KR20110120288A - 개선된 마찰계수를 갖는 외측 표면을 구비한 ｖ자형 리브 형성 벨트 - Google Patents

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Abstract

기계적 동력 전달을 위한 V자형 리브 형성 벨트가 설명된다. V자형 리브 형성 벨트는 외측의 배면부, 내측의 전면부 및 배면부와 전면부 사이에 위치하게 되는 부하 지탱부를 포함한다. 전면부는 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브를 포함한다. 배면부는, 평면 접촉 배면 풀리 상을 지나갈 때, 평면 접촉 풀리 상을 지나가는 전통적인 평면 접촉 벨트의 접촉 구역에 대해 대략 20% 내지 대략 50% 정도의 접촉 구역을 형성하는, 다수의 솟아오른 부분을 포함한다. 감소된 접촉 구역은, 벨트와 풀리 사이의 개선된 유효 마찰계수를 제공하는, 증가된 접촉 압력을 제공한다.

Description

개선된 마찰계수를 갖는 외측 표면을 구비한 Ｖ자형 리브 형성 벨트{V-RIBBED BELT HAVING AN OUTER SURFACE WITH IMPROVED COEFFICIENT OF FRICTION}
본 발명은 동력 전달 벨트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평면-접촉 배면 풀리(flat-faced back-side pulleys)를 구동하기 위한 높은 마찰계수를 갖는 외측의 배면측 표면을 구비하는 개선된 V자형 리브 형성 벨트에 관한 것이다.
V벨트 및 V자형 리브 형성 벨트가 넓은 범위의 환경에 사용된다. V자형 리브 형성 벨트는, 벨트 상의 리브(rib) 및 상호작용하는 풀리 상의 플랭크(flank) 사이의 큰 접촉 영역에 기인하는, 높은 동력 전달 능력을 갖는 것이 바람직하다.
작동중, 특히 자동차의 주행 중의 통상적인 불만으로서, V벨트 및 V자형 리브 형성 벨트는 소음을 방출하는 경향이 있다. 벨트 소음은 대부분 벨트 상의 리브들이 풀리 홈들에 들어가고 나옴에 따라 발생하거나 벨트에 대한 풀리의 과도한 회전 미끄럼으로부터 발생하는 풀리 맞물림 및 맞물림 해제 소음이다. 회전 미끄럼은, 변속, 엔진 시동 또는 엔진 정지 도중에 직면하게 되는 바와 같은, 주행 중의 급한 가속 또는 감속 도중에 발생하거나, 풀리 둘레의 과도한 부하(load) 작용 또는 불충분한 둘러쌈으로 인해 발생한다.
벨트 소음을 감소시키고 배면 풀리의 회전 미끄럼을 감소시키기 위한 종래의 시도들은 그 당시의 구동 시스템에 대해서는 성공적이었다. 그러나, 현재의 구동 시스템은 점점 더, 팬, 물 펌프, 공기조화기 등과 같은 부속품을 구동하기 위해, 벨트의 배면에 놓이는 풀리들을 포함시키고 있다. 이러한 엔진에 대한 증가된 성능 요건으로 인해, 그러한 부속품들 상에서의 부하가 기존의 꾸불꾸불한 벨트(serpentine belt)의 현재 능력 이상으로 증가되었다. 그러한 기능에 있어서, 개선된 V자형 리브 형성 벨트가 그러한 부하 하에서 효과적으로 배면 풀리를 구동하기 위해 요구된다. V자형 리브 형성 벨트는 또한 소음과 미끄럼을 감소시켜야 한다.
일 양태에서, 설명되는 것은 기계적 동력 전달을 위한 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템이다. 이 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템은, 외측의 배면부(back-side section), 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브를 구비하는 내측의 전면부(front-side section), 및 상기한 배면부와 전면부 사이에 배치되는 부하 지탱부(load-carrying section)를 구비하는, V자형 리브 형성 벨트, 전면 구동 풀리(front-side driving pulley) 및 평면 접촉 배면 풀리를 포함한다. 전면 구동 풀리는 V자형 리브 형성 벨트의 전면부와 마찰에 의해 맞물리게 되고, 평면 접촉 배면 풀리는 V자형 리브 형성 벨트의 배면부와 마찰에 의해 맞물리게 된다. V자형 리브 형성 벨트는, 배면부의 외측 표면이 배면 풀리와 접촉하는 솟아오른 부분(raised features)을 포함하는, 개선된 배면부를 구비한다. 솟아오른 부분은, 동일한 길이의 맞물림에 걸쳐 배면 풀리와 평면 접촉 벨트 사이에 형성될, 전체 접촉 구역 면적의 대략 20% 내지 50% 정도의 면적을 구비하는, 배면 풀리와의 감소된 접촉 구역(contact patch)을 형성한다.
다른 양태에서, V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템은, 외측의 배면부 및 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브를 포함하는 내측의 전면부를 구비하는 V자형 리브 형성 벨트, V자형 리브 형성 벨트의 전면부와 마찰에 의해 맞물리는 홈 형성 전면 구동 풀리, 및 V자형 리브 형성 벨트의 배면부와 마찰에 의해 맞물리는 평면 접촉 배면 풀리를 포함한다. V자형 리브 형성 벨트의 배면부는, 벨트의 배면의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 다수의 리브를 구비하는, 외측 표면을 구비한다. 리브들은, 리브들의 정점(apex)들에서 평면 접촉 배면 풀리와 접촉하고 마찰에 의해 맞물리는, 만곡된 외측 팁들(tips)을 구비한다.
또 다른 양태에서, V자형 리브 형성 벨트 시스템의 배면부는, 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 다수의 솟아오른 부분을 구비하고 대략 0.1 mm 내지 1.0 mm의 높이를 갖는 외측 표면을 구비한다. 솟아오른 부분은 평면 접촉 배면 풀리에 벨트를 접촉시키고 마찰에 의해 맞물리게 한다.
설명된 V자형 리브 형성 벨트의 배면부는, 엔진의 부속품들을 작동시키기 위해 사용될 수 있는 평면 접촉 배면 풀리를 효과적으로 구동하는, 개선된 마찰계수를 갖는다. 솟아오른 부분과 낮은 영역을 갖는 배면부는 또한 소음을 감소시키고, 파편(debris)과 유체를 배면부에서 배면 풀리 경계면 쪽으로 제거하는 수단을 제공한다. 파편과 유체는 풀리에 대항하는 벨트의 미끄럼으로 이어질 수 있으며, 따라서 설명된 실시예는 미끄럼을 감소시킨다. 부가적으로, 설명된 배면부는 긴 벨트 수명을 갖고, 그 수명 동안 평면 접촉 배면 풀리에 대항할 때 효과적인 마찰계수를 유지한다.
도 1은 전면 풀리 및 배면 풀리와 맞물린 V자형 리브 형성 벨트를 예시한 도식적인 정면도이다.
도 2는 평면 접촉 배면 풀리와 맞물린 전통적인 평평한 배면을 갖는 V자형 리브 형성 벨트를 도시한 단면도이다.
도 3은 평면 접촉 배면 풀리와 맞물린 개선된 V자형 리브 형성 벨트의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 개선된 V자형 리브 형성 벨트를 도시한 부분확대 단면도이다.
도 5는 평면 접촉 배면 풀리와 맞물린 개선된 V자형 리브 형성 벨트의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 개선된 V자형 리브 형성 벨트를 도시한 부분확대 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 개선된 V자형 리브 형성 벨트의 부가적인 선택가능한 실시예를 도시한 부분확대 단면도이다.
도 10은 평면 접촉 배면 풀리와 맞물린 개선된 V자형 리브 형성 벨트의 일 실시예를 도시한 측면도이다.
도 11은 평면 접촉 풀리 및 풀리와 맞물린 평면 접촉 벨트 표면 사이에 형성되는 접촉 구역을 도시한 도식적인 도면이다.
도 12는 평면 접촉 풀리 및 벨트의 풀리 맞물림 표면 상에 길이방향으로 연장되는 솟아오른 부분을 구비한 개선된 벨트의 일 실시예 사이에 형성되는 접촉 구역을 도시한 도식적인 도면이다.
개선된 V자형 리브 형성 벨트의 바람직한 실시예들이 첨부되는 도면을 참조하여 이하에 설명된다. 본 발명의 다양한 특징들이 이후에 예시되고 도면을 참조하여 설명되지만, 본 발명은 범위가 더 넓으며 단지 도시된 그러한 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야될 것이다.
도 1을 참조하면, 꾸불꾸불한 벨트 구동 시스템(100)은, V자형 리브 형성 벨트(102)와, 전면 구동 풀리(108)와, 하나 이상의 종동 전면 부속품 풀리(104, 106), 및 하나 이상의 배면 풀리(110)를 포함한다. 도 1에 도시된 구동 시스템(100)은 단지 구동 시스템 배치구조의 일 예이다. 많은 선택가능한 배열들이 당업계에 알려져 있으며 본 발명과 함께 사용하는데 적당하다.
도 2는, 전통적인 V자형 리브 형성 벨트(602)와 전통적인 배면 풀리(610) 사이의 맞물림을 단면으로 도시한다. 전통적인 V자형 리브 형성 벨트는, 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브(626)를 구비하는 내측의 전면부(622)(때때로 압축부로 언급됨)와, 평평한 외측의 배면부(620)(때때로 인장부로 언급됨), 및 전면부와 배면부 사이의 부하 지탱부(624)를 포함한다. 전통적인 배면 풀리(610)는 부드러운 벨트 수용 표면(630)을 갖는 평면 접촉 풀리이다. 잘 알려진 바와 같이, 배면 풀리(610)는, 벨트의 경로 내로 연장되거나 밀리는 것에 의해 V자형 리브 형성 벨트(602)와 맞물려, 벨트가 풀리의 외주면 일부의 둘레를 둘러싸도록 한다. 풀리(610)와 벨트(602)의 마찰 접촉은 벨트가 풀리를 구동하는 것을 허용한다. 불충분한 마찰은 미끄럼과 증가된 소음을 생성시킨다.
도 11에 도식적으로 도시한 바와 같이, 또한 여기서 "접촉 구역"으로 언급되는, 전통적인 풀리의 벨트 수용 표면(630)과 전통적인 벨트의 배면부(620) 사이의 접촉 영역은, 두 접촉 표면이 모두 대체로 부드럽게 때문에 2-차원 평면으로 투영될 때 대략 직사각형이다. 접촉 구역의 크기는 대략, 벨트가 풀리의 외측 벨트 수용 표면(630) 둘레를 둘러싸는 길이에 해당하는, 원주길이에 의해 곱해진 벨트의 평평한 배면부(620)의 폭에 의해 어림잡게 된다. 배면 풀리(610)의 벨트 수용 표면(630)과 벨트(6020)의 배면부(620) 사이의 마찰계수는, 각각의 접촉 표면을 형성하기 위해 사용되는 재료에 의존한다.
본 발명의 개선된 V자형 리브 형성 벨트는, 평면 접촉 배면 풀리와 맞물릴 때 평면 접촉 벨트보다 작은 접촉 구역을 생성하는, 수정된 외측의 배면측 표면을 포함한다. 예상외로, 감소된 접촉 구역은 증가된 유효 마찰계수를 제공하고, 그러므로 감소된 미끄럼을 제공한다. 벨트와 풀리 사이의 접촉 영역을 감소시키는 것이 결과적으로 미끄럼에 저항하기 위한 더 큰 마찰계수 또는 마찰력을 생기게 한다는 것이 직관적이지 않기 때문에, 이 결과는 뜻밖이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 개선된 V자형 리브 형성 벨트는, 비록 벨트의 수정된 풀리 접촉 표면이 풀리의 표면과 적게 접촉하더라도, 유사한 평면 접촉 벨트를 이상의 상당히 증가된 마찰계수를 보여준다.
여기서 설명되는 수정된 배면측 표면은, 벨트의 배면과 풀리에 대한 유효 마찰계수를 증가시키는, 배면 풀리에 대항하는 집중된 고압 접촉을 외견상 제공하는 솟아오른 부분을 포함한다. 증가된 마찰계수는, 벨트의 배면이, 전체적으로 유지되는 높은 마찰계수를 갖는 상태에서의 긴 벨트 수명, 감소된 소음 및 낮은 미끄럼과 갖는 가운데, 대략 최대 15 마력(hp)의 부하로 일반적인 평면 접촉 배면 풀리를 구동할 수 있도록 하는데, 유익하다.
지금부터 도 3에 도시된 제1 실시예를 참조하면, 개선된 V자형 리브 형성 벨트(102)가 일반적인 평평한 배면 풀리(110)의 벨트 수용 표면(130)에 대항하는 벨트의 외측 배면측 표면(128)을 갖도록 위치되는 것으로 도시된다. V자형 리브 형성 벨트(102)는, 배면부(120), 내측의 전면부(122) 및 배면부(120)와 전면부(122) 사이에 위치하게 되는 부하 지탱부(124)를 포함한다. 부하 지탱부(124)는 부하 지탱 코드들(138: cords)을 포함할 것이다. 전면부(122)는, 전면 풀리와 맞물려 그에 의해 구동되는, 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 V자형 리브들(126) 및 V자형 홈들(127)을 포함한다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예는, 타이어의 트레드(treads)가 완전히 닳은 타이어와 비교하여 감소된 도로와의 접촉 구역을 형성한다는 방식과 유사하게, 평면 접촉 배면 풀리와 맞물리게 될 때 감소된 접촉 구역을 형성하는 솟아오른 부분(132)을 갖는 개선된 배면부(120)를 포함한다. 본 실시예의 솟아오른 부분(132)은 평평한 벨트 수용 표면(130)과 맞물리는 다수의 리브를 포함한다. 도 3에서와 같이 벨트의 측방향 폭을 가로지르는 단면도에서 봤을 때, 본 실시예의 리브들은, 각 리브의 정점에서 평면 접촉 풀리와 접촉하는, 만곡된 팁들(tips)을 구비한다. 낮은 영역(134)에 의해 분리되는 리브들은, 벨트의 배면의 폭을 가로질러 측방으로 이격되고, 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장된다. 솟아오른 부분(132)은 풀리를 구동하기 위해 일반적인 평평한 배면 풀리(110)의 벨트 수용 표면(130)과 접촉하지만, 낮은 영역(132)은 접촉하지 않는다. 낮은 영역(132)은, 이들이 시간의 경과와 더불어 마찰계수를 감소시킬 수 있는 파편, 먼지 또는 다른 오염물질을 접촉 구역 밖으로 유도하기 위한 통로로서 역할을 할 수 있기 때문에 유익하다.
도 10은 맞물림 길이(L)에 걸쳐 평면 접촉 배면 풀리(710)와 맞물리는 개선된 벨트(702)의 배면을 도식적으로 도시한다. 전면 풀리들(706, 708)이 또한 개선된 벨트(702)와 접촉하고 있다.
도 11에 도식적으로 도시된 전통적인 평면 접촉 벨트(B)에 의해 생성되는 직사각형 접촉 구역(RP)과 대조적으로, 동일한 맞물림 길이(L)에 걸쳐 개선된 벨트(702)에 의해 생성되는 접촉 구역은, 면적이 작고, 도 12에 도시된 바와 같이, 비접촉 영역(724)에 의해 분리되는 일련의 측방으로 이격된 열(722)로 구성된다. 어떤 실시예에서, 감소된 접촉 구역의 면적은, 동일한 맞물림 길이에 걸쳐 평면 접촉 풀리와 맞물릴 때, 평면 접촉 벨트에 의해 형성되는 접촉 구역 면적의 대략 20% 내지 대략 50% 정도이다. 다른 실시예에서, 접촉 구역의 면적은 바람직하게, 평면 접촉 벨트와 평면 접촉 풀리 사이에 형성되는 접촉 구역의 대략 20% 내지 대략 35% 정도이다.
개선된 벨트의 배면부(120)는 V자형 리브가 형성된 전면부(122)와 비교하여 얇다. 배면부(120)의 전체 두께(T1)는 전면부(122)의 두께(T2)의 절반보다 작을 것이다. 어떤 실시예에서, 배면부(120)의 두께(T1)는 대략 0.76 mm 내지 대략 1.3 mm 사이이며, 이에 반하여 전면부(122)의 두께(T2)는 대략 4.0 mm 내지 대략 6.3 mm 사이일 것이다. 전면부(122)의 V자형 리브들은 대략 1.8 mm 내지 2.7 mm 사이의 높이를 구비할 것이다. 솟아오른 부분(132)은 대략 0.1 mm 내지 대략 1.0 mm의 높이(H) 및 대략 0.2 mm 내지 대략 1.8 mm의 폭(W)을 구비할 것이다. 어떤 바람직한 실시예에서, 솟아오른 부분(132)은 대략 0.5 mm 내지 대략 1.0 mm의 높이를 구비할 것이다. 풀리와 접촉하는 솟아오는 부분(132)은 또한 대략 0.4 mm 내지 대략 3.6 mm의 중심간 거리(C)를 구비할 것이다. 비교적 얇은 솟아오른 부분(132)을 포함하는 배면부(120)를 유지하는 장점은, 다양한 구동 시스템 배치구조에서 벨트의 유용성 및 벨트의 수명을 개선할 수 있도록 하는, V자형 리브 형성 벨트의 가요성을 보존할 수 있다는 것이다.
지금부터 도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 실시예의 개선된 V자형 리브 형성 벨트(202)가 일반적인 평평한 배면 풀리(210)의 벨트 수용 표면(230)에 대항하는 벨트의 외측 배면측 표면(228)을 갖도록 위치되는 것으로 도시된다. V자형 리브 형성 벨트(202)는, 외측의 배면부(220), 내측의 전면부(222) 및 배면부(220)와 전면부(222) 사이에 위치하는 부하 지탱부(224)를 포함한다. 전면부(222)는 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 V자형 리브들(226) 및 V자형 홈들(227)을 포함한다. 개선된 배면부(220)는, 배면 풀리(210)의 벨트 수용 표면(230)과 접촉하고 마찰에 의해 맞물리는, 다수의 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 솟아오른 부분(232)을 포함한다. 본 실시예에서, 외측의 배면측 표면(228)은 솟아오른 부분(232)을 형성하는 물결모양의 오목 영역 및 볼록 영역을 포함한다. 솟아오른 부분(232)은, 제1 실시예에 대해 이상에서 설명한 바와 같은, 높이, 폭 및 중심간 거리를 구비할 것이다. 솟아오른 부분(232)은, 어림잡아 도 11에 도식적으로 도시된 접촉 구역과 유사한, 풀리의 벨트 수용 표면(230)과 함께 접촉 구역을 형성한다.
도 3 내지 도 6에 도시된 제1 및 제2 실시예는 일반적으로, 반원형, 타원형, 사인파 모양 등일 수 있는, 만곡되거나 활 모양으로 굽은 솟아오른 부분(132, 232)을 구비한다. 만곡된 풀리 접촉 표면은, 적은 소음으로 벨트의 배면을 풀리의 벨트 수용 표면(130, 230) 상으로 및 밖으로 더욱 부드럽게 이동시키는데 유익할 것이다. 부가적으로, 잘 알려진 바와 같이, V자형 리브 형성 벨트의 날카로운 모서리들은, 벨트의 갈라짐(cracking)이 시작되는 지점들이 되는 경향이 있다. 그러므로, 만곡된 솟아오른 부분들(132, 232) 및 풀리의 벨트 수용 표면과 접촉하지 않은 낮은 영역들(134, 234)의 사용은 벨트 내부의 갈라짐을 지연시키거나 감소시킬 것이다.
비록 날카로운 모서리 없이 활 모양으로 굽은 솟아오른 부분가 유익할지라도, 직사각형, 삼각형 또는 이들의 조합과 같은 다른 형태 또한, 받아들일 수 있고 본 발명의 범위 내에 포함된다. 도 7 내지 도 9는 각각, 동일한 구성요소들이 유사한 참조부호를 갖는, 개선된 V자형 리브 형성 벨트들(302, 402, 502)에 대한 선택적인 실시예들을 도시한다. 각각의 V자형 리브 형성 벨트들(302, 402, 502)은, 배면 풀리의 벨트 수용 표면과의 맞물림을 위해 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 솟아오른 부분(332, 432, 532)을 갖는, 외측의 배면부(320, 420, 520)를 포함한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 솟아오른 부분들(332)은, 그들 사이에 반복되는 평평한 낮은 영역(334)을 갖는, 대략 삼각형 리브들일 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 솟아오른 부분들(432)은, 만곡되거나 활 모양으로 굽은 낮은 영역(434) 또는 통로(channel)에 의해 연결되는 인접한 리브들을 갖는, 대략 삼각형 리브들일 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 솟아오른 부분들(532)은 대략 직사각형이며, 인접한 솟아오른 부분으로 활 모양으로 굽은 낮은 영역(534)과 함께 점진적으로 변화될 수 있다. 선택적으로, 또 다른 실시예에서, 도 9에 도시된 것과 같은 직사각형 솟아오른 부분은 도 7에 도시된 것과 유사한 대략 평평한 낮은 영역들과 함께 반복될 수 있다. 이러한 실시예들은 각각, 상기한 바와 같은, 다양한 높이, 폭, 중심간 거리 및 접촉 구역을 구비할 것이다. 나아가, 비록 도 3 내지 도 9의 실시예들은, 균일한 높이, 폭, 및 중심간 거리의 솟아오른 부분을 보여주지만, 배면부들은 그러한 형태에 제한되지 않는다. 선택가능한 실시예는, 서로 다른 높이, 폭 및 중심간 거리의 솟아오른 부분을 포함할 수 있다.
당업자는, 본 발명이 V자형 리브 형성 벨트의 생산에 대해 당해 기술분야에 알려진 기술과 재료를 사용하여 제작되는 실질적으로 모든 V자형 리브 형성 벨트에 관련하여 사용될 수 있다는 것을, 인식할 것이다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, V자형 리브 형성 벨트는, 리브들 사이의 피치가 증가하는 순으로, (미국) PVH, PVJ, PVK, PVL 및 PVM, 그리고 (ISO) PH, PJ, PK, PL 및 PM 과 같이 언급되는, 몇몇의 단면 크기들 중 어느 것에 들어갈 수 있을 것이다. V자형 리브 형성 벨트의 전면부, 부하 지탱부 및 배면부는, 알려진 기술을 사용하여, 탄성 화합물, 직물 및 코드로 제작될 수 있을 것이다. 전형적으로 탄성 화합물인 개선된 배면부는, 여기서 설명한 형태 또는 그의 변형 중 하나를 갖는 외측 표면을 제공하도록 성형될 것이다.
수정된 벨트 배면 형태로부터 생성되는 개선된 마찰계수는 비교 테스트를 통해 확인되었다. 우선, 도 3에 도시된 형태의 개선된 배면부를 구비하는 다수의 V자형 리브 형성 벨트가 당해 기술분야에 알려진 기술을 사용하여 제작되었다. 0.020 인치(0.508 mm)의 깊이와 0.080 인치(2.03 mm)의 피치(즉, 중심간 거리)의 홈을 갖는 모형(template)이 벨트의 배면부의 짜여진 형태를 제작하기 위해 사용되었다. V자형 리브 형성 벨트의 배면부 상에 생성되는 솟아오른 부분은, 대략 0.012 인치(0.304 mm)의 높이(H) 및 대략 0.08 인치(2.03 mm)의 중심간 거리(C)를 구비했다. 이러한 V자형 리브 형성 벨트들은, 예 1 내지 예 6으로, 이하의 표 1 및 표 2에서 확인된다. 이어서, 예 1 내지 예 6과 같은 동일한 재료로 만들어진 다수의 V자형 리브 형성 벨트가, 배면측 표면이 도 2에 도시된 바와 같이 평평하게 남아 있다는 것을 제외하고, 동일한 기술을 사용하여 제작되었다. 이러한 벨트들은, 비교예 7 및 비교예 8로, 이하의 표 1 및 표 2에서 확인된다.
전통적인 V자형 리브 형성 벨트와 개선된 V자형 리브 형성 벨트가, SAE J2432 기준에 따라 테스트 챔버에서 10시간 또는 24시간 있은 후 건조 먼지 조건 하에서, 피크(peak) 상태 및 10% 미끄럼 상태 모두에서의 마찰계수를 결정하기 위해 평면 접촉 배면 풀리에서 테스트 되었다. 피크 상태는, 벨트가 정지되거나 시동될 때의, 정적(static) 마찰계수에 관련된다. 10% 미끄럼 상태에서의 마찰계수는 구동 풀리와 배면 풀리 사이의 지점에서 벨트가 10% 미끄럼을 받는 경우의 마찰계수와 관련된다. 각 벨트는 각 배면 미끄럼 테스트 당 연속적으로 3번씩 테스트 되었다. 테스트 결과는 이하의 표 1 및 표 2에 기록된다.
피크 상태에서의 마찰계수: 수정된 표면 대비 부드러운 표면
예 1 예 2 예 3 예 4 예 5 예 6 비교예 7 비교예 8
테스트 챔버 내에서의 시간 24 시간 24 시간 10 시간 10 시간 10 시간 10 시간 10 시간 10 시간
시험 1 0.53 0.49 0.56 0.53 0.49 0.51 0.41 0.51
시험 2 0.79 0.64 0.87 0.74 0.69 0.66 0.48 0.47
시험 3 1.06 0.78 1.15 1.10 1.01 0.72 0.50 0.44
10% 미끄럼 상태에서의 마찰계수: 수정된 표면 대비 부드러운 표면
예 1 예 2 예 3 예 4 예 5 예 6 비교예 7 비교예 8
테스트 챔버 내에서의 시간 24 시간 24 시간 10 시간 10 시간 10 시간 10 시간 10 시간 10 시간
시험 1 0.41 0.42 0.39 0.41 0.39 0.43 0.36 0.41
시험 2 0.57 0.54 0.77 0.66 0.53 0.54 0.40 0.36
시험 3 0.98 0.68 1.05 1.02 0.92 0.66 0.42 0.36
시험 1에 관하여, 개선된 벨트가 사용된, 예 1 내지 예 6은, 전통적인 벨트가 사용된 비교예 7 및 비교예 8과 비교하면, 평균적으로 약간 더 높은 마찰계수를 구비한다.
시간이 경과하면, 수정된 배면측 표면에 의해 제공되는 장점이 연속적인 시험 2 및 시험 3에 의해 증명되는 바와 같이 증가하였다. 비교예 7 및 비교예 8에서의 전통적인 평면 접촉 벨트에 관하여, 마찰계수는 3번의 연속적인 시험에 대해 대략 동일하게 남아 있다. 개선된 V자형 리브 형성 벨트에 관하여, 마찰계수는 의외로 연속적인 시험들에서 상당히 증가하였다. 결과적으로, 연속되는 사용 이후에, 개선된 V자형 리브 형성 벨트는 전통적인 평면 접촉 벨트 보다 실질적으로 더 높은 마찰계수를 제공하였다.
본 발명을 상세히 설명함으로써 그리고 그의 구체적인 실시예를 참조함에 의해, 뒤따르는 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 무궁무진한 수정 및 변형이 가능하다는 것이 명백해질 것이다.

Claims (19)

  1. (a) 외측의 배면부, 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브를 구비하는 내측의 전면부, 및 상기 배면부와 상기 전면부 사이에 배치되는 부하 지탱부를 구비하는, V자형 리브 형성 벨트, (b) 상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 전면부와 마찰에 의해 맞물리는 전면 구동 풀리, 및 (c) 상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 배면부와 마찰에 의해 맞물리는 평면 접촉 배면 풀리를 포함하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템에 있어서:
    상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 배면부의 외측 표면이, 동일한 길이의 맞물림에 걸쳐 상기 배면 풀리와 평면 접촉 벨트 사이에 형성될 전체 접촉 구역 면적의 20% 내지 50% 정도의 면적을 구비하는 상기 배면 풀리와의 감소된 접촉 구역을 형성하도록, 상기 배면 풀리와 접촉하는 솟아오른 부분을 포함하며;
    적어도 하나의 상기 솟아오른 부분의 폭을 가로지르는 횡단면은 만곡된 가장 외곽의 풀리 접촉 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분은 V자형 리브 형성 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되고, V자형 리브 형성 벨트의 배면의 폭을 가로질러 측방으로 이격되는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분은 V자형 리브 형성 벨트의 배면의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 연속적인 리브들을 포함하며, 상기 리브들은 만곡된 풀리 접촉 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 감소된 접촉 구역은 상기 평면 접촉 배면 풀리와 상기 리브들의 만곡된 풀리 접촉 표면의 정점 사이의 접촉 영역으로 정의되는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분은 0.1 mm 내지 1.0 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분은 0.2 mm 내지 1.8 mm의 폭 및 0.4 mm 내지 3.6 mm 중심간 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분을 포함하는 상기 벨트의 상기 배면부의 두께는 0.76 mm 내지 1.3 mm 이고, 상기 벨트의 상기 전면부의 두께는 4.0 mm 내지 6.35 mm 인 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 벨트의 상기 부하 지탱부는 길이방향으로 연장되는 부하 지탱 코드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  9. 제 2항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 솟아오른 부분은 배면 풀리와 접촉하는 정점을 구비하는 삼각형 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분과 상기 배면 풀리 사이의 접촉에 의해 형성되는 상기 감소된 접촉 구역은 동일한 길이의 맞물림에 걸쳐 상기 배면 풀리와 평면 접촉 벨트 사이에 형성될 전체 접촉 구역 면적의 20% 내지 35% 정도의 면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  11. (a) 외측의 배면부 및 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브를 구비하는 내측의 전면부를 구비하는, V자형 리브 형성 벨트; (b) 상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 전면부와 마찰에 의해 맞물리는 홈이 형성된 전면 구동 풀리; 및 (c) 상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 배면부와 마찰에 의해 맞물리는 평면 접촉 배면 풀리를 포함하며,
    상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 배면부의 외측 표면이 상기 V자형 리브 형성 벨트의 배면의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 다수의 비-V자형 리브들을 포함하며, 상기 리브들은 상기 리브들의 정점에서 상기 평면 접촉 배면 풀리와 접촉하고 마찰에 의해 맞물리는 만곡된 외측 팁들을 구비하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 리브들은 0.1 mm 내지 1.0 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 리브들은 0.2 mm 내지 1.8 mm의 폭 및 0.4 mm 내지 3.6 mm 중심간 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  14. 제 12항에 있어서,
    솟아오른 부분을 포함하는 상기 벨트의 상기 배면부의 두께는 0.76 mm 내지 1.3 mm 이고, 상기 벨트의 상기 전면부의 두께는 4.0 mm 내지 6.35 mm 인 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  15. (a) 외측의 배면부 및 측방으로 이격된 길이방향으로 연장되는 다수의 V자형 리브를 구비하는 내측의 전면부를 구비하는, V자형 리브 형성 벨트; (b) 상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 전면부와 마찰에 의해 맞물리는 홈이 형성된 전면 구동 풀리; 및 (c) 상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 배면부와 마찰에 의해 맞물리는 평면 접촉 배면 풀리를 포함하며;
    상기 V자형 리브 형성 벨트의 상기 배면부의 외측 표면이 상기 평면 접촉 배면 풀리와 접촉하고 마찰에 의해 맞물리는 다수의 비-V자형 리브가 형성된 솟아오른 부분을 포함하며, 상기 솟아오른 부분은 상기 벨트의 길이를 따라 길이방향으로 연장되고 0.1 mm 내지 1.0 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분은, 리브들의 정점에서 상기 평면 접촉 배면 풀리와 접촉하는, 만곡된 팁들을 구비하는 길이방향으로 연장되는 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 리브들은 0.5 mm 내지 1.0 mm의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  18. 제 15항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 솟아오른 부분은 길이방향으로 연장되는 만곡된 통로에 의해 인접한 솟아오른 부분과 분리되는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 솟아오른 부분은 리브들의 정점들에서 상기 평면 접촉 배면 풀리와 접촉하는 뾰족한 팁을 구비하는 길이방향으로 연장되는 삼각형 리브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 리브 형성 벨트 풀리 시스템.
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