KR101992805B1 - 양면 전달용 로엣지 v벨트 - Google Patents

Abstract

양면 전달용 로엣지(raw edge) V벨트에 있어서, 벨트 본체(2)의 내주측에 길이 방향을 따라 일정 피치로 하부 코그(3)를 형성하고, 벨트 본체(2)의 내주측을 내측 보강천(4)으로 피복하고, 벨트 본체(2)의 외주측에 길이 방향을 따라 일정 피치로 상부 코그(5)를 형성하고, 벨트 본체(2)의 외주측을 외측 보강천(6)으로 피복하고, 하부 코그(3)와 상부 코그(5)와의 사이에 접착 고무층(7)을 배치한다. 접착 고무층(7)에 길이 방향을 따라 심선(8)을 배치하고, 길이 방향에서 보아 하부 코그(3)를 단면 V자형으로 절단함과 아울러 상부 코그(5)를 단면 역V자형으로 절단한다. 하부 코그(3)의 꼭지점의 심선(8)으로부터의 거리를 상부 코그(5)의 꼭지점의 심선(8)으로부터의 거리와 대략 동일하게 한다.

Description

양면 전달용 로엣지 V벨트{RAW EDGE V BELT FOR DOUBLE-SIDED TRANSMISSION}

본 발명은 양면에 코그(Cogs)를 구비한 양면 전달용 로엣지(RAW EDGE) V벨트에 관한 것이다.

종래로부터 심선을 매설하고, 그 상부에 신장 고무층, 하부에 압축 고무층을 갖는 엔드리스 형태의 로엣지 V벨트에 있어서, 내굴곡성을 높일 목적으로 신장 고무층 및 압축 고무층 모두에 벨트 길이 방향으로 코그부를 설치하는 것이 알려져 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는, V형상의 홈을 갖는 풀리 사이에 걸쳐지며, 벨트 길이 방향을 따라 심선을 매설한 접착 고무층의 상부에 신장 고무층을 적층하고, 하부에 풀리 맞닿음면을 갖는 압축 고무층을 적층하고, 신장 고무층 및 압축 고무층 모두에 코그부를 가지며, 신장 고무층의 양측에 벨트 전체 둘레에 걸쳐 풀리에 맞닿지 않는 경사면을 갖는 로엣지 코그 벨트에 있어서, 피치 라인을 경사면과 풀리 맞닿음면과의 경계선보다 상방에 설치한 것이 알려져 있다.

또한, 특허 문헌 2와 같이, 벨트 본체의 내주측(內周側)에 길이 방향을 따라 일정 피치로 하부 코그가 형성되어 있음과 아울러 상기 벨트 본체의 내주측이 내측 보강천으로 피복되고, 벨트 본체의 외주측(外周側)에 길이 방향을 따라 일정 피치로 상부 코그가 형성되어 있음과 아울러 상기 벨트 본체의 외주측이 외측 보강천으로 피복된 V벨트가 알려져 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개공보 제2001-263431호 특허 문헌 2 : 일본특허공개공보 제2009-216181호

그러나, 특허 문헌 1의 로엣지 V벨트에서는, 상부 코그가 범포로 덮이지 않아 후면 전달의 경우에 내구성이 떨어지고, 또한, 형식적으로 후면에서 안정적으로 동력을 전달할 수 없다.

또한, 특허 문헌 2의 로엣지 V벨트에서는, 상부 코그의 측면에는 경사면이 없어 V벨트로서의 동력 전달을 할 수 없으며, 또한, 하부 코그와 상부 코그의 두께가 서로 다르므로 하부 코그와 상부 코그에서 서로 다른 풀리를 사용하여야 하여 각각 독립적인 설계가 필요해지는 등의 문제가 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 로엣지 V벨트를 어느 면에서도 전달할 수 있는 높은 동력 전달 능력을 가지며 내구성이 높은 것으로 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 상부 코그 및 하부 코그의 심선으로부터의 높이를 개략적으로 동일하게 했다.

구체적으로는, 제1 발명에서는 벨트 본체의 내주측에 길이 방향을 따라 일정 피치로 하부 코그가 형성되어 있음과 아울러 상기 벨트 본체의 내주측이 내측 보강천으로 피복되고,

상기 벨트 본체의 외주측에 길이 방향을 따라 일정 피치로 상부 코그가 형성되어 있음과 아울러 상기 벨트 본체의 외주측이 외측 보강천으로 피복되며,

상기 하부 코그와 상기 상부 코그와의 사이에 접착 고무층이 배치되고, 상기 접착 고무층에 길이 방향을 따라 심선이 배치되며,

길이 방향에서 보아, 상기 하부 코그가 단면 V자형으로 절단되고, 상기 상부 코그가 단면 역V자형으로 절단되며,

상기 하부 코그의 꼭지점(정점)의 상기 심선으로부터의 거리는, 상기 상부 코그의 꼭지점(정점)의 상기 심선으로부터의 거리와 개략적으로 동일한 구성으로 한다.

상기한 구성에 따르면, 양면 전달용 로엣지 V벨트에 있어서, 내주측과 외주측의 어느 것에 있어서도 높은 동력 전달이 가능하고, 심선 위치가 안정되므로 국부 마모가 방지되며 내구성이 향상된다. 또한, 최소 풀리 직경을 상측(역방향 굽힘), 하측(정방향 굽힘)에서 동일하게 할 수 있다. 또한, 뒤집을 수 있는 리버시블(Reversible) 구조로 할 수 있으며, 그 경우에는 편면측이 마모되었을 때 뒤집어 내구성을 향상시킬 수 있다. 상측과 하측에서 슬립률과 면압이 동일한 설계를 수행할 수 있음으로써 양면 모두 동일한 계수로 설계를 할 수 있으므로 설계가 용이해진다. 또한, 여기서 개략적으로 혹은 대략 동일하다는 것은 높이가 모두 동일하다는 의미가 아니라 높이의 ±10% 이내의 차이는 허용된다는 의미이다. 또한, 여기서 말하는 꼭지점은 폭방향에서 보았을 때의 꼭지점을 의미하며, 양면 전달용 로엣지 V벨트의 가장 내주측 또는 외주측이 되는 부분을 말한다.

제2 발명에서는, 제1 발명에 있어서,

상기 하부 코그의 피치와 상기 상부 코그의 피치가 동일하며, 상기 하부 코그의 꼭지점과 상기 상부 코그의 꼭지점이 폭방향에서 보아 길이 방향의 동일한 위치에 있다.

상기한 구성에 따르면, 심선으로부터의 거리가 가장 큰 곳과 가장 작은 곳에서 두께의 차이가 커져 전체적으로 굴곡성이 뛰어나다.

제3 발명에서는, 제1 발명에 있어서,

상기 하부 코그의 피치와 상기 상부 코그의 피치가 동일하며, 상기 하부 코그의 꼭지점과 상기 상부 코그의 꼭지점이 폭방향에서 보아 길이 방향으로 반피치 어긋난 위치에 있다.

상기한 구성에 따르면, 양면에 코그가 있으므로 굴곡성이 좋고, 또한 골 바닥(谷底)의 위치가 상하에서 서로 다르므로 두께의 불균일이 작아져 기계적 강도가 높다.

제4 발명에서는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발명에 있어서,

상기 구동 풀리의 회전 방향과 반대로 회전하는 보기(補機) 풀리를 구동하는 구성으로 한다.

상기한 구성에 따르면, 하부 코그측에서 구동 풀리에 구동된 구동력을 상부 코그측에서 보기 풀리에 높은 전달 능력으로 전달할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하부 코그를 길이 방향에서 보아 단면 V자형으로 절단하고, 상부 코그를 길이 방향에서 보아 단면 역V자형으로 절단하며, 하부 코그의 꼭지점의 심선으로부터의 거리를 상부 코그의 꼭지점의 심선으로부터의 거리와 개략적으로 동일하게 함으로써 로엣지 V벨트를 어느 면에서도 전달할 수 있는 높은 동력 전달 능력을 가지며 내구성이 높은 것으로 할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 양면 전달용 로엣지 V벨트를 파단하여 도시한 사시도이다.
도 2는 도 3의 II-II선 단면도이다.
도 3은 로엣지 V벨트를 도시한 측면도이다.
도 4는 로엣지 V벨트의 제조 공정을 간단히 도시한 흐름도이다.
도 5는 실시 형태의 변형예를 도시한 도 1 대응도이다.
도 6은 변형예의 도 3 대응도이다.
도 7은 로엣지 V벨트의 사용예를 도시한 개략도이다.
도 8은 비교예의 양면 V벨트를 파단하여 도시한 사시도이다.
도 9는 평가 시험의 시험 장치를 도시한 개략도이다.
도 10은 평가 시험의 시험 결과를 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 형태의 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)를 도시하며, 본 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)는, 다축 구조의 섬유 기계나 농업 기계에서 널리 사용된다. 그리고, 본 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)는 벨트 본체(2)의 내주측에 길이 방향을 따라 일정 피치(P)로 하부 코그(3)가 형성되어 있다. 피치(P)는, 예를 들면, 9.52mm로 한다. 본 벨트 본체(2)의 내주측은 내측 보강천(4)으로 피복되어 있다.

또한, 벨트 본체(2)의 외주측에 길이 방향을 따라 하부 코그(3)와 동일한 일정 피치(P)로 상부 코그(5)가 형성되어 있다. 또한, 본 벨트 본체(2)의 외주측이 외측 보강천(6)으로 피복되어 있다. 예를 들면, 내측 보강천(4) 및 외측 보강천(6)은 울리나일론에 클로로프렌 고무를 풀칠해 붙인 것으로 이루어지고, 하부 코그(3) 및 상부 코그(5)는 클로로프렌계 고무로 이루어진다. 예를 들면 클로로프렌계 고무는 고무 경도가 JIS-A에서 80 내지 95°, JIS-C에서 60 내지 80°인 것이 좋다. 본 클로로프렌계 고무에 강화 섬유가 함유되어 있을 수도 있다. 그 경우, 아라미드계 단섬유, 나일론계 단섬유 또는 폴리에스테르계 단섬유 또는 그들의 혼합 단섬유를 믹싱하면 된다. 예를 들면, 폭방향에서 보았을 때의 하부 코그(3) 및 상부 코그(5)의 꼭지점부터 골 바닥까지의 높이(b)는 4.5mm로 하고, 하부 코그(3) 및 상부 코그(5)의 꼭지점의 둥근 반지름(R1)은 1.1mm, 골의 둥근 반지름(R2)은 1.3mm로 한다. 하부 코그(3)의 피치(P)와 상부 코그(5)의 피치(P)가 동일하며, 하부 코그(3)의 꼭지점과 상부 코그(5)의 꼭지점이 폭방향에서 보아 길이 방향의 동일한 위치에 있다.

그리고, 하부 코그(3)와 상부 코그(5)와의 사이에 접착 고무층(7)이 배치되어 있다. 본 접착 고무층(7)은 클로로프렌계 고무로 이루어지며, 예를 들면, 그 두께(t)를 t=1.4mm로 한다. 접착 고무층(7)의 길이 방향을 따라 복수 개의 심선(8)이 폭방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 심선(8)은, 예를 들면, 1670dtex(데시텍스)의 아마미드 섬유의 다발로 이루어지며, 첫 꼬임은 24회/10cm의 S꼬임 2개, 끝꼬임은 11회/10cm Z꼬임 5개의, 토탈 16700dtex의 꼬임 코드로 한다.

하부 코그(3)는 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)의 길이 방향에서 보아 단면 V자형으로 절단되어 있다. 마찬가지로 상부 코그(5)는 길이 방향에서 보아 단면 역V자형으로 절단되어 있다. 예를 들면, 본 커팅의 각도(θ)는 38°로 하고, 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)의 최대폭(W1)을 14.4mm로 하며, 최소폭(W2)은 10.3mm로 한다.

하부 코그(3)의 꼭지점의 심선(8)으로부터의 거리(H2)(심선(8)으로부터 하부 코그(3)의 꼭지점까지의 거리(H2))는 상부 코그(5)의 꼭지점의 심선(8)으로부터의 거리(H1)(심선(8)으로부터 상부 코그(5)의 꼭지점까지의 거리(H1))와 개략적으로 동일하다. 또한, 여기서 개략적으로 동일하다는 것은 높이가 완전히 동일하다는 의미는 아니고, 높이의 ±10% 이내의 차이는 허용된다는 의미이며, 예를 들면, H1=H2=H/2=6.7mm일 때 ±0.67mm의 차이는 오차 범위라는 것이다. 그 범위를 벗어나면, 도시하지 않은 이빨있는 풀리와의 맞물림 등에서 문제가 생긴다.

이러한 구성에 의해, 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)는 심선(8)을 중심으로 상하로 실질적으로 대칭이며, 경우에 따라서는 리버시블 가능한 구성으로 할 수 있다. 그 경우에는, 편면측이 마모되었을 때 뒤집어 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)에 있어서, 내주측과 외주측의 어느 것에 있어서도 높은 동력 전달이 가능하며, 심선(8)의 위치가 안정되므로 국부 마모가 방지되며 내구성이 향상된다. 또한, 최소 풀리 직경을 상측(역방향 굽힘), 하측(정방향 굽힘)에서 동일하게 할 수 있고, 또한, 상측과 하측에서 슬립이나 면압이 동일한 설계를 할 수 있다. 따라서, 상하 양면 모두 동일한 계수로 설계를 할 수 있으므로 설계가 매우 용이해진다.

또한, 심선(8)으로부터의 거리가 가장 큰 곳과 가장 작은 곳에서 두께의 차이가 커져 전체적으로 굴곡성이 뛰어나다.

따라서, 본 실시 형태에 따른 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)에 따르면, 길이 방향에서 보아 하부 코그(3)를 단면 V자형으로 절단하고, 상부 코그(5)를 단면 역V자형으로 절단하며, 하부 코그(3)의 꼭지점의 심선(8)으로부터의 거리를 상부 코그(5)의 꼭지점의 심선(8)으로부터의 거리와 개략적으로 동일하게 함으로써 로엣지 V벨트(1)를 어느 면에서도 전달할 수 있는 높은 동력 전달 능력을 가지며 내구성이 높은 것으로 할 수 있다.

-제조 방법-

다음, 본 실시 형태에 따른 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)의 제조 방법에 대해 도 4를 이용하여 간단하게 설명한다.

먼저, 단계 S01의 제1 성형 공정에 있어서, 하부 코그(3)의 성형을 수행한다. 하부 코그(3) 형상의 오목부가 형성된 원통 금형에 내측 보강천(4)을 세게 누르고, 그 위로부터 클로로프렌 고무 등의 바닥 고무의 층을 포갠다.

이어서, 단계 S02의 제1 형상 부여 공정에 있어서, 제1 성형 공정의 제1 성형품을 가열하면서 가압함으로써 내측 보강천(4), 바닥 고무를 하부 코그(3) 형상으로 형상 부여를 수행한다. 이 때, 두께를 맞추어 심선(8)의 위치의 확보를 수행한다.

이어서, 단계 S03의 제2 성형 공정에 있어서, 두께 조정후의 성형품에 접착 고무층(7), 심선(8), 접착 고무층(7), 상부 코그(5) 측의 바닥 고무 및 외측 보강천(6)을 감는다. 심선(8)은 이소시아네이트계 접착제로 처리하고, RFL(레졸신 포르말린 라텍스)에 침지한 후, 연신 열처리를 수행하여 제작한다.

이어서, 단계 S04의 제2 형상 부여 공정에 있어서, 가황기에 설치하고, 외측으로부터 상부 코그(5) 형상의 오목부가 형성된 고무 슬리브를 삽입하여 가황(加硫)한다.

이어서, 단계 S05의 절단 공정에 있어서, 가황품을 소정의 폭으로 커팅한다.

마지막으로, 단계 S06의 양면 V커팅 공정에 있어서, 하부 코그(3) 및 상부 코그(5)의 측면을 각각 커팅한다.

이와 같이 심선(8)의 위치를 안정시킴으로써 양면 전달용 로엣지 V벨트(1)의 수명이 길어져 양면에 있어서 안정된 높은 동력 전달이 가능해진다.

-실시 형태의 변형예-

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 형태를 도시하며, 하부 코그(3)와 상부 코그(5)의 위치 관계가 서로 다른 점에서 상기 실시 형태와 서로 다르다. 또한, 본 변형예에서는 도 1 내지 도 4와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

즉, 본 변형예의 양면 전달용 로엣지 V벨트(101)에서는 상기 실시 형태와 동일하게 하부 코그(3)의 피치(P)와 상부 코그(5)의 피치(P)가 동일하며, 하부 코그(3)의 꼭지점의 위치가 상부 코그(5)의 꼭지점의 위치에 대해 폭방향에서 보아 반피치(P/2) 어긋난 위치에 있다. 소위 지그재그 배치로 되어 있다.

본 구성에 따르면, 상기 실시 형태와 동일하게 양면에 하부 코그(3)와 상부 코그(5)가 있으므로 굴곡성이 좋고, 상기 실시 형태에 비해 골 바닥의 위치가 일치하지 않으므로 두께의 불균일이 작아지며, 인장 강도 등 기계적 강도가 높다.

그 제조 방법에 대해서는, 상기 실시 형태의 단계 S04에 있어서, 하부 코그(3)와 상부 코그(5)의 위치를 반피치 어긋나게 하도록 고무 슬리브를 조정하면 되며, 그 이외는 상기 실시 형태와 동일하다.

또한, 작용 효과에 대해서도 상기 실시 형태와 동일하며, 로엣지 V벨트(101)를 어느 면에서도 전달할 수 있는 높은 동력 전달 능력을 가지며 내구성이 높은 것으로 할 수 있다.

-사용예-

도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 90인치의 본 실시 형태의 로엣지 V벨트(1, 101)를 사용하여 로엣지 V벨트(1,101)의 하부 코그(3) 측을 구동 풀리(10), 제1 종동 풀리(11) 및 제3 종동 풀리(13)에 걺과 아울러, 상부 코그(5) 측을 제2 종동 풀리(12)에 건다. 또한, 텐션 풀리(14)는 상부 코그(5) 측에 맞닿게 하여 장력을 조정한다.

이에 따라, 하부 코그(3) 측에서 제1 종동 풀리(11), 제3 종동 풀리(13)를 높은 구동력으로 구동할 수 있다. 게다가, 본 제2 종동 풀리(12)를, 예를 들면 도시하지 않은 농업 기계의 보기 풀리로 하면, 높은 구동력으로 그 보기를 구동할 수 있다.

-평가 시험-

본 실시 형태의 로엣지 V벨트(1)를 실시예로 하고, 도 8에 도시한 벨트 측면 전체가 범포로 덮인 양면 V벨트(201)(반도 화학(주)(Bando Chemical Industries, Ltd.) 제조)를 비교예로 하여 평가 시험을 수행했다.

도 9에 도시한 구동 풀리(210)는 풀리 외경이 111mm이고 회전수 1800rpm으로 하고, 종동 풀리(211)는 풀리 외경 111mm로 했다.

축 하중(DW)(데드 웨이트)을 슬립률이 4%를 초과할 때까지 서서히 증가시키고 동력 전달력이 최대로 될 때까지 가했다. 이 때의 단위 감김 길이 당 벨트의 유효 장력을 나타내는 ST 계수(N/m)를 이하의 식 (1)로 계산했다(또한, ST 계수에 대해서는 일본특허공개공보 제2001-59548호 참조).

여기서, P는 부하(kW)이고, D는 풀리 외경(mm), n은 종동 풀리(211)의 회전수(rpm), θ는 접촉 각도로서 180°, 2k는 계수로서, 이 경우 6.0으로 했다.

실시예와 비교예를 비교한 결과를 도 10에 나타냈다. 이 도 10을 보면 알 수 있는 바와 같이, 동일한 슬립률의 비교예에 대해 실시예는 대략 3배의 전달 능력을 발휘함을 알 수 있었다. 이와 같이 실시예의 로엣지 V벨트(1)는 비교예에 비해 높은 부하의 동력 전달이 가능함을 확인할 수 있었다.

(그 밖의 실시 형태)

본 발명은 상기 실시 형태에 대해 이하와 같은 구성으로 할 수도 있다.

즉, 상기 실시 형태에서는 양면 전달용 로엣지 V벨트(1, 101)의 예를 들면 하나의 재료예, 치수예를 개시하였으나, 그에 한정되지 않으며, 다른 재료나 치수일 수도 있다. 예를 들면, 심선(8)의 재료는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르계 재료일 수도 있고, 고무 재료는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM), 수소화 니트릴 고무(H-NBR), 천연 고무 등일 수도 있다. 내측 보강천(4) 및 외측 보강천(6)은 평직면 범포(平織綿帆布), 화섬 혼방 범포(化纖混紡帆布) 등일 수도 있다.

또한, 이상의 실시 형태는 본질적으로 바람직한 예시로서, 본 발명, 그 적용물이나 용도의 범위를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 양면에 코그를 구비한 양면 전달용 로엣지 V벨트에 대해 유용하다.

1, 101…양면 전달용 로엣지 V벨트
2…벨트 본체
3…하부 코그
4…내측 보강천
5…상부 코그
6…외측 보강천
7…접착 고무층
8…심선
10…구동 풀리
12…제2 종동 풀리(보기 풀리)

Claims (4)

1. 폭 방향에서 보아, 길이 방향을 따라 일정 피치로 하부 코그가 벨트 본체의 내주측에 형성되어 있음과 아울러 상기 벨트 본체의 내주측이 내측 보강천으로 피복되고,
   폭 방향에서 보아, 길이 방향을 따라 일정 피치로 상부 코그가 상기 벨트 본체의 외주측에 형성되어 있음과 아울러 상기 벨트 본체의 외주측이 외측 보강천으로 피복되고,
   상기 하부 코그와 상기 상부 코그와의 사이에 접착 고무층이 배치되고, 상기 접착 고무층에 길이 방향을 따라 폭 방향으로 간격을 두고 심선이 배치되며,
   길이 방향에서 보아, 상기 하부 코그가 단면 V자형으로 절단되고, 상기 상부 코그가 단면 역V자형으로 절단되며,
   상기 하부 코그의 꼭지점의 상기 심선으로부터의 거리는 상기 상부 코그의 꼭지점의 상기 심선으로부터의 거리와 동일하며,
   상기 하부 코그의 피치와 상기 상부 코그의 피치가 동일한 것을 특징으로 하는 양면 전달용 로엣지 V벨트.
2. 청구항 1에 기재된 양면 전달용 로엣지 V벨트에 있어서,
   상기 하부 코그의 꼭지점과 상기 상부 코그의 꼭지점이 폭방향에서 보아 길이 방향의 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 양면 전달용 로엣지 V벨트.
3. 청구항 1에 기재된 양면 전달용 로엣지 V벨트에 있어서,
   상기 하부 코그의 꼭지점과 상기 상부 코그의 꼭지점이 폭방향에서 보아 길이 방향으로 반피치 어긋난 위치에 있는 것을 특징으로 하는 양면 전달용 로엣지 V벨트.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 양면 전달용 로엣지 V벨트에 있어서,
   구동 풀리의 회전 방향과 반대로 회전하는 보기 풀리를 구동하는 것을 특징으로 하는 양면 전달용 로엣지 V벨트.
   

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