"運動体表面の任意の点に接触可能な接触部と、該接触部からの音響を伝達可能な接触材と、該接触材の一部に配設された音響センサと、該音響センサの前記接触材への固定と外乱の遮蔽を担う電気絶縁性の樹脂製のシールド部と、前記音響センサの出力を電気信号に変換する変換器と、該変換器の出力をメモリ演算するとともに、該出力を基に前記運動体の異常を判断する演算処理部と、を備え、予め前記運動体の正常動作時と作為的に作り出した異常動作時における前記変換器の出力を取得し、各出力の周波数/時間スペクトルおよび強度振幅/時間スペクトルを作成し、実測時の変換器の出力を基に前記運動体の異常を判断することを特徴とする運動体の異常診断装置。前記音響センサが、ピエゾ素子によって構成され、前記シールド部が、ポリ塩化ビニル等ポリハロゲン化ビニルによって構成されることを特徴とする請求項1記載の運動体の異常診断装置。前記接触材の少なくとも前記接触部から前記音響センサが配設された部位までが、所定の外径を有する棒体であり、前記接触部が、該棒体の一端に設けられた広角約60~90°の尖端を有することを特徴とする請求項1または2記載の運動体の異常診断装置。前記変換器の出力,周波数/時間スペクトルおよび強度振幅/時間スペクトルに対して、フーリエ変換またはウェーブレット変換を行い、変換後のデータを基に前記運動体の異常を判断することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の運動体の異常診断装置。以下のいずれかに該当する場合を、前記運動体の異常の判断基準と設定することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の運動体の異常診断装置。1前記周波数/時間スペクトルについて、中心周波数が正常時の±50を超える場合または複数の中心周波数領域を有する場合、2前記周波数/時間スペクトルについて、最大周波数が正常時の50を超える場合または最小周波数が正常時の-50を超える場合3前記強度振幅/時間スペクトルについて、単位時間あたりのスペクトル密度が正常時の±50を超える場合、4前記強度振幅/時間スペクトルについて、最大振幅が正常時の50を超える場合または最小振幅が正常時の-50を超える場合しかし、上記のような従前の運動体の異常診断装置や診断システムでは、以下の課題が生じることがあった。i手動式の多くは、従来からの診断経験を基に、経験者が聞いた音により異常を診断する。このときのノウハウは、現場で経験者が未経験者に繰り返し音を聞かせ伝達していることから、聴診音をそのままに録音する技術等、客観的なデータに基づく汎用的な技術の確立に対する強い要請があった。また、聴診棒を用い直接耳に当て音を聞く場合、作業者と診断する設備が金属で直接接続されることになることから、対象設備からの漏電や、回転機器の回転部や振動部等との接触等の危険性があった。ii自動式の車軸用軸受装置の異常診断装置においては、従前は運動体を代表する特定部位に検出器センサが取付けられ、その部位での情報を固定的に得るものあり、他の部位で異常があった場合に、そのセンサで検知できないことがあった特許文献1段落0012~0013,特許文献2段落0022。複数の部位にセンサを配設し、他面的に検知しようとする場合には、センサが運動体の作動に影響しない部位に設ける必要があり、実質的に運動体の異常状態を代表して検知することは難しい。また、運動体の作動に伴い異常が生じる部位が移動する可能性があるが、センサ配設時と異なる部位に取付け位置を変更することは、実際的には難しい。iii音指向性の高いマイクロフォンを使用して局部的な音を録音する方法や、医療用の聴診噐に近似した聴診器を検討した結果、小型のマイクロフォンを連結して録音使用とした場合、空気を介した音響は市販のマイクロフォンでは、従来の耳で直接聞く音と比べ、正確に聴診音が再現できなかった。とりわけ機械設備においては、周辺音響は非常に大きく、機械内部の局所的な聴診音を取り出すことは困難であった。本発明の目的は、手動式、移動可能な固定手段を用いた自動式を問わず、安全に運動体表面の任意の点からの情報を得ることができ、周りの雑音に影響されることなく、正確に電気信号に変換して再生可能な情報を確保するとともに、該情報を基に、運動体の客観的な異常診断を行うことができる運動体の異常診断装置を提供することにある。本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示す運動体の異常診断装置によって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。本発明に係る運動体の異常診断装置は、運動体表面の任意の点に接触可能な接触部と、該接触部からの音響を伝達可能な接触材と、該接触材の一部に配設された音響センサと、該音響センサの前記接触材への固定と外乱の遮蔽を担う電気絶縁性の樹脂製のシールド部と、前記音響センサの出力を電気信号に変換する変換器と、該変換器の出力をメモリ演算するとともに、該出力を基に前記運動体の異常を判断する演算処理部と、を備え、予め前記運動体の正常動作時と作為的に作り出した異常動作時における前記変換器の出力を取得し、各出力の周波数/時間スペクトルおよび強度振幅/時間スペクトルを作成し、実測時の変換器の出力を基に前記運動体の異常を判断する。運動体の異常は、可動部の磨耗や異物の発生あるいは不純物の混入等運動体内部での異常現象が原因となることが多く、間接的な方法では検知することが難しい。本発明は、手動式、自動式を問わず、直接運動体表面から内部情報を取り出し、情報解析を行なうことによって、運動体の客観的な異常診断を行うことを可能にした。具体的には、運動体表面の任意の点に接触可能な接触部からの音響を、周りの雑音に影響されることなく、正確に電気信号に変換して再生可能な情報として確保するとともに、かかる音響情報の周波数/時間スペクトルおよび強度振幅/時間スペクトルを作成することによって、運動体の客観的な異常診断を行うことが可能となった。本発明は、上記運動体の異常診断装置であって、前記音響センサが、ピエゾ素子によって構成され、前記シールド部が、ポリ塩化ビニル等ポリハロゲン化ビニルによって構成されることを特徴とする。運動体の異常診断装置であっては、診断の判断に最適な特定の周波数帯域に優れた検出感度と選択性を有する音響センサが好ましい。また、異常現象にあっては振動要素の異常を含むことから、こうした振動要素を合せて検出できる音響センサが好ましいことを見出した。種々のセンサを検証した結果、後述するように比較的広帯域の高感度センサとして、ピエゾ素子によって構成された音響センサが好ましく、振動要素を含む外乱の排除には、電気絶縁性の樹脂製のシールド部として、ポリ塩化ビニル等ポリハロゲン化ビニルによって構成されることを見出した。こうした構成によって、運動体表面から伝達された音響を正確に精度よく検知することが可能となった。本発明は、上記運動体の異常診断装置であって、前記接触材の少なくとも前記接触部から前記音響センサが配設された部位までが、所定の外径を有する棒体であり、前記接触部が、該棒体の一端に設けられた広角約60~90°の尖端を有することを特徴とする。運動体の異常の有無を検知できるように、運動体表面からの音響を取り出すには、接触部が運動体表面と円滑にかつ常に接点を有するように接触することが好ましい。接触部は、こうした接触が可能な形状が好ましく、特に種々の外観形状を有する運動体の表面に対して、任意の方向から任意の点に接触することが好ましい。また、運動体表面との接点からの音響を障害なく、円滑に伝達手段接触材に伝達できる形状が好ましい。種々の検証の結果、広角約60~90°の尖端を有する接触部によって、こうした運動体表面からの音響を正確に精度よく取り出し、伝達できることを見出した。接触材は、接触部からの音響を障害なく、円滑に音響センサに伝達できる構成が好ましい。種々の検証の結果、少なくとも接触部から音響センサが取付けられた部位までを所定の外径を有する棒体とすることによって、外乱影響の受けにくく、音響を正確に伝達できることを見出した。こうした構成の組合せによって、より正確に精度よく運動体M表面からの音響を取り出し、音響センサに伝達できることが可能となった。本発明は、上記運動体の異常診断装置であって、前記変換器の出力,周波数/時間スペクトルおよび強度振幅/時間スペクトルに対して、フーリエ変換またはウェーブレット変換を行い、変換後のデータを基に前記運動体の異常を判断することを特徴とする。運動体からの音響信号は、振動要素を含め周波数解析により、定性化することができるとともに、基準となる条件が特定できる場合には、定量化を図ることが可能である。一方、運動体からの音響信号には、異常判断に必要な信号以外の信号雑音が非常に多く、音響信号に基づく異常の判断には、こうした雑音を除去した信号処理が不可欠である。種々の検証の結果、音響信号の周波数/時間スペクトルおよび強度振幅/時間スペクトルに対してフーリエ変換またはウェーブレット変換を行うことによって、正常時と異常時の音響信号の差異を明確にすることができることを見出した。従って、こうした変換処理を行った音響信号を基に、正確かつ客観的な異常診断を行うことが可能となった。本発明は、上記運動体の異常診断装置であって、以下のいずれかに該当する場合を、前記運動体の異常の判断基準と設定することを特徴とする。1前記周波数/時間スペクトルについて、中心周波数が正常時の±50を超える場合または複数の中心周波数領域を有する場合、2前記周波数/時間スペクトルについて、最大周波数が正常時の50を超える場合または最小周波数が正常時の-50を超える場合3前記強度振幅/時間スペクトルについて、単位時間あたりのスペクトル密度が正常時の±50を超える場合、4前記強度振幅/時間スペクトルについて、最大振幅が正常時の50を超える場合または最小振幅が正常時の-50を超える場合運動体からの音響信号には、異常判断に必要な信号以外の信号雑音が非常に多く、音響信号に基づく異常の判断には、基準となる正常時の音響信号が不可欠であると同時に、定量的にその差異を明確にし、判断基準となる閾値を設定する必要がある。種々の検証の結果、本発明においては、運動体からの音響信号、あるいはこれらのフーリエ変換またはウェーブレット変換後のデータを基に、所定時間における周波数あるいは振幅の閾値を設定することが可能であることを見出した。その閾値を基準に、実測の音響信号から運動体の異常判断を行うことによって、正確かつ客観的な異常診断を行うことが可能となった。本発明に係る運動体の異常診断装置以下本装置というは、運動体表面の任意の点に接触可能な接触部と、該接触部からの音響を伝達可能な接触材と、該接触材の一部に配設された音響センサと、該音響センサの前記接触材への固定と外乱の遮蔽を担う電気絶縁性の樹脂製のシールド部と、前記音響センサの出力を電気信号に変換する変換器と、該変換器の出力をメモリ演算するとともに、該出力を基に前記運動体の異常を判断する演算処理部と、を備え、予め前記運動体の正常動作時と作為的に作り出した異常動作時における前記変換器の出力を取得し、各出力の周波数/時間スペクトル以下周波数スペクトルというおよび強度振幅/時間スペクトル以下振幅スペクトルというを作成し、実測時の変換器の出力を基に前記運動体の異常を判断する。運動体表面の任意の点に接触可能な接触部からの音響を、周りの雑音に影響されることなく、正確に電気信号に変換して再生可能な情報として確保するとともに、かかる音響情報の周波数スペクトルおよび振幅スペクトルを作成することによって、運動体の客観的な異常診断を行うことができる。以下、本装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。<本発明に係る運動体の異常診断装置の基本構成例>本装置の基本的な構成を、図1に例示する第1構成例。本装置は、接触部1,接触材2,音響センサ3,シールド部4および信号伝達部5から構成され、運動体Mからの音響を検知する異常検出部Sと、異常検出部Sの出力を電気信号に変換する変換器6と、変換器6の出力を基に運動体Mの異常を判断する演算処理部7と、これらを保持固定する固定手段Fから構成される。固定手段Fによって、異常検出部Sが固定され、予め運動体M表面の任意の特定部位に、あるいは移動可能に複数の任意の部位に、接触部1を設定することによって、運動体Mの表面からの音響出力を取り出し、変換器6を介して入力された演算処理部7において、音響出力を演算し、予めメモリされた運動体Mの正常動作時と異常動作時の情報を基に、実測の運動体Mの異常診断を行う自動式の異常診断装置が構成される。ここで、音響とは、音波のみならず、振動成分を含む特定の周波数領域の波動をいう。運動体Mの異常診断においては、0~数1000Hzの広周波数帯域の波動を用いることが好ましいことを見出した。運動体Mの表面からの音響を、異常検出部Sにおいて検知し、運動体Mの異常の有無を判断する。具体的には、接触部1によって音響をピックアップし、接触材2を介して音響センサ3によって検出する。検知された検出信号は、変換器6で電気信号に変換され、演算処理部7において演算処理され、運動体Mの正常な状態の音響と対比され、異常の有無が判断される。こうした構成によって、手動式、移動可能な固定手段を用いた自動式を問わず、安全に運動体Mの表面の任意の点からの情報を得ることができ、周りの雑音に影響されることなく、正確に電気信号に変換して再生可能な情報を確保するとともに、該情報を基に、運動体の客観的な異常診断を行うことができる。異常検出部本装置を構成する異常検出部Sについて詳述する。図2Aは、異常検出部S全体を例示する概略図である。図2Bは、接触材2の、音響センサ3が配設された部位の近傍のAA断面を例示する概略図である。異常検出部Sは、一端に運動体Mの表面の任意の点に接触可能な接触部1を有し、他端側に音響センサ3が配設された、接触部1からの音響を伝達可能な棒体の接触材2を有する。a接触部1接触部1は、棒体の接触材2の一端に設けられ、広角2αが約60~90°の尖端を有することが好ましい。こうした形状によって、種々の外観形状を有する運動体Mの表面に対して、任意の方向から任意の点に接触することが可能となるとともに、運動体Mに対して滑りが生じることなく、負荷あるいは運動状態に障害とならないようにすることが可能となる。また、接触部1から棒体の接触材2への音響の伝達において、外乱となる障害を受けることなく円滑に伝達できる。その結果、運動体M表面からの音響を正確に精度よく取り出し、伝達できることが可能となった。具体的には、例えば、図2Aにおいて、曲率を有する約1~1.5mmの尖端を有し、広角2αを約60°~90°とする接触部1によって、運動体Mに接触させた際に滑りがなく安定度が良いとの結果を得た。b接触材2接触材2は、少なくとも接触部1から音響センサ3が取付けられた部位までを所定の外径を有する金属製あるいは高密度の樹脂製の棒体により構成することが好ましく、特に金属製の棒体が好ましい。耐熱性が要求される場合には、セラミックス製の棒体により構成することも可能である。接触部1からの音響を、途中の障害もなく、外乱影響の受けず、円滑にかつ正確に音響センサ3に伝達することができる。ここで、接触材2の長さL及び直径Dは、作業環境に合わせて、調整することが可能である。具体的には、例えば、図2Aにおいて、以下の範囲の寸法を有する接触材2は、その性能に差異はなかった。直径D=3mm~8mm長さL=150mm~1000mmc音響センサ3音響センサ3は、運動体Mからの振動要素を含む比較的広周波数帯域の音響を、高感度に検知で切ることが好ましいことから、ピエゾ素子によって構成される。つまり、ピエゾ素子は、0~数1000Hzの広周波数帯域の音響を検知することができるとともに、選択的にこの領域の検出感度が高いことから、後述するフーリエ変換等によって広範囲にほぼ均等に発生する雑音成分を排除することによって、より選択性の高い検知を行うことができる。さらに、音響センサ3は、接触材2図2A,Bにおいては、接触材2に接続されたセンサ台3aに配設され、周囲からの雑音影響を受けないように、電気絶縁性の樹脂製のシールド部4によってシールドされる。音響センサ3の出力は、信号伝達部5を介して変換器6に送信され、電気信号に変換された後、演算処理部7に送信される。なお、図2A,Bにおいて、センサ台3aは、接触材2と一体に形成されることが好ましい。運動体Mからの音響を減衰させることなく、音響センサ3によって検知することができる。dシールド部4シールド部4は、音響センサ3を周囲からの雑音影響から遮蔽するために設けられ、電気絶縁性の樹脂製のシールド材が用いられる。図2A,Bにおいて、シールド部4は、音響センサ3が配設されたセンサ台3a全体を覆うように設けられるとともに、さらにシールド部4を覆うように、同じ素材のシールドカバー4aが設けられ、シールド部4の破損の防止が図られる。シールド部4は、音響センサ3の検出特性を確保するために重要な役割を果たすとともに、手動式あるいは自動式を問わず、異常検出部Sの保持固定を担う部位であることから、その破損の可能性を低減することが好ましいからである。電気絶縁性の樹脂製のシールド材としては、例えば、ビニールテープのようにポリ塩化ビニルPVC等ポリハロゲン化ビニルが好ましい。固定の確実を図ることができるとともに、外乱影響の排除に効果的であることを見出した。ビニールテープを用いた場合、これを1~2kgf程度の力で引っ張りながら丁寧に何重にも巻き付けることによって、センサ台3aへの音響センサ3の固定を確実にして安定な検知機能を確保することができるとともに、雑音影響からの遮蔽を確実に行うことができる。センサ台3aの長幅の1/2~1/3例えば約20mm程度の幅長のビニールテープを用いて積層していくことが好ましい。同じ厚みのビニールテープ以外の材質では、外部の遮蔽効果、密着性等から雑音を生じる。具体的な実験結果を、下表1に示す。演算処理部本装置は、異常検出部Sの機能とともに演算処理部7の機能も重要である。図1において、異常検出部Sの出力が変換器6に入力されて電気信号に変換され、演算処理部7に入力された変換器6の出力を基に、以下の操作によって、運動体Mの異常の有無が判断される。なお、異常検出部Sからの音響出力が送信される信号伝達部5および変換器6においても、外部からの雑音等の外乱影響を受けないように処理される。また、演算処理部7には、表示部7aが設けられることが好ましい。接触部1を運動体Mの表面の任意の点に接触させた特の結果から、即時測定点の移動を行い、他の測定点での検知を行い、異常の判断を行うことができる。a予め運動体の正常動作時と異常動作時における変換器の出力を取得予め運動体Mの正常動作時と作為的に作り出した異常動作時における変換器6の出力を取得し、メモリする。異常動作は、いくつかのパターンの異常状態を設定し、変換器6の出力データを類型的にメモリすることによって、実測時の異常状態を類型的に把握し、異常の有無の判断を正確に行うことができる。また、接触部1を運動体Mの表面の任意の点に接触させ、その時の変換器6の出力を取得し、メモリすることによって、異常判断に最適な運動体Mの表面の測定点を設定することができる。b周波数スペクトルおよび振幅スペクトルの作成変換器6の出力/時間情報から、正常動作時と異常動作時における運動体Mからの音響信号の周波数スペクトルおよび振幅スペクトルを作成する。後述するように、正常動作時と異常動作時で、そのスペクトルのいずれかあるいは両方に明確な相違を見出すことができた。いくつかのパターンの異常状態、および運動体Mの表面の任意の測定点における周波数スペクトルおよび振幅スペクトルを作成することによって、異常の有無の判断を正確に行うとともに、異常判断に最適な運動体Mの表面の測定点を設定することができる。cフーリエ変換またはウェーブレット変換運動体Mからの音響信号は、強度や応答速度の異なる種々の信号の集合体であることから周波数スペクトルおよび振幅スペクトルのみでは、正常動作時と異常動作時での顕著な差異を認識できない場合があった。一方、後述するように、回転機器における回転軸受部の磨耗状態と切粉発生状態では、それぞれの周波数スペクトルおよび振幅スペクトルに対してフーリエ変換またはウェーブレット変換を行うことによって、顕著に相違した周波数スペクトルおよび振幅スペクトルを得ることができた。つまり、こうした変換処理を行った音響信号を基に、正確かつ客観的な異常診断を行うことができる。d実測の異常検出部の出力との対比予めメモリされた正常動作時と異常動作時における上記a~cの情報と、実測の異常検出部Sの出力,その周波数スペクトルおよび振幅スペクトル,およびそれらに対してフーリエ変換またはウェーブレット変換を行ったデータを対比する。各スペクトルを対比することによって、正常な状態と異常な状態との差異を検出することができるとともに、異常な状態であっても、その原因の相違に応じた異常な状態との差異を検出することができた。詳細は、<本装置による運動体の異常判断の実証実験>において後述する。e実測値の異常の判断運動体Mの異常の判断基準として、基準値の±50を目安として、以下のいずれかに該当する場合を設定することができる。正確かつ客観的な異常診断を行うことができる。なお、各スペクトルは、フーリエ変換またはウェーブレット変換後のスペクトルを含む。1周波数スペクトルについて、中心周波数が正常時の±50を超える場合または複数の中心周波数領域を有する場合、2周波数スペクトルについて、最大周波数が正常時の50を超える場合または最小周波数が正常時の-50を超える場合3振幅スペクトルについて、単位時間あたりのスペクトル密度が正常時の±50を超える場合、4振幅スペクトルについて、最大振幅が正常時の50を超える場合または最小振幅が正常時の-50を超える場合固定手段固定手段Fは、図1に例示するように、検出器固定部Fa,固定可動部Fbおよび固定部Fcから構成される。予め運動体M表面の任意の特定部位に、あるいは移動可能に複数の任意の部位に、接触部1が設定されとともに、検出器固定部Faによって、異常検出部Sが強固に保持固定される。このとき、検出器固定部Faは、シールド部4と同様、電気絶縁性の樹脂製が好ましい。検出器固定部Faによりシールド部4を包むように保持することによって、シールド部4とともに、周囲からの振動影響や雑音影響を受けないようにシールドすることができる。また、シールド部4と同素材とすることによって、シールド部4やシールドカバー4a図示せずの破損を防止することができる。固定可動部Fbは、異常検出部Sの方向や位置を手動によって、あるいは自動的に変更することができる。接触部1を運動体Mの表面の任意の点に接触できるとともに、運動体Mに接触させた際に滑りがなく安定的な接触を確実に行うことができる。1の測定点の測定結果から随時任意に測定点あるいは接触部1の運動体Mに対する接触角度を変更することができることから、迅速に異常の判断をすることができる。特に、演算処理部7に表示部7aが設けられた場合には、接触部1を運動体Mの表面の任意の点に接触させた特の結果から、即時測定点の移動を行い、他の測定点での検知を行い、異常の判断を行うことができる。固定部Fcは、運動体Mの振動等が直接伝わらない場所に設置されることが好ましい。また、操作性からは、変換器6および演算処理部7が固定された固定部Fcが、接触部1に近接することが好ましい。なお、検出器固定部Fa,固定可動部Fbおよび固定部Fcの配置構成は、これに限定されるものではなく、運動体Mの形状や構成によって随時設定される。<本装置の他の構成例>図3は、本装置の他の構成例第2構成例を示す概略図である。第2構成例は、異常検出部Sは、第1構成例と同様の構成であるが、固定手段Fに代えて、作業者Hの手動による操作によって、測定点あるいは接触部1の運動体Mに対する接触角度を変更することができる。検出器固定部Faに代えて、作業者Hの手によりシールド部4を包むように保持することによって、シールド部4とともに、周囲からの振動影響や雑音影響を受けないようにシールドすることができる。なお、作業者Hの手による保持は、安定性に欠ける一方、1の測定点の測定結果から随時任意に測定点あるいは接触部1の運動体Mに対する接触角度を変更することができることから、迅速に異常の判断をすることができる点において優れている。また、作業者Hと異常検出部Sとが近接することによって、異常検出部Sの周囲からの外乱の影響を軽減することができる。<本装置による運動体の異常判断の実証実験>本装置を用い、運動体Mの異常判断の実証試験を行った。a実験条件運動体Mとして、a-1所定時間使用し異常のあったボールベアリングと未使用の正常なボールベアリング、およびa-2所定時間使用し異常のあった自動弁の内弁体と修理後の正常な内弁体、について、各部材の外周部に接触部を当て、その音響信号から異常の診断を行った。音響信号の周波数スペクトルSfおよび振幅スペクトルSwに対してウェーブレット変換を行った山武製ウェーブドクター。b実験結果実験結果として、b-1上記a-1について、図4A,Bに例示するウェーブレット変換された周波数スペクトルSfおよび振幅スペクトルSw、および図4C矢印に例示するように軸受部に切粉が発生した異常な状態のボールベアリングの実態写真を得た。また、b-2上記a-2について、図5A,Bに例示するウェーブレット変換された周波数スペクトルSfおよび振幅スペクトルSw、および図5Cに例示する異常な状態の内弁体の実態写真を得た。いずれも既述の異常の判断基準を超える結果となり、正常な状態と異常な状態との差異を検出することができるとともに、異常な状態であっても、その原因の相違に応じた異常な状態との差異を検出することができた。このように、本装置を用い、適切に運動体Mの異常判断を行うことができることが実証された。"