振動監視における3つの指標（変位・速度・加速度）
設備診断において、振動を正しく評価するためには「変位（Displacement）」「速度（Velocity）」「加速度（Acceleration）」という3つの指標を理解し、対象となる異常（周波数帯域）に合わせて使い分けることが鉄則です。
これらの指標は、対象となる振動の周波数によって「感度」が大きく異なります。結論から言うと、周波数が高くなるほど「単位時間あたりの変化」が急激になるため、速度や加速度の数値（感度）は大きく跳ね上がります。
| 指標 | 得意な周波数帯域 | 主な診断対象（異常の種類） | 感度の特性 |
|---|---|---|---|
| 変位 | 低域（〜10Hz） | 建屋の揺れ、大型回転機の軸の振れ、配管の振動など | 周波数によらず一定 |
| 速度 | 中域（10Hz〜1kHz） | アンバランス、ミスアライメント（軸ズレ）、ガタなど | 周波数に比例する |
| 加速度 | 高域（1kHz〜） | ベアリング（軸受）の傷、ギアの欠け、金属同士の衝突 | 周波数の二乗に比例する |
なぜ高周波になると感度が上がるのか？（直感的な理由）
なぜ周波数が高くなると速度や加速度の感度が上がるのか。「同じ振幅（変位）」で物体を揺らしている場合を想像してみてください。
- 変位（感度は一定）
「どれだけ動いたか」という距離そのものを見ているため、ゆっくり動かしても速く動かしても、最大移動距離が変わらなければ値は一定です。 - 速度（周波数に比例）
周波数が2倍になるということは、「同じ距離を半分の時間で行って来い」と言われている状態です。当然、動くスピード（速度）は2倍速くならなければ間に合わないため、周波数に比例します。 - 加速度（周波数の二乗に比例）
加速度は「速度の変化率」です。周波数が2倍になると、「速度そのものが2倍」になる上に、「方向転換のタイミングも2倍」頻繁になります。より速いスピードをより短い時間で切り返さなければならないため、負荷（エネルギー）は二乗で効いてくるのです。
数学的な理由：微分のルールによる証明
振動の指標の関係性は、数学的には「微分」で明確に説明できます。振動を単純なサイン波（正弦波）として考えた場合、それぞれの関係は以下のようになります。
※ $t$ は時間、$f$ は周波数、$A$ は振幅（変位）とします。
■ 変位（ $x$ ）
基準となる振幅です。
$$x = A \sin(2\pi f t)$$
■ 速度（ $v$ ）
変位を時間 $t$ で1回微分します。
$$v = \frac{dx}{dt} = A(2\pi f) \cos(2\pi f t)$$
→ 式の先頭に $f$ が1つ出てくるため、速度は周波数に比例します。
■ 加速度（ $a$ ）
速度をさらに1回微分（変位を2回微分）します。
$$a = \frac{dv}{dt} = -A(2\pi f)^2 \sin(2\pi f t)$$
→ 式の先頭に $f^2$ が出てくるため、加速度は周波数の二乗に比例します。
コナンエアーでの活用アプローチ：速度と高域加速度の両立
実際の設備診断の現場では、周波数と感度の関係を理解した上でセンサーを選定する必要があります。ワイヤレス振動センサー「コナンエアー」は、実用上最も重要な「中域」と「高域」の両方をカバーする独自の設計を採用しています。
- 【速度の傾向管理】
ISO基準に基づく汎用的な「速度」の傾向管理を行い、アンバランスやガタつきなど、機械全体のコンディション悪化を監視します。簡易診断の主目的として最適です。 - 【アンダーサンプリングによる高域加速度の検知】
本来、1kHzを超える高周波の加速度（ベアリング初期異常など）を正確に捉えるには、膨大なデータ送信と消費電力が伴います。コナンエアーは、特許取得済みの「アンダーサンプリング技術」により、あえて折り返し（エイリアシング）を利用し、低いサンプリングレートのまま高周波の加速度ピーク（軸受の損傷）を逃さず検知します。
【重要】アンダーサンプリングの限界と生データ保存の意義
ここで、現場の皆様へ誠実に事実をお伝えします。アンダーサンプリング技術では高周波を低周波帯域に映し出しているため、「精密な高周波数振動の絶対値計測はできない」という明確な限界（デメリット）が存在します。
しかし、対象を汎用回転機械の軸受に絞った場合、正常時には高周波振動は発生しません。つまり、「絶対値が厳密にいくらか」よりも、「普段発生しないはずの高周波が発生した」という変化の事実を確実に捉えることが、異常発生時の傾向管理（相対比較）において最も重要になります。
絶対値計測ができないデメリットを受け入れてでも、データ量を劇的に軽量化する最大の理由は、昨今主流となっている「エッジ処理のブラックボックス化」を防ぐためです。
エッジ処理の多くは、良否判定、要約データ（平均・ピーク）、FFT結果、AIスコアなどの「結果」だけを送信し、最も重要な「生波形」を破棄してしまいます。これでは、後からエンジニアが「なぜその異常判定になったのか」を検証することができません。
コナンエアーは、アンダーサンプリングによって軽量化された「生データ（Raw Data）そのもの」をクラウドやローカル環境へ保存し続けます。これにより、現場の技術者が自らの目で波形を確認し、事実に基づいた正しい予知保全を実現できる環境を提供します。
現場のエンジニアが導入前に抱きがちな疑問
Q1：変位・速度・加速度のどれを見ればいいのか分かりません。
A：一般的な回転機のアンバランスやガタの監視には「速度」を、ベアリングの初期異常（傷や欠け）をいち早く捉えたい場合には「加速度」を確認するのが鉄則です。コナンエアーはこれらを同時に計測し、生データとして保存します。
Q2：コナンエアーの設置方向で数値は変わりますか？
A：はい、大きく変わります。振動は「発生源からどの方向に伝わっているか」が重要です。本カテゴリ内の「正しい設置方向」の記事で詳しく解説していますが、基本は垂直・水平・軸方向の3軸を意識して設置します。
Q3：なぜ「生データ（Raw Data）」がそんなに重要視されるのですか？
A： AIやエッジ処理による「異常スコア」だけでは、後からエンジニアが原因を特定（なぜ異常と判定されたのかの検証）できないためです。生データがあれば、FFT解析などを後追いで行い、確信を持ってメンテナンス判断を下せます。
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- クラウドが不要で完全自動測定が可能
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