KR101371754B1

KR101371754B1 - 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치

Info

Publication number: KR101371754B1
Application number: KR1020120144962A
Authority: KR
Inventors: 이현우
Original assignee: 현대자동차(주)
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-03-07
Also published as: US20140158804A1

Abstract

본 발명은 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치에 관한 것으로, 가스의 압력을 이용한 스풀(20)의 작동요소들이 스풀(20) 내장형으로 일체로 구비됨으로써 사이즈의 간소화를 통해 리어시트에도 적용이 가능하도록 된 것이다.

Description

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

본 발명은 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스풀의 회전에 필요한 작동요소들이 스풀에 내장된 차량용 시트벨트의 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 스풀(7)의 회전에 필요한 작동요소들(가스이동통로, 스틸볼, 링기어 등)이 스풀(7)의 외부에 위치하는 구성으로, 프리텐셔너의 사이즈가 큰 단점이 있고, 이로 인해 설치공간에 장애를 받게 됨으로써 리어시트에 적용이 어려운 단점이 있으며, 특히 구조가 복잡하고 부품수가 많아서 중량 및 원가가 상승하는 단점이 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 볼 타입 프리텐셔너와 마찬가지로 스풀(15)의 회전에 필요한 작동요소들(가스이동통로, 랙 등)이 스풀(15)의 외부에 위치함에 따라 프리텐셔너의 사이즈가 큰 단점이 있고, 이로 인해 설치공간에 장애를 받게 됨으로써 리어시트에 적용이 어려운 단점이 있으며, 구조가 복잡하고 부품수가 많아서 중량 및 원가가 상승하는 단점이 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, 스풀의 회전에 필요한 작동요소들을 스풀 내장형 구조로 개선해서 구성의 간소화와 사이즈 축소를 도모하고, 이를 통해 설치 공간의 활용성을 높여서 리어시트에 적용이 가능하며, 부품수 감축을 통해 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치는, 시트벨트가 감겨지는 것으로 일측으로 개구된 내부공간이 형성된 스풀; 상기 내부공간에 삽입되고 상기 내부공간으로부터 인출 가능하게 설치된 실린더; 상기 실린더와 직접 연결되도록 실린더의 일측부에 설치된 가스발생기; 및 상기 스풀과 상기 실린더를 연결하게 구비된 것으로 상기 가스발생기에서 발생한 가스의 압력을 이용해서 상기 스풀을 회전시키는 스풀작동모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더와 실린더의 일측에 위치한 프레임에 구비된 것으로 상기 스풀작동모듈이 작동할 때에 스풀의 원활한 회전동작을 위해 상기 실린더의 회전을 구속시키는 실린더구속모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더는 상기 스풀의 개구된 일측면에 밀착되는 원판부; 상기 원판부의 일측면으로부터 돌출 형성되고 상기 스풀의 내부공간으로 삽입되며 상기 내부공간을 따라 이동 가능하게 설치되는 원기둥부; 및 상기 원판부의 타측면으로부터 돌출 형성되고 상기 프레임에 대해 회전 가능하도록 프레임을 관통해서 설치되며 상기 가스발생기가 설치되는 설치부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스풀작동모듈은 상기 내부공간의 안쪽면에 내부공간의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된 스풀가이드홈; 상기 원기둥부의 길이방향을 따라 직선으로 형성되면서 상기 설치부와 연결되고 상기 원기둥부의 외측으로 개구되게 형성된 실린더가이드홈; 및 상기 스풀가이드홈과 상기 실린더가이드홈에 동시에 끼워지게 설치된 것으로 상기 가스발생기에서 발생한 가스의 압력으로 상기 스풀가이드홈과 실린더가이드홈을 따라 이동하면서 상기 스풀을 회전시키는 피스톤;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더구속모듈은 상기 실린더의 원판부에서 설치부와 동일 방향으로 돌출되게 형성된 갈고리 모양의 걸림돌기; 및 상기 원판부와 대면하는 프레임의 일면에 형성된 것으로 상기 가스발생기에서 발생한 가스의 압력으로 상기 원판부가 프레임쪽으로 이동할 때에 상기 걸림돌기가 삽입되어서 걸려지는 걸림홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더의 원판부는 가스발생기가 작동하기 전까지 상기 스풀의 내부공간을 기밀 유지가 가능하게 밀폐시키도록 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가스의 압력을 이용한 스풀의 작동요소들이 스풀 내장형으로 일체로 구비된 구성으로 사이즈의 간소화를 통해 설치 공간의 활용성을 크게 향상시킬 수 있게 됨으로써 리어시트에도 적용이 가능하게 되고, 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 3과 도 4는 본 발명에 따른 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치를 설명하기 위한 사시도 및 측면도로서, 가스발생기가 작동하기 전 상태의 도면,
도 5는 본 발명에 따른 스풀을 설명하기 위한 도면,
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 피스톤을 설명하기 위한 도면,
도 8은 가스발생기가 작동한 상태의 도면이다.

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

본 발명에 따른 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치는 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이 시트벨트가 감겨지는 것으로 일측으로 개구된 내부공간(21)이 형성된 스풀(20); 상기 내부공간(21)에 삽입되고 상기 내부공간(21)으로부터 인출 가능하게 설치된 실린더(30); 상기 실린더(30)와 직접 연결되도록 실린더(30)의 일측부에 설치된 가스발생기(40); 상기 스풀(20)과 상기 실린더(30)를 연결하게 구비된 것으로 상기 가스발생기(40)에서 발생한 가스의 압력을 이용해서 상기 스풀(20)을 회전시키는 스풀작동모듈(50); 및 상기 실린더(30)와 실린더(30)의 일측에 위치한 프레임(60)에 구비된 것으로 상기 스풀작동모듈(50)이 작동할 때에 스풀(20)의 원활한 회전동작을 위해 상기 실린더(30)의 회전을 구속시키는 실린더구속모듈(70);을 포함한다.

본 발명은 실린더(30)의 일측에 가스발생기(40)가 직접 결합되어 설치됨에 따라 프리텐셔너의 사이즈를 축소시키는 데에 기여할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 상기 실린더(30)는 상기 스풀(20)의 개구된 일측면에 밀착되는 원판부(31); 상기 원판부(31)의 일측면으로부터 돌출 형성되고 상기 스풀(20)의 내부공간(21)으로 삽입되며 상기 내부공간(21)을 따라 이동 가능하게 설치되는 원기둥부(32); 및 상기 원판부(31)의 타측면으로부터 돌출 형성되고 상기 프레임(60)에 대해 회전 가능하도록 프레임(60)을 관통해서 설치되며 상기 가스발생기(40)가 설치되는 설치부(33);를 포함한다.

그리고, 상기 스풀작동모듈(50)은 상기 스풀(20)의 내부공간(21)의 안쪽면에 내부공간(21)의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된 스풀가이드홈(51); 상기 원기둥부(32)의 길이방향을 따라 직선으로 형성되면서 상기 설치부(33)와 연결되고 상기 원기둥부(32)의 외측으로 개구되게 형성된 실린더가이드홈(52); 및 상기 스풀가이드홈(51)과 상기 실린더가이드홈(52)에 동시에 끼워지게 설치된 것으로 상기 가스발생기(40)에서 발생한 가스의 압력으로 상기 스풀가이드홈(51)과 실린더가이드홈(52)을 따라 이동하면서 상기 스풀(20)을 회전시키는 피스톤(53);을 포함한다.

여기서, 상기 실린더가이드홈(52)과 피스톤(53)은 실린더(30)와 피스톤(53)의 접촉력을 향상시키기 위해 십자가 모양으로 형성된 구조이나, 이에 한정된 것은 아니다.

상기 실린더구속모듈(70)은 상기 실린더(30)의 원판부(31)에서 설치부(33)와 동일 방향으로 돌출되게 형성된 갈고리 모양의 걸림돌기(71); 및 상기 원판부(31)와 대면하는 프레임(60)의 일면에 형성된 것으로 상기 가스발생기(40)에서 발생한 가스의 압력으로 상기 원판부(31)가 프레임(60)쪽으로 이동할 때에 상기 걸림돌기(71)가 삽입되어서 걸려지는 걸림홈(72);을 포함한다.

상기 걸림돌기(71)와 걸림홈(72)은 가스발생기(40)의 가스 압력에 의해 실린더(30)가 회전하는 것을 구속하는 역할을 한다.

그리고, 상기 실린더(30)의 원판부(31)는 가스발생기(40)가 작동하기 전까지 상기 스풀(20)의 내부공간(21)을 기밀 유지가 가능하게 밀폐시키도록 설치된 것이 바람직하다.

즉, 가스발생기(40)가 작동하기 전에 스풀(20)의 내부공간(21)이 기밀을 유지하도록 밀폐되어 있으면, 이후 가스발생기(40)가 작동해서 가스가 발생한 초기시점에 가스가 스풀(20)의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있게 됨으로서 피스톤(53)의 초기 작동력을 최대화시킬 수 있게 되며, 이를 통해 스풀(20)의 회전력을 최대화시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 3 내지 도 4의 상태는 사고 발생전 가스발생기(40)가 작동하기 전의 상태로서, 이때 스풀(20)은 실린더(30) 및 피스톤(53)과 함께 프레임(60)에 대해 원활히 회전하면서 스프링의 탄성력으로 풀려진 시트벨트를 감아주는 리트렉터의 기능을 충실히 수행하게 된다.

도 8은 사고시 가스발생기(40)가 작동한 상태의 도면으로, 사고가 발생하고 컨트롤러의 제어신호에 의해 가스발생기(40)가 작동해서 가스가 발생하게 되면, 가스는 피스톤(53)에 압력을 가해서 피스톤(53)을 이동시키게 되는 바, 상기 피스톤(53)의 하부는 실린더가이드홈(52)을 따라서 직선 이동하게 되고 동시에 상기 피스톤(53)의 상부는 스풀(20)에 형성된 나선형의 스풀가이드홈(51)을 따라서 이동하게 된다.

상기와 같이 피스톤(53)이 이동을 하게 되면 스풀(20)은 나선형의 스풀가이드홈(51)을 따라 이동하는 피스톤(53)의 이동력에 의해 일방향으로 회전을 하게 되며, 이때 시트벨트가 스풀(20)에 감겨지게 됨에 따라 승객의 상체를 구속할 수 있게 됨으로써 스풀(20)은 프리텐셔너의 기능을 수행하게 된다.

한편, 가스발생기(40)가 작동해서 가스가 발생하게 되면, 가스의 압력에 의해 실린더(30)는 프레임(60)이 있는 우측으로 이동해서 원판부(31)가 프레임(60)과 접촉하게 되고, 이 과정에서 원판부(31)로부터 돌출 형성된 걸림돌기(71)는 프레임(60)에 형성된 걸림홈(72)속으로 화살표 M1과 같이 이동해서 삽입되는 바, 이로 인해 실린더(30)는 걸림돌기(71)와 걸림홈(72)에 의해 구속되어서 더 이상 회전을 하지 못하게 되고, 대신에 스풀(20)은 더욱 강하게 회전을 하면서 시트벨트를 감아줄 수 있게 된다.

그리고, 가스의 압력에 의해 실린더(30)의 원기둥부(32)가 스풀(20)의 내부공간(21)으로부터 빠지면서 프레임(60)쪽으로 이동하게 되면, 상기 원기둥부(32)에 형성된 실린더가이드홈(52)은 외부와 연결된 구조로 변경되며, 가스발생기(40)에서 발생한 가스는 외부와 연결된 실린더가이드홈(52)을 통해 스풀(20)의 외부로 용이하게 빠져나가서 배출이 된다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 가스발생기(40)가 작동한 직후 가스가 실린더가이드홈(52)을 통해 스풀(20)의 외부로 용이하게 빠져나가게 됨에 따라, 로드리미터 기능 수행시 가스의 잔압에 의해 스풀(20)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(40)가 실린더(30)의 일측부에 일체로 결합된 구조이고, 특히 가스의 압력을 이용한 스풀(20)의 작동요소들 즉 실린더(30), 스풀가이드홈(51) 실린더가이드홈(52), 피스톤(53) 등이 스풀(20)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 되며, 더 나아가 공간이 협소한 리어시트에도 적용이 가능한 장점이 있게 된다.

또한, 본 발명은 스풀(20)의 회전을 위해 종래와 같이 스틸볼이나 또는 랙을 사용하지 않고 단순히 스풀(20)에 내장되는 실린더(30)와 피스톤(53) 등을 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.

20 - 스풀 21 - 내부공간
30 - 실린더 40 - 가스발생기
50 - 스풀작동모듈 60 - 프레임
70 - 실린더구속모듈

Claims

시트벨트가 감겨지는 것으로 일측으로 개구된 내부공간(21)이 형성된 스풀(20);
상기 내부공간(21)에 삽입되고 상기 내부공간(21)으로부터 인출 가능하게 설치된 실린더(30);
상기 실린더(30)와 직접 연결되도록 실린더(30)의 일측부에 설치된 가스발생기(40); 및
상기 스풀(20)과 상기 실린더(30)를 연결하게 구비된 것으로 상기 가스발생기(40)에서 발생한 가스의 압력을 이용해서 상기 스풀(20)을 회전시키는 스풀작동모듈(50);을 포함하는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더(30)와 실린더(30)의 일측에 위치한 프레임(60)에 구비된 것으로 상기 스풀작동모듈(50)이 작동할 때에 스풀(20)의 원활한 회전동작을 위해 상기 실린더(30)의 회전을 구속시키는 실린더구속모듈(70);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 실린더(30)는 상기 스풀(20)의 개구된 일측면에 밀착되는 원판부(31);
상기 원판부(31)의 일측면으로부터 돌출 형성되고 상기 스풀(20)의 내부공간(21)으로 삽입되며 상기 내부공간(21)을 따라 이동 가능하게 설치되는 원기둥부(32); 및
상기 원판부(31)의 타측면으로부터 돌출 형성되고 상기 프레임(60)에 대해 회전 가능하도록 프레임(60)을 관통해서 설치되며 상기 가스발생기(40)가 설치되는 설치부(33);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 스풀작동모듈(50)은 상기 내부공간(21)의 안쪽면에 내부공간(21)의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된 스풀가이드홈(51);
상기 원기둥부(32)의 길이방향을 따라 직선으로 형성되면서 상기 설치부(33)와 연결되고 상기 원기둥부(32)의 외측으로 개구되게 형성된 실린더가이드홈(52); 및
상기 스풀가이드홈(51)과 상기 실린더가이드홈(52)에 동시에 끼워지게 설치된 것으로 상기 가스발생기(40)에서 발생한 가스의 압력으로 상기 스풀가이드홈(51)과 실린더가이드홈(52)을 따라 이동하면서 상기 스풀(20)을 회전시키는 피스톤(53);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 실린더구속모듈(70)은 상기 실린더(30)의 원판부(31)에서 설치부(33)와 동일 방향으로 돌출되게 형성된 갈고리 모양의 걸림돌기(71); 및
상기 원판부(31)와 대면하는 프레임(60)의 일면에 형성된 것으로 상기 가스발생기(40)에서 발생한 가스의 압력으로 상기 원판부(31)가 프레임(60)쪽으로 이동할 때에 상기 걸림돌기(71)가 삽입되어서 걸려지는 걸림홈(72);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 실린더(30)의 원판부(31)는 가스발생기(40)가 작동하기 전까지 상기 스풀(20)의 내부공간(21)을 기밀 유지가 가능하게 밀폐시키도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트의 프리텐셔너 장치.