KR101371753B1

KR101371753B1 - 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치

Info

Publication number: KR101371753B1
Application number: KR1020120144961A
Authority: KR
Inventors: 김대운; 신충식
Original assignee: 현대자동차(주)
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-03-25
Also published as: US20140158805A1

Abstract

본 발명은 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치에 관한 것으로, 로드리미터 기능 수행시 가스의 잔압에 의해 스풀(50)의 역회전이 방해를 받는 오버슛 현상을 제거할 수 있게 되고, 사이즈의 간소화와 부품수 감축을 도모할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치{RETRACTOR PRETENSIONER APPARATUS OF SEAT BELT FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로드리미터 작동시 오버슛 현상의 발생을 방지할 수 있고, 사이즈 축소를 통해 공간 활용성을 높일 수 있는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치에 관한 기술이다.

종래의 시트벨트 프리텐셔너는 크게 스틸볼을 사용하는 타입과 랙을 사용하는 타입이 있는데, 그 중 스틸볼을 사용하는 타입은 도 1에 도시된 바와 같이 가스발생기(1)가 폭발할 때 발생한 가스(2)의 압력을 이용해서 스틸볼(3)이 통로(4)를 따라 이동 후 외부로 배출되고, 상기 스틸볼(3)의 이동에 의해 링기어(5) 및 피니언(6)이 함께 회전(화살표 R1방향)하고, 피니언(6)이 회전할 때 피니언(6)과 연결된 스풀(7)이 회전하고, 스풀(7)이 회전할 때 시트벨트가 스풀(7)에 감겨짐에 따라 승객의 상체를 구속하는 구성이다.

그런데, 상기와 같은 볼 타입 프리텐셔너는 로드리미터 기능 수행시 통로(4)에 존재하는 가스(2)의 잔압 또는 스틸볼(3)의 마찰에 의해 링기어(5)의 역방향(화살표 R2방향) 회전에 장애가 발생하는 구성(오버슛 현상의 발생하는 구성)이고, 이러한 장애로 인해 시트벨트의 초기 하중이 증가하게 됨에 따라 시트벨트(2)에 의한 승객의 부상이 가중되는 단점이 있다.

또한, 종래의 프리텐셔너는 가스(2)의 압력을 이용한 스풀(7)의 작동요소들(가스이동통로, 스틸볼, 링기어 등)이 스풀(7)의 외부에 위치하는 구성으로, 사이즈가 큰 단점이 있고 이로 인해 설치공간에 장애를 받게 되는 단점도 있다.

그리고, 랙을 사용하는 타입은 도 2에 도시된 바와 같이 가스발생기(11)에서 발생한 가스의 압력에 의해 랙(12)이 가이드(13)를 따라 이동하고, 랙(12)의 이동에 의해 피니언(14)이 회전하고, 피니언(14)의 회전할 때 스풀(15)이 함께 회전하고, 스풀(15)이 회전할 때 시트벨트(16)가 스풀(15)에 감겨짐에 따라 승객의 상체를 구속하는 구성이다.

그런데, 상기와 같은 랙 타입 프리텐셔너도 로드리미터 기능 수행시 가스의 잔압에 의해 오버슛 현상의 발생하는 단점이 있고, 또한 스풀(15)의 작동요소들(가스이동통로, 랙 등)이 스풀(15)의 외부에 위치함에 따라 사이즈가 크고 이로 인해 설치공간에 장애를 받게 되는 단점도 있다.

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.

대한민국공개특허공보 10-2006-0011480호 대한민국공개특허공보 10-2005-0101984호

이에 본 발명은 상기한 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 로드리미터 기능 수행시 오버슛 현상의 발생하는 것을 방지할 수 있도록 함으로써 승객 보호 성능을 한층 더 향상시킬 수 있도록 하고, 가스가 직접 스풀을 회전시킬 수 있도록 함으로써 구성의 간소화를 이룩할 수 있으며, 특히 사이즈 축소를 도모해서 설치 공간의 활용성을 향상시킬 수 있는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치는, 시트벨트가 감겨지는 것으로 가스발생기에서 발생한 가스의 압력을 직접 전달받아서 프레임에 대해 회전 가능하도록 설치된 스풀; 및 상기 스풀에 설치된 것으로 상기 가스발생기가 작동하기 전에는 프레임에 대한 가스발생기의 회전축 역할을 하고 상기 가스발생기가 작동하면 스풀의 외부로 가스를 배출시킬 수 있게 밸브 역할을 하는 밸브샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가스발생기는 스풀과 직접 연결되도록 스풀의 일측에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 스풀은 내부에 구비된 가스이동통로; 상기 가스이동통로와 연결되고 상기 가스발생기가 설치되는 일측의 설치부; 상기 가스이동통로와 외부를 연결하는 타측의 가스배출구; 상기 가스이동통로에 형성된 것으로 가스발생기에서 발생한 가스의 흐름을 상기 가스배출구쪽으로 안내하고 가스가 이동하는 힘으로 스풀을 회전시키는 임펠러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브샤프트는 가스발생기가 작동하기 전에는 스풀의 가스배출구를 밀폐시키고 상기 가스발생기가 작동한 경우에는 가스의 압력에 의해 스풀의 외측으로 이동해서 상기 가스배출구를 개방시킬 수 있도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 밸브샤프트는 상기 가스배출구를 개폐시키도록 동작하는 밸브플레이트; 상기 임펠러를 관통해서 설치되도록 상기 밸브플레이트의 일면으로부터 돌출 형성된 샤프트; 및 상기 밸브플레이트의 타면으로부터 돌출 형성되고 선단이 프레임에 형성된 축홈에 회전 가능하도록 끼워져서 설치된 회전축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브샤프트는 상기 밸브플레이트의 타면에서 돌출 형성된 원판플레이트를 더 포함하고; 상기 원판플레이트의 전면에는 톱니모양 단면으로 형성된 스토퍼돌기가 원주방향을 따라 연속적으로 이어지게 형성되는데; 상기 스토퍼돌기는 밸브플레이트가 가스의 압력에 의해 프레임쪽으로 이동했을 때 상기 프레임과 접촉해서 밸브샤프트의 회전을 구속하는 것을 특징으로 한다.

상기 샤프트는 밸브플레이트와 연결된 부분에서 가스발생기를 향하는 끝단으로 갈수록 단면이 점차 감소하는 원추모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 임펠러를 관통해서 설치된 상기 샤프트는 가스발생기가 작동하기 전까지 상기 임펠러와의 사이에 틈새가 발생하지 않도록 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 로드리미터 기능 수행시 가스의 잔압에 의해 스풀의 역회전이 방해를 받는 오버슛 현상을 제거할 수 있게 됨으로써 승객의 보호 성능을 한층 더 향상시킬 수 있게 되고, 특히 가스의 압력을 이용한 스풀의 작동요소들이 스풀에 일체로 구비된 구성으로 사이즈의 간소화를 통해 설치 공간의 활용성을 크게 향상시킬 수 있으며, 스풀의 회전을 위한 구성이 간소화됨에 따라 부품수 감축을 통한 원가절감 및 중량감소를 이룩할 수 있는 효과가 있다.

도 1과 도 2는 종래 스틸볼 타입 프리텐셔너와 랙 타입 프리텐셔너를 설명하기 위한 도면
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치를 설명하기 위한 것으로 가스발생기가 작동하기 전 상태의 도면,
도 6 내지 도 7은 가스발생기가 작동한 상태의 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 시트벨트가 감겨지는 것으로 가스발생기(30)에서 발생한 가스의 압력을 직접 전달받아서 프레임(40)에 대해 회전 가능하도록 설치된 스풀(50); 및 상기 스풀(50)에 설치된 것으로 상기 가스발생기(30)가 작동하기 전에는 프레임(40)에 대한 가스발생기(30)의 회전축 역할을 하고 상기 가스발생기(30)가 작동하면 스풀(40)의 외부로 가스를 배출시킬 수 있게 밸브 역할을 하는 밸브샤프트(60);를 포함한다.

여기서, 상기 가스발생기(30)는 스풀(50)과 직접 연결되도록 스풀(50)의 일측에 설치된 구조이며, 상기와 같은 스풀(50)의 설치구조는 사이즈 축소에 기여할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 상기 스풀(50)은 내부에 구비된 가스이동통로(51); 상기 가스이동통로(51)와 연결되고 상기 가스발생기(30)가 설치되는 일측의 설치부(52); 상기 가스이동통로(51)와 외부를 연결하는 타측의 가스배출구(53); 상기 가스이동통로(51)에 형성된 것으로 가스발생기(30)에서 발생한 가스의 흐름을 상기 가스배출구(53)쪽으로 안내하고 가스가 이동하는 힘으로 스풀(50)을 회전시키는 임펠러(54);를 구비한 구성이다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 밸브샤프트(60)는 가스발생기(30)가 작동하기 전에는 스풀(50)의 가스배출구(53)를 밀폐시키고, 상기 가스발생기(30)가 작동한 경우에는 가스의 압력에 의해 스풀(50)의 외측으로 이동해서 상기 가스배출구(53)를 개방시킬 수 있도록 설치된 구조이다.

즉, 상기 밸브샤프트(60)는 상기 가스배출구(53)를 개폐시키도록 동작하는 밸브플레이트(61); 상기 임펠러(54)를 관통해서 설치되도록 상기 밸브플레이트(61)의 일면으로부터 돌출 형성된 샤프트(62); 및 상기 밸브플레이트(61)의 타면으로부터 돌출 형성되고 선단이 프레임(40)에 형성된 축홈(41)에 회전 가능하도록 끼워져서 설치된 회전축(63);을 포함한 구성이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 밸브샤프트(60)는 상기 밸브플레이트(61)의 타면에서 돌출 형성된 원판플레이트(64)를 더 포함하고; 상기 원판플레이트(64)의 전면에는 톱니모양 단면으로 형성된 스토퍼돌기(64a)가 원주방향을 따라 연속적으로 이어지게 형성된 구조이다.

상기 스토퍼돌기(64a)는 밸브플레이트(61)가 가스의 압력에 의해 프레임(40)쪽으로 이동했을 때 상기 프레임(40)과 접촉해서 밸브샤프트(60)의 회전을 구속하는 역할을 한다.

그리고, 상기 샤프트(62)는 밸브플레이트(61)와 연결된 부분에서 가스발생기(30)를 향하는 끝단으로 갈수록 단면이 점차 감소하는 원추모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 바, 이는 샤프트(62)가 가스의 압력에 의해 임펠러(54)로부터 원활히 빠질 수 있도록 하기 위함이다.

한편. 상기 임펠러(54)를 관통해서 설치된 상기 샤프트(62)는 가스발생기(30)가 작동하기 전까지 상기 임펠러(54)와의 사이에 틈새가 발생하지 않도록 설치된 것이 바람직하다.

즉, 가스발생기(30)가 작동하기 전에 샤프트(62)와 임펠러(54)사이에 틈새가 발생하지 않도록 기밀을 유지하고 있으면, 이후 가스발생기(30)가 작동해서 가스가 발생한 초기시점에 임펠러(54)에 작동하는 가스의 압력을 최대화시킬 수 있게 되며, 이를 통해 임펠러(54)의 회전력을 최대화시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 5의 상태는 사고 발생전 가스발생기(30)가 작동하기 전의 상태로서, 이때 스풀(50)은 회전축(63)에 의해 프레임(40)에 대해 원활히 회전하면서 스프링의 탄성력으로 풀려진 시트벨트를 감아주는 리트렉터의 기능만을 수행하게 된다.

도 6과 도 7은 사고시 가스발생기(30)가 작동한 상태의 도면으로, 사고가 발생하고 컨트롤러의 제어신호에 의해 가스발생기(30)가 작동해서 가스가 발생하게 되면, 가스는 임펠러(54)에 압력을 가하여 스풀(50)을 회전시키고 동시에 임펠러(54)에 의해 흐름이 안내되면서 가스배출구(53)쪽으로 이동하게 된다.

가스배출구(53)쪽으로 이동한 가스는 밸브플레이트(61)에 압력을 가하여 밸브플레이트(61)를 스풀(50)의 외측인 프레임(40)쪽으로 이동시키게 되는데, 이때 밸브샤프트(60)는 임펠러(54)를 따라 이동한 가스의 흐름에 의해 축회전을 하면서 프레임(40)쪽으로 이동하게 되고, 프레임(40)쪽으로 이동한 밸브플레이트(61)는 프레임(40)에 걸려진 스토퍼돌기(64a)의 고정력에 의해 더 이상 회전이 되지 않게 된다.

그리고, 가스의 압력에 의해 밸브플레이트(61)가 스풀(50)의 외측인 프레임(40)쪽으로 이동하게 되면, 임펠러(54)와 샤프트(62)사이에 틈새가 발생하고 동시에 가스배출구(53)는 밸브플레이트(61)의 이동에 따라 개방상태로 변하게 되는 바, 이로 인해 가스는 스풀(50)의 내부공간에서 가스배출구(53)를 통해 외부로 용이하게 배출된다.(도 7의 화살표 M1 참조)

한편, 사고시 발생한 가스의 압력에 의해 스풀(50)이 일방향으로 회전하게 되면, 시트벨트가 스풀(50)에 감겨짐에 따라 승객의 상체를 구속할 수 있게 되는 바, 이를 통해 스풀(50)은 프리텐셔너의 기능을 수행하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 가스발생기(30)에서 발생한 가스가 가스배출구(53)를 통해 스풀(50)의 외부로 용이하게 빠져나가는 구조인 바, 이로 인해 로드리미터 기능 수행시 가스의 잔압에 의해 스풀(50)의 역회전이 방해를 받는 오버슛 현상을 제거할 수 있게 되고, 이를 통해 로드리미터 기능 수행시 시트벨트의 초기 하중이 증가하는 것을 없앨 수 있게 됨으로써 승객의 보호 성능을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 가스발생기(30)가 스풀(50)의 일측부에 일체로 결합되어서 구비되고, 특히 가스의 압력을 이용한 스풀(50)의 작동요소들 즉 가스이동통로(51), 임펠러(54), 밸브샤프트(60) 등이 스풀(50)에 일체로 구비된 구성이므로, 종래 스틸볼 타입 프리텐셔너나 또는 종래 랙 타입 프리텐셔너에 비해 사이즈의 간소화를 이룩할 수 있게 되고, 이를 통해 설치 공간의 활용성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 스풀(50)의 회전을 위해 종래와 같이 스틸볼이나 또는 랙을 사용하지 않고 단순히 스풀(50)에 일체로 형성된 임펠러(54)를 활용하는 구성이므로, 부품수 감축을 통한 원가절감 및 중량감소를 이룩할 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.

30 - 가스발생기 40 - 프레임
50 - 스풀 51 - 가스이동통로
52 - 설치부 53 - 가스배출구
54 - 임펠러 60 - 밸브샤프트

Claims

시트벨트가 감겨지는 것으로 가스발생기(30)에서 발생한 가스의 압력을 직접 전달받아서 프레임(40)에 대해 회전 가능하도록 설치된 스풀(50); 및
상기 스풀(50)에 설치된 것으로 상기 가스발생기(30)가 작동하기 전에는 프레임(40)에 대한 가스발생기(30)의 회전축 역할을 하고 상기 가스발생기(30)가 작동하면 스풀(50)의 외부로 가스를 배출시킬 수 있게 밸브 역할을 하는 밸브샤프트(60);를 포함하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스발생기(30)는 스풀(50)과 직접 연결되도록 스풀(50)의 일측에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스풀(50)은 내부에 구비된 가스이동통로(51);
상기 가스이동통로(51)와 연결되고 상기 가스발생기(30)가 설치되는 일측의 설치부(52);
상기 가스이동통로(51)와 외부를 연결하는 타측의 가스배출구(53);
상기 가스이동통로(51)에 형성된 것으로 가스발생기(30)에서 발생한 가스의 흐름을 상기 가스배출구(53)쪽으로 안내하고 가스가 이동하는 힘으로 스풀(50)을 회전시키는 임펠러(54);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 밸브샤프트(60)는 가스발생기(30)가 작동하기 전에는 스풀(50)의 가스배출구(53)를 밀폐시키고 상기 가스발생기(30)가 작동한 경우에는 가스의 압력에 의해 스풀(50)의 외측으로 이동해서 상기 가스배출구(53)를 개방시킬 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 밸브샤프트(60)는 상기 가스배출구(53)를 개폐시키도록 동작하는 밸브플레이트(61);
상기 임펠러(54)를 관통해서 설치되도록 상기 밸브플레이트(61)의 일면으로부터 돌출 형성된 샤프트(62); 및
상기 밸브플레이트(61)의 타면으로부터 돌출 형성되고 선단이 프레임(40)에 형성된 축홈(41)에 회전 가능하도록 끼워져서 설치된 회전축(63);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 밸브샤프트(60)는 상기 밸브플레이트(61)의 타면에서 돌출 형성된 원판플레이트(64)를 더 포함하고;
상기 원판플레이트(64)의 전면에는 톱니모양 단면으로 형성된 스토퍼돌기(64a)가 원주방향을 따라 연속적으로 이어지게 형성되는데;
상기 스토퍼돌기(64a)는 밸브플레이트(61)가 가스의 압력에 의해 프레임(40)쪽으로 이동했을 때 상기 프레임(40)과 접촉해서 밸브샤프트(60)의 회전을 구속하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 샤프트(62)는 밸브플레이트(61)와 연결된 부분에서 가스발생기(30)를 향하는 끝단으로 갈수록 단면이 점차 감소하는 원추모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 임펠러(54)를 관통해서 설치된 상기 샤프트(62)는 가스발생기(30)가 작동하기 전까지 상기 임펠러(54)와의 사이에 틈새가 발생하지 않도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 리트렉터 프리텐셔너 장치.