特許 7077426 診断装置及びこれを備えた設備並びに診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-20

(45)【発行日】2022-05-30

(54)【発明の名称】診断装置及びこれを備えた設備並びに診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20220523BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20220523BHJP

   B21B 33/00 20060101ALI20220523BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20220523BHJP

   B21B 38/00 20060101ALI20220523BHJP

【ＦＩ】

G01H17/00 Z

G01M99/00 A

B21B33/00

B21C51/00 Q

B21B38/00 D

B21B38/00 G

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020568907

(86)(22)【出願日】2019-01-29

(86)【国際出願番号】 JP2019002883

(87)【国際公開番号】W WO2020157818

(87)【国際公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】314017543

【氏名又は名称】Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松井 陽一

(72)【発明者】

【氏名】小田原 優太

【審査官】奥野 尭也

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２８８５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８３６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２８３６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３７８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１４６７３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０９６６４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００８２９７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２０６５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１８５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１５８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１１４５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３７３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３９３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７７３５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

Ｂ２１Ｂ ３８／００－３８／１２

Ｂ２１Ｃ ５１／００

Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置を診断するための診断装置であって、
それぞれ異なる位置に設けられ、前記機械装置から発生する音をそれぞれ検知するための複数の音響センサと、
前記駆動部の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において前記複数の音響センサの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを取得するように構成された音データ取得部と、
前記複数の回転数条件ごとに取得した前記複数の音データをそれぞれ周波数解析するように構成された周波数解析部と、
前記周波数解析部による周波数解析結果に基づいて、前記複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件及び前記ピーク周波数を特定するピーク周波数特定部と、
前記１以上の回転数条件の各々について、前記複数の音響センサのうち、前記ピーク周波数に対応する前記音データの振幅が最も大きい一の音響センサの前記機械装置に対する設置位置に基づいて、前記機械装置のうち、前記ピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得る音源情報取得部と、
を備える診断装置。

【請求項2】

前記複数の音データの前記周波数解析結果について、前記回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去するように構成された第１除去部をさらに備え、
前記音源情報取得部は、前記第１除去部により除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得るように構成された
請求項１に記載の診断装置。

【請求項3】

前記複数の音データの前記周波数解析結果について、前記駆動部の回転数に周波数が比例する成分を除去するように構成された第２除去部をさらに備え、
前記音源情報取得部は、前記第２除去部により除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得るように構成された
請求項１又は２に記載の診断装置。

【請求項4】

前記ピーク周波数特定部によって特定された前記回転数条件に対応する前記ピーク周波数と、前記音源情報取得部によって特定された前記音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶するための記憶部をさらに備える
請求項１乃至３の何れか一項に記載の診断装置。

【請求項5】

前記駆動部の回転数が規定値での運転中に、診断用音響センサで検知された音に基づき取得された診断用音データを周波数解析するように構成された周波数解析部と、
前記周波数解析部による前記診断用音データについての周波数解析結果における、前記ピーク周波数の成分の振幅に基づいて、前記音の発生源の異常判定を行うように構成された診断部と、を備える
請求項１乃至４の何れか一項に記載の診断装置。

【請求項6】

前記診断部は、前記診断用音データについての前記周波数解析結果において、前記ピーク周波数の成分の振幅が閾値以上であるとき、前記音の発生源に異常が生じたと判定するように構成された
請求項５に記載の診断装置。

【請求項7】

前記機械装置は、
前記駆動部としてのモータと、
前記モータによって回転駆動される前記被駆動部としてのギア又はスピンドルと、
前記ギア又は前記スピンドルにより駆動される圧延ロールと、
を含む圧延装置である
請求項１乃至６の何れか一項に記載の診断装置。

【請求項8】

前記複数の音響センサは、前記モータに対応して設けられる第１音響センサと、前記ギア又は前記スピンドルに対応して設けられる第２音響センサと、を含む
請求項７に記載の診断装置。

【請求項9】

駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置と、
前記機械装置を診断するように構成された請求項１乃至８の何れか一項に記載の診断装置と、
を備える設備。

【請求項10】

駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置を診断するための診断方法であって、
それぞれ異なる位置に設置された複数の音響センサにより前記機械装置から発生する音をそれぞれ検知する音検知ステップと、
前記駆動部の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において前記複数の音響センサの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを取得する音データ取得ステップと、
前記複数の回転数条件ごとに取得した前記複数の音データをそれぞれ周波数解析するステップと、
前記周波数解析の結果に基づいて、前記複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件及び前記ピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記１以上の回転数条件の各々について、前記複数の音響センサのうち、前記ピーク周波数に対応する前記音データの振幅が最も大きい一の音響センサの前記機械装置に対する設置位置に基づいて、前記機械装置のうち、前記ピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得る音源情報取得ステップと、
を備える診断方法。

【請求項11】

前記複数の音データの前記周波数解析の結果について、前記回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去する第１除去ステップをさらに備え、
前記音源情報取得ステップでは、前記第１除去ステップで除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得る
請求項１０に記載の診断方法。

【請求項12】

前記複数の音データの前記周波数解析の結果について、前記駆動部の回転数に周波数が比例する成分を除去する第２除去ステップをさらに備え、
前記音源情報取得ステップでは、前記第２除去ステップにより除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得る
請求項１０又は１１に記載の診断方法。

【請求項13】

前記ピーク周波数特定ステップで特定された前記回転数条件に対応する前記ピーク周波数と、前記音源情報取得ステップで取得された前記音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶部に記憶させるステップをさらに備える
請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の診断方法。

【請求項14】

前記駆動部の回転数が規定値での運転中に、診断用音響センサで前記機械装置からの音を検知し、該音を含む診断用音データを取得するステップと、
前記診断用音データについて周波数解析するステップと、
前記診断用音データについての周波数解析結果における、前記ピーク周波数の成分の振幅に基づいて、前記音の発生源の異常判定を行う診断ステップをさらに備える
請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の診断方法。

【請求項15】

前記診断ステップでは、前記診断用音データについての前記周波数解析結果において、前記ピーク周波数の成分の振幅が閾値以上であるとき、前記音の発生源に異常が生じたと判定する
請求項１４に記載の診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置を診断するための診断装置及びこれを備えた設備並びに診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータ等の駆動部によって回転駆動される被駆動部を有する機械装置を診断するために、音響センサを用いることがある。

【0003】

例えば、特許文献１には、モータによって駆動される圧延ロールを含む圧延機において、ロールの振動により鋼板に縞模様が生じる現象（所謂チャタリング）を検出するための装置が記載されている。この装置は、圧延ロールの近傍に設置されたマイクロホン（音響センサ）を含み、該マイクロホンにより圧延機からの音の音響波形を検出するようになっている。そして、このように検出した音響波形に基づいて、予め取得した圧延ロールの固有振動数の音を監視することで、上述のチャタリングを検出するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－１５８０４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述のチャタリングのように、発生頻度が比較的高い現象については、その現象が生じる機械装置（圧延機等）のために作製した試験装置を用いることにより、あるいは、実機において実際に生じた現象を解析することにより、当該機械装置の固有振動数を特定することが可能である。
しかしながら、機械装置において問題となり得るが発生頻度が低い事象（例えば、駆動部や被駆動部の損傷）に関しては、対象部位等の固有振動数を調査するために試験装置を作製するのは、コスト等の面で難しい場合があり、また、事象の発生頻度が少ないため、実機に基づく解析により固有振動数を特定することは通常は難しい。そこで、簡素な構成で機械装置の固有振動数を特定することが望まれる。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、簡素な構成で機械装置の固有振動数を特定可能な診断装置及びこれを備えた設備並びに診断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】

【0007】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る診断装置は、
駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置を診断するための診断装置であって、
それぞれ異なる位置に設けられ、前記機械装置から発生する音をそれぞれ検知するための複数の音響センサと、
前記駆動部の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において前記複数の音響センサの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを取得するように構成された音データ取得部と、
前記複数の回転数条件ごとに取得した前記複数の音データをそれぞれ周波数解析するように構成された周波数解析部と、
前記周波数解析部による周波数解析結果に基づいて、前記複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件及び前記ピーク周波数を特定するピーク周波数特定部と、
前記１以上の回転数条件の各々について、前記複数の音響センサのうち、前記ピーク周波数に対応する前記音データの振幅が最も大きい一の音響センサの前記機械装置に対する設置位置に基づいて、前記機械装置のうち、前記ピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得る音源情報取得部と、
を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、簡素な構成で、機械装置の固有振動数を特定可能な診断装置及びこれを備えた設備並びに診断方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係る圧延設備（設備）を示す概略構成図である。

【図2】一実施形態に係る診断装置の概略構成図である。

【図3】一実施形態に係る診断方法の概要を示すフローチャートである。

【図4】特定のモータ回転数条件下で複数の音響センサを用いて取得した音データの周波数解析結果の一例を示す図である。

【図5】特定のモータ回転数条件下で複数の音響センサを用いて取得した音データの周波数解析結果の一例を示す図である。

【図6】特定のモータ回転数条件下で複数の音響センサを用いて取得した音データの周波数解析結果の一例を示す図である。

【図7】一実施形態に係る記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。

【図8】一実施形態に係る診断方法の概要を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0011】

まず、図１を参照して、幾つかの実施形態に係る診断装置を含む設備の一例である圧延設備について説明する。図１は、一実施形態に係る圧延設備（設備）を示す概略構成図である。

【0012】

図１に示すように、圧延設備（設備）は、圧延装置１と、該圧延装置１を診断するための診断装置３０と、を備えている。

【0013】

圧延装置１は、モータ２（駆動部）と、モータ２によって回転駆動される圧延ロール８（被駆動部）と、モータ２の動力を圧延ロール８に伝達するための動力伝達部３と、を含む。

【0014】

圧延ロール８は、金属帯板９を圧延するように構成されており、金属帯板９を上下から挟み込んで金属帯板９に荷重を加えるための一対のワークロール１２Ａ，１２Ｂと、一対のワークロール１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ挟んで金属帯板９とは、それぞれ反対側に設けられる一対の中間ロール１４Ａ，１４Ｂ及び一対のバックアップロール１６Ａ，１６Ｂと、を含む。中間ロール１４Ａ，１４Ｂは、それぞれ、ワークロール１２Ａ，１２Ｂと、バックアップロール１６Ａ，１６Ｂとの間に設けられる。

【0015】

動力伝達部３は、モータ２によって回転駆動されるギア４（被駆動部）及びスピンドル６（被駆動部）を含む。すなわち、ギア４はモータ２に接続されており、スピンドル６は、ギア４を介してモータ２に接続されている。また、圧延ロール８は、ギア４及びスピンドル６を介して、モータ２に接続されている。したがって、モータ２によってギア４及びスピンドル６が回転駆動されると、該ギア４及びスピンドル６によって圧延ロール８が駆動されるようになっている。すなわち、モータ２の回転運動がギア４、スピンドル６及び圧延ロール８に伝達され、ギア４、スピンドル６及び圧延ロール８は、それぞれ、モータ２の出力（回転数）に応じた回転数にて回転するようになっている。

【0016】

次に、図１及び図２を参照して、一実施形態に係る診断装置３０の構成について説明する。図２は、一実施形態に係る診断装置３０の概略構成図である。

【0017】

図１に示すように、一実施形態に係る診断装置３０は、圧延装置１から発生する音をそれぞれ検知するための複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂと、複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂにより検知された音データを処理するための処理部３６と、処理部３６での処理結果等を記憶するための記憶部３７と、処理部３６での処理結果を表示するための表示部３８と、を含んでいる。

【0018】

複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ異なる位置に設けられている。
図示する実施形態では、複数の音響センサは、モータ２に対応して設けられる第１音響センサ３２と、ギア４に対応して設けられる第２音響センサ３４Ａと、スピンドル６に対応して設けられる第２音響センサ３４Ｂと、を含む。すなわち、第１音響センサ３２は、モータ２の近傍に設けられ、第２音響センサ３４Ａはギア４の近傍に設けられ、第２音響センサ３４Ｂはスピンドル６の近傍に設けられている。なお、以下の説明において、第１音響センサ３２及び第２音響センサ３４Ａ，３４Ｂを、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂ等と総称することがある。
幾つかの実施形態では、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂは、集音マイクロホンを含んでいてもよい。

【0019】

処理部３６は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）、補助記憶部及びインターフェース等を含んでいてもよい。処理部３６は、インターフェースを介して、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂで検出した音を示す音データを受け取るようになっていてもよい。ＣＰＵは、このようにして受け取った音データを処理するように構成される。また、ＣＰＵは、メモリに展開されるプログラムを処理するように構成される。

【0020】

処理部３６での処理内容は、ＣＰＵにより実行されるプログラムとして実装され、補助記憶部に記憶されていてもよい。プログラム実行時には、これらのプログラムはメモリに展開される。ＣＰＵは、メモリからプログラムを読み出し、プログラムに含まれる命令を実行するようになっている。

【0021】

記憶部３７は、処理部３６を構成する装置（計算機等）の外部に設けられた外部記憶部を含んでいてもよい。あるいは、記憶部３７は、処理部３６を構成する装置の内部に設けられた記憶部であってもよく、例えば、上述のメモリや補助記憶部であってもよい。

【0022】

図２に示すように、処理部３６は、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂからの音を含む音データを取得するための音データ取得部４０と、音データの周波数解析をするための周波数解析部４２と、周波数解析結果から、複数の音データに共通するピーク周波数を特定するためのピーク周波数特定部４８と、特定されたピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を取得するための音源情報取得部５０と、を含む。また、処理部３６は、音データの周波数解析結果から、特定しようとする圧延装置１（機械装置）の固有振動数に関連しない周波数成分を除去するための第１除去部４４及び第２除去部４６を含む。また、処理部３６は、ピーク周波数特定部４８及び音源情報取得部５０により特定された固有振動数（ピーク周波数）及び当該固有振動数の音の発生源に関する情報に基づいて、圧延装置１の診断をするための診断部５４を含む。

【0023】

音データ取得部４０は、モータ２（駆動部）の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを取得するように構成される。

【0024】

周波数解析部４２は、音データ取得部４０により複数の回転数条件ごとに取得した複数の音データをそれぞれ周波数解析するように構成される。一実施形態では、周波数解析部４２は、上述の周波数解析を行うことにより、複数の音データの各々について、周波数と振幅との相関関係を示す周波数スペクトルを得るように構成されている。

【0025】

ピーク周波数特定部４８は、周波数解析部４２による周波数解析結果に基づいて、複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件を特定するように構成される。

【0026】

音源情報取得部５０は、ピーク周波数特定部４８によって特定された上述の１以上の回転数条件の各々について、複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂのうち、上述の共通するピーク周波数に対応する音データの振幅が最も大きい一の音響センサ（音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂの何れか）を特定する。そして、特定された音響センサの圧延装置１に対する設置位置に基づいて、圧延装置１のうち、上述の共通するピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得るように構成されている。

【0027】

ここで、音の発生源に関する情報とは、圧延装置１において、その音が発生する位置又は部位を示す情報であり、すなわち、複数の音響センサのうちの何れに近い位置又は部位であるかを示す情報である。例えば、上述の共通するピーク周波数における振幅が、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂで取得した音データのうち、音響センサ３２で取得した音データにおいて最も大きい場合、当該共通するピーク周波数は、圧延装置１のうち、音響センサ３４Ａ，３４Ｂよりも音響センサ３２の近くに位置する部位の固有振動数であると推定することができる。モータ２、ギア４、スピンドル６のうち音響センサ３２に最も近い機械装置がモータ２であることを音源情報取得部５０に入力しておけば、ギア４やスピンドル６ではなく、モータ２の固有振動数であると推定することができる。あるいは、その固有振動数を有する具体的な部位を特定できなくとも、その固有振動数を有する部位の凡その位置）を把握することができる。処理部３６（音源情報取得部５０）は、どの機械装置又は圧延装置１における位置がどの音響センサに最も近いかという情報を、音データを取得する前後の過程で得るように構成されていてもよいし、予め情報が格納されていてもよい。

【0028】

ピーク周波数特定部４８によって特定された回転数条件に対応する上述の共通するピーク周波数、及び、音源情報取得部５０によって特定された上述の音の発生源に関する情報は、記憶部３７に記憶されるようになっている。記憶部３７は、上述の共通するピーク周波数と、上述の音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶するように構成されている。

【0029】

第１除去部４４は、周波数解析部４２による複数の音データの周波数解析結果について、モータ２（駆動部）の回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去するように構成される。音源情報取得部５０は、第１除去部４４により上述の周波数成分が除去された場合、このように除去される周波数成分を圧延装置１の固有振動数ではないとみなし、当該周波数成分を上述のピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得るように構成される。

【0030】

異なる回転数条件の下で取得された複数の音データにおいて、同一の周波数に振幅のピークが現れる場合、その周波数は、モータ２（駆動部）の回転数に依らずに生じる背景音に由来するものであると推定される。そこで、上述のように、複数の音データの周波数解析結果について、回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去し、音の発生源に関する情報を得る際に、複数の音データの周波数解析結果における共通のピーク周波数から背景音に関連する上述の周波数成分を除外することにより、複数の音データの周波数解析結果に基づいて、圧延装置１の固有振動数を精度良好に特定することができる。

【0031】

例えば、ある回転数条件で、上述の共通するピーク周波数が複数存在し、そのうち１つの共通のピーク周波数が第１除去部４４により除去される周波数成分であれば、別の共通するピーク周波数に基づいて、当該「別の」ピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得るようになっている。

【0032】

第２除去部４６は、周波数解析部４２による複数の音データの周波数解析結果について、モータ２（駆動部）の回転数に周波数が比例する成分を除去するように構成される。音源情報取得部５０は、第２除去部４６により上述の周波数成分が除去された場合、このように除去される周波数成分を圧延装置１の固有振動数ではないとみなし、当該周波数成分を上述のピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得るように構成される。

【0033】

異なる回転数条件の下で取得された複数の音データにおいて、モータ２（駆動部）の回転数に比例する周波数成分のピークが現れる場合、その周波数は、モータ２の回転運動の大きさに起因する音であり、圧延装置１の固有振動数とは関連しないものであると推定される。そこで、上述のように、複数の音データの周波数解析結果について、モータ２の回転数に周波数が比例する成分を除去し、音の発生源に関する情報を得る際に、複数の音データの周波数解析結果における共通のピーク周波数から、圧延装置１の固有振動数に関連しない上述の周波数成分を除外することにより、複数の音データの周波数解析結果に基づいて、圧延装置１の固有振動数を精度良好に特定することができる。

【0034】

診断部５４は、周波数解析部４２による診断用音データについての周波数解析結果における、上述のピーク周波数の成分（すなわち、特定された音の発生源の固有振動数に相当する周波数成分）の振幅に基づいて、前記音の発生源の異常判定を行うように構成される。

【0035】

診断用音データは、圧延装置１の近傍に診断用音響センサ３５により取得される。なお、診断用音響センサ３５としては、固有振動数や該固有振動数の音の発生源を特定するための音を検知するために（すなわち、ピーク周波数特定部４８や音源情報取得部５０で処理される音データを取得するために）用いた音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂの何れかを用いてもよいし、これらの音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂとは別の音響センサを用いてもよい。

【0036】

幾つかの実施形態では、診断用音響センサ３５で検知された音は、上述の音データ取得部４０により、診断用音データとして取得され、周波数解析部４２により、この診断用音データについて周波数解析が行われる。そして、上述の診断部５４は、この周波数解析結果を用いて、上述のように音の発生源の異常判定を行うようになっている。

【0037】

幾つかの実施形態では、診断部５４は、上述の診断用音データについての周波数解析結果において、ピーク周波数特定部４８及び音源情報取得部５０で特定された音の発生源に対応するピーク周波数の成分（すなわち、当該ピーク周波数に対応する固有振動数の周波数成分）の振幅が閾値以上であるとき、前記音の発生源に異常が生じたと判定するように構成される。

【0038】

以下、幾つかの実施形態に係る診断方法について説明する。
まず、一実施形態に係る診断方法において、上述の診断装置３０（図２参照）により圧延装置１の固有振動数を特定する方法について説明する。

【0039】

図３は、一実施形態に係る診断方法の概要を示すフローチャートである。
図４～図６は、それぞれ、特定のモータ回転数条件下（図４ではｎ［ｒｐｍ］、図５では２ｎ［ｒｐｍ］、図６では４ｎ［ｒｐｍ］）で、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂを用いて取得した音データの周波数解析結果（周波数スペクトル）の一例を示す図である。図４～図６では、音響センサ３２，３４Ａ，３４ＢをそれぞれマイクＡ，マイクＢ、マイクＣとして表示している。また、図４～図６のグラフの縦軸において、各音響センサ（マイク）で取得された音データに関する周波数ｆ［Ｈｚ］における成分の振幅（強度）を、Ｉ（ｆ，マイクを示す記号）と表示している。例えば、音響センサ３２（マイクＡ）で取得した音データの、周波数ｆ１における振幅は、Ｉ（ｆ１、Ａ）である。なお、実際の音データを周波数解析すると、図４～図６に示す周波成分以外にも、広い周波数帯に亘って多数のピークが現れるのが通常であるが、図４～図６では、図をわかりやすくするため、特にピーク値の大きい周波数成分のみを示している。
図７は、記憶部３７に記憶される音の発生源とこれに対応するピーク周波数（固有振動数）とが関連付けられた情報の一例を示す図である。

【0040】

なお、以下の説明では、複数の回転数条件を、モータ２の回転数がｎ，２ｎ，４ｎの３条件とし、複数の音響センサとして３つの音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂ（マイクＡ～Ｃ）を用いているが、複数の回転数条件や、音響センサの個数は、これに限定されず、任意の複数（２以上）の回転数条件及び複数（２以上）の音響センサを用いて、本発明の実施形態に係る診断方法を実施することができる。

【0041】

図３に示すように、一実施形態に係る圧延装置１の診断方法では、まず、それぞれ異なる位置に設置された複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂ（すなわち、マイクＡ～Ｃ）を用いて、圧延装置１から発生する音をそれぞれ検知する（音検知ステップ；ステップＳ１０２）。

【0042】

そして、音データ取得部４０（図２参照）により、モータ２（駆動部）の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを、処理部３６の音データ取得部４０にて取得する（音データ取得ステップ；ステップＳ１０４）。ここでは、モータ２の回転数が、それぞれｎ、２ｎ（ｎの２倍）、及び４ｎ（ｎの４倍）である３種類の回転数条件の各々において、各音響センサを用いて音データを取得する。つまり、３種類の回転数条件の各々につき、３つの音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂで音データを取得するため、９種の音データが取得される。

【0043】

次に、周波数解析部４２により、上述の複数の回転数条件（モータ回転数がｎ、２ｎ、４ｎの３条件）ごとに取得した複数の音データについて、それぞれ周波数解析を行う（周波数解析ステップ；ステップ１０６）。この周波数解析の結果得られる周波数スペクトルが図４（回転数条件：ｎ［ｒｐｍ］の場合）、図５（回転数条件：２ｎ［ｒｐｍ］の場合）、及び図６（回転数条件：４ｎ［ｒｐｍ］の場合）に示されている。

【0044】

次に、ピーク周波数特定部４８により、上述の周波数解析の結果に基づいて、複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件及び当該ピーク周波数を特定する（ピーク周波数特定ステップ；ステップＳ１０８）。具体的には、以下に述べるように、上述の回転数条件及び共通するピーク周波数を特定する。

【0045】

図４に示す各音響センサ（マイクＡ～Ｃ）に係る音データの周波数スペクトルでは、ｆａ，ｆ１及びｆｂの３つの周波数において、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂ（マイクＡ～Ｃ）の各々に係る音データにピークが現れている。よって、モータ２の回転数がｎ［ｒｐｍ］であるとの回転数条件のもとでは、これらの音データに共通するピーク周波数は、ｆａ，ｆ１及びｆｂである、と特定される。

【0046】

図５に示す各音響センサ（マイクＡ～Ｃ）に係る音データの周波数スペクトルでは、ｆａ，ｆ２及び２ｆｂ（ｆｂの２倍）の３つの周波数において、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂ（マイクＡ～Ｃ）の各々に係る音データにピークが現れている。よって、モータ２の回転数が２ｎ［ｒｐｍ］であるとの回転数条件のもとでは、これらの音データに共通するピーク周波数は、ｆａ，ｆ２及び２ｆｂである、と特定される。

【0047】

図６に示す各音響センサ（マイクＡ～Ｃ）に係る音データの周波数スペクトルでは、ｆａ，ｆ３及び４ｆｂ（ｆｂの４倍）の３つの周波数において、音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂ（マイクＡ～Ｃ）の各々に係る音データにピークが現れている。よって、モータ２の回転数が４ｎ［ｒｐｍ］であるとの回転数条件のもとでは、これらの音データに共通するピーク周波数は、ｆａ，ｆ３及び４ｆｂである、と特定される。

【0048】

次に、第１除去部４４により、複数の回転数条件（モータ回転数がｎ、２ｎ、４ｎの３条件）の下で、複数の音響センサ（マイクＡ～Ｃ）で取得された複数の音データ（９種の音データ）の周波数解析の結果（図４～図６に示す周波数スペクトル）について、回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去する（第１除去ステップ；ステップＳ１１０）。

【0049】

図４～図６に示す９つの周波数スペクトルでは、これらの周波数スペクトルの全てにおいて、周波数ｆａのピークが存在する。したがって、周波数ｆａの成分は、モータ２（駆動部）の回転数条件によらず共通して存在する成分である。すなわち、第１除去部４４は、各周波数スペクトルについて、周波数ｆａの成分を有するピークを除去する。なお、図４～図６において、除去される周波数ｆａの成分を有するピークは、破線で示されている。

【0050】

次に、第２除去部４６により、複数の回転数条件（モータ回転数がｎ、２ｎ、４ｎの３条件）の下で、複数の音響センサ（マイクＡ～Ｃ）で取得された複数の音データ（９種の音データ）の周波数解析の結果（図４～図６に示す周波数スペクトル）について、モータ２（駆動部）の回転数に周波数が比例する成分を除去する（第２除去ステップ；ステップＳ１１２）。

【0051】

ここで、図４に示す周波数スペクトル、すなわち、モータ２の回転数がｎ［ｒｐｍ］の条件で取得された３つの周波数スペクトルには、周波数ｆｂのピークが共通して存在する。また、図５に示す周波数スペクトル、すなわち、モータ２の回転数が２ｎ［ｒｐｍ］の条件で取得された３つの周波数スペクトルには、周波数２ｆｂのピークが共通して存在する。また、図６に示す周波数スペクトル、すなわち、モータ２の回転数が４ｎ［ｒｐｍ］の条件で取得された３つの周波数スペクトルには、周波数４ｆｂのピークが共通して存在する。
したがって、これらの周波数ｆｂ、２ｆｂ、４ｆｂの成分は、モータ２の回転数に周波数が比例する成分である。すなわち、第２除去部４６は、各周波数スペクトルについて、周波数ｆｂ、２ｆｂ、４ｆｂの成分を有するピークを除去する。なお、図４～図６において、除去される周波数ｆｂ、２ｆｂ、４ｆｂの成分を有するピークは、破線で示されている。

【0052】

次に、音源情報取得部５０により、１以上の回転数条件の各々について、複数の音響センサ（マイクＡ～Ｃ）のうち、ピーク周波数特定ステップ（Ｓ１１２）で特定された共通のピーク周波数に対応する音データの振幅が最も大きい一の音響センサの圧延装置１に対する設置位置に基づいて、圧延装置１のうち、当該共通のピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得る（音源情報取得ステップ；ステップＳ１１４）。

【0053】

音源情報取得ステップ（Ｓ１１４）では、上述の第１除去ステップ（Ｓ１１０）で除去される周波数成分を前述の共通のピーク周波数から除外して、音の発生源に関する情報を得るようにしてもよい。
また、音源情報取得ステップ（Ｓ１１４）では、上述の第２除去ステップ（Ｓ１１２）により除去される周波数成分を前述の共通のピーク周波数から除外して、音の発生源に関する情報を得るようにしてもよい。

【0054】

より具体的には、図４に示される３つの周波数スペクトル（モータ２の回転数がｎである回転数条件で、３つの音響センサ（マイクＡ～Ｃ）取得された音データの周波数スペクトル）では、既に述べたように、これらの音データに共通するピーク周波数ｆａ，ｆ１及びｆｂが特定されている。また、第１除去ステップＳ１１０では、周波数ｆａの成分を有するピークが除去されるとともに、第２除去ステップＳ１１２では、周波数ｆｂの成分を有するピークが除去されている。

【0055】

そこで、音源情報取得部５０は、これらの３つの周波数スペクトルについて、ピーク周波数特定ステップで特定されたピーク周波数ｆａ，ｆ１及びｆｂから、周波数ｆａの成分及び周波数ｆｂの成分を除外したもの、すなわち、ピーク周波数ｆ１の成分について、このピーク周波数に対応する音データの振幅が最も大きい一の音響センサ（マイクＡ～Ｃ）を特定する。

【0056】

図４に示すように、各音響センサ（マイクＡ～Ｃ）に対応する周波数スペクトルにおけるピーク周波数ｆ１での振幅は、それぞれ、Ｉ（ｆ１，Ａ）、Ｉ（ｆ１，Ｂ）、Ｉ（ｆ１，Ｃ）であり、これらの大小関係は、Ｉ（ｆ１，Ｃ）≒Ｉ（ｆ１，Ａ）＜Ｉ（ｆ１，Ｂ）である。よって、ピーク周波数ｆ１での振幅が最も大きい音データを取得した音響センサは、音響センサ３４Ａ（マイクＢ）であると特定できる。

【0057】

そして、このように特定された音響センサ３４Ａ（マイクＢ）はギア４に対応して設けられており、圧延装置１において、他の音響センサ（音響センサ３２、３４Ｂ）に比べてギア４に近い位置に設けられているから、ピーク周波数ｆ１に対応する固有振動数（ｆ１）の音の発生源は、圧延装置１のうちギア４である、との情報が得られる。

【0058】

また、図５に示される３つの周波数スペクトル（モータ２の回転数が２ｎである回転数条件で、３つの音響センサ（マイクＡ～Ｃ）取得された音データの周波数スペクトル）では、既に述べたように、これらの音データに共通するピーク周波数ｆａ，ｆ２及び２ｆｂが特定されている。また、第１除去ステップＳ１１０では、周波数ｆａの成分を有するピークが除去されるとともに、第２除去ステップＳ１１２では、周波数２ｆｂの成分を有するピークが除去されている。

【0059】

そして、音源情報取得部５０では、これらの３つの周波数スペクトルについて、ピーク周波数特定ステップで特定されたピーク周波数ｆａ，ｆ２及び２ｆｂから、周波数ｆａの成分及び周波数２ｆｂの成分を除外したもの、すなわち、ピーク周波数ｆ２の成分について、このピーク周波数に対応する音データの振幅が最も大きい一の音響センサ（マイクＡ～Ｃ）を特定する。

【0060】

図５に示すように、各音響センサ（マイクＡ～Ｃ）に対応する周波数スペクトルにおけるピーク周波数ｆ２での振幅は、それぞれ、Ｉ（ｆ２，Ａ）、Ｉ（ｆ２，Ｂ）、Ｉ（ｆ２，Ｃ）であり、これらの大小関係は、Ｉ（ｆ２，Ａ）＜Ｉ（ｆ２，Ｂ）＜Ｉ（ｆ２，Ｃ）である。よって、ピーク周波数ｆ２での振幅が最も大きい音データを取得した音響センサは、音響センサ３４Ｂ（マイクＣ）であると特定できる。

【0061】

そして、このように特定された音響センサ３４Ｂ（マイクＣ）はスピンドル６に対応して設けられており、圧延装置１において、他の音響センサ（音響センサ３２、３４Ａ）に比べてスピンドル６に近い位置に設けられているから、ピーク周波数ｆ２に対応する固有振動数（ｆ２）の音の発生源は、圧延装置１のうちスピンドル６である、との情報が得られる。

【0062】

また、図６に示される３つの周波数スペクトル（モータ２の回転数が４ｎである回転数条件で、３つの音響センサ（マイクＡ～Ｃ）取得された音データの周波数スペクトル）では、既に述べたように、これらの音データに共通するピーク周波数ｆａ，ｆ３及び４ｆｂが特定されている。また、第１除去ステップＳ１１０では、周波数ｆａの成分を有するピークが除去されるとともに、第２除去ステップＳ１１２では、周波数４ｆｂの成分を有するピークが除去されている。

【0063】

そして、音源情報取得部５０では、これらの３つの周波数スペクトルについて、ピーク周波数特定ステップで特定されたピーク周波数ｆａ，ｆ３及び４ｆｂから、周波数ｆａの成分及び周波数４ｆｂの成分を除外したもの、すなわち、ピーク周波数ｆ３の成分について、このピーク周波数に対応する音データの振幅が最も大きい一の音響センサ（マイクＡ～Ｃ）を特定する。

【0064】

図６に示すように、各音響センサ（マイクＡ～Ｃ）に対応する周波数スペクトルにおけるピーク周波数ｆ３での振幅は、それぞれ、Ｉ（ｆ３，Ａ）、Ｉ（ｆ３，Ｂ）、Ｉ（ｆ３，Ｃ）であり、これらの大小関係は、Ｉ（ｆ３，Ｃ）＜Ｉ（ｆ３，Ｂ）＜Ｉ（ｆ３，Ａ）である。よって、ピーク周波数ｆ３での振幅が最も大きい音データを取得した音響センサは、音響センサ３２（マイクＡ）であると特定できる。

【0065】

そして、このように特定された音響センサ３２（マイクＡ）はモータ２に対応して設けられており、圧延装置１において、他の音響センサ（音響センサ３４Ａ、３４Ｂ）に比べてモータ２に近い位置に設けられているから、ピーク周波数ｆ３に対応する固有振動数（ｆ３）の音の発生源は、圧延装置１のうちモータ２である、との情報が得られる。

【0066】

次に、ピーク周波数特定ステップ（ステップＳ１０８）で特定されたモータ２の回転数条件（モータ回転数：ｎ，２ｎ，４ｎ）に対応する共通のピーク周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）と、音源情報取得ステップ（ステップＳ１１４）で取得された音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を、記憶部３７に記憶させる（ステップＳ１１６）。

【0067】

ここで、図７は、記憶部３７に記憶される情報の一例を示す図である。
上述したように、ピーク周波数特定ステップ（ステップＳ１０８）及び音源情報取得ステップ（ステップＳ１１４）により、モータ２の回転数条件（モータ回転数：ｎ，２ｎ，４ｎ）に対応する共通のピーク周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）と、該共通のピーク周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）に対応する固有振動数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）の音の発生源（ギア４、スピンドル６、モータ２）との対応関係が特定される。よって、図７に示すように、記憶部３７には、上述のピーク周波数（即ち固有振動数）と、該固有振動数の音の発生源に関する情報（圧延装置１における部位）が記憶される。

【0068】

このように、記憶部３７に記憶されたピーク周波数（固有振動数）と音の発生源とが関連付けられた情報は、後述するように、圧延装置１の診断時に用いることができる。

【0069】

以上説明した診断装置及び診断方法によれば、異なる位置に設けられた複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂにより、複数の回転数条件（モータ回転数：ｎ，２ｎ，４ｎ）の各々で取得された複数音データの各々について周波数解析を行うことで、各音データについて、振幅が極大となるピーク周波数を把握することができる。そして、各音データの周波数解析結果に基づいて、複数の音データに共通するピーク周波数が存在する回転数条件を特定するとともに、当該ピーク周波数を特定することができる。ここで、ある回転数条件において、複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂで取得された複数の音データに存在する共通のピーク周波数は、圧延装置１（機械装置）の固有振動数と一致する可能性があるため、圧延装置１の固有振動数を特定することができる。
また、上述のように特定された回転数条件において、各音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂで取得した音データのうち、上述のように特定されたピーク周波数（すなわち、圧延装置１の固有振動数に一致する可能性がある周波数）での音の振幅が最も大きい一の音響センサは、複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂのうち、圧延装置１における上述のピーク周波数の音の発生源に最も近い位置に設置されたものであると推定することができる。よって、上述の一の音響センサの設置位置に基づいて、圧延装置１の固有振動数に対応する音の発生源に関する情報（例えば、音の発生源の圧延装置１における位置や部位等）を取得することができる。
よって、上述の診断装置及び診断方法によれば、複数の音響センサ３２，３４Ａ，３４Ｂを含む簡素な構成で、圧延装置１の固有振動数を特定することができるとともに、該圧延装置において該固有振動数を有する位置又は部位を示す情報を取得することができる。

【0070】

次に、上述のようにして特定した固有振動数に基づき圧延装置１を診断する方法について説明する。ここでは、診断対象がギア４である場合について説明する。

【0071】

図８は、一実施形態に係る診断方法の概要を示すフローチャートである。
図８に示すように、一実施形態に係る診断方法では、まず、モータ２（駆動部）の回転数が規定値Ｎでの運転中に、診断用音響センサ３５で圧延装置１からの音を検知し、音データ取得部４０により該音を含む診断用音データを取得する（ステップＳ２０２）。次に、取得した診断用音データについて、周波数解析部４２により周波数解析を行って周波数スペクトルを取得する（ステップＳ２０４）。

【0072】

そして、診断用音データについての周波数解析結果（周波数スペクトル）における、診断対象部位（例えばギア４）のピーク周波数（固有振動数）の成分の振幅に基づいて、音の発生源（即ち診断対象部位）の異常判定を行う（ステップＳ２０６～Ｓ２０８）。ここで、診断対象部位のピーク周波数（固有振動数）は、上述のピーク周波数特定ステップ（ステップＳ１０８）及び音源情報取得ステップ（ステップＳ１１４）で特定されたものである。

【0073】

より具体的には、ステップＳ２０６では、診断用音データの周波数解析結果における、診断対象であるギア４についての上述のピーク周波数（固有振動数）ｆ１での振幅を取得する。なお、診断対象部位（ギア４）に対応するピーク周波数（固有振動数）の情報は、記憶部３７から取得するようにしてもよい。そして、このように取得した振幅Ｉと、閾値Ｉｔｈとを比較する。この閾値は、モータ２の回転数の規定値Ｎに対応した適切な値が設定される。

【0074】

そして、振幅Ｉが閾値Ｉｔｈ未満である場合には（ステップＳ２０６のＮＯ）、ギア４に異常があるとは判断されずに診断方法のフローを終了する。一方、振幅Ｉが閾値Ｉｔｈ以上である場合には（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、ギア４に異常又は異常の予兆があると判定する。この場合、ギア４の異常又は異常の予兆が検知されたことを表示部３８に表示したり、あるいは、スピーカ等により警報を鳴動させるようになっていてもよい。

【0075】

振幅Ｉの閾値Ｉｔｈは、モータ２（駆動部）の回転数に応じて異なる値を設定してもよい。モータ２の回転数により、当該ピーク周波数成分での音の振幅は異なるため、このように、モータ２（駆動部）の回転数に応じた適切な閾値を設定することで、診断対象部位の異常判定をより適切に行うことができる。

【0076】

以下、幾つかの実施形態に係る診断装置及び診断方法について概要を記載する。

【0077】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る診断装置は、
駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置を診断するための診断装置であって、
それぞれ異なる位置に設けられ、前記機械装置から発生する音をそれぞれ検知するための複数の音響センサと、
前記駆動部の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において前記複数の音響センサの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを取得するように構成された音データ取得部と、
前記複数の回転数条件ごとに取得した前記複数の音データをそれぞれ周波数解析するように構成された周波数解析部と、
前記周波数解析部による周波数解析結果に基づいて、前記複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件及び前記ピーク周波数を特定するピーク周波数特定部と、
前記１以上の回転数条件の各々について、前記複数の音響センサのうち、前記ピーク周波数に対応する前記音データの振幅が最も大きい一の音響センサの前記機械装置に対する設置位置に基づいて、前記機械装置のうち、前記ピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得る音源情報取得部と、
を備える。

【0078】

上記（１）の構成では、異なる位置に設けられた複数の音響センサにより、複数の回転数条件の各々で取得された複数音データの各々について周波数解析を行うことで、各音データについて、振幅が極大となるピーク周波数を把握することができる。そして、各音データの周波数解析結果に基づいて、複数の音データに共通するピーク周波数が存在する回転数条件を特定するとともに、当該ピーク周波数を特定することができる。ここで、ある回転数条件において、複数の音響センサで取得された複数の音データに存在する共通のピーク周波数は、機械装置の固有振動数と一致する可能性があるため、機械装置の固有振動数を特定することができる。
また、上述のように特定された回転数条件において、各音響センサで取得した音データのうち、上述のように特定されたピーク周波数（すなわち、機械装置の固有振動数に一致する可能性がある周波数）での音の振幅が最も大きい一の音響センサは、複数の音響センサのうち、機械装置における上述のピーク周波数の音の発生源に最も近い位置に設置されたものであると推定することができる。よって、上述の一の音響センサの設置位置に基づいて、機械装置の固有振動数に対応する音の発生源に関する情報（例えば、音の発生源の機械装置における位置や部位等）を取得することができる。
よって、上記（１）の構成によれば、複数の音響センサを含む簡素な構成で、機械装置の固有振動数を特定することができるとともに、該機械装置において該固有振動数を有する位置又は部位を示す情報を取得することができる。

【0079】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記診断装置は、
前記複数の音データの前記周波数解析結果について、前記回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去するように構成された第１除去部をさらに備え、
前記音源情報取得部は、前記第１除去部により除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得るように構成される。

【0080】

異なる回転数条件の下で取得された複数の音データにおいて、同一の周波数に振幅のピークが現れる場合、その周波数は、駆動部の回転数に依らずに生じる背景音に由来するものであると推定することができる。この点、上記（２）の構成によれば、複数の回転数条件下で複数の音響センサで取得した複数の音データの周波数解析結果について、回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去し、音の発生源に関する情報を得る際に、複数の音データの周波数解析結果における共通のピーク周波数から、背景音に関連する上述の周波数成分を除外する。よって、複数の音データの周波数解析結果に基づいて、機械装置の固有振動数を精度良好に特定することができる。

【0081】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記診断装置は、
前記複数の音データの前記周波数解析結果について、前記駆動部の回転数に周波数が比例する成分を除去するように構成された第２除去部をさらに備え、
前記音源情報取得部は、前記第２除去部により除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得るように構成される。

【0082】

異なる回転数条件の下で取得された複数の音データにおいて、駆動部の回転数に比例する周波数成分のピークが現れる場合、その周波数は、駆動部の運動の大きさに起因する音であり、機械装置の固有振動数とは関連しないものであると推定することができる。この点、上記（３）の構成によれば、複数の回転数条件下で複数の音響センサで取得した複数の音データの周波数解析結果について、駆動部の回転数に周波数が比例する成分を除去し、音の発生源に関する情報を得る際に、複数の音データの周波数解析結果における共通のピーク周波数から、機械装置の固有振動数に関連しない上述の周波数成分を除外する。よって、複数の音データの周波数解析結果に基づいて、機械装置の固有振動数を精度良好に特定することができる。

【0083】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記診断装置は、
前記ピーク周波数特定部によって特定された前記回転数条件に対応する前記ピーク周波数と、前記音源情報取得部によって特定された前記音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶するための記憶部をさらに備える。

【0084】

上記（４）の構成によれば、上述のように特定された回転数条件に対応するピーク周波数（すなわち、機械装置の固有振動数である可能性がある周波数）と、上述のように特定された音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶できるので、記憶された情報に基づき機械装置の診断することが可能となり、機械装置の診断が容易となる。

【0085】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記診断装置は、
前記駆動部の回転数が規定値での運転中に、診断用音響センサで検知された音に基づき取得された診断用音データを周波数解析するように構成された周波数解析部と、
前記周波数解析部による前記診断用音データについての周波数解析結果における、前記ピーク周波数の成分の振幅に基づいて、前記音の発生源の異常判定を行うように構成された診断部と、を備える。

【0086】

機械装置の固有振動数の音の振幅は、駆動部の回転数に応じて変化する。この点、上記（５）の構成によれば、駆動部が特定の回転数（規定値）で運転されているときに診断用音データを取得するようにしたので、該診断用音データの周波数解析結果における上述のピーク周波数（上記（１）の構成で特定されるピーク周波数）の成分の振幅に基づいて、当該ピーク周波数の音の発生源の異常判定を適切に行うことができる。

【0087】

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記診断部は、前記診断用音データについての前記周波数解析結果において、前記ピーク周波数の成分の振幅が閾値以上であるとき、前記音の発生源に異常が生じたと判定するように構成される。

【0088】

上記（６）の構成によれば、上述の診断用音データの周波数解析結果における上述のピーク周波数の成分の振幅と、閾値との比較により、当該ピーク周波数の音の発生源の異常判定を適切に行うことができる。なお、上述の閾値は、例えば、上述の（１）の構成により特定されたピーク周波数（機械装置の固有振動数）について、駆動部の回転数を規定値に設定して予め取得した振幅に基づいて決定することができる。

【0089】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記機械装置は、
前記駆動部としてのモータと、
前記モータによって回転駆動される前記被駆動部としてのギア又はスピンドルと、
前記ギア又は前記スピンドルにより駆動される圧延ロールと、
を含む圧延装置である。

【0090】

上記（７）の構成によれば、駆動部としてのモータと、被駆動部としてのギア又はスピンドルと、該ギア又はスピンドルにより駆動される圧延ロールと、を含む圧延装置の固有振動数を特定することができるとともに、該圧延装置において該固有振動数を有する位置又は部位を示す情報を取得することができる。

【0091】

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記複数の音響センサは、前記モータに対応して設けられる第１音響センサと、前記ギア又は前記スピンドルに対応して設けられる第２音響センサと、を含む。

【0092】

上記（８）の構成によれば、モータに対応して設けられる第１音響センサと、ギア又はスピンドルに対応して設けられる第２音響センサとを用いて音データを取得するようにしたので、圧延装置におけるモータ、及び、ギア又はスピンドルについて、固有振動数を特定することができる。

【0093】

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る設備は、
駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置と、
前記機械装置を診断するように構成された上記（１）乃至（８）の何れか一項に記載の診断装置と、
を備える。

【0094】

上記（９）の構成では、異なる位置に設けられた複数の音響センサにより、複数の回転数条件の各々で取得された複数音データの各々について周波数解析を行うことで、各音データについて、振幅が極大となるピーク周波数を把握することができる。そして、各音データの周波数解析結果に基づいて、複数の音データに共通するピーク周波数が存在する回転数条件を特定するとともに、当該ピーク周波数を特定することができる。ここで、ある回転数条件において、複数の音響センサで取得された複数の音データに存在する共通のピーク周波数は、機械装置の固有振動数と一致する可能性があるため、機械装置の固有振動数を特定することができる。
また、上述のように特定された回転数条件において、各音響センサで取得した音データのうち、上述のように特定されたピーク周波数（すなわち、機械装置の固有振動数に一致する可能性がある周波数）での音の振幅が最も大きい一の音響センサは、複数の音響センサのうち、機械装置における上述のピーク周波数の音の発生源に最も近い位置に設置されたものであると推定することができる。よって、上述の一の音響センサの設置位置に基づいて、機械装置の固有振動数に対応する音の発生源に関する情報（例えば、音の発生源の機械装置における位置や部位等）を取得することができる。
よって、上記（９）の構成によれば、複数の音響センサを含む簡素な構成で、機械装置の固有振動数を特定することができるとともに、該機械装置において該固有振動数を有する位置又は部位を示す情報を取得することができる。

【0095】

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る診断方法は、
駆動部と、前記駆動部によって回転駆動される被駆動部と、を含む機械装置を診断するための診断方法であって、
それぞれ異なる位置に設置された複数の音響センサにより前記機械装置から発生する音をそれぞれ検知する音検知ステップと、
前記駆動部の回転数が異なる複数の回転数条件の各々において前記複数の音響センサの各々で検知された音をそれぞれ含む複数の音データを取得する音データ取得ステップと、
前記複数の回転数条件ごとに取得した前記複数の音データをそれぞれ周波数解析するステップと、
前記周波数解析の結果に基づいて、前記複数の音データに共通するピーク周波数が存在する１以上の回転数条件及び前記ピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記１以上の回転数条件の各々について、前記複数の音響センサのうち、前記ピーク周波数に対応する前記音データの振幅が最も大きい一の音響センサの前記機械装置に対する設置位置に基づいて、前記機械装置のうち、前記ピーク周波数に対応する固有振動数の音の発生源に関する情報を得る音源情報取得ステップと、
を備える。

【0096】

上記（１０）の方法では、異なる位置に設けられた複数の音響センサにより、複数の回転数条件の各々で取得された複数音データの各々について周波数解析を行うことで、各音データについて、振幅が極大となるピーク周波数を把握することができる。そして、各音データの周波数解析結果に基づいて、複数の音データに共通するピーク周波数が存在する回転数条件を特定するとともに、当該ピーク周波数を特定することができる。ここで、ある回転数条件において、複数の音響センサで取得された複数の音データに存在する共通のピーク周波数は、機械装置の固有振動数と一致する可能性があるため、機械装置の固有振動数を特定することができる。
また、上述のように特定された回転数条件において、各音響センサで取得した音データのうち、上述のように特定されたピーク周波数（すなわち、機械装置の固有振動数に一致する可能性がある周波数）での音の振幅が最も大きい一の音響センサは、複数の音響センサのうち、機械装置における上述のピーク周波数の音の発生源に最も近い位置に設置されたものであると推定することができる。よって、上述の一の音響センサの設置位置に基づいて、機械装置の固有振動数に対応する音の発生源に関する情報（例えば、音の発生源の機械装置における位置や部位等）を取得することができる。
よって、上記（１０）の方法によれば、複数の音響センサを含む簡素な構成で、機械装置の固有振動数を特定することができるとともに、該機械装置において該固有振動数を有する位置又は部位を示す情報を取得することができる。

【0097】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法は、
前記複数の音データの前記周波数解析の結果について、前記回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去する第１除去ステップをさらに備え、
前記音源情報取得ステップでは、前記第１除去ステップで除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得る。

【0098】

上記（１１）の方法によれば、複数の回転数条件下で複数の音響センサで取得した複数の音データの周波数解析結果について、回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去し、音の発生源に関する情報を得る際に、複数の音データの周波数解析結果における共通のピーク周波数から、背景音に関連する上述の周波数成分を除外する。よって、複数の音データの周波数解析結果に基づいて、機械装置の固有振動数を精度良好に特定することができる。

【0099】

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の方法は、
前記複数の音データの前記周波数解析の結果について、前記駆動部の回転数に周波数が比例する成分を除去する第２除去ステップをさらに備え、
前記音源情報取得ステップでは、前記第２除去ステップにより除去される周波数成分を前記ピーク周波数から除外して、前記音の発生源に関する情報を得る。

【0100】

上記（１２）の方法によれば、複数の回転数条件下で複数の音響センサで取得した複数の音データの周波数解析結果について、駆動部の回転数に周波数が比例する成分を除去し、音の発生源に関する情報を得る際に、複数の音データの周波数解析結果における共通のピーク周波数から、機械装置の固有振動数に関連しない上述の周波数成分を除外する。よって、複数の音データの周波数解析結果に基づいて、機械装置の固有振動数を精度良好に特定することができる。

【0101】

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１２）の何れか方法は、
前記ピーク周波数特定ステップで特定された前記回転数条件に対応する前記ピーク周波数と、前記音源情報取得ステップで取得された前記音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶部に記憶させるステップをさらに備える。

【0102】

上記（１３）の方法によれば、上述のように特定された回転数条件に対応するピーク周波数（すなわち、機械装置の固有振動数である可能性がある周波数）と、上述のように特定された音の発生源に関する情報と、が関連付けられた情報を記憶できるので、記憶された情報に基づき機械装置の診断することが可能となり、機械装置の診断が容易となる。

【0103】

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１３）の何れかの方法は、
前記駆動部の回転数が規定値での運転中に、診断用音響センサで前記機械装置からの音を検知し、該音を含む診断用音データを取得するステップと、
前記診断用音データについて周波数解析するステップと、
前記診断用音データについての周波数解析結果における、前記ピーク周波数の成分の振幅に基づいて、前記音の発生源の異常判定を行う診断ステップをさらに備える。

【0104】

上記（１４）の方法によれば、駆動部が特定の回転数（規定値）で運転されているときに診断用音データを取得するようにしたので、該診断用音データの周波数解析結果における上述のピーク周波数（上記（１０）の方法で特定されるピーク周波数）の成分の振幅に基づいて、当該ピーク周波数の音の発生源の異常判定を適切に行うことができる。なお、駆動部の回転数は圧延状況に応じて異なる値を設定してもよいので、特定されるピーク周波数の成分の振幅もそれぞれの回転数に応じて変化する。

【0105】

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の方法において、
前記診断ステップでは、前記診断用音データについての前記周波数解析結果において、前記ピーク周波数の成分の振幅が閾値以上であるとき、前記音の発生源に異常が生じたと判定する。

【0106】

上記（１５）の方法によれば、上述の診断用音データの周波数解析結果における上述のピーク周波数の成分の振幅と、閾値との比較により、当該ピーク周波数の音の発生源の異常判定を適切に行うことができる。なお、上述の閾値は、例えば、上述の（９）の方法により特定されたピーク周波数（機械装置の固有振動数）について、駆動部の回転数を規定値に設定して予め取得した振幅に基づいて決定することができる。

【0107】

（１６）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１５）の何れかの方法において、
前記機械装置は、
前記駆動部としてのモータと、
前記モータによって回転駆動される前記被駆動部としてのギア又はスピンドルと、
前記ギア又は前記スピンドルにより駆動される圧延ロールと、
を含む圧延装置である。

【0108】

上記（１６）の方法によれば、駆動部としてのモータと、被駆動部としてのギア又はスピンドルと、該ギア又はスピンドルにより駆動される圧延ロールと、を含む圧延装置の固有振動数を特定することができるとともに、該圧延装置において該固有振動数を有する位置又は部位を示す情報を取得することができる。

【0109】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0110】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0111】

１ 圧延装置
２ モータ
３ 動力伝達部
４ ギア
６ スピンドル
８ 圧延ロール
９ 金属帯板
１２Ａ，１２Ｂ ワークロール
１４Ａ，１４Ｂ 中間ロール
１６Ａ，１６Ｂ バックアップロール
３０ 診断装置
３２ 第１音響センサ
３４Ａ，３４Ｂ 第２音響センサ
３５ 診断用音響センサ
３６ 処理部
３７ 記憶部
３８ 表示部
４０ 音データ取得部
４２ 周波数解析部
４４ 第１除去部
４６ 第２除去部
４８ ピーク周波数特定部
５０ 音源情報取得部
５４ 診断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】