KR20110110285A

KR20110110285A - 부스러기 토출 스프로킷 및 이러한 스프로킷을 포함하는 벨트 구동 시스템

Info

Publication number: KR20110110285A
Application number: KR1020117017926A
Authority: KR
Inventors: 아서 잭 클라크
Original assignee: 더 게이츠 코포레이션
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-10-06
Also published as: AU2010207012B2; CN102292570B; WO2010085325A1; AU2010207012A1; MX2011007721A; CN102292570A; RU2477402C1; CA2749293C; KR101323422B1; US20100184547A1; CA2749293A1; BRPI1006894A2; US8057337B2; EP2379914A1; JP5306480B2; JP2012515881A; BRPI1006894B1; EP2379914B1

Abstract

부스러기를 토출하는 스프로킷은, 본체(100); 본체로부터 돌출하는 복수의 치형(101); 이 치형과 교대로 배치되고 벨트의 치형을 각각 수용하도록 된 복수의 홈(102); 및 각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티(103)를 포함하며, 이 캐비티는 홈과 캐비티 사이에 배치되어 벨트를 지지하는 랜드(111)를 더 포함하며, 캐비티는 축방향(A-A)에 대해 각도(θ)로 배치된 표면(104)을 포함한다.

Description

부스러기 토출 스프로킷 및 이러한 스프로킷을 포함하는 벨트 구동 시스템{DEBRIS EJECTING SPROCKET AND BELT DRIVE SYSTEM COMPRISING SUCH A SPROCKET}

본 발명은 부스러기 토출 스프로킷 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티를 구비하고, 이 캐비티에는 부스러기를 토출하도록 축방향에 대해 각도(θ)로 배치된 표면이 마련된 부스러기 토출 스프로킷에 관한 것이다.

벨트 구동식 전동 시스템은 통상적으로 자동차, 농업 분야, 공업 분야, 오락 관련 분야 등을 비롯한 광범위한 용례에 이용되고 있다. 통상의 시스템은 스프로킷과 맞물리는 치형 벨트를 포함하고 있다. 그 시스템은 벨트 치형과 스프로킷 홈 간의 기계적 형상 맞물림(positive mechanical engagement)으로 인해 원동 장치와 피동 장치 간에 큰 동력의 전달을 가능하게 한다. 통상, 벨트는 치형이 라체팅(ratcheting)되지 않도록 보장하도록 예하중이 가해진다. 벨트와 스프로킷 간의 적절한 맞물림과 예하중에 대한 필요성은 벨트와 스프로킷 사이에 부스러기가 갇히지 않도록 할 필요가 있다.

산악용 자전거로도 불리는 오프로드 자전거가 다양한 형태의 지역에서 어떠한 날씨에도 이용되고 있다. 습한 날씨에서는 그 지역이 진흙탕일 수 있다. 진흙 및 기타 부스러기가 자전거 프레임이나 타이어에 들러붙고 구동 트레인 내에 갇힐 수 있다. 구동 트레인은 통상 체인을 포함하고, 보다 최근 들어서는 벨트를 포함하고 있다.

부스러기들은 벨트 구동식 자전거에 문제점을 야기할 수 있다. 벨트와 스프로킷 사이에 갇힌 진흙과 부스러기들은 시스템의 오작동, 벨트의 라체팅 및 벨트의 조기 손상을 야기할 수 있다.

대표적인 종래 기술로는, 보강 엘라스토머 재료로 이루어진 농작물 채집 벨트(11, 12)를 포함하는 농작물 채집 헤드(10), 및 이와 관련된 구동 스프로킷(30)과 아이들 시브(idle sheave)(50)를 개시하고 있는 미국 특허 제4,805,388호(1989년)가 있다. 벨트(11 또는 12), 스프로킷(30), 및 시브(50) 시스템은 농작물을 콤바인으로 운반하는 데에 이용될 수 있다. 벨트(11 또는 12)는 그 상면(18)에 엘라스토머 재료로 이루어진 복수의 쐐기(cleat)(20)와, 저면(19)에 엘라스토머 재료로 이루어져 등간격으로 배치된 복수의 구동 러그(lug)(24)를 포함한다. 스프로킷(30)은 제1 측면(31) 및 제2 측면(32)을 갖고 있는 한편, 제1 캐비티(34) 및 제2 캐비티(34')에 의해 분리되어 등간격으로 서로 떨어져 배치된 복수의 반경 방향 돌출 치형(33)을 포함한다. 제1 캐비티(34)는 스프로킷(30)의 제1 측면(31)으로만 개방된다. 제2 캐비티(34)는 스프로킷(30)의 제2 측면(32)으로만 개방된다. 각각의 캐비티의 깊이(D)가 벨트(11 또는 12)의 각각의 구동 러그(24)의 높이(H)보다 커서, 캐비티(34, 34')가 예를 들면 옥수수 알, 진흙 및 얼음과 같은 이물질이 구동 스프로킷(30) 및 벨트(11 또는 12)를 방해하여 시스템이 작동할 수 없게 하는 일어 없도록 하는 형상으로 되어 있다. 각각의 벨트(11 또는 12)는 또한 축방향으로 간격을 두고 떨어진 한쌍의 반경 방향 돌출 플랜지(52, 53)를 구비하고 있는 원통형 허브(51)를 포함한 아이들 시브(50) 둘레에서 견인된다. 플랜지(52, 53)의 내측면(54)들은 시브(50)의 회전축(55)을 향한 방향으로 가면서 수렴되고 있다. 각각의 플랜지(52, 53)는 시브(50)의 둘레 방향에서 중단되어, 관련 벨트(11 또는 12)와 맞물릴 때에 자가 청소 효과를 제공한다.

필요로 한 것은, 각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티를 구비하고, 이 캐비티에는 부스러기를 토출하도록 축방향에 대해 각도(θ)로 배치된 표면이 마련된 부스러기 토출 스프로킷이다. 본 발명은 그러한 필요성을 충족시킨다.

본 발명의 주요 양태는, 각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티를 구비하고, 이 캐비티에는 부스러기를 토출하도록 축방향에 대해 각도(θ)로 배치된 표면이 마련된 부스러기 토출 스프로킷을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 양태는 후속하는 본 발명에 대한 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 드러나거나 명백해질 것이다.

본 발명은 부스러기 토출 스프로킷을 포함하며, 이 부스러기 토출 스프로킷은, 본체, 이 본체로부터 돌출하는 복수의 치형, 이 치형과 교대로 배치되고 벨트의 치형을 각각 수용하도록 된 복수의 홈, 및 각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티를 포함하며, 이 캐비티는 홈과 캐비티 사이에 배치되어 벨트를 지지하는 랜드를 더 포함하며, 캐비티는 축방향에 대해 각도(θ)로 배치된 표면을 포함한다.

본 발명에 따르면, 각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티를 구비하고, 이 캐비티에는 부스러기를 토출하도록 축방향에 대해 각도(θ)로 배치된 표면이 마련된 부스러기 토출 스프로킷이 제공된다.

본 명세서에 포함되어 그 일부를 이루는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 스프로킷 홈의 측면도이다.
도 2는 스프로킷의 단면도이다.
도 3은 스프로킷과 벨트를 위에서 본 사시도이다.
도 4는 스프로킷과 벨트의 측면도이다.
도 5는 스프로킷과 벨트를 아래에서 본 사시도이다.

도 1에서는 스프로킷 홈의 측면도를 도시하고 있다. 치형 벨트(200)는 스프로킷(100)과 맞물린다. 치형 벨트(200)는 또한 톱니 벨트 혹은 동기 전동 벨트로도 불리는 것으로, 복수의 치형(203)을 갖고 있다. 각각의 치형(203)은 벨트의 폭을 가로질러, 즉 길이 방향에 대해 직교하게 연장한다. 벨트 하중은 무단 벨트의 전체 길이에 걸쳐 연장하는 인장 코드(201)에 의해 지탱된다. 그러한 치형 벨트는 당업계에 공지되어 있다.

스프로킷(100)은 본체(105)를 포함한다. 본체(105)는 이로부터 반경 방향으로 연장하는 복수의 치형(101)을 포함한다. 각각의 치형(101)은 스프로킷의 폭을 가로질러 연장하고 벨트의 홈과 맞물린다. 스프로킷은 또한 치형(101)들 사이에 교대로 배치된 홈(102)을 포함한다.

캐비티(103)가 각각의 벨트 치형(203) 아래에 배치되는 것과 같이 각각의 홈(102)으로부터 반경 방향 내측으로 배치된다. 각각의 캐비티(103)는 홈(102)과 연통한다. 각각의 캐비티(103)는 절두 원추형 표면(104)을 갖는다.

이 표면(104)은 축방향에 대해 구배져 있다. 캐비티(103)와 표면(104)은 작동 중에 벨트 치형(203)과 스프로킷 홈(102) 사이에 갇힌 부스러기를 토출하는 데에 이용된다.

표면(104)은 홈(102)과 연통하는 것 외에는 표면에 어떠한 간극 또는 개구도 없이 실질적으로 연속한다. 이는 슬롯 또는 기타 개구가 스프로킷 본체에서 캐비티(103) 아래로 반경 방향으로 형성되었더라면 나빠질 수 있었던 스프로킷의 토크 지탱 강도를 유지할 수 있게 한다. 스프로킷(100)은 부스러기를 토출하도록 반경 방향으로 마련된 개구를 포함하지 않는다.

도 2에서는 스프로킷의 단면도를 도시하고 있다. 표면(104)은 구배를 갖는다. 이 구배는 축선 A-A를 따른 축방향에 대해 연장한다. 달리 말하자면, 표면(104)의 테이퍼 형상의 축선이 축선 A-A와 정렬된다. 축선 A-A는 스프로킷의 회전 축선이다. 표면(104)의 구배는 또한 각도로서 나타낼 수도 있다. 각도(θ)는 0°보다는 크고 대략 20°에 이르는 범위이지만, 스프로킷으로부터 부스러기를 토출하기에 충분한 임의의 구배가 적합하다.

부스러기는 캐비티(103)로부터 축선 A-A의 방향으로 토출되는 것으로 도시되어 있다. 부스러기는 자전거가 진흙탕 상태의 길에서 작동되는 경우와 같이 통상의 작동 중에 벨트와 스프로킷 사이에 갇힐 수 있다.

캐비티(103)는 스프로킷의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장하여, 각 캐비티(103)의 각각의 단부(115, 116)가 스프로킷(120, 121)의 각 측부에서 개방되어 부스러기가 어느 한쪽 단부(115 또는 116)로부터 캐비티를 빠져나갈 수 있도록 된다. 대안적인 실시예에서, 단지 한쪽 단부(115, 116)만이 개방된다.

도 3에서는 스프로킷과 벨트를 위에서 본 사시도를 도시하고 있다. 이 도면에서, 각각의 캐비티(103)는 동일한 방향으로 테이퍼져 있다. 이는 부스러기가 통상 각각의 캐비티로부터 동일한 방향으로, 예를 들면 자전거의 한쪽 측부로만 토출됨을 의미한다. 대안적인 실시예에서, 각각의 캐비티(103)의 테이퍼 방향은 스프로킷의 각 측부들 간에 번갈아 가면서 바뀔 수 있다.

도 4에서는 스프로킷과 벨트의 측면도를 도시하고 있다. 각각의 캐비티(103)는 홈(102)과 연통하는 곳에 억제부(110)를 구비한다. 이 억제부(110)는 치형(203)을 지지하면서 이 치형(203)이 캐비티 내로 들어가는 것을 방지하는 랜드(111)를 제공한다.

도 5에서는 스프로킷과 벨트를 아래에서 본 사시도를 도시하고 있다. 스프로킷(100)은 당업계에 공지된 체결구를 이용하여 러그(145)에서 구동 샤프트(도시 생략)에 연결될 수 있다. 본 발명의 벨트 구동 장치 및 스프로킷은, 벨트와 스프로킷 사이에 부스러기가 갇힐 우려가 있는 자전거, 엔진, 또는 기타 산업 용례에 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 대해 본 명세서에서 설명하였지만, 당업자라면 본 명세서에서 기술하는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 부품들의 구조 및 관계에 있어서 변형이 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다.

Claims

부스러기를 토출하는 스프로킷으로서,
본체(100);
상기 본체로부터 돌출하는 복수의 치형(101);
상기 치형과 교대로 배치되고 벨트의 치형을 각각 수용하도록 된 복수의 홈(102); 및
각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티(103)
를 포함하며, 상기 캐비티는 홈과 캐비티 사이에 배치되어 벨트를 지지하는 랜드(111)를 더 포함하며,
상기 캐비티는 축방향(A-A)에 대해 각도(θ)로 배치된 표면(104)을 포함하는 것인 부스러기 토출 스프로킷.
제1항에 있어서, 상기 표면은 절두 원추 형상을 포함하는 것인 부스러기 토출 스프로킷.
제1항에 있어서, 상기 캐비티는 이 캐비티로부터 부스러기를 토출하는 개방단을 더 포함하는 것인 부스러기 토출 스프로킷.
제1항에 있어서, 상기 각도(θ)는 0°보다는 크고 대략 20°에 이르는 범위 내에 있는 것인 부스러기 토출 스프로킷.
치형 벨트;
본체를 포함하는 스프로킷;
상기 본체로부터 돌출하여 상기 치형 벨트와 맞물리는 복수의 치형;
벨트 치형을 각각 수용하도록 된 복수의 홈; 및
각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티
를 포함하며, 상기 캐비티는 부스러기를 토출하도록 축방향에 대해 구배를 갖는 표면을 구비하는 것인 벨트 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 캐비티는 스프로킷의 각 측부로 난 개구를 더 포함하는 것인 벨트 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 표면은 절두 원추 형상을 포함하는 것인 벨트 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 표면은 각각의 치형들 사이에서 연속하는 것인 벨트 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 캐비티 내로 치형이 들어가지 못하도록 하는 랜드를 더 포함하는 것인 벨트 구동 장치.
본체;
상기 본체로부터 돌출하여 벨트와 맞물리는 복수의 치형;
상기 치형들 사이에 배치되고 벨트의 치형을 각각 수용하도록 된 복수의 홈; 및
각각의 홈으로부터 반경 방향 내측에 배치되어 그 홈과 연통하는 캐비티
를 포함하며, 상기 캐비티는 부스러기를 토출하도록 축방향에 대해 정렬된 절두 원추 형상의 표면을 구비하며,
상기 캐비티는 스프로킷의 각 측부에 개방단을 구비하며,
상기 캐비티는 홈과 캐비티 사이에 배치되어 벨트를 지지하는 랜드를 더 포함하는 것인 스프로킷.