KR101305566B1

KR101305566B1 - 차량용 시트벨트 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법

Info

Publication number: KR101305566B1
Application number: KR1020110090213A
Authority: KR
Inventors: 최해용; 강창기
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-09-09
Also published as: KR20130026813A; CN102975684A; US20130056571A1; DE102011056208A1; JP2013056655A; CN102975684B

Abstract

본 발명은 차량용 시트벨트 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법에 관한 것으로, 모터(51)와 감속기(52)를 이용해서 프리텐셔닝 기능 및 로드리미트 가능을 수행할 수 있는 구성으로 반영구적으로 사용이 가능하고, 원가를 크게 줄일 수 있으며, 더 나아가 모터(51)의 토크 제어를 통해 승객이 받는 충격을 최소화시킬 수 있게 됨에 따라 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 시트벨트 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법{SEAT BELT PRETENSIONER FOR VEHICLE AND METHOD FOR PASSENGERS PROTECTION USING PRETENSIONER}

본 발명은 차량용 시트벨트 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반영구적으로 사용이 가능한 모터 기어식 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법에 관한 기술이다.

도 1에 도시된 바와 같이 차량에 구비된 시트(1)에는 충돌 사고 발생시 승객의 상체를 구속시켜서 보호할 수 있는 시트벨트(2)가 구비되어 있으며, 상기 시트벨트(2)는 프리텐셔너(10)와 함께 동작하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 프리텐셔너(10)는 충돌사고가 발생하면 시트벨트(2)를 순간적으로 되감아 주는 기능을 하는 것으로, 상기 시트벨트(2)의 구속력에 의해 승객의 상체가 전방으로 이동하는 것을 막아줌으로써 시트벨트(2)의 기능을 더욱 향상시키게 되는 것이다.

종래의 프리텐셔너(10)는 화약의 폭발력을 이용해서 동작이 이루어지는 구성으로 도시된 바와 같이 화약을 보관하고 있는 작약부(11), 모터(12), 감속기(13), 회전롤(14)을 포함한 구성으로 되어 있다.

그런데, 상기와 같이 화약을 이용한 종래의 프리텐셔너(10)는 한번 사용하고 나면 재사용이 불가한 문제로 인해 원가가 비싼 단점이 있고, 특히 프리텐셔너(10)가 작동한 후 시트벨트(2)를 서서히 풀어주는 로드리미트(load limiter) 작동이 충격량에 따라 정교하게 제어되지 못함으로써 승객이 받는 충격을 가중시키는 단점이 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 반영구적으로 사용이 가능한 모터 기어식 프리텐셔너를 제공함으로써 원가 절감을 도모할 수 있도록 하고, 특히 모터의 토크 제어를 통해 승객이 받는 충격을 최소화시킬 수 있도록 된 차량용 시트벨트 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 시트벨트 프리텐셔너는, 시트벨트컨트롤러의 제어신호에 의해 동작하는 모터; 상기 모터의 회전동력을 전달하는 감속기; 및 상기 감속기의 회전력을 전달받아 회전하는 것으로 시트벨트의 일단이 결합된 회전롤;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전롤은 하우징에 대해 축 회전할 수 있도록 설치되고; 상기 회전롤 및 상기 하우징에 양단이 결합되도록 설치되어서 상기 회전롤의 회전에 탄력적인 복원력을 부여하는 복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감속기와 상기 회전롤은 슬리브를 매개로 동력 전달이 가능하도록 결합되는데; 상기 슬리브의 일단에는 상기 감속기와 결합되는 결합축이 구비되고; 상기 슬리브의 타단은 상기 회전롤과 스플라인(spline) 결합되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 시트벨트 프리텐셔너를 이용한 승객 보호방법은, 충돌신호가 검출되면 시트벨트컨트롤러의 제어신호에 의해 모터가 동작해서 토크를 발생시키는 단계; 시트벨트에 최대 하중 작용시 상기 시트벨트의 풀어짐을 방지할 수 있도록 상기 모터가 최대 토크를 발생하는 단계; 및 승객 구속 완료 후 로드리미트 작동이 가능하도록 상기 모터의 토크를 감소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 시트벨트컨트롤러의 제어신호에 의해 상기 모터가 동작을 할 때에 상기 모터의 초기 동작에 의해 시트벨트의 슬랙(slack)량을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로드리미트 작동 이후에 승객이 시트벨트를 쉽게 탈거할 수 있도록 상기 모터의 토크를 더 감소시켜서 상기 시트벨트의 인장력을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 시트벨트 프리텐셔너는, 모터와 감속기를 이용해서 프리텐셔닝 기능 및 로드리미트 가능을 수행할 수 있는 구성으로 반영구적으로 사용이 가능하고, 원가를 크게 줄일 수 있으며, 더 나아가 모터의 토크 제어를 통해 승객이 받는 충격을 최소화시킬 수 있게 됨에 따라 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 시트벨트 프리텐셔너를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 시트벨트 프리텐셔너를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 시트벨트 프리텐셔너의 구성품을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 시트벨트 프리텐셔너를 이용해서 승객을 보호하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 시트벨트 프리텐셔너 및 이를 이용한 승객 보호방법에 대해 살펴본다.

모터의 작동에 의해 프리텐셔닝 기능과 로드리미트 기능을 수행할 수 있도록 된 본 발명에 따른 시트벨트 프리텐셔너(50)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 시트벨트컨트롤러(61)의 제어신호에 의해 동작하는 모터(51)와, 상기 모터(51)의 회전동력을 전달하는 감속기(52)와, 상기 감속기(52)의 회전력을 전달받아서 축 회전하는 회전롤(53)을 포함하여 이루어진 구성이다.

상기 시트벨트컨트롤러(61)는 기본적으로 충돌센서(63) 및 시트벨트하중센서(65)로부터 신호를 전달받을 수 있도록 구성된다.

상기 충돌센서(63)는 충돌 사고 발생시의 상황을 검출하기 위한 센서이고, 상기 시트벨트하중센서(65)는 충돌 사고시 관성력에 의해 움직이는 승객 상체에 의해 시트벨트(2)가 받는 하중을 검출하기 위한 센서이다.

상기 회전롤(53)에는 시트벨트(2; 도 2에 도시됨)의 일단이 결합되며, 상기 회전롤(53)이 회전하면 시트벨트(2)는 회전롤(53)에 감기거나 풀리게 된다.

상기 회전롤(53)은 하우징(54)에 대해 축 회전할 수 있도록 설치된 구조이다.

또한, 본 발명은 상기 회전롤(53) 및 상기 하우징(54)에 양단이 결합되도록 설치되어서 상기 회전롤(53)의 회전에 탄력적인 복원력을 부여하는 복귀스프링(55)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 감속기(52)는 다수개의 기어부재(52a)로 구성되고, 상기 감속기(52)와 상기 회전롤(53)은 슬리브(56)를 매개로 동력 전달이 가능하도록 결합된 구조이다.

이를 위해 상기 슬리브(56)의 일단에는 상기 감속기(52)를 구성하는 기어부재(52a) 중 어느 하나와 결합을 이루기 위한 결합축(56a)이 구비되고, 상기 슬리브(56)의 타단은 상기 회전롤(53)과 스플라인(spline) 결합되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 슬리브(56)와 상기 회전롤(53)의 스플라인 결합을 위해 상기 슬리브(56)의 타단 바깥 둘레면에는 슬리브(56)의 길이방향을 따라 다수개의 스플라인(56b)이 형성되고, 상기 회전롤(53)의 내주면에도 동일한 스플라인(53a)이 형성된 구조가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 도 2에 도시된 미설명 도면부호 57은 시트벨트(2)를 풀었을 때 시트벨트(2)가 회전롤(53)에 자동으로 감기도록 하여주는 리트렉터(retractor)이다.

본 발명에 따른 차량용 시트벨트 프리텐셔너를 이용한 승객 보호방법에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조해서 본 발명의 작용과 함께 설명하기로 한다.

충돌센서(63)가 충돌신호를 검출(단계 S11)해서 시트벨트컨트롤러(61)로 전달하게 되면, 상기 시트벨트컨트롤러(61)의 제어신호에 의해 모터(51)가 동작해서 토크(torque)가 발생하게 된다.(단계 S12)

이때, 상기 모터(51)의 초기 동작시 발생한 토크에 의해 시트벨트(2)의 슬랙(slack)량이 제거됨에 따라 시트에 착석한 승객은 시트벨트(2)에 의해 안정되게 구속된 상태가 된다.(단계 S13)

시트벨트(2)의 슬랙량이 제거되고 충돌시의 관성력에 의해 승객의 상체가 시트벨트(2)를 가압하는 힘이 최대가 되는 상황 즉 시트벨트(2)에 최대 하중이 작용하는 상황이 되면, 시트벨트컨트롤러(61)의 제어에 의해 모터(51)가 최대 토크를 발생하게 되고, 이로 인해 시트벨트(2)의 풀어짐이 방지됨으로써 승객의 상체를 안정되게 구속할 수 있게 된다.(단계 S14)

그리고, 승객 구속이 완료된 후에는 시트벨트컨트롤러(61)의 제어에 의해 모터(51)의 토크를 서서히 감소시키게 되는 바, 이로 인해 시트벨트(2)가 서서히 풀어지는 로드리미트 기능이 작동하게 된다.(단계 S15)

상기 로드리미트 기능은 회전롤(52)이 대략 2∼3바퀴 정도 풀어지면서 작동하게 된다.

그리고, 로드리미트 작동 이후 즉 충돌 상황이 종료된 이후에는 승객이 시트벨트(2)를 쉽게 탈거해서 빠져나올 수 있어야 하는 바, 이를 위해 시트벨트컨트롤러(61)의 제어에 의해 모터(51)의 토크는 더 감소시키게 되고, 이 결과 상기 시트벨트(2)의 인장력은 제거된다.(단계 S16)

따라서, 승객은 인장력이 제거된 시트벨트(2)를 쉽게 탈거해서 용이하게 빠져나올 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 시트벨트 프리텐셔너는, 화약을 사용하지 않고 모터(51)와 감속기(52)를 이용해서 프리텐셔닝 기능 및 로드리미트 가능을 충실히 수행할 수 있는 구성으로, 반영구적으로 사용이 가능한 장점 및 원가를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 모터(51)의 토크 제어를 통해 승객이 받는 충격을 최소화시킬 수 있게 됨에 따라 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

50 - 프리텐셔너 51 - 모터
52 - 감속기 53 - 회전롤
54 - 하우징 55 - 복귀스프링
56 - 슬리브 61 - 시트벨트컨트롤러

Claims

시트벨트컨트롤러(61)의 제어신호에 의해 동작하는 모터(51);
상기 모터(51)의 회전동력을 전달하는 감속기(52); 및
상기 감속기(52)의 회전력을 전달받아 회전하는 것으로 시트벨트(2)의 일단이 결합된 회전롤(53)을 포함하고;
상기 감속기(52)와 상기 회전롤(53)은 슬리브(56)를 매개로 동력 전달이 가능하도록 결합되는데;
상기 슬리브(56)의 일단에는 상기 감속기(52)와 결합되는 결합축(56a)이 구비되고;
상기 슬리브(56)의 타단은 상기 회전롤(53)과 스플라인(spline) 결합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너.
청구항 1에 있어서,
상기 회전롤(53)은 하우징(54)에 대해 축 회전할 수 있도록 설치되고;
상기 회전롤(53) 및 상기 하우징(54)에 양단이 결합되도록 설치되어서 상기 회전롤(53)의 회전에 탄력적인 복원력을 부여하는 복귀스프링(55);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너.
삭제
충돌신호가 검출되면 시트벨트컨트롤러(61)의 제어신호에 의해 모터(51)가 동작해서 토크를 발생시키는 단계(S12);
시트벨트(2)에 최대 하중 작용시 상기 시트벨트(2)의 풀어짐을 방지할 수 있도록 상기 모터(51)가 최대 토크를 발생하는 단계(S14);
승객 구속 완료 후 로드리미트 작동이 가능하도록 상기 모터(51)의 토크를 감소시키는 단계(S15); 및
상기 시트벨트컨트롤러(61)의 제어신호에 의해 상기 모터(51)가 동작을 할 때에 상기 모터(51)의 초기 동작에 의해 시트벨트(2)의 슬랙(slack)량을 제거하는 단계(S13);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너를 이용한 승객 보호방법.
삭제
청구항 4에 있어서,
상기 로드리미트 작동 이후에 승객이 시트벨트(2)를 쉽게 탈거할 수 있도록 상기 모터(51)의 토크를 더 감소시켜서 상기 시트벨트(2)의 인장력을 제거하는 단계(S16);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너를 이용한 승객 보호방법.