KR100505555B1 - 톱니부착벨트 - Google Patents

Abstract

이맞물림면(5)을 따라 기초포(2)를 접착한 톱니부착벨트에 있어서, 상기 기초포(2)의 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 사조가, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지며, 해당 사조와 이에 교차하는 사조를 양면능직조직으로 직성하여 기초포(2)를 형성하고, 해당 기초포(2)에 있어서의 상기 가연 가공사가 보다 적게 노출한 면이 표면에 노출하도록 한 것을 특징으로 하는, 내구성이 뛰어나고, 구동시 소음이 적은 톱니부착벨트.

Description

톱니부착 벨트

본 발명은 톱니부착 벨트에 관한 것으로서, 특히, 그 이맞물림면에 기초포를 접착한 톱니부착 벨트에 있어서의, 기초포의 개량에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 톱니부착 벨트의 기초포로서 사용되는 개량된 직포에 관한 것이다.

이맞물림면에 표면보호를 위한 기초포가 접착되어 있는 톱니부착 벨트로서는, 실개소 62-204059호 등에 기재되어 있지만, 그 기초포에 있어서의 톱니부착 벨트의 길이 방향으로 늘어나는 위사(緯絲)로서, 합성 섬유의 권축(捲縮)가공사가 사용되고 있다. 이것은, 톱니부착 벨트가, 도 2에 나타내는 바와 같이, 표면에 요철을 가진 금형(1)의 위에, 기초포(2), 항장체(3) 및 미가황고무(4)를 배치하고, 가열가압하여 미가황고무(4)를 가황함으로써 성형되고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 금형(1)의 오목부를 따라 그 이맞물림면(5)에 벨트톱니(6)가 형성되는 것에 기인한다. 즉, 상기 기초포(2)는, 이 성형시에 거의 평탄한 상태로부터 금형(1)의 요철에 따른 상태에까지 신장되지 않으면 안되고, 저하중으로 수십%도 신장할 수 있는 것이 요구되기 때문이다. 따라서, 이 기초포(2)에 있어서의 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 위사는, 합성 섬유의 권축가공사가 사용되며, 그 권축이 늘어나게 됨으로써 용이하게 신장할 수 있게 되어 있다.

그런데 종래의 톱니부착벨트의 기초포에 있어서는, 2/2의 양면능직조직(兩面綾織組織)으로 직성(織成)되어 있고, 그 양면의 실의 노출상태가 균등하게 되도록, 가연(False twist) 방향이 다른 가연 가공사를 합사한 사조(絲條)를 위사로서 사용하고 있었다.

여기서 상기 가연이란 권축가공사(捲軸加工絲)의 가공방법이며, 섬유다발, 즉 플리스(fleece) 또는 실을 꼬는 것으로, 두 점의 중간에서 꼬아 정역방향으로 꼬임을 이루는 것을 가연이라고 한다.

톱니부착 벨트는, 풀리(pulley)에 걸어 돌려지고 고속으로 회전구동되기 때문에, 되풀이하여 굴곡됨으로써 기초포를 벨트의 이맞물림면에서 벗겨내려는 힘이 작용하여, 장시간의 사용에 의해 기초포가 벗겨지는 경우가 있어, 충분한 내구성이 요구된다. 또한 톱니부착벨트의 구동시에는, 톱니부착벨트의 톱니형상과 풀리의 톱니형상이 맞물림으로써 동력을 전달하기 때문에, 톱니형상이 맞물릴 때의 톱니면의 충돌, 회전중의 톱니면의 마찰, 톱니부착벨트가 풀리로부터 떨어질 때의 마찰 등에 의해 소음이 발생하고, 또한, 톱니형상의 이맞물림시나 이탈시에 있어 급속히 공기의 흐름이 생겨, 그것들이 소음이 되어 시끄럽게 느껴진다.

상기 종래의 톱니부착벨트에 있어서도, 이들 문제는 거의 해결되어 있지 않고, 내구성이 불충분하며 장기간의 사용에 견디지 못하고, 또한 구동시에 상당한 소음이 생긴다.

(발명의 개시)

본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 종래의 것에 비해 내구성이 뛰어나며, 또한 구동시의 소음이 적은 톱니부착벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 이러한 목적을 달성하도록 예의 연구를 거듭하던 중, 사조(絲條)가 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지는 사조를 위사로서 직성(織成)한 직포를 톱니부착벨트의 기초포로서 이용함으로써, 상기 과제를 일거에 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은, 이맞물림면을 따라 기초포를 접착한 톱니부착벨트에 있어서, 상기 기초포의 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 사조가, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지고, 해당 사조와 이에 교차하는 사조를 양면능직조직으로 직성하고 기초포를 형성하여, 해당 기초포에 있어서의 상기 가연 가공사가 보다 적게 노출한 면이 표면에 노출하도록 이맞물림면에 접착한 것을 특징으로 하는 톱니부착벨트에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 톱니부착벨트의 이맞물림면을 따라 접착되는 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 위사를 갖는 직포에 있어서, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지는 사조와, 해당 사조와 이에 교차하는 사조를 양면능직조직으로 직성한 표리면에서 실의 노출상태가 다른 것을 특징으로 하는 상기 직포에도 관한 것이다.

본 발명에 있어서의 직포는, 표리면에서 실의 노출상태가 다른 직포로서, 한쪽면은, 가연에 의하여 권축(捲縮)한 섬유가 치우쳐서 노출하고 있고, 고무와의 접착력 향상에 기여하는 것이며, 다른쪽 면은 권축한 섬유의 노출량은 적지만, 요철이 있는 명료한 줄무늬가 나타나, 풀리와의 접촉시에 있어서의 소음저하에 기여한다.

본 발명에 있어서, 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 사조로서는, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지는 것이면 좋고, 그 형태로서는, 예컨대 해당 복수 가연 가공사를 합사한 사조, 그 가연 가공사의 가연 방향과 동일한 방향으로 합연(doubling and twisting)한 사조, 또는 그 가연 방향과는 역방향으로 합연한 사조의 어느 것이든 상관없으나, 가연 가공사의 가연 방향과는 역방향으로 합연한 사조는, 가연의 언트위스팅(Untwisting)에 의해서 섬유는 한층 더 심하게 권축하여 산처럼 솟아오르게 되므로 보다 바람직하다.

또 일반적으로 상기 기초포는, 통상의 합성 섬유로 되는 경사와 상기 권축가공사로 이루어지는 위사로 직성한 직포를 봉제 등에 의해 통형상으로 이루고, 이것을 상기 금형(1)에 끼워 맞춤하여 톱니부착벨트를 성형하는 것이 많다. 따라서 이 명세서에 있어서 「경사」 및 「위사」란 말은, 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 실을 「위사」라고 하고, 그것과 교차하는 방향으로 늘어나는 실을 「경사」로 칭하기로 하지만, 기초포 직성시에 있어서의 제직기술상의 경사 및 위사와는, 반드시 일치하는 것은 아니며, 반대로 되는 경우도 있을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 톱니부착벨트의 사시도이다.

도 2는, 본 발명의 톱니부착벨트를 성형하는 준비단계를 나타내는 종단면도이다.

도 3은, 본 발명의 톱니부착벨트를 성형한 상태를 나타내는 종단면도이다.

도 4는, 톱니부착벨트의 주행내구성시험기의 사시도이다.

도 5a는, 실시예1의 기초포의 풀리측 표면형상사진이다.

도 5b는, 실시예1의 기초포의 고무측 표면형상사진이다.

도 6a는, 실시예2의 기초포의 풀리측 표면형상사진이다.

도 6b는, 실시예2의 기초포의 고무측 표면형상사진이다.

도 7a는, 배경기술에서 설명한 종래의 기초포의 풀리측 표면형상사진이다.

도 7b는, 배경기술에서 설명한 종래의 기초포의 고무측 표면형상사진이다.

＜부호의 설명＞

1 : 금형 2 : 기초포

3 : 항장체(抗張體) 4 : 미가황고무

5 : 이맞물림면 6 : 벨트톱니

7 : 원동 풀리 8 : 피동 풀리

9 : 중간차 풀리 10 : 박스

14 : 톱니부착벨트

(발명의 실시의 형태)

이하, 본 발명을 도면에 따라서 설명한다. 또한, 이하의 형태는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는 것을 목적으로 하는 것이며, 이에 따라 본 발명이 한정되는 것이 아님은 말할 필요도 없다.

도 1은, 본 발명의 톱니부착벨트로서, 고무(4)내에 항장체(3)가 매립되고, 그 한 면에 벨트톱니(6)가 형성되며, 그 이맞물림면(5)에는 기초포(2)가 접착되어 있다.

이 톱니부착벨트의 기초포(2)에 있어서의 위사는, 나일론 등의 합성 섬유로 되고, 동일한 가연 방향으로 가연된 가연 가공사 복수올(本)로 이루어진다. 본 발명에 있어서는, 이것을 단지 합사하여 이용하여도 좋고, 또한 가연 가공사의 가연 방향과 동일방향으로 합연한 사조를 이용하여도 좋다. 경사에는, 나일론 등의 통상의 합성섬유사 또는 이것을 적절히 합연한 사조가 사용되고, 경사와 위사를 2/2능직 등의 양면능직조직으로 직성하여 기초포(2)를 형성하고 있다. 이렇게 하여 구성된 기초포(2)에 있어서는, 위사를 구성하는 가연 가공사가 기초포(2)의 한 면으로 치우쳐서 노출하는 경향이 있다. 예컨대 가연 가공사의 가연 방향이 S꼬임인 경우에는, 기초포(2)의 능직조직에 있어서의 줄무늬가 오른쪽으로 올라가게 되는 면에 의해 많이 노출하고, 반대로 가연이 Z꼬임인 경우에는, 줄무늬가 왼쪽으로 올라가게 되는 면에 의해 많이 노출하는 경향이 있다.

원래, 양면능직조직은 줄무늬의 방향을 제외하고 표리(表裏)는 동일한 조직이며, 경사도 위사도 표리에 균등하게 노출한다. 따라서 위사가 많이 노출하는 면이라는 개념은 존재하지 않지만, 본 발명과 같이 가연 방향이 동일한 가연 가공사를 합연한 사조를 위사로서 사용한 경우에는, 그 가연 가공사가 기초포(2)의 한 면으로 치우쳐서 노출하고, 가연에 의해 권축한 섬유가 기초포(2)의 한 면으로 치우쳐서 돌출하고, 반대면에는 권축한 섬유가 거의 돌출하지 않고, 요철이 있는 명료한 줄무늬가 나타나, 표리가 분명히 다른 외관을 나타낸다.

또, 도 5a, 도 5b(실시예1) 및 도 6a, 도 6b(실시예2)는, 본원발명의 톱니부착벨트의 기초포의 표리면의 형상을 나타내는 사진이지만, 각 도에 있어서 표리면의 차이가 분명히 나타나고 있다. 즉, 한편의 면(도 5b, 도 6b)에서는, 권축한 섬유가 돌출하고, 다른 면(도 5a, 도 6a)에서는, 권축한 섬유는 거의 돌출하지 않고, 요철이 있는 명료한 줄무늬가 나타나고 있다. 실시예1로서는 그 경향이 보다 현저하다. 이에 대하여, 도 7a, 도 7b는 배경기술로 설명한 종래의 톱니부착벨트의 기초포, 즉, 가연 방향이 다른 복수의 가연 가공사를 위사로서 이용한 기초포의 표리면의 형상을 나타내는 사진이지만, 표리의 다름은 분명히 나타나고 있지 않다.

본원발명에 있어서의 기초포가 상기와 같은 상태가 되는 이유는 반드시 명확하지는 않지만, 위사를 구성하는 가연 가공사의 가연 방향이 한쪽뿐이기 때문에, 가연 방향으로 되돌아가고자 하는 토크가 발생하는 것 등에 의해, 거기에 생긴 힘과 경사와 위사의 배열과의 관계에 따라서, 기초포(2)의 한 면에만 가연 가공사가 노출하는 것이 아닐까 생각된다.

이 기초포(2)를 사용하여 톱니부착벨트를 성형하는 것에 있어서, 해당 기초포(2)에 있어서의 상기 가연 가공사가 보다 많이 노출한 면이 고무(4)에 접촉하도록 배치하고, 가연 가공사가 보다 적게 노출한 면이 이맞물림면(5)의 표면에 노출하도록 접착한다. 톱니부착벨트의 이맞물림면(5)에 기초포(2)를 접착하기에는, 도 2 및 도 3에 대해서 설명한 것과 동일한 방법을 취할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 기초포(2)를 구성하는 위사로서, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사를 합사하거나, 또는 합연한 사조를 사용하여, 이것과 적절한 경사로 양면능직조직으로 직성하여 기초포(2)를 형성하고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 위사를 구성하는 가연 가공사가 한 면으로 치우쳐서 노출하여, 그 면에 권축한 섬유가 많이 돌출한다. 그리고 해당 가연 가공사가 많이 노출한 면을 고무(4)에 접착시키기 때문에, 많은 권축섬유가 고무(4)와 얽힌다. 또한 가연 가공사를 그 가연 방향과는 역방향으로 합연하고 있는 경우에는, 가연의 언트위스팅에 의해서 섬유는 더욱 심하게 권축하여 산처럼 솟아오르게 된다. 그 때문에 기초포(2)와 고무(4)와는 강한 앵커효과에 의해 접합하여, 접착력이 향상하게 되고, 굴곡에 의해 기초포(2)가 이맞물림면(5)으로부터 벗겨지는 일이 없고, 톱니부착벨트의 내구성이 대폭 향상한다.

또한 기초포(2)의 외부에 노출한 면에는, 권축섬유가 거의 돌출하는 일이 없고, 명료한 줄무늬가 나타나 요철이 형성된다. 그 때문에 톱니부착벨트의 이맞물림면(5)에는 기초포(2)의 요철이 그대로 나타나게 되고, 풀리와 접촉했을 때에는 그 풀리와 톱니부착벨트와의 사이에 끼워진 공기가 요철을 통하여 빠져나가고, 또한 톱니부착벨트가 풀리로부터 이탈할 때에는 요철을 통하여 공기가 공급되기 때문에, 이맞물림이나 이탈에 있어서의 소음이 저하한다.

[실시예1]

기초포의 경사로서는, 나일론66의 210d/35f의 멀티필라멘트사를 사용하였다.

또한 기초포의 위사로서는, 나일론66의 70d/34f의 멀티필라멘트사를, 230℃로 가열하면서 S방향으로 2700T/m의 가연을 실시한 가연 가공사를 2올 합사하여, 이것을 3조합하여 Z방향으로 100T/m 가연을 실시한 사조를 사용하였다.

이상의 경사 및 위사를 사용하여, 경사밀도=86올/인치(inch), 위사밀도=85올/인치에서, 2/2능직조직으로 직성하여 기초포를 형성하였다. 이 기초포는 가연 가공사가 기초포의 한 면에 치우쳐서 노출하여, 그 면에서 다수의 권축섬유가 돌출되어 있으며, 그 반대 면에는 권축섬유가 거의 돌출하고 있지 않고, 줄무늬의 방향으로 명료한 요철이 나타나고 있었다.

이 기초포에 접착제처리를 실시하고, 그 가연 가공사가 노출한 면이 고무에 접하도록 배치하고, 톱니피치 9.525mm, 톱니수 92, 폭 19mm 인 톱니부착벨트를 성형하였다.

[실시예2]

상기 실시예에 있어서의 위사의 구성에 있어서, 합연의 꼬임 방향을 S방향으로 한 것 이외는 실시예와 동일하게 조작하여, 톱니부착벨트를 성형하였다.

[비교예1]

상기 실시예1에 있어서 형성한 기초포를, 실시예와는 표리가 반대로 되도록 배치하여 톱니부착벨트를 성형하였다.

[비교예2]

상기 실시예에 있어서의 위사의 구성에 있어서, 가연 가공사의 가연 방향을, S방향의 것과 Z방향의 것을 2올 합사한 것 이외는, 실시예1과 동일하게 조작하여 톱니부착벨트를 성형하였다.

[시험방법]

이상의 각 실시예 및 비교예의 톱니부착벨트에 대해서, 기초포(2)와 이맞물림면(5)과의 접착력, 톱니부착벨트의 주행내구성 및, 톱니부착벨트주행시의 소음레벨에 관해서 시험하였다.

접착력 : 각 실시예 및 비교예의 톱니부착벨트에 대해서, 쇼퍼식 인장시험기에 의해, 기초포(2)와 고무(4)를 톱니부착벨트의 길이 방향으로 박리하고, 그 박리강도를 측정하였다.

주행내구성 : 각 실시예 및 비교예의 톱니부착벨트를 도 4에 나타내는 시험기에 장착하고 구동하여, 그 이맞물림면의 표면상태를 관찰하고, 톱니부착벨트의 내구시간을 측정하였다. 내구주행의 정지조건은, 크랙(crack)의 발생 또는 이맞물림면의 이상마모를 가지고 정지하였다.

도 4에 나타내는 시험기는, 톱니수20의 원동 풀리(7)와, 톱니수40의 피동풀리(8)가, 285mm의 간격을 막아 배치되어 있고, 그 양 풀리(7,8)사이에 톱니부착벨트(14)를 걸쳐, 그 톱니부착벨트(14)의 배면에 중간차 풀리(9)에 의해 일정한 장력을 가하면서, 원동 풀리(7)를 6000 rpm으로 회전하도록 되어 있다. 그리고 이 시험기는 박스(10)내에 수납되어, 열풍을 불어넣어 박스(10)내를 100℃로 가열하여, 가열분위기 속에서 촉진시험을 할 수 있도록 되어 있다.

소음 레벨 : 파이어링(firing) 엔진에 톱니부착벨트를 부착하여, 장력이 20∼25kgf가 되도록 장착하고, 소음계를 풀리교출부 전방 50mm에 설치하여, 엔진의 회전수 3000rpm으로 구동하면서, 소음을 측정하였다.

시험의 결과를 표1에 나타낸다.

(표1)

이상의 시험결과로부터도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 톱니부착벨트(실시예1 및 실시예2)는 내구성이 뛰어나며, 또한 소음레벨이 낮고, 장시간에 걸쳐서 정숙히 구동할 수가 있다. 이에 대하여 종래의 톱니부착벨트는 비교예2에 표시된 바와 같이, 기초포와 고무와의 접착력이 낮고, 주행시험에서도 크랙은 미소하지만 다수 발생하여 본 발명의 것에 비교하여 내구성이 뒤떨어져 있고, 또한 소음레벨도 높다. 또한 본 발명과 같은 기초포를 사용한 경우에 있어서도, 표리를 본 발명과 반대로 한 경우에 있어서는, 비교예1에 나타내는 바와 같이, 내구성, 소음레벨은 동시에 대폭 뒤떨어진 것으로 된다.

즉, 본 발명의 구성에 의해 처음으로, 내구성, 소음레벨이 동시에 뛰어난 톱니부착벨트를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 기초포(2)와 고무(4)와는 강한 앵커효과에 의해 접합하여 접착력이 향상하여, 굴곡에 의해 기초포(2)가 이맞물림면(5)으로부터 벗겨지는 등의 일이 없고, 톱니부착벨트의 내구성이 대폭 향상한다. 또한 본 발명에 의하면, 톱니부착벨트의 이맞물림면에 형성되는 요철에 의해, 구동시에 톱니부착벨트의 톱니와 풀리의 톱니와의 사이에서 생기는 소음이 대폭 저감되어, 조용하게 구동하는 것이 가능해진다.

따라서 본 발명에 의한 톱니부착벨트는 내구성, 정숙성이 요구되는 자동차용 엔진 등의 용도에 있어서 지극히 유용하다.

Claims (5)

1. 이맞물림면(5)을 따라 기초포(2)를 접착한 톱니부착벨트에 있어서, 기초포(2)의 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 사조가, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지고, 해당 사조와 이에 교차하는 사조를 양면능직조직으로 직성하여 기초포(2)를 형성하고, 해당 기초포(2)에 있어서의 상기 가연 가공사가 보다 적게 노출한 면이 표면에 노출하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 톱니부착벨트.
2. 제 1 항에 있어서, 길이 방향으로 늘어나는 사조가, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사를 그 가연 방향과는 역방향으로 합연한 것을 특징으로 하는 톱니부착벨트.
3. 제 1 항에 있어서, 길이방향으로 늘어나는 사조가, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사를 그 가연 방향과 동일방향으로 합연한 것을 특징으로 하는 톱니부착벨트.
4. 제 1 항에 있어서, 길이 방향으로 늘어나는 사조가, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사를 합사한 것을 특징으로 하는 톱니부착벨트.
5. 톱니부착벨트의 이맞물림면을 따라 접착되는 톱니부착벨트의 길이 방향으로 늘어나는 위사를 가지는 직포에 있어서, 동일한 가연 방향으로 가연된 복수의 가연 가공사로 이루어지는 사조와, 해당 사조와 이에 교차하는 사조를 양면능직조직으로 직성한 표리면에서 실의 노출상태가 다른 것을 특징으로 하는 상기 직포.