KR100495546B1

KR100495546B1 - 안전 벨트 리트랙터

Info

Publication number: KR100495546B1
Application number: KR10-2000-7007742A
Authority: KR
Inventors: 고만패트릭제이; 예필립디; 그레이마크
Original assignee: 키 세이프티 시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-11-23
Publication date: 2005-06-16
Also published as: WO1999036294A1; US5934596A; JP2002509052A; KR20010034129A

Abstract

안전 벨트 리트랙터(10)는 스풀(28)과, 스풀(28)에 감겨진 벨트(40)와, 래칫 휠(48)과, 래칫 휠(48)에 스풀(28)을 연결시키고, 래칫 휠(48)이 회전에 대항하여 잠겨지는 경우에 벨트(40)상에 가해지는 부하에 반응하여 항복할 수 있는 비틀림 바아(44)를 구비한다. 또한, 안전 벨트 리트랙터(10)는 저항 기구(18)를 포함하며, 이 저항 기구(18)는 비상 잠금 기구의 동작을 허용하도록 보통 작동할 수 있으며, 벨트(40)의 소정 길이를 스풀(28)로부터 회수한 후에 회전에 대항하여 래칫 휠(48)을 잠그기 위해 ALR 모드로 선택적으로 이동될 수 있다. 타이밍 조립체(124)는 벨트(40)의 소정 길이가 래칫 기구(110)의 맞물림 및 풀림을 제어하기 위해 회수 또는 리트랙트되는 때를 결정하는 기능을 한다.

Description

안전 벨트 리트랙터{AUTOMATIC LOCKING RETRACTOR WITH TIMING CLUTCH MECHANISM}

본 발명은 일반적으로 차량용 승객 구속 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에너지 제어 기구의 항복(yielding)을 제어한 후에 자동 잠금 기구의 타이밍을 재설정할 수 있는 타이밍 클러치 기구를 구비한 안전 벨트 리트랙터(retractor)에 관한 것이다.

차량에 현재 사용되는 승객 구속 시스템의 일부로서, 강화된 승객 안락성 및/또는 다른 기능 모드를 제공하는 몇 개의 다른 타입의 안전 벨트 리트랙터가 사용될 수 있다. 예를 들면, 비상 잠금 리트랙터(ELR)로 흔히 불리는 안전 벨트 리트랙터의 하나의 타입은 래칫 기구를 포함하며, 이 래칫 기구는 특정 높은 가속 조건에 반응하여 자동적으로 작동되어 안전 벨트의 풀림을 방지한다. 일부 비상 잠금 리트랙터에 있어서, 특정 레벨의 감속을 차량이 받을 때에 관성 감지식 엑츄에이터에 의해 래칫 기구가 작동된다. 다른 비상 잠금 리트랙터에 있어서, 지정된 레벨을 초과하는 속도로 벨트가 스풀(spool)로부터 회수되는 경우에 웨브(web) 감지 엑츄에이터에 의해 작동된다.

보통 자동 잠금 리트랙터(ALR)라고 불리는 다른 타입의 안전 벨트 리트랙터는 차량 좌석에 휴대용 어린이 좌석을 고정적으로 묶는데 사용된다. 많은 자동 잠금 리트랙터는 소정 길이의 안전 벨트를 회수함으로써 선택적으로 작동되는 저항 기구를 포함한다. 소정 길이의 안전 벨트를 한번 회수하면, 저항 기구는 래칫 기구와 맞물려서 안전 벨트의 계속적인 풀림을 방지한다. 그 후에, 이러한 잠금 기능은 그것의 수용 위치에서 안전 벨트의 리트랙션(retraction)에 반응하여 래칫 기구를 해제함으로써 철회된다. 전형적으로, 저항 기구는 회수 및 리트랙트된 안전 벨트의 길이를 측정하고 잠금 기능의 작동 및 이어지는 철회를 제어하기 위한 타이밍 장치를 포함한다. 일부 차량용 좌석 응용에 있어서, 저항 기구가 ALR 리트랙터로서의 동작을 전환하도록 작동될 때까지 이중 모드 안전 벨트 리트랙터는 ELR 리트랙터로서 보통 작동하는 것이 사용된다.

또한, 안전 벨트 리트랙터는 충돌 동안에 안전 벨트로부터 탑승자로 전달되는 에너지(즉, 충격 부하)의 일부를 흡수하는 기능을 갖는 에너지 제어 기구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 에너지 관리 리트랙터는 스풀에 고정된 제 1 단부를 구비한 비틀림 바아(torsion bar)를 포함한다. 충돌 동안에, 래칫 기구는 비틀림 바아의 제 2 단부와 맞물린다. 그와 같이, 안전 벨트에 탑승자에 의해 인가되는 부하력은 스풀에 전달되고, 래칫된 제 2 단부에 대하여 비틀림 바아의 제 1 단부가 항복하도록(즉, 감기도록) 한다. 비틀림 바아의 그러한 비틀림 항복의 결과로서, 스풀이 제한된 양의 추가 회전을 하고, 한편 이 추가의 회전에 의하여 리트랙터로부터 안전 벨트의 대응하는 추가 길이가 회수도록 한다. 안전 벨트상의 부하에 반응하여 추가 벨트의 제어된 풀림이 탑승자에 전달되는 충격 에너지의 양을 효과적으로 둔화시킨다. 그러나, 벨트의 이러한 추가 길이는 잠금 기능을 작동 및 해제시키기 위해 각각 회수 및 리트랙트될 안전 벨트의 추가적인 양을 요구함으로써, 저항 기구와 연관된 타이밍 기구의 계속적인 작동에 영향을 미칠 수 있다.

발명의 요약

상기의 관점에서, 본 발명의 목적은 충돌 동안에 발생된 충격 에너지의 일부를 흡수하도록 항복할 수 있는 에너지 제어 기구가 장착된 안전 벨트 리트랙터와, 에너지 제어 기구가 항복한 후에 안전 벨트의 충분한 리트랙션에 반응하여 저항 기구의 타이밍 조립체를 재설정할 수 있는 타이밍 클러치 기구를 제공하는 것이다.

삭제

도 1은 본 발명에 따른 안전 벨트 리트랙터의 분해 사시도,

도 2 내지 도 5는 ELR 모드로의 동작과 ALR 모드로의 동작 사이로 리트랙터를 이동시키기 위해 어린이 좌석 저항 기구를 선택적으로 작동하기 위한 안전 벨트 리트랙터의 여러 구성 요소의 위치를 나타내는 도면,

도 6은 타이밍 클러치 기구의 구성 요소를 보다 상세히 도시한 것으로, 도 1의 부분 확대도,

도 7은 도 6에 도시된 구성 요소의 조립된 사시도,

도 8은 변형된 클러치 기구를 나타내는 도면.

도면을 참조하면, 차량에 전형적으로 사용되는 타입의 안전 벨트 구속 시스템과 함께 사용되기에 적합한 안전 벨트 리트랙터(10)가 도시되어 있다. 상세히 후술되는 바와 같이, 리트랙터(10)는 에너지 제어 기구(12)를 포함하며, 이 에너지 제어 기구(12)는 탑승자상에 가하는 반작용 부하의 일부를 효과적으로 흡수(즉, 댐핑)하기 위한 항복 가능한 구조체에 차량의 충돌 동안에 안전 벨트상에 탑승자에 의해 가해지는 충격 에너지의 일부를 전달하도록 작동할 수 있다. 또한, 리트랙터(10)는 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14)와, 차량-감지식 비상용 잠금 기구(16)를 포함하며, 두 가지의 잠금 기구 모두는 가속 조건이 소정의 레벨을 초과하는 경우에 안전 벨트의 풀림을 방지하는 기능을 한다. 리트랙터(10)는 하기에서 어린이 좌석 저항 기구(18)로 불리는 자동 잠금 기구를 포함하며, 그 자동 잠금 기구는 차량 좌석에 휴대용 어린이 좌석을 고정하는데 사용하기 위해 가속 조건의 존재 또는 심함과 무관하게 소정 길이의 안전 벨트를 회수함으로써 선택적으로 작동되어 안전 벨트의 풀림을 방지할 수 있다. 저항 기구(18)는 소정 길이의 안전 벨트를 리트랙트함으로써 계속적으로 비작동될 수 있다. 결국, 리트랙터(10)는 그러한 방법으로 저항 기구(18)에 에너지 제어 기구(12)를 상호 접속시켜 에너지 제어 기구(12)의 항복을 보충하는 타이밍 클러치 기구(20)를 포함한다.

도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리트랙터(10)는 좌석 조립체 또는 차량의 적합한 프레임 구조체에 고정되기에 적합하고 그 내에 형성된 대응 구멍(26A, 26B)을 구비한 측면으로 이격된 한 쌍의 벽(24A, 24B)을 구비한 프레임(22)을 포함한다. 또한, 리트랙터(10)는 관형 샤프트 세그먼트(30) 및 샤프트 세그먼트(30)의 대향 단부에 고정된 한쌍의 디스크형 단부 플레이트(32, 34)를 구비한 스풀(28)을 포함한다. 보어(36)는 샤프트 세그먼트(30) 및 스풀(28)의 단부 플레이트(32, 34)를 관통하여 형성되며, 단부 플레이트(32)에 인접하여 형성된 내부 스핀들(38)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 안전 벨트(40)의 일 단부는 스풀(28)의 샤프트 세그먼트(30)에 고정된다. 도시되지는 않았지만, 안전 벨트(40)의 다른 단부는 종래의 방법으로 고정되어 그상에 미끄럼 가능하게 장착된 텅 플레이트(tongue plate)가 차량의 좌석에 사람 또는 휴대용 어린이 좌석을 고정하기 위한 벨트 버클(buckle)에 탈착 가능하게 래칫될 수 있다.

프레임(22)에 스풀(28)을 회전 가능하게 장착하기 위하여, 비틀림 바아(44)의 제 1 단부 세그먼트(42)는 그의 외측 키(spline)가 내측의 키(38)와 치합하도록 벽(24A)내의 구멍(26A)을 관통하고, 스풀(28)을 통하여 보어(36)와, 벽(26B)내의 구멍(26B)을 관통하여 돌출되어 있다. 따라서, 비틀림 바아(치)는 스풀(38)과 함께 회전하도록 고정된다. 래칫 휠(ratchet wheel)(48)은 비틀림 바아(44)의 제 2 단부 세그먼트(50)에 인접하여 고정된다. 게다가, 되감기 스프링(52)은 벽(24B)의 외부 표면에 인접하여 제공되며, 비틀림 바아(44)의 제 1 단부(42) 또는 단부 플레이트(32)에 고정된 일 단부를 구비하고, 프레임(22)에 고정된 그것의 대향 단부를 구비한다. 되감기 스프링(52)은 통상적으로 제 1 방향 또는 벨트-되감기 방향(즉, 도면에서 시계 반대 방향)으로 회전하도록 스풀(28)을 바이어스시키고, 스풀(28)상에 벨트(40)를 감기게 하는 벨트(40)상에 반동력을 가하는 기능을 한다.

계속하여 도 1을 참조하면, 리트랙터(10)는 예를 들면, 구멍(58)내에 잠겨지는 포스트(56)에 의해 프레임(22)의 벽(24A)에 고정되기에 적합한 하우징(54)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 하우징(54)은 벽(24A)과 함께 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14), 차량-감지식 비상 잠금 기구(16) 및 타이밍 클러치 기구(20)가 내부에 배치된 밀폐 공간을 형성한다. 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14)는 통상적인 것이며, 래칫 휠(48)의 치형부(62)로부터 이동된 제 1 위치와 래칫 휠(48)상의 치형부(62)와 맞물리는 제 2 위치 사이의 제 1 로크 폴(lock pawl)(60)의 운동을 유발하기 위해 래칫 휠(48)과 작동 가능하게 연관된다. 제 1 로크 폴(60)은 프레임(22)의 벽(24A)으로부터 연장한 포스트(64)상에 피벗 가능하게 지지되며, 그것의 제 1 위치에 보통 바이어스 된다. 제 1 로크 폴(60)이 그의 제 1 위치에 있을 때에, 스풀(28)의 양방향 회전은 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14)용 해제 모드를 규정하도록 허용된다. 벨트-감지 비상 잠금 기구(14)는 벨트(40)의 신속한 회수에 의해 발생되는 스풀(28)의 가속이 예정된 가속도 값을 초과하는 경우에 그의 제 2 위치까지 제 1 로크 폴(60)을 이동시키는 작동을 가능하게 한다. 제 1 로크 폴(60)이 그의 제 2 위치에 있을 때에, 스풀(28)은 제 1 방향 또는 벨트 풀림 방향(도면에서 반시계 방향)으로 회전하는 것을 방지하여 안전 벨트(40)의 풀림을 방지한다. 그러나, 스풀(28)은 여전히 그의 벨트-재감김 방향으로 회전될 수 있다. 이와 같이, 제 1 로크 폴(60)의 제 2 위치까지의 제 1 로크 폴(60)의 운동은 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14)용 잠금 모드를 규정한다. 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14)의 특정 구조가 본 발명에 중요하지는 않지만, 그것은 로크 링(66)과, 치형 관성 링(68)과, 그 사이의 속도 감지식 엑츄에이터 구성 요소를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

비틀림 바아(44)의 제 2 단부 세그먼트(50)로부터 축방향으로 연장한 포스트(70)는 로크 링(66) 및 관성 링(68)으로 형성된 구멍을 관통하여 연장하기에 적합하다. 구동 링(72)은 포스트(70)에 형성된 키이 홈 구멍(74)내에 수납되는 제 1 키이(도시하지 않음) 및 클러치 기구(20)와 연관된 클러치 링(80)에 형성된 키이 홈 구멍(78)에 수납되는 제 2 키이(76)를 구비한다. 따라서, 클러치(80)는 래칫 휠(48) 및 비틀림 바아(44)와 함께 회전하도록 고정된다. 클러치 링(80)은 일련의 반경방향 돌출부(84)가 그것으로부터 연장하는 환형의 플랜지(82)를 구비한다. 클러치 플레이트(또는 제 1 부재)(86)는 플랜지(82)에 의해 형성된 챔버내에 위치되기에 적합하며, 그의 외주면(90)에 형성된 대응하는 일련의 노치(88)를 포함한다. 돌출부(84)는 노치(88)내에 수납하기 위한 크기를 갖음으로써 클러치 플레이트(86)가 클러치 링(80)과 공동으로 회전하도록 고정된다. 클러치 플레이트(86)는 한 쌍의 캔틸레버식 핑거(cantilevered fingers)(94)가 대향된 배향으로 연장하는 중앙 개구(92)를 구비한다. 도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 핑거(94)는 루트 세그먼트(96) 및 치형부 세그먼트(98)를 각각 포함한다. 또한, 타이밍 클러치 기구(20)는 핑거(94)의 치형부 세그먼트(98)와 맞물리는 래칫 치형부(102)를 구비한 래칫 기어(또는 제 2 부재)(100)를 포함한다. 각 핑거(94)의 치형부 세그먼트(98)는 반경방향으로 탄성이 있어 래칫 치형부(102)와 부하 맞물림을 유지하고, 또한 클러치 플레이트(86)와 래칫 기어(100) 사이의 단일 방향의 상대적인 회전 운동을 수용하기에 충분한 휨을 허용한다. 래칫 기어(100)는 그로부터 외부방향으로 연장하는 구동 키이(104)를 또한 포함하는 것으로 도시되어 있다.

또한, 차량-감지식 비상 잠금 기구(16)는 통상적인 것이며, 점선으로 도시된 관성 매스를 포함하며, 차량[및 리트랙터(10)]이 관성 링(68)상의 래칫 치형부(106)로부터 옮겨진 제 1 위치로부터 관성 링(68)상의 래칫 치형부(106)와 맞물려진 제 2 위치까지 제 2 로크 폴(도시하지 않음)을 이동시키기 위한 미리 결정된 가속 레벨을 초과하여 가속 또는 감속될 때에 이 관성 매스는 그 자신의 관성에 반응한다. 제 2 로크 폴이 그것의 제 1 위치에 있을 때에, 스풀(28)의 양방향은 차량-감지식 비상 잠금 기구(16)용 해제 모드를 규정하도록 허용된다. 반대로, 제 2 로크 폴의 제 2 위치에서 제 2 로크 폴의 운동은 그것의 벨트-되감기 방향으로만 스풀(28)의 회전을 허용하며, 그것에 의하여 리트랙션을 허용하나 벨트(40)의 회수를 방지하여 차량-감지식 비상 잠금 기구(16)용 잠금 모드를 규정한다.

저항 기구(18)는 래칫되지 않은 위치와 래칫된 위치 사이의 피벗 운동을 위한 로크 링(66)으로부터 연장한 핀(112)상에 장착된 제 3 로크 폴(110)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 제 3 로크 폴(110)은 래칫 세그먼트(114) 및 작동 세그먼트(116)를 포함한다. 제 1 비틀림 스프링(118)은 제 3 로크 폴(110)의 래칫되지 않은 위치를 향하여 제 3 로크 폴(110)을 통상적으로 추진시키기 위하여 제 3 로크 폴(110)과 로크 링(66) 사이에서 작용한다. 제 3 로크 폴(110)의 래칫되지 않은 위치에서 제 3 로크 폴(110)을 구비한 래칫 세그먼트(114)는 래칫 휠(48)상의 치형부(62)로부터 옮겨져 있다. 작동시에, 저항 기구(18)는 비상 잠금 리트랙터(ELR) 모드로의 동작으로부터 자동 잠금 리트랙터(ALR) 모드까지 리트랙터(10)를 이동시키기 위해 그것의 래칫되지 않은 위치로부터 그것의 래칫된 위치까지 제 3 로크 폴(110)을 이동시키도록 선택적으로 작동될 수 있는 모드 이동 기구로서 작용한다. 유사하게, 저항 기구(18)는 그것의 ALR 모드로부터 그것의 ELR 모드까지 리트랙터(10)를 이동시키기 위해 그것의 래칫된 위치로부터 그것의 래칫되지 않은 위치까지 제 3 로크 폴(110)을 이동시키도록 비작동될 수 있다.

그의 ELR 모드와 ALR 모드 사이에서 리트랙터(10)를 이동시키기 위한 수단을 제공하기 위하여, 저항 기구(18)는 캠 조립체(122) 및 타이밍 조립체(124)를 포함한다. 일반적으로, 캠 조립체(124)는 벨트(40)의 소정 길이가 스풀(28)로부터 풀려진 후에 제 1 비틀림 스프링(118)의 바이어싱에 대항하여 그것의 래칫되지 않은 위치로부터 그것의 래칫된 위치까지 제 3 로크 폴(110)을 선택적으로 이동시키도록 작동할 수 있다. 게다가, 캠 조립체(122)는 이 후에 벨트(40)의 소정 길이가 스풀(28)상에 되감겨진 후에 제 1 비틀림 스프링이 그것의 래칫된 위치로부터 그것의 래칫되지 않은 위치까지 제 3 로크 폴(110)을 움직이게 하도록 또한 작동할 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 캠 조립체(122)는 중앙 구멍(128) 및 아치형 공회전(lost-motion) 슬롯(130)을 구비한 캠 휠(126)과, 하우징(54)으로부터 연장하는 포스트(134)상에 피벗 가능하게 지지되는 캠 종동부(follower)(132)를 포함한다. 캠 종동부(132)는 하우징(54)내에 형성된 개구부(140)를 관통하여 연장하는 제 1 레그(136) 및 제 2 레그(138)를 포함한다. 제 2 비틀림 스프링(142)은 하우징(54)과 캠 종동부(132) 사이에서 제 1 레그(136)를 캠 휠(126)의 외주 에지의 일부와 연속적인 결합을 가압하도록 작용한다. 특히, 캠 휠(126)의 외부 외주면 에지는 캠 표면(144)을 규정하며, 이 캠 표면(144)의 윤곽은 캠 종동부(132)의 제 2 레그(138)가 제 3 로크 폴(110)의 작동 세그먼트(116)와 치합하는지 여부를 제어한다.

상술된 바와 같이, 저항 기구(18)는 벨트(40)의 소정 길이가 스풀(28)로부터 회수될 것인지 스풀(28)상에 리트랙트될 것인지에 근거하여 캠 조립체(122)의 액추에이션을 제어하는 타이밍 조립체(124)도 포함한다. 특히, 타이밍 조립체(124)는 스풀(28)상에 감겨진 벨트(40)의 길이에 응하여 캠 종동부(132)의 제 1 레그(136)와 캠 표면(144)과의 치합을 제어하도록 작동할 수 있는 제로터형(gerotor-type) 저감 기구를 포함한다. 또한, 타이밍 조립체(124)는 래칫 기어(100)의 구동 키이(104)를 회전하지 못하게 수용하기에 적합한 중앙 키이 홈 구멍(도시하지 않음)을 구비한 편심 링(또는 구동 부재)(150)을 포함한다. 편심 저널 핀(152)은 편심 링(150)으로부터 외부방향으로 연장하며, 캠 휠(126)의 중앙 구멍(128)내에 지지되기에 적합하다. 또한, 타이밍 조립체(124)는 하우징(54)에 일체형으로 형성된 링 기어(154)와, 링 기어(154)의 내부 기어 치형부(160)와 치합된 외부 기어 치형부(158)를 구비한 스테이터(stator) 링(또는 종동 부재)(156)을 포함한다. 또한, 스테이터 링(156)은 중앙 개구(162)를 포함하며, 그내에서 편심 링(150)은 저널식으로 지지된다. 통상의 환경하에서, 스풀(28)의 회전은 래칫 기어(100)를 동시에 회전시키고, 한편 이 래칫 기어의 회전이 편심 링(150)을 편심하여 회전시킨다. 편심 링(150)의 그러한 회전은 스테이터 링(156)이 저감된 속도로 링 기어(154)에 대하여 편심되어 회전하고 스풀(28)에 대하여 반대 방향으로 편심되어 회전하게 한다. 커버 플레이트(164)는 캠 조립체(122) 및 타이밍 조립체(124)를 그 내에 밀폐하기에 적합하도록 하우징(54)에 부착된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면서 안전 벨트 리트랙터(10)와 함께 사용될 수 있는 작동 모드를 이제 설명할 것이다. 특히, 도 2는 비작동된 모드의 저항 기구(18)에 관련된 구성 요소와, 스풀(28)상에 감겨진 그것의 본 위치(즉, 수용된 위치)에 리트랙트된 안전 벨트(40)를 도시하고 있다. 저항 기구(18)가 비작동 모드에 있다면, 리트랙터(10)는 벨트(40)가 자유롭게 회수되거나 리트랙트될 수 있도록 ELR 모드로 작동한다. 도시된 바와 같이, 제 3 로크 폴(110)은 그것의 래칫되지 않은 위치에서 제 1 비틀림 스프링(118)에 의해 유지되는 한편, 캠 종동부(132)의 제 1 레그(136)는 ELR 위치에서 캠 휠(126)을 유지하기 위해 제 2 비틀림 스프링(142)에 의해 바이어스되어 캠 휠(126)의 캠 표면(144)에 형성된 제 1 래칫 톱니멈춤쇠(detent)(170)와 치합한다. 제 1 래칫 톱니멈춤쇠(170)의 깊이는 제 3 로크 폴(110)의 액츄에이션 세그먼트(116)로부터 옮겨진 위치에서 캠 종동부(132)의 제 2 레그(138)를 유지하도록 선택된다. 게다가, 스테이터 링(156)으로부터 연장되는 캠 포스트(172)는 그것의 제 1 말단부(174)에 인접한 캠 휠(126)의 공회전 슬롯(130)에 위치되어 타이밍 조립체가 초기 설정 위치에서 나타내어진다. 그 후에, 안전 벨트(40)가 그것의 수용된 위치로부터 회수될 때에, 스풀(28) 및 래칫 휠(48)은 반시계 방향으로 회전되고, 이것이 스테이터 링(156)을 시계방향으로 감속시켜 편심적으로 회전시키고, 한편 캠 포스트(172)를 공회전 슬롯(130)내로 제 1 말단부(174)로부터 멀리 이동시킨다.

도 3은 저항 기구(18)가 여전히 비작동 모드에 있으며, 벨트(40)의 길이는 슬롯(130)의 제 2 말단부(176)에 인접한 캠 포스트(172)를 위치시키도록 회수됨과 동시에, 캠 종동부(132)의 제 1 레그(136)는 제 1 래칫 톱니멈춤쇠와 치합이 유지되는 경우의 캠 조립체(122) 및 타이밍 조립체(124)를 도시하고 있다. 따라서, 도 2에 도시된 위치로부터 도 3에 도시된 위치까지 캠 포스트(172)를 충분히 이동시키기 위해서 스풀(28)을 회전하는데 요구되는 벨트(40)의 길이는 리트랙터(10)가 그것의 ELR 모드로 작동하도록 그것의 비작동 모드에 저항 기구(18)를 유지시키기 위해 스풀(28)로부터 회수될 수 있는 최대 길이이다. 리트랙터(10)를 그의 ALR 모드로 전환하는 것이 필요한 경우에, 저항 기구(18)는 초기 설정 위치로부터(도 2) 작동 위치(도 4)까지 타이밍 조립체(124)를 이동시키기에 충분한 벨트(40) 길이를 리트랙터(10)로부터 회수함으로써 그것의 작동 모드로 이동된다. 특히, 그러한 벨트(40)의 회수는 공회전 슬롯(130)의 제 2 말단부(176)에 캠 포스트(172)를 결합시키고, 도 2 및 도 3에 도시된 ELR 위치로부터 도 4에 도시된 ALR 위치까지 반시계 방향으로 캠 휠(126)을 회전하게 한다. 그러한 캠 휠(126)의 회전은 캠 종동부(132)의 제 1 레그가 제 1 래칫 톱니멈춤쇠(170)를 빠져나가고 캠 표면(144)에 형성된 제 2 래칫 톱니멈춤쇠(178)내로 들어가게 한다. 캠 종동부(132)의 제 1 레그(136)가 제 2 래칫 톱니멈춤쇠(178)와 치합한 상태로 제 2 비틀림 스프링(142)에 의해 바이어스되는 경우에, 그것의 제 2 레그(138)는 제 3 로크 폴(110)의 작동 세그먼트와 맞물려 제 1 비틀림 스프링(118)의 바이어싱에 대항하여 그것의 래칫되지 않은 위치로부터 그것의 래칫된 위치까지 제 3 로크 폴(110)을 강력하게 이동시키며, 그것에 의해 그것의 비작동 모드로부터 그것의 작동 모드까지 저항 기구(18)를 이동시킨다. 제 2 비틀림 스프링(142)의 바이어싱력은 제 1 비틀림 스프링(118) 보다 크기 때문에, 캠 종동부(132)는 그것의 래칫된 위치에 제 3 로크 폴(110)을 유지한다. 상술된 바와 같이, 그것의 래칫된 위치에서 제 3 로크 폴(110)의 운동은 벨트(40)의 보다 더한 풀림을 방지하기 위하여 래칫 세그먼트(114)가 래칫 휠(48)상의 치형부(62)와 치합한 상태로 이동하게 하는 반면에, 그것의 계속적인 리트랙션을 허용한다. 타이밍 조립체(124)가 도 2에 도시된 위치로부터 도 4에 도시된 위치까지 캠 포스트(172)를 충분히 이동시키기 위해서 스풀(28)을 회전하는데 요구되는 벨트(40)의 길이는 그것의 비작동 모드의 외부 및 그것의 작동 모드내로의 저항 기구(18)의 이동하기 위해 스풀(28)로부터 회수되어야 할 안전 벨트(40)의 소정의 길이를 규정한다. 상술된 바와 같이, 저항 기구(18)를 그의 작동 모드에 있다면 리트랙터(10)는 그의 ALR 모드로 작동한다.

그의 ELR 모드의 작동으로 리트랙터(10)를 되돌리는 것이 필요한 경우에, 저항 기구(18)는 그것의 수용 위치에 벨트(40)를 완전히 리트랙트하여서 그것의 비작동 모드로 이동된다. 벨트(40)의 그러한 완전한 리트랙션은 스풀(28) 및 래칫 휠(48)의 시계 방향으로의 회전 및 스테이터 링(156)의 대응하는 반시계 방향으로의 회전을 발생시킨다. 스테이터 링(156)의 이러한 반시계 방향으로의 회전은 캠 포스트(172)를 공회전 슬롯(130)으로 이동시키고, 도 2에 도시된 ELR 위치에서 반시계 방향으로 캠 휠(126)을 회전시키기 위해 그것의 제 1 말단부(174)에 맞물리게 한다. 캠 휠(126)의 이러한 회전은 캠 종동부(132)의 제 1 레그(136)가 제 2 래칫 톱니멈춤쇠(178)를 빠져나가서 제 1 래칫 톱니멈춤쇠(170)와 치합상태로 들어가게 하며, 그것에 의해 캠 종동부(132)의 제 2 레그(138)가 제 3 로크 폴(110)의 액츄에이션 세그먼트(116)로부터 옮겨진 위치로 이동된다. 이와 같이, 제 1 비틀림 스프링(118)은 그것의 래칫되지 않은 위치로 제 3 로크 폴(110)이 이동하게 하여 그것의 작동 모드로부터 그것의 비작동 모드까지 저항 기구(18)를 이동시킨다. 그의 ELR 모드를 지난 캠 휠(126)의 보다 더한 반시계 방향으로의 회전은 슬롯(130)의 제 2 말단부(176)를 구비한 커버 플레이트(164)로부터 내부 방향으로 연장하는 정지 핀(166)의 결합에 의해 방지된다.

이제, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 타이밍 클러치 기구(20)의 기능이 보다 상세히 설명될 것이다. 특히, 도 5는 벨트(40)의 길이가 리트랙터(10)로부터 회수되고, 탑승자의 몸통을 횡단하여 래칫되며, 저항 기구(18)가 그것의 비작동 모드로 작동중인 경우의 캠 조립체(122) 및 타이밍 조립체(124)와 연관된 구성 요소의 위치를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 캠 휠(126)은 그것의 ELR 위치에 있으므로 리트랙터(10)는 그것의 ELR 모드로 작동하는 중이다. 차량의 충돌 발생시에, 적어도 하나의 비상 잠금 기구(14, 16)는 그것의 잠금 모드로 작동되어 이동된다. 리트랙터(10)내에 에너지 제어 기구(12)의 조립에 의해서, 충격 동안에 탑승자에 의해 벨트(40)상에 가해지는 부하는 스풀(28) 및 비틀림 바아(44)의 제 1 단부 세그먼트(42)를 운동에 대항하여 래칫되는 래칫 휠(48)에 대하여 반시계 방향으로 비틀림적으로 항복하게(즉, 감기게) 한다. 이러한 감김은 탑승자에게 인가되는 충격 부하의 일부를 흡수하기 위하여 제어된 방법으로 리트랙터(10)로부터 벨트(40)의 추가 길이가 풀리도록 허용한다. 충돌에 따르는 벨트(40)의 해제시에, 벨트(40)의 초기 길이의 리트랙션은 스풀(28), 비틀림 바아(44), 래칫 휠(48), 클러치 링(80) 및 클러치 플레이트(86)가 되감기 스프링(52)에 의해 시계 방향으로 회전되게 한다. 핑거(94)의 치형부 세그먼트(98)가 래칫 기어(100)의 래칫 치형부(102)와 치합되기 때문에, 클러치 플레이트(86)의 그러한 시계 방향으로의 회전은 래칫 기어(100)를 시계 방향으로 회전시키는 한편, 스테이터 링(156)을 반시계 방향으로 회전시킨다. 벨트(40)의 초기 길이의 리트랙션에 의한 스테이터 링(126)의 회전은 캠 포스트(172)가 공회전 슬롯(130)의 제 1 말단부(174)와 결합할 때까지 공회전 슬롯(130)내에서 캠 포스트(172)가 움직이게 한다. 이러한 시점에서, 정지 핀(166)에 대항하여 공회전 슬롯(130)의 제 2 말단부(176)의 결합은 캠 휠(126)의 보다 더한 반시계 방향으로의 회전을 방지하여 그것의 ELR 위치에 캠 휠(126)을 유지시킨다. 캠 휠(126)이 그것의 ELR 위치에 유지되는 동시에, 스테이터 링(156) 및 래칫 기어(100)가 반시계 방향으로의 보다 더한 회전에 대항하여 제동되기 때문에 타이밍 조립체(124)를 그것의 설정 위치에 또한 유지시킨다.

비틀림 바아(44)의 감김에 의한 스풀(28)상에 되감길 벨트(40)의 추가 길이를 수용하기 위하여, 되감기 스프링(52)은 스풀(28) 및 클러치 링(80)을 계속적으로 회전시킨다. 이러한 추가 회전은 클러치 플레이트(86)가 시계 방향으로 또한 회전되게 한다. 그러나, 래칫 기어(100)가 시계 방향의 회전에 대항하여 스테이터 링(156)에 의해 유지되기 때문에, 클러치 플레이트(86)의 이러한 지속된 회전은 되감기 스프링(52)이 스풀(28)상에 벨트(40)를 완전히 되감을 때까지 래칫 기어(100)상의 치형부(102)상을 핑거(94)의 치형부 세그먼트(98)가 단속하게 한다. 이와 같이, 래칫 기어(100)가 회전에 대항하여 제동되는 경우에, 클러치 플레이트(86)는 래칫 기어(100)에 대하여 회전하도록 허용되어, 그것의 초기 설정 위치에 타이밍 조립체(124)를 유지시키는 동시에 벨트(40)의 추가 길이가 스풀(28)상에 되감겨진다. 핑거(94)의 치형부 세그먼트(98)는 래칫 기어(100)의 치형부(102)상을 단속하기에 적합한 캠 표면(180)과, 래칫 기어(100)의 치형부(102)와 잠금적으로 결합하기에 적합한 로크 표면(182)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 한번 벨트(40)가 그것의 수용된 위치에 완전히 리트랙트되면, 벨트(40)의 계속적인 회수는 스풀(28), 비틀림 바아(44), 클러치 링(80) 및 클러치 플레이트(86)의 반시계 방향의 회전을 발생시켜, 핑거(94)가 래칫 기어(100)의 반시계 방향으로 동시 발생하는 종동 회전을 발생하도록 래칫 기어(100)의 치형부(102)와 치합된다. 래칫 기어(100)의 이러한 반시계 방향의 회전은 편심 링(150)이 시계 방향으로 구동되게 하여 타이밍 조립체(124)가 작동된다. 따라서, 타이밍 클러치 기구(20)는 비틀림 바아(44)가 감기도록 하는 각 충돌 후에 타이밍 조립체(124)의 타이밍을 재설정함으로써 저항 기구(18)를 작동/비작동하는데 요구되는 벨트(40)의 소정 길이를 유지하는 기능을 갖는다.

도 8을 참조하면, 변형된 클러치 기구를 도시하고 있다. 클러치 링(80)의 회전과 유사하게, 클러치 하우징(200)은 스풀(28)과 함께 시계 방향으로 회전된다. 환형의 플랜지(202)를 갖는 클러치 하우징(200)은 내부 표면(204)을 구비하며, 치형부(208)는 내부 표면(204)상에 배치된다. 클러치 플레이트(220)는 환형의 플랜지(202)내에 배치되고, 반경방향으로 위치된 핑거(228)를 구비하며, 각 핑거는 치합 치형부(232)를 구비한다. 치합 치형부(232)는 클러치 하우징(200)의 치형부(208)와 치합되어 클러치 플레이트(220)의 반시계 방향으로 동시 발생하는 종동 회전을 발생시킨다. 클러치 플레이트(220)는 시계 방향의 회전에 대항하여 스테이터 링(156)에 의해 유지되며, 클러치 하우징(200)의 이러한 지속된 회전은 되감기 스프링(208)이 스풀(28)상에 벨트를 완전히 되감을 때까지 핑거(228)의 치형부 세그먼트(232)가 클러치 하우징상의 치형부상을 단속하게 한다. 이와 같이, 클러치 플레이트(220)가 회전에 대항하여 제동되는 경우에, 클러치 하우징(200)은 클러치 플레이트(220)에 대하여 회전하도록 허용하여, 벨트(40)의 추가 길이가 스풀(28)상에 되감기는 동안에 그의 초기 설정 위치에 타이밍 조립체(124)를 유지한다. 치형부 세그먼트(232)는 클러치 하우징(200)상의 치형부상을 단속하기에 적합한 캠 표면(236)과, 클러치 하우징(200)의 치형부와 잠금적으로 치합되기에 적합한 로크 표면(238)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 한번 벨트(40)가 그것의 수용된 위치에 완전히 리트랙트되면, 벨트(40)의 계속적인 회수는 스풀(28), 비틀림 바아(44), 클러치 하우징(200) 및 클러치 플레이트(220)의 반시계 방향의 회전을 발생시켜 핑거(238)가 클러치 플레이트(220)의 반시계 방향으로 동시 발생하는 종동 회전을 발생하도록 클러치 하우징(200)의 치형부(204)와 치합된다. 클러치 플레이트(220)의 이러한 반시계 방향의 회전은 편심 링(150)이 시계 방향으로 구동되게 하여 타이밍 조립체(124)가 작동된다. 따라서, 타이밍 클러치 기구(20)는 비틀림 바아(44)가 감기도록 하는 각 충돌 후에 타이밍 조립체(124)의 타이밍을 재설정함으로써 저항 기구(18)를 작동/비작동하는데 요구되는 벨트(40)의 소정 길이를 유지하는 기능을 갖는다.

리트랙터(10)가 벨트-감지식 비상 잠금 기구(14)없이 조립된다면, 클러치 링(86)은 래칫 휠(48)에 직접 조립될 수 있다.

Claims

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안전 벨트 리트랙터(a safety belt retractor)에 있어서,

스풀(28)과,

제 1 방향으로의 상기 스풀(28)의 회전에 의해 상기 스풀(28)로부터 벨트(40)가 풀려지고, 제 2 방향으로의 상기 스풀(28)의 회전에 의해 상기 스풀(28)상에 벨트(40)가 감겨지도록 상기 스풀(28)상에 감겨 있는 벨트(40)와,

래칫 휠(48)과,

상기 래칫 휠(48)을 스풀(28)에 연결시키고, 상기 래칫 휠(48)이 제 1 방향으로의 회전에 저항해서 로크될 때 상기 스풀(28)이 상기 래칫 휠(48)에 대해서 제 1 방향으로 회전되게 하고 여분 길이의 벨트(40)가 풀려지는 것이 가능하게 하기 위해서, 상기 벨트(40)에 의해 상기 스풀(28)상에 가해지는 하중에 반응하여 항복하도록 설계된 비틀림 바아(44)와,

상기 래칫 휠(48)의 양방향 회전이 허용되는 제 1 위치와, 제 1 방향으로의 상기 래칫 휠(48)의 회전이 방지되는 제 2 위치 사이에서 이동가능한 로크 폴(110)과,

상기 로크 폴(110)을 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동시키기 위해서, 상기 벨트(40)가 스풀(28)상에 완전히 감겨진 설정 위치로부터 벨트(40)의 소정 길이가 스풀(28)로부터 회수되는 작동 위치까지 이동가능하며, 또한 상기 로크 폴(110)을 제 2 위치로부터 제 1 위치까지 이동시키기 위해서 상기 벨트(40)의 소정 길이가 스풀(28)상에 완전히 감겨진 경우 작동 위치로부터 설정 위치까지 이동가능한 타이밍 조립체(124)와,

상기 타이밍 조립체(124)를, 상기 래칫 휠(48)의 양방향 회전에 반응하여 설정 위치와 작동 위치 사이를 이동하도록 연결하는 클러치 기구(20)로서, 또한 상기 클러치 기구(20)는, 상기 타이밍 조립체(124)가 그 설정 위치에 있을 경우 상기 비틀림 바아(44)의 항복에 의해 야기된 여분 길이의 벨트(40)를 상기 스풀(28)상에 감기 위해서 상기 래칫 휠(48)을 제 2 방향으로 회전이 가능하게 작동가능한, 상기 클러치 기구(20)를 포함하는

안전 벨트 리트랙터.
제 8 항에 있어서,

상기 클러치 기구(20)는 상기 래칫 휠(48)과 함께 회전하도록 결합된 제 1 부재(86)와, 상기 타이밍 조립체(124)와 함께 이동하도록 연결된 제 2 부재(100)를 포함하며, 상기 제 1 부재(86)는 상기 벨트(40)의 소정 길이가 스풀(48)에서 풀리고 그 후에 스풀(48)에 감겨지는 것에 의해 상기 래칫 휠(48)의 회전이 타이밍 조립체(124)를 설정 위치와 작동 위치 사이에서 이동시키게 되도록 제 2 부재(100)를 맞물기 위한 맞물림 수단을 포함하며, 상기 맞물림 수단은 상기 타이밍 조립체(124)가 설정 위치에 있고 그리고 상기 래칫 휠(48)이 제 2 방향으로 회전될 때 제 2 부재(100)와의 구동 결합으로부터 해제되는

안전 벨트 리트랙터.
제 9 항에 있어서,

상기 클러치 기구(20)의 상기 제 1 부재는 중앙 개구(92)로부터 내부 방향으로 연장하는 한 쌍의 캔틸레버식 핑거(94)를 구비한 클러치 플레이트(86)이며, 상기 제 2 부재는 상기 핑거(94)상의 치형부(98)와 치합된 래칫 치형부(102)를 구비한 래칫 기어(100)인

안전 벨트 리트랙터.
제 10 항에 있어서,

상기 래칫 휠(48)이 상기 제 2 방향으로 회전하여 상기 벨트(40)의 소정 길이를 상기 스풀(28)상에 감는 경우에, 상기 래칫 기어(100)의 래칫 치형부(102)에 상기 핑거(94)를 치합시키는 상기 래칫 기어(100)의 제 2 방향에서의 추가 회전을 방지하기 위해서 벨트(40)의 소정 길이를 리트랙션한 후에 상기 타이밍 조립체(124)를 그 설정 위치에서 유지하기 위한 정지 수단을 더 포함하는

안전 벨트 리트랙터.
제 10 항에 있어서,

상기 클러치 기구(20)는 상기 래칫 휠(48)에 고정되고 상기 클러치 플레이트(86)가 동시에 회전하도록 키 고정된 클러치 링(80)을 더 포함하는

안전 벨트 리트랙터.
제 9 항에 있어서,

상기 로크 폴(110)을 그 제 1 위치로 가압하는 제 1 스프링(118)과, 슬롯(130) 및 캠 표면(144)을 갖는 캠 휠(126) 및 제 2 스프링(142)에 의해서 캠 표면(144)과 맞물리도록 바이어스되는 캠 종동부(132)를 포함하며,

상기 캠 표면(144)은 제 1 위치에 있는 로크 폴(110)로부터 변위된 위치에 캠 종동부(132)를 위치시키도록 설계된 제 1 톱니멈춤쇠(170)를 구비하며, 상기 캠 표면(144)은 상기 로크 폴(110)을 그 제 2 위치로 이동시키기 위해 상기 로크 폴(110)과 맞물리도록 상기 캠 종동부(132)를 위치시키도록 설계된 제 2 톱니멈춤쇠(178)를 구비하며,

상기 타이밍 조립체(124)는 상기 클러치 기구(20)의 제 2 부재(100)에 의해 회전가능하게 구동되는 구동 부재(150)와, 상기 구동 부재(150)의 회전에 의해 구동되며 상기 캠 휠(126)내의 슬롯(130)내에 유지되는 포스트(172)를 구비하는 종동 부재(156)를 포함하는

안전 벨트 리트랙터.
제 13 항에 있어서,

상기 타이밍 조립체(124)는 상기 포스트(172)가 상기 캠 휠(126)내의 상기 슬롯(176)의 제 1 단부(174) 바로 근처에 있는 경우에 그 설정 위치에 있으며, 정지 핀(166)은 상기 슬롯(130)의 제 1 단부(176)와 맞물리며,

상기 캠 종동부(132)는 상기 제 1 스프링(118)이 그것의 제 1 위치에서 상기 로크 폴(110)을 바이어스시키도록 상기 제 1 래칫 톱니멈춤쇠(170)와 치합되며,

상기 벨트(40)의 소정 길이의 회수에 의해 상기 종동 부재(156)가 상기 클러치 기구(20)에 의해 구동되며, 상기 타이밍 조립체(124)는 그 작동 위치로 이동하며, 이 작동 위치에서 캠 종동부(132)를 상기 제 2 톱니멈춤쇠(178)와 맞물린 상태로 이동시키기 위해서 상기 캠 휠(126)을 ELR 위치로부터 ALR 위치까지 강제적으로 이동시키기 위해 상기 포스트(172)가 상기 슬롯(130)의 제 2 단부(176)와 맞물리는

안전 벨트 리트랙터.