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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024058053
(43)【公開日】2024-04-25
(54)【発明の名称】振動監視装置、過給機、及び振動監視方法
(51)【国際特許分類】
G01H 17/00 20060101AFI20240418BHJP
【ＦＩ】
G01H17/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022165172
(22)【出願日】2022-10-14
(71)【出願人】
【識別番号】518131296
【氏名又は名称】三菱重工マリンマシナリ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】吉田 正
(72)【発明者】
【氏名】田中 彬史
(72)【発明者】
【氏名】西村 英高
(72)【発明者】
【氏名】小川 真司
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 領士
【テーマコード（参考）】
2G064
【Ｆターム（参考）】
2G064AB01
2G064AB02
2G064AB11
2G064BA02
2G064CC06
2G064DD08
2G064DD14
(57)【要約】
【課題】回転軸の自励振動、及び回転軸の非線形の強制振動のうちの少なくとも１つを、回転軸の回転信号から評価することができる。
【解決手段】振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、回転信号と固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、回転信号と固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える、
振動監視装置。
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える、
振動監視装置。
【請求項2】
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、をさらに備える、
請求項１に記載の振動監視装置。
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、をさらに備える、
請求項１に記載の振動監視装置。
【請求項3】
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号として前記回転信号から抽出するローパスフィルタと、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記自励振動バンドパスフィルタによって抽出された前記自励振動信号から前記回転軸の自励振動の情報を同時に表示する表示装置と、をさらに備える、
請求項１に記載の振動監視装置。
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号として前記回転信号から抽出するローパスフィルタと、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記自励振動バンドパスフィルタによって抽出された前記自励振動信号から前記回転軸の自励振動の情報を同時に表示する表示装置と、をさらに備える、
請求項１に記載の振動監視装置。
【請求項4】
前記フィルタ指令値出力装置は前記フィルタ指令値をさらに出力するように構成され、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号として前記回転信号から抽出するローパスフィルタと、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数を含む通過帯域の信号を前記強制振動信号として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記非線形強制振動バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から前記回転軸の強制振動の情報を同時に表示する表示装置と、をさらに備える、
請求項２に記載の振動監視装置。
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号として前記回転信号から抽出するローパスフィルタと、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数を含む通過帯域の信号を前記強制振動信号として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記非線形強制振動バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から前記回転軸の強制振動の情報を同時に表示する表示装置と、をさらに備える、
請求項２に記載の振動監視装置。
【請求項5】
前記通過範囲は、前記固有振動数の０．９倍以上、且つ前記固有振動数の１．１倍以下である、
請求項１から４の何れか一項に記載の振動監視装置。
請求項１から４の何れか一項に記載の振動監視装置。
【請求項6】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、を備える、
振動監視装置。
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、を備える、
振動監視装置。
【請求項7】
請求項１から４、及び６の何れか一項に記載の振動監視装置と、
前記回転軸の一端部に設けられる圧縮機と、
前記回転軸の他端部に設けられるタービンと、を備える、
過給機。
前記回転軸の一端部に設けられる圧縮機と、
前記回転軸の他端部に設けられるタービンと、を備える、
過給機。
【請求項8】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップと、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える、
振動監視方法。
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップと、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える、
振動監視方法。
【請求項9】
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップと、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える、
振動監視方法。
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップと、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える、
振動監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、振動監視装置、過給機、及び振動監視方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、フィルタの通過帯域を回転軸の回転数に応じて設定することにより、回転軸の回転に同期した回転信号から回転軸の振動の評価に適した通過帯域の信号を抽出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１３５８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の技術では、回転軸の強制振動のうち回転軸自身がアンバランスな構成を有していることによって発生する強制振動や回転軸が静止部材と接触することによって発生する強制振動を、回転軸の回転信号から評価可能である。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、回転軸の自励振動（例えば、回転軸と回転軸に塗布されている油とが互いに共振することで発生するオイルホイップ）を、回転軸の回転信号から評価することが困難である。また、回転軸の強制振動のうち非線形の強制振動（例えば、回転軸を軸受けする軸受け部の組立不良によるガタに起因する振動）を、回転軸の回転信号から評価することが困難である。
【0005】
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、回転軸の自励振動、又は回転軸の非線形の強制振動を、回転軸の回転信号から評価することができる振動監視装置、及び振動監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力する出力装置と、前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタと、を備える。
【0007】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視装置は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力する回転センサと、前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するフィルタ指令値出力装置と、前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタと、を備える。
【0008】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視方法は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップと、前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える。
【0009】
上記目的を達成するため、本開示に係る振動監視方法は、回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップと、前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップと、前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップと、を備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示の振動監視装置、及び振動監視方法によれば、回転軸の自励振動、又は回転軸の非線形の強制振動を、回転軸の回転信号から評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係る振動監視装置を適用した過給機の構成を概略的に示す図である。
【図2】第１実施形態に係るマーカ部の構成を概略的に示す図である。
【図3】第１実施形態に係る回転センサが出力する回転信号の波形図である。
【図4】第１実施形態に係る出力装置の概略的な機能ブロック図である。
【図6】第１実施形態に係るローパスフィルタの特性表を示す図である。
【図7】バンドパスフィルタの振幅－周波数特性を示す図である。
【図8】第１実施形態に係る表示装置に表示される表示内容の一例を示す図である。
【図9】第１実施形態に係る回転軸のキャンベル線図である。
【図10】第２実施形態に係る振動監視装置の構成を概略的に示す図である。
【図11】第２実施形態に係る出力装置の概略的な機能ブロック図である。
【図12】非線形強制振動バンドパスフィルタの振幅－周波数特性を示す図である。
【図13】第２実施形態に係る表示装置に表示される表示内容の一例を示す図である。
【図14】第３実施形態に係る振動監視装置の構成を概略的に示す図である。
【図15】一実施形態に係る振動監視方法のフローチャートである。
【図16】別の一実施形態に係る振動監視方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の実施の形態による振動監視装置、過給機、及び振動監視方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0013】
＜第１実施形態＞
（過給機の構成）
図１は、第１実施形態に係る振動監視装置１を適用した過給機１００の構成を概略的に示す図である。過給機１００は、特に限定されないが、例えば、船舶に搭載され、エンジンの吸気を過給するための排気ターボ過給機である。本開示では、この排気ターボ過給機を例にして説明する。
（過給機の構成）
図１は、第１実施形態に係る振動監視装置１を適用した過給機１００の構成を概略的に示す図である。過給機１００は、特に限定されないが、例えば、船舶に搭載され、エンジンの吸気を過給するための排気ターボ過給機である。本開示では、この排気ターボ過給機を例にして説明する。
【0014】
図１に示すように、過給機１００は、回転軸１０２と、圧縮機１０４と、タービン１０６と、第１実施形態に係る振動監視装置１と、を備える。回転軸１０２の軸線Ｏ方向における一端部（図１において左端部）には、圧縮機１０４が設けられている。回転軸１０２の軸線Ｏ方向における他端部（図１において右端部）には、タービン１０６が設けられている。回転軸１０２は、圧縮機１０４とタービン１０６とを連結している。
【0015】
圧縮機１０４は、吸気を圧縮して不図示のエンジンに供給する。タービン１０６は、エンジンから排出された排ガスがタービン１０６を通過する際に、排ガスのエネルギをタービン１０６の回転エネルギに変換する。そして、回転軸１０２は、タービン１０６の回転とともに軸線Ｏを中心として回転する。圧縮機１０４は、回転軸１０２が回転することで駆動する。
【0016】
図１に例示する形態では、回転軸１０２は、後述する回転信号Ａがパルス波形を有するように構成されるマーカ部１０８を含む。マーカ部１０８は、軸線Ｏ方向において、圧縮機１０４とタービン１０６との間に設けられている。マーカ部１０８は、軸線Ｏ方向において、圧縮機１０４とタービン１０６との間のうちタービン１０６側に設けられている。幾つかの実施形態では、マーカ部１０８は、軸線Ｏ方向において、圧縮機１０４より回転軸１０２の一端側に設けられる。
【0017】
マーカ部１０８の構成例について説明する。図２は、第１実施形態に係るマーカ部１０８の構成を概略的に示す図である。図２に例示する形態では、回転軸１０２は、内側回転体１１０と、外側回転体１１２と、を含む。回転軸１０２の内側回転体１１０は、タービン１０６の回転とともに軸線Ｏを中心として回転する。外側回転体１１２は、内側回転体１１０が嵌め込まれる孔１１４が形成されている。言い換えると、外側回転体１１２は、内側回転体１１０の外周面を覆うように、内側回転体１１０に取り付けられている。外側回転体１１２は、孔１１４に嵌め込まれている内側回転体１１０が回転するとともに回転する。外側回転体１１２は、外周面１１６に形成される溝１１８を含む。溝１１８が非形成であるとき、外側回転体１１２の外周面１１６は円形状を有している。溝１１８は、この円形状の外周面１１６の一部１１７から軸線Ｏに向かって切り欠くことで形成される。図２に例示する形態では、外側回転体１１２は２つの溝１１８を含んでおり、外周面１１６は長円形状を有している。一方の溝１１８は、軸線Ｏを挟んで他方の溝１１８とは反対側に位置している。外側回転体１１２は、軸線Ｏを中心として左右対称となるように、２つの溝１１８が形成されている。このような外側回転体１１２がマーカ部１０８に相当する。
【0018】
尚、マーカ部１０８は、回転信号Ａがパルス波形を有するように構成されるのであれば、図２に例示する形態に限定されない。例えば、マーカ部１０８（外側回転体１１２）は、溝１１８に代わり、外周面１１６の一部１１７より径方向外側に向かって突出する突出部を含んでもよい。
【0019】
（第１実施形態に係る振動監視装置の構成）
図１に示すように、振動監視装置１は、回転センサ２と、出力装置４と、自励振動バンドパスフィルタ６と、を含む。自励振動バンドパスフィルタ６は、回転センサ２と電気的に接続されており、回転センサ２の出力値（回転信号Ａ）を取得できるようになっている。自励振動バンドパスフィルタ６は、出力装置４と電気的に接続されており、出力装置４の出力値（固有振動数フィルタ指令値Ｂ１）を取得できるようになっている。
図１に示すように、振動監視装置１は、回転センサ２と、出力装置４と、自励振動バンドパスフィルタ６と、を含む。自励振動バンドパスフィルタ６は、回転センサ２と電気的に接続されており、回転センサ２の出力値（回転信号Ａ）を取得できるようになっている。自励振動バンドパスフィルタ６は、出力装置４と電気的に接続されており、出力装置４の出力値（固有振動数フィルタ指令値Ｂ１）を取得できるようになっている。
【0020】
回転センサ２は、回転軸１０２の回転に同期した回転信号Ａを出力する。回転センサ２は、回転軸１０２の外周面１１６に渦電流を発生させることで回転軸１０２の外周面１１６までの距離ｄを検出する渦電流式変位センサである。より具体的には、この回転センサ２は、高周波磁束を発生するコイルにより構成され、該コイルから発生した高周波磁束によって、ターゲット（測定対象）である回転軸１０２の外周面１１６に発生する渦電流の変化をコイルのインピーダンスの変化として検出する。即ち、回転センサ２は、回転軸１０２の回転に伴う距離ｄの変化をコイルのインピーダンスの変化として検出するもので、回転軸１０２の外周面１１６が最も回転センサ２に接近する際に最大の出力が得られる構成となっている。
【0021】
尚、回転センサ２は、渦電流式変位センサに限定されない。幾つかの実施形態では、回転センサ２は、レーザー光を照射するレーザーヘッドを備え、該レーザーヘッドから回転軸１０２の外周面１１６にレーザー光を照射して、このレーザー光の反射光によりレーザーヘッドから回転軸１０２の外周面１１６までの距離を検出するレーザー式変位センサである。
【0022】
図３は、第１実施形態に係る回転センサ２が出力する回転信号Ａの波形図である。図３に示すように、回転信号Ａは、上述した回転軸１０２のマーカ部１０８（外側回転体１１２）が溝１１８を含んでいるので、回転軸１０２の回転に伴って形成されるパルス波形を有する。即ち、回転軸１０２の回転中において、回転センサ２と溝１１８とが互いに対向する際に変位が大きく変化する。一方で、回転軸１０２の回転中において、回転センサ２と溝１１８とが互いに対向していない際には、変位の変化は小さい。第１実施形態では、マーカ部１０８は２つの溝１１８を有しているので、回転軸１０２の１回転中に２つのパルス（波形の変位が大きく変化する部分１２０）が出現している。
【0023】
出力装置４は、回転軸１０２が有している固有振動数Ｆａから算出される固有振動数フィルタ指令値Ｂ１を出力する。回転軸１０２の固有振動数Ｆａの計測方法は、特に限定されないが、例えば、ロータダイナミクス解析（ＲＯＴ－ＣＡＥ）で軸系の曲げ振動分析を行うことで回転軸１０２の危険速度（固有振動数Ｆａ）を評価してもよいし、回転軸１０２に機械的に強制振動を与えて固有振動数Ｆａ（共振周波数）を計測してもよい。出力装置４は、回転軸１０２の固有振動数Ｆａを予め設定されている変換方法で変換して、固有振動数フィルタ指令値Ｂ１を算出する。この固有振動数フィルタ指令値Ｂ１は、電圧値又は電流値である。
【0024】
自励振動バンドパスフィルタ６は、回転信号Ａと固有振動数フィルタ指令値Ｂ１とが入力されることで、自励振動信号Ｃを出力（抽出）する。この自励振動信号Ｃは、回転軸１０２の自励振動の情報を取得可能な信号である。自励振動の情報は、例えば、自励振動数、自励振動の大きさ、または自励振動の速度などである。自励振動バンドパスフィルタ６は、固有振動数フィルタ指令値Ｂ１に応じて第１の通過範囲Ｒ１が設定されるように構成されている。第１実施形態では、第１の通過範囲Ｒ１は、回転軸１０２の固有振動数Ｆａの０．９倍以上、且つ固有振動数の１．１倍以下である。例えば、回転軸１０２の固有振動数Ｆａが２５Ｈｚであり、第１の通過範囲Ｒ１は２２．５Ｈｚ以上２７．５Ｈｚ以下である。
【0025】
自励振動バンドパスフィルタ６は、回転センサ２が出力した回転信号Ａのうち、第１の通過範囲Ｒ１に含まれる通過帯域の信号を通過させ、第１の通過範囲Ｒ１に含まれない非通過帯域の信号を遮断する。そして、自励振動バンドパスフィルタ６は、第１の通過範囲Ｒ１に含まれる回転信号Ａを自励振動信号Ｃとして回転信号Ａから抽出する。
【0026】
ところで、第１実施形態では、図１に例示するように、振動監視装置１は、フィルタ指令値出力装置８と、ローパスフィルタ１０と、バンドパスフィルタ１２と、表示装置１４と、をさらに含んでいる。フィルタ指令値出力装置８、ローパスフィルタ１０及びバンドパスフィルタ１２のそれぞれは、回転センサ２と電気的に接続されており、回転センサ２の出力値（回転信号Ａ）を取得できるようになっている。ローパスフィルタ１０は、フィルタ指令値出力装置８と電気的に接続されており、フィルタ指令値出力装置８の出力値（フィルタ指令値Ｂ２）を取得できるようになっている。バンドパスフィルタ１２は、ローパスフィルタ１０を介して、フィルタ指令値出力装置８と電気的に接続されており、フィルタ指令値出力装置８の出力値（フィルタ指令値Ｂ２）を取得できるようになっている。尚、幾つかの実施形態では、バンドパスフィルタ１２は、フィルタ指令値出力装置８からローパスフィルタ１０を介さずにフィルタ指令値Ｂ２を取得してもよい。
【0027】
フィルタ指令値出力装置８は、回転信号Ａから算出される回転軸１０２の回転数Ａｎに対応するフィルタ指令値Ｂ２を出力する。このような、フィルタ指令値出力装置８は、電子制御装置などのコンピュータであって、図示しないＣＰＵやＧＰＵといったプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備える。フィルタ指令値出力装置８は、メモリにロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（演算等）することで、フィルタ指令値出力装置８が備える各機能部を実現する。図４を参照して、第１実施形態に係るフィルタ指令値出力装置８の各機能部について説明する。
【0028】
図４は、第１実施形態に係るフィルタ指令値出力装置８の概略的な機能ブロック図である。図４に示すように、フィルタ指令値出力装置８は、分周部１２２と、カウンタ部１２４と、表示部１２６と、フィルタ指令値出力部１２８と、を含む。
【0029】
図５は、図３の回転信号Ａを分周した回転パルス信号Ａｐの波形図である。図５に示すように、分周部１２２は、回転センサ２が出力した回転信号Ａを分周して、回転軸１０２の１回転中に１つのパルス（波形の変位が大きく変化する部分１３０）を含む回転パルス信号Ａｐに変換する。
【0030】
カウンタ部１２４は、単位時間当たりにおける回転パルス信号Ａｐに含まれるパルスの回数をカウントし、回転軸１０２の回転数Ａｎを算出する。表示部１２６は、カウンタ部１２４が算出した回転軸１０２の回転数Ａｎを表示装置１４に表示させる。尚、表示部１２６は、表示装置１４以外の装置に回転軸１０２の回転数Ａｎを表示させてもよい。
【0031】
フィルタ指令値出力部１２８は、カウンタ部１２４が算出した回転軸１０２の回転数Ａｎに対応するフィルタ指令値Ｂ２を出力する。第１実施形態では、フィルタ指令値Ｂ２は、回転軸１０２の回転数Ａｎを予め設定されている変換方法で変換した電圧値である。この変換方法は、後述するローパスフィルタ１０の特性に基づいて設定される。第１実施形態では、回転軸１０２の回転数Ａｎが大きくなると、フィルタ指令値Ｂ２（電圧値）も大きくなる。幾つかの実施形態では、回転軸１０２の回転数Ａｎとフィルタ指令値Ｂ２とは互いに比例する。幾つかの実施形態では、フィルタ指令値Ｂ２は、回転軸１０２の回転数Ａｎを予め設定されている変換方法で変換した電流値である。
【0032】
図１に示すように、ローパスフィルタ１０は、回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、振動信号Ｅを出力（抽出）する。この振動信号Ｅは、回転軸１０２の振動の情報を取得可能な信号である。振動の情報は、例えば、振動数、振動の大きさ、または振動の速度などである。
【0033】
ローパスフィルタ１０は、フィルタ指令値Ｂ２（電圧値）に応じて遮断周波数Ｐが設定されるように構成されている。ローパスフィルタ１０は、回転センサ２が出力した回転信号Ａのうち、遮断周波数Ｐよりも小さい回転信号Ａを通過させ、遮断周波数Ｐ以上の回転信号Ａを遮断する。ローパスフィルタ１０は、この遮断周波数Ｐよりも小さい回転信号Ａを振動信号Ｅとして回転信号Ａから抽出する。
【0034】
ここで、遮断周波数Ｐの設定について説明する。図６は、第１実施形態に係るローパスフィルタ１０の特性表を示す図である。図６において、横軸は対数目盛で示された周波数であり、縦軸はデシベル値を示している。図６において、電圧値（フィルタ指令値Ｂ２）が０．０１Ｖである場合のローパスフィルタ１０の特性をＶ１、電圧値が０．１Ｖである場合のローパスフィルタ１０の特性をＶ２、電圧値が１Ｖである場合のローパスフィルタ１０の特性をＶ３、電圧値が１０Ｖである場合のローパスフィルタ１０の特性をＶ４で示している。
【0035】
デシベル値は信号強度に相当し、デシベル値が０未満である場合、ローパスフィルタ１０が抽出する振動信号Ｅは減衰している。図６に示すように、各電圧値（Ｖ１～Ｖ４）において、周波数が大きくなるほどデシベル値が減少しており、振動信号Ｅの減衰率が大きくなっている。より具体的には、ローパスフィルタ１０に入力される電圧値が０．１Ｖである場合（図６におけるＶ２）、ローパスフィルタ１０に入力される回転信号Ａのうち、１ｋＨｚ以上の回転信号Ａを遮断することで振動信号Ｅを抽出する。第１実施形態では、ローパスフィルタ１０は、デシベル値が０となるように遮断周波数Ｐを設定する。例えば、ローパスフィルタ１０は、電圧値が０．１Ｖである場合、遮断周波数を１ｋＨｚに設定する。
【0036】
ローパスフィルタ１０によって抽出された振動信号Ｅは、遮断周波数Ｐよりも小さい回転軸１０２の回転信号Ａであり、この振動信号Ｅの波形が回転軸１０２の振動によって発生する正味の実振動信号と類似している。
【0037】
図１に示すように、バンドパスフィルタ１２は、回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、強制振動信号（以下、「第１の強制振動信号Ｄ１」とする）を出力（抽出）する。この第１の強制振動信号Ｄ１は、回転軸１０２の強制振動の情報を取得可能な信号である。
【0038】
バンドパスフィルタ１２は、フィルタ指令値Ｂ２に応じて中心周波数Ｆｂが設定されるように構成されている。バンドパスフィルタ１２は、回転センサ２が出力した回転信号Ａのうち、中心周波数Ｆｂを含む第２の通過範囲Ｒ２に含まれる通過帯域の信号を通過させ、第２の通過範囲Ｒ２に含まれない非通過帯域の信号を遮断する。そして、バンドパスフィルタ１２は、第２の通過範囲Ｒ２に含まれる回転信号Ａを第１の強制振動信号Ｄ１として回転信号Ａから抽出する。
【0039】
図７は、バンドパスフィルタ１２の振幅－周波数特性を示す図である。図７において、横軸は対数目盛で示された周波数であり、縦軸はデシベル値を示している。図７において、電圧値（フィルタ指令値Ｂ２）が０．１Ｖである場合のバンドパスフィルタ１２の特性をＶ５、電圧値が１Ｖである場合のバンドパスフィルタ１２の特性をＶ６、電圧値が１０Ｖである場合のバンドパスフィルタ１２の特性をＶ７で示している。
【0040】
図７において、デシベル値は信号強度に相当し、デシベル値が０未満である場合、バンドパスフィルタ１２が抽出する第２の強制振動信号Ｄ２は減衰している。図７に示すように、各電圧値（Ｖ５～Ｖ７）において、バンドパスフィルタ１２の通過帯域の中心周波数Ｆｂから周波数が離れるにつれてデシベル値が減少しており、第１の強制振動信号Ｄ１の減衰率が大きくなっている。この中心周波数Ｆｂは、フィルタ指令値出力装置８によって出力されたフィルタ指令値Ｂ２（回転数Ａｎに対応する値）に応じて設定される。具体的には、この中心周波数Ｆｂは、フィルタ指令値出力装置８のカウンタ部１２４（図４参照）によってカウントされた回転軸１０２の回転数Ａｎに一致又はほぼ一致するように設定される。例えばバンドパスフィルタ１２は、フィルタ指令値Ｂ２に応じて、０．８Ｃ≦Ｆｂ≦１．２Ｃを満たすように第１の強制振動信号Ｄ１を減衰させてもよい。また、回転軸１０２の回転数Ａｎとフィルタ指令値Ｂ２とが比例する場合には、フィルタ指令値Ｂ２と中心周波数Ｆｂとが比例するように中心周波数Ｆｂが設定されてもよい。また、バンドパスフィルタ１２の通過帯域の上限及び下限は、フィルタ指令値Ｂ２に応じて中心周波数Ｆｂの両側に設定される。
【0041】
バンドパスフィルタ１２によって抽出された第１の強制振動信号Ｄ１は、バンドパスフィルタ１２の中心周波数Ｆｂが回転軸１０２の回転数Ａｎと同一又は略同一に設定されていることにより、回転軸１０２の回転に同期した振動（回転数Ａｎの１倍又は略１倍の振動数を有する振動）を評価可能な信号となる。
【0042】
表示装置１４は、自励振動信号Ｃから取得された回転軸１０２の自励振動の情報と、振動信号Ｅから取得された回転軸１０２の全振動（自励振動や強制振動なの全振動が包含されている）の情報と、第１の強制振動信号Ｄ１から取得された回転軸１０２の強制振動の情報と、を同時に表示する。第１実施形態では、表示装置１４は、自励振動バンドパスフィルタ６、ローパスフィルタ１０、及びバンドパスフィルタ１２のそれぞれと電気的に接続されており、自励振動信号Ｃ、振動信号Ｅ、及び第１の強制振動信号Ｄ１のそれぞれを取得できるようになっている。
【0043】
図８は、表示装置１４に表示される表示内容の一例を示す図である。図８に示す例では、表示装置１４は、自励振動バンドパスフィルタ６によって抽出された自励振動信号Ｃから取得された回転軸１０２の自励振動の情報として、自励振動信号Ｃの振幅Ｃａを表示（実線）している。表示装置１４は、ローパスフィルタ１０によって抽出された振動信号Ｅから取得された回転軸１０２の全振動の情報として、振動信号Ｅの振幅Ｅａ（オーバオール振幅）を表示（点線）している。表示装置１４は、バンドパスフィルタ１２によって抽出された第１の強制振動信号Ｄ１から取得された回転軸１０２の強制振動の情報として、第１の強制振動信号Ｄ１の振幅Ｄ１ａ（回転１倍振幅：回転数Ａｎの１倍の振動数を有する振動の振幅）を表示（一点鎖線）している。
【0044】
第１実施形態では、図８に例示するように、表示装置１４は、回転軸１０２の回転数Ａｎをさらに表示している。尚、表示装置１４の表示内容は、図８に例示する形態に限定されない。不図示であるが、幾つかの実施形態では、振動監視装置１は、過給機１００に接続されたエンジンの振動を検出するためのＭＥＭＳセンサ（ＭＥＭＳ： Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を更に含む。そして、表示装置１４は、ＭＥＭＳセンサの出力から取得されたエンジンの振動情報として、エンジンの振動の振幅を表示する。
【0045】
（作用・効果）
第１実施形態に係る振動監視装置１の作用・効果について説明する。本発明者らによれば、回転軸１０２の回転信号Ａから回転軸１０２の固有振動数Ｆａに基づいて設定された第１の通過範囲Ｒ１を通過する回転信号Ａを抽出すると、この抽出された回転信号Ａが回転軸１０２の自励振動の情報を取得可能な自励振動信号Ｃに相当することを見出した。
第１実施形態に係る振動監視装置１の作用・効果について説明する。本発明者らによれば、回転軸１０２の回転信号Ａから回転軸１０２の固有振動数Ｆａに基づいて設定された第１の通過範囲Ｒ１を通過する回転信号Ａを抽出すると、この抽出された回転信号Ａが回転軸１０２の自励振動の情報を取得可能な自励振動信号Ｃに相当することを見出した。
【0046】
図９は、第１実施形態に係る回転軸１０２のキャンベル線図であって、縦軸を周波数、横軸を回転速度、斜軸を回転次数としている。そして、円の大きさが振動振幅の大きさを表している。図９には、１次の回転次数である第１斜軸２００と１次の半分の回転次数である第２斜軸２０２とが図示されている。第１斜軸２００をみると、回転軸１０２が固有振動数Ｆａに対応する回転数Ａｎ１（例えば、固有振動数Ｆａが２５Ｈｚである場合、回転数Ａｎ１は１５００ｒｐｍ）付近で回転する際に、回転軸１０２の強制振動の振幅は大きくなっている（円２０１が大きくなっている）。そして、回転数Ａｎをさらに上げると、回転軸１０２の強制振動の振動は小さくなる。しかし、第２斜軸２０２をみると、回転軸１０２が回転数Ａｎ１の２倍程度の大きさで回転する際に、回転軸１０２の振動の振幅が大きくなっている（円２０３が大きくなっている）。この振動は、主に回転軸１０２と回転軸１０２に塗布されている油とが互いに共振することで発生するオイルホイップ（自励振動）である。
【0047】
第１実施形態によれば、自励振動バンドパスフィルタ６は、回転軸１０２の固有振動数Ｆａに基づいて設定された第１の通過範囲Ｒ１を通過する回転信号Ａを自励振動信号Ｃとして抽出する。このため、回転軸１０２の自励振動を回転軸１０２の回転信号Ａから評価することができる。
【0048】
第１実施形態によれば、第１の通過範囲Ｒ１は、回転軸１０２の固有振動数Ｆａの０．９倍以上、且つ固有振動数の１．１倍以下であるので、回転軸１０２の自励振動の情報を含まないノイズの取得を抑制し、回転軸１０２の自励振動の情報の取得精度を高めることができる。
【0049】
上述したように、振動信号Ｅは、波形が回転軸１０２の振動によって発生する正味の実振動信号と類似している。このため、回転軸１０２の回転数Ａｎに応じて遮断周波数Ｐを設定することで、回転軸１０２の全振動を高精度に評価することができる。第１実施形態によれば、ローパスフィルタ１０は、回転軸１０２の回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、振動信号Ｅを抽出する。このため、回転軸１０２の回転信号Ａから回転軸１０２の全振動を評価することができる。
【0050】
上述したように、第１の強制振動信号Ｄ１は、バンドパスフィルタ１２の通過帯域の中心周波数Ｆｂを回転軸１０２の回転数Ａｎと同一又は略同一に設定して、回転軸１０２の回転信号Ａから抽出した信号である。そして、この第１の強制振動信号Ｄ１は、回転軸１０２の回転に同期した振動（回転数Ａｎの１倍又は略１倍の振動数を有する振動）を評価可能な信号である。第１実施形態によれば、バンドパスフィルタ１２は、回転軸１０２の回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、第１の強制振動信号Ｄ１を抽出する。このため、回転軸１０２の回転信号Ａから回転軸１０２の強制振動を評価することができる。特に、過給機１００の回転軸１０２のアンバランス（例えばスケール付着によるアンバランス）、回転軸１０２の曲がり、又は回転軸１０２と車室との接触等を評価及び判定することが可能となる。そして、過給機１００の最適なメンテナンスの提案や故障を未然に防止すること等が可能となる。
【0051】
第１実施形態によれば、表示装置１４は、自励振動信号Ｃの振幅Ｃａ、振動信号Ｅの振幅Ｅａ及び第１の強制振動信号Ｄ１の振幅Ｄ１ａを同時に表示している。このため、回転軸１０２の自励振動と強制振動とを混同せずに評価することができる。また、回転軸１０２の強制振動のうち回転軸１０２の回転に同期した強制振動を評価することができる。
【0052】
＜第２実施形態＞
本開示の第２実施形態に係る振動監視装置１について説明する。第２実施形態では、振動監視装置１が非線形強制振動バンドパスフィルタ１６をさらに含み、フィルタ指令値出力装置８が除算フィルタ指令値Ｂ３を出力するように構成されている。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本開示の第２実施形態に係る振動監視装置１について説明する。第２実施形態では、振動監視装置１が非線形強制振動バンドパスフィルタ１６をさらに含み、フィルタ指令値出力装置８が除算フィルタ指令値Ｂ３を出力するように構成されている。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0053】
（構成）
図１０は、第２実施形態に係る振動監視装置１の構成を概略的に示す図である。図１０に例示するように、振動監視装置１は、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６をさらに含む。そして、フィルタ指令値出力装置８は、除算フィルタ指令値Ｂ３を出力するように構成されている。非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、回転センサ２及びフィルタ指令値出力装置８のそれぞれと電気的に接続されており、回転センサ２の出力値（回転信号Ａ）及びフィルタ指令値出力装置８の出力値（除算フィルタ指令値Ｂ３）を取得できるようになっている。
図１０は、第２実施形態に係る振動監視装置１の構成を概略的に示す図である。図１０に例示するように、振動監視装置１は、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６をさらに含む。そして、フィルタ指令値出力装置８は、除算フィルタ指令値Ｂ３を出力するように構成されている。非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、回転センサ２及びフィルタ指令値出力装置８のそれぞれと電気的に接続されており、回転センサ２の出力値（回転信号Ａ）及びフィルタ指令値出力装置８の出力値（除算フィルタ指令値Ｂ３）を取得できるようになっている。
【0054】
除算フィルタ指令値Ｂ３について説明する。図１１は、第２実施形態に係るフィルタ指令値出力装置８の概略的な機能ブロック図である。第２実施形態では、図１１に例示するように、フィルタ指令値出力装置８は、除算フィルタ指令値出力部１２９をさらに含む。除算フィルタ指令値出力部１２９は、フィルタ指令値出力部１２８から出力されたフィルタ指令値Ｂ２をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算し、除算フィルタ指令値Ｂ３を出力する。幾つかの実施形態では、ｎは２又は３である。ｎを２又は３にすることで、１／２次、１／３次の分周調波振動を評価することが可能となる。具体的には、回転軸１０２又は軸受を締結しているボルトの緩みや、片当りによる摩耗などに起因する振動を評価することができる。
【0055】
非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、回転信号Ａと除算フィルタ指令値Ｂ３とが入力されることで、強制振動信号（以下、「第２の強制振動信号Ｄ２」とする）を出力（抽出）する。この第２の強制振動信号Ｄ２は、第１の強制振動信号Ｄ１と同じく、回転軸１０２の強制振動の情報を取得可能な信号である。
【0056】
非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて非線形中心周波数Ｆｃが設定されるように構成されている。非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、回転センサ２が出力した回転信号Ａのうち、非線形中心周波数Ｆｃを含む第３の通過範囲Ｒ３に含まれる通過帯域の信号を通過させ、第３の通過範囲Ｒ３に含まれない非通過帯域の信号を遮断する。そして、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、第３の通過範囲Ｒ３に含まれる回転信号Ａを第２の強制振動信号Ｄ２として回転信号Ａから抽出する。
【0057】
図１２は、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６の振幅－周波数特性を示す図である。図１２において、横軸は対数目盛で示された周波数であり、縦軸はデシベル値を示している。図１２において、電圧値（除算フィルタ指令値Ｂ３）が０．１Ｖである場合の非線形強制振動バンドパスフィルタ１６の特性をＶ８、電圧値が１Ｖである場合の非線形強制振動バンドパスフィルタ１６の特性をＶ９、電圧値が１０Ｖである場合の非線形強制振動バンドパスフィルタ１６の特性をＶ１０で示している。
【0058】
図１２において、デシベル値は信号強度に相当し、デシベル値が０未満である場合、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６が抽出する第２の強制振動信号Ｄ２は減衰している。図１２に示すように、各電圧値（Ｖ８～Ｖ１０）において、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６の通過帯域の非線形中心周波数Ｆｃから周波数が離れるにつれてデシベル値が減少しており、第２の強制振動信号Ｄ２の減衰率が大きくなっている。この非線形中心周波数Ｆｃは、フィルタ指令値出力装置８によって出力された除算フィルタ指令値Ｂ３（回転数Ａｎに対応する値）に応じて設定される。具体的には、この非線形中心周波数Ｆｃは、フィルタ指令値出力装置８のカウンタ部１２４（図１１参照）によってカウントされた回転軸１０２の回転数Ａｎに一致又はほぼ一致するように設定される。例えば非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて、０．８Ｃ／ｎ≦Ｆｃ≦１．２Ｃ／ｎを満たすように第２の強制振動信号Ｄ２を減衰させてもよい。また、回転軸１０２の回転数Ａｎと除算フィルタ指令値Ｂ３とが比例する場合には、除算フィルタ指令値Ｂ３と非線形中心周波数Ｆｃとが比例するように非線形中心周波数Ｆｃが設定されてもよい。また、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６の通過帯域の上限及び下限は、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて非線形中心周波数Ｆｃの両側に設定される。
【0059】
図１３は、表示装置１４に表示される表示内容の一例を示す図である。図１３に示す例では、表示装置１４は、図８に例示した表示内容に加え、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６によって抽出された第２の強制振動信号Ｄ２から取得された回転軸１０２の強制振動の情報として、第２の強制振動信号Ｄ２の振幅Ｄ２ａを表示（実線）している。
【0060】
（作用・効果）
第２実施形態に係る振動監視装置１の作用・効果について説明する。本発明者らによれば、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて非線形中心周波数Ｆｃを設定し、回転軸１０２の回転信号Ａから非線形中心周波数Ｆｃを含む第３の通過範囲Ｒ３を通過する回転信号Ａを抽出すると、この抽出された回転信号Ａから回転軸１０２の非線形の強制振動の情報を取得可能であることを見出した。具体的には、回転軸１０２を軸受けする軸受け部の組立不良によるガタや、回転軸１０２のカップリング部の緩み等に起因する分数調波共振の情報を取得可能である。
第２実施形態に係る振動監視装置１の作用・効果について説明する。本発明者らによれば、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて非線形中心周波数Ｆｃを設定し、回転軸１０２の回転信号Ａから非線形中心周波数Ｆｃを含む第３の通過範囲Ｒ３を通過する回転信号Ａを抽出すると、この抽出された回転信号Ａから回転軸１０２の非線形の強制振動の情報を取得可能であることを見出した。具体的には、回転軸１０２を軸受けする軸受け部の組立不良によるガタや、回転軸１０２のカップリング部の緩み等に起因する分数調波共振の情報を取得可能である。
【0061】
第２実施形態によれば、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて設定された非線形中心周波数Ｆｃを含む第３の通過範囲Ｒ３を通過する回転信号Ａを第２の強制振動信号Ｄ２として抽出する。このため、回転軸１０２の非線形の強制振動も回転軸１０２の回転信号Ａから評価することができる。
【0062】
第２実施形態によれば、表示装置１４は、自励振動信号Ｃの振幅Ｃａ、振動信号Ｅの振幅Ｅａ、第１の強制振動信号Ｄ１の振幅Ｄ１ａ及び第２の強制振動信号Ｄ２の振幅Ｄ２ａを同時に表示している。このため、回転軸１０２の強制振動の全体（オーバーオール振幅）、回転軸１０２の回転に同期した強制振動、及び回転軸１０２の非線形の強制振動を互いに混同せずに評価することができる。
【0063】
＜第３実施形態＞
本開示の第３実施形態に係る振動監視装置１について説明する。第３実施形態では、第２実施形態から出力装置４と自励振動バンドパスフィルタ６とを取り除いた構成となっている。つまり、回転軸１０２の自励振動を評価することができないが、回転軸１０２の非線形の強制振動を評価することができる構成となっている。
本開示の第３実施形態に係る振動監視装置１について説明する。第３実施形態では、第２実施形態から出力装置４と自励振動バンドパスフィルタ６とを取り除いた構成となっている。つまり、回転軸１０２の自励振動を評価することができないが、回転軸１０２の非線形の強制振動を評価することができる構成となっている。
【0064】
（構成）
図１４は、第３実施形態に係る振動監視装置１の構成を概略的に示す図である。図１４に例示するように、振動監視装置１は、回転センサ２と、フィルタ指令値出力装置８と、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６と、を含む。そして、第３実施形態では、この振動監視装置１は、ローパスフィルタ１０と、バンドパスフィルタ１２と、表示装置１４と、をさらに含んでいる。第３実施形態に係る回転センサ２、フィルタ指令値出力装置８、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６、ローパスフィルタ１０、バンドパスフィルタ１２、表示装置１４のそれぞれは、第２実施形態で説明した構成と同様であり、第２実施形態と同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１４は、第３実施形態に係る振動監視装置１の構成を概略的に示す図である。図１４に例示するように、振動監視装置１は、回転センサ２と、フィルタ指令値出力装置８と、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６と、を含む。そして、第３実施形態では、この振動監視装置１は、ローパスフィルタ１０と、バンドパスフィルタ１２と、表示装置１４と、をさらに含んでいる。第３実施形態に係る回転センサ２、フィルタ指令値出力装置８、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６、ローパスフィルタ１０、バンドパスフィルタ１２、表示装置１４のそれぞれは、第２実施形態で説明した構成と同様であり、第２実施形態と同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0065】
（作用・効果）
第３実施形態によれば、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて設定された非線形中心周波数Ｆｃを含む第３の通過範囲Ｒ３を通過する回転信号Ａを第２の強制振動信号Ｄ２として抽出する。このため、回転軸１０２の非線形の強制振動を回転軸１０２の回転信号Ａから評価することができる。また、第３実施形態によれば、振動監視装置１がローパスフィルタ１０、バンドパスフィルタ１２、及び表示装置１４をさらに含むことで、回転軸１０２の強制振動の全体（オーバーオール振幅）、回転軸１０２の回転に同期した強制振動、及び回転軸１０２の非線形の強制振動を互いに混同せずに評価することができる。
第３実施形態によれば、非線形強制振動バンドパスフィルタ１６は、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて設定された非線形中心周波数Ｆｃを含む第３の通過範囲Ｒ３を通過する回転信号Ａを第２の強制振動信号Ｄ２として抽出する。このため、回転軸１０２の非線形の強制振動を回転軸１０２の回転信号Ａから評価することができる。また、第３実施形態によれば、振動監視装置１がローパスフィルタ１０、バンドパスフィルタ１２、及び表示装置１４をさらに含むことで、回転軸１０２の強制振動の全体（オーバーオール振幅）、回転軸１０２の回転に同期した強制振動、及び回転軸１０２の非線形の強制振動を互いに混同せずに評価することができる。
【0066】
＜振動監視方法＞
図１５は、一実施形態に係る振動監視方法のフローチャートである。図１５に例示するように、振動監視方法は、回転信号出力ステップＳ１と、固有振動数フィルタ指令値出力ステップＳ２と、自励振動信号抽出ステップＳ３と、を含む。
図１５は、一実施形態に係る振動監視方法のフローチャートである。図１５に例示するように、振動監視方法は、回転信号出力ステップＳ１と、固有振動数フィルタ指令値出力ステップＳ２と、自励振動信号抽出ステップＳ３と、を含む。
【0067】
回転信号出力ステップＳ１では、回転軸１０２の回転に同期した回転信号Ａを出力する。固有振動数フィルタ指令値出力ステップＳ２では、回転軸１０２が有している固有振動数Ｆａから算出される固有振動数フィルタ指令値Ｂ１を出力する。自励振動信号抽出ステップＳ３では、回転信号Ａと固有振動数フィルタ指令値Ｂ１とが入力されることで、固有振動数フィルタ指令値Ｂ１に応じて設定される第１の通過範囲Ｒ１に含まれる通過帯域の信号を回転軸１０２の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号Ｃとして回転信号Ａから抽出する。このような方法によれば、回転軸１０２の自励振動を回転軸１０２の回転信号Ａから評価することができる。
【0068】
図１５に例示する形態では、振動監視方法は、フィルタ指令値出力ステップＳ４と、振動信号抽出ステップＳ５と、第１の強制振動信号抽出ステップＳ６と、表示ステップＳ７と、をさらに含んでいる。
【0069】
フィルタ指令値出力ステップＳ４では、回転信号Ａから算出される回転軸１０２の回転数Ａｎに対応するフィルタ指令値Ｂ２を出力する。振動信号抽出ステップＳ５では、回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、フィルタ指令値Ｂ２に応じて設定される遮断周波数Ｐよりも小さい通過帯域の信号を振動信号Ｅとして回転信号Ａから抽出する。第１の強制振動信号抽出ステップＳ６では、回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、フィルタ指令値Ｂ２に応じて設定される中心周波数Ｆｂを含む通過帯域の信号を第１の強制振動信号Ｄ１として回転信号Ａから抽出する。表示ステップＳ７では、振動信号Ｅから取得された回転軸１０２の全振動の情報、第１の強制振動信号Ｄ１から取得された回転軸１０２の強制振動の情報、自励振動信号Ｃから取得された回転軸１０２の自励振動の情報を同時に表示する。このような方法によれば、回転軸１０２の自励振動と強制振動とを混同せずに評価することができる。また、回転軸１０２の強制振動のうち回転軸１０２の回転に同期した強制振動を評価することができる。
【0070】
図１５に例示する形態では、振動監視方法は、判定ステップＳ８をさらに含んでいる。判定ステップＳ８では、表示ステップＳ７が実行された後に、「第１の強制振動信号Ｄ１の振幅Ｄ１ａ」を「振動信号Ｅの振幅Ｅａ」で除算する第１除算値、「自励振動信号Ｃの振幅Ｃａ」を「振動信号Ｅの振幅Ｅａ」で除算する第２除算値を算出する。そして、第１除算値が所定値（例えば、０．８）よりも大きい、又は、第２除算値が所定値（例えば、０．５）以下である場合には、回転軸１０２の振動は強制振動が支配的であると判定する。幾つかの実施形態では、第１除算値が所定値（例えば、０．８）よりも大きい、且つ第２除算値が所定値（例えば、０．５）より大きい場合には、回転軸１０２の振動は強制振動が支配的であると判定する。幾つかの実施形態では、第１除算値が所定値（例えば、０．８）以下、且つ第２除算値が所定値（例えば、０．５）より大きい場合には、回転軸１０２の振動は自励振動が支配的であると判定する。
【0071】
図１６は、別の一実施形態に係る振動監視方法のフローチャートである。図１６に例示するように、振動監視方法は、回転信号出力ステップＳ１１と、除算フィルタ指令値出力ステップＳ１２と、第２の強制振動信号抽出ステップＳ１３と、を含む。
【0072】
回転信号出力ステップＳ１１では、回転軸１０２の回転に同期した回転信号Ａを出力する。除算フィルタ指令値出力ステップＳ１２では、回転信号Ａから算出される回転軸１０２の回転数Ａｎに対応するフィルタ指令値Ｂ２をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値Ｂ３を出力する。第２の強制振動信号抽出ステップＳ１３では、回転信号Ａと除算フィルタ指令値Ｂ３とが入力されることで、除算フィルタ指令値Ｂ３に応じて設定される非線形中心周波数Ｆｃを含む通過帯域の信号を第２の強制振動信号Ｄ２として回転信号Ａから抽出する。このような方法によれば、回転軸１０２の非線形の強制振動を回転軸１０２の回転信号Ａから評価することができる。
【0073】
図１６に例示する形態では、振動監視方法は、フィルタ指令値出力ステップＳ１４と、振動信号抽出ステップＳ１５、第１の強制振動信号抽出ステップＳ１６と、表示ステップＳ１７と、をさらに含んでいる。
【0074】
フィルタ指令値出力ステップＳ１４では、回転信号Ａから算出される回転軸１０２の回転数Ａｎに対応するフィルタ指令値Ｂ２を出力する。振動信号抽出ステップＳ１５では、回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、フィルタ指令値Ｂ２に応じて設定される遮断周波数Ｐよりも小さい通過帯域の信号を振動信号Ｅとして回転信号Ａから抽出する。第１の強制振動信号抽出ステップＳ１６では、回転信号Ａとフィルタ指令値Ｂ２とが入力されることで、フィルタ指令値Ｂ２に応じて設定される中心周波数Ｆｂを含む通過帯域の信号を第１の強制振動信号Ｄ１として回転信号Ａから抽出する。表示ステップＳ１７では、振動信号Ｅから取得された回転軸１０２の全振動の情報、第１の強制振動信号Ｄ１から取得された回転軸１０２の強制振動の情報、第２の強制振動信号Ｄ２から取得された回転軸１０２の強制振動の情報を同時に表示する。このような方法によれば、回転軸１０２の振動の全体（オーバーオール振幅）、回転軸１０２の回転に同期した強制振動、及び回転軸１０２の非線形の強制振動を互いに混同せずに評価することができる。
【0075】
図１６に例示する形態では、振動監視方法は、判定ステップＳ１８をさらに含んでいる。判定ステップＳ１８では、表示ステップＳ１７が実行された後に、「第１の強制振動信号Ｄ１の振幅Ｄ１ａ」を「振動信号Ｅの振幅Ｅａ」で除算する第３除算値、「第２の強制振動信号Ｄ２の振幅Ｄ２ａ」を「振動信号Ｅの振幅Ｅａ」で除算する第４除算値を算出する。そして、第３除算値が所定値（例えば、０．８）以下であり、且つ第４除算値が所定値（例えば、０．４）よりも大きい場合には、回転軸１０２の振動は非線形の強制振動が支配的であると判定する。幾つかの実施形態では、第３除算値が所定値（例えば、０．８）より大きい、又は第４除算値が所定値（例えば、０．４）以下である場合には、回転軸１０２の振動は非線形の強制振動以外が支配的であると判定する。
【0076】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0077】
［１］本開示に係る振動監視装置（１）は、
回転軸（１０２）の回転に同期した回転信号（Ａ）を出力する回転センサ（２）と、
前記回転軸が有している固有振動数（Ｆａ）から算出される固有振動数フィルタ指令値（Ｂ１）を出力する出力装置（４）と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲（Ｒ１）に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号（Ｃ）として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタ（６）と、を備える。
回転軸（１０２）の回転に同期した回転信号（Ａ）を出力する回転センサ（２）と、
前記回転軸が有している固有振動数（Ｆａ）から算出される固有振動数フィルタ指令値（Ｂ１）を出力する出力装置（４）と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲（Ｒ１）に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号（Ｃ）として前記回転信号から抽出する自励振動バンドパスフィルタ（６）と、を備える。
【0078】
本発明者らによれば、回転軸の回転信号から回転軸の固有振動数に基づいて設定された通過帯域を通過する回転信号を抽出すると、この抽出された回転信号が回転軸の自励振動の情報を取得可能な自励振動信号に相当することを見出した。上記[１]に記載の構成によれば、自励振動バンドパスフィルタは、回転軸の固有振動数に基づいて設定された通過帯域を通過する回転信号を自励振動信号として抽出する。このため、回転軸の自励振動を回転軸の回転信号から評価することができる。
【0079】
[２]幾つかの実施形態では、上記[１]に記載の構成において、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数（Ａｎ）に対応するフィルタ指令値（Ｂ２）をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値（Ｂ３）を出力するフィルタ指令値出力装置（８）と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数（Ｆｃ）を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号（Ｄ３）として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタ（１６）と、をさらに備える。
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数（Ａｎ）に対応するフィルタ指令値（Ｂ２）をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値（Ｂ３）を出力するフィルタ指令値出力装置（８）と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数（Ｆｃ）を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号（Ｄ３）として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタ（１６）と、をさらに備える。
【0080】
本発明者らによれば、回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎで除算した除算フィルタ指令値に応じて非線形中心周波数を設定し、回転軸の回転信号から非線形中心周波数を含む通過帯域を通過する回転信号を抽出すると、この抽出された回転信号が回転軸の非線形の強制振動の情報を取得可能な強制振動信号に相当することを見出した。上記[２]に記載の構成によれば、非線形強制振動バンドパスフィルタは、除算フィルタ指令値に応じて設定された非線形中心周波数を含む通過帯域を通過する回転信号を強制振動信号として抽出する。このため、非線形の強制振動も回転軸の回転信号から評価することができる。
【0081】
[３]幾つかの実施形態では、上記[１]に記載の構成において、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数（Ａｎ）に対応するフィルタ指令値（Ｂ２）を出力するフィルタ指令値出力装置（８）と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数（Ｐ）よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号（Ｅ）として前記回転信号から抽出するローパスフィルタ（１０）と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数（Ｆｂ）を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号（Ｄ２）として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタ（１２）と、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記自励振動バンドパスフィルタによって抽出された前記自励振動信号から前記回転軸の自励振動の情報を同時に表示する表示装置（１４）と、をさらに備える。
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数（Ａｎ）に対応するフィルタ指令値（Ｂ２）を出力するフィルタ指令値出力装置（８）と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数（Ｐ）よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号（Ｅ）として前記回転信号から抽出するローパスフィルタ（１０）と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数（Ｆｂ）を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号（Ｄ２）として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタ（１２）と、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記自励振動バンドパスフィルタによって抽出された前記自励振動信号から前記回転軸の自励振動の情報を同時に表示する表示装置（１４）と、をさらに備える。
【0082】
上記[３]に記載の構成によれば、回転軸の自励振動と強制振動とを混同せずに評価することができる。また、回転軸の強制振動のうちバンドパスフィルタによって抽出された回転軸の強制振動（つまりは、回転軸の回転に同期した強制振動）を評価することができる。
【0083】
[４]幾つかの実施形態では、上記[２]に記載の構成において、
前記フィルタ指令値出力装置は前記フィルタ指令値をさらに出力するように構成され、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数（Ｐ）よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号（Ｅ）として前記回転信号から抽出するローパスフィルタ（１０）と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数（Ｆｂ）を含む通過帯域の信号を前記強制振動信号（Ｄ２）として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタ（１２）と、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記非線形強制振動バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から前記回転軸の強制振動の情報を同時に表示する表示装置（１４）と、をさらに備える。
前記フィルタ指令値出力装置は前記フィルタ指令値をさらに出力するように構成され、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される遮断周波数（Ｐ）よりも小さい通過帯域の信号を前記回転軸の振動の情報が取得可能な振動信号（Ｅ）として前記回転信号から抽出するローパスフィルタ（１０）と、
前記回転信号と前記フィルタ指令値とが入力されることで、前記フィルタ指令値に応じて設定される中心周波数（Ｆｂ）を含む通過帯域の信号を前記強制振動信号（Ｄ２）として前記回転信号から抽出するバンドパスフィルタ（１２）と、
前記ローパスフィルタによって抽出された前記振動信号から取得された前記回転軸の振動の情報、前記バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から取得された前記回転軸の強制振動の情報、及び前記非線形強制振動バンドパスフィルタによって抽出された前記強制振動信号から前記回転軸の強制振動の情報を同時に表示する表示装置（１４）と、をさらに備える。
【0084】
上記［４］に記載の構成によれば、ローパスフィルタによって抽出された回転軸の強制振動、バンドパスフィルタによって抽出された回転軸の強制振動、及び非線形強制振動バンドパスフィルタによって抽出された回転軸の強制振動を互いに混同せずに評価することができる。
【0085】
[５]幾つかの実施形態では、上記[１]から［４］の何れか１つに記載の構成において、
前記通過範囲は、前記固有振動数の０．９倍以上、且つ前記固有振動数の１．１倍以下である。
前記通過範囲は、前記固有振動数の０．９倍以上、且つ前記固有振動数の１．１倍以下である。
【0086】
上記[５]に記載の構成によれば、回転軸の自励振動の情報を含まないノイズの取得を抑制し、回転軸の自励振動の情報の取得精度を高めることができる。
【0087】
［６］本開示に係る振動監視装置（１）は、
回転軸（１０２）の回転に同期した回転信号（Ａ）を出力する回転センサ（２）と、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数（Ａｎ）に対応するフィルタ指令値（Ｂ２）をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値（Ｂ３）を出力するフィルタ指令値出力装置（８）と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数（Ｆｃ）を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号（Ｄ３）として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタ（１６）と、を備える。
回転軸（１０２）の回転に同期した回転信号（Ａ）を出力する回転センサ（２）と、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数（Ａｎ）に対応するフィルタ指令値（Ｂ２）をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値（Ｂ３）を出力するフィルタ指令値出力装置（８）と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数（Ｆｃ）を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号（Ｄ３）として前記回転信号から抽出する非線形強制振動バンドパスフィルタ（１６）と、を備える。
【0088】
本発明者らによれば、回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎで除算した除算フィルタ指令値に応じて非線形中心周波数を設定し、回転軸の回転信号から非線形中心周波数を含む通過帯域を通過する回転信号を抽出すると、この抽出された回転信号が回転軸の非線形の強制振動の情報を取得可能な強制振動信号に相当することを見出した。上記[６]に記載の構成によれば、非線形強制振動バンドパスフィルタは、除算フィルタ指令値に応じて設定された非線形中心周波数を含む通過帯域を通過する回転信号を強制振動信号として抽出する。このため、非線形の強制振動を回転軸の回転信号から評価することができる。
【0089】
［７］本開示に係る過給機（１００）は、
上記［１］から［６］の何れか１つに記載の振動監視装置（１）と、
前記回転軸の一端部に設けられる圧縮機（１０４）と、
前記回転軸の他端部に設けられるタービン（１０６）と、を備える。
上記［１］から［６］の何れか１つに記載の振動監視装置（１）と、
前記回転軸の一端部に設けられる圧縮機（１０４）と、
前記回転軸の他端部に設けられるタービン（１０６）と、を備える。
【0090】
上記［７］に記載の構成によれば、過給機の回転軸の回転信号から過給機の回転軸の自励振動又は非線形の強制振動を評価可能な過給機を提供することができる。
【0091】
［８］本開示に係る振動監視方法は、
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップ（Ｓ１）と、
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップ（Ｓ２）と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップ（Ｓ３）と、を備える。
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップ（Ｓ１）と、
前記回転軸が有している固有振動数から算出される固有振動数フィルタ指令値を出力するステップ（Ｓ２）と、
前記回転信号と前記固有振動数フィルタ指令値とが入力されることで、前記固有振動数フィルタ指令値に応じて設定される通過範囲に含まれる通過帯域の信号を前記回転軸の自励振動の情報が取得可能な自励振動信号として前記回転信号から抽出するステップ（Ｓ３）と、を備える。
【0092】
上記［８］に記載の方法によれば、回転軸の固有振動数に基づいて設定された通過帯域を通過する回転軸の回転信号を自励振動信号として抽出するので、回転軸の自励振動を回転軸の回転信号から評価することができる。
【0093】
［９］本開示に係る振動監視方法は、
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップ（Ｓ１１）と、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップ（Ｓ１２）と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップ（Ｓ１３）と、を備える。
回転軸の回転に同期した回転信号を出力するステップ（Ｓ１１）と、
前記回転信号から算出される前記回転軸の回転数に対応するフィルタ指令値をｎ（但し、ｎ＝１、２、・・・は自然数）で除算する除算フィルタ指令値を出力するステップ（Ｓ１２）と、
前記回転信号と前記除算フィルタ指令値とが入力されることで、前記除算フィルタ指令値に応じて設定される非線形中心周波数を含む通過帯域の信号を前記回転軸の強制振動の情報が取得可能な強制振動信号として前記回転信号から抽出するステップ（Ｓ１３）と、を備える。
【0094】
上記［９］に記載の方法によれば、除算フィルタ指令値に応じて設定された非線形中心周波数を含む通過帯域を通過する回転軸の回転信号を強制振動信号として抽出するので、非線形の強制振動を回転軸の回転信号から評価することができる。
【符号の説明】
【0095】
１ 振動監視装置
２ 回転センサ
４ 出力装置
６ 自励振動バンドパスフィルタ
８ フィルタ指令値出力装置
１０ ローパスフィルタ
１２ バンドパスフィルタ
１４ 表示装置
１６ 非線形強制振動バンドパスフィルタ
１００ 過給機
１０２ 回転軸
１０４ 圧縮機
１０６ タービン
１２２ 分周部
１２４ カウンタ部
１２６ 表示部
１２８ フィルタ指令値出力部
１２９ 除算フィルタ指令値出力部
２００ 第１斜軸
２０２ 第２斜軸
Ａ 回転信号
Ａｎ 回転数
Ａｐ 回転パルス信号
Ｂ１ 固有振動数フィルタ指令値
Ｂ２ フィルタ指令値
Ｂ３ 除算フィルタ指令値
Ｃ 自励振動信号
Ｄ１ 第１の強制振動信号
Ｄ２ 第２の強制振動信号
Ｅ 振動信号
Ｆａ 固有振動数
Ｆｂ 中心周波数
Ｆｃ 非線形中心周波数
Ｐ 遮断周波数
Ｒ１ 第１の通過範囲
Ｒ２ 第２の通過範囲
Ｒ３ 第３の通過範囲
Ｓ１ 回転信号出力ステップ
Ｓ２ 固有振動数フィルタ指令値出力ステップ
Ｓ３ 自励振動信号抽出ステップ
Ｓ１１ 回転信号出力ステップ
Ｓ１２ 除算フィルタ指令値出力ステップ
Ｓ１３ 第２の強制振動信号抽出ステップ
２ 回転センサ
４ 出力装置
６ 自励振動バンドパスフィルタ
８ フィルタ指令値出力装置
１０ ローパスフィルタ
１２ バンドパスフィルタ
１４ 表示装置
１６ 非線形強制振動バンドパスフィルタ
１００ 過給機
１０２ 回転軸
１０４ 圧縮機
１０６ タービン
１２２ 分周部
１２４ カウンタ部
１２６ 表示部
１２８ フィルタ指令値出力部
１２９ 除算フィルタ指令値出力部
２００ 第１斜軸
２０２ 第２斜軸
Ａ 回転信号
Ａｎ 回転数
Ａｐ 回転パルス信号
Ｂ１ 固有振動数フィルタ指令値
Ｂ２ フィルタ指令値
Ｂ３ 除算フィルタ指令値
Ｃ 自励振動信号
Ｄ１ 第１の強制振動信号
Ｄ２ 第２の強制振動信号
Ｅ 振動信号
Ｆａ 固有振動数
Ｆｂ 中心周波数
Ｆｃ 非線形中心周波数
Ｐ 遮断周波数
Ｒ１ 第１の通過範囲
Ｒ２ 第２の通過範囲
Ｒ３ 第３の通過範囲
Ｓ１ 回転信号出力ステップ
Ｓ２ 固有振動数フィルタ指令値出力ステップ
Ｓ３ 自励振動信号抽出ステップ
Ｓ１１ 回転信号出力ステップ
Ｓ１２ 除算フィルタ指令値出力ステップ
Ｓ１３ 第２の強制振動信号抽出ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】