KR20200005472A - 모터 차량의 시트 벨트 장치용 벨트 리트랙터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 차량의 시트 벨트 장치용 벨트 리트랙터(retractor)에 관한 것으로서, 상기 벨트 리트랙터는 시트 벨트 장치의 시트 벨트가 권취될 수 있는 회전가능하게 장착된 벨트 릴(reel), 활성화 시 벨트 릴을 권취 방향으로 구동하는 구동 휠(1)을 갖는 벨트 텐셔너(tensioner), 및 구동 휠(1)로부터 벨트 릴 상으로 구동 이동을 전달하는 명확하게 제어된 텐셔너 커플링을 포함하고, 상기 텐셔너 커플링은 구동 휠(1) 상에 변위가능하게 장착되고, 벨트 릴과 구동 휠(1)의 회전 연결을 확립 및 해제하기 위해 벨트 릴에 대해 회전 고정된 치형성부(20)와의 맞물림으로 그리고 그로부터 이동될 수 있는 적어도 하나의 커플링 포울(pawl)(2, 3), 및 커플링 포울(2, 3)과 커플링되는 제어 아암(11)을 갖는 마찰 링(4)을 갖고, 벨트 텐셔너의 활성화 시, 마찰 링(4)은 마찰력에 의해 강제되는 구동 휠(1)에 대한 상대 이동을 수행하고, 상대 이동에 의해, 치형성부(20)와의 맞물림으로의 그리고 그와의 맞물림으로부터의 커플링 포울(2, 3)의 이동을 제어 아암(11)을 통해 제어하고, 마찰 링(4) 및/또는 커플링 포울(2, 3)은 차단 윤곽부(12)를 갖고, 차단 윤곽부(12)는 커플링 포울(2, 3)이 치형성부(20)로부터의 맞물림해제 이동 후에 그에 맞닿고 치형성부(20) 내로의 반복되는 맞물림 이동의 방향으로 차단되도록 위치된다.

Description

모터 차량의 시트 벨트 장치용 벨트 리트랙터{BELT RETRACTOR FOR A SEAT BELT DEVICE OF A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 청구항 1의 전제부의 특징부를 갖는, 모터 차량의 시트 벨트 장치용 벨트 리트랙터(belt retractor)에 관한 것이다.

벨트 리트랙터는 모터 차량의 시트 벨트 장치에 사용되고, 탑승자를 구속하기 위해 제공되는 시트 벨트의 일 단부를 권취하는 역할을 한다. 벨트 리트랙터는 차량 구조물에 또는 차량 구조물에 체결된 차량 시트에 또는 그에 체결된 벤치(bench) 시트에 체결된다. 그의 기본 구조물에서, 벨트 리트랙터는 체결을 목적으로 제공된 프레임 및 프레임 내에 회전가능하게 장착된 벨트 릴(reel)을 가지며, 시트 벨트는 벨트 릴 상으로 권취될 수 있다. 벨트 릴은 스프링을 통해 권취 방향으로 스프링 탑재되고, 미리결정된 벨트 인출(pull-out) 가속도가 초과되거나 차량 감속도인 경우에, 심각한 부상을 방지하기 위해, 탑승자가 내부 차량 구조물에 충돌하기 전에 구속되도록 시트 벨트의 추가 인출에 대해 차단 장치에 의해 차단될 수 있다.

구속 동안 탑승자 부하를 감소시키기 위하여, 차단된 벨트 릴 및 미리결정된 벨트 인출력이 초과되는 경우에 인출 방향으로의 벨트 릴의 힘 제한된 회전 및 이에 따른 탑승자의 힘 제한된 전방으로의 변위를 허용하는 힘 제한 장치가 유리한 것으로 입증되었다. 탑승자 부하의 그에 의해 가능하게 되는 감소는 이용가능한 전방으로의 변위 경로와 직접 관련되기 때문에, 이용가능한 전방 변위 경로를 증가시키고 탑승자를 가능한 한 빨리 차량 감속에 커플링하기 위해 힘 제한 장치의 활성화 전에 벨트 텐셔너(tensioner)에 의해 시트 벨트 내에 존재하는 벨트 슬랙(slack)을 조이는 것이 유리한 것으로 추가로 밝혀졌다.

벨트 텐셔너에서, 가역성 벨트 텐셔너와 비가역성 벨트 텐셔너 또는 심지어 고성능 텐셔너 사이에 구별이 도출된다. 가역성 벨트 텐셔너는 대략 100 내지 400 N의 더 낮은 인장 능력을 갖고, 가능한 후속 사고에 대한 준비로 위험한 상황에서 벨트 슬랙을 조이는 역할을 한다. 사고가 후속하여 발생하지 않는 경우, 시트 벨트는 다시 느슨하게 될 것이다. 특히 잘 제어될 수 있고 가역적으로 제어될 수 있는 전기 모터가 가역성 벨트 텐셔너를 구동하는 데 성공적인 것으로 입증되었다. 비가역성 벨트 텐셔너는 400 내지 1000 N의 더 높은 인장 능력을 갖고, 사고가 더 이상 회피될 수 없을 때에만, 즉 사고의 초기 단계에서만 활성화된다. 따라서, 비가역성 벨트 텐셔너는 가역성 벨트 텐셔너 후에 항상 활성화된다. 1회 활성화 후에 다시 활성화될 수 없는 파이로테크닉 구동부(pyrotechnic drive)는 자신을 비가역성 벨트 텐셔너를 위한 구동부인 것으로서 입증하였고, 따라서, 이러한 경우에, 비가역성 벨트 텐셔너를 갖는 전체 시트 벨트 장치가 교체되어야 한다.

이러한 경우에, 벨트 텐셔너는 시트 벨트의 상이한 위치에서, 예를 들어 벨트 버클, 단부 피팅(fitting) 또는 심지어 벨트 리트랙터에서 맞물릴 수 있다. 벨트 텐셔너가 벨트 리트랙터에 대해 사용될 때, 이는 활성화의 경우에 벨트 릴을 권취 방향으로 급격하게 구동시키고, 그에 의해 시트 벨트 내에 존재하는 벨트 슬랙을 조인다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "벨트 텐셔너"는 벨트 리트랙터 상에 배열되고 벨트 릴을 구동하는 벨트 텐셔너만을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 벨트 릴이 기본적으로 버클 채우기(buckling up) 및 버클 해제하기(unbuckling)를 위한 정상적인 사용에서 자유롭게 회전할 수 있어야 하기 때문에, 가역성 벨트 텐셔너 및 또한 비가역성 벨트 텐셔너 둘 모두의 구동부는 활성화의 경우에 단지 벨트 릴에 대한 커플링을 통해서만 연결된다. 커플링은 그가 회전 연결을 항상 의도하지 않게 확립하지 않도록 설계되어야 하고, 그 결과로서 벨트 리트랙터의 정상적인 사용이 그에 의해 야기되는 벨트 릴의 회전 이동의 교란으로 인해 방해될 것이다.

가역성 벨트 텐셔너는 사고가 후속하여 발생하지 않고 벨트 리트랙터가 다시 정상적으로 사용되어야 하는 경우에 다시 비활성화되어야 하기 때문에, 가역성 벨트 텐셔너의 커플링은 또한 마찬가지로 가역성 설계의 것이어야 한다. 더욱이, 이어서, 가역성 벨트 텐셔너의 커플링은 사고가 후속하여 발생할 때 또한 의도적으로 맞물림해제되어야 하고, 비가역성 벨트 텐셔너는 비가역성 벨트 텐셔너의 구동 이동이 가역성 벨트 텐셔너의 여전히 맞물린 커플링에 의해 교란되지 않도록 활성화된다.

추가로, 다양한 벨트 텐셔너들의 커플링은 그들이 구동부가 활성화될 때 구동부와 벨트 릴 사이의 회전 연결을 자동으로 확립하도록 설계되어야 하며, 이는, 예를 들어 마찰에 의해, 관성 힘에 의해, 또는 제어 프로파일에 의해 달성될 수 있다. 그에 의해, 커플링의 이동은 구동부의 시작 이동에 의해 긍정적으로 제어된다.

따라서, 한편으로는, 원하지 않는 커플링 연결을 방지하기 위해, 구동 장치가 활성화될 때 커플링 이동을 자동으로 실행하지만 다른 상황에서는 커플링 이동을 의도적으로 실행하지 않도록 하는 커플링이 요구된다.

EP 1 663 737 B1호는, 예를 들어, 2개의 커플링 포울(pawl) 및 마찰 링을 구비한 마찰 제어식 커플링을 갖는, 본 출원인의 가역성 벨트 텐셔너를 갖는 벨트 리트랙터를 개시한다. 마찰 링은 2개의 제어 아암을 갖고, 제1 예시적인 실시예에서, 커플링 포울이 제어 아암 내의 슬롯 내에서 각각의 경우에 제어 핀과 맞물린다는 점에서, 또는 제2 예시적인 실시예에서, 커플링 포울이 제어 핀이 맞물리는 깔때기 형상의 리세스를 갖는다는 점에서, 커플링 포울에 커플링된다. 커플링 포울은, 각각의 경우에, 전기 모터에 의해 구동가능한 구동 휠의 긴 리세스 내에서 종방향으로 변위가능하게 안내된다. 마찰 링 자체는 구동 휠 내로 클립결합되고 마찰 각부(feet)를 통해 텐셔너 커버의 고정 돔(fixed dome)에 맞닿는다. 추가로, 벨트 릴은 환형 내부 치형 연장부에 의해, 외측부 상의 구동 휠의 커플링 포울을 반경방향으로 둘러싸는 환형 리세스 내로 돌출한다.

커플링의 커플링 이동을 트리거(trigger)하는 원리는 본 출원인의 독일 특허 DE 100 59 227 C1호에 기재되어 있으며 또한 EP 1 663 737 B1호의 커플링에서 실현되는데, 이들 공개문헌은 이러한 점에 있어서 참조된다.

EP 1 663 737 B1호에 기재된 예시적인 실시예에서, 구동 휠은 먼저 전기 모터 및 기어장치(gearing)를 통해 회전이 설정된다. 마찰 각부를 통해 인가되는 마찰력으로 인해, 마찰 링은 구동 휠에 대해 의도적으로 억제(hold back)되는데, 그 결과로서 구동 휠의 리세스 내에 변위가능하게 장착된 커플링 포울들은 외향으로 이동하고 벨트 릴의 연장부의 내부 치형성부(toothing) 내에 맞물리도록 강제된다.

제어 아암을 통한 마찰 링에 대한 커플링에도 불구하고, 극심한 진동 하에서, 예컨대 비가역성 벨트 텐셔너의 후속 활성화 동안, 커플링 포울이 벨트 릴의 연장부의 내부 치형성부와 의도하지 않게 맞물릴 수 있는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 텐셔너 커플링의 원하지 않는 맞물림의 확률이 감소되거나 텐셔너 커플링의 커플링 및 커플링해제 이동의 제어가 개선된 일반적인 유형의 벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.

본 목적을 달성하기 위해, 청구항 1의 특징부를 갖는 벨트 리트랙터가 제안된다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시예는 종속 청구항, 도면 및 연관된 설명으로부터 이해될 수 있다.

본 발명의 기본적인 개념에 따르면, 마찰 링 및/또는 커플링 포울은 차단 윤곽부를 갖고, 상기 차단 윤곽부는 커플링 포울이 치형성부로부터의 맞물림해제된 후에 그에 맞닿고 치형성부 내로의 반복되는 맞물림 이동의 방향으로 차단되는 방식으로 위치되는 것이 제안된다.

본 발명에 따른 해결책의 이점은 커플링 포울이, 예를 들어 심각한 진동으로 인한 치형성부에서의 어떠한 원하지 않는 맞물림에 대해서도 파킹 위치(parking position)에서 차단 윤곽부에 의해 차단된다는 것이다. 그에 의해, 커플링 포울은 마찰 링의 제어 아암을 통한 그의 이동이 제어될 뿐만 아니라, 또한 차단 윤곽부에 대한 명확한 맞닿음에 의해 활성화 후 및 전에 한정된 위치에서 차단된다. 이러한 효과는 단지 마찰 링 및/또는 커플링 포울의 설계된 형상에 의해서만 달성되기 때문에, 이 기능은 2개의 부품의 제조 동안 추가의 부품 없이 그리고 거의 비용 중립적으로(cost-neutrally) 구현될 수 있다. 차단 윤곽부는, 커플링 포울이 여기서 파킹 위치로 지칭되는 한정된 위치에서만 차단되고 그가 간섭 없이 후퇴 및 연장 이동을 달리 수행할 수 있는 방식으로 의도적으로 배열된다. 커플링 포울의 파킹 위치는 차단 윤곽부의 배열 및 마찰 링에 대한 커플링 포울의 또는 그 반대의 실행된 상대 이동에 의해 한정되며, 이어서, 상대 이동은 마찰 링과 하우징 또는 그에 보유된 부품의 정지된 반대면(counterface) 사이에 작용하는 마찰력에 따라 좌우된다. 추가로, 구동 휠에 대한 커플링 포울의 그리고 그 반대의 이동이 또한 사용될 수 있다. 다시 말하면, 상기 부품들의 이동 시퀀스로 인해, 커플링 포울이 먼저 차단된 위치에 도달하는데, 여기서 이러한 이동 시퀀스에 의해, 마찰 링, 커플링 포울 및 구동 휠의 상대 이동은 커플링 포울을 파킹 위치에서 차단하거나 파킹 위치에 도달하기 위해 임의의 조합으로 사용될 수 있다.

추가로, 마찰 링과 커플링 포울 사이의, 제어 아암을 통해 실현되는 커플링에는 유극(play)을 갖고, 유극을 갖는 커플링은, 벨트 텐셔너의 활성화 시, 마찰 링 및/또는 커플링 포울의 상대 이동을 허용하고, 그에 의해 커플링 포울을 차단해제하는 것이 제안된다. 제안된 개발의 이점은, 커플링 포울의 차단의 해제가 마찰 링 및/또는 커플링 포울의 약간의 상대 이동을 상정한다는 사실; 다시 말하면, 벨트 텐셔너가 그에 따라서 커플링 포울의 차단을 해제하기 위해 의도적으로 활성화되어야 한다는 사실에서 알게 된다는 것이다. 더욱이, 벨트 텐셔너의 활성화는 차단이 상대 이동에 의해 제1 단계에서 먼저 해제되기 때문에 차단되지 않고, 커플링 포울은 단지 후속하여 구동 휠을 벨트 릴에 커플링하기 위하여 치형성부에서의 맞물림 위치로 밀린다.

추가로, 마찰 링 및/또는 커플링 포울은 마찰 링에 대한 상대 이동 동안 커플링 포울을 차단 위치로 미는 제어 윤곽부를 가질 수 있다. 따라서, 커플링 포울의 이동은 제어되고, 그에 의해 커플링 포울의 차단 위치 또는 파킹 위치는 또한, 예를 들어 커플링 포울의 변위 경로로부터 측방향 오프셋으로 배열될 수 있다.

이러한 경우에, 제어 윤곽부는, 예를 들어 램프(ramp)의 형태를 취할 수 있다. 선형 변위 경로로부터 시작하여, 램프는 커플링 포울을 연속적인 피봇팅(pivoting) 또는 오프셋 이동으로 강제하며, 여기서 커플링 포울의 이동은 특히 제어 윤곽부 상의 단차부 또는 에지에 의해 방해될 수 없다. 따라서, 차단 위치로의 커플링 포울의 제어된 이동은 연속적인 이동이다. 램프가 마찰 링 상에 제공되면, 그는 그가 커플링 포울의 차단 위치로의 상대 이동 동안 마찰 링의 이동 방향에 대항하여 상승하도록 배향된다. 램프가 커플링 포울 상에 배열되면, 그는 다른 한편으로 그가 커플링 포울의 차단 위치로의 상대 이동 동안 커플링 포울의 이동 방향에 대항하여 상승하도록 배향된다.

추가로, 차단 윤곽부는, 마찰 링으로부터 돌출되고 커플링 포울이 차단 위치에서 맞닿는 핑거(finger)의 형태를 취할 수 있다. 돌출 핑거는 커플링 포울에 대한 명확한 정지부를 효과적으로 형성하며, 그러한 정지부에 의해 커플링 포울의 이동은 신뢰성 있게 차단된다. 이러한 경우에, 핑거는 바람직하게는 커플링 포울이 치형성부에서의 맞물림의 방향으로 핑거에 맞닿는 방식으로 마찰 링 상에 위치된다. 이는, 예를 들어 핑거에 대한 커플링 포울의 단부 면 맞닿음에 의해 실현될 수 있다.

더욱이, 차단 윤곽부는 대안적으로 또는 추가적으로 커플링 포울 상에 제공될 수 있는데, 여기서 구동 휠은 이 경우에 바람직하게는 커플링 포울이 차단 윤곽부에 의해 차단 위치에서 맞닿는 반대편 윤곽부를 갖는다. 차단 윤곽부가 커플링 포울 상에만 제공되는 경우, 마찰 링은 변형될 필요가 없으며; 커플링 포울은 단지 커플링 포울 그 자체를 통해서만 차단되고, 커플링 포울 그 자체는 구동 휠의 반대편 윤곽부 상의 차단 윤곽부를 효과적으로 포착(catch)하는데, 포착 또는 차단은 또한 커플링 포울 상에 또는 마찰 링 상에 제공되고 반대면과 상호작용하는 제어 윤곽부에 의해 개시되거나 강제될 수 있다. 차단 윤곽부가 커플링 포울 및 마찰 링 둘 모두 상에 제공되는 경우, 차단이 추가로 개선될 수 있고, 특히 차단이 차단 윤곽부들 중 하나를 통해 이루어지지 않는 경우에 리던던시(redundancy)가 제공될 수 있다.

더욱이, 마찰 링은 금속 시트로 제조된 다층 형상의 스탬핑된 부품에 의해 생성되는 것으로 제안된다. 이러한 해결책의 이점은, 단지 추가의 형상화 단계의 결과로서 초래되는 매우 낮은 추가 비용으로 마찰 링의 스탬핑 및 형상화 동안 차단 윤곽부가 생성될 수 있다는 것이다.

추가로, 마찰 링은 또한 플라스틱 사출 성형된 부품의 형태를 취할 수 있으며, 여기서 차단 윤곽부는 또한 어떠한 추가 비용도 없이 마찰 링의 사출 성형 동안 형성될 수 있다.

추가로, 커플링 포울은 바람직하게는, 예를 들어 차단 윤곽부 또는 다양한 제어 윤곽부를 갖는 매우 복잡한 형상도 또한 추가의 마감 없이 그리고 특히 후속 기계가공 작업 없이 생성될 수 있도록 금속 소결 부품에 의해 형성될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 다양한 바람직한 실시예에 기초하여 이하에서 설명된다. 이는,
도 1이 개별 구성요소로서 마찰 링 및 커플링 포울을 갖는 구동 휠을 도시하고,
도 2가 차단된 커플링 포울을 갖는 구동 휠의 섹션을 도시하고,
도 3이 후퇴 및 연장 이동 동안 커플링 포울이 다양한 위치에 있는 구동 휠의 섹션을 도시하고,
도 4가 외력의 작용 하에서 커플링 포울이 다양한 위치에서 차단된 위치에 배열된 구동 휠을 도시하고,
도 5 및 도 6이 예시적인 제2 실시예에 따른 마찰 링 및 2개의 커플링 포울을 갖는 구동 휠을 도시하고,
도 7 및 도 8이 예시적인 제3 실시예에 따른 마찰 링 및 2개의 커플링 포울을 갖는 구동 휠을 도시하고,
도 9 내지 도 15가 예시적인 제4 실시예에 따른 마찰 링 및 2개의 커플링 포울을 갖는 구동 휠을 도시한다.

텐셔너 커플링의 개별 구성요소만이 도면에 도시되어 있다. 이와 같은 벨트 리트랙터는 도시되어 있지 않지만 통상의 구성요소를 당연히 포함하고, 그의 기본 구조에서, 문헌 DE 100 59 227 C1호 및 EP 1 663 737 B1호에 기재된 시트 벨트 리트랙터에 대응한다.

그의 기본 구조에서, 벨트 리트랙터는, 차량에 고정가능한 프레임에 회전가능하게 장착되고 시트 벨트 장치의 시트 벨트를 권취하는 역할을 하는 벨트 릴을 갖는다. 예를 들어 전기 모터 형태의 구동 장치가 프레임 상에 장착되고, 후술되는 텐셔너 커플링에 의해 벨트 릴과 구동 연결될 수 있다. 더욱이, 벨트 리트랙터는 힘 제한 장치, 비가역성 벨트 텐셔너 및 다양한 추가 기능을 추가로 가질 수 있다.

도시되지 않은 벨트 릴은, 회전 고정 방식으로 연결되거나 또한 그에 일체로 형성되고 예를 들어 도 2에서 알 수 있는 반경방향 내부 치형성부(20)를 갖는 후드 형상의 연장부(16)를 갖는다.

텐셔너 커플링은, 기본 구성요소로서, 외부 치형 구동 휠(1), 2개의 커플링 포울(2, 3), 마찰 링(4), 및 도 2에서 알 수 있는 텐셔너 커버(17)를 포함한다. 기어장치를 통해 활성화될 때, 구동 장치는 시트 벨트를 권취 방향(A)으로 인장시키기 위해 외부 치형 구동 휠(1)을 구동하고, 도면에 포함된 것으로 이해될 수 있다(도 3 참조).

외부 치형 구동 휠(1)은 중심 개구(25), 환형 리세스(18), 및 환형 리세스(18) 내에 제공되고 적어도 일정 섹션에서 선형인 2개의 안내 표면을 각각 갖는 2개의 채널 형상의 리세스(15, 19)를 갖는다. 2개의 커플링 포울(2, 3)은 채널 형상의 리세스(15, 19) 내에서 선형으로 변위가능한 방식으로 안내되고, 벨트 릴의 연장부(16)의 치형성부(20) 내에 맞물리기 위해 설치 위치에서 그들의 반경방향 외부 측에 치형부(6, 7)를 각각 갖는다. 추가로, 커플링 포울(2, 3)은 벨트 릴 또는 연장부(16)를 향하는 측면들 상에 깔때기 형상의 리세스들(8, 9)을 각각 가지며, 상기 리세스들은 설치 위치에서 반경방향 외부 측을 향하여 서로를 향해 연장되는 2개의 대향 측벽(10)을 갖는다.

마찰 링(4)은 180도의 각도로 서로 반대편에 배열되는 2개의 제어 아암(11), 및 반경방향 외향 돌출 핑거(finger) 형태로 180도의 각도로 서로 반대편에 유사하게 배열되는 2개의 차단 윤곽부(12)를 갖는다. 추가로, 마찰 링(4)은 그의 반경방향 내부 측 상에, 단일 직경으로 배열된 복수의 이격된 축방향 지향 마찰 각부(21)를 갖는다.

텐셔너 커플링은 먼저 후방 측으로부터 구동 휠(1) 상으로 텐셔너 커버(17)를 장착함으로써 조립되는데, 환형 연장부(24)가 구동 휠(1)의 중심 개구(25) 내로 삽입되고, 도 13에서 알 수 있는 고정 핀(29)이 각각의 공정에서 하나의 개구(30) 내로 삽입된다. 다음으로, 커플링 포울(2, 3)이 리세스(15, 19) 내로 삽입되고, 마찰 링(4)은 그의 마찰 각부(21)가 환형 연장부(24)의 내측에 맞닿도록 장착된다.

마찰 링(4)은, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 커플링 포울(2, 3)이 후퇴 위치로 배열되고 그들의 치형부(6, 7)에 의해 치형성부(20) 내에 맞물리지 않는 방식으로 조립된 초기 위치에 장착된다. 커플링 포울(2, 3)은 또한 그들의 단부 면에 의해 마찰 링(4)의 핑거에 맞닿아서 이들이 어떠한 의도하지 않은 연장 이동도 차단되게 한다. 따라서, 텐셔너 커플링은 개방되고, 벨트 리트랙터의 벨트 릴은 자유롭게 회전할 수 있다. 제어 아암(11)은 커플링 포울(2, 3)의 후방 단부에 배열된 깔때기 형상의 리세스(8, 9)의 측벽(10)의 반경방향 아래에 있는 깔때기 형상의 리세스(8, 9)의 입구에 위치된다.

커플링 포울(2, 3)의 이러한 차단 위치에서, 마찰 링(4)의 핑거에 의해 형성되는 차단 윤곽부(12) 상에서의 그들의 단부 면 맞닿음으로 인해 그리고 측벽(10)에 맞닿는 마찰 링(4)의 제어 아암(11)에 의한 커플링 포울(2, 3)의 편향의 제한으로 인해, 상기 커플링 포울들은, 도 4의 우측 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 도면의 좌측 종방향 변위에 의해 또는 전방향성(omnidirectional) 진동의 결과로서 그들의 치형부(7, 6)에 의해 연장부(16)의 치형성부(20) 내에 맞물리지 않는다. 따라서, 커플링 포울(2, 3)의 이동은 2개의 단부에서, 즉 차단 윤곽부(12)에 의해 전방 단부에서 그리고 측벽(10)에 의해 후방 단부에서 효과적으로 제한되며, 커플링 포울(2, 3)은 치형성부(20)와 의도하지 않게 맞물리는 것이 방지된다. 텐셔너 커플링이 가역성 벨트 텐셔너를 벨트 릴에 연결하는 데 사용되는 경우, 본 발명에 따른 해결책은 특히 커플링 포울(2, 3)이 비가역성 벨트 텐셔너의 후속 활성화 동안에 치형성부(20)와 맞물리는 것을 방지할 수 있고, 그에 의해 시트 벨트의 비가역성 인장 이동을 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

도 3은, 상부 도면에서 좌측으로부터 우측으로, 벨트 텐셔너 구동부의 활성화의 초기 단계에 있는 마찰 링(4) 및 커플링 포울(3)의, 치형성부(20) 내에서의 커플링 포울(3)의 완전한 맞물림까지의 다양한 위치에서의 텐셔너 커플링을 도시한다. 하부 도면에서는 좌측으로부터 우측으로, 동일한 커플링 포울(3)이 맞물림 위치로부터 벨트 텐셔너 구동부의 활성화의 최종 단계인 파킹 위치까지의 다양한 위치에 있는 것을 알 수 있다.

벨트 텐셔너의 활성화의 시작 시, 커플링 포울(3)은, 그가 후퇴 위치에 있고 그의 치형부(7)에 의해 치형성부(20) 내에 맞물리지 않는 파킹 위치에 있다. 도 3의 상부 좌측 도면의 이러한 위치는 도 2에 도시된 위치에 대응하고, 도 2와 연관된 설명을 참조한다.

벨트 텐셔너가 활성화될 때, 구동 휠(1)은 화살표 방향(A)으로 구동된다. 마찰 링(4)은 리세스(8) 내에 어느 정도의 유극을 갖고서 제어 아암(11)을 통해 커플링 포울(3)에 의도적으로 커플링된다. 그 결과, 구동 휠(1)의 구동 이동의 초기 단계 동안, 마찰 링(4)은 화살표 방향(C)으로 구동 휠(1)을 향한 리세스(8) 내에서의 상대 이동을 실행하며, 그 동안에, 마찰 링은 그가 제어 아암(11)에 의해 치형부(7)를 향하는 리세스(8)의 전방 측벽(10)에 측방향으로 맞닿을 때까지 커플링 포울(3)을 이동시키지 않는다. 동시에, 그에 의해, 돌출 핑거 형태의 차단 윤곽부(12)는 커플링 포울(3)이 차단해제되도록 커플링 포울(3)의 단부 면으로부터 멀리 이동된다. 커플링 포울(3)에 대한 마찰 링(4)의 유극은, 마찰 링(4)이 제어 아암(11)을 통해 커플링 포울(3)의 연장 이동을 제어하기 시작하기 전에 커플링 포울(3)의 차단이 의도적으로 해제될 때까지 커플링 포울(3)이 정지해 있을 때의 차단 파킹 위치로부터 시작하여 마찰 링(4)이 이동될 수 있도록 의도적으로 설계된다. 이 후에, 마찰 링(4)은 상기 커플링 포울이 그의 치형부(7)에 의해 치형성부(20) 내에 맞물릴 때까지 커플링 포울(3)을 제어 아암(11)에 의해 리세스(15)로부터 반경방향 외향으로 밀고, 그에 의해 권취 방향으로 연장부(16)를 통해 벨트 릴을 구동하는데, 이는 도 3의 상부 우측 도면에서 알 수 있는 바와 같다.

인장 이동이 일어난 후, 시트 벨트의 인장은 사고가 발생하지 않는 경우에 다시 취소되고, 시트 벨트는 벨트 텐셔너의 구동 장치, 즉 전기 모터에 의해 다시 의도적으로 느슨해지며, 구동 휠(1)을 반대 회전 방향으로, 즉 화살표 방향(B)으로 작은 회전 각도만큼 회전시키도록 구동한다. 이러한 이동은 하부 도면에서 알 수 있다. 화살표 방향(B)으로의 회전 이동으로 인해, 구동 휠(1)은 마찰 링(4)에 대한 상대 이동을 수행하거나, 다시 말하면, 마찰 링(4)은 그가 제어 아암(11)에 의해 리세스(8)의 후방 측벽(10)에 측방향으로 맞닿을 때까지 화살표 방향(D)으로 상대 회전 이동을 수행하는데, 이는 도 3의 하부 좌측 도면에서 알 수 있는 바와 같다. 그 후, 커플링 포울(3)은 그가 도 3의 하부 중간 도면에 도시된 위치에 위치될 때까지 제어 아암(11)에 의해 치형성부(20)로부터 당겨지고, 연장부(16)를 갖는 벨트 릴은 커플링 포울(3)에 대해 자유롭게 회전할 수 있다. 구동 휠(1)에 대한 마찰 링(4)의 추가 상대 회전 이동 동안, 제어 아암(11)은 리세스(8)의 후방 측면(10) 아래에 맞닿고, 핑거 형태의 차단 윤곽부(12)는 그가 커플링 포울(3)의 단부 면에 맞닿는 차단 위치에 도달하고, 이어서 추가 상대 이동 동안 그를 최종 파킹 위치로 민다. 이어서, 파킹 위치에 있는 커플링 포울(3)은 마찰 링(4)의 핑거에 의한 원하지 않는 연장에 대항하여 전방 단부에서 그리고 리세스(8)의 후방 측면(10) 아래에 맞닿아 있는 제어 아암(11)의 전방 측에 의한 원하지 않는 편향에 대항하여 후방 단부에서 차단되어, 커플링 포울이 그의 치형부(7)에 의해 치형성부(20) 내에 의도하지 않게 맞물릴 수 없게 한다.

커플링 및 커플링해제 공정의 설명이 단지 커플링 포울(3)에만 기초하여서 도 2 내지 도 4에 주어졌으나, 이는 당연히 대향하여 놓인 제2 커플링 포울(2)에 대해서도 또한 동일하게 적용된다. 추가로, 이해의 용이함을 위해, 이동 시퀀스의 설명은 구동 휠(1)이 변하지 않은 위치에 있는 것에 기초하여 주어졌는데, 이때는 마찰 링(4)이 대신에 구동 휠(1)에 대해 회전된다. 실제로는, 물론, 구동 휠(1)이 또한 회전되고, 마찰 링(4)은 연장부(16) 상의 그리고 텐셔너 커버(17) 상의 마찰 단부 면 맞닿음에 의해 구동 휠(1)에 대해 이동하도록 강제된다. 그러나, 정지된 구동 휠(1)을 가정하면, 이러한 상대 이동은 화살표 방향(C, D)으로의 마찰 링(4)의 도시된 상대 이동에 대응한다.

개발된 텐셔너 커플링의 예시적인 추가 실시예가 도 5 내지 도 15에 도시되어 있는데, 이러한 예시적인 실시예는 도 1 내지 도 4의 예시적인 실시예와 상이한 특징부에 대해서만 설명된다.

도 5 및 도 6의 예시적인 실시예에서, 커플링 포울(2, 3) 각각은 반경방향 외향으로 돌출된 캠(34) 및 후방 단부에 제공된 후크(32) 형태의 차단 윤곽부(12)를 갖는다. 구동 휠(1)은, 리세스(15, 19)의 반경방향 외부 안내 표면 상에 캠(34)에 대응하는 형상을 갖는 각각의 경우의 리세스에 의해, 그리고 후크(32)에 대응하는 형상을 갖고 리세스(15, 19) 내로 연장되는 2개의 돌출부에 의해 형성되는 반대편 윤곽부(23)를 갖는다. 추가로, 제어 아암(11)에 더하여, 마찰 링(4)은, 도 1 내지 도 4의 예시적인 실시예에 도시된 차단 윤곽부(12) 대신에, 제어 아암(11)으로부터 일정 거리에 배열되고 마찰 링(4)의 상대 회전 이동에 대항하여 상승하는 램프 형태의 제어 윤곽부(22)를 갖는다. 마찰 링(4)을 향하는 그들의 내부 면 상에서, 커플링 포울(2, 3) 각각은 램프를 갖는 마찰 링(4)이 파킹 위치 내로의 후퇴 이동 동안에 맞닿는 윤곽 면(26)을 갖는다. 그 결과, 커플링 포울(2, 3)은 연속적으로 상승되고, 캠(34) 및 후크(32)에 의해 형성된 차단 윤곽부(12)에 의해 구동 휠(1)의 각각의 반대편 윤곽부(23)에 고정되고, 파킹 위치에서 차단된다. 커플링 포울(2, 3)의 차단을 해제하기 위해, 마찰 링(4)은, 도 1 내지 도 4의 예시적인 실시예에 도시된 것과 동일한 방식으로, 회전의 반대 방향으로의 정지된 커플링 포울(2, 3)에 대한 작은 상대 회전 이동을 실행하는데, 그 회전 이동 동안 차단 윤곽부(12)를 갖는 커플링 포울(2, 3)은 각각의 반대편 윤곽부(23)로부터 맞물림해제된다. 여기서, 제어 아암(11)은 커플링 포울(2, 3)의 치형부(6, 7)의 방향으로, 즉 커플링 포울(2, 3)의 연장 방향으로 경사진다. 리세스(8, 9)의 전방 측면(10)도 또한 경사지는데, 즉 커플링 포울(2, 3)의 내부 측에 대해 90도 미만의 각도로 경사진다. 그 결과, 연장 이동 동안, 커플링 포울(2, 3)은 각각의 경우에 제어 아암(11)을 통해 전방 및 반경방향으로 약간 내향으로 지향되는 추력(thrust force)에 의해 안내되고, 그에 의해 커플링 포울(2, 3)의 반경방향 외향 상승 경향은 상쇄(counteract)될 수 있고 그와 같이 하여 커플링 포울(2, 3)의 안내는 개선될 수 있다.

도 7 및 도 8은 도 5 및 도 6의 예시적인 실시예와 비교하여 더 단순화되고 마찰 링(4) 상의 제어 윤곽부(22)가 제어 아암(11) 상에 일체로 형성된 램프의 형태를 취하는 예시적인 실시예를 도시한다. 여기서, 차단 윤곽부(12)는 커플링 포울(2, 3)의 후방 단부에 제공된 후크(32)에 의해서만 형성되고, 상기 후크는 도 5 및 도 6의 예시적인 실시예와 동일한 방식으로 파킹 위치에서 커플링 포울(2, 3)을 차단한다. 커플링 포울(2, 3) 각각은 마찰 링(4)이 제어 아암(11) 상에 제공된 제어 윤곽부(22)에 의해 맞닿는 리세스(8, 9)의 후방 측면(10) 상에 윤곽 면(26)을 갖고, 그에 의해 커플링 포울(2, 3)은 그들의 단부에서 상승되고, 그들의 후크(32)가 차단 방식으로 돌출부 뒤에 맞물릴 때까지 돌출부에 의해 형성된 반대편 윤곽부(23) 위로 상승된다.

도 9 내지 도 15에서는, 2개의 추가의 제어 윤곽부(22)가 또한 도 5 및 도 6의 예시적인 실시예와 유사한 방식으로 제어 아암(11)에 더하여 마찰 링(4) 상에 제공되는 본 발명의 추가의 예시적인 실시예를 알 수 있다. 여기서, 제어 윤곽부(22)는 서로를 향해 상승하여 지붕 형상을 생성하는 2개의 경사진 면 또는 램프를 갖는 반경방향으로 돌출된 돌출부의 형태로 실현된다. 제어 아암(11)은 도 5 및 도 6의 예시적인 실시예와 유사한 방식으로 커플링 포울(2, 3)의 연장 이동의 방향으로 경사진다. 커플링 포울(2, 3)의 연장 방향으로 전방에 있는 리세스(8, 9)의 측면(10)은 동일한 방식으로, 즉 치형부(6, 7)의 방향으로 경사져서, 그들이 커플링 포울(2, 3)의 반경방향 내부 안내 표면에 대해 90도 미만의 각도에 있게 한다. 추가로, 커플링 포울(2, 3)의 하부 측부 각각은, 제어 윤곽부(22)를 갖는 마찰 링(4)이 맞닿는 윤곽 면(26)을 갖고, 그 결과로서, 커플링 포울(2, 3)은 연장 및 후퇴 이동 동안 제어 윤곽부(22) 및 윤곽 면(26)의 형상에 의해 미리결정된 이동 시퀀스를 실행한다. 커플링 포울(2, 3)들 각각에 대하여, 차단 윤곽부(12)가 후방 단부에 제공된 후크(34)의 형태로 그리고 상부 측에 제공된 함몰부(33)의 형태로 제공된다. 더욱이, 커플링 포울(2, 3)의 변위 방향으로 정렬된 긴 러그(lug)(31)가 커플링 포울(2, 3)의 하부 측에 제공된다.

도 13에서, 인장 커버(17)는, 인장 커버(17)가 대응하는 형상을 갖고 동일하게 배열되는 인장 구동 휠(1)의 개구(30) 내에 고정될 수 있게 하는 2개의 축방향으로 돌출된 고정 핀(29)을 갖는 단일 구성요소로서 도시될 수 있다. 더욱이, 삼각형 단면의 2개의 돌출된 안내 블록(27)이 텐셔너 커버(17) 상에 제공되고 텐셔너 커버(17)의 장착 위치에서는 대응하는 자유 공간에서 맞물리는데, 이들은 구동 휠(1)의 리세스(15, 19)에 인접하고 그에 의해 커플링 포울(2, 3)을 위한 안내 표면의 적어도 일부분을 형성한다. 커플링 포울(2, 3)을 위한 안내 표면을 형성하는 측부 상에서, 안내 블록(27) 각각에는, 커플링 포울(2, 3)이 이동 방향에 대해 수직으로, 측방향으로 추가로 안내되고 측방향으로 편향될 수 없도록 치형성부(20) 내에서의 맞물림 동안 그리고 그 직전의 대응하는 이동 단계에서 커플링 포울(2, 3)이 그들의 러그(31)에 의해 맞물리는 안내 홈(28)이 제공된다. 이는, 부가적으로, 커플링 포울(2, 3)이 치형성부(20)로부터 의도하지 않게 맞물림해제되지 않는 것을 보장한다.

리세스(15, 19)의 안내 표면 상에서, 구동 휠(1)은 외측에서 반경방향으로 제공되는 단차부 및 리세스(15, 19) 내로 돌출되는 돌출부 형태의 반대편 윤곽부(23)를 갖는다. 후퇴 이동의 위치에서, 커플링 포울(2, 3)은 그들의 제어 면(26)에 의해 마찰 링(4)의 제어 윤곽부(22)에 맞닿고, 그에 의해 구동 휠(1)의 반대편 윤곽부(23)에서 차단 윤곽부(12)에 의해 고정되어, 그들이 이어서 의도하지 않은 연장 이동 또는 치형성부(20) 내의 의도하지 않은 맞물림에 대해 차단되도록 한다.

도 15는 커플링 포울(3)이 파킹 위치에서 차단된 구동 휠(1)을 도시한다. 커플링 포울(3)은 그의 윤곽 면(26)에 의해 제어 윤곽부(22)의 외부 표면에 맞닿고, 제어 아암(11)의 상부 측에 의해 리세스(8)의 후방 측면(10)에서 지지된다. 커플링 포울(3)에 작용하는 진동의 경우에, 커플링 포울(3)은 윤곽 면(26)을 통해 약간 편심된 힘(F)을 마찰 링(4)에 가하고, 그 결과로서 도면에서 시계 방향으로 작용하는 토크(M)가 그에 인가된다. 이러한 토크(M)에 의해, 제어 윤곽부(22)를 갖는 마찰 링(4)은 커플링 포울(3)의 리세스(8)의 방향으로 밀리고, 차단 윤곽부(12)를 통해 반대편 윤곽부(23)에 인가되는 클램핑력은 동시에 증가된다. 그 결과, 진동이 발생할 때, 커플링 포울(3)은 효과적으로 그 자체를 제자리에 단단히 클램핑하고 파킹 위치로부터 느슨하게 흔들리지 않을 수 있다.

Claims (9)

1. 모터 차량의 시트 벨트 장치용 벨트 리트랙터(retractor)로서,
   상기 시트 벨트 장치의 시트 벨트가 권취될 수 있는 회전가능하게 장착된 벨트 릴(reel),
   활성화 시 상기 벨트 릴을 권취 방향으로 구동하는 구동 휠(1)을 갖는 벨트 텐셔너(tensioner), 및
   상기 구동 휠(1)로부터 상기 벨트 릴 상으로 구동 이동을 전달하는 명확하게 제어된 텐셔너 커플링을 포함하고, 상기 텐셔너 커플링은
   상기 구동 휠(1) 상에 변위가능하게 장착되고, 상기 벨트 릴과 상기 구동 휠(1)의 회전 연결을 확립 및 해제하기 위해 상기 벨트 릴에 대해 회전 고정된 치형성부(20)와의 맞물림으로 그리고 그로부터 이동될 수 있는 적어도 하나의 커플링 포울(pawl)(2, 3), 및
   상기 커플링 포울(2, 3)에 커플링되는 제어 아암(11)을 갖는 마찰 링(4)을 갖고,
   상기 벨트 텐셔너가 활성화될 때, 상기 마찰 링(4)은 마찰력에 의해 강제되는 상기 구동 휠(1)에 대한 상대 이동을 수행하고, 상기 상대 이동에 의해, 상기 치형성부(20)와의 맞물림으로의 그리고 그와의 맞물림으로부터의 상기 커플링 포울(2, 3)의 이동을 상기 제어 아암(11)을 통해 제어하는, 상기 벨트 리트랙터에 있어서,
   상기 마찰 링(4) 및/또는 상기 커플링 포울(2, 3)은 차단 윤곽부(12)를 갖고, 상기 차단 윤곽부(12)는 상기 커플링 포울(2, 3)이 상기 치형성부(20)로부터의 맞물림해제 이동 후에 그에 맞닿고 상기 치형성부(20) 내로의 반복되는 맞물림 이동의 방향으로 차단되는 방식으로 위치되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 마찰 링(4)과 상기 커플링 포울(2,3) 사이에서 상기 제어 아암(11)을 통해 실현되는 커플링은 유극(play)을 갖고,
   상기 벨트 텐셔너가 활성화될 때, 유극을 갖는 상기 커플링은 상기 마찰 링(4) 및/또는 상기 커플링 포울(2, 3)의 상대 이동을 허용하고, 그에 의해 상기 커플링 포울(2, 3)을 차단해제하는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 마찰 링(4) 및/또는 상기 커플링 포울(2, 3)은 상기 마찰 링(4)에 대한 상대 이동 동안 상기 커플링 포울(2, 3)을 차단 위치로 미는 제어 윤곽부(22)를 갖는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어 윤곽부(22)는 램프(ramp)의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차단 윤곽부(12)는, 상기 마찰 링(4)으로부터 돌출되고 상기 커플링 포울(2, 3)이 차단 위치에서 맞닿는 핑거(finger)의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차단 윤곽부(12)는 상기 커플링 포울(2, 3) 상에 제공되고,
   상기 구동 휠(1)은 상기 커플링 포울(2, 3)이 상기 차단 윤곽부(12)에 의해 상기 차단 위치에서 맞닿는 반대편 윤곽부(23)를 갖는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마찰 링(4)은 금속 시트로 제조된 다층 형상의 스탬핑된 부품에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마찰 링(4)은 플라스틱 사출 성형된 부품에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 커플링 포울(2, 3)은 금속 소결 부품인 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.

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