KR101788184B1 - 프리텐셔너 및 이를 갖춘 안전벨트장치 - Google Patents

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Abstract

프리텐셔너 및 이를 갖춘 안전벨트장치를 개시한다. 실시 예에 따른 프리텐셔너는 외측실린더; 외면이 외측실린더 내면에 밀착된 상태로 외측실린더 내에 이동 가능하게 설치된 내측실린더; 내측실린더 내에 설치된 피스톤; 한쪽이 피스톤과 연결되고 다른 쪽이 외측실린더의 외부로 연장되며 탑승자를 결속하는 벨트와 연결되는 견인부재; 외측실린더 내부로 가스를 공급해 견인부재를 당기는 방향으로 피스톤을 이동시키는 가스발생기; 및 피스톤이 견인부재를 당기는 방향으로 이동할 때 내측실린더에 대한 피스톤의 이동을 허용하고, 피스톤이 역방향으로 이동할 때 피스톤을 내측실린더에 구속시키는 일방향구속장치를 포함한다.

Description

프리텐셔너 및 이를 갖춘 안전벨트장치{PRETENSIONER AND SAFETY BELT ASSEMBLY HAVING THE SAME}
벨트에 걸리는 장력을 한계하중 이하로 유지시키는 로드리미터의 기능을 겸하는 프리텐셔너 및 이를 갖춘 안전벨트장치에 관한 것이다.
안전벨트장치는 차량에서 탑승자를 시트에 결속해 운행 중 발생하는 충격이나 사고로부터 탑승자를 보호하는 장치다.
안전벨트장치는 웨빙(webbing)이라 불리는 벨트와, 차체에 장착된 상태에서 벨트의 한쪽 단을 감거나 풀어주는 리트렉터(retractor)와, 벨트의 다른 쪽 단을 차체에 고정시키는 고정앵커와, 벨트의 중간부분에 이동 가능하게 걸린 상태로 고정앵커 반대편에 마련된 버클에 체결되는 텅 플레이트를 구비한다.
또 안전벨트장치는 충돌 사고 초기에 벨트를 순간적으로 당기는 방식으로 벨트에 장력을 부여해 벨트의 느슨함을 감소시키는 프리텐셔너(pretensioner)를 포함할 수 있다. 프리텐셔너는 리트렉터와 일체화된 방식이거나, 고정앵커나 버클의 앵커 쪽에 설치되어 벨트 또는 버클을 당겨주는 방식일 수 있다.
그러나 프리텐셔너를 채용한 안전벨트장치는 사고 초기에 프리텐셔너의 동작에 의해 벨트에 걸리는 장력이 너무 증가해 오히려 탑승자 상해를 입힐 수 있다. 따라서 프리텐셔너를 채용하는 안전벨트장치는 별도로 벨트에 걸리는 장력을 한계하중 이하로 유지시켜 탑승자의 신체를 보호하는 로드리미터(road limiter)를 채용하기도 한다. 하지만, 종래에는 프리텐셔너와 로드리미터가 별도로 구성되기 때문에 안전벨트장치의 구성이 복잡하였다.
벨트에 걸리는 장력을 한계하중 이하로 유지시키는 로드리미터의 기능을 겸할 수 있는 프리텐셔너 및 이를 갖춘 안전벨트장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 외측실린더; 외면이 상기 외측실린더 내면에 밀착된 상태로 상기 외측실린더 내에 이동 가능하게 설치된 내측실린더; 상기 내측실린더 내에 설치된 피스톤; 한쪽이 상기 피스톤과 연결되고 다른 쪽이 상기 외측실린더의 외부로 연장되며 탑승자를 결속하는 벨트와 연결되는 견인부재; 상기 외측실린더 내부로 가스를 공급해 상기 견인부재를 당기는 방향으로 상기 피스톤을 이동시키는 가스발생기; 및 상기 피스톤이 상기 견인부재를 당기는 방향으로 이동할 때 상기 내측실린더에 대한 상기 피스톤의 이동을 허용하고, 상기 피스톤이 역방향으로 이동할 때 상기 피스톤을 상기 내측실린더에 구속시키는 일방향구속장치;를 포함하는 프리텐셔너가 제공될 수 있다.
상기 내측실린더 외면과 상기 외측실린더 내면의 마찰력은 상기 벨트의 한계하중 이하로 설정될 수 있다.
상기 견인부재는 벤딩 가능한 로프형태일 수 있다.
상기 프리텐셔너는 상기 견인부재가 출입하도록 상기 외측실린더의 한쪽 단부에 마련된 출입구; 상기 출입구 쪽에 설치되며 상기 견인부재의 출입을 안내하는 안내롤러; 및 상기 출입구 반대편의 상기 외측실린더 내부에 설치된 중간롤러;를 더 포함할 수 있고, 상기 견인부재는 상기 외측실린더 내부로 진입 후 상기 피스톤을 관통하여 상기 중간롤러 쪽으로 연장되며, 상기 중간롤러에서 걸려 방향을 전환한 후 상기 피스톤에 연결될 수 있다.
상기 가스발생기는 가스를 발생시켜 상기 피스톤을 상기 출입구 방향으로 가압할 수 있도록 상기 출입구 반대편의 상기 외측실린더 단부에 설치될 수 있다.
상기 외측실린더는 상기 출입구와 인접하는 내면에 상기 내측실린더의 한쪽 단부가 걸리는 걸림턱을 구비하고, 상기 내측실린더는 길이가 상기 걸림턱과 상기 중간롤러 사이의 거리보다 짧게 마련되고, 초기에 상기 출입구 쪽으로 이동한 상태를 유지할 수 있다.
상기 피스톤의 초기위치는 상기 중간롤러와 인접한 상기 내측실린더 단부의 내측에 배치될 수 있다.
상기 견인부재는 상기 외측실린더의 한쪽 단부에 마련된 출입구를 통하여 출입할 수 있고, 상기 가스발생기는 상기 외측실린더의 출입구 쪽에 설치될 수 있다.
상기 내측실린더는 상기 외측실린더의 길이보다 짧게 마련되고, 초기에 상기 출입구 반대편의 상기 외측실린더 단부 쪽으로 이동한 상태를 유지할 수 있으며, 상기 피스톤은 초기에 상기 출입구와 인접한 상기 내측실린더 단부 내측에 배치될 수 있다.
상기 일방향구속장치는, 상기 내측실린더 내면과 대향하는 상기 피스톤의 외면에 형성되며, 상기 견인부재를 견인할 때 상기 피스톤이 이동하는 방향으로 갈수록 깊이가 점차 얕아지는 하나 이상의 경사홈; 및 상기 하나 이상의 경사홈에 수용되는 구속부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 프리텐셔너를 포함하는 안전벨트장치가 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 프리텐셔너는 견인부재를 당겨 벨트의 장력을 높이는 기능 뿐 아니라, 벨트에 걸리는 장력이 한계하중에 이를 경우 벨트장력에 의해 내측실린더가 피스톤과 함께 이동하면서 벨트의 장력을 한계하중 이하로 유지시키는 로드리미터의 기능을 할 수 있다.
도 1과 도 2는 제1실시 예에 따른 프리센셔너가 적용된 안전벨트장치를 나타낸다.
도 3은 제1실시 예에 따른 프리텐셔너의 분해사시도이다.
도 4는 제1실시 예에 따른 프리텐셔너의 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 C - C 선에 따른 단면도로, 프리텐셔너의 단계별 동작상태를 각각 나타낸다.
도 9는 내측실린더가 적용되지 않은 통상의 프리텐셔너와 제1실시 예처럼 내측실린더를 적용한 프리텐셔너가 각각 동작할 때 벨트에 작용하는 장력변화의 추이를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 10은 제2실시 예에 따른 프리텐셔너를 나타낸 단면도이다.
도 11과 도 12는 제2실시 예에 따른 프리텐셔너의 요부 단면도로, 프리텐셔너의 단계별 동작상태를 각각 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 프리센셔너가 적용된 안전벨트장치를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 안전벨트장치는 시트(10)에 앉은 탑승자를 결속하는 벨트(20)와, 차체에 장착된 상태에서 벨트(20)의 한쪽 단을 감거나 풀어주는 리트렉터(30, retractor)와, 벨트(20)의 다른 쪽 단을 차체에 고정시키는 고정앵커(40)와, 벨트(20)의 중간부분에 이동 가능하게 걸린 상태로 고정앵커(40) 반대편에 마련된 버클(50)에 체결되는 텅 플레이트(60)를 구비한다.
또 안전벨트장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 시트(10) 하부의 구조물 또는 차체에 장착된 상태로 버클(50)에 연결되는 프리텐셔너(100, pretensioner)를 포함할 수 있다. 프리텐셔너(100)는 충돌사고 초기에 버클(50)을 순간적으로 당기는 방식으로 벨트(20)에 장력을 부여해 벨트(20)의 느슨함을 감소시킴으로써 탑승자를 시트(10)에 안정적으로 결속하는 기능을 한다.
프리텐셔너(100)는 도 1의 예처럼 버클(50) 쪽에 설치되는 것에 한정되지 않고, 도 2의 예처럼 고정앵커를 대체하는 방식으로 벨트(20)의 다른 쪽 단부(22)에 설치될 수도 있다. 즉 프리텐셔너(100)는 버클(50) 반대편에 위치하는 시트(10) 하부의 구조물 또는 차체에 고정된 상태에서 벨트(20)의 단부(22)를 지지할 수 있다. 이러한 경우에도 프리텐셔너(100)는 충돌사고 벨트(20)를 순간적으로 감거나 당기는 방식으로 벨트(20)에 장력을 부여해 벨트(20)의 느슨함을 감소시킬 수 있다.
제1실시 예의 프리텐셔너(100)는 충돌사고 초기에 벨트(20)를 당겨 장력을 부여하는 기능 뿐 아니라, 벨트(20)의 장력이 급격히 증가할 경우 벨트(20)의 장력이 한계하중 이하로 유지되도록 하여 탑승자의 신체를 보호하는 로드리미터(road limiter)의 기능을 포함할 수 있다. 아래에서는 이러한 프리텐셔너(100)의 구성 및 동작에 관하여 설명한다.
도 3은 제1실시 예에 따른 프리텐셔너의 분해사시도이고, 도 4는 제1실시 예에 따른 프리텐셔너의 단면도이다. 또 도 5 내지 도 8은 도 4의 C - C 선에 따른 단면도로, 프리텐셔너의 단계별 동작상태를 각각 나타낸다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1실시 예에 따른 프리텐셔너(100)는 단면의 형상이 원통 또는 타원형으로 된 외측실린더(110), 외면이 외측실린더(110) 내면에 밀착 상태로 설치되며 외측실린더(110) 내에 이동 가능하게 설치된 내측실린더(120), 내측실린더(120) 내에 설치된 피스톤(130), 한쪽이 피스톤(130)과 연결된 상태에서 다른 쪽이 외측실리더(110) 외측으로 연장되며 안전벨트장치의 벨트 단부(22) 또는 버클(50)에 연결되는 견인부재(140)를 구비한다.
또 프리텐셔너(100)는 외측실린더(110) 내부로 가스를 공급해 견인부재(140)를 당기는 방향으로 피스톤(130)을 이동시키는 가스발생기(150), 내측실린더(120)에 대한 피스톤(130)의 일방향이동만을 허용하도록 피스톤(130)에 마련된 일방향구속장치(160)를 포함한다.
내측실린더(120)는 단면이 외측실린더(110)와 동일한 형태로 마련되고, 소정의 마찰을 유지하도록 외면이 외측실린더(110) 외면에 압입된다. 견인부재(140)는 벤딩이 가능한 와이어 로프 등으로 이루어질 수 있다.
제1실시 예의 프리텐셔너(100)는 도 3에 도시한 바와 같이, 와이어로프 형태의 견인부재(140)가 출입할 수 있도록 외측실린더(110)의 한쪽 단부에 마련된 출입구(111)와, 출입구(111) 쪽에 설치되어 견인부재(140)의 출입을 안내하는 안내롤러(170)와, 출입구(111) 반대편의 외측실린너(110) 내부에 설치되는 중간롤러(180)를 포함한다.
견인부재(140)는 두가닥(141,142)이 출입구(111)를 통해 외측실린더(110) 내부로 진입한 후 피스톤(130)을 관통하여 중간롤러(180) 쪽으로 연장되고, 중간롤러(180)에 권취되는 방식으로 걸려 방향을 전환한 후 피스톤(130)에 연결된다. 견인부재(140)의 한 가닥(141)은 피스톤(130)의 상측을 관통해 중간롤러(180)에 걸린 후 피스톤(130)의 하측에 고정될 수 있고, 견인부재(140)의 다른 가닥(142)은 피스톤(130)의 하측을 관통해 중간롤러(180)에 걸린 후 피스톤(130)의 상측에 고정될 수 있다.
외측실린더(110)의 외측으로 연장된 견인부재(140)는 안전벨트장치의 벨트 단부(22) 또는 버클(50)에 연결될 수 있다. 안내롤러(170)와 인접한 위치의 외측실린더(110) 내에는 두 가닥(141,142)의 견인부재(140)가 상호 꼬임없이 평행하게 진입하도록 안내하는 안내부재(145)가 설치될 수 있다.
이러한 프리텐셔너(100)는 외측실린더(110) 내부로 진입한 견인부재(140)가 반대편 중간롤러(180)에 걸린 상태에서 피스톤(130)에 연결되기 때문에 피스톤(130)이 출입구(111) 쪽으로 이동할 때 외측실린더(110) 외측의 견인부재(140)가 외측실린더(110) 내부로 당겨진다.
가스발생기(150)는 가스를 발생시켜 피스톤(130)을 출입구(111) 방향으로 가압할 수 있도록 출입구(111) 반대편의 외측실린더(110) 단부에 설치된다. 가스발생기(150)와 중간롤러(180) 사이의 외측실린더(110) 내에는 가스발생기(150)에서 발생하는 가스의 분산 공급을 안내하는 가스안내부재(155)가 설치될 수 있다.
가스발생기(150)와 가스안내부재(155)는 도 4에 도시한 바와 같이, 외측실린더(110)의 단부 쪽에 수용된 상태에서 외측실린더(110)를 축관시키는 방식에 의해 고정될 수 있다. 중간롤러(180)는 외측실린더(110)와 그 중심을 관통하는 지지핀(182)의 체결에 의해 외측실린더(110) 내에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
외측실린더(110)는 도 5에 도시한 바와 같이, 내측실린더(120)가 출입구(111) 쪽으로 이동하는 것을 제한할 수 있도록 출입구(111)와 인접하는 쪽 내면에 내측실린더(120)의 한쪽 단부가 걸리는 걸림턱(113)을 구비한다.
내측실린더(120)의 길이는 걸림턱(113)과 중간롤러(180) 사이의 거리보다 짧게 마련되고, 초기에 도 5의 예처럼 한쪽 단부가 걸림턱(113)에 걸리도록 출입구(111) 쪽으로 이동한 상태를 유지한다. 이는 내측실린더(120)와 중간롤러(180)가 이격을 유지함으로써 추후 피스톤(130)이 중간롤러(180) 쪽으로 당겨질 때 내측실린더(120)가 피스톤(130)과 함께 이동할 수 있도록 하기 위함이다.
피스톤(130)의 초기위치는 도 5의 예처럼 중간롤러(180)와 인접한 내측실린더(120)의 단부 내측에 배치된다. 따라서 피스톤(130)은 가스발생기(150)의 동작에 의해 피스톤(130)과 중간롤러(180) 사이의 외측실린더(110) 내부공간에 압력이 증가하면 이 압력에 의해 밀리면서 내측실린더(120)를 따라 출입구(111) 쪽으로 이동하며 견인부재(140)를 견인할 수 있다.
일방향구속장치(160)는 도 3과 도 5에 도시한 바와 같이, 내측실린더(120)의 내면과 대향하는 피스톤(130)의 외면에 형성되며 견인부재(140)를 견인할 때 피스톤(130)이 이동하는 방향(출입구 방향)으로 갈수록 깊이가 점차 얕아지는 하나 이상의 경사홈(161)과, 하나 이상의 경사홈(161)에 수용되는 볼 또는 롤러 형태의 구속부재(162)를 포함한다.
일방향구속장치(160)는 도 6에 도시한 바와 같이, 가스발생기(150)의 동작에 의해 피스톤(130)이 견인부재(140)를 당기는 방향으로 이동할 때 구속부재(162)가 경사홈(161) 내부의 상대적으로 넓은 공간에 위치하므로 내측실린더(120)에 대한 피스톤(130)의 이동을 허용한다.
그러나 도 7에 도시한 바와 같이, 안전벨트장치의 벨트(20)에 장력이 작용해 피스톤(130)이 역방향으로 이동하려 할 때는 구속부재(162)가 경사홈(161) 내의 상대적으로 좁은 공간으로 이동해 피스톤(130)과 내측실린더(120) 내벽 사이에 끼이게 되므로 피스톤(130)을 내측실린더(120)에 구속시킨다. 피스톤(130)이 역으로 이동할 때는 내측실린더(120)에 대한 피스톤(130)의 이동을 제한한다.
따라서 프리텐셔너(100)의 동작에 의하여 벨트(20)에 작용하는 장력이 설정한 한계하중에 이를 경우에는 도 8에 도시한 바와 같이, 피스톤(130)이 내측실린더(120)에 구속된 상태에서 피스톤(130)과 내측실린더(120)가 함께 역방향으로 이동한다. 즉 내측실린더(120)는 외측실린더(110) 내면과 그 외면 사이에 작용하는 마찰력을 이기고 역방향으로 이동한다. 따라서 프리텐셔너(100)는 벨트(20)의 장력이 설정된 한계하중 이하로 유지될 수 있도록 하는 로드리미터의 기능을 할 수 있다. 이러한 동작을 위해 내측실린더(120) 외면과 외측실린더(110) 내면의 마찰력은 벨트(20)의 한계하중 이하로 설정된다.
도 5에서 피스톤(130)의 한쪽 단부와 걸림턱(113) 사이의 거리 A는 가스발생기(150)의 동작에 의해 피스톤(130)이 견인부재(140)를 당기며 이동할 수 있는 최대거리다. 그리고 피스톤(130)의 다른 쪽 단부와 중간롤러(180) 사이의 거리 B는 벨트(20)의 장력이 한계하중에 이를 경우 벨트(20)의 장력에 의해 피스톤(130)과 함께 내측실린더(120)가 역방향으로 이동할 수 있는 최대거리다. 즉 B는 벨트(20)가 느슨해질 수 있도록 견인부재(140)가 최대로 인출될 수 있는 거리다. 따라서 프리텐셔너(100)는 A와 B의 거리 설정을 통해 피스톤(130)이 견인부재(140)를 당기는 동작과, 내측실린더(130)가 역으로 이동하는 동작(로드리미터의 기능)을 적절히 조절할 수 있다.
다음은 도 5 내지 도 9를 참조하면서 제1실시 예에 따른 프리텐셔너의 동작에 관하여 설명한다.
도 5는 프리텐셔너(100)의 동작 전에 피스톤(130)이 초기위치에 놓인 상태, 도 6은 가스발생기(150)의 동작에 의해 피스톤(130)이 출입구(111) 쪽으로 이동하여 견인부재(140)를 견인하는 상태, 도 7은 탑승자가 당기는 벨트(20)를 당기는 힘에 의해 피스톤(130)이 역으로 이동하려 하면서 내측실린더(120)에 구속된 상태, 도 8은 벨트(20)에 한계하중 이상의 힘이 작용할 경우 벨트(20)의 장력에 의해 피스톤(130)과 내측실린더(120)가 역으로 이동하는 상태를 나타낸다. 그리고 도 9는 내측실린더(120)가 적용되지 않은 통상의 프리텐셔너와, 제1실시 예처럼 내측실린더(120)를 적용한 프리텐셔너(100)가 각각 동작할 때 벨트(20)에 작용하는 장력변화의 추이를 비교하여 나타낸 그래프이다.
프리텐셔너(100)가 동작하기 전 초기상태에서 내측실린더(120)는 도 5에 도시한 바와 같이, 외측실린더(110)의 출입구(111) 쪽으로 이동한 상태를 유지하고, 피스톤(130)은 중간롤러(180)와 인접하는 내측실린더(120)의 단부 쪽에 위치한다.
도 5의 상태에서 충돌 사고 등이 발생하면, 가스발생기(150)가 가스를 분출하면서 프리텐셔너가 동작한다. 이때 피스톤(130)은 도 6에 도시한 바와 같이, 외측실린더(110) 내부로 공급되는 가스의 압력에 의해 내측실린더(120)의 내면을 따라 출입구(111) 쪽으로 이동하면서 견인부재(140)를 순간적으로 당겨준다. 따라서 프리텐셔너(100)는 충돌 사고 초기에 벨트(20)를 당겨 탑승자의 신체를 시트(10)에 결속함으로써 탑승자의 신체가 전방으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
피스톤(130)이 출입구(111) 쪽으로 이동하며 견인부재(140)를 견인한 후에는 탑승자가 벨트(20)를 당기는 힘에 의해 피스톤(130)이 역으로 이동하려 한다. 하지만 이때는 도 7에 도시한 바와 같이, 일방향구속장치(140)의 동작에 의해 피스톤(130)이 내측실린더(120) 내면에 구속되므로 피스톤(130)이 역으로 이동하지 않는다. 따라서 벨트(20)의 장력이 한계하중 이하일 경우 벨트(20)는 탑승자를 조이는 상태로 유지될 수 있다.
프리텐셔너가 동작하면, 벨트(20)에 걸리는 장력은 순간적으로 설정한 한계하중 이상으로 증가할 수 있다. 이 경우에는 도 8에 도시한 바와 같이, 벨트(20)의 장력에 의해 피스톤(130)과 내측실린더(120)가 역방향으로(중간롤러 쪽으로) 이동하면서 벨트(20)의 장력이 한계하중 이하로 유지되도록 한다. 벨트(20)의 장력이 한계하중에 이를 경우 벨트(20)의 장력이 느슨해지도록 하는 로드리미터의 기능을 한다.
도 9의 그래프에서, 파선은 내측실린더(120)가 적용되지 않은 통상의 프리텐셔너가 동작할 때 안전벨트장치의 벨트에 작용하는 장력변화의 추이를 나타낸다. 그리고 실선은 내측실린더(120)를 적용한 제1실시 예의 프리텐셔너(100)가 동작할 때 안전벨트장치의 벨트(20)에 작용하는 장력변화의 추이를 나타낸다.
도 9에 도시한 바와 같이, 가스발생기(150)의 동작에 의해 피스톤(130)이 견인부재(140)를 당기는 D구간에서는 통상의 프리텐셔너와 본 발명이 적용된 프리텐셔너 모두 벨트(20)의 장력이 증가한다. 이후 E구간에서는 통상의 프리텐셔너(파선)의 경우 탑승자가 벨트를 당기는 힘에 의해 벨트의 장력이 한계하중 이상으로 증가할 수 있는 반면, 제1실시 예에 따른 프리텐셔너(실선)의 경우 내측실린더(120)가 피스톤(130)과 함께 역으로 이동하면서 로드리미터의 기능을 하므로 벨트(20)의 장력이 한계하중 이하로 유지될 수 있다. 따라서 벨트(20)의 장력이 과도하게 상승하는 것을 방지해 탑승자의 신체를 보호할 수 있다.
도 10은 제2실시 예에 따른 프리텐셔너를 나타낸 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제2실시 예에 따른 프리텐셔너(200)는 외측실린더(210), 외면이 외측실린더(210) 내면에 밀착된 상태로 외측실린더(210) 내에 이동 가능하게 설치된 내측실린더(220), 내측실린더(220) 내에 설치된 피스톤(230), 한쪽이 피스톤(230)과 연결되고 다른 쪽이 외측실린더(210)의 외부로 연장되며 탑승자를 결속하는 벨트(20) 또는 버클과 연결되는 견인부재(240)를 구비한다. 또 외측실린더(210) 내부로 가스를 공급해 견인부재(240)를 당기는 방향으로 피스톤(230)을 이동시키는 가스발생기(250)와, 피스톤(230)이 견인부재(240)를 당기는 방향으로 이동할 때 내측실린더(220)에 대한 피스톤(230)의 이동을 허용하고, 피스톤(230)이 역방향으로 이동할 때 피스톤(230)을 내측실린더(220)에 구속시키는 일방향구속장치(260)를 포함할 수 있다.
견인부재(240)는 제1실시 예와 마찬가지로 벤딩이 가능한 와이어로프 등으로 이루어질 수 있고, 외측실린더(210) 한쪽 단부에 마련된 출입구(211)를 통하여 출입할 수 있다. 가스발생기(250)는 제1실시 예의 경우와 반대로 외측실린더(210)의 출입구(211) 쪽에 설치될 수 있다.
내측실린더(220)는 외측실린더(210)의 길이보다 짧게 마련되고, 초기상태에서 출입구(211) 반대편의 외측실린더(210) 단부 쪽으로 이동한 상태를 유지한다. 그리고 피스톤(230)은 초기상태에서 출입구(211)와 인접한 내측실린더(220) 단부 내측에 위치한다. 일방향구속장치(260)는 제1실시 예와 동일하게 구성될 수 있다.
제2실시 예의 프리텐셔너(200)는 출입구(211) 쪽에 배치된 가스발생기(250)의 동작에 의해 외측실린더(210) 내부로 가스가 공급되고, 이 가스의 압력에 의해 피스톤(230)이 출입구(211)와 멀어지는 방향으로 이동하면서 견인부재(240)를 당겨 벨트(20)의 장력을 증가시킬 수 있다. 도 10에서 부호 270은 견인부재를 안내하는 안내롤러다.
아래에서는 도 11과 도 12를 참조하면서 제2실시 예에 따른 프리텐셔너의 동작에 관하여 설명한다. 도 11과 도 12는 제2실시 예에 따른 프리텐셔너의 요부 단면도로, 프리텐셔너의 단계별 동작상태를 각각 나타낸다.
도 11은 가스발생기(250)의 동작에 의해 피스톤(230)이 출입구(211) 반대편으로 이동하여 견인부재(240)를 견인하는 상태다. 이때 피스톤(230)은 가스발생기(250)로부터 공급되는 가스의 압력에 의해 내측실린더(220)의 내면을 따라 출입구(211) 반대편으로 이동하면서 견인부재(240)를 순간적으로 당겨준다. 따라서 이러한 프리텐셔너(200)는 충돌 사고 초기에 벨트(20)를 당겨 탑승자의 신체를 시트(10)에 결속함으로써 탑승자의 신체가 전방으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 벨트(20)에 한계하중 이상의 힘이 작용할 경우 벨트(20)의 장력에 의해 피스톤(230)과 내측실린더(220)가 역으로(출입구 쪽으로) 이동하는 상태다. 이때는 일방향구속장치(260)의 동작에 의해 피스톤(230)이 내측실린더(220) 내면에 구속되므로 벨트(20)의 장력에 의해 피스톤(230)과 내측실린더(220)가 역방향으로(출입구 쪽으로) 이동하면서 벨트(20)의 장력을 한계하중 이하로 유지시킨다. 즉 로드리미터의 기능을 한다.
100,200: 프리텐셔너, 110,210: 외측실린더,
111,211: 출입구, 120,220: 내측실린더,
130,230: 피스톤, 140,240: 견인부재,
150,250: 가스발생기, 160,260: 일방향구속장치,
170,270: 안내롤러, 180: 중간롤러.

Claims (11)

  1. 외측실린더;
    외면이 상기 외측실린더 내면에 밀착된 상태로 상기 외측실린더 내에 이동 가능하게 설치된 내측실린더;
    상기 내측실린더 내에 설치된 피스톤;
    한쪽이 상기 피스톤과 연결되고 다른 쪽이 상기 외측실린더의 외부로 연장되며 탑승자를 결속하는 벨트와 연결되는 견인부재;
    상기 외측실린더 내부로 가스를 공급해 상기 견인부재를 당기는 방향으로 상기 피스톤을 이동시키는 가스발생기;
    상기 피스톤이 상기 견인부재를 당기는 방향으로 이동할 때 상기 내측실린더에 대한 상기 피스톤의 이동을 허용하고, 상기 피스톤이 역방향으로 이동할 때 상기 피스톤을 상기 내측실린더에 구속시키는 일방향구속장치;
    상기 견인부재가 출입하도록 상기 외측실린더의 한쪽 단부에 마련된 출입구;
    상기 출입구 쪽에 설치되며 상기 견인부재의 출입을 안내하는 안내롤러; 및
    상기 출입구 반대편의 상기 외측실린더 내부에 설치된 중간롤러;를 포함하고,
    상기 견인부재는 상기 외측실린더 내부로 진입 후 상기 피스톤을 관통하여 상기 중간롤러 쪽으로 연장되며, 상기 중간롤러에서 걸려 방향을 전환한 후 상기 피스톤에 연결되고,
    상기 외측실린더는 상기 출입구와 인접하는 내면에 상기 내측실린더의 한쪽 단부가 걸리는 걸림턱을 구비하고, 상기 내측실린더는 길이가 상기 걸림턱과 상기 중간롤러 사이의 거리보다 짧게 마련되고, 초기에 상기 출입구 쪽으로 이동한 상태를 유지하는 프리텐셔너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측실린더 외면과 상기 외측실린더 내면의 마찰력은 상기 벨트의 한계하중 이하로 설정되는 프리텐셔너.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 견인부재는 벤딩 가능한 로프형태인 것을 특징으로 하는 프리텐셔너.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스발생기는 가스를 발생시켜 상기 피스톤을 상기 출입구 방향으로 가압할 수 있도록 상기 출입구 반대편의 상기 외측실린더 단부에 설치되는 프리텐셔너.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤의 초기위치는 상기 중간롤러와 인접한 상기 내측실린더 단부의 내측에 배치되는 프리텐셔너.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 견인부재는 상기 외측실린더의 한쪽 단부에 마련된 출입구를 통하여 출입하고,
    상기 가스발생기는 상기 외측실린더의 출입구 쪽에 설치되는 프리텐셔너.
  9. 외측실린더;
    외면이 상기 외측실린더 내면에 밀착된 상태로 상기 외측실린더 내에 이동 가능하게 설치된 내측실린더;
    상기 내측실린더 내에 설치된 피스톤;
    한쪽이 상기 피스톤과 연결되고 다른 쪽이 상기 외측실린더의 외부로 연장되며 탑승자를 결속하는 벨트와 연결되는 견인부재;
    상기 외측실린더 내부로 가스를 공급해 상기 견인부재를 당기는 방향으로 상기 피스톤을 이동시키는 가스발생기; 및
    상기 피스톤이 상기 견인부재를 당기는 방향으로 이동할 때 상기 내측실린더에 대한 상기 피스톤의 이동을 허용하고, 상기 피스톤이 역방향으로 이동할 때 상기 피스톤을 상기 내측실린더에 구속시키는 일방향구속장치;를 포함하고,
    상기 견인부재는 상기 외측실린더의 한쪽 단부에 마련된 출입구를 통하여 출입하고,
    상기 가스발생기는 상기 외측실린더의 출입구 쪽에 설치되고,
    상기 내측실린더는 상기 외측실린더의 길이보다 짧게 마련되고, 초기에 상기 출입구 반대편의 상기 외측실린더 단부 쪽으로 이동한 상태를 유지하며,
    상기 피스톤은 초기에 상기 출입구와 인접한 상기 내측실린더 단부 내측에 배치되는 프리텐셔너.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 일방향구속장치는,
    상기 내측실린더 내면과 대향하는 상기 피스톤의 외면에 형성되며, 상기 견인부재를 견인할 때 상기 피스톤이 이동하는 방향으로 갈수록 깊이가 점차 얕아지는 하나 이상의 경사홈; 및
    상기 하나 이상의 경사홈에 수용되는 구속부재;를 포함하는 프리텐셔너.
  11. 제1항 내지 제3항 또는 제5항 또는 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 프리텐셔너를 포함하는 안전벨트장치.
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