KR100888916B1 - 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치 구조에 관한 것으로, 모터는 발생회전력을 감속기어트레인을 거쳐 웜휠로 전달하고 웜휠에 조립되는 폴베이스는 폴과 폴을 탄력지지하는 폴스프링이 구비되며, 폴베이스의 초기회전을 방지하는 폴베이스 지지부를 구비하여 웜휠에 조립되고 스풀의 축에 일체형으로 조립된 샤프트 클러치가 웜휠 내측 원주홈으로 위치하게 되어 웜휠이 시트벨트 권취방향으로 회전하면 랙기어와 폴이 치합되어 시트벨트를 감아들이게 되고 웜휠이 시트벨트 권취 반대방향으로 회전하면 랙기어와 폴의 치합이 해제되어 시트벨트 권취축이 양방향으로 회전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

모터, 시트벨트, 리트랙터, 클러치, 긴급잠금

Description

모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치{Motor driving type seatbelt retractor's clutch}

본 발명은 차량용 시트벨트 리트랙터의 클러치 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터구동식 시트벨트 리트랙터에 있어서 긴급한 위험이 감지된 때에는 모터의 구동력을 시트벨트 리트랙터에 전달되어 시트벨트 웨빙(Webbing)을 감아들임으로써, 탑승자를 지정된 위치로 끌어당겨 유지시키고, 긴급한 위험이 회피된 때에는 모터의 역회전에 의하여 시트벨트 웨빙을 초기상태로 잠금해제하는 클러치장치에 관한 것이다.

차량탑승자의 신체를 구속하는 시트벨트는 좌석의 측방향에서 차체에 고정된 웨빙 리트랙터 장치를 구비하고 있다.

웨빙리트랙터는 축방향이 차량의 전후방향을 따르는 스풀(Spool)을 구비하고 있고 스풀에는 웨빙벨트가 권취되어 있으며, 웨빙벨트를 권취방향으로 가압하는 스파이럴스프링 등의 가압부재가 구비되어 있고, 웨빙벨트를 가압부재의 탄성력에 의 하여 탑승자의 신체에 장착된 웨빙벨트의 느슨함을 제거할 수 있게 되어 있다.

종래 차량의 급감속 등 긴급한 상황이 감지된 때에는 시트벨트의 처짐을 제거하고, 충돌이 발생하기 전에 탑승자를 지정된 위치에 끌어당겨 더욱 강력하게 신체를 구속할 수 있게 하는 목적으로 긴급상황시 모터를 이용한 구동력을 스풀에 전달하고 스풀을 일정량 회전시켜 웨빙벨트의 장력을 상승시키는 구성이 공지되어 있었다.

상기와 같은 웨빙 리트랙터에서는 통상 스풀과 모터의 구동축의 연결에 클러치를 개재시켜 평상시에 웨빙벨트를 감거나 인출하는데 스풀의 회전에 지장을 초래하거나 모터에 불필요한 부하가 걸리지 않게 구성되어 있다.

긴급한 위험이 감지된 때에 모터의 구동력을 스풀에 전달하고 상기 구동력에 의하여 웨빙벨트를 권취하는 리트랙터에서 모터의 회전량이 크고, 권취방향으로 스풀이 지나치게 회전하면 웨빙벨트에 의하여 탑승자의 신체가 지나친 힘으로 조이게 된다.

이러한 지나친 조임을 방지하기 위하여 모터에서 스풀로 전달되는 회전토크가 일정기준을 초과하는 경우에는 모터와 스풀사이의 기계적인 구동력 전달을 해제하는 토크리미터가 구비되어 있고, 웨빙리트랙터와 같이 차량에 탑재되는 장치는 가급적 소형화와 경량화하는 것이 필요하다.

이는 웨빙리트랙터의 구동력 전달기구나 클러치의 구조가 복잡하여지면 긴급상황시 작동이 지연되고 비용이 증가한다.

상기와 같은 모터구동식 웨빙 리트랙터의 클러치구조에 대하여는 JP특허출원 2002-202816, 동2004-114310, 동2003-288579 등에서 프릭션 스프링 또는 리테이너와의 마찰력을 이용하여 클러치가 구동력을 전달하거나 잠금을 해제할 수 있게 하는 구성이 공지되어 있었으나, 클러치를 구성하는 부품수가 많고 구성이 복잡하여 응답속도가 늦고 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.

모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치는 긴급잠금 리트랙터(Emergency Locking Retractor)에서와 같이 순간적으로 작동하는 모터의 구동력으로 웨빙을 권취하는 작동을 신속하게 전달하고 권취후 긴급상황종료시 리트랙터의 잠금을 해제하여 웨빙을 정상적인 장력상태로 되돌려 놓기 위하여 시트벨트에 추가적인 장력이 필요하지 않도록 클러치는 모터의 역회전에 의하여 리트랙터의 잠금을 해제할 수 있게 하며, 구동력을 전달하고 잠금을 해제하는 클러치는 구조의 단순화와 함께 구성부품수를 줄여 응답속도를 향상하고 비용을 절감할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

모터의 구동력을 시트벨트 스풀에 전달하고 잠금을 해제하는 클러치기구는, 모터의 구동력을 기어트레인을 거쳐 스풀에 전달하는 웜휠과, 웜휠에 조립되는 폴베이스와, 폴베이스에 수납되는 폴과, 폴베이스에서 폴을 탄력지지하는 폴스프링과, 폴베이스의 초기회전을 방지하는 폴베이스 지지부와, 벨트스풀축에 조립되고 폴과 치합되어 시트벨트 스풀의 축을 회전시키는 샤프트 클러치를 구성하고, 샤프트 클러치는 웜휠을 통과하여 조립되는 폴베이스에 압축스프링과 압축스프링을 지지하는 스프링서포트 및 스프링서포트와 결합되는 스프링가이드로 구성된 지지부가 조립되어 일체형 구조를 가지도록 구성한다.

본 발명의 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치는 구조의 단순화를 통하여 시트벨트 패키지의 크기를 축소가능하게 하여 차량장착성을 용이하게 하며, 모터의 구동력 전달에 관계되는 부품수가 적어 긴급상황발생시 응답시간이 단축되어 승객구속성이 향상되고 부품수의 감소를 통하여 비용을 절감할 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

상세한 설명에 앞서 본 발명의 요지를 불명료하게 하지 아니하는 범위 내에서 공지된 부분에 대하여는 상세한 설명을 생략하거나 간략하게 하여 본 발명의 특징적인 구성을 더욱 명확하게 하기로 한다.

도 1은 본 발명 클러치가 적용되는 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명 웜휠의 상세분해 사시도이며, 도 3은 본 발명 웜휠의 작동상태도이고, 도 4는 본 발명 샤프트 클러치의 작동상태의 단면도이며, 도 5는 본 발명 샤프트 클러치의 이면도이고, 도 6은 본 발명 폴베이스의 사시도 및 측면도이다.

도면에 도시된 것과 같이 본 발명의 클러치는 스풀(1)의 축에 자유롭게 회전가능하게 동축결합되어 모터(2)에 의하여 발생하는 구동력을 베벨기어(3)와 웜기 어(4)를 통하여 전달받는 웜휠(5)을 구비하고 있다.

웜휠(5)은 원판형태의 외주부를 따라 웜(6)과 치합되는 기어가 형성되어 있고 링형태로 기어가 형성된 일측면의 가운데에는 깊이가 얕은 바닥을 구비하는 원통형태로 형성되어 있으며, 원통형태의 바닥면(7)에는 스풀(1)의 축과 결합되는 축공 및 축공을 중심으로 대칭되는 위치에 웜휠돌기(8)가 형성되어 있다.

웜휠(5)의 바닥면(7)에는 폴베이스(9)가 결합되며, 폴베이스(13)는 축을 수용하는 보스부(10)가 길게 연장되게 형성되어 웜휠(5)과 결합되며, 웜휠(5)의 이면으로 돌출되는 보스부(10)는 폴베이스 지지부(11)와 스프링서포트(12) 및 스프링가이드(20)에 의하여 스풀(1)의 축에 고정된다.

폴베이스(9)는 중심부에 형성된 축공을 중심으로 대칭되게 양쪽으로 플레이트(13)가 형성되어 있고, 플레이트(13)에는 스풀(1)의 축과 직각방향으로 폴(14) 및 폴(14)을 탄력지지하는 폴스프링(15)을 수용할 수 있게 구성되고, 폴(14)은 서로 대칭되는 반대방향으로 출몰되게 삽입한다.

웜휠(5)에서 폴베이스(9)가 삽입되는 측면에는 샤프트 클러치(16)가 결합된다.

샤프트 클러치(16)는 축방향으로 얇은 원통형태로 외주부를 따라 형성된 원통모양의 돌출부에는 내측으로 랙기어(17)가 형성되어 있으며, 샤프트 클러치(16)의 지름은 웜휠(5)의 가운데 형성된 원통형태의 내경보다 다소 작게 형성되며, 샤프트 클러치(16)의 랙기어(17)가 형성되는 내경은 폴베이스(9)의 장축방향 길이보다 다소 크게 형성한다.

샤프트 클러치(16)의 원통모양의 바닥면에는 축공을 중심으로 고리모양의 공간부(18)가 원주방향으로 단속적으로 형성되어 있고, 고리모양의 공간부(18) 사이에 형성된 폭이 좁은 결합부(19)는 샤프트 클러치(16)에 가해지는 회전력이 기준치를 초과하면 결합부(19)가 파단되면서 샤프트 클러치(16)와 스풀(1) 축간의 회전력 전달을 차단하여 시트벨트 웨빙이 과도하게 탑승자를 구속하는 것을 방지할 수 있게 구성된다.

이하에서 본 발명의 작동을 설명하기로 한다.

차량의 센서가 긴급잠금장치(ELR) 등을 작동시켜야 할 조건들을 감지한 경우, 모터(2)에 전원을 인가하고 모터(2)는 기어트레인을 거쳐 웜휠(5)을 회전시킨다.

웜휠(5)이 회전하면 스풀(1)의 축에 고정되어 정지상태에 있는 폴베이스(9)가 웜휠(5)의 웜휠돌기(8)와 접촉하게 되고, 접촉하는 플레이트(13)는 플레이트에 삽입되어 있는 폴(14)의 아래쪽을 밀어올려 반대쪽으로 돌출되게 하고 돌출되는 폴(14)의 선단은 샤프트 클러치(16)의 외주부 내경방향에 형성되어 있는 랙기어(17)에 걸려져 샤프트 클러치를 작동시켜 회전시키면서 샤프트 클러치(16)가 고정된 스풀(1)이 벨트웨빙을 권취하게 한다.

벨트웨빙에 일정기준의 장력이 작용하면 스풀(1)의 회전은 정지되면서 샤프트 클러치(16)는 잠금상태를 유지한다.

긴급잠금장치 작동조건이 해소되면 벨트웨빙을 느슨하게 하기 위하여 모터(2)를 역전시켜 폴(14)과 랙기어(17)의 결합을 해제하면 스풀(1)에 권취된 벨트 웨빙은 장력에 의하여 느슨하게 풀려진다.

도 1은 본 발명 클러치가 적용되는 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 분해사시도

도 2는 본 발명 웜휠의 상세분해사시도

도 3은 본 발명 웜휠의 장착상태도

도 4는 본 발명 샤프트 클러치의 작동상태의 단면도

도 5는 본 발명 샤프트 클러치의 이면도

도 6은 본 발명 폴베이스의 사시도 및 측면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 스풀 2. 모터

3. 베벨기어 4. 웜기어

5. 웜휠 6. 웜

7. 바닥면 8. 웜휠돌기

9. 폴베이스 10. 보스부

11. 폴베이스 지지부 12. 스프링서포트

13. 플레이트 14. 폴

15. 폴스프링 16. 샤프트 클러치

17. 랙기어 18. 공간부

19. 결합부 20. 스프링가이드

Claims (2)

1. 모터의 구동력을 스풀에 전달하고 잠금을 해제하는 클러치에 있어서,

   모터(2)의 구동력이 전달되는 웜휠(5)과, 웜휠에 조립되는 폴베이스(9)와, 폴베이스에 수납되는 폴(14)과, 폴을 탄력지지하는 폴스프링(15)과, 폴베이스의 회전을 방지하는 폴베이스 지지부(11)와, 웜휠 내측 원주홈에 위치하는 랙기어(17)와 폴이 치합되어 스풀(1)을 회전시키는 샤프트 클러치(16)로 구성되는 것을 특징으로 하는 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치.
2. 제 1항에 있어서, 폴베이스지지부(11)는 웜휠(5)을 통과하여 조립되는 보스부(10)가 폴스프링(15)과 폴스프링을 지지하는 스프링서포트(12) 및 스프링서포트와 결합되는 스프링가이드(20)로 구성된 지지부재로 조립된 것을 특징으로 하는 모터구동식 시트벨트 리트랙터의 클러치.

Images