特許 7443011 振動解析装置及び振動測定システム

(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】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(54)【発明の名称】振動解析装置及び振動測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 13/045 20190101AFI20240227BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20240227BHJP

   G08C 19/00 20060101ALI20240227BHJP

【ＦＩ】

G01M13/045

G01H17/00 A

G08C19/00 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019181804

(22)【出願日】2019-10-02

(65)【公開番号】P2021056173

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】冨永 雅也

【審査官】松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１７３６３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００６／０４３５１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６２－９３６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７８８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２２１１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３３７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３０２２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ１３／００－１３／０４５，９９／００

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象である回転体の振動を測定する測定器から測定データを受信して振動解析を行なう振動解析装置であって、
前記回転体の損傷部位に応じて周期的に発生する振動の周波数を示す損傷周波数を算出するための、前記回転体の回転周波数の係数を、複数の定数に分割して記憶するデータベース部と、
振動解析の実行時に、前記データベース部から前記複数の定数を読み出して前記係数を復元し、その復元された係数を用いて前記損傷周波数を算出する処理部とを備える振動解析装置。

【請求項2】

前記データベース部は、前記複数の定数を暗号化した暗号化データを記憶し、
前記処理部は、
前記データベース部から前記暗号化データを読み出して復号し、
復号された前記複数の定数から前記係数を復元する、請求項１に記載の振動解析装置。

【請求項3】

前記データベース部は、前記複数の定数をバイナリ形式で記憶する、請求項１に記載の振動解析装置。

【請求項4】

前記回転体は、軸受である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動解析装置。

【請求項5】

前記測定器と無線通信を行なう通信部をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動解析装置。

【請求項6】

測定対象である回転体の振動を測定する測定器と、
前記測定器から測定データを受信して振動解析を行なう、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動解析装置とを備える振動測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動解析装置及び振動測定システムに関し、特に、測定対象である回転体の振動を測定する測定器から測定データを受信して振動解析を行なう振動解析装置、及びそれを備える振動測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１６－２４００７号公報（特許文献１）は、転がり軸受等の診断システムを開示する。この診断システムでは、情報端末器は、振動センサから入力された測定データと、診断対象物の型番と、測定時の回転速度のデータとをサーバへ送信する。サーバは、型番毎の診断対象物の諸元データ（仕様データ）を保有しており、受信した測定データを、受信した型番に対応する諸元データと、受信した回転速度のデータとを用いて処理し、診断結果を情報端末器へ返送する。そして、情報端末器は、サーバから返送された診断結果を表示する（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２４００７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に記載の診断システムでは、サーバにおいて診断が行なわれるので、情報端末器とサーバとの間でデータの転送を行なう必要がある。そのため、ネットワーク環境を整備する必要がある。また、通信状況によっては、データ転送に時間を要し、診断結果が情報端末器に表示されるまでに時間がかかる可能性がある。

【0005】

そこで、サーバを用いずに、情報端末器において診断を行なうことが考えられる。情報端末器において診断を行なうには、測定対象の諸元データ、又は諸元データから所定の演算式を用いて算出される係数データ（具体的には、測定対象の損傷部位に応じて周期的に発生する振動の周波数を示す損傷周波数を算出するための、測定対象の回転周波数の係数であって、測定対象の回転周波数が単位周波数であるときの損傷周波数に相当）を情報端末器が保有する必要がある。この場合、測定対象の諸元は、メーカのノウハウが詰まったものであるため、諸元データ、又は諸元データから算出される上記係数データの漏洩防止に十分に配慮する必要がある。

【0006】

それゆえに、本発明の目的は、測定対象である回転体の振動を測定する測定器から測定データを受信して振動解析を行なう振動解析装置において、測定対象の諸元データ、又は諸元データから算出される係数データの漏洩を防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある局面に従う振動解析装置は、測定対象である回転体の振動を測定する測定器から測定データを受信して振動解析を行なう振動解析装置であって、データベース部と、処理部とを備える。データベース部は、回転体の損傷部位に応じて周期的に発生する振動の周波数を示す損傷周波数を算出するための、回転体の回転周波数の係数を、複数の定数に分割して記憶する。処理部は、振動解析の実行時に、データベース部から複数の定数を読み出して回転周波数の係数を復元し、その復元された係数を用いて損傷周波数を算出する。

【0008】

回転体の損傷周波数を算出するための、回転体の回転周波数の係数は、回転体の諸元の情報を含むものであるところ、この振動解析装置においては、当該係数が、複数の定数に分割されてデータベース部に記憶されている。そして、振動解析の実行時に、データベース部から複数の定数が読み出されて回転周波数の係数が復元され、復元された係数を用いて損傷周波数が算出される。これにより、データベース部に記憶されているデータが仮に外部に漏洩した場合に、回転体の諸元が解明されるのを防止することができる。したがって、この振動解析装置によれば、測定対象である回転体の諸元データの漏洩を防止することができる。

【0009】

好ましくは、データベース部は、上記の複数の定数を暗号化した暗号化データを記憶する。処理部は、データベース部から暗号化データを読み出して復号し、復号された複数の定数から係数を復元する。

【0010】

好ましくは、データベース部は、複数の定数をバイナリ形式で記憶する。
また、本発明の他の局面に従う振動解析装置は、測定対象である回転体の振動を測定する測定器から測定データを受信して振動解析を行なう振動解析装置であって、データベース部と、処理部とを備える。データベース部は、回転体の諸元データを暗号化した暗号化データを記憶する。処理部は、振動解析の実行時に、データベース部から暗号化データを読み出して復号し、復号された諸元データを用いて、回転体の損傷部位に応じて周期的に発生する振動の周波数を示す損傷周波数を算出する。

【0011】

この振動解析装置においては、損傷周波数の算出に用いられる回転体の諸元データは、暗号化されてデータベース部に記憶されている。そして、振動解析の実行時に、データベース部から暗号化データが読み出されて復号され、復号された諸元データを用いて、回転体の損傷部位に応じて周期的に発生する振動の周波数を示す損傷周波数が算出される。これにより、データベース部に記憶されているデータが仮に外部に漏洩した場合に、回転体の諸元が解明されるのを防止することができる。したがって、この振動解析装置によれば、測定対象である回転体の諸元データの漏洩を防止することができる。

【0012】

好ましくは、データベース部は、バイナリ形式の諸元データを暗号化した暗号化データを記憶する。

【0013】

好ましくは、回転体は、軸受である。
好ましくは、振動解析装置は、測定器と無線通信を行なう通信部をさらに備える。

【0014】

また、本発明の振動測定システムは、測定対象である回転体の振動を測定する測定器と、測定器から測定データを受信して振動解析を行なう上記の振動解析装置とを備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、測定対象である回転体の振動を測定する測定器から測定データを受信して振動解析を行なう振動解析装置において、測定対象の諸元データの漏洩を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態１に従う振動測定システムを示す図である。

【図2】測定器の構成を示す図である。

【図3】携帯情報端末の構成を示す図である。

【図4】設定部により設定される情報の一例を示す図である。

【図5】データベース部に記憶されているデータの一例を示す図である。

【図6】測定器における処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図7】携帯情報端末における処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態２における携帯情報端末の構成例を示す図である。

【図9】実施の形態２の携帯情報端末における処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】振動測定システムの他の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0018】

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う振動測定システムを示す図である。図１を参照して、振動測定システム１０は、測定器２０と、携帯情報端末３０とを備える。

【0019】

測定器２０は、測定対象である転がり軸受１５に生じる振動を測定するための機器であり、振動を検出するための加速度センサ（図示せず）を含んで構成される。測定器２０は、携帯情報端末３０と無線通信可能に構成されており、携帯情報端末３０から測定開始信号を受信すると、転がり軸受１５に生じる振動を加速度センサによって検出する。そして、測定器２０は、加速度センサにより検出された加速度データを携帯情報端末３０へ送信する。

【0020】

携帯情報端末３０は、本発明における「振動解析装置」であり、測定器２０から測定データ（振動の加速度データ）を受信して、転がり軸受１５に生じている振動の解析を行なう。携帯情報端末３０は、振動測定システム１０を利用するユーザが利用可能な端末であり、たとえばスマートフォンやタブレット等である。携帯情報端末３０上で動作するアプリケーションソフトによって、携帯情報端末３０を「振動解析装置」として用いることができる。

【0021】

図２は、測定器２０の構成を示す図である。図２を参照して、測定器２０は、加速度センサ１０２と、アンチエイリアシングフィルタ１０４と、Ａ／Ｄ変換器１０６と、マイクロコンピュータ１０８と、メモリ１１０と、通信モジュール１１２とを含む。

【0022】

加速度センサ１０２は、測定対象である転がり軸受１５（図１）を内蔵するハウジング等に取り付けられ、転がり軸受１５に生じる振動の加速度を検出して出力する。アンチエイリアシングフィルタ１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０６におけるＡ／Ｄ変換時に発生するエイリアシング誤差を抑制するためのローパスフィルタである。Ａ／Ｄ変換器１０６は、アンチエイリアシングフィルタ１０４を通過した測定信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。

【0023】

マイクロコンピュータ１０８は、Ａ／Ｄ変換器１０６によりデジタル信号に変換された加速度データを受け、メモリ１１０へ出力する。そして、所定量のデータがメモリ１１０に蓄積されると、マイクロコンピュータ１０８は、蓄積されたデータをメモリ１１０から読み出して、測定器２０による測定データとして通信モジュール１１２により携帯情報端末３０へ送信する。

【0024】

メモリ１１０は、Ａ／Ｄ変換器１０６によりデジタル信号に変換された加速度データをマイクロコンピュータ１０８から受けて一時的に記憶する。通信モジュール１１２は、測定器２０が携帯情報端末３０と無線通信を行なうための無線モジュールである。

【0025】

図３は、携帯情報端末３０の構成を示す図である。図３を参照して、携帯情報端末３０は、設定部２０２と、通信部２０４と、分析部２０６と、データベース（ＤＢ）部２０８と、判定部２１０と、表示部２１２と、中央処理部２１４とを含む。

【0026】

設定部２０２は、測定対象である転がり軸受１５（図１）に関する情報を設定する。本実施の形態１では、設定される情報は、携帯情報端末３０の画面からユーザにより入力されるものとするが、予めＤＢ部２０８に記憶しておいて、振動測定システム１０による振動測定の開始時にＤＢ部２０８から読み出してもよい。転がり軸受１５に関する情報は、転がり軸受１５の軸受型番、測定器２０による測定時の転がり軸受１５の回転速度又は回転周波数等である。

【0027】

なお、本実施の形態１では、振動測定システム１０により振動測定可能な各種軸受について、軸受の損傷部位を特定するための損傷周波数を、軸受の諸元データを用いて所定の演算式により算出するための、軸受の回転周波数の係数に関するデータ（当該係数を分割した複数の定数）が軸受型番に対応付けられてＤＢ部２０８に格納されている（詳細は後述）。そして、設定部２０２により設定される軸受型番に対応するデータがＤＢ部２０８から読み出され、読み出されたデータに基づいて、損傷周波数が算出され、損傷部位が特定される。

【0028】

また、設定部２０２は、判定部２１０において測定対象である転がり軸受１５の振動状態を判定するための判定基準値をさらに設定する。この判定基準値についても、本実施の形態１では、携帯情報端末３０の画面からユーザにより入力されるものとするが、予めＤＢ部２０８に記憶しておいて、振動測定システム１０による振動測定の開始時にＤＢ部２０８から読み出してもよい。

【0029】

通信部２０４は、携帯情報端末３０が測定器２０と無線通信を行なうためのユニットであり、無線モジュールによって構成される。通信部２０４は、中央処理部２１４からの指示に従って、振動測定システム１０による振動測定の開始時に測定開始信号を測定器２０へ送信する。また、通信部２０４は、測定器２０から送信されてくる測定データ（加速度データ）を受信する。

【0030】

分析部２０６は、通信部２０４により受信した測定データ（加速度データ）の周波数分析を実行する。一例として、分析部２０６は、通信部２０４により受信した時系列の加速度データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行ない、測定データ（加速度データ）の周波数スペクトルを生成する。

【0031】

ＤＢ部２０８は、測定対象である転がり軸受１５のＢＰＦＩ（Ball Pass Frequency of Inner ring、内輪通過周波数）、ＢＰＦＯ（Ball Pass Frequency of Outer ring、外輪通過周波数）、及びＢＳＦ（Ball Spin Frequency、転動体回転周波数）をそれぞれ算出するための、軸の回転周波数の係数に関するデータを軸受型番に対応付けて記憶している。

【0032】

詳しくは、この実施の形態１では、サーバを用いることなく、携帯情報端末３０において損傷部位の特定が行なわれる。そのため、測定対象である転がり軸受１５のＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出するための、軸受の回転周波数の係数を携帯情報端末３０において保有しておく必要がある。

【0033】

転がり軸受１５のＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦは、転がり軸受１５の各種諸元、及び測定時の軸受の内輪軸の回転周波数ｆ０から、以下の式（１）～（３）を用いて算出することができる。

【0034】

【数1】

【0035】

ここで、Ｄは軸受のピッチ円直径、ｄは転動体の直径、αは転動体の接触角、Ｚは転動体の数を示し、各値は、転がり軸受１５の諸元に相当するものである。

【0036】

回転周波数ｆ０は、測定条件に相当するものであり、設定部２０２により設定されるか、設定部２０２により回転速度が設定される場合には、設定された回転速度から算出される。回転周波数ｆ０の係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌは、転がり軸受１５の諸元（軸受のピッチ円直径Ｄ、転動体の直径ｄ、転動体の接触角α、転動体の数Ｚ）から算出される。

【0037】

このように、携帯情報端末３０においてＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出するには、転がり軸受１５の諸元データ（軸受のピッチ円直径Ｄ、転動体の直径ｄ、転動体の接触角α、転動体の数Ｚ）、又は諸元データから算出される上記係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを携帯情報端末３０において保有しておく必要がある。

【0038】

しかしながら、測定対象の諸元は、メーカのノウハウが詰まったものであるため、諸元データ、或いは諸元データから算出される係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌの漏洩防止に十分に配慮する必要がある。

【0039】

そこで、本実施の形態１に従う振動測定システム１０では、係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌの各々が、複数の定数に分割されて携帯情報端末３０のＤＢ部２０８に記憶されている。たとえば、係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌは、以下の式（４）～（６）に示される定数Ｃａ～Ｃｄに分割されてＤＢ部２０８に記憶される。

【0040】

【数2】

【0041】

ここで、定数Ｃａ～Ｃｄは、以下のとおりである。

【0042】

【数3】

【0043】

このように、諸元データから算出される係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを複数の定数Ｃａ～Ｃｄに分割してＤＢ部２０８に格納しておくことにより、ＤＢ部２０８に記憶されたデータが仮に外部に漏洩した場合に、測定対象である転がり軸受１５の諸元が解明されるのを防止することができる。

【0044】

中央処理部２１４は、設定部２０２により設定された、転がり軸受１５に関する情報に基づいて、測定時における転がり軸受１５のＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出する。具体的には、中央処理部２１４は、設定部２０２により設定された軸受型番に対応する複数の定数Ｃａ～ＣｄをＤＢ部２０８から読み出し、読み出された複数の定数Ｃａ～Ｃｄから上記の式（４）～（６）によって係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを復元する。そして、中央処理部２１４は、復元された係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌと、設定部２０２により設定された回転速度（又は回転周波数）とから、上記の式（１）～（３）を用いてＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出する。

【0045】

また、中央処理部２１４は、分析部２０６により得られる加速度データの周波数スペクトルにおけるピークについて、ピーク毎に部位を特定する。詳しくは、ピークの周波数（以下「ピーク周波数」と称する。）がＢＰＦＩ及びその高次成分と一致するピークについては、内輪に欠陥が生じているものと特定される。また、ピーク周波数がＢＰＦＯ及びその高次成分と一致するピークについては、外輪に欠陥が生じているものと特定され、ピーク周波数がＢＳＦ及びその高次成分と一致するピークについては、転動体に欠陥が生じているものと特定される。

【0046】

また、ピーク周波数が軸の回転周波数及びその高次成分と一致するピークについては、軸のアンバランスが生じているものと特定され、ピーク周波数が回転周波数の２倍の周波数及びその高次成分と一致するピークについては、ミスアライメントが生じているものと特定される。このように、本実施の形態１では、ピークに対応する部位について、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦに対応する軸受の部位（内輪、外輪、転動体）だけでなく、軸のアンバランスやミスアライメント等の軸受そのもの以外の部位も特定される。

【0047】

判定部２１０は、ピーク周波数のピーク値（加速度）、及び設定部２０２により設定された判定基準値に基づいて、ピーク毎に振動状態を判定する。たとえば、判定部２１０は、ピーク値が判定基準値を超えるピークについては「危険」と判定する。また、判定部２１０は、たとえば、ピーク値が判定基準値よりも低いけれども判定基準値の８割を超えるピークについては「注意」と判定し、ピーク値が判定基準値の８割よりも低いピークについては「良好」と判定する。

【0048】

表示部２１２は、部位が特定されたピークについて、ピーク値、部位、及び判定部２１０の判定結果（「危険」「注意」「良好」等）を携帯情報端末３０の画面に表示する。

【0049】

図４は、設定部２０２により設定される情報の一例を示す図である。設定部２０２により設定される情報は、携帯情報端末３０の画面からユーザが入力可能であり、この図４には、当該情報をユーザが入力するための携帯情報端末３０の画面が示されている。

【0050】

図４を参照して、入力部３１０からは、測定対象である転がり軸受１５（図１）の軸受型番を入力することができる。

【0051】

入力部３２０からは、測定時の軸の回転速度（ｍｉｎ^-1）を入力することができる。なお、この振動測定システム１０では、測定器２０による測定時の軸の回転速度を検出するセンサは設けられていないため、測定に際し回転速度の情報を入手して入力部３２０から入力する必要があるが、回転速度センサが付属している場合には、入力部３２０は不要である。また、入力部３２０において、測定時の軸の回転速度に代えて、測定時の軸の回転周波数を入力するようにしてもよい。

【0052】

入力部３３０からは、判定部２１０において用いられる判定基準値（加速度）を入力することができる。なお、本実施の形態１では、判定基準値は、ピーク周波数に拘わらず一律の値としている。

【0053】

図５は、ＤＢ部２０８に記憶されているデータの一例を示す図である。図５を参照して、ＤＢ部２０８には、振動測定システム１０により振動測定可能な軸受毎に、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出するための係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを分割した複数の定数Ｃａ～Ｃｄが軸受型番に対応付いて記憶されている。このような定数Ｃａ～Ｃｄであれば、仮に携帯情報端末３０の外部に漏洩したとしても、軸受の諸元が解明されるのを防止することができる。

【0054】

図６は、測定器２０における処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６とともに図２を参照して、測定器２０の電源がオンされると、マイクロコンピュータ１０８は、所定の初期化処理を実行する（ステップＳ１０）。初期化処理では、たとえば、通信モジュール１１２と携帯情報端末３０との間の通信確立や、メモリ１１０のデータクリア等が行なわれる。

【0055】

次いで、マイクロコンピュータ１０８は、携帯情報端末３０から測定開始信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０）。そして、測定開始信号が受信されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１０８は、アンチエイリアシングフィルタ１０４を通過し、かつ、Ａ／Ｄ変換器１０６によりデジタル変換された加速度センサ１０２の出力をＡ／Ｄ変換器１０６から読み込む（ステップＳ３０）。

【0056】

マイクロコンピュータ１０８は、Ａ／Ｄ変換器１０６から読み込んだデータをメモリ１１０に一時的に保存する（ステップＳ４０）。そして、マイクロコンピュータ１０８は、取得されたデータが所定数に達したか否かを判定し（ステップＳ５０）、取得データが所定数に達していなければ（ステップＳ５０においてＮＯ）、ステップＳ３０，Ｓ４０の処理を繰り返す。

【0057】

ステップＳ５０において取得データが所定数に達したと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１０８は、取得データをメモリ１１０から読み出して、通信モジュール１１２により携帯情報端末３０へデータを送信する（ステップＳ６０）。

【0058】

次いで、マイクロコンピュータ１０８は、測定を終了する終了操作がユーザにより行なわれたか否かを判定する（ステップＳ７０）。なお、終了操作は、携帯情報端末３０において行なわれ、たとえば、携帯情報端末３０から測定終了信号を受信すると、終了操作が行なわれたものと判定される。

【0059】

終了操作が行なわれていないと判定されたときは（ステップＳ７０においてＮＯ）、ステップＳ２０へ処理が戻される。一方、終了操作が行なわれたと判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、エンドへ処理が移行して、測定器２０における一連の処理が終了する。

【0060】

図７は、携帯情報端末３０における処理の手順の一例を示すフローチャートである。図７とともに図３を参照して、測定器２０を用いた振動測定を行なうためのアプリケーションソフトが携帯情報端末３０上で起動され、当該アプリケーションソフトにおいて測定の開始が指示されると、中央処理部２１４は、所定の初期化処理を実行する（ステップＳ１１０）。初期化処理では、たとえば、通信部２０４と測定器２０との間の通信確立や、所定のリセット処理等が行なわれる。

【0061】

次いで、中央処理部２１４からの指示に従って、設定部２０２により、測定対象である転がり軸受１５の軸受型番、測定時の回転速度（又は回転周波数）、測定データに基づいて振動状態を判定するための判定基準値等が設定される（ステップＳ１１５）。上記の各設定値は、携帯情報端末３０の画面からユーザにより入力される。

【0062】

次いで、中央処理部２１４は、設定された軸受型番に対応する軸受の定数Ｃａ～Ｃｄ（分割定数）をＤＢ部２０８から読み出し、読み出された定数Ｃａ～Ｃｄから上記の式（４）～（６）によって係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを復元する（ステップＳ１２０）。

【0063】

そして、中央処理部２１４は、復元された係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌと、ステップＳ１１５において設定された回転速度から算出される回転周波数とから、上記の式（１）～（３）を用いて、測定対象である転がり軸受１５のＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出する（ステップＳ１２２）。その後、中央処理部２１４は、通信部２０４を通じて測定器２０へ測定開始信号を送信する（ステップＳ１２５）。

【0064】

測定開始信号が測定器２０へ送信されると、中央処理部２１４は、測定器２０から測定データ（加速度データ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。そして、測定器２０から測定データが受信されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、中央処理部２１４は、受信された測定データをメモリ（図示せず）に保存する（ステップＳ１３５）。

【0065】

次いで、中央処理部２１４は、測定器２０から受信した測定データが所定数に達したか否かを判定し（ステップＳ１４０）、データが所定数に達していなければ（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ステップＳ１３０，Ｓ１３５の処理を繰り返す。

【0066】

ステップＳ１４０においてデータが所定数に達したと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、中央処理部２１４は、メモリからデータを読み出して、分析部２０６により、測定器２０により測定されたデータ（加速度データ）の周波数分析を実行する（ステップＳ１４５）。具体的には、測定器２０により測定された時系列の加速度データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理が行なわれ、測定された加速度データの周波数スペクトルが得られる。

【0067】

次いで、中央処理部２１４は、得られた周波数スペクトルにおけるピークについて、ピーク周波数が、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦ、及びそれらの高次成分のいずれと一致するか、或いは、軸の回転周波数、その２倍の周波数、及びそれらの高次成分のいずれと一致するかによって、ピークが、内輪、外輪、転動体、軸のアンバランス、ミスアライメント等のいずれの欠陥によるものかを特定する。そして、中央処理部２１４は、特定された各部位について、判定部２１０により、ステップＳ１１５において設定された判定基準値に基づいて、各部位の振動状態を判定する（ステップＳ１５０）。

【0068】

たとえば、判定部２１０は、ピーク値が判定基準値を超えるピークについては「危険」と判定する。また、判定部２１０は、ピーク値が判定基準値よりも低いけれども判定基準値の８割を超えるピークについては「注意」と判定し、ピーク値が判定基準値の８割よりも低いピークについては「良好」と判定する。

【0069】

そして、中央処理部２１４は、表示部２１２により、ステップＳ１５０の判定結果、ピーク値、ピーク周波数、及び部位を、周波数スペクトルの波形とともに携帯情報端末３０の画面に表示する（ステップＳ１５５）。

【0070】

次いで、中央処理部２１４は、測定を終了する終了操作がユーザにより行なわれたか否かを判定する（ステップＳ１６０）。終了操作が行なわれていないと判定されたときは（ステップＳ１６０においてＮＯ）、ステップＳ１１５へ処理が戻される。一方、終了操作が行なわれたと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、エンドへ処理が移行して、携帯情報端末３０における一連の処理が終了する。

【0071】

以上のように、この実施の形態１では、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出するための係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌが複数の定数Ｃａ～Ｃｄに分割されてＤＢ部２０８に記憶されている。そして、振動解析の実行時に、ＤＢ部２０８から定数Ｃａ～Ｃｄが読み出されて係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌが復元され、復元された係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを用いてＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦが算出される。これにより、ＤＢ部２０８に記憶されているデータ（定数Ｃａ～Ｃｄ）が仮に携帯情報端末３０の外部に漏洩した場合に、振動測定システム１０で測定可能な軸受の諸元が解明されるのを防止することができる。したがって、この実施の形態１によれば、軸受の諸元データの漏洩を防止することができる。

【0072】

また、この実施の形態１によれば、測定器２０と携帯情報端末３０とは、無線により通信が行なわれるので、ユーザは、測定器２０を測定対象に設置しさえすれば、無線通信が可能な範囲で場所を選ばずに振動解析結果を確認することができる。

【0073】

［実施の形態２］
実施の形態１では、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦの算出に用いられる係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌの各々を複数の定数Ｃａ～Ｃｄに分割してＤＢ部２０８に記憶しておくものとしたが、この実施の形態２では、測定対象である転がり軸受１５の諸元データ（軸受のピッチ円直径Ｄ、転動体の直径ｄ、転動体の接触角α、転動体の数Ｚ等）を暗号化してＤＢ部２０８に記憶しておく。そして、測定時に、暗号化された諸元データがＤＢ部２０８から読み出されて復号され、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦが算出される。

【0074】

この実施の形態２に従う振動測定システムの全体構成は、図１から図３に示した実施の形態１と同様である。

【0075】

図８は、実施の形態２における携帯情報端末３０の構成を示す図である。図８を参照して、実施の形態２における携帯情報端末３０は、図３に示した実施の形態１における携帯情報端末３０において、暗号処理部２１６をさらに含む。

【0076】

本実施の形態２では、振動測定システム１０により振動測定可能な各種軸受について、所定の暗号方式に従って暗号化された諸元データが軸受型番に対応付けられてＤＢ部２０８に格納されている。暗号方式は、共通鍵暗号方式であってもよいし、公開鍵暗号方式であってもよい。また、暗号化は、各種諸元に対して同一の鍵暗号を用いて行なってもよいし、諸元毎に異なる鍵暗号を用いて行なってもよい。暗号方式には、公知の各種手法を用いることができる。

【0077】

そして、暗号処理部２１６は、中央処理部２１４からの指示に従って、設定部２０２により設定された軸受型番に対応する諸元データ（暗号化データ）をＤＢ部２０８から読み出し、暗号方式に従う鍵暗号を用いて、読み出された諸元データを復号する。

【0078】

中央処理部２１４は、暗号処理部２１６により復号された諸元データと、設定部２０２により設定された回転速度（又は回転周波数）とから、上記の式（１）～（３）を用いてＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出する。ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出した後の中央処理部２１４の処理は、実施の形態１と同じである。

【0079】

図９は、実施の形態２の携帯情報端末３０における処理の手順の一例を示すフローチャートである。図９とともに図３を参照して、実施の形態２においても、測定器２０を用いた振動測定を行なうためのアプリケーションソフトが携帯情報端末３０上で起動され、当該アプリケーションソフトにおいて測定の開始が指示されると、中央処理部２１４は、所定の初期化処理を実行する（ステップＳ２１０）。その後、設定部２０２により、測定対象である転がり軸受１５の軸受型番、測定時の回転速度（又は回転周波数）、測定データに基づいて振動状態を判定するための判定基準値等が設定される（ステップＳ２１５）。このステップＳ２１０，Ｓ２１５において実行される処理は、図７のステップＳ１１０，Ｓ１１５で実行される処理と同じである。

【0080】

次いで、設定された軸受型番に対応する軸受の諸元データ（暗号化データ）がＤＢ部２０８から読み出され、暗号処理部２１６により、所定の暗号方式に従う鍵暗号を用いて、暗号化された諸元データが復号される（ステップＳ２２０）。

【0081】

そして、中央処理部２１４は、復号された諸元データと、ステップＳ２１５において設定された回転速度から算出される回転周波数とから、上記の式（１）～（３）を用いて、測定対象である転がり軸受１５のＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出する（ステップＳ２２２）。

【0082】

ステップＳ２２２においてＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦが算出されると、ステップＳ２２５へ処理が移行される。ステップＳ２２５～Ｓ２５５の処理は、それぞれ図７のステップＳ１２５～Ｓ１５５の処理と同じであるため、説明を繰り返さない。

【0083】

ステップＳ２５５において表示部２１２による表示が行なわれると、中央処理部２１４は、測定を終了する終了操作がユーザにより行なわれたか否かを判定する（ステップＳ２６０）。終了操作が行なわれていないと判定されたときは（ステップＳ２６０においてＮＯ）、ステップＳ２１５へ処理が戻される。一方、終了操作が行なわれたと判定されると（ステップＳ２６０においてＹＥＳ）、エンドへ処理が移行して、携帯情報端末３０における一連の処理が終了する。

【0084】

以上のように、この実施の形態２では、測定対象である転がり軸受１５の諸元データが暗号化されてＤＢ部２０８に記憶されている。そして、振動解析の実行時に、暗号化された諸元データがＤＢ部２０８から読み出されて復号され、復号された諸元データを用いてＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦが算出される。これにより、ＤＢ部２０８に記憶されているデータ（暗号化された諸元データ）が仮に携帯情報端末３０の外部に漏洩した場合に、振動測定システム１０で測定可能な軸受の諸元が解明されるのを防止することができる。したがって、この実施の形態２によっても、軸受の諸元データの漏洩を防止することができる。

【0085】

また、この実施の形態２によっても、測定器２０と携帯情報端末３０とは、無線により通信が行なわれるので、ユーザは、測定器２０を測定対象に設置しさえすれば、無線通信が可能な範囲で場所を選ばずに振動解析結果を確認することができる。

【0086】

なお、上記の実施の形態２では、測定対象の諸元データが暗号化されてＤＢ部２０８に記憶されているものとしたが、ＢＰＦＩ、ＢＰＦＯ、ＢＳＦを算出するための係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを暗号化してＤＢ部２０８に記憶してもよいし、実施の形態１で説明した、係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌを分割した複数の定数Ｃａ～Ｃｄを暗号化してＤＢ部２０８に記憶してもよい。

【0087】

また、上記の実施の形態１において、複数の定数Ｃａ～Ｃｄをバイナリ形式でＤＢ部２０８に記憶してもよい。これによっても、ＤＢ部２０８に記憶されたデータが仮に携帯情報端末３０の外部に漏洩した場合に、振動測定システム１０で測定可能な軸受の諸元が解明されるのを防止することができる。

【0088】

さらに、上記の実施の形態２において、バイナリ形式の諸元データを暗号化してＤＢ部２０８に記憶してもよい。或いは、バイナリ形式の係数Ｃｉｎ，Ｃｏｕｔ，Ｃｒｏｌ、又はバイナリ形式の複数の定数Ｃａ～Ｃｄを暗号化してＤＢ部２０８に記憶してもよい。

【0089】

なお、上記の各実施の形態では、測定器２０と携帯情報端末３０とは、無線により通信が行なわれるものとしたが、図１０に示されるように、測定器２０と携帯情報端末３０とを通信線４０で接続し、通信線４０を通じて測定器２０と携帯情報端末３０との間で通信を行なってもよい。

【0090】

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0091】

１０ 振動測定システム、１５ 測定対象（転がり軸受）、２０ 測定器、３０ 携帯情報端末、４０ 通信線、１０２ 加速度センサ、１０４ アンチエイリアシングフィルタ、１０６ Ａ／Ｄ変換器、１０８ マイクロコンピュータ、１１０ メモリ、１１２ 通信モジュール、２０２ 設定部、２０４ 通信部、２０６ 分析部、２０８ ＤＢ部、２１０ 判定部、２１２ 表示部、２１４ 中央処理部、２１６ 暗号処理部、３１０～３３０ 入力部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】