KR19990077665A - 기어기구 및 시트벨트 견인장치 - Google Patents

기어기구 및 시트벨트 견인장치 Download PDF

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KR19990077665A
KR19990077665A KR1019990007460A KR19990007460A KR19990077665A KR 19990077665 A KR19990077665 A KR 19990077665A KR 1019990007460 A KR1019990007460 A KR 1019990007460A KR 19990007460 A KR19990007460 A KR 19990007460A KR 19990077665 A KR19990077665 A KR 19990077665A
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호리세이지
나가타도모노리
니시데세이지
이마이게이스케
스미야시키아키라
가토게이이치
사이토도시오
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기사키 아키라
가부시키가이샤 도카이리카덴키 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명에 따르면, 센서가 차량의 급감속을 검지할 때, 피스톤 구동기구가 작동하여 랙을 대기위치로부터 피니언측으로 이동시킨다. 랙이 대기위치에 위치하고 있을 때, 그 랙의 선단측 기어치의 선단에 가까운쪽의 치면이 초기 구동부재의 수압면에 접촉된다. 그 랙은 피치선을 따라 피니언 측으로 이동되며 이에 따라, 선단측 기어치가 상기 수압면을 누른다. 그 결과, 초기 구동부재는 랙으로부터의 초기 구동력을 회전력으로 변환시키고 그에 따라 피니언이 감기방향으로 회전된다. 이러한 장치에 있어서는, 기어로부터 큰 초기 구동력이 가해질 때 피니언이 손상되는 것을 방지할 수 있으면서도 기어기구 및 시트벨트 견인장치의 소형화가 가능하다.

Description

기어기구 및 시트벨트 견인장치{GEAR MECHANISM AND SEAT BELT RETRACTOR}
본 발명은 피니언과 랙을 가지는 기어기구, 그들과 맞물리는 대직경의 기어 및 차량의 시트벨트 시스템에 시트벨트를 감고 풀기 위해 사용되는 시트벨트 견인장치에 관한 것이다.
시트벨트 시스템에 사용되는 몇가지 형태의 시트벨트 견인장치는 차량의 충돌 등과 같은 급감속시에 웨빙를 감아들여서 그 시트벨트에 장력을 가함으로써, 시트벨트의 이완을 제거하기 위한 소위 프리텐셔너(pretensioner)라 불리우는 장치를 포함한다. 그러한 프리텐셔너를 가지는 시트벨트 견인장치는, 예를 들어 일본 공개실용신안공보 소55-21696호 및 일본 특허번호 제2500192호 등에 개시되어 있다.
상기 일본 공개실용신안공보 소55-21696호에 개시된 시트벨트 견인장치는 시트벨트(웨빙; webbing)의 일단부가 고정되는 드럼과, 이 드럼의 회전축에 동축적으로 고정되는 피니언과, 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 지지된 피스톤과, 이 피스톤의 피스톤로드에 연결된 랙을 구비한다. 피스톤이 작동되기 전에, 랙은 피니언과 맞물리지 않은 위치에 유지된다. 차량의 충돌 등과 같은 비상시에, 가스 발생기에 의해 실린더 내로 가스가 공급되며 이 가스의 압력에 의해 상기 피스톤은 소정의 방향으로 이동된다. 동시에, 시트벨트를 감기 위한 방향으로 피니언을 회전시키도록 상기 랙이 피니언과 맞물린다. 따라서, 상기 일본 공개실용신안공보 소55-21696호에 개시된 시트벨트 견인장치에 따르면, 피스톤이 구동되기 전에는 랙이 피니언과 맞물리지 않는 위치에 유지되므로, 피니언과 드럼은 랙에 의해 간섭되지 않고 회전될 수 있다. 또한, 비상시에 시트벨트를 당기기 위한 방향으로 피니언을 회전시키도록 랙이 피니언과 맞물리므로, 시트벨트는 피니언에 고정된 드럼에 의해 시트벨트의 이완을 제거하도록 감아들여진다.
상기 일본 특허번호 제2500192호에 개시된 시트벨트 견인장치는 벨트 웨브(시트벨트)를 감아들이기 위한 벨트드럼과, 한방향으로만 회전을 전달하기 위해 프라이휘일 연결기구와 기어전달수단을 통해 상기 벨트 드럼에 연결된 피니언과, 이 피니언에 맞물리는 랙과, 상기 랙과 연결된 피스톤을 가지는 피스톤 실린더 구동기구를 포함한다. 차량의 충돌시에, 상기 피스톤 실린더 구동기구는 가스 발생기에 의해 발생된 가스에 의해 상기 랙을 이동시키도록 작동된다. 그 결과, 상기 피니언은 벨트 웨브를 감기 위한 방향으로 회전되며, 기어 전달수단은 피니언의 각속도를 증대시키고 피니언의 회전을 벨트 드럼으로 전달한다. 그러므로, 일본 특허번호 제2500192호에 개시된 벨트 견인장치에 따르면, 기어 전달수단이 피니언의 각속도를 증대시키면서 그 피니언의 회전을 벨트드럼으로 전달하므로, 벨트 드럼에 의해 벨트 웨브가 감기는 양이 랙의 이동량에 비하여 많다.
그러나, 상기 일본 공개실용신안공보 소55-21696호에 개시된 시트벨트 견인장치에 있어서는, 랙은 피니언과 맞물리지 않는 위치로부터 피니언과 맞물리는 위치까지 이동된 후에 피니언을 회전시키며, 랙이 피니언과 맞물릴 때, 큰 충격하중이 초기 구동력으로서 피니언의 기어치(gear tooth)들에 가해진다. 따라서, 그러한 구조를 가지는 시트벨트 견인장치에 있어서는, 피니언의 기어치들의 강도가 매우 클 필요가 있으며, 이에 따라 피니언의 크기를 감소시키는 것이 쉽지 않다. 그 결과, 비상시에 필요한 시트벨트의 감기는 양을 확보하기 위하여 랙의 길이 및 이동범위가 클 필요가 있으며, 따라서 견인장치는 대형이어야 한다.
상기 일본 특허번호 제2500192호에 개시된 시트벨트 견인장치에 있어서는, 기어 전달수단이 피니언의 각속도를 증대시키므로, 피니언의 기어치들의 수량을 감소시키지 않고도 랙의 이동범위가 감소될 수 있다. 그러나, 그러한 구조를 가지는 시트벨트 견인장치에 있어서는 기어 전달수단이 적어도 두개의 기어를 구비하는 구성을 가지므로, 부품수가 증대되며 그에 따라 제조비용 및 중량이 증대되게 된다.
본 발명은 상술한 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기어로부터 피니언에 큰 초기 구동력이 가해지더라도 피니언의 기어치들이 손상되는 것이 방지될 수 있는 기어기구 및 그 기어기구를 가지는 소형의 시트벨트 견인장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 구조를 보이는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치에서 회전되기 시작한 직후의 피니언의 회전량과 구동 토오크 사이의 관계를 보이는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 구조를 보이는 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예의 제1변형예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예의 제1변형예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되고 초기구동부재가 피니언으로부터 해방된 상태를 보이는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예의 제1변형예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 구조를 보이는 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 시트벨트 견인장치 내의 초기 구동부재와 랙 및 구동력 전달레버를 보이는 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제5실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 구조를 보이는 분해사시도이다.
도 18은 본 발명의 제5실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 19는 본 발명의 제5실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 20은 본 발명의 제6실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 21은 본 발명의 제7실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 22는 본 발명의 제7실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 23은 본 발명의 제8실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 24는 본 발명의 제8실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
도 25는 본 발명의 제9실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구가 작동되기 전의 상태를 보이는 평면도이다.
도 26은 본 발명의 제9실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 피스톤 구동기구의 작동이 완료된 상태를 보이는 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,60,70,80,100,140,150,160...시트벨트 견인장치
20...스풀 28...일방향 클러치
36...회전체 42,152...피니언
42D...보강부재 46,78,98,120...랙
56,66,72,112...초기 구동부재 124...구동력 전달레버
142,144...중계기어 162...내치기어
162A...내부 기어치
본 발명의 제1특징에 따르면, 피니언과, 상기 피니언과 맞물리는 기어와, 상기 피니언을 회전시키기 위해 상기 기어로부터 초기 구동력을 받도록 상기 피니언에 마련되는 초기 구동부재를 포함하는 기어기구가 제공된다.
상기 구조를 가지는 기어기구에 따르면, 정지 상태의 기어가 초기 구동부재를 구동시키기 시작함과 동시에, 그 초기 구동부재는 기어로부터 피니언을 회전시키기 위한 초기 구동력을 받는다. 그 결과 초기 구동력은, 기어로부터 직접적으로 피니언의 기어치(gear tooth)들에 가해지지 않고 간접적으로 피니언의 기어치들에 가해지게 된다. 따라서, 기어로부터의 초기 구동력이 크더라도, 피니언의 기어치들이 그 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
여기서 언급되는 기어는 피니언의 직경보다 큰 직경을 가지는 랙이나 섹터기어 등을 포함하는 것이다. 경우에 따라서는 초기 구동력은 기어가 피니언에 맞물린 상태에서 초기 구동부재에 가해지며, 경우에 따라서는 초기 구동력은 피니언으로 부터 멀리 떨어진 상태에서 초기 구동부재에 가해진다. 여기서 언급되는 초기 구동력은 기어에 의해 피니언의 회전이 시작된 후 피니언이 소정의 회전량으로 회전되기까지 기어가 피니언에 제공하는 힘을 말하며, 이 초기 구동력은 기어로부터의 충격력을 포함한다.
본 발명의 제2특징에 따르면, 상기 제1특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동부재가 상기 피니언에 이와 동축적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 기어기구에 있어서는, 초기 구동부재가 피니언과 공통의 축에 지지될 수 있다. 따라서, 그 초기 구동부재를 지지하기 위한 다른 지지축이나 베어링이 추가로 요구되지 않으며, 이에 따라 부품수가 증대되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제3특징에 따르면, 제1특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 초기 구동력을 받기 위한 수압부를 상기 피니언에 대해 반경방향 외측으로 지지하는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
이러한 구성을 가지는 기어기구에 있어서, 기어에 의해 초기 구동부재의 수압면에 가해지는 초기 구동력의 방향이 실질적으로 피니언의 피치원의 접선(피치선)과 나란한 경우에, 피니언 축으로부터 수압면까지의 거리를 변경시킴으로써 피니언의 구동 토오크와 각속도가 변경될 수 있다. 따라서, 피니언의 구동 토오크와 각속도가 구동시작의 초기단계에서 피니언에 가해지는 회전부하 특성에 따라 조절될 수 있다.
본 발명의 제4특징에 따르면, 제2특징 및 제3특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 기어 또는 그 지지부는 상기 초기 구동력을 받음으로써 상기 피니언을 회전시키는 초기 구동부재와의 간섭을 피하기 위한 홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구조를 가지는 기어기구에 있어서는, 초기 구동력을 받음으로써 상기 피니언을 회전시키는 초기 구동부재가 기어나 지지부와 간섭되는 것이 방지된다. 따라서, 피니언은, 그 피니언을 회전시키는 초기 구동부재가 피니언으로부터 벗어나지 않더라도, 기어에 의해 연속적으로 회전될 수 있다.
여기서 언급되는 기어 지지부는 기어를 구동방향으로 이동 가능하게 지지하기 위한 부재 및 구동력을 기어로 전달하기 위한 부재를 말하며, 예를 들어 랙을 지지하는 피스톤 로드 및 기어 회전축 등이 상기 기어 지지부에 포함된다.
본 발명의 제5특징에 따르면, 상기 제2특징 및 제3특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 피니언의 기어치들 사이에 분리 가능하게 맞추어지는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 기어기구에 있어서는, 상기 초기 구동부재가 상기 피니언의 기어치들 사이에 분리 가능하게 맞추어지므로, 초기 구동부재는 토오크를 피니언으로 확실하게 전달할 수 있다. 더욱이, 초기 구동력을 받는 초기 구동부재가 피니언으로부터 해방될 때, 초기 구동부재는 피니언과 맞물리는 기어에 간섭되지 않는다. 따라서, 피니언은 기어에 의해 연속적으로 회전될 수 있다.
본 발명의 제6특징에 따르면, 상기 제5특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동부재가 상기 피니언과 맞물려서 상기 초기 구동력을 상기 피니언에 전달할 때에는 상기 초기 구동부재가 상기 피니언과 함께 회전할 수 있게 하며 상기 초기 구동력의 전달이 완료된 후에는 상기 초기 구동부재가 상기 피니언으로부터 해방되도록 상기 초기 구동부재의 이동방향을 한정하는 가이드부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구조를 가지는 기어기구에 있어서 초기 구동부재의 이동방향을 한정하기 위한 가이드부는, 초기 구동력이 피니언에 전달될 때 초기 구동부재가 피니언과 함께 일체적으로 회전되도록 하며, 초기 구동력의 전달이 완료된 후에는, 초기 구동부재를 피니언으로부터 해방시킨다. 그 결과, 초기 구동력의 전달중에 초기 구동부재가 피니언으로부터 빠지는 것이 방지된다. 따라서, 초기 구동력은 초기 구동부재를 통해 피니언으로 확실하게 전달될 수 있다. 더욱이, 초기 구동력의 전달이 완료된 후에 초기 구동부재는 피니언 및 기어와 간섭되지 않으므로, 피니언은 초기 구동부재에 의해 방해받지 않고 계속 회전될 수 있다.
본 발명의 제7특징에 따르면, 제1특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 피니언의 축과는 다른 축을 중심으로 회동 가능하게 지지되며 상기 피니언의 기어치들 사이에 분리 가능하게 맞추어지는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 기어기구에 있어서는, 초기 구동부재가 상기 피니언의 기어치들 사이에 분리 가능하게 맞추어지므로, 초기 구동부재는 피니언으로 토오크를 확실하게 전달할 수 있다. 초기 구동력을 받은 초기 구동부재가 피니언으로부터 해방된 후에, 초기 구동부재는 피니언과 맞물리는 기어와 간섭되지 않으므로, 피니언은 기어에 의해 연속적으로 회전될 수 있다. 더욱이, 초기 구동부재는 피니언의 회전축과는 다른 위치에 배치된 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지되므로, 피니언으로부터 해방된 초기 구동부재는 피니언과 기어에 간섭되지 않는 위치에 유지될 수 있다.
본 발명의 제8특징에 따르면, 상기 제2특징 내지 제7특징에 따르는 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동력을 받기 위한 초기 구동부재의 수압부는 인벌류트(involute) 곡선으로 형성된 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 기어기구에 있어서, 초기 구동부재의 수압부가 인벌류트 곡선형으로 형성되어 있으므로, 초기 구동력을 받는 초기 구동부재에 의해 회전되는 피니언의 토오크와 각속도가 기어와 맞물려 회전하는 피니언의 토오크 및 각속도와 실질적으로 같아질 수 있다. 따라서, 기어기구의 구동초기부터 구동완료시까지의 토오크와 각속도의 특성이 일정해질 수 있다.
본 발명의 제9특징에 따르면, 제1특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 피니언과 함께 일체적으로 회전되도록 그 피니언에 마련되고 상기 피니언의 피치원의 외측에 결합부를 가지며, 상기 기어는, 초기 구동력을 상기 초기 구동부재로 전달하기 위해 상기 결합부와 결합되는 구동력 전달부재를 구비하며, 상기 구동력 전달부재는 상기 초기 구동력의 전달이 완료된 후에 상기 결합부로부터 해방되는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 기어기구에 있어서는, 구동력 전달부재가 초기 구동력을 상기 초기 구동부재로 전달하도록 상기 결합부와 결합되므로, 피니언의 축으로부터 결합부까지의 거리를 변경시킴으로써, 구동력 전달부재와 초기 구동부재를 통해 초기 구동력을 전달받는 피니언의 구동 토오크와 각속도가 변경될 수 있다. 따라서, 피니언의 구동 토오크와 각속도는 구동시작의 초기단계에서 피니언에 가해지는 회전부하 특성에 따라 조절될 수 있다. 더욱이, 구동력 전달부재는 초기 구동력의 전달이 완료된 후에 결합부로부터 해방되므로, 초기 구동력의 전달이 완료된 후에는 구동력 전달부재가 초기 구동부재 및 피니언과 간섭되지 않는다. 그 결과, 피니언은 초기 구동부재에 의해 방해받지 않고 계속 회전될 수 있다.
본 발명의 제10특징에 따르면, 제1특징 내지 제9특징에 따른 기어기구에 있어서, 상기 기어는 상기 피니언의 피치선 방향으로 이동 가능하게 지지되는 랙인 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 기어기구에 있어서는, 기어가 피치선 방향으로 이동 가능하게 지지된 랙이므로, 랙이 피치선을 따라 직선적으로 이동될 때, 그 랙의 직선이동이 피니언에 의해 회전운동으로 변환될 수 있다. 따라서, 피니언은 랙에 선형운동을 발생시키는 피스톤 등과 같은 구동 유니트로부터의 구동력에 의해 회전될 수 있다.
본 발명의 제11특징에 따르면, 피니언과, 상기 피니언과 맞물리는 기어와, 상기 기어로부터 초기 구동력을 받기 위한 피니언의 기어치들을 보강하기 위해 상기 피니언에 마련된 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구조를 가지는 기어기구에 있어서는, 보강부재가 기어로부터의 초기 구동력을 받기 위한 피니언의 기어치들을 보강해주므로, 기어로부터의 초기 구동력이 클 때, 그 초기 구동력에 의해 피니언의 기어치가 손상되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 피니언의 크기가 감소되더라도 피니언의 충분한 회전량이 확보될 수 있다.
본 발명의 제12특징에 따르면, 피니언과, 각각 상기 피니언의 다른 기어치들과 맞물리는 한 쌍의 중계기어와, 상기 피니언을 회전시키기 위한 구동력을 상기 한 쌍의 중계기어를 통해 전달하도록 상기 중계기어들에 서로 다른 기어치들이 맞물리는 구동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구조를 가지는 기어기구에 있어서는, 정지 상태의 구동기어가 한 쌍의 중계기어를 구동시킴과 동시에 구동력이 한 쌍의 중계기어에 의해 분배되어 피니언으로 전달되므로, 중계기어들을 구비하지 않은 경우에 비하여, 피니언의 하나의 기어치에 가해지는 최대 구동력이 실질적으로 절반으로 줄어들 수 있다. 따라서, 기어로부터의 초기 구동력이 커서 피니언에 가해지는 하중이 최대가 되더라도, 피니언의 기어치들이 그 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 제13특징에 따르면, 초기 구동력을 받기 위한 하나의 시작단 기어치를 가지며, 그 하나의 시작단 기어치의 모듈은 다른 기어치들의 모듈의 정수배로 된 피니언; 및 상기 초기 구동력의 전달을 위하여 상기 피니언의 시작단 기어치와 맞물리는 하나의 큰 기어치와, 구동력의 전달을 위하여 상기 피니언의 나머지 기어치들과 맞물리는 작은 기어치들이 연속적으로 마련된 구동기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 기어기구에 있어서는, 피니언의 시작단 기어치의 모듈이 다른 기어치들의 모듈의 정수배이므로, 시작단 기어치의 원주방향으로의 치폭(齒幅)은 나머지 기어치들의 치폭보다 크다. 따라서, 시작단 기어치의 강도는 다른 기어치들보다 크게 개선된다. 그 결과, 구동기어로부터의 초기 구동력이 클 때라도, 피니언이 그 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 제14특징에 따르면, 차량의 급감속시에 승차자를 속박하기 위한 방향으로 그 차량의 시트벨트에 장력을 가하기 위한 것으로; 상기 제1 내지 제13특징에 따른 기어기구; 상기 시트벨트의 일단부가 고정되는 감기축; 토오크를 상기 기어기구의 피니언으로부터 상기 감기축으로만 전달하기 위하여 상기 감기축 및 피니언에 연결된 클러치 기구; 및 차량의 급감속시에 상기 시트벨트를 감는 방향으로 상기 피니언을 회전시키도록 상기 기어기구의 기어를 구동시키기 위한 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 견인장치가 제공된다.
이러한 구성을 가지는 시트벨트 견인장치에 있어서는, 재료 등을 변경시키지 않고도, 기어기구 내의 피니언의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 차량의 급감속시에 필요한 시트벨트의 감기는 양이 확보될 수 있으며, 피니언과 맞물리는 랙 등의 기어의 크기가 줄어들 수 있다. 그 결과, 시트벨트 견인장치의 제조비용이나 중량을 증대시키지 않고도 그 시트벨트 견인장치의 크기가 감소될 수 있다.
본 발명의 제15특징에 따르면, 차량의 급감속시에 승차자를 속박하기 위한 방향으로 그 차량의 시트벨트에 장력을 가하기 위한 것으로; 피니언; 상기 피니언의 종동측 피치원의 직경보다 큰 직경을 가지는 구동측 피치원을 따라 내부 기어치들이 형성되고, 그 내부 기어치들은 상기 피니언의 기어치들과 2이상의 맞물림비로 맞물리는 내치기어; 상기 시트벨트의 일단부가 고정되는 감기축; 토오크를 상기 피니언으로부터 상기 감기축으로만 전달하기 위하여 상기 감기축 및 피니언에 연결된 클러치 기구; 및 차량의 급감속시에 상기 내치기어를 상기 구동측 피치원을 따라 이동시킴으로써 상기 시트벨트를 감는 방향으로 상기 피니언을 회전시키기 위한 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 견인장치가 제공된다.
상술한 구성을 가지는 시트벨트 견인장치에 있어서는, 내치기어의 내부 기어치들이 피니언의 기어치와 맞물림비 2 이상으로 맞물리며, 내치기어가 구동수단으로부터의 구동력을 피니언으로 전달한다. 따라서, 1에서 1보다 약간 큰 맞물림비를 가지는 기어와 피니언의 조합에 의해 구동력이 전달되는 경우에 비하여, 피니언의 하나의 기어치에 가해지는 최대 하중이 절반 이하로 감소될 수 있으므로, 내치기어와 피니언 사이에서 전달될 수 있는 구동력이 크게 증대될 수 있다. 따라서, 피니언의 크기가 감소되는 경우에 재료 등을 변경하지 않고도 피니언의 기어치들이 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그 결과, 차량의 급감속시에 필요한 시트벨트의 감기는 양이 확보될 수 있으며 시트벨트 견인장치의 제조비용이나 중량이 증대되지 않고도 시트벨트 견인장치의 크기가 감소될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(제1실시예)
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 시트벨트 견인장치(10)는 차량의 본체에 고정될 프레임(12)을 구비한다. 이 프레임(12)은 차량 본체에 고정될 수 있도록 볼트 등이 삽입되는 관통공(14A)을 가지는 플레이트(14)와, 그 플레이트(14)의 양측으로부터 직각으로 굽혀지며 서로 나란한 한 쌍의 사이드 플레이트(16,18)를 포함한다. 프레임(12)은 상기 사이드 플레이트(16,18)를 통해 스풀(spool; 20)을 회전 가능하게 지지하며, 이 스풀(20)에는 승차자를 속박하기 위한 시트벨트(22)의 일단이 고정된다. 일측의 사이드 플레이트(18)에는, 스풀(20)의 축(A) 둘레에 원형의 개구(24)가 형성되며, 이 원형의 개구(24)에 대응되는 스풀(20)의 일측면은 축(A) 둘레에 형성된 삽입공(26)을 가진다.
일방향 클러치(28)가 프레임(12)의 일측 사이드 플레이트(18)의 외측에 배치되어 스풀(20)과 동축적으로 결합된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 일방향 클러치(28)는 토오크 전달축(30)과, 원기둥형 롤러(32)들과, 지지 플레이트(34) 및 회전체(36)를 포함한다. 상기 토오크 전달축(30)은, 원기둥형으로 형성되며 서로 다른 직경을 가지는 삽입부(38)와 로터리 커플링부(40)로 이루어져 있다. 삽입부(38)와 로터리 커플링부(40)는 서로 동축상에 축(A)과 나란한 방향(축방향(S))으로 위치되어 있다. 삽입부(38)의 외주에는 상기 축(A)과 나란한 스플라인치(spline teeth; 미도시)가 형성되어 있으며, 상기 삽입공(26)의 내주에는 상기 삽입부(38)의 스플라인치와 대응되는 그루우브(미도시)들이 형성되어 있다. 그리고, 삽입부(38)는 삽입공(26) 내에 끼워진다. 그 결과, 토오크 전달축(30)은 스풀(20)에 고정된다. 로터리 커플링부(40)에는, 축방향(S)으로의 외측면에 축(A)을 따라 연장되는 나사공(40A)이 형성되어 있다.
일방향 클러치(28)의 지지 플레이트(34)는 원형의 얇은 판으로 형성되며, 그 중앙에는 로터리 커플링부(40)가 끼워질 원형의 개구부(34A)가 형성되어 있다. 이 개구부(34A)로부터 반경방향 외측으로의 컷팅에 의해 "U"자형 롤러 지지부(34B)들이 형성되어 있다. 3개의 롤러 지지부(34B)는 축(A) 둘레에 동일한 각도 간격(120°간격)으로 마련되어 있다. 지지 플레이트(34)는 로터리 커플링부(40)의 외주와 원형의 개구(24)의 내면 사이에 배치되며 스풀(20)의 축방향으로의 외측면의 외측에 지지된다. 3개의 롤러(32)는 각각 지지 플레이트(34)의 롤러 지지부(34B)들 내에 배치된다. 이 롤러(32)들은 롤러 지지부(34B)들에 의해 원주방향을 따라 배치되며 로터리 커플링부(40)의 외주에 슬라이딩 또는 회전 가능하게 배치된다.
일방향 클러치(28)의 회전체(36)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 롤러(32)들의 두께나 로터리 커플링부(40)의 두께보다 두꺼운 두께를 가지는 원반형으로 형성되어 있다. 상기 회전체(36)에는, 스풀(20)과 대향하는 내측면에 축 수용부(36A)와 그 축 수용부(36A)와 연결된 롤러 수용부(36B)가 형성되어 있다. 축 수용부(36A)와 롤러 수용부(36B)는 상기 내측면에 대해 움푹패인 형상으로 형성되어 있으며, 축 수용부(36A)와 롤러 수용부(36B)는 각각 상기 로터리 커플링부(40)와 롤러(32)에 부합되는 깊이를 가진다. 축 수용부(36A)는 축(A) 둘레에 실질적으로 원형으로 형성되어 있다. 롤러 수용부(36B)는 축 수용부(36A)의 내주면으로부터 반경방향 외측으로 연장되며, 모두 3개의 롤러 수용부(36B)가 축(A) 둘레에 동일각도 간격(120°간격)으로 배치되어 있다. 각 롤러 수용부(36B)는 축(A) 둘레에 나선방향으로 연장되는 실질적으로 타원형으로 형성되어 있다. 각 롤러 수용부(36B)의 나선방향으로의 외측단부와 축 수용부(36A) 사이에는 결합돌기(36C)가 축 수용부(36A)의 내주면을 따라 돌출되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 피니언(42)이 회전체(36)의 외측면에 축방향(S)으로 그 회전체(36)와 동축적으로 마련되어 있다. 이 피니언(42)에는 축 수용부(36A)에 연결되는 관통공(43)이 축(A)을 따라 형성되어 있다.
회전체(36)는 사이드 플레이트(18)의 외측면에 배치되며, 지지 플레이트(34)를 홀딩한 상태로 축 수용부(36A) 내에 토오크 전달축(30)의 로터리 커플링부(40)를 수용한다. 동시에, 회전체(36)는 롤러 수용부(36B) 내에 롤러(32)들을 수용한다. 회전체(36)는 연결부재(44)를 통해 토오크 전달축(30)과 연결되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 연결부재(44)에는, 원형봉 형상의 축부(44A)의 일측단부에 수나사부(44B)가 형성되어 있으며 축부(44A)의 후단부에 머리부(44C)가 형성되어 있다. 연결부재(44)에서, 축부(44A)가 피니언(42)의 관통공(43)을 통해 끼워지고 상기 수나사부(44B)가 로터리 커플링부(40)의 나사공(40A)에 체결된다. 그 결과, 연결부재(44)는 회전체(36)와 피니언(42)을 회전 가능하게 지지하며, 회전체(36)는 토오크 전달축(30) 상에서 축방향(S)으로 이동되는 것이 방지된다. 이 때, 지지 플레이트(34)는 회전체(36)에 대해 회전 가능하게 지지된다.
상술한 구성을 가지는 일방향 클러치(28)는, 스풀(20)로 토오크를 전달하지 않는 상태 즉 스풀(20)과 접촉되지 않는 오프 상태로, 차량에 결합된다. 이러한 오프 상태에서 지지 플레이트(34)와 회전체(36)의 상대위치들은, 도 2에 도시된 바와 같이 각 롤러(32)가 롤러 수용부(36B)의 바깥쪽 테두리상의 일측 단부 내에 유지되도록, 맞추어진다. 이 때, 롤러 수용부(36B)의 결합돌기(36C)는 롤러(32)들을 잡아서 로터리 커플링부(40)의 외주면(40B)으로부터 떨어진 오프위치에 유지시킨다. 그 결과, 스풀(20)은 일방향 클러치(28)에 의해 간섭받지 않고 양방향 즉, 시트벨트(22)의 감기방향(W) 및 풀기방향(R)으로 회전될 수 있다. 일방향 클러치(28)와 피니언(42)을 덮기 위한 커버(미도시)가 사이드 플레이트(18)에 장착된다. 이 커버는, 토오크 전달축(30)의 삽입부(38)가 삽입공(26)으로부터 빠지는 것을 방지하도록, 일방향 클러치(28)의 축방향으로의 이동을 차단한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 피니언(42)과 맞물리는 랙(46)과 그 랙(46)을 직선방향으로 이동 가능하게 지지하는 피스톤 구동기구(48)가 프레임(12)의 사이드 플레이트(18)에 설치된다. 이 피스톤 구동기구(48)는 가스 발생기(50)와, 그 가스발생기(50)에서 발생된 고압의 가스가 공급될 피스톤 실린더(52)와, 그 피스톤 실린더(52) 내에 설치된 피스톤(54)을 구비하고 있다. 상기 피스톤(54)은 피스톤 실린더(52)의 내측벽을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되어 있으며, 피스톤 실린더(52)와 함께 밀폐된 가변체적의 공기 챔버를 형성한다. 랙(46)의 후단부는 피스톤(54)의 공기챔버의 반대측의 공기방출측의 면에 고정되어 있다. 피스톤 구동기구(48)가 차량에 결합될 때, 피스톤(54)은 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤 실린더(52) 내에 형성된 공기 챔버의 용적이 최소화되는 위치에 유지된다. 이 때, 피스톤(54)에 고정된 랙(46)은 도 2에 도시된 바와 같이 피니언(42)으로부터 떨어진 소정의 대기위치에 유지된다. 상기 대기 위치에 유지된 랙(46)은 피치선(PL)이 피니언(42)의 피치원(PC)과 접하도록 지지된다.
피스톤 구동기구(48)의 가스발생기(50)는 점화력 공급원(미도시)에 연결되며, 가속센서를 구비하는 급감속 검지센서(미도시)가 충돌 등에 기인하는 차량의 급감속을 검지할 때, 상기 점화력 공급원이 가스발생기(50)로 점화전류를 공급하도록 작동된다. 이 점화전류가 공급될 때, 가스발생기(50)는 고압의 가스를 발생시키고 그것을 피스톤 실린더(52) 내로 공급한다. 그 결과, 피스톤(54)은 이 고압의 가스에 의해 상기 공기챔버의 용적을 증대시키는 방향으로 이동되며 그에 따라, 상기 대기위치에 있는 랙(46)이 피니언(42)측으로 피치선(PL)을 따라 직선적으로 이동된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 피니언(42)은 그 외주로부터 반경방향 외측으로 연장되며 그 피니언(42)에 이와 동축적으로 설치되는 초기 구동부재(56)를 가진다. 이 초기 구동부재(56)는 피니언(42)의 기어치의 축방향(S)에 대한 두께보다 얇은 두께를 가지도록 형성되어 있으며, 회전체(36)의 외측면과 접촉되게 설치되어 있다. 또한, 초기 구동부재(56)는 도 2에 도시된 바와 같이 피니언(42)의 연속된 3개의 기어치(42A,42B,42C)로부터 반경방향 외측으로 연장된다. 여기서, 피니언(42)은 차량에 결합될 때 회전방향상 소정의 초기위치에 위치되며, 예를 들어 회전체(36)와 사이드 플레이트(18)를 통해 끼워진 수지제의 전단핀(미도시)에 의해 그 초기 위치에 유지된다. 상기 초기 위치에 유지된 피니언(42)은, 초기 구동부재(56)가 그 기어치(46A)의 치면(tooth surface)에 접촉되도록, 그 초기 구동부재(56)를 랙(46)의 선단측의 기어치(46A)의 위치에 지지시킨다. 초기 구동부재(56)에서, 랙(46)에 접촉되어 있는 수압면(압력을 받는 면; 58)은 피니언(42)과 공통의 인벌류트 곡선형으로 형성되어 있다. 이 수압면(58)은 도 2에 도시된 바와 같이 기어치(42C)의 일측 치면과 함께 매끈한 인벌류트 곡선을 형성한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 랙(46)의 기어치들(46B,46C,46D)의 치폭(tooth width)은, 피니언(42)의 3개의 기어치(42A,42B,42C)와 맞물리도록 하기 위하여 다른 기어치의 치폭보다 작게 형성되어 있다. 랙(46)에 있어서, 기어치들(46B,46C,46D)의 축방향(S)의 외측면은 다른 기어치들의 외측면과 만나도록 형성되어 있다. 따라서 랙(46)에는, 사이드 플레이트(18)와 마주하며 기어치들(46B,46C,46D)과 대응하는 부위에 오목한 홈부(46E)가 형성된다.
다음, 상술한 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 시트벨트 견인장치(10)에 있어서, 급감속 검지센서가 충돌 등에 기인하는 차량의 급감속을 검지할 때, 상술한 바와 같이 가스발생기(50)가 피스톤 실린더(52)내로 고압의 가스를 공급한다. 그 결과, 피스톤(54)은 랙(46)을 상기 대기위치로부터 피니언(42)측으로 피치선(PL)을 따라 직선적으로 이동시킨다. 랙(46)이 대기위치에 있을 때, 선단측의 기어치(46A)의 앞쪽끝의 치면은 초기 구동부재(56)의 수압면(58)과 접촉되어 있다. 이러한 상태로부터, 랙(46)이 피니언(42)측으로 피치선(PL)을 따라 직선적으로 이동되어 선단측의 기어치(46A)가 수압면(58)을 가압하면, 초기 구동부재(56)는 랙(46)으로부터의 초기 구동력의 일부를 피니언(42)의 피치원(PC)의 접선방향으로의 힘(회전력)으로 변환시킨다. 이 회전력에 의해서, 상기 피니언(42)과 회전체(36)를 초기 위치에 유지시키고 있는 상기 전단핀이 전단되고 이에 따라, 피니언(42)과 회전체(36)는 감기방향(W)으로 회전되기 시작한다. 회전되기 시작한 후에, 회전체(36)는 지지 플레이트(34)에 대해 시트벨트의 감기방향(W)으로 회전된다. 그 결과, 롤러 수용부(36B) 내의 롤러(32)들은 로터리 커플링부(40)의 외주면과 롤러 수용부(36B)의 내주(가장자리) 사이의 압력으로 꽉물리는 온위치로 이동된다. 3개의 롤러(32)가 각각 상기 온위치로 이동되면, 회전체(36)는 감기방향(W)에 대해서 토오크 전달축(30)에 고정되며 이에 따라, 일방향 클러치(28)는 감기방향(W)의 토오크가 스풀(20)로 전달될 수 있는 온상태가 된다.
상술한 바와 같이 일방향 클러치(28)가 온상태가 되면, 상기 초기 구동력을 받는 초기 구동부재(56)는 스풀(20)을 감기방향(W)으로 회전시키기 시작한다. 상기 스풀(20)은, 랙(46)의 선단측의 기어치(46A)가 피니언(42)에 결합될 때까지, 랙(46)으로부터의 초기 구동력을 받는 초기 구동부재(56)에 의해 계속 회전된다. 그리고, 선단측의 기어치(46A)가 피니언(42)에 결합된 후, 스풀(20)은 랙(46)으로부터 구동력(안정된 구동력)을 받는 피니언(42)에 의해 계속 회전된다. 초기 구동부재(56)는 피니언(42)에 대해 반경방향 외측으로 연장되어 있으므로, 기어치(42A)가 랙(46)과 결합되는 근처까지 피니언(42)이 회전되면, 초기 구동부재(56)의 끝부분은 랙(46)에 물리는 위치로 이동되어 그 랙(46)의 홈부(46E)에 끼워진다. 이 홈부(46E)에 의해 초기 구동부재(56)와 랙(46) 사이에는 틈새가 형성되어서, 초기 구동부재(56)는 랙(46)과 접촉되지 않게 된다. 피스톤 구동기구(48)의 작동이 끝나면 랙(46)은 도 3에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거한다. 그러나, 랙(46)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(46)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
시트벨트(22)의 감기동작에 있어서, 스풀(20)의 감기방향(W)으로의 회전이 시작된 직후에, 스풀(20)이 연속적으로 회전되는 안정기와 비교하여, 피니언(42)을 회전시키 위한 구동 토오크(회전부하)는 일방향 클러치(28)가 온상태가 될 때까지 발생되는 정지마찰저항과 동작저항으로 인하여 증대된다. 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치(10)에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 피니언(42)은 회전시작 직후에 소정의 회전량(R1)만큼 회전하며, 피니언(42)의 구동 토오크가 그 최대값(TM)으로부터 감소된 후 랙(46)이 피니언(42)과 맞물린다.
상술한 제1실시예에 따른 시트벨트 견인장치(10)에 있어서, 상기 피스톤 구동기구(48)가 작동되어 랙(46)이 피니언(42)측으로 피치선(PL)을 따라 이동되기 시작할 때, 상기 초기 구동부재(56)는 랙(46)으로부터 초기구동력(가해지는 압력)을 받아서 피니언(42)을 감기방향(W)으로 회전시킨다. 랙(46)으로부터의 초기 구동력이 피니언(42)의 기어치에 직접 가해지지 않으므로, 피스톤 구동기구(48)에 의한 랙(46)의 이동속도나 가압력이 크더라도, 피니언(42)의 기어치들이 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 여기서 언급된 랙(46)으로부터의 초기 구동력은, 랙(46)이 피스톤 구동기구(48)에 의해 움직이기 시작할 때부터 피니언(42)과 맞물릴 때까지의 시간동안, 랙(46)으로부터 초기 구동부재(56)와 피니언(42)에 가해지는 압력 및 충격력을 말한다. 그 결과, 피니언(42)의 재료 등을 변경하지 않고도, 피니언(42)이나 그 피니언(42)의 피치원의 크기를 줄임으로써 랙(46)의 길이를 줄일 수 있으며, 피스톤 구동기구(48)에 의한 랙(46)의 이동범위를 줄일 수 있다. 이에 따라 시트벨트 견인장치(10)의 소형화를 이룰 수 있다.
상기 초기 구동부재(56)의 수압면(58)은 피니언(42)과 공통의 인벌류트 곡선에 의해 형성되어 있으며, 이 수압면(58)은 피니언(42)의 기어치(42C)와 함께 매끄러운 인벌류트 곡선을 형성하고 있다. 따라서, 랙(46)으로부터 초기 구동력을 받아서 회전될 때의 피니언(42)의 토오크와 각속도는, 랙(46)과 맞물린 상태에서 회전되는 피니언(42)의 토오크 및 각속도와 실질적으로 동일해진다. 더욱이, 랙(46)이 초기 구동부재(56)로부터 해방되어 피니언(42)과 맞물릴 때, 피니언(42)은 연속적으로 회전되게 된다. 그러므로, 피스톤 구동기구(48)의 토오크 및 각속도 특성은 구동초기부터 구동완료시까지 일정하게 유지될 수 있다.
(제2실시예)
도 5 내지 도 7에는 본 발명의 제2실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제2실시예에 따른 시트벨트 견인장치(60)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 피니언(42)의 외주로부터 반경방향 외측으로 연장된 초기 구동부재(62)는 그 피니언(42)에 동축적으로 설치되어 있다. 초기 구동부재(62)는 회전체(36)의 축방향(S)으로의 외측면과 접촉하도록 설치되어 있다. 초기 구동부재(62)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 피니언(42)의 연속된 3개의 기어치(42A,42B,42C)에 틈새없이 맞추어지는 결합면(64)을 가진다. 초기 구동부재(62)의 결합면(64)은 상기 기어치들(42A,42B,42C)에 맞추어지며, 초기 구동부재(62)와 회전체(36)를 통해 끼워진 수지제의 전단핀(미도시)에 의해 그 초기 구동부재(62)의 반경방향으로의 이동이 차단됨으로써, 초기 구동부재(62)가 피니언(42)에 대해 고정된다.
제2실시예에 따른 초기 구동부재(62)에는, 제1실시예의 초기 구동부재(56)와 마찬가지로, 랙(46)의 선단측의 기어치(46A)와 접촉되는 수압면(66)은 피니언(42)과 공통의 인벌류트 곡선으로 형성되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 이 수압면(66)은 초기 구동부재(62)가 피니언(42)에 설치된 상태에서 기어치(42C)의 일측 치면과 함께 매끈한 인벌류트 곡선을 형성한다. 랙(46)은 제1실시예와는 달리 초기 구동부재(66)용 홈부를 가지지 않는다.
이어서, 상술한 구성을 가지는 제2실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제2실시예의 시트벨트 견인장치(60)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동하기 시작한 후 랙(46)의 선단측의 기어치(46A)가 피니언(42)과 맞물리기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 제2실시예의 시트벨트 견인장치(60)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)에 의해 피치선(PL)을 따라 피니언(42)측으로 이동된 랙(46)의 선단부의 기어치(46A)가 피니언(42)과 맞물린 후, 스풀(20)은 랙(46)으로부터 구동력을 받는 피니언(42)에 의해 계속 회전된다. 초기 구동부재(62)는 피니언(42)에 대해 반경방향 외측으로 연장되어 있으므로, 피니언(42)의 기어치(42A)가 랙(46)과 맞물리는 위치 근처까지 회전될 때, 초기 구동부재(62)의 끝부분은 랙(46)의 기어치 끝과 접촉하게 된다. 초기 구동부재(62)가 상술한 바와 같이 전단핀에 의해 반경방향으로 고정되어 있지만, 이 전단핀은 초기 구동부재(62)가 랙(46)에 접촉될 때 발생되는 전단력에 의해 전단된다. 그 결과, 초기 구동부재(62)는 랙(46)과 접촉될 때 피니언(42)으로부터 벗겨진다. 따라서, 피니언(42)은 초기 구동부재(62)와의 간섭없이 랙(46)으로부터의 구동력에 의해 회전된다. 피스톤 구동부재(48)의 작동이 완료되면 랙(46)은 도 7에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거한다. 그러나, 랙(46)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(46)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
상술한 제2실시예의 시트벨트 견인장치(60)에 있어서는, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 효과 이외에도, 랙(46)의 기어치들 부위의 두께를 얇게 하여 초기 구동부재(62)용 홈부를 형성할 필요가 없으므로, 랙(46)의 제조가 용이하다. 또한, 랙(46)의 치폭을 얇게 함에 기인하는 랙(46)의 강도저하 현상이 발생되지 않는다.
(제2실시예의 제1변형예)
도 8 내지 도 10에는 본 발명의 제2실시예의 제1변형예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 초기 구동부재(62)는 축방향(S)으로 그 초기 구동부재(62)의 외측면상에 마련되어 그 축방향(S)으로 돌출된 원형봉상의 가이드핀(67)을 가진다. 직경방향으로 볼 때 이 가이드핀(67)은 실질적으로 피니언(42)의 피치원(PC)과 초기 구동부재(62)의 외주 사이의 중앙에 배치되어 있다. 일방향 클러치(28)와 피니언(42)을 덮기 위한 커버(미도시)가 사이드 플레이트(18)에 장착되며, 가이드핀(67)의 끝단부가 끼워지는 오목한 그루우브인 가이드 그루우브(68)가 사이드 플레이트(18)에 대면하는 내측면에 형성된다.
상기 가이드 그루우브(68)는, 2점쇄선으로 도시한 바와 같이, 축(A)으로부터 가이드핀(67)까지의 거리와 실질적으로 동일한 길이를 반경으로 하는 원형의 궤적을 따라 그 축(A) 둘레에 형성된 고리형부분(68A)과, 이 고리형부분(68A)상에 그 고리형부분(68A)으로부터 접선방향으로 연장된 선형부분(68B)을 포함한다. 여기에서, 선형부분(68B)은 축(A)에 대해 피치원(PC)과 피치선(PL)교차하는 위치의 반대측 위치에 인접된 고리형부분(68A)으로부터 실질적으로 피치선(PL)과 나란하게 분기된다.
다음, 상술한 구성을 가지는 제2실시예의 제1변형예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 시트벨트 견인장치(60)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)와 마찬가지로 피스톤 구동기구(48)가 작동하면, 랙(46)이 피치선(PL)을 따라 이동되며, 랙(46)의 선단부의 기어치(46A)는 초기 구동부재(62)의 수압면(66)에 압력을 가하게 된다. 그 결과, 초기 구동부재(62)는 랙(46)으로부터의 초기 구동력을 회전력으로 변환시킨다. 그러면, 피니언(42)이 초기 구동부재(62)로부터의 회전력에 의해 감기방향(W)으로 회전된다. 이 때, 초기 구동부재(62)의 가이드핀(67)이 가이드 그루우브(68)의 고리형부분(68A) 내에 위치되어 있으므로, 초기 구동부재(62)는 고리형부분(68A)을 따라서만 이동할 수 있으며, 축(A)을 중심으로 하는 직경방향의 이동은 방지된다. 그러므로, 가이드핀(67)이 고리형부분(68A) 내에 위치되어 있는 상태에서, 초기 구동부재(62)는 피니언(42)의 기어치들(42A,42B,42C)로부터 해방되지 않으며, 이에 따라 초기 구동부재(62)는 초기 구동력에 의해 피니언(42)과 일체적으로 회전된다.
피니언(42)이 감기방향(W)으로 회전되기 시작함과 동시에, 상기 일방향 클러치(28)는 감기방향(W)으로의 토오크가 스풀(20)로 전달될 수 있는 온상태가 된다. 일방향 클러치(28)가 온상태가 되면, 랙(46)으로부터 초기 구동력을 받는 초기 구동부재(62)는 스풀(20)을 감기방향(W)으로 회전시키기 시작한다.
랙(46)이 피니언(42)과 맞물리면, 피니언(42) 및 스풀(20)은 랙(46)으로부터의 구동력에 의해 계속 회전된다. 가이드핀(67)은 원심력에 의해 가이드 그루우브(68)의 외주면의 벽부분을 따라 이동하게 되므로, 고리형부분(68A)을 따라 이동하고 있는 가이드핀(67)이 선형부분(68B)에 대한 분기위치에 도달하면, 가이드핀(67)은 도 9에 도시한 바와 같이 고리형부분(68A)으로부터 선형부분(68B)으로 진입된다. 선형부분(68B)으로 진입되는 가이드핀(67)은 초기 구동부재(62)의 관성력에 의해 그 선형부분(68B)을 따라 직선적으로 이동된다. 가이드핀(67)이 선형부분(68B)을 따라 이동될 때, 가이드핀(67)이 선형부분(68B)으로 들어간 직후에 결합면(64)이 기어치들(42A,42B,42C)로부터 분리되도록, 초기 구동부재(62)는 피니언(42)에 대해 외주측으로 이동된다. 도 10에 도시된 바와 같이 가이드핀(67)이 선형부분(68B)의 최종위치까지 이동되면 초기 구동부재(62)는 정지된다. 가이드핀(67)이 선형부분(68B)의 최종위치에 위치된 상태에서, 초기 구동부재(62)는 피니언(42)과 접촉되지 않는 위치에 유지된다.
제2실시예의 제1변형예에 따른 시트벨트 견인장치(60)에 있어서는, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 효과 이외에도, 랙(46)의 기어치들 부위의 두께를 얇게 하여 초기 구동부재(62)용 홈부를 형성할 필요가 없으므로, 랙(46)의 제조가 용이하다. 또한, 랙(46)의 치폭을 얇게 함에 기인하는 랙(46)의 강도저하 현상이 발생되지 않는다. 더욱이, 초기 구동부재(62)의 이동방향을 원주방향으로 제한하기 위한 가이드 그루우브(68)의 고리형부분(68A)은 초기 구동력이 피니언(42)에 전달될 때 초기 구동부재(62)를 피니언(42)과 일체적으로 회전시키므로, 초기 구동부재(62)는 초기 구동력의 전달 중에 피니언(42)으로부터 벗겨지지 않으며, 이에 따라 초기 구동력이 초기 구동부재(62)를 통해 피니언(42)으로 확실하게 전달될 수 있다. 더욱이, 가이드 그루우브(68)의 선형부분(68B)은 초기 구동력의 전달이 완료된 후 초기 구동부재(62)를 피니언(42)으로부터 해방시키며, 이에 따라 초기 구동력의 전달이 완료된 후 초기 구동부재(62)는 피니언(42) 및 랙(46)과 접촉되지 않게 된다. 따라서 피니언(42)은, 초기 구동부재(62)에 의해 방해받지 않고, 피니언(42)의 기어치와 맞물리는 랙(46)에 의해 계속 회전될 수 있다.
(제3실시예)
도 11 내지 도 13에는 본 발명의 제3실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제3실시예의 시트벨트 견인장치(70)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예의 시트벨트 견인장치(70)는 도 11에 도시된 바와 같이, 실질적으로 원판형상인 초기 구동부재(72)를 가진다. 상기 초기 구동부재(72)는 축방향(S)으로 축(A)을 지나는 결합공(74)을 포함한다. 이 결합공(74)은 피니언(42)의 축에 직각인 단면과 실질적으로 동일한 개구 형상을 가지며 피니언(42)이 이 결합공(74)에 끼워질 수 있다. 초기 구동부재(72)의 두께는 피니언(42)의 두께보다 얇게 형성되어 있다. 따라서, 피니언(42)을 결합공(74)에 끼움으로써, 초기 구동부재(72)는 피니언(42)에 이와 동축적으로 지지되며 그 피니언(42)에 대한 상대회전이 방지된다. 피니언(42)이 끼워지는 결합공(74)을 가지는 초기 구동부재(72)는 회전체(36)의 외측면에 설치된다.
초기 구동부재(72)는 그 외주 일부에 도 12에 도시된 바와 같이 축(A)에 대한 방향으로 실질적으로 사다리꼴형으로 패인 오목부를 가진다. 이 오목부에는 인벌류트 곡선으로 된 수압면(76)이 형성되어 있다.
한편, 랙(78)의 끝면(78A)은 기어치(78B)의 상기 끝면(78A)과 인접된 측의 치면에 대해 실질적으로 나란하게 형성되어 있다. 랙(78)에 있어서, 기어치(78B)들은 상기 끝면(78A)으로부터 후퇴된 위치로부터 후단측으로 형성되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 랙(78)의 선단부만이 실질적으로 피니언(42)의 치폭과 동일한 치폭으로 형성되어 있으며, 후단부는 상기 선단부에 대해 초기 구동부재(72)의 두께만큼 얇게 형성되어 있다. 랙(78)은 기어치(78B)의 외측면이 피니언(42)의 외측면과 일치하도록 지지되며, 기어치(78B)들에 대하여 사이드 플레이트(18)와 마주하는 부위에 초기 구동부재(72)용 홈부(78C)가 형성된다.
시트벨트 견인장치(70)가 차량에 장착될 때 피니언(42)은, 도 12에 도시된 바와 같이 초기 구동부재(72)의 수압면(76)이 랙(78)의 끝면(78A)과 접촉되는 초기위치에 정렬되며, 상기 제1실시예의 전단핀 등에 의해 그 초기위치에 유지된다.
이어서, 상술한 구성을 가지는 제3실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제3실시예의 시트벨트 견인장치(70)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동하기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(70)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동하면, 랙(78)은 피치선(PL)을 따라 피니언(42)측으로 이동되며, 상기 끝면(78A)은 수압면(76)을 누른다. 그 결과, 초기 구동부재(72)는 랙(78)으로부터의 초기 구동력의 일부를 피니언(42)의 피치원(PC)의 접선방향으로의 힘(회전력)으로 변환시킨다.
이 회전력에 의해, 상기 피니언(42)과 회전체(36)를 홀딩하고 있는 상기 전단핀이 전단되고 이에 따라, 피니언(42)과 회전체(36)는 감기방향(W)으로 회전되기 시작한다. 회전되기 시작한 회전체(36)는 지지 플레이트(34)에 대해 감기방향(W)으로 회전된다. 그 결과, 롤러 수용부(36B) 내의 롤러(32)들은 오프위치로부터 로터리 커플링부(40)의 외주면과 롤러 수용부(36B)의 내주(가장자리) 사이의 압력으로 꽉물리는 온위치로 이동된다. 3개의 롤러(32)가 각각 상기 온위치로 이동되면, 회전체(36)는 감기방향(W)에 대해서 토오크 전달축(30)에 고정되며 이에 따라, 일방향 클러치(28)는 감기방향(W)의 토오크가 스풀(20)로 전달될 수 있는 온상태가 된다.
일방향 클러치(28)가 온상태가 되면, 랙(78)으로부터 초기 구동력을 받는 초기 구동부재(72)는 스풀(20)을 감기방향(W)으로 회전시키기 시작한다. 상기 스풀(20)은, 랙(78)의 선단측의 기어치(78B)가 피니언(42)에 결합될 때까지, 초기 구동부재(72)의 초기 구동력에 의해 회전된다. 그리고, 선단측의 기어치(78B)가 피니언(42)에 결합된 후, 스풀(20)은 랙(78)으로부터 구동력을 받는 피니언(42)에 의해 계속 회전된다. 여기에서, 초기 구동부재(72)는 피니언(42)에 대해 반경방향 외측으로 연장되어 있으므로, 피니언(42)이 초기위치로부터 회전되면, 초기 구동부재(72)의 외주면은 랙(78)에 물리는 위치로 이동되어 그 랙(78)의 홈부(78C)에 끼워진다. 이 홈부(78C)에 의해 초기 구동부재(72)와 랙(78) 사이에는 틈새가 형성되어서, 초기 구동부재(72)는 랙(78)과 접촉되지 않게 된다. 피스톤 구동기구(48)의 작동이 끝나면 랙(78)은 도 13에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거하게 된다. 그러나, 랙(78)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(78)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
제3실시예의 시트벨트 견인장치(70)에 있어서는, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 효과 이외에도, 랙(78)으로부터 초기 구동력을 받는 수압면(76)이 원반 형상의 초기 구동부재(72)의 외주면 상에 형성되어 있으므로, 수압면(76)의 강도가 증대되며, 이에 따라 수압면(76)이 견딜수 있는 초기 구동력의 크기가 증대될 수 있다.
(제4실시예)
도 14 내지 도 16에는 본 발명의 제4실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제4실시예의 시트벨트 견인장치(110)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예의 시트벨트 견인장치(110)는 도 14에 도시된 바와 같이, 실질적으로 원판형상의 초기 구동부재(112)를 가진다. 상기 초기 구동부재(112)는 축방향(S)으로 축(A)을 지나는 결합공(114)을 포함한다. 이 결합공(114)은 피니언(42)의 축에 직각인 단면과 실질적으로 동일한 개구 형상을 가지며 피니언(42)이 이 결합공(114)에 끼워질 수 있다. 초기 구동부재(112)의 두께는 피니언(42)의 두께보다 얇게 형성되어 있다. 따라서, 피니언(42)을 결합공(114)에 끼움으로써, 초기 구동부재(112)는 피니언(42)에 이와 동축적으로 지지되며 그 피니언(42)에 대한 상대회전이 방지된다. 피니언(42)이 끼워지는 결합공(114)을 가지는 초기 구동부재(112)는 회전체(36)의 외측면에 설치된다.
초기 구동부재(112)는 그 외주 일부에 피치원(PC) 상의 접선방향을 따라 형성된 결합 그루우브(116)를 가진다. 결합 그루우브(116)는 축방향(S)으로 관통되어 있다. 결합 그루우브(116)의 길이방향으로의 한 쪽 끝부분은 폐쇄되어 있으며, 다른 쪽 끝부분은 초기 구동부재(112)의 외주측으로 개방되어 있다. 결합 그루우브(116)의 끝부분 상의 내주면은 축방향(S)에서 볼 때 "U"자형으로 곡선처리되어 있으며, 이 결합 그루우브(116)의 끝부분은 초기 구동력을 받기 위한 수압부(118)로서 작용한다.
한편, 랙(120)의 축방향(S)으로의 두께는 피니언(42)의 두께와 초기 구동부재(112)의 두께와의 차이와 실질적으로 동일하다. 도 14에 도시한 바와 같이, 원형봉상의 축지지핀(122)이 랙(120)의 상면의 끝부분에 마련되어 있으며, 이 축지지핀(122)은 랙(120)의 상면으로부터 수직으로 돌출되어 있다. 이 축지지핀(122)은 구동력 전달레버(124)를 회동 가능하게 지지한다. 상기 구동력 전달레버(124)는, 그 길이방향에 대해 수직인 단면이 직사각형인 베이스단부(126)와, 그 베이스단부(126)의 끝부분으로부터 돌출된 원형봉상의 결합부(128)를 포함한다. 베이스단부(126)와 결합부(128)는 서로 일체로 형성되어 있다. 베이스단부(126)의 후단부에는, 그 베이스단부(126)의 상면과 하면을 관통하는 관통공(126A)이 형성되어 있다. 또한, 베이스단부(126)의 상면의 길이방향으로의 중앙부에 결합공(126B)이 형성되어 있다. 결합부(128)의 외주면은 결합 그루우브(116)의 수압면(118)의 내주면의 곡률반경보다 약간 작은 곡률반경을 가지는 곡면으로 형성되어 있다. 베이스단부(126)로부터의 결합부(128)의 돌출길이는 초기 구동부재(112)의 두께와 랙(120)의 두께를 합한 값과 실질적으로 동일하다.
랙(120)의 상면의 축지지핀(122)은 구동력 전달레버(124)의 관통공(126A)에 끼워진다. 그 결과, 구동력 전달레버(124)는 축지지핀(122)에 대해 회동 가능하게 랙(120)에 의해 지지된다. 코일스프링(130)의 일측의 "L"자형으로 굽어진 끝부분은 구동력 전달레버(124)의 결합공(126B)에 끼워져서 고정된다. 코일스프링(130)의 타측 끝부분도 "L"자형으로 굽어져 있으며 사이드 플레이트(18)의 상방에 배치되어, 일방향 클러치(28)와 피니언(42)을 덮기 위한 커버(미도시)에 고정된다. 이 때, 상기 코일스프링(130)은 길이방향으로 인장되며 이에 따라, 코일스프링(130)은 항상 구동력 전달레버(124)의 앞쪽끝단을 랙(120)의 기어치들의 바닥쪽으로(도 14에 화살표(F)로 도시한 방향으로) 가압한다.
시트벨트 견인장치(110)가 차량에 설치될 때, 도 15에 도시된 바와 같이, 피니언(42)은, 초기 구동부재(112)의 결합 그루우브(116)의 개구단이 랙(120)의 선단부와 마주하도록 된 초기위치에 정렬되며, 상기 제1실시예의 전단핀 등에 의해 초기 구동부재(112)와 함께 상기 초기위치에 유지된다. 한편 랙(120)도, 상기 구동력 전달레버(124)의 결합부(128)가 결합 그루우브(116)에 끼워져서 그 결합 그루우브(116)의 수압면(118)과 접촉되는 초기위치에 정렬된다. 이 때, 구동력 전달레버(124)의 결합부(128)는 코일스프링(130)에 의해 피니언(42)으로부터 후퇴되는 방향으로 가압된다.
이어서, 상술한 구성을 가지는 제4실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제4실시예의 시트벨트 견인장치(110)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동하기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(110)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동하면, 랙(120)은 피치선(PL)을 따라 피니언(42)측으로 이동된다. 그 결과, 상기 구동력 전달레버(124)의 결합부(128)는 결합 그루우브(116)의 수압부(118)를 피치원(PC)의 접선방향을 따라 누른다. 초기 구동부재(112)는 피스톤 구동기구(48)가 작동한 직후 랙(120)으로부터의 압력 즉, 소위 초기 구동력을 회전력으로 변환시킨다. 그러면, 이 회전력에 의해 상기 피니언(42)이 감기방향(W)으로 회전된다.
피니언(42)이 감기방향(W)으로 회전되기 시작함과 동시에, 상기 일방향 클러치(28)는 스풀(20)로 감기방향(W)의 토오크를 전달할 수 있는 온상태가 된다. 일방향 클러치(28)가 온상태가 되면, 초기 구동부재(112)는 스풀(20)을 감기방향(W)으로 회전시키기 시작한다. 상기 스풀(20)은, 랙(120)의 선단측의 기어치(120A)가 피니언(42)에 결합될 때까지, 초기 구동부재(112)의 회전력에 의해 회전된다.
그리고, 도 16에 도시된 바와 같이 랙(120)이 피니언(42)과 맞물린 직후에, 초기 구동부재(112)는 결합 그루우브(116)의 길이방향을 코일스프링(130)에 의한 결합부(128)의 가압방향과 거의 일치시킨다. 그 결과, 구동력 전달레버(124)의 결합부(128)는 결합 그루우브(116)를 따라 개구단부측으로 이동되며 그 결합 그루우브(116)로부터 벗어나게 된다. 결합부(128)가 결합 그루우브(116)로부터 해방된 후, 스풀(20)은 랙(120)으로부터 구동력을 받는 피니언(42)에 의해 계속 회전된다.
결합 그루우브(116)로부터 해방된 후, 구동력 전달레버(124)는 도 16에 이점쇄선으로 도시한 바와 같이 코일스프링(130)의 가압력에 의해 초기 구동부재(112)와 접촉되지 않는 위치에 유지된다. 피스톤 구동기구(48)의 작동이 끝나면 랙(120)은 도 16에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거하게 된다. 그러나, 랙(120)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(120)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
제4실시예의 시트벨트 견인장치(110)에 있어서는, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 효과 이외에도, 다음과 같은 효과가 얻어질 수 있다. 즉, 축(A)으로부터 결합 그루우브(116)의 수압면(118)까지의 거리가 변경될 때, 상기 구동력 전달레버(124) 및 초기 구동부재(112)를 통해 초기 구동력이 전달되는 피니언(42)의 구동토오크와 각속도가 변화될 수 있으며, 이에 따라 피니언(42)의 구동토오크 및 각속도는 회전이 시작되는 초기단계에서 피니언(42)에 가해지는 회전부하특성에 따라 조절될 수 있다. 더욱이, 초기 구동력의 전달이 완료된 후 구동력 전달레버(124)가 초기 구동부재(112)의 결합 그루우브(116)로부터 해방되므로, 초기 구동력의 전달이 완료된 후에 구동력 전달부재(124)는 초기 구동부재(112)와 피니언(42)에 접촉되지 않게 된다. 따라서, 피니언(42)은 초기 구동부재(112)에 의해 방해받지 않고 계속 회전될 수 있다.
(제5실시예)
도 17 내지 도 19에는 본 발명의 제5실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제5실시예의 시트벨트 견인장치(80)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 제5실시예의 시트벨트 견인장치(80)는, 피니언(42)의 축(A)과 나란한 축(B)을 중심으로 회동 가능하게 지지된 초기 구동부재(82)를 포함한다. 이 초기 구동부재(82)는 길이방향으로 실질적으로 "V"자형으로 굽어져 있다. 초기 구동부재(82)는 피니언(42)의 외주면에 대응하며 길이방향으로 오목한 형상으로 곡률진 내측면을 구비하고 있다. 초기 구동부재(82)에는, 일측 단부에 축방향(S)으로 관통하는 삽입공(84)이 형성되어 있으며, 타측단부에 인벌류트 곡선형으로 된 수압면(86)이 형성되어 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 초기 구동부재(82)의 길이방향으로의 일단의 오목한 형상으로 곡률진 내측면에 피니언(42)의 기어치들(42A,42B,42C)과의 맞물림을 위한 내측기어(88)가 형성되어 있다. 이 내측기어(88)는 축(B) 둘레의 피치원(PI)을 가지는 두개의 기어치로 구성되어 있다.
한편, 도 17에 도시한 바와 같이, 사이드 플레이트(18)에 지지구멍(90)이 축(B)을 따라 형성되어 있다. 상기 초기 구동부재(82)의 삽입공(84)을 관통하는 지지핀(92)의 끝부분이 상기 삽입구멍(90)이 내부에 끼워져서 고정된다. 그 결과, 초기 구동부재(82)는 사이드 플레이트(18)에 의해 축(B)을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지된다. 여기에서 축(B)은 사이드 플레이트(18) 상에 회전체(36)로부터 벗어나도록 위치되며, 이에 따라 초기 구동부재(82)의 내측기어(88)는 피치원(PC)과 피치선(PL)상의 피치점상에서 원형궤적을 따라 이동된다. 초기 구동부재(82)는 코일스프링(94)을 통해 사이드 플레이트(18) 상의 결합핀(96)에 연결되어 있어서 항상 상기 피니언(42)으로부터 이격되는 회동방향으로 가압된다.
시트벨트 견인장치(80)가 차량 본체에 설치될 때 초기 구동부재(82)는, 그 초기 구동부재(82)의 상기 내측기어(88)가 피치원(PC)과 피치선(PL)의 접점 가까이 위치된 기어치들(42A,42B,42C)과 맞물리도록 유지된다. 이 때, 초기 구동부재(82)는 피치원(PI)이 피니언(42)의 피치원(PC)과 접하도록 지지되며, 초기 구동부재(82)의 수압면(86)은 피니언(42)의 기초원에 기초하여 형성된 인벌류트 곡선과 실질적으로 일치하는 위치에 지지된다. 한편, 도 18에 도시된 바와 같이, 랙(98)의 끝면(98A)은 기어치(98B)의 그 끝면(98A)에 인접된 측의 치면과 실질적으로 나란하게 형성되어 있다.
다음, 상술한 구성을 가지는 제5실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제5실시예의 시트벨트 견인장치(80)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동을 시작하기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(80)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동하면, 랙(98)은 피니언(42)측으로 피치선(PL)을 따라 이동되며, 끝면(98A)은 초기 구동부재(82)의 수압면(86)을 누른다. 그 결과, 초기 구동부재(82)는 랙(98)으로부터의 초기 구동력을 피니언(42)의 피치원(PC)의 접선방향의 힘(회전력)으로 변환시킨다. 이 회전력에 의해, 상기 피니언(42)과 회전체(36)를 유지시키고 있는 상기 전단핀이 전단되고 이에 따라, 피니언(42)과 회전체(36)는 감기방향(W)으로 회전되기 시작한다. 회전되기 시작한 회전체(36)는 지지 플레이트(34)에 대해 감기방향(W)으로 회전된다. 그 결과, 롤러 수용부(36B) 내의 롤러(32)들은 오프위치로부터 로터리 커플링부(40)의 외주면과 롤러 수용부(36B)의 내주(가장자리) 사이의 압력으로 꽉물리는 온위치로 이동된다. 3개의 롤러(32)들이 온위치로 이동됨과 동시에 회전체(36)는 감기방향(W)에 대해서 토오크 전달축(30)에 고정되며 이에 따라, 일방향 클러치(28)는 감기방향(W)의 토오크가 스풀(20)로 전달될 수 있는 온상태가 된다.
일방향 클러치(28)가 온상태가 되면, 랙(98)으로부터 초기 구동력을 받는 초기 구동부재(82)는 스풀(20)을 감기방향(W)으로 회전시키기 시작한다. 스풀(20)은, 랙(98)의 선단측의 기어치(98B)가 피니언(42)에 결합될 때까지, 초기 구동부재(82)의 초기 구동력에 의해 회전된다. 상기 선단측의 기어치(98B)가 피니언(42)에 결합된 후, 스풀(20)은 랙(98)으로부터 구동력을 받는 피니언(42)에 의해 계속 회전된다. 초기 구동부재(82)에 있어서, 랙(98)의 선단측의 기어치(98B)가 피니언(42)의 기어치(42D)와 맞물림과 동시에, 내측기어(88)가 피니언(42)의 기어치들(42A,42B,42C)로부터 해방된다. 이에 따라, 초기 구동부재(82)는 코일스프링(94)의 가압력으로 인하여 피니언(42)으로부터 멀어지는 방향으로 회동되어, 그 초기 구동부재(82)는 랙(98)과 피니언(42)에 접촉되지 않는 위치에 유지된다. 피스톤 구동기구(48)의 작동이 끝나면 랙(98)은 도 19에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거하게 된다. 그러나, 랙(98)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(98)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
상술한 제5실시예의 시트벨트 견인장치(80)에 있어서는, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 효과 이외에도, 제2실시예의 초기 구동부재(62)와 비교하여, 피니언(42)으로부터 해방된 초기 구동부재(82)가 피니언(42)과 랙(98)에 접촉되지 않는 위치에 유지되어, 피니언(42)의 회전이 초기 구동부재(82)에 의해 방해받지 않고 그 피니언(42)의 기어치들과 맞물린 랙(98)에 의해 계속될 수 있다.
(제6실시예)
도 20에는 본 발명의 제6실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제6실시예의 시트벨트 견인장치(100)에 있어서, 상기 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 피니언(42)에는, 도 20에 도시된 바와같이, 3개의 기어치(42A,42B,42C)의 이뿌리부들(그루우브들) 사이에 보강부재(42D)들이 마련되어 있다. 이 보강부재(42D)들은 기어치들(42A,42B,42C)의 이뿌리부들 내에 기어치들(42A,42B,42C)의 치면들과 틈새없이 딱 맞게 마련되어 있으며, 그 기어치들(42A,42B,42C)과 일체로 형성되어 있다. 각 보강부재(42D)는 피니언(42)의 치폭보다 얇게 형성되어 있으며 축방향(S)에 대한 회전체(36)의 외측면과 접촉되어 있다. 한편, 랙(46)에 있어서, 보강부재(42D)와 대응되는 두개의 기어치(46F,46G)의 치폭은 다른 기어치들의 치폭보다 얇게 형성되어 있다. 이 기어치들(46F,46G)은 축방향(S)으로 회전체(36)와 마주하는 측에 상기 보강부재(42D)와 대응되는 홈부들을 가진다. 상기 홈부들은, 피니언(42)이 1회전된 후에 보강부재(42D)들이 랙(46)의 치면과 접촉되는 것을 방지한다. 랙(46)은 도 20에 도시된 바와 같이 대기위치에 있을 때, 그 선단측의 치면이 피니언(42)의 기어치(42C)와 접촉되는 위치에 유지된다.
상술한 구성을 가지는 제6실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제6실시예의 시트벨트 견인장치(100)에 있어서, 급감속 검지센서가 충돌 등에 기인하는 차량의 급감속을 검지할 때, 상술한 바와 같이 가스발생기(50)가 피스톤 실린더(52)내로 고압의 가스를 공급한다. 그 결과, 피스톤(54)은 랙(46)을 이동시킨다. 랙(46)이 피니언(42)측으로 피치선(PL)을 따라 직선적으로 이동될 때, 랙(46)은 피니언(42)과 맞물리며 그 피니언(42) 및 회전체(36)를 감기방향(W)으로 회전시킨다. 피니언(42)의 회전시작에서부터 랙(46)의 정지까지의 작동에 대해서는 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 그 설명을 생략한다.
상술한 제6실시예의 시트벨트 견인장치(100)에 있어서, 랙(46)으로부터 초기 구동력을 받는 피니언(42)의 3개의 기어치들(42A,42B,42C)이 보강부재(42D)에 의해 보강되므로, 기어치들(42A,42B,42C)이 견딜 수 있는 초기구동력의 크기가 증대될 수 있다. 따라서, 랙(46)으로부터의 초기 구동력이 커지더라도, 피니언(42)이 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그 결과, 피니언(42)의 재료 등을 변경하지 않고도, 피니언(42)의 피치원을 줄일 수 있으며 이에 따라, 랙(46)의 길이 및 피스톤 구동기구(48)에 의한 랙(46)의 이동범위를 줄일 수 있다.
(제7실시예)
도 21 및 도 22에는 본 발명의 제7실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제7실시예의 시트벨트 견인장치(140)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 중계기어(142,144)가 피니언(42)과 맞물린다. 중계기어들(142,144)은 피니언(42)의 기어치들과 동일한 수량의 기어치를 가지며, 피니언(42)의 다른 기어치들과 맞물리도록 배치된다. 지지축들(142A,144A)이 중계기어들(142,144)의 일측 끝면으로부터 그 중계기어들(142,144)의 축들을 따르도록 축방향으로 돌출되어 있다. 이 지지축들(142A,144A)은 일방향 클러치(28)와 피니언(42)을 덮기 위해 사이드 플레이트(18)에 설치되는 커버(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그 결과, 중계기어들(142,144)은 그들이 피니언(42)과 맞물린 상태에서 일방향 클러치(28)를 포함하는 회전체(36)에 의해 간섭받지 않고 회전될 수 있다.
한편, 도 21에 도시된 바와 같이 랙(46)은, 피치선(PL)이 중계기어(142)의 피치원(PC1) 및 중계기어(144)의 피치원(PC2)과 접하는 위치에 설치된다. 피스톤 구동기구(48)가 작동하기 전의 대기위치에서, 랙(46)의 선단측의 서로 다른 기어치들이 중계기어(142)와 중계기어(144)에 맞물린다.
다음, 상술한 구성을 가지는 제7실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제7실시예의 시트벨트 견인장치에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동을 시작하기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(140)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동한 후에 랙(46)이 피치선(PL)을 따라 이동되며, 그 랙(46)과 맞물린 중계기어들(142,144)이 감기방향(W)과는 반대방향(R; 도 21 및 도 22에 있어서 시계방향)으로 회전된다. 그 결과, 중계기어들(142,144)과 맞물린 피니언(42)이 감기방향(W)으로 회전된다. 제7실시예의 시트벨트 견인장치(140)에 있어서, 피니언(42)의 회전방향은 중계기어들(142,144)로 인하여 그 중계기어들(142,144)의 회전방향과는 반대방향이 되므로, 랙(46)은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와는 반대측으로부터 피니언(42)과 맞물린다.
피니언(42)과 회전체(36)가 감기방향(W)으로 회전되기 시작함과 동시에, 피니언(42)과 회전체(36)를 초기위치에 유지시키고 있는 전단핀(미도시)이 전단되어, 피니언(42)과 회전체(36)가 감기방향(W)으로 회전되기 시작한다. 그 결과, 일방향 클러치(28; 도 1 참조)는 온상태가 되고, 스풀(20)은 피니언(42) 및 회전체(36)와 일체적으로 감기방향(W)으로 회전된다. 피스톤 구동기구(48)의 작동이 끝나면 랙(46)은 도 22에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거하게 된다. 그러나, 랙(46)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(46)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
상술한 제7실시예의 시트벨트 견인장치(140)에 있어서는, 하강된 상태의 랙(46)이 피치선(PL)을 따라 이동하기 시작함과 동시에, 그 랙(46)으로부터의 구동력이 한 쌍의 중계기어(142,144)에 의해 분배되며 피니언(42)으로 전달된다. 따라서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10) 등과 같이 중계기어들(142,144)을 채용하지 않은 경우에 비하여, 피니언(42)의 기어치에 가해지는 최대부하는 실질적으로 반으로 줄어들 수 있다. 그러므로 일반적으로, 피니언(42)에 가장 큰 부하를 가하면서 피스톤 구동기구(48)가 작동하기 시작한 직후에, 랙(46)으로부터의 초기 구동력이 클 때에도, 피니언(42)의 기어치들이 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그 결과, 피니언(42)의 피치원을 줄임으로써, 피니언(42)의 재료 등을 변경하지 않고도 랙(46)의 길이 및 피스톤 구동기구(48)에 의한 랙(46)의 이동범위를 줄일 수 있으며 이에 따라, 시트벨트 견인장치(140)의 크기를 줄일 수 있다.
(제8실시예)
도 23 및 도 24에는 본 발명의 제8실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제8실시예의 시트벨트 견인장치(150)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(150)는 도 23에 도시된 바와 같이, 일방향 클러치(28; 도 1 참조)에 의해 스풀(20)에 동축적으로 연결된 피니언(152)을 가진다. 피니언(152)에 형성된 6개의 기어치들 중 하나는 초기 구동력을 받기 위한 시작단의 기어치(152A)이다. 이 시작단의 기어치(152A)의 모듈값(module value; 피치원(PC)의 직경에 대응되는 기어치의 크기를 한정함. JIS B1701 참조)은 다른 기어치(152B)의 모듈값의 2배이다. 모든 기어치(152A,152B)의 피치원(PC)은 공통이므로, 시작단의 기어치(152A)는 서로 인접된 두개의 기어치(도 23 및 도 24에 이점쇄선으로 도시된 기어치들; 152C,152D)의 외측 치면들을 포함하는 한 쌍의 치면과, 그 치면들의 끝들으로부터 연장되며 다른 기어치(152B)들과 동일한 형상의 인벌류트 곡선을 가진다.
한편, 랙(154)의 선단측 표면에는 기어치(154B)의 선단측에 인접된 치면과 실질적으로 나란한 선단측 치면(154A)이 형성되어 있다. 랙(154)이 이동하기 시작한 후에 상기 시작단 기어치(152A)와 맞물리는 한 쌍의 기어치들(154C,154D) 사이의 이뿌리(154E)는 상기 시작단 기어치(152A)와 맞물릴 수 있는 형상 즉, 그 이뿌리(154E)의 깊이 및 뿌리폭이 시작단 기어치(152A)와 대응하여 다른 이뿌리들보다 큰 형상으로 형성되어 있다. 도 23에 도시된 바와 같이 피스톤 구동기구(48)가 작동하는 대기 위치에서, 랙(154)의 선단면(154A)은 피니언(152)의 시작단 기어치(152A)와 접촉되어 있다.
이어서, 상술한 구성을 가지는 제8실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제8실시예의 시트벨트 견인장치(150)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동을 시작하기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(150)에 있어서, 랙(154)이 피치선(PL)을 따라 이동되도록 피스톤 구동기구(48)가 작동할 때, 그 랙(154)의 선단측 치면(154A)은 초기 구동력으로 시작단 기어치(152A)를 누른다. 그 결과, 피니언(152)과 회전체(36)는 감기방향(W)으로 회전된다.
피니언(152)과 회전체(36)가 감기방향(W)으로 회전되기 시작함과 동시에, 그 피니언(152)과 회전체(36)를 초기위치에 유지시키고 있는 전단핀(미도시)이 전단되어, 피니언(152)과 회전체(36)가 감기방향(W)으로 회전되기 시작한다. 그 결과, 일방향 클러치(28)는 온상태가 되고, 스풀(20)은 피니언(152) 및 회전체(36)와 일체적으로 감기방향(W)으로 회전된다.
상기 랙(154)이 피치선(PL)을 따라 더 이동되면, 피니언(152)과 회전체(36) 및 스풀(20)의 감기방향(W)으로의 회전이 계속되도록, 랙(154)의 기어치(154B)가 피니언(152)의 기어치(152B)와 맞물린다. 피니언(152)의 1회전되면 상기 시작단 기어치(152A)는 도 24에 도시된 바와 같이, 랙(154)의 기어치들(154C,154D) 사이의 이뿌리(154E)와 맞물린다. 그 직후에 피스톤 구동기구(48)의 작동이 완료된다. 그 결과, 피니언(152)에 연결된 스풀(20)은 시트벨트(22)의 이완이 제거되도록 감기방향(W)으로 충분히 회전된다. 그러나, 랙(154)이 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 랙(154)은 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
상술한 제8실시예의 시트벨트 견인장치(150)에 있어서는, 피니언(152)의 시작단 기어치(152A)의 모듈값이 다른 기어치(152B)들의 모듈값의 2배이므로, 그 시작단 기어치(152A)의 피치원(PC)을 따르는 치폭이 다른 기어치(152B)들의 치폭보다 두껍다. 따라서, 그 시작단 기어치(152A)의 강도가 다른 기어치(152B)들에 대해 강화될 수 있다. 그 결과, 랙(154)으로부터의 초기 구동력이 클 때에도, 피니언(152)이 그 초기 구동력에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 피니언(152)의 재료 등을 변경하지 않고도, 피니언(152)의 피치원을 줄임으로써 랙(154)의 길이 및 피스톤 구동기구(48)에 의한 랙(154)의 이동범위를 줄일 수 있으며 이에 따라, 시트벨트 견인장치(150)의 크기를 줄일 수 있다.
제8실시예의 시트벨트 견인장치(150)에 있어서, 피니언(152)의 시작단 기어치(152A)의 모듈값이 다른 기어치(152B)들의 모듈값의 2배인 것으로 설명하였으나 이 값은 변경될 수 있다. 이 값은 기어치(152B)들의 크기나 초기 구동력을 견디기 위해 필요한 시작단 기어치(152A)의 강도 등에 따라, 2배나 또는 더 큰 정수배가 되도록 구성할 수도 있다.
(제9실시예)
도 25 및 도 26에는 본 발명의 제9실시예에 따른 시트벨트 견인장치가 도시되어 있다. 제9실시예의 시트벨트 견인장치(160)에 있어서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일한 참조부호가 부여된 요소들은 기본적으로 그 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)의 요소들과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(160)에 있어서, 제1실시예와 마찬가지로, 피니언(42)이 회전체(36)에 포함된 일방향 클러치(28; 도 1 참조)에 의해 스풀(20)에 연결되어 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 이 피니언(42)에는 부채꼴의 내치기어(162)가 맞물린다. 이 내치기어(162)의 상기 피니언(42)과 마주하는 내주면에는 내부 기어치(162A)들이 형성되어 있다. 내부 기어치(162A)들은 피니언(42)의 피치원(PC)보다 큰 원형의 궤적을 피치원(PC3)으로서 채용하고 있으며, 그 내부 기어치(162A)들은 그 피치원(PC3)을 따라 연속하도록 형성되어 있다. 여기에서 상기 내치기어(162)는 피스톤 구동기구(48)에 의해, 피치원(PC3)이 피니언(42)의 피치원(PC)과 접하도록 지지되어 있다. 피치원(PC3)의 곡률반경은, 내치기어(162)의 내부 기어치(162A)들과 피니언(42)의 기어치들 사이의 접촉비(contact ratio)가 약 2가 되도록 설정되어 있다.
한편, 피스톤 구동기구(48)의 피스톤 실린더(164)도 또한 도 25에 도시한 바와 같이, 피치원(PC3)을 따르는 곡선형으로 되어 있다. 따라서, 피스톤 구동기구(48)가 작동될 때, 내치기어(162)는 도 25에 도시된 대기 위치로부터 피치원(PC3)을 따라 도 26에 도시된 최종위치로 이동된다.
다음, 상술한 구성을 가지는 제9실시예에 따른 시트벨트 견인장치의 동작에 대해 설명한다. 제9실시예의 시트벨트 견인장치(160)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동을 시작하기까지의 동작은 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10)에 있어서와 동일하며, 따라서 그 설명은 생략한다. 시트벨트 견인장치(160)에 있어서, 피스톤 구동기구(48)가 작동되어 내치기어(162)가 상기 피치원(PC3)을 따라 이동될 때, 내치기어(162)와 피니언(42)은 감기방향(W)으로 회전된다. 피니언(42)과 회전체(36)가 회전되기 시작함과 동시에, 피니언(42)과 회전체(36)를 초기위치에 유지시키고 있는 전단핀(미도시)이 전단되어 피니언(42)과 회전체(36)가 감기방향(W)으로 회전되기 시작한다. 그 결과, 일방향 클러치(28; 도 1 참조)는 온상태가 되고, 스풀(20)은 피니언(42) 및 회전체(36)와 일체적으로 감기방향(W)으로 회전된다. 피스톤 구동기구(48)의 작동이 끝나면 내치기어(162)는 도 26에 도시된 바와 같이 최종위치로 이동되고, 피니언(42)에 연결된 스풀(20)은 감기방향(W)으로 충분히 회전되어 시트벨트(22)의 이완을 제거하게 된다. 그러나, 내치기어(162)가 최종위치로 이동되기 전에 시트벨트(22)의 이완이 제거되면, 내치기어(162)는 최종위치에 이르기 전에 정지된다.
상술한 제9실시예의 시트벨트 견인장치(160)에 있어서는, 하강된 상태의 내치기어(162)가 피치원(PC3)을 따라 이동하기 시작함과 동시에, 그 내치기어(162)로부터의 구동력이 피니언(42)의 두개 이상의 기어치에 의해 분배되어 피니언(42)으로 전달된다. 따라서, 제1실시예의 시트벨트 견인장치(10) 등과 같이 피니언(42)과 랙(46) 사이의 접촉비가 1인 경우에 비하여, 피니언(42)의 하나의 기어치에 가해지는 최대부하는 실질적으로 반으로 줄어들 수 있다. 그러므로 일반적으로, 피니언(42)에 가장 큰 부하를 가하면서 피스톤 구동기구(48)가 작동하기 시작한 직후에, 내치기어(162)로부터의 초기 구동력이 클 때에도, 피니언(42)의 기어치들이 초기 구동력에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그 결과, 피니언(42)의 재료 등을 변경하지 않고도 피니언(42)의 피치원을 줄임으로써, 피스톤 구동기구(48)에 의한 내치기어(162)의 이동범위를 줄일 수 있으며 내치기어(162)는 원형의 궤적인 피치원(PC3)을 따라 이동될 수 있다. 이에 따라, 시트벨트 견인장치(160)의 크기를 줄일 수 있다.
제9실시예의 시트벨트 견인장치(160)에 있어서, 내치기어(162)와 피니언(42) 사이의 접촉비가 약 2로 설정된 것으로 설명하였으나, 이 값은 변경될 수 있다. 이 값은 피치원(PC3)의 곡률반경을 줄임으로써 증대될 수 있다. 따라서, 상기 접촉비는 초기구동력의 크기 등에 따라 변경될 수 있다.
본 발명의 기어기구에 따르면, 상술한 바와 같이, 기어로부터 큰 초기 구동력이 피니언에 가해지더라도, 피니언이 손상되는 것이 방지된다. 더욱이, 본 발명의 시트벨트 견인장치에 따르면, 재료 등을 변경하지 않고도 피니언의 크기를 줄일 수 있으며, 이에 따라 비용이나 중량의 증대를 초래하지 않고도 장치의 크기를 줄일 수 있다.

Claims (15)

  1. 피니언;
    상기 피니언과 맞물리는 기어; 및
    상기 기어로부터 상기 피니언을 회전시키기 위한 초기 구동력을 받도록 상기 피니언에 마련되는 초기 구동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 피니언에 이와 동축적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 초기 구동력을 받기 위한 수압부를 상기 피니언에 대해 반경방향 외측에 지지하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  4. 제2항에 있어서, 상기 기어는 상기 초기 구동력을 받음으로써 상기 피니언을 회전시키는 초기 구동부재와의 간섭을 피하기 위한 홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  5. 제2항에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 피니언의 기어치들 사이에 분리 가능하게 맞추어지는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  6. 제5항에 있어서, 상기 초기 구동부재가 상기 피니언과 결합되어 상기 초기 구동력을 상기 피니언에 전달할 때에는 상기 초기 구동부재가 상기 피니언과 함께 회전할 수 있게 하며 상기 초기 구동력의 전달이 완료된 후에는 상기 초기 구동부재가 상기 피니언으로부터 해방되도록 상기 초기 구동부재의 이동방향을 한정하는 가이드부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  7. 제1항에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 피니언의 축과는 다른 축을 중심으로 회동 가능하게 지지되며 상기 피니언의 기어치들 사이에 분리 가능하게 맞추어지는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  8. 제2항에 있어서, 상기 초기 구동부재는 상기 초기 구동력을 받기 위해 인벌류트 곡선으로 형성된 수압부를 가지는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초기 구동부재는 상기 피니언과 함께 일체적으로 회전되도록 그 피니언에 마련되고 상기 피니언의 피치원의 외측에 결합부를 가지며,
    상기 기어는 상기 초기 구동력을 상기 초기 구동부재로 전달하기 위해 상기 결합부와 결합되는 구동력 전달부재를 구비하며,
    상기 구동력 전달부재는 상기 초기 구동력의 전달이 완료된 후에 상기 결합부로부터 해방되는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기어는 상기 피니언의 피치선 방향으로 이동 가능하게 지지되는 랙을 구비하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  11. 피니언;
    상기 피니언과 맞물리는 기어; 및
    상기 기어로부터 초기 구동력을 받기 위한 피니언의 기어치들을 보강하기 위해 상기 피니언에 마련된 보강부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  12. 피니언;
    각각 상기 피니언의 다른 기어치들과 맞물리는 한 쌍의 중계기어; 및
    상기 피니언을 회전시키기 위한 구동력을 상기 한 쌍의 중계기어를 통해 전달하도록 상기 중계기어들에 서로 다른 기어치들이 맞물리는 구동기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  13. 초기 구동력을 받기 위한 하나의 시작단 기어치를 가지며, 그 하나의 시작단 기어치의 모듈은 다른 기어치들의 모듈의 정수배로 된 피니언; 및
    상기 초기 구동력의 전달을 위하여 상기 피니언의 시작단 기어치와 맞물리는 하나의 큰 기어치와, 구동력의 전달을 위하여 상기 피니언의 나머지 기어치들과 맞물리는 작은 기어치들이 연속적으로 마련된 구동기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어기구.
  14. 차량의 급감속시에 승차자를 속박하기 위한 방향으로 그 차량의 시트벨트에 장력을 가하기 위한 것으로;
    피니언;
    상기 피니언과 맞물리는 기어;
    상기 기어로부터 상기 피니언을 회전시키기 위한 초기 구동력을 받도록 상기 피니언에 마련되는 초기 구동부재;
    상기 시트벨트의 일단부가 고정되는 감기축;
    토오크를 상기 피니언으로부터 상기 감기축으로만 전달하기 위하여 상기 감기축 및 피니언에 연결된 클러치 기구; 및
    차량의 급감속시에 상기 시트벨트를 감는 방향으로 상기 피니언을 회전시키도록 상기 기어를 구동시키기 위한 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 견인장치.
  15. 차량의 급감속시에 승차자를 속박하기 위한 방향으로 그 차량의 시트벨트에 장력을 가하기 위한 것으로;
    피니언;
    상기 피니언의 종동측 피치원의 직경보다 큰 직경을 가지는 구동측 피치원을 따라 내부 기어치들이 형성되고, 그 내부 기어치들은 상기 피니언의 기어치들과 2이상의 접촉비로 맞물리는 내치기어;
    상기 시트벨트의 일단부가 고정되는 감기축;
    토오크를 상기 피니언으로부터 상기 감기축으로만 전달하기 위하여 상기 감기축 및 피니언에 연결된 클러치 기구; 및
    차량의 급감속시에 상기 내치기어를 상기 구동측 피치원을 따라 이동시킴으로써 상기 시트벨트를 감는 방향으로 상기 피니언을 회전시키기 위한 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 견인장치.
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