KR100274008B1 - 로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너 - Google Patents

Abstract

가스압작동의 로터리 액츄에이터를 구동하는 프리텐셔너에 있어서, 액츄에이터의 로우터 지지부로부터의 가스누출을 방지한다.

액츄에이터는 실린더(10)(10a)와 링부분(122)을 실린더의 환상플랜지(105)(191)에 지지한 베인(121)이 부착된 로우터(12)를 구비한다. 링부분(122)은 그 내주면을 환상플랜지(105)(191)의 외주면에 지지된다. 가스 제너레이터로부터 실린더(10)의 가압실(102A)측에 공급되는 가스압(P)이, 로우터(12)를 배압실(102B)방향으로 변위시키기 때문에, 가압실(102A)측의 링부분(122)과 환상플랜지(105)(191)와의 사이가 누출이 멈추어지고, 가압실(102A)로부터 계합공간으로의 가스누출이 저지되고, 로우터(12)의 베인(121)에 유효하게 가스압이 작용하여 로우터(12)가 효율좋게 회전한다.

Description

로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너

제1도는 본 발명의 1실시예를 일부단면도로 표시하는 정면도.

제2도는 상기 실시예의 시이트벨트 리트랙터에로의 부착태양을 표시하는 축방향단면도.

제3도는 상기 실시예의 구성요소를 분해해서 표시하는 사시도.

제4도는 상기 실시예의 작동을 순서에 따라서 표시하는 작동설명도.

제5도는 상기 실시예의 로우터의 실린더에 대한 작동중의 변위를 모식화해서 표시하는 정면도.

제6도는 상기 실시예의 로우터의 실린더에로의 지지구조를 종래의것과 비교해서 모식화하여 표시하는 축방향단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로터리 액츄에이터 2 : 가스 제너레이터

10 : 실린더 12 : 로우터

16 : 엘라스토머(elastomer)시일부재

102 : 작동실 105 : 환상플랜지

112 : 격벽 102A : 가압실

102B : 배압실 121 : 베인

122 : 링부분 191 : 환상플랜지

본 발명은 시이트벨트장치에 있어서의 프리텐셔너에 관한것이며, 특히, 프리텐셔너의 구동부를 구성하는 가스압 작동의 로터리 액츄에이터의 로우터 지지구조에 관한 것이다.

시이트벨트장치에 있어서의 프리텐셔너는 헐겁게 장착된 벨트를 차량충돌시등의 긴급시에 죄어서 승차원의 신체를 시이트에 구속하여 시이트벨트의 기능을 높이도록 설치되어있고, 그 작동기구에도 여러가지의 것이 있다. 그들중, 특히, 구동부를 로터리 액츄에이터로 하고, 그 베인(Vane)이 부착된 로우터를 실린더내에서 가스압에 의해 회전시켜, 그것에 의해 시이트벨트 권취리일을 회전구동 시키는 것으로서, 종래, 특공소 59-15657호공보에 개시한 기술이 있다.

그런데, 상기한 종래의 것에서는 실린더와 로우터와의 사이의 가스누설에 대한 각별한 대책은 되어있지 않다. 그러나, 이들 베인이 부착된 로우터를 피스톤으로 하는 액츄에이터에서는, 통상의 직동 피스톤형의 것과 다르게 실린더사이에 형성되는 간극으로부터의 가스누설을 무시할 수가 없고, 이 누설을 적게하는 것이 가스제너레이터로부터 공급되는 동력을 유효하게 액츄에이터의 회전력에 이용하는 면에서 긴요하다. 그래서, 상기 종래의 구성에서 동력을 유효하게 이용하고자 하는 경우, 액츄에이터 각 부분의 치수정밀도를 극히 높게 유지하지 않으면 안된다.

또, 이 로터리 액츄에이터에서는, 로터리의 링부분은 그 양단부를 실린더의 축공(軸孔)내에 삽입되어, 그들의 외주면을 축공의 내주면에 지지하는 구조가 채용되고 있다. 이와같이하면, 로우터의 축방향 길이에 대하여 상기한 지지부의 길이만큼 베인 폭이 좁아지고, 소정의 수압(受壓)면적을 확보하기 위한 로우터의 축방향 치수가 길게되고, 이에 따라서 실린더의 축방향길이도 길게되기 때문에, 로터리 액츄에이터가 대형화한다.

본 발명은 상기한 바와같은 사정을 감안해서 안출된 것이며, 로터리 액츄에이터를 구동수단으로 하는 프리텐셔너에 있어서, 최소의 치수내에서 로우터 수압면적의 충분한 확보를 가능하게 함과 아올러, 로우터와 실린더 사이에 형성되는 간극으로부터의 가스누설로 하여금 부품정밀도를 각별히 높이는 일 없이, 가스압을 이용해서 방지하여 가스 제너레이터의 동력을 유효하게 액츄에이터의 구동력에 이용하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 가스 제너레이터와, 그 가스 제너레이터로부터 공급되는 생성가스를 구동원으로 하여, 시이트벨트를 감아들이는 액츄에이터로 구성되고, 그 액츄에이터는 전기한 가스 제너레이터에 연통하는 작동실을 형성한 실린더와, 그 실린더에 링부분을 회전자재하게 지지하여 전기한 작동실내에 배설되고, 전기한 실린더에 형성된 격벽과 협동해서 전기한 작동실을 가스제너레이터에 연통하는 가압실과 대기 개방된 배압실로 구획된 베인을 보유하는 로우터를 구비하는 로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너에 있어서, 전기한 실린더에는 전기한 작동실 내에 돌출하는 환상플랜지가 형성되고, 전기한 로우터의 링부분은 그 내주면을 전기한 환상플랜지의 외주면에 지지된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 구성에 더하여, 전기한 베인의 가압실측에 생성가스의 압력에 의해 전기한 실린더에 압접되는 엘라스토머 시일부재가 첨설된 구성으로 할 수 있다.

이와같은 구성을 가진 본 발명에 관한 로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너에서는, 로우터의 링부분이 그 내주면을 실린더의 환상플랜지의 외주면애 지지된 구성에 의해, 실린더의 축방향 길이에 대하여 로우터의 베인폭을 최대한으로 확보해서, 실린더 및 로우터의 축방향 길이에 비하여 큰 베인수압면적을 확보할 수 있다. 이에 더하여, 상기한 구성에 의해, 액츄에이터작동시에 항상 가스압으로 로우터를 가압실측으로 부터 배압실측으로 변위시켜서, 가압실의 내경측에 있어서 로우터의 링부분의 내주면과 실린더의 환상플랜지 외주면을 압접상태로하여, 그 부분에 있어서의 시일효과를 높혀서, 가압실로부터 배압실로의 가스누출을 저지할 수가 있다.

또한, 베인의 가압실측에 엘라스토머시일부재를 첨설하는 구성에 의해, 가스압으로 베인과 링과의 간격도 유효하게 밀봉할 수 있다.

이하, 도면에 따라 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

제1도 및 제2도에 표시하는 바와 같이, 이 로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너는 가스 제너레이터(2)와 그것으로부터 공급되는 반응생성가스를 구동원으로 하여 시이트벨트(도면에 그 권취리일(R9)를 표시함)를 감아들이는 액츄에이터(1)로 구성되어 있다. 이예에서는, 액츄에이터(1)는 그 일측을 리트랙터(R)의 프레임(R1)에 나사멈춤 지지되어 있고, 액츄에이터(1)의 타측에는 리트랙터(R)의 감아들임 스프링 유닛(S)이 부착되어 있다. 그리고, 리트랙터(R)의 권취축(R2)과 액츄에이터(1)와의 사이에는, 액츄에이터(1)의 작동시에만 그것을 권취축(R2)에 연결하는 계합기구(상세는 후술한다)가 개장되어 있다.

도면부호(R3)로 표시하는 부재가 이 계합기구의 권취축(R2)측의 계합수단을 구성하는 래칫휘일이고, 이것은 권취축(R2)의 각 축부에 감입되어서 권취축(R2)에 대하여 회전불능하게 부착되어 있다.

액츄에이터(1)는 가스제너레이터가 부착된 공급실(101)과 그것에 연통하는 작동실(102)을 형성한 실린더(10) 및 그 리드(10a)와, 그들에 링부분(122)을 회전자재하게 지지하며 작동실(102)내에 배설되고, 실린더(10)내에 형성된 격벽(112)과 협동해서 작동실(102)을 가스 제너레이터(2)에 연통하는 가압실(102A)과 대기개방된 배압실(102B)에 구획하는 베인(121)을 보유하는 로우터(12)를 구비하고 있다. 그리고, 실린더(10) 및 그 리드(10a)는 그 축공을 둘러싸고 작동실(102)내로 대향하여 돌출하는 한쌍의 환상플랜지(105)(191)를 형성하고, 링부분(122)은 그 내주면을 환상플랜지(105)(191)의 외주면에 지지되어 있다. 또한, 제3도를 주로 참조하면서, 액츄에이터(1)의 각 부분을 상세하게 설명한다. 먼저, 실린더(10)는 일측면이 개방되고, 원통형의 주벽과 측벽으로 둘러싸인 작동실(102)과, 마찬가지로 일측면이 개방되고 아치형의 위벽과 측벽으로 둘러싸인 주벽(103)을 사이에두고 작동실(102)에 인접하는 공급실(101)을 형성한 하우징과, 그 리드(10a)(제2도참조)로 구성되어 있다. 하우징의 소정부위에는 리트랙터의 프레임에 고정하기 위한 삽통공이 형성되어 있다.

작동실(102)과 공급실(101)이 대치하는 부분의 주벽(103)은, 이 실시예에서는 약 반분의 길이에 걸쳐서 절결되어 있고, 이 절결부가 별체의 격벽블럭(11)으로 차폐되는 구성으로 되어 있다. 실린더(10)에는 또한, 작동실(102)과 공급실(101)의 외주를 둘러싸고 시일홈(104)이 형성되어 있는 외에, 작동실(102)의 측벽으로부터 작동실내로 돌출하여 축공을 둘러싸는 환상플랜지(105)와, 작동실(102)을 실린더(10)외에 개방하는 배기공(100)이 설치되어 있다.

격벽블럭(11)은 공급실(101)의 평평한 주벽에 첨부되고, 양실(101)(102)을 횡단하는 방향으로 연장되는 격벽(111)과, 그것에 직교하는 격벽(112)을 구비하고 있다. 격벽블럭(11)의 단면에는 양 격벽(111)(112)의 연재방향에 따르는 교차된 시일홈(113)(114)이 형성되어 있다. 또한, 격벽(111)에는 그 벽을 관통하는 가스도입공(115)이 형성되고, 격벽(112)의 선단에는 시일부재 감합절결(116)이 형성되고, 절결(116)의 저부에 스프링수용공(제1도참조)(117)이 형성되어 있다. 그리고, 절결(116)에는 격벽(112)의 선단과 로우터(12)의 링부분(122)외주와의 사이를 밀봉하는 시일부재(13)가 배설되어 있다. 시일부재(13)는 이예에 있어서, 코알스프링(14)에 의해 로우터(12)에 압접되어 있다.

로우터(12)는 작동실(102)의 내주부에 래칫휘일(R3)(제1도 및 제2도 참조)의 외주를 둘러싸는 계합공간을 획정하고, 또한, 로우터(12)의 실린더(10)에의 회전지지부를 구성하는 링부분(22)과 링부분(122)으로부터 방사방향으로 연장되는 수압부로서 기능하는 베인(121)을 구비하고 있다. 베인(121)의 배후에는 후술하는 바렛(15)을 감삽하는 각통형상의 바렛가이드통(123)이 설치되어 있다.

베인(121)의 수압면적에는 베인(121)의 후면에 첨설되어, 양측가장자리와 끝가장자리에 연속한 시일립(163)을 보유하는 첨부 부분(161)과, 바렛가이드통(123)의 외측에 감합되는 감삽부(162)를 구비하는 엘라스토머 시일부재(16)가 배설된다. 이 시일립(163)은 로우터(12)의 회전시에, 가스압에 의해 작동실(102)의 양측면(한쪽의 측면은 리드(10a)의 측면)과 주면과에 압접되어서 실린더(10)와 로우터(12)와의 사이의 간격을 밀봉하는 기능을 달성하고, 감합부(162)상면과 첨부 부분(161)의 일부는부는 후술하는 바렛(15)의 수압헤드(152)와 탄접하여 바렛가이드통(123)의 구부(입구부)를 밀봉하는 기능을 달성한다.

가이드통(123)의 구부에는 전기한 계합기구의 액츄에이터측 계합수단을 구성하는 바렛(15)이 지름방향 변위자재하게 감삽된다.

바렛(15)은 가스압을 받는 수압헤드(152)와 래칫휘일(R3)에의 계합수단을 구성하는 쐐기형상의 파올(151)을 구비하고 있고, 파올(151)이 래칫휘일(123)측으로 향해서 배설된다.

시일부재(13)는 쐐기형상의 본체(131)와 그것에 연설되며, 스프링수용공에 감삽되는 가이드축(132)을 구비하고 있고, 본체(131)의 쐐기형상의 선단이 로우터(12)의 링부분(122) 외주면에 압접하는 접동시일부를 구성하고 있다.

이예에서는, 로우터(12)를 실린더(10)에 회전자재하게 지지하기 위해서, 별체구성의 한쌍의 베어링 링(17)(18)이 지지부에 개장된다. 이들은, 실린더(10)의 작동실(102)에 돌출하는 환상플랜지(105)와 제2도에 표시하는 바와 같이, 실린더(10)의 개방단측에 씌워지는 리드(10a)에 형성된 동일한 환상플랜지(191)에 감합 가능한 내경과, 로우터(12)의 링부(122)의 내주부에 감삽가능한 외경을 보유한다. 따라서, 제2도에 표시하는 조립상태에 있어서, 로우터(12)는 그 내주면을 양 베어링 링(17)(18)을 개재하여 양 환상플랜지(105)(191)의 외주면해 지지된다.

이외에, 이 액츄에이터(1)에는 두개의 O링형상의 엘라스토머시일(19a)(19b)(제2도참조)이 배설된다. 이들은, 전기한 각 시일홈(104)(113)(114)(113′)(114′)속에 감장되어서, 실린더(10)와 리드(10a)와의 사이, 공급실(101)과 작동실(102)와의 사이 및 가압실(102A)과 배압실(102B)와의 사이를 밀봉하는 기능을 달성한다.

다음에, 상기 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

제4도는 상기와 같이 구성된 프리텐셔너의 작동을 표시하는 것으로, 이 장치에서는 비 작동위치에 있어서, 로우터(12)는 그 바렛 가이드통(123)을 격벽(112)에 당접시킨, 도면의 (A)에서 표시하는 위치에 있다. 이 상태에서, 가압실(102A)을 가장 축소한 상태에 있고, 바렛(15)은 세어핀 등의 적당한 수단으로 위치결정되어서, 래칫휘일(R3)외주의 계합치(R31)와는 계합하지 않는 위치에 있다. 따라서, 권취축(R2)은 액츄에이터(1)와는 완전히 분리되어서, 리트랙터의 기능은 종래와 같이 유지된다.

전기(電氣)신호등 공지의 수단으로, 가스 제너레이터가 동작하여, 생성가스가 공급실(101) 및 가스도입공(115)을 거쳐서 가압실(102A)에 도입되면, 바렛(15)은 그 수압헤드(152)에 가스압을 받아서 지름방향 안쪽으로 밀려들어가고, 도면의 (B)에 표시하는 위치로 변위한다. 이때, 파올(151)은 래칫휘일(R3)의 계합치(R31)의 골부에 끼워지고, 로우터(12)는 바렛(15)을 개재하여 래칫휘일(R3)과 계합한다.

이 시점에서 권취축(R2)은 액츄에이터(1)와 연결된다.

한편, 가스압은 로우터(12)의 베인(121)에도 작용하고, 베인(121)을 밀어치우려고 하기 때문에, 로우터(12)는 축둘레에 도면(C)에 표시하는 바와 같이, 도면에서 화살표로 표시하는 반시계 방향으로 회전한다.

이 회전에 따라서 생기는 배압실(102B) 측의 압력은 실린더(10)의 배기공(106)을 거쳐서 대기중에 방출되고, 배압실(102B)의 압력상승에 의한 저항의 발생은 방지된다. 그리고, 로우터(12)의 회전력은 바렛(15) 및 래치휘일(R3)을 개재하여 권취축(R2)에 전달된다.

이와같은 권취축(R2)의 회전동작에 따라서, 권취축(R2)에 감겨진 벨트가 감겨들어가고, 벨트의 조임에의한 프리텐션의 부여가 행하여진다. 그리고, 최종적으로 로우터(12)는 도면의 (D)에 표시하는 위치에 이르고, 프리텐션부에 동작을 완료한다.

이들 일련의 동작중, 시일부재(13)는 코일스프링(14)의 스프링부하를 받아서 로우터(12)의 링부분(122)의 외주면에 압접이 계속되기 때문에, 격벽(112)선단과 링부분(122)과의 사이의 간극을 거쳐서, 가압실(102A)로부터 배압실(102B)로 도피하고저하는 가스의 흐름은 저지된다.

한편, 격벽(112)의 양측면과 실린더단백 및 리드(10a)와의 사이의 간극으로부터의 가스누출은 시일홈(114)(114′)에 감장된 한쌍의 엘라스토머시일(19a)(19b)에 의해 저지된다. 또한, 바렛가이드통(123)의 구부로부터 계합공간으로의 누출은 엘라스토머 시일부재(16)의 감합부(162)에의해 저지된다.

또한, 이 실시예에 있어서는, 작동시에 로우터(12)가 가스압으로 배압실(102B)측으로 변위한다. 즉, 제5도에 구성을 모식화하고(특히 베어링링을 생략하고), 또한 과장해서 표시하는 바와같이, 제5(a)도의 비작동시에는 로우터(12)의 링부분(122)과, 실린더(10) 및 그 리드(10a)의 각각의 환상플랜지(105)(191)와의 사이에는 감합공차분의 간극(s)이 형성되어 있으나, 제5(b)도에 표시하는 작동시에는 가스압(P)으로 로우터(12)가 배압실(102B)측으로 변위하고, 가압실(102A)측의 간극(S)이 없어진다. 따라서, 가압실(102A) 내경측의 링부분(122)내주와 실린더(10) 및 그리드(10a)의 환상플랜지(105)(191)외주와의 사이에 시일상태가 형성된다.

이와같은 시일상태의 확립은, 상기와같은 로우터(12)의 내주면을 저지하는 구조에 특유의 작용이다. 즉, 제6도에 구성을 모식화하여 과장하여 표시한 바와같이, (A)의 본 실시예에 관한 구성에서는, 가스압에 의해 가압실(102A) 내경측의 링부분(122)내주와 링(10) 및 그 리드(10a)의 환상플랜지(105)(191) 외주와의 사이에 시일상태가 형성된다. 이에대하여 종래의것과 동일한 로우터 외주면 지지구조를 상정한 경우에는, 제5(b)도에 표시하는 바와같이, 가스압은 가압실(102′A) 내주측의 링부분(122′) 외주와 실린더(10′) 및 그 리드(10′a)의 환상홈과의 사이에 간극(S′)을 형성하는 방향으로 작용한다. 따라서, 이와같은 환상홈에 링부분(122′)을 지지하는 구조에서는 본 실시예와 같은 시일상태를 확립할 수 없다.

이에대하여, 본 실시예의 구조에 의하면, 제5(a)도에 표시하는 바와같이, 실린더(10) 및 그 리드(10a)의 축방향길이를 (a)로하고, 그들의 두께를 (t)(u)로 한 경우, 링부분(122)의 축방향길이(b) 전체에 걸치는 베인폭(w)을 확보할 수 있다. 그것에 대해서, (B)에 표시하는 구조에서는 같은 실린더(10′) 및 그 리드(10′a)의 축방향길이(a)에 대하여, 링부분(122′)의 지지홈내로의 감합길이(1) 및 (m)분만큼 베인폭(c)이 좁아진다.

이와같이해서, 상기 실시예의 액츄에이터에 의하면, 가압실(102A)로부터 배압실(102B) 및 가압실(102A)로부터 계합공간(E)으로의 가스누출이 유효하게 저지되고, 가스제너레이터에서 발생한 가스의 압력이 유효하게 액츄에이터의 동작에 이용될뿐만 아니라, 실린더(10)의 축방향길이(a)에 대하여 베인폭(w)을 최대한으로 확보할 수 있게된다.

이상, 본 발명을 실시예에 따라서, 리트랙터에 부설하는 형식의 것으로서 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 그것에 적합한 구성을 구비하고 있지만, 반듯이 그것에 한정되는 것은 아니다. 또, 각 구성요소의 형상, 배설위치 및 재질은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 소기의 기능을 달성한 것이라면, 특허청구의 범위에 기재한 범위내에서 여러가지 구성을 채용할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 가스압을 이용한 회전지지부의 누출방지를 행할 수 있고, 그 부분으로부터의 가스누출을 방지해서 로우터의 베인에 유효하게 가스압을 작용시켜, 액츄에이터를 효율좋게 회전시킬 수 있다. 이에더하여, 본 발명에 의하면, 액츄에이터의 전체치수에 대하여, 베인의 치수를 크게해서 큰수압면적을 확보할 수 있다. 그 결과, 같은 구동력을 얻는데에 가스제너레이터의 약량(藥量)을 적게하는 것이 가능하게되고, 각 부품의 강도를 낮게 설정하는 경량소형화가 가능하게 된다. 또, 부품의 치수정도를 높게할 필요가 없기 때문에, 저코스트화도 가능하게 된다.

Claims (2)

1. 가스 제너레이터(2)와, 그 가스 제너레이터(2)로부터 공급되는 생성가스를 구동원으로하여 시이트벨트를 감아들이는 액츄에이터(1)로 구성되고, 그 액츄에이터(1)는 전기한 가스 제너레이터(2)에 연통하는 작동실(102)을 형성한 실린더와, 그 실린더에 링부분(122)을 회전자재하게 지지하여 전기한 작동실(102) 내에 배설되고, 전기한 실린더에 형성된 격벽(112)과 협동해서 전기한 작동실(102)을 가스 제너레이터(2)에 연통하는 가압실(102A)과 대기 개방된 배압실(102B)로 구획된 베인(121)을 보유하는 로우터(12)를 구비하는 로우터 액츄에이터작동 프리텐셔너에 있어서, 전기한 실린더에는 전기한 작동실(102)내에 돌출하는 환상플랜지(105)(191)가 형성되고, 전기한 로우터(12)의 링부분(122)은 그 내주면을 전기한 환상플랜지(105)(191)의 외주면에 지지된 것을 특징으로하는 로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너.
2. 제1항에 있어서, 전기한 베인(121)의 가압실(102A)측에 생성가스의 압력에 의해 전기한 실린더에 압접되는 엘라스토머 시일부재(16)가 첨설된 것을 특징으로 하는 로터리 액츄에이터작동 프리텐셔너.