(57)【要約】【課題】機器の動作に影響を与える異常の発生を、実際に異常が発生する前に報知することができる予知保全判定装置、予知保全判定方法及びプログラムを提供すること。【解決手段】第１の差分値算出部は、歯車箱（機器）の金属筐体（筐体）の表面に設置したＡＥセンサのＡＥ出力を取得して、所定時間分のＡＥ出力の最大値と最小値との差分値（第１の差分値）を算出する。平均値算出部は、所定時間分のＡＥ出力の平均値を算出する。そして、第２の差分値算出部は、所定時間分のＡＥ出力の中から、平均値未満のＡＥ出力の最大値と最小値との差分値（第２の差分値）を算出する。第１の比率算出部は、第２の差分値に対する、第１の差分値の比率（第１の比率）を算出する。そして、比率が第１の所定値以上である場合に、報知部は、歯車箱に異常が発生するおそれがあることを報知させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出部と、
前記第１の比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項２】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、
前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項３】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第３の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項４】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第１の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項５】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第２の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項６】
機器の筐体の表面に設置した加速度センサの出力を取得して、当該加速度センサの出力が第３の所定値よりも大きい場合は、
前記報知部は、前記ＡＥセンサの出力の最小値又は平均値と前記第３の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知して、
前記加速度センサの出力が前記第３の所定値以下の場合は、
前記第１の差分値と前記第３の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する、
請求項３に記載の予知保全判定装置。
【請求項７】
１以上の機器の表面に設置したＡＥセンサとインターネットを介して接続されて、当該ＡＥセンサの出力を取得する、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の予知保全判定装置。
【請求項８】
前記機器は、押出機を駆動する歯車箱である、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の予知保全判定装置。
【請求項９】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出プロセスと、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出プロセスと、
前記第１の比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知プロセスと、
を備える予知保全判定方法。
【請求項１０】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出プロセスと、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出プロセスと、
前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知プロセスと、
を備える予知保全判定方法。
【請求項１１】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出プロセスと、
前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出プロセスと、
前記第１の差分値と前記第３の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知プロセスと、
を備える予知保全判定方法。
【請求項１２】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得する予知保全判定装置を制御するコンピュータを、
所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出部と、
前記第１の比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
して機能させるプログラム。
【請求項１３】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得する予知保全判定装置を制御するコンピュータを、
所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、
前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
して機能させるプログラム。
【請求項１４】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得する予知保全判定装置を制御するコンピュータを、
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第３の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
して機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器の異常の発生を予測する予知保全判定装置、予知保全判定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体材料が変形する際に、それまでに蓄積していたひずみエネルギーを音波（ＡＥ波）として放出する現象が知られている。そして、従来、ＡＥセンサによってＡＥ波を検出して、その波形を分析することにより、歯車の損傷を検出する損傷検出装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された歯車の損傷検出装置は、ＡＥセンサの出力を分析して、特定の周波数領域の信号強度を検出することによって、歯車の損傷の発生を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の損傷検出装置にあっては、機器に実際に損傷等の異常が発生しないと、当該異常を検出することができないという問題があった。したがって、異常が検出された際には、機器を即座に停止して異常箇所の点検や整備、消耗部品（ベアリングやシール部品等）の交換、清掃等を行う必要があった。そのため、予期しないタイミングで機器を停止しなければならず、当該機器のみならず、生産ラインを停止する等の措置を行わなければならない可能性があった。これによって、生産工程に大きな影響を及ぼす可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機器の動作に影響を与える異常の発生を、実際に異常が発生する前に報知することができる予知保全判定装置、予知保全判定方法及びプログラム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る予知保全判定装置は、機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサと、前記ＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率を算出する第１の比率算出部と、前記第１の比率算出部が算出した比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器の予知保全に係る報知を行う報知部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る予知保全判定装置は、機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る予知保全判定装置は、機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出部と、前記第１の差分値と前記第３の比率とに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る予知保全判定装置は、機器の動作に影響を与える異常の発生を、実際に異常が発生する前、すなわち異常の兆候が検出された時点で報知することができる。したがって、機器の点検や整備、消耗部品の交換、清掃等を行うタイミングを予め設定することができる。そのため、機器が停止している間は別の機器を稼働させる等によって、生産ラインの稼働状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アコースティックエミッション及びＡＥセンサの説明図。
【図２】第１の実施形態に係る予知保全判定装置を用いた予知保全判定システムの全体構成図。
【図３】第１の実施形態に係る押出機の構造図。
【図４】第１の実施形態に係る予知保全判定装置のハードウェア構成図。
【図５】第１の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図。
【図６】第１の実施形態における予知保全判定方法の説明図。
【図７】第１の実施形態に係る予知保全判定装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図８】第２の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図。
【図９】第２の実施形態における予知保全判定方法の説明図。
【図１０】第２の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図１１】第３の実施形態に係る予知保全判定装置を用いた予知保全判定システムの全体構成図。
【図１２】第３の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図。
【図１３】第３の実施形態における判定基準の一例を示す図。
【図１４】第３の実施形態において信号分析部と第３の判定部が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】第４の実施形態に係る予知保全判定装置を用いた予知保全判定システムの全体構成図。
【図１６】第４の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図。
【図１７】振動加速度が第３の所定値よりも大きい場合の判定基準の一例を示す図。
【図１８】第４の実施形態において信号分析部と第４の判定部が行う処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図１９】第５の実施形態の予知保全判定システムのシステム構成の一例を示すシステムブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［アコースティックエミッション（ＡＥ：Acoustic  Emission）の説明］
実施形態の説明の前に、機器の予知保全の判定を行うために使用するアコースティックエミッション（以下、ＡＥと呼ぶ）について説明する。ＡＥとは、固体材料が変形する際に、それまでに蓄積していたひずみエネルギーを音波（弾性波、ＡＥ波）として放出する現象である。当該ＡＥ波を検出することによって、固体材料の異常を予測することができる。ＡＥ波の周波数帯域は、数１０ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度と言われており、一般的な振動センサや加速度センサでは検出できない周波数帯域を有する。したがって、ＡＥ波を検出するためには、専用のＡＥセンサを用いる。ＡＥセンサについて、詳しくは後述する。
【００１３】
図１は、アコースティックエミッション及びＡＥセンサの説明図である。図１（ａ）に示すように、固体材料Ｑの内部のＡＥ発生源Ｐで変形や接触、摩擦等が発生すると、ＡＥ波Ｗが発生する。ＡＥ波Ｗは、ＡＥ発生源Ｐから放射状に広がって、固体材料Ｑの内部を、当該固体材料Ｑに応じた速度で伝搬する。
【００１４】
固体材料Ｑの内部を伝搬したＡＥ波Ｗは、固体材料Ｑの表面に設置したＡＥセンサ２０によって検出される。そして、ＡＥセンサ２０は検出信号Ｄを出力する。検出信号Ｄは、振動を表す信号であるため、正負の値を有する交流信号である。しかし、このままでは検出信号Ｄ（ＡＥ波Ｗ）に対して各種演算を行う際に扱いにくいため、検出信号Ｄの負の部分を半波整流した整流波形として取り扱うのが一般的である。また、ＡＥ波Ｗを分析する際には、一般に、整流波形の二乗値を所定の時間で平均化して平方根をとった値、すなわち実効値（ＲＭＳ（Root  Mean  Square）値）として取り扱う。
【００１５】
ＡＥ波Ｗの伝搬速度は縦波と横波とで異なる（縦波は横波よりも速い）が、固体材料Ｑの大きさ（伝搬距離）を考慮すると、その差は無視できるため、本実施形態では、縦波と横波の区別は行わない。すなわち、縦波と横波の区別なく、所定の時間内に検出されたＡＥ波Ｗを測定信号として分析の対象とする。
【００１６】
ＡＥセンサ２０は、図１（ｂ）に示すように、シールドケース２０ａに内包されている。そして、ＡＥセンサ２０の底面には、ＡＥ波Ｗを受ける受波面２０ｂが形成される。受波面２０ｂは、絶縁物で形成されている。また、シールドケース２０ａの底面付近にはマグネット２０ｃが設置されて、ＡＥセンサ２０は、マグネット２０ｃによって、予知保全の対象となる機器３０の金属筐体３０ａに固定される。その際、受波面２０ｂは、機器３０の金属筐体３０ａの表面に密着した状態で設置される。
【００１７】
受波面２０ｂの上部には銅等の蒸着膜２０ｄが形成される。そして、蒸着膜２０ｄの上部には、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電素子２０ｅが設置される。圧電素子２０ｅは、受波面２０ｂを介してＡＥ波Ｗを受けて、当該ＡＥ波Ｗに応じた電気信号を出力する。圧電素子２０ｅが出力した電気信号は、蒸着膜２０ｆ及びコネクタ２０ｇを介して、検出信号Ｄとして出力される。なお、検出信号Ｄは微弱であるため、ノイズの混入による影響を抑制するために、ＡＥセンサ２０の内部にプリアンプ（図１（ｂ）には非図示）を設置して、検出信号Ｄを予め増幅した後で出力してもよい。
【００１８】
ＡＥは、微細な傷や摩擦によっても発生するため、機器の異常の兆候を早期に発見することができる。また、ＡＥ波ＷはＡＥ発生源Ｐから放射状に広がるため、金属製の筐体であれば、ＡＥセンサ２０を設置することによって、筐体のどの位置でもＡＥ波Ｗを観測して検出信号Ｄを取得することが可能である。なお、検出信号Ｄの具体的な分析方法は後述する。また、ＡＥセンサ２０は、種類によって検出可能な信号の周波数帯域が異なるため、使用するＡＥセンサ２０を選定する際には、計測対象となる機器の材質等を考慮するのが望ましい。
【００１９】
以下に、本開示に係る予知保全判定装置、予知保全判定方法及びプログラムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
［第１の実施形態］
本開示の第１の実施形態は、機器の異常が発生する兆候を検出して報知する予知保全判定装置１２ａの例である。
【００２１】
［予知保全判定装置の概略構成の説明］
まず、図２を用いて、本実施形態における予知保全判定装置１２ａを用いた予知保全判定システム１０ａの全体構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る予知保全判定装置を用いた予知保全判定システムの全体構成図である。なお、予知保全判定システム１０ａは、本開示の予知保全判定装置１２ａを、モータ２２の回転駆動力を減速して押出機４０を駆動する歯車箱３０の予知保全の判定に適用したものである。なお、歯車箱３０は、機器３０の一例である。歯車箱３０は、複数の歯車が噛み合って構成されて、入力側に接続されたモータ２２の回転駆動力を減速して、出力側に伝達する。予知保全判定システム１０ａは、歯車に発生する亀裂や摩耗、及び歯車を支える軸の摩耗等の異常の兆候を検出して報知する。なお、以下に説明する装置構成は一例であって、予知保全の対象となる機器は、歯車箱３０に限定されるものではない。また、歯車箱３０の駆動対象は、押出機４０に限定されるものではない。なお、押出機４０の概要は後述する（図３参照）。
【００２２】
予知保全判定装置１２ａは、押出機４０に接続された歯車箱３０の金属筐体３０ａの表面に設置されたＡＥセンサ２０の出力を取得する。そして、予知保全判定装置１２ａは、ＡＥセンサ２０の出力を分析することによって、歯車箱３０の予知保全を行う。
【００２３】
なお、ＡＥセンサ２０としては、金属筐体３０ａの内部を伝搬するＡＥ波Ｗを検出可能な周波数帯域を有するセンサを用いる。特に、検出するＡＥ波Ｗの周波数帯域がわかっている場合は、当該周波数帯域に高い感度を有するＡＥセンサ２０を用いるのが望ましい。例えば、本実施の形態では、１５０ｋＨｚを含む周波数帯域に高い感度を有するＡＥセンサ２０を使用する。
【００２４】
また、歯車箱３０の金属筐体３０ａに対するＡＥセンサ２０の取付位置は問わないが、歯車箱３０の異常が発生しやすい場所の近傍に取り付けるのが望ましい。例えば、ＡＥセンサ２０は、歯車箱３０の出力軸の近傍に取り付けるのが望ましい。
【００２５】
予知保全に係る判定を行った結果、歯車箱３０に異常が発生する兆候があると判定されると、予知保全判定装置１２ａは、図２の非図示のモニタやスピーカ等によって、異常が発生する兆候があることを報知する。
【００２６】
［押出機の構造の説明］
図３は、第１の実施形態に係る押出機の構造図である。押出機４０は、歯車箱３０の出力に応じて回転駆動される出力軸３２の回転に伴って、当該出力軸３２を延長した位置に設置されたスクリュ４２を回転させることにより、例えば、樹脂原料と粉体状の充填剤とを混練する。特に、図３に示す押出機４０は、軸間距離Ｃで設置された２本の出力軸３２を備える二軸押出機である。
【００２７】
２本の出力軸３２は、バレル部４４の内部に、一定の軸間距離Ｃを保って平行に配置される。そして、各出力軸３２には、互いに噛み合いながら同方向に回転する２本のスクリュ４２の基部が接続されている。出力軸３２は、歯車箱３０によって減速されたモータ２２の回転を、スクリュ４２に伝達する。スクリュ４２は、例えば、毎分３００回転等の速度で回転する。
【００２８】
バレル部４４の内部には、各スクリュ４２が挿入される、円筒状の２つの挿通孔４６が設けられている。挿通孔４６は、バレル部４４の長手方向に沿って設けられた孔であり、互いに噛み合う２本のスクリュ４２が挿入可能なように、円筒の一部が重なり合っている。バレル部４４の長手方向の一端側には、混練されるペレット状の樹脂原料と粉体状の充填剤の材料とを挿通孔４６に供給するための材料供給口４７が設けられている。バレル部４４の長手方向の他端側には、挿通孔４６を通過する間に混練された材料を吐出する吐出口４８が設けられている。バレル部４４の外周には、バレル部４４を加熱することにより挿通孔４６に供給された材料を加熱するヒータ４９が設けられている。
【００２９】
スクリュ４２は、材料供給口４７が設けられたバレル部４４の一端側から、吐出口４８が設けられたバレル部４４の他端側に向けて、第１スクリュ部４２ａ、第２スクリュ部４２ｂ、第３スクリュ部４２ｃを有する。詳細な説明は省略するが、材料を均一に混練するために、第１スクリュ部４２ａ、第２スクリュ部４２ｂ、第３スクリュ部４２ｃは、それぞれ異なる形状を有する。
【００３０】
バレル部４４も同様に、材料供給口４７が設けられた一端側から、吐出口４８が設けられた他端側に向けて、スクリュ４２の第１スクリュ部４２ａ、第２スクリュ部４２ｂ、第３スクリュ部４２ｃに対応して、第１バレル部４４ａ、第２バレル部４４ｂ、第３バレル部４４ｃを有する。スクリュ４２とバレル部４４との隙間は、歯車箱３０側から吐出口４８側に向かって漸減するように形成されている。これによって、材料供給口４７から供給された材料は、より一層均一に混練される。
【００３１】
バレル部４４の長手方向の全長Ｌ、第１バレル部４４ａと第１スクリュ部４２ａの長さＬ１、第２バレル部４４ｂと第２スクリュ部４２ｂの長さＬ２、第３バレル部４４ｃと第３スクリュ部４２ｃの長さＬ３は、混練する材料に応じて適宜決定される。
【００３２】
スクリュ４２の先端付近では、溶融した樹脂が均一になるように混練される。そして、スクリュ４２を通過した溶融樹脂は、均一に混練された状態で吐出口４８から吐出される。
【００３３】
［予知保全判定装置のハードウェア構成の説明］
次に、図４を用いて、予知保全判定装置１２ａのハードウェア構成について説明する。図４は、第１の実施形態に係る予知保全判定装置のハードウェア構成図である。
【００３４】
予知保全判定装置１２ａは、制御部１３と、記憶部１４と、周辺機器コントローラ１６と、を備える。
【００３５】
制御部１３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１３ａと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１３ｂと、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１３ｃと、を備える。ＣＰＵ１３ａは、バスライン１５を介して、ＲＯＭ１３ｂと、ＲＡＭ１３ｃと接続する。ＣＰＵ１３ａは、記憶部１４に記憶された制御プログラムＰ１を読み出して、ＲＡＭ１３ｃに展開する。ＣＰＵ１３ａは、ＲＡＭ１３ｃに展開された制御プログラムＰ１に従って動作することで、制御部１３の動作を制御する。すなわち、制御部１３は、制御プログラムＰ１に基づいて動作する、一般的なコンピュータの構成を有する。
【００３６】
制御部１３は、更に、バスライン１５を介して、記憶部１４と、周辺機器コントローラ１６と接続する。
【００３７】
記憶部１４は、電源を切っても記憶情報が保持される、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、又はＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等である。記憶部１４は、制御プログラムＰ１を含むプログラムと、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）と、を記憶する。制御プログラムＰ１は、制御部１３が備える機能を発揮させるためのプログラムである。ＡＥ出力Ｍ（ｔ）は、ＡＥセンサ２０が出力した検出信号Ｄの実効値を、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル信号に変換した信号である。
【００３８】
なお、制御プログラムＰ１は、ＲＯＭ１３ｂに予め組み込まれて提供されてもよい。また、制御プログラムＰ１は、制御部１３にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、制御プログラムＰ１を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、制御プログラムＰ１を、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００３９】
周辺機器コントローラ１６は、Ａ／Ｄ変換器１７と、表示デバイス１８と、操作デバイス１９と接続する。周辺機器コントローラ１６は、制御部１３からの指令に基づいて、接続された各種ハードウェアの動作を制御する。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器１７は、ＡＥセンサ２０が出力した検出信号Ｄをデジタル信号に変換して、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）を出力する。
【００４１】
表示デバイス１８は、例えば液晶ディスプレイである。表示デバイス１８は、予知保全判定装置１２ａの動作状態に係る情報を表示する。また、表示デバイス１８は、予知保全判定装置１２ａが、歯車箱３０（機器）の異常の兆候を検出した際に報知を行う。
【００４２】
操作デバイス１９は、例えば表示デバイス１８に重畳されたタッチパネルである。操作デバイス１９は、予知保全判定装置１２ａの設定や操作に係る操作情報を取得する。
【００４３】
［予知保全判定装置の機能構成の説明］
次に、図５を用いて、予知保全判定装置１２ａの機能構成について説明する。図５は、第１の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図である。予知保全判定装置１２ａの制御部１３は、制御プログラムＰ１をＲＡＭ１３ｃに展開して動作させることによって、図５に示す信号取得部５１と、信号分析部５２ａと、第１の判定部５３ａと、報知部５４とを機能部として実現する。
【００４４】
信号取得部５１は、ＡＥセンサ２０が出力した検出信号Ｄを取得する。信号取得部５１は、増幅器を備えて、検出信号Ｄを増幅するとともに、Ａ／Ｄ変換器を備えて、アナログ信号である検出信号Ｄの実効値をデジタル信号であるＡＥ出力Ｍ（ｔ）に変換する。
【００４５】
信号分析部５２ａは、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）を分析して、歯車箱３０に異常の兆候が見られるかを判定するための評価値を算出する。
【００４６】
信号分析部５２ａは、さらに、第１の差分値算出部５２１と、平均値算出部５２２と、第２の差分値算出部５２３と、第１の比率算出部５２４と、を備える。
【００４７】
第１の差分値算出部５２１は、所定時間分（例えば１０秒間）のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１＝Ｓｍａｘ１−Ｓｍｉｎ１（第１の差分値）を算出する。なお、所定時間は、予知保全判定装置１２ａの計算能力等に基づいて適切な値に決定すればよい。
【００４８】
平均値算出部５２２は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅを算出する。
【００４９】
第２の差分値算出部５２３は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の中から、平均値Ｓａｖｅ未満のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ２と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ２＝Ｓｍａｘ２−Ｓｍｉｎ１（第２の差分値）を算出する。
【００５０】
第１の比率算出部５２４は、第２の差分値δ２に対する、第１の差分値の比率Ｒ１＝δ１／δ２を算出する。比率Ｒ１（第１の比率）は、信号分析部５２ａが算出する。比率Ｒ１は、前記した評価値である。
【００５１】
第１の判定部５３ａは、第１の比率算出部５２４が算出した比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であるか否かを判定する。
【００５２】
報知部５４は、第１の判定部５３ａが、比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であると判定した場合に、歯車箱３０（機器）の予知保全に係る報知を行う。具体的には、報知部５４は、表示デバイス１８に、歯車箱３０に異常の兆候が見られることを表示することによって報知する。なお、報知部５４の報知方法は、これに限定されるものではなく、図４に非図示のインジケータを点灯又は点滅させることによって報知してもよいし、図４に非図示のスピーカやブザーから、音又は音声を出力することによって報知してもよい。
【００５３】
［予知保全判定方法の説明］
発明者らの評価実験によると、評価対象である歯車箱３０に明らかな異常（例えば、歯車箱３０に内蔵された歯車に傷がつく等）が発生している場合のＡＥ出力Ｍ１（ｔ）と、当該歯車箱３０が正常である場合のＡＥ出力Ｍ２（ｔ）と、を比較すると、ＡＥ出力Ｍ２（ｔ）の最大値と最小値との差分値に対する、ＡＥ出力Ｍ１（ｔ）の最大値と最小値との差分値の比率が約５であることがわかった。さらに、この比率は、歯車箱３０の異常が進展するほど大きな値になることがわかったため、当該比率が５に達する前、例えば３程度になった場合に、歯車箱３０に異常の兆候があると判定するのが望ましいことがわかった。
【００５４】
さらに、発明者らの評価によって、歯車箱３０に異常が発生している場合のＡＥ出力Ｍ１（ｔ）の平均値Ｓａｖｅ未満の出力の最大値と最小値との差分値に対する、当該歯車箱３０が正常である場合のＡＥ出力Ｍ２（ｔ）の最大値と最小値との差分値の比率が、歯車箱３０の異常の進行に伴って増大することがわかった。
【００５５】
そのため、発明者らは、異常の兆候を捉えて報知を行うためには、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅ未満の出力の最大値と最小値との差分値に対する、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値と最小値との差分値と、の比率が、前記した第１の所定値ε１に達した場合に、異常の兆候があると判定するのが適切であると判断した。なお、第１の所定値ε１の値は、事前に評価実験等を行って、評価対象となる歯車箱３０に応じた値に設定すればよい。
【００５６】
次に、図６を用いて、予知保全判定装置１２ａが予知保全のための判定、すなわち歯車箱３０に異常の兆候が見られるかの判定を行う方法を説明する。図６は、第１の実施形態における予知保全判定方法の説明図である。
【００５７】
図６に示すグラフ６０ａは、予知保全判定装置１２ａの信号取得部５１が取得したＡＥセンサ２０からのＡＥ出力Ｍ（ｔ）の一例である。図６の横軸は時刻ｔを表し、縦軸はＡＥセンサ２０のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の実効値（ＲＭＳ値）を表す。なお、ＡＥセンサ２０からのＡＥ出力は連続波形で出力されるが、グラフ６０ａは、当該連続波形を所定の時間間隔でサンプリングした散布図としたものである。なお、信号取得部５１は、モータ２２と歯車箱３０と押出機４０とが、ともに稼働している状態で、ＡＥセンサ２０からのＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得する。
【００５８】
信号分析部５２ａは、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）に対して、以下の信号処理を行う。まず、第１の差分値算出部５２１は、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の所定時間分、例えば図６に示す１０秒間における最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１＝Ｓｍａｘ１−Ｓｍｉｎ１（第１の差分値）を算出する。
【００５９】
次に、平均値算出部５２２は、所定時間分（例えば１０秒分）のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅを算出する。
【００６０】
さらに、第２の差分値算出部５２３は、所定時間分の出力ＡＥ（ｔ）の中から、平均値Ｓａｖｅを超えるＡＥ出力Ｍ（ｔ）を除去した後に残ったＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ２と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ２＝Ｓｍａｘ２−Ｓｍｉｎ１（第２の差分値）を算出する。
【００６１】
そして、第１の比率算出部５２４は、第２の差分値δ２に対する、第１の差分値δ１の比率Ｒ１（第１の比率）を算出する。すなわち、第１の比率算出部５２４は、比率Ｒ１を、Ｒ１＝δ１／δ２によって算出する。
【００６２】
第１の判定部５３ａは、第１の比率算出部５２４が算出した比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であるか否かを判定する。そして、比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であると判定された場合に、報知部５４は、表示デバイス１８（図４参照）に対して、歯車箱３０の異常の兆候が検出されたことを示す報知を行わせる。
【００６３】
予知保全判定装置１２ａは、歯車箱３０及び押出機４０が動作している間は、常に上記した処理を行う。そして、所定時間、例えば１０秒毎に、第１の判定部５３ａによる判定と報知部５４における報知とを行う。
【００６４】
なお、判定及び報知のタイミングは、これに限定されない。すなわち、過去の所定時間に亘るＡＥ出力Ｍ（ｔ）の判定結果に基づいて報知を、所定の時間間隔で行ってもよい。例えば、１秒に１回等のタイミングで、過去の所定時間（例えば１０秒）に亘るＡＥ出力Ｍ（ｔ）の判定結果に基づく報知を行ってもよい。
【００６５】
［予知保全判定装置が行う処理の流れの説明］
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係る予知保全判定装置１２ａが行う処理の流れを説明する。図７は、第１の実施形態に係る予知保全判定装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６６】
信号取得部５１は、記憶部１４から、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得する（ステップＳ１１）。
【００６７】
第１の差分値算出部５２１は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と、最小値Ｓｍｉｎ１との第１の差分値δ１を算出する（ステップＳ１２）。
【００６８】
平均値算出部５２２は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅを算出する（ステップＳ１３）。
【００６９】
第２の差分値算出部５２３は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の中から、平均値Ｓａｖｅ未満のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ２と最小値Ｓｍｉｎ１との第２の差分値δ２を算出する（ステップＳ１４）。
【００７０】
第１の比率算出部５２４は、第２の差分値δ２に対する、第１の差分値δ１の比率Ｒ１（第１の比率）を算出する（ステップＳ１５）。
【００７１】
第１の判定部５３ａは、第１の比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であるかを判定する（ステップＳ１６）。第１の比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であると判定される（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）と、ステップＳ１７に進む。一方、第１の比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上であると判定されない（ステップＳ１６：Ｎｏ）と、ステップＳ１１に戻る。
【００７２】
ステップＳ１６でＹｅｓと判定されると、報知部５４は、歯車箱３０の予知保全に係る報知、すなわち、異常の兆候が見られることを示す報知を行う。その後、予知保全判定装置１２ａは、図７の処理を終了する。
【００７３】
以上説明したように、第１の実施形態の予知保全判定装置１２ａにおいて、第１の差分値算出部５２１は、歯車箱３０（機器）の金属筐体３０ａ（筐体）の表面に設置したＡＥセンサ２０のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得して、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１（第１の差分値）を算出する。平均値算出部５２２は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅを算出する。そして、第２の差分値算出部５２３は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の中から、平均値Ｓａｖｅ未満のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ２と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ２（第２の差分値）を算出する。第１の比率算出部５２４は、差分値δ２に対する、差分値δ１の比率Ｒ１（第１の比率）を算出する。そして、比率Ｒ１が第１の所定値ε１以上である場合に、報知部５４は、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあることを報知する。これにより、予知保全判定装置１２ａは、歯車箱３０に明らかな異常が起こった際に発生するＡＥ出力Ｍ（ｔ）よりも小さいＡＥ出力Ｍ（ｔ）を検出した時点で報知するため、歯車箱３０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができる。
【００７４】
また、第１の実施形態の予知保全判定装置１２ａは、押出機４０を駆動する歯車箱３０（機器）の予知保全の判定を行う。したがって、歯車箱３０や押出機４０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができるため、押出機４０を停止して歯車箱３０の点検や整備、消耗部品の交換、清掃等を行うタイミングを予め計画することができる。これにより、予期しないタイミングでの生産ラインの停止を防止することができる。
【００７５】
また、第１の実施形態の予知保全判定装置１２ａでは、一般にＡＥ波Ｗを分析する際に行う周波数分析を行わない。したがって、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）を分析する際の処理の負荷を低減させることができる。
【００７６】
［第２の実施形態］
本開示の第２の実施形態は、予知保全判定システム１０ｂ（非図示）が備えて、機器の異常が発生する兆候を検出して報知する予知保全判定装置１２ｂの例である。予知保全判定装置１２ｂは、前記した予知保全判定装置１２ａとは異なる予知保全の判定方法を備える。
【００７７】
［予知保全判定装置の機能構成の説明］
図８を用いて、予知保全判定装置１２ｂの機能構成について説明する。図８は、第２の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図である。予知保全判定装置１２ｂの制御部１３は、制御プログラムＰ２（非図示）をＲＡＭ１３ｃに展開して動作させることによって、図８に示す信号取得部５１と、信号分析部５２ｂと、第２の判定部５３ｂと、報知部５４とを機能部として実現する。
【００７８】
信号取得部５１と報知部５４の機能は、前記した予知保全判定装置１２ａと同じである。
【００７９】
信号分析部５２ｂは、信号取得部５１が取得したＡＥセンサ２０の出力を分析して、歯車箱３０に異常の兆候が見られるかを判定するための評価値を算出する。
【００８０】
信号分析部５２ｂは、さらに、第１の差分値算出部５２１と、異常値除去部５２５と、第３の差分値算出部５２６と、第２の比率算出部５２７と、を備える。
【００８１】
第１の差分値算出部５２１の機能は、前記した予知保全判定装置１２ａと同じである。
【００８２】
異常値除去部５２５は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）から、当該出力の最大値Ｓｍａｘ１に対して所定割合Ｕ以上の出力を除去する。所定割合Ｕは、事前の評価実験等に基づいて決定されて、例えば３０％等に設定される。なお、所定割合Ｕは、事前に評価実験等を行って、評価対象となる歯車箱３０に応じた値に設定される。詳しくは後述する。
【００８３】
第３の差分値算出部５２６は、異常値除去部５２５の出力の最大値Ｓｍａｘ３と最小値Ｓｍｉｎ１の差分値δ３＝Ｓｍａｘ３−Ｓｍｉｎ１（第３の差分値）を算出する。
【００８４】
第２の比率算出部５２７は、第３の差分値δ３に対する、第１の差分値δ１の比率Ｒ２＝δ１／δ３を算出する。比率Ｒ２（第２の比率）は、信号分析部５２ｂが算出する、前記した評価値である。
【００８５】
第２の判定部５３ｂは、第２の比率算出部５２７が算出した比率Ｒ２が第２の所定値（例えば３）以上であるか否かを判定する。
【００８６】
［予知保全判定方法の説明］
次に、図９を用いて、予知保全判定装置１２ｂが予知保全のための判定、すなわち歯車箱３０に異常の兆候が見られるかの判定を行う方法を説明する。図９は、第２の実施形態における予知保全判定方法の説明図である。
【００８７】
図９に示すグラフ６０ｂは、予知保全判定装置１２ａの信号取得部５１が取得したＡＥセンサ２０からのＡＥ出力Ｍ（ｔ）の一例である。図９の横軸は時刻ｔを表し、縦軸はＡＥセンサ２０のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の実効値（ＲＭＳ値）を表す。なお、ＡＥセンサ２０からのＡＥ出力は連続波形で出力されるが、グラフ６０ｂは、当該連続波形を所定の時間間隔でサンプリングした散布図としたものである。
【００８８】
第１の差分値算出部５２１は、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の所定時間分、例えば、図９に示す１０秒間における最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１＝Ｓｍａｘ１−Ｓｍｉｎ１（第１の差分値）を算出する。
【００８９】
次に、異常値除去部５２５は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）から、当該ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１に対して所定割合Ｕ以上の出力を除去する。
【００９０】
そして、第３の差分値算出部５２６は、異常値除去部５２５が、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）から、当該ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１に対して所定割合Ｕ以上の出力を除去した後に残った出力の最大値Ｓｍａｘ３と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ３＝Ｓｍａｘ３−Ｓｍｉｎ１（第３の差分値）を算出する。
【００９１】
第２の比率算出部５２７は、第３の差分値δ３に対する、第１の差分値δ１の比率Ｒ２（第２の比率）を算出する。すなわち、第２の比率算出部５２７は、比率Ｒ２を、Ｒ２＝δ１／δ３によって算出する。
【００９２】
第１の判定部５３ａは、第２の比率算出部５２７が算出した比率Ｒ２が第２の所定値ε２以上であるか否かを判定する。そして、比率Ｒ２が第２の所定値ε２以上であると判定された場合に、報知部５４は、表示デバイス１８（図４参照）に対して、歯車箱３０の異常の兆候が検出されたことを示す報知を行わせる。
【００９３】
予知保全判定装置１２ｂは、歯車箱３０及び押出機４０が動作している間は、常に上記した処理を行う。そして、所定時間毎、例えば１０秒毎に、第２の判定部５３ｂによる判定と報知部５４における報知とを行う。
【００９４】
なお、判定及び報知のタイミングは、これに限定されるものではない。すなわち、過去の所定時間に亘るＡＥ出力Ｍ（ｔ）の判定結果に基づいて、所定の時間間隔で報知を行ってもよい。例えば、１秒に１回等のタイミングで、過去の所定時間（例えば１０秒）に亘るＡＥ出力Ｍ（ｔ）の判定結果に基づく報知を行ってもよい。
【００９５】
なお、第２の実施形態において、所定割合Ｕ及び第２の所定値ε２の値は、事前に評価実験等を行って、評価対象となる歯車箱３０に応じた値に設定される。
【００９６】
発明者らの評価実験により、前記したように、評価対象である歯車箱３０が正常である場合のＡＥ出力Ｍ２（ｔ）の最大値と最小値との差分値に対する、当該歯車箱３０に明らかな異常が発生している場合のＡＥ出力Ｍ１（ｔ）の最大値と最小値との差分値の比率が約５であることがわかった。さらに、この比率は、歯車箱３０の異常が進展するほど大きな値になることがわかったため、当該比率が５に達する前、例えば３程度になった場合に、歯車箱３０に異常の兆候があると判定するのが望ましいことがわかった。
【００９７】
さらに、発明者らの評価によって、歯車箱３０が正常な状態である場合のＡＥ出力Ｍ２（ｔ）の最大値と最小値との差分値は、歯車箱３０に異常が発生している場合のＡＥ出力Ｍ１（ｔ）から、ＡＥ出力Ｍ１（ｔ）の上位約３０％のデータを除去した出力の最大値と最小値との差分値とほぼ等しいことがわかった。
【００９８】
そのため、発明者らは、異常の兆候を捉えて報知を行うためには、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）から、上位約３０％のデータを除去した場合の最大値と最小値との差分値に対する、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値と最小値との差分値の比率が約３（前記した第２の所定値ε２に対応）に達した場合に、異常の兆候があると判定するのが適切であると判断した。
【００９９】
また、第１の実施形態で説明した評価方法と、第２の実施形態で説明した評価方法と、を比較すると、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）と、当該ＡＥ出力Ｍ（ｔ）から上位のデータを除去したデータと、を比較する点で、ほぼ等価な分析方法であると見なすことができる。したがって、いずれの方法を適用して判定を行ってよいが、第２の実施形態に記載した方法、すなわちＡＥ出力Ｍ（ｔ）の上位の所定割合のデータを除去したデータに基づいて判定する方法の方が、平均値の算出が不要な分だけ分析処理の計算量が少なくて済む。
【０１００】
［予知保全判定装置が行う処理の流れの説明］
次に、図１０を用いて、第２の実施形態に係る予知保全判定装置１２ｂが行う処理の流れを説明する。図１０は、第２の実施形態に係る予知保全判定装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１０１】
信号取得部５１は、記憶部１４から、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得する（ステップＳ２１）。
【０１０２】
第１の差分値算出部５２１は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と、最小値Ｓｍｉｎ１と、の第１の差分値δ１を算出する（ステップＳ２２）。
【０１０３】
異常値除去部５２５は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１に対して所定割合Ｕ以上のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を除去する（ステップＳ２３）。
【０１０４】
第３の差分値算出部５２６は、異常値除去部５２５が所定のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を除去した後の最大値Ｓｍａｘ３と、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最小値Ｓｍｉｎ１と、の第３の差分値δ３を算出する（ステップＳ２４）。
【０１０５】
第２の比率算出部５２７は、第３の差分値δ３に対する、第１の差分値δ１の比率Ｒ２（第２の比率）を算出する（ステップＳ２５）。
【０１０６】
第２の判定部５３ｂは、第２の比率Ｒ２が第２の所定値ε２以上であるかを判定する（ステップＳ２６）。第２の比率Ｒ２が第２の所定値ε２以上であると判定される（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）と、ステップＳ２７に進む。一方、第２の比率Ｒ２が第２の所定値ε２以上であると判定されない（ステップＳ２６：Ｎｏ）と、ステップＳ２１に戻る。
【０１０７】
ステップＳ２６でＹｅｓと判定されると、報知部５４は、歯車箱３０の予知保全に係る報知、すなわち、異常の兆候が見られることを示す報知を行う。その後、予知保全判定装置１２ｂは、図１０の処理を終了する。
【０１０８】
以上説明したように、第２の実施形態の予知保全判定装置１２ｂにおいて、第１の差分値算出部５２１は、歯車箱３０（機器）の金属筐体３０ａ（筐体）の表面に設置したＡＥセンサ２０のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得して、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１（第１の差分値）を算出する。第３の差分値算出部５２６は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）のうち、最大値Ｓｍａｘ１に対して所定割合Ｕ以上の出力を除去した後に残ったＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ３と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ３（第３の差分値）を算出する。そして、第２の比率算出部５２７は、差分値δ３に対する差分値δ１の比率Ｒ２（第２の比率）を算出する。第２の判定部５３ｂは、比率Ｒ２が第２の所定値ε２以上である場合に、報知部５４は、歯車箱３０に異常の兆候が見られることを報知する。これにより、予知保全判定装置１２ｂは、歯車箱３０に明らかな異常が起こった際に発生するＡＥ出力Ｍ（ｔ）よりも小さいＡＥ出力Ｍ（ｔ）を検出した時点で報知するため、歯車箱３０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができる。
【０１０９】
また、第２の実施形態の予知保全判定装置１２ｂは、押出機４０を駆動する歯車箱３０（機器）の予知保全の判定を行う。したがって、歯車箱３０や押出機４０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができるため、押出機４０を停止して歯車箱３０の点検や整備、消耗部品の交換、清掃等を行うタイミングを予め計画することができる。これにより、予期しないタイミングでの生産ラインの停止を防止することができる。
【０１１０】
［第３の実施形態］
次に、本開示の第３の実施形態として、図１１に示す予知保全判定装置１２ｃについて説明する。図１１は、第３の実施形態に係る予知保全判定装置を用いた予知保全判定システムの全体構成図である。
【０１１１】
予知保全判定システム１０ｃは、モータ２２の回転駆動力を減速して押出機４０を駆動する歯車箱３０に発生する亀裂や摩耗、及び歯車を支える軸の摩耗等の異常の兆候を検出して報知する。予知保全判定装置１２ｃは、予知保全判定システム１０ｃに備えられて、機器の異常が発生する兆候を検出して報知する。予知保全判定装置１２ｃは、前記した予知保全判定装置１２ａ，１２ｂとは異なる予知保全の判定方法を備える。
【０１１２】
［予知保全判定装置の機能構成の説明］
次に、図１２を用いて、予知保全判定装置１２ｃの機能構成について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図である。予知保全判定装置１２ｃの制御部１３は、制御プログラムＰ３（非図示）をＲＡＭ１３ｃに展開して動作させることによって、図１２に示す信号取得部５１と、信号分析部５２ｂと、第３の判定部５３ｃと、報知部５４とを機能部として実現する。
【０１１３】
信号取得部５１の機能は、前記した予知保全判定装置１２ａ，１２ｂと同じである。また、報知部５４の機能は、第１の実施形態で説明した通りである。即ち、本実施形態の場合、報知部５４は、第３の判定部５３ｃの判定結果に応じた報知を行う。
【０１１４】
信号分析部５２ｃは、信号取得部５１が取得したＡＥ出力Ｍ（ｔ）を分析して、歯車箱３０に異常の兆候が見られるかを判定するための評価値を算出する。
【０１１５】
信号分析部５２ｃは、さらに、第１の差分値算出部５２１と、平均値算出部５２２と、第３の比率算出部５２８と、を備える。
【０１１６】
第１の差分値算出部５２１と平均値算出部５２２の機能は、前記した予知保全判定装置１２ａと同じである。そして、第３の比率算出部５２８は、平均値算出部５２２が算出した、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅに対する、第１の差分値算出部５２１が算出した、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１（第１の差分値）の比率である比率Ｒ３（＝δ１／Ｓａｖｅ：第３の比率）を算出する。
【０１１７】
第３の判定部５３ｃは、信号分析部５２ｃの第１の差分値算出部５２１が算出した差分値δ１と、第３の比率算出部５２８が算出した比率Ｒ３とに基づいて、歯車箱３０の状態を判定する。具体的な判定方法は、以下に説明する。
【０１１８】
［予知保全判定装置の判定方法の説明］
次に、図１３を用いて、予知保全判定装置１２ｃの第３の判定部５３ｃが行う判定方法を説明する。発明者らは、様々な状態にある複数の歯車箱３０にＡＥセンサ２０を設置して、それぞれ２０秒間に亘って取得した複数のデータ（データ点数約２０００（サンプリング周波数約１００Ｈｚ））を分析した。分析の結果、歯車箱３０の状態を判定するのに適した判定方法を創出した。図１３は、第３の実施形態における判定基準の一例を示す図である。
【０１１９】
図１３の縦軸には、差分値δ１（第１の差分値）をとり、横軸には、第３の比率Ｒ３（＝δ１／Ｓａｖｅ）をとっている。そして、第３の判定部５３ｃは、差分値δ１と第３の比率Ｒ３とが形成する２次元マップ８０ａに基づいて、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあるかを判定する。
【０１２０】
具体的には、差分値δ１が差分値第１閾値Ｔｄ１よりも小さく、尚且つ、第３の比率Ｒ３が比率第１閾値Ｔｒ１よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ１の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が正常であると判定する。そして、このとき、報知部５４は、何らの報知も行わない。なお、報知部５４は、このときに歯車箱３０が正常であることを示す報知を行ってもよい。
【０１２１】
また、差分値δ１が差分値第１閾値Ｔｄ１よりも小さく、尚且つ、第３の比率Ｒ３が比率第１閾値Ｔｒ１以上であって、比率第１閾値Ｔｒ１よりも大きい比率第２閾値Ｔｒ２よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ２の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が低頻度での要経過観察状態（例えば１年に１回程度の経過観察が必要な状態）にあると判定する。そして、報知部５４は、低頻度（例えば１年に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。
【０１２２】
また、差分値δ１が差分値第１閾値Ｔｄ１以上であって、当該差分値第１閾値Ｔｄ１よりも大きい差分値第２閾値Ｔｄ２よりも小さく、尚且つ、第３の比率Ｒ３が、前記比率第２閾値Ｔｒ２よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ３の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が中頻度での要経過観察状態にあると判定する。そして、報知部５４は、中頻度（例えば６ヶ月に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。
【０１２３】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２以上であって、差分値第２閾値Ｔｄ２よりも大きい差分値第３閾値Ｔｄ３よりも小さく、尚且つ、第３の比率Ｒ３が、前記比率第２閾値Ｔｒ２よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ４の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が高頻度での要経過観察状態にあると判定する。そして、報知部５４は、高頻度（例えば３ヶ月に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。
【０１２４】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２よりも小さく、尚且つ、第３の比率Ｒ３が比率第２閾値Ｔｒ２以上である場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ５の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が、緊急度の低い要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度の低い要整備状態（例えば２〜３年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【０１２５】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２以上であって、当該差分値第２閾値Ｔｄ２よりも大きい差分値第３閾値Ｔｄ３よりも小さく、尚且つ、第３の比率Ｒ３が比率第２閾値Ｔｒ２以上である場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ６の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が、緊急度が中程度の要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度が中程度の要整備状態（例えば１〜２年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【０１２６】
また、差分値δ１が差分値第３閾値Ｔｄ３以上である場合、即ち、差分値δ１と第３の比率Ｒ３が、図１３の領域Ｗ７の内側にある場合に、第３の判定部５３ｃは、歯車箱３０が、緊急度が高い要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度が高い要整備状態（例えば１年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【０１２７】
なお、第１の実施形態で使用した比率Ｒ１（＝δ１／δ２）、又は第２の実施形態で使用した比率Ｒ１（＝δ１／δ３）を横軸にとり、差分値δ１を縦軸にとった２次元マップ８０ａを作成して、当該２次元マップ８０ａにプロットされた評価値の位置に基づいて歯車箱３０の状態を評価してもよい。即ち、第３の実施形態で説明したように、縦軸及び横軸の評価関数に応じた複数の閾値を設定して、計測された評価値と閾値との関係に基づいて、歯車箱３０の状態を評価してもよい。
【０１２８】
また、本実施形態において、歯車箱３０に設置するＡＥセンサ２０の数は１個に限定されるものではない。即ち、複数のＡＥセンサ２０を、歯車箱３０の各軸方向に対応する面に設置して、各ＡＥセンサ２０の出力を、それぞれ図１３に示した２次元マップ８０ａで評価してもよい。このように、複数チャンネルの同時計測を行うことによって、歯車箱３０の各軸方向の状態を評価することができるため、歯車箱３０の異常が発生した位置をより正確に特定することができる。
【０１２９】
また、ＡＥセンサ２０を設置する場所は、歯車箱３０の入力軸側（モータ２２側）、出力軸側（押出機４０側）、中間軸側（歯車箱３０の中央部）等のバリエーションを持たせてもよい。
【０１３０】
［予知保全判定装置が行うデータ処理の流れの説明］
次に、図１４を用いて、信号分析部５２ｃと第３の判定部５３ｃが行う判定処理の流れを説明する。図１４は、第３の実施形態において信号分析部と第３の判定部が行う処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
【０１３１】
信号取得部５１は、記憶部１４から、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得する（ステップＳ３１）。
【０１３２】
信号分析部５２ｃは、ステップＳ３１で取得した所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を大きい値から降順に並び替える（ステップＳ３２）。
【０１３３】
信号分析部５２ｃは、ステップＳ３２で降順に並べ替えたＡＥ出力Ｍ（ｔ）の中から突発値を除去する（ステップＳ３３）。具体的には、降順に並び替えたＡＥ出力Ｍ（ｔ）を例えば１００刻み（０≦Ｍ（ｔ）＜１００，１０１≦Ｍ（ｔ）＜２００，…）で分類して、分類された１００刻みの中にデータが２個以下しかない場合、当該２個以下のデータを除去する。
【０１３４】
第１の差分値算出部５２１は、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と、最小値Ｓｍｉｎ１を特定する（ステップＳ３４）。
【０１３５】
平均値算出部５２２は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅを算出する（ステップＳ３５）。
【０１３６】
第１の差分値算出部５２１は、最大値Ｓｍａｘ１と、最小値Ｓｍｉｎ１との第１の差分値δ１を算出する。そして、第３の比率算出部５２８は、第３の比率Ｒ３（＝δ１／Ｓａｖｅ）を算出する（ステップＳ３６）。
【０１３７】
第３の判定部５３ｃは、図１３で説明した基準に従って、歯車箱３０の状態の判定を行う（ステップＳ３７）。
【０１３８】
以上説明したように、第３の実施形態の予知保全判定装置１２ｃにおいて、第１の差分値算出部５２１は、歯車箱３０（機器）の金属筐体３０ａ（筐体）の表面に設置したＡＥセンサ２０のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得して、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最大値Ｓｍａｘ１と最小値Ｓｍｉｎ１との差分値δ１（第１の差分値）を算出する。平均値算出部５２２は、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅを算出する。そして、第３の比率算出部５２８は、平均値Ｓａｖｅに対する差分値δ１（第１の差分値）の比率である第３の比率Ｒ３を算出する。そして、報知部５４は、差分値δ１と第３の比率Ｒ３とに基づいて、即ち２次元マップ８０ａに基づいて歯車箱３０に異常が発生するおそれがあることを報知する。これにより、予知保全判定装置１２ｃは、歯車箱３０に明らかな異常が起こった際に発生するＡＥ出力Ｍ（ｔ）よりも小さいＡＥ出力Ｍ（ｔ）を検出した時点で報知するため、歯車箱３０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができる。
【０１３９】
なお、第３の実施形態で説明した判定方法、すなわち、図１３の２次元マップ８０ａに基づく判定方法を、第１の実施形態及び第２の実施形態に適用してもよい。このように複数の判定尺度に基づいて判定を行うことによって、歯車箱３０の状態をより詳細に判定することができる。
【０１４０】
［第４の実施形態］
本開示の第４の実施形態は、予知保全判定システム１０ｄが備える、機器の異常が発生する兆候を検出して報知する予知保全判定装置１２ｄの例である。
【０１４１】
まず、図１５を用いて、本実施形態における予知保全判定装置１２ｄを用いた予知保全判定システム１０ｄの全体構成について説明する。図１５は、第４の実施形態に係る予知保全判定装置を用いた予知保全判定システムの全体構成図である。
【０１４２】
予知保全判定システム１０ｄは、図２で説明した予知保全判定システム２ａの構成に、振動センサ７０を追加した構成を有する。振動センサ７０は、歯車箱３０の金属筐体３０ａの表面に設置されて、歯車箱３０に発生する振動加速度の大きさを測定する。具体的には、ＡＥセンサ２０が測定する周波数範囲よりも低い、数Ｈｚから数１０Ｈｚの範囲の振動加速度の大きさを検出する。なお、振動センサ７０は、本開示における加速度センサの一例であり、例えば、圧電型加速度センサ等が用いられる。
【０１４３】
予知保全判定システム１０ｄは、歯車箱３０に発生する振動加速度の大きさを測定して、振動加速度が所定の加速度よりも大きい場合に、第３の実施形態で説明した歯車箱３０の状態を判定する方法を、別の判定方法に切り替える。即ち、予知保全判定システム１０ｄは、歯車箱３０に発生する振動加速度の大きさが所定の加速度、即ち第３の所定値ε３よりも大きい場合は、図１３とは異なる判定基準によって、歯車箱３０の状態を判定する。一方、歯車箱３０に発生する振動加速度の大きさが第３の所定値ε３以下である場合は、図１３に示した判定基準によって、歯車箱３０の状態を判定する。なお、第３の所定値ε３は、発明者らの評価実験によると、１０ｍ／ｓ２程度とするのが望ましい。
【０１４４】
図１６は、第４の実施形態に係る予知保全判定装置の機能構成図である。予知保全判定装置１２ｄの制御部１３は、制御プログラムＰ３（非図示）をＲＡＭ１３ｃに展開して動作させることによって、図１６に示す信号取得部５５と、信号分析部５２ｄと、第４の判定部５３ｄと、報知部５４とを機能部として実現する。
【０１４５】
信号取得部５５は、記憶部１４から、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得する。また、信号取得部５５は、振動センサ７０から、振動加速度を取得する。
【０１４６】
信号分析部５２ｄは、第３の実施形態で説明した機能に加えて、振動加速度判定部５２０を備える。振動加速度判定部５２０は、振動センサ７０が取得した振動加速度が第３の所定値ε３よりも大きいか否かを判定する。
【０１４７】
そして、報知部５４の機能は、第１の実施形態で説明した通りである。即ち、本実施形態の場合、報知部５４は、第４の判定部５３ｄの判定結果に応じた報知を行う。
【０１４８】
第４の判定部５３ｄは、振動センサ７０が取得した振動加速度の大きさに応じた判定方法によって、歯車箱３０の状態を判定する。具体的な判定方法は後述する。
【０１４９】
予知保全判定装置１２ｄは、歯車箱３０に発生する振動加速度の大きさが第３の所定値ε３よりも大きい場合には、例えば図１７に示す判定基準（２次元マップ８０ｂ）によって、歯車箱３０の状態を判定する。図１７は、振動加速度が第３の所定値ε３よりも大きい場合の判定基準の一例を示す図である。
【０１５０】
図１７の縦軸には、差分値δ１（第１の差分値）をとり、横軸には、ＡＥ出力Ｍ（ｔ）の最小値Ｓｍｉｎ１、又はＡＥ出力Ｍ（ｔ）の平均値Ｓａｖｅをとっている。そして、第４の判定部５３ｄは、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）とが形成する２次元マップ８０ｂに基づいて、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあるかを判定する。
【０１５１】
具体的には、差分値δ１が差分値第１閾値Ｔｄ１よりも小さく、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が信号出力閾値Ｔｓ１よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１１の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が低頻度での要経過観察状態（例えば１年に１回程度の経過観察が必要な状態）にあると判定する。そして、報知部５４は、低頻度（例えば１年に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。
【０１５２】
また、差分値δ１が差分値第１閾値Ｔｄ１以上であって、当該差分値第１閾値Ｔｄ１よりも大きい差分値第２閾値Ｔｄ２よりも小さく、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が信号出力閾値Ｔｓ１よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１２の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が中頻度での要経過観察状態にあると判定する。そして、報知部５４は、中頻度（例えば６ヶ月に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。
【０１５３】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２以上であって、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、信号出力閾値Ｔｓ１よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１３の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が高頻度での要経過観察状態にあると判定する。そして、報知部５４は、高頻度（例えば３ヶ月に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。
【０１５４】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２よりも小さく、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が信号出力閾値Ｔｓ１以上である場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１４の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が、緊急度の低い要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度の低い要整備状態（例えば２〜３年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【０１５５】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２以上であって、差分値第３閾値Ｔｄ３よりも小さく、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が信号出力閾値Ｔｓ１以上である場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１５の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が、緊急度が中程度の要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度が中程度の要整備状態（例えば１〜２年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【０１５６】
また、差分値δ１が差分値第３閾値Ｔｄ３以上であって、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が信号出力閾値Ｔｓ１以上である場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１６の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が、緊急度が高い要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度が高い要整備状態（例えば１年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【０１５７】
次に、図１８を用いて、信号分析部５２ｃと第４の判定部５３ｄが行う判定処理の流れを説明する。図１８は、第４の実施形態において信号分析部と第４の判定部が行う処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
【０１５８】
信号取得部５５は、振動センサ７０から振動加速度を取得する。（ステップＳ４１）。
【０１５９】
信号取得部５５は、記憶部１４から、所定時間分のＡＥ出力Ｍ（ｔ）を取得する（ステップＳ４２）。
【０１６０】
振動加速度判定部５２０は、振動加速度が第３の所定値ε３よりも大きいかを判定する（ステップＳ４３）。振動加速度が第３の所定値ε３よりも大きいと判定される（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）とステップＳ４４に進む。一方、振動加速度が第３の所定値ε３よりも大きいと判定されない（ステップＳ４３：Ｎｏ）とステップＳ４５に進む。
【０１６１】
第４の判定部５３ｄは、２次元マップ８０ｂに基づいて、歯車箱３０の状態を判定する（ステップＳ４４）。その後、図１８の処理を終了する。
【０１６２】
第４の判定部５３ｄは、２次元マップ８０ａに基づいて、歯車箱３０の状態を判定する（ステップＳ４５）。その後、図１８の処理を終了する。
【０１６３】
以上説明したように、第４の実施形態の予知保全判定装置１２ｄは、歯車箱３０（機器）の表面に設置した振動センサ７０（加速度センサ）の出力を取得して、当該振動センサ７０の出力が第３の所定値ε３よりも大きい場合は、報知部５４は、ＡＥセンサ２０の出力の最小値又は平均値と第３の比率Ｒ３とに基づいて、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあることを報知する。そして、振動センサ７０の出力が第３の所定値ε３以下の場合は、差分値δ１（第１の差分値）と第３の比率Ｒ３とに基づいて、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあることを報知する。これにより、予知保全判定装置１２ｄは、歯車箱３０に高い振動加速度が発生している場合であっても、歯車箱３０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができる。
【０１６４】
［第５の実施形態］
本開示の第５の実施形態は、予知保全判定システム１０ｅ（図１９参照）が備える、機器の異常が発生する兆候を検出して報知する予知保全判定装置１２ｅの例である。
【０１６５】
図１９は、第５の実施形態の予知保全判定システムのシステム構成の一例を示すシステムブロック図である。予知保全判定システム１０ｅは、複数の歯車箱３１ａ，３１ｂ，…に設置されたＡＥセンサ２１ａ，２１ｂ，…の出力（プリアンプで増幅された出力）を、それぞれインターネット１００を介して、予知保全判定装置１２ｅに送信し、予知保全判定装置１２ｅにおいて、各歯車箱３１ａ，３１ｂ，…の状態を判定する。なお、歯車箱３１ａ，３１ｂは、それぞれ、モータ２３ａ，２３ｂ，…によって回転駆動されて、押出機４１ａ，４１ｂ，…を駆動している。また、ＡＥセンサ２１ａ，２１ｂ，…の出力には、各ＡＥセンサが設置された歯車箱を特定する識別情報が付与されているものとする。
【０１６６】
歯車箱３１ａ，３１ｂ，…と予知保全判定装置１２ｅとはインターネット１００を介して接続されるため、予知保全判定装置１２ｅの設置場所は、歯車箱３１ａ，３１ｂ，…の近傍である必要はなく、歯車箱３１ａ，３１ｂ，…から遠く離れた場所であってもよい。また、予知保全判定装置１２ｅに接続される歯車箱３１ａ，３１ｂ，…は、同じ工場に設置された歯車箱に限るものではなく、複数の工場に設置された歯車箱であっても構わない。
【０１６７】
予知保全判定装置１２ｅは、前記した予知保全判定装置１２ａ〜１２ｄのいずれかと同じ構成を備える。そして、予知保全判定装置１２ｅは、各ＡＥセンサ２１ａ，２１ｂ，…の出力を、前記した第１の判定部５３ａ，第２の判定部５３ｂ，第３の判定部５３ｃ，第４の判定部５３ｄのいずれかと同じ判定方法で、歯車箱３１ａ，３１ｂ，…の状態を判定する。
【０１６８】
そして、歯車箱３１ａ，３１ｂ，…の状態に異常があると判定されると、予知保全判定装置１２ｅが備える報知部５４が、判定された内容を報知する。
【０１６９】
なお、ＡＥセンサ２１ａ，２１ｂ，…の出力には、各ＡＥセンサが設置された歯車箱を特定する識別情報が付与されるため、歯車箱３１ａ，３１ｂ，…は同じ型式である必要はない。即ち、予知保全判定装置１２ｅは、異なる型式の歯車箱から得た異なるＡＥ出力Ｍ（ｔ）を判定するための複数の判定ロジックを備えて、予知保全判定装置１２ｅが受信したＡＥ出力Ｍ（ｔ）に対しては、当該ＡＥ出力Ｍ（ｔ）を検出した歯車箱に対応する判定ロジックを用いて、歯車箱の状態を判定してもよい。
【０１７０】
また、予知保全判定装置１２ｅが、歯車箱に異常が生じたと判定した際に、インターネット１００を介して、判定結果を当該歯車箱に返信してもよい。そして、歯車箱に設置した、図１９には非図示のアラーム等の報知装置にて、判定結果を報知してもよい。
【０１７１】
以上説明したように、第５の実施形態の予知保全判定装置１２ｅは、１以上の歯車箱３１ａ，３１ｂ（機器）の表面に設置したＡＥセンサ２１ａ，２１ｂとインターネット１００を介して接続されて、当該ＡＥセンサ２１ａ，２１ｂの出力を取得する。これにより、歯車箱（機器）から離れた場所において、当該歯車箱（機器）の異常判定を行うことができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…予知保全判定システム、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…予知保全判定装置、２０，２１ａ，２１ｂ…ＡＥセンサ、２２…モータ、３０，３１ａ，３１ｂ…歯車箱（機器）、４０…押出機、５１…信号取得部、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…信号分析部、５３ａ…第１の判定部、５３ｂ…第２の判定部、５３ｃ…第３の判定部、５４…報知部、７０…振動センサ（加速度センサ）、８０ａ，８０ｂ…２次元マップ、１００…インターネット、５２０…振動加速度判定部、５２１…第１の差分値算出部、５２２…平均値算出部、５２３…第２の差分値算出部、５２４…第１の比率算出部、５２５…異常値除去部、５２６…第３の差分値算出部、５２７…第２の比率算出部、Ｓａｖｅ…平均値、Ｓｍａｘ１，Ｓｍａｘ２，Ｓｍａｘ３…最大値、Ｓｍｉｎ１…最小値、δ１…差分値（第１の差分値）、δ２…差分値（第２の差分値）、δ３…差分値（第３の差分値）、Ｍ（ｔ），Ｍ１（ｔ），Ｍ２（ｔ）…ＡＥ出力、Ｒ１…比率（第１の比率）、Ｒ２…比率（第２の比率）、Ｒ３…比率（第３の比率）、Ｕ…所定割合、Ｔｄ１…差分値第１閾値、Ｔｄ２…差分値第２閾値、Ｔｄ３…差分値第３閾値、Ｔｒ１…比率第１閾値、Ｔｒ２…比率第２閾値、Ｔｓ１…信号出力閾値、ε１…第１の所定値、ε２…第２の所定値、ε３…第３の所定値
【図１】
2020193961.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月26日(2019.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５３】
また、差分値δ１が差分値第２閾値Ｔｄ２以上であって、差分値第３閾値Ｔｄ３よりも小さく、尚且つ、最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、信号出力閾値Ｔｓ１よりも小さい場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１３の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が高頻度での要経過観察状態にあると判定する。そして、報知部５４は、高頻度（例えば３ヶ月に１回程度）の要経過観察状態にあることを示す報知を行う。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５６】
また、差分値δ１が差分値第３閾値Ｔｄ３以上である場合、即ち、差分値δ１と最小値Ｓｍｉｎ１（又は平均値Ｓａｖｅ）が、図１７の領域Ｗ１６の内側にある場合に、第４の判定部５３ｄは、歯車箱３０が、緊急度が高い要整備状態にあると判定する。そして、報知部５４は、緊急度が高い要整備状態（例えば１年以内の整備を推奨する状態）にあることを示す報知を行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年9月29日(2020.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明に係る予知保全判定装置は、機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出部と、前記第１の差分値と前記第３の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、を備えることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
なお、第１の実施形態で使用した比率Ｒ１（＝δ１／δ２）、又は第２の実施形態で使用した比率Ｒ２（＝δ１／δ３）を横軸にとり、差分値δ１を縦軸にとった２次元マップ８０ａを作成して、当該２次元マップ８０ａにプロットされた評価値の位置に基づいて歯車箱３０の状態を評価してもよい。即ち、第３の実施形態で説明したように、縦軸及び横軸の評価関数に応じた複数の閾値を設定して、計測された評価値と閾値との関係に基づいて、歯車箱３０の状態を評価してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６３】
以上説明したように、第４の実施形態の予知保全判定装置１２ｄは、歯車箱３０（機器）の表面に設置した振動センサ７０（加速度センサ）の出力を取得して、当該振動センサ７０の出力が第３の所定値ε３よりも大きい場合は、報知部５４は、ＡＥセンサ２０の出力の最小値又は平均値と差分値δ１（第１の差分値）とに基づいて、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあることを報知する。そして、振動センサ７０の出力が第３の所定値ε３以下の場合は、差分値δ１（第１の差分値）と第３の比率Ｒ３とに基づいて、歯車箱３０に異常が発生するおそれがあることを報知する。これにより、予知保全判定装置１２ｄは、歯車箱３０に高い振動加速度が発生している場合であっても、歯車箱３０の動作に影響を与える異常が起こる前に報知することができる。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出部と、
前記第１の比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項２】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、
前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項３】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第３の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項４】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第１の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項５】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第２の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
を備える予知保全判定装置。
【請求項６】
機器の筐体の表面に設置した加速度センサの出力を取得して、当該加速度センサの出力が第３の所定値よりも大きい場合は、
前記報知部は、前記ＡＥセンサの出力の最小値又は平均値と前記第１の差分値とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知して、
前記加速度センサの出力が前記第３の所定値以下の場合は、
前記第１の差分値と前記第３の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する、
請求項３に記載の予知保全判定装置。
【請求項７】
１以上の機器の表面に設置したＡＥセンサとインターネットを介して接続されて、当該ＡＥセンサの出力を取得する、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の予知保全判定装置。
【請求項８】
前記機器は、押出機を駆動する歯車箱である、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の予知保全判定装置。
【請求項９】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出プロセスと、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出プロセスと、
前記第１の比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知プロセスと、
を備える予知保全判定方法。
【請求項１０】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出プロセスと、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出プロセスと、
前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知プロセスと、
を備える予知保全判定方法。
【請求項１１】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出プロセスと、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出プロセスと、
前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出プロセスと、
前記第１の差分値と前記第３の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知プロセスと、
を備える予知保全判定方法。
【請求項１２】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得する予知保全判定装置を制御するコンピュータを、
所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記平均値未満の出力の最大値と最小値との第２の差分値を算出する第２の差分値算出部と、
前記第２の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第１の比率を算出する第１の比率算出部と、
前記第１の比率が第１の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
して機能させるプログラム。
【請求項１３】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得する予知保全判定装置を制御するコンピュータを、
所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力のうち、前記最大値に対して所定割合以上の出力を除去した後に残った出力の最大値と最小値との第３の差分値を算出する第３の差分値算出部と、
前記第３の差分値に対する、前記第１の差分値の比率である第２の比率を算出する第２の比率算出部と、
前記第２の比率が第２の所定値以上である場合に、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
して機能させるプログラム。
【請求項１４】
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得する予知保全判定装置を制御するコンピュータを、
機器の筐体の表面に設置したＡＥセンサの出力を取得して、所定時間分の前記出力の最大値と最小値との第１の差分値を算出する第１の差分値算出部と、
前記所定時間分の前記出力の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値に対する前記第１の差分値の比率である第３の比率を算出する第３の比率算出部と、
前記第１の差分値と前記第３の比率とを各軸にとった２次元マップに基づいて、前記機器に異常が発生するおそれがあることを報知する報知部と、
して機能させるプログラム。