KR20130129128A - 벨트 조임 구동기 - Google Patents

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KR20130129128A
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루흐트 안드레아스
쿱 마티아스
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이엠에스 기어 게엠베하
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Abstract

본 발명은 권취 축(1) 주위를 둘러쌀 수 있는 안전 벨트(2)의 조임을 위한 벨트 조임 구동기에 관한 것으로, 상기 벨트 조임 구동기는 전기 모터(3), 스핀들 축(4), 권취 축(1)과 결합하는 출력 휠(21), 및 스핀들 축(4)에 의해 출력 휠(21)을 구동하는 웜 기어(20)를 포함하고, 여기에서 웜 기어(20)를 형성하기 위하여 출력 휠(21)의 외측 헬리컬 기어(22)는 스핀들 축(4)에 비틀림적으로 견고하게 지지되는 웜 구동기(24)와 결합하며, 출력 휠의 외측 기어는 적어도 두 개의 기어 섹션들(22a, 22b)을 포함하며, 여기에서 제1 기어 섹션(22a)은 일정한 구조를 갖는 기어를 포함하며, 이어지는 제2 기어 섹션(22b)은 증가하는 루트 서클 직경(dF) 및/또는 증가하는 팁 서클 직경(dk) 및/또는 증가하는 톱니 두께(s)를 갖도록 디자인되는 것을 특징으로 한다.

Description

벨트 조임 구동기{BELT TIGHTENING DRIVE}
본 발명은 청구범위 제1항 전제부에 따른 권취 축 주위를 둘러쌀 수 있는 안전벨트 조임용 벨트 조임 구동기에 관한 것이다.
위와 같은 타입의 가역 벨트 조임 구동기는 예를 들어 DE 10 2008 048 339 A1에 개시되어 있는데, 여기에서 전기 모터가 스파이럴 기어로 디자인된 제1 기어에 의해 스핀들 축을 구동하며, 상기 스핀들 축은 이어서 제2 기어에 의해 출력 휠을 구동하며, 상기 출력 휠은 안전벨트를 감기 위한 권취 축에 비틀림적으로 견고하게 배치된다. 상기 제2 기어는 스핀들 축에 배치된 웜 구동기 및 출력 휠의 외측 헬리컬 기어에 의해 형성된다.
가역 벨트 조임기는 필요시 즉, 예를 들어 작은 충돌이나 급박한 충돌과 관련하거나, 비포장 도로의 여행 중에, 그리고 안전벨트의 조임을 가져오는 차량의 제동 감속과 관련하여 작동된다. 이러한 종류의 상황들에서 벨트의 조임을 유지하기 위하여, 고전류가 전기 모터를 여기하는데 사용되며 이는 차량 공급 시스템의 원하지 않는 높은 부담을 가져온다.
충돌의 경우에, 벨트 조임기는 순식간에 작동하고 최대 부하 조임을 나타내며 그 결과 전기 모터로부터 벨트 조임기의 이탈을 가져온다. 전기 모터의 잔류 에너지로 전기 구동기에 의해 안전벨트를 계속하여 쥐고 있는(holding) 결과로, 이는 벨트 조임기에 다시 결합되며 전력 한계에 손상을 가져올 수 있다. 더욱이, 상기 전기 모터의 잔류 에너지는 차량 공급 시스템의 부담을 가져온다.
또한, 최대 부하 조임시 매우 다이나믹한 부하 상황들이 전개된다. 이들은 벨트 조임기의 출력 측에 높은 회전 모우멘트(홀딩 모우멘트)를 가져오며, 따라서 높은 기어 톱니 포스 하에서, 특히 사용된 기어 부품들의 헬리컬 기어들과 관련하여 높은 축방향 힘 하에서, 상기 축방향 힘은 벨트 조임기 하우징 내에서 휠 몸체 및 베어링과 같은 기어 부품들의 변형을 가져온다. 이는 결합 깊이의 손실을 의미하며 기어 부품들의 결합에 축방향으로 상대적인 이동을 초래하고, 그 결과 유효 기어 폭(active gear width)이 상당히 감소한다. 두 가지 부정적 효과는 기어 부품들의 적재 능력의 실질적인 감소를 가져온다. 더욱이, 결합 각으로 인하여 높은 원주방향 힘이 발생하여 이동과 변형을 가져오며, 그 결과 결합 깊이(톱니의 유효 깊이) 따라서 커버리지가 감소하게 된다. 이는 기어 부품들의 적재 능력의 상실을 의미하며 궁극적으로 기어 부품들의 기계적 파손 및 손상을 야기한다.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 타입의 벨트 조임 구동기를 제공하는 것이며, 여기에서 적재 능력(carrying capacity)의 감소는 적어도 상당부분 감소되며, 특히 예를 들어 충돌의 경우에 발생하며 벨트 조임기의 유효 조임 부하보다 큰 높은 수동 타입의 부하들(high passive types of loads)과 관련하여 증가한다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 벨트 조임 구동기에 의해 해결된다.
청구항 제1항의 전제부에 따르면, 권취 축 주위를 둘러쌀 수 있는 안전 벨트의 조임을 위한 상기 타입의 벨트 조임기는 출력 휠의 외측 기어가 적어도 두 개의 기어 섹션들을 포함하며, 여기에서 제1 기어 섹션은 고정된 구조를 갖는 실린더형 기어를 포함하며, 이어지는 제2 기어 섹션은 증가하는 루트 서클 직경 및/또는 증가하는 팁 서클 직경 및/또는 증가하는 톱니 두께을 갖는 것을 특징으로 한다.
이는, 웜 기어가 구동 방향(전방 방향)에 있을 때, 제1 기어 섹션은 웜 구동기와 결합하고 출력 휠에 의해 구동되는 제2 기어의 역 방향에서, 변형으로 인하여 이러한 방식으로 생성된 축방향 힘은 제2 기어 섹션과 웜 구동기 사이의 기계적 링크 형성을 돕는다.
본 발명에 따른 과제 해결에 의하여, 제2 기어 섹션은 출력 휠에 장착되며 따라서 예를 들어 충돌의 경우에 출력 휠에서 발생하며 벨트 조임 구동기의 유효 조임 부하보다 큰 높은 수동 부하의 경우에, 상기 제2 기어 섹션이 웜 구동기 쪽으로 밀려 출력 휠과 웜 구동기 사이에 기계적 잼밍 링크가 생성된다. 이는 출력 휠과 웜 구동기의 두 기어들 사이의 동력 트랜스미션 및 커버리지 면적을 증가시키고, 그 결과 출력 휠에서 발생하는 축 방향 및 원주 방향의 힘은 부하 지지 역할를 하는 웜 구동기에 의해 흡수되어, 출력단 베어링들의 부담이 감소된다.그에 의하여, 출력 휠 및 웜 구동기 기어의 적재 능력이 증가된다.
또한, 웜 구동기와 제2 기어 섹션 사이의 기계적 링크는 출력 휠과 웜 구동기 사이의 마찰 증가를 가져오며, 따라서 출력 휠에 의해 구동되는 웜 구동기 기어의 역 방향과 관련된 감소된 효율은 또한 유사하게 전기 모터에 의해 공급되는 감소된 홀딩력을 필요로 하며, 이는 전기 모터를 여기하기 위하여는 저 전류만으로도 충분하다는 것을 의미한다. 그 결과, 고 부하와 관련하여 안전 벨트를 작기 위한 전기적 홀딩 기능이 전기 모터의 낮은 홀딩 전류에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 변화하는 톱니 구조의 결과로 제1 기어 섹션에서 시작하여 제2 기어 섹션으로 수동 부하 서스펜션(passive load suspension)이 증가한다.
본 발명에 따른 이러한 간단하고 놀라운 해결은, 벨트 조임 구동기와 같은, 특히 합성 물질을 사용하는 기계적 시스템은 부하의 적용에 따라 불가결하게 변형을 나타낸다는 지식을 이용한 것으로, 이는 본 발명에 따라 기능적으로 활용되었다. 제2 기어 섹션의 헬리컬 기어는 외측 기어 나사산의 방향에 의존하는 축방향 힘을 가져오며, 출력 휠은 시스템 변형에 의해 생성된 위치로 밀려나며, 따라서 이 위치에서 제2 기어 섹션은 웜 구동기의 기어링과 기계적 결합 링크를 형성하고, 여기에서 출력 휠과 웜 구동기 사이의 축방향 힘은 제2 기어 섹션의 증가하는 루트 서클 직경 및/또는 증가하는 팁 서클 직경 및/또는 증가하는 톱니 두께로 인하여 웜 구동기의 잼밍을 가져온다.
두 개의 기어 섹션들을 포함하는 외측 헬리컬 기어를 가지는 본 발명에 따른 벨트 조임 구동기의 출력 휠은 사출 플라스틱 형태 등으로 제작하기가 용이하다. 이는 단지 상기 출력 휠만 생성하면 되기 본 발명에 따른 벨트 조임 구동기의 제조 비용을 낮출 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제2 기어 섹션은 제1 기어 섹션을 따르는 루트 서클 직경의 시퀄을 포함하며, 상기 루트 서클 직경의 시퀄은 제1 기어 섹션의 루트 서클 직경에서 시작하여 출력 휠의 전면을 향하여 기본적으로 제1 기어 섹션의 팁 서클 직경 수치까지 증가한다.
한편으로 이것은 제1 기어 섹션에서 제2 기어 섹션으로의 연속적인 전환을 달성하며, 다른 한편으로는 출력 휠과 웜 구동기 사이에서 생성된 잼밍 포스가 제2 기어가 역 방향으로 작동하는 경우에 출력단에서 발생하는 부하에 최적으로 적용되게 된다.
본 발명의 특히 유리한 업그레이드는 제2 기어 섹션이 감싸는 웜으로 디자인되는 것에 의해 달성된다. 그 결과, 상기 제2 기어 섹션 영역에서의 톱니 깊이가 둥근 아크 형상 방식으로 증가하여 출력 휠 상에서 발생하는 축 방향 힘과 관련하여 잼밍 포스를 증가시킨다.
선택적으로, 제2 기어 섹션의 감싸는 웜 기어는 제1 기어 섹션의 루트 서클 직경 및 팁 서클 직경에 기초하여 특정의 수치까지 증가하는 루트 서클 직경 및 팁 서클 직경을 갖도록 디자인될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 스핀들 축은 특정한 스프링 강성을 갖는 스프링 탄성 베어링 상에 지지되어 웜 기어가 전방 방향으로 작동되면 웜 구동기는 출력 휠의 제1 기어 섹션과 기계적으로 링크되고, 웜 기어가 후방 방향으로 작동되면 웜 구동기는 수동 홀딩 부하 하에서 출력 휠의 제2 기어 섹션과 기계적으로 링크된다.
스프링 탄성 베어링에 의해 적용된 탄성력은 축방향 기어 톱니 포스에 반대로 작용한다. 이는 마찰의 증가를 가져오며 따라서 출력단의 효율 감소를 가져오고, 그 결과 전기 모터에 요구되는 홀딩 전류가 감소될 수 있다.
따라서, 스핀들 축의 스프링 탄성 지지의 결과 벨트 조임기의 사용과 관련하여 높은 효율이 달성되며, 즉 전기 모터에 의해 생성되는 조임력과 그 결과로서 안전벨트의 조임과 관련하여, 웜 기어는 전방 즉 구동 방향으로 작동되고 그 반대로 안전 벨트의 조임이 아직 발생하는 모우멘트보다 큰 수동 홀딩 모우멘트에 의해 역 방향으로 작동하는 웜 기어와 관련하여 효율은 가능한 한 낮다. 따라서, 전기 모터는 단지 안전 벨트를 잡기 위한 적은 홀딩 모우멘트만을 생성하는 것이 요구되며, 이 목적을 위하여 단지 낮은 홀딩 전류만이 필요하며, 그 결과 차량의 공급 시스템은 단지 작은 부담에만 노출되게 된다.
이는 홀딩 모우멘트를 생성하기 위한 전류를, 차량의 공급 시스템을 과도한 부담에 노출시키지 않고 상당한 시간 동안 안전 벨트를 조여진 상태에서 높은 홀딩 모우멘트에 의해 잡고 있는 것이 가능한 지점까지 감소시킬 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 업그레이드에 따르면, 베어링은 바람직하게 스프링 탄성 부품 상에 지지되며, 바람직하게는 스프링 요소 상에 지지되고 따라서 간단한 구현이 가능하다.
최종적으로 본 발명의 마지막 구현예에 따르면, 전기 모터에 의해 스핀들 축을 구동하는 기어가 제공된다. 그 결과, 두 기어들이 직렬로 연결되어 낮은 구동 효율이 달성된다.
본 발명은 이하에서 도면을 참조하여 예시적인 구현예에 기초하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전기 모터에 의해 구동되는 웜 기어를 가지는 벨트 조임 구동기의 개략적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 전기 모터에 의해 구동되는 웜 기어를 가지는 벨트 조임 구동기의 개략적 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 3에 따른 I-I 면에 대응하는 법면에서의 출력 휠 및 웜 구동기의 단면도이다.
도 3a는 감싸는 제2 기어 면을 가지는 도 1 및 도 2에 따른 벨트 조임 구동기에 사용된 출력 휠 기어링의 확대 단면도 및 확대 평면도이다.
도 3b는 제2 기어 면의 증대하는 팁 서클 직경을 가지는 도 1 및 도 2에 따른 벨트 조임 구동기에 사용된 출력 휠 기어링의 확대 단면도 및 확대 평면도이다.
도 3c는 제2 기어 면의 확대된 루트 서클 직경을 가지는 도 1 및 도 2에 따른 벨트 조임 구동기에 사용된 출력 휠 기어링의 확대 단면도 및 확대 평면도이다.
도 3d는 제2 기어 면의 증대하는 톱니 두께를 가지는 도 1 및 도 2에 따른 벨트 조임 구동기에 사용된 출력 휠 기어링의 확대 단면도 및 확대 평면도이다.
도 3e는 제2 기어 면의 감소하는 톱니 깊이 없이 감싸는 기어를 가지는 도 1 및 도 2에 따른 벨트 조임 구동기에 사용된 출력 휠 기어링의 확대 단면도 및 확대 평면도이다.
도 4는 탄성적으로 지지되는 스핀들의 스프링을 가지는 도 1에 따른 벨트 조임 구동기의 개략적 사시도이다.
도 1, 2 및 4에 따른 벨트 조임 구동기은 각각의 경우에서 본 발명을 이해하는데 가장 필수적인 부분만에 의하여 도시되어 있다.
도 1에 따른 벨트 조임 구동기(belt tightening drive, 30)는 전기 모터(3)를 포함하며, 웜 기어(20)를 구동하기 위한 모터 축(3a)은 조임 즉 안전 벨트(2)를 감기 위한 권취 축(winding shaft, 1)을 구동하기 위한 스핀들 축(4)에 직접 결합된다.
반대로, 도 2에 따른 벨트 조임 구동기(30)에 기초하면, 웜 기어(20)는 기어(20)를 통해 전기 모터(3)에 의해서 구동된다. 기어(10)는 전기 모터(3)의 모터 축(3a)에 비틀림적으로 견고하게(torsionally rigid) 배치된 웜 구동기(11) 및 스핀들 축(4)에 견고하게 장착된 관련 웜 휠(12)을 가지는 웜 기어로 디자인된다.
벨트 조임 구동기(30)의 하우징은 도 1 및 2에서 도시되지 않았다.
웜 기어(20)는 스핀들 축(4)에 비틀림적으로 견고하게 배치되는 웜 구동기(24) 및 웜 구동기와 결합하는 출력 휠(output wheel, 21)을 포함하며, 상기 출력 휠은 외측의 헬리컬 기어(22)를 포함한다. 상기 출력 휠(21)은 커플러에 의해 권취 축(1)에 연결된다.
도 1, 2 및 3에 따르면, 헬리컬 기어로 된 외측 기어(22)는 두 기어 섹션들로 구성되며, 제1 기어 섹션(22a) 및 제2 기어 섹션(22b)은 서로 다른 기어 타입을 가진다.
출력 휠(21)의 전면(front face, 21a)에서 시작하는 제1 기어 섹션(22a)은, 일정한 기어 구조(constant gear geometry)를 가지는 실린더형 기어를 포함한다. 상기 일정한 기어 구조 타입은 일정한 톱니 깊이(depth of teeth) T1에 의해 특징되며, 이는 일정한 루트 서클 직경(root circle diameter) dF 및 일정한 팁 서클 직경(tip circle diameter) dK 에 상당한다(도 2 참조).
연속적으로 감소하는 톱니 깊이 T2 및 연속적으로 증가하는 루트 서클 직경 dF 를 가지는 제2 기어 섹션(22b)은 상기 제1 기어 섹션(22a)에 이어서 제공되며, 여기에서 팁 서클 직경 dK 은 제1 기어 섹션(22a)의 하나와 비교하여 변화하지 않으며 반대쪽 전면(21b)으로 연장된다. 도 3a에 따르면, 상기 제2 기어 섹션(22b)은 도 3에 따른 하부의 단면을 도시한 것에서 명확하게 감싸는 기어(elveloping gear)로 디자인된 것을 알 수 있으며, 상기 부분은 웜 구동기(24)의 기어링과 제2 기어 섹션(22b)의 감싸는 기어 사이의 결합 관계를 나타낸다.
도 3a에 따른 A-A 면은 제2 기어 섹션(22b)의 두 톱니 사이에서 연장되며 참조번호 23이 붙여진 루트 서클 직경 dF 의 둥그런 아크-형상 시퀄(sequel)을 도시한다. 여기에서 관련 반경 R은 실린더형 기어(22a)의 톱니 깊이 T1 에 비하여 상당히 크다. 감싸는 기어에 있어서, 루트 서클 직경 dF 만이 둥그런 아크-형상을 가지는 것이 아니라 베이스 서클 직경 또는 참조 서클 직경 dT 또한 동일하다.
제1 기어 섹션(22a)의 실린더형 기어와 제2 기어 섹션(22b)의 감싸는 기어 사이의 변환은 연속적이다. 즉, 감싸는 기어(22b)는 톱니 깊이 T1 에 상당하는 톱니 깊이 T2 로 시작하여 출력 휠(21)의 전면(21b)을 향하여 제로(zero)가 될 때까지 기본적으로 감소하며. 여기에서 톱니 dK 상부의 반경은 출력 휠(21) 기어링의 전체 폭에 걸쳐서 동일하게 유지된다.
출력 휠(21)의 기어링(22)은 두 기어 섹션들(22a, 22b)로 나뉠 수 있으며, 따라서 감싸는 기어(22b)는 기본적으로 출력 휠(21) 전면 폭의 삼분의 일에 상당한다.
이하 벨트 조임 구동기(30)의 기능을 설명한다.
안전 벨트(2)의 조임을 위한 조임(tightening force)을 생성하기 위하여, 웜 기어(10)를 가지는 장치(도 1 참조) 또는 웜 기어(10) 및 기어(20)를 가지는 장치(arrangement)가 전방 방향으로 작동되며, 따라서 높은 구동 효율(high driving effiency)을 확보하기 위하여 웜 기어(20)의 웜 구동기(24)가 출력 휠(21) 제1 기어 섹션(22a)의 실린더형 기어와 결합한다. 이것이 웜 기어(20)의 정상 위치를 나타낸다.
전기 모터(3)에 의해 안전 벨트(2)가 조여진 후, 차량 탑승자를 일정한 위치에서 유지시키기 위하여 안전 벨트(2)에 높은 압력이 적용된다. 출력 휠(21)에 적용된 상기 압력은 웜 기어(20)(도 2에 따른 벨트 조임 구동기에 있어서는 기어(10)도 역시)를 반대 방향으로 향하게끔 한다.
웜 기어(20)의 헬리컬 기어로 인하여 출력 휠에 축방향 힘(axial forces)이 생성되며, 그 방향은 헬리컬 기어 나사산의 방향에 의존한다. 도 1, 2 및 3에 따르면, 상기 나사산의 방향은 나오는 축방향 힘이 출력 휠(21)을 화살표 P1 방향으로 밀 수 있도록 선택되며, 따라서 웜 구동기(24)와 결합하는 것은 더 이상 실린더형 기어(22a)가 아니며 기어 섹션(22b)의 감싸는 기어가 잼밍 기어(jamming gear) 에서 웜 구동기(24)와 결합하고, 이는 전방 및 후방 양 방향으로 작동되는 제2 기어(20)의 상당한 효율 저하를 가져온다. 효율은 웜 기어(20)가 정상 위치에서 감싸는 기어와 함께 결합 위치로 변화하는 결과 점진적으로 감소한다.
출력 휠(21)의 감싸는 기어(22b)와 웜 구동기(24) 기어링 사이의 동력 트랜스미션 및 커버리지 면적은 그 결과 증가하며, 출력 휠(21)에 발생하는 축 방향 및 원주 방향 힘은 부하 지지 역할을 하는 웜 구동기에 의해 흡수된다. 벨트 조임 구동기(30)의 수동 부하 서스펜션(passive load suspension)은 감싸는 기어(22b)의 톱니 구조(tooth geometry) 변화로 인하여 증가한다.
출력 휠(21)에 의해 구동되는 역방향과 관련한 결과적인 감소된 효율은 따라서 전기 모터(3)의 감소된 홀딩 포스(holding force)을 요구하며, 즉 감소된 암페어의 전력 공급을 요구한다. 따라서, 고 부하와 관련하여 안전 벨트를 쥐기 위한 전기적 홀딩 기능은 전기 모터(3)의 낮은 홀딩 전류에 의하여 구현될 수 있다.
도 1, 2, 3 및 3a에 따른 예시적 구현예에서, 출력 휠(21)과 웜 구동기(24) 기어링 사이의 잼밍은 높은 수동 홀딩 포스를 지지하기 위하여 제2 기어 섹션(22b)의 감싸는 기어(22b)에 의해 달성된다. 이러한 타입의 잼밍은, 도 3b 및 도3e에 기초하여 아래에서 설명하는 바와 같이, 제2 기어 섹션(22b)의 다른 기어 구조 및 감싸는 구조의 변경에 의해서도 달성될 수 있다.
예를 들어, 도 3b는 어덴덤(addendum) 및/또는 디덴덤(dedendum)이 특정 수치 DK 까지 점진적으로 증가하는 제2 기어 섹션(22b)의 기어링을 도시한다. 즉, 도 3b에 따르면, 팁 서클 반경은 제1 기어 섹션(22a)의 어느 하나에 기초하여 둥근 아크-형상 방식으로 상기 특정된 수치 DK 까지 증가한다.
도 3c는 감싸는 기어의 변형을 도시하며, 여기에서 베이스 서클 직경 및 참조 서클 직경 뿐만 아니라 팀 서클 직경 모두 제2 기어 섹션(22b)에서 제1 기어 섹션(22a)의 수치를 가지고 연속되며, 다만 루트 서클 직경 dF 만 팁 서클 직경에 상당하는 수치까지 둥근 아크 형상 방식으로 증가하며, 여기에서 이는 제1 기어 섹션(22a)의 톱니 두께 T1 에서 시작하여 제로 수치까지, 톱니 두께 T2 의 연속적인 감소에 상당한다.
웜 구동기(24)와의 기계적 링크에서 출력 휠(21)의 셀프-록킹을 달성하는 추가적인 가능성은 도 3d에 따른 제2 기어 섹션(22b)의 기어 구조에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 제1 기어 섹션(22a)의 톱니 두께 s 는 제2 기어 섹션(22b)의 전체에 걸쳐 수치 S 까지 증가한다.
마지막으로, 도 3e는 제2 기어 섹션(22b) 감싸는 기어의 구조를 도시하며, 이는 루트 서클 직경 dF , 베이스 서클 및 참조 서클 직경 dT 및 팁 서클 직경 dK 에 기초하여 제2 기어 섹션(22b) 전체에 걸쳐 감싸는-형상 방식으로 연속되며, 따라서 상기 언급한 크기 dF , dT 및 dK 는 특정된 공통 수치 D로 종료된다. 도 3 및 3a에 따른 감싸는 기어와 비교하여, 상기 기어는 톱니의 깊이 감소 없이 디자인된다.
전술한 제2 기어 섹션(22b)의 기어 구조는, 각각 단독으로 또는 결합하여 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 제2 기어 섹션(22b)이 증가하는 루트 서클 직경 또는 증가하는 팁 서클 직경 또는 증가하는 톱니 깊이를 가지도록 디자인되면 기본적으로 충분하며, 여기에서 이들 크기들의 두 개가 제2 기어 섹션(22b)의 기어 구조를 위하여 결합되는 것이 유리한 점이 증명되었듯이 바람직하다.
도 4는 도 1에 따른 벨트 조임 구동기(30)와 동일한 디자인을 가지는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 벨트 조임 구동기(30)를 도시하나, 다만 스핀들 구동기(4)가 스프링 탄성 방식으로 추가적으로 지지된다. 이는 스프링 요소(spring element, 7)에 의해 하우징의 하우징 부(housing part, 5)에 대해 지지되는 베어링(6)에 의해 구현된다.
스프링 요소(7)의 스프링 강성(spring stiffness)이 설정되며, 발생한 유효 조임 부하보다 큰 특정한 수동 부하가 출력 휠(21)에 적용된 것과 관련하여, 즉 전기적 조임에 필요한 모우멘트보다 큰 모우멘트와 관련하여, 스핀들 축(4)은 한쪽 방향 P2, 즉 상기 타입의 모우멘트 하에 발생한 웜 기어(20)의 기어 톱니 포스(gear tooth forces)로 인하여 권취 축(1)의 축 방향과 평행한 방향으로 밀리며, 따라서 웜 구동기(24)의 기어링은 그 결과 제2 기어 섹션(22b)의 감싸는 기어 쪽으로 밀리며, 따라서 잼밍 기어를 형성하고 그 결과, 생성된 잼밍 포스(jamming force)에 따라서 구동 효율이 감소된다.
따라서, 웜 구동기(24)의 기어링이 출력 휠(21) 제1 기어 섹션(22a)의 실린더형 기어와 결합하는 전방 작동에 있어서, 안전 벨트의 조임을 위하여 고 효율을 가지는 특정한 조임력이 생성되며, 상기 조임력은 헬릭스 기어의 헬릭스 각에 의존한다. 스프링 요소(7)의 스프링 강성에 의해 설정된 높은 수동 홀딩 포스와 관련하여, 낮은 구동 효율이 달성되고 따라서 수동 홀딩 포스 부분은 웜 구동기(24)에 의해 지지되고 전기 모터는 단지 저 전류로 상기 홀딩 포스의 적은 부문만 생성하는 것이 요구된다.
웜 구동기(24)와 제2 기어 섹션(22b) 사이의 잼밍은 전기 모터(3)를 반대 방향으로 여기시키는 것에 의해서만 해체될 수 있으며, 그 결과로 웜 구동기(24)는 실질적으로 실린더형 기어(22a)의 제1 기어 섹션(22a) 내로 역행하며 스핀들 축(4)은 따라서 원래 위치로 되돌아 간다.
1 : 권취 축
2 : 안전 벨트
3 : 전기 모터
3a : 전기 모터의 모터 축
4 : 스핀들 축
5 : 하우징의 하우징부
10 : 기어
11 :기어의 웜 구동기
12 : 기어의 웜 휠
20 : 웜 기어
21 : 출력 휠
21a : 출력 휠의 전면
21b : 출력 휠의 전면
22 : 출력 휠의 외측 기어
22a : 외측 기어의 제1 기어 섹션
22b : 외측 기어의 제2 기어 섹션
23 : 제2 기어 섹션의 루트 서클 직경
24 : 웜 구동기
30 : 벨트 조임 구동기

Claims (7)

  1. 전기 모터(3), 스핀들 축(4), 권취 축(1)과 결합하는 출력 휠(21), 및 스핀들 축(4)에 의해 출력 휠(21)을 구동하는 웜 기어(20)를 포함하고, 여기에서 웜 기어(20)를 형성하기 위하여 출력 휠(21)의 외측 헬리컬 기어(22)는 스핀들 축(4)에 비틀림적으로 견고하게 지지되는 웜 구동기(24)와 결합하는, 권취 축(1) 주위를 둘러쌀 수 있는 안전 벨트(2)의 조임을 위한 벨트 조임 구동기에 있어서,
    출력 휠의 외측 기어는 적어도 두 개의 기어 섹션들(22a, 22b)을 포함하며, 여기에서 제1 기어 섹션(22a)은 일정한 구조를 갖는 기어를 포함하며, 이어지는 제2 기어 섹션(22b)은 증가하는 루트 서클 직경(dF) 및/또는 증가하는 팁 서클 직경(dk) 및/또는 증가하는 톱니 두께(s)를 갖도록 디자인되는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 기어 섹션(22b)은 제1 기어 섹션(22a)을 따르는 루트 서클 직경(dF)의 시퀄을 포함하며, 상기 시퀄은 제1 기어 섹션(22a)의 루트 서클 직경에 기초하여 출력 휠(21)의 전면(21b)을 향하여 기본적으로 제1 기어 섹션(22a)의 팁 서클 직경(dk) 수치까지 증가하는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 기어 섹션(22b)는 감싸는 기어로 디자인되는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 기어 섹션(22b)은 제1 기어 섹션(22a)의 루트 서클 직경(dF) 및 팁 서클 직경(dk)에서 시작하여 소정의 수치 D 까지 증가하는 루트 서클 직경(dF) 및 팁 서클 직경(dk)을 갖는 감싸는 기어로 디자인되는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀들 축(4)은 특정한 스프링 강성을 갖는 스프링 탄성 베어링(6, 7) 상에 지지되어 웜 기어(20)가 전방 방향으로 작동되면 웜 구동기(24)는 출력 휠(21)의 제1 기어 섹션(22a)과 기계적으로 링크되고, 웜 기어(20)가 수동 홀딩 부하 하에 역 방향으로 작동되면 웜 구동기(24)는 출력 휠(21)의 제2 기어 섹션(22b)과 기계적 링크를 형성하는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
  6. 제4항에 있어서, 상기 베어링(6)은 스프링 탄성 부품(7), 바람직하게는 스프링 요소 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 모터(3)에 의해 스핀들 축(4)을 구동하는 기어(10)가 제공되는 것을 특징으로 하는 벨트 조임 구동기.
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