KR20060070534A - 프로파일 팁 동력전달벨트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력전달벨트에 관한 것으로서, 하나 이상의 연신 리브(18)가 형성되는 규격 길이를 갖는 벨트본체를 포함하고, 리브는 대응하는 풀리를 맞무는 노출된 면을 가지며, 노출된 리브면에는 하나 이상의 길이방향 홈(20)이 형성되어, 대응하는 풀리를 맞무는 면의 횡방향 모듈을 감소시키며, 이에 의해 벨트 가동시에 동반하는 소음을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

Description

프로파일 팁 동력전달벨트{PROFILED TIP POWER TRANSMISSION BELT}

본 발명은 동력전달벨트에 관한 것으로서, 특히 벨트 가동시 동반하는 소음을 감소시키기 위해 길이방향 홈을 구비한 하나 이상의 리브를 갖는 동력전달벨트에 관한 것이다.

V-벨트(V-belt) 및 V-리브 벨트(V-ribbed belt)는 폭넓은 범위에서 사용되고 있다. V-리브 벨트는 벨트의 리브와 이에 대응하는 풀리의 플랭크 사이의 큰 접촉영역에 기인하는 높은 동력전달 능력으로 인해 선호되고 있다.

운전시, V-벨트와 V-리브 벨트는 소음을 발생시키는 경향이 있다; 이것은 일반적인 불만이지만 특히 자동차 운전중에 심한 불만을 느낀다. 벨트 소음은 벨트의 리브가 풀리 홈내로 진입하고 풀리로부터 빠져나올 때 일어나거나 또는 벨트에 대한 풀리의 과도한 회전 슬립으로부터 일어나는 풀리 맞물림 및 해제 때 현저하게 발생된다. 회전 슬립은 이동, 엔진 시동 또는 엔진 정지와 같은 운전시의 급격한 가속 또는 감속 동안 또는 과도한 하중 또는 풀리가 불충분하게 감싸졌을 때 발생한다.

벨트 소음을 감소시키기 위한 이전의 시도들은 유용한 재료의 대체 및 벨트 플랭크에 작용하는 수직항력(force normal)이 없는 풀리와 벨트 플랭크(flank) 사 이의 계면특성에 초점이 맞춰져 있다.

본 발명의 목적은 V-리브 벨트 및 V-벨트의 사용에 동반하는 소음을 감소시키는 것이다.

본 발명에 따르면, 동력전달벨트에 있어서, 인장부, 하중이송부 및 압축부를 가지며, 하나 이상의 연신된 리브가 형성되는 규격 길이를 갖는 무한 벨트본체를 포함하고, 상기 리브는 대응하는 풀리를 맞무는 노출된 면을 가지며, 상기 노출된 리브면에는 하나 이상의 길이방향 홈이 형성된 동력전달벨트를 제공한다.

특히, 본 발명은 외측부 또는 인장부, 상기 인장부에 매설되고 횡으로 이격되고 길이방향으로 연장하는 복수의 인장 코드를 갖는 하중이송부, 벨트 외측부의 외부면상의 직물커버, 상기 외측부로부터 내측으로 연장하며 측방향으로 이격되고 길이방향으로 연장하는 복수의 리브가 형성되는 압축부를 포함하고, 상기 각 리브는 고무재료로 형성된 내측부와 풀리 홈 측면을 상보적으로 맞물기 위해 내측부로 수렴하는 편평한 대향 측면 및 하나 이상의 길이방향 홈을 갖는 노출된 리브면을 갖는 다중-리브 동력전달벨트를 제공한다.

외부 리브면에 형성된 길이방향 홈은 벨트 플랭크의 횡방향 압축 모듈을 감소시키는 것에 의해 소음을 감소시키는 것으로 믿어지고 있다. 이는 리브의 팁(tip)으로부터 기저부(base)로 리브 플랭크에 작용하는 수직항력이 리브 플랭크(rib flank)의 높이를 따라 점진적으로 증가하도록 풀리 플랭크(pulley flank)와의 맞물림동안 리브 팁 가까이로 리브 플랭크의 측방향 진동을 용이하게 하고, 맞물림동안 풀리 플랭크와의 맞물림이 최대가 되는 팁에서의 수직항력을 감소시키는 것에 의해 소음을 감소시킨다.

본 발명의 특징 및 기술적 이점은 청구범위 및 첨부한 도면과 함께 바람직한 실시예의 하기 기술로부터 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 V-리브 벨트의 일실시예를 도시하는 사시도,

도 2는 도 1의 선2-2를 따라 취한 단면도,

도 3 및 도 4는 종래의 V-벨트에 대하나 플랭크 힘분배(도 3) 및 본 발명의 일실시예에 따른 벨트에 대한 힘분배(도 4)를 도시하는 개략도 및

도 5 및 도 6은 벨트와 풀리 사이의 어긋난 각도가 존재하는 종래의 벨트에 대한 플랭크 힘분배 및 본 발명의 일실시예에 따른 벨트에 대한 플랭크 힘분배를 도시하는 개략도이다.

바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 이하에서 서술한다. 이하에서 기술하고 서술한 본 발명의 다양한 특징은 무한 동력전달 V-리브 벨트 구성을 제공하는데 특히 적합하며, 본 발명의 다양한 특징은 자동차 및, 또는 산업상 적용에 유용한 원형 또는 V-벨트 구성과 같은 다른 벨트 구성을 제공하기 위해 단일 또는 다양한 조합에 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, V-리브 벨트(10)는 인장층(12), 코드(cord)(14)를 갖는 하중이송부(13) 및 이 예에서는 4개의 리브(18)를 포함하며 하 중이송부(13) 아래에서 벨트의 길이방향 축을 따라 평행하게 연장하는 압축부(16)를 포함한다. 각 리브(18)에는 하나 이상의 홈(20)이 존재한다. 직물 커버(22)는 인장층(12) 상부에 제공될 수 있다. 벨트내의 리브의 수는 적용에 따라 가변될 수 있다. 자동차 적용에 있어서, 리브의 수는 전형적으로 약 3개 내지 10개일 것이다. 그러나, 20개 이상의 리브를 갖는 다른 적용 벨트도 알려져 있다. 벨트가 하나 이상의 리브를 포함할 때, 즉 다중-리브(multi-ribbed) 벨트일 때 홈은 모든 리브에 제공되거나 또는 리브보다 약간 작게 제공될 수 있다. 일실시예에 있어서, 홈은 외측 리브면(outside rib surface)에 제공되지만 내측 리브면에는 제공되지 않을 수 있다. 선택적으로, 홈은 내측 리브면(inner rib surface)에 제공되지만 외측 리브면에는 제공되지 않을 수 있다.

이는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 구성의 단지 하나의 예이다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 어떠한 리브 벨트 또는 V-벨트와 조합하여 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 본 발명의 어떤 실시예에서의 V-리브 벨트는 리브 사이의 피치의 오름차순으로 (US)PVH, PVJ, PVK, PVL 및 PVM, (ISO)PH, PJ, PK, PL 및 PM으로 언급된 어떠한 다수의 단면 크기일 수 있다.

홈(20)은 V자 형상으로 도시되어 있지만 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 U자 형상 또는 사각 형상 홈을 포함하는 다른 형상의 홈이 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 포물선 형상과 곡선 형상의 변형도 포함된다. 홈(20)은 벨트의 플랭크를 편향시키기 위해 요구된 횡방향 힘을 감소시키고 풀리와의 부드러운 맞물림 및 맞물림과 해제시의 간섭의 최소화를 제공하는 것에 의해 소음을 감소시 킨다. 리브 폭에 관해, 각 리브면의 홈은 V-리브 벨트에 대한 리브 폭의 약 3% 내지 약 95%, 바람직하게는 약 15% 내지 약 70% 및 V-벨트에 대한 리브 폭의 3% 내지 100%, 바람직하게는 약 15% 내지 70%일 수 있다. 홈은 하중이송부(13)내의 코드(14)의 깊이보다 약간 작은 깊이까지 연장할 수 있다. 벨트 리브 사이의 홈과 벨트 리브의 최내측 면 사이의 뿌리(root)로부터 측정된 리브 높이에 관해, 홈은 V-리브 벨트에 대한 리브 높이의 약 10% 내지 약 120%, 바람직하게는 약 25% 내지 약 100% 및 V-벨트에 대한 리브 높이의 10% 내지 95%, 바람직하게는 약 25% 내지 75%일 수 있다.

특정 치수는 벨트 단면에 따라 가변될 것이다. 예를 들면, PK 단면 벨트에 있어서 리브는 약 2 mm 깊이이고, 어떤 실시예에서의 홈은 약 0.5 mm 내지 2.0 mm 깊이, 바람직하게는 리브는 약 1.0 mm 깊이, 홈은 약 0.25 mm 내지 약 0.75 mm 깊이, 더욱 바람직하게는 약 0.4 mm 깊이이다. PL 단면 벨트의 경우에는 리브는 약 3.5 mm 깊이이고, 홈의 깊이는 약 1.75 mm이다.

소망한다면, 하나 이상의 길이방향 홈이 각 리브에 제공될 수 있다. 그러나, 일반적인 규칙에 따라서 홈의 수를 1개 또는 2개로 제한할 것이다. 리브면내로 홈을 연삭하거나 또는 리브내로 홈을 몰딩하는 것에 의해, 샤브레 형태(sabre-type) 또는 회전 나이프로 절단하는 것에 의해, 플라이커팅(flycutting) 또는 다른 기계조작에 의해, 또는 리브를 절단하는데 사용될 수 있는 본 발명이 속하는 기술분야의 어떠한 다른 수단에 의해 벨트내에 홈이 형성될 수 있다. 제조공정에서 허용되거나 또는 소망하는 것에 따라 다른 수단에 의해 리브가 형성되고 홈이 형성될 수 있다. 연삭에 의해 리브면을 형성하는 것은 미국특허 제5,492,507호에 개시되어 있다.

벨트를 형성하는데 사용되는 재료는 이 목적에 유용한 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 재료, 예를 들면 고무화합물, 직물 또는 코드가 선택될 수 있다.

본 발명에 따라 달성된 소음 감소에 대한 한가지 이론은 도 3 내지 도 6에 도시되어 있다. 도 3 및 도 4는 종래의 V-벨트에 대한 플랭크 힘분배(도 3) 및 본 발명의 일실시예에 따른 플랭크 힘분배(도 4)를 도시하는 개략도이다. 도 3을 참조하면, 풀리 플랭크는 선 "30"과 "32"로 개략적으로 나타내며, 인장력은 화살표 "33"으로 나타낸다. 벨트는 사다리꼴 영역(34)에 의해 정의된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 벨트에 있어서 플랭크 힘의 선(36)은 벨트(34)의 양쪽 플랭크를 따라 대략 동등하다. 도 4를 참조하면, V-벨트(34)는 홈(35)을 포함한다. 벨트가 플랭크(30, 32)에 의해 정의된 풀리내에 장착되었을 때 벨트의 플랭크(38)상의 힘은 도 4에 도시된 바와 같이 분배된다. 특히, 리브의 팁에 있는 영역(40)에서의 힘이 비교적 작고, 힘이 플랭크(42)의 상부 영역으로 점진적으로 증가하도록 홈(35)은 횡방향 편향을 허용한다.

도 5 및 도 6은 소직경 풀리로 굽혀졌을 때 특히 벨트의 압축부의 변형에 의해 통상적으로 발생하는 V-벨트와 풀리 사이에 각도 어긋남이 있을 때의 플랭크 힘 분배를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 V-벨트의 내측면(50)(점선으로 그의 원래 위치를 가리키고 있는)은 선 "52"로 도시된 바와 같이 변형되며, 플 랭크 힘은 내측면(50)에 인접한 영역(54)에서 높으며, 내측면(50)으로부터 V-벨트가 풀리 면(30 ,32)과 더 이상 접촉하지 않는 지점(56)으로 감소한다.

대조하면, 도 6에 도시된 바와 같이, V-벨트(34)가 본 발명에 따른 홈(35)을 포함할 때, 벨트와 풀리의 각도 어긋남을 동반하는 변형은 외측면(50)에서는 중대하게 발생하지 않지만 홈(35)을 따라 발생한다. 홈의 측면은 변형 전은 점선 "57"로, 변형 후는 실선 "35"로 나타내었다. 벨트의 변형이 주로 홈(35)에서 발생하기 때문에, V-벨트(34)가 풀리 플랭크(30, 32)상에 균등하게 장착될 수 있고 힘의 선 "60", "62"로 나타낸 바와 같이 공평하게 균일한 플랭크 힘 분배를 제공한다.

본 발명과 관련된 다른 이점은 풀리와의 각도 어긋남이 있을 때 간격 "64"로 나타낸 바와 같이 풀리 플랭크상의 V-벨트의 완전한 장착을 촉진하는 홈(35)의 존재와 홈의 변형능력이다. 대조적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 풀리와의 각도 어긋남이 있을 때 종래의 V-벨트는 간격 "66"으로 나타낸 바와 같이 완전하게 장착되지 않는다.

특정 실시예를 참조하여 상세히 기술된 본 발명은 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (10)

1. 하나 이상의 연신 리브(18)가 형성되는 규격 길이를 갖는 벨트 본체를 포함하고,

   상기 리브는 대응하는 풀리를 맞무는 노출된 면을 가지며,

   상기 노출된 리브면에는 하나 이상의 길이방향 홈(20)이 형성된 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
2. 횡방향으로 이격되고, 길이방향으로 연장하는 복수의 인장 코드(14)가 매설된 외측부(12, 13), 및

   상기 외측부(12, 13)로부터 내측으로 연장하며, 측방향으로 이격되고 길이방향으로 연장하는 복수의 리브(18)가 형성되는 압축부(16)를 포함하며,

   상기 각 리브(18)는 상보적으로 풀리 홈 측면을 맞물기 위해 내측부 및 내측으로 수렴되는 편평한 대향 측면을 포함하며,

   상기 리브(18) 중 적어도 하나는 하나 이상의 길이방향 홈(20)을 갖는 노출된 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 홈(20)은 상기 리브(18)의 길이방향 연장부를 따르는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 벨트(10)는 적어도 3개의 리브(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 길이방향 홈(20)은 대응하는 풀리 면을 맞무는 벨트 면을 편향시키도록 요구된 힘을 감소시키는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 홈(20)은 V자 형상, U자 형상, 포물선 형상 또는 곡선 형상인 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 벨트(10)는 하중이송부(13)를 포함하며,

   상기 하중이송부(13)는 코드 라인을 형성하도록 상기 벨트의 내측에 감싸진 코드(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 홈(20)은 상기 리브(18)의 최내측 노출면으로부터 상기 코드 라인까지 의 간격보다 작은 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 벨트(10)는 V-벨트, 다중-리브 벨트 또는 원형 벨트인 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 홈(20)은 외부 리브에 설치되지만 내부 리브에는 설치되지 않으며, 또는 내부 리브에는 설치되지만 외부 리브에는 설치되지 않는 것을 특징으로 하는 동력전달벨트.

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