KR101684981B1 - 차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치 - Google Patents

Abstract

차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치가 제공된다. 장치는 가스를 발생시키는 가스 발생기, 상기 가스 발생기와 연통하는 튜브, 상기 튜브 내에 구비되어 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스에 의해 밀려서 이동하는 피스톤, 상기 피스톤에 의해 밀리면서 이동하도록 상기 튜브 내에 구비된 복수의 볼들, 상기 볼들과 물림되도록 그 외주면에 다수의 볼홈이 형성된 기어부재, 및 상기 피스톤의 상류측에 배치되어 작동 시, 상기 피스톤이 상기 가스 발생기를 향하여 이동하는 것을 방지하는 구속 수단을 포함한다.

Description

차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치{SEAT BELT PRETENSIONER APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 소음을 방지할 수 있는 차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 설치되는 시트 벨트는 차량 충돌 시 탑승자의 몸을 구속하여 2차 충돌 방지 및 충격 완화를 꾀하면서, 탑승자가 차량 밖으로 튀어나가는 것을 방지하도록 구성된다. 가장 일반적인 형태로 어깨 구속용의 숄더 벨트와 허리 구속용의 랩 벨트가 조합된 3점식 시트 벨트가 주로 적용된다.

이러한 시트 벨트는 차량 충돌 시 높은 안정성이 입증되어 탑승자의 안전에 절대적으로 필요한 장치가 되고 있다. 최근에는 시트 벨트가 신체 조건에 따른 최적의 구속 높이로 조절될 수 있도록 설치되거나, 사고 시 탑승자의 피해를 줄이면서 활동에는 제한을 주지 않는 록킹 장치 등이 개발되고 있다.

최근에는 이러한 시트 벨트에 리트랙터 프리텐셔너 장치를 추가하여 차량 충돌 시 벨트를 되감아 탑승자를 시트에 밀착 고정시키도록 한다.

이와 같이 차량의 충돌 시, 시트 벨트를 순간적으로 되감아 탑승자를 시트에 밀착 고정시킴으로써 탑승자가 관성에 의해 이동하는 거리를 최소화시킨다. 그 결과, 차량의 내부에서 발생할 수 있는 탑승자의 상해 가능성을 최소화할 수 있다.

프리텐셔너 장치는 볼에 의한 기어 회전 방식과, 랙 및 피니언을 이용한 랙-피니언 방식이 대표적이다.

볼 타입 방식 프리텐셔너 장치는 가스를 발생하는 가스 발생기와, 가스 발생기로부터 발생된 가스가 공급되는 실린더와, 실린더 내에 설치되어 가스 압력으로 밀리는 피스톤과, 실린더 내에 수용되며 피스톤에 의해 밀리는 다수의 볼들과, 이동하는 볼들에 의해 맞물림 되어 회전하고, 스풀과 연결된 기어를 포함한다.

그러나 이러한 볼 타입 방식 프리텐셔너 장치 에서는 볼들이 스틸 등과 같은 금속성 재질로 형성되어, 작동 시 튜브와 충돌하면서 소음을 발생시킨다.

US2014/0158805 US2011/0062267

본 발명의 목적은 소음을 방지하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예를 따르면, 가스를 발생시키는 가스 발생기, 상기 가스 발생기와 연통하는 튜브, 상기 튜브 내에 구비되어 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스에 의해 밀려서 이동하는 피스톤, 상기 피스톤에 의해 밀리면서 이동하도록 상기 튜브 내에 구비된 복수의 볼들, 상기 볼들과 물림되도록 그 외주면에 다수의 볼홈이 형성된 기어부재, 및 상기 피스톤의 상류측에 배치되어 작동 시, 상기 피스톤이 상기 가스 발생기를 향하여 이동하는 것을 방지하는 구속 수단을 포함하는 차량용 시트 벨트 프리텐셔너 장치가 제공된다.

상기 구속 수단은 상기 피스톤의 상류측에 대응하는 상기 튜브의 상부측에서 상기 튜브의 둘레 방향을 따라 형성되고, 상기 튜브의 중심축을 중심으로 서로 대응되게 배치된 적어도 2개의 성형부를 포함할 수 있다.

삭제

상기 성형부는 상기 일자형 홈 또는 반구형 홈을 포함할 수 있다.

상기 구속 수단은 상기 튜브의 둘레 방향을 따라 형성된 환형 홈을 포함할 수 있다.

상기 구속 수단은 상기 튜브의 내주면에 고정적으로 끼움 결합되고, 그 중앙부에 상기 가스 발생기로부터 발생된 가스가 통과하는 가스통과부가 형성된 끼움부와, 상기 끼움부로부터 연장되어 상기 피스톤이 상기 가스 발생기측을 향하여 이동하는 것을 방지하는 피스톤 구속부를 포함하고, 상기 피스톤 구속부는 상기 끼움부로부터 상기 피스톤을 향하여 확관되는 구조로 형성되고 일정 간격을 두고 형성된 슬릿홀을 갖도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 따르면, 작동 시 소음 흡수용 재질을 포함하는 피스톤이 가스 발생기가 설치된 측을 향하여 유동하는 것을 방지한다. 따라서, 피스톤이 볼 들을 항상 가스 흐름의 하류측으로 밀어 소음이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

도 1은 차량 시트와 시트벨트 어셈블리가 서로 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 시트벨트 어셈블리의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 리트랙터 어셈블리의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 구성을 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 튜브를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따른 종단면도이다.
도 7은 도 5의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따른 횡단면도이다.
도 8a, 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 튜브의 횡단면도들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 튜브의 일부 종단면도이다.
도 10은 도 9의 구속 부재의 구성을 도시한 사시도이다.
도 11은 도 9의 구속 부재의 다른 실시 예를 도시한 종단면도이다.
도 11은 도 9의 구속 부재의 다른 실시 예를 도시한 종단면도이다.
도 12는 도 9의 구속 부재의 또 다른 실시 예를 도시한 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 차량 시트와 시트벨트 어셈블리가 서로 결합된 상태를 도시한 사시도이다.

도 1은 차량 시트(10) 및 시트벨트 어셈블리(12)가 도시된다. 시트벨트 어셈블리(12)는 상부 앵커리지(18)로부터 버클 루프(20)로부터 연장되는 숄더 벨트부(16)를 갖는 시트벨트(14)와, 버클 루프(20)로부터 앵커지점(24)로 연장하는 랩 벨트부(22)를 포함한다. 버클 래치판(26)은 시트벨트 어셈블리(12)에 잠기고 해제되도록 시트벨트 버클 (28)에 삽입될 수 있다. 시트벨트 버클 케이블(30)은 직접적으로 또는 다른 구성요소와 협력하여 시트벨트 버클(28)을 차량 프레임의 일부에 고정한다.

시트벨트(14)는 차량 시트(10)내에 위치하거나 차체에 구조적으로 연결된 리트랙터 어셈블리(32)로부터 풀어낼 수 있어 유효한 시트벨트 길이를 조절할 수 있다. 버클 래치 플레이트(26)가 시트벨트 버클(28)에 체결된 경우, 시트벨트 어셈블리(12)는 상부 앵커리지(18), 버클 래치 플레이트(26), 및 앵커 지점(24)사이에서 3점을 형성한다. 다른 적절한 구성들, 예컨대 다른 리트랙터 어셈블리(32)용 위치들, 버클 래치 플레이트(26), 및 앵커 지점(24)들이 사용될 수 있다.

도 2는 도 1의 시트벨트 어셈블리의 구성을 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 리트랙터 어셈블리(32)는 스풀 어셈블리(34) 및 공통 프레임(38)에 장착된 가스 발생기(36, 도 3참조)를 포함한다. 스풀 어셈블리(34)는 숄더 벨트부(16)의 시트 벨트(14)를 집어넣고, 시트 벨트(14)에 연결된다. 시트 벨트(14)의 랩 벨트부(22)의 단부는 앵커 지점, 예를 들면, 차량의 다른 부분, 예컨대 시트(10)에 고정적으로 연결된다.

도 3은 도 2의 리트랙터 어셈블리의 구성을 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 스풀 어셈블리 (34)는 시트벨트(14)의 숄더 벨트부분(16)을 연결하고 시트 벨트(14)를 감고(wind-up) 또는 풀어내도록 (pay-out)회전한다. 비틀림 타입(torsional type) 스프링이 스프링 엔드 캡(42)내에 수용되고 시트 벨트(14)를 권입(retract)하도록 스풀 어셈블리(34)를 회전 가능하게 탄성 가압한다.

차량의 통상의 동작 시, 리트랙터 어셈블리(32)는 탑승자에게 일정량의 이동의 자유를 줄 수 있도록 시트벨트(14)가 풀어지는 것을 허용한다. 그러나, 충돌 또는 잠재적 충돌 상황이 감지되면, 리트랙터 어셈블리(32)는 시트 벨트(14) 풀림을 방지하고 탑승자를 시트(10)에 구속하도록 잠긴다. 예를 들면, 차량이 소정의 비율로 급 감속되거나 브레이크가 소정의 힘으로 동작되는 경우 리트랙터 어셈블리(32)는 잠긴다.

리트랙터 어셈블리(32)는 프리텐셔닝을 위하여 스풀 어셈블리(34)를 회전시키기 위하여 연결된 프리텐셔너 장치(40)를 추가적으로 포함한다.

프리텐셔너 장치(40)는 시트벨트(14)를 차량 충돌의 초기 단계에서 탑승자에 대하여 더욱 단단히 조여지는 상태로 감는다. 그 결과, 탑승자가 차량 충돌 또는 전복의 감속력에 의하여 탑승자가 차량의 전방으로 이동하거나 돌출하는 것을 줄인다.

차량은 차량 충돌, 전복등과 같은 위험 상황을 지시하는 신호를 보내는 센서를 포함한다. 전자제어장치 예를 들면 중앙 처리 장치 또는 다른 제어기는 신호를 수신하고 차량의 시트벨트(14)가 조여지도록 시트벨트 어셈블리(12)를 제어한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 구성을 도시한 측단면도이다.

이하의 설명에서 가스발생기로부터 발생되는 가스의 흐름 방향을 따라 “상류” 및 “하류”로 정의한다.

도 4를 참조하면, 프리텐셔너 장치(40)는 가스 발생기(41), 튜브(43), 피스톤 몸체(45), 피스톤(47), 볼(48), 기어부재(49)를 포함한다.

가스 발생기(41)는 점화 신호에 응답하여 팽창 가스를 제공하도록 사용된다.

튜브(43)는 가스 발생기(41)와 연통하도록 구성되며, 가스 발생기(41)로부터 발생된 가스가 그 내부로 공급된다. 일 실시 예로, 가스 발생기(41)는 튜브(43)의 일단에 연결된다.

피스톤(47)은 가스 발생기(41)로부터 발생된 가스에 의해 튜브(43)의 내부에서 볼(48)을 향하여 급속하게 튕겨져 나가 볼(48)을 민다. 피스톤(47)은 충격 흡수가 가능한 재질, 예를 들면 고무 재질을 포함할 수 있다.

다수의 볼(48)은 튜브(43)내에서 피스톤(47)에 의해 강제적으로 밀려서 튜브(43)의 작동로(P, actuation path)를 따라서 이동한다. 이동된 볼(48)은 기어부재(49)의 외주에 형성된 볼 시트(49a, ball seats)에 맞물림되어 기어 부재(49)를 회전시킨다.

다수의 볼(48)은 금속성 재질, 예를 들면 알루미늄, 스틸 등의 금속성 재질을 포함할 수 있다.

기어부재(49)는 축(A)을 중심으로 회전 가능하게 구비되고, 기어부재(49)의 외주에는 볼들(48)을 수용하도록 대략 반구형의 홈으로 형성된 볼 시트(49a)가 형성된다.

튜브(43)를 통하여 볼들(48)이 이동하면서, 기어부재(49)는 축(A)을 중심으로 회전한다. 볼들(48)이 기어부재(49)와 맞물림되면서 팽창 가스에 의하여 화살표 방향을 따라서 기어부재(49)가 회전하여 스플 어셈블리(34, 도 3참조)가 회전하게 하여, 프리텐셔닝이 수행된다.

프리텐셔너 장치 (40)는 피스톤(47)이 가스 발생기(41)측으로 이동하는 것을 차단하는 구속 수단(100)을 더 포함한다. 프리텐서너 장치(40) 작동 시 피스톤(47)은 구속 수단(100)에 의해 가스 발생기(41)측으로 이동하는 것이 차단되어 볼들(48)을 계속하여 하류측으로 밀게 된다. 그리하여 볼들(48)의 유동을 줄여 볼들(48)이 튜브(43)와 접촉하여 발생되는 소음을 줄인다.

도 5는 도 4의 튜브의 사시도이고, 도 6은 도 5의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따른 종단면도이고, 도 7은 도 5의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따른 횡단면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 가스 발생기(41)는 튜브(43)의 일단에 설치된다.

피스톤(47)의 상류측에는 피스톤(47)이 가스 발생기(41)를 향하여 이동하는 것을 차단하는 구속수단(100)이 구비된다.

구속 수단(100)은 피스톤(47)의 상류측에 대응하는 튜브(43)에 형성될 수 있다. 구속 수단(100)은 튜브(43)로부터 튜브(43)의 내부로 돌출된 적어도 하나의 성형부(110)를 포함할 수 있다.

구속 수단(100)는 튜브(43)의 둘레 방향을 따라 형성되고, 튜브(43)의 중심축(X)을 중심으로 서로 대칭되게 배치된 적어도 2개의 성형부(110)를 포함할 수 있다.

성형부(110)는 튜브(43)의 중심축(X)을 중심으로 서로 대칭되게 배치된 일자형 홈(111)을 포함한다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 튜브의 횡단면도들이다.

도 8a를 참조하면, 성형부(110)는 튜브(43)의 중심축(X)을 중심으로 서로 대칭되게 형성된 4개의 반구형 홈(113)을 포함한다.

도 8b를 참조하면, 성형부(110)는 튜브(43)의 둘레를 따라 형성된 환형 홈(115)을 포함한다.

성형부(110)의 형상 및 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

구속 수단(100)은 위와 같이 튜브(43)에 일체로 형성된 것 이외에 튜브(43)의 내부에 결합되는 별도의 삽입 부재(130)로 구성될 수 있다. 삽입 부재는 튜브(43)의 내주면에 고정적으로 끼움 결합되고, 그 중앙부에 가스 발생기(41)로부터 발생된 가스가 통과하는 가스통과부가 형성되고, 피스톤(47)과 접촉하여 피스톤(47)이 가스 발생기(41)를 향하여 이동하는 것을 차단하는 차단부를 갖도록 구성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 튜브의 일부 종단면도이고, 도 10은 도 9의 구속 부재의 구성을 도시한 사시도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면 삽입 부재(130)는 튜브(43)의 내주면에 끼움 결합된 끼움부(131) 및 끼움부(131)에 연장되어 피스톤(47)이 가스 발생기(41)측을 향하여 이동하는 것을 방지하는 피스톤 구속부(133)를 포함한다.

피스톤 구속부(133)는 끼움부(131)로부터 피스톤(47)을 향하여 확관되는 구조로 형성되고 일정 간격을 두고 형성된 슬릿홀(133a)을 갖도록 구성된다. 이러한 구성을 통하여 튜브(43)의 내부에 쉽게 삽입하고, 튜브(43)의 내부에 억지 끼움할 수 있어 삽입 부재(130)가 튜브(43)의 일정 위치에 위치하도록 할 수 있다. 이러한 구성에서, 끼움부(131)의 외경은 튜브(43)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 튜브의 일부 종단면도이다.

도 11을 참조하면, 삽입부재(230)는 그 중앙부에 가스가 통과하는 가스홀(231)이 형성된 길이가 상대적으로 짧은 실린더 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 가스홀(231)의 내경은 피스톤(47)이 외경보다 작게 형성되어 피스톤(47)이 삽입 부재(230)의 일단부(233)에 의해 구속되도록 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 프리텐셔너 장치의 튜브의 일부 종단면도이다.

도 12를 참조하면, 삽입부재(230)는 피스톤(47)과 대향하는 일단부(234)가 만곡되게 형성될 수 있다.

삽입 부재(130), (230)는 튜브(43)의 내주면에 억지 끼움 되도록 구성되어 튜브(43)의 일정 위치에 고정적으로 결합되도록 할 수 있다. 다른 실시 예로, 삽입부재(130),(230)는 튜브(43)의 내주면과 약간의 갭을 두도록 구성되어 가스 발생 시, 삽입 부재(130),(230)가 튜브(43)의 내주면에 대하여 어느 정도 상대 이동되도록 할 수 있다.

구속 수단(100)은 상술한 구성 이외에 가스 발생기(41) 및 피스톤(47) 사이에 개재된 예를 들면 코일형 스프링을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 다양한 형태를 갖는 구속 수단(110)은 프리텐셔너 장치(40)의 작동 시, 피스톤(47)이 가스 발생기(41)를 향하여 이동하는 것을 방지하고, 피스톤(47)이 계속하여 볼(48)을 가압한다. 그 결과, 금속성의 볼들(48)의 튜브(43)의 내면과 부딪혀 소음이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

40: 프리텐셔너 장치 41: 가스 발생기
43: 튜브 47: 피스톤
100: 구속 수단 110: 성형부
130,230: 삽입부재

Claims (6)

1. 가스를 발생시키는 가스 발생기;
   상기 가스 발생기와 연통하는 튜브;
   상기 튜브 내에 구비되어 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스에 의해 밀려서 이동하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 밀리면서 이동하도록 상기 튜브 내에 구비된 복수의 볼들;
   상기 볼들과 물림되도록 그 외주면에 다수의 볼시트가 형성된 기어부재; 및
   상기 피스톤의 상류측에 배치되어 작동 시, 상기 피스톤이 상기 가스 발생기를 향하여 이동하는 것을 방지하는 구속 수단을 포함하고,
   상기 구속 수단은 상기 피스톤의 상류측에 대응하는 상기 튜브의 상부측에서 상기 튜브의 둘레 방향을 따라 형성되고, 상기 튜브의 중심축을 중심으로 서로 대응되게 배치된 적어도 2개의 성형부를 포함하는 차량용 시트 벨트 프리텐셔너 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 성형부는 상기 일자형 홈 또는 반구형 홈을 포함하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치.
5. 가스를 발생시키는 가스 발생기;
   상기 가스 발생기와 연통하는 튜브;
   상기 튜브 내에 구비되어 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스에 의해 밀려서 이동하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 밀리면서 이동하도록 상기 튜브 내에 구비된 복수의 볼들;
   상기 볼들과 물림되도록 그 외주면에 다수의 볼 시트가 형성된 기어부재; 및
   상기 피스톤의 상류측에 배치되어 작동 시, 상기 피스톤이 상기 가스 발생기를 향하여 이동하는 것을 방지하는 구속 수단을 포함하고,
   상기 구속 수단은 상기 튜브의 둘레 방향을 따라 형성된 환형 홈을 포함하는 차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치.
6. 가스를 발생시키는 가스 발생기;
   상기 가스 발생기와 연통하는 튜브;
   상기 튜브 내에 구비되어 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스에 의해 밀려서 이동하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 밀리면서 이동하도록 상기 튜브 내에 구비된 복수의 볼들;
   상기 볼들과 물림되도록 그 외주면에 다수의 볼 시트가 형성된 기어부재; 및
   상기 피스톤의 상류측에 배치되어 작동 시, 상기 피스톤이 상기 가스 발생기를 향하여 이동하는 것을 방지하는 구속 수단을 포함하고,
   상기 구속 수단은 상기 튜브의 내주면에 고정적으로 끼움 결합되고, 그 중앙부에 상기 가스 발생기로부터 발생된 가스가 통과하는 가스 통과부가 형성된 끼움부와,
   상기 끼움부로부터 연장되어 상기 피스톤이 상기 가스 발생기 측을 향하여 이동하는 것을 방지하는 피스톤 구속부를 포함하고,
   상기 피스톤 구속부는 상기 끼움부로부터 상기 피스톤을 향하여 확관되는 구조로 형성되고 일정 간격을 두고 형성된 슬릿홀을 갖도록 구성된 차량용 시트벨트 프리텐셔너 장치.
   
   
   

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