JP7427837B1 - 振動センサユニット、回転電機、およびポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅広い温度範囲で使用可能で、振動に起因する故障が生じ難い振動センサユニット、回転電機、およびポンプ装置を提供する。【解決手段】本発明に係る振動センサユニット５は、円形のコイル状に巻き回される少なくとも１つのコイル部７０を備える導線７と、コイル部の内側にコイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部６と、コイル部に定電流を流す電源８１と、導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、振動を検出する振動検出部８２２と、を有してなる。回転軸は、円筒状の外周面３２２を備える。本体部は、コイル部の周方向に沿い、回転軸が挿通可能な環状、または、環状の一部が切り欠かれた形状を有する。回転軸が、コイル部の周方向に回転するように、本体部の内側に配置されたとき、回転軸のうち本体部の内側に配置された部分は導電性または磁性を有する材料で構成されて、本体部の内周面６１は、回転軸の外周面と離間して配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、振動センサユニット、回転電機、およびポンプ装置に関する。

ポンプ装置が長時間使用されると、ポンプ装置が備えるモータ（回転電機）の回転軸を支持する軸受が摩耗することにより、回転軸が振動して、その振動はポンプ装置の故障の要因となる。そのため、ポンプ装置では、軸受の摩耗状態の監視が必要となる。分解点検が容易なポンプ装置では、定期的なメンテナンスにより軸受の摩耗状態の監視は可能である。しかしながら、分解点検が容易でないポンプ装置（例えば、キャンドモータポンプ、浸漬型のウェットモータポンプ、サブマージドポンプなど）では、自動監視装置や振動センサにより軸受の摩耗状態の監視が行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－５３８３７号公報

特許文献１に開示された振動センサは、圧電センサであり、回転軸と直交する方向の加速度を検出するように、ポンプ装置の筐体の回転軸と平行する位置に取り付けられている。

ポンプ装置の中には、高温の液体（例えば、油）または極低温の液体（例えば、液化ガス）を送液するポンプ装置がある。このようなポンプ装置では、振動センサだけでなく、信号線およびコネクタまでもが、その特殊な温度環境に曝される。一般的な振動センサでは、特殊な温度環境に耐えられないため、このようなポンプ装置には、専用の振動センサが用いられる。しかしながら、専用の振動センサは高価であり、その温度補償範囲を超える温度環境下では使用できない。また、振動センサの構造上、回転軸の振動を検出するセンシング部自体にも振動が伝達されなければならない。そのため、目的外（回転軸の振動以外）の振動も検出されて誤検出が生じ得ると共に、振動に起因するセンシング部の故障も生じ易い。

本発明は、幅広い温度範囲で使用可能で、振動に起因する故障が生じ難い振動センサユニット、回転電機、およびポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様における振動センサユニットは、回転電機の回転軸の振動を検出する振動センサユニットであって、円形のコイル状に巻き回される少なくとも１つのコイル部を備える導線と、前記コイル部の内側に、前記コイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部と、前記コイル部に定電流を流す電源と、前記導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、前記振動を検出する振動検出部と、を有してなり、前記回転軸は、前記回転軸の回転方向に沿う円筒状の外周面、を備えて、前記本体部は、前記コイル部の周方向に沿い、前記回転軸が挿通可能な環状、または、前記環状の一部が切り欠かれた形状を有して、前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、前記回転軸 のうち、前記本体部の内側に配置された部分は、少なくとも導電性または磁性を有する材料で構成されて、前記本体部の内周面は、前記回転軸の前記外周面と離間して配置される、振動センサユニットである。

本発明の一実施態様における回転電機は、ロータと、前記ロータを収容して、前記ロータを回転させるステータと、前記ロータと共に回転する回転軸と、前記回転軸を支持する軸受と、前記回転軸の振動を検出する振動センサユニットと、を有してなり、前記振動センサユニットは、円形のコイル状に巻き回されるコイル部を備える導線と、前記コイル部の内側に、前記コイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部と、前記コイル部に定電流を流す電源と、前記導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、前記振動を検出する振動検出部と、を備えて、前記本体部は、前記コイル部の周方向に沿い、前記回転軸が挿通可能な環状、または、前記環状の一部が切り欠かれた形状を有して、前記回転軸は、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されて、前記回転軸の回転方向に沿う円筒状の外周面、を備えて、前記回転軸 のうち、前記本体部の内側に配置された部分は、少なくとも導電性または磁性を有する材料で構成されて、前記本体部の内周面は、前記回転軸の前記外周面と離間して配置される、回転電機である。

本発明の一実施態様におけるポンプ装置は、インペラと、前記インペラを回転させる前述の一実施態様に係る回転電機と、を有してなる、ポンプ装置である。

本発明によれば、幅広い温度範囲で使用可能で、振動に起因する故障が生じ難い振動センサユニット、回転電機、およびポンプ装置を提供できる。

本発明に係るポンプ装置の実施の形態を示す模式断面図である。 図１のポンプ装置が備える振動センサユニットの一部の構成のＡ矢視における模式背面図である。 図２に示されている構成のＢＢ線における模式断面図である。 図１のポンプ装置が備える振動センサユニットの回路構成図である。 （ａ）は図１のポンプ装置が備える回転軸のラジアル振動の一例を示す模式図であり、（ｂ）は回転軸のスラスト振動の一例を示す模式図である。 本発明に係るポンプ装置の別の実施の形態を示す模式断面図である。 図６のポンプ装置が備える振動センサユニットの一部の構成のＣ矢視における模式背面図である。 図２に示されている構成のＤＤ線における模式断面図である。 図６のポンプ装置が備える振動センサユニットの回路構成図である。 本発明に係るポンプ装置の第１変形例を示す回路構成図である。 本発明に係るポンプ装置の第２変形例を示す模式断面図である。 本発明に係るポンプ装置の第３変形例を示す模式背面図である。 図１２のポンプ装置が備える本体部および導線のＥＥ線における模式断面図である。 本発明に係るポンプ装置の第４変形例を示す回路構成図である。 本発明に係るポンプ装置の第５変形例を示す模式背面図である。 本発明に係るポンプ装置の第６変形例を示す模式背面図である。 本発明に係るポンプ装置の第７変形例を示す回路構成図である。 本発明に係るポンプ装置の第８変形例を示す機能ブロック図である。

本発明に係る振動センサユニット、回転電機、およびポンプ装置の実施の形態が、以下に説明される。以下の説明において、各図面は、適宜参照される。各図面において、同一の部材および要素については同一の符号が付されて、重複する説明は省略される。また、各要素の寸法比率は、説明の便宜上、誇張されている場合が有り、各図面に示されている比率に限定されない。

以下の説明において、本発明に係るポンプ装置の一例として、ポンプ部およびモータ部が一体に構成されているウェットモータポンプ（以下単に「ポンプ」という。）が説明される。ポンプは、取扱液の漏洩が無い構造を有するシールレスモータポンプであり、ポンプの全体が取扱液内に浸漬されていて、取扱液の一部がモータ部内にも導入される構造を有する。

●ポンプ装置（１）●
●ポンプ装置（１）の構成
先ず、本発明に係るポンプ装置（以下単に「ポンプ装置」という。）の実施の形態が、以下に説明される。

図１は、ポンプ装置の実施の形態を示す模式断面図である。
同図は、取扱液の流れを白抜き矢印で示している。同図は、説明の便宜上、ポンプ装置１を簡略化して示している。

ポンプ装置１は、取扱液（例えば、水）の送液に用いられる。ポンプ装置１は、ポンプ部２、モータ部３、制御装置４、および振動センサユニット５を有してなる。

なお、本発明において、取扱液は、水に限定されない。すなわち、例えば、取扱液は、高温の油、または、極低温の液化ガス（液化天然ガス、液化水素など）でもよい。

以下の説明において、「前方向」はモータ部３に対して後述されるインペラ２６が位置している方向であり、「後方向」は前方向の反対方向である。「下方向」は重力方向であり、「上方向」は下方向の反対方向である。

ポンプ部２は、取扱液を吸込み、吐出する。ポンプ部２は、筐体２１、ポンプ室２２、吸込管２３、吐出管２４、内部流路２５、およびインペラ２６を備える。

筐体２１は、モータ部３を収容すると共に、インペラ２６が収容されるポンプ室２２、および内部流路２５を区画している。筐体２１は、例えば、ステンレス鋼製である。筐体２１の前端部は、前方に向けて円筒状に延伸されていて、吸込管２３を形成している。筐体２１の後端部は、後方に向けて円筒状に延伸されていて、吐出管２４を形成している。筐体２１とモータ部３（後述される筐体３１）との間には、前後方向に沿うように内部流路２５が形成されている。内部流路２５は、ポンプ室２２と吐出管２４とに連通している。すなわち、筐体２１は、ポンプ室２２、吸込管２３、吐出管２４、および内部流路２５を構成している。

吸込管２３は、ポンプ室２２に吸い込まれる取扱液の流路である。

吐出管２４は、ポンプ室２２から吐出される取扱液の流路である。

内部流路２５は、吸込管２３からポンプ室２２に吸い込まれた取扱液が吐出管２４に案内される流路である。内部流路２５は、筐体２１と、後述される筐体３１との間に形成されている。

インペラ２６は、後述される回転軸３２の前端部３２０に取り付けられていて、同回転軸３２の回転に伴い回転する。すなわち、インペラ２６は、モータ部３の回転により回転する。インペラ２６は、回転することにより、吸込管２３からポンプ室２２内に吸い込まれた取扱液を内部流路２５および吐出管２４を介して吐出させる。

モータ部３は、所定の駆動条件で駆動して、ポンプ室２２内のインペラ２６を回転させる。モータ部３は、筐体２１に収容されている。モータ部３は、本発明に係る回転電機の一例である。モータ部３は、筐体３１、回転軸３２、２つの軸受３３，３４、ロータ３５、ステータ３６、およびモータ室３７を備える。

筐体３１は、回転軸３２、軸受３３，３４、ロータ３５、およびステータ３６を収容するモータ室３７を区画している。筐体３１は、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼製である。筐体３１は、前部開口３１０、後部開口３１１、液導入口３１２，３１３を備える。

前部開口３１０は、筐体３１の前壁３１４を前後方向に貫通している孔である。後部開口３１１は、筐体３１の後壁３１５を前後方向に貫通している孔である。

液導入口３１２，３１３は、筐体３１の周壁３１６を貫通している孔である。液導入口３１２，３１３は、内部流路２５とモータ室３７とに連通していて、取扱液をモータ室３７に導入している。液導入口３１２，３１３は、例えば、周壁３１６の前部に配置されている。

なお、本発明において、液導入口３１２，３１３は、周壁３１６の後部や中央部に配置されていてもよい。

また、本発明において、液導入口３１２，３１３の数は、取扱液をモータ室３７に導入可能な数であればよく、「２」に限定されない。

回転軸３２は、ロータ３５の回転に伴い回転して、回転動力をインペラ２６に伝達する。回転軸３２の形状は、例えば、円柱状である。回転軸３２は、導電性および磁性を有する金属製である。すなわち、回転軸３２は、導電性を有する磁性体材料製である。

本明細書において、「軸方向」は回転軸３２の軸心に沿う方向であり、前後方向である。「回転方向」は回転軸３２の回転方向であり、回転軸３２の円周方向である。

回転軸３２は、ロータ３５に挿通されていて、ロータ３５に固定されている。回転軸３２は、軸方向が前後方向に向けられた状態で、軸受３３，３４に回転自在に支持されている。回転軸３２は、筐体３１の前部開口３１０および後部開口３１１に挿通されている。回転軸３２の前端部３２０は、ポンプ室２２内に突出している。回転軸３２の後端部３２１は、筐体３１の後方の内部流路２５内に突出している。回転軸３２は、外周面３２２および後端面３２３を備える。外周面３２２の形状は、回転軸３２の周方向（回転方向）に沿う円筒状である。後端面３２３は、左右方向および上下方向に平行な平面状であり、外周面３２２に対して直角な端面である。

軸受３３，３４は、筐体３１に取り付けられていて、回転軸３２を回転自在に支持している。軸受３３，３４は、例えば、公知のボールベアリングである。軸受３３は回転軸３２の前部を支持していて、軸受３４は回転軸３２の後部を支持している。

ロータ３５は、ステータ３６に生じる回転磁界により回転する。ロータ３５の形状は、円筒状である。ロータ３５は、ステータ３６に収容されている。ロータ３５が回転すると、回転軸３２はロータ３５と共に回転する。

ステータ３６は、ロータ３５を回転させる回転磁界を生成する。ステータ３６は、円筒状のステータコア３６０、および複数のモータ巻線３６１を備える。回転軸３２の径方向において、ステータコア３６０の内周面はロータ３５の外周面に直接対向している。

制御装置４は、ポンプ装置１全体の動作を制御する。制御装置４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ａなどのプロセッサ、ＣＰＵ４ａの作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）４ｂなどの揮発性メモリ、動作プログラムなどの各種動作情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４ｃなどの不揮発性メモリ、および、後述される検出結果などの各種検出情報を記憶するフラッシュメモリなどの記憶部４ｄを備える。

振動センサユニット５は、モータ部３の回転軸３２の振動を検出する。振動センサユニット５の構成は、後述される。

●振動センサユニット（１）●
●振動センサユニット（１）の構成
図２は、振動センサユニット５の一部の構成（後述される本体部６および導線７）の図１のＡ矢視における模式背面図である。
同図は、本体部６および導線７の模式背面図、および、振動センサユニット５の機能ブロック図を示している。同図は、説明の便宜上、回転軸３２も図示している。
図３は、図２に示されている構成（本体部６および導線７）のＢＢ線における模式断面図である。
同図は、説明の便宜上、回転軸３２も非断面で図示している。以下の説明において、図１は、適宜参照される。

振動センサユニット５は、本体部６、導線７、回路基板８、およびスペーサ９を備える。本体部６および導線７は、回転軸３２の振動に対応する信号（後述される誘導電流）を生成するセンシング部を構成している。回路基板８は、センシング部に定電流を流すと共にセンシング部により生成された信号に所定の信号処理を実行して、回転軸３２の振動を検出する信号処理部を構成している。

本体部６は、電源８１からの定電流が導線７に流れたとき、導線７の周囲の磁場に生じる磁束の通り道となる、いわゆるヨークとして機能している。本体部６は、磁性を有する金属（例えば、鉄など）製である。すなわち、本体部６は、磁性体材料製である。本体部６の形状は、前後方向視において、円形の環状である。本体部６は、外周面６０、内周面６１、および２つの突出部６２，６３を備える。

なお、本発明において、本体部６は、磁性を有する合金（例えば、低炭素鋼、ＳＵＳ４３０など）製でもよい。

外周面６０の形状は、円筒状である。内周面６１の形状は、略円筒状である。

内周面６１のうち、一部（本実施の形態では、上端部）は、本体部６の径方向の内方（下方）へ向けて突出していて、突出部６２を形成している。内周面６１のうち、他の一部（本実施の形態では、右端部）は、本体部６の径方向の内方（左方）へ向けて突出していて、突出部６３を形成している。すなわち、後方視において、突出部６３は、突出部６２から本体部６の周方向に沿って時計回り方向に９０°回転した位置に配置されている。換言すれば、本体部６の周方向において、突出部６２，６３は、相互に９０°離れた位置に配置されている。突出部６２，６３の形状は、突出方向が異なる点を除き、共通している。突出部６２の端面（下端面）６４は、前後方向および左右方向に平行な平面状であり、内周面６１の一部を構成している。突出部６３の端面（左端面）６５は、前後方向および上下方向に平行な平面状であり、内周面６１の一部を構成している。すなわち、内周面６１は、端面６４，６５、および突出部６２，６３以外の面（以下「第１面６６」という。）を備える。端面６４，６５は、本発明における第２面の一例である。

端面６４，６５の内接円ＩＣ１の半径は、回転軸３２の半径よりも大きく、第１面６６の半径よりも小さい。第１面６６の半径は、回転軸３２の半径よりも大きい。すなわち、内接円ＩＣ１の直径は、回転軸３２の直径（外径）よりも大きく、第１面６６の内径よりも小さい。換言すれば、内周面６１は、回転軸３２の半径よりも大きい半径を有する第１面６６、および、第１面６６の曲率中心との距離が第１面６６の半径よりも小さい端面６４，６５を備える。したがって、回転軸３２は、本体部６に挿通可能である。後方視において、内接円ＩＣ１は、外周面６０および第１面６６と同心円上に配置されている。第１面６６の半径は、本発明における第１半径の一例である。

本体部６は、筐体３１の後方に配置されていて、例えば、非磁性体材料（例えば、ＳＵＳ３０４など）製のボルト（不図示）により、筐体３１の後壁３１５の外面にスペーサ９を介して取り付けられている。回転軸３２の後端部３２１および後端面３２３は、本体部６の内側に配置されている。後方視において、本体部６の外周面６０（内接円ＩＣ１，第１面６６）は、回転軸３２の外周面３２２と同心円上に配置されている。すなわち、回転軸３２は、本体部６（コイル部７０）の周方向に回転するように、本体部６の内側に配置されている。前後方向において、回転軸３２の後端面３２３は、本体部６の中央に配置されている。すなわち、本体部６の内周面６１（端面６４，６５、第１面６６）の前半部は、回転軸３２の後端部３２１の外周面３２２に対向していて、同外周面３２２と離間して配置されている。換言すれば、回転軸３２の径方向において、本体部６（突出部６２，６３）は、回転軸３２の後端部３２１の外方に配置されている。また、回転軸３２の周方向において、本体部６は、回転軸３２の後端部３２１の外周面３２２の全周を覆っている。軸受３３，３４が摩耗していないとき、外周面３２２と端面６４との間の間隔（以下「ギャップＧ１：図５参照。以下同じ。」という。）は、外周面３２２と端面６５との間の間隔（以下「ギャップＧ２：図５参照。以下同じ。」という。）と同じである。

導線７は、電源８１からの電流が導線７に流れることにより、回転軸３２の振動を検知するために用いられる磁束を発生させる。導線７は、例えば、ポリイミド樹脂で被覆されている銅線である。導線７は、コイル部７０および２つの引出部７１，７２を備える。

導線７の中央部は、本体部６の外周面６０にコイル状に巻き回されていて、コイル部７０を形成している。すなわち、本体部６の形状は、コイル部７０の周方向に沿う円環状である。また、本体部６は、コイル部７０の径方向において、コイル部７０の内方に、コイル部７０に当接して配置されている。後方視において、コイル部７０は、回転軸３２の外周面３２２と同心円上に配置されている。換言すれば、回転軸３２は、回転軸３２がコイル部７０の周方向に回転するように、本体部６およびコイル部７０の内側に配置されている。前後方向において、コイル部７０の長さは、本体部６の長さよりも短い。

なお、本発明において、前後方向におけるコイル部７０の長さは、本体部６０の長さと同じでもよい。

導線７のうち、コイル部７０を除く部分は、引出部７１，７２を形成している。引出部７１，７２は、例えば、絶縁性のチューブなどに覆われている。引出部７１，７２は、例えば、モータ部３の配線（不図示）と共に、気密性および耐圧性を有する公知の端子台などを介して筐体２１の外側に引き出されている。

図４は、振動センサユニット５の回路構成図である。
以下の説明において、図１および図２は、適宜参照される。

回路基板８は、電子部品８０（コンデンサＣ１、オペアンプＯＡ１、およびＡ／Ｄ変換回路ＡＤ１）、電源８１、および演算ユニット８２を実装している公知のプリント配線基板である。すなわち、振動センサユニット５は、電子部品８０、電源８１、および演算ユニット８２も備える。回路基板８は、引出部７１に接続されている端子Ｔ１、および、引出部７２に接続されている端子Ｔ２を備える。

オペアンプＯＡ１の非反転入力は端子Ｔ１に接続されていて、同反転入力は接点Ｐ３を介して端子Ｔ２に接続されると共に、接地されている。端子Ｔ１（引出部７１）と非反転入力との間には、接点Ｐ１を介して電源８１の一端が接続されている。端子Ｔ２（引出部７２）と反転入力との間には、接点Ｐ２を介して電源８１の他端が接続されている。コンデンサＣ１は、電源８１の一端（接点Ｐ１）と非反転入力との間に接続されている。オペアンプＯＡ１の出力端子は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１を介して、演算ユニット８２に接続されている。

電源８１は、コイル部７０に直流の定電流を流す公知の定電流電源回路である。

以下の説明では、主に図２が参照される。
演算ユニット８２は、回転軸３２の振動に応じてコイル部７０に生じた電圧の交流成分の変化に基づいて、回転軸３２の振動を検出する。演算ユニット８２は、例えば、ＣＰＵ８２ａなどのプロセッサ、ＣＰＵ８２ａの作業領域として機能するＲＡＭ８２ｂなどの揮発性メモリ、および、検出プログラムなどの各種動作情報を記憶するＲＯＭ８２ｃなどの不揮発性メモリ、を備える。演算ユニット８２は、取得部８２０、および振動検出部８２１を備える。

演算ユニット８２では、回転軸３２の振動を検出する検出プログラムが動作して、検出プログラムが振動センサユニット５のハードウェア資源と協働して、回転軸３２の振動を検出している。また、演算ユニット８２を構成しているプロセッサ（ＣＰＵ８２ａ）に検出プログラムを実行させることにより、検出プログラムは同プロセッサを取得部８２０、および振動検出部８２１として機能させて、同プロセッサに振動の検出方法を実行させることができる。同様に、コンピュータに検出プログラムを実行させることにより、検出プログラムは、コンピュータを振動センサユニット５として機能させることができる。

取得部８２０は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１によりデジタル信号に変換された信号（後述される振動信号）を取得する。取得部８２０の具体的な動作は、後述される。

振動検出部８２１は、取得部８２０が取得した信号に基づいて、回転軸３２の振動を検出する。振動検出部８２１の具体的な動作は、後述される。

スペーサ９は、本体部６の筐体３１への取り付けを補助すると共に、筐体３１が磁性体材料製であるときには本体部６から筐体３１への磁束の漏れを防ぐ。スペーサ９は、例えば、ＳＵＳ３０４などの被磁性体材料製である。スペーサ９の形状は、リング板状である。スペーサ９の前面９ａは、例えば、筐体３１の後面の形状に合わせた凹凸を有していて、スペーサ９の後面９ｂは平面状である。

なお、本発明において、筐体３１が非磁性体材料製であるとき、振動センサユニット５は、スペーサ９を備えていなくてもよい。この場合、筐体３１の後壁３１５の外面のうち、本体部６が当接する部分は、平面状であるとよい。

●振動の検出原理
次に、振動センサユニット５における回転軸３２の振動の検出原理が説明される。本実施の形態では、振動センサユニット５は、回転軸３２の径方向（ラジアル方向）における回転軸３２の振動（以下「ラジアル振動」という。）、および、回転軸３２の軸方向（スラスト方向）における回転軸３２の振動（以下「スラスト振動」という。）を検出する。以下の説明において、図１～図４は、適宜参照される。

図５（ａ）は回転軸３２のラジアル振動の一例を示す模式図であり、（ｂ）は回転軸３２のスラスト振動の一例を示す模式断面図である。
同図は、回転軸３２の振動を二点鎖線で例示している。

導線７に電源８１からの直流電流が流れると、コイル部７０の周囲に磁場が形成される（磁界が発生する）。前述のとおり、本体部６は磁性体材料製であるため、この磁場における磁束のうち、大部分の磁束は、本体部６内に集中して通されている。また、同磁束のうち、一部の磁束は、回転軸３２と突出部６２，６３との間のギャップＧ１，Ｇ２を介して回転軸３２にも通されている。回転軸３２がラジアル振動していないとき、回転軸３２に通されている磁束の数はほぼ変化しない。一般的に、「Ｎ」巻きのコイルを貫く磁束が所定時間「Δｔ」の間に「ΔΦ」変化するとき、コイルに生じる誘導起電力「Ｖ」は、次式（１）で表される。

Ｖ＝－Ｎ×（ΔΦ／Δｔ） （１）

すなわち、誘導起電力「Ｖ」は、磁束の変化（増減）が急になるにつれて大きくなり、磁束の変化が緩やかになるにつれて小さくなり、磁束の変化が無いと「０」になる。したがって、回転軸３２がラジアル振動していないとき、コイル部７０に生じる誘導起電力「Ｖ」は、ほぼ「０」である。

前述のとおり、回転軸３２の周方向において、本体部６は、回転軸３２の後端部３２１の全周を覆っている。回転軸３２の周方向において、突出部６２，６３は、相互に９０°離れた位置に配置されている。したがって、回転軸３２がラジアル振動したとき、回転軸３２は、極短時間のうちに突出部６２および／または突出部６３との接近と離間とを繰り返す。すなわち、ギャップＧ１および／またはギャップＧ２（以下、単に「ギャップＧ１，Ｇ２」という。）は、極短時間のうちに、増減（変化）する。このとき、ギャップＧ１，Ｇ２における磁気的な磁束の通り易さ（パーミアンス）が変化して、コイル部７０のインダクタンスはその通り易さに応じて変化する。すなわち、コイル部７０のインダクタンスは、ギャップＧ１，Ｇ２の増減に応じて変化する。つまり、例えば、回転軸３２が突出部６２，６３に接近するにつれて（ギャップＧ１，Ｇ２が減少したとき）、ギャップＧ１，Ｇ２における磁束は、通り易くなる。このとき、回転軸３２に通される磁束が増加して、コイル部７０に鎖交する磁束は変化（増加）する。一方、例えば、回転軸３２が突出部６２，６３から離間するにつれて（ギャップＧ１，Ｇ２が増加したとき）、ギャップＧ１，Ｇ２における磁束は、通り難くなる。このとき、回転軸３２に通される磁束が減少して、コイル部７０に鎖交する磁束は変化（減少）する。この磁束の通り易さの時間変化に応じて、コイル部７０に生じる誘導起電力が変化して、コイル部７０には誘導起電力に応じた誘導電流が流れる。

式（１）に示されるとおり、誘導起電力の大きさは、磁束の変化率に対応（比例）している。すなわち、誘導起電力は、磁束の変化率が大きくなるにつれて大きくなり、磁束の変化率が小さくなるにつれて小さくなる。換言すれば、誘導起電力の発生によりコイル部７０に流れる誘導電流の電圧は、回転軸３２の変位の速度（振動の速度）、すなわち、単位時間当たりの変位（振動）の大きさが大きくなるにつれて大きくなり、回転軸３２の変位の速度（振動の速度）、すなわち、単位時間当たりの変位（振動）の大きさが小さくなるにつれて小さくなる。また、式（１）に示されるとおり、誘導起電力は、磁束の変化を打ち消す方向に発生する。そのため、誘導起電力の正負は、ラジアル振動の周期に対応する周期で入れ替わる。したがって、誘導電流の電圧はラジアル振動に応じた交流成分を含んでいて、その電圧値はラジアル振動の大きさを示している。換言すれば、ラジアル振動によりコイル部７０に生じる誘導電流は、ラジアル振動の速度（交流成分の変化）を示す振動信号として機能している。このとき、導線７の両端（端子Ｔ１，Ｔ２間）には、直流電流と導線７の抵抗分とが乗算された直流電圧も生じているが、この直流電圧はコンデンサＣ１によりオペアンプＯＡ１へは伝達されない。

次に、回転軸３２がスラスト振動していないとき、回転軸３２の外周面３２２が本体部６の内周面６１と対向している面積（以下「対向面積Ａ１」という。）は、一定である。一方、回転軸３２がスラスト振動しているとき、極短時間のうちに、回転軸３２は前後方向に変位して、回転軸３２の後端面３２３は本体部６の内側で前後方向に変位（進退）する。このとき、対向面積Ａ１は、回転軸３２（後端面３２３）の変位に応じて増減する。すなわち、例えば、回転軸３２が後方へ変位したとき対向面積Ａ１は増加して、回転軸３２が前方へ変位したとき対向面積Ａ１は減少する。この対向面積Ａ１の増減に応じて、回転軸３２に通されている磁束は、変化する。すなわち、例えば、対向面積Ａ１が増加するにつれて、回転軸３２に通される磁束は増加して、コイル部７０に鎖交する磁束は変化（増加）する。一方、例えば、対向面積Ａ１が減少するにつれて、回転軸３２に通される磁束は減少して、コイル部７０に鎖交する磁束は変化（減少）する。この対向面積Ａ１の時間変化に応じて、コイル部７０に生じる誘導起電力が変化して、コイル部７０には誘導起電力に応じた電流（振動信号）が流れる。その結果、ラジアル振動の場合と同様に、スラスト振動によりコイル部７０に生じる誘導電流は、スラスト振動の速度（交流成分の変化）を示す振動信号として機能している。

このように、振動センサユニット５は、振動に起因するセンシング部の物理的な歪み（変位）に基づいて振動を検出するのではなく、電磁誘導を用いた電気的な変位に基づいて振動源とは非接触で振動を検出している。そのため、振動センサユニット５では、センシング部自体への回転軸３２の振動の伝達が不要となる。そのため、振動センサユニット５では、目的外（回転軸３２の振動以外）の振動を検出し難く、目的外の振動に起因する誤検出、および、振動に起因するセンシング部の故障も生じ難い。また、センシング部は、コイル（コイル部７０）とヨーク（本体部６）のみで構成されている。そのため、センシング部は、極低温から高温までの幅広い温度範囲で使用可能であり、故障も生じ難い。

また、本体部６が突出部６２，６３を備えることにより、回転軸３２が端面６４，６５に近づくように振動したとき、コイル部７０に誘導起電力が生じ易くなる。したがって、振動検出部８２１による振動の検出感度は、本体部６が突出部６２，６３を備えていない場合の振動の検出感度に比べて、向上する。

なお、本発明において、ラジアル振動およびスラスト振動は、共にコイル部７０に生じる誘導起電力の電圧の交流成分の変化に基づいて検出される。そのため、振動センサユニット５では、ラジアル振動およびスラスト振動を検出可能であるが、その振動がラジアル振動かスラスト振動かの判定は容易ではない。

●ポンプ装置（１）の動作
次に、ポンプ装置１の動作が、振動センサユニット５の動作を中心に以下に説明される。以下の説明において、図１～図５は、適宜参照される。

ポンプ装置１が動作しているとき、回転軸３２は、ロータ３５の回転と共に回転している。電源８１は、導線７（コイル部７０）に直流の定電流を流している。軸受３３，３４が摩耗しておらず、回転軸３２が振動していないとき、コイル部７０には誘導起電力が生じていない。

次に、軸受３３，３４が摩耗していて、回転軸３２が振動（ラジアル振動および／またはスラスト振動）しているとき、コイル部７０には、同振動に応じた誘導起電力が生じていて、誘導電流（振動信号）が流れている。このとき、コンデンサＣ１は、電源８１からの直流電流（定電流）のオペアンプＯＡ１への流入を阻止している。その結果、オペアンプＯＡ１には振動信号のみが流れて、オペアンプＯＡ１は振動信号に含まれる電圧の交流成分の変化を増幅して出力する。オペアンプＯＡ１からの出力（増幅された振動信号）は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１でデジタル信号に変換されて、演算ユニット８２に入力されて、取得部８２０に取得される。

振動検出部８２１は、取得部８２０により取得された振動信号（電圧の交流成分の変化を示す信号）に基づいて、回転軸３２の振動を検出する。具体的には、振動検出部８２１は、所定期間（例えば、数秒）における振動信号に基づいて、電圧の変化率を取得する。前述のとおり、誘導起電力の大きさは、磁束の変化率、すなわち、回転軸３２の変位の変化率に対応している。そのため、振動検出部８２１は、電圧の変化率を取得することにより、回転軸３２の変位の変化率を間接的に取得できる。また、前述のとおり、誘導起電力は、回転軸３２が振動しなければ生じない。そのため、振動検出部８２１は、例えば、振動信号の電圧値が所定の閾値以上か否かを判定することにより、回転軸３２の振動の有無を判定して、同振動を検出できる。

次いで、振動検出部８２１は、取得した電圧の変化率に基づいて、回転軸３２の振動情報（振動の周期、加速度、および変位量）を取得する。具体的には、振動検出部８２１は、例えば、電圧の変化率に対して公知のＦＦＴ処理およびフィルタ処理を施すことにより、回転軸３２の振動の周期を取得する。また、振動検出部８２１は、例えば、公知の微分処理を用いて電圧の変化率を時間で微分することにより、回転軸３２の振動の加速度を取得する。さらに、振動検出部８２１は、例えば、公知の積分処理を用いて電圧の変化率を時間で積分することにより、回転軸３２の振動の変位量を取得する。取得された振動情報は、例えば、記憶部４ｄに記憶される。

ここで、例えば、回転軸３２の振動の要因が軸受３３，３４のボールの一部の破損であるとき、回転軸３２は、破損したボールの位置に対応して小さな周期で振動する。また、回転軸３２の振動の要因が軸受３３，３４の正常な摩耗であるとき、回転軸３２の振動は、ボールの破損時の周期よりも大きな周期で振動する。このように、回転軸３２の振動の周期は、回転軸３２の振動の要因の予測に寄与し得る情報である。したがって、予め、振動の周期と振動の要因との相関関係が特定されていれば、ポンプ装置１は、回転軸３２の振動の周期に基づいて、回転軸３２の振動の要因を特定可能である。

また、ポンプ装置１は、回転軸３２の振動の加速度に基づいて、回転軸３２の振動の要因が軸受３３，３４の損傷（加速度は大きい傾向となる）であるか、軸受３３，３４の摩耗（加速度は小さい傾向となる）であるか、を推定可能である。

さらに、ポンプ装置１は、回転軸３２の振動の変位量に基づいて、軸受３３，３４の摩耗量を推定可能である。したがって、ポンプ装置１は、例えば、インジケータなどの表示機器（不図示）を用いて、軸受３３，３４の摩耗量を表示可能である。

さらにまた、本体部６は、前後方向視（回転軸３２の軸方向視）において、ステータ３６（ステータコア３６０およびモータ巻線３６１）と略同心円上に配置されていて、前後方向において、ステータ３６よりも後方に配置されている。この構成では、仮に、ステータ３６の回転磁界から磁束の漏れ（回転磁束）が生じていても、同漏れは回転軸３２の周方向に沿って回転していて、本体部６も同周方向に沿う環状である。そのため、同周方向において、同漏れがコイル部７０を横切る総量は変わらず、コイル部７０は同漏れに基づく誘導起電力を生じさせ難い（漏れに基づくノイズが生じ難い）。

●まとめ（１）
以上説明された実施の形態によれば、振動センサユニット５は、本体部６、導線７、および振動検出部８２１を備える。本体部６は磁性体材料製であり、本体部６の形状は回転軸３２が挿通可能な円環状である。導線７は、本体部６の外周面６０にコイル状に巻き回される１つのコイル部７０を備える。回転軸３２は、導電性を有する磁性体材料製であり、回転軸３２の周方向（回転方向）に沿う円筒状の外周面３２２を備える。回転軸３２は、本体部６（コイル部７０）の周方向に回転するように本体部６の内側に配置されている。本体部６の内周面６１は、回転軸３２の外周面３２２と離間して配置されていて、同外周面３２２と直接対向している。振動検出部８２１は、導線７（コイル部７０）に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、回転軸３２の振動を検出する。この構成によれば、回転軸３２がラジアル振動したとき、回転軸３２の外周面３２２と本体部６の内周面６１との間隔は、極短時間のうちに、増減（変化）する。このとき、コイル部７０に生じる誘導起電力が変化して、コイル部７０には誘導起電力に応じた誘導電流（振動信号）が流れる。コイル部７０に流れる誘導電流の電圧はラジアル振動に応じた交流成分を含んでいて、その電圧値はラジアル振動の速度を示している。振動検出部８２１は、例えば、振動信号の電圧値が所定の閾値以上か否かを判定することにより、回転軸３２の振動の有無を判定して、同振動を検出できる。また、振動検出部８２１は、取得した電圧の変化率に基づいて、回転軸３２の振動情報（振動の周期、加速度、および変位量）を取得できる。このように、振動センサユニット５は、振動に起因するセンシング部の物理的な歪み（変位）に基づいて振動を検出するのではなく、電磁誘導を用いた電気的な変位に基づいて振動を検出している。そのため、振動センサユニット５では、センシング部自体への回転軸３２の振動の伝達が不要となる。したがって、振動センサユニット５では、目的外（回転軸３２の振動以外）の振動は検出し難く、目的外の振動に起因する誤検出、および、振動に起因するセンシング部の故障も生じ難い。また、センシング部は、コイル（コイル部７０）とヨーク（本体部６）のみで構成されている。そのため、センシング部は、極低温から高温までの幅広い温度範囲で使用可能であり、温度に起因する故障も生じ難い。このように、本発明では、幅広い温度範囲で使用可能であり、振動および温度に起因する故障が生じ難い振動センサユニット５（モータ部３、ポンプ装置１）が実現できる。

また、以上説明された実施の形態によれば、本体部６の内周面６１は、回転軸３２の半径よりも大きい第１半径を有する第１面６６、および、第１面６６の曲率中心との距離が第１半径よりも小さい端面６４，６５を備える。本体部６（コイル部７０）の周方向において、端面６４，６５は、相互に９０°離れた位置に配置されている。この構成によれば、端面６４，６５と外周面３２２との間の間隔（ギャップＧ１，Ｇ２）が、第１面６６と外周面３２２との間の間隔よりも小さい。そのため、回転軸３２が端面６４，６５に近づくように振動したとき、コイル部７０に誘導起電力が生じ易くなる。したがって、振動検出部８２１による振動の検出感度は、本体部６が突出部６２，６３を備えていない場合の振動の検出感度に比べて、向上する。

さらに、以上説明された実施の形態によれば、本体部６は、本体部６（コイル部７０）の径方向において、内周面６１の一部が内方に向けて突出する突出部６２，６３を備える。端面６４は突出部６２に配置されていて、端面６５は突出部６３に配置されている。この構成によれば、内周面６１に突出部６２，６３を形成するだけで、振動検出部８２１による振動の検出感度は、容易に向上する。

さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、回転軸３２は、回転軸３２の径方向に平行で、回転軸３２の外周面３２２に対して直角な後端面３２３を備える。回転軸３２は、本体部６（コイル部７０）周方向に回転するように、本体部６の内側に配置されている。後端面３２３は、本体部６の内側に配置されている。この構成によれば、回転軸３２が後方へ変位したとき対向面積Ａ１は増加して、回転軸３２が前方へ変位したとき対向面積Ａ１は減少する。この対向面積Ａ１の増減に応じて、回転軸３２に通されている磁束は、変化する。この対向面積Ａ１の時間変化に応じて、コイル部７０に生じる誘導起電力が変化して、コイル部７０には誘導起電力に応じた電流（振動信号）が流れる。コイル部７０に流れる誘導電流の電圧はスラスト振動に応じた交流成分を含んでいて、その電圧値はスラスト振動の速度を示している。振動検出部８２１は、例えば、振動信号の電圧値が所定の閾値以上か否かを判定することにより、回転軸３２の振動の有無を判定して、同振動を検出できる。また、振動検出部８２１は、取得した電圧の変化率に基づいて、回転軸３２の振動情報（振動の周期、加速度、および変位量）を取得できる。このように、この構成によれば、振動センサユニット５は、ラジアル振動を検出する構成により、スラスト振動も検出できる。

さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、回転軸３２は磁性体材料製であり、電源８１はコイル部７０に直流の定電流を流す定電流電源回路である。この構成によれば、コイル部７０の周囲に容易に磁場が形成できる。そして、コイル部７０に流れる定電流は、回転軸３２が振動していないときは本体部６および回転軸３２に安定した磁束を通して、回転軸３２が振動しているときは振動に応じた磁束の変化を生じさせる。この磁束の変化に基づいてコイル部７０に誘導起電力が生じて、振動検出部８２１は導線７（コイル部７０）に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて回転軸３２の振動を検出できる。

●ポンプ装置（２）●
次に、ポンプ装置の別の実施の形態（以下「第２実施形態」という。）が、先に説明された実施の形態（以下「第１実施形態」という。）と異なる点を中心に、以下に説明される。第２実施形態では、振動センサユニットの構成が第１実施形態と異なる。以下の第２実施形態の説明において、説明の便宜上、第１実施形態と同じ部材、および、共通している機能を有する部材には、特に明示されている場合を除き、第１実施形態と同じ符号が付されていて、その説明は省略されている。

●ポンプ装置（２）の構成
図６は、ポンプ装置の第２実施形態を示す模式断面図である。
同図は、取扱液の流れを白抜き矢印で示している。同図は、説明の便宜上、ポンプ装置１Ａを簡略化して示している。

ポンプ装置１Ａは、取扱液（例えば、水）の送液に用いられる。ポンプ装置１Ａは、ポンプ部２、モータ部３、制御装置４、および振動センサユニット５Ａを有してなる。

●振動センサユニット（２）●
●振動センサユニット（２）の構成
図７は、振動センサユニット５Ａの一部の構成（本体部６および後述される導線７Ａ）の図６のＣ矢視における模式背面図である。
同図は、本体部６および導線７Ａの模式背面図、および、振動センサユニット５Ａの機能ブロック図を示している。同図は、説明の便宜上、回転軸３２も図示している。
図８は、図７に示されている構成（本体部６および導線７Ａ）のＤＤ線における模式断面図である。
同図は、説明の便宜上、回転軸３２も非断面で図示している。以下の説明において、図６は、適宜参照される。

振動センサユニット５Ａは、本体部６、導線７Ａ、回路基板８Ａ（電子部品８０Ａ、電源８１Ａ、および演算ユニット８２Ａ）、およびスペーサ９を備える。本体部６および導線７Ａは、回転軸３２の振動に対応する信号（後述される誘導電流）を生成するセンシング部を構成している。回路基板８Ａ（電子部品８０Ａ、電源８１Ａ、および演算ユニット８２Ａ）は、センシング部に電流を流すと共に、センシング部により生成された信号に所定の信号処理を実行して、回転軸３２の振動および導線７Ａの温度を検出する信号処理部を構成している。振動センサユニット５Ａにおいて、導線７Ａおよび回路基板８Ａの構成が、第１実施形態の振動センサユニット５とは異なる。

本体部６は、外周面６０、内周面６１、および２つの突出部６２，６３を備える。

導線７Ａは、コイル部７０Ａ、２つの引出部７１，７２、および中間引出部７３を備える。導線７Ａのうち、コイル部７０Ａおよび２つの引出部７１，７２は、２種の導線７０１，７０２により構成されている。具体的には、コイル部７０Ａの半部および引出部７１は導線７０１で構成されていて、コイル部７０Ａの他の半部および引出部７２は導線７０２で構成されている。導線７０２は、導線７０１と共に１本の導線７Ａを形成するように、導線７０１と接続点７Ｐ（図９参照。以下同じ。）で接続されている。導線７０１の長さは、導線７０２の長さと同じである。

導線７０１は、例えば、ポリイミド樹脂で被覆されている銅線である。導線７０２は、例えば、ポリイミド樹脂で被覆されているニッケル線である。すなわち、導線７０１は銅を主成分として含んでいて、導線７０２はニッケルを主成分として含んでいる。銅は本発明における第１金属の一例であり、ニッケルは本発明における第２金属の一例である。

なお、本発明において、導線７０１，７０２のうち、一方が抵抗値の温度変化率（抵抗温度係数）が比較的小さい金属製、他方が抵抗値の温度変化率が比較的大きい金属製であればよく、導線７０１，７０２の主成分は、銅およびニッケルに限定されない。

導線７の中央部は、本体部６の外周面６０にコイル状に巻き回されていて、コイル部７０Ａを形成している。コイル部７０Ａのうち、コイル部７０Ａの半部は導線７０１により形成されている第１コイル部７４であり、コイル部７０Ａの他の半部は導線７０２により形成されている第２コイル部７５である。すなわち、第１コイル部７４の両端部のうち、一方の端部は接続点７Ｐであり、他方の端部は引出部７１に連続している。第２コイル部７５の両端部のうち、一方の端部は接続点７Ｐであり、他方の端部は引出部７２に連続している。第１コイル部７４は外周面６０に直接巻き回されていて、第２コイル部７５は第１コイル部７４に巻き回されている。つまり、コイル部７０Ａは、第１コイル部７４および第２コイル部７５により２重に巻き回されている。コイル部７０Ａの周方向において、第１コイル部７４は、第２コイル部７５と同じ方向に巻き回されている。このように、コイル部７０Ａは、第１コイル部７４および第２コイル部７５を備える。

中間引出部７３は、例えば、ポリイミド樹脂で被覆されている銅線である。中間引出部７３は、接続点７Ｐに接続されていて、引出部７１，７２と同様に、端子台などを介して回路基板８Ａまで引き出されている。

なお、本発明において、中間引出部７３は、導線７０１または導線７０２と一体に構成されていてもよい。この場合、導線７０１または導線７０２は、中間引出部７３と第１コイル部７４または第２コイル部７５との境界部分に接続されている。この構成でも、中間引出部７３は、導線７０１と導線７０２との接続点７Ｐに接続されている。

また、本発明において、コイル部７０Ａは、２重に巻き回されていなくてもよい。すなわち、例えば、前後方向において、コイル部７０Ａのうち、前半部が第１コイル部７４で構成されていて、後半部が第２コイル部７５で構成されていてもよい。

図９は、振動センサユニット５Ａの回路構成図である。
以下の説明において、図６～図８は、適宜参照される。

回路基板８Ａは、電子部品８０Ａ（コンデンサＣ１，Ｃ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２、オペアンプＯＡ１，ＯＡ２、およびＡ／Ｄ変換回路ＡＤ１）、電源８１Ａ、および演算ユニット８２Ａを実装している公知のプリント配線基板である。回路基板８Ａは、端子Ｔ１，Ｔ２、および、中間引出部７３に接続されている端子Ｔ３を備える。

オペアンプＯＡ１の非反転入力は端子Ｔ１に接続されていて、同反転入力は端子Ｔ２に接続されている。オペアンプＯＡ２の非反転入力は端子Ｔ１に接続されていて、同反転入力は接点Ｐ１４を介して端子Ｔ２およびオペアンプＯＡ１の反転入力に接続されている。端子Ｔ１（引出部７１）と各非反転入力との間には、接点Ｐ１１を介して電源８１Ａ（後述される第１電源８１０）の一端が接続されている。端子Ｔ２（引出部７２）と各反転入力との間には、接点Ｐ１２を介して電源８１Ａ（後述される第２電源８１１）の他端が接続されている。第１電源８１０の他端および第２電源８１１の一端は、接点Ｐ１５を介して端子Ｔ３に接続されると共に、接地されている。コンデンサＣ１は、接点Ｐ１３を介して電源８１Ａの一端とオペアンプＯＡ１の非反転入力との間に接続されている。コンデンサＣ２は、接点Ｐ１４を介して電源８１Ａの他端とオペアンプＯＡ１の反転入力との間に接続されている。抵抗Ｒ１の一端は、接点Ｐ１６を介してコンデンサＣ１とオペアンプＯＡ２の非反転入力との間に接続されている。抵抗Ｒ２の一端は、接点Ｐ１７を介してコンデンサＣ２とオペアンプＯＡ２の反転入力との間に接続されている。抵抗Ｒ１，Ｒ２の他端は、接点Ｐ１８を介して接地されている。

電源８１Ａは、第１コイル部７４に直流の定電流を流す第１電源８１０、および、第２コイル部７５に直流の定電流を流す第２電源８１１を備える。第１電源８１０および第２電源８１１は、公知の定電流電源回路である。第１電源８１０および第２電源８１１の他端は、端子Ｔ３に接続されると共に、接地されている。

以下の説明では、主に図７が参照される。
演算ユニット８２Ａは、回転軸３２の振動に応じてコイル部７０Ａに生じた電圧の交流成分の変化に基づいて、回転軸３２の振動を検出する。演算ユニット８２Ａは、例えば、ＣＰＵ８２ａなどのプロセッサ、ＣＰＵ８２ａの作業領域として機能するＲＡＭ８２ｂなどの揮発性メモリ、および、検出プログラムなどの各種動作情報を記憶するＲＯＭ８２ｃなどの不揮発性メモリ、を備える。演算ユニット８２Ａは、取得部８２０、振動検出部８２１、および温度検出部８２２を備える。

演算ユニット８２Ａでは、回転軸３２の振動およびコイル部７０Ａの温度を検出する検出プログラムが動作して、検出プログラムが振動センサユニット５Ａのハードウェア資源と協働して、回転軸３２の振動およびコイル部７０Ａの温度を検出している。また、演算ユニット８２Ａを構成しているプロセッサ（ＣＰＵ８２ａ）に検出プログラムを実行させることにより、検出プログラムは同プロセッサを取得部８２０、振動検出部８２１、および温度検出部８２２として機能させて、同プロセッサに振動の検出方法および温度の検出方法を実行させることができる。同様に、コンピュータに検出プログラムを実行させることにより、検出プログラムは、コンピュータを振動センサユニット５とＡとして機能させることができる。

取得部８２０は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１によりデジタル信号に変換された信号（振動信号および後述される温度信号）を取得する。取得部８２０の具体的な動作は、後述される。

温度検出部８２２は、取得部８２０が取得した信号（後述される温度信号）に基づいて、コイル部７０Ａの温度を検出する。温度検出部８２２の動作は、後述される。

●振動の検出原理
第２実施形態では、第１コイル部７４および第２コイル部７５が１つのコイル部７０Ａとして取り扱われて、振動が検出される。すなわち、振動検出部８２１は、第１実施形態と同様に、コイル部７０Ａに生じる誘導起電力に基づいて、回転軸３２の振動を検出している。そのため、第２実施形態における振動の検出原理の詳細は、省略される。

●温度の検出原理
次に、振動センサユニット５Ａにおけるコイル部７０Ａの温度の検出原理が説明される。本実施の形態では、振動センサユニット５Ａは、第１コイル部７４および第２コイル部７５の温度を検出することにより、コイル部７０Ａの温度（すなわち、コイル部７０Ａの周囲環境の温度）を検出する。以下の説明において、図９は、適宜参照される。

導線７０１に第１電源８１０からの直流電流が流れると、第１コイル部７４の両端部（引出部７１および中間引出部７３）の間には、第１コイル部７４の抵抗値に対応する電位差が生じる。同様に、導線７０２に第２電源８１１からの直流電流が流れると、第２コイル部７５の両端部（引出部７２および中間引出部７３）の間には、第２コイル部７５の抵抗値に対応する電位差が生じる。ここで、第１コイル部７４および第２コイル部７５の材質は、既知である。また、第１コイル部７４および第２コイル部７５の抵抗値は、第１コイル部７４および第２コイル部７５の温度に依存する。そのため、第１コイル部７４および第２コイル部７５の温度は、第１コイル部７４および第２コイル部７５の抵抗値から導き出すことができる。また、導線７０１，７０２に流れる電流は、定電流である。そのため、導線７０１（第１コイル部７４）の抵抗値は、導線７０１を流れる電流の電圧値（第１コイル部７４の両端部の間の電位差）から導き出すことができる。同様に、導線７０２（第２コイル部７５）の抵抗値は、導線７０２を流れる電流の電圧値（第２コイル部７５の両端部の間の電位差）から導き出すことができる。したがって、導線７０１の温度は第１コイル部７４の両端部の間の電位差に基づいて検出できて、導線７０２の温度は第２コイル部７５の両端部の間の電位差に基づいて検出できる。このように、ポンプ装置１Ａでは、コイル部７０Ａの温度の検出に必要な専用部品を必要とすることなく、回転軸３２の振動と共にコイル部７０Ａの温度も検出できる。ここで、温度の検出に用いられる電流は、電源８１Ａからの直流の電流である。

●ポンプ装置（２）の動作
次に、ポンプ装置１Ａの動作が、振動センサユニット５Ａの動作を中心に以下に説明される。ポンプ装置１Ａの動作のうち、振動の検出は第１実施形態のポンプ装置１の動作と同じである。そのため、以下の説明では、温度の検出を中心に、ポンプ装置１Ａの動作が説明される。以下の説明において、図６～図９は、適宜参照される。

ポンプ装置１Ａが動作しているとき、回転軸３２は、ロータ３５の回転と共に回転している。電源８１Ａは、導線７Ａ（コイル部７０）に直流の定電流を流している。

オペアンプＯＡ２の非反転入力には導線７０１を流れる定電流の電圧値（第１コイル部７４の両端部の電位差）が入力されていて、同反転入力には導線７０２を流れる定電流の電圧値（第２コイル部７５の両端部の間の電位差）が入力されている。オペアンプＯＡ２は、２つの電圧値（各両端部の間の電位差）の差分値を増幅して、第１コイル部７４の両端部の間の電位差と第２コイル部７５の両端部の間の電位差との差分値を示す信号（以下「温度信号」という。）をＡ／Ｄ変換回路ＡＤ１に出力する。温度信号は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１でデジタル信号に変換されて、演算ユニット８２に入力されて、取得部８２０に取得される。

差分値と温度との相関関係は、テーブルまたは関数として、予め求められていて、例えば、ＲＯＭ８２ｃに記憶されている。温度検出部８２２は、取得部８２０が取得した温度信号、および、ＲＯＭ８２ｃに記憶されている相関関係に基づいて、コイル部７０Ａの温度（すなわち、コイル部７０Ａの周囲環境の温度）を検出する。検出された温度は、例えば、記憶部４ｄに記憶される。

なお、本発明において、演算ユニット８２Ａはフラッシュメモリなどの情報記憶媒体を備えていて、相関関係および検出された温度は情報記憶媒体に記憶されていてもよい。

ここで、コイル部７０の温度は、第１コイル部７４の両端部の間の電位差、または、第２コイル部７５の両端部の間の電位差、のみからでも検出できる。すなわち、導線７Ａが第１実施形態の導線７と同様に１種の金属線で構成されていても、コイル部７０Ａの温度は検出できる。しかしながら、一般的に、金属の抵抗値の温度変化率は、極低温度環境下（例えば、液化天然ガスの送液環境下など）では極端に小さくなる傾向にある。そのため、仮に、導線７Ａが１種の金属線のみで構成されていると、極低温度環境下において、抵抗値の変化に対する温度の変化量が大きくなり、温度の検出結果に誤差が生じ得る。そのため、第２実施形態では、コイル部７０Ａに２種の金属線が用いられていて、温度検出部８２２は、２種の金属線の温度に対する抵抗値の差分を利用して、極低温度環境下における温度の検出精度を向上させている。

●まとめ（２）
以上説明された実施の形態によれば、振動センサユニット５Ａは、本体部６、導線７Ａ、および振動検出部８２１を備える。この構成によれば、振動センサユニット５Ａでは、第１実施形態の振動センサユニット５と同様に、センシング部自体への回転軸３２の振動の伝達が不要となる。そのため、振動センサユニット５Ａでは、目的外（回転軸３２の振動以外）の振動を検出し難く、目的外の振動に起因する誤検出、および、振動に起因するセンシング部の故障も生じ難い。また、センシング部は、コイル（コイル部７０Ａ）とヨーク（本体部６）のみで構成されている。そのため、センシング部は、極低温から高温までの幅広い温度環境下で使用可能であり、故障も生じ難い。このように、本発明では、幅広い温度範囲で使用可能であり、振動および温度に起因する故障が生じ難い振動センサユニット５Ａが実現できる。

また、以上説明された実施の形態によれば、本体部６の内周面６１は、第１面６６、および端面６４，６５を備える。本体部６（コイル部７０Ａ）の周方向において、端面６４，６５は、相互に９０°離れた位置に配置されている。この構成によれば、振動検出部８２１による振動の検出感度は、本体部６が突出部６２，６３を備えていない場合の振動の検出感度に比べて、向上する。

さらに、以上説明された実施の形態によれば、本体部６は、突出部６２，６３を備える。端面６４は突出部６２に配置されていて、端面６５は突出部６３に配置されている。この構成によれば、内周面６１に突出部６２，６３を形成するだけで、振動検出部８２１による振動の検出感度は、容易にできる。

さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、回転軸３２は、本体部６の内側に配置されている後端面３２３を備える。この構成によれば、振動センサユニット５Ａは、第１実施形態の振動センサユニット５と同様に、ラジアル振動を検出する構成により、スラスト振動も検出できる。

さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、回転軸３２は磁性体材料製であり、電源８１Ａはコイル部７０Ａに直流の定電流を流す定電流電源回路である。この構成によれば、磁束の変化に基づいてコイル部７０Ａに誘導起電力が生じて、振動検出部８２１は導線７Ａ（コイル部７０Ａ）に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて回転軸３２の振動を検出できる。

さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、振動センサユニット５Ａは、コイル部７０Ａの両端部の電位差に基づいて、コイル部７０Ａの温度を検出する温度検出部８２２を備える。この構成によれば、振動センサユニット５Ａは、回転軸３２の振動を検出するセンシング部を用いて、コイル部７０Ａの温度を検出できる。

さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、導線７Ａは、中間引出部７３、第１コイル部７４、および第２コイル部７５を備える。第１コイル部７４は銅線であり、第２コイル部７５はニッケル線である。第２コイル部７５は、第１コイル部７４と同じ方向に巻き回されていて、第１コイル部７４と連続するように接続点７Ｐで接続されている。中間引出部７３は、接続点７Ｐに接続されている。温度検出部８２２は、第１コイル部７４の両端部の電位差と、第２コイル部７５の両端部の電位差と、の差分を示す信号（すなわち、温度信号）に基づいて、第１コイル部７４の温度と、第２コイル部７５の温度と、を検出する。この構成によれば、２種の金属線の温度に対する抵抗値の差分を利用することにより、極低温度環境下における温度の検出精度が向上する。その結果、振動センサユニット５Ａは、極低温度環境下までの幅広い温度範囲で、コイル部７０Ａの温度の検出にも利用できる。

●変形例●
次に、ポンプ装置１，１Ａの変形例が、第１実施形態および第２実施形態と異なる点を中心に、以下に説明される。以下の変形例の説明において、説明の便宜上、第１実施形態および第２実施形態と同じ部材、および、共通している機能を有する部材には、特に明示されている場合を除き、第１実施形態および第２実施形態と同じ符号が付されていて、その説明は省略されている。また、以下の変形例において、図１、図２および図６は、適宜参照される。

●第１変形例
図１０は、ポンプ装置の第１変形例を示す回路構成図である。
同図は、第１変形例に係るポンプ装置１Ｂが備える振動センサユニット５Ｂの回路構成図を示している。ポンプ装置１Ｂでは、回転軸３２の材質、振動センサユニット５Ｂ（振動センサユニット５Ｂが備える電子部品８０Ｂ）の構成、および電源８１Ｂが第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

ポンプ装置１Ｂにおいて、回転軸３２は、導電性を有する非磁性体材料製である。振動センサユニット５Ｂは、電子部品８０Ｂとして、３つのコンデンサＣ３，Ｃ４、２つのダイオードＤ１，Ｄ２により構成されている倍電圧回路、および電源８１Ｂと端子Ｔ１との間に接続されるコンデンサＣ５を備える。倍電圧回路は、回路基板８Ｂに実装されていて、電源８１とオペアンプＯＡ１との間に接続されている。電源８１Ｂは、交流の定電流を導線７に流す定電流電源回路である。この構成では、コイル部７０に流れる定電流により、回転軸３２に渦電流が生じている。その結果、回転軸３２と本体部６（突出部６２，６３）との距離の変化に基づいて、コイル部７０に誘導起電力が生じる。誘導起電力の大きさは、ギャップＧ１，Ｇ２の大きさに比例する。このように、振動センサユニット５Ｂは、振動に応じた磁束の変化を検出して、同変化に基づいて回転軸３２の振動を検出できる。また、コイル部７０に生じた信号の電圧は、倍電圧回路により整流されて、倍増される。その結果、振動センサユニット５Ｂによる回転軸３２の振動の検出精度は、向上する。

●第２変形例
図１１は、ポンプ装置の第２変形例を示す模式断面図である。
同図は、第２変形例に係るポンプ装置１Ｃが備える振動センサユニット５Ｃの構成の一部（本体部６および導線７）の図３と同様の模式断面図を示している。同図は、説明の便宜上、ポンプ装置１Ｃが備える回転軸３２Ｃを非断面で図示している。ポンプ装置１Ｃでは、回転軸３２Ｃの形状が第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

ポンプ装置１Ｃにおいて、回転軸３２Ｃは、小径部３２４および大径部３２５を備える。回転軸３２Ｃの後部は、縮径されていて、小径部３２４を形成している。回転軸３２Ｃのうち、小径部３２４よりも前側の部分は、大径部３２５を形成している。小径部３２４の外径は、大径部３２５の外径よりも小さい。大径部３２５の後端面３２６は、上下方向および左右方向に平行なリング板状の面であり、大径部３２５の外周面３２２に対して直角な端面である。回転軸３２Ｃは、本体部６に挿通されている。前後方向において、大径部３２５の後端面３２６は、本体部６の中央に配置されている。後端面３２６は、本発明における回転軸の端面の一例である。この構成では、振動センサユニット５Ｃは、後端面３２３に代えて、後端面３２６の位置に基づいて、スラスト振動を検出する。

なお、第２変形例において、回転軸３２Ｃは本体部６に挿通されているため、本体部６の位置は筐体３１の後方に限定されない。すなわち、例えば、本体部６は、筐体３１に収容されていてもよい。この場合、回転軸３２Ｃは、筐体３１の後方に突出していなくてもよい。

●第３変形例
図１２は、ポンプ装置の第３変形例を示す模式背面図である。
同図は、第３変形例に係るポンプ装置１Ｄが備える振動センサユニット５Ｄの構成の一部（本体部６および導線７）の図２と同様の模式背面図、および、信号処理部の機能ブロック図を示している。同図は、説明の便宜上、ポンプ装置１Ｄが備える回転軸３２Ｄも図示している。
図１３は、図１２の本体部６および導線７のＥＥ線における模式断面図である。
同図は、説明の便宜上、回転軸３２Ｄも断面で図示している。ポンプ装置１Ｄでは、回転軸３２Ｄの形状、および、振動センサユニット５Ｄ（振動センサユニット５Ｄが備える演算ユニット８２Ｄ）の構成が第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

ポンプ装置１Ｄにおいて、回転軸３２Ｄは、複数（第３変形例では、３つ）の凹部３２７を備える。回転軸３２Ｄの径方向において、回転軸３２Ｄの外周面３２２のうち、後端部３２１の一部は、内方へ凹んでいて、凹部３２７を形成している。凹部３２７の形状は、回転軸３２Ｄの軸方向に沿う矩形溝状である。回転軸３２Ｄの周方向において、凹部３２７は、等角度間隔（第３変形例では、１２０°間隔）で配置されている。凹部３２７は、本体部６の内側に配置されている。凹部３２７は、本発明における軸凹部の一例である。演算ユニット８２Ｄは、回転数検出部８２３を備える。回転数検出部８２３は、回転軸３２Ｄの回転に伴い、各凹部３２７が周期的に突出部６２，６３に最接近することによりコイル部７０に生じる周期的な誘導起電力の電圧の変動に基づいて、回転軸３２Ｄの回転数を検出する。この構成では、振動センサユニット５Ｄは、回転数の検出に必要な専用部品を必要とすることなく、回転軸３２Ｄの振動と共に回転数も検出できる。

なお、第３変形例において、回転軸３２Ｄは、凹部３２７に代えて、回転軸３２Ｄの径方向の外方に向けて突出する凸部を備えていてもよい。この場合、凸部の形状は、例えば、凹部３２７を反転させた直方体状である。凸部は、本発明における軸突出部の一例である。

また、第３変形例において、凹部３２７の数は、突出部６２，６３の数と同じでもよい。

●第４変形例
図１４は、ポンプ装置の第４変形例を示す回路構成図である。
同図は、第４変形例に係るポンプ装置１Ｅが備える振動センサユニット５Ｅの回路構成図を示している。ポンプ装置１Ｅでは、振動センサユニット５Ｅがコイル部７０の温度を検出する構成を備える点が第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

ポンプ装置１Ｅにおいて、振動センサユニット５Ｅは、電子部品８０Ｅとして、抵抗Ｒ１、およびオペアンプＯＡ２を備えると共に、演算ユニット８２Ｅを備える。電源８１の一端は、接点Ｐ３１を介して、端子Ｔ１、オペアンプＯＡ１の非反転入力、およびオペアンプＯＡ２の非反転入力に接続されている。電源８１の他端は、接点Ｐ２を介して端子Ｔ２に接続されると共に、接地されている。オペアンプＯＡ１の非反転入力とオペアンプＯＡ２の非反転入力との間には、接点Ｐ３４を介してコンデンサＣ１が接続されている。抵抗Ｒ１の一端は接点Ｐ３４を介してコンデンサＣ１とオペアンプＯＡ１の非反転入力との間に接続されていて、抵抗Ｒ２の他端は接地されている。オペアンプＯＡ１，ＯＡ２の反転入力は、接地されている。演算ユニット８２Ｅの構成は、第２実施形態の演算ユニット８２Ａの構成と同じである。この構成では、振動検出部８２１は、第１実施形態の振動センサユニット５と同様に、コイル部７０に生じる誘導起電力に基づいて、回転軸３２の振動を検出できる。また、温度検出部８２２は、振動センサユニット５Ａと同様に、コイル部７０の両端部の間の電位差に基づいて、コイル部７０の温度を検出できる。第４変形例では、コイル部７０は１種の金属線で構成されている。そのため、振動センサユニット５Ｅの温度の検出精度は、極低温度環境下では第２実施形態の振動センサユニット５Ａの検出精度よりも低下するが、他の温度（特に常温以上）環境下では振動センサユニット５Ａに近似し得る。

●第５変形例
図１５は、ポンプ装置の第５変形例を示す模式背面図である。
同図は、第５変形例に係るポンプ装置１Ｆが備える振動センサユニット５Ｆの構成の一部（本体部６Ｆおよび導線７）の図２と同様の模式背面図を示している。ポンプ装置１Ｆでは、本体部６Ｆの内周面６１の形状が第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

前後方向視において、内周面６１のうち、一部（第５変形例では上端部）は、内周面６１が形成している円における弦を描くような平面状に形成されていて、端面６４と同等の機能を有する平面部６７を形成している。内周面６１のうち、他の一部（第５変形例では右端部）は、内周面６１が形成している円における弦を描くような平面状に形成されていて、端面６５と同等の機能を有する平面部６８を形成している。平面部６７，６８は、本発明における第２面の一例である。この構成では、振動検出部８２１は、第１実施形態の振動センサユニット５と同様に、コイル部７０に生じる誘導起電力に基づいて、回転軸３２の振動を検出できる。

●第６変形例
図１６は、ポンプ装置の第６変形例を示す模式背面図である。
同図は、第６変形例に係るポンプ装置１Ｇが備える振動センサユニット５Ｇの構成の一部（本体部６Ｇおよび導線７）の図２と同様の模式背面図を示している。ポンプ装置１Ｇでは、本体部６Ｇの形状が第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

前後方向視において、本体部６Ｇのうち、一部（第６変形例では、左部）が、本体部６Ｇの径方向に沿うように切り欠かれていて、切欠部６９を形成している。すなわち、後方視において、本体部６の形状は、略Ｃ字状である。この構成でも、振動検出部８２１は、第１実施形態の振動センサユニット５と同様に、コイル部７０に生じる誘導起電力に基づいて、回転軸３２の振動を検出できる。

●第７変形例
図１７は、ポンプ装置の第７変形例を示す回路構成図である。
同図は、第７変形例に係るポンプ装置１Ｈが備える振動センサユニット５Ｈの回路構成図を示している。ポンプ装置１Ｈでは、振動センサユニット５Ｈ（振動センサユニット５Ｈが備える電子部品８０Ｈ）の構成が第２実施形態のポンプ装置１Ａと異なる。

ポンプ装置１Ｈにおいて、振動センサユニット５Ｈは、電子部品８０Ｈとして、２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４を用いるいわゆるブリッジ回路を備える。また、振動センサユニット５Ｈは、第２実施形態の第１電源８１０および第２電源８１１に代えて、第１実施形態と同様の１つの電源８１を備える。電源８１の一端は接点Ｐ４１を介して端子Ｔ１とオペアンプＯＡ１の非反転入力に接続されていて、電源８１の他端は接点Ｐ４２を介して端子Ｔ２とオペアンプＯＡ１の反転入力に接続されている。抵抗Ｒ３，Ｒ４は、端子Ｔ１，Ｔ２と電源８１との間に第１コイル部７４および第２コイル部７５と並列に接続されている。具体的には、抵抗Ｒ３の一端は接点Ｐ４３を介して端子Ｔ１と電源８１の一端との間に接続されていて、抵抗Ｒ３の他端は接点Ｐ４４を介して抵抗Ｒ４の一端に接続されている。抵抗Ｒ４の他端は接点Ｐ４５を介して端子Ｔ２と電源８１の他端との間に接続されている。抵抗Ｒ３の他端と抵抗Ｒ４の一端との接点Ｐ４４は、オペアンプＯＡ２の非反転入力に接続されている。端子Ｔ３は、オペアンプＯＡ２の反転入力に接続されている。この構成では、オペアンプＯＡ２は、第１コイル部７４の両端部の間の電位差と、第２コイル部７５の両端部の間の電位差と、の比を示す信号を温度信号としてＡ／Ｄ変換回路ＡＤ１に出力する。温度信号は、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１でデジタル信号に変換されて、演算ユニット８２Ａに入力されて、取得部８２０に取得される。

電位差の比と温度との相関関係は、テーブルまたは関数として、予め求められていて、例えば、ＲＯＭ８２ｃに記憶されている。温度検出部８２２は、取得部８２０が取得した温度信号、および、ＲＯＭ８２ｃに記憶されている相関関係に基づいて、コイル部７０Ａの温度を検出する。検出された温度は、例えば、記憶部４ｄに記憶される。

●第８変形例
図１８は、ポンプ装置の第８変形例を示す機能ブロック図である。
同図は、第８変形例に係るポンプ装置１Ｊが備える振動センサユニット５Ｊの構成の一部の機能ブロック図を示している。ポンプ装置１Ｊでは、振動センサユニット５Ｊが学習データＭを用いて回転軸３２の振動を推定する点が第１実施形態のポンプ装置１と異なる。

振動センサユニット５Ｊが備える回路基板８Ｊに実装されている演算ユニット８２ＪのＲＯＭ８２ｃには、学習データＭ、および、同学習データＭを用いて回転軸３２の振動の変化量を推定する推定プログラムが記憶されている。「学習データＭ」は、例えば、公知の機械学習アルゴリズム（例えば、ニューラルネットワークなど）を用いて、Ａ／Ｄ変換回路ＡＤ１から出力される振動信号から得られる所定期間における電圧の変化率を入力データとして、回転軸３２の振動の変位量を出力データ（教師データ）として、予め機械学習された機械学習済みの学習データである。すなわち、学習データＭは、電圧の変化率が入力されたとき、回転軸３２の振動の変位量を出力するように機械学習されている。振動検出部８２１は、所定期間における振動信号に基づいて電圧の変化率を取得して、学習データＭを用いて回転軸３２の振動の変化量を推定する。このように、演算ユニット８２Ｊでは、推定プログラムが動作して、推定プログラムが振動センサユニット５Ｊのハードウェア資源と協働して、回転軸３２の振動の変化量を推定している。また、演算ユニット８２Ｊを構成しているプロセッサ（ＣＰＵ８２ａ）に推定プログラムを実行させることにより、推定プログラムは同プロセッサを取得部８２０および振動検出部８２１として機能させて、同プロセッサに振動の推定方法を実行させることができる。同様に、コンピュータに推定プログラムを実行させることにより、推定プログラムは、コンピュータを演算ユニット８２Ｊとして機能させることができる。この構成では、振動センサユニット５Ｊは、複雑な演算を必要とすることなく、容易に回転軸３２の振動の変位量を推定できる。

なお、第８変形例において、振動検出部８２１は、学習データＭを用いて、回転軸３２の摩耗量を推定してもよい。この場合、学習データＭは、回転軸３２の摩耗量を出力データとして、機械学習されている。

また、第８変形例において、振動センサユニット５Jは、学習データＭを記憶する学習データ記憶部を別途備えていてもよい。学習データ記憶部は、例えば、フラッシュメモリなどの情報記憶媒体である。

●その他の実施形態●
なお、以上説明された各実施形態および各変形例の構成は、相互に組み合わされていてもよい。

また、以上説明された各実施形態において、導線７，７Ａの主成分は、銅またはニッケルに限定されない。

さらに、以上説明された各実施形態において、本体部６（外周面６０、内周面６１、内接円ＩＣ１）は、本体部６の内部に配置されている回転軸３２（外周面３２２）と離間して配置されていればよく、回転軸３２と同心円上に配置されていなくてもよい。すなわち、後方視において、回転軸３２の中心は、本体部６（外周面６０、内周面６１、内接円ＩＣ１）の中心からずれていてもよい。この構成でも、振動検出部８２１は回転軸３２の振動により生じる誘導起電力に基づいて回転軸３２の振動を検出するため、振動検出部８２１の振動の検出への影響は小さい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、本体部６は、「３」以上の突出部を備えていてもよい。すなわち、例えば、本体部６は、本体部６の周方向において等角度間隔（１２０°）で配置されている３つの突出部を備えていてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、突出部６３の位置は、回転軸３２の振動による誘導起電力がキャンセルされる位置（突出部６２から本体部６の周方向に沿って１８０°回転した位置およびその近傍）でなければよく、突出部６２から９０°回転した位置に限定されない。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、突出部６２の位置は内周面６１の上端部に限定されず、突出部６３の位置は内周面６１の右端部に限定されない。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、端面６４，６５の形状は平面状に限定されない。すなわち、例えば、後方視において、端面６４，６５の形状は、内周面６１と同心円状の円弧状でもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、本体部６は、完全な環状でなくてもよい。すなわち、例えば、本体部６は、第６変形例における本体部６Ｇのように、環状のうち、一部が切り欠かれた形状（例えば、Ｃ字状）でもよい。また、例えば、本体部６は、第７変形例における平面部６７，６８のいずれかを備える形状（例えば、内周面６１が略Ｄ字状となる形状）でもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、本体部６は、継ぎ目の無い環状でもよく、継ぎ目の有る環状でもよい。すなわち、例えば、本体部６は、２つの半円環状の磁性体材料により構成されていてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、回転軸３２の振動検出精度は低下するが、本体部６は、突出部６２，６３を備えていなくてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、回転軸３２は本体部６に挿通されていて、回転軸３２の後端面３２３は本体部６の内側に配置されていなくてもよい。この構成では、振動センサユニット５，５Ａは、スラスト振動を検出しない。また、この場合、本体部６は、例えば、回転軸３２の径方向において、軸受３３，３４のいずれか一方を覆うように配置されていてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、回転軸３２は、導電性を有する磁性体材料製であった。これに代えて、回転軸３２は、第１変形例に示されるように、導線性を有するが、磁性を有さない材料（被磁性体材料）製でもよい。この場合、電源８１，８１Ａは、交流の定電流を導線７，７Ａに流している。この構成では、コイル部７０に流れる定電流により、回転軸３２に渦電流が生じている。その結果、回転軸３２と本体部６（突出部６２，６３）との距離の変化に基づいて、コイル部７０，７０Ａに誘導起電力が生じる。誘導起電力の大きさは、ギャップＧ１，Ｇ２の大きさに比例する。したがって、振動センサユニット５，５Ａは、振動に応じた磁束の変化を検出して、同変化に基づいて回転軸３２の振動を検出できる。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、回転軸３２は、導電性を有さない磁性体材料（例えば、フェライト）製でもよい。この構成でも、振動センサユニット５，５Ａは、振動に応じた磁束の変化を検出して、同変化に基づいて回転軸３２の振動を検出できる。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、電源８１，８１Ａが直流電源の場合、回転軸３２のうち、少なくとも本体部６の内側に配置されている部分（例えば、後壁３１５よりも後方へ突出している部分）が導電性を有する材料で構成されていれば、他の部分は絶縁体材料で構成されていてもよい。すなわち、例えば、回転軸３２のうち、後部開口３１１よりも前方に位置する部分は絶縁材料（例えば、セラミックスなど）製で、後部開口３１１から後方に突出している部分は導電材料製でもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、電源８１，８１Ａが直流電源の場合、回転軸３２のうち、本体部６の内側に配置されている部分（例えば、後壁３１５よりも後方へ突出している部分）が磁性体材料で構成されていればよく、他の部分は非磁性体材料で構成されていてもよい。同様に、電源８１，８１Ａが交流電源の場合、回転軸３２のうち、少なくとも本体部６の内側に配置されている部分が導電性を有する非磁性体材料で構成されていればよく、他の部分は磁性体材料で構成されていてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、本体部６の内周面６１は、回転軸３２の外周面３２２に直接対向していた。これに代えて、回転軸３２と本体部６との間には、物体（例えば、キャンドモータポンプのキャンなど）が配置されていてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、振動センサユニット５，５Ａは、モータ部３の回転軸３２の振動を検出していた。これに代えて、振動センサユニット５，５Ａは、導電性を有する材料製の回転体であれば、その振動を検出することができる。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、制御装置４が演算ユニット８２，８２Ａとして機能していてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態において、ポンプ装置１，１Ａがセンサユニット５，５Ａを備えていた。これに代えて、モータ部３がセンサユニット５，５Ａを備えていてもよい。

さらにまた、以上説明された各実施形態および各変形例において、各種プログラムは、インストール可能なファイル形式、または、実行可能なファイル形式で非一時的な記憶媒体（例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなど）に記憶されていて、専用の読み込み媒体を介して振動センサユニット５～５Ｊに提供されてもよい。

●本発明の実施態様●
次に、以上説明した各実施形態から把握される本発明の実施態様が、各実施形態において記載された用語および符号が援用されて、以下に記載される。

本発明の第１の実施態様は、回転電機（例えば、モータ部３）の回転軸（例えば、回転軸３２，３２Ｃ，３２Ｄ）の振動を検出する振動センサユニット（例えば、振動センサユニット５～５Ｊ）であって、円形のコイル状に巻き回される少なくとも１つのコイル部（例えば、コイル部７０，７０Ａ）を備える導線（例えば、導線７，７Ａ）と、前記コイル部の内側に、前記コイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部（例えば、本体部６，６Ｆ，６Ｇ）と、前記コイル部に定電流を流す電源（例えば、電源８１，８１Ａ，８１Ｂ、第１電源８１０、第２電源８１１）と、前記導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、前記振動を検出する振動検出部（例えば、振動検出部８２１）と、を有してなり、前記回転軸は、前記回転軸の回転方向に沿う円筒状の外周面（例えば、外周面６０）、を備えて、前記本体部は、前記コイル部の周方向に沿い、前記回転軸が挿通可能な環状、または、前記環状の一部が切り欠かれた形状を有して、前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分は、少なくとも導電性または磁性を有する材料で構成されて、前記本体部の内周面（例えば、内周面６１）は、前記回転軸の前記外周面と離間して配置される、振動センサユニットである。
この構成によれば、幅広い温度範囲で使用可能であり、振動および温度に起因する故障が生じ難い振動センサユニットが実現できる。

本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様において、前記本体部の前記内周面は、前記回転軸の半径よりも大きい第１半径を有する第１面（例えば、第１面６６）と、前記第１面の曲率中心との距離が前記第１半径よりも小さい、少なくとも１つの第２面（例えば、端面６４，６５、平面部６７，６８）と、を備える振動センサユニットである。
この構成によれば、振動検出部による振動の検出感度は、本体部が突出部を備えていない場合の振動の検出感度に比べて、向上する。

本発明の第３の実施態様は、第２の実施態様において、前記本体部の前記内周面は、前記コイル部の前記周方向において、異なる位置に配置される複数の前記第２面、を備える、振動センサユニットである。
この構成によれば、振動検出部による振動の検出感度は、さらに向上する。

本発明の第４の実施態様は、第２の実施態様において、前記本体部は、前記コイル部の径方向において、前記内周面の一部が内方に向けて突出する突出部（例えば、突出部６２，６３）、を備えて、前記第２面（例えば、端面６４，６５）は、前記突出部に配置される、振動センサユニットである。
この構成によれば、内周面に突出部を形成するだけで、振動検出部による振動の検出感度は、容易に向上できる。

本発明の第５の実施態様は、第１の実施態様において、前記回転軸は、前記回転軸の径方向に平行で、前記回転軸の前記外周面に対して直角な端面（例えば、後端面３２３，３２６）、を備えて、前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、前記端面は、前記本体部の内側に配置される、振動センサユニットである。
この構成によれば、振動センサユニットは、ラジアル振動を検出する構成により、スラスト振動も検出できる。

本発明の第６の実施態様は、第１の実施態様において、前記回転軸（例えば、回転軸３２Ｄ）は、前記回転軸の径方向において、前記外周面の一部が外方に突出する軸突出部（例えば、凸部）、または、内方に凹む軸凹部（例えば、凹部３２７）、を備えて、前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、前記軸突出部または前記軸凹部は、前記本体部の内側に配置される、振動センサユニット（例えば、振動センサユニット５Ｄ）である。
この構成によれば、振動センサユニットは、回転数の検出に必要な専用部品を必要とすることなく、回転軸の振動と共に回転数も検出できる。

本発明の第７の実施態様は、第１の実施態様において、前記電源は、前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分が磁性体材料製であるとき、前記コイル部に直流の前記定電流を流す直流電源（例えば、電源８１，８１Ａ、第１電源８１０、第２電源８１１）であり、前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分が導電性を有する非磁性体材料製であるとき、前記コイル部に交流の前記定電流を流す交流電源（例えば、電源８１Ｂ）である、振動センサユニットである。
この構成によれば、コイル部の周囲に容易に磁場が形成できる。また、被磁性体材料製の回転軸に渦電流が生じる。その結果、振動センサユニットは、振動に応じた磁束の変化を検出できる。

本発明の第８の実施態様は、第１乃至第７の実施態様のいずれか１つの実施態様において、前記コイル部の両端部の間の電位差に基づいて、前記コイル部の温度を検出する温度検出部（例えば、温度検出部８２２）、を有してなる、振動センサユニット（例えば、振動センサユニット５Ａ，５Ｅ，５Ｈ）である。
この構成によれば、振動センサユニットは、回転軸の振動を検出するセンシング部を用いて、コイル部の温度を検出できる。

本発明の第９の実施態様は、第８の実施態様において、前記導線（例えば、導線７Ａ）は、２つの前記コイル部と、２つの前記コイル部それぞれに接続される中間引出部（例えば、中間引出部７３）と、を備えて、２つの前記コイル部のうち、一方は、第１金属を主成分として含む第１コイル部（例えば、第１コイル部７４）であり、２つの前記コイル部のうち、他方は、前記第１金属とは異なる第２金属を主成分として含む第２コイル部（例えば、第２コイル部７５）であり、前記コイル部の前記周方向において、前記第２コイル部は、前記第１コイル部と同じ方向に巻き回されて、前記第１コイル部と連続するように接続点（例えば、接続点７Ｐ）で接続されて、前記中間引出部は、前記接続点に接続されて、前記温度検出部は、前記第１コイル部の両端部の電位差と、前記第２コイル部の両端部の電位差と、に基づいて、２つの前記コイル部の温度を検出する、振動センサユニット（例えば、振動センサユニット５Ａ，５Ｈ）である。
この構成によれば、振動センサユニットは、極低温度環境下までの幅広い温度範囲で、コイル部の温度の検出にも利用できる

本発明の第１０の実施態様は、第１の実施態様において、前記交流成分を含む信号（例えば、振動信号）を取得する取得部（例えば、取得部８２０）と、前記交流成分の変化に基づいて取得される電圧の変化率が入力されたとき、前記振動の変位量を出力するように機械学習された学習モデル（例えば、学習モデルＭ）を記憶する記憶部（例えば、ＲＯＭ８２ｃ）と、を有してなり、前記振動検出部は、前記交流成分の変化を示す信号に基づいて、前記変化率を取得して、取得された前記変化率を前記学習モデルに入力して、前記変位量を推定する、振動センサユニット（例えば、振動センサユニット５Ｊ）である。
この構成によれば、振動センサユニットは、容易に回転軸の振動の変位量を推定できる。

本発明の第１１の実施態様は、ロータ（例えば、ロータ３５）と、前記ロータを収容して、前記ロータを回転させるステータ（例えば、ステータ３６）と、前記ロータと共に回転する回転軸（例えば、回転軸３２，３２Ｃ，３２Ｄ）と、前記回転軸を支持する軸受（例えば、軸受３３，３４）と、前記回転軸の振動を検出する振動センサユニット（例えば、振動センサユニット５～５Ｊ）と、を有してなり、前記振動センサユニットは、円形のコイル状に巻き回されるコイル部（例えば、コイル部７０）を備える導線（例えば、導線７，７Ａ）と、前記コイル部の内側に、前記コイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部（例えば、本体部６，６Ｆ，６Ｇ）と、前記コイル部に定電流を流す電源（例えば、例えば、電源８１，８１Ａ、第１電源８１０、第２電源８１１）と、前記導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、前記振動を検出する振動検出部（例えば、振動検出部８２１）と、を備えて、前記本体部は、前記コイル部の周方向に沿い、前記回転軸が挿通可能な環状、または、前記環状の一部が切り欠かれた形状を有して、前記回転軸は、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されて、前記回転軸の回転方向に沿う円筒状の外周面（例えば、外周面３２２）、を備えて、前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分は、少なくとも導電性または磁性を有する材料で構成されて、前記本体部の内周面は、前記回転軸の前記外周面と離間して配置される、回転電機（例えば、モータ部３）である。
この構成によれば、幅広い温度範囲で使用可能であり、振動および温度に起因する故障が生じ難い振動センサユニットを備える回転電機が実現できる。

本発明の第１２の実施態様は、インペラ（例えば、インペラ２６）と、前記インペラを回転させる第１１の実施態様に記載の回転電機（例えば、モータ部３）と、を有してなる、ポンプ装置（例えば、ポンプ装置１～１Ｊ）である。
この構成によれば、幅広い温度範囲で使用可能であり、振動および温度に起因する故障が生じ難い振動センサユニットを備えるポンプ装置が実現できる。

１ ポンプ装置
３ モータ部（回転電機）
３２ 回転軸
３２２ 外周面
３２１ 後端面（端面）
５ 振動センサユニット
６ 本体部
６０ 外周面
６１ 内周面
６２ 突出部
６３ 突出部
６４ 端面（第２面）
６５ 端面（第２面）
６６ 第１面
７ 導線
７０ コイル部
８１ 電源
８２１ 振動検出部
１Ａ ポンプ装置
５Ａ 振動センサユニット
７Ａ 導線
７３ 中間引出部
７４ 第１コイル部
７５ 第２コイル部
８１０ 第１電源（電源）
８１１ 第２電源（電源）
８２２ 温度検出部
１Ｂ ポンプ装置
５Ｂ 振動センサユニット
８１Ｂ 電源
１Ｃ ポンプ装置
３２Ｃ 回転軸
３２６ 後端面（端面）
１Ｄ ポンプ装置
３２Ｄ 回転軸
３２７ 凹部（軸凹部）
５Ｄ 振動センサユニット
８２３ 回転数検出部
１Ｅ ポンプ装置
５Ｅ 振動センサユニット
１Ｆ ポンプ装置
６Ｆ 本体部
６７ 平面部（第２面）
６８ 平面部（第２面）
１Ｇ ポンプ装置
６Ｇ 本体部
６９ 切欠部
１Ｈ ポンプ装置
５Ｈ 振動センサユニット
１Ｊ ポンプ装置
５Ｊ 振動センサユニット

Claims (12)

1. 回転電機の回転軸の振動を検出する振動センサユニットであって、
   円形のコイル状に巻き回される少なくとも１つのコイル部を備える導線と、
   前記コイル部の内側に、前記コイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部と、
   前記コイル部に定電流を流す電源と、
   前記導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、前記振動を検出する振動検出部と、
   を有してなり、
   前記回転軸は、
   前記回転軸の回転方向に沿う円筒状の外周面、
   を備えて、
   前記本体部は、前記コイル部の周方向に沿い、前記回転軸が挿通可能な環状、または、前記環状の一部が切り欠かれた形状を有して、
   前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、
   前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分は、少なくとも導電性または磁性を有する材料で構成されて、
   前記本体部の内周面は、前記回転軸の前記外周面と離間して配置される、
   振動センサユニット。
2. 前記本体部の前記内周面は、
   前記回転軸の半径よりも大きい第１半径を有する第１面と、
   前記第１面の曲率中心との距離が前記第１半径よりも小さい、少なくとも１つの第２面と、
   を備える、
   請求項１に記載の振動センサユニット。
3. 前記本体部の前記内周面は、
   前記コイル部の前記周方向において、異なる位置に配置される複数の前記第２面、
   を備える、
   請求項２に記載の振動センサユニット。
4. 前記本体部は、
   前記コイル部の径方向において、前記内周面の一部が内方に向けて突出する突出部、
   を備えて、
   前記第２面は、前記突出部に配置される、
   請求項２に記載の振動センサユニット。
5. 前記回転軸は、
   前記回転軸の径方向に平行で、前記回転軸の前記外周面に対して直角な端面、
   を備えて、
   前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、
   前記端面は、前記本体部の内側に配置される、
   請求項１に記載の振動センサユニット。
6. 前記回転軸は、
   前記回転軸の径方向において、前記外周面の一部が外方に突出する軸突出部、または、内方に凹む軸凹部、
   を備えて、
   前記回転軸が、前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されたとき、
   前記軸突出部または前記軸凹部は、前記本体部の内側に配置される、
   請求項１に記載の振動センサユニット。
7. 前記電源は、
   前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分が磁性体材料製であるとき、前記コイル部に直流の前記定電流を流す直流電源であり、
   前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分が導電性を有する非磁性体材料製であるとき、前記コイル部に交流の前記定電流を流す交流電源である、
   請求項１に記載の振動センサユニット。
8. 前記コイル部の両端部の間の電位差に基づいて、前記コイル部の温度を検出する温度検出部、
   を有してなる、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動センサユニット。
9. 前記導線は、
   ２つの前記コイル部と、
   ２つの前記コイル部それぞれに接続される中間引出部と、
   を備えて、
   ２つの前記コイル部のうち、一方は、第１金属を主成分として含む第１コイル部であり、
   ２つの前記コイル部のうち、他方は、前記第１金属とは異なる第２金属を主成分として含む第２コイル部であり、
   前記コイル部の前記周方向において、前記第２コイル部は、前記第１コイル部と同じ方向に巻き回されて、前記第１コイル部と連続するように接続点で接続されて、
   前記中間引出部は、前記接続点に接続されて、
   前記温度検出部は、前記第１コイル部の両端部の電位差と、前記第２コイル部の両端部の電位差と、に基づいて、２つの前記コイル部の温度を検出する、
   請求項８に記載の振動センサユニット。
10. 前記交流成分を含む信号を取得する取得部と、
    前記交流成分の変化に基づいて取得される電圧の変化率が入力されたとき、前記振動の変位量を出力するように機械学習された学習モデルを記憶する記憶部と、
    を有してなり、
    前記振動検出部は、
    前記交流成分の変化を示す信号に基づいて、前記変化率を取得して、
    取得された前記変化率を前記学習モデルに入力して、前記変位量を推定する、
    請求項１に記載の振動センサユニット。
11. ロータと、
    前記ロータを収容して、前記ロータを回転させるステータと、
    前記ロータと共に回転する回転軸と、
    前記回転軸を支持する軸受と、
    前記回転軸の振動を検出する振動センサユニットと、
    を有してなり、
    前記振動センサユニットは、
    円形のコイル状に巻き回されるコイル部を備える導線と、
    前記コイル部の内側に、前記コイル部に当接して配置される磁性体材料製の本体部と、
    前記コイル部に定電流を流す電源と、
    前記導線に生じる電圧の交流成分の変化に基づいて、前記振動を検出する振動検出部と、
    を備えて、
    前記本体部は、前記コイル部の周方向に沿い、前記回転軸が挿通可能な環状、または、前記環状の一部が切り欠かれた形状を有して、
    前記回転軸は、
    前記コイル部の前記周方向に回転するように、前記本体部の内側に配置されて、
    前記回転軸の回転方向に沿う円筒状の外周面、
    を備えて、
    前記回転軸のうち、前記本体部の内側に配置された部分は、少なくとも導電性または磁性を有する材料で構成されて、
    前記本体部の内周面は、前記回転軸の前記外周面と離間して配置される、
    回転電機。
12. インペラと、
    前記インペラを回転させる請求項１１に記載の回転電機と、
    を有してなる、
    ポンプ装置。

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