KR101970344B1 - 시트 벨트용 벨트 버클 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트 버클, 상기 벨트 버클에 결합되거나 결합 가능한 구동 장치(2), 상기 벨트 버클에 결합되거나 결합 가능한 나사형 슬리브(5)의 나사산에 계합되며, 구동 장치(2)에 의해 그 종축을 중심으로 회전 구동 가능한 나사형 스핀들(10), 및 상기 나사형 슬리브(5)를 가이드하고 상기 나사형 스핀들(10)을 지지하기 위하여 차량에 대해 고정적으로 부착 가능한 가이드부(12)를 포함하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치(1)에 있어서, 지지판(9)이 상기 나사형 스핀들(10) 상에 상기 나사형 스핀들(10)의 축방향으로 구비되며, 상기 지지판(9)은 상기 벨트 버클에 의해 가해지는 인장력에 의해 이동되지 않고, 상기 나사형 스핀들(10)은 상기 지지판(9)을 통해 상기 가이드부(12)의 제1 스러스트 베어링(6) 상에 상기 축방향으로 지지되어, 상기 벨트 버클에 의해 가해지는 인장력을 수용하는 것을 특징으로 하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치(1)에 관한 것이다.

Description

시트 벨트용 벨트 버클 장치{BELT BUCKLE DEVICE FOR A SEAT BELT}

본 출원은 2014년 9월 25일 출원된 독일 특허 출원 제10 2014 219 412.1호에 기초하여 우선권 주장을 한 2015년 9월 23일 출원된 PCT/EP 2015/071852호에 대한 것으로, 본 발명은 신축 자재성을 갖는 시트 벨트용 벨트 버클 장치에 관한 것이다.

구동 장치를 구비한 다양한 용도의 시트 벨트용 벨트 버클 장치를 제공하고, 이를 이용하여 벨트 버클을 전진 또는 후퇴시킬 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있다. 예를 들어, 벨트 버클이 설정 위치에 도달하기 어려운 경우, 벨트 버클을 설정 위치로부터 보다 쉽게 도달 가능한 제시 위치로 이동시키기 위해 구동 장치가 제공될 수 있다. 또한, 벨트 버클은 사고 전의 단계 또는 사고의 초기 단계에서 시트 벨트 장치의 시트 벨트에서 느슨하게 되어 있는 벨트 부분을 팽팽하게 할 수 있도록, 벨트를 설정 위치로부터 팽팽한 위치로 순간적으로 당기는 것으로 알려져 있다. 이러한 소위 프리텐셔닝 운동(pretensioning movement)은 파이로테크닉 드라이브(pyrotechnic drive) 또는 예압 스프링을 사용하여 비가역적으로 구현될 수 있으며, 전기 모터를 (예컨대) 구동 장치로 사용하여 가역적으로 구현될 수도 있다.
구동 장치가 전기 모터로 형성되는 경우, 물리적인 크기가 작고 매우 높은 회전 속도 및 매우 낮은 회전 관성을 갖는 전기 모터로서 설계된다. 전기 모터의 회전 속도가 높으면, 적절한 변속기의 사용함으로써 충분히 높은 힘이 구현될 수 있기 때문에 유용하다. 따라서, 전기 모터의 낮은 관성은, 관성이 낮으면 수 밀리 초의 매우 짧은 시간 내에 분당 수천 회전의 높은 회전 속도를 달성할 수 있기 때문에 타당하다. 변속기의 가능한 일 실시예는 벨트 버클의 견인 케이블 상에 나사형 슬리브를 제공하는 것으로 구성되며, 이러한 나사형 슬리브는 전기 모터에 의해 구동되는 나사형 스핀들과 체결된다. 또한, 전기 모터는 다른 방향으로 회전 운동하여 나사형 슬리브를 다른 방향으로 움직일 수 있기 때문에, 전기 모터를 구동 장치로 사용함으로써 벨트 버클의 이동 기능과 시트 벨트의 인장 기능을 모두 구현할 수 있다.

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해결하고자 하는 일 과제는, 사고 등과 같은 상황에서 구속력은 나사형 슬리브, 스핀들 및 최종적으로 전기 모터를 통해 차량 구조물에 전달되어야 하므로, 샤프트 구동 장치가 벨트 버클 공급 기능 및 프리텐셔닝 기능에 필요한 것보다 훨씬 큰 힘을 제공하도록 설계되어야 한다는 것이다. 전기 모터 역시, 특히 샤프트의 축 방향으로 응력의 영향을 받을 수 있고, 따라서 전기 모터를 표준 작동 중에 통상적으로 발생하지 않는 크기의 힘을 견디도록 설계해야 한다는 단점이 있다.
이러한 배경에 대하여, 본 발명의 목적은 구동 장치 및 벨트 버클을 포함하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치로서, 구동 장치의 구동 운동을 전달하고 사고시 구속력을 전달하기 위한 최적화된 설계의 벨트 버클 장치를 제공하는 것이다.

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상기의 목적을 달성하기 위해, 이하에서 설명된 특징을 포함하는 본 발명에 따른 벨트 버클 장치가 제안된다.
본 발명의 기본 개념에 따르면, 지지판이 나사형 스핀들 상에 구비되고, 상기 지지판은 상기 나사형 스핀들의 적어도 축방향으로 벨트 버클에 의해 가해지는 인장력에 의해 이동되지 않으며, 상기 나사형 스핀들은 가이드부의 상기 지지판을 통해 제1 스러스트 지지대 상에 상기 축방향으로 지지되어, 상기 벨트 버클에 의해 가해지는 인장력을 수용하도록 제안된다. 제안된 해결 수단에 의하면, 벨트 버클의 후퇴로부터 발생하는 축방향 힘, 특히 시트 벨트를 프리텐셔닝 함으로써 발생하는 축방향 힘이 지지판 및 제1 스러스트 지지대를 경유하여 나사형 스핀들에 의해 차량 구조물로 안내되므로, 구동 장치 자체 및 지지판과 구동 장치 사이의 부분들은 벨트 버클에 가해지는 인장력에 의해 응력이 가해지지 않는다. 따라서, 구동 운동을 전달하는 변속기는 경제적으로, 예컨대 플라스틱 부품으로 제조할 수 있다. 또한, 구동 장치의 수명 및 기능적 신뢰성은 응력 감소로 인해 상당히 증가되고 개선될 수 있다.
또한, 나사형 스핀들이 제2 스러스트 베어링에 지지되어 벨트 버클에 의해 가해지는 압축력을 수용하는 것이 제안된다. 이는 벨트 버클의 걸림(jamming)에 의해 생긴 압축력이, 예컨대, 시트 벨트의 전진시에, 구동 장치 및 제2 스러스트 베어링과 구동 장치 사이에 배치된 부품에 가해지는 것을 방지할 수 있다. 구동 장치는 회전 운동의 전달 중에 작용하는 토크에 의해서만 부하가 걸리며, 특별히 가능한 높은 축방향의 힘을 수용하기 위해 추가적으로 지지되거나 설계될 필요가 없다.
또한, 제2 스러스트 베어링이 방사형 베어링으로서 부가적으로 사용될 수 있는데, 나사형 스핀들은 제2 스러스트 베어링에 구비된 개구부를 관통하여 연장되므로 나사형 스핀들의 적어도 반경 방향 운동을 제한할 수 있다. 나사형 스핀들은 더욱 연장되어, 제2 스러스트 베어링을 관통하여 연장되고 구동 장치에 연결될 수 있다.
또한, 지지판은 나사형 스핀들이 관통하여 연장될 수 있는 개구부를 포함하도록 제안된다. 지지판은 나사형 스핀들을 반경 방향으로 지지하는 제2 스러스트 베어링과 동일한 이점을 가지며, 또한 나사형 스핀들은 지지판을 관통하여 연장될 수 있다.
상기 제안된 나사형 스핀들의 축방향 지지는, 특히 나사형 스핀들에 방사형 숄더를 포함시킴으로써 구조적으로 간단하게 달성될 수 있는데, 상기 나사형 스핀들의 상기 숄더는 상기 지지판에 형성된 상기 개구부의 엣지를 덮고, 상기 개구부의 엣지는 나사형 슬리브 및/또는 나사형 슬리브를 향해 형성된 제2 스러스트 베어링의 엣지로부터 이격된다. 제안된 배열로 인해, 벨트 버클의 후퇴 중에 가해지는 인장력은 제2 스러스트 베어링에 의해 수용될 수 있고, 벨트 버클의 전진시 나사형 스핀들에 작용하는 압축력은 지지판 및 제1 스러스트 지지대에 의해 수용될 수 있다.
이러한 지지체의 구성은 특히 나사형 스핀들의 숄더가 지지판과 제2 스러스트 베어링 사이에 배치되는 경우에 쉽게 설계될 수 있다.
나사형 스핀들은 지지판의 개구부 및/또는 제2 스러스트 베어링의 개구부가 무나사부(threadless section)와 결합하는 경우에 특히 양호하게 지지될 수 있다. 따라서, 최소의 표면 부하를 갖는 특히 큰 지지면이 나사형 스핀들 자체 및 지지면에 구현될 수 있다.
지지판의 개구부 및/또는 제2 스러스트 베어링의 개구부에서 각각 마찰 감소 베어링 인서트를 통해 나사형 스핀들을 지지함으로써 더욱 양호하게 지지할 수 있다. 이러한 제안된 해결수단을 통해 나사형 스핀들의 구동 중 마찰 손실 및 소음 발생을 줄일 수 있다. 또한, 베어링 간극은 베어링 인서트를 가이드부보다 더 큰 치수 정확성을 갖도록 제조함으로써 더 작게 설계될 수 있다.

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구동 장치의 수명 및 기능적 신뢰성이 응력 감소로 인해 상당히 증가되고 개선될 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 벨트 버클 장치의 단면의 사시도이다.
도 2는 방사형 숄더 및 지지판을 포함하는 나사형 스핀들을 도시한 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 단면도이다.

도 1에는 본 발명에 따른 벨트 버클 장치(1) 및 구동 장치(2)의 단면이 도시되어 있는데, 도 1에서 벨트 버클 자체는 도시되어 있지 않으며 구동 장치(2)의 구동 기어만이 도시되어 있다. 그러나, 물론 구동 장치(2) 자체는 예컨대 전기 모터를 이용하는 등의 방식으로 생성되는 구동 동작을 발생시키는 유닛의 일부이며, 상기 유닛은 예컨대 톱니형 벨트 또는 기어 변속기를 통해, 예컨대 구동 기어를 구동한다.
벨트 버클 장치(1)는, 구동 장치(2)와 함께 회전하기 위해 구동 장치(2)에 연결된 나사형 스핀들(10), 가이드부(12), 차량 구조물에 부착하기 위해 가이드부(12)에 견고하게 연결된 체결 부품(3), 및 가이드부(12)에 고정된 나사형 슬리브(5)를 포함하며, 상기 나사형 슬리브(5)는 나사형 스핀들(10)과 나사산으로 결합된다. 나사형 슬리브(5)는 그 일부분이 인장력 및 압축력에 의해 고정되는 방식으로 견인 케이블(4)에 연결된다. 구동 장치(2)가 작동되는 경우에, 나사형 스핀들(10)은 구동 기어를 통해 회전 구동되며, 이에 따라 나사형 슬리브(5)는 나사형 스핀들(10)의 회전 방향에 따라 상기 구동 기어로부터 이격되어 또는 상기 구동기어를 향해 직선 방향으로 이동되고, 벨트 버클은 견인 케이블(4)에 의해 후퇴되거나 전진한다. 나사형 슬리브(5)는, 스레드 인서트를 포함하며 트림 커버(8)에 의해 외측을 향해 덮인 U자형 천공 부품으로서 형성된다.
나사형 스핀들(10)은 가이드부(12)의 직립 베어링 플랜지(18) 상에 무나사형 지지 연장부(threadless support extension)(11)로 지지되고, 구동 기어에 연결된 단부에 인접하게 배치된 방사형 숄더(15)를 포함한다. 제1 스러스트 지지대(6)은 가이드부(12) 상에 제공되고, 지지판(9)은 상기 제1 스러스트 지지대(6) 상에 지지된다. 지지판(9)은 나사형 스핀들(10)이 제1 마찰 감소 베어링 인서트(13)로 지지되는 개구부(16)를 갖는다. 또한, 제2 스러스트 베어링(7)은 가이드부(12)의 외측에 부착된 성형 부품의 형태로 제공되며, 상기 성형 부품은 마찬가지로 나사형 스핀들(10)이 제2 마찰 감소 베어링 인서트(14)로 지지되는 개구부(17)를 갖는다. 따라서, 나사형 스핀들(10)은 제2 스러스트 베어링(7) 및 지지판(9)의 개구부들(16, 17)과 결합하고, 방사형 숄더(15)는 제2 스러스트 베어링(7)과, 지지판(9) 또는 제1 스러스트 지지대(6) 사이에 배치된다. 즉, 이는 방사형 숄더(15)를 갖는 나사형 스핀들이, 지지판(9)의 개구부(16)에 형성되며 나사형 슬리브(5)로부터 이격 위치한 엣지를 덮고, 제2 스러스트 베어링(7)의 개구부(17)에 형성되며 나사형 슬리브(5)을 향해 위치한 엣지를 덮는다는 의미이다.
이러한 제안된 해결 수단은, 나사형 스핀들(10)이 구동 운동 중에 회전 방향에 따라 지지판(9)을 통해 제2 스러스트 베어링(7) 또는 제1 스러스트 지지대(6)에 축방향으로 지지될 수 있게 한다. 벨트 버클을 후퇴시켜야 한다면, 나사형 스핀들(10)은 회전 방향으로 구동되어, 도 3에 도시된 바와 같이 나사형 슬리브(5)가 좌측으로 이동될 것이다. 이 경우, 나사형 스핀들(10)은 제1 스러스트 지지대(6) 상의 지지판(9)을 통해 지지된다. 벨트 버클이 전진하는 경우, 나사형 스핀들(10)은 다른 회전 방향으로 구동되며, 이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 나사형 슬리브(5)가 우측으로 이동된다. 이 경우, 나사형 스핀들(10)은 가이드부(12) 상의 제2 스러스트 베어링(7)을 통해 스스로 지지한다. 이에 따라, 인접한 지지판을 갖는 제1 스러스트 지지대(6)은, 의도적으로 더 견고한 디자인을 하고 있는데, 이는 걸린 물체 또는 다른 외부 환경에 의해 벨트 버클의 움직임이 방해받지 않는 한, 후퇴 운동 중에, 즉 시트 벨트 스트랩의 인장(tensioning)시에, 발생할 것으로 예상되는 축방향 힘들이 일반적으로 시트 벨트 스트랩이 연장될 때 발생하는 축방향 힘보다 크기 때문이다.
나사형 스핀들(10)은 개구부들(16, 17)과 결합하는 부분에 무나사(threadless) 디자인을 가지는데, 이는 무나사형 베어링 인서트들(13, 14)의 삽입을 통해서도 달성될 수 있으며, 이에 따라 베어링에 가해지는 하중을 감소되고 회전 운동이 방해받지 않게 된다.
제안된 해결 수단의 장점은 나사형 스핀들에 작용하는 축방향 힘이 가이드부(12)로 의도적으로 안내되고, 그로부터 차량 구조물로 안내된다는 점에서 명백하다. 이에 따라, 축방향 힘으로 구동 장치(2)에 응력을 가하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 나사형 스핀들(10)이 반경 방향 및 축방향으로 더 양호하게 지지되는 것은 명백하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 첨부된 청구항의 적절한 범위 및 타당한 의미를 벗어나지 않고 수정, 변형, 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

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Claims (8)

1. 벨트 버클에 결합되는 구동 장치(2);
   상기 벨트 버클에 결합되거나 결합 가능한 나사형 슬리브(5)의 나사산에 치합되며, 구동 장치(2)에 의해 그 종축을 중심으로 회전 구동 가능한 나사형 스핀들(10);
   상기 나사형 슬리브(5)를 가이드하고 상기 나사형 스핀들(10)을 지지하기 위하여 차량에 대해 고정적으로 부착 가능한 가이드부(12); 및
   상기 나사형 스핀들(10) 상에 상기 나사형 스핀들(10)의 축방향으로 구비된 지지판으로써, 상기 벨트 버클에 의해 가해지는 인장력에 의해 이동되지 않고, 상기 나사형 스핀들(10)이 상기 지지판을 통해 상기 가이드부(12)의 제1 스러스트 지지대(6) 상에 상기 축방향으로 지지되어, 상기 벨트 버클에 의해 가해지는 인장력을 수용하도록 하는 상기 지지판
   을 포함하고,
   상기 나사형 스핀들(10)은 제2 스러스트 베어링 상에 지지되어, 상기 벨트 버클에 의해 가해지는 압축력을 수용하고,
   상기 제2 스러스트 베어링은(7), 상기 나사형 스핀들(10)이 관통하여 연장되는 제1 개구부(17)를 포함하고,
   상기 지지판(9)은, 상기 나사형 스핀들(10)이 관통하여 연장되는 제2 개구부(16)를 포함하고,
   상기 나사형 스핀들(10)은 방사형 숄더(15)를 포함하고,
   상기 나사형 스핀들(10)의 상기 방사형 숄더(15)는,
   상기 나사형 슬리브(5)로부터 이격되어 위치되며, 상기 지지판(9)에 형성된 제2 개구부(16)의 엣지를 덮거나 또는 상기 나사형 슬리브(5)를 향해 위치한 상기 제2 스러스트 베어링(7)의 엣지를 덮는 것을 특징으로 하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치.
   
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6. 제1항에 있어서,
   상기 나사형 스핀들(10)의 상기 방사형 숄더(15)가 상기 지지판(9)과 상기 제2 스러스트 베어링(7) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 나사형 스핀들(10)은 무나사부(threadless section)에서 상기 지지판(9)의 상기 제2 개구부(16) 또는 상기 제2 스러스트 베어링(7)의 상기 제1 개구부(17)와 결합되는 것을 특징으로 하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 나사형 스핀들(10)은 상기 지지판(9)의 상기 제2 개구부(16) 또는 상기 제2 스러스트 베어링(7)의 상기 제1 개구부(17) 내에 마찰 감소 베어링 인서트(13, 14)에 의해 각각 지지되는 것을 특징으로 하는 시트 벨트용 벨트 버클 장치.

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