KR100210972B1 - 횡방향 강성을 갖는 벨트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 횡방향 강성을 갖는 벨트는 벨트의 상단부 및 하단부에 밀접하게 배치된 횡방향 강성을 제공하는 2개 이상의 층을 포함한다. 종방향 강도를 제공하는 층은 상기 층들 사이에 배치된다. 이러한 형태의 횡방향 강성을 갖는 벨트를 상대적으로 작은 직경을 가진 드럼에 걸쳐 장기간 동안 균열의 발생없이 안내하기 위해, 횡방향 강성을 갖는 하나 이상의 최상층을 일정 간격으로 이격된 2개의 하위층으로 구성할 것을 제안한다.

Description

횡방향 강성을 갖는 벨트

횡방향 강성을 갖는 이러한 종류의 벨트는 유럽 특허 제0 273 478호에 개시되어 있다. 이 벨트의 경우, 횡방향 강성을 부여하는 횡방향 강성층은 예컨대 직경이 각각 0.6㎜인 4매의 와이어가 간격 2.5㎜로서 수평면에서 어느 정도 거리를 두고 배치된 다수의 케이블을 구비하고 있다. 이러한 형태의 횡방향 강성을 갖는 벨트는 예컨대 공항 또는 전시장에서 움직이는 보도로서 사용된다. 횡방향 강성을 제공하는 층은 예컨대 50 기가 파스칼(GPa)보다 큰 강성률을 가지는 재료와 같이 높은 강성률의 재료로 제작된다. 이러한 재료의 예로는 강제(鋼製) 와이어 및 아라미드사가 있다. 이들 재료는 폴리에스터 필라멘트, 나일론사 또는 다른 비교적 약한 재료들과는 상반된 종류의 재료들이다. 강성률이 높은 재료의 일례는 베케아르트사(Bekeart Company)에 의해 판매되고 있는 Fleximat를 들 수 있다.

이러한 유형의 벨트가 다수의 부분으로 구성된 알루미늄 구조체에 비하여 가지는 장점은 유지비가 저렴하고 소음 수준이 낮다는 점이다. 모든 설비에 존재하는 문제점은 궁극적으로 그 둘레에서 벨트 또는 알루미늄 팔렛(pallet) 시스템이 안내되어야 하는 드림의 직경에 귀결된다. 이 드럼이 비교적 크면, 이러한 종류의 설비 및 관련 부속 부품을 수납하기 위하여, 이 설비를 설치할 빌딩의 바닥, 나아가 빌딩 전체의 높이를 높게 해야 한다는 것을 의미한다.

이러한 관점에서, 벨트 시스템이 알루미늄 팔렛 시스템에 비해 가지는 특별한 장점은 매우 작은 직경의 드럼을 사용할 수 있다는 점이다.

어느 정도 작은 직경을 갖는 드럼을 사용하여 장기간 시험한 결과, 드럼의 직경을 작게 하더라도 단기간에는 아무 문제가 없었으나, 장기간에 걸쳐 사용되면 최대의 변형 응력을 받는 벨트의 외표면에 균열이 발생하는 것으로 판명되었다.

이러한 균열이 벨트의 기계적 특성에 심각한 영향을 주는 것은 아니므로 전혀 문제없이 수년간 벨트를 사용할 수 있기는 하지만, 벨트를 사람을 수송하는데 사용할 경우 벨트의 신뢰성과 관련하여 심리적인 문제가 제기된다.

본 발명은 고무 지지재를 포함하며, 이 고무 지지재는 그 속에 매설된 높은 강성률의 케이블로 이루어진 횡방향 강성층을 구비하고, 이들 횡방향 강성층 중 한 층은 벨트의 상부면 근처에, 다른 한 층은 벨트의 하부면 근처에 배치되어 벨트의 종축에 대해 실질적으로 수직으로 연장하여 벨트의 폭 전체에 걸쳐 횡방향 강성을 부여하고, 이들 강성층 사이에는 벨트의 종축에 실질적으로 평행하게 연장하여 벨트의 종방향 강도를 부여하는 단일 층이 존재하는 유형의 횡방향 강성을 갖는 벨트에 관한 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 벨트의 부분 노출 사시도이며,

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 횡단면도이고,

제3도는 횡방향 강성을 제공하는 층들 중 하나의 층의 제1도의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 상세 종단면도이다.

본 발명의 목적은 횡방향 강성을 갖는 벨트에서 균열이 생기는 것을 방지하는 것이다.

이러한 목적은 전술한 횡방향 강성을 갖는 벨트에서 청구항 1의 특징부에 기재된 구성에 의해 달성된다.

본 발명은 균열이 표면에서 일어나는 것이 아니라 횡방향 강성을 갖는 층을 형성하는 와이어에서 개시된다는 인식에 기초한 것이다. 일단 와이어에서 균열이 개시되면, 이러한 균열은 벨트의 표면쪽으로 전파된다. 이러한 인식을 기초로 무엇이 명백한 것인가는 별도로 하고, 벨트의 표면을 손상없이 유지하기 위한 조치를 취하려 시도된 바가 전혀 없었으며, 단지 케이블 또는 와이어에서 균열이 개시되는 것을 방지하려는 조치만이 취해져 왔다. 케이블에서 균열이 개시되지 않는다면, 벨트의 표면에서도 마찬가지로 균열이 생기지 않으며, 따라서 벨트의 표면에 특별한 조치를 취할 필요가 없게 된다.

일단 케이블에서 균열이 개시된 것을 인지하게 되면, 다음 단계로 케이블이 존재하는 장소에서 장력을 감소시키기 위한 조치를 취하는 것이 상례였다. 한가지 명백한 해답은 단지 강제 케이블 사이의 간격을 크게 하는 것이다. 그러나, 이러한 조치는 해당 벨트의 횡방향 강성을 감소시킨다고 하는 문제점을 초래한다. 이럴 경우 케이블마다 더 많은 수의 와이어를 사용하는 것도 가능하지만, 그렇게 하면 작동 중 케이블이 고무로부터 느슨해지면서 벗겨져 표면에서 드러나게 될 위험이 현저히 증가하기 때문에 이것도 문제가 있다. 2매 이상의 케이블 층을 일정 거리를 두고 배치 한다고 하는 본 발명에 따라 제시된 해결 방안에 따르면, 각 층의 케이블간 간격을 증가시킬 수 있음과 동시에, 같은 양의 케이블 재료를 사용하여 층분한 횡방향 강성을 제공할 수 있다.

미국 특허 제2 850 420호에서는, 횡방향 강성을 부여하기 위하여 일정 간격을 두고 배치된 2매의 하위층(sub-layers)으로 형성하는 소위 '브레이커(breaker)'층을 가진 벨트를 개시되어 있음을 지적해둔다. 그러나, 이 경우는 높은 강성률의 재료에는 문제가 없지만, 이러한 형태의 벨트는 상당한 처짐 현상을 보이기 때문에 예컨대 사람을 수송할 목적으로 사용하기에는 부적당하다. 또한, 이러한 벨트는 종방향 강도를 부여하는 층은 단일층이 아니라, 각각 종 방향으로 작용하는 힘의 일부를 흡수할 수 있는 일군의 층으로 이루어져 있다. 더욱이, 횡방향 강성을 제공하는 하위층 중 하나는 종방향 응력을 흡수하는 층에 바로 인접하여 배치된다.

결과적으로, 이러한 종류의 벨트는 비교적 직경이 작은 드럼 위를 이동하는데 필요한 소정의 가요성을 가지지 못하여, 바로 본 발명의 기초로 되었던 것과 동일한 문제점을 발생시킨다.

또한, 프랑스 특허 제72246호에는 강성률이 높은 재료로 구성되는 횡방향 강성을 갖는 층이 존재하는 콘베이어 벨트를 개시하고 있음을 지적해둔다. 이 층의 상방에는 벨트 제조시 고무 재료를 경화시킬 때 벨트가 굴곡되는 것을 방지하기 위한 직물 재료층이 취부될 필요가 있다. 이 직물 재료는 전술한 바와 같이 강성률이 높은 재료는 아니다. 따라서, 이러한 종류의 벨트의 경우, 본 발명에서와 같이 하중을 받게 될 때에는 여전히 균열이 발생한다.

이미 앞에서 설명한 바와 같이, 균열이 발생함에 따른 결과는 벨트의 상부면에서 가장 현저하다. 따라서, 이 경우 적어도 2매의 하위 층으로 구성되는 횡방향 강성을 부여하는 층은, 본 발명의 경우 벨트의 상부에 배치된다. 또한, 하부측에서의 동일한 문제를 방치하기 위해 횡방향 강성을 부여하는 최하층이 마찬가지로 2매 이상의 하위 층으로 구성될 수도 있다.

선행 기술에서 사용되는 케이블과 마찬가지로, 케이블을 구성하는 와이어는 본 발명의 경우 강성률이 높은 재료로 구성될 수 있다. 케이블 사이의 간격은 2.5 내지 7.5㎜인 것이 적합하다. 선행 기술에서와 같이, 케이블은 임의의 매수의 와이어를 구비할 수 있다. 최적의 접착을 위해, 3매의 와이어를 구비하는 것이 좋다.

인접한 하위층 사이의 간격은, 한편으로는 벨트의 상자형 구조(box construction)의 개념을 유지할 수 있기에 층분할 정도로 작아야 하고, 다른 한편으로는 전술한 케이블에서의 균열 개시를 방지하기에 층분할 정도로 커야 한다.

이러한 조건은 하위층 사이의 간격이 1 내지 3㎜, 적합하게는 약 2㎜로 될 경우 최적의 방법으로 실현될 수 있는 것으로 나타났다.

종방향 강도를 부여하는 층은 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 횡방향 강성을 부여하는 2매의 층 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 그러나, 이 층은 거의 벨트의 중앙부에 배치되는 것이 적합하다.

제1도에는 본 발명에 따른 벨트가 전체적으로 도면 부호 1로 표시되어 있다. 제2도로부터도 알 수 있는 바와 같이, 상기 벨트는 이 벨트의 전체 높이에 걸쳐 연장되는 고무 지지재(2)를 구비한다. 상부에서는, 상기 고무 지지재(2)가 리브형 윤곽(8)을 갖도록 형성된다. 이 고무층의 속에서 상부로부터 저부로 작용하는 다음의 층, 즉 2매의 하위층(3, 4)에 배치되며, 이들 두 하위층은 함께 횡방향 강성을 갖는 최상층을 형성한다. 도시된 실시예에서는 이들 하위층이 약 2 ㎜ 떨어져 있다. 고무 지지재의 윤곽부(8)의 최외측 부분과 하위층(3)과의 사이의 간격은 약 8㎜이다. 하위층(4)과 또 다른 하위층(5) 사이의 간격은 6 내지 15 ㎜이다. 2매의 하위층(5, 6)은 횡방향 강성을 갖는 최하층을 형성한다. 도시된 실시예에서, 이들 하위층(5, 6)은 약 2 ㎜ 떨어져 있다. 벨트에는 하부측에서 약 2 ㎜의 고무가 접합되어 있다. 결과적으로, 벨트는 전체 두께가 약 20 내지 30 ㎜인 것이 좋다.

제3도는 횡방향 강성을 갖는 층의 종단면도이다. 이 도면으로부터, 횡방향 강성을 갖는 층이 하위층(3, 4) 속에 배치된 케이블(9)로 구성되는 것을 알 수 있다. 한층의 케이블(9) 사이의 간격은 2.5 내지 7.5 ㎜, 적합하게는 약 4 ㎜이다. 각 케이블(9)은 높은 강성률을 가진 재료로 된 3매의 와이어로 구성되는 것이 적합하다. 각 와이어의 직경은 약 0.6 ㎜이다.

횡방향 강성을 갖고 2매의 하위층으로 구성되는 이러한 형태의 층의 기계적 특성은 직경이 0.6 ㎜이고 피치가 2.5 ㎜인 4매의 와이어를 가진 케이블을 포함하는 단일층으로 구성된 종래의 횡방향 강성을 갖는 층에 필적할 수 있다. 이러한 형태의 횡방향 강성을 갖는 층에 포함되는 강 또는 다른 강성률이 높은 재료의 양은 본 발명에 따른 횡방향 강성을 갖는 층의 경우에서도 동일하며, 따라서 강도도 동일하다. 본 발명은 케이블 사이의 간격을 증가시키면 고무 지지재의 응력 감쇠 및 흡수 특성을 최적으로 이용할 수 있고 균열의 개시를 방지할 수 있다는 인식에 기초를 두고 있다. 3매의 와이어를 사용할 경우, 고무와 케이블 사이의 접착이 최적화된다.

이하, 제2도를 참조하여 본 발명에 따른 벨트의 2매의 적합한 실시예를 상세히 설명한다.

[실시예 1]

총 두께가 30 ㎜인 벨트의 경우, 리브의 높이는 5.0 ㎜이다. 이것은 도면 부호 A로 표시되어 있다. 도면 부호 B로 표시되어 있는 종방향 리브의 하부와 하위층(3) 사이의 간격은 3.3 ㎜이다. 본 실시예에서, 2매의 하위층(3, 4) 사이의 간격 C는 2.2 ㎜이며, 종방향 강도를 부여하는 층(7)은 리브(8)의 높이를 고려하지 않은 벨트 두께의 거의 중앙에 배치된다.

본 실시예에서, 간격 D+E, 즉 횡방향 강성을 제공하는 상하 두 층에 있어서의 가장 가까운 하위층 사이의 간격은 14 ㎜이다. 하위층(5, 6) 사이의 간격, 즉 간격 F는 2.2 ㎜인 반면, 간격 G는 2.6 ㎜이다.

[실시예 2]

본 실시예에서는, 벨트가 전술한 것보다 얇아서 24㎜의 두께를 가진다.

이러한 형태의 실시예에서도, 합산치 D+E가 14㎜라는 것을 제외하고는 모든 수치가 전술한 실시예의 것과 동일하다

상기 실시예들로부터, 하위층(4, 5) 사이의 간격이 벨트의 총두께 [여기에서는 리브(8)의 높이는 제외]의 25% 이상인 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 적합한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 상기 실시예에 대해 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다양한 수정이 이루어질 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 종방향 강도를 제공하는 층은 다른 위치, 예컨대 횡방향 강성을 부여하는 최하층 또는 최상층에 인접하게 배치될 수 있다. 마찬가지로, 케이블도 3매 이외의 다른 매수의 와이어로 구성될 수 있으며, 횡방향 강성을 부여하는 층도 3매 이상의 하위층으로 구성될 수 있다. 이러한 변형은 모두 첨부된 청구 범위의 범주에 속하는 것으로 간주된다.

본 발명에 따른 횡방향 강성을 갖는 벨트는 균열이 눈에 뜨임으로써 심리적 불안감을 줄 수 있는 사람 수송을 위한 용도에 특히 적합하며, 예컨대 공항 또는 전시장의 움직이는 보도로 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 고무 지지재를 포함하는 벨트(1)로서, 이 고무 지지재는 그 속에 매설된 높은 강성률의 케이블로 이루어진 횡방향 강성층(3, 4; 5, 6)을 구비하고, 이들 횡방향 강성층 중 한 층은 벨트의 상부면 근처에, 또 다른 한 층은 벨트의 하부면 근처에 배치되어 벨트의 종축에 대해 실질적으로 수직으로 연장함으로써 벨트의 폭 전체에 걸쳐 횡방향 강성을 부여하며, 이들 횡방향 강성층 사이에는 벨트의 종축에 대해 실질적으로 평행하게 연장하여 벨트의 종방향 강도를 부여하는 단일층(7)이 존재하는, 횡방향 강성을 갖는 벨트(1)에 있어서, 상기 횡방향 보강층 중 적어도 벨트의 상부 표면 근처에 배치된 횡방향 보강층은 일정 간격을 두고 배치된 2매 이상의 하위층(3, 4)으로 구성되며, 이들 하위층 사이의 간격은 이들 하위층 중 어느 하나와 종방향 강도를 부여하는 상기 단일층과의 사이의 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 벨트.
2. 제1항에 있어서, 벨트의 상부 표면에는 리브형 윤곽부(8)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 벨트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 벨트의 하부면 근처에 배치되는 횡방향 강성층은 일정 간격을 두고 배치된 2매 이상의 하위층(5, 6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 하위층에 배치되는 케이블은 3매의 강성률이 높은 재료의 와이어(10)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 벨트.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 하위층은 일정 간격을 두고 배치된 다수의 케이블로 구성되며, 이들 케이블 사이의 간격은 2.5 내지 7.5㎜인 것을 특징으로 하는 벨트.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2매의 인접한 하위층 사이의 간격은 1 내지 3㎜, 적합하게는 약 2㎜인 것을 특징으로 하는 벨트.