KR102613413B1 - 시트 벨트 장치 - Google Patents

시트 벨트 장치 Download PDF

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KR102613413B1
KR102613413B1 KR1020210178737A KR20210178737A KR102613413B1 KR 102613413 B1 KR102613413 B1 KR 102613413B1 KR 1020210178737 A KR1020210178737 A KR 1020210178737A KR 20210178737 A KR20210178737 A KR 20210178737A KR 102613413 B1 KR102613413 B1 KR 102613413B1
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케네스 웨이
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아우토리브 디벨롭먼트 아베
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Abstract

본 발명은 시트 벨트 장치에 관한 것이다. 시트 벨트 장치는: 시트의 시트백 상에 장착되고 시트백의 상하 방향에 대해 소정 각도만큼 좌측 또는 우측으로 경사지며, 필요할 때 시트 벨트를 권취하는 시트 벨트 리트랙터; 및 로프 벨트를 갖는 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘을 포함하며, 로프 벨트는 시트의 시트 쿠션에 대한 시트백의 회전 각도에 따라 대응하는 거리만큼 전진 또는 후퇴하는 것이 가능하다. 시트 벨트 리트랙터는: 전후 방향으로 차량의 가속도를 측정하는 데 사용되는 가속도 센서 - 시트 벨트 리트랙터는 측정된 가속도에 기초하여 시트 벨트에 대한 인출 동작을 잠금 -; 및 가속도 센서의 베이스 평면을 수평으로 유지하는 데 사용되는 배향 제어 메커니즘을 포함하며, 여기서 가속도 센서는 커버, 관성 볼, 및 하우징을 포함하고; 관성 볼은 하우징의 지지 표면 상에 유지되고; 하우징은 차량의 좌우 방향으로 연장되는 요동 샤프트를 포함하고, 전후 방향으로 회전가능하도록 요동 샤프트에 의해 커버 내에 유지된다.

Description

시트 벨트 장치{SEAT BELT DEVICE}
본 발명은 차량의 안전 장치, 특히 시트 벨트 장치(seat belt device)에 관한 것이다.
차량용 시트 벨트는 안전 장치이다. 시트 벨트는 충돌 동안 탑승자를 유지하기 위해, 그리고 충돌 동안 탑승자와 스티어링 휠, 대시보드 등 사이의 2차 충돌을 피하기 위해, 또는 충돌 동안 탑승자가 차량 밖으로 튕겨나가서, 사망 또는 부상을 유발하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 차량용 시트 벨트는 시트 안전 벨트로도 또한 지칭될 수 있고, 탑승자 구속 장치이다. 이러한 시트 벨트는 일반적으로 가장 낮은 비용 및 가장 효과적인 안전 장치로 인식되며, 많은 국가에서, 차량에 장착된 시트 벨트를 갖는 것이 의무적이다.
시트 벨트 장치는 시트 벨트 및 시트 벨트를 권취하기 위한 시트 벨트 리트랙터를 포함한다. 차량 충돌 등의 동안, 차량의 수평 가속도가 특정된 값보다 클 때, 가속도는 가속도 센서에 의해 측정되고, 따라서, 시트 벨트가 인출될 수 없도록 동작을 수행하도록 잠금 메커니즘이 트리거된다. 가속도 센서는 관성 몸체(일반적으로 관성 볼(inertia ball))를 포함한다.
기존 시트의 시트백은 이동가능하여, 착석을 위한 편안한 각도를 탑승자에게 제공한다. 따라서, 위의 가속도 센서를 포함하는 시트 벨트 리트랙터가 시트백 상에 장착될 때, 시트 벨트 리트랙터의 배향은, 장착된 가속도 센서가 시트의 이동가능한 시트백의 각도에 의해 영향을 받지 않고 가속도를 정확하게 측정할 수 있도록, 시트백의 경사각에 따라 조정될 필요가 있다.
또한, 시트 벨트가 원활하게 인출될 수 있도록 보장하기 위해, 차량의 좌우 방향으로 시트백에 대해 시트 벨트 리트랙터를 장착하기 위한 각도는 차량의 유형, 차량의 시트의 사양 등에 의존한다.
따라서, 가속도 센서를 수직 방향을 향하는 배향을 갖도록 조정하기 위해, 차량의 전후 방향 및 차량의 좌우 방향으로 시트 벨트 장치를 장착하기 위한 각도가 고려될 필요가 있다. 가속도 센서가 항상 수직 방향을 향해 배향을 유지하는 것을 보장하기 위해, 기존 시트 벨트 장치에는 전용 배향 조정 구성요소가 제공되고, 배향 조정 구성요소 내의 대부분의 부품은 좌측 시트 또는 우측 시트에 사용될 때 상이한 설계를 가질 필요가 있다. 따라서, 부품 수가 적고 양호한 호환성을 갖는 시트 벨트 장치가 요구된다.
본 발명의 목적은 부품 수가 적고 양호한 호환성을 갖는 시트 벨트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 시트 벨트 장치를 제공하며, 시트 벨트 장치는,
시트의 시트백 상에 장착되고 시트백의 상하 방향에 대해 소정 각도만큼 좌측 또는 우측으로 경사지며, 필요할 때 시트 벨트를 권취하는 시트 벨트 리트랙터; 및
로프 벨트를 갖는 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘 - 로프 벨트는 시트의 시트 쿠션에 대한 시트백의 회전 각도에 따라 대응하는 거리만큼 전진 또는 후퇴하는 것이 가능함 - 을 포함하고;
시트 벨트 리트랙터는,
전후 방향으로 차량의 가속도를 측정하는 데 사용되는 가속도 센서 - 시트 벨트 리트랙터는 측정된 가속도에 기초하여 시트 벨트에 대한 인출 동작(pull-out operation)을 잠금 -; 및
가속도 센서의 베이스 평면을 수평으로 유지하는 데 사용되는 배향 제어 메커니즘을 포함하며,
여기서 가속도 센서는 커버, 관성 볼, 및 하우징을 포함하고; 관성 볼은 하우징의 지지 표면 상에 유지되고; 하우징은 차량의 좌우 방향으로 연장되는 요동 샤프트(rocking shaft)를 포함하고, 전후 방향으로 회전가능하도록 요동 샤프트에 의해 커버 내에 유지되고;
배향 제어 메커니즘은 회전 부재 및 회전 전달 부재를 포함하고; 회전 부재는 로프 벨트가 전진 또는 후퇴하는 대응하는 거리에 기초하여 회전하고, 회전 전달 부재는 가속도 센서가 요동 샤프트에 의해 전후 방향으로 요동하도록 가속도 센서에 회전 부재의 회전을 전달하고;
여기서,
회전 부재는 회전 샤프트를 포함하고, 관성 볼의 구형 중심은 회전 샤프트의 축 상에 배치되고;
회전 전달 부재는 회전 부재 및 하우징 상에 각각 배치된 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분을 포함하고; 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분은 전달 접촉 지점을 정의하고, 전달 접촉 지점 및 구형 중심에 의해 결정된 직선은 회전 샤프트의 축에 수직이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 커버는 서로 반대편인 제1 측부 부분 및 제2 측부 부분을 포함하고; 제1 측부 부분 및 제2 측부 부분에는 각각 요동 샤프트를 지지하는 데 사용되는 지지 홀(support hole)들이 제공되고, 제1 측부 부분에는 돌출 부분이 추가로 제공되고; 돌출 부분은 회전 부재를 지지하기 위해 회전 부재 상의 리세스 내로 연장되도록 구성되고, 돌출 부분 및 리세스에 의해 정의된 접촉 지점은 회전 부재의 회전 샤프트의 축 상에 위치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 샤프트는 회전 부재의 일 단부측 상에 배치되고; 회전 부재의 다른 단부측에는 수직으로 연장되는 아암 부분(arm portion)이 제공되고; 아암 부분의 단부 부분은 제1 접촉 부분으로서 구성되고, 하우징에는 제1 접촉 부분과 접촉하는 데 사용되는 제2 접촉 부분이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배향 제어 메커니즘은 회전 부재에 전달가능하게 연결된 풀리(pulley)를 포함하고, 풀리에는 로프 벨트를 위한 권취 홈이 제공되고; 권취 홈은 풀리의 중심에 중심을 둔 원호-형상의 섹션을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지 표면에 대향하는 하우징의 다른 측부에는 지지 레그(support leg)들이 제공되고, 제2 접촉 부분은 지지 레그들 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 2개의 지지 레그들 사이의 하우징의 일부분에는 관통 홀(through hole)이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센서는 이동 부재를 추가로 포함하고, 이동 부재는 시트 벨트에 대한 인출 동작이 잠금 메커니즘에 의해 잠기도록 전후 방향으로 관성 볼의 이동에 링크된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 부재는 제1 센서 레버를 포함하고; 제1 센서 레버는 전후 방향으로 하우징 상에 회전가능하게 유지되고, 관성 볼에 의해 하우징에 링크된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 부재는 제2 센서 레버를 추가로 포함하고, 제2 센서 레버는 제1 센서 레버와 맞닿는(abutting) 하부 맞닿음 부분 및 잠금 메커니즘과 맞닿는 상부 맞닿음 부분을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 잠금 메커니즘은 래칫(ratchet)을 포함하고, 제1 센서 레버에는 하부 맞닿음 부분과 맞닿는 데 사용되는 리브 부분(rib portion)이 제공되고; 제2 센서 레버의 상부 맞닿음 부분 및 하부 맞닿음 부분은 그립 부분(grip portion)들이도록 구성되고; 래칫의 멈춤쇠(pawl)는 상부 맞닿음 부분과 맞닿는 데 사용된다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 효과는 첨부 도면을 참조하여 아래에서 설명될 것이다. 첨부 도면에서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타내며, 여기서
도 1(a) 내지 도 1(c)는 시트 상에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치를 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치의 분해도를 개략적으로 도시하고;
도 3은 차량의 전방에서 볼 때 좌측 시트 상에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치를 개략적으로 도시하고;
도 4는 차량의 전방에서 볼 때 우측 시트 상에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치를 개략적으로 도시하고;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치 내의 하우징을 각각 개략적으로 도시하고;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치 내의 일부 지점의 이동 궤적을 개략적으로 도시한다.
본 발명에 따른 시트 벨트 장치의 특정 실시예가 첨부 도면을 참조하여 후술될 것이다. 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용된다. 본 발명은 기술된 바람직한 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명에 기술된 다양한 실시예는 개별적으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의해 정의된다.
또한, 공간적 관계들에 대한 용어들(예컨대, "상부", "하부", "좌측", "우측" 등)은 첨부 도면에 도시된 한 요소와 다른 요소 사이의 상대적 위치 관계를 설명하기 위해 사용된다. 따라서, 사용될 때, 공간적 관계들에 대한 용어들은 첨부 도면들에 도시된 것들과 상이한 방향들에 적용될 수 있다. 명백하게는, 공간적 관계들에 대한 모든 이들 용어가 설명의 용이함을 위해 첨부 도면에 도시된 방향들을 지칭하지만, 당업자는 도면에 도시된 것들과 상이한 방향들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 1(a) 내지 도 1(c)는 시트 상에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치를 개략적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치는 도 1(a) 내지 도 1(c)를 참조하여 후술될 것이다.
도 1(a) 내지 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치(10)는 시트(20)의 시트백(21) 상에 장착되고, 시트 벨트 리트랙터(10)는 시트 벨트 리트랙터(11) 및 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘(12)을 포함한다. 시트 벨트 리트랙터(11)는 시트 벨트(30)를 권취할 수 있고, 시트 벨트 리트랙터(11)는 시트(20)의 시트백(21) 상에 장착되고, 시트백(21)의 상하 방향에 대해 소정 각도만큼 좌측 또는 우측으로 경사진다(도 1(b) 및 도 1(c)에 도시된 바와 같음). 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘(12)는 연결 부분(23) 상에 배열되고, 연결 부분(23)은 시트백(21)과 이동가능한 시트(20)의 시트 쿠션(22)을 회전가능하게 연결한다. 또한, 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘(12)은 로프 벨트(1210)를 갖고, 로프 벨트(1210)는 시트(20)의 시트 쿠션(22)에 대한 시트백(21)의 회전 각도에 따라 대응하는 거리만큼 전진 또는 후퇴하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 시트 쿠션(22)에 대한 시트백(21)의 경사각에 따라, 로프 벨트(1210)는 단지 필요한 길이에 따라 전진하거나 후퇴하여, 시트백(21)의 경사 및 이동이 로프 벨트(1210)에 의해 시트 벨트 리트랙터(11)에 전달되도록 한다. 따라서, 차량 충돌이 있을 때 시트 벨트 장치(10)가 시트백(21)에 대해 차량 내의 탑승자를 유지할 수 있는 것이 보장된다.
시트 벨트 리트랙터(11)는 시트 쿠션(22)에 대한 시트백(21)의 경사각에 따라 차량의 전후 방향으로 임의의 각도로 경사지고 이동한다. 또한, 차량의 좌우 방향(즉, 차량의 폭 방향)으로 시트 벨트 리트랙터(11)로부터 시트 벨트(30)를 원활하게 인출하기 위해, 특정된 각도(a)에서 장착하는 것은 차량의 유형 및 시트 벨트의 사양에 의존한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시트 벨트 리트랙터(11)의 표준 장착 배향은 15°만큼의 차량의 후방을 향한 약간의 경사(15°만큼의 후방 경사) 및 동시에, 단지 특정된 각도(a)(= 15°)만큼의 차량의 폭 방향을 향한 경사이며; 이는 도 1(b) 및 도 1(c)를 참조하여 아래에서 상세히 설명될 것이다.
도 1(b) 및 도 1(c)의 시트(20) 및 시트 벨트 장치(10)는 차량의 후방으로부터 본 것이라는 점에 유의해야 한다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 후방으로부터 볼 때, 좌측 시트(20) 상의 시트 벨트 장치(10)는 단지 특정된 각도(a)(= 15°)만큼 좌측으로 경사지고 시트백(21) 상에 장착된다. 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 후방으로부터 볼 때, 우측 시트(20) 상의 시트 벨트 장치(10)는 단지 특정된 각도(a)(= 15°)만큼 우측으로 경사지고 시트백(21) 상에 장착된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치의 분해도를 개략적으로 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치의 구조는 도 2를 참조하여 후술될 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시트 벨트 장치(10)는 시트 벨트 리트랙터 및 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘을 포함하고, 시트 벨트 리트랙터는 가속도 센서(110) 및 배향 제어 메커니즘(120)을 포함한다.
가속도 센서(120)는 전후 방향으로 차량의 가속도를 측정하기 위해 사용되고, 시트 벨트 리트랙터는 측정된 가속도에 기초하여 시트 벨트에 대한 인출 동작을 잠근다.
배향 제어 메커니즘(120)은 가속도 센서(110)의 베이스 평면을 수평으로 유지하는 데 사용된다. 구체적으로, 시트 벨트 리트랙터(11)는 리트랙터 프레임(130)을 포함한다. 리트랙터 프레임(130)은 시트백(21)의 상하 방향으로 연장되는 직선에 대해 차량의 좌우 방향으로 경사지고, 시트백(21) 상에 고정된다. 시트 벨트(30)를 권취하는 데 사용되는 권취 샤프트(도시되지 않음)가 리트랙터 프레임(130) 상에 회전가능하게 지지된다. 권취 샤프트의 축방향 단부는 리트랙터 스프링에 연결된다. 리트랙터 스프링은 권취 샤프트를 회전시키기 위해 시트 벨트(30)의 권취 방향으로 권취 샤프트에 힘을 인가하는 데 사용된다. 권취 샤프트의 다른 축방향 단부에는 제어 디스크(131), 가속도 센서(110), 및 배향 제어 메커니즘(120)이 제공된다. 제어 디스크(131)는 잠금 메커니즘의 일부이며, 시트 벨트(30)에 대한 인출 동작을 잠그는 데 사용된다. 제어 디스크(131)는 예를 들어 래칫이고, 제어 디스크(131)는 스티어링 휠 커버(132) 내에 수용된다. 또한, 가속도 센서(110)를 포함하는 시트 벨트 리트랙터(11)의 단부측의 전체 측 표면은 리트랙터 커버(134)에 의해 덮인다. 가속도 센서(110)는 전후 방향으로 차량에 작용하는 가속도를 측정하고, 측정된 가속도에 따라 잠금 메커니즘을 활성화한다. 배향 제어 메커니즘(120)은 시트백(21)의 경사 및 이동 각도의 임의의 변화에 관계없이 가속도 센서(110)의 베이스 평면을 항상 거의 수평으로 유지하는 데 사용된다.
장착 동안, 제어 디스크(131)는 권취 샤프트와 함께 회전하도록 허용된다. 동시에, 다수의 결합 그리퍼(engagement gripper)가 제어 디스크(131)의 외주면 상에 제공된다. 결합 그리퍼들은 후술되는 이동 부재(제1 센서 레버)의 상부 맞닿음 부분(예를 들어, 그립 부분의 형태이도록 구성됨)과 결합되고, 특정된 간격으로 원주 방향으로 배열된다.
도 3은 차량의 전방에서 볼 때 좌측 시트 상에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치를 개략적으로 도시한다. 다음의 설명은 도 3을 참조하여 제공된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가속도 센서(110)는 커버(111), 관성 볼(112), 및 하우징(113)을 포함한다.
관성 볼(112)은 하우징(113)의 지지 표면 상에 유지된다. 지지 표면은 도 3에서 하우징(113)의 상부 표면이고, 상부 표면은 리세스된 표면이다. 차량의 전후 방향으로 특정된 속도 이상인 가속도를 받을 때, 관성 볼(112)은 중립 위치로부터 시프트하고, 차량(즉, 시트 벨트 리트랙터(11))에 작용하는 가속도를 측정한다. 또한, 거의 수평 상태의 지지 표면은 지지 표면의 베이스 평면이 대체로 수평 방향으로 있음을 지칭한다.
하우징(113)은 차량의 좌우 방향으로 연장되는 요동 샤프트(1131)를 포함하고, 하우징(113)은 차량의 전후 방향으로 회전가능하도록 요동 샤프트(1131)에 의해 커버(111) 내에 유지된다.
커버(111)는 리트랙터 프레임(130)의 외부 측 표면에 고정되고, 시트백(21)과 함께 차량의 전후 방향으로 경사지고 이동한다.
하우징(113)은 차량의 좌우 방향으로 요동 샤프트(1131)에 중심을 두며, 하우징이 차량의 전후 방향으로 커버(111)에 대해 자유롭게 요동할 수 있는 방식으로 지지된다는 것이 이해될 수 있다. 시트백(21)이 경사지고 이동할 때, 하우징(113)은 커버(111)에 대해 차량의 전후 방향으로 회전한다. 따라서, 차량의 전후 방향에서, 센서의 베이스 평면으로서 역할을 하는 관성 볼의 지지 표면은 거의 수평 상태로 유지된다. 또한, 가속도 센서(110)는 이동 부재를 추가로 포함한다. 이동 부재는 차량의 전후 방향으로 관성 볼(112)의 이동에 링크되어, 시트 벨트(30)에 대한 인출 동작이 잠금 메커니즘에 의해 잠기도록 한다. 구체적으로, 이동 부재는 제1 센서 레버(1141)를 포함한다. 제1 센서 레버(1141)는 차량의 전후 방향으로 하우징(113) 상에 회전가능하게 유지되고, 관성 볼(112)에 의해 하우징(113)에 링크된다. 또한, 이동 부재는 제2 센서 레버(1142)를 추가로 포함하고, 제2 센서 레버(1142)는 제1 센서 레버(1141)와 맞닿는 하부 맞닿음 부분(예를 들어, 그립 부분의 형태) 및 잠금 메커니즘과 맞닿는 상부 맞닿음 부분을 포함한다. 차량에 작용하는 수평 방향으로의 가속도가 특정된 값보다 클 때, 관성 볼(112)은 관성 몸체(inertial body)로서 역할을 하고 중립 위치로부터 시프트하고; 이동 부재의 제1 센서 레버(1141)는 관성 몸체(112)가 차량의 전후 방향으로 시프트할 때 링크되고, 그 링크는 제2 센서 레버(1142)에 의해 잠금 메커니즘로 전달되어, 잠금 메커니즘이 시트 벨트에 대한 인출 동작을 잠그기 위한 측면에서 동작을 수행하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 잠금 메커니즘의 제어 디스크는 래칫으로서 구성된다. 또한, 제1 센서 레버(1141)에는 제2 센서 레버(1142)의 하부 맞닿음 부분과 맞닿는 데 사용되는 리브 부분(즉, 도 3의 제1 센서(1141)의 2개의 상부 돌출 부분)이 제공되고, 제2 센서(1142)의 상부 맞닿음 부분 및 하부 맞닿음 부분은 그립 부분들로서 구성된다. 래칫의 멈춤쇠는 제2 센서 레버의 상부 맞닿음 부분과 맞닿는 데 사용된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배향 제어 메커니즘(120)은: 리트랙터 프레임(130) 내에 수용된 제1 풀리 케이싱(123) 및 제2 풀리 케이싱(126); 제1 풀리 케이싱(123) 및 제2 풀리 케이싱(126)에 의해 정의된 내부 공간 내에 수용된 풀리(124); 회전 부재(121) 및 회전 전달 부재(122) - 여기서 회전 부재(121)는 로프 벨트(1210)가 전진 또는 후퇴하는 대응하는 거리에 기초하여 회전 전달 부재(122)를 회전시키고, 회전 전달 부재(122)는 가속도 센서(110)가 요동 샤프트(1131)에 의해 차량의 전후 방향으로 요동하도록 가속도 센서(110)(구체적으로 하우징(113))에 회전 부재(121)의 회전을 전달하는 데 사용됨 -; 및 회전을 위해 풀리(124)에 힘을 인가하기 위한 비틀림 스프링(125)을 포함한다.
풀리(124)는 제1 풀리 케이싱(123) 상에 제공된 지지 샤프트에 중심을 두어, 풀리가 자유롭게 회전할 수 있는 방식으로 풀리(124)가 제1 풀리 케이싱(123) 및 제2 풀리 케이싱(126) 상에서 지지되도록 한다. 풀리(124)는 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘(12)의 로프 벨트(1210)의 전진 및 후퇴를 회전 운동으로 변환하고, 단지 로프 벨트(1210)의 전진 및 후퇴에 대응하는 각도에 따라 시트백(21)의 경사 방향과 동일한 방향으로 회전한다.
비틀림 스프링(125)은 회전을 위해 로프 벨트(1210)의 권취 방향으로 풀리(124)에 힘을 인가한다. 또한, 회전 부재(121)는 조정 기어의 형태일 수 있다. 조정 기어는 풀리(124)의 측부 부분 상에 형성된 기어와 맞물리고, 시트백(21)의 경사 방향과 반대인 방향으로 동일한 회전 각도에서 동기식으로 회전한다. 회전 부재(121)는 일 단부측 상의 돌출 부분(즉, 도 3에 도시된 좌측 단부측 상의 돌출 부분)을 제1 풀리 케이싱(123)의 지지 홀 내로 삽입하고, 커버(111)의 좌측 측부 부분 상의 돌출 부분은 회전 부재(121)의 다른 세그먼트 측부(즉, 도 3의 회전 부재(121)의 우측 단부측) 상의 리세스 내에 삽입된다. 따라서, 회전 부재(121)는 지지되고, 축(L2)을 중심으로 회전할 수 있다. 다시 말하면, 도 3의 회전 부재(121)의 좌측 단부측 상의 돌출 부분은 회전 부재(121)의 회전 샤프트를 형성한다. 또한, 커버(111)는 서로 반대편인 제1 측부 부분 및 제2 측부 부분을 포함한다. 제1 측부 부분 및 제2 측부 부분에는 각각 요동 샤프트(1131)를 지지하는 데 사용되는 지지 홀들이 제공되고, 커버(111)의 제1 측부 부분 상의 돌출 부분은 지지 홀로부터 이격된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회전 부재(121)의 다른 단부측(즉, 우측 단부측)에는 수직으로 연장되는 아암 부분(1212)이 제공된다. 본 명세서에서 수직으로 연장된다는 것은, 아암 부분이 회전 부재의 회전이 수행되는 평면에 수직이라는 것을 지칭한다는 점에 유의해야 한다. 아암 부분(1212)의 단부 부분은 제1 접촉 부분이 되도록 구성되고, 하우징(113)에는 제1 접촉 부분과 접촉하는 데 사용되는 제2 접촉 부분이 제공된다. 회전 전달 부재(122)는 회전 부재(121) 및 하우징(113) 상에 각각 배치된 전술한 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분을 포함한다.
일 예에서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 지지 표면에 대향하는 하우징(113)의 다른 측부에는 지지 레그(1132)가 제공되고, 제2 접촉 부분은 지지 레그(1132) 상에 배치된다. 보다 구체적으로, 제2 접촉 부분은 지지 레그(1132)의 평평한 내부 측 표면이다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 좌측 시트 또는 우측 시트 상에 장착될 때, 접촉 부분들은 각각 도 5a의 부분(1132A) 및 부분(1132B)에 의해 표시된 위치들에 위치된다. 이에 대응하여, 구형 제1 접촉 부분(도 4로부터 관찰가능함)은 부분(1132A) 및 부분(1132B)에서 지지 레그(1132)의 평평한 내부 측 표면과 접촉한다(보다 구체적으로, 점-접촉한다). 또한, 예로서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 2개의 지지 레그들(1132) 사이의 하우징(113)의 일부분에는 관통 홀이 제공되고, 관통 홀은 잔해물의 배출을 용이하게 한다. 그러나, 이는 단지 예일 뿐이고; 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분의 각자의 형태들은 이에 한정되지 않으며, 도 5a에 도시된 형태들과 상이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 접촉 부분은 원통의 형태이도록 구성될 수 있고, 제2 접촉 부분은 원호-형상의 내부 측 표면을 갖는 지지 레그(1132') 상에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 접촉 부분은 지지 레그 (1132')의 원호-형상의 내부 측 표면이고, 원통형 제1 접촉 부분은 지지 레그(1132')의 원호-형상의 내부 측 표면과 (보다 구체적으로, 점 접촉에 의해) 접촉한다.
이 경우, 아암 부분(1212) 상에 배치된 회전 전달 부재(122)의 제1 접촉 부분이 하우징(113) 상에 배치된 제2 접촉 부분과 접촉하게 함으로써, 회전 전달 메커니즘(122)은 회전 부재(121)의 회전 축(L2)과 하우징(113)의 요동 축(L1)이 임의의 각도 관계에 있더라도 하우징(113)에 회전 부재(121)의 회전을 전달하여, 하우징(113)이 요동하도록 할 수 있다. 따라서, 회전 전달 메커니즘(122)은 관성 볼의 지지 표면을 거의 수평으로 유지하기 위해 가속도 센서(30)의 센서 베이스라인이 차량의 전후 방향으로 수직 방향을 가리키게 하며, 관성 볼의 지지 표면은 센서 베이스라인에 수직인 센서의 베이스 평면으로서 역할을 한다.
전술한 구조를 갖는 시트 벨트 리트랙터(11)는 차량의 유형 및 시트의 사양에 따라 표준 장착 배향들을 갖는다. 예를 들어, 시트벨트 리트랙터는 시트 벨트 리트랙터가 차량에서 15°만큼 후방으로 약간 경사지고 동시에 차량의 폭 방향(좌우 방향)으로 a = 15°만큼 경사지는 상태로 시트백(21) 상에 장착된다. 시트 벨트 리트랙터(11)가 차량의 유형 및 시트의 사양에 따라 상이한 경사 방향으로 그리고 차량의 폭 방향에서 상이한 각도로 장착되는 이유는, 차량의 폭 방향을 향하는 권취 샤프트의 경사가 시트 벨트(30)의 인출 방향과 일치함으로써 원활하게 당겨질 수 있도록 할 필요가 있기 때문이다.
따라서, 회전 부재(121) 및 수평 방향에 대해 소정 각도만큼 경사진 그의 회전 축(L2) 및 수평 방향으로 유지된 하우징(113)의 요동 축(L1)은 동일한 직선 상에 있지 않지만, 두 축 사이에 특정된 각도(a)가 구성된다.
시트백(21)의 경사각과 하우징(113)의 회전 각도(시트백의 경사 및 이동 방향 및 하우징의 역회전 각도)가 서로 정확하게 동기화되는 것을 보장하는 것이 필요하다는 것이 이해되어야 한다. 시트백(21)의 회전 각도와 하우징(113)의 회전 각도가 서로 정확하게 동기화되는 것이 보장되지 않는 경우, 관성 볼의 지지 표면은 정확하게 수평으로 유지될 수 없어서, 가속도 센서(110)는 올바르게 동작할 수 없다. 예를 들어, 회전 부재(121) 및 하우징(113) 둘 모두의 회전 궤도 평면들이 서로 평행하고 그들의 각자의 축들(회전 축(L2) 및 요동 축(L1))이 동일한 직선 상에 있다고 가정하면, 회전 부재(121) 및 하우징(113)이 회전할 때, 제1 접촉 부분과 제2 접촉 부분 사이의 접촉 지점의 위치는 동일하고 변화하지 않으며, 따라서 접촉 지점의 궤도는 완벽한 원이다. 그러나, 회전 부재(121) 및 하우징 둘 모두의 회전 궤도 평면들이 서로 평행하지 않은 경우, 접촉 지점의 위치는 회전 각도에 따라 방사상 방향으로 변화할 수 있으며, 따라서 접촉 지점의 궤도는 비원형(타원형)일 수 있다.
시트백(21)의 회전 각도와 하우징(113)의 회전 각도가 서로 동기화되는 것을 보장하기 위해, 본 발명에 따른 시트 벨트 리트랙터는 다음과 같이 구성된다: 관성 볼(112)의 구형 중심(A)은 회전 부재(121)의 회전 샤프트의 축(L2) 상에 배치되고, 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분에 의해 정의된 전달 접촉 지점(C)과 관성 볼(113)의 구형 중심(A)에 의해 결정된 직선은 회전 부재(113)의 회전 샤프트의 축(L2)에 수직이다. 도 3 및 도 4는 각각 차량의 전방에서 볼 때 좌측 시트 및 우측 시트 상에 각각 장착된 본 발명의 실시예에 따른 시트 벨트 장치들을 도시하고, 두 가지 둘 모두는 본 발명에 따른 전술한 구성들을 명확하게 보여준다. 본 발명의 원리는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트 벨트 장치 내의 일부 지점의 이동 궤적을 개략적으로 도시한다. 다음은 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 시트 벨트 장치를 계속해서 설명할 것이다.
도 6은 4개의 지점의 이동 궤적들을 도시한다. 관성 볼(113)의 전술한 구형 중심(A) 및 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분에 의해 정의된 전달 접촉 지점(C)에 더하여, 설명의 단순성을 위해, 지점들(B, D)이 선택된다. 지점(B)은 커버(111)와 회전 부재(121) 사이의 접촉 지점이고 회전 부재(121)의 회전 샤프트의 축 상에 위치되고, 지점(D)은 지점들(A, B, C)과 함께 직사각형을 형성하는 지점이다. 즉, 지점(D)은 회전 부재(121)의 회전이 수행되는 평면 상의 지점이다. 지점(D)은 회전 부재(121) 상의 한 지점, 예를 들어, 아암 부분(1212)의 단부 지점, 또는 가상 지점일 수 있다는 점에 유의해야 한다.
회전 부재(121)가 회전할 때, 지점(C) 및 지점(D)은 회전 부재(121)의 회전 축(L2)(즉, 직선(AB)) 주위로 소정 각도(예를 들어, 도 6에 도시된 90도)만큼 회전한다. 지점들(A, B, C 및 D) 사이의 고정된 위치 관계를 고려하여, 다시 말하면, 축(L2)과 동일 선상에 있는 직선(AB) 및 직선(AB)에 수직인 직선(AC)을 고려하여, 직선(BD)이 회전하는 각도는 회전 부재(121)가 회전하는 각도이고, 유사하게, 직선(AC)이 회전하는 각도는 하우징(113)이 회전하는 각도이다.
연구 및 분석에 의해, 본 출원의 발명자는 시트백의 회전 각도와 하우징의 회전 각도 사이의 비동기화가 주로 2개의 인자에 의해 야기된다는 것을 고려한다: 하나의 인자는 회전 부재의 회전 축과 하우징의 요동 축 사이에 소정 각도가 존재한다는 것이고, 다른 인자는 전달 접촉 지점 및 관성 볼의 구형 중심의 배치된 위치들이다. 제1 인자가 확실히 존재하고 변경될 수 없기 때문에, 본 출원은 제2 인자에 초점을 맞춘다. 또한, 제2 인자가 시트백의 회전 각도와 하우징의 회전 각도 사이의 비동기화에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구가 수행되었다. 연구의 결론은 하기에 제공된다.
본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 본 발명에 기초한 설계가 본 발명에 기초하지 않은 설계와 비교된다. 구체적으로, 비교로서, 도 6은 지점(A')을 추가로 도시한다. 본 발명에 따른 시트 벨트 리트랙터와 달리, 지점(A')은 회전 부재의 회전 축(L2) 상에 배치되지 않는다. 따라서, 직선(A'C)이 회전하는 각도는 하우징이 회전하는 각도이다. 직선(A'C)이 회전하는 각도가 직선(BD)이 회전하는 각도와 상이하다는 것을 분명히 관찰할 수 있으며, 이는 회전 부재가 회전하는 각도가 하우징이 회전하는 각도와 상이하다는 것을 나타낸다. 따라서, 시트백의 회전 각도 및 하우징의 회전 각도는 서로 동기화될 수 없다.
따라서, 본 발명에 따른 시트 벨트 장치에서, 시트 벨트 리트랙터는 하기와 같이 구성된다: 관성 볼의 구형 중심은 회전 부재의 회전 샤프트의 축 상에 배치되고, 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분에 의해 정의된 전달 접촉 지점과 관성 볼의 구형 중심에 의해 결정된 직선은 회전 부재의 회전 샤프트의 축에 수직이다. 따라서, 시트백의 회전 각도와 하우징의 회전 각도를 서로 동기화하는 것이 달성될 수 있고, 시트백의 회전 각도와 하우징의 회전 각도 사이의 비동기화를 위한 보상 메커니즘을 제공할 필요가 없다. 또한, 각각의 부품의 구조적 설계 및 장착 치수에 의해, 본 발명에 따른 시트 벨트 리트랙터의 전술한 구형 중심 및 전달 접촉 지점이 미리 결정된 위치들에 위치되는 것이 보장될 수 있고, 따라서 어떠한 부품도 위치시킬 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 따른 시트 벨트 장치는 부품이 적다.
또한, 전술한 보상 메커니즘이 풀리 상의 가변 반경을 갖는 권취 홈으로서 구성되는 종래 기술과 비교하여, 본 발명에 따른 시트 벨트 장치에서, 풀리에는 로프 벨트를 위한 권취 홈이 제공되고, 권취 홈은 풀리의 중심에 중심을 둔 원호-형상의 섹션을 포함한다. 따라서, 좌측 시트에 대한 풀리의 설계는 우측 시트에 대한 풀리의 설계와 구별될 필요가 없다. 본 발명에 따른 시트 벨트 장치의 풀리는 좌측 시트 및 우측 시트에 대해 동일한 설계를 채택한다. 유사하게, 본 발명에 따른 시트 벨트 장치의 리트랙터 프레임, 하우징 및 제2 센서 레버는 각각 좌측 시트 및 우측 시트에 대해 동일한 설계를 채택할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 시트 벨트 장치는 양호한 호환성을 갖는다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예가 설명 내의 첨부 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 전술한 특정 실시예로 제한되지 않고, 본 발명의 보호 범위는 청구범위 및 이의 등가 의미에 의해 정의되어야 한다.

Claims (10)

  1. 시트 벨트 장치(10)로서,
    시트(20)의 시트백(21) 상에 장착되고 상기 시트백(21)의 상하 방향에 대해 소정 각도만큼 좌측 또는 우측으로 경사지며, 필요할 때 시트 벨트(30)를 권취하는 시트 벨트 리트랙터(seat belt retractor)(11); 및
    로프 벨트(1210)를 갖는 로프 벨트 전진 및 후퇴 메커니즘(12) - 상기 로프 벨트(1210)는 상기 시트(20)의 시트 쿠션(22)에 대한 상기 시트백(21)의 회전 각도에 따라 대응하는 거리만큼 전진 또는 후퇴하는 것이 가능함 - 을 포함하고;
    상기 시트 벨트 리트랙터(11)는,
    전후 방향으로 차량의 가속도를 측정하는 데 사용되는 가속도 센서(110) - 상기 시트 벨트 리트랙터(11)는 상기 측정된 가속도에 기초하여 상기 시트 벨트(30)에 대한 인출 동작(pull-out operation)을 잠금 -; 및
    상기 가속도 센서(110)의 베이스 평면을 수평으로 유지하는 데 사용되는 배향 제어 메커니즘(120)을 포함하며,
    상기 가속도 센서(110)는 커버(111), 관성 볼(inertia ball)(112), 및 하우징(113, 113')을 포함하고; 상기 관성 볼(112)은 상기 하우징(113, 113')의 지지 표면 상에 유지되고; 상기 하우징(113, 113')은 상기 차량의 좌우 방향으로 연장되는 요동 샤프트(rocking shaft)(1131)를 포함하고, 상기 전후 방향으로 회전가능하도록 상기 요동 샤프트(1131)에 의해 상기 커버(111) 내에 유지되고;
    상기 배향 제어 메커니즘(120)은 회전 부재(121) 및 회전 전달 부재(122)를 포함하고; 상기 회전 부재(121)는 상기 로프 벨트(1210)가 전진 또는 후퇴하는 상기 대응하는 거리에 기초하여 회전하고, 상기 회전 전달 부재(122)는 상기 가속도 센서(110)가 상기 요동 샤프트(1131)에 의해 상기 전후 방향으로 요동하도록 상기 가속도 센서(110)에 상기 회전 부재(121)의 회전을 전달하고;
    상기 회전 부재(121)는 회전 샤프트(1211)를 포함하고, 상기 관성 볼(112)의 구형 중심(A)은 상기 회전 샤프트(1211)의 축(L2) 상에 배치되고;
    상기 회전 전달 부재(122)는 상기 회전 부재(121) 및 상기 하우징(113, 113') 상에 각각 배치된 제1 접촉 부분 및 제2 접촉 부분을 포함하고; 상기 제1 접촉 부분 및 상기 제2 접촉 부분은 전달 접촉 지점(C)을 정의하고, 상기 전달 접촉 지점(C) 및 상기 구형 중심(A)에 의해 결정된 직선은 상기 회전 샤프트(1211)의 상기 축(L2)에 수직이 되게 하여 상기 시트백의 회전 각도와 상기 하우징의 회전 각도를 서로 동기화하는, 시트 벨트 장치(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 커버(111)는 서로 반대편인 제1 측부 부분 및 제2 측부 부분을 포함하고; 상기 제1 측부 부분 및 상기 제2 측부 부분에는 각각 상기 요동 샤프트(1131)를 지지하는 데 사용되는 지지 홀(support hole)들이 제공되고, 상기 제1 측부 부분에는 돌출 부분이 추가로 제공되고; 상기 돌출 부분은 상기 회전 부재(121)를 지지하기 위해 상기 회전 부재(121) 상의 리세스 내로 연장되도록 구성되고, 상기 돌출 부분 및 상기 리세스에 의해 정의된 접촉 지점은 상기 회전 부재(121)의 상기 회전 샤프트(1211)의 상기 축(L2) 상에 위치되는, 시트 벨트 장치(10).
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전 샤프트(1211)는 상기 회전 부재(121)의 일 단부측 상에 배치되고; 상기 회전 부재(121)의 다른 단부측에는 수직으로 연장되는 아암 부분(arm portion)(1212)이 제공되고; 상기 아암 부분(1212)의 단부 부분은 상기 제1 접촉 부분으로서 구성되고, 상기 하우징(113, 113')에는 상기 제1 접촉 부분과 접촉하는 데 사용되는 상기 제2 접촉 부분이 제공되는, 시트 벨트 장치(10).
  4. 제3항에 있어서, 상기 배향 제어 메커니즘(120)은 상기 회전 부재(121)에 전달가능하게 연결된 풀리(pulley)(124)를 포함하고, 상기 풀리(124)에는 상기 로프 벨트(1210)를 위한 권취 홈이 제공되고; 상기 권취 홈은 상기 풀리(124)의 중심에 중심을 둔 원호-형상의 섹션을 포함하는, 시트 벨트 장치(10).
  5. 제4항에 있어서, 상기 지지 표면에 대향하는 상기 하우징(113, 113')의 다른 측부에는 지지 레그(support leg)들(1132, 1132')이 제공되고, 상기 제2 접촉 부분은 상기 지지 레그들(1132, 1132') 상에 배치되는, 시트 벨트 장치(10).
  6. 제5항에 있어서, 상기 2개의 지지 레그들(1132, 1132') 사이의 상기 하우징(113, 113')의 일부분에는 관통 홀(through hole)이 제공되는, 시트 벨트 장치(10).
  7. 제6항에 있어서, 상기 가속도 센서(110)는 이동 부재를 추가로 포함하고, 상기 이동 부재는 상기 시트 벨트(30)에 대한 상기 인출 동작이 잠금 메커니즘의 제어 디스크(131)에 의해 잠기도록 상기 전후 방향으로 상기 관성 볼(112)의 이동에 링크되는, 시트 벨트 장치(10).
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동 부재는 제1 센서 레버(1141)를 포함하고; 상기 제1 센서 레버(1141)는 상기 전후 방향으로 상기 하우징(113, 113') 상에 회전가능하게 유지되고, 상기 관성 볼(112)에 의해 상기 하우징(113)에 링크되는, 시트 벨트 장치(10).
  9. 제8항에 있어서, 상기 이동 부재는 제2 센서 레버(1142)를 추가로 포함하고, 상기 제2 센서 레버(1142)는 상기 제1 센서 레버(1141)와 맞닿는(abutting) 하부 맞닿음 부분 및 상기 잠금 메커니즘과 맞닿는 상부 맞닿음 부분을 포함하는, 시트 벨트 장치(10).
  10. 제9항에 있어서, 상기 잠금 메커니즘(22)은 래칫(ratchet)을 포함하고, 상기 제1 센서 레버(1141)에는 상기 하부 맞닿음 부분과 맞닿는 데 사용되는 리브 부분(rib portion)이 제공되고; 상기 제2 센서 레버(1142)의 상기 상부 맞닿음 부분 및 상기 하부 맞닿음 부분은 그립 부분(grip portion)들이도록 구성되고; 상기 래칫의 멈춤쇠(pawl)는 상기 상부 맞닿음 부분과 맞닿는 데 사용되는, 시트 벨트 장치(10).
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