KR100456572B1

KR100456572B1 - 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너

Info

Publication number: KR100456572B1
Application number: KR10-2002-0066785A
Authority: KR
Inventors: 이수철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-11-10
Also published as: KR20040037942A

Abstract

본 발명은 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너 구조에 관한 것으로서, 차량에 충격이 가해지는 경우 에어백 센서의 신호를 받아서 실린더가 폭발함에 따라 레그부가 아래로 구동되고, 이에 따라 스풀과 연결되어 있는 기어가 회전하면서 프리텐셔너 역할을 하는 구조로 이루어져 있어서, 탑승자의 신체를 구속시켜 주는 구속력을 높여 차량 충돌시 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 개량한 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너 구조에 관한 것이다.

Description

차량용 시트 벨트의 프리텐셔너{Pretensioner for seat belt of vehicle}

본 발명은 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 충격이 가해지는 경우 에어백 센서의 신호를 받아서 실린더가 폭발함에 따라 레그부가 아래로 구동되고, 이에 따라 스풀과 연결되어 있는 기어가 회전하면서 프리텐셔너 역할을 하는 구조로 이루어져 있어서, 탑승자의 신체를 구속시켜 주는 구속력을 높여 차량 충돌시 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 개량한 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 시트벨트는 운전자 및 탑승자의 가슴과 허리를 잡아주도록 되어 있는데, 이러한 시트벨트는 리트렉터에 의해 자동으로 감기도록 설치된다.

한편, 전방 추돌 및 충돌사고시 가해지는 외력이 크게 작용되면, 관성에 의해 운전자 및 탑승자가 더욱 큰 힘으로 전방으로 밀리게 되는데, 상기 운전자 및 탑승자가 시트벨트를 착용하여 시트벨트에 의해 지지된다 하더라고 일정거리 만큼 밀리게 된다.

따라서, 전방 추돌 및 충돌사고 발생시 시트벨트를 순간적으로 감아서 시트벨트에 작용하는 장력이 향상되도록 하여 운전자 및 탑승자의 밀림을 방지하는 프리텐셔너가 설치된다.

상기 프리텐셔너 작동은 화약의 폭발력을 이용해 버클 또는 안전벨트로 하여금 프리텐셔너 기능을 부여하거나 토션바나 웨빙을 이용한 로드 리미터 등의 기술이 알려져 있는 바, 이런 기술은 통상의 기술로서 그 구체적인 설명은 생략한다.

도 5는 종래 프리텐셔너의 래크, 피니언 방식의 구동기구를 나타내는 사시도이고, 도 6는 종래 프리텐셔너가 일체로 형성된 웨빙 권취장치의 개략적인 측면도이다.

종래 발명에 따른 프리텐셔너는 웨빙 권취장치의 제 2 레그 플레이트(18)측에 일체로 설치되어 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 스풀(12)의 제 2 레그 플레이트(18)측에 장착된 슬리브의 중간부와 소경부는 제 2 레그 플레이트(18)의 외측으로 돌출되어 배치되어 있다.

이들 중간부 및 소경부의 외주측에는 피니언(102)이 덮어져 있다. 피니언(102)은, 슬리브의 소경부를 감싸면서 외주부에 피니언 기어(104A)가 형성된 기어(104)와, 슬리브의 중간부를 감싸면서 기어(104)에 인접하여 일체로 형성된 클러치부(106)로 구성되어 있다.

따라서, 탑승자가 안전벨트 착용시 웨빙(126)으로 연결된 텅플레이트(도시하지 않음)를 잡아 당겨 플랫 스파이럴 스프링의 탄성력에 반발하는 상태로 웨빙(126)을 스풀(12)로부터 강제 인출하고 상기 텅 플레이트를 버클 장치(도시하지 않음)에 결합시키게 되면 탑승자는 탄성 복원력을 가진 상태로 삼점식 안전벨트장치의 웨빙을 장착한 상태가 된다.

이러한 착용 상태에서는 중심 지지대의 상부에 설치된 숄더 앵커(shoulder anchor)(도시하지 않음)로부터 텅 플레이트의 웨빙(126)이 탑승자 어깨 부분에 걸쳐지고 텅 플레이트로부터 버클 장치까지의 웨빙(126)이 탑승자 우측 아래 부분에 위치하면서 벨트의 견고한 착용이 이루어진다.

상기 상태에서 차량 주행시 급제동시키면 프리텐셔너(100)가 작동하는데, 즉 급제동으로 점화 장치가 작동함으로써 카트리지(112)의 가스 발생기(124)내에 수용된 가스 발생제가 연소하여 가스가 발생하고, 이 가스는 가스 발생기(124)로부터 실린더(114)의 하단부로 공급된다.

이로써 실린더(114)내에 수용된 피스톤이 축방향으로 이동한다.

피스톤(116)이 축방향으로 이동하면 피스톤(116)의 래크부(120)의 래크기어(120A)가 피니언(120)의 기어(104)의 피니언 기어(104A)와 맞물리면서 피니언(102)을 웨빙의 권취회전방향으로 회전시킨다.

그러므로 피니언(102)의 기어(104)와 일체로 형성된 클러치부(106)도 같은 방향으로 회전된다.

이렇게 함으로써 클러치부(106)의 오목부내에 유지되는 롤러(도시하지 않음)가 광폭부로부터 협폭부로 상대이동하고 오목부의 후면의 측면과 슬리브(도시하지 않음)의 중간부의 외주면 사이에 끼게 된다.

슬리브의 중간부의 외주면 및 롤러의 외주면에는 모두 가로로 널링 가공이실시되어 있으므로 양자는 맞물린 상태가 된다.

이렇게 함으로써 클러치부(106)를 통하여 피니언과 슬리브가 연결된 상태가 되고 피니언의 회전력이 슬리브에 전달된다.

슬리브의 기부와 스풀(12)의 스풀(12) 축은 세레이션 또는 스풀라인(도시하지 않음)으로 결합되어 있으므로 슬리브가 웨빙(126)의 권취회전방향으로 회전하면 스풀(12)도 웨빙의 권취회전방향으로 회전된다.

그 결과 피스톤(116)의 이동 스트로크에 대응하는 양만큼 웨빙(126)이 감기게 되어 탑승자를 구속한다.

그러나, 종래 발명에 따른 프리텐셔너는 마찰에 의한 에너지 손실이 많이 발생하여서, 프리텐셔너 본연의 임무를 수행하지 못하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 기존의 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 차량에 충격이 가해지는 경우 에어백 센서의 신호를 받아서 실린더가 폭발함에 따라 레그부가 아래로 구동되고, 이에 따라 스풀과 연결되어 있는 기어가 회전하면서 프리텐셔너 역할을 하는 구조로 이루어져 있어서, 탑승자의 신체를 구속시켜 주는 구속력을 높여 차량 충돌시 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 개량한 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너의 구조를 도시한 분리 사시도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너의 구조를 도시한 부분 단면도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너의 작동 상태를 도시한 분리 사시도

도 4는 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리테셔너의 작동 상태를 도시한 부분 단면도

도 5는 종래 프리텐셔너의 래크, 피니언 방식의 구동기구를 나타내는 사시도

도 6는 종래 프리텐셔너가 일체로 형성된 웨빙 권취장치의 개략적인 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프레임 22,24 : 레그 플레이트

26 : 제 1 기어 28 : 제 2 기어

28A : 치형 돌기 28B : 홈

26A : 원통 형상의 부재 29A : 치형홈

39 : 실린더 40 : 피스톤

41 : 레그부 43 : 단

50 : 커버 60 : 스풀

70 : 스프링 71 : 스프링홈

본 발명은 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너 구조에 관한 것으로서, 원형판 형상으로 일측은 스풀(60)과 일체형으로 체결되고, 다른 일측면에는 제 2 기어(28)가 체결되는 원통 형상의 부재(26A)가 돌출형상으로 형성되어 있고 가장자리를 따라 일정한 간격으로 다수의 치형홈(29A)이 형성되어 있는 제 1 기어(26)와,

상기 원통 형상의 부재(26A)가 삽입 가능한 홈(28B)을 구비한 원형판 형상으로 상기 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)가 삽입되어 체결되고, 일측면에는 가장자리를 따라 상기 치형홈(29A)에 대응하는 치형(28A)이 돌출형상으로 형성되어 있고, 다른 일측면에는 피니언 기어(29)가 형성되어 있는 제 2 기어(28)와,

래크부(41)에 래크기어(42)를 구비하고 그 래크기어(42)가 상기 피니언 기어(29)와 맞물려 있어서 실린더(39)가 폭발함에 따라 기어(26,28)를 회전시키는 피스톤(40)와,

프리텐셔너가 작동하지 않을때 스풀(60)의 움직임을 방해하지 않도록 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)에 삽입되어, 제 1 기어(26) 및 제 2 기어(28) 사이에 체결되는 스프링(70)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 피스톤(39)가 폭발함에 따라 제 2 기어(28)와 제 1 기어(26)가 체결되는 동시에 회전 할 수 있도록 레그부(41) 상단에 단(43)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 제 1 기어(26)와 제 2 기어(28)가 체결되는 면에는 상기 스프링(70)이 장착되는 홈(71)이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너가 일체로 형성된 웨빙 권취장치의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너의 구조를 도시한 단면도이다.

잘 알려진 바와 같이, 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너의 구조는 대략 ㄷ자형으로 형성된 프레임(10)을 구비하고 있고, 상기 프레임(10)은 차체측에 고정되어 있다.

상기 프레임(10)은 서로 평행으로 연장된 제 1 레그 플레이트(22)와 제 2 레그 플레이트(24)를 구비하고 있고, 이들 제 1 레그 플레이트(22)와 제 2 레그 플레이트(24) 사이에 다이캐스트(die casting)에 의하여 제작된 스풀(60)이 회전가능 하도록 지지되어 있다.

또한, 상기 스풀(60)은 원통 형태로 형성되어 축심부를 구성함과 아울러 탑승자 구속용 웨빙(126)의 일단부가 고정되어 있다.

본 발명은 상기 스풀(60) 제 1 레그 플레이트(22) 바깥쪽으로 각형 돌기부를 돌출형상으로 구비하고, 그 각형 돌기부에는 제 1 기어(26)가 끼워짐으로써 스풀(60)과 일체형으로 체결하였다.

상기 제 1 기어(26)는 원형판 형상으로 스풀(60)과 체결되는 측에는 각형의 홈이 형성되어 있고, 그 홈에 상기 스풀의 각형 돌기부가 끼워짐으로써 스풀(60)과 일체형으로 체결된다.

또한, 그 반대쪽 면에는 제 2 기어(28)가 체결 가능하도록 원통 형상의부재(26A)가 돌출형상으로 형성됨과 아울러 가장자리를 따라 일정한 간격으로 다수의 치형 홈(29A)이 형성되어 있다.

제 2 기어(28)는 상기 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)가 삽입 가능한 홈(28B)을 구비한 원형판 형상으로 상기 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)에 삽입됨으로써 체결된다.

제 2 기어(28)와 체결되는 원형판 측면에는 가장자리를 따라 상기 치형홈(29A)에 대응하는 치형(28A)이 돌출형상으로 형성되어 있다.

또한, 그 반대쪽 면에는 피니언 기어(29)가 돌출형상으로 형성되어 있다.

한편, 제 1 기어(26)와 제 2 기어(28)가 체결되는 면에는 프리텐셔너가 작동하지 않을때에 제 2 기어(28)가 스풀(60)의 움직임을 방해하지 않도록 스프링(70)이 체결되어 있다.

상기 스프링(70)은 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)에 삽입된 상태에서 제 2 기어(28)에 삽입되어 체결되는데, 이때 제 1 기어(26)와 제 2 기어(28)에는 스프링 장착홈(71)이 구비되어 있다.

또한, 상기 스프링(70)은 실린더(39)가 폭발하여 피스톤(40)가 아래로 내려오는 동시에 그힘에 의하여 압축되어 제 1 기어(26)와 제 2 기어(28)는 맞물릴 수 있다.

한편, 상기 제 1 레그 플레이트(22)측 근방에는 실린더(39) 내에서 축방향으로 이동할 수 있도록 수용됨과 아울러 래크부(41)로 구성된 피스톤(40)이 설치되어 있다.

상기 피스톤(40)은 차량 충돌시 에어백 센서의 신호에 의해 화약이 폭발하는 압력을 받는 원판상의 피스톤와 이 피스톤으로부터 거꾸로 세워서 형성된 레그부(41)로 구성되어 있다.

또한, 레그부(41)의 일면에는 피니언 기어(29)와 맞물리는 래크 기어(42)가 형성되어 있고, 레그부(41) 상단은 제 2 기어(28)를 앞으로 전진시켜 제 1 기어(26)와 체결하는 동시에 회전시킬 수 있도록 일정 두께의 단(43)이 형성되어 있다.

한편, 상기 피스톤(40)와 기어(26,28) 바깥쪽으로 커버(50)가 볼팅(B) 체결로서 제 1 레그플레이트(22)측에 결합된다.

이하, 본 발명에 따른 프리텐셔너의 작동 구조를 설명하면 다음과 같다.

차량 충돌사고가 발생하면 차량에 설치되어 있는 에어백 센서가 이를 감지한다.

다음으로 상기 감지된 신호에 의해 실린더 내부의 화약이 점화된다.

첨부한 도 3, 도 4에서 도시한 바와 같이, 실린더 내부의 화약이 폭발하는 압력에 따라 실린더(39)에 장착되어 있는 피스톤(40)가 아래로 내려온다.

따라서, 상기 피스톤(40)에 형성되어 있는 레그부(41)는 제 2 기어(28)의 피니언 기어(29)와 맞물려 제 2 기어(28)를 회전시키는 동시에 레그부(41) 상단에 형성되어 있는 단(43)에 의해서 제 2 기어(28)를 앞으로 전진시킨다.

제 2 기어(28)가 전진함에 따라서(이때 제 1 기어(26)와 제 2 기어(28) 사이에 체결되어 있는 스프링(70)은 실린더 내부의 화약이 폭발하는 압력에 의해 압축된다) 제 2 기어(28)의 돌출형상의 치형(28A)은 제 1 기어(26)의 치형홈(29A)에 삽입되어 제 2 기어(28)와 제 1 기어(26)가 일체형으로 체결되고, 상기 레그부(41)가 피니언 기어(29)를 돌리는 힘에 의하여 제 2 기어(28)와 제 1 기어(26)는 동시에 회전하게 된다.

따라서, 차량 충돌사고가 발생하면 실린더(39)의 화약이 폭발하면서 제 2 기어(28)와, 제 1 기어(26)를 회전시켜 스풀(60)을 감아주어서 운전자를 포함하는 탑승자의 신체를 구속해 준다.

상기 구조와 같이 본 발명은 구조가 간단하며, 마찰에 의한 에너지 손실이 적으므로 프리텐셔너의 성능을 더욱 향상 시킬 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너에 의하면, 에어백 센서의 신호를 받아서 실린더가 폭발함에 따라 레그부가 아래로 구동되고, 이에 따라 스풀과 연결되어 있는 기어가 회전하면서 프리텐셔너 역할을 하게 되는 단순한 구조로 원가를 절감할 수 있다.

또한, 마찰에 의한 에너지 손실을 줄여 프리텐셔너의 성능을 향상 시킬 수 있다.

Claims

피스톤을 포함한 실린더와 스풀, 레그 플레이트를 포함한 프레임, 웨빙을 포함하여 이루어진 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너에 있어서,

원형판 형상으로 일측은 스풀(60)과 일체형으로 체결되고, 다른 일측면에는 제 2 기어(28)가 체결되는 원통 형상의 부재(26A)가 돌출형상으로 형성되어 있고 가장자리를 따라 일정한 간격으로 다수의 치형홈(29A)이 형성되어 있는 제 1 기어(26)와,

상기 원통 형상의 부재(26A)가 삽입 가능한 홈(28B)을 구비한 원형판 형상으로 상기 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)가 삽입되어 체결되고, 일측면에는 가장자리를 따라 상기 치형홈(29A)에 대응하는 치형(28A)이 돌출형상으로 형성되어 있고, 다른 일측면에는 피니언 기어(29)가 형성되어 있는 제 2 기어(28)와,

래크부(41)에 래크기어(42)를 구비하고 그 래크기어(42)가 상기 피니언 기어(29)와 맞물려 있어서 실린더(29)가 폭발함에 따라 기어(26,28)를 회전시키는 피스톤(40)와,

프리텐셔너가 작동하지 않을때 스풀(60)의 움직임을 방해하지 않도록 제 1 기어(26)의 원통 형상의 부재(26A)에 삽입되어 제 1 기어(26) 및 제 2 기어(28) 사이에 체결되는 스프링(70)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너.
제 1 항에 있어서,

상기 피스톤(39)가 폭발함에 따라 제 2 기어(28)와 제 1 기어(26)가 체결되는 동시에 회전 할 수 있도록 레그부(41) 상단에 단(43)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너.
제 1 항에 있어서,

제 1 기어(26)와 제 2 기어(28)가 체결되는 면에는 상기 스프링(70)이 장착되는 홈(71)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 벨트의 프리텐셔너.