KR101781386B1 - 프리텐셔너 - Google Patents

Abstract

프리텐셔너가 제공된다. 프리텐셔너는 버클에 연결되는 일단을 갖는 케이블; 케이블의 타단에 연결되어 케이블을 이송시키는 피스톤; 피스톤의 일측에 구비되어 케이블의 타단에 클램핑되는 클램프; 상기 피스톤 및 클램프를 이동 가능하게 수용하는 실린더; 피스톤을 향하는 클램프의 일단에 연결되어 실린더와 접촉 시 소음을 방지하는 소음방지부재; 피스톤을 이동시키도록 실린더로 가스를 공급하는 가스 발생기; 가스 발생기로부터 공급된 가스를 수용하는 챔버; 및 케이블의 중간부를 이송 가능하게 지지하는 가이드 경로가 형성된 하우징을 포함한다

Description

프리텐셔너 {PRETENSIONER}

본 발명은 차량의 급 감속 시 시트벨트를 당기는 프리텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 좌석에는 차량의 급정지시나 충돌 등의 충격 발생시에 탑승자가 관성력에 의해 전방으로 돌출하는 것을 방지하기 위한 탑승자 구속용 시트 벨트 장치가 설치된다. 이러한 시트 벨트 장치는 통상의 운전 시에는 탑승자의 동작을 구속하지 않고, 차량의 충격 발생시에만 시트 벨트의 스핀들을 락킹하고, 그 이상의 시트 벨트의 투입을 저지하는 긴급 시 자동 잠금식 리트랙터를 가지고 있다. 이 자동 잠금식 리트랙터는 소정 치 이상의 감속도를 감지했을 때 매우 단시간으로 스핀들을 락킹함으로써 시트 벨트가 인출되지 않도록 한다.

그러나, 상술한 자동 잠금식 리트랙터와 같이 스핀들을 락킹하는 것 만으로는 탑승자를 구속한 상태의 시트 벨트가 스핀들에 느슨하게 감겨져 있는 경우에는 스피들을 락킹했다고 해도 시트 벨트가 어느 정도 계속 인출돼 버린다. 또, 시트 벨트가 느슨하게 감겨져 있지 않다고 해도, 소정 치 이상의 감속도가 감지되고 나서 스핀들을 락킹하기까지 시트 벨트가 계속 인출된다.

이러한 시트 벨트의 이완이나 스핀들이 락킹 되기까지의 시차에 의해 수반하는 시트벨트의 투입을 어느 정도 상쇄하는 장치로서, 소정의 감속도가 검출된 경우에 시트벨트 버클을 당기도록 된 프리텐셔너가 알려져 있다.

이러한 프리텐셔너 장치에서 케이블을 실린더 내에서 이송 가능하게 지지하는 클램프가 프리텐셔너 작동 시 실린더의 내벽에 충돌하여 소음이 발생될 수 있다.

미국특허공개번호 US2007/0029775 미국특허번호 US2011/022178

본 발명의 목적은, 케이블을 피스톤의 선단부측에 고정하는 클램프 또는 케이블의 단부가 차량의 진동에 의해 실린더 내벽과 충돌하여 발생하는 소음을 방지할 수 있는 프리텐셔너를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점을 따르면, 버클에 연결되는 일단을 갖는 케이블; 상기 케이블의 타단에 연결되어 상기 케이블을 이송시키는 피스톤; 상기 피스톤의 일측에 구비되어 상기 케이블의 타단에 클램핑되는 클램프; 상기 피스톤 및 상기 클램프를 이동 가능하게 수용하는 실린더; 상기 피스톤을 이동시키도록 상기 실린더로 가스를 공급하는 가스 발생기; 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스를 수용하는 챔버 및 상기 케이블의 중간부를 이송 가능하게 지지하는 가이드 경로가 형성된 하우징을 포함하는 프리텐셔너에 있어서, 상기 프리텐셔너는, 상기 피스톤과 상기 클램프 사이에 배치되는 소음방지부재를 더 구비하되, 상기 소음방지부재는, 플라스틱 재질로 형성되어, 그 외주는 상기 실린더의 내벽에 슬라이드 안내되도록 형성되고, 그 내주는 상기 클램프의 외주에 결합되도록 형성되어, 상기 클램프의 축방향 이동이 상기 실린더 내벽을 따라 슬라이드 되는 상기 소음방지부재에 의해 안내되어 상기 클램프의 요동이 방지됨으로써, 상기 클램프 또는 상기 케이블의 단부와 상기 실린더의 접촉 소음을 방지하는 것을 특징으로 하는 프리텐셔너가 제공된다.

본 발명의 위와 같은 특징에 따르면, 케이블의 단부에 클램핑되는 클램프의 외주가 소음방지부재의 내주에 외팔보 형태로 결합되며, 이와 같이 클램프가 견고히 지지되어 있는 소음방지부재의 외주는 실린더 내벽을 따라 슬라이드 안내되도록 배치되므로, 프리텐셔너 작동 시, 클램프의 축방향 이동이 실린더 내벽을 따라 슬라이드 소음 방지 부재에 의해 안내되어 클램프의 요동이 방지되며, 그에 따라, 클램프 또는 상기 케이블의 단부가 실린더와 접촉함으로서 발생하는 접촉 소음을 방지할 수 있게 된다.

상기 소음방지부재는 상기 클램프 외주에 끼움 방식에 의해 결합되거나 상기 클램프 상에 인서트 사출될 수 있다.

상기 피스톤 및 상기 케이블의 사이로 상기 가스 발생기로부터 공급된 가스가 일부 통과하도록 구성되고, 상기 클램프는 상기 케이블의 외주에 억지 끼움에 의해 고정될 수 있다.

상기 소음방지부재는 상기 틈새와 연통하는 가스홀이 형성되어 상기 가스 발생기로부터 발생된 가스를 상기 클램프측으로 누출시키도록 구성될 수 있는 바, 상기 가스홀은 상기 소음방지부재의 내주에 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 소음방지부재의 반경 방향으로 돌출되어 상기 클램프의 외주와 결합되는 복수의 리브에 의해 한정될 수 있다.

상기 소음방지부재의 선단부에는 돌출부가 형성되고, 상기 피스톤의 후단부에는 상기 소음방지부재의 선단부가 안착되는 자리홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 프리텐셔너에 의하면, 케이블을 고정하는 클램프의 일단에 클램프의 요동을 방지할 수 있는 소음방지부재를 구비하여 프리텐셔너 작동 시, 클램프가 실린더의 내벽에 부딪혀 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 프리텐셔너의 구성을 나타내는 일부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 프리텐셔너의 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 Ⅲ표시부의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 클램프 및 소음 방지부재가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 클램프 및 소음 방지 부재가 분리된 상태를 도시한 다른 사시도이다.

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 본 발명의 프리텐셔너의 구성을 나타내는 일부 사시도이다.

도 1을 참조하면, 프리텐셔너(1)는 차량의 급정지 시나 충돌 등의 충격 발생시에 시트 벨트 버클(3)을 당기는 장치이다.

프리텐셔너(1)는 시트 벨트 버클(3)와 접속된 케이블(5) 예를 들면 차체에 직접 또는 브래킷 등을 통해 고정되고 케이블(5)을 관통시키며, 케이블(5)의 일부를 굽히도록 안내하는 가이드부(11)를 갖는 하우징(10)과, 하우징(10)의 타측부에 지지된 실린더(9)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 프리텐셔너의 구성을 나타내는 측단면도이다.

도 2를 참조하면, 케이블(5)의 일단은 시트 벨트 버클(3)에 지지되고, 케이블(5)의 타단은 피스톤(30)에 지지된다. 피스톤(30)은 실린더(9)내에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 피스톤(30)의 선단에는 케이블(5)의 타단부를 고정하는 클램프(40)가 연결된다.

피스톤(30)과 클램프(40)의 사이에는 소음방지부재(50)가 구비되고, 피스톤(30)의 외주 및 실린더(9)의 내주벽 사이에는 볼링(21) 및 복수의 볼(23)이 구비된다. 볼링(21) 및 볼(23)에 의해 피스톤(30)의 일단측(A방향측)으로의 이동이 허용됨과 동시에 피스톤(30)의 타단측(B방향측)으로의 이동이 저지된다.

하우징(10)은 가스가 공급되는 챔버(13) 및 케이블(5)의 중간부를 이송 가능하게 지지하는 가이드 경로(15)를 포함한다.

가스 발생기(70)는 하우징(10)의 일측에 돌출된 삽입부(17)에 삽입되어 챔버(13)로 가스를 공급한다.

챔버(13)의 후단측 가이드 경로(15)상에는 패킹(60)이 압입되어 가스 발생기(70)로부터 공급되는 가스가 A방향으로 누출되는 것을 방지한다. 패킹(60)은 케이블(5)이 관통하는 관통홀(61)을 포함한다.

도 3은 Ⅲ표시부의 확대도이다.

도 3을 참조하면, 실린더(9)의 내측에는 금속을 단조 성형함으로써 형성된 피스톤(30)이 수용된다. 피스톤(30)은 케이블(5)을 관통시키는 피스톤 본체부(31)를 포함하고, 피스톤 본체부(31)에 형성된 환형홈(33)에는 피스톤 본체부(31)와 실린더(9)의 내벽면 사이를 실링하는 오링(81)이 배치된다. 피스톤 본체부(31)의 선단에는 케이블(5)의 타단부를 고정하는 클램프(40)가 연결된다.

피스톤 본체부(31)는 클램프(40)를 향하는 방향(B방향)으로 점차 확경되는 테이퍼부(35)를 포함한다. 피스톤 본체부(31)의 화살표 A방향측 단부에는 실린더(9)의 내경과 대략 대응된 외경을 갖는 플랜지부(37)가 형성된다. 테이퍼부(35)와 실린더(9)의 내벽면 사이에는 복수의 볼(23)이 배치된다. 이것에 의해 피스톤(30)의 일단측(B방향측)으로의 이동이 허용됨과 동시에 피스톤(30)의 타단측(A방향측)으로의 이동이 저지된다.

복수의 볼(23)은 실린더(9)의 내주면 및 피스톤(30)의 테이퍼부(35)사이에 배치된다. 볼(23)의 직경은 실린더(9)의 내주면 및 테이퍼(35)부의 외주면 사이의 최대 틈새보다 약간 작다. 피스톤(30)이 버클(3)을 향하여 이동하려 할 때 볼(23)은 실린더(9)의 내주면 및 테이퍼부(35)의 외주면 사이에 물린다.

이러한 방식으로 피스톤(30)의 B방향으로의 이동은 허용되고 A방향으로의 이동이 규제된다.

하우징(10)의 환형홈(18)에는 하우징(10)과 실린더(9) 내벽면 사이를 실링하는 오링(83)이 배치된다.

피스톤 본체부(31) 및 클램프(40)의 사이에는 플라스틱 재질로 형성된 소음방지부재(50)가 구비된다.

피스톤 본체부(31)와 마주하는 클램프(41)의 일단에는 돌출부(53)가 형성되고, 클램프(41)의 선단부에는 돌출부(53)가 끼워지는 자리홈(39)이 형성된다.

피스톤 본체부(31) 내주 및 케이블(5)의 외주 사이에는 소정의 갭(G)이 형성되어 가스의 일부가 화살표 A방향으로 누출된다.

피스톤(30)은 가스 발생기(70)로부터 발생된 가스의 고온의 열에 견딜 수 있도록 열경화 처리된 내열성 재료로 형성될 수 있다.

클램프(40)는 케이블(5)을 피스톤(30)의 선단부측에 고정하도록 프레스 피팅 방식에 의해 케이블(5)가 고정된다. 따라서 클램프(41)는 피스톤(30)에 비하여 상대적으로 연질의 재질로 형성되어 프레스 피팅(press fitting)이 용이하게 행해지도록 구성될 수 있다.

소음방지부재(50)는 클램프(40)보다 부드러운 플라스틱 재질로 형성되어 고압의 가스에 의해 피스톤(30)이 화살표 B방향으로 이동하는 동안 클램프(40)가 유동되어 실린더(9)의 내주벽에 부딪히는 경우 완충 역할을 한다. 소음 방지 부재(50)는 클램프(40)의 일단에 끼워지고 케이블(5)이 관통하도록 구성되는 바, 도 3에 도시된 바와 같이, 소음방지부재(50)의 외주는 실린더(9)의 내벽에 슬라이드 안내되도록 형성되고, 소음방지부재(50)의 내주에는 클램프(40)의 외주가 일정 깊이 삽입되어 결합된다. 그에 따라 상기 클램프(40)의 축방향 이동이 실린더 내벽을 따라 슬라이드 되는 소음방지부재에 의해 안내되어 상기 클램프의 요동이 방지됨으로써, 상기 클램프 또는 상기 케이블의 단부와 상기 실린더의 접촉 소음을 방지하게 된다. 한편, 소음 방지 부재(50)의 내주에는 가스가 화살표 B 방향으로 흐르는 가스홀(51)이 형성된다.

가스홀(51)은 피스톤(30) 및 실린더(9)의 내면 사이의 틈새(G)와 연통하도록 구성되어 가스 발생기(70)로부터 발생된 가스는 피스톤(30) 및 케이블(5) 사이의 틈새(G)와 소음방지부재(50)의 가스홀(53)을 통해 화살표 B방향으로 누출된다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 클램프 및 소음 방지부재가 분리된 상태를 도시한 사시도들이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 소음방지부재(50)는 클램프(40)의 일단에 끼움방식으로 결합된다. 다른 실시 예로 소음 방지 부재(50)는 클램프(40)의 일단에 인서트 사출될 수 있다. 소음 방지 부재(50)는 가스가 통과하는 가스홀(51)을 포함한다. 가스홀(51)은 클램프(40)의 외주와 접촉하는 복수의 리브(55)가 클램프(40)의 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 방식에 의해 구성된다. 복수의 리브(55)는 소음방지부재(50) 본체의 내주면으로부터 반경 방향으로 돌출되어 클램프(40)의 외주에 끼워진다.

다음은 본 발명의 프리텐셔너의 동작에 대해서 설명한다.

탑승자가 좌석에 착좌하고, 시트 벨트 장치의 시트벨트를 장착한 상태에서, 예를 들면 차량의 급 감속 상태를 가속도 센서 등의 검지 수단이 검출하면, 제어장치(미도시)가 가스발생기(70)의 착화 장치를 작동시킨다. 가스 발생기(70)에서는 착화 장치가 가스 발생제를 착화시켜, 가스 발생제가 챔버(13)를 연소실로서 연소해 다량의 가스를 발생한다.

*이 가스의 압력에 의해서 피스톤(30)의 테이퍼부(35)의 선단 및 오링(81)이 실린더(9)의 내주면을 따라 슬라이딩되면서, 실린더(9) 내를 화살표 B방향으로 이동한다. 그리고 피스톤(30)에 타단부가 고정 지지된 케이블(5)이 가이드 경로(15), 패킹(60)을 따라 슬라이딩하면서 그 일단부에 연결된 버클(3)을 당긴다.

즉, 피스톤(30)이 화살표 B 방향으로 소정 거리 이동되어 피스톤(30)에 케이블(5)을 통해 연결된 버클(3)이 소정 길이만큼 당겨져 시트벨트(미도시)가 탑승자 구속 방향으로 긴장되어 탑승자의 이동량이 감소된다.

이때, 피스톤 몸체부(31) 및 실린더(9) 내주면 사이의 틈새(G) 및 소음 방지 부재(50)의 가스홀(51)의 면적은 가스의 압력이 작용하는 피스톤 몸체부(31)의 면적에 비하여 상대적으로 작기 때문에 가스 발생기(70)로부터 발생한 가스압에 의해 피스톤(30)은 실린더(9) 내에서 화살표 B 방향으로 이동시키는데 방해하지 않는다. 즉, 틈새(G) 및 가스홀(51)은 프리텐셔너(10)의 정상적인 동작을 방해하지 않는다.

한편, 가속도 센서(미도시)의 작동이나 검출이 지연되거나 제어장치의 작동 불량이 발생한 경우, 차량 급감속으로 인한 탑승자의 관성 이동에 의해서 벨트에 로드가 가해진 후 가스 발생기(70)가 착화되면(프리텐셔너(1)의 이상 작동 시), 피스톤(30)이 실린더(9)의 화살표 B방향으로의 이동이 저지된 상태에서 챔버(13)에 가스가 공급되어 챔버(15) 내의 가스가 고온 고압이 된다.

이때, 틈새(G) 및 가스홀(51)을 통해 가스가 실린더(9) 내에서 화살표 B 방향으로 누출된다.

이 때문에 패킹(60)에 의해서 챔버(13) 사이가 실링된 가이드 경로(15)에서 외부로 누설되기 전에 챔버(13) 내의 가스가 실린더(9) 내에서 화살표 A방향으로 배출되거나, 또는 가이드 경로(15)에서 외부로 누설되는 가스보다 대량의 가스가 실린더(9) 내에서 화살표 B방향으로 배출되어 안전 사고를 예방한다.

프리텐셔너(1)의 작동 시 가스 발생기(70)로부터 급격히 발생된 가스가 피스톤(30)에 급격하게 가해질 경우, 피스톤(30)에 접촉된 클램프(40)가 피스톤(30)으로부터 분리되거나 유동되어 실런더(9)의 내주면에 충돌할 수 있다. 이때, 클램프(40)가 견고히 지지되어 있는 소음방지부재(50)에 의해 클램프가 요동 없이 안정적으로 축방향 이동할 수 있게 되므로, 실린더와의 충돌에 의한 소음을 방지할 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.

1: 프리텐셔너 3: 버클
5: 케이블 10: 하우징
13: 챔버 15: 가이드 경로
30: 피스톤 40: 클램프
50: 소음 방지 부재 39: 자리홈
51: 가스홀 53: 돌출부

Claims (3)

1. 버클에 연결되는 일단을 갖는 케이블;
   상기 케이블의 타단에 연결되어 상기 케이블을 이송시키는 피스톤;
   상기 피스톤의 일측에 구비되어 상기 케이블의 타단에 클램핑되는 클램프;
   상기 피스톤 및 상기 클램프를 이동 가능하게 수용하는 실린더;
   상기 피스톤을 이동시키도록 상기 실린더로 가스를 공급하는 가스 발생기;
   상기 가스 발생기로부터 공급된 가스를 수용하는 챔버 및 상기 케이블의 중간부를 이송 가능하게 지지하는 가이드 경로가 형성된 하우징을 포함하는 프리텐셔너에 있어서,
   상기 프리텐셔너는, 상기 피스톤과 상기 클램프 사이에 배치되는 소음방지부재를 더 구비하되,
   상기 소음방지부재는, 플라스틱 재질로 형성되어, 그 외주는 상기 실린더의 내벽에 슬라이드 안내되도록 형성되고, 그 내주는 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 소음방지부재의 반경방향으로 돌출되는 복수의 리브를 통하여 상기 클램프의 외주에 결합되어 상기 가스 발생기로부터 발생된 가스를 상기 클램프측으로 누출시키는 가스홀이 형성되면서, 상기 클램프의 축방향 이동이 상기 실린더 내벽을 따라 슬라이드 되는 상기 소음방지부재에 의해 안내되어 상기 클램프의 요동이 방지됨으로써, 상기 클램프 또는 상기 케이블의 단부와 상기 실린더의 접촉 소음을 방지하는 것을 특징으로 하는 프리텐셔너.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 소음방지부재의 선단부에는 돌출부가 형성되고,
   상기 피스톤의 후단부에는 상기 소음방지부재의 선단부가 안착되는 자리홈이 형성된 프리텐셔너.

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