KR100468925B1 - 좌석벨트 리트랙터의 프리텐셔너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로드 리미터와 협동하여 2단계의 안전작동을 수행하는 좌석벨트 리트랙터의 프리텐셔너에 관한 것이다.

좌석벨트 리트랙터는 "U"자형 프레임에 회전 가능하게 설치되어 벨트의 웨빙작동이 가능하게 하는 중심 축을 구비한 리일과, 차량 이상시에 리일의 일측면상에 형성한 스프로켓부와 협동하여 리일이 회전하지 못하게 구속하는 로킹부와, 수평관에 설치된 장약 카트릿지의 점화로 얻어지는 동력으로 수평관의 타측에서 수직으로 하향 연장되는 실린더에 설치된 피스톤을 하향 작동시키는 동력발생부와 아암이 피스톤에 직결되어 그의 말단부에 풀리와 풀리를 경유하고 있는 케이블이 하향 이동되도록 동력을 전달하는 동력전달부로 구성되는 파이로테크닉 동력발생장치, 동력발생장치를 수납하는 제1 쳄버와 클러치가 안착 되는 제2 쳄버로 이루어지는 하우징, 하우징의 일측면에 설치되고 스프링을 장착하여 리일이 벨트를 권회하도록 탄성을 갖게 한 스프링부, 부하제어부가 그의 일측에 설치되어 로킹부로 연결되고 타측이 스프링부에 연결되게 한 리일과 프레임의 일측 다리부 사이에 일체로 설치되어 파이로텍크닉 동력발생장치에서 발생된 동력으로 리일을 역 회전시켜 좌석벨트의 소정길이를 회수하는 프리텐셔너를 구비하며, 이 프리텐셔너는 일측면상의 원주 둘레에 인접하여 일방향으로는 직각면으로 되고 타측 방향으로 경사면으로 되는 다수의 제2 결합돌기들, 타측면의 원주둘레에는 일측이 직각으로 되고 타측이 경사로 절취되는 적어도 3개의 결합홈부, 케이블의 타측이 고정되는 고정홈과 상하단 원주둘레의 소정위치로부터 서로 대략 직경선상에 일체로 형성된 정지구들을 구비한 클러치: 제2 쳄버의 저부에 일측이 경사면이고 타측이 직각면으로 형성되어 클러치의 웹 당김 방향으로 회전이 가능하도록 결합홈부와 협동하도록 한 적어도 3개의 제1 결합돌기와 제2 쳄버의 원형 벽부에 면하여 상단 및 하단에 대략 직경선상에 일체로 형성되어 클러치를 웹 당김 방향으로 회전되게 안내하는 안내구들과; 리일의 측면상에는 클러치의 제1 결합돌기와 대향하여 그와 일치되는 위치에 동일형상의 제3의 결합수단이 형성되어 있는 로드 리미터로 구성되는 프리텐셔너.

Description

좌석벨트 리트랙터의 프리텐셔너{PRETENSIONER OF SEAT BELT RETRACTOR }

본 발명은 좌석벨트 리트랙터의 프리텐셔너에 관한 것으로, 특히 로드 리미터를 적용할 수 있고 2단계의 안전작동을 수행하는 좌석벨트 리트랙터의 프리텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 운전 중에 승차감, 속도 등과 같은 기본적인 성능을 뿐만 아니라, 승객의 안전을 보호할 수 있는 안전장치에 대해 많은 노력이 이루어져 왔으며, 특히, 좌석벨트 리트랙터가 승객의 안전을 위한 안전장치로써 상당한 성능 개발이 이루어져 왔으며, 그 일환으로 로드 리미터와 프리텐셔너가 리트랙터의 성능을 한 단계 더 발전시키도록 개발된 것임은 잘 알려져 있다.

로드 리미터는 리일의 샤프트로써 설치된 토션바등을 구비하며, 자동차의 급격한 감속(예를 들면, 정면 충돌 등에 의한 자동차의 정지) 시에 웹을 착용한 승객에 의하여 웨빙에 그의 하중을 가하여 웨빙을 가속하게 되고 동시에 리일이 급작스럽게 정지하게 되나 토션바가 비틀리게 되어 리일을 소정횟수 회전시켜 웨빙의 급격한 정지를 완화시키고 승객의 웹에 대하여 받는 충격을 완화시키므로 승객의 안전을 도모한다. 이 로드 리미터의 대표적인 것은 본 출원인의 한국특허 제299273호와 대응 미국특허 제6,237,869호가 개시되어 있다.

프리텐셔너는 파이로텍크닉(Pyrotechnics)이거나 다른 동력을 이용하는 동력발생기의 동력으로 리트랙터 리일부를 역 회전시켜 좌석벨트의 소정길이를 회수하도록 한다. 그러나, 현재까지 개발된 프리텐셔너는 승객을 좌석에 구속시키는 원래의 목적을 충실히 이행하고 있는지에 대하여서는 확신을 가질 수 없는 것이 현재의 실정이다. 그 이유는 동력발생장치에 대하여 프리텐셔너가 분리되어있어 그 동력의 크기에 따라 프리텐셔너의 좌석벨트의 회수 길이가 일정하도록 조정하는데 따른 기술적인 어려움이 상존하기 때문이다.

이러한 문제를 해결하는 프리텐셔너로써 그 대표적인 것으로 본 출원인의 한국특허 제348163호에서 좌석벨트 리트랙터의 동력전달장치 일체형 프리텐셔너가 개시되어 있다.

이 프리텐셔너는 파이로테크닉 동력발생장치의 수평관이 "U"자형 브라케트의 상부에 위치되어서, 실린더의 일단부를 수용하는 하우징과; 이 하우징의 일측 제1 쳄버에 위치되어 활주 이동되는 상기 실린더내의 피스톤과 직결되어 실린더외부로 연장되어 있는 아암과, 이 아암의 일단부에 분기된 공간에 배치된 풀리에 동력을 전달하는 케이블로 이루어진 동력전달부와; 상기 제1 쳄버에 인접한 제2 쳄버에 위치되고 케이블이 그의 중단에 원형홈부상에 소정길이 권회되며, 일측면상의 원주 둘레에 인접하여 일방향으로는 직각면으로 되고 타측 방향으로 경사면으로 되는 다수의 제1 결합돌기들, 타측면의 원주둘레에는 일측이 직각으로 되고 타측이 경사로 절취되는 적어도 3개의 결합홈부와 케이블의 타측이 고정되는 고정홈이 형성되는 클러치 디스크를 갖으므로, 동력 전달되는 아암의 상대적으로 짧은 작동 행정 길이에 비해 기어 결합식 클러치 디스크를 많은 회전수로 회전시켜 동력전달 성능을 높이도록 하고 있다.

여기서, 로드 리미터와 프리텐셔너는 서로 상이한 기능과 작동을 하는데, 전자는 웹을 느슨하게 하고 후자는 웹을 당기도록 하는 것으로 상호 보완되는 관계에 있다. 이러한 점에서 상호 이상적인 결합을 하여 프리텐셔너가 작동한 후 로드 리미터를 작동시킨다면 매우 바람직함을 알 수 있다. 그러나, 이러한 결합구조에서는 로드 리미터의 작동성을 보장하기 위하여 먼저 작동되는 프리텐셔너의 작동의 신뢰성이 매우 중요하다.

본 발명은 로드 리미터의 작동성을 보장하도록 리트랙터의 일측면상에 일체로 설치되는 동력발생장치와 결합된 클러치장치의 동력전달성능을 개선한 시트 벨트 리트랙터의 프리텐셔너를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 동력발생장치와 결합되어 작동되는 클러치장치의 작동과 로드 리미터의 작동범위가 일치되도록 한 시트 벨트 리트랙터의 프리텐셔너를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 동력전달장치의 동력으로 작동하는 클러치장치와 로드 리미터가 리일의 중심 축과 협동하도록 한 시트 벨트 리트랙터의 프리텐셔너를 제공하는데 있다.

도 1는 본 발명에 따른 프리텐셔너와 로드 리미터를 동시에 구비한 좌석벨트 리트랙터의 분해사시도,

도 2는 본 발명에 따른 프리텐셔너와 로드 리미터를 하우징에 결합한 부분적인 사시도,

도 3a, 도 3b와 도 3c는 본 발명에 따라 파이로테크닉 동력발생장치를 하우징에 설치하여 프리텐셔너와의 작동을 설명하는 단면도,

도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 프리텐셔너의 클러치를 상면과 하면으로 상세히 보인 사시도,

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따라 하우징에서 동력전달부의 작동에 따른 프리텐셔너의 작동상태를 나타내는 도 3b와 도 3c의 선 A-A를 따라 절개한 단면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 프레임 20 : 리일

30 : 부하 제어부 40 : 동력 발생부

49 : 로킹부 18 : 스프링부

50 : 동력 전달부 60 : 파이로테크닉 동력발생장치

90 : 클러치 70 : 프리텐셔너

본 발명에 따르면, 좌석벨트 리트랙터는 "U"자형 프레임에 회전 가능하게 설치되어 벨트의 웨빙작동이 가능하게 하는 중심 축을 구비한 리일과, 차량 이상시에 리일의 일측면상에 형성한 스프로켓부와 협동하여 리일이 회전하지 못하게 구속하는 로킹부와, 수평관에 설치된 장약 카트릿지의 점화로 얻어지는 동력으로 수평관의 타측에서 수직으로 하향 연장되는 실린더에 설치된 피스톤을 하향 작동시키는 동력발생부와 아암이 피스톤에 직결되어 그의 말단부에 풀리와 풀리를 경유하고 있는 케이블이 하향 이동되도록 동력을 전달하는 동력전달부로 구성되는 파이로테크닉 동력발생장치, 동력발생장치를 수납하는 제1 쳄버와 클러치가 안착 되는 제2 쳄버로 이루어지는 하우징, 하우징의 일측면에 설치되고 스프링을 장착하여 리일이 벨트를 권회하도록 탄성을 갖게 한 스프링부, 부하제어부가 그의 일측에 설치되어 로킹부로 연결되고 타측이 스프링부에 연결되게 한 리일과 프레임의 일측 다리부 사이에 일체로 설치되어 파이로텍크닉 동력발생장치에서 발생된 동력으로 리일을 역 회전시켜 좌석벨트의 소정길이를 회수하는 프리텐셔너를 구비하며, 이 프리텐셔너는 일측면상의 원주 둘레에 인접하여 일방향으로는 직각면으로 되고 타측 방향으로 경사면으로 되는 다수의 제2 결합돌기들, 타측면의 원주둘레에는 일측이 직각으로 되고 타측이 경사로 절취되는 적어도 3개의 결합홈부, 케이블의 타측이 고정되는 고정홈과 상하단 원주둘레의 소정위치로부터 서로 대략 직경선상에 일체로 형성된 정지구들을 구비한 클러치: 제2 쳄버의 저부에 일측이 경사면이고 타측이 직각면으로 형성되어 클러치의 웹 당김 방향으로 회전이 가능하도록 결합홈부와 협동하도록 한 적어도 3개의 제1 결합돌기와 제2 쳄버의 원형 벽부에 면하여 상단 및 하단에 대략 직경선상에 일체로 형성되어 클러치를 웹 당김 방향으로 회전되게 안내하는 안내구들과; 리일의 측면상에는 클러치의 제1 결합돌기와 대향하여 그와 일치되는 위치에 동일형상의 제3의 결합수단이 형성되어 있는 로드 리미터로 구성되는 프리텐셔너.

이하에서, 본 발명에 따른 좌석벨트 리트랙터의 프리텐셔너의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 좌석벨트 리트랙터(100)는 자동차의 소정위치에 수직으로 설치되는 "U"자형 프레임(10), 이 프레임(10)에 회전 가능하게 설치되어 벨트의 웨빙 작동을 제어 하는 리일(20), 차량 이상시에 리일(20)을 회전하지 못하게 구속하는 로킹부(19)와, 리일(20)의 타측에 설치되고 시계태엽형상의 스프링을 수납하여 리일(20)이 벨트를 권회하도록 브라켓트(10)에 설치되는 스프링부(19'), 가스발생기를 구비하여 동력을 발생시키고 이 동력을 프리텐셔너에 전달하는 파이로텍크닉 동력발생장치(50), 동력전달장치와 일체로 결합하여 그에 전달된 동력으로 리일(20)을 역 회전시켜 좌석벨트의 소정길이를 회수하는 프리텐셔너(70)들로 구성된다.

"U"자형 프레임(10)는 좌우측 다리부(11)와 (12)와 전후면 베이스(13)와 (14)들로 구성되고, 좌우측 다리부(11)와 (12)의 대략 중심에는 리일(20)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 구멍(15)이 형성된다. 또, 이 브라켓트(10)는 그의 후면베이스(14)에 인접하여 웹 가이드(16)가 설치되어 있다.

로드 리미터는 리일(20)과 부하 제어부(30)로 구성된다. 리일(20)은 드럼형상의 구조로 되고 부하 제어부(30)는 본 출원인의 특허출원 차량용 좌석벨트 리트랙터의 기술이 적용된다. 이 리일(20)은 내부가 공동으로 되어 토션바(31)가 수납 되어 결합되고 웹을 권취하는 권취부(21), 그의 일측면에 일체로 돌출되어 스프링에 연결되어 부세 되는 중심 축(24), 개구부(14)의 내주 원둘레에 일치하여 회전가능 하도록 면하여 있는 우측 플랜지(22)와 타측면의 둘레부에 직경선으로 서로 대향하여 돌출되고 부하 제어부(30)의 작동을 제한하는 정지구(23)로 이루어진다. 정지구(23)들에는 서로 직경으로 되는 위치에 고정핀(26)이 일체로 고정되어 있다. 또한, 이 리일(20)에는 도시 되어 있지 않지만 중심 축(24)이 돌출되는 면에는 이후 기술되는 클러치(90)의 다수의 제2 결합돌기와 결합되는 결합홈이거나 결합수단이 형성된다.

부하 제어부(30)는 권취부(21) 내에 삽입되어 축(24)과 동시에 회전되게 일 단부가 결합된 토션바(31), 이 토션바(31)의 토오크를 조절하는 마찰 디스크(32), 토션바(31)의 타측이 고정되어 그의 회전을 결정하는 안내홈이 형성된 보스(도시 않됨)를 구비하고 다리부(12)의 개구부의 내주 원둘레에 일치하여 접촉상태로 회전가능 하게 면하도록 한 플랜지(34)에 연이어 있는 스프로켓부(35)들로 구성된다. 스프로켓부(35)는 그의 중심에 축(28)이 돌출되고, 플랜지(34)로부터 연장부(39)가 외부로 연장하여 있고 그의 둘레에 지지홈(33)이 형성되어 있다.

토션바(31)는 그의 양측에 톱니형의 결합부(36)들이 형성되어 축(24) 및 보스에 각각 결합되어 권취부(21)를 강제로 회전시킨다. 마찰디스크(32)는 그의 상부에 돌출부(37)가 형성되어 보스의 안내홈에 삽입되도록 하고 권취부(21)의 타측의 원주 아래로 굴곡되어 정지구(23)들에 인접하여 위치되도록 한 안내구(39)들을 구비한다. 부싱(27)은 연성재질로 만들어지고 보스(33)의 외측에 끼워져서 디스크(32)의 중심 개구의 내측을 통과하여 스풀(21)의 공동내에 위치되어 보스(33)의 회전에 대한 마찰력을 감소시킨다.

도 2에 도시와 같이, 이 부하 제어부(30)는 웨빙의 가속시에 웹에 인가되는 부하를 조절하는 것으로 권취부(21)의 공동내에 토션바(31)가 삽입되고 마찰디스크(32)가 플랜지(25)상에 위치되며 동시에 돌출부(37)가 보스의 안내홈에 위치되게 하여 스프로켓부(35)가 토션바(31)의 타측과 결합되어 조립된다. 이 부하 제어부(30)는 과도한 웹 인출이 일어나는 경우 이하에 상세히 기술되는 바와 같이 프리텐셔너(70)의 작동에 이어서 스프로켓부(35)가 갑자기 정지되면 웨빙이 풀림 방향으로 인출됨에 따라 작동한다.

다시, 도 1을 참조하면, 로킹부(18)는 커버내에 이 기술에 잘 알려진 본 출원인의 웹 센서와 비클 센서를 구비할 수 있으며, 웨빙 가속도의 검출에 응답하여 웨빙 인출을 저지하거나 웨빙의 인출을 자유롭게 하거나, 차량의 이상시거나 로울오버 상태에서 웨빙의 인출을 방지한다. 즉, 웹 센서는 통상 스프로켓부(35)에 인접하여 축(28)에 그의 중심이 삽입되어 로킹요소가 진자 운동 되게 하는 리테이너와 이 리테이너 내부에 삽입되어 이 리테이너를 회동 가능하게 하는 질량부재와 결합된 클러치 휘일로 구성되어서 웨빙의 가속도를 검출한다. 비클 센서는 스프로켓부(35)에 인접하여 설치되는 펜더럼구조체로 이루어지고, 이 펜더럼구조체의 진자레버는 스프로켓부(35)의 스프로켓과 협동하도록 설치되어 리일의 회전을 제어한다.

스프링부(19)는 그의 케이스에 스프링을 수납하고 이 스프링은 그의 일 단부에서 리일(20)의 축(24)과 결합되어 웨빙을 권취 하는 방향으로 부세하도록 되어 있다. 케이스는 이후 기술되는 프리텐셔너(70)의 외부 측면에 다수의 볼트들로 고정된다.

파이로테크닉 동력발생장치(60)는 통상 동력발생부(40)와 동력전달부(50)들로 구성되고, 차량이 정면 충돌과 같은 사고시 급격한 감속 직후, 약 0.02 초 이내에 리일(20)을 역 회전시켜서 좌석벨트를 강제적으로 감고, 운전자의 관성력을 이겨낼 수 있는 장력으로 운전자거나 승객을 좌석 등받이 쪽으로 구속시키는 역할을 한다.

이 파이로테크닉 동력발생부(40)는 ECU에 전기적으로 연결된 점화기를 구비한 장약 카트릿지(42)가 수평관(41)에 삽입된다. 이 수평관(41)은 그와 연통 되어서 수직으로 소정길이 연장한 실린더(43)와 결합된다. 실린더(43)는 "O"형 시일 링(45)과 함께 피스톤(51)을 그 내부에 기밀 되게 삽입시킬 수 있게 형성되어 있고, 그의 하단의 단부에 인접하여 양측면으로부터 돌출된 플랜지(46)를 형성하고 있고, 이 플랜지(46)는 정측면에 고정돌기(47)가 형성된다. 실린더(43)는 또한 본 발명에 따라 와 플랜지(46)의 측면의 하부에 형성한 결합돌기(48)를 더 구비한다. 그러므로 실린더(43)는 이후 상세히 기술하는 바와 같이 하우징(71)의 제1 쳄버(72)에 삽입되어 플랜지(46)를 결합홈내에 고정되게 한다.

이 파이로테크닉 동력발생장치(60)의 동력발생부(40)에서 발생된 동력은 동력전달부(50)에 전달되는데, 이 동력전달부(50)는 피스톤(44)에 일체로 연결되고 그 단부는 분기되어 있는 아암(53), 이 아암(53)의 분기된 단부에 회동 가능하게 핀(54)에 의하여 고정되는 풀리(55)와 이 풀리(55)를 경유하여 이후 기술되는 클러치 디스크(90)에 감겨지는 케이블(56)들로 구성된다. 여기서, 케이블(56)은 양단부에 제1 및 제2 고정편(57)과 (58)들을 구비한다.

도 3A, 도 3B와 도 3C에 도시된 바와 같이 프리텐셔너(70)는 "U"자형 브라켓트(10)의 좌측 다리부(11)와 스프링부(19)의 측면벽사이에 파이로테크닉 동력발생장치(60)와 함께 결합된다. 이 프리텐셔너(70)는 하우징(71)을 구비한다, 이 하우징(71)은 동력발생부(40)의 실린더(43)를 수용하도록 수직으로 형성되는 제1 쳄버(72)와 그 내부에 클러치(90)를 수납하여 클러치장치로 구성되고, 그 중심에 리일 축(24)이 회전 가능하게 관통되는 제1 구멍(81)을 가진 제2 쳄버(82)들로 이루어진다. 또한, 하우징(71)에는 제1 쳄버(72)의 내벽부(73)에 연장하여 제2 쳄버(82)의 둘레를 일정 간격을 두고 둘러쌓는 사각형 벽부(74)가 형성되고, "U"자형 브라켓트(10)의 좌측 다리부(11)에 나사들에 의하여 결합되도록 벽부(74)의 상하의 소정위치, 도면에서 상단우측과 하단좌측에 나사 결합부(75)들이 형성된다.

제1 쳄버(72)는 내벽부(73)와 외벽부(77) 사이에 하우징(71)의 좌우의 어느 일측에 길이방향으로 대략 아암(51)보다 다소 긴 길이와 실린더(43)와 결합되는 길이 정도를 합한 길이로 연장되고 풀리(55)가 이동 가능한 폭을 가진 공동으로 형성되어서 동력발생부(40)와 동력전달부(50)가 적절히 위치되도록 구성된다. 제1쳄버(72)에는 피스톤(52)을 수납한 실린더(43)가 위치되는 하우징(71)의 벽부의 다소 두께를 갖게 한 상부부분에 실린더(43) 양측면의 플랜지(46)와 결합되는 결합홈(78), 이 결합홈(78)의 하단에는 케이블(56)의 일측 단부의 고정편(57)이 고정되고 그의 일측 벽부에 고정편(57)을 상부에서 지지하도록 하는 결합돌기(48)를 수용하는 제1 고정홈(79)과 그 하부에서 고정편(57)에 연결된 케이블(56)을 안내하는 안내홈(80)이 형성된다. 또한, 이 제1 쳄버(72)는 실린더(43)가 설치되지 않는 하부에 아암(53)의 일부가 이동 안내되게 하고 풀리(55)가 놓여지도록 내벽부(73)와 외벽부(77)의 공동 내측면에 인접하여 계단부(83)가 형성된다. 제1 쳄버(72)는 그의 하단에 인접하여 나사구멍(84)이 형성된다. 또한 이 제1 쳄버(72)에는 도면에는 도시 되어 있지 않으나 동력전달부(50)가 작동될 시 내부에 배압이 걸리지 않도록 그의 하부의 적당한 위치에 구멍이 하나이상 형성될 수 있다.

그러므로, 제1 쳄버(72)에는 실린더(43)가 결합되도록 먼저 고정편(57)이 제1 고정홈(79)에 위치되면 결합홈(78)에 플랜지(46)가 위치되고 결합돌기(48)가 고정편(57)을 지지하도록 고정된다. 이때, 피스톤(52)이 실린더(43)내에 완전히 삽입된 상태에서 선A-A'와 선B-B'에 일치하여 아암(53)의 단부가 돌출 되어 계단부(83)들의 아래 바닥면에 위치되고 풀리(55)가 계단부(83)상에 위치된다. 동력전달부(50)의 케이블(56)은 그의 일단에 고정편(57)이 제1 고정홈(79)에 고정되고 안내홈(80)에 삽입되어서 풀리(55)의 하부를 경유하여 제2 쳄버(82)에 회전가능하게 설치되는 클러치(90)에 소정길이를 확보하도록 소정횟수 감기고, 타단의 고정편(58)이 클러치(90)에 고정된다.

제2 쳄버(82)는 그 내부에 클러치(90)를 수납하도록 공동을 형성하는 원형 벽부(85)로 둘러 쌓여있다. 제2 쳄버(82)에는 그의 원형 벽부(85)에 인접한 바닥면에 3개의 제1 결합돌기(86)들이 리일(20)의 축(24)을 중심으로 서로 다른 원주각(α, β, γ)을 갖도록 형성되어 있다. 이 제2 결합돌기(86)들은 각기 일측면이 이후 상세히 기술되는 클러치(90)의 하측 홈부의 활주면과 접촉되는 경사면(87)으로 형성되어 클러치(90)가 웹을 당기는 방향으로 회전되게 한다. 여기에서, 제1 결합돌기(86)들이 서로 다른 원주각(α, β, γ)을 갖는 이유는 원주둘레 360°를 적절히 배치하므로 클러치(90)의 회전에 따라 제1 결합돌기(86)가 이후 기재되는 결합홈부(95)에 삽입되지 않게 엇갈리도록 하기 위함이다.

이외에도, 본 발명의 원리에 따라, 제2 쳄버(82)는 그의 대략 직경선으로 원형 벽부(85)에 면하여 상단 및 하단에 일체로 된 클러치(90)를 웹 당김 방향으로 회전되게 안내하는 상하단 안내구(88) 및 (89)들이 형성되어 있다. 이 상단 안내구(88)는 하측면에 웹 당김 방향을 기준으로 상에서 하부로 경사진 경사면(88')을 구비하고 있으며, 하단 안내구(89) 또한 하측면에 웹 당김 방향을 기준으로 상에서 하로 경사진 경사면(89')이 형성되어 있다.

도 4A와 도 4B에 도시된 바와 같이, 클러치(90)는 풀리와 유사한 형상으로 되어서 그의 원주면 둘레에 케이블(56)을 감을 수 있도록 소정 폭과 깊이를 갖는 원형 홈부(91)가 형성되고 중심에는 리일(20)의 축(24)이 자유롭게 통과할 수 있는 구멍(92)이 형성되어 있다. 구멍(92)의 내측벽에는 원주상으로 상호 동일 간격을 두고 안내홈(93)이 형성되고, 이 안내홈(93)은 원형 홈부(91)를 형성하는 내측벽에축방향으로 형성되어 있고, 리일 축(24)에 대향하는 측면에 인접한 부위에는 걸림 턱(99)이 형성되어 있다. 또, 이 클러치(90)가 리일(20)에 대향하는 측면, 즉 상측면에는 제2 결합돌기(94)가 다수 형성되며, 실예로 도면 에서와 같이 10개가 일방향으로는 직각면으로 되고, 타측 방향으로 경사면을 가지는 직각 삼각형으로 형성되고, 타측면의 하측면 즉, 제2 쳄버(82)의 바닥면을 향하는 면에는 일측이 직각으로 되고 타측이 경사로 절취되는 적어도 3개의 결합홈부(95)가 형성되며 동시에 이 결합홈부(95) 중의 어느 하나에 인접하여 케이블(56)의 타측의 고정구(57)가 고정되는 고정홈(96)이 형성되어 있다. 여기서, 결합홈부(95)는 경사로 형성되는 활주면(97)과 제1 결합돌기(83)들과 접촉되는 정지면(98)이 형성되어 있다.

이외에도, 본 발명의 원리에 따라 이 클러치(90)는 상하단 원주둘레의 소정위치로부터 서로 대략 직경선상에 상하단 정지구(101)와 (103)들이 일체로 형성된다. 상단 정지구(101)는 상단 안내구(88)와는 반대의 형상으로 상측면에 웹 당김 방향을 기준으로 상에서 하로 경사진 경사면(102)을 가져 안내구(88)의 경사면(88')과 대향 된다. 마찬가지로, 하단 정지구(101)는 상단 안내구(89)와는 반대의 형상으로 상측면에 웹 당김 방향을 기준으로 상에서 하로 경사진 경사면(104)을 가져 안내구(89)의 경사면(89')과 대향 된다.

그러므로, 클러치(90)와 리일(20)이 하우징(71)에 설치된 상태를 부분적으로 절개하여 보인 도2를 참조하면, 제2 쳄버(82)에는 클러치(90)가 그의 내부에 위치되는데, 제1 결합돌기(86)가 결합홈부(95)들에 위치된다. 동시에 클러치의 정지구(101)와 (103)들은 그의 경사면(102)과 (104)들 각기 상하단의 안내구(88)와(89)들의 경사면(88')과 (89')들에 대향 하도록 위치된다. 그리고, 도면에는 도시 되지 않았으나, 제2 결합돌기(94)들은 리일(20)의 제3 결합홈이거나 결합수단과 이격 되어 위치되어서, 리일(20)의 축(24)이 제2 쳄버(82)의 제1 구멍(81)으로부터 관통하도록 조립되면 클러치장치는 완성된다.

그 다음 하우징(71)을 돌출한 축(24)은 스프링의 일단에 고정되어 부세 되고, 스프링부(18)가 하우징(71)에 결합하므로 프리텐셔너(70)가 이루어진다. 그리고, 제1 쳄버(72)에는 상기 된 바와 같이 파이로테크닉 동력발생장치(60)가 일체로 결합된다. 그러므로, 파이로테크닉 동력발생장치(60)는 수평길이와 수직방향의 길이를 최소화하도록 조절 가능한 구성으로 되어서 리트랙터의 공간효율을 높인다.

다시, 도 3B 및 도 3C를 참조하면, 프리텐셔너(70)가 로킹부(18)와 함께 설치되면, 파이로테크닉 동력발생장치(60)는 차량의 이상시 ECU로부터의 제어신호가 발생되고 이 신호는 이그니터에 인가되어 카트릿지(41)내에 장약을 폭파하고 고압가스를 발생시켜 피스톤(52)을 하향 이동시킨다. 동시에 피스톤(52)에 연결된 아암(53)과 풀리(55)는 고속으로 하향이동 되면서 케이블(56)의 중간부위를 밀어낸다. 이때, 케이블(56)의 제1 고정편(57)이 제1 고정홈(79)에 고정되어 지지력을 발생하고, 제2 고정편(58)이 클러치(90)의 고정홈(96)측을 잡아당겨 클러치(90)를 회전시킨다. 이때, 클러치(90)는 그의 결합홈부(95)에 결합된 제2 쳄버(82)의 제1 결합돌기(86)가 경사로 형성된 활주면(87)을 타고 결합홈부(95)로부터 이탈되어 회전된다.

동시에 그의 상하단의 정지구(101)와 (103)들이 그들의 경사면(102)과 (104)에 대하여 대향하고 있는 다른 경사면(88')을 와 (89')을 가진 안내구(88)와 (89)들을 벗어나 웹을 당기는 방향으로 회전된다. 이후 클러치(90)는 정지구(102)와 (103)의 배면이 안내구(88)와 (89)의 배면에 인접되어서 회전이 중지된다. 이로써, 프리텐셔너의 작동은 종료된다. 이때, 클러치(90)는 상승되고 그의 제2 결합돌기(94)들이 리일(20)의 제3 결합홈이거나 결합수단에 결합되게 되고, 리일(20)은 웨빙을 소정길이(약 20㎝) 회수한다. 이렇게 감겨지는 좌석벨트는 순간적으로 사용자를 좌석 등받이 쪽으로 밀착시키므로 써 운전자의 안전을 도모한다.

더하여, 본 발명의 원리에 따라, 부하 제어부(30)가 작동하게 되는데, 과도한 웹의 당김력으로 권취부(21)는 강제 회전되면서 지지홈(33) 내에 삽입되어 있는 고정핀(26)이 파괴된다. 그러므로, 디스크(32)가 스풀(21)과의 마찰력으로 회전되면서 안내홈에 삽입된 돌출부(37)가 회전되고 동시에 안내구(39)들이 다른 정지구(23)들에 도달한다. 그 다음, 더 이상의 웹 인출력에 대항하여 토션바(31)는 자체의 비틀림의 속성 정도 비틀려지게 된다.

이와 같이 로드 리미터의 작동 중에, 제3 결합수단에 결합된 제2 결합돌기(95)를 가진 클러치(90)는 웹 인출방향으로 회전하게 되는데, 제1 결합돌기(86)가 경사로 형성된 활주면(87)을 타고 결합홈부(95)에 다시 결합되고 경사면(102)과 (104)들이 경사면(88')과 (89')과 다시 대향하여 인접되어 정지구(101)와 (103)들이 안내구(88)와 (89)의 하부에 정상위치로 복귀한다. 그러므로, 토션바(31)는 디스크(32)와 함께 웹에 가해지는 급격히 증가되는 부하를 흡수하도록 조절하게 되고, 결과적으로 로드 리미터는 승객의 안전을 도모한다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 파이로테크닉 동력발생장치에서 발생된 동력을 효율적으로 이용하는 프리텐셔너를 구비하고 로드 리미터와 효율적으로 협동하므로 시트벨트 착용자에 대하여 2단계의 원활한 안전조치를 취할 수 있다.

이상에서 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

1. "U"자형 프레임에 회전 가능하게 설치되어 벨트의 웨빙작동이 가능하게 하는 중심 축을 구비한 리일과, 차량 이상시에 리일의 일측면상에 형성한 스프로켓부와 협동하여 리일이 회전하지 못하게 구속하는 로킹부와, 수평관에 설치된 장약 카트릿지의 점화로 얻어지는 동력으로 수평관의 타측에서 수직으로 하향 연장되는 실린더에 설치된 피스톤을 하향 작동시키는 동력발생부와 아암이 피스톤에 직결되어 그의 말단부에 풀리와 풀리를 경유하고 있는 케이블이 하향 이동되도록 동력을 전달하는 동력전달부로 구성되는 파이로테크닉 동력발생장치, 동력발생장치를 수납하는 제1 쳄버와 클러치가 안착 되는 제2 쳄버로 이루어지는 하우징, 하우징의 일측면에 설치되고 스프링을 장착하여 리일이 벨트를 권회하도록 탄성을 갖게 한 스프링부, 부하제어부가 그의 일측에 설치되어 로킹부로 연결되고 타측이 스프링부에 연결되게 한 리일과 프레임의 일측 다리부 사이에 일체로 설치되어 파이로텍크닉 동력발생장치에서 발생된 동력으로 리일을 역 회전시켜 좌석벨트의 소정길이를 회수하는 프리텐셔너를 구비한 좌석벨트 리트랙터에 있어서,

   일측면상의 원주 둘레에 인접하여 일방향으로는 직각면으로 되고 타측 방향으로 경사면으로 되는 다수의 제2 결합돌기들, 타측면의 원주둘레에는 일측이 직각으로 되고 타측이 경사로 절취되는 적어도 3개의 결합홈부, 케이블의 타측이 고정되는 고정홈과 상하단 원주둘레의 소정위치로부터 서로 대략 직경선상에 일체로 형성된 정지구들을 구비한 클러치와:

   제2 쳄버의 저부에 일측이 경사면이고 타측이 직각면으로 형성되어 클러치의 웹 당김 방향으로 회전이 가능하도록 결합홈부와 협동하도록 한 적어도 3개의 제1 결합돌기와 제2 쳄버의 원형 벽부에 면하여 상단 및 하단에 대략 직경선상에 일체로 형성되어 클러치를 웹 당김 방향으로 회전되게 안내하는 안내구들과;

   리일의 측면상에는 클러치의 제1 결합돌기와 대향하여 그와 일치되는 위치에 동일형상의 제3의 결합수단이 형성되어 있는 로드 리미터로 구성되는 프리텐셔너.
2. 제 1항에 있어서,

   정지구들이 클러치의 상하단 측면에 웹 당김 방향을 기준으로 상에서 하로 경사진 경사면들이 형성되게 한 프리텐셔너.
3. 제 1항에 있어서,

   상하단 안내구들은 상하측면에 웹 당김 방향을 기준으로 상에서 하부로 경사진 경사면을 구비하여 정지구의 경사면과 대향하여 인접되게 한 프리텐셔너.
4. 제 1항에 있어서,

   클러치의 제1 결합돌기와 리일의 일측면상에 제3 결합수단이 결합되어 부하제어가 가능하게 한 프리텐셔너
5. 제 1항에 있어서,

   더의 일측면에 결합돌기를 형성하여 케이블의 일측 고정편을 지지하게 한 프리텐셔너.