JP2024050461A - Belt and belt status information acquisition system - Google Patents

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拓也 岸本
尚信 平井
茂彦 林
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Mitsuboshi Belting Ltd
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Mitsuboshi Belting Ltd
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Abstract

【課題】ベルトに備わるRFIDの耐久性を向上させて、ベルト走行時のセンシング機能の耐久性を向上させたベルトを提供する。【解決手段】圧縮層11と、螺旋状に埋設された心線121を含む心線層12と、伸張層13と、上帆布14とが積層されたローエッジコグドVベルト1であって、上帆布14に設けられ、ローエッジコグドVベルト1の内部温度を測定する温度センサ151Aと、測定した温度データを記憶可能なメモリ151Cとを備えたICチップ151、及びアンテナ153を有するパッシブ型RFIDタグ15を備え、ICチップ151は共振アンテナ152と接続され、アンテナ153は、温度データをRFIDリーダライタ4に対して送受信可能なブースターアンテナ153Aと、共振アンテナ152に対して、電磁結合により無線接続可能なループアンテナ153Bとを有し、ICチップ151は、共振アンテナ152と共に保護層154で被覆されている。【選択図】図3[Problem] To provide a belt with improved durability of sensing function during belt running by improving durability of RFID equipped in the belt. [Solution] A raw edge cogged V-belt 1 is laminated with a compression layer 11, a core layer 12 including a core 121 embedded in a spiral shape, a tension layer 13, and an upper canvas 14, and is equipped with a passive RFID tag 15 having an IC chip 151 equipped with a temperature sensor 151A for measuring the internal temperature of the raw edge cogged V-belt 1 and a memory 151C capable of storing the measured temperature data, and an antenna 153, the IC chip 151 is connected to a resonant antenna 152, the antenna 153 has a booster antenna 153A capable of transmitting and receiving temperature data to an RFID reader/writer 4, and a loop antenna 153B capable of wirelessly connecting to the resonant antenna 152 by electromagnetic coupling, and the IC chip 151 and the resonant antenna 152 are covered with a protective layer 154. [Selected Figure] Figure 3

Description

本発明は、ベルトの状態を検知する機能を備えたベルト、及び、ベルトの状態情報を取得するシステムに関する。 The present invention relates to a belt equipped with a function for detecting the belt condition, and a system for acquiring belt condition information.

特許文献1に開示されているように、伝動ベルトは外観性に優れ、摩耗屑を生じにくい等の理由により、一般産業用、精密機器用等の動力伝達用ベルトとして、幅広く使用されている。このような伝動ベルトは、プーリ間に張力をかけて巻き掛けられ、プーリの回転駆動により伝動ベルトがプーリ間を走行することによりプーリ間で動力を伝達させている。 As disclosed in Patent Document 1, power transmission belts are widely used as power transmission belts for general industrial use, precision equipment, etc., due to their excellent appearance and low wear debris generation. Such power transmission belts are wound around pulleys under tension, and transmit power between the pulleys by running the power transmission belt between the pulleys as the pulleys rotate.

上記のように伝動ベルトがプーリ間を走行するに際して、伝動ベルトは、伝動ベルト自体にかけられた張力や、プーリの回転駆動により受ける推進力や、伝動ベルトがプーリの外周を走行するときに湾曲状に変形する力など、様々な外圧・内圧(外力・内力)を受け続ける。このような外圧・内圧の下で伝動ベルトを使用し続ければ、伝動ベルトにかかる圧力や、圧力に伴う内部温度の上昇や、更には摩擦熱等の影響により劣化することから伝動ベルトの交換が必要になる。 As described above, when the transmission belt runs between the pulleys, it is subjected to various external and internal pressures (external and internal forces), such as the tension applied to the transmission belt itself, the driving force received from the rotational drive of the pulleys, and the force that causes the transmission belt to deform into a curved shape as it runs around the outer periphery of the pulleys. If the transmission belt continues to be used under such external and internal pressures, it will deteriorate due to the pressure on the transmission belt, the rise in internal temperature associated with the pressure, and even frictional heat, and will need to be replaced.

この点、伝動ベルトが受ける外圧・内圧は、伝動ベルトの使用に伴う経年劣化や損傷があると変化する。例えば、伝動ベルトの劣化・損傷により、伝動ベルト自体にかけられた張力が弱まったり、プーリの回転駆動により受ける推進力が弱まったり、伝動ベルトがプーリの外周を走行するときにかかる力が変化したりする。また、伝動ベルトが受ける外圧・内圧が変化すると伝動ベルトの内部温度も変化する。 In this regard, the external and internal pressures that the transmission belt receives change if the belt deteriorates or becomes damaged over time as it is used. For example, deterioration or damage to the transmission belt can weaken the tension applied to the transmission belt itself, weaken the driving force it receives from the rotational drive of the pulley, or change the force applied to the transmission belt when it runs around the outer periphery of the pulley. Furthermore, when the external and internal pressures that the transmission belt receives change, the internal temperature of the transmission belt also changes.

そこで、伝動ベルトや搬送ベルトなどのベルトにかかる圧力や温度などのベルトの状態を、検知・観測することにより、ベルトの状態を把握して交換時期を決める仕組みを取り入れることが考えられる。 Therefore, it may be possible to introduce a system that detects and observes the condition of belts, such as the pressure and temperature on transmission belts and conveyor belts, to understand the condition of the belts and determine when they should be replaced.

例えば、特許文献2では、ベルトの状態を検出するセンサとその検出結果を外部に送信するRFIDを装備したベルトにおいて、ベルトの状態を検知するセンサと、ICチップ及びアンテナを有し、センサが検知したベルトの状態情報を外部に送信するパッシブ型のRFIDタグを備えたベルトを開示している。 For example, Patent Document 2 discloses a belt equipped with a sensor that detects the belt state and an RFID that transmits the detection results to the outside, and the belt is equipped with a sensor that detects the belt state and a passive RFID tag that has an IC chip and an antenna and transmits belt state information detected by the sensor to the outside.

上記RFIDタグには種々の構造が可能であるが、実用的な具体例として、図8に示すRFIDタグが用いられている。具体的には、アンテナを1本の銅撚線で形成し、ICチップを実装する部分にはアルミニウム薄膜(アルミ電極)を用い、この銅撚線と、ICチップを実装したアルミニウム薄膜を、接続導電線(銅単線)を介して接続したアンテナ構造となっている。このアンテナ構造では、接続導電線の各接続部(図8の赤丸)は、はんだで接合されている。 The RFID tag can have a variety of structures, but as a practical example, the RFID tag shown in Figure 8 is used. Specifically, the antenna is made of a single twisted copper wire, and a thin aluminum film (aluminum electrode) is used for the part where the IC chip is mounted. This copper twisted wire and the thin aluminum film on which the IC chip is mounted are connected via a connecting conductive wire (solid copper wire), resulting in an antenna structure. In this antenna structure, each connection part of the connecting conductive wire (red circle in Figure 8) is joined with solder.

特開2018-109443号公報JP 2018-109443 A 特開2020-118297号公報JP 2020-118297 A

伝動ベルトはプーリに巻き掛かって走行する際に、プーリへの巻き掛かり前後におけるベルトの屈曲変形と解放の一連の動作が連続的に繰り返される。詳しくは、プーリに巻き掛かって屈曲(湾曲)した状態のベルトには、屈曲変形に伴う屈曲応力が生じる。
この際、心線を中心に屈曲するので、屈曲応力として、心線より外周側では伸張変形に伴う伸張応力が生じ、心線より内周側では圧縮変形に伴う圧縮応力が生じた状態で歪む。そして、走行に伴ってプーリから離れるにつれて、歪みが解放される。
即ち、ベルト走行中において、この歪んだ状態(湾曲形状)と解放された状態(平面形状)とが繰り返されることになる。
When a power transmission belt runs around a pulley, the belt undergoes a series of continuous bending deformations and releases before and after wrapping around the pulley. More specifically, when the belt is bent (curved) around the pulley, bending stress is generated due to the bending deformation.
In this case, since the wire is bent around the center, the bending stress is generated in the form of tensile stress due to elongation deformation on the outer periphery side of the wire, and compressive stress due to compression deformation on the inner periphery side of the wire, causing distortion. Then, as the wire moves away from the pulley as it travels, the distortion is released.
That is, while the belt is running, the distorted state (curved shape) and the relaxed state (flat shape) are repeated.

この一連の動作(屈曲変形と解放)による変形応力は、ベルトに埋設したRFIDタグにも伝わるため、繰り返しの変形応力によるストレスや疲労(以下、屈曲疲労)で、RFIDタグの脆弱な部分が破損し易くなる。
上記のRFIDタグの構造において、特にはんだでの接合部やICチップの実装部が、屈曲疲労に対し比較的脆弱であるため、この部位が屈曲疲労を受けて早期に破損して断線するため、ベルト走行時のセンシング機能の耐久性が十分でない場合があった。
The deformation stress caused by this series of movements (bending and releasing) is also transmitted to the RFID tag embedded in the belt, making weak parts of the RFID tag prone to damage due to stress and fatigue caused by repeated deformation stress (hereinafter referred to as flexural fatigue).
In the structure of the RFID tag described above, the solder joints and the IC chip mounting area are particularly vulnerable to bending fatigue, and these areas are subject to early damage and breakage due to bending fatigue, which can result in insufficient durability of the sensing function when the belt is running.

そこで、本発明は、ベルトに備わるRFIDの耐久性を向上させて、ベルト走行時のセンシング機能の耐久性を向上させることを目的としている。 Therefore, the present invention aims to improve the durability of the RFID tag attached to the belt and thereby improve the durability of the sensing function while the belt is running.

本発明は、背面側に配置される背面層と、芯体を有する芯体層と、を含む積層体を備えたベルトであって、
前記積層体に設けられ、当該ベルトの状態を検知するセンサと、
前記積層体に設けられ、前記センサにより検知した、前記ベルトの状態に関する情報を記憶可能なICチップ、及び、アンテナを有するRFIDと、を備え、
前記ICチップは、
共振アンテナを有し、
前記アンテナは、
前記ベルトの状態に関する情報を外部に対して送受信可能なブースターアンテナと、
前記共振アンテナに対して、電磁結合により無線接続可能なループアンテナと、を有し、
前記ICチップは、前記共振アンテナと共に、弾性材料を使用した保護材で被覆されていることを特徴としている。
The present invention provides a belt having a laminate including a back layer disposed on a back side and a core layer having a core,
A sensor provided on the laminate for detecting a state of the belt;
an IC chip provided on the laminate capable of storing information regarding the state of the belt detected by the sensor, and an RFID having an antenna;
The IC chip includes:
A resonant antenna is provided.
The antenna is
a booster antenna capable of transmitting and receiving information regarding the state of the belt to and from an external device;
a loop antenna that can be wirelessly connected to the resonant antenna by electromagnetic coupling;
The IC chip, together with the resonant antenna, is characterized in that it is covered with a protective material using an elastic material.

上記構成によれば、アンテナのブースターアンテナとICチップが有する共振アンテナとは、電磁結合により無線接続されることから、アンテナとICチップとを物理的に接続しない構成にすることができる(接続導電線(銅単線)を介しての接続不要)。
これにより、屈曲疲労に脆弱な、アンテナとICチップとの物理的な接続部分(はんだ接合部)を省くことができ、ベルトに備わるRFIDの耐久性を向上させることができる。
また、アンテナとICチップとを物理的に接続不要にすることにより、アンテナとICチップとを、独立して分離配置することができる。
これにより、アンテナ及びICチップの配置を、使用環境に応じて適宜選択することができる。
また、ICチップ及び共振アンテナは、弾性材料を使用した保護材で被覆されていることから、ベルトの屈曲変形に対して保護材が追随変形することにより、ICチップ及び共振アンテナを保護することができる。
According to the above configuration, the booster antenna of the antenna and the resonant antenna of the IC chip are wirelessly connected by electromagnetic coupling, so that the antenna and the IC chip are not physically connected (no connection via a connecting conductive wire (solid copper wire) is required).
This makes it possible to eliminate the need for a physical connection (soldered joint) between the antenna and the IC chip, which is vulnerable to bending fatigue, and improves the durability of the RFID tag attached to the belt.
Furthermore, by eliminating the need to physically connect the antenna and the IC chip, the antenna and the IC chip can be disposed independently and separately.
This allows the placement of the antenna and IC chip to be appropriately selected depending on the usage environment.
In addition, since the IC chip and the resonant antenna are covered with a protective material made of an elastic material, the protective material deforms in response to the bending deformation of the belt, thereby protecting the IC chip and the resonant antenna.

また、本発明は、上記ベルトにおいて、前記アンテナが、導電線単体で形成されていてもよい。 In addition, in the belt of the present invention, the antenna may be formed of a single conductive wire.

上記構成によれば、アンテナは、導電線単体で形成されていることから、アンテナを基材(ベース)に配置せずとも、ベルトの積層体の中に平面配置することができる。
また、導電線は柔軟性を有することから、ベルトの屈曲変形に対して追随変形可能であることから、アンテナの耐久性を向上させることができる。
According to the above-mentioned configuration, since the antenna is formed of a single conductive wire, the antenna can be arranged in a plane within the laminate of the belt without being arranged on a substrate (base).
Furthermore, since the conductive wire has flexibility, it can deform to follow the bending deformation of the belt, thereby improving the durability of the antenna.

また、本発明は、上記ベルトにおいて、前記保護材が、前記ICチップ及び前記共振アンテナのみを被覆してもよい。 In addition, in the belt of the present invention, the protective material may cover only the IC chip and the resonant antenna.

上記構成によれば、屈曲疲労に特に脆弱なICチップ及び共振アンテナを保護することができる。
また、ICチップ及び共振アンテナのみを保護材で被覆することにより、1つの部品として扱うことができるため、ベルト製造時に、ICチップ及び共振アンテナをベルトに配置する工程での取扱性を向上させることができる。
According to the above-mentioned configuration, it is possible to protect the IC chip and the resonant antenna, which are particularly vulnerable to bending fatigue.
Furthermore, by covering only the IC chip and the resonant antenna with the protective material, they can be handled as a single component, thereby improving handleability in the process of placing the IC chip and the resonant antenna on the belt during belt manufacture.

また、本発明は、上記ベルトにおいて、前記保護材が、前記ICチップ、前記共振アンテナ、及び、前記ループアンテナを被覆してもよい。 In addition, in the belt of the present invention, the protective material may cover the IC chip, the resonant antenna, and the loop antenna.

上記構成によれば、屈曲疲労に特に脆弱なICチップ及び共振アンテナを保護することができる。
また、共振アンテナとループアンテナとを保護材により一体的に被覆することから、共振アンテナとループアンテナとの相対的な位置関係を予め固定することができ、電磁結合を安定化させることができる。
これにより、ベルト製造時に、ICチップ及びアンテナをベルトに配置する工程での取扱性を向上させることができる。
According to the above-mentioned configuration, it is possible to protect the IC chip and the resonant antenna, which are particularly vulnerable to bending fatigue.
Furthermore, since the resonance antenna and the loop antenna are integrally covered with the protective material, the relative positional relationship between the resonance antenna and the loop antenna can be fixed in advance, and the electromagnetic coupling can be stabilized.
This improves ease of handling in the process of disposing the IC chip and antenna on the belt during belt manufacture.

また、本発明は、上記ベルトにおいて、前記アンテナ及び前記ICチップは、前記背面層に設けられ、
前記アンテナは、前記ICチップよりも前記背面側に配置され、
前記ICチップは、前記アンテナと前記芯体との間に配置されてもよい。
Further, the present invention provides the above-mentioned belt, wherein the antenna and the IC chip are provided on the back layer,
the antenna is disposed on the rear surface side of the IC chip,
The IC chip may be disposed between the antenna and the core body.

上記構成によれば、アンテナは、ICチップ及び芯体よりも背面側に設けられていることから、外部とのベルトの状態に関する情報の送受信感度を良好にすることができる。
また、ベルトの屈曲変形に対し、芯体より背面側の部位には伸張応力が作用し、その応力は背面側ほど大きく、芯体に近い側ほど小さくなる。即ち、屈曲疲労は芯体に近い側ほど受けにくい。
そこで、アンテナに比べて脆弱なICチップは、伸張応力が作用しにくい芯体に近い側に配置し、一方、ICチップに比べて耐久性が高いアンテナは、外部との送受信感度を優先し、ICチップよりも背面側に配置した。
これにより、RFIDを備えたベルトの耐屈曲疲労性(センシング機能の耐久性)と通信性能との両面の性能を向上させることができる。
According to the above-mentioned configuration, since the antenna is provided on the rear side of the IC chip and the core body, it is possible to improve the sensitivity of transmission and reception of information regarding the state of the belt to the outside.
In addition, when the belt is bent, a tensile stress acts on the area on the back side of the core, and the stress is greater on the back side and smaller on the side closer to the core. In other words, the side closer to the core is less susceptible to bending fatigue.
Therefore, the IC chip, which is more fragile than the antenna, is placed closer to the core body where tensile stress is less likely to act, while the antenna, which is more durable than the IC chip, is placed on the back side of the IC chip, prioritizing the sensitivity of transmission and reception with the outside.
This makes it possible to improve both the flex fatigue resistance (durability of the sensing function) and the communication performance of the belt equipped with the RFID.

また、本発明は、上記ベルトにおいて、前記ループアンテナと前記共振アンテナとは、ベルト厚み方向において重ならない位置関係であってもよい。 In addition, in the belt of the present invention, the loop antenna and the resonant antenna may be positioned so as not to overlap in the thickness direction of the belt.

上記構成によれば、外部との送受信感度(通信性能)を高めることができる。 The above configuration can improve the sensitivity of transmission and reception (communication performance) with the outside world.

また、本発明は、上記ベルトと、前記ベルトの状態に関する情報を、前記RFIDの前記ブースターアンテナとの間で送受信するリーダと、を有する、ベルトの状態情報取得システムである。 The present invention also provides a belt status information acquisition system having the above-mentioned belt and a reader that transmits and receives information about the belt status between the RFID booster antenna and the belt status information acquisition system.

上記構成によれば、耐久性を向上させたRFIDを備えたベルトとリーダとの間で、ベルトの状態に関する情報を安定して送受信可能なシステムを構築することができる。 The above configuration makes it possible to build a system that can stably transmit and receive information about the belt's condition between a belt equipped with an RFID with improved durability and a reader.

ベルトに備わるRFIDの耐久性を向上させて、ベルト走行時のセンシング機能の耐久性を向上させることができる。 By improving the durability of the RFID tag attached to the belt, the durability of the sensing function while the belt is running can be improved.

本実施形態に係るローエッジコグドVベルト及びローエッジコグドVベルトの温度データの取得システムの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a raw-edge cogged V-belt and a temperature data acquisition system for the raw-edge cogged V-belt according to the present embodiment. 本実施形態に係るローエッジコグドVベルトのA-A断面図である。2 is a cross-sectional view of the raw edge cogged V-belt according to the present embodiment taken along line AA. (A)本実施形態に係るパッシブ型RFIDタグの写真である。(B)本実施形態に係るパッシブ型RFIDタグの上面図である。(C)本実施形態に係るパッシブ型RFIDタグの側面図である。1A is a photograph of a passive RFID tag according to the embodiment, FIG. 1B is a top view of the passive RFID tag according to the embodiment, and FIG. 1C is a side view of the passive RFID tag according to the embodiment. (A)アンテナのループアンテナと共振アンテナとの離間距離の説明図である。(B)アンテナのループアンテナと共振アンテナとの離間距離の変更態様を示す説明図である。1A and 1B are explanatory diagrams showing a modification of the distance between the loop antenna and the resonant antenna of the antenna; その他の実施形態に係るローエッジコグドVベルトの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a raw edge cogged V-belt according to another embodiment. ICチップ及び共振アンテナを保護層で被覆し1つの部品として扱った場合のアンテナに対する位置関係の説明図である。1 is an explanatory diagram of the positional relationship with respect to the antenna when the IC chip and the resonant antenna are covered with a protective layer and treated as one component. ループアンテナと共振アンテナとの離間距離を変更した場合の受信信号強度RSSIの値の測定結果を示すグラフである。11 is a graph showing measurement results of received signal strength RSSI values when the separation distance between the loop antenna and the resonant antenna is changed. 比較例(従来)に係るパッシブ型RFIDタグの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a passive RFID tag according to a comparative example (conventional example).

(実施形態)
以下、図面を参照しつつ、本願発明の一態様に係るベルト及びベルトの状態情報取得システムについて説明する。
(Embodiment)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A belt and a belt status information acquisition system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(ローエッジコグドVベルト1の温度データの取得システム100)
図1に示すように、本実施形態のローエッジコグドVベルト1の温度データの取得システム100(ベルトの状態情報取得システムに相当)は、駆動プーリ2と従動プーリ3との間に巻き掛けられたローエッジコグドVベルト1(パッシブ型RFIDタグ15内臓)、及び、RFIDリーダライタ4を使用して、ローエッジコグドVベルト1の内部温度を測定することができる。
(Raw Edge Cogged V-Belt 1 Temperature Data Acquisition System 100)
As shown in FIG. 1, the temperature data acquisition system 100 (corresponding to a belt status information acquisition system) of the present embodiment can measure the internal temperature of the raw-edge cogged V-belt 1 by using the raw-edge cogged V-belt 1 (with a passive RFID tag 15 built in) wound between a drive pulley 2 and a driven pulley 3, and an RFID reader/writer 4.

本実施形態では、ローエッジコグドVベルト1をベルトの一例として説明する。
ローエッジコグドVベルト1は、Vベルトの一種であり、エンジン補機駆動システムなどの動力伝達機構(システム)において、例えば、駆動プーリ2と従動プーリ3との間に巻き掛けられて使用される(図1参照)。
ローエッジコグドVベルト1は、無端状で、その内周面側に複数のコグ1Aが設けられており、屈曲しやすくされている。また、ローエッジコグドVベルト1は、図2のローエッジコグドVベルト1の幅方向の断面図に示すように、コグ1A部分も含めて、所定の傾斜角度を有するV字状側面を有している。
In this embodiment, a raw edge cogged V-belt 1 will be described as an example of a belt.
The raw edge cogged V-belt 1 is a type of V-belt, and is used in a power transmission mechanism (system) such as an engine accessory drive system by being wrapped around, for example, a drive pulley 2 and a driven pulley 3 (see FIG. 1).
The raw edge cogged V-belt 1 is endless and has a plurality of cogs 1A on its inner peripheral surface to facilitate bending. As shown in the cross-sectional view of the raw edge cogged V-belt 1 in the width direction of FIG. 2, the raw edge cogged V-belt 1 has a V-shaped side surface with a predetermined inclination angle, including the cog 1A portion.

なお、本実施形態では、ローエッジコグドVベルト1を例に説明するが、例えば、ローエッジVベルト、ラップドVベルト、Vリブドベルト、平ベルト、歯付ベルトであってもよい。 In this embodiment, a raw edge cogged V-belt 1 is used as an example, but the belt may be, for example, a raw edge V-belt, a wrapped V-belt, a V-ribbed belt, a flat belt, or a toothed belt.

(ローエッジコグドVベルト1の構成)
ローエッジコグドVベルト1は、図1及び図2に示すように、ローエッジコグドVベルト1の内面側から背面側にかけて順番に、圧縮層11と、ローエッジコグドVベルト1の周長方向に沿って螺旋状に埋設された心線121を含む心線層12(芯体層に相当)と、伸張層13(背面層の1つに相当)と、4枚のゴム付き帆布が重ねられた上帆布14(背面層の1つに相当)とが積層された積層体であり、上帆布14において、内面側から1枚目のゴム付き帆布と2枚目のゴム付き帆布との間のローエッジコグドVベルト1の幅方向の中央部分に、長辺がローエッジコグドVベルト1の周長方向に沿うように、パッシブ型RFIDタグ15(RFIDに相当)が埋設された構成をしている。
(Configuration of Raw Edge Cogged V-Belt 1)
As shown in Figures 1 and 2, the raw-edge cogged V-belt 1 is a laminate in which, from the inner side to the back side of the raw-edge cogged V-belt 1, a compression layer 11, a core layer 12 (corresponding to a core layer) containing a core wire 121 embedded in a spiral shape along the circumferential direction of the raw-edge cogged V-belt 1, a tension layer 13 (corresponding to one of the back layers), and an upper canvas 14 (corresponding to one of the back layers) in which four sheets of rubber-backed canvas are layered are laminated. In the upper canvas 14, a passive RFID tag 15 (corresponding to an RFID) is embedded in the center of the width of the raw-edge cogged V-belt 1 between the first and second rubber-backed canvas from the inner side, with its long side running along the circumferential direction of the raw-edge cogged V-belt 1.

また、図2に示すように、ローエッジコグドVベルト1の幅方向の断面は、V字状断面であり、V字状断面の左右のV字状側面が、駆動プーリ2及び従動プーリ3に設けられたV溝の内壁面と接触する摩擦伝動面となる。 As shown in FIG. 2, the cross section of the raw edge cogged V-belt 1 in the width direction is a V-shaped cross section, and the left and right V-shaped side surfaces of the V-shaped cross section form friction transmission surfaces that come into contact with the inner wall surfaces of the V-grooves provided in the driving pulley 2 and the driven pulley 3.

(圧縮層11)
圧縮層11を形成するゴム組成物のゴム成分としては、加硫又は架橋可能なゴム、例えば、ジエン系ゴム(天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(ニトリルゴム)、水素化ニトリルゴムなど)、エチレン-α-オレフィンエラストマー、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが例示できる。これらのゴム成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。好ましいゴム成分は、エチレン-α-オレフィンエラストマー(エチレン-プロピレン共重合体(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体(EPDM)などのエチレン-α-オレフィン系ゴム)、クロロプレンゴムである。特に好ましいゴム成分は、クロロプレンゴムに対し耐久性に優れ、ハロゲンを含まないエチレン-α-オレフィンエラストマーである。EPDMのジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、1,4-ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどを挙げることができる。
(Compressed layer 11)
Examples of the rubber component of the rubber composition forming the compression layer 11 include vulcanizable or crosslinkable rubbers, such as diene rubbers (natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (nitrile rubber), hydrogenated nitrile rubber, etc.), ethylene-α-olefin elastomers, chlorosulfonated polyethylene rubbers, alkylated chlorosulfonated polyethylene rubbers, epichlorohydrin rubbers, acrylic rubbers, silicone rubbers, urethane rubbers, and fluororubbers. These rubber components may be used alone or in combination of two or more. Preferred rubber components are ethylene-α-olefin elastomers (ethylene-α-olefin rubbers such as ethylene-propylene copolymers (EPM) and ethylene-propylene-diene terpolymers (EPDM)) and chloroprene rubber. Particularly preferred rubber components are ethylene-α-olefin elastomers that are superior in durability to chloroprene rubber and do not contain halogens. Examples of diene monomers in EPDM include dicyclopentadiene, methylenenorbornene, ethylidenenorbornene, 1,4-hexadiene, and cyclooctadiene.

また、圧縮層11を形成するゴム組成物には、さらに必要に応じて、ゴムに通常配合される、カーボンブラック、シリカ、短繊維等の補強材、炭酸カルシウム、タルク等の充填材、硫黄、有機過酸化物等の架橋剤、N,N´-m-フェニレンジマレイミド、キノンジオキシム類等の共架橋剤、加硫促進剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤等を配合してもよい。短繊維としては、綿、ポリエステル(PET、PENなど)、ナイロン(6ナイロン、66ナイロン、46ナイロンなど)、アラミド(p-アラミド、m-アラミド)、ビニロン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維などを用いることができる。これらの短繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 The rubber composition forming the compression layer 11 may further contain, as necessary, reinforcing materials such as carbon black, silica, and short fibers that are usually compounded in rubber, fillers such as calcium carbonate and talc, crosslinking agents such as sulfur and organic peroxides, co-crosslinking agents such as N,N'-m-phenylenedimaleimide and quinone dioximes, vulcanization accelerators, plasticizers, stabilizers, processing aids, colorants, and the like. Examples of short fibers that can be used include cotton, polyester (PET, PEN, etc.), nylon (nylon 6, nylon 66, nylon 46, etc.), aramid (p-aramid, m-aramid), vinylon, and polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) fibers. These short fibers can be used alone or in combination of two or more.

(伸張層13)
伸張層13は、圧縮層11を形成するゴム組成物と同じもので形成されていてもよい。
(Tension layer 13)
The tension layer 13 may be formed from the same rubber composition as that forming the compression layer 11 .

(心線層12)
心線層12は、心線121が、ゴム組成物に、ローエッジコグドVベルト1の周長方向に沿って螺旋状に埋設されている。なお、心線層12を構成するゴム組成物は、心線121との接着性や、心線121にかかる応力緩和の観点から、圧縮層11や伸張層13のゴム組成物よりも接着性・耐応力性を重視した配合組成が好ましい。これにより、螺旋状に埋設された心線121は、ローエッジコグドVベルト1の幅方向断面視で、幅方向に所定の間隔をあけた状態で配列される(図2参照)。
(Core layer 12)
In the core layer 12, the cores 121 are embedded in a rubber composition in a spiral shape along the circumferential direction of the raw-edge cogged V-belt 1. From the viewpoint of adhesion to the cores 121 and stress relaxation applied to the cores 121, the rubber composition constituting the core layer 12 is preferably formulated with a higher emphasis on adhesion and stress resistance than the rubber compositions of the compression layer 11 and the tension layer 13. As a result, the cores 121 embedded in a spiral shape are arranged at a predetermined interval in the width direction in a cross-sectional view of the raw-edge cogged V-belt 1 in the width direction (see FIG. 2).

心線121を構成する繊維としては、高モジュラスの点から、エチレンテレフタレート、エチレン-2,6-ナフタレート等のC2-4アルキレンアリレートを主たる構成単位とするポリエステル繊維(ポリアルキレンアリレート系繊維、ポリエチレンテレフタレート系繊維、ポリエチレンナフタレート系繊維等)、アラミド繊維等の合成繊維、炭素繊維等の無機繊維が使用され、ポリエステル繊維やアラミド繊維が好ましい。これらの繊維はマルチフィラメント糸であってもよい。マルチフィラメント糸の繊度は2000~10000デニールとするとよく、好ましくは4000~8000デニールとするとよい。 The fibers constituting the core wire 121 are, from the viewpoint of high modulus, polyester fibers (polyalkylene arylate fibers, polyethylene terephthalate fibers, polyethylene naphthalate fibers, etc.) whose main constituent unit is C2-4 alkylene arylate such as ethylene terephthalate or ethylene-2,6-naphthalate, synthetic fibers such as aramid fibers, and inorganic fibers such as carbon fibers, with polyester fibers and aramid fibers being preferred. These fibers may be multifilament yarns. The fineness of the multifilament yarns may be 2000 to 10,000 denier, and preferably 4000 to 8000 denier.

心線121としては、マルチフィラメント糸を使用した撚りコード(諸撚り、片撚り、ラング撚り等)を使用することが多く、心線121の平均線径(撚りコードの繊維径)は、0.5~3mmとするとよく、好ましくは0.6~2mm、さらに好ましくは0.7~1.5mmとするとよい。 The core wire 121 is often a twisted cord (multi-filament twist, single twist, Lang twist, etc.) made of multifilament yarn, and the average wire diameter of the core wire 121 (fiber diameter of the twisted cord) should be 0.5 to 3 mm, preferably 0.6 to 2 mm, and more preferably 0.7 to 1.5 mm.

本実施形態では、1本で連なる心線121をローエッジコグドVベルト1の周長方向に螺旋状に巻き付けて埋設しているが、複数本束ねた心線121を、ローエッジコグドVベルト1の周長方向に螺旋状に巻き付けて埋設してもよい。 In this embodiment, a single continuous core wire 121 is spirally wound around the circumferential direction of the raw-edge cogged V-belt 1 and embedded therein, but multiple bundled core wires 121 may also be spirally wound around the circumferential direction of the raw-edge cogged V-belt 1 and embedded therein.

(上帆布14)
上帆布14は、4枚のゴム付き帆布が積層されて構成されている。このゴム付き帆布は、例えば、綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角を90°~120°程度に広角度化した織布に対して、圧縮層11を形成するゴム組成物と同じゴム組成物が、フリクション加工によりすり込まれ形成されている。
(Top canvas 14)
The upper canvas 14 is constructed by laminating four sheets of rubber-tipped canvas. The rubber-tipped canvas is, for example, made of cotton, polyester fiber, nylon, etc., and is woven in a plain weave, twill weave, satin weave, etc., and is formed by rubbing the same rubber composition as that forming the compression layer 11 into the woven fabric with a wide crossing angle between the warp and weft threads of about 90° to 120° by friction processing.

(パッシブ型RFIDタグ15)
パッシブ型RFIDタグ15は、図3に示すように、温度センサ151A(不図示)と、制御回路151B(不図示)と、メモリ151C(不図示)とを有したICチップ151、ICチップ151を実装(接続)した共振アンテナ152、及び、ブースターアンテナ153Aと、共振アンテナ152に対して電磁結合により無線接続可能なループアンテナ153Bと、を有したアンテナ153を備えている。
また、本実施形態では、ICチップ151は、共振アンテナ152及びループアンテナ153Bと共に、弾性材料(保護材)を使用した保護層154により一体的に被覆されている。
(Passive RFID tag 15)
As shown in FIG. 3, the passive RFID tag 15 includes an IC chip 151 having a temperature sensor 151A (not shown), a control circuit 151B (not shown), and a memory 151C (not shown), a resonant antenna 152 to which the IC chip 151 is mounted (connected), and an antenna 153 having a booster antenna 153A and a loop antenna 153B that can be wirelessly connected to the resonant antenna 152 by electromagnetic coupling.
In this embodiment, the IC chip 151, the resonant antenna 152 and the loop antenna 153B are integrally covered with a protective layer 154 made of an elastic material (protective material).

(ICチップ151)
ICチップ151は、温度センサ151Aにおいて測定されたローエッジコグドVベルト1の内部における温度データ(温度、識別IDなど:ベルトの状態に関する情報に相当)を、メモリ151Cに書き込み可能(記憶)とされている。また、ICチップ151は、メモリ151Cに書き込まれた温度データを、信号化して送信する機能をもつ。即ち、本実施形態では、ICチップ151が温度センサ機能も備えている。
(IC chip 151)
The IC chip 151 can write (store) temperature data (temperature, ID, etc.: equivalent to information on the belt condition) inside the raw edge cogged V-belt 1 measured by the temperature sensor 151A in the memory 151C. The IC chip 151 also has a function of converting the temperature data written in the memory 151C into a signal and transmitting it. That is, in this embodiment, the IC chip 151 also has a temperature sensor function.

共振アンテナ152は、ICチップ151の実装性が良い、ペースト印刷、スパッタリング、レジストなどで形成した導電性の金属薄膜(アルミニウム薄膜など)で形成されている。そして、この金属薄膜を電極として、図3のように、金属薄膜上にICチップ151を実装している。 The resonant antenna 152 is made of a conductive metal thin film (such as an aluminum thin film) formed by paste printing, sputtering, resist, etc., which allows for good mounting of the IC chip 151. The IC chip 151 is mounted on the metal thin film, which serves as an electrode, as shown in FIG. 3.

(アンテナ153)
アンテナ153は、図3に示すように、銅撚線(導電性の線状物質)を折り曲げて、クランク状にしたメアンダライン形状のブースターアンテナ153Aと、ループ形状にしたループアンテナ153Bにより形成されたダイポールアンテナである。
ブースターアンテナ153Aは、メアンダライン形状の銅撚線が、ループアンテナ153Bから、伸張方向の一方側と他方側とに延びた左右対称形状をしている。
ループアンテナ153Bは、アンテナ153の中央に配置され、共振アンテナ152と電磁結合する部位とし、電磁結合を強めるためにループ形状をしている。なお、このループアンテナ153Bのループは、仕様により1回巻きでも複数巻きでもよい。
このように、アンテナ153は、他の部材との接続部を無くすことにより、脆弱部分を省いた。
(Antenna 153)
As shown in FIG. 3, the antenna 153 is a dipole antenna formed by a meander-line shaped booster antenna 153A made by bending a twisted copper wire (conductive linear material) into a crank shape, and a loop antenna 153B in a loop shape.
The booster antenna 153A has a bilaterally symmetrical shape in which meander-line shaped twisted copper wires extend from the loop antenna 153B to one side and the other side in the extension direction.
The loop antenna 153B is disposed in the center of the antenna 153, and is a part that is electromagnetically coupled with the resonant antenna 152, and has a loop shape to strengthen the electromagnetic coupling. Note that the loop of the loop antenna 153B may be a single turn or multiple turns depending on the specifications.
In this manner, the antenna 153 does not have any weak parts by eliminating the connection parts with other members.

アンテナ153を構成する導電性の線状物質は、金属薄膜や金属線、繊維を金属でコーティングした導電性繊維、絶縁性繊維と金属線や金属箔などの導電性繊維からなる複合導電性繊維、又は、これら繊維のうち少なくとも一方を含む織物といった導電性線状物質を用いることが好ましい。本実施形態では、アンテナ153を構成する銅撚線は、フッ素処理(テフロン(登録商標)担持)されている。 The conductive linear material constituting the antenna 153 is preferably a conductive linear material such as a metal thin film or metal wire, conductive fiber with a metal coating, composite conductive fiber made of insulating fiber and conductive fiber such as metal wire or metal foil, or a woven fabric containing at least one of these fibers. In this embodiment, the twisted copper wire constituting the antenna 153 is fluorine-treated (Teflon (registered trademark)-supported).

上記のように、アンテナ153は、銅撚線(導電線)単体で形成されていることから、アンテナ153を基材(ベース)に配置せずとも、ローエッジコグドVベルト1の積層体の中に平面配置することができる。
また、銅撚線は柔軟性を有することから、ローエッジコグドVベルト1の屈曲変形に対して追随変形可能であることから、アンテナ153の耐久性を向上させることができる。
As described above, since the antenna 153 is formed from a single copper twisted wire (conductive wire), the antenna 153 can be arranged on a plane within the laminate of the raw-edge cogged V-belt 1 without being arranged on a substrate (base).
Furthermore, since the twisted copper wire has flexibility, it can deform to follow the bending deformation of the raw-edge cogged V-belt 1, and therefore the durability of the antenna 153 can be improved.

(保護層154)
保護層154には、保護材としてシリコーンゴム(信越化学工業株式会社製KE45T、一液縮合型RTVゴム、硬さ(タイプA)30、切断時伸び350%、引張強さ2.0MPa)を使用している。
具体的には、ICチップ151を実装した共振アンテナ152の表面に、シリコーンゴムを塗布し、厚み0.1mmの絶縁層を設けた。さらに、この絶縁層を設けた、ICチップ151を実装した共振アンテナ152全体、及び、アンテナ153のループアンテナ153Bを、同じ保護材であるシリコーンゴムで一体的に被覆し、保護層154を形成した(図3参照)。
(Protective Layer 154)
The protective layer 154 uses silicone rubber (KE45T manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., one-liquid condensation type RTV rubber, hardness (type A) 30, elongation at break 350%, tensile strength 2.0 MPa) as a protective material.
Specifically, silicone rubber was applied to the surface of the resonant antenna 152 mounted with the IC chip 151 to provide an insulating layer with a thickness of 0.1 mm. Furthermore, the entire resonant antenna 152 mounted with the IC chip 151 and provided with this insulating layer, and the loop antenna 153B of the antenna 153 were integrally covered with the same protective material, silicone rubber, to form a protective layer 154 (see FIG. 3).

ここで、共振アンテナ152に対するループアンテナ153Bの配置関係について、図3(C)に示すように、共振アンテナ152の上面とループアンテナ153Bの下面とがベルト厚み方向において、0.1mmの離間距離D1を有するように配置される。
また、図3(B)に示すように、ループアンテナ153Bと共振アンテナ152とは、ベルト厚み方向において重ならない位置関係であることが好ましい。更には、図4(B)の(b)又は(d)に示すように、ベルト厚み方向から見て、ループアンテナ153Bの縁と共振アンテナ152の縁とが接した配置関係にあることが好ましい。
上記構成によれば、RFIDリーダライタ4とパッシブ型RFIDタグ15(アンテナ153)との送受信感度(通信性能)を良好にすることができる。
Here, regarding the positional relationship of the loop antenna 153B with respect to the resonance antenna 152, as shown in FIG. 3C, the upper surface of the resonance antenna 152 and the lower surface of the loop antenna 153B are disposed with a separation distance D1 of 0.1 mm in the belt thickness direction.
3B, the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 are preferably not overlapped in the belt thickness direction. Furthermore, as shown in FIG. 4B(b) or (d), the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 are preferably in contact with each other when viewed from the belt thickness direction.
According to the above configuration, it is possible to improve the transmission/reception sensitivity (communication performance) between the RFID reader/writer 4 and the passive RFID tag 15 (antenna 153).

本実施形態では、保護層154が、ICチップ151を実装した共振アンテナ152、及び、ループアンテナ153Bを被覆していることから、屈曲疲労に特に脆弱なICチップ151及び共振アンテナ152を保護することができる。
また、共振アンテナ152とループアンテナ153Bとを保護層154により一体的に被覆することから、共振アンテナ152とループアンテナ153Bとの相対的な位置関係を予め固定することができ、共振アンテナ152とループアンテナ153Bとの間の電磁結合を安定化させることができる。
これにより、ローエッジコグドVベルト1の製造時に、ICチップ151を実装した共振アンテナ152及びアンテナ153をローエッジコグドVベルト1に配置する工程での取扱性を向上させることができる。
In this embodiment, the protective layer 154 covers the resonant antenna 152 mounted with the IC chip 151 and the loop antenna 153B, thereby protecting the IC chip 151 and the resonant antenna 152, which are particularly vulnerable to bending fatigue.
Furthermore, since the resonant antenna 152 and the loop antenna 153B are integrally covered by the protective layer 154, the relative positional relationship between the resonant antenna 152 and the loop antenna 153B can be fixed in advance, and the electromagnetic coupling between the resonant antenna 152 and the loop antenna 153B can be stabilized.
This improves ease of handling in the process of arranging the resonant antenna 152 and antenna 153, each having an IC chip 151 mounted thereon, on the raw-edge cogged V-belt 1 during manufacture of the raw-edge cogged V-belt 1.

上記パッシブ型RFIDタグ15を備えたローエッジコグドVベルト1によれば、アンテナ153のブースターアンテナ153AとICチップ151を実装した共振アンテナ152とは、電磁結合により無線接続されることから、アンテナ153とICチップ151とを物理的に接続しない構成にすることができる。
これにより、屈曲疲労に脆弱な、アンテナ153とICチップ151との物理的な接続部分(はんだ接合部)を省くことができ、ローエッジコグドVベルト1に備わるパッシブ型RFIDタグ15の耐久性を向上させることができる。
また、アンテナ153とICチップ151とを物理的に接続不要にすることにより、アンテナ153とICチップ151とを、独立して分離配置することができる。
これにより、アンテナ153及びICチップ151の配置を、使用環境に応じて適宜選択することができる。
また、ICチップ151及び共振アンテナ152は、弾性材料を使用した保護層154で被覆されていることから、ローエッジコグドVベルト1の屈曲変形に対して保護層154が追随変形することにより、ICチップ151及び共振アンテナ152を保護することができる。
According to the raw edge cogged V-belt 1 equipped with the above-mentioned passive RFID tag 15, the booster antenna 153A of the antenna 153 and the resonant antenna 152 equipped with the IC chip 151 are wirelessly connected by electromagnetic coupling, so that the antenna 153 and the IC chip 151 can be configured not to be physically connected to each other.
This makes it possible to eliminate the physical connection (solder joint) between the antenna 153 and the IC chip 151, which is vulnerable to bending fatigue, and improves the durability of the passive RFID tag 15 provided on the raw edge cogged V-belt 1.
Furthermore, by eliminating the need to physically connect the antenna 153 and the IC chip 151, the antenna 153 and the IC chip 151 can be disposed independently and separately.
This allows the placement of the antenna 153 and IC chip 151 to be appropriately selected depending on the usage environment.
In addition, since the IC chip 151 and the resonant antenna 152 are covered with a protective layer 154 made of an elastic material, the protective layer 154 deforms in response to the bending deformation of the raw-edge cogged V-belt 1, thereby protecting the IC chip 151 and the resonant antenna 152.

(RFIDリーダライタ4)
RFIDリーダライタ4(リーダに相当)としては、例えば、携帯型のタブレット等などが挙げられる。RFIDリーダライタ4は、図1に示すように、ローエッジコグドVベルト1が備えるパッシブ型RFIDタグ15(ブースターアンテナ153A)に向けて電波信号を送信し、パッシブ型RFIDタグ15(ブースターアンテナ153A)から送信された温度データ(ベルトの状態に関する情報に相当)を受信する、アンテナ(不図示)を有し、温度データの受信後、プログラム制御により、記憶、解析、解析結果の表示ができる構成である。なお、RFIDリーダライタ4とパッシブ型RFIDタグ15との通信には、例えば、UHF帯電波(周波数帯:860~960MHz)が用いられるが、LF帯、HF帯、2.4GHz帯の周波数が用いられてもよい。
(RFID reader/writer 4)
The RFID reader/writer 4 (corresponding to a reader) may be, for example, a portable tablet. As shown in FIG. 1, the RFID reader/writer 4 has an antenna (not shown) that transmits radio signals to the passive RFID tag 15 (booster antenna 153A) provided on the low-edge cogged V-belt 1 and receives temperature data (corresponding to information on the belt state) transmitted from the passive RFID tag 15 (booster antenna 153A). After receiving the temperature data, the RFID reader/writer 4 can store, analyze, and display the analysis results by program control. For example, UHF radio waves (frequency band: 860 to 960 MHz) are used for communication between the RFID reader/writer 4 and the passive RFID tag 15, but frequencies in the LF band, HF band, and 2.4 GHz band may also be used.

なお、プログラム制御による解析では、ローエッジコグドVベルト1の内部の温度データを出力するだけでなく、パッシブ型RFIDタグ15から送信された、観測した温度データと、予め実測データを分析して得られた基準となる温度データとを比較することにより、ローエッジコグドVベルト1の劣化度合いを分析し、ローエッジコグドVベルト1の交換の有無や交換時期、その他の異常を、RFIDリーダライタ4等の表示画面に表示できるようにしてもよい。 In addition, in the program-controlled analysis, not only is the internal temperature data of the low-edge cogged V-belt 1 output, but the observed temperature data transmitted from the passive RFID tag 15 is compared with reference temperature data obtained in advance by analyzing actual measurement data to analyze the degree of deterioration of the low-edge cogged V-belt 1, and the presence or absence of replacement of the low-edge cogged V-belt 1, the replacement timing, and other abnormalities can be displayed on a display screen of the RFID reader/writer 4, etc.

(RFIDリーダライタ4とパッシブ型RFIDタグ15とのデータの送受信方法)
次に、RFIDリーダライタ4とパッシブ型RFIDタグ15との通信について説明する。
まず、パッシブ型RFIDタグ15を備えたローエッジコグドVベルト1に対して、RFIDリーダライタ4(図1参照)が、電磁波(例えば、UHF帯電波、周波数帯:860~960MHz)を送信する。
そして、RFIDリーダライタ4から送信された電磁波を、ブースターアンテナ153Aが受信する。
そして、受信した電磁波を起因とした電磁誘導によりブースターアンテナ153Aを経由してループアンテナ153Bに電流が流れ、ループアンテナ153Bから電磁誘導により共振アンテナ152に電流が流れる。
これにより、共振アンテナ152上に実装したICチップ151に給電される。そして、温度センサ151Aにより測定され、ICチップ151のメモリ151Cに記憶された温度データ(温度、識別IDなど)が信号化される。
そして、信号化された温度データが、電磁誘導により共振アンテナ152からループアンテナ153Bに送信され、さらに、ブースターアンテナ153AからRFIDリーダライタ4に送信される。
(Method of transmitting and receiving data between the RFID reader/writer 4 and the passive RFID tag 15)
Next, communication between the RFID reader/writer 4 and the passive RFID tag 15 will be described.
First, the RFID reader/writer 4 (see FIG. 1) transmits electromagnetic waves (for example, UHF band waves, frequency band: 860 to 960 MHz) to the raw-edge cogged V-belt 1 equipped with the passive RFID tag 15 .
Then, the electromagnetic waves transmitted from the RFID reader/writer 4 are received by the booster antenna 153A.
Then, a current flows to the loop antenna 153B via the booster antenna 153A due to electromagnetic induction caused by the received electromagnetic waves, and a current flows to the resonant antenna 152 from the loop antenna 153B due to electromagnetic induction.
This causes power to be supplied to the IC chip 151 mounted on the resonant antenna 152. Then, the temperature data (temperature, identification ID, etc.) measured by the temperature sensor 151A and stored in the memory 151C of the IC chip 151 is converted into a signal.
The signalized temperature data is then transmitted from the resonant antenna 152 to the loop antenna 153B by electromagnetic induction, and further transmitted from the booster antenna 153A to the RFID reader/writer 4.

ローエッジコグドVベルト1にかかる様々な外圧・内圧の下で使用し続ければ、圧力に伴う内部温度の上昇や、摩擦熱等の影響によるローエッジコグドVベルト1の内部温度の上昇、またはローエッジコグドVベルト1に歪が生じ得る。そこで、上記のように、ICチップ151に備わる温度センサ151Aにより、ローエッジコグドVベルト1の内部温度(ベルトの状態情報)を検知・観測し、観測した内部温度を外部(RFIDリーダライタ4)に送信することで、ローエッジコグドVベルト1の劣化や損傷を把握することができる。 Continuing to use the raw-edge cogged V-belt 1 under various external and internal pressures can cause the internal temperature to rise due to pressure, or the internal temperature of the raw-edge cogged V-belt 1 to rise due to the effects of frictional heat, or distortion of the raw-edge cogged V-belt 1. Therefore, as described above, the temperature sensor 151A provided in the IC chip 151 detects and observes the internal temperature of the raw-edge cogged V-belt 1 (belt status information), and transmits the observed internal temperature to the outside (RFID reader/writer 4), making it possible to grasp deterioration or damage to the raw-edge cogged V-belt 1.

上記ローエッジコグドVベルト1の温度データの取得システム100によれば、耐久性を向上させたパッシブ型RFIDタグ15を備えたローエッジコグドVベルト1とRFIDリーダライタ4との間で温度データを安定して送受信可能なシステムを構築することができる。 The above-mentioned temperature data acquisition system 100 for the raw-edge cogged V-belt 1 makes it possible to construct a system capable of stably transmitting and receiving temperature data between the raw-edge cogged V-belt 1 equipped with a passive RFID tag 15 with improved durability and the RFID reader/writer 4.

(その他の実施形態)
上記実施形態では、保護層154が、ICチップ151を実装した共振アンテナ152、及び、ループアンテナ153Bを被覆しているが、保護層154は、ループアンテナ153Bを被覆せずに、ICチップ151を実装した共振アンテナ152のみを被覆する構成であってもよい。
Other embodiments
In the above embodiment, the protective layer 154 covers the resonant antenna 152 having the IC chip 151 mounted thereon and the loop antenna 153B, but the protective layer 154 may be configured to cover only the resonant antenna 152 having the IC chip 151 mounted thereon, without covering the loop antenna 153B.

これにより、保護層154で被覆した、ICチップ151及び共振アンテナ152を、1つの部品として扱うことができるため、ローエッジコグドVベルトの製造時に、ICチップ151及び共振アンテナ152を配置する工程での取扱性を向上させることができる。 This allows the IC chip 151 and the resonant antenna 152, covered with the protective layer 154, to be handled as a single component, improving ease of handling during the process of placing the IC chip 151 and the resonant antenna 152 when manufacturing the raw edge cogged V-belt.

また、ICチップ151及び共振アンテナ152を、1つの部品として扱うことができることから、アンテナ153のループアンテナ153Bと共振アンテナ152との相対的な位置関係を、ローエッジコグドVベルトの製造時に、ベルト厚み方向、水平方向に可変できる(図6参照)。そのため、ローエッジコグドVベルトの使用環境に応じて、通信に有利な配置を選択できる。例えば、ローエッジコグドVベルトの構成材料の層間などから、アンテナ153(ループアンテナ153B)と、ICチップ151を実装した共振アンテナ152とのそれぞれの配置部位を適宜選択できる(図6参照)。 In addition, since the IC chip 151 and the resonant antenna 152 can be treated as a single component, the relative positional relationship between the loop antenna 153B of the antenna 153 and the resonant antenna 152 can be changed in the belt thickness direction and horizontal direction when manufacturing the raw-edge cogged V-belt (see FIG. 6). Therefore, a layout that is advantageous for communication can be selected depending on the usage environment of the raw-edge cogged V-belt. For example, the respective placement locations of the antenna 153 (loop antenna 153B) and the resonant antenna 152 equipped with the IC chip 151 can be appropriately selected based on the interlayers of the constituent materials of the raw-edge cogged V-belt (see FIG. 6).

具体的には、図5に示すように、ローエッジコグドVベルト201の背面側に4枚のゴム付き帆布が積層された上帆布14の層間に、アンテナ153とICチップ151を実装した共振アンテナ152とを2枚のゴム付き帆布を介して別個に配置することができる。 Specifically, as shown in FIG. 5, an antenna 153 and a resonant antenna 152 equipped with an IC chip 151 can be separately arranged between two sheets of rubberized canvas between the layers of upper canvas 14, which is made up of four sheets of rubberized canvas stacked on the back side of the raw-edge cogged V-belt 201.

上記ローエッジコグドVベルト201では、アンテナ153及びICチップ151を実装した共振アンテナ152は、上帆布14(背面層)に設けられている。また、アンテナ153は、ICチップ151を実装した共振アンテナ152よりも背面側に配置されている。また、ICチップ151を実装した共振アンテナ152は、アンテナ153と心線121との間に配置されている。 In the above-mentioned raw edge cogged V-belt 201, the antenna 153 and the resonant antenna 152 mounting the IC chip 151 are provided on the upper canvas 14 (back layer). The antenna 153 is disposed on the back side of the resonant antenna 152 mounting the IC chip 151. The resonant antenna 152 mounting the IC chip 151 is disposed between the antenna 153 and the core wire 121.

上記構成によれば、アンテナ153は、ICチップ151を実装した共振アンテナ152及び心線121よりも背面側に設けられていることから、RFIDリーダライタ4との温度データの送受信感度を良好にすることができる。 With the above configuration, the antenna 153 is located on the rear side of the resonant antenna 152 mounting the IC chip 151 and the core wire 121, improving the sensitivity of transmission and reception of temperature data to and from the RFID reader/writer 4.

また、ローエッジコグドVベルト1の屈曲変形に対し、心線121より背面側の部位には伸張応力が作用し、その応力は背面側ほど大きく、心線121に近い側ほど小さくなる。即ち、屈曲疲労は心線121に近い側ほど受けにくい。
そこで、アンテナ153に比べて脆弱なICチップ151は、伸張応力が作用しにくい心線121に近い側に配置し、一方、ICチップ151に比べて耐久性が高いアンテナ153は、RFIDリーダライタ4との送受信感度を優先し、ICチップ151よりも背面側に配置した。
これにより、パッシブ型RFIDタグ15を備えたローエッジコグドVベルト201の耐屈曲疲労性(センシング機能の耐久性)と通信性能との両面の性能を向上させることができる。
In addition, when the raw-edge cogged V-belt 1 is bent and deformed, a tensile stress acts on the area on the back side of the core wire 121, and the stress is larger toward the back side and smaller toward the side closer to the core wire 121. In other words, the side closer to the core wire 121 is less susceptible to bending fatigue.
Therefore, the IC chip 151, which is more fragile than the antenna 153, is placed closer to the core wire 121 where tensile stress is less likely to act, while the antenna 153, which is more durable than the IC chip 151, is placed on the rear side of the IC chip 151, prioritizing the sensitivity of transmission and reception with the RFID reader/writer 4.
This makes it possible to improve both the flex fatigue resistance (durability of the sensing function) and the communication performance of the raw edge cogged V-belt 201 equipped with the passive RFID tag 15.

また、上記実施形態では、ローエッジコグドVベルト1の状態(温度)を検知するセンサとして、温度センサ151Aを例示して説明したが、ローエッジコグドVベルト1の内部圧力(ベルトの状態に相当)を測定する圧力センサや、ローエッジコグドVベルト1の歪(ベルトの状態に相当)を検知する歪センサであってもよい。 In the above embodiment, the temperature sensor 151A was described as an example of a sensor that detects the state (temperature) of the raw-edge cogged V-belt 1, but it may also be a pressure sensor that measures the internal pressure of the raw-edge cogged V-belt 1 (corresponding to the state of the belt) or a strain sensor that detects the strain of the raw-edge cogged V-belt 1 (corresponding to the state of the belt).

(ループアンテナ153Bと共振アンテナ152との離間距離(水平方向)と通信性能の評価)
ローエッジコグドVベルト1に配置されるパッシブ型RFIDタグ15における、ループアンテナ153Bと共振アンテナ152との配置関係について、共振アンテナ152に実装(接続)されたICチップ151の位置を原点とし、ベルト厚み方向の離間距離D1(図6参照)は、0.1mmで一定とし、水平方向の離間距離D2(図4(A)参照)を変更したパッシブ型RFIDタグ15について、通信性能を評価した。
(Evaluation of communication performance and distance (horizontal direction) between loop antenna 153B and resonant antenna 152)
Regarding the positional relationship between the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 in the passive RFID tag 15 placed on the low-edge cogged V-belt 1, the position of the IC chip 151 mounted (connected) on the resonant antenna 152 was set as the origin, the separation distance D1 in the belt thickness direction (see FIG. 6) was kept constant at 0.1 mm, and the horizontal separation distance D2 (see FIG. 4(A)) was changed. Communication performance was evaluated for the passive RFID tag 15.

具体的には、図4(A)に示すように、RFIDリーダライタ4(ハンディ型受信機(ATID社製 AT-R2000-J1))を、共振アンテナ152が接続されたICチップ151から、ループアンテナ153Bとは反対側に300mm離れた位置(-300mm)に配置し、RFIDリーダライタ4で受信信号強度RSSIを測定した(RSSIが高いほど通信性能は良い)。 Specifically, as shown in FIG. 4(A), the RFID reader/writer 4 (handheld receiver (AT-R2000-J1 manufactured by ATID)) was placed 300 mm (-300 mm) away from the IC chip 151 to which the resonant antenna 152 was connected, on the opposite side to the loop antenna 153B, and the received signal strength RSSI was measured by the RFID reader/writer 4 (the higher the RSSI, the better the communication performance).

図4(B)の(c)に示すように、共振アンテナ152のRFIDリーダライタ4側の辺(詳細には実装されているICチップ151の位置)と、ループアンテナ153BのRFIDリーダライタ4側の辺とが、ベルト厚み方向に重なった位置関係にある場合、水平方向の離間距離D2を0とした。そして、ループアンテナ153Bが、水平方向の離間距離D2が0の位置を基準に、RFIDリーダライタ4から水平方向に遠ざかる場合の離間距離D2を正の値とし(図4(B)の(d)(e)参照)、一方、ループアンテナ153Bが、水平方向の離間距離D2が0の位置を基準に、RFIDリーダライタ4に水平方向に近づく場合の離間距離D2を負の値とした(図4(B)の(a)(b)参照)。 As shown in FIG. 4B (c), when the side of the resonant antenna 152 facing the RFID reader/writer 4 (specifically, the position of the mounted IC chip 151) and the side of the loop antenna 153B facing the RFID reader/writer 4 are in a positional relationship where they overlap in the belt thickness direction, the horizontal separation distance D2 is set to 0. The separation distance D2 when the loop antenna 153B moves away from the RFID reader/writer 4 in the horizontal direction based on the position where the horizontal separation distance D2 is 0 is set to a positive value (see FIG. 4B (d) and (e)), while the separation distance D2 when the loop antenna 153B moves closer to the RFID reader/writer 4 in the horizontal direction based on the position where the horizontal separation distance D2 is 0 is set to a negative value (see FIG. 4B (a) and (b)).

ループアンテナ153Bと共振アンテナ152との離間距離D2を変更した場合の受信信号強度RSSIの値の測定結果を、図7に示す。
図7に示すように、離間距離D2が-15mm以上、-4mm以下の範囲、及び、+2mm以上、+10mm以下の範囲でRSSIが検出され、通信が可能であった。
また、離間距離D2が-5mm(図4(B)の(b))の場合と、離間距離D2が+5mmの場合(図4(B)の(d))に、RSSIの値が最も高く、通信性能が良好となった。
即ち、ループアンテナ153Bと共振アンテナ152とが、ベルト厚み方向において重ならない位置関係であり、且つ、ベルト厚み方向から見て、ループアンテナ153Bの縁と共振アンテナ152の縁とが接した配置関係にある場合に、RFIDリーダライタ4とパッシブ型RFIDタグ15との送受信感度(通信性能)を良好にすることができることが分かった。
FIG. 7 shows the measurement results of the received signal strength RSSI value when the separation distance D2 between the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 is changed.
As shown in FIG. 7, RSSI was detected and communication was possible when the separation distance D2 was in the range of -15 mm or more and -4 mm or less, and in the range of +2 mm or more and +10 mm or less.
In addition, when the separation distance D2 was −5 mm (FIG. 4B (b)) and when the separation distance D2 was +5 mm (FIG. 4B (d)), the RSSI value was the highest and the communication performance was good.
In other words, it has been found that when the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 are positioned so as not to overlap in the belt thickness direction, and when viewed from the belt thickness direction, the edge of the loop antenna 153B and the edge of the resonant antenna 152 are in contact with each other, it is possible to improve the transmission and reception sensitivity (communication performance) between the RFID reader/writer 4 and the passive RFID tag 15.

(ループアンテナ153Bと共振アンテナ152との離間距離(ベルト厚み方向)と通信性能の評価)
ローエッジコグドVベルト1に配置されるパッシブ型RFIDタグ15における、ループアンテナ153Bと共振アンテナ152との配置関係について、共振アンテナ152に実装(接続)されたICチップ151の位置を原点とし、水平方向の離間距離D2は5mmで一定とし、ベルト厚み方向の離間距離D1を変更したパッシブ型RFIDタグ15について、通信性能を評価した。ループアンテナ153Bと共振アンテナ152とのベルト厚み方向の離間距離D1を変更した場合の受信信号強度RSSIの値の測定結果を、下記表1に示す。
なお、ループアンテナ153Bと共振アンテナ152とのベルト厚み方向の離間距離D1は、図6に示すように、ループアンテナ153Bの下面から共振アンテナ152(詳細には実装されているICチップ151の位置)までの直線距離であり、共振アンテナ152が153Bから垂直方向(ベルト厚み方向)下方に遠ざかる場合の離間距離D1を正の値としている。
(Evaluation of communication performance and the distance (in the belt thickness direction) between the loop antenna 153B and the resonant antenna 152)
Regarding the positional relationship between the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 in the passive RFID tag 15 placed on the low-edge cogged V-belt 1, the position of the IC chip 151 mounted (connected) on the resonant antenna 152 was set as the origin, the horizontal separation distance D2 was kept constant at 5 mm, and the separation distance D1 in the belt thickness direction was changed, and communication performance was evaluated for the passive RFID tag 15. The measurement results of the received signal strength RSSI value when the separation distance D1 in the belt thickness direction between the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 was changed are shown in Table 1 below.
As shown in FIG. 6 , the separation distance D1 between the loop antenna 153B and the resonant antenna 152 in the belt thickness direction is the linear distance from the underside of the loop antenna 153B to the resonant antenna 152 (more specifically, the position of the mounted IC chip 151), and the separation distance D1 when the resonant antenna 152 moves downward in the vertical direction (belt thickness direction) from 153B is a positive value.

Figure 2024050461000002
Figure 2024050461000002

離間距離D1は0.1~0.5mm全ての場合でRSSIが検出され、通信が可能であった。また、離間距離D1が0.1mmの場合に、RSSIの値が最も高く、通信性能が良好となった。 RSSI was detected and communication was possible for all distances D1 between 0.1 and 0.5 mm. Furthermore, when the distance D1 was 0.1 mm, the RSSI value was highest and communication performance was good.

(耐久試験)
次に、上記実施形態のパッシブ型RFIDタグ15を備えたローエッジコグドVベルト1(実施例)と、従来のパッシブ型RFIDタグを備えたローエッジコグドVベルト(比較例)とを用いて走行試験を行った。
(An endurance test)
Next, a running test was carried out using a raw-edge cogged V-belt 1 (Example) equipped with the passive RFID tag 15 of the above embodiment and a raw-edge cogged V-belt (Comparative Example) equipped with a conventional passive RFID tag.

(実施例のローエッジコグドVベルト)
実施例のローエッジコグドVベルト1は、背面側の幅方向の長さが22.3mm、ベルトの厚みが11.4mm、周長方向に沿った長さが1550mmである。ローエッジコグドVベルト1の構成は、図2に示すように、ローエッジコグドVベルト1の内面側から背面側にかけて順番に、圧縮層11と、ローエッジコグドVベルト1の周長方向に沿って螺旋状に埋設された心線121を含む心線層12と、伸張層13と、4枚のゴム付き帆布が重ねられた上帆布14とが積層された積層体であり、上帆布14において、内面側から1枚目のゴム付き帆布と2枚目のゴム付き帆布との間のローエッジコグドVベルト1の幅方向の中央部分にパッシブ型RFIDタグ15が埋設された構成をしている。また、図3に示すように、パッシブ型RFIDタグ15において、アンテナ153のループアンテナ153Bと共振アンテナ152との位置関係は、ベルト厚み方向の離間距離D1を0.1mm、水平方向の離間距離D2を5mmとした。
(Example Raw Edge Cogged V-Belt)
The raw edge cogged V-belt 1 of the embodiment has a width of 22.3 mm on the back side, a belt thickness of 11.4 mm, and a length along the circumferential direction of 1550 mm. As shown in Fig. 2, the raw edge cogged V-belt 1 is configured as a laminate in which, from the inner side to the back side of the raw edge cogged V-belt 1, a compression layer 11, a core layer 12 including a core 121 embedded in a spiral shape along the circumferential direction of the raw edge cogged V-belt 1, a tension layer 13, and an upper canvas 14 in which four rubber-attached canvases are layered, are laminated in this order, and a passive RFID tag 15 is embedded in the upper canvas 14 in the center of the width of the raw edge cogged V-belt 1 between the first rubber-attached canvas and the second rubber-attached canvas from the inner side. As shown in FIG. 3, in the passive RFID tag 15, the positional relationship between the loop antenna 153B of the antenna 153 and the resonant antenna 152 is such that the separation distance D1 in the belt thickness direction is 0.1 mm and the separation distance D2 in the horizontal direction is 5 mm.

表2に、実施例に係るローエッジコグドVベルト1の、圧縮層11を構成する圧縮ゴムの組成、伸張層13を構成する伸張ゴムの組成、及び、心線層12を構成する接着ゴムの組成を示す。 Table 2 shows the composition of the compressed rubber constituting the compressed layer 11, the composition of the tension rubber constituting the tension layer 13, and the composition of the adhesive rubber constituting the core layer 12 of the raw edge cogged V-belt 1 according to the embodiment.

Figure 2024050461000003
Figure 2024050461000003

CR(クロロプレンゴム):DENKA(株)製「PM-40」
アラミド短繊維:帝人(株)製「トワロン(登録商標)」、モジュラス88cN、繊度2.2dtex、繊維長3mm
ナフテン系オイル:出光興産(株)製「ダイアナ(登録商標)プロセスオイルNS-90S」
シリカ:エボニックジャパン(株)製、「ULTRASIL(登録商標)VN3」、BET比表面積175m2/g
カーボンブラックHAF:東海カーボン(株)製「シースト(登録商標)3」
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラック(登録商標)AD-F」
加硫促進剤TT:大内新興化学工業(株)製「ノクセラー(登録商標)TT」
CR (chloroprene rubber): "PM-40" manufactured by DENKA Corporation
Aramid staple fiber: "Twaron (registered trademark)" manufactured by Teijin Limited, modulus 88 cN, fineness 2.2 dtex, fiber length 3 mm
Naphthenic oil: "DIANA (registered trademark) Process Oil NS-90S" manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Silica: Evonik Japan Co., Ltd., "ULTRASIL (registered trademark) VN3", BET specific surface area 175 m2/g
Carbon black HAF: "Seat (registered trademark) 3" manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
Anti-aging agent: "Nocrac (registered trademark) AD-F" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator TT: "Noccela (registered trademark) TT" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.

(上帆布14)
上帆布14には、綿の紡績糸を使用した平織帆布にRFL液で浸漬処理を施し、さらに当該帆布を150℃で2分間熱処理した後、上記表2の接着ゴム組成物をすり込むフリクション加工を行うことで形成されたゴム付帆布を使用した。
(Top canvas 14)
For the upper canvas 14, a rubber-coated canvas was used, which was formed by immersing a plain weave canvas made of spun cotton yarn in RFL liquid, heat-treating the canvas at 150°C for 2 minutes, and then rubbing in the adhesive rubber composition shown in Table 2 above into a friction process.

(心線)
心線121には、1000デニールのポリエチレンテレフタレート(PET)繊維を2×3の撚り構成で、上撚り係数3.0、下撚り係数3.0で諸撚りしたトータルデニール6,000のコードに、接着処理を施したものを使用した。
(Core wire)
The core wire 121 was a cord of 6,000 denier in total, made by plying 1,000 denier polyethylene terephthalate (PET) fibers in a 2×3 twist configuration with a top twist coefficient of 3.0 and a bottom twist coefficient of 3.0, and then adhesively treated.

(パッシブ型RFIDタグ15)
パッシブ型RFIDタグ117は、ICチップ151を実装した共振アンテナ152の表面に、シリコーンゴムを塗布し、厚み0.1mmの絶縁層を設けた。さらに、この絶縁層を設けた、ICチップ151を実装した共振アンテナ152全体、及び、アンテナ153のループアンテナ153Bを、同じ保護材であるシリコーンゴムで一体的に被覆し、保護層154を形成した(図3参照)。また、アンテナ153は、ベースを有さない構成をしている。ICチップ151は、温度センサ151Aを備えたICチップであり、すなわち、パッシブ型RFIDタグ15は、温度センサ151Aと一体型である。アンテナ153は、銅撚線からなり、銅撚線の直径は0.51mm(0.18mm×7本撚り)であり、表面にテフロン(登録商標)粒子が担持されている。パッシブ型RFIDタグ15のサイズは、100mm×10mmである。パッシブ型RFIDタグ15は、上帆布14において、内面側から1枚目のゴム付き帆布と2枚目のゴム付き帆布との間のローエッジコグドVベルト1の幅方向の中央部分に、長辺がローエッジコグドVベルト1の周長方向に沿うように埋設されている。
(Passive RFID tag 15)
In the passive RFID tag 117, silicone rubber is applied to the surface of the resonant antenna 152 on which the IC chip 151 is mounted, to provide an insulating layer having a thickness of 0.1 mm. Furthermore, the entire resonant antenna 152 on which the IC chip 151 is mounted and the loop antenna 153B of the antenna 153 on which the insulating layer is provided are integrally covered with the same protective material, silicone rubber, to form a protective layer 154 (see FIG. 3). The antenna 153 does not have a base. The IC chip 151 is an IC chip equipped with a temperature sensor 151A, that is, the passive RFID tag 15 is integrated with the temperature sensor 151A. The antenna 153 is made of copper twisted wire, and the diameter of the copper twisted wire is 0.51 mm (0.18 mm x 7 twists), and Teflon (registered trademark) particles are supported on the surface. The size of the passive RFID tag 15 is 100 mm x 10 mm. The passive RFID tag 15 is embedded in the upper canvas 14 in the central part in the width direction of the raw-edge cogged V-belt 1 between the first and second rubber-backed canvas from the inner side, with its long side aligned along the circumferential direction of the raw-edge cogged V-belt 1.

(実施例のローエッジコグドVベルトの製造方法)
圧縮層11、伸張層13及び心線層12を形成するためのゴム組成物は、それぞれ、表2の配合にてバンバリーミキサーで混練りを行い、得られた混練りゴムをカレンダーロールに通して圧延して、未加硫ゴムシート(圧縮層用シート、伸張層用シート、心線層用シート)を作製した。なお、短繊維は、RFL液で接着処理し、固形分の付着率6質量%の短繊維を用いた。また、予め、所定厚みの圧縮層用シート(未加硫ゴム)にコグ形状を型付け成形したシート状のコグパッドを作製した。
更に、綿、ポリエステル繊維、ナイロン等からなり、平織、綾織、朱子織等に製織した布で、経糸と緯糸との交差角を90°~120°程度に広角度化した織布に対して、圧縮層11を形成するゴム組成物と同じゴム組成物をフリクション加工したゴム付き帆布を4枚作製した。
(Manufacturing method of raw edge cogged V-belt of the embodiment)
The rubber compositions for forming the compression layer 11, the tension layer 13, and the core layer 12 were kneaded in a Banbury mixer with the composition shown in Table 2, and the resulting kneaded rubber was passed through a calendar roll to roll out unvulcanized rubber sheets (compression layer sheet, tension layer sheet, core layer sheet). The short fibers were adhesively treated with RFL liquid and had a solid adhesion rate of 6% by mass. In addition, a sheet-shaped cog pad was produced by molding a cog shape into a compression layer sheet (unvulcanized rubber) of a predetermined thickness.
Furthermore, four pieces of rubber-backed canvas were produced by friction-treating a woven fabric made of cotton, polyester fiber, nylon, etc., woven in a plain weave, twill weave, satin weave, etc., with the warp and weft threads at a wide crossing angle of approximately 90° to 120°, using the same rubber composition as that forming the compression layer 11.

次に、外周にコグ形状に対応する凸部と凹部とを交互に設けた円筒状の金型を用い、その外周のコグ形状に嵌合するように、予め作製したコグパッドを巻き付け、その外周に心線用シート(未加硫ゴム)を巻きつけた。その外周に、心線121を螺旋状にスピニングし、更に伸張層用シートを巻き付け、その外周に、1枚のゴム付き帆布を巻き付けて、その外周面の所定の位置に、パッシブ型RFIDタグ15を装着した。更に、その外周に、3枚のゴム付き帆布を巻き付けて成形体を作製した。 Next, a cylindrical mold with alternating convex and concave portions corresponding to the cog shape was used, and a previously prepared cog pad was wrapped around the outer periphery so that it fitted into the cog shape, and a core wire sheet (unvulcanized rubber) was then wrapped around the outer periphery. The core wire 121 was spun in a spiral shape around the outer periphery, and a stretch layer sheet was then wrapped around the outer periphery. A sheet of rubber-backed canvas was then wrapped around the outer periphery, and a passive RFID tag 15 was attached to a specified position on the outer periphery. Three sheets of rubber-backed canvas were then wrapped around the outer periphery to produce a molded body.

その後、ベルト外周側にジャケットを被せた状態で、成形体を装着した金型を加硫缶に設置し、温度170℃、時間40分で加硫を行い、加硫ベルトスリーブを作製した。このスリーブをカッターでV字状に切断して、上帆布14にパッシブ型RFIDタグ15が埋設されたローエッジコグドVベルト1(サイズ:背面側の幅22.3mm、ベルト厚み11.4mm、ベルト周長1550mm)を作製した。 Then, with the jacket placed on the outer periphery of the belt, the mold with the molded body attached was placed in a vulcanizer and vulcanized at 170°C for 40 minutes to produce a vulcanized belt sleeve. This sleeve was cut into a V shape with a cutter to produce a raw edge cogged V-belt 1 (size: back side width 22.3 mm, belt thickness 11.4 mm, belt circumference 1550 mm) with a passive RFID tag 15 embedded in the upper canvas 14.

(比較例のローエッジコグドVベルト)
比較例のローエッジコグドVベルトは、実施例のローエッジコグドVベルト1に埋設されたパッシブ型RFIDタグ15を、従来のパッシブ型RFIDタグに差し替えた構成をしている。
具体的には、図8に示すように、比較例に係る従来のパッシブ型RFIDタグは、アンテナを1本の銅撚線で形成し、ICチップを実装する部分にはアルミニウム薄膜(電極)を用い、この銅撚線で形成したアンテナと、ICチップを実装したアルミニウム薄膜(電極)を、接続導電線(銅単線)を介して接続したアンテナ構造となっている。このアンテナ構造では、それぞれの接続部(図8の一点鎖線の丸部分)は、はんだで接合されている。
なお、比較例のローエッジコグドVベルトのその他の構成は、実施例のローエッジコグドVベルト1と同様である。
(Comparative example raw edge cogged V-belt)
The raw-edge cogged V-belt of the comparative example has a configuration in which the passive type RFID tag 15 embedded in the raw-edge cogged V-belt 1 of the embodiment is replaced with a conventional passive type RFID tag.
Specifically, as shown in Fig. 8, the conventional passive RFID tag according to the comparative example has an antenna structure in which the antenna is formed from a single stranded copper wire, an aluminum thin film (electrode) is used for the portion where the IC chip is mounted, and the antenna formed from this stranded copper wire and the aluminum thin film (electrode) on which the IC chip is mounted are connected via a connecting conductive wire (solid copper wire). In this antenna structure, the respective connecting portions (circled portions of the dashed line in Fig. 8) are joined with solder.
The other configurations of the raw-edge cogged V-belt of the comparative example are similar to those of the raw-edge cogged V-belt 1 of the embodiment.

(ベルトの走行における内部温度のモニタリング)
実施例のローエッジコグドVベルト1及び比較例のローエッジコグドVベルトを用いて走行試験を行い、耐久走行性(温度センサ機能時間)を確認した。走行試験装置としては、φ150mmの駆動プーリと、φ150mmの従動プーリとに、実施例のローエッジコグドVベルト1又は比較例のローエッジコグドVベルトを架け渡した試験装置を使用した。
(Monitoring the internal temperature while the belt is running)
A running test was conducted using the raw edge cogged V-belt 1 of the embodiment and the raw edge cogged V-belt of the comparative example to confirm the running durability (temperature sensor function time). As a running test device, a test device was used in which the raw edge cogged V-belt 1 of the embodiment or the raw edge cogged V-belt of the comparative example was stretched between a φ150 mm driving pulley and a φ150 mm driven pulley.

走行試験においては、各ローエッジコグドVベルト内に埋設したパッシブ型RFIDタグにおける、ICチップ(温度センサ)で検出した各ローエッジコグドVベルトの内部温度の信号を、ハンディ型受信機(ATID社製 AT-R2000-J1)で受信して、パソコンに出力して温度変化をモニタリングした。実施例及び比較例の走行試験結果を表3に示す。 During the running test, the internal temperature signals of each raw-edge cogged V-belt were detected by an IC chip (temperature sensor) in a passive RFID tag embedded in each raw-edge cogged V-belt, and received by a handheld receiver (ATID, AT-R2000-J1) and output to a personal computer to monitor the temperature changes. The running test results for the examples and comparative examples are shown in Table 3.

Figure 2024050461000004
Figure 2024050461000004

(試験1)
実施例及び比較例の各ローエッジコグドVベルトを試験体として、駆動プーリの軸荷重を50kgf、回転数を2000rpmとし、雰囲気温度25℃にて走行させた。センサ機能については、内部温度の検出可否を10分ごとに確認しながら120分経過するまで継続した。
実施例のローエッジコグドVベルト1では、120分経過後でもパッシブ型RFIDタグ15に故障がなく、内部温度を検出できた(センサ機能が維持された)。
一方、比較例のローエッジコグドVベルトでは、30分経過時点で内部温度を検出できなくなっていた(センサ機能が消失した)。
(Test 1)
The raw edge cogged V-belts of the examples and comparative examples were used as test specimens, and were run with a drive pulley shaft load of 50 kgf, a rotation speed of 2000 rpm, and an ambient temperature of 25° C. The sensor function was continued for 120 minutes, while checking every 10 minutes whether the internal temperature could be detected.
In the raw edge cogged V-belt 1 of the embodiment, the passive RFID tag 15 was not broken even after 120 minutes had passed, and the internal temperature could be detected (the sensor function was maintained).
On the other hand, in the case of the comparative raw edge cogged V-belt, the internal temperature could no longer be detected after 30 minutes had elapsed (the sensor function was lost).

(試験2)
実施例及び比較例の各ローエッジコグドVベルトを試験体として、駆動プーリの軸荷重を80kgf、回転数を2000rpmとし、雰囲気温度25℃にて走行させた。センサ機能については、内部温度の検出可否を10分ごとに確認しながら200時間経過するまで継続した。
実施例のローエッジコグドVベルト1では、200時間経過後でもパッシブ型RFIDタグ15に故障がなく、内部温度を検出できた(センサ機能が維持された)。
一方、比較例のローエッジコグドVベルトでは、10分経過時点で内部温度を検出できなくなっていた(センサ機能が消失した)。
(Test 2)
The raw edge cogged V-belts of the examples and comparative examples were used as test specimens, and were run with a drive pulley shaft load of 80 kgf, a rotation speed of 2000 rpm, and an ambient temperature of 25° C. The sensor function was continued for 200 hours, with the internal temperature being checked every 10 minutes for detection.
In the raw edge cogged V-belt 1 of the embodiment, the passive RFID tag 15 did not break down even after 200 hours, and the internal temperature was detectable (the sensor function was maintained).
On the other hand, in the case of the comparative raw edge cogged V-belt, the internal temperature could no longer be detected after 10 minutes had elapsed (the sensor function was lost).

(試験3)
実施例及び比較例の各ローエッジコグドVベルトを試験体として、駆動プーリの軸荷重を80kgf、回転数を3600rpmとし、雰囲気温度25℃にて走行させた。センサ機能については、内部温度の検出可否を10分ごとに確認しながら200時間経過するまで継続した。
実施例のローエッジコグドVベルト1では、200時間経過後でもパッシブ型RFIDタグ15に故障がなく、内部温度を検出できた(センサ機能が維持された)。
一方、比較例のローエッジコグドVベルトでは、10分経過時点で内部温度を検出できなくなっていた(センサ機能が消失した)。
(Test 3)
The raw edge cogged V-belts of the examples and comparative examples were used as test specimens, and were run with a drive pulley shaft load of 80 kgf, a rotation speed of 3600 rpm, and an ambient temperature of 25° C. The sensor function was continued for 200 hours, with the internal temperature being checked every 10 minutes for detection.
In the raw edge cogged V-belt 1 of the embodiment, the passive RFID tag 15 did not break down even after 200 hours, and the internal temperature was detectable (the sensor function was maintained).
On the other hand, in the case of the comparative raw edge cogged V-belt, the internal temperature could no longer be detected after 10 minutes had elapsed (the sensor function was lost).

上記走行試験結果より、実施例に係るローエッジコグドVベルト1は、比較例に係るローエッジコグドVベルトに比べて、ローエッジコグドVベルトに備わるパッシブ型RFIDタグの耐久性を向上させることができ、ベルト走行時のセンシング機能の耐久性を向上させることができることを確認することができた。 From the above running test results, it was confirmed that the raw-edge cogged V-belt 1 according to the embodiment can improve the durability of the passive RFID tag provided on the raw-edge cogged V-belt compared to the raw-edge cogged V-belt according to the comparative example, and can improve the durability of the sensing function during belt running.

1 ローエッジコグドVベルト
2 駆動プーリ
3 従動プーリ
4 RFIDリーダライタ
11 圧縮層
12 心線層
121 心線
13 伸張層
14 上帆布
15 パッシブ型RFIDタグ
151 ICチップ
151A 温度センサ
152 共振アンテナ
153 アンテナ
153A ブースターアンテナ
153B ループアンテナ
154 保護層
100 ローエッジコグドVベルトの温度データの取得システム
REFERENCE SIGNS LIST 1 Raw-edge cogged V-belt 2 Drive pulley 3 Driven pulley 4 RFID reader/writer 11 Compression layer 12 Core layer 121 Core 13 Tension layer 14 Upper canvas 15 Passive RFID tag 151 IC chip 151A Temperature sensor 152 Resonant antenna 153 Antenna 153A Booster antenna 153B Loop antenna 154 Protective layer 100 Raw-edge cogged V-belt temperature data acquisition system

Claims (7)

背面側に配置される背面層と、芯体を有する芯体層と、を含む積層体を備えたベルトであって、
前記積層体に設けられ、当該ベルトの状態を検知するセンサと、
前記積層体に設けられ、前記センサにより検知した、前記ベルトの状態に関する情報を記憶可能なICチップ、及び、アンテナを有するRFIDと、を備え、
前記ICチップは、
共振アンテナを有し、
前記アンテナは、
前記ベルトの状態に関する情報を外部に対して送受信可能なブースターアンテナと、
前記共振アンテナに対して、電磁結合により無線接続可能なループアンテナと、を有し、
前記ICチップは、前記共振アンテナと共に、弾性材料を使用した保護材で被覆されている、ベルト。
A belt having a laminate including a back layer disposed on a back side and a core layer having a core,
A sensor provided on the laminate for detecting a state of the belt;
an IC chip provided on the laminate capable of storing information regarding the state of the belt detected by the sensor, and an RFID having an antenna;
The IC chip includes:
A resonant antenna is provided.
The antenna is
a booster antenna capable of transmitting and receiving information regarding the state of the belt to and from an external device;
a loop antenna that can be wirelessly connected to the resonant antenna by electromagnetic coupling;
The IC chip, together with the resonant antenna, is covered with a protective material made of an elastic material.
前記アンテナは、導電線単体で形成されている、請求項1に記載のベルト。 The belt according to claim 1, wherein the antenna is formed from a single conductive wire. 前記保護材は、前記ICチップ及び前記共振アンテナのみを被覆する、請求項1に記載のベルト。 The belt according to claim 1, wherein the protective material covers only the IC chip and the resonant antenna. 前記保護材は、前記ICチップ、前記共振アンテナ、及び、前記ループアンテナを被覆する、請求項1に記載のベルト。 The belt according to claim 1, wherein the protective material covers the IC chip, the resonant antenna, and the loop antenna. 前記アンテナ及び前記ICチップは、前記背面層に設けられ、
前記アンテナは、前記ICチップよりも前記背面側に配置され、
前記ICチップは、前記アンテナと前記芯体との間に配置される、請求項1に記載のベルト。
the antenna and the IC chip are provided on the back surface layer,
the antenna is disposed on the rear surface side of the IC chip,
The belt according to claim 1 , wherein the IC chip is disposed between the antenna and the core body.
前記ループアンテナと前記共振アンテナとは、ベルト厚み方向において重ならない位置関係である、請求項1に記載のベルト。 The belt according to claim 1, wherein the loop antenna and the resonant antenna are positioned so as not to overlap in the thickness direction of the belt. 請求項1~6の何れかに記載のベルトと、
前記ベルトの状態に関する情報を、前記RFIDの前記ブースターアンテナとの間で送受信するリーダと、を有する、ベルトの状態情報取得システム。
A belt according to any one of claims 1 to 6,
a reader for transmitting and receiving information regarding the belt status between the booster antenna of the RFID and the belt status acquisition system;
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