(57)【要約】【課題】測定対象物への設置のみで測定対象物の振動を計測することができる振動測定装置、および当該振動測定装置を備える振動測定システムを提供する。【解決手段】振動測定装置１は、測定対象物Ｍに固定されて、測定対象物の振動を測定する。振動測定装置１は、固定磁石１３と、可動磁石１２と、ピエゾ素子１１と、センサとを備える。固定磁石１３は、振動測定装置１が測定対象物Ｍに固定されている間、測定対象物Ｍに対して相対変位しない。可動磁石１２は、固定磁石１３に対して相対変位が可能である。ピエゾ素子１１は、固定磁石１３に固定された第１の部位、および第１の可動部に固定された第１の部位とは異なる第２の部位を含み、第２の部位が振動することによって発電する。センサは、ピエゾ素子１１が発電した電力を用いて測定対象物Ｍの振動を検出する。【選択図】図１
2016164500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に固定されて、前記測定対象物の振動を測定する振動測定装置であって、
前記振動測定装置が前記測定対象物に固定されている間、前記測定対象物に対して相対変位しない固定部と、
前記固定部に対して相対変位が可能な第１の可動部と、
前記固定部に固定された第１の部位、および前記第１の可動部に固定された前記第１の部位とは異なる第２の部位を含み、前記第２の部位が振動することによって発電する第１のピエゾ素子と、
前記第１のピエゾ素子が発電した電力を用いて前記測定対象物の振動を検出するセンサとを備える、振動測定装置。
【請求項２】
前記測定対象物の振動方向と、前記第２の部位の振動方向とが一致している、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項３】
前記第１の可動部は、第１の磁石を含み、
前記固定部は、第２の磁石を含み、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、前記第１のピエゾ素子の第２の部位の振動方向に沿って対向している、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項４】
前記第１の可動部は、おもりを含む、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項５】
前記振動測定装置は、前記固定部に固定された一端、および前記第１の可動部または前記第１のピエゾ素子の第２の部位に固定された他端を含む弾性部材をさらに備え、
前記弾性部材は、前記第１のピエゾ素子の第２の部位の振動方向に沿って伸縮する、請求項３または４に記載の振動測定装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、引張コイルばねまたは圧縮コイルばねである、請求項５に記載の振動測定装置。
【請求項７】
前記振動測定装置は、
前記固定部に対して相対変位が可能な第２の可動部と、
前記固定部に固定された第１の部位、および前記第２の可動部に固定された前記第１の部位とは異なる第２の部位を含み、前記第２の部位が振動することにより発電する第２のピエゾ素子とをさらに備え、
前記センサは、前記第１のピエゾ素子が発電した電力と前記第２のピエゾ素子が発電した電力とを用いて前記測定対象物の振動を検出する、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項８】
前記振動測定装置は、
前記固定部に固定された一端、および前記第１の可動部または前記第１のピエゾ素子の第２の部位に固定された他端を含む第１の弾性部材と、
前記固定部に固定された一端、および前記第２の可動部または前記第２のピエゾ素子の第２の部位に固定された他端を含む第２の弾性部材とをさらに備え、
前記第１の可動部は、第１の磁石を含み、
前記第２の可動部は、第２の磁石を含み、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、前記第１のピエゾ素子の第２の部位の振動方向に沿って対向している、請求項７に記載の振動測定装置。
【請求項９】
前記固定部は筐体を含み、
前記第１のピエゾ素子と前記センサとは、前記筐体の内部において固定され、
前記第１の可動部は、前記筐体の内部で変位する、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項１０】
前記センサは、加速度センサである、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項１１】
前記振動測定装置で発電された電力を用いて前記センサの検出値をワイヤレスで通信する通信部をさらに備える、請求項１に記載の振動測定装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の振動測定装置と、
前記振動測定装置から前記測定対象物の振動に関するデータを受信するデータ収集装置と、
前記データ収集装置から前記データを受信するデータ管理装置と、
前記データ管理装置から前記データを受信するデータ解析装置とを備える、振動測定システム。
【請求項１３】
前記データ解析装置は、前記データの解析の結果に基づき異常な振動が発生しているか否かの判定を行ない、前記判定の結果を表示し、前記解析の結果と前記判定の結果とを保存し、前記解析の結果を前記データ管理装置に送信する、請求項１２に記載の振動測定システム。
【請求項１４】
前記振動測定システムは、前記解析の結果と前記判定の結果とを前記データ解析装置から受信する閲覧端末をさらに備え、
前記閲覧端末は、受信した前記解析の結果と前記判定の結果とを表示する、請求項１３に記載の振動測定システム。
【請求項１５】
前記振動に関するデータは、振動を測定した前記振動測定装置を識別するための識別子を含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の振動測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動測定装置および振動測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−４１４６５号公報（特許文献１）には、水中軸受けを備える立軸ポンプの振動を計測する振動計が開示されている。この振動計は、吊下管に設置されて立軸ポンプの振動の大きさを測定する。この振動計は、ケーブルを介してモニタリング部に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４１４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動測定装置が測定対象物の振動を測定するためには、電力が必要である。この電力を外部の電源から供給しようとすると、外部の電源、およびこの外部の電源と振動測定装置とをつなぐ配線が必要となる。したがって、測定対象物への振動測定装置の設置以外の作業が発生し、手間と時間とを要する。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、測定対象物へ設置するだけでその振動を計測することができる振動測定装置、および当該振動測定装置を備える振動測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、要約すると、測定対象物に固定されて、測定対象物の振動を測定する振動測定装置である。振動測定装置は、固定部と、第１の可動部と、第１のピエゾ素子と、センサとを備える。固定部は、振動測定装置が測定対象物に固定されている間、測定対象物に対して相対変位しない。第１の可動部は、固定部に対して相対変位が可能である。第１のピエゾ素子は、固定部に固定された第１の部位、および第１の可動部に固定された第１の部位とは異なる第２の部位を含み、第２の部位が振動することによって発電する。センサは、第１のピエゾ素子が発電した電力を用いて測定対象物の振動を検出する。
【０００７】
好ましくは、測定対象物の振動方向と、第２の部位の振動方向とが一致している。
好ましくは、第１の可動部は、第１の磁石を含む。固定部は、第２の磁石を含む。第１の磁石と第２の磁石とは、第１のピエゾ素子の第２の部位の振動方向に沿って対向している。
【０００８】
好ましくは、第１の可動部は、おもりを含む。
好ましくは、振動測定装置は、固定部に固定された一端、および第１の可動部または第１のピエゾ素子の第２の部位に固定された他端を含む弾性部材をさらに備える。弾性部材は、第１のピエゾ素子の第２の部位の振動方向に沿って伸縮する。
【０００９】
好ましくは、弾性部材は、引張コイルばねまたは圧縮コイルばねである。弾性部材は空気ばねであっても構わない。
【００１０】
好ましくは、振動測定装置は、第２の可動部と、第２のピエゾ素子とをさらに備える。第２の可動部は、固定部に対して相対変位が可能である。第２のピエゾ素子は、固定部に固定された第１の部位、および第２の可動部に固定された第１の部位とは異なる第２の部位を含み、第２の部位が振動することにより発電する。センサは、第１のピエゾ素子が発電した電力と第２のピエゾ素子が発電した電力とを用いて測定対象物の振動を検出する。
【００１１】
好ましくは、振動測定装置は、第１の弾性部材と、第２の弾性部材とをさらに備える。第１の弾性部材は、第１の弾性部材と固定部に固定された一端、および第１の可動部または第１のピエゾ素子の第２の部位に固定された他端を含む。第２の弾性部材は、固定部に固定された一端、および第２の可動部または第２のピエゾ素子の第２の部位に固定された他端を含む。第１の可動部は、第１の磁石を含む。第２の可動部は、第２の磁石を含む。第１の磁石と第２の磁石とは、第１のピエゾ素子の第２の部位の振動方向に沿って対向している。
【００１２】
好ましくは、固定部は、筐体を含む。第１のピエゾ素子とセンサとは、筐体の内部において固定されている。第１の可動部は筐体の内部で変位する。
【００１３】
好ましくは、センサは、加速度センサである。
好ましくは、振動測定装置は、振動測定装置で発電された電力を用いてセンサの検出値をワイヤレスで通信する通信部をさらに備える。
【００１４】
この発明の別の態様は、要約すると、上記通信部を備える振動測定装置と、データ収集装置と、データ管理装置と、データ解析装置とを備える振動測定システムである。データ収集装置は、振動測定装置から測定対象物の振動に関するデータを受信する。データ管理装置は、データ収集装置からデータを受信する。データ解析装置は、データ管理装置からデータを受信する。
【００１５】
好ましくは、データ解析装置は、データの解析の結果に基づき異常な振動が発生しているか否かの判定を行ない、判定の結果を表示し、解析の結果と判定の結果とを保存し、解析の結果をデータ管理装置に送信する。
【００１６】
好ましくは、振動測定システムは、解析の結果と判定の結果とをデータ解析装置から受信する閲覧端末をさらに備える。閲覧端末は、受信した解析の結果と判定の結果とを表示する。
【００１７】
好ましくは、振動に関するデータは、振動を測定した振動測定装置を識別するための識別子を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、測定対象物の振動を利用して自己発電した電力を用いてセンサを作動させるため、外部の電源、および振動測定装置と外部の電源とをつなぐ配線が不要になり、測定対象物へ振動測定装置を設置するだけでその振動を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に従う振動測定装置の構造を示す図である。
【図２】電気回路基板に実装されている機能ブロック図である。
【図３】第１の実施の形態の変形例に従う振動測定装置の構造を示す図である。
【図４】ＲＦＩＤタグ、電気回路基板、およびリーダライタの機能ブロック図である。
【図５】第２の実施の形態に従う振動測定装置の構造を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の変形例に従う振動測定装置の構造を示す図である。
【図７】第３の実施の形態に従う振動測定装置の構造を示す図である。
【図８】第４の実施の形態に従う振動測定装置の構造を示す図である。
【図９】第５の実施の形態に従う振動測定システムの構成の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、図中同一また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。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に従う振動測定装置１の構造を示す図である。図１を参照して、振動測定装置１は、測定対象物Ｍにねじにより固定されて、測定対象物Ｍの振動を測定する装置であって、固定具１０と、ピエゾフィルム１１と、可動磁石１２と，固定磁石１３と、電気回路基板１４と、同軸ケーブル１５と、出力ケーブル１６と、ハウジング１７と、ハウジング蓋１８と、アンテナ１９とを備える。
【００２２】
ハウジング１７の底面部分は測定対象物Ｍに固定され、上面部分は開口している。ハウジング蓋１８は、ハウジング１７の上面部分に固定され、当該開口部分をふさいでいる。
【００２３】
電気回路基板１４はハウジング１７の内部に固定されている。アンテナ１９は、ハウジング蓋１８に固定されている。アンテナ１９には同軸ケーブル１５の一方の端部が接続されている。同軸ケーブル１５の他方の端部は電気回路基板１４に接続されている。アンテナ１９で受信した信号は、同軸ケーブル１５を通って、後述する電気回路基板１４上の通信回路１４８（図２参照）に伝達される。通信回路１４８から発せられた信号は同軸ケーブル１５を通ってアンテナ１９から外部に発信される。
【００２４】
ハウジング１７とハウジング蓋１８とは、振動の伝達、および外部の電磁ノイズの遮蔽の為に金属製とすることが望ましい。
【００２５】
電気回路基板１４は、ハウジング１７の内部に固定された後に、例えば熱硬化性樹脂でモールドされることが望ましい。
【００２６】
固定具１０は、ハウジング１７の内部に固定されている。ピエゾフィルム１１の一方の端部は固定具１０に固定されている。ピエゾフィルム１１の他方の端部におけるハウジング１７の底面部分の方を向いている面に可動磁石１２が固定されている。固定磁石１３は、可動磁石１２と互いにＳ極が対向するように、ハウジング１７の底面部分に固定されている。可動磁石１２と固定磁石１３とは、同じ磁極が対向していればよく、互いにＮ極が対向するようにしても構わない。出力ケーブル１６の一方の端部はピエゾフィルム１１に接続され、他方の端部は電気回路基板１４に接続されている。
【００２７】
第１の実施の形態においては、可動部は可動磁石１２を含み、固定部は固定具１０と、固定磁石１３と、ハウジング１７とを含む。
【００２８】
可動磁石１２と固定磁石１３とが反発する力と、可動磁石１２に作用する重力とは、測定対象物Ｍの静止状態において釣り合っていることが望ましく、そのために可動磁石１２の重さ、並びに可動磁石１２と固定磁石１３との間のエアギャップおよび磁力を調整するとよい。これは、力が中立の位置で釣り合っているため、反発方向の外部振動を受けた時、どちらの方向にも変位しやすくなるためである。
【００２９】
可動磁石１２と固定磁石１３としては、希土類系、フェライト系、またはアルニコ系の永久磁石を用いることが考えられる。永久磁石は、焼結磁石やラバー磁石、あるいはボンド磁石であっても構わない。
【００３０】
測定対象物Ｍが振動すると、それに応じて可動磁石１２も振動する。その際、ピエゾフィルム１１の、固定具１０に固定されている部位付近に力が繰り返し加わり、当該部位が繰り返し歪む。このことにより、ピエゾフィルム１１は出力ケーブル１６を通して電気回路基板１４に交流電流を供給する。
【００３１】
図２は電気回路基板１４に実装されている機能ブロック図である。図２を参照して、電気回路基板１４は、全波整流回路１４１と、平滑回路１４２と、昇圧回路１４３，１４４と、マイクロコンピュータ１４５と、蓄電回路１４６と、加速度センサ１４７と、通信回路１４８とを含む。
【００３２】
ピエゾフィルム１１からの交流電流は、全波整流回路１４１により直流電流に変換された後、平滑回路１４２により平滑化される。平滑回路１４２の後にインダクタとしてチョークコイルを設けても構わない。平滑回路１４２により平滑化された直流電流の一部は、昇圧回路１４３により所望の電圧に昇圧された後、マイクロコンピュータ１４５と通信回路１４８とに供給される。平滑回路１４２により平滑化されたその他の直流電流は、蓄電回路１４６に供給された後、必要に応じて昇圧回路１４４により昇圧されて、加速度センサ１４７に供給される。
【００３３】
加速度センサ１４７によって検出された振動に関するデータ（以下、単に「振動データ」とも称する。）は、マイクロコンピュータ１４５が有するＲＡＭ（Random Access Memory）のような記録媒体に記録される。当該記録媒体には、シリアル番号または振動測定装置１の設置された地点のような、振動測定装置１を識別できる情報（以下、「ＩＤ」とも称する。）が記録されている。
【００３４】
通信回路１４８は、マイクロコンピュータ１４５に記録された振動データを、ＩＤと一緒にアンテナ１９から外部に送信する。また、通信回路１４８は、外部からの信号を、アンテナ１９を通じて受信する。通信回路１４８によって行なわれるワイヤレス通信としては、ワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような通信規格に準拠した通信方法を用いることができる。
【００３５】
マイクロコンピュータ１４５は、通常は省電力の待機状態として、所定の信号を受信した際に起動するようにしても構わない。
【００３６】
測定対象物Ｍの振動の測定は、マイクロコンピュータ１４５に記録されたプログラムに基づいて、所定の日時や所定の間隔で自動的に行なわれるようにしても構わない。所定の日時や所定の間隔は変更可能であることが望ましい。測定対象物Ｍの振動の測定は、マイクロコンピュータ１４５が所定の信号を受信した際に行なうようにしても構わない。
【００３７】
蓄電回路１４６には、電気二重層キャパシタまたは二次電池を使用することができる。
電気回路基板１４上の電気回路に使用される電源ライン用バイパスコンデンサは、セラミックス製またはフィルム製を使用することができる。
【００３８】
加速度センサ１４７は表面実装タイプのピエゾセラミック製として電気回路基板１４上に実装されてもよいし、固定台座（スタッド）をハウジング１７またはハウジング蓋１８に固定して、当該固定台座に取り付けても良い。
【００３９】
電気回路基板１４には、フィルタ回路を実装することが望ましい。フィルタ回路は、測定対象物Ｍの固有振動数またはその前後の周波数を取り出すために、一定の周波数帯域を設定したバンドパスフィルタを構成する。フィルタ回路は、ハイパスフィルタとローパスフィルタを組み合わせたものでも構わない。
【００４０】
加速度センサ１４７からの出力である交流信号は、図示しない演算増幅回路によって増幅され、上記したフィルタ回路を用いて、増幅された信号から所望の周波数の信号が取り出される。取り出された信号は、図示しないＡＤ変換器によりアナログ信号がディジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータ１４５に記録されることが望ましい。
【００４１】
加速度センサ１４７を作動させるためには、加速度センサ１４７に電力を供給する必要がある。この電力供給の１つの方法として、外部の電源から電力を供給するということが考えられる。しかし、外部の電源から電力を供給しようとすると、電源を振動測定装置１の外部に用意する必要がある。また、外部の電源と振動測定装置１とを接続する配線が必要になる。したがって、振動測定装置１を測定対象物Ｍに設置するだけではその振動の測定はできない。
【００４２】
第１の実施の形態においては、上述のように測定対象物Ｍの振動を利用して自己発電を行なうピエゾフィルム１１を備えることによって、加速度センサ１４７は外部からの電力供給を受けることなく自己発電した電力で作動することができる。
【００４３】
これにより、外部の電源、および外部の電源と振動測定装置１とをつなぐ配線が不要となり、測定対象物Ｍへ振動測定装置１を設置するだけでその振動を計測することができる。
【００４４】
さらに、振動測定装置１は、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００４５】
［第１の実施の形態の変形例］
第１の実施の形態においては、通信回路１４８とアンテナ１９によりワイヤレス通信を行なう構成の例について説明した。本変形例においては、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentifier）の方式に基づいて、ＲＦＩＤタグによりワイヤレス通信が行なわれる場合の例について説明する。以下では、第１の実施の形態の変形例において特徴的なＲＦＩＤタグ１３Ａ、電気回路基板１４Ａ、およびリーダライタ４０について説明する。その他の構成については第１の実施の形態と同様のため、説明を繰り返さない。
【００４６】
図３は、第１の実施の形態の変形例に従う振動測定装置１Ａの構造を示す図である。図３を参照して、ＲＦＩＤタグ１３Ａは、電気回路基板１４Ａ上に固定されている。
【００４７】
図４は、ＲＦＩＤタグ１３Ａ、電気回路基板１４Ａ、およびリーダライタ４０の機能ブロック図である。図４を参照して、電気回路基板１４Ａには、第１の実施の形態における通信回路１４８の代わりにＲＦＩＤタグ１３Ａが接続されている。
【００４８】
ＲＦＩＤタグ１３Ａは、ＩＣチップ１３１とアンテナ１３２とを含む。ＩＣチップ１３１は、マイクロコンピュータ１４５と接続されている。アンテナ１３２はＩＣチップ１３１に接続されている。ＲＦＩＤタグ１３Ａは、アクティブタイプ、パッシブタイプ、あるいはセミアクティブタイプのいずれであっても構わない。ＲＦＩＤタグ１３Ａの通信方式は、電磁誘導方式、あるいは電波方式のいずれでもあっても構わない。
【００４９】
ＩＣチップ１３１は図示しないメモリを有する。ＩＣチップ１３１は、アンテナ１３２を使用して、ＩＣチップ１３１内のメモリに保存されたデータをリーダライタ４０に送信したり、リーダライタ４０から受信したデータを当該メモリに保存したりする。
【００５０】
リーダライタ４０は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）４０１とアンテナ４０２とを含む。アンテナ４０２はＰＤＡ４０１に接続されている。ＰＤＡ４０１は、アンテナ４０２を使用して、ＲＦＩＤタグ１３Ａからデータを読み取ったり、ＲＦＩＤタグ１３Ａへデータを書き込んだりする。
【００５１】
ＲＦＩＤタグ１３Ａは、リーダライタ４０から読み取りのアクセスがあると、マイクロコンピュータ１４５に記録されている振動データをＩＣチップ１３１内のメモリに保存する。ＲＦＩＤタグ１３Ａは、ＩＣチップ１３１のメモリに保存された振動データを、アンテナ１３２からリーダライタ４０へ送信する。
【００５２】
ＲＦＩＤタグ１３Ａは、リーダライタ４０から書き込みのアクセスがあると、リーダライタ４０からのデータをＩＣチップ１３１のメモリに保存する。そして、ＲＦＩＤタグ１３Ａは、ＩＣチップ１３１のメモリに保存されたデータを、マイクロコンピュータ１４５に送信する。
【００５３】
第１の実施の形態の変形例においても、振動測定装置１Ａは、ピエゾフィルム１１により発電された電力を使用して電気回路基板１４Ａ、ＲＦＩＤタグ１３Ａを駆動することができる。
【００５４】
これにより、外部の電源、および外部の電源と振動測定装置１Ａとをつなぐ配線が不要となり、測定対象物Ｍへ振動測定装置１Ａを設置するだけでその振動を計測することができる。
【００５５】
さらに、振動測定装置１Ａは、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００５６】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態においては、可動磁石１２と固定磁石１３とが備えられ、可動磁石１２と固定磁石１３との間に生じる磁力により可動磁石１２の振動を増幅していた。第２の実施の形態においては、可動部は磁石の代わりにおもりを含み、当該おもりの振動が弾性部材によって増幅される構成について説明する。
【００５７】
図５は、第２の実施の形態に従う振動測定装置２の構造を示す図である。図５に示す振動測定装置２は、図１の可動磁石１２，固定磁石１３に替えて、おもり２２，引張りコイルばね２３を備える。以下では、第２の実施の形態において特徴的なおもり２２と引張りコイルばね２３とについて説明する。その他の構成については第１の実施の形態と同様なため説明を繰り返さない。
【００５８】
図５を参照して、ピエゾフィルム１１の一方の端部は固定具１０に固定されている。ピエゾフィルム１１の他方の端部における、ハウジング１７の底面部分の方を向いている面に、おもり２２が固定されている。引張コイルばね２３の一方の端部はハウジング蓋１８に固定され、他方の端部はピエゾフィルム１１に固定されている。
【００５９】
おもり２２に作用する重力と引張コイルばね２３の復元力とは、測定対象物Ｍの静止状態において釣り合っていることが望ましく、そのために、おもり２２の重さ、および引張コイルばね２３のばね定数を調整すると良い。これは、力が中立の位置で釣り合っているため、反発方向の外部振動を受けた時、どちらの方向にも変位しやすくなるためである。
【００６０】
測定対象物Ｍが振動すると、それに応じておもり２２も振動する。このことにより、第１の実施の形態と同様にピエゾフィルム１１は出力ケーブル１６を通して電気回路基板１４に交流電流を供給する。
【００６１】
さらに、振動測定装置２は、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００６２】
第２の実施の形態においては、可動部はおもり２２を含み、固定部は固定具１０、ハウジング１７、およびハウジング蓋１８を含む。
【００６３】
第２の実施の形態においても、振動測定装置２は、ピエゾフィルム１１が発電した電力を使用することができるため、外部の電源、および外部の電源と振動測定装置２とをつなぐ配線が不要となり、測定対象物Ｍへ振動測定装置２を設置するだけでその振動を計測することができる。
【００６４】
さらに、振動測定装置２は、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００６５】
［第２の実施の形態の変形例］
図６は、第２の実施の形態の変形例に従う振動測定装置２Ａの構造を示す図である。図６を参照して、第２の実施の形態の変形例では、振動測定装置２Ａは、図５のおもり２２，引張りコイルばね２３に替えて、おもり２２Ａ，圧縮コイルばね２３Ａを備える。ピエゾフィルム１１の一方の端部は固定具１０に固定されている。ピエゾフィルム１１の他方の端部における、ハウジング蓋１８の方を向いている面におもり２２Ａが固定されている。圧縮コイルばね２３Ａの一方の端部はハウジング１７の底面部分に固定され、他方の端部はピエゾフィルム１１に固定されている。
【００６６】
おもり２２Ａに作用する重力と圧縮コイルばね２３Ａの復元力とは、測定対象物Ｍの静止状態において釣り合っていることが望ましく、そのためにおもり２２Ａの重さ、および圧縮コイルばね２３Ａのばね定数を調整するとよい。これは、力が中立の位置で釣り合っているため、反発方向の外部振動を受けた時、どちらの方向にも変位しやすくなるためである。
【００６７】
第２の実施の形態の変形例において、測定対象物Ｍが振動すると、おもり２２Ａも振動する。このことにより、ピエゾフィルム１１は出力ケーブル１６を通して電気回路基板１４に交流電流を供給する。
【００６８】
第２の実施の形態の変形例においては、可動部はおもり２２Ａを含み、固定部は固定具１０とハウジング１７とを含む。
【００６９】
振動測定装置２Ａは、ピエゾフィルム１１により発電された電力を使用することができるため、外部の電源、および外部の電源と振動測定装置２Ａとをつなぐ配線が不要となり、測定対象物Ｍへ振動測定装置２Ａを設置するだけでその振動を計測することができる。
【００７０】
さらに、振動測定装置２Ａは、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００７１】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態においては磁石により、第２の実施の形態においては弾性部材により可動部の振動を増幅していた。第３の実施の形態においては、磁石と弾性部材とを用いて可動部の振動を増幅する構成について説明する。
【００７２】
図７は、第３の実施の形態に従う振動測定装置３の構造を示す図である。図７を参照して、振動測定装置３は、第１の実施の形態に圧縮コイルばね３４を加えたものである。その他の構成については第１の実施の形態と同様なため、説明を繰り返さない。
【００７３】
圧縮コイルばね３４の一方の端部はハウジング蓋１８に固定され、他方の端部はピエゾフィルム１１に固定されている。
【００７４】
可動磁石１２と固定磁石１３とが反発する力と、圧縮コイルばね３４の復元力とは、測定対象物Ｍの静止状態において釣り合っていることが望ましく、そのために、可動磁石１２と固定磁石１３との間のエアギャップおよび磁力、並びに圧縮コイルばね３４のばね定数を調整すると良い。これは、力が中立の位置で釣り合っているため、反発方向の外部振動を受けた時、どちらの方向にも変位しやすくなるためである。
【００７５】
第３の実施の形態においては、可動部は可動磁石１２を含み、固定部は固定具１０と、固定磁石１３と、ハウジング１７と、ハウジング蓋１８とを含む。
【００７６】
第３の実施の形態においても、測定対象物Ｍが振動すると、それに応じて可動磁石１２も振動する。このことにより、ピエゾフィルム１１は出力ケーブル１６を通して電気回路基板１４に交流電流を供給する。
【００７７】
第３の実施の形態においても、振動測定装置３は、ピエゾフィルム１１が発電した電力を使用することができるため、外部の電源、および外部の電源と振動測定装置３とをつなぐ配線が不要となり、測定対象物Ｍへ振動測定装置３を設置するだけでその振動を計測することができる。
【００７８】
さらに、振動測定装置３は、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００７９】
［第４の実施の形態］
上記した３つの実施の形態においては、振動測定装置が１枚のピエゾフィルムを備える構成について説明した。以下では、振動測定装置が２枚のピエゾフィルムを備える構成について説明する。
【００８０】
図８は、第４の実施の形態に従う振動測定装置４の構造を示す図である。図８を参照して、振動測定装置４は、固定具４５と、ピエゾフィルム４１Ａ，４１Ｂと、可動磁石４２Ａ，４２Ｂと、圧縮コイルばね４３Ａ，４３Ｂと、出力ケーブル４６Ａ，４６Ｂとを備える。その他の構成については第１の実施の形態と同様なため、説明を繰り返さない。
【００８１】
固定具４５は、ハウジング１７の内部に固定されている。ピエゾフィルム４１Ａの一方の端部は固定具４５に固定されている。ピエゾフィルム４１Ａの他方の端部には、ハウジング１７の底面部分の方を向いている面に可動磁石４２Ａが固定されている。圧縮コイルばね４３Ａの一方の端部はハウジング蓋１８に固定され、他方の端部はピエゾフィルム４１Ａに固定されている。出力ケーブル４６Ａの一方の端部はピエゾフィルム４１Ａに接続され、他方の端部は電気回路基板１４に接続されている。
【００８２】
ピエゾフィルム４１Ｂの一方の端部は固定具４５に固定されている。ピエゾフィルム４１Ｂの他方の端部には、ピエゾフィルム４１Ａの方を向いている面に可動磁石４２Ｂが固定されている。可動磁石４２Ｂは、可動磁石４２Ａと同じ磁極を向き合わせている。図８においては、可動磁石４２Ａと可動磁石４２ＢとはＳ極を向き合わせているが、Ｎ極を向き合わせても構わない。圧縮コイルばね４３Ｂの一方の端部はハウジング１７の底面部分に固定され、他方の端部はピエゾフィルム４１Ｂに固定されている。出力ケーブル４６Ｂの一方の端部はピエゾフィルム４１Ｂに接続され、他方の端部は電気回路基板１４に接続されている。
【００８３】
可動磁石４２Ａが可動磁石４２Ｂから受ける反発力と、圧縮コイルばね４３Ａの復元力とは、測定対象物Ｍの静止状態において釣り合っていることが望ましい。同様に、可動磁石４２Ｂが可動磁石４２Ａから受ける反発力と、圧縮コイルばね４３Ｂの復元力とは、測定対象物Ｍの静止状態において釣り合っていることが望ましい。これらの釣り合いのために、可動磁石４２Ａと可動磁石４２Ｂとの間のエアギャップおよび磁力、並びに圧縮コイルばね４３Ａ，４３Ｂのばね定数を調整すると良い。これは、力が中立の位置で釣り合っているため、反発方向の外部振動を受けた時、どちらの方向にも変位しやすくなるためである。
【００８４】
第４の実施の形態においても、測定対象物Ｍが振動すると、それに応じて可動磁石４２Ａ，４２Ｂも振動する。このことにより、ピエゾフィルム４１Ａは出力ケーブル４６Ａを通して電気回路基板１４に交流電流を供給し、ピエゾフィルム４１Ｂは出力ケーブル４６Ｂを通して電気回路基板１４に交流電流を供給する。
【００８５】
第４の実施の形態においては、第１の可動部は可動磁石４２Ａを含み、第２の可動部は可動磁石４２Ｂを含み、固定部は固定具４５と、ハウジング１７と、ハウジング蓋１８とを含む。
【００８６】
第４の実施の形態においても、振動測定装置４は、ピエゾフィルム４１Ａ，４１Ｂが発電した電力を使用することができるため、外部の電源、および外部の電源と振動測定装置４とをつなぐ配線が不要となり、測定対象物Ｍへ振動測定装置４を設置するだけでその振動を計測することができる。
【００８７】
さらに、振動測定装置４は、外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析を容易にする。
【００８８】
［第５の実施の形態］
上記した実施の形態においては、振動測定装置について説明してきた。第５の実施の形態においては、そのような振動測定装置を用いた振動測定システムについて説明する。
【００８９】
図９は、第５の実施の形態に従う振動測定システム１００の構成の概略を示す図である。図９を参照して、振動測定システム１００は、振動測定装置５と、データ収集装置６０と、データ管理装置７０と、データ解析装置８０と、閲覧端末９０とを備える。振動測定装置５は、上記したいずれの実施の形態に従うものでも構わないため、振動測定装置５についての説明を繰り返さない。
【００９０】
振動測定装置５は、ＺｉｇＢｅｅに準拠した通信方法を用いてデータ収集装置６０に振動データとＩＤとを送信する（以下、送信される振動データとＩＤとをまとめて「送信データ」と称する。）。この際、送信データには、測定日や測定対象物を識別できる情報（機種や型番等）、振動測定装置５が設置された位置等の情報も含まれていることが望ましい。振動測定装置５とデータ収集装置６０との通信には中継器（図示せず）を介しても構わない。
【００９１】
データ収集装置６０は、振動測定装置５からの送信データを収集する。そして、収集した送信データを電話回線により、データ管理装置７０に送信する。
【００９２】
データ管理装置７０は、データ収集装置６０からの振動データに含まれる振動データとＩＤとを関連付けて保存する。さらに、データ管理装置７０は、受信したＩＤに基づいて振動データを分類して管理する。
【００９３】
データ解析装置８０は、ＬＡＮ、ＷｉＦｉ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈに準拠した通信方法を用いてデータ管理装置７０にアクセスし、振動データを取得する。データ解析装置８０は、取得した振動データに基づき、周波数の解析を行ない、その結果を表示する。データ解析装置８０は、解析の結果を保存すると共に、データ管理装置７０に解析の結果とＩＤとを送信する。データ管理装置７０は当該解析の結果とＩＤとをバックアップとして保存する。データ管理装置７０においては、解析の結果とＩＤとが関連付けられて管理される。データ解析装置８０は、解析の結果、振動値（振幅、速度、または加速度）が所定の閾値以上となった場合には、所定の送信先に、異常な振動が発生した旨の警告を発信する。上記閾値は、軽度の異常な振動に対応する値から重度の異常な振動に対応する値まで段階的に設定しても構わない。
【００９４】
閲覧端末９０は、ＬＡＮ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈに準拠した通信方法を用いてデータ解析装置８０にアクセスする。閲覧端末９０は、ＩＤと解析の結果を取得して、ＩＤ毎に解析の結果を閲覧することができる。閲覧端末９０としては、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、またはＰＤＡが考えられる。
【００９５】
振動測定システム１００においては、振動測定装置５が外部とワイヤレス通信することができるため、通信のための配線の必要がなく、遠隔地における振動データの解析が容易になる。
【００９６】
さらに、振動測定システム１００においては、振動測定装置５がデータ収集装置６０に振動データとＩＤとを送信する。データ収集装置６０は、受信した振動データとＩＤとをデータ管理装置７０に送信する。そのため、データ管理装置７０は、受信した振動データがどの振動測定装置５によって測定されたものかを知ることができる。したがって、振動測定システム１００は、複数の振動測定装置５が測定した振動データを一括管理することを容易にする。
【００９７】
なお、本発明に係る振動測定装置は、第１ないし第４の実施の形態に記載された構成に限定されるものではなく、例えばピエゾフィルムを３枚以上備えていても構わない。センサは加速度センサに限られるものではなく、速度センサまたは非接触変位センサのように、振動を測定可能であればどのようなものであっても構わない。
【００９８】
今回開示された実施の形態はすべ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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９９】
１，１Ａ，２，２Ａ，３，４，５  振動測定装置、１０，４５  固定具、１１，４１Ａ，４１Ｂ  ピエゾフィルム、１２，４２Ａ，４２Ｂ  可動磁石、１３  固定磁石、１３Ａ  タグ、１４，１４Ａ  電気回路基板、１５  同軸ケーブル、１６，４６Ａ，４６Ｂ  出力ケーブル、１７  ハウジング、１８  ハウジング蓋、１９，１３２，４０２  アンテナ、２２，２２Ａ  おもり、２３  引張りコイルばね、２３Ａ，３４  圧縮コイルばね、４３Ａ，４３Ｂ  コイルばね、４０  リーダライタ、６０  データ収集装置、７０  データ管理装置、８０  データ解析装置、９０  閲覧端末、１００  振動測定システム、１３１  チップ、１４１  全波整流回路、１４２  平滑回路、１４３，１４４  昇圧回路、１４５  マイクロコンピュータ、１４６  蓄電回路、１４７  加速度センサ、１４８  通信回路。
【図１】
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【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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