WO2017057069A1 - 異常兆候診断装置 - Google Patents

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WO2017057069A1
WO2017057069A1 PCT/JP2016/077491 JP2016077491W WO2017057069A1 WO 2017057069 A1 WO2017057069 A1 WO 2017057069A1 JP 2016077491 W JP2016077491 W JP 2016077491W WO 2017057069 A1 WO2017057069 A1 WO 2017057069A1
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heat flux
state
elastic body
flux sensor
value
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PCT/JP2016/077491
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French (fr)
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原田　敏一
坂井田　敦資
谷口　敏尚
倫央 郷古
芳彦 白石
康浩 田中
啓太 齋藤
啓仁 松井
Original Assignee
株式会社デンソー
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Priority to US15/765,065 priority patent/US20180313725A1/en
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    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2807—Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches
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    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
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    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • F15B2211/6343—Electronic controllers using input signals representing a temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/87—Detection of failures

Definitions

  • the present invention relates to an abnormality sign diagnosis apparatus.
  • Patent Document 1 As a heat flux sensor for detecting a heat flux, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
  • maintenance of facilities includes preventive maintenance that performs maintenance such as repair, replacement, and renewal before an accident such as failure or destruction occurs.
  • Equipment here includes devices, equipment, systems, and the like.
  • time-based maintenance is generally performed. This is to perform maintenance such as replacement and repair in a certain period. This period is set based on the durability test data and the deterioration state of the actual machine that has been used for many years. In addition, this period is set shorter than the actual life of the equipment in consideration of the safety factor.
  • the period set based on the durability test data acquired with another thing instead of the actual thing or the deterioration state of the actual machine used for many years is the same as the actual life of the equipment Often not. For this reason, maintenance is performed in a period shorter than the life expecting the safety factor. At this time, parts in a normal state may be discarded by replacement. Moreover, even if a period shorter than the lifetime is set in anticipation of the safety factor, component failure may occur earlier than that period. In this case, serious damage such as damage to other parts may occur. As described above, the time-based maintenance cannot always maintain the equipment at an appropriate time.
  • state-based maintenance as preventive maintenance to solve this. This is to maintain the equipment when the state of the equipment is monitored and abnormal signs appearing before the failure occurs are detected. Abnormal signs are signs of failure or malfunction. Abnormal signs appear as fluctuations in current, voltage, sound (ie, air vibration), object vibration, and the like. According to this state-based maintenance, maintenance can be performed at an appropriate time.
  • a dedicated sensor corresponding to the abnormal sign to be detected is required.
  • a voltage sensor is required to detect voltage fluctuations.
  • a vibration sensor is required to detect fluctuations in the vibration of the object. For this reason, the sensor to be used must be selected according to the abnormal sign to be detected.
  • a plurality of types of abnormal signs to be detected a plurality of types of sensors must be used.
  • the present invention has been made in view of the above points, and aims to provide an abnormality sign diagnostic apparatus capable of diagnosing the presence or absence of an abnormality sign of a measurement object using one type of sensor regardless of the kind of abnormality sign to be detected. To do.
  • An abnormal sign diagnosis device that diagnoses the presence or absence of abnormal signs that appear before a measurement object failure occurs, and is generated from the measurement object continuously from the start of operation of the measurement object or at predetermined time intervals
  • a heat flux sensor that detects the heat flux to be detected, and a determination unit that determines whether or not there is an abnormality sign based on the detection result of the heat flux sensor.
  • heat flux is generated from at least one of current, voltage, sound, vibration, and friction from all or part of the facility.
  • the present inventor has found that the heat flux generated from this equipment changes as abnormal signs occur in the equipment.
  • the heat flux generated from the measurement object is detected continuously or at predetermined intervals. Based on the detection result, it is determined whether or not there is an abnormality sign. Thereby, irrespective of the kind of abnormality sign which should be detected, the presence or absence of the abnormality sign of a measurement object can be diagnosed using one type of sensor.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. It is an equivalent circuit of the battery of FIG. It is a flowchart which shows the diagnostic control of the preventive maintenance in 1st Embodiment. It is a figure which shows the time change of a heat flux when a battery is a normal state. It is a figure which shows the time change of a heat flux when a battery is a degradation state. It is a figure which shows the time change of a heat flux when a battery is in a failure state. It is a figure which shows the abnormal sign diagnostic apparatus and drilling machine in 2nd Embodiment.
  • FIG. 27 is a side view of the driving unit showing a state of the driving belt during the first period in FIG. 26. It is a side view of the tensioner which shows the 1st mode at the time of the 1st period in FIG. It is a side view of the tensioner which shows the 2nd mode at the time of the 1st period in FIG. It is a figure which shows the time change of a heat flux in case each of a conveyance belt is in a normal state, a deterioration state, and a failure state.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view of the air cylinder in FIG. 35 during a period P21. It is sectional drawing of the air cylinder in FIG.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view of the air cylinder in FIG. 35 during a period P23.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view of the air cylinder in FIG. 35 during a period P23.
  • An abnormality sign diagnosis apparatus 1 (hereinafter simply referred to as a diagnosis apparatus 1) of the present embodiment shown in FIG. 1 performs a preventive maintenance diagnosis of a battery 2 as a measurement object.
  • the battery 2 is a lithium battery cell.
  • the diagnostic device 1 includes a heat flux sensor 10, a control device 12, and a display device 14.
  • the heat flux sensor 10 is for detecting the heat flux generated from the battery 2.
  • the heat flux sensor 10 is installed on the surface of the battery 2.
  • the heat flux sensor 10 has a flat plate shape. The internal structure of the heat flux sensor 10 will be described later.
  • the heat flux sensor 10 outputs a sensor signal corresponding to the heat flux from the inside of the battery 2 toward the outside.
  • the control device 12 performs diagnostic control for preventive maintenance of the battery 2. This diagnostic control is for diagnosing the presence or absence of abnormal signs based on the heat flux detected by the heat flux sensor 10.
  • An abnormal sign means a sign that a failure or malfunction occurs. Abnormal signs appear when the equipment is in a deteriorated state before failure or malfunction.
  • a heat flux sensor 10 is connected to the input side of the control device 12. A sensor signal from the heat flux sensor 10 is always input to the control device 12.
  • the control device 12 constitutes a determination unit that determines whether there is an abnormality sign based on the detection result of the heat flux sensor 10.
  • a display device 14 is connected to the output side of the control device 12.
  • the control device 12 displays on the display device 14 that there is an abnormal sign or failure when there is an abnormal sign or failure.
  • the control device 12 includes a microcomputer, a storage device, and the like.
  • the display device 14 is a notification device for notifying the user that there is an abnormality sign or the like.
  • a liquid crystal display or the like is used as the display device 14.
  • the heat flux sensor 10 includes an insulating base 100, a front surface protection member 110, and a back surface protection member 120 that are integrated, and the first and second layers are integrated inside the integrated body.
  • the connection members 130 and 140 are alternately connected in series.
  • the surface protection member 110 is omitted.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are in the form of a film and are made of a flexible resin material such as a thermoplastic resin.
  • the insulating base material 100 is formed with a plurality of first and second via holes 101 and 102 penetrating in the thickness direction.
  • the first and second via holes are embedded with first and second interlayer connection members 130 and 140 made of different thermoelectric materials such as metals and semiconductors.
  • the first conductive portions of the first and second interlayer connection members 130 and 140 are constituted by the surface conductor pattern 111 disposed on the surface 100 a of the insulating base material 100.
  • the second connection portions of the first and second interlayer connection members 130 and 140 are constituted by the back surface conductor pattern 121 disposed on the back surface 100 b of the insulating base material 100.
  • thermoelectromotive force is generated in the first and second interlayer connection members 130 and 140 by the Seebeck effect.
  • the heat flux sensor 10 outputs this thermoelectromotive force (for example, voltage) as a sensor signal.
  • the battery 2 has internal resistances R1 and R2.
  • Vocv indicates an open circuit voltage
  • ⁇ V indicates a voltage drop due to the internal resistances R 1 and R 2
  • V operation indicates an actual voltage of the battery 2.
  • the battery 2 generates heat due to the voltage applied to the internal resistors R1 and R2 and the current flowing through the internal resistors R1 and R2. For this reason, a heat flux is generated from the inside of the battery 2 toward the outside.
  • the internal resistances R1 and R2 increase and the voltage drop ⁇ V increases. For this reason, compared with the case where the battery 2 is a normal state, the emitted-heat amount increases and a heat flux increases.
  • the control device 12 diagnoses the presence or absence of an abnormal sign based on the measured heat flux.
  • Each step in FIG. 5 constitutes a functional unit for realizing various functions. The same applies to the flowcharts of other drawings.
  • the process shown in FIG. 5 is implemented after the battery 2 starts operation until it stops moving.
  • the operation start and the operation stop of the battery 2 are determined by, for example, the operation start and stop of the electric device connected to the battery 2.
  • step S11 the detection value of the heat flux sensor 10 is acquired.
  • This detected value is a calculated value obtained by calculating the value of the heat flux from the value of the voltage input from the heat flux sensor 10. Note that the voltage value input from the heat flux sensor 10 may be used as the detection value.
  • step S12 the detected value is compared with the standard to determine whether the detected value is within the standard.
  • the standard has a predetermined upper limit value and lower limit value.
  • the standard is a first reference range for determining whether or not the battery is in a normal state.
  • a standard in which an upper limit value and a lower limit value are set based on a change tendency of heat flux generated from the battery 2 in a normal state with respect to an elapsed time from the start of operation of the battery 2 is used as a standard.
  • step S12 YES is determined in step S12, and step S11 is performed again.
  • NO is determined in step S12, and the process proceeds to step S13.
  • step S12 is performed by comparing the detection value at a predetermined elapsed time with the standard at the same elapsed time. Further, as shown in FIG. 6, the determination in step S12 is performed by comparing a waveform drawn by a detection value from the start of operation of the battery 2 to a predetermined elapsed time with a line representing a standard until the same elapsed time. Also good. The same applies to the determination in step S13.
  • the management width is a second reference range for determining whether or not the battery 2 is in a deteriorated state.
  • the management width an upper limit value and a lower limit value are set so that the deterioration state and the failure state can be distinguished.
  • the management width is set to be in a wider range than the standard while including the standard.
  • the lower limit value of the management width is substantially the same as the lower limit value of the standard. As shown in FIG. 7, when the battery 2 is in a deteriorated state, if the elapsed time from the start of operation exceeds t1, the heat flux is out of the standard, but is within the management width.
  • step S13 YES is determined in step S13, and the process proceeds to step S14.
  • step S14 an abnormal sign is displayed on the display device 14. Thereby, necessary measures such as charging or replacement of the battery 2 are performed by the maintenance worker.
  • step S15 the display device 14 displays a failure. Thereby, necessary measures such as replacement of the battery 2 are performed by the maintenance worker. In this way, the state reference maintenance of the battery 2 is performed.
  • the heat flux generated from the battery 2 is continuously detected by the heat flux sensor 10 from the start to the stop of the battery 2. Based on the detection result, it is determined whether or not there is an abnormality sign. Thereby, the abnormality sign of the battery 2 can be detected without using a voltmeter and an ammeter. Therefore, it is possible to know an appropriate charging time and replacement time of the battery 2.
  • the state reference maintenance of the battery 2 can be performed. If maintenance is performed after grasping an abnormality sign, the battery 2 can be used until the end of its life, so that no waste occurs. Further, even when the actual life is shorter than the predicted life, if the abnormal sign can be grasped, the battery 2 can be charged, replaced, etc. before the failure. In general, the failure rate of a product draws a so-called bathtub curve having an initial failure, a stable period, and an aging period. Since the abnormality sign can be grasped by the heat flux measurement, the battery 2 can be maintained at an appropriate time.
  • the diagnostic apparatus 1 of this embodiment shown in FIG. 9 performs preventive maintenance diagnosis of the drill 31 of the drilling machine 3 as a measurement object.
  • the drilling machine 3 is a processing device for making a hole in a workpiece.
  • the drilling machine 3 includes a drill 31 that is rotated by a motor (not shown).
  • the drill 31 is a cutting tool used for cutting.
  • a workpiece 32 is placed under the drill 31. Examples of the workpiece 32 include a metal block.
  • the user operates the handle 33 downward. Thereby, the drill 31 in a rotated state moves downward while processing the workpiece 32. In this way, a drilling process is performed on the workpiece 32.
  • Diagnostic device 1 has the same configuration as in the first embodiment.
  • the heat flux sensor 10 is installed on the side surface of the workpiece 32.
  • the control device 12 diagnoses the presence or absence of an abnormal sign based on the measured heat flux. Note that the process shown in FIG. 10 is performed from the start to the completion of drilling by the drill 31, that is, from the start to the stop of the drill 31.
  • the control device 12 is configured to acquire operation position information of the handle 33. The start and completion of drilling is determined by the operating position of the handle 33.
  • step S12 the detected value is compared with the standard to determine whether the detected value is within the standard.
  • the standard is a first reference range for determining whether or not the blade of the drill 31 is in a normal state.
  • step S12 if the blade is in a normal state, the detected value is within the standard. Therefore, if the detected value is within the standard, YES is determined in step S12, and step S11 is performed again. When the detected value is out of the standard, NO is determined in step S12, and the process proceeds to step S13.
  • step S13 it is determined whether or not the detected value is within the management range.
  • the management width is a second reference range for determining whether or not the blade of the drill 31 is in a deteriorated state.
  • an upper limit value and a lower limit value are set so that the deterioration state and the failure state of the drill 31 can be distinguished.
  • step S13 YES is determined in step S13, and the process proceeds to step S14.
  • step S14 an abnormal sign is displayed on the display device 14. Thereby, necessary measures such as replacement of the drill 31 are performed by the maintenance worker.
  • step S13 the rotation of the drill 31 is forcibly stopped. Thereby, the drill 31 is replaced by the maintenance worker. In this way, state-based maintenance of the drill 31 is performed.
  • an abnormal sign of the drill 31 can be detected by using the heat flux sensor 10. Therefore, it is possible to know an appropriate replacement time for the drill 31.
  • the diagnostic apparatus 1 of this embodiment can perform the same preventive maintenance diagnosis not only on the drill 31 but also on other cutting tools.
  • the diagnostic device 1 of this embodiment shown in FIG. 14 performs preventive maintenance diagnosis of the fan filter unit 4 as a measurement object.
  • the fan filter unit 4 is for purifying air.
  • the fan filter unit 4 includes a filter 41, a fan 42, and a motor 43.
  • the filter 41 is, for example, a HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter) filter.
  • HEPA High Efficiency Particulate Air Filter
  • Diagnostic device 1 has the same configuration as in the first embodiment.
  • the heat flux sensor 10 is installed on the surface of the motor 43.
  • a sound is generated when air passes through the filter 41.
  • a heat flux is generated from the filter 41 by this sound, that is, vibration of air. Therefore, the heat flux generated from the filter 41 is constantly measured by the heat flux sensor 10.
  • the control device 12 diagnoses the presence or absence of an abnormal sign based on the measured heat flux as shown in the flowchart of FIG. Note that the process shown in FIG. 10 is performed from the start to the stop of the operation of the fan 42.
  • step S12 shown in FIG. 10 it is determined whether or not the detected value is within the standard.
  • the standard is a first reference range for determining whether or not the filter 41 is in a normal state.
  • the normal state of the filter 41 is a state in which the amount of dust and dust attached to the filter 41 is small.
  • the initial operation of the fan 42 is a period in which the rotational speed of the fan 42 gradually increases and the amount of air blown by the fan 42 continues to increase. Thereafter, the amount of air blown by the fan 42 becomes constant.
  • step S12 determines whether the filter 41 is in a normal state. Therefore, if the detected value is within the standard. Therefore, if the detected value is within the standard, YES is determined in step S12, and step S11 is performed again. When the detected value is out of the standard, NO is determined in step S12, and the process proceeds to step S13.
  • step S13 it is determined whether or not the detected value is within the management range.
  • the management width is a second reference range for determining whether or not the filter 41 is in a deteriorated state.
  • an upper limit value and a lower limit value are set so that the deterioration state and the failure state of the filter 41 can be distinguished.
  • step S13 YES is determined in step S13, and the process proceeds to step S14.
  • step S14 an abnormal sign is displayed on the display device 14. Thereby, necessary maintenance such as replacement of the filter 41 is performed by the maintenance worker.
  • step S16 the rotation of the fan 42 is forcibly stopped. Thereby, necessary maintenance such as replacement of the filter 41 is performed by the maintenance worker. In this way, the state reference maintenance of the filter 41 is performed.
  • the use of the heat flux sensor 10 can detect an abnormal sign of the filter 41 without using a sound measuring instrument.
  • the diagnostic device 1 of this embodiment shown in FIG. 18 performs preventive maintenance diagnosis of the automatic door device 5 as a measurement object.
  • the automatic door device 5 includes a door body 51 and a touch switch 52 for opening the door.
  • the door body 51 slides in one direction along a guide rail (not shown) located on the lower side of the door body 51.
  • the door main body 51 is fixed to a door hanger (not shown) located above the door main body 51. When the door hanger is moved by the driving device, the door body 51 moves.
  • Diagnostic device 1 has the same configuration as in the first embodiment.
  • a plurality of heat flux sensors 10 are installed on each of the upper and lower portions of the door body 51.
  • FIG. 18 illustrates a state in which one heat flux sensor 10 is connected to the control device 12, but all of the plurality of heat flux sensors 10 are connected to the control device 12.
  • a heat flux is generated by vibration when the door main body 51 slides and friction at a sliding portion such as a guide rail or a door hanger. Therefore, the heat flux generated from the upper and lower portions of the door main body 51 is constantly measured by the heat flux sensor 10. As shown in the flowchart of FIG. 19, the control device 12 diagnoses the presence or absence of an abnormal sign based on the measured heat flux. Note that the process shown in FIG. 19 is performed from the start to the stop of the opening / closing operation of the door body 51, that is, from the start to the stop of the operation.
  • step S12 the detected value is compared with the value standard to determine whether or not the detected value is within the standard.
  • the standard is a first reference range for determining whether or not the automatic door device 5 is in a normal state.
  • FIG. 20 shows a change in heat flux from the start of movement of the door body 51 to the stop of movement when the door body 51 changes from the fully closed state to the fully opened state.
  • the door body 51 moves slowly for a certain period immediately after the start of movement and for a certain period before stopping. For this reason, as shown in FIG. 20, the heat convergence increases after the movement starts, becomes constant, and then decreases.
  • This deteriorated state is a state where dust or the like is present on the guide rail or a state where the lubricating oil of the door hanger is reduced.
  • vibration and friction are large and the heat flux is large in a certain period immediately after the start of movement and in a certain period before stopping.
  • This failure state is a state in which there is more dust on the guide rail than in the deteriorated state, or a state in which the door hanger has insufficient lubricating oil. In a failure state, vibration and friction are large and heat flux is large from the start to the stop of movement.
  • step S12 determines whether the state is normal. Therefore, if the detected value is within the standard. Therefore, if the detected value is within the standard, YES is determined in step S12, and step S11 is performed again. When the detected value is out of the standard, NO is determined in step S12, and the process proceeds to step S13.
  • step S13 it is determined whether or not the detected value is within the management range.
  • the management width is a second reference range for determining whether or not the automatic door device 5 is in a deteriorated state.
  • an upper limit value and a lower limit value are set so that the deterioration state and the failure state of the automatic door device 5 can be distinguished.
  • step S13 YES is determined in step S13, and the process proceeds to step S14.
  • step S14 an abnormal sign is displayed on the display device 14. As a result, the maintenance worker takes necessary measures such as removal of dust and replenishment of lubricating oil.
  • step S15-1 the automatic door device 5 is forcibly stopped.
  • step S15-2 the display device 14 is caused to display a failure. Thereby, a necessary treatment is performed by the maintenance worker. In this way, state-based maintenance of the automatic door device 5 is performed.
  • the use of the heat flux sensor 10 can detect an abnormal sign of the automatic door device 5 without using a vibration meter.
  • the diagnostic apparatus 1 of this embodiment shown in FIG. 23 performs preventive maintenance diagnosis of the conveying belt 61 of the belt conveyor 60 shown in FIG. 24 as a measurement object.
  • the belt conveyor 60 is a transport device that rotates a transport belt 61 in a ring shape on a plurality of rollers 62, and moves the transported object M1 thereon.
  • the belt conveyor 60 includes a conveyance belt 61, a roller 62, a drive unit 63, and a stopper 64.
  • the drive unit 63 is a drive unit that rotates the roller 62. When the driving unit 63 rotates the roller 62, the conveying belt 61 moves.
  • the stopper 64 is a member that stops the conveyed product M1 at a predetermined stop position.
  • the drive unit 63 includes a drive belt 631, a motor 632, and a tensioner 65.
  • the driving belt 631 transmits the power of the motor 632 to the roller 62.
  • the driving belt 631 is hung on both the passive pulley 633 provided on the roller 62 rotated by the driving unit 63 and the driving pulley 635 provided on the driving shaft 634 of the motor 632.
  • the tensioner 65 applies tension to the driving belt 631.
  • the tensioner 65 includes a tensioner roller 651, a roller receiving plate 652, a hinge 653, a mounting stay 654, an elastic body 655, and an elastic body holding plate 656.
  • the tensioner roller 651 is a contact portion that comes into contact with the driving belt 631.
  • the tensioner roller 651 is held at the tip of the roller receiving plate 652.
  • the roller receiving plate 652 is supported by the mounting stay 654 via a hinge 653.
  • the elastic body 655 is disposed on the opposite side of the roller receiving plate 652 from the tensioner roller 651 side.
  • the elastic body 655 is in contact with the roller receiving plate 652.
  • the elastic body 655 applies tension to the driving belt 631 via the roller receiving plate 652 and the tensioner roller 651.
  • the elastic body 655 is deformed in accordance with a change in the tension of the driving belt 631.
  • the elastic body 655 is made of a synthetic rubber such as urethane rubber.
  • the elastic body holding plate 656 holds the elastic body 655.
  • the elastic body holding plate 656 is supported by the mounting stay 654.
  • the mounting stay 654 is fixed to the main body of the drive unit 63 by bolts 657.
  • the heat flux sensor 10 is installed between the elastic body 655 and the elastic body holding plate 656.
  • the diagnostic device 1 has the same configuration as that of the first embodiment.
  • a heat flux is generated by deformation of the elastic body 655 that occurs when the belt conveyor 60 is operated. Therefore, the diagnostic device 1 constantly measures the heat flux generated from the elastic body 655 by the heat flux sensor 10.
  • the transport process is a process in which the belt conveyor 60 in a stopped state starts operating, transports the transported object M1 on the transport belt 61 from the initial position to a predetermined stop position, and the belt conveyor 60 stops operating. . Therefore, the conveyance process is a process from the start of driving of the motor 632 to the stop of the motor 632.
  • the first period P11 is a predetermined period immediately after the start of driving of the motor 632.
  • the transported object M1 is on the transport belt 61 that is stopped.
  • the driving pulley 635 starts to rotate.
  • the passive pulley 633 does not rotate suddenly due to the inertia of the conveyed product M1 on the conveying belt 61.
  • the driving belt 631 changes from a state indicated by a broken line to a stretched state indicated by a solid line.
  • the tensioner roller 651 is pushed downward. Thereby, the elastic body 655 is compressed and dissipated.
  • the passive pulley 633 starts to rotate, the elastic body 655 is restored as shown in FIG. As a result, the tensioner roller 651 returns upward. At this time, the elastic body 655 absorbs heat.
  • the heat flux increases until the conveyed product M1 starts to move.
  • the heat flux decreases.
  • the second period P12 is a period during which the conveyed product M1 moves together with the conveying belt 61.
  • the tension of the driving belt 631 changes at the timing when the teeth of the driving belt 631 are engaged with or separated from the teeth of the passive pulley 633 and the driving pulley 635.
  • the tensioner roller 651 moves up and down in accordance with this change.
  • compression and decompression of the elastic body 655 occur alternately.
  • a vibration waveform of the heat flux is generated as shown in FIG.
  • the third period P13 is a predetermined period immediately after the conveyed product M1 reaches a predetermined stop position.
  • the conveyed product M1 hits the stopper 64 and stops while the conveying belt 61 continues to move.
  • the force which tries to stop the passive pulley 633 acts by friction with the belt 61 for conveyance and the conveyed product M1. Therefore, as in the first period P11, the driving belt 631 is stretched. For this reason, as shown in FIG. 28, the tensioner roller 651 is pushed downward. Thereby, the elastic body 655 is compressed and dissipated.
  • This deteriorated state is a state in which the surface of the conveyor belt 61 is worn or a state in which the conveyor belt 61 is extended as compared with the initial state of the conveyor belt 61.
  • the surface of the conveyor belt 61 is worn.
  • the frictional force between the conveying belt 61 and the conveyed product M1 decreases, and slipping occurs between them. If the slippage is large, it takes time for the conveyance, and the cycle time of the conveyance process is extended.
  • the conveying belt 61 is moved by the rotation of the roller 62 due to friction with the roller 62 due to tension.
  • the transport belt 61 When the transport belt 61 is used, it gradually extends.
  • the conveyance belt 61 When the conveyance belt 61 is extended, the tension of the conveyance belt 61 is reduced and the frictional force with the roller 62 is decreased. For this reason, slip occurs between the conveying belt 61 and the roller 62.
  • This failure state is a state where the transport belt 61 and the transported object M1 are completely slid, or a state where the transport belt 61 and the roller 62 are completely slid.
  • the change in the heat flux detected in the first period P11 and the third period P13 has the same vibration waveform as in the second period P12.
  • the control device 12 sets the first threshold value qt1 set so as to be able to discriminate between the normal state of the transport belt 61 and the other states, the deterioration state of the transport belt 61, and the failure.
  • a second threshold value qt2 set so that the state can be discriminated is used.
  • the second threshold value qt2 is set to a value smaller than the first threshold value qt1.
  • the control apparatus 12 compares the detection value of the heat flux sensor 10, and these. Thereby, it can be detected whether the conveyance belt 61 is in a normal state, a deteriorated state, or a failure state.
  • the control device 12 diagnoses the presence or absence of an abnormal sign based on the measured heat flux.
  • the process shown in FIG. 31 is performed from the start to the stop of driving of the motor 632.
  • step S11 the detected value qx of the heat flux sensor 10 is acquired.
  • step S22 the detection value qx and the first threshold value qt1 are compared to determine whether or not the detection value qx is equal to or greater than the first threshold value qt1.
  • the detection value in the first period P11 or the third period P13 is used.
  • the detection value qx is equal to or greater than the first threshold value qt1.
  • a YES determination is made in step S22, and the flow shown in FIG. 31 ends.
  • step S11 is performed again.
  • NO is determined in step S22, and the process proceeds to step S23.
  • step S23 it is determined whether or not the detection value qx is equal to or greater than the second threshold value qt2. As shown in FIG. 30, if the transport belt 61 is in a deteriorated state, the detection value qx is equal to or greater than the second threshold value qt2. For this reason, when the detected value qx is equal to or greater than the second threshold value qt2, a YES determination is made in step S23, and the process proceeds to step S14. In step S14, an abnormal sign is displayed on the display device 14. Thus, necessary maintenance such as replacement of the transport belt 61 is performed by the maintenance worker.
  • step S15-1 the belt conveyor 60 is forcibly stopped.
  • step S15-2 the display device 14 is caused to display a failure. Thereby, a necessary treatment is performed by the maintenance worker.
  • an abnormality sign of the belt conveyor 60 can be detected by using the heat flux sensor 10.
  • the diagnostic apparatus 1 of this embodiment shown in FIG. 32 performs preventive maintenance diagnosis of the stopper 64 of the belt conveyor 60 shown in FIG. 24 as a measurement object.
  • the stopper 64 includes an elastic body 641, a receiving plate 642, and a mounting block 643.
  • the elastic body 641 is a buffer member.
  • the receiving plate 642 is a member to which the flowing conveyed object M1 directly hits.
  • the receiving plate 642 is a protective member for preventing the elastic body 641 from being damaged.
  • the attachment block 643 is fixed to a structure (not shown) of the belt conveyor 60.
  • the heat flux sensor 10 is disposed between the elastic body 641 and the mounting block 643.
  • a protective plate 644 is installed between the heat flux sensor 10 and the elastic body 641.
  • the protective plate 644 is a member for preventing the heat flux sensor 10 from being damaged by the deformation of the elastic body 641 when the heat flux sensor 10 is directly attached to the elastic body 641.
  • the elastic body 641 is made of, for example, urethane rubber.
  • Each of the receiving plate 642, the mounting block 643, and the protection plate 644 is made of a metal such as stainless steel or aluminum. Adjacent members are joined by an adhesive or an adhesive.
  • the conveyed product M1 on the conveying belt 61 flows toward the stopper 64.
  • the conveyed product M1 stops by hitting the stopper 64.
  • the conveyed product M1 comes into contact with the surface of the receiving plate 642.
  • the conveyed product M1 deforms the elastic body 641 so as to be crushed from the state indicated by the broken line in FIG. 33 to the state indicated by the solid line.
  • heat is generated.
  • the generated heat passes through the protection plate 644 and the heat flux sensor 10 and flows to the mounting block 643 as indicated by arrows in FIG.
  • the heat flux sensor 10 detects the heat flux of heat released from the elastic body 641.
  • the elastic body 641 becomes hard due to deterioration due to oxidation of rubber. Further, the elastic body 641 is fatigued or cracked by repeated deformation, and eventually is damaged. When such deterioration or fatigue occurs, the elastic body 641 becomes difficult to elastically deform, and kinetic energy cannot be converted into heat. Therefore, when the elastic body 641 of the stopper 64 is in a deteriorated state, as shown in FIG. 34, the peak of the heat flux waveform when the conveyed product M1 collides with the stopper 64 is smaller than that in the normal state.
  • the elastic body 641 breaks and enters a failure state. In this fault state, as shown in FIG. 34, the peak of the heat flux waveform is hardly seen.
  • the first threshold value qt3 is set so that the normal state of the elastic body 641 and the other state can be discriminated.
  • the second threshold value qt4 is set so that the deterioration state and the failure state of the elastic body 641 can be discriminated.
  • the second threshold value qt4 is set to a value smaller than the first threshold value qt3.
  • the control apparatus 12 performs the preventive maintenance diagnosis of the elastic body 641 like the flowchart shown in FIG. 31 similarly to 5th Embodiment using the 1st threshold value qt3 and the 2nd threshold value qt4.
  • the first threshold value qt1 and the second threshold value qt2 in FIG. 31 are read as the first threshold value qt3 and the second threshold value qt4, respectively. Thereby, it can be detected whether the elastic body 641 is in a normal state, a deteriorated state, or a failure state.
  • the diagnostic device 1 of this embodiment shown in FIG. 35 performs preventive maintenance diagnosis of the seal members 241 and 227 of the air cylinder 20 as a measurement object.
  • the air cylinder 20 is used for transporting the transported object M1.
  • the air cylinder 20 is a power cylinder that reciprocates the piston 24 using air pressure as power.
  • the air cylinder 20 includes a cylinder 22, a piston 24, and a piston rod 26.
  • the cylinder 22, the piston 24, and the piston rod 26 are made of metal.
  • the cylinder 22 is a housing having a cylindrical internal space (that is, a room) 221. For this reason, the cylinder 22 is also called a cylinder housing.
  • the chamber 221 is divided into two chambers, a first chamber 222 and a second chamber 223, by the piston 24.
  • the first chamber 222 is a chamber on the opposite side of the piston 24 from the piston rod 26 side.
  • the second chamber 223 is a chamber on the piston rod 26 side of the piston 24.
  • a first opening 224 communicating with the first chamber 222 is formed in the cylinder 22.
  • a second opening 225 that communicates with the second chamber 223 is formed in the cylinder 22.
  • the piston 24 is disposed inside the room 221.
  • a rubber seal member 241 is attached to the side surface of the piston 24.
  • a seal member 241 seals between the piston 24 and the cylinder 22.
  • the piston 24 slides against the inner surface of the cylinder 22 by the seal member 241.
  • the piston rod 26 is a shaft member that interlocks with the piston 24.
  • the cylinder 22 has a third opening 226 formed therein.
  • the piston rod 26 passes through the third opening 226.
  • a rubber seal member 227 is attached to an inner wall surface constituting the third opening 226.
  • a seal member 227 seals between the piston rod 26 and the cylinder 22.
  • the piston rod 26 slides with respect to the inner surface of the cylinder 22 by the seal member 227.
  • a flow path switching valve (not shown) is connected to the first opening 224 and the second opening 225 of the cylinder 22.
  • the flow path switching valve switches the connection between an air supply flow path and an air discharge flow path (not shown) for each of the first opening 224 and the second opening 225.
  • the air supply flow path is connected to an air compressor (not shown) that is a supply source of compressed air.
  • the air discharge channel is open to the atmosphere. While the compressed air is supplied to the first chamber 222 by the flow path switching valve, the second chamber 223 is opened to the atmosphere, the first chamber 222 is opened to the atmosphere, and the second chamber 223 is opened. The second state in which the compressed air is supplied to is switched.
  • the diagnostic device 1 includes a heat flux sensor 10, a control device 12, and a display device 14.
  • the heat flux sensor 10 detects a heat flux between the inside and the outside of the cylinder 22.
  • the heat flux sensor 10 is attached to the outer surface of the cylinder 22.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b are used as the heat flux sensor 10.
  • the first heat flux sensor 10 a is disposed in a portion of the outer surface of the cylinder 22 that is closest to the first chamber 222.
  • the first heat flux sensor 10a detects a heat flux between the inside and the outside of the first chamber 222.
  • the second heat flux sensor 10 b is disposed in a portion of the outer surface of the cylinder 22 that is closest to the second chamber 223.
  • the second heat flux sensor 10b detects a heat flux between the inside and the outside of the second chamber 223.
  • FIG. 36A to 36D show a case where the expansion / contraction direction of the air cylinder 20 (that is, the moving direction of the piston 24) is the left-right direction, and the air cylinder 20 changes from the contracted state to the extended state.
  • the heat flux change in this case has a waveform shown in FIG.
  • the horizontal axis in FIG. 37 represents the elapsed time from the start of the supply of compressed air to the air cylinder 20.
  • shaft of FIG. 37 has shown the magnitude
  • the heat flux from the inside of the room to the outside is the positive side.
  • the heat flux from the outside to the inside of the room is the-side.
  • periods P21, P22, P23, and P24 in FIG. 37 correspond to when the state of the air cylinder 20 is the state shown in FIGS. 36A, 36B, 36C, and 36D, respectively.
  • the compressed air is supplied to the first chamber 222, and the second chamber 223 is opened to the atmosphere.
  • the second chamber 223 is opened to the atmosphere from the state where the compressed air supplied when the second chamber 223 is contracted from the expanded state.
  • the piston 24 does not start due to static friction of the seal members 241 and 227.
  • the pressure in the first chamber 222 increases, the air in the first chamber 222 is compressed and heated. For this reason, the heat flux from the inside of the first chamber 222 toward the outside increases.
  • the heat flux detected by the first heat flux sensor 10a increases on the + side.
  • the second chamber 223 is depressurized by opening to the atmosphere, whereby the air in the first chamber 222 is expanded and cooled. For this reason, the heat flux from the outside toward the inside of the second chamber 223 increases.
  • the heat flux detected by the second heat flux sensor 10b (hereinafter referred to as the second heat flux) becomes a negative value, and the absolute value increases on the minus side.
  • the compressed air is supplied until the first chamber 222 reaches a predetermined pressure.
  • the supply of compressed air is stopped.
  • the heating of the air in the first chamber 222 is saturated, and the first heat flux gradually decreases and approaches zero.
  • the second chamber 223 approaches the state of atmospheric pressure.
  • the second heat flux gradually decreases and approaches zero.
  • the heat flux changes with time due to the change in pressure of the gas.
  • the first threshold values qt5 and qt6 are set so that the normal state of the seal members 241 and 227 and the other states can be discriminated.
  • Second threshold values qt7 and qt8 are set so that the deterioration state and the failure state of the seal members 241 and 227 can be distinguished.
  • the second threshold values qt7 and qt8 are set to values whose absolute values are smaller than those of the first threshold values qt5 and qt6.
  • control apparatus 12 uses the detected value qx1 of the 1st heat flux sensor 10a, the 1st threshold value qt5, and the 2nd threshold value qt7, and the preventive maintenance diagnosis shown in the flowchart of FIG. 31 similarly to 5th Embodiment. I do.
  • the detection value qx1 the detection value in the first period P21 or the third period P23 is used.
  • the detection value qx, the first threshold value qt1, and the second threshold value qt2 in FIG. 31 are read as the detection value qx1, the first threshold value qt5, and the second threshold value qt7, respectively.
  • control device 12 uses the detection value qx2 of the second heat flux sensor 10b and the first threshold value qt6 and the second threshold value qt8, as in the fifth embodiment, for the preventive maintenance diagnosis shown in the flowchart of FIG. I do.
  • the detection value qx2 the detection value in the third period P23 is used.
  • the detection value qx, the first threshold value qt1, and the second threshold value qt2 in FIG. 31 are read as the detection value qx2, the first threshold value qt6, and the second threshold value qt8, respectively.
  • the preventive maintenance diagnosis may be performed using only one of the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b.
  • the diagnostic device 1 of this embodiment shown in FIG. 39 performs a preventive maintenance diagnosis of the elastic body 743 of the chuck device 70 shown in FIG. 40 as a measurement object.
  • the chuck device 70 is used for transporting the transported object M1.
  • the chuck device 70 holds the conveyed product M1.
  • the conveyed product M1 includes a gripped portion M1b protruding from the main body portion M1a.
  • the gripped portion M1b is gripped.
  • the chuck device 70 has a plurality of chuck claws 72 opened and closed by a chuck cylinder 71.
  • the plurality of chuck claws 72 grip the conveyed product M1.
  • the chuck claw 72 has a main body portion 73 that moves in the opening and closing direction of the chuck claw 72 and a tip end portion 74 that contacts the conveyed product M1.
  • the distal end portion 74 is joined to the main body portion 73.
  • the distal end portion 74 includes a mounting plate 741, a heat flux sensor 10, a protection plate 742, an elastic body 743, and a receiving plate 744 arranged in this order from the main body portion 73 side.
  • the mounting plate 741 is attached to the main body 73.
  • the attachment plate 741 is a member that attaches the elastic body 743 and the like to the main body 73.
  • the heat flux sensor 10 is disposed between the mounting plate 741 and the protection plate 742.
  • the heat flux sensor 10 is fixed to the elastic body 743 via a protective plate 742.
  • the protective plate 742 is a member for preventing the heat flux sensor 10 from being damaged by deformation of the elastic body 743 when the heat flux sensor 10 is directly attached to the elastic body 743.
  • the elastic body 743 is a buffer member.
  • the elastic body 743 also has a role of gripping the conveyed product M1 by a spring force of elastic deformation.
  • the elastic body 743 is made of urethane rubber.
  • Each of the mounting plate 741, the protection plate 742, and the receiving plate 744 is made of a metal such as stainless steel or aluminum. Adjacent members are joined by an adhesive or an adhesive.
  • the heat flux changes with time. That is, the heat flux waveform has a positive peak when the conveyed product M1 is chucked. When the conveyed product M1 is unchucked, the heat flux waveform has a negative peak.
  • the elastic body 743 deteriorates or fatigues when used for a long time. Thereby, the elastic body 743 becomes difficult to elastically deform. For this reason, when the elastic body 743 is in the deteriorated state, as shown in FIG. 41, the absolute value of the peak of the heat flux waveform at the time of chucking and unchucking becomes smaller than that in the normal state.
  • the elastic body 743 when the elastic body 743 is deteriorated or fatigued, the elastic body 743 is broken and becomes a failure state. In this fault state, as shown in FIG. 41, the peak of the heat flux waveform is hardly seen.
  • first threshold values qt11 and qt12 are set so that the normal state of the elastic body 743 and the other states can be discriminated.
  • the second threshold values qt13 and qt14 are set so that the deterioration state and the failure state of the elastic body 743 can be discriminated.
  • the second threshold values qt13 and qt14 are set to values whose absolute values are smaller than those of the first threshold values qt11 and qt12.
  • the control device 12 uses the detection value qx of the heat flux sensor 10 at the chuck timing and the first threshold value qt11 and the second threshold value qt13 as shown in the flowchart of FIG. 31 as in the fifth embodiment. Perform preventive maintenance diagnosis.
  • the first threshold value qt1 and the second threshold value qt2 in FIG. 31 are read as the first threshold value qt11 and the second threshold value qt13, respectively.
  • control device 12 uses the detection value qx of the heat flux sensor 10 at the unchuck timing, the first threshold value qt12, and the second threshold value qt14 in the flowchart of FIG. 31 as in the fifth embodiment. Perform preventive maintenance diagnosis. At this time, the first threshold value qt1 and the second threshold value qt2 in FIG. 31 are read as the first threshold value qt12 and the second threshold value qt14, respectively.
  • the preventive maintenance diagnosis may be performed using the detection value at the timing of only one of the chuck and the unchuck.
  • the diagnostic device 1 of this embodiment shown in FIG. 42 performs preventive maintenance diagnosis of the shock absorber 80 as a measurement object.
  • the shock absorber 80 is used as a brake for an air cylinder that conveys a conveyed product. As described above, the shock absorber 80 is used as a brake of a driving device in which it is difficult to arbitrarily control acceleration / deceleration.
  • the shock absorber 80 includes an outer case 81, an inner case 82, a piston 83, a piston rod 84, oil 85, a gas 86, and a spring 87.
  • the inner case 82 is disposed inside the outer case 81.
  • the inner case 82 has an orifice 82a provided at the bottom.
  • the piston 83 is disposed inside the inner case 82.
  • the piston 83 has an orifice 83a.
  • the piston rod 84 is continuous with the piston 83.
  • Oil 85 is disposed inside the inner case 82.
  • the oil 85 is disposed between the outer case 81 and the inner case 82.
  • the gas 86 is disposed between the outer case 81 and the inner case 82.
  • the spring 87 is disposed inside the inner case 82.
  • the shock absorber 80 includes a rubber seal member 88a that seals between the main body 81a of the outer case 81 and the cap 81b.
  • the shock absorber 80 includes a rubber seal member 88 b that seals between the piston 83 and the inner case 82.
  • the shock absorber 80 includes a rubber seal member 88 c that seals between the piston rod 84 and the outer case 81.
  • the shock absorber 80 when the piston rod 84 receives an impact, the piston 83 is pushed into the bottom side of the inner case 82. Thereby, the oil 85 inside the inner case 82 passes through the orifices 82a and 83a. The impact is attenuated by the fluid frictional resistance when the oil 85 passes through the orifices 82a and 83a. At this time, heat is generated by the fluid frictional resistance. The generated heat flows to the outside air through the outer case 81.
  • the shock absorber 80 has a function of absorbing kinetic energy by converting kinetic energy that pushes the piston 83 into heat and dissipating heat.
  • the heat flux sensor 10 is attached to the outer surface of the cap 81b. In addition, you may attach the heat flux sensor 10 to the outer surface of the main-body part 81a.
  • the diagnostic device 1 always measures the heat flux generated from the shock absorber 80 by the heat flux sensor 10 when the conveyed product is conveyed.
  • the seal member 88a, 88b, 88c deteriorates, and a deterioration phenomenon that the oil 85 leaks occurs. Moreover, the deterioration phenomenon that the orifices 82a and 83a spread by fluid friction also occurs. If the oil is reduced or the opening area of the orifices 82a and 83a is increased, conversion of kinetic energy into heat energy is less likely to occur. For this reason, the kinetic energy which the shock absorber 80 can absorb decreases. For this reason, the brake of an air cylinder becomes difficult to work. As a result, an operation failure such as the fall of a conveyed product being dropped is likely to occur due to a sudden stop impact.
  • the shock absorber 80 when the shock absorber 80 is in a deteriorated state, the conversion to heat energy is small. For this reason, the output of the heat flux sensor 10 changes as shown in FIG. 43 as time elapses. That is, the peak height of the heat flux generated by the collision of the conveyed product is lower than that in the normal state. Further, in a failure state in which the function as a shock absorber is lost due to the progress of deterioration, the peak of the heat flux waveform is hardly seen as shown in FIG.
  • the first threshold value qt15 is set so that the normal state of the shock absorber 80 and the other state can be discriminated.
  • the second threshold value qt16 is set so that the deterioration state and the failure state of the shock absorber 80 can be discriminated.
  • the second threshold value qt16 is set to a value smaller than the first threshold value qt15.
  • the control apparatus 12 performs the preventive maintenance diagnosis shown to the flowchart of FIG. 31 similarly to 5th Embodiment using the detection value qx of the heat flux sensor 10, and the 1st threshold value qt15 and the 2nd threshold value qt16. .
  • the detection value qx the detection value qx of the collision timing of the conveyed object is used.
  • the detection value qx the maximum value of the detection value qx may be used.
  • the first threshold value qt1 and the second threshold value qt2 in FIG. 31 are read as the first threshold value qt15 and the second threshold value qt16, respectively. Thereby, it is possible to detect whether the shock absorber 80 is in a normal state, a deteriorated state, or a failure state.
  • the heat flux sensor 10 detects the heat flux continuously from the start of operation of the measurement object. However, the heat flux sensor 10 detects the heat flux at every predetermined time interval. You may make it do. This time interval is preferably as short as possible.
  • the diagnostic device 1 of the first embodiment detects a heat flux generated by current and voltage.
  • the diagnostic device 1 according to the second embodiment detects a heat flux generated by friction.
  • the diagnostic device 1 of the third embodiment detects a heat flux generated by sound.
  • the diagnostic device 1 according to the fourth embodiment detects a heat flux generated by vibration or friction.
  • the type of heat flux detected from the measurement object may be any of current, voltage, sound, vibration, and friction.
  • the type of heat flux detected from the measurement object may be one type or a plurality of types. That is, the heat flux detected from the measurement object may be a heat flux generated by at least one of current, voltage, sound, vibration, and friction.
  • the heat flux detected from the measurement object may be a heat flux generated by current, voltage, sound, vibration, friction, deformation of the object, or pressure.
  • the heat flux generated from the production facility is changed by changing at least one of vibration, friction, sound, voltage, and current as compared with the normal state.
  • the heat flux generated from the production facility is changed due to changes in vibration, friction, sound, voltage, current, deformation of the object, and pressure as compared with the normal state. Therefore, an abnormal sign is detected based on the change in the heat flux. Maintenance is performed when abnormal signs are detected. Thereby, generation
  • the display device 14 is used as the notification device, but a sound generating device such as a buzzer may be used.

Abstract

異常兆候診断装置１は、計測対象物の稼働開始から連続して、または、所定の時間間隔毎に、計測対象物から発生する熱流束を検出する熱流束センサ１０と、熱流束センサ１０の検出結果に基づいて、異常兆候が有るか否かの判定を行う制御装置１２とを備える。設備に異常兆候が生じると、設備から電流、電圧、音、振動、摩擦の少なくとも１つによって発生する熱流束が変化する。したがって、電流、電圧、音、振動、摩擦のそれぞれを計測するために、複数種のセンサを用いなくても、熱流束センサ１０を用いることで、計測対象物の異常兆候の有無を診断することができる。

Description

異常兆候診断装置
　本発明は、異常兆候診断装置に関するものである。
　熱流束を検出する熱流束センサとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
特許第５３７６０８６号公報
　ところで、設備の保全には、故障や破壊等の事故が起こる前に、修理、交換、更新等の保全を行う予防保全がある。ここでいう設備には、装置、機器、システム等が含まれる。この予防保全としては、一般的に、時間基準保全が行われる。これは、一定の期間で、交換、修理等の保全を行うものである。この期間は、耐久試験データや、長年使用した実機の劣化状態に基づいて、設定される。また、この期間は、安全率を見込んで、実際の設備の寿命よりも短く設定される。
　しかし、いくら同型の設備同士であっても、その実物ではなく別のモノで取得した耐久試験データや長年使用した実機の劣化状態に基づいて設定される期間は、実際の設備の寿命とは一致しないことが多い。このため、安全率を見込んだ寿命よりも短い期間で保全が行われている。このとき、交換によって、正常状態の部品を廃却していることもある。また、安全率を見込んで寿命よりも短い期間を設定しても、その期間よりも早期に部品の故障が起こることもある。この場合、他の部品の損傷等、大きな被害が出てしまうこともある。このように、時間基準保全では、必ずしも適切な時期に設備の保全を行うことができない。
　そこで、これを解決する予防保全として、状態基準保全がある。これは、設備の状態を監視して、故障が生じる前に現れる異常兆候を検知したときに、設備の保全を行うものである。異常兆候とは、故障や不具合の兆候である。異常兆候は、電流、電圧、音（すなわち、空気の振動）、物体の振動等の変動として現れる。この状態基準保全によれば、適切な時期に保全を行うことができる。
　しかし、従来では、検知すべき異常兆候に対応する専用のセンサが必要となる。例えば、電圧の変動を検知するためには電圧センサが必要となる。物体の振動の変動を検知するためには振動センサが必要となる。このため、検知すべき異常兆候に応じて、用いるセンサを選択しなければならない。また、検知すべき異常兆候が複数種の場合、複数種のセンサを用いなければならない。
　本発明は上記点に鑑みて、検知すべき異常兆候の種類にかかわらず、一種類のセンサを用いて、計測対象物の異常兆候の有無を診断できる異常兆候診断装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、開示される一つの態様は、
　計測対象物の故障が生じる前に現れる異常兆候の有無を診断する異常兆候診断装置であって、計測対象物の稼働開始から連続して、または、所定の時間間隔毎に、計測対象物から発生する熱流束を検出する熱流束センサと、熱流束センサの検出結果に基づいて、異常兆候が有るか否かの判定を行う判定部とを備えるものである。
　ここで、設備の全体または一部から電流、電圧、音、振動、摩擦の少なくとも１つによって熱流束が発生している。本発明者は、この設備から発生する熱流束が、設備に異常兆候が生じることによって変化することを見出した。
　そこで、連続または所定周期毎に、計測対象物から発生する熱流束を検出する。この検出結果に基づいて、異常兆候が有るか否かの判定を行う。これにより、検知すべき異常兆候の種類にかかわらず、一種類のセンサを用いて、計測対象物の異常兆候の有無を診断することができる。
　なお、特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
第１実施形態における異常兆候診断装置とバッテリを示す図である。 図１中の熱流束センサの平面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１のバッテリの等価回路である。 第１実施形態における予防保全の診断制御を示すフローチャートである。 バッテリが正常状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 バッテリが劣化状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 バッテリが故障状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 第２実施形態における異常兆候診断装置とボール盤を示す図である。 第２実施形態における予防保全の診断制御を示すフローチャートである。 ドリルの刃が正常状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 ドリルの刃が劣化状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 ドリルの刃が故障状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 第３実施形態における異常兆候診断装置とファンフィルタユニットを示す図である。 フィルタが正常状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 フィルタが劣化状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 フィルタが故障状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 第４実施形態における異常兆候診断装置と自動ドア装置を示す図である。 第４実施形態における予防保全の診断制御を示すフローチャートである。 自動ドア装置が正常状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 自動ドア装置が劣化状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 自動ドア装置が故障状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 第５実施形態における異常兆候診断装置とベルトコンベアのテンショナを示す図である。 ベルトコンベアの側面図である。 図２４中の駆動ユニットの拡大図である。 図２４中の搬送用ベルトが正常状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 図２６中の第１期間のときの駆動用ベルトの様子を示す駆動用ユニットの側面図である。 図２６中の第１期間のときの第一の様子を示すテンショナの側面図である。 図２６中の第１期間のときの第二の様子を示すテンショナの側面図である。 搬送用ベルトが正常状態、劣化状態、故障状態のそれぞれのときの熱流束の時間変化を示す図である。 第５実施形態における予防保全の診断制御を示すフローチャートである。 第６実施形態における異常兆候診断装置とベルトコンベアのストッパを示す図である。 図３２のストッパの変形の様子を示す模式図である。 図３２中の弾性体が正常状態、劣化状態、故障状態のそれぞれのときの熱流束の時間変化を示す図である。 第７実施形態における異常兆候診断装置とエアシリンダを示す図である。 期間Ｐ２１のときの図３５中のエアシリンダの断面図である。 期間Ｐ２２のときの図３５中のエアシリンダの断面図である。 期間Ｐ２３のときの図３５中のエアシリンダの断面図である。 期間Ｐ２３のときの図３５中のエアシリンダの断面図である。 図３５中のシール部材が正常状態のときの熱流束の時間変化を示す図である。 図３５中のシール部材が正常状態、劣化状態、故障状態のそれぞれのときの熱流束の時間変化を示す図である。 第８実施形態における異常兆候診断装置とチャック装置の一部を示す図である。 第８実施形態におけるチャック装置の正面図である。 図３９中の弾性体が正常状態、劣化状態、故障状態のそれぞれのときの熱流束の時間変化を示す図である。 第９実施形態における異常兆候診断装置とショックアブソーバを示す図である。 図４２中のシール部材が正常状態、劣化状態、故障状態のそれぞれのときの熱流束の時間変化を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　図１に示す本実施形態の異常兆候診断装置１（以下、単に診断装置１という）は、計測対象物としてのバッテリ２の予防保全診断を行うものである。バッテリ２は、リチウム電池セルである。
　診断装置１は、熱流束センサ１０と、制御装置１２と、表示装置１４とを備える。
　熱流束センサ１０は、バッテリ２から生じる熱流束を検出するためのものである。熱流束センサ１０は、バッテリ２の表面に設置される。熱流束センサ１０は、平板形状である。熱流束センサ１０の内部構造については後述する。熱流束センサ１０は、バッテリ２の内部から外部に向かう熱流束に応じたセンサ信号を出力する。
　制御装置１２は、バッテリ２の予防保全の診断制御を行うものである。この診断制御は、熱流束センサ１０が検出した熱流束に基づいて、異常兆候の有無を診断するものである。異常兆候とは、故障や不具合が起こる兆候を意味する。異常兆候は、設備の故障や不具合が生じる前の劣化状態のときに現れる。制御装置１２の入力側に、熱流束センサ１０が接続されている。制御装置１２には、常時、熱流束センサ１０からのセンサ信号が入力される。本実施形態では、この制御装置１２が熱流束センサ１０の検出結果に基づいて、異常兆候が有るか否かの判定を行う判定部を構成している。
　制御装置１２の出力側には、表示装置１４が接続されている。制御装置１２は、異常兆候や故障があるときに、異常兆候または故障があることを表示装置１４に表示させる。制御装置１２は、マイクロコンピュータ、記憶装置等を有して構成される。
　表示装置１４は、異常兆候等があることをユーザに報知するための報知装置である。表示装置１４としては、液晶ディスプレイ等が用いられる。
　次に、熱流束センサ１０について説明する。図２、図３に示すように、熱流束センサ１０は、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、および裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２層間接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続された構造を有する。なお、図２では、表面保護部材１１０を省略している。絶縁基材１００、表面保護部材１１０、および裏面保護部材１２０は、フィルム状であって、熱可塑性樹脂等の可撓性を有する樹脂材料で構成されている。絶縁基材１００は、その厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール１０１、１０２が形成されている。第１、第２ビアホールには、互いに異なる金属や半導体等の熱電材料で構成された第１、第２層間接続部材１３０、１４０が埋め込まれている。絶縁基材１００の表面１００ａに配置された表面導体パターン１１１によって第１、第２層間接続部材１３０、１４０の第一の接続部が構成されている。また、絶縁基材１００の裏面１００ｂに配置された裏面導体パターン１２１によって第１、第２層間接続部材１３０、１４０の第二の接続部が構成されている。
　熱流束が熱流束センサ１０を、その厚さ方向に通過すると、第１、第２層間接続部材１３０、１４０の第一の接続部と第二の接続部に温度差が生じる。これにより、ゼーベック効果によって第１、第２層間接続部材１３０、１４０に熱起電力が発生する。熱流束センサ１０は、この熱起電力（例えば、電圧）をセンサ信号として出力する。
　次に、本実施形態の制御装置１２が行う予防保全の診断制御について説明する。
　まず、図４に示すように、バッテリ２は、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２を有している。図４において、Ｖｏｃｖは開放電圧を示し、ΔＶは内部抵抗Ｒ１、Ｒ２による電圧降下を示し、Ｖ作動は、バッテリ２の実際の電圧を示す。バッテリ２は、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２にかかる電圧と内部抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れる電流によって発熱する。このため、バッテリ２の内部から外部に向かう熱流束が生じる。バッテリ２が劣化すると、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２が増大し、電圧降下ΔＶが大きくなる。このため、バッテリ２が正常状態であるときと比較して、発熱量が多くなり、熱流束が増大する。
　そこで、熱流束センサ１０でバッテリ２からの熱流束を常時測定する。制御装置１２は、図５のフローチャートに示すように、測定した熱流束に基づいて、異常兆候の有無を診断する。なお、図５の各ステップは、各種機能を実現するための機能部を構成している。このことは、他の図のフローチャートにおいても同様である。また、図５に示す処理は、バッテリ２が稼働開始してから可動停止するまでの間、実施される。バッテリ２の稼働開始と稼働停止は、例えば、バッテリ２に接続された電動機器の運転開始と停止によって判断される。
　図５に示すように、ステップＳ１１では、熱流束センサ１０の検出値を取得する。この検出値は、熱流束センサ１０から入力された電圧の値から熱流束の値を算出した算出値である。なお、検出値として、熱流束センサ１０から入力された電圧の値を用いてもよい。
　ステップＳ１２では、その検出値と規格と比較して、検出値が規格内であるか否かを判定する。規格は、所定の上限値と下限値とを有する。規格は、バッテリが正常状態であるか否かを判定するための第１基準範囲である。
　ここで、図６に示すように、バッテリ２が正常状態のとき、稼働時間の増大とともに、熱流束が所定の割合で増大する。図７に示すように、バッテリ２が劣化状態のとき、正常状態のときと比較して、発熱量が大きくなる。このため、稼働時間に対する熱流束の増加割合が大きくなる。図８に示すように、バッテリ２が故障状態のとき、通電していないため、熱流束の値が０になる。そこで、図６～図８に示すように、規格として、バッテリ２の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように、上限値と下限値とが設定されたものが用いられる。換言すると、規格として、バッテリ２の稼働開始からの経過時間に対する正常状態のバッテリ２から発生する熱流束の変化傾向に基づいて、上限値と下限値が設定されたものが用いられる。
　図６に示すように、バッテリ２が正常状態であれば、検出値は規格内にある。したがって、検出値が規格内の場合、ステップＳ１２ではＹＥＳ判定をして、再び、ステップＳ１１を行う。検出値が規格から外れている場合、ステップＳ１２ではＮＯ判定をして、ステップＳ１３に進む。
　なお、ステップＳ１２の判定は、所定の経過時間における検出値と、同じ経過時間における規格とを比較して行われる。また、ステップＳ１２の判定を、図６に示すように、バッテリ２の稼働開始から所定の経過時間までの検出値が描く波形と、同じ経過時間までの規格を表す線とを比較して行ってもよい。ステップＳ１３の判定においても同様である。
　ステップＳ１３では、検出値が管理幅内であるか否かを判定する。管理幅は、バッテリ２が劣化状態であるか否かを判定するための第２基準範囲である。管理幅は、劣化状態と故障状態とが判別できるように、上限値と下限値とが設定される。管理幅は、規格を含みつつ、規格よりも広い範囲となるに設定される。本実施形態では、管理幅の下限値は、規格の下限値とほぼ同じである。図７に示すように、バッテリ２が劣化状態の場合、稼働開始からの経過時間がｔ１を超えると、熱流束は、規格から外れるが、管理幅内の大きさとなる。したがって、検出値が管理幅内の場合、ステップＳ１３ではＹＥＳ判定をして、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、表示装置１４に異常兆候の表示をさせる。これにより、保守作業員によって、バッテリ２の充電または交換等の必要な処置が施される。
　一方、図８に示すように、バッテリ２が通電していない故障状態であれば、検出値は管理幅から外れる。したがって、検出値が管理幅から外れている場合、ステップＳ１３ではＮＯ判定をして、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、表示装置１４に故障の表示をさせる。これにより、保守作業員によって、バッテリ２の交換等の必要な処置が施される。
　このようにして、バッテリ２の状態基準保全が行われる。
　以上の説明の通り、バッテリ２の稼働中では、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２にかかる電圧および内部抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れる電流によって、熱流束が発生している。バッテリ２が劣化状態になると、正常状態と比較して、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２が増大する。このため、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２にかかる電圧が大きくなり、バッテリ２から発生する熱流束が大きくなる。
　そこで、本実施形態の診断装置１では、熱流束センサ１０によって、バッテリ２の稼働開始から停止までの間、連続して、バッテリ２から発生する熱流束を検出する。そして、この検出結果に基づいて、異常兆候が有るか否かの判定を行う。これにより、電圧計および電流計を用いなくても、バッテリ２の異常兆候を検出できる。したがって、バッテリ２の適切な充電時期や交換時期を知ることができる。
　このように、本実施形態の診断装置１を用いることで、バッテリ２の状態基準保全を行うことができる。異常兆候を把握してからの保全ならば、バッテリ２を寿命まで使用し続けることができるため、無駄が生じない。また、予測した寿命より、実際の寿命が短くなったときでも、異常兆候を把握できれば、バッテリ２の故障前に充電、交換等ができる。一般的に、製品の故障率は、初期故障、安定期、老朽期を有する、いわゆるバスタブ曲線を描く。熱流束計測により、異常兆候を把握できるので、適切な時期にバッテリ２の保全を行うことができる。
　（第２実施形態）
　図９に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としてのボール盤３のドリル３１の予防保全診断を行うものである。
　ボール盤３は、被加工物に穴を開けるための加工装置である。ボール盤３は、図示しないモータによって回転するドリル３１を備える。ドリル３１は、切削加工に用いられる切削工具である。ドリル３１の下に被加工物３２が設置される。被加工物３２としては、金属ブロック等が挙げられる。ドリル３１が回転した状態で、ユーザがハンドル３３を下方向に操作する。これにより、回転した状態のドリル３１が被加工物３２を加工しながら下方向に移動する。このようにして、被加工物３２に対して穴あけ加工が施される。
　診断装置１は、第１実施形態と同様の構成である。熱流束センサ１０は、被加工物３２の側面に設置される。
　次に、本実施形態の制御装置１２が行う予防保全の診断制御について説明する。穴あけ加工時では、ドリル３１と被加工物３２との間の摩擦によって、ドリル３１から熱流束が発生する。そこで、熱流束センサ１０でドリル３１から発生する熱流束を常時測定する。制御装置１２は、図１０のフローチャートに示すように、測定した熱流束に基づいて、異常兆候の有無を診断する。なお、図１０に示す処理は、ドリル３１による穴あけ加工の開始から完了するまでの間、すなわち、ドリル３１の稼働開始から停止までの間、実施される。例えば、制御装置１２は、ハンドル３３の操作位置情報を取得できるように構成されている。穴あけ加工の開始と完了は、ハンドル３３の操作位置によって判断される。
　ステップＳ１２では、検出値と規格と比較して、検出値が規格内であるか否かを判定する。規格は、ドリル３１の刃が正常状態であるか否かを判定するための第１基準範囲である。
　ここで、図１１に示すように、ドリル３１の刃が正常状態のとき、加工時間の増大とともに、熱流束が所定の割合で増大する。図１２に示すように、ドリル３１の刃がなまった状態、すなわち、劣化状態のとき、正常状態のときと比較して、摩擦力が大きくなり、発熱量が多くなる。このため、加工時間に対する熱流束の増加割合が大きくなる。また、ドリル３１の刃がなまった状態で穴あけ加工をし続けると、刃が破損して故障状態となる。このとき、図１３に示すように、加工開始から刃が破損するまでは、熱流束が増大するが、刃が破損すると、熱流束が大きく減少する。そこで、図１１～図１３に示すように、規格として、刃の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように、上限値と下限値とが設定されたものが用いられる。
　図１１に示すように、刃が正常状態であれば、検出値は規格内にある。したがって、検出値が規格内の場合、ステップＳ１２ではＹＥＳ判定をして、再び、ステップＳ１１を行う。検出値が規格から外れている場合、ステップＳ１２ではＮＯ判定をして、ステップＳ１３に進む。
　ステップＳ１３では、検出値が管理幅内であるか否かを判定する。管理幅は、ドリル３１の刃が劣化状態であるか否かを判定するための第２基準範囲である。管理幅は、ドリル３１の劣化状態と故障状態とが判別できるように、上限値と下限値とが設定される。
　図１２に示すように、刃が劣化状態であれば、加工時間がｔ２のときから加工完了までの間、検出値は規格外であって管理幅内の大きさとなる。したがって、検出値が管理幅内の場合、ステップＳ１３ではＹＥＳ判定をして、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、表示装置１４に異常兆候の表示をさせる。これにより、保守作業員によって、ドリル３１の交換等の必要な処置が施される。
　一方、加工途中に刃が破損して故障状態となると、図１３に示すように、加工時間がｔ３を超えたときに、検出値が管理幅から外れる。したがって、検出値が管理幅から外れている場合、ステップＳ１３ではＮＯ判定をして、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ドリル３１の回転を強制停止させる。これにより、保守作業員によって、ドリル３１の交換が施される。
　このようにして、ドリル３１の状態基準保全が行われる。
　上記の説明の通り、本実施形態の診断装置１によれば、熱流束センサ１０を用いることで、ドリル３１の異常兆候を検出できる。したがって、ドリル３１の適切な交換時期を知ることができる。なお、本実施形態の診断装置１は、ドリル３１に限らず、他の切削工具に対しても、上記と同様の予防保全診断を行うことができる。
　（第３実施形態）
　図１４に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としてのファンフィルタユニット４の予防保全診断を行うものである。
　ファンフィルタユニット４は、空気を清浄するものである。ファンフィルタユニット４は、フィルタ４１と、ファン４２と、モータ４３とを備える。フィルタ４１は、例えばＨＥＰＡ(High　Efficiency　Particulate　Air　Filter)フィルタである。モータ４３によってファン４２が回転すると、フィルタ４１を通過する空気流れが形成される。空気がフィルタ４１を通過することで、空気中のゴミ、塵埃などが取り除かれる。
　診断装置１は、第１実施形態と同様の構成である。熱流束センサ１０は、モータ４３の表面に設置される。
　次に、本実施形態の制御装置１２が行う予防保全の診断制御について説明する。空気がフィルタ４１を通過する際に音が発生する。この音、すなわち、空気の振動によってフィルタ４１から熱流束が発生する。そこで、熱流束センサ１０でフィルタ４１から発生する熱流束を常時測定する。制御装置１２は、第２実施形態と同様に、図１０のフローチャートに示すように、測定した熱流束に基づいて、異常兆候の有無を診断する。なお、図１０に示す処理は、ファン４２の稼働開始から停止までの間、実施される。
　本実施形態では、図１０に示すステップＳ１２では、検出値が規格内であるか否かを判定する。規格は、フィルタ４１が正常状態であるか否かを判定するための第１基準範囲である。
　ここで、図１５に示すように、フィルタ４１が正常状態のとき、ファン４２の稼働初期に、熱流束が増大し、その後、熱流束が一定となる。フィルタ４１が正常状態とは、フィルタ４１のゴミや塵埃の付着量が少ない状態である。ファン４２の稼働初期は、ファン４２の回転数が徐々に増大し、ファン４２による送風量が増大し続ける期間である。その後、ファン４２による送風量が一定となる。
　フィルタ４１が正常状態よりもゴミや塵埃の付着量が多い状態である劣化状態になると、図１６に示すように、稼働初期に発生する音が大きくなり、熱流束が大きくなる。さらに、フィルタ４１へのゴミや塵埃の付着量が多くなり、フィルタ４１の交換が必要な状態である故障状態になると、図１７に示すように、ファン４２の稼働初期だけでなく、その後においても、熱流束が大きくなる。そこで、図１５～図１７に示すように、規格として、フィルタ４１の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように、上限値と下限値とが設定されたものが用いられる。
　図１５に示すように、フィルタ４１が正常状態であれば、検出値は規格内にある。したがって、検出値が規格内の場合、ステップＳ１２ではＹＥＳ判定をして、再び、ステップＳ１１を行う。検出値が規格から外れている場合、ステップＳ１２ではＮＯ判定をして、ステップＳ１３に進む。
　ステップＳ１３では、検出値が管理幅内であるか否かを判定する。管理幅は、フィルタ４１が劣化状態であるか否かを判定するための第２基準範囲である。管理幅は、フィルタ４１の劣化状態と故障状態とが判別できるように、上限値と下限値とが設定される。
　図１６に示すように、フィルタ４１が劣化状態であれば、稼働初期において、検出値は、規格外であって管理幅内の大きさとなる。したがって、検出値が管理幅内の場合、ステップＳ１３ではＹＥＳ判定をして、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、表示装置１４に異常兆候の表示をさせる。これにより、保守作業員によって、フィルタ４１の交換等の必要な処置が施される。
　一方、フィルタ４１が故障状態であれば、図１７に示すように、稼働初期およびそれ以降において、検出値は管理幅から外れた大きさとなる。したがって、検出値が管理幅から外れている場合、ステップＳ１３ではＮＯ判定をして、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ファン４２の回転を強制停止させる。これにより、保守作業員によって、フィルタ４１の交換等の必要な処置が施される。
　このようにして、フィルタ４１の状態基準保全が行われる。
　上記の説明の通り、本実施形態の診断装置１によれば、熱流束センサ１０を用いることで、音の計測器を用いなくても、フィルタ４１の異常兆候を検出できる。
　（第４実施形態）
　図１８に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としての自動ドア装置５の予防保全診断を行うものである。
　自動ドア装置５は、ドア本体部５１と、ドアを開くためのタッチスイッチ５２等を備える。ドア本体部５１は、ドア本体部５１の下側に位置する図示しないガイドレールに沿って一方向にスライドする。ドア本体部５１は、ドア本体部５１の上側に位置する図示しないドアハンガーに固定されている。ドアハンガーが駆動装置によって動かされることで、ドア本体部５１が移動する。
　診断装置１は、第１実施形態と同様の構成である。熱流束センサ１０は、ドア本体部５１の上部および下部のそれぞれに、複数設置される。なお、図１８では、１つの熱流束センサ１０が制御装置１２と接続されている様子が図示されているが、複数の熱流束センサ１０のすべてが制御装置１２と接続される。
　次に、本実施形態の制御装置１２が行う予防保全の診断制御について説明する。ドア本体部５１がスライドする際の振動や、ガイドレールやドアハンガーという摺動部での摩擦によって熱流束が発生する。そこで、熱流束センサ１０でドア本体部５１の上方側および下方側の部位から発生する熱流束を常時測定する。制御装置１２は、図１９のフローチャートに示すように、測定した熱流束に基づいて、異常兆候の有無を診断する。なお、図１９に示す処理は、ドア本体部５１の開閉動作の開始から停止、すなわち、稼働開始から停止までの間、実施される。
　ステップＳ１２では、検出値と値規格と比較して、検出値が規格内であるか否かを判定する。規格は、自動ドア装置５が正常状態であるか否かを判定するための第１基準範囲である。
　ここで、自動ドア装置５が正常状態のとき、図２０に示すように、熱流束が変化する。図２０は、ドア本体部５１が全閉状態から全開状態になるときのドア本体部５１の移動開始から移動停止までの熱流束変化を示している。ドア本体部５１は、移動開始直後から一定期間および停止前の一定期間では動きが遅い。このため、図２０に示すように、熱収束は、移動開始後に増大した後、一定となり、その後、減少する。
　自動ドア装置５が劣化状態のとき、図２１に示すように、熱流束が変化する。この劣化状態とは、ガイドレールにゴミなどがある状態や、ドアハンガーの潤滑油が減少した状態である。劣化状態では、移動開始直後からの一定期間および停止前の一定期間において、振動や摩擦が大きく、熱流束が大きくなる。
　自動ドア装置５が故障状態のとき、図２２に示すように、熱流束が変化する。この故障状態とは、劣化状態よりもゴミが多くガイドレールに有る状態や、ドアハンガーの潤滑油が不足した状態である。故障状態では、移動開始から停止まで、振動や摩擦が大きく、熱流束が大きくなる。
　そこで、図２０～図２２に示すように、規格として、自動ドア装置５の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように、上限値と下限値とが設定されたものが用いられる。
　図２０に示すように、正常状態であれば、検出値は規格内にある。したがって、検出値が規格内の場合、ステップＳ１２ではＹＥＳ判定をして、再び、ステップＳ１１を行う。検出値が規格から外れている場合、ステップＳ１２ではＮＯ判定をして、ステップＳ１３に進む。
　ステップＳ１３では、検出値が管理幅内であるか否かを判定する。管理幅は、自動ドア装置５が劣化状態であるか否かを判定するための第２基準範囲である。管理幅は、自動ドア装置５の劣化状態と故障状態とが判別できるように、上限値と下限値とが設定される。
　図２１に示すように、劣化状態であれば、移動開始直後からの一定期間および停止前の一定期間において、検出値は規格外であって管理幅内の大きさとなる。したがって、検出値が管理幅内の場合、ステップＳ１３ではＹＥＳ判定をして、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、表示装置１４に異常兆候の表示をさせる。これにより、保守作業員によって、ゴミの除去や潤滑油の補充等の必要な処置が施される。
　一方、故障状態であれば、図２２に示すように、移動開始から停止までの期間、検出値が管理幅から外れた大きさとなる。したがって、検出値が管理幅から外れている場合、ステップＳ１３ではＮＯ判定をして、ステップＳ１５－１に進む。ステップＳ１５－１では、自動ドア装置５を強制停止させる。続いて、ステップＳ１５－２で、表示装置１４に故障表示をさせる。これにより、保守作業員によって必要な処置が施される。
　このようにして、自動ドア装置５の状態基準保全が行われる。
　上記の説明の通り、本実施形態の診断装置１によれば、熱流束センサ１０を用いることで、振動計を用いなくても、自動ドア装置５の異常兆候を検出できる。
　（第５実施形態）
　図２３に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としての図２４に示すベルトコンベア６０の搬送用ベルト６１の予防保全診断を行うものである。
　図２４に示すように、ベルトコンベア６０は、輪状にした搬送用ベルト６１を複数のローラ６２の上で回転させ、その上に搬送物Ｍ１を載せて移動させる搬送装置である。ベルトコンベア６０は、搬送用ベルト６１と、ローラ６２と、駆動ユニット６３と、ストッパ６４とを備えている。駆動ユニット６３は、ローラ６２を回転させる駆動部である。駆動ユニット６３がローラ６２を回転させることによって、搬送用ベルト６１が動く。ストッパ６４は、搬送物Ｍ１を所定の停止位置で停止させる部材である。
　図２５に示すように、駆動ユニット６３は、駆動用ベルト６３１と、モータ６３２と、テンショナ６５とを備えている。
　駆動用ベルト６３１は、モータ６３２の動力をローラ６２に伝達する。駆動用ベルト６３１は、駆動ユニット６３が回転させるローラ６２に設けられた受動プーリ６３３と、モータ６３２の駆動軸６３４に設けられた駆動プーリ６３５との両方に、かけられている。テンショナ６５は、駆動用ベルト６３１にテンションをかけている。
　図２３に示すように、テンショナ６５は、テンショナローラ６５１と、ローラ受けプレート６５２と、ヒンジ６５３と、取付ステー６５４と、弾性体６５５と、弾性体保持プレート６５６とを備えている。
　テンショナローラ６５１は、駆動用ベルト６３１と接触する接触部である。テンショナローラ６５１は、ローラ受けプレート６５２の先端に保持されている。ローラ受けプレート６５２は、ヒンジ６５３を介して、取付ステー６５４に支持されている。弾性体６５５は、ローラ受けプレート６５２のテンショナローラ６５１側とは反対側に配置されている。
　弾性体６５５は、ローラ受けプレート６５２に接触している。弾性体６５５は、ローラ受けプレート６５２およびテンショナローラ６５１を介して、駆動用ベルト６３１にテンションをかける。弾性体６５５は、駆動用ベルト６３１のテンションの変動に応じて変形する。弾性体６５５は、ウレタンゴム等の合成ゴムで構成されている。弾性体保持プレート６５６は、弾性体６５５を保持する。弾性体保持プレート６５６は、取付ステー６５４に支持されている。取付ステー６５４は、ボルト６５７によって、駆動ユニット６３の本体部に固定される。
　熱流束センサ１０は、弾性体６５５と弾性体保持プレート６５６の間に設置される。診断装置１は、第１実施形態と同様の構成である。
　次に、本実施形態の制御装置１２が行う予防保全の診断制御について説明する。ベルトコンベア６０の稼働時に生じる弾性体６５５の変形によって熱流束が発生する。そこで、診断装置１は、熱流束センサ１０で弾性体６５５から発生する熱流束を常時測定する。
　搬送用ベルト６１が正常状態のとき、図２６に示すように、搬送工程の第１期間Ｐ１１、第２期間Ｐ１２、第３期間Ｐ１３のそれぞれにおいて、時間経過に伴って熱流束が変化する。搬送工程は、停止状態のベルトコンベア６０が稼働開始して、搬送用ベルト６１上に乗っている搬送物Ｍ１を初期位置から所定の停止位置まで搬送し、ベルトコンベア６０が稼働停止する工程である。したがって、搬送工程は、モータ６３２の駆動開始からモータ６３２の停止までの工程である。
　第１期間Ｐ１１は、モータ６３２の駆動開始直後からの所定期間である。搬送工程の初期状態では、停止している搬送用ベルト６１に搬送物Ｍ１が乗っている。モータ６３２が駆動開始すると、駆動プーリ６３５が回り始める。しかし、モータ６３２の駆動開始直後では、搬送用ベルト６１上の搬送物Ｍ１の慣性により、受動プーリ６３３は急に回らない。このため、図２７に示すように、駆動用ベルト６３１は、破線で示す状態から実線で示す張った状態になる。このため、図２８に示すように、テンショナローラ６５１が下に押される。これにより、弾性体６５５が圧縮されて放熱する。そして、受動プーリ６３３が回り出すと、図２９に示すように、弾性体６５５が復元する。これにより、テンショナローラ６５１が上に戻る。このとき、弾性体６５５が吸熱する。
　この結果、第１期間Ｐ１１では、搬送物Ｍ１が動き出すまで熱流束が増大する。搬送物Ｍ１が動き出すと、熱流束が減少する。
　第２期間Ｐ１２は、搬送物Ｍ１が搬送用ベルト６１とともに動いている期間である。この期間では、駆動用ベルト６３１の歯が受動プーリ６３３および駆動プーリ６３５の歯に噛みあったり、離れたりするタイミングで、駆動用ベルト６３１の張り具合が変化する。このため、この変化に応じて、テンショナローラ６５１が上下する。これにより、弾性体６５５の圧縮と復元とが交互に起きる。この結果、図２６に示すように、熱流束の振動波形が発生する。
　第３期間Ｐ１３は、搬送物Ｍ１が所定の停止位置に到達した直後からの所定期間である。搬送物Ｍ１が所定の停止位置に到達したとき、搬送用ベルト６１が動き続けたまま、搬送物Ｍ１がストッパ６４に当たって停止した状態となる。このため、搬送用ベルト６１と搬送物Ｍ１との摩擦により、受動プーリ６３３を止めようとする力が働く。したがって、第１期間Ｐ１１と同じように、駆動用ベルト６３１が張った状態になる。このため、図２８に示すように、テンショナローラ６５１が下に押される。これにより、弾性体６５５が圧縮されて放熱する。その後、搬送物Ｍ１の所定の停止位置に到達したことが確認されて、モータ６３２が停止する。駆動用ベルト６３１も停止する。この結果、図２６に示すように、熱流束が増大した後、熱流束が減少して０になる。
　搬送用ベルト６１が正常状態のとき、第１期間Ｐ１１および第３期間Ｐ１３において、熱流束のピークが見られる。
　搬送用ベルト６１が劣化状態のとき、図３０に示すように、熱流束が時間経過とともに変化する。この劣化状態とは、搬送用ベルト６１の初期状態と比較して、搬送用ベルト６１の表面が摩耗した状態や、搬送用ベルト６１が伸びた状態である。
　より詳細に説明すると、ベルトコンベア６０を継続して使用し続けることによって、搬送用ベルト６１の表面が摩耗する。摩耗すると、搬送用ベルト６１と搬送物Ｍ１との摩擦力が低下して、両者の間に滑りが生じるようになる。滑りが大きいとそれだけ搬送に時間がかかり、搬送工程のサイクルタイムが延びる。
　また、搬送用ベルト６１は、張力によるローラ６２との摩擦により、ローラ６２の回転で動いている。搬送用ベルト６１は、使用していると、徐々に伸びていく。搬送用ベルト６１が伸びると、搬送用ベルト６１の張力が減少し、ローラ６２との摩擦力が低下する。このため、搬送用ベルト６１とローラ６２との間に滑りが生じるようになる。
　搬送用ベルト６１と搬送物Ｍ１との間の摩擦力や、搬送用ベルト６１とローラ６２との間の摩擦力が低下すると、正常状態のときと比較して、モータ６３２の駆動開始時や、ストッパ６４による搬送物Ｍ１の停止時に、駆動用ベルト６３１の張りが起きにくくなる。このため、劣化状態のときでは、正常状態のときと比較して、第１期間Ｐ１１および第３期間Ｐ１３に検出される熱流束のピーク高さが低くなる。
　また、搬送用ベルト６１が故障状態のとき、図３０に示すように、熱流束が変化する。この故障状態とは、搬送用ベルト６１と搬送物Ｍ１とが完全に滑る状態や、搬送用ベルト６１とローラ６２とが完全に滑る状態である。この故障状態では、第１期間Ｐ１１および第３期間Ｐ１３に検出される熱流束の変化は、第２期間Ｐ１２と同じ振動波形となる。
　そこで、図３０に示すように、制御装置１２は、搬送用ベルト６１の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように設定された第１閾値ｑｔ１と、搬送用ベルト６１の劣化状態と故障状態とを判別できるように設定された第２閾値ｑｔ２とを用いる。第２閾値ｑｔ２は、第１閾値ｑｔ１よりも小さな値に設定される。そして、制御装置１２は、熱流束センサ１０の検出値と、これらとを比較する。これにより、搬送用ベルト６１が正常状態、劣化状態、故障状態のいずれであるかを検出することができる。
　具体的には、制御装置１２は、図３１のフローチャートに示すように、測定した熱流束に基づいて、異常兆候の有無を診断する。なお、図３１に示す処理は、モータ６３２の駆動開始から停止までの間、実施される。
　ステップＳ１１では、熱流束センサ１０検出値ｑｘを取得する。
　その後、ステップＳ２２では、検出値ｑｘと第１閾値ｑｔ１とを比較して、検出値ｑｘが第１閾値ｑｔ１以上であるか否かを判定する。このとき、第１期間Ｐ１１または第３期間Ｐ１３での検出値が用いられる。図３０に示すように、搬送用ベルト６１が正常状態であれば、検出値ｑｘは第１閾値ｑｔ１以上となる。このため、検出値ｑｘが第１閾値ｑｔ１以上である場合、ステップＳ２２ではＹＥＳ判定をして、図３１に示すフローを終了する。そして、再びステップＳ１１を行う。一方、検出値ｑｘが第１閾値ｑｔ１よりも小さい場合、ステップＳ２２ではＮＯ判定をして、ステップＳ２３に進む。
　ステップＳ２３では、検出値ｑｘが第２閾値ｑｔ２以上であるか否かを判定する。図３０に示すように、搬送用ベルト６１が劣化状態であれば、検出値ｑｘは第２閾値ｑｔ２以上となる。このため、検出値ｑｘが第２閾値ｑｔ２以上である場合、ステップＳ２３ではＹＥＳ判定をして、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、表示装置１４に異常兆候の表示をさせる。これにより、保守作業員によって、搬送用ベルト６１の交換等の必要な処置が施される。
　一方、搬送用ベルト６１が故障状態であれば、検出値ｑｘは第２閾値ｑｔ２よりも小さい。このため、検出値ｑｘが第２閾値ｑｔ２よりも小さい場合、ステップＳ２３ではＮＯ判定をして、ステップＳ１５－１に進む。ステップＳ１５－１では、ベルトコンベア６０を強制停止させる。続いて、ステップＳ１５－２で、表示装置１４に故障表示をさせる。これにより、保守作業員によって必要な処置が施される。
　このようにして、ベルトコンベア６０の状態基準保全が行われる。上記の説明の通り、本実施形態の診断装置１によれば、熱流束センサ１０を用いることで、ベルトコンベア６０の異常兆候を検出できる。
　（第６実施形態）
　図３２に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としての図２４に示すベルトコンベア６０のストッパ６４の予防保全診断を行うものである。
　図３２に示すように、ストッパ６４は、弾性体６４１と、受けプレート６４２と、取付ブロック６４３とを備える。弾性体６４１は、緩衝部材である。受けプレート６４２は、流れてくる搬送物Ｍ１が直に当たる部材である。受けプレート６４２は、弾性体６４１が損傷しないための保護部材である。取付ブロック６４３は、ベルトコンベア６０の図示しない構造体に固定される。熱流束センサ１０は、弾性体６４１と取付ブロック６４３との間に配置される。熱流束センサ１０と弾性体６４１との間に保護プレート６４４が設置される。保護プレート６４４は、弾性体６４１に熱流束センサ１０を直接貼り付けた場合に、弾性体６４１の変形によって熱流束センサ１０が破損してしまうことを防止するための部材である。
　弾性体６４１は、例えばウレタンゴムで構成されている。受けプレート６４２、取付ブロック６４３および保護プレート６４４のそれぞれは、ステンレスやアルミニウムなどの金属で構成されている。隣り合う部材同士は、接着材や粘着剤によって接合されている。
　図２４に示すように、搬送用ベルト６１に乗った搬送物Ｍ１は、ストッパ６４に向かって流れる。搬送物Ｍ１は、ストッパ６４に当たることで停止する。このとき、搬送物Ｍ１が受けプレート６４２の表面に接触する。搬送物Ｍ１は、弾性体６４１を図３３中の破線で示す状態から実線に示す状態へ、押しつぶすように変形させる。弾性体６４１が変形すると、熱が発生する。発生した熱は、図３３中の矢印のように、保護プレート６４４および熱流束センサ１０を通過して、取付ブロック６４３に流れる。熱流束センサ１０は、弾性体６４１から放出される熱の熱流束を検出する。
　搬送物Ｍ１がストッパ６４に衝突すると、弾性体６４１の圧縮変形によって熱が発生する。この熱は、搬送物Ｍ１の運動エネルギーが変換されたものである。このため、ストッパ６４の弾性体６４１が正常状態のとき、図３４に示すように、時間経過に伴って熱流束が変化する。すなわち、搬送物Ｍ１がストッパ６４に衝突したときに、熱流束波形はピークを有する。
　ストッパ６４を長期間使用していると、ゴムの酸化による劣化で、弾性体６４１は硬くなる。また、繰り返しの変形で、弾性体６４１に疲労破壊や割れが生じ、最終的には破損する。このような劣化や疲労がおきると、弾性体６４１が弾性変形しにくくなり、運動エネルギーを熱に変換できなくなる。このため、ストッパ６４の弾性体６４１が劣化状態のとき、図３４に示すように、搬送物Ｍ１がストッパ６４に衝突したときの熱流束波形のピークが、正常状態のときよりも小さくなる。
　また、弾性体６４１の劣化や疲労が進むと、弾性体６４１が破損して故障状態となる。この故障状態のときでは、図３４に示すように、熱流束波形のピークは、ほとんど見られなくなる。
　そこで、図３４に示すように、弾性体６４１の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように第１閾値ｑｔ３が設定される。弾性体６４１の劣化状態と故障状態とを判別できるように第２閾値ｑｔ４が設定される。第２閾値ｑｔ４は、第１閾値ｑｔ３よりも小さな値に設定される。
　そして、制御装置１２は、第１閾値ｑｔ３と第２閾値ｑｔ４とを用いて、第５実施形態と同様に、図３１に示すフローチャートのように、弾性体６４１の予防保全診断を行う。なお、本実施形態では、図３１中の第１閾値ｑｔ１、第２閾値ｑｔ２を、それぞれ、第１閾値ｑｔ３、第２閾値ｑｔ４と読み替える。これにより、弾性体６４１が正常状態、劣化状態、故障状態のいずれであるかを検出することができる。
　（第７実施形態）
　図３５に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としてのエアシリンダ２０のシール部材２４１、２２７の予防保全診断を行うものである。
　エアシリンダ２０は、搬送物Ｍ１の搬送に用いられる。エアシリンダ２０は、空気圧を動力として、ピストン２４を往復運動させる動力シリンダである。エアシリンダ２０は、シリンダ２２と、ピストン２４と、ピストンロッド２６とを備えている。シリンダ２２と、ピストン２４と、ピストンロッド２６とは、金属製である。
　シリンダ２２は、円筒状の内部空間（すなわち、部屋）２２１を有するハウジングである。このため、シリンダ２２は、シリンダハウジングとも呼ばれる。部屋２２１は、ピストン２４により第１室２２２と第２室２２３の２つの部屋に仕切られている。第１室２２２は、ピストン２４のピストンロッド２６側とは反対側の部屋である。第２室２２３は、ピストン２４のピストンロッド２６側の部屋である。シリンダ２２には、第１室２２２に連通する第１開口部２２４が形成されている。シリンダ２２には、第２室２２３に連通する第２開口部２２５が形成されている。
　ピストン２４は、部屋２２１の内部に配置されている。ピストン２４の側面にはゴム製のシール部材２４１が取り付けられている。シール部材２４１によってピストン２４とシリンダ２２との間がシールされている。シール部材２４１によってピストン２４がシリンダ２２の内面に対して摺動する。
　ピストンロッド２６は、ピストン２４と連動する軸部材である。シリンダ２２は、第３開口部２２６が形成されている。ピストンロッド２６は第３開口部２２６を通っている。第３開口部２２６を構成する内壁面にゴム製のシール部材２２７が取り付けられている。シール部材２２７によってピストンロッド２６とシリンダ２２との間がシールされている。シール部材２２７によってピストンロッド２６がシリンダ２２の内面に対して摺動する。
　シリンダ２２の第１開口部２２４および第２開口部２２５には、図示しない流路切替弁が接続されている。流路切替弁は、第１開口部２２４と第２開口部２２５のそれぞれに対して、図示しない空気供給流路と空気排出流路との接続を切り替えるものである。空気供給流路は、圧縮された空気の供給源である図示しない空気圧縮機に接続される。空気排出流路は、大気に開放されている。流路切替弁によって、第１室２２２に圧縮空気が供給されるとともに、第２室２２３が大気に開放された第１状態と、第１室２２２が大気に開放されるとともに、第２室２２３に圧縮空気が供給される第２状態とが切り替えられる。
　診断装置１は、熱流束センサ１０と、制御装置１２と、表示装置１４とを備えている。熱流束センサ１０は、シリンダ２２の内部と外部との間の熱流束を検出する。熱流束センサ１０は、シリンダ２２の外面に取り付けられている。本実施形態では、熱流束センサ１０として、第１熱流束センサ１０ａと、第２熱流束センサ１０ｂとを用いている。第１熱流束センサ１０ａは、シリンダ２２の外面のうち第１室２２２に最も近い部位に配置されている。第１熱流束センサ１０ａは、第１室２２２の内部と外部との間の熱流束を検出する。第２熱流束センサ１０ｂは、シリンダ２２の外面のうち第２室２２３に最も近い部位に配置されている。第２熱流束センサ１０ｂは、第２室２２３の内部と外部との間の熱流束を検出する。
　次に、図３６Ａ～図３６Ｄを用いて、シール部材２４１、２２７が正常状態のときの時間経過に伴う熱流束変化について説明する。
　図３６Ａ～図３６Ｄは、エアシリンダ２０の伸縮方向（すなわち、ピストン２４の移動方向）が左右方向であって、エアシリンダ２０が縮んだ状態から伸びた状態に変わる場合を示している。この場合の熱流束変化は、図３７に示す波形となる。図３７の横軸は、エアシリンダ２０への圧縮空気の供給開始からの経過時間である。図３７の縦軸は、第１熱流束センサ１０ａ、第２熱流束センサ１０ｂが検出する熱流束の大きさを示している。部屋の内部から外部に向かう熱流束を＋側としている。部屋の外部から内部に向かう熱流束を－側としている。また、図３７中の期間Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４は、それぞれ、エアシリンダ２０の状態が図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃ、図３６Ｄに示す状態のときに対応している。
　期間Ｐ２１では、図３６Ａに示すように、エアシリンダ２０が縮んだ状態から伸びた状態となるために、第１室２２２に圧縮空気が供給され、第２室２２３は大気開放される。このとき、第２室２２３は、伸びた状態から縮んだ状態となる際に供給された圧縮空気が存在する状態から大気開放された状態となる。期間Ｐ１では、シール部材２４１、２２７の静止摩擦により、ピストン２４は動き出さない。第１室２２２の圧力が上昇することで、第１室２２２の空気が圧縮され加熱される。このため、第１室２２２の内部から外部に向かう熱流束が増加する。これにより、第１熱流束センサ１０ａが検出する熱流束（以下、第１熱流束という）は、＋側で増加する。一方、第２室２２３は、大気開放によって減圧することで、第１室２２２の空気が膨張し冷却される。このため、外部から第２室２２３の内部に向かう熱流束が増加する。これにより、第２熱流束センサ１０ｂが検出する熱流束（以下、第２熱流束という）は、マイナスの値となり、―側で絶対値が増加する。
　期間Ｐ２２では、図３６Ｂに示すように、第１室２２２と第２室２２３の圧力差が高まり、ピストン２４が動き始める。ピストン２４が動き始めることで、第１室２２２の空気が膨張し、第１室２２２の圧力が低下する。このため、第１室２２２の空気が冷却される。これにより、第１熱流束が減少する。逆に、第２室２２３は、空気が圧縮されるため、減圧状態が緩やかになる。このため、第２熱流束の変化が緩やかになる。
　期間Ｐ２３では、図３６Ｃに示すように、図示しないストッパによって、ピストン２４が停止する。このため、第１室２２２の空気の膨張が止まり、再び、第１室２２２の圧力が上昇する。空気が圧縮されて加熱されることにより、第１熱流束が＋側で増加する。一方、ピストン２４の停止により、第２室２２３の空気の圧縮も止まる。このため、第２室２２３の減圧がより進む。これにより、第２熱流束の－側での絶対値の増加が急になる。
　期間Ｐ２４では、図３６Ｄに示すように、第１室２２２が所定の圧力となるまで、圧縮空気が供給される。第１室２２２が所定の圧力になると、圧縮空気の供給が停止された状態となる。これにより、第１室２２２の空気の加熱が飽和し、第１熱流束が徐々に小さくなって０に近づいていく。第２室２２３は、大気圧の状態に近づいていく。これにより、第２熱流束が徐々に小さくなって０に近づいていく。
　このように、気体の圧力変化によって、時間経過に伴って熱流束が変化する。
　また、エアシリンダ２０が伸びた状態から縮んだ状態に変わる場合、第１熱流束センサ１０ａの出力波形と、第２熱流束センサ１０ｂの出力波形とは、図３７に示す出力波形が入れ替わったものとなる。
　エアシリンダ２０は、長期間使用していると、シール部材２４１、２２７が摩耗する。シール部材２４１、２２７が摩耗すると、部屋２２１の密閉性が低下する。部屋２２１の密閉性が低下すると、空気の圧力が落ちることになる。このため、ピストンロッド２６の力や動作速度が低下する。この場合、サイクルタイムの増加が生じる。また、この場合、チャックシリンダであれば、チャックミスが生じる。最後には設備停止が引き起こされる。
　このようなシール部材２４１、２２７の摩耗が発生すると、部屋２２１の圧力変化が小さくなる。このため、シール部材２４１、２２７が劣化状態のとき、図３８に示すように、時間経過に伴う熱流束変化は、正常状態のときよりも小さくなる。
　また、さらにシール部材２４１、２２７の摩耗が進んで、エアシリンダ２０が動かなくなると、部屋２２１の圧力変化はほとんど変化しない。このため、シール部材２４１、２２７が故障状態のとき、図３８に示すように、時間経過に伴う熱流束変化は、劣化状態のときよりもさらに小さくなる。
　そこで、図３８に示すように、シール部材２４１、２２７の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように第１閾値ｑｔ５、ｑｔ６が設定される。シール部材２４１、２２７の劣化状態と故障状態とを判別できるように第２閾値ｑｔ７、ｑｔ８が設定される。第２閾値ｑｔ７、ｑｔ８は、第１閾値ｑｔ５、ｑｔ６よりも絶対値が小さな値に設定される。
　そして、制御装置１２は、第１熱流束センサ１０ａの検出値ｑｘ１と、第１閾値ｑｔ５および第２閾値ｑｔ７とを用いて、第５実施形態と同様に、図３１のフローチャートに示す予防保全診断を行う。検出値ｑｘ１としては、第１期間Ｐ２１または第３期間Ｐ２３での検出値が用いられる。このとき、図３１中の検出値ｑｘ、第１閾値ｑｔ１、第２閾値ｑｔ２を、それぞれ、検出値ｑｘ１、第１閾値ｑｔ５、第２閾値ｑｔ７と読み替える。
　また、制御装置１２は、第２熱流束センサ１０ｂの検出値ｑｘ２と、第１閾値ｑｔ６および第２閾値ｑｔ８とを用いて、第５実施形態と同様に、図３１のフローチャートに示す予防保全診断を行う。検出値ｑｘ２としては、第３期間Ｐ２３での検出値が用いられる。このとき、図３１中の検出値ｑｘ、第１閾値ｑｔ１、第２閾値ｑｔ２を、それぞれ、検出値ｑｘ２、第１閾値ｑｔ６、第２閾値ｑｔ８と読み替える。
　これにより、シール部材２４１、２２７が正常状態、劣化状態、故障状態のいずれであるかを検出することができる。なお、第１熱流束センサ１０ａと第２熱流束センサ１０ｂのいずれか一方のみを用いて、予防保全診断を行ってもよい。
　（第８実施形態）
　図３９に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としての図４０に示すチャック装置７０の弾性体７４３の予防保全診断を行うものである。
　チャック装置７０は、搬送物Ｍ１の搬送に用いられる。チャック装置７０は、搬送物Ｍ１を把持する。搬送物Ｍ１は、本体部Ｍ１ａから突出した被把持部Ｍ１ｂを備える。被把持部Ｍ１ｂが把持される。
　チャック装置７０は、チャックシリンダ７１によって複数のチャック爪７２が開閉する。複数のチャック爪７２が搬送物Ｍ１を把持する。チャック爪７２は、チャック爪７２の開閉方向に移動する本体部７３と、搬送物Ｍ１と接触する先端部７４とを有する。先端部７４は、本体部７３に接合されている。
　図４１に示すように、先端部７４は、本体部７３側から順に、取付プレート７４１、熱流束センサ１０、保護プレート７４２、弾性体７４３、受けプレート７４４が配置されている。
　取付プレート７４１は、本体部７３に取り付けられている。取付プレート７４１は、弾性体７４３等を本体部７３に取り付ける部材である。熱流束センサ１０は、取付プレート７４１と保護プレート７４２の間に配置されている。熱流束センサ１０は、保護プレート７４２を介して、弾性体７４３に固定されている。保護プレート７４２は、弾性体７４３に熱流束センサ１０を直接貼り付けた場合に、弾性体７４３の変形によって熱流束センサ１０が破損してしまうことを防止するための部材である。弾性体７４３は、緩衝部材である。弾性体７４３は、弾性変形のバネ力により、搬送物Ｍ１を把持する役割もある。
　弾性体７４３は、ウレタンゴムで構成されている。取付プレート７４１、保護プレート７４２、受けプレート７４４のそれぞれは、ステンレスやアルミニウムなどの金属で構成されている。隣り合う部材同士は、接着材や粘着剤によって接合されている。
　複数のチャック爪７２が閉じることにより、複数のチャック爪７２が搬送物Ｍ１をチャックすると、弾性体７４３の圧縮によって熱が発生する。複数のチャック爪７２が開くことにより、複数のチャック爪７２がアンチャックすると、弾性体７４３が膨張して復元する。このとき、弾性体７４３は吸熱する。そこで、熱流束センサ１０で弾性体７４３からの熱流束を常時測定する。
　弾性体７４３が正常状態のとき、図４１に示すように、時間経過に伴って熱流束が変化する。すなわち、搬送物Ｍ１のチャック時に、熱流束波形は正のピークを有する。搬送物Ｍ１のアンチャック時に、熱流束波形は負のピークを有する。
　ストッパ６４と同様に、長期間使用していると、弾性体７４３は劣化や疲労する。これにより、弾性体７４３は、弾性変形しにくくなる。このため、弾性体７４３が劣化状態のとき、図４１に示すように、チャック時およびアンチャック時の熱流束波形のピークの絶対値が、正常状態のときよりも小さくなる。
　また、弾性体７４３の劣化や疲労が進むと、弾性体７４３が破損して故障状態となる。この故障状態のときでは、図４１に示すように、熱流束波形のピークは、ほとんど見られなくなる。
　そこで、図４１に示すように、弾性体７４３の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように第１閾値ｑｔ１１、ｑｔ１２が設定される。弾性体７４３の劣化状態と故障状態とを判別できるように第２閾値ｑｔ１３、ｑｔ１４が設定される。第２閾値ｑｔ１３、ｑｔ１４は、第１閾値ｑｔ１１、ｑｔ１２よりも絶対値が小さな値に設定される。
　そして、制御装置１２は、チャックのタイミングでの熱流束センサ１０の検出値ｑｘと、第１閾値ｑｔ１１および第２閾値ｑｔ１３とを用いて、第５実施形態と同様に、図３１のフローチャートに示す予防保全診断を行う。このとき、図３１中の第１閾値ｑｔ１、第２閾値ｑｔ２を、それぞれ、第１閾値ｑｔ１１、第２閾値ｑｔ１３と読み替える。
　また、制御装置１２は、アンチャックのタイミングでの熱流束センサ１０の検出値ｑｘと、第１閾値ｑｔ１２および第２閾値ｑｔ１４とを用いて、第５実施形態と同様に、図３１のフローチャートに示す予防保全診断を行う。このとき、図３１中の第１閾値ｑｔ１、第２閾値ｑｔ２を、それぞれ、第１閾値ｑｔ１２、第２閾値ｑｔ１４と読み替える。
　これにより、弾性体７４３が正常状態、劣化状態、故障状態のいずれであるかを検出することができる。なお、チャックとアンチャックのいずれか一方のみのタイミングでの検出値を用いて、予防保全診断を行ってもよい。
　（第９実施形態）
　図４２に示す本実施形態の診断装置１は、計測対象物としてのショックアブソーバ８０の予防保全診断を行うものである。
　ショックアブソーバ８０は、搬送物を搬送するエアシリンダのブレーキとして用いられる。このように、ショックアブソーバ８０は、加減速を任意に制御することが困難な駆動機器のブレーキとして用いられる。
　ショックアブソーバ８０は、アウターケース８１、インナーケース８２と、ピストン８３と、ピストンロッド８４と、オイル８５と、ガス８６と、スプリング８７とを備える。
　アウターケース８１の内部に、インナーケース８２が配置されている。インナーケース８２は、底部に設けられたオリフィス８２ａを有している。ピストン８３は、インナーケース８２の内部に配置されている。ピストン８３は、オリフィス８３ａを有している。ピストンロッド８４は、ピストン８３に連なっている。
　オイル８５は、インナーケース８２の内部に配置されている。また、オイル８５は、アウターケース８１とインナーケース８２の間に配置されている。ガス８６は、アウターケース８１とインナーケース８２の間に配置されている。スプリング８７は、インナーケース８２の内部に配置されている。
　ショックアブソーバ８０は、アウターケース８１の本体部８１ａとキャップ８１ｂとの間をシールするゴム製のシール部材８８ａを備えている。また、ショックアブソーバ８０は、ピストン８３とインナーケース８２との間をシールするゴム製のシール部材８８ｂを備えている。また、ショックアブソーバ８０は、ピストンロッド８４とアウターケース８１との間をシールするゴム製のシール部材８８ｃを備えている。
　ショックアブソーバ８０は、ピストンロッド８４が衝撃を受けると、ピストン８３がインナーケース８２の底部側へ押し込まれる。これにより、インナーケース８２の内部のオイル８５が、オリフィス８２ａ、８３ａを通過する。オイル８５がオリフィス８２ａ、８３ａを通過するときの流体摩擦抵抗によって、衝撃が減衰される。このとき、流体摩擦抵抗によって熱が発生する。発生した熱は、アウターケース８１を通じて外気に流れる。このように、ショックアブソーバ８０は、ピストン８３を押す運動エネルギーを熱に変換し、放熱することによって運動エネルギーを吸収する働きを有する。
　本実施形態では、キャップ８１ｂの外面に熱流束センサ１０が取り付けられている。なお、本体部８１ａの外面に熱流束センサ１０を取り付けてもよい。診断装置１は、搬送物の搬送時に、熱流束センサ１０でショックアブソーバ８０から発生する熱流束を常時測定する。
　ショックアブソーバ８０のシール部材８８ａ、８８ｂ、８８ｃが正常状態のとき、図４３に示すように、時間経過に伴って熱流束が変化する。すなわち、時間経過に伴う熱流束変化において、搬送物がショックアブソーバ８０に衝突したタイミングで、ピークが現れる。
　ショックアブソーバ８０を長期間使用し続けると、シール部材８８ａ、８８ｂ、８８ｃが劣化して、オイル８５が漏れるという劣化現象が生じる。また、オリフィス８２ａ、８３ａが流体摩擦で広がるという劣化現象も生じる。オイルが減少したり、オリフィス８２ａ、８３ａの開口面積が拡大したりすると、運動エネルギーの熱エネルギーへの変換が起きにくくなる。このため、ショックアブソーバ８０が吸収できる運動エネルギーが減少する。このため、エアシリンダのブレーキが効き難くなる。この結果、急激な停止の衝撃で、搬送中の搬送物が落下するなどの動作不良が発生しやすくなる。
　このように、ショックアブソーバ８０が劣化状態のとき、熱エネルギーへの変換が小さくなる。このため、熱流束センサ１０の出力は、時間経過に伴って図４３のように変化する。すなわち、正常状態のときと比較して、搬送物の衝突によって発生する熱流束のピーク高さが低くなる。
　また、劣化が進んでショックアブソーバとしての機能が失われた故障状態のときでは、図４３に示すように、熱流束波形のピークはほとんど見られなくなる。
　そこで、図４３に示すように、ショックアブソーバ８０の正常状態とそれ以外の状態とを判別できるように第１閾値ｑｔ１５が設定される。ショックアブソーバ８０の劣化状態と故障状態とを判別できるように第２閾値ｑｔ１６が設定される。第２閾値ｑｔ１６は、第１閾値ｑｔ１５よりも小さな値に設定される。
　そして、制御装置１２は、熱流束センサ１０の検出値ｑｘと、第１閾値ｑｔ１５と第２閾値ｑｔ１６とを用いて、第５実施形態と同様に、図３１のフローチャートに示す予防保全診断を行う。検出値ｑｘとしては、搬送物の衝突時期の検出値ｑｘが用いられる。検出値ｑｘとして、検出値ｑｘの最大値を用いてもよい。なお、本実施形態では、図３１中の第１閾値ｑｔ１、第２閾値ｑｔ２を、それぞれ、第１閾値ｑｔ１５、第２閾値ｑｔ１６と読み替える。これにより、ショックアブソーバ８０が正常状態、劣化状態、故障状態のいずれであるかを検出することができる。
　（他の実施形態）
　本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
　（１）上記各実施形態では、計測対象物の稼働開始から連続して、熱流束センサ１０が熱流束を検出していたが、所定の時間間隔毎に、熱流束センサ１０が熱流束を検出するようにしてもよい。この時間間隔は短いほど好ましい。
　（２）第１実施形態の診断装置１は、電流および電圧により発生する熱流束を検出している。第２実施形態の診断装置１は、摩擦により発生する熱流束を検出している。第３実施形態の診断装置１は、音により発生する熱流束を検出している。第４実施形態の診断装置１は、振動や摩擦により発生する熱流束を検出している。このように、計測対象物から検出する熱流束の種類は、電流、電圧、音、振動、摩擦のいずれであってもよい。また、計測対象物から検出する熱流束の種類は、一種類でも複数種類でもよい。すなわち、計測対象物から検出する熱流束は、電流、電圧、音、振動、摩擦の少なくとも１つによって発生する熱流束であればよい。また、計測対象物から検出する熱流束は、電流、電圧、音、振動、摩擦、物体の変形または圧力によって発生する熱流束であればよい。
　例えば、生産設備が劣化状態になると、正常状態と比較して、振動、摩擦、音、電圧、電流の少なくとも１つが変化することにより、生産設備から発生する熱流束が変化する。また、生産設備が劣化状態になると、正常状態と比較して、振動、摩擦、音、電圧、電流、物体の変形具合、圧力が変化することにより、生産設備から発生する熱流束が変化する。そこで、この熱流束の変化に基づいて、異常兆候を検出する。異常兆候を検出したときに、保全を行う。これにより、生産設備の劣化による不良品の発生を未然に防ぐことができる。
　また、自動車に搭載された各種部品が劣化状態になると、正常状態と比較して、振動、摩擦、音、電圧、電流の少なくとも１つが変化することにより、各種部品から発生する熱流束が変化する。そこで、この熱流束の変化に基づいて、異常兆候を検出する。異常兆候を検出したときに、保全を行う。これにより、自動車の点検時に安全を見込んだ部品交換をする必要がなく、部品の故障を心配せずに、走り続けることができる。
　（３）上記各実施形態の診断装置１においては、本来、調査したいと思っていた場所と異なる場所に異常兆候が生じても、その異常兆候により熱流束変化が生じる。このため、熱流束センサ１０によって計測対象物からの熱流束を検出し、この検出結果に基づいて異常兆候が有るか否かの判定を行うことで、異常兆候の有無がわかる。
　（４）上記各実施形態では、報知装置として、表示装置１４を用いたが、ブザー等の音の発生装置を用いてもよい。
　（５）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
　１　　　異常兆候診断装置
　２　　　バッテリ
　５　　　自動ドア装置
　１０　　熱流束センサ
　１２　　制御装置
　３１　　ドリル
　４１　　フィルタ

Claims (4)

  1. 　計測対象物（２、３１、４１、５、６１、６４、７４３、２４１、２２７、８０）の故障が生じる前に現れる異常兆候の有無を診断する異常兆候診断装置であって、
    　前記計測対象物の稼働開始から連続して、または、所定の時間間隔毎に、前記計測対象物から発生する熱流束を検出する熱流束センサ（１０）と、
    　前記熱流束センサの検出結果に基づいて、前記異常兆候が有るか否かの判定を行う判定部（１２）とを備える異常兆候診断装置。
  2. 　前記計測対象物から発生する熱流束は、電流、電圧、音、振動、摩擦の少なくとも１つによって発生するものである請求項１に記載の異常兆候診断装置。
  3. 　前記計測対象物から発生する熱流束は、電流、電圧、音、振動、摩擦、物体の変形、圧力の少なくとも１つによって発生するものである請求項１に記載の異常兆候診断装置。
  4. 　前記判定部は、前記熱流束センサの検出値と予め定められた第１基準範囲および前記第１基準範囲を含みつつ、前記第１基準範囲よりも広い範囲とされた第２基準範囲とを比較し、前記検出値が前記第１基準範囲外であって、前記第２基準範囲内にあると、前記異常兆候が有ると判定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の異常兆候診断装置。
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