KR0167785B1 - 치형 벨트 - Google Patents

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KR0167785B1
KR0167785B1 KR1019910009630A KR910009630A KR0167785B1 KR 0167785 B1 KR0167785 B1 KR 0167785B1 KR 1019910009630 A KR1019910009630 A KR 1019910009630A KR 910009630 A KR910009630 A KR 910009630A KR 0167785 B1 KR0167785 B1 KR 0167785B1
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KR
South Korea
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toothed
cloth
tooth
belt
core fiber
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KR1019910009630A
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KR920001100A (ko
Inventor
쥰지 요꼬이
Original Assignee
아리나가 구니도미
유니타 가부시기가이샤
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Publication date
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Publication of KR920001100A publication Critical patent/KR920001100A/ko
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
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Abstract

본 발명의 치형벨트는 수소화율 90%이상의 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머(NBR)로 만들어진 이면부 및 치형부; 황산에 대한 점도가 2.45 내지 2.53이고, 인장강도가 5g/데니어 이상이며, 단 섬유의 섬도가 5데니어 이하인 공업용 나일론 원사로 만들어지고, 레소르신올-포름알데히드 수지를 라텍스 성분으로 수소화된 NBR과 혼합시킨 레소르신올-포름알데히드-라텍스(RFL) 액체로 처리한, 치형부 및 치형랜드의 표면을 피복하고, 치형 클로스; 및 코아직경 0.63 내지 0.85㎜이고, 고강도 유리섬유의 꼬아진 다발로 만든 코아섬유로 이루어진 것이다.

Description

치형 벨트
제1도는 치형 벨트를 나타낸 파단면도이고,
제2도는 2-축 구동시험을 나타낸 설명도이고,
제3도는 3-축 구동시험을 나타낸 설명도이고,
제4도는 풀리-벤딩 구동시험을 나타낸 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 이면부 2 : 치형부
3 : 치형 클로스 4 : 코아 섬유
5 : 치형 랜드
본 발명은 예를 들면, 자동차의 오버헤드 캠(OHC)축을 구동하는 치형 벨트에 관한 것으로, 특히 심한 가동조건하에 수명을 길게할 수 있는 내구성이 큰 치형 벨트에 관한 것이다.
치형 벨트는 평 벨트, V-형 벨트 등과는 달리, 미끄러지지 않기 때문에 전달 효과가 크다. 이 밖에도, 기어, 체인 등과 같은 전달장치와 비교하여, 치형 벨트는 소음이 매우 적은 잇점을 가지고 있다. 따라서, 치형 벨트는 자동차 오버헤드 캠(OHC)축과 같은 부품에 있어서 동시 구동용으로 사용되고 있으며, 이들의 용도가 증가되고 있다.
종래 치형 벨트는 제1도에 나타낸 바와 같이, 고무와 같은 탄성물질로 형성된, 이면부(1) 및 치형부(2), 벨트와 풀리간의 마찰에서 발생되는 마모를 방지하기 위해 치형부(2)와 치형랜드(5)의 표면을 씌우는 치형 클로스(3) 및 치형 클로스(3)에 접촉하도록 장방향으로 이면부(1)의 내부를 통해 존재하는 다수의 코아섬유 4,4…로 구성되어 있다.
상기한 구조를 가진 치형 벨트는 예를 들면, 자동차의 OHC축의 동시 구동에 사용된다. OHC축을 구동하는 치형 벨트는 중부하 및 고온하에 고속으로 움직이게 된다. 특히, 근래에 이르러, 고출력 자동차 엔진이 개발되었는데, 이 경우 치형 벨트가 고속으로 움직임에 따라, 엔진의 온도는 높아지게 된다. 그러한 조건에서 치형 벨트가 사용될 경우, 벨트의 저부를 씌운 치형 클로스의 마모가 풀리와 접촉됨으로써 촉진됨과 동시에 치형 클로스는 고온에 노출되어 열화된다. 치형 벨트가 다수의 풀리상에서 감기게 된면 치형 벨트는 많은 밴드와 함께 움직이게 된다. OHC 샤프트를 구동하기 위한 치형 벨트가 고온에서 사용되기 때문에 이면부(1) 및 치형부(2)의 형성에 사용된 고무와 같은 탄성물질이 에이징을 하게 되며, 이것은 심한 크래킹을 일으키게 한다. 중부하하에 고속으로 움직이기 때문에, 풀리와 접촉하는 치형 클로스(3)의 마모가 증대하게 되며, 이것은 크래킹, 전단 등을 용이하게 일으킨다. 유사하게, 풀리와 맞닿는 치형부(2)에 고압이 인가되어, 크래킹, 전단 등의 발생이 용이하게 되며, 이로 인해 손상이 일어나게 된다. 더욱이, 치형 벨트가 많은 풀리에 의해 감겨진, 다수의 밴드와 함께 움직일 경우, 치형 벨트의 밴딩 부분이 증대하여, 코아섬유(4)와 이면부(1) 및 치형부(2)를 형성하는 탄성물질간의 에이징의 촉진을 유발한다. 상술한 바와 같이, OHC축을 구동하기 위한 치형 벨트는 심한 조건하에서 사용되므로, 내구성의 문제점을 지니게 되어 장기간동안 작동할 수 없다.
내구성이 우수한 치형 벨트가 일본국 공개 특허공보 제62-159827호 및 제64-87937호에 제안되어 있다. 일본국 공개 특허공보 제62-159827호에 개시된 치형벨트는 수소화율 80%이상의 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔 코풀리머(NBR)을 이면부(1) 및 치형부(2)로서, 황산에 대한 점도가 2.6 내지 2.8이고, 인장 강도가 5g/데니어 이상이며, 단섬유의 섬도가 5데니어 이하인 공업용 나일론 원사를 치형 클로스(3)로서 사용하고, 그리고 코아섬유(4)는 소정의 꼬임수를 가진 유리 필라멘트의 꼬여진 다발로 만들어져 있으며, 코아직경은 치형 클로스에 대해 소정범위내이다. 상기한 바와 같은 구조는 내구성이 현저하게 향상되고, 중부하하에 고속으로 장기간 동안 안정하게 작동하는 것이 가능하다.
그러나, 그러한 치형 벨트가 자동차의 OHC축을 구동하는데 사용될 경우, 심한 조건에서 사용되기 때문에 충분한 내구성을 얻을 수 없으므로, 수명이 엔진에 비해 더 짧다. 특히, 근래 자동차 엔진의 높은 출력이 시도되고 있으므로, 치형 벨트는 고속으로 움직이게 되며, 엔진 온도가 더욱 높아지게 된다. 치형 벨트가 이들 조건하에 사용될 경우, 벨트의 저부를 씌운 치형 클로스의 마모가 풀리와의 접촉으로 촉진됨과 동시에, 치형 클로스의 열화가 고온에 노출됨으로써 촉진된다. 벨트가 움직일 때 치형부의 루트부(root section)에 인가된 힘이 집중이 되어 루트부가 쉽게 휘어져서, 그러한 조건하에 벨트가 움직이게 되면 루트부에서 치형 클로스의 크래킹이 발생하게 되고, 또한 벨트의 치형부가 손실을 입게 된다.
상술한 바와 같이, 엔진실에 사용되는 치형 벨트는 고온 및 고속으로 움직이게 되어 치형 클로스가 열화되기 때문에 벨트의 손상을 초래하게 된다.
또한, 엔진실의 내부는 카바로 밀봉되어 있으나, 밀봉성이 충분하지 않다. 따라서, 물, 모래, 먼지 등(이후, 환경적 이물질이라 한다)이 엔진실에 침입하여 엔진실내의 엔진오일 등과 함께 벨트를 덮을 가능성이 있다. 그러한 환경적 이물질이 치형랜드(5)의 치형 클로스(3)와 풀리간에 침입하게 되면, 치형 클로스(3)의 마모가 촉진된다. 그러한 치형 클로스(3)의 마모는 상기한 심한 조건하에서 발생하는 치형 클로스(3)의 마모보다 더욱 신속하게 촉진되므로, 루트부의 치형 클로스(3)에서 크래킹이 발생할 가능성이 있게 된다. 치형클로스(3)의 마모가 촉진되어 초기단계에서 치형 클로스(3)와 직접 접촉하는 코아섬유(4)에 손상을 유발시킨다. 상기한 조건은 치형부(2)의 손실, 코아섬유(4) 등의 파괴를 가져온다. 상기한 환경적 이물질에 의해 유발되는 벨트의 손상이 고온과 같은 심한 조건하에 발생하는 것보다 더 빨리 일어나기 때문에, 열피로 및 벤딩피로와 같은 요인이 벨트의 손상 속도에 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 자동차 엔진용 치형 벨트에 있어서, 벨트의 수명을 향상시키기 위해서는 환경적 이물질에 의해 유발되는 벨트의 손상을 방지시키는 것이 중요하다. 이러한 이유로, 내열성, 내벤딩성, 내마모성, 강도 및 코아섬유와 이면부간의 접착성을 향상시키는 것이 필요하다.
이면부(1) 및 치형부(2)에 있어서, 아직도 자동차 엔진의 고출력이 더욱 예상되고 있기 때문에, 이들 부는 더욱 고온에 노출되게 된다. 이 때문에, 이면부와 치형부를 형성하는 고무재료는 더욱 강한 내열성을 갖는 것이 요구된다.
통상적으로, 코아섬유(4)의 직경은 이면부(1) 및 치형부(2)를 형성하는 고무재료와의 마찰에 기인하는 열발생, 치형 클로스(3)와의 마찰에 의한 열발생 및 코아섬유(4) 자체에서 발생하는 내부열(코아섬유를 형성하는 각 섬유간의 마찰열)을 억압하기 위해서는 작은 것이 바람직하다. 그러나, 치형 벨트의 직경이 작은 경우, 코아섬유(4) 자체의 강도가 낮아지게 되어 충분한 인장강도를 얻을 수 없다. 이러한 이유 때문에, 섬도는 작으나 충분한 인장강도를 갖는 코아섬유(4)를 사용하는 것이 필요하다.
치형 클로스(3)는 풀리와 직접 접촉하여 환경적 이물질에 의해 유발되는 것과 같은 환경의 영향을 받게 되므로, 치형 클로스(3)의 다양한 기계적 특성은 치형 벨트의 전 특성에 큰 영향을 준다. 따라서, 치형 클로스(3)가 다양한 기계적 특성이 잘 조화된 우수한 재료로 구성되지 않은 경우, 탁월한 내환경성을 가진 치형벨트는 얻을 수 없다. 또한, 치형 크로스(3)와 풀리와의 맞물림을 고려할 때, 치형 클로스(3)의 두께가 코아섬유(4)의 직경에 한정되는 문제가 있다. 풀리와의 적절한 맞물림을 얻기 위해서는, 치형 클로스(3)의 두께와 치형 랜드에서의 코아섬유(4)의 직경이 소정범위내 이어야 한다. 따라서, 치형 클로스(3)의 두께가 커지게 되면, 치형 클로스(3) 자체의 기계적 강도는 증가한다. 그러나, 풀리와의 맞물림의 견지에서, 코아섬유(4)의 직경은 작게 해야 한다. 치형 클로스(3)의 두께를 높이기 위해서는 코아섬유(4)의 직경은 작아야 한다. 벨트 자체의 벤딩 강성은 코아섬유(4)의 직경을 작게 함으로써 낮아지게 되어, 루트부에서의 치형 클로스(3)의 벤딩 피로특성이 증가될 수 있다. 치형 랜드에서 코아섬유(4)의 직경이 작을 경우, 이면부(1)와 치형부(2)를 형성하는 고무 재료와 코아섬유(4)간의 접촉면적 및 코아섬유(4)와 치형 클로스(3)간의 접촉면적은 작아지게 된다. 이와 반대로, 각 코아섬유(4)간에 서로 접촉되는, 고무재료와 치형 클로스(3)간의 접촉면적은 증대한다.
특히, 코아섬유(4)가 유리섬유 제품인 경우, 유리섬유의 탄성은 고무 재료에 비해 매우 낮으므로, 벨트가 풀리와 맞물릴 때 발생하는 충격을 유리 코아섬유 자체에 의해서는 흡수할 수 없다. 그러나, 상술한 바와 같이, 고무재료와 치형 클로스(3)간의 접촉면적이 증대할 경우, 풀리와의 충격이 고무재료에 의해 흡수되어 코아섬유(4)에 가해진 충격은 완화된다. 동일한 방식으로, 풀리와의 맞물림에 의해 발생되는, 치형 클로스(3)에 가해진 충격은 치형 클로스(3)와 접촉되는 고무재료에 의해 흡수되므로, 치형 클로스(3) 자체의 내구성이 향상하게 된다. 치형 클로스(3)와 풀리사이에 환경적 이물질이 침입하면, 치형 클로스(3), 코아섬유(4) 및 고무재료에 가해지는 충격은 더욱 증가한다. 그러나, 치형 클로스(3)와 고무재료간의 접촉면적이 증대하게 되므로, 충격은 고무 재료에 의해 흡수되며, 치형 클로스(3) 및 코아섬유(4)의 내구성은 선행기술에 비해 더욱 향상된다.
본 발명자들은 이면부(1) 및 치형부(2)의 탄성물질, 치형부(2) 및 치형랜드(5)를 씌운 치형 클로스(3)와, 코아섬유(4)를 소정 재료의 조합에 의해 형성시킨 경우, 치형 벨트 자체의 내구성이 현저하게 향상될 수 있다는 것을 그들의 실험 결과에서 알게 되었다.
본 발명의 치형벨트는 상기에서 기술된 선행기술의 단점과 그밖에 많은 다른 불이점들이 해소된 것으로서, 수소화율 90% 이상의 아크릴로니트릴-부타디엔 코풀리머(NBR)로 만들어진 이면부 및 치형부; 황산에 대한 점도가 2.45 내지 2.53이고, 인장강도가 5g/데이너 이상이며, 단섬유의 섬도가 5데니어 이하인 공업용 나일론 원사로 만들어지고, 레소르신올-포름알데히드 수지를 라텍스 성분으로서 수소화된 NBR과 혼합시킨 레소르신올-포름알데히드-라텍스(RFL)액체로 처리한, 치형부 및 치형랜드의 표면을 피복하고 있는 치형 클로스; 및 고강도 유리섬유의 꼬아진 다발로 만든 직경 0.63 내지 0.85mm의 코아섬유로 이루어진다.
바람직한 실시태양에서, 치형 벨트는 자동차의 오버헤드 캠 축을 구동하는데 사용된다.
바람직한 실시태양에서, 이면부 및 치형부는 과산화물로 경화시킨 수소화 NBR로 만들어진 것이다.
따라서, 여기에 기술된 본 발명은 현저하게 향상된 내구성, 특히 환경적 이물질에 대해 탁월한 내구성을 갖고 중부하 및 고속하에서도 장기간 동안 안정하게 작동할 수 있는 치형 벨트를 제공하는 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조함으로써, 본 발명의 여러 목적과 잇점들이 명확하게 된다는 것을 당해 분야의 통상의 지식을 가진 사람은 잘 이해할 수 있을 것이다. 하기에, 본 발명을 실시예를 들어 설명한다. 제1도에 나타낸 종래 치형 벨트와 동일한 외관을 가진, 본 발명의 치형 벨트는 이면부(1), 치형부(2), 치형부(2)와 치형핸드(5)의 표면을 피복하고 있는 치형 클로스(3) 및 이면부(1) 내부를 통해 존재하는 다수의 코아섬유 4, 4…로 이루어져 있다.
이면부(1) 및 치형부(2)는 예를 들면, 과산화물로 경화시킨 수소화율 90% 이상의 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머(NER)로 형성된다. 수소화율 90% 이상의 NBR을 사용하면, 내열성 및 내오존성 등이 향상되며, 더욱이 경화성, 내부발생열, 냉각 및 오일에 대한 내수성이 우수하다. 또한, 이 NBR을 사용하면, 치형 클로스(3)와 각 코아섬유(4)와의 접착성이 뛰어나므로, NBR은 치형벨트의 이면부(1)와 치형부(2)를 형성하는 탄성물질로서 바람직하다.
이면부(1) 및 치형부(2)를 형성하는 NBR은 과산화물로 경화시킨 것에 한정되지 않으며, 황으로 경화시킬 수 있다. 과산화물로 경화시킨 NBR은 황으로 경화시킨 NBR과 비교하여 다음과 같은 특징을 갖는다. 즉, 과산화물로 경화시킨 NBR을 사용하면 인장강도는 황으로 경화시킨 NBR의 인장강도보다 더 우수하며, 또한 신축성은 낮고 모듈러스는 높다. 영구 신축성은 적으며 내인열성은 높고, 열의 동력학적 발생과 저온 벤딩 특성도 만족할만하다. 압축 영구변형, 특히, 고온 공기 또는 가열된 오일 중에서의 압축 영구변형은 적다. 내열 에이징성은 특히 우수하며, 증기 또는 가열된 오일중의 내에이징성도 우수하다. 본 과산화물로 경화시킨 수소화 NBR은 이러한 특성을 갖기 때문에, 자동차의 OHC축을 구동하는데 사용하는 경우에 바람직하다.
공업용 나일론 원사로 된 클로스는 치형 클로스(3)에 사용된다. 공업용 나일론 원사는 황산에 대한 점도가 2.45 내지 2.53이다. 황산에 대한 점도가 높은 것은 클로스 원료인 나일론 수지의 중합도가 높은 것을 의미하며, 이러한 수지를 사용하여 제조한 클로스의 강도가 향상된 경우에도 벤딩 피로특성은 낮아진다. 따라서, 황산에 대한 점도가 2.45 내지 2.53인 경우, 가장 바람직하다.
사용된 공업용 나일론 원사의 인장강도는 5g/데니어 이상이고, 단섬유의 섬도는 5데니어 이하이다. 상기한 공업용 나일론 원사를 사용하여 제조한 클로스는 우수한 인장강도, 내열성 및 내마모성을 갖는다. 다음, 상기 클로스는 레소르신올-포름알데히드 수지를 라텍스 성분으로서 수소화된 NBR과 혼합한, 레소신올-포름알데히드-라텍스(RFL)액체로 처리(RFL처리)하여 치형 클로스를 형성시킨다. RFL-처리된 치형 클로스는 수소화된 NBR과의 접착성이 우수하므로, 수소화된 NBR로 형성된 이면부와 치형부에 만족스럽게 부착하여 작동중 벤딩에 의해 치형 클로스(3)의 루트부에서 발생하는 크랙킹을 억제할 수 있다.
각 코아섬유(4)는 고강도 유리섬유와 1차 꼬임처리 후 2차 꼬임처리에 의해 얻을 수 있다. 고강도 유리섬유는 E 유리섬유와 비교하여 SiO2, Al2O3및 MgO의 각 성분의 함량이 증가하고, CaO와 B2O3각 성분의 함량은 감소된다. 고강도 유리섬유와 E 유리섬유에 있어서의 성분 함량 비율은 표 1과 같다.
상기한 고강도 유리섬유의 예를 들면 S 유리섬유, R 유리섬유, T 유리섬유 등이 있다. 이와 같은 방법으로 코아섬유(4) 자체의 인장강도는 코아섬유(4)로서 고강도의 유리섬유를 사용함으로써 향상된다.
각 코아섬유(4)의 직경은 코아섬유(4)가 이면부(1)와 치형부(2)를 형성하는 수소화된 NBR과 접촉할 경우(치형 벨트에서), 0.63 내지 0.85mm, 바람직하게는, 0.65 내지 0.80mm가 되게 한다. 이와 같은 방법으로 벤딩동안 발생된 마모에 기인하는 내부열 발생은 코아섬유(4)의 직경을 작게 함으로써 억제할 수 있다.
더욱이, 치형 클로스(3)의 두께에 대한 코아섬유(4)의 직경의 비율을 소정 범위내에서 설정할 경우, 코아섬유(4)가 공업용 나일론 원사로 만든 치형 클로스와 수소화된 NBR로 만든 이면부(1) 및 치형부(2)와 접촉될 때 벤딩으로부터의 코아섬유(4)의 조기피로, 치형의 손실(치형부(2)의 손실), 움직이는 동안의 점핑을 방지할 수 있다. 즉, 가공처리된 치형벨트에서 치형 클로스(3)의 두께에 대한 코아섬유(4)의 직경의 비율이 1.5이하인 경우, 움직이는 동안 점핑이 용이하게 일어난다. 이와 반대로, 상기 비율이 2.2 이상인 경우, 치형의 내구성은 빠르게 감소되어 점핑의 방지가 감소되게 된다. 따라서, 치형 클로스(3)의 두께에 대한 코아섬유(4)의 직경의 비율을 1.5 내지 2.2 범위내로 설정한 경우, 벤딩으로부터의 코아섬유(4)의 조기피로, 치형의 손실 및 이동하는 동안의 점핑과 같은 문제점이 방지된다.
각 코아섬유(4)는 상기한 바와 같은 방법으로 RFL-처리하는 것이 바람직하다. RFL-처리된 코아섬유(4)는 수소화된 NBR 및 RFL-처리된 치형 클로스에 만족스럽게 부착된다.
[실시예]
섬도 5데니어, 강도 5g/데니어 및 황산에 대한 점도 2.45인 공업용 나일론 원사를 사용하여 클로스를 제조하고 나서, 이 클로스를 RFL-처리하여 치형 클로스를 얻었다. 또한 직경 0.63mm(치형 랜드에서)인 코아섬유를 고강도 유리섬유로부터 형성시켰다. 치형 클로스, 코아섬유 및 수소화율 90%인 NBR을 사용하여 치형 벨트를 생성시켰다. 치형클로스, 코아섬유 및 경화처리되지 않은, 수소화된 NBR을 차례로 몰드에 넣어 치형벨트를 제조한 후, 과산화물로 경화시켰다. 치형 벨트의 폭은 19㎜, 치형의 수는 92이고, 치형의 형태는 ZB[JASO 표준규격하에서, E 105-81(자동차 벨트) 및 E 106-81(풀리)]이었다.
이 방법으로 제조된 치형 벨트에서, 루트부의 치형 클로스에 벤딩 피로시험, 내수성시험, 루트 강도시험, 코아섬유 벤딩 피로시험 및 내환경 시험을 각각 행하였다.
루트부의 치형 클로스의 벤딩 피로시험은 제2도에 나타낸 바와 같이, 2-축 구동시험으로 수행하였다. 이 2-축 구동시험에서, 구동 치형풀리(12)는 20ZB(JASO, E 105-81, E106-81)이고, 구동 치형 풀리(11)는 40ZB이다. 구동 치형 풀리(12)는 6000rpm으로 회전시켰다. 인장 풀리(13)을 치형 벨트(폭 19㎜)의 초기장력이 15kg·f가 되도록 조정하고, 이 치형 벨트를 10마력으로 구동시켰다. 이 경우에 주변온도는 110℃로 설정하였다. 치형 벨트의 루트부의 치형 클로스가 손상될 때까지 걸린 시간을 측정한 결과, 4000 내지 4320시간이었다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
내수성 시험은 제2도에 나타낸 바와 같은 동일한 방법으로 2-축 구동시험에 의해 수행하였다. 이 경우, 구동대기는 100℃증기로 채웠다. 내수성은 벨트의 치형랜드의 치형 클로스의 두께의 감소로써 평가하였다. 2000시간 구동한 후의 치형 클로스의 두께의 감소는 0.06㎜이었다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
루트강도 시험은 제3도에 나타낸 바와 같이 3-축 시험으로 수행하였다. 이 3-축 시험에서, 20개의 치형을 가진 구동풀리(31)와 각각 40개의 치형을 가진 구동풀리(32)를 사용하였다. 인장풀리(33)는 5kg·f로 구동시키고, 치형부의 루트가 전단에 의해 손상될때까지 걸린 시간을 측정한 결과 584시간이었다. 이 결과를 표 2에 나타내었다.
코아섬유의 벤딩 피로시험은 제4도에 나타낸 7-축 시험에 의해 수행하였다. 치형 벨트에 의해 감긴, 각각의 풀리 21, 23, 25 및 27은 14ZA이고, 다른 풀리 22, 24 및 26은 직경이 52㎜인 플랫(falt)풀리이었다. 치형 벨트(폭 19㎜)의 초기장력은 13kg·f이었다. 소정 풀리(25)를 아무런 부하없이 실온에서 4500rpm으로 회전시켰다. 치형 벨트의 치형부가 이 작동 조건하에서 손상될때까지 걸린 시간을 측정한 결과, 4500시간이었다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
내환경 시험에서, 제3도에 나타낸 시험기계를 사용하여, 벨트를 100℃증기로 채운 대기내에서 하루에 한번 소량량의 이수(mud)를 함유하는 소정량의 물을 넣어서 구동시켰다. 치형 클로스가 치형랜드에서 현저하게 마멸되고 손상된 후 코아 섬유가 벨트의 절단을 노출시킬 때까지 걸린 시간을 측정한 결과, 450시간이었다. 그 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 1]
섬도 5데니어, 강도 5g/데니어 및 황산에 대한 점도 2.60인 공업용 나일론 원사로 만들어진 클로스를 치형 클로스로서 사용하였다. 치형 클로스는 RFL-처리는 하지 않았으나, 이면부 및 치형부를 형성하는 고무의 조성물과 동일한 조성물로 처리하였다. 또한, 직경 1.05㎜인 코아섬유는 고강도를 지닌 유리섬유를 사용하여 제조하였다. 치형 벨트는 치형 클로스, 코아섬유 및 수소화율 80%인 NBR를 사용하여 제조하였다. 치형벨트는 치형 클로스, 코아 섬유 및 경화처리하지 않은 수수화된 NBR을 이 순서대로 몰드에 넣어 제조한 후, 황으로 경화처리 하였다. 이 방법으로 제조한 치형 벨트에서, 루트부의 치형 클로스에 대해 벤딩 피로시험, 내수성 시험, 루트 강도 시험, 코아섬유 벤딩피로시험 및 내환경 시험을 각각 상기 실시예와 동일한 방법으로 실시하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
코아섬유의 직경이 0.63㎜인 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 2에 나타태었다.
[비교예 3]
코아섬유의 직경이 1.05㎜인 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 4]
라텍스 성분으로 비닐 피리딘-스티렌-부타디엔 라텍스인, 치형 클로스의 처리제를 사용한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 5]
라텍스 성분으로 클로로 술폰화된 폴리에틸렌 라텍스인, 치형 클로스의 처리제를 사용한 것을 제외하고는, 비교예 4와 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 6]
라텍스 성분으로 카르복실화된 NBR 라텍스인, 치형 클로스의 처리제를 사용한 것을 제외하고는, 비교예 4와 동일하게 실시하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
본 발명의 치형 벨트는 클로스의 벤딩 피로에 대한 내성, 내수성, 루트 강도 및 코아섬유의 벤딩 피로에 대한 내성에 있어서, 종래의 치형 벨트에 비해 현저하게 개선되었다. 더욱이, 본 발명의 치형 벨트는 비교예와 견주어 볼 때 환경적 이물질에 대한 내구성이 거의 2배이다. 코아 섬유의 직경이 본 발명 벨트의 직경과 동일한 경우에도 치형 클로스가 RFL-처리되지 않으면, 여러 특성면에서 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 없다. 마찬가지로 치형 클로스가 RFL-처리된 경우에도 코아섬유의 직경이 본 발명 벨트의 것과 동일하지 않으면, 본 발명 벨트와 동일한 효과를 얻을 수 없다.
상기한 바와 같이 본 발명의 치형 벨트에서, 이면부와 치형부는 수소화율 90%를 지니는 NBR로부터 형성되고, 치형 클로스는 공업용 나일론 원사로 제조하여 라텍스 성분이 수소화된 NBR인 RFL로 처리하고, 또한 고강도를 지닌 유리 섬유를 사용한, 섬도가 작은 코아섬유를 사용함으로써 NBR, 치형클로스 및 코아섬유가 서로 강하게 접촉되고, 루트강도, 내수성 및 벤딩 피로에 대한 내성이 현저하게 개선된다. 따라서, 본 발명의 치형 벨트는 강한 중부하 및 고속하에서 고온과 같은 심한 조건하에서도 장시간 동안 안정하게 작동할 수 있고, 자동차의 OHC축 구동에 바람직하게 사용할 수 있다.
이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게는 본 발명의 범주 및 정신으로부터 벗어나지 않고 다양한 다른 변형이 명백하며, 이러한 변형을 용이하게 할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서 여기에 첨부된 특허청구범위는 여기에 기술된 내용에 한정시키려는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람에 의해 균등물로서 취급될 수 있는 모든 특징을 포함하여, 본 발명에 내재하는 특허 가능한 신규성에 대한 모든 특징을 포괄적으로 작성한 것임을 알아야 한다.

Claims (3)

  1. 수소화율 90%이상의 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머(NBR)로 만들어진 이면부 및 치형부; 황산에 대한 점도가 2.45 내지 2.53이고, 인장 강도가 5g/데니어 이상이며, 단 섬유의 섬유가 5데니어 이하인 공업용 나일론 원사로 만들어지고, 레소르신올-포름알데히드 수지를 라텍스 성분으로서 수소화된 NBR과 혼합시킨 레소르신올-포름알데히드-라텍스(RFL)액체로 처리한, 치형부 및 치형랜드의 표면을 피복하고 있는 치형 클로스; 및 코아직경 0.63 내지 0.85㎜이고, 고강도 유리 섬유의 꼬아진 다발로 만든 코아 섬유로 이루어진 치형벨트.
  2. 제1항에 있어서, 자동차의 오버헤드 캠 축을 구동하는데 사용되는 치형벨트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이면부 및 치형부가 과산화물로 경화처리된, 수소화 NBR로 만들어진 치형밸브.
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