特許 7605141 支援装置

(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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】支援装置

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/20 20230101AFI20241217BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20241217BHJP

   G06Q 30/0601 20230101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G06Q10/20

G05B23/02 V

G06Q30/0601

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022004178

(22)【出願日】2022-01-14

(65)【公開番号】P2023103572

(43)【公開日】2023-07-27

【審査請求日】2023-11-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】志水 政紀

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 秀人

(72)【発明者】

【氏名】堀 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】塚本 浩之

(72)【発明者】

【氏名】吉川 徹哉

【審査官】松野 広一

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２０１４／０６１６０４（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開平０１－１７２６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２２７９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７９０７３２４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１８５５２０９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

消耗部品を有する機器のメンテナンスを支援する支援装置であって、
少なくとも一つのコンピュータを備え、前記少なくとも一つのコンピュータは、
前記消耗部品の消耗レベルを示す指標を取得する処理と、
前記消耗レベルを示す指標が所定の閾値に達したときに、その時点において前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理と、
前記閾値に対応付けられた前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間よりも短いときに、前記機器の動作を制限する処理と、
前記消耗レベルを示す指標が所定の閾値に達する前に、その時点において前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理と、
前記閾値に対応付けられた前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間よりも短いときに、前記閾値を修正する処理と、
を実行する、
支援装置。

【請求項2】

前記機器の動作を制限する処理では、前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間に対して短いときほど、前記機器の動作が大きく制限される、請求項１に記載の支援装置。

【請求項3】

前記閾値を修正する処理では、前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間に対して短いときほど、前記閾値が大きく修正される、請求項１または２に記載の支援装置。

【請求項4】

前記少なくとも一つのコンピュータは、前記消耗部品の交換に要する所要期間を管理する外部の装置と、通信可能に構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の支援装置。

【請求項5】

前記消耗レベルを示す指標は、前記機器で測定された振動データから抽出された、前記消耗部品に対応する次数成分の強度である、請求項１から４のいずれか一項に記載の支援装置。

【請求項6】

前記消耗部品は、ギア又はベアリングであって、
前記消耗部品に対応する次数成分は、前記ギアの歯数又は前記ベアリングの転動体の数に相関する、請求項５に記載の支援装置。

【請求項7】

前記機器は、第１の消耗部品と第２の消耗部品とを含む、複数の消耗部品を有し、
前記消耗レベルを示す指標を取得する処理、前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理、及び、前記機器の動作を制限する処理は、前記第１の消耗部品と前記第２の消耗部品とのそれぞれについて実行され、
前記第１の消耗部品の消耗レベルを示す指標は、前記機器で測定された振動データから抽出された、第１の次数成分の強度であり、
前記第２の消耗部品の消耗レベルを示す指標は、前記機器で測定された振動データから抽出された、第２の次数成分の強度である、請求項５又は６に記載の支援装置。

【請求項8】

前記機器は、水力発電システムである、請求項１から７のいずれか一項に記載の支援装置。

【請求項9】

消耗部品を有する機器のメンテナンスを支援する支援装置であって、
少なくとも一つのコンピュータを備え、前記少なくとも一つのコンピュータは、
前記消耗部品の消耗レベルを示す指標を取得する処理と、
前記消耗レベルを示す指標が、所定の閾値に達しているのか否かを判定する処理と、
前記消耗レベルを示す指標が前記閾値に達する前に、その時点において前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理と、
前記閾値に対応付けられた前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間よりも短いときに、前記閾値を修正する処理と、を実行する、
支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、消耗部品を有する機器のメンテナンスを支援する支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、消耗部品（例えば、宝くじ券等の当落判別機におけるインパクト印字ヘッドの印字ピン）の消耗レベルを示す指標（例えば、印字ピンの飛び出し量）が閾値に達したときに、自動で消耗部品を発注するシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－０８６６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

消耗部品の交換に要する所要期間は、当該消耗部品の在庫状況等に応じて変化し得る。このため、特許文献１の技術では、例えば、在庫不足等、消耗部品の交換に要する所要期間が通常時よりも長くなる事象が発生した場合、発注された新たな消耗部品と交換される前に、使用中の消耗部品に異常が発生し得る。その結果、機器の動作が適切に継続されないおそれがある。本明細書では、消耗部品の交換に要する所要期間が変化した場合であっても、機器の動作を適切に継続することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する技術は、消耗部品を有する機器のメンテナンスを支援する支援装置によって具現化される。支援装置は、少なくとも一つのコンピュータを備える。前記少なくとも一つのコンピュータは、前記消耗部品の消耗レベルを示す指標を取得する処理と、前記消耗レベルを示す指標が所定の閾値に達したときに、その時点において前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理と、前記閾値に対応付けられた前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間よりも短いときに、前記機器の動作を制限する処理と、を実行する。

【0006】

上述した支援装置は、少なくとも一つのコンピュータによって、消耗レベルを示す指標が所定の閾値に達したときに、その時点において消耗部品の交換に要する所要期間を特定する。これにより、消耗部品の消耗レベルが所定の閾値に達し、当該消耗部品の交換時期が近付いたときに、その時点において交換に要する所要期間を特定することができる。さらに、コンピュータは、閾値に対応付けられた消耗部品の余命期間が、その時点における交換に要する所要期間よりも短いときに、機器の動作を制限する。これにより、交換時期が近付いた消耗部品の消耗を抑制することができる。このため、消耗部品の実際の余命期間を延ばすことができる。このように、本明細書が開示する支援装置は、消耗部品の消耗レベルが所定の閾値に達した時点における最新の消耗部品の交換に要する所要期間に基づいて、機器の適切な動作を継続することができる。

【0007】

本明細書では、別の実施形態の支援装置も開示する。本実施形態の支援装置は、消耗部品を有する機器のメンテナンスを支援する。支援装置は、少なくとも一つのコンピュータを備える。前記少なくとも一つのコンピュータは、前記消耗部品の消耗レベルを示す指標を取得する処理と、前記消耗レベルを示す指標が、所定の閾値に達しているのか否かを判定する処理と、前記消耗レベルを示す指標が前記閾値に達する前に、その時点において前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理と、前記閾値に対応付けられた前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間よりも短いときに、前記閾値を修正する処理と、を実行する。

【0008】

上述した支援装置は、少なくとも一つのコンピュータによって、消耗レベルを示す指標が所定の閾値に達する前に、その時点において消耗部品の交換に要する所要期間を特定する。これにより、消耗部品の消耗レベルが所定の閾値に達する前に、その時点における交換に要する所要期間を特定することができる。さらに、コンピュータは、閾値に対応付けられた消耗部品の余命期間が最新の交換に要する所要期間よりも短いときに、閾値を修正する。これにより、閾値を、最新の所要期間に応じた閾値に修正することができる。その結果、閾値に対応付けられた消耗部品の余命期間も修正されるため、消耗レベルが所定の修正された閾値に達したときに、当該閾値に対応付けられた余命期間が最新の交換に要する所要期間よりも短くなることを防止することができる。このように、消耗部品の消耗レベルが所定の閾値に達した時点における最新の消耗部品の交換に要する所要期間に基づいて、機器の適切な動作を継続することができる。

【0009】

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の支援装置１０と、支援装置１０がメンテナンスを支援する水力発電システム１００と、のブロック図を示す。

【図2】支援装置１０のメモリ１４内に格納されるリードタイムテーブルＴ１の一例を示す。

【図3】各次数成分Ｆ１～Ｆ４における作動期間Ｔと振動強度ＶＬとの関係を示す。

【図4】第１の次数成分Ｆ１における作動期間Ｔと振動強度ＶＬとの関係を示す。

【図5】第１実施形態の支援装置１０のＣＰＵ１２が実行する処理のフロー図を示す。

【図6】第２実施形態の支援装置１０のＣＰＵ１２が実行する処理のフロー図を示す。

【図7】第３実施形態の支援装置１０のＣＰＵ１２が実行する処理のフロー図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本技術の一実施形態では、前記機器の動作を制限する処理では、前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間に対して短いときほど、前記機器の動作が大きく制限されてもよい。このような構成によると、例えば、交換に要する所要期間と余命期間とが過不足なく一致するように、機器の動作を制限することができる。

【0012】

本技術の一実施形態では、前記少なくとも一つのコンピュータは、前記消耗レベルを示す指標が所定の閾値に達する前に、その時点において前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理と、前記閾値に対応付けられた前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間よりも短いときに、前記閾値を修正する処理と、を実行してもよい。このような構成によると、交換に要する所要期間に応じて、閾値を変更することができる。

【0013】

本技術の一実施形態では、前記閾値を修正する処理では、前記消耗部品の余命期間が、前記交換に要する所要期間に対して短いときほど、前記閾値が大きく修正されてもよい。このような構成によると、例えば、交換に要する所要期間と余命期間とが過不足なく一致するように、閾値を修正することができる。

【0014】

本技術の一実施形態では、前記少なくとも一つのコンピュータは、前記消耗部品の交換に要する所要期間を管理する外部の装置と、通信可能に構成されていてもよい。このような構成によると、少なくとも一つのコンピュータは、例えば、外部の装置から最新の消耗部品の交換に要する所要期間を取得することができる。

【0015】

本技術の一実施形態では、前記消耗レベルを示す指標は、前記機器で測定された振動データから抽出された、前記消耗部品に対応する次数成分の強度であってもよい。但し、別の実施形態では、消耗レベルを示す指標が、振動データに由来する指標でなくてもよく、機器に応じて様々に設定されることができる。例えば、前記機器がインクジェットプリンタであって、前記消耗部品がインクカートリッジである場合、消耗レベルを示す指標は、当該インクカートリッジの残量であってもよい。

【0016】

本技術の一実施形態では、前記消耗部品は、ギア又はベアリングであってもよい。その場合、前記消耗部品に対応する次数成分は、前記ギアの歯数又は前記ベアリングの転動体の数に相関してもよい。このような構成によると、転動体の数に相関する次数成分を利用して、消耗部品を特定することができる。

【0017】

本技術の一実施形態では、前記機器は、第１の消耗部品と第２の消耗部品とを含む、複数の消耗部品を有してもよい。その場合、前記消耗レベルを示す指標を取得する処理、前記消耗部品の交換に要する所要期間を特定する処理、及び、前記機器の動作を制限する処理は、前記第１の消耗部品と前記第２の消耗部品とのそれぞれについて実行されてもよい。さらに、前記第１の消耗部品の消耗レベルを示す指標は、前記機器で測定された振動データから抽出された、第１の次数成分の強度であってもよく、前記第２の消耗部品の消耗レベルを示す指標は、前記機器で測定された振動データから抽出された、第２の次数成分の強度であってもよい。このような構成によると、機器が複数の消耗部品を備える場合に、機器で測定された振動データから抽出された次数成分を利用して、複数の消耗部品のうち、消耗レベルが高い消耗部品を特定することができる。

【0018】

本技術の一実施形態では、前記機器は、水力発電システムであってもよい。但し、別の実施形態では、機器は、例えば、プリンタであってもよい。

【0019】

（第１実施形態）
図面を参照して第１実施形態の支援装置について説明する。図１は、支援装置１０と、支援装置１０が支援する水力発電システム１００と、の平面図を示す。支援装置１０は、例えばノートパソコンであり、ＣＰＵ１２と、メモリ１４と、を備える。なお、変形例では、支援装置１０は、デスクトップ型のパソコンであってもよいし、スマートフォン、タブレット等であってもよい。支援装置１０は、水力発電システム１００のメンテナンスを支援する装置である。

【0020】

水力発電システム１００は、水車４と、第１の発電機４０と、第２の発電機５０と、増速機３０と、制御装置２０と、を備える。水力発電システム１００は、水車４の回転を、増速機３０を介して各発電機４０、５０に伝達することによって発電する装置である。

【0021】

水車４は、水車４から一方に延びる駆動軸６を備える。駆動軸６は、水車４の中心に固定されるシャフトである。水車４は、流路２内に配置される。流路２は、Ｙ軸方向（すなわち、図１の紙面左方）からＸ軸方向に（すなわち、図１の紙面上方）に向かって湾曲している。矢印Ｄ１に示されるように、流路２内の水は、Ｙ軸方向に沿って流路２に流れる。その後、矢印Ｄ２に示されるように、流路２内の水は、水車４に向かって流れる。流路２内の水は、水車４に設けられたガイドベーンに沿って水車４を通過して、矢印Ｄ３の方向に流れる。その結果、水車４が回転する。これにより、水車４の駆動軸６も同様に回転する。駆動軸６は、増速機３０の駆動回転体３２に接続される。

【0022】

増速機３０は、ケース３１と、駆動回転体３２と、第１の従動回転体３４と、第２の従動回転体３５と、振動センサ３９と、を備える。ケース３１は、各回転体３２、３４及び３５を収容する。各回転体３２、３４、３５は、かさ歯車（すなわち、ギア）である。駆動回転体３２の斜面は、第１の従動回転体３４の斜面と当接する。これにより、駆動回転体３２の斜面の歯が、第１の従動回転体３４の斜面の歯と噛み合う。その結果、第１の従動回転体３４は、駆動回転体３２が固定される駆動軸６に対して直交する。同様に、第２の従動回転体３５も、駆動軸６に対して直交するように噛み合う。駆動軸６の回転は、駆動回転体３２を介して、駆動軸６に直交する第１の従動回転体３４及び第２の従動回転体３５に伝達される。

【0023】

また、駆動回転体３２の歯数は、第１の従動回転体３４及び第２の従動回転体３５の歯数よりも多い。第１の従動回転体３４及び第２の従動回転体３５は、ともに同一の歯数を有する。その結果、駆動回転体３２の回転数に対して、第１の従動回転体３４及び第２の従動回転体３５の回転数が多くなる。これにより、増速機３０は、第１の従動回転体３４及び第２の従動回転体３５の回転を増速する。

【0024】

振動センサ３９は、増速機３０の振動数、回転数を検出する。振動センサ３９は、増速機３０の振動数及び回転数を、増幅器振動データＩ３として制御装置２０に送信する。

【0025】

第１の発電機４０は、ケース４１と、第１の入力軸４６と、第１のモータ４８と、ベアリング４２、４３と、第１の入力ギア４４と、モータギア４５と、モータ軸４７と、を備える。ケース４１は、第１の発電機４０の各部品を収容する。第１の入力軸４６は、ケース４１を貫通するシャフトである。第１の入力軸４６は、軸継手４１ｓを介して増速機３０の第１の従動回転体３４と接続される。これにより、水車４の駆動軸６の回転が、増速機３０の駆動回転体３２及び第１の従動回転体３４を介して、第１の発電機４０の第１の入力軸４６に伝達される。

【0026】

第１の入力軸４６には、ベアリング４２、４３と、第１の入力ギア４４と、が固定される。ベアリング４２、４３は、第１の入力軸４６を回転可能にケース４１に支持する。ベアリング４２、４３は、ともにいわゆるボールベアリングであり、それぞれ、複数個のボール４２ｂ、４３ｂを備える。

【0027】

第１の入力ギア４４は、いわゆる、平歯車である。第１の入力ギア４４は、平歯車であるモータギア４５と互いに噛み合っている。モータギア４５は、モータ軸４７に固定される。これにより、第１の入力軸４６の回転が、モータ軸４７に伝達される。その結果、モータ軸４７に固定された磁石（図示省略）が回転し、第１のモータ４８が発電する。このように、第１の発電機４０は、水車４の回転を利用して発電する。

【0028】

振動センサ４９は、第１の発電機４０の振動数、回転数を検出する。振動センサ４９は、第１の発電機４０の振動数及び回転数を、第１の振動データＩ４として制御装置２０に送信する。

【0029】

第２の発電機５０は、ケース５１と、第２の入力軸５６と、第２のモータ５８と、ベアリング５２、５３と、第２の入力ギア５４と、モータギア５５と、モータ軸５７と、を備える。ケース５１は、第２の発電機５０の各部品を収容する。第２の入力軸５６は、ケース５１を貫通するシャフトである。第２の入力軸５６は、軸継手５１ｓを介して第２の従動回転体３５と接続される。これにより、水車４の駆動軸６の回転が、増速機３０の駆動回転体３２及び第２の従動回転体３５を介して、第２の発電機５０の第２の入力軸５６に伝達される。このように、第２の発電機５０は、第１の発電機４０と同様の構成を有する。振動センサ５９は、第２の発電機５０の振動数及び回転数を、第２の振動データＩ５として制御装置２０に送信する。

【0030】

制御装置２０は、ＣＰＵ２２と、メモリ２４と、を備えるコンピュータである。制御装置２０は、メモリ２４内のプログラムに従って、各発電機４０、５０の動作を制御する。例えば、制御装置２０は、各発電機４０、５０に予め定められた所定の発電量を発電させる通常モードに加え、より大きな発電量を発電させるパワーモード、発電量を低減するセーブモード、等を各発電機４０、５０に対して実行可能である。制御装置２０は、各発電機４０、５０、及び増速機３０から受信した各振動データＩ３、Ｉ４、Ｉ５に基づいて、各発電機４０、５０を制御する。

【0031】

管理装置６０は、水力発電システム１００のベンダに配置されるコンピュータである。管理装置６０は、各発電機４０、５０及び増速機３０の消耗部品（例えば、歯車、ギア、ベアリング）のメーカ（図示省略）から、各消耗部品の在庫状況を所定の時間ごとに受信する。これにより、管理装置６０は、各消耗部品の最新の在庫状況を管理する。また、管理装置６０は、消耗部品の在庫状況に加え、工場からの水力発電システム１００までの物流状況等の最新情報を管理する。すなわち、管理装置６０は、消耗部品の交換に要する所要期間を管理する。管理装置６０は、インターネット８を介して、支援装置１０と接続される。また、管理装置６０は、インターネット８を介して、各消耗部品の発注を実施することができる。

【0032】

支援装置１０は、メモリ１４内に、リードタイムテーブルＴ１を記憶する。図２に示されるように、リードタイムテーブルＴ１は、消耗部品ごとに、閾値Ｔｈ、余命期間ＲＴ、実リードタイムＬＴを関連付けて格納する。例えば、駆動回転体３２には、閾値Ｔｈ１、余命期間ＲＴ１、実リードタイムＬＴ１が、関連づけて記憶される。同様に、第１の従動回転体３４には、閾値Ｔｈ２、余命期間ＲＴ２、実リードタイムＬＴ２が、関連づけて記憶される。図示は省略したが、リードタイムテーブルＴ１には、上述した他の消耗部品（すなわち、ベアリング４２、４３、５２、５３、入力ギア４４、５４等）に対応する閾値Ｔｈ等の情報が、それぞれ格納される。

【0033】

閾値Ｔｈは、消耗品の消耗レベルの閾値である。消耗レベルは、消耗部品の消耗度合いを示す値であり、その値が高いほど消耗度合いが激しいことを示す。支援装置１０は、当該閾値を利用して、消耗部品の消耗レベルを識別する。支援装置１０は、ある消耗部品において、消耗レベルが閾値Ｔｈに達していない場合、当該消耗部品の消耗レベルが低いため、交換の必要性はないと判定する。一方、支援装置１０は、ある消耗部品において、消耗レベルが閾値Ｔｈに達した場合、当該消耗部品の消耗レベルが高いため、交換の必要性があると判定する。詳細は後述するが、本実施形態の支援装置１０は、消耗レベルを示す指標として、次数成分の振動強度を利用する。ここで、次数成分とは、各消耗部品が一回転する間に発生する振動のサイクル数（すなわち、振動数）を示す。

【0034】

また、ギア（すなわち、各回転体３２、３４、３５、各ギア４４、４５、５４、５５）に対応する次数成分は、それらの歯数に相関する。ベアリング４２、４３、５２、５３に対応する次数成分は、それらのボール４２ｂ、４３ｂ、５３ｂ、５４ｂの数に対応する。ベアリング４２、４３、５２、５３に対応する次数成分は、それらの転動体の数に相関する。このように、支援装置１０は、消耗部品の構造に相関する次数成分を利用して、各振動データＩ３、Ｉ４、Ｉ５に含まれる次数成分と消耗部品とを対応付けることができる。

【0035】

余命期間ＲＴは、消耗部品の消耗レベルが閾値Ｔｈに達した時点において、その後に当該消耗部品が適切に動作すると推測される期間を示す。余命期間ＲＴは、閾値Ｔｈに応じて変化する。例えば、閾値Ｔｈが低く設定されている場合には、余命期間ＲＴは長くなる。閾値Ｔｈが高く設定されている場合には、余命期間ＲＴは短くなる。

【0036】

実リードタイムＬＴは、ある時点における消耗部品の在庫状況、消耗部品の製造工場から水力発電システム１００までの距離、交通状況、交換作業に要する期間、交換作業の作業者の人数等、によって決定される。すなわち、実リードタイムＬＴは、消耗部品を交換するために実際に要する期間を示す。実リードタイムＬＴは、その時点において変化し得る情報である。例えば、消耗部品の在庫が不足している場合、実リードタイムＬＴは長くなる。支援装置１０は、管理装置６０から、インターネット８を介して最新の在庫状況を受信し、当該在庫状況を利用して、リードタイムテーブルＴ１の実リードタイムＬＴを更新する。これにより、支援装置１０は、最新の実リードタイムＬＴを利用して、水力発電システム１００のメンテナンスを支援することができる。なお、変形例では、支援装置１０は、メモリ１４内に予め実リードタイムＬＴを記憶していてもよい。

【0037】

図３及び図４を参照して、次数成分Ｆと振動強度ＶＬと作動期間Ｔの関係について説明する。図３及び図４は、水力発電システム１００の各消耗部品（例えば、駆動回転体３２）に対して、耐久試験等、様々な試験を実施することにより得られたグラフである。第１の次数成分Ｆ１は、駆動回転体３２（図１参照）が有する次数成分である。振動強度ＶＬは、振幅等、振動の強度を示す指標である。作動期間Ｔは、消耗部品が作動した期間である。図３に示されるように、第１の次数成分Ｆ１を有する駆動回転体３２の振動強度ＶＬは、作動期間Ｔが長くなるにつれて大きくなる。同様に、次数成分Ｆ２～Ｆ４を有する他の消耗部品の振動強度ＶＬも、その大きさはそれぞれ異なるものの、作動期間Ｔが長くなるにつれて大きくなる。すなわち、振動強度ＶＬは、消耗部品の消耗レベルを示す。

【0038】

図４に示されるように、駆動回転体３２の振動強度ＶＬは、作動期間Ｔとともに徐々に増加する。駆動回転体３２の振動強度ＶＬは、到達タイミングＴｘで閾値Ｔｈ１に達する。その後、駆動回転体３２が作動を継続すると、限界タイミングＴｚで限界強度Ｖｍ１を超える。限界強度Ｖｍ１は、耐久試験等において、駆動回転体３２の動作に異常が確認された強度である。図４に示されるように、駆動回転体３２の振動強度ＶＬは、到達タイミングＴｘで閾値Ｔｈ１に達してから、余命期間ＲＴが経過した後、限界タイミングＴｚで限界強度Ｖｍ１に達する。このように、水力発電システム１００の各消耗部品の次数成分Ｆ、閾値Ｔｈ、余命期間ＲＴは、互いに相関関係を有しており、それらの値は、耐久試験等によって得ることができる。

【0039】

図５を参照して、本実施形態の支援装置１０のＣＰＵ１２が実行する処理について説明する。なお、以下では、処理を実行する主体を単に支援装置１０として説明する。水力発電システム１００の発電中に、支援装置１０の電源がオンされると、図５の処理が開始される。図５の処理が開始される前、水力発電システム１００の各発電機４０、５０は、通常モードで発電を実行している。

【0040】

支援装置１０は、制御装置２０から各振動データＩ３～Ｉ５を受信する（ステップＳ１）。次いで、支援装置１０は、受信した各振動データＩ３～Ｉ５を解析して、次数成分Ｆごとに振動強度ＶＬを抽出する（ステップＳ２）。すなわち、支援装置１０は、抽出された次数成分Ｆに対応する消耗部品（以下、対象消耗部品と称する）ごとに、現時点での振動強度ＶＬを取得する。さらに、支援装置１０は、対象消耗部品（例えば、駆動回転体３２）に対応する閾値Ｔｈ（例えば、閾値Ｔｈ１）を、メモリ１４内のリードタイムテーブルＴ１（図２参照）から取得する（ステップＳ４）。

【0041】

支援装置１０は、ステップＳ２の処理で取得した対象消耗部品の振動強度ＶＬと、ステップＳ４の処理で取得した閾値Ｔｈと、を比較する（ステップＳ６）。図４を参照して説明したように、対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達していない場合、対象消耗部品の消耗レベルは低い。このため、対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達していない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、支援装置１０は、ステップＳ１の処理を再度実行し、新たな振動データＩを制御装置２０から受信する。すなわち、支援装置１０は、対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達するまで、ステップＳ１～ステップＳ６の処理を繰り返す。

【0042】

対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、支援装置１０は、メモリ１４内のリードタイムテーブルＴ１（図２参照）から、対象消耗部品に対応する実リードタイムＬＴ（例えば、実リードタイムＬＴ１）を特定する（ステップＳ８）。次いで、支援装置１０は、ステップＳ８の処理で特定された実リードタイムＬＴと、ステップＳ４の処理で取得した閾値Ｔｈに対応付けられた余命期間ＲＴ（例えば、余命期間ＲＴ１）と、を比較する（ステップＳ１０）。

【0043】

余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも長い場合（ステップＳ１０：ＮＯ）支援装置１０は、対象消耗部品の発注を要求する発注要求信号を、インターネット８を介して管理装置６０に送信する（ステップＳ１４）。管理装置６０は、対象消耗部品のメーカに対して、発注を実施する。これにより、余命期間ＲＴが経過する前に、実リードタイムＬＴを振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達した（すなわち、作動期間Ｔが限界タイミングＴｚに近い）対象消耗部品を、新たな消耗部品と交換することができる。その後、支援装置１０は、図５の処理を終了する。

【0044】

一方、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、支援装置１０は、対象消耗部品を含む装置（例えば、増速機３０）の動作を制限する（ステップＳ１２）。例えば、支援装置１０は、ステップＳ１２において、各発電機４０、５０をセーブモードに移行する。その結果、例えば、増速機３０の各回転体３２、３４、３５の回転数が低減する。その結果、対象消耗部品（例えば、駆動回転体３２）の動作制限後の余命期間ＲＴが長くなる。

【0045】

さらに、支援装置１０は、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴに対して短いときほど、ステップＳ１２において、各発電機４０、５０の出力電力を小さくする。これにより、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴに対して短いときほど、動作制限後における対象消耗部品の余命期間ＲＴを延長することができる。その結果、支援装置１０は、動作制限後における対象消耗部品の余命期間ＲＴを、実リードタイムＬＴに対して過不足なく設定することができる。このように、本実施形態の支援装置１０は、最新の実リードタイムＬＴと余命期間ＲＴとの比較結果に応じて、対象消耗部品の動作を制限する。これにより、実リードタイムＬＴが変化した場合であっても、その変化に応じて余命期間ＲＴが長くなるように水力発電システム１００を動作させることができる。その結果、支援装置１０は、水力発電システム１００の適切な動作を継続することができる。

【0046】

その後、支援装置１０は、対象消耗部品に対応する発注要求信号を、インターネット８を介して管理装置６０に送信し（ステップＳ１４）、図５の処理を終了する。これにより、動作制限によって対象消耗部品の余命期間ＲＴを延長しつつ、対象消耗部品と交換する新たな消耗部品を発注することができる。

【0047】

（第２実施形態）
次いで、図６を参照して、第２実施形態の支援装置１０が実行する処理について説明する。第２実施形態の支援装置１０は、第１実施形態の支援装置１０と同様の構成を備える。

【0048】

水力発電システム１００の発電中に自身の電源がオンされると、第２実施形態の支援装置は、ステップＳ１、Ｓ２及びＳ４の処理を実行した後、振動強度ＶＬと閾値Ｔｈとを比較する前に、メモリ１４内のリードタイムテーブルＴ１（図２参照）から、対象消耗部品に対応する実リードタイムＬＴを特定する（ステップＳ２０）。

【0049】

次いで、支援装置１０は、ステップＳ２０の処理で特定された実リードタイムＬＴとステップＳ４の処理で取得した閾値Ｔｈに対応付けられた余命期間ＲＴとを比較する（ステップＳ２２）。余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、支援装置１０は、対象消耗部品に対応する閾値Ｔｈを修正する（ステップＳ２４）。具体的には、支援装置１０は、対象消耗部品に対応する閾値Ｔｈをより低い値に変更する。対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達する前であっても、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合、対象消耗部品の振動強度ＶＬが当該余命期間ＲＴと対応付く閾値Ｔｈに達した後、対象消耗部品の発注を実行しても、余命期間ＲＴが経過する前に対象消耗部品を交換することができない。その場合、水力発電システム１００は、適切に動作を継続することができない。

【0050】

このため、本実施形態の支援装置１０は、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合に閾値Ｔｈをより低い値に修正することによって、修正前の閾値Ｔｈに達した後に対象消耗部品を発注する構成に比べ、早期に対象消耗部品の発注を実行することができる。その結果、水力発電システム１００は、適切に動作を継続することができる。

【0051】

さらに、支援装置１０は、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴに対して短いときほど、ステップＳ１２において、閾値Ｔｈを低い値に修正する。これにより、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴに対して短いときほど、修正後における対象消耗部品の余命期間ＲＴが短くなる。その結果、支援装置１０は、修正後の閾値Ｔｈに対応する対象消耗部品の余命期間ＲＴを、実リードタイムＬＴに対して過不足なく設定することができる。

【0052】

一方、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも長い場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、支援装置１０は、ステップＳ２４の処理をスキップして、ステップＳ２６の処理を実行する。

【0053】

ステップ２６の処理では、支援装置１０は、振動強度ＶＬと閾値Ｔｈとを比較する。ここで、ステップＳ２６の処理で比較される閾値Ｔｈには、ステップＳ４の処理で取得した閾値Ｔｈ及びステップＳ２４の処理で修正した閾値Ｔｈのいずれか一方が用いられる。対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達している場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、支援装置１０は、対象消耗部品に対応する発注要求信号を、インターネット８を介して管理装置６０に送信する（ステップＳ２８）。その後、支援装置１０は、図６の処理を終了する。

【0054】

対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達していない場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、支援装置１０は、支援装置１０は、再び、ステップＳ１の処理を実行して、新たな振動データＩを受信する。すなわち、支援装置１０は、対象消耗部品の振動強度ＶＬが閾値Ｔｈに達するまで、ステップＳ１～Ｓ２６の処理を繰り返す。

【0055】

（第３実施形態）
図７を参照して第３実施形態の支援装置１０が実行する処理について説明する。第３実施形態の支援装置１０は、第１、第２実施形態の支援装置１０と同様の構成を備える。第３実施形態の支援装置は、第２実施形態の支援装置１０と同様にステップＳ１～ステップＳ２６までの処理を実行した後、さらに、ステップＳ２０の処理で特定した実リードタイムＬＴと閾値Ｔｈに対応付けられた余命期間ＲＴとを比較する（ステップＳ３０）。ここで、ステップＳ３０の処理において余命期間ＲＴを算出する閾値Ｔｈには、ステップＳ４の処理で取得した閾値Ｔｈ及びステップＳ２４の処理で修正した閾値Ｔｈのいずれか一方が用いられる。

【0056】

余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも長い場合（ステップＳ３０：ＮＯ）支援装置１０は、対象消耗部品に対応する発注要求信号を、インターネット８を介して管理装置６０に送信し（ステップＳ３４）、図７の処理を終了する。

【0057】

一方、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）支援装置１０は、各発電機４０、５０をセーブモードに設定する（ステップＳ３２）。これにより、対象消耗部品の動作制限後における余命期間ＲＴを延長することができる。その後、支援装置１０は、対象消耗部品に対応する発注要求信号を、インターネット８を介して管理装置６０に送信し（ステップＳ３４）、図７の処理を終了する。

【0058】

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。上記の実施形態の変形例を以下に列挙する。

【0059】

（変形例１）第１実施形態の支援装置１０は、ステップＳ１２の処理において、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴに対して短いときほど、各発電機４０、５０の出力電力を小さくしなくてもよい。その場合、支援装置１０は、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合に、余命期間ＲＴと実リードタイムＬＴとの差分に関わらず、各発電機４０、５０を、所定のセーブモードに設定してもよい。さらなる変形例では、支援装置１０は、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合に、各発電機４０、５０の動作を停止してもよい。これにより、各発電機４０、５０に異常が発生する前に、各発電機４０、５０の動作が停止されるため、各発電機４０、５０の故障を抑制することができる。

【0060】

（変形例２）第２実施形態の支援装置１０は、ステップＳ２４の処理において、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴに対して短いときほど、閾値Ｔｈを小さくしなくてもよい。その場合、支援装置１０は、余命期間ＲＴが実リードタイムＬＴよりも短い場合に、余命期間ＲＴと実リードタイムＬＴとの差分に関わらず、閾値Ｔｈを、所定の閾値Ｔｈに修正してもよい。

【0061】

（変形例３）支援装置１０は、管理装置６０と同様に、水力発電システム１００のベンダに配置されてもよい。

【0062】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0063】

２ ：流路
４ ：水車
６ ：駆動軸
８ ：インターネット
１０ ：支援装置
１２、２２ ：ＣＰＵ
１４、２４ ：メモリ
２０ ：制御装置
３０ ：増速機
３２ ：駆動回転体
３４ ：第１の従動回転体
３５ ：第２の従動回転体
３９、４９ ：振動センサ
４０ ：第１の発電機
４１ｓ ：軸継手
４２、４３ ：ベアリング
４２ｂ、４３ｂ ：ボール
４４ ：第１の入力ギア
４５ ：モータギア
４６ ：第１の入力軸
４７ ：モータ軸
４８ ：第１のモータ
６０ ：管理装置
１００ ：水力発電システム
ＬＴ ：実リードタイム
ＲＴ ：余命期間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】