(57)【要約】【課題】  伝動ベルトの寿命を判別する。【解決手段】  歯付きベルト１０を、プーリに掛け回して使用する。歯付きベルト１０のプーリとの接触面を、帆布１６の外側に導電層１８を被覆して形成する。帆布１６は絶縁体である。接触面の一部と、接触面の他の一部との間の電気抵抗を測定する。ベルト使用により導電層１８が摩耗すると帆布１６が露出し、測定される電気抵抗が上昇する。この電気抵抗の上昇により、歯付きベルト１０のプーリに対する伝動性能の低下を判定する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリに掛け回され、内部層の外側に前記内部層より導電率が高い導電層が被覆して形成される、前記プーリとの接触面を有する伝動ベルトと、
前記接触面の一部と、前記接触面の他の一部との間の電気抵抗を測定する測定手段と、
前記接触面の摩耗による前記電気抵抗の上昇により、前記伝動ベルトのプーリに対する伝動性能の低下を判定する判定手段と
を備えることを特徴とするベルト寿命予知システム。
【請求項２】
前記伝動ベルトはベルト本体を有し、前記内部層は前記ベルト本体の一方の面を覆う帆布であることを特徴とする請求項１に記載のベルト寿命予知システム。
【請求項３】
前記内部層は、絶縁体であることを特徴とする請求項１に記載のベルト寿命予知システム。
【請求項４】
前記プーリは導電性を有し、前記測定手段は、前記プーリと前記プーリに接していない位置における接触面の一部との間の電気抵抗を測定することを特徴とする請求項１に記載のベルト寿命検知システム。
【請求項５】
前記伝動ベルトは、２つの導電性を有する前記プーリに掛け回されて使用され、前記測定手段は、前記２つのプーリ間の電気抵抗を測定することを特徴とする請求項１に記載のベルト寿命検知システム。
【請求項６】
前記導電層は、少なくともゴム糊およびＲＦＬ組成物のいずれかと、導電性材料とを含む材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のベルト寿命検知システム。
【請求項７】
前記導電性材料には、少なくとも銀および黒鉛のいずれかが含まれることを特徴とする請求項６に記載のベルト寿命検知システム。
【請求項８】
プーリに掛け回され、前記プーリとの接触面が摩耗する伝動ベルトにおいて、
前記接触面は、内部層の外側に前記内部層より導電率が高い導電層が被覆して形成され、
前記接触面の摩耗による前記接触面の一部と、前記接触面の他の一部との間の電気抵抗の上昇により、プーリに対する伝動性能の低下を判定可能であることを特徴とする伝動ベルト。
【請求項９】
プーリに掛け回され、前記プーリとの接触面が摩耗することによる伝動ベルトの伝動性能の低下を判定するベルト寿命予知方法において、
前記接触面は、内部層の外側に前記内部層より導電率が高い導電層が被覆して形成され、
前記接触面の一部と、前記接触面の他の一部との間の電気抵抗を測定し、この電気抵抗の上昇により、前記伝動ベルトのプーリに対する伝動性能の低下を判定することを特徴とするベルト寿命予知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車エンジンに使用される伝動ベルトの寿命を予知し、ベルトの交換時期を使用者等に知らしめるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動ベルトは、原動、従動プーリに掛け回され、原動側の駆動力を従動側に伝達する。伝動ベルトには駆動力を伝達するとき大きな負荷が作用し、この負荷により帆布は摩耗する。帆布の摩耗が一定量進むと、例えば歯付きベルトにおいては歯欠け等が生じ、原動側の駆動力が従動側に適正に伝達できなくなる。したがって、帆布の摩耗が一定量進む前に、伝動ベルトを交換することが望ましい。
【０００３】
そこで、従来、目視により帆布の摩耗程度を確認し、伝動ベルトの寿命を判断する方法が知られている。しかし、目視により摩耗程度を確認すると、確認する者の経験等にその判断が委ねられ、正確に摩耗程度を把握するのは困難である。
【０００４】
また従来、導電性物質で形成された心線の電気抵抗を測定し、心線の損傷状態を把握することにより、ベルトの寿命を予知する方法が知られている（例えば特許文献１）。この方法によれば、心線の端部をベルトの側面に露出させ、露出した端部間の電気抵抗が測定されている。
【０００５】
しかし、この方法では、電気抵抗を測定するために、その都度ベルトを停止させ、心線端部に測定器の端子を取り付けなければならない。したがって、例えばベルトが複雑な装置内で使用されている場合、また、ベルトを長時間回転させ続けなければならない場合には、この方法を適用することが困難である。
【０００６】
なお、帆布に導電コーティング剤が塗布された伝動ベルトが従来知られている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−２４２８２６号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８５６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、以上の問題を解決するためものであり、簡易な構成でベルト回転中においても寿命を予知することができるベルト寿命検知システ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】
【０００８】
本発明に係るベルト寿命予知システムは、プーリに掛け回され、内部層の外側に内部層より導電率が高い導電層が被覆して形成される、プーリとの接触面を有する伝動ベルトと、接触面の一部と、接触面の他の一部との間の電気抵抗を測定する測定手段と、接触面の摩耗による電気抵抗の上昇により、伝動ベルトのプーリに対する伝動性能の低下を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。これにより、伝動ベルトの寿命を容易に予知することができる。
【０００９】
伝動ベルトはベルト本体を有し、内部層はベルト本体の一方の面を覆う帆布であることが好ましく、帆布は絶縁体である。
【００１０】
プーリが導電性を有する場合、測定手段は、プーリとプーリに接していない位置における接触面の一部との間の電気抵抗を測定する。また、伝動ベルトが、２つの導電性を有するプーリに掛け回される場合、測定手段は、２つのプーリ間の電気抵抗を測定する。これにより、電気抵抗を容易に測定することができる。
【００１１】
導電層は、少なくともゴム糊およびＲＦＬ組成物のいずれかと、導電性材料とを含む材料によって形成されることが好ましい。導電性材料には、少なくとも銀および黒鉛のいずれかが含まれることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る伝動ベルトは、プーリに掛け回され、プーリとの接触面が摩耗する伝動ベルトにおいて、接触面は、内部層の外側に内部層より導電率が高い導電層が被覆して形成され、接触面の摩耗による接触面の一部と、接触面の他の一部との間の電気抵抗の上昇により、プーリに対する伝動性能の低下を判定可能である。
【００１３】
本発明に係るベルト寿命予知方法は、プーリに掛け回され、プーリとの接触面が摩耗することによる伝動ベルトの伝動性能の低下を判定するベルト寿命予知方法において、接触面は、内部層の外側に内部層より導電率が高い導電層が被覆して形成され、接触面の一部と、接触面の他の一部との間の電気抵抗を測定し、この電気抵抗の上昇により、伝動ベルトのプーリに対する伝動性能の低下を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、伝動ベルトの摩耗量が一定量進行したときに、測定される電気抵抗が上昇するので、これにより伝動ベルトのプーリに対する伝動性能の低下を容易に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る歯付きベルト１０を示す。歯付きベルト１０は、無端状ベルトであり、ベルト本体１１を有する。ベルト本体１１は、歯ゴム層１２、背ゴム層１３により一体的に形成され、歯ゴム層１２、背ゴム層１３の境界面には心線１９が埋設される。歯ゴム層１２には、長手方向に沿って歯部１４および歯底部１５が交互に一体的に形成され、歯ゴム層１２の歯部１４および歯底部１５の外表面は帆布１６によって覆われる。
【００１６】
帆布１６の外表面には、導電層１８が被覆される。導電層１８は、歯付きベルト１０において最外層であり、導電層１８の外表面１７は、歯付きベルト１０がプーリ２０、２１（図２参照）に掛け回されるとき、これらのプーリとの接触面となる。
【００１７】
帆布１６は、合成繊維、天然繊維等である緯糸および経糸によって織られる織物であって、実質的に絶縁体である。したがって、帆布１６の所定距離（例えばベルト長手方向における２０ｃｍ）間の電気抵抗値は、非常に大きく（例えば２ＭΩ以上）、好ましくは無限大である。なお、合成繊維、天然繊維は、例えばアラミド、ナイロン、または綿等である。
【００１８】
導電層１８は、導電性を有し、その導電率が、帆布１６の導電率に比べ非常に高い。したがって、導電層１８の所定距離間の電気抵抗値は、帆布１６の所定距離間の電気抵抗値に比べて非常に小さく、およそ０Ωである。
【００１９】
導電層１８は、例えばゴム糊またはＲＦＬ（レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス）組成物を含む材料に導電性材料が所定量配合されたものによって形成される。導電性材料の成分は、銀粉末５０〜７０ｗｔ％、黒鉛粉末２〜４ｗｔ％、熱可塑性樹脂５〜１５ｗｔ％、イソホロン２０〜４０ｗｔ％で構成される。なお、導電層１８は、歯付きベルト１０が加硫成型される前に、帆布１６に導電性材料が混合されたゴム糊等が被覆されることによって形成される。
【００２０】
図２は、本実施形態のベルト寿命予知システムを示す。寿命予知システムには、原動、従動プーリ２０、２１が設けられる。プーリ２０、２１には図１に示した歯付きベルト１０が掛けられ、ベルト１０が回転させられる。プーリ２０、２１は、その表面が導電性を有し、例えば金属によって形成される。
【００２１】
寿命予知システムにおいては、さらに抵抗測定器２２、ＣＰＵ２３およびランプ２６が設けられる。抵抗測定器２２には、第１および第２の端子２４、２５が備えられる。端子２４、２５は、それぞれ原動、従動プーリ２０、２１に接触しており、これにより抵抗測定器２２は原動、従動プーリ２０、２１間の電気抵抗値を測定することができる。
【００２２】
抵抗測定器２２で測定された電気抵抗値はＣＰＵ２３に送られる。ＣＰＵ２３には、予め閾値が格納されており、ＣＰＵ２３はその抵抗値が閾値以上となった場合に、ランプ２６を発光させ警告を発する。
【００２３】
なお、第１および第２の端子２４、２５は、例えばブラシ状に形成されており、回転中のプーリ２０、２１に接触しても、その回転を阻害することなく、また異音も発生させない。
【００２４】
歯付きベルト１０が掛け回されていないとき、プーリ２０、２１間は絶縁処理がなされているため、これらの間の抵抗値は無限大となる。一方、歯付きベルト１０の最外層は導電層１８であるので、プーリ２０、２１との接触面である外表面１７の一部と外表面１７の他の一部との間の電気抵抗値はおよそ０Ωである。したがって、歯付きベルト１０がプーリ２０、２１に掛け回されると、プーリ２０、２１間は導通し、これらの間の抵抗値はおよそ０Ωとなる。
【００２５】
しかし、歯付きベルト１０が回転させられると導電層１８は摩耗される。摩耗が進み、ベルト１０の同一の幅方向において２カ所以上導電層１８の全てが摩耗されると、ベルト１０において、プーリとの接触面の一部と他の一部は絶縁される。したがって、ベルト回転中において、プーリ２０、２１間も一時的に絶縁され、測定される電気抵抗値はおよそ０Ωから閾値（例えば２ＭΩ）以上に上昇する。電気抵抗値が閾値以上に上昇すると、ＣＰＵ２３はランプ２６から警告を発する。
【００２６】
ベルト１０が長時間回転し、導電層１８の摩耗が進むと、歯付きベルト１０は、例えば歯欠け等を起こし、伝動性能を低下させる。したがって、ある程度の摩耗が進むと、ベルト１０は交換しなければならない。すなわち、本実施形態においては、ベルトの摩耗がある程度進んだことを警告によって知ることができるので、ベルト１０の伝動性能が低下する前に、適正にベルト１０を交換することができる。
【００２７】
以上のように、本実施形態においては、歯付きベルト１０の摩耗量を適正に判断することにより、歯付きベルト１０の伝動性能の低下を把握し、ベルトの寿命を的確に把握することができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、導電層１８の一部のみが摩耗した場合、ベルト回転中においてプーリ２０、２１間は絶縁と導通を繰り返す。すなわち、抵抗測定器２２で測定される電気抵抗は、閾値以上への上昇と、閾値以下への低下を繰り返す。したがって、ＣＰＵ２３は、単位時間当たりの電気抵抗値が閾値以上となった時間や回数によって警告を発しても良い。摩耗が進行するにしたがって電気抵抗値が閾値以上となる時間や回数は増えるので、時間等考慮することにより、さらに的確にベルトの伝動性能の低下を判断することができる。
【００２９】
また、本実施形態において、導電層１８は、帆布１６の外表面のみに被覆されるが、帆布１６の外表面および内表面のいずれにも被覆されても良い。すなわち、帆布１６とベルト本体１１の間にも導電層１８が設けられても良い。この場合、導電層１８はディップ処理により形成される。つまり、導電層１８は、ベルトの加硫成型前において、帆布１６が導電性材料が配合されたＲＦＬ液やゴム糊液に浸漬されることにより形成される。
【００３０】
なお、本実施形態において、抵抗値測定器の端子２４、２５は、プーリ２０、２１に接触するが、一方の端子は、プーリ２０、２１に接していない位置において、歯付きベルト１０の接触面に直接接触しても良い。さらに、双方の端子それぞれが、歯付きベルト１０の接触面の一部と、接触面の他の一部と直接接触しても良い。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、導電層１８は、ベルトの長手方向において、全周にわたって被覆されているが、ベルト回転中に一時的にプーリ２０、２１間が導通できれば部分的に被覆されていても良く、例えばベルトの半周のみ被覆されていても良い。導電層１８が半周のみ被覆されている場合、ベルトの回転数が同じであれば、抵抗測定器２２で測定される電気抵抗値は閾値以上と以下を一定の周期で繰り返す。したがって、ＣＰＵ２３はこの周期に異常が起こったときに警告を発するようにすれば良い。
【００３２】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と相違する点は、導電性材料の成分のみである。すなわち、第２の実施形態の導電性材料の成分は、黒鉛粉末１０〜３０ｗｔ％、カーボンブラック５〜２０ｗｔ％、熱可塑性樹脂２０〜４０ｗｔ％、イソホロン２０〜４０ｗｔ％で構成される。第２の実施形態の導電性材料においては、銀の代わりに黒鉛が使用される。したがって、第２の実施形態の導電層の導電率は、第１の実施形態の導電層の導電率に比べて低く、導電層１８の所定距離間の電池抵抗値は、例えばおよそ３００ｋΩとなる。
【００３３】
これにより、第２の実施形態においては、導電層の導電率が第１の実施形態に比べて低くなるが、より安価な材料によって本発明に係る伝動ベルトを製造することができる。
【００３４】
次に本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態において、第１の実施形態と相違する点は、導電性材料の成分のみである。すなわち、第３の実施形態において、導電性材料は、第１の実施形態の導電性材料と、第２の実施形態の導電性材料とを１：１で混合したものである。第３の実施形態における導電層の導電率は、第１の実施形態における導電層の導電率に比べ低いが、第２の実施形態における導電層の導電率に比べて高くなり、導電層１８の所定距離間の電池抵抗値は、例えばおよそ１００ｋΩとなる。
【００３５】
以上により第３の実施形態においては、安価な材料によって高い導電率を有する導電層を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態における伝動ベルトの断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態におけるベルト寿命予知システムの概略図を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１０  歯付きベルト
１１  ベルト本体
１６  帆布（内部層）
１８  導電層
２２  抵抗測定器
【図１】
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【図２】
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