KR20160114836A - 회전지지부재가 구비된 프리텐셔너 - Google Patents

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KR20160114836A
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Abstract

본 발명은 랙기어의 치합이 보다 원할하게 일어날 수 있는 회전지지부재가 구비된 프리텐셔너에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용공간이 형성된 하우징, 상기 수용공간에 구비되며, 시트벨트의 웨빙이 감기는 스풀의 회전축에 연결되어 상기 스풀의 회전에 따라 회전되는 피니언기어, 외부로부터의 충격에 따라 폭발력을 발생시키는 가스 제네레이터, 일측이 상기 가스 제네레이터와 연결되고, 타측은 개구부가 형성되어 상기 수용공간에 연결되는 이송관, 상기 수용공간 내부에 이동 가능하게 상기 원호의 일부를 형성하도록 만곡된 형태로 고정부에 의해 고정된 상태로 구비되며, 상기 가스 제네레이터 폭발력에 의해 이동되면서 상기 피니언기어와 치합되어 피니언 기어를 회전시키도록 구비 곡률중심측을 향하여 기어치가 형성된 렉기어, 상기 수용공간 내부에 형성되며, 상기 렉기어의 이동경로를 안내하는 가이드를 포함하는 프리텐셔너가 제공된다.

Description

회전지지부재가 구비된 프리텐셔너{Pre-Tensioner Having Rotating Surpporting member}
본 발명은 프리텐셔너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 랙기어의 치합이 보다 원할하게 일어날 수 있는 회전지지부재가 구비된 프리텐셔너에 관한 것이다.
차량 또는 기구에 사람이 탑승하는 경우, 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌에 의하여 상기 탑승한 사람이 상기 차량 또는 기구에서 이탈하는 것을 방지하기 위하여, 여러 가지의 안전장치가 마련된다.
그 중에서 대표적인 것이 시트 벨트(Seat Belt)로서, 상기 시트 벨트를 이용하여 상기 차량 또는 기구에 탑승한 사람의 하복부와 흉부를 시트에 안정되게 고정한다. 그러나 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌의 정도가 기준 이상으로 증가하여 시트 벨트가 제 기능을 하지 못하는 경우가 종종 발생하기도 하며, 이와 같은 경우 상기 차량 또는 기구에 탑승한 사람의 안전을 해하게 된다.
따라서 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌의 정도가 큰 경우에도 시트 벨트가 제 기능을 발휘하도록 다양한 기술이 개발되고 있다. 그 중에서도 현재 각광받고 있는 기술이 리트랙터(Retractor)이다.
그리고 상기 리트랙터에는 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌 시 시트 벨트의 웨빙(Webbing)을 인입시킴으로써 시트 벨트의 기능 및 효과를 높여주는 프리텐셔너(Pre-Tensioner)와, 프리텐셔너가 작동한 이후에 웨빙이 더 이상 인출되지 못하도록 스풀의 일측을 록킹시키는 ELR 작동부(Emergency Locking Retractor Operating Part)가 구비될 수 있다.
이러한 프리텐셔너와 ELR 작동부의 작동은 차량의 충돌성능을 표현하는 그래프, 즉 도 1에 도시된 탑승자의 신체에 인가되는 하중 변화를 나타낸 그래프를 통해 확인될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 차량의 충돌성능을 표현하는 하중 변화 그래프(R)는 프리텐셔너가 선행 작동할 때 탑승자에게 작용하는 하중곡선과, ELR 작동부가 후행 작동할 때 탑승자에게 작용하는 하중곡선으로 표현되며, 이를 통해 프리텐셔너와 ELR 작동부의 작동을 확인할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 1을 참조하면서 프리텐셔너와 ELR 작동부의 작동을 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 프리텐셔너는 가스가 폭발할 때 발생되는 에너지를 이용하여 실린더 내에 위치한 피스톤을 작동시키고, 상기 피스톤이 작동됨에 따라 상기 피스톤과 연계된 구조가 작동되어 스풀을 역회전시킴으로써, 탑승자의 전방 이동을 제한하는 방식으로 작동한다. 따라서, 도 1에서 15[ms] 내지 25[ms] - 이때, 시간에 대한 수치는 도 1 상에서 표시된 수치로서, 예를 들어 표시된 것에 불과하며, 이하 시간에 대한 수치도 동일한 취지로 표시되었다고 할 것임 - 부근의 하중곡선이 상승하고 있는 바와 같이, 탑승자에게 작용하는 하중은 점차 증가하게 된다.
그런데, 프리텐셔너에서 가스가 폭발한 이후에 실린더 내에 잔류하는 가스로 인해, 오버슛(Overshoot) 현상이 발생하게 된다.
이때, 오버슛 현상은, 도 1에서 점선으로 표시된 이상적인 하중 변화 그래프(I) 대비 30[ms] 부근에서 하중이 급격하게 증가하는 현상으로서, 그 원인에 대하여 더욱 상세하게 살펴보면, ELR 작동부가 작동하여 웨빙이 록킹된 이후에 탑승자에게 작용하는 하중을 완화하기 위해 마련된 로드 리미터(Load Limiter)가 작동하는데 있어서 실린더에 잔류하는 가스의 압력으로 인해 상기 로드 리미터의 초기 작동하중이 상승되기 때문이다.
또한, 프리텐셔너에서 가스가 폭발한 이후에 리트랙터의 구조적 한계로 인해 ELR 작동부의 작동이 지연됨으로 인해, 록킹 딥(Locking Deep) 현상이 발생하게 된다.
이때, 록킹 딥 현상은, 도 1에서 점선으로 표시된 이상적인 하중 변화 그래프(I) 대비 20[ms] 부근에서 하중이 급격하게 감소하는 현상으로서, 그 원인에 대하여 더욱 상세하게 살펴보면, 리트랙터의 구조상 스풀을 사이에 두고, 스풀의 일단부에 인접하여 프리텐셔너가 마련되고, 스풀의 일단부에 반대되는 타단부에 인접하여 ELR 작동부가 마련되기 때문에 프리텐셔너의 작동과 ELR 작동부의 작동 사이에 지연이 발생될 수 밖에 없기 때문이다.
이상 설명한 바와 같이, 프리텐셔너 및 ELR 작동부가 작동하는데 있어서, 순차적으로 로킹 딥 현상과 오버슛 현상이 발생하게 되면, 도 1에서 점선으로 표시된 이상적인 하중 변화 그래프(I)와 다르게 탑승자의 신체에 인가되는 하중이 급격하게 감소하거나 증가하는 하중 변화 그래프(R)와 같이 하중이 탑승자에게 가해진다.
이렇게 급격하게 변화하는 하중이 탑승자에게 가해지면, 탑승자는 예기치 않은 상해를 입을 위험성에 더욱 노출된다고 할 것이며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 계속된 연구 개발이 진행되고 있다.
한국등록특허 제10-1261848호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 크기가 보다 소형화 되며, 가스의 폭발력을 회전력으로 보다 원할하게 전달할 수 있어 작동 신뢰성이 향상된 프리텐셔너를 제공하는 것이 과제이다.
또한, 록킹 딥(Locking Deep) 현상과 오버슛(Overshoot) 현상을 최소화 시킬 수 있는 프리텐셔너를 제공하는 것이 과제이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용공간이 형성된 하우징, 상기 수용공간에 구비되며, 시트벨트의 웨빙이 감기는 스풀의 회전축에 연결되어 상기 스풀의 회전에 따라 회전되는 피니언기어, 외부로부터의 충격에 따라 폭발력을 발생시키는 가스 제네레이터, 일측이 상기 가스 제네레이터와 연결되고, 타측은 개구부가 형성되어 상기 수용공간에 연결되는 이송관, 상기 수용공간 내부에 이동 가능하게 상기 원호의 일부를 형성하도록 만곡된 형태로 고정부에 의해 고정된 상태로 구비되며, 상기 가스 제네레이터 폭발력에 의해 이동되면서 상기 피니언기어와 치합되어 피니언 기어를 회전시키도록 구비 곡률중심측을 향하여 기어치가 형성된 렉기어, 상기 수용공간 내부에 형성되며, 상기 렉기어의 이동경로를 안내하는 가이드를 포함하는 프리텐셔너가 제공된다.
그리고, 상기 렉기어의 상기 곡률중심을 향하는 면의 대향된 면의 일측에 형성되며, 상기 가스 제네레이터에 의한 압력을 작용받는 돌기부, 상기 렉기어의 상기 곡률중심을 향하는 면의 일측을 고정시키며, 상기 가스 제네레이터에 의해 이동되는 렉기어에 의해 파단되는 제1고정부재, 상기 렉기어의 상기 곡률중심을 향하는 면의 대향된 면의 타측을 고정시키며, 상기 가스 제네레이터에 의해 회전되는 렉기어에 의해 파단되는 제2고정부재, 상기 렉기어 타측단의 상기 곡률중심을 향하는 면의 타측을 지지하여, 상기 돌기부에 가스 제네레이터에 의한 압력이 작용될 때, 상기 렉기어의 일단이 피니언 기어측으로 회전되도록 지지하는 회전지지부재를 더 포함할 수 있다.
상기 렉기어가 이동하면서 일측단의 기어치가 피니언 기어와 치합되도록 상기 일측단을 곡률중심으로 회전시키기 위하여, 상기 렉기어의 회전지지부재와 접하는 면은 타측단으로 갈수록 곡률중심을 향하여 경사지게 돌출되도록 형성되어 상기 렉기어의 이동시 타측단을 곡률중심 외측으로 밀어내도록 형성될 수 있다.
상기 랙기어가 가스 제네레이터의 폭발력에 의해 이동방향과 반대방향으로 이동될 때, 끝단이 상기 랙기어와 피니언기어의 사이에 끼여 피니언기어의 회전을 방지하는 록커, 상기 랙기어가 이동하기 전에 고정된 상태로 구비되어 상기 록커를 고정하며, 상기 랙기어가 가스 제네레이터의 폭발력에 의해 회전될 때 랙기어에 의해 밀려 회전되면서 상기 록커의 고정을 해제하는 트리거를 포함할 수 있다.
상기 트리거는, 일단에 상기 하우징에 회전 가능하게 힌지결합되는 힌지부, 타단에 상기 가스 제네레이터에 의해 이동되는 랙기어에 의해 밀려지도록 연장되는 푸쉬부, 상기 랙기어에 의해 밀려지기 전에는 상기 트리거가 회전되지 않도록 고정하며, 랙기어에 의해 밀려질 때 파단되는 파단고정부, 상기 랙기어에 의해 밀려지기 전에는 상기 록커를 고정하며, 랙기어에 의해 밀려질 때 록커의 고정을 해제하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
스프링에 의해 탄성지지되며, 상기 랙기어가 가스 제네레이터에 의해 이동되기 전에는 상기 트리거에 의해 고정되어 있다가 상기 스토퍼가 회전되면 상기 트리거와의 고정이 해제되면 상기 스프링의 탄성에 의해 돌출되면서 상기 랙기어와 피니언 기어의 사이로 돌출되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 락커가 구비된 프리텐셔너에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 랙기어가 원호의 일부를 형성하도록 이루어지며, 작동 또한 원호를 그리며 회전되면서 피니언 기어를 회전시키므로, 작동에 필요한 공간이 작아 프리텐셔너를 보다 작게 만들 수 있다.
둘째, 회전지지부에 의해 랙기어가 원 궤적을 따라 안정적으로 이송될 수 있어 작동 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 직선 형태의 랙기어에 비해 기어비를 더욱 증가시킬 수 있다.
셋째, 랙기어가 반동으로 움직여 발생하는 로드 드랍(Load Drop) 및 락킹딥(Locking Deep)현상이 방지될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종래의 시트벨트용 리트랙터가 작동될 때 탑승자의 신체에 인가되는 하중 변화를 나타낸 그래프;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐셔너가 구비되는 시트 벨트용 리트랙터의 모습을 나타낸 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐셔너가 구비되는 시트 벨트용 리트랙터의 각 구성 간의 연결 구조를 나타낸 분해사시도;
도 4는 도 3의 프리텐셔너의 각 부품이 결합된 모습을 도시한 단면 사시도;
도 5는 도 4의 측면도;
도 6은 도 5의 트리거가 제거된 모습을 도시한 측면도;
도 7은 도 5의 랙기어가 볼부재의 압력에 의해 회전되는 모습을 도시한 측면도;
도 8은 도 5의 랙기어가 볼부재에 의해 이송된 상태를 도시한 측면도;
도 9는 도 4의 랙기어가 이동되면서 트리거를 밀어 트리거가 회전되어 록커가 돌출되는 모습을 도시한 측면도; 그리고,
도 10은 도 9의 돌출된 록커가 랙기어와 피니언 기어의 사이에 끼인 모습을 도시한 측면도 이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리텐셔너(100)가 구비되는 시트 벨트용 리트렉터의 모습을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 프리텐셔너가 구비되는 시트 벨트용 리트랙터의 각 구성간의 연결구조를 나타낸 분해사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 시트 벨트용 리트랙터(1)는 프레임(10)과, 상기 프레임(10)에 회전 가능하게 구비되어 웨빙(미도시)을 감거나 풀도록 형성되는 스풀(20)을 포함한다.
또한 상기 프레임(10)의 일측에는 커버(12)가 구비되며, 상기 프레임(10)의 타측에는 프리텐셔너(100)가 구비된다. 그리고 상기 프리텐셔너(100)는, 하우징(110)과, 피니언기어(170)와, 가스 제네레이터(140)와, 이송관(130)과, 볼부재(160)와, 랙기어(120)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 하우징(110)은 베이스하우징(110a)과 커버하우징(110b)을 포함하며, 이들 사이에는 수용공간(S)이 형성된다. 그리고 상기 피니언기어(170)는 스풀(20)의 회전축에 연결된 상태에서 상기 하우징(110)의 관통홀(112)을 통해 수용공간(S) 내로 인입된다.
이와 같은 상태에서 상기 랙기어(120) 및 상기 회전롤러(150)는 상기 수용공간(S)내에 수용되며, 상기 이송관(130)은 일측이 상기 가스 제네레이터(140)와 연결되고, 타측은 개구부가 형성되어 상기 수용공간(S)에 연결된다. 그리고 상기 볼부재(160)는 복수 개가 구비되고, 상기 이송관(130) 내에 수용된 상태를 가진다.
이상으로 각 구성요소들 간의 연결 구조를 설명하였으며, 이하에서는 각 구성요소들에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 프리텐셔너(100)는, 베이스하우징(110a) 및 커버하우징(110b, 도 2 참조)를 포함하는 하우징(110)과, 피니언기어(170)와, 가스 제네레이터(140)와, 이송관(130)과, 볼부재(160, 도 2 참조)와, 랙기어(120)를 포함할 수 있다.
그리고 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 피니언기어(170)에는 복수의 기어 치(172)가 구비되어, 랙기어(120)에 형성되는 기어 치(122)와 서로 치합될 수 있도록 형성된다.
이 때, 상기 랙기어(120)는 원호의 일부를 형성하는 형태로 이루어질 수 있고, 그 곡률중심측에 피니언기어(170)가 위치될 수 있다. 그리고, 상기 랙기어의 곡률중심측을 향하는 면에 기어 치(172)가 형성될 수 있다.
상기 가스 제네레이터(140)는 외부로부터의 충격에 따라 폭발력을 발생시키는 구성요소이다.
그리고 상기 이송관(130)은 일측이 상기 가스 제네레이터(140)와 연결되고, 타측은 개구부(132)가 형성되어 상기 수용공간(S)에 연결된다. 그리고 상기 이송관(130) 내에는 상기 가스 제네레이터(140)의 폭발력에 의해 상기 수용공간(S) 측으로 이송되는 복수의 볼부재(160, 도 2 참조)가 구비된다.
즉 차량 등 본 프리텐셔너(100)가 설치된 대상의 외부로부터 충격이 가해질 경우 내부에 구비된 화약 등으로 폭발력을 발생시키고, 이와 같은 폭발력을 이송관(130) 내에 구비된 볼부재(160)에 전달시킬 수 있다. 이로 인해 상기 볼부재(160)는 수용공간(S)의 랙기어(120) 측으로 이송될 수 있다.
그리고, 충격이 가해지는 등 일정 조건이 되면 내부에 구비된 화약 등으로 폭발력을 발생시켜 이를 이송관(130) 내에 구비된 볼부재(160)에 전달시킬 수 있다. 이로 인해 상기 볼부재(160)는 수용공간(S)의 랙기어(120) 측으로 이송될 수 있다.
상기 랙기어(120)는 상기 수용공간(S)에 제1고정부재(125) 및 제2고정부재(126)에 의해 고정상태로 구비되어 있으며, 상기 가스 제네레이터(140)의 폭발로 인한 볼부재(160)에 의해 밀려짐으로써 상기 제1고정부재(125) 및 제2고정부재(126)가 파단되어 상기 랙기어(120)가 움직일 수 있다.
또한, 상기 수용공간(S)의 내부에는 상기 랙기어의 이동경로를 안내하는 가이드(150)가 구비될 수 있다. 상기 가이드(150)는 랙기어(120)의 형태에 대응하여 원호형상을 이루도록 구비될 수 있다.
즉 상기 랙기어(120)는 최초에는 상기 피니언기어(170)와 결합되지 않은 상태로 상기 수용공간(S)에 고정되고, 외부로부터의 충격에 따른 볼부재(160)의 운동에너지에 의해 고정된 부분이 파단되며 상기 피니언기어(170)와 결합된다. 그리고 상기 볼부재(160)의 잔류 추력에 의해 상기 웨빙이 인입되는 방향으로 상기 피니언기어(170)를 회전시킬 수 있다.
한편, 상기 랙기어(120)는, 상기 가스 제네레이터(140)의 볼부재(160)에 의한 압력을 전달받도록 돌출형성는 돌기부(124)가 그 골률중심을 향하는 면의 대향된 면의 일측에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1고정부재(125)는 상기 랙기어(120)의 일측을 고정시키고, 상기 가스 제네레이터(140)에 의해 압력이 작용될 때 파단되어 랙기어(120)의 고정을 해제시키도록 구비될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제1고정부재(125)는 상기 랙기어(120)의 곡률중심을 향하는 면, 즉, 돌기부(124)가 형성된 측의 기어치(172) 사이에 형성되어 상기 랙기어(120)를 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 제2고정부재(126)는 상기 랙기어(120)의 타측을 고정시키고, 상기 가스 제네레이터(140)에 의해 압력이 작용될 때 파단되어 랙기어(120)의 고정을 해제시키도록 구비될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제2고정부재(126)는 상기 랙기어(120)의 돌기부(124)가 형성된 측의 반대편 단부의 곡률중심을 향하는 반대면 측을 지지하며 고정하도록 형성될 수 있다.
또한, 회전지지부재(127)가 상기 랙기어(120) 타측단의 곡률중심을 향하는 면의 타측을 지지하여, 상기 랙기어(120)의 돌기부(124)에 볼부재(160)에 의해 압력을 작용받을 때 상기 랙기어(120)의 일단이 상기 피니언 기어(170)측으로 회전되도록 지지할 수 있다.
또한, 상기 회전지지부재(127)에 의해 지지되는 랙기어(120)의 타측의 곡률중심을 향하는 면에는 타측단으로 갈수록 곡률중심을 향하여 경사지게 돌출된 경사부(129)가 형성되어 랙기어(120)의 이동시 타측단을 곡률중심의 외측으로 밀어내도록 형성됨으로써, 상기 랙기어(120)의 일측단이 더욱 피니언 기어(170)측으로 회전되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 프리텐셔너(100)는 록커(190)와 트리거(180)를 포함할 수 있다.
상기 랙기어(120)는 가스 제네레이터의 폭발에 의해서 이동되다가 가스 제네레이터(140)의 폭발에 의한 볼부재(160)의 잔류추력이 사라진 후 끝부분에서 반동에 의해 반대방향으로 이동될 수 있는데, 이 때 상기 랙기어(120)에 치합된 피니언 기어(170) 또한 반대방향으로 회전될 수 있다.
이 때, 상기 록커(190)는 상기 랙기어(120) 및 상기 랙기어(120)에 치합된 피니언 기어(170)가 반대방향으로 이동 및 회전되는 것을 방지하는 구성요소이다.
또한, 상기 트리거(180)는 상기 랙기어(120)가 가스 제네레이터(140)에 의해 이동되기 전의 평소에는 상기 록커(190)를 고정된 상태를 유지하도록 고정하며, 상기 랙기어(120)가 가스 제네레이터(140)의 폭발력에 의해 회전될 때에는 상기 록커(190)의 고정을 해제하도록 하는 구성요소이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 트리거(180)는 힌지부(182), 푸쉬부(184), 파단고정부(186) 및 스토퍼(188)를 포함할 수 있다.
상기 힌지부(182)는 상단이 상기 하우징(110)의 수용공간(S) 내에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 그리고, 상기 푸쉬부(184)는 상기 트리거(180)의 하단부에 형성될 수 있으며, 상기 가스 제네레이터(140)에 의해 이동되는 랙기어(120)에 의해 밀려지도록 연장형성될 수 있다.
그리고, 상기 파단고정부(186)는, 상기 트리거(180)가 상기 랙기어(120)에 의해 밀려지기 전에는 회전되지않도록 상기 트리거(180)를 고정하며, 상기 트리거(180)가 상기 랙기어(120)에 의해 밀려질 때는 파단되어 고정을 해제하는 구성요소이다.
그리고, 상기 스토퍼(188)는 상기 트리거(180)가 상기 랙기어(120)에 의해 밀려 회전되기 전 까지는 상기 록커(190)를 고정하며, 상기 트리거(180)가 상기 랙기어(120)에 의해 밀려 회전된 후부터는 상기 록커(190)의 고정을 해제하도록 구비될 수 있다.
상기 트리거(180)는 상기 록커(190)와 포개지도록 배치될 수 있으며, 상기 스토퍼(188)는 상기 록커(190)를 향해 절곡되어 돌출된 절곡편으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 록커(190)에는 상기 절곡편 형태의 스토퍼(188)를 수용하여 고정상태를 유지할 수 있는 홈형태의 슬릿(192)이 형성될 수 있으며, 상기 슬릿(192)은 상기 트리거(180)가 회전될 때 상기 스토퍼(188)의 이동경로를 따라 길이방향을 가지며, 그 끝부분이 열려있어 상기 트리거(180)가 회전될 때 스토퍼(188)가 슬릿(192)을 벗어나 고정을 해제할 수 있도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 록커(190)는 상기 랙기어(120)가 가스 제네레이터(140)의 폭발력에 의해 이동방향과 반대방향으로 이동될 때, 끝단이 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼여 피니언 기어(170)의 회전을 방지하는 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 스프링(198)에 의해 탄성지지될 수 있다.
상기 수용공간(S) 내부에는 상기 록커(190)를 이동가능하게 수용하며 록커(190)의 이동방향을 안내하는 가이드챔버(197)가 형성될 수 있고, 상기 록커(190)는 상기 가이드챔버(197) 내에서 스프링(198)에 의해 탄성지지될 수 있다.
그리고, 상기 록커(190)는 상기 랙기어(120)가 가스 제네레이터(140)에 의해 이동되기 전에는 상기 트리거(180)에 의해 고정되어 있다가 상기 트리거(180)의 회전에 의해 상기 스토퍼(188)와의 고정이 해제되면 상기 스프링(198)의 탄성에 의해 상기 가이드챔버(197) 외부로 돌출되면서 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이로 돌출되도록 구비될 수 있다.
이 때, 상기 록커(190)는 상기 랙기어(120)가 가스 제네레이터(140)에 의한 이동방향의 반대방향으로 이동될 때에 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)의 이동방향을 따라 이동되어 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼이도록 구비될 수 있다.
상기 록커(190)는 도 6에 도시된 바와 같이, 지지부(191), 슬릿(192) 및 끼임부(193)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(191)는 상기 스프링(198)에 의해 탄성지지되는 부분이며, 상기 슬릿(192)은 전술한 바와 같이, 상기 트리거(180)의 스토퍼(188)가 삽입되어 수용되는 부분일 수 있다.
그리고, 상기 끼임부(193)는 상기 록커(190)가 가이드 챔버(197)의 외부로 돌출되었을 때, 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 삽입되는 구성요소로서, 록커(190)의 끝단부에 형성될 수 있다.
한편, 상기 록커(190)는 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)가 정방향으로 이동 및 회전할 때에는 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼이지 않고, 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)가 반대방향으로 이동 및 회전할 때에 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼이도록 구비될 수 있다.
이를 위하여, 상기 록커(190)는 상기 랙기어(120)의 정방향 이동방향과 반대방향으로 돌출될 수 있다.
즉, 상기 랙기어(120)가 정방향 이동되면서 상기 록커(190)의 고정이 해제되어 록커(190)가 돌출되지만, 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)가 정방향 이동될 때에는 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)의 기어치(122, 172)에 의해 상기 록커(190)가 외측으로 밀려 그 사이에 끼이지 않도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)가 반대방향으로 회전될 때에는 상기 피니언 기어(170)의 기어치(172)에 의해 상기 록커(190)의 끼임부(193)가 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)의 사이로 끼어들어가 랙기어(120)의 이동 및 피니언 기어(170)의 회전을 멈출 수 있다.
이를 위하여, 상기 끼임부(193)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 파단부(194) 및 피니언 대응부(195), 랙기어 대응부(196)를 포함할 수 있다.
상기 파단부(194)는 상기 록커(190)의 끝단부로부터 이격되는 위치의 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼이는 부분에 형성되며, 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)에 의해 끼일경우 그 압력에 의해 파단되도록 형성될 수 있다.
상기 파단부(194)에 의해 파단된 부분은 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼여 피니언 기어(170)의 회전을 방해함으로써 피니언 기어(170)의 역회전을 방지할 수 있다.
상기 피니언 대응부(195)는 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)가 상기 가스 제네레이터(140)에 의해 정방향으로 이동 및 회전될 때 상기 피니언 기어(170)의 기어치(172)와 접촉되어 상기 록커(190)의 끼임부(193)가 상기 피니언 기어(170)의 외측으로 밀려나도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 랙기어 대응부(196)는 상기 랙기어(120) 및 피니언 기어(170)가 반대방향으로 이동 및 회전될 때 반대방향으로 이동하는 랙기어(120)의 기어치(122)와 접촉되어 상기 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이에 끼이도록 단턱이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 가스 제네레이터(140)의 폭발에 의한 볼부재(160)의 압력에 의해 상기 랙기어(120)가 이동되면서, 상기 랙기어(120)가 상기 트리거(180)를 밀어 회전시키게 되며, 회전된 트리거(180)는 록커(190)의 고정을 해제하며, 상기 록커(190)는 스프링(198)에 의해 돌출될 수 있다.
또한, 상기 랙기어(120)가 반동 등에 의해 반대방향으로 이동될 때에는 상기 돌출된 록커(190)가 랙기어(120)의 기어치(122)와 피니언 기어(170)의 기어치(172) 사이에 끼여 피니언 기어(170)의 반대방향 회전을 방지할 수 있다.
상기와 같은 본 실시예의 프리텐셔너는 다음과 같이 작동할 수 있다.
차량 등 본 프리텐셔너(100)가 설치된 대상의 외부로부터 충격이 가해질 경우 상기 가스 제네레이터(140)가 내부에 구비된 화약 등으로 폭발력을 발생시키고, 이러한 가스의 압력은 이송관(130) 내부에 구비된 볼부재(160)에 전달되어 볼부재(160)가 이송관(130) 내부에서 수용공간(S)내부로 이동될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 볼부재(160)가 수용공간(S)내부로 이동되면서 상기 랙기어(120)의 돌기부(124)와 만나게 되어 상기 랙기어(120)의 일단에 압력을 가할수 있다.
이 때, 상기 랙기어는 제1고정부재(125) 및 제2고정부재(126)에 의해 고정된 상태에 있는데, 상기 랙기어(120)의 일단에 형성된 돌기부(124)에 압력이 가해지면서, 상기 랙기어에는 상기 회전지지부재(127)를 중심으로 상기 일단이 피니언 기어(170)측으로 가까워 지려는 방향으로 회전하려는 우력이 작용될 수 있다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1고정부재(125)와 제2고정부재(126)에 힘이 작용되면서 상기 제1고정부재(125)와 제2고정부재(126)가 파단되며, 상기 랙기어(120)의 고정이 해제되면서 상기 랙기어(120)가 상기 회전지지부재(127)를 중심으로 회전되어 상기 랙기어의 기어치가 피니언 기어의 기어치에 치합될 수 있다.
또한, 상기 랙기어(120)이 볼부재(160)에 의해 이동되면서, 상기 회전지지부재(127)와 상기 랙기어(120) 타측단의 경사부(129)를 만나게 되는데, 상기 경사부(129)의 경사에 의해 상기 랙기어(120)의 타측단은 더욱 곡률중심의 외측으로 밀려나며, 이 때, 상기 랙기어(120)의 곡률중심의 외측을 향하는 면이 상기 가이드(150)에 지지되어 상기 랙기어(120)의 일측단이 더욱 피니언 기어(170)측으로 밀착될 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 돌기부(124)에 볼부재(160)의 압력이 지속적으로 작용됨에 따라 상기 랙기어(120)는 상기 피니언 기어치(172)에 치합된 상태로 이동되어 상기 피니언 기어(170)를 회전시킨다.
따라서, 상기 랙기어(120)가 피니언 기어(170)에 더욱 강하게 치합될 수 있어 치합의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 랙기어(120)가 원호의 형태를 띄고 있으며, 가이드(150) 또한 랙기어(120)의 형태에 대응되도록 원호의 형태를 띄고 있으므로, 상기 랙기어(120)의 이동방향이 회전방향과 동일한 원호의 이동경로를 형성할 수 있어, 랙기어(120)의 이동경로의 길이에 대비하여 이동에 필요한 면적이 직선형태의 랙기어보다 작아 전체적으로 크기를 보다 소형화 할 수 있다.
이 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 랙기어(120)가 이동중에 상기 트리거(180)와 접촉하여 트리거(180)를 밀어낼 수 있다.
상기 랙기어(120)에 의해 밀려진 트리거(180)는 파단고정부(186)가 파단되면서 상기 힌지부(182)를 중심으로 회전될 수 있다.
상기 트리거(180)가 회전됨에 따라 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 트리거(180)의 스토퍼(188)가 록커(190)의 슬릿(192)을 벗어나면서 상기 록커(190)의 고정이 해제되며, 트리거(180)에 의한 고정이 해제된 록커(190)는 스프링(198)에 의해 가이드 챔버(197)로부터 돌출될 수 있다.
그리고, 상기 랙기어(120)가 반대방향으로 이동하게 되면, 상기 록커(190)의 랙기어 대응부(196)에 반대방향으로 이동하는 랙 기어치(122)가 걸리면서 상기 록커(190)를 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 사이로 인입시켜 상기 록커(190)의 끼임부(193)가 랙기어(120)의 기어치(122)와 피니언 기어(170)의 기어치(172) 사이에 끼여 랙기어(120)와 피니언 기어(170)의 회전이 멈출 수 있다.
따라서, 상기 피니언 기어(170)에 회전축이 연결된 스풀(20) 또한 역방향으로 회전되는 것이 방지되어 로드 드롭(Load Drop) 및 락킹 딥(Locking Deep)현상이 방지될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 프리텐셔너 110: 하우징
120: 랙기어 122: 랙기어 기어치
124: 돌기부 125: 제1고정부재
126: 제2고정부재 127: 회전지지부재
130: 이송관 140: 가스 제네레이터
150: 가이드 160: 볼부재
170: 피니언 기어 172: 피니언 기어 기어치
180: 트리거 182: 힌지부
186: 파단고정부 188: 슬릿
190: 록커 191: 지지부
192: 슬릿 193: 끼임부
194: 파단부 195: 피니언 대응부
196: 랙기어 대응부 197: 가이드 챔버
198: 스프링

Claims (6)

  1. 수용공간이 형성된 하우징;
    상기 수용공간에 구비되며, 시트벨트의 웨빙이 감기는 스풀의 회전축에 연결되어 상기 스풀의 회전에 따라 회전되는 피니언기어;
    외부로부터의 충격에 따라 폭발력을 발생시키는 가스 제네레이터;
    일측이 상기 가스 제네레이터와 연결되고, 타측은 개구부가 형성되어 상기 수용공간에 연결되는 이송관;
    상기 수용공간 내부에 이동 가능하게 상기 원호의 일부를 형성하도록 만곡된 형태로 고정부에 의해 고정된 상태로 구비되며, 상기 가스 제네레이터 폭발력에 의해 이동되면서 상기 피니언기어와 치합되어 피니언 기어를 회전시키도록 구비 곡률중심측을 향하여 기어치가 형성된 렉기어;
    상기 수용공간 내부에 형성되며, 상기 렉기어의 이동경로를 안내하는 가이드;
    를 포함하는 프리텐셔너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렉기어의 상기 곡률중심을 향하는 면의 대향된 면의 일측에 형성되며, 상기 가스 제네레이터에 의한 압력을 작용받는 돌기부;
    상기 렉기어의 상기 곡률중심을 향하는 면의 일측을 고정시키며, 상기 가스 제네레이터에 의해 이동되는 렉기어에 의해 파단되는 제1고정부재;
    상기 렉기어의 상기 곡률중심을 향하는 면의 대향된 면의 타측을 고정시키며, 상기 가스 제네레이터에 의해 회전되는 렉기어에 의해 파단되는 제2고정부재;
    상기 렉기어 타측단의 상기 곡률중심을 향하는 면의 타측을 지지하여, 상기 돌기부에 가스 제네레이터에 의한 압력이 작용될 때, 상기 렉기어의 일단이 피니언 기어측으로 회전되도록 지지하는 회전지지부재;
    를 더 포함하는 프리텐셔너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 렉기어가 이동하면서 일측단의 기어치가 피니언 기어와 치합되도록 상기 일측단을 곡률중심으로 회전시키기 위하여, 상기 렉기어의 회전지지부재와 접하는 면은 타측단으로 갈수록 곡률중심을 향하여 경사지게 돌출되도록 형성되어 상기 렉기어의 이동시 타측단을 곡률중심 외측으로 밀어내도록 형성되는 프리텐셔너.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 랙기어가 가스 제네레이터의 폭발력에 의해 이동방향과 반대방향으로 이동될 때, 끝단이 상기 랙기어와 피니언기어의 사이에 끼여 피니언기어의 회전을 방지하는 록커;
    상기 랙기어가 이동하기 전에 고정된 상태로 구비되어 상기 록커를 고정하며, 상기 랙기어가 가스 제네레이터의 폭발력에 의해 회전될 때 랙기어에 의해 밀려 회전되면서 상기 록커의 고정을 해제하는 트리거;
    를 포함하는 프리텐셔너.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트리거는,
    일단에 상기 하우징에 회전 가능하게 힌지결합되는 힌지부;
    타단에 상기 가스 제네레이터에 의해 이동되는 랙기어에 의해 밀려지도록 연장되는 푸쉬부;
    상기 랙기어에 의해 밀려지기 전에는 상기 트리거가 회전되지 않도록 고정하며, 랙기어에 의해 밀려질 때 파단되는 파단고정부;
    상기 랙기어에 의해 밀려지기 전에는 상기 록커를 고정하며, 랙기어에 의해 밀려질 때 록커의 고정을 해제하는 스토퍼;
    를 포함하는 프리텐셔너.
  6. 제5항에 있어서,
    스프링에 의해 탄성지지되며, 상기 랙기어가 가스 제네레이터에 의해 이동되기 전에는 상기 트리거에 의해 고정되어 있다가 상기 스토퍼가 회전되면 상기 트리거와의 고정이 해제되면 상기 스프링의 탄성에 의해 돌출되면서 상기 랙기어와 피니언 기어의 사이로 돌출되도록 구비되는 프리텐셔너.
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