(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトテンショナ用のベルトリール（１２）に連結されるよう適応された駆動ホイール（１４）であり、歯を持たず実質的に変形可能な材料から構成されている力伝達要素（２０）によって駆動されるように適応された駆動ホイール（１４）であって、円周に沿って分散形成された複数の歯（３０）を含む外歯システムを含む駆動ホイールにおいて、
前記歯（３０）は第１円周方向Ｂに傾斜しており、
および前記歯（３０）は、基部（４０）と、少なくとも１つの終端面（３６）とを有し、前記終端面（３６）は、前記基部（４０）よりも前記駆動ホイール（１４）の中心軸Ａから離れる側にあり、かつ前記歯（３０）が傾斜する前記第１円周方向Ｂにおいて前記基部（４０）に近づくように傾斜しており、
および／または隣接する歯（３０）同士の間の隙間（４２）は、半径方向と軸方向とによって定義される平面に対して対称的でなく、
さらに、前記歯（３０）は、円周方向に対して接線方向に延びる面Ｅに対して対称性を持たない
ことを特徴とする、駆動ホイール。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動ホイール（１４）において、前記駆動ホイール（１４）は、軸方向に連続的に配置された複数の部分的駆動ホイールを含むことを特徴とする、駆動ホイール。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動ホイール（１４）において、前記部分的駆動ホイールは相互に位置をずらして配置されていることを特徴とする、駆動ホイール。
【請求項４】
請求項１に記載の駆動ホイール（１４）において、前記歯（３０）のうちの少なくともいくつかは、歯以外の駆動ホイール（１４）に対して、半径方向の軸の回りにねじられていることを特徴とする、駆動ホイール。
【請求項５】
請求項１に記載の駆動ホイール（１４）において、前記駆動ホイール（１４）は、ベルト巻き取り装置の軸の一部分として、または軸と一体的に形成されることを特徴とする、駆動ホイール。
【請求項６】
シートベルトシステム用のベルトテンショナであって、
力伝達要素（２０）と、
前記力伝達要素を駆動する手段と、を備えるベルトテンショナにおいて、
請求項１に記載の回動可能な駆動ホイール（１４）において、前記駆動ホイールが外歯システムを備え、前記駆動手段が活性化するとすぐに前記力伝達要素（２０）が前記外歯システムに対して作用して前記駆動ホイール（１４）を回転させることを特徴とする、ベルトテンショナ。
【請求項７】
請求項６に記載のベルトテンショナにおいて、前記力伝達要素（２０）は固体の実質的に変形し得る材料で形成されていることを特徴とする、ベルトテンショナ。
【請求項８】
請求項７に記載のベルトテンショナにおいて、前記力伝達要素（２０）は１つの部品として形成されていることを特徴とする、ベルトテンショナ。
【請求項９】
請求項６に記載のベルトテンショナにおいて、前記駆動ホイール（１４）は、前記力伝達要素（２０）が前記駆動ホイール（１４）を前記第１円周方向Ｂとは逆の第２円周方向Ｃに駆動するように構成されていることを特徴とする、ベルトテンショナ。
【請求項１０】
ベルトテンショナ用のベルトリール（１２）に連結されるよう適応された駆動ホイール（１４）であり、歯を持たず実質的に変形可能な材料から構成されている力伝達要素（２０）によって駆動されるように適応された駆動ホイール（１４）であって、円周に沿って分散形成された複数の歯（３０）を含む外歯システムを含む駆動ホイールにおいて、
前記歯（３０）は第１円周方向Ｂに傾斜しており、
および／または前記歯（３０）は、基部（４０）と、少なくとも１つの終端面（３６）とを有し、前記終端面（３６）は、前記基部（４０）よりも前記駆動ホイール（１４）の中心軸Ａから離れる側にあり、かつ前記歯（３０）が傾斜する前記第１円周方向Ｂにおいて前記基部（４０）に近づくように傾斜しており、
および／または隣接する歯（３０）同士の間の隙間（４２）は、半径方向と軸方向とによって定義される平面に対して対称的でなく、
さらに、前記歯（３０）は、円周方向に対して接線方向に延びる面Ｅに対して対称性を持たず、
前記駆動ホイール（１４）は、軸方向に連続的に配置された複数の部分的駆動ホイールを含むことを特徴とする、駆動ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベルトテンショナ用の駆動ホイールに関する。本発明はさらに、そのような駆動ホイールを含むシートベルトシステムのためのベルトテンショナにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ特許出願公開公報第１０２００６０３１３５９Ａ１から、シートベルトシステムのためのベルトテンショナであって、駆動ユニットと、駆動ユニットが活性化されるとすぐにベルト巻き取り装置の回転軸に連結されまたは連結されるよう適応された回動可能な駆動ホイールに対して作動する力伝達要素と、を含むベルトテンショナが公知となっている。駆動ホイールは、ギヤホイールまたはインペラホイールであり得る。力伝達要素は実質的に変形し得る材料で形成されているため、駆動ホイールで力伝達要素の減衰された調整が発生する。力伝達要素としての非弾性歯付きラック（ｎｏｎ−ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  ｔｏｏｔｈｅｄ  ｒａｃｋ）で発生する歯対歯（ｔｏｏｔｈ−ｏｎ−ｔｏｏｔｈ）の問題は、このような方法で防止できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、上述のようなタイプのベルトテンショナにおいて、力伝達要素と駆動ホイールとの間のトルク伝達をさらに最適化して、最大の送り（ｆｅｅｄ）を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１に記載の特徴を備えた駆動ホイールおよび請求項６に記載の特徴を備えたベルトテンショナにより達成される。本発明に係る駆動ホイールおよび本発明に係るベルトテンショナの有利でかつ適切な構成は、対応する従属項において記載する。
【０００５】
本発明に係るベルトテンショナ用の駆動ホイールは、ベルトリールに連結されるよう適応され、円周に沿って分散形成された複数の歯を有する外歯システムを含む。これらの歯は第１円周方向に傾斜しており、および／またはこれらの歯は、少なくとも１つの終端面であって駆動ホイールの中心軸から離れる方向に向いており、かつ第１円周方向に傾斜している終端面を有し、および／または隣接する歯同士の間の隙間は、半径方向と軸方向とによって定義される平面に対して対称的ではない。さらに、本発明に係るこれらの歯は、円周方向に対して接線方向に延びる面に対しても対称性を示さない。
【０００６】
本発明によれば、「円周に沿って分散形成された複数の歯を有する外歯システム」という用語は、インペラホイールの羽根または刃をも意味する。
【０００７】
本発明は、（接触時には実質的に線形である）力伝達要素の動きを駆動ホイールの回転へと変換するときに、駆動ホイールの歯の形状が効率に実質的な影響を与えるという知見に基づいている。本発明に係る歯の形状を有する駆動ホイールは、特に、歯を持たずに実質的に変形可能な材料から構成されている力伝達要素を使用するとき、従来の外歯システムを有する駆動ホイールと比べて、明確に改善されたトルクの伝達を可能にすることがわかってきた。
【０００８】
一般的に、駆動出力とテンショナの駆動の挙動とは、本発明の範囲内における様々な必要条件に対し、歯の形状を適切に選択することで適応可能となり、さらに、ブロックされた駆動ホイールの場合についても適応可能となる。特に、具体的な歯の形状、歯の角度、歯先面の角度、力伝達要素の中への侵入深さ、チップの空間、歯の頂点の半径、駆動ホイールの直径、歯の高さおよび歯の表面の形状に関して、本発明に従って与えられる規準の範囲内において、設計上の許容差が認められるため、駆動出力とベルトテンショナの駆動の挙動とは、特定の影響を受けることができる。
【０００９】
本発明に係る駆動ホイールは、さらに、駆動ホイール側と力伝達要素側との両方において、材料の摩耗（「削れ」）を最小化できるか、または完全に防止できるという利点もある。従って、一方では粒子が分離することを防止でき、他方では効率の低下に対抗することができる。
【００１０】
本発明のさらなる展開によれば、駆動ホイールは、複数の部分的駆動ホイールであって、軸方向に連続的に配置され、それらのうちの少なくとも１つが、上述した本発明に係る規準の組合せの少なくとも１つを満足する、複数の部分的駆動ホイールを含む。このようにして、駆動ホイールの設計について様々な変形例のより多くの選択肢が生まれ、その結果、所与の必要条件に対してさらに個別に適応することが可能になる。部分的駆動ホイールは、打抜き加工された部品として安価に製造可能である。
【００１１】
特に、部分的駆動ホイール同士を相互に位置をずらして配置して、トルクを吸収するのに有効な歯の個数を増加させることができる。
【００１２】
少なくとも部分的にヘリカルギヤ構造として外歯システムを設計することは、力伝達要素の調整に影響を与える他の可能性を生じさせる。
【００１３】
最後に、外歯システムの歯は、歯以外の駆動ホイールに対して半径方向の軸の回りにねじることもできる。
【００１４】
本発明に係る歯の具体的な形状とは無関係に、駆動ホイールは、ベルト巻き取り装置の軸の一部分として、または軸と一体的に形成することができる。即ち、本発明の利点は、部品の個数を低減させるような実施形態においても、制限なく利用することができる。
【００１５】
本発明はまた、力伝達要素とその力伝達要素を駆動する手段とを備えるシートベルトシステムのためのベルトテンショナを提供する。ベルトテンショナは、本発明に係る回動可能な駆動ホイールをさらに備え、この駆動ホイールは外歯システムを有し、駆動手段が活性化するとすぐに力伝達要素が外歯システムに対して作用して、駆動ホイールを回転させる。
【００１６】
本発明の利点は、固体で実質的に変形し得る材料で好適には一体的に形成された力伝達要素を使用する場合、特に顕著となる。実質的に変形し得る材料とは、例えば駆動ホイールと接触しているときに、巨視的（肉眼で見える程度）に変形する材料を意味する。その例として、種々のショアー硬度（Ｓｈｏｒｅ  ｈａｒｄｎｅｓｓ）（７０〜９５ショアー）を持つＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）材料、ゴム、天然ゴムまたは（軟質）熱可塑性材料（ポリアミド）などが挙げられる。さらに、ホース状の外装体を有するまたは有しない、粘土またはパテなどの理想的な塑性配合物も考慮対象となる。微視的な範囲内の変形または材料摩耗であって、一般的な歯付きラックがギヤホイールに接触するときに発生するもの、または力伝達要素の破片の分離（割れ、剪断など）は、この文脈において意図されてはいない。
【００１７】
力伝達要素が駆動ホイールを、第１円周方向とは逆の第２円周方向に駆動するという事実から、より大きな接触面と、従ってより良好なトルク伝達とを得ることができる。
【００１８】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の説明および参照のために添付する以下の図面によって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るベルトテンショナを含むベルト巻き取り装置の分解組立図である。
【図２】組み立てられたベルト巻き取り装置の断面図である。
【図３】本発明に係る駆動ホイールを軸方向から見た図である。
【図４】図３の駆動ホイールの斜視図である。
【図５ａ】図５ａは本発明に係る駆動ホイールのさらなる実施形態を軸方向から見た図である。
【図５ｂ】図５ｂは図５ａの駆動ホイールの斜視図である。
【図６ａ】図６ａは本発明に係る駆動ホイールのさらなる実施形態を軸方向から見た図である。
【図６ｂ】図６ｂは図６ａの駆動ホイールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、火薬を用いて駆動されるベルトテンショナを含むベルト巻き取り装置の実質的な構成要素を示す。図２は、ベルト巻き取り装置が組み立てられた状態を示す。
【００２１】
ベルトの帯がその上に巻き取られまたはベルトの帯がそこから引き出され得るベルトリール１２は、巻き取り装置のフレーム１０内に回動可能に取り付けられている。外歯システムを有する駆動ホイール１４は、フレーム１０の上に回動可能に取り付けられている。駆動ホイール１４は、ベルト巻き取り装置の軸（ベルトリール１２）に対し、常時連結されるか、または選択的に連結され得る。常時連結される場合には、駆動ホイール１４は、ベルト巻き取り装置の軸の一部分として、または軸と一体的に形成されても良い。
【００２２】
ベルト巻き取り装置のベルトテンショナは、火薬を用いた駆動ユニットをさらに備え、この駆動ユニットは点火器１６と力伝達要素２０とを含み、これらはテンショナの管１８内に配置されかつこの駆動ユニットによって駆動されるよう適応されている。力伝達要素２０は、好適には固体で実質的に変形し得る材料で一体的に形成される。ベルトテンショナの構成要素は、少なくとも部分的には、巻き取り装置のフレーム１０に固定されるテンショナケーシング２２の中に収容される。
【００２３】
さらに、ストップディスク２４と、その中に配置された螺旋ばね２６と、カバー２８とが、駆動ホイール１４に取り付けられる。これらの構成要素はベルト巻き取り装置の所謂ばね側を形成するが、ベルトテンショナの機能にとって重要という訳ではない。
【００２４】
図３は駆動ホイール１４の一実施形態を示す。駆動ホイール１４は中心軸Ａを有し、ベルトテンショナに取り付けられた状態においては、この軸Ａの周りを駆動ホイール１４が回動できる。従って、以下の説明では、軸方向とは中心軸Ａに沿った方向を意味し、半径方向とは中心軸Ａを始点とする半径に沿った方向を意味し、円周方向とは駆動ホイール１４の回転方向と平行な方向を意味する。
【００２５】
駆動ホイール１４は、円周に沿って分散形成された複数の歯３０を有する外歯システムを含む。これらの歯３０は、図３に示すように、均等または不均等に分散形成されても良い。
【００２６】
第１の規準に従えば、歯３０は第１円周方向Ｂに傾斜している。即ち、歯３０の歯面３２および３４（もしくは歯面３２および３４の実質的な部分）の両方が円周方向Ｂに傾斜しているか、または、歯面３２と３４のいずれか一方（もしくはその歯面の実質的な部分）は、他方の歯面（もしくはその歯面の実質的な部分）が逆の円周方向Ｃに傾斜するよりも強く第１円周方向Ｂに傾斜しているかのどちらかである。歯の中心線は、駆動ホイールの中心軸と交差しない。
【００２７】
第２の規準に従えば、歯３０の終端面３６は第１円周方向Ｂに傾斜している。即ち、歯３６の頂点３８（中心軸Ａから最も離れた位置にある歯３０の点）を始点として、終端面３６は、図３に示すように、歯３０の基部４０に向かって、９０°よりも小さい角度αを持って第１円周方向Ｂに傾斜している。このように、歯３６の終端面３６は、円弧状もしくは接線方向に機械切削されておらず、または、半径方向と軸方向とによって定義される平面に対して対称的に機械切削されてもいない。
【００２８】
第３の規準に従えば、２つの隣接する歯３０の間の隙間４２は、半径方向と軸方向とによって定義される平面に対して対称的でない。
【００２９】
第４の規準に従えば、歯３０は、円周方向に対して接線方向に延びる面に対し、対称性を示さない。図３にそのような面Ｅを例示する。
【００３０】
ベルトテンショナに取り付けられた状態においては、駆動ホイール１４は、方向Ｄに移動された力伝達要素が駆動ホイール１４を第２円周方向Ｃに向かって駆動するように配置される。そのため、衝突してきた力伝達要素に対して比較的大きな接触面で対向することになり、その結果、改善されたトルク伝達を実現できる。
【００３１】
図５ａ、図５ｂ、図６ａ、図６ｂは、前記第１および／または第２および／または第３および第４の規準を満たす他の実施形態を示す。
【００３２】
実施形態の一例では、駆動ホイール１４は、軸方向に連続して配置された複数の部品からなる。各部品それ自体は部分的な駆動ホイールを構成している。これら部分的な駆動ホイールのうちの少なくとも１つ、好適にはこれら部分的な駆動ホイールの全てが、前記第１および／または第２および／または第３および第４の規準を満たす。各部分的な駆動ホイールは、例えば、平面視において図１−図５ａ、ｂ、図６ａ、ｂに示す駆動ホイールと同様の形状を有する。部分的な駆動ホイールは、相互に位置をずらして配置されている。部分的な駆動ホイールは、打抜き加工された部品として製造することができる。
【００３３】
さらなる実施形態（図示せず）によれば、駆動ホイール１４の外歯システムは、少なくとも部分的にはヘリカルギヤ構造の形態を持つ。また、歯３０を、歯以外の駆動ホイール１４に対して半径方向の軸の回りにねじることも可能である。しかし、いずれの場合でも、前記第１および／または第２および／または第３および第４の規準は満たされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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