KR20080018262A - 시트 벨트 프리텐셔너 - Google Patents

Abstract

3점 차량 안전 구속 시트 벨트의 벨트 앵커 단부(3)에서의 시트 벨트 웨빙(2)용 프리텐셔닝 장치(6)가 제공된다. 상기 프리텐셔닝 장치(6)는 차량의 벨트 앵커 측부에서 차량 시트(1)에 고정될 수 있는 실린더(7) 형태의 고정 부재를 갖는다. 상기 벨트 앵커 단부(3)의 구역에서 웨빙(2)에는 피스톤(13) 형태의 가동 부재가 연결된다. 시트 벨트 웨빙(2)을 충돌 센서로부터의 신호에 반응하여 프리텐셔닝 방향으로 이동시키기 위해 가동 부재를 고정 부재에 대해 대략 수평한 방향으로 이동시키기 위한 수단이 제공된다. 프리텐셔닝 조건 하에 웨빙의 벨트 앵커 단부(3)로부터 이격된 유효 고정 지점을 제공하기 위해 시트(1)에 웨빙 가이드(11)가 고정된다.

시트 벨트 웨빙, 시트 베이스, 실린더, 피스톤, 시트 벨트 웨빙 가이드, 벨트 앵커

Description

시트 벨트 프리텐셔너{SEAT BELT PRETENSIONER}

본 발명은 시트 벨트 프리텐셔너에 관한 것이다.

통상적인 시트 벨트는 차량의 하중 지지 부품에 세 지점에서 연결되는 긴 벨트 웨빙(webbing)을 포함한다. 통상적으로, 웨빙의 일 단부는, 시트와 인접 도어 사이에서 시트의 한쪽에 있는 하중 지지용 종방향 연장 새시 부재에 볼트연결되는 벨트 앵커에 부착된다. 상기 웨빙은 탑승자의 엉덩이를 횡으로 가로질러 시트의 반대쪽에서 차량에 고정되는 버클 기구까지 연장되고, 이후 웨빙 가이드를 거쳐서 탑승자의 몸통을 대각선으로 가로질러, 도어 근처의 B 필라(B pillar)에 장착된 리트랙터(retractor)까지 연장되도록 배치된다. 버클 기구는 웨빙에 슬라이드 방식으로 부착되는 버클 텅(buckle tongue)과 결합한다.

웨빙의 필라 단부에서 끼워지는 리트랙터는 웨빙이 비교적 낮은 하중 하에 풀어져 제한될 수 있게 함으로써 벨트에 의해 구속되는 탑승자의 안락함을 증가시킨다. 이는 구속된 탑승자가 예를 들어 차량내 오락 제어기 또는 수납칸에 도달하는 움직임을 할 수 있게 해준다. 리트랙터는 웨빙을 탑승자에 대해 비교적 팽팽하 게 유지하도록 바이어스되며, 가속 센서가 차량이 충돌을 나타내는 급가속 또는 급감속 중에 있음을 감지하면 리트랙터를 웨빙이 풀리지 않도록 로크시키기 위해 로크 요소가 구비된다.

근년에, 충돌 시에 탑승자 주위의 벨트를 조이기 위해 긴 웨빙을 신속히 견인하기 위한 프리텐셔너가 도입되었다. 이는 벨트 중의 일체의 느슨함을 조여주며, 탑승자를 시트 내에 보다 정확히 위치하도록 보조하여 시트 벨트에 의해 제공되는 탑승자의 보호 및 에어백과 같은 임의의 보조 안전 구속장치의 보호를 최대화한다.

프리텐셔너는 이상적으로 충돌이 완전히 효과를 발휘하기 전에 충분한 크기의 충격(impulse)을 제공하여 벨트를 단기간에 조이기 위해 불꽃(pyrotechnic) 작동식 가스 발생기와 같은 힘 저장체를 사용한다.

프리텐셔너는 대개 웨빙의 리트랙터 단부에 배치되며, 이곳에서 통상 리트랙터 기구를 되감아서 긴 웨브를 견인한다. 프리텐셔너는 또한 버클 기구를 다시 견인하기 위해 버클 체결구에도 사용되었다. 버클의 단일 이동이 탑승자를 가로질러 웨빙의 무릎 부분 및 어깨 부분을 둘다 동시에 견인하기 때문에 버클 프리텐셔너는 프리텐셔닝(pretensioning) 기구의 동일한 병진 이동을 위해 두 배 많은 웨빙 길이를 효과적으로 견인한다는 장점을 갖는다. 그러나, 차량 내에서 버클 체결구 주위의 공간은 제한되며, 특히 고도로 조절될 수 있는 시트를 구비한 신차일수록 버클이 작고 버클대(buckle stalk)가 짧은 경향이 있다. 이는 버클 프리텐셔너의 성능을 제한한다.

US 6,565,121 B2는 차량 시트에 체결되는 벨트 조임 장치를 갖는 전동차 전방 시트용 3점 시트 벨트 시스템을 교시하고 있다. 벨트 조임 장치의 피스톤-실린더 조립체는 차량에 대해 종방향으로 연장될 수 있다.

최근 들어 프리텐셔너는 인접 문턱(doorsill) 구역에서 웨빙의 벨트 앵커 단부에 사용되고 있다. 이들 소위 문턱 프리텐셔너의 프리텐셔닝 성능은 차량의 이 영역에서의 공간 제약으로 인해 극히 제한되며, 이들 문턱 프리텐셔너는 이제까지 안전 기준을 충족하기에 충분히 벨트 웨빙의 늘어짐을 단독으로 조일 수 없었다. 문턱 프리텐셔너는 이전에 리트랙터 및 버클 프리텐셔너를 보충하기 위해서만 사용되었다. US 2005/0206153 A1에는 3-도어 차량에서 슬라이드 바와 함께 작동하는 문턱 프리텐셔너가 개시되어 있다.

공지의 프리텐셔닝 장치는 부피가 큰 경향이 있으며, 충돌의 경우 시트 벨트 웨빙의 충분한 길이를 당기는 능력이 손상되지 않으면서 공간 절약을 위해 그 크기를 최소화하는 것이 바람직하다. 이 문제는 청구항 1에 기재된 본 발명에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 차량에 설치되는 3점 시트 벨트의 시트 벨트 웨빙을 프리텐셔닝하기 위한 것으로, 상기 시트 벨트 웨빙의 단부가 문턱과 시트 베이스 양자의 근처에 배치되는 프리텐셔닝 장치에 있어서, 시트 베이스에 대해 고정된 위치에 있고 시트 베이스의 근방에 위치하는 실린더와; 상기 실린더의 내부에 배치되고 실린더를 따라서 이동가능하며 기다란 부재를 통해서 시트 벨트 웨빙에 연결되는 피스톤으로서, 상기 기다란 부재의 제 1 단부가 피스톤에 연결되고 상기 기다란 부재 역시 시트 벨트 웨빙에 연결되는 피스톤; 상기 피스톤을 차량의 후방을 향해서 이동시켜 실린더의 후방에 배치된 시트 벨트 웨빙 가이드와 조합하여 시트 벨트 웨빙을 충돌 중에 차량의 전방을 향하는 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하는 프리텐셔닝 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐셔닝 장치의 개략 측면도로서, 시트 벨트가 탑승자를 구속하지 않는 미착용(unworn) 구조에 있는 상태의 도면.

도 2는 시트 벨트가 탑승자를 구속하는 착용 구조에 있는 상태의 도 1의 프리텐셔닝 장치의 도면.

도 3은 시트 벨트가 탑승자를 구속하는 프리텐셔닝된 구조에 있는 도 1 및 도 2의 프리텐셔닝 장치의 도면.

도 4는 도 1 내지 도 3의 프리텐셔너의 다른 실시예의 개략 측면도.

도 5는 도 1의 확대 개략 측면도.

본 명세서와 청구범위 전체에 걸쳐서 사용되는, "전방" 및 "후방", "전"과 "후" 등과 같은 용어는 본 발명의 시트 벨트 프리텐셔닝 장치가 설치되는 차량의 전후 방향을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로, "상", "하", "고", " 저"와 같은 용어는 본 발명의 시트 벨트 프리텐셔닝 장치가 설치되는 차량의 탑승자 칸의 상하의 정상 배향에 대한 것으로 이해되어야 한다.

모든 도면에서 차량 시트(1)는 공지된 방식으로 시트 벨트와 조립된 상태로 도시되어 있다. 시트 벨트는 시트 벨트 웨빙(2)을 포함하며, 웨빙의 일 단부는 차량의 하중 지지부에 부착되거나 하중 지지 방식으로 연결된다. 이는 차량의 플로어의 일부인 새시 부재에, 문턱에 또는 시트(1)의 일부 또는 시트 프레임이 슬라이딩 부착되는 시트 레일에 고정될 수 있다. 실린더(7)는 시트 레일과 같은 시트의 하중 지지부에 고정되거나 또는 그것에 대체로 평행하게 고정되는 것이 바람직하다. 상기 웨빙(2)은 D-링과 같은 웨빙 가이드(5)를 통해서, 통상 차량의 B 필라에 고정된 리트랙터(4)로 통과한다. 프리텐셔닝 유닛은 6으로 도시되며, 이는 통상 주지하듯이, 충돌의 경우 피스톤(13)이 대개 불꽃 수단에 의해 실린더(7)를 따라서 구동되는 피스톤-실린더 유닛을 포함할 것이다. 상기 피스톤(13)은 케이블(9)에 의해 웨빙(2)에 연결된다. 케이블(9)을 전방 연장으로부터 시트 벨트 웨빙(2)을 향하는 후방으로 재배향하기 위해 실린더(7)의 전방에 풀리(15)가 배치된다. 여기에서 케이블(9)은 벨트 웨빙(2) 주위에 루핑되는 것으로 도시되어 있다.

시트 벨트를 조이기 위해 실린더 내에서 구동되는 피스톤을 갖는 시트 벨트 프리텐셔너는, 예를 들어 US 6 113 145 A, US 6 131 951 A, US 6 149 095 A, US 6 155 512 A, US 6 186 549 B1, US 6 237 958 B1, US 6 238 003 B1, US 6 450 435 B2, US 6 565 121 B2, US 6 840 544 B2, 및 US 6 682 097 B2에 개시되어 있으며, 이들 공보의 각각은 단독으로 또는 하나 이상의 다른 인용된 공보와 조합하여 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 피스톤-실린더 장치를 교시하는 피스톤-실린더 장치를 교시하기 위해 참조될 수 있다.

피스톤(13)은 고정 부재인 실린더(7)의 내에 수용되어 실린더의 내부를 따라서 이동가능한 가동 부재(13)이며, 따라서 피스톤은 차량의 정상 이동 라인, 즉 시트(1)를 차량에 고정시키는 시트 레일에 대해 대략 평행한 전후 라인에 대해 대략 평행한 방향으로 이동하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게, 피스톤(13)은 대략 수평한 후방 방향으로 이동하며 시트 벨트 웨빙(2)을 전방 방향으로 견인한다. 피스톤을 실린더를 따라서 이동시키기 위한 수단은 불꽃식으로 작동되는 가스 발생기를 포함할 수 있다. 이는 장치를 특히 콤팩트하게 만든다.

실린더, 풀리 또는 원추와 같은 웨빙 가이드(11)는 시트(1)에 고정되며, 버클 지점(8)으로부터 연장되는 파선들 사이에 개략 도시된 소위 R14 지역(12)의 구역에서, 프리텐셔닝 유닛의 실린더의 후방에 배치된다. R14 지역은 국제적으로 인정된 안전 기준 사양에서 웨빙의 문턱 단부 지지를 위해 추천되는 위치이다.

도 1 내지 도 3 및 도 5의 제 1 실시예에서, 웨빙(2)의 문턱 단부는 하중 지지 방식으로 벨트 앵커(3)를 통해서 시트 레일에 고정된다.

도 1에서, 시트 벨트는, 시트 벨트가 차량 시트(2)를 가로질러 체결되지 않고, 따라서 웨빙(2)이 도시하듯이 벨트 앵커(3)로부터 D-링과 같은 웨빙 가이드(5)로 도어에 인접한 시트(2) 측부 위로 대략 수직한 방향으로 통과함을 의미하는 미착용 구조로 도시되어 있다. 프리텐셔닝 유닛(6)은 작동되지 않았다.

도 2에서, 시트 벨트는, 벨트 앵커(3)로부터 시트의 반대 측에 있는 도면부 호 8로 개략 도시되는 버클 지점에서 시트 벨트가 차량 시트(2)를 가로질러 체결됨을 의미하는 착용 구조로 도시되어 있다. 버클 지점은, 벨트 웨빙을 탑승자 주위에 고정하기 위해 버클이 버클 텅으로 로크될 때의 버클 위치이다. 다시 프리텐셔닝 유닛(6)은 작동되지 않았다.

도 3에서, 시트 벨트는, 프리텐셔닝 유닛(6)이 작동된 프리텐셔닝된 구조로 도시되어 있다. 피스톤(13)은 화살표 P 방향으로 이동하였으며, 케이블(9)을 화살표 A 방향으로 견인하였다. 케이블은 벨트 앵커(3)의 구역에서 웨빙(2) 주위로 루핑(10)되며, 따라서 웨빙(2)의 이 부분을 화살표 A 방향으로 견인하여, 화살표 B와 C로 도시된 경로를 따라서 웨빙 내의 일체의 느슨함을 긴축시킨다. 프리텐셔닝 유닛은 충돌 센서가 높은 가속 또는 감속을 검출할 때 충돌 시에 작동하며, 센서 역시 당업자에게 주지된 방식으로 리트랙터(4)를 웨빙의 추가 풀어짐에 대해 로크시킨다.

프리텐셔닝이 수행된 후 가동 부재의 동작을 비-프리텐셔닝 방향으로 구속하기 위한 래칫 또는 기타 형태의 비-복귀 기구는 공지된 방식으로 프리텐셔닝 유닛(6)에 직접 조립될 수 있다. 프리텐셔너를 이런 식으로 복귀 운동에 대항하여 로크시키면 시트 벨트에서의 장력 손실이 방지된다. 이러한 특징을 교시하기 위한 목적으로 참조될 수 있는 US 6 113 145 A에 개시하듯이 피스톤이 프리텐셔닝 방향 A로는 이동할 수 있지만 반대 방향으로는 이동할 수 없도록 예를 들어 래칫 치형부와 같은 톱니형 돌기가 실린더(7)의 내벽 및 피스톤에 부착된 협동 치형부에 조립될 수 있다. 피스톤-실린더는 이러한 특징을 교시하기 위한 목적으로 참조될 수 있는 US 6 237 958 B1에 개시되어 있듯이 비-복귀 기구로서 적어도 하나의 로킹 블록을 채용할 수 있다. 상이한 시트 벨트 구속 용도의 래칫 기구가 공지되어 있으며 따라서 본 발명의 프리텐셔너는 기준 부품 및 제조 방법을 사용하여 유리하게 구성될 수 있고 따라서 비교적 저렴한 로킹 기구를 제공한다.

여러 도면에 도시하듯이, 벨트 앵커(3) 및 웨빙 가이드(11)는, 시트 벨트가 적어도 15kN의 하중을 견디기에 충분히 강할 것을 요하는 R14 사양으로 현재 알려진 차량 고정 견인 테스트(Vehicle Anchorage Pull Test)의 기준에서 R14 지역으로 알려진 영역(12)에 배치된다. R14 사양은 유럽 경제 공동체(European Economic Community)의 회원국에서의 전동차 안전 벨트용 고정에 관한 규정이 실려있는 EEC 지시 76/115에 나타나 있다.

케이블(9)은 도 5에 보다 명료하게 도시되어 있듯이 웨빙(2) 위에 루핑되는 이중 케이블로서 형성될 수 있다.

도면에서 10으로 도시되는 케이블 루프는 웨빙(2)을 따라서 보다 쉽게 슬라이딩하여 웨빙의 직물을 케이블에 의한 긁힘으로부터 보호하기 위해 플라스틱 재료로 코팅되거나 플라스틱 튜브로 둘러싸일 수 있다.

시트(1)에 고정된 하중 지지 웨빙 가이드(11)는, 케이블(9)이 프리텐셔닝 유닛(6)에 의해 가해지는 힘의 라인에 대해 거의 평행하고 보다 가까운 경로를 따라서 이동하게 만들기 때문에 프리텐셔닝 장치의 성능을 향상시킨다. 배치는 케이블이 프리텐셔닝 유닛(6)의 힘의 라인에 대해 30도 이하의 각도로 구부러지도록 되는 것이 바람직하다. 이러한 성능 향상은 동일한 프리텐셔닝 효과를 달성하기 위해, 즉 동일한 길이의 웨빙 처짐을 당기기 위해 보다 짧은 프리텐셔닝 유닛(6)이 사용될 수 있음을 의미한다.

웨빙 가이드(11)는 웨빙(2)의 방향을 변경하고, 프리텐셔닝 유닛(6)이 시트 쿠션의 베이스를 따라서 위치할 수 있게 하며, 이는 따라서 시트 자체의 깊이만큼 길 수 있다. 이전에 문턱 프리텐셔너에 있어서 프리텐셔닝 유닛 자체는 임의의 시트 뒤의 유효 공간을 차지하여 유닛의 크기를 제한함으로써 그 프리텐셔닝 능력의 효율을 제한하는 벨트 앵커 뒤에 효과적으로 위치해야 했다. 이는 특히 US 2005/0206153 Al에 기재된 슬라이더 바 문턱 프리텐셔너에서 그러했다.

가동 수단인 피스톤(13)은 예를 들면 웨빙 주위에 루핑(10)되거나 신속 부착 장치에 의해 연결됨으로써 웨빙 가이드(11)와 벨트 앵커(3) 사이에서 시트 벨트 웨빙(2)에 바람직하게 연결되거나 연결될 수 있다. 이러한 위치결정은 피스톤에 의해 이동되는 거리의 두 배에 해당하는 웨빙의 전체 길이를 견인하여, 프리텐셔너가 공지의 문턱 프리텐셔너에 비해 보다 콤팩트하고 보다 효과적일 수 있게 하는 장점을 갖는다.

도 4에는 웨빙(2)의 벨트 앵커 단부가 케이블(9)을 통해서 프리텐셔닝 유닛(6)의 피스톤(13)에 직접 연결되는 대체 실시예가 도시되어 있다. 웨빙 가이드(11)는 본 실시예에서 케이블(9)의 라인에 가까운 유효 하중 지지 고정 지점을 제공하기 위해 시트(1)의 구조물 상에서 약간 아래에 배치된다. US 6 238 003 B1은 케이블의 단부에 시트 벨트 웨빙을 부착하기 위한 구조물을 교시하기 위한 목적으로 참조될 수 있다.

도 5는 도 1 내지 도 3의 실시예를 보다 상세히 도시하며, 특히 웨빙(2)을 벨트 앵커(3) 바로 위에서 둘러싸는 루프(10)에 의해 케이블(9)이 벨트 웨빙(2)에 부착될 수 있는 한 가지 방식을 도시한다. 케이블(9)은 웨빙 가이드(11)와 결합하도록 화살표 A 방향으로 이동시킴으로써 케이블을 당겨 웨빙(2)의 늘어짐을 팽팽하게 하기 위해 화살표 P 방향으로 이동하는 프리텐셔닝 유닛(6)의 피스톤(13)에 부착된다.

본 발명의 시트 벨트 프리텐셔너는 3 도어 차량뿐 아니라 4 도어 또는 5 도어 차량에도 사용될 수 있는 바, 그 이유는 이것이 콤팩트하고 시트의 점유공간(footprint) 내에 설치될 수 있어서 3 도어 차량의 전방 시트에 조립될 때 후방 시트에 대한 접근을 저해하지 않으며 어떤 차량의 후방 시트에 조립될 때 수납 공간을 차지하지 않기 때문이다.

Claims (11)

1. 차량에 설치되는 3점 시트 벨트의 시트 벨트 웨빙(2)을 프리텐셔닝(pretensioning)하기 위한 것으로, 상기 시트 벨트 웨빙(2)의 단부가 문턱과 시트 베이스(1) 양자의 부근에 배치되는 프리텐셔닝 장치(6)에 있어서,

   시트 베이스(1)에 대해 고정된 위치에 있고 시트 베이스의 근방에 위치하는 실린더(7)와;

   상기 실린더(7)의 내부에 배치되고 실린더(7)를 따라서 이동가능하며 기다란 부재(9)를 통해서 시트 벨트 웨빙(2)에 연결되는 피스톤(13)으로서, 상기 기다란 부재(9)의 제 1 단부가 피스톤(13)에 연결되고 상기 기다란 부재(9)도 시트 벨트 웨빙(2)에 연결되는, 피스톤(13); 및

   상기 피스톤(13)을 차량의 후방을 향해서 이동시켜 실린더(7)의 후방에 배치된 시트 벨트 웨빙 가이드(11)와 조합하여 시트 벨트 웨빙(2)을 충돌 중에 차량의 전방을 향하는 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하는

   프리텐셔닝 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 시트 벨트 웨빙(2)의 단부는 문턱과 시트 베이스(1) 양자의 근방에 배치되는 벨트 앵커(3)에 부착되며, 상기 기다란 부재(9)는 벨트 앵커(3) 부근에서 시트 벨트 웨빙(2) 주위에 고리형으로 연결되고, 상기 벨트 앵커(3)는 웨빙 가이 드(11)의 후방에 배치되는

   프리텐셔닝 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 시트 벨트 웨빙(2)의 단부는 기다란 부재(9)를 통해서 프리텐셔닝 유닛(6)의 피스톤(13)에 직접 연결되는

   프리텐셔닝 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 시트 벨트 웨빙 가이드(11)는, 시트 벨트 웨빙(2)이 기다란 부재에 의해 인가되는 힘의 라인에 대해 30도 미만으로 구부러지는 프로파일을 채택하도록 시트 벨트 웨빙(2)을 안내하기 위해 배치되는

   프리텐셔닝 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 피스톤(13)을 실린더(7)를 따라서 구동시키기 위한 수단은 불꽃 수단을 포함하는

   프리텐셔닝 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기다란 부재(9)는 금속 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는

   프리텐셔닝 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실린더(7)는 차량 시트(1)의 하중 지지부에 고정되는

   프리텐셔닝 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실린더(7)는 시트 벨트 웨빙(2)의 벨트 앵커 단부에 인접한 시트 측부에서 시트(1)의 하중 지지부에 고정되는

   프리텐셔닝 장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실린더(7)는 피스톤(13)의 동작을 비-프리텐셔닝 방향으로 구속하기 위한 수단을 구비하는

   프리텐셔닝 장치.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 실린더(7)는 피스톤(13)의 동작을 비-프리텐셔닝 방향으로 구속하기 위한 수단을 구비하며, 상기 구속 수단은 실린더(7) 내의 래칫 치형부 및 피스톤(13) 상의 적어도 하나의 협력 치형부를 포함하는

    프리텐셔닝 장치.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 실린더(7)는 대략 수평 방향으로 연장되는

    프리텐셔닝 장치.

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