JP2021001858A - ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システム - Google Patents

ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システム Download PDF

Info

Publication number
JP2021001858A
JP2021001858A JP2019149082A JP2019149082A JP2021001858A JP 2021001858 A JP2021001858 A JP 2021001858A JP 2019149082 A JP2019149082 A JP 2019149082A JP 2019149082 A JP2019149082 A JP 2019149082A JP 2021001858 A JP2021001858 A JP 2021001858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hose
remaining life
inner tube
temperature
rubber layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019149082A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7396832B2 (ja
Inventor
泰介 黒田
Taisuke Kuroda
泰介 黒田
裕児 熊谷
Yuji Kumagai
裕児 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to PCT/JP2020/021665 priority Critical patent/WO2020255694A1/ja
Priority to US17/596,028 priority patent/US12092552B2/en
Priority to CN202080058801.7A priority patent/CN114270356A/zh
Priority to EP20827905.9A priority patent/EP3988923A4/en
Publication of JP2021001858A publication Critical patent/JP2021001858A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7396832B2 publication Critical patent/JP7396832B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0033—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining damage, crack or wear
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2275—Hoses and supports therefor and protection therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/267—Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0025—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/002—Thermal testing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/081—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/081—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
    • F16L11/083—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire three or more layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/085—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more braided layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/088—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising a combination of one or more layers of a helically wound cord or wire with one or more braided layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

【課題】ホースの残存寿命を簡便に予測できる、ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムを提供すること。【解決手段】使用中のホース１の残存寿命を予測する、ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムであって、予め、同種類のホースについて、内管ゴム層１１の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層１１を構成するゴムの物性値との関係を求め、内管ゴム層１１の熱劣化モデルを作成し、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、基準温度での予測時までの使用時間である基準温度使用時間を算定し、基準温度使用時間と、熱劣化モデルと、の対比に基づいて、使用中のホース１の残存寿命を予測することを特徴とする。【選択図】図３

Description

この発明は、ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムに関するものである。
一般的に、建設機械や工場設備等には、高温、高圧の流体（油等）を用いた圧力を伝達するために、内管ゴム層を有するホースが用いられることがある。このようなホースは、当該ホースの仕様により定められた範囲内での使用であっても、長期間にわたる使用によって、ゴム層が徐々に劣化する。そして、ゴム層が劣化して寿命を超えて使用されたホースは、例えばその内部に存在する流体が継手とホースとの間から漏れ出る等の不具合が生じることがある。特に、ホースが突然破損した場合には、流体が飛散する虞があり、さらに、建設機械や工場設備等の稼働停止期間が生じてしまうことがある。このような不具合を防止するため、使用中のホースを検査して、その残存する使用可能な期間を予測して、ホースの使用が寿命を超えないようにすることが提案されている。
例えば、特許文献１には、ホース内のピーク圧力の範囲と各ホース内のピーク圧力が生じるときの流体の温度をリアルタイムで測定し、ピーク圧力及び流体の温度によってホースに生じるダメージを計算し、計算されたダメージの累積によって、ホースの残存寿命を予測する方法が提案されている。
特表２０１２−５０７０３２号公報
しかしながら、上記従来の方法では、圧力及び温度の双方をモニタリングする必要があり、コストアップを招いたり、簡便性に欠けるという問題があった。
このような問題に鑑みて、本発明は、ホースの残存寿命を簡便に予測できる、ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムを提供することを目的とする。
本発明の要旨は、以下のとおりである。
本発明のホースの残存寿命予測方法は、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測方法であって、
予め、前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成工程と、
前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記基準温度での前記予測時までの使用時間である基準温度使用時間を算定する、基準温度使用時間算定工程と、
前記基準温度使用時間算定工程で算定した前記基準温度使用時間と、前記熱劣化モデル作成工程で作成した前記熱劣化モデルと、の対比に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測工程と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測方法によれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
ここで、ゴムの物性値とは、ゴム全体が示す特性だけでなく、ゴムの構成材料の特性をも含むものとする。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記基準温度使用時間算定工程は、
前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得する、データ取得工程と、
前記データ取得工程で取得した前記データにおける、前記各時間における使用温度での使用時間の累積を、前記基準温度使用時間に換算する、基準温度換算工程と、を含むことが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記内管ゴム層の使用限界として、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、
前記残存寿命予測工程において、
前記熱劣化モデルにおける、前記基準温度使用時間経過時から前記物性値が前記閾値となる使用時間経過時に至るまでの時間を、残存寿命と予測することができる。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記閾値は、前記使用中のホースに対する物理入力の大きさに応じて決定されることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより正確に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値は、破断時伸び、破断時強力又は硬度であることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつより正確に予測できる。
本発明のホースの残存寿命予測方法は、
内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測方法であって、
予め、前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める、劣化状態到達使用時間算出工程と、
前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での実際の使用時間を測定する、測定工程と、
前記測定工程で測定した前記各温度での実際の使用時間及び前記所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する、熱負荷量算出工程と、
前記各温度での熱負荷量を足した総熱負荷量が、所定の上限値になった時点を前記使用中のホースの寿命とし、前記所定の上限値と前記予測時での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する残存寿命予測工程と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測方法によれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、
前記各温度における熱負荷量は、以下の式によって算出することが好ましい。
（式）
各温度での実際の使用時間／所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記所定の劣化状態は、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値により定めることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
本発明のホースの残存寿命予測方法は、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測方法であって、
予め、前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での使用時間と前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成工程と、
前記予測時までの、前記内管ゴム層の使用中の温度を測定し、該温度とともに該温度での使用時間を記録する、測定及び記録工程と、
前記熱劣化モデル作成工程で作成した前記熱劣化モデルと、前記測定及び記録工程で記録した前記温度及び前記使用時間と、に基づいて、前記内管ゴム層の、前記予測時での前記熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める、熱劣化位置特定工程と、
前記内管ゴム層の使用限界として前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、該閾値と、前記熱劣化位置特定工程で求めた前記熱劣化位置と、に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測工程と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測方法によれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記測定及び記録工程において、前記内管ゴム層の前記使用中の温度は、前記使用中のホース以外の場所で測定されることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測方法においては、前記測定及び記録工程において記録した前記温度及び前記使用時間についての情報は、無線通信によって通信可能であり、
前記測定及び記録工程において、少なくとも前記温度及び前記使用時間の記録は、前記使用中のホース以外の場所で行われることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
本発明のホースの残存寿命予測システムは、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成手段と、
前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記基準温度での前記予測時までの使用時間である基準温度使用時間を算定する、基準温度使用時間算定手段と、
前記基準温度使用時間算定手段で算定した前記基準温度使用時間と、前記熱劣化モデル作成手段で作成した前記熱劣化モデルと、の対比に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測手段と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測システムによれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
ここで、ゴムの物性値とは、ゴム全体が示す特性だけでなく、ゴムの構成材料の特性をも含むものとする。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記基準温度使用時間算定手段は、
前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得する、データ取得手段と、
前記データ取得手段で取得した前記データにおける、前記各時間における使用温度での使用時間の累積を、前記基準温度使用時間に換算する、基準温度換算手段と、を含むことができる。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記残存寿命予測手段は、
前記内管ゴム層の使用限界として、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定することが可能に構成されており、
前記閾値が設定されたときに、前記熱劣化モデルにおける、前記基準温度使用時間経過時から前記物性値が前記閾値となる使用時間経過時に至るまでの時間を残存寿命と予測することが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記残存寿命予測手段は、前記使用中のホースに対する物理入力の大きさに応じて前記閾値が設定可能に構成されていることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより正確に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値は、破断時伸び、破断時強力又は硬度であることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつより正確に予測できる。
本発明のホースの残存寿命予測システムは、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める、劣化状態到達使用時間算出手段と、
前記使用中のホースについて、各温度での実際の使用時間を測定する、測定手段と、
前記測定手段で測定した前記各温度での実際の使用時間及び前記所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する、熱負荷量算出手段と、
前記各温度での熱負荷量を足した総熱負荷量が、前記所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間及び前記各温度での実際の使用時間に基づく所定の上限値になった時点を前記使用中のホースの寿命とし、前記所定の上限値と前記予測時での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する残存寿命予測手段と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測システムによれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での使用時間と前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成手段と、
前記予測時までの、前記内管ゴム層の使用中の温度を測定するセンサ手段と、該温度とともに該温度での使用時間を記録する、測定及び記録手段と、
前記熱劣化モデル作成手段で作成した前記熱劣化モデルと、前記測定及び記録手段によって記録された前記温度及び前記使用時間と、に基づいて、前記内管ゴム層の、前記予測時での前記熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める、熱劣化位置特定手段と、
前記内管ゴム層の使用限界として前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、前記閾値と、前記熱劣化位置特定手段で求めた前記熱劣化位置と、に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測手段と、
を含むことを特徴とする。
前記各温度における熱負荷量は、以下の式によって算出することが好ましい。
（式）
各温度での実際の使用時間／所定の寿命までに要する各温度での使用時間
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記所定の寿命は、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値により定めることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
本発明のホースの残存寿命予測システムは、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での使用時間と前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成手段と、
前記予測時までの、前記内管ゴム層の使用中の温度を測定するセンサ手段と、該温度とともに該温度での使用時間を記録する、測定及び記録手段と、
前記熱劣化モデル作成手段で作成した前記熱劣化モデルと、前記測定及び記録手段によって記録された前記温度及び前記使用時間と、に基づいて、前記内管ゴム層の、前記予測時での前記熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める、熱劣化位置特定手段と、
前記内管ゴム層の使用限界として前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、前記閾値と、前記熱劣化位置特定手段で求めた前記熱劣化位置と、に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測手段と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測システムによれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記センサ手段は、前記使用中のホース以外の場所に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、
前記センサ手段と前記記録手段とは、無線通信によって通信可能であり、
前記記録手段は、前記使用中のホース以外の場所に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
本発明のホースの残存寿命予測システムは、内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
前記使用中のホースと同種類のホースについて、所定の寿命までに要する各温度での使用時間を求める、寿命到達使用時間算出手段と、
前記使用中のホースについて、各温度での実際の使用時間を測定する、測定手段と、
前記測定手段で測定した前記各温度での実際の使用時間及び前記所定の寿命までに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する、熱負荷量算出手段と、
前記各温度での熱負荷量を足した総熱負荷量が限界値になった時点を前記使用中のホースの寿命とし、現時点での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する残存寿命予測手段と、
を含むことを特徴とする。
本発明のホースの残存寿命予測システムによれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記各温度における熱負荷量は、以下の式によって算出することが好ましい。
（式）
各温度での実際の使用時間／前記所定の寿命までに要する各温度での使用時間
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
この発明のホースの残存寿命予測システムにおいては、前記所定の寿命は、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値により定めることが好ましい。
この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
本発明によれば、ホースの残存寿命を簡便に予測できる、ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムを提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法及び本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムで予測対象とするホースの一例を、当該ホースが機械等に装着されている状態で例示する、全体斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図１に示すホースの内部の構成を例示する、一部分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法を示す、フローチャートである。 本実施形態における熱劣化モデルの一例を示す、概念図である。 各時間における使用温度の累積を基準温度における使用時間に換算する過程の一例を説明するための、概念図である。 ゴムの破断時伸びと基準温度使用時間との関係の一例を示す、概念図である。 本発明の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法を示す、フローチャートである。 同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める方法の一例について説明するための、概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るホース残存寿命予測システムを説明するための、図である。 本発明の第１の実施形態におけるシステムの制御構成を示す、機能ブロック図である。 本発明の第２の実施形態におけるシステムの制御構成を示す、機能ブロック図である。 本発明の第３の実施形態におけるシステムの制御構成を示す、機能ブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を例示説明する。
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法及び本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムを適用し得る、ホースについて説明する。図１に示す、本発明のホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムで残存寿命を予測するホース１は、例えば、機械等３（例えば、図示例のような建設機械や、工場設備等）に装着されて、例えば、高温、高圧の流体（油等）を用いた圧力を伝達するのに用いられる。また、図１に示すホース１の両端には、機械等３に接続するための継手２（図示せず）が、ホース１内に挿入されて加締められることによって取り付けられていてもよい。そして、ホース１は、当該継手２を介して機械等３に装着されることができる。
本例では、ホース１は、図２に示すように、内管ゴム層１１、内管ゴム層１１よりも外周側に配置された補強層１２及び該補強層１２よりも外周側に配置された外皮層１３を少なくとも有している。
内管ゴム層１１は、最も内周側のゴム層であり、その内側を流動する流体に対して耐熱性その他の耐性を有する。また、補強層１２は、１層又は複数層（図２（ａ）の例では１層、図２（ｂ）の例では４層）設けられ、ホース１の耐圧性を確保する役割を有する。
補強層１２は、繊維又は金属ワイヤ等の補強材が、スパイラル又は編み上げ等の形態（図２（ａ）の例では編み上げ形態、図２（ｂ）の例ではスパイラル形態）で、内管ゴム層１１の外周面又はそれより外周側に巻き付けられて形成されている。
外皮層１３は、ホース１の最外層を形成するとともに、耐摩耗性や耐候性等を有し、ホース１を外部環境から保護可能な材質で形成されている。外皮層１３の材質は特に限定されないが、例えば、ゴムによって形成することができる。
また、図２（ｂ）に示すように、内管ゴム層１１と外皮層１３との間に、１層又は複数層（図２（ｂ）の例では、３層）の中間ゴム層１４を配置してもよい。中間ゴム層１４は、図２（ｂ）の例のように、補強層１２を複数有する場合に補強層１２どうしの間に位置して、各補強層１２が相互にずれることを防ぐとともに、各補強層１２が相互に接触して摩耗することを防いでいる。なお、中間ゴム層１４は設けなくてもよい。また補強層１２が内管ゴム層１１に食い込む事を防ぐためにこれら両者の間に下編み層（図示せず）を挿入してもよい。
ただし、図示は省略するが、ホース１は、外皮層１３の外周側を、樹脂製又は金属製等の保護カバー（外装保護部品）により被覆して、ホース１の熱や外傷等からの保護を強化するようにしてもよい。この場合、保護カバーは外皮層１３に対して接着されていなくてもよい。
続いて、本発明のホースの残存寿命予測方法及び本発明のホースの残存寿命予測システムを得るに至った経緯について、まず説明する。
図１に示す上記のようなホース１では、当該ホース１の仕様に定められた範囲内での使用であっても、内管ゴム層１１が徐々に劣化する。発明者らが、内管ゴム層１１の劣化の要因について鋭意究明したところ、ホース１は、繰り返し曲げや揺動、圧力等の物理入力を受けて使用され、物理入力の大きさは装着される位置によって異なるが、仕様に定められた範囲内での物理入力によっては、内管ゴム層１１の劣化は大きく促進されるものではなく、内管ゴム層１１は、主に熱が要因で劣化することに想到した。そこで、発明者らは、使用中のホース１の内管ゴム層１１が受けた熱を用いることによって、ホース１の残存寿命の予測が可能であると考えた。本発明は、このような考えに基づいてなされたものである。
＜第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法＞
まず、本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法について、図３〜６を参照して説明する。本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法は、内管ゴム層１１、該内管ゴム層１１よりも外周側に配置された補強層１２及び該補強層１２よりも外周側に配置された外皮層１３を少なくとも有する、使用中のホース１の、残存寿命の予測を行うものである。ここで、使用中のホースとは、機械等の稼動形態に応じて任意に定めることができるが、本実施形態では、ホースが装着された機械等が稼働中及び稼働後に熱が下がるまでの状態である、ホースを指している。
図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法では、予め、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、内管ゴム層の熱劣化モデルを作成し（熱劣化モデル作成工程）、使用中のホースについて、内管ゴム層１１の、基準温度での予測時までの使用時間である基準温度使用時間を算定し（基準温度使用時間算定工程）、基準温度使用時間算定工程で算定した基準温度使用時間と、熱劣化モデル作成工程で作成した熱劣化モデルと、の対比に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する（残存寿命予測工程）ことによって、使用中のホース１の残存寿命の予測を行う。
[熱劣化モデル作成工程]
熱劣化モデル作成工程では、予め、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する。ここで、使用中のホースと同種類のホース（以下、単に「同種類のホース」ともいう。）とは、使用中のホースと、内管ゴム層を構成するゴムが同種であるホースを指すものとする。なお、ゴムが同種であるとは、ゴムの配合が同一であることを指している。
内管ゴム層の熱劣化モデルに用いる、内管ゴム層を構成するゴムの物性値は特に限定されず、例えば、破断時伸び、破断時強力及び硬度であることが好ましい。ゴムの物性値として一般に用いられる指標であり、正確に測定することができるためである。しかしながら、熱劣化モデルに用いるゴムの物性値は、これらの指標に限定されず、また、複数の指標を用いてもよい。本実施形態では、破断時伸びを用いた例によって説明する。
図４は、本実施形態における熱劣化モデルの一例を示す図である。図４は、同種類のホースの基準温度での使用時間（ｈ）と、内管ゴム層を構成するゴムの破断時伸び（％）との関係を示している。本例において、熱劣化モデルは、図４に示すような、基準温度での使用時間とゴムの物性値（本例では、ゴムの破断時伸び）との関係を示すグラフとされている。ここで、基準温度とは、ホースの残存寿命の予測のために便宜上定める、基準となる温度であり、任意に定めることができる。なお、基準温度は任意に定めることができるが、使用中のホース１の内管ゴム層１１が実際に受ける熱と同程度の温度であることが好ましい。図示例では、基準温度を８０°Ｃとしている。
熱劣化モデルは、例えば、同種類のホースに８０°Ｃの流体を循環させ続けて、複数の使用時間における、内管ゴム層を構成するゴムの破断時伸びを測定する試験を行い、得られた結果を基に、ゴムの破断時伸びの値の推移を示すグラフとすることができる。なお、ゴムの破断時伸びの測定は、例えば、ＪＩＳＫ６２５１に基づく引張試験によることができる。また、ゴムの物性値として、ゴムの破断時強力を用いる場合の測定は、例えば、ＪＩＳＫ６２５１に基づいて試験を行い、ゴム硬度を用いる場合の測定は、例えば、ＪＩＳＫ６２５３に基づいて試験を行うことができる。
ゴムの破断時伸びの測定は、連続的に測定することを含みうるが、時間間隔を空けて測定してもよい。また、同種類のホースに、例えば基準温度よりも高い又は低い温度の流体を循環させ続けて、複数の使用時間における内管ゴム層を構成するゴムの破断時伸びを測定する試験を行って基準温度に換算できるようにするために複数の温度での値を取る必要がある。これによって使用時のデータ取得時に基準温度への換算が容易になる。
なお、ゴムの物性値として、破断時伸び、破断時強力及び硬度のうち、複数の指標を用いる場合には、それぞれの物性値について熱劣化モデルを作成する。
[基準温度使用時間算定工程]
基準温度使用時間算定工程においては、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、基準温度での予測時までの使用時間である、基準温度使用時間を算定する。
基準温度は、上述のとおり、ホースの残存寿命の予測のために便宜上定める、基準となる温度であり、任意に定めることができる。
基準温度使用時間算定工程は、例えば、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得し（データ取得工程）、データ取得工程で取得したデータにおける、各時間における使用温度での使用時間の累積を、基準温度使用時間に換算する（基準温度換算工程）ことができる。
データ取得工程では、使用中のホース１の残存寿命を予測する時までの、使用中のホース１の内管ゴム層１１の、各時間における使用温度のデータを取得する。各時間における使用温度とは、連続的に測定することを含みうるが、時間間隔を空けて測定してもよい。基準温度への換算を容易にする観点からは、所定の時間間隔で定期的に測定することが好ましい。
また、使用中のホース１の内管ゴム層１１の使用温度は、内管ゴム層１１の内周側の温度とすることができるし、例えば内管ゴム層１１の内周側において、圧力を伝達するために用いられる流体のタンク内の流体温度とする事もできる。タンク内は比較的温度が一定な事が多いため、タンクの温度が測定できると好ましい。なお、流体のタンクの温度と内管ゴム層１１との間に温度差が生じる場合は、温度差分を加算又は減算した値を、内管ゴム層１１の温度としてもよい。あるいは、予め、内管ゴム層１１の内周側に温度センサを設置することによって、内管ゴム層１１の温度を測定するものとしてもよい。
各時間における使用温度は、例えば、ある測定時における使用温度が９０°Ｃであり、その次の１時間後の測定時における使用温度が６０°Ｃであり、さらにその次の１時間後までホースが使用され続けた場合、９０°Ｃが１時間継続的に与えられ、その後に６０°Ｃが１時間継続的に与えられたものとすることができる。
基準温度換算工程では、上記データ取得工程で取得したデータにおける、各時間における使用温度の累計を、基準温度使用時間に換算する。図５は、各時間における使用温度の累積を、基準温度（図示例では８０°Ｃ）使用時間に換算する過程の一例を説明するためのイメージ図である。
各時間における使用温度の累積を、基準温度使用時間に換算する方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法によることができる。まず、ホース１の内管ゴム層１１のゴムの物性値について、ホース１の使用限界として仮の限界値を設定する。次に、同種類のホースを複数用意して、それぞれのホースに異なる温度を有する流体を循環させ続けて、当該限界値まで到達するまでの使用時間を測定する試験を行う。これらの複数の同種類のホースに対する試験結果に基づいて、使用時間（ｈ）と、温度の逆数（１／Ｔ）との関係から、任意の温度の限界値までの所要時間を算出する。例えば、使用時間の対数と温度の逆数との関係を示すグラフを作成することによって、任意の温度の限界値までの所要時間を算出することができる。なお、ゴムの物性値の仮の限界値とは、後の残存寿命予測工程において述べる閾値と基本的に同じである。
基準温度使用時間算定工程において、データ取得工程及び基準温度換算工程を含むことによって、ホースの残存寿命をより簡便に測定することができる。
[残存寿命予測工程]
残存寿命予測工程では、基準温度使用時間算定工程で算定した基準温度使用時間と、熱劣化モデル作成工程で作成した熱劣化モデルと、の対比に基づいて、使用中のホース１の残存寿命を予測する。
より具体的には、例えば、図６に示すように、内管ゴム層１１の使用限界として、内管ゴム層１１を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、熱劣化モデルにおける、基準温度使用時間経過時から、物性値が閾値となる使用時間経過時に至るまでの時間を、残存寿命と予測することによって、行うことができる。上記方法によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測することができる。
ここで、ゴムの物性値の閾値の設定方法は特に限定されないが、例えば、使用中のホースと同種類のホースの故障品の物性値を測定し、その値に基づいて設定することができる。
内管ゴム層１１の使用限界として、内管ゴム層１１を構成するゴムの物性値の閾値は、使用中のホース１に対する物理入力の大きさに応じて決定されることができる。使用中のホース１に対する物理入力の大きさは、使用中のホース１が装着されている状態や環境によって、差異が生じることから、このような物理入力の大きさを加味することが好ましい。例えば、固定配管等の、物理入力が小さい環境で使用されるホースと、可動配管等の、物理入力が大きい環境で使用されるホースとでは、故障品における物性値が異なるのが一般的である。可動配管の場合、ホースの故障は物理入力の影響も出ることになるため、その分、熱による劣化の閾値も高く設定することが好適である。なお、物性値としてゴムの破断時伸びを用いる場合は、ホースのゴムの破断時伸びが小さい程、ゴムの特性が悪化していることになる。
なお、ゴムの物性値の閾値を設定する際には、ホースの使用位置等に応じて適宜設定することができるが、ホースの加締め部からの液体の漏れやホースの破断等の故障が生じる前の段階でホースを交換できるように、実際の内管ゴム層１１の使用限界に至る前の値にて設定することが好ましい。
残存寿命予測工程では、例えば、図６に示すように、基準温度使用時間を、基準温度（図示例では８０°Ｃ）の熱劣化モデルにプロットして、基準温度使用時間経過時（Ａ）における、ホース１の内管ゴム層１１を構成するゴムの破断時伸びを推定することができる。そして、基準温度使用時間経過時（Ａ）から、物性値が閾値となる使用時間経過時（Ｂ）までの時間を、ホース１の残存寿命として予測することができる。なお、残存寿命を予測するには、基準温度使用時間経過時（Ａ）においては、必ずしもその時点でのゴムの破断時伸びの値を推定することは必須ではなく、基準温度使用時間経過時（Ａ）から、使用時間経過時（Ｂ）までの時間がわかればよい。
なお、熱劣化モデル及び閾値の設定において、複数の指標の中で、物性値の劣化が最も早い指標を用いる事が好ましい。
本実施形態のホースの残存寿命予測方法によれば、使用中のホースの圧力及び温度の双方をモニタリングする必要がなく、しかも、ホースを破壊することもないので、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
＜第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法＞
まず、本発明の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法について、図７及び図８を参照して説明する。本発明の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法は、第１のホースの残存寿命予測方法と同様に、内管ゴム層１１、該内管ゴム層１１よりも外周側に配置された補強層１２及び該補強層１２よりも外周側に配置された外皮層１３を少なくとも有する、使用中のホース１の、残存寿命の予測を行うものである。
以下、第２のホースの残存寿命予測方法について、第１のホースの残存寿命予測方法と異なる点を中心に説明する。
図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法では、予め、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求め（劣化状態到達使用時間算出工程）、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、各温度での実際の使用時間を測定し（測定工程）、測定工程で測定した各温度での実際の使用時間及び所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出し（熱負荷量算出工程）、各温度での熱負荷量を積算した総熱負荷量が、所定の上限値になった時点を使用中のホースの寿命とし、所定の上限値と予測時での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する（残存寿命予測工程）ことによって、使用中のホース１の残存寿命の予測を行う。
［劣化状態到達使用時間算出工程］
劣化状態到達使用時間算出工程では、予め、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める。
内管ゴム層が、所定の劣化状態に至るとは、例えば、内管ゴム層を構成するゴムの物性値が、設定した値に到達することを指す。ここで、内管ゴム層を構成するゴムの物性値は特に限定されないが、例えば、破断時伸び、破断時強力及び硬度であることが好ましい。ゴムの物性値として一般に用いられる指標であり、正確に測定することができるためである。しかしながら、内管ゴム層が所定の劣化状態に至ったことを判断するための指標は、これらの指標に限定されず、また、複数の指標を用いてもよい。本実施形態では、破断時伸びを用いた例によって説明する。
また、各温度での使用時間とは、ある温度において、同種類のホースの内管ゴム層が、上記した所定の劣化状態に至るまでに要する時間を指す。
同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法によることができる。図８は、同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める方法の一例について説明するための概念図である。
まず、ホース１の内管ゴム層が所定の劣化状態に至ったものとする、ゴムの物性値の値を設定する。次に、同種類のホースを複数本用意して、それぞれのホースに異なる温度を有する流体を循環させ続けて、当該ホースの内管ゴム層を構成するゴムの物性値が、上記の設定した値に到達するまでの使用時間を測定する試験を行う。これらの複数の同種類のホースに対する試験結果に基づいて、各温度での所定の劣化状態に至るまでに要する使用時間（Ｌ）の対数と、温度の逆数（１／Ｔ）との関係を示すグラフを作成することによって、ある特定の温度における、内管ゴム層が、所定の劣化状態に至るまでに要する使用時間を求めることができる。
なお、上記グラフの作成において、同種類のホースの本数は特に限定されないが、ホースの残存寿命をより正確に予測する観点からは、少なくとも４本以上のホースを用いることが好ましい。また、同種類のホースに循環させる流体の温度についても特に限定されないが、ホースの残存寿命をより正確に予測する観点からは、使用中のホース１の内管ゴム層１１が実際に受ける熱と同程度の温度の流体を含むことが好ましい。
［測定工程］
測定工程においては、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、各温度での実際の使用時間を測定する。各温度での実際の使用時間の測定とは、使用中のホース１が使用されているときの内管ゴム層１１の温度を測定し、それぞれの温度での実際の使用時間を測定することを指す。例えば、使用中のホース１の残存寿命を予測する時までの、使用中のホース１の内管ゴム層１１の各温度における実際の使用時間を測定する。
ここで、使用中のホース１の内管ゴム層１１の温度とは、内管ゴム層１１の内周側の温度とすることができるし、又は、内管ゴム層１１の内周側において、圧力を伝達するために用いられる流体のタンク内の流体温度とする事もできる。タンク内は比較的温度が一定な事が多いため、タンクの温度が測定できると好ましい。なお、流体のタンクの温度と内管ゴム層１１との間に温度差が生じる場合は、温度差分を加算又は減算した値を、内管ゴム層１１の温度としてもよい。あるいは、予め、内管ゴム層１１の内周側に温度センサを設置することによって、内管ゴム層１１の温度を測定するものとしてもよい。
各温度における実際の使用時間の測定においては、使用中のホース１の温度を連続的に測定することを含みうるが、時間間隔を空けて測定してもよい。後述する、総熱負荷量の算出を容易にする観点からは、所定の時間間隔で定期的に測定することが好ましい。例えば、ある測定時における温度が９０°Ｃであり、その次の１時間後の測定時における温度が６０°Ｃであり、さらにその次の１時間後までホースが使用され続けた場合、９０°Ｃが１時間継続的に与えられ、その後に６０°Ｃが１時間継続的に与えられたものとすることができる。
［熱負荷量算出工程］
熱負荷量算出工程においては、上記測定工程で測定した各温度での実際の使用時間及び所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する。
具体的には、例えば、上記劣化状態到達使用時間算出工程において作成されたグラフを用いて、上記測定工程で測定した各温度での実際の使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出することができる。各温度における熱負荷量を算出するには、例えば、以下の式を用いることができる。
（式）
各温度での実際の使用時間／所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間
例えば、上記の測定工程における例のように、使用中のホース１に、９０°Ｃが１時間継続的に与えられた場合は、１時間を、９０°Ｃでの所定の劣化状態に至るまでに要する使用時間で、除することによって算出する。上記算出式を用いることによって、各温度における熱負荷量を簡便かつ正確に算出でき、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
［残存寿命予測工程］
残存寿命予測工程においては、上記した、各温度における熱負荷量を積算した総熱負荷量が、所定の上限値になった時点を、使用中のホースの寿命とし、予測時での総熱負荷量との関係から、残存寿命を予測する。ここで、総熱負荷量とは、上記熱負荷量算出工程において算出した、予測時までの各温度における熱負荷量の値を全て足し合わせた、即ち、積算した値をいう。
総熱負荷量の「所定の上限値」は、例えば、上記熱負荷量算出工程において算出された、各温度における熱負荷量の総計が「１」に達した場合等、任意の値を設定することができる。例えば、上記の熱負荷量算出工程で例示した、各温度における熱負荷量の算出式で算出される値は必ず1以下になるが、実際の使用時間を積算していけば、最後は所定の劣化状態に至るまでに要する使用時間となり、１となる。その時が所定の上限値となる。
予測時での総熱負荷量は、上記の熱負荷量算出工程において算出された、予測時までの、各温度における熱負荷量を累積することによって、算出することができる。「所定の上限値」になった時点を、使用中のホースの寿命とすると、算出された、予測時での総熱負荷量が、「所定の上限値」に達するまでの期間を残存寿命と予測することができる。
予測時での総熱負荷量と、所定の上限値との関係から、ホースの残存寿命を予測する具体的な方法については特に限定されないが、例えば、予測時後も、予測時までと同じように使用されると仮定するとき、以下の方法を用いることができる。
まず、予測時での総熱負荷量を、使用中のホース１の取付けから予測時までの期間で除することによって、取付けから予測時までの平均熱負荷量を算出する。なお、取付けから予測時までの期間の単位は、１時間単位、１日単位、月単位等を用いることができるが、交換時期を適切に把握する観点からは、１日単位での平均熱負荷量を用いることが好ましい。次に、総熱負荷量の所定の上限値から、予測時での総熱負荷量を減算した値を、上記した平均熱負荷量で除することによって、ホースの残存寿命を予測することができる。
本実施形態のホースの残存寿命予測方法によれば、使用中のホースの圧力及び温度の双方をモニタリングする必要がなく、しかも、ホースを破壊することもないので、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
＜第３の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法＞
本発明の第３の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法は、本発明の第１及び第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法と同様に、内管ゴム層１１、該内管ゴム層１１よりも外周側に配置された補強層１２及び該補強層１２よりも外周側に配置された外皮層１３を少なくとも有する、使用中のホース１の、残存寿命の予測を行うものである。
第３の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法は、予め、使用中のホースと同種類のホースについて、内管ゴム層の、各温度での使用時間と内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、内管ゴム層の熱劣化モデルを作成し（熱劣化モデル作成工程）、予測時までの、内管ゴム層の使用中の温度を測定し、該温度とともに該温度での使用時間を記録し（測定及び記録工程）、熱劣化モデル作成工程で作成した熱劣化モデルと、測定及び記録工程で記録した温度及び使用時間と、に基づいて、内管ゴム層の、予測時での熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求め（熱劣化位置特定工程）、内管ゴム層の使用限界として内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、該閾値と、熱劣化位置特定工程で求めた熱劣化位置と、に基づいて、使用中のホースの残存寿命を予測する（残存寿命予測工程）ことによって、使用中のホース１の残存寿命の予測を行う。
本実施形態に係るホースの残存寿命予測方法において、熱劣化モデル作成工程では、例えば、第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法における熱劣化モデル作成工程と同様の手法を用いることができる。
また、測定及び記録工程では、使用中のホース１の内管ゴム層１１の使用中の温度を測定し、該温度とともに該温度での使用時間を記録する。使用中のホース１の内管ゴム層の使用中の温度の測定手法は、特に限定されない。例えば、使用中のホース１の内管ゴム層１１の内周側の温度が測定されてもよい。より具体的には、予め、内管ゴム層１１の内周側に温度センサを設置することによって、内管ゴム層１１の温度を測定するものとしてもよい。好適には、使用中のホース１の内管ゴム層の使用中の温度は、使用中のホース１以外の場所で測定される。使用中のホース１以外の場所とは、例えば、内管ゴム層１１の内周側において圧力を伝達するために用いられる、流体のタンク内の流体温度とする事もできる。タンク内は比較的温度が一定な事が多いため、タンクの温度が測定できると好ましい。なお、流体のタンクの温度と内管ゴム層１１との間に温度差が生じる場合は、温度差分を加算又は減算した値を、内管ゴム層１１の温度としてもよい。この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
また、測定及び記録工程において記録した温度及び使用時間についての情報は、無線通信によって通信可能であることが好ましい。この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
測定及び記録工程において、温度及び使用時間の記録は、使用中のホース１以外の場所で行うことが好ましい。例えば、使用中のホース１が装着された機械等３において行われてもよく、機械等３の外部において行われてもよい。この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
熱劣化位置特定工程においては、熱劣化モデル作成工程で作成した熱劣化モデルと、測定及び記録工程で記録した温度及び使用時間と、に基づいて、使用中のホース１の内管ゴム層１１の、予測時での熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める。ここで、熱劣化モデルにおける熱劣化位置とは、例えば、図６に示すグラフにおける、ゴムの物性値を用いた、熱劣化状態を示す位置を指すものとすることができる。
残存寿命予測工程においては、内管ゴム層１１の使用限界として内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、該閾値と、熱劣化位置特定工程で求めた熱劣化位置と、に基づいて、使用中のホース１の残存寿命を予測する。
本実施形態のホースの残存寿命予測方法によれば、使用中のホースの圧力及び温度の双方をモニタリングする必要がなく、しかも、ホースを破壊することもないので、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
＜第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測システム＞
次に、本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムについて例示説明する。
[システム構成]
図９は、本発明の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムの構成図である。本実施形態に係る第１のホースの残存寿命予測システム１００の説明において、「ユーザ」とは、端末を操作してホース１の残存寿命を確認する者をいい、例えば、ホース１が装着された機械等３（例えば、建設機械や工場設備等）の使用者、機械等３の販売者、ホース１の販売者等である。ホース１の残存寿命予測システム１００は、ホース１が装着された機械等３（図示例では建設機械）と、サーバ４０と、１台以上の端末５０から構成され、サーバ４０は、機械等３、端末５０のそれぞれとネットワーク６０を介して通信可能に接続されている。機械等３は、サーバ４０に、後述する各時間における使用温度等のデータを送信する。機械等３とサーバ４０とを接続するネットワーク６０の例として、無線回線や衛星回線などがある。サーバ４０は、機械等３から受信したデータ及びデータベースに格納されたデータに基づいて、ホース１の残存寿命を予測し、端末５０に送信するサーバである。端末５０の例として、ＰＣやＰＤＡ、携帯電話等の様々な機器を使用することができる。また、サーバ４０と端末５０とは、異なるユーザに帰属させることもでき、あるいは、一体化させることもできる。なお、サーバ４０と端末５０との間のインターフェースは、例えば、サーバ４０がＷＥＢサーバを立ち上げ、端末５０がＷＥＢブラウザを備えて、ＨＴＴＰやＨＴＴＰＳによる通信で実現することができる。
[機械等]
機械等３は、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、予測時までの、各時間における使用温度を測定して、各時間における使用温度のデータを、サーバ４０に無線で送信するように構成されている。図９及び図１０に示すように、機械等３は、内管ゴム層１１の各時間における使用温度を測定するセンサ及び記録計等からなる、各時間における使用温度測定手段３１と、情報通信手段３２とを備える。なお、これらの機器はあくまで例示であって、機械等３は、各時間における使用温度測定手段として、任意の機器を備えることができる。
各時間における使用温度測定手段３１において、センサは、内管ゴム層１１の内周側の温度を、使用中のホース１の内管ゴム層１１の使用温度として測定することができるし、あるいは、例えば内管ゴム層１１の内周側において、圧力を伝達するために用いられる流体のタンク内の流体温度を、内管ゴム層１１の使用温度として測定することもできる。なお、流体のタンクの温度と内管ゴム層１１との間に温度差が生じる場合は、温度差分を加算又は減算した値を、内管ゴム層１１の温度としてもよい。あるいは、センサは、内管ゴム層１１の内周側に設置されてもよい。
また、各時間における使用温度測定手段３１において、各時間における使用温度とは、連続的に測定することを含みうるが、時間間隔を空けて測定してもよい。データ量を抑える観点からは、所定の時間間隔で定期的に測定することが好ましい。
さらに、測定された各時間における使用温度は、記録計に記録され、連続的又は時間間隔を空けて、機械等３の情報通信手段３２に無線で送信されることができ、情報通信手段３２は、ネットワーク６０を介して、サーバ４０と通信を行うことができる。
[サーバ]
図１０に示すように、サーバ４０は、データベース４１と、熱劣化モデル作成手段４２と、基準温度使用時間算定手段４３と、残存寿命予測手段４４と、情報通信手段４５とを備えている。データベース４１は、ホース１の残存寿命の予測に用いる各種情報を格納している。データベース４１は、熱劣化モデル作成手段４２から、情報を受信することができる。基準温度使用時間算定手段４３は、使用中のホース１について、基準温度での予測時までの使用時間を算定する。基準温度使用時間算定手段４３は、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得する、データ取得手段（例えば、受信装置が付いている端末）と、データ取得手段で取得した、各時間における使用温度での使用時間の累積を、基準温度における使用時間に換算する、基準温度換算手段（例えば、計算式が組み込まれたプログラム等）とを含むことが好ましい。残存寿命予測手段４４は、基準温度使用時間算定手段４３で算定した、内管ゴム層１１の基準温度での使用時間と、データベース４１に格納された、熱劣化モデル作成手段４２によって作成された、熱劣化モデルとの対比に基づいて、使用中のホース１の残存寿命を予測する。情報通信手段４５は、端末５０に、予測された使用中のホース１の残存寿命を送信する。なお、情報通信手段４５は、サーバ４０が、ネットワーク６０を介して、機械等３及び端末５０と通信を行う。なお、サーバ４０の中身を機械等３に組み込む事もできる。また、端末５０も機械等３に組み込む事もできる。
[熱劣化モデル作成手段]
熱劣化モデル作成手段４２は、ホース１の残存寿命の予測に用いる情報を作成し、データベース４１に情報を送信することができる。熱劣化モデル作成手段４２は、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する。
内管ゴム層の熱劣化モデルに用いる、内管ゴム層を構成するゴムの物性値は特に限定されず、例えば、破断時伸び、破断時強力及び硬度であることが好ましい。ゴムの物性値として一般に用いられる指標であり、正確に測定することができるためである。しかしながら、熱劣化モデルに用いるゴムの物性値は、これらの指標に限定されず、また、複数の指標を用いてもよい。本実施形態では、破断時伸びを用いた例によって説明する。
また、本例において、熱劣化モデルの一例は、上述の図４に示すような、基準温度での使用時間とゴムの物性値（本例では、ゴムの破断時伸び）との関係を示すグラフとすることができる。
なお、ゴムの物性値として、破断時伸び、破断時強力及び硬度のうち、複数の指標を用いる場合には、それぞれの物性値について熱劣化モデルを作成する。
[基準温度使用時間算定手段]
基準温度使用時間算定手段４３は、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、基準温度での予測時までの使用時間である、基準温度使用時間を算定する。
基準温度使用時間算定手段４３は、上述のとおり、例えば、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得する、データ取得手段と、データ取得工程で取得したデータにおける、各時間における使用温度での使用時間の累積を、基準温度使用時間に換算する、基準温度換算手段とを含むことができる。
データ取得手段は、機械等３から送信されたデータを、ネットワーク６０を介して取得することが好ましい。
基準温度換算手段における、各時間における使用温度での使用時間の累積を、基準温度使用時間に換算する手段は特に限定されないが、例えば、上述の第１の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法における、基準温度換算工程と同様の手段を用いることができる。
基準温度使用時間算定手段において、データ取得手段及び基準温度換算手段を含むことによって、ホースの残存寿命をより簡便に測定することができる。
[残存寿命予測手段]
残存寿命予測手段４４は、基準温度使用時間算定手段４３で算定した、内管ゴム層１１の基準温度での使用時間と、データベース４１に格納された、熱劣化モデル作成手段４２によって作成された、熱劣化モデルとの対比に基づいて、使用中のホース１の残存寿命を予測する。
より具体的には、例えば、図６に示すように、内管ゴム層１１の使用限界として、内管ゴム層１１を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、熱劣化モデルにおける、基準温度使用時間経過時から、物性値が閾値となる使用時間経過時に至るまでの時間を、残存寿命と予測することによって、行うことができる。上記手段によれば、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測することができる。
なお、閾値の設定は、残存寿命予測手段４４に予め設定されていてもよく、ユーザの手動等によって、入力又は変更されることができる。
ここで、ゴムの物性値の閾値の設定方法は特に限定されないが、例えば、使用中のホース１と同種類のホースの故障品の物性値を測定し、その値に基づいて設定されることができる。
残存寿命予測手段４４は、例えば、使用中のホース１に対する物理入力の大きさの入力によって、閾値が設定可能に構成されることができる。上述のとおり、使用中のホース１に対する物理入力の大きさは、使用中のホース１が装着されている状態や環境によって、差異が生じることから、このような物理入力の大きさを加味することが好ましい。例えば、残存寿命予測手段４４に、物理入力の大きさを入力すると、閾値が自動的に設定されるようにすることができる。
なお、ゴムの物性値の閾値の設定は、ホースの使用位置等に応じて適宜設定されるように構成することができるが、ホースの加締め部からの液体の漏れやホースの破断等の故障が生じる前の段階でホースを交換できるように、実際の内管ゴム層１１の使用限界に至る前の値にて設定されるように設定することが好ましい。
残存寿命予測手段では、例えば、上述の残存寿命予測工程と同様に、図９に示すように、基準温度使用時間を、基準温度（図示例では８０°Ｃ）の熱劣化モデルにプロットして、基準温度使用時間経過時（Ａ）における、ホース１の内管ゴム層１１を構成するゴムの破断時伸びを推定するように構成することができる。
なお、熱劣化モデル及び閾値の設定において、複数の指標の中で、物性値の劣化が最も早い指標を用いる事が好ましい。
[端末]
端末５０は、残存寿命予測手段４４によって予測された、ホース１の残存寿命を受信し、例えば、表示画面にホース１の残存寿命を表示することができる。
本実施形態のホースの残存寿命予測システムによれば、使用中のホースの圧力及び温度の双方をモニタリングする必要がなく、しかも、ホースを破壊することもないので、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
＜第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測システム＞
次いで、本発明の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムについて、図９及び図１１を参照して、例示説明する。以下、第２のホースの残存寿命予測システム１０２について、第１のホースの残存寿命予測システム１００と異なる点を中心に説明する。
[機械等]
機械等３は、使用中のホース１について、内管ゴム層１１の、予測時までの、各温度における使用時間を測定して、各温度における使用時間のデータを、サーバ４０に無線で送信するように構成されている。図９及び図１１に示すように、機械等３は、内管ゴム層１１の各温度における使用時間を測定するセンサ及び記録計等からなる、測定手段３０１と、情報通信手段３０２とを備える。なお、これらの機器はあくまで例示であって、機械等３は、測定手段として、任意の機器を備えることができる。
測定手段３０１において、センサは、内管ゴム層１１の内周側の温度を、使用中のホース１の内管ゴム層１１の各温度として測定することができるし、あるいは、例えば内管ゴム層１１の内周側において、圧力を伝達するために用いられる流体のタンク内の流体温度を、内管ゴム層１１の各温度として測定することもできる。なお、流体のタンクの温度と内管ゴム層１１との間に温度差が生じる場合は、温度差分を加算又は減算した値を、内管ゴム層１１の各温度としてもよい。あるいは、センサは、内管ゴム層１１の内周側に設置されてもよい。
また、測定手段３０１において、各温度における使用時間とは、温度を連続的に測定することを含みうるが、時間間隔を空けて測定してもよい。データ量を抑える観点からは、所定の時間間隔で定期的に測定することが好ましい。
さらに、測定された各温度における使用時間は、記録計に記録され、連続的又は時間間隔を空けて、機械等３の情報通信手段３０２に無線で送信されることができ、情報通信手段３０２は、ネットワーク６０を介して、サーバ４０と通信を行うことができる。
図１１に示すように、サーバ４０は、データベース４０１と、劣化状態到達使用時間算出手段４０２と、熱負荷量算出手段４０３と、残存寿命予測手段４０４と、情報通信手段４０５とを備えている。劣化状態到達使用時間算出手段４０２は、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める。データベース４０１は、劣化状態到達使用時間算出手段４０２から、情報を受信することができる。熱負荷量算出手段４０３は、使用中のホース１について、測定手段３０１で測定した各温度での実際の使用時間及び劣化状態到達使用時間算出手段４０２によって得られた、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、予測時までの熱負荷量を算出する。残存寿命予測手段４０４は、各温度での熱負荷量を足した総熱負荷量が、所定の上限値になった時点を使用中のホース１の寿命とし、所定の上限値と予測時での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する。情報通信手段４０５は、端末５０に、予測された使用中のホース１の残存寿命を送信する。なお、情報通信手段４０５は、サーバ４０が、ネットワーク６０を介して、機械等３及び端末５０と通信を行う。なお、サーバ４０の中身を機械等３に組み込む事もできる。また、端末５０も機械等３に組み込む事もできる。
［劣化状態到達使用時間算出手段］
劣化状態到達使用時間算出手段４０２は、ホース１の残存寿命の予測に用いる情報を作成し、データベース４０１に情報を送信することができる。劣化状態到達使用時間算出手段４０２は、使用中のホース１と同種類のホースについて、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める。
所定の劣化状態及び各温度での使用時間の定義については、第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法における説明を援用する。
また、本例の劣化状態到達使用時間算出手段４０２において、内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求めるには、例えば、第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法において説明したように、図８に示す概念図のグラフを用いた手段とすることができる。
［熱負荷量算出手段］
熱負荷量算出手段４０３は、測定手段３０１で測定した各温度での実際の使用時間及び所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する。
熱負荷量算出手段４０３は、例えば、上記劣化状態到達使用時間算出手段４０２におけるグラフを利用して、上記測定手段で測定した、使用中のホース１の各温度での実際の使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する手段とすることができる。
測定手段で測定した各温度での実際の使用時間は、例えば、測定手段３０１から情報通信手段３０２及び情報通信手段４０５を介して取得することができる。
熱負荷量算出手段４０３における、熱負荷量の算出手段は特に限定されないが、例えば、使用中のホース１の各温度での実際の使用時間に基づいて、上述の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法における、熱負荷量算出工程と同様の手段を用いることができる。
本実施形態における熱負荷量算出手段によれば、各温度における熱負荷量を簡便かつ正確に算出でき、ホースの残存寿命をより簡便かつ正確に予測できる。
［残存寿命予測手段］
残存寿命予測手段４０４は、熱負荷量算出手段４０３において算出した、各温度での熱負荷量を足した総熱負荷量が、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間及び各温度での実際の使用時間に基づく所定の上限値になった時点を、使用中のホース１の寿命とし、所定の上限値と予測時での総熱負荷量との関係から、使用中のホース１の残存寿命を予測する。
なお、所定の上限値の定義については、上述の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法における説明を援用する。また、所定の上限値は、残存寿命予測手段４０４に予め設定されていてもよく、残存寿命予測手段４０４が備える所定の上限値を算定する手段によって算定されてもよく、ユーザの手動等によって、入力又は変更されてもよい。
残存寿命予測手段４０４は、より具体的には、上述の第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測方法における、残存寿命予測工程と同様の手段を用いることができる。
本実施形態のホースの残存寿命予測システムによれば、使用中のホースの圧力及び温度の双方をモニタリングする必要がなく、しかも、ホースを破壊することもないので、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
＜第３の実施形態に係るホースの残存寿命予測システム＞
本発明の第３の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムは、本発明の第１及び第２の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムと同様に、内管ゴム層１１、該内管ゴム層１１よりも外周側に配置された補強層１２及び該補強層１２よりも外周側に配置された外皮層１３を少なくとも有する、使用中のホース１の、残存寿命の予測を行うものである。
本発明の第３の実施形態に係るホースの残存寿命予測システムについて、図９及び図１２を参照して、例示説明する。以下、第３のホースの残存寿命予測システム１０３について、第１のホースの残存寿命予測システムと異なる点を中心に説明する。
図９及び図１２に示すように、機械等３は、使用中のホース１について、予測時までの、内管ゴム層１１の使用中の温度を測定するセンサ手段３１０と、情報通信手段３２０とを備える。
また、第３のホースの残存寿命予測システム１０３は、センサ手段３１０において測定された温度とともに該温度での使用時間を記録する、記録手段７０２を備える。記録手段７０２は、使用中のホース１以外の場所に配置されていることが好ましい。この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。記録手段７０２は、例えば、使用中のホース１が装着された機械等３に配置されていてもよく、図１２に示すように、機械等３の外部に配置されていてもよい。記録手段７０２が機械等３の外部に配置されている場合は、第３のホースの残存寿命予測システム１０３は、例えば、情報通信手段７０１及び記録手段７０２を備える外部装置等７を備えることができる。
センサ手段３１０は、使用中のホース１の内管ゴム層１１の内周側に温度センサとして配置されてもよく、又は、使用中のホース１以外の場所に配置されてもよい。好ましくは、使用中のホース１以外の場所に配置される。使用中のホース１以外の場所に配置されるとは、例えば、使用中のホース１が装着された機械等であってもよく、機械等の外部であってもよい。使用中のホース１が装着された機械等３に配置する場合、例えば、内管ゴム層１１の内周側において圧力を伝達するために用いられる流体の、タンク内に配置することもできる。タンク内は比較的温度が一定な事が多いため、タンクの温度が測定できるよう、タンク内に配置されることがより好ましい。なお、流体のタンクの温度と内管ゴム層１１との間に温度差が生じる場合は、温度差分を加算又は減算した値を、内管ゴム層１１の温度としてもよい。この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
また、センサ手段３１０によって測定された温度及び該温度での使用時間は、記録手段７０２によって記録される。そして、センサ手段３１０と記録手段７０２とは、情報通信手段３２０及び情報通信手段７０１を介して、サーバ４０と通信を行うことができ、無線通信によって通信可能であることが好ましい。この構成によれば、ホースの残存寿命をより簡便に予測できる。
第３のホースの残存寿命予測システム１０３において、熱劣化位置特定手段４３０は、熱劣化モデル作成手段４２０で作成した熱劣化モデルと、記録手段７０２によって記録された温度及び使用時間と、に基づいて、内管ゴム層１１の、予測時での熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める。ここで、熱劣化モデルにおける熱劣化位置とは、例えば、図６に示すグラフにおける、ゴムの物性値を用いた、熱劣化状態を示す位置を指すものとすることができる。
残存寿命予測手段４４０は、内管ゴム層１１の使用限界として内管ゴム層１１を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、閾値と、熱劣化位置特定手段４３０で求めた熱劣化位置と、に基づいて、使用中のホースの残存寿命を予測する。
本実施形態のホースの残存寿命予測手段によれば、使用中のホースの圧力及び温度の双方をモニタリングする必要がなく、しかも、ホースを破壊することもないので、ホースの残存寿命を簡便に予測できる。
本発明によるホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システムは、例えば建設機械や工場設備等に使用されるホースに適用できる。
１：ホース、 ２：継手、 ３：機械等、 ７：外部装置等、 １１：内管ゴム層、 １２：補強層、 １３：外皮層、 １４：中間ゴム層、 ３１：各時間における使用時間測定手段、 ３２：情報通信手段、 ４０：サーバ、 ４１：データベース、 ４２：熱劣化モデル作成手段、 ４３：基準温度使用時間算定手段、 ４４：残存寿命予測手段、 ４５：情報通信手段、 ５０：端末、 ６０：ネットワーク、 １００：第１のホースの残存寿命予測システム、 １０２：第２のホースの残存寿命予測システム、 １０３：第３のホースの残存寿命予測システム、 ３０１：測定手段、 ３０２：情報通信手段、 ３１０：センサ手段、 ３２０：情報通信手段、 ４０１：データベース、 ４０２：劣化状態到達使用時間算出手段、 ４０３：熱負荷量算出手段、 ４０４：残存寿命予測手段、 ４０５：情報通信手段、 ４１０：データベース、 ４２０：熱劣化モデル作成手段、 ４３０：熱劣化位置特定手段、 ４４０：残存寿命予測手段、 ４５０：情報通信手段、 ７０１：情報通信手段、 ７０２：記録手段

Claims (22)

  1. 内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測方法であって、
    予め、前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成工程と、
    前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記基準温度での前記予測時までの使用時間である基準温度使用時間を算定する、基準温度使用時間算定工程と、
    前記基準温度使用時間算定工程で算定した前記基準温度使用時間と、前記熱劣化モデル作成工程で作成した前記熱劣化モデルと、の対比に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測工程と、
    を含むことを特徴とする、ホースの残存寿命予測方法。
  2. 前記基準温度使用時間算定工程は、
    前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得する、データ取得工程と、
    前記データ取得工程で取得した前記データにおける、前記各時間における使用温度での使用時間の累積を、前記基準温度使用時間に換算する、基準温度換算工程と、を含む、請求項１に記載のホースの残存寿命予測方法。
  3. 前記内管ゴム層の使用限界として、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、
    前記残存寿命予測工程において、
    前記熱劣化モデルにおける、前記基準温度使用時間経過時から前記物性値が前記閾値となる使用時間経過時に至るまでの時間を、残存寿命と予測する、請求項１又は２に記載のホースの残存寿命予測方法。
  4. 前記閾値は、前記使用中のホースに対する物理入力の大きさに応じて決定される、請求項３に記載のホースの残存寿命予測方法。
  5. 前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値は、破断時伸び、破断時強力又は硬度である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のホースの残存寿命予測方法。
  6. 内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測方法であって、
    予め、前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める、劣化状態到達使用時間算出工程と、
    前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での実際の使用時間を測定する、測定工程と、
    前記測定工程で測定した前記各温度での実際の使用時間及び前記所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する、熱負荷量算出工程と、
    前記各温度での熱負荷量を積算した総熱負荷量が、所定の上限値になった時点を前記使用中のホースの寿命とし、前記所定の上限値と前記予測時での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する残存寿命予測工程と、
    を含むことを特徴とする、ホースの残存寿命予測方法。
  7. 前記各温度における熱負荷量は、以下の式によって算出する、請求項６に記載のホースの残存寿命予測方法。
    （式）
    各温度での実際の使用時間／所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間
  8. 前記所定の劣化状態は、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値により定める、請求項６又は７に記載のホースの残存寿命予測方法。
  9. 内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測方法であって、
    予め、前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での使用時間と前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成工程と、
    前記予測時までの、前記内管ゴム層の使用中の温度を測定し、該温度とともに該温度での使用時間を記録する、測定及び記録工程と、
    前記熱劣化モデル作成工程で作成した前記熱劣化モデルと、前記測定及び記録工程で記録した前記温度及び前記使用時間と、に基づいて、前記内管ゴム層の、前記予測時での前記熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める、熱劣化位置特定工程と、
    前記内管ゴム層の使用限界として前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、該閾値と、前記熱劣化位置特定工程で求めた前記熱劣化位置と、に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測工程と、
    を含むことを特徴とする、ホースの残存寿命予測方法。
  10. 前記測定及び記録工程において、前記内管ゴム層の前記使用中の温度は、前記使用中のホース以外の場所で測定される、請求項９に記載のホースの残存寿命予測方法。
  11. 前記測定及び記録工程において記録した前記温度及び前記使用時間についての情報は、無線通信によって通信可能であり、
    前記測定及び記録工程において、少なくとも前記温度及び前記使用時間の記録は、前記使用中のホース以外の場所で行われる、請求項９又は１０に記載のホースの残存寿命予測方法。
  12. 内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
    前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、基準温度での使用時間と該内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成手段と、
    前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記基準温度での前記予測時までの使用時間である基準温度使用時間を算定する、基準温度使用時間算定手段と、
    前記基準温度使用時間算定手段で算定した前記基準温度使用時間と、前記熱劣化モデル作成手段で作成した前記熱劣化モデルと、の対比に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測手段と、
    を含むことを特徴とする、ホースの残存寿命予測システム。
  13. 前記基準温度使用時間算定手段は、
    前記使用中のホースについて、前記内管ゴム層の、前記予測時までの、各時間における使用温度のデータを取得する、データ取得手段と、
    前記データ取得手段で取得した前記データにおける、前記各時間における使用温度での使用時間の累積を、前記基準温度使用時間に換算する、基準温度換算手段と、を含む、請求項１２に記載のホースの残存寿命予測システム。
  14. 前記残存寿命予測手段は、
    前記内管ゴム層の使用限界として、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定することが可能に構成されており、
    前記閾値が設定されたときに、前記熱劣化モデルにおける、前記基準温度使用時間経過時から前記物性値が前記閾値となる使用時間経過時に至るまでの時間を残存寿命と予測する、請求項１２又は１３に記載のホースの残存寿命予測システム。
  15. 前記残存寿命予測手段は、前記使用中のホースに対する物理入力の大きさに応じて前記閾値が設定可能に構成されている、請求項１４に記載のホースの残存寿命予測システム。
  16. 前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値は、破断時伸び、破断時強力又は硬度である、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のホースの残存寿命予測システム。
  17. 内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
    前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間を求める、劣化状態到達使用時間算出手段と、
    前記使用中のホースについて、各温度での実際の使用時間を測定する、測定手段と、
    前記測定手段で測定した前記各温度での実際の使用時間及び前記所定の劣化状態に至るまでに要する各温度での使用時間に基づいて、各温度における熱負荷量を算出する、熱負荷量算出手段と、
    前記各温度での熱負荷量を積算した総熱負荷量が、所定の上限値になった時点を前記使用中のホースの寿命とし、前記所定の上限値と前記予測時での総熱負荷量との関係から残存寿命を予測する残存寿命予測手段と、
    を含むことを特徴とする、ホースの残存寿命予測システム。
  18. 前記各温度における熱負荷量は、以下の式によって算出する、請求項１７に記載のホースの残存寿命予測システム。
    （式）
    各温度での実際の使用時間／所定の寿命までに要する各温度での使用時間
  19. 前記所定の寿命は、前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値により定める、請求項１７又は１８に記載のホースの残存寿命予測システム。
  20. 内管ゴム層、該内管ゴム層よりも外周側に配置された補強層及び該補強層よりも外周側に配置された外皮層を少なくとも有する、使用中のホースの、残存寿命の予測を行う、ホースの残存寿命予測システムであって、
    前記使用中のホースと同種類のホースについて、前記内管ゴム層の、各温度での使用時間と前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値との関係を求め、前記内管ゴム層の熱劣化モデルを作成する、熱劣化モデル作成手段と、
    前記予測時までの、前記内管ゴム層の使用中の温度を測定するセンサ手段と、該温度とともに該温度での使用時間を記録する、測定及び記録手段と、
    前記熱劣化モデル作成手段で作成した前記熱劣化モデルと、前記記録手段によって記録された前記温度及び前記使用時間と、に基づいて、前記内管ゴム層の、前記予測時での前記熱劣化モデルにおける熱劣化位置を求める、熱劣化位置特定手段と、
    前記内管ゴム層の使用限界として前記内管ゴム層を構成するゴムの物性値の閾値を設定し、前記閾値と、前記熱劣化位置特定手段で求めた前記熱劣化位置と、に基づいて、前記使用中のホースの残存寿命を予測する、残存寿命予測手段と、
    を含むことを特徴とする、ホースの残存寿命予測システム。
  21. 前記センサ手段は、前記使用中のホース以外の場所に配置されている、請求項２０に記載のホースの残存寿命予測システム。
  22. 前記センサ手段と前記記録手段とは、無線通信によって通信可能であり、
    前記記録手段は、前記使用中のホース以外の場所に配置されている、請求項２０又は２１に記載のホースの残存寿命予測システム。
JP2019149082A 2019-06-19 2019-08-15 ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システム Active JP7396832B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/021665 WO2020255694A1 (ja) 2019-06-19 2020-06-01 ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システム
US17/596,028 US12092552B2 (en) 2019-06-19 2020-06-01 Hose remaining lifetime prediction method and hose remaining lifetime prediction system
CN202080058801.7A CN114270356A (zh) 2019-06-19 2020-06-01 软管剩余寿命预测方法和软管剩余寿命预测系统
EP20827905.9A EP3988923A4 (en) 2019-06-19 2020-06-01 METHOD FOR PREDICTING HOSE REMAINING LIFE AND SYSTEM FOR PREDICTING HOSE REMAINING LIFE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019113631 2019-06-19
JP2019113631 2019-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021001858A true JP2021001858A (ja) 2021-01-07
JP7396832B2 JP7396832B2 (ja) 2023-12-12

Family

ID=73995072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019149082A Active JP7396832B2 (ja) 2019-06-19 2019-08-15 ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12092552B2 (ja)
EP (1) EP3988923A4 (ja)
JP (1) JP7396832B2 (ja)
CN (1) CN114270356A (ja)
WO (1) WO2020255694A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113340574A (zh) * 2021-03-23 2021-09-03 新兴河北工程技术有限公司 橡胶密封产品使用寿命的准确预测计算方法
JP2022161548A (ja) * 2021-04-09 2022-10-21 トヨタ自動車株式会社 冷却水の劣化度算出システム
WO2023013308A1 (ja) * 2021-08-06 2023-02-09 株式会社ブリヂストン ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113032998B (zh) * 2021-03-26 2023-07-21 北京中关村水木医疗科技有限公司 医疗器械寿命评估方法和装置
US11680591B2 (en) 2021-06-09 2023-06-20 Caterpillar Inc. Determining remaining life of a hose assembly based on sensor data
JP2023088169A (ja) * 2021-12-14 2023-06-26 株式会社ブリヂストン 推定装置、推定方法、推定プログラム、及び学習モデル生成装置
CN116045104B (zh) * 2023-01-10 2024-05-10 浙江伟众科技有限公司 空调软硬管连接密封装置及其方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09119584A (ja) * 1995-10-23 1997-05-06 Tokai Rubber Ind Ltd 摩耗感知機能付ホース
JP2018072027A (ja) * 2016-10-25 2018-05-10 一般財団法人電力中央研究所 ボイラ水冷壁管材の化学洗浄時期の決定方法、決定装置、及び決定プログラム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244186Y2 (ja) * 1980-11-07 1990-11-22
JPS6016441A (ja) * 1983-07-08 1985-01-28 Matsushita Electronics Corp 半導体基板面の絶縁分離方法
US5056928A (en) * 1989-09-12 1991-10-15 Snow Brand Milk Products Co., Ltd. Method and apparatus for measuring a change in state of a subject fluid
JPH09194793A (ja) * 1996-01-22 1997-07-29 Murata Mfg Co Ltd 電子部品用外装樹脂組成物
JP3926156B2 (ja) * 2002-01-22 2007-06-06 株式会社小松製作所 ゴムホース寿命予測方法
JP2007263908A (ja) 2006-03-30 2007-10-11 Jfe Steel Kk 油圧ホースの劣化診断方法
JP5485285B2 (ja) 2008-10-28 2014-05-07 ザ ゲイツ コーポレイション フルードパワーシステム用診断および応答システム並びにその方法
KR100899979B1 (ko) * 2008-10-31 2009-06-01 주식회사 에스티모빅 유류 저장 탱크의 누출 검사 시스템
JP2014062876A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd ホースの劣化診断方法、ホースの劣化診断装置
JP2015010875A (ja) * 2013-06-27 2015-01-19 株式会社ブリヂストン ホース残存寿命予測方法およびホース残存寿命予測装置
US9638613B2 (en) * 2014-07-07 2017-05-02 Teknor Apex Company Hose kink resistance testing device
JP6764861B2 (ja) * 2015-06-30 2020-10-07 株式会社ブリヂストン 反力測定装置、劣化診断方法及び劣化診断装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09119584A (ja) * 1995-10-23 1997-05-06 Tokai Rubber Ind Ltd 摩耗感知機能付ホース
JP2018072027A (ja) * 2016-10-25 2018-05-10 一般財団法人電力中央研究所 ボイラ水冷壁管材の化学洗浄時期の決定方法、決定装置、及び決定プログラム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113340574A (zh) * 2021-03-23 2021-09-03 新兴河北工程技术有限公司 橡胶密封产品使用寿命的准确预测计算方法
CN113340574B (zh) * 2021-03-23 2022-03-01 新兴河北工程技术有限公司 橡胶密封产品使用寿命的准确预测计算方法
JP2022161548A (ja) * 2021-04-09 2022-10-21 トヨタ自動車株式会社 冷却水の劣化度算出システム
JP7468441B2 (ja) 2021-04-09 2024-04-16 トヨタ自動車株式会社 冷却水の劣化度算出システム
WO2023013308A1 (ja) * 2021-08-06 2023-02-09 株式会社ブリヂストン ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP7396832B2 (ja) 2023-12-12
WO2020255694A1 (ja) 2020-12-24
US20220316979A1 (en) 2022-10-06
EP3988923A1 (en) 2022-04-27
US12092552B2 (en) 2024-09-17
EP3988923A4 (en) 2023-07-19
CN114270356A (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020255694A1 (ja) ホースの残存寿命予測方法及びホースの残存寿命予測システム
KR20200019798A (ko) 센서를 포함하는 파이프 피팅
US10006843B2 (en) Method for predicting remaining life of hose and method for diagnosing deterioration level of hose
WO2009063218A3 (en) Pipeline condition detecting method and apparatus
CN102203433B (zh) 用于流体动力系统的诊断和响应系统及方法
JP2010164416A (ja) 腐食測定器および腐食測定システム
JP7323770B2 (ja) ホースの劣化判定方法
CN107709960B (zh) 反作用力测量装置、劣化诊断方法和劣化诊断装置
US20220065726A1 (en) Pipeline defect monitoring
WO2023013308A1 (ja) ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム
JP2023024154A (ja) ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム
KR102353866B1 (ko) IoT 기반 고온용 변위 및 회전 측정장치와 고온용 변형률 측정장치 및 이를 이용한 배관 안전성 평가시스템
JP2023024155A (ja) ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム
KR102376996B1 (ko) 배관 수명관리를 위한 부식 알람 시스템 및 그 방법
JP2023024157A (ja) ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム
KR100948071B1 (ko) 측정 정밀도를 개선한 이중보온관 감시장치
JP2023024158A (ja) ホースの残存寿命予測方法、及びホースの残存寿命予測システム
KR20160015694A (ko) 3차원 변위측정장치에 연계된 배관 수명관리시스템
KR20180128599A (ko) 무선 통신 모뎀 및 무선 통신 모뎀 제어 방법
KR20160125937A (ko) 열배관의 절연저항 측정 방법 및 시스템
Marlow et al. Effective management of large‐diameter pressure pipes
KR20210074519A (ko) 실시간 모니터링 기반 흙막이 가시설 안전성 평가시스템
KR20180088178A (ko) 지역 난방 사업용 축열조 및 이를 구비한 누수감지 시스템
Chahinez Optimising the Reliability of a Multilayer Production Line
CN117436690A (zh) 一种基于分布式光纤的排水管道灾害预警装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230808

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7396832

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150