KR20190126117A

KR20190126117A - 이붙이 벨트-스프로킷 시스템

Info

Publication number: KR20190126117A
Application number: KR1020197029345A
Authority: KR
Inventors: 제니퍼 이. 피스; 레슬리 브라운
Original assignee: 게이츠 코포레이션
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-11-08
Also published as: EP3593009A1; CN110382910A; JP2020509318A; CA3054693C; KR102273747B1; US20180259043A1; JP6754906B2; AU2018230924A1; US10161487B2; CA3054693A1; BR112019018517A2; AU2018230924B2; MX2019010546A; WO2018164939A1

Abstract

벨트-스프로킷 시스템을 제공하며, 이 벨트-스프로킷 시스템은, 벨트 바디 내에 배치된 인장 코드; 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부를 포함하며, 벨트는 벨트 상의 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며, 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며, 스프로킷은 적어도 2개의 치부 중 하나를 수용하는 홈을 구비하며, 홈 프로파일은, 제1 반경부, 제2 반경부, 제3 반경부 및 제4 반경부를 포함하며, 각 반경부는 연속하여 서로 연결되는 한편, 다른 반경부들과 길이가 동일하지 않으며, 치부는 치부 높이의 90%에서 적어도 2개의 치부 중 하나와 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 피치 길이의 대략 35%의 폭을 가지며, 치부 선단과 상기 홈 사이에 미리 정해진 용적을 갖는다.

Description

이붙이 벨트-스프로킷 시스템

본 발명은 일반적으로는 랜드 압력(land pressure)이 감소되도록 스프로킷 홈의 미리 정해진 부분과 맞물리는 치부 플랭크(tooth flank)를 갖는 이붙이 벨트 및 스프로킷 프로파일의 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 치부(tooth)와 스프로킷 홈 사이에 저장소를 형성하는 절두형 치부 선단(tooth tip)을 갖는 한편, 랜드 압력을 감소시키는 식으로 억지 끼워맞춤(interference fit)에 의해 치부가 지지되도록 치부가 스프로킷 홈의 미리 정해진 부분과 맞물리는 벨트에 관한 것이다.

종래 기술의 벨트-스프로킷 시스템은 벨트 치부 선단과 풀리 홈의 저부 사이에 틈새를 갖는 몰드 홈 프로파일에 기초한다. 경화 후에 벨트 치부 높이에서의 얼마간의 수축이 또한 존재하여, 벨트 치부 선단과 풀리 홈 저부 사이의 클리어런스를 증가시킨다. 그 틈새는 랙(rack) 형태의 벨트 치부가 스프로킷 홈과 맞물림에 따라 벨트의 피치선이 풀리 홈에 걸쳐 현 모양(chordal)으로 되게 할 수 있다. 그러한 현 작용은 벨트의 랜드 부분에서 과도한 마모를 야기한다. 벨트 내의 힘은 풀리에 의해 지지되어야 한다. 치부의 지지는, 치부 선단과 홈 저부 사이, 치부 플랭크와 풀리 플랭크(pulley flank) 사이, 그리고 벨트 치부들 사이의 벨트 랜드에서 발달하여 분포하는 압력으로 이루어진다. 그러한 지지에 있어서의 벨트 랜드에 분포하는 부분은 벨트의 랜드 부분에 과도한 마모를 야기하기에 충분할 정도로 클 수 있다.

또한, 벨트 피치 라인이 현 작용(chordal action)을 통해 구동 및 피동 스프로킷의 치부들에 의해 반복적으로 상승 하강함에 따라, 피동 스프로킷의 각속도가 번갈아가면서 증감한다. 이러한 코깅 작용(cogging action)은 시스템에서 진동으로 느낄 수 있다.

이붙이 벨트 및 풀리 프로파일을 위한 다수의 설계 전략이 종래 기술에서 제안되어 있다. 종래 기술의 대표로는 벨트-스프로킷 시스템을 개시하는 미국 특허 출원 공개 제2009/0156341호가 있으며, 그 벨트-스프로킷 시스템은, 벨트 바디 내에 배치된 인장 코드; 벨트 바디로부터 돌출하는 한편, 치부 선단과 치부 뿌리 사이에 배치되고 연속하여 연결된 적어도 2개의 비동일 반경부를 갖는 프로파일을 갖는 치부; 그 치부를 수용하는 홈을 갖고 있고, 홈 프로파일이 적어도 2개의 비동일 반경부 사이에 배치된 적어도 하나의 실질적 직선 부분을 포함하는 스프로킷; 및 인장 코드가 치부 뿌리들 사이에 실질적으로 아치형 형태를 갖게 하도록 하는 식으로 인장 코드가 지지되게 스프로킷 홈의 미리 정해진 부분과 맞물리는 치부 선단을 포함한다.

필요로 하는 것은, 치부와 스프로킷 홈 사이에 저장소를 형성하는 절두형 치부 선단을 갖는 한편, 랜드 압력을 감소시키는 식으로 억지 끼워맞춤에 의해 치부가 지지되도록 그 치부가 스프로킷 홈의 미리 정해진 부분과 맞물리는 벨트이다. 본 발명은 이러한 필요성을 충족시킨다.

본 발명은, 벨트/스프로킷 프로파일 시스템을 제공하는 시스템 및 방법, 특히 치부와 스프로킷 홈 사이에 저장소를 형성하는 절두형 치부 선단을 갖는 한편, 랜드 압력을 감소시키는 식으로 억지 끼워맞춤에 의해 치부가 지지되도록 그 치부가 스프로킷 홈의 미리 정해진 부분과 맞물리는 벨트를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 벨트-스프로킷 시스템을 포함하며, 이 벨트-스프로킷 시스템은, 벨트 바디 내에 배치된 인장 코드(tensile cord); 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부를 포함하며, 벨트는 벨트 상의 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며, 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며, 스프로킷은 적어도 2개의 치부 중 하나를 수용하는 홈을 구비하며, 홈 프로파일은, 제1 반경부, 제2 반경부, 제3 반경부 및 제4 반경부를 포함하며, 각 반경부는 연속하여 서로 연결되는 한편, 다른 반경부들과 길이가 동일하지 않으며, 치부는 치부 높이의 90%에서 적어도 2개의 치부 중 하나와 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 피치 길이의 대략 35%의 폭을 가지며, 치부 선단과 홈 사이에 미리 정해진 용적을 갖는다.

상기에서는 후속하는 본 발명의 상세한 설명을 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위해 본 발명의 특징 및 기술적 이점을 광범위하게 기술하였다. 이하에서, 본 발명의 청구항들의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적 특징 및 이점들을 이하에 설명할 것이다. 당업자라면, 개시하는 개념 및 특정 실시예들이 본 발명과의 동일한 목적을 수행하도록 다른 구조를 수정 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 수 있다는 점은 자명할 것이다. 또한, 당업자라면, 그러한 등가의 구조들이 첨부한 청구 범위에 기재한 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 구조 및 작동 방법 모두와 관련하여 본 발명의 특징으로 여겨지는 신규한 특징들은, 기타 목적 및 이점과 함께, 첨부 도면과 함께 고려할 때에 이하의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 하지만, 각 도면은 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니라, 단지 예시 및 설명을 위해 제공되었다는 점을 명백히 이해해야 할 것이다.

본 명세서에 포함되어 그 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예들을 예시하는 것으로, 그 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 하며, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 부분들을 지칭한다. 도면 중에서,
도 1은 현 효과(chordal effect)를 나타내는 종래 기술의 벨트 및 스프로킷의 프로파일이다.
도 2는 치부 선단에서의 지지를 나타내는 다른 종래 기술의 벨트 및 스프로킷의 프로파일이다.
도 3은 치부 선단과 풀리 홈 사이에 자유 용적과 평탄한 치부를 나타내는 또 다른 종래 기술의 벨트 및 스프로킷의 프로파일이다.
도 4는 본 발명의 치부 프로파일의 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 예시적인 치수의 표이다.
도 5는 본 발명의 벨트 홈 프로파일의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 예시적인 치수의 표이다.
도 6은 본 발명의 벨트 치부 프로파일을 본 발명의 홈 프로파일과 겹쳐 놓은 것을 나타내는 측면도이다.

도 1은 현 효과를 나타내는 종래 기술의 벨트 및 스프로킷의 프로파일이다. 종래 기술의 이붙이 벨트 시스템은 피치선(C)을 갖는 벨트를 포함한다. 피치선은 대체로 벨트 바디 내에 위치한 인장 코드(T)와 대체로 일치하지만, 항시 그렇지는 않다. 인장 코드는 벨트 구동 시스템에서 벨트의 작동 중에 벨트 부하를 전달한다. 도 2는 벨트 및 스프로킷의 측면도이다. 당업계에서, "치부(tooth)"는 벨트의 폭을 가로질러 배치되며, 통상적으로는 인장 코드에 대해 또는 벨트의 길이방향에 대해 수직으로 배치된다.

이붙이 벨트는 통상 홈(D)을 갖는 스프로킷(S)과 맞물린다. 벨트 치부(E)가 스프로킷 홈(D)과 맞물린다. 도 1은 종래 기술의 구조에 따른 하나의 벨트 치부와 맞물린 스프로킷의 부분을 도시하고 있다. 통상은 다수의 치부가 각 스프로킷과 맞물린다. 벨트는 부분(A) 및 (B)을 포함하는 스프로킷의 외면에 기대어진다. 스프로킷은 일반적으로 이붙이 벨트에 의해 구동되는 기계 장치와 맞물린다. 스프로킷 상의 각각의 홈은 스프로킷의 회전축선에 평행하게 연장한다.

작동 시에, 피치선은 A와 B 사이에 "걸쳐져(span)", 피치선(C) 및 나아가서는 인장 코드(T)가 A와 B 사이에서 실질적으로 직선으로 되게 한다. 이는 제조 중에 치부의 얼마간의 수축이 존재하거나 클리어런스가 요구될 수도 있기 때문이다. 이는 홈 저부(G)와 치부 선단(H) 사이에 간극 또는 무부하 상태를 야기할 수 있다. 이는 또한 랙 형태의 벨트 치부들이 스프로킷 홈과 맞물림에 따라 벨트의 피치선이 풀리 홈 부분(A, B)들에 걸쳐 현형(직선형)으로 되게 한다. 사실상, 피치선은 변곡점(IP1, IP2)에서 "끊어지거나" 굴곡된다. 지점(A, B)은 대략적으로 스프로킷이 치부 뿌리 또는 랜드와 맞물리는 곳이다.

결과적으로, 작동 중에 벨트 피치선이 스프로킷 치부들에 의해 상승 하강함에 따라, 스프로킷의 각속도가 번갈아가면서 증감한다. 이는 벨트 구동 시스템에서 바람지하지 못한 진동을 야기할 수 있고 엔진 타이밍에도 영향을 미칠 수 있다. 이는 벨트 치부들 사이의 벨트 랜드에서 벨트의 조기 마모 및 파손을 야기할 수 있다. 풀리에 의한 변동하는 동력 전달에 의해 내부 벨트 힘이 완화 또는 증가함에 따라, 벨트는 랜드 압력과 벨트와 랜드 간의 상대 속도의 조합에 의해 마모된다.

도 2는 코드 라인을 되밀어 올려 아치 형상으로 되게 하는 경향을 갖는, 치부가 홈 내에서 바닥에 닿는 것을 나타내는 종래 기술의 벨트 및 스프로킷의 프로파일이다. 치부와 홈 간의 약간 상이한 치수로 인해, 치부 플랭크와 홈 사이에 배치된 2개의 간극(α1, α2)이 존재한다. 치부의 선단이 홈의 바닥과 접촉하여, 오일 습윤식(oil-wet) 구동 시스템에서 오일이 갇히는 것을 허용할 공간을 남기지 않는다. 홈 바닥 내에서의 치부의 선단에는 그 치부가 홈 내에 "포획"되는 포획 구역이 존재한다. 이는, 작동 시에, 위에 놓인 인장 코드(T)의 부분을 실질적으로 아치 형태로 지지하는(부분(30) 참조) 식으로 치부 선단이 홈 저부에서 하중을 받아 압축을 겪게 됨을 의미한다. 하지만, 전체 치부가 완전히 압축되는 것이 아니라, 홈 저부와 대략 점(P5) 사이에서 홈을 차지하고 있는 치부의 부분만이 압축된다. 이는 또한 중심선(CL)의 양측에서의 반경(R1)에 상응한다.

본 발명의 벨트는 스프로킷에 의해 벨트를 위한 3개의 지지 영역, 즉 홈의 저부, 홈의 플랭크, 및 벨트 랜드를 제공한다. 종래 기술의 벨트는 벨트 랜드에 의해 너무 많은 지지를 제공하는 데에 의존하는 반면, 본 발명의 벨트 및 스프로킷은 그러한 지지의 보다 많은 몫이 치부 플랭크와 벨트 홈으로 이동될 수 있게 하며, 이에 의해 벨트 랜드의 압력을 감소시킨다. 그 웨지 형태(wedge form)는, 홈 내에서 치부 아래에 공간을 허용하면서 치부를 지지한다. 감소되긴 하지만, 얼마간의 지지가 벨트 랜드에 유지된다.

벨트 및 치부가 작동 중에 완전히 맞물리는 경우, 치부 재료는 압축되며, 이에 의해 간극(α1, α2)을 실질적으로 점유한다. 이는 인장 코드 부분(30)이 그 구역 내의 재료에 의해 지지되는 것과 동시에 발생한다. 이러한 지지의 결과, 인장 코드(T)는 뿌리부(50, 51) 사이에서 반경(RT)을 갖는 실질적으로 아치 형태를 취한다(도 3 참조). 이는 작동 중에 벨트 진동의 상당한 감소를 가져올 수 있지만, 치부 선단에서 습윤 시스템의 오일을 수용할 공간이 없다. 오일 등의 거의 비압축성의 유체는 그 자신의 공간을 생성하고, 치부 플랭크와 랜드를 따라 갇혀, 치부와 홈 사이의 압력을 증가시킬 수 있다.

도 3은 치부 선단을 절두하여 홈 내에서 바닥에 닿는 대신에 간극(ζ)을 남기는 것을 보여주는 종래 기술의 벨트 및 스프로킷의 프로파일이다. 치부는 부분적으로 저부 지지 구역에 의해 지지된다. 간극(ζ)이 습윤 시스템에서 갇힌 오일을 수용하지만, 그러한 저장소를 갖는 벨트들은 벨트 프로파일에 있어서의 치부(50, 51)들 사이의 랜드 부분에서 부하의 대부분이 걸리며, 이에 의해 종종 전형적인 고장 모드로서 랜드 마모를 야기하는 것으로 확인되었다. 이 경우, 풀리 홈은 벨트에 대한 지지를 거의 제공하지 않아, 랜드에서 필요한 지지를 증가시키고 또한 랜드에서 벨트를 지지하는 데에 필요한 압력을 증가시킨다. 플랭크에서 마찰 지지가 감소된 상황에서, 랜드 압력은 더욱 증가한다.

도 4는 본 발명의 치부 프로파일의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 스프로킷 홈의 측면도이다. 본 발명의 시스템은 이붙이 벨트 및 스프로킷을 포함한다. 도 6은 본 발명의 치부와 스프로킷 프로파일의 겹침을 도시한다.

본 발명의 치부 프로파일은 치부를 비로킹 웨지(non-locking wedge)로 치부를 지지함으로써 랜드 압력을 감소시킨다. 이제, 홈이 벨트를 지지하여, 랜드에서 요구되는 지지의 몫을 감소시켜 랜드 압력을 감소시킨다. 본 발명은 또한 선단 근처에서 치부를 확장시킴으로써 벨트 치부의 강성도 증가시킨다. 치부를 짧게 하는 것은 또한 맞물림을 보다 확실하게 한다.

본 발명의 치부와 홈은 치부 선단과 홈 사이에 캐비티(ζ)를 제공하여, 오일 또는 그 위치로 이동할 수 있는 기타 유체를 축적한다. 예를 들면, 작동 시에, 오일은 풀리 플랭크와 랜드 주위에 갇혀, 압력을 증가시키고 랜드 마모 조건을 악화시킬 수 있다. 캐비티는 그러한 오일을 제거하기 위한 수단을 제공한다.

본 발명의 프로파일은 상이한 형상의 치부와 홈을 제공한다. 치부와 홈의 형상은 치부의 베이스에서는 유사하지만, 홈 바닥에서는 빗나가서 치부 선단에서 치부를 지지하도록 된다. 본 발명의 치부 선단은 홈 바닥에서의 홈보다 두껍다. 치부 선단의 폭은 치부 높이의 90%의 위치에서의 피치 길이의 대략 35%이다. 이는 치부 선단의 적절한 압축과 홈 내에서의 치부의 "웨지 작용(wedging)" 지지를 제공한다. 본 발명의 치부는 또한 종래 기술에 비해 짧다. 총 치부 높이는 피치 길이의 대략 40% 이하이다. 짧은 치부는 치부 선단의 폭에도 불구하고 적절한 맞물림을 가능하게 한다.

예를 들면, 피치가 11mm이라 하면, 치부 높이의 90%에서 치부 선단의 폭은 0.35x11mm=3.85mm이다. 총 치부 높이는 0.4x11=4.4mm이다.

뿌리부에서의 치부 각도 α는 적어도 11도이다. 이는, 맞물림 문제를 야기하고 시스템 노이즈를 증가시킬 수 있도록 치부가 너무 "직립(upright)"으로 되는 것을 방지한다.

그와 협동하는 스프로킷 홈은, 치부 높이의 90%에서 치부 폭의 83% 내지 87%의 폭을 포함한다(도 6 참조). 다시 말해, 치부 높이의 90%에서, 홈 폭은 치부 폭의 15% 초과 20% 미만이다. 따라서, 그러한 오버사이즈의 치부 선단은 홈과 억지 끼워맞춤을 생성하여, 작동 중에 치부를 지지한다. 홈은 치부 선단의 측면에 의해 치부를 지지하기 위해 치부 높이(71)보다 큰 최대 깊이(81)를 포함한다. 이는 치부 선단에 유체 포집 저장소(ζ)를 허용한다. 깊이(81)는 (0,0,0)에서부터 GP8까지 측정된다. 치부 높이(71)는 (0,0,0)에서부터 TP7까지 측정된다.

스프로킷은 그 치부 선단에 100도 내지 120도의 각도 β를 포함한다. 이 각도는 치부를 지지하도록 비로킹 웨지 효과를 가능하게 한다. 각도 β는 치부 선단이 홈과 접촉하는 교점(31, 41)들 사이에 배치된다(도 6 참조). 그 각도의 선단에서의 깊이(D)는 피치 길이의 39% 내지 44%이다. 뿌리부에서의 홈 각도는 치부 각도의 2도 이내이다. 이러한 각도에서의 유사성은 치부 플랭크의 적절한 지지를 가능하게 하고, 이는 또한 치부 플랭크에서 응력을 완화시킨다. 스프로킷 치부와 OD 사이의 필렛 반경은 피치 길이의 0.081 내지 0.086배이다. 이는 또한 내구성을 증가시키도록 치부 플랭크에서의 적절한 지지를 보장하는 데에 도움을 준다.

예시적인 벨트 치부는 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같은 치수를 갖는다. 도 4a 및 도 4b에서의 값은 단지 예로서 제공된 것으로, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 원점(0,0,0)은 벨트 ID에 배치된다.

각 치부는 중앙선(CL)을 중심으로 함께 접합된 2개의 절반부(10, 20)를 포함한다. 각 절반부는 서로 연속하여 연결된 4개의 반경부(TR1, TR2, TR3, TR4)를 포함한다. 실질적 직선 세그먼트(TS1)가 TR1과 TR2 사이에서 점(TP2, TP3) 사이에 배치된다. 본 명세서에서 설명하는 각 반경부는 원의 세그먼트이며, 이는 각 반경이 실질적으로 일정함을 의미한다. 대안적인 실시예에서, 각 반경부(TR1 또는 TR2 또는 TR3 또는 TR4)는 작동 조건에 의해 요구될 수 있는 바와 같이 dR/dx의 함수로서 변할 수도 있다.

치부의 각 절반부에 있어서의 각 반경부(TR4)는 직선 세그먼트(TS2)에 의해 연결된다.

본 발명의 벨트 바디는 임의의 종래의 및/또는 적절한 경화 또는 열가소성 엘라스토머 조성물을 포함한다. 이러한 용도로 이용될 수 있는 적절한 엘라스토머로는 예를 들면, 폴리우레탄 엘라스토머(PU)(폴리우레탄/우레아 엘라스토머도 포함), 폴리클로로프렌 고무(CR), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR), 수소화 BR(HNBR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 알킬화 클로로설폰화 폴리에틸렌(ACSM), 에피클로로히드린, 폴리부타디엔 고무(BR), 천연 고무(R), 및 에틸렌 프로필렌 코폴리머(EPM), 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머(EPDM), 에틸렌 옥텐 코폴리머(EOM), 에틸렌 부텐 코폴리머(EBM), 에틸렌 옥텐 터폴리머(EODM), 에틸렌 부텐 터폴리머(EBDM) 등의 에틸렌 알파 올레핀 엘라스토머, 및 규소수지 고무 또는 이들 중 임의의 2종 이상의 조합을 포함한다.

인장 코드(60)는 폴리에스테르, 탄소 섬유, 금속 와이어, 나일론, 아라미드, 유리 또는 이들 중 2종 이상의 임의의 조합을, 합연(plied) 또는 편조(braided) 등의 임의의 적절한 및/또는 종래의 구성으로 포함할 수 있으며, 일반적으로는 자체적으로 합연 또는 편조 등의 임의의 적절한 및/또는 종래의 구성으로 이루어지고 일반적으로 하나 또는 복수의 얀을 포함할 수 있는 하나 또는 복수의 스트랜드를 포함할 수 있다. 여기서, "얀(yarn)"은 얀 제조업자로부터 입수할 수 있는 바와 같은 형태의 필라멘트 또는 섬유의 다발을 지칭하는 것으로, 연사(twisted yarn) 또는 비연사를 포함할 수 있다. "스트랜드(strand)"는 코드를 형성하는 데에 있어서의 중간 단계로서 연사, 합연 또는 편조된 얀 또는 얀들을 지칭한다. 벨트는 치부측 또는 배면측 또는 이들 둘 모두에 표면층을 가질 수 있고, 이 표면층은, 코팅, 패브릭, 폴리머 필름 또는 그 조합을 포함하여, 의도한 용례를 위해 적절한 내마모성 및 내후성을 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 스프로킷 홈의 측면도이다. 그 홈 프로파일은 반경부(GR1, GR2, GR3, GR4, GR5, GR6)를 포함하며, 각 반경부는 점(GP2, GP3, GP4, GP5, GP6, GP7, GP8) 사이에서 연속적으로 연결된다. 참조용으로서 점(GP8)이 중심선(CL)에 배치된다. 점(GP1)은 치부 뿌리부(50, 51)에 배치된다. 도 4의 치부 프로파일의 경우에서와 같은 홈 프로파일에 포함된 직선 세그먼트는 존재하지 않는다. 점(GP1, GP2, GP3, GP4)들에 대한 데카르트 좌표 위치에 있어서의 예시적인 좌표 값이 도 5a 및 도 5b에 포함되어 있다.

예시적인 스프로킷 홈은 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같은 치수를 갖는다. 도 5a 및 도 5b에서의 값은 단지 예로서 제공된 것으로, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 모든 치수는 도 4 및 도 5 각각에 있어서 (0,0,0)에서의 원점을 기준으로 한다. 저장소 구역(ζ)의 상측 부분의 대략적 위치는 좌표 0,0,0에서부터 거리 "x"에 있다.

도 6은 본 발명의 벨트 치부와 스프로킷 간의 맞물림을 나타내는 측면도이다. 이 실시예에서, 치부가 홈과 맞물리는 저장소(ζ)가 존재한다. 이는, 치부 재료가 약간 팽창할 수 있게 하고 공기, 오일 또는 기타 유체를 위한 저장소로서 기능하는 자유 용적을 형성한다. 하지만, 치부는 위치(30, 40)에서 치부 두께가 홈의 폭보다 15% 내지 20% 더 크기 때문에, 그 위치에서 홈에 기대어져, 그 위치(30, 40)에서 억지 끼워맞춤을 제공한다. 위치(30, 40)들 사이의 폭(100)에서의 치부 선단 표면의 부분은 분포 하중을 갖는 단순 지지보에 근사하다.

폭(100)은 시스템의 작동 조건에 따라 조절될 수 있다. 이 실시예에서, 표면 부분(100)은 실질적으로 편평하다. 벨트는, 벨트 바디 내에 배치된 인장 코드; 및 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부를 포함하며, 벨트는 벨트 상의 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며, 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며, 치부는 치부 높이의 90%에서 적어도 2개의 치부 중 하나와 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 피치 길이의 대략 35%의 폭을 갖는다.

벨트-스프로킷 시스템은, 벨트 바디 내에 배치된 인장 코드; 및 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부를 포함하며, 벨트는 벨트 상의 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며, 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며, 스프로킷은 적어도 2개의 치부 중 하나를 수용하는 홈을 구비하며, 홈 프로파일은, 제1 반경부, 제2 반경부, 제3 반경부 및 제4 반경부를 포함하며, 각 반경부는 연속하여 서로 연결되는 한편, 다른 반경부들과 길이가 동일하지 않으며, 치부는 치부 높이의 90%에서 적어도 2개의 치부 중 하나와 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 피치 길이의 대략 35%의 폭을 가지며, 치부 선단과 홈 사이에 미리 정해진 용적을 갖는다.

본 발명 및 그 이점들을 상세하게 설명하였지만, 첨부된 청구 범위에 의해 정해지는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변화, 대체, 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 본 출원의 범위는 본 명세서에서 설명한 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계들의 특정 실시예에 한정하고자 하는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 개시로부터 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 명세서에서 설명한 해당 실시예와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 기존에 존재하거나 향후에 개발될 프로세스, 기계, 제조, 물질 조성, 수단, 방법 또는 단계들이 본 발명에 따라 이용될 수도 있다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 그러한 프로세스, 기계, 제조, 물질 조성, 수단, 방법 또는 단계들을 그 범위 내에 포함시키고자 한다. 본 명세서에서 개시한 발명은 본 명세서에서 구체적으로 개시하지 않은 임의의 요소 없이도 적절히 실시될 수 있을 것이다.

Claims

벨트-스프로킷 시스템으로서:
벨트 바디 내에 배치된 인장 코드(tensile cord); 및
상기 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부(tooth)
를 포함하며, 상기 벨트는 벨트 상의 상기 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며,
상기 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단(tooth tip)을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며,
상기 스프로킷은 상기 적어도 2개의 치부 중 하나를 수용하는 홈을 구비하며, 홈 프로파일은 제1 반경부, 제2 반경부, 제3 반경부 및 제4 반경부를 포함하며, 각 반경부는 연속하여 서로 연결되는 한편, 다른 반경부들과 길이가 동일하지 않으며,
상기 치부는 치부 높이의 90%에서 상기 적어도 2개의 치부 중 하나와 상기 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 피치 길이의 대략 35%의 폭을 가지며,
상기 치부 선단과 상기 홈 사이에 미리 정해진 용적을 갖는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제1항에 있어서,
상기 치부 높이는 상기 피치 길이의 40%를 초과하지 않는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 치부 중 하나는 그 뿌리부에서 적어도 11도의 치부 각도를 포함하는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제1항에 있어서,
상기 홈은 치부 높이보다 큰 깊이를 포함하는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제1항에 있어서,
상기 홈은 상기 치부 선단에서 100도 내지 120도의 접촉각을 포함하는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제1항에 있어서,
상기 홈의 각도는 뿌리부에서 치부 각도의 2도 이내인 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제1항에 있어서,
상기 치부는 치부 높이의 90%에서 상기 적어도 2개의 치부 중 하나와 상기 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 홈 폭보다 15% 내지 20% 더 큰 폭을 갖는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
벨트-스프로킷 시스템으로서:
벨트 바디 내에 배치된 인장 코드; 및
상기 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부
를 포함하며, 상기 벨트는 벨트 상의 상기 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며,
상기 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며,
상기 스프로킷은 상기 적어도 2개의 치부 중 하나를 수용하는 홈을 구비하며, 홈 프로파일은 제1 반경부, 제2 반경부, 제3 반경부 및 제4 반경부를 포함하며, 각 반경부는 연속하여 서로 연결되는 한편, 다른 반경부들과 길이가 동일하지 않으며,
상기 치부는 치부 높이의 90%에서 상기 적어도 2개의 치부 중 하나와 상기 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 홈 폭보다 15% 내지 20% 더 큰 폭을 가지며,
상기 치부 선단과 상기 홈 사이에 저장소를 갖는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제8항에 있어서,
상기 치부 높이는 상기 피치 길이의 40%를 초과하지 않는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제8항에 있어서,
상기 적어도 2개의 치부 중 하나는 그 뿌리부에서 적어도 11도의 치부 각도를 포함하는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제8항에 있어서,
상기 홈은 치부 높이보다 큰 깊이를 포함하는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제8항에 있어서,
상기 홈은 상기 치부 선단에서 100도 내지 120도의 홈 각도를 포함하는 것인 벨트-스프로킷 시스템.
제8항에 있어서,
상기 홈의 각도는 뿌리부에서 치부 각도의 2도 이내인 것인 벨트-스프로킷 시스템.
벨트로서:
벨트 바디 내에 배치된 인장 코드(tensile cord); 및
상기 벨트 바디로부터 돌출하는 적어도 2개의 치부(tooth)를 포함하며,
상기 벨트는 벨트 상의 상기 적어도 2개의 치부 사이에서 측정되는 피치 길이를 포함하며,
상기 적어도 2개의 치부 중 하나는 치부 선단(tooth tip)을 갖고 있는 한편, 제1 직선 세그먼트와 제2 직선 세그먼트 사이에 배치된 제1 반경부, 제2 반경부 및 제3 반경부를 포함하는 프로파일을 가지며,
상기 치부는 치부 높이의 90%에서 상기 적어도 2개의 치부 중 하나와 홈 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 치부 높이의 90%에서 피치 길이의 대략 35%의 폭을 갖는 것인 벨트.