KR100901266B1 - 시트벨트 리트랙터의 에너지 흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리텐셔너와 로드리미터 기능을 가진 시트벨트 리트랙터에 관한 것으로 시트벨트 웨빙을 권취하는 스풀과, 스풀에 형성되는 쉐어핀과, 스풀에 내장되는 토션샤프트와, 쉐어핀이 결합되는 베이스록을 구비한 리트랙터에 있어서, 스풀의 일측면에 일정한 간격으로 형성된 하나 이상의 쉐어핀과 베이스록에 형성된 하나 이상의 베이스록 홀 및 슬리브에 형성된 하나 이상의 슬리브홀에 결합되는 쉐어핀이 프리텐셔너의 로드리미터 작동시 순차적으로 파단되게 한 것을 특징으로 한다.

프리텐셔너, 시트벨트, 쉐어핀, 순차적, 로드리미터

Description

시트벨트 리트랙터의 에너지 흡수장치{Energy absorber apparatus of seat-belt retractor}

본 발명은 자동차의 주행 중 긴급상황 감지시 시트벨트 웨빙의 처짐을 끌어당겨 탑승자를 좌석의 지정된 위치에 구속하는 프리텐셔너의 과도한 잔류압력을 제거하고, 에너지 흡수장치가 작동시 스풀 앗세이가 분리되는 것을 방지하기 위한 것으로, 특히 고정부와 프리텐셔너가 스풀의 동일측면상에 존재하는 시트벨트 리트랙터에서 에너지 흡수장치의 제한하중 변경에 제약을 받지 않게 하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 에어백이 장착되는 자동차는 충돌 등에 의하여 설정된 기준치 이상의 충격이 발생하는 경우 에어백의 팽창속도에 맞추어 비틀림에 의한 영구변형으로 급감속에 따른 운동에너지를 흡수할 수 있게 하는 토션샤프트(Torsion Shaft)가 장착되어 로드리미터(Load Limiter) 기능을 발휘하는 시트벨트 리트랙터가 채용되고 있다.

로드리미터 기능을 갖는 시트벨트 리트랙터는 차량에 급가감속이 감지되면 모터 등에 의하여 프리텐셔너가 웨빙의 처짐을 끌어당겨 탑승자를 지정된 위치에 구속하고 설정된 기준치 이상의 충격이 발생하면 도 1에 도시된 것과 같이 스풀(1)에 권취된 웨빙의 인출은 록플레이트(2)가 톱니(3)와 결합하여 방해하면 프레임(4)에 고정된 베이스록(5)의 결합공(6)에 고정된 스풀(1)의 쉐어핀(7)이 파단되면서 스풀(1)은 웨빙에 의하여 회전하게 되고, 스풀(1)이 회전하게 되면 웨빙의 인출하중에 의하여 토션샤프트(8)는 비틀림에 의한 영구변형으로 급감속에 따른 운동에너지를 흡수하면서 웨빙의 인출속도를 지연시켜 웨빙의 구속에 따른 압력을 감소시킨다.

그러나 상기와 같은 구성은 프리텐셔너의 작동 후 에너지 흡수장치가 작동하면 프리텐셔너의 잔류압력이 로드리미터의 성능에 악영향을 미치며, 에너지 흡수장치가 작동하여 쉐어핀이 파단되면 스풀과 베이스록 및 토션샤프트가 각기 분리되어 이탈될 수 있다는 문제점이 있었다.

상기와 관련된 선행문헌으로는 US6267314B1, US6921039B2, JP공개2000-289572, US023904A1, US0163411A1 등이 공지되어 있다.

본 발명은 프리텐셔너의 인입력이 스풀에 전달되어 웨빙을 인입시킬 때 인입력이 제한하중보다 높을 경우 비틀림 현상이 발생하여 로드리미터의 에너지흡수기능이 약화되는 것을 방지할 수 있게 하여 낮은 인입제한 하중에 의하여 차량충돌시 탑승자의 상해치를 낮추기 어려운 점을 해결하는 것이다.

또한 본 발명은 에너지 흡수장치인 로드리미터가 작동하여 쉐어핀이 파단되어 스풀과 베이스록 및 토션샤프트가 각기 분리되어 이탈되는 것을 간편한 구성으로 방지할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은 프리텐셔너의 인입력이 스풀에 전달되어 웨빙을 인입시킬 때에는 슬리브홀이 다수의 쉐어핀으로 동시에 힘을 지탱하여 회전력을 전달시키고, 반대방향으로 웨빙에 가해지는 인장력이 스풀에 회전력을 가할 시 스풀에 형성되고 베이스록의 베이스록 홀에 결합된 다수의 쉐어핀을 순차적으로 파단할 수 있게 하여 쉐어핀의 파단에 의하여 로드리미터에 작용하는 제한하중의 변경을 용이하게 구성한다.

또한 쉐어핀이 파단되어 스풀과 베이스록 및 슬리브가 서로 분리되어 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 베이스록과 슬리브를 관통하여 연장되는 토션샤프트의 돌출부에 나사산을 형성하고 너트를 체결하거나 또는 플레이트를 이용하여 조립해 서 스풀앗세이의 분리를 방지한다.

본 발명은 프리텐셔너의 잔류압력을 제거하고 로드리미터의 제한하중변경이 용이하도록 한 간단한 구성으로 쉐어핀이 파단된 스풀앗세이의 이탈을 확실하게 방지할 수 있게 하는 효과가 있다.

본 발명은 통상시에는 스풀과 베이스록, 토션샤프트 및 슬리브가 일체화되어 작동하고, 설정된 기준치 이상의 긴급상황이 감지되어 전기적인 신호가 프리텐셔너에 입력되면 화약이 폭발하여 압력을 발생하고, 발생된 압력은 실린더와 피스톤을 거쳐 프리텐셔너 클러치를 통하여 슬리브에 형성된 널링부로 전달되어 스풀에 회전력을 발생시키며, 슬리브에 전달된 회전력은 베이스록을 거치지 않고 슬리브홀에 결합된 쉐어핀에 전달되며, 회전력에 의하여 스풀이 회전하면서 웨빙을 인입한다.

프리텐셔너의 작동이 끝나고 웨빙에 가해진 인장력에 의하여 스풀이 웨빙을 인출방향으로 회전하려고 하면 베이스록의 래칫기어에 록킹기구부가 결합하여 회전이 잠금된다.

이때 충돌 등에 의하여 웨빙에 가해지는 인장력이 증가하면 스풀은 웨빙을 인출하는 방향으로 회전을 시작하고, 스풀의 쉐어핀은 베이스록에 형성된 베이스록 홀과 쉐어핀간의 이격거리 차이에 의하여 순차적으로 파단되면서 토션샤프트에 비 틀림 응력을 발생시켜 비틀림에 의한 영구변형으로 웨빙에 가해지는 에너지를 흡수하는 로드리미터 기능을 발휘하여 웨빙에 의하여 전달되는 충격에너지를 흡수한다.

또한 쉐어핀이 파단됨으로서 스풀과 베이스록 및 슬리브가 서로 분리되어 토션샤프트에서 이탈되지 않게 하기 위하여 일체로 형성되고, 베이스록과 슬리브의 중심을 통과하는 토션샤프트의 돌출부에 나사산을 형성하고 너트를 체결하여 베이스록과 슬리브가 이탈되는 것을 방지한다.

또한 토션샤프트의 돌출부에는 원주부에 홈을 형성하고 홈에는 스토퍼 기능을 갖는 플레이트를 삽입하여 베이스록과 슬리브가 이탈되는 것을 방지하게 할 수도 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 스풀앗세이의 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 측단면도이고, 도 4는 본 발명 베이스록과 슬리브가 결합된 상태의 정면도이며, 도 5는 본 발명 베이스록 의 정면도이고, 도 6은 본 발명 에너지흡수장치의 작동시 이탈을 방지하는 제2실시예이다.

상세한 설명에 앞서 본 발명의 요지를 불명료하게 하지 아니하는 범위 내에서 공지된 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략하거나 간략하게 하여 본 발명의 특징적인 구성을 더욱 명확하게 하기로 한다.

본 발명은 프리텐셔너가 작동하여 처진 웨빙을 스풀(11)에 권취하여 탑승자를 지정된 위치에 구속한 후 웨빙에 설정된 기준치 이상의 인장력이 작용하면 스 풀(11)은 웨빙을 인출하는 방향으로 회전을 위하여 토션샤프트(12)와 함께 회전하려고 하나, 토션샤프트(12)와 결합되어 있는 스풀(11)은 쉐어핀(13)에 의하여 베이스록(14)과 결합되어 있고, 베이스록(14)과 토션샤프트(12)는 스플라인(15)에 의하여 견고하게 결합되어 있어 회전이 제한된다.

베이스록(14)은 외주에 형성된 래칫치형(16)에 록킹장치(도면미도시)가 결합되어 회전을 방해 받으므로 웨빙에 가해지는 인장력은 스풀(11)에 회전력을 가해 스풀(11)의 일측면에 형성되고, 베이스록(14)의 베이스록 홀(17)에 결합된 쉐어핀(13)을 순차적으로 파단시키면서 회전을 시작하여 웨빙을 인출한다.

베이스록 홀(17)에 결합된 쉐어핀(13)은 베이스록 홀(17)과의 접촉되는 간격을 각각 달리하여 베이스록 홀(17)과 쉐어핀(13)이 먼저 접촉하는 순서대로 파단되게 구성된다.

베이스록(14)에 형성되는 베이스록 홀(17)은 회전중심에서 방사상방향으로 다수 개가 형성되며, 베이스록 홀(17)은 폭은 동일하나 길이는 각각 달리하여 스풀(11)의 일측면에 일정한 간격으로 형성된 쉐어핀(13)과 결합시 쉐어핀(13)과 베이스록 홀(17)간의 이격되는 간격은 각각 다르게 조립되어지며, 쉐어핀(13)의 파단강도를 변경함으로써 로드리미터에 의한 제한하중을 용이하게 변경할 수 있다.

즉, 쉐어핀은 로드리미터의 제한하중보다 낮은 하중에 파단된다.

스풀(11)과 베이스록(14)에 각각 고정된 토션샤프트(12)는 베이스록(14)이 록킹장치에 의하여 회전이 제한되므로 스풀(11)에 가해지는 웨빙의 인장력에 의해 토션샤프트(12)는 비틀림응력이 작용하면서 꼬이는 영구변형을 일으켜 웨빙에 가해 지는 인장력을 흡수하여 탑승자의 신체에 가해지는 충격을 흡수한다.

슬리브(18)는 토션샤프트(12)의 단부에 삽입되어 일측면이 베이스록(14)과 결합되며 중심에서 방사상으로 베이스록 홀(17)에 대응되는 슬리브홀(19)이 형성되어 있고, 슬리브홀(19)의 크기는 쉐어핀(13)의 외형크기와 동일하며, 쉐어핀(13)은 베이스록 홀(17)을 관통하여 슬리브홀(19)과 결합된다.

따라서 프리텐셔너의 인입력은 슬리브홀(19) 전체에 전달되어 스풀(11)을 회전시킨다.

이 때, 쉐어핀(13)은 완전히 파단되지 않는다.

슬리브(18)의 일측면에는 돌출부가 형성되고, 돌출부의 외주면에는 널링부(20)가 형성되어 프리텐셔너의 클러치기구와 치합될 수 있게 구성되어 있다.

로드리미터가 작동시 쉐어핀(13)이 파단되면서 토션샤프트(12)와 베이스록(14) 및 슬리브(18)는 축방향으로 분리되어 이탈가능한 상태가 되고 이탈되면 시트벨트의 기능은 상실된다.

토션샤프트(12)로부터 베이스록(14)과 슬리브(18)의 이탈을 방지하기 위하여 토션샤프트(12)의 돌출되는 축부분에는 나사산을 형성하고 너트(22)를 체결하여 고정한다.

이탈방지를 위한 또 다른 실시 예로는 도 6에 도시한 것과 같이 돌출되는 축의 원주방향으로 좁고 깊은 홈(도면미도시)을 형성하고 플레이트(23)를 삽입하여 고정하는 것도 가능하다.

도 1은 종래 통상적인 시트벨트 리트랙터가 스풀과 베이스록에 결합되는 분해사시도

도 2는 본 발명이 적용되는 스풀앗세이의 분해사시도

도 3은 도 2의 측단면도

도 4는 본 발명 베이스록과 슬리브가 결합된 상태의 정면도

도 5는 본 발명 베이스록의 정면도

도 6은 본 발명 에너지 흡수장치의 작동시 이탈을 방지하는 제2실시예

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 스풀 12. 토션샤프트

13. 쉐어핀 14. 베이스록

15. 스플라인 16. 래칫치형

17. 베이스록 홀 18. 슬리브

19. 슬리브홀 20. 널링부

22. 너트 23. 플레이트

Claims (6)

1. 시트벨트 웨빙을 권취하는 스풀과, 스풀에 형성되는 쉐어핀과, 스풀에 내장되는 토션샤프트와, 쉐어핀이 결합되는 베이스록을 구비한 프리텐셔너와 로드리미터 기능을 가진 시트벨트 리트랙터에 있어서,

   스풀(11)의 일측면에 일정한 간격으로 형성된 하나 이상의 쉐어핀(13)과, 베이스록(14)에 형성된 하나 이상의 베이스록 홀(17) 및 슬리브(18)에 형성된 하나 이상의 슬리브홀(19)에 쉐어핀(13)이 결합되어 프리텐셔너 작동이 끝나고 로드리미터가 작동시 베이스록 홀(17)에 결합된 쉐어핀(13)이 완전히 파단되는 것을 특징으로 하는 시트벨트 리트랙터의 에너지 흡수장치.
2. 제 1항에 있어서, 베이스록(14)에 형성되는 베이스록 홀(17)은 쉐어핀(13)과의 접촉간격이 각각 다르게 형성되고 슬리브(18)에 형성되는 슬리브홀(19)은 쉐어핀(13)의 외형과 동일한 것을 특징으로 하는 시트벨트 리트랙터의 에너지 흡수장치.
3. 제 1항에 있어서, 베이스록 홀(17)에 결합된 쉐어핀(13)은 로드리미터 작동시 순차적으로 파단되는 것을 특징으로 하는 시트벨트 리트랙터의 에너지 흡수장 치.
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