KR100503573B1 - 고부하전동용v벨트 - Google Patents

Abstract

엔드레스(endless) 장력대(1,1)와, 다수의 블록(5,5,…)으로 구성되며, 이 각 블록(5)의 센터필러(8) 좌우중앙부의 벨트길이 방향의 일측면에 오목부(18)가 형성되어 있는 한편, 타측면에, 그 인접형성되는 블록(5)의 오목부(18)에 결합가능한 오목부(19)가 형성되어 있는 고부하전동용 Ｖ벨트(B)에 대하여, 오목부(18) 및 볼록부(19)를, 수지재료층(13)만으로 반구대형상으로 형성하고, 볼록부(19) 선단면의 피치라인(22)으로부터 내면측으로, 벨트의 내면을 향해서 그 볼록부(19) 주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사지는 경사면(20)을 형성함으로써, 각 볼록(5)에 있어서 보강부재(16)의 매설에 의하여 수지재료층(13)의 벨트길이 방향의 두께가 작아진 경우라도, 센터필러(8)의 강도저하를 방지하면서, 볼록부(19)의 강도를 유지하여, Ｖ벨트(B)의 정숙성과 내구성을 향상시킨다. 또, 각 블록(5)의 좌우양측부에, 대응하는 풀리홈면(20a)과 직교하는 방향으로 연장되며 또한 그 풀리홈면(20a)에 따른 풀리반경방향의 길이가 거의 일정하게 되는 돌기부(17,17)를 설치하고, 이 각 돌기부(17)의 선단에 접촉면(11)을 형성함으로써 각 접촉면(11)이 마모하여도 각 블록(5)이 각 풀리(20)로 출입할 때의 각 풀리홈면(20a)과의 원주속도 차이를 불변으로 하고, 벨트소리, 발열, 추력밸런스 등의 벨트특성의 경시변화를 될 수 있는 한 작게 한다.

Description

고부하전동용 Ｖ벨트

본 발명은, 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부 및 좌우양측면에 풀리의 홈면과 접촉하는 접촉부를 갖는 다수의 블록으로 구성되어 있고, 예를 들면 농업용 범용기계나 자동차에 있어서의 벨트식 무단변속장치 등의 벨트전동장치에 사용되는 고부하전동용 Ｖ벨트에 관한 기술분야에 관한 것이다.

최근에, 예를 들면 콤바인이나 트랙터 등의 농업용기계나 자동차 등에 있어서의 변속장치로서, 변속시의 조작성이나 연료소비율의 향상 등을 도모하는 관점에서, 벨트식 무단변속장치의 개발이 진척되고 있다.

이 종류의 변속장치에 사용되는 고부하전동용 Ｖ벨트는, 예를 들면 일본국 특개소 60-49151호 공보(제1 종래예)에 개시된 바와 같이, 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부 및 좌우양측부에 풀리홈면과 접촉하는 접촉면을 갖는 다수의 블록으로 구성되어 있다.

또, 수지재료로 이루어지는 각 블록의 강도 및 내구성을 향상시키기 위하여, 종래에, 일본국 실개소 62-162431호 공보(제2 종래예)에 개시된 바와 같이, 각 블록의 벨트길이방향의 중앙부에 고탄성률이며, 또 저열팽창계수의 보강부재를 매설함으로써, 벨트의 길이방향에 있어서 중앙부에 보강부재를, 또 표면부에 수지재료층을 각각 구비하는 것이 알려져 있다.

한편, 상기 Ｖ벨트의 각 블록사이의 요동을 억제하여 소음을 저감시키기 위하여, 예를 들면 일본국 실개평3-62251호 공보(제3 종래예)에 개시된 바와 같이, 각 블록의 센터필러 좌우중앙부의 벨트길이방향의 일측면에 있어서 벨트의 피치라인상에 단면이 원호형상인 오목부를 형성하는 한편, 타측면에, 인접형성되는 블록의 오목부에 결합가능한, 단면이 원호형상인 볼록부를 형성하는 것이 제안되었다. 그리고, 이 요철부의 정면형상은 대략 직사각형 모양으로 되어 있다.

그런데, 상기 Ｖ벨트에서는, 풀리에 쉽게 휘감기는 등의 점에서 블록의 수를 될 수 있는 대로 많이 하는 것이 바람직하다. 그러나, 그와 같이 하면, 각 블록의 벨트의 길이방향의 두께가 작아지고, 각 블록의 강도 및 내구성이 저하되어 버린다. 그래서, 상기 제2 종래예와 같이, 각 블록에 보강부재를 매설함과 아울러, 그 보강부재의 벨트길이방향의 두께를 될 수 있는 대로 크게하는 것이 고려되어진다.

이와 같이 보강부재의 벨트의 길이방향의 두께를 크게한 상태에서, 다시 제3 종래예와 같이, 소음을 저감시키기 위하여 각 블록에 단면이 원호형상인 요철부를 형성하고자 하는 경우, 수지재료층에 볼록부를 형성함과 아울러, 보강부재가 아닌 수지재료층만으로, 인접형성되는 볼록의 오목부와 결합가능한 오목부를 형성하는 것을 생각할 수 있다(도 6참조).

그러나, 그 경우에, 보강부재가 커진 만큼 수지재료층의 벨트의 길이방향의 두께가 작아짐으로, 요철부의 크기 및 접촉면적이 작아져버린다. 이 때문에, 볼록부의 전단강도가 낮아지므로, 벨트의 주행시에 그 볼록부가 조기에 결락되어 소음이 커지고, 내구성이 악화되어 버린다.

한편, 요철부를 크게하여 보강부재에도 오목부를 형성하는 것이 고려할 수 있다(도 7참조). 그러나, 이 경우는, 오목부의 결락을 방지할 수는 있지만, 센터필러자체의 강도가 저하되어 그 센터필러에서 블록이 파손되어 버린다. 이것은, 보강부재의 오목부의 표면을 수지재료층에서 피복하여도 피복하지 않아도 동일하다.

더욱이, 상기 후자의 제안예와 같이, 요철부의 정면형상을 거의 직4각형모양으로 하면, 서로 인접형성되는 블록사이에 발생하는 열력에 의하여 볼록부가 파손된다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 요철부를 예를 들면 반구형상으로 하는 것이 고려되지만, 상술하듯이, 요철부의 크기에 의하여 볼록부의 결락이나 블록의 파손을 발생하는 데는 변함이 없다.

본 발명의 제1 목적은, 요철부의 형상을 개량함으로써, 각 블록에 있어서 보강부재의 매설에 의하여 수지재료층의 벨트의 길이방향의 두께가 작아진 경우라도, 센터필러의 강도저하를 방지하면서, 블록부의 강도를 유지하고, Ｖ벨트의 정숙성과 내구성 등을 향상시키는 데 있다.

또, 이와 같은 Ｖ벨트에서는, 벨트가 풀리에 돌입할 때에, 벨트의 피치라인상에 위치하는 장력대는 풀리홈면에 대하여 슬립하는 일없이 돌입하며, 이 장력대와 동일한 속도로 각 블록이 돌입하므로, 풀리홈면에 대하여 속도차가 발생한다. 즉, 풀리의 각 부는 그 회전중심으로부터의 거리가 커질수록 원주속도가 커지므로, 각 블록은, 피치라인으로부터 떨어진 부분만큼 풀리홈면에 대하여 큰 슬립을 발생하면서 돌입한다. 이 때문에, 각 블록은, 장력대 보다도 상측에서 벨트의 진행방향에 대하여 뒤쪽으로 향한 힘을, 또 장력대 보다도 하측에서 앞쪽으로 향한 힘을 풀리로부터 각각 받아들임과 아울러, 그 접촉면은 슬립에 의하여 마모되어 간다. 더욱이, 벨트가 풀리로부터 나올때에도, 돌입시와 동일하게 슬립이 발생한다.

한편, 각 블록의 좌우양측부의 접촉면 근방의, 대응하는 풀리홈면에 따른 풀리반경방향의 길이는, 보통, 풀리홈면과 직교하는 방향으로 일정하지는 않다. 이 때문에, 접촉면이 풀리홈면과의 접촉에 의하여 그 풀리홈면에 대하여 직교하는 방향으로 마모하여가면, 풀리홈면과 새롭게 접촉하는 부분이 피치라인에 대하여 변화해간다. 이 때문에, 각 블록이 풀리에 대하여 출입할 때의 풀리홈면과의 원주속도가 변화하며, 벨트소리, 발열, 추력밸런스 등의 벨트특성의 경시변화가 발생한다.

또, 피치라인으로부터 더욱 떨어진 부분에, 풀리홈면과의 새로운 접촉면이 발생하면, 풀리홈면과의 슬립이 점점 커지게 되고, 마모를 보다 한층 증대시킴과 아울러, 상기한 벨트특성의 경시변화를 더욱 크게 한다.

본 발명의 제2 목적은, 상술한 바와 같이 장력대와 다수의 블록으로 구성된 고부하전동용 Ｖ벨트에 있어서, 각 블록의 접촉면을 구성하는 좌우양측부의 구조를 개량함으로써, 접촉면이 마모하여도 각 블록이 풀리에 대하여 출입할 때의 풀리홈면과의 원주속도 차이가 변화하는 것을 방지하고, 벨트소리, 발열, 추력밸런스 등의 벨트특성의 경시변화를 될 수 있는 한 억제하는 데 있다.

상기 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 요철부를, 수지재료층만으로 반구대형상 또는 원뿔대형상으로 형성하고, 볼록부선단면의 피치라인으로부터 밸트내면측으로, 벨트내면으로 향해서 그 볼록부주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사면을 설치하였다.

구체적으로는, 본 발명에서는, 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부 및 좌우양측면에 풀리의 홈면과 접촉하는 접촉부를 가지며, 또 벨트의 길이방향에 있어서 중앙부에 보강부재를, 또 표면부에 수지재료층을 각각 갖는 다수의 블록으로 구성되고, 상기 각 블록의 센터필러 좌우중앙부의 벨트의 길이방향의 일측면이고, 벨트의 피치라인상에 오목부가 형성되어 있는 한편, 타측면에, 상기 인접형성되는 블록의 오목부에 결합합가능한 볼록부가 형성되어 있는 고부하전동용 Ｖ벨트를 전제로 한다.

그리고, 상기 오목부는, 상기 수지재료층만으로 그 오목부의 밑부분으로 향해서 지름이 작아지는 반구대형상으로 형성되어 있다. 한편, 상기 볼록부는, 상기 수지재료층에 그 볼록부의 선단으로 향해서 지름이 작아지는 반구대형상으로 형성되어 있다. 게다가, 상기 볼록부의 선단면의 피치라인으로부터 벨트의 내면측으로, 벨트내면으로 향해서 그 볼록부 주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사지는 경사면이 형성되는 것으로 한다.

이로써, 오목부는 수지재료층만으로 형성되어 있으므로, 각 블록에 매설되어 있는 보강부재에 오목부를 형성할 필요는 없다. 그 때문에, 센터필러의 강도는 유지되며, 각 블록의 센터필러에 있어서의 파손을 방지할 수가 있다. 또, 요철부가 반구대형상으로 되어 있으므로, 요철부의 정면형상을 크게 함으로써 요철부의 접촉면적을 크게 할 수가 있다. 그 결과, 볼록부의 결락을 방지할 수 있고, 그 내구성을 향상시킬 수가 있다. 또한, 요철부의 정면형상이 원형이므로, 서로 인접형성되는 블록사이의 열력에 의한 볼록부의 파손도 없다. 또, 볼록부 선단면의 피치라인으로부터 벨트내면측으로 경사면이 설치되어 있으므로, 그 경사각을 풀리지름에 따라서 적절한 값으로 함으로써, Ｖ벨트를 구부리고 풀리에 감을 수 있다. 따라서, 센터필러 강도의 저하를 방지하면서, 볼록부의 강도를 유지할 수 있고, Ｖ벨트의 정숙성과 내구성을 향상시킬 수가 있다.

또, 상기 전제의 고부하전동용 Ｖ벨트에 있어서, 상기 오목부는, 상기 수지재료층만으로 그 오목부의 밑부분으로 향해서 지름이 작아지는 원뿔대형상으로 형성되어 있다. 한편, 볼록부는, 상기 수지재료층에 그 볼록부의 선단으로 향해서 지름이 작아지는 원뿔대형상으로 형성되어 있다. 또한, 상기 볼록부선단면의 피치라인으로부터 벨트내면측에, 벨트내면으로 향해서 그 볼록부주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사면이 설치되어 있는 것으로 하여도 좋다.

이와 같이 하면, 수지재료층의 벨트의 길이방향의 두께가 작은 경우는, 요철부의 원뿔대형상은 반구대형상과 거의 동일하다고 간주할 수가 있다. 따라서, 상기 발명과 동일한 작용효과가 얻어진다.

또, 수지재료층은, 고강도 윤활성 수지재료로 이루어지는 것으로 한다. 이로써, 벨트가 풀리에 의하여 구부러질 때에, 요철부가 서로 미끄러져서 마모하지만, 그 마모량을 저감할 수 있다. 따라서, Ｖ벨트의 정숙성과 내구성을 보다 한층 향상시킬 수가 있다.

상기 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 각 블록의 좌우양측부에, 대응하는 풀리홈면과 직교하는 방향으로 연장되고 또한 그 풀리홈면을 따른 풀리반경 방향의 길이가 거의 일정하게 되는 돌기부를 설치하며, 그 돌기부의 선단에 접촉면을 형성하였다.

구체적으로는, 본 발명에서는, 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부 및 좌우양측부에 풀리홈면과 접촉하는 접촉면을 갖는 다수의 블록으로 구성된 고부하전동용 Ｖ벨트를 전제로 한다.

그리고, 상기 각 블록의 좌우양측부에, 대응하는 풀리홈면과 직교하는 방향으로 연장되고 또한 그 풀리의 홈면에 따른 풀리반경 방향의 길이가 거의 일정한 돌기부가 설치되어 있다. 또, 이 돌기부의 선단에 접촉면이 형성되어 있다.

이로써, 접촉면이 풀리홈면에 대하여 직교하는 방향으로 마모되어도, 풀리홈면에 새롭게 접촉하는 부분의 피치라인으로부터의 거리는, 마모되기 전후에 변화하지 않는다. 이 때문에, 각 블록이 풀리에 대하여 출입할 때의 풀리의 홈면과의 원주속도 차이는 항상 일정하게 된다. 따라서, 간단한 구성으로 벨트소리, 발열, 추력밸런스 등의 벨트특성의 경시변화를 억제할 수가 있다.

또, 그 경우에, 상기 돌기부의 풀리홈면과 직교하는 방향의 높이는, 미리결정된 벨트수명시기 전에 그 돌기부가 풀리홈면과의 접촉에 의하여 마모소멸되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이렇게 하면, 돌기부가 마모소멸하기 전은 벨트의 특성을 일정하게 할 수 있다. 그리고, 돌기부가 마모소멸하면, 풀리홈면과 접촉하는 부분이 피치라인에 대하여 변화하므로, 벨트소리 등의 벨트특성이 급격하게 변화한다. 이 때문에, 돌기부의 풀리홈면과 직교하는 방향의 높이를, 벨트절단시기나 블록파괴시기 등의 미리 결정된 벨트수명시기 직전에 그 돌기부가 마모소멸하도록 설정하면, 벨트소리 등의 변화로 Ｖ벨트가 수명시기에 도달한 것을 그 파손전에 쉽게 알 수가 있다. 따라서, 벨트특성의 경시변화를 억제하면서, Ｖ벨트를 파손시키는 일 없이 그 수명시기까지 최대한으로 이용할 수가 있다.

(실시예)

아래에서 본 발명의 실시예에 관한 고부하전동용 Ｖ벨트를 도면에 의거하여 설명한다.

(제1 실시예)

도 1 및 도 2는, 본 발명의 제1실시예에 관한 고부하전동용 Ｖ벨트(B)를 나타낸다. 이 Ｖ벨트(B)는, 그 좌우양측부에 서로 평행하게 벨트의 길이방향으로 연장되는 2개의 엔드레스 장력대(1,1)와, 벨트의 길이방향으로 소정의 피치간격을 두고 배설되며 또한 상기 장력대(1,1)와 결합된 다수의 블록(5,5,…)으로 구성되어 있다. 상기 각 장력대(1) 내에는, 벨트의 길이방향으로 연장되는 심선(2,2,…)이 좌우방향으로 거의 동일한 간격을 두고 각각 매립되어 있다.

상기 각 블록(5)은 정면형상이 거의 I자형상으로 된 것이고, 벨트배면측의 상빔부(6)와, 벨트내면측의 하빔부(7)와, 이들 빔부(6,7)를 연결하는 벨트의 두께방향 중앙부의 센터필러(8)등으로 이루어진다. 이 센터필러(8)의 좌우양측의 상하빔부(6,7) 사이에는, 각각 상기 장력대(1,1)를 끼워맞추는 2개의 결합부(10,10)가 설치되어 있다. 또, 상기 상하빔부(6,7)의 좌우양측면에는, Ｖ풀리(도면표시하지 않음)의 홈면과 접촉하는 접촉부(11,11)가 각각 형성되어 있고, 이 접촉부(11,11)에 의하여 벨트내면으로 향해서 벨트폭이 작아지도록 되어 있다. 그리고, 상기 센터필러(8)의 벨트두께방향(상하방향)의 거의 중앙위치가 벨트의 피치라인(22)으로 되도록 설정되어 있고, 상기 상빔부(6) 내지 센터필러(8)의 피치라인(22)으로부터 벨트의 배면측 부분과는, 그 벨트길이 방향의 두께가 대략 거의 일정하게 되어 있다. 한편, 센터필러(8)의 피치라인(22)으로부터 벨트의 내면측 부분 내지 상기 하빔부(7)에 있어서 벨트의 길이방향의 양면에는, 벨트길이방향의 두께가 벨트내면으로 향해서 작아지도록 테이퍼면(12,12)이 형성되어 있다.

상기 각 블록(5)은, 기본적으로 예를 들면 카아본파이버 단섬유강화 페놀수지 등의 고강도 윤활성수지재료로 이루어지며, 그 벨트 길이방향 중앙부에는, 알루미늄 합금 등의 고탄성률이며, 또 저열팽창계수의 보강부재(16)가 매설되어 있다. 즉, 상기 각 블록(5)은, 벨트의 길이방향의 중앙부에 보강부재(16)를, 또 표면부에는 수지재료층(13, 13)을 각각 갖고 있다. 이 보강부재(16)는, 정면형상이 각 블록(5) 보다도 약간 작은 거의 Ⅰ자 형상으로 되며, 그 벨트의 길이방향의 두께는 거의 일정하다. 또, 이 보강부재(16)는, 벨트의 길이방향에 있어서 블록(5)의 대부분을 점유하고, 그 만큼, 각 수지재료층(13)의 벨트의 길이방향의 두께는 극히 작아져 있다.

상기 각 블록(5)의 센터필러(8) 좌우중앙부에 있어서 벨트의 길이방향의 일측면에는 상기 피치라인(22)위로, 오목부(18)가 형성되어 있다. 한편, 타측면에는, 인접형성되는 블록(5)의 상기 오목부(18)에 결합가능한 볼록부(19)가 형성되어 있다. 그리고, 이 오목부(18)는 상기 수지재료층(13)만으로 형성되고, 그 형상은 오목부(18)의 밑부분으로 향해서 지름이 작아지는 반구대형상으로 되어 있다. 즉, 보강부재(16)에 오목부(18)는 형성되어 있지 않다. 또, 상기 볼록부(19)는 수지재료층(13)에 형성되며, 그 형상은 상기 오목부(18)에 대응한 형상, 결국 볼록부(19)의 선단으로 향해서 지름이 작아지는 반구대형상으로 되어 있다. 또한, 상기 오목부(18) 및 볼록부(19)는, 그 반구대형상인 중심선(벨트의 두께방향의 중심선)이 피치라인(22)과 일치하고 있다. 또, 오목부(18)의 개구지름은, 그 오목부(18)의 반구부(도 1 이점쇄선으로 표시함)의 직경과, 또 볼록부(19)의 기단지름은, 그 볼록부(19)의 반구부(도 1 이점쇄선으로 표시함)의 직경과 각각 거의 일치하고 있다.

상기 볼록부(19) 선단면의 피치라인(22)으로부터 벨트내면측의 부분에는, 벨트내면으로 향해서 볼록부(19) 주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사지는 경사면(20)이 설치되어 있다. 이 경사면(20)과 상기 하빔부(7) 및 센터필러(8)에 있는 테이퍼면(12,12)에 의해, 이 Ｖ벨트(B)를 구부려서 풀리에 감을 수 있도록 되어 있다. 즉, 경사면(20)의 벨트두께방향에 대한 경사각을 α°, 최소풀리지름을 d, 블록피치간격을 P로 했을 때, α＞360°÷ (π×d÷p)의 관계를 만족시키도록 경사면(20)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 실시예 에서는, 블록(5)의 수지재료층(13)에만 오목부(18)가 형성되어 있으므로, 각 블록(5)에 매설되어 있는 보강부재(16)에 오목부를 형성할 필요는 없다. 그 때문에, 센터필러(8)의 강도를 충분히 확보할 수 있고, 각 블록(5)이 센터필러(8)에서 파손되는 것을 방지할 수가 있다. 또, 오목부(18) 및 볼록부(19)가 함께 반구대형상으로 되어 있으므로, 이 오목부(18) 및 볼록부(19)의 정면형상을 크게 함으로써 오목부(18) 및 볼록부(19) 끼리의 접촉면적을 크게 할 수가 있다. 이와 같이, 볼록부(19)의 결락을 방지하여, 그 내구성을 향상시킬 수가 있다. 더욱이, 오목부(18) 및 볼록부(19)의 정면형상이 원형이므로, 서로 인접형성되는 블록(5,5)사이에 발생하는 열력에 의하여 볼록부(19)가 파손되는 일도 없다. 또, 볼록부(19) 선단면에 있어서 피치라인(22) 보다도 벨트 내면측으로 경사면(20)이 설치되며, 그 경사각(α)이 풀리지름에 따라서 적절한 값으로 되어 있으므로, Ｖ벨트(B)를 유연하게 구부려서 풀리에 감을 수 있다. 따라서, 수지재료층(13)의 밸트의 길이방향의 두께가 작아도, 센터필러(8)의 강도저하를 방지하면서, 볼록부(19)의 강도를 유지할 수 있고, Ｖ벨트(B)의 정숙성과 내구성을 향상시킬 수가 있다.

또, Ｖ벨트(B)가 풀리에서 구부러질 때에, 오목부(18) 및 볼록부(19)가 서로 미끄러져서 마모되는 것이지만, 수지재료층(13)은, 고강도윤활성 수지재료로 이루어지므로, 그 오목부(18) 및 볼록부(19)의 마모량의 저감화를 도모할 수가 있다. 따라서, Ｖ벨트(B)의 정숙성과 내구성을 보다 한층 향상시킬 수가 있다.

(제2 실시예)

도 3은, 본 발명의 제2실시예를 나타내며(또한, 아래의 실시예에서는, 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 상세한 설명은 생략하고, 다른 개소만을 설명한다). 오목부(18) 및 볼록부(19)의 형상을 상기 제1 실시예와 다르게 한 것이다. 즉, 본 실시예 에서는, 오목부(18)는, 수지재료층(13)만으로 그 오목부(18)의 밑부분으로 향해서 지름이 작아지는 원뿔대형상으로 형성되어 있다. 또, 볼록부(19)는, 수지재료층(13)에 그 볼록부(19)의 선단으로 향해서 지름이 작아지는 원뿔대형상으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 오목부(18)의 개구지름, 깊이, 볼록부(19)의 기단지름, 돌출량 및 경사면(20)의 경사각(α)은, 제1 실시예와 거의 동일하게 되어 있다. 또한, 수지재료층(13)의 벨트의 길이방향의 두께가 작으므로, 오목부(18) 및 볼록부(19)의 원뿔대형상은 상기한 제1실시예의 반구대형상과 거의 동일한 형상으로 된다. 또, 오목부(18) 및 볼록부(19)의 원뿔형상을 가상선으로 표시한다. 따라서, 본 실시예에서도 제1실시예와 동일한 작용효과를 얻을 수가 있다.

(제3실시예)

도 4 및 도 5는, 본 발명의 제3실시예에 관한 고부하전동용 Ｖ벨트(B)를 표시하고, 이 Ｖ벨트(B)는, 그 좌우양측부에 2개의 엔드레스 장력대(1,1)와, 벨트의 길이방향으로 소정의 피치간격을 두고 배설된 다수의 블록(5,5,…)으로 구성되어 있다. 상기 각 장력대(1) 내에는, 벨트의 길이방향으로 연장되는 심선(2,2,…)이 좌우방향으로 거의 등간격을 두고 각각 매장되어 있다.

상기 각 볼록(5)은 정면형상이 거의 Ⅰ자형으로 되고, 벨트배면측의 상빔부(6), 벨트내면측의 하빔부(7) 및 이들을 연결하는 벨트의 두께방향(상하방향)중앙부의 센터필러(8)로 이루어진다. 이 센터필러(8)의 좌우양측의 상하빔부(6,7)의 사이에는, 상기 각 장력대(1)를 끼워맞추는 2개의 결합부(10,10)가 설치되어 있다.

상기 각 블록(5)의 상빔부(6)의 위면에는, 좌우양측에 있어서 각각 좌우단으로 향해서 하강하는 방향으로 경사진 경사면(14,14)이 형성되어 있다. 한편, 상기 하빔부(7)의 하면에는, 좌우양측에 있어서 각각 좌우단으로 향해서 상승하는 방향으로 경사진 경사면(15,15)이 형성되어 있다. 상기 각 블록(5)의 좌우양측부에는, 벨트(B)가 감겨지는 Ｖ풀리(20)에 있어서, 대응하는 각 풀리홈면(20a)과 직교하는 방향으로 연장되며, 또한 그 풀리홈면(20a)에 따른 풀리 반경방향의 길이(L)가 거의 일정하게 되는 돌기부(17,17)가 설치되고, 이 각 돌기부(17)의 선단에, 각 풀리홈면(20a)과 접촉하는 접촉면(11)이 형성되어 있다. 이로써, 상기 각 경사면(14,15)에 있어서 각 접촉면(11)측의 선단부가 각 풀리홈면(20a)과 접촉하지 않도록 되어 있다.

상기 각 돌기부(17)의 풀리홈면(20a)과 직교하는 방향의 높이(H)는, 미리 실험 등에 의하여 결정된 벨트절단시기나 블록파괴시기 등의 벨트수명시기의 직전에 그 각 돌기부(17)가 풀리홈면(20a)과의 접촉에 의하여 마모소멸되도록 설정되어 있다.

또한, 각 돌기부(17)의 상하기단부에는, 성형상의 제약에 의하여 약간 원호면이 형성되어 있지만, 이 부분에 있어서도 풀리홈면(20a)을 따른 풀리반경방향의 길이는 거의 일정하다고 간주할 수가 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 고부하전동용 Ｖ벨트(B)를 2개의 풀리(20,20) 사이에 휘감아서 주행시킨 경우에 대하여 설명한다. Ｖ벨트(B)가 각 풀리(20)에 돌입할 때, Ｖ벨트(B)의 피치라인(22)상에 위치하는 장력대(1,1)는 각 풀리홈면(20a)에 대하여 슬립하는 일 없이 돌입하지만, 각 블록(5)은, 장력대(1,1)와 동일한 속도로 돌입하므로, 피치라인(22)으로부터 떨어진 부분만큼 각 풀리홈면(20a)에 대하여 큰 슬립을 발생시키면서 돌입한다.

이 때문에, 각 블록(5)은, 장력대(1,1) 보다도 상측의 상빔부(6)에서 벨트진행방향에 대하여 뒤로 향한 힘을, 또 장력대(1,1) 보다도 하측의 하빔부(7)에서 앞으로 향한 힘을 각 풀리(20)로부터 각각 받아들임과 아울러, 그 각 접촉면(11)은 각 풀리홈면(20a)과의 슬립에 의하여 그 각 풀리의 홈면(20a)과 수직방향으로 마모되어간다. 또, 각 블록(5)이 각 풀리(20)로부터 나올때에도, 돌입시와 동일하게 슬립이 발생한다. 이 결과, 가령, 상기 상하빔부(6,7)의 상하면에 있어서 각 경사면(14,15)이, 그대로 각 풀리홈면(20a)까지 연장되고 그 접촉면(11)측의 선단부가 각 풀리홈면(20a)과 접촉하는 형상인 경우, 각 경사면(14,15)에 의하여 피치라인(22)으로부터 더욱 떨어진 부분으로 각 풀리홈면(20a)과의 새로운 접촉면이 발생하므로, 각 블록(5)이 각 풀리(20)에 대하여 출입할 때의 각 풀리홈면(20a)과의 원주속도 차이가 확대되고, 각 풀리홈면(20a)과의 슬립이 보다 더 한층 커져서 마모를 더욱 증대시키는 것으로 된다.

그러나, 본 실시예에서는, 각 접촉면(11)은, 대응하는 풀리홈면(20a)과 직교하는 방향으로 연장되며 또한 그 풀리홈면(20a)을 따른 풀리반경 방향의 길이가 거의 일정하게 되는 각 돌기부(17)의 선단에 형성되어 있으므로, 마모에 따라서 각 풀리홈면(20a)과 새롭게 접촉하는 부분의 피치라인(22)으로부터의 거리는 마모전후에서 변화하는 일은 없고, 각 블록(5)과 각 풀리홈면(20a)과의 원주속도 차이도 변화하는 일 없이 일정하게 된다. 따라서, 간단한 구성으로 벨트소리, 발열, 추력밸런스 등의 벨트특성의 경시변화를 억제할 수가 있다.

또, 상기 각 돌기부(17)의 풀리홈면(20a)과 직교하는 방향의 높이(H)는, 그 돌기부(17)가 이 Ｖ벨트(B)의 미리 결정된 수명시기의 직전에 마모소멸하도록 설정되어 있다. 이 때문에, 각 돌기부(17)가 마모소멸된 후는, 피치라인(22)으로부터 떨어진 부분으로 풀리홈면(20a)과 새롭게 접촉하는 부분이 발생하며, 벨트소리 등의 벨트의 특성이 급격하게 변화한다. 이 변화를 확인함으로서 Ｖ벨트(B)가 수명시기에 도달하였다고 판단할 수 있고, 그 Ｖ벨트(B)를 파손전에 새로운 것과 교환할 수 있다. 따라서 Ｖ벨트(B)를 파손시키는 일 없이 그 수명시기 까지 효과적으로 사용할 수 있다.

다음에, 구체적으로 실시된 예에 대하여 설명한다.

상기 제1 실시예, 제2 실시예에 대하여, 각 블록(5)의 보강부재(16)로서 JIS규격 H4000에 규정되어 있는 2017알루미늄합금을, 또 고강도윤활성 수지재료로서 카아본파이버 단섬유강화 페놀수지를 각각 사용하였다.

각 블록(5) 및 보강부재(16)의 벨트의 길이방향의 두께를 각각 2.95㎜, 2.0㎜로 하고, 각 블록(5)의 센터필러(8)의 폭을 4.0㎜, 피치라인(22)의 개소에 있어서의 벨트폭을 25㎜, 블록피치(P)를 3.0㎜로 하며, 수지재료층(13)에 형성된 오목부(18) 및 볼록부(19)가 반구대형상인 것(제1 발명예)과 원뿔대형상인 것(제2 발명예)과의 2종류의 고부하전동용 Ｖ벨트(B,B)를 제작하였다. 또한, 상기한 제1발명예, 제2발명예의 Ｖ벨트(B,B)에 있는 오목부(18) 및 볼록부(19)의 크기에 대해서는 표 1과 같이 설정하였다. 또한, 각 볼록부(19) 선단면의 피치라인(22)으로부터 벨트의 내면측으로 설치된 경사면(20)의 경사각(α)을 모두 7.5°로 하였다.

또한, 비교하기 위하여, 도 6 및 도 7에 표시하듯이, 완전한 반구형상의 오목부(24) 및 볼록부(25)를 갖는 블록(5)을 사용하여 2종류의 Ｖ벨트(제1 비교예, 제2 비교예)를 제작하였다. 즉, 도 6에 나타내는 제1 비교예에서는, 수지재료층(13)에만, 인접형성하는 블록(5)의 볼록부(25)와 결합가능한 오목부(24)를 형성하였다. 한편, 도 7에 나타내는 제2 비교예에서는, 오목부(24) 및 볼록부(25)의 크기가 제1 비교예보다도 크며, 보강부재(16)의 표면을 펀치에 의하여 오목하게 형성한 후에 수지성형을 실시하고, 인접형성하는 블록(5)의 볼록부(25)와 결합가능한 오목부(24)를 형성하였다 (제1 비교예, 제2 비교예에 있어서의 오목부(24) 및 볼록부(25)의 크기에 대해서는 표 1참조).

상기 제1 발명, 제2 발명 및 제1 비교예, 제2 비교예에 대하여, 고부하 내구성과 소음레벨을 조사하는 시험을 실시하였다. 즉, 고부하내구성 시험에서는, 각 Ｖ벨트를, 풀리지름이 각각 120㎜, 60㎜의 구동 및 종동풀리에 감고, 그 종동풀리에 5㎏m의 부하를 작용시켜 6000rpm으로 회전시켜서, 각 볼록부(19,25) 등이 어느정도의 시간에서 파손되는지를 조사하였다. 또, 소음레벨시험에서는, 상기 고부하 내구성시험에 있어서, 구동초기, 구동 100시간경과후, 및 200시간경과후에 각각 소음레벨을 측정하였다.

이 시험결과를 표1에 표시한다. 이 표1에서, 제1발명예, 제2발명예의 것은 제1비교예, 제2비교예의 것에 비하여, 고부하 내구성 및 내구후의 소음레벨이 우수한 것을 알 수 있다.

[표 1]

또, 상기한 제3실시예에 관하여, 각 돌기부(17)의 풀리홈면(20a)과 직교하는 방향의 높이(H)를 0.3㎜로 설정된 고부하전동용 Ｖ벨트(B)(발명예)와, 비교예로서, 그와 같은 양 돌기부(17,17)가 없이, 상하의 빔부(6,7)의 상하면에 있어서의 각 경사면(14,15)이, 그대로 각 풀리홈면(20a)까지 연장된 형상인 고부하전동용 Ｖ벨트를 제작하였다. 이 2개의 Ｖ벨트에 대하여 고속내구시험을 실시하고, 벨트의 주행 500시간후의 벨트의 신장도 및 블록의 마모량을 조사하였다. 또, 500시간까지의 주행시간에 대한 발생장력, 소음레벨 및 레벨온도의 변화를 조사하였다.

이 결과를 도 8 내지 도 12에 각각 표시한다. 이 도 8 내지 도 12에 의하여, 본 발명예의 Ｖ벨트(B)는, 비교예의 것보다도, 내구시험후의 벨트신장도 및 블록마모량이 작고, 소음레벨 및 벨트온도가 낮아서 안정함과 아울러, 발생장력이 높은 값에서 거의 변화하지 않고 있다. 따라서, 본 발명예의 Ｖ벨트(B)의 벨트특성의 경시변화가, 각 돌기부(17)를 설치한 것으로 작게 억제되어 있는 것을 알 수 있다.

다음으로, 본 발명예의 Ｖ벨트(B)의 양 돌기부(17,17)의 마모를 강제적으로 촉진시켜서 그 양 돌기부(17,17)를 마모소멸시킨다. 이 때, 양 돌기부(17,17)의 마모소멸전후의 소음레벨의 변화를 조사하였다. 이 결과, 양 돌기부(17,17)가 마모소멸된 후의 소음레벨은 소멸전보다도 약 5dB증대되고, 소음이 변화된 것을 귀로 들어서 확인할 수 있었다. 따라서, 각 돌기부(17)를, 이 벨트(B)의 수명시간 직전에 그 각 돌기부(17)가 마모소멸하도록 그 높이(H)를 조정하여 설치함으로써, 소음이 변화하면, Ｖ벨트(B)가 수명시간에 도달하였다고 쉽게 판단할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 요철부의 형상을 개량함으로써, 각 블록에 있어서 보강부재의 매설에 의하여 수지재료층의 벨트의 길이방향의 두께가 작아진 경우에서도, 센터필러의 강도저하를 방지하면서, 블록부의 강도를 유지하고, V벨트의 정숙성과 내구성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 장력대와 다수의 블록으로 구성된 고부하전동용 V벨트에 있어서, 각 블록의 접촉면을 구성하는 좌우양측부의 구조를 개량함으로써, 접촉면이 마모하여도 각 블록이 풀리에 대하여 출입할 때의 풀리홈면과의 원주속도 차이가 변화하는 것을 방지하여, 벨트소리, 발열, 추력밸런스 등의 벨트 특성의 경시변화를 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 관한 고부하전동용 Ｖ벨트에 있어서 요철부 및 보강부재의 관계를 나타내는 벨트폭방향 중앙의 부분단면도.

도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 고부하전동용 Ｖ벨트의 일부를 나타내는 사시도.

도 3은, 제2 실시예를 나타내는 도 1의 상당도.

도 4는, 본 발명의 제3 실시예에 관한 고부하전동용 Ｖ벨트의 풀리와의 관계를 나타내는 단면도.

도 5는, 제3 실시예를 나타내는 도 2의 상당도.

도 6은, 제1 비교예를 나타내는 도 1의 상당도.

도 7은, 제2 비교예를 나타내는 도 1의 상당도.

도 8은, 고부하전동용 Ｖ벨트의 내구시험 후의 벨트신장도를 나타내는 그래프.

도 9는, 고부하전동용 Ｖ벨트의 내구시험 후의 블록마모량을 나타내는 그래프.

도 10은, 고부하전동용 Ｖ벨트의 주행시간에 대한 발생장력의 변화를 나타내는 그래프.

도 11은, 고부하전동용 Ｖ벨트의 주행시간에 대한 소음레벨의 변화를 나타내는 그래프.

도 12는, 고부하전동용 Ｖ벨트의 주행시간에 대한 벨트온도의 변화를 나타내는 그래프.

Claims (5)

1. 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부와 좌우양측면으로 풀리의 홈면과 접촉하는 접촉부 등을 가지며, 또한 벨트의 길이 방향에 있어서 중앙부에 보강부재와 표면부에 수지재료층을 갖는 다수의 블록으로 구성되고,

   상기 각 블록의 센터필러 좌우중앙부의 벨트의 길이방향의 일측면으로서 벨트의 피치라인상으로 오목부가 형성되어 있는 한편, 타측면에, 상기 인접형성되는 블록의 오목부에 결합가능한 볼록부가 형성되어 있는 고부하전동용 Ｖ벨트에 있어서,

   상기 오목부는, 상기 수지재료층에만 그 오목부의 밑부분으로 향해서 지름이 작아지는 반구대형상으로 형성되고,

   상기 볼록부는, 상기 수지재료층에 그 볼록부의 선단으로 향해서 지름이 작아지는 반구대형상으로 형성되며,

   상기 볼록부선단면의 피치라인으로부터 벨트의 내면측에, 벨트의 내면으로 향해서 그 볼록부 주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사진 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고부하전동용 Ｖ벨트.
2. 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부와 좌우양측면으로 풀리의 홈면과 접촉하는 접촉부를 가지며, 또한 벨트의 길이방향에 있어서 중앙부에 보강부재와 표면부에 수지재료층을 갖는 다수의 블록으로 구성되고,

   상기 각 블록의 센터필러 좌우중앙부의 벨트의 길이방향의 일측면으로서 벨트의 피치라인상에 오목부가 형성되어 있는 한편, 타측면에, 상기 인접형성되는 블록의 오목부에 결합가능한 볼록부가 형성되어 있는 고부하전동용 Ｖ벨트에 있어서,

   상기 오목부는, 상기 수지재료층에만 그 오목부의 밑부분으로 향해서 지름이 작아지는 원뿔대형상으로 형성되며,

   상기 볼록부는, 상기 수지재료층에 그 볼록부의 선단으로 향해서 지름이 작아지는 원뿔대형상으로 형성되고,

   상기 볼록부선단면의 피치라인으로부터 벨트내면측으로, 벨트내면으로 향해서 그 볼록부 주위로부터의 돌출량이 작아지도록 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고부하전동용 V벨트.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 수재재료층은, 고강도 윤활성수지재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고부하전동용 V벨트.
4. 엔드레스 장력대와, 그 장력대를 끼워맞추는 결합부 및 좌우양측부에 풀리 홈면과 접촉하는 접촉면을 갖는 다수의 블록으로 구성된 고부하전동용 V벨트에 있어서,

   상기 각 블록의 좌우양측부에, 대응하는 풀리홈면과 직교하는 방향으로 연장되며 또한 그 풀리홈면을 따른 풀리의 반경방향의 길이가 거의 일정한 돌기부가 설치되고, 상기 돌기부의 선단에 접촉면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고부하전동용 V벨트.
5. 제 4항에 있어서, 돌기부의 풀리홈면과 직교하는 방향의 높이는, 미리 결정된 벨트수명시기 전에 그 돌기부가 풀리홈면과의 접촉에 의하여 마모소멸하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 고부하전동용 V벨트.

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