JPH11247951A - Prediction device for belt lifetime - Google Patents

Prediction device for belt lifetime

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JPH11247951A
JPH11247951A JP6457598A JP6457598A JPH11247951A JP H11247951 A JPH11247951 A JP H11247951A JP 6457598 A JP6457598 A JP 6457598A JP 6457598 A JP6457598 A JP 6457598A JP H11247951 A JPH11247951 A JP H11247951A
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belt
temperature
life
toothed belt
base material
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Hiroshi Murataka
洋 村高
Kazuo Itani
一男 猪谷
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Unitta Co Ltd
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Unitta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To predict a lifetime of a toothed belt with a high degree of accuracy in view a measured temperature thereof with no complicated computation, by installing a belt lifetime predicting device on a power transmission provided in a vehicle engine or the like. SOLUTION: A toothed belt 10 is wound on a driven pulley 21 and a drive pulley 22 so as to transmit the rotation of the drive pulley 22 to the driven pulley 21. A temperature sensor 31 of a belt worn-out predicting device 30 is provided to the rear surface or the toothed surface side of the toothed belt 10 in the vicinity of the drive pulley 22. During driving of the drive pulley 22, the temperature of the material of the toothed belt 10 is measured by the temperature sensor 31 at every fixed drive time. A control device 32 predicts a lifetime of the toothed belt 10 in view of a variation in the gradient of the thus detected temperature with respect to the drive time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用エン
ジンの出力軸と、補機軸等の間において各軸の回転力を
伝達する動力伝達装置に用いる歯付ベルトの寿命予知装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for estimating the life of a toothed belt used in a power transmission device for transmitting the rotational force of each shaft between, for example, an output shaft of a vehicle engine and an auxiliary shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来歯付ベルトは、例えばベルト本体の
一方の面にベルト歯を形成するとともに、心線をベルト
本体に埋設して構成されている。近年、エンジンの性能
が向上するにつれて歯付ベルトにかかる負荷が大きくな
り、長期間にわたってベルトを使用すると、ベルト歯に
亀裂が入るクラック現象から欠けが生じるようになっ
た。このため、ベルト歯が欠ける時期すなわちベルトの
寿命を予知して、ベルトの交換時期を予測する方法が特
開平7−332443号公報に考案されている。この予
測方法では、歯付ベルトおよびプーリ等について幾何デ
ータ、材料データ、および外力データ等を得て、これら
のデータを解析することにより、ベルトに加わる歯部反
力分布特性が予測される。そして予め歯部反力分布に応
じた耐久寿命特性が設定されているS−N曲線に、予測
された歯部反力分布特性を照合することによって、ベル
トの寿命が予測される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a toothed belt is formed, for example, by forming belt teeth on one surface of a belt body and embedding a core wire in the belt body. In recent years, as the performance of the engine has been improved, the load applied to the toothed belt has increased, and when the belt has been used for a long period of time, cracks have occurred in the belt teeth due to cracking. For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-332443 has devised a method of predicting the time at which the belt teeth are missing, that is, the service life of the belt, and predicting the belt replacement time. In this prediction method, geometric data, material data, external force data, and the like are obtained for a toothed belt, a pulley, and the like, and these data are analyzed to predict the tooth portion reaction force distribution characteristics applied to the belt. Then, the life of the belt is predicted by comparing the predicted tooth part reaction force distribution characteristic with the SN curve in which the durability life characteristic according to the tooth part reaction force distribution is set in advance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の予測方
法では、予めS−N曲線を測定しておく必要があり、ま
た歯付ベルトおよびプーリ等について多数のデータを必
要とし、それらを解析して、S−N曲線と照合するため
の演算が複雑である。さらに外力データ等は所定の解析
モデルを用いて試験を行うことにより得る必要があるた
め、実際のエンジン等に設けられる動力伝達装置に搭載
して、寿命を予知することは不可能であり、寿命を高精
度に予測することは困難であるという問題を有してい
る。
In the conventional prediction method described above, it is necessary to measure an SN curve in advance, and a large amount of data is required for a toothed belt, a pulley, and the like. Therefore, the calculation for collating with the SN curve is complicated. Furthermore, since external force data and the like need to be obtained by conducting tests using a predetermined analysis model, it is impossible to predict the service life by mounting it on a power transmission device provided in an actual engine or the like. Is difficult to predict with high accuracy.

【0004】本発明は、ベルト寿命予知装置を車両用エ
ンジン等に設けられる動力伝達装置に搭載して、複雑な
演算をすることなく、歯付ベルトの温度を測定すること
により容易に高精度のベルト寿命を予知することを目的
とする。
According to the present invention, a belt life predicting device is mounted on a power transmission device provided in a vehicle engine or the like, and the temperature of the toothed belt can be measured easily without complicated calculations to achieve high precision. The purpose is to predict the life of the belt.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係るベルト寿命
予知装置は、歯付ベルトの近傍に設けられ、歯付ベルト
を構成するゴム材料の温度である基材温度を検出する温
度検出手段と、基材温度に基づいて、歯付ベルトのベル
ト歯に欠けが生じる時期であるベルト寿命を予知する寿
命予知手段とを備えることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION A belt life predicting device according to the present invention is provided near a toothed belt and detects temperature of a base material which is a temperature of a rubber material constituting the toothed belt. A life predicting means for predicting a belt life, which is a time at which the belt teeth of the toothed belt are chipped, based on the base material temperature.

【0006】好ましくは、温度検出手段は歯付ベルトの
ベルト歯を形成されている歯面部、または形成されてい
ない背面部に対向して設けられる。また好ましくは、歯
付ベルトは駆動プーリと従動プーリに巻回されており、
この歯付ベルトが駆動プーリによって駆動される間に、
温度検出手段が基材温度を検出する。
[0006] Preferably, the temperature detecting means is provided to face the toothed surface portion of the toothed belt on which the belt teeth are formed, or the back surface portion where the belt teeth are not formed. Preferably, the toothed belt is wound around a driving pulley and a driven pulley,
While this toothed belt is driven by the drive pulley,
Temperature detecting means detects the substrate temperature.

【0007】好ましくは、寿命予知手段は歯付ベルトの
駆動時間に対する基材温度の温度勾配を検出することに
よりベルト寿命を予知する。この場合寿命予知手段は、
温度勾配が限界値以上になったときを、ベルト寿命とし
て予知する。さらに好ましくは、寿命予知手段は基材温
度と、歯付ベルトの駆動時間に対して略一定である基準
温度との温度差に基づいて、ベルト寿命を予知する。
Preferably, the life prediction means predicts the life of the belt by detecting a temperature gradient of the base material temperature with respect to the driving time of the toothed belt. In this case, the life prediction means
The time when the temperature gradient exceeds the limit value is predicted as the belt life. More preferably, the life predicting means predicts the life of the belt based on a temperature difference between the base material temperature and a reference temperature that is substantially constant with respect to the driving time of the toothed belt.

【0008】例えば、温度検出手段は駆動プーリの近傍
に配置される。
For example, the temperature detecting means is arranged near the driving pulley.

【0009】本発明に係るベルト寿命予知方法は、歯付
ベルトの近傍に設けられ、歯付ベルトを構成するゴム材
料の温度である基材温度を検出して、基材温度に基づい
て歯付ベルトのベルト歯に欠けが生じる時期であるベル
ト寿命を予知することを特徴としている。
A belt life predicting method according to the present invention is provided near a toothed belt, detects a base material temperature which is the temperature of a rubber material constituting the toothed belt, and forms a toothed belt based on the base material temperature. The present invention is characterized in that the belt life, which is the time when the belt teeth of the belt are chipped, is predicted.

【0010】好ましくは、歯付ベルトは駆動プーリと従
動プーリに巻回されており、この歯付ベルトが駆動プー
リによって駆動される間に、基材温度が検出される。さ
らに好ましくは、ベルト寿命は歯付ベルトの駆動時間に
対する基材温度の温度勾配を検出することにより予知さ
れる。この場合、ベルト寿命は温度勾配が限界値以上に
なったときとして予知される。
[0010] Preferably, the toothed belt is wound around a driving pulley and a driven pulley, and the substrate temperature is detected while the toothed belt is driven by the driving pulley. More preferably, the belt life is predicted by detecting a temperature gradient of the substrate temperature with respect to the driving time of the toothed belt. In this case, the life of the belt is predicted as when the temperature gradient has exceeded the limit value.

【0011】好ましくは、ベルト寿命は基材温度と、歯
付ベルトの駆動時間に対して略一定である基準温度との
温度差に基づいて予知される。
Preferably, the belt life is predicted based on a temperature difference between the base material temperature and a reference temperature which is substantially constant with respect to the driving time of the toothed belt.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は、動力伝達装置に用い
る歯付ベルトの一部を破断して示す斜視図であり、図2
は、歯付ベルトのベルト長手方向に破断した縦断面図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a toothed belt used in a power transmission device.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the toothed belt broken in a belt longitudinal direction.

【0013】歯付ベルト10はベルト長手方向に沿った
複数のベルト歯12を形成されている歯面部15と、ベ
ルト歯12を形成されていない背面部16とから成り、
背面部16には心線14が埋設されている。ベルト歯1
2の表面には、歯布18が貼付されている。
The toothed belt 10 includes a tooth surface portion 15 having a plurality of belt teeth 12 formed along the belt longitudinal direction, and a back surface portion 16 having no belt teeth 12 formed thereon.
A core wire 14 is embedded in the back part 16. Belt teeth 1
A tooth cloth 18 is attached to the surface of the second cloth.

【0014】ベルト歯12および背面部16に使用され
る原料は、例えば水素添加ニトリルゴム、クロロスルホ
ン化ポリエチレン等の耐熱老化性の改善されたゴム、あ
るいはクロロプレンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエ
ンゴム等である。このゴムの中には配合剤として亜鉛
華、ステアリン酸、可塑剤、老化防止剤等が添加され、
また加硫剤として硫黄、有機過酸化物等が添加される。
The raw material used for the belt teeth 12 and the back portion 16 is, for example, a rubber having improved heat aging resistance, such as hydrogenated nitrile rubber, chlorosulfonated polyethylene, or chloroprene rubber, natural rubber, styrene butadiene rubber, or the like. is there. In this rubber, zinc white, stearic acid, plasticizer, antioxidant, etc. are added as compounding agents,
In addition, sulfur, organic peroxide, and the like are added as a vulcanizing agent.

【0015】心線14は、例えばガラス繊維、パラ系ア
ラミド繊維等のフィラメントを撚り合わせた撚りコード
であって、このコードは接着剤であるRFL液などで処
理されている。
The core wire 14 is a twisted cord in which filaments such as glass fiber and para-aramid fiber are twisted, and this cord is treated with an RFL liquid as an adhesive.

【0016】歯布18は、ナイロン6、ナイロン66等
から成る帆布であり、ナイロン6、ナイロン66は単独
あるいは混合状態で使用される。この帆布はベルト長手
方向の伸縮性を有する緯糸とベルト幅方向の非伸縮性を
有する経糸から成る。
The tooth cloth 18 is a canvas made of nylon 6, nylon 66 or the like, and the nylon 6 and nylon 66 are used alone or in a mixed state. This canvas is composed of a weft having elasticity in the belt longitudinal direction and a warp having non-elasticity in the belt width direction.

【0017】図3を参照して本発明のベルト寿命予知装
置の構成について説明する。図3は、実施形態であるベ
ルト寿命予知装置を搭載した動力伝達装置を示す模式図
である。
Referring to FIG. 3, the structure of the belt life predicting apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a power transmission device equipped with the belt life prediction device according to the embodiment.

【0018】動力伝達装置20は、例えば車両用エンジ
ンに設けられ、従動プーリ21と駆動22と、歯付ベル
ト10およびテンショナ23とにより構成される。従動
プーリ21は図示しないカムシャフトに連結されてお
り、駆動プーリ22は図示しないクランクシャフトに連
結されている。従動プーリ21と駆動プーリ22の外周
側には、プーリ歯(図示せず)が設けられ、各プーリ2
1、22は、異なる歯数を有している。
The power transmission device 20 is provided, for example, in a vehicle engine, and includes a driven pulley 21, a drive 22, a toothed belt 10, and a tensioner 23. The driven pulley 21 is connected to a camshaft (not shown), and the drive pulley 22 is connected to a crankshaft (not shown). Pulley teeth (not shown) are provided on the outer peripheral side of the driven pulley 21 and the driving pulley 22.
1, 22 have different numbers of teeth.

【0019】従動プーリ21と駆動プーリ22の外周側
には図1、図2に示すベルト10が巻回される。ベルト
10のベルト歯12(図1参照)は各プーリ21、22
のプーリ歯に噛合する。駆動プーリ22は、クランクシ
ャフトの回転に伴い回動して、歯付ベルト10を駆動す
る。この歯付ベルト10により駆動プーリ22の回転は
従動プーリ21へ伝達される。従動プーリ21と駆動プ
ーリ22の間には、歯付ベルト10の張力を調整するた
めのテンショナ23が設けられる。
The belt 10 shown in FIGS. 1 and 2 is wound around the driven pulley 21 and the driving pulley 22 on the outer peripheral side. The belt teeth 12 of the belt 10 (see FIG. 1) are
Mesh with the pulley teeth. The drive pulley 22 rotates with the rotation of the crankshaft to drive the toothed belt 10. The rotation of the driving pulley 22 is transmitted to the driven pulley 21 by the toothed belt 10. A tensioner 23 for adjusting the tension of the toothed belt 10 is provided between the driven pulley 21 and the driving pulley 22.

【0020】動力伝達装置20に設けられる歯付ベルト
10は、長時間にわたって使用されるとベルト歯12の
基部13(図1参照)にクラックが生じ、ベルト歯12
は歯欠けに至る。そこでこの歯欠けを予知するため、本
実施形態のベルト寿命予知装置30が動力伝達装置20
を備える車両に設けられる。
When the toothed belt 10 provided in the power transmission device 20 is used for a long time, cracks occur in the base portions 13 (see FIG. 1) of the belt teeth 12 and the belt teeth 12
Leads to tooth loss. Therefore, in order to predict the lack of teeth, the belt life predicting device 30 of the present embodiment uses the power transmission device 20.
It is provided in the vehicle provided with.

【0021】ベルト寿命予知装置30は、ベルト歯12
に歯欠けが生じる時期すなわちベルト寿命を予知する装
置であって、歯付ベルト10を構成する原料ゴムの温度
(以下基材温度と呼ぶ)を測定し、この基材温度に基づ
いてベルト寿命を予知する。
The belt life predicting device 30 includes the belt teeth 12
Is a device for predicting the timing of occurrence of missing teeth in the belt, that is, the life of the belt. The temperature of the raw rubber constituting the toothed belt 10 (hereinafter referred to as the base material temperature) is measured, and the belt life is determined based on the base material temperature. Predict.

【0022】ベルト寿命予知装置30は、温度センサ3
1と制御装置32と表示装置33とにより構成される。
温度センサ31は、例えば非接触型の赤外線放射温度計
であって、歯付ベルト10の基材温度を検出するため
に、クランクシャフトに連結されている駆動プーリ22
の近傍で、歯付ベルト10の背面部16側、または歯面
部15側の面に対向して配置される。なお温度センサは
赤外線放射温度計の代わりに熱電対型温度計を用いても
よい。この場合熱電対型温度計によって歯付ベルト10
の近傍の雰囲気温度が基材温度の代わりに検出される。
The belt life predicting device 30 includes a temperature sensor 3
1, a control device 32 and a display device 33.
The temperature sensor 31 is, for example, a non-contact type infrared radiation thermometer, and detects a base material temperature of the toothed belt 10.
Is disposed in the vicinity of the back surface 16 side of the toothed belt 10 or the surface of the toothed belt 15 side. As the temperature sensor, a thermocouple thermometer may be used instead of the infrared radiation thermometer. In this case, a toothed belt 10 is measured by a thermocouple type thermometer.
Is detected instead of the substrate temperature.

【0023】温度センサ31には制御装置32が接続さ
れる。この制御装置32は温度センサ31により検出さ
れた歯付ベルト10の基材温度に基づいて、歯付ベルト
10の寿命を予知する。制御装置32には、歯付ベルト
10の寿命を警告するための表示装置33が接続され
る。この表示装置33は例えば警告ランプを備え、制御
装置32の指令に基づいてそのランプを点灯させる。
A controller 32 is connected to the temperature sensor 31. The control device 32 predicts the life of the toothed belt 10 based on the base material temperature of the toothed belt 10 detected by the temperature sensor 31. A display device 33 for warning the life of the toothed belt 10 is connected to the control device 32. The display device 33 includes, for example, a warning lamp, and turns on the lamp based on a command from the control device 32.

【0024】図4を参照してベルト寿命とベルトの基材
温度との関係について説明する。図4は動力伝達装置の
駆動時間に対するベルト基材温度の特性を示す図であっ
て、図3に示す動力伝達装置20を用いて試験を行った
結果である。この試験では、歯付ベルト10の背面部側
の近傍に、非接触型の赤外線放射温度計が設置され、こ
の温度計により歯付ベルト10の基材温度Tが測定され
た。また駆動伝達装置20は、駆動プーリ22に接続さ
れたモータにより駆動された。
The relationship between the life of the belt and the temperature of the base material of the belt will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing characteristics of the belt base material temperature with respect to the driving time of the power transmission device, and is a result of a test performed using the power transmission device 20 shown in FIG. In this test, a non-contact infrared radiation thermometer was installed near the back side of the toothed belt 10, and the base material temperature T of the toothed belt 10 was measured by the thermometer. The drive transmission device 20 was driven by a motor connected to a drive pulley 22.

【0025】実線A、B、Cおよび破線Dは、材料の異
なる4種類の歯付ベルト10の温度変化を示す。実線R
は比較データとして測定された、動力伝達装置20の周
辺における気温変化を示す。以下、実線A、B、Cおよ
び破線Dに対応した歯付ベルトをそれぞれ歯付ベルト
A、B、C、Dと呼ぶ。なお実線Rは実線Bの比較デー
タとして測定したものであり、実線A、Cおよび破線D
の比較データとして測定された気温変化は、実線Rと同
様であるので図4では省略した。
The solid lines A, B, C and the broken line D show the temperature changes of the four types of toothed belts 10 made of different materials. Solid line R
Represents a temperature change around the power transmission device 20 measured as comparison data. Hereinafter, the toothed belts corresponding to the solid lines A, B, and C and the broken line D are referred to as toothed belts A, B, C, and D, respectively. The solid line R is measured as comparison data of the solid line B, and the solid lines A and C and the broken line D
The temperature change measured as the comparison data of is the same as the solid line R, and is omitted in FIG.

【0026】動力伝達装置20の駆動時間Sが経過して
も、気温(実線R)は略一定である。これに対し、各ベ
ルトの基材温度Tはある時間において急激に変化する。
例えば歯付ベルトAでは、ベルトの駆動時間に対する基
材温度Tの変化、すなわち温度勾配は、駆動時間Saに
おいて傾きj(一点鎖線)から急峻な傾きk(二点鎖
線)に変化する。同様に各ベルトB、C、Dも各駆動時
間Sb、Sc、Sdにおいて、基材温度Tの温度勾配が
急激に変化する。この各駆動時間Sa、Sb、Sc、S
dにおいて、各ベルトA、B、C、Dは、ベルト歯12
の基部13にクラックを生じて、歯欠けを生じる前兆で
あることが試験から判明した。すなわち各駆動時間S
a、Sb、Sc、Sdは、各歯付ベルトA、B、C、D
の寿命に近い状態にある。
The temperature (solid line R) is substantially constant even after the drive time S of the power transmission device 20 has elapsed. On the other hand, the base material temperature T of each belt changes rapidly in a certain time.
For example, in the case of the toothed belt A, the change in the base material temperature T with respect to the driving time of the belt, that is, the temperature gradient changes from the gradient j (dashed-dotted line) to the steep gradient k (dashed-dotted line) in the driving time Sa. Similarly, in each of the belts B, C, and D, the temperature gradient of the base material temperature T sharply changes at each of the driving times Sb, Sc, and Sd. These drive times Sa, Sb, Sc, S
d, each belt A, B, C, D
It was found from tests that cracks occurred at the base 13 of the steel sheet, which was a precursor to tooth chipping. That is, each driving time S
a, Sb, Sc, Sd are the toothed belts A, B, C, D
Is near the end of its life.

【0027】以上の試験結果から明らかなように、歯付
ベルトの基材温度Tの温度勾配が急峻になったときを検
出することにより、歯付ベルトの寿命が予知される。し
かしながらエンジンの駆動時には、エンジンの駆動回転
数およびトルクの変化によって歯付ベルトの基材温度T
が変化して、基材温度Tの温度勾配が急峻に成り、歯付
ベルトの寿命が誤って予知される可能性があり、この歯
付ベルトの寿命の誤予知を防止する必要がある。そこで
発明者は、エンジンの駆動回転数等の変化により気温
(実線R)および歯付ベルトの基材温度Tと同様に冷却
水あるいはエンジンオイルの温度(以下基準温度と呼
ぶ)が変化し、歯付ベルトの基材温度Tが寿命が近づい
た時には基準温度と所定値(例えば15℃)以上の温度
差を生じることに着目した。すなわち基材温度Tの温度
勾配と、基材温度Tと基準温度との温度差の双方を検出
することにより、歯付ベルトの寿命は高精度に予知され
る。
As is clear from the above test results, the life of the toothed belt is predicted by detecting when the temperature gradient of the base material temperature T of the toothed belt becomes steep. However, at the time of driving the engine, the base temperature T of the toothed belt is changed due to changes in the driving speed and torque of the engine.
Changes, the temperature gradient of the base material temperature T becomes steep, and the life of the toothed belt may be erroneously predicted. It is necessary to prevent the erroneous prediction of the life of the toothed belt. Therefore, the inventor of the present invention changes the temperature of the cooling water or the engine oil (hereinafter referred to as the reference temperature) in the same manner as the air temperature (solid line R) and the base material temperature T of the toothed belt due to changes in the engine rotation speed and the like. Attention was paid to the fact that when the base material temperature T of the attached belt nears the end of its life, a difference between the reference temperature and a predetermined value (for example, 15 ° C.) or more occurs. That is, by detecting both the temperature gradient of the base material temperature T and the temperature difference between the base material temperature T and the reference temperature, the life of the toothed belt is predicted with high accuracy.

【0028】なお図4では比較的長い時間間隔で基材温
度Tが示されているが、試験では、比較的短い時間間隔
毎に連続的に基材温度Tの検出が行われた。実際の動力
伝達装置にベルト寿命予知装置30を搭載する場合、基
材温度Tの検出は比較的短い一定の間隔(例えば5分)
で行う。
Although FIG. 4 shows the substrate temperature T at relatively long time intervals, in the test, the substrate temperature T was continuously detected at relatively short time intervals. When the belt life prediction device 30 is mounted on an actual power transmission device, the detection of the base material temperature T is performed at a relatively short fixed interval (for example, 5 minutes).
Do with.

【0029】図5を参照してベルト寿命予知装置30の
制御装置32において行なわれる寿命予知の処理手順に
ついて説明する。図5は寿命予知の処理手順を示すフロ
ーチャートである。制御装置32は、寿命予知処理専用
の例えばワンチップマイクロコンピュータであって、ベ
ルト寿命予知装置30を搭載する車両が始動されると、
この処理を開始する。
Referring to FIG. 5, the procedure of the life prediction performed by the controller 32 of the belt life prediction apparatus 30 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of the life prediction. The control device 32 is, for example, a one-chip microcomputer dedicated to life prediction processing, and when a vehicle equipped with the belt life prediction apparatus 30 is started,
This process starts.

【0030】ステップ110において、基材温度の初期
値Tprが設定される。この初期値Tprは最初に測定
した基材温度に設定される。
In step 110, an initial value Tpr of the substrate temperature is set. This initial value Tpr is set to the substrate temperature measured first.

【0031】ステップ120において、単位時間ΔSが
計測される。単位時間ΔSは例えば5分であり、歯付ベ
ルト10の基材温度はこの単位時間ΔS毎に検出され
る。単位時間ΔSが経過するとステップ130の処理が
実行される。
In step 120, the unit time ΔS is measured. The unit time ΔS is, for example, 5 minutes, and the substrate temperature of the toothed belt 10 is detected every unit time ΔS. When the unit time ΔS has elapsed, the process of step 130 is performed.

【0032】ステップ130において、歯付ベルト10
の基材温度Tが温度センサ31(図3参照)により測定
される。ステップ140において、現在の基材温度Tと
前回の基材温度Tprとの温度差d1が(1)式により
算出される。 d1=T−Tpr ・・・(1)
In step 130, the toothed belt 10
Is measured by the temperature sensor 31 (see FIG. 3). In step 140, the temperature difference d1 between the current base material temperature T and the previous base material temperature Tpr is calculated by the equation (1). d1 = T−Tpr (1)

【0033】ステップ150において、温度差d1が限
界値D1以上であるか否かが判定される。温度差d1
は、歯付ベルト10の基材温度が単位時間ΔSに変化し
た温度であり、基材温度の温度勾配変化は温度差d1の
変化に等しい。また限界値D1は試験結果においてベル
ト寿命が近づいた時に求められた温度勾配から定まる温
度差であって、例えば2℃である。なお限界値D1は前
回の測定時に算出された温度差の所定の倍数値としても
よい。すなわち前回の測定時の温度差をdとすると、限
界値D1は、例えば前回の温度差dの2倍(2×d)の
値である。
In step 150, it is determined whether or not the temperature difference d1 is equal to or greater than the limit value D1. Temperature difference d1
Is the temperature at which the base material temperature of the toothed belt 10 has changed in the unit time ΔS, and the change in the temperature gradient of the base material temperature is equal to the change in the temperature difference d1. The limit value D1 is a temperature difference determined from a temperature gradient obtained when the belt life approaches in the test results, and is, for example, 2 ° C. The limit value D1 may be a predetermined multiple of the temperature difference calculated at the time of the previous measurement. That is, assuming that the temperature difference at the previous measurement is d, the limit value D1 is, for example, a value twice (2 × d) the previous temperature difference d.

【0034】ステップ150において、温度差d1が限
界値D1より小さいと判定されたとき、すなわち基材温
度Tの温度勾配が急峻ではなく、歯付ベルト10の寿命
がまだ近づいていないとき、ステップ155の処理が実
行される。ステップ155では、現在の基材温度Tが前
回の基材温度Tprに設定され、ステップ120からス
テップ150までの処理が再び実行される。すなわち単
位時間ΔSの経過後、新たな基材温度が現在の基材温度
Tとして測定され、その温度Tと前回の基材温度Tpr
との温度差d1が算出されて、再び温度差d1により歯
付ベルト10の寿命が判定される。ステップ150にお
いて、温度差d1が限界値D1以上になったと判定され
るまで、ステップ120からステップ150の処理が繰
り返される。
When it is determined in step 150 that the temperature difference d1 is smaller than the limit value D1, that is, when the temperature gradient of the base material temperature T is not steep and the life of the toothed belt 10 is not approaching yet, step 155 is performed. Is performed. In step 155, the current base material temperature T is set to the previous base material temperature Tpr, and the processing from step 120 to step 150 is executed again. That is, after the elapse of the unit time ΔS, the new substrate temperature is measured as the current substrate temperature T, and the temperature T and the previous substrate temperature Tpr are measured.
Is calculated, and the life of the toothed belt 10 is determined again based on the temperature difference d1. Until it is determined in step 150 that the temperature difference d1 has become equal to or greater than the limit value D1, the processing from step 120 to step 150 is repeated.

【0035】ステップ150において、温度差d1が限
界値D1以上になったと判定されたとき、すなわち基材
温度Tの温度勾配が急峻に成ったとき、ステップ160
の処理が実行される。
When it is determined in step 150 that the temperature difference d1 has become equal to or greater than the limit value D1, that is, when the temperature gradient of the base material temperature T has become steep, step 160
Is performed.

【0036】ステップ160において、現在の基材温度
Tと基準温度(例えば冷却水の温度)Twとの温度差
(以下基準温度差と呼ぶ)d2が(2)式により算出さ
れる。 d2=T−Tw ・・・(2)
In step 160, a temperature difference (hereinafter referred to as a reference temperature difference) d2 between the current base material temperature T and a reference temperature (for example, the temperature of the cooling water) Tw is calculated by the equation (2). d2 = T−Tw (2)

【0037】ステップ170において、基準温度差d2
が所定値D2以上であるか否かが判定される。この所定
値D2は、歯付ベルト10に寿命が近づいた時の基準温
度差(例えば15℃)である。基準温度差d2が所定値
D2より小さいと判定されたとき、ステップ155の処
理が実行され、ステップ120の処理が再び実行され
る。この場合、図4に示すデータmのような誤差が生じ
たとき等が考えられる。すなわち歯付ベルト10の寿命
はまだ近づいていないため、ステップ120からステッ
プ170までの処理が再び繰り返される。
In step 170, the reference temperature difference d2
Is greater than or equal to a predetermined value D2. This predetermined value D2 is a reference temperature difference (for example, 15 ° C.) when the life of the toothed belt 10 is approaching. When it is determined that the reference temperature difference d2 is smaller than the predetermined value D2, the process of step 155 is executed, and the process of step 120 is executed again. In this case, it is conceivable that an error such as the data m shown in FIG. 4 occurs. That is, since the life of the toothed belt 10 has not yet approached, the processing from step 120 to step 170 is repeated again.

【0038】ステップ170において、基準温度差d2
が所定値D2以上であると判定されたとき、この場合基
材温度Tの温度勾配が急峻に成っており、基材温度Tと
基準温度Twとの温度差も大きくなっているため、歯付
ベルト10の寿命が近づいたと判定される。
In step 170, the reference temperature difference d2
Is determined to be equal to or greater than the predetermined value D2, in this case, the temperature gradient of the base material temperature T is steep, and the temperature difference between the base material temperature T and the reference temperature Tw is large. It is determined that the life of the belt 10 is approaching.

【0039】ステップ180において、歯付ベルト10
の寿命が近づいたことを警告するために、表示装置33
は警告ランプを点灯させ、このフローチャートは終了す
る。
In step 180, the toothed belt 10
Display device 33 to warn that the life of
Turns on the warning lamp, and this flowchart ends.

【0040】以上の実施形態によれば、エンジン等の動
力伝達装置20が駆動されている間に、歯付ベルト10
を構成する原料ゴムの温度(基材温度)を測定して、そ
の温度勾配の変化、あるいは基準温度(冷却水あるいは
エンジンオイルの温度)との温度差からベルト寿命が容
易に予知される。このようなベルト寿命予知装置30は
実際に動力伝達装置20に搭載可能であり、歯付ベルト
10は駆動中に寿命の判定を行なわれるため、ベルト寿
命が高精度に予知される。
According to the above embodiment, while the power transmission device 20 such as an engine is driven, the toothed belt 10 is driven.
The temperature of the raw material rubber (base material temperature) is measured, and the belt life can be easily predicted from a change in the temperature gradient or a temperature difference from a reference temperature (temperature of cooling water or engine oil). Such a belt life prediction device 30 can be actually mounted on the power transmission device 20, and the life of the toothed belt 10 is determined during driving, so that the belt life can be predicted with high accuracy.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベルト寿
命予知装置が車両用エンジン等に設けられる動力伝達装
置に搭載され、複雑な演算をすることなく、歯付ベルト
の背面温度を測定することにより容易に高精度のベルト
寿命が予知される。
As described above, according to the present invention, the belt life prediction device is mounted on a power transmission device provided in a vehicle engine or the like, and the back surface temperature of the toothed belt can be measured without performing complicated calculations. By doing so, a highly accurate belt life can be easily predicted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】動力伝達装置に用いる歯付ベルトの一部を破断
して示す斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a toothed belt used in a power transmission device.

【図2】歯付ベルトのベルト長手方向に破断した縦断面
図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the toothed belt broken in a belt longitudinal direction.

【図3】本発明の実施形態であるベルト寿命予知装置を
搭載した動力伝達装置を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a power transmission device equipped with a belt life prediction device according to an embodiment of the present invention.

【図4】動力伝達装置の駆動時間に対するベルト基材温
度の特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of a belt base material temperature with respect to a driving time of a power transmission device.

【図5】寿命予知の処理手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a life prediction process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 歯付ベルト 31 温度センサ(温度検出手段) 30 ベルト寿命予知装置 12 ベルト歯 15 歯面部 16 背面部 21 従動プーリ 22 駆動プーリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Toothed belt 31 Temperature sensor (temperature detecting means) 30 Belt life predicting device 12 Belt tooth 15 Tooth surface part 16 Back part 21 Driven pulley 22 Drive pulley

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 歯付ベルトの近傍に設けられ、前記歯付
ベルトを構成するゴム材料の温度である基材温度を検出
する温度検出手段と、 前記基材温度に基づいて、前記歯付ベルトのベルト歯に
欠けが生じる時期であるベルト寿命を予知する寿命予知
手段とを備えることを特徴とするベルト寿命予知装置。
1. A temperature detecting means provided near a toothed belt for detecting a base material temperature which is a temperature of a rubber material constituting the toothed belt; and the toothed belt based on the base material temperature. A belt life predicting device for predicting a belt life at a time when the belt teeth are chipped.
【請求項2】 前記温度検出手段が、前記歯付ベルトの
ベルト歯を形成されている歯面部、またはベルト歯を形
成されていない背面部に対向して設けられることを特徴
とする請求項1に記載のベルト寿命予知装置。
2. The temperature detecting device according to claim 1, wherein the temperature detecting means is provided to face a tooth surface portion of the toothed belt on which belt teeth are formed or a back surface portion on which no belt teeth are formed. A belt life predicting device according to item 1.
【請求項3】 前記歯付ベルトが駆動プーリと従動プー
リに巻回されており、この歯付ベルトが前記駆動プーリ
によって駆動される間に、前記温度検出手段が前記基材
温度を検出することを特徴とする請求項1に記載のベル
ト寿命予知装置。
3. The temperature detecting means detects the base material temperature while the toothed belt is wound around a driving pulley and a driven pulley, and the toothed belt is driven by the driving pulley. The belt life predicting device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記寿命予知手段が、前記歯付ベルトの
駆動時間に対する前記基材温度の温度勾配を検出するこ
とにより前記ベルト寿命を予知することを特徴とする請
求項3に記載のベルト寿命予知装置。
4. The belt life according to claim 3, wherein the life prediction means predicts the belt life by detecting a temperature gradient of the base material temperature with respect to a driving time of the toothed belt. Forecasting device.
【請求項5】 前記寿命予知手段が、前記温度勾配が限
界値以上になったときを、前記ベルト寿命として予知す
ることを特徴とする請求項3に記載のベルト寿命予知装
置。
5. The belt life prediction device according to claim 3, wherein the life prediction unit predicts, when the temperature gradient becomes equal to or more than a limit value, as the belt life.
【請求項6】 前記寿命予知手段が、前記基材温度と、
前記歯付ベルトの駆動時間に対して略一定である基準温
度との温度差に基づいて、前記ベルト寿命を予知するこ
とを特徴とする請求項5に記載のベルト寿命予知装置。
6. The life prediction means includes: a base material temperature;
The belt life predicting device according to claim 5, wherein the belt life is predicted based on a temperature difference from a reference temperature that is substantially constant with respect to a driving time of the toothed belt.
【請求項7】 前記温度検出手段が前記駆動プーリの近
傍に配置されることを特徴とする請求項5に記載のベル
ト寿命予知装置。
7. The belt life predicting device according to claim 5, wherein the temperature detecting means is arranged near the driving pulley.
【請求項8】 歯付ベルトの近傍に設けられ、前記歯付
ベルトを構成するゴム材料の温度である基材温度を検出
して、前記基材温度に基づいて前記歯付ベルトのベルト
歯に欠けが生じる時期であるベルト寿命を予知すること
を特徴とするベルト寿命予知方法。
8. A toothed belt is provided in the vicinity of the toothed belt, and detects a base material temperature which is a temperature of a rubber material constituting the toothed belt, and based on the base material temperature, applies a tooth to the belt teeth of the toothed belt. A belt life prediction method for predicting a belt life at which chipping occurs.
【請求項9】 前記歯付ベルトが駆動プーリと従動プー
リに巻回されており、この歯付ベルトが前記駆動プーリ
によって駆動される間に、前記基材温度が検出されるこ
とを特徴とする請求項8に記載のベルト寿命予知方法。
9. The method according to claim 8, wherein the toothed belt is wound around a driving pulley and a driven pulley, and the base material temperature is detected while the toothed belt is driven by the driving pulley. The belt life prediction method according to claim 8.
【請求項10】 前記ベルト寿命が、前記歯付ベルトの
駆動時間に対する前記基材温度の温度勾配を検出するこ
とにより予知されることを特徴とする請求項9に記載の
ベルト寿命予知方法。
10. The belt life prediction method according to claim 9, wherein the belt life is predicted by detecting a temperature gradient of the base material temperature with respect to a driving time of the toothed belt.
【請求項11】 前記ベルト寿命が、前記温度勾配が限
界値以上になったときとして予知されることを特徴とす
る請求項10に記載のベルト寿命予知方法。
11. The belt life prediction method according to claim 10, wherein the belt life is predicted as when the temperature gradient becomes equal to or more than a limit value.
【請求項12】 前記ベルト寿命が、前記基材温度と、
前記歯付ベルトの駆動時間に対して略一定である基準温
度との温度差に基づいて予知されることを特徴とする請
求項11に記載のベルト寿命予知方法。
12. The method according to claim 12, wherein the belt life is the same as the substrate temperature.
12. The belt life prediction method according to claim 11, wherein the prediction is performed based on a temperature difference from a reference temperature that is substantially constant with respect to a driving time of the toothed belt.
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