JP2016080498A - 機械部品の状態測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサユニットを機械部品に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、測定結果の再現性が良く測定精度が向上し、セットアップ時間も短縮され、また測定対象の機械部品を自動で判別できて、入力操作の不要化、入力ミスの撲滅が図れ、さらに可動部位の測定も行える機械部品の状態測定装置を提供する。
【解決手段】 機械部品１に設置されて、前記機械部品１の状態を測定するセンサユニット２を着脱可能に保持するステー３を有する。前記機械部品１に固有の情報を示す固有情報記憶手段４を前記ステー３に設ける。この固有情報記憶手段４は、センサユニット２に設けられた読取り装置７で読み取り可能なように設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両用軸受や周辺部品等を代表とする転動体等の可動部を有する機械部品の異常有無等の判定等のための測定を行う機械部品の状態測定装置に関する。

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加速度センサ、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）

特開２０１２−０４２３３８号公報 特開２０１３−２２８３５２号公報

特許文献１等に開示された常設タイプの監視システムは、遠隔地でも常時監視が可能という利点があるが、測定部位毎にセンサの設置が必要であり、設備が高額となる。また、再組み付けの際に前回と位置がずれる可能性があり、測定精度、再現性の悪化、不安定化、等の懸念がある。

特許文献２等に開示されたハンディタイプの測定システムは、携帯性に優れ、安価という利点があるが、振動測定を行う場合、軸受等の異常判定では、軸受諸元に基づく計算等が閾値となるが、外乱が大きい環境下では判定精度が低下する。
また、１つのセンサユニットで複数個の測定対象に利用する場合は、測定対象が変わる度に、測定対象情報の入力／選択等の設定を変更しなければならない。そのため、手間がかかるうえ、設定ミスの可能性が懸念される。
回転軸等の可動部での測定が難しいという課題もある。

この発明の目的は、センサユニットを機械部品に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、測定結果の再現性が良く測定精度が向上し、セットアップ時間も短縮され、また測定対象の機械部品を自動で判別できて、入力操作の不要化、入力ミスの撲滅が図れ、さらに可動部位の測定も行える機械部品の状態測定装置を提供することである。

この発明の機械部品の状態測定装置は、機械部品１に設置されて、前記機械部品１の状態を測定するセンサユニット２を着脱可能に保持するステー３を有し、前記機械部品１に固有の情報を示す固有情報記憶手段４を、前記センサユニット２に設けられた読取り装置７で読み取り可能なように前記ステー３に設けたものである。

この構成によると、センサユニット２を着脱可能に保持するステー３を機械部品１に有するため、センサユニットの測定子を機械部品に手で押し付けるものと異なり、センサユニット２を機械部品１に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、測定結果の再現性が良く測定精度が向上する。また、前記ステー３を有することで、センサユニット２を機械部品に取付ける時間が短縮される。前記ステー３があることで、機械部品の可動部分にセンサユニット２を取付けることも可能となる。
前記ステー３には固有情報記憶手段４が、センサユニット２に設けられた読取り装置７で読み取り可能なように設けられているため、測定対象の機械部品１を自動で判別でき、前記固有情報と機械部品１の種類や状態判定等を行うための情報とを関連つけておけば、入力操作が不要化され、入力ミスの撲滅が図れる。
前記固有情報記憶手段４が前記ステー３に設けられることで、ステー３と固有情報記憶手段４を別々に設ける場合に比べて、状態検出と固有情報の読み取りとが互いに近くの位置で行えて、センサユニット２で纏めて行うことができるという利点も得られる。
なお、前記固有情報は、機械部品１の識別番号であってもよく、さらに機械部品の諸元や製造履歴等が付加された情報であっても良い。また、前記ステー３によるセンサユニット２の着脱可能な保持は、嵌め込み形式で行っても、磁力のオンオフが切り換えられる磁石９３，９４等で行っても良い。

この発明において、前記固有情報記憶手段４がＲＦＩＤであっても良い。ＲＦＩＤであれば、センサユニット２により非接触で情報が読み取れ、またＲＦＩＤの種類の選択により、記憶する情報量を大きくし、識別番号等の他に付加情報を記憶させておくことも可能である。ＲＦＩＤはステー３の表面に露出して設けてもよく、埋め込んで設置しても良いが、埋め込むことなどで損傷や記憶情報の劣化等が回避できる。

前記固有情報記憶手段４が１次元のバーコードまたは２次元バーコードであっても良い。バーコードであると、簡易で安価に読取り装置を設けることができる。２次元バーコードであると、記憶させる情報量をある程度増やすことができる。

この発明において、前記機械部品１は、一部または全体が回転部となる部品であっても良い。このような部品として、転がり軸受の他に、軸や、ボールねじや、等速ジョイント等がある。
前記機械部品１が、一部または全体が回転部となる部品である場合に、前記ステー３は前記回転部の回転中心Ｏ上で前記回転部に設けられていても良い。
振動測定等を行う場合、回転中心Ｏ上で測定を行うことで、精度良く測定することができる。また、回転中心Ｏ上にステー３があると、センサユニット２の取付けが安定する。

この発明の機械部品の状態測定装置は、前記機械部品１、および前記ステー３の他に、前記センサユニット２を備えていても良い。この場合に、前記センサユニット２は、前記機械部品１の状態を測定する状態検知センサ６に加えて、前記固有情報記憶手段４が持つ固有情報を読み取る読取り装置７を有していても良い。
センサユニット２に状態測定用の状態検知センサ６の他に読取り装置７が設けられていると、状態測定用の状態検知センサ６と読取り装置７とを別々に設ける場合と異なり、センサユニット２で測定と読み取りとの両方が行える。

前記センサユニット２は、前記機械部品１の振動を測定する加速度センサ６ａを有していても良い。加速度センサ６ａによると、機械部品１の異常判定が精度良く行える。その場合に、ステー３があることによる取付位置の安定性が測定精度，判定精度の向上に効果的となる。

前記機械部品１は、一部または全体が回転部となる部品であり、前記センサユニット２は、前記回転部の回転を測定する回転センサを有していても良い。
振動の測定データを周波数分析等を行う場合に、回転センサで測定した回転速度のデータが用いられる。

回転速度を検出するセンサは、エンコーダと光学もしくは磁気等の検出素子が相対回転する部位に取り付けられ、相対回転を検出するものか、ジャイロセンサ６ｂのように角速度や角加速度を検知するもの、地磁気センサ等回転や回転角を検出する種々のセンサを利用する。

この発明において、前記センサユニット２は、前記状態検知センサ６で測定した情報および前記読取り装置７で読み取った情報を通信可能な無線通信装置１８を有していても良い。
無線通信装置１８を有していると、前記各情報の通信に配線が不要となる。そのため、機械部品の周辺に配線空間が得られない場合や、機械部品１の回転部に前記ステー３およびセンサユニット２が設置される場合であっても、情報の送信が行える。

この発明において、前記センサユニット２は、前記状態検知センサ６で測定した情報および前記読取り装置７で読み取った情報を用いて前記測定した情報を処理する演算処理手段を有していても良い。
電子部品の小型化の発達により、センサユニット２を特に大きくすることなく、測定した情報の処理までをセンサユニット２で処理することが可能となる。これにより、別の情報端末を準備しなくても良く、携帯性がより一層向上する。

この発明の機械部品の状態測定装置は、機械部品に設置されて、前記機械部品の状態を測定するセンサユニットを着脱可能に保持するステーを有し、前記機械部品に固有の情報を示す固有情報記憶手段を、前記センサユニットに設けられた読取り装置で読み取り可能なように前記ステーに設けたため、センサユニットを機械部品に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、測定結果の再現性が良く測定精度が向上し、セットアップ時間も短縮され、また測定対象の機械部品を自動で判別できて、入力操作の不要化、入力ミスの撲滅が図れ、さらに可動部位の測定も行える。

この発明の第１の実施形態に係る機械部品の状態測定装置における機械部品、ステー、およびセンサユニットの例を示す断面図である。 同機械部品の状態測定装置を備える状態自動判定システムの概念構成の概略を示すブロック図である。 同状態自動判定システムの概念構成の具体例を示すブロック図である。 同状態自動判定システムの処理の流れおよび作用を示すフローチャートである。 状態自動判定システムの変形例の概念構成を示すブロック図である。 状態自動判定システムの他の変形例の概念構成を示すブロック図である。 機械部品、ステー、およびセンサユニットの他の例を示す断面図である。 機械部品、ステー、およびセンサユニットのさらに他の例を示す断面図である。 測定対象となる機械部品を複数装備した装置である商用車の補機設置部を示す正面図である。 測定対象となる他の機械部品の例であるボールねじ装置を示す正面図である。 測定対象となるさらに他の機械部品の例である等速ジョイントの正面図とこれに設置するステーおよびセンサユニットの拡大図である。 （Ａ）は同等速ジョイントに設置するステーおよびセンサユニットの断面図、（Ｂ）は同ステーの取付用部品を示す側面図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１は、転がり軸受装置である機械部品１とセンサユニット２との結合状態を示す断面図、図２はこの実施形態にかかる機械部品の状態測定装置を備える状態自動判定システムの概念構成の概要を示すブロック図である。
図１において、センサユニット２を着脱可能に保持可能なステー３が機械部品１に常時設置状態に取付けてあり、このステー３に固有情報記憶手段４が設けられている。

図２に示すように、この状態自動判定システムは、前記機械部品１と、前記センサユニット２と、処理システム５とを備える。センサユニット２は、機械部品１の状態量等を測定する状態検知センサ６と、前記固有情報記憶手段４から固有情報を読み取る読取り装置７を有する。処理システム５は、センサユニット２で得た情報を処理する装置であり、読取り装置７で読み取った固有情報から機械部品１の状態判定に用いる定められた処理方法および判定基準等の判定用情報を選出しその選出した判定用情報を用いて状態検知センサ６の出力した測定データから機械部品１の異常判定等の定められた状態についての判定を行う。処理システム５は、複数のセンサユニット２と無線で接続され、各センサユニット２の情報の処理が可能である。処理システム５は、コンピュータ等の単独の情報処理機器で構成されていても良いが、この例では図３に示すように情報端末８とサーバ９とで構成される。

図１において、機械部品１は、この例では前述のように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、両軌道輪１２ａと１２ｂの両端部にシール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、裏側面が前記回転部品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、ねじ、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。
また、図１の機械部品１は、自動車、具体的には図９に示す商用車７１に設けられた補機の各ベルト装置７２のプーリで構成される。

機械部品１は、図１の例の他に、図７に示すように、内輪回転の転がり軸受１２がハウジング６１に設置されて回転軸６２を支持する軸受装置であっても良く、その場合、内輪１２ａの端面にステー３が取付けられる。この場合も、軸受１２の回転中心にステー３の保持部３ａの中心が一致するようにステー３が取付けられる。

また、機械部品１は、図８に示すような固定の軸６３に嵌合部品６５および外輪回転の転がり軸受１２を介してプーリ６４を設けた転がり軸受装置であっても良い。この場合、固定の軸６３の端部に設けられた雄ねじ部６３ａにステー３が雌ねじ部でねじ込んで取付けられている。ステー３へのセンサユニット２の取付けは、ステー３に軸６３と同心に設けられた雌ねじ部に、センサユニット２のケース１５に設けられた雄ねじ部１５ａをねじ込むことで行われている。

図１において、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、機械部品１もしくはステー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、出荷日、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、処理システム５と交信を行う無線通信装置１８、バッテリー１９、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、および回転を検出するセンサとなるジャイロセンサ６ｂ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３)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。バッテリー１９については、電池式でも充電方式でも良いし、バッテリーを使用せず、非接触給電やスリップリングから給電しても良い。

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、処理システム５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。

図３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より測定対象の機械部品１の固有情報、過去測定データ、状態判定結果等にアクセスし、表示装置２３で閲覧を可能とする。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、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する。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したり更新したりする。状態判定部３３より、解析結果と判定用情報との比較により、状態を判定する。また、状態判定部３３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の状態データや判定結果やデータ解析結果等の部品履歴、および結果出力形式等についても記憶されている。情報記憶部３１は、固有情報に基づく測定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閾値等との比較等で、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４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、前記信号にステー３に内蔵されたＲＦＩＤ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。センサユニット２に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、その測定データは前記固有情報と共に情報端末８に送信する。

情報端末８は通信網５１を経由してデータサーバ９と接続し、センサユニット２から受信した前記測定データと前記固有情報をデータサーバ９に送信する。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、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、データ解析部３４で前記測定データが信号処理される。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設定された判定用情報との比較等で判定を行い、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。また、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。

この構成の機械部品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を常設する場合は、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。
・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用情報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。

図５は、この発明における他の実施形態を示す。図１〜図４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８Ａ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、閾値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８Ａ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て、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の部品履歴、および結果出力形式等を記憶する情報記憶部３１と、部品履歴前記機械部品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処理データ記憶部３５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り、またその逆もありえる。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４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。

図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図１〜図４に示す実施形態において、複数の機械部品１につき、固有情報記憶手段４を有するステー３を用い、センサユニット２は複数として処理システム５で前記複数の機械部品１の状態判定を同時に並列処理で行うように構成されている。
その他の事項は、図１〜図４に示す第１の実施形態と同様である。

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、図９と共に説明した車両用軸受や、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、図１０に示すボールねじ装置や、図１１，図１２に示す等速ジョイント等が挙げられる。
図１０のボールねじ装置からなる機械部品１は、ねじ軸８１とナット８２との間に、ナット８２内を循環移動する転動体（図示せず）を有し、ねじ軸８１は軸受８３を介してハウジング（図示せず）に支持されている。ねじ軸８１の端部に、ステー３が固定され、このステー３にセンサユニット２が着脱自在に取付けられる。

図１１は、等速ジョイントからなる機械部品１に適用した例である。２つの等速ジョイントからなる機械部品１，１Ａ間に介在するドライブシャフト９１に、ステー３が設けられており、このステー３にセンサユニット２が脱着自在に取り付けられている。また図１２では、取付バンド９２がドライブシャフト９１もしくは等速ジョイント１、１Ａの外周に締め付け固定され、この取付バンド９２の円周方向の一箇所にステー３が設けられている。図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、このステー３にセンサユニット２が着脱自在に取付けられる。ステー３とセンサユニット２には、互いに対向する磁石９３，９４が設けられ、これら磁石９３，９４間の磁気吸着力により、堅固にセンサユニット２を保持できる。
また、ステー３とセンサユニット２には、互いに雄ネジ、雌ネジ形状が設けられ、互いにねじ込むことによりセンサユニット２を保持する方式でも良い。

なお、上記各実施形態では、センサユニット２は、測定した情報および前記読取り装置７で読み取った情報を転送するだけの機能を持つ構成としたが、前記センサユニット２は、前記状態検知センサ６で測定した情報および前記読取り装置７で読み取った情報を用いて前記測定した情報を処理する演算処理手段(図示せず)を有していても良い。この演算処理手段は、例えば簡易な異常判定などを行う演算回路であり、センサユニット２内の回路基板などに実装する。
電子部品の小型化の発達により、センサユニット２を特に大きくすることなく、測定した情報の処理までをセンサユニット２で処理することが可能となる。これにより、別の情報端末を準備しなくても良く、携帯性がより一層向上する。

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
２１：通信装置
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
５１：通信網
５２…表示端末

Claims (10)

1. 機械部品に設置されて、前記機械部品の状態を測定するセンサユニットを着脱可能に保持するステーを有し、前記機械部品に固有の情報を示す固有情報記憶手段を、前記センサユニットに設けられた読取り装置で読み取り可能なように前記ステーに設けた機械部品の状態測定装置。
2. 請求項１に記載の機械部品の状態測定装置において、前記固有情報記憶手段がＲＦＩＤである機械部品の状態測定装置。
3. 請求項１に記載の機械部品の状態測定装置において、前記固有情報記憶手段がバーコード、または２次元バーコードである機械部品の状態測定装置。
4. 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測定装置において、前記機械部品は、一部または全体が回転部となる部品である機械部品の状態測定装置。
5. 請求項４において、前記ステーは前記回転部の回転中心上で前記回転部に設けられた機械部品の状態測定装置。
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測定装置において、前記機械部品、前記ステーの他に前記センサユニットを備え、このセンサユニットは、前記機械部品の状態を測定するセンサに加えて、前記固有情報記憶手段が持つ固有情報を読み取る読取り装置を有する機械部品の状態測定装置。
7. 請求項６に記載の機械部品の状態測定装置において、前記センサユニットは、前記機械部品の振動を測定する加速度センサを有する機械部品の状態測定装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の機械部品の状態測定装置において、前記機械部品は、一部または全体が回転部となる部品であり、前記センサユニットは、前記回転部の回転を測定するジャイロセンサ、もしくはエンコーダを有する機械部品の状態測定装置。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の機械部品の状態測定装置において、前記センサユニットは、前記センサで測定した情報および前記読取り装置で読み取った情報を通信可能な無線通信装置を有する機械部品の状態測定装置。
10. 請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の機械部品の状態測定装置において、前記センサユニットは、前記センサで測定した情報および前記読取り装置で読み取った情報を用いて前記測定した情報を処理する演算処理手段を有する機械部品の状態測定装置。
    

Images