場合は異常と判断し（ステップＳ１２）、超えない場合は異常無しと判断する（ステップＳ１３。また、上記測定データが過去データに対して異常傾向があるか否かを調べ（ステップＳ１１）、異常傾向がない場合は異常無しと判断し（ステップＳ１３）、異常傾向がある場合は異常と判断する（ステップＳ１４）。

異常の場合は、表示端末５２に「異常」との表示信号と状態判定の結果データを発信し、利用者に電話や、電子メール、ＳＮＳ等で連絡を行う（ステップＳ１５，Ｓ１７）。異常なしの場合は表示端末５２に「異常なし」との表示信号と結果データの発信を行う（ステップＳ１６）。

警告（ステップＳ１８〜Ｓ２１）について説明する。上記一連の判定の前に、センサユニット２は、前記状態検知センサ６による測定が終了すると、通常運転に備えて、作業者等によって前記ステー３から取り外す。この取り外し後に、前記センサユニット２からステー３への前記呼び出し（ステップＳ０）の通信を行う。そのため、情報端末８で前記固有情報および状態量の測定データを受信するときに、ステー３とセンサユニット２とが接続されているか否かの情報である接続状態信号が得られる。この接続状態信号は、前記固有情報に含ませてある。
情報端末８の接続状態検知手段２８は、センサユニット２から前記固有情報および測定データを受信したときに（ステップＳ５）、前記接続状態信号を抽出する（ステップＳ１８）。この抽出した接続状態信号から接続有無を判断し（ステップＳ１９）、接続有りの場合は警告手段２７により取り外し忘れの警告を行う（ステップＳ２０）。この警告は、情報端末８の表示画面に警告画像を表示し、または情報端末８が有するスピーカーにより警告音，警告音声を出力することで行う。接続無しの場合は、警告は行わない（ステップＳ２１）。

この構成の機械部品１の状態自動判定システムによると、次の利点が得られる。
・機械部品１が固有情報記憶手段４を有し、センサユニット２が、状態検知センサ６および固有情報を読み取る読取り装置７を有する。そのため、センサユニット２で読み取った固有情報から機械部品１の特定が自動で行え、複数の機械部品１にこの状態自動判定システムが使用されても、機械部品１の特定のための入力操作が不要になり、入力ミスの撲滅も図れる。例えば上記のように、センサユニット２を希望の測定対象の機械部品１に取付け、スイッチ等により測定開始の指令を与えるだけで、何ら入力操作を行うことなく、自動でその測定対象の機械部品１に対応する判定用情報を選定し、異常判定等の定められた状態についての判定を適切に行うことができる。
・センサユニット２は機械部品１に着脱可能に取付けるようにしたため、単に測定子を押し付ける従来装置と異なり、測定結果の再現性、精度向上による判定の精度向上が得られる。また、測定の必要時のみセンサユニット２を機械部品１に取付ければ良く、機械部品１の使用の妨げにならない。

・特に、ステー３を常設するため、次の利点が得られる。センサユニット２の取付け位置が安定し、取付け誤差による測定データのバラつきを抑えると共に短時間での測定準備が可能となる。
・測定対象の機械部品１である車両用軸受やその周辺部品における固定部にセンサの取り付けが出来ない場合でも、ステー３を設けることによって、車両用軸受やその周辺部品の可動部に、測定対象の状態を測定出来るセンサを有するセンサユニット２を実装出来る。
・可動部にセンサユニット２を設置する場合であっても、可動部中心での測定により、外乱の影響を受け難く、高精度な測定が可能になる。
・ステー３に識別情報装置を設置する事で、測定対象の把握が容易になり、短時間での測定準備が可能、且つデータの蓄積や過去データの検索が容易となる。
・測定する部位が特定出来ることで、軸受品番毎でなく、部位毎での環境に応じた異常判定の閾値を設定する事が出来る。また、外乱を加味した高精度判定が行える。
・情報端末８により測定セットアップから診断結果の閲覧まで対応が可能となる。情報端末８がスマートフォン等の携帯型であっても良く、測定対象の機械部品１の近くで操作が行える。

・センサユニット２の取り外し忘れの警告を行う警告手段２７を情報端末８に設けたため、センサユニット２を実装したままで、機械部品１を備えた自動車や産業機器等の走行や稼働が行われることが防ぐことができ、稼働中にセンサユニット２がステー３から外れ、稼働中の他部品との接触することが防げる。前記警告手段２７は、前記ステー３とセンサユニット２との接続状態情報より判断するため、センサユニット２の外し忘れの判定が、簡単かつ確実に行える。

図５は、この発明における他の実施形態を示す。図１〜図３に示す実施形態では、データサーバ９でデータ解析および状態判定を行うようにしたが、図５の例では、情報端末（情報／表示端末）８Ａでデータ解析および状態判定を行う構成とされ、また情報端末８Ａは、情報の表示機能を有する情報／表示端末とされている。
具体的には、前記処理システム５が前記情報端末８Ａとこの情報端末８Ａに通信網５１で接続されたデータサーバ９とでなるが、前記情報端末８Ａは前記センサユニット２から前記測定データおよび前記固有情報を得て前記固有情報を前記データサーバ９へ送信する通信処理部２１Ａと、データ解析部４４と、状態判別部４３とを有する。前記データサーバ９は、前記固有情報に対応して機械部品の仕様情報を記憶した仕様データベース３２と、前記情報端末８から送信された前記固有情報により前記機械部品１の自動識別および前記仕様情報の選定を行って前記情報端末８Ａへ送信する通信処理部３６とを有し、前記情報端末８Ａの前記データ解析部４４および状態判別部４３は、前記データサーバ９から送信された前記仕様情報を用い、前記センサユニット２から得た前記測定データにより解析および前記状態の判定をそれぞれ行う。

近年の情報端末は、パーソナルコンピュータやスマートフォン、タブレット等の携帯型の端末であっても、演算処理機能が飛躍的に向上しており、十分な精度、処理速度で異常判別等の状態判別の処理が行える。しかし、判定用情報や過去データ等の判定用情報は、複数の機械部品１に使用する場合、膨大なデータ量となり、手元の情報端末８Ａに記憶しておくことは難しく、また無駄も多い。そのため、上記のように判定用情報はデータサーバ９に記憶しておいてデータサーバ９から情報端末８Ａへ送信するようにし、すなわちデータサーバ９を単にデータベースとして利用し、情報端末８Ａではその状態判別の処理だけを行うようにすることで、情報端末８の高度な処理機能を効果的に利用し、データサーバ９の負担やデータサーバ９の使用費用を低減しつつ、状態判別が行える。

この実施形態においても、前記データサーバ９は前記機械部品１につきデータ解析および状態判別を行った結果を前記機械部品１の履歴の情報として記憶する情報記憶部３１を有し、前記データサーバ９は、前記機械部品１の前記履歴の情報を用いて前記状態判定を行う機能を有するようにしている。
機械部品１の種類毎の機械部品諸元から定まる判定用情報で異常判定等の状態判定を行って正常であっても、その個体についての過去の判定情報を用いて判定すると異常になる場合がある。そのため、種類別状態判定に加えて履歴情報による状態判定を行い、両判定の結果から総合判定を行うことで異常判定等の判定の精度が向上する。
その他の構成，効果は図１〜図３に示す第１の実施形態と同様である。
なお、前記データサーバ９が図１〜４の実施形態のように前記データ解析および前記状態の判定を行う機能を有し、前記情報端末８が、設定条件に応じて、前記データ解析および前記状態の判定を情報端末８で行うかデータサーバ９に行わせるかを切り換える機能を有していても良い。

なお、この状態自動判定システムによる判定対象となる機械部品１は、例えば車両用軸受や、その周辺部品である。
車両用軸受としては、オルタネータ用軸受、セルモータ用軸受、ウォータポンプ用軸受、油圧ポンプ用軸受、ファンカップリング用軸受、コンプレッサ用軸受、スーパーチャージャー用軸受、ターボチャージャー用軸受、アイドラープーリ用軸受等が挙げられる。
周辺部品としては、軸受軸、ナット、プーリカバー、ベルト、オルタネータ、セルモータ、ウォータポンプ、油圧ポンプ、ファンカップリング、コンプレッサ、スーパーチャージャー、ターボチャージャー、アイドラープーリ等が挙げられる。

判定対象となる機械部品１は、軸受やその周辺部品に限らず、各種の機械部品、特に転動体を有する機械部品１にこの発明状態自動判定システムが効果的に発揮される。転動体を有する機械部品１としては、ボールねじ装置や等速ジョイント等が挙げられる。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１：機械部品
２：センサユニット
３：ステー
４：固有情報記憶手段
５：処理システム
６：状態検知センサ
７：読取り装置
８：情報端末
９：データサーバ
１８：無線通信装置
２１：通信装置
２１Ａ：通信処理部
２７：警告手段
２８：接続検知手段
３１：情報記憶部
３２：仕様データベース
３３：状態判別部
３４：データ解析部
３５：データ記憶部
３６：通信処理部
４３：状態判定部
５１：通信網
５２：表示端末
６１：警告通知手段
６２：演算処理手段

Claims (16)

1. 機械部品の固有情報を記憶した固有情報記憶手段を有し前記機械部品に固定されたステーと、このステーに着脱可能であり前記機械部品の状態量を測定するセンサおよび前記固有情報記憶手段から前記固有情報を読み取る読取り装置を有するセンサユニットと、このセンサユニットから前記状態量の測定データおよび前記固有情報を受信する通信装置およびその受信した前記固有情報を通信網へ送信する通信処理部を有する情報端末と、この情報端末に前記通信網を介して接続され前記情報端末から受信した前記固有情報から前記機械部品の状態判定に用いる判定用情報を選定するデータサーバとを備え、前記選定された判定用情報を用いて前記測定データから前記機械部品の状態についての判定を行う状態判定部を前記データサーバおよび前記情報端末のいずれか一方に設け、前記情報端末に、前記ステーと前記センサユニットとの接続有無の情報である接続状態情報より、接続有りの場合にセンサユニットの取り外し忘れの警告を行う警告手段を設けた機械部品の状態自動判定システム。
2. 請求項１に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記接続状態情報は、前記固有情報に含まれる機械部品の状態自動判定システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記情報端末の前記通信処理部は、前記センサユニットから受信した前記測定データを前記通信網を介して前記データサーバへ送信する機能を有し、前記データサーバは、前記状態判定部を有し、この状態判定部で判定した結果を前記情報端末またはこの情報端末とは別の端末へ送信する通信処理部を有する機械部品の状態自動判定システム。
4. 請求項３に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記データサーバは、前記接続状態情報が接続有りの状態を示す場合は、前記状態判定の結果に代えて、または結果と共に、警告通知を前記情報端末へ送信する警告通知手段を有し、前記情報端末の前記警告手段は、前記警告通知に応答して前記取り外し忘れの警告を行う機械部品の状態自動判定システム。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記情報端末が、前記接続状態情報を検知可能な接続検知手段を有し、この接続検知手段の検知結果に応じて前記警告手段が前記警告を行う機械部品の状態自動判定システム。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記固有情報記憶手段は、電子タグ、一次元のバーコード、および二次元バーコードのいずれかである機械部品の状態自動判定システム。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記センサユニットに、前記状態量を測定するセンサとして加速度センサを実装し、前記機械部品の測定対象部の振動を測定する機械部品の状態自動判定システム。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記センサユニットに、前記状態量を測定するセンサとして回転センサまたはジャイロセンサを実装し、前記機械部品の測定対象部の回転を測定する機械部品の状態自動判定システム。
9. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記ステーは、前記機械部品における回転体の回転中心に固定された機械部品の状態自動判定システム。
10. 請求項９に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記センサユニットは、前記情報端末と通信する無線通信装置を有する機械部品の状態自動判定システム。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記センサユニットが演算処理手段を有する機械部品の状態自動判定システム。
12. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記情報端末は、汎用のＯＳを有しアプリケーションソフトウェアをインストール可能である機械部品の状態自動判定システム。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記データサーバは、このデータサーバが備える前記通信処理部によりアクセス制限の設定が可能である機械部品の状態自動判定システム。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記データサーバは、周波数解析を含む信号処理が可能なデータ解析部を有する機械部品の状態自動判定システム。
15. 請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記データサーバは、前記状態判定部を有し、この状態判定部が異常であると判定した場合に、設定された送信先へ、電話、電子メール、およびソーシャルネットワークサイトの少なくとも一つで通知する通信処理部を有する機械部品の状態自動判定システム。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の機械部品の状態自動判定システムにおいて、前記データサーバは、前記状態判定部を有し、かつこの状態判定部の判定結果を前記情報端末とは別の表示端末へ送信する通信処理部を有する機械部品の状態自動判定システム。

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