KR100455637B1

KR100455637B1 - 좌석 벨트 수축기

Info

Publication number: KR100455637B1
Application number: KR10-2002-0058298A
Authority: KR
Inventors: 팔리저마틴
Original assignee: 키 세이프티 시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-11-06
Also published as: DE60106916T2; US6641078B2; EP1298017B1; EP1298017A1; JP2003118537A; KR20030028395A; US20030057313A1; JP3629503B2; DE60106916D1

Abstract

좌석 벨트 수축기는 좌석 벨트 웨빙을 지지하는 회전 가능하게 장착된 스풀을 갖는다. 비상 로킹 메커니즘은 스풀을 회전하지 않게 선택적으로 로킹한다. 자동 로킹 메커니즘은 웨빙이 풀리지 않게 스풀을 선택적으로 로킹한다. 스위치는 스풀로부터 풀리는 소정 양의 웨빙에 따라서 자동 로킹 메커니즘을 작동시키는 제 1 위치와, 스풀로 다시 감기는 소정 양의 웨빙에 따라서 자동 로킹 메커니즘을 작동해제시키는 제 2 위치를 갖는다. 기어는 제 1 및 제 2 액추에이터 탭을 기어상에 갖는 스위치 메커니즘과 스풀을 연결한다. 회전 가능하게 장착된 액추에이터 부재는 스풀을 로킹하는 액추에이터 폴과 스위치를 제 1 및 제 2 위치 사이로 이동시키기 위해 제 1 및 제 2 탭과 결합하는 부분을 갖는다. 탭과 결합부는 반경방향으로 서로 일렬로 배향되어 있다.

Description

좌석 벨트 수축기{SEAT BELT RETRACTOR WITH AUTOMATIC LOCKING MECHANISM}

본 발명은 자동 로킹 메커니즘을 구비한 좌석 벨트 수축기(seat belt retractor)에 관한 것이다.

종래의 좌석 벨트 수축기는 차량 좌석내의 차량 탑승자의 신체 주위를 통과하며 좌석 벨트 수축기내의 센서에 의해 비상 상황이 검지될 때 벨트의 풀어짐을 방지하도록 로킹됨으로써 비상 상황시 확실한 구속력을 실현한다. 정상 상황 하에서는, 좌석 벨트 수축기는 차량 탑승자가 좌석내에서 비교적 자유로이 움직이도록 좌석 벨트 웨빙이 풀어질 수 있게 한다.

유아용 좌석이 이러한 좌석 벨트 수축기기 장착된 차량 좌석내에 부착될 때, 유아용 좌석을 차량에 견고하게 장착해야 하는 안전 조정이 필요하고 따라서 좌석 벨트 수축기는 영구적으로 로킹된 상태에 놓이게 되므로 문제가 발생한다. 유아용 좌석이 설치될 때 결합될 수 있는 자동 로킹 메커니즘을 갖는 좌석 벨트 수축기가 생산되었다. 대체로, 자동 로킹 메커니즘은 소정 양의 웨빙, 즉 좌석 벨트 수축기에 감긴 웨빙의 적어도 90%를 정도를 당겨냄으로써 결합된다. 이 작용은 좌석 벨트 수축기를 풀리지 않게 로킹하면서 벨트가 유아용 좌석에 대한 올바른 크기로 조정될 수 있도록 웨빙을 수축시킬 수 있는 자동 로킹 메커니즘으로 전환한다. 자동 로킹 메커니즘은 웨빙이 좌석 벨트 수축기로 다시 완전히 감길 때 결합이 해제된다.

자동 로킹 메커니즘에 대한 다양한 메커니즘이 제안되어 왔다. 이들 모든 메커니즘은 웨빙이 풀릴 때 수축기 스풀의 많은 수의 회전을 자동 로킹 메커니즘을 작동시키는 부재의 매우 작은 수의 회전으로 전환하는 감속 기어장치의 형태를 필요로 한다. 사이클로이드 기어 장치가 특히 적합하다.

이러한 구성의 일 예가 미국 특허 제 5,518,197 호에 기술되어 있으며, 이 특허는 수축기 스풀보다 느린 속도로 회전하도록 구성된 사이클로이드 기어를 사용한다. 액추에이터 폴이 스프링에 의해 2개의 분리된 위치로 바이어스된다. 그중 하나의 위치에서 로킹 폴은 래칫과 결합하여 스풀로부터 웨빙이 더 풀려나가는 것을 방지하도록 이동된다. 다른 위치에서 액추에이터 폴은 어떠한 영향도 미치지 않으며 좌석 벨트 수축기는 통상적인 비상 로킹 모드에서 자유롭게 작동한다. 사이클로이드 기어상의 축방향으로 연장되는 액추에이터 탭이 2곳의 위치 사이에서 액추에이터 레버를 이동시킨다.

본 발명은 이 구성을 개선하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 좌석 벨트 수축기에 있어서, 좌석 벨트 웨빙을 지지하는 회전 가능하게 장착된 스풀과; 상기 스풀을 회전하지 않게 선택적으로 로킹하는 비상 로킹 메커니즘과; 상기 웨빙이 풀리지 않게 상기 스풀을 선택적으로 로킹하는 자동 로킹 메커니즘과; 상기 스풀로부터 풀려지는 소정 양의 웨빙에 따라서 상기 자동 로킹 메커니즘을 작동하는 제 1 위치와, 상기 스풀로 다시 감기는 소정 양의 웨빙에 따라서 상기 자동 로킹 메커니즘을 작동해제하는 제 2 위치를 갖는 스위치 메커니즘과; 상기 스풀을 상기 스위치 메커니즘과 연결하는 기어로서, 상기 스위치 메커니즘은 상기 기어상의 제 1 및 제 2 액추에이터 탭으로 구성되는, 상기 기어와; 상기 스위치를 상기 제 1 및 제 2 위치 사이로 이동시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 탭과 결합하는 부분과 상기 스풀을 로킹하는 액추에이터 폴을 갖는 회전 가능하게 장착된 액추에이터 부재를 포함하며, 상기 탭과 상기 결합 부분은 서로 일렬로 반경방향으로 배향되는 좌석 벨트 수축기가 제공된다.

본 발명에 따르면 상기 기어는 사이클로이드 기어 장치이다.

바람직하게는 상기 제 1 탭은 반경방향으로 연장되는 기다란 기어 톱니를 포함하고 상기 제 2 탭은 2개의 기어 톱니사이의 공간이 부분적으로 채워진 것을 포함한다. 그러나, 양 탭은 공간이 부분적으로 채워진 것 또는 반경방향으로 연장되는 기다란 톱니를 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 좌석 벨트 수축기는 공지된 좌석 벨트 수축기보다 적은 수의 부품들로 구성될 수 있으며 또한 보다 작은 전체 포장 크기, 특히 슬림한 패킷 사이즈가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 좌석 벨트 수축기의 사시도,

도 2는 도 1의 좌석 벨트의 분해도,

도 3 내지 도 7은 작동 절차를 도시하는 도 1 및 도 2의 좌석 벨트 수축기의 부분 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 좌석 벨트 수축기 2 : 프레임

3 : 스풀 4 : 센서

5 : 센서 폴 6 : 센서 로킹 폴

7 : 로크 도그 8 : 캠

9 : 캠 슬롯 10 : 다기능 피스

11 : 사이클로이드 기어 12 : 액추에이터 부재

13 : 기어 링 14 : 기어 휠

15 : 액추에이터 폴 16 : 아암

17 : 제 1 레그 18 : 스프링

19 : 결각부 20 : 포스트 부재

21 : 스프링 22 : 편심 캠

도 1은 프레임(2), 스풀(3) 및 프레임(2)의 좌측에 부착된 비상 로킹 시스템 및 자동 로킹 시스템을 포함하는 일반적으로 공지되어 있는 구성의 좌석 벨트 수축기를 도시한다.

비상 로킹 시스템은 일반적으로 공지된 구성이며, 스탠딩 맨(standing man)으로서 통상적으로 알려진 유형의 차량 센서(4)와, 차량 센서 폴(5)과 차량 센서 로킹 폴(6)을 포함한다. 비상 상황에서는 소정 한계 이상의 가속 또는 감속으로 인해 스탠딩 맨(4)이 기운다. 이로 인해 센서 폴(5)이 상승되고, 이것은 그 뒤 로킹 폴(6)을 회전시켜 스풀(3)에 단단히 연결된 래칫 휠상의 톱니와 결합하게 한다. 로킹 폴(6)이 래칫 휠과 결합함으로써 하중 지지 로크 도그(7)는 하중 지지 방식으로 스풀을 로킹하도록 결합된다. 로크 도그(7)는 프레임상에서 회전되며, 차량 센서(4)가 장착되는 다기능 피스(10)상의 캠 슬롯(9)과 로크 도그(7)상의 캠(8)의 상호 작용에 의해 결합된다.

자동 로킹 메커니즘은 사이클로이드 기어 장치(11)와 액추에이터 부재(12)를 포함한다. 사이클로이드 기어 장치(11)는 안쪽으로 톱니가 형성된 기어 링(13)과, 편심 캠 드라이브(23)와 협동하는 편심 캠(22)에 의해 기어 링(13)으로부터 중심에서 벗어나 장착된 바깥쪽으로 톱니가 형성된 기어 휠(14)을 포함한다. 이것이 스풀(3)의 빠른 운동을 사이클로이드 기어 휠(14)의 느린 운동으로 전환한다.

액추에이터 부재(12)는 일 단부에서 래칫 휠과 결합하도록 배치되는 액추에이터 폴(15)과, 기어 휠(14)상의 바깥쪽으로 형성된 톱니와 결합하도록 배치된 2개의 이격된 톱니(16, 17)와, 스프링 장치(18)를 포함한다. 스프링 장치(18)는 액추에이터 부재(12)의 일부분으로서 성형되며, 만입부(indentation)(19)를 갖는 플라스틱 고리를 포함한다. 고리의 내부에서, 스프링(18)이 작용하는 작업면을 제공하는 뾰족한 포스트 부재(20)가 만입부(19)와 접한다. 만입부(19)는 액추에이터 부재(12)에 인가되도록 요구되는 탄성 바이어스의 방향에 따라서 포스트(20)의 어느 한 측면상에 위치될 수 있다.

스프링(21)은 다기능 피스(10)를 로크 도그(7)가 래칫 휠과 결합되지 않는 위치로 바이어스시킨다. 도 2에서, 이들 부분은 분해도로 도시되어 있으며 동일한 부분에는 동일한 참조번호가 부여되어 있다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 좌석 벨트 수축기의 작동을 설명한다.

도 3은 웨빙이 스풀에 최대로 감겨져 있고 자동 로킹 메커니즘과 전혀 결합하고 있지 않는 차량내의 좌석 벨트 수축기의 감겨진 위치를 도시하고 있다. 그러므로, 좌석 벨트 수축기는 비상 로킹 수축기(emergency locking retractor; ELR) 모드에 있다.

웨빙은 화살표(24)로 지시된 방향으로 스풀로부터 당겨지고 있다. 이로 인해 스풀은 화살표(25)로 지시된 시계방향으로 회전한다. 그러므로, 편심 캠(22)이 또한 시계방향으로 회전하고 따라서 기어 휠은 반시계방향으로 회전한다. 편심 캠(22)은 스풀(3)에 고정된 편심 캠 드라이브(23)상에 장착되어 있다. 이에 의해 기어 휠(14)은 화살표(26)로 지시된 방향인 반시계방향으로 회전한다.

도 3에서, 액추에이터 레버(12)는 액추에이터 폴(15)이 래칫 휠(27)과 결합하지 않는 위치에 있으며 스프링 장치는 만입부(19)가 포스트(20)의 피크(peak)의우측(도 3에 도시되어 있음)에 놓이도록 위치한다. 따라서, 액추에이터 부재(12)는 그 피벗점에 대하여 반시계방향으로 바이어스된다. 이 상황에서는 웨빙은 자유로이 안 또는 밖으로 당겨질 수 있다.

도 4에서, 웨빙은 화살표(24)로 지시된 방향으로 스풀로부터 당겨지고 스풀(3)과 편심 캠(22)은 화살표(25)의 방향으로 시계방향으로 회전한다. 기어 휠(14)은 화살표(26)의 방향으로 반시계방향으로 회전한다.

기어 휠(14)은 2개를 제외하고는 대체로 균일하게 이격된 톱니를 갖는다. 하나의 특별히 긴 톱니(28)가 다른 톱니의 범위를 넘어서 반경방향으로 연장되며 이것은 제 1 액추에이터 탭으로서 지칭될 것이다. 또한 정상 톱니 중의 2개 사이의 공간이 부분적으로 채워져 있어 제 2 액추에이터 탭(29)을 제공한다. 도시된 실시예에 있어서 제 1 탭(28)은 제 2 탭(29)과 직경방향으로 대향된다.

도 4에 도시된 위치에서, 기어 휠(14)상의 제 1 액추에이터 탭(28)은 액추에이터 부재(12)상의 제 1 레그(17)와 접촉하고 있다. 이것이 스프링(18)의 힘에 대항하여 액추에이터 부재(12)를 밀며, 오버센터 스프링이 전환점, 즉 뾰족한 포스트(20)의 정점을 넘어서 움직일 만큼 충분히 액추에이터 부재(12)를 회전시키도록 치수가 형성되어 있다. 이 위치에서 오버센터 스프링은 뾰족한 포스트(20)의 다른 측면과 결합하여, 액추에이터 부재(12)를 그 피벗점을 중심으로 대체로 시계방향으로 바이어스시키게 되고 따라서 액추에이터 폴(15)이 바이어스되어 래칫 휠의 톱니와 결합하게 된다. 이 위치에서 좌석 벨트 수축기는, 웨빙이 더 풀리지 않도록 스풀이 로킹되어 있으므로 자동 로킹 수축기(automatic locking retractor;ALR) 모드에 있게 된다.

도 5에 있어서, 좌석 벨트 수축기는 자동 로킹 수축기(ALR) 모드에서 작동하고 있으며 웨빙은 스풀상으로 당겨질 수만 있다. 스풀(3)과 편심 캠(22)은 반시계방향으로만 회전할 수 있고 기어 휠은 시계방향으로만 회전할 수 있다. 기어 휠(14)은 도 4에 도시된 위치에 비해 약 90°만큼 시계방향으로 이동된 위치에 도시되어 있다. 기어 휠(14)은 제 2 액추에이터 탭(29)이 회전하여 액추에이터 부재(12)의 아암(16)과 결합할 때까지 시계방향으로 계속해서 회전한다. 이것이 도 6에 도시된 위치이다. 이 위치에서 제 2 액추에이터 탭(29)은 아암(16)을 밀어 액추에이터 부재(12)를 가압하여 오버센터 스프링(18)의 힘에 대항하여 반시계방향으로 회전시킨다. 제 2 액추에이터 탭과 아암(16)은 액추에이터 폴(15)이 래칫 휠과 분리될 만큼 충분히 액추에이터 부재(12)가 회전되도록 치수가 형성되어 있다. 따라서, 스풀은 해제되고 ALR 모드는 전환된다. 이제 좌석 벨트 수축기는 다시 ELR 모드로 들어간다. 오버센터 스프링(18)의 결각부(19)는 포스트(20)의 정점을 넘어 밀려지고 액추에이터 부재(12)는 대체로 반시계방향으로 다시 바이어스되며 폴(15)이 바이어스되어 래칫 휠과의 결합이 해제된다.

이 위치에서 웨빙은 스풀로부터 당겨질 수 있거나 스풀상에 다시 감겨질 수 있고, 편심 캠은 기어 휠과 함께 임의의 방향으로 자유로이 회전할 수 있다. 이것이 도 7에 도시된 위치이다.

이 장치에 필요한 특별한 요소의 수가 적기 때문에 좌석 벨트 수축기의 포장 크기는 종래의 디자인보다 훨씬 가늘게 된다. 이것은 작동과 작동해제가 하나의층에 모두 제공되는 탭에 의해 수행되기 때문이다.

변형예로서, 양 액추에이터 탭에 대하여 기다란 톱니를 사용할 수 있거나 또는 양 액추에이터 탭에 대하여 이뿌리가 채워진 것을 사용할 수 있다. 액추에이터 부재(12)의 아암의 형상에 적절한 조정을 행함으로써 다수의 구성이 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 행해질 수 있다.

본 발명에 따른 좌석 벨트 수축기는 종래의 좌석 벨트 수축기의 구조를 개선한 것으로, 종래의 좌석 벨트 수축기보다 적은 수의 부품들로 구성될 수 있으며 전체 포장 크기를 보다 작게 할 수 있다.

Claims

좌석 벨트 수축기에 있어서,

좌석 벨트 웨빙을 지지하는 회전 가능하게 장착된 스풀과,

상기 스풀을 회전하지 않게 선택적으로 로킹하는 비상 로킹 메커니즘과,

상기 웨빙이 풀리지 않게 상기 스풀을 선택적으로 로킹하는 자동 로킹 메커니즘과,

상기 스풀로부터 풀려지는 소정 양의 웨빙에 따라서 상기 자동 로킹 메커니즘을 작동하는 제 1 위치와, 상기 스풀로 다시 감기는 소정 양의 웨빙에 따라서 상기 자동 로킹 메커니즘을 작동해제하는 제 2 위치를 갖는 스위치 메커니즘과,

상기 스풀을 상기 스위치 메커니즘과 연결하는 기어로서, 상기 스위치 메커니즘은 상기 기어상의 제 1 및 제 2 액추에이터 탭으로 구성되는, 상기 기어와,

상기 스위치를 상기 제 1 및 제 2 위치 사이로 이동시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 탭과 결합하는 부분과 상기 스풀을 로킹하는 액추에이터 폴을 갖는 회전 가능하게 장착된 액추에이터 부재를 포함하며, 상기 탭과 상기 결합 부분은 반경방향으로 서로 일렬로 배향되는

좌석 벨트 수축기.
제 1 항에 있어서,

상기 기어는 사이클로이드 기어 장치인

좌석 벨트 수축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 1 탭은 반경방향으로 연장되는 기다란 기어 톱니를 포함하고 상기 제 2 탭은 2개의 기어 톱니 사이의 공간이 부분적으로 채워진 것을 포함하는

좌석 벨트 수축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 양 탭은 인접한 기어 톱니 사이의 공간을 부분적으로 채운 것을 포함하는

좌석 벨트 수축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 양 탭은 반경방향으로 연장되는 기다란 기어 톱니를 포함하는

좌석 벨트 수축기.