KR0147801B1 - 이붙이 벨트 - Google Patents

Abstract

벨트본체(2)에 기어 이(4)가 형성되어 있는 이붙이 벨트(1)에서, 기어 이(4)를 피복하는 직포(5)는, 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실(6)과 벨트의 폭 방향으로 구성되는 실(7)을 사용하여 직조한다.

길이 방향으로 구성되는 실(6)은, 합성섬유의 권축사 또는 탄성사를 심사(8)로 하여, 이 심사(8)에 합성섬유의 권축사(9)를 감은 피복사(6)를 사용하며, 폭 방향으로 구성되는 실(7)은, 합성섬유의 방적사 또는, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유의 방적사를 사용한다.

폭 방향으로 구성되는 실(7)이 직포(5)의 표면에서, 길이 방향으로 구성되는 실(6)보다 더 많이 노출되도록 직조하므로써, 벨트의 수명은 길어지며, 벨트 구동에 있어서의 소음의 발생은 감소된다.

Description

이붙이 벨트

제1도는, 이붙이 벨트의 사시도이다.

제2도는, 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실의 구조를 표시하는 설명도이다.

제3도는, 벨트의 신축방향에서의 신축량과 강도의 관계를 표시하는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:이붙이 벨트 2:벨트 본체

3:심선 4:벨트 본체에 형성된 기어 이

5:직포 6:길이 방향으로 구성되는 실

7:폭 방향으로 구성되는 실 8:심사

9:권축사

본 발명은, 벨트 몸체에 형성된 기어 이를 직포로 피복한 이붙이 벨트에 관한 것으로, 특히, 직물의 개선에 관한 것이다.

벨트 몸체에 형성된 기어 이를 직포로 피복한 이붙이 벨트는 여러 분야에서 사용되며, 고속회전이나 고부하, 고온 등의 여러 조건에서 다양하게 사용되고 있다.

이러한 조건하에서 사용되는 벨트는, 벨트의 구성재료의 일화, 기어이의 박리, 균일의 발생 등에 의한 벨트의 수명이 짧아지기 때문에, 벨트의 내구력의 증대가 요구되어 왔다.

그리고, 또, 자동차나 가정용 기계 등이 고급화 됨에 따라, 벨트의 구동에 의한 소음의 감소가 요구되는 추세이다.

이붙이 벨트의 내구력을 향상시키기 위하여, 예컨데, 일본국 특개소 제60-81536호 공보에 기재된 이붙이 벨트에서는, 고점도의 폴리아미드 섬유를 울리가공(woolly 加工)한 실을 사용한 직포로 이붙이 벨트를 피복하였다.

또, 일본국 특개소 제55-40319호 공보에는, 위사(緯)와 경사(經) 종의 어느 한쪽을, 120℃에서 400시간 경과 후에 강도의 90%이상이 남아 있는 내열성 합성섬유를 사용하고, 위사와 경사 중의 나머지 다른 한쪽은 나일론-6이나 나일론-6, 6의 합성섬유를 사용하여, 상기한 한 폭의 섬유가 직물의 표면으로 더 많이 노출되도록 하거나 또는 그 반대로 되도록 하여 짠 직물을 사용하여, 본체에 형성된 기어 이를 피복한 이붙이 벨트에 대해서 기재되어 있다.

소음을 감소시키기 위한 방법으로는, 예컨데, 일본국 실개소 제62-87238호 공보에는, 벨트 본체의 내부에 올이 굵은 직포층을 적어도 1겹 이상을 형성하고, 벨트 본체의 표면에는 표면 직포를 1겹 이상 접착한 이붙이 벨트에 대해서 기재되어 있다.

또 일본국 실개소 제63-11949호 공보에는, REL(resorcin formaldehyde latex) 접착처리를 한 범포(帆布)를 사용하고, 풀리와의 접촉면은 고무 코팅을 하지 않은 벨트를 사용한 이붙이 벨트에 대해서 기재되어 있다.

그렇지만, 전자(前者)의 2가지의 이붙이 벨트에서는 내구력이 향상된 반면에 소음은 감소되지 않았으며, 후자(後者)의 2가지의 이붙이 벨트에서는 전자의 경우와는 정반대로, 소음은 감소되었으나 반면에 내구력이 떨어졌다.

즉, 어떤 종류의 이붙이 벨트도 내구력의 향상과 소음의 감소의 2가지 목적을 모두 만족시키지 못하였다.

본 발명은, 상기한 문제점에 관점을 두고 만들어진 것으로, 본 발명의 목적은, 특정한 종류와 구조로 된 실을 사용한 직포를 사용하므로써, 벨트 구동시의 소음을 감소시키고 동시에 벨트의 내구력을 향상시키고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 내마모성을 향상시키고, 이붙이 벨트에 기어 이를 형성할 때의 불량을 감소시키고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 제1의 방법은, 벨트 본체에 형성된 기어 이를, 합성섬유의 권측사(crimped yarn)를 벨트의 길이 방향으로, 합성섬유의 방적사(spun yarn)를 벨트의 폭 방향으로 하여, 직조한 직포로 피복하며, 이 때, 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실은 메타게 방향족 폴리아미드 섬유의 방적사를 사용하며, 직물의 표면에서 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실 보다도 더 많이 노출되도록 한다.

제2의 방법은, 벨트 본체에 형성된 기어 이를, 피복사를 벨트의 길이 방향으로, 합성섬유의 방적사를 벨트의 폭 방향으로 하여 짠 직포로 피복하며, 피복사는 탄성섬유를 심사(心 )로하여, 그 주위를 합성섬유의 권측사로 감은 것이다.

이 경우에도, 벨트의 폭 방향을 따라 구성되는 방적사는 메타게 방향족 폴리아미드섬유의 방적사를 사용하며, 직포의 표면에서 벨트의 길이 방향을 따라서 구성되는 권측사보다도 더 많이 노출되도록 한다.

[제1 실시예]

본 발명의 제1 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 벨트 본체(2)로 구성된 이붙이 벨트(1)를 표시하고 있다.

벨트 본체(2)의 피치선에서 평행으로 매설되어 있는 것은, 유리 섬유, 탄소 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유 등과 같은 공장도 저신축성의 섬유로 된 복수의 심선(3)이다.

기어 이(4)는 벨트 본체(2)의 한 쪽 면을 따라서 전체적으로 형성되어 있으며, 직포(5)로 피복되어 있다.

벨트 본체(2)와 기어 이(4)를 구성하는 고무로는, NR(천연 고무), SBR(스티렌-부타디엔 고무), CR(클로로프렌 고무), NBR(아크릴니트릴-부타디엔 고무), CSM(염화 술폰산 폴리에틸렌 고무), H-NBR(경화 니트릴 고무) 등을 단독으로 또는, 혼합한 혼합물을 사용하거나, 또는, 우레탄 중합 탄성체를 사용한다.

직포(5)는, 길이 방향으로 구성되는 실(6)에는 합성섬유의 권측사를, 폭 방향으로 구성되는 실(7)에는 합성섬유의 방적사를 사용하여 짠 것으로, 방적사는 단섬유를 접속하여 구성한 것이며, 그 표면에는 많은 기모가 있다.

실(6), (7)의 재질로는, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 방향족 폴리아미드 섬유, 방향족 폴리에스테르 섬유 등이 사용된다.

특히, 길이 방향을 구성하는 실(6)의 재질로 가장 적합한 것은, 융점이 비교적 낮고, 권축하기 쉬운, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유 등과 같은 지방족 합성섬유이다.

벨트의 폭 방향으로 구성되는 실(7)로써는, 벨트 구동에 있어서, 폴리와 접촉할 때의 충격을 방적사의 기모가 약화시키기 때문에, 방적삭사 적당하다.

이렇게 벨트와 폴리와의 접촉시의 충격을 약화시키는 것은 이붙이 벨트의 내구력은 향상시키며 소음은 감소시킨다.

방적사는 장섬유사보다도 강도가 낮기 때문에, 하중이 작용되지 않는 폭 방향으로 구성되는 실(7)에는 방적사를 사용하며, 하중이 작용되는 길이 방향으로 구성되는 실(6)에는 장섬유의 권취사로 구성된 신축사를 사용한다. 그러므로, 직포로서의 일반적인 강도를 유지하면서, 충격흡수의 효과도 나타낸다.

또, 충격흡수효과를 향상시키기 위해서는, 직포의 표면에서 길이 방향으로 구성되는 실(6)보다도 폭 방향으로 구성되는 실(7)이 더 많이 노출되도록 하며, 이렇게 하기 위해서는, 주자직, 변형농직 등이 적합하다.

이러한 형태의 조직은, 직포에 의해 흡수되는 충격으로 인한 피로를 억제하여, 심선(3)에 작용되는 충격을 약화시키므로써, 직포(5)와 심선(3)의 수명을 현저하게 증대시킬 뿐만 아니라, 이붙이 벨트(11)가 풀리에 걸릴 때 발생되는 충격에 의한 소음이, 충격 흡수효과에 의해 감소된다.

이 경우에, 직포(5)가, 예를 들어서 RFL 등과 같은, 고무 접합제나 고무 성분을 다량 함유한 접착제를 충분히 함유하게 되면, 방적사는 충격흡수력이 감소되는 일이 없어, 적당하게 접속되며, 마모의 발생이 적어진다.

접착제 처리를 하지 않는다 하더라도, 방적사를 사용하므로써, 상기한 충격흡수력이 상실되지는 않는다.

본 발명에 의한 실시예1, 실시예2의 이붙이 벨트와 비교예 I, 종래예에 대해서 실험을 실시하였다.

실험을 하고자 하는 각 벨트는 각각 직포로 피복되어 있으며, 각각의 구조와 물성 측정값을 표1과 표2에 표시하였다.

각각의 벨트에서, 위사는 벨트의 폭방향으로 구성되는 실(7)을, 경사는 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실(6)을 나타내는 것이다.

표1에 표시된 각 직포를 종래의 방법으로 고무 접합처리를 한 후, 이직포로 벨트 본체(2)에 형성된 기어 이를 피복하여, 제1도에 표시된 이붙이 벨트를 만들었다.

상세하게 설명하면, 고무 접합처리된 직포를 기어 이가 형성된 원통형 몰드에 감고, 이 위에 심선을 스피닝(spinning)한 후, 소정의 두께의 미가황 고무판을 감고, 외부로부터 가압, 가열하여 드럼의 치홈으로 고무를 압입하는 종래의 압입 성형방법으로 하여, 피치선 간격 0.656㎜, 폭 19㎜, 기어 이의 수 125T인 이붙이 벨트를 만들었다.

이렇게 하여 만들어진 이붙이 벨트를 각각의 기어 이의 수가 18T인 구동풀리와 피동풀리 사이에, 20kg의 장력으로 걸어서, 하중 4ps 1000rpm, 주변 온도 100℃의 조건에서 구동시켰다.

기어 이가 박리된 시점에서의 구동시간을 표 3에 표시하였다.

표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 실시예 1과 실시예 2의 벨트의 구동시간(벨트의 수명시간)이 비교예 1, 종래예와 비교하여, 월등하게 길다는 것이 판명되었다.

특히, 벨트의 수명에 있어서, 농직보다는 주자직 직포를 사용한 이붙이 벨트가 우수하다는 것이 판명되었다.

각 벨트에 대해서 동일한 조건으로 100시간 동안 구동시킨 후의 인장력을 측정하였으며, 그 결과를 표4에 표시하였다.

시험의 결과, 본 발명의 실시예과 실시예 2에 의한 벨트의 잔여 인장력이 종래예와 비교하여 월등하게 우수하다는 것을 알게 되었으며, 특히, 본 발명의 실시예 1에 의한 벨트의 잔여 인장력이, 비교예 1과 비교하여 우수하다는 것도 알게 되었다.

그리고, 동일한 구동조건에서 발생되는 소음을 측정하였으며, 그 결과를 표 5에 표시하였다.

소음을 측정할 때의 주변 온도는 실온이며, 회전수 1000rpm에서, 300Hz(1차 치합 주파수)와 600Hz(2차 치합 주파수)의 소음정도를 측정하였다.

표 5에서는, 본 발명의 실시예 1과 실시예 2에 의한 벨트에서의 소음의 발생정도가 비교예 1과는 큰 차이가 없으나, 종래예와 비교하여, 극히 낮다는 것을 알 수 있으며, 또, 발명의 실시예를 비교하면 저소음성의 면에서는 농직보다는 주자직이 유리하다는 것을 알 수 있게 된다.

[제2 실시예]

제2실시예에 의한 이붙이 벨트(1)는 직포(5)를 제외한 모든 구성은 제1실시예에 의한 이붙이 벨트와 동일하다.

상세하게 설명하면, 이붙이 벨트가, 벨트 본체(2)의 내부에 심선(3)이 매입되어 있고, 벨트 본체에 형성된 기어 이(4)를 직포(5)로 피복하는 구성으로 되어 있다(제1도 참조).

직물(5)은, 벨트의 폭 방향으로 구성되는 실(7)은 메타계 방향족 폴리아미드 섬유의 방적사를, 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실(6)은 제1실시예의 경우와 마찬가지로, 합성섬유의 권축사를 사용하여, 구성된 것이다.

폭방향으로 구성되는 실(7)도, 제1실시예의 경우와 마찬가지로, 직포(5)의 표면에서, 길이방향으로 구성되는 실(6)보다도 그 표면이 더 많이 노출되도록 되어 있다.

폭 방향으로 구성되는 실(7)을 메타계 방향족 폴리아미드 섬유의 방적사를 사용하므로써 충격 흡수효과를 얻을 수 있게 된다.

즉, 충격흡수효과는 탄성율이 높은 합성섬유에서 그 효과가 크기 때문에, 방향족 폴리아미드 섬유가 가장 적합하다.

그러나, 파라계 방향족 폴리아미드 섬유를 사용하는 경우에는, 배향율이 높기 때문에, 피브리럴(pibrillary) 파손이 발생되기 쉽고, 내마모성이 낮다.

그러므로 파라계 방향족 폴리아미드 섬유는 내마모성 재질로는 부적당하다.

이와는 반대로, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유는, 적당한 탄성이 있고, 배향율이 낮기(파라게와 비교하여) 때문에, 내마모성이 우수하다.

그러므로, 탄성력과 내마모성이 우수한 메타계 폴리아미드섬유가 벨트의 폭 방향으로 구성되는 실(7)에 사용되는 것이다.

본 실시예에 의하면, 제1실시예에 의한 벨트와 동일한 효과를 얻을 수 있는, 즉, 직포(5)의 폭 방향으로 구성되는 실(7)(방적사 표면의 기모)의 충격흡수효과에 의해 이붙이 밸트(1)의 내구력이 향상되고 소음의 발생은 감소되는 것이다.

또, 폭 방향으로 구성되는 실(7)에 메타계 방향족 폴리아미드 섬유를 사용하므로써, 내마모성도 향상된다.

본 발명의 실시예3에 의한 붙이 벨트와 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4, 종래예에 대해서 실험을 실시하였다.

실험을 하고자 하는 각 벨트는 각각 직포로 피복되어 있으며, 각각의 구조와 물성 측정값을 표 6과, 표 7에 표시하였다.

각각의 벨트에서, 표6에 표시된 위사와 경사는, 각각 벨트의 폭방향으로 구성되는 실과 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실을 표시하는 것이다.

표 6에 표시된 각 직포를 종래의 방법으로 고무 접합처리를 한 후, 이 직포로 밸트 본체(2)에 형성된 기어 이를 피복하여 제1도에 표시된 것과 같이, 피치선 간격 0.656㎜, 폭 19㎜, 기어 이의 수 125T인 이붙이 벨트를 만들었다.

이렇게 하여 만들어진 각각의 벨트를 제1실시예와 동일한 조건으로 구동실험을 실시하였으며, 기어 이가 박리된 시점에서의 구동시간을 표 8에 표시하였다.

표8에 의하면, 위사(폭방향으로 구성되는 실)에 방적사를 사용하는 경우가 벨트의 구동시간(벨트의 수명시간)이 길다는 것을 알 수 있게 된다.

또, 본 발명의 실시예 3에 의한 메타계 방향족 폴리아미드 방적사가 벨트의 수명의 관점에서 가장 적합하다는 것도 알 수 있게 된다.

각 벨트에 대해서 동일한 조건으로 100시간 동안 구동시킨 후의 인장력을 측정하였으며, 그 결과를 표9에 표시하였다.

이 표에서, 구동실험 후의 잔여 인장력이, 본 발명의 실시예에 의한 벨트의 경우에는 크게 감소되지 않았다는 것을 알 수 있으며, 이 점에 있어서는, 메타계와 파라계는 동등하다고 할 수 있다.

그리고, 동일한 구동조건에서 발생되는 소음을 제1실시예의 경우와 동일한 측정방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표10에 표시하였다.

표10에서는, 본 발명의 실시예 3에 의한 벨트에서의 발생되는 소음의 정도가 비교예 3, 비교예 4, 종래예의 경우와 비교하여 낮다는 것을 알 수 있게 된다.

[제3실시예]

제3실시예에 의한 이붙이 벨트는, 직포(5)를 제외한 모든 구성은 제1실시예에 의한 이붙이 벨트와 동일하다.

상세하게 설명하면, 이붙이 벨트가, 벨트 본체(2)의 내부에 심선(3)이 매입되어 있고, 벨트본체(2)에 형성된 기어 이(4)를 직물(5)로 피복하는 구성으로 되어 있다.(제1도 참조).

직포(5)에 있어서, 길이 방향으로 구성되는 실(6)은 제2도에 표시되어 있듯이, 폴리우레탄 등과 같은 탄성사를 심사(8)로 하고, 이 심사(8)의 주변을 합성섬유의 권축사(9)를 감아서 만든 피복사를 사용하며, 폭 방향으로 구성되는 실(7)은, 제2실시예의 경우와 동일한, 메타계 방향족 폴리아미드 섬유의 방적사를 사용한다.

폭 방향으로 구성되는 실(7)은, 제1실시예나 제2실시예의 경우와 동일하게, 직물(5)의 표면에서 길이 방향으로 구성되는 실(6)보다 더 많이 노출되도록 한다.

길이 방향으로 구성되는 실(6)은, 탄성사를 심사(8)로 하고, 이 심사(8)의 주변을 합성섬유의 권축사를 감은 구조로 되어 있기 때문에, 폭 방향으로 구성되는 실(7)(방적사)에 의해 권축사(9)의 신축이 억제된다 하더라도, 권축사(9)로 감겨져 그 내부에 있는 심사(8)는 기모와의 접촉이 없어도 탄성기능을 나타낼 수 있다.

그러므로, 심사(8)의 탄성기능에 의해 신축성을 얻을 수 있으며, 따라서, 길이 방향으로 구성되는 실(6)에 있어서의 큰 신축을 얻을 수 있게 된다.

이것은, 충분한 수축가공이 가능하므로, 벨트의 성형에 있어서, 저부하에서도 높은 신축성을 나타낼 뿐만 아니라, 안정된 형상의 기어 이를 형성 할 수 있고, 기어 이에서의 불량을 현저하게 저감시킬 수 있다.

본 실시예에서도, 제1실시예의 경우와 같은 효과를, 즉, 직포(5)에 있어서의 폭 방향으로 구성되는 실(7)(방적사 표면의 기모)의 충격 흡수효과에 의해 이붙이 벨트(1)의 내구력은 향상되고, 소음 발생은 감소되며, 제2 실시예의 경우와 동일하게, 폭 방향으로 구성되는 실(7)에 메타계 방향족 폴리아미드 섬유를 사용하므로써, 내마모성이 현저하게 향상되었다.

또, 길이 방향으로 구성되는 실(6)이 2중 구조로 되어 있기 때문에, 형상이 안정되고 불량이 적은 기어 이의 형성을 실현할 수 있게 되었다.

본 발명의 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 의한 이붙이 벨트와 비교예 5, 종래예에 대해서 실험을 실시하였다.

각 벨트에 사용되는 직포의 구조와 물성 측정값을 표11과 표12에 표시하였으며, 직포의 신축성이 있는 방향에서의 인장력과 신축성의 관계를 제3도에 표시하였다.

표11에서, 각 벨트에서의 위사는 폭 방향으로 구성되는 실을, 경사는 길이 방향으로 구성되는 실을 표시하는 것이다.

표11에 표시된 구성으로 된 직포에 고무 접합처리를 한 후, 이 직포를 사용하여 벨트 본체에 형성된 기어 이를 피복하여, 피치선 간격 0.686㎜, 폭 19㎜, 기어 이의 수 125T인 제1도에 표시된 것과 같은 이붙이 벨트를 만들었다.

벨트의 제조방법은 제1실시예의 경우와 동일하다.

그리고, 이렇게 하여 만들어진 각각의 벨트를 제1실시예와 동일한 조건으로 구동실험을 실시하였으며, 기어 이가 박리된 시점에서의 구동시간을 표 13에 표시하였다.

표13에서, 본 발명의 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 의한 이붙이 벨트의 벨트의 구동시간(벨트의 수명시간)이 비교예 5, 종래예와 비교하여 월등하게 길며, 특히 본 발명이 실시예 6에 의한 이붙이 벨트의 경우는 현저하게 길다는 것을 알 수 있게 된다.

각 벨트에 대해서 동일한 조건으로 100시간 동안 구동시킨 후의 잔여 인장력을 측정하였으며, 그 결과를 표 14에 표시하였다.

표 14에서, 본 발명의 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 의한 이붙이 벨트에서의 잔여 인장력이, 비교예 5, 종래예와 비교하여 월등하게 우수하다는 것을 알 수 있다.

그리고, 동일한 구동조건에서 발생되는 소음을 제1실시예의 경우와 동일한 측정방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표15에 표시하였다.

표 15에서, 본 발명의 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 의한 이붙이 밸트에서 발생되는 소음의 정도는, 비교예 5와는 큰 차이가 없으며, 종래예와 비교하면, 낮다는 것을 알 수 있다.

각 벨트를 500개씩 제조하여, 기어 이에서 불량이 발생된 벨트의 수량을 표 16에 표시하였다.

표 16에서는, 본 발명의 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 의한 이붙이 벨트에서, 비교예 5와 비교하여, 기어 이 부분에서는 불량이 거의 발생되지 않는다는 것을 알 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 벨트 본체(2)에 형성된 기어 이(4)를 직포(5)로 피복하여 제조하는 이붙이 벨트(1)에 있어서, 벨트의 길이 방향으로 구성되는 실(6)은, 탄성사를 심사(8)로 하여 이 심사(8)에 합성섬유의 권축사(9)를 감아서 형성한 피복사(6)를 사용하며, 벨트의 폭 방향으로 구성되는 실(7)은, 합성섬유의 방적사를 사용하여 직조한 직포(5)를 사용하는 것을 특징으로 하는 이붙이 벨트.
2. 제2항에 있어서, 상기한 폭 방향으로 구성되는 실(7)에 메타계 방향족 폴리아미드 섬유의 방적사를 사용하는 것을 특징으로 하는 이붙이 벨트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 폭 방향으로 구성되는 심(7)이 직포(5)의 표면에서, 상기한 길이 방향으로 구성되는 실(6)보다 더 많이 노출되도록 직조하는 것을 특징으로 하는 이붙이 벨트.