KR100511848B1

KR100511848B1 - 자동차용 시트벨트의 권취장치

Info

Publication number: KR100511848B1
Application number: KR10-2001-0011466A
Authority: KR
Inventors: 미쓰오사다아키; 와카하라마사히토; 아카마쓰노리카즈; 오사키가즈히로
Original assignee: 산코루 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 도카이리카덴키 세이사쿠쇼
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2005-09-02
Also published as: DE60108805T2; KR20010091927A; US6431485B2; JP2001260814A; EP1157905A3; US20010022330A1; CN1172813C; EP1157905A2; DE60108805D1; CN1314271A; EP1157905B1; JP3396027B2

Abstract

시트 벨트 장치에 있어서, 시트 벨트의 인출력과 권취력의 양쪽을 경감할 수 있는 자동차용 시트 벨트의 권취장치를 제공한다.

권취장치(2)는, 권축(16)을 시트 벨트 권취방향(a)으로 가압하는 주 플랫 스파이어럴 스프링(10), 시트 벨트 인출방향(b)으로의 권축(16)의 회전을 링(14)에 전달하는 스프링 클러치(25), 권축(16)에 대하여 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)과 역방향의 회전 가압력을 발생할 수 있는 부 플랫 스파이어럴 스프링(14) 등을 구비하고, 시트 벨트장착 상태에 대한 인출력과 권취력의 양쪽의 경감을 실현한다.

Description

자동차용 시트벨트의 권취장치 {AUTOMOTIVE SEATBELT TAKE-UP DEVICE}

본 발명은 자동차용 시트 벨트의 권취장치에 관한 것으로, 특히 시트 벨트 장착 상태에서 시트 벨트로부터 탑승자에 작용하는 구속력을 현저하게 경감한 것에 관한 것이다.

자동차용 시트 벨트는 탑승자(탑승원)를 충돌사고에서 보호하기 위하여 탑승자의 신체를 좌석에 구속하는 것이다. 시트 벨트의 권취장치는, 시트 벨트의 권취를 행하는 플랫 스파이어럴 스프링(flat spiral spring)을 구비하고, 시트 벨트의 장착시에는, 플랫 스파이어럴 스프링의 스프링력에 저항하여 시트 벨트를 인출하고, 탱(tang)을 버클에 삽입한다. 그 상태에서, 플랫 스파이어럴 스프링의 스프링력으로 시트 벨트는 권취방향을 가압하기 때문에 탑승자의 흉부가 조이게 되고, 탑승자는 시트 벨트에 의하여 압박감을 느낀다. 이 때문에, 시트 벨트 장착 상태에서 시트 벨트의 권취력을 경감하여 흉부의 꽉 조임을 완화하고, 탑승자의 압박감을 경감하여 시트 벨트 장착감을 개선할 필요가 있다.

그런데, 시트 벨트 권취력을 경감하기 위하여, 종래, 탄성 가압력이 다른 강약 2개의 플랫 스파이어럴 스프링을 직렬적으로 조합하고, 시트 벨트의 인출과 수납시에 강약 2개의 플랫 스파이어럴 스프링을 작용시키고, 시트 벨트 장착상태에서는, 약한 스프링만 작용시켜 권취력을 경감하도록 한 권취장치가 실용으로 제공되어 있다(특공소60-30576호 공보). 그러나, 이 권취장치에서는, 강약 2개의 플랫 스파이어럴 스프링을 사용하기 때문에, 구조가 복잡하고, 제작비도 비싸게 된다.

그래서 본원 출원인은, 특개평10-78786호 공보에 나타난 바와 같이, 시트 벨트 장착상태에서, 플랫 스파이어럴 스프링의 권취력에 대하여 스프링 클러치에 의하여 브레이크력을 작용시킴으로서, 권취력을 경감하도록 한 시트 벨트의 권취장치를 제안한다.

이 권취장치는, 시트 벨트 권취축에 연동하는 축(샤프트), 축을 권취 가압하는 플랫 스파이어럴 스프링, 시트 벨트 장착시에 시트 벨트 권취방향으로 회전되지 않도록 솔레노이드 엑츄에이터로 규제되는 래칫 휠, 축과 래칫 휠에 걸쳐 조립한 스프링 클러치를 가지고 있다. 이 스프링 클러치는, 시트 벨트 장착상태에서 시트 벨트의 권취시에, 클러치 스프링을 토크 전달상태로 하고, 축을 회전 정지상태의 래칫 휠에 연동시킴으로서, 클러치 스프링의 마찰 미끄러짐에 의하여 축에 브레이크력을 작용시켜, 축의 권취력을 경감한다.

상기 후자의 공보에 기재된 시트 벨트의 권취장치는, 축이 시트 벨트 권취방향으로 회전할 때에, 스프링 클러치의 클러치 스프링의 마찰 미끄러짐을 통하여 브레이크 작용을 얻는다. 그러나, 자동차의 진동으로 클러치 스프링의 마찰계수가 크게 변화하기 때문에, 안정한 브레이크 작용(안정한 권취력 경감작용)을 얻지 못하고, 시트 벨트의 압박감을 충분히 확실하게 경감하는 것이 곤란하다.

클러치 스프링의 마찰 미끄러짐을 통하여 브레이크 작용을 얻는 구성이므로,브레이크력을 높임에는 한계가 있다. 이 때문에, 시트 벨트 권취 성능을 높이기 위하여, 플랫 스파이어럴 스프링의 스프링력을 높이는 것도 곤란하다. 더구나, 시트 벨트를 장착한 상태에서 시트 벨트를 인출할 때에는, 스프링 클러치가 거의 공회전 상태로 되고, 래칫 휠도 회전하기 때문에, 축에 작용하는 권취력을 전혀 경감할 수 없고, 플랫 스파이어럴 스프링의 강한 권취력에 저항하여 시트 벨트를 인출하게 되므로, 시트 벨트에 의한 압박감이 강하게 된다. 더구나, 이 때 래칫 휠의 회전에 기인하는 래칫 음이 발생한다.

본 발명의 목적은, 시트 벨트 장착 직후에서 시트 벨트의 권취력을 확식하게 경감하는 것, 시트 벨트를 인출하는 인출력과 권취하는 권취력의 양쪽을 경감하는 것, 스프링 부재의 탄성력을 활용하여 상기의 경감을 달성하는 것, 플랫 스파이어럴 스프링의 토크 상승을 가능하게 하는 것, 등이다.

청구항1의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 자동차용 시트 벨트의 권취장치에 있어서, 시트 벨트 권취축에 연동하는 권축과, 이 권축에 중심부가 고정된 권축을 권취 방향으로 가압하는 주 플랫 스파이어럴 스프링과, 상기 주 플랫 스파이어럴 스프링과 역방향의 회전 가압력을 발생하는 밸런서 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다. 여기서, 밸런스 스프링은 주 플랫 스파이어럴 스프링과 거의 동일한 권수가 적은 부 플랫 스파이어럴 스프링으로 구성하여도 좋고, 토션 스프링으로 구성하여도 좋다.

시트 벨트를 탑승자에 장착한 상태에서, 밸런스 스프링으로 발생시킨 회전 가압력(이것은, 주 플랫 스파이어럴 스프링과 역방향의 회전 가압력이다)을 권축에 작용하도록 구성하는 것도 가능하며, 이와 같이 구성한 경우에는, 시트 벨트의 장착후의 권취 때에, 밸런스 스프링을 틀어 죄도록 권축의 권취력을 경감하는 것이 가능하다. 또한, 그 후의 시트 벨트의 인출 때에는, 상기와 같이 틀어 죈 밸런스 스프링을 해방시키는 해제 탄성력으로 권축을 인출 방향으로 어시스트(assist)하는 것이 가능하다.

청구항2의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 자동차용 시트 벨트 권취축에 연동하는 권축과, 이 권축에 축심부가 고정되는 권축을 권취 방향으로 가압하는 주 플랫 스파이어럴 스프링과, 상기 권축에 외측으로 끼워 맞춘 클러치 스프링을 가지고 시트 벨트 인출 방향으로 권축의 회전을 링에 전달하는 스프링 클러치와, 상기 링에 일단부가 고정되며 또한 주 플랫 스파이어럴 스프링과 역방향의 회전 가압력을 발생할 수있는 밸런스 스프링과, 상기 밸런스 스프링의 타단부가 고정되며 또한 시트 벨트의 권취 방향으로 회전되지 않도록 규제수단으로 규제 가능한 래칫 휠을 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서, 밸런스 스프링은, 예를 들면, 주 플랫 스파이어얼 스프링과 같은 권수가 적은(예를 들면, 3~10 권(卷) 정도) 부 플랫 스파이어럴 스프링으로 구성하여도 좋고, 또는, 이 부 플랫 스파이어럴 스프링과 동등의 토션 스프링으로 구성하여도 좋다.

시트 벨트를 탑승자에 장착하기까지는, 규제수단이 작동하지 않고, 래칫 휠이 자유로이 회전할 있기 때문에 밸런스 스프링은 자유 상태이다. 시트 벨트를 탑승자에 장착한 탱을 버클에 연결하면, 규제수단에 의하여 래칫 휠이 권취 방향으로 회전되지 않도록 규제된다. 이 상태에서, 시트 벨트의 나머지 부분을 권취할 때, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 권축의 회전이 링에 전달되어 링이 회전하고, 밸런서 스프링이 틀어 조인다. 이렇게 해서, 권축의 권취력이 밸런스 스프링의 틀어 죔에 의하여 확실히 경감되고, 탑승자에 대하여 시트 벨트로부터 약한 구속력 밖에 작용하지 않는다.

시트 벨트를 장착한 상태에서, 탑승자가 몸을 이동하여 시트 벨트를 인출할 때에는, 스프링 클러치가 전달 상태로 되고, 밸런스 스프링의 해제 탄성력으로 권축이 어시스트되기 때문에, 탑승자에 대하여 시트 벨트에서 약한 구속력 밖에 작용하지 않는다. 다음에, 탑승자가 몸을 원래의 위치로 복귀하여 시트 벨트를 권취할 때에는, 전술한 바와 같이, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런스 스프링이 털어 조이고, 권축의 권취력이 밸런스 스프링의 틀어죔에 의하여 경감되고, 탑승자에 대하여 약한 구속력 밖에 작용하지 않는다.

시트 벨트를 탑승자의 몸에서 풀 때에, 탱을 버클로부터 빼내면, 래칫 휠에 대하여 규제수단의 규제가 해제되어 래칫 휠이 자유로이 회전할 수 있도록 되기 때문에, 밸런스 스프링이 자유 상태로 되고, 시트 벨트는 주 플랫 스파이어럴 스프링의 권취력으로 강력하게 급속히 권취된다.

청구항3의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 청구항2의 발명에 있어서, 상기 시트 벨트의 탑승자로 장착시에 래칫 휠이 회전 규제된 상태에서 권축이 권취 방향으로 회전할 때, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런스 스프링을 틀어 죔에 의하여, 권축의 권취력을 경감하는 것을 특징으로 한다. 시트 벨트를 탑승자에 장착후에, 통상, 시트 벨트의 잉여 부분이 권취된다. 이 경우 래칫 휠이 회전 규제된 상태에서 권축이 권취 방향으로 회전할 때, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런스 스프링이 틀어 조여지고, 이에 의하여, 권축의 권취력이 경감된다.

청구항4의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 청구항3의 발명에 있어서, 상기 시트 벨트를 장착하며 또한 래칫 휠이 회전 규제된 상태에서 시트 벨트가 인출될 때에는, 스프링 클러치를 통하여 밸런스 스프링의 해제 탄성력으로 권축을 인출 방향으로 어시스트하는 것을 특징으로 한다.

시트 벨트를 장착한 상태에서 탑승자의 몸을 이동하는 경우에는 시트 벨트가 인출된다. 이 때까지는, 전술한 바와 같이 밸런스 스프링은 틀어죄여 있기 때문에, 이 시트 벨트 인출 때, 스프링 클러치를 통하여 밸런스 스프링의 해제 탄성력으로 권축을 인출 방향으로 어시스트하는 것이 가능하므로, 탑승자에는 약한 구속력 밖에 작용하지 않는다.

청구항5의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 청구항4의 발명에 있어서, 상기 시트 벨트가 인출된 후에 권취될 때에는, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런스 스프링을 틀어죔에 의하여, 권축의 권취력을 경감하는 것을 특징으로 한다. 청구항4와 같이 시트 벨트를 인출한 후에, 시트 벨트를 권취할 때에는, 청구항3과 동일하게, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런서 스프링을 틀어죔에 의하여, 권축의 권취력을 경감하는 것이 가능하다.

청구항6의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 청구항2~5의 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 밸런스 스프링이 플랫 스파이어럴 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 밸런스 스프링을 플랫 스파이어럴 스프링으로 구성하기 때문에, 예를 들면 밸런스 스프링을 상기 링과 래칫 휠의 사이에 장착하는 등으로 하여, 권취장치의 소형화를 도모하는 것이 가능하다.

청구항7의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 청구항2~5의 어느하나의 발명에 있어서, 상기 밸런스 스프링이 토션 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 밸런스 스프링을 토션 스프링으로 구성하기 때문에, 밸런스 스프링의 제작비의 저감을 도모하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예는, 자동차에 장비된 탑승자 구속용의 시트 벨트를 권취하는 권취장치에 본 발명을 적용한 경우의 일예이다. 또한, 도 1의 전후좌우를 전후좌우로 하여 설명한다.

도 1은 본원 특유의 권취장치(2)를 포함하는 시트 벨트장치(1)의 분해 사시도를 도시한다. 이 시트 벨트장치(1)는, 권취장치(卷取裝置)(2), 하우징(3), 하우징(3)에 수용된 시트 벨트(seat belt)(4)를 권취할 수 있는 릴(reel)(5), 릴(5)에 내부에서 끼움 상태로 고정되며 또한 릴(5)을 관통하여 하우징(3)에 회전 가능하게 지지될 수 있는 시트 벨트 권취축(6)(이하, 권취축(6)이라 한다) 등을 구비한다.

도 1 ~ 도 6에 도시된 바와 같이, 권취장치(2)는, 주 플랫 스파이어럴 스프링(main flat spiral spring)(10), 디스크(disc)(11), 래칫 휠(ratchet wheel)(12), 부(sub) 플랫 스파이어럴 스프링(13) (밸런서 스프링;balance spring), 링(ring)(14), 클러치 스프링(clutch spring)(15), 권축(卷軸)(16), 래칫 클로(ratchet claw)(17), 비틀림 스프링(18), 솔레노이드 엑츄에이터(solenoid actuator)(19)를 구비하고, 이들의 부재(10~19)는 하우징(3)의 우측벽에 고정되는 케이스부재(20)의 내부에 수용된다.

케이스부재(20)의 오른쪽의 캡부(20a)에 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)이 수용되고, 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 좌측에 디스크(11)과 환상의 래칫 휠(12)이 배설(配設)된다. 디스크(11)는 래칫 휠(12)에 고정되고, 래칫 휠(12)의 내측에 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 수용된다. 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 내측에는 링(14)이 배설되고, 링(14)의 내측에 클러치 스프링(15)이 배설된다. 또한, 디스크(11)가 케이스부재(20)에 회전 가능하게 수용되어, 래칫 휠(12)이 권취축(6)의 축중심 주위에 회전할 수 있다.

권축(16)은, 제1축부(16a)와, 그 우측의 제2축부(16b)(제1축부(16a 보다도 소직경)와, 제1축부(16a)의 좌측단 부근의 플랜지(16c)를 일체로 형성한 구성이다. 제1축부(16a)에 형성된 짧은 형상 구멍(16d)에 권취축(6)의 우측단부의 사각형 연결부(6a)가 끼움 결합되고, 권축(16)이 권취축(6)에 연동 연결된다.

제1축부(16a)가 클러치 스프링(15)과 링(14)의 내측에 배설되고, 제2축부(16b)가 디스크(11)의 삽입 구멍(11a)을 관통하여 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 내측에 배설되고, 플랜지(16c)가 링(14)의 좌측면에 인접한다. 또한, 권축(16)의 우측단부에 좌우로 돌출하는 축부(軸部)(도시생략)가 형성되고, 이 축부가 케이스부재(20)의 중심부의 오목부(도시생략)에 회전 가능하게 지지된다.

여기서, 도 1의 화살표a는 시트 벨트(4)를 권취할 때의 권축(16)(권취축6)의 회전 방향(권취 방향)을 도시하고, 화살표b는 시트 벨트(4)를 인출할 때의 권축(16)의 회전 방향(인출 방향)을 도시한다.

주 플랫 스파이어럴 스프링(10)은 권심부(10a)에서 외측에 권취 방향(a)으로 향하여 감을 수 있는 구조이고, 그 내측 단부를 제2축부(16)에 형성된 슬릿(16e)에 걸어 맞추게 하여 권심부(10a)를 권축(16)에 고정시키고, 그 외측 단부가 케이스부재(20)의 내부에 형성된 걸림결합부(20b)에 걸림 결합하여 고정된다. 시트 벨트(4)가 릴(5)에 대체로 전부 권취되어 있는 상태에서 인출되고, 권축(16)이 인출 방향(b)으로 회전하면 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)이 틀어 조여지고, 그 가압력에 의하여 권취축(6)과 함께 권축(16)이 권취 방향(a)으로 가압된다.

부 플랫 스파이어럴 스프링(13)은 내측에서 외측으로 인출 방향으로 향하여 예를 들면 3~10회 감겨지는 구조이고, 내측단부가 링(14)에 형성된 슬릿(14a)에 걸림 결합하여 고정되고, 그 외측단부가 래칫 휠(12)에 형성된 슬릿(12a)에 걸림 결합하여 고정된다. 이 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)은, 권축(16)에 대하여 인출 방향(b)(주 플랫 스파이어럴 스프링과 역방향)의 회전 가압력을 발생할 수 있다.

클러치 스프링(15)은, 탄성있는 선재(線材)를 대략 코일상으로 복수회(예를 들면, 2회) 조밀하게 감아서 구성된 토션 스프링으로 이루어지고, 권축(16)의 제1축부(16a)에 마찰 결합 가능하게 가압 끼움 상태로 외부에서 끼워진다. 그 클러치 스프링(15)은 일단부(15a)에서 권취 방향(a)으로 향하여 권취되고, 그 타단부(15b)가 상방으로 굴곡하여 링(14)의 내주부분에 형성된 걸림 결합홈(14b)에 걸림 결합 고정된다.

상기 권축(16)과 클러치 스프링(15)과 링(14)은, 시트 벨트 인출 방향(b)으로의 권축(16)의 회전을 링(14)에 전달하는 스프링 클러치(25)를 구성한다. 즉, 권축(16)이 인출 방향(b)으로 회전할 때, 권축(16)과의 사이에 작용하는 마찰력에 의하여 클러치 스프링(15)에 틀어죔(권체(券締))이 발생하여 스프링 클러치(25)가 체결 상태로 되고, 클러치 스프링(15)과 권축(16)이 토크 전달 가능하게 강력하게 결합되어, 인출 방향(b)으로 권축(16)의 회전을 링(14)에 확실하게 전달한다. 또한, 권축(16)이 권취 방향(a)으로 회전할 때, 이 스프링 클러치(25)의 마찰 전달 작용을 통하여, 권축(16)의 권취 방향(a)의 회전력이 링(14)에 전달된다. 여기서, 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 회전 가압력을 T1, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 회전 가압력을 T2, 스프링 클러치(25)의 마찰 전달 작용을 통하여 슬립(slip) 없이 전달되는 토크를 T3로 한 경우, T1>T3>T2 의 관계가 성립한다.

또한, 상기 래칫 클로(17)와 비틀림 스프링(18)과 솔레노이드 엑츄에이터(19) 등이, 래칫 휠(12)을 권취 방향(a)으로 회전하지 않도록 규제할 수 있는 회전규제기구(26)를 구성한다. 래칫 클로(17)는, 주 지지부(17a)와 암부(17b)와 레버부(17c)를 일체 형성한 구조이고, 주 지지부(17a)가 래칫 휠(12)의 대략 하측에서 케이스부재(20)의 지축부(20c)에 슬라이드 가능하게 지지되고, 이 주 지지부(17a)에서 암부(17)가 후방으로 연장 레버(17c)가 하측으로 연장된다.

비틀림 스프링(18)은 케이스부재(20)의 핀부(20d)에 장착되고, 이 비틀림 스프링(18)에 의하여 암부(17b)가 래칫 휠(12)의 치(齒)에 걸림 결합하는 방향으로 가압된다. 솔레노이드 엑츄에이터(19)는, 레버부(17c)의 후측에서 케이스부재(20)에 고정되고, 그 출력부(19a)에서 레버부(17c)를 전방으로 눌러 이동하고, 암부(17b)와 래칫 휠(12)의 결합을 해제할 수 있다.

이 시트 벨트장치(1)에는, 도시되지 않아지만, 시트 벨트(4)에 장착된 탱(tang)과, 차체측에 고정적으로 설치된 버클(buckle)이 구비되고, 이 탱이 버클에 연결되면 시트 벨트(4)가 탑승자에 장착된 상태로 된다. 그리고, 이 버클의 연결 상태를 검출하는 검출 스위치와 솔레노이드 엑츄에이터(19)는 제어장치(도시생략)에 전기적으로 접속되고, 이 제어장치에 의하여, 탱과 버클의 연결 상태에 따라서 솔레노이드 엑츄에이터(19)가 구동 제어된다.

시트 벨트(4)를 장착하기까지는, 도 6에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 엑츄에이터(19)가 오프(OFF)에서, 클러치 클로(17)가 래칫 휠(12)에서 결합 해제되어 래칫 휠(12)이 자유로이 회전 할 수 있는 상태로 된다. 시트 벨트(4)를 장착하면(탱이 버클에 연결된 상태에서는), 도 5에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 엑츄에이터(19)가 온(ON)으로 되고, 클러치 클로(17)가 래칫 휠(12)에 걸어 맞추어 래칫 휠(12)이 권취 방향(a)으로 회전하지 않도록 규제된다.

래칫 휠(12)이 자유로이 회전될 수 있는 상태에서는, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)에 틀어 죔이 발생되지 않으므로, 권축(16)에 대한 회전 가압력이 발생하지 않는다. 한편, 시트 벨트(4)가 탑승자에 장착되고, 회전규제기구(26)에 의하여 래칫 휠(12)이 권취 방향(a)으로 회전하지 않도록 규제된 상태에서, 주 플랫 스파이어럴 스프링(100)의 회전 가압력에 의하여 권축(16)이 권취 방향(a)으로 회전할 때, 스프링 클러치(25)의 마찰 전달 작용을 통하여 링(14)도 권취 방향(a)으로 회전하기 때문에 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 틀어 조이게 되고, 권축(16)에 대하여 인출 방향(b)으로의 회전 가압력을 발생한다.

또한, 권축(16)에 대하여 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)에 의하여 인출 방향(b)으로의 회전 가압력이 발생한 경우에서도, 그 회전 가압력은 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)에 의하여 권취 방향(a)으로의 회전 가압력 보다도 작도록 구성된다. 요컨대, 래칫 휠(12)이 권취 방향(a)으로 회전되지 않도록 규제된 상태에서, 권축(16)과 함께 링(14)이 권취 방향(a)으로 과잉하게 회전한 경우에도, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 소정의 회전 가압력(주 플랫 스파이어럴 스프링(10) 보다도 약간 적은 가압력)을 발생시킨 상태로까지 틀어죄면, 클러치 스프링(15)과 권축(16)의 사이에 미끄러짐이 발생하고, 이 이상 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 틀어 조여 회전 가압력이 커지지는 않는다.

상기 권취장치(2)의 작용·효과에 대하여 도 7, 도 8을 참조하면서 설명한다.

1) 시트 벨트(4)를 탑승자에 장착할 때에 시트 벨트(4)를 인출하는 경우, 권취축(6)과 함께 권축(16)이 인출 방향(b)으로 회전하기 때문에, 스프링 클러치(25)가 체결 상태로 되고, 권축(16)과 일체적으로 링(14)과 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)을 통하여 래칫 휠(12)이 인출 방향(b)으로 회전한다. 래칫 휠(12)은 자유로이 회전할 수 있는 상태이기 때문에, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)은 자유 상태로 되고 틀어 조임이 발생하지 않고, 시트 벨트(4)의 인출력은, 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 회전 가압력(토크)만이 작용하는 도 7의 곡선〔Ⅰ〕의 특성으로 된다.

2) 시트 벨트(4)를 탑승자에 장착한 후 시트 벨트(4)의 여분의 이완부분을 권취시킨 경우, 권축(16)이 권취 방향(a)으로 회전하므로, 스프링 클러치(25)의 마찰 전달 작용을 통하여 권축(16)의 회전이 링(14)에 전달되고, 링(14)이 권취 방향(a)으로 회전한다. 회전규제기구(26)에 의하여 래칫 휠(12)이 권취 방향(a)으로 회전 규제된 상태이므로, 링(14)이 권취 방향(a)으로 회전하면, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 틀어 조이게 되고, 권축(16)에 대하여 인출 방향(b)으로의 회전 가압력을 발생한다.

요컨대, 시트 벨트(4)를 권취하는 권축(16)의 권취력은, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 틀어 죔에 의하여 경감되어 도 7의 곡선〔Ⅱ〕의 특성으로 되고, 탑승자에 대하여 시트 벨트(4)에서 약한 구속력밖에 작용하지 않는다. 단, 도 7의 곡선〔Ⅱ〕에 도시된 바와 같이, 권취 개시후 점P까지는 클러치 스프링(15)과 권축(16)의 사이에 미끄러짐이 발생하지 않으며, 또한, 이 사이에서 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 틀어 죔이 대략 완료한다. 점P 이후의 권취에 있어서는, 클러치 스프링(15)과 권축(16)의 사이에 미끄러짐이 발생하여 브레이크 작용을 얻을 수 있다.

3) 시트 벨트(4)가 탑승자에 맞는(fit) 상태에서는, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 틀어 죔이 크게 되고, 권축(16)의 권취력이 작게 되어 도 7의 점Q에서 정지하고, 시트 벨트(4)는 약한 구속력으로 탑승자에 아주 맞는 상태로 된다.

여기서, 도 7의 곡선〔Ⅱa〕,〔Ⅱa〕는, 곡선〔Ⅱ〕의 경우보다도 시트 벨트(4)를 많이 인출하여 장착한 후에 시트 벨트(4)의 여분의 이완부분을 권취시킨 경우의 특성을 도시한다. 이 경우에도, 시트 벨트(4)를 장착한 직후로부터, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 틀어 조이기 때문에, 권축(16)의 권취력은 경감되어 곡선〔Ⅱ〕와 대략 동일한 특성으로 된다. 단, 곡선〔Ⅱ〕의 경우 보다도 권축(16)이 권취 방향(a)으로 많이 회전하지만, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 소정의 회전 가압력을 발생시킨 상태로까지 틀어 조이면, 클러치 스프링(15)과 권축(16)의 사이에 미끄러짐이 발생하고, 이 이상 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 틀어 조여 회전 가압력이 커지지 않기 때문에, 시트 벨트(4)가 탑승자에 맞는 경우의 구속력도, 곡선〔Ⅱ〕를 세로로 수렴한 구속력과 대략 동일하게 된다.

4) 시트 벨트(4)를 탑승자에 장착한 상태에서 시트 벨트(4)를 인출하는 경우, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)에 틀어 죔이 발생하는 범위내, 예를 들면, 시트 벨트(4)가 200mm이내에서 인출되는 경우, 권축(16)이 인출 방향(b)으로 회전하기 때문에 스프링 클러치(25)가 체결(전달) 상태로 되고, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)에 의하여 인출 방향(b)으로의 회전 가압력이 스프링 클러치(25)를 통하여 권축(16)에 전달된다. 요컨대, 권축(16)의 권취력은, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 해제 탄성력으로 어시스트(assist)된 d경감되고, 도 7의 곡선〔Ⅲ〕,〔Ⅳ〕의 특성으로 되고, 탑승자에 대하여 시트 벨트(4)에서 약한 구속력밖에 작용하지 않는다. 단, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)에 틀어 죔이 없어질 때까지, 예를 들면, 시트 벨트(4)가 200mm 이상 인출되는 경우에는, 도 7의 곡선〔Ⅰ〕의 특성으로 이행하고, 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 회전 가압력에 반하여 시트 벨트(4)를 인출하게 된다.

5) 시트 벨트(4)를 탑승자에 장착한 상태에서, 시트 벨트(4)를 인출한 후에, 재차 시트 벨트를 권취시키는 경우, 전술한 바와 같이, 스프링 클러치(25)의 마찰 전달 작용을 통하여 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 틀어 조여지고, 권축(16)의 권취력이 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 틀어 죔에 의하여 경감되어, 도 7의 곡선〔Ⅱ〕, 곡선〔Ⅱa〕, 곡선〔Ⅱb〕 등의 특성으로 되고, 탑승자에 대하여 시트 벨트(4)에서 약한 구속력밖에 작용하지 않는다.

6) 시트 벨트(4)의 장착을 해제하여 시트 벨트(4)를 권취시키는 경우, 먼저, 시트 벨트(4)의 해제와 동시에, 회전규제기구(26)에 의하여 래칫 휠(12)의 권취 방향(a)으로의 회전 규제도 해제되어 자유로이 회전될 수 있는 상태로 되므로, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 자유 상태로 되고, 틀어 죔에 의하여 축적된 에너지가 해제된다. 요컨대, 시트 벨트(4)의 해제 직후에, 권축(16)에 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)에 의하여 권취 방향(a)으로의 회전 가압력만이 작용하므로, 권축(16)의 권취력이 급격하게 상승하여 도 7의 곡선〔Ⅴ〕의 특성으로 되고, 시트 벨트(4)는 급속하게 권취된다.

이와 같이, 상기 권취장치(2)에 따르면, 특히, 시트 벨트(4)를 탑승자에 장착하여 래칫 휠(12)의 권취 방향(a)으로의 회전이 규제된 상태에서, 시트 벨트(4)의 장착후의 권취 때에 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 틀어 죔을 통하여 권취력을 경감하는 것이 가능하다(도 7, 도 8의 곡선〔Ⅱ〕의 상태).

게다가, 시트 벨트(4)의 인출 때에는 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 해제 탄성력으로서 시트 벨트(4)의 인출을 어시스트하는 것이 가능하다(도 7, 도 8의 곡선〔Ⅳ〕의 상태), 그 후의 권취 때에도 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 틀어죔을 통하여 권취력을 경감할 수 있다(도 7, 도 8의 곡선〔Ⅱ〕의 상태). 이렇게 해서, 시트 벨트(4)의 장착 상태에서의 시트 벨트(4)에서 탑승자에 작용하는 압박감을 현저하게 저감하고, 시트 벨트(4)의 장착감을 현격하게 높일 수 있다.

또한, 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 가압력의 대소에 따라서, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 특성을 자유로이 설정할 수 있기 때문에, 상기의 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)에 의하여 권취력의 경감이나 인출력 어시스트의 기능을 확보하면서, 주 플랫 스파이어럴 스프링(10)의 가압력을 강화하고, 시트 벨트(4)의 권취 성능을 높일 수 있다. 그리고, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 권취력 경감 작용이나 인출력 어시스트 작용은, 진동 등의 영향을 받지 않고 안정한 특성으로 설정할 수 있으므로, 신뢰성이 우수한 권취장치로 하는 것이 가능하다. 또한, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)이 해제할 동안은, 래칫 휠(12)이 회전 규제되어 회전하지 않으므로, 래칫음이 발생하지 않는다.

다음에, 상기 실시예의 변형예에 대하여 설명한다.

1) 밸런스 스프링으로서의 상기 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 대신에, 이 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)과 동등한 토션 스프링을 설치하여도 좋다.

2) 회전규제기구(26)는 일예를 도시한 것에 한하지 않고, 그 다른 종류의 회전규제기구를 적용할 수 있다.

3) 스프링 클러치(25)(클러치 스프링(15)과 링(14))를 생략하여도 좋다. 이 경우, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 내측단부를 권축(16)에 직접 결합하면 좋다. 단, 시트 벨트(4)를 장착한 상태에서, 시트 벨트(4)를 과잉하게 인출한 후에 권취시킬 때에, 권축(16)이 도중에 회전 정지하는 것을 방지하기 위하여, 부 플랫 스파이어럴 스프링(13)의 권수를 많이 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 스프링 클러치(25)를 생략할 수 있으므로, 구조가 간단하고 제작 코스트적으로도 비교적 유리하게 된다.

또한, 본 발명의 자동차용 시트 벨트의 권취장치는, 상기 실시예의 권축장치에 한하지 않고, 본 발명의 취치를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 변경을 부가한 형태로 실시할 수 있음은 물론이다.

청구항1의 발명에 따르면, 시트 벨트를 탑승자에 장착한 상태에서, 시트 벨트의 장착후의 권취 때에, 밸런스 스프링을 틀어죔(권체;券締)시킴에 의하여 권취력을 경감하도록 한 구성으로 하여, 그 후의 시트 벨트의 인출 때에는 틀어죄는 밸런스 스프링을 해제시키는 해제 탄성력을 갖고서 권축을 인출 방향으로 어시스트 하도록 한 구성으로 하는 것이 가능하게 된다. 밸런스 스프링의 스프링 특성의 설정이 어떤가에 따라, 권취력 경감 작용이나 인출력 어시스트 작용을 자유로이 설정할 수 있으므로 설계의 자유도가 우수하게 되고, 우수한 성능의 권취장치를 실현하는 것이 가능하다.

청구항2의 발명에 따르면, 시트 벨트를 탑승자에 장착하고 래칫 휠의 회전을 규제한 상태에서, 시트 벨트의 장착후의 권취 때에 밸런스 스프링의 권체를 통하여 권취력을 경감할 수 있고, 시트 벨트의 인출 때에는 밸런스 스프링의 해제 탄성력으로서 시트 벨트의 인출을 어시스트할 수 있고, 그 후의 권취때에도 밸런스 스프링의 틀어죔을 통하여 권취력을 경감하는 것이 가능하다. 그리고 또한, 시트 벨트 장착 상태에서 시트 벨트로부터 탑승자에 작용하는 압박감을 현저하게 저감하고, 시트 벨트 장착감을 높이는 것이 가능하다.

게다가, 주 플랫 스파이어럴 스프링의 가압력의 대소에 따라서, 밸런스 스프링의 특성을 자유로이 설정할 수 있으므로, 상기의 밸런서 스프링에 의한 권취력의 경감이나 인축력 어시스트의 기능을 확보하면서, 주 플랫 스파이어럴 스프링의 가압력을 강화하고, 시트 벨트 권취 성능을 높이는 것이 가능하다. 그리고, 밸런스 스프링의 권취력 경감이나. 인출력 어시스트 작용은, 진동 등의 영향을 받지 않고 안정한 특성으로 설정하는 것이 가능하기 때문에, 신뢰성이 우수한 권취장치로 하는 것이 가능하다.

청구항3의 발명에 따르면, 시트 벨트 장착상태에서, 밸런스 스프링을 틀어죔에 의하여, 시트 벨트를 권취하는 권취력을 경감하는 것이 가능하다. 그 다른 청구항2와 같은 효과가 있다.

청구항4의 발명에 따르면, 시트 벨트 장착상태에서, 시트 벨트의 인출할 때, 밸런스 스프링의 해제 탄성력으로 인출 방향으로 어시스트하는 것이 가능하다. 게다가, 밸런스 스프링이 해제하는 동안은 래칫 휠이 회전하지 않으므로, 래칫 음이 발생되지 않는다. 그 다른 청구항3과 같은 효과가 있다.

청구항5의 발명에 따르면, 시트 벨트 장착상태에서, 시트 벨트의 인출 후의 권취에서도, 청구항3과 동일하게, 밸런스 스프링을 틀어죔에 의하여, 시트 벨트를 권취하는 권취력을 경감하는 것이 가능하다. 그 다른 청구항4과 같은 효과가 있다.

청구항6의 발명에 따르면, 밸런스 스프링을 플랫 스파이어럴 스프링으로 구성하기 때문에, 예를 들면 밸런스 스프링을 상기 링과 래칫 휠의 사이에 장착하는 등으로 하여, 권취장치의 소형화를 도모할 수 있다. 그 다른 청구항2~5의 어느 것과 동일한 효과가 있다.

청구항7의 발명에 따르면, 밸런스 스프링을 토션 스프링으로 구성하기 때문에, 밸런스 스프링의 제작비의 저감을 도모할 수 있다. 그 다른 청구항2~5의 어느것과 동일한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시트 벨트 장치의 분해 사시도이다.

도 2는 권취장치의 사시도이다.

도 3은 권취장치의 요부의 사시도이다.

도 4는 권취장치의 요부의 분해 종단면도이다.

도 5는 권취장치(래칫 휠의 회전규제시)의 측면도이다.

도 6은 권취장치(래칫 휠의 회전규제시)의 측면도이다.

도 7은 권취장치에 따른 권취력/인출력의 특성도이다.

도 8은 각 동작에 대한 여러가지 부재의 상태를 도시한 도표이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

1 시트 벨트 장치

2 권취장치

4 시트 벨트

6 시트 벨트 권취축

10 주 플랫 스파이어럴 스프링

12 주 플랫 스파이어럴 스프링

13 부 플랫 스파이어럴 스프링

14 링

15 클러치 스프링

16 권축

25 스프링 클러치

26 회전규제기구

Claims

삭제
자동차용 시트 벨트 권취축에 연동하는 권축과,

이 권축에 권심부가 고정되는 권축 방향으로 가압하는 주 플랫 스파이어럴 스프링과,

상기 권축에 외측으로 끼워 맞춘 클러치 스프링을 갖는 시트 벨트 인출 방향으로의 권축의 회전을 링에 전달하는 스프링 클러치와,

상기 링에 일단부가 고정되며 또한 주 플랫 스파이어럴 스프링과 역방향의 회전가압력을 발생할 수 있는 밸런스 스프링과,

상기 밸런스 스프링의 타단부가 고정되며 또한 시트 벨트의 권취 방향으로 회전하지 않도록 규제수단으로 규제할 수 있는 래칫 휠을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트 벨트의 권취장치.
제2항에 있어서, 상기 시트 벨트의 탑승자에게 장착시 래칫 휠이 회전 규제된 상태에서 권축이 권취방향으로 회전할 때, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런서 스프링을 틀어 죔(권체;券締)에 의하여, 권축의 권취력을 경감하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트 벨트의 권취장치.
제3항에 있어서, 상기 시트 벨트를 장착하며 또한 래칫 휠이 회전규제된 상태에서 시트 벨트가 인출된 때에는, 스프링 클러치를 통하여 밸런스 스프링의 해제 탄성력으로 권축을 인출 방향으로 어시스트(assist)하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트 벨트의 권취장치.
제4항에 있어서, 상기 시트 벨트가 인출된 후에 권취될 때에는, 스프링 클러치의 마찰 전달 작용을 통하여 밸런스 스프링을 틀어 죔에 의하여, 권축의 권취력을 경감하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트 벨트의 권취장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸런스 스프링이 플랫 스파이어럴 스프링(flat spiral spring)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트 벨트의 권취장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸런스 스프링이 토션 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동자용 시트 벨트의 권취장치.