KR101012544B1

KR101012544B1 - 마찰전동벨트 및 벨트전동장치

Info

Publication number: KR101012544B1
Application number: KR1020040027551A
Authority: KR
Inventors: 다치바나히로유키; 시리이케히로유키
Original assignee: 반도 카가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2011-02-07
Also published as: DE102004019025B4; US7258639B2; US20040214674A1; JP2004324796A; JP4414673B2; KR20040092443A; CN100543341C; DE102004019025A1; CN1540183A

Abstract

본 발명은 단섬유가 이용되지 않음에도 불구하고 저 발음성이 우수한 마찰전동벨트를 제공하는 것이다.

마찰전동벨트(B)는, 벨트 본체(10)가 풀리에 접촉되도록 감겨 동력을 전달한다. 벨트 본체(10)의 적어도 풀리 접촉부분(12)은, 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 고무성분으로 하며, JIS K6253에 준하여 A형식 경도계(durometer)로 계측되는 고무 경도가 80 이상 95 미만이고 또 단섬유를 함유하지 않는 고무조성물로 형성된다.

Description

마찰전동벨트 및 벨트전동장치{FRICTIONAL FORCED TRANSMISSION BELT AND BELT DRIVE SYSTEM WITH THE SAME}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 V리브벨트의 사시도.

도 2는 V리브벨트의 사용재료(a) 및 전체구성(b)을 함께 나타내는 도.

도 3은 제 1 실시예의 엔진보조장치 구동용 벨트전동장치 배치를 나타낸 도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 V벨트의 사시도.

도 5는 벨트 내구시험용 벨트 주행시험기의 배치를 나타내는 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

B : V리브벨트 C : V벨트

10 : V리브벨트 본체 11, 41 : 접착고무층

11a : 내면 쪽 부분 11b : 배면 쪽 부분

11a', 11b', 12' : 미가교 고무시트

12 : 압축고무층 13 : 리브

14, 44 : 단섬유 15 : 폴리올레핀 수지

16, 46 : 심선 16' : 꼬임사

17, 47 : 배면 보강포 17' : 직포

30 : 엔진 보조장치용 벨트전동장치 31 : 파워스티어링 풀리

32 : AC생성 풀리 33 : 인장 풀리

34 : 물펌프 풀리 35 : 크랭크축 풀리

36 : 에어콘 풀리 40 : V벨트 본체

42 : 하측 고무층 43 : 상측 고무층

50 : 벨트주행시험기 51∼53 : 리브풀리

본 발명은, 벨트 본체가 풀리에 접촉하도록 감겨 동력을 전달하는 마찰전동벨트 및 이를 이용한 벨트전동장치에 관한 것이다.

자동차 엔진룸의 공간 절약을 도모하기 위해, 1 개의 V리브벨트로 엔진의 크랭크축으로부터의 동력을 파워스티어링, 공기압축기, 교류발전기 등의 엔진 보조장치로 전달하는 서펜타인(serpentin) 벨트구동방식이 보급되고 있다. 따라서 이러한 V리브벨트에는, 높은 동력전달능력이 요구된다. 또 V리브벨트에는 자동차 승차감의 추구 등에 의해 벨트주행 시의 소음저감도 요구된다. 그래서 일반적으로 V리브벨트에서는, 풀리에 접촉하는 압축고무층에 벨트폭 방향으로 배향된 단섬유가 혼입되어 보강되며, 그 단섬유가 벨트 표면에서 돌출됨으로써 벨트 표면의 마찰계수가 저감되어, 저 발음성 및 내마모성의 향상이 이루어지고 있다.

일특개평 7-63242호 공보에는, 수소첨가 아크릴로니트릴고무로 구성된 V리브벨트의 리브고무층을 리브 뿌리부와 리브 선단부의 2 층 구조로 하여, 리브 뿌리부 를 구성하는 수소첨가 아크릴로니트릴고무에 단섬유를 복합시키면서 단섬유를 거의 벨트폭 방향으로 배향시키고, 또 리브 선단부를 구성하는 수소첨가 아크릴로니트릴고무에 불포화 카르복실산 금속염을 배합시키는 것이 개시되었다. 그리고, 이에 따르면 사용분위기온도의 상승 등, 가혹한 조건하에서의 사용에도 우수한 내열성, 내마모성 및 내굴곡피로성을 가지며, 마모고장 등 문제의 발생이 없는 높은 수명의 V리브벨트가 얻어진다고 기재되었다.

일특개 2003-12871호 공보에는, 벨트 길이방향을 따라 심선을 매설시킨 접착고무층과, 압축고무층을 포함하는 탄성체층으로 구성되는 V리브벨트로서, 접착고무층과 압축고무층으로 이루어지는 탄성체층 중 적어도 압축고무층에 에틸렌-α-올레핀탄성체 배합물의 가황물을 사용하며, 그 에틸렌-α-올레핀탄성체 중의 에틸렌함량이 60∼75 질량%이고, 또 압축고무층에 보강섬유로서 길이가 0.5∼3㎜인 1 종류 또는 2 종류 이상의 단섬유를 포함하며, 그 단섬유의 총 첨가량이 에틸렌-α-올레핀탄성체 100 질량부에 대해 10∼30 질량부인 것이 개시되었다. 그리고 이에 따르면, 시팅 가공성이 양호한 단섬유함유 고무조성물 및 이 단섬유함유 고무조성물을 적어도 압축고무층에 이용함으로써, 우수한 굴곡피로성, 내열성을 가지며, 또 내한성, 내마모성, 내점착 마모성을 구비한 고 내구성을 갖는 동력전동용 벨트를 얻을 수 있다고 기재되었다.

그런데, V리브벨트에 이용되는 단섬유는 장섬유를 절단함으로써 제조되며, 더욱이 고무와의 접착성을 부여하기 위한 접착처리가 실시될 필요가 있기 때문에 재료단가가 높으므로, 이것이 벨트재료 원가를 상승시키는 하나의 요인이 되고 있다.

또 V리브벨트는, 원통형 틀에 미가황 고무시트, 직포, 및 심선 등의 재료를 감은 것을 가열 및 가압함으로써 제조된다. 이 때, 벨트 본체의 리브고무부를 형성하는 미가황 고무시트로는, 원통형 틀에 감는 방향에 대해 거의 수직으로 단섬유가 배향된 것이 이용된다. 한편, 단섬유가 한 방향으로 배향된 미가황 고무시트는, 단섬유를 포함하는 덩어리 상태의 미가황 고무를 캘린더롤 등에 의해 시트형상으로 늘임으로써 제조되며, 이 때 제조되는 미가황 고무시트는 단섬유가 시트의 길이방향으로 배향된 것으로 된다. 따라서 V리브벨트를 제조할 때는, 긴 길이로 형성된 단섬유 함유 미가황 고무시트를, 그 길이방향을 틀의 감김방향과 일치시켜 그대로 사용할 수는 없으며, 틀의 길이보다 약간 짧은 길이로 절단하여, 양 절단 끝이 V리브의 양쪽이 되도록 원통형 틀에 감아 사용할 필요가 있다. 이와 같이 V리브벨트의 제조에서는, 압연된 단섬유배합 미가황 고무시트를 절단하는 공정이 필요하며, 이것이 벨트제조 원가를 상승시키는 하나의 요인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 단섬유배합 고무가 사용되지 않음에도 불구하고 저 발음성이 우수한 마찰전동벨트 및 이를 이용한 벨트전동장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은, 벨트 본체가 풀리에 접촉하도록 감겨 동력을 전달하는 마찰전동벨트로서, 상기 벨트 본체의 적어도 풀리 접촉부분은 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 고무성분으로 하며, JIS K6253에 준하여 A형식의 경도계로 계측되는 고무 경도가 80 이상 95 미만이고 또 단섬유를 함유하지 않는 고무조성물로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 풀리 접촉부분을 구성하는 고무조성물의 고무성분이 에틸렌-α-올레핀 탄성체이며, 그 자체의 마찰계수가 낮은 것에 더불어 고무경도가 높은 점에서 벨트 표면의 마찰계수가 낮고, 풀리와의 마찰음이 낮게 억제되므로 단섬유배합 고무가 이용되지 않음에도 불구하고 저 발음성이 우수해진다. 또 단섬유가 배합되지 않으므로, 재료원가 및 제조원가가 낮게 억제되게 된다. 또한 단섬유가 배합돼있으면, 고무경도가 높아짐과 동시에 단섬유 계면이 균열성장의 기점이 되어 굴곡피로에 의한 수명저하가 발생하지만, 단섬유가 배합되지 않으므로, 고무경도가 높아도 내굴곡피로성이 우수해진다. 더욱이 풀리 접촉부분을 구성하는 고무조성물의 고무성분이 에틸렌-α-올레핀 탄성체이며, 그 자체가 벨트를 구성하는데 충분한 경도를 갖는 동시에 내굴곡피로성이 우수하다.

본 발명의 마찰전동벨트는, 상기 에틸렌-α-올레핀 탄성체의 에틸렌 함량이 75% 미만인 것이 바람직하다.

본 발명의 마찰전동벨트는, 상기 벨트 본체를 구성하는 에틸렌-α-올레핀 탄성체가 유기 과산화물로 가교되는 것이 바람직하다.

본 발명의 마찰전동벨트는, 저 에지식의 V벨트나 평벨트와 같이, 벨트 본체가 풀리에 접촉하도록 감겨져 동력을 전달하는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 자동차 용도로 사용되는 V리브벨트에 특히 적합하다.

그리고 복수의 풀리와, 이 복수의 풀리 중 적어도 1 개에 벨트 본체가 접촉하도록 감긴 본 발명의 마찰전동벨트에 의해, 저 발음성이 매우 우수한 벨트전동장치를 구성할 수 있다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명하기로 한다.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 V리브벨트(B)를 나타낸다.

이 V리브벨트(B)는, V리브벨트 본체(10)와, V리브벨트 본체(10)에 벨트폭 방향으로 피치를 갖는 나선을 형성하도록 매설된 심선(16)과, V리브벨트 본체(10)의 배면 쪽을 피복하도록 배치된 배면 보강포(17)를 구비한다.

V리브벨트 본체(10)는, 에틸렌프로필렌 디엔모모머고무(EPDM) 등의, 에틸렌함량이 60% 이상 75% 미만의 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 고무성분으로 하고, 이 고무성분을 유기 과산화물로 가교시킨 고무조성물로 형성되며, 심선(16)이 매설된 접착고무층(11)과, 접착고무층(11) 아래쪽의 압축고무층(12)이 적층되어 일체화된 구성이다. 압축고무층(12)에는, 벨트 안쪽의 풀리에 접촉하여 직접 동력을 전달하는 부분이 되는 점에서, 풀리와의 접촉면적이 넓게 확보되도록 벨트 길이방향으로 연장되는 홈붙이 리브(13)가 벨트폭 방향으로 병렬 형성된다. 또 종래의 것과 달리, 압축고무층(12)에는 단섬유가 배합되지 않는다. 이 압축고무층(12)은, JIS K6253 에 준하여 A 형식 경도계로 계측되는 고무경도가 80 이상 95 미만이다.

심선(16)은 아라미드섬유나 폴리에스텔섬유 등의 꼬임사로 구성되며, V리브벨트 본체(10)에 대한 접착성을 부여하기 위해, 성형가공 전에 레조르신포르말린라텍스 수용액(이하 "RFL수용액"이라 함)에 담근 후에 가열하는 처리 및 고무풀에 담근 후에 건조시키는 처리가 실시된다.

배면보강포(17)는 경사 및 위사로 이루어지는 평직 등의 직포로 구성되며, V리브벨트 본체(10)에 대한 접착성을 부여하기 위해, 성형가공 전에 RFL수용액에 담그고 가열하는 처리 및 V리브벨트 본체(10) 쪽이 될 표면에 고무풀을 코팅하여 건조시키는 처리가 실시된다.

이상과 같은 구성의 V리브벨트(B)에 의하면, 풀리 접촉부분인 압축고무층(12)을 구성하는 고무조성물의 고무경도가 높기 때문에 벨트표면의 마찰계수가 낮으며, 더욱이 압축고무층(12)을 구성하는 고무성분이 저 마찰계수의 에틸렌-α-올레핀 탄성체이기 때문에 풀리와의 마찰음이 낮게 억제되므로, 단섬유배합 고무가 이용되지 않음에도 불구하고 매우 우수한 저 발음성을 얻을 수 있다.

또 압축고무층(12)에 단섬유가 배합되지 않으므로, 재료원가 및 제조원가를 낮게 억제할 수 있다.

또한 압축고무층(12)에 단섬유가 배합돼있으면, 고무경도가 높아짐과 동시에 단섬유 계면이 균열성장의 기점이 되어, 굴곡피로에 의한 수명저하가 발생하지만, 압축고무층(12)에 단섬유가 배합되지 않으므로, 고무경도가 높음에도 불구하고 벨트로서 우수한 내굴곡피로성이 발현된다. 또 이에는, 압축고무층(12)을 구성하는 고무조성물의 고무성분이 에틸렌-α-올레핀 탄성체이며, 그 자체가 벨트를 구성하는데 충분한 경도를 가짐과 동시에 내굴곡피로성이 우수한 점도 기여한다.

다음에, 상기와 같이 구성된 V리브벨트(B)의 제조방법을 도 2에 기초하여 설명한다.

V리브벨트(B)의 제조에는, 외주에, 벨트 배면을 소정 형상으로 형성하는 성형면을 갖는 틀과, 내주에, 벨트 내면을 소정 형상으로 형성하는 성형면을 갖는 고무슬리브가 사용된다.

우선, 틀의 외주를 배면보강포(17)가 될 직포(17')로 피복한 후, 그 위에, 접착고무층(11)의 배면쪽 부분(11b)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(11b')를 감는다.

이어서, 그 위에, 심선(16)이 될 꼬임사(16')를 나선형으로 감은 후, 접착고무층(11)의 내면쪽 부분(11a)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(11a')를 그 위에 감고, 또 압축고무층(12)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(12')를 그 위에 감는다. 이 때, 압축고무층(12)을 형성하기 위한 미가교 고무시트(12')로서 단섬유가 배합된 것은 사용되지 않는다. 따라서 덩어리 상태의 미가황 고무를 캘린더롤 등으로 시트형상으로 늘임으로써 제조된 긴 길이의 미가황 고무시트를, 그 길이방향을 틀에 감기는 방향과 일치시켜 그대로 사용할 수 있다. 또 각 미가교 고무시트(11b', 11a', 12')를 감을 때, 각각 감김방향 양 단부는 서로 중첩시키지 않고 맞대도록 한다.

그 후, 틀 위의 성형체에 고무슬리브를 끼워맞추고 이를 성형가마에 세팅하 여, 틀을 고열의 수증기 등으로 가열함과 동시에, 고압을 걸고 고무슬리브를 반지름방향 안쪽으로 누른다. 이 때, 고무성분이 유동됨과 동시에 가교반응이 진행되며, 꼬임사(16') 및 직포(17')의 고무로의 접착반응도 진행된다. 그리고 이로써, 원통형의 벨트 슬래브(slab)가 성형된다.

그리고 틀에서 벨트 슬래브를 꺼내, 이를 길이방향으로 수 개로 분할시킨 후, 각각의 외주를 연마하여 리브(13)를 형성한다.

마지막으로, 분할되어 외주에 리브(13)가 형성된 벨트 슬래브를 소정 폭으로 절단하고, 각각의 표리를 바꿈으로써 V리브벨트(B)가 얻어진다.

도 3은 V리브벨트(B)를 이용한 자동차 엔진에서 서펜타인구동의 엔진 보조장치용 벨트전동장치(30)의 배치를 나타낸다.

이 엔진 보조장치용 벨트전동장치(30)의 배치는, 최상위치의 파워스티어링 풀리(31)와, 그 파워스티어링 풀리(31)의 하방에 배치된 AC생성 풀리(32)와, 파워스티어링 풀리(31)의 왼쪽 하방에 배치된 평풀리인 인장 풀리(33)와, 그 인장 풀리(33)의 하방에 배치된 평풀리인 물펌프 풀리(34)와, 인장 풀리(33)의 왼쪽 하방에 배치된 크랭크축 풀리(35)와, 그 크랭크축 풀리(35)의 오른쪽 하방에 배치된 에어콘 풀리(36)로 구성된다. 이들 중, 평풀리인 인장 풀리(33) 및 물펌프 풀리(34) 이외는 모두 리브풀리이다. 그리고 V리브벨트(B)는, 리브(13) 쪽이 접촉하도록 파워스티어링 풀리(31)에 감기고, 이어서 벨트 배면이 접촉하도록 인장 풀리(33)에 감긴 후, 리브(13) 쪽이 접촉하도록 크랭크축 풀리(35) 및 에어콘 풀리(36)에 차례로 감기며, 또 벨트 배면이 접촉하도록 물펌프 풀리(34)에 감기고, 리브(13) 쪽이 접촉하도록 AC생성 풀리(32)에 감겨, 마지막에 파워스티어링 풀리(31)로 돌아오도록 배치된다.

이 엔진 보조장치용 벨트전동장치(30)에서는 본 발명의 V리브벨트(B)가 이용되므로, 저 발음성이 매우 우수하다.

(제 2 실시예)

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 저 에지형식의 V벨트(C)를 나타낸다.

이 V벨트(C)는, V벨트 본체(40)와, V벨트 본체(40)에 벨트 폭방향으로 피치를 갖는 나선형을 형성하도록 매설된 심선(46)과, V벨트 본체(40)의 배면 쪽을 피복하도록 배치된 배면보강포(47)를 구비한다.

V벨트 본체(40)는, 에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(EPDM) 등의 에틸렌함량이 60% 이상 75% 미만의 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 고무성분으로 하고, 이 고무성분을 유기 과산화물로 가교된 고무조성물로 형성되며, 심선(46)이 매설된 접착고무층(41)과, 접착고무층(41) 아래쪽의 하측 고무층(42)과, 접착고무층(41) 위쪽의 상측 고무층(43)이 적층되어 일체화된 구성이다. 또 종래의 것과 달리, 하측 고무층(42)에는 단섬유가 배합되지 않는다. 이 하측 고무층(42)은, JIS K6253에 준하여 A 형식 경도계로 계측되는 고무경도가 80 이상 95 미만이다.

심선(46)은 아라미드섬유나 폴리에스텔섬유 등의 꼬임사로 구성되며, V벨트 본체(40)에 대한 접착성을 부여하기 위해, 성형가공 전에 RFL수용액에 담근 후에 가열하는 처리 및 고무풀에 담근 후에 건조시키는 처리가 실시된다.

배면보강포(47)는 경사 및 위사로 이루어지는 평직 등의 직포로 구성되며, V 벨트 본체(40)에 대한 접착성을 부여하기 위해, 성형가공 전에 RFL수용액에 담그고 가열하는 처리 및 V벨트 본체(40) 쪽이 될 표면에 고무풀을 코팅하여 건조시키는 처리가 실시된다.

이상과 같은 구성의 V벨트(C)에 의하면, 풀리 접촉부분인 하측 고무층(42)을 구성하는 고무조성물의 고무경도가 높기 때문에 벨트표면의 마찰계수가 낮으며, 더욱이 하측 고무층(42)을 구성하는 고무성분이 저 마찰계수의 에틸렌-α-올레핀 탄성체이기 때문에 풀리와의 마찰음이 낮게 억제되므로, 단섬유배합 고무가 이용되지 않음에도 불구하고 매우 우수한 저 발음성을 얻을 수 있다. 또 단섬유가 배합되지 않으므로, 재료원가 및 제조원가를 낮게 억제할 수 있다.

(그 밖의 실시예)

상기 제 1 실시예에서는 V리브벨트(B), 상기 제 2 실시예에서는 V벨트(C)로 했지만, 특별히 이에 한정되는 것이 아니며, 그 밖의 V벨트나 평벨트 등의 마찰전동벨트라도 된다.

상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는, V리브벨트 본체(10) 및 V벨트 본체(40)를 구성하는 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 유기 과산화물로 가교시킨 것으로 했지만, 특별히 이에 한정되는 것이 아니며, 유황에 의한 가황으로 가교시킨 것이라도 된다.

[구체예]

V리브벨트에 대해 실시한 시험평가에 대하여 설명하기로 한다.

(시험평가용벨트)

이하의 예 1∼11의 V리브벨트를 작성한다. 각각의 구성은 표 1에도 나타낸다.

<예 1>

베이스의 고무성분으로서, 에틸렌함량 58%의 EPDM을 이용하며, 이 EPDM 100질량부에 대해, 카본블랙 75질량부(HAF: 40질량부, FEF: 35질량부), 파라핀계 오일 연화제 14질량부, 스테아린산 1질량부, 산화아연 5질량부, 노화방지제 3질량부, 가교제로서의 유황 1.5질량부, 가황촉진제 4질량부 및 길이 1㎜의 나일론 단섬유 25질량부를 배합하여 구성되는 고무조성물로 압축고무층을 형성한 상기 제 1 실시예와 마찬가지 구성의 V리브벨트를 예 1로 한다. 압축고무층의 고무경도는 85이다. 그리고 접착고무층도 베이스의 고무성분이 EPDM인 고무조성물로 형성한다.

<예 2>

베이스의 고무성분으로서 에틸렌함량 60%의 EPDM을 이용하여, 이 EPDM 100질량부에 대해, 카본블랙 75질량부(HAF: 40질량부, FEF: 35질량부), 파라핀계 오일 연화제 14질량부, 스테아린산 1질량부, 산화아연 5질량부, 노화방지제 3질량부, 가교제로서의 유황 1.5질량부 및 가황촉진제 4질량부를 배합시켜 구성되는 고무조성물로 압축고무층을 형성한 상기 제 1 실시예와 마찬가지 구성의 V리브벨트를 예 2로 한다. 압축고무층의 고무경도는 78이다. 그리고 접착고무층도 베이스의 고무성분이 EPDM인 고무조성물로 형성한다.

<예 3>

카본블랙의 FEF배합량을 40질량부로 한 것을 제외하고 예 2와 동일구성인 V 리브벨트를 예 3으로 한다. 압축고무층의 고무경도는 80이다.

<예 4>

카본블랙의 FEF배합량을 60질량부로 한 것을 제외하고 예 2와 동일구성인 V리브벨트를 예 4로 한다. 압축고무층의 고무경도는 89이다.

<예 5>

카본블랙의 FEF배합량을 100질량부로 한 것을 제외하고 예 2와 동일구성인 V리브벨트를 예 5로 한다. 압축고무층의 고무경도는 95이다.

<예 6>

베이스의 고무성분으로서 에틸렌함량 58%의 EPDM을 이용한 것을 제외하고 예 4와 동일구성인 V리브벨트를 예 6으로 한다. 압축고무층의 고무경도는 87이다.

<예 7>

베이스의 고무성분으로서 에틸렌함량 69%의 EPDM을 이용한 것을 제외하고 예 4와 동일구성인 V리브벨트를 예 7로 한다. 압축고무층의 고무경도는 89이다.

<예 8>

베이스의 고무성분으로서 에틸렌함량 74%의 EPDM을 이용한 것을 제외하고 예 4와 동일구성인 V리브벨트를 예 8로 한다. 압축고무층의 고무경도는 91이다.

<예 9>

베이스의 고무성분으로서 에틸렌함량 75%의 EPDM을 이용한 것을 제외하고 예 4와 동일구성인 V리브벨트를 예 9로 한다. 압축고무층의 고무경도는 95이다.

<예 10>

유황 및 가황촉진제 대신에 유기 과산화물 2.5질량부를 가교제로서 배합하는 것을 제외하고 예 7과 동일구성인 V리브벨트를 예 10으로 한다. 압축고무층의 고무경도는 89이다.

<예 11>

베이스의 고무성분으로서 클로로프렌(CR)을 이용하며, 이 CR 100질량부에 대해, 카본블랙 100질량부(HAF: 40질량부, FEF: 60질량부), 세바신산 유도체의 가소제 5질량부, 스테아린산 1질량부, 산화아연 5질량부, 노화방지제 3질량부, 산화마그네슘 4질량부를 배합하여 구성되는 고무조성물로 압축고무층을 형성한 상기 제 1 실시예와 마찬가지 구성의 V리브벨트를 예 11로 한다. JIS K6253에 준하여 A형식 경도계로 계측된 압축고무층의 고무경도는 80이다. 그리고 접착고무층도 베이스의 고무성분이 CR인 고무조성물로 형성한다.

(시험평가방법)

<벨트굴곡수명>

도 5는 V리브벨트(B)의 내구평가용 벨트주행시험기(50)의 배치를 나타낸다. 이 벨트주행시험기(50)는, 상하로 배설된 풀리지름 120㎜인 큰 지름의 리브풀리(위 쪽이 종동풀리, 아래쪽이 구동풀리)(51, 52)와, 이들 상하방향 중간의 오른쪽에 배치된 풀리지름 45㎜인 작은 지름의 리브풀리(53)로 구성된다. 작은 지름의 리브풀리(53)는 벨트감김각도가 90도로 되도록 위치가 정해진다.

예 1∼10의 각 V리브벨트(B)에 대하여, 3 개의 리브풀리(51∼53)에 감으면서 834N의 세팅 무게가 부하되도록 작은 지름의 리브풀리(53)를 측방으로 당기고, 분위기온도 23℃ 하에서, 구동풀리인 아래쪽 리브풀리(52)를 4900rpm의 회전속도로 회전시키는 벨트주행시험을 실시한다. 그리고 벨트가 파손될 때까지의 시간을 계측하여, 그 시간을 벨트굴곡수명으로 한다.

<손실마모량>

예 1∼10의 각 V리브벨트에 대하여, 상기의 벨트주행시험에서 100시간 주행 후의 벨트 질량을 계측하여, 주행 전의 질량과 비교함으로써 벨트 마모량을 체적으로서 산출한다.

<음압>

예 1∼10의 각 V리브벨트(B)에 대하여, 상기의 벨트주행시험에서 300시간 주행 후에 슬립음의 측정을 한다.

(시험평가결과)

시험결과를 표 1에 나타낸다. 또 압축고무층을 단섬유배합 고무로 형성한 예 1을 종래기술의 기준으로서 평가지표로 할 수 있다.

카본블랙의 FEF 배합량이 다른 예 2∼5를 비교하면, FEF 배합량이 많아짐에 따라 고무경도가 높아지며, 고무경도가 78인 예 2에서는, 예 1에 비해 벨트굴곡수 명이 동등하기는 하지만 음압이 높아 마모량이 많고, 고무경도가 95인 예 5에서는, 예 1에 비해 음압이 낮아 마모량도 예 2에 비해 적기는 하지만 벨트굴곡수명이 극단적으로 짧음을 알 수 있다. 이는, 고무경도가 낮으면 벨트표면의 마찰계수가 높아져 풀리와의 마찰음이 커지며, 고무경도가 높으면 벨트 본체의 내굴곡 성능이 낮아지기 때문인 것으로 생각된다. 또 고무경도가 80인 예 3 및 고무경도가 89인 예 4에서는, 모두 음압이 예 1과 동등하며, 마모량도 예 2에 비해 적어, 벨트굴곡수명도 예 1과 같은 수준이라 할 수 있다.

EPDM의 에틸렌함량이 다른 예 4 및 예 6∼9를 비교하면, 에틸렌함량이 높아짐에 따라 고무경도가 높아지며, 에틸렌함량이 74인 예 8에서는, 고무경도가 91이며 예 1에 비해 굴곡수명이 우수함과 동시에 음압이 낮고 마모량도 적으며, 에틸렌함량이 75인 예 9에서는, 고무경도가 95이고 예 1에 비해 음압이 낮고 마모량도 적기는 하지만 벨트굴곡수명이 극단적으로 짧음을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 우수한 저 발음성 및 벨트 내굴곡성을 갖는 V리브벨트를 얻기 위해서는, 압축고무층의 고무경도로서 80 이상 95 미만으로 하는 것이 타당하다고 생각된다. 또 에틸렌함량에 대해서는, 배합에도 따르지만, 상기 결과로부터는 에틸렌함량이 75% 미만인 것이 바람직하다고 생각된다.

가교계가 다른 예 7과 예 10을 비교하면, 유황 가교계의 예 7과 유기 과산화물 가교계의 예 10은, 벨트굴곡수명이 동등하기는 하지만, 후자 쪽이 음압이 낮으며 마모량이 적음을 알 수 있다. 따라서 우수한 저 발음성을 갖는 V리브벨트를 얻기 위해서는, 가교계로서 유황 가교계보다 유기 과산화물 가교계 쪽이 바람직하다 고 생각할 수 있다.

예 11은 압축고무층의 고무성분을 CR로 한 것이지만, 예 1에 비해 고무경도가 낮고, 음압이 높으며, 벨트굴곡수명도 짧고, 손실마모량도 많다. 따라서 압축고무층을 단섬유를 함유하지 않는 CR로 형성하는 것으로는, 저 발음성 등의 성능이 우수한 V리브벨트를 얻을 수 없음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 풀리 접촉부분을 구성하는 고무조성물의 고무성분이 에틸렌-α-올레핀 탄성체로서, 그 자체의 마찰계수가 낮은 것에 더불어, 고무경도가 높은 점에서 벨트표면의 마찰계수가 낮으며, 풀리와의 마찰음이 낮게 억제되므로 단섬유배합 고무가 이용되지 않음에도 불구하고, 우수한 저 발음성을 얻을 수 있다.

또 단섬유가 배합되지 않으므로, 내굴곡피로성이 우수함과 동시에, 재료원가 및 제조원가를 낮게 억제할 수 있다.

Claims

벨트 본체가 풀리에 접촉되도록 감겨 동력을 전달하는 마찰전동벨트로서,

상기 벨트 본체의 적어도 풀리 접촉부분은, 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 고무성분으로 하며, JIS K6253에 준하여 A형식 경도계(durometer)로 계측되는 고무 경도가 80 이상 95 미만이고 또 단섬유를 함유하지 않는 고무조성물로 형성되는 마찰전동벨트.
제 1 항에 있어서,

상기 에틸렌-α-올레핀 탄성체는, 에틸렌 함량이 75% 미만인 것을 특징으로 하는 마찰전동벨트.
제 1 항에 있어서,

상기 벨트 본체를 구성하는 에틸렌-α-올레핀 탄성체가 유기 과산화물로 가교되는 것을 특징으로 하는 마찰전동벨트.
제 1 항에 있어서,

상기 벨트 본체가 V리브벨트 본체인 것을 특징으로 하는 마찰전동벨트.
복수의 풀리와, 이 복수의 풀리 중 적어도 1 개에 벨트 본체가 접촉하도록 감긴 마찰전동벨트를 구비하는 벨트전동장치로서,

상기 마찰전동벨트의 벨트 본체의 적어도 풀리 접촉부분은, 에틸렌-α-올레핀 탄성체를 고무성분으로 하며, JIS K6253에 준하여 A형식 경도계로 계측되는 고무 경도가 80 이상 95 미만이고 또 단섬유를 함유하지 않는 고무조성물로 형성되는 벨트전동장치.