KR20130008703A - Seat-belt retractor device using the magneto-rheological fluid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 시트벨트 리트랙터 장치의 로드리미터를 자기유변을 이용하여 하이드로 방식의 로드리미터로 구성하고, 주변에 자기장을 제어하여 다양한 환경에 적합한 최적의 벨트하중을 제공함으로써 탑승자의 안전성을 향상시킬 수 있도록 한 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seat belt retractor device using magnetic rheology, and more particularly, a load limiter of a seat belt retractor device of a vehicle is configured as a hydro load limiter using magnetic rheology, and a magnetic field is controlled around. The present invention relates to a seat belt retractor device using magnetoresistance to improve an occupant's safety by providing an optimal belt load suitable for various environments.
차량에 있어서 안전벨트는 충돌시 승객을 상해로부터 보호하는 가장 중요한 안전장치중 하나이다.Seat belts are one of the most important safety devices in a vehicle to protect passengers from injury in a crash.
근래에는 안전벨트의 승객보호성능을 향상시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있는데, 특히 안전벨트의 장력을 조절하는 리트랙터에 관련된 연구가 많이 진행되고 있다.Recently, many studies have been conducted to improve the seat protection performance of seat belts. In particular, many researches have been conducted on retractors for adjusting the tension of seat belts.
리트랙터는 차량충돌시 또는 급정거시에 탑승자의 신체가 관성력에 의해 전방으로 쏠릴 때, 내부에 구비된 센서나 차체감지장치에 의해서 급격한 속도변화나 차체변화를 감지하여 안전벨트의 풀림을 방지하는 역할을 하게 된다.The retractor prevents the seatbelt from loosening by detecting a sudden speed change or body change by a sensor or a body sensing device provided inside when the body of the occupant is moved forward by inertial force during a vehicle crash or sudden stop. Will be
종래의 일실시예에 따른 시트벨트 및 리트랙터에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.Brief description of the seat belt and the retractor according to the prior art as follows.
즉, 도 1에 도시된 승용차 전방의 탑승자 시트에는 일반적으로 3점식 시트벨트장치가 설치되어 있다. That is, a three-point seat belt device is generally installed in the passenger seat in front of the passenger car shown in FIG. 1.
시트(100)의 일 측면 하단 차체에 시트벨트 어셈블리(도시안됨)가 고정되어 있고, 상기 시트벨트 어셈블리가 설치된 상단부에서 탑승자의 어깨 높이에 해당되는 부위의 차체(120)에는 시트벨트 어셈블리에서 인출되는 텅(tongue, 210)이 끼워진 시트벨트 웨빙(200)이 경유하면서 높이 조절이 가능하도록 하는 높이조절앵커(220)가 설치되며, 시트(100)의 타 측면 하단, 즉 차체 플로어 또는 사이드프레임 상에는 버클 어셈블리(300)를 고정하는 브라켓(310)이 고정 설치된다.The seat belt assembly (not shown) is fixed to the lower body of one side of the
따라서, 시트벨트 착용시에는 버클 어셈블리(300)에 결합되는 텅(210)이 끼워진 어깨측 시트벨트 웨빙(200)을 시트벨트 어셈블리에서 인출하여 가슴과 복부측으로 감고 텅(210)을 버클 어셈블리(300)에 결합하여 고정시키게 된다.Therefore, when the seat belt is worn, the shoulder-side
이런 착용상태에서 충돌시나 급정거시에 시트(100)에 착석한 탑승자는 관성력에 의해 앞으로 쏠리게 되는데, 이때 시트벨트 웨빙(200)이 시트벨트 어셈블리에서 인출되지 않아 전방으로 쏠리는 탑승자의 신체를 잡아주게 되어 탑승자가 전방의 대쉬보드나 운전대에 부딪히는 것을 방지하여 탑승자가 받을 수 있는 1차 충격을 방지하도록 한다.In such a wearing state, the occupant seated on the
이러한 충돌 또는 급정차시에 시트벨트 웨빙(200)에 의해 탑승자가 차량 내부와 1차적인 충격을 방지하는 효과는 있지만, 고속 주행으로 관성력이 클 경우 신체를 잡아주는 고정된 시트벨트 웨빙(200)의 무리한 압박으로 인해 탑승자는 2차적인 손상을 입을 수 있다.The
따라서, 충돌시나 급정차시에 일정이상의 하중이 시트벨트 웨빙에 걸릴 경우, 고정된 시트벨트 웨빙을 약간 풀어주어 탑승자가 웨빙에 의해 받는 충격력을 감소시키기 위해 개발된 것이 로드리미터형 리트랙터(load limiting seat restraint retractor, 400, 이하 '리트랙터'로 함)이다.Therefore, when a certain amount of load is applied to the seat belt webbing during a collision or sudden stop, the load limiting retractor was developed to loosen the fixed seat belt webbing slightly to reduce the impact force received by the webbing. seat restraint retractor, 400, hereinafter referred to as the 'retractor'.
이러한 종래의 리트랙터(400)의 구조가 도 2 내지 도 4에 도시되어 있다.The structure of this
종래의 리트랙터(400)는 하우징(410)의 외측면에 래칫기어부(420)가 구비되고 하우징(410)의 내측 중심부를 관통하는 바(bar) 형태의 로드리미터(450)이하, '토션바'라 함)와, 상기 토션바(450)의 외주연을 감싸면서 회전이 이루어지면서 시트벨트 웨빙(200)의 감김과 풀림이 가능하도록 웨빙(200)의 말단이 고정되고 하우징(410)의 외측에 구비된 래칫기어부(420)와 결합되는 기어 또는 멈춤쇠(430)가 구비된 스풀(460)이 구성된다.
따라서, 충돌시 상기 시트벨트 웨빙(200)이 스풀(460)에서 순간적으로 풀리다가 멈추게 되는데, 이때 일정하중 이상이 시트벨트 웨빙(200)에 걸릴 경우 하우징(410)의 외측에 구비된 스풀(460)과 연결된 래칫기어부(420)가 토션바와 연결된 기어 또는 멈춤쇠에 걸리게 되어 상기 토션바(450)가 자체 항복응력의 초과에 따라 비틀림이 발생되어 일정 길이만큼 시트벨트 웨빙(200)이 풀리면서 탑승자의 흉부에 가해지는 충격을 흡수하여 상해치를 낮출 수 있도록 한다.Accordingly, when the
그러나, 종래의 이러한 리트랙터(400)는 특정한 단일 하중값이 작용할 경우에만 동작되도록 구성되어 다양한 충돌 조건에 대해 탑승자 보호성능을 최적의 상태로 발휘하지 못하는 한계가 있었다.However, such a
즉, 종래의 리트랙터(400)는 탑승자의 종류(신체조건, 동작하중 등)나 충돌속도 등과는 무관하게 기구적인 특성상 특정한 단일 하중조건에서만 그 성능을 발휘하게 되어 다양한 시트벨트 하중값이나 충돌조건에 능동적으로 대응하지 못하는 단점이 있었다.That is, the
본 발명은 상술한 종래의 기계식 리트랙터가 갖는 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 탑승자의 조건이나 시트벨트에 작용하는 작동하중 값의 변화 및 다양한 충돌조건에 능동적으로 대응하도록 리트랙터의 토션바 외측으로 자기유변 성질을 갖는 물질을 구비하도록 하여 자기장에 따라 항복응력의 변화를 통해 토션바의 비틀림강성을 조절하여 다양한 충돌상황에 맞춰 탑승자를 적극적으로 보호할 수 있도록 하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to overcome the disadvantages of the conventional mechanical retractor described above, the outer side of the torsion bar of the retractor to actively respond to the conditions of the occupant or operating load value acting on the seat belt and various collision conditions Seatbelt retractor using magnetoresistance to actively protect the occupants in various collision situations by adjusting the torsional stiffness of the torsion bar by changing the yield stress according to the magnetic field. The purpose is to provide a device.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치는 시트벨트 웨빙의 말단이 외주연에 고정되는 밀폐된 중공구조의 스풀; 상기 스풀의 내측 중심부에 관통 설치되는 토션바; 상기 스풀에 권취되어 전원공급시 일정한 전류가 흐르는 도전체; 상기 도전체의 전류 도통시 스풀 내부에 형성된 자기장으로 자성물질이 대전되어 상기 토션바의 회전력을 제어하도록 상기 토션바와 스풀 사이에 채워지는 자기유변체;를 포함하여 구성된다.In order to achieve the object of the present invention, the seat belt retractor device using the magnetorheological according to the present invention is a closed hollow structure spool end of the seat belt webbing is fixed to the outer periphery; A torsion bar installed through the inner center of the spool; A conductor wound by the spool and having a constant current flowing when the power is supplied; And a magnetorheological material filled between the torsion bar and the spool to control the rotational force of the torsion bar by charging a magnetic material to a magnetic field formed inside the spool during current conduction of the conductor.
특히, 상기 토션바는 톱니형 돌기구조의 형상으로 이루어지고, 상기 도전체는 승객의 거동을 센싱하여 피드백된 신호에 따라 전류의 세기가 제어되도록 구성된 특징을 갖는다.In particular, the torsion bar is formed in the shape of a toothed protrusion structure, the conductor has a feature configured to control the strength of the current according to the feedback signal by sensing the behavior of the passenger.
또한, 상기 도전체는 승객의 거동을 센싱하는 센서유닛트 및 상기 센서유닛트에서 피드백된 신호에 따라 전류의 센기를 조절하는 컨트롤모듈에 의해 제어되도록 구성된다.In addition, the conductor is configured to be controlled by the sensor unit for sensing the behavior of the passenger and the control module for adjusting the sensor of the current according to the signal fed back from the sensor unit.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치는 상기 실시예의 스풀 내부에 액상의 자기유변유체를 채우는 것이 아니라, 상기 스풀의 내부에 감긴 도전체에 전류가 도통되는 경우 스풀의 내부에 형성된 자기장에 의해 자체 함유한 자화성 입자의 전단항복응력의 변화를 통해 토션바의 비틀림력을 제어하도록 자화성 입자가 함유된 자기유변체가 토션바의 외주연에 접착된 구성으로 이루어진다.In addition, the seat belt retractor device using a magnetic rheological according to another embodiment of the present invention is not filled with a liquid magnetorheological fluid in the spool of the embodiment, when a current is conducted to the conductor wound inside the spool Magnetic rheology containing magnetizable particles adhered to the outer periphery of the torsion bar to control the torsional force of the torsion bar by changing the shear yield stress of the self-contained magnetization particles by the magnetic field formed inside the spool. Is done.
특히, 상기 자기유변체는 판상의 패드나 박막의 필름형태로 이루어져 자화성 입자가 함침되거나 코팅된 자기유변 탄소중합체로 이루어진다.In particular, the magnetorheological body is formed in the form of a plate of a pad or a thin film of a magnetorheological carbon polymer impregnated or coated with magnetizable particles.
본 발명에 따른 자기유변체를 이용한 시트벨트 리트랙터 장치는 스풀의 외주연에 권취된 도전체에 흐르는 전류의 세기를 승객의 종류나 충돌조건에 따라 조절하여 스풀 내부의 자기장 세기 변화를 통해 자기유변체의 항복응력을 변화시키고, 자기유변체의 변화된 특성에 따라 토션바의 회전력을 조절하여 다양한 환경에서 탑승자 보호에 능동적으로 대응할 수 있도록 한다.The seat belt retractor apparatus using the magnetorheological body according to the present invention adjusts the strength of the electric current flowing through the conductor wound around the outer circumference of the spool according to the type of the passenger or the collision condition, thereby changing the magnetic field strength through the change of the magnetic field strength inside the spool. By changing the yield stress of the deformable body and adjusting the rotational force of the torsion bar according to the changed characteristics of the magnetotropic body, it can actively respond to the occupant protection in various environments.
도 1 내지 도 4는 종래의 시트벨트 설치 구성 및 리트랙터 장치의 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치의 일부 절단사시도(도 1을 이용한 사시도),
도 6은 도 5의 A-A선에 따른 절단단면의 부분확대도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터에서 자기장 형성시 자기유변체의 동작상태 모식도,
도 8은 본 발명의 다른실시예에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터의 일부 절단사시도,
도 9는 도 8의 B-B선에 따른 절단단면의 부분확대도,
도 10 내지 도 11은 본 발명의 일실시를 적용한 시트벨트의 성능비교그래프이다.1 to 4 is a configuration diagram of a conventional seat belt installation configuration and retractor device,
5 is a partial cutaway perspective view (a perspective view using FIG. 1) of a seat belt retractor device using magnetorheological according to an embodiment of the present invention;
6 is a partially enlarged view of a cut section taken along line AA of FIG. 5;
7 is a schematic diagram illustrating an operation state of a magnetorheological body when a magnetic field is formed in a seat belt retractor using magnetorheological according to an embodiment of the present invention;
8 is a partially cut perspective view of a seat belt retractor using magnetorheological according to another embodiment of the present invention;
9 is a partially enlarged view of a cut section taken along a line BB of FIG. 8;
10 to 11 is a performance comparison graph of the seat belt to which one embodiment of the present invention is applied.
이하, 설명되는 본 발명의 실시예들은 당 업계의 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 보다 완전하게 실시할 수 있도록 설명하기 위한 것으로 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention to be described below are described to enable a person having ordinary skill in the art to more fully practice the present invention, and may be embodied in various forms.
본 발명에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치는 실제 필드에서 다양하고 연속적인 충돌조건에 능동적으로 대응하여 승객의 보호성능을 최대화 하는데 있다.The seat belt retractor device using magnetorheological according to the present invention actively maximizes the protection performance of passengers by actively responding to various continuous collision conditions in the actual field.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치의 기술적 핵심은 리트랙터에 소정의 전류를 도통시켜 발생된 자기장을 통해 토션바의 구속을 능동적으로 제어할 수 있도록 시트벨트 웨빙이 고정되어 권취되는 스풀의 외주연에 전기전도성이 우수한 코일을 감아주고, 스풀의 내측에 자기유변체(Magneto-rheological material)가 구성되도록 하는데 그 특징이 있다.
Therefore, the technical core of the seat belt retractor device using magnetoresistance according to an embodiment of the present invention is the seat belt webbing to actively control the restraint of the torsion bar through the magnetic field generated by conducting a predetermined current to the retractor The coil having excellent electrical conductivity is wound around the outer circumference of the fixed and wound spool, and a magneto-rheological material is formed inside the spool.
이하, 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 실시예에 따른 시트벨트 리트랙터 장치의 특징부 위주로 상세히 설명하고, 시트벨트 장치의 주변 구성이나 리트랙터 장치에 기본적으로 구비되는 종래의 공지된 기술 및 동작에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail mainly the features of the seat belt retractor device according to the embodiment of the present invention, the conventional known techniques and operations basically provided in the peripheral configuration or retractor device of the seat belt device The description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치(5)의 제 1실시예가 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다.A first embodiment of a seat
본 발명의 제 1실시예는 시트벨트 리트랙터 장치의 스풀 내부에 액체 상태의 자기(磁氣)유변체가 충진된 구성으로 이루어진 것이다.The first embodiment of the present invention has a configuration in which a magnetic rheology in a liquid state is filled in a spool of a seat belt retractor device.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실예에 따른 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치(5)는 최외측에 구비되는 하우징(100, 또는 프레임)과, 상기 하우징(100)의 내측에 설치되며 그 중심부가 중공부로 이루어지며 외주연에 시트벨트장치의 시트벨트 웨빙(200)의 말단이 고정되어 정·역회전에 따라 상기 시트벨트 웨빙(200)을 권취하거나 풀리도록 회전되는 스풀(10)과, 상기 스풀(10)의 내측 중심부에 관통 설치되어 양단이 하우징(100)의 외측에 고정되어 회전가능하도록 설치되는 토션바(30)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the seat
특히, 상기 스풀(10)에는 전원공급시 일정한 전류가 흐르는 도전체(20)로 코일이 권취되어 있고, 스풀(10)의 내부는 외부와 차단된 밀폐 공간부를 형성하도록 구성되며, 상기 토션바(30)는 톱니형 돌기구조의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.In particular, the coil is wound around the
또한, 상기 스풀(10)의 내측 중공부에는 자성물질이 포함된 자기유변체(40), 바람직하게는 액상의 유체에 자성물질이 혼합된 자기유변 유체가 충진된다.In addition, the inner hollow portion of the
상기 자기유변 유체는 유기 중합체로 피복된 자화성 입자가 일정한 점성을 갖는 콜로이드성 액체에 함침된 구성으로 이루어진다.The magnetorheological fluid consists of a structure in which magnetizable particles coated with an organic polymer are impregnated into a colloidal liquid having a constant viscosity.
본 발명의 실시예에 적용된 자기 유변 유체는 자화성입자의 함유율이 전체 유체의 100 중량%에 대해 45~95%를 범위 내에서 다양한 환경에 능동적으로 토션바(30)를 제어할 수 있는 유체의 성질을 감안하여 최적의 비율을 갖는 유체를 선정, 적용하면 되는 것으로, 일반적으로 시판되는 자기(磁氣) 유변 유체에서 일정한 성능 요건을 만족하는 것을 선택하여 사용할 수 있다.Magnetic rheology fluid applied in the embodiment of the present invention is a fluid of the fluid capable of actively controlling the
본 발명에서 의미하는 자기(磁氣) 유변 유체에 함침되는 자화성 입자는 상자성, 초상자성, 강자성 물질로 철, 질화 철, 탄화 철, 알루미늄, 실리콘, 코발트, 니켈 등과 철의 합금 및 상기 열거된 물질들의 혼합물도 또한 적합하다.The magnetizable particles impregnated in the magnetic rheological fluid as used in the present invention are paramagnetic, superparamagnetic, ferromagnetic materials, and alloys of iron, iron nitride, iron carbide, aluminum, silicon, cobalt, nickel and the like, and the above-mentioned iron. Mixtures of materials are also suitable.
또한, 상술한 스풀(10)의 외주연에 권취된 도전체(20)의 코일에 일정한 전류를 도통시키되, 승객의 거동을 센싱하여 피드백된 신호에 따라 상기 스풀(10)의 외주연에 감긴 코일에 흐르는 전류의 제기를 제어하여 상기 자기유변 유체의 거동을 제어하도록 하는 컨트롤모듈(도시생략)이 구비된다.Further, while conducting a constant current to the coil of the
상기 컨트롤모듈로 수신되는 신호는 승객이 동작하여 시트벨트 웨빙(10)에 작용하는 작동하중이나, 차량의 속도 등 다양한 조건을 감안하여 별도의 센서유니트로부터 발생된 신호가 전달되는 것으로, 상기 컨트롤모듈 및 센서유니트의 구성은 시트벨트 장치의 설계시에 적절한 제어시스템이 갖춰질 수 있도록 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 핵심내용은 아니어서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The signal received by the control module is a signal that is generated from a separate sensor unit in consideration of various conditions such as the operating load acting on the seat belt webbing (10), the speed of the vehicle to operate the passenger, the control module And the configuration of the sensor unit is provided so that an appropriate control system can be equipped at the time of the design of the seat belt device, it is not the technical core of the present invention and a detailed description thereof will be omitted.
도 7은 상술한 제1실시예에 적용되는 자기유변 유체의 거동을 설명하기 위한 것으로, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스풀(10) 내측 중공부에 채워진 자기유변 유체는 평상시에 내부에 함침된 자화성 입자들이 자유스럽게 유동되는 거동 특성을 갖고 있다.FIG. 7 is a view for explaining the behavior of the magnetorheological fluid applied to the above-described first embodiment, and as shown in FIG. 7A, the magnetorheological fluid filled in the hollow inside the
그러나, 충돌에 따른 급속한 차속 감소시에 시트벨트 웨빙(10)에 가해지는 탑승자의 행동특성, 즉 관성력에 의해 시트벨트 웨빙(10)에 가해지는 작동하중값이 설정된 기준치 이상으로 작용하거나, 차속의 속도변화가 설정된 기준치 이상으로 변하는 경우, 상기 센서유닛트에서 일정한 전기적 신호를 상기 컨트롤모듈측으로 보내게 되고, 신호를 받은 컨트롤 모듈에는 신호에 맞는 전류를 스풀(10)에 감긴 도전체(20)로 흘러 보내게 된다.However, the behavior characteristic of the occupant on the
상기 스풀(10)의 외주연에 감긴 상기 도전체(20)에 전류가 흐르게 되면 전류가 흐르는 수직방향으로 스풀(10)의 내측에 자기장이 형성되고, 스풀(10) 내부의 자기장 형성으로 자기유변 유체에 함침된 자화성 입자들이 전류가 흐르는 스풀(10)과 스풀(10)의 중심부에 설치된 토션바(30) 사이에 자화성 입자들이 대전(帶電)되어 입자의 극성에 따라 수직으로 배열되어 체인구조를 이루게 된다.When a current flows through the
이와 같이, 자기유변 유체가 스풀(10)에 감긴 도전체(20)에 도통된 전류의 흐름으로 형성된 자기장에 따라 자화성 입자의 변형을 통해 유체는 전단항복응력을 갖게 된다.As such, the fluid has a shear yield stress through the deformation of the magnetizable particles according to the magnetic field formed by the flow of current conducted through the
따라서, 전단항복응력을 갖는 유체가 이방성(anisotropic) 거동을 갖게 되어 유체의 유동이 외부에서 가해지는 힘인 토션바(30)의 변형력을 제어함으로써 적절한 시트벨트의 구속환경을 제공한다.Accordingly, the fluid having shear yield stress has anisotropic behavior to control the deformation force of the
특히, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 토션바(30)는 그 외주연 형상이 톱니형태를 갖도록 구성되어 자기장이 형성된 스풀(10) 내에서 자기유변 유체의 전단항복응력 변화 범위를 극대화 할 수 있게 된다.In particular, the
도 8은 상술한 제1실시에서 자기유변체로 유체를 사용하는 대신에, 자기유변 탄소중합체를 이용하여 토션바를 구속할 수 있도록 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 리트랙터 장치(5a)에 관한 것이다.FIG. 8 shows a
즉, 상술한 제1실시예에서는 스풀(10) 내부에 자기유변 유체를 충진하기 위해 스풀(10)이 밀봉된 구조로 이루어져 있지만, 본 발명의 제2실시예는 스풀(10)의 내부를 밀봉하지 않고, 원형의 토션바(30a) 외주연에 자기유변체, 바람직하게는 자화성 입자가 코팅되거나 함침된 판상형상의 패드 또는 얇은 박막구조로 이루어진 필름형태의 자기유변체를 접착시킨 구성으로 이루어진다.That is, in the above-described first embodiment, the
물론, 상기 시트벨트 웨빙(10)의 말단이 결합되고, 정·역회전에 따라 상기 시트벨트 웨빙(10)을 권취하거나 풀리도록 회전가능하게 하우징(100)의 내측에 중공구조의 스풀(10)이 설치되고, 상기 스풀(100)에는 전원공급시 일정한 전류가 흐르는 도전체(20)로 코일이 설치된 구성을 포함한다.Of course, the end of the
또한, 상기 스풀(10)의 내측 중심부에 관통 설치되어 양단이 하우징(100)에 회전가능하도록 토션바(30a)가 고정 설치되고, 승객의 거동을 센싱하여 피드백 신호에 따라 상기 스풀(10)의 외주연에 감긴 도전체(30)에 흐르는 전류의 제기를 제어하여 상기 스풀(10) 내부의 자기장세기를 제어하는 컨트롤모듈과 센서유닛트 등도 포함하여 구성된다.In addition, the torsion bar 30a is fixedly installed to penetrate the inner center of the
본 발명의 실시예에 적용된 자기유변 탄소중합체는 서로 다른 탄소 원자가 강하게 결합되어 있는 탄소중합체의 소재에 자화성 입자가 함침되거나 코팅된 구성으로 이루어져 내마모성과 내식성이 우수하여 반영구적인 사용이 가능하다.The magnetorheological carbon polymer applied to the embodiment of the present invention is composed of a structure in which magnetizable particles are impregnated or coated on a material of a carbon polymer having strongly bonded different carbon atoms, and thus, semipermanent use is possible because of excellent wear resistance and corrosion resistance.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예는 상술한 제1실시예와 마찬가지로 차량 충돌에 따른 급속한 차속 감소시에 시트벨트 웨빙(10)에 가해지는 탑승자의 행동특성, 즉 관성력에 의해 시트벨트 웨빙(10)에 가해지는 작동하중값이 설정된 기준치 이상으로 작용하거나, 차속의 속도변화가 설정된 기준치 이상으로 변하는 경우, 별로로 구비된 센서유닛트에서 일정한 전기적 신호를 발생하여 상기 컨트롤모듈측으로 보내게 되고, 신호를 받은 컨트롤모듈에서는 신호에 맞는 전류를 스풀(10)의 외주연에 도전체(20)로 흘러 보내게 된다.The second embodiment of the present invention configured as described above is similar to the first embodiment described above, and the seat belt webbing (ie, inertia) is applied to the
상기 스풀(10)에 감긴 상기 도전체(20)에 전류가 흐르게 되면 전류가 흐르는 수직방향인 스풀(10)의 내측에 자기장이 형성되고, 스풀(10) 내부의 자기장 형성으로 토션바(30)의 외주연에 접착된 판상구조의 탄소중합체로 이루어진 자기유변체(40a)는 대전되어 전하의 배열을 통해 탄소중합체가 전단항복응력이 변화되어 외부에서 가해지는 전단력에 대한 저항을 갖게 됨으로써 토션바(30)의 변형을 제어함으로써 적절한 시트벨트의 구속환경을 제공한다.When a current flows through the
한편, 도 9 및 도 10은 종래의 리트랙터 장치와 상술한 본 발명의 실시예에 따른 자기유변체를 이용한 시트벨트 리트랙터 장치가 적용된 경우, 토션바의 특성과 승객이 받는 상해치를 알아보기 위해 컴퓨터 해석을 사용하여 실험한 그래프이다.On the other hand, Figure 9 and Figure 10 is a conventional retractor device and when the seat belt retractor device using the magnetorheological body according to the embodiment of the present invention described above, to find out the characteristics of the torsion bar and the injury to the passenger Experimental graph using computer analysis.
실험조건은 신차의 정면충돌시험 기준인 48km/h 보다 15% 빠른 56km/h(35 mph)로 정면충돌시 승객이 받는 머리와 흉부의 충격량을 기준으로 하였다.The test conditions were 56km / h (35 mph), which is 15% faster than 48km / h, which is based on the frontal crash test of new cars.
즉, 도 9의 (a), (b)는 종래의 토션바를 이용한 리트랙터 장치에서 토션바의 특성을 나타낸 것이다.That is, (a) and (b) of FIG. 9 show the characteristics of the torsion bar in the retractor device using the conventional torsion bar.
도 9(a)의 싱글 L/L 타입은 특정하중값에 토션바의 항복응력이 셋팅되어 특정하중이 작용할 경우 토션바에 일정한 변위가 발생되는 것을 보여주고 있고, The single L / L type of FIG. 9 (a) shows that the yield stress of the torsion bar is set to a specific load value so that a certain displacement occurs in the torsion bar when a specific load is applied.
도 9(b)의 디그레시브(Degressive) L/L 타입은 특정하중 작용시에 토션바의 비틀림이 순간적으로 작용하고, 그 이후부터는 최초 항복응력 이하의 응력에서 균일한 변위를 발생되는 것을 보여주고 있다.The progressive L / L type of FIG. 9 (b) shows that the torsion bar torsion acts momentarily under a specific load, and thereafter, a uniform displacement occurs at a stress below the initial yield stress. have.
한편, 도 9(c) 및 도 9(d)는 본 발명에 적용된 실시예와 같이 승객의 조건에 따른 하중레벨이나 패턴 및 크기의 조절이 가능한 예를 도시하고 있다.On the other hand, Figure 9 (c) and Figure 9 (d) shows an example capable of adjusting the load level, pattern and size according to the conditions of the passenger as in the embodiment applied to the present invention.
즉, 도 9(c)의 경우, 토션바의 비틀림 변위 특성은 동일하지만 승객의 조건에 따라 토션바의 비틀림 항복응력에 대응하는 하중값을 충돌 가혹도에 따라 조절할 수 있는 것이고, 도 9(d)의 경우에는 승객의 하중 패턴 및 크기를 연속적으로 조절할 수 있는 예를 나타낸 것이다.That is, in the case of FIG. 9C, the torsion bar has the same torsional displacement characteristics, but the load value corresponding to the torsion yield stress of the torsion bar can be adjusted according to the collision severity according to the passenger's condition. ) Shows an example where the load pattern and size of the passenger can be continuously adjusted.
도 9(c) 및 도 9(d)의 그래프에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 리트랙터 장치는 자기유변 성질을 이용하여 승객의 다양한 하중조건이나 충돌 가혹도에 따라 하중 레벨 및 크기를 반능동 및 능동적으로 제어할 수 있는 장점을 제공할 수 있는 것이다.As shown in the graphs of FIGS. 9 (c) and 9 (d), the retractor device according to the embodiment of the present invention uses magnetorheological properties to determine the load level and the load according to various load conditions or crash severity of the passenger. It can provide the advantage of controlling the size semi-active and active.
또한, 도 10은 종래의 리트랙터와 본 발명의 실시예에 따른 리트랙터를 적용한 충돌시험시 승객이 받은 충격량에 따른 주요 부위의 상해치 및 그 기준값을 그래프로 도시한 것이다.In addition, Figure 10 is a graph showing the injury value and the reference value of the main portion according to the amount of impact received by the passenger during the collision test applying the conventional retractor and the retractor according to the embodiment of the present invention.
즉, 도 10(a)의 경우 각 속도별로 상술한 여러 형태의 리트랙터를 설치하여 차량 충돌시험시 승객이 받는 충격량을 측정하여 점수로 환산한 것으로, 본 발명의 실시예(Semi-active, Active형)의 경우 종래의 리트랙터(Single, Degressive L/L)가 설치된 예보다 그 점수가 높게 나와 본 발명의 실시예에 따른 리트랙터를 적용할 경우 승객의 안전성이 높아지는 것을 알 수 있다.That is, in the case of Figure 10 (a) by installing the above-mentioned retractor of each type for each speed to measure the amount of impact received by the passenger during the vehicle crash test converted into a score, an embodiment of the present invention (Semi-active, Active Type), the score is higher than that of a conventional retractor (Single, Degressive L / L) is installed, it can be seen that the safety of the passenger is increased when applying the retractor according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 10(b)의 경우, 승객의 머리 상해치(HIC)를 도표로 나타낸 것으로, 본 발명의 실시예(semi-active, active형)의 리트랙터를 적용한 경우, 최고의 가중치를 가한 경우에도 그 최대값이 액티브(35mph, 120%)의 경우 400 이하의 값을 나타내어, 통상 자동차 안전기준에서 정한 충돌시험에서 머리 상해치가 400 이하의 값을 갖는 경우 충돌시 승객의 뇌 상해치가 1% 미만으로 나타난다는 실험결과에 비추어보더라도 그 성능이 매우 우수함을 알 수 있다.In addition, in the case of Fig. 10 (b), the head injury value (HIC) of the passengers are shown in the diagram, even when the retractor of the embodiment of the present invention (semi-active, active type) is applied, even if the highest weight is applied. When the maximum value is active (35 mph, 120%), the value is 400 or less.In case of the head injury value of 400 or less in the crash test set by the automobile safety standard, the passenger's brain injury value is less than 1% at the time of collision. In light of the experimental results, it can be seen that the performance is very good.
또한, 도 10(c)의 경우에는 차량의 무게중심위치에서 승객의 안전도를 측정한 것으로, 종래의 리트랙터에 비해 본 발명의 실시예에 따른 리트랙터의 값이 비교적 낮은 값으로 나타나 안정성이 우수하다는 것을 알 수 있다.
In addition, in the case of Figure 10 (c) measured the safety of the passenger at the center of gravity of the vehicle, compared to the conventional retractor, the value of the retractor according to the embodiment of the present invention is relatively low value is excellent in stability You can see that.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나,본 발명의 권리범위는 상술한 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 실시가 가능하며, 이러한 변형된 실시 또한 첨부된 청구범위에 속하는 것은 당연하다.As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and has a general knowledge in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Various implementations are possible by those skilled in the art, and such modifications are within the scope of the appended claims.
5, 5a : 리트랙터
10 : 스풀 20 : 도전체
30, 30a : 토션바 40, 40a : 자기유변체
100 : 하우징 200 : 시트벨트 웨빙5, 5a: Retractor
10: spool 20: conductor
30, 30a:
100
Claims (8)
상기 스풀의 내측 중심부에 관통 설치되는 토션바;
상기 스풀에 권취되어 전원공급시 일정한 전류가 흐르는 도전체; 및
상기 도전체의 전류 도통시 스풀 내부에 형성된 자기장으로 자성물질이 대전되어 상기 토션바의 회전력을 제어하도록 상기 토션바와 스풀 사이에 채워지는 자기유변체;를 포함하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.An airtight hollow spool, the end of which is fixed to the outer circumference of the seat belt webbing;
A torsion bar installed through the inner center of the spool;
A conductor wound by the spool and having a constant current flowing when the power is supplied; And
The magnetic belt is charged between the torsion bar and the spool so that the magnetic material is charged to the magnetic field formed inside the spool during the current conduction of the conductor to control the rotational force of the torsion bar; .
상기 토션바는 톱니형 돌기구조의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.The method according to claim 1,
The torsion bar is a seat belt retractor device using a magnetic rheology, characterized in that formed in the shape of a toothed projection structure.
상기 도전체는 승객의 거동을 센싱하여 피드백된 신호에 따라 전류의 세기가 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.The method according to claim 1 or 2,
The conductor is a seat belt retractor device using a magnetic fluid, characterized in that configured to control the strength of the current according to the feedback signal by sensing the behavior of the passenger.
상기 도전체는 승객의 거동을 센싱하는 센서유닛트 및 상기 센서유닛트에서 피드백된 신호에 따라 전류의 센기를 조절하는 컨트롤모듈에 의해 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.The method according to claim 3,
The conductor is a seat belt retractor device, characterized in that it is configured to be controlled by a sensor unit for sensing the behavior of the passenger and a control module for adjusting the sensor of the current according to the signal fed back from the sensor unit.
상기 스풀의 내측 중심부에 관통 설치되는 토션바;
상기 스풀에 권취되어 전원공급시 일정한 전류가 흐르는 도전체; 및
판상의 패드형상 또는 필름형상으로 이루어져 상기 도전체에 전류 도통시 스풀 내부에 형성된 자기장으로 자성물질이 대전되어 상기 토션바의 회전력을 제어하도록 상기 토션바의 외주연에 접착되는 자화성 입자를 함유한 자기유변체;를 포함하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.An airtight hollow spool, the end of which is fixed to the outer circumference of the seat belt webbing;
A torsion bar installed through the inner center of the spool;
A conductor wound by the spool and having a constant current flowing when the power is supplied; And
It consists of a plate-shaped pad or film and contains magnetizable particles adhered to the outer periphery of the torsion bar to control the rotational force of the torsion bar by charging a magnetic material with a magnetic field formed inside the spool when the current is conducted to the conductor. Seat belt retractor device using a magnetorheological comprising a magnetorheological.
상기 자기유변체는 판상의 패드나 박막의 필름형태로 이루어져 자화성 입자가 함침되거나 코팅된 탄소중합체로 구성된 것을 특징으로 하는 자기 유변체를 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.The method according to claim 5,
The magnetorheological member is made of a plate-like pad or a thin film form of a seat belt retractor device using a magnetic rheology, characterized in that composed of a carbon polymer impregnated or coated with magnetizable particles.
상기 도전체는 승객의 거동을 센싱하여 피드백된 신호에 따라 전류의 세기가 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.The method according to claim 5 or 6,
The conductor is a seat belt retractor device using a magnetic fluid, characterized in that configured to control the strength of the current according to the feedback signal by sensing the behavior of the passenger.
상기 도전체는 승객의 거동을 센싱하는 센서유닛트 및 상기 센서유닛트에서 피드백된 신호에 따라 전류의 센기를 조절하는 컨트롤모듈에 의해 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자기유변을 이용한 시트벨트 리트랙터 장치.The method of claim 7,
The conductor is a seat belt retractor device, characterized in that it is configured to be controlled by a sensor unit for sensing the behavior of the passenger and a control module for adjusting the sensor of the current according to the signal fed back from the sensor unit.
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