KR910006846B1

KR910006846B1 - 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치

Info

Publication number: KR910006846B1
Application number: KR1019890000573A
Authority: KR
Inventors: 김낙현
Original assignee: 김낙현
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1991-09-07
Also published as: KR900011630A

Abstract

내용 없음.

Description

자동차 안전벨트의 자동 해탈장치

제1도는 본 발명의 전체 회로도.

제2도는 SW1의 요동스위치를 나타낸 종단면도.

제3도는 SW4의 수은 스위치를 나타낸 종단면도.

제4도는 안전벨트에 형상기억스프링이 설치된 상태를 일예로서 예시한 평면도.

제5도는 안전벨트에 형상기억스프링이 설치된 상태를 일예로서 예시한 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 암결착구 2 : 숫결착구

3 : 고정구 7 : 케이스

8 : 코일스프링 9 : 중량체

10 : 형상기억스프링 12 : 전선

SW1 : 요동스위치 SW2 : 감지센서

SW3 : 리셋트스위치 SW4 : 수은스위치

SW5 : 수분감지센서 Th : 온도감지센서

11 : 펄스발생기 14, 15 : NOR 게이트

16 : 반전소자 17 : 비교기

Ry : 릴레이

본 발명은 안전벨트를 착용하고 주행하던중 충돌사고나 전복사고, 화재발생 및 물에 잠기는 등의 각종 사고가 유발될 때 자동적으로 안전벨트를 분리되게 하므로서 신속히 차량으로부터 대피하거나 구조될 수 있도록 발명된 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 각종 안전벨트는 대개 탑승자에 의해 인위적으로 암결착구(1)내에 숫결착구(2)가 조립될 때 스프링(4)에 탄발되어 있던 고정구(3)가 숫결착구(2)를 걸어지게 하는 방법으로 착용케 되는 것이고, 이를 필요에 따라 풀고자 할 때에는 암결착구(1)의 외부에 노출되어 있는 해지편(5)을 인위적으로 압압함으로써 해지편(5)의 끝단부가 고정구(3)를 이동시켜 스프링(4)에 의해 탄력지게 걸어져 있던 숫결착구(2)를 비교적 순간적으로 암결착구(1)로부터 신속히 이탈시키므로써 안전벨트를 해탈시킬 수 있도록 되어 있다는 것은 이미 알고 있는 바와 같다.(제4도 및 제5도 참조)

상기 구조로 된 안전벨트는 운전석에 탑승자가 인위적으로 결착하는데 아무런 지장이 없게 되나 이를 착용하고 주행할 때에 발생되는 각종사고, 즉 충돌사고나 전복사고, 화재 및 강이나 하천으로 낙하되어 물에 잠기는 등의 사고가 순간적으로 발생될 때는 운전자 및 차내에 탑승한 대부분의 사람은 부상으로 인해 정신을 잃거나 당황하여 안전벨트를 푸는 조작방법을 정상적으로 이행치 못하게 되는 실정이어서 부상자를 외부인이 구조하는데에도 안전벨트를 일일이 풀어지게 한 후 차량으로부터 구조하여야 하므로 구조하는데 많은 시간이 소요되었다.

그리고 외부 구조인이 없을 경우 안전벨트 착용자가 어느정도 기동이 가능하여 차량으로부터 대피코저 할 때에도 안전을 위해 착용되었던 벨트를 풀 수 있는 능력이 결여되어 차내에서 생명을 잃는 경우가 발생되고, 부상을 입지 않은 자라 하더라도 당황하여 비교적 간단한 안전벨트 해탈과정을 인위적으로 차분히 행동하지 못하는 경우가 대부분이며, 차내에 화재가 발생하거나 차량이 물에 빠지는 경우에는 당황하여 안전벨트를 풀지 못하는 실례는 더욱 많게 되어 안전벨트만 해탈시키면 생명에는 지장없이 대피할 수 있는 경우에도 생명에 위험이 발생하는 사고가 빈번히 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 일본 공개 실용신안 공보 소 63-142245에서와 같이 속도 검출기를 이용하여 자동차의 주행속도가 소정속도 이상이 될 때 안전벨트가 잠가지도록 하여 승객이 인위적으로는 안전벨트를 해탈시킬 수 없도록 하는 기술도 있으나, 이는 주행중에 발생될 수 있는 각종 사고에 의한 승객 및 운전자를 보호하기 위한 것일 뿐 사고후, 승객이나 운전자가 차량으로부터 빨리 대피할 수 있도록 하는 기술은 아니었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위해 차량에 발생할 수 있는 각종 사고시 자동적으로 신속하게 안전벨트를 분리케하여 구조나 대피를 즉시할 수 있도록 된 것으로 이를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 차내의 적정위치에 매우 적은 부피의 각종 스위치와 센서의 설치를 필요로 한다. 즉, 화재를 감지하기 위한 열감지센서(Th)를 차내에 부착하고, 수분감지센서(SW5)와 첨부도면 제3도에서 나타낸 바와 같이 수은에 의해 접점단속되는 수은스위치(SW4)는 차체에 고정설치하며, 이때 수은스위치(SW4)는 차체가 전복될 때 접점이 단락되는 것으로 차량이 전복되는 상태를 감지하게 된다.

또한, 충격감지센서(SW2)를 본 회로와 연결되도록 설치하여 정해진 량 이상의 충격이 가해질 때 이를 감지하여 본 회로에 연결케하는 이미 알려진 센서를 이용하여 차량의 충돌사고를 감지케하고, 요동스위치(SW1)를 첨부도면 제2도에서 나타낸 바와 같은 상태로 상기 충격감지센서(SW2)와 마찬가지로 본 회로와 연결되도록 차체에 고정설치하여 차량이 주행될 때는 코일스프링(8) 상단에 조립되어진 중량체(9)가 요동하여 케이스(7)에 접하는 접점단락으로서 차량이 주행되거나 정지되는 것을 감지토록 하였다.

한편, 안전벨트를 착탈시키는 암결착구(1)내에는 첨부도면 제4도 내지 제5도에서 나타낸 바와 같이 고정구(3)가 숫결착구(2)를 채지시킬 수 있는 이동방향으로 형상기억합금으로 제작된 형상기억스프링(10)을 탄력설치하여 본회로 구성에 의해 전기적 신호가 인가될 때 형상기억스프링(10)은 고정구(3)를 작동시켜 암결착구(1)와 숫결착구(2)를 분리시키며, 평상시 탑승자가 해탈코자 할 때, 즉 해지편(5)에 의해 고정구(3)를 작동시킬 때에는 단지 압축되거나 원위치되는 작용만을 행하게 된다.

이하 본 회로구성에 의해 작동상태를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 암결착구(1)와 숫결착구(2)를 결착시켜 안전벨트를 착용한 후 정상운전을 할 때 요동스위치(SW1)의 코일스프링(8) 상단에 조립되어진 중량체(9)는 관성에 의해 첨부도면 제2도에서 가상선으로 표시한 것과 같이 좌, 우 요동되며 케이스(7)에 접하게 된다.

케이스(7)와 중량체(9)는 절연부(11)에 의해 전기적으로 절연된 상태로 전선에 각각 연결되어져 있으며, 케이스(7)와 중량체(9)가 서로 접할 때 접점케 되어 있으므로 요동스위치(SW1)은 "ON"과 "OFF"를 계속 반복하게 되고, 펄스발생기(I1)의 출력은 "High"상태의 신호로 출력되어 NOR 게이트(I4)의 입력단에 인가된다.

다시말해, 펄스발생기(I1)는 요동스위치(SW1)로부터 입력되는 신호가 접점단락의 반복에 의해 발생하는 "ON"과 "OFF"의 교호신호일 때는 출력을 "H"상태의 신호로 유지하나, 상기 교호동작이 정지될 때(즉 이때는 차량이 정지된 상태임)는 "L"상태의 신호를 출력하는데 이 신호는 충돌시 수은에 의해 접점단속되는 수은스위치(SW4)에 의해 선택되는 저항(R1 또는 R2), 가변저항(Vr1) 및 콘덴서(C2)에 의해 설정된 시정수에 따라 중량체(9)와 케이스(7)의 접점이 정지된 일정시간(약 3-5초) 경과후 NOR 게이트(I4)의 일측입력단에 인가된다.

그러나, 이때는 충격감지센서(SW2)가 동작치 않기 때문에 상기 NOR 게이트(I4)의 타측 입력단에는 "H"상태의 신호가 입력되게 된다.

따라서, 그 출력단은 "L"상태를 유지하게 되어 평상시에 차량이 정지될 때는 안전벨트 착탈과 무관하게 항시 탑승자가 안전벨트의 착용상태를 유지하게 되는 것이다.

그러나, 만약 상기의 정상상태에서 충돌사고가 발생하게 되면 상기 충격감지센서(SW2)가 동작을 하게되어 NOR 게이트(I4)의 타측입력단에는 "L"상태의 신호가 NAND 게이트(12)(13)로 구성된 지연회로부(가)를 거쳐 입력되며 그 출력은 다른 NOR 게이트(I5)와 반전소자(I6)를 통하여 트랜지스터(Tr2)의 베이스에 인가됨으로써 상기 트랜지스터(Tr2)를 도통시키게 된다.

그러면, 릴레이(Ry)에 의해 외부전압이 가해지는 형상기억스프링(10)에 소정의 전류가 흘러 발열저항의 형식으로 된 상기 형상기억스프링(10)이 발열되어 온도가 변하므로 자체의 기억형상, 즉 스프링이 당겨진 원래상태로 복귀되는 힘에 의해 고정구(3)가 이동하게 되어 암결착구(1)에서 숫결착구(2)가 분리되게 된다.

상기 과정중 NOR 게이트(I4) 출력단에 연결된 또 다른 NOR 게이트(I5)의 타측입력단에는 온도감지센서(Th)와 수분감지센서(SW5)가 작동치 않으므로 인해 "L"상태의 신호가 입력되며 그의 출력신호는 다시 반전소자(I6)를 통과함으로써 "H"상태 신호가 되어 트랜지스터(Tr2)를 도통시키게 된다.

따라서, 차량충돌 사고시 충격감지센서(SW2)에 의해 NOR 게이트(I4)의 일측단에 "L"신호가 입력된 상태에서는 차량의 정지를 요동스위치(SW1)가 감지함에 따라 펄스발생기(I1)로부터 정지후 수초간 경과한 다음 발생되는 "L"신호에 의해 형상기억스프링(10)이 안전벨트를 분리하므로 안전벨트가 충돌사고시 즉시 해탈되지 않고, 사고후 차량이 정지된 다음 어느정도 시간을 유지한 후 자동분리되게 되므로 안전벨트의 착용효과는 있되 불필요한 시기에 자동해탈되도록 하였다.

그리고, 차량이 전복될 시에는 차량에 고정 설치된 수은스위치(SW4)의 동작에 의하여 펄스발생기(I1)로부터 출력되는 신호의 시정수가 커지게 되어 수십초(20-30) 경과후 "L"상태의 신호가 NOR 게이트(I4)에 인가된다. 따라서 전복후에는 차량이 정지된 뒤 수십초간 경과후 안전벨트가 자동 분리케 되는 것이다. 여기서 상기의 시정수가 커지게 되는 이유는 시정수 결정요소중의 하나인 저항이 전복되었을 경우는 정상상태에서의 저항(R1)보다 훨씬 큰 저항(R2)으로 선택되기 때문이다.

또한, 차량이 물에 잠기는 사고로 차체 깊숙한 곳에 설치된(그 이유는 우천시 빗물에 의해 감지되지 못하기 위함) 수분감지센서(SW5)가 수분을 감지할 경우와, 차에 화재가 발생하여 온도감지센서(Tr)가 이를 감지할 경우에는 비교기(I7)로부터 가변저항(Vt2)에 의해 이미 설정된 저항치의 비교에 따른 결과로서 이상상태 신호인 "H"상태의 신호가 출력되어 트랜지스터(Tr3)를 거쳐 NOR 게이트(I5)의 일측입력단에 인가되게 되는데, 이때 충격감지센서(SW2)와 요동스위치(SW1)가 정상상태를 유지하므로써 펄스발생기(I1)로부터 "H"상태의 신호가 발생하여 상기 NOR 게이트(I5)의 타측입력단에 NOR 게이트(I4)로부터 "L"상태의 입력되게 되더라도 이 NOR 게이트(I5)의 출력인 "L"상태의 신호는 반전소자(I6)에 의해 "H"상태의 신호로 반전되게 되므로 릴레이(Ry)는 외부의 차체 밧데리 전류를 형상기억스프링(10)에 도통케 하여 안전벨트를 충격이나 차량정지에 무관하면서도 신속하게 해탈시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 정상상태에서 차량이 정지되거나 출발할 때에는 아무런 동작을 않하나, 충돌사고 및 전복사고시에는 안전벨트를 착용한 상태를 유지하고 차량이 정지한 이후 충돌사고시에는 약 3-5초, 전복사고시에는 이보다 약간 긴 20-30초 경과후에 안전벨트를 분리시키며, 사고발생시 신속한 대피가 요구되는 차량화재발생 및 강이나 하천에 빠지는 사고시에는 센서에 의한 감지와 동시에 안전벨트를 분리시킨다.

여기서 리셋트스위치(SW3)는 안전벨트의 암결착구(1)내에 고정설치되어져 숫결착구(2)가 조립된 후 분리될 때를 감지하여 숫결차구(2)가 분리되면 지연회로(가)를 리셋트시키고 형상기억스프링에(10)에 흐르는 불필요한 전류는 단락시키게 되므로써 다음에 안전벨트 착용시 다시 정상적으로 사용할 수 있는 준비가 가능케 된다.

도면중 미설명부호 L은 과전압 보호용 코일이며 I8은 정전압 IC를 각각 표시한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 각종 사고발생시 각 센서로 이를 감지하여 차량정지 후 저항(R1 또는 R2), 가변저항(Vr1) 및 콘덴서(C2)에 의해 설정된 시정수에 따라 일정시간 경과후 안전벨트를 분리시키며, 화재나 물에 빠지는 위험시에는 사고 즉시 차량으로부터 대피할 수 있도록 안전벨트가 즉시 해탈될 수 있도록 함으로써 안심하고 안전벨트를 착용한 상태로 차량에 탑승, 사고로 인한 인명피해를 최소로 줄일 수 있도록 한 유용한 발명인 것이다.

Claims

스프링(4)에 탄력지게 설치된 고정구(3)로 숫결착구(2)가 암결착구(1)에 인입고정되도록 안전벨트를 착탈할 수 있게 된 통상의 것을 구성함에 있어서, 충격감지센서(SW2)에서 감지된 차량충돌여부 감지신호는 지연회로(가)를 거쳐 NOR 게이트(I4)의 일측 입력단에 인가하고, 상기 NOR 게이트(I4)의 타측 입력단에는 차량정지의 유, 무에 따라 요동스위치(SW1)에 의해 발생하는 교호신호가 수은스위치(SW4)에 의해 선택되는 저항(R1 또는 R2), 가변저항(Vr1), 콘덴서(C2)에 의해 설정된 시정수에 따라 일정시간 경과후 인가되며, 상기 NOR 게이트(I4)의 출력은 감지센서(SW5)와 병렬로 연결된 열감지센서(Th)의 감지신호를 비교기(I7)에서 설정된 기준전압과 비교하여 출력되는 소정신호와 함께 또다른 NOR 게이트(I5)를 통해 각각 부논리합 시킨 후 그 출력을 반전소자(I6)를 통해 반전시켜 트랜지스터(Tr2)가 도통케하여 전류가 릴레이(Ry)를 통해 형상기억스프링(10)에 흐르게 함으로써 형상복귀에 의해 안전벨트가 분리되게 하고, 숫결착구(2)로 단속되는 리셋트스위치(SW3)가 지연회로(가)를 리셋트 시킴과 동시에 형상기억스프링(10)에 흐르는 전류를 차단시켜 주는 것을 특징으로 하는 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치.
제1항에 있어서, 코일스프링(8) 상단에 형성된 중량체(9)가 관성에 의해 케이스(7)에 접점단락됨으로서 발생하는 요동스위치(SW1)의 교호신호는 펄스발생기(I1)를 거쳐 NOR 게이트(I4)에 인가되는 것임을 특징으로 하는 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치.
제1항에 있어서, 차량전복에 따른 수은스위치(SW4)의 개, 폐신호는 저항(R1 또는 R2), 가변저항(Vr1) 및 콘덴서(C2)에 의해 설정되는 소저의 시정수에 의해 차량전복후 일정시간이 경과된 다음 안전벨트가 해탈될 수 있도록 한 것임을 특징으로 하는 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치.
제1항에 있어서, 충돌감지센서(SW2)에서 감지되는 차량충돌신호는 NAND 게이트(I2)(I3)로 구성된 지연회로(가)를 통해 일정시간 지연시켜 NOR 게이트(I4)의 일측단자에 일정시간 지속적으로 인가되게 하여 그의 타측단자에 차량정지 신호가 인가되어야만 안전벨트가 분리되도록 한 것임을 특징으로 하는 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치.
제1항에 있어서, 수분감지센서(SW5)와 병렬로 연결된 열감지센서(Th)의 감지신호를 NOR 게이트(I5)의 일측단자에 인가시켜 그의 타측단자에 인가되는 NOR 게이트(I4)의 출력신호인 지연회로(가)나 펄스발생기(I1)의 감지신호와 무관하게 안전벨트가 즉시 분리되도록 한 것임을 특징으로 하는 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치.
제1항에 있어서, 숫결착구(2)로 단속되는 리셋트 스위치(SW3)를 암결착구(1)내에 고정설치하여 안전벨트 분리시 지연회로(가)를 리셋트 시킴과 동시에 형상기억스프링(10)에 흐르는 전류를 차단시켜 주는 것임을 특징으로 하는 자동차 안전벨트의 자동 해탈장치.