KR100494544B1 - 벨트 인 시트의 감속도 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트 인 시트의 감속도 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 감속이나 주행 및 정차상태에 따라 위치가 가변되는 볼 센서의 움직임과 이러한 볼 센서의 움직임에 따라 즉각적으로 반응하는 유압변화를 이용하여 시트벨트의 록킹작용을 수행하는 간단한 구조 및 고성능의 감속도 센서를 제공함으로써, 센서 시스템의 간소화 및 경량화로 원가절감의 효과를 얻을 수 있는 한편, 이와 같은 단순한 응답경로에 따라 우수한 응답성을 확보할 수 있으며, 따라서 차량 충돌시 또는 급제동시 탑승자의 안전성을 최대한 보장할 수 있도록 한 것이다.

Description

벨트 인 시트의 감속도 센서{Center of gravity assembly for belt in seat}

본 발명은 벨트 인 시트의 감속도 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 감속이나 주행 및 정차상태에 따라 가변되는 볼 센서의 움직임과 이때의 유압변화를 이용하여 시트벨트의 록킹작용을 수행하는 간단한 구조의 고성능 감속도 센서를 제공함으로써, 센서 시스템의 간소화 및 경량화로 원가절감의 효과를 얻을 수 있는 한편, 우수한 응답성으로 인한 충돌 안전성 향상을 도모할 수 있도록 한 벨트 인 시트의 감속도 센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 시트는 필러패널, 루프패널 등을 이용한 3점식 시트벨트 타입을 적용하고 있다.

위와 같은 사이드 3점식 시트벨트는 외관, 안전성능, 착용감 등에서 불리한 점이 있으며, 특히 시트의 위치에 따라 시트벨트 마운팅 위치가 달라지므로, 충돌성능 확보에 어려움이 있다.

이러한 점을 개선하기 위해 최근에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 리트렉터(100)를 시트에 내장한 벨트 인 시트(Belt in seat)가 개발되어 많이 적용되고 있다.

여기서, 미설명 부호 110은 시트벨트를 나타낸다.

벨트 인 시트는 시트의 위치변화에 따라 시트벨트의 3점 고정위치가 변하지 않아 착용감이 좋고, 특히 충돌성능 측면에서 우수한 면을 나타내기 때문에 선진국 등에서는 많이 채택하고 있는 추세이다.

벨트 인 시트의 채택과 관련한 주요 체크 포인트 중의 하나는 시트벨트 록킹을 위한 감속도 센서의 성능이다.

차량 충돌시나 급제동시 등과 같은 위급한 상황에서 감속도 센서가 제성능을 충분히 발휘해야만 시트벨트의 록킹작용이 확실하게 이루어지면서 탑승자의 안전을 보장할 수 있으므로, 이러한 점에서 감속도 센서의 성능은 매우 중요하다.

벨트 인 시트에서 채용하고 있는 감속도 센서는 미국특허 제6,340,209호, 제5,660,444호 등에서는 제시하고 있다.

그러나, 위와 같은 기존의 감속도 센서들은 시트 등받이의 움직임 등과 연계적으로 동작하는 센서류(예를 들면, Self-zeroing center of gravity assembly 또는 Acceleration sensor)를 채용하고 있기 때문에 구조가 복잡하고, 무엇보다도 충격에 대한 응답성이 떨어져 성능면에서 만족할만한 효과를 기대하기 어려운 단점이 있다.

예를 들면, 시트 등받이를 젖힐 경우에는 센서류의 세팅위치가 변하게 되므로, 이를 보상하기 위한 별도의 수단을 필요로 하는 등 구조적인 측면이나 기능적인 측면에서 불리한 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 감속이나 주행 및 정차상태에 따라 위치가 가변되는 볼 센서의 움직임과 이러한 볼 센서의 움직임에 따라 즉각적으로 반응하는 유압변화를 이용하여 시트벨트의 록킹작용을 수행하는 간단한 구조 및 고성능의 감속도 센서를 제공함으로써, 센서 시스템의 간소화 및 경량화로 원가절감의 효과를 얻을 수 있는 한편, 이와 같은 단순한 응답경로에 따라 우수한 응답성을 확보할 수 있으며, 따라서 차량 충돌시 또는 급제동시 탑승자의 안전성을 최대한 보장할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 감속도 센서를 리트렉터와 일체식으로 구성하여 시트 등받이의 움직임에 따른 영향을 받지 않도록 해주는 수단을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 전후방향과 나란하게 배치되면서 대기압과 통해 있는 뒷쪽이 상승하는 완만한 곡선형으로 되어 있으며, 내부에는 유체가 채워져 있는 가이드 튜브와, 상기 가이드 튜브의 내부에 배치되면서 관성에 의한 자체 무게를 이용하여 튜브를 따라 유동가능한 볼 센서와, 상기 가이드 튜브의 앞쪽과 통해 있으며 유압에 따라 상승 및 하강이 가능한 피스톤 로드와 리턴 스프링 및 이것들을 수용하는 센서 하우징과, 상기 피스톤 로드의 움직임에 따라 회동되면서 리트렉터의 래칫 휠을 구속하는 센서 암을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 튜브의 앞쪽과 뒷쪽에는 바이패스 튜브가 연결되어 볼 센서 전후의 유압이 신속히 평형을 이룰 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 튜브 내의 볼 센서는 시트 등받이의 하단 중심축을 지나는 수직선을 기준으로 하여 23∼24°의 범위 내에서 세팅위치가 가변될 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a 및 2b와 도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 감속도 센서는 차량의 주행상태에 따라 위치가 가변되는 볼 센서(11), 볼 센서(11)의 움직임에 따라 유압을 발생시키는 가이드 튜브(10), 유압변화에 따라 운동력을 발생시키는 피스톤 로드(12), 피스톤 로드(12)와 연동하면서 래칫 휠(120)을 구속하는 센서 암(15) 등으로 구성되어 있다.

시트에 내장되어 있는 리트렉터(100)의 전면에는 통상 시트벨트(110)를 감고 있는 드럼(미도시)의 내부 샤프트(130)에 결합되어 함께 회전가능한 래칫 휠(120)이 배치되고, 이 래칫 휠(120)과 인접한 위치에는 센서 하우징(14)이 설치되며, 이 센서 하우징(14)의 뒷쪽으로는 완만한 곡선형태의 가이드 튜브(10)가 연결 설치된다.

이때의 가이드 튜브(10)는 센서 하우징(14)측으로 연결되는 선단에 비해 후단을 높게 하여 시트 등받이를 젖혔을 때의 각도를 보상할 수 있도록 한다.

예를 들면, 시트 등받이의 틸팅 반경이 갖는 곡률과 가이드 튜브(10)의 곡선형태가 갖는 곡률을 같게 하고, 가이드 튜브(10)의 일정한 길이를 확보하여 줌으로써, 시트 등받이를 뒷쪽으로 젖혔을 때 볼 센서(11)가 가이드 튜브(10) 내에서 뒷쪽으로 위치 이동된 상태로 세팅될 수 있다.

이러한 볼 센서(11)는 시트 등받이의 하단 중심축을 지나는 수직선을 기준으로 하여 α= 23∼24°의 범위 내에서 세팅위치가 가변될 수 있으므로, EC 법규(12°≤α≤27°)를 만족시킬 수 있다.

상기 가이드 튜브(10)의 내부에는 볼 센서(11)를 배치하면서 이와 함께 유체를 충전하고, 센서 하우징(14)의 내부에는 위아래로 운동가능한 피스톤 로드(12)와 이것의 복원을 위한 리턴 스프링(13)을 장착한다.

또한, 상기 피스톤 로드(12)의 선단에는 리트렉터(100)상에서 핀으로 고정되어 회동가능한 센서 암(15)을 연결하여 피스톤 로드(12)의 상하 운동에 따른 센서 암(15)의 회동으로 래칫 휠(120)을 선택적으로 구속할 수 있도록 한다.

특히, 상기 가이드 튜브(10)의 선단과 후단에는 볼 센서(11)의 앞뒤로 통하는 바이패스 튜브(16)를 연결하여 볼 센서(11)의 전후 유압이 신속한 평형을 이룰 수 있도록 한다.

또한, 가이드 튜브(10)의 후단에는 대기와 통하는 대기압 튜브(17)를 설치하여 외부 조건(온도 등)에 의한 유체의 팽창에 대비한다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 감속도 센서의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 2a 및 2b는 시트 등받이의 정상적인 상태를 보여주고, 도 3a 및 3b는 시트 등받이를 뒷쪽으로 젖혔을 때의 상태를 보여준다.

도 2a 및 3a에 도시한 바와 같이, 볼 센서(11)는 차량 주행 또는 정차시 중력이 작용하는 아래에 위치해 있다가 차량 급제동시 관성력에 의해 차량 전방으로 이동한다.

계속해서, 볼 센서(11)의 전후 압력(P₁,P₂)은 평형을 잃게 되고, 도 2b 및 3b에 도시한 바와 같이, 유체로 전달된 P₁의 압력이 리턴 스프링(13)을 이겨내고 피스톤 로드(12)를 밀어 올려준다.

이때, P₁ - P₂ ＞ K(스프링 상수)의 조건이 조성된다.

피스톤 로드(12)의 이동으로 이 피스톤 로드(12)와 연계된 센서 암(15)이 회전하여 래칫 휠(120)을 멈추게 하고, 이 래칫 휠(120)과 결합되어 있는 내부 샤프트(130)를 정지시켜 시트벨트(110)의 인출을 중지시키게 되므로, 승객은 거동에 제한을 받아 충돌로부터의 위험에서 벗어날 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 차량의 감속, 주행, 정차 등의 조건에 따라 위치가 가변되는 볼 센서의 움직임과 이러한 볼 센서의 움직임에 따라 즉각적으로 반응하는 유압변화를 이용하여 시트벨트의 록킹작용을 수행하는 감속도 센서를 제공함으로써, 센서 시스템의 간단한 구조 및 경량화로 원가절감의 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으며, 센서 시스템의 고성능화에 따른 우수한 응답성을 확보할 수 있으므로, 차량 충돌시 또는 급제동시 탑승자의 안전성을 최대한 보장할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 차량의 벨트 인 시트를 보여주는 사시도

도 2a,2b는 시트 등받이의 정상적인 상태에서 본 발명에 따른 감속도 센서의 구조를 보여주는 단면도

도 3a,3b는 시트 등받이의 젖혀진 상태에서 본 발명에 따른 감속도 센서의 구조를 보여주는 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 가이드 튜브 11 : 볼 센서

12 : 피스톤 로드 13 : 리턴 스프링

14 : 센서 하우징 15 : 센서 암

16 : 바이패스 튜브 17 : 대기압 튜브

Claims (3)

1. 차량의 전후방향과 나란하게 배치되면서 대기압과 통해 있는 뒷쪽이 상승하는 완만한 곡선형으로 되어 있으며, 내부에는 유체가 채워져 있는 가이드 튜브(10);

   상기 가이드 튜브(10)의 내부에 배치되면서 관성에 의한 자체 무게를 이용하여 튜브를 따라 유동가능한 볼 센서(11);

   상기 가이드 튜브(10)의 앞쪽과 통해 있으며 유압에 따라 상승 및 하강이 가능한 피스톤 로드(12)와 리턴 스프링(13) 및 이것들을 수용하는 센서 하우징(14);

   상기 피스톤 로드(12)의 움직임에 따라 회동되면서 리트렉터의 래칫 휠을 구속하는 센서 암(15);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 인 시트의 감속도 센서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 튜브(10)의 앞쪽과 뒷쪽에는 바이패스 튜브(16)가 연결되어 볼 센서 전후의 유압이 신속히 평형을 이룰 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 벨트 인 시트의 감속도 센서.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 튜브(10) 내의 볼 센서(11)는 시트 등받이의 하단 중심축을 지나는 수직선을 기준으로 하여 23∼24°의 범위 내에서 세팅위치가 가변될 수 있는 것을 특징으로 하는 벨트 인 시트의 감속도 센서.