KR20150125940A - 전동식 권취 보조 기구를 구비한 벨트 리트랙터 및 벨트 리트랙터용 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법 - Google Patents

전동식 권취 보조 기구를 구비한 벨트 리트랙터 및 벨트 리트랙터용 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 권취 방향으로 스프링에 의해서 프리텐션을 받고 벨트 리트랙터의 프레임(3) 내에 회전할 수 있도록 지지 된 벨트 샤프트(1)를 포함하며, 이 벨트 샤프트 상에 벨트 끈(2)이 감길 수 있는, 전동식 권취 보조 기구(4)(electromotive winding aid)를 구비한 벨트 리트랙터(belt retractor)에 관한 것으로서, 이 경우 전동식 권취 보조 기구(4)는 벨트 끈 후퇴 속도(belt-strap-retraction-speed; BRS)에 따라서 구동될 수 있다.

Description

전동식 권취 보조 기구를 구비한 벨트 리트랙터 및 벨트 리트랙터용 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법{BELT RETRACTOR WITH AN ELECTROMOTIVE WINDING AID AND METHOD FOR ACTIVATING AN ELECTROMOTIVE WINDING AID FOR A BELT RETRACTOR}
본 발명은, 청구항 1의 전제부의 특징들을 갖는 전동식 권취 보조 기구를 구비한 벨트 리트랙터, 및 청구항 6의 전제부의 특징들을 갖는, 벨트 리트랙터용 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
전동식 구동 장치를 구비한 벨트 리트랙터는 특히, 작동 중에 예비-사고 단계에서 존재하는 벨트 풀림부를 안전 벨트 장치의 안전 벨트로부터 밖으로 끌어내는 가역적인 벨트 타이트너(belt tightener)로서 공지되어 있다.
더 나아가, 독일 특허 DE 43 32 205 C2호에는 또한, 안전 벨트를 대기 위치(stand-by position)로 복원하기 위해 사용하는 것도 공지되어 있다. 이때, 전동식 구동 장치는 벨트 텅(belt tongue)의 삽입 상태에 따라서 구동된다.
벨트 리트랙터 내에는 또한 리턴 스프링(return spring)이 제공되어 있으며, 이 리턴 스프링은 전동식 권취 보조 기구의 작용과 무관하게, 견인력(retraction force)을 안전 벨트에 가한다. 이와 같은 견인력은 안락감의 이유에서, 안전 벨트를 맨 상태에서는 가급적 적어야만 하며, 그럼에도 이 경우에는 안전 벨트를 푼 상태에서 안전 벨트가 준비 위치로 신뢰할만하게 감기도록 보장되어야만 한다.
또한, 리턴 스프링이 원칙적으로는 노후화 공정을 거치기 때문에, 결과적으로 리턴 스프링의 견인력은 수명이 증가함에 따라 그리고 이로 인해 야기되는 다수의 사용 사이클에 따라 감소하게 된다.
본 발명의 한 가지 과제는, 사용 안락감을 증가시키고, 다수의 사용 사이클 후에도 계속해서 리턴 스프링의 견인력과 무관하게, 안전 벨트가 준비 위치로 감기는 동작을 가능하게 하는, 전동식 권취 보조 기구를 구비한 벨트 리트랙터를 제조하는 것이다. 본 발명의 또 다른 과제는, 벨트 끈이 준비 위치로 감기는 동작을 개선시킬 수 있는, 벨트 리트랙터용 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명에 따라 청구항 1의 특징들을 갖는 벨트 리트랙터 및 청구항 6의 특징들을 갖는 방법이 제안된다. 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항들, 도면들 및 관련 설명 부분으로부터 추론될 수 있다.
본 발명의 기본적인 아이디어에 따라, 전동식 권취 보조 기구가 벨트 끈 후퇴 속도(belt-strap-retraction-speed; BRS)에 따라서 구동될 수 있는 것이 제안된다. 이 벨트 끈 후퇴 속도는, 직접적으로 견인 동작을 특징짓고 리턴 스프링의 견인력으로부터 결과적으로 나타나는 특성 값이다. 리턴 스프링이 필요한 견인력을 행사할 수 없는 경우 그리고 그로 인해 벨트 끈 후퇴 속도가 사전에 결정된 한계 값을 초과하지 않는 경우에는, 전동식 권취 보조 기구가 벨트 끈의 권취 동작을 지원하기 위하여 작동됨으로써, 결과적으로 이 경우에도 벨트 끈은 확실하게 감기게 된다.
또한, 전동식 권취 보조 기구가 이 권취 보조 기구의 전류 소비에 따라서 구동될 수 있는 것도 제안된다. 차량 탑승자가 벨트 끈을 예컨대 꽉 쥐고 있어서 권취 동작이 능동적으로 저지되는 경우에는, 권취 보조 기구의 전류 소비가 사전에 결정된 한계 값 위로 증가한다. 이 경우에 권취 보조 기구는 자기 자신을 보호하기 위해 정지 상태로 된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시 예에 따라, 다양한 구동 프로파일이 저장되어 있는 기억 유닛을 제공하는 것이 제안되며, 이 경우 전동식 권취 보조 기구는 벨트 리트랙터의 사전에 결정된 사용 사이클의 초과 여부에 따라서 그리고/또는 감지된 주변 온도에 따라서 상이한 구동 프로파일에 따라 구동될 수 있다. 리턴 스프링의 견인력은 사용 사이클의 횟수가 증가함에 따라 노후화 현상으로 인해 감소하고, 또한 주변 온도에도 의존한다고 밝혀졌다. 이와 같은 견인력의 변동을 보상하기 위하여 기억 유닛 내에는 다양한 구동 프로파일이 저장되어 있으며, 이들 구동 프로파일은 추후에 상응하는 특성 값을 감지할 때에 권취 보조 기구를 구동시키기 위해서 이용된다. 이들 구동 프로파일이 예컨대 다양한 견인력 또는 견인력 파형까지도 포함할 수 있음으로써, 결과적으로 리턴 스프링의 견인력과 권취 보조 기구의 견인력으로부터 산출되는 전체 견인력은 추후에 리턴 스프링의 노후화 현상 및 주변 온도와 무관하게 일정하거나 사전에 결정된 파형에 상응하게 된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 전동식 권취 보조 기구가 추가로, 벨트 잠금 장치(belt lock) 내에서 로킹(locking)될 수 있는 벨트 텅의 삽입 상태에 따라서도 구동될 수 있는 것이 제안된다. 벨트 텅의 삽입 상태에 의해서는, 안전 벨트를 매고 푸는 동작이 확실하게 검출될 수 있다. 또한, 벨트 텅의 삽입 상태가 변경됨으로써, 총합에서 리턴 스프링의 노후화 상태에 대한 간접적인 추론을 가능하게 하는 사용 사이클이 각각 추론될 수 있다.
또한, 벨트 리트랙터가 권선 방향으로 벨트 샤프트에 프리텐션(pretension)을 가하는 리턴 스프링을 구비하고, 이 리턴 스프링이 1 N 미만의 견인력(return force)을 갖는 것도 제안된다. 제안된 바와 같은 적은 견인력은 차량 탑승자를 위한 안전 벨트의 매우 편안한 착용 안락감을 가능하게 하며, 이 경우 적은 견인력은 추후에 벨트 끈을 뒤로 끌어당기기 위한 권취 보조 기구에 의한 지원에 의해서 더 높은 견인력으로 증가하게 되고, 벨트 끈은 확실하게 준비 위치로 감기게 된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 벨트 잠금 센서가 로킹 된 벨트 텅을 감지하지 않고, 벨트 끈 후퇴 속도를 감지하기 위한 센서 장치가 사전에 결정된 한계 값 아래에 놓여 있는 벨트 끈 후퇴 속도를 감지할 때에 전동식 권취 보조 기구가 작동하게 되는, 벨트 리트랙터의 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법도 제안된다.
로킹 되지 않은 벨트 텅에 의해서는, 제1 단계에서 안전 벨트가 풀어진 상태가 검출될 수 있다. 이때 벨트 끈 후퇴 속도가 사전에 결정된 한계 값을 초과하지 않으면, '리턴 스프링의 견인력이 벨트 끈을 준비 위치로 감기에 충분하지 않다'라는 상황이 추론될 수 있다. 이 경우에 권취 보조 기구가 작동되고, 벨트 끈은 권취 보조 기구의 지원에 의해서 확실하게 감긴다.
또한, 벨트 끈 후퇴 속도를 감지하기 위한 센서 장치가 사전에 결정된 한계 값 아래에 놓여 있는 벨트 끈 후퇴 속도를 감지하고/감지하거나 전동식 권취 보조 기구의 전류 소비가 사전에 결정된 한계 값을 초과할 때에 전동식 권취 보조 기구가 정지되는 것도 제안된다. 벨트 끈 후퇴 속도의 사전에 결정된 한계 값에 미달 됨으로써는, 예컨대 준비 위치에 도달했다는 것이 감지될 수 있는데, 그 이유는 벨트 끈 후퇴 속도가 준비 위치에서는 0이고, 준비 위치에 도달하기 직전에 매우 강하게 감소하여 사전에 결정된 한계 값에 미달 되기 때문이다. 대안적으로는, 차량 탑승자가 안전 벨트를 예컨대 꽉 쥐고 있음으로써 권취 보조 기구의 전류 소비가 사전에 결정된 한계 값을 초과할 때에도 권취 보조 기구가 정지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시 예에 따라, 벨트 리트랙터의 벨트 샤프트에 권취 방향으로 프리텐션을 가하는 리턴 스프링의 노후화 상태를 특징짓는 특성 값들을 감지하기 위한 센서 장치가 제공되어 있고, 전동식 권취 보조 기구가 리턴 스프링의 노후화 상태에 따라서 상이한 구동 프로파일에 따라 구동되는 것이 제안된다. 이 센서 장치는 예컨대 벨트 잠금 센서일 수 있는데, 이러한 벨트 잠금 센서의 삽입 과정들은 평가 유닛 내에서 계수(counting) 된다. 또한, 이 센서 장치는 리턴 스프링 자체를 지향하는 위치 센서일 수 있는데, 이러한 위치 센서는 리턴 스프링의 위치를 감지한다. 감지된 특성 값 또는 사용 사이클에 의해서 직접적으로 또는 간접적으로 리턴 스프링의 노후화 현상 및 약해지는 견인력이 추론될 수 있는 경우에, 이와 같은 약해지는 견인력은 권취 보조 기구의 구동에 의하여, 이러한 경우를 위해 개별적으로 제공된 구동 프로파일을 이용해서 보상된다. 이와 같은 구동 프로파일은 일정한 인수(factor)만큼 증가된 권취 보조 기구의 견인력에 의해서 형성될 수 있거나, 권취 보조 기구에 의해 가해진 견인력의 개별적으로 매칭된 파형에 따라 변경된 특징에 의해서도 형성될 수 있다.
또한, 주변 온도를 감지하기 위한 센서 장치가 제공되어 있고, 전동식 권취 보조 기구가 주변 온도에 따라서 상이한 구동 프로파일에 따라 구동되는 것도 제안된다. 주변 온도에 의해서는, 리턴 스프링의 견인력이 또한 자신의 노후화 상태와 무관하게 변경될 수도 있다. 이와 같은 견인력의 변동은 추후에 권취 보조 기구에 의한 리턴 동작의 상응하는 지원에 의해서, 벨트 끈이 재차 사전에 결정된 최소 견인력에 의해서 확실하게 감길 정도까지 보상될 수 있다.
본 발명은, 첨부된 도면들을 참고하는 한 바람직한 실시 예를 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 이때:
도 1은 전동식 권취 보조 기구를 구비한 본 발명에 따른 벨트 리트랙터를 보여주며;
도 2는 제어 장치를 구비한, 개략적으로 도시된 권취 보조 기구를 보여주고;
도 3은 권취 보조 기구를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 구동 로직(activating logic)을 보여주며; 그리고
도 4는 권취 보조 기구를 정지시키기 위한 본 발명에 따른 구동 로직을 보여준다.
도 1에는, 프레임(3) 내에 회전할 수 있게 지지 되어 있고 2개의 부분으로 구성된 벨트 샤프트(1)를 구비한 벨트 리트랙터가 도시되어 있으며, 이때 벨트 샤프트는 2개의 부분 사이에 배치된 힘 제한 장치를 구비하고 있다. 2개의 부분으로 구성된 벨트 샤프트(1)의 벨트 샤프트 몸체 상에 안전 벨트 장치의 벨트 끈(2)이 감길 수 있는 한편, 벨트 샤프트(1)의 다른 부분이 차량 감지 방식으로 그리고/또는 벨트 끈 감지 방식으로 구동될 수 있는 차단 장치의 구동에 의해 프레임(3) 내에서 차량에 고정된 상태로 로킹 될 수 있음으로써, 결과적으로 벨트 샤프트 몸체는 감긴 벨트 끈(2)에 연결되어 다만 힘 제한 장치의 작동에 의해서만 벨트 끈 인출 방향으로 회전할 수 있게 된다. 2개의 부분으로 구성된 벨트 샤프트(1)는 또한 스프링 카세트(7) 내에 고정된 리턴 스프링(12)을 통해서도 권취 방향으로 프리텐션을 받으며, 이 리턴 스프링은 0.5 내지 1.0 N의 견인력을 갖는 매우 약한 리턴 스프링으로서 설계되어 있다.
안전 벨트 장치는 또한 벨트 끈(2) 상에서 이동할 수 있게 가이드 되는 벨트 텅, 차량에 단단히 고정된 벨트 잠금 장치, 차량에 단단히 고정되어 있고 벨트 끈의 자유 단부를 차량 구조물에 고정시키기 위한 단부 브래킷(end bracket) 및 필요에 따라서는 차량에 단단히 고정된 방향 전환 장치를 포함한다. 전술된 안전 장치의 개별 부분들은 도면에 도시되어 있지 않지만, 선행 기술에 공지된 것으로서 간주 될 수 있다.
또한, 벨트 리트랙터의 프레임(3)에는 전동기 형태의 전동식 권취 보조 기구(4)가 제공되어 있으며, 이 권취 보조 기구는 변속기(6)(transmission)를 통해서 벨트 샤프트(1)에 결합 될 수 있다. 변속기(6)에는 권취 보조 기구(4)를 구동시키기 위한 제어 장치(8)가 제공되어 있으며, 이 제어 장치는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 벨트 잠금 장치 내에서 벨트 텅의 로킹 상태(BS)를 검출하기 위한 센서 장치(11), 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)를 감지하기 위한 센서 장치(10) 및 주변 온도를 감지하기 위한 센서 장치(13)와 신호 기술적으로 연결되어 있다. 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)를 감지하기 위한 센서 장치(10)는 예컨대 벨트 샤프트 몸체와 일체로 회전하도록 연결된 자기 휠에 의해서 형성될 수 있으며, 이때 이 자기 휠은 상이하게 정렬되어 있는 그리고 상기 자기 휠을 지향하는 홀 센서를 구비한 복수의 개별 자석을 구비하고 있다. 제어 장치(8) 내에는 또한 기억 유닛(9)이 제공되어 있으며, 이 기억 유닛 내에는 다양한 구동 프로파일이 저장되어 있다. 이들 구동 프로파일은, 벨트 샤프트(1)의 권취 방향으로 작용을 하는 상이한 견인력을 발생시키기 위해 전동식 권취 보조 기구(4)를 위한 개별적인 구동 데이터를 포함할 수 있다. 이 경우 다양한 구동 프로파일 내에서는 견인력의 높이뿐만 아니라 파형도 상이할 수 있다. 또한, 구동 프로파일이 상이한 견인력을 갖는 상이한 리턴 스프링(12)에 맞추어 설계될 수도 있음으로써, 결과적으로 권취 보조 기구(4)는 또한 상이한 리턴 스프링(12)을 구비한 벨트 리트랙터용으로도 사용될 수 있다.
이때에는 전동식 권취 보조 기구(4)가 바람직하게 벨트 샤프트(1)에 또는 리턴 스프링(12)의 내부 단부에 직접 결합 되어 있음으로써, 결과적으로 리턴 스프링(12)과 권취 보조 기구(4)는 동시에 벨트 샤프트(1)에 작용하게 된다. 그럼으로써, 리턴 스프링(12) 및 권취 보조 기구(4)에 의해 벨트 샤프트(1)에 가해지는 견인력이 가산되며, 이로써 권취 보조 기구(4) 또는 리턴 스프링(12)이 고장인 경우에도 항상 벨트 끈(2)에 작용을 하는 적은 견인력이 존재하게 된다.
도 3 및 도 4에는, 권취 보조 기구(4)를 작동 및 정지시키기 위한 제어 장치(8) 내에서 실행되는, 본 발명에 따른 방법의 구동 로직이 도시되어 있다.
권취 보조 기구(4)는, 센서 장치(11)가 로킹 장치에 접속된 상태에서 로킹 되지 않은 벨트 텅을 검출함으로써 BS = 1의 값이 BS = 0으로 설정되는 동시에, 사전에 결정된 제1 한계 값(X1) 아래에 놓여 있는 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)가 감지될 때에 작동된다. 권취 보조 기구(4)의 작동은 결과(ESTART)로서 도시되어 있다. 기준들 중에 한 가지가 충족되지 않으면, 벨트 끈은 오로지 리턴 스프링(12)에 의해서만 후퇴된다. 이와 같은 질문의 결과는 BP로 특징 지워져 있다.
권취 보조 기구(4)가 작동된 후에, 이 권취 보조 기구(4)는 도 4에 도시된 질문 로직에 따라 재차 정지된다.
권취 보조 기구(4)의 전류 소비(IM)가 사전에 결정된 제1 한계 값(Y)을 초과하거나, 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)가 사전에 결정된 제2 한계 값(X2)에 미달 될 때에는 권취 보조 기구(4)가 정지된다. 기준들 중에 한 가지도 충족되지 않은 경우에는, 권취 보조 기구(4)가 구동되지 않고, 권취 보조 기구(4)의 작동된 상태가 변경되지 않음으로써, 결과적으로 벨트 끈은 계속해서 권취 보조 기구(4)에 의해 준비 위치로 감기게 된다. 이 상태는 BP로서 특징 지워져 있다. 기준들 중에 한 가지가 충족된 경우에는, 권취 보조 기구(4)가 정지된다. 이와 같은 정지 상태는 도 4에 결과(ESTOP)로서 특징 지워져 있다.
이때, 권취 보조 기구(4)의 구동은 한 사이클 후에 이루어지는데, 다시 말해 도 3에 도시된 다이어그램에 따른 구동 로직은, 벨트 끈이 반복적으로 인출된 후에 그리고 벨트 텅이 벨트 잠금 장치 내에서 로킹 된 후에 이 벨트 텅의 삽입 상태에 대한 값이 BS = 1의 값으로 설정될 때에 비로소 질문을 받는다.

Claims (9)

  1. 권취 방향으로 스프링에 의해서 프리텐션(pretension)을 받고 벨트 리트랙터의 프레임(3) 내에 회전할 수 있도록 지지된 벨트 샤프트(1)를 포함하며, 상기 벨트 샤프트 상에 벨트 끈(2)이 감길 수 있는, 전동식 권취 보조 기구(4)를 구비한 벨트 리트랙터(belt retractor)로서,
    - 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 벨트 끈 후퇴 속도(belt-strap-retraction-speed; BRS)에 따라서 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 상기 전동식 권취 보조 기구(4)의 전류 소비(IM)에 따라서 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    - 다양한 구동 프로파일이 저장되어 있는 기억 유닛(9)이 제공되며, 그리고
    - 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 벨트 리트랙터의 미리 결정된 사용 사이클의 초과 상태에 따라서 그리고/또는 감지된 주변 온도에 따라서 상이한 구동 프로파일에 따라 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 벨트 잠금 장치 내에서 로킹 될 수 있는 벨트 텅(belt tongue)의 삽입 상태(BS)에 따라 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 벨트 리트랙터가 상기 벨트 샤프트(1)에 권취 방향으로 프리텐션을 가하는 리턴 스프링(12)을 구비하며, 상기 리턴 스프링(return spring)이 1 N 미만의 견인력(return force)을 갖는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
  6. 벨트 리트랙터의 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법에 있어서,
    - 벨트 잠금 센서가 로킹 된 벨트 텅(belt tongue)을 감지하지 않을 때에는 전동식 권취 보조 기구(4)가 작동되며,
    - 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)를 감지하기 위한 센서 장치는 사전에 결정된 제1 한계 값(X1) 아래에 놓여 있는 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)를 감지하는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터의 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    - 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)를 감지하기 위한 센서 장치(10)가 미리 결정된 제2 한계 값(X2) 아래에 놓여 있는 벨트 끈 후퇴 속도(BRS)를 감지하고/감지하거나
    - 전동식 권취 보조 기구(4)의 전류 소비(IM)가 미리 결정된 한계 값을 초과할 때에, 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 정지되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터의 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    - 벨트 리트랙터의 벨트 샤프트(1)에 권취 방향으로 프리텐션을 가하는 리턴 스프링(12)의 노후화 상태(aging status)를 특징짓는 특성 값들을 감지하기 위한 센서 장치를 구비하며, 그리고
    - 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 리턴 스프링(12)의 노후화 상태에 따라서 상이한 구동 프로파일에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터의 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 주변 온도를 감지하기 위한 센서 장치(13)가 제공되며, 그리고
    - 상기 전동식 권취 보조 기구(4)가 주변 온도에 따라서 상이한 구동 프로파일에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터의 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법.
KR1020157023099A 2013-02-26 2014-02-25 전동식 권취 보조 기구를 구비한 벨트 리트랙터 및 벨트 리트랙터용 전동식 권취 보조 기구를 구동시키기 위한 방법 KR102164608B1 (ko)

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