KR20220106157A - 시트 벨트 리트랙터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌석 벨트(3)가 감길 수 있고 차량에 고정적으로 고정될 수 있는 하우징(2)에 회전가능하게 장착되는 시트 벨트 스핀들(4), 시트 벨트 스핀들(4)을 회전 모션으로 구동하기 위한 전기 모터(5), 및 전기 모터(5)로부터의 회전 모션을 시트 벨트 스핀들(4)에 전달하는 기어 메커니즘(6)을 포함하는 시트 벨트 리트랙터(1)에 관한 것으로, 기어 메커니즘(6)은 정지될 때, 시트 벨트 스핀들(4)을 구동하기 위한 어셈블리로서 제1 토크로 구동될 수 있고, 시트 벨트 리트랙터(1)는 시트 벨트(3)에 의해 가해지는 인장력이 초과될 때, 전기 모터(5)의 회전 방향의 반대 방향의 회전 모션으로 구동되는 제 1 부분을 갖고, 제1 부분의 회전 모션을 제동함으로써, 기어 메커니즘(6)의 제2 부분을 차단하도록 차단 디바이스(18)를 작동시키는 제동 디바이스(13)가 제공되며, 차단 디바이스(18)는 제2 부분의 이러한 차단에 의해, 전기 모터(5)의 회전 모션을 감속비로 시트 벨트 스핀들(4)에 전달하기 위해, 기어 메커니즘(6)을 작동시킨다.

Description

시트 벨트 리트랙터

본 발명은 청구항 제1항의 전제부의 특징부들을 갖는 벨트 리트랙터에 관한 것이다.

벨트 리트랙터는 기본 구성요소로서, 부하 지지 프레임(load-bearing frame) 및 프레임 내에 회전 가능하게 장착되고 안전 벨트가 감길 수 있는 벨트 릴을 갖는다. 프레임은 벨트 릴을 장착할 뿐만 아니라 시트 구조물에 또는 차량 구조물에 체결하는 역할을 하며, 이러한 목적을 위해 U 자형 프레임으로 구부러진 상응하게 두꺼운 강철 시트로 제조된다.

안전 벨트 디바이스를 갖는 차량 시트는 예를 들어, 컨버터블(convertible)에서는 전방 시트로서 사용되는 것으로 알려져 있으며, 여기서 안전 벨트 디바이스의 적어도 벨트 리트랙터가 차량 시트의 등받이에 체결된다. 이 경우, 부하 지지 B-기둥의 결여로 인해 그리고 후방 시트로의 접근과 관련되어 있기 때문에 또는 후방 차량 구조물로부터의 거리와 관련되어 있기 때문에, 벨트 리트랙터가 바람직하게는 차량 시트의 등받이에 통합되며, 이는 따라서 또한 구속의 경우에 작용하는 인장력을 흡수하도록 설계되어야만 한다. 벨트 리트랙터 자체는 표준 벨트 리트랙터의 모든 기본 구성요소를 갖고, 단지, 특히 등받이에 설치하기 위해 제공되는 다양한 추가 하위 어셈블리, 예컨대 자가 정렬 관성 센서만을 구비한다.

이의 기본 설계에서, 차량 시트는 차량 시트를 차량 구조물에 체결하는 역할을 하는 여러 개의 부하 지지 구조물 부품으로 구성된 시트 구조물을 갖는다. 시트 구조물은 승차감을 개선하기 위해 스프링 및 쿠션을 구비하고, 또한, 연관된 전기 모터를 포함하는 다양한 시트 조절 메커니즘과 같은 추가 구성요소 및 난방 디바이스, 센서, 디스플레이, 헤드레스트 등과 같은 추가 구성요소를 체결하는 데 사용된다.

자율 주행 시스템을 갖는 현대의 차량에서는, 차량 탑승자가 예를 들어, 다른 탑승자와 더 유의미한 소통을 위해, 연장되고 더 집중적인 휴식 단계를 위해 또는 심지어 일을 하기 위해 자율 주행에 의해 얻어진 자유를 사용할 수 있고 이에 따라 차량 시트를 배향시킬 수 있도록 다양한 배향 및 위치에서 차량 시트의 더 큰 조정가능성에 대한 요구가 증가하고 있다. 그 결과, 안전 벨트 디바이스 및 특히 벨트 리트랙터는 지금까지와 같이 차량 구조물에 더 이상 체결될 필요가 없으며, 예를 들어, 컨버터블의 전방 시트에서 이미 그랬던 것처럼 오히려 차량 시트에 체결되어야 한다.

또한, 최신 안전 벨트 디바이스들에서, 벨트 리트랙터들에는 전기 모터들이 제공되며, 이는 작동 시 벨트 샤프트를 예를 들어, 감는 방향으로 가역적인 벨트 조임으로 구동한다. 마찬가지로, 전기 모터는 프레임에 체결되고, 벨트 샤프트의 회전축에 평행하게 배향된 구동 샤프트와 벨트 샤프트의 측방향으로 배열된다. 또한, 전기 모터의 회전 속도를 벨트 샤프트의 미리 결정된 회전 속도로 변환하는 기어 메커니즘을 벨트 샤프트와 전기 모터 사이에 제공하는 것이 알려져 있다. 기어 메커니즘의 사용은 또한, 가능한 한 컴팩트한 전기 모터를 높은 회전 속도로 사용하는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 기어 메커니즘에 의한 가능한 컴팩트한 전기 모터의 사용에도 불구하고, 전체적으로 설치 공간 요건이 증가된 벨트 리트랙터가 생산된다. 이러한 벨트 리트랙터는 예를 들어, 공보 WO 03/0 99 619 A2로부터 알려져 있다.

벨트 샤프트가 상이한 회전 속도들 및 토크들로 구동되어야 하는 경우, 추가의 기어 스테이지들이 제공되어야 하며, 이는 설치 공간 요건을 추가로 증가시킨다. 이러한 벨트 리트랙터는 예를 들어, 공보 DE 199 27 731 C2로부터 알려져 있다.

차량 시트들의 시트 구조 상에 또는 일반적으로 매우 작은 차량들에서 이용가능한 설치 공간들은 그 크기가 매우 제한되고 설계 이유들로 원하는 대로 확대될 수 없기 때문에, 차량 시트 상에 또는 심지어 작은 차량에서 이러한 벨트 리트랙터의 배열은 근본적으로 문제가 된다.

이러한 배경에 대해, 본 발명의 목적은 전기 모터 및 설치 공간 요건이 감소된 기어 메커니즘을 갖는 개선된 벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.

목적을 달성하기 위해, 청구항 제1항의 특징부들을 갖는 벨트 리트랙터가 제안된다. 추가로, 본 발명의 바람직한 실시예들이 종속항들, 도면들 및 연관된 설명으로부터 알 수 있다.

본 발명의 기본 사상에 따르면, 정지 상태에서, 기어 메커니즘은 벨트 샤프트를 제1 토크로 구동하기 위한 어셈블리로서 구동될 수 있고, 벨트 리트랙터는 안전 벨트에 의해 가해지는 견인력이 초과될 때, 전기 모터의 회전 방향과 반대 회전 방향의 회전 움직임으로 구동되는 제1 부분을 갖고, 제1 부분의 회전 움직임을 제동하고 이에 의해 기어 메커니즘의 제2 부분을 차단하기 위해 차단 디바이스를 작동시키는 제동 디바이스가 제공되며, 이때 제2 부분을 차단함으로써, 차단 디바이스는 전기 모터의 회전 움직임을 감속비로 전달하도록 기어 메커니즘을 작동시키는 것이 제안된다.

정지 상태에서, 어셈블리로서의 기어 메커니즘은 전기 모터의 회전 움직임이 1:1로, 즉 임의의 전달비 또는 감속비 없이 벨트 샤프트에 전달되는 제1 힘 전달 경로를 형성한다. 어셈블리는 전기 모터와 벨트 샤프트 사이에 배열되고 회전 고정 방식으로 양 부분들에 연결되는 블록을 형성한다. 제1 힘 전달 경로에서, 즉 기어 메커니즘이 회전 움직임을 1:1로 전달할 때, 안전 벨트는 버클을 푼 후 능동적으로 다시 주차 위치로 물러나게 될 수 있다(감는 것을 보조함). 이에 따라, 벨트 리트랙터에서 이전에 사용되었던 구동 스프링은 지지되거나 극단적인 경우에 심지어 생략될 수 있다. 이 경우, 전기 모터의 회전 속도는 100 내지 200 rpm이고, 안전 벨트는 대략 10 내지 50 N의 견인력으로 리트랙트된다.

제2 힘 전달 경로에서, 기어 메커니즘이 작동될 때, 전기 모터의 샤프트는 상응하게 더 높은 전류 공급에 의해 더 높은 회전 속도로 구동되며, 이는 이어서 기어 메커니즘에 의해 더 낮은 회전 속도로 감속되어, 안전 벨트는 예를 들어, 가역적인 가조임(pretightening)을 위해, 대략 150 내지 800 N의 더 높은 리트랙션력으로 그리고 60 내지 10000 rpm의 회전 속도에서 상당히 더 짧은 시간에 리트랙트된다. 기어 메커니즘의 작동 및 제2 힘 전달 경로의 시작은 기어 메커니즘의 설계에 의해 미리 결정되고 안전 벨트에 의해 가해지는 견인력을 초과함으로써 자동으로 일어난다. 이러한 미리 결정된 견인력은 예를 들어, 전기 모터가 대략 5000 내지 30000 rpm의 상당히 더 높은 회전 속도로 작동되고, 느슨한 벨트가 갑자기 당겨지며, 이에 의해 안전 벨트에서의 견인력이 갑자기 상승하고, 기어 메커니즘이 작동됨으로써 초과된다. 이 경우, 기어 메커니즘의 작동 전에, 벨트 리트랙터의 제1 부분은 전기 모터의 샤프트의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다. 안전 벨트에서의 반력의 상승 후에, 제1 부분은 초기에 제1 단계에서 전기 모터의 회전 방향에 반대로 회전하는데, 이는 안전 벨트의 추가 감김이 더 이상 가능하지 않기 때문이고, 전기 모터의 구동 회전 움직임이 이 단계에서 회전 방향 역전 기어 메커니즘으로서 작동하는 기어 메커니즘을 통해 역회전 방향으로 제1 부분에 전달된다. 제1 부분의 이러한 역회전 움직임은 본 발명에 따라 제공되는 제동 디바이스에 의해 제동되며, 이 결과 차단 디바이스는 차례로 기어 메커니즘의 제2 부분을 차단하도록 작동된다. 기어 메커니즘의 제2 부분의 이러한 차단은 기어 메커니즘의 작동으로 이어지고, 기어 메커니즘을 통한 제2 힘 전달 경로가 시작된다.

그 결과, 2개의 상이한 기능들, 즉 안전 벨트를 주차 위치로 감기 위한 안락 기능 및 사고 이전 상태에서 가역적인 벨트 조임이 단일 전기 모터 및 단일 기어 메커니즘으로 실현될 수 있고, 그 결과 필요한 설치 공간이 증가되지 않는다. 이에 따라, 매우 컴팩트한 다기능 벨트 리트랙터가 생성될 수 있으며, 이는 이의 컴팩트한 설계로 인해, 바람직하게는 등받이에, 특히 바람직하게는 자동차의 등받이의 상부 에지 부분에 배열될 수 있다. 회전 방향의 짧은 역전에 의해서만 야기되는 제2 부분의 차단은 본 발명에 따른 솔루션에 특히 중요한데, 이는 이에 의해 제2 부분이 또한 제1 힘 전달 경로에서 회전 방향의 역전 없이 정상 구동 회전 움직임 동안 차단되는 것, 그리고 이에 따라 기어 메커니즘이 의도치 않게 작동되는 것이 방지될 수 있기 때문이다. 회전 방향의 역전은 극복되어야 할 벨트력이 갑자기 상승함으로써 야기되는데, 이는 가역적인 가조임을 위해 전기 모터의 회전 속도가 갑자기 증가하나, 전기 모터가 기어 메커니즘 상에 계속해서 토크를 가하는 경우이다. 이 경우, 기어 메커니즘은 전기 모터의 토크가 더 이상 벨트 샤프트로 전달되지 않고 벨트 샤프트의 제1 부분의 회전 방향의 역전과 이로 인한 기어 메커니즘의 제2 부분의 차단으로 이어짐으로써 실제로 자체적으로 작동된다. 차단 후에, 제2 힘 전달 경로에서 차단 디바이스 또는 기어 메커니즘의 차단된 제2 부분은 기어 메커니즘에 대한 차량 고정 지지를 형성한다.

이 경우, 기어 메커니즘은 바람직하게는 전기 모터의 회전 움직임을 벨트 샤프트의 더 느린 회전 움직임으로 감속시키는 감속 기어 메커니즘일 수 있다. 이러한 기어 메커니즘을 사용함으로써, 전기 모터는 바람직하게는 더 높은 리트랙션력을 실현하기 위해 매우 훨씬 더 높은 회전 속도로 작동될 수 있으며, 이후 이 회전 속도는 제2 힘 전달 경로에서 감소된다. 이는 벨트 리트랙터의 컴팩트한 설계를 실현하기 위해 매우 높은 회전 속도로 가능한 한 컴팩트한 전기 모터를 사용하는 것을 가능하게 한다.

또한, 차단 디바이스는 추가적으로, 미리 결정된 벨트 인출 가속 및/또는 차량 감속이 초과될 때 벨트 샤프트를 차단하도록 구성된다는 것이 제안된다. 법정 요건만으로 인해, 벨트 리트랙터들은 벨트 인출 가속 및 차량 감속의 미리 결정된 한계 값들이 초과될 때 벨트 샤프트를 인출 방향들로 차단해야 하는 차단 디바이스를 가져야 한다. 본 발명에 따른 솔루션을 통해, 기어 메커니즘을 스위칭하기 위해 사용되는 본 발명에 따른 차단 디바이스는 또한, 법정 요건들을 충족시키기 위해 동시에 사용될 수 있다. 다시 말해서, 이미 존재하는 차단 디바이스는 또한 기어 메커니즘을 스위칭하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 차단 디바이스의 작동 움직임은 전기 모터의 구동 회전 움직임의 역전에 의해서만 촉발되는 것이 특히 바람직한데, 이는 차단 디바이스를 특히 용이하게 사용하여 벨트 샤프트의 벨트 스트랩 민감 차단을 실현하는 것을 가능하게 하기 때문이며, 이는 마찬가지로 인출 방향으로의 벨트 리트랙터(제어 디스크)의 일부의 움직임에 의해 그리고 후자의 정지에 의해 야기된다.

또한, 제1 부분은 차단 폴의 움직임을 통제하는 제어 디스크에 의해 형성되는 것이 제안된다. 제어 디스크는 차단 폴이 놓이는 제어 윤곽을 가져서, 차단 폴의 움직임이 제어 디스크의 움직임에 의해 제어된다. 이러한 방식으로, 차단 디바이스의 움직임 및 차단 과정 자체가 촉발될 수 있을 뿐만 아니라, 추가적으로 또한 도중에 정의되고 제어될 수도 있다.

이 경우, 제동 디바이스는 바람직하게는 신호 제어될 수 있어서, 제1 부분의 제동 과정은 외부 신호에 의해 의도적으로 촉발될 수 있다. 이 경우, 제동 디바이스는 전기 모터의 작동과 동시에 또는 전기 모터의 회전 속도의 증가 후 미리 결정된 시간 간격 후에 작동될 수 있어서, 증가된 벨트 힘에 의해 통제되는 제1 부분의 역회전 방향으로의 움직임이 즉시 다시 제동되고, 차단 디바이스의 작동이 가능한 최단 시간에 야기될 수 있다. 이에 의해, 전체적으로, 기어 메커니즘의 스위칭에 필요한 시간이 단축될 수 있다. 또한, 전기 모터를 작동시키기 위한 신호는 물론 마찬가지로 제동 디바이스를 작동시키기 위해 사용될 수 있어서, 두 과정들이 동시에 촉발된다.

또한, 이 경우 제어 디스크는 치형부들을 갖고, 제동 디바이스는 신호에 의해 작동되어 제어 디스크의 치형부들에 결합되도록 이동할 수 있는 차단 레버에 의해 형성된다는 것이 제안된다. 제어 디스크는 이 경우에 차량 고정 방식으로 지지되는 차단 레버의 제어 디스크의 치형부들 내로의 편향에 의해 정지되거나 제동되어, 제어 디스크가 후속하여 더 이상 회전 움직임을 수행할 수 없고, 차단 폴이 차단 움직임을 수행하도록 통제된다.

또한, 기어 메커니즘은 유성 기어 메커니즘인 것이 제안된다. 유성 기어 메커니즘은 바람직한 힘의 비들로 컴팩트한 설계를 특징으로 하고, 이에 의해 기어 메커니즘의 외부 치수들을 증가시키지 않고 높은 감속을 가능하게 한다. 유성 기어 메커니즘을 설계하기 위해서는, 유성 기어, 선 기어, 및 유성 기어들이 롤링하는 치형부들의 직경 비들만이 이에 따라 선택되어야 한다.

이 경우, 유성 기어 메커니즘은 바람직하게는 벨트 샤프트에 회전 고정 방식으로 연결되고 치형부들을 갖는 환형 하우징을 갖도록 설계될 수 있고, 기어 메커니즘의 제2 부분은 치형부들을 갖는 2개 이상의 유성 기어들이 회전가능하게 장착되는 유성 캐리어에 의해 형성될 수 있으며, 상기 유성 기어들은 환형 하우징의 치형부들 내에서 그 치형부들과 맞물리며, 전기 모터에 의해 구동되는 치형 선 기어가 제공될 수 있으며, 이는 유성 기어들의 치형부들 내로 결합되며, 여기서 선 기어는 기어 메커니즘이 작동될 때, 유성 캐리어를 차단함으로써 유성 기어들 및 환형 하우징을 통해 제2 동력 전달 경로에서 벨트 샤프트를 회전 움직임으로 구동한다. 제안된 설계의 결과로서, 특히 컴팩트한 유성 기어 메커니즘 그리고 이에 따라 또한 컴팩트한 벨트 리트랙터가 전기 모터의 구동 회전 움직임의 높은 감소와 동시에 실현될 수 있다. 또한, 유성 캐리어의 차단에 의해, 전기 모터의 구동 회전 움직임이 특히 용이하게 역전될 수 있다.

이 경우, 환형 하우징은 바람직하게는 내치(nternally toothed) 링 기어에 의해 형성될 수 있고, 유성 기어들 및 유성 기어들을 구동하는 선 기어를 갖는 유성 캐리어는 바람직하게는 링 기어에 배치될 수 있다. 이에 따라, 링 기어는 유성 기어들이 롤링하는 치형부들뿐만 아니라, 추가적으로 또한 유성 기어들, 유성 캐리어 및 선 휠을 외부로부터 보호하기 위해 이들 부분들을 수용하는 하우징을 형성한다.

벨트 샤프트, 기어 메커니즘 및 전기 모터가 서로 동축으로 그리고 직렬로 배열된다는 점에서 가능한 가장 작은 단면 및 세장형 형상을 갖는 특히 컴팩트한 설계가 실현될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면들을 참조하는 바람직한 실시예들을 이용하여 하기에 설명된다. 도면들은 다음과 같다:
도 1은 개방 하우징을 갖는 본 발명에 따른 벨트 리트랙터를 도시하고,
도 2는 제1 관점에서 본 발명에 따른 벨트 리트랙터를 분해도로 하우징과 함께 도시하고,
도 3은 제2 관점에서 본 발명에 따른 벨트 리트랙터를 분해도로 하우징 없이 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 벨트 리트랙터를 단면도로 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 벨트 리트랙터(1)를 하우징(2)과 함께 도시한다. 하우징(2)은 2개의 부분들로 형성되고, 내부에 배열된 부분들이 더 잘 보일 수 있도록 제2 부분 없이 개방되게 도시되어 있다. 벨트 리트랙터(1)는 벨트 샤프트(4), 기어 메커니즘(6), 및 전기 모터(5)를 가지며, 이들은 서로 동축으로 그리고 직렬로 배열되고, 이에 따라 하우징(2)에 슬림한 세장형 구조적 유닛을 형성한다. 벨트 리트랙터(1)의 구성요소들은 하우징(2) 상에 지지되는 복수의 웨브들(24)에 의해 장착되고, 센서들, 비가역 벨트 조임기의 구성요소들, 전기선들 등과 같은 추가 디바이스들을 위한 리셉터클들을 추가적으로 가질 수 있다. 또한, 구동 스프링 어셈블리(8)는 정면측 웨브(24)의 외측 상에 홀드되고, 구동 스프링을 포함하며, 이는 스프링 하트를 통해 벨트 샤프트(4)에 연결되고, 안전 벨트(3)의 리트랙션 방향으로 벨트 샤프트(4)를 로딩한다. 또한, 즉각적으로 임박한 사고를 더 이상 피할 수 없을 때, 구동 휠 및 기어 메커니즘(6)을 통한 작동 시, 벨트 샤프트(4)를 갑자기 높은 조임력으로 감기는 방향으로 구동시키는 비가역 조임 디바이스(7)가 제공된다.

도 2 및 도 3은 2개의 상이한 도면들의 분해도에서 하우징(2)을 갖는 그리고 하우징(2)이 없는 동일한 벨트 리트랙터(1)를 도시한다. 기어 메커니즘(6)은 내부 치형부들(26)을 갖는 포트형 제1 링 기어로서 설계되고, 안전 벨트(3)의 감기는 방향으로 회전 고정 방식으로 벨트 샤프트(4)에 바요넷 연결을 통해 연결되는 환형 하우징(10)을 포함한다. 이에 따라, 환형 하우징(10)은 또한 벨트 샤프트(4)의 환형 내치 연장부로서 간주될 수 있다. 또한, 벨트 샤프트(4) 상에는, 3개의 제1 외치 유성 기어들(31)이 회전가능하게 장착된 3개의 축 방향으로 돌출된 저널들(32)이 제공된다. 제1 유성 기어들(31)은 그 치형부들과 중앙 제1 선 기어(15)의 치형부들 내로 반경 방향 내측으로 결합되며, 이는 전기 모터(5)의 샤프트(14)에 회전 고정 방식으로 연결된다. 또한, 제1 유성 기어들(31)은 제2 링 기어(28)의 내부 치형부들(30) 내로 반경 방향 외측으로 결합되며, 이에는 추가의 축방향으로 돌출된 제2 선 기어(29)가 제공된다. 이에 따라, 벨트 샤프트(4)는 제1 유성 기어들(31)을 홀드하기 위한 제1 유성 캐리어를 형성한다. 제2 선 기어(29)는 제2 추가 유성 캐리어(22)의 3개의 추가 제2 유성 기어들(27)과 치형 결합되며, 이는 마찬가지로 추가 제3 선 기어(23)를 갖는다. 제3 선 기어(23)는 제3 유성 캐리어(12)의 3개의 추가 제3 유성 기어들(21)의 세트와 치형 결합되며, 이는 외치 연장부(19)를 통해 프로파일 헤드(17)에 회전 고정 방식으로 연결된다. 프로파일 헤드(17)에는 또한 비가역적인 조임 디바이스의 구동 디바이스의 구동 움직임을 전달하기 위한 체결 윤곽이 반경 방향 외측 상에 제공되고, 이에 따라 또한 비가역적인 조임 디바이스(7)의 조임 구동 휠을 형성한다. 프로파일 헤드(17)는 제3 유성 캐리어(12)와 함께, 회전 고정 연결을 형성한다. 또한, 프로파일 헤드(17)는 돌출 핀(35)을 갖는 피봇 가능하게 장착된 차단 폴 형태의 차단 디바이스(18)의 캐리어이며, 차단 폴은 프로파일 헤드(17)로부터 밖으로 멀리 피봇 시에, 웨브들(24) 중 하나의 하우징에 고정된 치형부들(25)로 전환되는 방식으로 배열되고 배향된다. 차단 폴의 치형부들 및 하우징에 고정된 치형부들(25)은 웨브(24)에서, 차단 폴이 프로파일 헤드(17)를 차단하고 이에 따라 또한 제3 유성 캐리어(12)를 치형부들(25) 내로의 결합 시 안전 벨트(3)의 인출 방향으로 차단하도록 배향된다.

또한, 전기 모터(5)의 샤프트(14) 상에는 각 제어 윤곽의 형태로 복수의 리세스들(36)을 갖는 제어 디스크(11)가 제공된다. 차단 폴은 리세스들(36) 중 하나에서 핀(35)과 결합하고, 이에 의해 차단 폴을 제어 디스크(11)에 커플링시킨다.

또한, 스프링(도시되지 않음)의 일 단부는 차단 폴의 핀(35) 상에 홀드되며, 이 스프링은 프로파일 헤드(17) 상의 다른 단부와 홀드된다. 스프링(도시되지 않음)은 차단 폴이 치형부들(25)에 결합되지 않는 위치의 방향으로 차단 폴을 예비 인장시켜, 프로파일 헤드(17) 및 이에 회전 고정식으로 연결된 제3 유성 캐리어(12)는 스프링이 느슨해질 때 안전 벨트(3)의 인출 방향 및 리트랙션 방향 양자에서 웨브(24) 또는 치형부들(25) 및 하우징(2)에 대해 자유롭게 회전할 수 있다. 또한, 스프링은 핀(35)이 리세스들(36) 중 하나에 결합되는 것으로 인해 안전 벨트(3)의 인출 방향의 방향으로 제어 디스크(11)를 로딩하도록 설계된다.

제어 디스크(11)는 내부 치형부들(34)을 갖는 제3 링 기어로서 설계되고, 제동 디바이스(13)가 배열되는 캐비티(37)를 갖는다. 제동 디바이스(13)는 전자석 및 차단 레버(33)를 갖는 신호 제어식 작동기의 형태로 설계되며, 이는 전자석이 통전될 때 차단 레버(33)가 밖으로 피봇하게 되도록 배열되고 배향되며, 이 결과 제어 디스크(11)의 치형부들(34) 내로 전환되고 프로파일 헤드(17) 및 차단 폴에 대해 후자를 제동 또는 정지시킨다. 프로파일 헤드(17) 및 차단 폴에 대한 제어 디스크(11)의 이러한 상대적임 움직임의 결과로서, 차단 폴은 웨브(24)의 치형부들(25) 내로의 전환 움직임으로 통제되며, 이 결과 프로파일 헤드(17) 및 이에 회전 고정 방식으로 연결되는 제3 유성 캐리어(12)는 안전 벨트(3)의 인출 방향으로 차단된다. 차단 폴의 외부로의 전환 움직임은 차단 폴이 핀(35)과 결합하는 제어 디스크(11)에서의 제어 윤곽의 형상에 의해 정의된다.

이에 따라, 기어 메커니즘(6)은 전기 모터(5)의 샤프트(14)로부터 시작하여 제1 선 기어(15)를 통해 구동되는 3단 유성 기어 메커니즘으로서 설계된다. 여기서, 환형 하우징(10)은 바람직하게는 내부 치형부들(26)을 갖는 링 기어로서 설계되고, 이에 따라 추가적으로 유성 기어 메커니즘을 외부로부터 그리고 제2 및 제3 유성 기어들(27 및 21)이 롤링하는 내부 치형부들(26) 내에서 보호하는 하우징으로서의 역할을 한다. 또한, 환형 하우징(10)은 또한 제2 링 기어(28)를 수용하는 역할을 하며, 이의 치형부들(30)에서 제1 유성 기어들(31)이 롤링한다. 환형 하우징(10)은 안전 벨트(3)의 감기는 방향으로 회전 고정 방식으로 벨트 샤프트(4)에 바요닛 연결을 통해 연결된다. 전체 기어 메커니즘(6)은 경량의 치수 안정적인 플라스틱 재료 또는 금속 또는 다른 치수 안정적인 재료 또는 복합재로 생성될 수 있다.

도 4는 벨트 리트랙터(1)의 단면도를 도시한다. 안전 벨트(3)가 버클을 푼 후에 주차 위치로 롤업되는 경우, 전기 모터(5)는 100 내지 200 rpm의 회전 속도로 그리고 몇몇 뉴턴의 안전 벨트(3)의 리트랙션력을 이용하여 저전력으로 작동된다. 차단 폴 형태의 차단 디바이스(18)는 정지되는데, 즉 차단 폴은 치형부들(25)에 결합되지 않고, 전체 기어 메커니즘(6)을 포함하여, 프로파일 헤드(17) 및 제3 유성 캐리어(12) 양자는 하우징(2)에 대해 자유롭게 회전할 수 있다. 기어 메커니즘(6)은 낮은 자기 잠금을 갖도록 설계되며, 이는 샤프트(14)의 구동 회전 움직임이 제1 선 기어(15)를 통해 벨트 샤프트(4)로 전달되도록 하는 치수를 가지며, 이 경우 기어 메커니즘(6)은 작동되지 않는다. 정지된 기어 메커니즘(6)의 경우, 유성 기어 메커니즘(9)의 유성 스테이지들에서 인터로킹 기어 휠들 사이에는 상대 움직임이 없다. 샤프트(14)의 회전 움직임은 벨트 샤프트(4)에 1:1로 전달된다. 이는 이 경우에, 특히 주차 위치로 감기는 동안 안전 벨트(3)에 의해 가해지는 반력이 매우 작거나 무시할 수 있기 때문에 가능해진다. 이 경우, 감기는 과정은 구동 스프링 어셈블리(8)에서의 구동 스프링에 의해 추가적으로 지지되고, 안전 벨트(3)의 주차 위치로의 리트랙션을 위해 가해질 총 감김력은 이 경우 전기 모터(5)에 의해 인가되는 견인력과 구동 스프링의 견인력의 합에 의해 형성된다. 반대로, 전기 모터(5)를 통해 감기는 것의 결과로서, 매우 훨씬 더 약한 구동 스프링이 사용될 수 있으며, 그 결과 주차 위치로의 감기는 과정의 기능적 신뢰성이 손상되지 않는다. 더 약한 구동 스프링의 결과로서, 탑승자가 단순히 안전 벨트(3)를 덜 느끼거나 알아채기 때문에, 가해진 상태에서 안전 벨트(3)의 착용감이 상당히 개선될 수 있다.

전기 모터(5)가 가능한 사고의 전 단계에서 가역적인 벨트 예비장력을 위해 조여져야 한다면, 그러나 안전 벨트(3)는 60 내지 10000 rpm의 회전 속도에서 대략 150 내지 800 N의 상당히 높은 조임력으로 뒤로 당겨져야 한다. 이는 전기 모터(5)의 동력이 더 높은 전류 공급에 의해 상당히 증가되어, 전기 모터(5)가 대략 5000 내지 30000 rpm의 회전 속도로 매우 짧은 런업 단계에서 샤프트(14)를 구동함으로써 달성된다. 샤프트(14)의 이러한 높은 회전 속도는 기어 메커니즘(6)을 통해 동일한 힘 전달 경로를 통해 벨트 샤프트(4)로 전달되며, 이는 차례로 비교적 작은 견인력으로 매우 신속하게 느슨한 기존의 벨트가 당겨지는 결과를 초래한다. 이러한 상황에서 안전 벨트(3)가 탑승자에 기대어 있기 때문에, 느슨한 벨트의 당김은 낮은 견인력이 더 이상 안전 벨트(3)로부터 추가로 느슨한 벨트를 당기기에 충분하지 않을 때, 안전 벨트(3)에 의해 가해지는 반력의 매우 강한 상승을 즉시 초래한다. 이에 따라, 벨트 샤프트(4)의 구동 움직임은 안전 벨트(3) 자체의 반력에 의해 저해 또는 차단되고, 회전 고정 방식으로 벨트 샤프트(4)에 연결된 환형 하우징(10)은 더 이상 회전 움직임을 수행할 수 없다. 그러나, 동시에, 제1 선 기어(15)를 통해 샤프트(14)에 의해 가해지는 구동 토크는 계속해서 작용한다. 차단된 환형 하우징(10)으로 인해, 샤프트(14)의 추가 회전 움직임은 제1 선 기어(15)의 구동 회전 움직임을 기어 메커니즘(6)을 통해 제3 유성 캐리어(12), 프로파일 헤드(17), 및 제어 디스크(11)에 반대 회전 움직임으로 후방 전송하는 것에 의해서만 가능하다. 이 단계에서, 기어 메커니즘(6)은 회전 방향 역전 기어 메커니즘으로서 작동한다.

제1 유성 기어(31)는 벨트 샤프트(4)의 저널들(32) 상에서 회전할 수 있지만, 벨트 샤프트(4)에 대해 어떠한 궤도 움직임도 수행할 수 없기 때문에, 제1 선 기어(15)의 회전 움직임은 3단 유성 기어 메커니즘의 제1 단에서 제2 링 기어(28)의 회전 역방향으로 이미 역전된다. 이에 따라, 전기 모터(5)의 회전 방향이 안전 벨트(3)의 리트랙션 방향일 때, 제2 링 기어(28)는 대신에 이 단계에서 안전 벨트(3)의 인출 방향으로 회전한다. 제2 링 기어(28)의 이러한 역회전 움직임은 마지막으로 또한 차단된 환형 하우징(10)의 치형부들(26) 상에서 롤링하는 추가의 제2 및 제3 유성 기어들(27 및 21), 및 제2 및 제3 유성 캐리어들(22 및 12)을 통해 프로파일 헤드(17)를 통해 제어 디스크(11)에 전달된다.

제동 디바이스(13)는 회전 방향의 역전과 동시에 또는 그 직전에 작동되어, 차단 레버(33)가 밖으로 피봇되고 제어 디스크(11)의 치형부들(34)에 결합된다. 그 결과, 인출 방향으로의 제어 디스크(11)의 시작 회전 움직임은 정지되거나 제동되고, 제어 디스크(11)는 계속 회전하는 프로파일 헤드(17) 및 차단 폴에 대해 스프링(도시되지 않음)을 인장시키는 동안 정지된다. 이러한 상대 움직임은 차단 폴이 리세스(36)에 결합되는 핀(35)으로 인해, 외부로의 전환 움직임을 수행하도록 통제되는 것을 초래하며, 이에 의해 차단 폴은 웨브(24)의 치형부들(25)에서의 치형부들과 결합되고 프로파일 헤드(17) 및 이에 회전 고정식으로 연결되는 제3 유성 캐리어(12)의 안전 벨트(3)의 인출 방향으로의 추가의 회전 움직임을 차단한다. 이어서, 제3 유성 캐리어(12)는 차단 디바이스를 통해 벨트 리트랙터(1)의 하우징(2) 상에 차량 고정 방식으로 지지된다. 이에 따라, 제3 유성 캐리어(12) 상의 제3 유성 기어들(21)은 여전히 그 회전축들을 중심으로 회전 움직임을 수행할 수 있지만, 유성 기어들(21)의 궤도 움직임은 더 이상 가능하지 않다. 이는 회전 방향의 추가적인 역전을 초래하여, 환형 하우징(10) 및 회전 고정식으로 이에 연결되는 벨트 샤프트(4)가 계속해서 회전하는 제3 유성 기어들(21)을 통해 안전 벨트(3)의 리트랙션 방향으로의 회전 움직임으로 구동된다. 이에 따라, 기어 메커니즘(6)이 작동되고, 대략 5000 내지 30000 rpm의 전기 모터(5)의 샤프트(14)의 회전 움직임은 i=30 내지 80의 변속비로 60 내지 10000 rpm의 회전 속도로 감소된다. 회전 움직임의 감소로 인해, 안전 벨트(3)에 작용하는 토크 및 리트랙션력은 동시에 150 내지 800 N으로 증가된다.

이 경우, 차단 디바이스(18)는 차단 폴이며, 이는 추가적으로 또한 미리 결정된 벨트 인출 가속 또는 차량 감속이 초과되었다고 적절한 센서 디바이스가 결정할 때 벨트 샤프트(4)를 인출 방향으로 차단하기 위해 사용될 수 있다.

본 예시적인 실시예에서, 제동 디바이스(13)는 제어 디스크(11)의 치형부들(34) 내로 전환하고 프로파일 헤드(17)에 대해 후자를 정지시키는 차단 레버(33)를 갖는다. 이러한 실시예는 제어 디스크(11)의 회전 움직임이 매우 신속하게 정지, 즉 제로로 제동될 수 있다는 점에서 유리하다. 그러나, 안전 벨트(3)의 인출 방향으로 제어 디스크(11)의 시작된 회전 움직임을 정지 또는 제동할 수 있어야만 하고, 이에 의해 프로파일 헤드(17)에 대한 제어 디스크(11)의 상대적인 움직임을 통제하는 다른 제동 디바이스들(13)을 제공하는 것이 또한 고려가능하다. 이러한 제동 디바이스들(13)은 또한 예를 들어, 마찰 브레이크들 또는 유사한 디바이스들에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 솔루션의 이점은 전기 모터(5)를 갖는 벨트 리트랙터(1)가 2개의 기능들, 즉 안전 벨트(3)를 주차 위치로 감기 위한 안락 기능 및 더 낮은 힘 레벨 및 더 높은 힘 레벨에서 서로 상당히 상이한 두 견인력을 이용하여 필요한 설치 공간을 증가시키지 않고 가역적인 벨트 조임을 실현하는 것을 가능하게 한다는 것이보여질 수 있다. 이 경우, 기어 메커니즘(6)이 사용되며, 이는 전기 모터(5)의 구동 회전 속도를 감소시킬 수 있는 것뿐만 아니다. 또한, 기어 메커니즘(6)은 회전 방향의 의도적으로 야기된 역전에 의한 차단 및 이에 따른 차단 디바이스(18)의 스위칭을 야기하거나 촉발함으로써 안락 기능으로부터 가역적 벨트 조임의 기능으로의 스위칭을 위해 그 자체가 사용된다. 이어서, 차단 디바이스(18)의 이러한 스위칭은 벨트 샤프트(4)가 회전 방향의 다른 역전의 결과로서 원하는 감김 방향으로 다시 후속해서 구동되게 한다. 기어 메커니즘(6)은 제동 디바이스(13)가 작동될 때 실제로 스스로 스위칭한다. 이 경우, 기어 메커니즘(6)의 자기 잠금은 몇몇 뉴턴의 매우 낮은 힘으로 안전 벨트(3)의 안락 기능 및 리트랙션 동안 블록으로서 전체 기어 메커니즘(6)을 구동하기 위해 의도적으로 이용된다. 기어 메커니즘(6)의 시프팅은 기어 메커니즘(6)의 자체 잠금에 의해 미리 결정된 반력이 초과될 때에만 개시되고 촉발되며, 전기 모터(5)에 의해 인가된 토크는 벨트 샤프트(4)를 감기는 방향으로 구동하기에 더 이상 충분하지 않고, 대신에, 회전 움직임은 상술한 바와 같이, 기어 메커니즘(6)의 역방향으로 다시 전달된다.

이미 존재하는 차단 폴은 이 경우에 차단 디바이스(18)로서 사용될 수 있어서, 추가적인 기능의 실현으로부터 발생하는 추가적인 비용이 감소될 수 있다. 또한, 미리 결정된 벨트 인출 가속 또는 차량 감속이 초과될 때, 차단 디바이스(18)를 추가로 작동시키는 제어 가능한 액추에이터가 또한 제동 디바이스(13)로서 사용될 수 있다.

여기서, 제어 디스크(11)는, 안전 벨트(3)에 의해 가해지는 견인력이 상승할 때, 전기 모터(5)의 구동 회전 움직임과 반대인 회전 방향으로의 회전 움직임으로 상술한 시퀀스에 따라 구동되는 제1 부분을 형성한다. 이 경우, 제어 디스크(11)는 안전 벨트의 견인력의 상승 전에 스프링 하중의 결과로서 전기 모터(5)의 회전의 구동 방향의 방향을 따라 여전히 취해진다. 제동 디바이스(13)의 작동 및 이에 의해 야기되는 제어 디스크(11)의 제동 또는 정지의 결과로서, 회전 방향의 이러한 역전만이 차단 디바이스(18)의 차단 움직임의 촉발을 가능하게 한다. 이는 초기에 차단 디바이스(18)가 주차 위치로 롤업하기 위해 안전 벨트(3)의 감김 방향으로 제어 디스크(11)의 회전 동안 의도치 않게 작동되지 않는 것을 보장한다. 이어서, 차단 디바이스(18)에 의해 풀림 방향으로 차단된 제2 부분은 제3 유성 캐리어들(12)이며, 이는 차단 위치에서, 환형 하우징(10) 및 벨트 샤프트를 이의 제3 유성 기어(21)의 감김 방향으로의 회전에 의해 구동시킨다. 이에 따라, 전기 모터(5)가 풀린 후의 감김 보조로서의 기능으로부터 가역 벨트 조임기로서의 기능으로의 기능적 변화는 회전 방향의 이중 역전, 즉 초기에는 안전 벨트(3)의 감김 방향으로부터 안전 벨트(3)의 인출 방향으로 제어 디스크(11) 또는 제2 링 기어(28)의 회전 방향의 제1 역전에 기초한다. 회전 방향의 이러한 제1 역전은 제2 부분, 이 경우 제3 유성 캐리어(12)가 차단되게 한다. 후속해서, 차단된 제3 유성 캐리어(12) 상의 회전 방향이 다시 안전 벨트(3)의 리트랙션 방향으로 제2 역전이 발생한다. 이러한 방식으로, 기어 메커니즘(6)에서의 전기 모터(5)의 구동 회전 움직임은 그 회전 방향으로 2회 역전되고, 또한 유성 스테이지들에 의해 벨트 샤프트(4)의 상당히 더 낮은 회전 속도로 그러나 증가된 리트랙션력으로 감소된다.

Claims (10)

1. 벨트 리트랙터(1)로서,
   - 차량 고정 방식으로 체결될 수 있고 안전 벨트(3)가 감길 수 있는 하우징(2)에 회전가능하게 장착되는 벨트 샤프트(4), 및
   - 상기 벨트 샤프트(4)를 회전 움직임으로 구동하기 위한 전기 모터(5), 및
   - 상기 전기 모터(5)로부터의 상기 회전 움직임을 상기 벨트 샤프트(4)에 전달하는 기어 메커니즘(6)을 포함하며,
   상기 벨트 리트랙터(1)에 있어서,
   - 정지될 때, 상기 기어 메커니즘(6)은 상기 벨트 샤프트(4)를 구동하기 위한 어셈블리로서 제1 토크로 구동될 수 있고,
   - 상기 벨트 리트랙터(1)는 상기 안전 벨트(3)에 의해 가해지는 견인력이 초과될 때 상기 전기 모터(5)의 회전 방향에 반대인 회전 방향의 회전 움직임으로 구동되는 제1 부분을 가지며,
   - 상기 제1 부분의 상기 회전 움직임을 제동하고 그 결과 상기 기어 메커니즘(6)의 제2 부분을 차단하도록 차단 디바이스(18)를 작동시키는 제동 디바이스(13)가 제공되되,
   - 상기 제2 부분을 차단함으로써, 상기 차단 디바이스(18)는 상기 전기 모터(5)의 상기 회전 움직임을 감속비로 상기 벨트 샤프트(4)에 전달하도록 상기 기어 메커니즘(6)을 작동시키는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 기어 메커니즘(6)은, 상기 전기 모터(5)의 상기 회전 움직임을 상기 벨트 샤프트(4)의 더 느린 회전 움직임으로 감속시키는 감속 기어 메커니즘인 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   - 상기 차단 디바이스(18)는 미리 결정된 벨트 인출 가속 및/또는 차량 감속이 초과될 때 상기 벨트 샤프트(4)를 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
4. 제3항에 있어서,
   - 상기 제1 부분은 상기 차단 디바이스(18)의 움직임을 통제하는 제어 디스크(11)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 상기 제동 디바이스(13)는 신호 제어되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
6. 제4항 및 제5항에 있어서,
   - 상기 제어 디스크는 치형부들(34)을 갖고, 상기 제동 디바이스(13)는 신호에 의해 작동되어 상기 제어 디스크의 상기 치형부들(34) 내로 결합되도록 이동할 수 있는 차단 레버(33)를 갖는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 상기 기어 메커니즘(6)은 유성(planetary) 기어 메커니즘인 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
8. 제7항에 있어서,
   - 상기 유성 기어 메커니즘은 상기 벨트 샤프트(4)에 회전 고정 방식으로 연결되고 치형부들(26)을 갖는 환상 하우징(10)을 갖고, 상기 기어 메커니즘(6)의 상기 제2 부분은 치형부들을 갖는 2개 이상의 유성 기어들(21)이 회전가능하게 장착되는 유성 캐리어(12)에 의해 형성되며, 상기 유성 기어들은 상기 환상 하우징(10)의 치형부들(26)에 있어서 자신들의 치형부들과 맞물리고,
   - 상기 전기 모터(5)에 의해 구동되는 치형 선(sun) 기어(23)가 제공되고 상기 유성 기어들(21)의 상기 치형부들 내로 결합되는 것을 특징으로 하며,
   - 상기 선 기어(23)는 상기 기어 메커니즘(6)이 작동될 때, 제2 동력 전달 경로(II)에서, 상기 유성 기어들(21)을 통해, 상기 환상 하우징(10)을 상기 차단 디바이스(18)에 의해 차단된 상기 유성 캐리어 상에 지지되면서, 회전 움직임으로 상기 벨트 샤프트(4)를 구동하는 벨트 리트랙터(1).
9. 제8항에 있어서,
   - 상기 환상 하우징(10)은 내치(internally toothed) 링 기어에 의해 형성되고,
   - 상기 링 기어에는, 상기 유성 기어들(21)을 갖는 상기 유성 캐리어(12)와, 상기 유성 기어들(21)을 구동하는 상기 선 기어(23)가 배열되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 벨트 샤프트(4), 상기 기어 메커니즘(6), 및 상기 전기 모터(5)는 서로 동축으로 그리고 직렬로 배열되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터(1).

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