KR102439218B1 - 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터 - Google Patents

Abstract

차량 센서 장치에 관한 것으로, 유동부재를 구비한 지지부와 볼 및 센서 하우징을 이용해서 차량의 가속도와 기울기 및 등받이의 기울기 변화를 감지하고 센서 레버를 회전 동작시켜 파일롯 레버를 제어함으로써 락킹 장치와 결합 또는 해제시켜 웨빙의 인출 가능 여부를 제어할 수 있다.

Description

차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터{VEHICLE SENSOR AND SEAT BELT RETRACTOR WITH THE SAME}

본 발명은 시트벨트 리트랙터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 기울기 및 가속도 변화를 감지해서 시트벨트의 인출을 방지하는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 탑승자의 안전을 확보하기 위해 좌석에 시트벨트 안전 장치가 구비된다.

상기 시트벨트 안전 장치는 탑승자를 고정시켜 주는 띠 형태의 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 함)을 스풀에 권취하거나 인출 가능하게 작동하는 리트랙터와 웨빙의 일단부에 고정된 텅이 착탈 가능하게 삽입되는 버클로 이루어진다.

상기 리트랙터는 차량의 사고 등으로 인한 급정차 또는 급가속시, 시트벨트를 착용한 탑승자가 주행 관성 등으로 인해 전방으로 튕겨 나가거나 시트에서 이탈하는 것을 방지한다. 이러한 리트랙터는 시트벨트 착용시 정상 상태에서는 웨빙의 인출을 허용하나, 차량 충돌 등으로 인해 웨빙의 인출 가속도 또는 차량의 기울기 변화가 검출되면 더 이상의 웨빙의 인출을 억제하는 장치 및 웨빙의 느슨함이나 처짐, 즉 슬랙(slack)을 줄여주는 비상 텐셔닝 장치와 프리 텐셔닝 장치를 포함할 수 있다.

예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 시트벨트 웨빙의 권출 및 권입 동작을 제어하는 리트랙터 기술이 개시되어 있다.

한편, 시트벨트 리트랙터에는 자동차의 충돌 발생 시와 같이, 수평 방향으로 소정 치 보다 큰 가속도가 작용하거나 차량의 기울기가 변화하면, 시트벨트의 잠금장치를 작동시켜 웨빙의 인출이 불가능하게 하도록, 상기 가속도나 기울기를 검출하는 차량 센서가 적용된다.

상기 차량 센서에 사용되는 관성체로서 볼을 사용한 것이나 자립 관성체를 사용하는 것이 알려져 있다.

예를 들어, 차량 센서는 웨빙의 정상적인 감속도보다 높은 감속도 또는 기울기가 차량에 적용되는 위험 상황에서 움직이는 관성체와, 관성체에 의해 이동되어 시트벨트 리트랙터의 스풀과 함께 회전하는 제어 디스크의 외부 치형부와 상호 작용하는 센서 레버를 포함한다.

이러한 시트벨트 리트랙터는 차체, 예컨대 차량의 센터 필러, 시트의 등받이, 후방 필러 등에 장착될 수 있다. 따라서, 시트벨트 리트랙터의 마운팅 자세는 센터 필러, 시트의 등받이, 후방 필러 등의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 즉, 시트벨트 리트랙터는 항상 수평 상태로 장착되는 것이 아니며, 수평 상태로부터 좌우 방향 또는 전후 방향으로 일정 각도 기울어진 상태로 장착될 수 있다.

특히, 시트벨트 리트랙터는 시트의 등받이에 설치되는 경우, 등받이의 회전에 따라 기울기가 변화한다.

그러나 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 자세가 일정 범위 이상 변경되면 적정하게 가속도와 기울기를 검출할 수 없게 된다.

예를 들면, 차량 센서를 갖는 리트랙터가 수평 상태로부터 일정 범위 이상 기울어진 자세를 갖는 경우, 제어 디스크 및 차량 센서에 마련된 센서 레버의 거리가 지나치게 가까워져서 센서 레버가 민감하게 동작함에 따라, 적절한 록킹 동작을 수행할 수 없다.

또한, 차량 센서를 갖는 리트랙터가 시트의 등받이에 장착되고, 시트의 등받이가 차량의 전측 방향으로 기울어진 경우, 차량 센서의 센서 레버는 제어 디스크의 외부 치형부에 걸려 스풀의 회전을 구속한다.

이로 인해, 탑승자가 시트벨트를 착용하고자 할 경우, 스풀의 회전이 구속됨에 따라 시트벨트 착용이 불가능할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 구조를 도시한 사시도이다.

종래기술에 따른 시트벨트 리트렉터(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 시트벨트 웨빙(이하 '웨빙'이라 약칭함)(2)이 감기는 스핀들(3), 차량의 기울기와 가속도 및 웨빙 인출 가속도를 감지하는 센서유닛(4), 차량 충돌 발생시 웨빙(2)을 감아 슬랙을 줄여주는 비상 텐셔닝 유닛(5) 및 차량의 정상 주행시 웨빙(2)을 원활하게 인출하고 충돌 발생 직전에 웨빙(2)을 감아 슬랙을 줄여주는 프리 텐셔닝 유닛(6)을 포함할 수 있다.

센서유닛(4)은 차량의 충돌로 인한 웨빙의 인출 가속도 변화 또는 차량의 기울기와 가속도 변화를 감지한다.

비상 텐셔닝 유닛(5)은 차량의 충돌을 감지한 감지 신호에 의해 화약이 내장된 인플레이터(도면 미도시)를 작동시켜 발생하는 가스의 압력을 이용해서 웨빙(2)을 스핀들(3)에 감아준다. 따라서 비상 텐셔닝 유닛(5)은 차량 충돌시 웨빙(2)을 감아서 웨빙(2)의 슬랙을 감소시켜 승객의 상해치를 감소시킬 수 있다.

프리 텐셔닝 유닛(6)은 차량에 적용된 센서를 통해 차량의 충돌이 예측되는 경우, 정역 회전이 가능한 모터를 구동해서 웨빙(2)을 스핀들에 감아준다. 즉, 프리 텐셔닝 유닛(6)은 정상적인 주행 상황일 때, 사고의 발생 없이도 차량의 더 강한 가속 또는 감속이 발생할 때까지, 착용된 웨빙(2)을 팽팽하게 유지시키며 웨빙(2)이 느슨해질 가능성을 방지하고, 차량의 충돌 직전에 웨빙(2)을 감아서 웨빙(2)의 슬랙을 감소시켜 승객의 상해치를 감소시킬 수 있다.

여기서, 스핀들(3)은 고정프레임(7)의 내부에 설치되고, 센서유닛(4)과 비상 텐셔닝 유닛(5) 및 프리 텐셔닝 유닛(6)은 고정프레임(7)의 양측에 배치되며, 각 유닛의 외측에는 좌측과 우측 하우징(8,9)이 결합된다.

즉, 각 유닛(4, 5, 6)은 스핀들(2)의 양측에 횡방향을 따라 배치된다.

이와 같이 구성되는 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터(1)는 스핀들이 시트의 등받이에 폭 방향, 즉 좌우 방향을 따라 설치되므로, 스풀에 감기는 웨빙(2)의 길이가 증가함에 따라 전후 방향 두께(이하 '두께'라 약칭함)도 증가함에 따라, 슬림화된 시트의 등받이에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

미국 특허번호 6,499,554호 (2002년 12월 31일 등록) 미국 특허번호 6,443,382호 (2002년 9월 3일 등록)

한편, 최근에는 자율주행 자동차가 개발되면서 차량에 적용되는 시트 및 시트벨트 리트랙터의 부피를 최소화하기 위한 기술이 개발되고 있다.

또한, 시트에 일체화되는 일체형 시트벨트(Belt In Seat, BIS)가 적용되기도 한다.

종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터의 차량 센서는 내부에 중량을 갖는 짐볼을 적용해서 차량의 기울기를 측정한다.

이러한 차량 센서는 시트에 마련된 등받이의 각도가 변경되더라도, 차량의 기울기를 측정할 수 있다.

그러나 종래기술에 따른 시트벨트 리트랙터는 시트벨트 리트랙터가 설치된 시트, 예컨대 등받이의 회전 각도가 일정 각도 범위를 초과하는 경우, 짐볼과 연결된 센서레버가 파일롯 레버를 제어하지 못함에 따라, 정상적인 작동이 불가능해지는 문제점이 있었다.

따라서, 등받이의 회전 동작으로 인한 비정상 작동 범위를 최소화해서 정상 작동이 가능한 각도 범위를 확장할 수 있는 차량 센서가 적용된 시트벨트 리트랙터의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 등받이의 회전 각도 및 설치 각도와 무관하게 파일롯 레버를 제어해서 정상 작동이 가능한 각도 범위를 확장할 수 있는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 볼을 포함한 유동부재를 적용해서 차량의 기울기와 시트 등받이의 각도를 감지할 수 있는 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 센서 장치는 외형을 형성하는 바디와; 상기 바디의 개구된 일측면에 결합되는 커버와; 상기 바디의 내부에 상기 바디의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 의하여 상기 바디의 폭방향을 따라 회전가능하게 설치되며 저부면에 삽입공이 관통 형성된 센서 하우징과; 차량의 기울기 및 가속도 변화에 따라 상기 센서 하우징 내부에서 유동하는 유동부재와; 상기 유동부재의 유동에 따라 회전하도록 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 결합되는 센서 레버와; 상기 센서 레버와 결합되어 상기 센서 레버의 회전에 의하여 직선 왕복 이동하는 파일롯 레버를; 포함하는 차량 센서 장치로서, 상기 유동부재는 상기 센서 하우징의 저부면에 안착되는 평탄부재와, 상기 평탄부재와 일정 간격 이격되어 이격공간을 형성하는 고리 형상의 고리부재와, 상기 평탄부재의 하면에서 돌출 형성되어 상기 삽입공에 삽입되는 돌출부재로 이루어지는 지지부와, 상기 고리부재에 삽입되어 고정되는 볼을 포함하며, 상기 센서 레버는 중앙 영역이 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 결합되고, 일단이 상기 파일롯 레버와 결합되고 타단은 상기 이격공간을 통과하여 연장 형성되며 상기 이격공간의 하면과 접촉되어 상기 센서 레버를 회전시키는 연동돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터는 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 상기 차량 센서 장치와; 시트벨트 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 장치 및 차량의 충돌 발생시 상기 시트벨트 웨빙의 인출을 방지하도록 락킹 동작하는 락킹 장치를 포함하고, 감지된 차량의 기울기 및 가속도 변화에 기초해서 파일롯 레버를 상기 락킹 장치에 결합 또는 해제하도록 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 센서 장치 및 그가 적용된 시트벨트 리트랙터에 의하면, 볼을 지지하는 지지부와 볼 및 센서 하우징을 이용해서 차량의 가속도와 기울기 및 등받이의 기울기 변화를 감지하고 센서 레버를 회전 동작시켜 파일롯 레버를 제어할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 센서 하우징의 내부에 센서 레버와, 볼을 구비한 유동부재를 설치하고, 차량의 가속도 및 기울기 변화에 따른 볼의 이동에 의해 센서 하우징에 결합된 센서 레버를 회전동작시켜 센서 레버와 연결된 파일롯 레버를 직선 왕복 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 파일롯 레버를 센서 하우징의 외측으로 선택적으로 인입출 동작시켜 락킹 장치와 결합 또는 해제함으로써 웨빙의 인출 가능 여부를 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 파일롯 레버에 구형부를 마련하고, 센서 레버의 상부에 구형부를 회전 가능하게 결합함에 따라, 시트 등받이의 각도 조절에 의해 센서 장치가 회전해서 배치되는 각도와 무관하게 파일롯 레버를 정상적으로 직선 왕복 이동하도록 제어할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 센서 장치가 시트 등받이의 각도 조절에 의해 변경되는 배치각도가 기준위치를 중심으로 전방 90°내지 후방 90° 범위에서 파일롯 레버를 정상적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 시트벨트 리트랙터의 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 구조를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 바디와 커버가 분리된 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치를 분해하여 도시한 분해사시도이며,
도 5a와 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 파일롯 레버가 작동하는 과정을 도시한 작동도이고,
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 차량 기울기에 따라 센서 하우징이 기울어진 상태를 도시한 작동도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 센서 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 바디와 커버가 분리된 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치를 분해하여 도시한 분해사시도이며, 도 5a와 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 파일롯 레버가 작동하는 과정을 도시한 작동도이고, 도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 차량 기울기에 따라 센서 하우징이 기울어진 상태를 도시한 작동도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터의 구성을 간략하게 설명한다.

이하에서는 시트를 중심으로 스티어링 휠이 설치되는 방향, 차량의 주행 방향을 '전방'이라 하고, 그 반대 방향을 '후방'이라 한다. 그리고 '좌측', '우측', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기한 전방과 후방을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

이에 따라, 각 도면에서 X축 방향은 전방에 대응되고, Y축 방향은 우측에 대응되며, Z축 방향은 상방에 대응된다.

본 발명의 일 실시예에서는 시트에 일체로 장착되는 일체형 시트벨트(BIS)에 적용되는 시트벨트 리트랙터의 구성을 설명한다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일체형 시트벨트 뿐만 아니라, 일반적인 차량이나 자율주행 자동차에 적용 가능하도록, 다양한 구조 및 형상의 시트벨트 리트랙터로 마련될 수 있음에 유의하여야 한다.

우선, 본 발명에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터는, 차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 상기 차량 센서 장치와; 시트벨트 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 장치 및 차량의 충돌 발생시 상기 시트벨트 웨빙의 인출을 방지하도록 락킹 동작하는 락킹 장치를 포함하고, 감지된 차량의 기울기 및 가속도 변화에 기초해서 파일롯 레버를 상기 락킹 장치에 결합 또는 해제하도록 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 차량 센서 장치의 구성을 상세히 살펴보면, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치는 외형을 형성하는 바디(100)와; 상기 바디(100)의 개구된 일측면에 결합되는 커버(200)와; 상기 바디(100)의 내부에 상기 바디(100)의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 의하여 상기 바디의 폭방향을 따라 회전가능하게 설치되며 저부면에 삽입공(310)이 관통 형성된 센서 하우징(300)과; 차량의 기울기 및 가속도 변화에 따라 상기 센서 하우징(300) 내부에서 유동하는 유동부재(400)와; 상기 유동부재(400)의 유동에 따라 회전하도록 상기 센서 하우징(300)에 회전 가능하게 결합되는 센서 레버(500)와; 상기 센서 레버(500)와 결합되어 상기 센서 레버(500)의 회전에 의하여 직선 왕복 이동하는 파일롯 레버(600)를; 포함하는 차량 센서 장치로서, 상기 유동부재(400)는 상기 센서 하우징(300)의 저부면에 안착되는 평탄부재(411)와, 상기 평탄부재(411)와 일정 간격 이격되어 이격공간(412a)을 형성하는 고리 형상의 고리부재(412)와, 상기 평탄부재(411)의 하면에서 돌출 형성되어 상기 삽입공(310)에 삽입되는 돌출부재(413)로 이루어지는 지지부(410)와, 상기 고리부재에 삽입되어 고정되는 볼(420)을 포함하며, 상기 센서 레버(500)는 중앙 영역이 상기 센서 하우징(300)에 회전 가능하게 결합되고, 일단이 상기 파일롯 레버(600)와 결합되고 타단은 상기 이격공간(412a)을 통과하여 연장 형성되며 상기 이격공간(412a)의 하면과 접촉되어 상기 센서 레버(500)를 회전시키는 연동돌기(510)가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

바디(100)는 일면이 개구되고, 측면에서 보았을 때 단면이 대략 사각 형상이나 삼각 형상을 갖는 통체 형상으로 형성될 수 있으며, 바디(100)의 상단과 하단에는 각각 볼트 등을 체결해서 바디(100)를 스핀들 장치(미도시)에 고정하기 위한 한 쌍의 고정돌부(101)가 돌출 형성될 수 있다.

그리고, 바디(100)의 내부에는 센서 하우징(300)이 회전 가능하게 결합되고, 파일롯 레버(600)가 돌출되는 통로가 되며 파일롯 레버(600)의 몸체부(610)가 직선 왕복 운동 가능하게 지지하는 결합부(110)가 형성되어 있다.

바디(100)의 일측에는 파일롯 레버(600)와의 접촉에 의하여 선택적으로 회전 운동이 구속되는 스티어링 디스크(120)가 설치되고, 스티어링 디스크(120)의 일측에는 와블 기어(130)가 회전 가능하게 설치되어 있다.

그리고, 일측 단부에 상기 와블 기어(130)의 판면과 판면이 중첩되도록 배치되는 평판부(141)와, 평판부(141)의 일측에서 일정 길이 연장 형성되어 센서 하우징(300)의 하부 일측과 선택적으로 접촉되어 센서 하우징(300)이 바디(100)가 기울어지기 전의 연직방향을 유지도록 지지하는 연장부(142)로 이루어지는 클러치 레버(140)가 설치되어 있다.

그리고, 스티어링 디스크(120)와, 와블 기어(130) 및 클러치 레버(140)의 중심에는 스프링 카세트 축(150)이 체결되어 밀착 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

커버(200)의 일면에는 가장자리를 따라 결합리브(201)가 바디(100)를 향해 돌출 형성되고, 바디(100)의 개구부 가장자리에는 결합리브(201)가 결합되는 결합홈부가 단차지게 형성될 수 있다.

이러한 바디(100)와 커버(200)는 상호 결합된 상태에서 스핀들이 설치되는 방향, 즉 X축 방향을 따라 시트의 내부에 배치될 수 있다.

센서 하우징(300)은 바디(100)와 커버(200)가 상호 결합되어 형성하는 바디(100)의 내부공간에 회전 가능하게 배치되는 부재로서, 센서 하우징(300)의 저부면에는 후술할 유동부재(400)의 돌출부재(413)가 삽입되는 삽입공(310)이 관통 형성되어 있다.

그리고, 바디(100)의 내부공간을 향하는 센서 하우징(300)의 전방에는 파일롯 레버(600)가 직선 왕복 운동 가능하게 설치될 수 있는 관통공(320)이 형성되어 있다.

또한, 클러치 레버(140)의 연장부(142)와 접촉되는 센서 하우징(300)의 하부에는 톱니(330)가 호상으로 배치되어 있다.

이러한 센서 하우징(300)은 바디(100)의 내부공간에 회전 가능하게 설치되어 차량이나 시트의 기울기에 따라 회전하게 되는데, 센서 하우징(300)이 회전하는 각도는 바디(100)의 바닥면과 수직으로 배치된 상태의 기울기를 0°라고 했을때, + 90°내지 - 90°의 범위까지 회전할 수 있도록 설치되어 있다.

센서 하우징(300)이 바디(100)의 내부공간에 회전 가능하게 설치됨은 차량이 기울어지거나 혹은 탑승자의 기호에 따라 시트를 원하는 만큼 기울이게 되더라도 바디(100)의 내부공간에서 센서 하우징(300)은 항상 연직인 상태를 유지할 수 있도록 함으로써 유동부재(400)의 유동에 따라 파일롯 레버(600)가 연동되어 직선 왕복 운동할 수 있도록 하여 웨빙의 락킹 동작이 항상 정확하게 이루어지도록 하기 위함이다.

즉, 본 실시예에서는 센서 하우징(300)이 회전 동작하는 것으로 설명하였으나, 실제로는 등받이의 회전 각도에 따라 바디(100)와 커버(200)가 회전 동작하고, 센서 하우징(300)은 볼(420)의 중량에 의해 항상 수직으로 배치된 상태를 유지하게 된다.

한편, 유동부재(400)는 차량의 기울기 및 가속도 변화에 따라 상기 센서 하우징(300) 내부에서 유동하여 파일럿 레버(600)가 정확하게 직선 왕복 운동하여 센서 하우징(300)의 외부로 돌출됨으로써 락킹 동작이 이루어지도록 하는 역할을 한다.

이러한 유동부재(400)는 상술한 바와 같이, 상기 센서 하우징(300)의 저부면에 안착되는 평탄부재(411)와, 상기 평탄부재(411)와 일정 간격 이격되어 이격공간(412a)을 형성하는 고리 형상의 고리부재(412)와, 상기 평탄부재(411)의 하면에서 돌출 형성되어 상기 삽입공(310)에 삽입되는 돌출부재(413)로 이루어지는 지지부(410)와, 상기 고리부재에 삽입되어 고정되는 볼(420)을 포함하여 구성되어 있다.

평탄부재(411)는 센서 하우징(300)의 저부면의 상면에 안착되어 볼(420)을 일정한 높이에서 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 역할을 하며, 자유 회전시에 센서 하우징(300)의 측면과 간섭되지 않도록 원반 형상으로 형성된 부재이다.

고리부재(412)는 평탄부재(411)의 높이 방향을 따라 평탄부재(411)의 상면과 일정 간격 이격되게 배치되어 평탄부재(411)의 상면과 고리부재(412)의 하면 사이에 이격공간(412a)이 형성되도록 한다.

이러한 이격공간(412a)을 통하여 센서 레버(500)가 설치되고, 센서 레버(500)의 상면과 하면에는 유동돌기(510)가 돌출 형성되어 이격공간(412a)에 유동돌기(510)가 배치됨으로써 유동부재(400)의 유동에 따라 센서 레버(500)의 단부가 승하강 이동할 수 있도록 한다.

고리부재(412)는 그 내부에 볼(420)을 고정 결합시킬 수 있도록 원형상의 폐곡선을 형성하도록 구비되며, 돌출부재(413)는 평탄부재(411)의 하면 중앙에서 하측으로 일정 길이 돌출되어 센서 하우징(300)에 형성된 삽입공(310)에 삽입됨으로써 유동부재(400)가 센서 하우징(300)의 내부에 직립되게 배치될 수 있도록 한다.

그리고, 유동부재(400)가 센서 하우징(300)의 내부에서 차량의 기울기의 변화를 감지하여 즉각적으로 반응하여 유동할 수 있도록 돌출부재(413)의 직경은 삽입공(310)의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

볼(420)은 센서 하우징(300)의 내부의 설치공간에 배치되고, 상기 설치공간에 대응되는 직경으로 형성되며, 일정한 중량을 가지도록 마련될 수 있다.

그리고, 볼(420)은 지지부(410)의 고리부재(412)에 고정 결합된 상태에서 센서 하우징(300)의 내부에서 일정 높이에 배치되어 있으며, 지지부(410)의 돌출부재(413)가 돌출부재(413) 보다 더 큰 직경을 갖는 센서 하우징(300)의 삽입공(310)에 삽입되어 있다.

그래서, 볼(420)은 센서 하우징(300) 내부에 설치된 상태에서 차량의 기울기 변화에 따라 전후 및 좌우 방향 등 다양한 방향으로 이동해서 기울기 변화를 감지할 수 있게 된다.

센서 레버(500)는 중앙 영역이 센서 하우징(300)에 회전 가능하게 결합되고, 일단이 파일롯 레버(600)와 결합되고 타단은 이격공간(412a)을 통과하여 연장 형성되며 이격공간(412a)의 상면 및 하면과 접촉되어 센서 레버(500)를 회전시키는 연동돌기(510)가 돌출 형성되어 있다.

연동돌기(510)의 상면과 하면은 굴곡지게 형성되어 센서 레버(500)와 점접촉되도록 함으로써 센서 레버(500)가 원활하게 회전 운동할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.

이러한 센서 레버(500)는 유동부재(400)와 연결된 상태에서 차량의 기울기 변화에 따라 유동부재(400)를 구성하는 볼(420)의 전후좌우 방향 이동에 의하여 센서 하우징(300)에 회전 가능하게 결합된 영역을 중심으로 양단부가 상하 방향으로 이동되도록 회전 동작하게 된다.

그리고, 센서 레버(500)의 일단에는 후술할 파일롯 레버(600)의 구형부(620)가 수용되도록 상면이 개구되고 원통 형상으로 형성되며, 일측면에는 파일롯 레버(600)의 연결부(630)가 삽입되는 슬릿(521)이 설정된 길이만큼 하측을 향해 절개 형성된 원통부(520)가 구비되어 있다.

파일롯 레버(600)의 구형부(620)가 센서 레버(500)의 원통부(520)에 삽입되는 형태로 파일롯 레버(600)와 센서 레버(500)가 결합되기 때문에 차량의 기울기에 따라 센서 하우징(300)이 회전하더라도 센서 레버(500)와 파일롯 레버(600)의 결합이 유지될 수 있도록 함으로써 센서 레버(500)에 의한 파일롯 레버(600)의 직선 왕복 동작이 정확하게 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 파일롯 레버(600)의 구형부(620)가 센서 레버(500)의 원통부(520)에 삽입되는 구조이므로 센서 하우징(300)이 차량의 기울기에 따라 회전시에 회전 운동의 구속을 받지 않기 때문에 센서 하우징(300)이 회전하는 각도는 바디(100)의 바닥면과 수직으로 배치된 상태의 기울기를 0°라고 했을때, + 90°내지 - 90°의 범위까지 회전할 수 있게 된다.

한편, 파일롯 레버(600)는 센서 하우징(300)에 형성된 관통공(320)에 슬라이딩 이동 가능하게 배치되는 몸체부(610)와, 몸체부(610)와 대향되는 단부에 구비되는 구형상의 구형부(620)와, 몸체부(610)에서 일정 길이 연장 형성되어 몸체부(610)와 구형부(620)를 연결하는 연결부(630)를 포함하여 구성되어 있다.

이러한 파일롯 레버(600)가 바디(100)의 내부로 인입되는 방향으로 직선 이동시에는 파일롯 레버(600)의 걸림턱(611)이 락킹 장치에 마련된 스티어링 디스크(120)의 외주면에 형성된 복수의 돌기 중에서 어느 하나와 걸림에 따라, 락킹 장치는 웨빙이 인출되지 않도록 락킹 동작하게 된다.

반면에, 파일롯 레버(600)가 바디(100)의 외부로 인출되는 방향으로 직선 이동시에는 파일롯 레버(600)와 락킹 장치의 결합이 해제됨에 따라, 웨빙이 자유롭게 인출될 수 있게 된다.

몸체부(610)는 바디(100)에 형성된 결합부(110)에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입된 형태로 배치되어 전후 방향으로만 이동이 가능하도록 통로(111)에 의하여 지지되도록 설치된다.

몸체부(610)의 단부에는 걸림턱(611)이 돌출 형성됨으로써 몸체부(610)가 결합부(110)를 통하여 바디(100)의 내부로 돌출시에 걸림턱(611)이 스티어링 디스크(120)의 일측과 접촉되어 스티어링 디스크(120)의 회전 운동을 구속시키게 된다.

구형부(620)는 구형상으로 형성되어 연결부(630)에 의하여 몸체부(610)와 연결되며, 센서 레버(500)의 원통부(520) 내부에 삽입됨으로써 결과적으로 파일롯 레버(600)와 센서 레버(500)가 연결되도록 함으로써 센서 레버(500)와 파일롯 레버(600)가 상호 연동되도록 하는 역할을 한다.

연결부(630)는 일단이 몸체부(610)에 고정되고 타단이 구형부(620)에 고정되어 상술한 바와 같이, 상기 몸체부(610)와 구형부(620)를 고정시키는 역할을 하며, 원통부(520)에 형성된 슬릿(521)에 삽입되어 원통부(520)의 외부로 연장되게 배치된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 차량 센서 장치는 시트의 등받이 기울기 변화에 연동해서 바디(100)에 결합된 센서 하우징(300)이 회전하여도 파일롯 레버(600)의 구형부(620)와 센서 레버(500)의 원통부(520) 사이의 연결을 유지해서 등받이의 모든 각도 범위에서 정상 작동이 가능할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 센서 장치의 작동 방법을 도 5a 내지 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 차량 센서 장치를 구성하는 바디(100)와 커버(200)는 리트랙터에 설치된 상태에서 등받이의 전후 방향 회전 동작에 의해 전후 방향으로 회전할 수 있는데, 등받이의 전방 회전 동작에 따라 전방으로 약 90°만큼 회전할 수 있고, 등받이의 후방 회전 동작에 의해 후방으로 최대 약 90°만큼 회전할 수 있다.

이때, 바디(100)와 커버(200)로 이루어지는 내부공간에 회전 동작 가능하게 설치된 센서 하우징(300)은 항상 연직으로 배치된 상태를 유지한다.

그리고, 센서 하우징(300)이 시트가 기울어지기 전 연직으로 배치된 상태를 유지할 수 있도록 클러치 레버(140)가 회전하여 센서 하우징(300)의 톱니(330)와 접촉되어 클러치 레버(140)가 센서 하우징(300)을 지지할 수 있도록 한다.

도 6a는 웨빙이 인출되기 전의 상태로서 클러치 레버(140)의 연장부(142) 단부가 센서 하우징(300)의 톱니(330)와 분리되어 있는 상태이며, 웨빙이 인출되면서 스티어링 디스크(120)와 스프링 카세트 축(150)이 회전되고, 스프링 카세트 축(150)에 의해 와블기어(130)가 회전하게 된다.

그리고, 클러치 레버(140)의 축과 스프링 카세트 축(150)이 마찰에 의해 회전하게 되고, 결과적으로 도 6b에 도시된 바와 같이 클러치 레버(140)의 연장부(142)가 센서 하우징(300)의 톱니(330)와 접촉되어 웨빙이 인출되는 동안 센서 하우징(300)을 지지하게 되면 클러치 레버(140)는 더 돌아가지 않고 헛돌게 되어, 센서 레버(500)의 회전에 의한 파일롯 레버(600)의 동작이 정확하게 이루어지도록 할 수 있다.

그리고, 와블기어(130)의 판면과 접촉되어 있는 클러치 레버(140)의 평판부(141)가 와블기어(130)와의 마찰에 의하여 회전하게 되어

한편, 도 5a는 차량이 정차중이거나 혹은 정상적으로 주행이 이루어지고 있는 상황일 경우에 유지부재(400)를 구성하는 지지부(410)와 볼(420)이 수직으로 배치된 상태를 유지하여 파일롯 레버(600)가 센서 하우징(300)의 내부에 인입된 상태가 유지되어 자유롭게 웨빙의 인출이 이루어질 수 있는 상태이다.

이러한 상태에서 차량의 외부에서 갑작스런 외력이 가해지거나 혹은 차량이 급커브 구간을 통과시에 차량이 폭방향을 따라 기울어지면 센서 하우징(300) 내부에 배치된 지지부(410)와 볼(420)이 일측으로 기울어지면서 지지부(410)와 연결된 센서 레버(500)의 일측을 하방으로 회전시키게 된다.

지지부(410)와 연결된 센서 레버(500)의 일측이 하방으로 회전되면 파일롯 레버(600)와 연결된 센서 레버(500)의 타측은 상방으로 회전되면서 파일롯 레버(600)를 센서 하우징(300)의 외부로 인출시키게 된다.

이와 같이, 파일롯 레버(600)가 센서 하우징(300)의 외측으로 인출되면, 파일롯 레버(600) 단부의 걸림턱(611)이 락킹 장치의 스티어링 디스크(20) 외주면에 형성된 복수의 돌기 중에서 어느 하나와 걸림에 따라, 락킹 장치는 웨빙이 인출되지 않도록 락킹 동작하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 유동부재(400)를 구성하는 지지부(410)와 볼(420) 및 센서 하우징(300)을 이용해서 차량의 가속도와 기울기 및 등받이의 기울기 변화를 감지하고 센서 레버(500)를 회전 동작시켜 파일롯 레버(600)를 제어할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 파일롯 레버(600)를 외측으로 인입출 동작시켜 락킹 장치와 결합 또는 해제함으로써 웨빙의 인출 가능 여부를 제어할 수 있다.

특히, 본 발명은 파일롯 레버(600)에 구형부(620)를 마련하고, 센서 레버(500)에 구형부(620)를 회전 가능하게 결합시킬 수 있는 원통부(520)를 마련함에 따라, 시트 등받이의 각도 조절에 의해 차량 센서 장치가 회전해서 배치되는 각도와 무관하게 파일롯 레버(600)를 정상적으로 직선 왕복 이동하도록 제어할 수 있다.

즉, 본 발명은 차량 센서 장치가 시트 등받이의 각도 조절에 의해 변경되는 배치각도가 기준위치를 중심으로 전방 90°내지 후방 90° 범위에서 파일롯 레버(600)를 정상적으로 제어할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 유동부재를 구비한 지지부와 볼 및 센서 하우징을 이용해서 차량의 가속도와 기울기 및 등받이의 기울기 변화를 감지하고 센서 레버를 회전 동작시켜 파일롯 레버를 제어함으로써 락킹 장치와 결합 또는 해제시켜 웨빙의 인출 가능 여부를 제어할 수 있는 차량 센서 장치 기술에 적용된다.

100 : 바디 110 : 결합부
120 : 스티어링 디스크 130 : 와블 기어
140 : 클러치 레버 141 : 평판부
142 : 연장부 150 : 스프링 카세트 축
200 : 커버 300 : 센서 하우징
310 : 삽입공 320 : 관통공
330 : 톱니 400 : 유동부재
410 : 지지부 411 : 평탄부재
412 : 고리부재 413 : 돌출부재
420 : 볼 500 : 센서 레버
510 : 연동돌기 520 : 원통부
521 : 슬릿 600 : 파일롯 레버
610 : 몸체부 611 : 걸림턱
620 : 구형부 630 : 연결부

Claims (9)

1. 외형을 형성하는 바디(100)와; 상기 바디(100)의 개구된 일측면에 결합되는 커버(200)와; 상기 바디의 내부에 상기 바디의 설치 각도 및 등받이의 기울기에 의하여 상기 바디의 폭방향을 따라 회전가능하게 설치되며 저부면에 삽입공(310)이 관통 형성된 센서 하우징(300)과; 차량의 기울기 및 가속도 변화에 따라 상기 센서 하우징 내부에서 유동하는 유동부재(400)와; 상기 유동부재(400)의 유동에 따라 회전하도록 상기 센서 하우징(300)에 회전 가능하게 결합되는 센서 레버(500)와; 상기 센서 레버(500)와 결합되어 상기 센서 레버(500)의 회전에 의하여 직선 왕복 이동하는 파일롯 레버(600)를; 포함하는 차량 센서 장치로서,
   상기 유동부재(400)는 상기 센서 하우징(300)의 저부면에 안착되는 평탄부재(411)와, 상기 평탄부재(411)와 일정 간격 이격되어 이격공간(412a)을 형성하는 고리 형상의 고리부재(412)와, 상기 평탄부재(411)의 하면에서 돌출 형성되어 상기 삽입공(310)에 삽입되는 돌출부재(413)로 이루어지는 지지부(410)와, 상기 고리부재에 삽입되어 고정되는 볼(420)을 포함하며,
   상기 센서 레버(500)는 중앙 영역이 상기 센서 하우징(300)에 회전 가능하게 결합되고, 일단이 상기 파일롯 레버(600)와 결합되고 타단은 상기 이격공간(412a)을 통과하여 연장 형성되며 상기 이격공간(412a)의 하면과 접촉되어 상기 센서 레버(500)를 회전시키는 연동돌기(510)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파일롯 레버(600)는 상기 센서 하우징(300)에 형성된 관통공(320)에 슬라이딩 이동 가능하게 배치되는 몸체부(610)와, 상기 몸체부(610)와 대향되는 단부에 구비되는 구형상의 구형부(620)와, 상기 몸체부(610)에서 일정 길이 연장 형성되어 상기 몸체부(610)와 상기 구형부(620)를 연결하는 연결부(630)를 포함하고,
   상기 센서 레버(500)의 일단에는 상기 구형부(620)가 수용되도록 상면이 개구되고 원통 형상으로 형성되며, 일측면에 상기 연결부(630)가 삽입되는 슬릿(521)이 설정된 길이만큼 하측을 향해 절개 형성된 원통부(520)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 몸체부(610)의 단부에는 걸림턱(611)이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유동부재(400)가 상기 센서 하우징(300)의 내부에서 용이하게 유동할 수 있도록 상기 돌출부재(413)의 직경은 상기 삽입공(310)의 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 바디(100)의 내부 중앙 영역에는 상기 센서 하우징(300)이 회전 가능하게 결합되고, 상기 파일롯 레버(600)가 돌출되는 통로(111)가 되며 상기 파일롯 레버(600)의 몸체부(610)가 직선 왕복 운동 가능하게 지지하는 결합부(110)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 차량 센서 장치는 시트의 등받이 기울기 변화에 연동해서 상기 바디(100)에 결합된 상기 센서 하우징(300)이 회전하여도 상기 파일롯 레버(600)와 상기 센서 레버(500) 사이의 연결을 유지하여 상기 등받이의 모든 각도 범위에서 정상 작동이 가능한 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 바디(100)의 일측에는 상기 파일롯 레버(600)와의 접촉에 의하여 선택적으로 회전 운동이 구속되는 스티어링 디스크(120)가 설치되고, 상기 스티어링 디스크(120)의 일측에는 와블 기어(130)가 회전 가능하게 설치되고,
   일측 단부에 상기 와블 기어(130)의 판면과 판면이 중첩되도록 배치되는 평판부(141)와, 상기 평판부(141)의 일측에서 일정 길이 연장 형성되어 상기 센서 하우징(300)의 하부 일측과 선택적으로 접촉되어 상기 센서 하우징(300)이 상기 바디(100)의 길이 방향을 따라 수평을 유지하도록 지지하는 연장부(142)로 이루어지는 클러치 레버(140)가 설치되며,
   상기 스티어링 디스크(120)와, 상기 와블 기어(130) 및 상기 클러치 레버(140)의 중심에는 스프링 카세트 축(150)이 체결되어 밀착배치된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 클러치 레버(140)의 상기 연장부(142)와 접촉되는 상기 센서 하우징(300)의 하부에는 톱니(330)가 호상으로 배치된 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터로서,
   차량의 기울기 및 가속도 변화를 감지하는 상기 차량 센서 장치와;
   시트벨트 웨빙이 감기는 스핀들을 포함하는 스핀들 장치 및 차량의 충돌 발생시 상기 시트벨트 웨빙의 인출을 방지하도록 락킹 동작하는 락킹 장치를 포함하고,
   감지된 차량의 기울기 및 가속도 변화에 기초해서 파일롯 레버를 상기 락킹 장치에 결합 또는 해제하도록 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량 센서 장치가 적용된 시트벨트 리트랙터.

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