ベルト・モニタリング・システムおよび方法
ベルト・モニタ・システムは、導電性補強材から形成される補強部材を少なくとも１つ有するベルトを使用する。ベルトモニタは、ベルトとともに配置される。ベルトモニタは、印加信号によって励磁される磁場インダクタを備える。導電性補強部材の電気的な特性における変化によって影響される少なくとも磁場インダクタの一部の電気的な特性が、導電性補強部材の物理的な状態を特定し、それによりベルトの物理的な特性をモニタするためにモニタされる。このモニタリングは、磁場インダクタに隣接してあるいは磁場インダクタとともに配置される検知インダクタによって実行されてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは伝動ベルトに関し、より詳細には、そのようなベルトの状態をモニタするシステムおよび方法に関し、特に導電性補強部材を備えたベルトをモニタするベルト・モニタ・システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動ベルトなどの状態をモニタするための従来の試みは、ベルトに特殊な修正を要求した。例えば、ガートランド（Gartland）の米国特許第６，７１５，６０２号明細書は、コンベアベルトの割れの位置と検出を容易にするために搬送ベルトの中に特別の目的をもって埋設される無端ループを含んだ少なくとも１つの専用のセンサを組み入れることを教示する。別の例としては、アーメド（Ahmed）に特許された２つの米国特許第６，５２３，４００号明細書および第６，５３２，８１０号明細書であり、閉ループにおける破損の検出を容易にするためにベルト内に埋設されることを求められる専用の閉ループワイヤあるいはストリップを教示する。どちらのケースにおいても、そのようなセンサを埋設することは経費が掛かるとともに、特殊な製造方法、およびベルトの通常の使用には特異な付加的な道具を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、伝動ベルト、搬送ベルトなどの状態を検知するためのシステムおよび方法に向けられている。より詳細には、本発明の実施形態は、ベルト内の従来の導電性補強部材に電磁波を伝搬させることによるベルトの物理的特性のモニタリングに関する。本発明は、ベルトのロバストネス、集結度、強度を傷つける可能性があり、予定されたアプリケーションにおいてベルトのパフォーマンスにネガティブな強い影響を与え得る侵入型のセンサの利用を回避する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ベルト・モニタ・システムの実施形態は、好ましくは炭素繊維コードなどの導電性素材から作られる少なくとも１つの補強部材を有するベルトを備えてもよい。補強材として動力伝達ベルトに組み入れることについては、ここで参照として組み入れられ、共に所有される米国特許第５，８０７，１９４号明細書および第６，６９５，７３３号明細書において論じられている。代替的に、あるいは付加的に、そのような補強部材は、炭素とガラスのハイブリッド混成ベルトに含まれるような、導電性材料に加えて別の補強材料を有していてもよい。本発明のシステムは、好ましくは更に、例えばベルトと組み合わせて配置されるベルトモニタ（監視）装置を含む。そのようなベルトモニタ装置は、印加される電圧信号などの信号によって励磁される電磁場を生成する例えばプレスされた鉄フェライト・コア・コイルなどを含むことが好ましい。鉄フェライト・コア・コイルは、例えば円環状あるいはＵ字形である。コイルのコアが円環状であれば、それは分割されていることが好ましい。電磁場は、ベルト内の補強部材の電気特性の変化に影響される。これらベルト内の補強部材の電気特性の変化は、損傷、破断、破損、疲労、温度変化など、ベルトの物理的な状態の変化に起因するものである。これらの変化の影響は、磁場インダクタの電気的特性に更に現れるであろう電磁場の変化として現れ得る。
【０００５】
磁場インダクタの少なくとも一部の電気的特性の計測は、例えばプレスされた鉄フェライトコア磁場インダクタのコアの周りに、磁場インダクタに隣接して配置されるであろう検知インダクタを用いて行われるであろう。そのような計測は、限定的にではないが、磁場インダクタに流れる電流の大きさ、磁場インダクタにおける電圧の波形対称性の変化、磁場インダクタにおける電圧と電流の間の位相差、および／または磁場インダクタにおける磁束強度などの電気的特性の計測を含み得る。そのような計測は、例えばデジタル信号処理（ＤＳＰ）などを含むデータ取得プロセスを採用することにより達成されるであろう。
【０００６】
ベルト・モニタ・システムの実施形態は、同期ベルトや補機伝動ベルト、無段変速機（ＣＶＴ）ベルト、Ｖベルト（カーボンＶベルトを含む）、ファンベルト、カーボンファイバ強化熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）ベルト、熱硬化性／弾性ベルト、無端ベルト、長尺ベルトなどの自動車などに利用されるベルトの状態をモニタするであろう。別の例としては、ベルト・モニタ・システムは、静止機器、駆動機構、搬送ベルトなどの工業的な応用においてベルトとともに用いられるであろう。ベルトは、ベルトと一体的に形成されるかもしれず、ベルトの少なくとも一部に亘って長手方向に延在し得るベルトを強化するためのカーボンファイバやカーボンコードなどの導電ファイバを含むことが好ましい。上述した磁場インダクタが、導電補強ファイバを含有するベルトに隣接して配置されることが好ましく、ファイバは、磁場インダクタを励磁して発生する電磁場に影響を与え得る。例えばベルトの磨耗、ベルトに掛かるストレス、ベルト内のファイバに掛かるストレス、ベルト温度の変化、ベルト材料の変質など、ベルトの状態の変化は、磁場インダクタにより発生する電磁場の変化として現れるであろう。電磁場の変化は、磁場インダクタのインピーダンス、磁場インダクタに流れる電流の大きさ、磁場インダクタにおける電圧の波形対称性、磁場インダクタにおける電圧と電流の間の位相差、磁場インダクタにおける磁束強度などの変化のような磁場インダクタの電気的特性の変化として現れるであろう。
【０００７】
運転時において、上述されたようなシステムは、ベルトをモニタするための方法を採用するかもしれず、それは少なくとも１つの導電補強部材を有するベルトに近接して磁場インダクタを配置するステップと；電磁場を発生させるために電流を磁場インダクタに流し励磁するステップと；磁場インダクタ、ベルト、電磁場に隣接して検知インダクタを配置するステップと；ベルトの物理的なパラメータにより影響される電磁場によって影響される検知インダクタの電気的パラメータの変化を計測し；そしてベルトの物理的な状態を計測された検知インダクタの電気的パラメータから特定するステップとを含む。
【０００８】
以上の説明は、以下に続く発明の詳細な説明をより良く理解できるようにするため、本発明の特徴及び技術的利点に関してかなり概略的なものである。本発明の更なる特徴及び利点は、これより以下に記載され、それは発明の請求の範囲の主題を構成するものである。当業者であるならば、ここに開示された概念と特定実施形態は、本発明と同じ目的を実行するに当たって、変更したり他の構造物を設計する際のベースとして容易に利用できることを理解すべきである。更に、当業者であるならば、そのような同等な構造物は、添付した請求の範囲に記載の本発明の精神・範囲から逸脱していないことを実感すべきである。その機構や作動方法に関し、本発明を特徴付けるものとして想到される新しい特徴は、更なる目的や利点と共に、添付した図面に関して考慮された以下の説明により、一層理解されるであろう。しかしながら、明確に理解されるべきは、図面の夫々は例証と説明だけの目的で提供されたものであって、本発明の範囲を定義する目的で提供されたものではないということである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
類似した番号が類似した部品を表している明細書に組み込まれかつ明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示すものであって、その説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つものである。図面において：
【００１０】
【図１】ベルト・モニタ・システムの一実施形態のダイアグラムである。
【００１１】
【図２】歯を有するベルトの一例の切断図である。
【００１２】
【図３】ベルトモニタの一実施形態のダイアグラムである。
【００１３】
【図４】ベルトモニタの一実施形態の構造のより詳細なダイアグラムである。
【００１４】
【図５】ベルト状態検出方法の実施形態のフローチャートである。
【００１５】
【図６】本システムおよび方法において採用され得るデジタル信号処理プロセスの一実施形態のフローチャートである。
【００１６】
【図７】本システムおよび方法において採用され得る温度調整プロセスの実施形態のフローチャートである。
【００１７】
【図８】本システムおよび方法において採用され得るキャリブレーション／データ取得プロセスの一実施形態のフローチャートである。
【００１８】
【図９】本システムおよび方法において採用され得る抽出アルゴリズムの一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、図２に示される伝動ベルトや搬送ベルトなどのベルトの状態を検知するための図１、図５にそれぞれ示されるようなシステムおよび方法に向けられている。より詳細には、本発明の実施形態は、以下により詳細に説明されるように、ベルト内の導電性補強部材に電磁波を伝搬させることによるベルトの物理状態のモニタリングに関する。
【００２０】
図１を見ると、ベルト・モニタ・システム１００の一実施形態は、好ましくは例えばカーボンファイバ、カーボンコードおよび／または類似のものなど、導電性の材料から形成される補強部材１２０を有するベルト１１０を備え得る。このような導電性補強部材１２０は、例えばポリアミド、アラミド、ポリウレタン、ナイロン、ガラス、アクリル、および／またはポリエステルなどの素材から作られた例えば撚られたあるいは編組されたコード、織布または不織布など、導電性を同様に有するあるいは有さないかもしれない、他のベルト補強部材１３０と混ぜ合わせられ、さもなければ結合されてもよい。例えば、このような導電性補強部材１２０は、プーリ接触面や背面などのベルト１１０の表面の少なくとも一部に配置されるであろうベルト１１０内の従来の織布に混ぜ合わせられているかもしれない。別の例としては、導電性補強部材１２０は、バック・ファブリック、クロスコードの生地や、ベルト１１０に埋設される他の何れのファブリック層に織り込まれていてもよく、あるいはベルト１１０に一体的に配置される。別の例としては、導電性補強部材１２０は、例えば充填材、ファイバ、硬化材、および／または、いくつもの様々な添加物を含むかもしれない例えばプラスチック、エラストマ、ゴム、ポリウレタンなどに基づくベルト本体材料１２５に合体、埋設され、あるいは混ぜ合わせられる。本発明のある実施形態では、部材１２０は、要求される任意の径の連続カーボン繊維フィラメントかもしれず、あるいは、５から９ミクロンの範囲の直径を有する１本以上のカーボン繊維フィラメントである。
【００２１】
導電性補強部材１２０は、少なくともベルト１１０の一部に亘って長手方向に延在することが好ましい。別の例では、部材１２０は、ベルト１１０の全長に沿って延在し、あるいは更にベルト１１０の全長に沿って複数回掛け回されて延在する。部材１２０は、ベルト１１０の少なくとも一部に亘る導電路を提供することが好ましい。この導電路は、複数の導電性補強部材１２０から構成されるであろう。代替的あるいは付加的に、部材１２０（あるいは少なくとも部材１２０の一部）は、横向きに配置されていてもよく、ベルト１１０の少なくとも一部を横切って延在し、これによりベルトを横軸に沿って補強する。図２を見ると、例えば部材１２０は、歯２００の内部、あるいは隣接して配置されるかもしれない。歯布２１０は、ベルトや接着処理に用いられる化合物や材料を含んでもよい。歯布２１０は、積層あるいは複合素材であるかもしれない。例えば、歯布２１０は、導電コーティングや導電フィルムなどを有する層のような導電層を備えてもよい。更に、このような導電層は、全部ではないが、略全てのベルト表面を覆っていてもよい。「バッククラック」や他のベルト老化と磨耗の兆候は、本発明にしたがって、このような導電的にコーティングされたベルトにおいて検出されるであろう。別の例では、捩りコード２３０はガラス／カーボンのハイブリッドである。代替的あるいは付加的に、導電部材は、ベルト１１０などに一体化された横方向、長手方向の補強コードの組合せであってもよい。
【００２２】
本システムは更にベルトモニタ１４０を含むことが好ましく、それはベルト１１０のスパンの直ぐ近くに隣接させるなど、ベルト１１０とともに配置されることが好ましい。図３に図表として示されるベルトモニタ１４０の一実施形態は、マイクロコントローラ３１０と温度センサ３２０を備えてもよい。ベルトモニタ１４０は更に、例えば分割コア、鉄フェライト・コイル・インダクタなどの磁場インダクタ３３０を備えることが好ましい。磁場インダクタ３３０は、ベルト１１０とともに配置されることが好ましく、図４に示されるように、ベルト１１０の上に配置される。鉄フェライト・コア・インダクタは、例えばトロイダルあるいはＵ字形である。インダクタコアがトロイダルならば、それはベルトスパンの周りに磁場インダクタを配置できるように分割型であることが好ましい。
【００２３】
作動時、磁場インダクタ３３０は、ベルト状態検出方法の実施形態５００のフローチャートである図５の５２０において、電圧信号などの印加シグナルによって励磁される。この信号は、磁場インダクタ３３０の端子に用いられるかもしれず、例えば交流電圧波形信号や変動直流電流波形信号などの２極信号であるかもしれない。電圧の印加は、好ましくは磁場インダクタ３３０による電磁場４１０の発生を引き起こす。
【００２４】
変圧器は、例えば１次および２次巻き線を備える。一般的に、このような変圧器は、１次および２次巻き線の電圧と電流信号の間に位相差を発生させ、それは２次巻き線のインピーダンスが無限大に近づくとき９０°へと近づき、オープンターン巻き線として知られている。一方、２次巻き線のインピーダンスが０に近づくとき、前述の位相差も０°に近づく。本発明の一実施形態において、磁場インダクタは変圧器の１次巻き線のように作用する。５１０に記載されるように磁場インダクタとともに配置されるベルトは、１次巻き線に負荷を掛ける２次巻き線として磁場インダクタに作用する。導電部材、および／あるいは、ベルト内に存在する部材の物理状態によって強い影響を受けるベルトの物理的な特性は、ベルトにより１次巻き線に与えられる負荷に寄与する生成された電磁場に強い影響を与える。良好な状態、あるいは完璧な状態にあるベルトは、磨耗、破損、ストレス、変質などの結果を受けた状態のベルトよりも低いインピーダンスを示すであろう。
【００２５】
本発明のある実施形態では、電磁場４１０は、ベルト１１０の物理的状態の変化の結果として起こるであろうベルト１１０内の補強部材１２０の電気特性の変化に影響されることが好ましい。これらの変化の影響は、例えば電磁場４１０の変化として現れ、図５の５４０で説明されるように計測されるであろう。これらの変化の影響は、磁場インダクタ３３０の電気特性に更に現れるであろう。例えば、ベルト１１０の構造に対するダメージは、ベルト１１０のインピーダンスの変化として現れる。したがって、ベルト１１０が２次巻き線として作用する上述した例では、２次巻き線におけるインピーダンスの変化は、例えばベルト１１０へのダメージの結果である。このようなダメージは、上述したようにベルト１１０の本体、ベルトに設けられた歯２００、補強部材１２０、あるいはベルト内の他の材料へのダメージの形をとるかもしれない。
【００２６】
ベルトモニタ１４０は、図３、４に示された実施形態に示されるように、更に検知インダクタ３４０を備えてもよい。検知インダクタ３４０は、例えば磁場インダクタ３３０に隣接して配置され、図４の実施形態に示されるように共通のコアを共用する。図５のフローチャートの５５０に示されるように、ベルトの物理的状態は、検知インダクタで計測される電気的パラメータから決定できる。より具体的には、磁場インダクタ３３０の少なくとも一部の電気的な特性の計測は、検知インダクタ３４０を用いて行われるであろう。そのような計測は、磁場インダクタ３３０における電流の強さ、磁場インダクタ３３０における電圧の波形対称性における変化、磁場インダクタ３３０における電圧と電流の間の位相差、磁場インダクタ３３０における磁束の強さなどの電気的な特性の計測であってもよい。
【００２７】
両極に印加される電圧が例えば正弦電源電圧のとき、磁場インダクタ３３０における電圧と電流の位相差は９０度の位相差となる。すなわち、変圧器の１次巻き線を流れる電流は、電圧を９０°遅れさせる。電磁場４１０への近接によりベルト１１０に誘起される電流は、通常磁場インダクタ３３０に印加される電圧のそれから９０°遅れており、インダクタ３３０における誘導電圧や戻り電磁場（ＥＭＦ）についても同様である。ベルト１１０および／または補強部材１２０の物理特性における変化によるインピーダンスの変化のように負荷が２次巻き線（ベルト１１０）に作用すると、電流が負荷によって誘導される。この誘起された電流は、変圧器を通して１次巻き線（磁場インダクタ３３０）に反映される。その結果、磁場インダクタ３３０は、適用された電圧電源からより多くの電流を引き出す。変圧器がフルパワーに近づくと、当初の９０°の位相ズレは、徐々に少なくなり、これは、本システムおよび方法にしたがって、ベルト１１０および／または補強部材１２０の物理特性の変化を特定するのに利用できる。
【００２８】
本発明の様々な実施形態によれば、磁場インダクタ３３０の実施形態であるフェライトコアにおける磁束の強さは、検知インダクタ３４０を用いて計測できる。磁束の強さの変化は、ベルト１１０のインピーダンスにより印加される負荷に関係し、ベルト１１０および／または補強部材１２０へのダメージを表す。ベルトモニタ１４０は、外気温、湿度、圧力などのベルト１１０に対して存在する何らかの内的あるいは外的な条件を保存および／または補償するために校正（キャリブレーション）されるかもしれない。
【００２９】
様々な実施形態によれば、磁場インダクタ３３０の波形対称性における変化は、１以上のデジタル・シグナル・プロセッシング（ＤＳＰ）パターン比較法の利用を通して検出・計測されてもよい。そのような比較法の実施形態６００の一例が図６に示され、例えば１６ビット、ΔΣ、アナログデジタル変換器を採用することで、６３０において、検知インダクタ３４０を通した信号を検出してもよい。例えば全波整流を用いた信号の調整６４０は、信号再現性を維持してもよい。このような信号は、例えば周波数の関数であり、多次元配列（マルチ・ディメンショナル・アレイ）などに保存される。検出され、かつ／または、処理された信号は、６５０において測定された温度に合わせられてもよい。そのような調整処理の実施形態７００は、図７に示される。続くデータは、６６０において取得されキャリブレーションデータと比較されてもよい。このデータは、非揮発性メモリブロックに保存されてもよい。６６０におけるデータの取得および比較は、キャリブレーションとデータ取得プロセスを利用して行われるであろう。このようなプロセスの一例は図８に示される。６７０では、もし処理され温度補正が行われたデータ値が閾値よりも低く、ベルトの破損の兆しがある場合、ＤＳＰプロセス６００のフローは、６３０に戻り新なデータを取得する。しかし、もし６７０において、処理され、温度補正がなされたデータ値が閾値よりも大く、ベルトの破損の兆しがある場合、６８０において警告が発せられる。
【００３０】
図７は、ＤＳＰプロセス６００のステップ６５０において採用されるかもしれない温度調整プロセスの実施形態７００のフローチャートである。７１０では、外気温が計測される。７１５では計測された温度に対して多項式温度補正式が適用される。７２０において算出された式の結果は、７３０において、７４０からの生の取得データから差し引かれる。７５０で得られた補正データは、６５０における利用のためにＤＳＰプロセス６００へと供給されるであろう。
【００３１】
図８は、キャリブレーション／データ取得プロセス８００の実施形態のフローチャートであり、それは図６のＤＳＰフロー６００において利用されるデータに適用されであろう。８１０では、スイープ周波数が設定される。８２０では、磁場インダクタ３３０のコアを安定させるために割り当てられる。データ取得は、８３０において初期化される。８４０では、データ取得が完了したかが判定され、完了していなければ待機状態が起動される。８４０においてデータ取得が完了していると、温度補正７００がステップ８５０で実行される。８６０では、８６０からの温度補正データが、８６０においてキャリブレーションデータ配列に格納される。８７０では、スイープ周波数が８７０でインクリメントされ、８８０において配列要素がインクリメントされる。８９０では、インクリメントされた周波数が閾値に等しいか否かが判定される。等しくなければ、キャリブレーション／データ取得プロセスは８２０に戻る。インクリメントされた周波数が閾値と等しいとキャリブレーション／データ取得プロセス８００は終了する。
【００３２】
図９は、データ取得およびキャリブレーションプロセス８００の一部として採用されるであろう抽出アルゴリズムの実施形態９００のフローチャートである。９２０において、例えばキャリブレーション（校正）データと任意の続けて取得されるデータとの間の変化率を指し示す差分配列が９２０において構築される。差分配列、任意のキャリブレーションデータや続けて取得されるデータは、周波数、振幅、信号の波形対称性などの情報を含み得る。例えば、９２０では、新に取得された配列要素Ｘが校正された（ＣＡＬ）Ｘ要素から差し引かれ、その結果が差分Ｘとして保存されるであろう。そして９３０では、配列要素Ｘがインクリメントされるであろう。一度９４０において、９２０における要素の減算が終了したと判定される。データは差分配列から抽出され、差分配列は修正されてもよい。例えば、中身は、二乗絶対値（モジュラス）データを与えるような形で、９５０において平方されてもよい。このようなデータは、認識感度を高め、それにより小さな変化の検出をより容易にする。複数点移動平均、例えば２０点移動平均を、９６０において例えば単一係数の矩形ウィンドウで抽出される有限インパルス応答フィルタのようなフィルタを採用して算出してもよい。これは、任意のキャリブレーションデータと一連のデータの間の変化を代表するある値をもたらすであろう。このような値は、９７０において、ベルトの状態を特定するために保存あるいは計算されるであろう、ある閾値と比較されるであろう。ベルト状態の提示は、９９０において任意の外部装置、システム１００内の他の任意のコンポーネント、ベルトモニタ１４０内の他の任意のコンポーネント、あるいは任意の他のユーザに対して出される警告、信号、情報、データなどによって代表されるであろう。もし警告が９７０において確認されなければ、データ取得プロセス８００が継続される。
【００３３】
本発明及びその利点は詳細に説明されてきたが、添付された請求の範囲において定義された本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく様々な変更、置き換え、および変更が可能であることは無論である。更に、本願の範囲は、本願明細書に記載された工程、機械、製造、合成物、手段、方法、及びステップからなる特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。ここで説明した実施形態と実質上同じ機能を演じ、あいは実質上同じ結果をもたらす、既存のあるいは後に開発される工程、機械、製造、合成物、手段、方法、又はステップを本発明に従って利用できることは、当該技術分野において通常の技量をもつ者ならば本発明の開示から容易に理解できる。従って、添付された特許請求の範囲は、それらの範囲に、そのような工程、機械、製造、合成物、手段、方法、又はステップを含むことを意図している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは伝動ベルトに関し、より詳細には、そのようなベルトの状態をモニタするシステムおよび方法に関し、特に導電性補強部材を備えたベルトをモニタするベルト・モニタ・システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝動ベルトなどの状態をモニタするための従来の試みは、ベルトに特殊な修正を要求した。例えば、ガートランド（Gartland）の米国特許第６，７１５，６０２号明細書は、コンベアベルトの割れの位置と検出を容易にするために搬送ベルトの中に特別の目的をもって埋設される無端ループを含んだ少なくとも１つの専用のセンサを組み入れることを教示する。別の例としては、アーメド（Ahmed）に特許された２つの米国特許第６，５２３，４００号明細書および第６，５３２，８１０号明細書であり、閉ループにおける破損の検出を容易にするためにベルト内に埋設されることを求められる専用の閉ループワイヤあるいはストリップを教示する。どちらのケースにおいても、そのようなセンサを埋設することは経費が掛かるとともに、特殊な製造方法、およびベルトの通常の使用には特異な付加的な道具を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、伝動ベルト、搬送ベルトなどの状態を検知するためのシステムおよび方法に向けられている。より詳細には、本発明の実施形態は、ベルト内の従来の導電性補強部材に電磁波を伝搬させることによるベルトの物理的特性のモニタリングに関する。本発明は、ベルトのロバストネス、集結度、強度を傷つける可能性があり、予定されたアプリケーションにおいてベルトのパフォーマンスにネガティブな強い影響を与え得る侵入型のセンサの利用を回避する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ベルト・モニタ・システムの実施形態は、好ましくは炭素繊維コードなどの導電性素材から作られる少なくとも１つの補強部材を有するベルトを備えてもよい。補強材として動力伝達ベルトに組み入れることについては、ここで参照として組み入れられ、共に所有される米国特許第５，８０７，１９４号明細書および第６，６９５，７３３号明細書において論じられている。代替的に、あるいは付加的に、そのような補強部材は、炭素とガラスのハイブリッド混成ベルトに含まれるような、導電性材料に加えて別の補強材料を有していてもよい。本発明のシステムは、好ましくは更に、例えばベルトと組み合わせて配置されるベルトモニタ（監視）装置を含む。そのようなベルトモニタ装置は、印加される電圧信号などの信号によって励磁される電磁場を生成する例えばプレスされた鉄フェライト・コア・コイルなどを含むことが好ましい。鉄フェライト・コア・コイルは、例えば円環状あるいはＵ字形である。コイルのコアが円環状であれば、それは分割されていることが好ましい。電磁場は、ベルト内の補強部材の電気特性の変化に影響される。これらベルト内の補強部材の電気特性の変化は、損傷、破断、破損、疲労、温度変化など、ベルトの物理的な状態の変化に起因するものである。これらの変化の影響は、磁場インダクタの電気的特性に更に現れるであろう電磁場の変化として現れ得る。
【０００５】
磁場インダクタの少なくとも一部の電気的特性の計測は、例えばプレスされた鉄フェライトコア磁場インダクタのコアの周りに、磁場インダクタに隣接して配置されるであろう検知インダクタを用いて行われるであろう。そのような計測は、限定的にではないが、磁場インダクタに流れる電流の大きさ、磁場インダクタにおける電圧の波形対称性の変化、磁場インダクタにおける電圧と電流の間の位相差、および／または磁場インダクタにおける磁束強度などの電気的特性の計測を含み得る。そのような計測は、例えばデジタル信号処理（ＤＳＰ）などを含むデータ取得プロセスを採用することにより達成されるであろう。
【０００６】
ベルト・モニタ・システムの実施形態は、同期ベルトや補機伝動ベルト、無段変速機（ＣＶＴ）ベルト、Ｖベルト（カーボンＶベルトを含む）、ファンベルト、カーボンファイバ強化熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）ベルト、熱硬化性／弾性ベルト、無端ベルト、長尺ベルトなどの自動車などに利用されるベルトの状態をモニタするであろう。別の例としては、ベルト・モニタ・システムは、静止機器、駆動機構、搬送ベルトなどの工業的な応用においてベルトとともに用いられるであろう。ベルトは、ベルトと一体的に形成されるかもしれず、ベルトの少なくとも一部に亘って長手方向に延在し得るベルトを強化するためのカーボンファイバやカーボンコードなどの導電ファイバを含むことが好ましい。上述した磁場インダクタが、導電補強ファイバを含有するベルトに隣接して配置されることが好ましく、ファイバは、磁場インダクタを励磁して発生する電磁場に影響を与え得る。例えばベルトの磨耗、ベルトに掛かるストレス、ベルト内のファイバに掛かるストレス、ベルト温度の変化、ベルト材料の変質など、ベルトの状態の変化は、磁場インダクタにより発生する電磁場の変化として現れるであろう。電磁場の変化は、磁場インダクタのインピーダンス、磁場インダクタに流れる電流の大きさ、磁場インダクタにおける電圧の波形対称性、磁場インダクタにおける電圧と電流の間の位相差、磁場インダクタにおける磁束強度などの変化のような磁場インダクタの電気的特性の変化として現れるであろう。
【０００７】
運転時において、上述されたようなシステムは、ベルトをモニタするための方法を採用するかもしれず、それは少なくとも１つの導電補強部材を有するベルトに近接して磁場インダクタを配置するステップと；電磁場を発生させるために電流を磁場インダクタに流し励磁するステップと；磁場インダクタ、ベルト、電磁場に隣接して検知インダクタを配置するステップと；ベルトの物理的なパラメータにより影響される電磁場によって影響される検知インダクタの電気的パラメータの変化を計測し；そしてベルトの物理的な状態を計測された検知インダクタの電気的パラメータから特定するステップとを含む。
【０００８】
以上の説明は、以下に続く発明の詳細な説明をより良く理解できるようにするため、本発明の特徴及び技術的利点に関してかなり概略的なものである。本発明の更なる特徴及び利点は、これより以下に記載され、それは発明の請求の範囲の主題を構成するものである。当業者であるならば、ここに開示された概念と特定実施形態は、本発明と同じ目的を実行するに当たって、変更したり他の構造物を設計する際のベースとして容易に利用できることを理解すべきである。更に、当業者であるならば、そのような同等な構造物は、添付した請求の範囲に記載の本発明の精神・範囲から逸脱していないことを実感すべきである。その機構や作動方法に関し、本発明を特徴付けるものとして想到される新しい特徴は、更なる目的や利点と共に、添付した図面に関して考慮された以下の説明により、一層理解されるであろう。しかしながら、明確に理解されるべきは、図面の夫々は例証と説明だけの目的で提供されたものであって、本発明の範囲を定義する目的で提供されたものではないということである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
類似した番号が類似した部品を表している明細書に組み込まれかつ明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示すものであって、その説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つものである。図面において：
【００１０】
【図１】ベルト・モニタ・システムの一実施形態のダイアグラムである。
【００１１】
【図２】歯を有するベルトの一例の切断図である。
【００１２】
【図３】ベルトモニタの一実施形態のダイアグラムである。
【００１３】
【図４】ベルトモニタの一実施形態の構造のより詳細なダイアグラムである。
【００１４】
【図５】ベルト状態検出方法の実施形態のフローチャートである。
【００１５】
【図６】本システムおよび方法において採用され得るデジタル信号処理プロセスの一実施形態のフローチャートである。
【００１６】
【図７】本システムおよび方法において採用され得る温度調整プロセスの実施形態のフローチャートである。
【００１７】
【図８】本システムおよび方法において採用され得るキャリブレーション／データ取得プロセスの一実施形態のフローチャートである。
【００１８】
【図９】本システムおよび方法において採用され得る抽出アルゴリズムの一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、図２に示される伝動ベルトや搬送ベルトなどのベルトの状態を検知するための図１、図５にそれぞれ示されるようなシステムおよび方法に向けられている。より詳細には、本発明の実施形態は、以下により詳細に説明されるように、ベルト内の導電性補強部材に電磁波を伝搬させることによるベルトの物理状態のモニタリングに関する。
【００２０】
図１を見ると、ベルト・モニタ・システム１００の一実施形態は、好ましくは例えばカーボンファイバ、カーボンコードおよび／または類似のものなど、導電性の材料から形成される補強部材１２０を有するベルト１１０を備え得る。このような導電性補強部材１２０は、例えばポリアミド、アラミド、ポリウレタン、ナイロン、ガラス、アクリル、および／またはポリエステルなどの素材から作られた例えば撚られたあるいは編組されたコード、織布または不織布など、導電性を同様に有するあるいは有さないかもしれない、他のベルト補強部材１３０と混ぜ合わせられ、さもなければ結合されてもよい。例えば、このような導電性補強部材１２０は、プーリ接触面や背面などのベルト１１０の表面の少なくとも一部に配置されるであろうベルト１１０内の従来の織布に混ぜ合わせられているかもしれない。別の例としては、導電性補強部材１２０は、バック・ファブリック、クロスコードの生地や、ベルト１１０に埋設される他の何れのファブリック層に織り込まれていてもよく、あるいはベルト１１０に一体的に配置される。別の例としては、導電性補強部材１２０は、例えば充填材、ファイバ、硬化材、および／または、いくつもの様々な添加物を含むかもしれない例えばプラスチック、エラストマ、ゴム、ポリウレタンなどに基づくベルト本体材料１２５に合体、埋設され、あるいは混ぜ合わせられる。本発明のある実施形態では、部材１２０は、要求される任意の径の連続カーボン繊維フィラメントかもしれず、あるいは、５から９ミクロンの範囲の直径を有する１本以上のカーボン繊維フィラメントである。
【００２１】
導電性補強部材１２０は、少なくともベルト１１０の一部に亘って長手方向に延在することが好ましい。別の例では、部材１２０は、ベルト１１０の全長に沿って延在し、あるいは更にベルト１１０の全長に沿って複数回掛け回されて延在する。部材１２０は、ベルト１１０の少なくとも一部に亘る導電路を提供することが好ましい。この導電路は、複数の導電性補強部材１２０から構成されるであろう。代替的あるいは付加的に、部材１２０（あるいは少なくとも部材１２０の一部）は、横向きに配置されていてもよく、ベルト１１０の少なくとも一部を横切って延在し、これによりベルトを横軸に沿って補強する。図２を見ると、例えば部材１２０は、歯２００の内部、あるいは隣接して配置されるかもしれない。歯布２１０は、ベルトや接着処理に用いられる化合物や材料を含んでもよい。歯布２１０は、積層あるいは複合素材であるかもしれない。例えば、歯布２１０は、導電コーティングや導電フィルムなどを有する層のような導電層を備えてもよい。更に、このような導電層は、全部ではないが、略全てのベルト表面を覆っていてもよい。「バッククラック」や他のベルト老化と磨耗の兆候は、本発明にしたがって、このような導電的にコーティングされたベルトにおいて検出されるであろう。別の例では、捩りコード２３０はガラス／カーボンのハイブリッドである。代替的あるいは付加的に、導電部材は、ベルト１１０などに一体化された横方向、長手方向の補強コードの組合せであってもよい。
【００２２】
本システムは更にベルトモニタ１４０を含むことが好ましく、それはベルト１１０のスパンの直ぐ近くに隣接させるなど、ベルト１１０とともに配置されることが好ましい。図３に図表として示されるベルトモニタ１４０の一実施形態は、マイクロコントローラ３１０と温度センサ３２０を備えてもよい。ベルトモニタ１４０は更に、例えば分割コア、鉄フェライト・コイル・インダクタなどの磁場インダクタ３３０を備えることが好ましい。磁場インダクタ３３０は、ベルト１１０とともに配置されることが好ましく、図４に示されるように、ベルト１１０の上に配置される。鉄フェライト・コア・インダクタは、例えばトロイダルあるいはＵ字形である。インダクタコアがトロイダルならば、それはベルトスパンの周りに磁場インダクタを配置できるように分割型であることが好ましい。
【００２３】
作動時、磁場インダクタ３３０は、ベルト状態検出方法の実施形態５００のフローチャートである図５の５２０において、電圧信号などの印加シグナルによって励磁される。この信号は、磁場インダクタ３３０の端子に用いられるかもしれず、例えば交流電圧波形信号や変動直流電流波形信号などの２極信号であるかもしれない。電圧の印加は、好ましくは磁場インダクタ３３０による電磁場４１０の発生を引き起こす。
【００２４】
変圧器は、例えば１次および２次巻き線を備える。一般的に、このような変圧器は、１次および２次巻き線の電圧と電流信号の間に位相差を発生させ、それは２次巻き線のインピーダンスが無限大に近づくとき９０°へと近づき、オープンターン巻き線として知られている。一方、２次巻き線のインピーダンスが０に近づくとき、前述の位相差も０°に近づく。本発明の一実施形態において、磁場インダクタは変圧器の１次巻き線のように作用する。５１０に記載されるように磁場インダクタとともに配置されるベルトは、１次巻き線に負荷を掛ける２次巻き線として磁場インダクタに作用する。導電部材、および／あるいは、ベルト内に存在する部材の物理状態によって強い影響を受けるベルトの物理的な特性は、ベルトにより１次巻き線に与えられる負荷に寄与する生成された電磁場に強い影響を与える。良好な状態、あるいは完璧な状態にあるベルトは、磨耗、破損、ストレス、変質などの結果を受けた状態のベルトよりも低いインピーダンスを示すであろう。
【００２５】
本発明のある実施形態では、電磁場４１０は、ベルト１１０の物理的状態の変化の結果として起こるであろうベルト１１０内の補強部材１２０の電気特性の変化に影響されることが好ましい。これらの変化の影響は、例えば電磁場４１０の変化として現れ、図５の５４０で説明されるように計測されるであろう。これらの変化の影響は、磁場インダクタ３３０の電気特性に更に現れるであろう。例えば、ベルト１１０の構造に対するダメージは、ベルト１１０のインピーダンスの変化として現れる。したがって、ベルト１１０が２次巻き線として作用する上述した例では、２次巻き線におけるインピーダンスの変化は、例えばベルト１１０へのダメージの結果である。このようなダメージは、上述したようにベルト１１０の本体、ベルトに設けられた歯２００、補強部材１２０、あるいはベルト内の他の材料へのダメージの形をとるかもしれない。
【００２６】
ベルトモニタ１４０は、図３、４に示された実施形態に示されるように、更に検知インダクタ３４０を備えてもよい。検知インダクタ３４０は、例えば磁場インダクタ３３０に隣接して配置され、図４の実施形態に示されるように共通のコアを共用する。図５のフローチャートの５５０に示されるように、ベルトの物理的状態は、検知インダクタで計測される電気的パラメータから決定できる。より具体的には、磁場インダクタ３３０の少なくとも一部の電気的な特性の計測は、検知インダクタ３４０を用いて行われるであろう。そのような計測は、磁場インダクタ３３０における電流の強さ、磁場インダクタ３３０における電圧の波形対称性における変化、磁場インダクタ３３０における電圧と電流の間の位相差、磁場インダクタ３３０における磁束の強さなどの電気的な特性の計測であってもよい。
【００２７】
両極に印加される電圧が例えば正弦電源電圧のとき、磁場インダクタ３３０における電圧と電流の位相差は９０度の位相差となる。すなわち、変圧器の１次巻き線を流れる電流は、電圧を９０°遅れさせる。電磁場４１０への近接によりベルト１１０に誘起される電流は、通常磁場インダクタ３３０に印加される電圧のそれから９０°遅れており、インダクタ３３０における誘導電圧や戻り電磁場（ＥＭＦ）についても同様である。ベルト１１０および／または補強部材１２０の物理特性における変化によるインピーダンスの変化のように負荷が２次巻き線（ベルト１１０）に作用すると、電流が負荷によって誘導される。この誘起された電流は、変圧器を通して１次巻き線（磁場インダクタ３３０）に反映される。その結果、磁場インダクタ３３０は、適用された電圧電源からより多くの電流を引き出す。変圧器がフルパワーに近づくと、当初の９０°の位相ズレは、徐々に少なくなり、これは、本システムおよび方法にしたがって、ベルト１１０および／または補強部材１２０の物理特性の変化を特定するのに利用できる。
【００２８】
本発明の様々な実施形態によれば、磁場インダクタ３３０の実施形態であるフェライトコアにおける磁束の強さは、検知インダクタ３４０を用いて計測できる。磁束の強さの変化は、ベルト１１０のインピーダンスにより印加される負荷に関係し、ベルト１１０および／または補強部材１２０へのダメージを表す。ベルトモニタ１４０は、外気温、湿度、圧力などのベルト１１０に対して存在する何らかの内的あるいは外的な条件を保存および／または補償するために校正（キャリブレーション）されるかもしれない。
【００２９】
様々な実施形態によれば、磁場インダクタ３３０の波形対称性における変化は、１以上のデジタル・シグナル・プロセッシング（ＤＳＰ）パターン比較法の利用を通して検出・計測されてもよい。そのような比較法の実施形態６００の一例が図６に示され、例えば１６ビット、ΔΣ、アナログデジタル変換器を採用することで、６３０において、検知インダクタ３４０を通した信号を検出してもよい。例えば全波整流を用いた信号の調整６４０は、信号再現性を維持してもよい。このような信号は、例えば周波数の関数であり、多次元配列（マルチ・ディメンショナル・アレイ）などに保存される。検出され、かつ／または、処理された信号は、６５０において測定された温度に合わせられてもよい。そのような調整処理の実施形態７００は、図７に示される。続くデータは、６６０において取得されキャリブレーションデータと比較されてもよい。このデータは、非揮発性メモリブロックに保存されてもよい。６６０におけるデータの取得および比較は、キャリブレーションとデータ取得プロセスを利用して行われるであろう。このようなプロセスの一例は図８に示される。６７０では、もし処理され温度補正が行われたデータ値が閾値よりも低く、ベルトの破損の兆しがある場合、ＤＳＰプロセス６００のフローは、６３０に戻り新なデータを取得する。しかし、もし６７０において、処理され、温度補正がなされたデータ値が閾値よりも大く、ベルトの破損の兆しがある場合、６８０において警告が発せられる。
【００３０】
図７は、ＤＳＰプロセス６００のステップ６５０において採用されるかもしれない温度調整プロセスの実施形態７００のフローチャートである。７１０では、外気温が計測される。７１５では計測された温度に対して多項式温度補正式が適用される。７２０において算出された式の結果は、７３０において、７４０からの生の取得データから差し引かれる。７５０で得られた補正データは、６５０における利用のためにＤＳＰプロセス６００へと供給されるであろう。
【００３１】
図８は、キャリブレーション／データ取得プロセス８００の実施形態のフローチャートであり、それは図６のＤＳＰフロー６００において利用されるデータに適用されであろう。８１０では、スイープ周波数が設定される。８２０では、磁場インダクタ３３０のコアを安定させるために割り当てられる。データ取得は、８３０において初期化される。８４０では、データ取得が完了したかが判定され、完了していなければ待機状態が起動される。８４０においてデータ取得が完了していると、温度補正７００がステップ８５０で実行される。８６０では、８６０からの温度補正データが、８６０においてキャリブレーションデータ配列に格納される。８７０では、スイープ周波数が８７０でインクリメントされ、８８０において配列要素がインクリメントされる。８９０では、インクリメントされた周波数が閾値に等しいか否かが判定される。等しくなければ、キャリブレーション／データ取得プロセスは８２０に戻る。インクリメントされた周波数が閾値と等しいとキャリブレーション／データ取得プロセス８００は終了する。
【００３２】
図９は、データ取得およびキャリブレーションプロセス８００の一部として採用されるであろう抽出アルゴリズムの実施形態９００のフローチャートである。９２０において、例えばキャリブレーション（校正）データと任意の続けて取得されるデータとの間の変化率を指し示す差分配列が９２０において構築される。差分配列、任意のキャリブレーションデータや続けて取得されるデータは、周波数、振幅、信号の波形対称性などの情報を含み得る。例えば、９２０では、新に取得された配列要素Ｘが校正された（ＣＡＬ）Ｘ要素から差し引かれ、その結果が差分Ｘとして保存されるであろう。そして９３０では、配列要素Ｘがインクリメントされるであろう。一度９４０において、９２０における要素の減算が終了したと判定される。データは差分配列から抽出され、差分配列は修正されてもよい。例えば、中身は、二乗絶対値（モジュラス）データを与えるような形で、９５０において平方されてもよい。このようなデータは、認識感度を高め、それにより小さな変化の検出をより容易にする。複数点移動平均、例えば２０点移動平均を、９６０において例えば単一係数の矩形ウィンドウで抽出される有限インパルス応答フィルタのようなフィルタを採用して算出してもよい。これは、任意のキャリブレーションデータと一連のデータの間の変化を代表するある値をもたらすであろう。このような値は、９７０において、ベルトの状態を特定するために保存あるいは計算されるであろう、ある閾値と比較されるであろう。ベルト状態の提示は、９９０において任意の外部装置、システム１００内の他の任意のコンポーネント、ベルトモニタ１４０内の他の任意のコンポーネント、あるいは任意の他のユーザに対して出される警告、信号、情報、データなどによって代表されるであろう。もし警告が９７０において確認されなければ、データ取得プロセス８００が継続される。
【００３３】
本発明及びその利点は詳細に説明されてきたが、添付された請求の範囲において定義された本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく様々な変更、置き換え、および変更が可能であることは無論である。更に、本願の範囲は、本願明細書に記載された工程、機械、製造、合成物、手段、方法、及びステップからなる特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。ここで説明した実施形態と実質上同じ機能を演じ、あいは実質上同じ結果をもたらす、既存のあるいは後に開発される工程、機械、製造、合成物、手段、方法、又はステップを本発明に従って利用できることは、当該技術分野において通常の技量をもつ者ならば本発明の開示から容易に理解できる。従って、添付された特許請求の範囲は、それらの範囲に、そのような工程、機械、製造、合成物、手段、方法、又はステップを含むことを意図している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性補強材を含む１つの補強部材を少なくとも有するベルトと、
前記ベルトとともに配置され、印加信号によって励磁される磁場インダクタを備えるベルトモニタと、
前記導電性補強部材の物理的な状態を特定し、それにより前記ベルトの物理的な特性をモニタするために、前記導電性補強部材の電気的な特性における変化によって影響される少なくとも前記磁場インダクタの一部の電気的な特性をモニタするための手段と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記導電性補強材に、カーボンファイバのベルト補強材が含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記導電性補強材が、非導電性補強材とともに織られていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記導電性補強材が、前記ベルトに一体的に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記導電性補強材が、少なくとも前記ベルトの外側の一部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記導電性補強材が、前記ベルトの歯に一体的に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記導電性補強材が、前記ベルトの少なくとも一部に長手方向に沿って設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記導電性補強材が、前記ベルトの少なくとも一部に横方向に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記磁場インダクタが、導電性ワイヤとフェライトコアを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記磁場インダクタが、前記印加信号の印加の結果として電磁場を発生させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
モニタするための前記手段が、前記磁場インダクタに隣接して配置される検知インダクタを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記検知インダクタに現れる前記磁場インダクタのインピーダンスであることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記磁場インダクタと前記検知インダクタが共通のコアを共有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタを流れる電圧と電流の間の位相差であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタにおける磁束の強さであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタにおける電圧の波形対称性の変化であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタを流れる電流の大きさであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記印加信号が、電圧信号であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ベルトが、同期ベルト、補機伝動ベルト、カーボン無段変速機ベルト、カーボンＶベルト、ファンベルト、カーボン熱可塑性ポリウレタンベルト、長尺ベルト、静止機器ベルト、搬送ベルトとからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
導電性補強部材を備えるベルトに隣接して第１インダクタを配置し、
電磁場を生成するために前記第１インダクタに信号を通すこと励磁し、
前記第１インダクタ、前記ベルト、前記電磁場に隣接して第２インダクタを配置し、
前記第２インダクタを用いて、前記導電性補強部材の物理的な状態に影響される前記電磁場に影響を受ける前記第１インダクタの電気的特性を測定し、
前記ベルトの物理的な状態を測定された電気的特性から特定する
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記第１インダクタが導電ワイヤとフェライトコアを備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１インダクタと前記第２インダクタが共通のコアを共有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１インダクタの前記電気的特性が前記第２インダクタに現れる前記第１インダクタのインピーダンスであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記電気的特性が、前記第１インダクタに流れる電圧と電流の間の位相差を表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記電気的特性が、前記第１インダクタの磁束の強さを表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記電気的特性が、前記第１インダクタにおける電圧の波形対称性の変化を表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記電気的特性が、前記第１インダクタに流れる電流の大きさを表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項１】
導電性補強材を含む１つの補強部材を少なくとも有するベルトと、
前記ベルトとともに配置され、印加信号によって励磁される磁場インダクタを備えるベルトモニタと、
前記導電性補強部材の物理的な状態を特定し、それにより前記ベルトの物理的な特性をモニタするために、前記導電性補強部材の電気的な特性における変化によって影響される少なくとも前記磁場インダクタの一部の電気的な特性をモニタするための手段と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記導電性補強材に、カーボンファイバのベルト補強材が含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記導電性補強材が、非導電性補強材とともに織られていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記導電性補強材が、前記ベルトに一体的に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記導電性補強材が、少なくとも前記ベルトの外側の一部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記導電性補強材が、前記ベルトの歯に一体的に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記導電性補強材が、前記ベルトの少なくとも一部に長手方向に沿って設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記導電性補強材が、前記ベルトの少なくとも一部に横方向に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記磁場インダクタが、導電性ワイヤとフェライトコアを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記磁場インダクタが、前記印加信号の印加の結果として電磁場を発生させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
モニタするための前記手段が、前記磁場インダクタに隣接して配置される検知インダクタを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記検知インダクタに現れる前記磁場インダクタのインピーダンスであることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記磁場インダクタと前記検知インダクタが共通のコアを共有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタを流れる電圧と電流の間の位相差であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタにおける磁束の強さであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタにおける電圧の波形対称性の変化であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記磁場インダクタの前記電気的特性が、前記磁場インダクタを流れる電流の大きさであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記印加信号が、電圧信号であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ベルトが、同期ベルト、補機伝動ベルト、カーボン無段変速機ベルト、カーボンＶベルト、ファンベルト、カーボン熱可塑性ポリウレタンベルト、長尺ベルト、静止機器ベルト、搬送ベルトとからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
導電性補強部材を備えるベルトに隣接して第１インダクタを配置し、
電磁場を生成するために前記第１インダクタに信号を通すこと励磁し、
前記第１インダクタ、前記ベルト、前記電磁場に隣接して第２インダクタを配置し、
前記第２インダクタを用いて、前記導電性補強部材の物理的な状態に影響される前記電磁場に影響を受ける前記第１インダクタの電気的特性を測定し、
前記ベルトの物理的な状態を測定された電気的特性から特定する
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記第１インダクタが導電ワイヤとフェライトコアを備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１インダクタと前記第２インダクタが共通のコアを共有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１インダクタの前記電気的特性が前記第２インダクタに現れる前記第１インダクタのインピーダンスであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記電気的特性が、前記第１インダクタに流れる電圧と電流の間の位相差を表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記電気的特性が、前記第１インダクタの磁束の強さを表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記電気的特性が、前記第１インダクタにおける電圧の波形対称性の変化を表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記電気的特性が、前記第１インダクタに流れる電流の大きさを表すものであることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１１−５１０２９６（Ｐ２０１１−５１０２９６Ａ）
【公表日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４３１３２（Ｐ２０１０−５４３１３２）
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０００２３３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０９１５５５
【国際公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【出願人】（５０４００５０９１）ザ ゲイツ コーポレイション (103)
【出願人】（５０８２２２５９７）シュレイダー エレクトロニクス リミテッド (7)
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＲＡＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０００２３３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０９１５５５
【国際公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【出願人】（５０４００５０９１）ザ ゲイツ コーポレイション (103)
【出願人】（５０８２２２５９７）シュレイダー エレクトロニクス リミテッド (7)
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＲＡＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
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