动力传递装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种通过检测使用中的正时带的老化的状态而能够高精度地检测正时带是否达到了更换时期的动力传递装置。动力传递装置（1）具备设于曲轴（11）的曲轴带轮（41）、设于吸气凸轮轴（22）的吸气凸轮轴带轮（43）、绕挂于曲轴带轮（41）及吸气凸轮轴带轮（43）的正时带（46），其中，正时带（46）含有通过接受外力而发光的应力发光材料，动力传递装置（1）具备：光传感器（49），与正时带（46）相对配置并进行正时带（46）的测光；ECU（4），基于由光传感器（49）检测到的测光值，判断正时带（46）是否发生了老化，并且以判断为正时带（46）发生了老化为条件而判断为正时带（46）达到了更换时期。
【专利说明】动力传递装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过绕挂于驱动侧带轮及从动侧带轮的带从驱动侧带轮向从动侧带轮传递动力的动力传递装置，尤其是涉及通过检测带的老化而能够检测带达到了更换时期的情况的动力传递装置。
【背景技术】
[0002]通常，在具有顶置凸轮轴式的阀机构的内燃机、例如发动机中，需要将配置在发动机的下部的曲轴的旋转向配置在发动机的上部的凸轮轴传递。而且为了使阀机构适当地工作而需要使曲轴的旋转与凸轮轴的旋转同步。因此，作为将曲轴的旋转向凸轮轴传递的手段，多使用正时带。
[0003]由此，使曲轴的旋转与凸轮轴的旋转同步。然而，在由于意外的情况而正时带受到损伤时，可能无法使曲轴的旋转与凸轮轴的旋转同步。
[0004]因此，提出了一种动力传递装置，其具有在正时带刚要损伤之前将正时带达到了更换时期的情况向驾驶员通知的功能。作为这种动力传递装置，例如已知有如下的动力传递装置:基于发动机的转速及运转时间而算出正时带等环状传动体的疲劳度，在该疲劳度超过了基准值时，发出应更换正时带的警告(例如，参照专利文献I)。
[0005]根据该动力传递装置，与仅通过车辆的行驶距离来判断正时带的更换时期的情况相比，能更适当地判断正时带是否达到了更换时期。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2007-239802号公报
【发明内容】
[0009]然而，在上述那样的动力传递装置中，不是直接测定正时带的实际的疲劳状态，而是基于发动机的转速及运转时间来算出正时带的疲劳度，判断更换时期，因此算出的疲劳度与实际的疲劳度未必一致而更换时期的判断的精度不高。
[0010]例如，即使在相同的发动机转速及运转时间下，在高负荷的运转多的结构和低负荷的运转多的结构中，正时带的疲劳度也不同。因此，根据该动力传递装置，考虑到实际的疲劳度比基于发动机的转速及运转时间而算出的正时带的疲劳度大的情况，需要较大地设定安全率而发出警告。
[0011]由此，存在如下问题:有时无论实际的正时带的疲劳度是否小都发出应更换正时带这样的警告，将还不需要更换的正时带无益地更换。因此，希望开发出一种动力传递装置，其检测正时带的老化状态，基于该老化状态而能够判断正时带是否处于更换时期。
[0012]另外，带的更换时期的判断的精度不高的课题并不仅局限于正时带的课题。S卩，通过绕挂于驱动侧带轮及从动侧带轮的带从驱动侧带轮向从动侧带轮传递动力的全部动力传递装置中，可料想存在与上述同样的课题。[0013]本发明为了解决上述那样的以往的问题而作出，目的在于提供一种通过检测使用中的带的老化的状态而能够高精度地检测带是否达到了更换时期的动力传递装置。
[0014]本发明的动力传递装置，为了实现上述目的，具备设于驱动轴的驱动侧带轮、设于从动轴的从动侧带轮、绕挂于所述驱动侧带轮及所述从动侧带轮的带，其特征在于，所述带含有通过接受外力而发光的应力发光材料，所述动力传递装置具备:光传感器，与所述带相对配置并进行所述带的测光；和更换时期判断部，基于由所述光传感器检测到的测光值，判断所述带是否发生了老化，并且以判断为所述带发生了老化为条件而判断为所述带达到了更换时期。
[0015]通过该结构，由于在带中含有应力发光材料，因此在外力作用于带时，带发光。并且，在带上产生的应力(Pa)或伸长速度(mm/min)发生了变化时,带的发光量发生变化。作为这里的发光量，可以设为例如光量(Im.S)、亮度(Cd.m_2)、照度(lx)、光度(Cd)等。
[0016]这里，应力发光材料是指因弹性变形区域的摩擦、冲击、压缩、拉伸等微小的外力而激励可视光域的发光的发光材料。含有应力发光材料的带中，应力发光强度与带的应力和带的伸长速度之积成正比。
[0017]并且，光传感器检测带的发光，基于由光传感器检测到的测光值，更换时期判断部判断带是否已老化。并且，以判断为带发生了老化为条件，在更换时期判断部中判断为带达到了更换时期。因此，通过测定从带发出的光而直接检测带的老化状态，因此与以往那样不检测带的老化状态而基于驱动轴的转速及运转时间来判断带的更换时期的情况相比，能够更高精度地判断带的更换时期。
[0018]优选的是，其特征在于，所述更换时期判断部具备老化更换判断部，该老化更换判断部以所述测光值超过规定的发光阈值和/或所述测光值以规定的发光模式进行变化为条件，判断为所述带发生了老化并判断为所述带达到了所述更换时期。
[0019]通过该结构，以由光传感器检测到的测光值超过规定的发光阈值和/或测光值以规定的发光模式进行变化为条件，老化更换判断部判断为带发生了老化并判断为带达到了更换时期。因此，基于带的发光量或发光模式，能够直接判断带是否处于更换时期，因此通过简易的处理能够判断带是否处于更换时期。
[0020]这里，带由于各种理由而老化，带的发光量增大。例如，由于带的长期间的使用而在弹性变形的范围内容易伸长时，带的应力大致一定且带的伸长速度变大，因此带的伸长引起的发光量变大。而且，由于带的磨损或缺损而带变薄或变细时，即时伸长几乎不会产生，应力也增加，因此带的应力上升引起的带的发光量增大。
[0021]或者在使用具有含有应力发光材料的橡胶等基材和设于齿面的齿布的齿带时，齿布磨损而变薄，从基材发出的光在齿布几乎不衰减而充分地透过，因此带的发光量增大。
[0022]另外，带因各种理由而老化，呈现出特征性的发光模式。例如，在使用具有包含应力发光材料的橡胶等基材和设置在齿面上的齿布的齿带的情况下，有时由于长期间的使用而齿根伸长或在齿根产生裂纹而齿可能要发生缺损，在齿布会产生裂纹。当在齿布产生裂纹时，在该部分从基材发出的光从齿布的裂纹漏出，因此成为带的测光值局部性且每一周的周期性地上升这样的特征性的发光模式。
[0023]优选的是，其特征在于，所述带是齿带并具有设置在齿面侧的齿布，所述光传感器与所述带的所述齿布侧相对配置，所述老化更换判断部具备:设定部，基于在所述带的装配当初由所述光传感器检测到的所述测光值来设定平均测光值，并在所述平均测光值上加上规定值来设定所述发光阈值；增光判定部，以所述带的所述测光值超过所述发光阈值为条件，判定为所述带发生了老化；模式判定部，所述发光模式是所述带的特定部分的所述测光值周期性地突出的模式，并且所述模式判定部以所述测光值按照所述发光模式进行变化为条件，判断为所述特定部分的所述齿布产生了裂纹而判定为所述带发生了老化；和更换判断部，以通过所述增光判定部及所述模式判定部中的至少一方判定为所述带发生了老化为条件，判断为所述带达到了所述更换时期。
[0024]通过该结构，设定部在带的装配当初根据由光传感器检测到的亮度来设定平均亮度，并向平均亮度加入规定值而设定发光阈值。
[0025]增光判定部判断动力传递装置的运转时的带的测光值是否超过发光阈值。增光判定部以判断为带的测光值超过发光阈值为条件，判定为带发生了老化。
[0026]另外，模式判定部判断带是否有特定部分的亮度周期性地突出作为规定的发光模式。这里的周期性的突出是指带在环绕一周中在相同的部分作为脉冲波形而突出的情况(参照图6)。模式判定部以判断为带的特定部分的亮度相对于平均亮度而周期性地突出为条件，判断为特定部分的齿布产生了裂纹而判定为带发生了老化。
[0027]更换判断部以通过增光判定部及模式判定部的至少一方判定为带发生了老化为条件，判断为带达到了更换时期。
[0028]因此，根据该动力传递装置，在新的带中，带的发光量小。并且，在带的老化发展而带整体磨损或变细时，带的发光量在整体上变大。此时，通过增光判定部判定带是否发生了老化。或者在带的老化发展而一部分的齿可能要发生缺损时，带的发光模式周期性地突出。此时，通过模式判定部判定带的老化。
[0029]根据该动力传递装置，由于利用与老化的方式对应的不同的手法来检测带的老化，因此能够更高精度地检测带的老化。
[0030]优选的是，其特征在于，在所述驱动侧带轮与所述从动侧带轮之间，具备从背侧按压所述带的张紧器，并且，所述光传感器配置在与刚通过所述张紧器之后的所述正时带相对的位置。
[0031]通过该结构，在刚从背侧按压带之后通过光传感器检测发光量。因此，在带的应力大时，检测发光量，因此带的发光状态的变化的检测精度提高。
[0032]优选的是，其特征在于，具备覆盖所述带的整体而进行遮光的罩，并且，所述罩具有:光传感器保持部，使所述光传感器与所述带相对而保持所述光传感器；和遮光部，设置成将除了从所述带朝向所述光传感器的光路的区域之外的、所述光传感器保持部的周围的至少一部分包围。
[0033]根据该结构，即使罩因发动机主体的热量而发生变形，由光传感器保持部保持的光传感器也会伴随着罩的变动而变动，因此光传感器与遮光部的相对位置几乎不改变。由此，即使由于罩的变形而在发动机主体与罩之间产生间隙而外光从间隙侵入罩的内部，由于光传感器被遮光部遮光，因此也能够抑制外光的向罩的内部的侵入引起的带的发光量的检测精度的下降。
[0034]优选的是，其特征在于，所述驱动轴是内燃机的曲轴，所述从动轴是凸轮轴，所述带是正时带。[0035]根据该结构，能够高精度地判断内燃机的正时带是否处于更换时期。
[0036]发明效果
[0037]根据本发明，在带中含有应力发光材料且基于带的发光量来判断带的更换时期，因此能够提供一种能够检测使用中的带的老化状态而高精度地判断带是否处于更换时期的动力传递装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是表示本发明的实施方式的动力传递装置的概略的主视图。
[0039]图2是表示本发明的实施方式的动力传递装置的发动机的曲轴、凸轮轴、动力传递机构的概略的立体图。
[0040]图3是表示将本发明的实施方式的动力传递装置的罩切断后的状态的概略的侧视图。
[0041]图4是表示本发明的实施方式的动力传递装置的正时带的局部切断后的立体图。
[0042]图5是表示根据本发明的实施方式的动力传递装置的正时带的各种老化来判断正时带是否处于更换时期的步骤的流程图。
[0043]图6是表示本发明的实施方式的动力传递装置的正时带的旋转次数η与正时带的亮度的关系的坐标图。
【具体实施方式】
[0044]以下，参照附图，说明本发明的动力传递装置的实施方式。在本实施方式中，示出将本发明的动力传递装置适用于机动车的例子。
[0045]首先，说明实施方式的动力传递装置I的结构。在该实施方式中，动力传递装置I搭载于机动车2。
[0046]如图1所示，机动车2具备作为内燃机的发动机3、作为更换时期判断部的ECU(Electronic Control Unit) 4、及警告装置 5。
[0047]如图1及图2所示，发动机3由在活塞进行2次往复期间，进行由吸气冲程、压缩冲程、膨胀冲程及排气冲程组成的一连串的4冲程的4冲程的汽油发动机构成。
[0048]发动机3采用直列4气缸的汽油发动机。发动机3具备发动机主体6、向发动机主体6供给燃烧用空气的未图示的吸气装置、将来自发动机主体6的排气向外部排出的未图示的排气装置。发动机主体6具备:气缸体10 ;固定在气缸体10的上侧的气缸盖20 ;固定在气缸体10的下侧的油盘30 ;设置在气缸体10、气缸盖20、油盘30的前表面(以下，简称为发动机体前端面)6a的附近的动力传递机构40。
[0049]气缸体10具备未图示的活塞、未图示的连杆、作为驱动轴的曲轴11。活塞设置成能够相对于气缸体10沿着上下方向往复移动。活塞以可旋转的方式与连杆连结。连杆以可旋转的方式与曲轴11连结。
[0050]另外,在发动机主体6中，通过气缸体10、气缸盖20、活塞形成未图不的燃烧室。发动机3在燃烧室内通过使燃料与空气的混合气以所希望的定时燃烧来使活塞往复移动，经由连杆而使曲轴11旋转。
[0051]气缸盖20具备:将吸气装置的吸气通路与燃烧室连通的未图示的吸气口 ；对吸气口进行开闭的吸气阀21 ;使吸气阀21工作的作为从动轴及凸轮轴的吸气凸轮轴22 ;使燃烧室及排气装置连通的未图示的排气口 ；对排气口进行开闭的排气阀23 ;使排气阀23工作的作为从动轴及凸轮轴的排气凸轮轴24。
[0052]吸气凸轮轴22具备吸气凸轮25且设置成相对于气缸盖20能够旋转。吸气凸轮25与吸气阀21的上端抵接。通过吸气凸轮轴22的旋转，吸气凸轮25旋转而使吸气阀21升降。吸气阀21通过升降而对吸气口与燃烧室之间进行开闭，从而控制从吸气装置向燃烧室的燃烧用空气的导入。
[0053]排气凸轮轴24具备排气凸轮26且设置成相对于气缸盖20能够旋转。排气凸轮26与排气阀23的上端抵接。通过排气凸轮轴24的旋转，排气凸轮26旋转而使排气阀23升降。排气阀23通过升降而对燃烧室与排气口之间进行开闭，从而控制从燃烧室向排气装置的排气的排出。
[0054]如图1?图3所示，动力传递机构40具备作为驱动侧带轮的曲轴带轮41及辅机用带轮42、作为从动侧带轮的吸气凸轮轴带轮43及旋转相位差可变执行器44、作为从动侧带轮的排气凸轮轴带轮45、作为带的正时带46、张紧器47、罩48、光传感器49。
[0055]曲轴带轮41及辅机用带轮42安装在曲轴11的前端部。曲轴带轮41配置在罩48的内部，并且辅机用带轮42配置在罩48的外部。
[0056]吸气凸轮轴带轮43及旋转相位差可变执行器44安装在吸气凸轮轴22的前端部。旋转相位差可变执行器44使吸气凸轮轴22旋转，以使吸气凸轮轴22相对于吸气凸轮轴带轮43产生旋转相位差。旋转相位差可变执行器44根据运转状况，来调整曲轴11及吸气凸轮轴22之间的旋转相位差。需要说明的是，在图1中，表示通过将旋转相位差可变执行器44拆卸，而使吸气凸轮轴带轮43露出的状态。
[0057]排气凸轮轴带轮45安装在排气凸轮轴24的前端部。
[0058]正时带46绕挂于曲轴带轮41、吸气凸轮轴带轮43、排气凸轮轴带轮45。通过正时带46，将曲轴带轮41的旋转向吸气凸轮轴带轮43及排气凸轮轴带轮45传递。
[0059]曲轴11的旋转按照曲轴带轮41 —正时带46—吸气凸轮轴带轮43—吸气凸轮轴
22—吸气凸轮25 —吸气阀21的路径传递，对吸气口进行开闭。
[0060]与此同时，曲轴11的旋转按照曲轴带轮41 —正时带46 —排气凸轮轴带轮45 —排气凸轮轴24 —排气凸轮26 —排气阀23的路径传递，对排气口进行开闭。
[0061]如图4所示，正时带46由橡胶制的齿带构成，具备成为芯材的心线51、构成齿侧的齿侧橡胶52、构成背侧的背侧橡胶53、安装在齿侧橡胶52的表面上的齿布54。齿布54由尼龙及芳族聚酰胺纤维构成。
[0062]通过齿侧橡胶52形成齿55。在齿侧橡胶52及背侧橡胶53含有通过接受外力而发光的应力发光材料。
[0063]这里，作为应力发光材料，使用表现出绿色(波长500nm?600nm)的发光的添加铕的铝酸锶(SA0E)。粉末状的SAOE包含于齿侧橡胶52及背侧橡胶53。
[0064]如图1所示，张紧器47以从背侧按压正时带46的方式配置在曲轴带轮41与吸气凸轮轴带轮43之间。张紧器47具备张紧辊61和张紧弹簧62。
[0065]张紧弹簧62向张紧辊61施加按压正时带46的作用力。张紧辊61从正时带46的背侧按压正时带46，向正时带46施加适当的张力。并且，通过张紧辊61的按压，正时带46不会从吸气凸轮轴带轮43、排气凸轮轴带轮45及曲轴带轮41松缓而脱落。
[0066]另外，正时带46的旋转方向如图中箭头所示，为从曲轴带轮41至张紧器47 —吸气凸轮轴带轮43 —排气凸轮轴带轮45 —曲轴带轮41的方向。
[0067]如图1及图3所示，罩48以与发动机主体6的发动机体前端面6a相接的方式设置，并覆盖正时带46的整体而进行遮光。罩48为无透过性的塑料制，具备罩主体71、保持光传感器49的光传感器保持部72、设置在光传感器保持部72的附近的遮光部73、衬垫74。
[0068]罩主体71的周端缘经由衬垫74而与发动机体前端面6a相接。由此，外光不会从罩主体71的周端缘与发动机体前端面6a之间进入到罩48的内部。
[0069]衬垫74由罩主体71的周端缘朝向发动机体前端面6a按压。由此，即使由于罩主体71的热变形而罩主体71的周端缘从发动机体前端面6a稍分离，由于衬垫74发生弹性变形，在罩主体71的周端缘与发动机体前端面6a之间也不会产生间隙。
[0070]光传感器保持部72设置在与刚通过张紧器47之后的正时带46的齿侧相对的位置。光传感器保持部72为筒状，在其内部放入并保持有光传感器49。光传感器保持部72使光传感器49的检测方向朝向正时带46的齿侧而保持光传感器49。
[0071]遮光部73设置成将除了从正时带46朝向光传感器49的光路的区域之外的、光传感器保持部72的周围的至少一部分包围。这里，遮光部73具备:在光传感器49的背后设置的背板73a ;在光传感器49与吸气凸轮轴带轮43之间设置的侧板73b。
[0072]光传感器49由光电二极管构成。该光传感器49检测正时带46的齿侧的亮度(Cd.!!!-2)作为测光量。光电二极管具有pn结或pin结构。通过使具有充分的能量的光子向该pn结或pin结构入射,而电子被激励,产生电流(A)。该电流向后述的ECU4输入。由此，由正时带46发出的光在E⑶4中作为电流被处理。
[0073]EQJ4具备:作为中央运算处理装置的CPU (Central Processing Unit);进行固定的数据的存储的 ROM (Read Only Memory);临时存储数据的 RAM (Random Access Memory)；由可改写的不挥发性的存储器构成的EEPR0M(Electrically Erasable and ProgrammableRead Only Memory)及输入输出接口电路。
[0074]E⑶4与光传感器49、未图示的曲轴传感器等各种传感器连接。在E⑶4的ROM中存储有正时带46的更换判断程序等各种判断所需的程序或数据。
[0075]曲轴位置传感器检测曲轴11的转速(rpm)，并将与检测到的转速对应的检测信号向E⑶4输出。而且，E⑶4根据预先设定的曲轴带轮41的齿数Tp (个)、正时带46的齿数Tb (个)、从曲轴位置传感器输出的检测信号表示的曲轴11的转速Ne (rpm)、计测时间T(min),算出正时带46的旋转次数η (旋转)=NcXTX (Tp/Tb)。
[0076]E⑶4具备老化更换判断部80。老化更换判断部80在正时带46的亮度超过规定的发光阈值87和/或正时带46的亮度以规定的发光模式进行变化时，判断为正时带46发生了老化并判断为正时带46达到了更换时期。老化更换判断部80具备设定部81、增光判定部82、模式判定部83、更换判断部84。
[0077]如图6所示，设定部81基于在正时带46的装配当初由光传感器49检测到的亮度的测光值85来设定平均测光值86，并向平均测光值86加入实验性地确定的规定的亮度值而设定发光阈值87。
[0078]增光判定部82在正时带46的测光值85超过发光阈值87时，判定为正时带46发生了老化。
[0079]模式判定部83根据正时带46的亮度以规定的发光模式进行变化的情况，判断为正时带46的特定部分的齿布54产生了裂纹而判定为正时带46发生了老化。这里的规定的发光模式是指正时带46的特定部分的测光值85按照正时带46的每一周而周期性地形成脉冲波形88并突出的模式。
[0080]更换判断部84在通过增光判定部82及模式判定部83的至少一方而判定为正时带46发生了老化时，判断为正时带46达到了更换时期。
[0081]警告装置5与E⑶4连接。警告装置5在通过更换判断部84判断为正时带46达到了更换时期时，向驾驶员发出催促正时带46的更换的警告。作为警告装置5，可以采用例如设于驾驶席的警告灯或警告蜂鸣器等。
[0082]这里，本实施方式的曲轴带轮41、吸气凸轮轴带轮43、排气凸轮轴带轮45、正时带46、罩48、光传感器49、E⑶4构成本发明的动力传递装置。
[0083]接下来，参照图5所示的流程图，说明本实施方式的动力传递装置I的动作。
[0084]图5所示的流程图表示通过E⑶4的CPU，以RAM为作业区域而执行的正时带46的更换判断程序的执行内容。而且，该处理由E⑶4的CPU在从点火装置的接通到切断期间，以预先确定的时间间隔执行。
[0085]这里的时间间隔根据车种、发动机3、正时带46的设定参数而适当选择。当该时间间隔过长时，判断的精度可能会下降，过短时，处理有时变得烦杂，因此根据这些条件来适当设定时间间隔。
[0086]在正时带46的装配后，发动机3首次起动时(步骤S11)，伴随着曲轴11的旋转而正时带46旋转。由于旋转而在正时带46上作用有张力。由于该张力，而在正时带46上产生应力。由于该应力，而在正时带46的齿侧橡胶52及背侧橡胶53中含有的应力发光材料上作用有外力，应力发光材料发光。
[0087]从正时带46的齿侧橡胶52及背侧橡胶53发出的光使亮度减弱而透过齿布54。透过了齿布54的光由光传感器49受光而被转换成电流(A)的电信号。来自光传感器49的电信号向ECU4输入。需要说明的是，在本流程图的以下的说明中，测光值的各种处理实际上作为在ECU4中的电流的处理而进行。
[0088]正时带46的亮度由于应力发光材料的密度等而根据部位稍有差异。因此，例如图6所示，在正时带46的亮度的测光值85中，按照正时带46的每一周旋转而能观察到周期性的波动。
[0089]如图5及图6所示，E⑶4在设定部81中，算出正时带46的亮度的测光值85的平均值而设定作为平均测光值86 (步骤S12)。
[0090]E⑶4在设定部81中，对于测光值85的平均测光值86加入规定的亮度值而设定老化阈值87 (步骤S13)。老化阈值87是若正时带46的亮度的测光值85超过了该阈值则正时带46老化为应发出更换警告的程度的值。
[0091]上述的步骤S12及步骤S13是在正时带46的刚装配之后仅进行一次的工序。因此，在更换正时带46之前，接着使发动机3起动时，跳过步骤S12及步骤S13。
[0092]在发动机3的运转中，通过光传感器49及E⑶4，始终进行正时带46的亮度的测定(步骤S14)。[0093]这里，当正时带46长期间使用时，例如，有时正时带46相对于张力容易伸长，或即使不伸长也变薄或变细而产生大的应力，这种情况下，与正时带46的长期间的使用前相t匕，正时带46的发光量增大。
[0094]或者由于正时带46的长期间的使用而齿布54发生磨损而变薄，从齿侧橡胶52及背侧橡胶53发出的光充分地透过齿布54，正时带46的发光量增大。因此，为了检测正时带46的老化，优选判断亮度的测光值85是否超过了老化阈值87。
[0095]因此，E⑶4在增光判定部82中，判断正时带46的亮度的测光值85是否比老化阈值87小(步骤S15)。ECU4在增光判定部82中，在判断为正时带46的亮度的测光值85的至少一部分超过老化阈值87时(步骤S15为“否”)，判定为正时带46发生了老化。
[0096]在增光判定部82中通过判定为正时带46发生了老化，而E⑶4在更换判断部84中判断为正时带46达到了更换时期。由此，警告装置5发出催促正时带46的更换的警告(步骤17)。
[0097]另外，由于正时带46的长期间的使用，齿侧橡胶52的齿55的齿根伸长或在齿根产生裂纹而齿55发生缺损，有时在齿布54会产生裂纹。当在齿布54产生裂纹时，在该部分，正时带46的亮度局部性地且按照每周旋转而周期性地上升，产生脉冲波形88。因此，为了检测正时带46的老化，优选检测正时带46的亮度的周期性的突出即脉冲波形88。
[0098]因此，E⑶4在判断为亮度的测光值85的整个区域为老化阈值87以下时(步骤S15为“是”)，在模式判定部83判断在亮度的测光值85中是否存在周期性的脉冲波形88(步骤S16)。
[0099]ECU4在模式判定部83中判断为亮度的测光值85中存在周期性的脉冲波形88时(步骤S16为“是”)，判定为正时带46的特定部分的齿布54产生裂纹而正时带46发生了老化。
[0100]通过在模式判定部83中判定为正时带46发生了老化，而E⑶4在更换判断部84中判断为正时带46达到了更换时期。由此，警告装置5发出催促正时带46的更换的警告(步骤17)。
[0101]另一方面，ECU4在模式判定部83中判断为亮度的测光值85中没有周期性的脉冲波形88时(步骤S16为“否”)，判断为正时带46未老化为要更换的程度，再次通过光传感器49及E⑶4，进行正时带46的亮度的测定(步骤S14)。
[0102]如以上那样，根据本实施方式的动力传递装置1，基于正时带46的发光量或发光模式，能够直接判断正时带46是否处于更换时期。因此，由于直接检测正时带46的状态，因此与以往那样不测定正时带46的状态而基于发动机3的转速及运转时间来判断正时带46的更换时期的情况相比，能够提高正时带46的更换时期的判断的精度。
[0103]另外，模式判定部83通过检测正时带46的齿布54的裂纹而能够检测齿55的齿根的伸长或裂纹，因此能够事先预知正时带46的齿缺损。
[0104]此外，光传感器49设置在与刚通过张紧器47之后的正时带46的齿侧相对的位置。正时带46在张紧器47的作用下使背侧朝向内侧弯曲，因此刚通过张紧器47之后，齿55成为最容易缺损的位置。因此，在正时带46的齿55最容易缺损的位置检测亮度，因此能够提高正时带46的老化的检测精度。
[0105]另外，由于光传感器49内置在筒状的光传感器保持部72的内部，因此能够抑制光传感器49误检测外光的情况。而且，由于在光传感器49的周围设置遮光部73，因此能够进一步抑制光传感器49误检测外光的情况。
[0106]另外，光传感器49由一体化于罩主体71的光传感器保持部72保持，因此即使罩48由于发动机主体6的热量而变形，光传感器49也能伴随着罩48的变动进行变动。因此，光传感器49与遮光部73的相对位置几乎不改变。
[0107]由此，即使由于罩48的变形而在发动机体前端面6a与罩48之间产生间隙，且外光从间隙侵入罩48的内部，由于光传感器49由遮光部73遮光，因此也能够抑制正时带46的亮度的检测精度的下降。
[0108]在上述的本实施方式的动力传递装置I中，如图1所示，光传感器49配置在与刚通过张紧器47之后的正时带46的齿侧相对的位置，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，例如光传感器49也可以配置在其他的位置。
[0109]例如，可以在张紧器47与吸气凸轮轴带轮43之间的吸气凸轮轴带轮43的附近设置光传感器31，或者在吸气凸轮轴带轮43与排气凸轮轴带轮45之间设置光传感器32，或者在排气凸轮轴带轮45与曲轴带轮41之间设置光传感器33。
[0110]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，光传感器49由罩48的光传感器保持部72保持，但是在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，例如光传感器49可以固定在发动机体前端面6a的面上。
[0111]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，光传感器49朝向正时带46的齿侧配置，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，例如光传感器49可以朝向正时带46的背侧配置。
[0112]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，在正时带46的齿侧橡胶52及背侧橡胶53这双方含有应力发光材料，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，应力发光材料只要至少包含在光传感器49检测亮度的一侧的橡胶中即可。
[0113]S卩，例如，在光传感器49从正时带46的齿侧检测亮度时，应力发光材料只要至少包含在齿侧橡胶52中即可，而且，在光传感器49从正时带46的背侧检测亮度时，应力发光材料只要至少包含在背侧橡胶53中即可。
[0114]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，使用添加铕的铝酸锶作为应力发光材料，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，作为应力发光材料，可以使用以锰为发光中心而添加的硫化锌(ZnS:Mn)。这种情况下，正时带46发出黄橙色的光。
[0115]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，使用了齿带作为带，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，也可以使用平带或V带等其他种类的带。
[0116]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，如图3所示，在罩主体71的周端缘与发动机体前端面6a之间设置衬垫74，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，也可以不利用衬垫74，例如将发动机体前端面6a与罩主体71的周端缘作为所谓锁扣结构而组合。
[0117]这种情况下，例如，可以在发动机体前端面6a形成比罩主体71的热变形量深的槽，将罩主体71的周端缘插入至槽的底部。由此，即使罩主体71发生热变形，罩主体71的周端缘也不会从槽露出，因此能够防止外光进入罩48的内部。
[0118]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，在发动机主体6的前部设置罩48，但是在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，例如，在能够充分地将发动机室内遮光且通过光传感器49能够充分地检测正时带46的亮度时，也可以省略罩48。
[0119]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，使用光电二极管作为光传感器49，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，例如，可以使用利用了其他的光致电压效果的光传感器。作为利用了光致电压效果的光传感器，可列举例如光电晶体管、光1C、太阳能电池等。
[0120]另外，并不局限于利用了光致电压效果的光传感器，也可以使用CdS (硫化镉)电池、CdSe (硒化镉)电池、PbS (硫化铅)电池等利用了光导电效果的光传感器、光导管、光电子倍增管(光电倍增管)等利用了光电子放出效果的光传感器。
[0121]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，采用了直列4气缸的发动机作为发动机3，但是在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，可以采用例如直列6气缸发动机、V型6气缸发动机、V型12气缸发动机、水平对置6气缸发动机等各种型式的发动机。
[0122]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，采用了以汽油为燃料的发动机作为发动机3，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，例如，可以设为以轻油等烃系的燃料、或醇类等乙醇与汽油混合的乙醇燃料为燃料的发动机。
[0123]另外，在上述的本实施方式的动力传递装置I中，将动力传递装置I使用于机动车2的发动机3，但在本发明的动力传递装置中，并不局限于此，可以适用于通过绕挂于驱动侧带轮及从动侧带轮的带从驱动侧带轮向从动侧带轮传递动力的全部动力传递装置中。
[0124]如以上说明那样，本发明的动力传递装置对检测绕挂于驱动侧带轮及从动侧带轮的带的更换时期的情况下适宜的全部动力传递装置有用。
[0125]标号说明
[0126]I动力传递装置
[0127]2机动车
[0128]3发动机(内燃机)
[0129]4 ECU (更换时期判断部、老化更换判断部、设定部、增光判定部、模式判定部、更换判断部、测光值、平均测光值、发光阈值)
[0130]5警告装置
[0131]6发动机主体
[0132]11曲轴(驱动轴)
[0133]22吸气凸轮轴(从动轴、凸轮轴)
[0134]24排气凸轮轴(从动轴、凸轮轴)
[0135]31光传感器
[0136]32光传感器
[0137]33光传感器
[0138]41曲轴带轮(驱动侧带轮)
[0139]43吸气凸轮轴带轮(从动侧带轮)
[0140]45排气凸轮轴带轮(从动侧带轮)
[0141]46正时带(带)
[0142]47张紧器[0143]48罩
[0144]49光传感器
[0145]54齿布
[0146]72光传感器保持部
[0147]73遮光部
[0148]80老化更换判断部
[0149]81设定部
[0150]82增光判定部
[0151]83模式判定部
[0152]84更换判断部
[0153]85测光值
[0154]86平均测光值
[0155]87老化阈值
[0156]88脉冲波形(突出)`
【权利要求】
1.一种动力传递装置，具备设于驱动轴的驱动侧带轮、设于从动轴的从动侧带轮、绕挂于所述驱动侧带轮及所述从动侧带轮的带，其特征在于， 所述带含有通过接受外力而发光的应力发光材料， 所述动力传递装置具备: 光传感器，与所述带相对配置并进行所述带的测光；和 更换时期判断部，基于由所述光传感器检测到的测光值，判断所述带是否发生了老化，并且以判断为所述带发生了老化为条件而判断为所述带达到了更换时期。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于， 所述更换时期判断部具备老化更换判断部，该老化更换判断部以所述测光值超过规定的发光阈值和/或所述测光值以规定的发光模式进行变化为条件，判断为所述带发生了老化并判断为所述带达到了所述更换时期。
3.根据权利要求2所述的动力传递装置，其特征在于， 所述带是齿带并具有设置在齿面侧的齿布， 所述光传感器与所述带的所述齿布侧相对配置， 所述老化更换判断部具备: 设定部，基于在所述带的装配当初由所述光传感器检测到的所述测光值来设定平均测光值，并在所述平均测光值上加上规定值来设定所述发光阈值； 增光判定部，以所述带的所述测光值超过所述发光阈值为条件，判定为所述带发生了老化； 模式判定部，所述发光模式是所述带的特定部分的所述测光值周期性地突出的模式，并且所述模式判定部以所述测光值按照所述发光模式进行变化为条件，判断为所述特定部分的所述齿布产生了裂纹而判定为所述带发生了老化；和 更换判断部，以通过所述增光判定部及所述模式判定部中的至少一方判定为所述带发生了老化为条件，判断为所述带达到了所述更换时期。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的动力传递装置，其特征在于， 在所述驱动侧带轮与所述从动侧带轮之间，具备从背侧按压所述带的张紧器，并且， 所述光传感器配置在与刚通过所述张紧器之后的所述正时带相对的位置。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的动力传递装置，其特征在于， 具备覆盖所述带的整体而进行遮光的罩，并且， 所述罩具有: 光传感器保持部，使所述光传感器与所述带相对而保持所述光传感器；和遮光部，设置成将除了从所述带朝向所述光传感器的光路的区域之外的、所述光传感器保持部的周围的至少一部分包围。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的动力传递装置，其特征在于， 所述驱动轴是内燃机的曲轴，所述从动轴是凸轮轴，所述带是正时带。
【文档编号】G01M13/02GK103443607SQ201180069187
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年3月11日 优先权日:2011年3月11日
【发明者】大村清治, 西浦博之 申请人:丰田自动车株式会社