KR20150118249A - 벨트 풀리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트 풀리를 합성수지를 이용하여 사출 성형 또는 압축 성형하여 제조할 수 있는 벨트 풀리에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명의 벨트 풀리는, 내부 중심에 축과 결합되도록 관통홀이 형성된 원통형의 보스(boss)(110)와; 상기 보스(110)의 외면에서 외측방향으로 연장 형성된 복수개의 암(arm)(120:120a,120b,120c,120d)과; 상기 각각의 암(120)의 끝단부에 연결되며 회전이 용이하도록 원형의 형상으로 형성되는 림(rim)(130)과; 상기 림(130)의 외면을 따라 오목하게 형성된 하나 이상의 벨트 장착홈(140)이 합성수지 재질을 이용하여 일체형 제품으로 성형된다.

Description

벨트 풀리{Belt Pulley}

본 발명은 벨트 풀리에 관한 것으로서, 구체적으로는 습기나 물기가 많은 장소에 설치하여 사용하기에 적당하도록 합성수지로 제조한 벨트 풀리에 관한 것이다.

일반적으로 벨트 풀리는 냉조 공조시설에 설치된 모터를 이용하여 벨트를 회전시키기 위해 축에 부착하는 바퀴(휠 : wheel)이다.

이러한 벨트 풀리는 내부 중심에 축을 삽입하기 위한 보스가 형성되며, 보스와 원형의 외륜면을 이루는 림(rim)의 상부면에는 하나 이상의 벨트 장착홈이 형성된다.

이와 같은 벨트 풀리에 장착되는 벨트는 평벨트나 V벨트가 주로 사용된다. V 벨트는 평벨트와 달리 벨트풀리의 림의 외륜 상부면에 형성된 V자 형상의 벨트장착홈에 장착되어 마찰력을 더 높일 수 있다. 전체 장치에 필요로 하는 구동력에 따라 V 벨트의 갯수도 증감될 것이며, V 벨트의 갯수가 증가되면 벨트 풀리의 두께도 이에 상응하게 두꺼워질 것이다.

이와 같은 벨트 풀리를 제조하기 위한 주물의 가공 기술은 제품의 편평도(flatness)와 상호 평행도(parallelism)에 대한 치수와 공차를 만족시키기 위해 많은 공정을 필요로 한다. 즉, 벨트 풀리용 주물의 제조 공정은 다른 금속부품의 가공순서와 유사하게, 주물 주조공정, 탈사 및 사상공정, 황삭공정, 드릴 및 테이퍼 공정, 정삭공정, 칫수 측정공정, 쇼트브라스트 공정, 세척 공정이 수행된다.

이와 같이 벨트풀리의 제조공정이 여러 단계로 구분되는 이유는 공구 조건을 조절하여 벨트 풀리의 표면 거칠기를 순차적으로 매끄럽게 연마하기 위함이다.

특히, 황삭공정은 표면이 거친 주물품(cast-iron product)을 처음으로 가공하는 단계이므로 공구수명과 직결되는 공정일 뿐만 아니라 최종 완제품인 벨트 풀리의 가공 품질에 가장 큰 영향을 미치는 중요한 공정이다.

따라서, 종래에는 벨트 풀리용 주물의 림부분이 최종적으로 가공된 벨트풀리의 형상 보다 두떠운 덧살을 갖도록 주조되기 때문에 작업자는 벨트풀리용 주물을 황삭가공하는데 많은 가공횟수 및 이에 따른 가공시간이 요구되었다.

예를 들어, 현재 주물가공업계에서 사용되는 황삭 가공 공정은 총 3차의 황삭가공공정이 실행된다. 1차 황삭 공정에서는, 벨트 풀리의 외륜을 이루는 림부분의 양측면과 상부면을 가공하는데 총 2회의 CNC 황삭 가공이 실행되며, 2차 황삭공정에서는 총 2회의 CNC 황삭 가공이 실행되며, 3차 황삭 공정은 림의 상단 외주면에 벨트장착홈을 가공하는데 총 5회의 황상 가공이 실행된다. 따라서, 벨트 장착홈이 많은 벨트 풀리를 황삭 가공하는 경우 3차 황삭 가공의 횟수가 상대적으로 크게 늘어날 것이다.

또한, 종래의 벨트 풀리의 재질은 일반적으로 주물을 이용하여 제조하기 때문에 냉공조 설비나 습기나 물기가 많이 발생되는 설비장치에는 장착하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

예를 들어, 종래의 주물 재질의 벨트 풀리를 냉공조 설비나 습기나 물기가 많이 발생되는 설비장치에 설치하여 사용하는 경우, 제품의 표면에 녹이 발생하기 쉬웠고, 이러한 녹 발생은 벨트를 비롯한 주변 제품의 수명을 단축시키는 큰 요인이 되었다.

특히, 종래의 벨트 풀리의 설치 장소는 지면에서 약 2M 이상 높은 대부분의 냉공조 설비장치의 최상단면에 위치하기 때문에 제품의 보수 또는 교체시 많은 인력과 장비가 요구되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 벨트 풀리를 합성수지를 이용하여 사출 성형 또는 압축 성형하여 제조할 수 있는 벨트 풀리을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 합성수지 재질을 이용하여 제조되었지만 설계 동력을 만족시킬 수 있는 내구성을 확보할 수 있는 벨트 풀리을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래에 비해 벨트 풀리를 구동하는 모터의 용량을 줄일 수 있는 벨트 풀리을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리는, 내부 중심에 축과 결합되도록 관통홀이 형성된 원통형의 보스(boss)(110)와; 상기 보스(110)의 외면에서 외측방향으로 연장 형성된 복수개의 암(arm)(120:120a,120b,120c,120d)과; 상기 각각의 암(120)의 끝단부에 연결되며 회전이 용이하도록 원형의 형상으로 형성되는 림(rim)(130)과; 상기 림(130)의 외면을 따라 오목하게 형성된 하나 이상의 벨트 장착홈(140)이 합성수지 재질을 이용하여 일체형 제품으로 성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리에 따르면, 벨트 풀리를 합성수지를 이용하여 사출 성형 또는 압축 성형하여 제조할 수 있어, 습기나 물기가 많은 장소에 설치하여 사용하여도 녹이 발생하지 않으며, 종래 보다 제품의 무게를 크게 줄일 수 있어 유지 및 보수가 매우 편리하다.

또한, 합성수지 재질을 이용하여 제조되었지만 설계 동력을 만족시킬 수 있는 내구성을 확보할 수 있어, 유체교반기, 원심압축기, 송풍기, 경하중용 컨베이어, 벨트 컨베이어, 공작 인쇄기계, 발전기, 대형세탁기 회전펌프, 공기압축기, 버킷 엘리베이터, 분쇄기, 목공, 섬유기계 등 다양한 설비에 적용할 수 있다.

이에 따라, 벨트 풀리를 생산하는 시간과 가공시간을 줄일 수 있어 전체 에너지 소모도 줄일 수 있어 친환경적인 제조기술을 제공할 뿐만 아니라 전체 제품의 제조비용도 줄일 수 있고, 벨트 풀리의 유지 보수의 관리비용도 함께 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 종래 보다 벨트 풀리의 무게가 50-60％ 이상 감소될 수 있어 벨트 풀리를 구동하는 모터의 용량을 줄일 수 있어, 제조설비의 운용성도 개선시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리의 외형을 보인 사시도이며;
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보스를 중심으로 보인 벨트 풀리의 측면도이며;
도 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각공을 중심으로 보인 벨트 풀리의 외형도이며;
도 2c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리에 구비되는 보스의 단면도 및 정면도이며;
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리의 다양한 암의 형상을 설명하기 위한 측면도이다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리의 외형을 보인 사시도이며; 도 2a는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보스를 중심으로 보인 벨트 풀리의 측면도이며; 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각공을 중심으로 보인 벨트 풀리의 외형도이며; 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리에 구비되는 보스의 단면도 및 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리의 재질은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 사용되며, 바람직하게는 폴리에스터수지(PET)로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 폴리에스터수지의 내부에는 강도를 강화하기 위한 충진재(filler)를 선택적으로 넣을 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리는, 내부 중심에 축과 결합되도록 관통홀이 형성된 원통형의 보스(boss)(110)와, 보스(110)의 외면에서 외측방향으로 연장 형성된 복수개의 암(arm)(120:120a,120b,120c,120d)과, 각각의 암(120)의 끝단부에 연결되며 회전이 용이하도록 원형의 형상으로 형성되는 림(rim)(130)과, 림(130)의 외면을 따라 오목하게 형성된 하나 이상의 벨트 장착홈(140)으로 구성된 일체형의 합성수지로 제품이다.

여기서, 보스(110)의 외경의 길이는 도 2c에 도시된 바와 같이, 일측에서 타측으로 갈수록 외경이 점점 작아지는 테이퍼(Taper) 형상으로 제조되는 것이 바람직하다.

또한, 도 2c에 도시된 바와 같이, 보스(110)의 내경의 일측에는 축(미도시)과 결합되기 위한 키홈(key hole)(111)이 형성되고, 보스(110)에 축이 삽입 및 고정하기 위해 키홈(110)에 고정용 볼트(미도시)를 삽입 고정할 수 있으나, 보스(110)에 축이 결합된 일체형 타입은 별도의 키홈이 불필요하다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리는 분리형 또는 일체형 타입의 풀리에 모두 적용할 수 있다.

또한, 복수개의 암(120:120a-120c)은 보스(110)에 삽입 고정된 축의 회전력을 원형의 림(130)에 전달하기 위한 것으로서, 각각의 암(120:120a-120c)의 형상은 도 2a의 A-A'단면에 도시된 바와 같이 양측 끝단부의 두께가 상대적으로 두꺼운 직사각형 형상의 연결부재이고, 서로 이웃한 암과 암 사이에는 개방된 구조이기 때문에 벨트 풀리의 전체 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 벨트 풀리의 회전시 공냉식 냉각 작용을 할 수 있다.

아울러, 암(120)의 갯수와 형상은 다양하게 변형할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 벨트 풀리의 재질이 합성수지이므로, 도 3에 도시된 바와 같이 내구성을 강화시킬 수 있는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 2a 에서는 4개의 암(120:120a-120d)은 보스(110)와 림(130)의 중심점을 기준으로 열십자 형상으로 보스(110)와 림(130)을 연결하도록 형성되었으며, 도 3a에서는 4개의 암(120:120a-120d)이 보스(110)와 림(130)의 중심점에서 일정 방향으로 벗어난 위치를 중심으로 열삽자 형상으로 보스(110)와 림(130)을 연결하도록 형성되었으며, 도 3b에서는 곡선형 Y자 형상의 3개의 암(220:220a,220b,220c)이 보스(110)와 림(130)의 중심점을 기준으로 정 3 등분하여 보스(110)와 림(130)을 연결하도록 형성되었으며, 도 3c에서는 직선형 Y자 형상의 3개의 암(220:220a,220b,220c)이 보스(110)와 림(130)의 중심점을 기준으로 정 3 등분하여 보스(110)와 림(130)을 연결하도록 형성되었으며, 도 3d에서는 도 3b에 도시된 곡선형 Y자 형상의 3개의 암(220a,220b,220c)을 좌우측에서 서로 연결해주는 보강대(221)가 추가된 형상이며, 도 3b에 도시된 암과 같이 보스(210)와 림(230)의 중심점을 기준으로 정 3 등분하여 보스(210)와 림(230)을 연결하도록 형성된다.

또한, 림(130)은 각각의 암(120)의 끝단부에 일체형으로 연결되며, 연동으로 연결된 구동모터의 회전에 연동으로 회전되도록 동작한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 림(130)의 외표면에 3개의 V자 형상의 벨트 장착홈(140)이 형성되었으며, 각각의 벨트 장착홈(140)의 밑면은 미세한 평면형상으로 형성되며, 이 평면형상의 밑면을 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 다수개의 냉각공(131)이 관통 형성된다.

따라서, 도면에 도시되지는 않았지만, 밑면이 수평으로 절단된 V 벨트가 각각의 벨트 장착홈(140)에 체결되면, 각각의 V 벨트와 벨트 장착홈(140) 사이에 역 밑면이 수평으로 절단된 삼각형 형상의 유격 공간이 형성되며, 이 유격 공간의 밑면에 다수개의 냉각공(131)이 위치되어, 림(130)의 회전시 발생하는 열을 다수개의 냉각공(131)을 통하여 방출할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리는 합성수지 재질로 일체형으로 제작되기 때문에 금속재질의 벨트 풀리에 비해 상대적으로 열 방출 성능이 떨어질 수 있어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 림(130)의 내주면에 다수개의 반원형상의 방열홀(133)이 일정 간격을 유지하면서 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 2a에 도시된 림(130)의 B-B' 단면을 살펴보면, 각각의 방열홀(133)의 상단부는 도 2c에 도시된 바와 같이, 각각의 냉각공(131)의 밑면과 관통 되어 있음을 알 수 있다.

따라서, 림(130)의 회전시 발생되는 열을 다수의 냉각공(131) 및 방열홀(133)에 의해 효과적으로 방출할 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 풀리의 제조 공정에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.

작업자는 열가소성 수지나 열경화성 수지를 준비한다(S110).

열가소성 수지를 사용하는 경우, 벨트 풀리는 사출성형방식으로 제조되며, 열경화성 수지를 사용하는 경우 압축성형방식 또는 트랜스퍼 성형방식을 이용하여 제조한다.

이때, 열가소성 수지나 열경화성 수지를 준비할 때 합성수지의 강도를 증가시키기 위해 섬유재질과 같은 충진재를 혼합한다(S120).

이어, 충진재가 혼합된 열가소성 또는 영경화성 합성수지를 미리 제조된 금형틀에 넣고 벨트 풀리를 사출 성형 또는 압축 성형한다(S130).

이와 같은 사출 성형 및 압축 성형 기술은 업계에서 사용되는 통상의 성형기술을 이용할 수 있다.

이어, 작업자는 성형된 벨트 풀리의 표면에 불필요한 부분을 제거한다(S140).

이후, 작업자는 필요시 미리 설정된 검사 항목에 대해 최종적으로 완제품 검사를 실행 할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

110: 보스 120: 암
130: 림 140: 벨트장착홈

Claims (4)

1. 내부 중심에 축과 결합되도록 관통홀이 형성된 원통형의 보스(boss)(110)와;
   상기 보스(110)의 외면에서 외측방향으로 연장 형성된 복수개의 암(arm)(120:120a,120b,120c,120d)과;
   상기 각각의 암(120)의 끝단부에 연결되며 회전이 용이하도록 원형의 형상으로 형성되는 림(rim)(130)과;
   상기 림(130)의 외면을 따라 오목하게 형성된 하나 이상의 벨트 장착홈(140)이 합성수지 재질을 이용하여 일체형 제품으로 성형된 것을 특징으로 하는 벨트 풀리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 합성수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 사용되며, 상기 합성수지의 내부에 강도를 강화하기 위한 충진재(filler)가 선택적으로 혼합되는 것을 특징으로 하는 벨트 풀리.
3. 제1항에 있어서,
   상기 림(130)의 내주면에 다수개의 반원형상의 방열홀(133)이 일정 간격을 유지하면서 형성되는 것을 특징으로 하는 벨트 풀리.
4. 제1항에 있어서,
   상기 암(120:120a-120d)은 상기 보스(110)와 상기 림(130)의 중심점을 기준으로 열십자 형상으로 상기 보스(110)와 상기 림(130)을 연결하도록 형성되거나;
   상기 암(120:120a-120d)이 상기 보스(110)와 상기 림(130)의 중심점에서 일정 방향으로 벗어난 위치를 중심으로 열삽자 형상으로 상기 보스(110)와 상기 림(130)을 연결하도록 형성되거나;
   곡선형 Y자 형상의 암(220:220a,220b,220c)이 상기 보스(110)와 상기 림(130)의 중심점을 기준으로 상기 보스(110)와 상기 림(130)을 연결하도록 형성되거나;
   직선형 Y자 형상의 암(220:220a,220b,220c)이 상기 보스(110)와 상기 림(130)의 중심점을 기준으로 상기 보스(110)와 상기 림(130)을 연결하도록 형성되거나;
   상기 곡선형 Y자 형상의 암(220a,220b,220c)을 좌우측에서 서로 연결해주는 보강대(221)가 추가된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨트 풀리.

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