KR20110074742A

KR20110074742A - 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너

Info

Publication number: KR20110074742A
Application number: KR1020117006337A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 루흐트; 마티아스 보르그바르드; 세바스티엥 보디네
Original assignee: 아우토리브 디벨롭먼트 아베
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-07-01
Also published as: JP2012502836A; US20130193252A1; US8398012B2; JP5449365B2; US20110147510A1; WO2010031496A8; DE102008048339A1; CN102159428A; WO2010031496A1; DE102008048339B4; JP2014073839A

Abstract

본 발명은 전기 모터(2), 구동 기어(10)를 거쳐서 벨트 권취 방향으로 전기 모터(2)에 의하여 구동되는 벨트 샤프트(1), 및 전기 모터(2)의 회전 움직임을 구동 기어(10)로 전달하는 기어 샤프트(9)를 포함하는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너에 관한 것으로서, 기어 샤프트(9)가 헬리컬 베벨 기어를 거쳐서 구동 기어(10) 및/또는 전기 모터(2)에 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

역전가능한 좌석 벨트 텐셔너{Reversible seat belt tensioner}

본 발명은 전기 모터, 구동 휠을 거쳐서 전기 모터에 의하여 벨트 권취 방향으로 구동될 수 있는 벨트 샤프트, 및 전기 모터의 회전 움직임을 구동 휠에 전달하는 구동 샤프트를 포함하는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너에 관한 것이다.

WO 2003/099619 A2 에 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 공지되어 있는데, 여기에서는 전기 모터의 회전 움직임을 벨트 샤프트로 전달하는 구동 샤프트가 크라운 기어 유닛(crown gear unit)을 거쳐서 전기 모터에 연결되고 또한 워엄 기어 유닛(worm gear unit)을 거쳐서 구동 휠에 연결된다.

이 실시예에서의 단점은, 기어 유닛들의 기어 휠(gear wheel)들이 회전 움직임을 각각 90도로 방향전환시키고 따라서 맞물리는 회전 부품들의 회전 축들이 서로를 향하여 90도의 각도로 배치되어야 하기 때문에, 서로를 향하는 부품들의 배치가 자유롭게 선택될 수 없다는 것이다. 또한, 특히 높은 품질 등급의 차량들에 있어서 좌석 벨트의 긴장(tensioning) 중에 워엄 기어 유닛과 크라운 기어 유닛에서 발생되는 소음이 더 이상 차량 제조사에 의하여 허용되지 않게 되었다.

본 발명은, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 전체적으로 보다 콤팩트한 구성을 가질 수 있고 또한 비좁은 설치 공간 내에도 배치될 수 있도록, 전기 모터, 구동 휠을 구비한 벨트 샤프트, 및 구동 샤프트가 서로를 향하여 상이한 방위로 배치될 수 있는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 벨트 긴장 중에 발생되는 소음이 저감되는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 상기 목적의 해결안은, 구동 샤프트가 헬리컬 기어 유닛을 거쳐서 구동 휠 및/또는 전기 모터에 연결되도록 하는 것이다. 헬리컬 기어 유닛의 사용은, 맞물리는 구성요소들의 회전축들이 서로를 향하여 90도가 아닌 각도로 배치될 수도 있게 한다는 장점을 제공한다. 따라서, 구성요소들은 서로를 향하여 임의의 각도로 배치될 수 있어서, 콤팩트한 구성과 가용한 자유 공간의 활용 관점에서 그들의 배치가 이루어질 수 있다. 또한, 헬리컬 기어 유닛들에 있어서의 구성요소들은 점 접촉만을 하게 되므로, 소음 발생이 실질적으로 저감된다. 헬리컬 기어 유닛들은, 동일한 피치(pitch) 및 동일한 맞물림 각도를 가지되 상이한 비틀림 각도를 갖는 헬리컬 기어들이 결합된다는 사실로 특별하게 알려져 있다. 상이한 비틀림 각도들로 인하여, 그 축들은 임의의 각도로 교차할 수 있다. 또한, 헬리컬 기어 유닛은, 직경 비율에 부가하여, 비틀림 각도의 선택에 의해서, 헬리컬 기어들이 동력전달 비율(transmission ratio)을 변경할 수 있는 추가적인 가능성을 제공한다는 장점을 제공한다. 나아가, 헬리컬 기어 유닛의 헬리컬 기어들은 헬리컬 기어들의 맞물림을 잃지 않은 채로 축방향으로 변위될 수 있다. 따라서, 제작 정밀도의 요구조건이 실질적으로 감소되어서, 요구되는 제작 정밀도의 요건을 충족시키기 위한 노력 및 비용이 실질적으로 저감된다.

본 발명의 다른 유리한 실시예들 및 개선안들은 종속항들에 기재되어 있다.

본 발명에 의하여, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 전체적으로 보다 콤팩트한 구성을 가질 수 있고 또한 비좁은 설치 공간 내에도 배치될 수 있도록, 전기 모터, 구동 휠을 구비한 벨트 샤프트, 및 구동 샤프트가 서로를 향하여 상이한 방위로 배치될 수 있는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 제공된다. 또한, 벨트 긴장 중에 발생되는 소음이 저감되는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 제공된다.

이하에서, 본 발명은 하기의 첨부도면들을 참조로 하여 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명된다.
도 1 은 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너이고,
도 2 는 구동 샤프트를 구비한 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너이고,
도 3 은 구동 휠 및 구동 샤프트를 구비한 전기 모터이고,
도 4a 내지 도 4c 는, 90도보다 큰 각도로 배치된 구동 샤프트와 구동 휠을 구비한 전기 모터이고,
도 5a 내지 도 5c 는, 90도보다 작은 각도로 배치된 구동 샤프트와 구동 휠을 구비한 전기 모터이다.

도 1 에는 좌석 벨트 위축기(seat belt retractor; 1), 및 역전가능한 긴장(reversible tensioning) 중에 좌석 벨트 위축기(1)를 벨트 권취 방향으로 구동하는 전기 모터(2)를 포함하는, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 도시되어 있다. 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너 측에는, 전기 모터(2)를 작동시키는 전자 제어 유닛(electronic control unit; ECU; 4)이 배치된다. 또한, 좌석 벨트 위축기 하우징(seat belt retractor housing; 5)의 전방 단부 측에는, 대응되는 커버(6)를 포함하는 기어 유닛 하우징(3)이 배치되는데, 그 기어 유닛 하우징 내에는 전기 모터(2)를 벨트 샤프트(1)에 연결시키는 구동 휠 및 관련된 기어 유닛들과 함께 후술되는 구동 샤프트가 배치된다.

도 2 에는 커버(6)가 없는 채로 기어 유닛 측에서 본 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너가 도시되어 있다. 벨트 샤프트(1)와 전기 모터(2) 사이에는, 기어(8)을 거쳐서 구동 휠(10)의 기어(7)와 맞물리는 구동 샤프트(9)가 도시되어 있다. 전기 모터(2)와 구동 샤프트(9) 간의 연결은 도시되어 있지 않지만, 이에 관하여는 후술하기로 한다. 구동 휠(10)은 도시되지 않은 결합부(coupling)에 의하여 벨트 샤프트(1)에 연결될 수 있어서, 벨트 긴장 중에 전기 모터(2)의 회전 움직임은 구동 샤프트(9)의 회전 및 구동 휠(10)의 구동에 의하여 최종적으로 벨트 샤프트(1)의 벨트 권취 움직임으로 전환된다.

도 3 에는, 도시의 명확화를 위하여, 도 2 의 구동 휠(10)과 구동 샤프트(9)와 함께 전기 모터(2)가 벨트 샤프트(1)가 없는 채로 도시되어 있다. 전기 모터(2)는 기어 유닛(I)을 거쳐서 구동 샤프트(9)와 맞물린다. 구동 샤프트(9)의 회전 움직임은 제2 기어 유닛(II)을 거쳐서 구동 휠(10)에 전달된다. 구동 샤프트(9)는 구동 휠(10)과 전기 모터(2)의 축들 (X)(Z) 사이에 배치되어서, 전기 모터(2)와 구동 휠(10)은 그들의 기어(12)(7)에 의하여 구동 샤프트(9)의 상이한 측에서 구동 샤프트(9)의 기어(11)(8)와 맞물린다. 이것은 구동 샤프트(9)에서의 전체적으로 우수한 힘 배분으로 귀결되고, 또한 좌석 벨트 텐셔너에 존재하는 자유 공간들이 더 많이 활용되어서 좌석 벨트 텐셔너가 보다 더 콤팩트한 방식으로 구성될 수 있게 된다.

기어 유닛(I)과 기어 유닛(II)은 두 개의 맞물리는 기어 쌍들(11, 12)(7, 8)에 의하여 형성된다. 기어 유닛(I)과 기어 유닛(II) 각각은 헬리컬 기어 유닛으로 구성되어서, 기어들(11, 12)(7, 8)은 나사-활주 방식(screw-gliding manner)으로 맞물린다. 헬리컬 기어 유닛의 나사-활주 방식의 맞물림 움직임(meshing movement)은, 기어들(11, 12)(7, 8)이 점 접촉(punctiform contact)을 통하여 서로에 대해 안착되게 하고, 따라서 소음 발생이 실질적으로 감소된다는 특별한 장점을 제공한다.

나아가, 기어들(11, 12, 7, 8)은, 전기 모터(2), 구동 샤프트(9), 및 구동 휠(10)이 제작 공차 또는 작동상의 마멸로 인하여 그들의 요망되는 위치에 정확히 있지 않게 되는 경우에도 맞물린다. 기어들(11, 12, 7, 8)은 헬리컬 기어로서 구성되고, 서로에 대하여 안착되는 기어들(11, 12, 7, 8)의 비틀림 각도(helix angle)들은 반대 방향의 각도를 갖는다.

도 4a 내지 도 4c 에는 전기 모터(2), 구동 샤프트(9), 및 구동 휠(10)의 상이한 배치가 도시되어 있는데, 여기에서 구동 휠(10)의 회전 축(X)과 구동 샤프트(9)의 회전축(Y) 간의 각도(A)는 90도 미만이다. 이 실시예에서 구동 휠(10)의 회전축(X)은 벨트 샤프트의 회전축과 동일하여서, 동일 사항이 연장선 상에서 심적으로 추가될 수 있다. 도 4a 에 도시된 위치에서, 회전축(Z)을 갖는 전기 모터(2)는 구동 샤프트(9)의 회전축(Y)에 대해 90도보다 큰 각도(B)로 걸리게 되어서, 회전축들(Z, X)도 서로를 향하는 각도를 형성하는바, 그 각도는 극단적인 경우에 각도들(A, B)을 적절히 선택함에 의하여 최대 90도까지 확장될 수도 있다. 각도들(A, B)은 기어들(11, 12, 8, 7)의 비틀림 각도들의 치수조정에 의하여 달라질 수 있다. 비틀림 각도들의 치수조정 및 그로부터 귀결되는 축들의 방위들과 관련하여서는, 해당되는 기술 서적(예를 들어, "기계요소(Maschinenelemente)" 로롤프/마테크(Roloff/Matek); 뷰에그 벌라그(Vieweg Verlag) 2007, 위에스바덴(Wiesbaden), 18판, 23장)을 참조한다. 본 발명에서는 벨트 샤프트에 대한 전기 모터(2)의 방위가 선택될 수 있는바, 이로써 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너에서의 자유 공간 및/또는 차량 내의 가용한 설치 공간이 더 우수하게 활용될 수 있고, 따라서 좌석 벨트 텐셔너의 전체적으로 콤팩트한 구성이 구현되고 그리고/또는 좌석 벨트 텐셔너가 차량 내의 결정된 설치 공간 비율에 적합하게 될 수 있다.

도 4b 및 도 4c 에는 동일한 각도(A)가 형성되어 있는 다른 대안예가 도시되어 있다. 도 4b 에서, 각도(B)는 90도가 되도록 선택되는바, 여기에서는 기어 유닛(I)으로서 워엄 기어 뉴닛이 채택될 수도 있다. 도 4c 에서, 각도 B 는 각도 A와 동일하게 되도록 선택되는데, 이것은 회전축들(X, Z)이 평행하게 배치되는 결과를 낳는다. 헬리컬 기어 유닛들의 비틀림 각도 때문에, 기어 유닛들(I, II), 그리고 이에 따라 전기 모터(2)와 벨트 샤프트가 서로에 대해 축방향 오프셋(axial offset)(a)을 갖도록 배치될 수 있는데, 그 축방향 오프셋(a)은 비틀림 각도의 선택에 의하여 영향을 받을 수도 있다. 오프셋(a)은 도시되지 않은 벨트 샤프트의 방향으로 배치되는 것이 바람직한바, 그렇게 하면 예를 들어 좌석 벨트 위축기의 프레임 부재들(frame pieces) 사이의 긴 벨트 샤프트 옆의 중앙에 더 짧은 전기 모터(2)가 배치될 수 있어서, 프레임 부재들 사이에 존재하는 자유 공간이 충분히 활용될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c 에는 회전축들(X, Y) 사이에 90도보다 큰 각도(A)를 갖는 다른 대안예가 도시되어 있다. 도 5a 에서는, 각도 A 와 각도 B 둘 다가 90도보다 크게 선택되어서, 기어 유닛들(I, II)의 오프셋(b)을 형성하는데, 도 4c 에 도시된 실시예와 비교하면 그 방향이 다르게 되어 있음을 알 수 있다. 각도들(A, B)을 동일하게 선택하면, 전기 모터(2)와 좌석 벨트 위축기가 축(X)의 방향으로 지향되는 평행한 구성을 갖게 되는 결과를 낳을 것이다. 도 5b 에는 각도(B)가 90도로 선택되는 실시예가 도시되어 있는데, 이로써 여기에서는 기어들(11, 12)의 조합을 워엄 기어 유닛으로서 채택하는 것이 가능하게 된다. 도 5c 에는 각도(B)가 90도 보다 작게 선택된 실시예가 도시되어 있는데, 이로써 축들(X, Z) 사이의 각도는 더 증가된다.

1: 벨트 샤프트 2: 전기 모터
4: 전자 제어 유닛 5: 좌석 벨트 위축기 하우징
6: 커버 7, 8: 기어
9: 구동 샤프트 10: 구동 휠

Claims

전기 모터(electric motor; 2), 구동 휠(drive wheel; 10)을 거쳐서 전기 모터(2)에 의하여 벨트 권취 방향(belt winding direction)으로 구동될 수 있는 벨트 샤프트(belt shaft; 1), 및 전기 모터(2)의 회전 움직임을 구동 휠(10)로 전달하는 구동 샤프트(drive shaft; 9)를 포함하는 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너로서,
구동 샤프트(9)는 헬리컬 기어 유닛(helical gear unit)을 거쳐서 구동 휠(10) 및/또는 전기 모터(2)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너.
제 1 항에 있어서,
구동 샤프트(9) 및 전기 모터 (2) 및/또는 구동 휠 (10)은 90도가 아닌 각도(A, B)로 서로를 향해 배치된 것을 특징으로 하는, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
구동 샤프트(9)와 전기 모터(2) 사이의 각도(B) 및 구동 샤프트(9)와 구동 휠(10) 사이의 각도(A)는 동일하고, 전기 모터(2)와 구동 휠(10)의 축들(X, Z)은 서로 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
구동 샤프트(9)는 개별의 기어 유닛(I, II)을 거쳐서 전기 모터(2)와 구동 휠(10)에 연결되고, 기어 유닛들(I, II)은 축방향의 오프셋을 두고 서로를 향하여 배치된 것을 특징으로 하는, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
구동 샤프트(9)는 전기 모터(2)와 구동 휠(10)의 축들(X, Z) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는, 역전가능한 좌석 벨트 텐셔너.