KR20030010647A - 시트 벨트 사전인장기 - Google Patents

Abstract

시트 벨트 사전인장기를 작동시키기 위한 장치는 관형 피스톤 가이드(10)내의 추진 가스에 의해 구동될 수 있는 피스톤(2)을 포함한다. 피스톤상에서 추진 가스가 그 내부에서 작용하는 압력 챔버(1)와, 피스톤의 벽(17)내의 개구(22)에 제공되는 것으로 압력 챔버내의 초과 작동 압력하에서 파열되는 약한 포인트(14)를 포함한다. 약한 포인트는 소성 변형 박막(15)이며, 이것은 압력 챔버내의 초과 압력하에서 돔 형상으로 변형되며 돔 형상 변형의 영역에서 파열된다. 시트 벨트 사전인장기는 차단 치차(12)와 관련된 벨트 릴(3)과, 차단 톱니멈춤쇠(6)를 구비한다. 박막이 변형 및 파열되는데 필요한 시간이 차단 톱니멈춤쇠를 차단 치차와 단단히 맞물리게 하기에 충분하며, 이에 의해 벨트 추출 방향에서의 회전에 대항해 벨트 릴을 차단한다.

Description

시트 벨트 사전인장기{SEAT BELT PRETENSIONER}

미국 특허 제 5,842,344 호에는 가이드 장치에서 선형 방향으로 불꽃 생성 추진 가스에 의해 작동되는 피스톤을 구비하는 시트 벨트 사전인장기가 개시되어 있다. 이러한 장치에서, 추진 가스는 압력 챔버내의 피스톤상에서 작용한다. 압력 챔버내의 초과 압력을 회피하기 위해서, 공지된 장치는 피스톤의 전방 벽상에 폭발 패치(blowout patch)를 구비한다. 폭발 패치는 의도된 약한부의 포인트를 구비하며, 배기 통로는 상기 포인트를 거쳐서 압력 챔버의 초과 압력하에서 생성된다. 제 2 실시예에 있어서, 피스톤의 전방 벽은 소망 압력 감소를 용이하게 하기 위해서 소형 조정된 배출 개구를 구비한다. 제 3 실시예에 있어서, 피스톤의 전방 벽은 파열 부품(tear-off part)을 구비하며, 이 파열 부품은 부하 한계 정도에서 피스톤의 리턴 스트로크 동안에 배기 통로로부터 제거된다.

발명의 요약

본 발명에 의하면, 피스톤의 사전인장 스트로크후에 차단 톱니멈춤쇠(blocking pawl)가 차단 위치에서 벨트 릴과 맞물리게 충분한 시간을 갖게 하는 제어된 시간 지연을 두고 가스 흐름 포트를 개방함으로써 작동되는 시트 벨트 사전인장기가 제공된다. 소성 변형가능한 박막의 형태인 약한 포인트는 가스 흐름 포트를 거쳐서 압력 챔버내의 압력 감소를 위해 제공된다. 가스 흐름 포트가 생성되는 범위까지 박막의 변형이 시간을 두고 이뤄진다. 이러한 시간 동안에, 메인 차단 장치, 특히 리트랙터 프레임상에 지지된 톱니멈춤쇠는 차단 위치에서 벨트 릴, 특히 벨트 릴상의 차단 치차(blocking teeth)와 맞물릴 수 있다. 이것은 벨트 릴의 확실한 차단을 보장한다. 또한, 이것은 부하-제한기(load limiter)가 작동될 수 있게 보장한다. 그 결과, 차량 탑승자상에서 확실한 시트 벨트에 의해 작동되는 초과 힘이 차량 탑승자의 전방 변위 동안에 회피된다.

본 발명은 시트 벨트 사전인장기(a seat belt pretensioner)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 사전인장기를 구비한 시트 벨트 리트랙터의 단면도,

도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 취한 단면도,

도 3은 피스톤 측벽내에 약한 포인트를 구비하는 벨트 사전인장기의 피스톤의 사시도,

도 4는 도 3의 약한 포인트의 실시예의 단면도,

도 5는 약한 포인트의 다른 실시예의 단면도.

도 1에 단면으로 도시한 사전인장기(pretensioner)를 구비한 시트 벨트 리트랙터는 벨트 릴(3)을 포함하며, 시트 벨트(11)는 공지된 방법으로 상기 벨트 릴상에 권취되거나 풀려진다. 벨트 릴은 리트랙터 프레임(25)내에 회전가능하게 장착되며, 정상 작동 동안에 동력 스프링(26)에 의해 인장된다. 벨트 릴의 한 측면(도 1에서 우측)은 강성 또는 비회전 방식으로 부하-제한기(4)에 링크연결되어 있다. 부하-제한기(4)는 때때로 토션 바아라고 하는 토크 부하일 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 인접한 마찰 라이닝의 형태의 부하-제한기나 유사한 방법을 이용할 수도 있다. 벨트 릴(3)의 다른 측면(도 1의 좌측)은 벨트 리트랙터 프레임(25)상에 지지된 차단 톱니멈춤쇠(6)를 포함하는 차단 장치와 협력한다. 차단 위치에 도달하기 위해서, 이러한 차단 톱니멈춤쇠(6)는 벨트 릴(3)상에 제공된 차단 치차(12)와 맞물린다. 이러한 방법에 있어서, 벨트 릴은 벨트 추출 방향으로의 회전이 차단된다. 또한, 도 1의 시트 벨트 리트랙터는 시트 벨트 사전인장기(5)를 포함한다. 시트 벨트 사전인장기는 관형 피스톤 가이드(10)(도 1 및 도 2)에서 선형 방향으로 안내되는 피스톤(2)을 포함하는 구동 유닛을 구비한다. 회전 구동 장치가 선형 시트 벨트 사전인장기 구동 장치 대신에 이용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(2)은 압력 챔버(1)내로 도입된 추진 가스에 의해 구동된다. 추진 가스의 공급원(24)은 점화될 수 있는 종래의 꽃불 추진 가스, 하이브리드 가스 발생기에 의해 공급된 추진 가스 또는 다른 압력 공급원에 의해 공급되는 추진 가스일 수 있다. 피스톤은 주변 밀봉 립과 같은 시일(9)을 거쳐서 관형 피스톤 가이드(10)의 내부 벽에 대해 밀봉된다. 또한, 시일은 내부 피스톤 챔버의 라이닝으로서 작용하며, 압력 챔버는 상기 내부 피스톤 챔버에 계속 연결된다. 피스톤(2)을 구동시키기 위해서, 압력 챔버(1)내의 추진 가스가 작용 압력을 생성하여 피스톤을 관형 가이드(10)를 따라서 이동시킨다. 피스톤(2)은 피니언(8)과 맞물리는 치형 랙(7)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 피니언(8)의 회전 운동은 커플링(13)을 거쳐서 벨트 릴(3)로 전달되어 시트 벨트(11)를 사전인장시킨다. 피니언은 벨트 릴에 직접 또는 부하-제한기(4)를 거쳐서 링크연결될 수 있다. 커플링(13)은, 치형 랙(7)이 시트 벨트 리트랙터의 정상 작동 동안에 피니온과 맞물리지 않는다면 생략될 수 있다.

시트 벨트의 인장후에, 압력 챔버(1)내의 잔류 가스 또는 초과 압력은 시트 벨트 사전인장기의 파괴 또는 부하-제한기의 장애를 야기시키는데, 그 이유는 압력 챔버내의 잔류 가스가 부하 제한 동안에 발생될 수 있는 피스톤의 리턴 스트로크에 대항해 반응하고, 부하-제한기의 에너지 사용을 추가시키기 때문이다. 본 발명은, 관성의 결과로서 차단 톱니멈춤쇠(6)가 그 차단 위치로 이동하여 차단 치차(12)와 맞물리기에 충분한 시간을 갖지 못하므로 위험이 발생할 수 있기 때문에, 압력 챔버(1)내의 압력 감소가 너무 신속하게 이뤄지지 않게 하는 것을 보장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 피스톤(2)의 측벽은 약한 포인트(14)를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 약한 포인트(14)는 박막(15)을 포함하며, 상기 박막(15)은 당연히 배기 통로로서도 역할을 하는 통로를 가로질러 연장되고 이를 커버한다. 바람직하게, 박막은 원형 형상이며, 압력 챔버(1)내의 초과 압력으로 인해서 도 5에 점선으로 표시한 바와 같이 돔 형상으로 된다. 돔 형상의 변형의 영역에 있어서, 추가 변형은 압력 챔버(1)내의 압력 감소를 위한 배기 통로에서 야기되는 박막의 파열을 야기한다. 선택적으로, 박막(15)은 타원형 주변 림을 구비할 수 있다.

박막(15)의 돔 형상 변형 동안에, 박막의 주변 림(16)은 그 전체 원주 둘레에서 피스톤 벽(17)에 링크연결된다. 이것은 돔 형상 변형의 영역에서의 가스 배기 통로가 시간 지연을 두고 형성되는 것을 보장한다. 이러한 시간 지연 프레임내에서 차단 톱니멈춤쇠(6)는 그 차단 위치로 확실하게 이동되어 차단 치차(12)와 결합될 수 있다.

차량 탑승자의 전방 변위 동안에, 시트 벨트(11)가 그 위에 권취되는 벨트 릴 부품은 차단 장치(차단 톱니멈춤쇠(6), 차단 치차(12))에 의해 체결될 벨트 릴 부품에 대해서 비틀려질 수 있다. 부하-제한기의 일 단부, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 좌측 단부는 차단 장치에 의해 체결될 수 있는데, 그 이유는 부하-제한기(4)는 고정 베어링(23)을 거쳐서 리트랙터 프레임(25)상에 차단된 벨트 릴 부품과 함께 회전되지 않게 연결되어 있다. 부하-제한기(4)의 다른 단부, 즉 도 1의 우측 단부는 시트 벨트(11)가 그 위에 권취되는 벨트 릴 부품에 연결되어 있다.

도시된 실시예에 있어서, 컵 형상 인서트(18)가 피스톤(2)의 벽(17)내의 개구(22)내로 삽입되며, 도 3 내지 도 5에 도시된 약한 포인트는 상기 인서트의 바닥을 형성하는 박막(15)을 포함한다. 인서트(18)는 반경방향으로 이격된 플랜지(19)를 포함한다. 그러나, 이러한 플랜지는 피스톤 벽(17)상에 지지부를 형성하도록상이한 형태를 취할 수 있다. 인서트(18)는 냉간 압출 부품(또는 냉간 압출 매립 부품)을 포함하는 것이 바람직하다. 박막을 포함하는 인서트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함한다.

박막(15)의 주변 림(16)은 릿지의 형태인 보강부(21)를 포함하며, 상기 보강부는 주변 림(16)의 둘레에 이어져 있다. 이러한 보강부(21)는, 압력 챔버(1)의 초과 압력하에서, 박막(15)이 최초에 주변 림을 파열시키지 않고 소성 변형을 받게 하는 것을 보장한다. 이것은 돔 형상 변형(도 5에 점선으로 도시됨)의 영역에서 박막(15)의 소성 변형후에 간극 개구가 형성되는 것을 보장한다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 컵 또는 포트 형상 인서트(18)는 피스톤 벽(17)에 의해 외측으로부터 지지된다. 플랜지는 피스톤 벽의 외측상의 리세스내에 위치된다. 플랜지(19)는 중간 부분(27) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 중간 부분(27)은 관형 피스톤 가이드(10)의 내부 가이드 벽과 플랜지 사이에 배치된다. 중간 부분(27)은 중앙 배기 통로(28)를 포함하며, 압력 챔버(1)내의 초과 압력의 감소 동안에 가스는 상기 중앙 배기 통로(28)를 통해 배기된다.

도 5에 도시된 실시예에 있어서, 플랜지(19)는 피스톤 벽(17)의 내부 측벽을 향해 놓여 있다. 시일(9)로 인해서, 플랜지(19)는 피스톤 벽(17)의 내측상의 대응하는 플랜지 영역을 향해 가압된다. 이에 의해 인서트(18)가 벽 개구(22)에서 충분히 체결된다. 시일(9)은 박막(15)의 영역에 개구를 포함하고 있으며, 압력 챔버(1)내의 압력은 상기 개구를 거쳐서 박막(15)상에서 작용할 수 있다. 변형된 박막내의 가스 배기 통로의 형성후에, 가스가 배기된다. 도 5에 도시된 실시예에있어서, 플랜지(19)는 압력 챔버(1)내의 압력으로 인해서 피스톤 벽(17)의 내부 표면을 향해 자체 밀봉 방식으로 가압된다. 이에 의해 컵 형상 인서트의 측면으로부터 가스가 배기되지 않는다. 박막(15)이 소성 변형되고 가스 유동 포트가 박막 부품에 형성된 후에만 가스 배기가 이뤄질 수 있다.

외부 피스톤은 예를 들면 독일 특허 공개 제 DE 199 39 499 A1 호에 공지된 바와 같이 배기 가스용 하나 또는 몇몇 배출 채널(29)을 형성하는 리세스를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 배출 채널(29)은 다중 래비린스형 굽힘부를 포함할 수 있다. 이에 의해 가스 냉각이 이뤄지며, 외부로 빠져나가는 잔류물을 감소시킨다.

Claims (8)

1. 시트 벨트 사전인장기(a seat belt pretensioner)에 있어서,

   관형 피스톤 가이드(10)내의 추진 가스에 의해 구동될 수 있는 피스톤(2)과, 상기 피스톤상에서 추진 가스가 그 내부에서 작용하는 압력 챔버(1)와, 피스톤의 벽(17)내의 개구(22)에 제공되는 것으로 압력 챔버내의 초과 가스 압력하에서 파열되어 압력 감소가 이뤄지게 하는 변형가능한 박막(15)을 포함하며, 상기 변경가능한 박막은 압력 챔버내의 초과 압력에 의해 돔 형상으로 변형되며, 돔 형상 변형의 영역에서 파열되며, 변형 동안에 박막의 기본적으로 전체 주변 림이 피스톤의 벽에 연결되어 유지되는

   시트 벨트 사전인장기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 시트 벨트 사전인장기가 차단 치차(12)와 연결된 벨트 릴(3)과, 차단 톱니멈춤쇠(6)를 더 포함하며, 박막이 변형 및 파열되는데 필요한 시간이 차단 톱니멈춤쇠를 차단 치차와 단단히 맞물리게 하기에 충분하며, 이에 의해 벨트 추출 방향에서의 벨트 릴의 회전을 차단하는

   시트 벨트 사전인장기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 박막(15)이 피스톤(2)의 벽(17)내의 개구(22)에 삽입된 컵 형상 인서트(18)의 바닥을 형성하며, 이에 의해 인서트가 피스톤의 벽상에 밀봉된 방식으로 지지된 플랜지(19)를 포함하는

   시트 벨트 사전인장기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 박막(15)의 주변 림(16)이 보강부를 포함하며, 상기 박막은 상기 주변 림에 의해 인서트(18)의 컵 벽에 링크연결된

   시트 벨트 사전인장기.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 인서트(18)가 냉간 압출 부품 또는 냉간 압출 매립 부품인

   시트 벨트 사전인장기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 박막(15)이 피스톤(2)의 측벽에 위치되어 있는

   시트 벨트 사전인장기.
7. 제 3 항 또는 제 6 항중 어느 항에 있어서,

   상기 플랜지(19)가 압력 챔버(1)의 압력으로 인해서 피스톤(2)의 벽(17)의내측상에 자체 밀봉 방식으로 지지되어 있는

   시트 벨트 사전인장기.
8. 제 1 항 또는 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 피스톤(2)의 외측 케이싱이 다중 래비린스형 굽힘부를 구비한 배출 채널(29)을 포함하는

   시트 벨트 사전인장기.